(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両の走行用モータ、及び／又は、前記電動車両の補機へ電力を供給し、燃料電池の出力を補助すると共に前記燃料電池の発電エネルギー及び前記走行用モータの回生作動により得られる回生エネルギーを蓄電する蓄電装置と、
前記燃料電池へ反応ガスを供給して発電させる燃料電池駆動手段と、前記燃料電池駆動手段の動作を制御する駆動制御手段とを備え、
前記燃料電池駆動手段は、前記電動車両が所定のアイドル状態である事を検出した場合に、前記反応ガスの供給を停止して前記燃料電池の発電を停止し、
前記走行用モータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記車両のブレーキの作動状態を検出するブレーキ作動状態検出手段と、前記蓄電装置の残容量を検出する残容量検出手段と、前記車両の電気的負荷を検出する負荷検出手段とを備え、
前記回転数及び前記ブレーキの作動状態及び前記残容量及び前記電気的負荷に基づいて前記燃料電池の発電を停止可能なアイドル状態を検出し、前記燃料電池駆動手段による前記反応ガスの供給を停止して前記燃料電池の発電を停止することを特徴とする燃料電池車両のアイドル制御装置。
【請求項２】
前記アイドル状態の検出では、前記回転数がゼロを含む所定回転数以下であり、前記ブレーキがオン状態であり、前記残容量が所定残容量以上であり、前記電気的負荷が所定負荷以下である場合に、前記燃料電池の発電を停止可能なアイドル状態と判断して、前記燃料電池駆動手段による前記反応ガスの供給を停止して前記燃料電池の発電を停止することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池車両のアイドル制御装置。
【請求項３】
電動車両の走行用モータ、及び／又は、前記電動車両の補機へ電力を供給し、燃料電池の出力を補助すると共に前記燃料電池の発電エネルギー及び前記走行用モータの回生作動により得られる回生エネルギーを蓄電する蓄電装置と、
前記蓄電装置の残容量を検出する残容量検出手段と、
前記燃料電池へ反応ガスを供給して発電させる燃料電池駆動手段と、少なくとも前記蓄電装置からのエネルギーにより前記燃料電池駆動手段の動作を制御する駆動制御手段とを備え、
前記燃料電池駆動手段は、前記電動車両が所定のアイドル状態である事を検出した場合に、前記反応ガスの供給を停止して前記燃料電池の発電を停止し、
前記燃料電池駆動手段の作動停止時に、前記駆動制御手段は、前記蓄電装置の前記残容量が第１の所定残容量よりも少なくなった時に前記燃料電池駆動手段を作動させて前記燃料電池の発電を再開することを特徴とする燃料電池車両のアイドル制御装置。
【請求項４】
前記走行用モータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記車両のブレーキの作動状態を検出するブレーキ作動状態検出手段と、前記車両の電気的負荷を検出する負荷検出手段とを備え、
前記回転数及び前記ブレーキの作動状態及び前記残容量及び前記電気的負荷に基づいて前記燃料電池の発電を停止可能なアイドル状態を検出し、前記燃料電池駆動手段による前記反応ガスの供給を停止して前記燃料電池の発電を停止することを特徴とする請求項３に記載の燃料電池車両のアイドル制御装置。
【請求項５】
前記アイドル状態の検出では、前記回転数がゼロを含む所定回転数以下であり、前記ブレーキがオン状態であり、前記残容量が第２の所定残容量以上であり、前記電気的負荷が所定負荷以下である場合に、前記燃料電池の発電を停止可能なアイドル状態と判断して、前記燃料電池駆動手段による前記反応ガスの供給を停止して前記燃料電池の発電を停止することを特徴とする請求項４に記載の燃料電池車両のアイドル制御装置。
【請求項６】
前記第１の所定残容量は、前記燃料電池駆動手段及び前記走行用モータを所定時間に亘って駆動可能な値に設定されていることを特徴とする請求項３から請求項５の何れか１つに記載の燃料電池車両のアイドル制御装置。
【請求項７】
前記第１の所定残容量は、前記第２の所定残容量よりも小さいことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の燃料電池車両のアイドル制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池車両のアイドル制御装置に係り、特に燃料電池から負荷への電力供給を補助する蓄電装置を備えたハイブリッド型の電源装置を搭載した車両のアイドル停止を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平８−２１４４５３号公報に開示されたように、例えば固体高分子膜型の燃料電池が搭載された車両において、燃料としての水素ガスや酸化剤としての空気等のガス供給を伴う燃料電池の出力応答性を補うために、例えばバッテリやキャパシタ等からなる蓄電装置を備え、燃料電池及び蓄電装置からなるハイブリッド型の電源装置によって車両各部への電力供給の応答性を向上させた燃料電池車両が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術の一例に係る燃料電池車両においては、例えば図６に示す燃料電池の発電効率のグラフ図のように、燃料電池の中・高出力領域では、燃料電池駆動用補機類、例えば燃料電池の空気極に空気を供給するためのエアーコンプレッサー等の燃料電池補機消費電力Ｐｓｃは相対的に小さく、燃料電池の単位発電量に対する燃料消費率は燃料電池出力に比例傾向に増加する。
【０００４】
一方、燃料電池の低出力領域では、実負荷に対してエアーコンプレッサー等の燃料電池補機消費電力Ｐｓｃが相対的に大きくなり、燃料電池の発電効率が低下する。このため、例えば車両のアイドル運転時等のように、車両を駆動するための電力がゼロの場合に燃料電池から電力供給を行うと、車両の燃費が悪化してしまうという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ハイブリッド型の電源装置を備えた燃料電池車両の燃費を向上させることが可能な燃料電池車両のアイドル制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の燃料電池車両のアイドル制御装置は、電動車両の走行用モータ（例えば、後述する本実施形態での走行用モータ１３）、及び／又は、前記電動車両の補機へ電力を供給し、燃料電池（例えば、後述する本実施形態での燃料電池１１）の出力を補助すると共に前記燃料電池の発電エネルギー及び前記走行用モータの回生作動により得られる回生エネルギーを蓄電する蓄電装置（例えば、後述する本実施形態での蓄電装置１２）と、前記燃料電池へ反応ガス（例えば、後述する本実施形態での水素ガス及び空気）を供給して発電させる燃料電池駆動手段（例えば、後述する本実施形態でのエアーコンプレッサー１５）と、前記燃料電池駆動手段の動作を制御する駆動制御手段（例えば、後述する本実施形態でのＥＣＵ１８）とを備え、前記燃料電池駆動手段は、前記電動車両が所定のアイドル状態である事を検出した場合に、前記反応ガスの供給を停止して前記燃料電池の発電を停止し、前記走行用モータの回転数を検出する回転数検出手段（例えば、後述する本実施形態での磁極位置−角速度検出器３５）と、前記車両のブレーキの作動状態を検出するブレーキ作動状態検出手段（例えば、後述する本実施形態でのブレーキ作動状態検出部ＢＲ）と、前記蓄電装置の残容量を検出する残容量検出手段（例えば、後述する本実施形態では蓄電装置１２が兼ねる）と、前記車両の電気的負荷を検出する負荷検出手段（例えば、後述する本実施形態でのＰＤＵ１４やエアーコンプレッサー１５の制御部２３）とを備え、前記回転数及び前記ブレーキの作動状態及び前記残容量及び前記電気的負荷に基づいて前記燃料電池の発電を停止可能なアイドル状態を検出し、前記燃料電池駆動手段による前記反応ガスの供給を停止して前記燃料電池の発電を停止することを特徴としている。
【０００６】
上記構成の燃料電池車両のアイドル制御装置によれば、車両の走行状態に応じて例えばエアーコンプレッサー等の燃料電池駆動用補機類の作動を停止して燃料電池の発電を停止するため、燃費を向上させることができる。
【０００７】
さらに、請求項２に記載の本発明の燃料電池車両のアイドル制御装置は、前記アイドル状態の検出では、前記回転数がゼロを含む所定回転数以下であり、前記ブレーキがオン状態であり、前記残容量が所定残容量以上であり、前記電気的負荷が所定負荷以下である場合に、前記燃料電池の発電を停止可能なアイドル状態と判断して、前記燃料電池駆動手段による前記反応ガスの供給を停止して前記燃料電池の発電を停止することを特徴としている。
【０００８】
上記構成の燃料電池車両のアイドル制御装置によれば、アイドル停止の実施を判定する処理において、蓄電装置の残容量が所定残容量以上であるか否かを判定することで、燃料電池の再起動に必要な電力を確保しておくことができ、スムースに再起動させることができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の本発明の燃料電池車両のアイドル制御装置は、電動車両の走行用モータ（例えば、後述する本実施形態での走行用モータ１３）、及び／又は、前記電動車両の補機へ電力を供給し、燃料電池（例えば、後述する本実施形態での燃料電池１１）の出力を補助すると共に前記燃料電池の発電エネルギー及び前記走行用モータの回生作動により得られる回生エネルギーを蓄電する蓄電装置（例えば、後述する本実施形態での蓄電装置１２）と、前記蓄電装置の残容量を検出する残容量検出手段（例えば、後述する本実施形態では蓄電装置１２が兼ねる）と、前記燃料電池へ反応ガスを供給して発電させる燃料電池駆動手段（例えば、後述する本実施形態でのエアーコンプレッサー１５）と、少なくとも前記蓄電装置からのエネルギーにより前記燃料電池駆動手段の動作を制御する駆動制御手段（例えば、後述する本実施形態でのＥＣＵ１８）とを備え、前記燃料電池駆動手段は、前記電動車両が所定のアイドル状態である事を検出した場合に、前記反応ガスの供給を停止して前記燃料電池の発電を停止し、前記燃料電池駆動手段の作動停止時に、前記駆動制御手段は、前記蓄電装置の前記残容量が第１の所定残容量よりも少なくなった時に前記燃料電池駆動手段を作動させて前記燃料電池の発電を再開することを特徴としている。
【００１０】
上記構成の燃料電池車両のアイドル制御装置によれば、車両の走行状態に応じて例えばエアーコンプレッサー等の燃料電池駆動用補機類の作動を停止して燃料電池の発電を停止するため、燃費を向上させることができる。
さらに、駆動制御手段により燃料電池の発電が停止された後に再起動させられる際に、先ず、蓄電装置から例えばエアーコンプレッサー等の燃料電池駆動用補機類に対して電力が供給されて、次に、燃料電池による発電が再開されることに伴って蓄電装置からの電力供給が低減されて、例えば車両の走行状態では充放電が繰り返され、車両停止時には回生動作により蓄電装置の端子間電圧が上昇する。
なお、蓄電装置として例えばキャパシタを用いた場合には、蓄電装置の残容量としてキャパシタの端子間電圧を参照して、端子間電圧が所定の上限値（例えば、約３６０Ｖ程度）を超えた場合に燃料電池の発電を停止して、端子間電圧が所定の下限値（例えば、約３００Ｖ程度）よりも小さくなった場合に燃料電池の発電を再開する。
また、蓄電装置として例えばバッテリを用いた場合には、蓄電装置の残容量としてバッテリの残容量ＳＯＣを参照して、残容量ＳＯＣの所定の上限値を例えば８１％程度に設定し、所定の下限値を例えば５６％程度に設定する。
これにより、燃料電池の発電停止後であっても、例えばエアーコンプレッサー等の燃料電池駆動用補機類及び走行用モータをスムースに再起動させることができると共に、燃料電池車両の燃費を向上させることができる。
【００１１】
さらに、請求項４に記載の本発明の燃料電池車両のアイドル制御装置は、前記走行用モータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記車両のブレーキの作動状態を検出するブレーキ作動状態検出手段と、前記車両の電気的負荷を検出する負荷検出手段とを備え、
前記回転数及び前記ブレーキの作動状態及び前記残容量及び前記電気的負荷に基づいて前記燃料電池の発電を停止可能なアイドル状態を検出し、前記燃料電池駆動手段による前記反応ガスの供給を停止して前記燃料電池の発電を停止することを特徴としている。
【００１２】
上記構成の燃料電池車両のアイドル制御装置によれば、車両の走行状態に応じて燃料電池の発電を停止することで燃費を向上させることができると共に、燃料電池の発電停止後に、例えばエアーコンプレッサー等の燃料電池駆動用補機類を駆動してスムースに燃料電池を再起動させることができる。
【００１３】
さらに、請求項５に記載の本発明の燃料電池車両のアイドル制御装置は、前記アイドル状態の検出では、前記回転数がゼロを含む所定回転数以下であり、前記ブレーキがオン状態であり、前記残容量が第２の所定残容量以上であり、前記電気的負荷が所定負荷以下である場合に、前記燃料電池の発電を停止可能なアイドル状態と判断して、前記燃料電池駆動手段による前記反応ガスの供給を停止して前記燃料電池の発電を停止することを特徴としている。
上記構成の燃料電池車両のアイドル制御装置によれば、アイドル停止の実施を判定する処理において、蓄電装置の残容量が所定残容量以上であるか否かを判定することで、燃料電池の再起動に必要な電力を確保しておくことができ、スムースに再起動させることができる。
さらに、請求項６に記載の本発明の燃料電池車両のアイドル制御装置では、前記第１の所定残容量は、前記燃料電池駆動手段及び前記走行用モータを所定時間に亘って駆動可能な値に設定されていることを特徴としている。
【００１４】
上記構成の燃料電池車両のアイドル制御装置によれば、所定残容量を、エアーコンプレッサー等の燃料電池駆動用補機類等への電力供給を所定時間、例えば１分間程度に亘って実行可能な値に設定しておくことで、燃料電池の発電停止後に再起動する場合であっても、エアーコンプレッサーや走行用モータ等をスムースに再起動させることができる。
さらに、請求項７に記載の本発明の燃料電池車両のアイドル制御装置では、前記第１の所定残容量は、前記第２の所定残容量よりも小さいことを特徴としている。
上記構成の燃料電池車両のアイドル制御装置によれば、燃料電池の再起動をスムースに行うことができるようにしつつ、蓄電装置からの電力供給を有効に利用して燃費を向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の燃料電池車両のアイドル制御装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る燃料電池車両のアイドル制御装置１０を備える燃料電池車両１の構成図である。
本実施の形態に係る燃料電池車両１は、例えば燃料電池１１と蓄電装置１２とから構成されたハイブリッド型の電源装置を備えており、これらの電源装置から電力が供給される走行用モータ１３の駆動力は、オートマチックトランスミッション或いはマニュアルトランスミッションよりなるトランスミッションＴ／Ｍを介して駆動輪Ｗに伝達される。また、燃料電池車両１の減速時に駆動輪Ｗ側から走行用モータ１３側に駆動力が伝達されると、走行用モータ１３は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
【００１６】
本実施の形態による燃料電池のアイドル制御装置１０は、例えば、燃料電池１１と、蓄電装置１２と、走行用モータ１３と、ＰＤＵ１４と、燃料電池駆動用補機類としてのエアーコンプレッサー１５と、一次プリチャージ部１６と、二次プリチャージ部１７と、ＥＣＵ１８とを備えて構成されている。
【００１７】
走行用モータ１３は、例えば界磁として永久磁石を利用する永久磁石式の３相交流同期モータとされており、ＰＤＵ１４から供給される３相交流電力により駆動制御される。
ＰＤＵ１４は、例えばＩＧＢＴ等のスイッチング素子から構成されたＰＷＭインバータを備えており、ＥＣＵ１８から出力されるトルク指令に基づいて、燃料電池１１及び蓄電装置１２から出力される直流電力を３相交流電力に変換して走行用モータ１３へ供給する。
【００１８】
燃料電池１１は、例えば固体ポリマーイオン交換膜等からなる固体高分子電解質膜をアノードとカソードとで両側から挟み込んで形成されたセルに対し、複数のセルを積層して構成されたスタックからなり、燃料として水素ガスが供給される水素極と酸化剤として酸素を含む空気が供給される空気極とを備えている。そして、アノードで触媒反応により発生した水素イオンが、固体高分子電解質膜を通過してカソードまで移動して、カソードで酸素と電気化学反応を起こして発電するようになっている。
【００１９】
そして、燃料電池１１の燃料極側に接続された燃料供給部２１は、例えばＥＣＵ１９から出力される制御信号やエアーコンプレッサー１５から信号圧として供給される空気に応じた圧力で水素ガスを供給する圧力制御部２２を備えている。燃料電池１１の空気極側に接続されたエアーコンプレッサー１５は、例えば、燃料電池１１の空気極に加えて圧力制御部２２に対する信号圧として空気を供給する。このため、エアーコンプレッサー１５の制御部２３には、エアーコンプレッサー１５を駆動するモータに対する回転数指令値ＮがＥＣＵ１８から入力されている。
【００２０】
蓄電装置１２は、例えば電気二重層コンデンサや電解コンデンサ等からなるキャパシタとされている。そして、燃料電池１１及び蓄電装置１２は電気的負荷である走行用モータ１３に対して並列に接続されている。
【００２１】
さらに、蓄電装置１２の出力側には一次プリチャージ部１６が配置されており、燃料電池１１の出力側には二次プリチャージ部１７が配置されている。
一次プリチャージ部１６は、例えばＥＣＵ１８により開閉動作が制御される高圧開閉器及び電流制限器（図示略）を備えて構成されており、走行用モータ１３等の電気的負荷へ供給される電流が大きくなると高圧開閉器を解放すると共に、所定の大きさの抵抗器を備える電流制限器を閉じて、抵抗器を介して電流が流れるようにする。
二次プリチャージ部１７は、例えばＤＣ−ＤＣチョッパ等からなる電流制御器を備えて構成されており、ＥＣＵ１８から出力される電流指令値ＩＦＣＣＭＤ、つまり燃料電池１１に対する発電指令に基づいて燃料電池１１からの出力電流Ｉｆｃを制御する。
【００２２】
なお、ＰＤＵ１４に加えてエアーコンプレッサー１５の制御部２３は二次プリチャージ部１７を介して燃料電池１１と並列に接続されている。
さらに、燃料電池車両１の各種制御装置及び補機類を駆動する１２ボルトの補助バッテリ２４には、例えばＤＣ−ＤＣコンバータ２５が備えられており、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５は、二次プリチャージ部１７を介して燃料電池１１から供給される直流電圧を降圧して補助バッテリ２４を充電する。
また、空調装置を駆動するモータ２６の制御装置２７は、二次プリチャージ部１７を介して燃料電池１１と並列に接続されており、燃料電池１１及び蓄電装置１２から出力される直流電力を交流電力に変換してモータ２６へ供給する。
【００２３】
ＥＣＵ１８は、例えばモータＥＣＵ３１と、燃料電池制御部３２と、蓄電装置制御部３３とを備えて構成されている。
モータＥＣＵ３１は、ＰＤＵ１４に具備されたＰＷＭインバータの電力変換動作を制御しており、スイッチング指令として例えばＵ相交流電圧指令値＊Ｖｕ及びＶ相交流電圧指令値＊Ｖｖ及びＷ相交流電圧指令値＊ＶｗをＰＤＵ１４に出力して、これらの各電圧指令値＊Ｖｕ，＊Ｖｖ，＊Ｖｗに応じたＵ相電流Ｉｕ及びＶ相電流Ｉｖ及びＷ相電流ＩｗをＰＤＵ１４から走行用モータ１１の各相へと出力させる。
このため、モータＥＣＵ３１には、例えば運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作等に関するアクセル操作量θＴｈの信号と、走行用モータ１３に備えられた磁極位置−角速度検出器３５から出力される磁極位置（電気角）の信号と、例えば運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作等を検出するブレーキ作動状態検出部ＢＲの信号と、ＰＤＵ１４から走行用モータ１１に供給される各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの信号と、直流成分とされるモータ電流Ｉｍｏｔｏｒの信号と、ＰＤＵ１４に供給される供給電圧Ｖｄｃ−ｉｎの信号とが入力されている。
【００２４】
燃料電池制御部３２は、例えばエアーコンプレッサー１５等の燃料電池駆動用補機類に対して駆動指令として回転数指令値Ｎを出力すると共に、一次プリチャージ部１６の高圧開閉器及び電流制限器等に具備された各リレーの接点の動作を制御して、さらに、二次プリチャージ部１７のＤＣ−ＤＣチョッパ等の電流制御器に対して電流指令値ＩＦＣＣＭＤを出力する。
このため、燃料電池制御部３２には、例えばモータＥＣＵ３１から出力される走行用モータ１３に対する出力要求値＊Ｐ及び走行用モータ１３からの出力Ｐｍｏｔに関する信号と、制御部２３から出力されるエアーコンプレッサー１５を駆動するモータのモータ電流Ｉｓ／ｃの信号と、二次プリチャージ部１７から出力される燃料電池１１の出力電流Ｉｆｃ及び出力電圧Ｖｆｃの信号、及び、二次プリチャージ部１７のＤＣ−ＤＣチョッパから出力される直流電圧Ｖｄｃ−ｏｕｔの信号と、一次プリチャージ部１６と二次プリチャージ部１７との間に配置された電流検出器３６から出力される電流値Ｉｏｕｔ−Ｔｏｔａｌの信号とが入力されている。
【００２５】
蓄電装置制御部３３は、例えば蓄電装置１２の残容量ＳＯＣを算出してモータＥＣＵ３１及び燃料電池制御部３２へ出力する。
このため、蓄電装置制御部３３には、蓄電装置１２から出力される蓄電装置１２の出力電流Ｉｓｔ及び端子間電圧Ｖｓｔ及び温度Ｔｓｔの信号が入力されている。
【００２６】
さらに、ＥＣＵ１８には、例えばフットブレーキ等のブレーキのオン／オフ状態に関する信号と、シフトポジション（例えばＤレンジやＲレンジ等）に関する信号とが入力されており、例えば走行用モータ１３の回転数がゼロを含む所定回転数よりも小さく、燃料電池車両１の速度が所定車速よりも小さく、走行用モータ１３及びエアーコンプレッサー１５を駆動するモータの出力が所定出力よりも小さく、フットブレーキがオン状態であり、シフトポジションがＤレンジであり、蓄電装置１２の端子間電圧Ｖｓｔが所定電圧よりも大きい場合、さらに加えて、例えば冷房用の空調装置を駆動するモータ２６の作動停止時や、例えば空調装置のヒータモードにおいて燃料電池１１の燃料である水素を燃焼させる時や、１２ボルトの補助バッテリ２４の電圧が所定電圧よりも大きい場合に、例えばエアーコンプレッサー１５等の燃料電池駆動用補機類を停止させる。
【００２７】
本実施の形態による燃料電池車両のアイドル制御装置１０は上記構成を備えており、次に、この燃料電池車両のアイドル制御装置１０の動作、特に、アイドル停止を実施する処理について添付図面を参照しながら説明する。
図２は燃料電池車両のアイドル制御装置１０の動作、特にアイドル停止の実施を判定する処理を示すフローチャートであり、図３は蓄電装置１２の端子間電圧Ｖｓｔに対する燃料電池１１の発電出力Ｐｆｃの変化を示すグラフ図であり、図４はアイドル停止の処理を示すフローチャートであり、図５は蓄電装置１２の端子間電圧Ｖｓｔ及び燃料電池１１の出力電圧Ｖｆｃと、燃料電池１１の出力Ｐｆｃ及び蓄電装置１２の出力Ｐｓｔ及び走行用モータ１３の出力Ｐｍｏｔの変化を示すグラフ図である。
【００２８】
先ず、図２に示すステップＳ０１においては、車両の速度ＶＳＰが、所定の速度ＩＳＴＰＶＳＰよりも小さいか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ０４以下の処理を行う。
一方、判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０２に進み、アイドル停止の実行許可フラグＦ＿ＩＳＴＰのフラグ値に「０」をセットして、ステップＳ０３に進む。
ステップＳ０３においては、燃料電池１１の作動許可フラグＦ＿ＥＮＢのフラグ値に「１」をセットして、一連の処理を終了する。
【００２９】
ステップＳ０４においては、走行用モータ１３と、例えばエアーコンプレッサー１５を駆動するモータとのモータ出力ＰＭＣＭＤが所定のモータ出力ＩＳＴＰＰＭよりも小さいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０２以下の処理を行う。
一方、判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０５に進み、ブレーキがオン状態であるか否かを判定する。
ステップＳ０５での判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０２以下の処理を行う。
一方、ステップＳ０５での判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０６に進む。
【００３０】
ステップＳ０６においては、蓄電装置１２の端子間電圧Ｖｓｔが、所定電圧ＶＩＳＴＰＨ、ＶＩＳＴＰＬよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０２以下の処理を行う。
一方、判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０７に進む。
なお、所定電圧ＶＩＳＴＰＨ、ＶＩＳＴＰＬはヒステリシスを有しており、アイドル停止状態へと移行する際にはハイ側の所定電圧ＶＩＳＴＰＨにより判定され、アイドル停止状態から抜ける際にはロー側の所定電圧ＶＩＳＴＰＬにより判定される。
すなわち、例えば図３に示すように、端子間電圧Ｖｓｔがハイ側の所定電圧ＶＩＳＴＰＨを超えた場合にアイドル停止状態へ移行して、燃料電池１１による発電を停止して発電出力Ｐｆｃをゼロに設定する。そして、アイドル停止中に端子間電圧Ｖｓｔが低下してロー側の所定電圧ＶＩＳＴＰＬ以下になった場合にアイドル停止状態から抜けて発電を再開する。そして、再び、端子間電圧Ｖｓｔがハイ側の所定電圧ＶＩＳＴＰＨを超えた場合にアイドル停止状態へ移行する。
【００３１】
なお、ハイ側の所定電圧ＶＩＳＴＰＨは、エアーコンプレッサー１５等の燃料電池駆動用補機類を約１分間作動させるために必要とされる端子間電圧（例えば３６０Ｖ程度）に設定されており、ロー側の所定電圧ＶＩＳＴＰＬは、例えば３００Ｖ程度に設定されており、燃料電池駆動用補機類であるエアーコンプレッサー１５等の駆動に加えて、走行用モータ１３をスムースに再起動させることができるように設定されている。
【００３２】
そして、ステップＳ０７においては、アイドル停止の実行許可フラグＦ＿ＩＳＴＰのフラグ値に「１」をセットして、ステップＳ０８に進む。
ステップＳ０８においては、燃料電池１１の作動許可フラグＦ＿ＥＮＢのフラグ値に「０」をセットして、一連の処理を終了する。
【００３３】
以下に、アイドル停止の処理について説明する。
例えばアイドル停止の実行許可フラグＦ＿ＩＳＴＰのフラグ値に「１」がセットされて、アイドル停止モードが開始されると、先ず、図４に示すステップＳ１１において、燃料電池車両１の停止条件が検出される。
次に、ステップＳ１２においては、検出された燃料電池車両１の停止条件が満たされているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ２１以下の処理を行う。
一方、判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１３に進む。
【００３４】
ステップＳ１３においては、例えばエアーコンプレッサー１５等の燃料電池駆動用補機類の停止条件が検出される。
次に、ステップＳ１４においては、検出された燃料電池駆動用補機類の停止条件が満たされているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ１８以下の処理を行う。
一方、判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１５に進む。
【００３５】
ステップＳ１５においては、例えばエアーコンプレッサー１５等の燃料電池駆動用補機類の動作を停止すると共に燃料電池１１の出力を停止する。
次に、ステップＳ１６においては、燃料電池車両１の特定の負荷、例えば各種の制御装置を除く補機類等の動作を停止して、ステップＳ１７に進み、燃料電池１１の再起動フラグのフラグ値に「１」をセットしてステップＳ１１に進む。
一方、ステップＳ１８においては、車両の特定の負荷を停止して、ステップＳ１９に進み、例えば例えばエアーコンプレッサー１５等の燃料電池駆動用補機類を駆動して、ステップＳ２０に進み、燃料電池１１の出力を再開して、ステップＳ１７以下の処理を行う。
【００３６】
また、ステップＳ２１においては、燃料電池１１の再起動フラグのフラグ値が「１」であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ２６に進む。
一方、判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２２に進み、燃料電池車両１の特定の負荷を停止して、ステップＳ２３に進む。
ステップＳ２３においては、例えばエアーコンプレッサー１５等の燃料電池駆動用補機類を駆動して、ステップＳ２４に進み、燃料電池１１の発電及び出力を再開する。
【００３７】
そして、ステップＳ２５においては、燃料電池１１の再起動が完了したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２２以下の処理を行う。
一方、ステップＳ２５での判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２６に進む。
ステップＳ２６においては、燃料電池１４の再起動フラグのフラグ値に「０」をセットして、一連のアイドル停止モードの処理を終了する。
【００３８】
すなわち、例えば図５に示すように、燃料電池１１の発電が停止されたアイドル停止状態において電力消費が増大すると、先ず、蓄電装置１２から電力供給が行われて、蓄電装置１２の出力Ｐｓｔの増大に伴って端子間電圧Ｖｓｔが減少する。
そして、エアーコンプレッサー１５が起動されて燃料電池１１の発電が再開された後には、燃料電池１１の発電出力Ｐｆｃが増大するのに伴って蓄電装置１２からの出力Ｐｓｔは徐々に頭打ちの状態へと移行する。
なお、燃料電池１１の発電再開後には、例えば所定時間に亘って一次及び二次プリチャージ部１６，１７にて出力電流に対する制限処理が実施され、燃料電池１１の出力電圧Ｖｆｃと蓄電装置１２の端子間電圧Ｖｓｔとが互いに平衡電圧に到達した時点で出力電流の制限処理が停止されて、燃料電池１１と蓄電装置１２とを直結する直結フラグのフラグ値に「１」がセットされる。
【００３９】
上述したように、本実施の形態による燃料電池車両のアイドル制御装置１０によれば、例えばキャパシタからなる蓄電装置１２の残容量すなわち蓄電装置１２の端子間電圧Ｖｓｔが、ロー側の所定電圧ＶＩＳＴＰＬとハイ側の所定電圧ＶＩＳＴＰＨとの間の近傍で変化するように設定されているため、燃料電池１１の再起動をスムースに行うことができるようにしつつ、蓄電装置１２からの電力供給を有効に利用して燃費を向上させることができる。
【００４０】
なお、本実施の形態においては、アイドル停止の実施を判定する処理において、蓄電装置１２の端子間電圧Ｖｓｔが、所定電圧ＶＩＳＴＰＨ、ＶＩＳＴＰＬよりも大きいか否かを判定するとしたが、これに限定されず、蓄電装置１２として例えばバッテリを用いた場合には、バッテリ残容量ＳＯＣが所定の残容量ＳＯＣＨ、ＳＯＣＬよりも大きいか否かを判定しても良い。
この場合、ハイ側のバッテリ残容量ＳＯＣＨが例えば８１％程度に設定され、ロー側のバッテリ残容量ＳＯＣＬが例えば５６％程度に設定されることで、エアーコンプレッサー１５等の燃料電池駆動用補機類の駆動に加えて、走行用モータ１３をスムースに再起動させることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明の燃料電池車両のアイドル制御装置によれば、車両の走行状態に応じて例えばエアーコンプレッサー等の燃料電池駆動用補機類の作動を停止するため、燃費を向上させることができる。
さらに、請求項２に記載の燃料電池車両のアイドル制御装置によれば、アイドル停止の実施を判定する処理において、蓄電装置の残容量が所定残容量以上であるか否かを判定することで、燃料電池の再起動に必要な電力を確保しておくことができ、燃料電池の発電停止後に、例えばエアーコンプレッサー等の燃料電池駆動用補機類を駆動してスムースに燃料電池を再起動させることができる。
【００４２】
また、請求項３に記載の燃料電池車両のアイドル制御装置によれば、車両の走行状態に応じて、例えばエアーコンプレッサー等の燃料電池駆動用補機類の作動を停止して燃料電池の発電を停止するため、燃費を向上させることができると共に、蓄電装置の残容量を所定範囲の値に設定しておくことで、燃料電池の発電停止後であっても、例えばエアーコンプレッサー等の燃料電池駆動用補機類及び走行用モータをスムースに再起動させることができる。
さらに、請求項４に記載の燃料電池車両のアイドル制御装置によれば、車両の走行状態に応じて燃料電池の発電を停止することで燃費を向上させることができると共に、燃料電池の発電停止後に、例えばエアーコンプレッサー等の燃料電池駆動用補機類を駆動してスムースに燃料電池を再起動させることができる。
さらに、請求項５に記載の燃料電池車両のアイドル制御装置によれば、アイドル停止の実施を判定する処理において、蓄電装置の残容量が所定残容量以上であるか否かを判定することで、燃料電池の再起動に必要な電力を確保しておくことができ、スムースに再起動させることができる。
さらに、請求項６に記載の燃料電池車両のアイドル制御装置によれば、所定残容量を、エアーコンプレッサー等の燃料電池駆動用補機類等への電力供給を所定時間に亘って実行可能な値に設定しておくことで、燃料電池の発電停止後に再起動する場合であっても、エアーコンプレッサーや走行用モータ等をスムースに再起動させることができる。
さらに、請求項７に記載の燃料電池車両のアイドル制御装置によれば、燃料電池の再起動をスムースに行うことができるようにしつつ、蓄電装置からの電力供給を有効に利用して燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係る燃料電池車両のアイドル制御装置を備える燃料電池車両の構成図である。
【図２】  燃料電池車両のアイドル制御装置の動作、特にアイドル停止の実施を判定する処理を示すフローチャートである。
【図３】  蓄電装置の端子間電圧Ｖｓｔに対する燃料電池の発電出力Ｐｆｃの変化を示すグラフ図である。
【図４】  アイドル停止の処理を示すフローチャートである。
【図５】  蓄電装置の端子間電圧Ｖｓｔ及び燃料電池の出力電圧Ｖｆｃと、燃料電池の出力Ｐｆｃ及び蓄電装置の出力Ｐｓｔ及び走行用モータの出力Ｐｍｏｔの変化を示すグラフ図である。
【図６】  燃料電池の発電効率を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０  燃料電池車両のアイドル制御装置
１１  燃料電池
１２  蓄電装置（残容量検出手段）
１３  走行用モータ（電気的負荷）
１４  ＰＤＵ（負荷検出手段）
１５  エアーコンプレッサー（電気的負荷、燃料電池駆動手段）
１８  ＥＣＵ（駆動制御手段）
２３  制御部（負荷検出手段）
３５  磁極位置−角速度検出器（回転数検出手段）
【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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