JP4624457B2 - 燃料電池車両の制御装置および燃料電池車両の制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、燃料電池車両の制御装置および燃料電池車両の制御方法に関する。

従来、例えば車両走行用モータの電源として燃料電池および蓄電装置を搭載した車両において、タイヤから路面に対して過大な駆動力が作用して駆動輪が空転することを抑制するトラクション制御として、燃料電池に供給される燃料を制限することで燃料電池から車両走行用モータへ供給される電力を制限し、この電力制限によって車両走行用モータの出力を制限することで駆動輪のグリップ力を増大させる制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２０４１０７号公報

ところで、上記従来技術に係る制御装置において、燃料電池に供給される気体状あるいは液体状の流体からなる燃料の供給状態（つまり、圧力や流量等）に対しては、適宜の制御指令が入力されてから、この制御指令に応じた制御状態に到達するまでの時間、つまり応答遅れが相対的に長くなる。
このため、例えば駆動輪の空転発生が検知された時点から、実際に車両走行用モータの出力が制限されて駆動輪のグリップ力が増大するまでに要する時間が長くなり、トラクション制御を適切なタイミングで実行することが困難となる。

そして、例えば凍結等により相対的に摩擦抵抗が低い路面でタイヤが滑る場合のように、車両走行用モータの出力が急激に増大する場合には、この出力増大を検知してから、燃料電池に対する燃料の供給状態を制御して、車両走行用モータへの電力供給の制限を開始するまでに要する時間の間に、燃料電池および蓄電装置から所定の上限電力を超える電力が出力されてしまい、燃料電池および蓄電装置を適切に保護することができなくなる虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両走行用のモータの電源として燃料電池を備える燃料電池車両において、燃料電池を適切に保護することが可能な燃料電池車両の制御装置および燃料電池車両の制御方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の燃料電池車両の制御装置は、車両を駆動可能なモータ（例えば、実施の形態でのモータ１６）と、該モータの駆動および回生動作を制御するモータ制御手段（例えば、実施の形態でのモータトルク制御部４２およびＰＤＵ１５）と、タイヤと路面との間で作用する駆動力を制御して駆動輪（例えば、実施の形態での駆動輪Ｗ）が空転することを抑制するトラクション制御手段（例えば、実施の形態でのＴＣＳＥＣＵ２２）と、前記モータの電源をなす燃料電池システムとして、反応ガス供給手段（例えば、実施の形態での空気供給装置（Ａ／Ｐ）１８、水素タンク１９ａおよび水素供給弁１９ｂ）により反応ガスが供給されて電気化学反応により発電する燃料電池（例えば、実施の形態での燃料電池１１）と、該燃料電池の発電電力および前記モータの回生電力により充電される蓄電装置（例えば、実施の形態での蓄電装置１３）と、前記燃料電池の出力を制御する出力制御手段（例えば、実施の形態での燃料電池発電制御部４１および出力制御器１７）とを備える燃料電池車両の制御装置であって、前記トラクション制御手段による駆動力制御の実行時に、前記反応ガスの供給状態を前記モータの駆動力（例えば、実施の形態でのトルク指令ＴＲ）に関わらずに制御する制御手段（例えば、実施の形態での駆動系トルク算出部４３）を備えることを特徴としている。

上記の燃料電池車両の制御装置によれば、タイヤから路面に対して過大な駆動力が作用して駆動輪が空転することを抑制するトラクション制御の実行開始に伴い、トラクション制御手段によりモータの駆動力が制御される状態であっても、モータの駆動力とは独立に反応ガスの供給状態が制御されることから、例えばトラクション制御手段による駆動力制御の実行時に、モータの駆動力が制限されることに応じて燃料電池の発電電力が低減されてしまうことは防止される。このため、例えばトラクション制御手段による駆動力制御の実行が完了して、モータの駆動力に対する制限が解除されると共にモータの駆動力に運転者の運転意志が反映されることによって、モータの駆動力が急激に増大する場合であっても、この時点での燃料電池の発電電力によってモータの消費電力を賄うことが可能となり、応答遅れが相対的に長くなる反応ガスの供給状態を制御して燃料電池の発電電力を増大させるまでの期間において、モータの消費電力が燃料電池の発電電力よりも大きくなることで燃料電池に対する反応ガスの供給量が不足してしまうことを防止することができる。これにより、燃料電池に対する発電電流指令が過大となって反応ガスの供給量が不足することで燃料電池の劣化が促進されてしまうことを防止することができる。

さらに、請求項１に記載の本発明の燃料電池車両の制御装置は、運転者のアクセル操作量に係るアクセル開度（例えば、実施の形態でのアクセル開度ＡＣ）を検出するアクセル開度センサ（例えば、実施の形態でのアクセル開度センサ３６）を備え、前記制御手段は、前記トラクション制御手段による駆動力制御の実行時に、前記反応ガスの供給状態を前記アクセル開度センサにより検出されるアクセル開度に応じて制御することを特徴としている。

上記の燃料電池車両の制御装置によれば、トラクション制御手段によりモータの駆動力が制御される状態であっても、このモータの駆動力とは独立に、運転者のアクセル操作量に係るアクセル開度に応じて反応ガスの供給状態が制御されることから、例えばトラクション制御手段による駆動力制御の実行状態からの復帰時、つまりモータの駆動力が、トラクション制御でのトラクション要求トルクに応じて変化する状態からアクセル開度に係る運転者要求トルクに応じて変化する状態への移行時において、モータの駆動力が急激に増大する場合であっても、燃料電池の発電電力つまり反応ガスの供給量が不足してしまうことを防止し、燃料電池の劣化が促進されてしまうことを防止することができる。

さらに、請求項２に記載の本発明の燃料電池車両の制御装置は、前記蓄電装置の残容量を検出する残容量検出手段（例えば、実施の形態でのステップＳ３１）を備え、前記トラクション制御手段による駆動力制御の実行時に、前記残容量検出手段により検出される残容量に応じて、車両の電気負荷での消費電力を超える前記燃料電池の発電電力の余剰電力を前記蓄電装置に充電する充電制御手段（例えば、実施の形態でのステップＳ３２）を備えることを特徴としている。

上記の燃料電池車両の制御装置によれば、トラクション制御手段によりモータの駆動力が制御される状態であっても、モータの駆動力とは独立に反応ガスの供給状態が制御されることから、モータの駆動力の急激な増大に対して応答遅れが相対的に長くなる燃料電池の発電電力つまり反応ガスの供給量が不足してしまうことを防止し、燃料電池の劣化が促進されてしまうことを防止することができると共に、燃料電池車両全体としてのエネルギー効率が低下してしまうことを抑制することができる。

また、請求項３に記載の本発明の燃料電池車両の制御方法は、車両を駆動可能なモータ（例えば、実施の形態でのモータ１６）と、該モータの駆動および回生動作を制御するモータ制御手段（例えば、実施の形態でのモータトルク制御部４２およびＰＤＵ１５）と、タイヤと路面との間で作用する駆動力を制御して駆動輪が空転することを抑制するトラクション制御手段（例えば、実施の形態でのＴＣＳＥＣＵ２２）と、前記モータの電源をなす燃料電池システムとして、反応ガス供給手段（例えば、実施の形態での空気供給装置（Ａ／Ｐ）１８、水素タンク１９ａおよび水素供給弁１９ｂ）により反応ガスが供給されて電気化学反応により発電する燃料電池（例えば、実施の形態での燃料電池１１）と、該燃料電池の発電電力および前記モータの回生電力により充電される蓄電装置（例えば、実施の形態での蓄電装置１３）と、前記燃料電池の出力を制御する出力制御手段（例えば、実施の形態での燃料電池発電制御部４１および出力制御器１７）とを備える燃料電池車両の制御方法であって、前記トラクション制御手段による駆動力制御の実行時に、前記反応ガスの供給状態を前記モータの駆動力（例えば、実施の形態でのトルク指令ＴＲ）に関わらずに制御することを特徴としている。

上記の燃料電池車両の制御方法によれば、タイヤから路面に対して過大な駆動力が作用して駆動輪が空転することを抑制するトラクション制御の実行開始に伴い、トラクション制御手段によりモータの駆動力が制御される状態であっても、モータの駆動力とは独立に反応ガスの供給状態が制御されることから、例えばトラクション制御手段による駆動力制御の実行時に、モータの駆動力が制限されることに応じて燃料電池の発電電力が低減されてしまうことは防止される。このため、例えばトラクション制御手段による駆動力制御の実行が完了して、モータの駆動力に対する制限が解除されると共にモータの駆動力に運転者の運転意志が反映されることによって、モータの駆動力が急激に増大する場合であっても、この時点での燃料電池の発電電力によってモータの消費電力を賄うことが可能となり、応答遅れが相対的に長くなる反応ガスの供給状態を制御して燃料電池の発電電力を増大させるまでの期間において、モータの消費電力が燃料電池の発電電力よりも大きくなることで燃料電池に対する反応ガスの供給量が不足してしまうことを防止することができる。これにより、燃料電池に対する発電電流指令が過大となって反応ガスの供給量が不足することで燃料電池の劣化が促進されてしまうことを防止することができる。

さらに、請求項３に記載の本発明の燃料電池車両の制御方法は、前記トラクション制御手段による駆動力制御の実行時に、前記反応ガスの供給状態を運転者のアクセル操作量に係るアクセル開度（例えば、実施の形態でのアクセル開度ＡＣ）に応じて制御することを特徴としている。

上記の燃料電池車両の制御方法によれば、トラクション制御手段によりモータの駆動力が制御される状態であっても、このモータの駆動力とは独立に、運転者のアクセル操作量に係るアクセル開度に応じて反応ガスの供給状態が制御されることから、例えばトラクション制御手段による駆動力制御の実行状態からの復帰時、つまりモータの駆動力が、トラクション制御でのトラクション要求トルクに応じて変化する状態からアクセル開度に係る運転者要求トルクに応じて変化する状態への移行時において、モータの駆動力が急激に増大する場合であっても、燃料電池の発電電力つまり反応ガスの供給量が不足してしまうことを防止し、燃料電池の劣化が促進されてしまうことを防止することができる。

さらに、請求項４に記載の本発明の燃料電池車両の制御方法は、前記トラクション制御手段による駆動力制御の実行時に、前記蓄電装置の残容量に応じて、車両の電気負荷での消費電力を超える前記燃料電池の発電電力の余剰電力を前記蓄電装置に充電することを特徴としている。

上記の燃料電池車両の制御方法によれば、トラクション制御手段によりモータの駆動力が制御される状態であっても、モータの駆動力とは独立に反応ガスの供給状態が制御されることから、モータの駆動力の急激な増大に対して応答遅れが相対的に長くなる燃料電池の発電電力つまり反応ガスの供給量が不足してしまうことを防止し、燃料電池の劣化が促進されてしまうことを防止することができると共に、燃料電池車両全体としてのエネルギー効率が低下してしまうことを抑制することができる。

以上説明したように、本発明の請求項１に記載の燃料電池車両の制御装置によれば、例えばモータの駆動力に応じて相対的に短い応答遅れでモータの消費電力が増大する場合であっても、応答遅れが相対的に長くなる反応ガスの供給状態を制御して燃料電池の発電電力を増大させるまでの期間において、モータの消費電力が燃料電池の発電電力よりも大きくなることで燃料電池に対する反応ガスの供給量が不足してしまうことを防止することができる。これにより、燃料電池に対する発電電流指令が過大となって反応ガスの供給量が不足することで燃料電池の劣化が促進されてしまうことを防止することができる。

さらに、請求項１に記載の本発明の燃料電池車両の制御装置によれば、例えばトラクション制御手段による駆動力制御の実行状態からの復帰時、つまりモータの駆動力が、トラクション制御でのトラクション要求トルクに応じて変化する状態からアクセル開度に係る運転者要求トルクに応じて変化する状態への移行時であっても、燃料電池の発電電力つまり反応ガスの供給量が不足してしまうことを防止し、燃料電池の劣化が促進されてしまうことを防止することができる。

さらに、請求項２に記載の本発明の燃料電池車両の制御装置によれば、燃料電池の発電電力つまり反応ガスの供給量が不足してしまうことを防止し、燃料電池の劣化が促進されてしまうことを防止することができると共に、燃料電池車両全体としてのエネルギー効率が低下してしまうことを抑制することができる。

また、本発明の請求項３に記載の燃料電池車両の制御方法によれば、例えばモータの駆動力に応じて相対的に短い応答遅れでモータの消費電力が増大する場合であっても、応答遅れが相対的に長くなる反応ガスの供給状態を制御して燃料電池の発電電力を増大させるまでの期間において、モータの消費電力が燃料電池の発電電力よりも大きくなることで燃料電池に対する反応ガスの供給量が不足してしまうことを防止することができる。これにより、燃料電池に対する発電電流指令が過大となって反応ガスの供給量が不足することで燃料電池の劣化が促進されてしまうことを防止することができる。

さらに、請求項３に記載の本発明の燃料電池車両の制御方法によれば、例えばトラクション制御手段による駆動力制御の実行状態からの復帰時、つまりモータの駆動力が、トラクション制御でのトラクション要求トルクに応じて変化する状態からアクセル開度に係る運転者要求トルクに応じて変化する状態への移行時であっても、燃料電池の発電電力つまり反応ガスの供給量が不足してしまうことを防止し、燃料電池の劣化が促進されてしまうことを防止することができる。

さらに、請求項４に記載の本発明の燃料電池車両の制御方法によれば、燃料電池の発電電力つまり反応ガスの供給量が不足してしまうことを防止し、燃料電池の劣化が促進されてしまうことを防止することができると共に、燃料電池車両全体としてのエネルギー効率が低下してしまうことを抑制することができる。

以下、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の制御装置および燃料電池車両の制御方法について添付図面を参照しながら説明する。
先ず、以下に、本発明の燃料電池車両の制御装置および燃料電池車両の制御方法に対する参考技術について説明する。
この参考技術に係る燃料電池車両の制御装置１０は、例えば図１に示すように、燃料電池１１と、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ１２と、蓄電装置１３と、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ１４と、ＰＤＵ（パワードライブユニット）１５と、モータ１６と、出力制御器１７と、空気供給装置（Ａ／Ｐ）１８と、水素タンク１９ａおよび水素供給弁１９ｂと、背圧弁２０と、パージ弁２１と、ＴＣＳＥＣＵ２２と、制御装置２３と、燃料電池温度センサ３１と、システム電圧センサ３２と、端子電圧センサ３３と、電流センサ３４と、モータ回転数センサ３５と、アクセル開度センサ３６と、車輪速センサ３７とを備えて構成されている。
そして、制御装置２３は、例えば燃料電池発電制御部４１と、モータトルク制御部４２と、駆動系トルク算出部４３と、マネジメント制御部４４とを備えて構成されている。

燃料電池１１は、陽イオン交換膜等からなる固体高分子電解質膜を、アノード触媒およびガス拡散層からなる燃料極（アノード）と、カソード触媒およびガス拡散層からなる酸素極（カソード）とで挟持してなる電解質電極構造体を、更に一対のセパレータで挟持してなる燃料電池セルを多数組積層して構成され、燃料電池セルの積層体は一対のエンドプレートによって積層方向の両側から挟み込まれている。

燃料電池１１のカソードには、酸素を含む酸化剤ガス（反応ガス）である空気がエアーコンプレッサー等からなる空気供給装置１８から供給され、アノードには、水素からなる燃料ガス（反応ガス）が高圧の水素タンク１９ａから水素供給弁１９ｂを介して供給される。
そして、アノードのアノード触媒上で触媒反応によりイオン化された水素は、適度に加湿された固体高分子電解質膜を介してカソードへと移動し、この移動に伴って発生する電子が外部回路に取り出され、直流の電気エネルギーとして利用される。このときカソードにおいては、水素イオン、電子及び酸素が反応して水が生成される。

なお、水素供給弁１９ｂは、例えば空気式の比例圧力制御弁であって、空気供給装置１８から供給される空気の圧力を信号圧として、水素供給弁１９ｂを通過した水素が水素供給弁１９ｂの出口で有する圧力が信号圧に応じた所定範囲の圧力となるように設定されている。
また、エアーコンプレッサー等からなる空気供給装置１８は、例えば車両の外部から空気を取り込んで圧縮し、この空気を反応ガスとして燃料電池１１のカソードに供給する。そして、空気供給装置１８を駆動するモータ（図示略）の回転数は、制御装置２３の燃料電池発電制御部４１から入力される制御指令に基づき、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータを具備する出力制御器１７により制御されている。

そして、燃料電池１１の水素排出口１１ａから排出された排出ガスは、制御装置２３の燃料電池発電制御部４１により開閉制御される排出制御弁（図示略）を介して希釈ボックス（図示略）へ導入され、希釈ボックスにより水素濃度が所定濃度以下に低減されてから、パージ弁２１を介して外部（大気中等）へ排出される。

なお、燃料電池１１の水素排出口１１ａから排出された未反応の排出ガスの一部は、例えば循環ポンプ（図示略）およびエゼクタ（図示略）等を備える循環流路へと導入されており、水素タンク１９ａから供給された水素と、燃料電池１１から排出された排出ガスとが混合されて燃料電池１１に再び供給されている。
そして、燃料電池１１の空気排出口１１ｂから排出された未反応の排出ガスは、制御装置２３の燃料電池発電制御部４１により弁開度が制御される背圧弁２０を介して外部（大気中等）へ排出される。

第１のＤＣ−ＤＣコンバータ１２は、例えばチョッパ型電力変換回路を備えて構成され、例えばチョッパ型電力変換回路のチョッピング動作つまりチョッパ型電力変換回路に具備されるスイッチング素子のオン／オフ動作によって、燃料電池１１から取り出される出力電流の電流値を制御しており、このチョッピング動作は制御装置２３のマネジメント制御部４４から入力される制御パルスのデューティ、つまりオン／オフの比率に応じて制御されている。

例えば、燃料電池１１から出力電流の取り出しを禁止する場合において、マネジメント制御部４４から入力される制御パルスのデューティが０％に設定されると、チョッパ型電力変換回路に具備されるスイッチング素子がオフ状態に固定され、燃料電池１１とＰＤＵ１５とが電気的に遮断される。一方、制御パルスのデューティが１００％とされ、スイッチング素子がオン状態に固定されると、いわば燃料電池１１とＰＤＵ１５とが直結状態となり、燃料電池１１の出力電圧とＰＤＵ１５の入力電圧とが同等の値となる。
また、制御パルスのデューティが０％〜１００％の間の適宜値に設定されると、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ１２は、１次側電流とされる燃料電池１１の出力電流を制御パルスのデューティに応じて適宜に制限し、制限して得た電流を２次側電流として出力する。

蓄電装置１３は、例えば電気二重層コンデンサや電解コンデンサ等からなるキャパシタあるいはバッテリ等であって、双方向の第２のＤＣ−ＤＣコンバータ１４を介して第１のＤＣ−ＤＣコンバータ１２およびＰＤＵ１５に対して並列に接続されている。
そして、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ１４は、燃料電池１１の発電あるいはモータ１６の回生動作に係るシステム電圧ＶＳを降圧して蓄電装置１３を充電可能であると共に蓄電装置１３の端子電圧ＶＥを昇圧可能である。このため、蓄電装置１３の端子電圧ＶＥを検出する端子電圧センサ３３および蓄電装置１３の充電電流および放電電流を検出する電流センサ３４から出力される各検出信号が、制御装置２３のマネジメント制御部４４に入力されている。
これにより、燃料電池システムを構成する燃料電池１１および蓄電装置１３は、モータ１６の電源とされている。

ＰＤＵ１５は、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータを備えており、制御装置２３のモータトルク制御部４２から出力される制御指令に応じてモータ１６の駆動および回生動作を制御する。このＰＷＭインバータは、例えばトランジスタのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備し、例えばモータ１６の駆動時には、モータトルク制御部４２から入力されるパルス幅変調信号に基づき、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ１２および第２のＤＣ−ＤＣコンバータ１４から出力される直流電力を３相交流電力に変換してモータ１６へ供給する。一方、モータ１６の回生時には、モータ１６から出力される３相交流電力を直流電力に変換して第２のＤＣ−ＤＣコンバータ１４を介して蓄電装置１３へ供給し、蓄電装置１３を充電する。
なお、モータ１６は、例えば界磁として永久磁石を利用する永久磁石式の３相交流同期モータとされており、ＰＤＵ１５から供給される３相交流電力により駆動制御されると共に、車両の減速時において駆動輪Ｗ側からモータ１６側に駆動力が伝達されると、モータ１６は発電機として機能して、いわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。

ＴＣＳＥＣＵ２２は、車両の各車輪の回転速度（車輪速ＮＷ）を検出する複数の車輪速センサ３７，…，３７から出力される検出信号に基づき、駆動輪Ｗの空転状態に係る状態量、例えば駆動輪Ｗと従動輪との回転速度の差（スリップ量）等を算出する。そして、予め設定された所定のＴＣＳ要求トルクマップ、例えばスリップ量と駆動輪Ｗの路面に対する所定のグリップ力を確保するために必要とされるトルクとの対応関係を示すマップ等を参照して、モータ１６から出力されるトルクに対する指令値であるＴＣＳ（Traction Control System）要求トルクＴＴを算出する。
なお、所定のＴＣＳ要求トルクマップにおいては、例えば、スリップ量が増大することに伴い、ＴＣＳ要求トルクＴＴが低下傾向に変化するように設定されている。
また、ＴＣＳＥＣＵ２２は、例えば駆動輪Ｗと従動輪との回転速度の差（スリップ量）が所定値以上となった場合等において、トラクション制御、つまりＴＣＳ要求トルクＴＴに応じて駆動輪Ｗの駆動力を低減させ、駆動輪Ｗのタイヤから路面に対して過大な駆動力が作用して駆動輪Ｗが空転することを抑制する制御の実行状態であるか否かを示すＴＣＳ作動フラグのフラグ値（例えば、トラクション制御の実行状態で「１」、非実行状態で「０」）を出力する。

制御装置２３の燃料電池発電制御部４１は、例えば、車両の運転状態や、燃料電池１１のアノードに供給される反応ガスに含まれる水素の濃度や、燃料電池１１のアノードから排出される排出ガスに含まれる水素の濃度や、燃料電池１１の発電状態、例えば各複数の燃料電池セルの端子間電圧や、燃料電池１１から取り出される出力電流や、燃料電池１１の内部の温度ＴＦ等に加えて、マネジメント制御部４４から入力される発電電流指令に基づき、燃料電池１１に対する発電指令として、空気供給装置１８から燃料電池１１へ供給される反応ガスの圧力および流量に対する指令値および背圧弁２０の弁開度に対する指令値を出力し、燃料電池１１の発電状態を制御する。
また、燃料電池発電制御部４１は、マネジメント制御部４４から入力される発電電流指令に対して、燃料電池１１へ供給される反応ガスの圧力および流量の各検出値（実流量および実圧力）に基づき、燃料電池１１の発電可能な発電電力の上限値を算出し、この上限値に応じて燃料電池１１から取り出される出力電流に対する制限を指示する信号（発電電流制限指令）をマネジメント制御部４４へ出力する。

制御装置２３のモータトルク制御部４２は、ＰＤＵ１５に具備されるＰＷＭインバータの電力変換動作を制御しており、例えばモータ１６の駆動時においては、駆動系トルク算出部４３から入力されるトルク指令に基づき、このトルク指令に応じたトルクをモータ１６から出力させるために必要となる駆動要求出力を算出し、この駆動要求出力に応じて、ＰＭＷインバータの各スイッチング素子をパルス幅変調（ＰＷＭ）によりオン／オフ駆動させる各パルスからなるスイッチング指令（つまり、パルス幅変調信号）を設定する。

そして、制御装置２３のモータトルク制御部４２からＰＤＵ１５にスイッチング指令が入力されると、モータ１６の各相のステータ巻線（図示略）への通電が順次転流させられることで各Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の印加電圧の大きさ（つまり振幅）および位相が制御され、トルク指令に応じた各Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の相電流がモータ１６の各相へと通電される。
このため、制御装置２３のモータトルク制御部４２には、例えばＰＤＵ１５に対する入力電圧とされるシステム電圧ＶＳを検出するシステム電圧センサ３２から出力される検出信号と、モータ１６の回転数ＮＭを検出するモータ回転数センサ３５から出力される検出信号とが入力されている。
なお、モータトルク制御部４２は、モータ回転数センサ３５から入力されたモータ１６の回転数ＮＭの検出信号を駆動系トルク算出部４３へ出力する。

制御装置２３の駆動系トルク算出部４３は、例えば図２に示すように、運転者要求トルク算出部５１と、トルク整合判定部５２と、モータ要求電力算出部５３とを備えて構成されている。
運転者要求トルク算出部５１は、運転者のアクセル操作量に係るアクセル開度ＡＣを検出するアクセル開度センサ３６から出力される検出信号と、モータ回転数センサ３５から出力される検出信号とに基づき、例えば予め設定されたアクセル開度ＡＣと回転数ＮＭと運転者要求トルクＴＤとの所定の対応関係を示す運転者要求トルクマップ等を参照して、モータ１６から出力されるトルクに対する指令値として、運転者要求トルクＴＤを算出する。

トルク整合判定部５２は、ＴＣＳＥＣＵ２２から入力されるＴＣＳ要求トルクＴＴと、運転者要求トルク算出部５１から入力される運転者要求トルクＴＤとに基づき、例えばＴＣＳ要求トルクＴＴまたは運転者要求トルクＴＤの何れか小さい方を選択し、モータ１６から出力されるトルクに対する指令値であるトルク指令ＴＲとして設定する。

モータ要求電力算出部５３は、例えば、モータ回転数センサ３５から出力される回転数ＮＭと、トルク整合判定部５２から出力されるトルク指令ＴＲと、マネジメント制御部４４から入力される駆動電力制限指令とに基づき、モータ１６の消費電力を指示するモータ要求電力ＰＭを算出する。

制御装置２３のマネジメント制御部４４は、駆動系トルク算出部４３から入力されるモータ要求電力ＰＭおよび燃料電池発電制御部４１から入力される燃料電池１１の発電可能な発電電力の上限値に係る発電電流制限指令に基づき、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ１２の電力変換動作を制御する制御パルスを出力し、燃料電池１１から取り出される出力電流の電流値を制御すると共に、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ１４の電力変換動作を制御する制御パルスを出力し、蓄電装置１３の充電および放電を制御する。

そして、マネジメント制御部４４は、例えば、駆動系トルク算出部４３から入力されるモータ要求電力ＰＭと、車両に搭載された各種の電気負荷からなる補機で消費される電力に対応する補機要求電力と、蓄電装置１３から放電可能な電力とに基づき、燃料電池１１の発電電流を指示する発電電流指令を燃料電池発電制御部４１へ出力する。
また、マネジメント制御部４４は、燃料電池発電制御部４１から入力される発電電流制限指令と、補機要求電力とに基づき、モータ１６の消費電力に対する制限を指示する信号として駆動電力制限指令を駆動系トルク算出部４３へ出力する。
このため、制御装置２３のマネジメント制御部４４には、例えば、蓄電装置１３の端子電圧ＶＥを検出する端子電圧センサ３３および蓄電装置１３の充電電流および放電電流を検出する電流センサ３４から出力される各検出信号が入力されている。

本発明の参考技術に係る燃料電池車両の制御装置１０は上記構成を備えており、次に、この燃料電池車両の制御装置１０の動作、つまり燃料電池車両の制御方法について添付図面を参照しながら説明する。

先ず、例えば図３に示すステップＳ０１においては、後述するモータ要求電力算出処理により、モータ１６の消費電力を指示するモータ要求電力ＰＭを算出する。
次に、ステップＳ０２においては、発電電流指令算出処理により、例えば、モータ要求電力ＰＭと、車両に搭載された各種の電気負荷からなる補機で消費される電力に対応する補機要求電力と、蓄電装置１３から放電可能な電力とに基づき、燃料電池１１の発電電流を指示する発電電流指令を算出する。
次に、ステップＳ０３においては、駆動電力制限指令算出処理により、燃料電池１１の発電可能な発電電力の上限値に応じて燃料電池１１から取り出される出力電流に対する制限を指示する発電電流制限指令と、補機要求電力とに基づき、モータ１６の消費電力に対する制限を指示する駆動電力制限指令を算出し、一連の処理を終了する。

以下に、上述したステップＳ０１でのモータ要求電力算出処理について説明する。
先ず、例えば図４に示すステップＳ１１においては、アクセル開度ＡＣと、モータ１６の回転数ＮＭとに基づき、例えば予め設定された運転者要求トルクマップ等を参照して、モータ１６から出力されるトルクに対する指令値として、運転者要求トルクＴＤを算出する。
次に、ステップ１２においては、算出した運転者要求トルクＴＤは、ＴＣＳＥＣＵ２２から出力されるＴＣＳ要求トルクＴＴ以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１３に進み、このステップＳ１３においては、モータ１６から出力されるトルクに対する指令値であるトルク指令ＴＲとして、運転者要求トルクＴＤを設定し、後述するステップＳ１５に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１４に進み、このステップＳ１４においては、トルク指令ＴＲとして、ＴＣＳ要求トルクＴＴを設定し、ステップＳ１５に進む。

そして、ステップＳ１５においては、設定したトルク指令ＴＲおよびモータ１６の回転数ＮＭに基づき、モータ１６の消費電力を指示するモータ要求電力ＰＭを算出し、一連の処理を終了する。

例えば図５に示すように、モータ要求電力ＰＭがモータ１６の回転数ＮＭおよびトルク指令ＴＲに応じて変化する状態で、時刻ｔ０から時刻ｔ２に亘る期間において、運転者要求トルクＴＤおよびＴＣＳ要求トルクＴＴが同等の値となる場合には、運転者要求トルクＴＤまたはＴＣＳ要求トルクＴＴがトルク指令ＴＲとして設定される。
そして、時刻ｔ２以降において、ＴＣＳ要求トルクＴＴが運転者要求トルクＴＤ未満となる場合には、ＴＣＳ要求トルクＴＴがトルク指令ＴＲとして設定される。

上述したように、本発明の参考技術に係る燃料電池車両の制御装置１０および燃料電池車両の制御方法によれば、タイヤから路面に対して過大な駆動力が作用して駆動輪Ｗが空転することを抑制するトラクション制御の実行開始に伴い、例えば燃料電池発電制御部４１の制御により燃料電池１１に供給される反応ガスの供給状態が変化するのに先立って、駆動系トルク算出部４３によりモータ１６の消費電力（つまりモータ要求電力ＰＭ）が制御される。これにより、応答遅れが相対的に長くなる反応ガスの供給状態に対する制御とは独立に、相対的に応答遅れが短いモータ１６の消費電力に対する制御の実行を迅速に開始することができると共に、モータ１６の出力を直接的に（つまり燃料電池１１に対する反応ガスの供給状態に関わらずに）精度良く制御することができ、例えば駆動輪Ｗの空転が発生した場合であっても直ちにグリップ力を適正に増大させることができる。

しかも、トラクション制御によりモータ１６の駆動力が制御される状態で、モータ要求電力ＰＭに応じて反応ガスの供給状態が制御されることから、燃料電池１１の発電電力が過剰となったり、不必要に増大してしまうことを防止し、例えば燃料電池１１の発電電力の余剰分を蓄電装置１３に充電する際の損失等によって、燃料電池車両全体としてのエネルギー効率が低下してしまうことを防止することができる。
さらに、駆動輪Ｗのグリップ状態を制御するためのトルク指令ＴＲは、ＴＣＳ要求トルクＴＴまたは運転者要求トルクＴＤの何れか小さい方と同等の値を有するように設定されることから、例えばトラクション制御の実行時に、運転者要求トルクＴＤがＴＣＳ要求トルクＴＴよりも大きい状態であっても、モータ１６の駆動力が適切に低減されて、駆動輪Ｗのグリップ力を適正に増大させることができる。
そして、反応ガスの供給状態を制御するためのモータ要求電力ＰＭは、モータ１６のトルク指令ＴＲと回転数ＮＭとに基づき算出されることから、モータ１６の運転状態に応じて燃料電池１１の発電電力を適切に設定することができる。

なお、上述した本発明の参考技術に係る燃料電池車両の制御装置１０および燃料電池車両の制御方法においては、ＴＣＳ要求トルクＴＴまたは運転者要求トルクＴＤの何れか小さい方が設定されるトルク指令ＴＲと、モータ１６の回転数ＮＭとからモータ要求電力ＰＭを算出するとしたが、これに限定されず、例えば図６から図８に示す本発明の参考技術の変形例に係る燃料電池車両の制御装置１０および燃料電池車両の制御方法のように、ＴＣＳ作動フラグのフラグ値つまりトラクション制御の実行状態であるか否かに応じて選択されるＴＣＳ要求トルクＴＴまたは運転者要求トルクＴＤの何れか一方と、モータ１６の回転数ＮＭとからモータ要求電力ＰＭを算出してもよい。
この参考技術の変形例において、上述した参考技術に係る燃料電池車両の制御装置１０および燃料電池車両の制御方法と異なる主要な点は、駆動系トルク算出部４３のモータ要求電力算出部５３および図３に示すステップＳ０１のモータ要求電力算出処理である。

この参考技術の変形例において、モータ要求電力算出部５３は、例えば図６に示すように、モータ回転数センサ３５から出力される回転数ＮＭと、運転者要求トルク算出部５１から入力される運転者要求トルクＴＤとに基づき、第１の要求電力ｐｍ１を算出する第１の要求電力算出部５３ａと、モータ回転数センサ３５から出力される回転数ＮＭと、ＴＣＳＥＣＵ２２から入力されるＴＣＳ要求トルクＴＴとに基づき、第２の要求電力ｐｍ２を算出する第２の要求電力算出部５３ｂとを備えて構成されている。そして、ＴＣＳＥＣＵ２２から入力されるＴＣＳ作動フラグのフラグ値に応じて、フラグ値が「０」であってトラクション制御の非実行状態の場合には、第１の要求電力算出部５３ａにより算出される第１の要求電力ｐｍ１がモータ要求電力ＰＭとして設定され、フラグ値が「１」であってトラクション制御の実行状態の場合には、第２の要求電力算出部５３ｂにより算出される第２の要求電力ｐｍ２がモータ要求電力ＰＭとして設定される。

以下に、この参考技術の変形例に係る燃料電池車両の制御装置１０の動作、つまり燃料電池車両の制御方法、特に、上述した図３に示すステップＳ０１のモータ要求電力算出処理について添付図面を参照しながら説明する。
先ず、例えば図７に示すステップＳ１１においては、アクセル開度ＡＣと、モータ１６の回転数ＮＭとに基づき、例えば予め設定された運転者要求トルクマップ等を参照して、モータ１６から出力されるトルクに対する指令値として、運転者要求トルクＴＤを算出する。
次に、ステップＳ１２においては、算出した運転者要求トルクＴＤは、ＴＣＳＥＣＵ２２から出力されるＴＣＳ要求トルクＴＴ以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１３に進み、このステップＳ１３においては、モータ１６から出力されるトルクに対する指令値であるトルク指令ＴＲとして、運転者要求トルクＴＤを設定し、後述するステップＳ１６に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１４に進み、このステップＳ１４においては、トルク指令ＴＲとして、ＴＣＳ要求トルクＴＴを設定し、ステップＳ１６に進む。

次に、ステップＳ１６においては、ＴＣＳ作動フラグのフラグ値が「１」であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまりトラクション制御の実行状態の場合には、ステップＳ１７に進み、このステップＳ１７においては、ＴＣＳ要求トルクＴＴおよびモータ１６の回転数ＮＭに基づき、モータ１６の消費電力を指示するモータ要求電力ＰＭを算出し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまりトラクション制御の非実行状態の場合には、ステップＳ１８に進み、このステップＳ１８においては、運転者要求トルクＴＤおよびモータ１６の回転数ＮＭに基づき、モータ要求電力ＰＭを算出し、一連の処理を終了する。

例えば図８に示すように、先ず、ＴＣＳ要求トルクＴＴまたは運転者要求トルクＴＤの何れか小さい方が設定されるモータ１６のトルク指令ＴＲに対しては、ＴＣＳ要求トルクＴＴ（＝Ｔｃ）が運転者要求トルクＴＤ（＝Ｔｂ＞Ｔｃ）未満となる時刻ｔ０から時刻ｔ２に亘る期間において、ＴＣＳ要求トルクＴＴ（＝Ｔｃ）がトルク指令ＴＲとして設定される。そして、時刻ｔ２以降において、ＴＣＳ要求トルクＴＴが運転者要求トルクＴＤ未満となる場合には、ＴＣＳ要求トルクＴＴがトルク指令ＴＲとして設定される。
また、モータ要求電力ＰＭに対しては、ＴＣＳ作動フラグのフラグ値が「０」である時刻ｔ０から時刻ｔ２に亘る期間において、運転者要求トルクＴＤおよびモータ１６の回転数ＮＭに基づき、モータ要求電力ＰＭが算出される。そして、ＴＣＳ作動フラグのフラグ値が「１」である時刻ｔ２以降において、ＴＣＳ要求トルクＴＴおよびモータ１６の回転数ＮＭに基づき、モータ要求電力ＰＭが算出される。

上述したように、本発明の参考技術の変形例による燃料電池車両の制御装置１０および燃料電池車両の制御方法によれば、トラクション制御の実行時には、運転者要求トルクＴＤには関わらずに、ＴＣＳ要求トルクＴＴとモータ１６の回転数ＮＭとに応じてモータ要求電力ＰＭを設定し、一方、トラクション制御の非実行時には、運転者要求トルクＴＤとモータ１６の回転数ＮＭとに応じてモータ要求電力ＰＭを設定することにより、反応ガスの供給状態を制御するためのモータ要求電力ＰＭを、トラクション制御の実行有無に応じて設定することができ、トラクション制御の実行有無に応じて燃料電池１１の発電電力を適切に設定することができる。

以下、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の制御装置および燃料電池車両の制御方法について添付図面を参照しながら説明する。

なお、上述した本発明の参考技術による燃料電池車両の制御装置１０および燃料電池車両の制御方法においては、トラクション制御の実行時に、反応ガスの供給状態をモータ１６の消費電力（例えば、モータ要求電力ＰＭ）に応じて制御するとしたが、以下に説明する本発明の実施形態に係る燃料電池車両の制御装置および燃料電池車両の制御方法においては、トラクション制御の実行時に、反応ガスの供給状態をモータ１６の駆動力に関わらずに制御する。
本発明の実施形態による燃料電池車両の制御装置１０および燃料電池車両の制御方法において、上述した参考技術による燃料電池車両の制御装置１０および燃料電池車両の制御方法と異なる主要な点は、駆動系トルク算出部４３のモータ要求電力算出部５３および図３に示すステップＳ０１のモータ要求電力算出処理である。

本発明の実施形態において、モータ要求電力算出部５３は、例えば図９に示すように、モータ回転数センサ３５から出力される回転数ＮＭと、運転者要求トルク算出部５１から入力される運転者要求トルクＴＤとに基づき、モータ１６の消費電力を指示するモータ要求電力ＰＭを算出する。

以下に、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の制御装置１０の動作、つまり燃料電池車両の制御方法、特に、上述した図３に示すステップＳ０１のモータ要求電力算出処理について添付図面を参照しながら説明する。
先ず、例えば図１０に示すステップＳ２１においては、アクセル開度ＡＣと、モータ１６の回転数ＮＭとに基づき、例えば予め設定された運転者要求トルクマップ等を参照して、モータ１６から出力されるトルクに対する指令値として、運転者要求トルクＴＤを算出する。
次に、ステップＳ２２においては、運転者要求トルクＴＤおよびモータ１６の回転数ＮＭに基づき、モータ要求電力ＰＭを算出する。

次に、ステップＳ２３においては、算出した運転者要求トルクＴＤは、ＴＣＳＥＣＵ２２から出力されるＴＣＳ要求トルクＴＴ以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２４に進み、このステップＳ２４においては、モータ１６から出力されるトルクに対する指令値であるトルク指令ＴＲとして、運転者要求トルクＴＤを設定し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２５に進み、このステップＳ２５においては、トルク指令ＴＲとして、ＴＣＳ要求トルクＴＴを設定し、一連の処理を終了する。

例えば図１１に示すように、先ず、ＴＣＳ要求トルクＴＴまたは運転者要求トルクＴＤの何れか小さい方が設定されるモータ１６のトルク指令ＴＲに対しては、時刻ｔ０から時刻ｔ２に亘る期間において、運転者要求トルクＴＤおよびＴＣＳ要求トルクＴＴが同等の値となる場合には、運転者要求トルクＴＤまたはＴＣＳ要求トルクＴＴがトルク指令ＴＲとして設定される。
また、モータ要求電力ＰＭに対しては、トルク指令ＴＲつまりＴＣＳ要求トルクＴＴに関わらずに、運転者要求トルクＴＤおよびモータ１６の回転数ＮＭに基づき、モータ要求電力ＰＭが算出される。

上述したように、本発明の実施形態による燃料電池車両の制御装置１０および燃料電池車両の制御方法によれば、トラクション制御によりモータ１６の駆動力（つまりトルク指令ＴＲ）が制御される状態であっても、モータ１６の駆動力とは独立に反応ガスの供給状態が制御されることから、例えばトラクション制御の実行時に、モータ１６の駆動力が制限されることに応じて燃料電池１１の発電電力が低減されてしまうことは防止される。このため、例えばトラクション制御の実行が完了して、モータ１６の駆動力に対する制限が解除されると共にモータ１６の駆動力に運転者の運転意志が反映されることによって、モータ１６の駆動力が急激に増大する場合であっても、この時点での燃料電池１１の発電電力によってモータ１６の消費電力を賄うことが可能となり、応答遅れが相対的に長くなる反応ガスの供給状態を制御して燃料電池１１の発電電力を増大させるまでの期間において、モータ１６の消費電力が燃料電池１１の発電電力よりも大きくなることで燃料電池１１に対する反応ガスの供給量が不足してしまうことを防止することができる。これにより、燃料電池１１に対する発電電流指令が過大となって反応ガスの供給量が不足することで燃料電池１１の劣化が促進されてしまうことを防止することができる。

しかも、トラクション制御によりモータ１６の駆動力が制御される状態であっても、このモータ１６の駆動力とは独立に、運転者のアクセル操作量に係るアクセル開度ＡＣに応じて、反応ガスの供給状態を制御するためのモータ１６の消費電力（つまり、モータ要求電力ＰＭ）は運転者要求トルクＴＤとモータ１６の回転数ＮＭとに基づき設定されることから、例えばトラクション制御の実行状態からの復帰時、つまりモータ１６の駆動力が、トラクション制御でのＴＣＳ要求トルクに応じて変化する状態から運転者要求トルクＴＤに応じて変化する状態への移行時であっても、モータ要求電力ＰＭが急激に増大して燃料電池１１の発電電力つまり反応ガスの供給量が不足してしまうことを防止し、燃料電池１１の劣化が促進されてしまうことを防止することができる。
しかも、燃料電池１１に対する反応ガスの供給状態はモータ要求電力ＰＭに応じて変化することから、例えばエアーコンプレッサー等からなる空気供給装置１８の作動状態（例えば、作動音等）が運転者要求トルクＴＤに応じて変化し、燃料電池車両の作動状態に運転者の運転意志が適切に反映され、燃料電池車両の作動状態に運転者が違和感を感じてしまうことを防止することができる。

なお、上述した本発明の実施形態による燃料電池車両の制御装置１０および燃料電池車両の制御方法においては、トルク指令ＴＲつまりＴＣＳ要求トルクＴＴに関わらずに、運転者要求トルクＴＤと、モータ１６の回転数ＮＭとからモータ要求電力ＰＭを算出するとしたが、これに限定されず、例えば図１２および図１３に示す本発明の実施形態の第１変形例に係る燃料電池車両の制御装置１０および燃料電池車両の制御方法のように、ＴＣＳ作動フラグのフラグ値つまりトラクション制御の実行状態であるか否かに応じて選択されるトルク指令ＴＲまたは運転者要求トルクＴＤの何れか一方と、モータ１６の回転数ＮＭとからモータ要求電力ＰＭを算出してもよい。
この実施形態の第１変形例において、上述した実施形態による燃料電池車両の制御装置１０および燃料電池車両の制御方法と異なる主要な点は、駆動系トルク算出部４３のモータ要求電力算出部５３および図３に示すステップＳ０１のモータ要求電力算出処理である。

この実施形態の第１変形例において、モータ要求電力算出部５３は、例えば図１２に示すように、モータ回転数センサ３５から出力される回転数ＮＭと、運転者要求トルク算出部５１から入力される運転者要求トルクＴＤとに基づき、第１の要求電力ｐｍ１を算出する第１の要求電力算出部５３ａと、モータ回転数センサ３５から出力される回転数ＮＭと、トルク整合判定部５２から入力されるトルク指令ＴＲとに基づき、第２の要求電力ｐｍ２を算出する第２の要求電力算出部５３ｂとを備えて構成されている。そして、ＴＣＳＥＣＵ２２から入力されるＴＣＳ作動フラグのフラグ値に応じて、フラグ値が「０」であってトラクション制御の非実行状態の場合には、第１の要求電力算出部５３ａにより算出される第１の要求電力ｐｍ１がモータ要求電力ＰＭとして設定され、フラグ値が「１」であってトラクション制御の実行状態の場合には、第２の要求電力算出部５３ｂにより算出される第２の要求電力ｐｍ２がモータ要求電力ＰＭとして設定される。

以下に、この実施形態の第１変形例に係る燃料電池車両の制御装置１０の動作、つまり燃料電池車両の制御方法、特に、上述した図３に示すステップＳ０１のモータ要求電力算出処理について添付図面を参照しながら説明する。
先ず、例えば図１３に示すステップＳ２１においては、アクセル開度ＡＣと、モータ１６の回転数ＮＭとに基づき、例えば予め設定された運転者要求トルクマップ等を参照して、モータ１６から出力されるトルクに対する指令値として、運転者要求トルクＴＤを算出する。
次に、ステップＳ２３においては、算出した運転者要求トルクＴＤは、ＴＣＳＥＣＵ２２から出力されるＴＣＳ要求トルクＴＴ以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２４に進み、このステップＳ２４においては、モータ１６から出力されるトルクに対する指令値であるトルク指令ＴＲとして、運転者要求トルクＴＤを設定し、後述するステップＳ２６に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２５に進み、このステップＳ２５においては、トルク指令ＴＲとして、ＴＣＳ要求トルクＴＴを設定し、ステップＳ２６に進む。

次に、ステップＳ２６においては、ＴＣＳ作動フラグのフラグ値が「１」であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまりトラクション制御の実行状態の場合には、ステップＳ２７に進み、このステップＳ２７においては、トルク指令ＴＲおよびモータ１６の回転数ＮＭに基づき、モータ１６の消費電力を指示するモータ要求電力ＰＭを算出し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまりトラクション制御の非実行状態の場合には、ステップＳ２８に進み、このステップＳ２８においては、運転者要求トルクＴＤおよびモータ１６の回転数ＮＭに基づき、モータ要求電力ＰＭを算出し、一連の処理を終了する。

上述したように、本発明の実施形態の第１変形例による燃料電池車両の制御装置１０および燃料電池車両の制御方法によれば、トラクション制御の実行時には、トルク指令ＴＲとモータ１６の回転数ＮＭとに応じてモータ要求電力ＰＭを設定し、一方、トラクション制御の非実行時には、トルク指令ＴＲつまりＴＣＳ要求トルクＴＴに関わらずに、運転者要求トルクＴＤとモータ１６の回転数ＮＭとに応じてモータ要求電力ＰＭを設定することにより、反応ガスの供給状態を制御するためのモータ要求電力ＰＭを、トラクション制御の実行有無に応じて設定することができ、トラクション制御の実行有無に応じて燃料電池１１の発電電力を適切に設定することができる。

なお、上述した本発明の実施形態による燃料電池車両の制御装置１０および燃料電池車両の制御方法においては、単に、トルク指令ＴＲつまりＴＣＳ要求トルクＴＴに関わらずに、運転者要求トルクＴＤと、モータ１６の回転数ＮＭとからモータ要求電力ＰＭを算出するとしたが、これに限定されず、例えば図１４に示す本発明の実施形態の第２変形例に係る燃料電池車両の制御装置１０の動作、つまり燃料電池車両の制御方法のように、蓄電装置１３の残容量に応じて、車両の電気負荷での消費電力を超える燃料電池１１の発電電力の余剰電力を蓄電装置１３に充電してもよい。
この実施形態の第２変形例において、上述した実施形態による燃料電池車両の制御装置１０および燃料電池車両の制御方法と異なる主要な点は、図３に示すステップＳ０１のモータ要求電力算出処理である。

以下に、この実施形態の第２変形例に係る燃料電池車両の制御装置１０の動作、つまり燃料電池車両の制御方法、特に、上述した図３に示すステップＳ０１のモータ要求電力算出処理について添付図面を参照しながら説明する。
先ず、例えば図１４に示すステップＳ２１においては、アクセル開度ＡＣと、モータ１６の回転数ＮＭとに基づき、例えば予め設定された運転者要求トルクマップ等を参照して、モータ１６から出力されるトルクに対する指令値として、運転者要求トルクＴＤを算出する。
次に、ステップＳ２３においては、算出した運転者要求トルクＴＤは、ＴＣＳＥＣＵ２２から出力されるＴＣＳ要求トルクＴＴ以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２４に進み、このステップＳ２４においては、モータ１６から出力されるトルクに対する指令値であるトルク指令ＴＲとして、運転者要求トルクＴＤを設定し、後述するステップＳ２６に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２５に進み、このステップＳ２５においては、トルク指令ＴＲとして、ＴＣＳ要求トルクＴＴを設定し、ステップＳ２６に進む。

次に、ステップＳ２６においては、ＴＣＳ作動フラグのフラグ値が「１」であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまりトラクション制御の実行状態の場合には、ステップＳ２７に進み、このステップＳ２７においては、トルク指令ＴＲおよびモータ１６の回転数ＮＭに基づき、モータ１６の消費電力を指示するモータ要求電力ＰＭを算出し、後述するステップＳ３１に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまりトラクション制御の非実行状態の場合には、ステップＳ２８に進み、このステップＳ２８においては、運転者要求トルクＴＤおよびモータ１６の回転数ＮＭに基づき、モータ要求電力ＰＭを算出し、ステップＳ３１に進む。

そして、ステップＳ３１においては、例えば蓄電装置１３の充電電流および放電電流を所定期間毎に積算して積算充電量および積算放電量を算出し、これらの積算充電量および積算放電量を初期状態あるいは充放電開始直前の残容量に加算あるいは減算することで蓄電装置１３の残容量を算出する。そして、算出した残容量に基づき、蓄電装置１３は充電可能か否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３２に進み、このステップＳ３２においては、車両の電気負荷での消費電力を超える燃料電池１１の発電電力の余剰電力を蓄電装置１３に充電し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３２に進み、このステップＳ３２においては、車両の電気負荷での消費電力を超える燃料電池１１の発電電力の余剰電力の蓄電装置１３への充電を禁止して、一連の処理を終了する。

上述したように、本発明の実施形態の第２変形例による燃料電池車両の制御装置１０の動作、つまり燃料電池車両の制御方法によれば、トラクション制御によりモータ１６の駆動力が制御される状態であっても、モータ１６の駆動力とは独立に反応ガスの供給状態が制御されることから、モータ１６の駆動力の急激な増大に対して応答遅れが相対的に長くなる燃料電池１１の発電電力つまり反応ガスの供給量が不足してしまうことを防止し、燃料電池１１の劣化が促進されてしまうことを防止することができると共に、燃料電池車両全体としてのエネルギー効率が低下してしまうことを抑制することができる。

以下に、上述した実施形態による燃料電池車両の制御装置１０および燃料電池車両の制御方法、つまりトラクション制御の実行時に、反応ガスの供給状態をモータ１６の駆動力に関わらずに制御する第１実施例と、この第１実施例に対して、トラクション制御の実行時に、反応ガスの供給状態をモータ１６の駆動力に応じて制御する比較例との比較結果について説明する。
例えば図１５に示すように、トラクション制御の実行時に、反応ガスの供給状態をモータ１６の駆動力に応じて制御する比較例では、トルク指令ＴＲとしてＴＣＳ要求トルクＴＴが設定され、このトルク指令ＴＲつまりＴＣＳ要求トルクＴＴに応じて、モータ１６の消費電力（つまり、モータ要求電力ＰＭ）が変化する。

このため、例えば図１５に示す時刻ｔ０から時刻ｔ２に向かいモータ１６の回転数が徐々に増大することに伴い、時刻ｔ２において駆動輪Ｗの空転を抑制するためにＴＣＳ要求トルクＴＴおよびトルク指令ＴＲが低減されると、このトルク指令ＴＲの低下に応じて、相対的に応答遅れが長くなる反応ガスの供給状態が変更され、燃料電池１１の発電可能な発電電力の上限値に応じてモータ１６の消費電力に対する制限を指示する駆動電力制限指令が低下傾向に変化する。
そして、例えば時刻ｔ４以降のように、駆動輪Ｗの路面に対するグリップ力の増大等に応じて、ＴＣＳ要求トルクＴＴおよびトルク指令ＴＲが増大すると、相対的に応答遅れが短いモータ１６の消費電力（つまり、モータ要求電力ＰＭ）および相対的に応答遅れが長くなる駆動電力制限指令が増大傾向に変化することにより、例えば図１５に示す時刻ｔ５近傍での領域αのように、モータ１６の消費電力が駆動電力制限指令よりも大きくなる場合が生じる。

このように、モータ１６の消費電力が駆動電力制限指令よりも大きくなり、モータ１６の消費電力に応じた出力電流が燃料電池１１から取り出されると、燃料電池１１に対する反応ガスの供給量が不足した状態となり、このガス供給不足時間が増大することに伴い、例えば図１６に示すように、燃料電池１１の劣化が促進されることになる。
つまり、上述した実施形態による燃料電池車両の制御装置１０および燃料電池車両の制御方法のように、トラクション制御の実行時に、反応ガスの供給状態をモータ１６の駆動力に関わらずに制御することによって、燃料電池１１の劣化が促進されてしまうことを防止することができる。

また、比較例ではトルク指令ＴＲに応じてモータ要求電力ＰＭが変化することから、例えばエアーコンプレッサー等からなる空気供給装置１８の作動音はトルク指令ＴＲに応じて変化し、例えば図１７に示す時刻ｔ２以降のように、運転者要求トルクＴＤが所定値を維持する状態あるいは低下傾向に変化する状態であっても、空気供給装置１８の作動音は
運転者要求トルクＴＤには関わらずに、トルク指令ＴＲが増加傾向に変化することに伴い、増大傾向に変化することになる。このため、燃料電池車両の作動状態に運転者の運転意志が適切に反映されず、燃料電池車両の作動状態に運転者が違和感を感じてしまうことになる。

これに対して、上述した実施形態では、例えば図１８に示す時刻ｔ２以降のように、駆動輪Ｗの空転を抑制するためにトルク指令ＴＲとしてＴＣＳ要求トルクＴＴが設定された状態であっても、モータ要求電力ＰＭおよび空気供給装置１８の作動音は運転者要求トルクＴＤに応じて変化する。このため、燃料電池車両の作動状態に運転者の運転意志が適切に反映され、燃料電池車両の作動状態に運転者が違和感を感じてしまうことを防止することができる。

以下に、上述した実施形態による燃料電池車両の制御装置１０および燃料電池車両の制御方法、つまりトラクション制御の実行時に、反応ガスの供給状態をモータ１６の駆動力に関わらずに制御する第１実施例と、この第１実施例に対して、トラクション制御の実行時に、反応ガスの供給状態をモータ１６の駆動力に応じて制御する比較例と、上述した実施形態の第２変形例による燃料電池車両の制御装置１０および燃料電池車両の制御方法、つまりトラクション制御の実行時に、反応ガスの供給状態をモータ１６の駆動力に関わらずに制御すると共に、蓄電装置１３の残容量に応じて、車両の電気負荷での消費電力を超える燃料電池１１の発電電力の余剰電力を蓄電装置１３に充電する第２実施例との燃費の比較結果について説明する。
例えば図１９に示すように、先ず、比較例に対して、第１実施例では、モータ１６および車両の電気負荷での消費電力を超える燃料電池１１の発電電力が余剰電力となり、この余剰電力だけ燃費が低下する。
この第１実施例に対して、第２実施例では、蓄電装置１３が充電可能である場合に、余剰電力を蓄電装置１３に充電することから、この充電動作に伴う損失（充放電損失）を余剰電力から減算して得た充電電力だけ燃費が向上する。
つまり、比較例に対して、第２実施例では、燃料電池１１の劣化が促進されてしまうことを防止しつつ、燃費の低下を抑制することができる。

本発明の参考技術に係る燃料電池車両の制御装置の構成図である。 図１に示す駆動系トルク算出部の構成図である。 本発明の参考技術に係る燃料電池車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の参考技術での図３に示すモータ要求電力算出処理を示すフローチャートである。 本発明の参考技術でのアクセル開度と、回転数と、運転者要求トルクと、ＴＣＳ要求トルクと、トルク指令と、モータ要求電力との時間変化の一例を示すグラフ図である。 本発明の参考技術の変形例に係る駆動系トルク算出部の構成図である。 本発明の参考技術の変形例に係るモータ要求電力算出処理を示すフローチャートである。 本発明の参考技術の変形例に係るアクセル開度と、回転数と、運転者要求トルクと、ＴＣＳ作動フラグと、ＴＣＳ要求トルクと、トルク指令と、モータ要求電力との時間変化の一例を示すグラフ図である。 本発明の実施形態に係る駆動系トルク算出部の構成図である。 本発明の実施形態に係るモータ要求電力算出処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るアクセル開度と、回転数と、運転者要求トルクと、ＴＣＳ要求トルクと、トルク指令と、モータ要求電力との時間変化の一例を示すグラフ図である。 本発明の実施形態の第１変形例に係る駆動系トルク算出部の構成図である。 本発明の実施形態の第１変形例に係るモータ要求電力算出処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の第２変形例に係るモータ要求電力算出処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に対する比較例に係るアクセル開度と、回転数と、ＴＣＳ要求トルクと、トルク指令と、駆動電力制限指令と、モータ消費電力との時間変化の一例を示すグラフ図である。 本発明の実施形態に対する比較例に係る燃料電池に対するガス供給不足時間と劣化度との対応関係の一例を示すグラフ図である。 本発明の実施形態に対する比較例において、モータ要求電力をトルク指令に基づき算出する場合でのアクセル開度と、運転者要求トルクと、トルク指令と、モータ要求電力と、空気供給装置（Ａ／Ｐ）の作動音の時間変化の一例を示すグラフ図である。 本発明の実施形態において、モータ要求電力を運転者要求トルクに基づき算出する場合でのアクセル開度と、運転者要求トルクと、トルク指令と、モータ要求電力と、空気供給装置（Ａ／Ｐ）の作動音の時間変化の一例を示すグラフ図である。 本発明の実施形態に対する比較例に係る燃料電池車両の燃費と、本発明の実施形態に係る燃料電池車両の燃費と、本発明の実施形態の第２変形例に係る燃料電池車両の燃費との一例を示すグラフ図である。

符号の説明

１０ 燃料電池車両の制御装置
１１ 燃料電池
１３ 蓄電装置
１５ ＰＤＵ（モータ制御手段）
１６ モータ
１７ 出力制御器（出力制御手段）
１８ 空気供給装置（反応ガス供給手段）
１９ａ 水素タンク（反応ガス供給手段）
１９ｂ 水素供給弁（反応ガス供給手段）
２３ ＴＣＳＥＣＵ（トラクション制御手段）
３５ モータ回転数センサ（回転数センサ）
３６ アクセル開度センサ（アクセル開度センサ）
４１ 燃料電池発電制御部（出力制御手段）
４２ モータトルク制御部（モータ制御手段）
４３ 駆動系トルク算出部（制御手段）
ステップＳ３１ 残容量検出手段
ステップＳ３２ 充電制御手段

Claims (4)

1. 車両を駆動可能なモータと、該モータの駆動および回生動作を制御するモータ制御手段と、タイヤと路面との間で作用する駆動力を制御して駆動輪が空転することを抑制するトラクション制御手段と、前記モータの電源をなす燃料電池システムとして、反応ガス供給手段により反応ガスが供給されて電気化学反応により発電する燃料電池と、該燃料電池の発電電力および前記モータの回生電力により充電される蓄電装置と、前記燃料電池の出力を制御する出力制御手段とを備える燃料電池車両の制御装置であって、
   前記トラクション制御手段による駆動力制御の実行時に、前記反応ガスの供給状態を前記モータの駆動力に関わらずに制御する制御手段と、
   運転者のアクセル操作量に係るアクセル開度を検出するアクセル開度センサとを備え、
   前記制御手段は、前記トラクション制御手段による駆動力制御の実行時に、前記反応ガスの供給状態を前記アクセル開度センサにより検出されるアクセル開度に応じて制御することを特徴とする燃料電池車両の制御装置。
2. 前記蓄電装置の残容量を検出する残容量検出手段を備え、
   前記トラクション制御手段による駆動力制御の実行時に、前記残容量検出手段により検出される残容量に応じて、車両の電気負荷での消費電力を超える前記燃料電池の発電電力の余剰電力を前記蓄電装置に充電する充電制御手段を備え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. 車両を駆動可能なモータと、該モータの駆動および回生動作を制御するモータ制御手段と、タイヤと路面との間で作用する駆動力を制御して駆動輪が空転することを抑制するトラクション制御手段と、前記モータの電源をなす燃料電池システムとして、反応ガス供給手段により反応ガスが供給されて電気化学反応により発電する燃料電池と、該燃料電池の発電電力および前記モータの回生電力により充電される蓄電装置と、前記燃料電池の出力を制御する出力制御手段とを備える燃料電池車両の制御方法であって、
   前記トラクション制御手段による駆動力制御の実行時に、前記反応ガスの供給状態を前記モータの駆動力に関わらずに制御し、
   前記トラクション制御手段による駆動力制御の実行時に、前記反応ガスの供給状態を運転者のアクセル操作量に係るアクセル開度に応じて制御することを特徴とする燃料電池車両の制御方法。
4. 前記トラクション制御手段による駆動力制御の実行時に、前記蓄電装置の残容量に応じて、車両の電気負荷での消費電力を超える前記燃料電池の発電電力の余剰電力を前記蓄電装置に充電することを特徴とする請求項３に記載の燃料電池車両の制御方法。

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