JP2003087907A

JP2003087907A - 燃料電池自動車

Info

Publication number: JP2003087907A
Application number: JP2001274087A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Hasuka; 芳信蓮香; Akira Aoyanagi; 暁青柳
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2021-09-10
Also published as: JP3824896B2

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料電池自動車の車両補機を好適に制御する
ことができる燃料電池自動車を提供する。【解決手段】燃料電池自動車の車両補機に作動予定出
力手段４４が設けられ、前記作動予定電力量に基づい
て、燃料電池自動車の電源装置２２に要求電力量を伝達
する要求電力量算出手段３４と、前記電源装置２２での
出力に基づいて、出力限界値を算出する出力限界値算出
手段３８と、当該出力限界値に基づいて、前記車両補機
に配分する電力量を算出する出力配分算出手段２８と、
を備え、当該出力配分算出手段２８から前記作動予定出
力手段４４に消費電力制限値を送信可能としたことを特
徴とする燃料電池自動車２０である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池自動車の
車両補機を好適に制御する燃料電池自動車に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、図６に示したように、車両の走行
動力源として、燃料電池（ＦＣ）２と電気二重層キャパ
シタ（蓄電装置）３とを組み合わせたハイブリッド型の
燃料電池自動車１が知られている。このハイブリッド型
の燃料電池自動車１は、走行用のモータ４の負荷の過渡
変動時に燃料電池２の応答遅れによって生じる発電不足
分を前記電気二重層キャパシタ（以下、単にキャパシタ
と称する）３に蓄えられたエネルギーによって補い、必
要電力を供給するものである。

【０００３】上述したように、燃料電池２は過渡変動時
において要求負荷に対する反応ガス供給源６、７からの
反応ガス供給量（空気量、及び燃料ガス量）に応答遅れ
が生じるため、負荷変動直後に要求負荷出力を出力しよ
うとすると、キャパシタ３の補助限度を超えると、反応
ガス供給量が不足するいわゆるガス欠状態に陥ってしま
う。

【０００４】従って、従来においては、燃料電池２とキ
ャパシタ３との間に燃料電池２の出力を制限するＤＣ／
ＤＣコンバータ等からなる出力変換制限装置８を設け、
この出力変換制限装置８によって燃料電池２の出力を、
燃料電池２に供給される反応ガス量に見合った量に制御
していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
燃料電池の出力を制限する方式は出力を要求されている
にも関わらず出力しないという状態が短時間継続し、自
動車としての走行性能を悪化させる事になる。特に、車
両補機に電動式の車載用空調装置のような間欠的に作動
する大容量の負荷を含んでいるときには、負荷変動が他
の車両補機に比べて大きいため、駆動用モータの出力を
制限する（低下させる）必要性が生ずる事もある。

【０００６】これに対し、車両補機の作動等による負荷
変動に対応できるように、予め燃料電池に過剰の反応ガ
スを供給しておくという手法もある。この手法によれ
ば、上述したガス欠の問題は解決することができ、車両
補機の負荷変動に対応できる点で優れているものの、常
に余剰の反応ガスを供給するため、車両補機があまり作
動しない場合などには過剰供給分の大部分は無駄となっ
てしまい、経済的に好ましくない。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、燃料電池自動車の車両補機を好適に制御する
ことのできるエネルギー効率の良い燃料電池自動車を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載した発明は、駆動用モータ（例え
ば、実施の形態におけるモータ５８）と共に、燃料電池
（例えば、実施形態における）を備えた電源部（例え
ば、実施の形態における電源装置２２）を共有する少な
くとも一つ以上の車両補機（例えば、実施の形態におけ
るエアコン３０）に、該車両補機の作動予告信号を出力
する作動予告信号出力手段（例えば、実施の形態におけ
る作動予告出力手段３２ａ）が設けられ、前記作動予告
信号出力手段から出力された作動予告信号に基づいて作
動が予告された車両補機の作動予定出力（例えば、実施
の形態におけるＰＡＣＲＥＱ）と、他の車両補機の消費
電力（例えば、実施の形態におけるＰＯＴＨＲＲＥＱ）
と、加速要求に基づき決定された駆動用モータへの要求
電力（例えば、実施の形態におけるＰＤＲＥＱ）と、に
基づいて前記電源部での要求総発電量を算出する総発電
量算出手段（例えば、実施の形態における総発電量算出
手段４４）が設けられ、前記要求総発電量に基づき燃料
電池目標発電量を算出する燃料電池目標発電量算出手段
（例えば、実施の形態における要求電力量算出手段３
４）が設けられていることを特徴とする燃料電池自動車
である。

【０００９】このように構成することで、作動予定の車
両補機は直ちに作動せず、この車両補機の作動予告信号
が作動予告信号出力手段から送信され、この予告信号な
どに基づいて燃料電池の目標発電量が算出される。この
目標発電量に見合った反応ガスが燃料電池に供給される
ため、前記作動予定の車両補機の作動時には、好適な出
力を行うことができるように燃料電池を準備させること
ができる。また、作動予定の車両補機が無い場合には、
作動予告信号は送信されず、上記目標発電量も変動しな
いため、必要な場合だけ反応ガスの供給量を増やせばよ
く、効率が良い。このように、電源装置に過度な負担を
かけることなく、好適に車両補機の制御をすることがで
きる。

【００１０】請求項２に記載した発明は、前記作動予定
出力は、前記作動が予告された車両補機の作動予定電力
値であることを特徴とする燃料電池自動車である。この
ように構成することで、作動予定出力を電流値や電圧値
にした場合に比べて燃料電池の制御が容易となる。すな
わち、燃料電池は、電流と電圧との間に一意的な関係特
性（いわゆるＩ−Ｖ特性）を備えているため、作動予定
出力を電流値または電圧値とすると、これにより燃料電
池の電圧値または電流値が決まってしまい、車両補機側
の電圧値または電流値と異なってしまうため、この差を
補正する必要が生じるが、電力値で指令を出した場合に
は上述した補正の必要がないため、制御が容易となり好
ましい。

【００１１】請求項３に記載した発明は、前記一つ以上
の車両補機には作動待機信号入力手段（例えば、実施の
形態における作動待機入力手段３２ｂ）が設けられ、前
記作動が予告された車両補機に供給する燃料電池からの
電力を制御する燃料電池出力制御装置（例えば、実施の
形態における出力配分算出手段２８）が設けられ、該燃
料電池出力制御装置には作動待機信号出力手段（例え
ば、実施の形態における作動待機出力手段２８ａ）が設
けられ、前記作動待機信号出力手段から前記作動待機信
号入力手段に作動待機信号（例えば、実施の形態におけ
るＡＣＳＴＢ）を送信可能とし、前記作動待機入力手段
は、前記作動待機信号を受信した後、前記作動が予告さ
れた車両補機に前記燃料電池が前記目標発電量の電力を
供給可能になるまでの間、前記作動が予告された車両補
機の作動を待機状態に維持する待機指令を、該車両補機
に送信可能とすることを特徴とする燃料電池自動車であ
る。

【００１２】このように構成することで、燃料電池が目
標発電量の電力を供給可能になるまでの間、作動予定の
車両補機を作動させずに待機させているため、燃料電池
に過度な負担を与えることがなく、ガス欠を防止するこ
とができる。

【００１３】請求項４に記載した発明は、前記一つ以上
の車両補機には出力制限値入力手段（例えば、実施の形
態における出力限界値入力手段３２ｃ）が設けられ、前
記燃料電池出力制御装置には出力制限値出力手段（例え
ば、実施の形態における出力限界値出力手段２８ｂ）が
設けられ、前記燃料電池が燃料電池目標発電量を供給可
能になるまでの間、前記出力制限値出力手段から、前記
作動が予告された車両補機の作動電力を制限値以内に維
持するための、出力制限値信号（例えば、実施の形態に
おけるＰＬＤＡＣ）を前記出力制限値入力手段へ送信可
能とすることを特徴とする燃料電池自動車である。

【００１４】このように構成することで、燃料電池が目
標発電量の電力を供給可能になるまでの間、燃料電池の
供給可能な電力値以内で車両補機を作動するため、燃料
電池の過度な負担を抑えつつ、より早く車両補機を作動
させることができる。

【００１５】請求項５に記載した発明は、前記一つ以上
の車両補機のうち、少なくとも一つは電動式空調装置で
あることを特徴とする燃料電池自動車である。このよう
に構成することで、電動式空調装置により要求負荷変動
が発生した場合であっても、駆動モータ出力を制御しつ
つ、車両補機を好適に制御することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態における
燃料電池自動車を図面と共に説明する。まず、本発明の
実施形態における燃料電池自動車の全体構成について説
明する。図５は本発明の実施形態に係る燃料電池自動車
２０の全体構成図である。本実施形態に係る燃料電池自
動車２０は、例えば燃料電池４０と蓄電装置である電気
二重層キャパシタ（以下、単に「キャパシタ」という）
４２とから構成されたハイブリッド型の電源装置２２
（図３参照）を備えている。

【００１７】これらの電源装置２２は走行用モータ５８
に接続していて、この走行用モータ５８に前記電源装置
２２から電力が供給され、この電力が走行用モータ５８
の駆動力となる。そして、この駆動力は、リダクション
或いはトランスミッションＴ／Ｍを介して駆動輪Ｗに伝
達され、これにより、燃料電池自動車２０が走行するの
である。また、燃料電池自動車２０の減速時に駆動輪Ｗ
側から走行用モータ５８側に駆動力が伝達されると、走
行用モータ５８は発電機として機能し、いわゆる回生制
動力を発生する。これにより、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。走行用モータ５８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、ＰＤＵ（ＰｏｗｅｒＤ
ｒｉｖｅＵｎｉｔ）７０から供給される３相交流電力に
より駆動制御される。

【００１８】前記ＰＤＵ７０は、例えばＩＧＢＴ等のス
イッチング素子から構成されるＰＷＭインバータを備え
ており、詳細を後述するＥＶ−ＥＣＵ（図３のＭＯＴＯ
ＲＣｏｎｔｒｏｌＥＣＵに対応、以下単に「モータ制
御ユニット」という）２４から出力されるトルク指令に
基づいて、燃料電池４０および蓄電装置４２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
５８へ供給する。

【００１９】また、前記モータ制御ユニット２４は、Ｅ
ｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＥＣＵ（以下単に
「エネルギー制御ユニット」という）２６に接続し、こ
のエネルギー制御ユニット２６に要求電力量（ＰＤＲＥ
Ｑ）を送信するとともに、このエネルギー制御ユニット
２６からの制限電力量（ＰＬＤＭ）を受信する（詳細は
後述する）。そして、エネルギー制御ユニット２６は、
ＦＣ−ＥＣＵ（図３のＦＣＣｏｎｔｒｏｌＥＣＵに
対応、以下単に「ＦＣ制御ユニット」という）５２に接
続し、このＦＣ制御ユニット５２に要求電力量（ＰＦＣ
ＲＥＱ）を送信するとともに、このＦＣ制御ユニットか
らの制限電力量（ＰＦＣＬＭＴ）を受信する（詳細は後
述する）。

【００２０】前記ＦＣ制御ユニット５２には、燃料電池
４０が接続されている。燃料電池４０は、固体高分子膜
をアノード側拡散電極とカソード側拡散電極とで挟持し
てなる燃料電池セルを、複数積層させて一体化させた構
造となっている。前記燃料電池４０には、反応ガス（水
素、エア）を供給する反応ガス供給装置３５（３５ａ、
３５ｂ）が接続してあり、この反応ガス供給装置３５が
前記燃料電池４０に各反応ガス（水素、エア）を供給す
るのである。

【００２１】燃料電池４０は、アノード側拡散電極の反
応面に水素が供給されると、ここで水素がイオン化さ
れ、固体高分子電解質膜を介してカソード側拡散電極の
方に移動する。この間に生じた電子が外部回路に取り出
され、直流の電気エネルギーとして利用される。カソー
ド側拡散電極には酸素が供給されているため、水素イオ
ン、電子、及び酸素が反応して水が生成される。発電後
の水素及び酸素は、燃料電池４０外部に排出される。

【００２２】前記燃料電池４０には、上記したＦＣ制御
ユニット５２が接続してある。このＦＣ制御ユニット５
２には、前記燃料電池４０の発電時のデータ、例えば、
各燃料電池セルごとの電流値や電圧値、燃料電池４０全
体での電流値や電圧値が入力される。さらに、水素圧力
やエア圧力、燃料電池４０の温度等も前記ＦＣ制御ユニ
ット５２に入力されるのである。

【００２３】なお、燃料電池自動車２０の各種制御装置
および補機類を駆動する１２Ｖの補助バッテリ８２に
は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータ８４が備えられてお
り、ＤＣ−ＤＣコンバータ８４は、燃料電池４０から供
給される直流電圧を降圧して補助バッテリ８２を充電す
る。

【００２４】また、空調装置（エアコン）３０は燃料電
池４０に接続され、燃料電池４０およびキャパシタ４２
から出力される直流電力を交流電力に変換してモータ８
６へ供給し、このモータ８６により駆動されるのであ
る。

【００２５】以下、より詳細に説明する。図１は本発明
の実施形態における燃料電池自動車を示す概略構成図で
ある。そして、図３は図１の一部をより詳細にしたブロ
ック図である。なお、図示都合上、図１においては出力
配分算出手段２８を省略している。図１に示すように、
車両補機を構成するエアコン（ＡＣユニット）３０には
エアコン制御ユニット（ＡＣ−ＥＣＵ）３２が接続して
あり、このエアコン制御ユニット３２によりエアコン３
０の制御を行っている。

【００２６】前記エアコン制御ユニット３２は作動予定
電力量算出手段（総発電量算出手段）４４に接続してあ
る。また、この総発電量算出手段４４は、図５に示した
ようにＤＣ−ＤＣコンバータ８４といった前記エアコン
３０以外の車両補機にも接続してあり、この総発電量算
出手段４４がエアコン３０を含む車両補機の作動に必要
な総発電量（ＰＡＲＥＱ）を算出するのである。

【００２７】前記総発電量算出手段４４は要求電力量算
出手段３４に接続してあり、この要求電力量算出手段３
４が前記総発電量に基づく要求電力量（ＰＦＣＲＥＱ）
を算出する。また、前記要求電力量算出手段３４は電源
装置２２の燃料電池駆動用補機（ＦＣ制御ユニット）５
２にも接続してあり、前記要求電力量算出手段３４が前
記要求電力量を電源装置２２に伝達する。電源装置２２
は、上記したように、燃料電池（ＦＣ）４０（図３参
照）を備えており、前記要求電力に基づき燃料電池４０
が発電を行う。

【００２８】前記電源装置２２のＦＣ制御ユニット５２
は出力限界値算出手段３８に接続してあり、この出力限
界値算出手段３８が電源装置２２の出力に基づいて出力
限界値（ＰＬＤ）を算出する。出力限界値算出手段３８
は出力配分算出手段２８に接続してあり、この出力配分
算出手段２８が前記出力限界値に基づいて車両補機（エ
アコン３０やＤＣ−ＤＣコンバータ８４など）に電力量
を算出するのである。なお、上記した総発電量算出手段
４４と、要求電力量算出手段３４と、出力限界値算出手
段３８、出力配分算出手段２８は、エネルギー制御ユニ
ット２６を構成している。

【００２９】さらに具体的に説明する。前記総発電量算
出手段４４はモータ制御ユニット２４が接続してあり、
このモータ制御ユニット２４は、要求電力算出部２３
と、モータ駆動電力算出部２５とを備えている。アクセ
ルペダルの踏み込み量（Ａｐ）や、車両駆動用のモータ
の回転数（Ｎｍ）や電流（Ｉｍ）、電圧（Ｖｍ）といっ
たデータが要求電力算出部２３に入力され、この要求電
力算出部２３がこれらのデータに基づいて要求電力を算
出する。要求電力算出部２３はモータ駆動電力算出部２
５に接続してあり、このモータ駆動電力算出部２５に前
記要求電力を伝達する。

【００３０】また、前記要求電力算出部２３は、算出し
た電力量（ＰＤＲＥＱ）を総発電量算出手段４４に入力
する。また、総発電量算出手段４４には、エアコン（Ａ
Ｃ）での必要電力量（ＰＡＣＲＥＱ）や、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータでの必要電力量（ＰＤＣＲＥＱ）や、その他の
補機類での必要電力量（ＰＯＴＨＲＥＱ）が入力され
る。前記総発電量算出手段４４は、これらの必要電力量
に基づいて電源装置２２での総発電量（ＰＡＲＥＱ）を
算出し、この総発電量を要求電力量算出手段３４に伝達
する。加えて、前記総発電量算出手段４４は、作動予告
入力手段４４ａを備えており、前記エアコン制御ユニッ
ト３２に設けられた作動予告出力手段３２ａに接続して
いる。これについては詳細を後述する。

【００３１】また、前記エネルギー制御ユニット２６
は、キャパシタ４２の電圧値（Ｖｃａｐ）と電流値（Ｉ
ｃａｐ）とが入力されるキャパシタ出力可能量算出部
（Ｖｃａｐ−ｏ、蓄電装置の補助電力算出手段）３６を
備えている。このキャパシタ出力可能量算出部３６がキ
ャパシタ４２での出力可能量を算出するのである。

【００３２】前記要求電力量算出手段３４は、燃料電池
目標発電量算出部４６と、燃料電池発電量算出部４８
と、比較演算部５０とを備えている。前記燃料電池目標
発電量算出部４６は、前記総発電量算出手段４４から伝
達された総発電量と、前記キャパシタ出力可能量算出部
３６からのキャパシタ４２出力可能量とに基づき、燃料
電池４０での目標発電量を算出する。また、燃料電池発
電量算出部４８には燃料電池４０での電流値（Ｉｆｃ）
が入力され、この電流値に基づいて燃料電池発電量算出
部４８が燃料電池４０での実発電量を算出する。前記比
較判定部５０は、前記燃料電池目標発電量算出部４６と
前記燃料電池発電量算出部４８からそれぞれ入力される
目標発電量と実際の発電量のうち大きい方を要求電力値
（ＰＦＣＲＥＱ）として選択し、電源装置２２にこの要
求電力値を送信する。なお、燃料電池４０の場合には、
電圧値（Ｖｆｃ）は電流値（Ｉｆｃ）から求めることが
できる（いわゆるＩ−Ｖ特性）ため、燃料電池発電量算
出部４８に前記電圧値を入力しなくても発電量を算出す
ることができる。

【００３３】前記電源装置２２について説明する。電源
装置２２には、燃料電池４０やキャパシタ４２が、車輪
駆動用のモータ５８に接続したインバータ５６に対して
並列に設けてあり、このインバータ５６を介してモータ
５８に電力を供給する。また、前記燃料電池４０やキャ
パシタ４２は、ＶＣＵ（チョッパ）６０に並列接続し、
当該ＶＣＵ６０により出力の制限が行われる。

【００３４】このように構成した前記電源装置２２にお
いて、前記ＦＣ制御ユニット５２は、前記比較判定部５
０から送信された要求電力値に基づき、反応ガス供給装
置３５に信号を送り、反応ガスを燃料電池４０に供給さ
せる。燃料電池４０には、上記した発電時のデータを検
出する図示しないセンサが設けてあり、このセンサによ
り検出したデータをＦＣ制御ユニット５２に入力する。

【００３５】前記出力限界値算出手段３８は、ＶＣＵ出
力制限値算出部６２と、モータ駆動電力制限値算出部
（モータ制限値算出部）６４と、キャパシタアシスト量
算出・加算部（ＣＡＰ補助量算出部）６６とを備えてい
る。前記ＣＡＰ補助量算出部６６は、前記キャパシタ出
力可能量算出部３６とＦＣ制御ユニット５２とに接続し
てあり、これらからのデータに基づきキャパシタ４２で
のアシスト量を算出または加算する。また、ＶＣＵ出力
制限値算出部６２は、前記ＣＡＰ補助量算出部６６とＦ
Ｃ制御ユニット５２とに接続してあり、キャパシタ４２
でのアシスト量を加味した出力制限値を算出するととも
に、この出力制限値をＶＣＵ６０に伝達し、燃料電池４
０の出力を制限できるようにしている。また、モータ制
限値算出部６４は、前記ＣＡＰ補助量算出部６６とＦＣ
制御ユニット５２とに接続してあり、キャパシタ４２で
のアシスト量を加味するとともに、モータ駆動電力算出
部２５に指令を送って、インバータ５６を介してモータ
５８での回生による電力を制限できるように、出力制限
信号（ＰｏｗｅｒＬｉｍｉｔＤｒｉｖｅ）を送信し
ている。

【００３６】そして、前記ＶＣＵ出力制限値算出部６２
と、モータ制限値算出部６４とは、出力配分算出手段２
８に接続してあり、この出力配分算出手段２８にそれぞ
れの算出部で算出した電力量（ＰＬＤ）を入力する。出
力配分算出手段２８は、この入力された電力量に基づ
き、各車両補機に応じた電力量（出力配分値）を算出し
て、各車両補機にこの電力量を送信する。この配分値
は、各車両補機に応じてそれぞれ設定されたレートリミ
ット（比率）を出力限界値に掛けることで算出する。図
１に示したように、車両補機がエアコン３０の場合には
エアコン制御ユニット３２にエアコン出力制限値（ＰＬ
ＤＡＣ）を、車両補機がＤＣ−ＤＣコンバータの場合に
はその制御機器にコンバータ出力制限値（ＰＬＤＤＣ）
をそれぞれ送信し、モータ５８に対してはモータ出力制
限値（ＰＬＤＭ）を送信する。また、出力配分算出手段
２８からは、各車両補機が作動してよいかどうかの許可
信号も各車両補機の制御機器に送信する。例えば、車両
補機がエアコン３０の場合にはエアコン作動許可信号
（ＡＣＳＴＢ）、ＤＣ−ＤＣコンバータの場合にはＤＣ
−ＤＣコンバータ作動許可信号（ＤＣＳＴＢ）がそれぞ
れ入力される。

【００３７】図２はエアコン制御ユニット３２とエネル
ギー制御ユニット２６との信号の送受信を示す説明図で
ある。また、図４はエアコン制御ユニット３２とエネル
ギー制御ユニット２６における制御フローである。ま
ず、ステップＳ１０２に示すように、エアコン制御ユニ
ット３２が、エアコン３０が作動できる状態であるかど
うか判定する。この判定は、図示しない各センサにより
エアコンの状態を検知することにより行う。ステップＳ
１０２において、エアコン３０が作動できない状態の場
合（ＮＯの場合）には、エアコン制御ユニット３２はエ
アコン３０の作動を許可せず、エアコン３０での消費電
力制限値を０にして一連の処理を終了する。このときに
は、図２の矢印Ａに示したように、エアコン制御ユニッ
ト３２からエネルギー制御ユニット２６に対して予想消
費電力値（この場合は０）が送信される。

【００３８】エアコン３０が作動できる状態の場合（Ｙ
ＥＳの場合）には、ステップＳ１０４の処理に進む。こ
のときには、図２の矢印Ａに示したように、エアコン制
御ユニット３２からエネルギー制御ユニット２６に指令
が行き、予想消費電力値を入力する。ステップＳ１０４
では、エネルギー制御ユニット２６が、燃料電池４０の
出力状態の判定を行う。この出力状態の判定は、燃料電
池４０を構成する各燃料電池セルごとの電圧を検出し、
この検出した電圧が規定値よりも低下しているかどうか
比較することにより行う。前記燃料電池セルの電圧が低
下しているときに急激な負荷変動をかけると燃料電池４
０に大きな負担がかかってしまい、これを防止するため
に上記判定を行う。燃料電池セルにおいて電圧低下が検
出された場合には（ＹＥＳの場合）、上記したステップ
Ｓ１０６の処理に進んで、一連の処理を終了する。

【００３９】ステップＳ１０４において、燃料電池セル
で電圧低下が検出されなかった場合（ＮＯの場合）に
は、エネルギー制御ユニット２６が燃料電池４０に対し
て発電指令を行う。そして、エネルギー制御ユニット２
６は、燃料電池４０からの出力に基づいて、ステップＳ
１０８に示したように、予想消費電力値にレートリミッ
トを掛けて、消費電力制限値を算出する。図２に示した
ように、エネルギー制御ユニット２６はエアコン制御ユ
ニットに対して、消費電力制限値（矢印Ｃ）とエアコン
作動許可信号（矢印Ｂ）を送信して、処理を終了する。
エアコン制御ユニット３２は、この送信された信号に基
づいて、エアコン３０に対して作動信号（矢印Ｄ）を送
信する。

【００４０】このように構成することで、車両補機の負
荷変動が大きい場合であっても、実際の電源装置での出
力に合わせて車両補機の制御をすることができるため、
電源装置に過度な負担をかけることなく、好適に車両補
機の制御をすることができる。電動式の車載用空調装置
による要求負荷変動に対しても、駆動モータ出力を維持
しつつ好適に制御をすることができる。

【００４１】また、車両補機からの負荷変動に対応でき
るように、車両補機からの消費電力を一定電力値とみな
し、燃料電池に通常発電量を予め上乗せして指令する手
法も考えられる。この手法は、常に燃料電池の出力に余
裕をもたせているため、車両補機の負荷変動に対応する
ことができるという点で優れている。しかし、常に過剰
なガス量を供給する必要があるため、コスト的な面で好
ましくない。また、車両補機にエアコンを含んでいる場
合には、負荷変動が特に急激であるため、これを満たす
ためには大幅なガス量が必要になってしまう。本実施形
態においては、燃料電池に過大な負担をかけることな
く、車両補機の制御をすることができるため、コスト的
にも好ましい。

【００４２】以上、本発明の実施形態を図面を参照して
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られ
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
等も含まれる。例えば、上述した実施形態においては、
電源装置２２に対して、要求電力量（ＰＥＣＲＥＱ）で
説明したが、要求電流量（ＩＦＣＲＥＱ）としてもよ
い。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載し
た発明によれば、前記作動予定の車両補機の作動時に
は、好適な出力を行うことができるように燃料電池を準
備させることができるため、燃料電池に過度な負担をか
けることなく、好適に車両補機の制御をすることができ
る。請求項２に記載した発明によれば、作動予定出力を
電流値や電圧値にした場合に比べて燃料電池の制御が容
易となる。請求項３に記載した発明によれば、燃料電池
に過度な負担を与えることがなく、ガス欠を防止するこ
とができる。請求項４に記載した発明によれば、燃料電
池の過度な負担を抑えつつ、より早く車両補機を作動さ
せることができる。請求項５に記載した発明によれば、
電動式空調装置により要求負荷変動が発生した場合であ
っても、駆動モータ出力を維持しつつ、車両補機を好適
に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施形態における燃料電池自
動車を示す概略構成図である。

【図２】図２はエアコン制御ユニットとエネルギー制
御ユニットとの信号の送受信を示す説明図である。

【図３】図３は同実施形態における燃料電池自動車を
示す概略構成図である。

【図４】図４はエアコン制御ユニットとエネルギー制
御ユニットにおける制御フローである。

【図５】図５は本発明の実施形態における燃料電池自
動車の全体構成を示す説明図である。

【図６】図６は従来における燃料電池自動車の全体構
成を示す説明図である。

【符号の説明】

２０燃料電池自動車２２電源装置２８出力配分算出手段３０エアコン３２エアコン制御ユニット３４要求電力量算出手段４４作動予定出力手段（総発電量算出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H027 AA02 DD01 KK52 MM02 MM26 5H115 PA01 PA11 PC06 PG04 PI18 PU10 PV09 PV23 QA01 QN03 SE06 TI02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動用モータと共に、燃料電池を備えた
電源部を共有する少なくとも一つ以上の車両補機に、該
車両補機の作動予告信号を出力する作動予告信号出力手
段が設けられ、前記作動予告信号出力手段から出力された作動予告信号
に基づいて作動が予告された車両補機の作動予定出力
と、他の車両補機の消費電力と、加速要求に基づき決定
された駆動用モータへの要求電力と、に基づいて前記電
源部での要求総発電量を算出する総発電量算出手段が設
けられ、前記要求総発電量に基づき燃料電池目標発電量を算出す
る燃料電池目標発電量算出手段が設けられていることを
特徴とする燃料電池自動車。
【請求項２】前記作動予定出力は、前記作動が予告さ
れた車両補機の作動予定電力値であることを特徴とする
請求項１に記載の燃料電池自動車。
【請求項３】前記一つ以上の車両補機には作動待機信
号入力手段が設けられ、前記作動が予告された車両補機
に供給する燃料電池からの電力を制御する燃料電池出力
制御装置が設けられ、該燃料電池出力制御装置には作動
待機信号出力手段が設けられ、前記作動待機信号出力手段から前記作動待機信号入力手
段に作動待機信号を送信可能とし、前記作動待機入力手段は、前記作動待機信号を受信した
後、前記作動が予告された車両補機に前記燃料電池が前
記目標発電量の電力を供給可能になるまでの間、前記作
動が予告された車両補機の作動を待機状態に維持する待
機指令を、該車両補機に送信可能とすることを特徴とす
る請求項１または２に記載の燃料電池自動車。
【請求項４】前記一つ以上の車両補機には出力制限値
入力手段が設けられ、前記燃料電池出力制御装置には出
力制限値出力手段が設けられ、前記燃料電池が燃料電池目標発電量を供給可能になるま
での間、前記出力制限値出力手段から、前記作動が予告
された車両補機の作動電力を制限値以内に維持するため
の、出力制限値信号を前記出力制限値入力手段へ送信可
能とすることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池自
動車。
【請求項５】前記一つ以上の車両補機のうち、少なく
とも一つは電動式空調装置であることを特徴とする請求
項１から５のいずれかに記載の燃料電池自動車。