(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の周波数から選択された１つの周波数の成分を含む交流信号を、車両用プラントの出力から生成する場合に、出力の振幅を精度よく取得することにより、車両用プラントの制御精度を向上させる。【解決手段】制御装置１の第２ＥＣＵは、周波数Ｚ〜ｎＺ(Ｈｚ)のいずれか１つの重畳正弦波値Ｕｓｉｎを用いて交流重畳制御を実行し、交流重畳制御実行中、サンプリングした電流Ｉｆｃのフィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆの勾配に基づいて、電流Ｉｆｃの振幅Ａａｃを取得するとともに、振幅Ａａｃを用いて、燃料電池装置を制御する。振幅Ａａｃは、勾配の符号反転の前後において同一符号の勾配が判定回数以上、継続したときの値である極大電流値Ｉｆｃ＿ｍａｘと極小電流値Ｉｆｃ＿ｍｉｎとの間の差分として取得され、判定回数は、重畳正弦波値Ｕｓｉｎの周波数が高いほど、より小さい値に設定される。【選択図】図３
2019091545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された車両用プラントの制御装置であって、
所定の基準周波数を備えた１組の基準周期関数値データ群を記憶する記憶手段と、
当該記憶手段に記憶された１組の基準周期関数値データ群を用いて、前記基準周波数の整数倍の互いに異なるｎ（ｎは整数）個の周波数をそれぞれ備えたｎ個の周期関数値を生成可能に構成されるとともに、当該ｎ個の周期関数値のうちのいずれか１個を選択周期関数値として選択的に生成する周期関数値生成手段と、
前記車両用プラントに電気的に接続され、当該車両用プラントの出力を用いて、前記選択周期関数値を成分として含む交流信号を生成する交流信号生成手段と、
当該交流信号が生成されているときに、当該車両用プラントから出力された交流信号値を所定のサンプリング周期でサンプリングするサンプリング手段と、
当該交流信号値の勾配を表す勾配値に基づいて、前記交流信号値の振幅を取得する振幅取得手段と、
当該振幅を用いて、前記車両用プラントを制御する第１制御手段と、
を備え、
前記周期関数値は、正弦関数値又は余弦関数値として構成され、
前記振幅取得手段は、前記勾配値が表す前記勾配において、同一符号の前記勾配が所定回数以上、継続した状態から符号が反転した以降、当該符号反転した勾配が所定回数以上、継続したときに、当該符号反転時の交流信号値を当該符号の反転方向に基づいて極大値及び極小値の一方として設定し、当該極大値と当該極小値との間の差分として前記振幅を取得するとともに、前記所定回数を、前記選択周期関数値の周波数が高いほど、より小さい値に設定することを特徴とする車両用プラントの制御装置。
【請求項２】
前記周期関数値生成手段は、前記１組の基準周期関数値データ群をそのまま用いることにより、前記ｎ個の周期関数値のうちの１個を生成するとともに、当該１個の周期関数値以外のｎ−１個の周期関数値を、前記１組の基準周期関数値データ群を周期的に間引いて用いることによって生成することを特徴とする請求項１に記載の車両用プラントの制御装置。
【請求項３】
前記交流信号値に所定のフィルタ処理を施すことにより、フィルタ値を算出するフィルタ値算出手段と、
当該フィルタ値を用いて、前記車両用プラントを制御する第２制御手段と、
をさらに備え、
前記所定のフィルタ処理は、所定の通過帯域を備えるように構成され、当該所定の通過帯域の上限値は、前記選択周期関数値の周波数が高いほど、より高い周波数になるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用プラントの制御装置。
【請求項４】
前記車両用プラントは、燃料電池装置であり、
前記交流信号が生成されているときの前記燃料電池装置の燃料電池スタックのインピーダンスを取得するインピーダンス取得手段と、
当該インピーダンスが所定の目標値になるように、前記燃料電池装置を制御する第３制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用プラントの制御装置。
【請求項５】
前記インピーダンス取得手段は、前記交流信号が生成されているときの前記スタックの複数部位における複数の前記インピーダンスをそれぞれ取得することを特徴とする請求項４に記載の車両用プラントの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された車両用プラントの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、制御装置として、特許文献１に記載されたものを本出願人は提案済みである。この制御装置は、車両の排気通路に設けられた排ガスセンサの故障判定を実施するものであり、同文献の図３に示す故障判定処理を実行する。
【０００３】
この故障判定処理では、所定の検知条件が成立しているときに、所定周波数の三角関数波にオフセット値を加算することにより、検知用信号値ＫＩＤＳＩＮを算出し、これを基本燃料噴射量に乗算することにより、燃料噴射量ＩＪＮを算出するとともに、この燃料噴射量ＩＪＮ分の燃料がインジェクタを介してエンジンに供給される。
【０００４】
そして、排ガスセンサの検出出力ＫＡＣＴに対して、バンドパスフィルタ処理を施すことにより、フィルタ値ＫＡＣＴ＿Ｆを算出し、その絶対値ＫＡＣＴ＿ＦＡを積算することにより、積分値ＬＡＦ＿ＤＬＹＰを算出する。そして、この積分値ＬＡＦ＿ＤＬＹＰが所定値ＬＡＦ＿ＤＬＹＰ＿ＯＫ以上のときには、排ガスセンサが故障していないと判定され、それ以外のときには排ガスセンサの故障が発生していると判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４５９５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プラントの制御装置として、互いに異なる複数の周波数のうちから選択された１つの周波数の成分を含む交流信号を、プラントの出力を用いて生成し、この交流信号が生成されているときのプラントの出力を交流信号値として検出するとともに、その交流信号値の振幅に基づいて、プラントを制御するものがある。このような制御装置に対して、上記特許文献１の手法を適用した場合、出力の振幅を検出／算出していない関係上、振幅を用いて、プラントを精度よく制御できないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、複数の周波数から選択された１つの周波数の成分を含む交流信号を、車両用プラントの出力を用いて生成する場合において、車両用プラントの出力の振幅を精度よく取得することができ、制御精度を向上させることができる車両用プラントの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、車両３に搭載された車両用プラント（燃料電池装置１０）の制御装置１であって、所定の基準周波数（ＺＨｚ）を備えた１組の基準周期関数値データ群を記憶する記憶手段（第２ＥＣＵ２１、基準正弦波値算出部５０）と、記憶手段に記憶された１組の基準周期関数値データ群を用いて、基準周波数の整数倍の互いに異なるｎ（ｎは整数）個の周波数をそれぞれ備えたｎ個の周期関数値を生成可能に構成されるとともに、ｎ個の周期関数値のうちのいずれか１個を選択周期関数値（基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂ）として選択的に生成する周期関数値生成手段（第２ＥＣＵ２１、基準正弦波値算出部５０）と、車両用プラント（燃料電池装置１０）に電気的に接続され、車両用プラント（燃料電池装置１０）の出力（電流Ｉｆｃ）を用いて、選択周期関数値を成分として含む交流信号を生成する交流信号生成手段（コンバータ２２）と、交流信号が生成されているときに、車両用プラント（燃料電池装置１０）から出力された交流信号値（電流Ｉｆｃ）を所定のサンプリング周期（制御周期ΔＴｋ）でサンプリングするサンプリング手段（第２ＥＣＵ２１、電流センサ２３）と、交流信号値の勾配を表す勾配値（勾配ＤＩｆｃ）に基づいて、交流信号値の振幅Ａａｃを取得する振幅取得手段（第２ＥＣＵ２１、振幅算出部５３）と、振幅Ａａｃを用いて、車両用プラント（燃料電池装置１０）を制御する第１制御手段（第２ＥＣＵ２１）と、を備え、周期関数値（基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂ）は、正弦関数値又は余弦関数値として構成され、振幅取得手段は、勾配値が表す勾配ＤＩｆｃにおいて、同一符号の勾配ＤＩｆｃが所定回数（判定回数Ｎｊｕｄ）以上、継続した状態から符号が反転した以降、符号反転した勾配ＤＩｆｃが所定回数（判定回数Ｎｊｕｄ）以上、継続したときに、符号反転時のフィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆを符号の反転方向に基づいて極大値（極大電流値Ｉｆｃ＿ｍａｘ）及び極小値（極小電流値Ｉｆｃ＿ｍｉｎ）の一方として設定し、極大値（極大電流値Ｉｆｃ＿ｍａｘ）と極小値（極小電流値Ｉｆｃ＿ｍｉｎ）との間の差分として振幅Ａａｃを取得するとともに、所定回数（判定回数Ｎｊｕｄ）を、選択周期関数値の周波数が高いほど、より小さい値に設定することを特徴とする。
【０００９】
この車両用プラントの制御装置によれば、記憶手段に記憶された１組の基準周期関数値データ群を用いて、基準周波数の整数倍の互いに異なるｎ（ｎは整数）個の周波数をそれぞれ備えたｎ個の周期関数値を生成可能に構成されるとともに、ｎ個の周期関数値のうちのいずれか１個が選択周期関数値として選択的に生成される。そして、車両用プラントに電気的に接続された交流信号生成手段により、車両用プラントの出力を用いて、生成された選択周期関数値を成分として含む交流信号が生成され、交流信号が生成されているときに、車両用プラントから出力された交流信号値が所定のサンプリング周期でサンプリングされる。さらに、交流信号値の勾配を表す勾配値に基づいて、交流信号値の振幅が取得され、この振幅を用いて、車両用プラントが制御される。この場合、勾配値が表す勾配において、同一符号の勾配が所定回数以上、継続した状態から符号が反転した以降、符号反転した勾配が所定回数以上、継続したときに、符号反転時の交流信号値を符号の反転方向に基づいて極大値及び極小値の一方として設定し、極大値と極小値との間の差分として振幅が取得されるとともに、所定回数が、選択周期関数値の周波数が高いほど、より小さい値に設定されるので、選択周期関数値の周波数に応じて、振幅を精度よく取得することができる。したがって、そのような振幅を用いて、車両用プラントを制御することにより、制御精度をさらに向上させることができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の車両用プラント（燃料電池装置１０）の制御装置１において、周期関数値生成手段は、１組の基準周期関数値データ群をそのまま用いることにより、ｎ個の周期関数値のうちの１個を生成するとともに、１個の周期関数値以外のｎ−１個の周期関数値を、１組の基準周期関数値データ群を周期的に間引いて用いることによって生成することを特徴とする。
【００１１】
この車両用プラントの制御装置によれば、１組の基準周期関数値データ群をそのまま用いることにより、ｎ個の周期関数値のうちの１個が生成されるとともに、１個の周期関数値以外のｎ−１個の周期関数値が、基準周期関数値データ群を周期的に間引いて用いることによって生成されるので、ｎ個の周期関数値を生成する際の演算負荷を低減することができる。これに加えて、記憶手段は、１組の基準周期関数値データ群のみを記憶できる容量を備えていればよいので、その記憶容量を低減することができる。さらに、他の制御装置に機能を移植する場合に、多数のデータを移植せずに済むことにより、移植を容易に行えるので、その汎用性を高めることができる。以上により、車両用プラントを制御する場合において、演算負荷及び記憶容量の増大を抑制しながら、汎用性を高め、互いに異なるｎ個の周波数を備えた周期関数値を用いることができ、商品性を向上させることができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の車両用プラント（燃料電池装置１０）の制御装置１において、交流信号値（電流Ｉｆｃ）に所定のフィルタ処理（式（１）〜（３））を施すことにより、フィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆを算出するフィルタ値算出手段（第２ＥＣＵ２１、フィルタ値算出部５２）と、フィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆを用いて、車両用プラント（燃料電池装置１０）を制御する第２制御手段（第２ＥＣＵ２１）と、を備え、所定のフィルタ処理は、所定の通過帯域を備えるように構成され、所定の通過帯域の上限値は、選択周期関数値の周波数が高いほど、より高い周波数になるように設定されていることを特徴とする。
【００１３】
この車両用プラントの制御装置によれば、交流信号値に所定のフィルタ処理を施すことにより、フィルタ値が算出され、フィルタ値を用いて、車両用プラントが制御される。この場合、所定のフィルタ処理は、所定の通過帯域を備えるように構成され、所定の通過帯域の上限値は、選択周期関数値の周波数が高いほど、より高い周波数になるように設定されているので、フィルタ値を、ノイズ分を適切にカットしながら、選択周期関数値に起因する成分のみを交流信号値から効率よく抽出した値として取得することができる。したがって、そのようなフィルタ値を用いて、車両用プラントを制御することにより、制御精度を向上させることができる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載の車両用プラントの制御装置１において、車両用プラントは、燃料電池装置１０であり、交流信号が生成されているときの燃料電池スタックのインピーダンスＺｆｃを取得するインピーダンス取得手段（第２ＥＣＵ２１、ステップ５０〜５３）と、インピーダンスＺｆｃが所定の目標値Ｚｆｃ＿ｃｍｄになるように、燃料電池装置１０を制御する第３制御手段（第１ＥＣＵ１１、ステップ６０〜６３）と、をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
この車両用プラントの制御装置によれば、交流信号が生成されているときの燃料電池スタックのインピーダンスが取得されるので、ｎ個の周期関数値のうちのいずれか１個である選択周期関数値を用いて、インピーダンスを取得することができる。したがって、この選択周期関数値を適切に選択することにより、インピーダンスの取得精度を向上させることができ、燃料電池装置の制御精度を向上させることができる。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の車両用プラントの制御装置１において、インピーダンス取得手段は、交流信号が生成されているときの燃料電池スタックの複数部位における複数のインピーダンスをそれぞれ取得することを特徴とする。
【００１７】
この車両用プラントの制御装置によれば、交流信号が生成されているときの燃料電池スタックの複数部位における複数のインピーダンスがそれぞれ取得されるので、燃料電池スタックの複数部位のいずれかにおいて不具合が発生している場合には、複数のインピーダンスを用いて、その不具合発生箇所を適切に特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御装置及びこれを適用した燃料電池装置を動力源とする車両の駆動系の構成を模式的に示す図である。
【図２】制御装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】制御装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【図４】（ａ）基準正弦波値マップの一例を示す図と、（ｂ）周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄ＝１のときに生成された基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂの一例を示す図である。
【図５】周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄ＝２のときに生成された基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂの一例を示す図である。
【図６】周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄ＝１〜ｎのときの、基準正弦波値マップからのデータ読み出し手法を示す表である。
【図７】時定数Ｔｄの算出に用いるマップの一例を示す図である。
【図８】振幅Ａａｃの算出原理を説明するための図である。
【図９】判定回数Ｎｊｕｄの算出に用いるマップの一例を示す図である。
【図１０】交流重畳制御処理を示すフローチャートである。
【図１１】重畳正弦波値算出処理を示すフローチャートである。
【図１２】振幅算出処理を示すフローチャートである。
【図１３】インピーダンス算出処理を示すフローチャートである。
【図１４】ＦＣ加湿制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る車両用プラントの制御装置について説明する。図１に示すように、この制御装置１は、車両用プラントとしての燃料電池装置（図では「ＦＣ」と記す）１０を制御するものであり、この燃料電池装置１０は、車両３に動力源として搭載されている。なお、同図１において破線で示す構成は、機械的な連結構造である。
【００２０】
この燃料電池装置１０は、燃料電池スタック、水素タンク、水素ポンプ及びエアーポンプ（いずれも図示せず）などに加えて、図２に示す第１ＥＣＵ１１を備えている。
【００２１】
この第１ＥＣＵ１１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されており、水素ポンプを駆動することにより水素タンク内の水素を、エアーポンプを駆動することにより空気を、燃料電池スタックに供給する。それにより、燃料電池スタックにおける含水率すなわちインピーダンスを制御する。
【００２２】
また、第１ＥＣＵ１１は、車両３の動作状態に応じて、後述する周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄなどの制御用データを算出し、その算出結果を後述する第２ＥＣＵ２１に出力する。
【００２３】
燃料電池スタックは、多数のセルを積層したものであり、水素ポンプから供給される水素と空気中の酸素を取り込み、これらを化学反応させることにより、発電動作を実行する。この燃料電池スタックで発電された電力は、後述するＦＣ−ＶＣＵ２０などを介して、バッテリ３１又は電気モータ４１に供給される。
【００２４】
車両３は、燃料電池装置１０に加えて、ＦＣ−ＶＣＵ２０、ＶＣＵ３０、バッテリ３１、ＰＤＵ４０及び電気モータ４１などを備えている。
【００２５】
このＦＣ−ＶＣＵ２０は、図２に示すように、第２ＥＣＵ２１及びコンバータ２２を備えている。この第２ＥＣＵ２１は、第１ＥＣＵ１１と同様のマイクロコンピュータで構成されており、後述するように、コンバータ２２を駆動することにより、燃料電池装置１０の発生電力を制御する。なお、本実施形態では、第２ＥＣＵ２１が、記憶手段、周期関数値生成手段、サンプリング手段、第１制御手段、第２制御手段、フィルタ値算出手段、インピーダンス取得手段及び振幅取得手段に相当する。
【００２６】
コンバータ２２（交流信号生成手段）は、多相コンバータタイプのものであり、燃料電池装置１０が発生した電力を電圧に変換する変換部を多数備えているとともに、各変換部のスイッチング素子のオンオフ制御（デューティ制御）により、燃料電池装置１０の発生電圧を昇圧させるものである。
【００２７】
図１に示すように、燃料電池装置１０とＦＣ−ＶＣＵ２０の間には、電流センサ２３及び電圧センサ２４が設けられている。この電流センサ２３は、燃料電池装置１０からＦＣ−ＶＣＵ２０に流れる交流の電流Ｉｆｃを検出し、電圧センサ２４は、燃料電池装置１０の出力電圧Ｖｆｃを検出する。これらの電流Ｉｆｃ及び電圧Ｖｆｃは、コンバータ２２を介して、第２ＥＣＵ２１に入力される。なお、本実施形態では、電流センサ２３がサンプリング手段に相当し、電流Ｉｆｃが、車両用プラントの出力及び交流信号値に相当する。
【００２８】
第２ＥＣＵ２１は、電流Ｉｆｃ及び電圧Ｖｆｃに基づいて、後述する手法により、燃料電池スタックのインピーダンスＺｆｃを算出し、その算出結果を第１ＥＣＵ１１に出力する。また、第２ＥＣＵ２１は、後述するように、第１ＥＣＵ１１から入力される制御用データに基づいて、コンバータ２２に供給する制御入力信号値Ｕｄｕｔｙを算出する。
【００２９】
また、前述したＶＣＵ３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータを内蔵しており、昇圧／降圧動作を実行しながら、燃料電池装置１０及び電気モータ４１とバッテリ３１との間での電力の授受を制御する。具体的には、燃料電池装置１０の発生電力及び電気モータ４１による回生電力を降圧してバッテリ３１に充電させるとともに、バッテリ３１の電力を昇圧して電気モータ４１に供給する。このバッテリ３１は、リチウムイオン電池タイプのもので構成されている。
【００３０】
さらに、前述したＰＤＵ４０は、インバータを内蔵しており、電気モータ４１の力行制御時には、燃料電池装置１０及び／又はバッテリ３１からの直流電流を交流電流に変換して電気モータ４１に供給する。一方、車両３の減速走行中における電気モータ４１の回生制御時には、電気モータ４１が発生した交流電流を直流電流に変換してバッテリ３１に充電する。
【００３１】
また、電気モータ４１は、変速機４を介して、駆動輪５，５に機械的に連結されており、電気モータ４１が力行制御されているときには、電気モータ４１の動力が駆動輪５，５に伝達される。それにより、車両３が走行する。
【００３２】
次に、図３を参照しながら、本実施形態の制御装置１の機能的な構成について説明する。同図３に示すように、制御装置１は、基準正弦波値算出部５０、重畳振幅算出部５１、フィルタ値算出部５２、振幅算出部５３、振幅ＦＢコントローラ５４、電圧ＦＢコントローラ５５、デューティ信号値算出部５６、乗算器５７、２つの減算器５８，５９及び加算器６０を備えており、これらの要素５０〜６０は、いずれも第２ＥＣＵ２１によって構成されている。
【００３３】
まず、基準正弦波値算出部５０では、以下に述べる手法によって、第１ＥＣＵ１１からの制御用データに含まれる周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄに基づき、第２ＥＣＵ２１のＲＯＭ内に記憶されている基準正弦波値マップを用いて、基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂが算出される。この周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄは、第１ＥＣＵ１１において、値１〜ｎ（ｎは整数）のいずれかに選択的に設定される。なお、本実施形態では、基準正弦波値算出部５０が記憶手段及び周期関数値生成手段に相当し、基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂが周期関数値及び選択周期関数値に相当する。
【００３４】
この基準正弦波値マップのデータは、例えば、図４（ａ）に示すように設定されている。この図４（ａ）の場合、理解の容易化のために、データNo.（＝１〜１７）やデータ振幅値（＝−４〜＋４）の数は実際よりも少ない値に設定されている。
【００３５】
図４（ａ）に示すように、この基準正弦波値マップでは、１組のデータ群のみが設定されており、周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄ＝１のときには、所定の制御周期ΔＴｋ（例えば１０ｍｓｅｃ）で、基準正弦波のマップデータがそのまま読み出される。それにより、図４（ｂ）に示すように、Ｆｒ＿ｃｍｄ＝１のときには、基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂを成分とする所定周波数Ｚ（Ｈｚ）の基準正弦波が生成される。
【００３６】
一方、周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄ＝２のときには、所定の制御周期ΔＴｋで、奇数のデータNo.（１，３，５……）の値が読み出され、それにより、図５に示すように、図４（ｂ）の白丸の基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂのデータのみを成分とする基準正弦波が生成される。この場合、図４（ａ）のマップデータが１個飛ばしで読み出されることで、基準正弦波は、２Ｚ（Ｈｚ）の周波数で生成されることになる。すなわち、Ｆｒ＿ｃｍｄ＝２のときには、図４（ａ）のデータ群から、１個ずつ周期的に間引くことによって、Ｆｒ＿ｃｍｄ＝１のときの２倍の周波数で基準正弦波が生成される。
【００３７】
また、周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄ＝３のときには、図４（ａ）のマップデータが２個飛ばしで周期的に読み出されることにより、基準正弦波は、３Ｚ（Ｈｚ）の周波数で生成される。すなわち、Ｆｒ＿ｃｍｄ＝３のときには、図４（ａ）のデータ群から、２個ずつ周期的に間引くことによって、Ｆｒ＿ｃｍｄ＝１のときの３倍の周波数の基準正弦波が生成される。
【００３８】
以上の原理により、周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄ＝ｎのときには、基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂが、図４（ａ）のマップデータからｎ−１個飛ばしで周期的に読み出されることにより、生成される基準正弦波の周波数はｎＺ（Ｈｚ）となる。すなわち、Ｆｒ＿ｃｍｄ＝ｎのときには、図４（ａ）のデータ群からｎ−１個ずつ周期的に間引くことによって、Ｆｒ＿ｃｍｄ＝１のときのｎ倍の周波数の基準正弦波が生成される。以上の基準正弦波の生成原理を表にまとめると、図６に示すものとなる。
【００３９】
また、前述した重畳振幅算出部５１では、第１ＥＣＵ１１からの制御用データに含まれる昇圧率Ｒ、電流指令値Ｉｆｃ＿ｃｍｄ及び動作相数Ｎｐｈに応じて、図示しないマップを検索することにより、重畳振幅Ａ＿ｍａｐが算出される。この場合、昇圧率Ｒは、燃料電池装置１０の発生電圧Ｖｆｃを昇圧すべき比率であり、電流指令値Ｉｆｃ＿ｃｍｄは、電流Ｉｆｃの目標値に相当するとともに、動作相数Ｎｐｈは、ＦＣ−ＶＣＵ２０において動作すべき変換部の数に相当する。
【００４０】
次いで、乗算器５７において、基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂに重畳振幅Ａ＿ｍａｐを乗算することにより、重畳正弦波値Ｕｓｉｎ（＝Ｕｓｉｎ＿ｂ・Ａ＿ｍａｐ）が算出される。
【００４１】
一方、前述したフィルタ値算出部５２（フィルタ値算出手段）では、電流Ｉｆｃ及び周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄを用いて、以下に述べる手法により、フィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆが算出される。
【００４２】
具体的には、フィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆは、下式（１）〜（３）に示す２次ローパスフィルタアルゴリズムによって算出される。
【００４３】
【数１】
2019091545.tif 000003
【数２】
2019091545.tif 000004
【数３】
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【００４４】
上式（１）のＴｓは、所定の整定時間である。また、Ｔｄは、時定数であり、周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄに応じて、図７に示すマップを検索することにより算出される。同図のＸαは所定値であり、同図に示すように、時定数Ｔｄは、周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄが大きいほど、それに反比例して、より小さい値に設定されている。これは、以下の理由による。
【００４５】
すなわち、フィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆは、重畳正弦波値Ｕｓｉｎに起因する成分を精度よく抽出するために、上述した２次ローパスフィルタアルゴリズムを用いて、電流Ｉｆｃおける高周波ノイズ成分をカットした値として算出される。これに対して、重畳正弦波値Ｕｓｉｎは、前述したように、周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄが大きいほど、より高い周波数の値として生成されるので、それに対応して、ローパスフィルタのカット周波数をより高い値に設定するためである。また、図７に示すように時定数Ｔｄをマップ化することによって、処理を簡略化することができる。
【００４６】
なお、上式（１）〜（３）における記号（ｋ）付きの各離散データは、前述した制御周期ΔＴｋに同期して算出（又はサンプリング）されたデータであることを示しており、記号ｋ（ｋは正の整数）は各離散データの算出サイクルの順番を表している。例えば、記号ｋは今回の算出タイミングで算出された今回値であることを、記号ｋ−１は前回の算出タイミングで算出された前回値であることをそれぞれ示している。この点は、以下の離散データにおいても同様である。
【００４７】
また、前述した振幅算出部５３（振幅取得手段）では、フィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆ及び周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄを用いて、以下に述べる手法により、振幅Ａａｃが算出される。
【００４８】
まず、前述した制御周期ΔＴｋで、フィルタ値の勾配ＤＩｆｃ（勾配値）を下式（４）により算出するとともに、勾配ＤＩｆｃの符号を判定する。
【数４】
2019091545.tif 000006
【００４９】
そして、勾配ＤＩｆｃの符号が反転した場合において、その前後で同一符号の状態が判定回数Ｎｊｕｄ（所定回数）以上、継続したか否かを判別する。そして、符号の反転前後に同一符号の状態が判定回数Ｎｊｕｄ以上、継続した場合（図８参照）において、勾配ＤＩｆｃの符号が正から負に反転したときには、その反転時のフィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆを極大電流値Ｉｆｃ＿ｍａｘ（極大値）に設定する。
【００５０】
この極大電流値Ｉｆｃ＿ｍａｘを算出するときの反転時のフィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆとしては、符号が反転したときの勾配ＤＩｆｃの算出式（４）における今回値Ｉｆｃ＿Ｆ（ｋ）及び前回値Ｉｆｃ＿Ｆ（ｋ−１）のうちの大きい方の値を用いる。なお、反転時のフィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆとして、フィルタ値の今回値Ｉｆｃ＿Ｆ（ｋ）と前回値Ｉｆｃ＿Ｆ（ｋ−１）の中間値を用いてもよい。
【００５１】
一方、上記とは逆に、勾配ＤＩｆｃの符号が負から正に反転したときには、その反転時のフィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆを極小電流値Ｉｆｃ＿ｍｉｎ（極小値）に設定する。この極小電流値Ｉｆｃ＿ｍｉｎを算出するときの反転時のフィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆとしては、符号が反転したときの勾配ＤＩｆｃの算出式（４）における今回値Ｉｆｃ＿Ｆ（ｋ）及び前回値Ｉｆｃ＿Ｆ（ｋ−１）のうちの小さい方の値を用いる。なお、反転時のフィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆとして、フィルタ値の今回値Ｉｆｃ＿Ｆ（ｋ）と前回値Ｉｆｃ＿Ｆ（ｋ−１）の中間値を用いてもよい。
【００５２】
また、上述した判定回数Ｎｊｕｄは、周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄに応じて、図９に示すマップを検索することにより算出される。同図のωは所定値であり、同図に示すように、判定回数Ｎｊｕｄは、周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄが小さいほど、それに反比例して、より大きい値に設定されている。これは、前述したように、重畳正弦波値Ｕｓｉｎは、周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄが小さいほど、より低い周波数の値として生成されるので、それに対応して、判定回数Ｎｊｕｄをより多い回数に設定するためである。
【００５３】
次いで、最終的に、下式（５）により、振幅Ａａｃが算出される。
【数５】
2019091545.tif 000007
【００５４】
さらに、前述した減算器５８では、目標振幅Ａａｃ＿ｃｍｄから振幅Ａａｃを減算することにより、振幅偏差ＤＡａｃ（＝Ａａｃ＿ｃｍｄ−Ａａｃ）が算出される。この目標振幅Ａａｃ＿ｃｍｄは、第１ＥＣＵ１１において、制御用データとして、車両３の動作状態に応じて設定される。
【００５５】
次いで、前述した振幅ＦＢコントローラ５４では、振幅偏差ＤＡａｃが値０に収束するように、所定のフィードバック制御アルゴリズム（例えば、ＰＩＤ制御アルゴリズム）により、振幅ＦＢ入力Ｕｆｂ＿ａが算出される。
【００５６】
一方、前述した減算器５９では、目標電圧Ｖｆｃ＿ｃｍｄから電圧Ｖｆｃを減算することにより、電圧偏差ＤＶｆｃ（＝Ｖｆｃ＿ｃｍｄ−Ｖｆｃ）が算出される。この目標電圧Ｖｆｃ＿ｃｍｄは、第１ＥＣＵ１１において、制御用データとして、車両３の動作状態に応じて設定される。
【００５７】
次いで、前述した電圧ＦＢコントローラ５５では、電圧偏差ＤＶｆｃが値０に収束するように、所定のフィードバック制御アルゴリズム（例えば、ＰＩＤ制御アルゴリズム）により、電圧ＦＢ入力Ｕｆｂ＿ｖが算出される。
【００５８】
また、前述した加算器６０では、下式（６）により、最終制御入力Ｕａｃが算出される。
【数６】
2019091545.tif 000008
【００５９】
さらに、前述したデューティ信号値算出部５６では、三角波比較などの方式により、最終制御入力Ｕａｃに対応するデューティ比を備えたデューティ信号値Ｕｄｕｔｙが算出される。
【００６０】
そして、以上のように算出されたデューティ信号値Ｕｄｕｔｙがコンバータ２２に供給されることにより、燃料電池装置１０の発生電圧Ｖｆｃが目標電圧Ｖｆｃ＿ｃｍｄになるようにフィードバック制御されるとともに、電流Ｉｆｃの振幅Ａａｃが目標振幅Ａａｃ＿ｃｍｄになるようにフィードバック制御される。また、これに伴って、重畳正弦波値Ｕｓｉｎを成分として含む交流成分を電流Ｉｆｃに重畳した交流電流（交流信号）が、コンバータ２２で生成される（交流重畳）。そして、この交流重畳の実行中における電流Ｉｆｃ及び電圧Ｖｆｃに基づいて、後述するように、交流インピーダンス法により、燃料電池装置１０のインピーダンスＺｆｃが算出される。
【００６１】
次に、図１０を参照しながら、交流重畳制御処理について説明する。この交流重畳制御処理は、燃料電池装置１０のインピーダンスＺｆｃの算出を目的として、コンバータ２２において交流成分を電流Ｉｆｃに重畳した交流電流を生成するために、コンバータ２２に供給するデューティ信号値Ｕｄｕｔｙを算出するものであり、第２ＥＣＵ２１によって前述した制御周期ΔＴｋで実行される。なお、以下の説明において算出／サンプリングされる各種の値は、第２ＥＣＵ２１のＲＡＭ内に記憶されるものとする。
【００６２】
同図に示すように、まず、ステップ１（図では「Ｓ１」と略す。以下同じ）で、交流重畳制御処理の実行条件が成立しているか否かを判別する。この場合、燃料電池装置１０などが交流重畳制御処理を実行可能な動作状態にあるときに、交流重畳制御処理の実行条件が成立していると判別される。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。
【００６３】
一方、ステップ１の判別結果がＹＥＳのときには、ステップ２に進み、重畳正弦波算出処理を実行する。この重畳正弦波算出処理は、重畳正弦波値Ｕｓｉｎを算出するものであり、具体的には、図１１に示すように実行される。
【００６４】
同図に示すように、まず、ステップ２０で、前述したように、図４（ａ）のマップのデータを周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄに応じて読み出すことにより、基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂを算出する。
【００６５】
次いで、ステップ２１に進み、前述したように、昇圧率Ｒ、電流指令値Ｉｆｃ＿ｃｍｄ及び動作相数Ｎｐｈに応じて、図示しないマップを検索することにより、重畳振幅Ａ＿ｍａｐを算出する。
【００６６】
次に、ステップ２２で、重畳正弦波値Ｕｓｉｎを基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂと重畳振幅Ａ＿ｍａｐの積に設定した後、本処理を終了する。
【００６７】
図１０に戻り、ステップ２で以上のように重畳正弦波値Ｕｓｉｎを算出した後、ステップ３に進み、今回が交流重畳制御処理の実行条件が成立した１回目の制御タイミングであるか否かを判別する。
【００６８】
このステップ３の判別結果がＹＥＳで、今回が交流重畳制御処理の実行条件が成立した１回目の制御タイミングであるときには、ステップ４に進み、電圧ＦＢ入力Ｕｆｂ＿ｖを値０に設定する。
【００６９】
次いで、ステップ５に進み、振幅ＦＢ入力Ｕｆｂ＿ａを値０に設定した後、ステップ６に進み、最終制御入力Ｕａｃを重畳正弦波値Ｕｓｉｎと電圧ＦＢ入力Ｕｆｂ＿ｖ振幅ＦＢ入力Ｕｆｂ＿ａの和に設定する。
【００７０】
次に、ステップ７で、最終制御入力Ｕａｃに応じて、図示しないマップを検索することにより、デューティ信号値Ｕｄｕｔｙを算出した後、本処理を終了する。
【００７１】
一方、前述したステップ３の判別結果がＮＯで、前回以前の制御タイミングにおいて交流重畳制御処理の実行条件が成立していたときには、ステップ８に進み、電圧偏差ＤＶｆｃを目標電圧Ｖｆｃ＿ｃｍｄと電圧Ｖｆｃとの偏差（Ｖｆｃ＿ｃｍｄ−Ｖｆｃ）に設定する。
【００７２】
次いで、ステップ９に進み、電圧偏差ＤＶｆｃが値０に収束するように、所定のフィードバック制御アルゴリズムを用いて、電圧ＦＢ入力Ｕｆｂ＿ｖを算出する。
【００７３】
次に、ステップ１０で、振幅ＦＢ条件が成立しているか否かを判別する。この場合、後述するステップ４２で、振幅Ａａｃの更新が実行された以降、振幅ＦＢ条件が成立したと判別される。この判別結果がＮＯのときには、前述したように、ステップ５〜７を実行した後、本処理を終了する。
【００７４】
一方、ステップ１０の判別結果がＹＥＳで、振幅ＦＢ条件が成立しているときには、ステップ１１に進み、振幅偏差ＤＡａｃを目標振幅Ａａｃ＿ｃｍｄと振幅Ａａｃとの偏差（Ａａｃ＿ｃｍｄ−Ａａｃ）に設定する。
【００７５】
次いで、ステップ１２に進み、振幅偏差ＤＡａｃが値０に収束するように、所定のフィードバック制御アルゴリズムを用いて、振幅ＦＢ入力Ｕｆｂ＿ａを算出する。
【００７６】
次に、前述したように、ステップ６〜７を実行した後、本処理を終了する。以上のように、交流重畳制御処理が実行されると、デューティ信号値Ｕｄｕｔｙがコンバータ２２に供給されることにより、燃料電池装置１０の発生電圧Ｖｆｃが目標電圧Ｖｆｃ＿ｃｍｄになるようにフィードバック制御されるとともに、電流Ｉｆｃの振幅Ａａｃが目標振幅Ａａｃ＿ｃｍｄになるようにフィードバック制御される。また、これに伴って、重畳正弦波値Ｕｓｉｎを成分として含む交流成分を電流Ｉｆｃに重畳した交流電流がコンバータ２２で生成される（交流重畳）。
【００７７】
次に、図１２を参照しながら、振幅算出処理について説明する。この振幅算出処理は、燃料電池装置１０の電流Ｉｆｃの振幅Ａａｃを算出するものであり、第２ＥＣＵ２１によって前述した制御周期ΔＴｋで実行される。
【００７８】
同図に示すように、まず、ステップ３０で、振幅算出処理の実行条件が成立しているか否かを判別する。この場合、例えば、前述した交流重畳制御処理が実行中で、その実行開始からの経過時間が所定値以上であるときに、振幅算出処理の実行条件が成立していると判別される。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。
【００７９】
一方、ステップ３０の判別結果がＹＥＳで、振幅算出処理の実行条件が成立しているときには、ステップ３１に進み、今回が交流重畳制御処理の実行条件が成立した１回目の制御タイミングであるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、前回以前の制御タイミングにおいて振幅算出処理の実行条件が成立していたときには、後述するステップ３４に進む。
【００８０】
一方、ステップ３１の判別結果がＹＥＳで、今回が交流重畳制御処理の実行条件が成立した１回目の制御タイミングであるときには、ステップ３２に進み、周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄに応じて、前述した図７のマップを検索することにより、時定数Ｔｄを算出する。
【００８１】
次いで、ステップ３３に進み、周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄに応じて、前述した図９のマップを検索することにより、判定回数Ｎｊｕｄを算出する。
【００８２】
以上のステップ３１又は３３に続くステップ３４で、前述した式（１）〜（３）により、フィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆを算出する。
【００８３】
次いで、ステップ３５に進み、前述した式（４）により、勾配ＤＩｆｃを算出する。
【００８４】
次に、ステップ３６で、振幅Ａａｃの算出条件が成立しているか否かを判別する。この場合、以下に述べる条件（ｆ１）〜（ｆ３）がいずれも成立しているときに、振幅Ａａｃの算出条件が成立していると判別される。
（ｆ１）勾配ＤＩｆｃの符号が反転したこと。
（ｆ２）勾配ＤＩｆｃの符号反転前の算出結果において、同一符号の算出値が判定回数Ｎｊｕｄ以上継続して存在すること。
（ｆ３）勾配ＤＩｆｃの符号反転以降の算出結果において、同一符号の算出値が判定回数Ｎｊｕｄ以上継続して存在すること。
【００８５】
このステップ３６の判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ３６の判別結果がＹＥＳで、振幅Ａａｃの算出条件が成立しているときには、ステップ３７に進み、ＤＩｆｃ＜０が成立しているか否かを判別する。
【００８６】
この判別結果がＹＥＳで、勾配ＤＩｆｃが負値であるときには、ステップ３８に進み、極大電流値Ｉｆｃ＿ｍａｘを算出する。具体的には、前述したように、極大電流値Ｉｆｃ＿ｍａｘを勾配ＤＩｆｃの符号反転時のフィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆに設定する。
【００８７】
一方、ステップ３７の判別結果がＮＯで、勾配ＤＩｆｃが正値であるときには、ステップ３９に進み、極小電流値Ｉｆｃ＿ｍｉｎを算出する。具体的には、前述したように、極小電流値Ｉｆｃ＿ｍｉｎを勾配ＤＩｆｃの符号反転時のフィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆに設定する。
【００８８】
以上のステップ３８又は３９に続くステップ４０で、２つの値Ｉｆｃ＿ｍａｘ，Ｉｆｃ＿ｍｉｎを算出済みであるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。
【００８９】
一方、ステップ４０の判別結果がＹＥＳで、２つの値Ｉｆｃ＿ｍａｘ，Ｉｆｃ＿ｍｉｎを算出済みであるときには、ステップ４１に進み、前述した式（５）により、振幅Ａａｃを算出する。
【００９０】
次に、ステップ４２で、ＲＡＭ内の振幅Ａａｃをステップ４１の算出値に更新した後、本処理を終了する。
【００９１】
次に、図１３を参照しながら、インピーダンス算出処理について説明する。このインピーダンス算出処理は、燃料電池装置１０の燃料電池スタックのインピーダンスＺｆｃを算出するものであり、第２ＥＣＵ２１によって前述した制御周期ΔＴｋで実行される。
【００９２】
同図に示すように、まず、ステップ５０で、インピーダンス算出処理の実行条件が成立しているか否かを判別する。この場合、例えば、前述した交流重畳制御処理が実行中で、その実行開始からの経過時間が所定値以上であるときに、振幅算出処理の実行条件が成立していると判別される。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。
【００９３】
一方、ステップ５０の判別結果がＹＥＳで、インピーダンス算出処理の実行条件が成立しているときには、ステップ５１に進み、電圧Ｖｆｃをサンプリングする。
【００９４】
次いで、ステップ５２に進み、電流Ｉｆｃをサンプリングする。
【００９５】
ステップ５２に続くステップ５３で、電圧Ｖｆｃ及び電流Ｉｆｃのサンプリング値に基づき、交流インピーダンス法により、インピーダンスＺｆｃを算出した後、本処理を終了する。以上のように算出されたインピーダンスＺｆｃは、第２ＥＣＵ２１から第１ＥＣＵ１１に出力される。
【００９６】
次に、図１４を参照しながら、ＦＣ加湿制御処理について説明する。このＦＣ加湿制御処理は、水素ポンプを介して、燃料電池スタックに供給される水素量、及びエアーポンプを介して供給される空気量を制御するものであり、第１ＥＣＵ１１によって所定の制御周期で実行される。
【００９７】
同図に示すように、まず、ステップ６０で、ＦＣ加湿制御処理の実行条件が成立しているか否かを判別する。このＦＣ加湿制御処理の実行条件の成立の可否は、燃料電池装置１０及び車両３の動作状態に基づいて実行される。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。
【００９８】
一方、ステップ６０の判別結果がＹＥＳで、ＦＣ加湿制御処理の実行条件が成立しているときには、ステップ６１に進み、第２ＥＣＵ２１から入力されたインピーダンスＺｆｃを読み込む。
【００９９】
次いで、ステップ６２に進み、インピーダンスＺｆｃがその目標値Ｚｆｃ＿ｃｍｄになるように、加湿量ＡＤＤ＿Ｗを算出する。
【０１００】
次に、ステップ６３で、加湿制御処理を実行する。具体的には、加湿量ＡＤＤ＿Ｗに応じて、図示しないマップを検索することにより、制御入力値を算出し、これに対応する制御入力信号を水素ポンプ及びエアーポンプに供給する。それにより、燃料電池スタックのインピーダンスＺｆｃが目標値Ｚｆｃ＿ｃｍｄになるように制御される。以上のように、ステップ６３で、加湿制御処理を実行した後、本処理を終了する。
【０１０１】
以上のように、本実施形態の制御装置１によれば、基準正弦波値算出部５０において、第２ＥＣＵ２１のＲＯＭ内に記憶されている基準正弦波値マップ（図４（ａ）参照）の１組のデータ群を用いて、互いに異なるｎ個の周波数Ｚ（Ｈｚ）〜ｎＺ（Ｈｚ）をそれぞれ備えたｎ個の基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂが算出可能に構成されているとともに、周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄに基づいて、Ｚ〜ｎＺ（Ｈｚ）のいずれかの周波数を備えた基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂが選択的に算出される。その際、Ｆｒ＿ｃｍｄ＝１のときには、基準正弦波値マップのデータをそのまま読み出すことにより、Ｚ（Ｈｚ）の周波数を備えた基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂが算出され、Ｆｒ＿ｃｍｄ＝２〜ｎのときには、図４（ａ）のデータ群から１〜ｎ−１個ずつ周期的に間引くことによって、Ｆｒ＿ｃｍｄ＝１のときの２〜ｎ倍の周波数の基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂが算出されるので、ｎ個の基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂを算出する際の演算負荷を低減することができる。
【０１０２】
これに加えて、第２ＥＣＵ２１のＲＯＭは、基準正弦波値マップにおける１組のデータ群のみを記憶できる容量を備えていればよいので、その記憶容量を低減することができる。さらに、他の制御装置に機能を移植する場合に、多数のデータを移植せずに済むことにより移植を容易に行えるため、その汎用性を高めることができる。以上により、演算負荷及び記憶容量を低減しながら、汎用性を高め、互いに異なるｎ個の周波数を備えた基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂを算出することができ、商品性を向上させることができる。
【０１０３】
また、交流重畳制御処理の実行中、基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂに重畳振幅Ａ＿ｍａｐを乗算することにより、重畳正弦波値Ｕｓｉｎが算出され、これを用いて算出したデューティ信号値Ｕｄｕｔｙがコンバータ２２に供給されることによって、重畳正弦波値Ｕｓｉｎを成分として含む交流成分を電流Ｉｆｃに重畳した交流電流が、コンバータ２２で生成される。そして、その状態において、電流センサ２３で、燃料電池装置１０が発生した電流Ｉｆｃを検出し、式（１）〜（３）の２次ローパスフィルタアルゴリズムを電流Ｉｆｃに適用することにより、フィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆが算出される。
【０１０４】
この場合、２次ローパスフィルタアルゴリズムにおける時定数Ｔｄは、周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄに応じて、前述した図７のマップを検索することにより算出されるので、２次ローパスフィルタのカット周波数は、周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄが大きいほど、より高周波域の値に設定されることになる。すなわち、重畳正弦波値Ｕｓｉｎの周波数が高いほど、ローパスフィルタのカット周波数がより高い値に設定されるので、フィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆを、高周波ノイズ分を適切にカットしながら、重畳正弦波値Ｕｓｉｎに起因する成分のみを電流Ｉｆｃから効率よく抽出した値として算出することができる。
【０１０５】
さらに、フィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆの勾配ＤＩｆｃを用いて、フィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆの極大電流値Ｉｆｃ＿ｍａｘ及び極小電流値Ｉｆｃ＿ｍｉｎが算出され、前者から後者を減算することにより、振幅Ａａｃが算出される。この場合、正値の勾配ＤＩｆｃが判定回数Ｎｊｕｄ以上、継続した状態から勾配ＤＩｆｃが負値に反転した以降、負値の勾配ＤＩｆｃが判定回数Ｎｊｕｄ以上、継続したときに、勾配ＤＩｆｃの符号反転時のフィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆが極大電流値Ｉｆｃ＿ｍａｘとして設定され、以上とは逆に、負値の勾配ＤＩｆｃが判定回数Ｎｊｕｄ以上、継続した状態から勾配ＤＩｆｃが正値に反転した以降、正値の勾配ＤＩｆｃが判定回数Ｎｊｕｄ以上、継続したときに、勾配ＤＩｆｃの符号反転時のフィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆが極小電流値Ｉｆｃ＿ｍｉｎに設定される。この判定回数Ｎｊｕｄは、図９に示すように、周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄが小さいほど、すなわち重畳正弦波値Ｕｓｉｎの周波数が低いほど、より大きい値に設定されるので、重畳正弦波値Ｕｓｉｎの周波数に応じて、振幅Ａａｃを精度よく取得することができる。
【０１０６】
さらに、振幅Ａａｃが目標振幅Ａａｃ＿ｃｍｄになるように、振幅ＦＢ入力Ｕｆｂ＿ａが算出され、これを用いて、燃料電池装置１０が制御される。以上のように、精度よく算出されたフィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆ及び振幅Ａａｃを用いて、燃料電池装置１０を制御することができ、その制御精度を向上させることができる。
【０１０７】
また、Ｚ〜ｎＺ（Ｈｚ）のいずれかの周波数を備えた基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂを選択的に用いて、インピーダンスＺｆｃが算出されるので、基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂとして、インピーダンスＺｆｃの算出に適した周波数を備えたものを選択することにより、インピーダンスＺｆｃの算出精度を向上させることができる。その結果、燃料電池装置１０の制御精度を向上させることができる。
【０１０８】
なお、実施形態は、車両用プラントとして、燃料電池装置１０を用いた例であるが、本発明の車両用プラントはこれに限らず、車両に搭載されたものであればよい。例えば、車両用プラントとして原動機を用いてもよい。
【０１０９】
また、実施形態は、車両用プラントの動作状態を表すパラメータとして、電流Ｉｆｃ又はインピーダンスＺｆｃを用いた例であるが、本発明はこれらに限らず、車両用プラントの動作状態を表すものであればよい。例えば、車両用プラントとして内燃機関を用いた場合には、その排ガスの空燃比や発生トルクなどを用いてもよい。
【０１１０】
さらに、実施形態は、所定のフィルタ処理として、式（１）〜（３）の２次ローパスフィルタアルゴリズムを用いた例であるが、本発明の所定のフィルタ処理はこれに限らず、所定の通過帯域を備えたものであればよい。例えば、１次ローパスフィルタアルゴリズム又はバントパスフィルタアルゴリズムを用いてもよく、その場合には、周波数指令値Ｆｒ＿ｃｍｄが大きいほど、１次ローパスフィルタアルゴリズムのカット周波数又はバントパスフィルタアルゴリズムの通過帯域の上限値を、より高い周波数に設定すればよい。
【０１１１】
一方、実施形態は、勾配値として、勾配ＤＩｆｃを用いた例であるが、本発明の勾配値はこれに限らず、勾配を表すものであればよい。例えば、勾配値として、勾配ＤＩｆｃに代えて、フィルタ値の今回値と前回値との偏差［Ｉｆｃ＿Ｆ（ｋ）−Ｉｆｃ＿Ｆ（ｋ−１）］を用いてもよい。
【０１１２】
また、勾配値としての勾配ＤＩｆｃを、前述した式（４）において、フィルタ値Ｉｆｃ＿Ｆに代えて、電流Ｉｆｃを代入することにより算出してもよい。
【０１１３】
さらに、実施形態は、周期関数値として、基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂを用いた例であるが、これに代えて、基準正弦波値Ｕｓｉｎ＿ｂに対して位相を９０゜ずらした余弦波値を用いてもよい。
【０１１４】
一方、実施形態は、燃料電池装置１０を４輪車両に適用した例であるが、これに代えて、燃料電池装置１０を３輪以下の車両や、５輪以上の車両に適用してもよい。
【０１１５】
また、実施形態は、１つの電流センサ２３及び１つの電圧センサ２４を用いて、燃料電池装置１０の燃料電池スタック全体のインピーダンスＺｆｃを算出した例であるが、これらに代えて、複数の電流センサ及び／又は複数の電圧センサなどを用い、燃料電池スタックの複数部位におけるインピーダンスを測定するように構成してもよい。
【０１１６】
このように構成した場合、燃料電池スタックの複数部位のいずれかにおいて不具合が発生しているときに、複数のインピーダンスを用いて、その不具合発生箇所を適切に特定することができる。また、例えば、ＦＣ加湿制御処理を、複数部位のインピーダンスの平均値が目標値Ｚｆｃ＿ｃｍｄになるように実行してもよい。
【０１１７】
さらに、実施形態では、第２ＥＣＵ２１によりインピーダンスＺｆｃを算出するとともに、算出したＺｆｃを第１ＥＣＵ１１に出力しているが、第１ＥＣＵ１１により電流Ｉｆｃ及び発生電圧Ｖｆｃを用いてインピーダンスＺｆｃを算出してもよい。また、実施形態では、発生電圧Ｖｆｃと目標電圧Ｖｆｃ＿ｃｍｄを用いた電圧フィードバック制御（ステップ６及び７）を行っているが、電流ＩＦｃと電流指令値Ｉｆｃ＿ｃｍｄを用いた電流フィードバック制御を行ってもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
１  制御装置
３  車両
１０  燃料電池装置（車両用プラント）
１１  第１ＥＣＵ（第３制御手段）
２１  第２ＥＣＵ（記憶手段、周期関数値生成手段、サンプリング手段、振幅取得手段        、第１制御手段、フィルタ値算出手段、第２制御手段、インピーダンス取得手段        ）
２２  コンバータ（交流信号生成手段）
２３  電流センサ（サンプリング手段）
５０  基準正弦波値算出部（記憶手段、周期関数値生成手段）
５２  フィルタ値算出部（フィルタ値算出手段）
５３  振幅算出部（振幅取得手段）
Ｕｓｉｎ＿ｂ  基準正弦波値（周期関数値、選択周期関数値）
ΔＴｋ  制御周期（サンプリング周期）
Ｉｆｃ  電流（車両用プラントの出力、交流信号値）
Ｉｆｃ＿Ｆ  フィルタ値
ＤＩｆｃ  勾配（勾配値）
Ｎｊｕｄ  判定回数（所定回数）
Ａａｃ  振幅
Ｉｆｃ＿ｍａｘ  極大電流値（極大値）
Ｉｆｃ＿ｍｉｎ  極小電流値（極小値）
Ｚｆｃ  インピーダンス
Ｚｆｃ＿ｃｍｄ  目標値
【図１】
2019091545.tif 000009
【図２】
2019091545.tif 000010
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2019091545.tif 000016
【図９】
2019091545.tif 000017
【図１０】
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【図１１】
2019091545.tif 000019
【図１２】
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【図１３】
2019091545.tif 000021
【図１４】
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