(57)【要約】【課題】燃料電池の性能低下が起こりやすい状況での燃料電池の性能低下を抑制する。【解決手段】車両は、駆動用のモータに電力を供給する燃料電池を備えると共に、車両のアクセル開度を検出するアクセルセンサ３５と、アクセル開度に応じて燃料電池の出力電圧を制御するとともに、燃料電池の出力性能を表す性能指標値を算出する制御部５０とを備える。制御部５０は、性能指標値が示す出力性能が低くなるほど、アクセル開度の変化に応じた燃料電池の出力電圧の応答が緩やかになるようにする応答緩和制御を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池を搭載した車両を制御する車両制御装置であって、
前記車両のアクセル開度を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した前記アクセル開度に応じて前記燃料電池の出力電圧を制御する制御手段と、
前記燃料電池の出力性能を表す指標値を算出する算出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記指標値が示す出力性能が低くなるほど、前記アクセル開度の変化に応じた前記燃料電池の出力電圧の応答が緩やかになるようにする応答緩和制御を行う、
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記燃料電池の使用期間の長さ、又は前記燃料電池からの電力により前記車両が走行した走行距離、が長くなるほど、前記応答緩和制御が行われやすくする、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記指標値が示す出力性能が低くなるほど、前記燃料電池の出力電圧の上昇速度を小さくする、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
燃料電池を搭載した車両を制御する車両制御装置であって、
前記車両のアクセル開度を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した前記アクセル開度に応じて前記燃料電池の出力電圧を制御する制御手段と、
前記アクセル開度又は前記燃料電池の出力電圧の時間変化の急激度を算出する手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記急激度が高くなるほど、前記アクセル開度の変化に応じた前記燃料電池の出力電圧の応答が緩やかになるようにする応答緩和制御を行う、
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項５】
前記車両の走行速度を検出する手段を更に備え、
前記制御手段は、検出された走行速度が低いほど、前記応答緩和制御における前記燃料電池の出力電圧の応答の緩和の程度を弱くする、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記車両が登坂状態にあるか否かを判定する判定手段を更に備え、
前記制御手段は、前記車両が登坂状態にあると判定されている場合は、前記応答緩和制御を実行しない、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記車両のシフトポジションに応じて、前記応答緩和制御を実行するか否かを切り替える、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記検出手段が検出したアクセル開度が第１の閾値よりも高い場合、又は当該アクセル開度の時間的な上昇度が第２の閾値よりも高い場合には、前記応答緩和制御を実行しない、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を用いる車両の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動用のエネルギー源として燃料電池を用いる車両の制御装置は、運転者のアクセル操作に従い、駆動用モータが出力すべきトルク（要求トルク）を計算する。そして、その要求トルクから燃料電池システムが供給すべき電力／電圧を計算し、その計算結果に応じて燃料電池システムに対して発電を指示する。
【０００３】
ここで、燃料電池の性能低下の原因の１つとして、アクセル操作に伴う燃料電池の発電時に生じる電圧変動が知られている。特に、変動の幅が大きいほど、また変動が急激なほど、性能低下が激しくなることが知られている。
【０００４】
特許文献１に開示される車両制御装置は、車両の駆動のために供給可能な供給可能駆動電力を推定する推定部と、アクセル開度と推定供給可能駆動電力とに応じて駆動要求電力司令部とを備える。駆動要求電力司令部は、アクセル開度の増加に対して駆動要求電力の増加が応答されるアクセル開度の範囲を正応答領域とするとき、供給可能駆動電力の低下に起因する正応答領域の狭小化を抑制するように、推定供給可能駆動電力の変動に応じてアクセル開度と駆動要求電力との間の関係を修正する。このような仕組みにより、電源の出力低下に起因するドライバビリティの低下を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１１５６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、燃料電池システムの経年変化にも対処可能との記載があるが（段落００７５参照）、対処の内容自体は、経年劣化によるドライバビリティの低下を補償するように、正応答領域の狭小化を抑制するものである。このような方式では燃料電池システムの性能劣化の抑制には寄与しない。
【０００７】
本発明は、燃料電池の性能低下が起こりやすい状況での燃料電池の性能低下を抑制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、１つの側面では、燃料電池を搭載した車両を制御する車両制御装置であって、前記車両のアクセル開度を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した前記アクセル開度に応じて前記燃料電池の出力電圧を制御する制御手段と、前記燃料電池の出力性能を表す指標値を算出する算出手段と、を備え、前記制御手段は、前記指標値が示す出力性能が低くなるほど、前記アクセル開度の変化に応じた前記燃料電池の出力電圧の応答が緩やかになるようにする応答緩和制御を行う、ことを特徴とする車両制御装置を提供する
【０００９】
１つの態様では、前記制御手段は、前記燃料電池の使用期間の長さ、又は前記燃料電池からの電力により前記車両が走行した走行距離、が長くなるほど、前記応答緩和制御が行われやすくする。
【００１０】
別の態様では、前記制御手段は、前記指標値が示す出力性能が低くなるほど、前記燃料電池の出力電圧の上昇速度を小さくする。
【００１１】
本発明の１つの側面では、燃料電池を搭載した車両を制御する車両制御装置であって、前記車両のアクセル開度を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した前記アクセル開度に応じて前記燃料電池の出力電圧を制御する制御手段と、前記アクセル開度又は前記燃料電池の出力電圧の時間変化の急激度を算出する手段と、を備え、前記制御手段は、前記急激度が高くなるほど、前記アクセル開度の変化に応じた前記燃料電池の出力電圧の応答が緩やかになるようにする応答緩和制御を行う、ことを特徴とする車両制御装置を提供する。
【００１２】
１つの態様では、車両制御装置は、前記車両の走行速度を検出する手段を更に備え、前記制御手段は、検出された走行速度が低いほど、前記応答緩和制御における前記燃料電池の出力電圧の応答の緩和の程度を弱くする。
【００１３】
別の態様では、車両制御装置は、前記車両が登坂状態にあるか否かを判定する判定手段を更に備え、前記制御手段は、前記車両が登坂状態にあると判定されている場合は、前記応答緩和制御を実行しない、ことを特徴とする。
【００１４】
別の態様では、前記制御手段は、前記車両のシフトポジションに応じて、前記応答緩和制御を実行するか否かを切り替える。
【００１５】
更に別の態様では、前記制御手段は、前記検出手段が検出したアクセル開度が第１の閾値よりも高い場合、又は当該アクセル開度の時間的な上昇度が第２の閾値よりも高い場合には、前記応答緩和制御を実行しない、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の１つの側面によれば、燃料電池の性能劣化が進むほどアクセル開度の変化に応じた燃料電池の出力電圧の応答を緩和することにより、燃料電池の更なる劣化を抑制できる。
【００１７】
また、本発明の別の側面では、アクセル開度又は前記燃料電池の出力電圧の時間変化が急激であるという、燃料電池の劣化が激しい状況で、アクセル開度の変化に応じた燃料電池の出力電圧の応答を緩和することにより燃料電池の劣化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態の制御が適用される燃料電池システムを備える車両の概略構成図である。
【図２】実施形態の制御のための制御機構の一例を示す機能ブロック図である。
【図３】実施形態の制御の第１の例を説明するための図である。
【図４】図３の制御を実現するための処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】実施形態の制御の第２の例の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図６Ａ】第２の例における変化の急激度の閾値判定の一例を説明するための図である。
【図６Ｂ】第２の例における変化の急激度の閾値判定の別の例を説明するための図である。
【図７】燃料電池の電圧上昇時の制御の例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態としての燃料電池システムを備える車両の概略構成図である。車両１００は、電源システム２０と、負荷部３０と、制御部５０とを備えている。電源システム２０は、車両１００の動力源としての電力を供給する。負荷部３０は、供給された電力を、車両１００を駆動するための機械的動力に変換する。制御部５０は、電源システム２０と負荷部３０とを制御する。
【００２０】
電源システム２０は、燃料電池システム２００と、２次電池２６と、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４と、燃料電池システム２００の出力電圧と出力電流とを計測するための電圧計６９と電流計６７と、２次電池２６の残存量を計測するための残存容量モニタ２８と、を備えている。
【００２１】
負荷部３０は、アクセル３７と、アクセル３７の開度（踏み込み量とも呼ばれる）を計測するアクセルセンサ３５と、駆動回路３６と、モータ３１と、ギヤ機構３２と、車輪３４とを備えている。駆動回路３６は、モータ３１を駆動するための回路であり、たとえばトランジスタインバータで構成されている。モータ３１で発生した動力は、ギヤ機構３２を介して車輪３４に伝達される。
【００２２】
駆動回路３６は、電源システム２０から供給された直流電力を三相交流電力に変換してモータ３１に供給する。供給される三相交流電力の大きさは、アクセルセンサ３５からの入力（アクセル開度Ｗｔ）に応じて制御部５０が制御する駆動回路３６によって決定される。このように、モータ３１に供給される三相交流電力の大きさが電源システム２０の出力電圧には依存しないように車両システムが構成されている。
【００２３】
制御部５０は、燃料電池システム２００と、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４と、駆動回路３６とに電気的に接続されており、これらの回路の制御を含む各種の制御を実行する。制御部５０の各種の制御動作は、制御部５０に内蔵されている図示しないメモリ内に格納されたコンピュータプログラムを、制御部５０が実行することによって実現される。このメモリとしては、ＲＯＭやハードディスクなどの種々の記録媒体を利用することが可能である。
【００２４】
駆動回路３６の駆動要求電力が、燃料電池システム２００の出力電力であるＦＣ電力よりも大きい場合には、燃料電池システム２００とともに２次電池２６も同時に駆動回路３６に電力を供給する。たとえばアクセル３７が踏み込まれて瞬間的に駆動要求電力が大きくなったときに、２次電池２６と燃料電池システム２００の双方が電力を供給することになる。
【００２５】
駆動回路３６の駆動要求電力がＦＣ電力よりも小さい場合には、ＦＣ電力のうちの余剰電力が２次電池２６に供給され、後述する２次電池に充電される。たとえばアイドリング中に駆動要求電力が小さくなったときには、燃料電池システム２００は、駆動回路３６と２次電池２６の双方に電力を供給することになる。
【００２６】
電源システム２０は、燃料電池システム２００を保護するためにＦＣ電圧が運用最小電圧未満とならないように構成されている。この結果、燃料電池システム２００は、開放電圧ＯＣＶと運用最小電圧の間の出力電圧で運用されることになる。
【００２７】
電源システム２０は、２次電源電圧（ＤＣ−ＤＣコンバータ６４の出力電圧）を調整することによってＦＣ電力を制御可能である。たとえば、２次電源電圧がある値Ｖ0のときには、ＦＣ電力の値が駆動回路３６の駆動要求電力Ｐｔよりも小さいある値Ｐ0であるとする。この場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４は、駆動要求電力ＰｔとＰ0の差分（＝Ｐｔ−Ｐ0）の電力を供給することになる。一方、２次電源電圧がＶ0より低い値Ｖ1に下降し、その結果燃料電池の特性によりＦＣ電力の値が駆動要求電力Ｐｔよりも大きいＰ1に上昇したとする。この場合、ＦＣ電力のうちの余剰電力（＝Ｐ1−Ｐｔ）がＤＣ−ＤＣコンバータ６４を介して２次電池２６に供給されることになる。このように、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４を制御して２次電源電圧を調整することで、燃料電池の動作特性に応じてＦＣ電力を制御することができ、２次電池２６の電力を駆動に用いたり、逆に燃料電池システム２００の余剰電力を２次電池２６に充電したりすることができる。
【００２８】
このように、駆動回路３６の駆動要求電力や２次電池の充電状態に応じて、燃料電池システム２００の出力を調整することができる。たとえば駆動回路３６の駆動要求電力が大きい場合や２次電池２６の充電量が少ない場合には、２次電源電圧を小さくする制御が行われる。一方、駆動回路３６の駆動要求電力が小さくかつ２次電池の充電量が過大である場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４の出力電圧を大きくする制御が行われる。
【００２９】
なお、本実施形態では、説明を分かりやすくするため、起動時においては燃料電池システム２００の反応ガスの流量操作は、フラッディングの抑制や起動時間の短縮の観点から最適制御が行われるとしている。このため、本実施形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４の出力電圧でのみ燃料電池システム２００の出力制御が行われ、反応ガスの流量操作による出力制御は行われないものとする（ただし、もちろんこれは一例に過ぎない）。
【００３０】
図２は、この実施形態における車両の制御ブロック図である。この制御ブロック図は、ユーザである運転者からのアクセル操作入力（アクセル開度Ｗｔ）を入力するアクセルセンサ３５と、車両の速度（車速）を検出する車速センサ３３と、ナビゲーションシステム（カーナビ）３９と、アクセルセンサ３５からアクセル開度Ｗｔを入力する制御部５０と、運転者からのアクセル操作入力に応じて制御部５０によって制御される電源システム２０および駆動回路３６と、から構成されている。なお、制御部５０は、アクセル開度の他に、車速センサ３３から車速の情報を、ナビゲーションシステム３９から現在走行中の道路の情報（例えば勾配など）を取得して制御に用いてもよい。
【００３１】
制御部５０は、駆動電力制御部１４と、コンバータ制御回路１６と、アクセル開度・指令マップ１５、１５Ａ、１５Ｂ、及び１５Ｃと、を備えている。駆動電力制御部１４は、アクセル開度Ｗｔに応じて、要求電力指令値Ｐｔと駆動電圧指令値Ｖｔとを、それぞれ駆動回路３６とコンバータ制御回路１６とに出力する。要求電力指令値Ｐｔは、アクセル開度Ｗｔに応じた駆動力をモータ３１で発生させるための指令値である。駆動電圧指令値Ｖｔは、要求電力指令値Ｐｔを駆動回路３６に供給できるように電源システム２０の出力電圧（駆動電圧：２次電源電圧）を制御するための指令値である。電源システム２０の出力電圧の制御は、前述のようにＤＣ−ＤＣコンバータ６４の出力電圧を操作することによって行われる。
【００３２】
運転者のアクセル操作に応じた車両制御のために、制御部５０は、アクセルセンサ３５からアクセル開度Ｗｔを取得する。アクセル開度Ｗｔの取得は、たとえば所定のサンプリング周期で制御部５０がアクセルセンサ３５から検出されるアクセルペダル踏込み量の信号を入力することによって行われる。
【００３３】
制御部５０は、アクセル開度Ｗｔに応じて要求電力指令値Ｐｔを決定して駆動回路３６に出力する。要求電力指令値Ｐｔは、アクセル開度・指令マップ１５に基づいて求められる。アクセル開度・指令マップ１５は、アクセル開度Ｗｔと要求電力指令値Ｐｔとの対応関係を表したマッピングデータである。このマッピングデータは、アクセル開度Ｗｔが増大すると、要求電力指令値Ｐｔが増大するように設定されている。また、アクセル開度・指令マップ１５には、要求電力指令値Ｐｔ（又はアクセル開度Ｗｔ）と駆動電圧指令値Ｖｔとの対応関係を表す電圧指令マップ情報が含まれる。制御部５０は、このマップ１５を参照することで、アクセル開度Ｗｔに応じた要求電力指令値Ｐｔを決定する。
【００３４】
制御部５０は、駆動回路３６が要求する駆動要求電力を供給できるように電源システム２０を操作する。電源システム２０の操作は、前述のように燃料電池システム２００に並列に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ６４の出力電圧を操作することによって行われる。ＤＣ−ＤＣコンバータ６４の出力電圧は、コンバータ制御回路１６によって制御される。コンバータ制御回路１６は、駆動電力制御部１４から入力した電圧指令値に応じて制御される。
【００３５】
ここで、制御部５０には、アクセル開度・指令マップ１５が複数種類（１５，１５Ａ〜１５Ｃ）登録されている。このうち、マップ１５Ａ〜Ｃは、後述するアクセル踏み込みに対するレスポンス緩和制御のためのマップであり、それら各マップは、それぞれ異なる緩和度合いに対応している。すなわち、この実施形態では、燃料電池システム２００の性能劣化が許容以上に進むと考えられる状況では、アクセル踏み込みに対する駆動系、特に燃料電池システム２００のレスポンスを緩和することで、燃料電池システム２００の性能劣化を抑制・低減し、燃料電池システム２００の寿命向上を目指す。このための制御のためのマップがマップ１５Ａ〜Ｃである。これに対し、マップ１５は、レスポンス緩和制御を行わない場合（通常制御と呼ぶ）のマップである。
【００３６】
たとえば、レスポンス緩和制御を、アクセル開度Ｗｔに対する駆動電圧指令値Ｖｔを調整することで行う場合、マップ１５Ａ〜Ｃは、要求電力指令値Ｐｔ（又はアクセル開度Ｗｔ）と駆動電圧指令値Ｖｔとの対応関係を表す電圧指令マップ情報を含んでいればよい。アクセルに対するレスポンスの「緩和」は、たとえば、同じアクセル開度に対する駆動電圧指令値Ｖｔの値を小さくすることにより実行できる。マップ１５Ａ、Ｂ、Ｃの順に緩和度合いが高くなるとすると、同じアクセル開度に対する駆動電圧指令値Ｖｔの値はその順に小さくなる（いずれも通常制御時に用いるマップ１５での指令値Ｖｔより小さい）。
【００３７】
マップ１５、１５Ａ〜Ｃのどれを用いるかの判定制御については、後で詳しく説明する。
【００３８】
なお、レスポンス緩和制御において、アクセル開度Ｗｔに対する駆動電圧指令値Ｖｔを調整する代わりに、或いはこれに加えて、アクセル開度Ｗｔに対する要求電力指令値Ｐｔを調整してもよい。例えば、同じアクセル開度Ｗｔに対する要求電力指令値Ｐｔを小さくするなどである。また、アクセル開度Ｗｔ自体の値を緩和（すなわち値を小さくする）するマップを用い、緩和制御を行う場合に、このマップを用いてアクセル開度Ｗｔの値を緩和してもよい。アクセル開度を緩和することによっても、ＦＣ電圧の変化を小さくすることができる。
【００３９】
上述のように、燃料電池システム２００の性能劣化は、燃料電池システム２００の急激な電位変動が主因と考えられる。以上にアクセルに対するレスポンスを緩和する仕方についていくつかの例を示したが、そのような例に限らず、燃料電池システム２００の電位（出力電圧すなわちＦＣ電圧）に影響する制御パラメータを、その電位の変動特に変動幅を小さくするように調整する方法であれば、どのような方法でも目的が達成できる。
【００４０】
図２の例では、緩和度合いの異なる３つのマップを用意しているが、３つというのは一例に過ぎず、１以上であればよい。使用する緩和制御のためのマップの数は、緩和制御をどのくらい精密に行うかに応じて定めればよい。数を増やすほど、より精密な制御が可能になる。
【００４１】
次に、レスポンス緩和制御の具体例を説明する。まず、図３及び図４を参照して、第１の例を説明する。この例は、燃料電池システム２００の性能を示す指標値を測定し、その指標値が示す電池性能が低くなるほどレスポンスの緩和度合いを大きくする。
【００４２】
ここで、燃料電池システム２００の性能を示す指標値としては、例えば、あらかじめ定められた条件で燃料電池システム２００が出力する電圧値を用いることができる。例えば、温度、反応ガス流量、及び負荷をそれぞれある定められた値としたときの燃料電池システム２００の出力電圧を測定し、これを性能指標値として用いてもよい。例えばある温度条件、ガス流量条件の下での開放電圧ＯＣＶを性能指標値とするなどである。ここで、実際にそのようなあらかじめ定められた条件を満たすように車両各部を制御して出力電圧を測定してももちろんよいが、その代わりに、実際の運転状況下で条件の異なるいくつかの場合について出力電圧を測定し、それら異なる条件での出力電圧測定値から上記あらかじめ定められた一定条件での出力電圧を推定してもよい。この推定のための関数又はマップは、実験等により求め、制御部５０に登録しておけばよい。なお、このような指標値を求めるに当たって、燃料電池システム２００の出力電圧はセンサ６９から取得すればよい。
【００４３】
また、燃料電池システム２００の性能指標値としては、この他にも、例えば国際公開第２００９／０４１３７０号『燃料電池の劣化検出装置及び燃料電池システム』に示されるように、燃料電池システム２００の出力抵抗を用いてもよい。
【００４４】
どのような性能指標値を用いるかによらず、この実施形態では、その性能指標値が低くなるほど、アクセル開度Ｗｔに対するＦＣ電圧のレスポンスがより緩和されるように制御を行う。最も単純には、性能指標値についての閾値判定により、レスポンスを緩和するか否かを制御すればよい。すなわち、性能指標値が示す燃料電池性能がある閾値より低くなると、アクセル開度Ｗｔに対するＦＣ電圧のレスポンスを小さくするのである。さらに、複数段階の閾値を設け、レスポンスの緩和度合いを段階的に大きくしていってもよい。図２の例で緩和制御用の３つのマップ１５Ａ〜Ｃを設けたのは、３段階の閾値により緩和度合いを３段階に変えていく場合の例である。
【００４５】
また、燃料電池システム２００は使用と共に劣化が進むと考えられる。そこで、燃料電池システム２００の使用が進むほど、レスポンス緩和制御が行われやすくなるようにしてもよい。ここで燃料電池システム２００の使用の進行度合いは、例えば、車両の走行距離や走行時間により表すことができる。なお、燃料電池システム２００を交換した場合には、交換後の新たな燃料電池システム２００を用いた場合の走行距離や走行時間を用いる。
【００４６】
図３の例では３つの判定閾値を設けており、判定閾値１〜３の順に、性能指標値がその閾値を下回ったときのレスポンスの緩和度合いを強くしている。測定又は推定した燃料電池システム２００の性能指標値が判定閾値１より大きい場合は、レスポンス緩和制御は行わない。性能指標値が判定閾値１と２の間になると、３段階の緩和度合いのうち最も弱い緩和処置１を行う（ここでは、性能指標値が高いほど、燃料電池システム２００の性能も高いとする）。この最も弱い緩和処置１は、図２のマップ１５Ａを選択することにより実現する。性能指標値が判定閾値２と３の間になると、３段階の緩和度合いのうち中位の緩和処置２を行う。この中位の緩和処置２は、図２のマップ１５Ｂを選択することにより実現する。そして、性能指標値が判定閾値３を下回ると、３段階の緩和度合いのうち最強の緩和処置３を行う。この最強の緩和処置３は、図２のマップ１５Ｃを選択することにより実現する。緩和処置が強くなるほど、同じアクセル開度に対する駆動電圧指令値の値が小さくなる。
【００４７】
また、図３の例では、走行距離又は時間が長くなるほど、レスポンス緩和制御の度合いを判定するための閾値が低くなるように設定している。したがって、走行距離又は時間が長くなるほど、燃料電池システム２００の性能指標値が同じでも、より強い緩和処置が採用されることになる。燃料電池システム２００の使用が進んで劣化することにより、性能が低下していくことを考慮した制御である。
【００４８】
この例における駆動電力制御部１４の概略的な処理手順の一例を図４に示す。駆動電力制御部１４は、例えば定期的（一定走行距離ごとなど）に、或いは車両起動時などといったあらかじめ定められたタイミングで、図４の手順を実行する。この手順では、まず駆動電力制御部１４は、燃料電池システム２００の性能指標値を測定又は推定する（Ｓ１０）。また、駆動電力制御部１４は、車両の走行距離（又は時間）の情報を走行距離計又は他の制御部（図示省略）から取得する（Ｓ１２）。次に、取得した走行距離（又は時間）に対応する判定閾値１〜３を取得する（Ｓ１４）。走行距離（又は時間）に応じた判定閾値１〜３の変化を表す情報（図３参照）は、あらかじめ制御部５０に登録されているものとする。次に、Ｓ１０で測定又は推定した性能指標値が、Ｓ１４で取得した判定閾値により区切られるどの範囲に入るかを判定し（Ｓ１５）、判定した範囲に対応するマップ１５Ａ、Ｂ、又はＣを選択する（Ｓ１６）。この選択の後、次にこの図４の処理を実行するまでは、駆動電力制御部１４は、Ｓ１６で選択したマップを用いて、アクセル開度Ｗｔに対応する指令値（例えば駆動電圧指令値Ｖｔ）を求め、その指令値を、対応する回路（駆動電圧指令値Ｖｔの場合はコンバータ制御回路１６）に供給する（Ｓ１８）。以上の制御により、選択されたマップ１５Ａ、Ｂ、又はＣに応じて、アクセル開度Ｗｔに対するＦＣ電圧のレスポンスの緩和が図られる。
【００４９】
次に、図５及び図６Ａ、図６Ｂを参照して、レスポンス緩和制御の第２の例を説明する。図５に示すように、この第２の例では、駆動電力制御部１４は、アクセルセンサ３５から入力されるアクセル開度Ｗｔの時間変化、またはセンサ６９から入力されるＦＣ電圧の時間変化の急激度を解析する（Ｓ２０）。そして、アクセル開度Ｗｔ又はＦＣ電圧の時間変化が急激であるほど、アクセル開度Ｗｔに対するＦＣ電圧のレスポンスが緩やかになるように制御する。すなわち、アクセル開度Ｗｔの変動が急激であるほど一般にＦＣ電圧の変動も急激になり、ＦＣ電圧の変動が急激であるほど一般に燃料電池システム２００の性能劣化が激しくなるので、そのように変化の急激度が高いほどレスポンスを緩和することで、燃料電池システム２００の劣化を抑制するのである。
【００５０】
アクセル開度Ｗｔ又はＦＣ電圧の時間変化の急激度は、一例としては、ある時間ウインドウ幅の間のアクセル開度Ｗｔ又はＦＣ電圧の信号を、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）などのフーリエ変換を実装したプログラム又は回路により周波数空間へ変換する。その変換結果における主たる周波数成分（例えば変換結果の周波数分布のピーク）に対応する周波数が高くなるほど、アクセル開度Ｗｔ又はＦＣ電圧の変動が急激であると考えることができる。すなわち、この例では、アクセル開度Ｗｔ又はＦＣ電圧の信号の周波数空間への変換結果の代表周波数（例えばピークに対応する周波数、或いは平均周波数など）を、それら信号の変動の急激度として用いる。この場合、値が大きい（周波数が高い）ほど、急激度も高いと捉えることができる。
【００５１】
例えば、図６Ａに示す例では、アクセル開度Ｗｔ又はＦＣ電圧の信号変換結果の周波数範囲を３つに分けている。最も低周波数側の範囲（Ａｖｅ±σ）は、燃料電池システム２００の性能劣化の程度が極めて低いと見なせる範囲であり、信号の変換により求めた変化の急激度がこの範囲にある場合は、レスポンス緩和制御は行わない。すなわち、図２の例では通常制御時のマップ１５を選択する。また、急激度がその範囲を超え、図６Ａ中の範囲１内となると、例えば最も弱い緩和処置（マップ１５Ａ）を選択する。また、急激度が更に高まり範囲２内となると１段階強い緩和処置（マップ１５Ｂ）を選択する。このようにして、急激度が高くなるほど、強い緩和処置がとられるようにする。
【００５２】
なお、周波数変換を行う際に信号サンプルの時間ウインドウ幅は、ある程度長いもの（例えば十数秒〜数分、或いは数時間〜数日、数週間など）としておくことが望ましい。ウインドウ幅があまり短いと、例えばアクセルを速く踏めば踏むほどレスポンスの緩和度合いが強くなることになり、運転者のアクセル操作感覚と実際の車両の加速との乖離が大きくなるからである。
【００５３】
図６Ｂには、急激度の別の判定方法が示される。図６Ａの方式では、アクセル開度Ｗｔ又はＦＣ電圧の信号変換結果の代表周波数という１次元の値を急激度とした。これに対し、図６Ｂの例では、信号の単位時間（時間ウインドウ幅）当たりの変動頻度（周波数に相当）と、その単位時間内での信号の代表変動幅（例えば信号の変動幅の平均値或いはピーク値）との組である２次元座標を急激度とみなす。図６Ｂの例では、変動頻度がｆ1未満且つ変動幅がＡ1未満の範囲を平均的な運転者の範囲とし、変動頻度及び変動幅の実測値がこの範囲に入る場合は、レスポンス緩和制御は行わない。また、実測した変動頻度がｆ1以上ｆ2未満且つ変動幅がＡ1以上Ａ2未満となると、例えば最も弱い緩和処置（マップ１５Ａ）を選択する。また、実測した変動頻度がｆ2以上ｆ3未満且つ変動幅がＡ2以上Ａ3未満となると、１段階強い緩和処置（マップ１５Ｂ）を選択する。このようにして、変動頻度又は変動幅が大きくなるほど（すなわち急激度が高くなるほど）、強い緩和処置がとられるようにする。
【００５４】
なお、図６Ｂでは、ＦＣ電圧の変動頻度と変動幅の組を急激度としているが、これに限らず、アクセル開度Ｗｔの変動頻度と変動幅の組を急激度としてもよい。
【００５５】
再び図５の説明に戻ると、駆動電力制御部１４は、アクセル開度Ｗｔ又はＦＣ電圧の信号に対し、周波数解析、又は変動頻度と変動幅の組によるマップ解析を行うことにより、その信号のサンプル結果が図６Ａ又は図６Ｂに示した急激度のどの範囲に属するかを判定する（Ｓ２２）。そして、判定した範囲に対応するマップ１５Ａ、Ｂ、又はＣを選択する（Ｓ２４）。この選択の後、次にこの図５の処理を実行するまでは、選択したマップを用いて、アクセル開度Ｗｔに対応する指令値を求め、対応する回路に供給する（Ｓ２６）。
【００５６】
この制御において、アクセル開度Ｗｔ又はＦＣ電圧の信号のサンプリング期間（上述の時間ウインドウ幅）を長くすると、運転者のアクセル操作の個人差を考慮したレスポンス緩和制御が可能となる。すなわち、ある程度長い期間でのアクセル開度Ｗｔ又はＦＣ電圧の変動の傾向は、その運転者の運転操作のクセを反映していると考えられるからである。このようにある程度長いサンプリング期間に渡る信号を解析して上述の制御を行えば、アクセルを頻繁に操作したり、急アクセルが多かったりする人については、アクセル操作に対するＦＣ電圧のレスポンスが緩和され、燃料電池システム２００の性能劣化が緩和される。
【００５７】
また、アクセル開度Ｗｔ又はＦＣ電圧の信号のサンプリング期間をある程度短いもの（例えば十数秒〜数分）とすると、車両の使用状況（例えばどのような道を走行しているか）に敏感に反応して、ＦＣ電圧のレスポンスが緩和することができる。
【００５８】
以上、燃料電池の性能指標値、又は運転者のアクセル操作（又はこれに応じたＦＣ電圧の変化）に応じて、ＦＣ電圧のレスポンスを緩和する制御の例を示したが、両者を組み合わせてももちろんよい。
【００５９】
また、他の条件に応じて、そのようなレスポンス緩和制御をオンオフしたり、緩和の程度を調整したりしてもよい。
【００６０】
例えば、アクセル操作の急激度によるＦＣ電圧の変動は、車速が高いほど顕著に発生することが知られている。そこで、駆動電力制御部１４は、車速センサ３３から入力される車速が高いほど、図５で説明した急激度に基づくレスポンス緩和を強くするようにしてもよい。例えば、車速が高くなるほど、緩和度合いが強いマップ１５Ａ〜１５Ｃを選択するようにする。また、車速がある閾値以下ならば、アクセル開度等の変化の急激度によらず、レスポンス緩和制御自体を停止してもよい。
【００６１】
また、レスポンス緩和制御をオンオフするスイッチを車両のコンソール等に設け、運転者画素のスイッチをオンオフすることで、レスポンス緩和制御の実施又は停止するようにしてもよい。例えば、「ソフト走行モード」スイッチを設け、そのスイッチのオンオフにより、レスポンス緩和制御をオンオフ切り替えするようにしてもよい。また、シフトポジションで、Ｄ（ドライブ）レンジよりも敏捷な応答反応性を提供するレンジ（例えばＳ（スポーツ）レンジ）が設定されている場合、そのような応答反応性を求めるレンジが選択されている場合には、レスポンス緩和制御をオフするようにしてもよい。レスポンス緩和は、運転者のアクセル操作に対するレスポンス（応答）を鈍らせるものなので、スイッチ等の操作により運転者がそのような鈍化を望まないと判定される場合（操作に対する敏速な反応を求める場合）は、レスポンス緩和制御を停止するのである。
【００６２】
また、運転者が大きな加速を必要とする場合に、レスポンス緩和を行うと、運転者が望む加速が得られない場合も考えられる。そこで、例えばアクセル開度がある定めた閾値より大きい場合、或いはアクセル開度の上昇度がある定めた閾値より大きい場合は、レスポンス緩和制御を停止するようにしてもよい。
【００６３】
また、登坂路（斜度がある程度以上の坂の登り）では、運転者のアクセル操作変動は、平地や下り坂などよりも大きくなることが知られている。したがって、登坂路では、アクセル操作に対するレスポンスを確保する必要がある。そこで、別の例として、道路状況を判定して、車両が登坂路にいるときにはレスポンス緩和制御を停止するようにしてもよい。車両が登坂路にいるかどうかは、例えばナビゲーションシステム３９からの情報により判定できる。すなわち、ナビゲーションシステム３９が、地図情報から現在位置が所定斜度以上の坂道であるかを判定し、更に進行方向から登坂中かどうかを判定し、その判定結果を駆動電力制御部１４に伝えればよい。また、別の判定方法として、駆動モータの駆動力と車両の加速度（加速度センサ、又は車速の微分により求められる）との関係から、登坂中かどうかを判定してもよい。駆動力の大きさに比して加速度が低い場合、登坂中であると判定できる。駆動力と加速度がどのような関係にある場合に登坂中と判定するかは、実験により求めておき、マップ等の情報として制御部５０にあらかじめ登録しておけばよい。
【００６４】
また、以上に例示したレスポンス緩和制御に加えて、駆動電力制御部１４は、ＦＣ電圧上昇局面での上昇速度を抑制する制御を行ってもよい。すなわち、図７に示すように、アクセルが踏み込まれるとＦＣ電圧は低下し、アクセルが解放されるとＦＣ電圧は上昇するが、その上昇スピードを、従来のアクセル開度のみから求められる上昇スピード（図中の「通常制御」の実線の上昇）よりも低下させる（図中破線）。ここで、特に、燃料電池システム２００の性能指標値が低くなるほど、上昇スピードの抑制度合いを強めることが好適である。ＦＣ電圧の上昇スピードの制御は、駆動電圧指令値Ｖｔを制御して、コンバータ６４を制御することにより実現できる。このような制御により、燃料電池システム２００の性能劣化を更に抑制することができる。なお、このようにＦＣ電圧上昇局面での電圧上昇速度を抑制すると、燃料電池の特性により、通常制御よりも燃料電池の出力電力が大きくなり余剰電力（図７で暗色で示した部分）が生じる。この余剰電力は、２次電池２６に充電することで吸収すればよい。
【００６５】
以上に説明した実施形態はあくまで説明のための例に過ぎない。本発明は上述の実施形態に限られるものではない。
【００６６】
例えば、以上の実施形態では、レスポンス緩和制御のためのマップを複数用意し、閾値判定により使用するマップを選択したが、このような方式の代わりに、アクセル開度と走行距離（時間）とＦＣ性能値から駆動電圧指令値Ｖｔを求める１つのマップ（或いは関数）を用いてもよい。
【００６７】
また上述の実施形態の制御が適用可能な電源システムは、図１に例示したものに限らない。例えば図１の例では、電源システムは２次電池を備えているが、２次電池を備えない構成としても良い。本発明に使用する電源システムは、燃料電池を有するものであればよい。また、図１の例では、ＤＣ−ＤＣコンバータが１つだけ設けられているが、この代わりに、燃料電池システムと２次電池とのそれぞれに、昇圧等のためのＤＣ−ＤＣコンバータを個別に設ける構成でもよい。
【００６８】
上記実施形態は、燃料電池システムの出力電圧を操作して燃料電池システムの出力を制御するように構成されているが、燃料電池システムの反応ガスの流量を操作して出力を制御するように構成しても良いし、両者を組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００６９】
１４  駆動電力制御部、１５，１５Ａ〜Ｃ  アクセル開度・指令マップ、１６  コンバータ制御回路、２０  電源システム、２６  ２次電池、３１  モータ、３３  車速センサ、３４  車輪、３５  アクセルセンサ、３６  駆動回路、６４  コンバータ、２００  燃料電池システム。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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