(57)【要約】【課題】  燃料電池を発電させるために大型の圧縮機を車両に搭載しても、車両内での静粛性を得る。【解決手段】  空気が供給されて発電する燃料電池１と、二次電池５と、燃料電池１及び二次電池５から電力供給を受けて駆動する駆動モータ８を備えた車両に搭載され、当該車両が走行するために要求される燃料電池１の発電電力に応じて燃料電池１に空気を供給する圧縮機４の回転数を制御する。コントローラ２は、圧縮機４の回転数を制御するに際して、モータ回転センサ１２の検出値から車速を検出すると共に、二次電池５の充電量を検出し、車速及び充電量に基づいて圧縮機４の回転数の上限を設定し、当該上限を超えないように圧縮機４の回転数を制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が供給されて発電する燃料電池と、二次電池と、前記燃料電池及び前記二次電池から電力供給を受けて駆動する駆動モータを備えた車両に搭載され、当該車両が走行するために要求される前記燃料電池の発電電力に応じて前記燃料電池に空気を供給する圧縮機の回転数を制御する圧縮機制御装置において、
車速を検出する車速検出手段と、
前記二次電池の充電量を検出する充填量検出手段と、
前記車速検出手段で検出した車速及び前記充填量検出手段で検出した充電量に基づいて前記圧縮機の回転数の上限を設定し、当該上限を超えないように前記圧縮機の回転数を制御する圧縮機制御手段と
を備えることを特徴とする圧縮機制御装置。
【請求項２】
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段を備え、
前記圧縮機制御手段は、前記アクセル開度検出手段で検出したアクセル開度及び前記車速検出手段で検出した車速に基づいて前記駆動モータ及び補機に必要な電力を算出し、当該算出した電力が、前記圧縮機の回転数の上限で前記燃料電池に空気を供給した場合の発電可能電力よりも高い場合には、前記駆動モータ及び補機に必要な電力と前記発電可能電力との差分の電力を前記二次電池から前記駆動モータ又は前記補機に供給させることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機制御装置。
【請求項３】
前記二次電池の残電力を検出する残電力検出手段を備え、
前記圧縮機制御手段は、前記残電力検出手段で検出した残電力が少ない場合には前記圧縮機の回転数の上限を無効化して、前記燃料電池に要求される発電電力に応じた回転数となるように前記圧縮機を制御することを特徴とする請求項２に記載の圧縮機制御装置。
【請求項４】
前記駆動モータが発生させている実トルクを検出するトルク検出手段を備え、
前記圧縮機制御手段は、前記トルク検出手段で検出した実トルクが、前記車速の変化率及び標準車重から算出したトルクよりも高い場合には、前記圧縮機の回転数の上限を上昇させる補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機制御装置。
【請求項５】
前記車両外の外気温を検出する外気温検出手段を備え、
前記外気温検出手段で検出された外気温が所定値よりも高い場合には、前記圧縮機の回転数の上限を上昇させる補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機制御装置。
【請求項６】
前記車両外の大気圧を検出する大気圧検出手段を備え、
前記大気圧検出手段で検出された大気圧が所定値よりも低い場合には、前記圧縮機の回転数の上限を上昇させる補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を発電させるに際して、当該燃料電池に要求される発電電力に応じて圧縮機の回転数を制御して、燃料電池に圧縮した空気を供給させる圧縮機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、外気を圧縮するコンプレッサ等を制御する圧縮機制御装置としては、例えば下記の特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
この特許文献１に記載された圧縮機制御装置は、電機自動車用空調装置に適用したものであって、車速センサからの車速検出出力が低くない場合は、要求出力に応じた圧縮機の回転数とするように圧縮機を回転駆動制御し、車速センサからの車速検出出力が低い場合であって要求出力に応じた圧縮機の回転数がしきい値を超えた場合には、圧縮機の回転数が所定値を超えないようにする制御をしている。これにより、従来では、圧縮機の回転によって生ずる騒音を極力低減していた。
【特許文献１】特開平７‐２２３４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の圧縮機制御装置においては、車速が一定値以上であり、要求出力に応じた圧縮機の回転数がしきい値以上の場合には、圧縮機の要求出力に応じた回転数で運転するために、当該圧縮機制御装置を燃料電池車両に適用し、燃料電池に空気を供給する圧縮機の騒音を低減させようとしても、当該燃料電池用の圧縮機が空調用の圧縮機と比較して大型であるために、騒音が空調用と比較して大きく、高い静粛性を得ることができないという問題がある。
【０００５】
すなわち、車両内の空調用の圧縮機では、車速が高くなることに伴う走行風を利用して冷媒を冷却することができ、圧縮機の回転数を低減させることができるが、燃料電池用の圧縮機では、車速を高くする場合には燃料電池に高い発電電力が要求され、回転数を高くする必要がある。
【０００６】
また、燃料電池用の圧縮機では、車両のアクセル操作やブレーキ操作に応じて燃料電池に要求される発電電力が変化するために、当該アクセル操作やブレーキ操作によって回転数を制御する必要がある。したがって、空調用の圧縮機では室内温度の変化によって回転数を制御する必要が発生するのに対し、燃料電池用の圧縮機では、広い回転数範囲で頻繁に回転数を高くしたり低くしたりする制御が必要となる。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、燃料電池を発電させるために大型の圧縮機を車両に搭載しても、車両内での静粛性を得ることができる圧縮機制御装置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】
本発明は、空気が供給されて発電する燃料電池と、二次電池と、前記燃料電池及び前記二次電池から電力供給を受けて駆動する駆動モータを備えた車両に搭載され、当該車両が走行するために要求される燃料電池の発電電力に応じて燃料電池に空気を供給する圧縮機の回転数を制御する。この圧縮機制御装置は、圧縮機の回転数を制御するに際して、車速検出手段により車速を検出すると共に、充填量検出手段により二次電池の充電量を検出し、圧縮機制御手段により、車速検出手段で検出した車速及び充填量検出手段で検出した充電量に基づいて圧縮機の回転数の上限を設定し、当該上限を超えないように圧縮機の回転数を制御することにより、上述の課題を解決する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る圧縮機制御装置によれば、燃料電池を発電させるために大型の圧縮機を車両に搭載し、燃料電池の発電電力に応じて圧縮機の回転数を制御するときに、車速及び充電量に基づいて圧縮機の回転数の上限を設定し、当該上限を超えないように圧縮機の回転数を制御するので、確実に車両内での静粛性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
［第１実施形態］
本発明は、例えば図１に示すように構成された第１実施形態に係る燃料電池システムに適用される。この燃料電池システムは、例えば車両に搭載され、電力を使用して車両の走行トルクを発生させる。
【００１２】
［燃料電池システムの構成］
この燃料電池システムは、図１に示すように、燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されることにより発電する燃料電池スタック１を備える。この燃料電池スタック１は、例えば、固体高分子電解質膜を挟んで空気極と水素極とを対設した燃料電池セル構造体を複数積層して構成されている。本例においては、燃料電池スタック１が発電反応を発生させるための燃料ガスとして水素ガスを水素極に供給すると共に、酸化剤ガスとして酸素を含む空気を空気極に供給する燃料電池システムについて説明する。
【００１３】
燃料電池システムは、燃料電池スタック１に発電をさせるに際して、コントローラ２の制御によって、図示しない水素供給装置から水素ガスを燃料電池スタック１に供給すると共に、圧縮機用インバータ３を駆動させて圧縮機４により外気を圧縮して、圧縮空気を燃料電池スタック１に供給する。また、燃料電池システムは、燃料電池スタック１の発電電力や二次電池５に蓄積した電力を電力制御部６からモータ用インバータ７を介して駆動モータ８に供給し、駆動モータ８の回転数を制御することによって、車両の走行トルクを制御する。
【００１４】
このような燃料電池システムにおいて、コントローラ２には、圧縮機４を構成する圧縮機用モータの回転数を検出する圧縮機回転センサ１１、駆動モータ８の回転数を検出するモータ回転センサ１２、及び運転者の操作によるアクセル開度を検出するアクセル開度センサ１３が接続されている。
【００１５】
コントローラ２は、駆動モータ８により発生させる走行トルクを制御するに際して、アクセル開度センサ１３からのセンサ信号によってアクセル開度を認識すると共に、駆動モータ８からのセンサ信号によって車速を認識して、当該車速及びアクセル開度から、必要な燃料電池スタック１の発電電力を求める。そして、コントローラ２は、当該発電電力を発生させるのに必要な空気流量を求め、圧縮機４に要求される回転数を決定する。これにより、圧縮機回転センサ１１からのセンサ信号から認識した現在の圧縮機４の回転数を、要求される圧縮機４の回転数にするように圧縮機用インバータ３を制御して、圧縮機４に必要な電力を供給する。このとき、コントローラ２は、後述するように、車両内の静粛性を保持するために、圧縮機４の回転数を制限して圧縮機４の車室内に対する騒音を抑制する圧縮機制御処理を行う。
【００１６】
そして、燃料電池スタック１で発電した発電電力は、コントローラ２によって電力制御部６の動作を制御することにより、電力制御部６によって取り出され、二次電池５に充電されたり、圧縮機用インバータ３やモータ用インバータ７に供給される。
【００１７】
［圧縮機制御処理］
つぎに、上述したように構成された燃料電池システムにおいて、コントローラ２による圧縮機制御処理について図２のフローチャート、及び図３〜図６を参照して説明する。
【００１８】
この圧縮機制御処理は、例えば車両が走行している最中に所定期間毎にコントローラ２によって実行される。
【００１９】
先ず、コントローラ２は、ステップＳ１においてモータ回転センサ１２からのセンサ信号から車速を読み込み、ステップＳ２においてアクセル開度センサ１３からのセンサ信号からアクセル開度を読み込む。
【００２０】
次にコントローラ２は、ステップＳ３において、ステップＳ１で検出した車速及びステップＳ２で検出したアクセル開度から駆動モータ８に要求される駆動力Ｐｔを算出し、当該駆動力Ｐｔを発生させるために駆動モータ８に供給する必要があるモータ電力Ｐｍを算出する。このとき、コントローラ２は、例えば、車速及びアクセル開度の値に対応した駆動力Ｐｔ、当該駆動力Ｐｔに対応したモータ電力Ｐｍを記述したマップデータを参照することによって、ステップＳ３の処理を実現する。
【００２１】
次にコントローラ２は、ステップＳ４において、ステップＳ３で算出した駆動力Ｐｔを発生させるために必要な、圧縮機４を始めとする補機類に必要な補機電力Ｐｓを算出する。このとき、コントローラ２は、例えば駆動力Ｐｔに対応した補機電力Ｐｓの値を記述したマップデータを参照することによって、ステップＳ４の処理を実現する。
【００２２】
次にコントローラ２は、ステップＳ５において、ステップＳ４で算出した補機電力Ｐｓと、ステップＳ３で算出したモータ電力Ｐｍとを加算して、駆動力Ｐｔを発生させるために必要な電力を求め、当該電力を燃料電池スタック１で発電させるために必要な空気流量から、圧縮機４に要求される回転数Ｒｃを算出する。
【００２３】
次にコントローラ２は、ステップＳ６において、ステップＳ１で検出した車速から、圧縮機４の回転数上限値Ｒｕを算出する。このとき、コントローラ２は、予め作成しておいた車速値と、回転数上限値Ｒｕとの対応関係を記述したテーブルデータを参照する。
【００２４】
このテーブルデータは、図３に示す車速の上昇に伴って車室内で上昇する騒音レベル、すなわち走行することによるタイヤ接地面での騒音と、図４に示す圧縮機４の回転数の上昇に伴って車室内で上昇する騒音レベル、すなわち圧縮機４の回転騒音との大小によって決定される。この図４に示す騒音レベルは、実際に圧縮機４を車両に搭載した上で圧縮機４を回転させることで得ることができ、図３に示す騒音レベルは、実際に車両を走行させることで得ることができる。
【００２５】
そして、走行による騒音レベルよりも圧縮機４の回転による騒音レベルとが近くなって車室内での圧縮機４の騒音が、車室内で大きくならないような圧縮機４の回転数を回転数上限値Ｒｕとして車速ごとに設定することによって、図５に示すような車速の上昇に伴って上昇する回転数上限値Ｒｕを決定することができる。したがって、図５に示す特性をテーブルデータとしてコントローラ２に記憶しておくことによって、実際の車速がＶ１である場合には、回転数Ｒ１を回転数上限値Ｒｕに設定することができる。また、このテーブルデータは、二次電池５のＳＯＣ（State Of Charge）が高いほど回転数上限値Ｒｕを低く補正し、二次電池５のＳＯＣが低いほど回転数上限値Ｒｕを高く補正する。
【００２６】
このようなテーブルデータは、例えば車速が６０ｋｍ／ｈである場合には回転数上限値Ｒｕを８５００ｒｐｍとし、車速が５０ｋｍ／ｈである場合には回転数上限値Ｒｕを８０００ｒｐｍとし、車速が４０ｋｍ／ｈである場合には回転数上限値Ｒｕを７５００ｒｐｍとし、車速が３０ｋｍ／ｈである場合には回転数上限値Ｒｕを７０００ｒｐｍとし、車速が２０ｋｍ／ｈである場合には回転数上限値Ｒｕを６０００ｒｐｍとし、車速が１０ｋｍ／ｈである場合には回転数上限値Ｒｕを５７００ｒｐｍとするように設定されている。
【００２７】
次にコントローラ２は、ステップＳ７において、ステップＳ５で算出した回転数Ｒｃが、ステップＳ６で算出した回転数上限値Ｒｕよりも高いか否かを判定する。すなわち、コントローラ２は、回転数Ｒｃが回転数上限値Ｒｕよりも高くなることによって車室内の騒音が大きくなるために、圧縮機４の回転数を回転数上限値Ｒｕで制限する必要があるか否かを判定する。
【００２８】
回転数Ｒｃが回転数上限値Ｒｕよりも高くない場合には、回転数Ｒｃで圧縮機４を動作させても車室内での騒音が大きくならないので、コントローラ２は、ステップＳ８において、圧縮機４の回転数を制限せずに、圧縮機４を回転数Ｒｃで動作させる電力を圧縮機４に供給するように電力制御部６及び圧縮機用インバータ３を制御して、処理を終了する。これにより、車室内での静粛性を保持しつつ、モータ電力Ｐｍ及び補機電力Ｐｓを燃料電池スタック１の発電電力のみを使用して賄うことができる。
【００２９】
一方、回転数Ｒｃが回転数上限値Ｒｕよりも高い場合には、コントローラ２は、ステップＳ９に処理を進めて、圧縮機４の回転数を回転数上限値Ｒｕで制限する。このように、圧縮機４の回転数を回転数上限値Ｒｕで制限した場合、燃料電池スタック１に供給する酸素量が制限されるために、燃料電池スタック１の発電可能電力ではモータ電力Ｐｍ及び補機電力Ｐｓからなる電力の全てを賄うことができない。
【００３０】
したがって、コントローラ２は、次のステップＳ１０において、モータ電力Ｐｍと補機電力Ｐｓとを加算した電力から、回転数上限値Ｒｕで圧縮機４を動作させた時の燃料電池スタック１の発電可能電力Ｐｆを減算した差分の電力（Ｐｓ＋Ｐｍ−Ｐｆ）を、二次電池５から圧縮機４又は駆動モータ８に供給するように電力制御部６を制御する。
【００３１】
すなわち、コントローラ２は、図６に示すように、モータ電力Ｐｍと補機電力Ｐｓとを加算して燃料電池スタック１に要求される電力をＰ１とし、当該電力Ｐ１を発電させるために必要な圧縮機４の回転数がＲ１１である場合に、回転数上限値Ｒｕが回転数Ｒ１１よりも低いＲ１２である時には、回転数Ｒ２で圧縮機４を駆動させて燃料電池スタック１にＰ２の電力を発電させ、不足分の電力Ｐ３を二次電池５で補う。
【００３２】
［第１実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第１実施形態に係る燃料電池システムによれば、車速及び二次電池５の充電量に基づいて回転数上限値Ｒｕを設定し、当該回転数上限値Ｒｕを超えないように圧縮機４の回転数を制御するので、圧縮機４の回転騒音が車両走行の騒音よりも著しく大きくなることなく、車室内で最大限の静粛性を得ることができる。
【００３３】
また、この燃料電池システムによれば、アクセル開度及び車速から決定される駆動モータ８及び圧縮機４等の補機に必要な電力が、回転数上限値Ｒｕでの燃料電池スタック１の発電可能電力よりも高い場合には、二次電池５から駆動モータ８や圧縮機４に電力供給することができるので、駆動モータ８及び圧縮機４の電力不足分を二次電池５で補うことができ、圧縮機４の回転数を制限しても車両の走行性能に影響を及ぼすことを回避することができる。
【００３４】
［第２実施形態］
つぎに、第２実施形態に係る燃料電池システムについて説明する。なお、上述の第１実施形態と同様の部分については同一符号、同一ステップ番号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００３５】
第２実施形態に係る燃料電池システムは、図７に示すように、二次電池５の残電力量を検出する残電力量センサ２１を備え、当該残電力量センサ２１のセンサ信号を使用して、コントローラ２により、圧縮機４の回転数制限又は回転数制限の解除を行うことを特徴とするものである。
【００３６】
この燃料電池システムによる圧縮機制御処理は、図８に示すように、上述した第１実施形態と同様に、ステップＳ１〜ステップＳ６の処理を行い、ステップＳ７において回転数Ｒｃが回転数上限値Ｒｕよりも高いと判定した場合には、ステップＳ９において、圧縮機４の回転数を回転数上限値Ｒｕで制限する。
【００３７】
次にコントローラ２は、ステップＳ９の次のステップＳ２１において、残電力量センサ２１からのセンサ信号に基づく二次電池５の残電力量が、予め設定したしきい値よりも少ないか否かを判定する。このしきい値は、圧縮機４の回転数を制限して燃料電池スタック１の発電可能電力を制限した場合に、二次電池５から放電すると過放電になる可能性がある残電力量である。
【００３８】
そして、コントローラ２は、二次電池５の残電力量がしきい値よりも少なくないと判定した場合には、二次電池５が過放電となる可能性がないので、ステップＳ１０に処理を進めて、二次電池５から圧縮機４や駆動モータ８に電力供給を行わせて、処理を終了する。
【００３９】
一方、二次電池５の残電力量がしきい値よりも少ないと判定した場合には、二次電池５が過放電となる可能性があるので、ステップＳ８に処理を進め、圧縮機４を回転数Ｒｃで駆動させることで、圧縮機４の制限を無効化する。これにより、モータ電力Ｐｍと補機電力Ｐｓとを加算した電力を燃料電池スタック１で発電させて、二次電池５の放電を禁止する。また、燃料電池スタック１の発電電力を電力制御部６から二次電池５に充電させて、二次電池５の残電力量を上昇させる。
【００４０】
このような第２実施形態に係る燃料電池システムによれば、車両内の静粛性を実現するために圧縮機４の回転数を制限する場合であっても、二次電池５が過放電状態となることを回避することができる。
【００４１】
［第３実施形態］
つぎに、第３実施形態に係る燃料電池システムについて説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については同一符号、同一ステップ番号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００４２】
第３実施形態に係る燃料電池システムは、図９に示すように、駆動モータ８のトルクを検出するトルクセンサ３１を備え、当該トルクセンサ３１のセンサ信号を使用して、コントローラ２により、圧縮機４の回転数制限又は回転数制限の解除を行うことを特徴とするものである。
【００４３】
この燃料電池システムによる圧縮機制御処理は、図１０に示すように、上述した第１実施形態と同様に、ステップＳ１〜ステップＳ６の処理を行い、ステップＳ７で回転数Ｒｃが回転数上限値Ｒｕよりも高いと判定した場合には、ステップＳ９で圧縮機４の回転数を回転数上限値Ｒｕで制限し、ステップＳ２１で二次電池５の残電力量がしきい値よりも少なくないと判定した場合に、ステップＳ３１に処理を進める。
【００４４】
このステップＳ３１において、コントローラ２は、トルクセンサ３１からのセンサ信号に基づく駆動モータ８の実際の走行トルク（実トルク）を検出すると共に、ステップＳ１で検出した車速の変化率から車両の加速度を算出して、当該加速度及び予め記憶しておいた車両重量から標準トルクを算出する。この標準トルクは、車両の加速度からのみ求められる平坦地での走行トルクであって、加速度が高いほど、高い値となる。
【００４５】
そして、コントローラ２は、実トルクが標準トルクよりも高い場合には、実際に駆動モータ８が発生させている走行トルクの割には加速度が高くなっていないと判定することができ、車両の走行路が坂道又は悪路であると判定する。したがって、コントローラ２は、走行路が坂道又は悪路である場合には、平坦路を走行する場合よりも駆動モータ８及び圧縮機４で使用する電力量が多くなるので、圧縮機４の回転数の制限を無効化すべくステップＳ８に処理を進める。
【００４６】
一方、実トルクが標準トルクよりも高くない場合には、車両の走行路が悪路等でないので、圧縮機４の回転数の制限をすべくステップＳ１０に処理を進める。
【００４７】
このような第３実施形態に係る燃料電池システムによれば、車両が悪路や坂道等を走行している時のように実トルクに対して車両の加速度が低い場合には、圧縮機４の回転数の制限を無効化して、燃料電池スタック１の発電電力を上昇させることにより、確実にアクセル開度に従った走行トルクを発生させることができる。
【００４８】
また、この燃料電池システムによれば、車両が坂道や悪路を継続して走行した場合のように、燃料電池スタック１に要求される負荷が高い状態が継続する時には、圧縮機４の回転数の制限を無効化することにより、二次電池５の過放電を回避することができる。
【００４９】
更に、この第３実施形態では、圧縮機４の回転数を回転数上限値Ｒｕで制限することを無効化するステップＳ８において、実トルクと標準トルクとの偏差を少なくするために、要求される駆動力Ｐｔ及び車速に基づいて回転数上限値Ｒｕを上昇させる補正をしても良い。これにより、圧縮機４の回転による騒音を抑制しつつ、確実にアクセル開度に従った走行トルクを発生させ、更には二次電池５の過放電を回避することができる。
【００５０】
［第４実施形態］
つぎに、第４実施形態に係る燃料電池システムについて説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については同一符号、同一ステップ番号を付することによりその詳細な説明を省略する。
【００５１】
第４実施形態に係る燃料電池システムは、図１１に示すように、外気温を検出する外気温センサ４１及び大気圧を検出する大気圧センサ４２を備え、当該外気温センサ４１及び大気圧センサ４２のセンサ信号を使用して、コントローラ２により、圧縮機４の回転数制限又は回転数制限の解除を行うことを特徴とするものである。
【００５２】
この燃料電池システムによる圧縮機制御処理は、図１２に示すように、上述した第１実施形態と同様に、ステップＳ１〜ステップＳ６の処理を行い、ステップＳ７で回転数Ｒｃが回転数上限値Ｒｕよりも高いと判定した場合には、ステップＳ９で圧縮機４の回転数を回転数上限値Ｒｕで制限し、ステップＳ２１で二次電池５の残電力量がしきい値よりも少なくないと判定し、更にステップＳ３１で実トルクが標準トルクよりも高くないと判定した場合に、ステップＳ４１に処理を進める。
【００５３】
このステップＳ４１において、外気温センサ４１からのセンサ信号から外気温が所定値よりも高いか否かを判定し、ステップＳ４２において、大気圧センサ４２からのセンサ信号から大気圧が所定値よりも低いか否かを判定する。これにより、ステップＳ４１及びステップＳ４２では、圧縮機４の回転数の制限を無効化するか否かを判定する。
【００５４】
この外気温に関する所定値は、外気温が高くなることによって圧縮機４で取り込む外気の酸素密度が低くなり、常温と同様に車速に応じた回転数制御を行った場合に燃料電池スタック１の発電量が低くなる可能性がある温度が設定されている。また、大気圧に関する所定値は、大気圧が低くなることによって圧縮機４で取り込む外気の酸素密度が低くなり、常温と同様に車速に応じた回転数制御を行った場合に燃料電池スタック１の発電量が低くなる可能性がある温度が設定されている。
【００５５】
そして、コントローラ２では、ステップＳ４１で外気温が所定値よりも高くないと判定し、ステップＳ４２で大気圧が所定値よりも低くないと判定した場合には、ステップＳ１０に処理を進めて、圧縮機４の回転数の制限を実行する。これに対し、コントローラ２では、ステップＳ４１で外気温が所定値よりも高いと判定した場合、又はステップＳ４２で大気圧が所定値よりも低いと判定した場合には、ステップＳ８に処理を進めて、圧縮機４の回転数の制限を無効化する。
【００５６】
このような第４実施形態に係る燃料電池システムによれば、外気温が高い場合や大気圧が低い場合のように、圧縮機４で取り込む酸素量が低くなって燃料電池スタック１の発電電力が低くなる場合には、圧縮機４の回転数の制限を無効化するので、外気温や大気圧に応じて圧縮機４の回転数を上昇させることができ、二次電池５の過放電を防止することができる。
【００５７】
更に、この第４実施形態では、圧縮機４の回転数を回転数上限値Ｒｕで制限することを無効化するステップＳ８において、実際の外気温や大気圧に基づいて回転数上限値Ｒｕを上昇させる補正をしても良い。これにより、外気温の高い状態や大気圧が低い状態が連続した場合であっても、連続的に回転数上限値Ｒｕを補正することができ、圧縮機４の回転による騒音を抑制しつつ、更には二次電池５の過放電を回避することができる。
【００５８】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明を適用した第１実施形態に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した第１実施形態に係る燃料電池システムの圧縮機制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】車速と、車室内での騒音レベルとの関係を示す図である。
【図４】圧縮機の回転数と、車室内での騒音レベルとの関係を示す図である。
【図５】車速と、圧縮機の回転数上限値との関係を示す図である。
【図６】圧縮機の回転数と、燃料電池スタックの発電量と、燃料電池スタックに要求される発電電力とから決定される二次電池の放電電力を説明するための図である。
【図７】本発明を適用した第２実施形態に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明を適用した第２実施形態に係る燃料電池システムの圧縮機制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明を適用した第３実施形態に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明を適用した第３実施形態に係る燃料電池システムの圧縮機制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明を適用した第４実施形態に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明を適用した第４実施形態に係る燃料電池システムの圧縮機制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
１  燃料電池スタック
２  コントローラ
３  圧縮機用インバータ
４  圧縮機
５  二次電池
６  電力制御部
７  モータ用インバータ
８  駆動モータ
１１  圧縮機回転センサ
１２  モータ回転センサ
１３  アクセル開度センサ
２１  残電力量センサ
３１  トルクセンサ
４１  外気温センサ
４２  大気圧センサ
【図１】
2006006088.tif 000003
【図２】
2006006088.tif 000004
【図３】
2006006088.tif 000005
【図４】
2006006088.tif 000006
【図５】
2006006088.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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