JP6336332B2

JP6336332B2 - 電圧同期化方法およびシステム

Info

Publication number: JP6336332B2
Application number: JP2014114249A
Authority: JP
Inventors: チョン、ソン、ジン; リュ、チャン、ソク; イ、ジュン、ヨン
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2018-06-06
Anticipated expiration: 2034-06-02
Also published as: CN104749990B; JP2015128040A; US9847541B2; KR101481355B1; CN104749990A; DE102014213893A1; DE102014213893B4; US20150188168A1

Description

本発明は、電圧同期化方法およびシステムに係り、より詳しくは、制御器でそれぞれセンシングされる電圧値の偏差を減少させて電圧値を同期化することが可能な電圧同期化方法およびシステムに関する。

燃料電池車両の高電圧ラインに連結されている電圧センシング制御器は、スタック電圧モニター装置（ＳＶＭ：ＳｔａｃｋＶｏｌｔａｇｅＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇｄｅｖｉｃｅ）、モーター制御器（ＭＣＵ：ＭｏｔｏｒＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）、電力変換制御器（ＰｏｗｅｒＣｏｎｖｅｒｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、およびポンプ／ブロワー制御器（ＢＰＣＵ：Ｂｌｏｗｅｒ／ＰｕｍｐＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）などが挙げられる。

燃料電池車両の全般を制御する燃料電池制御器（ＦＣＵ：ＦｕｅｌｃｅｌｌＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）が回生制動エネルギーの回収のための電圧命令を電力変換制御器に伝送すると、電力変換制御器は電圧命令に応じて電圧制御を行って高電圧バッテリー側にエネルギーを貯蔵することができる。ところが、電力変換制御器の制御電圧が、ＭＣＵでセンシングされた電圧より低い場合、モーター制御器（ＭＣＵ）の電圧上限制限条件にかかって回生制動トルクを減らすことになり、意図した量だけのエネルギーを蓄積することができないという問題がある。

また、燃料電池車両が上り坂傾斜路に停止状態を保っていて、出発時に上り坂滑りが発生すると、モーターが逆回転しながら回生制動が起こる可能性がある。この際、ＭＣＵでセンシングされた電圧が電力変換制御器の電圧より特定のオフセット値以上さらに大きい場合、このような回生制動によって、ＭＣＵでセンシングされる電圧の大きさが増加し、もはや回生制動が不可能な最大電圧値に到達すると、モーターがディレーティングされる。モーターディレーティングの際に、ＭＣＵでセンシングされる電圧値は下降し、その後、回生制動によってさらに電圧値が上昇し、さらにディレーティングされる過程が繰返し行われて燃料電池車両に激しい振れが発生するという問題点がある。

かかる問題点は、ＦＣＵが電力変換制御器に伝送する電圧命令に応じて電力変換制御器およびＭＣＵでセンシングされる電圧の大きさが互いに異なることに起因する。このような電圧の大きさを補正するために、ＭＣＵや電力変換制御器などの開発の際にそれぞれが有する電圧センサーの誤差を勘案してキャリブレーションを行う。ところが、ＭＣＵ、電力変換制御器などの単品ごとに設計された電圧センサーの誤差が相違するから、これらが高電圧ラインに結合される場合、各単品でセンシングされた電圧の大きさが相違するしかない。

本発明の目的は、制御器でそれぞれセンシングされる電圧値の偏差を減少させて電圧値を同期化することが可能な電圧同期化方法およびシステムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の実施態様に係る電圧同期化方法は、主制御器で電圧同期化が可能な状態であるか否かを判断する段階と、前記判断の結果、電圧同期化が可能な状態である場合、前記主制御器から複数の補助制御器へ電圧同期化命令を伝送する段階と、前記補助制御器で、前記伝送された電圧同期化命令が受信されると、燃料電池スタックの出力電圧を基準として、前記補助制御器でセンシングされた電圧を補正する段階とを含む。

前記電圧同期化が可能な状態であるか否かを判断する段階は、燃料電池スタックの出力電圧および補助制御器でセンシングされた電圧の変化率が所定の変化率より低いか否かを判断する段階を含むことができる。

前記電圧同期化が可能な状態であるか否かを判断する段階は、前記出力電圧およびセンシングされた電圧の変化率が所定の変化率より低い場合、前記電圧同期化が可能な状態であると判断する段階であることができる。

前記電圧同期化が可能な状態であるか否かを判断する段階は、前記電圧同期化のために前記主制御器と前記補助制御器間の通信状態が正常であるか否かを判断する段階をさらに含むことができる。

前記電圧同期化が可能な状態であるか否かを判断する段階は、前記主制御器と前記補助制御器間の通信状態が正常であると判断されると、前記電圧同期化が可能な状態であると判断する段階であることができる。

前記主制御器において、前記複数の補助制御器への電圧同期化命令の伝送が第１設定時間維持されるか否かを判断する段階をさらに含むことができる。

前記補助制御器への電圧同期化命令の伝送が第１設定時間以上維持されると、前記主制御器で行われる段階は中止されることができる。

前記電圧同期化が可能な状態であるか否かを判断する段階は、少なくとも第２設定時間の間前記主制御器で最優先順位に行われることができる。

前記補助制御器でセンシングされた電圧を補正する段階は、前記伝送された電圧同期化命令の受信が、各補助制御器別に異なる第３設定時間維持されるか否かを判断する段階を含むことができる。

前記主制御器において、前記複数の補助制御器への電圧同期化命令の伝送が第１設定時間維持されるか否かを判断する段階をさらに含み、前記第３設定時間は前記第１設定時間より短いことができる。

前記補助制御器でセンシングされた電圧を補正する段階は、前記伝送された電圧同期化命令の受信が前記第３設定時間維持されると、前記補助制御器でセンシングされた電圧の補正範囲を決定する段階をさらに含むことができる。

前記補助制御器でセンシングされた電圧を補正する段階は、前記燃料電池スタックの出力電圧を基準として、前記決定された補正範囲の限度内で補正する段階をさらに含むことができる。

本発明の実施態様に係る電圧同期化システムは、電圧同期化が可能な状態であるか否かを判断する主制御器と、前記主制御器から、前記電圧同期化が可能な状態であるという判断結果として伝送された電圧同期化命令を受信し、燃料電池スタックの出力電圧を基準として、センシングされた電圧を補正する複数の補助制御器とを含む。

前記主制御器は、燃料電池スタックの出力電圧および補助制御器でセンシングされた電圧の変化率が所定の変化率より低いか否かを判断する電圧同期化可能状態判断部を含むことができる。

前記電圧同期化可能状態判断部は、前記出力電圧およびセンシングされた電圧の変化率が所定の変化率より低い場合、前記電圧同期化が可能な状態であると判断することができる。

前記主制御器は、前記電圧同期化のために、前記主制御器と前記補助制御器間の通信状態が正常であるか否かを判断する電圧同期化のためのシステム故障診断判断部を含むことができる。

前記主制御器は、前記複数の補助制御器への電圧同期化命令の伝送が第１設定時間維持されると、動作を中断することができる。

前記主制御器で前記電圧同期化が可能な状態であるか否かを判断することは、少なくとも第２設定時間の間最優先順位に行われることができる。

前記補助制御器それぞれは、前記伝送された電圧同期化命令の受信が、前記補助制御器別に異なる第３設定時間維持されるか否かを判断することができる。

前記補助制御器それぞれは、前記補助制御器でセンシングされた電圧の補正範囲を決定する電圧補正可能範囲判断部と、前記燃料電池スタックの出力電圧を基準として、前記決定された補正範囲の限度内で補正する電圧補正実行部とを含むことができる。

本発明の一実施態様に係る電圧同期化方法およびシステムによれば、燃料電池車両の回生制動性能を向上させることができるという効果がある。

よって、燃料電池車両の燃費を向上させることができるという効果がある。

さらに、高電圧ラインに連結された高電圧制御器間の電圧偏差を減らして制御誤動作の防止を減らすことができるという効果がある。例えば、車両上り坂時の滑り状態で、ＭＣＵでセンシングされる電圧に応じてディレーティングおよび回生制動の反復による車両振れ現象を減少させることができるという効果がある。

本発明の一実施態様に係る燃料電池車両の高電圧パワーネット構成図である。本発明の一実施態様に係る電圧同期化システムの構成を示すブロック図である。本発明の一実施態様に係る電圧同期化方法を示すフローチャートである。本発明の一実施態様に係る電圧同期化方法を示すフローチャートである。

本明細書または出願に開示されている本発明の実施態様についての特定の構造的または機能的説明は単に本発明に係る実施態様を説明するために例示されたものに過ぎず、本発明に係る実施態様は、様々な形態で実施でき、本明細書または出願に説明された実施態様に限定されるものではない。

本発明に係る実施態様は、多様な変更を加えることができ、種々の形態を有することができるので、特定の実施形態を図面に例示して本明細書に詳細に説明する。しかし、これは本発明の概念による実施様態を特定の開示形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物または代替物を含むと理解されるべきである。

本明細書において、「第１」および／または「第２」等の用語は多様な構成要素の説明に使用できるが、これらの構成要素はこのような用語によって限定されてはならない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで使われる。例えば、本発明の概念による権利範囲から逸脱することなく、第１構成要素は第２構成要素と命名でき、同様に第２構成要素も第１構成要素とも命名できる。

ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いる、或いは「接続されて」いると言及された場合には、該他の構成要素に直接連結または接続されていることも意味するが、それらの間に別の構成要素が介在する場合も含むと理解されるべきである。一方、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いる、或いは「直接接続されて」いると言及された場合には、それらの間に別の構成要素が介在しないと理解されるべきである。構成要素間の関係を説明する他の表現、すなわち「〜間に」と「すぐに〜間に」または「〜に隣り合う」と「〜に直接隣り合う」等も同様に解釈されるべきである。

本明細書で使用した用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されたもので、本発明を限定するものではない。単数の表現は、文脈上明白に異なる意味ではない限り、複数の表現を含む。本明細書において、「含む」または「有する」などの用語は説示された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらの組み合わせが存在することを指定しようとするもので、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらの組み合わせの存在または付加の可能性を予め排除しないものと理解されるべきである。

また、別に定義しない限り、技術的或いは科学的用語を含んで、本明細書において使用される全ての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば一般的に理解されるのと同一の意味を有する。一般に使用される辞典に定義されているような用語は、関連技術の文脈上において有する意味と一致する意味であると解釈されるべきであり、本明細書において明白に定義しない限りは、理想的または過度に形式的な意味で解釈されない。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施態様を説明することにより、本発明を詳細に説明する。各図面に提示された同一の参照符号は同一の部材を示す。

図１は本発明の一実施態様に係る燃料電池車両の高電圧パワーネット構成図である。本発明の一実施態様に係る燃料電池車両の高電圧パワーネット１００は、燃料電池スタック１０、ＭＣＵ２０、電力変換制御器３０、ブロワー／ポンプ制御器（ＢＰＣＵ）４０および高電圧バッテリー５０を含むことができる。

燃料電池スタック１０の出力電圧はスタック電圧モニター装置（ＳＶＭ）によってセンシングされる。ＭＣＵ２０は、入力電圧をセンシングする電圧センサーを含むことができる。電力変換制御器３０は、高電圧直流変換器内の制御器であって、燃料電池スタック１０に連結される端子の電圧、および高電圧バッテリーに連結される端子の電圧をセンシングすることができる。ブロワー／ポンプ制御器（ＢＰＣＵ）４０はブロワー／ポンプに印加された電圧をセンシングし、その他の補機類もその他の補機類にかかる電圧をセンシングする電圧センサーを備えることができる。

この際、燃料電池スタック１０の出力電圧Ｖｒｅｆ、ＭＣＵ２０でセンシングされる電圧、および電力変換制御器３０の燃料電池スタック１０側端子の電圧は、理想的に全ての高電圧ラインが連結されたノードの電圧Ｖｃと同一でなければならない。ところが、実際に燃料電池スタック１０内のスタック電圧モニター装置（ＳＶＭ）、ＭＣＵ２０の電圧センサー、電力変換制御器３０など毎に、若干の電圧センシング誤差があって全ての電圧が同一にセンシングされない。

センシングされた電圧を特定の時点、レベルで同期化し、各制御器の相互間において同一の電圧がセンシングされるように自動的に補正するので、燃料電池車両の運行中に各制御器単品の制御精密度の向上が必要である。各センシング電圧のうち、相対的に電圧センシング精密度が最も高いＳＶＭでセンシングされた電圧の大きさを基準として、他の制御器でセンシングされる電圧を同期化させることができる。

図２は本発明の一実施態様に係る電圧同期化システムの構成を示すブロック図である。本発明の一実施態様に係る電圧同期化システム２００は、大きく燃料電池制御器（ＦＣＵ）２１０、燃料電池スタック１０のＳＶＭ１５、モーター制御器（ＭＣＵ）２０、および電力変換制御器３０を含むことができる。燃料電池スタック１０のＳＶＭ１５でセンシングされた電圧値ＶｒｅｆはＦＣＵ２１０、ＭＣＵ２０および電力変換制御器３０へ送信される。

ＦＣＵ２１０は主制御器であってもよく、ＭＣＵ２０および電力変換制御器３０などは補助制御器であってもよい。

ＦＣＵ２１０は、電圧同期化可能状態判断部２１２、電圧同期化のためのシステム故障診断判断部２１４、電圧同期化命令主制御処理部２１６、および電圧同期化命令補助制御処理部２１８を含むことができる。すなわち、主制御器は、電圧同期化が可能な状態であるか否かをまず判断する。

電圧同期化可能状態判断部２１２は、ｉ）燃料電池車両が駆動可能な状態にある場合、すなわち変速段のうちＤ段或いはＲ段にあり、加速ペダルが踏まれてはいない状態にある場合、ii）燃料電池スタック１０のパワーを用いることができるが、スタート／ストップ運転状態、すなわちアイドルストップ状態ではない場合、iii）燃料電池車両がほぼ停止した状態にある場合、すなわち燃料電池車両の運行速度が所定の値未満である場合、またはiv）燃料電池スタック１０の出力電圧Ｖｒｅｆが特定の範囲内にある場合であるかどうかを判断し、それに該当する場合にはＶｒｅｆとＭＣＵ２０および電力変換制御器３０の電圧との同期化が可能な状態であると判断することができる。

すなわち、電圧同期化可能状態判断部２１２は、燃料電池スタックの出力電圧および補助制御器でそれぞれセンシングされた電圧の変化率が所定の変化率より低いか否かを判断することができる。すなわち、センシングされるべき電圧が過度区間を多く含んでいる場合、時間あたり電圧変化率が高いと、電圧同期化が不可能な状態である。所定の変化率は、センシングされた電圧の時間あたり電圧の変化が、電圧同期化が可能であると判断される変化率に予め設定できる。アイドルストップ状態では、燃料の供給が遮断されて正常なスタック電圧Ｖｒｅｆを測定することができない。

電圧同期化のためのシステム故障診断判断部２１４は、ｉ）ＳＶＭ１５とのＣＡＮ通信が正常であるか否か、ii）ギア装置が正常であるか否か、すなわち車両駆動において変速レバーなどからの故障発生信号が受信されるか否か、およびiii）電圧同期化対象であるＭＣＵ２０および電力変換制御器３０とのＣＡＮ通信が正常であるか否かなどに基づいて、電圧同期化のためのシステムが正常状態であるか否かを判断することができる。

すなわち、電圧同期化のためのシステム故障診断判断部２１４は、ＦＣＵ２１０とＳＶＭ１５間、ＦＣＵ２１０とＭＣＵ２０間、およびＦＣＵ２１０と電力変換制御器３０間のＣＡＮ通信状態に異常がなく、車両駆動のためのギア装置から故障信号が受信されない場合、電圧同期化のためのシステムが正常状態であると判断することができる。

電圧同期化命令主制御処理部２１６は、電圧同期化可能状態判断部２１２で電圧同期化が可能であると判断し、電圧同期化のためのシステム故障診断判断部２１４で電圧同期化システムが正常状態であると判断すると、ＭＣＵ２０でセンシングされる電圧と電力変換制御器３０でセンシングされた電圧を、ＳＶＭ１５でセンシングされた電圧に同期化する。

具体的に、電圧同期化命令主制御処理部２１６は、ＭＣＵ２０と電力変換制御器３０への電圧同期化命令をオン（ｏｎ）し、電圧同期化命令の伝送を第１設定時間（Ｔ１）維持する。電圧同期化命令主制御処理部２１６は、電圧同期化命令の伝送が第１設定時間（Ｔ１）維持されると、燃料電池車両の始動が終了するまではもはや同期化制御を行わず、電圧同期化制御を終了する。ここで終了される電圧同期化制御は主制御器側における電圧同期化制御である。

すなわち、主制御器が電圧同期化命令の補助制御器への伝送を第１設定時間以上維持する間に、補助制御器は電圧同期化制御を主制御器から電圧同期化命令の伝送を受けて行う。

これは、ＭＣＵ２０および電力変換制御器３０などの電圧を車両運転中に継続的に同期化することが不要であるからである。電圧同期化命令主制御処理部２１６は、電圧同期化命令の伝送が第１設定時間（Ｔ１）維持されなければ、電圧同期化命令をオフ（ｏｆｆ）する。

一方、電圧同期化命令補助制御処理部２１８は、電圧同期化命令主制御処理部２１６の電圧同期化命令がオンされる前に、燃料電池車両の始動後、第２設定時間（Ｔ２）の間の電圧同期化可能状態判断時間を確保することができる。

具体的に、燃料電池車両の始動後に経過した時間が第２設定時間（Ｔ２）より短い場合には、アイドルストップ機能の遂行が中断される。燃料電池車両の始動後に経過した時間（Ｔｉｍｅ２）が第２設定時間（Ｔ２）より長い場合には、電圧同期化可能状態判断が完了しなくても、アイドルストップ機能の動作遂行を許容し、これと並行して以後の電圧同期化制御が行われる。アイドルストップ機能は、本発明の一例として、燃料電池車両の始動後に他のどんな機能より最優先に第２設定時間（Ｔ２）以内には電圧同期化可能状態判断が行われ得ることを意味する（他の機能制御制約時間区間）。

例えば、アイドルストップ機能の場合、運転条件に応じて燃料電池車両の始動後に直ちに行われ得るため、この場合には、電圧同期化可能状態判断部２１２で電圧同期化可能状態と判断しなくなる。よって、電圧同期化可能状態を判断する最小限の制御処理優先時間を保障する。

すなわち、始動後に経過した時間（Ｔｉｍｅ２）がＴ２より短い場合には、電圧同期化可能状態か否かの判断のみが独自的に行われ、Ｔ２より長い場合には、アイドルストップ機能と並行して電圧同期化可能状態判断、電圧同期化のためのシステム故障診断、電圧同期化命令送信などの電圧同期化制御ロジックが行われる。

電圧同期化命令がＦＣＵ２１０からＭＣＵ２０および電力変換制御器３０側へ送信されると、ＭＣＵ２０および電力変換制御器３０内にそれぞれ含まれた電圧同期化命令受信部２２、３２でこれを受信し、ＭＣＵ２０および電力変換制御器３０の内部に個別的に設定された第３設定時間（Ｔ３）の間、電圧同期化命令が連続的に受信されるか否かを判断する。

ＦＣＵ２１０から第３設定時間以上連続的に電圧同期化命令が受信されると、ＭＣＵ２０および電力変換制御器３０内の電圧補正実行部２６、３６は、ＳＶＭ１５から伝送されたＶｒｅｆを基準として、ＭＣＵ２０および電力変換制御器３０でセンシングされた電圧を補正する。補正の際に、電圧補正可能範囲判断部２４、３４で設定するオフセット調整上限値、オフセット調整下限値に基づいて補正することができる。

図３および図４は本発明の一実施態様に係る電圧同期化方法を示すフローチャートである。図３はＦＣＵ２１０における電圧同期化方法を示し、図４はＭＣＵ２０および電力変換制御器３０における電圧同期化方法を示す。

ＦＣＵ２１０の電圧同期化命令補助制御処理部２１８は、電圧同期化命令主制御処理部２１６の電圧同期化命令がオンされる前に、すなわち、電圧同期化命令がオフである状態で（Ｓ３０３）、燃料電池車両の始動後に第２設定時間（Ｔ２）の間の電圧同期化可能状態判断時間を確保することができる。

具体的に、燃料電池車両の始動が完了すると（Ｓ３０１）、始動完了後に経過した時間（Ｔｉｍｅ２）と第２設定時間とを比較し（Ｓ３０５）、始動完了後に経過した時間（Ｔｉｍｅ２）が第２設定時間（Ｔ２）より短い場合には、アイドルストップ制御を拘束してＴ２時間まではアイドルストップ制御が行われないようにする（Ｓ３０７）。燃料電池車両の始動後に経過した時間（Ｔｉｍｅ２）が第２設定時間（Ｔ２）より長い場合には、電圧同期化可能状態判断が完了しなくてもアイドルストップ機能の動作遂行を許容し（Ｓ３０９）、これと並行して以後の電圧同期化制御が行われる。アイドルストップ機能は、本発明の一例として、燃料電池車両の始動後に他のどんな機能より最優先に第２設定時間（Ｔ２）以内には電圧同期化可能状態判断が行われ得ることを意味する（他の機能制御制約時間区間）。

すなわち、始動後に経過した時間（Ｔｉｍｅ２）がＴ２より短い場合には、電圧同期化可能状態か否かの判断のみが独自的に行われ、Ｔ２より長い場合には、アイドルストップ機能と並行して電圧同期化可能状態判断（Ｓ３１１）、電圧同期化のためのシステム故障診断（Ｓ３１３）、電圧同期化命令伝送（Ｓ３１７）などの電圧同期化制御ロジックが行われる。

始動完了後に第２設定時間が経過した後、ＦＣＵ２１０の電圧同期化可能状態判断部２１２は、ｉ）燃料電池車両が駆動可能な状態にある場合、すなわち、変速段のうちＤ段或いはＲ段にあり、加速ペダルが踏まれてはいない状態にある場合、ii）燃料電池スタック１０のパワーを用いることができるが、スタート／ストップ運転様態、すなわちアイドルストップ状態ではない場合、iii）燃料電池車両が殆ど停止した状態にある場合、すなわち、燃料電池車両の運行速度が所定の値未満である場合、またはiv）燃料電池スタック１０の出力電圧Ｖｒｅｆが特定の範囲内にある場合であるか否かを判断し、それに該当する場合にはＶｒｅｆとＭＣＵ２０および電力変換制御器３０の電圧との同期化が可能な状態であると判断することができる（Ｓ３１１）。アイドルストップ状態では燃料の供給が遮断される。電圧同期化が可能な状態であると判断されると、ＦＣＵ２１０の電圧同期化のためのシステム故障診断判断部２１４は、ｉ）ＳＶＭ１５とのＣＡＮ通信が正常であるか否か、ii）ギア装置が正常であるか否か、すなわち車両の駆動において変速レバーなどからの故障発生信号が受信されるか否か、およびiii）電圧同期化対象であるＭＣＵ２０および電力変換制御器３０とのＣＡＮ通信が正常であるか否かなどに基づいて、電圧同期化のためのシステムが正常状態であるか否かを判断することができる（Ｓ３１３）。すなわち、電圧同期化のためのシステム故障診断判断部２１４は、ＦＣＵ２１０とＳＶＭ１５間、ＦＣＵ２１０とＭＣＵ２０間、およびＦＣＵ２１０と電力変換制御器３０間のＣＡＮ通信状態に異常がなく、車両駆動のためのギア装置から故障信号が受信されない場合、電圧同期化のためのシステムが正常状態であると判断することができる。電圧同期化のためのシステムが正常状態であると判断されると、電圧同期化命令主制御処理部２１６は、電圧同期化命令をオンさせ、電圧同期化命令の伝送が始まる時間からカウントする（Ｓ３１５）。そして、電圧同期化命令をＭＣＵ２０および電力変換制御器３０などへ伝送することができる（Ｓ３１７）。

一方、電圧同期化が不可能な状態であると判断されるか、或いは電圧同期化のためのシステムが正常状態でないと判断される場合、後述する電圧同期化命令が伝送されて維持される時間（Ｔｉｍｅ１）をリセットし（Ｓ３１０）、電圧同期化命令をオフさせる（Ｓ３０３）。

電圧同期化命令主制御処理部２１６は、電圧同期化命令の伝送が第１設定時間（Ｔ１）維持されるか否かを判断し（Ｓ３１９）、電圧同期化命令の伝送が第１設定時間（Ｔ１）の間維持されると、燃料電池車両の始動が終了するまではもはや同期化制御を行わず、電圧同期化制御を終了する（Ｓ３２１）。これは、ＭＣＵ２０および電力変換制御器３０などの電圧を車両運転中に継続的に同期化することが不要であるためである。電圧同期化命令主制御処理部２１６は、電圧同期化命令の伝送が第１設定時間（Ｔ１）の間維持されなければ、電圧同期化命令をオフ（ｏｆｆ）する。図示されたＴｉｍｅ１は電圧同期化命令の伝送維持時間を意味する。

ＭＣＵ２０および電力変換制御器３０は、燃料電池車両の始動が完了すると（Ｓ４０１）、ＭＣＵ２０および電力変換制御器３０内にそれぞれ含まれた電圧同期化命令受信部２２、３２が、電圧同期化命令がＦＣＵ２１０から受信されたか否かを判断する（Ｓ４０３）。

電圧同期化命令がＦＣＵ２１０から受信された場合には、電圧同期化命令がＭＣＵ２０および電力変換制御器３０に受信されて維持される時間（Ｔｉｍｅ３）をカウントし始め（Ｓ４０４）、ＭＣＵ２０および電力変換制御器３０の内部に個別的に設定された第３設定時間（Ｔ３）の間、電圧同期化命令が連続的に受信されるか否かを判断する（Ｓ４０５）。

これに対し、電圧同期化命令がＦＣＵ２１０から受信されていない場合には、電圧同期化命令が受信されて維持される時間（Ｔｉｍｅ３）をリセットする（Ｓ４０６）。

ＦＣＵ２１０から第３設定時間（Ｔ３）以上連続的に電圧同期化命令が受信されると、ＭＣＵ２０および電力変換制御器３０内の電圧補正実行部２６、３６は、ＳＶＭ１５から伝送されたＶｒｅｆを読み取り（Ｓ４０７）、ＭＣＵ２０および電力変換制御器３０でセンシングされた電圧を補正する（Ｓ４０９）。補正の際に、電圧補正可能範囲判断部２４、３４で設定するオフセット調整上限値、オフセット調整下限値に基づいて補正が行われる（Ｓ４１１）。

１０燃料電池スタック
２０ＭＣＵ
３０電力変換制御器
４０高電圧バッテリー

Claims

回生制動エネルギーを回収する燃料電池車両における電圧同期化方法であって、
主制御器で電圧同期化が可能な状態であるか否かを判断する段階と、
前記判断の結果、電圧同期化が可能な状態である場合、前記主制御器から複数の補助制御器へ電圧同期化命令を伝送する段階と、
前記補助制御器で、前記伝送された電圧同期化命令が受信されると、燃料電池スタックの出力電圧を基準として、前記補助制御器でセンシングされた電圧を補正する段階とを含んでなることを特徴とする、電圧同期化方法。
前記電圧同期化が可能な状態であるか否かを判断する段階は、
燃料電池スタックの出力電圧および前記補助制御器でセンシングされた電圧の変化率が所定の変化率より低いか否かを判断する段階を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電圧同期化方法。
前記電圧同期化が可能な状態であるか否かを判断する段階は、前記出力電圧および前記センシングされた電圧の変化率が所定の変化率より低い場合、前記電圧同期化が可能な状態であると判断する段階であることを特徴とする、請求項２に記載の電圧同期化方法。
前記電圧同期化が可能な状態であるか否かを判断する段階は、前記電圧同期化のために前記主制御器と前記補助制御器間の通信状態が正常であるか否かを判断する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の電圧同期化方法。
前記電圧同期化が可能な状態であるか否かを判断する段階は、前記主制御器と前記補助制御器間の通信状態が正常であると判断されると、前記電圧同期化が可能な状態であると判断する段階であることを特徴とする、請求項４に記載の電圧同期化方法。
前記主制御器で、前記複数の補助制御器への電圧同期化命令の伝送が第１設定時間維持されるか否かを判断する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の電圧同期化方法。
前記補助制御器への電圧同期化命令の伝送が第１設定時間以上維持されると、前記主制御器で行われる段階は中止されることを特徴とする、請求項６に記載の電圧同期化方法。
前記電圧同期化が可能な状態であるか否かを判断する段階は、少なくとも第２設定時間の間前記主制御器で最優先順位に行われることを特徴とする、請求項１に記載の電圧同期化方法。
前記補助制御器でセンシングされた電圧を補正する段階は、前記伝送された電圧同期化命令の受信が、各補助制御器別に異なる第３設定時間維持されるか否かを判断する段階を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電圧同期化方法。
前記主制御器で、前記複数の補助制御器への電圧同期化命令の伝送が第１設定時間維持されるか否かを判断する段階をさらに含み、前記第３設定時間は前記第１設定時間より短いことを特徴とする、請求項９に記載の電圧同期化方法。
前記補助制御器でセンシングされた電圧を補正する段階は、前記伝送された電圧同期化命令の受信が前記第３設定時間維持されると、前記補助制御器でセンシングされた電圧の補正範囲を決定する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の電圧同期化方法。
前記補助制御器でセンシングされた電圧を補正する段階は、前記燃料電池スタックの出力電圧を基準として、前記決定された補正範囲の限度内で補正する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の電圧同期化方法。
回生制動エネルギーを回収する燃料電池車両における電圧同期化システムであって、
電圧同期化が可能な状態であるか否かを判断する主制御器と、
前記主制御器から、前記電圧同期化が可能な状態であるという判断結果として伝送された電圧同期化命令を受信し、燃料電池スタックの出力電圧を基準として、センシングされた電圧を補正する複数の補助制御器とを含んでなることを特徴とする、電圧同期化システム。
前記主制御器は、燃料電池スタックの出力電圧および前記補助制御器でセンシングされた電圧の変化率が所定の変化率より低いか否かを判断する電圧同期化可能状態判断部を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の電圧同期化システム。
前記電圧同期化可能状態判断部は、前記出力電圧および前記センシングされた電圧の変化率が所定の変化率より低い場合、前記電圧同期化が可能な状態であると判断することを特徴とする、請求項１４に記載の電圧同期化システム。
前記主制御器は、前記電圧同期化のために、前記主制御器と前記補助制御器間の通信状態が正常であるか否かを判断する電圧同期化のためのシステム故障診断判断部を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の電圧同期化システム。
前記主制御器は、前記複数の補助制御器への電圧同期化命令の伝送が第１設定時間維持されると、動作を中断することを特徴とする、請求項１３に記載の電圧同期化システム。
前記主制御器で前記電圧同期化が可能な状態であるか否かを判断することは、少なくとも第２設定時間の間最優先順位に行われることを特徴とする、請求項１３に記載の電圧同期化システム。
前記補助制御器それぞれは、前記伝送された電圧同期化命令の受信が、前記補助制御器別に異なる第３設定時間維持されるか否かを判断することを特徴とする、請求項１３に記載の電圧同期化システム。
前記補助制御器それぞれは、
前記補助制御器でセンシングされた電圧の補正範囲を決定する電圧補正可能範囲判断部と、
前記燃料電池スタックの出力電圧を基準として、前記決定された補正範囲の限度内で補正する電圧補正実行部とを含むことを特徴とする、請求項１３に記載の電圧同期化システム。