(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次側電圧である燃料電池電圧を発生する燃料電池と、
他の１次側電圧である蓄電装置電圧を発生する蓄電装置と、
２次側電圧が供給され負荷を駆動する負荷駆動部と、
前記蓄電装置と前記負荷駆動部との間に配され、前記蓄電装置電圧と前記２次側電圧との間で電圧を変換する第１コンバータと、
前記燃料電池と前記負荷駆動部との間に配され、前記燃料電池電圧と前記２次側電圧との間で電圧を変換する第２コンバータと、
を備える燃料電池システムの制御方法であって、
前記第１コンバータを停止状態にし、前記蓄電装置と前記負荷駆動部とを直結状態に制御するとともに、前記第２コンバータを昇圧状態に制御した状態で、
前記燃料電池の発電電力によって前記蓄電装置のＳＯＣが閾値以上となった場合に、
前記第２コンバータを昇圧状態から停止状態に変更するとともに、前記第１コンバータを停止状態から昇圧状態に変更して、前記２次側電圧が前記負荷の要求電力に基づく前記負荷駆動部の要求電圧に追従せず、前記燃料電池電圧よりも高くなるように前記第１コンバータを昇圧制御する２次側電圧昇圧工程
を有することを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
【請求項２】
１次側電圧である燃料電池電圧を発生する燃料電池と、
他の１次側電圧である蓄電装置電圧を発生する蓄電装置と、
２次側電圧が供給され負荷を駆動する負荷駆動部と、
前記蓄電装置と前記負荷駆動部との間に配され、前記蓄電装置電圧と前記２次側電圧との間で電圧を変換する第１コンバータと、
前記燃料電池と前記負荷駆動部との間に配され、前記燃料電池電圧と前記２次側電圧との間で電圧を変換する第２コンバータと、
を備える燃料電池システムの制御方法であって、
前記負荷の要求電力に応じて、前記２次側電圧を前記第１コンバータにより設定する２次側電圧設定工程と、
前記燃料電池の出力を遮断する場合に、前記負荷の要求電力の低下及び／又は前記負荷の回生電力に基づき、前記２次側電圧が降下し、且つ前記燃料電池電圧が開回路電圧に到達するまでの間において、降下している前記２次側電圧を前記第１コンバータにより一時的に固定する２次側電圧一時固定工程と、
を有することを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料電池システムの制御方法において、
さらに、前記蓄電装置のＳＯＣを検出するＳＯＣ検出工程を備え、
検出された前記ＳＯＣが、ＳＯＣ閾値以上の場合に、前記２次側電圧一時固定工程を行う
ことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の燃料電池システムの制御方法において、
前記２次側電圧の降下が前記負荷の回生電力による降下である場合に、前記２次側電圧一時固定工程は、
前記負荷の回生電力が終了するまで継続する
ことを特徴とする燃料電池システムの制御方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の制御方法を実施する燃料電池自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池と蓄電装置の並列電源により負荷を駆動する燃料電池システムの制御方法、前記負荷が走行用のモータである場合の燃料電池自動車の制御方法、及び前記各制御方法を実施する燃料電池車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、燃料電池電圧を燃料電池用コンバータで昇圧すると共に、蓄電装置電圧を蓄電装置用コンバータで昇圧して合成し、合成電力によりインバータを通じて車両用モータを駆動する燃料電池自動車が開示されている（特許文献１の［００１９］、［００２０］）。
【０００３】
特許文献１の［００３１］には、車両用モータの急停止時に燃料電池用コンバータを停止して、燃料電池とインバータとを電気的に直結状態にすることが開示されている。さらに、この直結状態では、通常、インバータ端電圧が燃料電池の開回路電圧（ＯＣＶ：Ｏｐｅｎ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）よりはるかに高くなるので、燃料電池の発電が行われなくなり、結果として、余剰発電電力が蓄電装置用コンバータを通じて蓄電装置に向かわなくなり、蓄電装置用コンバータやインバータに対する悪影響も低減できると開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２０５７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、燃料電池のＯＣＶは、一定ではなく、燃料電池の劣化量や温度により変化する。このため、燃料電池とインバータとを電気的に直結状態にしたとしても、インバータ端電圧が燃料電池のＯＣＶまで上昇しない場合があることが分かった。
【０００６】
例えば、環境温度が、氷点下等の低温状態になると、固体高分子型燃料電池、いわゆるＰＥＭ型の燃料電池では、掃気によって電解質膜の湿度が低下して、ＯＣＶが上昇することが知られている。
【０００７】
インバータ端電圧が燃料電池のＯＣＶまで上昇しない場合には、燃料電池電圧が、直結状態になっているインバータ端電圧に引きずられてしまう結果、燃料電池の電力を遮断することができなくなる事態が発生する。
【０００８】
この場合、燃料電池の余剰の発電電力が蓄電装置用コンバータを通じて蓄電装置に向かってしまい、蓄電装置用コンバータに対する悪影響並びに蓄電装置の過充電による劣化を誘発する可能性が残る。
【０００９】
特許文献１の［００３２］には、モータが急停止した状態において、インバータ端電圧が燃料電池のＯＣＶより低い状態であれば、インバータ端電圧を指示する指令値をＯＣＶ以上の値に変更する制御を行ってもよいとも記載されている。
【００１０】
しかしながら、モータの急停止時でなくとも、燃料電池の余剰発電電力が蓄電装置の過充電を招くおそれがあるが、このような課題について特許文献１には何らの示唆がなく、その解決手段についての開示もない。
【００１１】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、燃料電池の余剰発電電力による蓄電装置の過充電等を防止することを可能とする燃料電池システムの制御方法、燃料電池自動車の制御方法及び燃料電池自動車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】
【００１２】
この発明に係る燃料電池システムの制御方法は、１次側電圧である燃料電池電圧を発生する燃料電池と、他の１次側電圧である蓄電装置電圧を発生する蓄電装置と、２次側電圧が供給され負荷を駆動する負荷駆動部と、前記蓄電装置と前記負荷駆動部との間に配され、前記蓄電装置電圧と前記２次側電圧との間で電圧を変換する第１コンバータと、前記燃料電池と前記負荷駆動部との間に配され、前記燃料電池電圧と前記２次側電圧との間で電圧を変換する第２コンバータと、を備える燃料電池システムの制御方法であって、前記負荷の要求電力の変化に追従させず、前記２次側電圧を、前記燃料電池電圧よりも高くなるように前記第１コンバータを制御する２次側電圧昇圧工程、を有する。
【００１３】
この発明によれば、２次側電圧である負荷駆動部端電圧を燃料電池電圧よりも高くすることで燃料電池からの出力を遮断することができる。これにより、燃料電池の余剰発電電力による蓄電装置の過充電等を防止できる。
【００１４】
また、前記２次側電圧昇圧工程の前に、前記蓄電装置が、前記燃料電池の発電電力での充電が好ましい状況にあるか否かを判定する蓄電装置充電状況判定工程を有し、前記燃料電池の発電電力での前記蓄電装置への充電が好ましい状況にないと判定した場合に、前記２次側電圧昇圧工程を実施することで、燃料電池の発電電力による蓄電装置への充電を遮断することができる。
【００１５】
より具体的に、前記蓄電装置充電状況判定工程では、前記蓄電装置のＳＯＣを検出し、検出された前記ＳＯＣが、ＳＯＣ閾値以上の場合に、前記２次側電圧昇圧工程を行うことが好ましい。
【００１６】
蓄電装置のＳＯＣがＳＯＣ閾値以上の場合には、蓄電装置への充電が無駄になる可能性又は蓄電装置が過充電になる可能性がある。このような場合に、２次側電圧を昇圧することで、そのような可能性が払拭され、且つ燃料電池システムの燃費（電力効率）が低減することを防止できる。
【００１７】
この場合、前記第１コンバータを、前記２次側電圧昇圧工程の開始前には停止状態にし、前記蓄電装置を前記負荷駆動部と直結状態にしておくことで、システム効率を向上させることができる。
【００１８】
さらに、前記２次側電圧が前記燃料電池電圧よりも高くなるように前記第１コンバータを制御する前に、発電電流をゼロ値に設定する発電電流ゼロ値設定工程を設けることが好ましい。発電電流をゼロ値に設定することで、燃料電池電圧がＯＣＶ（開回路電圧）になり、燃料電池からの出力を確実に遮断することができる。
【００１９】
この発明に係る燃料電池システムの制御方法は、１次側電圧である燃料電池電圧を発生する燃料電池と、他の１次側電圧である蓄電装置電圧を発生する蓄電装置と、２次側電圧が供給され負荷を駆動する負荷駆動部と、前記蓄電装置と前記負荷駆動部との間に配され、前記蓄電装置電圧と前記２次側電圧との間で電圧を変換する第１コンバータと、前記燃料電池と前記負荷駆動部との間に配され、前記燃料電池電圧と前記２次側電圧との間で電圧を変換する第２コンバータと、を備える燃料電池システムの制御方法であって、前記負荷の要求電力に応じて、前記２次側電圧を前記第１コンバータにより設定する２次側電圧設定工程と、前記負荷の要求電力の低下及び／又は前記負荷の回生電力に基づき、前記２次側電圧が降下している時に、降下している前記２次側電圧を前記第１コンバータにより一時的に固定する２次側電圧一時固定工程と、を有する。
【００２０】
この発明によれば、２次側電圧を一時的に固定することで燃料電池の電力が引き出される可能性を少なくし、燃料電池の制御性を向上させることができる。
【００２１】
この場合、さらに、前記蓄電装置のＳＯＣを検出するＳＯＣ検出工程を備え、検出された前記ＳＯＣが、ＳＯＣ閾値以上の場合に、前記２次側電圧一時固定工程を行うようにすることが好ましい。蓄電装置のＳＯＣがＳＯＣ閾値以上の場合には、蓄電装置への充電が無駄になる可能性又は蓄電装置が過充電になる可能性がある。このような場合に、２次側電圧を一時的に固定することで、蓄電装置の過充電を防止しつつ燃料電池システムの燃費（電力効率）を低減することができる。
【００２２】
ここで、前記２次側電圧の降下が前記負荷の回生電力による降下である場合に、前記２次側電圧一時固定工程は、前記負荷の回生電力が終了するまで継続することが好ましい。これにより、蓄電装置の過充電の可能性を低下させることができる。
【００２３】
この発明に係る燃料電池自動車の制御方法は、１次側電圧である燃料電池電圧を発生する燃料電池と、他の１次側電圧である蓄電装置電圧を発生する蓄電装置と、２次側電圧が供給され、走行用の動力を発生するモータを駆動するモータ駆動部と、前記蓄電装置と前記モータ駆動部との間に配され、前記蓄電装置電圧と前記２次側電圧との間で電圧を変換する第１コンバータと、前記燃料電池と前記モータ駆動部との間に配され、前記燃料電池電圧と前記２次側電圧との間で電圧を変換する第２コンバータと、を備える燃料電池自動車の制御方法であって、前記燃料電池自動車が減速状態にあるか否かを判定する減速判定工程と、前記燃料電池自動車が減速状態にあるとき、前記２次側電圧を、前記燃料電池電圧よりも高くなるように、前記第１コンバータを制御する２次側電圧昇圧工程と、を有する。
【００２４】
この発明によれば、通常、燃料電池自動車の減速時には余剰となった燃料電池電力により蓄電装置が充電される。このため、燃料電池電力を発生し続けると蓄電装置が過充電になる可能性がある。このような場合に、２次側電圧であるモータ駆動部端電圧を燃料電池電圧よりも高くすることで燃料電池からの出力を遮断でき、蓄電装置の過充電を防止することができる。
【００２５】
上記いずれかの制御方法を実施する燃料電池自動車もこの発明に含まれる。
【発明の効果】
【００２６】
この発明によれば、燃料電池の余剰発電電力による蓄電装置の過充電を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の実施形態に係る燃料電池自動車の概略構成図である。
【図２】図１中のＦＣコンバータとＢＡＴコンバータの動作説明表図である。
【図３】燃料電池スタックのＩＶ特性図である。
【図４】第１実施例の動作説明に供されるタイムチャートである。
【図５】第１実施例の動作説明に供されるフローチャートである。
【図６】第１実施例の変形例の動作説明に供されるタイムチャートである。
【図７】第１実施例の変形例の動作説明に供されるフローチャートである。
【図８】第２実施例の動作説明に供されるタイムチャートである。
【図９】第２実施例の動作説明に供されるフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、この発明に係る制御方法について、これを実施する燃料電池自動車との関係において、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１は、この実施形態に係る燃料電池自動車１０（以下、「ＦＣ自動車」又は「車両１０」ともいう。）の概略構成図を示している。
【００３０】
なお、燃料電池システムの負荷が走行用のモータ１２（以下、「走行モータ１２」、「駆動モータ１２」又は、単に「モータ１２」という。）である場合の燃料電池システムをＦＣ自動車１０という。負荷が走行用以外のモータである工場用施設等のプラント等にこの実施形態に係る燃料電池システムを適用することができる。
【００３１】
ＦＣ自動車１０は、駆動系１０００、燃料電池系（以下、「ＦＣ系」ともいう。）２０００、バッテリ系３０００、補機系４０００、及びこれらを制御する電子制御装置５０（以下「ＥＣＵ５０」ともいう。）を備える。なお、煩雑さの回避のためにＥＣＵ５０の各構成要素に対する配線（信号線等）を省略している。
【００３２】
この場合、燃料電池系２０００及びバッテリ系３０００は、基本的に、車両１０全体の並列的な電源装置として機能する。駆動系１０００及び補機系４０００は、基本的に、前記電源装置（燃料電池系２０００及びバッテリ系３０００）から供給される電力を消費する負荷として機能する。
【００３３】
駆動系１０００は、走行モータ１２と、負荷の一部としても機能する負荷駆動部（モータ駆動部）としてのインバータ１４と、を有する。
【００３４】
ＦＣ系２０００は、電源装置である燃料電池スタック２０（以下「ＦＣ２０」という。）と、燃料電池コンバータ２４（以下「ＦＣコンバータ２４」という。）と、図示しない燃料タンク等の燃料ガス供給源及び酸化剤ガス供給源と、を有する。
【００３５】
ＦＣコンバータ２４は、チョッパ型のステップアップコンバータ（電圧昇圧変換器）である。ＦＣコンバータ２４は、図示しているように、例えば、チョークコイル（インダクタ）Ｌ１と、ダイオードＤ１と、スイッチング素子（トランジスタ）Ｓ１１と、平滑コンデンサＣ１１、Ｃ１２とから構成される。
【００３６】
バッテリ系３０００は、蓄電装置としてのバッテリ（以下「ＢＡＴ」ともいう。）３０と、バッテリコンバータ３４（以下「ＢＡＴコンバータ３４」ともいう。）と、を有する。
【００３７】
ＢＡＴコンバータ３４は、チョッパ型のステップアップダウンコンバータ（電圧昇降圧変換器）である。ＢＡＴコンバータ３４は、図示しているように、例えば、チョークコイル（インダクタ）Ｌ２と、ダイオードＤ２、Ｄ２１と、スイッチング素子（トランジスタ）Ｓ２１、Ｓ２２と、平滑コンデンサＣ２１、Ｃ２２とから構成される。
【００３８】
補機系４０００は、それぞれ図示はしないが、高電圧系のＦＣ２０用の酸化剤ガス供給源としてのエアポンプ、空調用のエアコンディショナ、及び低圧電圧系の灯火器類、低圧蓄電装置（低圧電源）等とから構成される補機（ＡＵＸ）５２を有する。
【００３９】
ＦＣ２０及びバッテリ３０から供給される電力により駆動系１０００が負荷として駆動されると、モータ１２は、走行用の動力である駆動力を発生する。当該駆動力によりトランスミッション（不図示）を通じて車輪（不図示）が回転され、ＦＣ自動車１０が走行する。
【００４０】
インバータ１４は、双方向動作する直流交流変換器である。ＦＣ自動車１０の力行時には、インバータ１４は、ＦＣ２０及び／又はバッテリ３０によりインバータ１４の入力端に発生した直流電圧であるインバータ端電圧（負荷端電圧）Ｖｉｎｖ及びインバータ端電流Ｉｉｎｖ（力行電流Ｉｉｎｖｄ）を３相の交流電圧及び交流電流に変換してモータ１２に印加する。
【００４１】
インバータ１４は、また、ＦＣ自動車１０の回生時｛図示しないアクセルペダルの開度（アクセルペダル開度）θｐがゼロ値の減速時｝に、モータ１２に発生した交流の回生電力を直流のインバータ端電圧Ｖｉｎｖ及びインバータ端電流Ｉｉｎｖ（回生電流Ｉｉｎｖｒ）に変換する。モータ１２が回生を行うことで発生した電力（回生電力）によりＢＡＴコンバータ３４を通じてバッテリ３０が充電される。
【００４２】
ＦＣコンバータ２４及びＢＡＴコンバータ３４の共通の２次側電圧であるインバータ端電圧Ｖｉｎｖは、電圧センサ６０により検出され、信号線（不図示）を介してＥＣＵ５０に出力される。インバータ１４の入力端電流であるインバータ端電流Ｉｉｎｖは、電流センサ６４により検出され、信号線（不図示）を介してＥＣＵ５０に出力される。
【００４３】
ＥＣＵ５０は、それぞれ図示していない入出力装置、演算装置（ＣＰＵを含む）及び記憶装置を備える。ＥＣＵ５０は、例えば、駆動系１０００用、ＦＣ系２０００用、バッテリ系３０００用、補機系４０００用、ＦＣコンバータ２４駆動用、ＢＡＴコンバータ３４駆動用、及び統括用の各ＥＣＵ（相互に通信可能に構成されている。）に分割して構成してもよい。
【００４４】
ＦＣ２０は、例えば、固体高分子電解質膜をアノード電極とカソード電極とで両側から挟み込んで形成された燃料電池セルを積層した構造を有する。ＦＣ２０の周辺には、前記燃料ガス供給源を含むアノード系、前記酸化剤ガス供給源を含むカソード系の他、冷却系等が含まれる。アノード系は、ＦＣ２０のアノードに対して水素（燃料ガス）を給排する。カソード系は、ＦＣ２０のカソードに対して酸素を含む空気（酸化剤ガス）を給排する。冷却系は、ＦＣ２０を冷却する。
【００４５】
ＦＣコンバータ２４は、ＦＣ２０とインバータ１４との間に配置される。ＦＣコンバータ２４は、１次側がＦＣ２０に接続され、２次側がインバータ１４を通じてモータ１２に接続されると共に、ＢＡＴコンバータ３４を通じてバッテリ３０に接続されている。
【００４６】
図２は、ＥＣＵ５０によるスイッチング素子Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ２２の駆動状態と、ＦＣコンバータ２４及びＢＡＴコンバータ３４の動作状態（昇圧時、直結時、降圧時）と、ＦＣコンバータ２４及びＢＡＴコンバータ３４の１次側電圧（ＦＣ電圧Ｖｆｃ、バッテリ電圧Ｖｂａｔ）及び２次側電圧（インバータ端電圧Ｖｉｎｖ）の大小関係と、を示す説明表７０を示している。
【００４７】
ＦＣコンバータ２４は、ＦＣ２０の出力電圧であるＦＣ電圧Ｖｆｃを昇圧｛スイッチング素子Ｓ１１をＯＮ／ＯＦＦ（ＯＮとＯＦＦを繰り返す意）のデューティ制御｝又は直結（スイッチング素子Ｓ１１をＯＦＦ）し、インバータ端電圧Ｖｉｎｖとして２次側（駆動系１０００を構成するインバータ１４側、補機５２側、及び／又はバッテリ３０側）に印加する。
【００４８】
一方、ＦＣ２０の遮断時に、ＦＣコンバータ２４は、スイッチング素子Ｓ１１がＯＦＦ状態にされ、インバータ端電圧ＶｉｎｖがＦＣ２０の開回路電圧（ＦＣ開回路電圧）ＶｆｃＯＣＶより高い状態にされる｛ダイオードＤ１は、遮断状態（ＯＦＦ状態）｝。
【００４９】
図３は、ＦＣ２０のＩＶ（電流電圧）特性９０を示している。ＩＶ特性９０は、ＦＣ電圧ＶｆｃがＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶより低下するに従い、ＦＣ電流Ｉｆｃが増加する特性となっている。また、ＩＶ特性９０は、ＦＣ電流Ｉｆｃが大きくなる（ＦＣ電圧Ｖｆｃが低くなる）ほど、ＦＣ電力Ｐｆｃが大きくなる特性になっている。例えば、ＦＣコンバータ２４の１次側電圧であるＦＣ電圧Ｖｆｃが指令電圧にされると、その指令電圧になるように、ＦＣコンバータ２４の昇圧比（Ｖｉｎｖ／Ｖｆｃ）が決定され、指令電圧となったＦＣ電圧Ｖｆｃに対応するＦＣ電流ＩｆｃがＩＶ特性９０に沿って流れ出す。
【００５０】
ＦＣコンバータ２４の１次側電圧であるＦＣ電圧Ｖｆｃは、ＦＣコンバータ２４の昇圧時には、Ｖｆｃ＜Ｖｉｎｖと、インバータ端電圧Ｖｉｎｖより低くなっている。
【００５１】
ＦＣコンバータ２４の直結時には、インバータ端電圧ＶｉｎｖがＦＣ電圧Ｖｆｃになり（正確には、Ｖｉｎｖ＝Ｖｆｃ−Ｖｄ１、Ｖｄ１は、ダイオードＤ１の順方向降下電圧）、ＦＣコンバータ２４のスイッチング損失がゼロ値になる。このため、ＦＣ自動車１０全体のシステム効率が増加する。
【００５２】
なお、ＦＣコンバータ２４の直結時に、ＦＣコンバータ２４の２次側電圧であるインバータ端電圧Ｖｉｎｖが、ＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶより高い電圧になったとき（Ｖｉｎｖ＞ＶｆｃＯＣＶ）には、ＦＣコンバータ２４は停止状態とされ、ＦＣ２０から流れでるＦＣ電流Ｉｆｃが、ゼロ値（Ｉｆｃ＝０）にされる。つまり、ＦＣ２０が遮断状態になる。
【００５３】
同様に、ＢＡＴコンバータ３４の直結時には、インバータ端電圧Ｖｉｎｖがバッテリ電圧Ｖｂａｔになり（正確には、Ｖｉｎｖ＝Ｖｂａｔ−Ｖｄ２、Ｖｄ２は、ダイオードＤ２の順方向降下電圧）、ＢＡＴコンバータ３４のスイッチング損失がゼロ値になるので、ＦＣ自動車１０全体のシステム効率が増加する。
【００５４】
ＦＣコンバータ２４の１次側電圧であるＦＣ電圧Ｖｆｃは、電圧センサ８０により検出され、信号線（不図示）を介してＥＣＵ５０に出力される。ＦＣコンバータ２４の１次側電流であるＦＣ電流Ｉｆｃは、電流センサ８４により検出され、信号線（不図示）を介してＥＣＵ５０に出力される。ＦＣコンバータ２４の２次側電圧は、電圧センサ６０によりインバータ端電圧Ｖｉｎｖとして検出されている。ＦＣコンバータ２４の２次側電流Ｉｆｃ２は、電流センサ９２により検出され、信号線（不図示）を介してＥＣＵ５０に出力される。ＦＣ２０の温度（ＦＣ温度）Ｔｆｃ［℃］は、温度センサ１０６により検出され、信号線（不図示）を介してＥＣＵ５０に出力される。
【００５５】
バッテリ３０は、複数のバッテリセルを含む蓄電装置（エネルギストレージ）であり、例えば、リチウムイオン２次電池、ニッケル水素２次電池等を利用することができる。この実施形態ではリチウムイオン２次電池を利用している。バッテリ３０の代わりに、キャパシタ等の蓄電装置を用いることも可能である。
【００５６】
バッテリ３０の入出力端電圧であるバッテリ電圧Ｖｂａｔ［Ｖ］は、電圧センサ１００により検出され、信号線（不図示）を介してＥＣＵ５０に出力される。
【００５７】
バッテリ３０のバッテリ電流Ｉｂａｔ（放電電流Ｉｂａｔｄ又は充電電流Ｉｂａｔｃ）［Ａ］は、電流センサ１０４により検出され、信号線（不図示）を介してＥＣＵ５０に出力される。バッテリ３０の温度（バッテリ温度）Ｔｂａｔ［℃］は、温度センサ１０８により検出され、信号線（不図示）を介してＥＣＵ５０に出力される。
【００５８】
ＥＣＵ５０は、バッテリ温度Ｔｂａｔ、バッテリ電圧Ｖｂａｔ及びバッテリ電流Ｉｂａｔに基づいて、バッテリ３０の残容量（以下「ＳＯＣ」又は「バッテリＳＯＣ」という。）［％］を算出してバッテリ３０の管理に用いる。
【００５９】
例えば、ＥＣＵ５０は、バッテリ温度Ｔｂａｔ及びＳＯＣに基づいて、ＳＯＣの上限値である上限ＳＯＣｕｐｌｍｔ［ｋＷ］及び上限ＳＯＣｕｐｌｍｔ［ｋＷ］に至るまでの充電限界電力Ｐｂａｔｍｇｎ［ｋＷ］を算出する。
【００６０】
なお、バッテリ３０は、ＳＯＣが上限ＳＯＣｕｐｌｍｔを上回ると、又はバッテリ３０が受け入れることのできる余裕電力である充電限界電力Ｐｂａｔｍｇｎが０［ｋＷ］を上回ると、過充電状態になり劣化する可能性がある。
【００６１】
上述したように、ＢＡＴコンバータ３４は、バッテリ３０の出力電圧（バッテリ電圧Ｖｂａｔ）を昇圧｛Ｖｂａｔ＜Ｖｉｎｖ、昇圧比（Ｖｉｎｖ／Ｖｂａｔ）＞１｝してインバータ１４に供給する（昇圧時）。また、ＢＡＴコンバータ３４は、モータ１２の回生電圧（以下「回生電圧Ｖｒｅｇ」という。）又はＦＣコンバータ２４の２次側電圧（インバータ端電圧Ｖｉｎｖ）を降圧（Ｖｂａｔ＜Ｖｉｎｖ、降圧比（Ｖｂａｔ／Ｖｉｎｖ）＜１）してバッテリ３０に供給する（降圧時）。
【００６２】
ＢＡＴコンバータ３４は、バッテリ３０とインバータ１４との間に配置される。ＢＡＴコンバータ３４は、一方がバッテリ３０のある１次側に接続され、他方がＦＣ２０側とインバータ１４との接続点である２次側に接続されている。
【００６３】
上述したように、ＢＡＴコンバータ３４の１次側電圧であるバッテリ電圧Ｖｂａｔは、電圧センサ１００により検出され、ＢＡＴコンバータ３４の１次側電流であるバッテリ電流Ｉｂａｔは、電流センサ１０４により検出されている。
【００６４】
ＢＡＴコンバータ３４の２次側電圧は、電圧センサ６０によりインバータ端電圧Ｖｉｎｖとして検出されている。ＢＡＴコンバータ３４の２次側電流Ｉｂａｔ２（放電電流Ｉｂａｔ２ｄ、充電電流Ｉｂａｔ２ｃ）は、電流センサ１３８により検出され、信号線（不図示）を介してＥＣＵ５０に出力される。
【００６５】
補機５２に流れる補機電流Ｉａｕｘは、電流センサ１４０により検出され、信号線（不図示）を介してＥＣＵ５０に出力される。
【００６６】
ＥＣＵ５０は、モータ１２、インバータ１４、ＦＣ２０、バッテリ３０、ＦＣコンバータ２４、及びＢＡＴコンバータ３４を制御する。当該制御に際して、ＥＣＵ５０は、図示しない記憶装置に記憶されたプログラムを実行する。また、ＥＣＵ５０は、電圧センサ６０、８０、１００、電流センサ６４、８４、９２、１０４、１３８、１４０等の各種センサの検出値を用いる。
【００６７】
ここでの各種センサには、上記センサに加え、図示しないアクセルペダルの操作量（開度）θａｐ［％］を検出するセンサ（以下「ＡＰ操作量センサ」又は「ＡＰ開度センサ」という。）、モータ回転数センサ及び車輪速センサ（いずれも不図示）が含まれる。モータ回転数センサは、モータ１２の回転数Ｎｍｏｔ［ｒｐｍ］を検出する。ＥＣＵ５０は、回転数Ｎｍｏｔを用いて車両１０の車速Ｖｓ［ｋｍ／ｈ］を検出する。車輪速センサは、図示しない各車輪の速度（車輪速）を検出する。
【００６８】
ＥＣＵ５０は、ＦＣ２０の状態、バッテリ３０の状態、モータ１２の状態及び補機５２の状態の他、各種スイッチ及び各種センサからの入力（負荷要求）に基づき、ＦＣ自動車１０全体として要求されるシステム負荷（全体負荷）であるシステム要求電力Ｐｓｙｓｒｅｑ［ｋＷ］を算出する。
【００６９】
そして、ＥＣＵ５０は、システム要求電力Ｐｓｙｓｒｅｑから、ＦＣ２０が負担すべき負荷（ＦＣ負荷）である要求ＦＣ電力Ｐｆｃｒｅｑと、バッテリ３０が負担すべき負荷（バッテリ負荷）である要求バッテリ電力Ｐｂａｔｒｅｑと、回生電源（モータ１２）が負担すべき負荷（回生負荷）である回生電力Ｐｒｅｇの配分（分担）を調停しながら決定する。
【００７０】
［制御方法及び動作の説明］
次に、この実施形態に係るＦＣ自動車の制御方法の第１実施例、該第１実施例の変形例、及び第２実施例について説明する。
【００７１】
［第１実施例］
図４は、第１実施例の制御方法を実施するＦＣ自動車１０（図１）の動作説明に供されるタイムチャートである。
【００７２】
図５は、第１実施例の制御方法の動作説明に供されるフローチャートである。
【００７３】
時点ｔ０〜時点ｔ１の間（減速期間等）では、ＦＣ自動車１０のシステム要求電力Ｐｓｙｓｒｅｑが、徐々に減少する。
【００７４】
時点ｔ１〜時点ｔ３の間は、ＦＣ自動車１０が、車速がゼロ値のアイドル停止状態である。システム要求電力Ｐｓｙｓｒｅｑは、アイドル停止状態に応じた一定の低い電力になっている。
【００７５】
時点ｔ０〜時点ｔ２の間では、システム効率を向上させるために、ＢＡＴコンバータ３４を直結状態に制御している（Ｖｂａｔ≒Ｖｉｎｖ）。この場合、ＢＡＴコンバータ３４のスイッチング素子Ｓ２１がＯＦＦ状態に保持されると共に、スイッチング素子Ｓ２２がＯＮ状態に保持される（図２）。
【００７６】
時点ｔ０〜時点ｔ２の間では、ＦＣ２０は、一定のＦＣ電力Ｐｆｃａを発電している。
【００７７】
時点ｔ０〜時点ｔ２の間では、ＢＡＴコンバータ３４を直結状態にしているので、余剰のＦＣ電力Ｐｆｃａにより昇圧状態のＦＣコンバータ２４及び直結状態のＢＡＴコンバータ３４を通じてバッテリ３０が充電され、バッテリ電圧Ｖｂａｔ及びインバータ端電圧Ｖｉｎｖが、略同電圧で徐々に上昇する（Ｖｂａｔ＝Ｖｉｎｖ−スイッチング素子Ｓ２２のＯＮ電圧）。
【００７８】
ＦＣコンバータ２４は、目標ＦＣ電力Ｐｆｃｔａｒが一定のＦＣ電力Ｐｆｃａとなるように、昇圧比（Ｖｉｎｖ／Ｖｆｃ）が、インバータ端電圧Ｖｉｎｖの上昇勾配と同じ勾配で上昇するように制御される。
【００７９】
ＦＣ自動車１０の停止時点である時点ｔ１を経過しても、ＦＣ電力Ｐｆｃａ中の余剰電力によるバッテリ３０の充電に伴い、ＳＯＣが徐々に増加する。
【００８０】
バッテリ３０への充電中に、ステップＳ１にて、ＥＣＵ５０は、バッテリ３０の過充電の可能性が発生するか否かを判定する。
【００８１】
ＦＣ自動車１０の停止中の時点ｔ２において、ＳＯＣが上限ＳＯＣｕｐｌｍｔに近づく｛実際の制御上は、上限ＳＯＣｕｐｌｍｔに余裕分を見込んだ上限ＳＯＣｕｐｌｍｔより小さな値の閾値に近づく｝と、ＥＣＵ５０は、過充電の可能性があると判定する（ステップＳ１：ＹＥＳ）。
【００８２】
ステップＳ２にて、ＥＣＵ５０は、この過充電の可能性の原因がＦＣ電力Ｐｆｃの余剰電力によるものか否かを判定し、そうでない（ステップＳ２：ＮＯ）場合には、このフローチャートによる処理を終了する。
【００８３】
この場合、電流センサ６４の値から回生電力が存在しないことが確認され、電圧センサ８０及び電流センサ８４の値（Ｖｆｃ、Ｉｆｃ）から過充電の可能性の原因がＦＣ電力Ｐｆｃの余剰電力によるものであることが判定される（ステップＳ２：ＹＥＳ）。
【００８４】
このとき、ステップＳ３にて、ＥＣＵ５０は、ＦＣ２０に対するＩｆｃ＝０［Ａ］の指令（ＦＣ電力遮断指令）を生成し、そのステップＳ３にて、ＦＣコンバータ２４を昇圧状態から遮断状態に切り替えるべく、スイッチング素子Ｓ１１をＯＮ／ＯＦＦ切替状態からＯＦＦ状態にする。
【００８５】
実際上、時点ｔ２にて、ＦＣ２０の発電遮断要求フラグＦｃｕｔｒｅｑをＯＦＦ状態からＯＮ状態にする（ステップＳ３）。
【００８６】
これにより、ＦＣコンバータ２４が昇圧状態から停止状態に切り替えられる（ステップＳ３）。
【００８７】
次いで、ステップＳ４にて、ＦＣ電流ＩｆｃがＩｆｃ＝０［Ａ］になっているか否かが確認される。
【００８８】
ここで、ＦＣ電流Ｉｆｃを継続的にＩｆｃ＝０［Ａ］とするための工程を、実際は、ＦＣ自動車１０では、ＦＣ電圧Ｖｆｃが数百ボルト程度のオーダーであるが、理解の便宜のために、例えば、ダイオードＤ１の順方向降下電圧Ｖｄ１＝０［Ｖ］を仮定し、さらに現在のＦＣ電圧ＶｆｃがＶｆｃ＝１．０［Ｖ］であり、インバータ端電圧ＶｉｎｖがＶｉｎｖ＝１．２［Ｖ］であって、ＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶがＶｆｃＯＣＶ＝１．５［Ｖ］であると仮定して模式的に説明する。
【００８９】
この例では、ＦＣコンバータ２４をＯＦＦ状態にした（ステップＳ３）ときに、Ｖｆｃ＝１．０＜１．２＝Ｖｉｎｖ（Ｖｆｃ＜Ｖｉｎｖ）であるので、ダイオードＤ１が逆バイアスでＯＦＦ状態となり、一瞬０［Ａ］状態になるが、ＦＣ電圧Ｖｆｃが１．０［Ｖ］から１．５［Ｖ］（ＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶ）に向かうことから、このままでは、ＦＣ電圧Ｖｆｃが１．２［Ｖ］を上回ってＶｆｃ＞Ｖｉｎｖが成立し、いわゆる直結状態となり、直ぐに０［Ａ］でなくなってしまう（ステップＳ４：ＮＯ）。
【００９０】
そこで、ステップＳ５にて、インバータ端指令電圧Ｖｉｎｖｔａｒ（以下、「目標インバータ端電圧Ｖｉｎｖｔａｒ」ともいう。）を、現在のＦＣ温度ＴｆｃでのＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶを上回る電圧値に設定して、ＢＡＴコンバータ３４を充電方向の直結状態からバッテリ電圧Ｖｂａｔの昇圧状態にする。
【００９１】
すなわち、時点ｔ２〜時点ｔ３の間のアイドル停止時に、ＥＣＵ５０は、以下の（１）式を満足するように、ＢＡＴコンバータ３４の２次側電圧指令であるインバータ端指令電圧Ｖｉｎｖｔａｒが階段状に高くなるようにする。
ＶｆｃＯＣＶ＜Ｖｉｎｖｔａｒ＝Ｖｉｎｖ                  …（１）
【００９２】
そして、ＢＡＴコンバータ３４は、このインバータ端指令電圧Ｖｉｎｖｔａｒとなるように、昇圧比（Ｖｉｎｖｔａｒ／Ｖｂａｔ）が制御される。
【００９３】
このようにしてＦＣ電力Ｐｆｃが、確実に遮断される（Ｐｆｃ＝０［ｋＷ］）ので、ステップＳ４の判定（０［Ａ］が継続か）が肯定的となり、時点ｔ２以降、バッテリ３０のＳＯＣが、上限ＳＯＣｕｐｌｍｔに至ることなく、徐々に低下する。
【００９４】
なお、ステップＳ５にて、インバータ端指令電圧Ｖｉｎｖｔａｒを、現在のＦＣ温度ＴｆｃでのＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶを上回る電圧値に設定する理由は、例えば、氷点下以下の低温下では、２０［℃］程度の常温下に比較して、ＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶが高くなることを考慮するためである。
【００９５】
図４のタイムチャート中、時点ｔ２以降、破線で描いている対策前の比較例では、インバータ端電圧ＶｉｎｖはＦＣ電力Ｐｆｃに直接関係ないため制御していなかった。そのため、時点ｔ２以降、インバータ端電圧Ｖｉｎｖが、何も制御しない比較例のインバータ端電圧Ｖｉｎｖｃｅになっている。
【００９６】
また、比較例のＦＣコンバータは、時点ｔ２以降、停止指令（スイッチング素子Ｓ１１をＯＦＦとする指令）がでているので、時点ｔ２以降も上述したように、直結状態が継続される場合があり、この場合、ＦＣ電力Ｐｆｃが０［ｋＷ］ではなく、比較例のＦＣ電力Ｐｆｃｃｅが継続される状態となり、ＦＣ電力Ｐｆｃｃｅが、直結状態のＢＡＴコンバータ３４を通じて、ＦＣ２０からＦＣ電流Ｉｆｃがバッテリ３０に流れこむ状態が継続されるので好ましくなかった。
【００９７】
なお、図５のフローチャート中、ステップＳ３にて、既に、ＦＣ電力Ｐｆｃによるバッテリ３０の過充電の可能性が判定されている（ステップＳ１：ＹＥＳ、ステップＳ２：ＹＥＳ）ので、ステップＳ４の判定処理を省略して、直ちに、ステップＳ５の処理（ＢＡＴコンバータ３４によるＶｉｎｖｔａｒ＞ＶｆｃＯＣＶとする昇圧処理）を行ってもよい。
【００９８】
［第１実施例のまとめ］
上述した第１実施例に係るＦＣ自動車１０の制御方法を実施するＦＣ自動車１０は、１次側電圧であるＦＣ電圧Ｖｆｃを発生するＦＣ２０と、他の１次側電圧であるバッテリ電圧Ｖｂａｔを発生するバッテリ３０と、モータ１２を駆動するインバータ１４と、バッテリ３０とインバータ１４との間に配され、バッテリ電圧Ｖｂａｔとインバータ端電圧Ｖｉｎｖとの間で電圧を変換するＢＡＴコンバータ３４（第１コンバータ）と、ＦＣ２０とインバータ１４との間に配され、ＦＣ電圧Ｖｆｃとインバータ端電圧Ｖｉｎｖとの間で電圧を変換するＦＣコンバータ２４（第２コンバータ）と、を備える。
【００９９】
前記第１実施例の制御方法は、バッテリ３０が、ＦＣ２０の発電電力であるＦＣ電力Ｐｆｃによる充電が好ましい状況にあるか否かを判定する蓄電装置充電状況判定工程（ステップＳ１）を備える。
【０１００】
この蓄電装置充電状況判定工程は、例えば、図４の時点ｔ０以降に、ＳＯＣ検出工程（ステップＳ１）として実施されており、時点ｔ１に示すように、バッテリ３０のＳＯＣが上限ＳＯＣｕｐｌｍｔに近づく（上限ＳＯＣｕｐｌｍｔに余裕分を見込んだ閾値に近づく）と、否定的（好ましい状況ではない、ステップＳ１：ＮＯ）と判定され、発電遮断要求フラグＦｃｕｔｒｅｑがＯＦＦ状態からＯＮ状態になる（ステップＳ３）。
【０１０１】
前記第１実施例の制御方法は、さらに、バッテリ３０への充電が好ましい状況でない（ステップＳ１：ＹＥＳ）場合に、ＢＡＴコンバータ３４及びＦＣコンバータ２４の共通の２次側電圧であるインバータ端電圧Ｖｉｎｖを、システム要求電力Ｐｓｙｓｒｅｑ（主に、負荷としてのモータ１２の電力）の変化（図４例では、時点ｔ０〜時点ｔ１の間で徐々に減少し、時点ｔ１で一定値になり、以降時点ｔ３まで一定値が変わっていないが）に追従させず（換言すれば、負荷としてのモータ１２の変動に連動したインバータ端電圧Ｖｉｎｖの制御を止めるべく）、ＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶよりも高くなるように、ＢＡＴコンバータ３４を制御する２次側電圧昇圧工程（ステップＳ５）、を備える。
【０１０２】
時点ｔ２に示すように、２次側電圧であるインバータ端電圧Ｖｉｎｖを階段状に且つＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶよりも高くすることでＦＣ２０からの出力を瞬時に遮断することができ、その結果、バッテリ３０へのＦＣ２０の余剰電力による充電が防止される。
【０１０３】
つまり、バッテリ３０のＳＯＣがＳＯＣ閾値である上限ＳＯＣｕｐｌｍｔ以上の場合には、バッテリ３０への充電が無駄になる可能性又はバッテリ３０が過充電になる可能性がある。この場合、ＢＡＴコンバータ３４によりインバータ端電圧ＶｉｎｖをＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶ以上に昇圧（Ｖｉｎｖｔａｒ＝Ｖｉｎｖ＞ＶｆｃＯＣＶ）することで、昇圧型のＦＣコンバータ２４が遮断状態（スイッチング素子Ｓ１１をＯＦＦ状態にしているので、ダイオードＤ１に逆バイアスがかかる状態）となり、ＦＣ２０の余剰電力による充電の無駄及び過充電を防止でき、且つＦＣ２０の出力が遮断されるので、ＦＣ自動車１０の燃費（電力効率）が低減することを防止できる。
【０１０４】
なお、時点ｔ２以降のインバータ端電圧Ｖｉｎｖの昇圧工程（２次側電圧昇圧工程）以前には、ＢＡＴコンバータ３４を停止状態とし、バッテリ３０がスイッチング素子Ｓ２２（又はダイオードＤ２）を通じてインバータ１４と直結状態にされているように制御することで、システム効率を向上させることができる。
【０１０５】
また、インバータ端電圧ＶｉｎｖがＦＣ電圧Ｖｆｃよりも高くなるようにＢＡＴコンバータ３４を制御する（ステップＳ５）前に、ＦＣ２０からの出力電流であるＦＣ電流Ｉｆｃをゼロ値（Ｉｆｃ＝０［Ａ］）に設定する発電電流ゼロ値設定工程（ステップＳ３）を設けているので、ＦＣ２０のＦＣ電圧ＶｆｃがＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶに向かい、ＦＣ２０からの出力を確実に遮断することができる。
【０１０６】
［第１実施例の変形例］
図６は、第１実施例の変形例の制御方法を実施するＦＣ自動車１０の動作説明に供されるタイムチャートである。
【０１０７】
図７は、第１実施例の変形例の制御方法の動作説明に供されるフローチャートである。このフローチャートは、図５のフローチャートに比較して、ステップＳ４の処理を省略し、図５のステップＳ５の処理をステップＳ６の処理に変更（代替）したものである。
【０１０８】
ＦＣ自動車１０の減速時等の時点ｔ１０〜時点ｔ１１の間（減速期間等）では、システム要求電力Ｐｓｙｓｒｅｑが、徐々に減少する。
【０１０９】
時点ｔ１１〜時点ｔ１３の間は、ＦＣ自動車１０が、車速がゼロ値のアイドル停止状態である。システム要求電力Ｐｓｙｓｒｅｑは、アイドル停止状態に応じた一定の低い電力になっている。
【０１１０】
時点ｔ１０〜時点ｔ１２の間では、システム効率を向上させるために、ＢＡＴコンバータ３４を直結状態に制御している。
【０１１１】
時点ｔ１０〜時点ｔ１２間では、ＦＣ２０は、一定のＦＣ電力Ｐｆｃｃを発電している。
【０１１２】
この場合、時点ｔ１０〜時点ｔ１２の間では、ＢＡＴコンバータ３４を直結状態にしているので、余剰のＦＣ電力Ｐｆｃｃにより昇圧状態のＦＣコンバータ２４及び直結状態のＢＡＴコンバータ３４を通じてバッテリ３０が充電され、バッテリ電圧Ｖｂａｔ及びインバータ端電圧Ｖｉｎｖが、略同電圧で徐々に上昇する（Ｖｂａｔ＝Ｖｉｎｖ−スイッチング素子Ｓ２２のＯＮ電圧）。
【０１１３】
ＦＣコンバータ２４は、目標ＦＣ電力Ｐｆｃｔａｒが一定のＦＣ電力Ｐｆｃｃとなるように、その昇圧比（Ｖｉｎｖ／Ｖｆｃ）が、インバータ端電圧Ｖｉｎｖの上昇勾配の逆の勾配で減少するように制御される。
【０１１４】
ＦＣ自動車１０の停止時点である時点ｔ１１を経過しても、バッテリ３０の充電に伴い、ＳＯＣが徐々に増加する。
【０１１５】
バッテリ３０への充電中に、ステップＳ１にて、ＥＣＵ５０は、バッテリ３０の過充電の可能性があるか否かを判定する。
【０１１６】
ＦＣ自動車１０の停止中の時点ｔ１２において、ＳＯＣが上限ＳＯＣｕｐｌｍｔに近づく（上限ＳＯＣｕｐｌｍｔに余裕分を見込んだ閾値に近づく）と、ＥＣＵ５０は、過充電の可能性があると判定する（ステップＳ１：ＹＥＳ）。
【０１１７】
ステップＳ２にて、ＥＣＵ５０は、この過充電の可能性の原因がＦＣ電力Ｐｆｃの余剰電力によるものか否かを判定し、そうでない（ステップＳ２：ＮＯ）場合には、このフローチャートによる処理を終了する。
【０１１８】
この場合、電流センサ６４の値から回生電力が存在しないことが確認され、電圧センサ８０及び電流センサ８４の値（Ｖｆｃ、Ｉｆｃ）から過充電の可能性の原因がＦＣ電力Ｐｆｃの余剰電力によるものであることが判定される（ステップＳ２：ＹＥＳ）。
【０１１９】
このとき、ステップＳ３にて、ＥＣＵ５０は、ＦＣ２０に対するＩｆｃ＝０［Ａ］の指令（ＦＣ電力遮断指令）を生成し、そのステップＳ３にて、ＦＣコンバータ２４を昇圧状態から遮断状態に切り替えるべく、スイッチング素子Ｓ１１をＯＮ／ＯＦＦ切替状態からＯＦＦ状態にする。
【０１２０】
実際上、時点ｔ１２にて、ＦＣ２０の発電電力遮断要求フラグＦｃｕｔｒｅｑをＯＦＦ状態からＯＮ状態にする（ステップＳ３）。
【０１２１】
これにより、ＦＣコンバータ２４が昇圧状態から停止状態に切り替えられる（ステップＳ３）。
【０１２２】
そして、ステップＳ６にて、目標ＦＣ電力ＰｆｃｔａｒをＦＣ電力Ｐｆｃｃから０［ｋＷ］に設定すると共に、目標ＦＣ電圧Ｖｆｃｔａｒを、ＦＣ温度Ｔｆｃに応じたＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶに設定する。
【０１２３】
同時に、ステップＳ６にて、ＢＡＴコンバータ３４の充電方向の直結状態から放電方向のバッテリ電圧Ｖｂａｔの昇圧状態にする。
【０１２４】
すなわち、時点ｔ１２〜時点ｔ１３の間のアイドル停止時に、ＥＣＵ５０は、上記の（１）式を満足するように、ＢＡＴコンバータ３４の２次側電圧指令であるインバータ端指令電圧Ｖｉｎｖｔａｒが階段状に高くなるようにする。
【０１２５】
これによりＦＣ電力Ｐｆｃが遮断される（Ｐｆｃ＝０［ｋＷ］）ので、時点ｔ１２以降、バッテリ３０のＳＯＣが上限ＳＯＣｕｐｌｍｔに至ることなく徐々に低下する。
【０１２６】
この場合、時点ｔ１２以降のアイドル停止時において、補機５２（補機負荷）中、ナビゲーション装置、灯火器、エアコンディショナ等が作動しているので、その分、バッテリ電力Ｐｂａｔは、バッテリ電力Ｐｂａｔｄ（放電中）になっている。なお、時点ｔ１２まで、バッテリ電力Ｐｂａｔは、バッテリ電力Ｐｂａｔｃ（充電中）になっている。
【０１２７】
図６のタイムチャート中、時点ｔ１２以降、破線で描いている対策前の比較例では、インバータ端電圧ＶｉｎｖはＦＣ電力Ｐｆｃに直接関係ないため制御していなかった。そのため、時点ｔ１２以降、インバータ端電圧Ｖｉｎｖは、何も制御しない比較例のインバータ端電圧Ｖｉｎｖｃｅになっている。
【０１２８】
時点ｔ１２以降、比較例のバッテリ電力Ｐｂａｔは、充電バッテリ電力Ｐｂａｔｃｅになっているので、充電が継続されバッテリ上限ＳＯＣｕｐｌｍｔを上回る可能性があり、好ましくなかった。
【０１２９】
これに対し、この第１実施例の変形例の制御方法では、ＦＣ電力Ｐｆｃを遮断しようとする際に、目標ＦＣ電力Ｐｆｃｔａｒをゼロ値、さらに目標ＦＣ電圧ＶｆｃｔａｒをＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶに設定すると共に、２次側電圧であるインバータ端電圧Ｖｉｎｖを、ＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶを上回る電圧に昇圧しているので、ＦＣ電力Ｐｆｃを確実に遮断でき、バッテリ３０の過充電をより的確に回避することができる。
【０１３０】
［第２実施例］
図８は、第２実施例の制御方法を実施するＦＣ自動車１０の動作説明に供されるタイムチャートである。
【０１３１】
時点ｔ２０〜時点ｔ２１の間のモータ要求電力Ｐｍｒｅｑが漸増するＦＣ自動車１０の緩やかな加速時には、モータ要求電力Ｐｍｒｅｑの漸増を賄うために、インバータ端電圧Ｖｉｎｖ（目標インバータ端電圧Ｖｉｎｖｔａｒも同様）が漸増され、目標ＦＣ電力Ｐｆｃｔａｒも漸増される。
【０１３２】
なお、目標ＦＣ電力Ｐｆｃｔａｒの漸増は、目標ＦＣ電圧Ｖｆｃｔａｒの漸減（ＦＣ電流Ｉｆｃの漸増）により達成される。
【０１３３】
実際上、時点ｔ２０〜時点ｔ２１の間において、ＢＡＴコンバータ３４の２次側電圧が目標インバータ端電圧Ｖｉｎｖｔａｒとされ、ＢＡＴコンバータ３４は、昇圧比Ｖｉｎｖｔａｒ／Ｖｂａｔを漸増させながら昇圧する。この時点ｔ２０〜時点ｔ２１間において、ＦＣコンバータ２４は、昇圧比Ｖｉｎｖ／Ｖｆｃｔａｒを漸減させる。
【０１３４】
時点ｔ２１〜時点ｔ２２の間のモータ要求電力Ｐｍｒｅｑが一定値に保持されるＦＣ自動車１０の定速走行時（定速走行期間）には、ＢＡＴコンバータ３４の２次側電圧が目標インバータ端電圧ＶｉｎｖｔａｒなるようにＢＡＴコンバータ３４の昇圧比が制御される。この時点ｔ２１〜時点ｔ２２の間において、ＦＣコンバータ２４の１次側目標電圧が目標ＦＣ電圧ＶｆｃｔａｒとなるようにＦＣコンバータ２４の昇圧比が制御される。時点ｔ２１〜時点ｔ２２の間では、アクセルペダル開度θｐが一定に保持されている。
【０１３５】
この時点ｔ２１〜時点ｔ２２の間では、バッテリ３０の充電電力余裕量を示すバッテリ充電限界電力Ｐｂａｔｃｌｍｔが、余裕のある値になっている。なお、バッテリ充電限界電力Ｐｂａｔｃｌｍｔが０［ｋＷ］になると余裕がなくなる。
【０１３６】
時点ｔ２２からアクセルペダル開度θｐが漸減されてＦＣ自動車１０の減速が開始され、時点ｔ２３でアクセルペダル開度θｐがゼロ値（θｐ＝０、Ｐｍｒｅｑ＝０［ｋＷ］）、すなわちアクセルペダルが開放され、時点ｔ２３から減速中での回生が開始される。
【０１３７】
時点ｔ２２〜時点ｔ２３の間では、インバータ端電圧ＶｉｎｖがＢＡＴコンバータ３４の昇圧比が制御されることにより減少されると共に、目標ＦＣ電圧Ｖｆｃｔａｒが増加されるようにＦＣコンバータ２４の昇圧比が制御される。
【０１３８】
回生が開始された時点ｔ２３において、ＢＡＴコンバータ３４は、昇圧状態から降圧状態に切り替えられる。
【０１３９】
時点ｔ２３にて、回生によるバッテリ３０の充電が開始されるので、以降、バッテリ充電限界電力Ｐｂａｔｃｌｍｔの余裕が急速に少なくなり、時点ｔ２４にて余裕が０［ｋＷ］近傍になったとき、ＥＣＵ５０は、ＦＣ２０の発電遮断要求フラグＦｃｕｔｒｅｑをＯＦＦ状態からＯＮ状態にする。
【０１４０】
発電遮断要求フラグＦｃｕｔｒｅｑがＯＮ状態になると、ＥＣＵ５０は、直ちに、ＢＡＴコンバータ３４の２次側目標電圧である目標インバータ端電圧Ｖｉｎｖｔａｒを時点ｔ２４のインバータ端電圧Ｖｉｎｖに固定する処理を開始する。
【０１４１】
そして、時点ｔ２４から時点ｔ２５でインバータ端電圧Ｖｉｎｖが固定されている間、ＦＣコンバータ２４の１次側目標電圧である目標ＦＣ電圧ＶｆｃｔａｒをＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶに設定し、ＦＣ電圧Ｖｆｃを、目標ＦＣ電圧Ｖｆｃｔａｒに倣うようにＦＣコンバータ２４により上昇させる（ＦＣコンバータ２４の昇圧比を線形に小さくすることでＦＣ電圧ＶｆｃをＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶに近づけていく。）。
【０１４２】
時点ｔ２５で、ＦＣコンバータ２４によりＦＣ電圧ＶｆｃがＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶに等しい値になると、その時点ｔ２５でＢＡＴコンバータ３４によるインバータ端電圧Ｖｉｎｖを固定する処理が解除される。ＢＡＴコンバータ３４は、時点ｔ２５以降、昇圧状態にもどされる。
【０１４３】
時点ｔ２５で、ＦＣ電圧ＶｆｃがＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶになると、ＦＣコンバータ２４は、昇圧動作が不能となるので、遮断状態になることからスイッチング素子Ｓ１１がＯＦＦ状態にされる。
【０１４４】
時点ｔ２８には、バッテリ充電限界電力Ｐｂａｔｃｌｍｔが閾値電圧Ｐｂａｔｔｈより低くなり、バッテリ３０の充電余裕が十分になったと判断され、発電遮断要求フラグＦｃｕｔｒｅｑがＯＮ状態からＯＦＦ状態にされる。その時点ｔ２８にて、ＦＣコンバータ２４の遮断状態が解除されて、昇圧状態にされる。
【０１４５】
図８のタイムチャート中、時点ｔ２４〜時点ｔ２６の間で、破線で描いている対策前の比較例では、時点ｔ２４〜時点ｔ２６の間でのインバータ端電圧Ｖｉｎｖの固定処理を行っていなかったので、目標ＦＣ電圧Ｖｆｃｔａｒの制御性が悪く、時点ｔ２４以降、比較例のバッテリ電力Ｐｂａｔが、バッテリ充電限界電力Ｐｂａｔｃｌｍｔを上回る可能性があり、好ましくなかった。
【０１４６】
［第２実施例のまとめ］
図９に示すフローチャートも参照して説明する。
【０１４７】
上述した第２実施例に係るＦＣ自動車の制御方法を実施するＦＣ自動車１０は、１次側電圧であるＦＣ電圧Ｖｆｃを発生するＦＣ２０と、他の１次側電圧であるバッテリ電圧Ｖｂａｔを発生するバッテリ３０と、モータ１２を駆動するインバータ１４と、バッテリ３０とインバータ１４との間に配され電圧を変換するＢＡＴコンバータ３４と、ＦＣ２０とインバータ１４との間に配され電圧を変換するＦＣコンバータ２４と、を備える。
【０１４８】
前記第２実施例の制御方法は、図８を参照して説明したように、時点ｔ２０から時点ｔ２３までの２次側電圧設定工程では、モータ要求電力Ｐｍｒｅｑに応じて、２次側電圧であるインバータ端電圧ＶｉｎｖをＦＣコンバータ２４により設定する。
【０１４９】
次いで、時点ｔ２３から時点ｔ２５の間の回生中（ステップＳ１１：ＹＥＳ）において、バッテリ充電限界電力Ｐｂａｔｃｌｍｔの余裕がなくなった（Ｐｂａｔｃｌｍｔ≒０、ステップＳ１２：ＹＥＳ）時点ｔ２４で、モータ要求電力Ｐｍｒｅｑの低下、及び／又はモータ１２の回生電力（回生電力は時点ｔ２３で発生を開始し、時点ｔ２６で発生を終了する。）に基づく、インバータ端電圧Ｖｉｎｖの降下時に、ＢＡＴコンバータ３４によりインバータ端電圧Ｖｉｎｖを一時的に固定する２次側電圧一時固定工程（時点ｔ２４〜時点ｔ２６まで、ステップＳ１３）と、を有する。
【０１５０】
このように、２次側電圧であるインバータ端電圧Ｖｉｎｖを時点ｔ２４から時点ｔ２５の間、一時的に固定することで、ステップＳ１４にて、ＦＣ電圧ＶｆｃがＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶとなるようＦＣコンバータ２４で線形に上昇するように制御できるので、ＦＣ電力ＰｆｃがＦＣ２０から引き出されてしまいＦＣ電圧Ｖｆｃの制御性が悪くなる可能性を少なくすることができる。ＦＣ電圧ＶｆｃがＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶとなったとき（ステップＳ１４：ＹＥＳ、時点ｔ２５）、ステップＳ１５にて、ＢＡＴコンバータ３４によるインバータ端電圧Ｖｉｎｖの固定を解除する。
【０１５１】
なお、この第２実施例では、バッテリ充電限界電力Ｐｂａｔｃｌｍｔをパラメータとしているが、第１実施例及び第１実施例の変形例と同様に、バッテリ３０のＳＯＣを検出するＳＯＣ検出工程を備え、検出された前記ＳＯＣが、ＳＯＣ閾値以上の場合に、前記２次側電圧一時固定工程を行うように変更してもよい。バッテリ３０のＳＯＣがＳＯＣ閾値以上の場合には、バッテリ３０への充電が無駄になる可能性又はバッテリ３０が過充電になる可能性がある。このような場合に、２次側電圧であるインバータ端電圧Ｖｉｎｖを一時的に固定することで、バッテリ３０の過充電を防止しつつ燃料電池システムとしのＦＣ自動車１０の燃費（電力効率）を低減することができる。
【０１５２】
［第２実施例の変形例］
なお、上述した第１実施例は、図４及び図６を参照して説明したように、アイドル停止中のＦＣ２０の余剰電力によりＳＯＣが上限ＳＯＣｕｐｌｍｔを上回る可能性が発生したときに、インバータ端電圧Ｖｉｎｖを階段状に増加させるように制御しているが、ＦＣ自動車１０のアクセルペダルが開放された減速状態にある場合にも、回生電力によりバッテリ３０が過充電になる可能性があるので、減速状態であって、過充電になる可能性があると判定したときに、ＢＡＴコンバータ３４及びＦＣコンバータ２４の共通の２次側電圧であるインバータ端電圧Ｖｉｎｖを、ＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶよりも高くなるように、ＢＡＴコンバータ３４及び／又はＦＣコンバータ２４を制御するようにしてもよい。
【０１５３】
つまり、通常、ＦＣ自動車１０の減速時には余剰となったＦＣ電力Ｐｆｃによりバッテリ３０が充電される。このため、ＦＣ電力Ｐｆｃを発生し続けると（発電を続けると）バッテリ３０が過充電になる可能性がある。このような場合に、２次側電圧であるインバータ端電圧ＶｉｎｖをＦＣ開回路電圧ＶｆｃＯＣＶよりも高くすることでＦＣ２０からの出力を遮断でき、バッテリ３０の過充電を防止することができる。
【０１５４】
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【０１５５】
１０…燃料電池自動車（ＦＣ自動車、車両）
１２…モータ（走行モータ、駆動モータ）
１４…インバータ
２０…燃料電池スタック（ＦＣ）
２４…燃料電池コンバータ（ＦＣコンバータ）
３０…蓄電装置（バッテリ）
３４…蓄電装置コンバータ（バッテリコンバータ）
５０…ＥＣＵ（電子制御装置）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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