JP2009046020A - 燃料電池車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃費を低減させることなく、燃料電池の温度の上昇を抑制して、車両の登坂走行が可能な燃料電池車両の制御装置を提供する。
【解決手段】車両を走行させるモータ１４と、車両の車室の熱を車両外部に放出するコンデンサ２２を有し車室の空調をする空調装置２１と、モータ１４と空調装置２１を駆動する電力を供給する燃料電池６と、燃料電池での発電の際に発生する熱を車両外部へ放出しコンデンサ２２の車両走行方向後方に配置されるラジエータ９とを有する燃料電池車両の制御装置２であって、燃料電池６の温度と予め設定される温度閾値とを比較する第１比較部と、燃料電池６の温度が温度閾値以上となったとき、空調装置２１の出力を低減させる空調出力低減部とを設けている。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池から電力を供給しモータを駆動して車両を走行させる燃料電池車両の制御装置に関する。

燃料電池車両は、近年の地球温暖化の原因とされる二酸化炭素を、車両の排気ガスから削減する対策の１つとして注目されている。この燃料電池車両に搭載される燃料電池は、水素を含む燃料ガスと、空気等の酸化剤ガスとが、電解質・電極触媒複合体に供給されることで、化学反応を起こし、電力を発生させるとともに、反応生成物として水分を生成し、反応熱を放出する。このため、燃料電池によれば、排気ガスの換わりに水分が放出されるという究極のクリーン車両が提供でき、地球温暖化の抑制が期待される。

そして、燃料電池で発生した電力は、モータに供給されてモータを駆動し車両を走行させることになる。車両の走行に際しては、車両を登坂させる場合が必ず生じる。車両を登坂させると、モータに大きなトルクが必要になるので、燃料電池はモータに大電力を供給することになり、これに応じて、反応熱も増大し、燃料電池の温度が上昇する。燃料電池に用いられている前記電解質・電極触媒複合体の耐熱温度は１００℃前後であるため、燃料電池の温度がこの耐熱温度を超えないように、燃料電池車両には、燃料電池を冷却するための冷却システムが設けられている。冷却システムでは、ラジエータと燃料電池との間で冷却水を循環させることで、燃料電池で発生した熱を、冷却水を介してラジエータに伝え、ラジエータから大気に放出している。

また、燃料電池の温度の上昇を抑えるために、燃料電池車両に蓄電装置を備えておき、蓄電装置からも電力をモータに供給することにより、燃料電池から供給する電力を減少させる手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−５３０５１号公報（図１）

しかし、蓄電装置からモータに電力を供給した後には、今後の供給に備えて、蓄電装置を燃料電池で充電する必要がある。燃料電池からモータまでの電力の伝送効率という観点からすると、燃料電池で発電した電力を一旦蓄電装置で充放電することでモータへ供給する電力の伝送効率は、燃料電池で発電した電力を直接モータへ供給する電力の伝送効率に比べて小さくなる。このため、蓄電装置を多用することは、いわゆる燃費を低下させると考えられた。

ところで、根本的に燃料電池の温度を上げないためには、冷却システムの冷却能力を向上させればよいとも考えられる。通常、燃料電池は８０℃程度の温度で高効率に発電する。ラジエータでは、燃料電池で８０℃程度に温められた冷却水で、燃料電池が発する熱を外気、例えば２０℃程度に捨てる能力が求められる。このような冷却能力を実現することは、温度差が高々６０℃程度しかなく、車両内に配置するためラジエータに許容される大きさが限られる状況においては容易でない。そこで、車両の走行により相対的に生じる風を受けて冷却能力を向上させるために、ラジエータは、車両の走行方向前面のフロントグリルの裏に配置されている。

また、燃料電池車両を含め車両には、運転者等が乗車するための車室が設けられている。この車室は、空調装置によって温度調整がされている。空調装置は、コンデンサと、車室の空気に接するエバポレータとの間で冷媒を循環させることで、車室内の熱を、冷媒を介してエバポレータからコンデンサに伝え、コンデンサから大気に放出している。冷媒は断熱圧縮されることにより、コンデンサでの温度は５０℃程度になっている。ラジエータ同様外気温を２０℃程度とすると、コンデンサでは、高々温度差３０℃を用いて放熱していることになる。そして、コンデンサも、この温度差を確保し、さらに、車両の走行により相対的に生じる風を受けて冷却能力を向上させるために、フロントグリルの裏に配置されている。

前記により、ラジエータとコンデンサとは、フロントグリルの裏側に配置されている。ラジエータとコンデンサの両者の位置関係であるが、風は車両の走行方向前方から後方へ流れるので、温度の低い方が、車両の走行方向前方になるように配置されている。この配置によれば、前後どちらに配置されたものでも、熱の放出が可能である。コンデンサはたとえば５０℃で、たとえば８０℃のラジエータより温度が低いので、ラジエータの前方に配置される。前後逆に配置すると、ラジエータから放出された熱で暖められた風（空気）の温度がコンデンサの温度より高くなり、このような高温の風（空気）がコンデンサへ流れていってもこの高温の風（空気）へはコンデンサから熱が放出できない場合が考えられる。一方、前方からたとえば５０℃のコンデンサ、たとえば８０℃のラジエータの順に配置すると、コンデンサから放出された熱で暖められた風（空気）の温度、いわゆる、ラジエータへの導入空気温度は、ラジエータの温度より高くならないので、風（空気）はラジエータへ流れて行き、ラジエータから風（空気）へ熱を放出できる。

しかし、走行方向前方からコンデンサ、ラジエータの順に配置すると、ラジエータは、コンデンサから放出された熱で暖められた風（空気）で冷却されるので、ラジエータの温度とラジエータへの導入空気温度との温度差が小さくなり、ラジエータの冷却効率は多少なりとも低下していることになる。

車両が登坂走行する場合に、燃料電池の温度の上昇を抑制するために、ラジエータの冷却効率を向上させたくても、コンデンサすなわち空調装置の影響により、ラジエータの冷却効率の向上が制限されるのは不合理であると考えられた。

本発明は、前記点に鑑み、燃費を低減させることなく、燃料電池の温度の上昇を抑制して、車両の登坂走行が可能な燃料電池車両の制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、車両を走行させるモータと、前記車両の車室の熱を車両外部に放出するコンデンサを有し前記車室の空調をする空調装置と、前記モータと前記空調装置を駆動する電力を供給する燃料電池と、前記燃料電池での発電の際に発生する熱を車両外部へ放出し前記コンデンサの前記車両走行方向後方に配置されるラジエータとを有する燃料電池車両の制御装置であって、前記燃料電池の温度と予め設定される温度閾値とを比較する第１比較部と、前記燃料電池の温度が前記温度閾値以上となったとき、前記空調装置の出力を低減させる空調出力低減部とを設けたことを特徴としている。

本発明によれば、車両が登坂走行して、燃料電池の温度が上昇すると、前記第１比較部が、前記温度閾値を用いて、燃料電池の温度の上昇を検知し、この温度の上昇を受けて、前記空調出力低減部は、前記空調装置の出力を低減することができる。前記空調装置の出力を低減することで、空調装置のコンデンサからの排熱量を減らすことができる。そして、燃料電池を冷却する冷却装置のラジエータへの導入空気温度を下げることができ、ラジエータの放熱量を増加できる。この結果、燃料電池を効果的に冷却でき、燃料電池の温度の上昇を抑制することができる。そして、燃料電池の過熱(オーバーヒート)による前記電解質・電極触媒複合体の機能低下を防止できる。また、前記空調装置へ燃料電池から電力が供給されているのであれば、空調装置の出力の低減により、空調装置での電力消費は低下し、この低下に対応する電力分だけ燃料電池の発電量及び発熱量をカットすることができる。このカットによっても、燃料電池の温度の上昇を抑制でき、燃費向上につながる。

また、本発明では、外気温度が高いほど大きくなるように出力閾値が決定される決定部と、前記空調装置の出力と前記出力閾値とを比較する第２比較部とを、さらに、設けてもよく、前記空調装置の出力の下限を前記出力閾値とすることを特徴としている。

本発明によれば、前記空調出力低減部が、前記空調装置の出力を低減させても、前記空調装置の出力は前記出力閾値以上に設定されるので、前記空調装置は運転者等の必要最低限の要求に応えるだけの空調能力を発揮することができる。

車両の外気温度の高低によって、運転者等が要求する必要最低限の空調能力は異なる。すなわち、外気温度が高いほど、応じて高まった車室の温度を適温まで下げたいと運転者等は欲するので、より大きな空調能力が要求される。そこで、前記決定部は、外気温度が高いほど大きくなるように出力閾値を決定することで、外気温度が上昇して、運転者等が要求する必要最低限の空調能力が高まると、応じて空調装置の出力を高めることを可能にしている。

また、本発明では、前記車両が現在走行している路面の現勾配量と、前記車両が直近の過去に走行していた路面の勾配量実績値と、前記車両が直近の未来に走行するであろう路面の勾配量予測値との少なくとも１つを取得する勾配量取得部と、前記現勾配量と前記勾配量実績値と前記勾配量予測値との少なくとも１つが大きいほど、前記温度閾値を小さく設定する閾値設定部とを、さらに、設けていてもよい。

車両の登坂走行において、走行する路面の勾配量が大きいほど、燃料電池の温度は上昇しやすいので、勾配量が大きい場合は、燃料電池の温度が急上昇するであろうことはわかっている。そこで、燃料電池の温度が一定の値まで上昇するのを待たずに、前記空調装置の出力を低減できれば、より効果的に、燃料電池の温度の急上昇を抑制することができる。本発明では、前記温度閾値を可変にし、勾配量が大きい場合は前記温度閾値を小さく設定することで、急勾配により燃料電池の温度が上昇に転じた初期の段階で、前記空調装置の出力を低減でき、燃料電池の温度の急上昇を抑制し、燃料電池の温度の上昇ピーク値を低く抑えている。逆に、勾配量が小さい場合は、燃料電池の温度もゆっくりと上昇すると考えられる。そこで、燃料電池の温度がある程度上昇した後で、前記空調装置の出力を低減しても、燃料電池の温度の上昇ピーク値は高々知れているので、温度の上昇を迅速に検知するより、温度の上昇の確実な検知が求められ、前記温度閾値は高く設定されることになる。

なお、前記の勾配量としては、前記車両が現在走行している路面の現勾配量を用いることができるのはもちろんであるが、前記車両が直近の過去に走行していた路面の勾配量実績値を用いてもよい。勾配量実績値から車両が今後走行する路面の勾配量を予測することができるからである。また、勾配量実績値を用いれば、現勾配量が一時的に上昇した場合においてまで空調装置の出力を低減することはなくなり、安定した空調が提供できる。そして、前記車両が直近の未来に走行するであろう路面の勾配量予測値を用いてもよい。勾配量予測値を用いれば、燃料電池の温度の上昇の予測が正確にでき、その温度の上昇に見合った空調装置の出力の低減が可能になる。

また、本発明では、前記車両が現在走行している路面の現勾配量と、前記車両が直近の過去に走行していた路面の勾配量実績値と、前記車両が直近の未来に走行するであろう路面の勾配量予測値との少なくとも１つを取得する勾配量取得部と、前記現勾配量と前記勾配量実績値と前記勾配量予測値との少なくとも１つと、勾配閾値とを比較する第３比較部と、前記現勾配量と前記勾配量実績値と前記勾配量予測値との少なくとも１つが勾配閾値以上の場合に、前記車両の最大車速値を低減させる最大車速値低減部と、前記現勾配量と前記勾配量実績値と前記勾配量予測値との少なくとも１つが勾配閾値以上の場合に、前記車両の運転者に車速低減の警告をする警告部とを、さらに、設けていてもよい。

車両に搭載されるモータは低速域から高トルクを発生できる。よって、急勾配（急坂）でも冷却を考慮しなければ、モータの最大出力と前記勾配量できまる最大車速値まで加速可能となり、過負荷の発電要求が燃料電池に生じる。これにより、燃料電池はオーバーヒートが生じやすく、燃料電池の出力が制限される場合がある。急坂での燃料電池の出力制限は車速低下だけでなく、車両停止に至る可能性が高い。このような事態を避けるために、本発明では、急坂の登坂に際して運転者に車速低減する旨の警告を出した上で、最大車速値を抑えた運転とする。これによりオーバーヒートを抑制でき、車両停止のない継続した急坂登坂が可能となり、安全性を高めることができる。

また、本発明における前記勾配量予測値の取得では、ナビゲーションシステムの情報を利用することが好ましい。ナビゲーションシステムは、運転者が目的地を設定することにより、現在位置から目的地までの最適なルートを検索し運転者に表示する。運転者は、この表示されたルートをたどるように車両を走行させる。したがって、ナビゲーションシステムに表示されたルートは、車両が直近の未来に走行するであろうルートであると考えられる。このルート上の複数の路面の標高とこれら路面間の走行距離とを別途取得することにより、前記勾配量予測値の算出が可能になる。前記勾配量予測値が明らかになれば、燃料電池の温度の上昇を、正確に予測することが可能になる。

また、本発明では、前記車両が現在走行している路面の現勾配量と前記車両が直近の過去に走行していた路面の勾配量実績値のどちらか一方と、前記車両が直近の未来に走行するであろう路面の勾配量予測値とを取得する勾配量取得部と、前記勾配量予測値と、急坂判定閾値とを比較する第４比較部と、前記現勾配量と前記勾配量実績値のどちらか一方と、緩斜面判定閾値とを比較する第５比較部と、前記勾配量予測値が前記急坂判定閾値以上であり、前記現勾配量と前記勾配量実績値のどちらか一方が前記緩斜面判定閾値以下である場合に、前記空調装置の出力を増大させる空調出力増大部とを、さらに、設けていてもよい。

本発明の基本として、目的地までのルートに急坂があり、燃料電池の冷却が厳しい場合は、その急坂にて空調装置の出力が低減される。この空調装置の出力の低減により、車室の温度が上昇し、運転者が快適と体感できる温度域から上に外れてしまう場合があると考えられる。そこで、走行先に急坂があることが予測され、現在の走行路面が平坦であったり緩斜面であったりする場合は、現在の燃料電池の発電量に余裕があるので、この余裕のある状態の燃料電池の出力を上げて、空調装置の出力を増大させ、急坂を登坂するに先立って、車室内を予め、たとえば運転者が快適と体感できる温度域の下限温度まで、冷却しておくことができる。このように過冷却しておくことにより、急坂において、車室の温度が上昇しても、車室の温度を、運転者が快適と体感できる温度域内に長時間維持することができる。

また、本発明における前記燃料電池車両は、前記モータと前記空調装置を駆動する電力を供給可能であり、前記燃料電池が発電した電力を蓄電可能である蓄電装置を有し、さらに、本発明の前記燃料電池車両の制御装置は、前記燃料電池の出力を低減させ前記蓄電装置の出力を増大させる蓄電装置アシスト制御モードと、前記燃料電池の出力を増大させ前記蓄電装置の出力を低減させる燃料電池燃費優先制御モードとを備え、前記車両が現在走行している路面の現勾配量と前記車両が直近の過去に走行していた路面の勾配量実績値のどちらか一方と、前記車両が直近の未来に走行するであろう路面の勾配量予測値とを取得する勾配量取得部と、前記勾配量予測値と、第２急坂判定閾値とを比較する第６比較部と、前記現勾配量と前記勾配量実績値のどちらか一方と、第２緩斜面判定閾値とを比較する第７比較部と、前記勾配量予測値が前記第２急坂判定閾値以上になり、前記現勾配量と前記勾配量実績値のどちらか一方が前記第２緩斜面判定閾値以下なった場合に、前記燃料電池燃費優先制御モードから前記前記蓄電装置アシスト制御モードへ選択を切り替えるモード選択部とを設けていてもよい。

本発明の基本として、目的地までのルートに急坂があり、燃料電池の冷却が厳しい場合は、その急坂にて空調装置の出力が低減される。この空調装置の出力の低減により、急坂での燃料電池の温度の上昇が抑制される。さらに急坂にて燃料電池の冷却が厳しい場合に、バッテリからの出力を増加し、燃料電池の出力を少なくすることで燃料電池の発熱を抑えることが出来る。しかしながら、そのためには、燃料電池の冷却が厳しくなる前にバッテリの蓄電容量が十分大きくなっている必要がある。なぜなら、蓄電容量が少ないと燃料電池の冷却が厳しいときに、バッテリからのアシストが短時間しか行えず、燃料電池の発熱を抑えきれなくなる可能性が高いからである。一方、ブレーキや下り坂での回生エネルギが生じる場合、回生エネルギを十分にバッテリに蓄電できると燃費が向上する。そのために、通常、蓄電容量は、回生エネルギを回収するための容量を空け、５０〜６０％程度の蓄電容量を目標（目標蓄電量）にバッテリ入出力制御を行っている。そのため、走行先に急坂があることが予測され、現在の走行路面が平坦であったり緩斜面であったりする場合には、バッテリの目標蓄電量を増加する。そして、燃料電池の冷却に余裕があるときに燃料電池からバッテリに電力を蓄え、急坂で燃料電池の冷却が厳しいときにバッテリからの出力を増加し、燃料電池からの出力を低減させることで急坂走行を続けることができる。登降坂の頻度が高い山岳モードから登降坂の頻度が低い市街地モードになったことを検知した後に目標蓄電量を下げ、回生エネルギを十分回収できる燃費重視モードに切換えることで燃料電池の冷却タフネスと、燃費向上の双方のバランスがとれる。

本発明によれば、燃費を低減させることなく、燃料電池の温度の上昇を抑制して、車両の登坂走行が可能な燃料電池車両の制御装置を提供できる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。

（燃料電池車両１）
図１は、実施形態に係る燃料電池車両の制御装置２を搭載した燃料電池車両１の構成図である。なお、図1中、二重線は機械力の伝達経路を示し、実線は電力線を示し、太い点線は冷却システム４の冷却水の循環経路を示し、細い点線は制御線を示している。

燃料電池車両１は、モータ１４と、モータ１４の回転を減速させて伝達する減速装置１３と、伝達した回転力を複数の駆動輪１１に分配する差動装置１２と、その駆動輪１１とを有している。

モータ１４には、たとえば、交流同期電動機を用いることができる。モータ１４に接続するインバータ１５は、燃料電池６あるいはバッテリ（蓄電装置）１９から供給された直流電流を、三相交流電流に変換し、モータ１４に供給する。そして、モータ１４は駆動・回転し、燃料電池車両１を走行させることができる。アクセルペダル１６は、燃料電池車両の運転者によって操作されることにより、モータコントローラ１８とインバータ１５とを介して、モータ１４の回転数およびトルクを制御することができる。また、モータ１４の近傍にはトルクセンサ１７が設けられており、トルクセンサ１７は、モータ１４で発生しているトルクを計測し、計測結果を燃料電池車両の制御装置２に出力している。

イグニションスイッチ（ＩＧ）２５は、燃料電池車両１を起動・停止させるためのスイッチであり、具体的には、燃料電池車両の制御装置２やモータコントローラ１８、バッテリコントローラ２０、空調コントローラ２３、燃料電池コントローラ５、ナビゲーションシステム２９等を起動・停止させることができる。

走行距離計２６は、燃料電池車両１の走行距離を計測し、計測結果を燃料電池車両の制御装置２に出力する。

車速センサ２７は、燃料電池車両１の車速を計測し、計測結果を燃料電池車両の制御装置２に出力する。そして、計測された車速と、トルクセンサ１７とで計測されたトルクとに基づいて、燃料電池車両の制御装置２は、現在走行中の路面の勾配量を推定する。

外気温センサ２８は、燃料電池車両１の外気温を計測し、計測結果を燃料電池車両の制御装置２に出力する。

ナビゲーションシステム２９は、運転者が目的地を設定することにより、現在位置から目的地までの最適なルートを検索し運転者に表示する。そして、検索されたルート上の複数の路面の標高とこれら路面間の走行距離とをナビ（Ｎａｖｉ）情報として抽出し、抽出結果を燃料電池車両の制御装置２に出力する。そして、燃料電池車両の制御装置２において、複数の路面の標高とこれら路面間の走行距離等に基づいて、路面の勾配量が算出される。

バッテリコントローラ２０は、バッテリ１９が、モータ１４と空調装置本体２１を駆動させる電力を供給可能なように制御する。また、バッテリコントローラ２０は、バッテリ１９が、燃料電池６が発電した電力を蓄電可能なように制御する。さらに、バッテリコントローラ２０は、バッテリ１９が、モータ１４で発電した回生電力を蓄電可能なように制御する。バッテリ１９は、モータ１４と空調装置本体２１を駆動する電力を供給可能である。また、バッテリ１９は、燃料電池６が発電した電力を蓄電できる。

また、燃料電池車両１は、運転者や乗客が乗り込む車室を有し、この車室の空調をする空調装置、いわゆるエアコンディショナ（ＡＣ）を有している。この空調装置は、本発明の理解を容易にするために、車室の熱を車両外部に直接に放出するコンデンサ２２と、このコンデンサ２２以外の図示を省略したエバポレータ等を備えた空調装置本体２１とに分けて記載している。

車室温センサ３０は、車室温を計測し、計測結果を空調コントローラ２３に出力する。また、温調ツマミ３１は、運転者等によって、運転者等の所望の車室温に設定される。空調コントローラ２３は、温調ツマミ３１に設定された車室温に、実際の車室温が一致するように、空調装置本体２１等を制御する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、燃料電池６から出力される直流電圧を、バッテリ１９の電圧に等しくなるように調整している。

燃料電池６は、燃料電池コントローラ５と冷却システム４と一緒になって、燃料電池システム３を構成している。燃料電池コントローラ５は、アクセルペダル１６の操作量に応じ、すなわち、モータ１４の必要とする電力量に応じた電力量を、燃料電池６が発電するように制御している。

冷却システム４では、循環ポンプ８によって、冷却水が、燃料電池６とラジエータ９との間を循環している。燃料電池６において、冷却水は、発電により発熱した燃料電池６を冷却する。このことにより、冷却水自身の水温は燃料電池６の温度程度まで上昇する。水温センサ７は、上昇後の冷却水の水温を計測し、計測結果を燃料電池車両の制御装置２に出力する。なお、上昇後の冷却水の水温は、燃料電池６の温度にほぼ等しいので、水温の計測は、実質的に燃料電池６の温度を計測したことに等価である。冷却水がラジエータ９に流れ込むと、冷却水は冷却される。燃料電池で発生した熱は、冷却水を介してラジエータ９に伝達され、ラジエータ９において車両外部へ放出される。冷却された冷却水は再び燃料電池６に戻り、冷却システム４を循環する。ラジエータ９の空冷効率を高めるために、ラジエータ９に送風するラジエータファン１０が設けられている。

そして、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の制御装置２は、車速センサ２７や外気温センサ２８等のセンサ群から計測結果を入力し、これらの計測結果に基づいて、モータコントローラ１８、バッテリコントローラ２０、空調コントローラ２３、燃料電池コントローラ５等のコントローラ群を制御している。これらの制御の詳細は後記する。

図２（ａ）に燃料電池車両１の前部を上方から透視した透視図を示し、図２（ｂ）に燃料電池車両１の前部を側方から透視した透視図を示す。

燃料電池車両１の車両走行方向３３の前面にはフロントグリル３５が設けられ、フロントグリル３５を通して、外気を燃料電池車両１の内部に流入可能になっている。燃料電池車両１が車両走行方向３３に走行することにより、燃料電池車両１に対して相対的に、空気の流れ方向３４に添った風が、フロントグリル３５から燃料電池車両１の内部に流入してくる。フロントグリル３５の裏側には、車両走行方向３３の前方から後方に向かって順に、コンデンサ２２と、ラジエータ９と、ラジエータファン１０とが、車体フレーム３２に固定されている。さらに、それらの後方で、運転者等が搭乗可能な車室の前方には、燃料電池６や空調装置本体２１等が配置されている。

前記空気の流れ方向３４に添った前記風は、フロントグリル３５を通った後、コンデンサ２２、ラジエータ９の順に通過しながら、コンデンサ２２とラジエータ９とを放熱させる。なお、ラジエータファン１０によれば、燃料電池車両１が停車していても、空気の流れ方向３４に添った風を発生させることができる。

ラジエータ９を通過する風は、まずコンデンサ２２を通過しているので、コンデンサからの放熱により温められ、この温まりの程度により、この風によるラジエータの冷却効率は左右されると考えられる。

（燃料電池車両の制御装置２）
図３に本発明の実施形態に係る燃料電池車両の制御装置２の構成図を示す。燃料電池車両の制御装置２は、メインコントローラ４１と、ＡＣ出力制限コントローラ４２と、急坂車速制限コントローラ４３と、ＡＣ予備冷却切り替えコントローラ４４と、ＳＯＣ切り替えコントローラ４５とを有している。メインコントローラ４１は、概略、路面の現勾配量等の各種勾配量を取得し、それら勾配量の急緩を場合に応じて判定したり、急坂の登坂による燃料電池温度の上昇を場合に応じて判定したりするための各種の閾値を設定している。ＡＣ出力制限コントローラ４２は、概略、勾配量の急緩の判定や、燃料電池温度の上昇の判定を行い、勾配量を急と判定したり燃料電池温度が上昇したと判定したりしたときは、空調コントローラ２３（図１参照）を介して、空調装置本体２１（図１参照）の出力を低減する。急坂車速制限コントローラ４３は、概略、勾配量の急緩の判定を行い、勾配量を急と判定したときは、モータコントローラ１８（図１参照）を介して、車速を制限する。ＡＣ予備冷却切り替えコントローラ４４は、概略、現在および先方の勾配量の急緩の判定や、燃料電池温度の高低の判定を行い、勾配量に関し現在は緩斜面だが先方に急坂があると判定したり燃料電池温度が低いと判定したりしたときは、その急坂での車室温の上昇に備えて車室を過冷却するために、空調コントローラ２３（図１参照）を介して、空調装置本体２１（図１参照）の出力を増大させる。ＳＯＣ切り替えコントローラ４５は、概略、現在および先方の勾配量の急緩の判定や、燃料電池温度の高低の判定を行い、勾配量に関し現在は緩斜面だが先方に急坂があると判定したり燃料電池温度が高いと判定したりしたときは、その急坂にて燃料電池温度上昇を抑えるためにバッテリの出力を増大きせ燃料電池の出力を低減させたい。そのために、急坂前の緩斜面にてバッテリの充電量（ＳＯＣ）を増加させておく。通常バッテリの充電量（ＳＯＣ）はブレーキの回生を十分に吸収できるように５０〜６０％程度に抑えておく方が燃費がよいとされているが、登り下りの激しい山岳路面では目標充電量（ＳＯＣ）を１００％近くに設定する方が回生効率と燃料電池の冷却効率のバランスがとれる。

次に、前記メインコントローラ４１について、詳細に説明する。図４に、メインコントローラ４１の構成図を示す。メインコントローラ４１は、現モータトルク、現車速、現走行距離、燃料電池温度を入力する入力部４７と、空調装置本体２１を制限する制限最大出力値（変数）を出力する出力部４８を有している。さらに、メインコントローラ４１は、制限最大出力値（変数）を設定するＡＣの制限最大出力値設定部４９と、燃料電池車両１の制限される最大車速値（変数）を設定する最大車速値設定部５０とを有する。また、メインコントローラ４１は、燃料電池車両１が現在、今まさに走行している路面の現勾配量を取得する現勾配量設定（取得）部５１と、現勾配量を取得した際の走行距離を取得する走行距離取得部５２と、この同時に取得された現勾配量と走行距離とを互いに関係付けて記憶する現勾配量走行距離記憶部５３と、直近の一定間隔の走行距離にわたり登り勾配に関して現勾配量の平均を求め平均勾配量実績値を取得する実績値取得部５４と、ナビゲーションシステム２９によって抽出されたこれから走行するであろうルートに基づき、そのルート上の路面の直近の一定間隔の走行距離にわたり登り勾配に関して勾配量の平均を求め平均勾配量予測値を取得する予測値取得部５５とを有している。現勾配量設定（取得）部５１と実績値取得部５４と予測値取得部５５とは、特許請求の範囲の勾配量取得部に対応している。

なお、現勾配量設定（取得）部５１は、計測された車速とトルクとに基づいて、現勾配量を決定可能な車速・トルク−勾配量データベース５１ａを備えていてもよい。図５に、車速・トルク−勾配量データベース５１ａに記憶された、車速とモータのトルクと勾配量との関係を示す。この関係は、車速が一定であれば、トルクが大きいほど、勾配量は大きくなるという関係と、トルクが一定であれば、車速が大きいほど、勾配量は小さくなるという関係を示している。これらの関係から、計測した車速とトルクに基づいて現勾配量を推定することができる。

また、車速・トルク−勾配量データベース５１ａに限らず、モータ１４のモータ出力と燃料電池車両１の加速度とから現勾配量を推定してもよい。具体的には、平坦路でのモータ出力と加速度との関係を、モータ出力に対する基準加速度の関係として記憶しておく。そして、現モータ出力を計測し、この現モータ出力と、モータ出力に対する基準加速度の関係を用いて、現モータ出力に対応する基準加速度を求める。また、現加速度を計測し、現加速度と、現モータ出力に対応する基準加速度とを比較する。現加速度が現モータ出力に対応する基準加速度をこえていれば降坂と判定できる。また、現加速度が現モータ出力に対応する基準加速度未満であれば登坂と判定できる。さらに、現加速度と、現モータ出力に対応する基準加速度との差の大小により、重登坂、軽登坂、重降坂、軽降坂等の現勾配量を推定することができる。

また、メインコントローラ４１は、ＡＣ出力制限コントローラ４２が空調装置本体２１（図１参照）の出力を低減するか否かの判定に用いる空調低減判定閾値を設定する空調低減判定閾値設定部５６（特許請求の範囲の閾値設定部に対応）を有している。空調低減判定閾値設定部５６は、取得された前記現勾配量、前記平均勾配量実績値、前記平均勾配量予測値の内の少なくとも１つの勾配量に基づいて、空調低減判定閾値を決定可能な勾配量−空調低減判定閾値データベース５６ａを備えていてもよい。図６に、勾配量−空調低減判定閾値データベース５６ａに記憶された、勾配量と空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣとの関係を示す。この関係は、勾配量が大きいほど、空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣは小さくなるという関係を示している。さらに、図６に示すように、前記現勾配量または前記平均勾配量実績値を勾配量として上記関係を示す関係曲線を描いておき、その関係曲線を前記平均勾配量予測値の大きさに応じて上下させてもよい。具体的には、平均勾配量予測値が大きくなるほどその大きな急坂に備えて空調低減がしやすいように、空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣを小さくしている。そして、これらの関係から、取得した前記現勾配量、前記平均勾配量実績値、前記平均勾配量予測値に基づいて空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣを決定することができる。

また、メインコントローラ４１は、ＡＣ予備冷却切り替えコントローラ４４が急坂での車室温の上昇に備えて車室を過冷却するか否かの判定に用いる空調予備冷却判定閾値を設定する空調予備冷却判定閾値設定部５７を有している。空調予備冷却判定閾値設定部５７は、取得された前記現勾配量、前記平均勾配量実績値、前記平均勾配量予測値の内の少なくとも１つの勾配量に基づいて、空調予備冷却判定閾値を決定可能な勾配量−空調予備冷却判定閾値データベース５７ａを備えていてもよい。図６に、勾配量−空調予備冷却判定閾値データベース５７ａに記憶された、勾配量と空調予備冷却判定閾値ＴＷ＿ＡＣＵＰとの関係を示す。この関係は、勾配量が大きいほど、空調予備冷却判定閾値ＴＷ＿ＡＣＵＰは小さくなるという関係を示している。さらに、図６に示すように、前記現勾配量または前記平均勾配量実績値を勾配量として上記関係を示す関係曲線を描いておき、その関係曲線を前記平均勾配量予測値の大きさに応じて上下させてもよい。具体的には、平均勾配量予測値が大きくなるほどその大きな急坂に備えて空調予備冷却がしやすいように、空調予備冷却判定閾値ＴＷ＿ＡＣＵＰを小さくしている。そして、これらの関係から、取得した前記現勾配量、前記平均勾配量実績値、前記平均勾配量予測値に基づいて空調予備冷却判定閾値ＴＷ＿ＡＣＵＰを決定することができる。

また、等しい勾配量に対して、空調予備冷却判定閾値ＴＷ＿ＡＣＵＰは、空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣより小さく設定されている。空調予備冷却判定閾値ＴＷ＿ＡＣＵＰと、空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣとはともに、冷却水の水温（燃料電池温度）と大小関係が比較されるが、急坂により冷却水の水温が上昇すると、その上昇の過程で、まず、低温設定の空調予備冷却判定閾値ＴＷ＿ＡＣＵＰに係るＡＣ予備冷却切り替えコントローラ４４が動作し、次に、高温設定の空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣに係るＡＣ出力制限コントローラ４２が動作するという一連の２段階動作が可能になる。

また、メインコントローラ４１は、ＳＯＣ切り替えコントローラ４５が急坂での燃料電池温度の上昇に備えてバッテリ蓄電量を十分に増加させるか否かの判定に用いるモード切り替え判定閾値を設定するモード切り替え判定閾値設定部５８を有している。モード切り替え判定閾値設定部５８は、取得された前記現勾配量、前記平均勾配量実績値、前記平均勾配量予測値の内の少なくとも１つの勾配量に基づいて、モード切り替え判定閾値を決定可能な勾配量−モード切り替え判定閾値データベース５８ａを備えていてもよい。図７に、勾配量−モード切り替え判定閾値データベース５８ａに記憶された、勾配量とモード切り替え判定閾値ＴＷ＿ＳＯＣとの関係を示す。この関係は、勾配量が大きいほど、モード切り替え判定閾値ＴＷ＿ＳＯＣは小さくなるという関係を示している。さらに、図７に示すように、前記現勾配量または前記平均勾配量実績値を勾配量として上記関係を示す関係曲線を描いておき、その関係曲線を前記平均勾配量予測値の大きさに応じて上下させてもよい。具体的には、平均勾配量予測値が大きくなるほどその大きな急坂に備えてモード切り替え（目標ＳＯＣを増大させバッテリ蓄電量を増大させるような切り替え）がしやすいように、モード切り替え判定閾値ＴＷ＿ＳＯＣを小さくしている。そして、これらの関係から、取得した前記現勾配量、前記平均勾配量実績値、前記平均勾配量予測値に基づいてモード切り替え判定閾値ＴＷ＿ＳＯＣを決定することができる。通常は回生エネルギを十分バッテリに蓄えられるように目標充電量（目標ＳＯＣ）は半分くらいに設定されるが、ＴＷ＿ＳＯＣによって、バッテリの目標充電量（目標ＳＯＣ）を（１００％近くまで）あげるモードに切り替えることで充電可能なときに満充電状態（ＦＵＬＬ）にしておき、急坂によって水温が急上昇した場合は、バッテリからの持ち出し量を増やし、燃料電池の発電量を低減できるようにする。

次に、前記ＡＣ出力制限コントローラ４２について、詳細に説明する。ＡＣ出力制限コントローラ４２は、勾配量の急緩の判定や、燃料電池温度の上昇の判定を行い、勾配量を急と判定したり燃料電池温度が上昇したと判定したりしたときは、空調コントローラ２３（図１参照）を介して、空調装置本体２１（図１参照）の出力を低減している。

図８に、ＡＣ出力制限コントローラ４２の構成図を示す。ＡＣ出力制限コントローラ４２は、冷却水の水温（燃料電池温度）を入力する入力部６１と、冷却水の水温と前記空調低減判定閾値と比較する空調低減（温度）比較部６２と、冷却水の水温が空調低減判定閾値以上となったとき、前記空調装置本体２１（図１参照）の出力を低減させる空調出力低減部６３とを有している。そして、空調出力低減部６３は、冷却水の水温の変動に応じて、段階的に空調出力を低減している。このために、空調出力低減部６３は、低減回数（変数）Ｎに１を代入する低減回数Ｎ代入部６３ａと、１回分の低減幅である単位低減幅ΔＡＣと低減回数Ｎの積算値を、無制限最大出力値から減算することにより、ＡＣ制限量を算出する空調制限量算出部６３ｂと、空調装置本体２１（図１参照）が出力可能な最大出力値として、前記空調コントローラ２３（図１参照）に記憶される制限最大出力値（変数）にＡＣ制限量を代入する制限最大出力値代入部６３ｃとを有している。空調装置本体２１は、空調コントローラ２３（図１参照）に記憶された制限最大出力値（変数）が最大出力値となるように空調コントローラ２３によって運転されるので、空調コントローラ２３（図１参照）に記憶された制限最大出力値（変数）を空調出力低減部６３によって低減することによって、空調装置本体２１の出力を低減することができる。

タイマ６４は、制限最大出力値代入部６３ｃによる代入後、所定の待ち時間の計測をスタートさせ、所定の待ち時間の経過後に、次の冷却出力低減の効果を検証するための工程を実施する部に、たとえば、必要下限判定閾値決定部６５に実行スタートを促すスタート信号を出力する。

必要下限判定閾値決定部（特許請求の範囲の決定部に対応）６５は、スタート信号の受信によりスタートし、必要下限判定閾値（特許請求の範囲の出力閾値に対応）を外気温度に基づいて決定する。必要下限判定閾値決定部６５は、外気温度に基づいて、必要下限判定閾値を決定可能な外気温度−必要下限判定閾値データベース６５ａを備えていてもよい。図９に、外気温度−必要下限判定閾値データベース６５ａに記憶された、外気温度と必要下限判定閾値との関係を示す。この関係は、外気温度が大きいほど、必要下限判定閾値は大きくなるという関係を示している。必要下限判定閾値は、前記空調装置本体２１の出力と比較され、前記空調装置本体２１の出力は低減されても、必要下限判定閾値より下回らないように監視するために設定されている。このことにより、空調装置本体２１は、必要下限の出力を確保することができる。そして、これらの関係から、計測した外気温度に基づいて必要下限判定閾値を決定することができる。

図８に示す必要下限比較部６６（特許請求の範囲の第２比較部に対応）は、前記空調装置本体２１の出力と、必要下限判定閾値とを比較する。この比較では、必要下限判定閾値を運転者等が車室内で快適に過ごすための必要最低限に設定しておくことにより、空調装置本体２１の出力が、この必要最低限に達したことを検知し、この必要最低限を下回るのを防止することができる。

温度上昇速度算出部６７は、空調装置本体２１の出力を低減した後の冷却水の水温の上昇速度を算出する。

上昇速度比較部６８は、算出した上昇速度をゼロと比較することで、算出した上昇速度が、正の値（上昇）か、ゼロ（一定）又は負の値（下降）かを判定する。この判定によれば、空調装置本体２１の出力を低減したことによる効果の有無を判定することができる。

次に、前記急坂車速制限コントローラ４３（図３参照）について、詳細に説明する。急坂車速制限コントローラ４３は、勾配量の急緩の判定を行い、勾配量を急と判定したときは、モータコントローラ１８（図１参照）を介して車速を制限している。

図１０に、急坂車速制限コントローラ４３の構成図を示す。急坂車速制限コントローラ４３は、勾配比較部７１（特許請求の範囲の第３比較部に対応）と、警告部７２と、最大車速値低減部７３と、最大車速値増加部７４とを有している。

勾配比較部７１は、前記現勾配量と前記平均勾配量実績値と前記平均勾配量予測値との少なくとも１つと、勾配閾値とを比較する。

警告部７２は、現勾配量と平均勾配量実績値と平均勾配量予測値との少なくとも１つが勾配閾値以上の場合に、燃料電池車両の運転者に車速低減の警告をする。この警告により運転者は予め車速の低減を知ることができる。

最大車速値低減部７３は、現勾配量と平均勾配量実績値と平均勾配量予測値との少なくとも１つが勾配閾値以上の場合に、燃料電池車両の最大車速値（変数）を低減させる。後記するが、低減された最大車速値（変数）は、モータコントローラ１８（図１参照）に出力され、モータコントローラ１８は、この最大車速値（変数）を超えないように車速を制限する。燃料電池車両１に搭載されるモータ１４は低速域から高トルクを発生できるので、急勾配（急坂）でも冷却を考慮しない過負荷の発電要求が燃料電池に生じる場合がある。このような事態を避けるために、急坂では、運転者に車速低減する旨の警告を出した上で、最大車速値（変数）を抑えた運転とする。これによりオーバーヒートを抑制でき、車両停止のない継続した急坂登坂が可能となる。

最大車速値増加部７４は、最大車速値低減部７３が燃料電池車両の最大車速値（変数）を低減させた後に、現勾配量と平均勾配量実績値と平均勾配量予測値との少なくとも１つが勾配閾値より小さい値以下になった場合に、低減させていた燃料電池車両の最大車速値（変数）を元の大きさに戻すべく増加させる。

次に、前記ＡＣ予備冷却切り替えコントローラ４４（図３参照）について、詳細に説明する。ＡＣ予備冷却切り替えコントローラ４４は、現在および先方の勾配量の急緩の判定や、燃料電池温度の高低の判定を行い、勾配量に関し現在は緩斜面だが先方に急坂があると判定したり、燃料電池温度が低いと判定したりしたときは、その急坂での車室温の上昇に備えて車室を過冷却するために、空調コントローラ２３（図１参照）を介して、空調装置本体２１（図１参照）の出力を増大させている。

図１１に、ＡＣ予備冷却切り替えコントローラ４４の構成図を示す。ＡＣ予備冷却切り替えコントローラ４４は、後記する条件に応じて空調装置本体２１（図１参照）の出力を増大させている状態を示すＵＰフラグを設定し、特に初期化としてＵＰフラグを取り除くＵＰフラグ設定（初期化）部７６を有している。また、設定されたＵＰフラグを記憶するＵＰフラグ記憶部７７と、記憶されたＵＰフラグの有無の判定を行うフラグ有無判定部７８とを有している。これらによれば、ＵＰフラグの有無に基づいた空調装置本体２１の出力の増大が可能になる。

予備冷却温度設定値代入部７９（特許請求の範囲の空調出力増大部に対応）は、ＵＰフラグが設定されていると判定された場合に、空調装置本体２１（図１参照）の出力を増大させる。具体的には、空調装置本体２１の制御目標とする温度設定値（変数）に、運転者が設定した運転者温度に換えて、その運転者温度より低い予備冷却温度を代入する。なお、後記するが、温度設定値（変数）は、空調コントローラ２３（図１参照）に設けられて、空調コントローラ２３はこの温度設定値（変数）になるように、空調装置本体２１の出力を調整することになる。予備冷却温度設定値代入部７９は、運転者温度に応じた予備冷却温度を出力可能な運転者温度−予備冷却温度変換データベース７９ａを有していてもよい。運転者温度−予備冷却温度変換データベース７９ａにおいては、運転者温度より予備冷却温度を低くなるように関係付けているだけでなく、運転者温度が高くなるほど予備冷却温度も高くなるように関係付けておく。このことによれば、運転者が運転者温度を高く設定しているのであれば、予備冷却温度も高く設定されるので、運転者温度と実際の車室の温度とのギャップを小さくでき、運転手に違和感を与えることがない。

一方、ＵＰフラグが設定されていないと判定された場合は、運転者温度設定値（直接）代入部８０が、運転者の設定した運転者温度を、直接に温度設定値（変数）として、空調コントローラ２３に設定する。

そこで、入力部８１では、運転者温度が入力されている。また、（平均勾配量）予測値、（平均勾配量）実績値、現勾配量、冷却水の水温（燃料電池温度）も入力されている。出力部８２からは、温度設定値が空調コントローラ２３に出力されている。

次に、ＵＰフラグを立てる条件について説明する。

予測値急坂判定閾値記憶部８３は、前記平均勾配量予測値の値が急坂に当たるか否かを判定するための基準値となる予測値急坂判定閾値（特許請求の範囲の急坂判定閾値に対応）を予め記憶しておく。

予測値比較部８４（特許請求の範囲の第４比較部に対応）は、平均勾配量予測値と、予測値急坂判定閾値とを比較する。

実績値急坂判定閾値記憶部８５は、前記現勾配量又は前記平均勾配量実績値の値が急坂ではない緩斜面に当たるか否かを判定するための基準値となる実績値急坂判定閾値（特許請求の範囲の緩斜面判定閾値に対応）を予め記憶しておく。

実績値比較部８６（特許請求の範囲の第５比較部に対応）は、現勾配量と平均勾配量実績値のどちらか一方と、実績値急坂判定閾値とを比較する。

そして、ＵＰフラグを立てる条件は、前記平均勾配量予測値が前記予測値急坂判定閾値以上であり、前記現勾配量と前記平均勾配量実績値のどちらか一方が前記実績値急坂判定閾値以下であるということに設定している。このＵＰフラグを立てる条件によれば、燃料電池車両１の走行方向前方に急坂が控えており冷却水の水温の上昇が予想されるが、現在あるいは今までは緩斜面を走行しており冷却水の水温は低く保たれ燃料電池６（図１参照）の出力を増大させる余地のある状況にあるか否かを判定することができる。そして、この判定により、ＵＰフラグを立てる条件を満たしている場合は、前記ＵＰフラグ設定部（初期化）部７６においてＵＰフラグが設定されることになる。

また、ＵＰフラグを立てる条件は、冷却水の水温との関係に基づいて設定することもできる。

空調低減（温度）比較部８７が、冷却水の水温と前記空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣとを比較する。なお、この比較は、図８のＡＣ出力制限コントローラ４２の空調低減（温度）比較部６２における比較と同じであり、空調低減（温度）比較部８７と、空調低減（温度）比較部６２とは互いに兼用してもよい。さらに、空調予備冷却（温度）比較部８８が、冷却水の水温と前記空調予備冷却判定閾値ＴＷ＿ＡＣＵＰとを比較する。

そして、ＵＰフラグを立てる条件は、冷却水の水温が前記空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣ以下であり、冷却水の水温が前記空調予備冷却判定閾値ＴＷ＿ＡＣＵＰ以上であるということである。このＵＰフラグを立てる条件によれば、燃料電池車両１の走行方向前方に急坂を控え現在あるいは今までは緩斜面を走行しており、冷却水の水温が徐々に上昇して、前記空調予備冷却判定閾値ＴＷ＿ＡＣＵＰ以上になったが、まだ、前記空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣ以下にとどまっている状況であるか否かを判定することができる。そして、この判定により、ＵＰフラグを立てる条件を満たしている場合は、前記ＵＰフラグ設定部（初期化）部７６においてＵＰフラグが設定されることになる。

前記のようにＡＣ予備冷却切り替えコントローラ４４によれば、これから走行するルートに急坂があり、その急坂にて空調装置本体２１の出力が低減されると、車室の温度が上昇し、運転者が快適と体感できる温度域から上に外れてしまう場合があると考えられる。そこで、走行先に急坂があることが予測され、現在の走行路面が平坦であったり緩斜面であったりする場合は、冷却水の水温が低く抑えられ、現在の燃料電池６の発電量に余裕があるので、この余裕のある状態の燃料電池６の出力を上げて、空調装置本体２１の出力を増大させ、急坂を登坂するに先立って、車室内を予め、たとえば運転者が快適と体感できる温度域の下限温度まで、冷却する。こうすれば、急坂において、車室の温度が上昇しても、車室の温度を、運転者が快適と体感できる温度域内に長時間維持することができる。

次に、前記ＳＯＣ切り替えコントローラ４５について、詳細に説明する。ＳＯＣ切り替えコントローラ４５は、前記現勾配量、前記平均勾配量実績値、前記平均勾配量予測値の急緩の判定や、冷却水の水温（燃料電池温度）の高低の判定を行い、前記現勾配量、前記平均勾配量実績値、前記平均勾配量予測値に基づいて現在は緩斜面だが先方に急坂があると判定したり燃料電池温度が高いと判定したりしたときは、その急坂での冷却水の水温の上昇に備えて、バッテリからのアシストが十分にできるように目標ＳＯＣを上げ蓄電量を増加させる。急坂時で水温が上昇してきたときには、燃料電池の出力を通常よりも絞りバッテリからのアシスト量を増加させ燃料電池の発熱量を低減させ、水温が上がりすぎないようにする。これがバッテリ（蓄電装置）アシスト制御モードである。蓄電装置アシスト制御モードによれば、前記モータ１４（図１参照）からの出力要求に対して燃料電池６の出力を制限し、バッテリ１９からの出力を優先させることができる。一方、対極にあるモードが、燃料電池燃費優先制御モードである。燃料電池燃費優先制御モードでは、ブレーキや下り坂で発生する回生エネルギを十分回収できるようにバッテリの目標ＳＯＣを低めに設定（例えば５０〜６０％）しておく。回生エネルギを無駄なくバッテリに蓄電できるので燃費がよくなる。

図１２に、ＳＯＣ切り替えコントローラ４５の構成図を示す。ＳＯＣ切り替えコントローラ４５は、後記する条件に応じて、蓄電装置アシスト制御モードを示すモードフラグ又は燃料電池燃費優先制御モードを示すモードフラグを設定し、特に初期化として燃料電池燃費優先制御モードを示すモードフラグを設定するモードフラグ設定（初期化）部（特許請求の範囲のモード選択部に対応）９１を有している。また、設定されたモードフラグを記憶するモードフラグ記憶部９２と、記憶されたモードフラグが蓄電装置アシスト制御モードと燃料電池燃費優先制御モードのどちらであるかの判定を行うモード判定部９３とを有している。これらによれば、設定されたモードに基づいたバッテリ１９と燃料電池６（図１参照）の出力の増減が可能になる。

バッテリ最大出力値増減部９４は、蓄電装置アシスト制御モードが設定されていると判定された場合に、バッテリ１９の出力を増大させ、燃料電池燃費優先制御モードが設定されていると判定された場合に、バッテリ１９の出力を減少させる。具体的には、バッテリ１９の出力上限とするバッテリ最大出力値（変数）を、蓄電装置アシスト制御モードにおいて増大させ、燃料電池燃費優先制御モードにおいて減少させる。なお、後記するが、バッテリ最大出力値（変数）は、バッテリコントローラ２０（図１参照）に設けられており、バッテリコントローラ２０はこのバッテリ最大出力値（変数）を超えないように、バッテリ１９の出力を調整している。

燃料電池最大出力値増減部９５は、蓄電装置アシスト制御モードが設定されていると判定された場合、水温が低ければ（勾配が緩ければ）高くなった目標ＳＯＣを達成するために、バッテリ蓄電用に燃料電池６の出力を上げる。水温が高い場合（勾配が急な場合）かつＳＯＣ（蓄電残量）が存在すれば（下限以上であれば）、燃料電池６の出力を低減させ、その発熱を抑える。具体的には、燃料電池６の出力を上げるときには、燃料電池最大出力値（変数）を増加させ、燃料電池６の出力を下げるときには、燃料電池最大出力値（変数）を低下させる。詳細は後記するが、燃料電池最大出力値（変数）は、燃料電池コントローラ５（図１参照）に設けられており、燃料電池コントローラ５はこの燃料電池最大出力値（変数）を超えないように、燃料電池６の出力を調整している。

入力部９６には、モード選択を行うために、前記平均勾配量予測値、前記現勾配量、前記平均勾配量実績値、モード切り替え用の判定閾値、冷却水の水温が入力されている。出力部９７からは、前記バッテリ最大出力値、前記燃料電池最大出力値が出力されることになる。

次に、モードフラグ選択の条件について説明する。

予測値急坂判定閾値記憶部９８は、前記平均勾配量予測値の値が急坂に当たるか否かを判定するための基準値となる予測値急坂判定閾値（特許請求の範囲の第２急坂判定閾値に対応）を予め記憶しておく。なお、予測値急坂判定閾値記憶部９８は、図１１の予測値急坂判定閾値記憶部８３と同じ機能を有するので、兼用することができる。

予測値比較部９９（特許請求の範囲の第６比較部に対応）は、平均勾配量予測値と、予測値急坂判定閾値とを比較する。予測値比較部９９は、図１１の予測値比較部８４と同じ機能を有するので、兼用することができる。

実績値急坂判定閾値記憶部１００は、前記現勾配量又は前記平均勾配量実績値の値が急坂ではない緩斜面に当たるか否かを判定するための基準値となる実績値急坂判定閾値（特許請求の範囲の第２緩斜面判定閾値に対応）を予め記憶しておく。なお、実績値急坂判定閾値記憶部１００は、図１１の実績値急坂判定閾値記憶部８５と同じ機能を有するので、兼用することができる。

実績値比較部１０１（特許請求の範囲の第７比較部に対応）は、現勾配量と平均勾配量実績値のどちらか一方と、実績値急坂判定閾値とを比較する。なお、実績値比較部１０１は、図１１の実績値比較部８６と同じ機能を有するので、兼用することができる。

そして、前記蓄電装置アシスト制御モードを選択する条件、より正確に、前記燃料電池燃費優先制御モードから前記蓄電装置アシスト制御モードへ選択を切り替える条件は、前記平均勾配量予測値が前記予測値急坂判定閾値以上であり、前記現勾配量と前記平均勾配量実績値のどちらか一方が前記実績値急坂判定閾値以下であるということである。この条件によれば、燃料電池車両１の走行方向前方に急坂が控えており冷却水の水温の上昇が予想されるが、現在あるいは今までは緩斜面を走行して冷却水の水温がある程度上がっており、急坂に備えてバッテリの蓄電量を増加させる余地のある状況にあるか否かを判定することができる。そして、この判定により、前記燃料電池燃費優先制御モードから前記蓄電装置アシスト制御モードへ選択を切り替える条件を満たしている場合は、前記モードフラグ設定部（初期化）部９１において蓄電装置アシスト制御モードを示すモードフラグが設定されることになる。

また、モードフラグを選択する条件は、冷却水の水温との関係に基づいて設定することもできる。

まず、モード切り替え（温度）比較部１０２が、冷却水の水温と前記モード切り替え判定閾値ＴＷ＿ＳＯＣとを比較する。

そして、前記燃料電池燃費優先制御モードから前記蓄電装置アシスト制御モードへ選択を切り替える条件は、冷却水の水温が前記モード切り替え判定閾値ＴＷ＿ＳＯＣ以上であるということに設定されている。この条件によれば、燃料電池車両１の走行方向前方に急坂を控え現在あるいは今までは緩斜面を走行してきたことにより、冷却水の水温が徐々に上昇して、前記モード切り替え判定閾値ＴＷ＿ＳＯＣ以上になっている状況であるか否かを判定することができる。そして、この判定により、前記燃料電池燃費優先制御モードから前記蓄電装置アシスト制御モードへ選択を切り替える条件を満たしている場合は、前記モードフラグ設定部（初期化）部９１において蓄電装置アシスト制御モードを示すモードフラグが設定されることになる。

これから走行するルートに急坂があり、その急坂にて空調装置本体２１の出力が低減されると、急坂での燃料電池６の温度の上昇が抑制されることを前提として、急坂に進入する前に、バッテリ蓄電量をＦＵＬＬの状態にする。そして急坂で温度上昇が生じたときに、バッテリからの出力を増大させ燃料電池の出力を低減することで燃料電池の発熱を低減でき、水温上昇を抑えることができる。そこで、ＳＯＣ切り替えコントローラ４５においては、走行先に急坂があることが予測され、現在の走行路面が平坦であったり緩斜面であったりする場合は、予め燃料電池温度が急上昇することがわかっているので、予備的にバッテリ蓄電量を上げるために、目標ＳＯＣを上げ燃料電池６の出力をバッテリ充電分増加させる。そしてバッテリ蓄電量をＦＵＬＬにした状態で急坂をむかえ、水温が上昇したときのバッテリアシストに備えることができる。

また、ＳＯＣ切り替えコントローラ４５は、前記バッテリ最大出力値増減部９４に代えて目標ＳＯＣ閾値増減部１０３を有してもよい。

目標ＳＯＣ閾値増減部１０３は蓄電装置アシスト制御モードが設定されていると判定された場合に、バッテリの蓄電量を増大させるために目標ＳＯＣ閾値（変数）を９０％まで増大させる。尚、バッテリコントローラ２０は燃料電池６の水温が低く出力を上げても問題ないときにこの目標ＳＯＣを達成する（目標ＳＯＣ閾値に達する）ためにバッテリ１９を充電する制御を行う。一方、燃料電池燃費優先モードでは目標ＳＯＣ閾値（変数）を５０％程度に設定する。こうすることで下り坂やブレーキ時の回生エネルギの多くをバッテリ１９に回収することができ燃費を向上させることができる。

次に、前記空調コントローラ２３について、詳細に説明する。図１３に、空調コントローラ２３の構成図を示す。空調コントローラ２３は、前記空調装置本体２１の前記制限最大出力値（変数）を記憶する最大出力値記憶部１１１と、前記温度設定値（変数）を記憶する温度設定値記憶部１１２とを有している。そして、（制限）最大出力値（変数）、温度設定値（変数）とは、入力部１１３から入力される。また、入力部１１３には、現在の車室の温度（車室温）が入力されている。

ＡＣ出力比較部１１４は、記憶されている（制限）最大出力値（変数）と、空調装置本体２１の出力とを比較する。

車室温比較部１１５は、記憶されている温度設定値（変数）と、車室温とを比較する。

ＡＣ出力低減部１１６は、空調装置本体２１の出力が（制限）最大出力値（変数）以上になったときに、空調装置本体２１の出力が（制限）最大出力値（変数）未満になるように、空調装置本体２１の出力を低減させている。また、ＡＣ出力低減部１１６は、空調装置本体２１が働くことにより車室温が低下し、温度設定値（変数）以下になったときに、車室温が必要以上に低下しないように、空調装置本体２１の出力を低減させている。

次に、前記モータコントローラ１８について、詳細に説明する。図１４に、モータコントローラ１８の構成図を示す。モータコントローラ１８は、燃料電池車両１の前記最大車速値（変数）を記憶する最大車速値記憶部１２１を有している。そして、最大車速値（変数）は、入力部１２２から入力される。また、入力部１２２には、現車速と、運転者のアクセルペダル１６（図１参照）の踏込み加減に対応したアクセルペダル踏込み量が入力されている。

アクセル対応出力増減部１２３は、アクセルペダル踏込み量に応じて、モータ１４の出力を増減させる。

車速比較部１２４は、記憶されている最大車速値（変数）と、現車速とを比較する。

モータ出力低減部１２５は、アクセル対応出力増減部１２３により現車速が増し、現車速が最大車速値（変数）以上になったときに、現車速が最大車速値（変数）未満になるように、モータ１４の出力を低減させている。

次に、前記バッテリコントローラ２０について、詳細に説明する。図１５に、バッテリコントローラ２０の構成図を示す。バッテリコントローラ２０は、前記バッテリ最大出力値（変数）を記憶するバッテリ最大出力値記憶部１３１と、前記目標ＳＯＣ閾値（変数）とを記憶するＳＯＣ閾値記憶部１３２とを有している。バッテリ最大出力値（変数）、目標ＳＯＣ閾値（変数）は、入力部１３３から入力される。

バッテリ出力比較部１３４は、記憶されたバッテリ最大出力値（変数）と、バッテリ１９の出力とを比較する。

ＳＯＣ閾値比較部１３５は、記憶された目標ＳＯＣ閾値（変数）と、バッテリ１９のＳＯＣとを比較する。

バッテリ出力低減部１３６は、バッテリ１９の出力が、バッテリ最大出力値（変数）以上になったときに、バッテリ１９の出力がバッテリ最大出力値（変数）未満になるように、バッテリ１９の出力を低減させている。また、バッテリ出力低減部１３６は、バッテリ１９のＳＯＣが、目標ＳＯＣ閾値（変数）以上になったときに、バッテリ１９のＳＯＣが目標ＳＯＣ閾値（変数）未満になるように、バッテリ１９を放電させる。

次に、前記燃料電池コントローラ５について、詳細に説明する。図１６に、燃料電池コントローラ５の構成図を示す。燃料電池コントローラ５は、前記燃料電池最大出力値（変数）を記憶する燃料電池最大出力値記憶部１４１を有している。そして、燃料電池最大出力値は、入力部１４２から入力されている。

燃料電池出力比較部１４３は、記憶された燃料電池最大出力値（変数）と、前記燃料電池６（図１参照）の出力とを比較する。

燃料電池出力低減部１４４は、燃料電池６の出力が、燃料電池最大出力値（変数）以上になったときに、燃料電池６の出力が燃料電池最大出力値（変数）未満になるように、燃料電池６の出力を低減させている。

（実施例１）
前記では、図１に示した燃料電池車両１について、特に、燃料電池車両の制御装置２の機能と、その周辺に配置されるモータコントローラ１８、バッテリコントローラ２０、空調コントローラ２３、燃料電池コントローラ５の機能について説明した。燃料電池車両の制御装置２の機能については、図３に示すように、メインコントローラ４１、ＡＣ出力制御コントローラ４２、急坂車速制限コントローラ４３、ＡＣ予備冷却切り替えコントローラ４４、ＳＯＣ切り替えコントローラ４５それぞれの機能に分けて説明した。

実施例１では、この燃料電池車両の制御装置２等を搭載したこの燃料電池車両１を用いた燃料電池車両の制御方法を説明する。

図１７に、実施例１に係る燃料電池車両の制御方法のフローチャートを示す。フローチャート中の点線で囲んだＡＣ出力制限ルーチンは、ＡＣ出力制御コントローラ４２（図３参照）によって実施されることになる。急坂車速制限ルーチンは、急坂車速制限コントローラ４３（図３参照）によって実施されることになる。ＡＣ予備冷却切り替えルーチンは、ＡＣ予備冷却切り替えコントローラ４４（図３参照）によって実施されることになる。

以下では、燃料電池車両の制御方法をフローチャートのステップを追って説明する。

まず、ステップＳ１で、スタートとして、イグニションスイッチ（ＩＧ）２５（図１参照）がオン（ＯＮ）される。このことにより、燃料電池車両の制御装置２を含め燃料電池車両１が始動する。

ステップＳ２で、図１１のＡＣ予備冷却切り替えコントローラ４４のＵＰフラグ設定（初期化）部７６、ＵＰフラグ記憶部７７、フラグ有無判定部７８、運転者温度設定値（直接）代入部８０と、図１の空調コントローラ２３が用いられ、初期化として、ＡＣ出力ＵＰ制御をオフ（ＯＦＦ）にする。具体的にはＵＰフラグを削除し設定からはずされ、運転者が設定した運転者温度にて空調装置本体２１が運転される。

ステップＳ３で、図４のメインコントローラ４１のＡＣの制限最大出力値設定部４９において、初期化として、ＡＣの制限最大出力値（ＡＣ出力Ｍａｘ（ｋＷ）：変数）に制限されていない無制限最大出力値（ＡＣＭＡＸ）を代入する。

ステップＳ４で、図４のメインコントローラ４１の現勾配量設定（取得）部５１、走行距離取得部５２、現勾配量走行距離記憶部５３、実績値取得部５４と、予測値取得部５５とにより、ナビ（Ｎａｖｉ）情報、モータ（ＭＯＴ）トルク、車速に基づいて、前記現勾配量、登り勾配実績値として前記平均勾配量実績値、登り勾配予測値として前記平均勾配量予測値を算出する。

ステップＳ５で、図４のメインコントローラ４１の空調低減判定閾値設定部５６と空調予備冷却判定閾値設定部５７とにより、前記現勾配量、登り勾配実績値もしくは登り勾配予測値から、空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣと空調予備冷却判定閾値ＴＷ＿ＡＣＵＰを設定する。

ステップＳ６で、図１０の急坂車速制限コントローラ４３の勾配比較部７１において、現勾配量と、上限勾配を示す前記勾配閾値とを比較する。現勾配量が上限勾配を超えていればステップＳ７へ進み（Ｓ６、Ｙｅｓ）、現勾配量が上限勾配以下であればステップＳ１０へ進む（Ｓ６、Ｎｏ）。

ステップＳ７で、図１０の最大車速値低減部７３と図１のモータコントローラ１８とを用いて、燃料電池車両１の車速制限を行う。

ステップＳ８で、勾配比較部７１において、現勾配量と、上限勾配よりΔ勾配だけ小さい値とを比較する。現勾配量が上限勾配よりΔ勾配だけ小さい値を超えていればステップＳ１０へ進み（Ｓ８、Ｙｅｓ）、現勾配量が上限勾配よりΔ勾配だけ小さい値以下であればステップＳ９へ進む（Ｓ８、Ｎｏ）。したがって、ステップＳ８から直接ステップＳ１０に進む場合は、車速制限がかけられたまま、ＡＣ予備冷却切り替えルーチンとＡＣ出力制限ルーチンを実施することになる。なお、Δ勾配は、現勾配量が上限勾配より小さくなったことを確実に判定するために設けられている。

ステップＳ９で、図１０の最大車速値増加部７４と図１のモータコントローラ１８とを用いて、燃料電池車両１の車速制限を解除する。

ステップＳ１０で、図１１のＡＣ予備冷却切り替えコントローラ４４の空調低減（温度）比較部８７において、前記冷却水の水温（冷却水温）と、前記空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣとを比較する。また、空調予備冷却（温度）比較部８８において、冷却水温と、前記空調予備冷却判定閾値ＴＷ＿ＡＣＵＰとを比較する。冷却水温が、空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣ未満であり、空調予備冷却判定閾値ＴＷ＿ＡＣＵＰを超えていれば、ステップＳ１１へ進み（Ｓ１０、Ｙｅｓ）、冷却水温が、空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣ以上であったり、空調予備冷却判定閾値ＴＷ＿ＡＣＵＰ以下であったりすれば、ステップＳ１３へ進む（Ｓ１０、Ｎｏ）。なお、冷却水温が、空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣ未満であり、空調予備冷却判定閾値ＴＷ＿ＡＣＵＰを超えている状況とは、急坂を直前に控えて、走行路面の現勾配量が徐々に大きくなっており、冷却水温も徐々に上昇しているような状況である。そして、この上昇の過程で、冷却水温が空調予備冷却判定閾値ＴＷ＿ＡＣＵＰを超えたが、まだ、空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣを下回っているような状況である。急坂に進入すれば、燃料電池６の出力に余裕がなくなるが、現状では、まだ、燃料電池６の出力に余裕があるので、ＡＣ予備冷却が可能である。

ステップＳ１１で、図１１のＡＣ予備冷却切り替えコントローラ４４のＵＰフラグ設定（初期化）部７６、ＵＰフラグ記憶部７７、フラグ有無判定部７８、予備冷却温度設定値代入部（空調出力増大部）７９と、図１の空調コントローラ２３が用いられ、ＡＣ出力ＵＰ制御をオン（ＯＮ）にする。具体的にはＵＰフラグが設定され、運転者が設定した運転者温度より低い前記予備冷却温度にて空調装置本体２１が運転される。

ステップＳ１２で、図１１の空調低減（温度）比較部８７において、冷却水温と、前記空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣよりΔＴだけ小さい値とを比較する。冷却水温が、空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣよりΔＴだけ小さい値を超えていれば、ステップＳ１３へ進み（Ｓ１２、Ｙｅｓ）、冷却水温が、空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣよりΔＴだけ小さい値以下であれば、ＡＣ出力制限ルーチンを実施する必要がないことになるので、ステップＳ４に戻る（Ｓ１２、Ｎｏ）。なお、ΔＴは、冷却水温が空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣより小さくなったことを確実に判定するために設けられている。また、冷却水温が、空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣよりΔＴだけ小さい値を超えたということは、近い将来、冷却水温が、空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣを超え、ＡＣ出力制限ルーチンがスタートしてＡＣ出力が低減されると考えられる。そこで、ステップＳ１３では、ＡＣ出力ＵＰ制御と、ＡＣ出力制限ルーチンによるＡＣ出力低減とが、かち合わないように、ＡＣ出力ＵＰ制御をオフ（ＯＦＦ）している。

ステップＳ１４で、図８のＡＣ出力制限コントローラ４２の空調低減（温度）比較部６２において、前記冷却水の水温（冷却水温）と、前記空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣとを比較する。冷却水温が、空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣを超えていれば、ステップＳ１５へ進み（Ｓ１４、Ｙｅｓ）、冷却水温が、空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣ未満であれば、ステップＳ４に戻る（Ｓ１４、Ｎｏ）。なお、冷却水温が、空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣを超えている状況とは、燃料電池車両１が急坂を登坂しているような状況である。

ステップＳ１５で、図８の空調出力低減部６３の低減回数Ｎ代入部６３ａにおいて、低減回数Ｎ（変数）に１を代入し、初期化する。

ステップＳ１６で、図８の空調制限量算出部６３ｂにおいて、ＡＣ制限量（ｋＷ：変数）を算出する。ＡＣ制限量（ｋＷ：変数）は、１回分の低減幅である単位低減幅ΔＡＣと低減回数Ｎ（変数）の積算値を、無制限最大出力値ＡＣＭＡＸから減算することにより算出する。

ステップＳ１７で、図８の制限最大出力値代入部６３ｃにおいて、空調装置本体２１の最大出力値となる制限最大出力値ＡＣ出力Ｍａｘ（ｋＷ：変数）に算出したＡＣ制限量を代入する。空調コントローラ２３に制限最大出力値ＡＣ出力Ｍａｘ（ｋＷ：変数）が入力され、空調コントローラ２３は、空調装置本体２１の出力が制限最大出力値ＡＣ出力Ｍａｘ（ｋＷ：変数）を超えないように制御する。制限最大出力値ＡＣ出力Ｍａｘ（ｋＷ：変数）が下げられたことになり、このことにより空調装置本体２１の出力の低減が可能になる。

ステップＳ１８で、図８のタイマ６４により、待ち時間を設ける。待ち時間の間に、空調装置本体２１の出力を低減した効果が、冷却水の水温の上昇速度の変化として現れるのを待つ。
ステップＳ１９で、図８の必要下限判定閾値決定部６５と、必要下限比較部６６とを用いて、必要下限判定閾値を決定し、制限最大出力値ＡＣ出力Ｍａｘ（変数）とこの必要下限判定閾値とを比較する。制限最大出力値ＡＣ出力Ｍａｘ（変数）が、必要下限判定閾値を超えていれば、ステップＳ２０へ進み（Ｓ１９、Ｙｅｓ）、制限最大出力値ＡＣ出力Ｍａｘ（変数）が、必要下限判定閾値以下であれば、ステップＳ２２に進む（Ｓ１９、Ｎｏ）。なお、制限最大出力値ＡＣ出力Ｍａｘ（変数）が、必要下限判定閾値以下である状況とは、空調装置本体２１を稼動させても出力が足りずに、快適な車室温度が得られないような状況である。

ステップＳ２０で、図８の温度上昇速度算出部６７と上昇速度比較部６８とを用いて、
冷却水の水温の上昇速度を算出し、この上昇速度と、速度閾値ゼロ（０）とを比較する。上昇速度が、速度閾値ゼロ（０）を超えていれば、ステップＳ２１へ進み（Ｓ２０、Ｙｅｓ）、上昇速度が、速度閾値ゼロ（０）以下であれば、ステップＳ２２に進む（Ｓ２０、Ｎｏ）。なお、上昇速度が速度閾値ゼロ（０）以下である状況とは、冷却水の水温が、一定か低下している状況であるので、燃料電池６がオーバーヒートすることなく継続的に使用可能な状況にあると考えられる。

逆に、ステップＳ２１に至る状況として、冷却水の水温はまだ上昇しているが、制限最大出力値ＡＣ出力Ｍａｘ（変数）もまだ下げる余地があるので、低減回数Ｎ代入部６３ａにおいて、低減回数Ｎを１だけ増やし、制限最大出力値ＡＣ出力Ｍａｘ（変数）を下げるためにステップＳ１６に戻る。このようなループを用いることにより、制限最大出力値ＡＣ出力Ｍａｘ（変数）を必要最低限の下げ幅で、冷却水の水温の上昇を止めることができる。

ステップＳ２２で、図８の空調低減（温度）比較部６２において、冷却水温と、前記空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣよりΔＴだけ小さい値とを比較する。冷却水温が、空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣよりΔＴだけ小さい値を超えていれば、冷却水温を低減するという最終目的が達成できたので、ステップＳ３に戻り（Ｓ２２、Ｙｅｓ）、冷却水温が、空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣよりΔＴだけ小さい値以上であれば、まだ、空調出力低減の効果が冷却水温に現れていないと考え、効果が現れてくるまでの待ち時間を設けるために、ステップＳ１８に戻る（Ｓ２２、Ｎｏ）。なお、ΔＴは、冷却水温が空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣより小さくなったことを確実に判定するために設けられている。

（実施例２）
実施例２でも、実施例１と同様に、燃料電池車両の制御装置２等を搭載した燃料電池車両１を用いた燃料電池車両の制御方法を説明する。

図１８に、実施例２に係る燃料電池車両の制御方法のフローチャートを示す。実施例２に係る燃料電池車両の制御方法のフローチャートが、実施例１に係る燃料電池車両の制御方法のフローチャートと異なる点は、ＡＣ予備冷却切り替えルーチンに換えて、ＳＯＣ切り替えルーチンが実行される点である。ＳＯＣ切り替えルーチンは、ＳＯＣ切り替えコントローラ４５（図３参照）によって実施されることになる。なお、このような相違点によるステップの差は、ＳＯＣ切り替えルーチンに含まれるステップも含めて、ステップＳ２４からステップＳ２９までであるので、以下では、これらのステップＳ２４からステップＳ２９についてのみ説明する。なお、ＡＣ予備冷却切り替えルーチンと、ＳＯＣ切り替えルーチンを、実施例１や実施例２と異なり、１つの燃料電池車両の制御方法のフローチャートに組み入れてもよい。

そして、ステップＳ２４で、図１２のＳＯＣ切り替えコントローラ４５のモードフラグ設定（初期化）部（バッテリ入出力制御モード選択部）９１が用いられ、初期化として、バッテリ入出力制御モードに前記燃料電池燃費優先制御モードを設定する。さらに、図１２のモードフラグ記憶部９２、モード判定部９３、バッテリ最大出力値増減部９４、燃料電池最大出力値増減部９５と、図１のバッテリコントローラ２０と燃料電池コントローラ５とを用いて、いわゆる前記燃料電池燃費優先制御モードを実施する。

ステップＳ２５で、図４のメインコントローラ４１の空調低減判定閾値設定部５６とモード切り替え判定閾値設定部５８とにより、前記現勾配量、登り勾配実績値もしくは登り勾配予測値から、空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣとモード切り替え判定閾値ＴＷ＿ＳＯＣを設定する。

ステップＳ２６で、図１２のＳＯＣ切り替えコントローラ４５のモード切り替え（温度）比較部１０２において、前記冷却水の水温（冷却水温度）と、前記モード切り替え判定閾値ＴＷ＿ＳＯＣとを比較する。冷却水温度が、モード切り替え判定閾値ＴＷ＿ＳＯＣを超えていれば、ステップＳ２７へ進み（Ｓ２６、Ｙｅｓ）、冷却水温度が、モード切り替え判定閾値ＴＷ＿ＳＯＣ以下であれば、ステップＳ２９へ進む（Ｓ２６、Ｎｏ）。なお、冷却水温度が、モード切り替え判定閾値ＴＷ＿ＳＯＣを超えている状況とは、急坂を直前に控えて、走行路面の現勾配量が徐々に大きくなっており、冷却水温度も徐々に上昇しているような状況である。そして、この上昇の過程で、冷却水温度がモード切り替え判定閾値ＴＷ＿ＳＯＣを超えたが、まだ、前記空調低減判定閾値ＴＷ＿ＡＣを下回っているような状況である。急坂に進入すれば、燃料電池の冷却に余裕がなくなり冷却水温度は否応なしに上昇する。そこで、急坂に進入する前に、バッテリ１９の蓄電量を増加させておく。このことによれば急坂において冷却水温度が上昇した喝合、バッテリからのアシストが十分でき燃料電池の発熱を抑えることができる。

ステップＳ２７で、図１２のモードフラグ設定（初期化）部９１等が用いられ、バッテリ入出力制御モードとして、蓄電装置アシスト制御モードを設定する。この設定により、いわゆる前記蓄電装置アシスト制御モード（アシスト重視ＳＯＣ制御）が実施されることになる。具体的には、目標ＳＯＣ（閾値）を増加させ、バッテリ蓄電量を増加することが可能となる。

ステップＳ２８で、図１２のモード切り替え（温度）比較部１０２において、冷却水温度と、前記モード切り替え判定閾値ＴＷ＿ＳＯＣよりΔＴだけ小さい値とを比較する。冷却水温度が、モード切り替え判定閾値ＴＷ＿ＳＯＣよりΔＴだけ小さい値未満であれば、ステップＳ２９へ進み（Ｓ２８、Ｙｅｓ）、冷却水温度が、モード切り替え判定閾値ＴＷ＿ＳＯＣよりΔＴだけ小さい値以上であれば、ＡＣ出力制限ルーチンヘ行き、さらに急坂対応を行う（Ｓ１４）。なお、ΔＴは、冷却水温度がモード切り替え判定閾値ＴＷ＿ＳＯＣより小さくなったことを確実に判定するために設けられている。また、冷却水温度が、モード切り替え判定閾値ＴＷ＿ＳＯＣよりΔＴだけ小さい値未満になったということは、バッテリからのアシストによって燃料電池水温を下げるというＳＯＣ切り替えルーチンの目的を達成したことになるので、ステップＳ２９では、バッテリ入出力制御モードを前記燃料電池燃費優先制御モード（燃料重視）に戻す。

本発明の実施形態に係る燃料電池車両の制御装置を搭載した燃料電池車両の構成図である。 （ａ）は燃料電池車両の前部を上方から透視した透視図であり、（ｂ）は燃料電池車両の前部を側方から透視した透視図である。 本発明の実施形態に係る燃料電池車両の制御装置の構成図である。 メインコントローラの構成図である。 車速・トルク−勾配量データベースに記憶された、車速とモータのトルクと勾配量との関係を示すグラフである。 勾配量−空調低減判定閾値データベースに記憶された、勾配量と空調低減判定閾値との関係を示すグラフと、 勾配量−空調予備冷却判定閾値データベースに記憶された、勾配量と空調予備冷却判定閾値との関係を示すグラフである。 勾配量−モード切り替え判定閾値データベースに記憶された、勾配量とモード切り替え判定閾値との関係を示すグラフである。 ＡＣ出力制限コントローラの構成図である。 外気温度−必要下限判定閾値データベースに記憶された、外気温度と必要下限判定閾値との関係を示すグラフである。 急坂車速制限コントローラの構成図である。 ＡＣ予備冷却切り替えコントローラの構成図である。 ＳＯＣ切り替えコントローラの構成図である。 空調コントローラの構成図である。 モータコントローラの構成図である。 バッテリコントローラの構成図である。 燃料電池コントローラの構成図である。 本発明の実施例１に係る燃料電池車両の制御方法のフローチャートである。 本発明の実施例２に係る燃料電池車両の制御方法のフローチャートである。

符号の説明

１ 燃料電池車両
２ 燃料電池車両の制御装置
３ 燃料電池システム
４ 冷却システム
５ 燃料電池コントローラ
６ 燃料電池
７ 水温センサ
８ 循環ポンプ
９ ラジエータ
１０ ラジエータファン
１１ 駆動輪
１２ 差動装置
１３ 減速装置
１４ モータ
１５ インバータ
１６ アクセルペダル
１７ トルクセンサ
１８ モータコントローラ
１９ バッテリ
２０ バッテリコントローラ
２１ 空調装置本体
２２ コンデンサ
２３ 空調コントローラ
２４ ＤＣ／ＤＣコンバータ
２５ ＩＧ（イグニションスイッチ）
２６ 走行距離計
２７ 車速センサ
２８ 外気温センサ
２９ ナビゲーションシステム
３０ 車室温センサ
３１ 温調ツマミ
３２ 車体フレーム
３３ 車両進行方向
３４ 空気の流れ方向
３５ フロントグリル

Claims (7)

1. 車両を走行させるモータと、
   前記車両の車室の熱を車両外部に放出するコンデンサを有し前記車室の空調をする空調装置と、
   前記モータと前記空調装置を駆動する電力を供給する燃料電池と、
   前記燃料電池での発電の際に発生する熱を車両外部へ放出し前記コンデンサの前記車両走行方向後方に配置されるラジエータとを有する燃料電池車両の制御装置であって、
   前記燃料電池の温度と予め設定される温度閾値とを比較する第１比較部と、
   前記燃料電池の温度が前記温度閾値以上となったとき、前記空調装置の出力を低減させる空調出力低減部とを設けたことを特徴とする燃料電池車両の制御装置。
2. 外気温度が高いほど大きくなるように出力閾値が決定される決定部と、
   前記空調装置の出力と前記出力閾値とを比較する第２比較部とを設け、
   前記空調装置の出力の下限を前記出力閾値とすることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池車両の制御装置。
3. 前記車両が現在走行している路面の現勾配量と、前記車両が直近の過去に走行していた路面の勾配量実績値と、前記車両が直近の未来に走行するであろう路面の勾配量予測値との少なくとも１つを取得する勾配量取得部と、
   前記現勾配量と前記勾配量実績値と前記勾配量予測値との少なくとも１つが大きいほど、前記温度閾値を小さく設定する閾値設定部とを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池車両の制御装置。
4. 前記車両が現在走行している路面の現勾配量と、前記車両が直近の過去に走行していた路面の勾配量実績値と、前記車両が直近の未来に走行するであろう路面の勾配量予測値との少なくとも１つを取得する勾配量取得部と、
   前記現勾配量と前記勾配量実績値と前記勾配量予測値との少なくとも１つと、勾配閾値とを比較する第３比較部と、
   前記現勾配量と前記勾配量実績値と前記勾配量予測値との少なくとも１つが勾配閾値以上の場合に、前記車両の最大車速値を低減させる最大車速値低減部と、
   前記現勾配量と前記勾配量実績値と前記勾配量予測値との少なくとも１つが勾配閾値以上の場合に、前記車両の運転者に車速低減の警告をする警告部とを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池車両の制御装置。
5. 前記勾配量予測値の取得では、ナビゲーションシステムの情報を利用することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の燃料電池車両の制御装置。
6. 前記車両が現在走行している路面の現勾配量と前記車両が直近の過去に走行していた路面の勾配量実績値のどちらか一方と、前記車両が直近の未来に走行するであろう路面の勾配量予測値とを取得する勾配量取得部と、
   前記勾配量予測値と、急坂判定閾値とを比較する第４比較部と、
   前記現勾配量と前記勾配量実績値のどちらか一方と、緩斜面判定閾値とを比較する第５比較部と、
   前記勾配量予測値が前記急坂判定閾値以上であり、前記現勾配量と前記勾配量実績値のどちらか一方が前記緩斜面判定閾値以下である場合に、前記空調装置の出力を増大させる空調出力増大部とを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池車両の制御装置。
7. 前記燃料電池車両は、
   前記モータと前記空調装置を駆動する電力を供給可能であり、前記燃料電池が発電した電力を蓄電可能である蓄電装置を有し、
   前記燃料電池車両の制御装置は、
   前記燃料電池の出力を低減させ前記蓄電装置の出力を増大させる蓄電装置アシスト制御モードと、
   前記燃料電池の出力を増大させ前記蓄電装置の出力を低減させる燃料電池燃費優先制御モードとを備え、
   前記車両が現在走行している路面の現勾配量と前記車両が直近の過去に走行していた路面の勾配量実績値のどちらか一方と、前記車両が直近の未来に走行するであろう路面の勾配量予測値とを取得する勾配量取得部と、
   前記勾配量予測値と、第２急坂判定閾値とを比較する第６比較部と、
   前記現勾配量と前記勾配量実績値のどちらか一方と、第２緩斜面判定閾値とを比較する第７比較部と、
   前記勾配量予測値が前記第２急坂判定閾値以上になり、前記現勾配量と前記勾配量実績値のどちらか一方が前記第２緩斜面判定閾値以下なった場合に、前記燃料電池燃費優先制御モードから前記前記蓄電装置アシスト制御モードへ選択を切り替えるモード選択部とを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池車両の制御装置。

Images