(57)【要約】【課題】燃料電池と蓄電手段とを組み合わせ、蓄電手段の充電量に応じて燃料電池を間欠的に運転する制御を行う際に、蓄電手段からの電力のみにより高出力運転を行うことによる燃費の低下を抑える。【解決手段】車両に搭載されるものであって、燃料電池１と、燃料電池１により充電される蓄電手段たる二次電池４と、二次電池４の充電量に応じて燃料電池１を間欠的に運転する制御を行う発電制御手段たる制御装置５とを備える燃料電池システムＳにおいて、前記制御装置５が、高負荷での走行が継続されることを判定した際に、二次電池４の充電量に関らず発電するように燃料電池１を制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と、燃料電池により充電される蓄電手段と、蓄電手段の充電量に応じて燃料電池を間欠的に運転する制御を行う発電制御手段とを備え、車両に搭載される燃料電池システムであって、
高負荷での走行が継続されることが判定された際に、前記発電制御手段が、蓄電手段の充電量に関らず発電するように燃料電池を制御することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
車両に設けられその走行速度を制御する速度制御手段の操作量又は操作速度を検知する速度制御状態検知手段、及び車速を検知する車速検知手段を有するとともに、車速検知手段により検知される車速が所定値を下回り、かつ前記速度制御操作検知手段により検知される速度制御手段の操作量又は操作速度が所定値以上の場合に、高負荷での走行が継続されることを判定することを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項３】
車両が電動機及び該電動機の回転を変速する変速機を備えてなり、変速機が車両を後進させる状態にある際に、前記発電制御手段は、前記充電量に関らず燃料電池が発電することを禁止させることを特徴とする請求項２記載の燃料電池システム。
【請求項４】
燃料電池と、燃料電池により充電される蓄電手段と、常時は一定出力となるように燃料電池の発電を制御するとともに蓄電手段の充電量に応じて燃料電池を間欠的に運転する制御を行う発電制御手段とを備え、電動機及び該電動機の回転を変速する変速機を備える車両に搭載され、前記発電制御手段が高負荷での走行が継続されることを判定した際に、燃料電池に前記一定出力よりも高い所定の出力で発電させるように前記発電制御手段が制御を行う燃料電池システムであって、
変速機が車両を後進させる状態にある場合に、前記発電制御手段は高負荷での走行が継続されることを判定した際であっても燃料電池が前記所定の出力での発電を禁止するよう制御を行うことを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として車両に搭載される燃料電池システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等の車両において、窒素化合物、炭化水素、一酸化炭素といった有害排気物質が少ないなどの理由から電気自動車が開発され、電気自動車のモータの電源として、内燃機関に比較してエネルギーロスが少ない燃料電池が実用化され始めている。このような車両に搭載される燃料電池を含む燃料電池システムでは、燃料電池が安全に、かつ効率よく発電するために各種の制御を行っている。
【０００３】
燃料電池を用いて効率よく発電するために行う制御の例として、例えば、燃料電池と二次電池とを組み合わせ、燃料電池は一定出力による発電のみを間欠的に行うとともに、負荷による消費電力が前記一定出力に満たない場合には余剰の電力を二次電池に蓄えるようにし、燃料電池の停止時には二次電池から電力を供給する燃料電池システムが考えられている。このように間欠的に発電を行う燃料電池システムとしては、例えば、特許文献１に示されるものがある。なお、特許文献１においては、二次電池は蓄電池として述べられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１８２６７５
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車等の車両においては、上り坂走行時や発進時等、高出力による運転を継続して行う必要がある場合がある。ところが、二次電池の充電量に応じて発電を行う制御を行う場合、二次電池の充電量が１００％又はそれに近い値である場合に前記したような高出力による運転を継続して行うと、二次電池からの電力のみにより高出力による運転が継続して行われることになる。
【０００６】
しかして、燃料電池から二次電池に充電を行う際に、燃料電池から二次電池に供給された電力がすべて二次電池に蓄えられることはなく、二次電池には供給された電力と該二次電池の充放電効率との積が示す電力のみが蓄えられる。すなわち、二次電池から単位電力量の電力を得るためには、燃料電池により予め単位電力量と充放電効率の逆数との積として得られる量の電力を発電する必要がある。
【０００７】
すなわち、二次電池の充電量のみに応じて発電を行う制御を行うと、二次電池からの電力のみにより高出力による運転を継続して行うことにより、燃料電池により発電される電力を直接車両の走行に用いる場合と比較して多量の電力を燃料電池により発電する必要があり、燃費の低下を引き起こしてしまう不具合が生じ得る。
【０００８】
本発明は、上述したような不具合を解消することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の燃料電池システムは、燃料電池と、燃料電池により充電される蓄電手段と、蓄電手段の充電量に応じて燃料電池を間欠的に運転する制御を行う発電制御手段とを備え、車両に搭載される燃料電池システムであって、高負荷での走行が継続されることが判定された際に、前記発電制御手段が、蓄電手段の充電量に関らず発電するように燃料電池を制御することを特徴とする。
【００１０】
このようなものであれば、発電制御手段が高出力を必要とする高負荷での走行が継続されることを判定した際には、蓄電手段の充電量に関らず発電するように燃料電池を制御し、発電される電力を直接走行に使用するようにできる。従って、蓄電手段からの電力のみにより高出力運転を行うことによる燃費の低下を抑えることができるようになる。
【００１１】
このような制御の好適な実施の態様として、車両に設けられその走行速度を制御する速度制御手段の操作量又は操作速度を検知する速度制御状態検知手段、及び車速を検知する車速検知手段を有するとともに、車速検知手段により検知される車速が所定値を下回り、かつ前記速度制御操作検知手段により検知される速度制御手段の操作量又は操作速度が所定値以上の場合に、高負荷での走行が継続されることを判定するものが挙げられる。高出力運転が必要とされる場合、例えば駐車状態からの発進時や、急な上り坂の走行時等には、車速は低く、速度制御手段の操作量が大きいことが多いからである。なお、速度制御手段は、自動車に設けられるアクセルペダル等、車両の走行速度を制御する機能を有するもの全般を含む概念である。
【００１２】
上述したような燃費の低下を抑える効果をさらに高めるために望ましい態様として、車両が電動機及び該電動機の回転を変速する変速機を備えてなり、変速機が車両を後進させる状態にある際に、前記発電制御手段は、前記充電量に関らず燃料電池が発電することを禁止するものが挙げられる。車両の後進が長時間継続的に行われることは非常に少なく、車両の後進のために高出力を必要とする状態が長時間継続的に行われることもまた非常に少ないので、車両の後進の際には前記した車速及び速度制御手段の操作に関する条件及び充電量に関らず燃料電池が発電することを禁止することにより、不必要な発電を行わないようにすることができるからである。
【００１３】
また、高負荷での走行が継続されることを検知した際に燃料電池が前記一定出力よりも高い所定の出力で発電する態様において燃費の向上を図るために好適な態様として、燃料電池と、燃料電池により充電される蓄電手段と、常時は一定出力となるように燃料電池の発電を制御するとともに蓄電手段の充電量に応じて燃料電池を間欠的に運転する制御を行う発電制御手段とを備え、電動機及び該電動機の回転を変速する変速機を備える車両に搭載され、前記発電制御手段が高負荷での走行が継続されることを判定した際に、燃料電池に前記一定出力よりも高い所定の出力で発電させるように前記発電制御手段が制御を行う燃料電池システムであって、変速機が車両を後進させる状態にある場合に、前記発電制御手段は高負荷での走行が継続されることを判定した際であっても燃料電池が前記所定の出力での発電を禁止するよう制御を行うことを特徴とするものが挙げられる。車両の後進が長時間継続的に行われることは非常に少なく、車両の後進の際には高出力を必要とする状態が長時間継続することもまた非常に少ないので、車両の後進の際には前記所定の出力での発電を禁止することにより、不必要な高出力発電を行わないようにすることができるからである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１５】
本実施形態に係る燃料電池システムＳは、車両、特に自動車に搭載されるもので、図１に示すように、燃料電池１、発電に必要な水素含有ガスである水素ガスの貯蔵手段である水素ガスタンク２、酸素含有ガスである空気の供給手段であるコンプレッサ３、蓄電手段である二次電池４、発電に付随する各種制御を行う発電制御手段たる制御装置５、燃料電池１の温度を調節する温度制御装置ＴＣ等を備えている。この燃料電池システムＳは、車両を走行させるための電動機たるモータ及び該モータの回転を変速する無段変速機を含む走行装置Ｍ、燃料電池１を制御するための電磁弁、ファンモータ、さらに電動式のコンプレッサ３等の電気機器を負荷とするものである。また、この燃料電池システムＳでは、基本的には燃料電池１は負荷に追従して発電量を変更するのでなく、発電効率の最もよい発電量となるように、制御装置５により一定出力たる定格出力Ｅ０で発電するよう制御される。制御装置５による制御の詳細については後述する。また、この燃料電池システムＳは、鉄道に用いる機関車等、自動車以外の車両に用いることもできる。
【００１６】
燃料電池１は、この分野で広く知られたものを用いることができ、例えば電解部としてのイオン交換膜に密着するようにして正極部と負極部とを配設したセルの複数を直列接続してスタックを形成し、そのスタックに対して水素ガスと空気とを所定の圧力で供給し得るように、ハウジング内に収納したものである。
【００１７】
具体的には、水素ガスは前記水素ガスタンク２からレギュレータＲＧを介して所定の圧力で燃料電池１に供給するようにしている。燃料電池１内に供給された水素ガスは、各セルの負極部に案内される。一方、空気は前記コンプレッサ３を介して所定の圧力で燃料電池１に供給するようにしている。そして、燃料電池１内に供給された空気は、各セルの正極部に案内される。各セルの負極部に案内された水素は、各セルの正極部に案内された空気中の酸素と反応して発電する。この燃料電池１からの電流は、走行装置Ｍ等の負荷に供給される。
【００１８】
発電に寄与した以外の余剰の空気、すなわち排気酸素含有ガスは、循環することなく、発電により生成した水の略全量とともに、排気酸素含有ガス排出路Ｐ４から排気管Ｐ５を介して燃料電池１外に排出される。一方、反応せずに残った余剰の水素ガスである排気水素含有ガスは、燃料電池１からこの燃料電池１に連通して設けられている排気水素含有ガス排出路Ｐ２を介して排出される。この排気水素含有ガス排出路Ｐ２からは、排気水素含有ガスだけでなく、イオン交換膜を介して負極部にしみだし付着した水もまた排出される。この排気水素含有ガス排出路Ｐ２中には、電磁弁からなる排出制御弁Ｂ１が設けられている。そして、この排気水素含有ガス排出路Ｐ２は、希釈器６に接続していて、前記排出制御弁Ｂ１を通過した排気水素含有ガスは希釈器６に排出されるようにしている。さらに、排気酸素含有ガス排出路Ｐ４の前記調圧弁Ｂ２よりも上流から希釈用空気供給路Ｐ６を分岐させて設けていて、この希釈用空気供給路Ｐ６の他端も前記希釈器６に連通している。そして、この希釈器６内で排気水素含有ガスと排気酸素含有ガスとが混合し、水素濃度が低下した排気水素含有ガスが、排気管Ｐ５を介して車外に排出される。
【００１９】
前記二次電池４は、燃料電池１により充電されるとともに、車両が減速された場合や下り坂を走行した場合に、モータが回生発電を行うことにより発生する回生電流の供給を受けて充電される。車両は、通常はこの二次電池４からの電力により走行し、電力が不足する場合に燃料電池１により不足分を補充するように構成している。すなわち、本実施形態に係る燃料電池システムＳの燃料電池１は、車両の走行中常時発電するのでなく、必要に応じて間欠的に発電する。この二次電池４ないし燃料電池システムＳ全体の出力制御、燃料電池１の発電の開始及び終了の制御、及び燃料電池１から二次電池４への充電の制御は、制御手段５により行われるが、その詳細は後述する。
【００２０】
さらに、本実施形態では、前記モータは、実際に車両を走行させるための走行機構と、変速機を介して接続されている。この変速機は、車両を後進させる作動状態（以下Ｒレンジと表記）等、種々の作動状態を有し、図２に示すシフトレバー７により作動状態を切り替えるようにしている。具体的には、前記図２に示すように、このシフトレバー７の位置を検知するレバー位置検知器６１を設け、検知されたシフトレバー７の位置に基づき作動状態が切り替わるようにしている。すなわち、このレバー位置検知器６１は、変速機の作動状態を検知する作動状態検知手段としての機能を有する。また、前記レバー位置検知器６１は、前記作動状態検知手段として機能するものであればよく、例えば接点信号を出力する機械式スイッチであってもよい。なお、前記変速機は、無段変速機（ＣＶＴ）やトルクコンバータ付自動変速機等、任意の構成のものを用いてよい。
【００２１】
前記制御装置５は、ＣＰＵ５１、内部メモリ５２、入力インタフェース５３、出力インタフェース５４を少なくとも備えたマイクロコンピュータシステムを主体として構成され、前記走行装置Ｍ等の負荷への通電を制御すべくＤＣ−ＤＣコンバータ（以下コンバータと称す）及びインバータ（ともに図示略）をも備えている。そして、図２に示すように、入力インタフェース５３には、前記レバー位置検知器６１、速度制御手段であるアクセルペダルに設けられ該アクセルペダルの操作量を検知するアクセル状態検知器６２、車両の走行速度を検知する車速検知器６３等が接続されていて、これらから入力される信号を受け付ける。一方、出力インタフェース５４には、前記コンプレッサ３、前記変速機等が接続されていて、前記入力センサ５３が受け付けた信号に基づき、前記内部メモリ５２に格納されたプログラムに従いＣＰＵ５１等と協働してこれらの制御を行う。なお、前記アクセル状態検知器６２は請求項中の速度制御状態検知手段、前記車速検知器６３は請求項中の車速検知手段としてそれぞれ機能する。
【００２２】
前記コンバータは、燃料電池１の発電を制御するとともに、二次電池４の充放電を制御する。すなわち、コンバータにより燃料電池１から出力される電流が負荷に流れたときに燃料電池１が発電する。また、モータからの回生電流をコンバータが二次電池４に入力することにより、二次電池４が充電される。
【００２３】
以下に制御装置５が行う具体的な制御の例を示す。
【００２４】
まず、制御装置５は、前記アクセル状態検知器６２が検知したアクセルペダルの操作量に応じて、負荷に要求される発電量である要求出力、及びそのうちモータに要求される出力であるモータ出力を後述する出力テーブルを用いて計算するとともに、燃料電池システムＳ全体としての出力が前記要求出力となるように制御を行う。すなわち、燃料電池１の発電時には、燃料電池１の出力と二次電池４からの出力との和、ないし燃料電池１の出力と二次電池４への充電量の差が前記要求出力となるようにし、燃料電池システムＳ全体として前記要求出力に対応する大きさの電流を負荷に供給するように制御を行う。一方、燃料電池１が発電を行わない場合には、二次電池４から前記要求出力に対応する大きさの電流を負荷に供給するように制御を行う。また、要求出力に応じてトルク量を変化させるべく無段変速機の減速比の制御を行う。さらに、前記インバータは、前記モータ出力に対応する大きさの電流をモータに供給するように制御を行う。
【００２５】
前記出力テーブルは、前記アクセルペダルの操作量をパラメータとして要求出力及びモータ出力を設定したもので、制御装置５に備えている。この出力テーブルでは、代表的なアクセルペダルの操作量に対して要求出力及びモータ出力が設定してあり、それ以外のアクセルペダルの操作量に対する要求出力及びモータ出力は、補間計算により算出する。
【００２６】
また、制御装置５は、常時は燃料電池１が最も効率よい発電を行う一定出力たる定格出力Ｅ０で発電するように制御を行う。すなわち、制御装置５は、コンプレッサ３を制御して空気の供給量を一定に保つ。前記空気の供給量は、予め制御装置５に記憶している。そして、前記要求出力が定格出力Ｅ０に満たない場合には発電を行いつつ二次電池４に充電を行う。一方、前記要求出力が定格出力Ｅ０を超える場合には、二次電池４は放電を行い、燃料電池システムＳ全体として前記要求出力を供給する。さらに、燃料電池１が発電を行っている状態で二次電池４の充電量が所定の発電停止判定値以上となった場合には燃料電池１は発電を中止し、二次電池４からの電力のみで走行するように制御する。そして、燃料電池１が発電を中止した状態で二次電池４の充電量が前記発電停止判定値より低い所定の発電再開判定値以下となった場合には燃料電池１は発電を再開し、二次電池４への充電が行われるように制御する。すなわち、燃料電池１が必要に応じて間欠的に発電するように制御を行う。このように制御を行うことで、燃料電池システムＳの発電効率を最大にできる。なお、前記発電停止判定値は、１００％近傍の値であることが望ましい。このように設定すれば、二次電池４に１００％近傍まで充電を行うことができるので、二次電池４の充電切れにより走行が困難になる不具合の発生を抑えることができるからである。
【００２７】
しかして本実施形態では、制御装置５は、高負荷での走行が継続されることを判定した際に、二次電池４の充電量に関らず燃料電池１が発電するよう制御を行う。
【００２８】
高負荷での走行が継続されることの判定は、具体的には前記アクセル状態検知器６２が検知したアクセルペダルの操作量及び車速検知器６３により検知される車速に基づき行う。すなわち、前記アクセル状態検知器６２が検知したアクセルペダルの操作量が所定値以上であるとともに、前記車速検知器６３により検知される車速が所定の速度以下である場合に、高負荷での走行が継続されると判定する。なお、アクセル状態検知器６２は、アクセルペダルの操作量でなくアクセルペダルの操作速度を検知するものであってもよい。車両を運転する者が高出力を得るべくアクセルペダルを操作する場合、車両を加速する方向にアクセルペダルを急速に操作することが多いからであり、このような構成であっても、前述したアクセルペダルの操作量に応じて高負荷での走行が継続されることを判定する態様と同様の効果が得られる。
【００２９】
一方、変速機が車両を後進させる状態にある際には、すなわちシフトレバー７がＲレンジにあることを前記レバー位置検知器６１が検知している際には、制御装置５は、燃料電池１に発電を開始させる制御を行わない。
【００３０】
以下に制御装置５が行う具体的な制御を、フローチャートである図３及び作用図である図４を参照して説明する。
【００３１】
ステップＳＴ１１では、変速機が車両を後進させる状態にあるか否か、具体的にはシフトレバー７がＲレンジにあることを前記レバー位置検知器６１が検知しているか否かを判定する。ステップＳＴ１１においてシフトレバー７がＲレンジにあることを前記レバー位置検知器６１が検知していることを判定した場合にはステップＳＴ１４に進む。一方、そうでない場合はステップＳＴ１２に進む。
【００３２】
ステップＳＴ１２では、車速検知器６３により検知される車速が所定の速度以下であるか否かを判定する。ステップＳＴ１２において車速検知器６３により検知される車速が所定の速度以下であることを判定した場合にはステップＳＴ１３に進む。一方、そうでない場合はステップＳＴ１４に進む。
【００３３】
ステップＳＴ１３では、前記アクセル状態検知器６２により検知されたアクセルペダルの操作量が所定値以上であるか否かを判定する。ステップＳＴ１３において前記アクセル状態検知器６２により検知されたアクセルペダルの操作量が所定値以上であることを判定した場合にはステップＳＴ１５に進む。一方、そうでない場合はステップＳＴ１４に進む。
【００３４】
ステップＳＴ１４では、二次電池４の充電量が前記発電停止判定値以上であるか否かの判定を行う。ステップＳＴ１４において二次電池４の充電量が前記発電停止判定値以上であることを判定した場合にはステップＳＴ１６に進む。一方、そうでない場合はステップＳＴ１５に進む。
【００３５】
ステップＳＴ１５では、燃料電池１による発電を開始する制御、すなわちコンプレッサ３を介して空気を燃料電池１に供給するとともに、水素ガスタンク２からの水素と空気中の酸素との反応の際に発生する電流を負荷に供給させる制御を行う。
【００３６】
ステップＳＴ１６では、燃料電池１による発電を禁止する制御、すなわち水素と空気中の酸素の反応の際に発生する電流を負荷に供給することを禁止する制御を行う。
【００３７】
以上のような制御を行うことにより、変速機が車両を後進させる状態にないこと、すなわちシフトレバー７がＲレンジ以外にあることを前記レバー位置検知器６１が検知しているとともに、車速検知器６３により検知される車速が所定の速度以下であり、さらに前記アクセル状態検知器６２により検知されたアクセルペダルの操作量が所定値以上である場合、すなわち高負荷での走行が継続されると判定した場合には燃料電池１による発電が開始されるので、必要な電力を燃料電池１から直接供給することができ、燃費の向上を図ることができる。
【００３８】
一方、変速機が車両を後進させる状態にあること、すなわちシフトレバー７がＲレンジにあることを前記レバー位置検知器６１が検知している際には、高負荷での走行が継続されると判定される条件を満たしていても燃料電池１による発電は開始されないので、短時間の後進走行のために燃料電池１が発電を行い燃料が消費されることを防ぐことができる。
【００３９】
なお、高負荷での走行が継続されることの判定は、上述した実施形態に用いた以外の方法で行ってもよい。例えば、変速機の減速比を検知する減速比検知手段を設け、この減速比検知手段が検知した減速比が所定値以上であれば高負荷での走行が継続されると判定するようにしてもよい。発進時や上り坂走行時等、高負荷での走行を継続して行う際には、大きなトルクを得るべく変速機が高減速比で作動するからである。
【００４０】
また、上述した実施形態において、変速機に自動変速機を用いる場合、変速機が車両を後進させる状態にあっても、すなわちレバー位置検知器がシフトレバーがＲレンジにあることを検知していても、シフトレバーがＲレンジに切り替えられる直前の位置がＰレンジである場合、すなわち燃料電池システム及び電動機（モータ）が完全に停止された状態の後を受けて車両が後進する場合には燃料電池に発電を開始させる制御を行うようにしてもよい。駐車しておいた車両を一旦後進させてそれから発進させる場合には、シフトレバーをＰレンジから直接Ｒレンジに切り替える操作が該車両を運転する者により最初に行われるが、このような場合には車両の後進の後に続けて高負荷での走行が継続的に行われるからである。
【００４１】
なお、本発明は上述した第１実施形態に限らず、種々の実施形態をとり得る。
【００４２】
以下に本発明の第２実施形態について述べる。なお、上述した第１実施形態に対応する部位等には同一の名称及び符号を付している。
【００４３】
本実施形態に係る燃料電池システムは、前記第１実施形態におけるものと同様の構成を有する。すなわち、車両、特に自動車に搭載されるもので、燃料電池１、発電に必要な水素含有ガスである水素ガスの貯蔵手段である水素ガスタンク２、酸素含有ガスである空気の供給手段であるコンプレッサ３、蓄電手段である二次電池４、発電に付随する各種制御を行う発電制御手段たる制御装置５、燃料電池１の温度を調節する温度制御装置ＴＣ等を備えている。この燃料電池システムＳは、車両を走行させるための電動機たるモータ及び該モータの回転を変速する変速機を含む走行装置Ｍや、燃料電池１を制御するための電磁弁、ファンモータ、さらに電動式のコンプレッサ３等の電気機器を負荷とするものである。また、この燃料電池システムＳでは、基本的には燃料電池１は負荷に追従して発電量を変更するのでなく、発電効率の最もよい発電量となるように、制御装置５により一定出力たる定格出力で発電するよう制御される。制御装置５による制御の詳細については後述する。また、この燃料電池システムＳは、鉄道に用いる機関車等、自動車以外の車両に用いることもできる。
【００４４】
前記燃料電池１、水素ガスタンク２、コンプレッサ３、二次電池４、制御装置５、及び温度制御装置ＴＣの具体的な構成もまた、上述した第１実施形態におけるものと同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００４５】
前記制御装置５は、本実施形態においても、常時は燃料電池１に最も効率よい発電を行う一定出力たる定格出力Ｅ０で発電させる制御を行う。すなわち、コンプレッサ３を制御して空気の供給量を一定に保つ。空気の供給量は、予め制御装置５に記憶している。また、温度制御装置ＴＣを制御して燃料電池１の温度も一定に保つ。そして、負荷の総消費電力量が定格出力Ｅ０に満たない場合には発電を行いつつ二次電池４に充電を行う。また、負荷の総消費電力量が定格出力Ｅ０を超える場合には、二次電池４から不足分の出力を補う。さらに、二次電池４の充電量が所定値以上である場合には発電を中止し、二次電池４からの電力のみで走行するようにする。すなわち、燃料電池１が必要に応じて間欠的に発電するように制御を行う。このように制御を行うことで、燃料電池システムＳの発電効率を最大にできる。
【００４６】
また、制御装置５は、高負荷での走行が継続されることを判定した際、すなわち前記車速検知器６３が検知した車速が所定の速度以下であるとともに、前記アクセル状態検知器６２が検知したアクセルペダルの操作量が所定値以上である場合には、前記定格出力Ｅ０よりも高い所定の出力Ｅ１で燃料電池１に発電を行わせるようにする制御をも行う。なお、本実施形態においても、上述した以外の方法、例えば変速機が高減速比で作動していることを検知するなど、他の方法により高負荷での走行が継続されると判断してもよい。
【００４７】
しかして本実施形態では、制御装置５は、高負荷での走行が継続されることを判定した際であっても、変速機が車両を後進させる状態にある場合、具体的には前記レバー位置検知器６１によりシフトレバー７がＲレンジにあることが検知されている場合には、前記定格出力Ｅ０よりも高い所定の出力Ｅ１で燃料電池１に発電を行わせるようにする制御は行わず、前記定格出力Ｅ０で燃料電池１に発電を行わせるようにしている。
【００４８】
以下に制御装置５が行う具体的な制御の流れを示す。
【００４９】
ステップＳＴ２１では、制御装置５は、高負荷での走行が継続されるか否かの判定を行う。ステップＳＴ２１において高負荷での走行が継続されることを判定した場合には、ステップＳＴ２２に進む。一方、そうでない場合は、ステップＳＴ２３に進む。
【００５０】
ステップＳＴ２２では、変速機が車両を後進させる状態にあるか否か、すなわちシフトレバー７がＲレンジにあることを前記レバー位置検知器６１が検知しているか否かの判定を行う。ステップＳＴ２２においてシフトレバー７がＲレンジにあることを検知していることを判定した場合には、ステップＳＴ２３に進む。一方、そうでない場合は、ステップＳＴ２４に進む。
【００５１】
ステップＳＴ２３では、燃料電池１に定格出力Ｅ０で発電させる制御を行う。
【００５２】
ステップＳＴ２４では、燃料電池１に前記定格出力Ｅ０より高い前記所定の出力Ｅ１で発電させる制御を行う。
【００５３】
このような制御を行うことにより、変速機が車両を後進させる状態にある場合、すなわちシフトレバー７がＲレンジにある場合には、高負荷での走行が継続されることを示す条件を満たしていても高出力による発電は行わないので、短時間の後進走行の間だけ高出力発電を行い、燃料が不必要に消費される不具合の発生を抑えることができる。
【００５４】
なお、本発明は以上に述べた第１及び第２の実施形態に限られない。
【００５５】
例えば、同一の燃料電池システムにおいて、上述した第１実施形態における制御装置５が行う制御と第２実施形態における制御装置５が行う制御とをともに行うようにしてもよい。
【００５６】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【００５７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５８】
すなわち、本発明の燃料電池システムは、高負荷での走行が継続されることを検知した際には蓄電手段の充電量に関らず燃料電池が発電を開始するので、燃料電池により発電される電力を直接走行に使用できる。従って、蓄電手段からの電力のみにより高出力運転を行うことによる燃費の低下を抑えることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料電池システムを示す概略図。
【図２】同実施形態に係る燃料電池システムの制御装置の機能ブロックを示す図。
【図３】同実施形態に係る燃料電池システムの制御装置が行う制御の流れを示すフローチャート。
【図４】本発明の第２実施形態に係る燃料電池システムの制御装置が、自動変速機がパワーモードで作動している際に行う制御の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
Ｓ…燃料電池システム
１…燃料電池
４…二次電池（蓄電手段）
５…制御装置（発電制御手段）
６２…アクセル状態検知器（速度制御状態検知手段）
６３…車速検知器（車速検知手段）
【図１】
2005044531.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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