(57)【要約】  本発明の燃料電池搭載車両システムは、燃料電池が接続されるとともに車両用バッテリに対して電力の入出力を行う電力供給ラインに外部電源を接続して車両用バッテリを充電する前に電力供給ラインの絶縁検査を行う燃料電池搭載車両システムである。電力供給ラインの絶縁検査を行う絶縁検査部と、燃料電池と電力供給ラインとの間の接続及び遮断を行うスイッチと、車両用バッテリの電力供給ラインに対する接続及び遮断の制御、及びスイッチの制御が可能な制御部と、を備える。制御部は、車両用バッテリを電力供給ラインから遮断し、かつスイッチを制御して燃料電池を電力供給ラインから遮断したのちに絶縁検査部を駆動する。
2017104319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池が接続されるとともに車両用バッテリに対して電力の入出力を行う電力供給ラインに外部電源を接続して前記車両用バッテリを充電する前に前記電力供給ラインの絶縁検査を行う燃料電池搭載車両システムであって、
前記電力供給ラインの絶縁検査を行う絶縁検査部と、
前記燃料電池と前記電力供給ラインとの間の接続及び遮断を行うスイッチと、
前記車両用バッテリの前記電力供給ラインに対する接続及び遮断の制御、及び前記スイッチの制御が可能な制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記車両用バッテリを前記電力供給ラインから遮断し、かつ前記スイッチを制御して前記燃料電池を前記電力供給ラインから遮断したのちに前記絶縁検査部を駆動する
燃料電池搭載車両システム。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池搭載車両システムにおいて、
前記制御部は、
前記燃料電池を前記電力供給ラインから遮断したのちに前記車両用バッテリを前記電力供給ラインから遮断する
燃料電池搭載車両システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃料電池搭載車両システムにおいて、
前記燃料電池は、前記スイッチに接続した接続ラインを介して前記電力供給ラインに接続され、
前記接続ラインに接続された燃料電池用の補機を備え、
前記制御部は、前記スイッチを制御して前記接続ラインを前記電力供給ラインから遮断することにより前記燃料電池を前記電力供給ラインから遮断する
燃料電池搭載車両システム。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料電池搭載車両システムにおいて、
前記補機は、
前記燃料電池にアノードガスを供給する第１補機と、
前記燃料電池にカソードガスを供給する第２補機と、を備え、
前記制御部は、
前記燃料電池の停止制御として、前記第１補機を停止させ、前記第２補機を駆動させる停止制御部と、
前記接続ラインを前記電力供給ラインから遮断する前に、前記第２補機の駆動を維持しつつ前記第１補機を駆動させる切替制御を行う切替制御部と、を備える
燃料電池搭載車両システム。
【請求項５】
請求項３に記載の燃料電池搭載車両システムにおいて、
前記補機は、
前記燃料電池にアノードガスを供給する第１補機と、
前記燃料電池にカソードガスを供給する第２補機と、
外部から前記燃料電池とは逆の起電力を前記燃料電池に印加する第３補機と、を備え、
前記制御部は、
前記燃料電池の停止制御として、前記第１補機及び前記第２補機を停止させ、前記第３補機を駆動させる停止制御部と、
前記接続ラインを前記電力供給ラインから遮断する前に、前記第１補機及び前記第２補機を駆動させ前記第３補機を停止させる切替制御を行う切替制御部と、を備える
燃料電池搭載車両システム。
【請求項６】
請求項３に記載の燃料電池搭載車両システムにおいて、
前記補機は、
前記燃料電池にアノードガスを供給する第１補機と、
前記燃料電池にカソードガスを供給する第２補機と、
外部から前記燃料電池とは逆の起電力を前記燃料電池に印加する第３補機と、を備え、
前記制御部は、
前記燃料電池の停止制御として、前記第２補機及び前記第３補機を駆動させ、前記第１補機を停止させる停止制御部と、
前記接続ラインを前記電力供給ラインから遮断する前に、前記第２補機の駆動を維持しつつ前記第１補機を駆動させ前記第３補機を停止させる切替制御を行う切替制御部と、を備える
燃料電池搭載車両システム。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれか１項に記載の燃料電池搭載車両システムにおいて、
前記接続ラインに接続した燃料電池用バッテリを備え、
前記切替制御部は、前記燃料電池及び前記燃料電池用バッテリの電力を利用して前記切替制御を行う
燃料電池搭載車両システム。
【請求項８】
請求項７に記載の燃料電池搭載車両システムにおいて、
前記停止制御部は、
前記接続ラインを前記電力供給ラインから遮断する際に前記燃料電池用バッテリの充電量が所定の量以上である場合は、前記燃料電池用バッテリの電力を利用して前記停止制御における制御状態を維持し、
前記切替制御部は、
前記接続ラインを前記電力供給ラインから遮断後に前記燃料電池用バッテリの充電量が所定の量よりも低くなった場合に前記切替制御を行う
燃料電池搭載車両システム。
【請求項９】
請求項３に記載の燃料電池搭載車両システムにおいて、
前記接続ラインに接続した燃料電池用バッテリを備え、
前記補機は、
前記燃料電池にアノードガスを供給する第１補機と、
前記燃料電池にカソードガスを供給する第２補機と、
外部から前記燃料電池とは逆の起電力を前記燃料電池に印加する第３補機と、を備え、
前記制御部は、
前記燃料電池の停止制御として、前記第２補機及び前記第３補機を駆動させ、前記第１補機を停止させる停止制御部と、
前記接続ラインを前記電力供給ラインから遮断する前に、前記第１補機の停止及び前記第３補機の駆動を維持しつつ前記第２補機を停止させる切替制御を行う切替制御部と、を備える
燃料電池搭載車両システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の燃料電池搭載車両システムにおいて、
前記切替制御部は、
切替制御後に前記燃料電池用バッテリの充電量が所定の量よりも低くなった場合に前記第１補機及び前記第２補機を駆動させ前記第３補機の駆動を停止する制御を行う
燃料電池搭載車両システム。
【請求項１１】
請求項４乃至１０のいずれか１項に記載の燃料電池搭載車両システムにおいて、
前記制御部は、
前記切替制御を行った場合において、
前記電力供給ラインの絶縁検査を行った後に前記車両用バッテリ及び前記外部電源を前記電力供給ラインに電気的に接続し、その後前記接続ラインを前記電力供給ラインに接続するとともに、前記補機の制御状態を切替制御前の状態に戻す
燃料電池搭載車両システム。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の燃料電池搭載車両システムにおいて、
前記制御部は、
前記電力供給ラインの絶縁検査を行った後に前記車両用バッテリ及び前記外部電源を前記電力供給ラインに電気的に接続し、その後前記燃料電池を前記電力供給ラインに電気的に接続する
燃料電池搭載車両システム。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の燃料電池搭載車両システムにおいて、
前記外部電源に接続可能な充電端子を備え、
前記制御部は、
前記充電端子に前記外部電源が接続されたことを検知して前記車両用バッテリ及び前記燃料電池を前記電力供給ラインから遮断する
燃料電池搭載車両システム。
【請求項１４】
燃料電池が接続されるとともに車両用バッテリに対して電力の入出力を行う電力供給ラインに外部電源を接続して前記車両用バッテリを充電する前に前記電力供給ラインの絶縁検査を行う燃料電池搭載車両システムの制御方法であって、
前記車両用バッテリ及び前記燃料電池を前記電力供給ラインから遮断したのちに前記絶縁検査を行う
燃料電池搭載車両システムの制御方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の燃料電池搭載車両システムの制御方法において、
前記燃料電池を前記電力供給ラインから遮断したのちに前記車両用バッテリを前記電力供給ラインから遮断する
燃料電池搭載車両システムの制御方法。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載の燃料電池搭載車両システムの制御方法において、
燃料電池用の補機を前記燃料電池に電気的に接続した状態で前記燃料電池を前記電力供給ラインから遮断する
燃料電池搭載車両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、燃料電池搭載車両システム、及び燃料電池搭載車両システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１４−６８４９０号公報は、車両用バッテリとモータとを接続する電力供給ラインに燃料電池が接続された車両システムを開示している。電力補給の選択肢を増やすとの観点により、上記車両システムにおいて、外部電源を接続して車両用バッテリを充電する構成が考えられる。この場合、前述の電力供給ラインに外部電源を接続することになる。また、車載用の燃料電池として、従来の固体高分子型燃料電池よりも変換効率の高い固体酸化物型燃料電池を用いることが提案されている。
【発明の概要】
【０００３】
ここで、外部電源により車両用バッテリを充電する場合、予め電力供給ラインを絶縁検査する必要がある。しかし、電力供給ラインに燃料電池が接続された状態では、電力供給ラインの絶縁検査を確実に行うことは困難である。また、前述の固体酸化物型燃料電池は停止制御中においても燃料電池を駆動させる補機用の電力が必要であり、その電力を車両用バッテリから供給する場合がある。しかし、この場合、停止制御が終了するまで絶縁検査を行うことはできず、また停止制御中に車両用バッテリを遮断すると停止制御が不安定になるおそれがある。
【０００４】
本発明は、外部電源が車両用バッテリを充電する前に行う電力供給ラインの絶縁検査を行うことが可能な燃料電池搭載車両システム、及び燃料電池搭載車両システムの制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明の一態様における燃料電池搭載車両システムは、燃料電池が接続されるとともに車両用バッテリに対して電力の入出力を行う電力供給ラインに外部電源を接続して車両用バッテリを充電する前に電力供給ラインの絶縁検査を行う燃料電池搭載車両システムである。電力供給ラインの絶縁検査を行う絶縁検査部と、燃料電池と電力供給ラインとの間の接続及び遮断を行うスイッチと、車両用バッテリの電力供給ラインに対する接続及び遮断の制御、及びスイッチの制御が可能な制御部と、を備える。制御部は、車両用バッテリを電力供給ラインから遮断し、かつスイッチを制御して燃料電池を電力供給ラインから遮断したのちに絶縁検査部を駆動する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本実施形態の燃料電池搭載車両システムの主要構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本実施形態の燃料電池搭載車両システムの起動制御の手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本実施形態の燃料電池搭載車両システムの車両停止後の急速充電制御の手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は、図３において絶縁診断を行う際に車両用バッテリが接続ラインに未だ停止制御用の電力を供給している場合の手順を示すフローチャートである。
【図５】図５は、図４の停止制御終了の判断時に停止制御が終了していない場合の手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図４に示すフローチャートの変形例である。
【図７】図７は、本実施形態の燃料電池搭載車両システムの車両停止後の低速充電制御の手順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】
【０００７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【０００８】
［第１実施形態の燃料電池搭載車両システムの構成］
図１は、本実施形態における燃料電池搭載車両システムの主要構成を示すブロック図である。本実施形態の燃料電池搭載車両システム（以後、車両システム１０と称す。）は、制御部８２により全体が制御されるものである。そして、車両用バッテリ１４と駆動モータ２６（モータ駆動用インバータ２４）とを接続する電力供給ライン１２（例えば３６０Ｖ）に、燃料電池スタック５８（燃料電池）等が接続ライン５６等を介して接続されたものである。また、電力供給ライン１２にはＤＣ−ＤＣコンバータ４８を介して低電圧ライン５０が接続されている。
【０００９】
電力供給ライン１２は、車両用バッテリ１４及びモータ駆動用インバータ２４に対して電力の入出力を行うものである。電力供給ライン１２には、車両用バッテリ１４、モータ駆動用インバータ２４（駆動モータ２６）、ＤＣ−ＤＣコンバータ４８、低速充電端子３２、急速充電端子３６（充電端子）、外部接続端子４０、ＩＲセンサ４６（絶縁検査部）、エアコンインバータ３０が接続されている。また電力供給ライン１２からは、接続ライン５６と接続するための分岐線１２ａが分岐している。
【００１０】
低電圧ライン５０には、ＤＣ−ＤＣコンバータ４８、車両補機用バッテリ５２、車両用補機５４が接続されている。
【００１１】
分岐線１２ａには、スイッチ７６Ａ，７６Ｂを介して接続ライン５６が接続され、接続ライン５６には、ＤＣ−ＤＣコンバータ６２（燃料電池スタック５８）、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４が接続されている。また、スイッチ７６Ａと並列に、抵抗素子８０及びスイッチ７６Ｃの直列回路からなる充電回路７８が接続されている。
【００１２】
車両用バッテリ１４は、電力供給ライン１２に接続された主電源１６（例えば３６０Ｖ）と、主電源１６のプラス極側に接続されたスイッチ２２Ｃと、主電源１６のマイナス極側に接続されたスイッチ２２Ｄと、を有する。スイッチ２２Ｃは、一方の端部が主電源１６のプラス極側に接続され、他方の端部が電力供給ライン１２のプラス極側に接続されている。スイッチ２２Ｄは、一方の端部が主電源１６のマイナス極側に接続され、他方の端部が電力供給ライン１２のマイナス極側に接続されている。また、主電源１６のプラス極側において、抵抗素子２０Ａとスイッチ２２Ａの直列回路である充電回路１８Ａがスイッチ２２Ｃと並列に接続されている。さらに、抵抗素子２０Ｂとスイッチ２２Ｂとの直列回路である充電回路１８Ｂがスイッチ２２Ｃの電力供給ライン１２側とスイッチ２２Ｄの電力供給ライン１２側とに接続されている。なお、スイッチ２２Ａ〜２２Ｄは、制御部８２によりＯＮ・ＯＦＦ制御されるが、制御部８２とは別の専用の制御部によりＯＮ・ＯＦＦ制御できるようにしてもよい。
【００１３】
充電回路１８Ａ，１８Ｂは、車両用バッテリ１４を電力供給ライン１２に接続する際に一時的に使用してモータ駆動用インバータ２４内のキャパシタ等に電荷を充電させるものであり、接続時の突入電流を回避して車両用バッテリ１４やモータ駆動用インバータ２４等の破損を回避する。また、車両用バッテリ１４（主電源１６）には、その充電量を測定する充電チェッカー１５が取り付けられ、充電量が一定値よりも低くなった場合には、制御部８２に充電要求信号を出力し、一定値以上に到達していれば充電要求信号の出力を停止する。
【００１４】
モータ駆動用インバータ２４は、電力供給ライン１２（プラス極側、マイナス極側）に接続され、車両用バッテリ１４または燃料電池スタック５８から供給される電力（直流電圧）を三相交流の電力に変換し、これを駆動モータ２６に供給して駆動モータ２６を回転させるものである。また、モータ駆動用インバータ２４は、車両のブレーキ時に駆動モータ２６が生成する回生電力を直流電圧の電力に変換して車両用バッテリ１４に供給するものである。
【００１５】
車両システム１０を停止させる場合は、車両用バッテリ１４を電力供給ライン１２から遮断する。このとき、モータ駆動用インバータ２４が備えるキャパシタには電荷が蓄えられたままであるので、遮断後においても電力供給ライン１２は高い電圧を維持している。しかし、漏電防止のため、電力供給ライン１２の電圧を所定電圧（例えば６０Ｖ）以下に低下させる必要がある。そこで、モータ駆動用インバータ２４には、キャパシタが蓄えた電荷を放電して電力供給ライン１２の電圧を降圧させるための放電回路２８が取り付けられている。
【００１６】
低速充電端子３２は、例えば家庭用電源等の交流電圧の外部交流電源（不図示）に接続して車両用バッテリ１４を充電するものである。低速充電端子３２は、交流電圧を電力供給ライン１２に印加する直流電圧に変換する充電器３４を介して電力供給ライン１２に接続されている。また、低速充電端子３２にはリミットスイッチ（不図示）が取り付けられ、低速充電端子３２が外部交流電源に接続されると制御部８２に検知信号を出力する。
【００１７】
急速充電端子３６（充電端子）は、例えばガソリンスタンドと同様に設置され直流電圧を供給するスタンド等の外部直流電源（外部電源、不図示）に接続され、当該直流電圧を電力供給ライン１２に出力して車両用バッテリ１４を急速充電するものである。急速充電端子３６は、スイッチ３８Ａ，３８Ｂを介して電力供給ライン１２に接続されている。また、急速充電端子３６にもリミットスイッチ（不図示）が取り付けられ、急速充電端子３６が外部直流電源に接続されると制御部８２に検知信号を出力する。本実施形態では、急速充電は、後述のように、燃料電池スタック５８の停止制御が完了したのちに行う場合と、未だ停止制御中に場合がある。
【００１８】
外部接続端子４０は、家庭用機器等の外部機器（不図示）に接続され、車両用バッテリ１４または燃料電池スタック５８からの電力により外部機器を駆動させるものである。外部接続端子４０は、外部接続インバータ４２及びスイッチ４４Ａ，４４Ｂを介して電力供給ライン１２に接続されている。なお、外部接続端子４０にもリミットスイッチ（不図示）が取り付けられ、外部接続端子４０が外部機器に接続されるとリミットスイッチが制御部８２に検知信号を出力する。
【００１９】
ＩＲセンサ４６（絶縁検査部）は、電力供給ライン１２のマイナス極側と車両のボディ（不図示）に接続され、両者の間に一定の電圧（例えば６００Ｖ）を印加して両者間の浮遊容量を測定するものである。この浮遊容量から電力供給ライン１２のボディに対する絶縁抵抗を算出し、その大きさから電力供給ライン１２の漏電の有無を判別することができる。
【００２０】
その他、電力供給ライン１２には、車内のエアコン用のエアコンインバータ３０等が接続されている。
【００２１】
ＤＣ−ＤＣコンバータ４８は、電力供給ライン１２に接続され、電力供給ライン１２の直流電圧を降圧して直流の低電圧（例えば１２Ｖ）による電力を低電圧ライン５０に供給するものである。
【００２２】
車両補機用バッテリ５２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４８からの電力供給により充電されるとともに、車両用補機５４に電力を供給するものである。車両用補機５４は、例えば、車両の照明やカーナビゲーションシステム等であって、駆動モータ２６よりも電圧範囲が低く低電流な電力（小電力）によって作動する機器である。
【００２３】
燃料電池スタック５８は、固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ：Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）であり、セラミック等の固体酸化物で形成された電解質層を、改質器により改質されたアノードガス（燃料ガス）が供給されるアノード（燃料極）と、カソードガス（酸化ガス）として酸素を含む空気が供給されるカソード（空気極）により挟み込んで得られるセルを積層したものである。燃料電池スタック５８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ６２を介して接続ライン５６に接続される。なお、燃料電池スタック５８には、燃料電池スタック５８内の温度を測定する温度センサ６０が取り付けられている。
【００２４】
ＤＣ−ＤＣコンバータ６２は、入力側が燃料電池スタック５８に接続され、出力側（昇圧側）が接続ライン５６に接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ６２は、燃料電池スタック５８の出力電圧（例えば６０Ｖ、若しくはそれ以下の電圧）を電力供給ライン１２の電圧に昇圧して接続ライン５６に供給するものである。これにより、燃料電池スタック５８から接続ライン５６及び電力供給ライン１２を介して車両用バッテリ１４または駆動モータ２６（モータ駆動用インバータ２４）に電力が供給される。
【００２５】
ＤＣ−ＤＣコンバータ６４は、入力側が接続ライン５６に接続され出力側（降圧側、例えば４２Ｖ）には燃料電池用補機６６（第１補機）、コンプレッサー６８（第２補機）、燃料電池用バッテリ７０、ＤＣ−ＤＣコンバータ７４（第３補機）が並列に接続されている。
【００２６】
なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ６２、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４には、モータ駆動用インバータ２４と同様に放電回路（不図示）が取り付けられ、後述の制御により、接続ライン５６が電力供給ライン１２から遮断され、燃料電池スタック５８の停止制御が終了したことを条件に駆動させることができ、ＤＣ−ＤＣコンバータ６２、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４の接続ライン５６側（昇圧側）の電圧を所定電圧（例えば６０Ｖ）以下に降圧させることができる。
【００２７】
燃料電池用補機６６は、燃料電池スタック５８に燃料を供給するポンプである。コンプレッサー６８は、燃料電池スタック５８に対してカソードガス（空気）等を供給するものである。
【００２８】
その他、燃料電池スタック５８を駆動させる補機には、アノードガスやカソードガスを流通させる経路の開閉を行う弁（不図示）、起動制御中に燃料電池スタック５８に供給する加熱用の燃焼ガスを生成する拡散燃焼器（不図示）等がある。上記いずれの補機も前述同様に小電力で作動する。
【００２９】
燃料電池用バッテリ７０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４からの電力供給により充電されるとともに、燃料電池用補機６６、コンプレッサー６８、ＤＣ−ＤＣコンバータ７４に電力を供給することができる。なお、燃料電池用バッテリ７０には、その充電量を測定する充電チェッカー７２が取り付けられ、充電量が一定値よりも低くなった場合には、制御部８２に充電要求信号を出力し、一定値以上に到達していれば充電要求信号の出力を停止する。
【００３０】
ＤＣ−ＤＣコンバータ７４は、後述のように、燃料電池スタック５８の停止制御中に、外部から燃料電池スタック５８とは逆の起電力（アノード保護電圧）を燃料電池スタック５８に印加する回路であり、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４の出力電圧を昇圧（若しくは降圧）して燃料電池スタック５８にアノード保護電圧を印加する。
【００３１】
燃料電池スタック５８の起動制御においては、拡散燃焼器、燃料電池用補機６６（第１補機）と、コンプレッサー６８（第２補機）を用いて、起動用の燃料と空気を混合して燃焼させた燃焼ガスを生成し、これをカソードガスの代わりに燃料電池スタック５８のカソードに供給して燃料電池スタック５８を発電に必要になる温度になるまで加熱する。また、詳細は後述するが、燃料電池スタック５８の停止制御とは、燃料電池スタック５８の温度をアノードの酸化を回避できる上限の温度にまで低下させる制御であるが、その際に、燃料電池用補機６６、コンプレッサー６８、ＤＣ−ＤＣコンバータ７４（第３補機）を用いる。
【００３２】
スイッチ７６Ａ（スイッチ）は、接続ライン５６のプラス極側に設けられ、一方の端部が分岐線１２ａのプラス極側に接続し、他方の端部がＤＣ−ＤＣコンバータ６２等に接続されている。同様にスイッチ７６Ｂ（スイッチ）は接続ライン５６のマイナス極側に設けられ、一方の端部が分岐線１２ａのマイナス極側に接続し、他方の端部がＤＣ−ＤＣコンバータ６２等に接続されている。スイッチ７６Ａ及びスイッチ７６Ｂは、接続ライン５６と分岐線１２ａとの間の遮断（ＯＦＦ）及び接続（ＯＮ）を行う。抵抗素子８０とスイッチ７６Ｃとの直列回路である充電回路７８がスイッチ７６Ａと並列に接続されている。充電回路７８の一方の端部が分岐線１２ａのプラス極側に接続され、他方の端部が接続ライン５６のプラス極側に接続されている。充電回路７８は、車両用バッテリ１４をＤＣ−ＤＣコンバータ６２等に接続する際に一時的に使用され、ＤＣ−ＤＣコンバータ６２等に付属するキャパシタに電荷を充電させるものであり、接続時の突入電流を回避して車両用バッテリ１４及びＤＣ−ＤＣコンバータ６２等の破損を回避する。
【００３３】
制御部８２は、マイクロコンピュータ、マイクロプロセッサ、ＣＰＵを含む汎用の電子回路と周辺機器から構成され、特定のプログラムを実行することにより車両システム１０を制御するための処理を実行する。その際、制御部８２は、上述の各構成要素の駆動・停止制御（ＯＮ・ＯＦＦ制御）を行うことができる。
【００３４】
［車両システムの起動制御の手順］
本実施形態の車両システム１０の起動制御の手順を図２のフローチャートに従って説明する。初期状態において、スイッチ２２Ａ〜２２Ｄ，３８Ａ，３８Ｂ，４４Ａ，４４Ｂ７６Ａ〜７６Ｃは全てＯＦＦになっており、電力供給ライン１２及び接続ライン５６は所定の電圧（例えば６０Ｖ）以下に降圧されている。また、車両用バッテリ１４、燃料電池用バッテリ７０は、それぞれ所定の充電量に達しているものとする。
【００３５】
システムが起動制御を開始すると、ステップＳ１０１において、制御部８２は、拡散燃焼機、燃料電池用補機６６、コンプレッサー６８をＯＮにし、燃料電池スタック５８に対する起動制御を開始する。その際、燃料電池用補機６６及びコンプレッサー６８は、燃料電池用バッテリ７０からの電力により駆動する。これにより、燃料電池スタック５８には発電に必要な温度に到達するまで燃料電池スタック５８の起動制御が行われる。一方、車両用補機５４は、車両補機用バッテリ５２により駆動できる。
【００３６】
ステップＳ１０２において、制御部８２は（または車両用バッテリ１４専用の制御部）、スイッチ２２Ａ、スイッチ２２ＤをＯＮにして車両用バッテリ１４を、充電回路１８Ａ，１８Ｂを介して電力供給ライン１２に接続し、電力供給ライン１２、モータ駆動用インバータ２４、ＤＣ−ＤＣコンバータ４８、エアコンインバータ３０に所定の電圧（例えば３６０Ｖ）を印加する。このとき、制御部８２（または車両用バッテリ１４専用の制御部）は、スイッチ２２ＢもＯＮにして電力供給ライン１２に並列に接続した充電回路１８Ｂにも電圧を印加する。また、ステップＳ１０２の所定時間後に、ステップＳ１０３において、制御部８２（または車両用バッテリ１４専用の制御部）は、スイッチ２２ＣをＯＮにし、その後スイッチ２２ＡをＯＦＦにし、充電回路１８Ａを遮断して車両用バッテリ１４を電力供給ライン１２に直接接続する。このとき、制御部８２（または車両用バッテリ１４専用の制御部）は、スイッチ２２ＢもＯＦＦにして充電回路１８Ｂを遮断する。これにより、ドライバーのアクセル操作に基づいて駆動モータ２６を任意の回転速度で回転させることができる。
【００３７】
ステップＳ１０４において、制御部８２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４８をＯＮにし、低電圧ライン５０に所定の電圧（例えば１２Ｖ）を印加する。これにより、車両用補機５４は、車両補機用バッテリ５２及びＤＣ−ＤＣコンバータ４８から電力供給を受けて駆動できる。このとき、車両補機用バッテリ５２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ４８により充電される。また、このとき、制御部８２は、エアコンインバータ３０をＯＮにし、車内用のエアコンを使用可能な状態にする。
【００３８】
ステップＳ１０５において、制御部８２は、スイッチ７６Ｂ、スイッチ７６ＣをＯＮにし、充電回路７８を介して接続ライン５６（ＤＣ−ＤＣコンバータ６２等）に所定の電圧を印加する。そしてステップＳ１０５の所定時間後、ステップＳ１０６において、制御部８２は、スイッチ７６ＡをＯＮにし、その後スイッチ７６ＣをＯＦＦにして、充電回路７８を遮断して電力供給ライン１２と接続ライン５６（ＤＣ−ＤＣコンバータ６２等）を直接接続する。また、制御部８２は、ステップＳ１０７において、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４をＯＮにし、車両用バッテリ１４の電力を燃料電池用補機６６、コンプレッサー６８、燃料電池用バッテリ７０（及びＤＣ−ＤＣコンバータ７４）に供給できるようにする。
【００３９】
ステップＳ１０８において、制御部８２は、温度センサ６０が測定する温度により、燃料電池スタック５８が発電に必要な作動温度に到達したか否か判断する。燃料電池スタック５８が作動温度に到達したのち、ステップＳ１０９において、制御部８２は、拡散燃焼機をＯＦＦにして燃料電池スタック５８に対する起動制御を終了し、燃料電池用補機６６によりアノードガス（改質ガス）を燃料電池スタック５８のアノードに供給し、コンプレッサー６８によりカソードガスを燃料電池スタック５８のカソードに供給し、電気化学反応により燃料電池スタック５８が発電する。
【００４０】
ステップＳ１１０において、制御部８２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ６２をＯＮにする。これにより、燃料電池スタック５８は、発電した電力をＤＣ−ＤＣコンバータ６２を介して電力供給ライン１２に供給するようになる。また、燃料電池スタック５８は、発電した電力を、ＤＣ−ＤＣコンバータ６２及びＤＣ−ＤＣコンバータ６４を介して、燃料電池用補機６６、コンプレッサー６８、燃料電池用バッテリ７０（及びＤＣ−ＤＣコンバータ７４）に供給する。以上より、車両システム１０の起動制御が終了する。
【００４１】
［車両システムの通常発電時の動作］
駆動モータ２６は、車両用バッテリ１４及び燃料電池スタック５８から電力供給を受け、ドライバーのアクセル操作により任意の回転数で回転している。また、駆動モータ２６は、ブレーキ時に回生電力を生成するが、これがモータ駆動用インバータ２４を介して車両用バッテリ１４に充電される。
【００４２】
制御部８２は、充電チェッカー１５から充電要求信号を受信している間は燃料電池スタック５８において所定の電力で発電させ、車両用バッテリ１４（及びモータ駆動用インバータ２４）に電力を供給して車両用バッテリ１４を充電している。また、充電チェッカー１５からの充電要求信号が停止した場合は、燃料電池スタック５８の発電量を低下させてモータ駆動用インバータ２４に電力を供給する等の制御を行う。  
【００４３】
燃料電池用バッテリ７０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４からの電力供給により充電され、また燃料電池用補機６６、コンプレッサー６８に電力を供給する。燃料電池用補機６６及びコンプレッサー６８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４及び燃料電池用バッテリ７０から電力の供給を受けて駆動できる。
【００４４】
［燃料電池スタックの停止制御］
燃料電池スタック５８の停止制御としては、以下の制御Ａ〜制御Ｄの方法がある。
制御Ａ：強制冷却
燃料を供給するポンプ（燃料電池用補機６６）を停止させて燃料の供給を停止し、コンプレッサー６８は引き続き動作させ、カソードガスを冷却ガスとして引き続き燃料電池スタック５８に供給する。この冷却ガスにより燃料電池スタック５８は空冷される。また、このとき、アノードの酸化を防止するために、使用後のアノードオフガスの排気経路にある弁（燃料電池用補機６６）を閉止して酸素の逆流を防止する制御を行う。
【００４５】
制御Ｂ：アノード保護電圧印加
アノードの酸化を電気的に防止する制御として、ＤＣ−ＤＣコンバータ７４を用いて外部から燃料電池スタック５８とは逆の起電力（アノード保護電圧）を燃料電池スタック５８に印加する。
【００４６】
燃料電池スタック５８を高温のまま停止させる際に、アノードガスの供給を停止するとアノード内に酸素が侵入してくる。この酸素はアノード極のニッケルと反応し、酸化ニッケルとなることでアノード極に割れ等が発生する可能性がある。そこで、これを防止するために本実施形態では、燃料電池スタック５８の外部から燃料電池スタック５８とは逆の起電力を印加する。これにより、電流（電荷）の流れを通常とは反対にすることができるので、電荷の移動がアノードからカソードとなることに伴い、アノードに入った酸素を、電解質膜を通じてカソード側へ送ることができる。これにより、アノード極のニッケルとの反応を抑制できる。なお、燃料電池スタック５８は、カソードに酸素、アノードに燃料ガスが存在することで、電位を生成するが、外部から印加する逆起電力は、燃料電池スタック５８の開放端電圧より高い必要があることは言うまでもない。
【００４７】
この場合、燃料電池スタック５８は大気中に熱を放出することで自然に温度低下していく。なお、この場合も、使用後のアノードオフガスの排気経路にある弁（燃料電池用補機６６）を閉止して酸素の逆流を防止する制御を行うことが好適である。
【００４８】
制御Ｃ：強制冷却＋アノード保護電圧印加
制御Ａと制御Ｂとを合わせた制御であり、強制冷却による短時間の冷却とアノード保護電圧によるアノードの電気的な酸化防止制御により、停止制御を短時間でより確実に行うことができる。
【００４９】
制御Ｄ：自立運転冷却
燃料を供給するポンプ（燃料電池用補機６６）の出力を低下させ、燃料電池スタック５８が燃料電池用補機６６及びコンプレッサー６８の消費電力を賄える程度（及び燃料電池用バッテリ７０を充電できる程度）の発電電力を維持しながら燃料電池スタック５８の温度を低下させていく。このとき、カソードガスは、カソードガスとしてのみならず冷却ガスとして機能する。
【００５０】
上記方法のうち、制御Ａ〜制御Ｃは、車両用バッテリ１４または燃料電池用バッテリ７０の電力を必要とする。一方、制御Ｄは、車両用バッテリ１４や燃料電池用バッテリ７０の電力を用いることなく自立して停止制御が可能となる。
【００５１】
［車両システムにおける急速充電制御と燃料電池スタックの停止制御との関係］
ドライバーの操作により車両システム１０の車両用バッテリ１４を急速充電する場合、車両の停止後すぐに充電を行うことが考えられる。このとき、燃料電池スタック５８は、すでに停止制御を開始しているが、未だ終了していない場合、すなわち、急速充電と停止制御が同時進行する場合が考えられる。しかし、急速充電を行う前には、漏電防止のため、電力供給ライン１２の絶縁検査を行う必要がある。ここで、絶縁検査を行う場合には、電力供給ライン１２の絶縁抵抗を正確に測定するため、車両用バッテリ１４及び接続ライン５６を電力供給ライン１２から遮断する必要がある。
【００５２】
燃料電池スタック５８の停止制御として、上述の制御Ｄを行っている場合は、燃料電池スタック５８からの電力が燃料電池用補機６６及びコンプレッサー６８に供給されているので、接続ライン５６が電力供給ライン１２から遮断されても引き続き同じ状態で停止制御を行うことができる。
【００５３】
一方、燃料電池スタック５８の停止制御として、上述の制御Ａ、制御Ｂ、制御Ｃのいずれかを行っている場合には、前述のように一定の電力を必要とするが、その電力は燃料電池用バッテリ７０及び車両用バッテリ１４から供給されている。よって、接続ライン５６が電力供給ライン１２から遮断されるとその電力を燃料電池用バッテリ７０のみで賄うことになるが、その充電量が所定量よりも低くなった場合には継続して同じ状態で停止制御を行うことはできず、停止制御が不安定になる。そこで、本実施形態では、以上を考慮して車両用バッテリ１４の急速充電と燃料電池スタック５８の停止制御を並行してより確実に行えるようにしている。
【００５４】
［車両システムの停止制御を伴う急速充電制御の手順］
本実施形態の車両システム１０の車両停止後の急速充電制御の手順を図３に従って説明する。ステップＳ２０１において、制御部８２（停止制御部）は車両停止後の燃料電池スタック５８に対する停止制御を開始する。このとき、停止制御は、上述の制御Ａ、制御Ｂ、制御Ｃ、制御Ｄのいずれかが行われる。ステップＳ２０１において、制御部８２（停止制御部）は、停止制御として制御Ｄを選択した場合には、スイッチ７６Ａ，７６ＢをＯＦＦにすることにより、電力供給ライン１２から接続ライン５６（燃料電池スタック５８）を遮断する。その後、ステップＳ２０２において、スイッチ２２Ｃ，２２ＤをＯＦＦにすることにより、電力供給ライン１２から車両用バッテリ１４を遮断する。
【００５５】
ステップＳ２０３において、制御部８２は、急速充電端子３６のリミットスイッチから検知信号を受信したか否か、すなわち急速充電端子３６に外部直流電源が接続されたか否かを判断する。急速充電端子３６に外部直流電源が接続された後、ステップＳ２０４において、制御部８２は、充電チェッカー１５からの充電要求信号を受信しているか否か、すなわち、車両用バッテリ１４に充電が必要であるか否かを判断する。
【００５６】
車両用バッテリ１４に充電が必要と判断したのち、ステップＳ２０５において、制御部８２は、車両用バッテリ１４及び接続ライン５６が電力供給ライン１２から遮断されているか否かを、スイッチ２２Ｃ，２２Ｄ、スイッチ７６Ａ，７６ＢのＯＮ・ＯＦＦ状態により判断する。
【００５７】
ステップＳ２０５において、上記スイッチが全てＯＦＦであると判断した場合、制御部８２は、ステップＳ２０６において、ＩＲセンサ４６をＯＮにして電力供給ライン１２に絶縁診断用の電圧を印加する。ここで、上記スイッチが全てＯＦＦの場合とは、停止制御が終了している、または、制御Ｄにより停止制御が継続している場合である。
【００５８】
一方、ステップＳ２０５において、上記スイッチが全てＯＮであると判断した場合、すなわち、制御部８２（停止制御部）の制御により制御Ａ、制御Ｂ、制御Ｃのいずれかが継続中であり車両用バッテリ１４が接続ライン５６に未だ停止制御用の電力を供給している場合には、後述のステップＳ３０１に移行する。
【００５９】
ステップＳ２０６の後、ステップＳ２０７において、制御部８２は、電力供給ライン１２に絶縁異常が有るか否か、すなわち所定の絶縁抵抗を有するか否かを判断する。ステップＳ２０７において絶縁異常があると判断した場合は、ステップＳ２０８において、ＩＲセンサ４６を停止するとともに絶縁異常を発報して以後の処理を中止する。
【００６０】
ステップＳ２０７において絶縁異常なしと判断した場合は、ステップＳ２０９において、ＩＲセンサ４６をＯＦＦにするとともに、スイッチ２２Ｃ，２２Ｄ、スイッチ３８Ａ，３８ＢをＯＮにして、車両用バッテリ１４及び急速充電端子３６を電力供給ライン１２に接続し、急速充電端子３６に接続した外部直流電源による車両用バッテリ１４の急速充電を開始する。なお、車両用バッテリ１４を電力供給ライン１２に接続する際は、前述のステップＳ１０２、ステップＳ１０３に従って行う。
【００６１】
ステップＳ２１０において、制御部８２は、充電チェッカー１５からの充電要求信号が途絶えたか否か、すなわち車両用バッテリ１４が所定の充電量に達して充電が完了したか否かを判断する。このとき、充電要求信号を未だ受信しているときは充電を継続する。一方、充電要求信号が途絶えて充電が完了した場合には、ステップＳ２１１において、車両用バッテリ１４の充電は完了したと判断し、スイッチ２２Ｃ，２２Ｄ、スイッチ３８Ａ，３８ＢをＯＦＦにすることにより、車両用バッテリ１４及び急速充電端子３６を電力供給ライン１２から遮断する。
【００６２】
ステップＳ２１２において、放電回路２８をＯＮにして電力供給ライン１２を所定の電圧以下に降圧する。以上により、急速充電制御は終了する。
【００６３】
本実施形態の車両システム１０において、絶縁診断を行う際に車両用バッテリ１４が接続ライン５６に未だ停止制御用の電力を供給している場合の手順を図４に従って説明する。このとき、停止制御としては、上記制御Ａ、制御Ｂ、制御Ｃのいずれかが行われている。
【００６４】
ステップＳ３０１において、制御部８２は充電チェッカー７２からの充電要求信号を受信しているか否か、すなわち、燃料電池用バッテリ７０の充電量が停止制御に必要な所定の量に達しているか否かを判断する。
【００６５】
ステップＳ３０１において、燃料電池用バッテリ７０の充電量が所定の量に達していると制御部８２が判断したときは、ステップＳ３０２において、制御部８２は、停止制御における制御状態（制御Ａ、制御Ｂ、制御Ｃ）を変更せず、スイッチ２２Ｃ，２２Ｄ、スイッチ７６Ａ，７６ＢをＯＦＦにして、車両用バッテリ１４及び接続ライン５６を電力供給ライン１２から遮断する。このとき、スイッチ７６Ａ，７６ＢをＯＦＦにしたのち、スイッチ２２Ｃ，２２ＤをＯＦＦにして、接続ライン５６を電力供給ライン１２から遮断したのちに車両用バッテリ１４を電力供給ライン１２から遮断する。これにより、燃料電池用補機６６、コンプレッサー６８、ＤＣ−ＤＣコンバータ７４は燃料電池用バッテリ７０からの電力供給により駆動できる。ステップＳ３０２において、電力供給ライン１２は、車両用バッテリ１４及び接続ライン５６から遮断されたので、ステップＳ３０３において、制御部８２はＩＲセンサ４６をＯＮにして電力供給ライン１２に絶縁診断用の電圧を印加する。
【００６６】
ステップＳ３０４において、後述のステップＳ３０９までの間、制御部８２が充電チェッカー７２から充電要求信号を未だ受信していないか否か、すなわち燃料電池用バッテリ７０の充電量が未だ所定量以上であるか否か判断する。そして、燃料電池用バッテリ７０の充電量が所定量よりも低くなったと制御部８２（切替制御部）が判断した場合には、ステップＳ３０５において、制御部８２（切替制御部）は燃料電池用バッテリ７０による電力供給は困難と判断し、停止制御の制御状態を制御Ｄ（自立運転制御）に切替制御する。また、制御部８２（停止制御部）は、燃料電池用バッテリ７０の充電量が未だ所定量以上であると判断した場合は、停止制御の制御状態を維持する。よって、燃料電池用バッテリ７０が停止制御に必要な電力を十分に賄える場合は、停止制御中に切替制御は行わないことになる。なお、制御Ｄにおいて、制御部８２（停止制御部、切替制御部）は、燃料電池スタック５８及び燃料電池用バッテリ７０の電力を利用して燃料電池用補機６６及びコンプレッサー６８をＯＮにすることができる。これにより、燃料電池スタック５８の発電量を燃料電池用バッテリ７０の電力分だけ低下させて燃料電池スタック５８の発電に伴う発熱を低下させ、その分、燃料電池スタック５８の冷却を早めることができる。
【００６７】
一方、ステップＳ３０１において、制御部８２が燃料電池用バッテリ７０の充電量が所定の量に達していないと判断したときは、ステップＳ３０６において、制御部８２は、停止制御の制御状態を制御Ｄ（自立運転制御）に切り替え、その後ステップＳ３０７において、前述のステップＳ３０２と同様にスイッチ２２Ｃ，２２Ｄ、スイッチ７６Ａ，７６ＢをＯＦＦにして、車両用バッテリ１４及び接続ライン５６を電力供給ライン１２から遮断する。これにより、燃料電池用補機６６及びコンプレッサー６８は、燃料電池スタック５８からの電力供給により駆動できる。そして、ステップＳ３０８において、制御部８２はＩＲセンサ４６をＯＮにして電力供給ライン１２に絶縁診断用の電圧を印加する。
【００６８】
ステップＳ３０５及びステップＳ３０８の後、及びステップＳ３０４で制御部８２が燃料電池用バッテリ７０の充電量が未だ所定量以上であると判断している場合、ステップＳ３０９において、制御部８２は、電力供給ライン１２に絶縁異常が有るか否か、すなわち所定の絶縁抵抗を有するか否かを判断する。ステップＳ３０９において絶縁異常があると制御部８２が判断した場合は、ステップＳ３１０において、制御部８２はＩＲセンサ４６をＯＦＦにするとともに絶縁異常を発報して以後の処理を中止する。
【００６９】
ステップＳ３０９において制御部８２が絶縁異常なしと判断した場合は、ステップＳ３１１において、制御部８２は、ＩＲセンサ４６をＯＦＦにするとともに、スイッチ２２Ｃ，２２Ｄ、スイッチ３８Ａ，３８ＢをＯＮにして外部直流電源による車両用バッテリ１４の急速充電を開始する。
【００７０】
なお、ステップＳ３０２〜ステップＳ３１１までの段階において、制御部８２は、温度センサ６０が測定する温度が、アノードの酸化を回避できる上限の温度となる燃料電池スタック５８の所定温度よりも低くなったから否かを判断し、所定温度よりも低くなったと判断した場合は、燃料電池用補機６６（第１補機）、コンプレッサー６８（第２補機）、ＤＣ−ＤＣコンバータ７４（第３補機）をＯＦＦにすることにより、燃料電池スタック５８に対する停止制御を終了させる。
【００７１】
ステップＳ３１２において、制御部８２は、燃料電池スタック５８に対する停止制御が終了しているか否か、すなわち燃料電池用補機６６、コンプレッサー６８、ＤＣ−ＤＣコンバータ７４のいずれもがＯＦＦになっているか否かを判断する。
【００７２】
ステップＳ３１２において、停止制御が終了したと制御部８２が判断した場合、制御部８２は、ステップＳ２１０と同様のステップＳ３１３、ステップＳ２１１と同様のステップＳ３１４、ステップＳ２１２と同様のステップＳ３１５を順に行い、急速充電制御を終了する。
【００７３】
本実施形態の車両システム１０において、停止制御終了の判断時に停止制御が終了していない場合の手順を図５に従って説明する。ステップＳ４０１において、制御部８２は接続ライン５６を電力供給ライン１２に接続する。なお、接続ライン５６を電力供給ライン１２に接続する際は、前述のステップＳ１０５、ステップＳ１０６に従って行う。
【００７４】
接続ライン５６を電力供給ライン１２に接続することにより、燃料電池用補機６６、コンプレッサー６８、ＤＣ−ＤＣコンバータ７４は、外部直流電源または車両用バッテリ１４から電力が供給され、燃料電池用バッテリ７０は、外部直流電源または車両用バッテリ１４により充電される。
【００７５】
ステップＳ４０２において、制御部８２は、ステップＳ３０４またはステップＳ３０５を行ったか否か、すなわち停止制御の制御状態の切替制御を行ったか否か判断する。そして、切替制御を行った場合には、ステップＳ４０３において、制御部８２は、停止制御の制御状態を切替制御前の状態に戻す制御を行う。制御Ａ、制御Ｂ、制御Ｃが制御Ｄよりも冷却効率が高い場合は、このように切替制御前の状態に戻すことが好適である。
【００７６】
ステップＳ４０３の後、またはステップＳ４０２において制御部８２が切替制御はしなかったと判断した場合、ステップＳ４０４において、制御部８２は、上述同様に、アノードの酸化が回避できる上限の温度となる燃料電池スタック５８の所定温度よりも低くなったか否かを判断し、所定温度よりも低くなったと判断した場合は、ステップＳ４０５において、燃料電池用補機６６、コンプレッサー６８、ＤＣ−ＤＣコンバータ７４をＯＦＦにすることにより、燃料電池スタック５８に対する停止制御を終了させる。
【００７７】
ステップＳ４０６において、制御部８２は充電チェッカー７２からの充電要求信号が途絶えているか否か、すなわち、燃料電池用バッテリ７０の充電量が所定の量に達しているか否かを判断する。そして、制御部８２が所定の量に達していると判断した場合、ステップＳ４０７において、制御部８２は、スイッチ７６Ａ，７６ＢをＯＦＦにして、接続ライン５６を電力供給ライン１２から遮断し、前述のステップＳ３１５に移行する。
【００７８】
［切替制御の変形例］
本実施形態の車両システム１０において、絶縁診断を行う際に車両用バッテリ１４が接続ライン５６に未だ停止制御用の電力を供給している場合の手順の変形例を図６に従って説明する。このときも、停止制御としては、上記制御Ａ、制御Ｂ、制御Ｃのいずれかが行われている。図６では、図４に示すステップＳ３０２が、後述のステップＳ３０２ａ、ステップＳ３０２ｂになっている。
【００７９】
ステップＳ３０１において、燃料電池用バッテリ７０の充電量が所定の量に達していると制御部８２が判断したときは、ステップＳ３０２ａにおいて、制御部８２は、停止制御における制御状態を切替制御する。一方、燃料電池用バッテリ７０の充電量が所定の量よりも低いと制御部８２が判断したときは、前述のステップＳ３０６に移行する。
【００８０】
ステップＳ３０２ａにおいて、制御Ａの消費電力が制御Ｂの消費電力より高く、かつ切替制御前の制御状態が制御Ａである場合には制御Ｂに切替制御することができる。制御Ｂの消費電力が制御Ａの消費電力より高く、かつ切替制御前の制御状態が制御Ｂである場合には制御Ａに切替制御することができる。切替制御前の制御状態が制御Ｃである場合は制御Ａまたは制御Ｂに切替制御することができる。
【００８１】
ステップＳ３０２ｂにおいて、スイッチ２２Ｃ，２２Ｄ、スイッチ７６Ａ，７６ＢをＯＦＦにして、車両用バッテリ１４及び接続ライン５６を電力供給ライン１２から遮断する。これにより、燃料電池用補機６６、コンプレッサー６８、ＤＣ−ＤＣコンバータ７４は燃料電池用バッテリ７０からの電力供給により駆動できる。その後は、前述のステップＳ３０３に移行する。これらの切替制御により、補機側の消費電力を切替制御前よりも低くすることができるので、燃料電池用バッテリ７０の負担を軽減することができる。
【００８２】
図４、図６示す手順において、ステップＳ３０１を省略（ステップＳ３０６、ステップＳ３０７、ステップＳ３０８も省略）して、ステップ３０２（図４）、ステップＳ３０２ａ（図６）にそれぞれ移行してもよい。すなわち、制御部８２は燃料電池用バッテリ７０の充電量をモニタすることなく、ステップＳ３０２、ステップＳ３０２ａの制御に移行してもよい。
【００８３】
［車両システムにおける低速充電制御の手順］
本実施形態の燃料電池搭載車両システムの車両停止後の低速充電制御の手順を図７にしたがって説明する。ステップＳ５０１において、制御部８２は燃料電池スタック５８に対する停止制御を開始する。このとき、停止制御は、上述の制御Ａ、制御Ｂ、制御Ｃ、制御Ｄのいずれかが行われ、その後、アノードの酸化を回避できる上限の温度となる燃料電池スタック５８の所定温度よりも低くなったときに停止制御は終了する。
【００８４】
ステップＳ５０２において、制御部８２は、低速充電端子３２のリミットスイッチから検知信号を受信したか否か、すなわち低速充電端子３２に外部交流電源が接続されたか否かを判断する。低速充電端子３２に外部交流電源が接続された後、ステップＳ５０３において、制御部８２は、充電チェッカー１５からの充電要求信号を受信しているか否か、すなわち、車両用バッテリ１４に充電が必要であるか否かを判断する。
【００８５】
制御部８２が車両用バッテリ１４に充電が必要と判断したのち、ステップＳ５０４において、制御部８２は、充電器３４をＯＮにして低速充電端子３２に接続する外部交流電源により車両用バッテリ１４を充電する。その際、スイッチ２２Ｃ，２２ＤがＯＦＦである場合には、制御部８２は、スイッチ２２Ｃ，２２ＤをＯＮにして、車両用バッテリ１４を電力供給ライン１２に接続する。
【００８６】
ステップＳ５０５において、制御部８２は、充電チェッカー１５からの充電要求信号が途絶えたか否か、すなわち車両用バッテリ１４が所定の充電量に達したか否かを判断し、充電要求信号を未だ受信しているときは充電を継続する。一方、充電要求信号が途絶えた場合には、ステップＳ５０６において、制御部８２は車両用バッテリ１４の充電は完了したと判断し、スイッチ２２Ｃ，２２Ｄ、充電器３４をＯＦＦにすることにより、車両用バッテリ１４及び低速充電端子３２を電力供給ライン１２から遮断する。
【００８７】
ステップＳ５０７において、放電回路２８をＯＮにして電力供給ライン１２を所定の電圧以下に降圧する。以上により、低速充電制御は終了する。なお、低速充電では、電圧の低い交流電圧を電圧の高い直流電圧に変換するため、低速充電時に電力供給ライン１２に流れる直流電流の大きさは急速充電の場合に比べて十分小さい。よって急速充電とは異なり、事前の絶縁検査は不要である。
【００８８】
［車両システムにおける外部機器接続制御の手順］
本実施形態において、外部機器接続制御は、車両が停止して燃料電池スタック５８の停止制御が開始しているときのみならず、急速充電制御中、低速充電制御中にも実行することができる。ただし、急速充電制御における絶縁検査時は行うことはできない。
【００８９】
制御部８２は、外部接続端子４０のリミットスイッチから検知信号を受信したか否か、すなわち外部接続端子４０に外部機器が接続されたか否かを判断する。外部接続端子４０に外部機器が接続された後、制御部８２は、スイッチ４４Ａ，４４ＢをＯＮにして外部接続端子４０を電力供給ライン１２に接続する。このとき、電力供給ライン１２に車両用バッテリ１４、外部直流電源（急速充電端子３６）、外部交流電源（低速充電端子３２）のいずれかが電気的に接続されていれば、外部機器は電力供給ライン１２に接続したいずれかの電源からの電力供給により駆動できる。また、電力供給ライン１２にいずれの電源も電気的に接続していない場合は、例えば、スイッチ２２Ｃ、２２ＤをＯＮにすることにより、車両用バッテリ１４を外部機器に接続可能であるが、前述の絶縁検査時には行うことはできない。
【００９０】
［本実施形態の車両システムの効果］
本実施形態に係る車両システム１０及びその制御方法によれば、車両用バッテリ１４及び燃料電池スタック５８を電力供給ライン１２から遮断したのちに絶縁検査を行う。すなわち、制御部８２は、車両用バッテリ１４を電力供給ライン１２から遮断する制御を行い、かつスイッチ７６Ａ，７６Ｂを制御して燃料電池スタック５８を電力供給ライン１２から遮断したのちにＩＲセンサ４６をＯＮにする。これにより、車両用バッテリ１４や燃料電池スタック５８（接続ライン５６）の浮遊容量の影響を回避して電力供給ライン１２の絶縁検査をより確実に行うことができる。
【００９１】
制御部８２は、燃料電池スタック５８を電力供給ライン１２から遮断したのちに車両用バッテリ１４を電力供給ライン１２から遮断する。これにより、絶縁検査を行う場合において、燃料電池スタック５８が車両用バッテリ１４の電力を必要としている段階で車両用バッテリ１４が遮断され燃料電池スタック５８の停止制御が不安定となるおそれを回避できる。
【００９２】
接続ライン５６に接続された燃料電池スタック５８用の補機（燃料電池用補機６６、コンプレッサー６８、ＤＣ−ＤＣコンバータ７４）を備え、制御部８２は、スイッチ７６Ａ，７６Ｂを制御して接続ライン５６を電力供給ライン１２から遮断することにより燃料電池スタック５８を電力供給ライン１２から遮断する。すなわち、燃料電池スタック５８用の補機を燃料電池スタック５８に電気的に接続した状態で燃料電池スタック５８を電力供給ライン１２から遮断する。これにより、遮断後においても、燃料電池スタック５８が補機に電力を供給することにより停止制御が可能となる。
【００９３】
制御部８２は、燃料電池スタック５８の停止制御として補機（燃料電池用補機６６、コンプレッサー６８、ＤＣ−ＤＣコンバータ７４）を駆動させた状態で、接続ライン５６を電力供給ライン１２から遮断する前に補機の制御状態を切り替える切替制御を行う場合があるが、以下の（１）〜（６）の態様がある。
【００９４】
（１）制御部８２（停止制御部）は、燃料電池スタック５８の停止制御（初期状態）として制御Ａ（強制冷却）を行っているが、制御部８２（切替制御部）は、接続ライン５６を電力供給ライン１２から遮断する前に、その制御状態を制御Ｄ（自立運転制御）に切替制御する。
（２）制御部８２（停止制御部）は、燃料電池スタック５８の停止制御（初期状態）として制御Ｂ（アノード保護電圧印加）を行っているが、制御部８２（切替制御部）は、接続ライン５６を電力供給ライン１２から遮断する前に、その制御状態を制御Ｄ（自立運転制御）に切替制御する。
（３）制御部８２（停止制御部）は、燃料電池スタック５８の停止制御（初期状態）として制御Ｃ（強制冷却＋アノード保護電圧印加）を行っているが、制御部８２（切替制御部）は、接続ライン５６を電力供給ライン１２から遮断する前に、その制御状態を制御Ｄ（自立運転制御）に切替制御する。
（４）制御部８２（停止制御部）は、燃料電池スタック５８の停止制御（初期状態）として制御Ａ（強制冷却）を行っているが、制御部８２（切替制御部）は、接続ライン５６を電力供給ライン１２から遮断する前に、その制御状態を制御Ｂ（アノード保護電圧印加）に切替制御する。
（５）制御部８２（停止制御部）は、燃料電池スタック５８の停止制御（初期状態）として制御Ｂ（アノード保護電圧印加）を行っているが、制御部８２（切替制御部）は、接続ライン５６を電力供給ライン１２から遮断する前に、その制御状態を制御Ａ（強制冷却）に切替制御する。
（６）制御部８２（停止制御部）は、燃料電池スタック５８の停止制御（初期状態）として制御Ｃ（強制冷却＋アノード保護電圧印加）を行っているが、制御部８２（切替制御部）は、接続ライン５６を電力供給ライン１２から遮断する前に、その制御状態を制御Ａ（強制空冷）または制御Ｂ（アノード保護電圧印加）に切替制御する。
【００９５】
上記（１）〜（３）により、接続ライン５６を電力供給ライン１２から遮断後であっても引き続き停止制御を自立運転により継続させることができる。また、上記（４）〜（６）により、補機側の消費電力を切替制御前よりも低くすることができるので、燃料電池用バッテリ７０の負担を軽減することができる。
【００９６】
上記（１）〜（３）において、制御部８２（停止制御部、切替制御部）は、燃料電池スタック５８の電力のみならず、接続ライン５６に接続した燃料電池用バッテリ７０の電力を利用して制御をすることができる。これにより、燃料電池用バッテリ７０の電力も利用して燃料電池スタック５８の停止制御及び切替制御が可能となるので、その分、燃料電池スタック５８の発電量を低くすることが可能となる。したがって、燃料電池スタック５８の発電に伴う発熱量を低減して燃料電池スタック５８の冷却効率を高めることができる。
【００９７】
上記（１）〜（３）の制御において、制御部８２は、接続ライン５６を電力供給ライン１２から遮断する際に燃料電池用バッテリ７０の充電量が所定の量以上である場合は、停止制御における制御状態を維持し、接続ライン５６を電力供給ライン１２から遮断後に燃料電池用バッテリ７０の充電量が所定の量より低くなった場合に制御Ｄへの切替制御を行っている。また、上記（４）〜（６）において、制御部８２は、当該切替制御後に燃料電池用バッテリ７０の充電量が所定の量より低くなった場合に制御Ｄへの切替制御を行っている。これにより、接続ライン５６を電力供給ライン１２から遮断後において制御状態が制御Ａ、制御Ｂ、制御Ｃのいずれかであっても燃料電池用バッテリ７０の充電量に応じて制御Ｄへの切替制御を行うので、燃料電池用バッテリ７０の電力の枯渇を回避することができる。
【００９８】
なお、燃料電池用バッテリ７０の容量が停止制御に十分な容量を有する場合には、上述の切替制御は不要である。すなわち、停止制御として制御Ａ，制御Ｂ、制御Ｃを行っている場合において、接続ライン５６を電力供給ライン１２から遮断する際にもこれらの制御状態を維持することができる。特に、制御Ａ（強制冷却）を維持できる場合は、最も冷却効率が高いので、停止制御を短時間で完了させることができる。
【００９９】
制御部８２は、電力供給ライン１２の絶縁検査を行った後に車両用バッテリ１４及び外部直流電源を電力供給ライン１２に電気的に接続し、その後、燃料電池スタック５８（接続ライン５６）を電力供給ライン１２に電気的に接続する。これにより、車両用バッテリ１４（及び燃料電池用バッテリ７０）の充電が可能となり、燃料電池スタック５８の起動制御が可能となる。
【０１００】
制御部８２は、前述の切替制御を行った場合において、電力供給ライン１２の絶縁検査を行った後に車両用バッテリ１４及び外部直流電源を電力供給ライン１２に電気的に接続し、その後接続ライン５６を電力供給ライン１２に接続するとともに、補機（燃料電池用補機６６、コンプレッサー６８、ＤＣ−ＤＣコンバータ７４）の制御状態を切替制御前の状態に戻す。これにより、制御Ａ、制御Ｂ、制御Ｃが制御Ｄよりも冷却効率が高い場合に、電力供給ライン１２が車両用バッテリ１４及び外部直流電源に接続されたのちは、補機の制御状態を切替制御前の状態に戻すことにより、補機の電力を車両用バッテリ１４及び外部直流電源に賄わせ、燃料電池スタック５８の冷却効率を高めることができる。
【０１０１】
制御部８２は、急速充電端子３６に外部直流電源が接続されたことを検知して車両用バッテリ１４及び燃料電池スタック５８（接続ライン５６）を電力供給ライン１２から遮断する。これにより、遮断制御を自動で行うことができる。
【０１０２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【０１０３】
本願は、２０１５年１２月１５日に日本国特許庁に出願された特願２０１５−２４３９５４に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【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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【国際調査報告】
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