(57)【要約】【課題】例えば燃料電池の温度が所定温度よりも低い状態で、ＷＯＴ等の高出力要求があった場合であっても、加速感を持続させることができる電源システム及び電源システムの制御方法を提供する。【解決手段】第１電源システム１０Ａは、少なくとも駆動モータ７６のトルクを制御する第１モータ制御部２００Ａを有する。第１モータ制御部２００Ａは、ＦＣ１４の温度が所定温度Ｔｈ以下で、且つ、駆動モータ７６に対する高出力要求があった場合に、駆動モータ７６のトルクを駆動モータ７６の出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する。【選択図】図３
2020141546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される電源と、
駆動モータと、
前記電源の温度を計測する温度計と、
少なくとも前記駆動モータのトルクを制御するモータ制御部と、を有し、
前記モータ制御部は、
前記電源の温度が所定温度以下で、且つ、前記駆動モータに対する高出力要求があった場合に、前記駆動モータのトルクを前記駆動モータの出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する、電源システム。
【請求項２】
車両に搭載される電源と、
駆動モータと、
坂道を検知する手段と、
少なくとも前記駆動モータのトルクを制御するモータ制御部と、を有し、
前記モータ制御部は、
前記車両が下り傾斜の坂道を走行し、且つ、前記駆動モータに対する高出力要求があった場合に、前記駆動モータのトルクを前記駆動モータの出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する、電源システム。
【請求項３】
車両に搭載される電源と、
駆動モータと、
前記電源の温度を計測する温度計と、
坂道を検知する手段と、
少なくとも前記駆動モータのトルクを制御するモータ制御部と、を有し、
前記モータ制御部は、
前記電源の温度が所定温度以下で、前記車両が下り傾斜の坂道を走行し、且つ、前記駆動モータに対する高出力要求があった場合に、前記駆動モータのトルクを前記駆動モータの出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する、電源システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電源システムにおいて、
前記モータ制御部は、
前記トルクを制限している期間にわたって、前記モータの出力の勾配を制限する、電源システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電源システムにおいて、
少なくとも前記駆動モータに対する高出力要求は、前記車両のスロットル開度に基づいて検知される、電源システム。
【請求項６】
車両に搭載される電源と、
駆動モータと、
前記電源の温度を計測する温度計と、
少なくとも前記駆動モータのトルクを制御するモータ制御部と、を有する電源システムの制御方法であって、
前記モータ制御部は、
前記電源の温度が所定温度以下で、且つ、前記駆動モータに対する高出力要求があった場合に、前記駆動モータのトルクを前記駆動モータの出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する、電源システムの制御方法。
【請求項７】
車両に搭載される電源と、
駆動モータと、
坂道を検知する手段と、
少なくとも前記駆動モータのトルクを制御するモータ制御部と、を有する電源システムの制御方法であって、
前記モータ制御部は、
前記車両が下り傾斜の坂道を走行し、且つ、前記駆動モータに対する高出力要求があった場合に、前記駆動モータのトルクを前記駆動モータの出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する、電源システムの制御方法。
【請求項８】
車両に搭載される電源と、
駆動モータと、
前記電源の温度を計測する温度計と、
坂道を検知する手段と、
少なくとも前記駆動モータのトルクを制御するモータ制御部と、を有する電源システムの制御方法であって、
前記モータ制御部は、
前記電源の温度が所定温度以下で、前記車両が下り傾斜の坂道を走行し、且つ、前記駆動モータに対する高出力要求があった場合に、前記駆動モータのトルクを前記駆動モータの出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する、電源システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システム及び電源システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、車両走行用のモータの出力を過剰に制限することを防止しつつ、燃料電池システムのシステム電圧が過剰に低下してしまうことを防止することを目的としている（［０００４］、要約）。当該目的を達成するため、特許文献１記載の燃料電池システムは、燃料電池の温度とモータの回転数とに基づき、モータの運転状態に応じたシステム電圧の低下度合を推定し、モータの出力を制限する処理の実行開始及び実行終了を指示するためのシステム電圧に対する各閾値であるモータ出力制限開始電圧及びモータ出力制限終了電圧を設定し、モータＥＣＵへ出力する。モータＥＣＵは、システム電圧の検出値と各電圧とに基づき、モータの出力を制限する際の制限率である出力制限係数を設定し、モータの出力を制限する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４５６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば燃料電池の温度が所定温度よりも低い状態で、ＷＯＴ（Wide Open Throttle）等の高出力要求があった場合、モータの出力が急激に制限され、急峻な出力波形となる（特許文献１：図４の期間α１参照）。
【０００５】
このような場合、加速状態が急激に終了し、高出力要求したにも拘わらず、加速が続かない、すなわち、加速フィーリングが持続しないという事象が生じる。
【０００６】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、例えば燃料電池の温度が所定温度よりも低い状態で、ＷＯＴ等の高出力要求があった場合であっても、加速感を持続させることができる電源システム及び電源システムの制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、例えば下り坂の走行中において、ＷＯＴ等の高出力要求があった場合であっても、下り坂での加速を制限することができる電源システム及び電源システムの制御方法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】
【０００８】
［１］  本発明の第１の態様は、車両に搭載される電源と、駆動モータと、前記電源の温度を計測する温度計と、少なくとも前記駆動モータのトルクを制御するモータ制御部と、を有し、前記モータ制御部は、前記電源の温度が所定温度以下で、且つ、前記駆動モータに対する高出力要求があった場合に、前記駆動モータのトルクを前記駆動モータの出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する。
【０００９】
［２］  本発明の第２の態様は、車両に搭載される電源と、駆動モータと、坂道を検知する手段と、少なくとも前記駆動モータのトルクを制御するモータ制御部と、を有し、前記モータ制御部は、前記車両が下り傾斜の坂道を走行し、且つ、前記駆動モータに対する高出力要求があった場合に、前記駆動モータのトルクを前記駆動モータの出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する。
【００１０】
［３］  本発明の第３の態様は、車両に搭載される電源と、駆動モータと、前記電源の温度を計測する温度計と、坂道を検知する手段と、少なくとも前記駆動モータのトルクを制御するモータ制御部と、を有し、前記モータ制御部は、前記電源の温度が所定温度以下で、前記車両が下り傾斜の坂道を走行し、且つ、前記駆動モータに対する高出力要求があった場合に、前記駆動モータのトルクを前記駆動モータの出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する。
【００１１】
［４］  本発明の第４の態様は、車両に搭載される電源と、駆動モータと、前記電源の温度を計測する温度計と、少なくとも前記駆動モータのトルクを制御するモータ制御部と、を有する電源システムの制御方法であって、前記モータ制御部は、前記電源の温度が所定温度以下で、且つ、前記駆動モータに対する高出力要求があった場合に、前記駆動モータのトルクを前記駆動モータの出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する。
【００１２】
［５］  本発明の第５の態様は、車両に搭載される電源と、駆動モータと、坂道を検知する手段と、少なくとも前記駆動モータのトルクを制御するモータ制御部と、を有する電源システムの制御方法であって、前記モータ制御部は、前記車両が下り傾斜の坂道を走行し、且つ、前記駆動モータに対する高出力要求があった場合に、前記駆動モータのトルクを前記駆動モータの出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する。
【００１３】
［６］  本発明の第６の態様は、車両に搭載される電源と、駆動モータと、前記電源の温度を計測する温度計と、坂道を検知する手段と、少なくとも前記駆動モータのトルクを制御するモータ制御部と、を有する電源システムの制御方法であって、モータ制御部は、電源の温度が所定温度以下で、前記車両が下り傾斜の坂道を走行し、且つ、前記駆動モータに対する高出力要求があった場合に、前記駆動モータのトルクを前記駆動モータの出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１、第４の一態様によれば、燃料電池の温度が低温時における駆動モータに対する高出力要求において、駆動モータへのトルク要求に制限を加えるようにしたので、ユーザに加速感を与え、しかも、その加速感を持続させることができる。また、上記高出力要求に伴う急峻なトルク要求がないため、燃料電池の出力応答が不要となり、燃料電池の応答性を緩和することができる。急峻な出力要求がないため、ＮＶ（ノイズ・バイブレーション）性能を改善することができる。
【００１５】
本発明の第２、第５の一態様によれば、下り坂の走行中における駆動モータに対する高出力要求において、駆動モータへのトルク要求に制限を加えるようにしたので、モータ出力にも制限が加わり、下り坂での加速を制限することができる。
【００１６】
本発明の第３、第６の一態様によれば、燃料電池の温度が低温時における駆動モータに対する高出力要求において、駆動モータへのトルク要求に制限を加えるようにしたので、ユーザに加速感を与え、しかも、その加速感を持続させることができる。また、上記高出力要求に伴う急峻なトルク要求がないため、燃料電池の出力応答が不要となり、燃料電池の応答性を緩和することができる。急峻な出力要求がないため、ＮＶ性能を改善することができる。また、下り坂の走行中における上記高出力要求において、駆動モータへのトルク要求に制限を加えるようにしたので、モータ出力にも制限が加わり、下り坂での加速を制限することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】代表的に第１電源システムを搭載した車両を示す概略全体構成図である。
【図２】第１電源システムに含まれる電力システムを示す概略全体構成図である。
【図３】第１モータ制御部の処理動作を示すフローチャートである。
【図４】図４Ａは比較例の加速度、モータ出力、車速の変化を示すグラフであり、図４Ｂは実施例の加速度、モータ出力、車速の変化を示すグラフである。
【図５】第２電源システムに含まれる電力システムを示す概略全体構成図である。
【図６】第２モータ制御部の処理動作を示すフローチャートである。
【図７】第３電源システムに含まれる電力システムを示す概略全体構成図である。
【図８】第３モータ制御部の処理動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
先ず、第１の実施形態に係る第１電源システム１０Ａを燃料電池に適用したシステムを図１〜図４Ｂを参照しながら説明する。
【００２０】
第１電源システム１０Ａに適用される燃料電池車両１２（以下、単に車両１２と記す）の基本的な装置構成としては、既知のものを使用可能である。例えば、特開２０１６−１２４８０号公報で示される構成を使用可能である。本明細書では、発明の特徴と関係する構成を中心に説明し、既知の構成については説明（及び図示）を省略するか、又は、簡単な説明（及び図示）に留める。なお、本実施形態では、ＦＣシステムを搭載する車両１２を想定している。
【００２１】
電源システム１０は、車両１２に搭載される電源１４と、水素供給システム１６と、エア供給システム１８と、冷却システム２０と、電力システム２２と、ＥＣＵ２４と、を備える。また、図１に示すように、アクセルペダル３０の開度（操作量）を検出する開度センサ３２を備える。電源１４としては、例えば燃料電池（ＦＣ）が使用される。以下、燃料電池を用いた電源１４をＦＣ１４と記す。
【００２２】
ＦＣ１４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み込んで形成された燃料電池セルを積層した構造を有する。アノード電極側にはアノード流路３４を介して燃料ガスとしての水素ガスが供給され、カソード電極側にはカソード流路３６を介して酸化剤ガスとしてのエアが供給される。水素ガスとエア中の酸素が反応して水が生成されると共に電力が発生する。
【００２３】
水素供給システム１６は、水素供給流路１６Ｓを介してＦＣ１４に対して水素ガスを供給すると共に、ガス排出流路１６Ｄを介してＦＣ１４で発生するアノードオフガスを排出する。水素供給流路１６Ｓ及びガス排出流路１６Ｄはアノード流路３４に連通する。
【００２４】
エア供給システム１８は、エア供給流路１８Ｓを介してＦＣ１４に対してエアを供給すると共に、ガス排出流路１８Ｄを介してＦＣ１４で発生するカソードオフガスを排出する。エア供給流路１８Ｓとしては、上流側（吸入口側）から順に配管４０ａ、エアポンプ４２、配管４０ｂ、加湿器４４、配管４０ｃが設けられる。下流側の配管４０ｃはＦＣ１４のカソード流路３６に連通する。ガス排出流路１８Ｄとしては、上流側（ＦＣ１４側）から順に配管４６ａ、加湿器４４、配管４６ｂ、背圧弁４８、配管４６ｃが設けられる。上流側の配管４６ａはＦＣ１４のカソード流路３６に連通する。エア供給流路１８Ｓの配管４０ｂと配管４０ｃは、加湿器４４をバイパスする配管５６で接続される。配管５６には弁５８が設けられる。配管４６ｂには圧力センサ６４が設けられる。配管４０ｂには流量センサ６６が設けられる。
【００２５】
エアポンプ４２は、配管４０ａを介して吸気した外部のエアを、配管４０ｂ、加湿器４４、配管４０ｃ等を介してＦＣ１４のカソード流路３６に圧送する。加湿器４４は、エアポンプ４２から供給されるエアを、ＦＣ１４から排出されるカソードオフガスを利用して加湿する。背圧弁４８は、ＥＣＵ２４から出力される制御信号に応じて弁の開度を調整することにより、ＦＣ１４のカソード流路３６の圧力を調整する。エアポンプ４２と背圧弁４８と弁５８は、それぞれＥＣＵ２４により制御される。圧力センサ６４で検出される圧力値はＥＣＵ２４に出力されており、この圧力値が所定圧になるように、背圧弁４８の開度が制御される。流量センサ６６で検出されるエアの実流量値はＥＣＵ２４に出力される。
【００２６】
冷却システム２０は、冷媒供給流路２０Ｓを介してＦＣ１４に対して冷媒を供給すると共に、冷媒排出流路２０Ｄを介してＦＣ１４から冷媒を回収する。冷媒は冷却システム２０とＦＣ１４の間で循環しており、ＦＣ１４で吸熱し、冷却システム２０で放熱する。
【００２７】
図２を用いて電力システム２２に関して説明する。ＦＣ１４は、ＦＣコンタクタ７０と昇圧コンバータ７２（ＦＣＶＣＵ）とインバータ７４（ＭＯＴＰＤＵ）を介して、駆動モータ７６（例えばトラクションモータ：ＴＲＣ）に接続される。また、高電圧バッテリ７８（ＢＡＴ）は、ＢＡＴコンタクタ８０と昇降圧コンバータ８２（ＢＡＴＶＣＵ）を介して、駆動モータ７６に接続される。昇圧コンバータ７２と昇降圧コンバータ８２は、駆動モータ７６に対して２次側２Ｓで並列に接続される。昇降圧コンバータ８２の１次側１Ｓｂには各種の高電圧補機、例えばエアポンプ４２とエアコンディショナ８４（Ａ／Ｃ８４）とヒータ８６と降圧コンバータ８８（ＤＣ／ＤＣ８８ともいう）が並列に接続される。エアコンディショナ８４とヒータ８６はデフロスタ装置としても機能する。
【００２８】
ＦＣコンタクタ７０は、ＥＣＵ２４から出力される開閉信号に応じてＦＣ１４と昇圧コンバータ７２の１次側１Ｓｆとの遮断と接続とを切り替える。昇圧コンバータ７２はチョッパ回路を備える電圧調整装置であり、ＥＣＵ２４の制御信号に応じて１次側１Ｓｆの電圧を昇圧して２次側２Ｓに印加する。インバータ７４は３相ブリッジ型の構成とされ、２次側２Ｓの直流電圧を交流電圧に変換し、ＥＣＵ２４から出力される目標回転数の制御信号に応じて駆動モータ７６を制御する。なお、回生時にインバータ７４はコンバータとして機能し、駆動モータ７６で発生する交流電圧を直流電圧に変換する。インバータ７４と駆動モータ７６は所謂負荷である。駆動モータ７６は、ＦＣ１４及び／又は高電圧バッテリ７８の電力により駆動し、回生時は発電機として機能する。駆動モータ７６にはモータ回転数センサ９０が設けられる。モータ回転数センサ９０は駆動モータ７６の回転数を検出し、回転数信号をＥＣＵ２４に出力する。
【００２９】
高電圧バッテリ７８は、力行時に実消費電力に対するＦＣ１４の発電量の不足分を放電し、回生時に実消費電力に対するＦＣ１４や負荷の発電量の超過分を充電する。高電圧バッテリ７８のＳＯＣはＥＣＵ２４で監視される。ＢＡＴコンタクタ８０は、ＥＣＵ２４から出力される開閉信号に応じて高電圧バッテリ７８と昇降圧コンバータ８２の１次側１Ｓｂとの遮断と接続とを切り替える。昇降圧コンバータ８２はチョッパ回路を備える電圧調整装置であり、ＥＣＵ２４から出力される制御信号に応じて、力行時には１次側１Ｓｂの電圧を昇圧して２次側２Ｓに印加し、回生時には２次側２Ｓの電圧を降圧して１次側１Ｓｂに印加する。
【００３０】
エア供給システム１８（図１）にも含まれるエアポンプ４２は、エアポンプＰＤＵ９４（Ａ／ＰＰＤＵ）を介して昇降圧コンバータ８２の１次側１Ｓｂに接続される。エアポンプＰＤＵ９４は３相ブリッジ型のインバータを備え、１次側１Ｓｂの直流電圧を交流電圧に変換し、ＥＣＵ２４から出力される目標回転数の制御信号に応じてエアポンプ４２を制御する。ポンプ回転数センサ９６はエアポンプ４２の回転数を検出し、回転数信号をＥＣＵ２４に出力する。
【００３１】
昇圧コンバータ７２には第１温度センサ９２が設けられる。第１温度センサ９２は昇圧コンバータ７２の温度を検出し、温度信号をＥＣＵ２４に出力する。同様に、昇降圧コンバータ８２には第２温度センサ９８が設けられる。第２温度センサ９８は昇降圧コンバータ８２の温度を検出し、温度信号をＥＣＵ２４に出力する。第１温度センサ９２と第２温度センサ９８は、それぞれ昇圧コンバータ７２又は昇降圧コンバータ８２の温度異常を検知する異常検知装置として機能する。
【００３２】
図１、図２を用いてＥＣＵ２４に関して説明する。ＥＣＵ２４は、エネルギーマネージメントＥＣＵ１００（ＥＭＥＣＵ１００ともいう）とＦＣＥＣＵ１０２を備える。各ＥＭＥＣＵ１００及びＦＣＥＣＵ１０２は、それぞれマイクロコンピュータを含む計算機であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭも含む）、ＲＡＭ、その他、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力装置、計時部としてのタイマ等を有する。各ＥＣＵ１００、１０２は、ＣＰＵがＲＯＭに記録されているプログラムを読み出し実行することで各種機能実現部（機能実現手段）、例えば、制御部、演算部、及び、処理部等として機能する。各ＥＣＵ１００、１０２は、１つのＥＣＵのみから構成されてもよく、複数のＥＣＵから構成されてもよい。
【００３３】
ＥＭＥＣＵ１００は、ＦＣシステムのエネルギーマネージメント（ＥＭ）を行うように構成される。更に、ＥＭＥＣＵ１００は、ＦＣ１４の目標電力を電流指令値としてＦＣＥＣＵ１０２に出力するように構成される。
【００３４】
ＦＣＥＣＵ１０２は、ＣＰＵがＲＯＭに記録されているプログラムを読み出し実行することにより、流量／圧力演算部１０４、回転数演算部１０６、電力推定部１０８、ポンプ電力演算部１１０、ガス制御部１１２、電力システム制御部１１４として機能する。
【００３５】
流量／圧力演算部１０４は、エアポンプ４２の目標流量／圧力を演算するように構成される。回転数演算部１０６は、目標流量を得るために必要なエアポンプ４２の目標回転数を算出するように構成される。電力推定部１０８は、電力推定値を演算するように構成される。電力推定値とは、その時点のエアポンプ４２の流量と圧力比（エアポンプ４２の吸入側圧力と吐出側圧力の比）を実現するために、エアポンプ４２に必要とされる電力のことをいう。
【００３６】
ポンプ電力演算部１１０は、エアポンプ４２の消費電力上限値Ｐｕｌを演算するように構成される。更に、ポンプ電力演算部１１０は、昇圧コンバータ７２又は昇降圧コンバータ８２に異常が発生した場合、例えば、第１温度センサ９２又は第２温度センサ９８により所定温度以上の異常温度が検知された場合に、エアポンプ４２の消費電力上限値Ｐｕｌを制限するように構成される。消費電力上限値Ｐｕｌというのは、エアポンプ４２が駆動する際に許容される電力の上限であり、昇圧コンバータ７２又は昇降圧コンバータ８２に異常がない場合は、エアポンプ４２の定格値が設定される。
【００３７】
ガス制御部１１２は、水素供給システム１６及びエア供給システム１８のガス制御を行うように構成される。ここでは、ガス制御部１１２は、圧力センサ６４の検出値と目標圧力に従い背圧弁４８をフィードバック制御するように構成される。
【００３８】
電力システム制御部１１４は、ＥＭＥＣＵ１００で行われたエネルギーマネージメントに基づいて、電力システム２２（ＦＣコンタクタ７０、昇圧コンバータ７２、インバータ７４、ＢＡＴコンタクタ８０、昇降圧コンバータ８２、エアポンプ４２、高電圧補機８４、８６、８８）を制御するように構成される。更に、電力システム制御部１１４は、昇圧コンバータ７２に異常が発生した場合、例えば、第１温度センサ９２により異常温度が検知された場合に、昇圧コンバータ７２の通過電力を制限するように構成される。また、昇降圧コンバータ８２に異常が発生した場合、例えば、第２温度センサ９８により異常温度が検知された場合に、昇降圧コンバータ８２の通過電力を制限するように構成される。
【００３９】
各ＥＣＵ１００、１０２は、信号線１２０を介して水素供給システム１６、エア供給システム１８、冷却システム２０、電力システム２２の各機器と通信可能に接続される。そして、ＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムを実行し、例えば、開度センサ３２、圧力センサ６４、流量センサ６６、第１温度センサ９２、第２温度センサ９８、ポンプ回転数センサ９６等のセンサ検出値、ＦＣ１４の電圧、電流、エアポンプ４２の電圧、電流、回転数、駆動モータ７６の電圧、電流、回転数、ＢＡＴ７８の電圧、電流、温度、ＳＯＣ、２次側２Ｓの電圧、電流等を検出して、各機器を制御する。
【００４０】
図２に示すように、例えばＥＭＥＣＵ１００は、ＣＰＵがＲＯＭに記録されているプログラムを読み出し実行することにより、第１モータ制御部２００Ａとして機能する。
【００４１】
また、ＦＣ１４には第３温度センサ２０２が設けられる。第３温度センサ２０２はＦＣ１４の温度（ＦＣスタック温度又はＦＣ雰囲気温度Ｔａ）を検出し、温度信号をＥＭＥＣＵ１００に出力する。アクセルペダル３０の開度（操作量）を検出する開度センサ３２からの開度（操作量）もＥＭＥＣＵ１００に供給される。Ｔａは、ＦＣスタック温度及びＦＣ雰囲気温度Ｔａのうち、いずれか一方を示す。
【００４２】
ＥＭＥＣＵ１００の第１モータ制御部２００Ａは、少なくとも上述した第３温度センサ２０２からの温度情報及び開度センサ３２からの開度の入力に基づいて、インバータ７４（ＭＯＴＰＤＵ）に制御信号を出力して、駆動モータ７６のトルクを制御する。
【００４３】
具体的には、第１モータ制御部２００Ａは、ＦＣ１４の温度が低温で、且つ、駆動モータ７６に対するＷＯＴを含む高出力要求があった場合に、駆動モータ７６のトルクを駆動モータ７６の出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する。例えば駆動モータ７６の駆動に使用される回転速度とトルクとの関係を示す駆動モータ７６の特性図（Ｎ−Ｔマップ）として、低速を大トルクとする特性のマップから、低速から中速にかけて中トルクとする特性のマップに切り換える等が挙げられる。
【００４４】
第１モータ制御部２００Ａは、開度センサ３２からの信号が、例えばスロットル開度９０％以上の場合に、駆動モータ７６に対する高出力要求であると判別する。
【００４５】
次に、第１電源システム１０Ａの処理動作、すなわち、第１モータ制御部２００Ａの処理動作を図３のフローチャートを参照しながら説明する。
【００４６】
先ず、図３のステップＳ１において、第１モータ制御部２００Ａは、駆動モータ７６に対するＷＯＴを含む高出力要求があったか否かを判別する。
【００４７】
高出力要求があった場合は、次のステップＳ２に進み、第１モータ制御部２００Ａは、ＦＣ１４の温度（ＦＣスタック温度又はＦＣ雰囲気温度Ｔａ）を第３温度センサ２０２から取得する。
【００４８】
ステップＳ３において、第１モータ制御部２００Ａは、ＦＣスタック温度又はＦＣ雰囲気温度Ｔａが所定温度Ｔｈより低い（低温）であるか否かを判別する。低温であれば、第１モータ制御部２００Ａは、ステップＳ４において、駆動モータ７６のトルクを制限する。具体的には、駆動モータ７６の出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限する。
【００４９】
上記ステップＳ３において、ＦＣスタック温度又はＦＣ雰囲気温度Ｔａが所定温度Ｔｈ以上であれば、トルクの制限を行わない。その後、所定時間経過後にステップＳ１以降の処理を繰り返す。
【００５０】
ここで、比較例と実施例との違いを図４Ａ及び図４Ｂを参照しながら説明する。
【００５１】
先ず、比較例は、駆動モータ７６に対する高出力要求があった場合に、トルク制限を実施しない例を示す。
【００５２】
比較例は、図４Ａの実線Ｌａに示すように、加速度Ｇは最大レベルＧｍ（例えば０．４）まで急峻に立ち上がり、短時間Ｔｍ（例えば２秒以内）後、急激に低下する。比較例のモータ出力は、図４Ａの破線Ｌｂに示すように、加速度Ｇの場合と同様に、短時間Ｔｍに急激に立ち上がり、その後、ほぼ一定となる。なお、図４Ａにおいて、一点鎖線Ｌｃは車両１２の速度（車速）の変化を示す。
【００５３】
一方、実施例（第１モータ制御部２００Ａ）は、高出力要求があった場合に、トルク制限を実施することから、図４Ｂの実線Ｌｘに示すように、加速度Ｇは最大レベルＧｍの例えば５０％（Ｇｈ）まで急激に立ち上がり、比較的長い時間Ｔｘ（例えば７秒〜１０秒）にわたって、そのレベルが維持される。その後、加速度Ｇは低下する。モータ出力は、図４Ｂの破線Ｌｙに示すように、加速度Ｇの場合と同様に、ほぼ上記時間Ｔｘをかけて立ち上がり、その後、ほぼ一定となる。なお、図４Ｂにおいて、一点鎖線Ｌｚは車速の変化を示す。
【００５４】
比較例と実施例のモータ出力を比較すると、比較例では、モータ出力が急峻に立ち上がることから、最大モータ出力Ｐｍａ未満の所定出力Ｐｓ（例えば４０ｋＷ）に達するまでの時間がＴｎと短い。これに対して、実施例は、上述の所定出力Ｐｓに達するまでの時間が長い（時間Ｔｙ）。これにより、実施例では、トルクの制限に伴って、モータ出力も制限されることがわかる。
【００５５】
このように、第１電源システム１０Ａは、ＦＣスタック温度又はＦＣ雰囲気温度Ｔａが低温時における高出力要求において、駆動モータ７６へのトルク要求に制限を加えるようにしたので、ユーザに加速感を与え、しかも、その加速感を持続させることができる。
【００５６】
また、高出力要求に伴う急峻なトルク要求がないため、ＦＣ１４の出力応答が不要となり、ＦＣ１４の応答性を緩和することができる。急峻な出力要求がないため、ＮＶ（ノイズ・バイブレーション）性能を改善することができる。
【００５７】
次に、第２の実施形態に係る電源システム（以下、第２電源システム１０Ｂと記す）について図５及び図６を参照しながら説明する。
【００５８】
第２電源システム１０Ｂは、図５に示すように、上述した第１電源システム１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、第１モータ制御部２００Ａに代えて、第２モータ制御部２００Ｂを有する点で異なる。
【００５９】
第２モータ制御部２００Ｂは、少なくとも加速度センサ２１０からの情報と、開度センサ３２からの開度の入力とに基づいて、インバータ７４に制御信号を出力して、駆動モータ７６のトルクを制御する。
【００６０】
具体的には、第２モータ制御部２００Ｂは、車両１２が下り傾斜の坂道を走行し、且つ、駆動モータ７６に対する高出力要求があった場合に、駆動モータ７６のトルクを駆動モータ７６の出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する。
【００６１】
次に、第２電源システム１０Ｂの処理動作、すなわち、第２モータ制御部２００Ｂの処理動作を図６のフローチャートを参照しながら説明する。
【００６２】
先ず、図６のステップＳ１０１において、第２モータ制御部２００Ｂは、駆動モータ７６に対する高出力要求があったか否かを判別する。
【００６３】
高出力要求があった場合は、次のステップＳ１０２に進み、第２モータ制御部２００Ｂは、加速度センサ２１０からの情報を取得する。
【００６４】
ステップＳ１０３において、第２モータ制御部２００Ｂは、車両１２が下り坂を走行中であるか否かを判別する。下り坂を走行中であれば、第２モータ制御部２００Ｂは、ステップＳ１０４において、駆動モータ７６のトルクを制限する。具体的には、駆動モータ７６の出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限する。このトルク制限に伴って、上述したように、高出力要求の際のモータ出力にも制限が加わる。
【００６５】
上記ステップＳ１０３において、ＦＣスタック温度又はＦＣ雰囲気温度Ｔａが所定温度Ｔｈ以上であれば、トルクの制限を行わない。その後、所定時間経過後にステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。
【００６６】
このように、第２電源システム１０Ｂは、下り坂の走行中における高出力要求において、駆動モータ７６へのトルク要求に制限を加えるようにしたので、モータ出力にも制限が加わり、下り坂での加速を制限することができる。
【００６７】
次に、第３の実施形態に係る電源システム（以下、第３電源システム１０Ｃと記す）について図７及び図８を参照しながら説明する。
【００６８】
第３電源システム１０Ｃは、図７に示すように、上述した第１電源システム１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、第１モータ制御部２００Ａに代えて、第３モータ制御部２００Ｃを有する点で異なる。
【００６９】
第３モータ制御部２００Ｃは、上述した第３温度センサ２０２からの温度情報、加速度センサ２１０からの情報、開度センサ３２からの開度の入力に基づいて、インバータ７４に制御信号を出力して、駆動モータ７６のトルクを制御する。
【００７０】
具体的には、第３モータ制御部２００Ｃは、ＦＣスタック温度又はＦＣ雰囲気温度Ｔａが低温であって、且つ、駆動モータ７６に対する高出力要求があった場合、あるいは、車両１２が下り傾斜の坂道を走行し、且つ、駆動モータ７６に対する高出力要求があった場合に、駆動モータ７６のトルクを駆動モータ７６の出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する。
【００７１】
次に、第３電源システム１０Ｃの処理動作、すなわち、第３モータ制御部２００Ｃの処理動作を図８のフローチャートを参照しながら説明する。
【００７２】
先ず、図８のステップＳ２０１において、第３モータ制御部２００Ｃは、駆動モータ７６に対する高出力要求があったか否かを判別する。高出力要求があった場合は、次のステップＳ２０２に進み、第３モータ制御部２００Ｃは、ＦＣスタック温度又はＦＣ雰囲気温度Ｔａを第３温度センサ２０２から取得する。また、ステップＳ２０３において、第３モータ制御部２００Ｃは、ステップＳ２０３において、加速度センサ２１０からの情報を取得する。
【００７３】
ステップＳ２０４において、第３モータ制御部２００Ｃは、ＦＣスタック温度又はＦＣ雰囲気温度Ｔａが所定温度Ｔｈより低い（低温）であるか否かを判別する。ＦＣスタック温度又はＦＣ雰囲気温度Ｔａが低温でないと判別された場合は、ステップＳ２０５において、車両１２が下り坂を走行中であるか否かを判別する。
【００７４】
そして、上記ステップＳ２０４において、ＦＣスタック温度又はＦＣ雰囲気温度Ｔａが低温であると判別された場合、あるいは、ステップＳ２０５において、車両１２が下り坂を走行中であると判別された場合は、ステップＳ２０６に進み、第３モータ制御部２００Ｃは、駆動モータ７６のトルクを制限する。具体的には、駆動モータ７６の出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限する。
【００７５】
このように、第３電源システム１０Ｃにおいては、第１電源システム１０Ａの効果と、第２電源システム１０Ｂの効果を併せ持つことができ、低温時の高出力要求での加速感の持続や、下り坂での高出力要求による加速を制限することができる。
【００７６】
［実施形態から得られる発明］
上述の実施形態から把握しうる発明について、以下に記載する。
【００７７】
［１］  本実施形態において、第１電源システム１０Ａは、車両１２に搭載されるＦＣ１４（電源）と、駆動モータ７６（ＴＲＣ）と、ＦＣ１４の温度（ＦＣスタック温度又はＦＣ雰囲気温度Ｔａ）を計測する第３温度センサ２０２（温度計）と、少なくとも駆動モータ７６のトルクを制御する第１モータ制御部２００Ａと、を有し、第１モータ制御部２００Ａは、ＦＣ１４の温度が所定温度Ｔｈ以下で、且つ、駆動モータ７６に対する高出力要求があった場合に、駆動モータ７６のトルクを駆動モータ７６の出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する。
【００７８】
これにより、ＦＣ１４の温度が低温時におけるＷＯＴを含む高出力要求において、駆動モータ７６へのトルク要求に制限を加えるようにしたので、ユーザに加速感を与え、しかも、その加速感を持続させることができる。
【００７９】
また、高出力要求に伴う急峻なトルク要求がないため、ＦＣ１４の出力応答が不要となり、ＦＣ１４の応答性を緩和することができる。急峻な出力要求がないため、ＮＶ（ノイズ・バイブレーション）性能を改善することができる。
【００８０】
［２］  本実施形態において、第２電源システム１０Ｂは、車両１２に搭載されるＦＣ１４と、駆動モータ７６と、坂道を検知する加速度センサ２１０と、少なくとも駆動モータ７６のトルクを制御する第２モータ制御部２００Ｂと、を有し、第２モータ制御部２００Ｂは、車両１２が下り傾斜の坂道を走行し、且つ、駆動モータ７６に対する高出力要求があった場合に、駆動モータ７６のトルクを駆動モータ７６の出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する。
【００８１】
これにより、下り坂の走行中における高出力要求において、駆動モータ７６へのトルク要求に制限を加えるようにしたので、モータ出力にも制限が加わり、下り坂での加速を制限することができる。
【００８２】
［３］  本実施形態において、第３電源システム１０Ｃは、車両１２に搭載されるＦＣ１４と、駆動モータ７６と、ＦＣ１４の温度を計測する第３温度センサ２０２と、坂道を検知する加速度センサ２１０と、少なくとも駆動モータ７６のトルクを制御する第３モータ制御部２００Ｃと、を有し、第３モータ制御部２００Ｃは、ＦＣ１４の温度が所定温度Ｔｈ以下で、車両１２が下り傾斜の坂道を走行し、且つ、駆動モータ７６に対する高出力要求があった場合に、駆動モータ７６のトルクを駆動モータ７６の出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する。
【００８３】
これにより、ＦＣ１４の温度が低温時における高出力要求において、駆動モータ７６へのトルク要求に制限を加えるようにしたので、ユーザに加速感を与え、しかも、その加速感を持続させることができる。
【００８４】
また、高出力要求に伴う急峻なトルク要求がないため、ＦＣ１４の出力応答が不要となり、ＦＣ１４の応答性を緩和することができる。急峻な出力要求がないため、ＮＶ（ノイズ・バイブレーション）性能を改善することができる。
【００８５】
更に、下り坂の走行中における高出力要求において、駆動モータ７６へのトルク要求に制限を加えるようにしたので、モータ出力にも制限が加わり、下り坂での加速を制限することができる。
【００８６】
［４］  本実施形態において、第１モータ制御部２００Ａ〜第３モータ制御部２００Ｃは、トルクを制限している期間にわたって、モータ出力の勾配を制限する。
【００８７】
これにより、下り坂の走行中における高出力要求において、駆動モータ７６へのトルク要求に制限を加えることで、モータ出力にも制限が加わり、下り坂での加速を制限することができる。
【００８８】
［５］  本実施形態において、少なくとも駆動モータ７６に対する高出力要求は、車両１２のスロットル開度に基づいて検知される。これにより、車両１２のスロットル開度によって、駆動モータ７６に対する高出力要求を正確に検知することができる。
【００８９】
［６］  本実施形態において、第１電源システム１０Ａの制御方法は、車両１２に搭載されるＦＣ１４（電源）と、駆動モータ７６（ＴＲＣ）と、ＦＣ１４の温度を計測する第３温度センサ２０２（温度計）と、少なくとも駆動モータ７６のトルクを制御する第１モータ制御部２００Ａと、を有する電源システムの制御方法であって、第１モータ制御部２００Ａは、ＦＣ１４の温度が所定温度Ｔｈ以下で、且つ、駆動モータ７６に対する高出力要求があった場合に、駆動モータ７６のトルクを駆動モータ７６の出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する。
【００９０】
これにより、ＦＣの温度が低温時における高出力要求において、駆動モータ７６へのトルク要求に制限を加えるようにしたので、ユーザに加速感を与え、しかも、その加速感を持続させることができる。
【００９１】
また、高出力要求に伴う急峻なトルク要求がないため、ＦＣの出力応答が不要となり、ＦＣの応答性を緩和することができる。急峻な出力要求がないため、ＮＶ性能を改善することができる。
【００９２】
［７］  本実施形態において、第２電源システム１０Ｂの制御方法は、車両１２に搭載されるＦＣ１４と、駆動モータ７６と、坂道を検知する手段２１０（加速度センサ）と、少なくとも駆動モータ７６のトルクを制御する第２モータ制御部２００Ｂと、を有する電源システムの制御方法であって、第２モータ制御部２００Ｂは、車両１２が下り傾斜の坂道を走行し、且つ、駆動モータ７６に対する高出力要求があった場合に、駆動モータ７６のトルクを駆動モータ７６の出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する。
【００９３】
これにより、下り坂の走行中における高出力要求において、駆動モータ７６へのトルク要求に制限を加えるようにしたので、モータ出力にも制限が加わり、下り坂での加速を制限することができる。
【００９４】
［８］  本実施形態において、第３電源システム１０Ｃの制御方法は、車両１２に搭載されるＦＣ１４と、駆動モータ７６と、ＦＣ１４の温度を計測する第３温度センサ２０２と、坂道を検知する加速度センサ２１０と、少なくとも駆動モータ７６のトルクを制御する第３モータ制御部２００Ｃと、を有する電源システムの制御方法であって、第３モータ制御部２００Ｃは、ＦＣ１４の温度が所定温度Ｔｈ以下で、車両１２が下り傾斜の坂道を走行し、且つ、駆動モータ７６に対する高出力要求があった場合に、駆動モータ７６のトルクを駆動モータ７６の出力可能な最大トルクよりも低いトルクに制限し、且つ、このトルク制限を継続的に実施する。
【００９５】
これにより、ＦＣ１４の温度が低温時における高出力要求において、駆動モータ７６へのトルク要求に制限を加えるようにしたので、ユーザに加速感を与え、しかも、その加速感を持続させることができる。
【００９６】
また、高出力要求に伴う急峻なトルク要求がないため、ＦＣ１４の出力応答が不要となり、ＦＣ１４の応答性を緩和することができる。急峻な出力要求がないため、ＮＶ性能を改善することができる。
【００９７】
また、下り坂の走行中における高出力要求において、駆動モータ７６へのトルク要求に制限を加えるようにしたので、モータ出力にも制限が加わり、下り坂での加速を制限することができる。
【００９８】
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本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。
【符号の説明】
【００９９】
１０Ａ〜１０Ｃ…第１電源システム〜第３電源システム
１２…車両                            １４…電源（ＦＣ）
２２…電力システム                    ２４…ＥＣＵ
３０…アクセルペダル                  ３２…開度センサ
７４…インバータ（ＭＯＴＰＤＵ）      ７６…駆動モータ（ＴＲＣ）
７８…高電圧バッテリ（ＢＡＴ）
１００…エネルギーマネージメントＥＣＵ（ＥＭＥＣＵ）
１０２…ＦＣＥＣＵ
２００Ａ〜２００Ｃ…第１モータ制御部〜第３モータ制御部
２０２…第３温度センサ                ２１０…加速度センサ
【図１】
2020141546.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020141546.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020141546.tif 000009
【図８】
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