(57)【要約】【課題】走行用の動力を発生するモータに電力を供給する蓄電装置の過放電及び過充電を優先的に保護する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。【解決手段】蓄電装置の残容量を考慮した前記蓄電装置の目標電力Ｐｂａｔｔａｒ（ステップＳ３）に基づき、前記蓄電装置の電力を優先的に制御（直接的に制御）した後に、燃料電池の目標電力Ｐｆｃｔａｒ（ステップＳ５）を算出し、前記燃料電池を制御（間接的に制御）するようにしたので、前記蓄電装置の過充電及び過放電を防止できる。【選択図】図３
2017011940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と、
蓄電装置と、
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接続され電圧を変換する第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接続され電圧を変換する第２コンバータと、
を制御する燃料電池自動車の制御方法であって、
前記蓄電装置の目標電力を算出する蓄電装置目標電力算出工程と、
前記蓄電装置の目標電力に基づき、前記第１コンバータに前記蓄電装置の電力を制御させる蓄電装置電力制御工程と、
前記蓄電装置の電力と前記燃料電池の電力が前記燃料電池自動車全体の要求システム電力を満たすように前記燃料電池の電力を制御する燃料電池電力制御工程と、
を備えることを特徴とする燃料電池自動車の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料電池自動車の制御方法において、
前記モータの要求に基づく要求モータ駆動部端電圧を、前記第２コンバータに制御させるモータ駆動部端電圧制御工程
をさらに備える燃料電池自動車の制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の燃料電池自動車の制御方法において、
前記燃料電池自動車が前記燃料電池の保護が必要な運転状態であるか否かを判定する燃料電池保護要否判定工程と、
前記燃料電池の保護が必要な運転状態であると判定されたとき、前記燃料電池の目標電力を更新し、更新した前記燃料電池の目標電力となるよう、前記蓄電装置の目標電力を更新する優先保護切替工程と、
をさらに備えることを特徴とする燃料電池自動車の制御方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の燃料電池自動車の制御方法において、
前記第２コンバータを、燃料電池電圧を昇圧する昇圧コンバータとし、
前記燃料電池自動車の節約運転モードが選択されているか否かを判定する節約運転モードの要否判定工程と、
前記節約運転モードが選択されていたとき、前記第２コンバータの昇圧動作を停止して直結させる直結工程と、
前記燃料電池自動車が前記燃料電池の保護が必要な運転状態であるか否かを判定する燃料電池保護要否判定工程と、
前記燃料電池の保護が必要な運転状態であると判定されたとき、前記燃料電池の目標電力を更新し、更新した前記燃料電池の目標電力となるよう、前記蓄電装置の目標電力を更新する優先保護切替工程と、
をさらに備えることを特徴とする燃料電池自動車の制御方法。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の燃料電池自動車の制御方法において、
前記燃料電池保護要否判定工程における前記燃料電池自動車が前記燃料電池の保護が必要とされる運転状態の判定は、
主電源スイッチのＯＮ状態後の起動時であって、前記燃料電池の暖機が完了するときまでの運転状態、
前記主電源スイッチのＯＦＦ状態後の停止時の運転状態、
及び前記燃料電池のアイドル時の運転状態のいずれかのときに、前記燃料電池の保護が必要とされる運転状態であると判定する
ことを特徴とする燃料電池自動車の制御方法。
【請求項６】
請求項３に記載の燃料電池自動車の制御方法において、
前記燃料電池保護要否判定工程では、
前記燃料電池の実電力を監視し、監視している前記燃料電池の実電力が前記燃料電池の保護が必要な上限電力閾値を上回る可能性があるとき、前記燃料電池の保護が必要な運転状態であると判定する
ことを特徴とする燃料電池自動車の制御方法。
【請求項７】
請求項３〜５のいずれか１項に記載の燃料電池自動車の制御方法において、
前記燃料電池保護要否判定工程では、
前記燃料電池の実電力を監視し、監視している前記燃料電池の実電力と前記燃料電池の保護が必要な上限電力閾値との差分を燃料電池側電力差分として検出すると共に、前記蓄電装置の実電力を監視し、監視している前記蓄電装置の実電力と前記蓄電装置の保護が必要な上限電力閾値との差分を蓄電装置側電力差分として検出し、前記燃料電池側電力差分が前記蓄電装置側電力差分より小さな値になっているときには、前記燃料電池自動車が前記燃料電池の保護が必要な運転状態であると判定する
ことを特徴とする燃料電池自動車の制御方法。
【請求項８】
燃料電池と、
蓄電装置と、
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接続され電圧を変換する第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接続され電圧を変換する第２コンバータと、
を備える燃料電池自動車であって、
前記蓄電装置の目標電力を算出する蓄電装置目標電力算出器と、
前記蓄電装置の目標電力に基づき、前記第１コンバータに前記蓄電装置の電力を制御させる蓄電装置電力制御器と、
前記蓄電装置の電力と前記燃料電池の電力が前記燃料電池自動車全体の要求システム電力を満たすように前記燃料電池の電力を制御する燃料電池電力制御器と、
を備える燃料電池自動車。
【請求項９】
燃料電池と、
蓄電装置と、
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接続され電圧を変換する第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接続され電圧を変換する第２コンバータと、
を備える燃料電池自動車であって、
前記第１コンバータは前記第１コンバータの１次側電圧を制御し、
前記第２コンバータは前記第２コンバータの２次側電圧を制御する
ことを特徴と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、走行用の動力を発生するモータが燃料電池及び蓄電装置の電力により駆動される燃料電池自動車の制御方法及び燃料電池自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の燃料電池自動車が特許文献１に開示されている（特許文献１の図７）。
【０００３】
特許文献１に開示された燃料電池自動車では、燃料電池の電極触媒が被毒状態にあるか否かを判定し、燃料電池の被毒状態が継続する比較的に高電圧・低電流領域の動作点にあると判定された場合には、電池特性を回復させるために、動作点を低電圧・高電流領域（低効率領域）にシフトしている（特許文献１の［００２３］、［００２７］、図２）。
【０００４】
上記した高電圧・低電流領域及び低電圧・高電流領域の各動作点では、電流の変化に対して電圧の変化が大きく、且ついずれの動作点でも燃料電池の電力が比較的に小電力になる。
【０００５】
このため特許文献１では、大電力が必要になるモータの走行用の動力が大きくなる場面では、燃料電池と蓄電装置の合成電力でモータを駆動するように制御している（特許文献１の［００５４］、図７、図１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１５７４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
燃料電池及び蓄電装置の合成電力を利用した、例えば、一定電力状態でのモータによる走行状態下で、加減速操作が行われた場合には、この加減速操作に応じてモータの電力を増減させる必要がある。
【０００８】
モータの電力を増減させる必要（要求）が発生した場合、燃料電池の目標電力を増減させることで対応できる。
【０００９】
しかしながら、燃料電池の電力は電気化学的に発生されており、急な加減速操作に対応して電力を急に増減することができない。
【００１０】
そのため、必要電力（要求電力）の急な増加時には、燃料電池による電力の不足分が、一時的に蓄電装置の電力で賄われ、蓄電装置の持出電力（放電電力）が大きくなる結果、蓄電装置の過放電状態を招く恐れがあった。また、必要電力（要求電力）の急な減少時には、燃料電池で余剰となった電力が蓄電装置に流れ込むので、蓄電装置への持込電力（充電電力）が大きくなる結果、蓄電装置の過充電状態を招く恐れがあった。なお、公知のように、蓄電装置の過放電及び過充電により、蓄電装置は非可逆的に劣化する。
【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、燃料電池自動車全体の要求システム電力を満たしつつ蓄電装置の過充電・過放電保護を的確に行うことを可能とする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。
【００１２】
また、この発明は、蓄電装置を保護しながら、燃料電池の保護が必要なときに燃料電池の保護をも的確に行うことを可能とする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。
【００１３】
さらに、この発明は、蓄電装置を保護しつつドライバビィティを確保することを可能とする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】
【００１４】
この発明に係る燃料電池自動車の制御方法によれば、燃料電池と、蓄電装置と、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接続され電圧を変換する第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接続され電圧を変換する第２コンバータと、を制御する燃料電池自動車の制御方法であって、前記蓄電装置の目標電力を算出する蓄電装置目標電力算出工程と、前記蓄電装置の目標電力に基づき、前記第１コンバータに前記蓄電装置の電力を制御させる蓄電装置電力制御工程と、前記蓄電装置の電力と前記燃料電池の電力が前記燃料電池自動車全体の要求システム電力を満たすように前記燃料電池の電力を制御する燃料電池電力制御工程と、を備える。
【００１５】
この発明によれば、蓄電装置の目標電力に基づき、第１コンバータにより前記蓄電装置の電力を優先的に制御（直接的に制御）すると共に、前記蓄電装置の電力と燃料電池の電力が燃料電池自動車全体の要求システム電力を満たすように前記燃料電池電力を制御（間接的に制御）するようにしたので、燃料電池自動車全体の要求システム電力を満たしつつ前記蓄電装置の過充電及び過放電を防止できる。
【００１６】
この場合、前記モータの要求に基づく要求モータ駆動部端電圧を、前記第２コンバータに制御させるモータ駆動部端電圧制御工程をさらに備えることで、蓄電装置の保護を優先しながら、燃料電池自動車のドライバビリティを確保することができる。
【００１７】
この場合に、前記燃料電池自動車が前記燃料電池の保護が必要な運転状態であるか否かを判定する燃料電池保護要否判定工程と、前記燃料電池の保護が必要な運転状態であると判定されたとき、前記燃料電池の目標電力を更新し、更新した前記燃料電池の目標電力となるよう、前記蓄電装置の目標電力を更新する優先保護切替工程と、をさらに備えるようにしてもよい。
【００１８】
この発明によれば、燃料電池の優先保護が必要な運転状態であると判定したとき、その運転状態では、保護対象の優先度を蓄電装置から燃料電池に切り替えているので、燃料電池の保護が必要な運転状態では、燃料電池を確実に保護することができる。
【００１９】
燃料電池自動車の運転状態（運転状況）の変化による要求システム電力の変化に応じて蓄電装置の保護が優先される場合と燃料電池の保護が優先される場合が変化する。この変化に応じて保護がより必要な制御対象（蓄電装置及び燃料電池の一方）を優先して制御することができ、蓄電装置及び燃料電池を共に的確に保護することができる。
【００２０】
また、前記第２コンバータを、燃料電池電圧を昇圧する昇圧コンバータとし、前記燃料電池自動車の節約運転モードが選択されているか否かを判定する節約運転モードの要否判定工程と、前記節約運転モードが選択されていたとき、前記第２コンバータの昇圧動作を停止して直結させる直結工程と、前記燃料電池自動車が前記燃料電池の保護が必要な運転状態であるか否かを判定する燃料電池保護要否判定工程と、前記燃料電池の保護が必要な運転状態であると判定されたとき、前記燃料電池の目標電力を更新し、更新した前記燃料電池の目標電力となるよう、前記蓄電装置の目標電力を更新する優先保護切替工程と、をさらに備えるようにしてもよい。
【００２１】
この発明によれば、節約運転モードが選択され第２コンバータが直結されていて、且つ燃料電池の保護が必要な運転状態であると判定したとき、その運転状態では、保護対象の優先度を蓄電装置から燃料電池に切り替えているので、燃料電池の保護が必要な運転状態では、燃料電池を確実に保護することができる。
【００２２】
燃料電池自動車の運転状態（運転状況）の変化による要求システム電力の変化に応じて蓄電装置の保護が優先される場合と燃料電池の保護が優先される場合が変化する。この変化に応じて保護がより必要な制御対象（蓄電装置及び燃料電池の一方）を優先して制御することができ、蓄電装置及び燃料電池を共に的確に保護することができる。
【００２３】
なお、第２コンバータが停止されている場合には、第２コンバータのスイッチング状態での電圧変換用のスイッチング素子の消費電力が削減されるので、燃料電池自動車は、節約運転モードで走行できる。
【００２４】
この場合、前記燃料電池保護要否判定工程における前記燃料電池自動車が前記燃料電池の保護が必要とされる運転状態の判定は、主電源スイッチのＯＮ状態後の起動時であって、前記燃料電池の暖機が完了するときまでの運転状態、前記主電源スイッチのＯＦＦ状態後の停止時の運転状態、及び前記燃料電池のアイドル時の運転状態のいずれかのときに、前記燃料電池の保護が必要とされる運転状態であると判定してもよい。
【００２５】
この発明によれば、燃料電池の実電圧が高電圧閾値を上回る（低電流閾値を下回る）劣化進行領域に入る可能性がある運転状態を簡便に判定することができ、燃料電池を確実に保護できる。
【００２６】
なお、前記燃料電池保護要否判定工程では、前記燃料電池の実電力を監視し、監視している前記燃料電池の実電力が前記燃料電池の保護が必要な上限電力閾値を上回る可能性があるとき、前記燃料電池の保護が必要な運転状態であると判定するようにしてもよい。
【００２７】
この発明によれば、燃料電池の実電力が上限電力閾値上回る場合には、燃料電池の劣化が懸念されるので、この場合には、保護対象の優先度を蓄電装置から燃料電池に切り替えているので、燃料電池の保護が必要な運転状態では、燃料電池を確実に保護することができる。
【００２８】
さらに、前記燃料電池保護要否判定工程では、前記燃料電池の実電力を監視し、監視している前記燃料電池の実電力と前記燃料電池の保護が必要な上限電力閾値との差分を燃料電池側電力差分として検出すると共に、前記蓄電装置の実電力を監視し、監視している前記蓄電装置の実電力と前記蓄電装置の保護が必要な上限電力閾値との差分を蓄電装置側電力差分として検出し、前記燃料電池側電力差分が前記蓄電装置側電力差分より小さな値になっているときには、前記燃料電池自動車が前記燃料電池の保護が必要な運転状態であると判定してもよい。
【００２９】
この発明によれば、燃料電池側電力差分が蓄電装置側電力差分より小さな値になったときには、燃料電池側の制御余裕代が小さくなるので、燃料電池の保護に切り替えることで、燃料電池を保護できる。逆に、燃料電池側電力差分が蓄電装置側電力差分より大きな値になっているときには、燃料電池側の制御余裕代が大きいので、原則通り、蓄電装置の保護を優先すればよい。
【００３０】
この発明に係る燃料電池自動車は、燃料電池と、蓄電装置と、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接続され電圧を変換する第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接続され電圧を変換する第２コンバータと、を備える燃料電池自動車であって、前記蓄電装置の目標電力を算出する蓄電装置目標電力算出器と、前記蓄電装置の目標電力に基づき、前記第１コンバータに前記蓄電装置の電力を制御させる蓄電装置電力制御器と、前記蓄電装置の電力と前記燃料電池の電力が前記燃料電池自動車全体の要求システム電力を満たすように前記燃料電池の電力を制御する燃料電池電力制御器と、を備える。
【００３１】
この発明によれば、蓄電装置の目標電力に基づき、第１コンバータにより前記蓄電装置の電力を優先的に制御（直接的に制御）すると共に、前記蓄電装置の電力と燃料電池の電力が燃料電池自動車全体の要求システム電力を満たすように前記燃料電池の電力を制御（間接的に制御）するようにしたので、燃料電池自動車全体の要求システム電力を満たしつつ前記蓄電装置の過充電及び過放電を防止できる。
【００３２】
この発明に係る燃料電池自動車は、燃料電池と、蓄電装置と、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接続され電圧を変換する第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接続され電圧を変換する第２コンバータと、を備える燃料電池自動車であって、前記第１コンバータは前記第１コンバータの１次側電圧を制御し、前記第２コンバータは前記第２コンバータの２次側電圧を制御する。
【００３３】
この発明によれば、第１コンバータは、蓄電装置の１次側電圧である蓄電装置電圧を制御し、第２コンバータは、前記蓄電装置の２次側電圧であるモータ駆動部端電圧を制御するようにしたので、前記蓄電装置を保護しつつ、ドライバビリティを確保することができる。
【発明の効果】
【００３４】
この発明によれば、蓄電装置の目標電力に基づき、第１コンバータにより前記蓄電装置の電力を優先的に制御（直接的に制御）すると共に、前記蓄電装置の電力と燃料電池の電力が燃料電池自動車全体の要求システム電力を満たすように前記燃料電池電力を（間接的に）制御するようにしたので、燃料電池自動車全体の要求システム電力を満たしつつ前記蓄電装置の過充電及び過放電を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の実施形態に係る燃料電池自動車の概略全体構成図である。
【図２】図２Ａは、原則制御（バッテリ保護優先制御）の回路説明図である。図２Ｂは、非直結時例外制御（燃料電池の大電力・高電圧保護制御）の回路説明図である。図２Ｃは、直結時例外制御（燃料電池の高電圧保護制御）の回路説明図である。
【図３】原則制御（バッテリ保護優先制御）の動作説明に供されるフローチャートである。
【図４】原則制御（バッテリ保護優先制御）の動作説明に供されるタイムチャートである。
【図５】比較例のフローチャートである。
【図６】図６Ａは、比較例のバッテリ過放電保護の回路説明図である。図６Ｂは、比較例のバッテリ過充電保護の回路説明図である。
【図７】実施形態に係る原則制御（バッテリ保護優先制御）と比較例との対比説明に供されるタイムチャートである。
【図８】燃料電池の大電力・高電圧保護の説明に供されるＩＶ特性の説明図である。
【図９】例外制御（燃料電池の直結時及び非直結時）の動作説明に供されるフローチャートである。
【図１０】例外制御（燃料電池の大電力保護）の動作説明に供されるフローチャートである。
【図１１】例外制御（燃料電池の大電力保護）の動作説明に供されるタイムチャートである。
【図１２】他の例外制御（燃料電池の大電力保護）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】
【００３６】
以下、この発明に係る燃料電池自動車の制御方法について、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。
【００３７】
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１０」又は「車両１０」ともいう。）の概略全体構成図を示している。
【００３８】
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、及びこれらの「系」を統括して制御する統括電子制御装置５０（以下「統括ＥＣＵ５０」又は「ＭＧ  ＥＣＵ５０」ともいう。）を備える。
【００３９】
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全体の電源装置として機能し、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。
【００４０】
駆動系１０００は、走行モータ１２（以下「モータ１２」又は「駆動モータ１２」ともいう。）と、モータ駆動部としてのインバータ１４と、モータ電子制御装置１６（以下「モータＥＣＵ１６」又は「ＭＯＴ  ＥＣＵ１６」ともいう。）と、を有する。
【００４１】
ＦＣ系２０００は、燃料電池スタック２０（以下「ＦＣ２０」又は「ＦＣスタック２０」という。）と、燃料電池電子制御装置２２（以下「ＦＣ  ＥＣＵ２２」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、ＦＣコンバータ電子制御装置２６（以下「ＦＣコンバータＥＣＵ２６」又は「ＥＣＵ２６」という。）と、エアポンプ２８と、を有する。
【００４２】
ＦＣコンバータ２４の回路構成は、例えば、図１中、ＦＣコンバータ２４のブロック中に示すように、チョークコイルとダイオードとスイッチング素子（トランジスタ）と平滑コンデンサとから構成されるチョッパ型のステップアップコンバータ（昇圧電圧変換器）である。
【００４３】
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、バッテリ電子制御装置３２（以下「バッテリＥＣＵ３２」又は「ＢＡＴ  ＥＣＵ３２」という。）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、バッテリコンバータ電子制御装置３６（以下「バッテリコンバータＥＣＵ３６」又は「ＢＡＴコンバータＥＣＵ３６」ともいう。）と、を有する。
【００４４】
ＢＡＴコンバータ３４の回路構成は、図１中、余白部に記載しているように、ＦＣコンバータ２４の回路中のダイオードにスイッチング素子を並列に設けると共に、ＦＣコンバータ２４の回路中のスイッチング素子に低電圧側から高電圧側に向かう逆並列ダイオードを並列に設けた構成とされ、バッテリ３０側の電圧（バッテリ電圧）Ｖｂａｔを昇圧してインバータ１４の入力端にインバー端電圧Ｖｉｎｖとして印加するステップアップコンバータ（昇圧電圧変換器）又はインバータ１４の入力端に発生するインバータ端電圧Ｖｉｎｖを降圧してバッテリ３０に印加するステップダウンコンバータ（降圧電圧変換器）、いわゆるチョッパ型のステップアップ・ダウンコンバータ（昇降圧電圧変換器）として機能する。
【００４５】
補機系４０００は、補機として、エアポンプ２８の他に、エアコンディショナ４０と、降圧コンバータ４２と、１２Ｖ系４４と、を有する。１２Ｖ系４４の電源がＭＧ  ＥＣＵ５０等、各種ＥＣＵの電源等として供給される。
【００４６】
ここで、駆動系１０００中、走行用の動力を発生するモータ１２とインバータ１４は、車両１０における主機であり、併せて「モータ負荷」と称し、この「モータ負荷」に必要な電力をインバータ端電力（「要求インバータ端電力」ともいう。）Ｐｉｎｖｒｅｑ（Ｐｉｎｖｒｅｑ［ｋＷ］＝Ｉｉｎｖｒｅｑ［Ａ］×Ｖｉｎｖｒｅｑ［ｋＶ］）という。
【００４７】
また、補機系４０００を、「補機負荷」といい、この補機負荷に必要な電力を要求補機電力Ｐａｕｘｒｅｑ（Ｐａｕｘｒｅｑ［ｋＷ］＝Ｉａｕｘｒｅｑ［Ａ］×Ｖａｕｘｒｅｑ［ｋＶ］）という。要求インバータ端電力Ｐｉｎｖｒｅｑと要求補機電力Ｐａｕｘｒｅｑとを併せてＦＣ自動車１０全体の要求電力、すなわち要求システム電力Ｐｓｙｓｒｅｑ（Ｐｓｙｓｒｅｑ［ｋＷ］＝Ｐｉｎｖｒｅｑ［ｋＷ］＋Ｐａｕｘｒｅｑ［ｋＷ］）という。
【００４８】
ＦＣ２０及びバッテリ３０から供給される電力（ＦＣ電力Ｐｆｃ＋バッテリ電力Ｐｂａｔ）により「モータ負荷」が駆動されると、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。
【００４９】
インバータ１４は、双方向の直流交流変換器である。インバータ１４は、モータ１２の力行時に、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Ｖｉｎｖを３相の交流電圧に変換してモータ１２に印加する。インバータ１４は、また、モータ１２の減速時（回生時）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）Ｐｒｅｇ［ｋＷ］（Ｐｒｅｇ＝Ｖｉｎｖ×Ｉｉｎｖ）によりバッテリ３０が充電される。
【００５０】
ＦＣコンバータ２４及びＢＡＴコンバータ３４の２次側電圧でも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６６を介してモータＥＣＵ１６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６２を介してモータＥＣＵ１６に出力される。
【００５１】
モータＥＣＵ１６は、統括ＥＣＵ５０からの指令値等の入力値に基づいてモータ１２及びインバータ１４を制御する。また、モータＥＣＵ１６は、インバータ端電圧Ｖｉｎｖ、インバータ端電流Ｉｉｎｖ、インバータ端電力Ｐｉｎｖ（Ｖｉｎｖ×Ｉｉｎｖ）［ｋＷ］等の各値を車内ＬＡＮ等からなる車内通信網である通信ネットワーク７０に出力する。
【００５２】
モータＥＣＵ１６は、図示しない入出力装置、演算装置及び記憶装置を含む。他のＥＣＵも同様である。
【００５３】
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、アノード系、カソード系、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。図１では、エアポンプ２８及びＦＣ  ＥＣＵ２２を除き、アノード系、カソード系及び冷却系の図示を省略している。
【００５４】
ＦＣ  ＥＣＵ２２は、統括ＥＣＵ５０からの指令値等の入力値に基づいて、ＦＣ２０に対する水素及び空気の供給等、ＦＣ２０による発電全般を制御する。すなわち、ＦＣ  ＥＣＵ２２は、アノード系、カソード系及び冷却系を制御する。ＦＣ  ＥＣＵ２２は、エアポンプ２８の消費電力Ｐａｐ［ｋＷ］を、通信ネットワーク７０を介して統括ＥＣＵ５０、ＦＣコンバータＥＣＵ２６等に送信する。
【００５５】
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。換言すると、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及び補機系４０００に接続されている。
【００５６】
ＦＣコンバータ２４は、ＦＣ２０の出力電圧（以下「ＦＣ電圧Ｖｆｃ」という。）を昇圧又は直結（ＦＣコンバータ２４中のスイッチング素子をＯＦＦ状態に）して２次側（駆動系１０００を構成するインバータ１４側、補機系４０００側、及び／又はバッテリ３０側）に供給する。
【００５７】
直結時には、ＦＣコンバータ２４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ηｓｙｓが増加する。
【００５８】
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８２を介してＦＣコンバータＥＣＵ２６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８６を介してＦＣコンバータＥＣＵ２６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Ｉｆｃｃｏｎ２は、電流センサ９２により検出され、信号線９４を介してＦＣコンバータＥＣＵ２６に出力される。
【００５９】
ＦＣコンバータＥＣＵ２６は、統括ＥＣＵ５０からの指令値等の入力値に基づいて、ＦＣコンバータ２４を介してＦＣ２０を制御する。以下では、ＦＣコンバータ２４及びＦＣコンバータＥＣＵ２６を併せて、ＦＣ２０用電圧制御ユニットの意味で「ＦＣ  ＶＣＵ９６」とも称する。
【００６０】
ＦＣコンバータＥＣＵ２６への入力値には、ＦＣコンバータＥＣＵ２６に対して直接入力されるものと、通信ネットワーク７０を介して入力されるものがある。
【００６１】
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。第１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。
【００６２】
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１０２を介してＢＡＴ  ＥＣＵ３２に出力される。なお、バッテリ電圧Ｖｂａｔは、ＢＡＴコンバータ３４の１次側電圧、補機電圧Ｖａｕｘ、及び降圧コンバータ端電圧Ｖｌｏｗとしても利用される。
【００６３】
バッテリ３０のバッテリ電流（放電電流又は充電電流）Ｉｂａｔ［Ａ］は、電流センサ１０４により検出され、信号線１０６を介してＢＡＴ  ＥＣＵ３２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１１０を介してＢＡＴ  ＥＣＵ３２に出力される。
【００６４】
ＢＡＴ  ＥＣＵ３２は、統括ＥＣＵ５０からの指令値等の入力値に基づいて、バッテリ３０を制御する。ＢＡＴ  ＥＣＵ３２は、バッテリ電圧Ｖｂａｔとバッテリ電流Ｉｂａｔとに基づいて、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。
【００６５】
例えば、ＢＡＴ  ＥＣＵ３２は、バッテリ温度Ｔｂａｔ及びＳＯＣに基づいて、放電電力の上限値であるバッテリ３０の上限電力値（バッテリ上限電力値）Ｐｂａｔｕｐｌｉｍ［ｋＷ］及び充電電力の制限値であるバッテリ下限電力値Ｐｂａｔｌｗｌｉｍ［ｋＷ］を算出する。
【００６６】
なお、バッテリ３０は、バッテリ電力Ｐｂａｔがバッテリ上限電力値Ｐｂａｔｕｐｌｉｍを上回ると過放電状態になり、また、バッテリ下限電力値Ｐｂａｔｌｗｌｉｍを下回ると過充電状態になり劣化する可能性がある。
【００６７】
ＢＡＴ  ＥＣＵ３２は、ＭＧ  ＥＣＵ５０からの指令値等の入力値に基づいて降圧コンバータ（ステップダウンコンバータ）４２を制御する。降圧コンバータ４２の入力端電流（以下「降圧コンバータ端電流Ｉｌｏｗ」という。）［Ａ］は、電流センサ１２４により検出され、信号線１２６を介してＢＡＴ  ＥＣＵ３２に出力される。ＢＡＴ  ＥＣＵ３２は、降圧コンバータ端電圧Ｖｌｏｗ［ｋＶ］と降圧コンバータ端電流Ｉｌｏｗ［Ａ］を乗算して降圧コンバータ端電力Ｐｌｏｗ（以下「降圧コンバータ消費電力Ｐｌｏｗ」又は「消費電力Ｐｌｏｗ」ともいう。）［ｋＷ］を算出する。
【００６８】
ＢＡＴ  ＥＣＵ３２は、バッテリ電圧Ｖｂａｔ、バッテリ電流Ｉｂａｔ、バッテリ温度Ｔｂａｔ、バッテリＳＯＣ、バッテリ上限電力値Ｐｂａｔｕｐｌｉｍ、バッテリ下限電力値Ｐｂａｔｌｗｌｉｍ等を、通信ネットワーク７０を介してＭＧ  ＥＣＵ５０、ＦＣコンバータＥＣＵ２６等に送信する。
【００６９】
ＭＧ  ＥＣＵ５０、ＭＯＴ  ＥＣＵ１６、ＦＣ  ＥＣＵ２２、ＦＣコンバータＥＣＵ２６、ＢＡＴ  ＥＣＵ３２、及びＢＡＴコンバータＥＣＵ３６は、通信ネットワーク７０を介してデータ等を共有する。
【００７０】
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）を昇圧してインバータ１４に供給する。加えて、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）を降圧してバッテリ３０に供給する。
【００７１】
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。換言すると、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。
【００７２】
ＢＡＴコンバータ３４の１次側電圧は、電圧センサ１００により検出されている。ＢＡＴコンバータ３４の１次側電流Ｉｂａｔｃｏｎ１は、電流センサ１３４により検出され、信号線１３６を介してＢＡＴコンバータＥＣＵ３６に出力される。ＢＡＴコンバータ３４の２次側電圧は、電圧センサ６０により検出されている。ＢＡＴコンバータ３４の２次側電流Ｉｂａｔｃｏｎ２は、電流センサ１３８により検出され、信号線１４０を介してＢＡＴコンバータＥＣＵ３６に出力される。
【００７３】
なお、１次側電流Ｉｂａｔｃｏｎ１は、バッテリ３０とＢＡＴコンバータ３４を結ぶ電力線１４２のうち補機用の接続点１４４よりもＢＡＴコンバータ３４側の電流であり、バッテリ３０の放電時は、Ｉｂａｔｃｏｎ１＝Ｉｂａｔ−Ｉａｕｘで算出され、バッテリ３０の充電時は、Ｉｂａｔｃｏｎ１＝Ｉｂａｔ＋Ｉａｕｘにより算出される。
【００７４】
ＢＡＴコンバータＥＣＵ３６は、統括ＥＣＵ５０からの指令値等の入力値に基づいて、ＢＡＴコンバータ３４を制御する。以下では、ＢＡＴコンバータ３４及びＢＡＴコンバータＥＣＵ３６を、バッテリ３０用電圧制御ユニットの意味で「ＢＡＴ  ＶＣＵ１５０」ともいう。
【００７５】
ＢＡＴコンバータＥＣＵ３６は、１次側電流Ｉｂａｔｃｏｎ１及び２次側電流Ｉｂａｔｃｏｎ２を、通信ネットワーク７０を介してＭＧ  ＥＣＵ５０及びＦＣコンバータＥＣＵ２６等に送信する。ＢＡＴコンバータＥＣＵ３６は、１次側電流Ｉｂａｔｃｏｎ１と２次側電流Ｉｂａｔｃｏｎ２のうちＢＡＴコンバータ３４から出力された方を通過電流Ｉｂａｔｔとして管理する。例えば、バッテリ３０が充電中である場合、１次側電流Ｉｂａｔｃｏｎ１を通過電流Ｉｂａｔｔとする。
【００７６】
上記のように、エアポンプ２８、エアコンディショナ４０、降圧コンバータ４２及び１２Ｖ系４４が補機系４０００に含まれる。また、ＦＣ系２０００の冷却系に含まれＦＣ２０を冷却する冷媒としての水を循環させるウォータポンプ（不図示）も補機系４０００に加えられる。
【００７７】
エアコンディショナ４０は、車両１０内の室温等を調整する。エアコンディショナ４０の消費電力Ｐａｃ［ｋＷ］は、エアコンディショナ４０の図示しない制御装置から、通信ネットワーク７０を介してＭＧ  ＥＣＵ５０、ＦＣコンバータＥＣＵ２６等に送信される。
【００７８】
降圧コンバータ４２は、ＢＡＴコンバータ３４（ＢＡＴ  ＶＣＵ１５０）の１次側電圧であるバッテリ電圧Ｖｂａｔを降圧して１２Ｖ系４４に供給する。１２Ｖ系４４には、上述したように、ＭＧ  ＥＣＵ５０等の各種ＥＣＵの他、図示しない１２Ｖバッテリ、アクセサリ、ラジエータファン、ヘッドライト等が含まれる。前記アクセサリは、オーディオ機器、ナビゲーション装置等の機器を含む。前記ラジエータファンは、前記ウォータポンプにより循環させる冷媒をラジエータにおいて冷却させるためのファンである。
【００７９】
ＭＧ  ＥＣＵ５０は、通信ネットワーク７０を介して、ＭＯＴ  ＥＣＵ１６、ＦＣ  ＥＣＵ２２、ＦＣコンバータＥＣＵ２６、ＢＡＴ  ＥＣＵ３２、ＢＡＴコンバータＥＣＵ３６等に指令値を送信する。これにより、モータ１２、インバータ１４、ＦＣ２０、ＦＣコンバータ２４、バッテリ３０、ＢＡＴコンバータ３４及び補機類を制御する。当該制御に際しては、ＭＧ  ＥＣＵ５０は、図示しない記憶部に記憶されたプログラムを実行する。また、ＭＧ  ＥＣＵ５０は、電圧センサ６０、８０、１００、電流センサ６４、８４、９２、１０４、１２４、１３４、１３８等の各種センサの検出値を用いる。
【００８０】
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（以下「モータ回転数Ｎｍｏｔ」又は「回転数Ｎｍｏｔ」という。）［ｒｐｍ］を検出する。ＭＧ  ＥＣＵ５０は、回転数Ｎｍｏｔを用いてＦＣ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。
【００８１】
ＭＧ  ＥＣＵ５０は、ＦＣ２０の状態、バッテリ３０の状態及びモータ１２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車両１０全体として要求されるシステム負荷（全体負荷）である要求システム電力Ｐｓｙｓｒｅｑ［ｋＷ］を算出する。
【００８２】
そして、ＭＧ  ＥＣＵ５０は、要求システム電力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。
【００８３】
そして、さらに、ＭＧ  ＥＣＵ５０は、これらの各負荷に応じて、ＭＯＴ  ＥＣＵ１６、ＦＣ  ＥＣＵ２２、ＦＣコンバータＥＣＵ２６、ＢＡＴ  ＥＣＵ３２、ＢＡＴコンバータＥＣＵ３６等に指令値を送信する。
【００８４】
［制御方法及び動作の説明］
次に、基本的には以上のように構成されるこの実施形態に係る燃料電池自動車１０の制御方法及び動作について以下の順序で説明する。
【００８５】
１）原則制御（バッテリ保護優先制御）
［１）原則制御（バッテリ保護優先制御）のまとめ（比較例含む。）］
２）例外制御（バッテリ保護優先制御＋ＦＣ保護一時優先制御）
２−１）例外制御に係るＦＣ保護（ＦＣ大電力保護、ＦＣ高電圧保護）の必要性
２−２）例外制御（バッテリ保護優先制御＋ＦＣ高電圧保護）
２−２−１）ＦＣ  ＶＣＵの非直結時・ＦＣ高電圧保護制御
２−２−２）ＦＣ  ＶＣＵの直結時・ＦＣ高電圧保護制御
２−３）例外制御（バッテリ保護優先制御＋ＦＣ大電力保護）
２−３−１）差分電力（ＦＣ大電力保護）制御
２−３−２）単独電力（ＦＣ大電力保護）制御
［２）例外制御（バッテリ保護優先制御＋ＦＣ保護一時優先制御）のまとめ］
【００８６】
１）原則制御（バッテリ保護優先制御）の説明
この原則制御では、バッテリ３０の過充電及び過放電による劣化を防止することでバッテリ３０を保護する。
【００８７】
図２Ａの原則制御回路説明図に示すように、原則制御（バッテリ保護優先制御）時、ＭＧ  ＥＣＵ５０は、ＢＡＴ  ＶＣＵ１５０のＢＡＴ  ＥＣＵ３２によりＢＡＴコンバータ３４の１次側電流Ｉｂａｔｃｏｎ１及びバッテリ電圧Ｖｂａｔを制御することでバッテリ３０のバッテリ電流Ｉｂａｔ及びバッテリ電圧Ｖｂａｔを制御（制限）する｛図２Ａ中、ＢＡＴ  ＶＣＵ１５０のブロックからＢＡＴ  ＶＣＵ１５０の１次側の線路（電力線路）に向かって延びている矢印付き破線を参照｝。
【００８８】
なお、上述したように、ＢＡＴコンバータ３４の１次側電流Ｉｂａｔｃｏｎ１は、バッテリ３０の放電時は、Ｉｂａｔｃｏｎ１＝Ｉｂａｔ−Ｉａｕｘ、バッテリ３０の充電時は、Ｉｂａｔｃｏｎ１＝Ｉｂａｔ＋Ｉａｕｘにより算出できる。
【００８９】
また、この原則制御では、同時に、ＭＧ  ＥＣＵ５０は、駆動系１０００のモータ負荷に必要な電力である要求インバータ端電力Ｐｉｎｖｒｅｑを確保するために、ＦＣ  ＶＣＵ９６のＦＣコンバータＥＣＵ２６によりＦＣコンバータ２４の２次側電圧になっているインバータ端電圧Ｖｉｎｖを制御する｛図２Ａ中、ＦＣ  ＶＣＵ９６のブロックからＦＣ  ＶＣＵ９６の２次側の線路（電力線路）に向かって延びている矢印付き破線を参照｝。
【００９０】
次に、この原則制御（バッテリ保護優先制御）について、図３のフローチャート及び図４のタイムチャートを参照してより詳細に説明する。
【００９１】
なお、以下に説明する全てのフローチャートにおいて、フローチャートに係るプログラムの実行主体はＭＧ  ＥＣＵ５０であるが、理解の便宜及び煩雑さの回避のために適宜省略して説明する。また、同一の処理内容には、同一のステップ番号を付けてその詳細な説明を省略する。
【００９２】
ステップＳ１にて、ＭＧ  ＥＣＵ５０は、ＡＰ操作量センサからアクセルペダルの操作量θａｐを検出し、このアクセルペダル操作量θａｐに基づき、モータ負荷（駆動系１０００）の要求駆動力Ｄｒｅｑ［Ｎｍ］｛モータ１２のトルク（動力）｝を算出する。
【００９３】
ステップＳ２にて、ＭＧ  ＥＣＵ５０は、駆動系１０００の要求駆動力Ｄｒｅｑ［Ｎｍ］に対応する要求インバータ端電力Ｐｉｎｖｒｅｑを算出し、さらに補機系４０００の要求補機電力Ｐａｕｘｒｅｑを算出して、要求システム電力Ｐｓｙｓｒｅｑを、Ｐｓｙｓｒｅｑ＝Ｐｉｎｖｒｅｑ＋Ｐａｕｘｒｅｑとして算出する。
【００９４】
図４のタイムチャートは、時点ｔ１にてアイドル状態（アイドル停止状態を含む。以下、同じ）からＦＣ自動車１０が急発進した後、定速走行状態に至り、さらに時点ｔ２の直前で定速走行状態から急ブレーキをかけ時点ｔ２以降、急停止した運転状態（この運転状態もアイドル状態）を示している。
【００９５】
この図４のタイムチャートでは、時点ｔ１以前及び時点ｔ２以降では、補機系４０００での電力消費が比較的に少なく、要求システム電力Ｐｓｙｓｒｅｑが、略０［ｋＷ］になっている。また、時点ｔ１時の加速操作に対応して要求システム電力Ｐｓｙｓｒｅｑは、急上昇し、その後、平坦道路のクルーズ走行状態等の定速走行状態での一定電力となり、時点ｔ２の直前でブレーキの減速操作に対応して、時点ｔ２の直前に、モータ１２の回生電力により要求システム電力Ｐｓｙｓが、負の値で、急に大きくなる。
【００９６】
このような運転状態下のステップＳ３にて、ＭＧ  ＥＣＵ５０は、要求システム電力Ｐｓｙｓｒｅｑ及びバッテリ３０のＳＯＣに基づき、目標となるバッテリ電力（目標バッテリ電力）Ｐｂａｔｔａｒを算出する。
【００９７】
ステップＳ４にて、ＭＧ  ＥＣＵ５０は、ステップＳ３にて算出した目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒが、時点ｔ１直後の加速時には、これ以上高い放電電力になると劣化が進行するバッテリ上限電力値Ｐｂａｔｕｐｌｉｍより小さいか（Ｐｂａｔｔａｒ＜Ｐｂａｔｕｐｌｉｍ）否かを判定する。その一方、目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒが時点ｔ２直前の減速時には、これ以上低い充電電力になると劣化が進行するバッテリ下限電力値Ｐｂａｔｌｗｌｉｍ（図４参照）より大きい（Ｐｂａｔｔａｒ＞Ｐｂａｔｌｗｌｉｍ）か否かを判定する。
【００９８】
ステップＳ４の判定が肯定的である（ステップＳ４：ＹＥＳ）場合、換言すれば、目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒがバッテリ下限電力値Ｐｂａｔｌｗｌｉｍより大きく、バッテリ上限電力値Ｐｂａｔｕｐｌｉｍより小さい場合には、許容範囲（図４参照）内にあり、バッテリ３０を保護することができる。
【００９９】
そこで、この場合、ステップＳ５にて、ステップＳ２で算出した要求システム電力ＰｓｙｓｒｅｑからステップＳ３で算出した目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒを差し引いて目標のＦＣ電力（目標ＦＣ電力）Ｐｆｃｔａｒ（Ｐｆｃｔａｒ＝Ｐｓｙｓｒｅｑ−Ｐｂａｔｔａｒ）を算出する。
【０１００】
次いで、ステップＳ６にて、ＭＧ  ＥＣＵ５０は、図２Ａを参照して説明した原則制御の態様にて、ＦＣ  ＶＣＵ９６（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、ステップＳ２で算出した要求インバータ端電力Ｐｉｎｖｒｅｑに対応するインバータ端電圧ＶｉｎｖとなるようにＦＣ  ＶＣＵ９６を制御する一方、ＢＡＴ  ＶＣＵ１５０（ＢＡＴコンバータ３４）の１次側電流Ｉｂａｔｃｏｎ１及び１次側電圧であるバッテリ電圧Ｖｂａｔが、ステップＳ３で算出した目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒ［ｋＷ］（放電時：Ｐｂａｔｔａｒ＝Ｉｂａｔｃｏｎ１×Ｖｂａｔ＋Ｐａｕｘｒｅｑ、充電時：Ｐｂａｔｔａｒ＝Ｉｂａｔｃｏｎ１×Ｖｂａｔ−Ｐａｕｘｒｅｑ）となるように、ＢＡＴコンバータＥＣＵ３６により直接制御する。
【０１０１】
その一方、ステップＳ４の判定が否定的である（ステップＳ４：ＮＯ）場合、換言すれば、目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒがバッテリ上限電力値Ｐｂａｔｕｐｌｉｍを上回る電力となる（Ｐｂａｔｔａｒ≧Ｐｂａｔｕｐｌｉｍ）場合、又は目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒがバッテリ下限電力Ｐｂａｔｌｗｌｉｍを下回る電力となる（Ｐｂａｔｔａｒ≦Ｐｂａｔｌｗｌｉｍ）場合、バッテリ電力Ｐｂａｔが許容範囲外となり、バッテリ３０を保護することができなくなる。
【０１０２】
この場合には、ステップＳ７にて、目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒが、バッテリ上限電力値Ｐｂａｔｕｐｌｉｍとバッテリ下限電力Ｐｂａｔｌｗｌｉｍとの間の電力となるように目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒの値を、余裕分（マージン）も含めて更新（再算出）する。
【０１０３】
そして、ステップＳ７の目標バッテリ電力Ｐｂａｔの更新処理後、ステップＳ５にて、ステップＳ２で算出した要求システム電力ＰｓｙｓｒｅｑからステップＳ７で算出（更新）した目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒを差し引いて目標ＦＣ電力Ｐｆｃｔａｒを算出する。
【０１０４】
次いで、ステップＳ６にて、上述したように、ＭＧ  ＥＣＵ５０は、図２Ａを参照して説明した原則制御の態様にて、ＦＣ  ＶＣＵ９６（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、ステップＳ２で算出した要求インバータ端電力Ｐｉｎｖｒｅｑに対応するインバータ端電圧Ｖｉｎｖとなるように制御する一方、ＢＡＴ  ＶＣＵ１５０（ＢＡＴコンバータ３４）の１次側電流Ｉｂａｔｃｏｎ１及び１次側電圧であるバッテリ電圧Ｖｂａｔが、ステップＳ７で算出（更新）した目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒ［ｋＷ］（放電時：Ｐｂａｔｔａｒ＝Ｉｂａｔｃｏｎ１×Ｖｂａｔ＋Ｐａｕｘｒｅｑ、充電時：Ｐｂａｔｔａｒ＝Ｉｂａｔｃｏｎ１×Ｖｂａｔ−Ｐａｕｘｒｅｑ）となるようにＢＡＴコンバータＥＣＵ３６により直接制御する。
【０１０５】
［１）原則制御（バッテリ保護優先制御）のまとめ（比較例含む。）］
この原則制御に係るＦＣ自動車１０の制御方法では、まず、ＭＧ  ＥＣＵ５０は、インバータ１４の要求電力である要求インバータ電力Ｐｉｎｖｒｅｑ（要求モータ駆動部端電力）を含むＦＣ自動車１０全体の要求システム電力Ｐｓｙｓｒｅｑ及びバッテリ３０のＳＯＣに基づき、バッテリ３０の目標となる目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒを算出するバッテリ目標電力算出工程（ステップＳ１〜Ｓ３）を実施する。
【０１０６】
次に、ＭＧ  ＥＣＵ５０は、目標電力算出工程で算出した目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒに基づき、ＢＡＴコンバータＥＣＵ３６を通じてＢＡＴコンバータ３４にバッテリ３０の電力を制御させるバッテリ電力制御工程（ステップＳ６）を実施する。
【０１０７】
次いで、ＭＧ  ＥＣＵ５０は、要求システム電力Ｐｓｙｓｒｅｑから目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒを差し引いた電力を目標ＦＣ電力Ｐｆｃｔａｒ（Ｐｆｃｔａｒ←Ｐｓｙｓｒｅｑ−Ｐｂａｔｔａｒ）として算出するＦＣ目標電力算出工程（ステップＳ５）を実施する。
【０１０８】
最後に、ＭＧ  ＥＣＵ５０は、ＦＣ  ＥＣＵ２２を通じてＦＣコンバータ２４に、要求インバータ端電力Ｐｉｎｖｒｅｑを満たすインバータ端電圧Ｖｉｎｖを設定させる（図２Ａの接続状態を参照。）と共に、実バッテリ電力Ｐｂａｔと実ＦＣ電力ＰｆｃがＦＣ自動車１０全体の要求システム電力Ｐｓｙｓｒｅｑを満たすようにＦＣ  ＥＣＵ２２を通じて実ＦＣ電力Ｐｆｃ（ＦＣ２０の電力）を制御するＦＣ電力制御工程（ステップＳ６）を実施する。
【０１０９】
この実施形態に係るＦＣ自動車１０の制御方法によれば、バッテリ３０のＳＯＣを考慮した目標バッテリ電力Ｉｂａｔｔａｒに基づき、ＢＡＴ  ＶＣＵ１５０のＢＡＴコンバータ３４によりバッテリ電力Ｐｂａｔを優先的に制御（直接的に制御：図２Ａ）すると共に、バッテリ電力ＰｂａｔとＦＣ電力ＰｆｃとがＦＣ自動車１０全体の要求システム電力Ｐｓｙｓｒｅｑを満たすように燃料電池電力Ｐｆｃを（間接的に制御）するようにしたので、ＦＣ自動車１０全体の要求システム電力Ｐｓｙｓｒｅｑを満たしつつバッテリ３０の過充電及び過放電を優先的に防止できる。
【０１１０】
また、この実施形態に係るＦＣ自動車１０は、ＦＣ２０と、バッテリ３０と、走行用の動力を発生するモータ１２を駆動するモータ駆動部としてのインバータ１４と、バッテリ３０とインバータ１４との間に接続され電圧を変換する第１コンバータとしてのＢＡＴコンバータ３４と、ＦＣ２０とインバータ１４との間に接続され電圧を変換する第２コンバータとしてのＦＣコンバータ２４と、を備える。
【０１１１】
さらに、ＦＣ自動車１０は、ＭＧ  ＥＣＵ５０の機能部としての蓄電装置目標電力算出器を備え、該蓄電装置目標電力算出器は、インバータ１４の要求電力である要求モータ駆動部端電力（上述した駆動系１０００の要求駆動力Ｄｒｅｑ［Ｎｍ］に対応する要求インバータ端電力Ｐｉｎｖｒｅｑ）、補機系４０００の要求補機電力Ｐａｕｘｒｅｑを含むＦＣ自動車１０全体の要求システム電力Ｐｓｙｓｒｅｑ及びバッテリ３０のＳＯＣに基づき、目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒを算出する。
【０１１２】
さらにまた、ＦＣ自動車１０は、ＭＧ  ＥＣＵ５０、ＢＡＴコンバータＥＣＵ３６及びＢＡＴ  ＥＣＵ３２による機能部としての蓄電装置電力制御器を備え、該蓄電装置電力制御器は、目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒに基づき、ＢＡＴコンバータ３４に、実バッテリ電力Ｐｂａｔを制御させる。ここで、蓄電装置電力制御器は、例えば、フィードバック回路等により構成される。
【０１１３】
さらにまた、ＦＣ自動車１０は、ＭＧ  ＥＣＵ５０及びＦＣコンバータＥＣＵ２６による機能部としての燃料電池電力制御器を備え、該燃料電池電力制御器は、バッテリ電力ＰｂａｔとＦＣ電力Ｐｆｃが、ＦＣ自動車１０全体の要求システム電力を満たすようにＦＣ電力Ｐｆｃを制御するようにしている。
【０１１４】
このように、原則制御（バッテリ保護優先制御）が適用された、この実施形態に係るＦＣ自動車１０によれば、バッテリ３０のＳＯＣを考慮したバッテリ３０の目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒを蓄電装置目標電力算出器により算出する。算出した目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒに基づき、蓄電装置電力制御器によりバッテリ３０の電力を優先的に制御（直接的に制御）すると共に、バッテリ電力ＰｂａｔとＦＣ電力Ｐｂａｔとが要求システム電力Ｐｙｓｒｅｑを満たすようにＦＣ  ＥＣＵ２２によりＦＣ電力Ｐｆｃを制御するようにしたので、ＦＣ自動車１０全体の要求システム電力Ｐｓｙｓｔａｒを満たしつつバッテリ３０の過充電及び過放電を防止でき、バッテリ３０を保護することができる。
【０１１５】
さらにまた、原則制御（バッテリ保護優先制御）が適用された、この実施形態に係るＦＣ自動車１０は、ＢＡＴ  ＶＣＵ１５０のＢＡＴコンバータ３４がＢＡＴコンバータ３４の１次側電圧であるバッテリ電圧Ｖｂａｔを制御し、ＦＣ  ＶＣＵ９６のＦＣコンバータ２４が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を制御するようにしたので、バッテリ３０を保護しつつ、ＦＣ自動車１０のドライバビリティを確保することができる。
【０１１６】
図５は、比較例のＦＣ自動車に適用されるフローチャートであり、図３のこの実施形態に係るＦＣ自動車１０の原則制御のフローチャートに比較して、処理内容の同じステップに対しては同一のステップ番号を付け、処理対象の異なるステップに対しては、同一のステップ番号に「´」を付けている。
【０１１７】
すなわち、比較例のＦＣ自動車では、ステップＳ３´にて、目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒに優先して（先んじて）目標ＦＣ電力Ｐｆｃｔａｒを算出する。
【０１１８】
次いで、ステップＳ４´にて、ＭＧ  ＥＣＵ５０は、実バッテリ電力Ｐｂａｔによりバッテリ３０を保護するための判定を行うが、保護が必要と判定した（ステップＳ４´：ＮＯ）ときに、ステップＳ７´で目標ＦＣ電力Ｐｆｃｔａｒを目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒに先んじで更新している。
【０１１９】
そして、ステップＳ５´にて、要求システム電力Ｐｓｙｓｒｅｑから目標ＦＣ電力Ｐｆｃｔａｒを差し引いて目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒを算出している。
【０１２０】
そして、ステップＳ６´にて、比較例に係るＦＣ優先制御中のバッテリ保護制御を行う。
【０１２１】
図６Ａは、比較例に係るＦＣ優先制御中の放電時のバッテリ保護の説明図である。
【０１２２】
比較例において、ＭＯＴ  ＥＣＵ１６は、バッテリ電圧Ｖｂａｔ及びバッテリ電流Ｉｂａｔからバッテリ電力Ｐｂａｔを推定し、推定したバッテリ電力Ｐｂａｔが過放電に至るバッテリ上限電力値Ｐｂａｔｕｐｌｉｍを上回らないようにＭＯＴ  ＥＣＵ１６を通じてモータ１２のトルクを制限していた（トルクを絞っていた。）。
【０１２３】
図６Ｂは、比較例に係るＦＣ優先制御中の充電時のバッテリ保護の説明図である。
【０１２４】
比較例において、ＦＣ  ＶＣＵ９６は、バッテリ電圧Ｖｂａｔ及びバッテリ電流Ｉｂａｔからバッテリ電力Ｐｂａｔを推定し、推定したバッテリ電力Ｐｂａｔが過充電に至るバッテリ下限電力Ｐｂａｔｌｗｌｉｍを下回らないようにＦＣ  ＶＣＵ９６を通じてＦＣ電力Ｐｆｃを制限していた（ＦＣ電流Ｉｆｃを絞っていた。）。
【０１２５】
図７のタイムチャートは、図４で参照した実施形態の波形に、破線で示す比較例の波形を重畳したタイムチャートを示している。
【０１２６】
比較例のＦＣ自動車では、ＦＣ電力Ｐｆｃを優先制御し、バッテリ３０の過放電保護を、図６Ａを参照して説明したように、ＭＯＴ  ＥＣＵ１６で間接的に制御していることからバッテリ電力Ｐｂａｔがバッテリ上限電力値Ｐｂａｔｕｐｌｉｍを上回ってしまう可能性があった（図７中、時点ｔ１直後の破線のバッテリ電力Ｐｂａｔの波形参照）。また比較例のＦＣ自動車では、ＦＣ電力Ｐｆｃを優先制御し、バッテリ３０の過充電保護を、図６Ｂを参照して説明したように、ＦＣ  ＶＣＵ９６で間接的に制御していることからバッテリ電力Ｐｂａｔがバッテリ下限電力Ｐｂａｔｌｗｌｉｍを下回ってしまう可能性があった（図７中、時点ｔ２直前の破線のバッテリ電力Ｐｂａｔの波形参照）。
【０１２７】
なお、上述した実施形態においては、バッテリ電力Ｐｂａｔがバッテリ上限電力値Ｐｂａｔｕｐｌｉｍを上回らないように、且つバッテリ電力Ｐｂａｔがバッテリ下限電力値Ｐｂａｔｌｗｌｉｍを下回らないように制御しているが、この制御に代替してあるいはこの制御に併合して、バッテリ電力Ｐｂａｔの時間変化（ΔＰｂａｔ／Δｔ：微分値）が、バッテリ上限電力時間変化値（微分値）を上回らないように又はバッテリ下限電力時間変化値（微分値）を下回らないように制御してもよい。
【０１２８】
２）例外制御（バッテリ保護優先制御＋ＦＣ保護一時優先制御）の説明
２−１）例外制御に係るＦＣ保護（ＦＣ大電力保護、ＦＣ高電圧保護）の必要性の説明
図８は、以下に説明する例外制御に係る燃料電池保護（ＦＣ保護）の必要性の説明に供されるＦＣ２０のＩＶ（電流電圧）特性２１を示している。
【０１２９】
実線で示すＩＶ特性２１は、ストイキ比が通常（酸素及び水素が豊潤）な状態でのＩＶ特性（通常ＩＶ特性）を示し、破線で示すＩＶ特性２１は、ストイキ比が１に近い状態まで低くなっている、いわゆるストイキ不足になる手前の低ストイキ特性を示している。
【０１３０】
なお、ストイキ比は、公知のように、酸素に関しては、「カソード電極に供給される空気流量」÷「発電により消費された空気流量」（カソードストイキ比）をいい、水素に関しては、「アノード電極に供給される水素流量」÷「発電により消費された水素流量」（アノードストイキ比）をいう。
【０１３１】
つまり、破線で示すＩＶ特性２１は、ストイキ比の一方、あるいは両方が、豊潤な状態から「１」に近い状態まで小さくなったときのＩＶ特性を示している。なお、ＩＶ特性２１は、実線で示すＩＶ特性２１から破線で示すＩＶ特性２１まで連続的に変化する。
【０１３２】
ＦＣ２０の保護は、ＦＣ電力ＰｆｃがＦＣ２０の上限電力（ＦＣ上限電力値）Ｐｆｃｕｐｌｉｍ（図８）を上回らないようにする制御、又はＦＣ電圧ＶｆｃがＦＣ２０の高電圧劣化が発生する高電圧劣化閾値Ｖｆｃｈｔｈ（図８）を上回らないようにする制御により行われる。
【０１３３】
まず、ＦＣ電力ＰｆｃがＦＣ上限電力値Ｐｆｃｕｐｌｉｍを上回らないようにする制御の必要性について説明する。
【０１３４】
カソードストイキ比が小さくなった場合にはＦＣ２０の電力効率が劣化し、アノードストイキ比が小さくなった場合には、ＦＣ２０が劣化することが知られている。
【０１３５】
そのため、この実施形態に係るＦＣ自動車１０では、ＦＣ２０の劣化等を防止するため（ＦＣ２０を保護するため）、常時、現在のＩＶ特性を検出（算出）し、実線で示す通常ＩＶ特性２１と比較して特性が非可逆的に劣化する手前の破線で示すＩＶ特性２１になっているか（近づいているか）否かを検出し、なっている（近づいている）場合には、ＦＣ２０のＦＣ上限電力値Ｐｆｃｕｐｌｉｍ（通常値）を、破線で示すＩＶ特性２１に応じた上限ＦＣ電力Ｐｆｃｌｉｍに変更して効率の低下及び劣化が生じないように制御する。
【０１３６】
次に、ＦＣ電圧Ｖｆｃが高電圧劣化閾値Ｖｆｃｈｔｈを上回らないようにする制御の必要性について説明する。
【０１３７】
ＦＣ２０は、ＩＶ特性２１から分かるように、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が増加する公知の特性を有する。
【０１３８】
ＩＶ特性２１において、ＦＣ高電圧閾値Ｖｆｃｈｔｈは、触媒としての白金についての酸化還元反応が活発となり、ＦＣ２０の劣化が進行する傾向のある電圧値であるので、ＦＣ電圧Ｖｆｃが、ＦＣ高電圧閾値Ｖｆｃｈｔｈ以下の値となるようにＦＣ２０を使用（制御）することが必要である。同じ理由で、ＦＣ電流Ｉｆｃは、ＦＣ低電流閾値Ｉｆｃｌｔｈ以上の値となるようにＦＣ２０を使用（制御）することが必要である。
【０１３９】
よって、この実施形態に係るＦＣ自動車１０では、原則制御（バッテリ保護優先制御）を実施しながら、ＦＣ自動車１０の運転状態、例えばＦＣ２０の状態をＩＶ特性２１等により把握し、ＦＣ２０を保護すべきと判定した場合には、原則制御を継続しながら、ＦＣ２０を保護するための例外制御（原則制御＋例外制御）を実施する必要がある。
【０１４０】
この実施形態にて、例外制御に係るＦＣ２０を保護すべきか否かの判定は、要求ＦＣ電力Ｐｆｃｒｅｑが上限ＦＣ電力Ｐｆｃｕｐｌｉｍを上回る可能性があるか否か、又は要求ＦＣ電圧ＶｆｃｒｅｑがＦＣ高電圧閾値Ｖｆｃｔｈを上回る可能性があるか否かにより行う。
【０１４１】
２−２）例外制御（バッテリ保護優先制御＋ＦＣ高電圧保護）の説明
２−２−１）ＦＣ  ＶＣＵの非直結時・ＦＣ高電圧保護制御の説明
次に、このＦＣ  ＶＣＵ９６（ＦＣコンバータ２４）の非直結時・ＦＣ高電圧保護制御について、図９のフローチャートを参照して説明する。
【０１４２】
ＭＧ  ＥＣＵ５０は、ステップＳ１〜Ｓ７まで、上述した原則制御（バッテリ保護優先制御）を実行する。
【０１４３】
次いで、ステップＳ１１にて、ＭＧ  ＥＣＵ５０は、ＦＣ自動車１０のエネルギを節約する節約運転モードスイッチ（不図示）、いわゆるエコモードスイッチがＯＮ状態になっているか否かを判定する。
【０１４４】
エコモードスイッチがＯＦＦ状態になっている（ステップＳ１１：ＮＯ）通常運転モードの場合、ステップＳ１２にて、ＦＣ２０のＦＣ電圧Ｖｆｃが、ＦＣ高電圧閾値Ｖｆｃｈｔｈに余裕（マージン）電圧Δαを見込んだ電圧閾値（これも、ＦＣ高電圧閾値という。）Ｖｆｃｔｈ−Δαより高いか（Ｖｆｃｈｔｈ＞Ｖｆｃ＞Ｖｆｃｈｔｈ−Δα）否かを判定する。
【０１４５】
ＦＣ電圧ＶｆｃがＦＣ高電圧閾値Ｖｆｃｔｈ−Δαより低い場合には、ＦＣ２０の高電圧劣化を考慮する必要がないので処理を終了する。この場合、バッテリ３０の過放電及び過充電を防止してバッテリ３０を保護する原則制御（ステップＳ７：図２Ａ）が継続される。
【０１４６】
その一方、ステップＳ１１：ＮＯ後の非節約運転モードでのステップＳ１２の判定にて、ＦＣ電圧ＶｆｃがＦＣ高電圧閾値Ｖｆｃｔｈ−Δαより高い｛Ｖｆｃｔｈ＞Ｖｆｃ＞（Ｖｆｃｆｔｈ−Δα）、ステップＳ１２：ＹＥＳ｝場合には、ＦＣ２０の高電圧劣化を防止してＦＣ２０を保護する必要がある。
【０１４７】
この場合、ステップＳ１３にて、ＦＣ２０から流れ出るＦＣ電流Ｉｆｃを大きくするためにバッテリ３０の目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒを更新して目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒを絞り（小さくし）、実バッテリ電流Ｉｂａｔが絞られる（小さくなる）ようにする。これに応じて、ステップＳ１４にて、ＦＣ２０の目標ＦＣ電力Ｐｆｃｔａｒをその分大きくするように更新し、実ＦＣ電力Ｖｆｃが大きくなるようにする。
【０１４８】
ＩＶ特性２１（図８参照）は、ＦＣ電力Ｐｆｃが高電圧劣化ポイントに該当する低電力のＦＣ電力Ｐｆｃ＝Ｖｆｃｈｔｈ×Ｉｆｃｌｔｈから上限ＦＣ電力Ｐｆｃｕｐｌｉｍまでの領域では、ＦＣ電圧Ｖｆｃの減少（低下）に応じてＦＣ電力Ｐｆｃが増加する特性になっているので、この領域で実ＦＣ電力Ｖｆｃが大きくなるように制御することで、ＦＣ電圧Ｖｆｃを低くすることができる。その結果、ＦＣ２０の高電圧劣化を防止することができる。
【０１４９】
この高電圧劣化の防止を実行するために、ステップＳ１５にて、非直結時例外制御を実行する。
【０１５０】
この非直結時例外制御は、図２Ｂの非直結時例外制御回路説明図に示すように、ＢＡＴＶＣＵ１５０によりインバータ端電圧Ｖｉｎｖを変えずに制御する一方、ＦＣ  ＶＣＵ９６でＦＣコンバータ２４の昇圧比を上げることでＦＣ２０のＦＣ電圧Ｖｆｃを下げて、ＦＣ電流Ｉｆｃを上げる。ＦＣ電圧Ｖｆｃを下げることでＦＣ２０の高電圧劣化が防止できる。この場合、ＦＣ電流Ｉｆｃが増加する分、ＢＡＴ  ＶＣＵ１５０の１次側から２次側への通過電流Ｉｂａｔｔが減少し、ＢＡＴ３０から出力されるバッテリ電流Ｉｂａｔが減少する。
【０１５１】
２−２−２）ＦＣ  ＶＣＵの直結時・ＦＣ高電圧保護制御の説明
図９のフローチャート中、ステップＳ１１の判定にて、エコモードスイッチがＯＮ状態になっている（ステップＳ１１：ＹＥＳ）節約運転モード中の場合には、ステップＳ１６にて、ＦＣコンバータ２４のスイッチング損失を０値とするために、ＦＣコンバータ２４のスイッチング動作を停止することで、システム効率を向上させる。
【０１５２】
この場合において、ステップＳ１２の判定が肯定的となった｛Ｖｆｃ＞（Ｖｆｃｈｔｈ−Δα）、ステップＳ１２：ＹＥＳ｝場合、上述したステップＳ１３及びステップＳ１４の処理後、ステップＳ１５にて、図２Ａに示す原則制御の状態から、ＦＣ高電圧保護制御が可能な図２Ｃに示す直結時例外制御状態に切り替える。
【０１５３】
図２Ｃの接続状態から分かるように、ＦＣ  ＶＣＵ９６（ＦＣコンバータ２４）が直結状態にされ、２次電圧であるインバー端電圧Ｖｉｎｖとして、ＦＣ２０のＦＣ電圧ＶｆｃからＦＣコンバータ２４のダイオードの順方向電圧Ｖｄｉｏｄｅを差し引いた値の電圧Ｖｆｃ−Ｖｄｉｏｄｅ≒Ｖｆｃ（Ｖｆｃ＞＞Ｖｄｉｏｄｅ）が、インバータ１４に印加される。
【０１５４】
この場合には、ＢＡＴ  ＶＣＵ１５０によりバッテリ電流ＩｂａｔをステップＳ１３で絞られた目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒとなるように制御する。直結されているとき、バッテリ電流Ｉｂａｔが絞られた分、ＦＣ電流Ｉｆｃが増加するので、ＩＶ特性２１に沿ってＦＣ電圧Ｖｆｃが低下し、これによりＦＣ２０の高電圧劣化が防止される。
【０１５５】
なお、直結時において（ステップＳ１１：ＹＥＳ→ステップＳ１６）、ステップＳ１２の判定にて、ＦＣ電圧ＶｆｃがＦＣ高電圧閾値Ｖｆｃｔｈ−Δαより低い場合には、ＦＣ２０の高電圧劣化を考慮する必要がないので処理を終了する。この場合、図２Ｃに示す直結状態での原則制御（バッテリ保護優先制御＋節約運転モード）が継続される。
【０１５６】
上述した２−２−１）でのＦＣ  ＶＣＵの非直結時・ＦＣ高電圧保護制御、及び２−２−２）でのＦＣ  ＶＣＵの直結時・ＦＣ高電圧保護制御では、ステップＳ１２にて、ＦＣ電圧Ｖｆｃが、ＦＣ高電圧閾値（Ｖｆｃｔｈ−Δα）より高いか（Ｖｆｃ＞Ｖｆｃｈｔｈ−Δα）否かを判定することで、ＦＣ高電圧保護制御の必要性を判定していた。この判定に限らず、ＦＣ高電圧保護制御の必要性は、ＦＣ自動車１０が以下の運転状態１〜３のいずれかにあるときにもＦＣ高電圧保護制御が必要であると判定することもできる。
【０１５７】
運転状態１：主電源スイッチ（不図示であるが、従前の内燃機関自動車のイグニッションスイッチに対応する。）のＯＮ状態後の起動時であって、ＦＣ２０の暖機が完了するときまでの運転状態、運転状態２：主電源スイッチ（不図示）のＯＦＦ状態後の停止時の運転状態、又は運転状態３：ＦＣ自動車１０のアイドル時の運転状態。
【０１５８】
これらの運転状態１〜３では、ＦＣ電圧Ｖｆｃが、高電圧閾値Ｖｆｃｈｔｈを上回る（低電流閾値Ｉｆｃｌｔｃｈを下回る）劣化進行領域に入る可能性が高いので、このように簡易に判定することでも、ＦＣ２０を確実に保護できる。
【０１５９】
なお、暖機の完了はＦＣ２０の現在の温度や現在のＩＶ特性２１の確認により、ＯＦＦ状態後の停止時は掃気処理等が完了するときまで、アイドル時は車速Ｖｓが０［ｋｍ／ｈ］になっているときにより、それぞれ判定することができる。
【０１６０】
２−３）例外制御（バッテリ保護優先制御＋ＦＣ大電力保護）の説明
２−３−１）差分電力（ＦＣ大電力保護）制御の説明
次に、この差分電力（ＦＣ大電力保護）制御について、図１０のフローチャート及び図１１のタイムチャートを参照して説明する。
【０１６１】
ＭＧ  ＥＣＵ５０は、ステップＳ１〜Ｓ７まで、上述した原則制御（バッテリ保護優先制御）を実行する。
【０１６２】
次いで、ステップＳ２１にて、現在のＦＣ上限電力値Ｐｆｃｕｐｌｉｍと現在のＦＣ電力（実ＦＣ電力）Ｐｆｃとの差分（ＦＣ電力差分）Ｐｓｕｂｆｃ（Ｐｓｕｂｆｃ＝Ｐｆｃｕｐｌｉｍ−Ｐｆｃ）を算出する。また、ステップＳ２１にて、バッテリ３０の放電時には、現在のバッテリ上限電力値Ｐｂａｔｕｐｌｉｍと現在のバッテリ電力（実バッテリ電力）Ｐｂａｔとの差分（バッテリ電力差分）Ｐｓｕｂｂａｔ（Ｐｓｕｂｂａｔ＝Ｐｂａｔｕｐｌｉｍ−Ｐｂａｔ）を算出し、バッテリ３０の充電時には、現在のバッテリ下限電力Ｐｂａｔｌｗｌｉｍと現在のバッテリ電力（実バッテリ電力）Ｐｂａｔとの差分（バッテリ電力差分）Ｐｓｕｂｂａｔ＝|Ｐｂａｔｌｗｌｉｍ−Ｐｂａｔ|（||は絶対値）を算出する。
【０１６３】
そして、さらに、ステップＳ２１にて、ＦＣ電力差分Ｐｓｕｂｆｃがバッテリ電力差分Ｐｓｕｂｂａｔより大きいか（Ｐｓｕｂｆｃ＞Ｐｓｕｂｂａｔ）否かを判定する。
【０１６４】
ＦＣ電力差分Ｐｓｕｂｆｃがバッテリ電力差分Ｐｓｕｂｂａｔより大きい（ステップＳ２１：ＹＥＳ）場合には、ＦＣ電力Ｐｆｃに余裕があるとみなすことで、ＦＣ２０の保護を考慮する必要がないと判定し、ステップＳ２２にてバッテリ３０の過放電及び過充電を防止してバッテリ３０を保護する原則制御（図２Ａ）を継続する。
【０１６５】
その一方、ステップＳ２１の差分の大小判定において、ＦＣ電力差分Ｐｓｕｂｆｃがバッテリ電力差分Ｐｓｕｂｂａｔより小さい（ステップＳ２１：ＮＯ）場合には、ＦＣ電力ＰｆｃがＦＣ上限電力値Ｐｆｃｕｐｌｉｍに近くにあり、ＦＣ電力Ｐｆｃに余裕代が少ないとみなして、ＦＣ２０の保護を考慮する必要があると判定する。
この場合、ステップＳ２３にてＦＣ目標電力Ｐｆｃｔａｒを小さい値に更新する。
【０１６６】
そして、ＦＣ電力ＰｆｃがＦＣ上限電力値Ｐｆｃｕｐｌｉｍを上回らないようにするＦＣ２０の大電力劣化の防止を実行するために、ステップＳ２４にて、大電力時例外制御を実行する。
【０１６７】
この大電力時例外制御は、図２Ｂに示すように、ＭＧ  ＥＣＵ５０は、ＦＣ  ＶＣＵ９６のＦＣコンバータＥＣＵ２６によりＦＣコンバータ２４の１次側電流であるＦＣ電流Ｉｆｃ又は１次側電圧であるＦＣ電圧Ｖｆｃを直接制御することで、ＦＣ電力ＰｆｃがＦＣ上限電力値Ｐｆｃｕｐｌｉｍを上回らないようにする。
【０１６８】
また、この大電力時例外制御中、同時に、ＭＧ  ＥＣＵ５０は、駆動系１０００のモータ負荷に必要な電力であるインバータ端電力Ｐｉｎｖを確保するために、ＢＡＴ  ＶＣＵ１５０のＢＡＴコンバータ３４により２次側電圧であるインバータ端電圧Ｖｉｎｖを制御する。
【０１６９】
図１１のタイムチャートを参照して、ＦＣ２０の大電力劣化の防止を実行する大電力時例外制御について説明する。
【０１７０】
時点ｔ１１までのアイドル時、又は時点ｔ１５以降のアイドル時等、破線で示すＦＣ電力差分Ｐｆｃｓｕｂ（Ｐｆｃｓｕｂ＝Ｐｆｃｕｈｌｉｍ−Ｐｆｃ）が、実線で示すバッテリ電力差分Ｐｂａｔｓｕｂ（Ｐｂａｔｓｕｂ＝Ｐｂａｔｕｐｌｉｍ−Ｐｂａｔ）より大きい時間領域では、ＦＣ電力Ｐｆｃには余裕がある。この場合には、上述した図２Ａの回路接続状態で、ＢＡＴ  ＶＣＵ１５０による１次側であるバッテリ３０側の電圧（バッテリ電圧Ｖｂａｔ）又は電流（Ｉｂａｔｃｏｎ１）を制御する原則制御（バッテリ保護優先制御）が実行される。
【０１７１】
なお、図１１のタイムチャートにおいて、時点ｔ１１までのアイドル時、又は時点ｔ１５以降のアイドル時には、エアコンディショナ等の補機電力ＰａｕｘがＦＣ電力Ｐｆｃで賄われており、ＦＣ２０の高電圧劣化を考慮する必要がなく、図４のタイムチャートでのアイドル時（時点ｔ１以前、時点ｔ２以降）には、要求システム電力Ｐｓｙｓｒｅｑが略０値になっており、高電圧劣化保護制御が行われている点に留意する。
【０１７２】
さらに、時点ｔ１２〜ｔ１４までの比較的高速走行下での定速走行時あるいは比較的高速走行下での比較的急な加速時には、バッテリ３０のモータ負荷に対する放電電力の高速順応性が考慮されてバッテリ電力Ｐｂａｔの持出分が増加するので、この時間領域でも、ＦＣ電力差分Ｐｆｃｓｕｂ（Ｐｆｃｓｕｂ＝Ｐｆｃｕｈｌｉｍ−Ｐｆｃ）が、バッテリ電力差分Ｐｂａｔｓｕｂ（Ｐｂａｔｓｕｂ＝Ｐｂａｔｕｐｌｉｍ−Ｐｂａｔ）より大きくなる。したがって、この場合にも、図２Ａの回路接続状態で、ＢＡＴ  ＶＣＵ１５０による１次側であるバッテリ３０側の電圧（バッテリ電圧Ｖｂａｔ）又は電流（Ｉｂａｔｃｏｎ１）を制御する原則制御（バッテリ保護優先制御）が実行される。
【０１７３】
その一方、時点ｔ１１〜ｔ１２の緩やかな加速発進時や比較的定速走行時、又は時点ｔ１４〜ｔ１５の緩やかな減速停止時等では、ＦＣ電力差分Ｐｆｃｓｕｂ（Ｐｆｃｓｕｂ＝Ｐｆｃｕｈｌｉｍ−Ｐｆｃ）が、バッテリ電力差分Ｐｂａｔｓｕｂ（Ｐｂａｔｓｕｂ＝Ｐｂａｔｕｐｌｉｍ−Ｐｂａｔ）より小さくなるので、図２Ｂの回路接続状態で、ＦＣ  ＶＣＵ９６のＦＣコンバータＥＣＵ２６によりＦＣコンバータ２４の１次側電流であるＦＣ電流Ｉｆｃ又は１次側電圧であるＦＣ電圧Ｖｆｃを直接制御することで、ＦＣ電力ＰｆｃがＦＣ上限電力値Ｐｆｃｕｐｌｉｍを上回らないようにする大電力時例外制御（ＦＣ保護一時優先）が実行される。
【０１７４】
２−３−２）単独電力（ＦＣ大電力保護）制御の説明
次に、例外制御（バッテリ保護優先制御＋ＦＣ大電力保護）のより簡単な手順での動作を図１２のフローチャートを参照して説明する。
【０１７５】
この図１２のフローチャートの処理は、図１０のフローチャートの処理と比較してステップＳ２１の判定処理をステップＳ２１´の判定処理に変更した点のみが異なる。
【０１７６】
このステップＳ２１´では、現在のＦＣ電力ＰｆｃがＦＣ上限電力値Ｐｆｃｕｐｌｉｍから余裕分（マージン）Δβを差し引いた値（Ｐｆｃｕｐｌｉｍ−Δβ）より小さいか否かを判定する。
【０１７７】
現在のＦＣ電力ＰｆｃがＦＣ上限電力値Ｐｆｃｕｐｌｉｍから余裕分（マージン）Δβを差し引いた値より小さい｛Ｐｆｃ＜（Ｐｆｃｕｐｌｉｍ−Δβ）、ステップＳ２１´：ＹＥＳ｝場合には、現在のＦＣ電力Ｐｆｃに余裕があると見なし、図２Ａの回路接続状態での原則制御（バッテリ優先制御）を継続する。
【０１７８】
その一方、現在のＦＣ電力ＰｆｃがＦＣ上限電力値Ｐｆｃｕｐｌｉｍから余裕分Δβを差し引いた値より大きい｛Ｐｆｃ≧（Ｐｆｃｕｐｌｉｍ−Δβ）、ステップＳ２１´：ＮＯ）場合には、現在のＦＣ電力Ｐｆｃに余裕がないので、上述したステップＳ２３での目標ＦＣ電力Ｐｆｃｔａｒを小さくする更新処理、及びステップＳ２４での、図２Ｂの回路接続状態での大電力時例外制御を実行することで、ＦＣ電力ＰｆｃがＦＣ上限電力値Ｐｆｃｕｐｌｉｍを上回らないように制御することでＦＣ２０の劣化等を防止する。
【０１７９】
［２）例外制御（バッテリ保護優先制御＋ＦＣ保護一時優先制御）のまとめ］
上述した２−２−１）ＦＣ  ＶＣＵの非直結時・ＦＣ高電圧保護制御、２−２−２）ＦＣ  ＶＣＵの直結時・ＦＣ高電圧保護制御、２−３−１）差分電力（ＦＣ大電力保護）制御、及び  ２−３−２）単独電力（ＦＣ大電力保護）制御では、ＦＣ自動車１０の原則制御（バッテリ保護優先制御）中に、ＦＣ自動車１０がＦＣ２０の保護（高電圧保護又は大電力保護）が必要な運転状態であるか否かを燃料電池保護要否判定工程（図９ステップＳ１２、図１０ステップＳ２１、図１２ステップＳ２１´）で判定する。
【０１８０】
ＦＣ２０の保護が必要な運転状態であると判定されたとき、目標ＦＣ電力Ｐｆｃｔａｒを更新し（図９ステップＳ１４、図１０及び図１２ステップＳ２３）、更新した目標ＦＣ電力Ｐｆｃｔａｒとなるよう、目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒ（図９ステップＳ１３）を更新する優先保護一時切替工程（図９ステップＳ１５、図１０及び図１２ステップＳ２４）を実行する。
【０１８１】
このように、ＦＣ２０の優先保護が必要な運転状態であると判定したとき、その運転状態では、保護対象の優先度をバッテリ３０からＦＣ２０に切り替えているので、ＦＣ２０の保護が必要な運転状態では、ＦＣ２０を確実に保護することができる。
【０１８２】
ＦＣ自動車１０の運転状態（運転状況）の変化による要求システム電力Ｐｓｙｓｒｅｑの変化に応じてバッテリ３０の保護が優先される場合とＦＣ２０の保護が優先される場合が変化する。この変化に応じて保護がより必要な制御対象（ＦＣ２０及びバッテリ３０の一方）を優先して制御することができ、バッテリ３０及びＦＣ２０を共に的確に保護することができる。
【０１８３】
この場合において、第２コンバータとしてのＦＣコンバータ２４が、ＦＣ電圧Ｖｆｃを昇圧する昇圧コンバータであるときには、ＦＣ自動車１０の節約運転モードが選択されているか否かを判定する節約運転モードの要否判定工程（図９ステップＳ１１）と、前記節約運転モードが選択されていたとき、ＦＣコンバータ２４の昇圧動作を停止して直結させる直結工程（図９ステップＳ１６）と、ＦＣ自動車１０がＦＣ２０の保護が必要な運転状態であるか否かを判定する燃料電池保護要否判定工程（図９ステップＳ１２）と、ＦＣ２０の保護が必要な運転状態であると判定されたとき、目標ＦＣ電力Ｐｆｃｔａｒを更新し、更新した目標ＦＣ電力Ｐｆｃｔａｒとなるよう、目標バッテリ電力Ｐｂａｔｔａｒを更新する優先保護切替工程（図９ステップＳ１３、Ｓ１４、及びＳ１５）と、を備えるようにしてもよい。
【０１８４】
このように、節約運転モードが選択されＦＣコンバータ２４が直結されていて、且つＦＣ２０の保護が必要な運転状態であると判定した（ステップＳ１２：ＹＥＳ）とき、その運転状態では、保護対象の優先度をバッテリ３０からＦＣ２０に一時的に切り替えている。このため、ＦＣ２０の保護が必要な運転状態では、ＦＣ２０を確実に保護することができる。
【０１８５】
この場合においても、ＦＣ自動車１０の運転状態（運転状況）の変化による要求システム電力Ｐｓｙｓｒｅｑの変化に応じてバッテリ３０の保護が優先される場合とＦＣ２０の保護が優先される場合が変化する。この変化に応じて保護がより必要な制御対象（ＦＣ２０及びバッテリ３０の一方）を優先して制御することができ、バッテリ３０及びＦＣ２０を共に的確に保護することができる。
【０１８６】
なお、ＦＣコンバータ２４の直結により、ＦＣコンバータ２４の電圧変換用のスイッチング素子の消費電力が削減され、節約運転モードが実行される。
【０１８７】
ＦＣ２０の高電圧劣化保護の必要性の有無の判定は、実ＦＣ電圧Ｖｆｃが高電圧閾値Ｖｈｃｈｔｈより高いとの判定の他、ＦＣ自動車１０の起動時、ＦＣ自動車１０の運転停止時、及びＦＣ自動車１０のアイドル時のいずれかのときに、ＦＣ２０の保護が必要とされる運転状態であると判定してもよい。いずれかの判定によりＦＣ電圧Ｖｆｃが高電圧閾値Ｖｆｃｈｔｈを上回る（低電流閾値Ｉｆｃｌｔｈを下回る）劣化進行領域に入る可能性がある運転状態を簡便に判定することができ、ＦＣ２０を確実に保護できる。
【０１８８】
上述した燃料電池保護要否判定工程では、実ＦＣ電力Ｐｆｃを監視し、監視している実ＦＣ電力ＰｆｃがＦＣ２０の保護が必要な上限電力閾値Ｐｆｃｕｐｌｉｍを上回る可能性があるとき、ＦＣ２０の保護が必要な運転状態であると判定してもよい。
【０１８９】
実ＦＣ電力Ｐｆｃが上限電力閾値Ｐｆｃｕｐｌｉｍを上回る場合には、ＦＣ２０の劣化が懸念されるので、この場合には、保護対象の優先度をバッテリ３０からＦＣ２０に切り替えているので、ＦＣ２０の保護が必要な運転状態では、ＦＣ自動車１０を確実に保護することができる。
【０１９０】
上述した燃料電池保護要否判定工程では、実ＦＣ電力Ｐｆｃを監視し、監視している実ＦＣ電力ＰｆｃとＦＣ２０の保護が必要な上限電力閾値Ｐｆｃｕｐｌｉｍとの差分を燃料電池側電力差分Ｐｓｕｂｆｃとして検出すると共に、実バッテリ電力Ｐｂａｔを監視し、監視している実バッテリ電力Ｐｂａｔとバッテリ３０の保護が必要な上限電力閾値Ｐｂａｔｕｐｌｍｔとの差分をバッテリ側電力差分Ｐｓｕｂｂａｔとして検出し、燃料電池側電力差分Ｐｓｕｂｆｃがバッテリ側電力差分Ｐｓｕｂｂａｔより小さな値になっている（Ｐｓｕｂｆｃ＜Ｐｓｕｂｂａｔ）ときには、ＦＣ自動車１０がＦＣ２０の保護が必要な運転状態であると判定してもよい。
【０１９１】
燃料電池側電力差分Ｐｓｕｂｆｃがバッテリ側電力差分Ｐｓｕｂｂａｔより小さな値になったときには、ＦＣ２０側の制御余裕代が小さくなるので、ＦＣ２０の保護に一時的に切り替えることで、ＦＣ２０を保護できる。逆に、燃料電池側電力差分Ｐｓｕｂｆｃがバッテリ側電力差分Ｐｓｕｂｂａｔより大きな値になっているときには、ＦＣ２０側の制御余裕代が大きいので、原則通り、バッテリ３０の保護を優先して制御を継続する。
【０１９２】
なお、この発明は、上述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】
【０１９３】
１０…燃料電池自動車（ＦＣ自動車、車両）        １２…走行モータ
１４…インバータ（モータ駆動部）
１６…モータ電子制御装置（ＭＯＴ  ＥＣＵ）
２０…燃料電池スタック（ＦＣ）
２２…燃料電池電子制御装置（ＦＣ  ＥＣＵ）
２４…燃料電池コンバータ（ＦＣコンバータ）
２６…燃料電池コンバータ電子制御装置（ＦＣコンバータＥＣＵ）
３０…蓄電装置（バッテリ）
３２…バッテリ電子制御装置（ＢＡＴ  ＥＣＵ）
３４…蓄電装置コンバータ（ＢＡＴコンバータ）
３６…蓄電装置コンバータ電子制御装置（ＢＡＴコンバータ  ＥＣＵ）
５０…統括電子制御装置（ＭＧ  ＥＣＵ）          １０００…駆動系
２０００…燃料電池系（ＦＣ系）                  ３０００…バッテリ系
４０００…補機系
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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