JP7156194B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関する。

燃料電池を搭載する燃料電池車両において、制動時に駆動モータが発生する電力が、蓄電装置における充電可能電力を超える場合には、蓄電装置に充電できない余剰電力が発生する場合がある。従来、このような余剰電力を、電力消費手段で消費する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３－０９９０８１号公報

しかしながら、車両においては、走行状態の変化等により、車両が必要とする要求電力は変動し得るものであり、また、蓄電装置の状態も変動し得るものである。このような要求電力や蓄電装置の状態の変動は、燃料電池車両における電力収支に影響し得る。そのため、余剰電力を電力消費装置で消費する制御の際に、要求電力や蓄電装置の状態が変動しても、燃料電池車両の電力収支を、安定させる技術が望まれていた。このような課題は、燃料電池車両に限らず、車両を駆動するためのエネルギを発生するエネルギ発生装置と、蓄電装置と、駆動モータとを備え、車両の制動時に駆動モータで発電を行なわせることにより制動力を得るハイブリッド車両において、共通して生じ得る課題である。

本発明は、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、ハイブリッド車両が提供される。このハイブリッド車両は、前記ハイブリッド車両を駆動するための電力を発生する電力発生装置と、前記ハイブリッド車両を駆動する力行モードと、発電機として動作して制動時発生電力を発電すると共に前記ハイブリッド車両の制動力を生じさせる制動時発電モードと、のうちのいずれかのモードにより動作する駆動モータと、前記電力発生装置が発生した電力と、前記駆動モータが発生した前記制動時発生電力と、を蓄電可能な蓄電装置と、電力を消費する電力消費装置と、前記電力消費装置の駆動制御を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記駆動モータが前記制動時発電モードで動作するときに、前記蓄電装置による充放電量を含まない車両電力収支値であって、前記制動時発生電力の推定値を含んで前記ハイブリッド車両で発生する電力である車両発生電力から、前記ハイブリッド車両で消費される車両消費電力を減算して得られる車両電力収支値が、前記蓄電装置が放電する電力の上限として前記蓄電装置の状態に応じて定められる許容放電電力に応じて予め設定されている第１閾値を上回った場合には、前記電力消費装置の消費電力を、前記車両電力収支値が前記第１閾値よりも小さく設定される第２閾値未満である場合における前記電力消費装置の消費電力よりも大きく設定する消費増加制御を行ない、前記消費増加制御を開始した後、前記車両電力収支値が、前記第２閾値を下回った場合には、前記消費増加制御の実行を解除し、前記許容放電電力が、予め定めた第１基準電力値よりも小さいときの前記第１閾値は、前記許容放電電力が前記第１基準電力値以上であるときの前記第１閾値よりも大きく設定され、前記許容放電電力が前記第１基準電力値よりも小さいときの前記第２閾値は、前記許容放電電力が前記第１基準電力値以上であるときの前記第２閾値よりも大きく設定される。
この形態のハイブリッド車両によれば、車両の制動時に電力消費装置の消費電力を増加させる消費増加制御を行なう際に、消費増加制御を開始するための車両電力収支値の基準値である第１閾値よりも、消費増加制御を解除するための車両電力収支値の基準値である第２閾値を小さくしている。そして、許容放電電力が第１基準電力値よりも小さいときの第１閾値および第２閾値は、それぞれ、許容放電電力が第１基準電力値以上であるときの第１閾値および第２閾値よりも大きい。そのため、消費増加制御を実行する際に、車両が必要とする要求電力や蓄電装置の状態が変動しても、燃料電池車両の電力収支を、より安定させることができる。
（２）上記形態のハイブリッド車両において、前記許容放電電力が、前記第１基準電力値よりも小さく、且つ、前記第１基準電力値よりも小さい第２基準電力値よりも大きいときの前記第１閾値は、前記許容放電電力が小さいほど大きく設定され、前記許容放電電力が、前記第１基準電力値よりも小さく、且つ、前記第２基準電力値よりも大きいときの前記第２閾値は、前記許容放電電力が小さいほど大きく設定されることとしてもよい。この形態のハイブリッド車両によれば、許容放電電力が小さいほど、消費増加制御を解除するまでの間に消費増加制御の実行に起因して燃料電池車両で生じる電力の不足を抑えることができる。
（３）上記形態のハイブリッド車両において、前記制御部は、前記消費増加制御を解除した後、前記消費増加制御を開始することなく予め定めた第１基準時間が経過したときには、次回に前記消費増加制御を開始するまでの間、前記第１閾値をゼロにすることとしてもよい。この形態のハイブリッド車両によれば、第１閾値をゼロにしないならば、その後、車両電力収支値が正の値になる状態が継続する場合であっても、電力消費装置による消費増加制御を開始することにより、電力が過剰になることを抑制することができる。
（４）上記形態のハイブリッド車両において、前記制御部は、前記消費増加制御を実行しておらず、前記車両電力収支値が前記第２閾値以上であって前記第１閾値以下である状態が、予め定めた第２基準時間以上継続したときには、次回に前記消費増加制御を開始するまでの間、前記第１閾値をゼロにすることとしてもよい。この形態のハイブリッド車両によれば、第１閾値をゼロにしないならば、その後、車両電力収支値が正の値になる状態が継続する場合であっても、電力消費装置による消費増加制御を開始することにより、電力が過剰になることを抑制することができる。
（５）上記形態のハイブリッド車両において、前記制御部は、前記消費増加制御を開始した後、前記消費増加制御を解除することなく予め定めた第３基準時間が経過したときには、次回に前記消費増加制御を解除するまでの間、前記第２閾値をゼロにすることとしてもよい。この形態のハイブリッド車両によれば、第２閾値をゼロにしないならば、その後、車両電力収支値が負の値になる状態が継続する場合であっても、電力消費装置による消費増加制御を解除することにより、電力消費装置による電力消費に起因して電力不足になることを抑制することができる。
（６）上記形態のハイブリッド車両において、前記制御部は、前記消費増加制御を実行しており、前記車両電力収支値が前記第２閾値以上であって前記第１閾値以下である状態が、予め定めた第４基準時間以上継続したときには、次回に前記消費増加制御を解除するまでの間、前記第２閾値をゼロにすることとしてもよい。この形態のハイブリッド車両によれば、第２閾値をゼロにしないならば、その後、車両電力収支値が負の値になる状態が継続する場合であっても、電力消費装置による消費増加制御を解除することにより、電力消費装置による電力消費に起因して電力不足になることを抑制することができる。
本発明は、装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、ハイブリッド車両の制御方法、その制御方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。

燃料電池車両の概略構成を模式的に示す説明図。 電力消費制御処理ルーチンを表わすフローチャート。 電力消費装置の消費増加制御の開始および解除を行なう条件を示す説明図。 比較例としての消費増加制御の開始および解除を行なう条件を示す説明図。 閾値変更制御処理ルーチンを表わすフローチャート。 閾値変更制御処理ルーチンを表わすフローチャート。 閾値変更制御処理ルーチンを表わすフローチャート。 閾値変更制御処理ルーチンを表わすフローチャート。

Ａ．第１実施形態：
（Ａ－１）燃料電池車両の全体構成：
図１は、本発明の第１の実施形態としての燃料電池車両２０の概略構成を模式的に示す説明図である。燃料電池車両２０は、燃料電池システム３０と、電力回路６００と、駆動モータ１７０と、制御部２００と、を備える。燃料電池システム３０は、駆動用電源として燃料電池車両２０に搭載され、燃料電池１００と、燃料ガス供給系１２０と、酸化ガス供給系１４０と、排ガス系４００と、冷却系５００と、を備える。

燃料電池１００は、単セルが複数積層されたスタック構成を有している。本実施形態の燃料電池１００は、固体高分子形燃料電池であるが、固体酸化物形燃料電池等、他種の燃料電池を採用してもよい。燃料電池１００を構成する各単セルでは、電解質膜の一方の面側であるアノード側に、燃料ガスが流れる流路（アノード側流路）が形成され、電解質膜の他方の面側であるカソード側に、酸化ガスが流れる流路（カソード側流路）が形成されている。また、燃料電池１００の内部には、燃料電池１００を冷却するための冷媒が流れる冷媒流路が形成されている。

燃料ガス供給系１２０は、燃料ガスタンク１１０と、水素供給流路１２１と、燃料ガス排出流路１２８と、循環流路１２２と、主止弁１２４と、レギュレータ１２５と、インジェクタ１２６と、気液分離器１２９と、循環ポンプ１２７と、を備える。燃料ガスタンク１１０は、燃料ガスとしての水素ガスが貯蔵される貯蔵装置であり、水素供給流路１２１を介して燃料電池１００に接続されている。燃料ガス供給系１２０において、燃料ガスタンク１１０に貯蔵された水素ガスは、主止弁１２４による水素供給流路１２１の流路開閉と、レギュレータ１２５での減圧と、インジェクタ１２６からの吐出を経て、燃料電池１００のアノード側流路に供給される。

燃料ガス排出流路１２８は、燃料電池１００から排出されるアノードオフガスが流れる流路である。循環流路１２２は、燃料ガス排出流路１２８と、水素供給流路１２１におけるインジェクタ１２６よりも下流側の部位とに接続されている。循環流路１２２を循環する水素の圧力は、循環ポンプ１２７によって調節される。燃料電池１００に供給される燃料ガス量は、インジェクタ１２６および循環ポンプ１２７の駆動量によって調節可能であり、これらは、制御部２００によって制御される。

燃料ガス排出流路１２８と循環流路１２２との接続部には、気液分離器１２９が設けられており、気液分離器１２９において、アノードオフガス中の水とガス（水素および窒素等）とが分離される。本実施形態では、気液分離器１２９と、後述する燃料ガス排出流路４３０に設けられたパージ弁４４０とを介して、循環流路１２２を含む流路内から、窒素や水蒸気を含む不純物が除去される。

酸化ガス供給系１４０は、コンプレッサ１３０と、酸化ガス供給流路１４１と、分流弁１４４と、を備える。本実施形態の燃料電池１００は、酸化ガスとして、空気を用いる。コンプレッサ１３０は、エアコンプレッサ用モータ１３５に駆動されて空気を圧縮し、酸化ガス供給流路１４１を介して、燃料電池１００のカソード側流路に空気を供給する。分流弁１４４は、酸化ガス供給流路１４１において、酸化ガス供給流路１４１に接続される後述する酸化ガスバイパス流路４５０との接続部に設けられる。

排ガス系４００は、排ガス流路４１０と、調圧弁４２０と、燃料ガス排出流路４３０と、パージ弁４４０と、酸化ガスバイパス流路４５０と、を備える。排ガス流路４１０は、燃料電池１００からカソードオフガスが排出される流路である。調圧弁４２０は、排ガス流路４１０に設けられており、燃料電池１００中の酸化ガスの圧力を調整する。燃料ガス排出流路４３０は、気液分離器１２９と、排ガス流路４１０とを接続している。燃料ガス排出流路４３０には、パージ弁４４０が設けられている。制御部２００は、アノードオフガス中の窒素濃度が高くなったとき、あるいは、気液分離器１２９中の水の量が多くなったときには、パージ弁４４０を開弁して、気液分離器１２９から水とガスとを排出する。これにより、既述したように流路内を循環する燃料ガス中の不純物の濃度が低減される。燃料ガス排出流路４３０は、調圧弁４２０よりも下流側の部位において排ガス流路４１０に接続されており、パージ弁４４０を介して排出されるアノードオフガス中の水素は、大気放出に先立ってカソードオフガスにより希釈される。

酸化ガスバイパス流路４５０は、酸化ガス供給流路１４１と、排ガス流路４１０とを接続する。酸化ガスバイパス流路４５０と酸化ガス供給流路１４１との接続部には、既述した分流弁１４４が設けられている。

冷却系５００は、冷媒供給流路５１０と、冷媒排出流路５１５と、冷媒ポンプ５２５と、ラジエータ５３０と、を備える。冷媒供給流路５１０は、燃料電池１００に冷媒を供給するための流路であり、冷媒供給流路５１０には、流路内を流れる冷媒流量を調節する冷媒ポンプ５２５が配置されている。冷媒排出流路５１５は、燃料電池１００から冷媒を排出するための流路である。冷媒排出流路５１５の下流部と冷媒供給流路５１０の上流部の間には、冷媒を冷却するためのラジエータ５３０が設けられている。ラジエータ５３０には、ラジエータファン５３５が設けられている。ラジエータ５３０は、ラジエータファン５３５から送られる風と、燃料電池車両２０の走行風とを利用して、冷媒を冷却する。

電力回路６００は、燃料電池システム３０の一部でもある燃料電池１００と、ＦＣ昇圧コンバータ６０５（ＦＤＣ６０５）と、インバータ６１０と、バッテリコンバータ６３０と、蓄電装置６５０と、を備える。電力回路６００には、駆動モータ１７０の他、種々の燃料電池補機および車両補機が接続されている。電力回路６００には、燃料電池１００の出力電流および出力電圧を検出する電流センサおよび電圧センサが設けられており、燃料電池１００の出力電力を検出可能となっている。

ＦＣ昇圧コンバータ６０５は、燃料電池１００の出力電圧を駆動モータ１７０で利用可能な高電圧に昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータである。インバータ６１０は、ＦＣ昇圧コンバータ６０５で昇圧された直流電圧を交流電圧に変換して、駆動モータ１７０に供給する。駆動モータ１７０は、車両の車輪を駆動するモータであり、燃料電池車両２０を駆動する力行運転を実行する力行モードと、発電機として動作して後述する制動時発生電力を発電すると共に燃料電池車両２０の制動力を生じさせる制動時発電モードと、において動作可能である。

バッテリコンバータ６３０は、ＦＣ昇圧コンバータ６０５で昇圧された電圧や、車両の制動時に駆動モータ１７０で発生した電圧を降圧して蓄電装置６５０に供給し、あるいは、蓄電装置６５０の電圧を昇圧してインバータ６１０に供給する双方向のＤＣ／ＤＣコンバータである。蓄電装置６５０は、燃料電池１００が発電した電力や、車両の制動時に駆動モータ１７０で発生した制動時発生電力を蓄電可能であり、駆動モータ１７０や各種補機類を含む負荷に電力供給する電源として機能する。本実施形態の蓄電装置６５０は、充放電可能な二次電池である。二次電池として、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等を用いることができる。尚、蓄電装置６５０は、二次電池以外の充放電可能な装置であってもよく、例えば、キャパシタとすることができる。なお、蓄電装置６５０には、蓄電装置６５０の電圧、電流、および残存容量（ＳＯＣ）等の動作状態を検知するためのバッテリセンサ６５５が設けられている。

制御部２００は、マイクロコンピュータによって構成されており、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、入出力ポートと、を有する。制御部２００は、燃料電池システム３０の発電制御を行なうと共に、電力回路６００を含む燃料電池車両２０全体の制御を行なう。制御部２００は、燃料電池車両２０の各部に設けられたセンサ（例えば、燃料電池システム３０の各部に設けたセンサ、アクセル開度センサ、シフトポジションセンサ、外気温センサ、および車速センサを含む）からの出力信号を取得する。そして、制御部２００は、燃料電池車両２０における発電や走行等に係る各部に駆動信号を出力する。なお、上記した機能を果たす制御部２００は、単一の制御部として構成される必要はない。例えば、燃料電池システム３０の動作に係る制御部や、燃料電池車両２０の走行に係る制御部や、走行に関わらない車両補機の制御を行なう制御部など、複数の制御部によって構成し、これら複数の制御部間で、必要な情報をやり取りすることとしても良い。

（Ａ－２）制動中の動作について：
本実施形態の燃料電池車両２０は、制動時に実行される制御に特徴がある。以下では、まず、車両制動時における燃料電池車両２０の動作の概略を説明する。

燃料電池車両２０の制動時、具体的には、車両の走行中にアクセル開度がゼロとなったときには、駆動モータ１７０は、既述したように、制動時発電モードにて動作する。このとき、駆動モータ１７０は、燃料電池車両２０の運動エネルギを電力に変換することによって燃料電池車両２０を制動する。車両制動時に駆動モータ１７０で発生する電力を、「制動時発生電力」とも呼ぶ。

また、車両の走行中にアクセル開度がゼロとなる制動時には、燃料電池１００に対する要求電力がゼロになる。燃料電池１００内に空気が残留する状態で燃料電池１００の発電を停止すると、カソード電位が極めて高くなり、電極触媒の劣化が進行し得る。そのため、本実施形態では、車両制動時には、燃料電池１００の出力電圧の上限を、許容できる電圧として予め定めた高電位回避電圧Ｖ_ＦＣに設定して、燃料電池１００から微小な電流を掃引することにより、カソード電位の過剰な上昇を抑えている。このとき、燃料電池１００に対する空気の供給は停止してもよく、あるいは、燃料電池１００に対して、通常発電時に比べて抑制された量の空気を供給してもよい。車両制動時に高電位回避電圧Ｖ_ＦＣを上限電圧としつつ微小な電流を掃引する燃料電池１００の発電を、「微小発電」とも呼ぶ。

上記のように、燃料電池車両２０の制動時には、駆動モータ１７０は、制動時発生電力を発生する発電が可能であり、燃料電池１００は、高電位回避電圧Ｖ_ＦＣを上限電圧とする微小発電が可能である。本実施形態において、燃料電池車両２０における電力収支を示す「車両電力収支値」は、「蓄電装置６５０による充放電量を含まない値であって、制動時発生電力の推定値を含んで燃料電池車両２０で発生する電力である車両発生電力から、燃料電池車両２０で消費される電力を減算した値」と定義することができる。

燃料電池車両２０の制動時における車両電力収支値Ｗａは、以下の（１）式で示すことができる。（１）式において、Ｗｒは、アクセルオフ時に駆動モータ１７０が発生すべき制動時発生電力として導出された値である。この制動時発生電力Ｗｒは、現時点で実際に発生している制動時発生電力ではなく、駆動モータ１７０が発生する電力の推定値として、アクセルオフ時の車速等を用いて、車両電力収支値Ｗａの算出に先立って導出される。制動時発生電力Ｗｒは、例えば、車速を含むパラメータと、発生すべき制動時発生電力との関係を予めマップとして記憶しておき、車速を含むパラメータを取得して上記マップを参照することにより、求めることができる。（１）式において、Ｗｓは、燃料電池１００の微小発電で発生する電力を示す。（１）式において、Ｗｅは、燃料電池車両２０が搭載する補機類が消費する補機消費電力を指す。燃料電池車両２０において、後述する電力消費装置の消費増加制御を開始した後には、（１）式における補機消費電力Ｗｅは、電力消費装置における増加された消費電力を含む。制動時発生電力Ｗｒと微小発電による発電電力Ｗｓとの合計は、「車両発生電力」とも呼ぶ。補機消費電力Ｗｅは、制動時における「車両消費電力」とも呼ぶ。なお、補機類のうち、消費電力が無視できる程度に小さい補機については、下記の（１）式における補機消費電力Ｗｅの算出時に無視してもよい。

Ｗａ＝Ｗｒ＋Ｗｓ－Ｗｅ …（１）

上記した車両電力収支値Ｗａの値が正であれば、車両電力収支値Ｗａ、すなわち、燃料電池車両２０で発生した電力のうち、補機類によって消費されなかった余剰の電力は、蓄電装置６５０に充電される。蓄電装置６５０には、許容充電電力Ｗｉｎが定められており、車両電力収支値Ｗａが許容充電電力Ｗｉｎ以下であれば、上記余剰の電力を支障無く蓄電装置６５０に充電することができる。許容充電電力Ｗｉｎとは、蓄電装置６５０の充電電力の上限として蓄電装置６５０の状態に応じて定められている値であって、蓄電装置６５０の充電性能を示す値である。許容充電電力Ｗｉｎが大きいほど、充電性能が高いことを示し、より多くの電力を充電可能であることを示す。

上記した車両電力収支値Ｗａの値が負であれば、車両電力収支値Ｗａ、すなわち、燃料電池車両２０の補機類で消費される電力のうち、制動時発生電力Ｗｒおよび微小発電による発電電力Ｗｓでは不足する電力は、蓄電装置６５０からの出力により賄われる。蓄電装置６５０には、許容放電電力Ｗｏｕｔが定められており、車両電力収支値Ｗａの絶対値が許容放電電力Ｗｏｕｔ以下であれば、上記不足する電力を支障無く蓄電装置６５０から供給することができる。許容放電電力Ｗｏｕｔとは、蓄電装置６５０の出力電力の上限として蓄電装置６５０の状態に応じて定められている値であって、蓄電装置６５０の放電性能を示す値である。許容放電電力Ｗｏｕｔが大きいほど、放電性能が高いことを示し、より多くの電力を出力可能であることを示す。

許容充電電力Ｗｉｎおよび許容放電電力Ｗｏｕｔは、それぞれ、蓄電装置６５０の残存容量（ＳＯＣ）と蓄電装置６５０の温度とによって定まる値である。本実施形態では、許容充電電力Ｗｉｎと、蓄電装置６５０の残存容量および温度との関係、および、許容放電電力Ｗｏｕｔと、蓄電装置６５０の残存容量および温度との関係が、燃料電池１００ごとに予め定められて、当該関係を示すマップが、予め制御部２００のメモリに記憶されている。制御部２００は、バッテリセンサ６５５から蓄電装置６５０の残存容量を取得すると共に、図示しない温度センサから蓄電装置６５０の温度を取得し、上記マップを参照することにより、許容充電電力Ｗｉｎおよび許容放電電力Ｗｏｕｔを取得する。

（Ａ－３）電力消費装置における消費増加制御について：
図２は、燃料電池車両２０の制御部２００で実行される電力消費制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。本ルーチンは、燃料電池車両２０を走行可能にするために燃料電池システム３０を始動させる指示が入力されたとき、具体的には、運転者によりスタートスイッチ（図示せず）が押されたときに起動され、停止の指示が入力されるまで(例えば、スタートスイッチがオフにされるまで）、繰り返し実行される。

図３は、燃料電池車両２０において、電力消費装置の消費増加制御の開始および解除を行なう条件を示す説明図である。以下では、図２および図３を用いて、電力消費装置の消費増加制御について説明する。

図２の電力消費制御処理ルーチンが起動されると、制御部２００のＣＰＵは、燃料電池車両２０が制動発電中であるか否か、すなわち、燃料電池車両２０が制動中であって、駆動モータ１７０が制動時発生電力を発生しているか否かを判断する（ステップＳ１００）。制動発電中ではないと判断すると（ステップＳ１００：ＮＯ）、制御部２００のＣＰＵは、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１００において制動発電中であると判断すると（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、制御部２００のＣＰＵは、車両電力収支値Ｗａを算出する（ステップＳ１１０）。車両電力収支値Ｗａは、既述した（１）式を用いて算出することができる。（１）式において、制動時発生電力Ｗｒは、既述したように、制動時に駆動モータ１７０が発生すべき電力として、アクセルオフ時の車速等を用いて推定された値であり、実際に駆動モータ１７０が発生している電力と一致しない場合がある。後述するように、例えば、車両電力収支値Ｗａが正の値であって余剰電力が生じることになる場合には、実際に駆動モータ１７０が制動時に発生する電力は、上記制動時発生電力Ｗｒよりも削減される場合がある。

ステップＳ１１０で車両電力収支値Ｗａを算出すると、制御部２００のＣＰＵは、蓄電装置６５０の許容放電電力Ｗｏｕｔと、第１閾値Ｔｈ１と、第２閾値Ｔｈ２とを導出する（ステップＳ１２０）。許容放電電力Ｗｏｕｔは、既述したように、蓄電装置６５０の残存容量と温度とを検出することにより求めることができる。第１閾値Ｔｈ１とは、電力消費装置の消費増加制御を開始するための車両電力収支値Ｗａの基準値であり、第２閾値Ｔｈ２とは、電力消費装置の消費増加制御を開始した後に、この消費増加制御を解除するための車両電力収支値Ｗａの基準値である。第１閾値Ｔｈ１および第２閾値Ｔｈ２は、許容放電電力Ｗｏｕｔに応じて定まる値である。

電力消費装置の消費増加制御とは、車両の制動時に、駆動モータ１７０が発生する制動時発生電力Ｗｒが過剰であって、その結果、車両電力収支値Ｗａが過剰になると考えられるときに、燃料電池車両２０が搭載する電力消費装置の消費電力を、車両電力収支値Ｗａが第２閾値Ｔｈ２未満である場合における電力消費装置の消費電力よりも増加させる制御である。上記電力消費装置は、燃料電池車両２０の制動時に電力を消費させることができればよく、例えば、コンプレッサ１３０、冷媒ポンプ５２５、ラジエータファン５３５、循環ポンプ１２７、等の燃料電池補機や、車両の暖房用の温水を加熱する電気ヒータ等の車両補機とすることができる。あるいは、車両電力収支値Ｗａを消費するための専用の電力消費装置を、燃料電池車両２０に搭載することとしてもよい。例えば、上記電力消費装置としてコンプレッサ１３０を用いる場合であって、車両制動時の通常の制御ではコンプレッサ１３０を停止させる場合に、消費増加制御を行なう際には、コンプレッサ１３０の駆動を開始すると共に、コンプレッサ１３０が吐出する空気の全量が酸化ガスバイパス流路４５０を流れて燃料電池１００への流入が抑えられるように、分流弁１４４を切り替えればよい。このように、消費増加制御を行なう際には、電力消費装置の消費電力の増加に伴って燃料電池車両２０が受ける影響が抑えられるように、適宜、各部を制御すればよい。「車両電力収支値Ｗａが第１閾値Ｔｈ１以下である場合における電力消費装置の消費電力よりも電力消費装置の消費電力を増加させる消費増加制御」は、消費増加制御の開始前に電力消費装置が停止中のときに電力消費装置の駆動を開始する制御を含む。消費増加制御を行なう際には、電力消費装置の消費電力が車両電力収支値Ｗａとなるように、すなわち、燃料電池車両２０における車両発生電力から車両消費電力を減算した電力の過剰分を電力消費装置が消費するように、電力消費装置の駆動制御を行なうことが望ましい。これにより、燃料電池車両２０における電力の収支をバランスさせることができる。

本実施形態の制御部２００は、第１閾値Ｔｈ１および第２閾値Ｔｈ２と、許容放電電力Ｗｏｕｔと、の関係として、図３に示すマップを予め記憶しており、ステップＳ１２０では、図３のマップを参照して、ステップＳ１２０を実行する時点における許容放電電力Ｗｏｕｔの値に対応する第１閾値Ｔｈ１および第２閾値Ｔｈ２を導出する。図３に示すように、本実施形態では、消費増加制御を開始するための車両電力収支値Ｗａの基準値である第１閾値Ｔｈ１は、開始した消費増加制御を解除するための車両電力収支値Ｗａの基準値である第２閾値Ｔｈ２よりも、大きく設定されている。本実施形態では、車両電力収支値Ｗａが増加して第１閾値Ｔｈ１より大きくなると、電力消費装置の消費増加制御が開始され、消費増加制御が開始された後、車両電力収支値Ｗａが減少して第２閾値を下回ると、消費増加制御の実行が解除される。図３に示すように、第１閾値Ｔｈ１と第２閾値Ｔｈ２との間にヒステリシスを設定することにより、消費増加制御の開始および解除の動作においてハンチングを抑えることができる。なお、第１閾値Ｔｈ１と第２閾値Ｔｈ２との差は、許容放電電力Ｗｏｕｔの全範囲にわたって一定である必要はなく、第１閾値Ｔｈ１が第２閾値Ｔｈ２よりも大きければよい。

本実施形態では、図３に示すように、許容放電電力Ｗｏｕｔが、予め定めた第１基準電力値であるＷ１よりも小さいときの第１閾値Ｔｈ１は、許容放電電力Ｗｏｕｔが第１基準電力値Ｗ１よりも大きいときの第１閾値Ｔｈ１よりも大きい。そして、許容放電電力Ｗｏｕｔが第１基準電力値Ｗ１よりも小さいときの第２閾値Ｔｈ２は、許容放電電力Ｗｏｕｔが第１基準電力値Ｗ１よりも大きいときの第２閾値Ｔｈ２よりも大きい。特に、本実施形態では、許容放電電力Ｗｏｕｔが、第１基準電力値Ｗ１よりも小さく、且つ、第１基準電力値Ｗ１よりも小さい第２基準電力値Ｗ２よりも大きいときの第１閾値Ｔｈ１は、許容放電電力Ｗｏｕｔが小さいほど大きい。そして、許容放電電力Ｗｏｕｔが、第１基準電力値Ｗ１よりも小さく、且つ、第２基準電力値Ｗ２よりも大きいときの第２閾値Ｔｈ２は、許容放電電力Ｗｏｕｔが小さいほど大きい。

ステップＳ１２０において、許容放電電力Ｗｏｕｔと第１閾値Ｔｈ１と第２閾値Ｔｈ２とを導出した後、制御部２００のＣＰＵは、燃料電池車両２０において、既に消費増加制御を行なっているか否かを判断する（ステップＳ１３０）。消費増加制御を行なっていないと判断する場合には（ステップＳ１３０：ＮＯ）、制御部２００のＣＰＵは、車両電力収支値Ｗａが第１閾値Ｔｈ１より大きいか否かを判断する（ステップＳ１４０）。車両電力収支値Ｗａが第１閾値Ｔｈ１以下であると判断すると（ステップＳ１４０：ＮＯ）、制御部２００のＣＰＵは、本ルーチンを終了する。これにより、消費増加制御を行なわない状態が維持される。車両電力収支値Ｗａが第１閾値Ｔｈ１より大きいと判断すると（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、制御部２００のＣＰＵは、消費増加制御を開始した後に（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。消費増加制御を開始することで、電力消費装置による電力消費が開始される、あるいは、電力消費装置による電力消費量が、消費増加制御の開始前に比べて増大される。

ステップＳ１３０において、消費増加制御を実行中であると判断する場合には（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、制御部２００のＣＰＵは、車両電力収支値Ｗａが第２閾値Ｔｈ２より小さいか否かを判断する（ステップＳ１６０）。車両電力収支値Ｗａが第２閾値Ｔｈ２以上であると判断すると（ステップＳ１６０：ＮＯ）、制御部２００のＣＰＵは、本ルーチンを終了する。これにより、消費増加制御を実行する状態が維持される。車両電力収支値Ｗａが第２閾値Ｔｈ２より小さいと判断すると（ステップＳ１６０：ＹＥＳ）、制御部２００のＣＰＵは、消費増加制御の実行を解除した後に（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。消費増加制御の実行を解除することで、電力消費装置による電力消費が停止される、あるいは、電力消費装置による電力消費量が減少される。

以上のように構成された本実施形態の燃料電池車両２０によれば、車両の制動時に車両の余剰電力を電力消費装置に消費させるための消費増加制御を行なう際に、消費増加制御を開始するための車両電力収支値Ｗａの基準値である第１閾値Ｔｈ１よりも、消費増加制御を解除するための車両電力収支値Ｗａの基準値である第２閾値Ｔｈ２を小さくして、両者の間にヒステリシスを設定している。そして、蓄電装置６５０の許容放電電力Ｗｏｕｔが、第１基準電力値Ｗ１よりも小さいときの第１閾値Ｔｈ１および第２閾値Ｔｈ２は、それぞれ、許容放電電力Ｗｏｕｔが第１基準電力値Ｗ１以上であるときの第１閾値Ｔｈ１および第２閾値Ｔｈ２よりも大きい。そのため、消費増加制御を実行する際に、車両が必要とする要求電力や蓄電装置６５０の状態が変動しても、燃料電池車両２０の電力収支を、より安定させることができる。

具体的には、例えば、車両電力収支値Ｗａが正の値である、すなわち、車両に余剰電力があって、電力消費装置の消費増加制御を実行しており、且つ、蓄電装置６５０の許容放電電力Ｗｏｕｔが第１基準電力値Ｗ１よりも小さいときに、車両電力収支値Ｗａが減少して負の値に変化する場合であっても、より速やかに、消費増加制御を解除することができる。その結果、車両電力収支値Ｗａが負の値に変化する際に、燃料電池車両２０の電力収支が不足となることを抑え、電力収支を、より安定させることができる。

図４は、比較例としての、消費増加制御の開始および解除を行なう条件を示す説明図である。図４では、消費増加制御を開始するための車両電力収支値Ｗａの基準値である第１閾値Ｔｈ１は、許容放電電力Ｗｏｕｔの値にかかわらず、ゼロに設定されている。そして、消費増加制御を解除するための車両電力収支値Ｗａの基準値である第２閾値Ｔｈ２は、許容放電電力Ｗｏｕｔの値にかかわらず、一定の負の値である値Ｗａ２に設定されている。

許容放電電力Ｗｏｕｔが比較的大きいとき、具体的には、許容放電電力Ｗｏｕｔが第１基準電力値Ｗ１よりも大きいときには、図３に示す本実施形態および図４に示す比較例共に、第１閾値Ｔｈ１はゼロであり、第２閾値Ｔｈ２は値Ｗａ２である。このような場合には、車両電力収支値Ｗａが正の値であって、車両に余剰電力があるときには、車両電力収支値Ｗａが第１閾値Ｔｈ１を超えることにより、消費増加制御が開始されて、余剰電力を電力消費装置で消費することができる。このように消費増加制御を開始した後に、車両電力収支値Ｗａが減少して負の値になるときには、車両電力収支値Ｗａが、第２閾値Ｔｈ２である値Ｗａ２に低下するまでの間は、消費増加制御が解除されることがないため、燃料電池車両２０の電力収支は、不足寄りになる。許容放電電力Ｗｏｕｔが第１基準電力値Ｗ１よりも大きいときには、許容放電電力Ｗｏｕｔが比較的大きいため、蓄電装置６５０からの放電により、負の値となっている車両電力収支値Ｗａに対応する電力を補うことができる。そのため、燃料電池車両２０における電力収支を安定させることができる。

許容放電電力Ｗｏｕｔが比較的小さいとき、具体的には、許容放電電力Ｗｏｕｔが第１基準電力値Ｗ１よりも小さいときには、本実施形態では、第１閾値Ｔｈ１はゼロよりも大きく、第２閾値Ｔｈ２は値Ｗａ２よりも大きな値となる。そのため、本実施形態の燃料電池車両２０において、電力消費装置の消費増加制御を開始した後に、車両電力収支値Ｗａが減少したときには、車両電力収支値Ｗａは、図４の比較例の場合に比べて、より早く第２閾値Ｔｈ２に低下して、消費増加制御を解除することができる。そのため、燃料電池車両２０における電力不足を抑えて、電力収支を安定させることができる。

また、消費増加制御を開始した後、消費増加制御を解除するまでの間、車両電力収支値Ｗａが負の値のときには、許容放電電力Ｗｏｕｔが小さいほど、燃料電池車両２０における電力の不足分である車両電力収支値Ｗａを、蓄電装置６５０から供給することが困難になり得る。本実施形態では、許容放電電力Ｗｏｕｔが、第１基準電力値Ｗ１よりも小さく、且つ、第１基準電力値Ｗ１よりも小さい第２基準電力値Ｗ２よりも大きいときには、許容放電電力Ｗｏｕｔが小さいほど、第２閾値Ｔｈ２として大きい値が設定される。そのため、許容放電電力Ｗｏｕｔが小さいほど、消費増加制御を解除するまでの間に消費増加制御の実行に起因して燃料電池車両２０で生じる電力の不足を抑えて、電力収支を安定させることができる。

そして、許容放電電力Ｗｏｕｔが特に小さくなる第２基準電力値Ｗ２以下のときには、第２閾値Ｔｈ２は、最大値であるゼロとなる。そのため、消費増加制御を開始した後、車両電力収支値Ｗａがゼロに低下した時には、速やかに消費増加制御を解除することができる。したがって、蓄電装置６５０から放電し難いときに燃料電池車両２０で生じる電力の不足を抑えて、電力収支を安定させることができる。本実施形態において、許容放電電力Ｗｏｕｔが第２基準電力値Ｗ２以下のときには、第１閾値Ｔｈ１は、最大値である正の値Ｗａ１となる。

なお、本実施形態において、許容放電電力Ｗｏｕｔが第１基準電力値Ｗ１よりも小さいときに、車両電力収支値Ｗａがゼロを超えて増加して、第１閾値Ｔｈ１に達して消費増加制御が開始されるまでの間は、燃料電池車両２０の電力収支は過剰寄りになる。このとき、燃料電池車両２０における電力の過剰分は、過剰分が蓄電装置６５０の許容充電電力Ｗｉｎ以下であれば、蓄電装置６５０に充電することができる。また、上記電力の過剰分は、車両電力収支値Ｗａを削減する制御により抑えてもよい。具体的には、例えば、制動時に駆動モータ１７０が発生する電力を抑えればよい。駆動モータ１７０が発生する電力を抑えるときに、制動時発電モードで発生する制動力が許容できない程度に減少する場合には、例えば、制御部２００により、燃料電池車両２０が搭載する図示しない摩擦ブレーキによる制動力を増加させる制御を行なえばよい。

図３において、第１基準電力値Ｗ１、第２基準電力値Ｗ２、許容放電電力Ｗｏｕｔが第１基準電力値Ｗ１であるときの第２閾値Ｔｈ２である値Ｗａ２、および、許容放電電力Ｗｏｕｔが第２基準電力値Ｗ２以下であるときの第１閾値Ｔｈ１の最大値である値Ｗａ１は、車両の制動時に燃料電池車両２０において予測される補機消費電力Ｗｅの最大値や、制動時に駆動モータ１７０が発生する電力の予測される最大値や、蓄電装置６５０の充放電特性等を考慮して、適宜設定すればよい。

図３に示すように、本実施形態では、許容放電電力Ｗｏｕｔが第２基準電力値Ｗ２以下のときには、第２閾値Ｔｈ２は最大値であるゼロとしたが、異なる構成としてもよい。例えば、第２閾値Ｔｈ２の最大値として、ゼロよりも大きな値を設定してもよい。このようにすれば、許容放電電力Ｗｏｕｔが比較的小さい状態で、消費増加制御を開始した後に車両電力収支値Ｗａが低下したときに、より速やかに消費増加制御を解除しやすくなり、電力収支が不足となることを抑えて電力収支を安定させる効果を高めることができる。

また、本実施形態では、許容放電電力Ｗｏｕｔが、第１基準電力値Ｗ１よりも小さく、且つ、前記第１基準電力値Ｗ１よりも小さい第２基準電力値Ｗ２よりも大きいときの第１閾値Ｔｈ１および第２閾値Ｔｈ２は、それぞれ、許容放電電力Ｗｏｕｔが小さいほど大きいこととしたが、異なる構成としてもよい。許容放電電力Ｗｏｕｔが小さいほど第１閾値Ｔｈ１や第２閾値Ｔｈ２が漸増する場合に限らず、許容放電電力Ｗｏｕｔが第１基準電力値Ｗ１よりも小さいときの第１閾値Ｔｈ１および第２閾値Ｔｈ２が、それぞれ、許容放電電力Ｗｏｕｔが第１基準電力値Ｗ１以上であるときの第１閾値Ｔｈ１および第２閾値Ｔｈ２よりも大きければよい。

また、本実施形態では、許容放電電力Ｗｏｕｔが第１基準電力値Ｗ１以上であるときに、第２閾値Ｔｈ２は、一定値であるＷａ２としたが、異なる構成としてもよい。例えば、許容放電電力Ｗｏｕｔが第１基準電力値Ｗ１以上であるときに、第２閾値Ｔｈ２は、許容放電電力Ｗｏｕｔが大きいほど漸減することとしてもよい。許容放電電力Ｗｏｕｔが大きければ、消費増加制御の実行中に車両電力収支値Ｗａが低下しても、蓄電装置６５０から容易に電力を補うことができ、また、ヒステリシスをより大きく設定することにより、ハンチングを抑える効果を高めることができる。

Ｂ．第２実施形態：
図５は、本発明の第２実施形態としての燃料電池車両２０の制御部２００において実行される閾値変更制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。本ルーチンは、燃料電池車両２０を走行可能にするために燃料電池システム３０を始動させる指示が入力されたときに起動され、停止の指示が入力されるまで、図２に示す電力消費制御処理ルーチンと並行して、繰り返し実行される。第２実施形態の燃料電池車両２０は、第１実施形態と同様の構成を備えている。

本ルーチンが起動されると、制御部２００のＣＰＵは、燃料電池車両２０が制動発電中であるか否かを判断する（ステップＳ２００）。ステップＳ２００は、図２のステップＳ１００と同じ動作を行なう工程である。制動発電中ではないと判断すると（ステップＳ２００：ＮＯ）、制御部２００のＣＰＵは、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２００において制動発電中であると判断すると（ステップＳ２００：ＹＥＳ）、制御部２００のＣＰＵは、燃料電池車両２０において、既に消費増加制御を行なっているか否かを判断する（ステップＳ２１０）。消費増加制御を行なっていると判断する場合には（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、制御部２００のＣＰＵは、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２１０において消費増加制御を行なっていないと判断する場合には（ステップＳ２１０：ＮＯ）、制御部２００のＣＰＵは、前回、消費増加制御を解除してからの経過時間ｔａを取得する（ステップＳ２２０）。本実施形態の制御部２００は、タイマを備えており、消費増加制御を解除してからの経過時間ｔａを計測している。

経過時間ｔａを取得すると、制御部２００のＣＰＵは、経過時間ｔａと、予め定めた第１基準時間Ｔ１とを比較する（ステップＳ２３０）。経過時間ｔａが第１基準時間Ｔ１より小さいときには（ステップＳ２３０：ＮＯ）、制御部２００のＣＰＵは、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２３０において経過時間ｔａが第１基準時間Ｔ１以上であると判断すると（ステップＳ２３０：ＹＥＳ）、制御部２００のＣＰＵは、第１閾値Ｔｈ１をゼロにして（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ２４０が実行される時点における許容放電電力Ｗｏｕｔに対応する第１閾値Ｔｈ１がゼロであるとき（許容放電電力Ｗｏｕｔが第１基準電力値Ｗ１以上であるとき）には、ステップＳ２４０において、第１閾値Ｔｈ１はゼロに維持される。ステップＳ２４０が実行される時点における許容放電電力Ｗｏｕｔに対応する第１閾値Ｔｈ１がゼロよりも大きいとき（許容放電電力Ｗｏｕｔが第１基準電力値Ｗ１よりも小さいとき）には、ステップＳ２４０において、第１閾値Ｔｈ１はゼロに変更される。ステップＳ２４０において第１閾値Ｔｈ１がゼロに変更されると、それ以後、図２の電力消費制御処理ルーチンを実行する際には、第１閾値Ｔｈ１としてゼロが用いられて消費増加制御の開始が判断される。

本実施形態では、ステップＳ２４０において第１閾値Ｔｈ１がゼロに変更されると、次回に消費増加制御が開始されるまでの間、図５の閾値変更制御処理ルーチンが実行されるたびに、第１閾値Ｔｈ１はゼロに維持される。そして、ゼロに設定された第１閾値Ｔｈ１により消費増加制御を実行したときには、第１閾値Ｔｈ１はリセットされ、その後は、図３に示すマップを用いた通常の制御が実行される。

このような構成とすれば、消費増加制御が開始されることなく、車両電力収支値Ｗａが正の値であって燃料電池車両２０において電力が過剰となる状態が継続することを抑えることができる。具体的には、消費増加制御が開始されることなく、車両電力収支値Ｗａが、図３においてハッチングを付した領域に継続して留まるときに、経過時間ｔａが第１基準時間Ｔ１に達したときに、消費増加制御を開始させることができる。これにより、ステップＳ２４０における第１閾値Ｔｈ１のゼロへの変更を行なわないならば、その後も車両電力収支値Ｗａが正の値になる状態が継続する場合であっても、電力消費装置による消費増加制御を開始することにより、電力が過剰となることを抑えることができる。ここで、第１基準時間Ｔ１は、例えば、蓄電装置６５０における許容充電電力Ｗｉｎの特性や、第１閾値Ｔｈ１の最大値である値Ｗａ１等に応じて、適宜設定すればよい。

Ｃ．第３実施形態：
図６は、本発明の第３実施形態としての燃料電池車両２０の制御部２００において実行される閾値変更制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。本ルーチンは、第２実施形態の閾値変更制御処理ルーチンに代えて実行される。第３実施形態の燃料電池車両２０は、第１実施形態と同様の構成を備えている。

本ルーチンが起動されると、制御部２００のＣＰＵは、燃料電池車両２０が制動発電中であるか否かを判断し（ステップＳ３００）、制動発電中であると判断すると（ステップＳ３００：ＹＥＳ）、燃料電池車両２０において、既に消費増加制御を行なっているか否かを判断する（ステップＳ３１０）。ステップＳ３００およびステップＳ３１０は、第２実施形態のステップＳ２００およびステップＳ２１０と同様に実行される。

ステップＳ３１０において消費増加制御を行なっていないと判断する場合には（ステップＳ３１０：ＮＯ）、制御部２００のＣＰＵは、（１）式から求められる車両電力収支値Ｗａを取得する（ステップＳ３２０）。そして、車両電力収支値Ｗａが第２閾値Ｔｈ２以上であって第１閾値Ｔｈ１以下であるか否かを判断する（ステップＳ３３０）。「Ｔｈ２≦Ｗａ≦Ｔｈ１」が成立しない場合には（ステップＳ３３０：ＮＯ）、制御部２００のＣＰＵは、本ルーチンを終了する。

ステップＳ３３０において「Ｔｈ２≦Ｗａ≦Ｔｈ１」が成立する場合には（ステップＳ３３０：ＹＥＳ）、制御部２００のＣＰＵは、消費増加制御を行なっていない状態で「Ｔｈ２≦Ｗａ≦Ｔｈ１」が成立してから当該状態が維持されている経過時間ｔｂを取得する（ステップＳ３４０）。本実施形態の制御部２００は、タイマを備えており、「Ｔｈ２≦Ｗａ≦Ｔｈ１」が成立してからの経過時間ｔｂを計測している。

経過時間ｔｂを取得すると、制御部２００のＣＰＵは、経過時間ｔｂと、予め定めた第２基準時間Ｔ２とを比較する（ステップＳ３５０）。経過時間ｔｂが第２基準時間Ｔ２より小さいときには（ステップＳ３５０：ＮＯ）、制御部２００のＣＰＵは、本ルーチンを終了する。

ステップＳ３５０において経過時間ｔｂが第２基準時間Ｔ２以上であると判断すると（ステップＳ３５０：ＹＥＳ）、制御部２００のＣＰＵは、第１閾値Ｔｈ１をゼロにして（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ３６０は、ステップＳ２４０と同様の動作である。第１閾値Ｔｈ１がゼロに変更されると、それ以後、図２の電力消費制御処理ルーチンを実行する際には、第１閾値Ｔｈ１としてゼロが用いられて、消費増加制御の開始が判断される。

本実施形態では、ステップＳ３６０において第１閾値Ｔｈ１がゼロに変更されると、次回に消費増加制御が開始されるまでの間、図６の閾値変更制御処理ルーチンが実行されるたびに、第１閾値Ｔｈ１はゼロに維持される。そして、ゼロに設定された第１閾値Ｔｈ１により消費増加制御を実行したときには、「Ｔｈ２≦Ｗａ≦Ｔｈ１」が成立しなくなるため、経過時間ｔｂがリセットされると共に、第１閾値Ｔｈ１がリセットされ、その後は、図３に示すマップを用いた通常の制御が実行される。

このような構成とすれば、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。ここで、第２基準時間Ｔ２は、例えば、蓄電装置６５０における許容充電電力Ｗｉｎの特性や、第１閾値Ｔｈ１の最大値である値Ｗａ１等に応じて、適宜設定すればよい。

Ｄ．第４実施形態：
図７は、本発明の第４実施形態としての燃料電池車両２０の制御部２００において実行される閾値変更制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。本ルーチンは、燃料電池車両２０を走行可能にするために燃料電池システム３０を始動させる指示が入力されたときに起動され、停止の指示が入力されるまで、図２に示す電力消費制御処理ルーチンと並行して、繰り返し実行される。第４実施形態の燃料電池車両２０は、第１実施形態と同様の構成を備えている。

本ルーチンが起動されると、制御部２００のＣＰＵは、燃料電池車両２０が制動発電中であるか否かを判断し（ステップＳ４００）、制動発電中であると判断すると（ステップＳ４００：ＹＥＳ）、燃料電池車両２０において、既に消費増加制御を行なっているか否かを判断する（ステップＳ４１０）。ステップＳ４００およびステップＳ４１０は、第２実施形態のステップＳ２００およびステップＳ２１０と同様に実行される。

ステップＳ４１０において消費増加制御を行なっていないと判断する場合には（ステップＳ４１０：ＮＯ）、制御部２００のＣＰＵは、本ルーチンを終了する。ステップＳ４１０において消費増加制御を行なっていると判断する場合には（ステップＳ４１０：ＹＥＳ）、制御部２００のＣＰＵは、前回、消費増加制御を開始してからの経過時間ｔｃを取得する（ステップＳ４２０）。本実施形態の制御部２００は、タイマを備えており、消費増加制御を開始してからの経過時間ｔｃを計測している。

経過時間ｔｃを取得すると、制御部２００のＣＰＵは、経過時間ｔｃと、予め定めた第３基準時間Ｔ３とを比較する（ステップＳ４３０）。経過時間ｔｃが第３基準時間Ｔ３より小さいときには（ステップＳ４３０：ＮＯ）、制御部２００のＣＰＵは、本ルーチンを終了する。

ステップＳ４３０において経過時間ｔｃが第３基準時間Ｔ３以上であると判断すると（ステップＳ４３０：ＹＥＳ）、制御部２００のＣＰＵは、第２閾値Ｔｈ２をゼロにして（ステップＳ４４０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ４４０が実行される時点における許容放電電力Ｗｏｕｔに対応する第２閾値Ｔｈ２がゼロであるとき（許容放電電力Ｗｏｕｔが第２基準電力値Ｗ２以下であるとき）には、ステップＳ４４０において、第２閾値Ｔｈ２はゼロに維持される。ステップＳ４４０が実行される時点における許容放電電力Ｗｏｕｔに対応する第２閾値Ｔｈ２がゼロよりも小さいとき（許容放電電力Ｗｏｕｔが第２基準電力値Ｗ２よりも大きいとき）には、ステップＳ４４０において、第２閾値Ｔｈ２はゼロに変更される。ステップＳ４４０において第２閾値Ｔｈ２がゼロに変更されると、それ以後、図２の電力消費制御処理ルーチンを実行する際には、第２閾値Ｔｈ２としてゼロが用いられて、消費増加制御の解除が判断される。

本実施形態では、ステップＳ４４０において第２閾値Ｔｈ２がゼロに変更されると、次回に消費増加制御が解除されるまでの間、図７の閾値変更制御処理ルーチンが実行されるたびに、第２閾値Ｔｈ２はゼロに維持される。そして、ゼロに設定された第２閾値Ｔｈ２により消費増加制御の解除を行なったときには、第２閾値Ｔｈ２はリセットされ、その後は、図３に示すマップを用いた通常の制御が実行される。

このような構成とすれば、消費増加制御が解除されることなく、車両電力収支値Ｗａが負の値であって燃料電池車両２０において電力が不足寄りとなる状態が継続することを抑えることができる。具体的には、消費増加制御が解除されることなく、車両電力収支値Ｗａが負である状態が継続して、経過時間ｔｃが第３基準時間Ｔ３に達したときに、消費増加制御を解除することができる。これにより、ステップＳ４４０における第２閾値Ｔｈ２のゼロへの変更を行なわないならば、その後も車両電力収支値Ｗａが負の値になる状態が継続する場合であっても、電力消費装置による消費増加制御を解除することにより、電力消費装置による電力消費に起因する電力不足となることを抑えることができる。ここで、第３基準時間Ｔ３は、例えば、蓄電装置６５０における許容放電電力Ｗｏｕｔの特性や、第２閾値Ｔｈ２の最小値である値Ｗａ２等に応じて、適宜設定すればよい。

Ｅ．第５実施形態：
図８は、本発明の第５実施形態としての燃料電池車両２０の制御部２００において実行される閾値変更制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。本ルーチンは、第４実施形態の閾値変更制御処理ルーチンに代えて実行される。第５実施形態の燃料電池車両２０は、第１実施形態と同様の構成を備えている。

本ルーチンが起動されると、制御部２００のＣＰＵは、燃料電池車両２０が制動発電中であるか否かを判断し（ステップＳ５００）、制動発電中であると判断すると（ステップＳ５００：ＹＥＳ）、燃料電池車両２０において、既に消費増加制御を行なっているか否かを判断する（ステップＳ５１０）。ステップＳ５００およびステップＳ５１０は、第４実施形態のステップＳ４００およびステップＳ４１０と同様に実行される。

ステップＳ５１０において消費増加制御を行なっていると判断する場合には（ステップＳ５１０：ＹＥＳ）、制御部２００のＣＰＵは、（１）式から求められる車両電力収支値Ｗａを取得する（ステップＳ５２０）。そして、車両電力収支値Ｗａが第２閾値Ｔｈ２以上であって第１閾値Ｔｈ１以下であるか否かを判断する（ステップＳ５３０）。「Ｔｈ２≦Ｗａ≦Ｔｈ１」が成立しない場合には（ステップＳ５３０：ＮＯ）、制御部２００のＣＰＵは、本ルーチンを終了する。

ステップＳ５３０において「Ｔｈ２≦Ｗａ≦Ｔｈ１」が成立する場合には（ステップＳ５３０：ＹＥＳ）、制御部２００のＣＰＵは、消費増加制御を開始した後に「Ｔｈ２≦Ｗａ≦Ｔｈ１」が成立してから当該状態が維持されている経過時間ｔｄを取得する（ステップＳ５４０）。本実施形態の制御部２００は、タイマを備えており、消費増加制御を開始した後に「Ｔｈ２≦Ｗａ≦Ｔｈ１」が成立してからの経過時間ｔｄを計測している。

経過時間ｔｄを取得すると、制御部２００のＣＰＵは、経過時間ｔｄと、予め定めた第４基準時間Ｔ４とを比較する（ステップＳ５５０）。経過時間ｔｄが第４基準時間Ｔ４より小さいときには（ステップＳ５５０：ＮＯ）、制御部２００のＣＰＵは、本ルーチンを終了する。

ステップＳ５５０において経過時間ｔｄが第４基準時間Ｔ４以上であると判断すると（ステップＳ５５０：ＹＥＳ）、制御部２００のＣＰＵは、第２閾値Ｔｈ２をゼロにして（ステップＳ５６０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ５６０は、ステップＳ４４０と同様の動作である。第２閾値Ｔｈ２がゼロに変更されると、それ以後、図２の電力消費制御処理ルーチンを実行する際には第２閾値Ｔｈ２としてゼロが用いられて、消費増加制御の解除が判断される。

本実施形態では、ステップＳ５６０において第２閾値Ｔｈ２がゼロに変更されると、次回に消費増加制御が解除されるまでの間、図８の閾値変更制御処理ルーチンが実行されるたびに、第２閾値Ｔｈ２はゼロに維持される。そして、ゼロに設定された第２閾値Ｔｈ２により消費増加制御の解除を行なったときには、「Ｔｈ２≦Ｗａ≦Ｔｈ１」が成立しなくなるため、経過時間ｔｄがリセットされると共に、第２閾値Ｔｈ２がリセットされ、その後は、図３に示すマップを用いた通常の制御が実行される。

このような構成とすれば、第４実施形態と同様の効果を得ることができる。ここで、第４基準時間Ｔ４は、例えば、蓄電装置６５０における許容放電電力Ｗｏｕｔの特性や、第２閾値Ｔｈ２の最小値である値Ｗａ２等に応じて、適宜設定すればよい。

Ｆ．他の実施形態：
（Ｆ１）上記各実施形態では、蓄電装置６５０の状態を表わす値として、許容放電電力Ｗｏｕｔのみを用いて、電力消費装置の消費増加制御の開始および解除の判断を行なっているが、異なる構成としてもよい。例えば、さらに許容充電電力Ｗｉｎを用いてもよい。具体的には、例えば、図２の電力消費制御処理ルーチンのステップＳ１３０において、消費増加制御を実行中ではないと判断する場合には（ステップＳ１３０：ＮＯ）、車両電力収支値Ｗａと許容充電電力Ｗｉｎとを比較して、許容充電電力Ｗｉｎが車両電力収支値Ｗａ以上であれば、本ルーチンを終了することとしてもよい。そして、許容充電電力Ｗｉｎが車両電力収支値Ｗａ未満のときに、ステップＳ１４０の判断を行ない、車両電力収支値Ｗａが第１閾値Ｔｈ１を上回るときに消費増加制御を開始することとしてもよい。許容充電電力Ｗｉｎが車両電力収支値Ｗａ以上であれば、車両電力収支値Ｗａに対応する電力を蓄電装置６５０に充電することで、燃料電池車両２０において電力が過剰になることを抑えることができるためである。

（Ｆ２）上記各実施形態では、車両の駆動エネルギ源として、車両を駆動するための電力を発生する電力発生装置と、蓄電装置と、を備えるハイブリッド車両の一例として、燃料電池車両２０における動作を説明したが、異なる種類のハイブリッド車両において、本願発明を適用してもよい。具体的には、車両を駆動するための電力を発生する電力発生装置として、燃料電池１００に代えて、エンジンなどの内燃機関と、内燃機関が発生する動力を用いて発電する発電モータと、を搭載したハイブリッド車両であってもよい。このようなハイブリッド車両であっても、車両の制動時に上記電力発生装置による電力発生を停止すると共に駆動モータを制動時発電モードで動作させるときに、車両電力収支値Ｗａを用いて行なう電力消費装置の消費増加制御の開始および解除の判断に関して各実施形態と同様の制御を行なうならば、各実施形態と同様の効果が得られる。

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

２０…燃料電池車両、３０…燃料電池システム、１００…燃料電池、１１０…燃料ガスタンク、１２０…燃料ガス供給系、１２１…水素供給流路、１２２…循環流路、１２４…主止弁、１２５…レギュレータ、１２６…インジェクタ、１２７…循環ポンプ、１２８…燃料ガス排出流路、１２９…気液分離器、１３０…コンプレッサ、１３５…エアコンプレッサ用モータ、１４０…酸化ガス供給系、１４１…酸化ガス供給流路、１４４…分流弁、１７０…駆動モータ、２００…制御部、４００…排ガス系、４１０…排ガス流路、４２０…調圧弁、４３０…燃料ガス排出流路、４４０…パージ弁、４５０…酸化ガスバイパス流路、５００…冷却系、５１０…冷媒供給流路、５１５…冷媒排出流路、５２５…冷媒ポンプ、５３０…ラジエータ、５３５…ラジエータファン、６００…電力回路、６０５…ＦＣ昇圧コンバータ、６１０…インバータ、６３０…バッテリコンバータ、６５０…蓄電装置、６５５…バッテリセンサ、

Claims (7)

1. ハイブリッド車両であって、
   前記ハイブリッド車両を駆動するための電力を発生する電力発生装置と、
   前記ハイブリッド車両を駆動する力行モードと、発電機として動作して制動時発生電力を発電すると共に前記ハイブリッド車両の制動力を生じさせる制動時発電モードと、のうちのいずれかのモードにより動作する駆動モータと、
   前記電力発生装置が発生した電力と、前記駆動モータが発生した前記制動時発生電力と、を蓄電可能な蓄電装置と、
   電力を消費する電力消費装置と、
   前記電力消費装置の駆動制御を実行する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記駆動モータが前記制動時発電モードで動作するときに、
   前記蓄電装置による充放電量を含まない車両電力収支値であって、前記制動時発生電力の推定値を含んで前記ハイブリッド車両で発生する電力である車両発生電力から、前記ハイブリッド車両で消費される車両消費電力を減算して得られる車両電力収支値が、前記蓄電装置が放電する電力の上限として前記蓄電装置の状態に応じて定められる許容放電電力に応じて予め設定されている第１閾値を上回った場合には、前記電力消費装置の消費電力を、前記車両電力収支値が前記第１閾値よりも小さく設定される第２閾値未満である場合における前記電力消費装置の消費電力よりも大きく設定する消費増加制御を行ない、
   前記消費増加制御を開始した後、前記車両電力収支値が、前記第２閾値を下回った場合には、前記消費増加制御の実行を解除し、
   前記許容放電電力が、予め定めた第１基準電力値よりも小さいときの前記第１閾値は、前記許容放電電力が前記第１基準電力値以上であるときの前記第１閾値よりも大きく設定され、
   前記許容放電電力が前記第１基準電力値よりも小さいときの前記第２閾値は、前記許容放電電力が前記第１基準電力値以上であるときの前記第２閾値よりも大きく設定される
   ハイブリッド車両。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両であって、
   前記許容放電電力が、前記第１基準電力値よりも小さく、且つ、前記第１基準電力値よりも小さい第２基準電力値よりも大きいときの前記第１閾値は、前記許容放電電力が小さいほど大きく設定され、
   前記許容放電電力が、前記第１基準電力値よりも小さく、且つ、前記第２基準電力値よりも大きいときの前記第２閾値は、前記許容放電電力が小さいほど大きく設定される
   ハイブリッド車両。
3. 請求項１または２に記載のハイブリッド車両であって、
   前記制御部は、前記消費増加制御を解除した後、前記消費増加制御を開始することなく予め定めた第１基準時間が経過したときには、次回に前記消費増加制御を開始するまでの間、前記第１閾値をゼロにする
   ハイブリッド車両。
4. 請求項１または２に記載のハイブリッド車両であって、
   前記制御部は、前記消費増加制御を実行しておらず、前記車両電力収支値が前記第２閾値以上であって前記第１閾値以下である状態が、予め定めた第２基準時間以上継続したときには、次回に前記消費増加制御を開始するまでの間、前記第１閾値をゼロにする
   ハイブリッド車両。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のハイブリッド車両であって、
   前記制御部は、前記消費増加制御を開始した後、前記消費増加制御を解除することなく予め定めた第３基準時間が経過したときには、次回に前記消費増加制御を解除するまでの間、前記第２閾値をゼロにする
   ハイブリッド車両。
6. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のハイブリッド車両であって、
   前記制御部は、前記消費増加制御を実行しており、前記車両電力収支値が前記第２閾値以上であって前記第１閾値以下である状態が、予め定めた第４基準時間以上継続したときには、次回に前記消費増加制御を解除するまでの間、前記第２閾値をゼロにする
   ハイブリッド車両。
7. ハイブリッド車両の制御方法であって、
   前記ハイブリッド車両は、
   前記ハイブリッド車両を駆動するための電力を発生する電力発生装置と、
   前記ハイブリッド車両を駆動する力行モードと、発電機として動作して制動時発生電力を発電すると共に前記ハイブリッド車両の制動力を生じさせる制動時発電モードと、のうちのいずれかのモードにより動作する駆動モータと、
   前記電力発生装置が発生した電力と、前記駆動モータが発生した前記制動時発生電力と、を蓄電可能な蓄電装置と、
   電力を消費する電力消費装置と、
   を備え、
   前記駆動モータが前記制動時発電モードで動作するときに、
   前記蓄電装置による充放電量を含まない車両電力収支値であって、前記制動時発生電力の推定値を含んで前記ハイブリッド車両で発生する電力である車両発生電力から、前記ハイブリッド車両で消費される車両消費電力を減算して得られる車両電力収支値が、前記蓄電装置が放電する電力の上限として前記蓄電装置の状態に応じて定められる許容放電電力に応じて予め設定されている第１閾値を上回った場合には、前記電力消費装置の消費電力を、前記車両電力収支値が前記第１閾値よりも小さく設定される第２閾値未満である場合における前記電力消費装置の消費電力よりも大きく設定する消費増加制御を行ない、
   前記消費増加制御を開始した後、前記車両電力収支値が、前記第２閾値を下回った場合には、前記消費増加制御の実行を解除し、
   前記許容放電電力が、予め定めた第１基準電力値よりも小さいときの前記第１閾値は、前記許容放電電力が前記第１基準電力値以上であるときの前記第１閾値よりも大きく設定され、
   前記許容放電電力が前記第１基準電力値よりも小さいときの前記第２閾値は、前記許容放電電力が前記第１基準電力値以上であるときの前記第２閾値よりも大きく設定される
   ハイブリッド車両の制御方法。

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