(57)【要約】【課題】余剰の回生電力を、補機を用いて消費する際に、使用者に与える違和感を抑える。【解決手段】燃料電池車両（１５）は、蓄電装置（６５０）と駆動モータ（８２０）と、回生電力によって駆動可能な補機（２９０，３２０，５２５，５３５，７３０）と、制御部（９００）と、を備える。制御部は、蓄電装置が充電不可状態となっている場合には、補機によって回生電力を消費させる充電不可時制御を行ない、回生電力が発生している状態で、回生電力の発生量がより多くなる運転モードに変更するための運転操作が行なわれた場合には、蓄電装置が充電可能状態であっても、補機によって回生電力を消費させる特定操作時制御を行なう。【選択図】図２
2019075926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池を搭載する燃料電池車両であって、
充電可能な蓄電装置と
前記燃料電池および前記蓄電装置のうちの少なくともいずれか一方から電力の供給を受けて駆動される駆動モータと、
前記駆動モータの回生運転により発生する回生電力によって駆動可能な補機と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記蓄電装置が、該蓄電装置に対する充電ができない充電不可状態となっている場合には、前記回生電力を前記補機に供給して、前記補機によって前記回生電力を消費させる充電不可時制御を行ない、
前記回生電力が発生している状態で、前記燃料電池車両において前記回生電力の発生量がより多くなる運転モードに変更するための運転操作が行なわれた場合には、前記蓄電装置が、該蓄電装置に対する充電が可能な充電可能状態であっても、前記運転操作に伴って、前記回生電力を前記補機に供給して前記補機によって前記回生電力を消費させる特定操作時制御を行なう
燃料電池車両。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池車両であって、
前記制御部は、前記運転操作が行なわれ、かつ、前記燃料電池車両の走行に伴い発生する前記回生電力によって前記蓄電装置が前記充電不可状態になると予測される場合に、前記特定操作時制御を行なう
燃料電池車両。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池車両であって、さらに、
目的地に至る走行経路の案内を行なうナビゲーション装置を搭載し、
前記制御部は、前記ナビゲーション装置から取得した情報に基づいて、前記蓄電装置が前記充電不可状態になるか否かを予測する
燃料電池車両。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項に記載の燃料電池車両であって、
前記補機は、第１補機と、駆動音が前記第１補機よりも小さな第２補機と、を備え、
前記制御部は、前記特定操作時制御を行なう際に、前記第１補機によって前記回生電力を消費させると共に、前記第１補機のみでは前記回生電力を消費できない場合には、前記第１補機に加えてさらに前記第２補機を用いて前記回生電力を消費させる
燃料電池車両。
【請求項５】
請求項１から３までのいずれか一項に記載の燃料電池車両であって、
前記補機は、第１補機と、駆動音が前記第１補機よりも小さな第２補機と、を備え、
前記制御部は、前記充電不可時制御を行なう際に、前記第２補機によって前記回生電力を消費させると共に、前記第２補機のみでは前記回生電力を消費できない場合には、前記第２補機に加えてさらに前記第１補機を用いて前記回生電力を消費させる
燃料電池車両。
【請求項６】
燃料電池を搭載する燃料電池車両の制御方法であって、
前記燃料電池車両は、
充電可能な蓄電装置と
前記燃料電池および前記蓄電装置のうちの少なくともいずれか一方から電力の供給を受けて駆動される駆動モータと、
前記駆動モータの回生運転により発生する回生電力によって駆動可能な補機と、
を備え、
前記蓄電装置が、該蓄電装置に対する充電ができない充電不可状態となっている場合には、前記回生電力を前記補機に供給して、前記補機によって前記回生電力を消費させ、
前記回生電力が発生している状態で、前記燃料電池車両において前記回生電力の発生量がより多くなる運転モードに変更するための運転操作が行なわれた場合には、前記蓄電装置が、該蓄電装置に対する充電が可能な充電可能状態であっても、前記運転操作に伴って、前記回生電力を前記補機に供給して前記補機によって前記回生電力を消費させる
燃料電池車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池車両および燃料電池車両の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池を搭載する燃料電池車両では、車両の減速時等には、車両の駆動用モータにおいて回生電力が発生する。このような回生電力は、一般に、燃料電池が搭載する２次電池等の充電に用いられて、燃料電池車両におけるエネルギ効率の向上が図られている。しかしながら、例えば２次電池の残存容量（ＳＯＣ）が基準値以上である場合等、２次電池の充電ができない場合がある。このような場合には、従来は、２次電池に充電できない回生電力を、燃料電池車両が搭載するエアコンプレッサ等で消費させていた（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２０１３−２１８７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような制御を行なうと、燃料電池車両の使用者の意思とは無関係に、突然にエアコンプレッサ等による回生電力の消費が開始される場合があり、エアコンプレッサ等の駆動音により、燃料電池車両の使用者が違和感を感じる場合がある。そのため、２次電池に充電できない余剰の回生電力を、エアコンプレッサ等を用いて消費する際に、使用者に与える違和感を抑える技術が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、燃料電池を搭載する燃料電池車両が提供される。この燃料電池車両は、充電可能な蓄電装置と；前記燃料電池および前記蓄電装置のうちの少なくともいずれか一方から電力の供給を受けて駆動される駆動モータと；前記駆動モータの回生運転により発生する回生電力によって駆動可能な補機と；制御部と；を備える。前記制御部は、前記蓄電装置が、該蓄電装置に対する充電ができない充電不可状態となっている場合には、前記回生電力を前記補機に供給して、前記補機によって前記回生電力を消費させる充電不可時制御を行ない；前記回生電力が発生している状態で、前記燃料電池車両において前記回生電力の発生量がより多くなる運転モードに変更するための運転操作が行なわれた場合には、前記蓄電装置が、該蓄電装置に対する充電が可能な充電可能状態であっても、前記運転操作に伴って、前記回生電力を前記補機に供給して前記補機によって前記回生電力を消費させる特定操作時制御を行なう。
この形態の燃料電池車両によれば、回生電力が発生している状態で、回生電力の発生量がより多くなる運転モードに変更するための運転操作が行なわれた場合には、その運転操作に伴って、補機により回生電力を消費させる。そのため、回生電力を消費するための補機の駆動音の増大が、燃料電池車両の使用者による上記運転操作に付随する。その結果、回生電力の消費に起因する補機駆動音の増大が使用者に与える違和感を、低減することができる。
【０００７】
（２）上記形態の燃料電池車両において、前記制御部は、前記運転操作が行なわれ、かつ、前記燃料電池車両の走行に伴い発生する前記回生電力によって前記蓄電装置が前記充電不可状態になると予測される場合に、前記特定操作時制御を行なうこととしてもよい。この形態の燃料電池車両によれば、回生電力を補機で消費する動作を、より適切なタイミングで行なうことができる。
【０００８】
（３）上記形態の燃料電池車両において、さらに、目的地に至る走行経路の案内を行なうナビゲーション装置を搭載し、前記制御部は、前記ナビゲーション装置から取得した情報に基づいて、前記蓄電装置が前記充電不可状態となるか否かを予測することとしてもよい。この形態の燃料電池車両によれば、蓄電装置が充電不可状態となるか否かの予測の精度を、より高めることができる。
【０００９】
（４）上記形態の燃料電池車両において、前記補機は、第１補機と、駆動音が前記第１補機よりも小さな第２補機と、を備え、前記制御部は、前記特定操作時制御を行なう際に、前記第１補機によって前記回生電力を消費させると共に、前記第１補機のみでは前記回生電力を消費できない場合には、前記第１補機に加えてさらに前記第２補機を用いて前記回生電力を消費させることとしてもよい。この形態の燃料電池車両によれば、特定操作時制御を行なう際に、第１補機によって比較的大きな駆動音が発生しても、このような駆動音の発生は、回生電力の発生量がより多くなる運転モードに変更するための運転操作に付随するため、使用者に与える違和感を抑えることができる。また、第１補機に加えてさらに第２補機を用いて前記回生電力を消費させる場合には、第２補機の駆動音の発生が上記運転操作に付随していなくても、第２補機の駆動音は比較的小さいため、使用者に与える違和感を抑えることができる。
【００１０】
（５）上記形態の燃料電池車両において、前記補機は、第１補機と、駆動音が前記第１補機よりも小さな第２補機と、を備え、前記制御部は、前記充電不可時制御を行なう際に、前記第２補機によって前記回生電力を消費させると共に、前記第２補機のみでは前記回生電力を消費できない場合には、前記第２補機に加えてさらに前記第１補機を用いて前記回生電力を消費させることとしてもよい。この形態の燃料電池車両によれば、充電不可時制御を行なう際に、第２補機のみでは回生電力を消費できない場合には、第２補機に加えてさらに第１補機を用いて回生電力を消費させるため、補機による回生電力の消費に伴う補機の駆動音を抑え、使用者に与える違和感を抑制することができる。
【００１１】
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、回生電力の消費方法や、燃料電池車両の制御方法、その制御方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体（non-transitory storage medium）等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】燃料電池車両の概略構成を表わすブロック図である。
【図２】回生運転時制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。
【図３】回生運転時制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。
【図４】回生運転時制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
Ａ．第１実施形態：
（Ａ−１）燃料電池車両の全体構成：
図１は、本発明の第１の実施形態としての燃料電池車両１０の概略構成を模式的に示す説明図である。燃料電池車両１０は、燃料電池システム１５と、電力回路６００と、暖房系７００と、駆動モータ８２０と、制御部９００と、を備える。燃料電池システム１５は、燃料電池６６０と、燃料ガス供給系２００と、酸化ガス供給系３００と、排ガス系４００と、冷却系５００と、を備える。
【００１４】
燃料電池６６０は、単セルが複数積層されたスタック構成を有しており、水素を含有する燃料ガスと、酸素を含有する酸化ガスの供給を受けて発電する。本実施形態の燃料電池６６０は、固体高分子形燃料電池である。燃料電池６６０を構成する各単セルでは、電解質膜を間に介して、アノード側に燃料ガスが流れる流路（アノード側流路）が形成され、カソード側に酸化ガスが流れる流路（カソード側流路）が形成されている。また、燃料電池６６０の内部には、燃料電池６６０を冷却するための冷媒が流れる冷媒流路が形成されている。なお、燃料電池６６０としては、固体高分子形燃料電池に限らず、固体酸化物形燃料電池等、他種の燃料電池を採用してもよい。
【００１５】
燃料ガス供給系２００は、燃料ガスタンク２１０と、燃料ガス供給管２２０と、燃料ガス排気管２３０と、燃料ガス還流管２４０と、主止弁２５０と、レギュレータ２６０と、インジェクタ２７０と、気液分離器２８０と、水素ポンプ２９０と、を備える。燃料ガスタンク２１０は、燃料ガスとしての水素ガスが貯蔵される貯蔵装置であり、燃料ガス供給管２２０を介して燃料電池６６０に接続されている。燃料ガス供給系２００において、燃料ガスタンク２１０に貯蔵された水素ガスは、主止弁２５０による燃料ガス供給管２２０の流路開閉と、レギュレータ２６０での減圧と、インジェクタ２７０からの吐出を経て、燃料電池６６０のアノード側流路に供給される。
【００１６】
燃料ガス排気管２３０は、燃料電池６６０から排出されるアノードオフガスが流れる流路である。燃料ガス還流管２４０は、燃料ガス排気管２３０と、燃料ガス供給管２２０におけるインジェクタ２７０よりも下流側の部位とに接続されている。燃料電池６６０から燃料ガス排気管２３０に排出されたアノードオフガスは、燃料ガス還流管２４０を経由して、再び燃料ガス供給管２２０に導かれる。そのため、燃料電池システム１５において、燃料ガスは、発電により水素が消費されつつ、燃料ガス排気管２３０、燃料ガス還流管２４０、燃料ガス供給管２２０の一部、および、燃料電池６６０内に形成される燃料ガスの流路を循環する。燃料ガス還流管２４０には、流路内で燃料ガスを循環させるための駆動力を発生して燃料ガスの流量を調節するために、既述した水素ポンプ２９０が設けられている。
【００１７】
燃料ガス排気管２３０と燃料ガス還流管２４０との接続部には、気液分離器２８０が設けられている。アノードオフガスには、発電で消費されなかった水素と共に、窒素や水蒸気等の不純物が含まれる。気液分離器２８０は、アノードオフガス中の水と、ガス（水素および窒素等）とを分離する。本実施形態では、気液分離器２８０を介して、上記した流路内を循環する燃料ガスから不純物が除去される。不純物の除去については、後述する。
【００１８】
酸化ガス供給系３００は、エアコンプレッサ３２０と、酸化ガス供給管３３０と、分流弁３４０と、を備える。本実施形態の燃料電池６６０は、酸化ガスとして、空気を用いる。エアコンプレッサ３２０は、エアコンプレッサ用モータ３５０に駆動されて空気を圧縮し、酸化ガス供給管３３０を介して、燃料電池６６０のカソード側流路に空気を供給する。分流弁３４０は、酸化ガス供給管３３０において、酸化ガス供給管３３０に接続される後述する酸化ガスバイパス管４５０との接続部に設けられる。
【００１９】
排ガス系４００は、排ガス管４１０と、調圧弁４２０と、燃料ガス排出管４３０と、パージ弁４４０と、酸化ガスバイパス管４５０と、サイレンサ４７０と、を備える。排ガス管４１０は、燃料電池６６０からカソードオフガスが排出される流路である。排ガス管４１０には、調圧弁４２０が設けられている。調圧弁４２０は、燃料電池６６０中の酸化ガスの圧力を調整する。燃料ガス排出管４３０は、気液分離器２８０と、排ガス管４１０とを接続している。燃料ガス排出管４３０上には、パージ弁４４０が設けられている。制御部９００は、アノードオフガス中の窒素濃度が高くなったとき、あるいは、気液分離器２８０中の水の量が多くなったときには、パージ弁４４０を開弁して、気液分離器２８０から水とガスとを排出する。これにより、既述したように流路内を循環する燃料ガス中の不純物の濃度が低減される。本実施形態では、燃料ガス排出管４３０は、調圧弁４２０よりも下流側の部位において排ガス管４１０に接続されており、パージ弁４４０を介して排出されるアノードオフガス中の水素は、大気放出に先立ってカソードオフガスにより希釈される。
【００２０】
酸化ガスバイパス管４５０は、酸化ガス供給管３３０と、排ガス管４１０とを接続する。酸化ガスバイパス管４５０と酸化ガス供給管３３０との接続部には、既述した分流弁３４０が設けられている。制御部９００は、パージ弁４４０を開弁するときに、エアコンプレッサ３２０の駆動量を増加させると共に、分流弁３４０を制御して酸化ガスバイパス管４５０に空気を流す。これにより、燃料電池６６０における発電量にかかわらず、パージ弁４４０を介して排ガス管４１０に排出される水素を十分に希釈することができる。なお、本実施形態では、後述するように、回生電力を消費するためにエアコンプレッサ３２０の駆動量を増加させることがある。このような場合には、分流弁３４０を制御して酸化ガスバイパス管４５０に空気を流すことにより、燃料電池６６０に供給される酸化ガスの流量増加を抑えてもよい。サイレンサ４７０は、排ガス管４１０における、燃料ガス排出管４３０および酸化ガスバイパス管４５０との接続部よりも下流部に設けられており、排気音を減少させる。
【００２１】
冷却系５００は、冷媒供給管５１０と、冷媒排出管５１５と、冷媒バイパス管５５０と、冷媒ポンプ５２５と、ラジエータ５３０と、切替バルブ５６５と、を備える。冷媒供給管５１０は、燃料電池６６０に冷媒を供給するための管であり、冷媒供給管５１０には冷媒ポンプ５２５が配置されている。冷媒排出管５１５は、燃料電池６６０から冷媒を排出するための管である。冷媒排出管５１５の下流部と冷媒供給管５１０の上流部の間には、冷媒を冷却するためのラジエータ５３０が設けられている。ラジエータ５３０には、ラジエータファン５３５が設けられている。ラジエータファン５３５は、ラジエータ５３０に風を送り、ラジエータ５３０からの放熱を促進する。上記冷媒ポンプ５２５は、冷媒供給管５１０と、冷媒排出管５１５と、燃料電池６６０内の冷媒流路と、を循環する冷媒の流量を調節する。
【００２２】
冷媒バイパス管５５０は、冷媒供給管５１０と冷媒排出管５１５とを接続する流路である。冷媒排出管５１５と冷媒バイパス管５５０との接続部には、切替バルブ５６５が設けられている。切替バルブ５６５は、ラジエータ５３０を経由して流れる冷媒と、ラジエータ５３０をバイパスして流れる冷媒との割合を変更可能な弁であり、本実施形態では三方弁として構成されている。本実施形態では、後述するように、回生電力を消費するために冷媒ポンプ５２５の駆動量を増加させることがある。このような場合には、切替バルブ５６５を制御して冷媒バイパス管５５０に冷媒を流すことにより、燃料電池６６０が過剰に冷却されることを抑えることができる。
【００２３】
電力回路６００は、燃料電池システム１５の一部でもある燃料電池６６０と、ＦＣ昇圧コンバータ６０５（ＦＤＣ６０５）と、インバータ６１０と、バッテリコンバータ６３０と、２次電池６５０と、を備える。電力回路６００には、駆動モータ８２０と、低電圧補機８４０と、高電圧補機８６０とが接続されている。
【００２４】
ＦＣ昇圧コンバータ６０５は、燃料電池６６０の出力電圧を駆動モータ８２０で利用可能な高電圧に昇圧するＤＣ／ＤＣコンバータである。インバータ６１０は、ＦＣ昇圧コンバータ６０５で昇圧された直流電圧を交流電圧に変換して、駆動モータ８２０に供給する。駆動モータ８２０は、車両の車輪を駆動するモータであり、車両の減速時には回生して回生電力を発生させる。
【００２５】
バッテリコンバータ６３０は、ＦＣ昇圧コンバータ６０５で昇圧された電圧や駆動モータ８２０の回生運転で生じた電圧を降圧して２次電池６５０に供給し、あるいは、２次電池６５０の電圧を昇圧してインバータ６１０に供給する双方向のＤＣ／ＤＣコンバータである。２次電池６５０は、燃料電池６６０が発電した電力や、駆動モータ８２０からの回生電力によって充電されると共に、駆動モータ８２０や低電圧補機８４０を駆動するための電源として機能する。２次電池６５０は、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池で構成することができる。２次電池６５０は、充放電可能な蓄電装置であればよい。このような蓄電装置は、２次電池により構成する他、たとえば、コンデンサとすることもできる。なお、２次電池６５０には、２次電池６５０の電圧、電流、および残存容量（ＳＯＣ）等の動作状態を検知するためのバッテリセンサ６５５が設けられている。
【００２６】
低電圧補機８４０と高電圧補機８６０とは、燃料電池車両１０内の各部に配置されている補機類であり、燃料電池システム１５に含まれる燃料電池補機と、燃料電池車両１０の状態の制御に係る車両補機とを含む。比較的低い電圧で駆動される低電圧補機８４０は、例えば、車両補機として、ヘッドライトやストップランプ等のライト類、ウインカー、ワイパー、インストルメントパネルの計器等や、後述するナビゲーション装置８０を含むことができる。また、燃料電池補機として、燃料ガス、酸化ガス、および冷媒の配管に設けられた各種バルブを開閉するための駆動部を含むことができる。比較的高い電圧で駆動される高電圧補機８６０は、例えば、燃料電池補機として、冷媒ポンプ５２５、エアコンプレッサ３２０、水素ポンプ２９０、およびラジエータファン５３５を含むことができる。また、車両補機として、後述する暖房系７００の電気ヒータ７３０を含むことができる。なお、低電圧補機８４０は、バッテリコンバータ６３０と２次電池６５０とを接続する配線から供給される電力を、図示しないＤＣ／ＤＣコンバータでさらに降圧した電力が、供給される。また、高電圧補機８６０は、図１に示すようにインバータ６１０とバッテリコンバータ６３０とを接続する配線に接続される他、バッテリコンバータ６３０と２次電池６５０とを接続する配線に接続されていてもよい。
【００２７】
暖房系７００は、燃料電池車両１０の暖房に用いられ、分岐管７０５と、三方弁７４０と、温水供給管７１０と、温水ポンプ７２５と、電気ヒータ７３０と、ヒータコア７２０と、温水排出管７１５と、温水還流管７３５と、を備える。分岐管７０５と温水排出管７１５とは、冷却系５００が備える既述した冷媒排出管５１５に接続されており、分岐管７０５、温水供給管７１０、および温水排出管７１５は、この順で接続されている。分岐管７０５には、燃料電池６６０から排出される暖められた冷媒の一部が供給される。分岐管７０５と温水供給管７１０との接続部には、三方弁７４０が設けられる。三方弁７４０によって、冷却系５００から暖房系７００への冷媒の分配が調節される。温水供給管７１０には、暖房系７００の配管内を冷媒が流れるための駆動力を発生する温水ポンプ７２５と、温水供給管７１０を流れる冷媒を加熱するための電気ヒータ７３０とが設けられている。温水供給管７１０と温水排出管７１５との接続部には、暖房系７００を流れる冷媒の熱を用いて空気を暖めるためのヒータコア７２０が設けられている。ヒータコア７２０で暖められた空気は、燃料電池車両１０の車内に送られて車内の暖房に用いられる。温水排出管７１５は、ヒータコア７２０から排出された冷媒を、冷却系５００の冷媒排出管５１５に戻す。温水還流管７３５は、温水排出管７１５と、三方弁７４０との間を接続しており、ヒータコア７２０から排出された冷媒を、温水供給管７１０に戻す。
【００２８】
制御部９００は、マイクロコンピュータによって構成されており、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、入出力ポートと、を有する。制御部９００は、燃料電池システム１５の発電制御を行なうと共に、電力回路６００を含む燃料電池車両１０全体の制御を行なう。制御部９００は、燃料電池車両１０の各部に設けられたセンサ（燃料電池システム１５の各部に設けたセンサ、アクセル開度センサ、ブレーキペダルセンサ、シフトポジションセンサ、および車速センサを含む）からの出力信号を取得し、さらに、燃料電池車両１０に搭載した後述するナビゲーション装置８０から、設定された走行経路に係る情報等を取得する。そして、制御部９００は、燃料電池車両１０における発電や走行等に係る各部に駆動信号を出力する。具体的には、既述した燃料電池補機や車両補機等に駆動信号を出力する。このとき、制御部９００は、燃料電池６６０および駆動モータ８２０から、２次電池６５０および各補機に対する、電力供給を制御することができる。なお、上記した機能を果たす制御部９００は、単一の制御部として構成される必要はない。例えば、燃料電池システム１５の動作に係る制御部や、燃料電池車両１０の走行に係る制御部や、走行に関わらない車両補機の制御を行なう制御部など、複数の制御部によって構成し、これら複数の制御部間で、必要な情報をやり取りすることとしても良い。
【００２９】
制御部９００は、第１、第２、および第３制御を行なう。第１制御は、２次電池６５０が後述する充電可能状態となっている場合に、回生電力によって２次電池６５０を充電させる制御である。第２制御は、２次電池６５０が後述する充電不可状態となっている場合に、回生電力を補機に供給して、補機によって回生電力を消費させる制御である。第３制御は、回生電力が発生している状態で、燃料電池車両１０において回生電力の発生量がより多くなる運転モードに変更するための運転操作が行なわれた場合には、２次電池６５０が充電可能状態であっても、上記運転操作に伴って、回生電力を補機に供給して補機によって回生電力を消費させる制御である。以下では、制御部９００で実行されるこれらの制御について詳しく説明する。
【００３０】
（Ａ−２）回生運転時の制御：
図２は、本実施形態の燃料電池車両１０の制御部９００において実行される、回生運転時制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。本ルーチンは、燃料電池車両１０が起動されているときに、制御部９００のＣＰＵにおいて繰り返し実行される。
【００３１】
本ルーチンが起動されると、制御部９００のＣＰＵは、燃料電池車両１０の駆動モータ８２０による回生電力が発生しているか否かを判断する（ステップＳ１００）。ステップＳ１００では、例えば、車速センサにより、予め定めた基準値以上の車速が出ていることが検出されている状態で、アクセル開度センサによりアクセルオフであることが検出されているときに、回生電力が発生していると判断することができる。また、車速センサにより、予め定めた基準値以上の車速が出ていることが検出されている状態で、ブレーキペダルセンサによりブレーキペダルの踏み込みが検出されているときに、回生電力が発生していると判断してもよい。あるいは、電力回路６００において回生電力を直接検出してもよい。この場合には、回生電力が正の値であるときに回生電力が発生していると判断する他、回生電力が予め定めた基準値以上であるときに、回生電力が発生していると判断してもよい。
【００３２】
ステップＳ１００において回生電力が発生していないと判断したときには（ステップＳ１００：ＮＯ）、制御部９００のＣＰＵは、本ルーチンを終了する。
【００３３】
ステップＳ１００において回生電力が発生していると判断したときには（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、制御部９００のＣＰＵは、シフトポジションセンサの検出信号に基づいて、シフトダウンされているか否かを判断する（ステップＳ１１０）。本実施形態のステップＳ１１０では、シフトダウンの操作が行なわれたとき、および、シフトダウンされた状態が継続しているときには、シフトダウンされていると判断される。本実施形態の燃料電池車両１０では、５つのシフトポジション（すなわちＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，Ｂの５つのレンジ）を利用可能である。Ｂレンジの選択時には、Ｄレンジの選択時よりも、回生電力の発生量がより多くなる運転モードとなる。ステップＳ１１０では、例えば、ＤレンジからＢレンジへの変更が行なわれた場合、およびＢレンジが維持されているときに、シフトダウンされていると判断される。
【００３４】
なお、本実施形態の燃料電池車両１０は、シフトレバーによってシフトポジションを変更可能にしているが、異なる構成としてもよい。例えば、シフトレバーに代えて、燃料電池車両１０の運転モードを変更する指示入力を行なうためのスイッチを設けてもよい。そして、このようなスイッチ等によって設定される運転モードには、回生電力の発生量がより多い運転モードと、より少ない運転モードとが含まれていればよい。ステップＳ１１０では、シフトダウンがされているか否かの判断に限らず、燃料電池車両１０において回生電力の発生量がより多くなる運転モードに変更するための運転操作がされているか否かが判断されればよい。
【００３５】
ステップＳ１１０においてシフトダウンがされている（回生電力の発生量がより多くなる運転モードに変更するための運転操作が行なわれている）と判断すると（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、制御部９００のＣＰＵは、補機に対して駆動信号を送信して補機駆動量を増加させて(ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。これにより、回生電力を補機によって消費させる。すなわち、ステップＳ１１０において、回生電力の発生量がより多くなる運転モードに変更するための運転操作が行なわれた場合には、２次電池６５０が充電可能状態であっても、上記運転操作に伴って、補機を用いて回生電力を消費させる。また、ステップＳ１１０において、シフトダウンされた状態が継続している場合には、補機を用いて回生電力を消費させる動作を継続する。回生電力が発生する状態で（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、シフトダウンが行なわれ（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、補機によって回生電力を消費させるステップＳ１２０における制御は、「第３制御」あるいは「特定操作時制御」とも呼ぶ。
【００３６】
具体的には、例えば、上記補機としてエアコンプレッサ３２０を用い、エアコンプレッサ３２０によって回生電力を消費することができる。ここで、回生電力が発生しているときとは、駆動モータ８２０に係る負荷要求が無いときである。回生電力の発生時に、燃料電池６６０において実質的に発電が行なわれず、エアコンプレッサ３２０が停止される場合には、ステップＳ１２０では、エアコンプレッサ３２０が起動されて、エアコンプレッサ３２０による回生電力の消費が開始される。また、回生電力の発生時に、例えば燃料電池車両１０において空調装置が駆動される等の理由により燃料電池６６０の発電が行なわれる場合には、ステップＳ１２０では、エアコンプレッサ３２０の駆動量が、上記空調装置等の負荷要求を超えて増加される。このように、ステップＳ１２０における「補機駆動量の増加」は、「補機が駆動している状態からの駆動量の増加」と、「補機の起動」とを含む。
【００３７】
ステップＳ１２０において回生電力を消費するために用いる補機は、エアコンプレッサ３２０以外の種々の補機を採用可能であるが、回生電力を十分に消費することができるように、高電圧補機８６０であることが望ましい。例えば、エアコンプレッサ３２０に代えて、冷媒ポンプ５２５、水素ポンプ２９０、ラジエータファン５３５、または電気ヒータ７３０を用いることができる。あるいは、さらに他の燃料電池補機や車両補機を用いてもよい。回生電力を消費するために、上記した補機から選択される複数の補機を用いてもよい。なお、回生電力を消費させるためにエアコンプレッサ３２０を用いるときに、燃料電池６６０に供給される酸化ガスの流量増加を抑えたい場合には、分流弁３４０を制御して、酸化ガスバイパス管４５０を経由するガス量を増加させればよい。また、回生電力を消費させるために冷媒ポンプ５２５やラジエータファン５３５を用いるときに、燃料電池６６０の冷却効率の変化を抑えたい場合には、切替バルブ５６５を制御して、冷媒バイパス管５５０を経由する冷媒の流量を変更させればよい。また、回生電力を消費させるために電気ヒータ７３０を用いるときに、車内の暖房を抑えたい場合には、ヒータコア７２０で暖められた空気を車内に送る動作を抑えればよく、また、ラジエータファン５３５の駆動量をさらに増加させて、冷媒の温度を低下させてもよい。
【００３８】
ステップＳ１１０においてシフトダウンが行なわれていない（回生電力の発生量がより多くなる運転モードに変更するための運転操作が行なわれていない）と判断すると（ステップＳ１１０：ＮＯ）、制御部９００のＣＰＵは、２次電池６５０が、２次電池６５０に対する充電ができない充電不可状態であるか否かを判断する（ステップＳ１３０）。充電不可状態とは、例えば、２次電池６５０の残存容量が、それ以上２次電池６５０を充電すべきではない値として予め定めた基準値以上となっている状態とすることができる。また、充電不可状態は、２次電池６５０が、予め定めた基準時間以上の間、連続的に充電が行なわれた状態とすることができる。２次電池６５０を連続充電すると、２次電池６５０において電池内物質の偏りが生じ得る。そのため、２次電池６５０の劣化を抑える観点から、２次電池６５０の連続充電時間を制限することが望ましいため、連続充電時間に基づいて充電不可状態を判断することができる。あるいは、２次電池６５０における充電可能電力が正の値であっても、例えば、回生電力の大きさが、２次電池６５０における充電可能電力を超える状態であれば、充電不可状態としてもよい。
【００３９】
ステップＳ１３０において２次電池６５０が充電不可状態であると判断すると（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、制御部９００のＣＰＵは、ステップＳ１２０に移行して、本ルーチンを終了する。すなわち、補機駆動量を増加させて、補機によって回生電力を消費させる。回生電力が発生する状態で（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、シフトダウンが行なわれることなく（ステップＳ１１０：ＮＯ）、２次電池６５０が充電不可状態であると判断されて（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、補機によって回生電力を消費させるステップＳ１２０における制御は、「第２制御」とも呼ぶ。このように、２次電池６５０が充電不可状態となっている場合に、補機によって回生電力を消費させる制御は、「充電不可時制御」とも呼ぶ。
【００４０】
ステップＳ１３０において、２次電池６５０が充電不可状態ではない、すなわち、２次電池６５０に対する充電が可能な充電可能状態であると判断すると（ステップＳ１３０：ＮＯ）、制御部９００のＣＰＵは、回生電力で２次電池６５０を充電する制御を行ない（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ１４０では、それまでに回生電力による２次電池６５０の充電が行なわれていない場合には、回生電力による２次電池６５０の充電を開始する。既に、回生電力による２次電池６５０の充電が行なわれている場合には、回生電力による２次電池６５０の充電を継続する。回生電力が発生する状態で（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、シフトダウンが行なわれることなく（ステップＳ１１０：ＮＯ）、２次電池６５０が充電可能状態であると判断されて（ステップＳ１３０：ＮＯ）、回生電力で２次電池６５０が充電されるステップＳ１４０における制御は、「第１制御」とも呼ぶ。
【００４１】
このように、本実施形態では、図２の回生運転時制御処理が繰り返し実行されることにより、回生電力が発生する状態で（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、シフトダウンが行なわれると（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、シフトダウンの動作に伴って、第３制御（特定操作時制御）が開始される。そして、回生電力が発生し（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、シフトダウンされた状態が維持される間（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、第３制御が継続する。その後、回生電力が消滅したときには（ステップＳ１００：ＮＯ）、第３制御が解除される。また、回生電力が発生していても（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、シフトアップ等の運転モードの変更がされたときには（ステップＳ１１０：ＮＯ）、２次電池６５０が充電可能状態であるか充電不可状態であるかに応じて、第３制御から、第１制御または第２制御へと制御が変更される。
【００４２】
以上のように構成された本実施形態の燃料電池車両１０によれば、回生電力の発生時に、シフトダウン（回生電力の発生量がより多くなる運転モードに変更するための運転操作）が行なわれたときには、補機駆動量を増加させて補機により回生電力を消費させる。このような構成とすれば、回生電力を消費するための補機の駆動音の増大が、燃料電池車両１０の使用者による運転操作に付随して行なわれる。そのため、回生電力の消費に起因する補機駆動音の増大が使用者に与える違和感を、低減することができる。すなわち、使用者にとって突然に補機駆動音が大きくなって、使用者が違和感を感じることを抑制できる。使用者による運転操作に付随して補機駆動音が増大する場合には、使用者は、補機駆動音の増大が、自身が行なった運転操作と何らかの関連があるように感じ易いためである。より具体的には、例えばエンジンを駆動源として搭載する車両においてシフトダウンした場合には、通常は、シフトダウンの操作に伴ってエンジン音が増大する。使用者による上記運転操作に付随して補機駆動音が増大（あるいは発生）する場合には、これと同様の感覚を使用者に与えることにより、違和感を低減することができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、上記した使用者による運転操作が行なわれたときに、補機による回生電力の消費を行なうため、２次電池６５０の残存容量が増大して実際に充電不可状態になるのに先立って、回生電力の消費を開始することができる。そのため、２次電池６５０の残存容量が過大となることを抑える動作の信頼性を高めることができる。さらに、本実施形態では、補機による回生電力の消費に先立って、２次電池６５０が充電不可状態であるか否かを判断する必要が無いため、補機による回生電力の消費の動作を簡素化することができる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、補機駆動音の増大を付随させる使用者による運転操作として、回生電力の発生量がより多くなる運転モードに変更するための運転操作を採用している。すなわち、回生電力の発生量が多く、回生電力で２次電池６５０を充電することにより２次電池６５０が充電不可状態になる可能性が高い運転モードに変更されたときに、補機による回生電力の消費を行なっている。そのため、２次電池６５０が充電不可状態であるか否かを判断することなく、補機による回生電力の消費を行なっても、２次電池６５０の残存容量が低下し過ぎることを抑制可能となる。
【００４５】
なお、回生電力が発生し（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、シフトダウンが行なわれて（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１２０で第３制御を実行する場合に、２次電池６５０が充電可能状態である場合も考えられる。このような場合には、ステップＳ１２０で回生電力を補機により消費する際に、２次電池６５０の残存容量が上記上限値に達するまでは、回生電力の一部を用いて２次電池６５０を充電してもよい。このようにしても、回生電力を消費するために補機駆動量を増加させる動作をシフトダウン時とすることで、使用者に与える違和感を抑えると共に、回生電力が増大するシフトダウン時に回生電力を補機で消費することで２次電池６５０の残存容量が過大になることを抑える、という既述した効果が得られる。
【００４６】
また、本実施形態のステップＳ１３０では、２次電池６５０の残存容量が、充電を行なうことができない上限値に達していなくても、回生電力の大きさが、２次電池６５０における充電可能電力を超える場合には、充電不可状態と判断してもよい。この場合には、第２制御を選択してステップＳ１２０において補機による回生電力の消費を行なう際に、２次電池６５０の残存容量が上記上限値に達するまでは、回生電力の一部を用いて２次電池を充電してもよい。
【００４７】
Ｂ．第２実施形態：
図３は、第２実施形態の燃料電池車両１０の制御部９００において実行される、回生運転時制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。第２実施形態の燃料電池車両１０は、第１実施形態の燃料電池車両１０と同様の構成を有するため、詳しい説明は省略する。図３のフローチャートは、図２に示した第１実施形態のフローチャートと共通する部分を有するため、共通する部分には同じステップ番号を付して、詳しい説明は省略する。
【００４８】
第２実施形態の燃料電池車両１０は、第１実施形態と同様に、第１ないし第３制御を実行可能である。第２実施形態では、いずれの制御を行なうのかを決定する際に、さらに、このまま燃料電池車両１０が走行を続けたときに、２次電池６５０が充電不可状態になると予測されるか否か、を判断する点で第１実施形態と異なる。
【００４９】
すなわち、第２実施形態では、ステップＳ１００において回生電力が発生していると判断したときには（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、制御部９００のＣＰＵは、２次電池６５０が充電不可状態になるとの予測が成立するか否かを判断する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５において、２次電池６５０が充電不可状態になるとの予測が成立すると判断した場合には（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、制御部９００のＣＰＵは、既述したステップＳ１１０以降の処理を実行する。また、ステップＳ１０５において、２次電池６５０が充電不可状態になるとの予測が成立しないと判断した場合には（ステップＳ１０５：ＮＯ）、制御部９００のＣＰＵは、既述したステップＳ１３０以降の処理を実行する。ステップＳ１０５において行なわれる判断について、以下に説明する。
【００５０】
第２実施形態の燃料電池車両１０は、目的地に至る走行経路の案内を行なうナビゲーション装置８０を搭載しており、ナビゲーション装置８０から制御部９００に対して、種々の情報が入力される（図１参照）。ナビゲーション装置８０は、図示しない位置情報検出部と地図情報格納部とを有する。位置情報検出部は、燃料電池車両１０の位置情報を検出する。地図情報格納部は、地図情報を格納する。地図情報には、例えば、地図に表されるべき種々の地物、具体的には、建造物、道路、信号機、あるいは山や川等の自然物等が含まれる。さらに、地図情報には、各地物の標高等の他、地物が建造物である場合には、その種類、形状、住所等の地物関連情報が含まれ、地物が道路である場合には、その種別、形状、名称等の地物関連情報が含まれる。なお、地図情報の少なくとも一部は、ナビゲーション装置８０内に格納するのではなく、通信により燃料電池車両１０の外部から取得することとしてもよい。
【００５１】
制御部９００は、上記ナビゲーション装置８０から、現在地から目的地に至る走行経路、および、走行経路に関する地図情報を取得して、燃料電池車両１０の走行状態を予測し、２次電池６５０が充電不可状態になるとの予測が成立するか否かの判断(ステップＳ１０５）を行なう。具体的には、例えば、上記地図情報に基づいて、走行経路において降坂区間があるか否かを判定し、降坂区間が存在する場合には、降坂区間における標高差、降坂区間の長さ、および降坂区間における平均傾斜角度等の降坂区間関連情報を導出し、降坂区間関連情報の少なくともいずれかが、予め定めた基準値を超えるか否かを判断する。上記降坂区間関連情報の少なくともいずれかが、予め定めた基準値を超える場合には、燃料電池車両１０の走行状態が、回生電力過多の状態になると予測されるため、ステップＳ１０５において、２次電池６５０が充電不可状態になるとの予測が成立すると判断すればよい。なお、ステップＳ１０５において、ナビゲーション装置８０から取得した情報に基づいて充電不可状態になるか否かの予測を行なう際には、さらに２次電池６５０のＳＯＣを取得して、走行経路の走行中に充電不可状態になるか否かを総合的に判断してもよい。
【００５２】
あるいは、さらに、設定された走行経路に設けられた信号機に係る情報を用いて、ステップＳ１０５の判断を行なってもよい。例えば、道路に設けられた各信号機の信号情報（信号サイクルを含む）を発信する路機が各所に設けられており、これらの路機と燃料電池車両１０とが路車間通信可能となっている場合、燃料電池車両１０は、路車間通信により、走行経路に設けられた信号機に係る信号情報を取得することができる。そして、取得した信号情報と、例えば現在の車速等とに基づいて、走行経路の走行中に、予め定めた基準の頻度以上の頻度で信号により停車すると予測される場合には、ステップＳ１０５において、２次電池６５０が充電不可状態になるとの予測が成立すると判断することができる。
【００５３】
なお、ステップＳ１０５における判断は、ナビゲーション装置８０から取得した情報を用いることなく行なってもよい。このような判断の一例として、信号機に係る情報に基づく判断について説明する。例えば、燃料電池車両１０は、撮像装置を搭載して、車両の進行方向前方の様子を連続的に撮像し、撮像した画像を解析することによって、前方に信号機が存在するか否か、また、信号機が存在する場合には、当該信号機が赤信号であるか否かを判定すればよい。そして、前方に信号機が存在し、当該信号機が赤信号であると判定された場合には、制御部９００は、現在の車速から停車するときに発生すると考えられる回生電力と、２次電池６５０における現在のＳＯＣから求められる充電可能エネルギとを比較して、上記信号機で停車するときに、２次電池６５０が充電不可状態になると予測されるか否かを判断すればよい。
【００５４】
このような構成とすれば、第１実施形態とは異なり、さらに、充電不可状態になると予測されると判断したときに、補機による回生電力の消費を実行するため、単に、回生電力の発生とシフトダウンの条件とを満たした場合に比べて、回生電力を補機で消費する動作を、より適切なタイミングで行なうことができる。具体的には、例えば、回生電力が発生しており、シフトダウンが行なわれた場合であっても、その後に登坂区間を走行する場合には、回生電力により２次電池６５０を充電したとしても、２次電池６５０の残存容量が過大とならない可能性が高い。本実施形態では、例えば登坂区間の手前では、２次電池６５０が充電不可状態にならないと予測して、回生電力で２次電池６５０を充電することができ、燃料電池車両１０のエネルギ利用率を向上させることができる。特に、ナビゲーション装置８０が取得した情報を用いることにより、ステップＳ１０５における、２次電池６５０が充電不可状態になるか否かに係る予測の精度を向上させることができる。
【００５５】
Ｃ．第３実施形態：
図４は、第３実施形態の燃料電池車両１０の制御部９００において実行される、回生運転時制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。第３実施形態の燃料電池車両１０は、第１実施形態の燃料電池車両１０と同様の構成を有するため、詳しい説明は省略する。図４のフローチャートは、図２に示した第１実施形態のフローチャートと共通する部分を有するため、共通する部分には同じステップ番号を付して、詳しい説明は省略する。
【００５６】
第３実施形態の燃料電池車両１０は、第１実施形態と同様に、第１ないし第３制御を実行可能である。第３実施形態では、第２および第３制御を実行して、補機による回生電力の消費を行なう際に、用いる補機に優先順位をつける点で第１実施形態と異なる。
【００５７】
第３実施形態では、回生電力の消費に用いる補機を、第１補機と、駆動音が第１補機よりも小さな第２補機とに分類している。そして、第３制御として、ステップＳ１２０において補機によって回生電力を消費する際には、第１補機を優先的に駆動する。また、第２制御として、ステップＳ１３５において補機によって回生電力を消費する際には、第２補機を優先的に駆動する。なお、図２では、第２制御も第３制御と共にステップＳ１２０に含めて説明したが、第３実施形態では、第２制御と第３制御とでは用いる補機の優先順位が異なる。そのため、図４では、第３制御のステップＳ１２０と、第２制御のステップＳ１３５とを、区別して表わしている。
【００５８】
ここで、優先的に駆動するとは、優先的に駆動すべき補機を用いて回生電力を消費すると共に、優先的に駆動すべき補機における電力消費の能力が、消費すべき回生電力に対して不足する場合には、さらに他の補機を併用して、回生電力を消費することをいう。
【００５９】
第１補機は、例えば、エアコンプレッサ３２０およびラジエータファン５３５から選択される補機とすることができる。また、第２補機は、例えば、電気ヒータ７３０、冷媒ポンプ５２５、および水素ポンプ２９０から選択される補機とすることができる。以下では、第１補機としてエアコンプレッサ３２０を用い、第２補機として電気ヒータ７３０を用いる場合を例に挙げて、第２制御および第３制御についてさらに詳しく説明する。
【００６０】
第３実施形態では、第３制御を実行するステップＳ１２０において、回生電力を消費させる補機として、エアコンプレッサ３２０を優先的に用いる。具体的には、エアコンプレッサ３２０の駆動パワー指令値をＰＡ、電気ヒータ７３０のパワー指令値をＰＨ、エアコンプレッサ３２０における最大消費電力をＰＡｍａｘ、回生電力（駆動モータ８２０の発電電力）をＰＭ、２次電池６５０における充電可能電力をＰＢａｌｗとすると、エアコンプレッサ３２０の駆動パワー指令値ＰＡ、および電気ヒータ７３０のパワー指令値ＰＨは、それぞれ以下の（１）式および（２）式で表わすことができる。なお、（１）式において、ＭＩＮ（Ａ，Ｂ）は、ＡとＢとのうちの小さい方を示す。
【００６１】
ＰＡ＝ＭＩＮ（ＰＡｍａｘ，ＰＭ）  …（１）
ＰＨ＝ＰＭ−ＰＡ  …（２）
【００６２】
したがって、ステップＳ１２０では、エアコンプレッサ３２０の最大消費電力ＰＡｍａｘが回生電力ＰＭ以上である場合には、エアコンプレッサ３２０は、回生電力の全量を消費する。また、エアコンプレッサ３２０の最大消費電力ＰＡｍａｘが回生電力ＰＭ未満の場合には、エアコンプレッサ３２０における電力消費量は、エアコンプレッサ３２０における最大消費電力ＰＡｍａｘとなる。このとき、電気ヒータ７３０は、（２）式に示すように、回生電力のうち、エアコンプレッサ３２０の駆動では消費できない電力を消費する。
【００６３】
ステップＳ１２０において、２次電池６５０の充電可能電力ＰＢａｌｗが正の値である場合には、回生電力の一部を用いて２次電池６５０を充電してもよい。このようにすれば、電気ヒータ７３０による冷媒の加熱が抑えられるため、燃料電池車両１０において暖房に係る指示入力がされていないときに、冷媒の温度調節がより容易になる。この場合には、上記（２）式は、以下の（２ａ）式となる。
【００６４】
ＰＨ＝ＰＭ−ＰＢａｌｗ−ＰＡ  …（２ａ）
【００６５】
２次電池６５０の充電可能電力ＰＢａｌｗは、２次電池６５０の残存容量ＳＯＣの他、２次電池６５０の温度や、２次電池６５０における充放電履歴に基づいて変動する。制御部９００は、常に、これらの情報を取得しつつ、充電可能電力ＰＢａｌｗを算出している。
【００６６】
なお、エアコンプレッサ３２０の最大消費電力ＰＡｍａｘが回生電力ＰＭ以上である場合には、（２）式および（２ａ）式の電気ヒータ７３０のパワー指令値ＰＨは、０以下となる。この場合には、車両の暖房に係る指示入力がされていないときには、電気ヒータ７３０に対する電力供給は行なわれない。また、車両の暖房に係る指示入力がされている場合には、当該指示入力に応じた電力が、電気ヒータ７３０で消費される。
【００６７】
本実施形態では、ステップＳ１１０においてシフトダウンの操作が検出されて（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１２０が実行される際に、回生電力が比較的少ない場合には、エアコンプレッサ３２０のみを用いて、回生電力の消費が開始される。そして、その後に回生電力が増大して、回生電力ＰＭがエアコンプレッサ３２０における最大消費電力ＰＡｍａｘを超えると、エアコンプレッサ３２０に加えて、さらに電気ヒータ７３０を用いて回生電力が消費されるようになる。
【００６８】
また、第３実施形態では、第２制御を実行するステップＳ１３５において、回生電力を消費させる補機として、電気ヒータ７３０を優先的に用いる。具体的には、電気ヒータ７３０における最大消費電力をＰＨｍａｘとすると、電気ヒータ７３０のパワー指令値ＰＨ、およびエアコンプレッサ３２０の駆動パワー指令値ＰＡは、それぞれ以下の（３）式および（４）式で表わすことができる。
【００６９】
ＰＨ＝ＭＩＮ（ＰＭ，ＰＨｍａｘ）  …（３）
ＰＡ＝ＭＩＮ（（ＰＭ−ＰＨ），ＰＡｍａｘ）  …（４）
【００７０】
ステップＳ１３５では、（３）式に示すように、電気ヒータ７３０の最大消費電力ＰＨｍａｘが回生電力ＰＭ以上である場合には、電気ヒータ７３０は、回生電力の全量を消費する。また、電気ヒータ７３０の最大消費電力ＰＨｍａｘが回生電力ＰＭ未満の場合には、電気ヒータ７３０における電力消費量は、電気ヒータ７３０における最大消費電力ＰＨｍａｘとなる。このとき、エアコンプレッサ３２０は、（４）式に示すように、回生電力のうち、電気ヒータ７３０では消費できない電力を消費する。
【００７１】
ステップＳ１３５において、２次電池６５０の充電可能電力ＰＢａｌｗが正の値である場合には、回生電力の一部を用いて２次電池６５０を充電してもよい。このようにすれば、電気ヒータ７３０による冷媒の加熱が抑えられるため、燃料電池車両１０において暖房に係る指示入力がされていないときに、冷媒の温度調節がより容易になる。この場合には、上記（３）式は、以下の（３ａ）式となり、上記（４）式は、以下の（４ａ）式となる。
【００７２】
ＰＨ＝ＭＩＮ（（ＰＭ−ＰＢａｌｗ），ＰＨｍａｘ）  …（３ａ）
ＰＡ＝ＭＩＮ（（ＰＭ−ＰＢａｌｗ−ＰＨ），ＰＡｍａｘ）  …（４ａ）
【００７３】
なお、電気ヒータ７３０の最大消費電力ＰＨｍａｘが回生電力ＰＭ以上である場合には、（４）式および（４ａ）式のエアコンプレッサ３２０のパワー指令値ＰＡは、０となる。この場合には、燃料電池６６０の発電が実質的に停止しており、燃料電池６６０に対する酸化ガスの供給が不要であれば、エアコンプレッサ３２０に対する電力供給は行なわれない。また、燃料電池６６０が発電する場合には、燃料電池６６０における発電量に応じた酸化ガスを供給可能となるように、エアコンプレッサ３２０に電力が供給される。
【００７４】
本実施形態では、ステップＳ１１０においてシフトダウンしていないと判断され（ステップＳ１１０：ＮＯ）、ステップＳ１３０において２次電池６５０が充電不可状態であると判断されて（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、ステップＳ１３５が実行される際に、回生電力が比較的少ない場合には、電気ヒータ７３０のみを用いた回生電力の消費が行なわれる。そして、その後に回生電力が増大して、回生電力ＰＭが電気ヒータ７３０における最大消費電力ＰＨｍａｘを超えると、電気ヒータ７３０に加えて、さらにエアコンプレッサ３２０を用いて回生電力が消費されるようになる。
【００７５】
ステップＳ１２０およびステップＳ１３５において、エアコンプレッサ３２０および電気ヒータ７３０を用いても回生電力を消費できない場合には、さらに他の補機を用いて回生電力を消費すればよい。
【００７６】
以上のように構成された第３実施形態の燃料電池車両１０によれば、第３制御を実行する際には、駆動音が比較的大きな第１補機を優先的に用いて回生電力を消費している。そのため、第１補機により比較的大きな駆動音が発生しても、このような駆動音の発生は、シフトダウン（回生電力の発生量がより多くなる運転モードに変更するための運転操作）に付随するため、使用者に与える違和感を抑えることができる。また、本実施形態では、第３制御において、第１補機では回生電力を十分に消費することができない場合には、シフトダウンの後に、さらに第２補機による回生電力の消費が開始される。このような場合には、第２補機は駆動音が比較的小さいため、第２補機による回生電力の消費の開始が、使用者による運転操作とは異なるタイミングで行なわれても、使用者に与える違和感を抑えることができる。
【００７７】
さらに、第３実施形態によれば、第２制御を実行する際には、駆動音が比較的小さな第２補機を優先的に用いて回生電力を消費している。この場合には、２次電池６５０が充電不可状態であると判断されて（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、第２補機により回生電力を消費する動作が突然開始されても、第２補機の駆動音は比較的小さいため、使用者に与える違和感を抑えることができる。そして、第２の補機を優先的に用いることで、第１の補機の使用を抑えることができる。また、本実施形態では、第２制御において、第２補機では回生電力を十分に消費することができない場合には、さらに第１補機による回生電力の消費が開始される。このような場合には、第２補機を優先的に用いるため、第１補機における電力消費量を抑え、駆動音が比較的大きな第１補機の駆動音を、より抑えることが可能になる。そのため、第１補機をさらに用いて回生電力を消費することに起因して使用者に与える違和感を抑えることができる。
【００７８】
第３実施形態では、第３制御を実行する際には第１補機を優先的に用いて回生電力を消費し、第２制御を実行する際には第２補機を優先的に用いて回生電力を消費しているが、異なる構成としてもよい。例えば、第３制御を実行する際と、第２制御を実行する際のいずれかでは、回生電力を消費するための補機として、上記とは異なる補機を選択してもよい。
【００７９】
Ｄ．他の実施形態：
第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせることとしてもよい。すなわち、蓄電装置が充電不可状態になると予測される場合に第３制御を実行するという構成と、第３制御あるいは第２制御において回生電力を消費するために優先的に用いる補機を、駆動音によって使い分ける構成とを、組み合わせてもよい。
【００８０】
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１０…燃料電池車両
１５…燃料電池システム
８０…ナビゲーション装置
２００…燃料ガス供給系
２１０…燃料ガスタンク
２２０…燃料ガス供給管
２３０…燃料ガス排気管
２４０…燃料ガス還流管
２５０…主止弁
２６０…レギュレータ
２７０…インジェクタ
２８０…気液分離器
２９０…水素ポンプ
３００…酸化ガス供給系
３２０…エアコンプレッサ
３３０…酸化ガス供給管
３４０…分流弁
３５０…エアコンプレッサ用モータ
４００…排ガス系
４１０…排ガス管
４２０…調圧弁
４３０…燃料ガス排出管
４４０…パージ弁
４５０…酸化ガスバイパス管
４７０…サイレンサ
５００…冷却系
５１０…冷媒供給管
５１５…冷媒排出管
５２５…冷媒ポンプ
５３０…ラジエータ
５３５…ラジエータファン
５５０…冷媒バイパス管
５６５…切替バルブ
６００…電力回路
６０５…ＦＣ昇圧コンバータ
６１０…インバータ
６３０…バッテリコンバータ
６５０…２次電池
６５５…バッテリセンサ
６６０…燃料電池
７００…暖房系
７０５…分岐管
７１０…温水供給管
７１５…温水排出管
７２０…ヒータコア
７２５…温水ポンプ
７３０…電気ヒータ
７３５…温水還流管
７４０…三方弁
８２０…駆動モータ
８４０…低電圧補機
８６０…高電圧補機
９００…制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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