JP2001095107A - ハイブリッド駆動式移動体の電源制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料電池とバッテリの特性に基づいて効率よ
く電源を使い分けて負荷変動に対処し、安定した走行を
確保するとともにバッテリの容量不足をなくし劣化を抑
制するハイブリッド駆動式移動体の電源制御方法を提供
する。 【解決手段】 移動駆動用の電動式動力源３１と、この
動力源の負荷に対応して電力を供給する電源として燃料
電池７０および二次電池６０を備えたハイブリッド駆動
式移動体の電源制御方法において、変動する負荷ａに対
し、実質上変動の小さい所定レベルのベース負荷ｂに対
応する電力を燃料電池７０から供給し、変動負荷部分ｃ
に対応した電力を二次電池６０から供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両や船舶等に適用
されるハイブリッド駆動式移動体の電源制御方法に関
し、特に電源として燃料電池と二次電池とを備えたハイ
ブリッド駆動式移動体の電源制御方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】車両の低公害化のために車両駆動用とし
て電動モータを用い、その電源として１つは、負荷の変
化に対して応答性よく電動モータに電力を供給可能で充
電可能な鉛蓄電池等の二次電池（バッテリ）とし、他の
１つは、補給が簡便な燃料を使用し且つ低公害性の燃料
電池とし、これらの電池を組合せたハイブリッド方式の
電動車両が研究開発されている。このようなハイブリッ
ド駆動車両において、燃料電池として水素ガス貯蔵器中
の水素ガスを燃料として使用するものや、メタノールや
メタンあるいはブタン等を一次燃料とし、改質装置（リ
フォーマ）で生成する水素ガスを燃料として使用するも
のが考えられる。

【０００３】このようなハイブリッド駆動車両において
は、メインスイッチオンによる電源投入後、運転状態に
応じて効率よく電力を供給して最適状態でモータを駆動
制御するために車両コントローラが備る。また、モー
タ、燃料電池およびバッテリ等の各機器を構成するモジ
ュールは、それぞれ車両の運転制御に必要なモジュール
に対応したデータ、例えば温度や回転数あるいは電圧や
電流等の状態を検出するためのセンサを有し、その検出
出力に応じて車両コントローラが必要電力や走行可能距
離等を演算し、バッテリの充放電や燃料電池の出力やモ
ータの駆動制御等を行う。

【０００４】このようなハイブリッド駆動車両におい
て、特に電動二輪車等の小型車両においては、モータに
対する負荷変動（アクセル操作による要求負荷や、路面
の傾斜や凹凸による外部負荷の変化）が大きく、素速い
応答性が求められる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃料電
池は、水素ガス貯蔵器中の純水素を使う場合には、水素
ガス流動の慣性に起因する応答遅れや水素ガス流動の短
時間の変動において脈動が発生し、結果として出力の不
安定が生じることがあり、また、改質水素を使用した場
合には、改質器の応答性が悪いため、起動時や負荷急増
時に燃料電池の出力をすぐには上げることができず、シ
ステムとして敏速な動力特性が得られない等の問題があ
る。

【０００６】そこでバッテリとのハイブリッドシステム
により、この燃料電池の応答遅れ等に対処するために負
荷急増時等にはバッテリにより電力を供給することが考
えられるが、燃料電池の出力を上昇している間に、バッ
テリに対する負荷が過大となって、バッテリの容量が急
速に低下し、必要な走行距離を確保できなかったり、バ
ッテリの寿命を縮める等の問題を生じる。

【０００７】本発明は上記の点を考慮したものであっ
て、燃料電池とバッテリの特性に基づいて効率よく電源
を使い分けて負荷変動に対処し、安定した走行を確保す
るとともにバッテリの容量不足をなくし劣化を抑制する
ハイブリッド駆動式移動体の電源制御方法の提供を目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、移動駆動用の電動式動力源と、この動
力源の負荷に対応して電力を供給する電源として燃料電
池および二次電池を備えたハイブリッド駆動式移動体の
電源制御方法において、変動する負荷に対し、実質上変
動負荷部分より小さい所定レベルのベース負荷に対応す
る電力を燃料電池から供給し、変動負荷部分に対応した
電力を二次電池から供給することを特徴とするハイブリ
ッド駆動式移動体の電源制御方法を提供する。

【０００９】この構成によれば、所定レベルの負荷をベ
ース負荷として常に燃料電池で負担させ、このベース負
荷を越える変動負荷を二次電池（バッテリ）で負担させ
ることにより、一定のあるいは運転モードに応じて緩慢
に変化するベース負荷について常に安定して燃料電池か
ら電力が供給され、これを越える細かい変動負荷部分に
ついてバッテリから電力が供給されるため、バッテリの
負担が少なくなり、バッテリ容量の急激な低下やバッテ
リの劣化を抑制し、負荷全体を燃料電池とバッテリで効
率よく分担して安定した走行を確保することができる。

【００１０】好ましい構成例では、前記二次電池の容量
に基づき、容量が所定量より少ない場合には前記ベース
負荷を大きくし、容量が所定量より多い場合には前記ベ
ース負荷を小さくすることを特徴としている。

【００１１】この構成によれば、二次電池（バッテリ）
の充電残量を計測し、その容量に応じて、バッテリ容量
が所定の値より少ないときにはベース負荷を上げて燃料
電池による電力供給量を負荷以上に大きくしてバッテリ
を充電し、バッテリ容量が所定の値より多くなったとき
には、ベース負荷を下げて燃料電池による電力供給量を
少なくしてバッテリの負担分を増加させることによりバ
ッテリから放電してバッテリを適正容量に保つことがで
きる。

【００１２】さらに好ましい構成例では、移動停止時
に、前記燃料電池からの電力供給を続けることを特徴と
している。

【００１３】この構成によれば、移動体が一時的に走行
を停止しているときに、燃料電池の発電作用を続けるこ
とにより、バッテリを充電することができ、走行開始し
た後の安定した運転が確保される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態
に係るハイブリッド駆動車両の全体構成図である。この
実施形態のハイブリッド駆動車両１は、自動二輪車に適
用されている。ハイブリッド駆動車両１には、ハイブリ
ッド駆動装置２が備えられている。ハイブリッド駆動装
置２は、電動モータユニット３、変速機４、車両コント
ローラ５、バッテリユニット６及び燃料電池ユニット７
を有している。

【００１５】主に燃料電池と改質装置からなる燃料電池
サブユニット７ａは、シート８の後方で駆動輪９の上方
位置に配置されている。シート８の前方で、操向輪１１
を操向するフロントフォーク１２との間には、メタノー
ルタンク１３が配置されている。メタノールタンク１３
には、燃料注入キャップ１４が設けられている。

【００１６】燃料電池サブユニット７ａの燃料電池とバ
ッテリユニット６のバッテリとによるハイブリッド式に
より電動モータユニット３の電動モータを駆動し、駆動
輪９を回転させる。

【００１７】なお、図１において図中１３の位置に主に
燃料電池本体と改質装置からなる燃料電池サブユニット
を配置し、図中７の位置にメタノールタンクを配置して
もよい。

【００１８】図２（Ａ）はハイブリッド駆動式の自動二
輪車の別の形状例の図であり、同図（Ｂ）はその燃料電
池用の水素供給装置の構成図である。このハイブリッド
駆動車両１は、シート８の下部に車両コントローラ５お
よびバッテリユニット６を有し、車両コントローラ５の
下部に電動モータユニット３が備り、その前方に主に燃
料電池からなる燃料電池サブユニット７ｂが設けられ
る。シート８の後方の荷台上に、燃料電池サブユニット
７ｂに電力発生用の水素を供給するための水素供給装置
１５が備る。

【００１９】水素供給装置１５は、図２（Ｂ）に示すよ
うに、メタノールタンク１３とともに水素ボンベ１６を
備え、燃焼用空気を供給するファン１７およびバーナー
１８を有し、後述のように、一次燃料を加熱して気化さ
せ触媒を通して水素を得る改質器１９を備えている。

【００２０】図３は、本発明に係るハイブリッド駆動車
両に搭載される動力伝達系、制御系の全体システムの概
略構成図である。このハイブリッド駆動車両１には、メ
インスイッチＳＷ１、シート８、スタンド２０、フット
レスト２１、アクセルグリップ２２、ブレーキ２３、表
示装置２４、灯火器やウインカ等のランプユニット２
５、ユーザ入力装置２６、不揮発性メモリ２７、タイマ
２８が備えられ、さらに電動モータユニット３、変速機
４、車両コントローラ５、バッテリユニット６及び燃料
電池ユニット７が備えられている。

【００２１】メインスイッチＳＷ１からＯＮ／ＯＦＦ信
号が車両コントローラ５へ送られ、電動車両が駆動され
る。またシート８、スタンド２０、フットレスト２１お
よびブレーキ２３には、それぞれセンサＳ１〜Ｓ４が設
けられ、これらのセンサＳ１〜Ｓ４からＯＮ／ＯＦＦ信
号が車両コントローラ５へ送られ、それぞれの動作状態
が検知される。

【００２２】アクセルグリップ２２は、出力設定手段を
構成し、このアクセルグリップ２２にはアクセル開度セ
ンサＳ５が設けられ、運転者のグリップ操作によりアク
セル開度センサＳ５からアクセル開度信号が車両コント
ローラ５へ送られる。アクセル開度に応じて電動モータ
の制御が行われる。車両コントローラ５は、アクセルグ
リップ２２により構成される出力設定手段の出力設定値
に基づき電動モータの出力を制御する制御手段を構成す
る。

【００２３】ユーザ入力装置２６から運転者は、種々の
データを車両コントローラ５へ入力でき、例えば車両の
運転特性を変更することができる。また不揮発性メモリ
２７およびタイマ２８と車両コントローラ５との間でデ
ータ授受が行われ、車両運転停止時にそのときの運転状
態情報を不揮発性メモリ２７に記憶し、運転開始時に記
憶されている運転状態情報を車両コントローラ５が読み
込み制御する。

【００２４】表示装置２４は、車両コントローラ５から
表示ＯＮ／ＯＦＦ信号により駆動され、表示装置２４に
は電動車両の運転状態が表示される。灯火器やウインカ
等のランプユニット２５は、ＤＣ／ＤＣ変換器２５ａ、
灯火器やウインカ等のランプ２５ｂから構成される。車
両コントローラ５からの起動ＯＮ／ＯＦＦ信号によりＤ
Ｃ／ＤＣ変換器２５ａを駆動してランプ２５ｂを点灯す
る。

【００２５】電動モータユニット３には、モータドライ
バ３０、駆動輪９に連結される電動モータ３１、エンコ
ーダ３２、回生電流センサＳ１１および回生エネルギ制
御手段３３が備えられている。車両コントローラ５から
のデューティ信号によりモータドライバ３０が電動モー
タ３１を制御し、この電動モータ３１の出力により駆動
輪９が駆動される。電動モータ３１の磁極位置及び回転
数をエンコーダ３２が検出する。エンコーダ３２からモ
ータ回転数情報がモータドライバ３０内のメモリに格納
され必要に応じて車両コントローラ５へ送られる。電動
モータ３１の出力を変速機４により変速して駆動輪９を
駆動し、変速機４は車両コントローラ５からの変速命令
信号により制御される。電動モータ３１にはモータ電圧
センサまたはモータ電流センサＳ７が設けられ、このモ
ータ電圧またはモータ電流の情報はモータドライバ内の
メモリに格納され必要に応じて車両コントローラ５へ送
られる。

【００２６】バッテリユニット６には、バッテリ６０、
バッテリコントローラ６１及びバッテリリレー６２が備
えられる。燃料電池ユニット７には、発電手段を構成す
る燃料電池７０、燃料電池コントローラ７１、逆流防止
素子７２および燃料電池リレー７３が備えられる。燃料
電池７０の出力電流をバッテリ６０に供給可能とする第
１の電力供給路Ｌ１と、バッテリ６０からの出力電流を
電動モータ３１に供給可能とする第２の電力供給路Ｌ２
とが備えられ、電力調整部８０を介して電力が供給され
る。

【００２７】バッテリコントローラ６１には、バッテリ
６０の充電状態を検知する検知手段が備えられ、この検
知手段は、バッテリ温度センサＳ１２、バッテリ電圧セ
ンサＳ１３、バッテリ電流センサＳ１４から構成され、
これらの情報は、バッテリコントローラ６１内のメモリ
に格納され必要に応じて車両コントローラ５へ入力され
る。バッテリリレー６２は、車両コントローラ５からの
ＯＮ／ＯＦＦ信号により作動して第２の電力供給路Ｌ２
からの電力供給を制御する。

【００２８】燃料電池コントローラ７１へ車両コントロ
ーラ５から通信データが送られ、これにより燃料電池コ
ントローラ７１が燃料電池７０を制御する。燃料電池コ
ントローラ７１には、燃料電池７０の状態を検知する検
知手段が備えられる。この検知手段は、各種温度センサ
Ｓ２１、燃料電池電圧センサＳ２２、燃料電池電流セン
サＳ２３から構成され、これらの情報はこの燃料電池コ
ントローラ７１内のメモリに格納され必要に応じて車両
コントローラ５へ入力される。整流ダイオード（逆流防
止素子）７２を介して燃料電池コントローラに接続され
た燃料電池リレー７３は、車両コントローラ５からのＯ
Ｎ／ＯＦＦ信号により作動して第１の電力供給路Ｌ１か
ら電力供給を制御する。

【００２９】図４は、本発明の実施の形態に係る燃料電
池ユニットの要部構成図である。この実施形態の燃料電
池ユニット７は、メタノールタンク１０２、改質装置
（リフォーマ）１０３、シフトコンバータ１０４、選択
酸化反応器１０５、燃料電池（セル）７０、水分回収熱
交換器１０７、水タンク１０８及び燃料電池コントロー
ラ７１、バルブ、ポンプ、ファン等の各機器およびセン
サから構成されている。燃料電池コントローラ７１は、
バルブ、ポンプ、ファン等の各機器及びセンサと接続さ
れている。改質装置１０３、シフトコンバータ１０４、
選択酸化反応器１０５、燃料電池７０の各部には温度セ
ンサＴｒ，Ｔｂ，Ｔｓ，Ｔｐ，Ｔｃが備えられ、これら
の温度検出により各部が燃料電池コントローラ７１（図
３）によって適正温度に制御される。

【００３０】改質装置（リフォーマ）１０３には、加熱
器（バーナー）１１０、蒸発器１１１、触媒層１１２が
備えられている。加熱器１１０には、温度センサＴｂの
温度検出によりバーナーポンプ１１３が駆動されてメタ
ノールタンク１０２からメタノールが供給され、またバ
ーナーファン１１４の駆動で空気が供給され、これらの
燃焼作用により蒸発器１１１を加熱する。なお、図中二
重丸は空気取入れ口を示す。蒸発器１１１には、メタノ
ールポンプ１１５の駆動でメタノールタンク１０２から
供給されるメタノールと、水ポンプ１１６の駆動で水タ
ンク１０８から供給される水が混合して供給される。加
熱器１１０により蒸発器１１１を加熱してメタノールと
水の混合燃料を気化し、この蒸発器１１１で気化した混
合燃料を触媒層１１２に供給する。

【００３１】バーナー１１０にはさらに燃料電池（セ
ル）７０からの剰余（またはバイパスした）水素ガスが
配管２０１を通して供給され燃焼する。このバーナー１
１０の燃焼熱により、メタノールと水からなる一次燃料
（原料）を気化させるとともに触媒層１１２を加熱して
触媒層１１２を触媒反応に必要な反応温度に維持する。
燃焼ガスおよび反応に寄与しなかった空気は排気通路２
０２を通して外部に排出される。

【００３２】触媒層１１２は例えばＣｕ系の触媒からな
り、約３００℃の触媒反応温度でメタノールと水の混合
気を、以下のように、水素と二酸化炭素に分解する。

【００３３】ＣＨ₃ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ→３Ｈ₂ ＋ＣＯ₂ この触媒層１１２において、微量（約１％）の一酸化炭
素が発生する。

【００３４】ＣＨ₃ＯＨ→２Ｈ₂ ＋ＣＯこのＣＯはセル
７０内で触媒に吸着して起電力反応を低下させるため、
後段側のシフトコンバータ１０４および選択酸化反応器
１０５においてその濃度を低下させセル７０内での濃度
を１００ｐｐｍ〜数１０ｐｐｍ程度にする。

【００３５】シフトコンバータ１０４内では、反応温度
が約２００℃程度で、分解ガス中の一酸化炭素を余剰水
蒸気による以下の反応、すなわち ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ→Ｈ₂ ＋ＣＯ₂ の化学反応によりＣＯからＣＯ₂に変換させ濃度を約
０．１％程度まで低下させる。

【００３６】これをさらに選択酸化反応器１０５内にお
いて、白金系触媒を用いて約１２０℃の触媒反応温度で ２ＣＯ＋Ｏ₂→２ＣＯ₂ の酸化反応によりＣＯからＣＯ₂に化学変化させ、濃度
をさらにその１／１０あるいはそれ以下にする。これに
よりセル７０内でのＣＯ濃度を数１０ｐｐｍ程度に低下
させることができる。

【００３７】前記改質装置１０３により、原料を改質し
て前述のように水素を製造し、得られた水素をシフトコ
ンバータ１０４、選択酸化反応器１０５を介して燃料電
池７０に供給する。改質装置１０３とシフトコンバータ
１０４との間には、脈動や圧力変動を吸収するためのバ
ッファタンク１１７および切換弁１１７ａ，１１７ｂが
設けられ、これらの切換弁１１７ａ，１１７ｂの作動で
水素が改質装置１０３の加熱器１１０に戻される。シフ
トコンバータ１０４は温度センサＴｓの温度検出により
冷却用空気ファン１１８で冷却される。冷却空気は排気
通路２０３を通して外部に排出される。

【００３８】シフトコンバータ１０４と選択酸化反応器
１０５との間には、バッファタンク１２４及び切換弁１
２４ａ，１２４ｂが設けられ、これらの切換弁の作動で
水素が改質装置の加熱器１１０に戻される。

【００３９】シフトコンバータ１０４から送られる水素
に、反応用空気ポンプ１１９の駆動で供給される空気を
混合して選択酸化反応器１０５に供給する。選択酸化反
応器１０５は温度センサＴｐの温度検出により冷却用空
気ファン１２０で冷却される。冷却空気は排気通路２０
４を通して外部に排出される。

【００４０】選択酸化反応器１０５と燃料電池７０との
間には、バッファタンク１２１および切換弁１２１ａ，
１２１ｂが設けられ、これらの切換弁の作動で水素が改
質装置１０３の加熱器１１０に戻される。

【００４１】前述のシフトコンバータ１０４に対する切
換弁１１７ａ，１１７ｂ、選択酸化反応器１０５に対す
る切換弁１２４ａ，１２４ｂおよび燃料電池７０に対す
る切換弁１２１ａ，１２１ｂの流量調整により、燃料電
池７０に供給される水素の量が調整され、出力を調整す
ることができる。この場合、酸素は過剰に供給されてい
るため、水素の量により出力が制御される。

【００４２】このような出力の調整は、前述の燃料電池
ユニット７のセンサＳ２１〜２３のデータおよび他の各
種センサからの運転状態の検出データに基づき、車両コ
ントローラ５が必要出力を演算し、これに基づいて切換
弁動作後のセル内の水素量が実際に変化するまでの時間
遅れ等を考慮して各切換弁の流量を車両コントローラ５
または燃料電池コントローラ７１が演算し、これに基づ
いて各切換弁のＯＮ／ＯＦＦ制御あるいは開度制御を燃
料電池コントローラ７１が行う。この場合、メタノール
等の一次燃料の供給量を多くすることにより気化する水
素量を増やして出力を高めることができるが、この場合
には、発電に寄与する水素量の増加までに時間遅れが発
生する。このような時間遅れはバッテリからの電力によ
りカバーされる。

【００４３】燃料電池７０には、冷却加湿ポンプ１２２
の駆動で水タンク１０８から水が供給され、また温度セ
ンサＴｃの温度検出により加圧空気ポンプ１２３の駆動
で水分回収熱交換器１０７から空気が供給され、これら
の水、空気および水素から燃料電池７０で以下のように
発電を行う。

【００４４】燃料電池７０は、冷却および加湿用の水通
路２０５が形成されたセル膜（図示しない）の両面側に
例えば白金系の多孔質触媒層（図示しない）を設けて電
極を形成したものである。一方の電極には、水素通路２
０６を通して選択酸化反応器１０５から水素が供給さ
れ、他方の電極には酸素通路２０７を通して酸素（空
気）が供給される。水素側電極の水素通路２０６からセ
ル膜を通して水素イオンが酸素側電極に移動し、酸素と
結合して水が形成される。この水素イオン（＋）の移動
に伴う電子（−）の移動により電極間に電流が流れ、発
電がなされる。

【００４５】この発電反応は発熱反応であり、これを冷
却するため及び水素イオンを円滑に酸素電極側に移動さ
せるために、水タンク１０８からポンプ１２２により両
電極間のセル膜の水通路２０５に水が供給される。水通
路２０５を通過して高温となった水は熱交換器１０７で
空気と熱交換され水タンク１０８に戻る。水タンク１０
８には放熱フィン２０８が設けられ水を冷却する。２０
９はオーバーフロー管である。

【００４６】熱交換器１０７には空気が導入される。こ
の空気は高温の水と熱交換され高温空気となって空気ポ
ンプ１２３により酸素通路２０７に供給される。このよ
うな高温空気を送り込むことにより、水素イオンとの結
合反応が促進され効率よく起電力反応が行われる。この
ため、この熱交換器１０７への空気取入れ口（図中二重
丸で示す）は、前述の高温触媒反応を起こす選択酸化反
応器１０５あるいは触媒層１１２の近傍に設けることが
望ましい。

【００４７】酸素通路２０７を通過して水素イオンと結
合した空気中の酸素は水となって水タンク１０８に回収
される。残りの空気（酸素および窒素）は排気通路２１
０を通して外部に排出される。

【００４８】このように燃料電池７０で用いられた水お
よび発電により生成した水は、水分回収熱交換器１０７
で冷却空気との間で熱交換され水タンク１０８に戻され
る。また、燃料電池７０で発電のために用いられた水素
の余剰分は、バルブ２１１および配管２０１を通して、
改質装置１０３の加熱器１１０に戻される。

【００４９】前述のように、燃料電池ユニット７では、
加熱器１１０によって蒸発器１１１を加熱し、この蒸発
器１１１で気化した原料を触媒層１１２に供給するよう
にした改質装置１０３により、原料を改質して水素を製
造し、得られた水素をシフトコンバータ１０４および選
択酸化反応器１０５を介して燃料電池７０に供給して発
電を行う。この場合、選択酸化反応器１０５から得られ
た水素を前述の図２（Ｂ）に示すように、一旦水素ボン
ベ１６に貯蔵してもよい。

【００５０】このような燃料電池７０の出力は、前述の
図３に示したように、逆流防止素子７２および燃料電池
リレー７３を介して電力調整部８０に接続され、この電
力調整部８０はバッテリ６０と電動モータ３１とに接続
される。

【００５１】なお、上記各実施の形態においては、メタ
ノールを原料として水素ガスを生成する改質装置１０
３、シフトコンバータ１０４、選択酸化反応器１０５等
を前提としたが、原料としてガソリン、メタン、あるい
はブタンのうちいずれかをタンク内に収容し、これらの
原料に対応した触媒を搭載する改質装置１０３、シフト
コンバータ１０４、選択酸化反応器１０５等を使用して
燃料電池７０に使用する水素ガスを生成するようにして
もよい。また、燃料電池ユニット７を、主に燃料電池と
水素ガス貯蔵合金を収容する水素ガスボンベから構成す
るとともに、この水素ガスボンベを燃料電池ユニット７
に交換可能に装着するようにしてもよい。この場合、水
素ガスボンベには、工場等で工業的に生成生産される純
度の高い水素ガスが工場等で充填される。

【００５２】図５は、本発明に係るハイブリッド駆動車
両の電源制御系のブロック構成図である。車両コントロ
ーラ５は、双方向通信ライン２２０，２２１，２２２を
介してそれぞれ電動モータユニット３、バッテリユニッ
ト６および燃料電池ユニット７に接続される。燃料電池
ユニット７は、（＋）側電流ライン２２３ａおよび
（−）側電流ライン２２３ｂを介して電動モータユニッ
ト３に接続される。（＋）側電流ライン２２３ａ上には
スイッチ２２５が設けられる。このスイッチ２２５は、
車両コントローラ５によりＯＮ／ＯＦＦ駆動される。

【００５３】バッテリユニット６は、（＋）側電流ライ
ン２２４ａおよび（−）側電流ライン２２４ｂからそれ
ぞれに直結される（＋）側電流ライン２２３ａおよび
（−）側電流ライン２２３ｂを介して電動モータユニッ
ト３に接続される。（＋）側電流ライン２２４ａ上には
スイッチ２２６が設けられる。このスイッチ２２６は、
車両コントローラ５によりＯＮ／ＯＦＦ駆動される。

【００５４】電動モータユニット３は、電動モータ３１
（図３）とともにモータドライバ３０およびエンコーダ
やセンサ等をモジュールとして一体化したものである。
このような電動モータユニット３は、一体部材として車
両に着脱可能である。したがって、双方向通信ライン２
２０および電流ライン２２３ａ，２２３ｂ，２２４ａ，
２２４ｂはそれぞれカプラ（図示しない）を介して電動
モータユニット３と車両コントローラ５の間を接続して
いる。

【００５５】電動モータユニット３の運転状態、例えば
回転数、スロットル開度、走行速度、要求負荷、温度、
シフト位置等の検出データは、車両コントローラ５に送
られ、車両コントローラ５内のメモリに常時書換えられ
て格納される。

【００５６】バッテリユニット６は、前述の図３に示し
たようにバッテリ６０とともに、バッテリコントローラ
６１やセンサＳ１２〜１４およびリレー６２等をモジュ
ールとして一体化したものである。このバッテリユニッ
ト６は、一体部材として車両に着脱可能である。したが
って、双方向通信ライン２２１や電流ライン２２４ａ，
２２４ｂはカプラ（図示しない）を介してこのバッテリ
ユニット６のバッテリコントローラ６１に接続される。

【００５７】このバッテリコントローラ６１はメモリを
有し、このバッテリユニットの温度、電圧、電流等の状
態データおよびバッテリ６０の残量データを検出して常
時書換えながら格納する。これにより、運転中に車両コ
ントローラとの間で双方向通信によりデータの授受を行
って必要な電力を供給するとともに、バッテリ６０を交
換した場合に、直ちにその残量を車両コントローラ側で
確認することができ、走行可能距離等の演算処理を行う
ことができる。

【００５８】燃料電池ユニット７は、前述の燃料電池７
０やリフォーマ等とともに、燃料電池コントローラ７１
およびセンサＳ２１〜２３（図３）やリレー７３等をモ
ジュールとして一体化したものである。この燃料電池ユ
ニット７は、一体部材として車両に着脱可能である。し
たがって、双方向通信ライン２２２や電流ライン２２３
ａ，２２３ｂはカプラ（図示しない）を介してこの燃料
電池ユニット７の燃料電池コントローラ７１に接続され
る。

【００５９】燃料電池コントローラ７１はメモリを有
し、この燃料電池ユニット７の温度、電圧、電流等の状
態データおよび燃料電池の容量データ（具体的にはメタ
ノールタンクの残量）等の検出データを常時書換えなが
ら格納する。これにより、運転中に車両コントローラと
の間で双方向通信によりデータの授受を行って必要な電
力を供給するとともに、走行可能距離等の演算処理を行
うことができる。

【００６０】なお、図５の実施形態では、ハイブリッド
駆動車両を構成する２つの電力供給源として燃料電池お
よびバッテリを用いたが、２つの燃料電池あるいは２つ
のバッテリ（二次電池）を用いてもよく、またエンジン
式発電機やキャパシタを用いることもできる。また、本
発明は車両以外にも船舶その他の装置に適用可能であり
る。

【００６１】図６は、本発明に係るハイブリッド駆動車
両の制御系のデータ通信の説明図である。車両コントロ
ーラ５は、電動モータユニット３（エンコーダ３２およ
びその他のセンサ群）、バッテリコントローラ６１およ
び燃料電池コントローラ７１の各々に対し、各コントロ
ーラのメモリに蓄積されている各種データの要求信号を
発信する。このデータ要求に対し、電動モータユニット
３のセンサ群及び各コントローラ６１，７１から車両コ
ントローラ５に対し必要なデータを返信する。データの
内容としては、温度、電圧、電流、エラー情報、容量等
の状態情報、要求出力等の制御情報などが送受信され
る。

【００６２】この場合、車両コントローラ５は、電動モ
ータユニット３のセンサ群及び各コントローラ６１，７
１からのデータに基づいて各ユニットに対する最適な駆
動量を演算し、この駆動量のデータを運転指令データと
してモータドライバ３０および各コントローラ６１，７
１に送信して、電動モータユニット３、バッテリユニッ
ト６および燃料電池ユニット７を駆動制御することがで
きる。

【００６３】図７および図８は、車両コントローラ５に
より実施される制御のフローチャートである。各ステッ
プの動作は以下のとおりである。

【００６４】ａ１：各種フラグやモータデューティデー
タ等が所定の初期値に設定される。 ａ２：不揮発性メモリ２７から電動車両の過去の運転情
報を読み込む。 ａ３：プログラム実行、メインスイッチの動作チェック
及びタイマ信号の有無チェック等のみに必要な微弱電流
がシステムを流れる状態、すなわち小電力状態で待機す
る。 ａ４：バッテリ側のＣＰＵで動作されるタイマが所定の
時間、例えば１時間毎に出力するタイマ信号か、車体に
取付けられるメインスイッチのＯＮ動作信号のいずれか
が有るか判断する。

【００６５】ａ５：外部信号（前記ａ４のタイマ信号ま
たはメインスイッチ信号）があれば前述のａ３の小電力
状態を解除する。 ａ６：外部信号の種類を判別し、メインスイッチＯＮ有
りならばステップａ１１へ、タイマ信号有りならばステ
ップａ７へ進む。 ａ７：バッテリコントローラ６１内のＲＡＭ中に書込ま
れた電池容量データを確認する。 ａ８：ａ７の電池容量データに基づき二次電池に充電が
必要かどうかを判別する。 ａ９：充電が不要の場合、この電池からの放電量を計算
する。

【００６６】ａ１０：バッテリコントローラ６１内のＲ
ＡＭ中の電池容量データを書換える。 ａ１１：次に乗車する予定の書込みデータが有ればそれ
を取込む。 ａ１２：各センサによる各検知信号を取込む。運転者の
燃料電池強制ＯＦＦ動作信号も有れば取込む。 ａ１３：ａ１２で取込んだ二次電池の電圧、電流および
温度の各検知信号のデータを入力する。 ａ１４：入力されたデータに基づき補正等を行って二次
電池容量を計算する。 ａ１５：バッテリ側の温度検出データおよび容量データ
に基づき、マップあるいは計算式により、燃料電池の発
電量指令値を計算する。 ａ１６：燃料電池に発電停止指令または発電量指令値を
送信する。

【００６７】ａ１７：燃料電池からデータを受信する。
このデータは、燃料電池の運転状態（発電量、温度、出
力電圧・電流等）のデータおよび燃料電池の運転状態に
異常が検知されたとき「１」が立つ異常フラグのデータ
である。 ａ１８：メインスイッチがＯＮかＯＦＦかを判別する。 ａ１９：乗車状態か下車状態かを判別する。シートスイ
ッチのＯＮ検知情報またはスタンドスイッチのＯＮ検知
情報のいずれかがあるとき乗車と判断する。 ａ２０：燃料電池の異常フラグが１か０により燃料電池
の異常を判別する。

【００６８】ａ２１：燃料電池が異常なしのとき、リレ
ーをＯＮにする。 ａ２２：二次電池の異常時に「１」が立つ二次電池の異
常フラグが１か０かをチェックして二次電池の異常を判
別する。 ａ２３：二次電池が異常なしのとき、リレーをＯＮにす
る。 ａ２４：燃料電池が異常のとき、リレーをＯＦＦにす
る。 ａ２５：二次電池が異常のとき、リレーをＯＦＦにす
る。 ａ２６：乗車していないとき、燃料電池および二次電池
のリレーをともにＯＦＦにする。

【００６９】ａ２７：異常の内容をメータパネル中のデ
ィスプレイに表示する。 ａ２８：モータの電流値を入力する。なお、モータはメ
インスイッチＯＦＦ状態での燃料電池による充電時に
は、モータ電流値が０とされる。 ａ２９：モータ電流指令値を入力する。このモータ電流
指令値は、スロットルレバーのスロットル角度が大きい
程値が大きくなる。 ａ３０：モータのデューティ値を出力する。このデュー
ティ値は、モータ駆動のための指令値であり、モータ電
流指令値の関数で、定性的にはモータ電流指令値が大き
い程値が大きい。 ａ３１：メインスイッチがＯＮかＯＦＦかを判別する。 ａ３２：充電動作中か充電停止中かを判別する。充電停
止されるのは、満充電のときと、バッテリ側あるいは燃
料電池側に異常があってリレーがＯＦＦされているとき
である。 ａ３３：バッテリ容量を不揮発性メモリに書込む。この
データは、前述のステップａ２で読み込まれる。 ａ３４：バッテリがＯＮかＯＦＦかを判別する。バッテ
リが接続中（ＯＮ）であれば、メインスイッチＯＦＦで
車両が放置されている状態でもプログラムを継続動作
し、バッテリの容量管理および燃料電池による充電管理
を実施する。

【００７０】図９は燃料電池の動作制御のフローチャー
トである。各ステップの動作は以下のとおりである。 ｂ１：各種フラグ等が所定の初期値に設定される。 ｂ２：プログラム実行、メインスイッチの動作チェック
及びタイマ信号の有無チェック等のみに必要な微弱電流
がシステムを流れる状態、すなわち小電力状態で待機す
る。 ｂ３：車両コントローラからの燃料電池を起動するため
の外部からの起動信号があるか否かを判別する。

【００７１】ｂ４：外部信号があれば、前述のａ３の小
電力状態を解除する。 ｂ５：燃料電池の起動処理（ウォームアップ）を行う。
これは主として改質装置からの水素ガス供給を可能にす
るための動作である。 ｂ６：燃料電池が電力供給可能状態になったかどうかを
判別する。 ｂ７：運転者に対し燃料電池が待機状態であることをデ
ィスプレイに表示する。 ｂ８：燃料電池の各部の温度センサＴｒ，Ｔｓ，Ｔｐ，
Ｔｃからの検出温度情報を入力する。 ｂ９：各部の温度が適正範囲に入るように各部を制御す
る。 ｂ１０：電動車両から発電準備を続けるかしないかの指
令データを受信する。 ｂ１１：受信データから発電準備継続かどうかを判別す
る。継続であればステップｂ６に戻り待機状態を維持す
る。受信データが途絶したとき又は発電停止指令を受け
たときはステップｂ２１に進む。

【００７２】ｂ１２：電動車両から発電するかしないか
の指令データを受信する。 ｂ１３：受信データから、そのデータが発電停止か、デ
ータ途絶またはノイズによる受信異常か、または発電指
令および発電量のデータかを判別する。 ｂ１４：受信異常または燃料電池異常状態の継続時間を
計測する。 ｂ１５：発電指令を受けた場合に、ファン１１８，１１
９（図４、図９）による冷却風を制御する。 ｂ１６：燃料電池による発電を行う。 ｂ１７：燃料電池の温度センサＳ２１、電圧センサＳ２
２、電流センサＳ２３からの各検出信号を読み込む。ｂ
１８：読み込んだ各検出信号に基づき燃料電池の異常を
判別する。

【００７３】ｂ１９：異常状態が所定のタイムリミット
値（例えば２秒）を越えたかどうかを判別する。 ｂ２０：異常状態がタイムリミット値を越えたら異常表
示を行う。 ｂ２１：燃料電池の駆動を停止してクールダウン処理を
行う。 ｂ２２：バッテリをＯＦＦにするか否かを判別する。Ｏ
ＦＦであればバッテリの接続を遮断して運転を停止す
る。バッテリＯＮであればステップｂ２に戻り、バッテ
リをＯＦＦにするまでフローを繰り返す。

【００７４】図１０は、本発明の実施の形態に係る電動
車両の電源制御方法における電源負担割合を説明するグ
ラフである。

【００７５】図は電動二輪車のモータに対する負荷変動
パターンを示す。一般に負荷といわれるものには、運転
者がアクセルグリップ２２により入力する要求負荷（例
えば、アクセル位置を増加させることで、加速したい或
いは上り坂で速度を維持したいという意志、すなわち運
転者が電動モータの出力に要求するもの）と、空気抵
抗、路面の凹凸あるいは上り下りの傾斜等により電動モ
ータに外部から作用する外部負荷とがある。ここでいう
負荷とは電動モータが発揮すべき出力であり、この発揮
すべき出力は、外部負荷に均衡すべきものであるととも
に、要求負荷に対応して増減すべきものである。二輪車
のように車両重量が軽量のものでは路面の凹凸により外
部負荷が変動しやすく、車両重量が軽量なため電動モー
タの出力変化に対応して速度が変化しやすく、運転者が
加減速を楽しむ場合には要求負荷が変動しやすい。

【００７６】図中、ａは実際の負荷変動全体を示し、ｂ
は負荷変動のうち変動する負荷部分ｃより低い負荷レベ
ルの部分、すなわち実質上変動しない部分の負荷（本発
明でいうベース負荷）を示す。本発明では、このベース
負荷ｂに対応した電力を燃料電池から供給し、このベー
ス負荷を越えた変動部分ｃの負荷に対応した電力をバッ
テリから供給する。負荷変動ｃは時間に対し細かく変動
するのに対し、ベース負荷ｂはほぼ一定のレベルを保た
れた時間が継続し変化は緩やかである。この燃料電池の
出力の目標値となるベース負荷ｂは負荷レベルに応じて
設定する。例えば、変動する負荷レベルの平均値に対す
る所定の割合として設定する。運転モード等に応じてこ
のベース負荷の割合を定めてもよい。

【００７７】このように、運転状態に応じて時間に対し
一定の又は緩やかに変化するベース負荷ｂを燃料電池で
負担し、このベース負荷を越えて細かく変化する負荷変
動部分ｃをバッテリで負担することにより、時間的に長
い時間内でゆっくり変化する負荷変動に対し応答性の緩
慢な燃料電池が十分に追従し、細かい変化部分のみをバ
ッテリが確実に追従することができ、両方の電源の特性
を十分に生かした運転制御が可能になり負荷応答性が向
上する。この場合、バッテリは全体の負荷ａのうちベー
ス負荷ｂを除いた変動負荷部分ｃのみを負担するため、
バッテリの負担が軽減され急激な負荷がかからなくな
り、急激な容量の減少がなくなる。これにより、走行中
の容量不足が起こらなくなって走行距離が確保され、ま
たバッテリの劣化が抑制され寿命が長くなる。

【００７８】図１１は本発明に係る電源制御方法のフロ
ーチャートであり、図１２はそのバッテリ容量変化を示
すグラフである。バッテリ容量は、充電量が少な過ぎる
と出力が不足して走行距離が確保されなくなるとともに
劣化が促進する。また充電量が多過ぎるとモータからの
回生電流による過充電や過大電流によってバッテリが劣
化する。したがって、バッテリ容量を常に適正な容量レ
ベルに保つことが望ましい。

【００７９】本実施形態では、図１１に示すように、ま
ずバッテリ容量を検出する（ステップｃ１）。このバッ
テリ容量が警告下限値より大きいか小さいかを判別する
（ステップｃ２）。この警告下限値は例えば最大容量の
５０％とする。バッテリ容量がこの警告下限値（５０
％）以下であれば（図１２のＢ点）、燃料電池の出力を
高める指令を発する（ステップｃ３）。ここでＬＥＤ等
により警告表示を行ってもよい。燃料電池の出力が高め
られると、バッテリの負担が軽減し、燃料電池の出力増
加分の一部によりバッテリが充電されバッテリ容量が増
加する。

【００８０】ステップｃ３でバッテリ容量が警告下限値
より大きい場合には、ステップｃ４でこのバッテリ容量
が警告上限値より大きいか小さいかが判別される。この
警告上限値は例えば最大容量の７０％とする。バッテリ
容量がこの警告上限値より大きければ（図１２のＡ
点）、燃料電池の出力を低下させる指令を発する（ステ
ップｃ５）。ここでＬＥＤ等により警告表示を行っても
よい。燃料電池の出力が小さくなると、バッテリの負担
分が増加し、バッテリからの放電量が多くなってバッテ
リ容量が減少する。

【００８１】バッテリ容量が警告上限値および警告下限
値の間にあれば、前述の図７、図８の車両の運転制御プ
ログラムのフローチャートに従って通常の運転制御が行
われる。

【００８２】このようにバッテリの充電量を警告上限値
（７０％）および警告下限値（５０％）と比較して制御
することにより、常にバッテリ容量を使用限界の上限値
（例えば８０％）と下限値（例えば４０％）との間に維
持することができ、バッテリの劣化が抑制される。

【００８３】図１３は、本発明の電源制御方法における
バッテリ容量変化を示すグラフである。時間Ｔ１でバッ
テリ容量が上限値を越えると、燃料電池の出力を落と
す。これにより、バッテリからの放電量が増加して時間
Ｔ２で容量が上限値まで低下する。ここで燃料電池の出
力を再び増加させて元に戻す。この状態で通常運転を続
け、時間Ｔ３でバッテリ容量が下限値以下に低下した
ら、燃料電池の出力を増加させる。これによりバッテリ
からの放電が停止して充電が行われる。時間Ｔ４でバッ
テリ充電量が所定のレベルに達したら、再び燃料電池の
出力を元に戻して通常の運転制御プログラムにしたがっ
て、バッテリとともにハイブリッド運転を行う。

【００８４】図１４は、本発明の別の実施の形態の負荷
変動パターンのグラフである。この実施形態は、電動モ
ータによる動力補助自転車に本発明を適用した例であ
る。この電動モータによる動力補助自転車とは、ペダル
に作用する人力（出力）をチェーン等の動力伝達装置で
車輪に伝達可能とするとともに、電動モータの出力を動
力伝達装置のいずれかの箇所で人力と合体させて車輪に
伝達可能とするものであり、電動モータの出力はペダル
に作用する踏力に所定の正の係数を乗じたものとされ
る。すなわち、電動モータが発揮すべき出力（＝負荷）
は、踏力と相関するものであり変動するものである。体
重を利用するペダル漕ぎにおいては、最大の踏力は体重
により規制されてしまうとともに、踏力の変動する波動
における各波の底値（最小の踏力）は０に近いものとな
るため、図１４に示す負荷変動パターンのようになる。

【００８５】前述の図１０の例と同様に、一定のベース
負荷ｂを燃料電池が負担し、これを越える変動部分ｃを
バッテリが負担する。このベース負荷ｂは、予め分って
いる通常の電動補助自転車の平均負荷レベルの出力に基
づいて運転モードに応じて設定しておく。この電動補助
自転車の車両コントローラは、学習機能をもち、メイン
スイッチＯＮによる走行動作ごとに、前回の走行データ
から平均負荷レベルを算出して走行ごとにベース負荷ｂ
の値を修正して設定してもよい。

【００８６】本実施形態では、運転中の信号待ち等の短
時間の停車時（図の時間Ｔ）に、燃料電池を停止させず
に発電を続け、これによりバッテリを充電する。ただ
し、バッテリ容量が所定の上限値以下の場合である。こ
のように短時間の停車時に燃料電池を停止させずに運転
することで、再起動時のウォームアップの時間が不要と
なり、燃料電池の安定した出力が得られる。

【００８７】なお、ベース負荷ｂとは、変動する負荷波
動の山を結ぶ包絡線（最大負荷線）とする場合には、バ
ッテリは常時充電され、最大負荷線と負荷波動の底を結
ぶ包絡線（最小負荷線）との中間線とする場合には、バ
ッテリの充放電が均衡する。ベース負荷ｂはできる限り
一定とするのが望ましく、一定とできない場合であって
も、微分値の絶対値が変動する負荷の微分値の絶対値よ
り小さく、即ち、 ｜ｄｂ／ｄｔ｜＜｜ｄｃ／ｄｔ｜＝｜ｄａ／ｄｔ｜ のように設定する。例えば、少なくとも負荷変動の周波
数より大きい波とされる。

【００８８】これにより、バッテリより応答性の小さい
燃料電池ユニットであっても、追従して発電できる。変
動する負荷波動がベース負荷ｂより大きくなる部分では
バッテリの放電が行われ、小さくなる部分ではバッテリ
の充電が行われる。

【００８９】また、このベース負荷ｂは、二次電池の容
量に基づき、容量が所定値より少ない場合には、上記中
間線より大きくし、さらには最大負荷線より大きくして
もよい。同様に、二次電池の容量に基づき、容量が所定
値より大きい場合には、上記中間線より小さくし、さら
には最小負荷線より小さくしてもよい。

【００９０】図１５は、一時停止を判断してバッテリを
充電する発電制御のサブルーチンのフローチャートであ
る。

【００９１】まず、ステップｄ１で、スタンド２０（図
３）のメインスタンドスイッチ（センサＳ２）のＯＮ／
ＯＦＦを判別する。スタンド使用中（ＯＮ）であれば、
運転停止中と判断し、次回運転のための待機モードにし
たがって発電量の計算を行う（ステップｄ７）。スタン
ドが使用されていなければ（ＯＦＦ）、シート８の着座
スイッチ（センサＳ１）のＯＮ／ＯＦＦを判別する（ス
テップｄ２）。着座していなければ（ＯＦＦ）、運転停
止中と判断し、次回運転のための待機モードにしたがっ
て発電量の計算を行う（ステップｄ７）。

【００９２】着座していれば（ＯＮ）、フットレスト２
１に左右の足が所定時間以上載せているか否かを判別す
る（ステップｄ３）。これは左右のフットレストスイッ
チ（センサＳ３）のＯＮ／ＯＦＦ状態で判別する。左右
の足が所定時間以上フットレストに載せられていれば、
走行中と判断して、通常の走行発電モードにしたがって
発電量を計算する（ステップｄ６）。

【００９３】着座状態でフットレストに足が載せられて
いない場合（ステップｄ３でＮｏの場合）には、エンコ
ーダ３２からの信号によりモータ３１の回転数が所定時
間以上ゼロ（または所定回転数以下）かどうかを判別す
る（ステップｄ４）。所定回転数以上であれば、走行中
（フットレストから一時的に足を離して運転している状
態）と判断し、通常の走行発電モードにしたがって発電
量を計算する（ステップｄ６）。

【００９４】ステップｄ４でモータ回転数が所定時間ゼ
ロ（または所定回転数以下）であれば、一時停止と判断
して、一時停止の発電モードにしたがって発電量を計算
する（ステップｄ５）。

【００９５】図１６は、一時停止中におけるバッテリ容
量の変化を示すグラフである。時間Ｔ５で車両の一時停
止状態が検出され、充電を開始する。一時停止の間にバ
ッテリ容量が徐々に増加し、時間Ｔ６で発進する。発進
後バッテリ容量は徐々に低下する。なお、発進に際して
の負荷の急増に対処するため燃料電池の出力が増加され
ている。

【００９６】図１７は、本発明の別の実施の形態のフロ
ーチャートである。この実施形態は、前回の走行状況を
記憶する手段を有し、その平均の出力電流を算出し、そ
れに基づいて燃料電池の出力を制御する電源制御方法で
ある。

【００９７】各ステップの動作は以下のとおりである。 ステップｅ１：メインスイッチのＯＮ／ＯＦＦが判別さ
れ、ＯＮのときにのみ以下のフローが実行される。ここ
で、前述の図６で説明したように、車両コントローラ５
は、バッテリコントローラ６１および燃料電池コントロ
ーラ７１との間で各種データの送受信を行う。

【００９８】ステップｅ２：運転開始時点からの走行距
離のデータを取り出す。この走行距離データは、車軸に
設けた距離センサによる検出データをバッテリコントロ
ーラまたは燃料電池コントローラのＲＡＭあるいは車両
コントローラに備えたＲＡＭに書込み、これを読み出す
ものである。

【００９９】ステップｅ３：運転開始時点からのメタノ
ール燃料の使用量データ（メタノールタンクの現在の残
量と運転開始時の残量との差）と走行距離データとに基
づいて燃料消費率を算出する。この燃料消費率は燃料電
池による走行可能距離の演算に用いられる。

【０１００】ステップｅ４：バッテリの容量低下データ
（現在のバッテリ容量と運転開始時の容量との差）と走
行距離データとに基づいてバッテリの容量消費率を算出
する。この容量消費率はバッテリによる走行可能距離の
演算に用いられる。

【０１０１】別の方法として、燃料消費量とバッテリ消
費量とを含めた車両全体の容量消費量のデータを取得
し、この容量消費量と走行距離データに基づいて車両の
容量消費率を算出し、これに基づいて走行可能距離を演
算してもよい。

【０１０２】例えば、電力供給器（燃料電池）の消費率
が１００ｃｃ／Ａｈで、車両全体の容量消費率が２．０
ｋｍ／Ａｈとすると、燃料残量が３０００ｃｃでバッテ
リ残量が５．０Ａ／ｈの場合、走行可能距離は （３０００／１００＋５．０）＊２．０＝７０ｋｍ となる。

【０１０３】ステップｅ５：タンク内のメタノール燃料
の量が所定の設定値以下かどうかを判別する。 ステップｅ６：メタノール燃料の量が所定の設定値より
多ければ燃料表示パネルに通常の残量表示を行う。 ステップｅ７：メタノール燃料の量が所定の設定値以下
の場合、バッテリ残量が所定の設定値以下かどうかを判
別する。バッテリ残量が所定の設定値より多ければ上記
メタノール燃料とともに上記ステップｅ６で通常のバッ
テリ残量表示を行う。

【０１０４】ステップｅ８：メタノール燃料およびバッ
テリ残量がともに所定の設定値以下の場合、表示パネル
に警告表示を行う。

【０１０５】ステップｅ９：メインスイッチのＯＮ／Ｏ
ＦＦを判別する。ＯＮであれば、ステップｅ２に戻りフ
ローを繰り返す。ＯＦＦであればステップｅ１０に進
む。

【０１０６】ステップｅ１０：メインスイッチがＯＦＦ
になった状態で、平均電流を算出する。これは、燃料電
池コントローラ７１のメモリに格納された燃料電池の電
流センサＳ２３の検出データを読み出し、そのデータに
基づいて、メインスイッチＯＮ時点から今までの平均電
流を演算することができる。

【０１０７】ステップｅ１１：演算した平均電流値を不
揮発性メモリに格納する。この平均電流値に基づいて、
次回メインスイッチがＯＮにされたときに、燃料電池の
出力を設定する（例えば初期値や前述のベース負荷の設
定値など）。

【０１０８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、所定
レベルの負荷をベース負荷として常に燃料電池で負担さ
せ、このベース負荷を越える変動負荷を二次電池で負担
させることにより、時間に対し一定のあるいは運転モー
ドに応じて緩慢に変化するベース負荷について常に安定
して燃料電池から電力が供給され、これを越える細かい
変動負荷部分についてバッテリから電力が供給されるた
め、バッテリの負担が少なくなり、バッテリ容量の急激
な低下やバッテリの劣化を抑制し、負荷全体を燃料電池
とバッテリで効率よく分担して安定した走行を確保する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係るハイブリッド駆動
車両の外観図。

【図２】 本発明の別の実施の形態に係るハイブリッド
駆動車両の構成図。

【図３】 本発明の実施の形態に係るハイブリッド駆動
車両の制御系の構成図。

【図４】 本発明に係る燃料電池ユニットの要部構成
図。

【図５】 本発明に係るハイブリッド駆動車両の電源制
御系の構成図。

【図６】 本発明に係るハイブリッド駆動車両の制御系
の説明図。

【図７】 本発明の実施形態に係る車両コントローラに
よる車両全体の制御のフローチャート。

【図８】 図７のフローチャートに続くステップを示す
フローチャート。

【図９】 本発明に係る燃料電池の動作制御のフローチ
ャート。

【図１０】 本発明に係る電動二輪車の負荷変動パター
ンのグラフ。

【図１１】 本発明に係る電源制御方法のフローチャー
ト。

【図１２】 本発明に係る電源制御方法におけるバッテ
リ容量変化のグラフ。

【図１３】 本発明に係る電源制御方法におけるバッテ
リ容量と燃料電池出力の関係を示すグラフ。

【図１４】 本発明の別の実施形態に係る電動補助自転
車の負荷変動パターンのグラフ。

【図１５】 本発明の別の実施形態に係る発電量計算サ
ブルーチンのフローチャート。

【図１６】 本発明の実施形態における一時停止時のバ
ッテリ容量変化を示すグラフ。

【図１７】 本発明のさらに別の実施形態のフローチャ
ート。

【符号の説明】

１：ハイブリッド駆動車両、２：ハイブリッド駆動装
置、３：電動モータユニット、４：変速機、５：車両コ
ントローラ、６：バッテリユニット、７：燃料電池ユニ
ット、８：シート、９：駆動輪、１１：操向輪、１２：
フロントフォーク、１３：メタノールタンク、１４：燃
料注入キャップ、１５：水素供給装置、１６：水素ボン
ベ、１７：ファン、１８：バーナー、１９：改質器、２
０：スタンド、２１：フットレスト、２２：アクセルグ
リップ、２３：ブレーキ、２４：表示装置、２５：ラン
プユニット、２６：運転者入力装置、２７：不揮発性メ
モリ、２８：タイマー、３０：モータドライバ、３１：
電動モータ、３２：エンコーダ、３３：回生エネルギ制
御手段、６０：バッテリ、６１：バッテリコントロー
ラ、６２：バッテリリレー、７０：燃料電池、７１：燃
料電池コントローラ、７２：逆流防止素子、７３：燃料
電池リレー、８０：電力調整部、１０２：メタノールタ
ンク、１０３：改質装置、１０４：シフトコンバータ、
１０５：選択酸化反応器、１０７：水分回収熱交換器、
１０８：水タンク、１１０：加熱器、１１１：蒸発器、
１１２：触媒層、１１３：バーナーポンプ、１１４：バ
ーナーファン、１１５：メタノールポンプ、１１６：水
ポンプ、１１７：バッファタンク、１１８：冷却用空気
ファン、１１９：空気ポンプ、１２０：冷却用空気ファ
ン、１２１：バッファタンク、１２２：冷却加湿ポン
プ、１２３：加圧空気ポンプ、１２４：バッファタン
ク、２２０，２２１，２２２：双方向通信ライン、２２
３ａ，２２３ｂ，２２４ａ，２２４ｂ：電流ライン、２
２５，２２６：スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 幹夫 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動機 株式会社内 (72)発明者 山田 稔明 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動機 株式会社内 Ｆターム(参考） 5H115 PA12 PA15 PC06 PG04 PI11 PI13 PI16 PI18 PI22 PI29 PO02 PO06 PU01 PV02 QA05 QE10 QI04 QN03 RB08 RB22 SE04 SE06 SE08 TI02 TI05 TI06 TI10 TO12 TO13 TO21 TO23 TO30 TR19 TZ07 UB05 UI14

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動駆動用の電動式動力源と、この動力源
   の負荷に対応して電力を供給する電源として燃料電池お
   よび二次電池を備えたハイブリッド駆動式移動体の電源
   制御方法において、 変動する負荷に対し、実質上変動の小さい所定レベルの
   ベース負荷に対応する電力を燃料電池から供給し、変動
   負荷部分に対応した電力を二次電池から供給することを
   特徴とするハイブリッド駆動式移動体の電源制御方法。
2. 【請求項２】前記二次電池の容量に基づき、容量が所定
   量より少ない場合には前記ベース負荷を大きくし、容量
   が所定量より多い場合には前記ベース負荷を小さくする
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド駆動式
   移動体の電源制御方法。
3. 【請求項３】移動停止時に、前記燃料電池からの電力供
   給を続けることを特徴とする請求項１または２に記載の
   ハイブリッド駆動式移動体の電源制御方法。