(57)【要約】【課題】補助熱源として電気ヒータを用いる場合のエネルギー効率の向上を図ることを目的とする。【解決手段】車室内を暖房する要求があるか否かを判定し（Ｓ１１０）、前記暖房の要求があったときに、暖房に関わる負荷以外の負荷から燃料電池に発電要求があるか否かを判定し（Ｓ１２０）、前記発電要求がないと判定されたときに（ステップＳ１３０：ＮＯ）、電気ヒータがオン状態となるのを禁止する（Ｓ１２０）。【選択図】図５
2011178366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と、
前記燃料電池に接続される複数の負荷と
を備える車両の制御装置であって、
ヒータコアを備え、車室内を暖房する空調機構と、
前記ヒータコアを通って冷媒を循環させる第１循環回路と、
前記燃料電池を通って冷媒を循環させる第２循環回路と、
前記第１循環回路に配置され、前記第１循環回路中の冷媒を加熱し得る、前記負荷の１つとしての電気ヒータと、
前記第１循環回路と前記第２循環回路とを連携することで、前記燃料電池の廃熱を前記ヒータコアに伝達しうる連携状態と、前記第１循環回路と前記第２循環回路とを切り離すことで、前記燃料電池の廃熱が前記ヒータコアに伝達しない独立状態との間で回路の切り換えを行う回路切換部と、
前記電気ヒータのオンオフを切り換える電気ヒータ駆動部と、
要求される暖房能力に応じて、前記回路切換部および電気ヒータ駆動部を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記車室内を暖房する要求があるか否かを判定する暖房要求判定部と、
前記暖房の要求があったときに、前記暖房に関わる負荷以外の負荷から前記燃料電池に発電要求があるか否かを判定する他発電要求判定部と、
前記他発電要求判定部により前記発電要求がないと判定されたときに、前記電気ヒータ駆動部に対して前記電気ヒータがオン状態となるのを禁止させる電気ヒータ禁止制御部と
を備える車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の制御装置であって、
前記複数の負荷のうちの１つとして、前記燃料電池に空気を送るエアコンプレッサを備える、車両の制御装置。
【請求項３】
燃料電池と、
前記燃料電池に接続される複数の負荷と
ヒータコアを備え、車室内を暖房する空調機構と、
前記ヒータコアを通って冷媒を循環させる第１循環回路と、
前記燃料電池を通って冷媒を循環させる第２循環回路と、
前記第１循環回路に配置され、前記第１循環回路中の冷媒を加熱し得る、前記負荷の１つとしての電気ヒータと、
前記第１循環回路と前記第２循環回路とを連携することで、前記燃料電池の廃熱を前記ヒータコアに伝達しうる連携状態と、前記第１循環回路と前記第２循環回路とを切り離すことで、前記燃料電池の廃熱が前記ヒータコアに伝達しない独立状態との間で回路の切り換えを行う回路切換部と、
前記電気ヒータのオンオフを切り換える電気ヒータ駆動部と
を備える車両の制御方法において、
前記車室内を暖房する要求があるか否かを判定し、
前記暖房の要求があったときに、前記暖房に関わる負荷以外の負荷から前記燃料電池に発電要求があるか否かを判定し、
前記発電要求がないと判定されたときに、前記電気ヒータ駆動部に対して前記電気ヒータがオン状態となるのを禁止させる、ことを特徴とする車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池と燃料電池に接続される複数の負荷とを備える車両の制御装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料電池を搭載した車両において、燃料電池の廃熱を車室内の温度調節の熱源に利用する技術が知られている。詳しくは、燃料電池が途中に配置された冷却水循環路を流れる冷却水をヒータコアに供給し、ヒータコアにより温度調節された空気を車室内に供給する（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
さらに、特許文献２では、ヒータコアの上流側に電気ヒータを設けることで、ヒータコアに流入する冷却水を補助的に加熱可能とする構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１５５２４号公報
【特許文献２】特開２００４−９８９９１号公報
【特許文献３】特開２００６−１５６０５９号公報
【特許文献４】特開２００７−１０６６０号公報
【特許文献５】特開２００４−０７４９９２公報
【０００５】
前記従来の技術を搭載する車両においては、燃料電池から発生する電気によって電気ヒータを駆動することが考えられる。この構成において、例えば、アイドル時には、燃料電池は電気ヒータから発電要求があるだけであるが、この際には、燃料電池に余分な負荷が掛かり、エネルギー効率が悪いという問題が発生した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、補助熱源として電気ヒータを用いる場合のエネルギー効率の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］  燃料電池と、前記燃料電池に接続される複数の負荷とを備える車両の制御装置であって、ヒータコアを備え、車室内を暖房する空調機構と、前記ヒータコアを通って冷媒を循環させる第１循環回路と、前記燃料電池を通って冷媒を循環させる第２循環回路と、前記第１循環回路に配置され、前記第１循環回路中の冷媒を加熱し得る、前記負荷の１つとしての電気ヒータと、前記第１循環回路と前記第２循環回路とを連携することで、前記燃料電池の廃熱を前記ヒータコアに伝達しうる連携状態と、前記第１循環回路と前記第２循環回路とを切り離すことで、前記燃料電池の廃熱が前記ヒータコアに伝達しない独立状態との間で回路の切り換えを行う回路切換部と、前記電気ヒータのオンオフを切り換える電気ヒータ駆動部と、要求される暖房能力に応じて、前記回路切換部および電気ヒータ駆動部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記車室内を暖房する要求があるか否かを判定する暖房要求判定部と、前記暖房の要求があったときに、前記暖房に関わる負荷以外の負荷から前記燃料電池に発電要求があるか否かを判定する他発電要求判定部と、前記他発電要求判定部により前記発電要求がないと判定されたときに、前記電気ヒータ駆動部に対して前記電気ヒータがオン状態となるのを禁止させる電気ヒータ禁止制御部とを備える車両の制御装置。
【０００９】
適用例１に記載の車両の制御装置によれば、暖房の要求があったときに、暖房に関わる負荷以外の負荷から燃料電池に発電要求がない場合に、電気ヒータがオン状態となるのが禁止される。すなわち、暖房に関わる負荷以外の負荷だけから燃料電池に発電要求がある場合に、電気ヒータは常にオフ状態となる。このため、エネルギー効率の悪い状態で電気ヒータがオンされることがないことから、エネルギー効率を高めることができる。
【００１０】
［適用例２］  適用例１に記載の車両の制御装置であって、前記複数の負荷のうちの１つとして、前記燃料電池に空気を送るエアコンプレッサを備える、車両の制御装置。
【００１１】
適用例２に記載の車両の制御装置によれば、他発電要求判定部により、エアコンプレッサからの発電要求が少なくとも判定されることになる。
【００１２】
［適用例３］  燃料電池と、前記燃料電池に接続される複数の負荷とヒータコアを備え、車室内を暖房する空調機構と、前記ヒータコアを通って冷媒を循環させる第１循環回路と、前記燃料電池を通って冷媒を循環させる第２循環回路と、前記第１循環回路に配置され、前記第１循環回路中の冷媒を加熱し得る、前記負荷の１つとしての電気ヒータと、前記第１循環回路と前記第２循環回路とを連携することで、前記燃料電池の廃熱を前記ヒータコアに伝達しうる連携状態と、前記第１循環回路と前記第２循環回路とを切り離すことで、前記燃料電池の廃熱が前記ヒータコアに伝達しない独立状態との間で回路の切り換えを行う回路切換部と、前記電気ヒータのオンオフを切り換える電気ヒータ駆動部とを備える車両の制御方法において、前記車室内を暖房する要求があるか否かを判定し、前記暖房の要求があったときに、前記暖房に関わる負荷以外の負荷から前記燃料電池に発電要求があるか否かを判定し、前記発電要求がないと判定されたときに、前記電気ヒータ駆動部に対して前記電気ヒータがオン状態となるのを禁止させる、ことを特徴とする車両の制御方法。
【００１３】
適用例３に記載の車両の制御方法によれば、適用例１に記載の車両の制御装置と同様に、車両全体でのエネルギー効率を高めることができる。
【００１４】
さらに、本発明は、上記適用例１ないし３以外の種々の形態で実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例としての制御装置を搭載する車両１のフロント部１ｆ周辺の概略構成を示す説明図である。
【図２】空調システム１０とその周辺の構成を示す説明図である。
【図３】空調システム１０における冷媒流路の独立状態の一態様を示す説明図である。
【図４】空調システム１０における冷媒流路の連携状態を示す説明図である。
【図５】電気ヒータ制御処理を示すフローチャートである。
【図６】電気ヒータ５５をオンオフしたときの燃料電池スタック２０の発電電力の変化を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら、実施例に基づき説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例としての制御装置を搭載する車両１のフロント部１ｆ周辺の概略構成を示す説明図である。図示するように、フロント部１ｆには、主として、ヘッドライト２、空調システム１０、燃料電池スタック２０、エアコンプレッサ３などが配置される。フロント部１ｆには、さらに、燃料電池スタック２０で発生した電力により車両１の推進力を生じさせる駆動モータ５や、駆動モータ５の発生したトルクを車軸に伝えるギヤ７などが設けられている。ヘッドライト２、空調システム１０、およびエアコンプレッサ３も、燃料電池スタック２０で発生した電力により駆動される。空調システム１０は、車室１ｒの内部の温度を制御するものである。本発明の一実施例としての制御装置は、燃料電池スタック２０と、燃料電池スタック２０に接続されるヘッドライト２、空調システム１０、エアコンプレッサ３等の機器（負荷）とにより構成される。
【００１８】
図２は、空調システム１０とその周辺の構成を示す説明図である。空調システム１０は、第１循環回路Ｃ１と、第２循環回路Ｃ２と、２つの循環回路Ｃ１，Ｃ２を接続させる２つの冷媒流路（第５，９冷媒流路）６５，６９と、空調機構５０と、制御ユニット１００とを備えている。
【００１９】
燃料電池スタック２０は、固体高分子電解質型の燃料電池であり、膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly：ＭＥＡ）を有する単セルが複数積層された構成を備えている。燃料電池スタック２０には、図示しない水素ガスタンクから、燃料ガスとしての水素ガスが燃料ガス流路２２を介して供給される。また、燃料電池スタック２０には、エアコンプレッサ３（図１）により、酸化剤ガスとしての空気が酸化剤ガス流路２４を介して供給される。燃料電池スタック２０には、上述した燃料ガスおよび酸化剤ガスに加えて、冷却媒体（以下、単に「冷媒」とも呼ぶ）が供給され、発電に伴い昇温した各単セルが冷媒によって冷却される。本実施例では、冷媒として水にエチレングリコールなどを添加した不凍液を用いるものとするが、不凍液に換えて、純水等の任意の冷却水を利用することもできる。また、冷却水に換えて二酸化炭素などの気体を冷媒としてもよい。
【００２０】
燃料電池スタック２０には、負荷４０が電気的に接続されており、燃料電池スタック２０における電気化学反応により生じた電力が負荷４０に供給される。ここで、負荷４０とは、種々の負荷の集合であり、各負荷は、前述したように、ヘッドライト２、エアコンプレッサ３、駆動モータ５、後述する２つの電動ファン３１，５２、電気ヒータ５５、および２つのポンプ３２，５４等を意味する。さらに、負荷４０の各負荷として、図示しないナビゲーション装置やオーディオ装置等、車両１に搭載される全ての電気機器が該当しうる。
【００２１】
第１循環回路Ｃ１は、燃料電池スタック２０を冷却するための冷媒の流通路であり、第１〜４冷媒流路６１，６２，６３，６４により構成されている。第１循環回路Ｃ１には、第１ポンプ３２と、ラジエータ３０と、第１三方弁３３とが接続されている。
【００２２】
第１冷媒流路６１の一方端は第１三方弁３３と接続され、他方端は燃料電池スタック２０の冷媒流入口と接続されており、第１三方弁３３から流出される冷媒を燃料電池スタック２０に流入させる。第２冷媒流路６２の一方端は燃料電池スタック２０の冷媒流出口と接続され、他方端は第３，４冷媒流路６３，６４に分岐しており、燃料電池スタック２０から流出される冷媒を、第３冷媒流路６３および第４冷媒流路６４に流入させる。また、第２冷媒流路６２は、第５冷媒流路６５および第９冷媒流路６９とも接続されており、燃料電池スタック２０から流出される冷媒を第２循環回路Ｃ２に送出すると共に、第２循環回路Ｃ２から流出される冷媒を第３冷媒流路６３または第４冷媒流路６４に流入させる。
【００２３】
第３冷媒流路６３の下流側の端部（第２冷媒流路６２と反対側の端部）と第４冷媒流路６４の下流側の端部（第２冷媒流路６２と反対側の端部）とは、第１三方弁３３に接続されている。
【００２４】
第１三方弁３３は、３つの冷媒流路６１，６３，６４に接続された電磁弁であり、弁の開度を調整することにより、第３冷媒流路６３から第１冷媒流路６１へ流通する冷媒と、第４冷媒流路６４から第１冷媒流路６１へ流通する冷媒との流量比を調整する。
【００２５】
ラジエータ３０は、第３冷媒流路６３に配置されている。ラジエータ３０の近傍には、電動ファン（以下、「ラジエータファン」と呼ぶ）３１が配置されている。ラジエータ３０は、第２冷媒流路６２を介して燃料電池スタック２０から送られてくる冷媒を、ラジエータファン３１からの風により冷却し、冷媒の熱を車外へと放出する。ここで、第４冷媒流路６４にはラジエータが配置されていないことからも分かるように、第４冷媒流路６４は、ラジエータ３０をバイパスして、第２冷媒流路６２と第１冷媒流路６１とを接続するバイパス回路である。したがって、第４冷媒流路６４を通過する冷媒の放熱量は、第３冷媒流路６３を通過する冷媒の放熱量に比べて少ない。
【００２６】
第１ポンプ３２は、第１冷媒流路６１に配置され、第３冷媒流路６３および第４冷媒流路６４から送られてきた冷媒を燃料電池スタック２０へと送出する。図２において、太い実線の矢印は、冷媒の流れを示している。図２の例では、冷媒は、第１循環回路Ｃ１において、燃料電池スタック２０，第２冷媒流路６２，第３冷媒流路６３，第１冷媒流路６１の順序で循環している。なお、図３に示すように、空調システム１０では、第２冷媒流路６２から流出された冷媒が第３冷媒流路６３に流入せず、全て第４冷媒流路６４に流入する場合もある。第３冷媒流路６３へ流入させるか第４冷媒流路６４へ流入させるかは、第１三方弁３３を制御することで切り換えることができる。
【００２７】
第２循環回路Ｃ２は、空調機構５０に用いられる冷媒の流通路であり、第６〜８冷媒流路６６，６７，６８により構成されている。第２循環回路Ｃ２には、第２三方弁５８と、第２ポンプ５４と、電気ヒータ５５と、ヒータコア５１とが接続されている。ヒータコア５１は、空調機構５０に含まれる暖房用熱交換器である。
【００２８】
第６冷媒流路６６の一方端は第２三方弁５８と接続され、他方端はヒータコア５１の冷媒流入口と接続されており、第２三方弁５８から流出される冷媒を、ヒータコア５１に流入させる。第７冷媒流路６７の一方端はヒータコア５１の冷媒流出口と接続され、他方端は第８，９冷媒流路６８，６９に分岐しており、ヒータコア５１から流出される冷媒を、第８冷媒流路６８または第９冷媒流路６９に流入させる。
【００２９】
なお、第５冷媒流路６５は、第２冷媒流路６２および第２三方弁５８と接続されており、第２冷媒流路６２から流出される冷媒を第２三方弁５８に流入させる。第９冷媒流路６９は、第７冷媒流路６７および第２冷媒流路６２と接続されており、第７冷媒流路６７から流出される冷媒を第２冷媒流路６２に流入させる。すなわち、第５冷媒流路６５および第９冷媒流路６９は、第１循環回路Ｃ１と第２循環回路Ｃ２とを接続させる。
【００３０】
第２三方弁５８は、３つの冷媒流路６５，６６，６８に接続された電磁弁であり、弁の開度を調整することにより、第６冷媒流路６６と第５冷媒流路６５とを接続し、第６冷媒流路６６と第８冷媒流路６８を接続しない状態と、第６冷媒流路６６と第８冷媒流路６８とを接続し、第６冷媒流路６６と第５冷媒流路６５を接続しない状態とのいずれかに切り替える。
【００３１】
第２ポンプ５４は、第６冷媒流路６６に配置され、第５冷媒流路６５または第８冷媒流路６８から送られてきた冷媒をヒータコア５１へと送出する。電気ヒータ５５は、第２ポンプ５４とヒータコア５１との間に配置されており、第６冷媒流路６６を流通する冷媒を温める。
【００３２】
空調機構５０は、前述したヒータコア５１と、電動ファン（以下、「ブロワーファン」と呼ぶ）５２と、ケーシング５３とを備えている。ヒータコア５１は、加熱用熱交換機であり、第２循環回路Ｃ２を流通する冷媒の熱によって昇温される。ブロワーファン５２は、ヒータコア５１に対して送風することにより、ケーシング５３の外部（車室１ｒ内）に向けてヒータコア５１により温められた空気を送出する。なお、空調機構５０は、図示しないダクトを介して、各種吹出口（ベンチレーター，フット，デフロスタ等）と接続され、これら吹出口から温風を送出する。
【００３３】
図２の例では、第２三方弁５８は、第６冷媒流路６６と第８冷媒流路６８とを接続し、第６冷媒流路６６と第５冷媒流路６５を接続しない状態となっており、冷媒は、第２循環回路Ｃ２において、第６冷媒流路６６、電気ヒータ５５、ヒータコア５１、第７冷媒流路６７、第８冷媒流路６８の順序で循環している。すなわち、図２の例では、第１循環回路Ｃ１および第２循環回路Ｃ２において、それぞれ独立して冷媒が循環されている。以下、このように、空調システム１０において、第１循環回路Ｃ１と第２循環回路Ｃ２とで互いに独立して冷媒が循環されている状態を「独立状態」と呼ぶ。
【００３４】
なお、この独立状態においても、前述したように、第４冷媒流路６４が閉じて第３冷媒流路６３が開いている態様（以下、「図２の態様」と呼ぶ）と、第３冷媒流路６３が閉じて第４冷媒流路６４が開いている態様（以下、「図３の態様」と呼ぶ）とがある。すなわち、独立状態であってラジエータ３０が利用される図２の態様と、独立状態であってラジエータ３０の利用されない図３の態様とがある。
【００３５】
一方、図４に示すように、第２三方弁５８を制御することにより、第１循環回路Ｃ１と第２循環回路Ｃ２とが物理的に接続され、第１循環回路Ｃ１と第２循環回路Ｃ２との間で冷媒のやりとりが行われる構成とすることができる。詳しくは、このときには、第２三方弁５８は、第６冷媒流路６６と第５冷媒流路６５とを接続し、第６冷媒流路６６と第８冷媒流路６８を接続しない状態となっており、第１循環回路Ｃ１と第２循環回路Ｃ２との間で冷媒のやりとりが行われる。この構成を、以下「連携状態」と呼ぶ。この連携状態時においては、燃料電池スタック２０の廃熱を利用してヒータコア５１による暖房を行うことができる。
【００３６】
なお、この連携状態時には、第１三方弁３３を制御することで、第１循環回路Ｃ１においては、第２冷媒流路６２から流出された冷媒が第３冷媒流路６３に流入せず、全て第４冷媒流路６４に流入する構成としている。これは、ヒータコア５１に流入する冷媒が、ラジエータ３０で冷却されることを防いでいる。
【００３７】
制御ユニット１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、メモリ１０２と、入出力回路１０３とを主に備えている。入出力回路１０３は、各種アクチュエータ、各種センサ、および操作パネル７０と信号線（図示せず）を介して接続されている。各種アクチュエータとしては、２つの電動ファン３１，５２、電気ヒータ５５、２つのポンプ３２，５４、２つの三方弁３３，３８等がある。
【００３８】
各種センサとしては、各種の温度センサや電圧センサ（図示せず）や電流センサ（図示せず）等がある。本実施例では、燃料電池スタック２０の冷媒流入口に設けられた第１温度センサ３４、燃料電池スタック２０の冷媒流出口に設けられた第２温度センサ３５、ヒータコア５１の冷媒流入口に設けられた第３温度センサ５６、ヒータコア５１の冷媒流出口に設けられた第４温度センサ５７、車内温度センサ（図示せず）、車外温度センサ（図示せず）、日射量センサ（図示せず）等が各種温度センサとして設けられている。
【００３９】
操作パネル７０は、乗員により操作可能な各種のスイッチを含む。各種のスイッチとしては、エアコンディショナ（エアコン）のスイッチや、室内温度設定用のスイッチ等が該当する。
【００４０】
メモリ１０２には、主として空調システム１０を制御するための図示しないコンピュータプログラムが格納されており、ＣＰＵ１０１は、このコンピュータプログラムを実行することにより、各種センサの検出値や操作パネル７０の出力信号等に基づいて各種アクチュエータを駆動して、車室１ｒ内の温度を制御する。
【００４１】
前記車室内の温度制御としては、回路切換制御と電気ヒータ制御とを少なくとも含む。回路切換制御は、第１三方弁３３および第２三方弁５８を調整して、冷媒の回路を図２の態様、図３の態様、および図４の態様のうちのいずれかに切り換えるものである。電気ヒータ制御は、電気ヒータ５５のオンオフを切り換えるものである。
【００４２】
回路切換制御としては、周知の種々の態様が考えられる。例えば、燃料電池スタック２０の温度が所定値以上の高温のときには、燃料電池スタック２０の廃熱を無駄なくヒータコア５１の加熱に利用することができるので、連携状態である図４の態様に切り換え、燃料電池スタック２０の温度が所定値を下回るときには、独立状態のうちの図３の態様に切り換える構成とすることができる。
【００４３】
電気ヒータ制御について次に説明する。図５は、電気ヒータ制御処理を示すフローチャートである。この電気ヒータ制御処理は、制御ユニット１００のＣＰＵ１０１により実行されるもので、所定時間毎に繰り返し実行される。処理が開始されると、ＣＰＵ１０１は、まず、暖房要求があるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここで、「暖房要求」とは、暖房が必要であるという要求である。詳しくは、操作パネル７０からのエアコンスイッチのオン操作と室内温度設定の操作とを受けて、暖房が必要であると判断されたときに、暖房要求があったものと判断する。
【００４４】
ステップＳ１１０で、暖房要求がないと判定されたときには、ＣＰＵ１０１は、電気ヒータ５５をオフ状態に切り換える（ステップＳ１２０）。なお、現在の状態がオフ状態である場合には、オフ状態を維持する。ステップＳ１１０で否定判定された後のステップＳ１２０の時点では、前述した回路切換制御において、冷媒の回路を図２の態様（独立状態で、ラジエータ３０の利用あり）とする処理が行われており、電気ヒータ５５がオフされることで、暖房は完全にオフされる。
【００４５】
一方、ステップＳ１１０で、暖房要求があると判定されたときには、ＣＰＵ１０１は、燃料電池スタック２０に対して、暖房に関わる負荷以外の負荷から発電要求があるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。「暖房に関わる負荷」とは、図２に示す空調システム１０に含まれる暖房に関わる電気機器であり、本実施例では、電気ヒータ５５、ブロワーファン５２、およびポンプ３２，５４が該当する。なお、ラジエータファン３１は、冷却のためのファンで、「暖房に関わる負荷」には含まれない。負荷の大きさとしては、電気ヒータ５５が大きく、ブロワーファン５２、およびポンプ３２，５４は比較的小さい。このため、「暖房に関わる負荷以外の負荷」は、具体的には、前述した負荷４０の中では、ヘッドライト２、エアコンプレッサ３、駆動モータ５、ナビゲーション装置、およびオーディオ装置等が該当する。
【００４６】
なお、暖房に関わる負荷は、本実施例では、電気ヒータ５５、ブロワーファン５２、およびポンプ３２，５４としたが、必ずしもこれに限る必要はなく、第１循環回路Ｃ１、第２循環回路Ｃ２、および接続用の第５，９冷媒流路６５，６９に備えられる全ての電気機器のうちの暖房に関わるものが該当しうる。
【００４７】
ステップＳ１３０で、暖房に関わる負荷以外の負荷（以下、「暖房以外負荷」と呼ぶ）から発電要求がないと判定されたときには、ＣＰＵ１０１は、前述したステップＳ１２０に処理を進めて、電気ヒータ５５をオフ状態に切り換える。なお、現在の状態がオフ状態である場合には、オフ状態を維持する。ステップＳ１３０で否定判定された後のステップＳ１２０の時点では、前述した回路切換制御において、燃料電池スタック２０の温度が所定値以上であれば冷媒の回路を図４の態様（連携状態）とする処理が行われており、電気ヒータ５５がオフされることで、燃料電池スタック２０の廃熱だけを利用して暖房が行われることになる。
【００４８】
一方、ステップＳ１３０で、暖房以外負荷から発電要求があると判定されたときには、ＣＰＵ１０１は、目標吹き出し温度が所定値Ｔ０を上回っているか否かを判定する（ステップＳ１４０）。目標吹き出し温度は、空調機構５０から吹き出す空気の温度の目標値であり、周知の方法にて別ルーチンにて演算される。例えば、車内温度とユーザによる設定温度との差に、車外温度、日射量等を考慮して求められる。
【００４９】
ステップＳ１４０で、目標吹き出し温度が所定値Ｔ０を上回っていると判定されたときには、ＣＰＵ１０１は、電気ヒータ５５をオン状態に切り換える（ステップＳ１５０）。なお、現在の状態がオン状態である場合には、オン状態を維持する。なお、このステップＳ１５０の時点では、前述した回路切換制御において、燃料電池スタック２０の温度が所定値以上であれば冷媒の回路を図４の態様（連携状態）とする処理が行われており、電気ヒータ５５がオンされることで、燃料電池スタック２０の廃熱と電気ヒータ５５の熱との双方を利用して暖房が行われることになる。
【００５０】
一方、ステップＳ１４０で、目標吹き出し温度が所定値Ｔ０以下であると判定されたときには、ＣＰＵ１０１は、前述したステップＳ１２０に処理を進めて、電気ヒータ５５をオフ状態に切り換える。なお、ステップＳ１４０で否定判定された後のステップＳ１２０の時点では、前述した回路切換制御において、燃料電池スタック２０の温度が所定値以上であれば冷媒の回路を図４の態様（連携状態）とする処理が行われており、電気ヒータ５５がオンされることで、燃料電池スタック２０の廃熱だけを利用して暖房が行われることになる。
【００５１】
ステップＳ１２０またはステップＳ１５０の実行後、「リターン」に抜けて、この電気ヒータ制御処理を一旦終了する。前記電気ヒータ制御処理におけるステップＳ１１０の処理が暖房要求判定部１１１（図１）に、ステップＳ１３０の処理が他発電要求判定部１１２（図１）に、ステップＳ１３０の否定判定結果とステップＳ１２０の処理が電気ヒータ禁止制御部１１３（図１）にそれぞれ相当する。また、本実施例における第１三方弁３３と第２三方弁２５と入出力回路１０３が適用例１における「回路切換部」に相当し、入出力回路１０３が適用例１における「電気ヒータ駆動部」に相当する。
【００５２】
図６は、電気ヒータ５５をオンオフしたときの燃料電池スタック２０の発電電力の変化を示すタイミングチャートである。図示するように、車両１のアイドル時において、時刻ｔ１で電気ヒータ５５をオンし、時刻ｔ２で電気ヒータ５５をオフした。さらに、車両１の走行時（例えば、４０ｋｍ／ｈ）において、時刻ｔ３で電気ヒータ５５をオンし、時刻ｔ４で電気ヒータ５５をオフした。図示のタイミングチャートは、実験等により求めたものである。
【００５３】
図６に示すように、アイドル時において電気ヒータ５５をオンすると、燃料電池スタック２０の発電電力（以下、「ＦＣ発電電力」と呼ぶ）は、Ｐ１だけ増大した。一方、走行時において電気ヒータ５５をオンすると、ＦＣ発電電力は、Ｐ２だけ増大した。図示するように、アイドル時における増大分Ｐ１は、走行時における増大分Ｐ２よりも大きなものとなっている。時刻ｔ１およびｔ３では、電気ヒータ５５をオンする前の状態から電気ヒータ５５をオンしただけであることから、電気ヒータ５５で消費する同じ分だけＦＣ消費電力が増大すると考えられるところが、実際は、アイドル時における増大分Ｐ１は、走行時における増大分Ｐ２よりも大きなものとなった。
【００５４】
上記増大分Ｐ１、Ｐ２に差が出るのは次の理由による。走行時において、燃料電池システムでは発電に必要なエアコンプレッサやポンプなどの補機をもともと駆動させているが、アイドル時においては、電気ヒータ５５をオンしようとすると、発電のための前記補機をわざわざ駆動させる必要がある。このため、アイドル時には発電のための前記補機に電力を余分に食われることから、ＦＣ発電電力を走行時より増大させる必要があるためである。
【００５５】
したがって、アイドル時において電気ヒータ５５をオンさせることは、走行時の電気ヒータ５５をオンさせる場合より、ＦＣ発電電力を増大させる必要があり、エネルギー効率が悪いことが、図６の実験結果から判る。
【００５６】
第１実施例の空調システム１０によれば、暖房要求があったときに、暖房以外負荷から発電要求がない場合（すなわち、発電要求は暖房だけである場合）には、電気ヒータ５５は常にオフ状態とされる（すなわち、オン状態となるのが禁止される）。このため、アイドル時等の発電要求が暖房だけである場合に、電気ヒータ５５がオンされることがないことから、エネルギー効率が悪い場合に電気ヒータ５５が駆動されることを回避することができる。したがって、システム全体でのエネルギー効率を高めることができ、電費を向上することができる。
【００５７】
なお、この発明は上記の実施例やそれらの変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００５８】
・第１変形例：
上記実施例では、ステップＳ１３０で、暖房以外負荷から発電要求があるか否かを判定しているが、これに換えて、アイドル時であるか否かを判定する構成として、アイドル時であると判定されたときに、ステップＳ１２０に処理を進め、アイドル時でないと判定されたときにステップＳ１４０に処理を進める構成としてもよい。すなわち、暖房以外負荷から発電要求があるか否かを、非アイドル時かアイドル時かから求める構成としてもよい。この構成によっても、システム全体でのエネルギー効率を高めることができ、電費を向上することができる。
【００５９】
・第２変形例：
上記実施例では、２つの循環回路Ｃ１，Ｃ２を連携するために、第２三方弁５８を制御して、第１循環回路Ｃ１と第２循環回路Ｃ２とを物理的に接続して、２つの循環回路Ｃ１，Ｃ２間で冷媒を行き来させていたが、本発明はこれに限定されるものではない。第１循環回路Ｃ１と第２循環回路Ｃ２とに接続された熱交換機を配置し、かかる熱交換器を介して２つの循環回路Ｃ１，Ｃ２を互いに連携させる（熱のやりとりを行わせる）こともできる。この場合、第１循環回路Ｃ１，Ｃ２の少なくとも一方において、熱交換機をバイパスする流路を設け、かかるバイパス流路に冷媒を流通させることによって、独立状態を形成することもできる。
【００６０】
・第３変形例：
上記実施例では、制御ユニット１００は、燃料電池スタック２０を有する冷却装置用、および車室内の送風に利用される空調機構５０用の両方に利用されていたが、それぞれ個別の制御ユニットにより構成してもよい。この場合、各制御ユニット間で必要な情報（温度センサ３５の検出値等）を通信する構成とするのが好ましい。
【００６１】
・第４変形例：
上記実施例では、車両の制御装置は、電気自動車に搭載されて用いられていたが、これに換えて、ハイブリッド自動車、電車などの各種車両に適用することもできる。
【００６２】
・第５変形例：
上記実施例では、燃料電池スタック２０として固体高分子型燃料電池を用いたが、リン酸型燃料電池、溶融炭酸塩型燃料電池、固体酸化物形燃料電池等、種々の燃料電池を用いることができる。
【００６３】
・第６変形例：
上記実施例において、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。また、これとは逆に、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよい。
【００６４】
なお、前述した各実施例および各変形例における構成要素の中の、独立請求項で記載された要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１…車両
１ｆ…フロント部
１ｒ…車室
２…ヘッドライト
３…エアコンプレッサ
５…駆動モータ
７…ギヤ
１０…空調システム
２０…燃料電池スタック
２２…燃料ガス流路
２４…酸化剤ガス流路
２５…第２三方弁
３０…ラジエータ
３１…ラジエータファン
３２…第１ポンプ
３３…第１三方弁
３４…第１温度センサ
３５…第２温度センサ
４０…負荷
５０…空調機構
５１…ヒータコア
５２…ブロワーファン
５３…ケーシング
５４…第２ポンプ
５５…電気ヒータ
５６…第３温度センサ
５７…第４温度センサ
５８…第２三方弁
６１…第１冷媒流路
６２…第２冷媒流路
６３…第３冷媒流路
６４…第４冷媒流路
６５…第５冷媒流路
６６…第６冷媒流路
６７…第７冷媒流路
６８…第８冷媒流路
６９…第９冷媒流路
１００…制御ユニット
１０１…ＣＰＵ
１０２…メモリ
１０３…入出力回路
１１１…暖房要求判定部
１１２…他発電要求判定部
１１３…電気ヒータ禁止制御部
Ｃ１…第１循環回路
Ｃ２…第２循環回路
【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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