(57)【要約】【課題】燃料電池を効率よく運転させて燃費を向上させることができる電動車両を提供する。【解決手段】燃料電池３の効率に相関がある外気温及び車速を検出する外気温センサー６及び車速センサー７と、燃料電池３に要求される要求出力を検出する要求出力検出手段と、外気温又は車速に基づいて燃料電池３の効率が下降傾向又は一定であり、要求出力が燃料電池３の最高効率出力未満であると判断したとき、燃料電池３に最高効率出力で運転させる制御装置９と、を備える。また、制御装置９は、外気温又は車速に基づいて燃料電池３の効率が上昇傾向であり、要求出力が燃料電池３の最高効率出力より大きいと判断したとき、燃料電池３に最高効率出力で運転させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガス及び酸化ガスが供給されて発電する燃料電池を備えた電動車両であって、
前記燃料電池の効率に相関があるパラメータを検出する検出手段と、
前記燃料電池に要求される要求出力を検出する要求出力検出手段と、
前記検出手段により検出した前記パラメータに基づいて前記燃料電池の効率が下降傾向又は一定であり、前記要求出力が前記燃料電池の最高効率出力未満であると判断したとき、前記燃料電池に最高効率出力で運転させる制御装置と、
を備えることを特徴とする電動車両。
【請求項２】
請求項１に記載の電動車両であって、
前記燃料電池で発電した電力を充電する二次電池を備え、
前記制御装置は、前記検出手段により検出した前記パラメータに基づいて前記燃料電池の効率が下降傾向又は一定であり、前記要求出力が前記燃料電池の最高効率出力未満であり、前記二次電池の充電率が所定値未満であるならば、前記燃料電池に最高効率出力で運転させる
ことを特徴とする電動車両。
【請求項３】
燃料ガス及び酸化ガスが供給されて発電する燃料電池を備えた電動車両であって、
前記燃料電池の効率に相関があるパラメータを検出する検出手段と、
前記燃料電池に要求される要求出力を検出する要求出力検出手段と、
前記検出手段により検出した前記パラメータに基づいて前記燃料電池の効率が上昇傾向であり、前記要求出力が前記燃料電池の最高効率出力より大きいと判断したとき、前記燃料電池に最高効率出力で運転させる制御装置と、
を備えることを特徴とする電動車両。
【請求項４】
請求項３に記載の電動車両であって、
前記燃料電池で発電した電力を充電する二次電池を備え、
前記制御装置は、前記検出手段により検出した前記パラメータに基づいて前記燃料電池の効率が上昇傾向であり、前記要求出力が前記燃料電池の最高効率出力より大きく、前記二次電池の充電率が所定値より大きいならば、前記燃料電池に最高効率出力で運転させる
ことを特徴とする電動車両。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の電動車両であって、
前記検出手段は、外気温を検出する外気温センサーである
ことを特徴とする電動車両。
【請求項６】
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の電動車両であって、
前記検出手段は、前記電動車両の車速を検出する車速センサーである
ことを特徴とする電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を備えた電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池及び燃料電池を搭載し、これらの電力によりモーターを駆動して走行させる電動車両が提案されている。このような燃料電池を備えた電動車両は、二次電池の充電率（State Of Charge 以下、ＳＯＣ）が所定値より低い場合に燃料電池を運転させて充電を行う。また、二次電池の電力のみでは要求出力に応えられない場合にも燃料電池を運転させる。
【０００３】
このように、従来の電動車両においては、二次電池のＳＯＣや要求出力に応じて燃料電池の出力を設定していた。したがって、常に燃料電池を最高効率で運転していないため、水素の燃費の面で改善の余地があった。
【０００４】
特許文献１には、燃料電池の電位の変動を抑えることで、燃料電池の性能低下を抑えるとともに燃費を向上させる電動車両が開示されている。このような電動車両は、結局は、要求出力に応じて燃料電池の出力を設定していることから、燃料電池を最高効率で運転させるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５９５７９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、燃料電池を効率よく運転させて燃費を向上させることができる電動車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、燃料ガス及び酸化ガスが供給されて発電する燃料電池を備えた電動車両であって、前記燃料電池の効率に相関があるパラメータを検出する検出手段と、前記燃料電池に要求される要求出力を検出する要求出力検出手段と、前記検出手段により検出した前記パラメータに基づいて前記燃料電池の効率が下降傾向又は一定であり、前記要求出力が前記燃料電池の最高効率出力未満であると判断したとき、前記燃料電池に最高効率出力で運転させる制御装置と、を備えることを特徴とする電動車両にある。
【０００８】
第１の態様では、パラメータに基づいて燃料電池の効率が下降又は一定である予測される間、要求出力が最高効率出力未満であっても燃料電池を最高効率出力で運転させるので、燃費を向上させることができる。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載の電動車両において、前記燃料電池で発電した電力を充電する二次電池を備え、前記制御装置は、前記検出手段により検出した前記パラメータに基づいて前記燃料電池の効率が下降傾向又は一定であり、前記要求出力が前記燃料電池の最高効率出力未満であり、前記二次電池の充電率が所定値未満であるならば、前記燃料電池に最高効率出力で運転させることを特徴とする電動車両にある。
【００１０】
第２の態様では、燃料電池で発電されたが余った電力を二次電池に充電するので、当該電力を無駄にすることがない。
【００１１】
上記課題を解決する本発明の第３の態様は、燃料ガス及び酸化ガスが供給されて発電する燃料電池を備えた電動車両であって、前記燃料電池の効率に相関があるパラメータを検出する検出手段と、前記燃料電池に要求される要求出力を検出する要求出力検出手段と、前記検出手段により検出した前記パラメータに基づいて前記燃料電池の効率が上昇傾向であり、前記要求出力が前記燃料電池の最高効率出力より大きいと判断したとき、前記燃料電池に最高効率出力で運転させる制御装置と、を備えることを特徴とする電動車両にある。
【００１２】
第３の態様では、効率が上昇傾向であると予測される間、要求出力が最高効率出力より大きくても燃料電池を最高効率出力で運転させるので、燃費を向上させることができる。
【００１３】
本発明の第４の態様は、第３の態様に記載の電動車両において、前記燃料電池で発電した電力を充電する二次電池を備え、前記制御装置は、前記検出手段により検出した前記パラメータに基づいて前記燃料電池の効率が上昇傾向であり、前記要求出力が前記燃料電池の最高効率出力より大きく、前記二次電池の充電率が所定値より大きいならば、前記燃料電池に最高効率出力で運転させることを特徴とする電動車両にある。
【００１４】
第４の態様では、要求出力に応え、また、電欠を回避することができる。
【００１５】
本発明の第５の態様は、第１から第４の何れか一つの態様に記載の電動車両において、前記検出手段は、外気温を検出する外気温センサーであることを特徴とする電動車両にある。
【００１６】
第５の態様では、簡易な構成で燃料電池の効率に相関がある気温変化率を取得することができる。また、外気温変化率は上記効率に強い相関があるため、精度良く燃料電池の効率に関する予測を行える。
【００１７】
本発明の第６の態様は、第１から第４の何れか一つの態様に記載の電動車両において、前記検出手段は、前記電動車両の車速を検出する車速センサーであることを特徴とする電動車両にある。
【００１８】
第６の態様では、簡易な構成で燃料電池の効率に相関がある車速変化率を取得することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、燃料電池を効率よく運転させて燃費を向上させることができる電動車両が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態に係る電動車両の概略図である。
【図２】制御装置による処理を示すフローチャートである。
【図３】制御装置による処理を示すフローチャートである。
【図４】外気温と燃料電池の効率との関係を時系列で示す図である。
【図５】制御装置による処理を示すフローチャートである。
【図６】制御装置による処理を示すフローチャートである。
【図７】車速と燃料電池の効率との関係を時系列で示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。
【００２２】
〈実施形態１〉
図１は本実施形態に係る電動車両の概略図である。
電動車両１は、燃料電池を搭載したプラグインハイブリッド電気自動車であり、車輪を駆動させるモーター２と、燃料電池３（図ではＦＣと略記している）と、二次電池４と、外気温センサー６と、車速センサー７と、制御装置９とを備えている。
【００２３】
モーター２は、燃料電池３及び二次電池４からの電力によって、電動車両１の駆動輪を駆動するための駆動力（トルク）を発生する。また、モーター２は、減速時等には発電機として作動し回生力（トルク）を発生する。モーター２は、インバータ（図示せず）を介して燃料電池３及び二次電池４に接続されている。インバータは、燃料電池３で発電された直流電力や、二次電池４に充電された直流電力を交流電力に変換してモーター２に供給する。また、モーター２で発電された回生電力は、インバータにより直流電力に変換され二次電池４に充電される。
【００２４】
燃料電池３は、燃料ガスとして水素と、酸化ガスとして空気が供給され、酸素と水素の電気化学反応によって発電する固体高分子形燃料電池である。燃料電池３の具体的な構成は特に限定はないが、ここでは、複数のセル（図示せず）が積層されたスタック構造を有する。各セルは、固体高分子電解質膜の両面にアノードとカソードとを配置した膜電極接合体と、膜電極接合体の外側に設けられたガス拡散層とを備えている。また、各セルのアノード及びカソードには、触媒として白金が含まれている。このようなセルがセパレータを介して複数積層されることでスタック構造の燃料電池３が形成されている。
【００２５】
なお、特に図示しないが、電動車両１には、燃料電池３に燃料ガス（例えば、水素ガス）及び酸化ガス（例えば、電動車両１の外部から取り込んだ空気）を供給する供給手段が備わっている。
【００２６】
二次電池４は、例えばリチウムイオン電池であり、燃料電池３で発電された電力やモーター２で発電された回生電力を充電する。また、二次電池４は、充電した電力を主としてモーター２に供給する。さらに、二次電池４は、ＳＯＣ検出部（図示せず）を有している。ＳＯＣ検出部は、二次電池４の充電状態である充電率（ＳＯＣ）を検出し、制御装置９に送信する。また、二次電池４は、電動車両１の外部に設置された外部給電装置５から充電可能となっている。
【００２７】
外気温センサー６及び車速センサー７は、燃料電池３の効率に相関があるパラメータを検出する検出手段の一例である。一般に、燃料電池３の効率は作動温度に影響を受けることが知られており、作動温度が高いほど効率が低下する。そして、外気温は、燃料電池３の作動温度に影響を及ぼすものであり、外気温が高いほど燃料電池の効率が低下する。したがって、外気温は燃料電池３の効率に相関があるパラメータである。
【００２８】
外気温センサー６は、電動車両１の外部の気温を測定するセンサーであり、当該気温を制御装置９に伝達する。車速センサー７は、電動車両１の車速を測定するセンサーであり、当該車速を制御装置９に伝達する。これらの外気温センサー６及び車速センサー７は、公知の装置を適用できるので詳細は省略する。
【００２９】
また、電動車両１には、車室のインストルメントパネルなどに、ＥＣＯスイッチ８が設けられている。燃料電池３に最高効率出力で運転させるモード（以後、ＥＣＯモード）を有効又は無効にするためのスイッチである。ＥＣＯスイッチ８がオン又はオフであるかは制御装置９により検知されるようになっている。
【００３０】
制御装置９は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とも呼ばれ、中央処理装置と主記憶装置とを備えるマイクロコンピューターによって構成されており、各種機器を制御する。制御装置９は、燃料電池３の状態取得や、起動、停止などの動作制御を行う。他に、制御装置９は、モーター２やインバータ、二次電池４の管理や制御を行う。
【００３１】
さらに、制御装置９は、燃料電池３に要求される要求出力を検出する要求出力検出手段を備えている。この検出手段は、制御装置９で実行されるプログラムとして実装されており、例えば、アクセルペダルの開度を検出するアクセルポジションセンサの検出結果に基づいて、燃料電池３に要求される要求出力を検出する。このような要求出力の演算は、公知の方法を適用できるので詳細は省略する。
【００３２】
このような制御装置９は、モーター２、燃料電池３及び二次電池４、その他の装置（アクセルペダルやブレーキなど）の状態を把握し、それに応じて、モーター２の駆動・停止や燃料電池３の起動・停止、二次電池４の充放電を制御する。
【００３３】
そして、制御装置９は、このような電動車両１の運転に関する制御の他に、状況に応じて燃料電池３を最高効率出力とさせるためのＥＣＯモードに関する制御も行う。このような制御を図２から図４を用いて説明する。図２及び図３は、制御装置による処理を示すフローチャートである。図４は外気温と燃料電池の効率（以後、ＦＣ効率）との関係を時系列で示す図である。
【００３４】
図２及び図３に記載のフローチャートは、所定時間を空けて周期的に実行される。まず、制御装置９はＥＣＯスイッチ８がオンであるか否かを検出する（ステップＳ１）。ＥＣＯスイッチ８がオンであるならば（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、制御装置９は、二次電池４のＳＯＣを参照し（ステップＳ２）、外気温変化率を参照する（ステップＳ３）。
【００３５】
ＳＯＣは二次電池４に設けたＳＯＣ検出部より取得する。外気温変化率とは、外気温センサー６で取得された外気温が単位時間にどの程度変化したかを表す割合である。外気温変化率が正であれば外気温が上昇傾向にあり、負であれば外気温が下降傾向であることを表す。制御装置９は、外気温を取得し、単位時間あたりの変化率を計算し、記憶装置に記憶しておく。また、このようにして計算した外気温変化率の他に、少なくとも直前の周期で計算した外気温変化率についても、記憶装置に記憶しておく。
【００３６】
次に、制御装置９は、「直前の外気温変化率がゼロ未満であり、かつ、今回の外気温変化率がゼロである」（条件Ａ）又は「今回の外気温変化率がゼロより大きい」（条件Ｂ）かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４の条件Ａが成立する場合は、直前まで外気温が下降傾向であったが、今回で外気温が変化しなくなった場合である。ステップＳ４の条件Ｂが成立する場合は、今回では外気温が上昇傾向にある場合である。
【００３７】
図４の時刻Ｔ１では、外気温が上昇傾向にあり、条件Ｂが成立している。時刻Ｔ３、時刻Ｔ５、時刻Ｔ１３についても同様である。また、時刻Ｔ７の前では外気温が減少傾向であったが、時刻Ｔ７において外気温が一定になっており、条件Ａが成立している。時刻Ｔ９、時刻Ｔ１１、時刻Ｔ１５についても同様である。したがって、これらの時刻Ｔ１、時刻Ｔ３、時刻Ｔ５、時刻Ｔ７、時刻Ｔ９、時刻Ｔ１１、時刻Ｔ１３、時刻Ｔ１５のときに、ステップＳ４の判定が成立する。
【００３８】
制御装置９は、ステップＳ４の判定が成立した後、要求出力が燃料電池３の最高効率出力（以後、ＦＣ最高効率出力）未満であるかを判定する（ステップＳ５）。要求出力は、上述した要求出力検出手段により得られる。ＦＣ最高効率出力は、燃料電池３が最も効率がよい状態で運転するときの出力である。ＦＣ最高効率出力は、計算により定まるもので、予め制御装置９の記憶装置に記憶されている。
【００３９】
制御装置９は、要求出力がＦＣ最高効率出力未満であるならば（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、ＳＯＣが８０％未満であるかを判定する（ステップＳ６）。ＳＯＣが８０％未満であれば（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、燃料電池３の出力（以後、ＦＣ出力）をＦＣ最高効率出力とする（ステップＳ７）。図４の時刻Ｔ１では、ＦＣ出力は最高効率出力とされている。時刻Ｔ３、時刻Ｔ５、時刻Ｔ７、時刻Ｔ９、時刻Ｔ１１、時刻Ｔ１３、時刻Ｔ１５も同様である。
【００４０】
ステップＳ４の条件Ａが成立するときは、外気温が下がるとともに燃料電池３の効率が上昇していたが、その外気温が一定になり、燃料電池の効率の上昇が望めない状況である。条件Ｂが成立するときは、外気温が上昇しており効率が下がると予測される状況である。つまり、条件Ａ又は条件Ｂが成立するということは、燃料電池３の効率が低下又は一定が続くと予測したことになる。
【００４１】
一方、図４に示す時刻Ｔ２では、外気温が上昇傾向から一定になっている。すなわち、条件Ａ及び条件Ｂの何れも成立せず（ステップＳ４；Ｎｏ）、外気温変化率がゼロ未満でない（ステップＳ９；Ｎｏ）。このとき、制御装置９はＦＣ出力を要求出力にする（ステップＳ１０）。時刻Ｔ４、時刻Ｔ６、時刻Ｔ１４についても同様である。なお、ＥＣＯスイッチがオフのときにおいても（ステップＳ１；Ｎｏ）、ＦＣ出力を要求出力とする（ステップＳ１０）。
【００４２】
また、時刻Ｔ１２では、外気温が一定である。すなわち、条件Ａ及び条件Ｂの何れも成立せず（ステップＳ４；Ｎｏ）、外気温変化率がゼロ未満ではない（ステップＳ９；Ｎｏ）。このとき、制御装置９はＦＣ出力を要求出力にする（ステップＳ１０）。時刻Ｔ１６についても同様である。
【００４３】
このように、制御装置９は、今後、燃料電池３の効率が低下又は一定が続くと判断したとき（時刻Ｔ１、時刻Ｔ３、時刻Ｔ５、時刻Ｔ７、時刻Ｔ９、時刻Ｔ１１、時刻Ｔ１３、時刻Ｔ１５）、所定条件が成立するまでの間（時刻Ｔ２、時刻Ｔ４、時刻Ｔ６、時刻Ｔ８、時刻Ｔ１０、時刻Ｔ１２、時刻Ｔ１４、時刻Ｔ１６までの間）、ＦＣ出力をＦＣ最高効率出力にする。このような制御によれば、本来であれば、要求出力はＦＣ最高効率出力未満であるから（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、ＦＣ出力を要求出力にするところ、敢えて、ＦＣ出力をＦＣ最高効率出力としている（ステップＳ７）。これにより、効率が下降又は一定が続くと予測される間（時刻Ｔ１〜時刻Ｔ２、時刻Ｔ３〜時刻Ｔ４、時刻Ｔ５〜時刻Ｔ６、時刻Ｔ７〜時刻Ｔ８、時刻Ｔ９〜時刻Ｔ１０、時刻Ｔ１１〜時刻Ｔ１２、時刻Ｔ１３〜時刻Ｔ１４、時刻Ｔ１５〜時刻Ｔ１６）、燃料電池３を最高効率出力で運転させるので、燃費を向上させることができる。
【００４４】
燃料電池３は、ＦＣ出力が要求出力よりも高いＦＣ最高効率出力で運転することになるので、発電した電力は余る。しかしながら、二次電池４に十分な空きがある場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）にそのような運転を実行するので、その余った電力は二次電池４に充電されるので、発電した電力を無駄にすることがない。
【００４５】
二次電池４に十分な空きが無い場合（ステップＳ６；Ｎｏ）、燃料電池３の出力を停止する（ステップＳ１１）。この場合は、電動車両１は、二次電池４の電力のみでモーター２を駆動することになる。また、要求出力がＦＣ最高効率出力以上である場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、制御装置９はＦＣ出力を要求出力に設定して燃料電池３を運転させる（ステップＳ１０）。
【００４６】
また、制御装置９は、ステップＳ４の判定が成立せず、外気温変化率がゼロ未満である場合（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、要求出力がＦＣ最高効率出力よりも大きいかを判定する（ステップＳ１２）。制御装置９は、要求出力がＦＣ最高効率出力より大きいならば（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、ＳＯＣが１５％より大きいかを判定する（ステップＳ１３）。ＳＯＣが１５％より大きければ（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、ＦＣ出力をＦＣ最高効率出力とする（ステップＳ１４）。
【００４７】
外気温変化率がゼロ未満であるということは（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、外気温が下降傾向にあり、今後、燃料電池３の効率が上昇すると予測されるということである。そして、要求出力は、ＦＣ最高効率出力より大きい（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）。本来であれば、要求出力はＦＣ最高効率出力より大きいのであるから、燃料電池３に、ＦＣ最高効率出力以上の出力をさせる。しかしながら、本実施形態では、敢えて、ＦＣ出力をＦＣ最高効率出力としている（ステップＳ１４）。
【００４８】
図４に示す時刻Ｔ８では、直前での外気温変化率が一定（ゼロ）であり、その後、外気温変化率がゼロ未満である。すなわち、条件Ａ及び条件Ｂの何れも成立せず（ステップＳ４；Ｎｏ）、外気温変化率がゼロ未満である（ステップＳ９；Ｙｅｓ）。したがって、時刻Ｔ８では、制御装置９はＦＣ出力をＦＣ最高効率出力にする（ステップＳ１４）。なお、時刻Ｔ８の後には上記条件が成立せず、ＦＣ出力は要求出力とされる。時刻Ｔ１０についても同様である。
【００４９】
このように、要求出力がＦＣ最高効率出力を上回っているにもかかわらず、今後、燃料電池３の効率が向上するような状況にあるので、その状況を活かすことを優先して、最高効率出力で燃料電池３を運転させる。これにより燃費を向上させることができる。
【００５０】
燃料電池３は、ＦＣ出力が要求出力よりも低いＦＣ最高効率出力で運転することになる。このため、不足する電力は二次電池４により賄われる。しかしながら、二次電池４に十分な容量がある場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）にそのような運転を実行するので、要求出力に応えることができる。
【００５１】
以上に説明したように、本実施形態の電動車両１は、外気温変化率が上昇傾向又は下降傾向から一定になったとき、すなわち、今後、燃料電池３の効率が下降傾向又は一定であると判断し、要求出力がＦＣ最高効率出力未満であると判断したとき、ＦＣ出力をＦＣ最高効率出力とする。これにより、効率が低下又は一定であると予測される間、要求出力がＦＣ最高効率出力未満であっても燃料電池３を最高効率出力で運転させるので、燃費を向上させることができる。
【００５２】
また、二次電池４に十分な空きがある場合に、上述したようにＦＣ出力をＦＣ最高効率出力とする。これにより、燃料電池３で発電されたが余った電力を二次電池４に充電するので、当該電力を無駄にすることがない。
【００５３】
さらに、本実施形態の電動車両１は、外気温変化率が下降傾向、すなわち、今後、燃料電池３の効率が上昇傾向であると判断し、要求出力がＦＣ最高効率出力より大きいと判断したとき、ＦＣ出力をＦＣ最高効率出力とする。これにより、効率が上昇傾向であると予測される間、要求出力がＦＣ最高効率出力より大きくても燃料電池３を最高効率出力で運転させるので、燃費を向上させることができる。
【００５４】
また、二次電池４に十分な容量がある場合に、上述したようにＦＣ出力をＦＣ最高効率出力とする。これにより、要求出力に応え、また、電欠を回避することができる。
【００５５】
また、燃料電池３の効率に相関があるパラメータとして気温変化率を用い、これを検出するための外気温センサー６を用いた。これにより、簡易な構成で気温変化率を取得することができる。また、外気温変化率は上記効率に強い相関があるため、精度良く燃料電池３の効率に関する予測を行える。
【００５６】
〈実施形態２〉
実施形態１では、燃料電池３の効率に相関があるパラメータとして外気温を用い、外気温及び要求出力に基づいて燃料電池に最高効率出力で運転させる電動車両１を例示した。本実施形態では、外気温に替えて車速を用いる電動車両１について説明する。なお、実施形態１と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５７】
車速は、電動車両１に対する走行風の流量に影響し、走行風の流量は、燃料電池３の冷却の程度に影響する。車速が低下すれば燃料電池３の作動温度が上昇傾向になり、効率が低下する。また、車速が増速すれば燃料電池３の作動温度が下降傾向になり、効率が上昇する。このように、車速は、燃料電池３の効率に相関があるパラメータである。
【００５８】
図５から図７を用いて、車速に基づく燃料電池の制御について説明する。図５及び図６は、制御装置による処理を示すフローチャートである。図７は車速と燃料電池の効率との関係を時系列で示す図である。
【００５９】
図５及び図６に記載のフローチャートは、所定時間を空けて周期的に実行される。まず、制御装置９はＥＣＯスイッチ８がオンであるか否かを検出する（ステップＳ１）。ＥＣＯスイッチ８がオンであるならば（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、制御装置９は、二次電池４のＳＯＣを参照し（ステップＳ２）、車速変化率を参照する（ステップＳ３ａ）。
【００６０】
車速変化率とは、車速センサー７で取得された車速が単位時間にどの程度変化したかを表す割合である。車速変化率が正であれば車速が上昇傾向にあり、負であれば車速が下降傾向であることを表す。制御装置９は、車速を取得し、単位時間あたりの変化率を計算し、記憶装置に記憶しておく。また、このようにして計算した車速変化率の他に、少なくとも直前の周期で計算した車速についても、記憶装置に記憶しておく。
【００６１】
次に、制御装置９は、「直前の車速変化率がゼロより大きく、かつ、今回の車速変化率がゼロである」（条件Ａ’）又は「今回の車速変化率がゼロ未満である」（条件Ｂ’）かを判定する（ステップＳ４ａ）。ステップＳ４ａの条件Ａ’が成立する場合は、直前まで車速が上昇傾向であったが、今回で車速が変化しなくなった場合である。ステップＳ４ａの条件Ｂ’が成立する場合は、今回では車速が下降傾向にある場合である。
【００６２】
図７の時刻Ｔ２１では、車速が下降傾向にあり、条件Ｂ’が成立している。時刻Ｔ２３、時刻Ｔ２５、時刻Ｔ３３についても同様である。また、時刻Ｔ２７の前では車速が上昇傾向であったが、時刻Ｔ２７において車速が一定になっており、条件Ａ’が成立している。時刻Ｔ２９、時刻Ｔ３１、時刻Ｔ３５についても同様である。したがって、これらの時刻Ｔ２１、時刻Ｔ２３、時刻Ｔ２５、時刻Ｔ２７、時刻Ｔ２９、時刻Ｔ３１、時刻Ｔ３３、時刻Ｔ３５のときに、ステップＳ４の判定が成立する。
【００６３】
制御装置９は、ステップＳ４ａの判定が成立した後、要求出力が燃料電池３のＦＣ最高効率出力未満であるかを判定する（ステップＳ５）。
【００６４】
制御装置９は、要求出力がＦＣ最高効率出力未満であるならば（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、ＳＯＣが８０％未満であるかを判定する（ステップＳ６）。ＳＯＣが８０％未満であれば（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、ＦＣ出力をＦＣ最高効率出力とする（ステップＳ７）。図７の時刻Ｔ２１では、ＦＣ出力は最高効率出力とされている。時刻Ｔ２３、時刻Ｔ２５、時刻Ｔ２７、時刻Ｔ２９、時刻Ｔ３１、時刻Ｔ３３、時刻Ｔ３５も同様である。
【００６５】
ステップＳ４ａの条件Ａ’が成立するときは、車速が上がるとともに燃料電池３の効率が上昇していたが、その車速が一定になり、燃料電池の効率の上昇が望めない状況である。条件Ｂが成立するときは、車速が下がって効率が下がると予測される状況である。つまり、条件Ａ’又は条件Ｂ’が成立するということは、燃料電池３の効率が低下又は一定が続くと予測したことになる。
【００６６】
一方、図７に示す時刻Ｔ２２では、車速が下降傾向から一定になっている。すなわち、条件Ａ’及び条件Ｂ’の何れも成立せず（ステップＳ４ａ；Ｎｏ）、車速変化率がゼロより大きくない（ステップＳ９ａ；Ｎｏ）。このとき、制御装置９はＦＣ出力を要求出力にする（ステップＳ１０）。時刻Ｔ２４、時刻Ｔ２６、時刻Ｔ３４についても同様である。なお、ＥＣＯスイッチがオフのときにおいても（ステップＳ１；Ｎｏ）、ＦＣ出力を要求出力とする（ステップＳ１０）。
【００６７】
また、時刻Ｔ３２では、車速が一定である。すなわち、条件Ａ’及び条件Ｂ’の何れも成立せず（ステップＳ４ａ；Ｎｏ）、車速変化率がゼロより大きくない（ステップＳ９ａ；Ｎｏ）。このとき、制御装置９はＦＣ出力を要求出力にする（ステップＳ１０）。時刻Ｔ３６についても同様である。
【００６８】
このように、制御装置９は、今後、燃料電池３の効率が低下又は一定が続くと判断したとき（時刻Ｔ２１、時刻Ｔ２３、時刻Ｔ２５、時刻Ｔ２７、時刻Ｔ２９、時刻Ｔ３１、時刻Ｔ３３、時刻Ｔ３５）、所定条件が成立するまでの間（時刻Ｔ２２、時刻Ｔ２４、時刻Ｔ２６、時刻Ｔ２８、時刻Ｔ３０、時刻Ｔ３２、時刻Ｔ３４、時刻Ｔ３６までの間）、ＦＣ出力をＦＣ最高効率出力にする。このような制御によれば、本来であれば、要求出力はＦＣ最高効率出力未満であるから（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、ＦＣ出力を要求出力にするところ、敢えて、ＦＣ出力をＦＣ最高効率出力としている（ステップＳ７）。これにより、効率が低下又は一定が続くと予測される間（時刻Ｔ２１〜時刻Ｔ２２、時刻Ｔ２３〜時刻Ｔ２４、時刻Ｔ２５〜時刻Ｔ２６、時刻Ｔ２７〜時刻Ｔ２８、時刻Ｔ２９〜時刻Ｔ３０、時刻Ｔ３１〜時刻Ｔ３２、時刻Ｔ３３〜時刻Ｔ３４、時刻Ｔ３５〜時刻Ｔ３６）、燃料電池３を最高効率出力で運転させるので、燃費を向上させることができる。
【００６９】
燃料電池３は、ＦＣ出力が要求出力よりも高いＦＣ最高効率出力で運転することになるので、発電した電力は余る。しかしながら、二次電池４に十分な空きがある場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）にそのような運転を実行するので、その余った電力は二次電池４に充電されるので、発電した電力を無駄にすることがない。
【００７０】
二次電池４に十分な空きが無い場合（ステップＳ６；Ｎｏ）、燃料電池３の出力を停止する（ステップＳ１１）。この場合は、電動車両１は、二次電池４の電力のみでモーター２を駆動することになる。また、要求出力がＦＣ最高効率出力以上である場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、制御装置９はＦＣ出力を要求出力に設定して燃料電池３を運転させる（ステップＳ１０）。
【００７１】
また、制御装置９は、ステップＳ４ａの判定が成立せず、車速変化率がゼロより大きい場合（ステップＳ９ａ；Ｙｅｓ）、要求出力がＦＣ最高効率出力よりも大きいかを判定する（ステップＳ１２）。制御装置９は、要求出力がＦＣ最高効率出力より大きいならば（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、ＳＯＣが１５％より大きいかを判定する（ステップＳ１３）。ＳＯＣが１５％より大きければ（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、ＦＣ出力をＦＣ最高効率出力とする（ステップＳ１４）。
【００７２】
図７に示す時刻Ｔ２８では、直前での車速変化率が一定（ゼロ）であり、その後、車速変化率がゼロより大きい。すなわち、条件Ａ’及び条件Ｂ’の何れも成立せず（ステップＳ４ａ；Ｎｏ）、車速変化率がゼロより大きい（ステップＳ９ａ；Ｙｅｓ）。したがって、時刻Ｔ２８では、制御装置９はＦＣ出力をＦＣ最高効率出力にする（ステップＳ１４）。なお、時刻Ｔ２８の後には上記条件が成立せず、ＦＣ出力は要求出力とされる。時刻Ｔ３０についても同様である。
【００７３】
車速変化率がゼロより大きいということは（ステップＳ９ａ；Ｙｅｓ）、車速が上昇傾向にあり、今後、燃料電池３の効率が上昇すると予測されるということである。そして、要求出力は、ＦＣ最高効率出力より大きい（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）。本来であれば、要求出力はＦＣ最高効率出力より大きいのであるから、燃料電池３に、ＦＣ最高効率出力以上の出力をさせる。しかしながら、本実施形態では、敢えて、ＦＣ出力をＦＣ最高効率出力としている（ステップＳ１４）。
【００７４】
このように、要求出力がＦＣ最高効率出力を上回っているにもかかわらず、今後、燃料電池３の効率が向上するような状況にあるので、その状況を活かすことを優先して、最高効率出力で燃料電池３を運転させる。これにより燃費を向上させることができる。
【００７５】
燃料電池３は、ＦＣ出力が要求出力よりも低いＦＣ最高効率出力で運転することになる。このため、不足する電力は二次電池４で賄われる。二次電池４に十分な容量がある場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）にそのような運転を実行するので、要求出力に応えることができる。
【００７６】
このように、本実施形態に係る電動車両１であっても、実施形態１と同様の作用効果を奏する。
【００７７】
また、燃料電池３の効率に相関があるパラメータとして車速変化率を用い、これを検出するための車速センサー７を用いた。これにより、簡易な構成で車速変化率を取得することができる。また、車速変化率は上記効率に強い相関があるため、精度良く燃料電池３の効率に関する予測を行える。
【００７８】
〈他の実施形態〉
なお、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
【００７９】
例えば、燃料電池３の効率に相関があるパラメータとして気温変化率や車速変化率以外のパラメータを用いることができる。例えば、クーラー消費電力やヒーター消費電力である。クーラー消費電力が高いということは、外気温が高いと考えられ、クーラー消費電力が低いということは外気温が低いと考えられる。ヒーター消費電力が高いということは、外気温が低いと考えられ、ヒーター消費電力が低いということは外気温が高いと考えられる。したがって、クーラー消費電力は、実施形態１の外気温に置き換えて適用することができるし、ヒーター消費電力はその逆数をとって外気温に置き換えて適用することができる。
【００８０】
また、実施形態１及び実施形態２では、二次電池４のＳＯＣが所定値未満であるかの判定においては（ステップＳ６）、所定値として８０％を用いたが、これは例示であり、これに限定されない。同様に、二次電池４のＳＯＣが所定値より大きいかの判定においては（ステップＳ１３）、所定値として１５％を用いたが、これは例示であり、これに限定されない。
【符号の説明】
【００８１】
１…電動車両、２…モーター、３…燃料電池、４…二次電池、５…外部給電装置、６…外気温センサー（検出手段）、７…車速センサー（検出手段）、８…ＥＣＯスイッチ、９…制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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