(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用モータの電源として使用される燃料電池と、該燃料電池と並列に接続され、該燃料電池の発電量が不足するときに放電が生じて不足する電力を補充する電気二重層キャパシタと、前記燃料電池又は前記電気二重層キャパシタからの供給電力により駆動して前記燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給手段と、前記燃料電池及び前記電気二重層キャパシタを電源として作動し、所定の目標トルクに応じて、前記モータに供給する駆動電力を調節して前記モータに生じる駆動トルクを制御すると共に前記モータから前記電気二重層キャパシタに回収する回生電力を調節して前記モータに生じる回生トルクを制御するモータ駆動回生手段とを備えた燃料電池自動車の制御装置において、
前記燃料電池の作動状態を把握して該作動状態に応じた前記燃料電池の上限発電量を把握する上限発電量把握手段と、前記燃料電池から前記電気二重層キャパシタ及び前記モータ駆動回生手段への電流供給を制限する電流供給制限手段と、前記電気二重層キャパシタの充電量を把握するキャパシタ充電量把握手段と、
燃料電池自動車の走行中に前記上限発電量が所定発電量以下となり、且つ、前記電気二重層キャパシタの充電量が所定充電量以下となったときに、前記電流供給制限手段により前記燃料電池から前記電気二重層キャパシタ及び前記モータ駆動回生手段への電流供給を制限すると共に、前記モータの回生電力により前記反応ガス供給手段を駆動する燃料電池異常対処手段とを備えたことを特徴とする燃料電池自動車の制御装置。
【請求項２】
前記燃料電池異常対処手段は、前記モータの回生電力により前記反応ガス供給手段を駆動するときに、前記電気二重層キャパシタの充電量が、前記電気二重層キャパシタから前記反応ガス供給手段に対して、前記反応ガス供給手段が作動可能な電力を供給することができるレベル以上に保たれるように決定した必要回生トルクを前記目標トルクとして設定することを特徴とする請求項１記載の燃料電池自動車の制御装置。
【請求項３】
燃料電池自動車の速度を検出する速度検出手段を備え、前記燃料電池異常対処手段は、該速度検出手段の検出速度に応じて前記必要回生トルクを決定することを特徴とする請求項２記載の燃料電池自動車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池と電気二重層キャパシタを並列に接続して走行用モータの電源とした燃料電池自動車の制御装置に関し、特に、該燃料電池の異常が生じた場合の対処処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池自動車に搭載されて、該燃料電池自動車の走行用モータの出力を制御する制御装置として、例えば図４に示したように構成された制御装置が知られている。
【０００３】
図４に示した制御装置には、走行用モータ１００に駆動電力を供給するモータ駆動ユニット１０１及びエアコン等の電装補機（図示しない）の電源として燃料電池１０２が備えられている。そして、燃料電池１０２と並列に電気二重層キャパシタ１０３が接続され、燃料電池１０２の発電開始時には、電気二重層キャパシタ１０３の放電電力により、エアコンプレッサ等を有して燃料電池１０２に反応ガス（水素及び空気）を供給する反応ガス供給部１０４が作動して燃料電池１０２に対する反応ガスの供給が開始される。
【０００４】
また、電気自動車制御ユニット１０５は、モータ１００の回転数（Nm）とアクセルペダルの踏込み量（Ap）に応じて、モータ１００の目標出力（PD_REQ）を決定する。
【０００５】
そして、電気自動車制御ユニット１０５に備えられたトルク指令決定部１０６は、モータ１００から目標出力（PD_REQ）が出力されるようにトルク指令（TRQ_CMD）を決定する。また、電気自動車制御ユニット１０５に備えられた反応ガス供給量決定部１０７は、目標出力（PD_REQ）を得るために必要な反応ガスの供給量を決定し、該供給量を得る為に必要となるエアコンプレッサモータの回転数（CMP_CMD）を指示する信号を反応ガス供給部１０４に出力する。これにより、燃料電池１０２から目標出力（PD_REQ）に応じた発電量が得られ、モータ１００から目標出力（PD_REQ）に応じた駆動トルクが発生する。
【０００６】
しかし、燃料電池自動車の走行中に、反応ガスの電気化学反応により生成された水が燃料電池１０２に滞留して燃料電池１０２の発電量が低下する異常状態となる場合がある。そして、例えば燃料電池自動車が急加速中であるときのように、目標出力（PD_REQ）が高く設定された状態で燃料電池１０２が異常状態となり、燃料電池１０２の発電量が反応ガス供給部１０４を作動させるために必要な電力を供給することができるレベルよりも低下すると、キャパシタ１０３からの放電電力がモータ駆動ユニット１０１及び反応ガス供給部１０４で消費されて、キャパシタ１０３の充電量が急激に減少する。
【０００７】
そして、このようにキャパシタ１０３の充電量が減少すると、反応ガス供給部１０４のエアコンプレッサモータの駆動に必要なレベルの電力供給を確保することが困難になって、燃料電池自動車が走行不能となるという不都合があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記不都合を解消し、燃料電池の異常が生じた場合に、燃料電池自動車が走行不能となることを抑制した燃料電池自動車の制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、走行用モータの電源として使用される燃料電池と、該燃料電池と並列に接続され、該燃料電池の発電量が不足するときに放電が生じて不足する電力を補充する電気二重層キャパシタと、前記燃料電池又は前記電気二重層キャパシタからの供給電力により駆動して前記燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給手段と、前記燃料電池及び前記電気二重層キャパシタを電源として作動し、所定の目標トルクに応じて、前記モータに供給する駆動電力を調節して前記モータに生じる駆動トルクを制御すると共に前記モータから前記電気二重層キャパシタに回収する回生電力を調節して前記モータに生じる回生トルクを制御するモータ駆動回生手段とを備えた燃料電池自動車の制御装置の改良に関する。
【００１０】
そして、前記燃料電池の作動状態を把握して該作動状態に応じた前記燃料電池の上限発電量を把握する上限発電量把握手段と、前記燃料電池から前記電気二重層キャパシタ及び前記モータ駆動回生手段への電流供給を制限する電流供給制限手段と、前記電気二重層キャパシタの充電量を把握するキャパシタ充電量把握手段と、燃料電池自動車の走行中に前記上限発電量が所定発電量以下となり、且つ、前記電気二重層キャパシタの充電量が所定充電量以下となったときに、前記電流供給制限手段により前記燃料電池から前記電気二重層キャパシタ及び前記モータ駆動回生手段への電流供給を制限すると共に、前記モータの回生電力により前記反応ガス供給手段を駆動する燃料電池異常対処手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
かかる本発明において、前記燃料電池は反応ガスの電気化学反応により電流を出力するが、該電気化学反応に伴って生成される水が完全に前記燃料電池から排出されずに前記燃料電池の内部に滞留する場合がある。そして、このように前記燃料電池の内部に水が滞留すると、前記燃料電池への反応ガスの供給が妨げられて前記燃料電池の前記上限発電量が減少し、前記燃料電池の発電量の不足を補充するために前記電気二重層キャパシタから放電されて前記電気二重層キャパシタの充電量も減少して、燃料電池自動車が走行不能となる場合がある。
【００１２】
そこで、前記燃料電池異常対処手段は、前記燃料電池自動車の走行中に前記燃料電池の前記上限発電量が前記所定発電量以下となり、且つ、前記燃料電池の充電量が前記所定充電量以下となったときに、前記電流供給制限手段により前記燃料電池から前記電気二重層キャパシタ及び前記モータ駆動回生手段への電流供給を制限すると共に、前記モータの回生電力により前記反応ガス供給手段を駆動する。
【００１３】
このように、前記燃料電池から前記電気二重層キャパシタ及び前記モータ駆動回生手段への電力供給を制限することにより、前記燃料電池の発電量が減少して前記燃料電池で消費されずに前記燃料電池をそのまま通過する反応ガスの量が増加するため、前記燃料電池内に滞留した水の排出が促進される。そして、前記燃料電池自動車の走行により生じる前記モータの回生発電電力により前記反応ガス供給手段が作動して、前記燃料電池内に滞留した水の排出を促進する効果を継続して生じさせることができる。そのため、前記燃料電池が正常状態に復帰することを促して、前記燃料電池自動車が走行不能となることを抑制することができる。
【００１４】
また、前記燃料電池異常対処手段は、前記モータの回生電力により前記反応ガス供給手段を駆動するときに、前記電気二重層キャパシタの充電量が、前記電気二重層キャパシタから前記反応ガス供給手段に対して、前記反応ガス供給手段が作動可能な電力を供給することができるレベル以上に保たれるように決定した必要回生トルクを前記目標トルクとして設定することを特徴とする。
【００１５】
かかる本発明によれば、前記燃料電池が正常状態に復帰せずに前記燃料電池自動車が走行を停止したときに、前記電気二重層キャパシタの充電量は、前記反応ガス供給手段に対して前記反応ガス供給手段が作動可能な電力を供給することができるレベル以上に保たれている。そのため、前記燃料電池の修理や交換が終了した時に、前記電気二重層キャパシタからの電力供給により前記反応ガス供給手段を作動させて前記燃料電池の発電を開始することができる。
【００１６】
また、燃料電池自動車の速度を検出する速度検出手段を備え、前記燃料電池異常対処手段は、燃料電池自動車の速度に応じて前記必要回生トルクを決定することを特徴とする。
【００１７】
かかる本発明によれば、例えば前記速度検出手段の検出速度から前記燃料電池自動車が高速で走行していることが把握されるときは、前記モータに大きな回生トルクが生じて前記燃料電池自動車に急制動がかかることを防止するように前記必要回生トルクを決定して、前記燃料電池自動車の挙動の変化を抑制することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例について、図１〜図３を参照して説明する。図１は本発明の燃料電池自動車の制御装置の構成図、図２は図１に示した制御装置の制御ブロック図、図３は燃料電池自動車の車速に応じてモータの回生トルクを決定するためのグラフである。
【００１９】
図１を参照して、本発明の燃料電池自動車の制御装置１（以下、単に制御装置１という）は、燃料電池自動車に搭載されて該燃料電池自動車に供給する電力を制御するものであり、制御装置１の作動はマイクロコンピュータやメモリ等により構成されたコントローラ４により制御される。
【００２０】
そして、水素と空気を反応ガスとした電気化学反応を生じさせて電流を出力する燃料電池２の発電量が、コントローラ４に備えられた電源管理制御部１４と燃料電池制御部１６により制御される。また、走行用モータ１０（以下、単にモータ１０という）に対するトルク指令がコントローラ４に備えられた駆動制御部９により決定される。
【００２１】
燃料電池２及び電気二重層キャパシタ３（以下、単にキャパシタ３という）の出力電力は、モータ駆動装置５（本発明のモータ駆動回生手段に相当する）、空調機器６、及びＤＣ／ＤＣコンバータ７を介して１２Ｖ負荷８に供給される。
【００２２】
モータ駆動装置５は、駆動制御部９から出力されるトルク指令（TRQ_CMD，本発明の目標トルクに相当する）に応じて、モータ１０で生じる駆動トルクと回生トルクを制御する。モータ駆動装置５は、トランジスタやＦＥＴ等の半導体素子を介してモータ１０の電機子に流れる電流を調節する。
【００２３】
そして、トルク指令（TRQ_CMD）が正（＞０）であるときは、モータ駆動装置５は、燃料電池２及びキャパシタ３からモータ１０の電機子に供給する駆動電力を調節して、トルク指令（TRQ_CMD）に応じた駆動トルクをモータ１０に生じさせる。一方、トルク指令（TRQ_CMD）が負（＜０）であるときには、モータ駆動装置５は、モータ１０からキャパシタ３に回収する回生電力を調節して、トルク指令（TRQ_CMD）に応じた回生トルクをモータ１０に生じさせる。なお、モータ１０に駆動トルクが生じることによりトランスミッション１１を介して駆動輪１２に駆動力が伝達され、モータ１０に回生トルクが生じることによりトランスミッション１１を介して駆動輪１２に制動力が伝達される。
【００２４】
駆動制御部９は、アクセルペダル１３の踏込み量（Ａp）とモータ１０の回転数（Ｎm）に基づいてモータ１０の目標出力（PD_REQ）を算出し、該目標出力（PD_REQ）を通知する信号を電源管理制御部１４に出力する。なお、モータ駆動装置５に備えられてモータ１０の回転数（Ｎm）を検出する回転数センサ（図示しない）が本発明の速度検出手段に相当する。
【００２５】
電源管理制御部１４には、モータ１０以外の電装補機で消費される電力を把握するために、負荷センサ１５により検出される負荷電流（Ｉ_load）と負荷電圧（Ｖ_load）の検出信号が入力され、これらの検出信号により、電源管理制御部１４は、モータ１０以外の電装補機で消費される電力を把握する。
【００２６】
そして、電源管理制御部１４は、燃料電池制御部１６から出力される燃料電池２の上限発電量（Ｉfc_LMT）と、キャパシタセンサ３１により検出されるキャパシタ３の充放電電流（Ｉcap）及び端子電圧（Ｖcap）等を考慮した上で、モータ１０の目標出力（PD_REQ）とモータ１０以外の電装補機で消費される電力との合計電力に応じて、燃料電池２から出力される電流の目標値である目標発電量（Ｉfc_CMD）を決定し、該目標発電量（Ｉfc_CMD）を指示する信号を燃料電池制御部１６に出力する。
【００２７】
また、電源管理制御部１４は、駆動制御部９に対して、燃料電池２及びキャパシタ３からモータ駆動装置ユニット６に対して供給可能な電力の上限である出力制限電力（PLD）を通知する信号を出力する。
【００２８】
なお、燃料電池制御部１４（本発明の上限発電量把握手段の機能を含む）には、反応ガスセンサ２０から出力される燃料電池２に供給される反応ガス（水素及び空気）の圧力（Ｐgas）、流量（Ｑgas）、及び温度（Ｔgas）の検出信号と、燃料電池２のスタック（図示しない）を構成する燃料電池セル（図示しない）の個々の状態（Ｖcell_indiv）の検出信号とが入力され、燃料電池制御部１６は、これらの検出信号から把握される燃料電池２の状態を考慮して上限発電量（Ｉfc_LMT）を決定する。
【００２９】
また、駆動制御部９は、モータ１０及びモータ駆動装置５における消費電力が電源管理制御部１４から通知された出力制限電力（PLD）を超えないように、モータ駆動装置５に対してトルク指令（TRQ_CMD）を出力する。
【００３０】
また、燃料電池制御部１６は、電源管理制御部１４から出力された目標発電量（Ｉfc_CMD）の電流が燃料電池２から出力されるように、反応ガス供給装置２１（本発明の反応ガス供給手段に相当する）に対して、燃料電池２に供給する反応ガスの目標供給量（CMP_CMD）を指示する信号を出力する。これにより、目標発電量（Ｉfc_CMD）に応じた流量の空気と水素が燃料電池２に供給される。
【００３１】
そして、反応ガス供給装置２１から供給される水素は、イジェクタ（図示しない）及び加湿器（図示しない）を経由して燃料電池２の水素極に供給され、空気極に供給される空気中の酸素と電気化学反応を生じて水となり、排出弁２２を介して排出される。ここで、排出弁２２の開度は、目標発電量（Ｉfc_CMD）に応じて燃料電池２内部の圧力勾配が一定に保たれるように、燃料電池制御部１６からの制御信号（VLV_CMD）により制御される。
【００３２】
また、燃料電池２には水冷式の冷却器（図示しない）が備えられ、燃料電池制御部１６は、該冷却器に給水される冷却水の温度と該冷却器から排水される冷却水の温度とに応じて、該冷却器に供給される冷却水の流量と温度を制御する。
【００３３】
また、制御装置１には、燃料電池２の出力電流を制限するためのトランジスタやＦＥＴ等のスイッチング素子を備えると共に、燃料電池２の出力電流（Ｉfc）と出力電圧（Ｖfc）を検出する出力電流制限手段３０（本発明の電流供給制限手段の機能を含む）が設けられ、電源管理制御部１４から出力される電流制限信号（VCU_CMD）のレベル(High/Low）に応じて、出力電流制限手段３０は燃料電池２の電流出力をＯＮ／ＯＦＦする。
【００３４】
なお、電源管理制御部１４は、基本的には、燃料電池２の起動時及び停止時以外は、電流制限信号（VCU_CMD）のレベルを常時Highレベルとして出力電流制限手段をＯＮ（通電）状態とし、燃料電池２とキャパシタ３を直結状態に維持する。
【００３５】
この直結状態においては、モータ１０とモータ１０以外の電装負荷の総消費電力が増大して、燃料電池２の出力電圧が低下するときは、キャパシタ３の開放電圧と燃料電池２の出力電圧との差に応じた放電電流がモータ１０及びモータ１０以外の電装負荷に供給される。一方、前記総消費電力が減少して、燃料電池２の出力電圧が上昇するときには、キャパシタ３の開放電圧と燃料電池２の出力電圧との差に応じた充電電流が燃料電池２からキャパシタ３に供給される。
【００３６】
その結果、いずれの場合もキャパシタ３の開放電圧と燃料電池２の出力電圧が等しい状態に移行する。そのため、残充電量が変化しても開放電圧があまり変化しないバッテリーを燃料電池２と並列に接続する場合のように、大電流のスイッチングが可能な大型のＤＣ／ＤＣコンバータにより常時燃料電池２の出力電圧とバッテリーの開放電圧とを整合させる必要がなく、出力電流制限手段３０は、燃料電池２の出力電流が少ない燃料電池２の起動時及び停止時にキャパシタ３と燃料電池２の間の通電を制限するための小型のスイッチング素子を備えればよい。
【００３７】
以上説明した構成により、モータ１０の目標出力（PD_REQ）と負荷電流（Ｉload）及び負荷電圧（Ｖload）により算出される電装補機の消費電力とに応じて決定された目標発電量（Ｉfc_CMD）に応じた電流が燃料電池２から出力されるように、反応ガスの目標供給量（CMP_CMD）が制御される。
【００３８】
そして、駆動制御部９は、電源管理制御部１４により算出された出力制限電力（PLD）を超えない範囲で、目標出力（PD_REQ）に応じたトルク指令（TRQ_CMD）を決定し、トルク指令（TRQ_CMD）に応じた駆動トルク／回生トルクがモータ１０に生じるように、モータ駆動装置５によりモータ１０の電機子電流が制御される。
【００３９】
しかし、燃料電池自動車の走行中に、燃料電池２における反応ガスの電気化学反応により生じる水が燃料電池２内に滞留する場合があり、この場合には、燃料電池２に対する反応ガスの供給が妨げられて燃料電池２の発電能力が低下した異常状態となる。また、燃料電池２の空気極から水素極に反応膜（ＭＥＡ膜）を介して窒素等の不純物が混入する場合があり、水素極を通過した水素は再利用のために水素極に戻されるため、不純物が排出されずに水素極内に滞留し、この場合にも燃料電池２の発電能力が低下する。
【００４０】
そして、このように燃料電池２の発電能力が低下すると、燃料電池自動車を目標出力（PD_REQ）に応じて走行させることが不可能となり、燃料電池２の発電能力の低下度合いによっては燃料電池自動車が走行不能となることも生じ得る。
【００４１】
そこで、電源管理制御部１４と駆動制御部９は、燃料電池２が異常状態となって燃料電池２の発電能力が低下したときに、燃料電池２を正常状態に復帰させるための処理を行う。以下、図２及び図３を参照して、電源管理制御部１４と駆動制御部９による燃料電池２を正常状態に復帰させるための処理について説明する。
【００４２】
図２を参照して、電源管理制御部１４は、キャパシタ３からの放電電力を考慮して、出力制限電力（PLD）を算出する。すなわち、先ず、開放電圧算出部５０により、メモリに記憶されたキャパシタ３の内部抵抗（Ｒcap）のデータとキャパシタ電圧（Ｖcap）とキャパシタ電流（Ｉcap）とから、以下の式（１）によりキャパシタ３の開放電圧（Ｖcap_o）が算出される。
【００４３】
Ｖcap_o ＝ Ｖcap ＋ Ｉcap×Ｒcap    ・・・・・（１）
また、キャパシタ放電電力算出部５１により、キャパシタ３の出力電圧が、メモリに記憶された燃料電池２の電流／電圧の出力特性マップに上限発電量（Ｉfc_LMT）を適用して得られる上限発電量（Ｉfc_LMT）における出力電圧（Ｖfc_LMT）となったときに、キャパシタ３から出力される電力である上限放電電力（Ｐcap_LMT）が、以下の式（２）により算出される。
【００４４】
Ｐcap_LMT ＝ （Ｖcap_o−Ｖfc_LMT）／Ｒcap × Ｖfc_LMT ・・・・（２）
そして、出力制限電力算出部５３は、上限発電量（Ｉfc_LMT）に応じた燃料電池２の出力電力とキャパシタ３の上限放電電力（Ｐcap_LMT）との和から、電装補機の消費電力（＝Ｖload×Ｉload）を減じて、出力制限電力（PLD）を算出する。そのため、出力制限電力（PLD）は、キャパシタ３からの放電電力を見込んだものとなる。
【００４５】
また、電流供給制限部５４は、燃料電池自動車の走行中に上限発電量（Ｉfc_ LMT）を監視し、上限発電量（Ｉfc_LMT）が所定発電量以下となったときに、燃料電池２の内部に反応ガスの電気化学反応により生じた水が滞留して燃料電池２の発電能力が低下した異常状態となったと判断して、燃料電池２からキャパシタ３及びモータ駆動装置５への電流供給を遮断（本発明の電流供給の制限に相当する）する電流制限信号（VCU_CMD）を出力電流制限手段３０に出力する。
【００４６】
これにより、燃料電池２からキャパシタ３及びモータ駆動装置５への電流供給が遮断され、燃料電池２の発電が停止する。そして、燃料電池制御部１６は、燃料電池２の排気バルブ２２の空気極側の排気バルブ及び通常は閉弁されている水素極の排気バルブの双方を開弁する。その結果、反応ガス供給装置２１から供給される空気（Ａir）と水素（Ｈ２）が、燃料電池２で消費されることなく燃料電池２を通過して排出されるようになり、燃料電池２内に滞留した水を排出する効果が高められる。
【００４７】
次に、駆動制御部９は、目標出力算出部６０、要求トルク算出部６１、必要回生トルク算出部６２、及びトルク指令選択部６３を備える。
【００４８】
目標出力算出部５０は、アクセルペダル１３（図１参照）の踏込み量（Ａp）とモータ１０の回転数（Ｎm）に基づいてモータ１０の目標出力（PD_REQ）を算出する。なお、モータ１０の回転数（Ｎm）は燃料電池自動車の車速に比例するため、駆動制御部９は、モータ１０の回転数（Ｎm）から燃料電池自動車の車速を把握することができる。
【００４９】
要求トルク算出部６１は、目標出力（PD_REQ）をモータ１０から出力させるために必要となるモータ１０のトルクを要求トルク（REQ_TRQ）として算出する。また、必要回生トルク算出部６２は、燃料電池自動車の走行中に燃料電池制御部１６から出力される上限発電量（Ｉfc_ LMT）を監視し、上限発電量（Ｉfc_LMT）が前記所定発電量以下となり、且つ、出力制限電力（PLD）が目標出力（PD_REQ）に対して不足する状況となったときに、モータ１０の回転数（Ｎm）から把握した燃料電池自動車の車速に応じて、必要回生トルク（REG_TRQ）を算出する。
【００５０】
そして、トルク指令選択部６３は、必要回生トルク算出部６２から必要回生トルク（REG_TRQ）が出力されていないときは、要求トルク算出部６１から出力される要求トルク（REQ_TRQ）をトルク指令（TRQ_CMD）としてモータ駆動ユニット６に出力する。一方、必要回生トルク算出部６２から必要回生トルク（REG_TRQ）が出力されているときには、トルク指令選択部６３は、必要回生トルク（REG_TRQ）をトルク指令（TRQ_CMD）としてモータ駆動装置５に出力する。
【００５１】
そのため、燃料電池自動車の走行中に上限発電量（Ｉfc_LMT）が前記所定発電量以下となり、且つ、出力制限電力（PLD）が目標出力（PD_REQ）に対して不足する状況となったときには、トルク指令（TRQ_CMD）が強制的に要求トルク（REQ_TRQ）から必要回生トルク（REG_TRQ）に切換えられる。
【００５２】
ここで、上限発電量（Ｉfc_LMT）が前記所定発電量以下となっても、燃料電池の上限発電量（Ｉfc_LMT）とキャパシタ３の上限放電電力（Ｐcap_LMT）から算出される出力制限電力（PLD）が、目標出力（PD_REQ）よりも大きいとき、すなわち、キャパシタ３の放電電力によるアシストにより目標出力（PD_REQ）が得られるときには、必要回生トルク算出部６２は、必要回生トルク（REG_TRQ）の算出を行わない。
【００５３】
そのため、トルク指令（TRQ_CMD）は必要回生トルク（REG_TRQ）とされずに要求トルク（REQ_TRQ）に保たれる。そして、これにより、燃料電池２が異常状態となった場合であっても、極力要求トルク（REG_TRQ）に基づいてモータ１０の駆動が継続されるようにしている。
【００５４】
なお、キャパシタ３の上限放電電力（Ｐcap_LMT）はキャパシタ３の充電量に応じて変化するため、出力制限電力（PLD）及び目標出力（PD_REQ）から燃料電池２の上限発電量（Ｉfc_LMT）に応じた電力を減算したものが、それぞれ本発明のキャパシタの充電量及び所定充電量に相当する。すなわち、出力制限電力（PLD）が目標出力（PD_REQ）よりも大きくなると、キャパシタ３の充電量が本発明の所定充電量よりも大きくなる。
【００５５】
そのため、キャパシタ放電電力算出部５１が本発明のキャパシタ充電量把握手段に相当し、電流供給制限部５４と必要回生トルク算出部６２とにより、本発明の燃料電池異常対処手段が構成される。
【００５６】
また、必要回生トルク（REG_TRQ)は、モータ１０の回生発電力により反応ガス供給装置２１を作動させることができ、且つ、モータ１０の回生発電力によりキャパシタ３が、キャパシタ３からの放電電力により反応ガス供給装置２１を作動可能なレベルまで充電されるように決定される。
【００５７】
具体的には、必要回生トルク算出部６２は、予めメモリに記憶された車速と必要回生トルク（REQ_TRQ）との相関マップに、モータ１０の回転数（Ｎm）から把握される車速を適用することによって、必要回生トルク（REG_TRQ）を決定する。図３は、燃料電池自動車の車速と必要トルク（REG_TRQ）との相関関係を示したグラフであり、縦軸が必要回生トルク（REQ_TRQ）、横軸が車速（ｖ）に設定されている。そして、図中▲１▼は、通常走行時において、運転者がアクセルペダル１３（図１参照）を戻したときに設定される回生トルクと車速の対応を示したグラフであり、図中▲２▼は前記相関マップで規定された回生トルクと車速の対応を示したグラフである。
【００５８】
このように、燃料電池２が異常状態となったときに必要回生トルク算出部６２により算出される必要回生トルク（REG_TRQ）は、通常走行時に設定される回生トルクよりも小さくなり、これにより、駆動輪１２（図１参照）に加わる制動力を弱めて燃料電池自動車の挙動の変化を抑制すると共に、燃料電池自動車が停止するまでに走行可能な距離を延ばすようにしている。
【００５９】
そして、燃料電池２が異常状態となってから燃料電池自動車が停止するまでの間は、モータ１０に生じる回生発電力により反応ガス供給装置２１が作動を継続することができるため、燃料電池２の内部に滞留した水の排出を促進する効果を継続して生じさせることができる。そして、燃料電池２の内部に滞留した水が排出されて、燃料電池２が正常状態に復帰したときには、再び燃料電池自動車を通常走行させることが可能となる。
【００６０】
また、燃料電池５が正常状態に復帰することなく、燃料電池自動車が停止した場合、キャパシタ３の充電量は、反応ガス供給装置２１を作動させることができるレベル以上の充電量に維持されている。そのため、燃料電池２の交換や修理を行なった後、キャパシタ３からの放電電力により反応ガス供給装置２１と空調機器６を作動させて、燃料電池２の発電を開始することができる。
【００６１】
なお、本実施の形態では、必要回生トルク算出部６２は、モータ１０の回生発電力により反応ガス供給装置２１を作動させることができ、且つ、キャパシタ３が、キャパシタ３からの放電電力により反応ガス供給装置２１を作動可能なレベルまで充電されるように必要回生トルク（REG_TRQ）を算出し、さらに、燃料電池自動車の挙動の変化を抑制するために車速に応じて必要回生トルク（REG_TRQ）を通常走行時よりも弱めに設定することによって、本発明の最良の効果を得た。
【００６２】
しかし、モータ１０の回生発電力により、反応ガス供給装置２１を作動させることができるように必要回生トルク（REG_TRQ）を算出することにのみによっても本発明の効果を得ることができる。また、モータ１０の回生発電力により、反応ガス供給装置２１を作動させることができ、且つ、キャパシタ３が、キャパシタ３からの放電電力により反応ガス供給装置２１を作動可能なレベルまで充電されるように必要回生トルク（REG_TRQ）を算出することのみによっても本発明の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料電池自動車の制御装置の構成図。
【図２】図１に示した制御装置の制御ブロック図。
【図３】燃料電池自動車の車速とモータから生じさせる回生トルクの対応関係を示したグラフ。
【図４】従来の燃料電池自動車の制御装置の構成図。
【符号の説明】
１…燃料電池自動車の制御装置、２…燃料電池、３…キャパシタ、４…コントローラ、５…モータ駆動装置、９…駆動制御部、１０…モータ、１４…電源管理制御部、１６…燃料電池制御部、３０…出力電流制限手段、５４…電流供給制限部、６２…必要回生トルク算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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