(57)【要約】【課題】燃料電池の出力性能回復装置及び燃料電池の出力性能回復方法を提供することを目的とする。【解決手段】走行するための動力源として車両に搭載された燃料電池の触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があるか否かを判定する診断部と、前記燃料電池の電圧を制御して前記触媒を短期的な性能低下から回復させる回復処理を実行する回復部と、前記車両の走行予定経路の勾配と前記走行予定経路上での前記車両の予測車速とに基づいて、前記走行予定経路上で出力されると予測される前記燃料電池の予測出力値に相関するパラメータを算出する算出部と、前記パラメータが第１閾値を超えるか否かを判定する判定部と、を備えた燃料電池の出力性能回復装置。【選択図】図６
2018060655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行するための動力源として車両に搭載された燃料電池の触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があるか否かを判定する診断部と、
前記燃料電池の電圧を制御して前記触媒を短期的な性能低下から回復させる回復処理を実行する回復部と、
前記車両の走行予定経路上での前記車両の予測車速に基づいて、前記走行予定経路上で出力されると予測される前記燃料電池の予測出力値に相関するパラメータを算出する算出部と、
前記パラメータが、前記予測出力値が第１閾値を超えていることを示すか否かを判定する判定部と、を備え、
前記回復部は、前記診断部で否定判定がなされた場合には、前記回復処理を実行せず、前記診断部及び判定部により肯定判定がなされた場合には、前記回復処理を実行し、前記判定部により否定判定がなされた場合には、前記診断部により肯定判定がなされた場合であっても前記回復処理を実行しない、燃料電池の出力性能回復装置。
【請求項２】
前記予測車速は、前記車両を含む又は含まない車両群が前記走行予定経路上を走行した際の前記車両群の走行速度の平均値である平均車速に基づいて算出されている、請求項１の燃料電池の出力性能回復装置。
【請求項３】
前記予測車速又は平均車速をサーバから取得する取得部を備えている、請求項２の燃料電池の出力性能回復装置。
【請求項４】
前記算出部は、更に前記走行予定経路の勾配に基づいて、前記パラメータを算出する、請求項１乃至３の何れかの燃料電池の出力性能回復装置。
【請求項５】
走行するための動力源として車両に搭載された燃料電池の触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があるか否かを判定する診断部と、
前記燃料電池の電圧を制御して前記触媒を短期的な性能低下から回復させる回復処理を実行する回復部と、
前記車両の走行予定経路上を前記車両が走行した際の前記燃料電池の出力、及び、前記走行予定経路上を他の車両が走行した際の前記他の車両に動力源として搭載された他の燃料電池の出力、の少なくとも一方に基づいて、前記走行予定経路上で出力されると予測される前記燃料電池の予測出力値に相関するパラメータを算出する算出部と、
前記パラメータが、前記予測出力値が第１閾値を超えていることを示すか否かを判定する判定部と、を備え、
前記回復部は、前記診断部で否定判定がなされた場合には、前記回復処理を実行せず、前記診断部及び判定部により肯定判定がなされた場合には、前記回復処理を実行し、前記判定部により否定判定がなされた場合には、前記診断部により肯定判定がなされた場合であっても前記回復処理を実行しない、燃料電池の出力性能回復装置。
【請求項６】
前記出力をサーバから取得する取得部を備えている、請求項５の燃料電池の出力性能回復装置。
【請求項７】
前記算出部は、前記車両の空調装置により消費される前記燃料電池の出力を考慮して、前記予測出力値を算出する、請求項１乃至６の何れかの燃料電池の出力性能回復装置。
【請求項８】
前記燃料電池の出力の上限を変更する上限出力変更部を備え、
前記判定部は、前記パラメータが、前記予測出力値が前記第１閾値よりも小さい第２閾値を超えていることを示すか否かを判定し、
前記上限出力変更部は、前記パラメータが前記第１閾値未満であって前記第２閾値を超えている場合に、前記パラメータが前記第１閾値を超えている場合よりも、前記上限を低下させる、請求項１乃至７の何れかの燃料電池の出力性能回復装置。
【請求項９】
前記燃料電池の出力の不足分を補填する二次電池の目標充電量を変更する充電量変更部を備え、
前記判定部は、前記パラメータが、前記予測出力値が前記第１閾値よりも小さい第２閾値を超えていることを示すか否かを判定し、
前記充電量変更部は、前記パラメータが前記第１閾値未満であって前記第２閾値を超えている場合に、前記パラメータが前記第１閾値を超えている場合よりも、前記目標充電量を増大させる、請求項１乃至７の何れかの燃料電池の出力性能回復装置。
【請求項１０】
走行するための動力源として車両に搭載された燃料電池の触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があるか否かを判定する診断ステップと、
前記燃料電池の電圧を制御して前記触媒を短期的な性能低下から回復させる回復処理を実行する回復ステップと、
前記車両の走行予定経路上での前記車両の予測車速に基づいて、前記走行予定経路上で出力されると予測される前記燃料電池の予測出力値に相関するパラメータを算出する算出ステップと、
前記パラメータが、前記予測出力値が第１閾値を超えることを示すか否かを判定する判定ステップと、を備え、
前記回復ステップでは、前記診断ステップで否定判定がなされた場合には、前記回復処理を実行せず、前記診断ステップ及び判定ステップで肯定判定がなされた場合には、前記回復処理を実行し、前記判定ステップで否定判定がなされた場合には、前記診断ステップで肯定判定がなされた場合であっても前記回復処理を実行しない、燃料電池の出力性能回復方法。
【請求項１１】
走行するための動力源として車両に搭載された燃料電池の触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があるか否かを判定する診断ステップと、
前記燃料電池の電圧を制御して前記触媒を短期的な性能低下から回復させる回復処理を実行する回復ステップと、
前記車両の走行予定経路上を前記車両が走行した際の前記燃料電池の出力、及び、前記走行予定経路上を他の車両が走行した際の前記他の車両に動力源として搭載された他の燃料電池の出力、の少なくとも一方に基づいて、前記走行予定経路上で出力されると予測される前記燃料電池の予測出力値に相関するパラメータを算出する算出ステップと、
前記パラメータが、前記予測出力値が第１閾値を超えていることを示すか否かを判定する判定ステップと、を備え、
前記回復ステップは、前記診断ステップで否定判定がなされた場合には、前記回復処理を実行せず、前記診断ステップ及び判定ステップにより肯定判定がなされた場合には、前記回復処理を実行し、前記判定ステップにより否定判定がなされた場合には、前記診断ステップにより肯定判定がなされた場合であっても前記回復処理を実行しない、燃料電池の出力性能回復方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池の出力性能回復装置及び燃料電池の出力性能回復方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行するための動力源として車両に搭載された燃料電池について、燃料電池の触媒の性能が短期的に低下することによって、その燃料電池の出力性能が短期的に低下する場合がある。この場合に、燃料電池の出力電圧を制御することにより触媒を短期的な性能低下から回復させる処理が知られている。また、このような回復処理が繰り返し実行されることにより、触媒の性能が長期的に低下して、燃料電池の出力性能が長期的に低下することも知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０２７２９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような車両が上り勾配を走行している場合や、高車速で走行している場合には、燃料電池にも高出力が要求される。しかしながら上述のように燃料電池の出力性能が短期的に低下している状態でこのような高出力が燃料電池に要求されると、燃料電池の出力が要求される高出力にまで到達できない可能性がある。従って、回復処理の実行により出力性能の短期的な低下から回復させて、高出力の要求に対応することが考えられるが、上述したように回復処理の実行頻度が多いと、燃料電池の出力性能が長期的に低下する可能性がある。
【０００５】
そこで、燃料電池への高出力の要求に対応しつつ、燃料電池の出力性能の長期的な低下を抑制した燃料電池の出力性能回復装置及び燃料電池の出力性能回復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】
【０００６】
上記目的は、走行するための動力源として車両に搭載された燃料電池の触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があるか否かを判定する診断部と、前記燃料電池の電圧を制御して前記触媒を短期的な性能低下から回復させる回復処理を実行する回復部と、前記車両の走行予定経路上での前記車両の予測車速に基づいて、前記走行予定経路上で出力されると予測される前記燃料電池の予測出力値に相関するパラメータを算出する算出部と、前記パラメータが、前記予測出力値が第１閾値を超えていることを示すか否かを判定する判定部と、を備え、前記回復部は、前記診断部で否定判定がなされた場合には、前記回復処理を実行せず、前記診断部及び判定部により肯定判定がなされた場合には、前記回復処理を実行し、前記判定部により否定判定がなされた場合には、前記診断部により肯定判定がなされた場合であっても前記回復処理を実行しない、燃料電池の出力性能回復装置によって達成できる。
【０００７】
触媒を短期的な性能低下から回復させる必要がないと判定された場合には回復処理を実行しないことにより、回復処理の実行頻度が抑制され、燃料電池の出力性能の長期的な低下を抑制できる。また、触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があると判定され、かつ燃料電池の予測出力値も大きいと判定された場合には、燃料電池の出力性能が短期的に低下した状態で燃料電池に高出力が要求されると予測でき、高出力が要求される事前に回復処理が実行される。これにより、出力性能が短期的に低下した状態から回復させることができ、燃料電池への高出力の要求に対応できる。更に、燃料電池の予測出力値が小さいと判定された場合には、燃料電池には高出力は要求されないと予測でき、触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があると判定された場合であっても、燃料電池は要求される出力に対して対応できる。この場合に、回復処理を実行しないことにより、回復処理の実行頻度が抑制され、燃料電池の出力性能の長期的な低下を抑制できる。
【０００８】
前記予測車速は、前記車両を含む又は含まない車両群が前記走行予定経路上を走行した際の前記車両群の走行速度の平均値である平均車速に基づいて算出されてもよい。
【０００９】
前記予測車速又は平均車速をサーバから取得する取得部を備えていてもよい。
【００１０】
前記算出部は、更に前記走行予定経路の勾配に基づいて、前記パラメータを算出してもよい。
【００１１】
上記目的は、走行するための動力源として車両に搭載された燃料電池の触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があるか否かを判定する診断部と、前記燃料電池の電圧を制御して前記触媒を短期的な性能低下から回復させる回復処理を実行する回復部と、前記車両の走行予定経路上を前記車両が走行した際の前記燃料電池の出力、及び、前記走行予定経路上を他の車両が走行した際の前記他の車両に動力源として搭載された他の燃料電池の出力、の少なくとも一方に基づいて、前記走行予定経路上で出力されると予測される前記燃料電池の予測出力値に相関するパラメータを算出する算出部と、前記パラメータが、前記予測出力値が第１閾値を超えていることを示すか否かを判定する判定部と、を備え、前記回復部は、前記診断部で否定判定がなされた場合には、前記回復処理を実行せず、前記診断部及び判定部により肯定判定がなされた場合には、前記回復処理を実行し、前記判定部により否定判定がなされた場合には、前記診断部により肯定判定がなされた場合であっても前記回復処理を実行しない、燃料電池の出力性能回復装置によっても達成できる。
【００１２】
前記出力をサーバから取得する取得部を備えていてもよい。
【００１３】
前記算出部は、前記車両の空調装置により消費される前記燃料電池の出力を考慮して、前記予測出力値を算出してもよい。
【００１４】
前記燃料電池の出力の上限を変更する上限出力変更部を備え、前記判定部は、前記パラメータが、前記予測出力値が前記第１閾値よりも小さい第２閾値を超えていることを示すか否かを判定し、前記上限出力変更部は、前記パラメータが前記第１閾値未満であって前記第２閾値を超えている場合に、前記パラメータが前記第１閾値を超えている場合よりも、前記上限を低下させてもよい。
【００１５】
前記燃料電池の出力の不足分を補填する二次電池の目標充電量を変更する充電量変更部を備え、前記判定部は、前記パラメータが、前記予測出力値が前記第１閾値よりも小さい第２閾値を超えていることを示すか否かを判定し、前記充電量変更部は、前記パラメータが前記第１閾値未満であって前記第２閾値を超えている場合に、前記パラメータが前記第１閾値を超えている場合よりも、前記目標充電量を増大させてもよい。
【００１６】
上記目的は、走行するための動力源として車両に搭載された燃料電池の触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があるか否かを判定する診断ステップと、前記燃料電池の電圧を制御して前記触媒を短期的な性能低下から回復させる回復処理を実行する回復ステップと、前記車両の走行予定経路上での前記車両の予測車速に基づいて、前記走行予定経路上で出力されると予測される前記燃料電池の予測出力値に相関するパラメータを算出する算出ステップと、前記パラメータが、前記予測出力値が第１閾値を超えることを示すか否かを判定する判定ステップと、を備え、前記回復ステップでは、前記診断ステップで否定判定がなされた場合には、前記回復処理を実行せず、前記診断ステップ及び判定ステップで肯定判定がなされた場合には、前記回復処理を実行し、前記判定ステップで否定判定がなされた場合には、前記診断ステップで肯定判定がなされた場合であっても前記回復処理を実行しない、燃料電池の出力性能回復方法によっても達成できる。
【００１７】
走行するための動力源として車両に搭載された燃料電池の触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があるか否かを判定する診断ステップと、前記燃料電池の電圧を制御して前記触媒を短期的な性能低下から回復させる回復処理を実行する回復ステップと、前記車両の走行予定経路上を前記車両が走行した際の前記燃料電池の出力、及び、前記走行予定経路上を他の車両が走行した際の前記他の車両に動力源として搭載された他の燃料電池の出力、の少なくとも一方に基づいて、前記走行予定経路上で出力されると予測される前記燃料電池の予測出力値に相関するパラメータを算出する算出ステップと、前記パラメータが、前記予測出力値が第１閾値を超えていることを示すか否かを判定する判定ステップと、を備え、前記回復ステップは、前記診断ステップで否定判定がなされた場合には、前記回復処理を実行せず、前記診断ステップ及び判定ステップにより肯定判定がなされた場合には、前記回復処理を実行し、前記判定ステップにより否定判定がなされた場合には、前記診断ステップにより肯定判定がなされた場合であっても前記回復処理を実行しない、燃料電池の出力性能回復方法によっても達成できる。
【発明の効果】
【００１８】
燃料電池への高出力の要求に対応しつつ、燃料電池の出力性能の長期的な低下を抑制した燃料電池の出力性能回復装置及び燃料電池の出力性能回復方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、車両の構成図である。
【図２】図２は、燃料電池のセルを示す断面図である。
【図３】図３は、出力性能回復システムの構成図である。
【図４】図４Ａはサーバの構成図であり、図４ＢはサーバのＨＤＤに記憶された平均車速の一例である。
【図５】図５Ａは、平均車速を算出する制御の一例を示したフローチャートであり、図５Ｂは、走行予定経路上での各地点での、平均車速と勾配を示した概念図である。
【図６】図６は、本実施例の回復制御の一例を示したフローチャートである。
【図７】図７は、燃料電池への要求出力を、車速及び勾配毎に規定したマップである。
【図８】図８Ａ及び図８Ｂは、それぞれ、回復処理が実行される場合と実行されない場合での予測出力値の推移と回復処理の実行フラグのオンオフを示したタイミングチャートの一例である。
【図９】図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ冷房時及び暖房時での空調装置の状態を示している。
【図１０】図１０は、空調装置による燃料電池への要求出力と外気温との関係を規定したマップである。
【図１１】図１１は、第１変形例の回復制御の一例を示したフローチャートである。
【図１２】図１２は、第２変形例の回復制御の一例を示したフローチャートである。
【図１３】図１３は、第３変形例の回復制御の一例を示したフローチャートである。
【図１４】図１４Ａは、サーバのＨＤＤに記憶された平均出力の一例であり、図１４Ｂは、平均出力を算出する制御の一例を示したフローチャートである。
【図１５】図１５は、第４変形例の回復制御の一例を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、燃料電池車（以下、車両と称する）の構成図である。図１に示すように、車両１は、酸化剤ガス配管系３０、燃料ガス配管系４０、電力系５０、及び制御装置６０を含む。燃料電池２０は、酸化剤ガスと燃料ガスの供給を受けて発電する。酸化剤ガス配管系３０は、酸化剤ガスとしての、酸素を含む空気を燃料電池２０に供給する。燃料ガス配管系４０は、燃料ガスとしての水素ガスを燃料電池２０に供給する。電力系５０は、システムの電力を充放電する。制御装置６０は、車両１全体を統括制御する。燃料電池２０は、固体高分子電解質型であり、複数のセルを積層したスタック構造を備えている。燃料電池２０には、出力電流及び電圧をそれぞれ検出する電流センサ２ａ及び電圧センサ２ｂ、燃料電池２０の温度を検出する温度センサ２ｃが取り付けられている。
【００２１】
酸化剤ガス配管系３０は、エアコンプレッサ３１、酸化剤ガス供給路３２、加湿モジュール３３、酸化剤オフガス流路３４、及びエアコンプレッサ３１を駆動するモータＭ１を有している。エアコンプレッサ３１は、モータＭ１により駆動され、外気から取り込んだ酸素を含む空気（酸化剤ガス）を圧縮して燃料電池２０のカソード極に供給する。モータＭ１には、その回転数を検出する回転数検出センサ３ａが取り付けられている。酸化剤ガス供給路３２は、エアコンプレッサ３１から供給される空気を燃料電池２０のカソード極に導く。燃料電池２０のカソード極からは酸化剤オフガスが酸化剤オフガス流路３４を介して排出される。加湿モジュール３３は、燃料電池２０に供給される酸化剤ガスを適度に加湿する。酸化剤オフガス流路３４は、酸化剤オフガスをシステム外に排気し、カソード極出口付近には背圧調整弁Ｖが配設されている。酸化剤オフガス流路３４における燃料電池２０と背圧調整弁Ｖの間には、カソード背圧を検出する圧力センサ３ｂが取り付けられている。
【００２２】
燃料ガス配管系４０は、燃料ガス供給源４１、燃料ガス供給路４２、燃料ガス循環路４３、アノードオフガス流路４４、水素循環ポンプ４５、気液分離器４６、及び水素循環ポンプ４５を駆動するためのモータＭ２を有している。燃料ガス供給源４１は、燃料電池２０へ燃料ガスである水素ガスを供給するタンクである。燃料ガス供給路４２は、燃料ガス供給源４１から放出される燃料ガスを燃料電池２０のアノード側に導き、上流側から順にタンクバルブＨ１、水素調圧バルブＨ２、インジェクタＨ３が配設されている。これらバルブ及びインジェクタは、燃料電池２０へ燃料ガスを供給、遮断する。燃料ガス循環路４３は、未反応燃料ガスを燃料電池２０へ還流させ、上流側から順に気液分離器４６、水素循環ポンプ４５、及び不図示の逆止弁が配設されている。燃料電池２０から排出された未反応燃料ガスは、水素循環ポンプ４５によって適度に加圧され、燃料ガス供給路４２へ導かれる。アノードオフガス流路４４には、燃料電池２０から排出された水素オフガスを含むアノードオフガスや気液分離器４６内に貯留された水をシステム外に排気し、排気排水弁Ｈ５が配設されている。
【００２３】
電力系５０は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ５１、バッテリ５２、トラクションインバータ５３、補機インバータ５４、トラクションモータＭ３、及び補機モータＭ４を備えている。高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ５１は、燃料電池２０からの直流電圧を調整してバッテリ５２に出力可能である。高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ５１により、燃料電池２０の出力電圧が制御される。バッテリ５２は、充放電可能な二次電池であり、余剰電力の充電や補助的な電力供給が可能である。燃料電池２０で発電された直流電力の一部は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ５１により昇降圧され、バッテリ５２に充電される。バッテリ５２には、その充電状態を検出するＳＯＣセンサ５ａが取り付けられている。トラクションインバータ５３、補機インバータ５４は、燃料電池２０又はバッテリ５２から出力される直流電力を三相交流電力に変換してトラクションモータＭ３及び補機モータＭ４へ供給する。トラクションモータＭ３は、車輪Ｗを駆動する。トラクションモータＭ３が回生を行う場合には、トラクションモータＭ３からの出力電力は、トラクションインバータ５３を介して直流電力に変換されてバッテリ５２に充電される。トラクションモータＭ３には、その回転数を検出する回転数検出センサ５ｂが取り付けられている。
【００２４】
車両１には、車室内を冷暖房可能な空調装置７０が搭載されている。空調装置７０については詳しくは後述する。
【００２５】
制御装置６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１、ＲＯＭ（Read Only Memory）６２、ＲＡＭ（Random Access Memory）６３、メモリ６４、ネットワークインタフェース６５、入出力インタフェース６６等を備え、各部はバス６９により接続されている。また、制御装置６０には、入力される各センサ信号に基づき、当該システムの各部を統合的に制御する。具体的には、制御装置６０のＣＰＵ６１は、入出力インタフェース６６を介して、アクセルペダル８０の回動を検出するアクセルペダルセンサ８１、車速センサ８３、ＳＯＣセンサ５ａ、回転数検出センサ５ｂから送出される各センサ信号に基づいて、燃料電池２０の発電を制御する。また、入出力インタフェース６６には、ナビゲーション装置９０や空調装置７０が接続されている。ナビゲーション装置９０の記憶装置には、地図データや車両１の過去の走行履歴等が記憶されている。また、ナビゲーション装置９０は、車両１の位置情報を取得するＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を内蔵している。制御装置６０のＣＰＵ６１は、ネットワークインタフェース６５により、後述するネットワークＮを介してサーバ１００と無線通信可能である。
【００２６】
また制御装置６０は、触媒の性能が短期的に低下することによる燃料電池２０の出力性能の短期的な低下から回復させるための回復制御を実行可能である。この回復制御は、制御装置６０のＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、及びメモリ６４により機能的に実現される診断部、回復部、算出部、判定部、及び取得部により実行される。従って、制御装置６０は、燃料電池２０の出力性能回復装置の一例である。尚、本明細書において燃料電池２０の出力とは、燃料電池２０の発電によって生じる出力電力を意味する。
【００２７】
次に、燃料電池２０のセル１０について説明する。図２は、燃料電池２０のセル１０を示す断面図である。セル１０は、電解質膜１２の一方の面にアノード触媒層１４ａが形成され、他方の面にカソード触媒層１４ｃが形成された膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）１１を備える。電解質膜１２は、固体高分子膜であり、湿潤状態において良好なプロトン伝導性を有する。アノード触媒層１４ａ及びカソード触媒層１４ｃ（以下、単に触媒層と称する）は、電気化学反応を進行させる触媒（例えば白金や、白金−コバルト合金）を担持したカーボン粒子（例えばカーボンブラック）と、プロトン伝導性を有するアイオノマーと、を含む。ＭＥＡ１１の両側には、アノード側撥水層１６ａとカソード側撥水層１６ｃと、一対の拡散層であるアノードガス拡散層１７ａとカソードガス拡散層１７ｃとが配置されている。ＭＥＡ１１、一対の撥水層、及び一対のガス拡散層を総称して膜電極ガス拡散層接合体（ＭＥＧＡ：Membrane Electrode Gas diffusion layer Assembly）１５と称す。ＭＥＧＡ１５の両側には、ＭＥＧＡ１５を挟持するアノード側セパレータ１８ａとカソード側セパレータ１８ｃが配置されている。アノード側セパレータ１８ａは、アノードガス拡散層１７ａとの間にアノードガス流路１９ａを形成する。カソード側セパレータ１８ｃは、カソードガス拡散層１７ｃとの間にカソードガス流路１９ｃを形成する。尚、アノード側セパレータ１８ａのアノードガス流路１９ａが形成された面とは反対側の面、及び、カソード側セパレータ１８ｃのカソードガス流路１９ｃが形成された面とは反対側の面には、冷媒が流れる冷媒流路が形成されている。燃料電池２０では、このようなセルが複数積層されている。
【００２８】
上述した触媒の短期的な出力性能の低下とは、触媒層１４ａ及び１４ｃに被毒物や酸化被膜が付着することにより、触媒の活性が損なわれることである。これにより、燃料電池２０の出力性能は短期的に低下するが、回復処理の実行により被毒物や酸化被膜を除去して出力性能を回復させることができる。このような回復処理には種々あるが、本実施例では、燃料電池２０への酸化剤ガスの供給を停止させて低効率発電を実現することによって燃料電池２０の出力電圧を低下させ、主に酸化被膜の除去を促進する処理（以下、回復処理Ａと称する）が実行される。
【００２９】
ここで、回復処理Ａが繰り返し実行されることにより、触媒層１４ａ及び１４ｃの白金の酸化及び還元が繰り返されて白金の一部が溶解し、これにより触媒層１４ａ及び１４ｃの性能が長期的に低下して、燃料電池２０の出力性能が長期的に低下する可能性があることが知られている。従って、回復処理Ａの実行頻度はできる限り少ない方が望ましい。このため、制御装置６０は、詳しくは後述するが、サーバ１００に記憶されている情報に基づいて燃料電池２０の予測出力値を算出し、燃料電池２０の予測出力値に応じて回復処理Ａの実行の可否を決定する。
【００３０】
図３は、出力性能回復システムＳの構成図である。出力性能回復システムＳは、燃料電池２０の出力性能回復システムの一例である。出力性能回復システムＳでは、車両群とサーバ１００とが、インターネットなどのネットワークＮに接続されている。具体的には、車両１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ…のそれぞれ搭載された制御装置が、ネットワークＮに接続されている。ここで、車両１以外の車両１ａ〜１ｆ等は、例えば、エンジン車両や、ハイブリッド車両、電気自動車両や、燃料電池車両等の車両群である。サーバ１００には、車両１〜１ｆの各制御装置からネットワークＮを介して、車両１〜１ｆ等の各位置情報と各車速とが対応付けられて無線送信されている。
【００３１】
次に、サーバ１００について説明する。図４Ａは、サーバ１００の構成図である。サーバ１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０４、ネットワークインタフェース１０５等を備え、各部はバス１０９により接続されている。サーバ１００では、ＲＯＭ１０２あるいはＨＤＤ１０４に格納されているプログラムをＣＰＵ１０１が実行することにより、各種の機能が実現される。ネットワークインタフェース１０５は、車両１の制御装置６０と通信可能であり、車両１以外のその他の車両１ａ〜１ｆ等の各制御装置とも通信可能である。ＨＤＤ１０４には、これら車両群から取得した各車両の位置情報と車速情報と、各地点での平均車速とが記憶されている。尚、これらの情報を記憶保持できれば、ＨＤＤ１０４に限定されず、その他の記憶装置を用いてもよい。ここで、平均車速とは、車両１〜１ｆ等を含む車両群が、その地点を走行した際のこれら車両群の走行速度の平均値である。図４Ｂは、ＨＤＤ１０４に記憶された平均車速の一例である。図４Ｂでは、地点Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４…、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４…、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４…毎に、平均車速が算出されている。
【００３２】
次に、サーバ１００が実行する平均車速を算出する制御について説明する。図５Ａは、平均車速を算出する制御の一例を示したフローチャートである。この制御は一定周期で繰り返し実行される。まず、ネットワークＮを介して、複数の車両から、各車両の現在の位置とその位置での車速とが取得される（ステップＳ１０１）。車両の現在の位置は、例えば、各車両に搭載されたＧＰＳ受信機からの位置情報により取得される。各車両の車速は、各車両に搭載された車速センサからの情報が取得される。次に、取得された位置と車速とが互いに対応付けされてＨＤＤ１０４に記憶される（ステップＳ１０３）。次に、同一地点での取得された複数の車速に基づいて、車速の平均値である平均車速が算出される（ステップＳ１０５）。算出された平均車速は、地点毎に対応付けされてＨＤＤ１０４に記憶、更新される（ステップＳ１０７）。従って、各地点の平均車速は、車両１がその地点を走行したことがある場合には車両１を含む車両群の平均車速となり、車両１がその地点を走行したことがない場合には、車両１を含まない車両群の平均車速となる。
【００３３】
次に、車両１の制御装置６０が実行する制御について説明する。車両１の制御装置６０は、車両１の現在地から目的地までの走行予定経路上での各地点での平均車速をサーバ１００から取得する。走行予定経路は、車両１の現在地から、ユーザによってナビゲーション装置９０に設定された目的地までナビゲーション装置９０が案内する経路、又は目的地が設定されていない場合にはナビゲーション装置９０に記憶されている過去の走行履歴から推測される経路である。制御装置６０は、ナビゲーション装置９０から走行予定経路を取得する。また、制御装置６０は、平均車速が取得された走行予定経路上での各地点での道路の勾配をナビゲーション装置９０に記憶されている地図データから取得する。図５Ｂは、走行予定経路上での各地点Ａ１〜Ａ３、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、及びＥ１での平均車速と勾配を示した概念図である。制御装置６０は、このような各地点での平均車速と勾配とに基づいて、走行予定経路上での燃料電池２０の予測出力値を算出し、その算出結果に応じて上記の回復処理Ａの実行の可否を決定する。
【００３４】
次に、制御装置６０が実行する回復制御について具体的に説明する。図６は、本実施例の回復制御の一例を示したフローチャートである。この回復制御は、所定の周期で繰り返し実行される。最初に、燃料電池２０が所定の運転状態での出力値Ｐｘが取得されたか否かが判定される（ステップＳ１）。否定判定の場合には本制御が終了され、肯定判定の場合には、出力値Ｐｘに基づいて、燃料電池２０の触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があるか否かが判定される（ステップＳ３）。具体的には、出力値Ｐｘが閾値Ｐ０未満の場合には、ステップＳ３で肯定判定がなされ、出力値Ｐｘが閾値Ｐ０以上の場合には、ステップＳ３で否定判定がなされる。
【００３５】
ここで、上記の所定の運転状態とは、燃料電池２０の触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があるか否かを判別するのに適した状態である。具体的には、所定の運転状態とは、燃料電池２０の出力が比較的小さい状態であり、例えば電流密度が０．２Ａ／ｃｍ２であり燃料電池２０の温度が６０℃であって、アノード側及びカソード側のストイキ比が１．５の状態である。出力値Ｐｘは、このような所定の運転状態での電流センサ２ａ及び電圧センサ２ｂの測定値に基づいて取得され、制御装置６０のメモリ６４に記憶される。閾値Ｐ０は、上述した所定の運転状態において燃料電池２０の触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があるか否かを判別するための閾値である。出力値Ｐｘが閾値Ｐ０未満の場合には、燃料電池２０の出力性能が低下しており触媒の短期的な性能低下が進行していると判断できる。出力値Ｐｘが閾値Ｐ０以上の場合には、燃料電池２０の出力性能は確保されており触媒の短期的な性能低下は進行していないと判断できる。尚、閾値Ｐ０は、燃料電池２０の回復不可能な性能低下の程度に合わせて変化させてもよい。例えば、車両１の走行距離又は燃料電池２０の運転時間等が増加するのに応じて閾値Ｐ０が増大するマップを予めＲＯＭに記憶しておき、このマップを参照して閾値Ｐ０を決定してもよい。また、燃料電池２０の回復処理Ａの終了後の燃料電池２０の出力により、燃料電池の回復不可能な性能低下を算出し、これに基づいて閾値Ｐ０を更新してもよい。
【００３６】
従って、ステップＳ３で否定判定の場合には、回復処理Ａは実行されずに本制御は終了する。即ち、触媒を短期的な性能低下から回復させる必要はないと判断されて、回復処理Ａは実行されない。従って、回復処理Ａの実行頻度が抑制され、燃料電池２０の出力性能の長期的な低下を抑制できる。ステップＳ３で肯定判定の場合には、触媒の短期的な性能低下により燃料電池２０の出力性能が低下していると判断される。尚、ステップＳ３の処理は上述した処理に限定されず、所定の状態での燃料電池２０の出力電圧が閾値未満であるか否かを判定してもよいし、燃料電池２０の出力電圧が所定値となる状態での燃料電池２０の出力電流又は出力電力が閾値未満であるか否かを判定してもよい。また、ステップＳ３の処理は、燃料電池２０の触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があるか否かが判定できれば、上記処理には限定されない。ステップＳ３の処理は、燃料電池２０の触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があるか否かを判定する診断部が実行する処理の一例である。
【００３７】
ステップＳ３で肯定判定の場合、上述したようにナビゲーション装置９０から走行予定経路が取得される（ステップＳ５）。次に、走行予定経路上での各地点の勾配がナビゲーション装置９０の地図データから取得される（ステップＳ７）。次に、走行予定経路上での各地点の平均車速がサーバ１００から取得される（ステップＳ９）。この平均車速は、走行予定経路を走行する車両１の予測車速の一例として取得される。ステップＳ９の処理は、予測車速又は平均車速をサーバ１００から取得する取得部が実行する処理の一例である。
【００３８】
次に、走行予定経路上での各地点の勾配及び平均車速に基づいて、現時点から所定時間後まで、具体的には３０分後までに燃料電池２０が出力すると予測される予測出力値の最大値Ｐｍａｘ３０が算出される（ステップＳ１１）。最大値Ｐｍａｘ３０は、現在地から３０分後に到達すると予測される地点までの各地点での燃料電池２０の予測出力値の最大値であり、燃料電池２０の予測出力値に相関するパラメータの一例である。
【００３９】
ここで燃料電池２０の予測出力値は、所定の勾配を有した所定の地点をその地点での平均車速での車両１の走行を実現するために、燃料電池２０に要求される要求出力と略同じとみなすことができる。具体的には、燃料電池２０の予測出力値は、上記のような走行を実現するために必要となる、トラクションモータＭ３や補機モータＭ４等で消費される電力値と略同じとみなすことができる。図７は、燃料電池２０への要求出力を、車速及び勾配毎に規定したマップである。このマップは、予め実験により算出され予め制御装置６０のメモリ６４に記憶されている。燃料電池２０への要求出力は、車速が増大するほど増大し、上り勾配が増大するほど増大し、下り勾配が増大するほど低下する。このマップを参照して、走行予定経路上での各地点での燃料電池２０の予測出力値が算出され、算出された各地点での予測出力値に基づいて最大値Ｐｍａｘ３０が算出される。ステップＳ１１の処理は、燃料電池２０で走行する車両１の走行予定経路上での予測車速に基づいて、走行予定経路上で出力されると予測される燃料電池２０の予測出力値に相関するパラメータを算出する算出部が実行する処理の一例である。
【００４０】
次に、最大値Ｐｍａｘ３０が閾値Ｐ１を超えているか否かが判定される（ステップＳ１３）。閾値Ｐ１は、触媒の短期的な性能低下により出力性能が短期的に低下している状態で回復処理Ａを実行しなかった場合に、燃料電池２０が対応できない程度に高出力が要求されるか否かを判別するための値である。肯定判定の場合には、現時点から３０分後までの期間で、燃料電池２０に高出力が要求されると判断できる。否定判定の場合には、現時点から３０分後までの期間で、燃料電池２０には高出力は要求されないと判断できる。ステップＳ１３の処理は、パラメータが第１閾値を超えるか否かを判定する判定部が実行する処理の一例である。閾値Ｐ１は、第１閾値の一例である。
【００４１】
ステップＳ１３で肯定判定の場合、現時点から所定時間後まで、具体的には２分後までの燃料電池２０の予測出力値の最大値Ｐｍａｘ２が算出される（ステップＳ１５）。次に、最大値Ｐｍａｘ２が閾値Ｐ２未満か否かが判定される（ステップＳ１７）。ステップＳ１７の処理は、現時点から２分後までという比較的近い将来での燃料電池２０の予測出力値が、回復処理Ａの実行に適している程度にまで小さいか否かを判別するための処理である。回復処理Ａは、酸化剤ガスの供給が停止されて低効率発電が実現される処理であるため、高出力が要求されている最中に回復処理Ａを実行すると、ドライバビリティに影響を与える可能性があるからである。ステップＳ１７で肯定判定の場合には、回復処理Ａの実行に適していると判断されて、回復処理Ａが実行される（ステップＳ１９）。これにより、回復処理Ａの実行によるドライバビリティへの影響を抑制できる。尚、ステップＳ１７で否定判定の場合には、再度ステップＳ１１以降の処理が繰り返され、燃料電池２０の運転状態が回復処理Ａの実行に適した状態となると予測されるまで繰り返される。
【００４２】
また、ステップＳ１３で燃料電池２０に高出力が要求されると予測される場合に、回復処理Ａが実行されるため、実際に高出力が要求される事前に燃料電池２０の出力性能を回復させることができ、その後に予想される高出力の要求にも対応できる。ステップＳ１９の処理は、燃料電池２０の電圧を制御して触媒を短期的な性能低下から回復させる回復処理を実行する回復部が実行する処理の一例である。
【００４３】
尚、ステップＳ１１では、現時点から３０分後までの期間での最大値Ｐｍａｘ３０を算出し、ステップＳ１５では、現時点から２分後までの期間での最大値Ｐｍａｘ２を算出したが、これらの期間に限定されない。ステップＳ１５での期間が、ステップＳ１１での期間に含まれていればよい。
【００４４】
ステップＳ１３で否定判定の場合には、回復処理Ａは実行されずに本制御が終了する。即ち、最大値Ｐｍａｘ３０が比較的大きくない場合には、ステップＳ３で触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があると判定された場合であっても、回復処理Ａは実行されない。この場合、回復処理Ａを実行しなくても燃料電池２０は、燃料電池２０に要求される出力は小さいと予想され、要求出力に対応できるからである。これにより、回復処理Ａの実行頻度を抑制して、燃料電池２０の出力性能の長期的な低下が抑制される。尚、本実施例の回復制御では、回復処理Ａの実行後に、ステップＳ１の判定に用いられた出力値Ｐｘは制御装置６０のメモリ６４から消去される。
【００４５】
図８Ａ及び図８Ｂは、それぞれ、回復処理Ａが実行される場合と実行されない場合での予測出力値の推移と回復処理の実行フラグのオンオフを示したタイミングチャートの一例である。時刻ｔ１は現在時刻を示し、時刻ｔ０は過去の時刻を示し、時刻ｔ３０は時刻ｔ０から３０分後を示す。図８Ａ及び図８Ｂでは、ステップＳ３で肯定判定された後に、時刻ｔ０で最大値Ｐｍａｘ３０が算出され、時刻ｔ１でステップＳ１７の判定がなされた場合を例示している。また、図８Ａ及び図８Ｂでの出力値は、実線部分は、過去から時刻ｔ１までの燃料電池２０の出力を示し、点線部分は、時刻ｔ１から時刻ｔ３０までの予測出力値を示している。また、回復処理の実行フラグについても、実線部分は、過去から時刻ｔ１までのフラグの状態を示し、点線部分は時刻ｔ１から時刻ｔ３０までのフラグの状態を示している。尚、図８Ａにおいては、時刻ｔ１から２分後までの最大値Ｐｍａｘ２を示している。
【００４６】
図８Ａでは、時刻ｔ０から時刻ｔ３０までの間の最大値Ｐｍａｘ３０が閾値Ｐ１を超えており、現在時刻ｔ１から２分後までの最大値Ｐｍａｘ２が閾値Ｐ２未満であるため、回復処理の実行フラグがオフからオンとなった状態を示している。これに対して、図８Ｂでは、最大値Ｐｍａｘ３０が閾値Ｐ１以下の場合には、ステップＳ３で肯定判定がなされていても回復処理Ａは実行されない場合を示している。以上のように、必要最低限の場合にのみ回復処理Ａが実行されるため、燃料電池２０への高出力の要求に対応しつつ、燃料電池２０の出力性能の長期的な低下が抑制される。尚、上述の方法によれば、サーバ１００から取得された平均車速に基づいて燃料電池２０の予測出力値が精度よく算出され、この予測出力値に基づいて、より適切に回復処理Ａの実行の可否を判断できる。
【００４７】
上記実施例では、ステップＳ１１及びＳ１３では、現時点から所定時間までの所定期間での予測出力値の最大値を用いたがこれに限定されない。例えば、所定期間での予測出力値の平均値が、所定の閾値を超えたか否かを判定してもよい。所定期間での予測出力値が、所定の閾値を超えた累積時間が所定時間を超えたか否かを判定してもよい。所定期間での予測出力値の軌跡が所定の出力値を示す線分を超えた範囲での予測出力値の軌跡とこの線分とにより囲まれる領域の面積が、所定の閾値を超えたか否かを判定してもよい。上記の最大値や、平均値、累積時間、面積は、いずれも燃料電池２０の予測出力値が大きいほど増大するものであり、予測出力値に相関するパラメータの一例である。尚、ステップＳ１５及びＳ１７についても同様である。
【００４８】
上記実施例では、予測車速の一例として、サーバ１００から取得した平均車速を用いたが、予測車速はこれに限定されない。例えば予測車速は、走行予定経路を走行した全車両での平均車速ではなく、全車両のうち所定の基準で分類された一部の車両群の平均車速であってもよい。例えば、一定の走行距離区間で加速度が所定値以上になる頻度が多い車両群と少ない車両群とのそれぞれの平均車速のうち、車両１が該当する車両群の平均車速を、車両１の予測車速として用いてもよい。この場合、サーバ１００は、車両１〜１ｆ等のそれぞれから随時送信される識別情報と加速度とに基づいて上記の頻度が多い車両群と少ない車両群とに分類し、それぞれの平均車速を算出して、ＨＤＤ１０４に記憶する。車両１の制御装置６０は、車両１の識別情報とＨＤＤ１０４に記憶されている識別情報を参照して、ＨＤＤ１０４から車両１が該当する車両群での平均車速を取得する。これにより、車両１の運転者の運転操作の癖が考慮された車両１の予測車速を取得でき、燃料電池２０の予測出力値を更に精度よく算出できる。同様に、各地点での制限速度に相関する閾値を超える頻度が多い車両群と少ない車両群とのそれぞれの平均車速のうち、車両１が該当する車両群の平均車速を、車両１の予測車速として用いてもよい。この場合、サーバ１００は、車両１〜１ｆ等のそれぞれから送信される識別情報と共に各地点での車速と制限速度に相関する閾値との差分に基づいて上記の頻度が多い車両群と少ない車両群とに分類し、それぞれの平均車速を算出し、ＨＤＤ１０４に記憶する。車両１の制御装置６０は、車両１の識別情報とＨＤＤ１０４に記憶されている識別情報を参照して、ＨＤＤ１０４から車両１が該当する車両群での平均車速を取得する。尚、車両の識別情報は、例えばナンバープレートに記載された登録番号、フレームナンバー、燃料電池車両の場合には燃料電池のシリアルナンバー等である。
【００４９】
また、車両１の予測車速の一例として、サーバ１００に記憶された最新の平均車速を用いたがこれに限定されず、例えば過去の平均車速を用いてもよい。過去の平均車速としては、例えば、前日の同一時刻での平均車速であってもよいし、先週の同一曜日での平均車速を用いてもよい。この場合、サーバ１００は、各車両から送信される位置と車速と日時とを対応付けてＨＤＤ１０４に記憶し、日時毎に各地点での平均車速を算出し、ＨＤＤ１０４に記憶する。即ち、図４Ｂに示した平均車速の情報が、日時毎にＨＤＤ１０４に記憶される。
【００５０】
また、車両１の予測車速は、サーバ１００に記憶された平均車速に基づいて算出されたものであってもよい。例えば、所定の走行区間での実際の車両１の車速からサーバ１００に記憶されている平均車速を減算した速度差が所定値以上の正の値の場合には、平均車速に係数ｍ（ｍ＞１）を乗算した値を予測車速とし、速度差が負の値であってその速度差の絶対値が所定値以上の場合には、平均車速に係数ｌ（０＜ｌ＜１）を乗算した値を予測車速としてもよい。この場合、車両１の制御装置６０が、所定の走行区間での車両１の実際の車速を記憶しておき、実際の車速とサーバ１００から取得した平均車速とに基づいて、予測車速を算出してもよい。また、車両１の制御装置６０が車両１の実際の車速をサーバ１００に送信しておき、サーバ１００が実際の車速と平均車速とに基づいて、予測車速を算出して制御装置６０に送信してもよい。
【００５１】
また、サーバ１００に、車両１の走行予定経路上の何れかの地点の平均車速が、一台の車両の車速のみに基づくものであった場合、その一台の車両の車速を、車両１の予測車速として用いる。この場合、サーバ１００に記憶されている車速は、車両１が過去に走行した際の車速であってもよいし、他の車両の車速であってもよい。
【００５２】
また、車両１の予測車速は、サーバ１００に記憶された、走行予定経路を過去に実際に車両１が走行した時の車速であってもよい。この場合、サーバ１００は、各車両の識別情報と位置と車速とをＨＤＤ１０４に随時記憶しておく。車両１の制御装置６０は、車両１の識別情報とＨＤＤ１０４に記憶された識別情報とを参照して、車両１の走行予定経路上での車速をＨＤＤ１０４から取得して、車両１の予測車速として用いる。また、車両１の予測車速は、車両１が過去に走行した走行予定経路上の地点での、同一時間帯での車速であってもよい。この場合、サーバ１００は、各車両から送信された識別情報と位置と車速と日時とを対応付けてＨＤＤ１０４に随時記憶しておく。
【００５３】
また、車両１の予測車速として、ナビゲーション装置９０に予め記憶されている地図データの各地点での制限速度、又はサーバ１００のＨＤＤ１０４に予め記憶されている各地点での制限速度を用いてもよい。また、ナビゲーション装置９０に記憶されている制限速度に、ナビゲーション装置９０が取得可能な渋滞情報を加えて補正してもよい。これらの場合、ナビゲーション装置９０等に記憶された運転者の過去の走行履歴に基づいた補正値を制限速度に乗算した値を、車両１の予測車速としてもよい。また、各地点の勾配に関しては、サーバ１００のＨＤＤ１０４に予め記憶されている場合には、サーバ１００から取得してもよい。
【００５４】
上記実施例では、制御装置６０は、車両１に搭載されたナビゲーション装置９０から走行予定経路を取得したが、これに限定されない。例えば、サーバ１００のＨＤＤ１０４に車両１の過去の走行経路が記憶されている場合に、制御装置６０は、過去の走行経路を走行予定経路として取得してもよい。この場合、サーバ１００は、各車両の識別情報と位置とを対応付けて、各車両が走行した出発地から到達地までの経路を走行済みの経路としてＨＤＤ１０４に記憶させる。制御装置６０は、車両１の識別情報とＨＤＤ１０４に記憶されている識別情報とを参照してＨＤＤ１０４から車両１の走行済みの経路を取得し、車両１の現在地が走行済みの経路に含まれる場合には、走行済みの経路の到達地を今回の走行の目的地として設定し、現在地から目的地までの経路を走行予定経路として取得する。
【００５５】
また、上記実施例では、燃料電池２０の予測出力値を、勾配及び車速に基づいて燃料電池２０に要求される要求出力とほぼ同じとみなしたが、これに限定されない。例えば、燃料電池２０の出力を補償するバッテリ５２の出力を考慮して、勾配及び車速に基づいて燃料電池２０に要求される要求出力から、バッテリ５２の補償分の出力に対応した所定値を減算した値を、燃料電池２０の予測出力値としてもよい。また、燃料電池２０の出力を補償するバッテリ５２の出力を考慮して、車両１の予測出力値に所定の係数ｋ（０＜ｋ＜１）を乗算した値を燃料電池２０の予測出力値としてもよい。
【００５６】
また、上記実施例では、燃料電池２０の予測出力値を、勾配及び予測車速に基づいて燃料電池２０に要求される要求出力を算出したが、予測車速のみに基づいて算出してもよい。運転者が一般に走行する範囲は、道路の勾配が小さい、または勾配の平均値が０に近い場合も多く、車速の影響が支配的であると考えられるためである。
【００５７】
また、図６に示した回復制御は、車両１の制御装置６０とサーバ１００とが協働で実行してもよい。例えば、車両１の制御装置６０がステップＳ１、Ｓ３、及びＳ１９を実行し、サーバ１００がステップＳ５〜Ｓ１７の処理を実行してもよい。この場合、Ｓ１３及びＳ１７で肯定判定の場合には、サーバ１００が回復処理Ａの実行指令を車両１の制御装置６０に送信して、制御装置６０が回復処理Ａを実行する。また、サーバ１００がステップＳ１〜Ｓ１７の処理を実行し、車両１の制御装置６０がステップＳ１９の処理を実行してもよい。この場合、サーバ１００がステップＳ１及びＳ３等の処理を実行するために、車両１の制御装置６０は、燃料電池２０の出力電圧や出力電流、出力電力、カソード側及びアノード側のストイキ比等の燃料電池２０の運転状態に関する情報を、随時サーバ１００に送信する。
【００５８】
また、上記の実施例において、燃料電池２０の予測出力値は、空調装置７０により消費される燃料電池２０の出力を考慮して算出してもよい。この例について詳細に説明する前に、空調装置７０の構成について説明する。
【００５９】
図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ冷房時及び暖房時での空調装置７０の状態を示している。空調装置７０は、エアコンコンプレッサ７１ｂや、エバポレータ７６ａ、室内コンデンサ７６ｂ等を有しており、これらは冷媒が流通する配管で接続されている。冷房時には、以下のように冷媒が循環するように、三方弁７４ａ、開閉弁７４ｂ及び７４ｃの開閉状態が制御される。図９Ａに示すように、気相の冷媒が、エアコンコンプレッサ７１ｂで凝縮され、高温・高圧の状態で、室内コンデンサ７６ｂ、三方弁７４ａを経て、室外熱交換器７１ａで外気との熱交換により冷却され液相となり、エキスパンションバルブ７３ａによってエバポレータ７６ａに噴射されて気化する。その際に冷媒は、ファンＦからの送風と熱交換する。熱交換された冷風は、車室内に連通したダクト７７ａを介して、シャッタ７７ｃが隔壁７７ｂによって隔てられて冷房用の送風路７８ａを開き、暖房用の送風路７８ｂと閉じた状態で、車室内に送られる。
【００６０】
暖房時には、以下のように冷媒が循環するように、三方弁７４ａ、開閉弁７４ｂ及び７４ｃの開閉状態が制御される。図９Ｂに示すように、気相の冷媒は、エアコンコンプレッサ７１ｂによって凝縮され、高温・高圧の状態で、室内コンデンサ７６ｂにおいて、ファンＦからの送風との間で熱交換される。熱交換された温風は、シャッタ７７ｃが送風路７８ａを閉じ送風路７８ｂを開いた状態で、車室内に送られる。室内コンデンサ７６ｂで液化した冷媒は、三方弁７４ａを介して、エキスパンションバルブ７３ｂによって霧状の状態となって室外熱交換器７１ａへと流入し、室外熱交換器７１ａにおいて気化する際に外気と熱交換する。気化した冷媒は、再びエアコンコンプレッサ７１ｂによって凝縮される。
【００６１】
制御装置６０は、図７で示した勾配及び車速に基づく燃料電池２０への要求出力に、空調装置７０により燃料電池２０に要求される要求出力を加算した値を、燃料電池２０の予測出力値として算出する。空調装置７０により燃料電池２０に要求される要求出力は、外気温に基づいて推定される。図１０は、空調装置７０による燃料電池２０への要求出力と外気温との関係を規定したマップである。このマップは、予め実験により算出され、制御装置６０のメモリ６４に記憶されている。このマップでは、車室内の温度を所定温度、例えば２５度に維持する場合に、外気温に応じて変動する、空調装置７０による燃料電池２０への要求出力を規定している。所定温度と外気温との差が大きいほど、エアコンコンプレッサ７１ｂにより搬送される冷媒の流量を増大させる必要があり、エアコンコンプレッサ７１ｂの消費電力が増大するため、燃料電池２０への要求出力も増大する。尚、外気温は、車両１の周辺の外気温を意味し、車両１に搭載された外気温センサにより制御装置６０が取得する。このように、燃料電池２０の予測出力値を算出する際に、走行予定経路上での勾配及び予定速度に加えて、空調装置７０で消費される燃料電池２０の出力を考慮することにより、燃料電池２０の予測出力値をより精度よく算出できる。これにより、より適切に回復処理Ａの実行の可否を判断できる。尚、空調装置７０による燃料電池２０への要求出力を考慮した燃料電池２０の予測出力値の算出は、空調装置７０が稼働している場合にのみ実施され、空調装置７０が停止している場合には実施されない。
【００６２】
また、サーバ１００が、空調装置７０により燃料電池２０に要求される要求出力を考慮して燃料電池２０の予測出力値を算出してもよい。この場合、図１０のマップは、車両の種別ごとに、車両の識別情報と対応付けてサーバ１００のＨＤＤ１０４に記憶させておく。制御装置６０は、車両１の識別情報とＨＤＤ１０４に記憶されている識別情報とを参照して、サーバ１００により算出された予測出力値の最大値を取得する。
【００６３】
次に、回復制御の複数の変形例について説明する。回復制御の変形例について、同一の処理は、同一の符号を用いることにより重複する説明を省略する。第１変形例の回復制御について説明する。第１変形例では、回復処理Ａとは異なる回復処理Ｂが実行される。回復処理Ｂは、燃料電池２０の出力を高出力に制御して、出力電圧を低下させるとともに発電による生成水量を増大させることにより、酸化被膜や被毒物を除去して、触媒を短期的な性能低下から回復させる処理である。図１１は、第１変形例の回復制御の一例を示したフローチャートである。ステップＳ１３で否定判定の場合には、本制御は終了する。ステップＳ１３で肯定判定の場合には、現時点から所定時間後まで、具体的には２分後までの燃料電池２０の予測出力値の平均値Ｐａｖｅ２が算出される（ステップＳ１５ａ）。
【００６４】
次に、余剰電力Ｐｅｘが算出される（ステップＳ１６ａ）。余剰電力Ｐｅｘは、回復処理Ｂを所定期間、例えば２分間実行した場合に予測される燃料電池２０の出力値から、同一期間での予測出力値の平均値Ｐａｖｅ２を減算した値であり、回復処理Ｂ実行中での燃料電池２０の余剰電力を示す。回復処理Ｂを２分間実行した場合に予測される燃料電池２０の出力値は、予め実験により取得され制御装置６０のメモリ６４に記憶されている。次に、充電余力ＳＯＣｅｘが算出される（ステップＳ１６ｂ）。充電余力ＳＯＣｅｘは、バッテリ５２の充電可能量の上限値から、現時点でのバッテリ５２の充電量を減算した値であり、バッテリ５２が現時点での充電量から更に充電が可能な充電余力量を示す。
【００６５】
次に、余剰電力Ｐｅｘが充電余力ＳＯＣｅｘ未満であるか否かが判定される（ステップＳ１７ａ）。否定判定の場合、即ち、回復処理Ｂの実行中での燃料電池２０の余剰電力Ｐｅｘを、バッテリ５２に全て充電することはできないと判定された場合には、再度ステップＳ１５以降の処理が繰り返される。肯定判定の場合には、回復処理Ｂが２分間実行される（ステップＳ１９ａ）。これにより、燃料電池２０の余剰電力Ｐｅｘをバッテリ５２に充電でき、燃料電池２０の発電電力の浪費を抑制できる。
【００６６】
第１変形例においても、ステップＳ１３で否定判定の場合には、ステップＳ３で肯定判定であっても回復処理Ｂは実行されないため、燃料電池２０への高出力の要求に対応しつつ、燃料電池２０の出力性能の長期的な低下が抑制される。また、精度よく算出された燃料電池２０の予測出力値に基づいて、より適切に回復処理Ｂの実行の可否を判断できる。
【００６７】
第１変形例において、回復処理Ｂの実行期間は２分に限定されない。この場合、回復処理Ｂの実行期間に対応させて、この実行期間だけ回復処理Ｂを実行した場合に予測される燃料電池２０の出力値を制御装置６０のメモリ６４に予め記憶させておき、この実行期間での燃料電池２０の予想出力値の平均値を用いて、余剰電力Ｐｅｘを算出する。また、第１変形例において、ステップＳ１３で肯定判定の場合、ステップＳ１５〜Ｓ１７ａの処理を実行せずに直ちに回復処理Ｂを実行してもよい。
【００６８】
第１変形例についても、制御装置６０とサーバ１００とが協働で実行してもよい。例えば、制御装置６０がステップＳ１６ｂ、Ｓ１７ａ、及びＳ１９ａの処理を実行し、サーバ１００がステップＳ１３、Ｓ１５、及びＳ１６ａの処理を実行してもよい。この場合、回復処理Ｂを所定期間実行した場合に予測される燃料電池２０の出力を、車両の種別毎にＨＤＤ１０４に記憶させておく。
【００６９】
次に、第２変形例の回復制御について説明する。第２変形例では、所定の条件成立時に燃料電池２０の運転モードを、通常モードからエコモードに切り替えられる。エコモードとは、通常モードよりも燃料電池２０の出力の上限が小さく設定される制御である。第２変形例の回復制御は、制御装置６０のＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、及びメモリ６４により機能的に実現される診断部、回復部、算出部、判定部、取得部、及び上限出力変更部により実行される。
【００７０】
図１２は、第２変形例の回復制御の一例を示したフローチャートである。ステップＳ１３で肯定判定の場合には、燃料電池２０の運転モードが通常モードに設定され（ステップＳ１４ａ）、否定判定の場合には、最大値Ｐｍａｘ３０が閾値Ｐ３を超えているか否かが判定される（ステップＳ１３ａ）。閾値Ｐ３は、閾値Ｐ１よりも小さい第２閾値の一例である。
【００７１】
ステップＳ１３ａで肯定判定の場合には、エコモードに設定され（ステップＳ１４ｂ）、否定判定の場合には、通常モードに設定される（ステップＳ１４ｃ）。ここで、ステップＳ１３ａで肯定判定される場合とは、最大値Ｐｍａｘ３０が閾値Ｐ１と閾値Ｐ３との間となる中程度の出力が燃料電池２０に要求される場合である。即ち、触媒の短期的な性能低下により出力性能が短期的に低下している燃料電池２０に中程度の出力が要求されると予測される場合に、エコモードに設定される。ここで、燃料電池２０に中程度の出力が要求されると予測される場合には、エコモードに設定されることにより、回復処理Ａを実行しなくても車両１の走行が可能となり、前述の実施例に比べて、回復処理Ａを実行すべき閾値Ｐ１の値を大きくすることができる。これにより前述の実施例と比べて、回復処理Ａの実行頻度を抑制できる。ステップＳ１４ａ〜Ｓ１４ｃの処理は、燃料電池２０の出力の上限を変更する上限出力変更部が実行する処理の一例である。
【００７２】
第２変形例について、ステップＳ１３ａの処理を実行せずに、ステップＳ１３で否定判定の場合に、エコモードに設定してもよい。この場合にも、実際に燃料電池２０に高出力が要求されることを回避でき、回復処理Ａの実行頻度を抑制できるからである。また第２変形例についても、制御装置６０とサーバ１００とが協働で実行してもよい。例えば、制御装置６０がステップＳ１４ａ、Ｓ１４ｂ、及びＳ１４ｃの処理を実行し、サーバ１００がステップＳ１３及びＳ１３ａの処理を実行してもよい。
【００７３】
次に第３変形例の回復制御について説明する。第３変形例では、所定の条件成立時にバッテリ５２の目標充電量が増大される。第３変形例の回復制御は、制御装置６０のＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、及びメモリ６４により機能的に実現される診断部、回復部、算出部、判定部、取得部、及び充電量変更部により実行される。
【００７４】
図１３は、第３変形例の回復制御の一例を示したフローチャートである。ステップＳ１３で否定判定の場合、最大値Ｐｍａｘ３０が閾値Ｐ５を超えているか否かが判定される（ステップＳ１３ｂ）。閾値Ｐ５は、閾値Ｐ１よりも小さい第２閾値の一例である。
【００７５】
ステップＳ１３ｂで否定判定の場合には本制御は終了し、肯定判定の場合には、バッテリ５２の目標充電量が所定量だけ増大される（ステップＳ１４ｄ）。ステップＳ１４ｄの処理は、燃料電池２０の出力を補償するように出力可能なバッテリ５２の目標充電量を変更する充電量変更部が実行する処理の一例である。
【００７６】
ここで、ステップＳ１３ｂで肯定判定される場合とは、最大値Ｐｍａｘ３０が閾値Ｐ１と閾値Ｐ５との間となる中程度の出力が燃料電池２０に要求される場合である。燃料電池２０に中程度の出力が要求されると予測される場合に、バッテリ５２の目標充電量を一時的に増大させ、バッテリ５２からの出力補填を可能にすることにより、回復処理Ａを実行しなくても車両１の走行が可能となる。このため、前述の実施例に比べて、回復処理Ａを実行すべき閾値Ｐ１の値を大きくすることができ、回復処理Ａの実行頻度を抑制できる。
【００７７】
また、第３変形例についても、制御装置６０とサーバ１００とが協働で実行してもよい。例えば、制御装置６０がステップＳ１４ｄの処理を実行し、サーバ１００がステップＳ１３ｂの処理を実行してもよい。
【００７８】
また上述した第１〜第３変形例においても、燃料電池２０の予測出力値を算出する際に空調装置７０により消費される燃料電池２０の出力を考慮してもよい。尚、第２変形例のステップＳ１４ａ以降の処理、及び第３変形例のステップＳ１３で肯定判定された以降の処理として、第１変形例のステップＳ１５ａ、Ｓ１６ａ、Ｓ１６ｂ、Ｓ１７ａ、及びＳ１９ａの処理を採用してもよい。
【００７９】
次に第４変形例の回復制御について説明する。第４変形例では、平均車速ではなくサーバ１００に記憶された平均出力に基づいて、最大値Ｐｍａｘ３０が算出される。まず、平均出力について説明する。図１４Ａは、サーバ１００のＨＤＤ１０４に記憶された平均出力の一例である。ＨＤＤ１０４には、燃料電池を走行の動力源とする燃料電池車両群の各位置情報に対応付けられた燃料電池車両群のそれぞれの燃料電池群の出力と、各地点での燃料電池群の平均出力とが記憶されている。
【００８０】
次に、サーバ１００が実行する平均出力を算出する制御について説明する。図１４Ｂは、平均出力を算出する制御の一例を示したフローチャートである。この制御は一定周期で繰り返し実行される。まず、ネットワークＮを介して、複数の燃料電池車両から、各車両の現在の位置とその位置での各車両の燃料電池の出力とが取得される（ステップＳ１０１ａ）。次に、取得された位置と出力とが互いに対応付けされてＨＤＤ１０４に記憶される（ステップＳ１０３ａ）。次に、同一地点での取得された複数の燃料電池の出力に基づいて、出力の平均値である平均出力が算出される（ステップＳ１０５ａ）。算出された平均出力は、地点毎に対応付けされてＨＤＤ１０４に記憶、更新される（ステップＳ１０７ａ）。従って、各地点の平均出力は、車両１がその地点を走行したことがある場合には車両１を含む燃料電池車両群のそれぞれの燃料電池群の出力の平均値となり、車両１がその地点を走行したことがない場合には、車両１を含まない燃料電池車両群のそれぞれの燃料電池群の出力の平均値となる。従って、各地点の平均出力には、車両１の走行予定経路上を車両１が走行した際の燃料電池２０の出力、及び、走行予定経路上を他の車両が走行した際の他の車両の燃料電池の出力、の少なくとも一方が反映されている。
【００８１】
図１５は、第４変形例の回復制御の一例を示したフローチャートである。第４変形例の回復制御は、制御装置６０のＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、及びメモリ６４により機能的に実現される診断部、回復部、算出部、判定部、及び取得部により実行される。ステップＳ５で走行予定経路が取得された後、勾配や平均車速は取得されることなく、走行予定経路上での各地点の平均出力がサーバ１００から取得される（ステップＳ９ａ）。ステップＳ９ａの処理は、出力をサーバ１００から取得する取得部が実行する処理の一例である。
【００８２】
次に、走行予定経路上での各地点の平均出力に基づいて、予測出力値の最大値Ｐｍａｘ３０が算出される（ステップＳ１１ａ）。ステップＳ１１ａの処理は、車両１の走行予定経路上を車両１が走行した際の燃料電池２０の出力、及び、走行予定経路上を他の車両が走行した際の他の車両に動力源として搭載された他の燃料電池の出力、の少なくとも一方に基づいて、走行予定経路上で出力されると予測される前記燃料電池の予測出力値に相関するパラメータを算出する算出部が実行する処理の一例である。また、ステップＳ１３で肯定判定の場合には、取得された各地点での平均出力に基づいて、最大値Ｐｍａｘ２が算出される（ステップＳ１５ｂ）。以上のように、サーバ１００に記憶されている平均出力に基づいて、車両１の燃料電池２０の予測出力値に相関するパラメータが算出されるため、制御装置６０の算出処理の負荷が低減される。また、サーバ１００に記憶されている平均出力に基づいて車両１の燃料電池２０の予測出力値を精度よく算出できるため、より適切に回復処理Ａの実行の可否を判断できる。
【００８３】
第４変形例においても、空調装置７０により消費される燃料電池２０の出力を考慮して、燃料料電池２０の予測出力値を算出してもよい。例えば、車両１の制御装置６０が取得する平均出力が、現時点から例えば過去１時間以内に更新されたデータであれば、現時点の外気温度と平均出力が算出された時点での外気温度とは略同等とみなすことができる。このため、現時点の空調装置７０により要求される要求出力は、平均出力が算出された際に空調装置７０により要求される要求出力と略同等であるため、取得した平均出力を補正することなく予測出力値を算出してもよい。一方、車両１の制御装置６０が取得する平均出力が、現時点から例えば数時間以上前の過去に更新されたデータであれば、現時点での外気温度と平均出力が算出された際の外気温度とが異なっており、空調装置７０により要求される要求出力も異なる可能性がある。この場合、図１０のマップを用いて、平均出力算出時の外気温度と現在の外気温度のそれぞれから空調装置７０により要求される要求出力を算出し、その差分を加算または減算して、予測出力値を算出してもよい。
【００８４】
また、サーバ１００に記憶されている燃料電池群の出力のうち、車両１と車種又は車名が同一の燃料電池車両群のそれぞれの燃料電池群の平均出力に基づいて、車両１の燃料電池２０の予測出力値を算出してもよい。これにより、より精度よく車両１の燃料電池２０の予測出力値を算出でき、より適切に回復処理Ａの実行の可否を判断できる。この場合、サーバ１００は、燃料電池車両群のそれぞれから送信される燃料電池車両の識別情報と各地点での燃料電池の出力とに基づいて、車種毎又は車名毎の平均出力を算出してＨＤＤ１０４に記憶させておく。制御装置６０は、車両１の識別情報とＨＤＤ１０４に記憶されている識別情報を参照して、車両１と車種又は車名が同一の燃料電池の平均出力を取得する。
【００８５】
また、車両１の車種に応じて、サーバ１００に記憶されている燃料電池群の平均出力を補正して、車両１の燃料電池２０の予測出力値を算出してもよい。例えば、車両１が大型車両の場合には、サーバ１００に記憶されている平均出力を増大するように補正をした値を、車両１の燃料電池２０の予測出力値として算出してもよい。この場合、車両１の制御装置６０がこのような補正をしてもよいし、サーバ１００が補正をしてもよい。
【００８６】
また、第４変形例においても上記実施例と同様に以下のようにしてもよい。予測出力値の最大値の代わりに上述した平均値や、累積時間、面積等を用いてもよい。サーバ１００から取得される平均出力は、全燃料電池車両のうち所定の基準で分類された一部の車両群の平均出力であってもよい。サーバ１００に記憶された過去の平均出力を用いてもよい。燃料電池２０の予測出力値は、サーバ１００に記憶された平均出力に基づいて算出されたものでもよく、例えば、所定の走行区間での実際の車両１の燃料電池２０の出力とサーバ１００に記憶されている平均出力との出力差に応じて、サーバ１００に記憶されている平均出力を補正した値を、燃料電池２０の予測出力値としてもよい。また、サーバ１００から、走行予定経路を過去に実際に車両１が走行した時の燃料電池２０の出力を取得して、この出力に基づいて燃料電池２０の予測出力値を算出してもよい。また、サーバ１００に、車両１の走行予定経路上の何れかの地点の平均出力が、一台の車両の燃料電池の出力のみに基づくものであった場合、その一台の車両の出力に基づいて、車両１の予測出力値が算出される。この場合、サーバ１００に記憶されている出力は、車両１が過去に走行した際の燃料電池２０の出力であってもよいし、他の車両の燃料電池の出力であってもよい。
【００８７】
また、第４変形例の回復制御においても上記実施例と同様に、制御装置６０とサーバ１００とが協働で実行してもよい。例えば、制御装置６０がステップＳ１、Ｓ３、及びＳ１９を実行し、サーバ１００がステップＳ５〜Ｓ１７の処理を実行してもよい。また、サーバ１００がステップＳ１〜Ｓ１７の処理を実行し、制御装置６０がステップＳ１９の処理を実行してもよい。
【００８８】
また、第１〜第３変形例においても、第４変形例のように、勾配及び予測車速の代わりに、サーバ１００に記憶された平均出力、又は車両１が過去に走行した際の燃料電池２０の出力に基づいて燃料電池２０の予測出力値を算出してもよい。
【００８９】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１  車両
２０  燃料電池
５２  バッテリ（二次電池）
６０  制御装置（燃料電池の出力性能回復装置、診断部、回復部、算出部、判定部）
７０  空調装置
９０  ナビゲーション装置
１００  サーバ
Ｓ  出力性能回復システム
【図１】
2018060655.tif 000003
【図２】
2018060655.tif 000004
【図３】
2018060655.tif 000005
【図４】
2018060655.tif 000006
【図５】
2018060655.tif 000007
【図６】
2018060655.tif 000008
【図７】
2018060655.tif 000009
【図８】
2018060655.tif 000010
【図９】
2018060655.tif 000011
【図１０】
2018060655.tif 000012
【図１１】
2018060655.tif 000013
【図１２】
2018060655.tif 000014
【図１３】
2018060655.tif 000015
【図１４】
2018060655.tif 000016
【図１５】
2018060655.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月1日(2017.2.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行するための動力源として車両に搭載された燃料電池の電圧を制御して前記燃料電池の触媒を短期的な性能低下から回復させる回復処理を実行する回復部を備え、
前記触媒を短期的な性能低下から回復させる必要がない場合には、前記回復部は前記回復処理を実行せず、
前記触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があり、前記車両の走行予定経路上での前記車両の予測車速に基づいて算出された、前記走行予定経路上で出力されると予測される前記燃料電池の予測出力値に相関するパラメータが、前記予測出力値が第１閾値を超えていることを示す場合には、前記回復部は前記回復処理を実行し、
前記パラメータが、前記予測出力値が前記第１閾値未満であることを示す場合には、前記触媒を短期的な性能低下から回復させる必要がある場合であっても、前記回復部は前記回復処理を実行しない、燃料電池の出力性能回復装置。
【請求項２】
前記予測車速は、前記車両を含む又は含まない車両群が前記走行予定経路上を走行した際の前記車両群の走行速度の平均値である平均車速に基づいて算出されている、請求項１の燃料電池の出力性能回復装置。
【請求項３】
前記予測車速又は平均車速をサーバから取得する取得部を備えている、請求項２の燃料電池の出力性能回復装置。
【請求項４】
前記パラメータは、更に前記走行予定経路の勾配に基づいて算出される、請求項１乃至３の何れかの燃料電池の出力性能回復装置。
【請求項５】
走行するための動力源として車両に搭載された燃料電池の電圧を制御して前記燃料電池の触媒を短期的な性能低下から回復させる回復処理を実行する回復部を備え、
前記触媒を短期的な性能低下から回復させる必要がない場合には、前記回復部は前記回復処理を実行せず、
前記触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があり、前記車両の走行予定経路上を前記車両が走行した際の前記燃料電池の出力、及び、前記走行予定経路上を他の車両が走行した際の前記他の車両に動力源として搭載された他の燃料電池の出力、の少なくとも一方に基づいて算出された、前記走行予定経路上で出力されると予測される前記燃料電池の予測出力値に相関するパラメータが、前記予測出力値が第１閾値を超えていることを示す場合には、前記回復部は前記回復処理を実行し、
前記パラメータが、前記予測出力値が前記第１閾値未満であることを示す場合には、前記触媒を短期的な性能低下から回復させる必要がある場合であっても、前記回復部は前記回復処理を実行しない、燃料電池の出力性能回復装置。
【請求項６】
前記出力をサーバから取得する取得部を備えている、請求項５の燃料電池の出力性能回復装置。
【請求項７】
前記予測出力値は、前記車両の空調装置により消費される前記燃料電池の出力を考慮して算出される、請求項１乃至６の何れかの燃料電池の出力性能回復装置。
【請求項８】
前記燃料電池の出力の上限を変更する上限出力変更部を備え、
前記上限出力変更部は、前記パラメータが、前記予測出力値が前記第１閾値未満であって前記第１閾値よりも小さい第２閾値を超えていることを示す場合に、前記パラメータが、前記予測出力値が前記第１閾値を超えていることを示す場合よりも、前記上限を低下させる、請求項１乃至７の何れかの燃料電池の出力性能回復装置。
【請求項９】
前記燃料電池の出力の不足分を補填する二次電池の目標充電量を変更する充電量変更部を備え、
前記充電量変更部は、前記パラメータが、前記予測出力値が前記第１閾値未満であって前記第１閾値よりも小さい第２閾値を超えていることを示す場合に、前記パラメータが、前記予測出力値が前記第１閾値を超えていることを示す場合よりも、前記目標充電量を増大させる、請求項１乃至７の何れかの燃料電池の出力性能回復装置。
【請求項１０】
走行するための動力源として車両に搭載された燃料電池の触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があるか否かを判定する診断ステップと、
前記燃料電池の電圧を制御して前記触媒を短期的な性能低下から回復させる回復処理を実行する回復ステップと、
前記車両の走行予定経路上での前記車両の予測車速に基づいて、前記走行予定経路上で出力されると予測される前記燃料電池の予測出力値に相関するパラメータを算出する算出ステップと、
前記パラメータが、前記予測出力値が第１閾値を超えることを示すか否かを判定する判定ステップと、を備え、
前記回復ステップでは、前記診断ステップで否定判定がなされた場合には、前記回復処理を実行せず、前記診断ステップ及び判定ステップで肯定判定がなされた場合には、前記回復処理を実行し、前記判定ステップで否定判定がなされた場合には、前記診断ステップで肯定判定がなされた場合であっても前記回復処理を実行しない、燃料電池の出力性能回復方法。
【請求項１１】
走行するための動力源として車両に搭載された燃料電池の触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があるか否かを判定する診断ステップと、
前記燃料電池の電圧を制御して前記触媒を短期的な性能低下から回復させる回復処理を実行する回復ステップと、
前記車両の走行予定経路上を前記車両が走行した際の前記燃料電池の出力、及び、前記走行予定経路上を他の車両が走行した際の前記他の車両に動力源として搭載された他の燃料電池の出力、の少なくとも一方に基づいて、前記走行予定経路上で出力されると予測される前記燃料電池の予測出力値に相関するパラメータを算出する算出ステップと、
前記パラメータが、前記予測出力値が第１閾値を超えていることを示すか否かを判定する判定ステップと、を備え、
前記回復ステップは、前記診断ステップで否定判定がなされた場合には、前記回復処理を実行せず、前記診断ステップ及び判定ステップにより肯定判定がなされた場合には、前記回復処理を実行し、前記判定ステップにより否定判定がなされた場合には、前記診断ステップにより肯定判定がなされた場合であっても前記回復処理を実行しない、燃料電池の出力性能回復方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的は、走行するための動力源として車両に搭載された燃料電池の電圧を制御して前記燃料電池の触媒を短期的な性能低下から回復させる回復処理を実行する回復部を備え、前記触媒を短期的な性能低下から回復させる必要がない場合には、前記回復部は前記回復処理を実行せず、前記触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があり、前記車両の走行予定経路上での前記車両の予測車速に基づいて算出された、前記走行予定経路上で出力されると予測される前記燃料電池の予測出力値に相関するパラメータが、前記予測出力値が第１閾値を超えていることを示す場合には、前記回復部は前記回復処理を実行し、前記パラメータが、前記予測出力値が前記第１閾値未満であることを示す場合には、前記触媒を短期的な性能低下から回復させる必要がある場合であっても、前記回復部は前記回復処理を実行しない、燃料電池の出力性能回復装置によって達成できる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
触媒を短期的な性能低下から回復させる必要がない場合には回復処理を実行しないことにより、回復処理の実行頻度が抑制され、燃料電池の出力性能の長期的な低下を抑制できる。また、触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があり、かつ燃料電池の予測出力値も大きい場合には、燃料電池の出力性能が短期的に低下した状態で燃料電池に高出力が要求されると予測でき、高出力が要求される事前に回復処理が実行される。これにより、出力性能が短期的に低下した状態から回復させることができ、燃料電池への高出力の要求に対応できる。更に、燃料電池の予測出力値が小さい場合には、燃料電池には高出力は要求されないと予測でき、触媒を短期的な性能低下から回復させる必要がある場合であっても、燃料電池は要求される出力に対して対応できる。この場合に、回復処理を実行しないことにより、回復処理の実行頻度が抑制され、燃料電池の出力性能の長期的な低下を抑制できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
前記パラメータは、更に前記走行予定経路の勾配に基づいて算出されてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記目的は、走行するための動力源として車両に搭載された燃料電池の電圧を制御して前記燃料電池の触媒を短期的な性能低下から回復させる回復処理を実行する回復部を備え、前記触媒を短期的な性能低下から回復させる必要がない場合には、前記回復部は前記回復処理を実行せず、前記触媒を短期的な性能低下から回復させる必要があり、前記車両の走行予定経路上を前記車両が走行した際の前記燃料電池の出力、及び、前記走行予定経路上を他の車両が走行した際の前記他の車両に動力源として搭載された他の燃料電池の出力、の少なくとも一方に基づいて算出された、前記走行予定経路上で出力されると予測される前記燃料電池の予測出力値に相関するパラメータが、前記予測出力値が第１閾値を超えていることを示す場合には、前記回復部は前記回復処理を実行し、前記パラメータが、前記予測出力値が前記第１閾値未満であることを示す場合には、前記触媒を短期的な性能低下から回復させる必要がある場合であっても、前記回復部は前記回復処理を実行しない、燃料電池の出力性能回復装置によっても達成できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
前記予測出力値は、前記車両の空調装置により消費される前記燃料電池の出力を考慮して算出されてもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
前記燃料電池の出力の上限を変更する上限出力変更部を備え、前記上限出力変更部は、前記パラメータが、前記予測出力値が前記第１閾値未満であって前記第１閾値よりも小さい第２閾値を超えていることを示す場合に、前記パラメータが、前記予測出力値が前記第１閾値を超えていることを示す場合よりも、前記上限を低下させてもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
前記燃料電池の出力の不足分を補填する二次電池の目標充電量を変更する充電量変更部を備え、前記充電量変更部は、前記パラメータが、前記予測出力値が前記第１閾値未満であって前記第１閾値よりも小さい第２閾値を超えていることを示す場合に、前記パラメータが、前記予測出力値が前記第１閾値を超えていることを示す場合よりも、前記目標充電量を増大させてもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
また、車両１の予測車速は、サーバ１００に記憶された平均車速と車両１の車速とに基づいて算出されたものであってもよい。例えば、所定の走行区間での実際の車両１の車速からサーバ１００に記憶されている平均車速を減算した速度差が所定値以上の正の値の場合には、平均車速に係数ｍ（ｍ＞１）を乗算した値を予測車速とし、速度差が負の値であってその速度差の絶対値が所定値以上の場合には、平均車速に係数ｌ（０＜ｌ＜１）を乗算した値を予測車速としてもよい。この場合、車両１の制御装置６０が、所定の走行区間での車両１の実際の車速を記憶しておき、実際の車速とサーバ１００から取得した平均車速とに基づいて、予測車速を算出してもよい。また、車両１の制御装置６０が車両１の実際の車速をサーバ１００に送信しておき、サーバ１００が実際の車速と平均車速とに基づいて、予測車速を算出して制御装置６０に送信してもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
また、上記実施例では、燃料電池２０の予測出力値を、勾配及び予測車速に基づいて算出したが、予測車速のみに基づいて算出してもよい。運転者が一般に走行する範囲は、道路の勾配が小さい、または勾配の平均値が０に近い場合も多く、車速の影響が支配的であると考えられるためである。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ冷房時及び暖房時での空調装置７０の状態を示している。空調装置７０は、エアコンコンプレッサ７１ｂや、エバポレータ７６ａ、室内コンデンサ７６ｂ等を有しており、これらは冷媒が流通する配管で接続されている。冷房時には、以下のように冷媒が循環するように、三方弁７４ａ、開閉弁７４ｂ及び７４ｃの開閉状態が制御される。図９Ａに示すように、気相の冷媒が、エアコンコンプレッサ７１ｂで凝縮され、高温・高圧の状態で、室内コンデンサ７６ｂ、三方弁７４ａを経て、室外熱交換器７１ａで外気との熱交換により冷却され液相となり、エキスパンションバルブ７３ａによってエバポレータ７６ａに噴射されて気化する。その際に冷媒は、ファンＦからの送風と熱交換する。熱交換された冷風は、車室内に連通したダクト７７ａを介して、シャッタ７７ｃが隔壁７７ｂによって隔てられて冷房用の送風路７８ａを開き、暖房用の送風路７８ｂを閉じた状態で、車室内に送られる。