JP2016092893A - 燃料電池システムの制御方法及び燃料電池自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＵＣ（昇圧コンバータ）及びＳＵＤＣ（昇降圧コンバータ）を適切に制御し、より一層システム効率を向上させることを可能とする燃料電池システムの制御方法及び燃料電池自動車を提供する。【解決手段】ＦＣ電圧ＶｆｃとＢＡＴ電圧Ｖｂａｔのうち高電圧が印加されている一方の電圧変換装置、例えば、ＳＵＣ２１の１次側電圧であるＦＣ電圧Ｖｆｃが、効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηを下回っても駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄを上回っている間は、時点ｔ１〜時点ｔ２に示すように、電圧変換動作の停止状態、すなわち直結状態を継続させる。【選択図】図１３

Description

この発明は、燃料電池及び蓄電装置から駆動モータ等の負荷に電力を供給する燃料電池システムの制御方法、及び前記制御方法が実施される燃料電池自動車に関する。

従来から、例えば特許文献１の図１に示されるように、駆動モータと該駆動モータを駆動するインバータとを含む負荷と、燃料電池の出力端との間、及び前記インバータと蓄電装置の入出力端との間、にそれぞれ昇圧コンバータを設け、前記負荷（インバータと該インバータによる駆動されるモータ）を駆動するようにした燃料電池システムを搭載する燃料電池自動車が知られている。

特許文献１には、前記負荷に所定の駆動力を発揮させるために該負荷に印加される電力の電圧であるモータ必要電圧（駆動要求負荷端電圧）と燃料電池電圧との相関関係に基づいて、前記燃料電池電圧が前記駆動要求負荷端電圧より高い場合には、燃料電池側の昇圧コンバータによる昇圧（電圧変換）を行わないで直結させ、燃料電池側の昇圧コンバータのスイッチング損失を抑制することが開示されている（特許文献１の［００１１］、［００１２］、［００６８］、［００６９］）。

そして、特許文献１には、上述したように、前記燃料電池電圧が前記駆動要求負荷端電圧より高い場合に、燃料電池側の昇圧コンバータによる昇圧（電圧変換）を行わないで直結させているとき、燃料電池電圧が前記駆動要求負荷端電圧より下がったときには、燃料電池側の昇圧コンバータを再び昇圧動作させることが必要になると記載されている（特許文献１の［００７０］）。

国際公開第２００９／０８４６５０号パンフレット

特許文献１では、前記燃料電池電圧が前記駆動要求負荷端電圧より高い場合に直結させることで、燃料電池システムの効率を向上させている。

ところで、昇圧コンバータを直結状態から昇圧状態に遷移させる際に、昇圧幅（昇圧コンバータの低電圧側の電圧と高電圧側の電圧の差）が小さい場合、制御性が悪化するという課題があるが、特許文献１には前記課題の解決についての記載がなく改良の余地がある。

この発明は、燃料電池電圧を電圧変換しもしくは直結する燃料電池用電圧変換装置並びに蓄電装置電圧を電圧変換しもしくは直結する蓄電装置用電圧変換装置をより適切に制御し、より一層システム効率を向上させることを可能とする燃料電池システムの制御方法及び燃料電池自動車を提供することを第１の目的とする。

この発明は、昇圧コンバータを直結状態から昇圧状態に遷移させる際に、昇圧幅（昇圧コンバータの低電圧側の電圧と高電圧側の電圧の差）が小さいと判定された場合に、制御性の悪化を防止し、且つシステム効率の低下を抑制することを可能とする燃料電池システムの制御方法及び燃料電池自動車を提供することを第２の目的とする。

この発明に係る燃料電池システムの制御方法は、燃料電池電圧を出力する燃料電池と、蓄電装置電圧を出力する蓄電装置と、インバータと前記インバータを通じて駆動される駆動モータとからなる負荷と、前記燃料電池電圧を１次側電圧として昇圧し負荷端電圧として前記インバータの直流端側に印加する第１電圧変換装置及び前記蓄電装置電圧を前記１次側電圧として昇圧し前記負荷端電圧として前記インバータの直流端側に印加する第２電圧変換装置と、を備える燃料電池システムの制御方法において、前記負荷端電圧として、当該燃料電池システムへの駆動要求に基づいて、前記負荷を駆動する駆動要求負荷端電圧と、前記負荷を効率的に駆動する効率要求負荷端電圧と、を決定する要求電圧決定過程と、前記第１電圧変換装置及び第２電圧変換装置のうち、前記１次側電圧として前記燃料電池電圧と前記蓄電装置電圧のうち高電圧が印加されているいずれか一方の電圧変換装置の当該１次側電圧が、前記効率要求負荷端電圧を上回った場合に、前記電圧変換装置の電圧変換動作を停止し直結させる電圧変換停止工程と、を有し、前記一方の電圧変換装置の前記１次側電圧が、前記効率要求負荷端電圧を下回っても、前記駆動要求負荷端電圧を上回っている間は、前記電圧変換動作の停止状態を継続することを特徴とする。

このように、１次側電圧として燃料電池電圧と蓄電装置電圧のうち高電圧が印加されている一方の電圧変換装置の１次側電圧が、前記効率要求負荷端電圧を下回っても前記駆動要求負荷端電圧を上回っている間は、電圧変換動作の停止状態、すなわち直結状態を継続させるようにしているので、直結状態の継続期間を長くでき、システム効率を向上させることができ、前記第１の目的が達成される。

この場合、直結中の前記一方の電圧変換装置の前記１次側電圧が、前記駆動要求負荷端電圧を下回った場合に、前記効率要求負荷端電圧と前記一方の電圧変換装置の前記１次側電圧との差電圧を把握する差電圧把握工程を設け、前記差電圧が、前記一方の電圧変換装置の電圧変換動作が不安定になる閾値電圧未満の値である場合には、前記負荷端電圧が前記効率要求負荷端電圧を上回る電圧になる昇圧幅を設定し、設定した前記昇圧幅で前記一方の電圧変換装置の電圧変換動作を開始させる昇圧幅増加工程をさらに設けることが好ましい。

このように、直結中の一方の電圧変換装置の１次側電圧が、駆動要求負荷端電圧を下回った場合に、効率要求負荷端電圧と前記一方の電圧変換装置の前記１次側電圧との差電圧を把握し、前記差電圧が閾値電圧未満の値である場合には、前記負荷端電圧が前記効率要求負荷端電圧を上回る電圧になる昇圧幅を設定し、設定した前記昇圧幅で前記一方の電圧変換装置の電圧変換動作を開始させるようにしたので、不安定な電圧変換動作状態の発生を防止しつつ、システム効率を向上させた安定した電圧変換動作を実施することができ、前記第２の目的を達成することができる。

なお、前記一方の電圧変換装置の前記電圧変換動作の停止状態の継続中に、前記１次側電圧として前記燃料電池電圧と前記蓄電装置電圧のうち低電圧が印加されている他方の電圧変換装置の昇圧幅の指令値を、前記他方の電圧変換装置の前記１次側電圧と、直結中の前記負荷端電圧との差電圧に設定することで、他方の電圧変換装置により負荷端電圧が制御され、一方の電圧変換装置の直結をできるだけ継続することができ、システム効率が向上する。

また、前記駆動モータは車両の駆動用であって、前記第１電圧変換装置及び第２電圧変換装置のうち、前記１次側電圧として前記燃料電池電圧と前記蓄電装置電圧のうち高電圧が印加されているいずれか一方の電圧変換装置の当該１次側電圧が、前記効率要求負荷端電圧を上回った場合に、前記電圧変換装置の電圧変換動作を停止し直結させる直前、及び前記電圧変換停止工程後に、前記一方の電圧変換装置の前記１次側電圧が、前記効率要求負荷端電圧を下回っても、前記駆動要求負荷端電圧を上回っている間は、前記電圧変換動作の停止状態を継続する直前に、前記車両が、高速走行状態又は登坂状態にあるか否かの車両状態を把握する車両状態把握工程をさらに有し、前記車両状態把握工程にて、前記車両が、前記高速走行状態又は前記登坂状態にあると把握した場合には、前記電圧変換装置の電圧変換動作を停止し直結させ、直結している場合には前記電圧変換動作の停止状態を継続させることが好ましい。

この発明によれば、前記一方の電圧変換装置の直結状態への移行・継続の適否を簡便に判定することができ、且つ、駆動要求負荷端電圧が確保されているので、商品性の低下を防止することができる。

この発明に係る燃料電池システムの制御方法は、燃料電池電圧を出力する燃料電池と、蓄電装置電圧を出力する蓄電装置と、インバータと、車両駆動用の、前記インバータを通じて駆動される駆動モータとからなる負荷と、前記燃料電池電圧を昇圧し負荷端電圧として前記インバータの直流端側に印加する第１電圧変換装置と、前記蓄電装置電圧を昇圧し前記負荷端電圧として前記インバータの直流端側に印加する第２電圧変換装置と、を有する燃料電池システムの制御方法において、前記負荷端電圧として、当該燃料電池システムへの駆動要求に基づいて、前記負荷を駆動する駆動要求負荷端電圧を決定する要求電圧決定過程と、前記駆動モータにより駆動される車両が加速状態又は高速走行状態もしくは登坂状態のいずれの状態にあるかを判定する車両状態把握工程と、前記駆動要求負荷端電圧と前記燃料電池電圧と前記蓄電装置電圧とに基づき前記第１及び第２電圧変換装置の昇圧の要否を判定する昇圧要否判定工程と、を有し、前記昇圧要否判定工程では、前記車両状態把握工程において前記車両が前記加速状態にあると判定された場合には、前記第１及び第２電圧変換装置の両方とも昇圧動作させ、前記車両状態把握工程において前記車両が前記高速走行状態もしくは前記登坂状態にあると判定された場合には、前記燃料電池電圧及び前記蓄電装置電圧のうち高い方の電圧が印加されている前記第１及び第２電圧変換装置のいずれか一方の電圧変換装置を直結状態にすると判定することを特徴とする。

このように、車両状態と駆動要求負荷端電圧と燃料電池電圧と蓄電装置電圧とに基づいて第１及び第２変換装置のいずれか一方の電圧変換装置の直結状態への移行を判定するので、システム効率を向上しながら、第１及び第２変換装置のいずれか一方の電圧変換装置の直結状態への移行を簡便に判定することができる。

上記の各発明は、燃料電池自動車で実施して好適である。

この発明によれば、１次側電圧として燃料電池電圧と蓄電装置電圧のうち高電圧が印加されている一方の電圧変換装置の１次側電圧が、前記効率要求負荷端電圧を下回っても前記駆動要求負荷端電圧を上回っている間は、電圧変換動作の停止状態、すなわち直結状態を継続させるようにしているので、直結状態の継続期間を長くでき、電圧変換装置をより適切に制御でき、より一層システム効率を向上させることができる。

また、この発明によれば、昇圧コンバータを直結状態から昇圧状態に遷移させる際に、昇圧幅（昇圧コンバータの低電圧側の電圧と高電圧側の電圧の差）が小さいと判定した場合に、昇圧幅を嵩ましして昇圧するようにしたので、制御性の悪化を防止でき、且つシステム効率の低下を抑制できる。

この発明の実施形態に係る燃料電池システムが適用された燃料電池自動車の概略全体構成図である。 図１例の燃料電池自動車中、昇圧コンバータと昇降圧コンバータの一例の詳細構成を含む模式的回路図である。 スイッチング素子の例としての電力素子の説明図である。 燃料電池のＩＶ特性図である。 第１実施例〜第４実施例の動作説明に供される一部のフローチャートである。 第１実施例の動作説明に供されるフローチャートである。 第１実施例の第１変形例の動作説明に供されるフローチャートである。 第２実施例の動作説明に供されるフローチャートである。 第３実施例の動作説明に供されるフローチャートである。 第４実施例の動作説明に供されるフローチャートである。 モータ要求電力と、負荷端電圧としての駆動要求負荷端電圧との関係を示す特性図である。 モータトルク特性関連図である。 第１実施例の動作説明に供されるタイミングチャートである。 コンバータの直結時と、微小昇圧時と、嵩まし昇圧時の電力損失の説明図である。

以下、この発明に係る燃料電池システムの制御方法について、これを実施する燃料電池自動車との関係において好適な実施形態を挙げ添付の図面を参照しながら説明する。

図１は、この実施形態に係る燃料電池システム１２（以下、「ＦＣシステム１２」という。）が適用された燃料電池自動車１０（以下、「ＦＣ自動車１０」又は「車両１０」という。）の概略全体構成図である。

図２は、１次側１ｓｆと２次側２ｓ側との間に配置される燃料電池側コンバータであり電圧変換装置（昇圧器）としてのチョッパ方式の昇圧コンバータ２１（以下、ＳＵＣ２１という。ＳＵＣ：Ｓｔｅｐ Ｕｐ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）、及び１次側１ｓｂと２次側２ｓ側との間に配置されるチョッパ方式の電圧変換装置（昇降圧器）としての昇降圧コンバータ２２（以下、ＳＵＤＣ２２という。ＳＵＤＣ：Ｓｔｅｐ Ｕｐ／Ｄｏｗｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）の一例の詳細構成を含むＦＣ自動車１０の模式的回路図である。

図１及び図２に示すように、ＦＣ自動車１０は、ＦＣシステム１２と、車両走行用のモータ・ジェネレータである駆動モータ１４と、駆動モータ１４を駆動する負荷駆動回路としてのインバータ１６（以下、「ＩＮＶ１６」という。ＩＮＶ：Ｉｎｖｅｒｔｅｒ）と、を有する。

ＦＣシステム１２は、一方の１次側１ｓｆに配置される燃料電池１８（以下、「ＦＣ１８」という。）と、他方の１次側１ｓｂに配置される蓄電装置である高電圧バッテリ２０（以下「ＢＡＴ２０」という。）と、前記ＳＵＣ２１と、前記ＳＵＤＣ２２と、高電圧｛蓄電装置電圧（ＢＡＴ電圧）Ｖｂａｔ｝入力の燃料電池補機（以下、「ＦＣ補機」という。）３１と、高電圧入力の車室内空気調和装置である空調補機３２と、降圧器としてのチョッパ方式の降圧コンバータ２３（以下、「ＳＤＣ２３」という。ＳＤＣ：Ｓｔｅｐ Ｄｏｗｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）と、制御装置としての電子制御装置２４（以下、「ＥＣＵ２４」という。ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と、を有する。

ＦＣ１８の出力端がＳＵＣ２１の入力端（１次側１ｓｆ）に接続され、ＳＵＣ２１の出力端（２次側２ｓ）がＩＮＶ１６の直流端側とＳＵＤＣ２２の一端（昇圧端側）側に接続される。

ＢＡＴ２０の入出力端がＳＤＣ２３の入力側（１次側１ｓｂ）、ＳＵＤＣ２２の他端側（降圧端側）、及び高圧補機３５（ＦＣ補機３１、空調補機３２）に接続される。

ＳＤＣ２３の出力端側（２次側）には、電圧Ｖｂｂ＝＋１２Ｖ等の低圧バッテリ２９と、ＥＣＵ２４及びライト等の低圧補機３３が接続される。なお、低圧補機３３とＳＤＣ２３とＥＣＵ２４とを併せて低圧補機（低圧負荷）３３´という。

駆動モータ１４は、ＦＣ１８から供給されるＦＣ発電電力（ＦＣ電力）Ｐｆｃ（Ｐｆｃ＝Ｖｆｃ×Ｉｆｃ）とＢＡＴ２０から供給される蓄電電力であるＢＡＴ放電電力Ｐｂａｔｄ（Ｐｂａｔｄ＝Ｖｂａｔ×Ｉｂｄ）の合成電力値（Ｐｆｃ＋Ｐｂａｔｄ）がＩＮＶ１６を通じて供給されることで駆動力を生成し、当該駆動力によりトランスミッション２６を通じて車輪２８を回転させる。

ＩＮＶ１６は、例えば３相フルブリッジ型の構成とされて、直流／交流変換を行い、ＦＣ１８からＳＵＣ２１を介してＦＣ電圧Ｖｆｃが昇圧された直流電圧である負荷端電圧Ｖｉｎｖを３相の交流電圧に変換して駆動モータ１４に供給する（力行時）。

ＩＮＶ１６は、また、ＢＡＴ２０からＳＵＤＣ２２を介してＢＡＴ電圧Ｖｂａｔが昇圧された直流電圧である前記負荷端電圧Ｖｉｎｖを３相の交流電圧に変換して駆動モータ１４に供給する（力行時）。

つまり、駆動モータ１４は、ＦＣ１８及び／又はＢＡＴ２０の電力により駆動される（力行時）。

この実施形態において、ＩＮＶ１６と駆動モータ１４とを合わせて負荷３０という。負荷には、負荷３０の他に、ＦＣ補機３１、空調補機３２等の高圧補機３５及び前記した低圧補機３３´が含まれる。

一方、駆動モータ１４の回生動作に伴う交流／直流変換後のＩＮＶ１６の入力端（直流端側）に発生する負荷端電圧（直流端側電圧）Ｖｉｎｖは、降圧コンバータとして動作するＳＵＤＣ２２を通じてＢＡＴ電圧Ｖｂａｔに降圧されてＢＡＴ２０に供給され、あるいはＳＵＤＣ２２が直結状態（スイッチング素子２２ｂ：オフ、スイッチング素子２２ｄ：オン）にされてＢＡＴ２０に供給され、ＢＡＴ２０を充電する。

また、ＢＡＴ２０には、ＦＣ１８による駆動モータ１４の駆動用の電力が余剰になった場合に、その余剰電力が、昇圧状態のＳＵＣ２１又は直結状態のＳＵＣ２１を介し、降圧状態又は直結状態のＳＵＤＣ２２を通じて供給され、ＢＡＴ２０が充電される。前記余剰電力は、余剰の程度に応じて、高圧補機３５（ＦＣ補機３１、空調補機３２）、及び低圧補機３３´にも供給される。

ＦＣ補機３１は、ＦＣ１８のカソード流路（不図示）に対して酸素を含む圧縮された空気（酸化剤ガス）を供給するエアポンプ（不図示）と、ＦＣ１８の冷却流路（不図示）に対して冷却媒体（冷媒）を供給するウォータポンプ（不図示）とを備える。

なお、ＦＣ１８のアノード流路（不図示）に対して水素（燃料ガス）を供給する水素タンク（不図示）が接続され、水素と酸化剤ガスをそれぞれ反応ガスという。

ＦＣ１８は、例えば、電解質膜をアノード電極とカソード電極とで両側から挟み込んで形成された燃料電池セル（以下、「ＦＣセル」という。）を積層したスタック構造を有し、前記アノード流路を介して前記アノード電極に供給された水素含有ガスが、電極触媒上で水素イオン化され、前記電解質膜を介して前記カソード電極へと移動し、その移動の間に生じた電子が外部回路に取り出され、直流電圧（ＦＣ電圧Ｖｆｃ）を発生する電気エネルギとして利用に供される。カソード電極には、前記カソード流路を介して酸化剤ガス（酸素含有ガス）が供給されているために、このカソード電極において、水素イオン、電子及び酸素ガスが反応して水が生成される。

ＢＡＴ２０は、複数のバッテリセルを含む蓄電装置（エネルギストレージ）であり、例えば、リチウムイオン２次電池、ニッケル水素２次電池等を利用することができる。蓄電装置としてキャパシタを利用することもできる。本実施形態ではリチウムイオン２次電池を利用している。ＢＡＴ２０は、ＢＡＴ電圧（バッテリ電圧）Ｖｂａｔ、ＢＡＴ電流（バッテリ電流）Ｉｂ（放電電流Ｉｂｄ、充電電流Ｉｂｃ）、ＢＡＴ温度（バッテリ温度）、及びＢＡＴ２０の残容量であるＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）がＥＣＵ２４により検出乃至管理される。

上記したように、ＦＣ１８のＦＣ電力Ｐｆｃは、ＦＣ電圧ＶｆｃがＳＵＣ２１を介して負荷端電圧Ｖｉｎｖに昇圧されＩＮＶ１６を通じて駆動モータ１４に供給される（力行時）と共に、ＦＣシステム１２の電力状況に応じて、ＦＣ１８からＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２を通じて１次側１ｓｂの各機器（高圧補機３５、低圧補機３３´、ＢＡＴ２０）に分配される。

一方、ＢＡＴ２０のＢＡＴ放電電力Ｐｂａｔｄは、ＢＡＴ電圧ＶｂａｔがＳＵＤＣ２２を通じて負荷端電圧Ｖｉｎｖに昇圧され、ＩＮＶ１６を通じて駆動モータ１４に供給される（力行時）と共に、ＦＣシステム１２の電力状況に応じて１次側１ｓｂの各機器である高圧補機３５（ＦＣ補機３１、空調補機３２）、及び低圧補機３３´（ＳＤＣ２３、ＥＣＵ２４、低圧補機３３）に供給される。

ここで、ＳＵＣ２１、ＳＵＤＣ２２及びＳＤＣ２３は、種々の構成を採用できるが、公知のように、基本的には、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等のスイッチング素子と、ダイオードと、リアクトルと、コンデンサ（平滑コンデンサも含む）とから構成され、接続される負荷の要求電力に基づきＥＣＵ２４により前記スイッチング素子がオン・オフスイッチング制御（デューティ制御）される。

具体的には、図２に示すように、ＳＵＣ２１は、リアクトル（インダクタ）２１ａと、スイッチング素子２１ｂとダイオード２１ｃ（単方向電流通過素子、逆方向電流阻止素子）と、１次側１ｓｆ間に配置される平滑コンデンサＣ１ｆと、２次側２ｓ間に配置される平滑コンデンサＣ２ｆとから構成され、コンバータ制御器として機能するＥＣＵ２４を通じてスイッチング素子２１ｂがスイッチング状態（デューティ制御）とされることで、ＦＣ電圧Ｖｆｃを所定の負荷端電圧Ｖｉｎｖに昇圧する。

なお、デューティ（駆動デューティ）が０［％］とされて、スイッチング素子２１ｂがオフ状態（開状態）に維持されると、リアクトル２１ａとダイオード２１ｃを通じてＦＣ１８と負荷３０とが直結状態（ＦＣ直結状態又はＦＣＶＣＵ直結状態という。）とされ、ＦＣ電圧Ｖｆｃが負荷端電圧Ｖｉｎｖに直結される（Ｖｉｎｖ＝Ｖｆｃ−Ｖｄ≒Ｖｆｃ、Ｖｄ＜＜Ｖｆｃ、Ｖｄ：ダイオード２１ｃの順方向降下電圧）。ダイオード２１ｃは、昇圧用又は直結用且つ逆流防止用として動作する。従って、ＳＵＣ２１は、昇圧動作（力行時等）の他に逆流防止動作、直結動作（力行時等）を行う。

一方、ＳＵＤＣ２２は、図２に示すように、リアクトル２２ａと、スイッチング素子２２ｂ、２２ｄと、これらスイッチング素子２２ｂ、２２ｄにそれぞれ並列に接続されるダイオード２２ｃ、２２ｅと、１次側１ｓｂ間に配置される平滑コンデンサＣ１ｂと、２次側２ｓ間に配置される平滑コンデンサＣ２ｂとから構成される。

昇圧時には、ＥＣＵ２４により、スイッチング素子２２ｄがオフ状態とされ、スイッチング素子２２ｂがスイッチング（デューティ制御）されることでＢＡＴ電圧Ｖｂａｔ（蓄電装置電圧）が所定の負荷端電圧Ｖｉｎｖまで昇圧される（力行時）。

降圧時には、ＥＣＵ２４により、スイッチング素子２２ｂがオフ状態とされ、スイッチング素子２２ｄがスイッチング（デューティ制御）されることで、スイッチング素子２２ｄがオフ状態であるときにダイオード２２ｃがフライホイールダイオードとして機能し、負荷端電圧ＶｉｎｖがＢＡＴ２０のＢＡＴ電圧Ｖｂａｔまで降圧される（回生充電時及び／又はＦＣ１８による充電時）。

また、スイッチング素子２２ｂをデューティが０［％］でのオフ状態、スイッチング素子２２ｄをデューティが１００［％］でのオン状態とすることで、ＢＡＴ２０と負荷３０とが直結状態（ＢＡＴ直結状態又はＢＡＴＶＣＵ直結状態という。力行時、充電時、又は補機負荷等の駆動時）とされる。

ＢＡＴ直結状態においては、ＢＡＴ２０のＢＡＴ電圧Ｖｂａｔが負荷端電圧Ｖｉｎｖになる（Ｖｂａｔ≒Ｖｉｎｖ）。実際上、ＢＡＴ直結状態におけるＢＡＴ２０による力行時の負荷端電圧Ｖｉｎｖは、「Ｖｂａｔ−ダイオード２２ｅの順方向降下電圧」となり、充電時（回生充電時含む）の負荷端電圧Ｖｉｎｖは、「Ｖｂａｔ＝Ｖｉｎｖ−スイッチング素子２２ｄのオン電圧＝Ｖｂａｔ（スイッチング素子２２ｄのオン電圧を０［Ｖ］と仮定した場合。）」になる。

なお、図３に示すように、低電圧側と高電圧側との間に接続されるスイッチング素子２１ｂ、２２ｂ、２２ｄには、上述したＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ等の電力素子が用いられる。

また、ＦＣシステム１２において、それぞれ図示はしないが、ＳＵＣ２１の直結時（ＦＣ１８の直結時と同意）、又はＳＵＤＣ２２の直結時（力行時）（ＢＡＴ２０の直結時と同意）におけるＳＵＣ２１又はＳＵＤＣ２２の直流電圧降下を低減するために、ＳＵＣ２１の１次側１ｓｆにアノード端子が接続され２次側２ｓにカソード端子が接続されたダイオード及び／又はＳＵＤＣ２２の１次側１ｓｂにアノード端子が接続され２次側２ｓにカソード端子が接続されたダイオードを設けてもよい。

ＦＣ１８は、図４のＩＶ（電流電圧）特性７０に示すように、ＦＣ電圧ＶｆｃがＦＣ開回路電圧Ｖｆｃｏｃｖより低下するに従い、ＦＣ電流Ｉｆｃが増加する公知の電流電圧（ＩＶ）特性７０を有する。すなわち、ＦＣ電圧Ｖｆｃが相対的に高いＦＣ電圧ＶｆｃｈであるときのＦＣ電流Ｉｆｃｌに比較して、ＦＣ電圧Ｖｆｃが相対的に低いＦＣ電圧ＶｆｃｌであるときのＦＣ電流Ｉｆｃｈが大きな電流になる。なお、ＦＣ電力Ｐｆｃは、ＦＣ電流Ｉｆｃが大きくなるほど（ＦＣ電圧Ｖｆｃが低くなるほど）大きくなる。

ＦＣ１８のＦＣ電圧Ｖｆｃは、ＳＵＣ２１の直結時においては、昇圧状態（スイッチング状態）にあるＳＵＤＣ２２の昇圧比（Ｖｉｎｖ／Ｖｂａｔ）又は降圧状態（スイッチング状態）にあるＳＵＤＣ２２の降圧比（Ｖｂａｔ／Ｖｉｎｖ）で決定される負荷端電圧Ｖｉｎｖ｛ＳＵＤＣ２２の指令電圧（目標電圧）になる。｝により制御され、ＦＣ電圧Ｖｆｃが決定されると、ＩＶ特性７０に沿ってＦＣ電流Ｉｆｃが制御（決定）される。

また、ＳＵＣ２１の昇圧時及びＳＵＤＣ２２の直結時においては、ＳＵＣ２１の１次側１ｓｆの電圧、すなわちＦＣ電圧ＶｆｃがＳＵＣ２１の指令電圧（目標電圧）とされ、ＩＶ特性７０に沿ってＦＣ電流Ｉｆｃが決定され、所望の負荷端電圧ＶｉｎｖとなるようにＳＵＣ２１の昇圧比（Ｖｉｎｖ／Ｖｆｃ）が決定される。

なお、この実施形態では、ＳＵＣ２１の昇圧時に、ＦＣ電圧Ｖｆｃが指令値（設定値、目標値）になるようにコンバータ制御器としてのＥＣＵ２４によりスイッチング素子２１ｂのデューティが調整されるフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御がなされているが、ＦＣ電圧ＶｆｃとＦＣ電流Ｉｆｃとの間にはＩＶ特性７０に基づく一意の関係があるのでＦＣ電流Ｉｆｃが指令値（設定値、目標値）になるようにＥＣＵ２４によりスイッチング素子２１ｂのデューティを調整するフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御をすることも可能である。

ＥＣＵ２４は、通信線６８（図２参照）を介して、駆動モータ１４、ＩＮＶ１６、ＦＣ１８、ＢＡＴ２０、ＳＵＣ２１、ＳＵＤＣ２２、ＳＤＣ２３、ＦＣ補機３１、空調補機３２、及び低圧補機３３´等の各部を制御する。当該制御に際しては、ＥＣＵ２４のメモリ（ＲＯＭ）に格納されたプログラムを実行し、また、各種センサ（図示しない電圧センサ、電流センサ、温度センサ、圧力センサ、水素濃度センサ、各種回転数センサ、及びアクセルペダルの開度センサ等）の検出値及び各種スイッチ（空調スイッチやイグニッションスイッチ等）のオンオフ情報等を用いる。

ＥＣＵ２４は、マイクロコンピュータを含む計算機であり、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリであるＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭも含む。）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、その他、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力装置、計時部としてのタイマ等を有しており、ＣＰＵがＲＯＭに記録されているプログラムを読み出し実行することで各種機能実現部（機能実現手段）、例えば制御部、演算部、及び処理部等として機能する。なお、ＥＣＵ２４は、１つのＥＣＵのみから構成するのではなく、駆動モータ１４、ＦＣ１８とＦＣ補機３１、ＢＡＴ２０、ＳＵＣ２１とＳＵＤＣ２２とＳＤＣ２３毎の複数のＥＣＵで構成することもできる。

ＥＣＵ２４は、ＦＣ１８の状態、ＢＡＴ２０の状態及び駆動モータ１４の状態の他、各種スイッチ及び各種センサからの入力値に基づき決定したＦＣ自動車１０全体としてＦＣシステム１２に要求される負荷（負荷電力）から、ＦＣ１８が負担すべき負荷（負荷電力）と、ＢＡＴ２０が負担すべき負荷（負荷電力）と、回生電源（駆動モータ１４）が負担すべき負荷（負荷電力）の配分（分担）を調停しながら決定し、駆動モータ１４、ＩＮＶ１６、ＦＣ１８、ＢＡＴ２０、ＳＵＣ２１、ＳＵＤＣ２２及びＳＤＣ２３を制御する。すなわち、ＥＣＵ２４は、ＦＣ１８、ＢＡＴ２０、負荷３０、高圧補機３５及び低圧補機３３´を含めた燃料電池自動車１０全体のエネルギ管理（エネルギマネジメント）制御を行う。

この実施形態に係る燃料電池システム１２が適用されたＦＣ自動車１０は、基本的には、以上のように構成される。

次に、ＥＣＵ２４による制御処理例について、図５〜図１０のフローチャートを参照して説明する。なお、以下に示すフローチャートに係るプログラムの実行主体は、ＥＣＵ２４のＣＰＵである。

ステップＳ１にて、ＥＣＵ２４は、各種スイッチ及び各種センサからの入力値｛Ｖｆｃ、Ｉｆｃ、Ｖｂａｔ、Ｉｂ、Ｖｉｎｖ、Ｉ２（ＩＮＶ１６に対する入出力電流、図１、図２参照）、Ｉｍ（駆動モータ１４に流れるモータ電流、通常２相分、図２参照）、Ｎｍ（駆動モータ１４の回転数）、θｐ（図示しないアクセルペダルの操作量）等｝を検出して、駆動モータ１４に対するモータ要求電力（モータ必要電力）Ｐｍｒｅｑ［ｋＷ］を算出する。

より具体的には、駆動モータ１４のモータ要求電力Ｐｍｒｅｑ[ｋＷ]が、アクセルペダルの操作量θｐに対応したモータ回転数Ｎｍ［ｒｐｍ］と必要トルクＴｒｅｑ［Ｎ・ｍ］とに基づき算出される。

図１１は、モータ要求電力Ｐｍｒｅｑと、このモータ要求電力Ｐｍｒｅｑを実現するための最低電圧であるインバータ１６の負荷端電圧Ｖｉｎｖとしての駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄとの関係を表す特性７２を示している。特性７２は、予めＥＣＵ２４内の記憶装置に記憶されている。

そこで、ステップＳ２にて、モータ要求電力Ｐｍｒｅｑに基づき図１１の特性７２を参照し駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄ［Ｖ］を算出する。また、ステップＳ２にて、以下に説明する図１２の特性を参照して効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖη［Ｖ］を算出する。

図１２は、予め図示しない記憶装置に格納されている横軸がモータ回転数Ｎｍ［ｒｐｍ］で縦軸がモータトルクＴｑ［Ｎｍ］のモータトルク特性９１、９２、９３と、駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄと、効率要求負荷端電圧領域１０１、１０２、１０３との関係を示すモータトルク特性関連図を示している。

図１２において、原点から見て最も外側のモータトルク特性９３は、駆動モータ１４の定格トルク特性を示している。ここで、定格トルク特性（モータトルク特性９３）が得られる駆動要求負荷端電圧ＶｉｎｖｄをＶｉｎｖｄ＝Ｖｉｎｖｄ３と表している。

同一のモータ回転数Ｎｍにおいて、例えば、モータトルク特性９２（駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄ２）上のモータトルクＴｑは、モータトルク特性９３（駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄ３）上のモータトルクＴｑに比較して小さい値になっており、モータトルク特性９１は、同一のモータ回転数Ｎｍにおいて、モータトルク特性９２よりモータトルクＴｑが小さい値になっている。なお、Ｖｉｎｖｄ１＜Ｖｉｎｖｄ２＜Ｖｉｎｖｄ３の関係になっている。

ここで、モータトルク特性９３（Ｖｉｎｖｄ３）とモータトルク特性９１（Ｖｉｎｖｄ１）との間のモータトルク特性及び駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄは補間処理等により求めることができる。

図１２において、左下がり（右上がり）の線のハッチング領域は、効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖη１の領域１０１を示し、網点の領域は、効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖη２の領域１０２を示し、右下がり（左上がり）の線のハッチング領域は、効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖη３の領域１０３を示している。この場合、Ｖｉｎｖη１＜Ｖｉｎｖη２＜Ｖｉｎｖη３の関係になっており、駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄの電圧値に対し、Ｖｉｎｖｄ１＝Ｖｉｎｖη１、Ｖｉｎｖｄ２＝Ｖｉｎｖη２、Ｖｉｎｖｄ３＝Ｖｉｎｖη３の関係になっている。

留意すべき点は、モータ出力、換言すれば、モータ要求電力Ｐｍｒｅｑ［ｋＷ］（Ｐｍｒｅｑ＝定数×モータ回転数Ｎｍ×モータトルクＴｑ）が、例えば、モータトルク特性９１（Ｖｉｎｖｄ１）に沿っていると仮定した場合、そのモータトルク特性９１（Ｖｉｎｖｄ１）を担保する効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηは、Ｖｉｎｖ１、Ｖｉｎｖ２、Ｖｉｎｖ３といずれも駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄ１以上の高い電圧になっていることである。

効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηが駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄより高い電圧になる理由例について述べる。負荷端電圧Ｖｉｎｖが、ＩＮＶ１６の直流入力端（図２参照）に印加される電圧であり、同一のモータ要求電力Ｐｍｒｅｑであっても、負荷端電圧Ｖｉｎｖが高い程、ＩＮＶ１６及び駆動モータ１４からなる負荷３０に流れるモータ電流Ｉｍが小さくなり、その分、電力損失（モータ電流Ｉｍの自乗に比例）が低下することを考慮すれば、負荷端電圧Ｖｉｎｖとしては、駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄを上回る電圧の効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηを印加した方が、結果として、負荷３０の駆動に係わる車両システムの効率（システム効率）が向上することが分かる。

図１２に示す駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄと効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηとの関係は、通常走行時（一定速度走行時、通常加減速時を含む）の特性（原則的な特性）を示しており、例えば、アクセルペダルをいわゆる、べた踏み｛換言すれば、アクセル開度全開（アクセルペダル操作量θｐが最大）｝した、あるいはベタ踏み近傍の状態にあるような急加速時には、駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄが、定格のモータトルク特性９３近傍まで急増し張り付くので、その急加速時等には、駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄが効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηを上回る特性になる点にも留意する。

そのため、ステップＳ３にて、ステップＳ２にて算出した効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηが、駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄより高いか（Ｖｉｎｖη＞Ｖｉｎｖｄ）否かを判定する。

上述したように、通常走行時は、ステップＳ３の判定が肯定的（ステップＳ３：ＹＥＳ）になるので、次いで、ステップＳ４にて、ＦＣ電圧ＶｆｃがＢＡＴ電圧Ｖｂａｔより高いか（Ｖｆｃ＞Ｖｂａｔ）否かを判定する。

この判定が肯定的（ステップＳ４：ＹＥＳ、Ｖｆｃ＞Ｖｂａｔ）である場合、結合子「１」を通じて、第１実施例に係る図６のフローチャートに対応するプログラムが実行される。

［第１実施例］（Ｖｉｎｖη＞Ｖｉｎｖｄ、且つＶｆｃ＞Ｖｂａｔ）
この第１実施例について、さらに、図１３に示すタイミングチャートも、適宜参照して説明する。

図１３のタイミングチャートにおいて、上段側の電圧［Ｖ］の波形は、ＦＣ電圧Ｖｆｃと、効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηと、駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄの各電圧の時間変化例を示しており、下段の電圧［Ｖ］の波形は、理解の便宜のために、上段側の電圧［Ｖ］の波形を再掲し、さらに、ＢＡＴ２０側のＳＵＤＣ２２の２次側電圧である昇圧目標電圧Ｖｔａｒの電圧の時間変化例の波形を加えて示している。

ステップＳ５にて、ＦＣ電圧Ｖｆｃが効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηより高いか（Ｖｆｃ＞Ｖｉｎｖη）否かが判定され、高い（ステップＳ５：ＹＥＳ）場合には、ＦＣ電圧Ｖｆｃが駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄより十分に高い電圧（Ｖｆｃ＞＞Ｖｉｎｖｄ）であると判断し、ステップＳ６にて、ＳＵＣ２１を直結状態（スイッチング素子２１ｂ：オフ状態の継続）に切り替え、ＦＣ１８のＦＣ電圧Ｖｆｃを負荷端電圧Ｖｉｎｖに印加する。

この場合、ステップＳ７にて、ＳＵＤＣ２２の昇圧目標電圧ＶｔａｒをＦＣ電圧Ｖｆｃに設定（Ｖｔａｒ＝Ｖｆｃ）し、ＳＵＤＣ２２を昇圧制御することで、ＳＵＣ２１（ＦＣ１８）の直結状態及び効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖη以上の電圧で負荷３０を駆動していることから燃料電池システム１２の効率を向上させながら安定した負荷端電圧Ｖｉｎｖの制御を継続することができる。

このような制御の継続中（ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３：ＹＥＳ→ステップＳ４：ＹＥＳ→ステップＳ５：ＹＥＳ→ステップＳ６→ステップＳ７）の状態が、図１３のタイミングチャートの時点ｔ０〜時点ｔ１の間の状態に対応する。

そして、このような制御の継続中に、時点ｔ１に示すように、ＦＣ電圧Ｖｆｃが効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηより低下し、ステップＳ５の判定が否定的（ステップＳ５：ＮＯ、Ｖｉｎｖη≧Ｖｆｃ）になった場合、ステップＳ８にて、ＦＣ電圧Ｖｆｃが駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄより低いか（Ｖｆｃ＜Ｖｉｎｖｄ）否かが判定される。

この判定が否定的（ステップＳ８：ＮＯ、Ｖｉｎｖη≧Ｖｆｃ≧Ｖｉｎｖｄ）である場合であっても、ＦＣ電圧Ｖｆｃが駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄより高いので、ＳＵＣ２１を昇圧しないで直結状態を維持し継続する、ステップＳ６、ステップＳ７の制御（ＳＵＣ２１：直結、ＳＵＤＣ２２の昇圧目標電圧Ｖｔａｒ＝Ｖｆｃ）を実行する。このため、システム効率が向上する。

時点ｔ１〜時点ｔ２の間、この制御（ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３：ＹＥＳ→ステップＳ４：ＹＥＳ→ステップＳ５：ＮＯ→ステップＳ８：ＮＯ→ステップＳ６→ステップＳ７）を継続し、時点ｔ２に示すように、Ｖｆｃ＞Ｖｉｎｖη＞Ｖｉｎｖｄの状態に変化したとしても、時点ｔ２〜時点ｔ３間では、時点ｔ０〜時点ｔ１との間と同じ、ＳＵＣ２１の直結、且つＳＵＤＣ２２の昇圧目標電圧ＶｔａｒがＦＣ電圧Ｖｆｃの状態を継続する。

時点ｔ３に示すように、ＦＣ電圧Ｖｆｃが駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄよりも低い電圧となってステップＳ８の判定が肯定的（ステップＳ８：ＹＥＳ、Ｖｆｃ＜Ｖｉｎｖｄ＜Ｖｉｎｖη）となったとき、ステップＳ９にて、効率の急激な低下を抑制するために、効率要求負荷端電圧ＶｉｎｖηとＦＣ電圧Ｖｆｃの差の絶対値｜Ｖｉｎｖη−Ｖｆｃ｜を算出し、差の絶対値｜Ｖｉｎｖη−Ｖｆｃ｜が、ＳＵＣ２１の電圧変換動作が不安定になる可能性のある微小電圧の閾値電圧Ｖｔｈより小さい電圧になっているか（｜Ｖｉｎｖη−Ｖｆｃ｜＜Ｖｔｈ）否かの嵩まし昇圧（後述）の要否を判定する。

図１４は、ＳＵＣ２１の通過電流であるＦＣ電流Ｉｆｃと、ＳＵＣ２１の通過損失Ｐｃｏｎｖｌｏｓｓとの対応関係を示している。図１４に示すように、ＳＵＣ２１の直結時（Ｖｉｎｖ＝Ｖｆｃ）に、ＳＵＣ２１の通過損失Ｐｄｌｏｓｓは、ダイオード２１ｃの順方向電圧（Ｖｄ）にＦＣ電流Ｉｆｃを掛けた損失（Ｉｆｃ×Ｖｄ）と、リアクトル２１ａの直流抵抗分（Ｒｒ）にＦＣ電流Ｉｆｃを掛けた損失（Ｉｆｃ×Ｒｒ）の合計損失（直結時損失Ｐｄｌｏｓｓという。Ｐｃｏｎｖｌｏｓｓ＝Ｐｄｌｏｓｓ）になり、損失は比較的に少ない。

ところが、負荷端電圧ＶｉｎｖとＦＣ電圧Ｖｆｃとの差｜Ｖｉｎｖη−Ｖｆｃ｜が、５［Ｖ］〜１５［Ｖ］程度の制御が不安定になる可能性のある微小電圧である閾値電圧Ｖｔｈ未満の電圧である場合｛（Ｖｉｎｖ−Ｖｆｃ）＜Ｖｔｈ（Ｖｔｈ＝５［Ｖ］〜１５［Ｖ］）｝、ＳＵＣ２１を昇圧動作させると、スイッチング素子２１ｂのスイッチング損失が、上記の合計損失に合成されて、図１４に示すようにＳＵＣ通過損失Ｐｃｏｎｖｌｏｓｓ（微小昇圧時損失Ｐｔｈｌｏｓｓという。Ｐｃｏｎｖｌｏｓｓ＝Ｐｔｈｌｏｓｓ）が、微小な昇圧幅（Ｖｉｎｖ−Ｖｆｃ≒Ｖｔｈ）であるにもかかわらず、急に過大になる。

ここで、昇圧幅（Ｖｉｎｖ−Ｖｆｃ）を、例えば、嵩まし電圧ＶｕｐとしてＶｕｐ＝２０［Ｖ］〜１００［Ｖ］程度に大きくした嵩まし昇圧幅（嵩まし電圧Ｖｕｐに等しい。Ｖｉｎｖ−Ｖｆｃ＝Ｖｕｐ）にしても、その嵩まし昇圧時損失Ｐｖｕｐｌｏｓｓは、それほど、大きくならない点に留意する。

つまり、時点ｔ３にて、ＦＣ電圧Ｖｆｃが効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηより低い駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄよりも低い値となってステップＳ９の判定が肯定的（ステップＳ９：ＹＥＳ、｜Ｖｉｎｖη−Ｖｆｃ｜＜Ｖｔｈ）になった場合、この嵩まし電圧昇圧時損失Ｐｖｕｐｌｏｓｓを考慮して、ステップＳ１０にて、ＳＵＣ２１の昇圧幅を嵩まし電圧Ｖｕｐに嵩ましして昇圧する。この場合、ステップＳ１１にて、ＳＵＤＣ２２の昇圧目標電圧ＶｔａｒがＶｆｃ＋Ｖｕｐとなるように決定されて昇圧される。このようにして、時点ｔ３〜ｔ４の間では、嵩まし昇圧（嵩まし電圧昇圧）を継続することで、ＳＵＣ２１の直結時よりはシステム効率が低下するが、直結時に比較してシステム効率の低下を最小限に抑制することができ、しかも嵩まし電圧Ｖｕｐは閾値電圧Ｖｔｈに比較して相当に高電圧であるので、昇圧幅が低電圧になってしまう制御の不安定性を払拭できる。

時点ｔ３〜時点ｔ４の間では、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３：ＹＥＳ→ステップＳ４：ＹＥＳ→ステップＳ５：ＮＯ→ステップＳ８：ＹＥＳ→ステップＳ９：ＹＥＳ→ステップＳ１０→ステップＳ１１の処理（嵩まし昇圧処理）が繰り返される。

時点ｔ４において、ＦＣ電圧Ｖｆｃと効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηとの差の絶対値が閾値電圧Ｖｔｈ以上の電圧（｜Ｖｉｎｖη−Ｖｆｃ｜≧Ｖｔｈ）になった場合には（ステップＳ９：ＮＯ）、時点ｔ４以降の状態に示すように、嵩まし昇圧を解除し、負荷端電圧Ｖｉｎｖが効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηになるように昇圧幅を設定し、ステップＳ１２にて、ＳＵＣ２１を昇圧すると共に、ステップＳ１３にて、ＳＵＤＣ２２の昇圧目標電圧Ｖｔａｒを効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηに設定して、通常の昇圧制御を継続する。

［第１変形例］
ステップＳ５：ＹＥＳ（Ｖｆｃ＞Ｖｉｎｖη）からステップＳ６のＳＵＣ２１の直結状態に遷移（移行）する前、又はステップＳ８：ＮＯ（Ｖｉｎｖη≧Ｖｆｃ≧Ｖｉｎｖｄ）からステップＳ６のＳＵＣ２１の直結状態を継続する前に、図７の第１変形例のフローチャートのステップＳ６´に示すように、車両１０が条件Ｊ：加速状態（高トルク・中回転数）にあるのか、条件Ｋ：高速状態もしくは登坂状態を含む非加速状態（ここでは、中トルク・高回転数）にあるのかを判定するようにしてもよい。なお、加速状態にあるか否かは、アクセルペダルの操作量θｐ、車速Ｖｓの微分値、図示しない加速度センサの出力値等から判定することができる。また、高速状態にあるか否かは、車速Ｖｓが時速８０［ｋｍ／ｈ］程度以上の略一定速度での走行中であるか否かにより判定することができ、登坂状態にあるか否かは、車速Ｖｓと傾斜センサ（不図示）の出力、又は駆動モータ１４の回転数Ｎｍ［ｒｐｍ］と車輪回転数［ｒｐｍ］との比等から判定することができる。

そこで、ステップＳ６´の判定において、条件Ｋ：高速状態もしくは登坂状態を含む非加速状態（中トルク・高回転数）にあると判定した（ステップＳ６´：Ｋ）場合には、ステップＳ６の直結状態に移行し又は直結状態を継続するが、ステップＳ６´の判定において、条件Ｊ：加速状態にあると判定した場合には、駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄが上昇し易いことを考慮し、ステップＳ９の嵩まし昇圧の要否判定を介して、ＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２の両方昇圧状態（ステップＳ１０→ステップＳ１１、又はステップＳ１２→ステップＳ１３）に移行し、加速状態の要求に応えるように制御して、商品性の低下を防止する（商品性が向上する）。

次に、第２実施例の動作について説明する。なお、この第２実施例以降の説明については、理解の便宜、及び煩雑さの回避のために、上述した第１実施例及び第１変形例で説明した処理と同一の処理又は対応する処理には、同一のステップ番号の末尾にアルファベットを添えたステップ番号を付して、その詳細な説明を省略する。

［第２実施例］（Ｖｉｎｖη≦Ｖｉｎｖｄ、且つＶｆｃ＞Ｖｂａｔ）
第２実施例について、図５のフローチャートの結合子「２」と図８のフローチャートの結合子「２」を接続したフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ１にて、ＥＣＵ２４は、駆動モータ１４に対するモータ要求電力（モータ必要電力）Ｐｍｒｅｑ［ｋＷ］を算出する。

ステップＳ２にて、モータ要求電力Ｐｍｒｅｑに基づき駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄ［Ｖ］を算出すると共に、効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖη［Ｖ］を算出する。

次いで、ステップＳ３の判定にて、駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄと効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηとを比較し、上述したような急加速時等であって、駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄが効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖη以上の高電圧であると判定（ステップＳ３：ＮＯ）した場合には、ステップＳ４ａにて、ＦＣ電圧ＶｆｃがＢＡＴ電圧Ｖｂａｔより高いか（Ｖｆｃ＞Ｖｂａｔ）否かを判定する。この判定が肯定的（ステップＳ４ａ：ＹＥＳ）である場合、結合子「２」を通じて、第２実施例に係る図８のフローチャートに対応するプログラムが実行される。

そこで、ステップＳ９ａにて、急加速の要求を受けて急加速することができないという商品性の低下を防止するために、効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηより高電圧になっている駆動要求負荷端電圧ＶｉｎｖｄとＦＣ電圧Ｖｆｃの差の絶対値｜Ｖｉｎｖｄ−Ｖｆｃ｜を算出し、差の絶対値｜Ｖｉｎｖｄ−Ｖｆｃ｜が、微小電圧の閾値電圧Ｖｔｈより小さい電圧になっているか（｜Ｖｉｎｖｄ−Ｖｆｃ｜＜Ｖｔｈ）否かを判定する。

ステップＳ９ａの判定が肯定的（ステップＳ９ａ：ＹＥＳ、｜Ｖｉｎｖｄ−Ｖｆｃ｜＜Ｖｔｈ）である場合、嵩まし昇圧時損失Ｐｖｕｐｌｏｓｓ（図１４参照）を考慮して、ステップＳ１０ａにて、ＳＵＣ２１の昇圧幅を嵩まし電圧Ｖｕｐに嵩ましして昇圧する。この場合、ステップＳ１１ａにて、ＳＵＤＣ２２の昇圧目標電圧ＶｔａｒがＶｔａｒ＝Ｖｆｃ＋Ｖｕｐとなるように決定されて昇圧される。

一方、ステップＳ９ａの判定が否定的（ステップＳ９ａ：ＮＯ、｜Ｖｉｎｖｄ−Ｖｆｃ｜≧Ｖｔｈ）である場合、嵩まし昇圧は実施せずに、負荷端電圧Ｖｉｎｖが駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄになるように昇圧幅を設定し、ステップＳ１２ａにて、ＳＵＣ２１を昇圧すると共に、ステップＳ１３ａにて、ＳＵＤＣ２２の昇圧目標電圧Ｖｔａｒを駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄに設定し、昇圧制御を実施する。

この第２実施例によれば、例えば、第１実施例での燃料電池システム１２のシステム効率の向上を図る原則制御（Ｖｉｎｖη＞Ｖｉｎｖｄ）中に、急加速要求等（ステップＳ３：ＮＯ）があった場合には、その急加速要求等に応えるために、駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄの増加に対応した例外制御（Ｖｉｎｖη≦Ｖｉｎｖｄ）を実施できるようにしたので、即座に急加速要求等に応えることができ、商品性の低下を防止することができる。

［第３実施例］（Ｖｉｎｖη＞Ｖｉｎｖｄ、且つＶｆｃ≦Ｖｂａｔ）
この第３実施例は、図５のフローチャートの結合子「３」と図９のフローチャートの結合子「３」を接続したフローチャートにより実施される。

図９のフローチャートの各処理は、上述した図６のフローチャートの各処理と同一の処理又は対応する処理であって、ステップＳ４の前提判定であるＢＡＴ電圧ＶｂａｔがＦＣ電圧Ｖｆｃ以上の点でのみ異なっている。そこで、同一のステップ番号の末尾にアルファベット「ｂ」を付け、簡潔に説明する。

この第３実施例では、ＢＡＴ電圧ＶｂａｔがＦＣ電圧Ｖｆｃ以上の電圧（Ｖｆｃ≦Ｖｂａｔ）になっているので、直結対象のコンバータが、１次側１ｓｆのＦＣ電圧Ｖｆｃが相対的に低いＦＣ１８側のＳＵＣ２１から１次側１ｓｂのＢＡＴ電圧Ｖｂａｔが相対的に高いＢＡＴ側のＳＵＤＣ２２に置換され、その一方、常時昇圧対象のコンバータが、１次側１ｓｂのＢＡＴ電圧Ｖｂａｔが相対的に高いＢＡＴ２０側のＳＵＤＣ２２から１次側１ｓｆのＦＣ電圧Ｖｆｃが相対的に低いＦＣ１８側のＳＵＣ２１に置換される。

この第３実施例では、第１実施例と同様に、例えば、最初のステップＳ５ｂの判定が肯定的｛ステップＳ５ｂ：ＹＥＳ、（Ｖｂａｔ＞Ｖｉｎｖη）｝である場合に、ステップＳ６ｂにて、ＳＵＤＣ２２を直結して負荷端電圧ＶｉｎｖをＢＡＴ電圧Ｖｂａｔに設定すると共に、ステップＳ７ｂにて、ＳＵＣ２１の昇圧目標電圧ＶｔａｒをＶｔａｒ＝Ｖｂａｔに設定して、制御性とシステム効率の向上を確保する。

一方、ステップＳ５ｂの判定が否定的｛ステップＳ５ｂ：ＮＯ、（Ｖｂａｔ≦Ｖｉｎｖη）｝になっても、ステップＳ８ｂの判定が否定的（ステップＳ８ｂ：ＮＯ）で駆動要求負荷端電圧ＶｉｎｖｄよりＢＡＴ電圧Ｖｂａｔが高い（Ｖｂａｔ≧Ｖｉｎｖｄ）場合には、ステップＳ６ｂのＳＵＤＣ２２の直結、ステップＳ７ｂのＳＵＣ２１の昇圧目標電圧ＶｔａｒがＶｔａｒ＝Ｖｂａｔとなる昇圧制御を継続するようにしたので、この場合にも、制御性とシステム効率の向上が確保される。

さらに、ＢＡＴ電圧Ｖｂａｔが駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄよりも低い電圧になってステップＳ８ｂの判定が肯定的（ステップＳ８ｂ：ＹＥＳ、Ｖｂａｔ＜Ｖｉｎｖｄ＜Ｖｉｎｖη）となったとき、ステップＳ９ｂにて、効率の急激な低下を抑制するために、効率要求負荷端電圧ＶｉｎｖηとＢＡＴ電圧Ｖｂａｔの差の絶対値｜Ｖｉｎｖη−Ｖｂａｔ｜を算出し、差の絶対値｜Ｖｉｎｖη−Ｖｂａｔ｜が、微小電圧の閾値電圧Ｖｔｈより小さい電圧になっているか（｜Ｖｉｎｖη−Ｖｂａｔ｜＜Ｖｔｈ）否か、すなわち嵩まし昇圧の要否を判定する。

ＢＡＴ電圧Ｖｂａｔが効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηより低い駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄよりも低い値となってステップＳ９ｂの判定が肯定的（ステップＳ９ｂ：ＹＥＳ、｜Ｖｉｎｖη−Ｖｂａｔ｜＜Ｖｔｈ）になった場合、嵩まし昇圧時損失Ｐｖｕｐｌｏｓｓ（図１４参照、図１４でＶｆｃをＶｂａｔに置換して考慮すればよい。なお、この場合、嵩まし昇圧時損失Ｐｖｕｐｌｏｓｓは、ＳＵＤＣ２２の昇圧時損失である点に留意する。）を考慮して、ステップＳ１０ｂにて、ＳＵＤＣ２２を嵩まし電圧Ｖｕｐに嵩まして昇圧する。つまり、ステップＳ１１ｂにて、ＳＵＣ２１の昇圧目標電圧ＶｔａｒがＶｂａｔ＋Ｖｕｐとなるように決定されて昇圧される。この嵩まし昇圧（嵩まし電圧昇圧）制御を実行することで、システム効率はＳＵＤＣ２２の直結時よりは低下するが、当該直結時に比較してシステム効率の低下を最小限に抑えることができる。

また、ＢＡＴ電圧Ｖｂａｔと効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηとの差の絶対値｜Ｖｉｎｖη−Ｖｂａｔ｜が、閾値電圧Ｖｔｈ以上の電圧（｜Ｖｉｎｖη−Ｖｂａｔ｜≧Ｖｔｈ）になった場合には（ステップＳ９ｂ：ＮＯ）、嵩まし昇圧を解除し、負荷端電圧Ｖｉｎｖが効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηになるように昇圧幅を設定し、ステップＳ１２ｂにて、ＳＵＤＣ２２を昇圧すると共に、ステップＳ１３ｂにて、ＳＵＣ２１の昇圧目標電圧Ｖｔａｒを効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηに設定し、通常の昇圧制御を実施する。

なお、この第３実施例においても、図７を参照して説明した［第１変形例］の処理も同様に実行することができる。

［第４実施例］（Ｖｉｎｖη≦Ｖｉｎｖｄ、且つＶｆｃ≦Ｖｂａｔ）
この第４実施例について、図５のフローチャートの結合子「４」と図１０のフローチャートの結合子「４」を接続したフローチャートを参照して説明する。

なお、第４実施例は、第２実施例において、ＶｆｃをＶｂａｔに置換し、ＳＵＣ２１とＳＵＤＣ２２の処理を交替した処理であるので簡潔に説明する。

ステップＳ１にて、ＥＣＵ２４は、駆動モータ１４に対するモータ要求電力（モータ必要電力）Ｐｍｒｅｑ［ｋＷ］を算出する。

ステップＳ２にて、モータ要求電力Ｐｍｒｅｑに基づき駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄ［Ｖ］を算出すると共に、効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖη［Ｖ］を算出する。

次いで、ステップＳ３の判定にて、駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄと効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηとを比較し、駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄが効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖη以上の高電圧であると判定した（ステップＳ３：ＮＯ）場合には、ステップＳ４ａにて、ＦＣ電圧ＶｆｃがＢＡＴ電圧Ｖｂａｔより高いか（Ｖｆｃ＞Ｖｂａｔ）否かを判定する。この判定が否定的（ステップＳ４ａ：ＮＯ）である場合、結合子「４」を通じて、第４実施例に係る図１０のフローチャートに対応するプログラムが実行される。

そこで、ステップＳ９ｃにて、駆動要求負荷端電圧ＶｉｎｖｄとＢＡＴ電圧Ｖｂａｔの差の絶対値｜Ｖｉｎｖｄ−Ｖｂａｔ｜を算出し、差の絶対値｜Ｖｉｎｖｄ−Ｖｂａｔ｜が、微小電圧の閾値電圧Ｖｔｈより小さい電圧になっているか（｜Ｖｉｎｖｄ−Ｖｂａｔ｜＜Ｖｔｈ）否かを判定する。

ステップＳ９ｃの判定が肯定的（ステップＳ９ｃ：ＹＥＳ、｜Ｖｉｎｖｄ−Ｖｂａｔ｜＜Ｖｔｈ）である場合、嵩まし電圧昇圧時損失Ｐｖｕｐｌｏｓｓ（図１４参照、この場合にも、図１４中、ＶｆｃをＶｂａｔに置換して参照）を考慮して、ステップＳ１０ｃにて、ＳＵＤＣ２２を嵩まし電圧Ｖｕｐを嵩ましして昇圧する。この場合、ステップＳ１１ｃにて、ＳＵＣ２１の昇圧目標電圧ＶｔａｒがＶｂａｔ＋Ｖｕｐとなるように決定して昇圧する。

一方、ステップＳ９ｃの判定が否定的（ステップＳ９ｃ：ＮＯ、｜Ｖｉｎｖｄ−Ｖｂａｔ｜≧Ｖｔｈ）である場合、嵩まし昇圧は実施せずに、負荷端電圧Ｖｉｎｖが駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄになるように昇圧幅を設定し、ステップＳ１２ｃにて、ＳＵＤＣ２２を昇圧すると共に、ステップＳ１３ｃにて、ＳＵＣ２１の昇圧目標電圧Ｖｔａｒを駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄに設定し、昇圧制御を実施する。

この第４実施例によれば、例えば、第３実施例での燃料電池システム１２のシステム効率の向上を図る原則制御（Ｖｉｎｖη＞Ｖｉｎｖｄ）中に、急加速要求等（ステップＳ３）があった場合には、その急加速要求等に応えるために、駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄの増加に対応した例外制御（Ｖｉｎｖη≦Ｖｉｎｖｄ）を実施できるようにしたので、急加速要求等に即座に応えることができ、商品性の低下を防止することができる。

［実施形態のまとめ］
以上説明したように上述した実施形態に係るＦＣシステム１２は、ＦＣ電圧Ｖｆｃを出力するＦＣ１８と、ＢＡＴ電圧Ｖｂａｔを出力するＢＡＴ２０と、インバータ１６とインバータ１６を通じて駆動される駆動モータ１４とからなる負荷３０と、ＦＣ電圧Ｖｆｃを１次側電圧として昇圧し負荷端電圧Ｖｉｎｖとしてインバータ１６の直流端側に印加する第１電圧変換装置としてのＳＵＣ２１及びＢＡＴ電圧Ｖｂａｔを前記１次側電圧として昇圧し前記負荷端電圧Ｖｉｎｖとして前記インバータ１６の直流端側に印加するＳＵＤＣ２２と、を備えるＦＣシステム１２の制御方法において、負荷端電圧Ｖｉｎｖとして、当該ＦＣシステム１２への駆動要求に基づいて、負荷３０を駆動する駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄと、負荷３０を効率的に駆動する効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηと、を決定する要求電圧決定過程（ステップＳ２）と、ＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２のうち、前記１次側電圧としてＦＣ電圧ＶｆｃとＢＡＴ電圧Ｖｂａｔのうち高電圧が印加されているいずれか一方の電圧変換装置（例えば、ＳＵＣ２１とする。）の当該１次側電圧（この場合、ＦＣ電圧Ｖｆｃ）が、効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηを上回った（ステップＳ５）場合に、前記電圧変換装置（この場合、ＳＵＣ２１）の電圧変換動作を停止し直結させる電圧変換停止工程（ステップＳ６）と、を有し、前記一方の電圧変換装置（この場合、ＳＵＣ２１）の前記１次側電圧（この場合、ＦＣ電圧Ｖｆｃ）が、効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηを下回っても（ステップＳ５：ＮＯ）、駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄを上回っている（ステップＳ８：ＮＯ）間（例えば、図１３中、時点ｔ１〜時点ｔ２の間）は、前記電圧変換動作（この場合、ＳＵＣ２１）の停止状態（ステップＳ６）を継続するようにしている。

このように、１次側電圧としてＦＣ電圧ＶｆｃとＢＡＴ電圧Ｖｂａｔのうち高電圧が印加されている一方の電圧変換装置（第１実施例では、ＳＵＣ２１、第３実施例では、ＳＵＤＣ２２）の１次側電圧（第１実施例では、ＦＣ電圧Ｖｆｃ、第３実施例では、ＢＡＴ電圧Ｖｂａｔ）が、効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηを下回っても駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄを上回っている間は、電圧変換動作の停止状態、すなわち直結状態を継続させるようにしているので、直結状態の継続期間を長くでき、システム効率を向上させることができる。

この場合、前記電圧変換動作の停止状態の継続中（例えば、Ｖｆｃ＞Ｖｂａｔであって、ＳＵＣ２１の直結中を例として説明すると、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３：ＹＥＳ→ステップＳ４：ＹＥＳ→ステップＳ５：ＹＥＳ→ステップＳ６→ステップＳ７）に、直結中の前記一方の電圧変換装置（この場合、ＳＵＣ２１）の前記１次側電圧（この場合、ＦＣ電圧Ｖｆｃ）が、駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄを下回った（ステップＳ８：ＹＥＳ）場合に、効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηと前記一方の電圧変換装置の前記１次側電圧（この場合、ＦＣ電圧Ｖｆｃ）との差電圧（｜Ｖｉｎｖη−Ｖｆｃ｜）を把握する差電圧把握工程（ステップＳ９）を設け、差電圧（｜Ｖｉｎｖη−Ｖｆｃ｜）が、前記一方の電圧変換装置（この場合、ＳＵＣ２１）の電圧変換動作が不安定になる閾値電圧Ｖｔｈ未満の値である（ステップＳ９：ＹＥＳ）場合には、負荷端電圧Ｖｉｎｖが効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηを上回る電圧になる昇圧幅（嵩まし電圧）Ｖｕｐを設定し、設定した前記昇圧幅Ｖｕｐで前記一方の電圧変換装置（この場合、ＳＵＣ２１）の電圧変換動作を開始させる昇圧幅増加工程（ステップＳ１１）をさらに設けるようにしてもよい。

このように、直結中の一方の電圧変換動作の停止状態の継続中（図６のステップＳ６及びステップＳ７の処理を含む処理を継続中、又は図９のステップＳ６ｂ及びステップＳ７ｂの処理を含む処理を継続中）に、直結中の前記一方の電圧変換装置（この場合、ＳＵＣ２１）の１次側電圧が、駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄを下回った場合（ステップＳ８：ＹＥＳ、ステップＳ８ｂ：ＹＥＳ）に、効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηと前記一方の電圧変換装置の前記１次側電圧との差電圧（｜Ｖｉｎｖη−Ｖｆｃ｜、｜Ｖｉｎｖη−Ｖｂａｔ｜）を把握し（ステップＳ９、ステップＳ９ｂ）、前記差電圧（｜Ｖｉｎｖη−Ｖｆｃ｜、｜Ｖｉｎｖη−Ｖｂａｔ｜）が、前記一方の電圧変換装置の電圧変換動作が不安定になる閾値電圧未満の値である（（｜Ｖｉｎｖη−Ｖｆｃ｜＜Ｖｔｈ、｜Ｖｉｎｖη−Ｖｂａｔ｜＜Ｖｔｈ））場合には、前記負荷端電圧Ｖｉｎｖが前記効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηを上回る電圧になる昇圧幅（Ｖｆｃ＋Ｖｕｐ、Ｖｂａｔ＋Ｖｕｐ）を設定し、設定した前記昇圧幅で前記一方の電圧変換装置（ＳＵＣ２１、ＳＵＤＣ２２）の電圧変換動作を開始させるようにしたので、不安定な電圧変換動作状態の発生を防止しつつ、システム効率を向上させた安定した電圧変換動作を実施することができる。

なお、前記一方の電圧変換装置（例えば、ＳＵＣ２１又はＳＵＤＣ２２中、ＳＵＣ２１とする。）の前記電圧変換動作の停止状態の継続中に、前記１次側電圧として前記ＦＣ電圧Ｖｆｃと前記ＢＡＴ電圧Ｖｂａｔのうち低電圧が印加されている他方の電圧変換装置（この場合、ＳＵＤＣ２２）の昇圧幅の指令値である昇圧目標電圧Ｖｔａｒを、昇圧動作継続中の前記他方の電圧変換装置（この場合、ＳＵＤＣ２２）の前記１次側電圧と、直結中の前記負荷端電圧Ｖｉｎｖとの差電圧（この場合、差電圧は、Ｖｉｎｖ−Ｖｆｃ）に設定する（ステップＳ１１、ステップＳ１１ｂ）ことで、他方の電圧変換装置（この場合、ＳＵＤＣ２２）により負荷端電圧Ｖｉｎｖが制御されることになるので、一方の電圧変換装置（この場合、ＳＵＣ２１）の直結をできるだけ継続することができ、システム効率が向上する。

また、ＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２のうち、前記１次側電圧として前記ＦＣ電圧Ｖｆｃと前記ＢＡＴ電圧Ｖｂａｔのうち高電圧が印加されているいずれか一方の電圧変換装置（ＳＵＣ２１、又はＳＵＤＣ２２）の当該１次側電圧（ＦＣ電圧Ｖｆｃ、又はＢＡＴ電圧Ｖｂａｔ）が、効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηを上回った場合に、前記電圧変換装置（ＳＵＣ２１、又はＳＵＤＣ２２）の電圧変換動作を停止し直結させる直前（ステップＳ６：ＳＵＣ２１の直結の直前、ステップＳ６ｂ：ＳＵＤＣ２２の直結の直前）、及び前記電圧変換停止工程（ステップＳ６：ＳＵＣ直結、ステップＳ６ｂ：ＳＵＤＣ２２）後に、前記一方の電圧変換装置（ＳＵＣ２１、ＳＵＤＣ２２）の前記１次側電圧（ＦＣ電圧Ｖｆｃ、ＢＡＴ電圧Ｖｂａｔ）が、効率要求負荷端電圧Ｖｉｎｖηを下回っても（ステップＳ５：ＮＯ、ステップＳ５ｂ：ＮＯ）、駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄを上回っている（ステップＳ８：ＮＯ、ステップＳ８ｂ：ＮＯ）間は、前記電圧変換動作の停止状態（ステップＳ６、Ｓ６ｂ）を継続する直前に、車両１０が、高速走行状態又は登坂状態にあるか否かの車両状態を把握する車両状態把握工程（ステップＳ６´）をさらに有し、車両状態把握工程（ステップＳ６´）にて、車両１０が、前記高速走行状態又は前記登坂状態にあると把握した場合には、前記電圧変換装置（この場合、ＳＵＣ２１又はＳＵＤＣ２２）の電圧変換動作を停止し直結（ステップＳ６、Ｓ６ｂ）させ、直結している場合には前記電圧変換動作の停止状態を継続させるようにしてもよい。

このように、一方の電圧変換装置の直結状態への移行・継続の適否を簡便に判定することができ、且つ、駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄが確保されているので、商品性の低下を防止することができる。

また、この実施形態に係るＦＣシステム１２の制御方法は、ＦＣ電圧Ｖｆｃを出力するＦＣ１８と、ＢＡＴ電圧Ｖｂａｔを出力するＢＡＴ２０と、インバータ１６と、車両駆動用の、インバータ１６を通じて駆動される駆動モータ１４とからなる負荷３０と、ＦＣ電圧Ｖｆｃを昇圧し負荷端電圧Ｖｉｎｖとしてインバータ１６の直流端側に印加するＳＵＣ２１と、ＢＡＴ電圧Ｖｂａｔを昇圧し負荷端電圧Ｖｉｎｖとしてインバータ１６の直流端側に印加するＳＵＤＣ２２と、を有するＦＣシステム１２の制御方法において、負荷端電圧Ｖｉｎｖとして、当該ＦＣシステム１２への駆動要求に基づいて、負荷３０を駆動する駆動要求負荷端電圧Ｖｉｎｖｄを決定する要求電圧決定過程（ステップＳ２）と、駆動モータ１４により駆動される車両１０が加速状態又は高速走行状態もしくは登坂状態のいずれの状態にあるかを判定する車両状態把握工程（例えば、ステップＳ６´）と、駆動要求負荷端電圧ＶｉｎｖｄとＦＣ電圧ＶｆｃとＢＡＴ電圧Ｖｂａｔとに基づきＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２の昇圧の要否を判定する昇圧要否判定工程（ステップＳ６´）と、を有し、昇圧要否判定工程（ステップＳ６´）では、車両状態把握工程（ステップＳ６´）において車両１０が前記加速状態にあると判定された場合には、ＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２の両方とも昇圧動作させ（ステップＳ９：ＹＥＳ→ステップＳ１０→ステップＳ１１又はステップＳ９：ＮＯ→ステップＳ１２→ステップＳ１３）、車両状態把握工程（ステップＳ６´）において車両１０が前記高速走行状態もしくは前記登坂状態にあると判定（ステップＳ６´：判定Ｋ）された場合には、ＦＣ電圧Ｖｆｃ及びＢＡＴ電圧Ｖｂａｔのうち高い方の電圧が印加されているＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２のいずれか一方の電圧変換装置（この場合、ＳＵＣ２１）を直結状態（ステップＳ６）にすると判定する。

このように、車両状態と駆動要求負荷端電圧ＶｉｎｖｄとＦＣ電圧ＶｆｃとＢＡＴ電圧Ｖｂａｔとに基づいて第１及び第２変換装置（ＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２）のいずれか一方の電圧変換装置の直結状態への移行を判定するので、システム効率を向上しながら、第１及び第２変換装置（ＳＵＣ２１及びＳＵＤＣ２２）のいずれか一方の電圧変換装置の直結状態への移行を簡便に判定することができる。

なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…燃料電池自動車（ＦＣ自動車）
１２…燃料電池システム（ＦＣシステム）
１４…駆動モータ １６…インバータ（ＩＮＶ）
１８…燃料電池（ＦＣ） ２０…蓄電装置、高電圧バッテリ（ＢＡＴ）
２１…昇圧コンバータ（昇圧器、電圧変換装置、ＳＵＣ）
２２…昇降圧コンバータ（昇降圧器、電圧変換装置、ＳＵＤＣ）
２４…ＥＣＵ

Claims (6)

1. 燃料電池電圧を出力する燃料電池と、
   蓄電装置電圧を出力する蓄電装置と、
   インバータと前記インバータを通じて駆動される駆動モータとからなる負荷と、
   前記燃料電池電圧を１次側電圧として昇圧し負荷端電圧として前記インバータの直流端側に印加する第１電圧変換装置及び前記蓄電装置電圧を前記１次側電圧として昇圧し前記負荷端電圧として前記インバータの直流端側に印加する第２電圧変換装置と、
   を備える燃料電池システムの制御方法において、
   前記負荷端電圧として、当該燃料電池システムへの駆動要求に基づいて、前記負荷を駆動する駆動要求負荷端電圧と、前記負荷を効率的に駆動する効率要求負荷端電圧と、を決定する要求電圧決定過程と、
   前記第１電圧変換装置及び第２電圧変換装置のうち、前記１次側電圧として前記燃料電池電圧と前記蓄電装置電圧のうち高電圧が印加されているいずれか一方の電圧変換装置の当該１次側電圧が、前記効率要求負荷端電圧を上回った場合に、前記電圧変換装置の電圧変換動作を停止し直結させる電圧変換停止工程と、を有し、
   前記一方の電圧変換装置の前記１次側電圧が、前記効率要求負荷端電圧を下回っても、前記駆動要求負荷端電圧を上回っている間は、前記電圧変換動作の停止状態を継続する
   ことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
2. 請求項１に記載の燃料電池システムの制御方法において、
   直結中の前記一方の電圧変換装置の前記１次側電圧が、前記駆動要求負荷端電圧を下回った場合に、前記効率要求負荷端電圧と前記一方の電圧変換装置の前記１次側電圧との差電圧を把握する差電圧把握工程を設け、
   前記差電圧が、前記一方の電圧変換装置の電圧変換動作が不安定になる閾値電圧未満の値である場合には、前記負荷端電圧が前記効率要求負荷端電圧を上回る電圧になる昇圧幅を設定し、設定した前記昇圧幅で前記一方の電圧変換装置の電圧変換動作を開始させる昇圧幅増加工程をさらに設ける
   ことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
3. 請求項１に記載の燃料電池システムの制御方法において、
   前記一方の電圧変換装置の前記電圧変換動作の停止状態の継続中に、前記１次側電圧として前記燃料電池電圧と前記蓄電装置電圧のうち低電圧が印加されている他方の電圧変換装置の昇圧幅の指令値を、前記他方の電圧変換装置の前記１次側電圧と、直結中の前記負荷端電圧との差電圧に設定する
   ことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
4. 請求項１に記載の燃料電池システムの制御方法において、
   前記駆動モータは車両の駆動用であって、
   前記第１電圧変換装置及び第２電圧変換装置のうち、前記１次側電圧として前記燃料電池電圧と前記蓄電装置電圧のうち高電圧が印加されているいずれか一方の電圧変換装置の当該１次側電圧が、前記効率要求負荷端電圧を上回った場合に、前記電圧変換装置の電圧変換動作を停止し直結させる直前、及び前記電圧変換停止工程後に、前記一方の電圧変換装置の前記１次側電圧が、前記効率要求負荷端電圧を下回っても、前記駆動要求負荷端電圧を上回っている間は、前記電圧変換動作の停止状態を継続する直前に、前記車両が、高速走行状態又は登坂状態にあるか否かの車両状態を把握する車両状態把握工程をさらに有し、
   前記車両状態把握工程にて、前記車両が、前記高速走行状態又は前記登坂状態にあると把握した場合には、前記電圧変換装置の電圧変換動作を停止し直結させ、直結している場合には前記電圧変換動作の停止状態を継続させる
   ことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
5. 燃料電池電圧を出力する燃料電池と、
   蓄電装置電圧を出力する蓄電装置と、
   インバータと、車両駆動用の、前記インバータを通じて駆動される駆動モータとからなる負荷と、
   前記燃料電池電圧を昇圧し負荷端電圧として前記インバータの直流端側に印加する第１電圧変換装置と、
   前記蓄電装置電圧を昇圧し前記負荷端電圧として前記インバータの直流端側に印加する第２電圧変換装置と、
   を有する燃料電池システムの制御方法において、
   前記負荷端電圧として、当該燃料電池システムへの駆動要求に基づいて、前記負荷を駆動する駆動要求負荷端電圧を決定する要求電圧決定過程と、
   前記駆動モータにより駆動される車両が加速状態又は高速走行状態もしくは登坂状態のいずれの状態にあるかを判定する車両状態把握工程と、
   前記駆動要求負荷端電圧と前記燃料電池電圧と前記蓄電装置電圧とに基づき前記第１及び第２電圧変換装置の昇圧の要否を判定する昇圧要否判定工程と、
   を有し、
   前記昇圧要否判定工程では、前記車両状態把握工程において前記車両が前記加速状態にあると判定された場合には、前記第１及び第２電圧変換装置の両方とも昇圧動作させ、前記車両状態把握工程において前記車両が前記高速走行状態もしくは前記登坂状態にあると判定された場合には、前記燃料電池電圧及び前記蓄電装置電圧のうち高い方の電圧が印加されている前記第１及び第２電圧変換装置のいずれか一方の電圧変換装置を直結状態にすると判定する
   ことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池システムの制御方法を実施する燃料電池自動車。

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