JP4805327B2 - 燃料電池車両 - Google Patents

Description

この発明は、燃料電池と、前記燃料電池からの電力等を蓄電するとともに前記燃料電池を起動するための電力供給源等として利用される蓄電装置とを備え、冬季時における前記蓄電装置の蓄電量を増加させるようにした燃料電池車両に関する。

例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜（陽イオン交換膜）からなる電解質（電解質膜）の両側に、それぞれアノード側電極およびカソード側電極を対向して配設した電解質・電極構造体を、セパレータによって挟持した発電セルを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数の発電セルを積層することにより、燃料電池スタックとして使用されている。

この発電セルにおいて、アノード側電極に供給された燃料ガス、例えば、主に水素を含有するガス（以下、水素含有ガスともいう。）は、電極触媒上で水素がイオン化され、電解質を介してカソード側電極側へと移動する。その間に生じた電子は外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして利用される。なお、カソード側電極には、酸化剤ガス、例えば、主に酸素を含有するガスあるいは空気（以下、酸素含有ガスともいう。）が供給されているために、このカソード側電極において、水素イオン、電子および酸素が反応して水が生成される。

発電セルにおいて、セパレータの面内には、各電極に対向して反応ガスを流すための反応ガス流路が設けられるとともに、隣接する発電セルを構成するセパレータ間には、前記発電セルを冷却する冷却媒体を流すための冷却媒体流路が設けられている。反応ガスは、酸化剤ガスおよび燃料ガスであり、反応ガス流路は、カソード側電極に対向して前記酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路と、アノード側電極に対向して燃料ガスを流すための燃料ガス流路とからなる。

ところで、電源として燃料電池と高電圧のバッテリを併用した燃料電池システムにより、車両走行用の電動機を駆動する燃料電池車両（ハイブリッド電源車両）が提案されている。この燃料電池車両では、バッテリの電力を利用して車両（燃料電池）を起動するとともに車両走行や補機電力のアシストを行い、あるいはバッテリ電力のみでいわゆるＥＶ（Electric Vehicle）走行が行われる。

このような燃料電池車両では、車両の再始動を確実に行うために、車両の停止時にバッテリに必要電力を蓄電するように構成されている（特許文献１、２）。

特許文献１では、ＧＰＳ電波による車両位置の測位データと日付データとから最低外気温を予測し、この予測結果に基づいてバッテリの必要電力を予測するようにしている。

特許文献２では、外気温に基づいて、再始動時のバッテリ温度を予測し、この予測バッテリ温度に基づきバッテリの必要電力を予測するようにしている。

特開２００４−１４６０７５号公報 特開２００７−３１１３０９号公報

しかしながら、上記特許文献１、２に係る技術では、再始動時のバッテリ温度を予測により求めており、精度よく停止時等のバッテリ充電量を決定することができない。

また、特許文献１に係る技術では、ＧＰＳ等の測位データ受信機を必須の構成要件とするため、ガレージ内等、電波を受信できない環境下では外気温を予測することができない。

さらに、特許文献２に係る技術では、車両起動時に温度センサにより外気温を検出するようにしているが、車両起動時には、温度センサにより検出される外気温が急激に変化するために、温度センサにより検出される検出温度（外気温）の精度が低くなる。

この発明は、このような課題を考慮してなされたものであって、外気温の予測を行うことなく、停止時の蓄電装置の必要電力を確保する充電量を決定するための外気温を精度よく検出でき、正確な冬季判定を可能とする燃料電池車両を提供することを目的とする。

この発明に係る燃料電池車両は、水素ガスと酸化剤ガスの反応により発電する燃料電池と、前記燃料電池からの電力を蓄電する蓄電装置と、車両に搭載された温度センサと、車両起動のための必要電力を冬季に増加させる起動時必要電力増加部と、前記必要電力を確保するように車両停止時の前記蓄電装置の充電量を決定する停止時充電量決定部と、を備える燃料電池車両において、前記車両の走行中又はアイドルストップ時に前記温度センサによる検出温度が所定温度以下であるかどうかを判別し、前記所定温度以下であるとき前記冬季であると決定し、前記所定温度以上であるとき前記冬季を除く通常季（春季、夏季、秋季）であると決定する冬季判定部と、前記車両の起動時又は前記アイドルストップ解除時に、前記冬季決定を反映して、前記必要電力増加部及び前記停止時充電量決定部による冬季制御に切り替える冬季切替判断部と、を有することを特徴とする。

この発明によれば、冬季判定部が、車両の走行中又はアイドルストップ時に前記温度センサによる検出温度が所定温度以下であるかどうかを判別し、前記所定温度以下であるとき前記冬季であると決定し、前記所定温度以上であるとき前記冬季を除く通常季（春季、夏季、秋季）である決定するようにしている。

この発明では、外気温の予測を行わずに、温度センサの実測値で外気温を求めているので、停止時の蓄電装置の必要電力を確保する充電量を決定するための外気温を精度よく検出することができる。

なお、冬季切替判断部が、前記車両の起動時又は前記アイドルストップ解除時に、前記冬季決定を反映して、前記必要電力増加部及び前記停止時充電量決定部による冬季制御に切り替えるようにしているので、運転者に対して違和感を与えないタイミングにて冬季制御を導入することができる。

この発明によれば、外気温の予測を行うことなく、停止時の蓄電装置の必要電力を確保する充電量を決定するための外気温を精度よく検出でき、正確な冬季判定を行うことができる。また、走行中又はアイドルストップ時に冬季判定を行うことで精度よく冬季判定が行え、且つ起動時又はアイドルストップ解除時に冬季切替制御を行うようにしているので、制御切り替えに係わる違和感、例えばドライバビリティの運転中での変化等を運転者に与えることがない。

以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、この発明の一実施形態が適用された燃料電池車両１２の概略構成図である。

図２は、燃料電池車両１２の主要構成の概略配置説明図である。

この燃料電池車両１２は、基本的には、車両のセンタートンネル部に配置される燃料電池１４と、この燃料電池１４の発電出力を補助するエネルギストレージであり後部座席後方に配置される蓄電装置（バッテリという。）１６とから構成されるハイブリッド電源と、このハイブリッド電源からの電流（電力）が図示しないインバータを通じて供給されフロントフード（ボンネット）下に配置される走行駆動用のモータ１８とから構成される。バッテリ１６は、例えば、リチウムイオン２次電池、ニッケル水素２次電池、又はキャパシタを利用することができる。

燃料電池１４の電流出力は、配線１０１を通じて、ＶＣＵ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：電圧制御装置）２０の一端側とモータ１８とに接続される。ＶＣＵ２０の他端側の配線１０２には、バッテリ１６の他、それぞれがフロントフード下に配置される空気調和装置（エアコンという。）２２、空気圧縮機（エア圧縮機という。）２４、冷却水ポンプ２６、ＤＴ系冷却水ポンプ２８等が接続されている。

ＶＣＵ２０は、例えば、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータであり、バッテリ１６の電力を電圧変換してモータ１８に供給するとともに、燃料電池１４の電力及び（又は）モータ１８の回生電力を電圧変換してバッテリ１６に充電用として供給しかつエア圧縮機２４等に供給する。

すなわち、ＶＣＵ２０は、配線１０１上に現れる高電圧（燃料電池１４の電圧）と、配線１０２上に現れる低電圧（バッテリ１６の電圧）との間で電圧変換を行い、ＶＣＵ２０の両端間に接続される電気負荷間での電力の出し入れを制御する。

燃料電池１４及びバッテリ１６の電力は、駆動系デバイス｛ＤＴ（Ｄｒｉｖｅ Ｔｒａｉｎ）系デバイスという。｝３０に供給されるとともに、ＤＴ系冷却水ポンプ２８及び燃料電池１４を冷却する冷却水ポンプ２６に供給される。

この実施形態においてＤＴ系デバイス３０は、モータ１８と、ＶＣＵ２０と、エアコン２２と、エア圧縮機２４とから構成される。

これらＤＴ系デバイス３０は、冷却水流路３２に連通するＤＴ系ラジエータ３４及びＤＴ系冷却水ポンプ２８により冷却液体を通じて冷却される。

燃料電池１４は、冷却水流路３６に連通するＦＣ（Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ：燃料電池）系ラジエータ３８及び冷却水ポンプ２６により冷却液体を通じて冷却される。なお、ＦＣ系ラジエータ３８及び冷却水ポンプ２６もフロントフード下に配置される。

ＤＴ系ラジエータ３４とＦＣ系ラジエータ３８とは、車速に応じた風速を有する外気による風（車速風という。）３９を介して熱交換を行う。

燃料電池１４は、固体高分子電解質膜をアノード電極とカソード電極とで挟んで保持して構成される燃料電池セルを、複数積層させて一体化させたスタック構造である。各燃料電池セルは、電解質膜（固体高分子電解質膜）・電極構造体を挟んで保持する金属のセパレータとを備える。一方のセパレータの電解質膜・電極構造体のカソード電極に対向する面には、酸化剤ガス流路（反応ガス流路ともいう。）が設けられる。他方のセパレータの電解質膜・電極構造体のアノード電極に対向する面には、燃料ガス流路（反応ガス流路ともいう。）が形成される。

燃料電池１４の燃料ガス流路には、燃料ガス供給流路４４を通じて燃料供給システム４６から燃料ガス、例えば水素（Ｈ₂）が供給される。燃料供給システム４６は、制御部１００により遮断弁のオンオフ等が制御される。

燃料電池１４の燃料ガス流路から排出される未使用の水素ガスを含むガスは、燃料ガス循環流路４８を通じて燃料ガス供給流路４４に戻される。燃料ガス供給流路４４には図示しないエゼクタが設けられ、そのエゼクタによって発生される負圧により燃料ガス循環流路４８からのガスが燃料電池１４の燃料ガス流路にもどされる。

燃料電池１４の酸化剤ガス流路には、酸化剤ガス供給流路５０を通じてエア圧縮機２４から圧縮空気が供給され、圧縮空気は燃料電池１４の酸化剤ガス流路を通過し、これに連通する酸化剤ガス排出流路５２を通じて外気に排出される。

燃料電池車両１２には、モータ１８、エア圧縮機２４を含むＤＴ系デバイス３０等の電気負荷、及びＤＴ系冷却水ポンプ２８や冷却水ポンプ２６等の電気負荷を制御するための各種温度センサが設けられている。

エア圧縮機２４に外気である空気を導入する酸化剤ガス導入流路５６には、吸気温度Ｔｓを検出する吸気温度センサ２０１が設けられている。

モータ１８には、モータ温度Ｔｍを監視するモータ温度センサ２０２が設けられている。

冷却水流路３２には、ＤＴ系水温Ｔｒを検出するＤＴ系水温センサ２０３が設けられている。

バッテリ１６には、バッテリ温度Ｔｂを検出するバッテリ温度センサ２０４が設けられている。

燃料電池１４の冷却水流路３６には、ＦＣ系水温Ｔｗを検出するＦＣ系水温センサ２０５が設けられている。

また、燃料電池１４の燃料ガス循環流路４８には、燃料電池１４の燃料ガス温度Ｔａを検出するアノード温度センサ２０６が設けられ、燃料電池１４の酸化剤ガス温度Ｔｃを検出するカソード出口温度センサ２０７が、酸化剤ガス排出流路５２に設けられている。

さらに、車速風３９の温度をエアコン２２を制御するためのエアコン用気温Ｔｖとして検出するエアコン用気温センサ２０８が設けられている。

モータ温度センサ２０２により監視されるモータ温度Ｔｍ、ＤＴ系水温センサ２０３により検出されるＤＴ系水温Ｔｒ、バッテリ温度センサ２０４により検出されるバッテリ温度Ｔｂ、ＦＣ系水温センサ２０５により検出されるＦＣ系水温Ｔｗ、アノード温度センサ２０６により検出される燃料ガス温度Ｔａ、カソード出口温度センサ２０７により検出される酸化剤ガス温度Ｔｃ、及びエアコン用気温センサ２０８により検出されるエアコン用気温Ｔｖが、制御部１００により検出される。

この図１例の燃料電池車両１２では、外気温を検出する専用の高精度温度センサを設けていないが、外気温を検出する専用の高精度な温度センサを設けてもこの発明を実施することができる。

制御部１００には、燃料電池車両１２（燃料電池１４）を起動する起動信号を出力するとともに、燃料電池車両１２（燃料電池１４）を停止する停止信号を出力するイグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）６０（起動スイッチ）が接続されている。

制御部１００は、燃料電池車両１２の各種弁の開閉、ＤＴ系デバイス３０の制御、バッテリ１６の充放電制御等を含め、燃料電池車両１２全般の動作を制御する。

制御部１００は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、タイマ、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等を含むコンピュータ（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）により構成され、各種入力に基づきメモリに記憶されているプログラムを実行することで各種の機能を実現する機能手段（機能部）として動作する。

この実施形態において、制御部１００は、起動時必要電力増加部１１０、停止時充電量決定部１１２、冬季判定部１１４、冬季判定禁止・解除部１１６、冬季切替判断部１５０等として機能する他、掃気制御部、ＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）制御部、バッテリ残量（充電量又はＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅという。）監視部、ＳＯＣ閾値持ち替え部（ＳＯＣ閾値変更部）等として機能する。

実際上、ＳＯＣは、バッテリ１６に組み込まれたバッテリ制御部（不図示）により当該バッテリ１６の入出力電流、出力電圧、温度等が参照されて検出され、制御部１００に通知される。また、制御線を図示はしていないが、制御部１００は、後述するようにＶＣＵ２０の通過電流｛モータ１８からの回生電流、燃料電池１４からの発電電流、バッテリ１６からのモータ１８へのバッテリ電流（駆動電流）｝を制御する信号をＶＣＵ２０に送出する。制御部１８は、バッテリ１６のエネルギ管理を含め、燃料電池車両１２全体のエネルギ管理制御部としても機能している。

基本的には以上のように構成される燃料電池車両１２の動作について次に説明する。

この燃料電池車両１２は、燃料電池車両１２の停止中であるソーク中に車載の温度センサ２０１〜２０８中、特に外気温Ｔｅａに対する追従性が最も良好な温度センサである吸気温度センサ２０１とモータ温度センサ２０２とＤＴ系水温センサ２０３の検出温度Ｔｘである吸気温度Ｔｓとモータ温度ＴｍとＤＴ系水温Ｔｒを監視し、検出温度Ｔｘ（Ｔｘ＝Ｔｓ、Ｔｍ又はＴｒ）から冬季（例えば、０［゜Ｃ］以下の外気温になる可能性が高い季節）であるか否かを判別し、冬季と決定した場合には、燃料電池車両１２の運転中にバッテリ１６の充電量を増加し、ＳＯＣ常用域を高めに推移させるように構成される。

温度センサ２０１〜２０８は、運転中に電気負荷を制御するために車両に設けられたセンサであり、いずれも高精度である。

そこで、動作の詳細について説明する前に、車載の温度センサ２０１〜２０８の外気温追従性｛（１）ソーク時外気温追従性、（２）走行中又はアイドルストップ時外気温追従性｝について検討（実験・確認）したのでその検討結果について図３、図４を参照して説明する。

まず、外気温追従性の良好な温度センサについての検討結果を説明する。

図３は、一点鎖線で示す外気温Ｔｅａ下で、時点ｔ１〜時点ｔ８、時点ｔ１１〜時点ｔ１６（時点ｔ９、ｔ１０は描いていない。）まで３昼夜半に渡り、燃料電池車両１２（燃料電池１４）の運転状態を起動と停止を適当に繰り返したときの車載の温度センサ２０１〜２０８の検出温度の変化を示している。

この図３から温度センサ２０１〜２０８は、基本的に３つのグループに分類されることが分かる。

第１のグループは、外気温Ｔｅａに最も追従し難く起動時（ｔ１、ｔ３、ｔ５、ｔ１１、ｔ１３、ｔ１５）には温度が起動に即応して上がるが、ソーク時（時点ｔ６〜ｔ１１、時点ｔ１６以降）には冷めにくい燃料電池１４の（パワープラント）内部温度（Ｐ／Ｐ内部温度）特性（ソーク時外気温追従性が非良好な温度特性）を呈する検出温度Ｔｐｐを出力する、燃料ガス温度Ｔａを検出するアノード温度センサ２０６と、酸化剤ガス温度Ｔｃを検出するカソード出口温度センサ２０７とを含む温度センサグループである。

第２のグループは、ソーク時に外気温Ｔｅａに対して追従性が良好な（時点ｔ８以降と時点ｔ１８以降で外気温Ｔｅａに追従する）温度特性を呈する検出温度Ｔｙを出力する、バッテリ温度Ｔｂを検出するバッテリ温度センサ２０４と、ＦＣ系水温Ｔｗを検出するＦＣ系水温センサ２０５とを含む温度センサグループである。

第３のグループは、燃料電池車両１２（燃料電池１４）の起動時に温度が起動に即応して上がり、ソーク時（時点ｔ６〜ｔ１１、時点ｔ１６〜）に外気温Ｔｅａに対して追従性が最も良好な（時点ｔ７以降と時点ｔ１７以降で外気温Ｔｅａに追従する）温度特性を呈する検出温度Ｔｘを出力する、吸気温Ｔｓを検出する吸気温度センサ２０１と、モータ温度Ｔｍを検出するモータ温度センサ２０２と、ＤＴ系水温Ｔｒを検出するＤＴ系水温センサ２０３とを含む温度センサグループである。

図３の測定結果から、燃料電池車両１２の停止中であるソーク中に、冬季であるか否かを的確に判定する温度センサ｛（１）ソーク時外気温追従性の良好な温度センサ｝は、ソーク時に外気温Ｔｅａに対して追従性が最も良好な温度特性を呈する検出温度Ｔｘを出力する第３のグループに属する吸気温Ｔｓを検出する吸気温度センサ２０１と、モータ温度Ｔｍを検出するモータ温度センサ２０２と、ＤＴ系水温Ｔｒを検出するＤＴ系水温センサ２０３であることが分かる。

また、（２）走行中又はアイドルストップ時に外気温追従性の良好な、好ましくは最適な温度センサの選出について図４の測定結果を参照して説明する。

結論を説明すると、この実施形態では、走行中又はアイドルストップ時に外気温追従性の良好な温度センサとして、ハッチングを施したＤＴ系水温Ｔｒを検出するＤＴ系水温センサ２０３及びエアコン用気温Ｔｖを検出するエアコン用気温センサ２０８を採用している。

これらのＤＴ系水温センサ２０３及びエアコン用気温センサ２０８は、走行中（発電中）の低負荷時及び高車速高負荷時いずれの場合にも、外気温Ｔｅａに対して追従性が最良であった。なお、図４中、ヒルホールドとは、上りの坂道で、アクセルもブレーキも踏まない状態で、走行駆動用のモータ１８の前進トルクと坂道を下り落ちる力が拮抗していて停車している状態をいう。また、アイドルストップ時とは、停車中に燃料供給システム４６から燃料電池１４に対する燃料ガスの供給を停止している状態をいう。

以上が、（１）ソーク時に（２）走行中等に外気温追従性の良好な温度センサについての検討結果の説明である。

次に、冬季判定部１１４により冬季と判定された場合の起動時必要電力増加部１１０及び停止時充電量決定部１１２による車両起動のためのＳＯＣ及び必要電力について図５、図６、図７を参照して説明する。

図５は、冬季判定部１１４が冬季と決定した場合の停止時充電量決定部１１２によるＳＯＣの閾値の持ち替えの一般的な概念を示している。冬季判定部１１４が冬季と決定した場合、停止時充電量決定部１１２は、ＳＯＣを夏季（冬季以外の春季、秋季も含む。）時のＳＯＣからより大きな値の冬季時のＳＯＣに持ち替える。

具体的には、アイドルストップを禁止するＳＯＣ閾値を閾値ＳＯＣ１からより大きな閾値ＳＯＣ３に持ち替える。同様に、目標ＳＯＣ（又は停止時の充電量の閾値）をＳＯＣ２からＳＯＣ４に持ち替える。

起動時必要電力増加部１１０は、冬季判定部１１４が冬季と決定した場合には、このＳＯＣ３、ＳＯＣ４となるように燃料電池車両１２（燃料電池１４）の運転中におけるバッテリ１６の充電量を増加する。この場合、制御部１００は、バッテリ１６の電圧や充放電量を監視し、バッテリ１６を充電するための燃料電池車両１２（燃料電池１４）の運転中における燃料電池１４の出力電流が大きくなるように制御する。

なお、運転中の充電量の増量が不足する場合には、イグニッションスイッチ６０のオフ時に、バッテリ１６のＳＯＣを検出し、検出したＳＯＣが、ＳＯＣ４となるまで燃料電池１４を発電させた後、停止させる。

図６は、冬季判定部１１４が冬季と決定した場合の停止時充電量決定部１１２による放電禁止のＳＯＣの閾値の持ち替えの一般的な概念を示している。縦軸は、バッテリ上限出力［ｋＷ］である。冬季判定部１１４が冬季と判定した場合、停止時充電量決定部１１２は、放電禁止のＳＯＣ閾値を閾値ＳＯＣ５からより大きい閾値ＳＯＣ６に持ち替える。つまり、より大きな閾値ＳＯＣ６以上でバッテリ上限出力［ｋＷ］を出力できるように制御する。

起動時必要電力増加部１１０は、この大きい閾値ＳＯＣ６となるように、燃料電池１４の運転中及び（又は）燃料電池１４の停止時におけるバッテリ１６の充電量を増加する。

なお、図５及び図６において、ＳＯＣの下限側（ＳＯＣ０［％］から所定値［％］まで）及び上限側（所定値［％］からＳＯＣ１００［％］まで）において使用禁止領域を設けているのは、バッテリ１６の劣化を防止するためである。

また、図５において、冬季判定部１１４により冬季決定がなされて、停止時充電量決定部１１２が目標ＳＯＣ、すなわち車両停止時（イグニッションスイッチ６０のオフ時）のバッテリ１６の充電量であるＳＯＣをＳＯＣ２からＳＯＣ４に増加させたとき、停止時充電量決定部１１２は、好ましくは、バッテリ充電量上限値を通常（春、夏、秋季）充電量上限値（夏季用充電量上限値という。）ＳＯＣｓ（例えば、６５［％］）から充電量がより高い冬季用充電量上限値ＳＯＣｗ（例えば、７０［％］）に同時に増加させる（第４の創作）。冬季決定時に、ＳＯＣを冬季用充電量上限値ＳＯＣｗに増加させても冬季にはバッテリ温度Ｔｂａｔが低くなるのでバッテリ１６の劣化が促進されることはない。これにより冬季走行時におけるドライバビリティを高くすることができる。

なお、一般にバッテリ１６、例えばリチウムイオン電池等は、高温、例えば４０［゜Ｃ］以上でかつ、高ＳＯＣ、例えば７０［％］以上の状態で放置されると劣化（結果として満充電容量、すなわち定格容量の低下等）が促進されることが知られている。バッテリ１６の劣化を招く高温及び高ＳＯＣの具体的な値は、使用バッテリ毎、あるいは使用バッテリの種類毎に予め個別に決定しておくことができる。

図７は、冬季判定部１１４が冬季と決定した場合の停止時充電量決定部１１２による燃料電池１４に対する電力要求出力［ｋＷ］の一般的な概念を示している。

冬季判定部１１４が冬季と決定した場合、停止時充電量決定部１１２は、夏季の車両停止時の燃料電池１４に対する電力要求出力Ｐ１を冬季の電力要求出力Ｐ２に持ち替え、夏季の車両走行時の燃料電池１４に対する電力要求出力Ｐ２を冬季の電力要求出力Ｐ４に持ち替える。

起動時必要電力増加部１１０は、この大きい要求出力Ｐ２、Ｐ４となるように、上記したようにバッテリ１６の充電量を増加する。

以上の説明が、冬季判定部１１４により冬季と決定された場合の停止時充電量決定部１１２による車両起動のためのＳＯＣ及び必要電力についての説明である。

次に、燃料電池車両１２の冬季判定に係わる動作の詳細について、図８のフローチャート、図９のタイムチャート、図１０の冬季切替判断部１５０の機能ブロック図、図１１の冬季判定部１１４の一部機能を示す機能ブロック図を参照しながら説明する。なお、図９のタイムチャートにおいて、運転状態及び温度推移は、理解の便宜のため、図３を再掲載している。

ステップＳ１において、制御部１００は、イグニッションスイッチ６０がオンにされたかどうかを監視し、オンにされたと判定したとき、ステップＳ２において、冬季判定部１１４は、冬季決定フラグＦｗがセット（Ｆｗ＝１で冬季を表す。）されているかどうかを判定する。

ステップＳ２において、冬季決定フラグＦｗがセットされていなかった場合（Ｆｗ＝０）、ステップＳ３において、冬季判定部１１４は、ソーク時外気温追従性最良好温度特性を呈する温度センサである吸気温度センサ２０１とモータ温度センサ２０２とＤＴ系水温センサ２０３から、それぞれ吸気温Ｔｓとモータ温度ＴｍとＤＴ系水温Ｔｒを検出し、検出した吸気温Ｔｓとモータ温度ＴｍとＤＴ系水温Ｔｒのいずれかの検出温度Ｔｘが０［℃］以下になっているかどうかを判定する（Ｔｘ≦０［℃］）。

なお、検出余裕やセンサ誤差を考慮して実際には、０［℃］に＋α［℃］した、温度以下（Ｔｘ≦０＋α［℃］）になっているかどうかを判定する。

いずれの温度も０［℃］を上回っていた場合、冬季と決定しないで、換言すれば、冬季以外の夏季（春季、秋季を含む。冬季との対比で通常季ともいう。）と決定し、停止時充電量決定部１１２は、図５〜図７に示した夏季の状態での上記したＳＯＣ及び要求出力に決定する。

起動時必要電力増加部１１０は、ステップＳ４において、このＳＯＣ、要求出力になるよう燃料電池１４を通常の制御で運転し、あるいは冬季用制御であった場合には通常の制御に切り替えて運転しバッテリ１６を充電する。

もし、ステップＳ３の判定において、吸気温Ｔｓ、モータ温度Ｔｍ又はＤＴ系水温Ｔｒのいずれかの温度が０［℃］以下であった場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ステップＳ５において、冬季判定部１１４は冬季と決定し冬季決定フラグＦｗをセットする（Ｆｗ←１）。このステップＳ５の処理は、図９に示す時点ｔ１での挙動に対応する。

次いで、ステップＳ５１において、起動時又はアイドルストップの解除時であるかを判定する。起動時は、イグニッションスイッチ６０がオフからオンにされたときでステップＳ１又は後述するステップＳ１５が肯定となったときに該当する。また、アイドルストップの解除は、アイドルストップ状態から走行状態への遷移を判定すればよく、例えば図示しないアクセルペダルの踏み込み量（スロットル開度でもよい。）、車速が所定の低速度以上、例えば５［ｋｍ／ｈ］以上であるかどうか等により判定することができる。

ステップＳ５１の判定結果が、起動時又はアイドルストップ解除時に該当するときには、ステップＳ６において、停止時充電量決定部１１２は、図５から図７を参照して説明したように、夏季の状態から冬季の状態でのＳＯＣ及び要求出力に決定する。そして、冬季切替判断部１５０は、各部に冬季制御切替指令を送出する。この指令に基づき、起動時必要電力増加部１１０は、前記Ｓ０Ｃ及び要求出力を確保するように燃料電池１４のシステムを冬季用制御に切り替えて運転させる。

ただし、ステップＳ５１の判定が肯定とならなかったときには、運転を冬季用制御に切り替えないで通常の制御で運転する（ステップＳ４）。

ここで、図１０の冬季切替判断部１５０の作用について説明すると、起動時又はアイドルストップ解除時（ステップＳ５１：ＹＥＳ）にＯＲ回路１４２の論理和出力が１となり、スイッチ１４０の共通接点ｃが接点ｎ側から接点ｙ側に切り替えられ、ＡＮＤ回路１４６の一方の入力ポートに「１」が供給される。また、冬季判定フラグＦｗがセット（Ｆｗ＝１）されているとき（Ｓ２、Ｓ５又はＳ１２：ＹＥＳ）、スイッチ１４４の共通接点ｃが接点ｎ側から接点ｙ側に切り替えられ、ＡＮＤ回路１４６の他方の入力ポートにも「１」が供給される。このときＡＮＤ回路１４６の論理積出力が１となり、スイッチ１４８の共通接点ｃが通常制御指令が供給されている接点ｎ側から冬季制御指令が供給されている接点ｙ側に切り替えられる結果、スイッチ１４８の出力ポートから各部に冬季制御切替指令が送出される（ステップＳ６）。

次いで、ステップＳ７において、制御部１００は、イグニッションスイッチ６０がオフにされたかどうかを判定する。

イグニッションスイッチ６０がオン状態であった場合には、ステップＳ２：ＮＯ→Ｓ３：ＮＯ→Ｓ４の処理、又はステップＳ２：ＹＥＳ→Ｓ６の処理を繰り返す。この場合、一度でもステップＳ３の冬季判定が成立した場合には、ステップＳ５において冬季決定フラグＦｗがセットされるので（Ｆｗ←１）、以降、ステップＳ２が必ず成立し、ステップＳ３、Ｓ５、Ｓ５１の処理が迂回され、ステップＳ６の冬季用制御での運転を継続する。

ステップＳ７において、制御部１００は、イグニッションスイッチ６０がオフとされたことを検出したとき、ステップＳ８において、冬季判定結果（冬季判定フラグＦｗ）をメモリにバックアップする。

次いで、ステップＳ９のソーク中（主には、図９の時点ｔ６以降、又は時点ｔ１６以降）において、ステップＳ１０では、制御部１００は、起動停止後からのソーク時間が所定時間Ｔｔｈを経過したかどうかを判定する。

この所定時間Ｔｔｈは、ソーク時外気温追従性最良好温度特性を呈する温度センサである吸気温度センサ２０１、モータ温度センサ２０２、ＤＴ系水温センサ２０３からの吸気温Ｔｓと、モータ温度Ｔｍと、ＤＴ系水温Ｔｗの検出温度Ｔｘは、運転停止時点ｔ６（ｔ１６）後、４時間程度（時点ｔ６〜ｔ７又は時点ｔ１６〜ｔ１７）で外気温Ｔｅａに追従することが分かっているので、所定時間Ｔｔｈは、この時間より若干長いＴｔｈ＝５［ｈ：時間］に設定される。

ステップＳ１０において、所定時間Ｔｔｈが経過した時点ｔｒｔｃ１、及びｔｒｔｃ２で、冬季判定部１１４は、ステップＳ１１において、ソーク時外気温追従性最良好温度特性を呈する温度センサである吸気温度センサ２０１、モータ温度センサ２０２、ＤＴ系水温センサ２０３により検出した吸気温Ｔｓ、モータ温度Ｔｍ、ＤＴ系水温Ｔｒのいずれかの検出温度Ｔｘが０［゜Ｃ］より低い温度となっているかどうかを判定する（Ｔｘ≦０［℃］）。

ステップＳ１１の判定において、０［゜Ｃ］以下の温度となっていた場合には（時点ｔｒｔｃ１参照）、ステップＳ１２で冬季と決定し、冬季決定フラグＦｗをセットする（Ｆｗ←１）。図９のタイムチャートに示す例のように、冬季決定フラグＦｗが既にセットされていた場合には、冬季決定を継続する。

ステップＳ１１の判定において、０［゜Ｃ］を上回る温度となっていた場合には、例えば、図９のタイムチャートに示す例の時点ｔｒｔｃ２では、ステップＳ１３において冬季決定を解除すると決定し、冬季判定フラグＦｗをリセットする（Ｆｗ←０）。すなわち、冬季判定禁止・解除部１１６は、冬季決定を解除し、冬季判定部１１４は、冬季制御解除指令を各部に送出する。

この冬季制御解除指令の送出機能を実施する冬季判定部１１４の作用について、図１１を参照して説明すると、起動時又は５［ｈ］ソーク時にスイッチ１５２の共通接点ｃが接点ｎ側から接点ｙ側に切り替えられＡＮＤ回路１５６の一方の入力ポートに「１」が供給される。そのとき、冬季判定フラグＦｗがリセットされると、スイッチ１５４の共通接点ｃが接点ｎ側から接点ｙ側に切り替えられＡＮＤ回路１５６の他方の入力ポートにも「１」が供給される結果、スイッチ１４８の共通接点ｃが冬季判定解除せずの指令が供給されている接点ｎ側から冬季制御解除指令が供給されている接点ｙ側に切り替えられ、各部に冬季制御解除指令が送出される。

次に、制御部１００は、ステップＳ１４において、判定結果をメモリにバックアップする。

ステップＳ１２において、一度、冬季と決定された場合、次にイグニッションスイッチ６０をオンに切り替えた時点（ステップＳ１：ＹＥＳ）の起動時で、ステップＳ２の冬季判定フラグＦｗの確認は必ず成立し、結果、ステップＳ６において、燃料電池１４の運転中にＳＯＣ、要求出力が冬季用制御に切り替えられて運転され、バッテリ１６に必要な充電量を充電することができる。

これにより、冬季における運転停止後所定時間後、例えば５時間後（図９中、時点ｔｒｔｃ１、時点ｔｒｔｃ２）に、充電量が増量されているバッテリ１６の電力によりエア圧縮機２４を作動させて燃料電池１４の燃料ガス流路及び酸化剤ガス流路に乾燥圧縮空気を流すことで、いわゆる掃気処理を行い、燃料電池１４内の水分を排出し、燃料電池１４の凍結防止・起動性向上を図ることができる。

以上説明したように上述した実施形態に係る燃料電池車両１２は、水素ガスと酸化剤ガスの反応により発電する燃料電池１４と、燃料電池１４からの電力を蓄電する蓄電装置としてのバッテリ１６と、車両に搭載された温度センサであるＤＴ系水温センサ２０３及びエアコン用気温センサ２０８と、車両起動のための必要電力｛停止時における燃料電池１４内の反応ガス（酸化剤ガスと水素）流路に対するエア圧縮機２４による水分排出のための掃気用電力、ソーク後所定時間経過後の一定時間の前記掃気用電力、次回起動時の起動用電力等を含む。｝を冬季に増加させる起動時必要電力増加部１１０と、前記必要電力を確保するように車両停止時のバッテリ１６の充電量であるＳＯＣを決定する停止時充電量決定部１１２と、を備え、前記車両の走行中又はアイドルストップ時にＤＴ系水温センサ２０３及びエアコン用気温センサ２０８による検出温度であるＤＴ系水温Ｔｒ又はエアコン用気温Ｔｖが所定温度、この実施形態では０［℃］以下であるかどうかを判別し、前記所定温度以下であるとき前記冬季であると決定し、前記所定温度以上であるとき前記冬季を除く通常季（春季、夏季、秋季）であると決定する冬季判定部１１４と、前記車両の起動時又は前記アイドルストップ解除時に、前記冬季決定を反映して、起動時必要電力増加部１１０及び停止時充電量決定部１１２による冬季制御に切り替える冬季切替判断部１５０と、を有する（第１の創作）。

このように走行中又はアイドルストップ時に外気温Ｔｅａに対する追従性が最良の温度センサであるＤＴ系水温センサ２０３及びエアコン用気温センサ２０８により冬季か否かを判定しているので冬季判定を高精度で行うことができ、且つ、冬季制御への切替時期は、車両の起動時又はアイドルストップ解除時としているので制御を切り替えてもドライバに対してドライバビリティ（後述する回生制限等）の変化等の違和感を与えないタイミングで冬季制御を導入することができる。また、冬季制御時には、充電用上限値を夏季用充電量上限値ＳＯＣｓから冬季用充電量上限値ＳＯＣｗに増加させ（図５参照）、このとき図示しない燃料計のフルスケールも変化させるが、起動時又はアイドルストップ解除時に変化させるようにしているので運転者に違和感を感じさせないか少なくできる。

この実施形態によれば、従来技術のように、外気温の予測を行わずに、外気温Ｔｅａを、外気温Ｔｅａに追従し易い特定の温度センサ（吸気温度センサ２０１、モータ温度センサ２０２、ＤＴ系水温センサ２０３又はエアコン用気温センサ２０８）の実測値で求めているので（同定しているので）、外気温の予測を行うことなく、停止時のバッテリ１６のＳＯＣ、要求出力を確保する充電量を決定するための外気温Ｔｅａを精度よく検出でき、正確な冬季判定を略常時行うことができる。

この場合、ＧＰＳ等の電波を利用した通信手段での外気温予測を用いていないため、ガレージ内や地下駐車場など、気象情報とは異なる気温となっている環境下であっても精度よく停止時のバッテリ１６の充電量を決定することができる。

上記のように制御することで、図１２Ａの従来技術に比較して図１２Ｂのこの実施形態では、燃料電池車両１２の１回の運転中におけるＳＯＣの高い状態での頻度が夏季に比べて冬季の方が高くなる。すなわち、バッテリ１６の充電量が増加する。

なお、これらの温度センサである吸気温度センサ２０１、モータ温度センサ２０２、ＤＴ系水温センサ２０３は、それぞれ車両内の電気負荷であるエア圧縮機２４、モータ１８、又はエアコン２２を制御するために用いられる温度センサであり、前記車両停止時以降のソーク時に外気温Ｔｅａに対して追従性が高い。また、ＤＴ系水温センサ２０３及びエアコン用気温センサ２０８は、車両走行時に外気温Ｔｅａに対して追従性が高い。

そして、上述した実施形態では、これらの温度センサ２０１〜２０３又は温度センサ２０３、２０８を外気温Ｔｅａを検出する温度センサとして兼用しているが、この発明は、これに限らず、外気温Ｔｅａを専用に検出する温度センサを用いても実施することができる。専用の外気温センサは、外気温に追従し易い、例えば、車両のフロントフード下に搭載配置する。

また、燃料電池車両１２は、車両停止後に温度センサ２０１〜２０３による検出温度Ｔｘが外気温Ｔｅａに追従すると推定するまでの間（例えば、５［ｈ］）、冬季判定部１１４による前記判別を禁止し、外気温Ｔｅａに追従すると推定したとき、冬季判定部１１４による前記判別の禁止を解除する冬季判定禁止・解除部１１６をさらに有する。

そして、冬季判定部が、一旦、冬季と決定した（ステップＳ５、Ｓ１２）後、この冬季決定結果を解除するのは、冬季判定禁止・解除部１１６が、車両停止（ステップＳ７）後に温度センサ２０１〜２０３による検出温度Ｔｘが外気温Ｔｅａに追従すると推定したとき以降から再起動時までの間とする（第２の創作）ことで、車両運転中（走行中）の温度センサ２０１〜２０３の検出温度Ｔｘの上昇に伴い冬季決定が解除されてしまうことを防止できる。

具体的に冬季決定を解除するのは、検出温度Ｔｘが外気温Ｔｅａに追従すると推定したとき（時点ｔｒｔｃ１、ｔｒｔｃ２）以降から再起動時（時点ｔ１１等）までの間に、冬季判定部１１４が、温度センサ２０１〜２０３による検出温度Ｔｘが所定温度である０［℃］以下であるかどうかを判別し、０［℃］以上であるとき、前記冬季と決定した前記判定結果を解除する（第２の創作）。

上述したように、走行中の冬季判定用の温度センサとしては、ＤＴ系水温センサ２０３及びエアコン用気温センサ２０８を用いる。これらの温度センサは、走行中（低負荷時、高車速高負荷時）又はアイドルストップ時に外気温Ｔｅａへの追従性がよいため（早いため）、走行中的確に冬季判定を行うことができる（第３の創作）。

冬季判定部１１４は、複数の前記温度センサ中、いずれか１つでも所定温度、例えば０［゜Ｃ］以下となったときに、冬季と判定することにすれば、より早く冬季判定を行うことができる。いずれか２つが０［゜Ｃ］以下になったときに、冬季と判定することにすれば、より確実に冬季判定を行うことができる。

このように上記した実施形態によれば、実際の外気温にて冬季判定（充電量増加の要否判定）が行え、停止時のバッテリ１６のＳＯＣ、要求出力を確保する充電量を決定することができる。

なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、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。

例えば、図１３に示すような他の実施形態に係る燃料電池車両１２Ａは、制御部１００Ａに定期起動部１１８を備えるように構成する。定期起動部１１８は、イグニッションスイッチ６０がオフにされた起動停止時から所定時間毎、例えば５分毎に起動され、その５分毎に、温度センサ２０１〜２０３による検出温度Ｔｘが、掃気処理を必要とする氷結温度に近い温度、例えば閾値温度５［℃］を下回る温度になったかどうかを判定する。

閾値温度５［℃］を下回る温度になっていた場合、燃料電池１４内の酸化剤ガス流路及び燃料ガス流路に残存している液滴（水）が氷結する恐れがあると推定し、該液滴（水）を燃料電池１４内から排出するために、制御部１００Ａは、エア圧縮機２４を所定時間駆動し、エア圧縮機２４から圧縮空気を酸化剤流路に供給するともに燃料ガス流路に供給し、該圧縮空気により前記酸化剤ガス流路と前記燃料ガス流路から水分を排出する、いわゆる掃気処理を行う。

このような掃気処理を行う燃料電池車両１２Ａの冬季判定処理との連係動作について、さらに、図１４のタイムチャートを参照して説明する。この連係動作において、定期起動部１１８は、冬季判定処理のタイマとしても利用される。

時点ｔ２１においてイグニッションスイッチ６０がオフにされて起動停止された後、温度センサ２０１〜２０３による検出温度Ｔｘが外気温Ｔｅａに追従すると推定する時点ｔ２２までは、冬季判定部１１４による冬季判定処理及び冬季判定禁止・解除部１１６による処理（両方の処理を併せて冬季判定処理等という。）の実行が禁止される。

また、時点ｔ２２以降、検出温度Ｔｘが外気温Ｔｅａに追従すると推定している期間では、掃気処理が開始される時点ｔ２３までの間、定期起動部１１８により前記所定時間毎に冬季判定部１１４又は冬季判定禁止・解除部１１６が起動され冬季判定処理等が実行される。

さらに、時点ｔ２１〜時点ｔ２３まで定期起動部１１８が定期起動される。時点ｔ２３の定期起動時に閾値温度５［℃］を下回る温度になったと判定されたので時点ｔ２３〜ｔ２４の間で上記の掃気処理が行われるが、この間には、温度センサ２０１〜２０３による検出温度Ｔｘが上昇するので、検出温度Ｔｘが外気温Ｔｅａに追従すると推定される時点ｔ２５までは冬季判定処理を禁止する。

時点ｔ２５以降では、再び定期起動部１１８により冬季判定部１１４又は冬季判定禁止・解除部１１６が定期起動され冬季判定処理等が実行される。時点ｔ２６において、イグニッションスイッチ６０がオンにされる。

時点ｔ２３〜ｔ２５の間で、掃気処理が実行されたので、その時点ｔ２３〜ｔ２５の間では、定期起動部１１８は定期起動されない。

起動停止時から前記５分毎に、温度を測定する温度センサは、冬季判定用の温度センサ２０１〜２０３と同一であってもよく、異なっていてもよい。

また、定期起動部１１８の起動を契機とする５分毎の温度監視を制御部１００ＡのＲＴＣ制御部を利用したＲＴＣ監視と定義するとき、時点ｔ２１〜ｔ２３までの間及び時点ｔ２５〜ｔ２６の間ではＲＴＣ監視が実行されるが、時点ｔ２３〜ｔ２５までの間ではＲＴＣ監視を実行する必要がない（非実行）。

図１５は、さらに他の実施形態に係る燃料電池車両１２Ｂを示し、この燃料電池車両１２Ｂでは、さらに回生制限電力管理部１２０を備える制御部１００Ｂとして構成される。

図１６は、図１５に示した回生制限電力管理部１２０の詳細な構成例を示すブロック図である。

図１５例の燃料電池車両１２Ｂでは、冬季判定部１１４により冬季と決定された状態（例えば、図９中、時点ｔｒｔｃ１で冬季と決定され、冬季判定フラグＦｗ＝１とされた状態）での走行中（例えば、時点ｔ１３〜ｔ１４等）に、バッテリ１６のバッテリ温度Ｔｂを検出するバッテリ温度センサ２０４による検出温度が所定温度、例えば、４０［℃］等の高温以上に上昇したときには、冬季判定部１１４による前記の冬季の決定を一時的に反故にする冬季決定一時的反故部１２６を、さらに備える（第５の創作）。

その理由について説明すると、バッテリ１６は、高温状態且つ高ＳＯＣ状態では、劣化が促進される。たとえ、冬季であっても、走行中にモータ１８からの回生電力が増加し充電に伴いＳＯＣが増加すると、劣化が促進される高温状態且つ高ＳＯＣ状態となり得る可能性がある。そこで、バッテリ１６の耐久保証を満足させて、寿命を確保するために、高温状態且つ高ＳＯＣ状態が継続しないように、継続の可能性があるときには冬季決定一時的反故部１２６により一時的に冬季判定を反故にし、冬季判定フラグＦｗを一時的にリセットする（Ｆｗ←０）。

これにより、高温状態且つ高ＳＯＣ状態の発生を回避するために、冬季用充電量上限値ＳＯＣｗ（例えば、７０［％］）を通常充電量上限値ＳＯＣｓ（例えば、６５［％］）に引き戻す必要がある（図５参照）。

しかし、引き戻す場合に、以下の注意を要する。すなわち、図１７の回生制限電力Ｐｒｌ［Ｗ］対ＳＯＣ［％］マップ（特性）に示すように、一点鎖線で示す冬季用充電量上限値ＳＯＣｗを有する冬季用回生制限電力マップ１２４の冬季用回生制限電力Ｐｒｌｗ（ＳＯＣ）は、実線で示す通常用充電量上限値ＳＯＣｓを有する通常用回生制限電力マップ１２２の通常回生制限電力Ｐｒｌｓ（ＳＯＣ）に比較して、ＳＯＣの値が０値からＳＯＣｎ値までは、同一の回生制限電力上限値Ｐｒｌｍａｘまで回生電力を充電電力としてバッテリ１６に回生することができるが、ＳＯＣの値がＳＯＣｎ値から大きな値になると、通常回生制限電力Ｐｒｌｓ（ＳＯＣ）の値が冬季用回生制限電力Ｐｒｌｗ（ＳＯＣ）の値より小さくなる｛Ｐｒｌｓ（ＳＯＣ）＜Ｐｒｌｗ（ＳＯＣ）｝関係になる。

したがって、冬季判定フラグＦｗがリセットされたときに、直ちに、冬季用回生制限電力ＳＯＣｗを通常用回生制限電力ＳＯＣｓに引き戻すと、引き戻したときに実際のＳＯＣの値が、ＳＯＣｓ＜ＳＯＣ＜ＳＯＣｗの間に存在していたときに、モータ１８からの回生電力をバッテリ１６に充電することができなくなり、いわゆる回生抜け（モータ１８が発電機とする作用して発生する制動力がかからなくなる事態）が発生する。

そこで、この回生抜けを防止するために、走行時に、バッテリ温度Ｔｂが所定温度より上昇したときには、冬季決定一時的反故部１２６により前記冬季の決定を一時的に反故にし冬季決定フラグＦｗを一時的にリセット（Ｆｗ←０）して、当該燃料電池車両１２Ｂの走行駆動用のモータ１８からの回生電力Ｐｒｌが急激に回生不能になることをドライバビリティを考慮しながら回避するために、バッテリ１６の冬季用充電量上限値ＳＯＣｗを、例えばレートリミット処理により徐々に引き下げた一時的充電量上限値ＳＯＣｍ（図１７参照）から通常充電量上限値ＳＯＣｓにもどす回生制限電力管理部１２０を、さらに備える（第６の創作）。

このように制御し、図１７中、一時的充電量上限値ＳＯＣｍを有する点線で示す一時的回生制限電力マップ１２３を複数暫定的に用い、図１７の一点鎖線の特性である冬季用回生制限電力マップ１２４から実線の特性である通常用回生制限電力マップ１２２まで徐々に漸近させるようにすれば、一時的回生制限電力Ｐｒｌｍ（ＳＯＣ）は、ゼロ値とはならなくなり、回生がかかる。

実際上、通常用回生制限電力マップ１２２、一時的回生制限電力マップ１２３及び冬季用回生制限電力マップ１２４は、バッテリ温度Ｔｂをパラメータとして異なるマップ（特性）を備えているが、繁雑となるので省略する。

以上のように制御される回生制限電力管理部１２０の動作について、図１６を参照してより具体的に説明する。なお、この動作は、走行中に限られるが、その走行中に、冬季判定フラグＦｗがセットされている（Ｆｗ＝１）とき、スイッチ１２８の共通接点ｃは接点ｙに接続され、かつバッテリ温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｍａｘ以下であるときには、Ｔｂｍａｘ≧Ｔｂが成立していないのでＡＮＤ回路１３８の一方の入力は０値となって、冬季決定一時的反故部１２６のＡＮＤ回路１３８の論理積は非成立となり、スイッチ１３０の共通接点ｃは接点ｎ側に接続され、冬季用回生制限電力マップ１２４が参照されて回生制限電力Ｐｒｌ｛＝Ｐｒｌｗ（ＳＯＣ）｝が算出され、ＶＣＵ２０に通知される。ＶＣＵ２０は、モータ１８からの回生電力をこの回生制限電力Ｐｒｌ｛＝Ｐｒｌｗ（ＳＯＣ）｝に制限してバッテリ１６を充電する。

なお、冬季判定フラグＦｗがリセットされている（Ｆｗ＝０）ときには、スイッチ１２８の共通接点ｃは接点ｎ側に接続され、且つＡＮＤ回路１３８の論理積は常に非成立であるので、スイッチ１３０の共通接点ｃも接点ｎ側に接続され通常用回生制限電力マップ１２２が参照されて回生制限電力Ｐｒｌ｛＝Ｐｒｌｓ（ＳＯＣ）｝が算出される。

一方、走行中に、冬季判定フラグＦｗがセットされている（Ｆｗ＝１）とき、スイッチ１２８の共通接点ｃは接点ｙに接続され、かつバッテリ温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｍａｘ以上となったときにはＡＮＤ回路１３８の一方の入力は１値となり、当該冬季決定一時的反故部１２６のＡＮＤ回路１３８の論理積が成立し、スイッチ１３０の共通接点ｃが接点ｙ側に接続される。このとき、比較部１３４の一方の入力には、冬季用回生制限電力Ｐｒｌｗ（ＳＯＣ）が１サンプリング遅延部（Ｚ^-1）１３９で遅延された冬季用回生制限電力前回値Ｐｒｌｗ^-1が供給されるが、この値は、通常用回生制限電力Ｐｒｌｓよりはるかに大きいので比較部１３４による比較結果｛Ｐｒｌｗ（ＳＯＳ）−Ｐｒｌｓ（ＳＯＣ）＞ΔＰｒｌ：ΔＰｒｌは、いわゆる回生抜けを回避するための所定値｝が成立し、スイッチ１３２の共通接点ｃが接点ｙに接続される結果、漸減部１３６により冬季用回生制限電力Ｐｒｌｗ（ＳＯＣ）が１サンプリング処理毎に漸減され（レートリミットされ）る。

このようにして、図１７に一点鎖線で示す冬季用回生制限電力Ｐｒｌｗ（ＳＯＣ）に係る冬季用回生制限電力マップ１２４から、最終的に比較部１３４の比較結果が成立したときにスイッチ１３２の共通接点ｃが接点ｎ側に切り替えられるまで、点線で示す一時的回生制限電力Ｐｒｌｍ（ＳＯＣ）に係る一時的回生制限電力マップ１２３で漸減する。スイッチ１３２の共通接点ｃが接点ｎ側に切り替えられたとき、実線で示す通常回生制限電力Ｐｒｌｓ（ＳＯＣ）係る通常用回生制限電力マップ１２２への切り替えが完了する。

なお、一旦、ＡＮＤ回路１３８の論理積が成立したときには、スイッチ１３０にチャタリングを発生しないように、所定温度Ｔｂｍａｘにヒステリシスを持たせることが好ましい。

この発明の一実施形態に係る燃料電池車両の概略構成図である。 図１に示す燃料電池車両の主要構成の概略配置説明図である。 車載の温度センサの検出温度推移の説明図である。 走行中又はアイドルストップ時に外気温追従性の良好な温度センサを選出するための測定結果図である。 冬季と夏季の目標ＳＯＣ等の説明図である。 冬季と夏季のバッテリ上限出力の説明図である。 冬季と夏季の要求出力の説明図である。 冬季判定の動作説明に供されるフローチャートである。 冬季判定の動作説明に供されるタイムチャートである。 冬季切替判断部の機能ブロック図である。 冬季判定部の一部機能の機能ブロック図である。 図１２Ａは従来技術に係る冬季と夏季のＳＯＣの頻度分布図、図１２Ｂはこの実施例に係る冬季と夏季のＳＯＣの頻度分布図である。 この発明の他の実施形態に係る燃料電池車両の概略構成図である。 図１３例の動作説明に供されるタイムチャートである。 この発明のさらに他の実施形態に係る燃料電池車両の概略構成図である。 回生制限電力管理部の詳細な構成例を示すブロック図である。 回生制限電力対ＳＯＣマップ（特性）の説明図である。

符号の説明

１２、１２Ａ、１２Ｂ…燃料電池車両 １４…燃料電池
１６…バッテリ １８…モータ
１００、１００Ａ、１００Ｂ…制御部 １１０…起動時必要電力増加部
１１２…停止時充電量決定部 １１４…冬季判定部
１１６…冬季判定禁止・解除部 １１８…定期起動部
１２０…回生制限電力管理部 １２６…冬季決定一時的反故部
１５０…冬季切替判断部 ２０１…吸気温度センサ
２０２…モータ温度センサ ２０３…ＤＴ系水温センサ
２０４…バッテリ温度センサ ２０５…ＦＣ系水温センサ
２０６…アノード温度センサ ２０７…カソード出口温度センサ
２０８…エアコン用気温センサ

Claims (5)

1. 水素ガスと酸化剤ガスの反応により発電する燃料電池と、
   前記燃料電池からの電力を蓄電する蓄電装置と、
   車両に搭載された温度センサと、
   車両起動のための必要電力を冬季に増加させる起動時必要電力増加部と、
   前記必要電力を確保するように車両停止時の前記蓄電装置の充電量を決定する停止時充電量決定部と、
   を備える燃料電池車両において、
   前記車両の走行中又はアイドルストップ時に前記温度センサによる検出温度が所定温度以下であるかどうかを判別し、前記所定温度以下であるとき前記冬季であると決定し、前記所定温度以上であるとき前記冬季を除く通常季（春季、夏季、秋季）であると決定する冬季判定部と、
   前記車両の起動時又は前記アイドルストップ解除時に、前記冬季決定を反映して、前記必要電力増加部及び前記停止時充電量決定部による冬季制御に切り替える冬季切替判断部と、
   を有することを特徴とする燃料電池車両。
2. 請求項１記載の燃料電池車両において、
   前記車両停止後に前記温度センサによる前記検出温度が外気温に追従すると推定するまでの間、前記冬季判定部による前記判別を禁止し、前記外気温に追従すると推定したとき、前記冬季判定部による前記判別の禁止を解除する冬季判定禁止・解除部をさらに有し、
   前記冬季判定部が、一旦、前記冬季と決定した後、この冬季決定結果を解除するのは、前記冬季判定禁止・解除部が、前記車両停止後に前記温度センサによる前記検出温度が前記外気温に追従すると推定したとき以降から再起動時までの間に、前記検出温度が所定温度以上であると判別したときとする
   ことを特徴とする燃料電池車両。
3. 請求項１又は２に記載の燃料電池車両において、
   前記停止時充電量決定部は、
   前記冬季判定部が前記冬季と決定した際に、さらに、前記蓄電装置の充電量上限値を通常充電量上限値より高い冬季用充電量上限値に設定する
   ことを特徴とする燃料電池車両。
4. 請求項３記載の燃料電池車両において、
   前記冬季判定部により冬季と決定された状態での走行中に、前記蓄電装置の温度を検出する温度センサによる検出温度が所定温度以上に上昇したときには、前記冬季の決定を一時的に反故にする冬季決定一時的反故部を、さらに備える
   ことを特徴とする燃料電池車両。
5. 請求項４記載の燃料電池車両において、
   前記冬季決定一時的反故部により前記冬季の決定が一時的に反故にされたとき、当該燃料電池車両の走行駆動用モータからの回生電力が急激に回生不能になることを防止するために、前記蓄電装置の前記冬季用充電量上限値を徐々に前記通常充電量上限値にもどす回生制限電力管理部を、さらに備える
   ことを特徴とする燃料電池車両。

Images