(57)【要約】【課題】電源装置の出力を精度よく且つ安定に制御する。【解決手段】ＦＣ車両１０に搭載されるＦＣシステム１２において、ＥＣＵ２６は、ＦＣ４０のＩＶ特性の低負荷領域において、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃを制御することによりＦＣ発電電力Ｐｆｃを制御する電圧制御（直結状態）をＦＣＶＣＵ２２に行わせ、一方で、高負荷領域では、ＦＣ発電電流Ｉｆｃを制御することによりＦＣ発電電力Ｐｆｃを制御する電流制御（昇圧動作）をＦＣＶＣＵ２２に行わせる。【選択図】図１
2016021295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源装置と、
負荷と、
前記電源装置の出力電圧を調整して前記負荷に印加する電圧調整装置と、
前記電圧調整装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記電源装置の前記出力電圧と出力電流との比に基づいて、
低負荷領域では、前記出力電圧を制御することにより前記電源装置の出力電力を制御する電圧制御を前記電圧調整装置に行わせ、
一方で、高負荷領域では、前記出力電流を制御することにより前記出力電力を制御する電流制御を前記電圧調整装置に行わせることを特徴とする電源システム。
【請求項２】
請求項１記載の電源システムにおいて、
前記制御装置は、
前記出力電圧に対する前記出力電流の変化率が所定の閾値未満の前記低負荷領域では、前記電圧調整装置を直結状態に維持し、
一方で、前記変化率が前記閾値以上の前記高負荷領域では、前記直結状態を解除して前記電圧調整装置に前記電流制御を行わせることを特徴とする電源システム。
【請求項３】
請求項２記載の電源システムにおいて、
前記電源装置は、燃料電池と蓄電装置とであり、
前記電圧調整装置は、前記燃料電池の出力電圧である燃料電池電圧を調整する第１電圧調整装置と、前記蓄電装置の出力電圧である蓄電装置電圧を調整する第２電圧調整装置とであり、
前記制御装置は、
前記燃料電池の電流電圧特性における前記燃料電池電圧に対する前記燃料電池の出力電流としての燃料電池電流の変化率が前記閾値未満の前記低負荷領域では、前記第１電圧調整装置を直結状態に維持すると共に、前記第２電圧調整装置を電圧調整状態に維持し、
一方で、前記変化率が前記閾値以上の前記高負荷領域では、前記直結状態を解除して前記第１電圧調整装置に前記電流制御を行わせることを特徴とする電源システム。
【請求項４】
燃料電池電圧を出力する燃料電池と、
蓄電装置電圧を出力する蓄電装置と、
負荷と、
前記燃料電池電圧を調整して前記負荷に印加する第１電圧調整装置と、
前記蓄電装置電圧を調整して前記負荷に印加する第２電圧調整装置と、
前記第１電圧調整装置及び前記第２電圧調整装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記燃料電池の電流電圧特性における燃料電池電流の値、前記燃料電池電圧の値、前記燃料電池電流の指令値、及び、前記燃料電池電圧に対する前記燃料電池電流の変化率のうち、少なくとも１つに基づいて、
低負荷領域では、前記燃料電池電圧を制御することにより前記燃料電池の出力電力を制御する電圧制御を前記第１電圧調整装置に行わせると共に、前記第２電圧調整装置を電圧調整状態に維持し、
一方で、高負荷領域では、前記燃料電池電流を制御することにより前記出力電力を制御する電流制御を前記第１電圧調整装置に行わせることを特徴とする電源システム。
【請求項５】
請求項４記載の電源システムにおいて、
前記制御装置は、
前記燃料電池電流の値、前記燃料電池電圧の値、前記指令値、及び、前記変化率のうち、少なくとも１つが、所定の閾値未満の前記低負荷領域では、前記第１電圧調整装置を直結状態に維持すると共に、前記第２電圧調整装置を電圧調整状態に維持し、
一方で、前記燃料電池電流の値、前記燃料電池電圧の値、前記指令値、及び、前記変化率のうち、少なくとも１つが、前記閾値以上の前記高負荷領域では、前記直結状態を解除して前記第１電圧調整装置に前記電流制御を行わせることを特徴とする電源システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電源システムにおいて、
前記制御装置は、前記電源装置又は前記燃料電池の電力電圧特性と、前記負荷の要求電力及び必要電圧の特性とが交差する箇所よりも前記低負荷領域側で、前記電圧制御又は前記電流制御の切り替えを判定することを特徴とする電源システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電源システムの前記負荷に、駆動モータが含まれることを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電源装置の出力電圧を調整して負荷に印加することにより当該負荷を駆動させる電源システムと、当該電源システムが適用される車両とに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び２には、燃料電池（電源装置）の出力電圧を電圧調整装置で制御することにより当該電源装置の出力電力を制御し、この出力電力を負荷に供給することにより当該負荷を駆動させる電源システム及び車両が開示されている。
【０００３】
この場合、負荷の要求に応じて、電源装置の電流電圧特性に基づき、所望の運転動作点（出力電流、出力電圧）を決定し、決定した運転動作点に基づき電圧調整装置を動作させることにより、電源装置から電圧調整装置を介して負荷に出力電力を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８４２４３号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／０８４６５０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、燃料電池等の電源装置の電流電圧特性は、一般的に、電源装置の開放端電圧から出力電圧が低下するのに伴って、出力電流が増加する特性を有する（例えば、燃料電池については図２及び図３参照）。
【０００６】
この場合、開放端電圧近傍の高電圧領域（出力電流及び出力電力が小さい低負荷領域）では、出力電流及び出力電力は、出力電圧の変化に対して僅かに変化する。すなわち、低負荷領域では、出力電流及び出力電力に対する出力電圧の傾きが大きく、従って、出力電圧に対する出力電流及び出力電力の変化率（感度）が小さい。
【０００７】
一方、低電圧領域（出力電流及び出力電力が大きい高負荷領域）では、出力電圧が僅かに変化すると出力電流及び出力電力が大きく変化する。すなわち、高負荷領域では、出力電流及び出力電力に対する出力電圧の傾きが小さく、従って、出力電圧に対する出力電流及び出力電力の変化率（感度）が大きい。
【０００８】
そのため、電圧調整装置が電圧制御により出力電圧を調整する場合、高負荷領域では、出力電流及び出力電力の制御が不能になる可能性がある。
【０００９】
また、電流電圧特性は、電源装置の劣化や温度によって変化する。そのため、劣化した電源装置又は通常の電源装置のどちらを電源システムに搭載しても、出力電力を安定して制御することが困難である。
【００１０】
この発明は、このような種々の課題を考慮してなされたものであり、電源装置の出力を精度よく且つ安定に制御することができる電源システム、及び、当該電源システムを適用した車両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】
【００１１】
この発明は、電源装置と、負荷と、前記電源装置の出力電圧を調整して前記負荷に印加する電圧調整装置と、前記電圧調整装置を制御する制御装置とを備える電源システム、及び、当該電源システムを適用した車両に関する。
【００１２】
そして、上記の目的を達成するため、この発明において、前記制御装置は、前記電源装置の前記出力電圧と出力電流との比に基づいて、低負荷領域では、前記出力電圧を制御することにより前記電源装置の出力電力を制御する電圧制御を前記電圧調整装置に行わせ、一方で、高負荷領域では、前記出力電流を制御することにより前記出力電力を制御する電流制御を前記電圧調整装置に行わせる。
【００１３】
この発明によれば、前記電圧調整装置は、前記出力電圧と前記出力電流との比、すなわち、前記電源装置の電流電圧特性の傾きに基づいて、前記低負荷領域では前記電圧制御を行い、一方で、前記高負荷領域では前記電流制御を行う。これにより、前記出力電流に対する前記出力電圧の傾きが大きい前記低負荷領域では、前記電圧制御により前記出力電圧を細かく制御することができる。一方、前記出力電圧に対する前記出力電流の傾きが大きい前記高負荷領域では、前記電流制御により前記出力電流を細かく制御することができる。
【００１４】
つまり、前記制御装置は、前記低負荷領域及び前記高負荷領域に対して、最適な制御パラメータをそれぞれ設定し、設定した制御パラメータで前記電圧調整装置を適切に制御することができる。この結果、前記電流電圧特性における全ての領域で、前記出力電力を精度よく且つ安定に制御することが可能となる。
【００１５】
また、前記電圧制御を行う領域を前記低負荷領域に狭く設定することにより、前記電流電圧特性の全ての領域に対して前記電圧制御を行うことが不要になるので、前記出力電力の制御性が向上すると共に、前記電源システムを構成する部品のコストを低減することができる。
【００１６】
さらに、上記のように、前記出力電圧と前記出力電流との比に基づき、前記電圧調整装置に対して前記電圧制御又は前記電流制御のどちらを行わせるのかが決定されるので、前記電源装置の劣化や温度に関わりなく、前記出力電力を安定に制御することができる。すなわち、前記電源装置の劣化や温度による前記電流電圧特性の変化に対する、前記出力電圧と前記出力電流との比の変動は小さい。従って、前記出力電圧と前記出力電流との比を用いることにより、前記電源装置の劣化の有無や温度変化に関わりなく、前記電圧制御又は前記電流制御の切り替えを容易に判断することができる。従って、この発明では、劣化した電源装置であっても、通常の電源装置と同等の制御性を維持することができる。
【００１７】
ここで、前記制御装置は、前記出力電圧に対する前記出力電流の変化率が所定の閾値未満の前記低負荷領域では、前記電圧調整装置を直結状態に維持し、一方で、前記変化率が前記閾値以上の前記高負荷領域では、前記直結状態を解除して前記電圧調整装置に前記電流制御を行わせることが好ましい。これにより、前記制御装置は、前記電圧制御又は前記電流制御の切り替えの判断を的確に行うことができると共に、当該判断に基づいて前記電圧調整装置を適切に制御することができる。
【００１８】
この場合、前記電源装置は、燃料電池と蓄電装置とであり、前記電圧調整装置は、前記燃料電池の出力電圧である燃料電池電圧を調整する第１電圧調整装置と、前記蓄電装置の出力電圧である蓄電装置電圧を調整する第２電圧調整装置とである。そして、前記制御装置は、前記燃料電池の電流電圧特性における前記燃料電池電圧に対する前記燃料電池の出力電流としての燃料電池電流の変化率が前記閾値未満の前記低負荷領域では、前記第１電圧調整装置を直結状態に維持すると共に、前記第２電圧調整装置を電圧調整状態に維持し、一方で、前記変化率が前記閾値以上の前記高負荷領域では、前記直結状態を解除して前記第１電圧調整装置に前記電流制御を行わせることが好ましい。
【００１９】
すなわち、前記変化率に基づき、前記電圧制御を行っても前記出力電力（燃料電池電力）の制御性に問題がない前記低負荷領域では、前記第１電圧調整装置を直結状態にすると共に、前記第２電圧調整装置を電圧調整状態に維持する。一方、前記変化率に基づき、前記電圧制御を行うと前記燃料電池電力の制御性に問題が発生する前記高負荷領域では、前記第１電圧調整装置に前記電流制御を行わせる。
【００２０】
このように、前記変化率に基づいて、前記低負荷領域及び前記高負荷領域で使用する電圧調整装置（の状態）を切り替えるので、前記燃料電池電力の制御性を一層向上させることができる。
【００２１】
また、この発明は、燃料電池電圧を出力する燃料電池と、蓄電装置電圧を出力する蓄電装置と、負荷と、前記燃料電池電圧を調整して前記負荷に印加する第１電圧調整装置と、前記蓄電装置電圧を調整して前記負荷に印加する第２電圧調整装置と、前記第１電圧調整装置及び前記第２電圧調整装置を制御する制御装置とを備える電源システム、及び、当該電源システムを適用した車両に関する。
【００２２】
そして、上記の目的を達成するため、この発明において、前記制御装置は、前記燃料電池の電流電圧特性における燃料電池電流の値、前記燃料電池電圧の値、前記燃料電池電流の指令値、及び、前記燃料電池電圧に対する前記燃料電池電流の変化率のうち、少なくとも１つに基づいて、低負荷領域では、前記燃料電池電圧を制御することにより前記燃料電池の出力電力を制御する電圧制御を前記第１電圧調整装置に行わせると共に、前記第２電圧調整装置を電圧調整状態に維持し、一方で、高負荷領域では、前記燃料電池電流を制御することにより前記出力電力を制御する電流制御を前記第１電圧調整装置に行わせる。
【００２３】
この発明では、前記燃料電池電流の値、前記燃料電池電圧の値、前記指令値及び前記変化率のうち、少なくとも１つに基づいて、前記低負荷領域では前記第１電圧調整装置が前記電圧制御を行うと共に、前記第２電圧調整装置が前記電圧調整状態を維持し、一方で、前記高負荷領域では前記第１電圧調整装置が前記電流制御を行う。これにより、前記燃料電池電流に対する前記燃料電池電圧の傾きが大きい前記低負荷領域では、前記電圧制御（及び前記電圧調整状態）により前記燃料電池電圧を細かく制御することができる。一方、前記燃料電池電圧に対する前記燃料電池電流の傾きが大きい前記高負荷領域では、前記電流制御により前記燃料電池電流を細かく制御することができる。
【００２４】
つまり、前記制御装置は、前記低負荷領域及び前記高負荷領域に対して、最適な制御パラメータをそれぞれ設定し、設定した制御パラメータで前記第１電圧調整装置及び前記第２電圧調整装置を適切に制御することができる。この結果、前記電流電圧特性における全ての領域で、前記出力電力（燃料電池電力）を精度よく且つ安定に制御することが可能となる。
【００２５】
また、前記電圧制御を行う領域を前記低負荷領域に狭く設定することにより、前記電流電圧特性の全ての領域に対して前記電圧制御を行うことが不要になるので、前記燃料電池電力の制御性が向上すると共に、前記電源システムを構成する部品のコストを低減することができる。
【００２６】
さらに、上記のように、前記燃料電池電流の値、前記燃料電池電圧の値、前記指令値、及び、前記変化率のうち、少なくとも１つに基づき、前記第１電圧調整装置に対して前記電圧制御又は前記電流制御のどちらにするか、さらには、前記第２電圧調整装置を前記電圧調整状態に維持すべきか否かが決定される。これにより、前記電圧制御又は前記電流制御の切り替えや、前記電圧調整状態の維持を容易に判断することができる。
【００２７】
また、前記燃料電池の劣化や温度によって前記電流電圧特性が変化する場合、当該電流電圧特性の変化に対する前記変化率の変動は小さい。従って、前記変化率を用いることにより、前記燃料電池の劣化の有無や温度変化に関わりなく、前記電圧制御又は前記電流制御の切り替えや、前記電圧調整状態の維持の判断を容易に行うことができる。従って、この発明では、劣化した燃料電池であっても、通常の燃料電池と同等の制御性を維持することができる。
【００２８】
なお、前記燃料電池が劣化していない場合、又は、前記燃料電池の温度変化が小さい場合には、前記燃料電池電流の値、前記燃料電池電圧の値、又は、前記指令値を用いて、前記電圧制御又は前記電流制御の切り替えや、前記電圧調整状態の維持の判断を行うことも可能である。
【００２９】
ここで、前記制御装置は、前記燃料電池電流の値、前記燃料電池電圧の値、前記指令値、及び、前記変化率のうち、少なくとも１つが、所定の閾値未満の前記低負荷領域では、前記第１電圧調整装置を直結状態に維持すると共に、前記第２電圧調整装置を電圧調整状態に維持し、一方で、前記燃料電池電流の値、前記燃料電池電圧の値、前記指令値、及び、前記変化率のうち、少なくとも１つが、前記閾値以上の前記高負荷領域では、前記直結状態を解除して前記第１電圧調整装置に前記電流制御を行わせる。
【００３０】
このように、前記燃料電池電流の値、前記燃料電池電圧の値、前記指令値、及び、前記変化率のうち、少なくとも１つに基づき、前記電圧制御を行っても前記出力電力（前記燃料電池電力）の制御性に問題がない前記低負荷領域では、前記第１電圧調整装置を直結状態に維持すると共に、前記第２電圧調整装置を前記電圧調整状態に維持する。一方、前記燃料電池電流の値、前記燃料電池電圧の値、前記指令値、及び、前記変化率のうち、少なくとも１つに基づき、前記直結状態を維持すると前記燃料電池電力の制御性に問題が発生する前記高負荷領域では、前記第１電圧調整装置に前記電流制御を行わせる。
【００３１】
このように、前記燃料電池電流の値、前記燃料電池電圧の値、前記指令値、及び、前記変化率のうち、少なくとも１つに基づいて、前記低負荷領域及び前記高負荷領域で使用する電圧調整装置（の状態）を切り替えるので、前記燃料電池電力の制御性を一層向上させることができる。
【００３２】
そして、上記の各発明において、前記制御装置は、前記電源装置又は前記燃料電池の電流電圧特性と、前記負荷の要求電力及び必要電圧の特性とが交差する箇所よりも前記低負荷領域側で、前記電圧制御又は前記電流制御の切り替えを判定することが好ましい。
【００３３】
前記交差する箇所よりも前記高負荷領域側では、前記要求電力及び前記必要電圧に対応するため、前記出力電圧又は前記燃料電池電圧を昇圧する必要がある。そこで、前記交差する箇所よりも前記低負荷領域側で、前記電圧制御又は前記電流制御の切り替えを判定することにより、前記負荷の要求に対して、速やかに、前記要求電力に応じた前記出力電力又は前記燃料電池電力や、前記必要電圧に応じた前記出力電圧又は前記燃料電池電圧を、前記負荷に供給することが可能となる。
【００３４】
上述の電源システムを前記車両に搭載し、前記負荷に駆動モータを含ませることにより、当該車両における制御性も向上させることができる。
【発明の効果】
【００３５】
この発明によれば、低負荷領域で電圧調整装置に電圧制御を行わせ、一方で、高負荷領域で前記電圧調整装置に電流制御を行わせるので、電源装置の出力電力を精度よく且つ安定に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この実施形態に係る燃料電池システムが適用された燃料電池車両の概略全体構成図である。
【図２】図１のＦＣのＩＶ特性図である。
【図３】ＦＣのＩＶ特性（電力電圧特性）及び電流感度特性（電力感度特性）の特性図である。
【図４】電圧制御から電流制御への切り替えの一例を示すタイミングチャートである。
【図５】ＥＣＵによる制御のフローチャートである。
【図６】この実施形態の変形例でのＥＣＵによる制御のフローチャートである。
【図７】図７Ａ及び図７Ｂは、この実施形態の変形例のブロック図である。
【図８】モータ要求電力とＦＣ発電電力との関係を示す特性図である。
【図９】図９Ａは、モータ要求電力とＦＣ発電電圧及びモータ必要電圧との関係を示す特性図であり、図９Ｂは、モータ要求電力と電流電圧感度との関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
この発明に係る電源システム及び車両について、好適な実施形態を、図１〜図９Ｂを参照しながら、以下詳細に説明する。
【００３８】
［燃料電池車両１０及び燃料電池システム１２の概略全体構成］
図１は、この実施形態に係る燃料電池車両１０（以下、「ＦＣ車両１０」ともいう。）の概略全体構成図であり、当該ＦＣ車両１０に燃料電池システム１２（以下、「ＦＣシステム１２」ともいう。）が適用される。
【００３９】
図１に示すように、ＦＣ車両１０は、ＦＣシステム１２と、駆動モータ１４（以下、「モータ１４」ともいう。）と、負荷駆動回路１６（以下、「ＩＮＶ１６」ともいう。ＩＮＶ：Ｉｎｖｅｒｔｅｒ。）とを有する。
【００４０】
ＦＣシステム１２は、基本的には、一方の１次側１Ｓｆに配置される燃料電池ユニット１８（以下、「ＦＣユニット１８」ともいう。）と、他方の１次側１Ｓｂに配置される高電圧バッテリ２０（以下、「ＢＡＴ２０」ともいう。）と、１次側１Ｓｆと２次側２Ｓ側との間に配置される昇圧コンバータ２２（以下、「ＦＣＶＣＵ２２」ともいう。ＶＣＵ：Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）と、１次側１Ｓｂと２次側２Ｓ側との間に配置される昇降圧コンバータ２４（以下、「ＢＡＴＶＣＵ２４」ともいう。）と、電子制御装置２６（以下、「ＥＣＵ２６」ともいう。ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）とを有する。なお、ＢＡＴＶＣＵ２４は、昇圧コンバータであってもよい。
【００４１】
モータ１４は、ＦＣユニット１８及びＢＡＴ２０から供給される電力に基づいて駆動力を生成し、当該駆動力によりトランスミッション２８を通じて車輪３０を回転させる。
【００４２】
ＩＮＶ１６は、３相ブリッジ型の構成とされ、直流／交流変換を行い、直流電圧である負荷駆動回路入力端電圧Ｖｉｎｖ［Ｖ］（以下、「負荷端電圧Ｖｉｎｖ」ともいう。）を３相の交流電圧に変換してモータ１４に供給する一方、モータ１４の回生動作に伴う交流／直流変換後の負荷端電圧Ｖｉｎｖを、ＢＡＴＶＣＵ２４を通じてＢＡＴ２０に供給（充電）する。
【００４３】
なお、この実施形態において、モータ１４は、ＰＭモータ（永久磁石同期モータ）を採用している。また、所定トルクでのモータ１４の回転数（以下「モータ回転数Ｎｍ」又は「回転数Ｎｍ」という。）［ｒｐｍ］を上げるために弱め界磁制御を適用してもよい。
【００４４】
モータ１４及びＩＮＶ１６を併せて負荷３２ともいう。実際上、負荷３２には、モータ１４等の他に、ＢＡＴＶＣＵ２４、エアポンプ等のＦＣ補機３４、空調補機３６、及び、高電圧駆動又は低電圧駆動の補機３８等の構成要素を含めることもできる。ＦＣ補機３４、空調補機３６及び補機３８は、ＢＡＴ２０及び／又は燃料電池スタック４０（以下、「ＦＣ４０」ともいう。）から電力が供給される。
【００４５】
ＦＣ４０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。アノード電極に供給された水素は、電極触媒上で水素イオン化され、電解質膜を介してカソード電極へと移動する。その移動の間に生じた電子が外部回路に取り出されることで、出力電圧としての直流電圧Ｖｆｃ（以下、「ＦＣ発電電圧Ｖｆｃ」ともいう。）が発生し、電気エネルギとして利用に供することができる。一方、カソード電極には、酸化剤ガスが供給される。そのため、カソード電極では、水素イオン、電子及び酸素ガスが反応して水が生成される。なお、前述したＦＣ補機３４としてのエアポンプは、酸化剤ガスとしての外気（空気）を圧縮してカソード側に送り込むものである。
【００４６】
ＦＣ４０が発電した電力（以下、ＦＣ発電電力Ｐｆｃともいう。Ｐｆｃ＝Ｖｆｃ×Ｉｆｃ、Ｉｆｃ：ＦＣ発電電流）は、第１電圧調整装置としてのＦＣＶＣＵ２２によってＦＣ発電電圧Ｖｆｃが昇圧されるか、又は、ＦＣＶＣＵ２２が直結状態とされることにより、負荷３２としてのＩＮＶ１６及びモータ１４に供給される（力行時）。
【００４７】
また、ＦＣ発電電力Ｐｆｃは、ＦＣシステム１２の電力状況に応じて、ＢＡＴＶＣＵ２４を通じ、ＦＣ補機３４、空調補機３６及び補機３８に供給される。さらに、ＦＣ発電電力Ｐｆｃは、ＦＣシステム１２の電力状況に応じて、ＢＡＴＶＣＵ２４を通じ、充電用としてＢＡＴ２０に供給される。
【００４８】
一方、ＢＡＴ２０からの電力（以下、ＢＡＴ電力Ｐｂａｔともいう。）は、第２電圧調整装置としてのＢＡＴＶＣＵ２４によってバッテリ電圧Ｖｂが昇圧されるか、又は、ＢＡＴＶＣＵ２４が直結状態とされることにより、ＩＮＶ１６及びモータ１４に供給される（力行時）。また、ＢＡＴ電力Ｐｂａｔは、ＦＣシステム１２の電力状況に応じて、ＦＣ補機３４、空調補機３６及び補機３８に供給される。
【００４９】
なお、ＢＡＴ２０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次電池又はキャパシタ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。
【００５０】
ＦＣＶＣＵ２２は、図１で模式的に示すように、インダクタ２２ａ、スイッチング素子２２ｂ及びダイオード２２ｃを含み構成され、ＥＣＵ２６を通じてスイッチング素子２２ｂがスイッチング状態（デューティ制御）とされることで、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃを所定の負荷端電圧Ｖｉｎｖに昇圧する。
【００５１】
ここで、スイッチング素子２２ｂがオフ状態（開状態）に維持されると、当該スイッチング素子２２ｂがスイッチング動作を行っていない状態となり、インダクタ２２ａ及びダイオード２２ｃを通じて、ＦＣ４０と負荷３２とが直結状態とされ、負荷端電圧ＶｉｎｖがＦＣ発電電圧Ｖｆｃに直結される（Ｖｉｎｖ＝Ｖｆｃ−Ｖｄ≒Ｖｆｃ、Ｖｄ＜＜Ｖｆｃ、Ｖｄ：ダイオード２２ｃの順方向電圧降下電圧）。この場合、ダイオード２２ｃは、昇圧用又は直結用且つ逆流防止用として動作する。従って、ＦＣＶＣＵ２２は、昇圧動作（力行時等）の他に逆流防止動作、直結動作（力行時等）を行う。
【００５２】
一方、ＢＡＴＶＣＵ２４は、インダクタ２４ａと、スイッチング素子２４ｂ、２４ｄと、これらスイッチング素子２４ｂ、２４ｄにそれぞれ並列に接続されるダイオード２４ｃ、２４ｅとから構成される。この場合、昇圧時には、ＥＣＵ２６により、スイッチング素子２４ｄがオフ状態とされ、スイッチング素子２４ｂがスイッチング（デューティ制御）されることでバッテリ電圧Ｖｂ（蓄電電圧）が所定の負荷端電圧Ｖｉｎｖまで昇圧される（力行時）。
【００５３】
一方、降圧時には、ＥＣＵ２６により、スイッチング素子２４ｂがオフ状態とされ、スイッチング素子２４ｄがスイッチング（デューティ制御）されることで、負荷端電圧ＶｉｎｖがＢＡＴ２０のバッテリ電圧Ｖｂまで降圧される（回生充電時、あるいはＦＣ４０による充電時）。また、スイッチング素子２４ｂをオフ状態、スイッチング素子２４ｄをオン状態とすることで、ＢＡＴ２０と負荷３２とが直結状態（ＢＡＴ直結状態という。力行時、充電時、又は補機負荷等の駆動時）とされる。
【００５４】
ＢＡＴ直結状態においては、ＢＡＴ２０のバッテリ電圧Ｖｂが負荷端電圧Ｖｉｎｖになる（Ｖｂ＝Ｖｉｎｖ）。実際上、ＢＡＴ直結状態におけるＢＡＴ２０による力行時の負荷端電圧Ｖｉｎｖは、「Ｖｂ−ダイオード２４ｅの順方向降下電圧」となり、充電時（回生時含む）の負荷端電圧Ｖｉｎｖは、「Ｖｉｎｖ＝Ｖｂ＋スイッチング素子２４ｄのオン電圧＝Ｖｂ（スイッチング素子２４ｄのオン電圧を０［Ｖ］と仮定した場合。）」になる。
【００５５】
なお、ＦＣＶＣＵ２２及びＢＡＴＶＣＵ２４において、１次側１Ｓｆ、１Ｓｂ、及び、２次側２Ｓ間に配置される平滑コンデンサについては、図示を省略している。
【００５６】
ＦＣ４０は、図２に示すように、ＦＣ発電電圧ＶｆｃがＦＣ開放端電圧Ｖｆｃｏｃｖより低下するに従い、出力電流としてのＦＣ発電電流Ｉｆｃが増加する公知の電流電圧特性（ＩＶ特性）を有する。
【００５７】
そのため、ＦＣＶＣＵ２２の直結時において、ＦＣ４０のＦＣ発電電圧Ｖｆｃは、昇圧状態（スイッチング状態）のＢＡＴＶＣＵ２４の昇圧比（Ｖｉｎｖ／Ｖｂ）で決定される負荷端電圧Ｖｉｎｖ｛ＢＡＴＶＣＵ２４の指令電圧（目標電圧）になる。｝により制御される。このようにＦＣ発電電圧Ｖｆｃが制御されることで、ＩＶ特性に沿ってＦＣ発電電流Ｉｆｃが制御（決定）される。
【００５８】
また、ＦＣＶＣＵ２２の昇圧時においては、ＦＣＶＣＵ２２の１次側１Ｓｆの電圧、すなわち、ＦＣ発電電圧ＶｆｃがＦＣＶＣＵ２２の指令電圧（目標電圧）とされ、ＩＶ特性に沿ってＦＣ発電電流Ｉｆｃが決定される。これにより、所望の負荷端電圧ＶｉｎｖとなるようにＦＣＶＣＵ２２の昇圧比（Ｖｉｎｖ／Ｖｆｃ）が決定される。
【００５９】
さらに、ＢＡＴＶＣＵ２４の回生時直結状態においては、ＦＣ４０のＦＣ発電電圧Ｖｆｃが、ＦＣＶＣＵ２２の指令電圧（目標電圧）とされる。これにより、負荷端電圧Ｖｉｎｖの変化に応じてＦＣＶＣＵ２２の昇圧比（Ｖｉｎｖ／Ｖｆｃ）が変化するように決定され、ＩＶ特性に沿ってＦＣ発電電流Ｉｆｃが制御（決定）される。
【００６０】
さらにまた、ＢＡＴＶＣＵ２４の力行時直結状態においては、ＦＣ４０のＦＣ発電電圧Ｖｆｃが、ＦＣＶＣＵ２２の指令電圧（目標電圧）とされる。これにより、負荷端電圧Ｖｉｎｖの変化に応じてＦＣＶＣＵ２２の昇圧比（Ｖｉｎｖ／Ｖｆｃ）が変化するように決定され、ＦＣ発電電流Ｉｆｃが制御（決定）される。
【００６１】
なお、ＦＣＶＣＵ２２とＢＡＴＶＣＵ２４との同時直結状態は、負荷端電圧Ｖｉｎｖの制御が不能となったり、ＦＣ４０及びＢＡＴ２０を劣化させたり、損傷させる可能性があるので、回避される。
【００６２】
この実施形態において、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑが正である力行時には、ＦＣＶＣＵ２２が直結状態にされ、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃになっている負荷端電圧ＶｉｎｖがＢＡＴＶＣＵ２４の指令電圧（目標電圧）である負荷端指令電圧Ｖｉｎｖｃｏｍとされる。この場合、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑの正方向への増加に応じて、負荷端指令電圧Ｖｉｎｖｃｏｍが低下される、換言すれば、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃが低下されることでＦＣ発電電流Ｉｆｃが増加され（ＦＣ発電電力Ｐｆｃが増加され）、ＩＮＶ１６を通じて駆動モータ１４に供給されると共に、ＢＡＴＶＣＵ２４を通じてＢＡＴ２０が充電され、且つ、ＦＣ補機３４等の補機に供給される。
【００６３】
また、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑが負である回生時には、回生電力をなるべくＢＡＴ２０に取り込むべく（充電量を大きくすべく）、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃは、比較的小さなＦＣ発電電流Ｉｆｃに応じた一定電圧値に設定される。この場合、バッテリ電圧ＶｂがＦＣ発電電圧Ｖｆｃ以下（Ｖｂ≦Ｖｆｃ）の値であれば、ＢＡＴＶＣＵ２４の目標電圧（２次側電圧）が負荷端指令電圧ＶｉｎｖｃｏｍとされＦＣ発電電圧Ｖｆｃに固定される。
【００６４】
一方、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑが負である回生時であっても、バッテリ電圧ＶｂがＦＣ発電電圧Ｖｆｃを上回る（Ｖｂ＞Ｖｆｃ）値となった場合、回生電力をなるべくＢＡＴ２０に取り込むべく（充電量を大きくすべく）、ＢＡＴＶＣＵ２４は、スイッチング状態（電圧調整状態）からＢＡＴＶＣＵ２４の直結状態に移行される。その後、負荷端指令電圧Ｖｉｎｖｃｏｍがバッテリ電圧Ｖｂとされると、バッテリ電圧Ｖｂは、前記回生電力の充電により徐々に増加する。
【００６５】
ＢＡＴＶＣＵ２４が、スイッチング状態からＢＡＴＶＣＵ２４の直結状態に移行するのに同期して、ＦＣＶＣＵ２２は、直結状態からスイッチング状態（電圧制御状態）に移行し、このＦＣＶＣＵ２２のスイッチング状態での２次側電圧制御により、負荷端指令電圧Ｖｉｎｖｃｏｍを増加させ、この増加に応じてバッテリ電圧Ｖｂを順次増加させることができる。
【００６６】
ＥＣＵ２６は、通信線４２を介して、モータ１４、ＩＮＶ１６、ＦＣユニット１８、ＢＡＴ２０、ＦＣＶＣＵ２２及びＢＡＴＶＣＵ２４を制御する。当該制御に際しては、図示しないメモリ（ＲＯＭ）に格納されたプログラムを実行し、また、ＦＣ４０のＦＣ発電電圧Ｖｆｃ、ＦＣ発電電流Ｉｆｃ、ＢＡＴ２０のバッテリ電圧Ｖｂ、バッテリ電流Ｉｂ、ＩＮＶ１６の負荷端電圧Ｖｉｎｖ、２次電流Ｉ２、モータ電流Ｉｍ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、上記の電圧を検出する電圧センサ、電流を検出する電流センサ等に加え、開度センサ４４及びモータ回転数センサ４６が含まれる。開度センサ４４は、アクセルペダル４８の開度θｐ［度、ｄｅｇ］を検出する。モータ回転数センサ４６は、モータ１４の回転数Ｎｍを検出する。
【００６８】
ＥＣＵ２６は、回転数Ｎｍに基づいてＦＣ車両１０の車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］を検出する。ＦＣ車両１０においてモータ回転数センサ４６は、車速センサを兼用するが別途設けてもよい。
【００６９】
また、ＥＣＵ２６には、メインスイッチ５０（以下「メインＳＷ５０」という。）が接続される。メインＳＷ５０は、内燃機関自動車のイグニッションスイッチに相当し、ＦＣユニット１８及びＢＡＴ２０からモータ１４への電力供給の可否を切り替えるものであり、ユーザにより操作可能である。メインＳＷ５０がオン状態にされるとＦＣ４０が発電状態となり、オフ状態にされると発電停止状態となる。
【００７０】
さらに、ＥＣＵ２６は、マイクロコンピュータを含む計算機であり、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリであるＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭも含む。）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、その他、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力装置、計時部としてのタイマ等を有しており、ＣＰＵがＲＯＭに記録されているプログラムを読み出し実行することで各種機能実現部（機能実現手段）、例えば、制御部、演算部、及び、処理部等として機能する。なお、ＥＣＵ２６は、１つのＥＣＵのみからなるのではなく、モータ１４、ＦＣユニット１８、ＢＡＴ２０、ＦＣＶＣＵ２２及びＢＡＴＶＣＵ２４毎の複数のＥＣＵから構成することもできる。
【００７１】
そして、ＥＣＵ２６は、ＦＣ４０の状態、ＢＡＴ２０の状態及びモータ１４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）に基づき決定したＦＣ車両１０全体としてＦＣシステム１２に要求される負荷から、ＦＣ４０が負担すべき負荷と、ＢＡＴ２０が負担すべき負荷と、回生電源（モータ１４）が負担すべき負荷の配分（分担）を調停しながら決定し、モータ１４、ＩＮＶ１６、ＦＣユニット１８、ＢＡＴ２０、ＦＣＶＣＵ２２及びＢＡＴＶＣＵ２４に指令を送出する。
【００７２】
［燃料電池車両１０及び燃料電池システム１２の特徴的な機能］
次に、この実施形態に係るＦＣ車両１０及びＦＣシステム１２の特徴的な機能について説明する。
【００７３】
ＦＣ４０のＩＶ特性は、図２に示すように、ＦＣ開放端電圧Ｖｆｃｏｃｖ寄りのＦＣ発電電圧Ｖｆｃの高電圧領域において、ＦＣ発電電流Ｉｆｃが小さい低負荷領域となり、一方で、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃの低電圧領域において、ＦＣ発電電流Ｉｆｃが大きくなる高負荷領域となる特性を有する。
【００７４】
従って、図２及び図３に示すように、ＦＣ発電電流Ｉｆｃ及びＦＣ発電電力Ｐｆｃ（図３の実線）は、低負荷領域においては、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃの変化に対して僅かに変化する。すなわち、低負荷領域では、ＦＣ発電電流Ｉｆｃ及びＦＣ発電電力Ｐｆｃに対するＦＣ発電電圧Ｖｆｃの傾きが大きい。従って、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃに対するＦＣ発電電流Ｉｆｃの変化率（電流電圧感度）ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃや、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃに対するＦＣ発電電力Ｐｆｃの変化率（電力電圧感度）ΔＰｆｃ／ΔＶｆｃ（図３の破線）は小さい。
【００７５】
一方、高負荷領域では、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃが僅かに変化するとＦＣ発電電流Ｉｆｃ及びＦＣ発電電力Ｐｆｃが大きく変化する。すなわち、高負荷領域では、ＦＣ発電電流Ｉｆｃ及びＦＣ発電電力Ｐｆｃに対するＦＣ発電電圧Ｖｆｃの傾きが大きい。従って、電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃや電力電圧感度ΔＰｆｃ／ΔＶｆｃは大きくなる。
【００７６】
この結果、図３に示すように、実線で示すＩＶ特性及び電力電圧特性では、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃの低下に伴って、ＦＣ発電電流Ｉｆｃ（ＦＣ発電電力Ｐｆｃ）が増加する。一方、破線で示すように、ＦＣ発電電流Ｉｆｃ又はＦＣ発電電力Ｐｆｃの増加に伴って、電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃや電力電圧感度ΔＰｆｃ／ΔＶｆｃが増加する。
【００７７】
なお、ΔＶｆｃは、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃの微小変化分であり、ΔＩｆｃは、ΔＶｆｃに対するＦＣ発電電流Ｉｆｃの微小変化分であり、ΔＰｆｃは、ΔＶｆｃに対するＦＣ発電電力Ｐｆｃの微小変化分である。
【００７８】
そのため、ＦＣＶＣＵ２２がＦＣ発電電圧Ｖｆｃを制御することによりＦＣ発電電力Ｐｆｃを制御する場合（電圧制御）、電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃ（電力電圧感度ΔＰｆｃ／ΔＶｆｃ）の小さい低負荷領域では、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃに対してＦＣ発電電力Ｐｆｃ（ＦＣ発電電流Ｉｆｃ）を適切に制御することができる。
【００７９】
しかしながら、電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃ（電力電圧感度ΔＰｆｃ／ΔＶｆｃ）の大きい高負荷領域では、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃの変化に対してＦＣ発電電力Ｐｆｃ及びＦＣ発電電流Ｉｆｃが大きく変化する。従って、高負荷領域において、ＦＣＶＣＵ２２が電圧制御によりＦＣ発電電力Ｐｆｃ（ＦＣ発電電流Ｉｆｃ）を制御しようとすると、当該制御が不能になる可能性がある。
【００８０】
また、ＦＣ４０のＩＶ特性は、ＦＣ４０の劣化や温度によって変化する。そのため、劣化したＦＣ４０又は通常のＦＣ４０のどちらをＦＣシステム１２に搭載しても、ＦＣ発電電力Ｐｆｃ（ＦＣ発電電流Ｉｆｃ）を安定して制御することが困難である。
【００８１】
そこで、この実施形態では、その特徴的な機能として、ＦＣ４０の低負荷領域では、ＦＣＶＣＵ２２を直結状態にすると共に、ＢＡＴＶＣＵ２４が電圧制御（電圧調整動作、昇降圧動作）を行い、一方で、高負荷領域では、ＦＣ発電電流Ｉｆｃを制御することによりＦＣ発電電力Ｐｆｃを制御する電流制御（昇圧動作）をＦＣＶＣＵ２２に行わせる。
【００８２】
具体的に、ＥＣＵ２６は、ＦＣ４０のＩＶ特性におけるＦＣ発電電流Ｉｆｃの値、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃの値、ＦＣ発電電力Ｐｆｃの値、ＦＣ発電電流Ｉｆｃの指令値（ＦＣ発電電流指令値Ｉｆｃｃｏｍ）、ＦＣ発電電力Ｐｆｃの指令値（ＦＣ発電電力指令値Ｐｆｃｃｏｍ）、及び、電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃ（電力電圧感度ΔＰｆｃ／ΔＶｆｃ）のうち、少なくとも１つの値の大きさに基づいて、ＦＣＶＣＵ２２を直結状態（電圧制御）又は電流制御のどちらにすべきかを決定し、決定した制御方法に従ってＦＣＶＣＵ２２及びＢＡＴＶＣＵ２４を制御する。
【００８３】
なお、電流制御では、ＩＶ特性に基づいてＦＣ発電電流指令値Ｉｆｃｃｏｍと、ＦＣ発電電流指令値Ｉｆｃｃｏｍに応じたＦＣ発電電圧Ｖｆｃの指令値（ＦＣ発電電圧指令値Ｖｆｃｃｏｍ）とを決定し、決定したＦＣ発電電圧指令値Ｖｆｃｃｏｍを用いた昇圧比（Ｖｉｎｖ／Ｖｆｃｃｏｍ）でＦＣＶＣＵ２２を制御することにより、ＦＣ発電電流Ｉｆｃを変化させてＦＣ発電電力Ｐｆｃを制御する。
【００８４】
ここで、一例として、図２に示すＦＣ発電電圧閾値Ｖｆｃｔｈ又はＦＣ発電電流閾値Ｉｆｃｔｈを用いた電圧制御（直結状態）又は電流制御の選択について説明する。
【００８５】
すなわち、ＥＣＵ２６は、ＦＣ発電電圧ＶｆｃがＦＣ発電電圧閾値Ｖｆｃｔｈを超える高電圧領域を低負荷領域（Ｖｆｃ＞Ｖｆｃｔｈ）として、ＦＣＶＣＵ２２を直結状態にすると共にＢＡＴＶＣＵ２４に電圧制御を行わせ、一方で、ＦＣ発電電圧ＶｆｃがＦＣ発電電圧閾値Ｖｆｃｔｈ以下の低電圧領域を高負荷領域（Ｖｆｃ≦Ｖｆｃｔｈ）として、ＦＣＶＣＵ２２に電流制御を行わせる。
【００８６】
また、ＥＣＵ２６は、ＦＣ発電電流ＩｆｃがＦＣ発電電流閾値Ｉｆｃｔｈ未満の低電流領域を低負荷領域（Ｉｆｃ＜Ｉｆｃｔｈ）として、ＦＣＶＣＵ２２を直結状態にすると共にＢＡＴＶＣＵ２４に電圧制御を行わせ、一方で、ＦＣ発電電流ＩｆｃがＦＣ発電電流閾値Ｉｆｃｔｈ以上の大電流領域を高負荷領域（Ｉｆｃ≧Ｉｆｃｔｈ）として、ＦＣＶＣＵ２２に電流制御を行わせてもよい。
【００８７】
さらに、ＥＣＵ２６は、電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃが、例えば、Ｉｆｃｔｈ／Ｖｆｃｔｈ未満の低電流領域（高電圧領域）を低負荷領域（ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃ＜Ｉｆｃｔｈ／Ｖｆｃｔｈ）として、ＦＣＶＣＵ２２を直結状態にすると共にＢＡＴＶＣＵ２４に電圧制御を行わせる。一方、ＥＣＵ２６は、電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃがＩｆｃｔｈ／Ｖｆｃｔｈ以上の大電流領域（低電圧領域）を高負荷領域（ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃ≧Ｉｆｃｔｈ／Ｖｆｃｔｈ）として、ＦＣＶＣＵ２２に電流制御を行わせる。
【００８８】
なお、上記の判定は、一例であり、ＥＣＵ２６は、ＦＣ発電電流指令値ＩｆｃｃｏｍとＦＣ発電電流閾値Ｉｆｃｔｈとを比較して、電圧制御（直結状態）又は電流制御のどちらにすべきかを判定してもよい。あるいは、ＥＣＵ２６は、電力電圧感度ΔＰｆｃ／ΔＶｆｃと、Ｐｆｃｔｈ／Ｖｆｃｔｈ（Ｐｆｃｔｈ：ＦＣ発電電圧閾値Ｖｆｃｔｈに応じたＦＣ発電電力Ｐｆｃの値）とを比較して、電圧制御（直結状態）又は電流制御のどちらにすべきかを判定してもよい。
【００８９】
そして、この実施形態において、ＥＣＵ２６は、低負荷領域で電圧制御を行わせることを決定した場合、ＦＣＶＣＵ２２を直結状態にすると共に、ＢＡＴＶＣＵ２４を昇降圧状態（電圧調整状態、電圧制御）に維持するように、ＦＣＶＣＵ２２及びＢＡＴＶＣＵ２４をそれぞれ制御する。また、ＥＣＵ２６は、高負荷領域でＦＣＶＣＵ２２に電流制御を行わせることを決定した場合、ＦＣＶＣＵ２２の直結状態を解除して当該ＦＣＶＣＵ２２に電流制御（昇圧動作）を行わせると共に、ＢＡＴＶＣＵ２４を電圧調整状態（昇降圧状態）に維持するように、ＦＣＶＣＵ２２及びＢＡＴＶＣＵ２４をそれぞれ制御する。
【００９０】
なお、上記の各閾値については、ＦＣ４０の性能のバラツキ、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃを検出する電圧センサの精度、及び、ＦＣ発電電流Ｉｆｃを検出する電流センサの精度も考慮して設定されることが望ましい。
【００９１】
［ＥＣＵ２６によるＦＣシステム１２の制御の説明］
この実施形態に係るＦＣ車両１０及びＦＣシステム１２は、以上のように構成される。
【００９２】
次に、ＦＣ車両１０及びＦＣシステム１２の動作の一例として、ＥＣＵ２６によるＦＣシステム１２の制御、具体的には、ＦＣ４０が低負荷領域から高負荷領域に変化する際に、ＦＣＶＣＵ２２を直結状態から電流制御（昇圧動作）に切り替える場合でのＥＣＵ２６の制御動作（直結状態から昇圧動作に切り替えるための判断処理）について、図４のタイミングチャート及び図５のフローチャートを参照しながら説明する。この説明では、必要に応じて、図１〜図３も参照しながら説明する。
【００９３】
なお、図５のフローチャートの処理は、図４のタイミングチャートの時間帯において、繰り返し実行される。
【００９４】
図４の時点ｔ０から時点ｔ１までの時間帯において、負荷３２の要求電力であるモータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑ［ｋＷ］は、時間経過に伴って上昇している。そこで、ＥＣＵ２６は、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑに応じて、ＦＣ発電電力指令値Ｐｆｃｃｏｍを設定する。
【００９５】
ここで、時点ｔ０〜ｔ１の時間帯におけるＦＣＶＣＵ２２及びＢＡＴＶＣＵ２４の制御方法は、図５のフローチャートに従って決定される。
【００９６】
すなわち、図５のステップＳ１では、ＥＣＵ２６は、ＦＣ発電電流ＩｆｃがＦＣ発電電流閾値Ｉｆｃｔｈ以上となったか、ＦＣ発電電流指令値Ｉｆｃｃｏｍが所定の閾値Ｉｆｃｃｏｍｔｈ以上となったか、又は、電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃが所定の電流電圧感度閾値ΔＩｔｈ以上となったか否かを判定する。
【００９７】
なお、図４には、ＦＣ発電電流閾値Ｉｆｃｔｈ、電流電圧感度閾値ΔＩｔｈを図示している。また、閾値Ｉｆｃｃｏｍｔｈは、ＦＣ発電電流閾値Ｉｆｃｔｈと同一値であってもよい。さらに、電流電圧感度閾値ΔＩｔｈは、Ｉｆｃｔｈ／Ｖｆｃｔｈと同一値であってもよい。
【００９８】
また、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃは、図示しない電圧センサによって検出され、通信線４２を介してＥＣＵ２６に入力される。ＦＣ発電電流Ｉｆｃは、図示しない電流センサによって検出され、通信線４２を介してＥＣＵ２６に入力される。従って、ＥＣＵ２６は、入力されたＦＣ発電電圧Ｖｆｃ及びＦＣ発電電流Ｉｆｃの値を用いて電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃを算出することができる。
【００９９】
時点ｔ０〜ｔ１の時間帯では、Ｉｆｃ＜Ｉｆｃｔｈ及びΔＩｆｃ／ΔＶｆｃ＜ΔＩｔｈであり（図４参照）、Ｉｆｃｃｏｍ＜Ｉｆｃｃｏｍｔｈであり、ステップＳ１が否定的な判定結果となるため（ステップＳ１：ＮＯ）、ＥＣＵ２６は、次のステップＳ２において、ＦＣ発電電力ＰｆｃがＦＣ発電電力閾値Ｐｆｃｔｈ以上となったか、ＦＣ発電電力指令値Ｐｆｃｃｏｍが所定の閾値Ｐｆｃｃｏｍｔｈ以上となったか、又は、電力電圧感度ΔＰｆｃ／ΔＶｆｃが電力電圧感度閾値ΔＰｔｈ以上となったか否かを判定する。
【０１００】
なお、図４には、閾値Ｐｆｃｃｏｍｔｈを図示している。また、閾値Ｐｆｃｃｏｍｔｈは、ＦＣ発電電力閾値Ｐｆｃｔｈと同一値であってもよい。さらに、電力電圧感度ΔＰｆｃ／ΔＶｆｃは、Ｐｆｃｔｈ／Ｖｆｃｔｈと同一値であってもよい。
【０１０１】
時点ｔ０〜ｔ１の時間帯では、Ｐｆｃｃｏｍ＜Ｐｆｃｃｏｍｔｈであり（図４参照）、Ｐｆｃ＜Ｐｆｃｔｈ及びΔＰｆｃ／ΔＶｆｃ＜ΔＰｔｈであり、ステップＳ２が否定的な判定結果となるため（ステップＳ２：ＮＯ）、ＥＣＵ２６は、次のステップＳ３において、ＦＣ４０がＩＶ特性における低負荷領域にあると判断し、電圧制御（直結状態）によるＦＣ発電電力Ｐｆｃの制御を決定する。
【０１０２】
具体的に、ステップＳ４において、ＥＣＵ２６は、ＦＣＶＣＵ２２を直結状態に切り替える。
【０１０３】
また、ステップＳ５において、ＥＣＵ２６は、ＦＣ４０のＩＶ特性に基づき、ＦＣ発電電力指令値Ｐｆｃｃｏｍに応じたＦＣ発電電圧Ｖｆｃ及びＦＣ発電電流Ｉｆｃを決定し、決定したＦＣ発電電圧Ｖｆｃを、ＢＡＴＶＣＵ２４に対する指令電圧である負荷端指令電圧Ｖｉｎｖｃｏｍに設定する。そして、ＥＣＵ２６は、設定した負荷端指令電圧Ｖｉｎｖｃｏｍに基づき、所望の昇圧比（Ｖｉｎｖｃｏｍ／Ｖｂ）で昇降圧動作を行うようＢＡＴＶＣＵ２４を制御する。これにより、ＢＡＴＶＣＵ２４は、負荷端電圧ＶｉｎｖであるＦＣ発電電圧Ｖｆｃを制御することにより、ＦＣ発電電流Ｉｆｃ及びＦＣ発電電力Ｐｆｃを制御する。
【０１０４】
従って、時点ｔ０〜ｔ１の時間帯では、ＥＣＵ２６内において、ステップＳ１〜Ｓ５の工程が繰り返し実行され、ＦＣＶＣＵ２２の直結状態、及び、ＢＡＴＶＣＵ２４での電圧制御が継続することにより（図４の「電圧制御」のフラグ、「ＦＣＶＣＵ直結」）、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑの増加に伴い、ＦＣ発電電力指令値Ｐｆｃｃｏｍが増加し、ＦＣ発電電流Ｉｆｃは上昇する。また、電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃ及びＦＣ発電電力Ｐｆｃも時間経過に伴って上昇する。この場合、ＦＣ発電電力Ｐｆｃは、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑに応じたＦＣ発電電力指令値Ｐｆｃｃｏｍに追従するように、時間経過に伴って増加する。
【０１０５】
次に、図４に示すように、時点ｔ１でＦＣ発電電力指令値Ｐｆｃｃｏｍが閾値Ｐｆｃｃｏｍｔｈに到達し、ＦＣ発電電流ＩｆｃがＦＣ発電電流閾値Ｉｆｃｔｈに到達し、又は、電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃが電流電圧感度閾値ΔＩｔｈに到達した場合（Ｐｆｃｃｏｍ＝Ｐｆｃｃｏｍｔｈ、Ｉｆｃ＝Ｉｆｃｔｈ、ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃ＝ΔＩｔｈ）、ＥＣＵ２６は、ＦＣＶＣＵ２２を直結状態から電流制御（昇圧動作）に切り替える。すなわち、時点ｔ１以降、ＦＣＶＣＵ２２は、電流制御でＦＣ発電電流Ｉｆｃを制御することにより、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃ及びＦＣ発電電力Ｐｆｃを制御する。
【０１０６】
従って、時点ｔ１以降の時間帯においても、ＥＣＵ２６は、図５のフローチャートの処理を繰り返し実行する。
【０１０７】
すなわち、時点ｔ１以降において、ステップＳ１では、Ｉｆｃ≧Ｉｆｃｔｈ、Ｉｆｃｃｏｍ≧Ｉｆｃｃｏｍｔｈ、又は、ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃ≧ΔＩｔｈとなるため（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、次のステップＳ６において、ＦＣ４０がＩＶ特性における高負荷領域となり、ＦＣＶＣＵ２２が直結状態を維持した状態でＢＡＴＶＣＵ２４が電圧制御を継続すれば、ＦＣ発電電流Ｉｆｃ、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃ及びＦＣ発電電力Ｐｆｃの制御が不能になる可能性があると判断する。その上で、ＥＣＵ２６は、電圧制御（直結状態）によるＦＣ発電電力Ｐｆｃの制御から、電流制御（昇圧動作）によるＦＣ発電電力Ｐｆｃの制御に切り替えることを決定する。
【０１０８】
次のステップＳ７において、ＥＣＵ２６は、ＦＣＶＣＵ２２を直結状態から昇圧動作に切り替える。
【０１０９】
そして、ＥＣＵ２６は、次のステップＳ８において、ＦＣＶＣＵ２２が電流制御によってＦＣ発電電力Ｐｆｃを制御するように、当該ＦＣＶＣＵ２２を制御する。この場合、ＥＣＵ２６は、１次側１Ｓｆを流れるＦＣ発電電流ＩｆｃをＦＣ発電電流指令値Ｉｆｃｃｏｍに設定し、ＩＶ特性に基づいて、ＦＣ発電電流指令値Ｉｆｃｃｏｍに応じたＦＣ発電電圧ＶｆｃをＦＣ発電電圧指令値Ｖｆｃｃｏｍに設定する。次に、ＥＣＵ２６は、設定したＦＣ発電電圧指令値Ｖｆｃｃｏｍに基づく昇圧比（Ｖｉｎｖ／Ｖｆｃｃｏｍ）でＦＣＶＣＵ２２を制御することにより、ＦＣ発電電流Ｉｆｃを変化させてＦＣ発電電力Ｐｆｃを制御する。
【０１１０】
なお、ＢＡＴＶＣＵ２４は、時点ｔ１以降、電圧制御を継続して行わせてもよいし、あるいは、直結状態に切り替えてもよい。
【０１１１】
また、何らかの理由でステップＳ１が否定的な判定結果となっても（ステップＳ１：ＮＯ）、ＥＣＵ２６は、次のステップＳ２において、Ｐｆｃｃｏｍ≧Ｐｆｃｃｏｍｔｈ、Ｐｆｃ≧Ｐｆｃｔｈ、又は、ΔＰｆｃ／ΔＶｆｃ≧ΔＰｔｈであれば（ステップＳ２：ＹＥＳ）、ＦＣ４０がＩＶ特性における高負荷領域にあると判断し、ＦＣＶＣＵ２２を直結状態から昇圧動作に切り替えるべく、ステップＳ６〜Ｓ８の処理を実行する。
【０１１２】
従って、時点ｔ１以降の時間帯で、ＥＣＵ２６内において、ステップＳ１（及びＳ２）、Ｓ６〜Ｓ８の工程が繰り返し実行され、ＦＣＶＣＵ２２の昇圧動作による電流制御が行われることにより（図４の「電流制御」のフラグ、「ＦＣＶＣＵ昇圧」）、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑの増加に伴って、ＦＣ発電電力指令値Ｐｆｃｃｏｍが増加し、ＦＣ発電電流Ｉｆｃは上昇する。また、電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃ及びＦＣ発電電力Ｐｆｃも時間経過に伴って上昇する。この場合も、ＦＣ発電電力Ｐｆｃは、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑに応じたＦＣ発電電力指令値Ｐｆｃｃｏｍに追従するように、時間経過に伴って増加する。
【０１１３】
なお、図４には、時点ｔ１でＦＣＶＣＵ２２を電圧制御から電流制御に切り替えない場合のＦＣ発電電力Ｐｆｃの時間経過も破線で図示している。この場合、時点ｔ１以降もＦＣＶＣＵ２２を電圧制御に維持すると、電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃが大きくなることに起因して（図３参照）、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃ及びＦＣ発電電流Ｉｆｃの制御が不安定になり、ＦＣ発電電力Ｐｆｃの制御が不能になる。従って、この場合には、時点ｔ１以降、ＦＣ発電電力Ｐｆｃは、時間経過に伴って、増減を繰り返している。
【０１１４】
［この実施形態の変形例の説明］
上記の説明では、図４及び図５に示すように、時点ｔ０〜ｔ１の時間帯では、ＦＣＶＣＵ２２が直結状態であると共にＢＡＴＶＣＵ２４が電圧制御を行い、時点ｔ１以降は、ＦＣＶＣＵ２２が電流制御を行うことについて説明した。
【０１１５】
この実施形態は、上記の説明に限定されることはなく、時点ｔ１以降、ＦＣＶＣＵ２２が電圧制御を行うと共にＢＡＴＶＣＵ２４が電流制御を行ってもよい。これは、ＢＡＴＶＣＵ２４がＦＣ発電電流Ｉｆｃを目標電流に設定し、設定した目標電流に従って電流制御を行うことが可能であるためである。
【０１１６】
また、上記の説明では、ＦＣシステム１２が１つのＥＣＵ２６のみを有する場合について説明した。この実施形態では、モータ１４、ＦＣユニット１８、ＢＡＴ２０、ＦＣＶＣＵ２２及びＢＡＴＶＣＵ２４毎にＥＣＵを設けてもよい。この場合、ＦＣＶＣＵ２２を制御するＥＣＵは、図６に示すように、ＦＣ発電電流Ｉｆｃ、ＦＣ発電電力Ｐｆｃ等のＦＣ４０に関わる制御パラメータのみ用いて、ＦＣＶＣＵ２２の電圧制御又は電流制御の切り替えを行うことが可能である。
【０１１７】
この場合も、当該ＥＣＵは、図６のフローチャートの処理を繰り返し実行する。
【０１１８】
具体的に、図４の時点ｔ０〜ｔ１の時間帯において、Ｉｆｃ＜Ｉｆｃｔｈ、又は、Ｉｆｃｃｏｍ＜Ｉｆｃｃｏｍｔｈであり（ステップＳ１１：ＮＯ）、且つ、Ｐｆｃ＜Ｐｆｃｔｈ、又は、Ｐｆｃｃｏｍ＜Ｐｆｃｃｏｍｔｈであれば（ステップＳ１２：ＮＯ）、ＥＣＵは、ステップＳ１３において、ＦＣ４０がＩＶ特性における低負荷領域にあると判断し、電圧制御によるＦＣ発電電力Ｐｆｃの制御を決定する。そして、ＥＣＵは、次のステップＳ１４でＦＣＶＣＵ２２に電圧制御を行わせることにより、ＦＣ発電電力Ｐｆｃを制御させる。
【０１１９】
一方、図４の時点ｔ１以降の時間帯において、Ｉｆｃ≧Ｉｆｃｔｈ、又は、Ｉｆｃｃｏｍ≧Ｉｆｃｃｏｍｔｈであった場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、あるいは、ステップＳ１１で否定的な判定結果であっても（ステップＳ１１：ＮＯ）、Ｐｆｃ≧Ｐｆｃｔｈ、又は、Ｐｆｃｃｏｍ≧Ｐｆｃｃｏｍｔｈであった場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、ＥＣＵは、次のステップＳ１５において、ＦＣ４０がＩＶ特性における高負荷領域にあると判断し、電流制御（昇圧動作）によるＦＣ発電電力Ｐｆｃの制御を決定する。そして、ＥＣＵは、次のステップＳ１６でＦＣＶＣＵ２２を直結状態から昇圧動作に切り替えて電流制御を行わせることにより、ＦＣ発電電力Ｐｆｃを制御させる。
【０１２０】
このように、ＦＣＶＣＵ２２を制御するＥＣＵが、ＦＣ４０に関わる制御パラメータのみ用いて、ＦＣＶＣＵ２２の電圧制御又は電流制御の切り替えを行うことにより、当該ＦＣＶＣＵ２２を効率よく制御することができる。
【０１２１】
さらに、この実施形態は、上記の説明に限定されることはなく、図７Ａに示すように、ＢＡＴＶＣＵ２４を省略してＢＡＴ２０をモータ１４に直接接続した構成や、図７Ｂに示すように、ＢＡＴ２０及びＢＡＴＶＣＵ２４を省略した構成にも適用可能である。これらの構成においても、図６のフローチャートに示す切り替え制御を適用することが可能である。なお、図７Ａ及び図７Ｂでは、図１のＥＣＵ２６等の図示は省略している。
【０１２２】
［ＰｍｏｔｒｅｑとＦＣＶＣＵ２２の制御切り替えとの関係］
この実施形態では、上述のように、ＦＣＶＣＵ２２を直結状態（電圧制御）又は電流制御に切り替えることができるので、モータ１４を以下のように設計することも可能である。
【０１２３】
例えば、図８に示すように、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑに比例してＦＣ発電電力Ｐｆｃが増加する場合において、運転者がアクセルペダル４８を踏み込むと、図９Ａに示すように、モータ１４の必要とする電圧（モータ必要電圧Ｖｍｏｔｒｅｑ）は、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑに比例して増加する。
【０１２４】
この場合、実線で示すモータ必要電圧Ｖｍｏｔｒｅｑの特性と、二点鎖線で示すＦＣ４０の電力電圧特性との交点５２よりも高負荷領域においては、ＦＣ４０の電力電圧特性がモータ必要電圧Ｖｍｏｔｒｅｑの特性よりも低くなる。この結果、ＦＣＶＣＵ２２は、当該高負荷領域では、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃをモータ必要電圧Ｖｍｏｔｒｅｑにまで昇圧させる必要がある。
【０１２５】
しかしながら、運転者によるアクセルペダル４８の操作に起因してモータ必要電圧Ｖｍｏｔｒｅｑが交点５２にまで上昇したときに、ＦＣＶＣＵ２２を直結状態（電圧制御）から電流制御に切り替える場合、モータ１４の要求に対して、ＦＣＶＣＵ２２によるＦＣ発電電力Ｐｆｃの制御が間に合わない可能性がある。
【０１２６】
そこで、この実施形態では、図９Ｂでのモータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑに対する電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃの特性において、当該特性と電流電圧感度閾値ΔＩｔｈとの交点５４が、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑの軸上、図９Ａの交点５２よりも低電力側（低負荷領域側）となるように設定する。
【０１２７】
すなわち、交点５２を通る破線のライン（ＦＣＶＣＵ２２が昇圧動作を行うべきか否かを判定するライン）を、交点５４を通る一点鎖線のライン（ＦＣＶＣＵ２２を直結状態から昇圧動作に切り替えるべきか否かを判定するライン）よりも高負荷領域側に設定する。
【０１２８】
これにより、電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃが電流電圧感度閾値ΔＩｔｈに到達し、ＦＣＶＣＵ２２が直結状態から電流制御に切り替わった後に、モータ必要電圧Ｖｍｏｔｒｅｑが交点５２にまで上昇すると、ＦＣＶＣＵ２２は、負荷端電圧Ｖｉｎｖをモータ必要電圧Ｖｍｏｔｒｅｑにすべく、速やかに昇圧動作を行うことができる。このように、交点５４よりも高負荷領域側に交点５２が設定されているため、ＦＣＶＣＵ２２は、モータ１４の要求に応じて、ＦＣ発電電力Ｐｆｃを適切に制御することができる。
【０１２９】
［この実施形態の効果］
以上説明したように、この実施形態に係るＦＣ車両１０及びＦＣシステム１２によれば、ＦＣ発電電流Ｉｆｃ、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃ、ＦＣ発電電流指令値Ｉｆｃｃｏｍ、電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃ及び電力電圧感度ΔＰｆｃ／ΔＶｆｃのうち、少なくとも１つに基づいて、ＦＣ４０のＩＶ特性の低負荷領域では、ＦＣＶＣＵ２２が直結状態を維持すると共に、ＢＡＴＶＣＵ２４が電圧制御（電圧調整状態、昇降圧動作）を維持し、一方で、高負荷領域では、ＦＣＶＣＵ２２が電流制御を行う。
【０１３０】
これにより、ＦＣ発電電流Ｉｆｃに対するＦＣ発電電圧Ｖｆｃの傾きが大きい低負荷領域では、電圧制御によりＦＣ発電電圧Ｖｆｃを細かく制御することができる。一方、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃに対するＦＣ発電電流Ｉｆｃの傾きが大きい高負荷領域では、電流制御によりＦＣ発電電流Ｉｆｃを細かく制御することができる。
【０１３１】
つまり、ＥＣＵ２６は、低負荷領域及び高負荷領域に対して、最適な制御パラメータをそれぞれ設定し、設定した制御パラメータでＦＣＶＣＵ２２及びＢＡＴＶＣＵ２４を適切に制御することができる。この結果、ＩＶ特性における全ての領域で、ＦＣ発電電力Ｐｆｃを精度よく且つ安定に制御することが可能となる。
【０１３２】
また、電圧制御を行う領域を低負荷領域に狭く設定することにより、全ての領域に対して電圧制御を行うことが不要となるので、ＦＣ発電電力Ｐｆｃの制御性が向上すると共に、ＦＣシステム１２を構成する部品のコストを低減することができる。
【０１３３】
さらに、ＦＣ発電電流Ｉｆｃ、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃ、ＦＣ発電電流指令値Ｉｆｃｃｏｍ、電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃ及び電力電圧感度ΔＰｆｃ／ΔＶｆｃのうち、少なくとも１つに基づき、ＦＣＶＣＵ２２に対して直結状態又は電流制御のどちらにすべきか、さらには、ＢＡＴＶＣＵ２４の電圧制御を維持すべきか否かが決定される。これにより、ＦＣＶＣＵ２２の直結状態又は電流制御の切り替えや、ＢＡＴＶＣＵ２４の電圧制御の維持を容易に判断することができる。
【０１３４】
また、ＦＣ４０の劣化や温度によってＩＶ特性が変化する場合、当該ＩＶ特性の変化に対する、電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃ及び電力電圧感度ΔＰｆｃ／ΔＶｆｃの変動は小さい。従って、電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃ又は電力電圧感度ΔＰｆｃ／ΔＶｆｃを用いることにより、ＦＣ４０の劣化の有無や温度変化に関わりなく、直結状態又は電流制御の切り替えや、電圧制御の維持の判断を容易に行うことができる。従って、この実施形態では、劣化したＦＣ４０であっても、通常のＦＣ４０と同等の制御性を維持することができる。
【０１３５】
なお、ＦＣ４０が劣化していない場合、又は、ＦＣ４０の温度変化が小さい場合には、ＦＣ発電電流Ｉｆｃ、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃ、又は、ＦＣ発電電流指令値Ｉｆｃｃｏｍを用いて、直結状態又は電流制御の切り替えや、電圧制御の維持の判断を行うことも可能である。
【０１３６】
また、この実施形態では、ＦＣ発電電流Ｉｆｃ、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃ、ＦＣ発電電流指令値Ｉｆｃｃｏｍ、電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃ及び電力電圧感度ΔＰｆｃ／ΔＶｆｃのうち、少なくとも１つに基づき、直結状態（電圧制御）を維持してもＦＣ発電電力Ｐｆｃの制御性に問題がない低負荷領域では、ＦＣＶＣＵ２２を直結状態に維持すると共にＢＡＴＶＣＵ２４の電圧制御を維持する。一方、ＦＣ発電電流Ｉｆｃ、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃ、ＦＣ発電電流指令値Ｉｆｃｃｏｍ、電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃ及び電力電圧感度ΔＰｆｃ／ΔＶｆｃのうち、少なくとも１つに基づき、直結状態を維持するとＦＣ発電電力Ｐｆｃの制御性に問題が発生する高負荷領域では、ＦＣＶＣＵ２２に電流制御を行わせる。
【０１３７】
このように、ＦＣ発電電流Ｉｆｃ、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃ、ＦＣ発電電流指令値Ｉｆｃｃｏｍ、電流電圧感度ΔＩｆｃ／ΔＶｆｃ及び電力電圧感度ΔＰｆｃ／ΔＶｆｃのうち、少なくとも１つに基づいて、低負荷領域及び高負荷領域で使用するＶＣＵ（の状態）を切り替えるので、ＦＣ発電電力Ｐｆｃの制御性を一層向上させることができる。
【０１３８】
また、この実施形態において、ＥＣＵ２６は、図９Ａの交点５２よりも低負荷領域側の図９Ｂの交点５４で、ＦＣＶＣＵ２２の直結状態又は電流制御の切り替えを判定する。
【０１３９】
すなわち、交点５２よりも高負荷領域側では、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑ及びモータ必要電圧Ｖｍｏｔｒｅｑに対応するため、ＦＣ発電電圧Ｖｆｃを昇圧する必要がある。そこで、交点５２よりも低負荷領域側の交点５４で、ＦＣＶＣＵ２２の直結状態又は電流制御の切り替えを判定することにより、負荷３２の要求に対して、速やかに、モータ要求電力Ｐｍｏｔｒｅｑに応じたＦＣ発電電力Ｐｆｃや、モータ必要電圧Ｖｍｏｔｒｅｑに応じたＦＣ発電電圧Ｖｆｃを、負荷３２に供給することが可能となる。
【０１４０】
そして、上述のＦＣシステム１２をＦＣ車両１０に搭載し、負荷３２にモータ１４を含ませることにより、当該ＦＣ車両１０における制御性も向上させることができる。
【０１４１】
なお、上記の説明では、ＦＣＶＣＵ２２を直結状態又は電流制御に切り替える場合について説明した。この実施形態では、上記の説明に限定されることはなく、ＢＡＴＶＣＵ２４を直結状態又は電流制御に切り替える場合にも適用可能である。
【０１４２】
すなわち、ＦＣ４０と同様に、ＢＡＴ２０もバッテリ電圧Ｖｂの増加に伴ってバッテリ電流Ｉｂが減少するＩＶ特性を有する。従って、ＢＡＴＶＣＵ２４についても、低負荷領域及び高負荷領域において、ＦＣＶＣＵ２２と同様の問題が惹起される可能性がある。そこで、ＥＣＵ２６は、ＢＡＴＶＣＵ２４に対しても、図５及び図６の処理を適用し、低負荷領域では電圧制御（直結状態）により負荷３２側の電力（ＦＣ発電電力Ｐｆｃ）を制御し、一方で、高負荷領域では電流制御（昇圧動作）により負荷３２側の電力（ＦＣ発電電力Ｐｆｃ）を制御してもよい。
【０１４３】
なお、この発明は、上記の実施形態に限らず、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】
【０１４４】
１０…ＦＣ車両                      １２…ＦＣシステム
１４…モータ                        １８…ＦＣユニット
２０…ＢＡＴ                        ２２…ＦＣＶＣＵ
２４…ＢＡＴＶＣＵ                  ２６…ＥＣＵ
３２…負荷                          ４０…ＦＣ
５２、５４…交点
【図１】
2016021295.tif 000003
【図２】
2016021295.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2016021295.tif 000008
【図７】
2016021295.tif 000009
【図８】
2016021295.tif 000010
【図９】
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