(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも車両駆動用電動機と圧縮機駆動用電動機に対して電力の供給を行なう燃料電池と、前記圧縮機駆動用電動機により駆動され、前記燃料電池へ酸化ガスを供給する圧縮機と、漸次燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段とを有する車両用燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池の運転状態を検出する燃料電池運転状態検出手段と、
車両への加速要求を検出する加速要求検出手段と、
前記加速要求検出手段の信号から前記車両駆動用電動機に供給すべき車両駆動用電力の目標値を算出する車両駆動用電力目標値算出手段と、
前記加速要求検出手段の信号から前記燃料電池が発電すべき燃料電池発電電力の目標値を算出する燃料電池発電電力目標値算出手段と、
前記加速要求検出手段の信号から前記圧縮機駆動用電動機に供給すべき圧縮機駆動用電力の目標値を算出する圧縮機駆動用電力目標値算出手段と、
前記燃料電池の運転状態から前記燃料電池が当該運転状態の下で発電可能な最大電力を算出する可能最大発電電力算出手段と、
前記可能最大発電電力の値と前記燃料電池発電電力の目標値とを比較する発電電力比較手段と、
前記発電電力比較手段が前記可能最大発電電力の値が前記燃料電池発電電力の目標値より小さいと判断したときには、前記車両駆動用電力の目標値と前記圧縮機駆動用電力の目標値とを前記最大発電電力を所定の比率で分配処理した値にそれぞれ補正する車両駆動用電力目標値補正手段と圧縮機駆動用電力目標値補正手段と、を有することを特徴とする車両用燃料電池システム。
【請求項２】
前記燃料ガス供給手段は、前記燃料ガスを貯蔵する燃料ガス貯蔵手段である請求項１記載の車両用燃料電池システム。
【請求項３】
前記燃料ガス供給手段は、前記燃料ガスを少なくとも炭化水素と水とから生成する燃料改質装置であり、
前記燃料改質装置は、前記燃料電池から排出される前記燃料ガスと前記酸化ガスとを燃焼させる燃焼部と、前記燃焼部で生じた熱量を用いて前記炭化水素と前記水とを蒸発させる蒸発部と、前記蒸発部で気化された炭化水素ガス、水蒸気および前記圧縮機から供給される酸化ガスから燃料ガスを生成する改質部と、前記燃料改質装置の運転状態を検出する改質装置運転状態検出手段とを含み、
前記車両駆動用電力目標値補正手段および圧縮機駆動用電力目標値補正手段は、前記車両駆動用電力の目標値と前記圧縮機駆動用電力の目標値とを補正する際に、前記改質装置運転状態検出手段により検出される改質装置の運転状態も用いる請求項１記載の車両用燃料電池システム。
【請求項４】
前記燃料電池運転状態として、前記燃料電池の温度を用いる請求項１〜３記載の車両用燃料電池システム。
【請求項５】
前記燃料電池運転状態として、前記酸化ガスの供給圧力を用いる請求項１〜４記載の車両用燃料電池システム。
【請求項６】
車両の速度を検出する車速検出手段を有し、
前記車両駆動用電力目標値補正手段および圧縮機駆動用電力目標値補正手段は、前記車両駆動用電力の目標値と前記圧縮機駆動用電力の目標値とを補正する際に、前記車速検出手段により検出される車速も用いる請求項１〜５記載の車両用燃料電池システム。
【請求項７】
前記改質装置の運転状態として、前記蒸発部の温度を用いる請求項３〜６記載の車両用燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用燃料電池システムに関し、特に燃料電池の破損を防止しながら燃料電池の出力応答性と車両の走行性能とを両立することができる車両用燃料電池システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の燃料電池システムとしては、特開平１０−７４５３３号公報に開示されたものが知られている。この燃料電池システムは、燃料電池と２次電池とを備え、残存容量モニタにより２次電池の残存容量を検出する。そして、２次電池の残存容量が所定の基準値よりも少ないときには、制御部はインバータに対して駆動信号を出力し、車両駆動用モータでの消費電力を制限する。このとき、電流センサが検出する２次電池の出力電流値から、２次電池の出力状態が放電であると判断されると、制御部は車両駆動用モータの消費電力をさらに制限する。このような動作を繰り返すことによって２次電池を充電し、残存容量の回復を図るものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の燃料電池システムでは、２次電池の残存容量が所定値以下になった場合、車両駆動用モータの消費電力をさらに制限して、２次電池への充電を優先するので、２次電池の残存容量が少なければ、燃料電池に空気を送り込むためのコンプレッサ駆動用モータへの電流までもが制限され、燃料電池で発電できる電力が著しく制限される。その結果、車両の走行性能が低下するという問題点があった。
【０００４】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、燃料電池の破損を防止しながら燃料電池の出力応答性と車両の走行性能とを両立することができる車両用燃料電池システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、請求項１記載の車両用燃料電池システムは、少なくとも車両駆動用電動機と圧縮機駆動用電動機に対して電力の供給を行なう燃料電池と、前記圧縮機駆動用電動機により駆動され、前記燃料電池へ酸化ガスを供給する圧縮機と、漸次燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段とを有する車両用燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池の運転状態を検出する燃料電池運転状態検出手段と、
車両への加速要求を検出する加速要求検出手段と、
前記加速要求検出手段の信号から前記車両駆動用電動機に供給すべき車両駆動用電力の目標値を算出する車両駆動用電力目標値算出手段と、
前記加速要求検出手段の信号から前記燃料電池が発電すべき燃料電池発電電力の目標値を算出する燃料電池発電電力目標値算出手段と、
前記加速要求検出手段の信号から前記圧縮機駆動用電動機に供給すべき圧縮機駆動用電力の目標値を算出する圧縮機駆動用電力目標値算出手段と、
前記燃料電池の運転状態から前記燃料電池が当該運転状態の下で発電可能な最大電力を算出する可能最大発電電力算出手段と、
前記可能最大発電電力の値と前記燃料電池発電電力の目標値とを比較する発電電力比較手段と、
前記発電電力比較手段が前記可能最大発電電力の値が前記燃料電池発電電力の目標値より小さいと判断したときには、前記車両駆動用電力の目標値と前記圧縮機駆動用電力の目標値とを前記最大発電電力を所定の比率で分配処理した値にそれぞれ補正する車両駆動用電力目標値補正手段と圧縮機駆動用電力目標値補正手段と、を有することを特徴とする。
【０００６】
この請求項１記載の発明では、燃料電池の運転状態から、そのときに燃料電池が発電可能な電力を算出し、得られた可能発電最大量を燃料電池の運転状態および出力電力特性を用いて、圧縮機駆動用電動機と車両駆動用電動機とに分配する。これにより、燃料電池の破損を防止しながら燃料電池の出力応答性と車両の走行性能とを両立することができる。
【０００７】
（２）上記発明においては特に限定されないが、請求項２記載の車両用燃料電池システムは、前記燃料ガス供給手段は、前記燃料ガスを貯蔵する燃料ガス貯蔵手段である。
【０００８】
この請求項２記載の発明では、燃料ガス供給手段に燃料ガス貯蔵手段を採用したので、燃料電池が直接利用できる燃料を応答良く燃料電池に供給することができ、これにより燃料電池の破損を防止しながら燃料電池の出力応答性を向上させることができ、その結果、車両の走行性能を向上させることができる。
【０００９】
（３）上記発明においては特に限定されないが、請求項３記載の車両用燃料電池システムは、前記燃料ガス供給手段は、前記燃料ガスを少なくとも炭化水素と水とから生成する燃料改質装置であり、
前記燃料改質装置は、前記燃料電池から排出される前記燃料ガスと前記酸化ガスとを燃焼させる燃焼部と、前記燃焼部で生じた熱量を用いて前記炭化水素と前記水とを蒸発させる蒸発部と、前記蒸発部で気化された炭化水素ガス、水蒸気および前記圧縮機から供給される酸化ガスから燃料ガスを生成する改質部と、前記燃料改質装置の運転状態を検出する改質装置運転状態検出手段とを含み、
前記車両駆動用電力目標値補正手段および圧縮機駆動用電力目標値補正手段は、前記車両駆動用電力の目標値と前記圧縮機駆動用電力の目標値とを補正する際に、前記改質装置運転状態検出手段により検出される改質装置の運転状態も用いる。
【００１０】
この請求項３記載の発明では、燃料電池の運転状態からそのときに燃料電池が発電可能な電力を算出し、燃料改質装置の運転状態を用いて燃料電池で消費する燃料ガスと酸化ガスとを、燃料改質装置の熱源用と燃料電池での発電用とに分配する。また、得られた可能発電最大量を燃料電池の運転状態および出力電力特性を用いて、圧縮機駆動用電動機と車両駆動用電動機とに分配する。これにより、燃料電池の破損を防止しながら燃料改質装置の運転状態を悪化させることなく、燃料電池の出力応答性と車両の走行性能とを両立することができる。
【００１１】
（４）上記発明においては特に限定されないが、請求項４記載の車両用燃料電池システムは、前記燃料電池運転状態として、前記燃料電池の温度を用いる。
【００１２】
この請求項４記載の発明では、燃料電池の運転状態を燃料電池の温度としたので、より安価なセンサが使用でき、システム全体のコストを低減することができる。
【００１３】
（５）上記発明においては特に限定されないが、請求項５記載の車両用燃料電池システムは、前記燃料電池運転状態として、前記酸化ガスの供給圧力を用いる。
【００１４】
この請求項５記載の発明では、燃料電池の運転状態を酸化ガス側の圧力としたので、燃料電池の運転圧力が変化しても、可能発電最大量を精度良く算出することができる。
【００１５】
（６）上記発明においては特に限定されないが、請求項６記載の車両用燃料電池システムは、車両の速度を検出する車速検出手段を有し、
前記車両駆動用電力目標値補正手段および圧縮機駆動用電力目標値補正手段は、前記車両駆動用電力の目標値と前記圧縮機駆動用電力の目標値とを補正する際に、前記車速検出手段により検出される車速も用いる。
【００１６】
この請求項６記載の発明では、車速をも加味して圧縮機駆動用電動機と車両駆動用電動機とに可能発電最大量を分配するので、車両走行性能の向上が図れる。
【００１７】
（７）上記発明においては特に限定されないが、請求項７記載の車両用燃料電池システムは、前記改質装置の運転状態として、前記蒸発部の温度を用いる。
【００１８】
この請求項７記載の発明では、燃料改質装置の運転状態を蒸発部の温度としたので、より安価に燃料改質装置の運転状態の悪化を軽減できる。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、燃料電池の運転状態に基づいて得られた可能発電最大量を燃料電池の運転状態および出力電力特性を用いて、圧縮機駆動用電動機と車両駆動用電動機とに分配するので、燃料電池の破損を防止しながら燃料電池の出力応答性と車両の走行性能とを両立することができる。
【００２０】
これに加えて、請求項２記載の発明によれば、燃料電池が直接利用できる燃料を応答良く燃料電池に供給することができ、これにより燃料電池の破損を防止しながら燃料電池の出力応答性を向上させることができる。その結果、車両の走行性能を向上させることができる。
【００２１】
また請求項３記載の発明によれば、燃料電池の破損を防止しながら燃料改質装置の運転状態を悪化させることなく、燃料電池の出力応答性と車両の走行性能とを両立することができる。
【００２２】
請求項４記載の発明によれば、燃料電池の運転状態を燃料電池の温度としたので、より安価なセンサが使用でき、システム全体のコストを低減することができる。
【００２３】
また請求項５記載の発明によれば、燃料電池の運転状態を酸化ガス側の圧力としたので、燃料電池の運転圧力が変化しても、可能発電最大量を精度良く算出することができる。
【００２４】
請求項６記載の発明によれば、車速をも加味して圧縮機駆動用電動機と車両駆動用電動機とに可能発電最大量を分配するので、車両走行性能の向上が図れる。
【００２５】
さらに請求項７記載の発明によれば、燃料改質装置の運転状態を蒸発部の温度としたので、より安価に燃料改質装置の運転状態の悪化を軽減できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
第１実施形態
図１は本発明の第１実施形態を示すブロック図であり、本実施形態の車両用燃料電池システム１０は、燃料電池２０、水素貯蔵容器１００および圧縮機４０を有し、燃料電池２０には、水素貯蔵容器１００から水素系配管１０１を介して燃料である水素ガスが供給され、また圧縮機４０から空気系配管４３を介して酸化剤である空気が供給される。この水素ガスと空気とを利用し、以下に示す電気化学反応により発電が行われる。
【００２７】
【化１】
Ｈ２→２Ｈ＋＋ｅ−                …（１）
１／２Ｏ２＋２Ｈ＋＋ｅ−→Ｈ２Ｏ  …（２）
この燃料電池２０で発電された電力は、圧縮機駆動用電動機のインバータ４２と、車両駆動用電動機のインバータ３１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０とのそれぞれに供給され、圧縮機駆動用電動機４１、車両駆動用電動機３０、および補機類７１で消費される。
燃料電池２０には、当該燃料電池２０の温度を検出する燃料電池温度検出器２１が設けられ、また水素ガスが供給される燃料電池のアノード側配管には、その水素ガスの圧力を検出する燃料電池アノード側圧力検出器２２が設けられ、さらに空気が供給される燃料電池のカソード側配管には、その空気の圧力を検出する燃料電池カソード側圧力検出器２３が設けられている。これら燃料電池温度検出器２１、燃料電池アノード側圧力検出器２２、燃料電池カソード側圧力検出器２３の検出値は制御部６０へ送出される。
【００２８】
また、燃料電池２０の出力部には、燃料電池の電圧を検出するスタック電圧検出器２４と電流を検出するスッタク電流検出器２５とが設けられ、これらスタック電圧検出器２４とスッタク電流検出器２５の検出値は制御部６０へ送出される。
【００２９】
車両駆動用電動機用インバータ３１に供給された電力により車両駆動用電動機３０が駆動され、これにより車両が駆動する。また、圧縮機駆動用電動機用インバータ４２に供給された電力により圧縮機駆動用電動機４１が駆動され、これにより圧縮機４０が駆動する。なお、アクセルペダル５０にはアクセル開度検出器５１が設けられ、このアクセル開度検出器５１にて検出されたアクセル開度は制御部６０に送出され、これにより車両駆動用電動機３０に供給される電力が決定される。
【００３０】
次に動作を説明する。
定常走行時において、制御部６０では、現在消費中の電力をスタック電圧検出器２４とスタック電流検出器２５の検出値から求める。得られた実消費電力に所定の余剰電力を加えた電力が燃料電池２０にて発電できるように、それに応じた量の水素ガスと空気とを燃料電池２０に供給する。具体的には、圧力制御弁１０２と圧縮機駆動用電動機用インバータ４２とを制御する。
【００３１】
一般に、燃料電池２０で取り出せる出力を大きくしようとすれば、燃料電池２０のアノードおよびカソードにおける燃料ガスと酸化ガスの圧力を高くする必要がある。すなわち、車両を加速させるためには、燃料電池２０の発電量を増やすことが必要で、そのためには燃料電池２０に供給される燃料ガス(ここでは水素ガス)と酸化ガス(ここでは空気)の圧力を高めなければならない。逆に、燃料ガスと酸化ガスの圧力が低ければ、燃料電池２０は充分な電力を供給できない。
【００３２】
また、燃料電池２０では、その構造上、アノードとカソードとの間の圧力差をある範囲に抑制しなければならない。本実施形態では、燃料ガスとして水素ガスを用い、水素ガスは水素貯蔵容器１００に高圧で貯蔵されているので、アノード側の圧力はほぼ瞬時に上げることができるが、カソード側の圧力は、圧縮機４０からの吐出空気量を増やさなければ、上げることはできない。そして、圧縮機４０からの吐出空気量を増やすためには、圧縮機駆動用電動機４１に供給する電力を増加させなければならない。
【００３３】
ここで、燃料電池２０の電力・圧力特性と、圧縮機４０および圧縮機駆動用電動機４１の必要電力・圧力特性を図３に示す。
【００３４】
同図において、燃料電池２０の圧力をＰｒｓ、そのときの出力をＰｗｓとすると、Ｐｗｓは近似的に下記（３）式で求められる。なお、ａ１は定数である。
【００３５】
【数１】
Ｐｗｓ＝ａ１×Ｐｒｓ    …（３）
また、圧縮機駆動用電動機４１の必要電力をＰｗｃとすると、圧縮機駆動用電動機４１の必要電力・圧力特性は近似的に下記（４）式で求められる。
【００３６】
【数２】
Ｐｗｃ＝ａ２×Ｐｒｓ    …（４）
車両駆動用電動機３０に供給すべき電力をＰｗｄとすると、圧縮機駆動用電動機４１の必要電力Ｐｗｃを考慮したうえで、燃料電池２０に対する要求出力Ｐｗｓｔは、以上の（３）式および（４）式から、下記（５）式で求めることができる。
【００３７】
【数３】
Ｐｗｓｔ＝Ｐｗｄ／（（１−ａ２／ａ１））  …（５）
なお、図３に示すように、燃料電池２０の電力・圧力特性は、燃料電池２０の温度によっても変化する。
【００３８】
次に、ドライバが定常走行から加速しようとアクセルペダル５１を踏み込んだ時を考える。図４に加速時制御のフローチャートを示す。
【００３９】
まずステップ１にてアクセル開度検出器５１からアクセル開度を読み込み、ステップ２において、車両の駆動に必要な電力を求める。図２にアクセル開度検出器５１の信号から車両駆動用電動機３０に供給すべき電力Ｐｗｄを求めるためのテ−ブルの一例を示す。なお、本実施形態ではアクセル開度検出器５１の信号から車両駆動用電動機３０に供給すべき電力Ｐｗｄをテーブル検索により算出しているが、他にもさまざまな方法が考えられる。例えば、車両と車両駆動用電動機３０に供給すべき電力Ｐｗｄとの動特性まで記述したモデルを用い、必要な加速度を得るために必要な電力を求めても良い。
【００４０】
次に、ステップ３において、車両駆動用電動機３０に供給すべき電力Ｐｗｄを出力するために必要な総電力Ｐｗｓｔを上記（５）式を用いて算出する。
【００４１】
次いでステップ４にて、現在の燃料電池カソード側圧力検出器２３の検出値Ｐｒｓを読み込み、次のステップ５にて、現在可能な最大出力Ｐｗｓｐを上記（３）式を用いて算出する。
【００４２】
そして、ステップ６にて、ステップ３で求められたＰｗｓｔとステップ５で求められたＰｗｓｐとの大小を比較する。
【００４３】
ここでもしＰｗｓｔの方が小さければ、現在の出力で間に合うことになり、特に分配処理は行わずに、ステップ７へ進む。ステップ７では、目標車両駆動用電力Ｐｗｄｔとしてステップ２で算出したＰｗｄを用いる。また、ステップ８では、目標圧縮機駆動用電力Ｐｗｃｔ（＝Ｐｗｓ−Ｐｗｄ）を算出する。
【００４４】
一方、ステップ６においてＰｗｓｔとＰｗｓｐとを比較し、Ｐｗｓｔの方が大きければ、ステップ９へ進んで分配処理を行う。
【００４５】
この分配処理は、ステップ１０にて現在の車両駆動用電力Ｐｗｄｎを読み込んだのち、ステップ１１にて現在の圧縮機駆動用電力Ｐｗｃｎを読み込む。
【００４６】
次いで、ステップ１２にて燃料電池２０の余剰出力Ｐｗｍ（＝Ｐｗｓｐ−（Ｐｗｃｎ−Ｐｗｄｎ））を算出したのち、次のステップ１３にて、このＰｗｍを上述した（３）式および（４）式のａ１、ａ２を用いて分配し、目標車両駆動用電力Ｐｗｄｔを求める。また、ステップ１４では、ステップ１３と同様に、目標圧縮機駆動用電力Ｐｗｃｔを求める。
【００４７】
このように分配することで、車両駆動用電動機３０と圧縮機駆動用電動機４１への余剰電力の分配を等価的に行うことができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、燃料電池２０の電力・圧力特性、圧縮機４０と圧縮機駆動用電動機４１の必要電力・圧力特性とをそれぞれ直線で近似しているが、より詳細な特性曲線を用いたり、それぞれの動特性まで記述したモデルを用いてもよい。
【００４９】
第２実施形態
図５は本発明の第２実施形態を示すブロック図である。上述した第１実施形態では、燃料電池２０の燃料ガスとして水素を用い、それを水素貯蔵容器１００に貯蔵していたが、本実施形態ではこの水素貯蔵容器１００に代えてメタノールを原料に改質する改質器を用いた点が相違する。
【００５０】
すなわち、改質器２００は、改質部２０１、蒸発部２０２、燃焼部２０３、メタノ−ルタンク２０４、メタノールポンプ２０５、水タンク２０６、水ポンプ２０７および蒸発部温度検出器２０８を主な構成要素とする。
【００５１】
燃焼部２０３では燃料電池２０で消費し切れなかった燃料ガスと空気を燃焼させて、蒸発部２０２に熱を供給する。この蒸発部２０２では、供給された熱を利用して、メタノールタンク２０４から供給されたメタノールと水タンク２０６から供給された水とを蒸発させる。ここで蒸発したメタノールおよび水と、圧縮機４０から供給される空気は改質部２０１に供給され、改質反応により水素ガスが生成される。この水素ガスを用いて、燃料電池２０にて発電を行う。代表的な改質反応の化学式を下に示す。
【００５２】
【化２】
ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２  ＋３Ｈ２−49.5（kj/mol）  …（６）
ＣＨ３Ｈ＋（１／２）Ｏ２  →Ｏ２  ＋２Ｈ２  ＋189.5（kj/mol）  …（７）
なお、蒸発部温度検出器２０８は蒸発部２０２の温度を測定し、その検出信号を制御部６０へ送出する。
【００５３】
図６は本実施形態の制御手順を示すフローチャートであり、同図のステップ１２までは、上述した第１実施形態と同一の処理であるのでここでは説明を省略し、ステップ２０乃至２２を説明する。
【００５４】
同図に示すステップ２０では、蒸発部温度検出器２０８の信号を制御部６０に読み込み、蒸発部２０２の温度Ｔｖを測定する。次いで、ステップ２１にて蒸発部２０２の温度Ｔｖが所定の目標値Ｔｖｔ以上であるか判定する。もし所定値Ｔｖｔ以上であればステップ１３に進むが、所定値Ｔｖｔより低ければステップ２２に進んで、下記（８）式および（９）式のように、燃料電池２０の余剰出力Ｐｗｍを低く見積もる。
【００５５】
【数４】
ΔＴｍ＝Ｋ×（Ｔｖｔ−Ｔｖ）  …（８）
Ｐｗｍ＝Ｐｗｍ−ΔＴｍ
ここで、Ｋは任意の定数である。
【００５６】
図５に示すように、燃焼部２０３では、燃料電池２０で消費し切れなかった燃料ガスと空気とを燃焼させて、蒸発器２０２に熱を供給する。したがって、燃料電池２０で全ての水素および酸素が消費されると、蒸発部２０２の温度が低下し、水とメタノールを蒸発させることができなくなる。その結果、改質部２０１で改質される原料が減少し、燃料電池２０に供給される水素が減少して発電可能電力が減少してしまう。
【００５７】
こうした不具合を防止するために、蒸発部２０２の温度Ｔｖが所定値Ｔｖｔ以下の場合はＰｗｍを少なく見積もり、燃料ガスと空気とを余らせて、燃焼部２０３で生じる熱量を増加させ、蒸発器２０２の温度を維持する。
【００５８】
なお、以上の説明では、ΔＴｍを蒸発器２０２の温度Ｔｖと所定値Ｔｖｔとの差に応じて設定する構成であったが、例えばアクセル開度などに応じて変化させてもよい。
【００５９】
すなわち、アクセル開度が大きいと、車両への要求加速度が大きく、メタノールおよび水の蒸発量を増やす必要があり、蒸発器２０２で必要な熱量が増え、燃焼部２０３で燃焼させる燃料ガスと空気の必要容量が増え、燃料電池２０で消費する燃料ガスと空気とを減少させる、といった関係があるからである。
【００６０】
第３実施形態
図７は本発明の第３実施形態を示すブロック図であり、車両の速度を検出する車速検出器５２が設けられ、検出された車速は制御部６０に送出される点が相違する。
【００６１】
本実施形態の制御手順を図８のフローチャートに示すがステップ１２までの処理は、上述した第１実施形態と同様なのでここではその説明を省略し、ステップ３０乃至３３のみを説明する。
【００６２】
同図に示すステップ３０では、車速検出器５２から制御部６０へ車速を読み込む。次いで、ステップ３１にて、アクセル開度と車速から、車両駆動用電力と圧縮機駆動用電力に分配する比率を補正する。この補正を行う際には、例えば図９に示すような制御マップを用いる。なお、図８においては、車両駆動用電力への比率をＲｄ、圧縮機駆動用電力への比率をＲｃと記述する。
【００６３】
ステップ３２では、Ｐｗｍを上述した（３）式および（４）式のａ１、ａ２とＲｄとを用いて分配し、目標車両駆動用電力Ｐｗｄｔを求める。
【００６４】
また、ステップ３３では、ステップ３２と同様に、（３）式および（４）式のａ１、ａ２とＲｃとを用いて分配し、目標圧縮機駆動用電力Ｐｗｃｔを求める。
【００６５】
このように、ドライバーの意思（アクセル開度）と車両の状態（車速）を元に、車両駆動用電力と圧縮機駆動用電力を分配することで、燃料電池２０の破損を招くことなく、より車両の走行性能を向上させることができる。
【００６６】
なお、ここではアクセル開度と車速のみを用いて分配比率を補正したが、アクセル開度の微分値や車両の加速度、道路勾配等の情報を元に比率を変更することも考えられる。また、第２実施形態のような改質器を搭載した方式においても、このような分配比率の補正は容易に構成できる。
【００６７】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図２】アクセル開度と車両駆動用電力との関係を示すグラフである。
【図３】燃料電池出力および圧縮機駆動用電動機の必要電力と圧力との関係を示すグラフである。
【図４】図１に示す燃料電池システムの制御手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態を示すブロック図である。
【図６】図５に示す燃料電池システムの制御手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明のさらに他の実施形態を示すブロック図である。
【図８】図７に示す燃料電池システムの制御手順を示すフローチャートである。
【図９】アクセル開度および車速に対する電力分配比率の補正量を示すテーブルである。
【符号の説明】
１０…車両燃料電池システム
２０…燃料電池
２１…燃料電池温度検出器
２２…燃料電池アノード側圧力検出器
２３…燃料電池カソード側圧力検出器
２４…スタック電圧検出器
２５…スタック電流検出器
３０…車両駆動用電動機
３１…車両駆動用電動機用インバータ
４０…圧縮機
４１…圧縮機駆動用電動機
４２…圧縮機駆動用電動機用インバータ
４３…空気系配管
５０…アクセルペダル
５１…アクセル開度検出器
５２…車速検出器
６０…制御部
８０…ＤＣ／ＤＣコンバータ
８１…補機類
１００…水素貯蔵容器
１０１…水素系配管
１０２…圧力制御弁
２００…改質器
２０１…改質部
２０２…蒸発部
２０３…燃焼部
２０４…メタノールタンク
２０５…メタノールポンプ
２０６…水タンク
２０７…水ポンプ
２０８…蒸発部温度検出器
【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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【図８】
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【図９】
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