(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に動力を出力する動力出力装置であって、
複数の燃料電池と、
前記複数の燃料電池のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記燃料電池に対して各々が水素を供給する複数の水素供給部と、
前記複数の燃料電池のそれぞれに対応して設けられ、電力と動力を変換可能な複数の電力動力変換部と、
前記複数の電力動力変換部間で動力を伝達可能であって、前記外部に動力を伝達可能な動力伝達部と、
前記複数の燃料電池のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記燃料電池から電力が供給される複数の補機と、
前記水素供給部における不具合の有無を判定する不具合判定部と、
前記不具合判定部が、いずれかの前記水素供給部に不具合があり、他の前記水素供給部に不具合がないと判定した場合には、不具合がある前記水素供給部から水素を供給される第１の燃料電池の発電を禁止すると共に、不具合がない前記水素供給部から水素を供給される第２の燃料電池において、前記動力出力装置に対する総要求動力と、前記第１の燃料電池に対応する補機の要求電力と、前記第２の燃料電池に対応する補機の要求電力と、を賄う電力を発電させる発電制御部と
を備え、
各々の前記燃料電池と、該燃料電池に対応する前記電力動力変換部と、該燃料電池に対応する前記補機とは、電気的に接続されており、
前記第２の燃料電池が発電した電力の一部は、前記第２の燃料電池に対応して設けられた前記電力動力変換部において動力に変換され、さらに、前記動力伝達部を介して、前記第１の燃料電池に対応して設けられた前記電力動力変換部に伝達され、該電力動力変換部で電力に変換されて、前記第１の燃料電池に対応する補機に供給される
動力出力装置。
【請求項２】
請求項１記載の動力出力装置であって、
各々の前記水素供給部は、水素を貯蔵する水素貯蔵部を備え、
前記動力出力装置は、さらに、
各々の前記水素貯蔵部における水素残量を検出する水素残量検出部と、
前記水素残量検出部が検出した前記水素残量のより多い前記水素貯蔵部から水素を供給される前記燃料電池に接続された電力動力変換部における消費電力が、他の電力動力変換部における消費電力より多くなるように、前記各電力動力変換部の駆動制御を行なう水素消費量制御部と
を備える動力出力装置。
【請求項３】
移動体であって、
複数の燃料電池と、
前記複数の燃料電池のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記燃料電池に対して各々が水素を供給する複数の水素供給部と、
前記複数の燃料電池のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記燃料電池から電力を供給されて動力を出力する複数のモータと、
前記複数のモータ間で動力を伝達可能であって、前記移動体の駆動軸に動力を伝達可能な動力伝達部と、
前記複数の燃料電池のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記燃料電池から電力が供給される複数の補機と、
前記水素供給部における不具合の有無を判定する不具合判定部と、
前記不具合判定部が、いずれかの前記水素供給部に不具合があり、他の前記水素供給部に不具合がないと判定した場合には、不具合がある前記水素供給部から水素を供給される第１の燃料電池の発電を禁止すると共に、不具合がない前記水素供給部から水素を供給される第２の燃料電池において、前記駆動軸に出力すべき総要求動力と、前記第１の燃料電池に対応する補機の要求電力と、前記第２の燃料電池に対応する補機の要求電力と、を賄う電力を発電させる発電制御部と
を備え、
各々の前記燃料電池と、該燃料電池に対応する前記電力動力変換部と、該燃料電池に対応する前記補機とは、電気的に接続されており、
前記第２の燃料電池が発電した電力の一部は、前記第２の燃料電池に対応して設けられた前記モータにおいて動力に変換され、さらに、前記動力伝達部を介して、前記第１の燃料電池に対応して設けられた前記モータに伝達され、該モータで電力に変換されて、前記第１の燃料電池に対応する補機に供給される
移動体。
【請求項４】
請求項３記載の移動体であって、
各々の前記水素供給部は、水素を貯蔵する水素貯蔵部を備え、
前記移動体は、さらに、
各々の前記水素貯蔵部における水素残量を検出する水素残量検出部と、
前記水素残量検出部が検出した前記水素残量のより多い前記水素貯蔵部から水素を供給される前記燃料電池に接続されたモータにおける消費電力が、他のモータにおける消費電力より多くなるように、前記各モータの駆動制御を行なう水素消費量制御部と
を備える移動体。
【請求項５】
請求項３記載の移動体であって、
各々の前記水素供給部は、水素を貯蔵する水素貯蔵部を備え、
前記移動体は、さらに、
各々の前記水素貯蔵部における水素残量を検出する水素残量検出部と、
前記水素残量検出部が検出した前記水素残量のより多い前記水素貯蔵部から水素を供給される前記燃料電池に接続された補機における消費電力が、他の補機における消費電力より多くなるように、前記各補機の駆動制御を行なう水素消費量制御部と
を備える移動体。
【請求項６】
請求項３記載の移動体であって、
各々の前記水素供給部は、水素を貯蔵すると共に、貯蔵可能な水素量が互いに異なる水素貯蔵部を備え、
貯蔵可能な水素量がより多い前記水素貯蔵部から水素を供給される燃料電池が、消費電力がより大きい補機に接続されている
移動体。
【請求項７】
移動体であって、
複数の燃料電池と、
前記複数の燃料電池のそれぞれに対応して設けられる水素供給部であって、各々の水素供給部は、水素を貯蔵する水素貯蔵部を備えると共に、対応する前記燃料電池に対して水素を供給する複数の水素供給部と、
前記複数の燃料電池のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記燃料電池から電力を供給されて動力を出力する複数のモータと、
前記複数のモータ出力する動力が伝達される駆動軸と、
各々の前記水素貯蔵部における水素残量を検出する水素残量検出部と、
各々の前記燃料電池ごとに設けられ、該燃料電池に接続されて該燃料電池から供給される電力によって駆動される補機と、
前記水素残量検出部が検出した前記水素残量のより多い前記水素貯蔵部から水素を供給される前記燃料電池に接続された補機における消費電力が、他の補機における消費電力より多くなるように、前記各補機の駆動制御を行なう水素消費量制御部と
を備える移動体。
【請求項８】
移動体であって、
複数の燃料電池と、
前記複数の燃料電池のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記燃料電池に対して各々が水素を供給する複数の水素供給部と、
前記複数の燃料電池のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記燃料電池から電力を供給されて動力を出力する複数のモータと、
前記複数のモータ出力する動力が伝達される駆動軸と
を備え、
各々の前記水素供給部は、水素を貯蔵すると共に、貯蔵可能な水素量が互いに異なる水素貯蔵部を備え、
前記移動体は、さらに、各々の前記燃料電池ごとに設けられ、該燃料電池に接続されて該燃料電池から供給される電力によって駆動される補機を備え、
貯蔵可能な水素量がより多い前記水素貯蔵部から水素を供給される燃料電池が、消費電力がより大きい補機に接続されている
移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池を備える動力出力装置、移動用電源、およびこれらを搭載する移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池を備える移動用電源が種々提案されている。燃料電池を備える移動用電源は、例えば、電気自動車に搭載されて、車両の駆動力を出力する動力出力装置の電源として用いられる。非特許文献１には、燃料電池を備える動力源を複数系統備え、各々の動力源から駆動軸に動力を出力可能な電気自動車が開示されている。
【０００３】
【非特許文献１】Tatsuaki Yokoyama, Yoshiaki Naganuma, Katsushi Kuriyama,  Makoto Arimoto, "Development of Fuel-Cell Hybrid Bus,"  SAE World congress 2003 (2003-01-0417).
【特許文献１】特開平８−３７０１５号公報
【特許文献２】特開２００３−２４３００８号公報
【特許文献３】特開平７−２０１３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電源として複数の燃料電池を備えていても、燃料電池への水素供給に不都合が生じたときには、燃料電池による発電を継続できなくなる場合がある。このような場合には、燃料電池を備える移動用電源から電力を得られなくなり、電気自動車の走行を継続できなくなるという問題を生じる。
【０００５】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、燃料電池への水素供給に不都合が生じた場合であっても、電源あるいは動力出力装置から継続して出力を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の動力出力装置は、外部に動力を出力する動力出力装置であって、
複数の燃料電池と、
前記複数の燃料電池のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記燃料電池に対して各々が水素を供給する複数の水素供給部と、
前記複数の燃料電池のそれぞれに対応して設けられ、電力と動力を変換可能な複数の電力動力変換部と、
前記複数の電力動力変換部間で動力を伝達可能であって、前記外部に動力を伝達可能な動力伝達部と、
前記複数の燃料電池のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記燃料電池から電力が供給される複数の補機と、
前記水素供給部における不具合の有無を判定する不具合判定部と、
前記不具合判定部が、いずれかの前記水素供給部に不具合があり、他の前記水素供給部に不具合がないと判定した場合には、不具合がある前記水素供給部から水素を供給される第１の燃料電池の発電を禁止すると共に、不具合がない前記水素供給部から水素を供給される第２の燃料電池において、前記動力出力装置に対する総要求動力と、前記第１の燃料電池に対応する補機の要求電力と、前記第２の燃料電池に対応する補機の要求電力と、を賄う電力を発電させる発電制御部と
を備え、
各々の前記燃料電池と、該燃料電池に対応する前記電力動力変換部と、該燃料電池に対応する前記補機とは、電気的に接続されており、
前記第２の燃料電池が発電した電力の一部は、前記第２の燃料電池に対応して設けられた前記電力動力変換部において動力に変換され、さらに、前記動力伝達部を介して、前記第１の燃料電池に対応して設けられた前記電力動力変換部に伝達され、該電力動力変換部で電力に変換されて、前記第１の燃料電池に対応する補機に供給されることを要旨とする。
【００１１】
以上のように構成された本発明の動力出力装置によれば、複数の燃料電池のそれぞれに対して、水素を供給する水素供給部を備えるため、いずれかの水素供給部に不具合が生じた場合にも、不具合のない水素供給部から水素を供給される燃料電池を用いて電力動力変換部を駆動し、動力出力装置から動力を得ることが可能になる。
【００１３】
このような構成とすれば、いずれかの水素供給部に不具合があり、他の水素供給部に不具合がない場合に、不具合がない水素供給部から水素を供給される燃料電池において発電を行なわせ、動力出力装置から動力を得ることができる。
【００１５】
このような構成とすれば、各々の燃料電池から対応する電力動力変換部に電力を供給する回路が、互いに独立して複数設けられるため、複数の燃料電池の発電状態が相互に影響を受けることなく、各々の燃料電池の発電制御および電力動力変換部の出力制御を行なうことが可能となる。
【００１６】
このような本発明の動力出力装置において、
各々の前記水素供給部は、水素を貯蔵する水素貯蔵部を備え、
前記動力出力装置は、さらに、
各々の前記水素貯蔵部における水素残量を検出する水素残量検出部と、
前記水素残量検出部が検出した前記水素残量のより多い前記水素貯蔵部から水素を供給される前記燃料電池に接続された電力動力変換部における消費電力が、他の電力動力変換部における消費電力より多くなるように、前記各電力動力変換部の駆動制御を行なう水素消費量制御部と
を備えることとしても良い。
【００１７】
このような構成とすれば、電力動力変換部の駆動制御を行なうことで、水素残量のより多い水素貯蔵部から水素を供給される燃料電池の発電量がより増大し、水素残量のより多い水素貯蔵部における水素消費量がより増大する。これにより、複数の水素貯蔵部間で水素残量の差をより縮めることができるため、いずれかの水素貯蔵部において他の水素貯蔵部よりも先に水素残量が無くなるのを防ぎ、いずれの燃料電池からも電力を得られる状態をより長く確保することが可能となる。
【００１８】
本発明の第１の移動体は、
複数の燃料電池と、
前記複数の燃料電池のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記燃料電池に対して各々が水素を供給する複数の水素供給部と、
前記複数の燃料電池のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記燃料電池から電力を供給されて動力を出力する複数のモータと、
前記複数のモータ間で動力を伝達可能であって、前記移動体の駆動軸に動力を伝達可能な動力伝達部と、
前記複数の燃料電池のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記燃料電池から電力が供給される複数の補機と、
前記水素供給部における不具合の有無を判定する不具合判定部と、
前記不具合判定部が、いずれかの前記水素供給部に不具合があり、他の前記水素供給部に不具合がないと判定した場合には、不具合がある前記水素供給部から水素を供給される第１の燃料電池の発電を禁止すると共に、不具合がない前記水素供給部から水素を供給される第２の燃料電池において、前記駆動軸に出力すべき総要求動力と、前記第１の燃料電池に対応する補機の要求電力と、前記第２の燃料電池に対応する補機の要求電力と、を賄う電力を発電させる発電制御部と
を備え、
各々の前記燃料電池と、該燃料電池に対応する前記電力動力変換部と、該燃料電池に対応する前記補機とは、電気的に接続されており、
前記第２の燃料電池が発電した電力の一部は、前記第２の燃料電池に対応して設けられた前記モータにおいて動力に変換され、さらに、前記動力伝達部を介して、前記第１の燃料電池に対応して設けられた前記モータに伝達され、該モータで電力に変換されて、前記第１の燃料電池に対応する補機に供給されることを要旨とする。
【００１９】
以上のように構成された本発明の移動体によれば、複数の燃料電池のそれぞれに対して、水素を供給する水素供給部を備えるため、いずれかの水素供給部に不具合が生じた場合にも、不具合のない水素供給部から水素を供給される燃料電池を用いてモータを駆動し、移動体を駆動することが可能になる。ここで、複数のモータが出力する動力が伝達される駆動軸は、単一の駆動軸であっても良いし、複数の駆動軸であっても良い。
【００２１】
このような構成とすれば、いずれかの水素供給部に不具合があり、他の水素供給部に不具合がない場合に、不具合がない水素供給部から水素を供給される燃料電池において発電を行なわせ、移動体を駆動することができる。
【００２２】
本発明の移動体において、
各々の前記水素供給部は、水素を貯蔵する水素貯蔵部を備え、
前記移動体は、さらに、
各々の前記水素貯蔵部における水素残量を検出する水素残量検出部と、
前記水素残量検出部が検出した前記水素残量のより多い前記水素貯蔵部から水素を供給される前記燃料電池に接続されたモータにおける消費電力が、他のモータにおける消費電力より多くなるように、前記各モータの駆動制御を行なう水素消費量制御部と
を備えることとしても良い。
【００２３】
このような構成とすれば、モータの駆動制御を行なうことで、水素残量のより多い水素貯蔵部から水素を供給される燃料電池の発電量がより増大し、水素残量のより多い水素貯蔵部における水素消費量がより増大する。これにより、複数の水素貯蔵部間で水素残量の差をより縮めることができるため、いずれかの水素貯蔵部において他の水素貯蔵部よりも先に水素残量が無くなるのを防ぎ、いずれの燃料電池からも電力を得られる状態をより長く確保することが可能となる。
【００２４】
あるいは、本発明の移動体において、
各々の前記水素供給部は、水素を貯蔵する水素貯蔵部を備え、
前記移動体は、さらに、
各々の前記水素貯蔵部における水素残量を検出する水素残量検出部と、
各々の前記動力出力部が備える前記燃料電池ごとに設けられ、該燃料電池に接続されて該燃料電池から供給される電力によって駆動される補機と、
前記水素残量検出部が検出した前記水素残量のより多い前記水素貯蔵部から水素を供給される前記燃料電池に接続された補機における消費電力が、他の補機における消費電力より多くなるように、前記各補機の駆動制御を行なう水素消費量制御部と
を備えることとしても良い。
【００２５】
このような構成とすれば、補機の駆動制御を行なうことで、水素残量のより多い水素貯蔵部から水素を供給される燃料電池の発電量がより増大し、水素残量のより多い水素貯蔵部における水素消費量が増大する。これにより、複数の水素貯蔵部間で水素残量の差をより縮めることができるため、いずれかの水素貯蔵部において他の水素貯蔵部よりも先に水素残量が無くなるのを防ぎ、いずれの燃料電池からも電力を得られる状態をより長く確保することが可能となる。
【００２６】
あるいは、本発明の移動体において、
各々の前記水素供給部は、水素を貯蔵すると共に、貯蔵可能な水素量が互いに異なる水素貯蔵部を備え、
前記移動体は、さらに、各々の前記動力出力部が備える前記燃料電池ごとに設けられ、該燃料電池に接続されて該燃料電池から供給される電力によって駆動される補機を備え、
貯蔵可能な水素量がより多い前記水素貯蔵部から水素を供給される燃料電池が、消費電力がより大きい補機に接続されていることとしても良い。
【００２７】
このような構成とすれば、貯蔵可能な水素量がより多い水素貯蔵部から水素を供給される燃料電池の発電量がより多くなるため、貯蔵可能な水素量がより多い水素貯蔵部における水素消費量が増大する。これにより、複数の水素貯蔵部間で水素残量の差をより縮めることができるため、貯蔵可能な水素量がより少ない水素貯蔵部において他の水素貯蔵部よりも先に水素残量が無くなるのを防ぎ、いずれの燃料電池からも電力を得られる状態をより長く確保することが可能となる。
本発明の第２の移動体は、
複数の燃料電池と、
前記複数の燃料電池のそれぞれに対応して設けられる水素供給部であって、各々の水素供給部は、水素を貯蔵する水素貯蔵部を備えると共に、対応する前記燃料電池に対して水素を供給する複数の水素供給部と、
前記複数の燃料電池のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記燃料電池から電力を供給されて動力を出力する複数のモータと、
前記複数のモータ出力する動力が伝達される駆動軸と、
各々の前記水素貯蔵部における水素残量を検出する水素残量検出部と、
各々の前記燃料電池ごとに設けられ、該燃料電池に接続されて該燃料電池から供給される電力によって駆動される補機と、
前記水素残量検出部が検出した前記水素残量のより多い前記水素貯蔵部から水素を供給される前記燃料電池に接続された補機における消費電力が、他の補機における消費電力より多くなるように、前記各補機の駆動制御を行なう水素消費量制御部と
を備えることを要旨とする。
本発明の第３の移動体は、
複数の燃料電池と、
前記複数の燃料電池のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記燃料電池に対して各々が水素を供給する複数の水素供給部と、
前記複数の燃料電池のそれぞれに対応して設けられ、対応する前記燃料電池から電力を供給されて動力を出力する複数のモータと、
前記複数のモータ出力する動力が伝達される駆動軸と
を備え、
各々の前記水素供給部は、水素を貯蔵すると共に、貯蔵可能な水素量が互いに異なる水素貯蔵部を備え、
前記移動体は、さらに、各々の前記燃料電池ごとに設けられ、該燃料電池に接続されて該燃料電池から供給される電力によって駆動される補機を備え、
貯蔵可能な水素量がより多い前記水素貯蔵部から水素を供給される燃料電池が、消費電力がより大きい補機に接続されていることを要旨とする。
【００２８】
本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、例えば、燃料電池を備える移動用電源、動力出力装置、あるいは移動体の、制御方法等の形態で実現することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．装置の全体構成：
Ｂ．運転制御：
Ｃ．目標値の設定：
Ｄ．水素残量の調節：
Ｅ．変形例：
【００３０】
Ａ．装置の全体構成：
図１は、第１実施例としての電気自動車の概略構成を表わす説明図である。本実施例の電気自動車は、２つの動力出力部１０，１５を備えている。
【００３１】
動力出力部１０は、主電源である燃料電池２０と、補助電源である２次電池２２とを備えており、これらの電源から供給される電力は、インバータ２４で交流化され、モータ２６に供給される。
【００３２】
燃料電池２０は、水素ガスを燃料ガスとして用いる燃料電池であり、本実施例では固体高分子型燃料電池を用いている。燃料電池２０に水素を供給するために、動力出力部１０には、さらに水素供給部３０が設けられている。水素供給部３０は、圧縮水素を内部に貯蔵する４本の水素タンク３２を備えている。各水素タンク３２には、それぞれ、水素流路３３が接続しており、各水素流路３３は合流して水素流路３５となり、水素流路３５が燃料電池２０に接続している。各水素流路３３には、シャットバルブ３４が設けられており、このシャットバルブ３４を閉状態とすることで、各水素タンク３２からの水素供給を停止可能となっている。また、水素流路３５には、レギュレータ３６が設けられている。レギュレータ３６は、水素タンク３２から放出された水素ガスを燃料電池２０に供給するのに先立って、水素の圧力を調節するための調圧弁である。なお、燃料電池２０に併設して、水素ガスを燃料電池２０に供給するための水素供給部３０の他に、酸化ガスである空気を供給するためのブロワがさらに設けられている（図示せず）。
【００３３】
２次電池２２は、燃料電池２０とインバータ２４とを接続する回路に対して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３を介して燃料電池２０と並列に接続されている。本実施例では、このＤＣ／ＤＣコンバータ２３を用いて、燃料電池２０および２次電池２２の出力制御をおこなっている。ここで、燃料電池は、その運転温度に応じて特定の出力特性を示し、目標出力電力が定まれば、目標出力電流及び目標出力電圧、すなわち目標運転ポイントを１点に定めることができる。本実施例の動力出力部１０は、燃料電池２０の目標出力電力に応じて目標出力電圧が決定されると、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧（燃料電池２０と接続する側の配線の電圧）がこの目標出力電圧となるように制御することによって、燃料電池２０の運転ポイントを制御している。
【００３４】
もう一方の動力出力部である動力出力部１５も、同様の構成を有している。動力出力部１５は、主電源である燃料電池４０、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３を介して回路に接続される２次電池４２，インバータ４４およびモータ４６を備えている。動力出力部１５においても、動力出力部１０と同様にして、燃料電池４０の運転ポイントの制御が行なわれる。また、動力出力部１５は、３本の水素タンク５２を備える水素供給部５０を備えている。水素タンク５２に貯蔵される水素は、シャットバルブ５４を設けた水素流路５３と、レギュレータ５６を設けた水素流路５５とを介して、燃料電池４０に供給される。
【００３５】
モータ２６の回転軸２８およびモータ４６の回転軸４８は、それぞれ、ギヤボックス６０内のギヤ６２，６３に接続されている。ギヤ６２，６３は、駆動ギヤ６１と噛合する平歯車である。駆動ギヤ６１には、駆動軸７０が結合されている。各モータ２６，４６が出力する動力は、ギヤボックス６０内の各ギヤを介して駆動軸７０に伝達され、さらに、ディファレンシャルギヤ７２を介して各車輪７４Ｒ，７４Ｌに伝達される。
【００３６】
本実施例では、各動力出力部の、電源とインバータ２４とを接続する回路に接続して、電力の供給を受けて種々の補機を駆動するための補機駆動回路２５，４５がそれぞれ設けられている。補機駆動回路２５，４５は、燃料電池駆動用補機（既述したブロワ、シャットバルブ、レギュレータや、燃料電池を冷却する冷媒を循環させるための冷却ポンプ等）の他、電気自動車の装備としての補機（以下、車両補機と呼ぶ）を含む補機類を駆動する。車両補機としては、パワーステアリング用のオイルポンプ、ブレーキ用のエアコンプレッサ、空調用のコンプレッサ、空調用の電熱ヒータ、車両の電装機器への電力供給用のアウトレットあるいは２次電池の冷却用コンプレッサ等が挙げられる。これらの内、燃料電池駆動用補機および２次電池の冷却用コンプレッサは、対応する動力出力部が備える補機駆動回路に接続されて駆動される。また、他の車両補機は、いずれも、両方の動力出力部についてそれぞれ設けられており、各補機は、接続されたいずれか一方の動力出力部が備える電源だけから電力を供給される。ここで、パワーステアリング用のオイルポンプおよびブレーキ用のエアコンプレッサは、車両の安定走行のために、通常は、各動力出力部に接続された両方が駆動される。また、空調用のコンプレッサおよび空調用の電熱ヒータは、必要に応じて、いずれか一方あるいは両方の動力出力部に接続された補機が駆動される。
【００３７】
また、電気自動車は、各部の状態を検出するための種々のセンサが設けられている。駆動軸７０には車速センサ１７０が設けられ、モータ２６，４６にはそれぞれ、回転数センサ１２６，１４６が設けられている。また、燃料電池２０，４０にはそれぞれ、温度センサ１２０，１４０が設けられており、２次電池２２，４２にはそれぞれ、残存容量センサ１２２，１４２が設けられている。また、各水素流路３３，５３にはそれぞれ、水素タンク内の圧力を検出する圧力センサ１３２，１５２が設けられており、水素流路３５，５５にはそれぞれ、レギュレータで調圧された後の水素圧を検出する圧力センサ１３５，１５５が設けられている。その他、電気自動車には、車両走行の指示に関わる入力を検出するアクセル開度センサ７８が設けられている。
【００３８】
電気自動車の各部は、制御部８０によって制御される。制御部８０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどを備えるマイクロコンピュータとして構成されており、ＲＯＭに用意された制御プログラムに従って、電気自動車の各部の運転制御を行なう。制御部８０は、既述した各種センサの検出信号を取得すると共に、取得した情報に基づいて、各部に駆動信号を出力する。出力される駆動信号には、燃料電池２０，４０に対する出力制御信号、補機駆動回路２５，４５に対する制御信号、インバータ２４，４４に対する制御信号、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３，４３に対する制御信号、あるいはシャットバルブ３４，５４やレギュレータ３６，５６に対する駆動信号等が含まれる。
【００３９】
Ｂ．運転制御：
図２は、本実施例の電気自動車の制御部８０が備えるＣＰＵで実行される運転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、電気自動車が起動されてから停止されるまで、繰り返し実行される。本ルーチンが開始されると、制御部８０は、まず、制御に使用するパラメータとして、アクセル開度と車速、および、各部の運転状態に関する情報を取得する（ステップＳ１００）。各部の運転状態に関する情報には、例えば、車両補機の運転状態に関する情報、圧力センサ１３５，１５５が検出する水素圧、２次電池２２，４２の残存容量、およびモータ２６，４６の回転数が含まれる。なお、以下に説明する本制御処理で用いられる各種変数において、符号に１０を付したものは動力出力部１０側の変数であることを示し、符号に１５を付したものは動力出力部１５側の変数であることを示す。
【００４０】
次に、制御部８０は、水素供給部３０，５０における不具合の有無を判定する（ステップＳ１１０）。水素供給部３０，５０での不具合の有無を判定するために、本実施例の制御部８０は、ステップＳ１００で取得した圧力センサ１３５，１５５の検出信号を用いている。レギュレータ３６，５６は、既述したように、上流に設けられた水素タンクから供給される水素ガスの圧力を所定圧に低下させる調圧弁である。レギュレータ３６，５６に制御部８０が出力した駆動信号における目標圧力と、レギュレータ３６，５６の下流に配設した圧力センサ１３２、１５２が実際に検出した水素圧との間に所定値以上の開きがある場合には、レギュレータによる水素圧調節の異常、あるいは水素の配管からの水素漏れ等の不具合が生じていると判断される。なお、水素供給部３０，５０における不具合の有無の判断は、圧力センサ１３２、１５２の検出信号に加えて、あるいは圧力センサ１３２、１５２の検出信号に代えて、他の検出信号に基づいて判断しても良い。例えば、水素流路３３，５３あるいは水素流路３５，５５の他の位置に圧力センサを設け、この圧力センサの検出信号を用いることとしても良い。あるいは、各水素供給部において、水素タンク及び水素流路の外部空間に水素濃度センサを配設し、この水素濃度センサの検出信号を用いることとしても良い。圧力センサや水素濃度センサを設けることで、配管における水素漏れ等の不具合を検出することが可能となる。
【００４１】
制御部８０は、水素供給部３０，５０の双方において不具合が生じていると判定すると（ステップＳ１２０）、主電源である燃料電池２０，４０を使用することができないために車両の走行を続行できないと判断して、電気自動車においてシステムを停止する（ステップＳ１３０）。このように双方の水素供給部で不具合が有ると判定されたときには、制御部８０は、各水素タンク３２，５２に対して設けられたシャットバルブ３４、５４を閉状態とする。この場合には、水素供給部３０，５０の双方において不具合が生じていることを運転者に報知することが望ましい。また、主電源である燃料電池２０，４０を停止させても、システム全体を完全に停止させる前に、２次電池２２，４２を用いて車両を移動可能とすることとしてもよい。
【００４２】
ステップＳ１２０において、水素供給部３０，５０の双方で不具合が生じていると判定された場合以外には、制御部８０は、ステップＳ１００で入力した情報に基づいて、総要求動力Ｐtr、補機動力Ｐ10a，Ｐ15a、充電電力Ｐ10b，Ｐ15bを設定する（ステップＳ１４０）。総要求動力Ｐtrは、車両を駆動するための要求動力であり、アクセル開度および車速との関係として予め制御部８０内に記憶しておいたマップを参照することで設定される。補機動力Ｐ10a，Ｐ15aは、車両補機を駆動するための要求動力であり、各補機の運転状態に応じて設定される。補機動力Ｐ10a，Ｐ15aは、各々の動力出力部の補機駆動回路に接続される車両補機における要求動力の合計を表わす。なお、燃料電池駆動用補機における要求動力は、燃料電池の発電量によって定まるため、本実施例では、各燃料電池の目標発電量を設定する動作において、燃料電池用補機の要求動力を含む値として目標発電量を設定している。充電電力Ｐ10b，Ｐ15bは、２次電池２２，４２を充電するための電力である。本実施例では、２次電池２２，４２の残存容量が所定の下限値を下回ったときに充電を行なうように、その時点での残存容量に応じて充電電力Ｐ10b，Ｐ15bが設定される。２次電池２２，４２の残存容量が下限値以上である場合には充電不要であるため、充電電力Ｐ10b，Ｐ15bは０に設定される。
【００４３】
このように各種要求動力を設定すると、制御部８０は、各部の目標値を設定する（ステップＳ１５０）。具体的には、燃料電池２０，４０の目標発電量Ｅ10，Ｅ15と、モータ２６，４６の目標出力動力Ｍ10，Ｍ15とを設定する。上記目標値は、ステップＳ１４０で設定した総要求動力Ｐtrを駆動軸７０に出力可能にすると共に、補機における要求動力である補機動力Ｐ10a，Ｐ15aを満たし、必要に応じて充電電力Ｐ10b，Ｐ15bによって２次電池２２，４２を充電可能とするための目標値である。上記した目標値の設定方法については後述する。
【００４４】
燃料電池の目標発電量およびモータの目標出力動力を設定すると、次に制御部８０は、モータ２６，４６の目標トルクＴ10，Ｔ15を設定する（ステップＳ１６０）。具体的には、ステップＳ１５０で設定された目標出力動力Ｍ10，Ｍ15を、ステップＳ１００で取得したモータ２６，４６の回転数でそれぞれ除することによって算出される。すなわち、モータ２６，４６の回転数をそれぞれＮ10，Ｎ15とすると、以下の式が成立する。なお、本実施例では、ギヤ６２，６３は同形状であり、モータ２６，４６の回転数Ｎ10，Ｎ15は、同一となる。
モータ目標トルク；
Ｔ10＝Ｍ10／Ｎ10；
Ｔ15＝Ｍ15／Ｎ15；
【００４５】
その後、制御部８０は、上記目標トルクＴ10，Ｔ15を指令値としてインバータ２４，４４に駆動信号を出力すると共に、目標発電量Ｅ10，Ｅ15および充電電力Ｐ10b，Ｐ15bに基づいて、電源各部（燃料電池の発電に関わる各部およびＤＣ／ＤＣコンバータ２３，４３等）に駆動信号を出力し（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。なお、このとき制御部８０は、車両補機においても所望の運転状態が実現されるように、補機駆動回路２５，４５に対しても駆動信号を出力する。
【００４６】
Ｃ．目標値の設定：
以下に、ステップＳ１５０における目標値の設定方法について説明する。目標値を設定する動作においては、電気自動車の状態を３通りに分類することができる。すなわち、電気自動車の状態は、水素供給部３０，５０の双方が正常である場合と、水素供給部３０だけに不具合が生じている場合と、水素供給部５０だけに不具合が生じている場合とに分類できる。
【００４７】
Ｃ−１．双方の水素供給部が正常である場合：
双方の水素供給部が正常である場合には、総要求動力Ｐtrを、２つの動力出力部１０，１５から均等に出力する。また、補機動力Ｐ10a，Ｐ15a、および充電電力Ｐ10b，Ｐ15bは、それぞれに対応する水素供給部が備える燃料電池から得られる電力によって賄われる。従って、各目標値は、以下のように設定される。
燃料電池の目標発電量；
Ｅ10＝Ｐtr／２＋Ｐ10a＋Ｐ10b；
Ｅ15＝Ｐtr／２＋Ｐ15a＋Ｐ15b；
モータの目標出力動力；
Ｍ10＝Ｐtr／２；
Ｍ15＝Ｐtr／２；
【００４８】
Ｃ−２．水素供給部３０に不具合が生じている場合；
この場合には、動力出力部１０の主電源である燃料電池２０を用いることができないため、総要求動力Ｐtrは、すべて動力出力部１５から得る。また、補機駆動回路２５によって駆動される補機の内、パワーステアリング用のオイルポンプやブレーキ用のエアコンプレッサ等は、車両の安定走行のために必要な必須補機である。したがって、これらの必須補機は、不具合が生じていない動力出力部１５からの動力の一部を、動力出力部１０のモータ２６で回生して得られる電力によって駆動する。補機駆動回路２５が駆動する車両補機の内、上記必須補機以外の補機（空調用のコンプレッサ、空調用の電熱ヒータ等）は、必須補機と同様に、モータ２６から得られる回生電力を用いて駆動しても良いし、停止させることとしても良い。補機駆動回路２５が駆動する補機の内、燃料電池駆動用補機は、水素供給部３０に不具合が生じているときには動作させる必要がない。そのため、以下に示す補機動力Ｐ10a は、燃料電池２０を停止する運転時にも駆動する補機が要する動力である。
【００４９】
水素供給部３０に不具合が生じている場合には、各目標値は、以下のように設定される。
燃料電池の目標発電量；
Ｅ10＝０；
Ｅ15＝Ｐtr＋Ｐ15a＋Ｐ15b＋Ｐ10a；
モータの目標出力動力；
Ｍ10＝−Ｐ10a；
Ｍ15＝Ｐtr＋Ｐ10a；
ここで、モータ２６の目標動力Ｍ10が負の値に設定されていることは、モータ２６において回生運転が行なわれることを表わしている。
【００５０】
Ｃ−３．水素供給部５０に不具合が生じている場合；
この場合には、水素供給部３０に不具合が生じている場合と同様の考え方により、各目標値を以下のように設定することができる。
燃料電池の目標発電量；
Ｅ10＝Ｐtr＋Ｐ10a＋Ｐ10b＋Ｐ15a；
Ｅ15＝０；
モータの目標出力動力；
Ｍ10＝Ｐtr＋Ｐ15a；
Ｍ15＝−Ｐ15a；
この場合にも、モータ４６の目標動力Ｍ15は負の値に設定されており、モータ４６では回生運転が行なわれる。
【００５１】
なお、いずれかの水素供給部に不具合が生じている場合には、不具合が生じた動力出力部が備える補機駆動回路における補機動力は、ギヤボックス６０を介して伝達される動力を利用して回生運転を行なう際のエネルギ変換効率をさらに考慮して設定している。
【００５２】
また、本実施例では、燃料電池と２次電池とは、モータ及び補機駆動回路に対して並列に接続されており、２次電池の残存容量が充分であるときには、電源から出力すべき電力量や２次電池の残存容量に応じて、２次電池からも電力が出力される場合がある。したがって、上記した目標値設定の動作の際に、充電電力が０の場合には、実際の燃料電池の目標発電量は、モータ及び補機に供給すべき電力量と２次電池の残存容量に応じて、２次電池からの出力電力をさらに考慮した値となる。
【００５３】
実施例の電気自動車では、主電源である燃料電池を複数設けることによって、車両の負荷要求が最大のときにも充分な電力を確保可能としている。実施例では、各燃料電池に対して車両駆動用のモータを別個に設けているが、装置全体の大型化を抑えるためには、これら各モータはできるだけ小型化することが望ましい。しかしながら、モータの小型化は、単一のモータから出力可能な動力の低下を引き起こすため、車両の総要求動力が最大値近くに増大した時には、一方のモータだけでは動力が不足する可能性がある。また、一方の燃料電池だけでは、総要求動力と充電電力と双方の補機動力とを賄うには発電量が不足する可能性がある。このように、一方の動力出力部だけではエネルギが不足する場合には、一方の水素供給部に不具合が生じたときには、燃料電池が出力可能な電力量あるいはモータが出力可能な動力に応じて、総要求動力Ｐtrを、出力可能なより小さな値に補正すればよい。
【００５４】
以上のように構成された本実施例の電気自動車によれば、燃料電池を有する動力出力部を２つ備え、各々の燃料電池に対して別個に水素供給部を設けているため、いずれかの水素供給部に不具合が生じた場合にも、不具合が生じていない側の動力出力部を用いることができる。これにより、いずれかの水素供給部に不具合が生じても車両走行を継続することが可能になる。
【００５５】
また、本実施例の電気自動車では、２つの動力出力部は、電気的に独立しているため、燃料電池および２次電池を含む配線の複雑化を抑制し、燃料電池および２次電池の運転状態を、より精密に制御することができる。既述したように、燃料電池および２次電池の運転状態は、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧によって制御され、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧による運転ポイントの制御は、各燃料電池および２次電池の出力特性に基づいて行なわれる。ここで、燃料電池や２次電池は、同じ規格の製品であっても出力特性にはある程度の個体差が生じる。したがって、各動力出力部を電気的に独立させて、各々の動力出力部内で各々が備える燃料電池および２次電池の出力特性に基づいて制御を行なうことで、運転ポイントの制御をより正確に行なうことが可能となる。
【００５６】
このような動力出力部間の電気的な独立は、本実施例では、一方の水素供給部に不具合が生じて不具合側の燃料電池の発電を禁止する場合に、不具合側の補機駆動回路に接続された必須補機を駆動する際にも保たれる。２つの動力出力部間で電力のやり取りが可能となるように、リレーなどのスイッチを設けて配線を切り替え可能な構成としても良いが、このような場合には、配線切り替え時に配線に一時的に大電流が流れる場合がある。本実施例では、一方の動力出力部に接続される補機に対して、他方の動力出力部からエネルギを供給する際に、動力出力部間の電気的な独立を保ったまま、ギヤボックス６０による動力伝達とモータの回生運転を利用しているため、上記配線の切り替えに伴う不都合が生じることがない。
【００５７】
Ｄ．水素残量の調節：
Ｄ−１．モータ駆動量による調節：
第１実施例の電気自動車において、各々の動力出力部が備える水素タンクの水素残量の差を、より少なくする制御をさらに行なうこととしても良い。このような制御を行なう構成を、第２実施例として以下に示す。第２実施例の電気自動車は、第１実施例と同様の構成を有しており、共通する部分には同じ参照番号を付して説明を省略する。この第２実施例の電気自動車は、第１実施例と同様の運転制御に加えて、さらに以下の制御を実行する。図３は、第２実施例の電気自動車が備える制御部８０で実行される出力分配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、制御部８０が図２に示した運転制御処理ルーチンを実行する際に、ステップＳ１２０において水素供給部の双方に不具合がないと判断されたときに、各燃料電池の目標発電量と各モータの目標出力動力とを設定するために、ステップＳ１６０とステップＳ１７０の間に割り込んで実行される処理である。
【００５８】
本ルーチンが開始されると、制御部８０は、水素供給部３０，５０における水素残量を検出する（ステップＳ２００）。具体的には、制御部８０は、まず、各水素タンクに接続する水素流路に設けられた各圧力センサ１３２，１５２の検出信号を入力する。その後制御部８０は、各々の水素センサの下流に設けられた圧力センサが検出した水素圧と、予め記憶した各水素タンクの容積との積として、各水素タンクの水素残量を算出する。各水素供給部における水素残量は、各水素供給部が備える各水素タンクにおける水素残量の合計として算出される。
【００５９】
次に制御部８０は、水素供給部３０の水素残量と、水素供給部５０の水素残量との差が、所定の基準値以下であるか否かを判断する（ステップＳ２１０）。ここで、所定の基準値とは、２つの水素供給部のそれぞれに貯蔵される水素残量の差が充分に小さいか否かの判断基準として予め設定して、制御部８０内に記憶しておいた値である。水素残量の差が所定の基準値以下であると判断されると、制御部８０は、ステップＳ１６０で設定したモータ目標トルクＴ10，Ｔ15（Ｔ10＝Ｍ10／Ｎ10、Ｔ15＝Ｍ15／Ｎ15）を維持して本ルーチンを終了し（ステップＳ２２０）、図２の運転制御処理ルーチンに戻る。すなわち、上記モータ目標トルクＴ10，Ｔ15を指令値としてインバータ２４，４４に駆動信号を出力すると共に、ステップＳ１５０で設定した目標発電量Ｅ10，Ｅ15および充電電力Ｐ10b，Ｐ15bに基づいて電源各部に駆動信号を出力し（ステップＳ１７０）、図２のルーチンを終了する。
【００６０】
ステップＳ２１０において、水素残量の差が所定の基準値を越えると判断されると、制御部８０は、水素供給部３０の水素残量と水素供給部５０の水素残量とを比較する（ステップＳ２３０）。ステップＳ２３０で、水素供給部３０の水素残量の方が多いと判断されると、制御部８０は、モータ２６の目標トルクがより大きくなるように、モータ目標トルクを再設定する（ステップＳ２４０）。具体的には、モータ２６の目標トルクＴ10が所定値大きくなり、モータ４６の目標トルクＴ15が所定値小さくなるように再設定する。一例として、上記所定値を１０Ｎｍとしたときの目標トルクを表わす式を以下に示すが、所定値は異なる値を選択しても良い。ここでは、再設定したモータ目標トルクを、Ｔ'10，Ｔ'15と表わしている。
モータ目標トルク；
Ｔ'10＝Ｔ10＋１０＝Ｍ10／Ｎ10＋１０（Ｎｍ）；
Ｔ'15＝Ｔ15−１０＝Ｍ15／Ｎ15−１０（Ｎｍ）；
【００６１】
さらに、制御部８０は、上記再設定したモータ目標トルクＴ'10，Ｔ'15に基づいて、目標発電量を、Ｅ'10，Ｅ'15へと再設定して本ルーチンを終了し（ステップＳ２５０）、図２の運転制御処理ルーチンに戻る。ここで、モータ目標トルクが再設定されたことで、モータの目標出力動力は以下のＭ'10，Ｍ'15へと変わる。
モータの目標出力動力；
Ｍ'10＝Ｔ'10×Ｎ10；
Ｍ'15＝Ｔ'15×Ｎ15；
そのため、燃料電池の目標発電量は、以下のように再設定される。
燃料電池の目標発電量；
Ｅ'10＝Ｍ'10＋Ｐ10a＋Ｐ10b；
Ｅ'15＝Ｍ'15＋Ｐ15a＋Ｐ15b；
【００６２】
ステップＳ２５０を実行して本ルーチンを終了すると、制御部８０は、再設定したモータ目標トルクＴ'10，Ｔ'15を指令値としてインバータ２４，４４に駆動信号を出力すると共に、再設定した目標発電量Ｅ'10，Ｅ'15および充電電力Ｐ10b，Ｐ15bに基づいて電源各部に駆動信号を出力し（ステップＳ１７０）、図２のルーチンを終了する。
【００６３】
ステップＳ２３０で、水素供給部５０の水素残量の方が多いと判断されると、制御部８０は、モータ２６の目標トルクがより大きくなるように、ステップＳ２４０と同様の考え方により、モータ目標トルクを以下のように再設定する（ステップＳ２６０）。
モータ目標トルク；
Ｔ'10＝Ｍ10／Ｎ10−１０（Ｎｍ）；
Ｔ'15＝Ｍ15／Ｎ15＋１０（Ｎｍ）；
【００６４】
さらに、制御部８０は、上記再設定したモータ目標トルクＴ'10，Ｔ'15に基づいて、ステップＳ２５０と同様に、目標発電量を以下のように再設定して本ルーチンを終了し（ステップＳ２７０）、図２の運転制御処理ルーチンに戻る。
燃料電池の目標発電量；
Ｅ'10＝Ｍ'10＋Ｐ10a＋Ｐ10b
＝Ｔ'10×Ｎ10＋Ｐ10a＋Ｐ10b；
Ｅ'15＝Ｍ'15＋Ｐ15a＋Ｐ15b
＝Ｔ'15×Ｎ15＋Ｐ15a＋Ｐ15b；
【００６５】
ステップＳ２７０を実行して本ルーチンを終了すると、制御部８０は、再設定したモータ目標トルクＴ'10，Ｔ'15を指令値としてインバータ２４，４４に駆動信号を出力すると共に、補正した目標発電量Ｅ'10，Ｅ'15および充電電力Ｐ10b，Ｐ15bに基づいて電源各部に駆動信号を出力し（ステップＳ１７０）、図２のルーチンを終了する。
【００６６】
以上のような構成とすれば、第１実施例と同様の効果に加えて、いずれの水素供給部も不具合を有しないときには、双方の水素供給部に貯蔵される水素残量の差が小さい状態を維持する効果が得られる。すなわち、水素残量のより多い水素供給部を備える動力出力部においてモータ目標トルクがより大きくなるように目標発電量を再設定するため、この動力出力部が備える燃料電池の発電量がより増大し、その結果水素消費量が増大して、水素残量の差が縮まる。ここで、本実施例の電気自動車は、いずれか一方の水素供給部に貯蔵される水素がなくなった場合であっても、他方の水素供給部を備える動力出力部が出力する動力だけによって走行を続行することが可能である。しかしながら、このように一方のモータだけから動力を得る場合には、車両の負荷要求が大きくなったときには、所望の動力を得られない可能性がある。上記構成により、双方の水素供給部に貯蔵する水素残量の差を小さく保つことで、双方の水素供給部に水素が残存する状態をより長く維持することができ、双方の水素供給部に水素が残存する間は、充分な動力を得て所望の走行状態を実現することが可能となる。
【００６７】
なお、上記説明では、ステップＳ２１０において、水素残量差が所定値以下であるか否かを判断しているが、この所定値を０に設定して、双方の水素供給部において水素残量差がなくなるように制御しても良い。
【００６８】
Ｄ−２．補機駆動量による調節：
第２実施例のようにモータの駆動量を調節する他、補機駆動量を調節することによっても、双方の水素供給部に貯蔵される水素残量の差が小さい状態を維持することが可能である。このような構成を第３実施例として以下に説明する。第３実施例の電気自動車は、第１実施例と同様の構成を有しており、共通する部分には同じ参照番号を付して説明を省略する。また、第３実施例の電気自動車が備える制御部８０は、第１実施例と同様の運転制御に加えて、さらに以下の制御を実行する。
【００６９】
図４は、第３実施例の電気自動車が備える制御部８０で実行される補機駆動量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、制御部８０が図２に示した運転制御処理ルーチンを実行する際に、ステップＳ１２０において水素供給部の双方で不具合が発生していないと判断された場合に、ステップＳ１４０で補機動力Ｐ10a，Ｐ15aを設定する際に割り込んで実行される処理である。
【００７０】
本ルーチンが開始されると、制御部８０は、水素供給部３０，５０における水素残量を検出し（ステップＳ３００）、水素供給部３０の水素残量と、水素供給部５０の水素残量との差が、所定の基準値以下であるか否かを判断する（ステップＳ３１０）。ここで、ステップＳ３００およびＳ３１０の処理は、それぞれ、図３のステップＳ２００およびＳ２１０と同様の処理である。
【００７１】
ステップＳ３１０で、水素残量の差が所定の基準値以下であると判断されると、制御部８０は、補機分配パターン１に基づいて補機動力Ｐ10a，Ｐ15aを設定して（ステップＳ３２０）本ルーチンを終了する。ここで、補機分配パターンとは、電気自動車が備える補機の内、空調用のコンプレッサの駆動制御のパターンをいう。本実施例では、補機駆動回路２５，４５の各々に対して、別個に空調用のコンプレッサが接続されており、必要に応じて、いずれか一方あるいは両方の動力出力部に接続されたコンプレッサが駆動される。各補機駆動回路には、同等の出力を有する空調用コンプレッサが接続されており、各コンプレッサは、いずれも、「強」と「弱」の２段階の駆動制御が可能となっている。また、実施例の電気自動車では、空調装置の設定温度および／または車内温度の実測値に基づいて、４段階の強さで空調レベルを調節可能となっている。図５は、空調運転の強さを調節する際のコンプレッサの駆動パターンを示す説明図である。空調レベルは、数が小さいほど空調強度が弱いことを表わしている。以下、補機駆動回路２５に接続された空調用コンプレッサを１０側コンプレッサと呼び、補機駆動回路４５に接続された空調用コンプレッサを１５側コンプレッサと呼ぶ。ステップＳ３２０では、選択すべき空調レベルに応じて、図５の補機分配パターン１に示すパターンに従って、各コンプレッサの駆動制御が行なわれる。補機分配パターン１は、双方の空調用コンプレッサにおける消費電力の差ができるだけ小さくなるように設定されている。
【００７２】
ステップＳ３１０で、水素残量の差が所定値を越えると判断されると、制御部８０は、図３のステップＳ２３０と同様に、水素供給部３０の水素残量と水素供給部５０の水素残量とを比較する（ステップＳ３３０）。ステップＳ３３０で、水素供給部３０の水素残量の方が多いと判断されると、制御部８０は、図５に示す補機分配パターン２に基づいて補機動力Ｐ10a，Ｐ15aを設定して（ステップＳ３４０）、本ルーチンを終了する。補機分配パターン２は、図５に示すように、１０側コンプレッサを優先的に駆動するように設定されている。
【００７３】
ステップＳ３３０で、水素供給部５０の水素残量の方が多いと判断されると、制御部８０は、図５に示す補機分配パターン３に基づいて補機動力Ｐ10a，Ｐ15aを設定して（ステップＳ３５０）、本ルーチンを終了する。補機分配パターン３は、図５に示すように、１５側コンプレッサを優先的に駆動するように設定されている。
【００７４】
以上のような構成とすれば、第１実施例と同様の効果に加えて、いずれの水素供給部も不具合を有しないときには、双方の水素供給部に貯蔵される水素残量の差が小さい状態を維持する効果が得られる。すなわち、水素残量のより多い水素供給部を備える動力出力部において、空調用コンプレッサの駆動量がより多くなるようにコンプレッサの運転パターンが設定されるため、水素残量のより多い動力出力部において燃料電池の発電量が増大し、水素残量差が縮まる。したがって、第２実施例と同様に、双方の水素供給部に水素が残存する状態をより長く維持することができ、充分な動力を得て所望の走行状態を実現可能な状態を延ばすことができる。
【００７５】
本実施例では、各空調用コンプレッサは、２段階の駆動制御が可能となっており、空調装置は４段階の強さで空調レベルを調節可能となっているが、より細かい段階で調節可能とするなど、異なる構成としても良い。水素残量がより多い動力出力部側の空調用コンプレッサが優先的に使用されるならば、同様の効果が得られる。
【００７６】
また、本実施例では、水素消費量を調節するための補機として空調用コンプレッサを用いたが、異なる補機を用いても良い。例えば、空調用の電熱ヒータを用いることもできる。双方の動力出力部に対して設けられる補機であって、いずれか一方側だけを優先使用できる補機であれば、同様の制御に用いることができる。
【００７７】
Ｄ−３．接続する補機の設定による調節：
図１に示したように、既述した実施例の電気自動車では、水素供給部３０と水素供給部５０とでは、備える水素タンクの数が異なっている。電気自動車に搭載する水素タンクの数ができるだけ多いほど、車両の走行距離を伸ばすことができて好ましいが、水素タンクを搭載可能なスペースの都合上、このように水素タンクの数が水素供給部ごとに異なる場合がある。このように水素供給部ごとに備える水素タンクの数が違う場合には、各補機駆動回路ごとに接続する補機の種類や数を異ならせることによって、各水素供給部で消費される水素量を異ならせ、残存水素量の差を縮めることとしても良い。
【００７８】
例えば、水素タンクの数が多い動力出力部１０側の補機駆動回路２５に接続する空調用コンプレッサや空調用電熱ヒータを、より大型にすることで、動力出力部１０における消費電力（消費水素量）をより多くすることができる。あるいは、必須補機を含むすべての補機のうちの一部を、補機駆動回路２５だけに接続しても良い。
【００７９】
このような構成とすれば、残存水素量に基づく特別な制御を行なうことなく、電気自動車を運転している間に、動力出力部間に当初存在した貯蔵水素量の差を、徐々に縮めることができる。したがって、第２および第３実施例と同様に、双方の水素供給部に水素が残存する状態をより長く維持することができ、充分な動力を得て所望の走行状態を実現可能な状態をより長く確保することができる。
【００８０】
なお、既述した残存水素量の差を縮めるための構成を、複数組み合わせることとしても良い。
【００８１】
Ｅ．変形例：
この発明は、上記の実施例や実施形態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。
【００８２】
Ｅ１．変形例１：
既述した実施例では、各水素供給部は、圧縮水素を貯蔵する水素タンクを備えることとしたが、異なる構成としても良い。例えば、圧縮気体として水素を貯蔵するだけでなく、タンク内部に水素吸蔵合金を備え、水素吸蔵合金中にさらに水素を吸蔵させることとしても良い。
【００８３】
あるいは、各水素供給部は、水素を貯蔵する代わりに、改質器を備えると共に炭化水素系の改質燃料を貯蔵して、改質反応により水素を生成することとしても良い。燃料電池に水素を供給する水素供給部として働くならば、水素そのものを貯蔵していなくても良い。この場合にも、各動力出力部ごとに水素供給部を設けることで、いずれかの水素供給部に不具合が生じたときにも、電気自動車の走行を続行することが可能となる。また、水素供給部間で、貯蔵する改質燃料の残存量の差を縮めるための同様の制御を行なうことで、双方の動力出力部から動力を得られる状態をより長く確保可能となる。
【００８４】
Ｅ２．変形例２：
既述した実施例の電気自動車は、２系統の動力出力部を備えることとしたが、３以上の動力出力部を備える電気自動車において、本発明を適用しても良い。
【００８５】
Ｅ３．変形例３：
実施例では、２つの動力出力部を設け、異なる動力出力部間は電気的に独立させている。このように動力出力部間を電気的に分離することは、制御の動作を簡素化し、制御の精度を向上させることができて望ましいが、異なる構成とすることも可能である。例えば、双方の燃料電池から、共通するモータに対して電力供給することとしても良い。また、少なくとも一部の補機においては、いずれの燃料電池からも電力供給を受けることが可能としても良い。このような場合にも、燃料電池毎に水素供給部を設けることで、いずれかの水素供給部で不具合が発生したときにも、走行を継続することが可能となる。
【００８６】
Ｅ４．変形例４：
実施例では、２つの動力出力部の各々が備えるモータは、共通の駆動軸７０に対して動力を出力しているが、動力出力部ごとに別々の駆動軸に対して動力を出力しても良い。例えば、動力出力部１０のモータ２６は、車両の右輪の車軸を駆動し、動力出力部１５のモータ４６は、車両の左輪の車軸を駆動することとしても良い。このような場合にも、いずれかの水素供給部に不具合が生じたときには、正常な水素供給部に対応する一方の車軸だけを駆動することによって、車両の走行を継続することが可能となる。ただし、車両走行の安定性を確保するためには、実施例のように、左右両輪に駆動力を伝える共通の駆動軸に対して、双方の動力出力部が動力を伝える構成が好ましい。
【００８７】
Ｅ５．変形例５：
実施例では、複数の動力出力部を備える動力出力装置を電気自動車に搭載しているが、異なる構成としても良い。例えば、電気自動車以外の移動体の動力源として、本発明の動力出力装置を用いることとしても良い。あるいは、移動体の駆動動力源以外の動力源として、本発明の動力出力装置を用いても良い。
【００８８】
また、動力出力装置として用いる他、本発明を、移動して用いられる移動用電源に適用しても良い。複数の燃料電池を備える移動用電源において、それぞれの燃料電池に水素供給部を設ければ、いずれかの水素供給部に不具合が発生した場合にも、移動用電源からの電力供給を続行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】実施例としての電気自動車の概略構成を表わす説明図である。
【図２】運転制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。
【図３】出力分配制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。
【図４】補機駆動量制御処理ルーチンを表わすフローチャートである。
【図５】補機分配パターンの説明図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０，１５…動力出力部
２０，４０…燃料電池
２３，４３…ＤＣ／ＤＣコンバータ
２４，４４…インバータ
２５，４５…補機駆動回路
２６，４６…モータ
２８，４８…回転軸
３０，５０…水素供給部
３２，５２…水素タンク
３３，５３…水素流路
３４，５４…シャットバルブ
３５，５５…水素流路
３６，５６…レギュレータ
６０…ギヤボックス
６１…駆動ギヤ
６２，６３…ギヤ
７０…駆動軸
７２…ディファレンシャルギヤ
７４Ｒ，７４Ｌ…車輪
７８…アクセル開度センサ
８０…制御部
１２０，１４０…温度センサ
１２２，１４２…残存容量センサ
１２６，１４６…回転数センサ
１３２，１５２…圧力センサ
１３５，１５５…圧力センサ
１７０…車速センサ
【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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