JP3852841B2

JP3852841B2 - Control device and control method for fuel cell vehicle

Info

Publication number: JP3852841B2
Application number: JP2002345981A
Authority: JP
Inventors: 芳信蓮香; 響佐伯; 健一郎上田; 千大和氣
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: JP2004180461A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池によって駆動される燃料電池自動車の制御装置、及び燃料電池自動車の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池自動車は電気自動車の一種であり、燃料電池を搭載して発電し、この発電電力で走行モータを駆動する。燃料電池は、空気供給系から酸化剤ガスとしての空気の供給を受けると共に、水素供給系から燃料ガスとしての水素の供給を受け、空気中の酸素と燃料ガス中の水素とから電気化学的に発電し、発電した電力を走行モータの他、コンプレッサ等の補機からなる電力消費系に供給する。
【０００３】
ところで、この燃料電池自動車では、減速時や降坂時に走行モータに回生制動を行わせ、通常の自動車と同様の走行フィーリングが運転者に得られるようにしている。また、この回生制動により得られる回生電力を燃料電池の起動あるいは過渡状態に対処するために用意されたコンデンサや２次電池等の蓄電手段に蓄え、次の発進時や加速時等に利用することで燃費の改善が行われる。
このとき、蓄電手段が満充電に近い状態であってもなるべく回生電力量を多くして回生制動力を向上するために、トルクを発生させない無効電力を増やし、つまりコンプレッサ、冷却水循環ポンプ等燃料電池の補機の効率を落とし、回生電力を消費させるための制御が行われていた（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２０４５０５号公報（段落番号１３、１８等）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしならが、燃料電池の補機の効率を落として回生電力を消費させると、回生制動が効いて空走感はなくなるものの、効率を落とすために無駄な仕事によって熱が発生し、その熱を放熱するために、回生後の冷却系の負荷が高まるといった欠点があった。
【０００６】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、蓄電手段が満充電に近い場合でも回生電力量を確保することができる燃料電池自動車の制御装置、及び燃料電池自動車の制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、燃料電池と、前記燃料電池が発電した電力を蓄える蓄電手段と、前記燃料電池及び蓄電手段の少なくとも一方により供給される電力で燃料電池自動車を駆動する走行モータと、前記燃料電池自動車を走行させるために必要な補機とを備え、前記補機は、前記燃料電池を冷却するために冷却水を循環させるポンプ及び当該循環する冷却水を冷却させるファンである複数の冷却系補機を備える、燃料電池自動車の制御装置であって、前記燃料電池自動車の減速時に発生する前記走行モータからの回生電力量が前記蓄電手段の充電上限値を超えるときに、回生電力を、前記冷却系補機に優先的に消費させる運転制御手段を備えたことを特徴とする燃料電池自動車の制御装置である。
【０００８】
このような燃料電池自動車の制御装置によれば、運転制御手段が、燃料電池自動車の減速時に発生する回生電力量が蓄電手段の充電上限値を超えるときに、回生電力を、補機のうち燃料電池自動車における冷却系の補機に優先的に消費させることで回生電力量を確保できるため減速時に空走感を与えることなく、減速時に再加速時の発熱量の増大を予測した先取り的な冷却が可能となるため、迅速な再加速を実現できる。
【０００９】
また、前記運転制御手段は、車速に基づいて目標アクセル回生電力量を得、当該目標アクセル回生電力量と前記蓄電手段の充電量とに基づいて、前記複数の冷却系補機の全体電力消費量を増減させることを特徴とする燃料電池自動車の制御装置である。
【００１０】
また、前記運転制御手段は、車速に基づいて目標アクセル回生電力量を得、当該目標アクセル回生電力量と前記蓄電手段の充電量とに基づいて余剰回生電力量のレベル判定を行い、当該レベルに応じて余剰回生電力をあらかじめ優先順位が付与された前記冷却系補機にその優先順位に応じて消費させることを特徴とする燃料電池自動車の制御装置である。
このような燃料電池自動車の制御装置によれば、運転制御手段が、目標アクセル回生電力量と蓄電手段の充電量とに基づいて余剰回生電力量のレベル判定を行い、当該レベルに応じて余剰回生電力をあらかじめ優先順位が付与された燃料電池自動車の冷却系の補機にその優先順位に応じて消費させることにより目標回生電力量を確保することができ、従って、減速時に空走感を与えることがなく、また、減速後の加速を想定して冷却系を先行して冷やすことができるため、迅速な再加速が可能となる。
【００１１】
また、前記課題を解決するための手段として、本発明は、燃料電池と、前記燃料電池が発電した電力を蓄える蓄電手段と、前記燃料電池及び蓄電手段の少なくとも一方により供給される電力で燃料電池自動車を駆動する走行モータと、前記燃料電池自動車を走行させるために必要な補機とを備え、前記補機は、前記燃料電池を冷却するために冷却水を循環させるポンプ及び当該循環する冷却水を冷却させるファンである複数の冷却系補機を備える、燃料電池自動車の制御方法であって、前記燃料電池自動車の減速時に発生させる前記走行モータからの回生電力量を、前記冷却系補機に優先的に消費させることで、前記蓄電手段に充電しきれない回生電力の発生を許容することを特徴とする燃料電池自動車の制御方法である。
このような燃料電池自動車の制御方法によれば、蓄電手段に充電できる電力量が少ない場合でも、冷却系の補機で電力を消費するので、蓄電手段に充電しきれない回生電力（余剰回生電力量）の発生を許容する。これにより、回生電力量を確保することができるので、回生制動を効かせて空走感を低減ないしは無くすことができる。しかも、冷却系の補機で消費させることで、減速の後に来る再加速時の発熱量の増大を先取りした冷却が可能となる。
【００１２】
また、車速に基づいて目標アクセル回生電力量を得、当該目標アクセル回生電力量と前記蓄電手段の充電量とに基づいて、前記複数の冷却系補機の全体消費電力量を増減させることを特徴とする燃料電池自動車の制御方法である。
さらに、車速に基づいて目標アクセル回生電力量を得、当該目標アクセル回生電力量と前記蓄電手段の充電量とに基づいて余剰回生電力量のレベル判定を行い、当該レベルに応じて余剰回生電力をあらかじめ優先順位が付与された前記冷却系補機にその優先順位に応じて消費させることを特徴とする燃料電池自動車の制御方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の制御装置及び制御方法が採用される燃料電池自動車の概略構造を説明するために引用した図、図２は、燃料電池自動車に使用される燃料電池システムの概略構成を示す模式図である。
【００１４】
燃料電池自動車は電気自動車の一種であり、本実施形態では、走行モータ３８は、床下に搭載された燃料電池システムＦＣＳから電力供給を受ける仕組みになっている。燃料電池システムＦＣＳは、燃料電池１（図３参照）を中核とした発電システムであり、燃料電池１は、燃料電池システムＦＣＳが備える空気供給系２から酸化剤ガスとしての空気の供給を受けると共に、同じく燃料電池システムＦＣＳが備える水素供給系３（水素タンクＨ２）から燃料ガスとしての水素の供給を受け、空気中の酸素と水素とから電気化学的に発電する。そして、発電した電力を走行モータ３８（Ｍ）と、スーパチャージャ３９（Ｓ／Ｃ）、冷却水ポンプ４０、４１（Ｗ／Ｐ）、ラジエタファン４２，４３等の補機からなる電力消費系に供給する。ここでスーパチャージャ３９は、燃料電池１に酸化剤としての空気を供給する電動のエアコンプレッサである。
【００１５】
なお、冷却水ポンプ４０，４１、ラジエタファン４２，４３およびラジエタ４４，４５は、走行モータ３８を冷却するＤＴ冷却系４、および燃料電池１を冷却するＦＣ冷却系５、のそれぞれに設けられ、ここでは、ＦＣ冷却系５に設けられる冷却水ポンプ、ラジエタおよびラジエタファンを、それぞれＦＣ冷却水ポンプ４０、ＦＣラジエタ４４、ＦＣラジエタファン４２と称し、ＤＴ冷却系４に設けられる冷却水ポンプ、ラジエタおよびラジエタファンを、それぞれＤＴ冷却水ポンプ、ＤＴラジエタ４５、ＤＴラジエタファン４３と称する。なお、総称するときには、例えばラジエタ４４，４５や冷却水ポンプ４０，４１のようにＦＣ／ＤＴを省略する。
ちなみに、ラジエタ４４，４５はいずれも燃料電池自動車の前面に配置され、冷却水ポンプ４０、４１によって循環される熱媒である冷却水の熱を系外に放出するための放熱手段となり動作する。
【００１６】
図３は、本実施形態にかかる燃料電池自動車の運転制御装置における電力消費系を説明するために引用した図である。
図３において、燃料電池１は、蓄電手段としてのキャパシタ（電気二重層コンデンサ）３２と共に電力消費系に電力を供給する。キャパシタ３２は、燃料電池１が発電した電力および走行モータ３８の回生電力を蓄えて燃料電池システムの始動時および過渡状態に対処する他、キャパシタ３２の電圧と燃料電池１の発電電圧等との関係で充放電を繰り返し、燃料電池１の負荷変動を滑らかなものとする。
【００１７】
具体的には、キャパシタ３２は、加速時（運転者がアクセルペダルを踏み込んだとき）に、空気の増加指令に対してスーパチャージャ３９の回転速度が上昇して空気の流量が増加し、その結果として燃料電池１の発電電力の増加が追従するまで走行モータ３８に対して電力を供給し、燃料電池１の発電電力の不足分を補う。一方、減速時（運転者がアクセルペダルの踏み込みを解放したとき）に、空気の減少指令に対してスーパチャージャ３９の回転速度が低下して空気の流量が減少し、その結果として燃料電池１の発電電力の減少が追従するまで燃料電池１の発電電力によって充電される。加えて、減速時は、走行モータ３８による回生電流によっても充電される。なお、燃料電池１の電圧とキャパシタ３２の電圧が同じ定常状態ではキャパシタ３２の充放電は行われず、走行モータ３８等が消費する電力は燃料電池１から供給される。
【００１８】
なお、キャパシタ３２の充電量はＳＯＣ（Status Of Charge）で表されるが、この値が大きいほどキャパシタ３２はたくさん充電されていることを示す。一方、ＳＯＣの値が小さいほどキャパシタ３２は少ししか充電されていないことを示す。ちなみに、ＳＯＣは、キャパシタ３２の端子電圧の自乗に比例した値になる。
【００１９】
次に、燃料電池１が発電した電力は、ＶＣＵ（Voltage Control Unit）３３を介して走行モータ３８へ供給される他に、スーパチャージャ３９、ＦＣ冷却水ポンプ４０、１２Ｖ負荷であるＤＴ冷却水ポンプ４１、ＦＣラジエタファン４２、ＤＴラジエタファン４３等補機にも供給される。キャパシタ３２の蓄電電力もまた、前記した走行モータ３８の他、前記した補機３９…に供給される。なお、走行モータ３８はＰＤＵ（Power Drive Unit）３４を介して、スーパチャージャ３９はスーパチャージャ（ＳＣ）インバータ３５を介して、ＦＣ冷却水ポンプ４０は冷却水ポンプインバータ３６を介して、１２Ｖ負荷（ＤＴ冷却水ポンプ４１、ＦＣラジエタファン４２、ＤＴラジエタファン４３）は、１２Ｖコンバータ３７を介して、それぞれ燃料電池１やキャパシタ３２から電力を供給される。
【００２０】
ＶＣＵ３３は、リミッタ機能を持つ電力調整器であり、燃料電池１から取り出された電流を後述するＥＣＵ（Electric Control Unit）５０の制御の下で制限してＰＤＵ３４、ＳＣインバータ３５、冷却水ポンプインバータ３６、１２Ｖコンバータ３７に供給する。
【００２１】
ＰＤＵ３４は、ＥＣＵ５０によって生成される走行モータ制御信号により走行モータ３８の駆動を制御する。ＳＣインバータ３５はスーパチャージャ３９に、冷却水ポンプインバータ３６はＦＣ冷却水ポンプ４０に電力を供給する。ＳＣインバータ３５および冷却水ポンプインバータ３６は、共にＥＣＵ５０から回転速度指令値を得てスーパチャージャ３９およびＦＣ冷却水ポンプ４０の駆動制御を行う。１２Ｖコンバータ３７は、図示しない１２Ｖバッテリに供給される電圧を１２Ｖに電圧変換して１２Ｖ負荷（ＤＴ冷却水ポンプ４１、ＦＣラジエタファン４２、ＤＴラジエタファン４３）のそれぞれに供給する。
【００２２】
なお、ＥＣＵ５０は、本実施形態における燃料電池自動車の制御装置の制御中枢となり、内蔵マイコンにより、前記した空気供給系２、水素供給系３、ＤＴ冷却系４、ＦＣ冷却系５、補機３９〜４５を含む電力消費系の全てを制御する。
本発明と特に関係するところでは、アクセルペダルから図示しないセンサを介してアクセル信号ＡＰを得、また、図示しない車速センサから車速信号ＶＳＰを得て走行モータ３８の駆動を制御する走行モータ制御信号を生成し、また、燃料電池１に対して後述する目標発電電流指令値（ＩＦＣＣＭＤ）を設定し、燃料電池１の発電電流の制御も行う。
【００２３】
更に、ＥＣＵ５０は、車速信号ＶＳＰと走行モータ３８の回転速度を得、目標アクセル回生電力量を設定する。また、ＥＣＵ５０は、キャパシタ３２のＳＯＣを得、このＳＯＣと設定した目標アクセル回生電力量とから、燃料電池自動車の減速時に発生させる回生電力量（目標アクセル回生電力量）がキャパシタ３２の充電上限値を超えるときに、超える部分の余剰回生電力（キャパシタ３２からすれば自己の容量の不足分）を、補機のうち燃料電池自動車における冷却系４，５の補機（ＦＣ冷却水ポンプ４０、ＤＴ冷却水ポンプ４１、ＦＣラジエタファン４２、ＤＴラジエタファン４３）に優先的に消費させる運転制御手段（次に説明する回生時電力消費制御手段４００）としての機能も合わせ持つ。
【００２４】
図４は、本実施形態の燃料電池自動車の制御装置における機能および動作を説明するために引用した機能ブロックである。この機能ブロック図に示されるのは、キャパシタ３２の充電上限値を超えるときに、超える部分の回生電力量（余剰回生電力量）を、冷却系４，５の補機４０〜４３に優先的に消費させる回生時電力消費制御手段（運転制御手段）４００である。
【００２５】
この回生時電力消費制御手段４００は、車速に基づいてアクセル全閉時の目標アクセル回生電力量を得、当該目標アクセル回生電力量とキャパシタ（蓄電手段）３２の充電量とに基づいて余剰回生電力量のレベル判定を行い、当該レベル判定のレベル値に応じて、余剰回生電力量をあらかじめ優先順位が付与された冷却系４，５の補機４０，４１…にその優先順位に応じて消費させる機能を有する。更に、この回生時電力消費制御手段４００は、車速からアクセル全閉時の目標アクセル回生電力量を得、当該目標アクセル回生電力量とキャパシタ３２の充電量との差によって決まる出力増加量を、燃料電池１の目標発電電流指令基準値に加算する機能を有する。
【００２６】
この機能を実現するため、回生時電力消費制御手段４００は、アクセル回生電力量マップ検索部４０１、アクセル回生電力量余剰レベル判断部４０２、偏差演算部４０３、ＦＣラジエタファン消費電力増減判定部４０４、ＤＴラジエタファン消費電力増減判定部４０５、ＦＣ冷却水ポンプ消費電力増減判定部４０６、ＤＴ冷却水ポンプ消費電力増減判定部４０７、ＰＩＤ制御部４０８、加算部４０９を含んで構成される。
【００２７】
このうち、アクセル回生電力量マップ検索部４０１は、アクセルペダルの踏み込み解放時、車速（車速信号ＶＳＰ）とモータ回転速度を入力して目標アクセル回生電力量を設定する機能を有する。アクセル回生電力量余剰レベル判断部４０２は、目標アクセル回生電力量とキャパシタ３２の充電量であるＳＯＣを入力して目標アクセル回生電力量の余剰量を求め、目標アクセル回生電力量の余剰レベルを０〜５までの６段階のフラグ（レベル値）として設定する機能を有する（図５参照）。偏差演算部４０３は、目標アクセル回生電力量とＳＯＣとの偏差を演算する機能を有する。ＦＣラジエタファン消費電力増減判定部４０４等、各判定部４０４〜４０７は、後で詳しく説明するように、レベル値に応じて冷却系４，５の補機４０〜４３の電力消費量増減を指示する機能を有する（消費電力量を増加する指示、増加した消費電力量をキャンセルする指示）。
【００２８】
また、回生時電力消費制御手段４００のＰＩＤ制御部４０８は、偏差演算部４０３で演算された目標アクセル回生電力量とＳＯＣの偏差（キャパシタ３２に充電しきれない目標アクセル回生電力量）を入力してＰ（比例）、Ｉ（積分）、Ｄ（微分）の各処理を行って偏差がゼロになるように、ＩＦＣＣＭＤベース値（目標発電電流指令基準値）に加算する値である出力増加量を設定する機能を有する。また、加算部４０９は、ＰＩＤ制御部４０８が設定した出力増加量（電流値）と、入力したＩＦＣＣＭＤベース値（電流値）を加算する機能を有する。ちなみに、出力増加量とＩＦＣＣＭＤベース値の加算量が大きな値になるほど、スーパチャージャ３９の回転速度は速くなる（消費電力量が増加する）。
【００２９】
次に、図４に示す機能ブロック図を参照しながら、図１〜図３に示す本実施形態の動作について詳細に説明する。また、各機能についての補足説明を行う。
【００３０】
図４において（アクセルペダルの踏み込み解放時）、ＥＣＵ５０（回生時電力消費制御手段４００のアクセル回生電力量マップ検索部４０１）は、まず、図示しないセンサを介して走行モータ３８の回転速度と車速（車速信号ＶＳＰ）を入力として得、アクセルペダルの踏み込み解放時の目標アクセル回生電力量をあらかじめ用意されたマップを検索して設定する。ここで用意される目標アクセル回生電力量を設定するマップ（目標アクセル回生電力量設定マップ）は、車速が早いほど、走行モータ３８の回転速度が早いほど、大きな目標アクセル回生電力量が設定されるようになっている。
【００３１】
次に、マップ検索の結果得られる目標アクセル回生電力量とキャパシタ３２のＳＯＣとを比較して、余剰回生電力量のレベル判定を行う。そしてそのレベル値に応じて燃料電池１の冷却系４，５の補機（ＤＴラジエタファン４３、ＤＴ冷却水ポンプ４１、ＦＣラジエタファン４２、ＦＣ冷却水ポンプ４０）を動作させてアクセル全閉時（アクセルペダルの踏み込み解放時）に発生する回生電力量を確保する構成になっている。
このとき、各消費電力増減判定部４０４〜４０７において消費電力の増減判定が行われ、この判定に基づいてＤＴ冷却制御、ＦＴ冷却制御、あるいは燃料電池１の制御が行われる。この消費電力の増減判定は以下のように行われる。
【００３２】
まず、図５に示すように、アクセルペダルの踏み込み解放時は、余剰回生電力量のレベルおよび補機３９，４０，４１…の最大電力消費量に応じて、どの補機３９，４０，４１…の消費電力を増加させるかが規定されている。図５では、余剰回生電力量が少ない場合は、最大消費電力が小さい補機であるＦＣラジエタファン４２の消費電力が増加されるようになっている。
【００３３】
ちなみに、この図５の表は、余剰回生電力量のレベルに応じて、余剰回生電力をあらかじめ優先順位が付与された冷却系４，５の補機４０，４１…に、その優先順位に応じて消費させるためのものである。なお、図５に示すように、レベル値は０から５までの６段階（６段階のフラグ）とし、レベル値が大きくなるにつれ余剰回生電力が大きくなるものとする。また、冷却系４，５の補機４０，４１は、右側に行くほど最大消費電力量が大きくなるものとする。ここで、キャパシタ３２に充電できる電力量が目標アクセル回生電力量よりも大きな場合（レベル値０）は、最低限の回生電力量は確保されているため何も行わないこととする（消費電力の増加は行わない）。
【００３４】
このように、レベル値０〜レベル値５までの６段階のフラグを用い、フラグの数字が大きくなるにつれて余剰回生電力を適切に消費できるようにするため、ＦＣラジエタファン消費電力判定部４０４では、レベル値１〜レベル値５のフラグが入力された場合は、ＦＣラジエタファン４２の回転速度を増加するようにＦＣ冷却系５を制御する。なお、回転速度が増加すると消費電力も増加する（以下同じである）。一方、レベル値０のフラグが入力された場合は、ＦＣラジエタファン４２の前記した回転速度の増加を取り止めるようにＦＣ冷却系５を制御する。
【００３５】
また、ＤＴラジエタファン消費電力増減判定部４０５では、レベル値２〜レベル値５のフラグが入力された場合は、ＤＴラジエタファン４３の回転速度を増加するようにＤＴ冷却系４の制御を行う。一方、レベル値０又はレベル値１のフラグが入力された場合は、ＤＴラジエタファン４３の前記した回転速度の増加を取り止めるようにＤＴ冷却系４を制御する。
【００３６】
また、ＦＣ冷却水ポンプ消費電力増減判定部４０６では、レベル値３〜レベル値５のフラグが入力された場合は、ＦＣ冷却水ポンプ４０の回転速度を増加するようにＦＣ冷却系５の制御を行う。一方、レベル値０〜レベル値２のフラグが入力された場合は、ＦＣ冷却水ポンプ４０の前記した回転速度の増加を取り止めるようにＦＣ冷却系５を制御する。
【００３７】
また、ＤＴ冷却水ポンプ消費電力増減判定４０７では、レベル値４又はレベル値５のフラグが入力された場合は、ＤＴ冷却水ポンプ４１の回転速度を増加するようにＤＴ冷却系４の制御を行う。一方、レベル値０〜レベル値３のフラグが入力された場合は、ＤＴ冷却水ポンプ４１の前記した回転速度の増加を取り止めるようにＤＴ冷却系４を制御する。
【００３８】
また、ＰＩＤ制御部４０８は、レベル値５のフラグが入力された場合は、偏差演算部４０３から入力した偏差に基づいて、ＩＦＣＣＭＤベース値に加算する出力増加量を設定する制御を行う。一方、レベル値０〜レベル値４のフラグが入力された場合は、出力増加量を０にする。ちなみに、出力増加量が増えると、スーパチャージャ３９の回転速度が増加するようになる。すなわち、燃料電池１に供給される空気量が増加する。
【００３９】
これにより、余剰回生電力のレベルに応じて、消費電力の小さい補機（ここではＦＣラジエタファン４２）から順に消費電力量が増加されていく。なお、増加する消費電力は、それぞれの補機４０，４１…ごとに設定されているものとする（例えば各補機４０，４１…ごとに増加するデューティを決めているものとする）。また、この実施形態では、余剰回生電力が最も大きいとき（レベル値５）は、最大消費電力が最も大きなスーパチャージャ３９の消費電力が、偏差（余剰回生電力量）に応じて増加される。これにより、大きな余剰回生電力が生じても（目標アクセル回生電力量−ＳＯＣが大きくなって）、余剰回生電力を消費できる。
【００４０】
このため、キャパシタ３２に充電しきれない余剰回生電力が生じても（余剰回生電力の発生を許容しても）、回生制動をよく効かすことができ、空走感を低減ないしは無くすことができる。しかも、冷却を行うことができ、例えば、制動（減速）の次に来る加速の際に冷却能力が不足することを防止することができる。つまり、減速後に想定される再加速のための発熱量の増大を先取り的に冷却することで、スムーズな再加速を実現することができる。
【００４１】
なお、発電電力指令値基準値に出力増加量を加算すると燃料電池１の発電量（発電電力量）が増加するが、発電量の増加は所定のタイムラグの後に生じるので、補機４０…の消費電力を増加する一方で、全く同時に燃料電池１の発電量を増加することはない。
【００４２】
ちなみに、前記説明した目標アクセル回生電力量設定マップは、余剰回生電力量を補機４０…（及びスーパチャージャ３９）で消費できることを踏まえて設定されている。
【００４３】
なお、本発明は前記した実施形態に限定されることなく、幅広く変形実施することができる。例えば、レベル値により消費電力量を増加する機器の順序を変更してもよい。また、アクセル信号ＡＰはアクセルペダルが踏み込まれているか踏み込まれていないかのＯＮ／ＯＦＦを示す信号であったが、これをアクセル開度信号として、目標アクセル回生量をアクセル開度（アクセルの戻し量）に応じたものにしてもよい。この場合、前記した目標アクセル回生電力量設定マップは、アクセル戻し量の時間微分値が大きいほど目標アクセル回生電力量を大きく設定するマップになる。また、各補機４０…の消費電力の増加は、補機４０…の稼動状況を参照して、設定するようにしてもよい。また、走行モータ３８からの回生電力量がキャパシタ３２の充電上限値を超える場合のレベル判定（どの補機を動かすかの判定）は、例えばキャパシタ３２に充電した後に判定しても、例えば回生電力が発生したときに判定してもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明のように本発明によれば、回生電力量が蓄電手段の充電上限値を超える場合でも、回生電力を消費できるので、減速時の回生電力量を確保できる。このため、減速時に空走感を低減ないし無くすことができる。また、燃料電池の冷却系に優先的に回生電力を消費させることにより、例えば減速後の加速を想定して冷却系を先行冷却できるため、例えば迅速な再加速が可能となる。
また、余剰回生電力量のレベル判定を行うことで、蓄電手段から見て充電できる電力量がわずかな場合でも、より的確に回生電力量を確保することができる。
さらに、蓄電手段に充電できない回生電力の発生を許容できるので、回生制動により空走感を低減ないしは無くすことができる。また、この際、蓄電手段に充電しきれない回生電力を冷却系の作動に使用するので、例えば減速後の加速を想定して冷却系を先行冷却することができるため、例えば迅速な再加速が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が採用される燃料電池自動車の概略構造を説明するために引用した図である。
【図２】本発明において用いられる燃料電池システムの概略構成を示す模式図である。
【図３】本発明の燃料電池自動車の運転制御装置における電力消費系を説明するために引用した図である。
【図４】本発明の燃料電池自動車の制御装置における動作の流れを説明するために引用した機能ブロック図である。
【図５】本発明の燃料電池自動車の制御装置において用いられるアクセル余剰回生電力量レベルと補機の作動状態との関係を説明するために引用した図である。
【符号の説明】
３１…燃料電池（ＦＣ）、３２…キャパシタ（Ｃ：蓄電手段）、３３…ＶＣＵ、３４…ＰＤＵ、３５…ＳＣインバータ、３６…冷却水インバータ、３７…１２Ｖコンバータ、３８…走行モータ（Ｍ）、３９…スーパチャージャ（Ｓ／Ｃ）、４０…ＦＣ冷却水ポンプ、４１…ＤＴ冷却水ポンプ、４２…ＦＣラジエタファン、４３…ＤＴラジエタファン，４００…回生時電力消費制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a fuel cell vehicle driven by a fuel cell and a control method for the fuel cell vehicle.
[0002]
[Prior art]
A fuel cell vehicle is a type of electric vehicle that generates electricity by mounting a fuel cell, and drives a traveling motor with the generated power. The fuel cell receives the supply of air as an oxidant gas from an air supply system, and also receives the supply of hydrogen as a fuel gas from a hydrogen supply system, and electrochemically uses oxygen in the air and hydrogen in the fuel gas. Power is generated, and the generated power is supplied to a power consumption system including auxiliary equipment such as a compressor in addition to the traveling motor.
[0003]
By the way, in this fuel cell vehicle, when the vehicle is decelerated or downhill, the driving motor performs regenerative braking so that the driver can obtain the same driving feeling as a normal vehicle. In addition, the regenerative power obtained by this regenerative braking should be stored in a storage means such as a capacitor or secondary battery prepared for dealing with the start-up or transient state of the fuel cell, and used for the next start or acceleration. Will improve fuel economy.
At this time, in order to increase the amount of regenerative power and improve the regenerative braking force as much as possible even when the power storage means is almost fully charged, the reactive power that does not generate torque is increased, that is, a fuel cell such as a compressor or a cooling water circulation pump Control for reducing the efficiency of the auxiliary machine and consuming regenerative power has been performed (Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2002-204505 A (paragraph numbers 13 and 18 etc.)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the efficiency of the fuel cell auxiliaries is reduced and regenerative power is consumed, regenerative braking works and the feeling of free running disappears, but heat is generated by useless work to reduce efficiency, and that heat is lost. In order to dissipate heat, there was a drawback that the load on the cooling system after regeneration increased.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a control device for a fuel cell vehicle and a control method for a fuel cell vehicle that can ensure the amount of regenerative power even when the storage means is nearly fully charged. For the purpose.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  in frontLessonTo solve the problemAs a means ofThe invention includes a fuel cell, power storage means for storing electric power generated by the fuel cell, and the fuel cell.as well asA travel motor that drives the fuel cell vehicle with electric power supplied by at least one of the storage means; and an auxiliary machine required to drive the fuel cell vehicleThe auxiliary machine includes a plurality of cooling system auxiliary machines that are a pump that circulates cooling water to cool the fuel cell and a fan that cools the circulating cooling water.Control device for fuel cell vehicleBecauseWhen the amount of regenerative power generated from the traveling motor generated when the fuel cell vehicle decelerates exceeds the charging upper limit value of the power storage means,ColdRejectionSystem assistantA control apparatus for a fuel cell vehicle, comprising operation control means for preferentially consuming the machine.
[0008]
  Control device for such a fuel cell vehicleAccording to the present invention, when the regenerative electric energy generated when the fuel cell vehicle decelerates exceeds the charging upper limit value of the power storage device, the operation control unit supplies the regenerative power to the auxiliary device of the cooling system in the fuel cell vehicle. By preferentially consuming it, the regenerative electric energy can be secured, so it is possible to perform preemptive cooling that predicts an increase in the amount of heat generated during re-acceleration during deceleration without giving a feeling of idling during deceleration. Acceleration can be realized.
[0009]
  Further, the operation control means obtains a target accelerator regenerative power amount based on the vehicle speed, and based on the target accelerator regenerative power amount and the charge amount of the power storage means, the total power consumption of the plurality of cooling system auxiliary machines Is a control apparatus for a fuel cell vehicle.
[0010]
  Further, the operation control means obtains a target accelerator regenerative power amount based on the vehicle speed, performs a level determination of the surplus regenerative power amount based on the target accelerator regenerative power amount and a charge amount of the power storage means, and sets the level. Accordingly, the control device for the fuel cell vehicle is characterized in that the surplus regenerative power is consumed in accordance with the priority order by the cooling system auxiliary equipment to which the priority order is given in advance.
  According to such a control device for a fuel cell vehicle,The operation control means determines the level of the surplus regenerative power based on the target accelerator regenerative power and the charge of the power storage means, and the surplus regenerative power according to the level of the fuel cell vehicle to which priority is given in advance. The target regenerative electric energy can be secured by consuming the cooling system auxiliary equipment according to the priority order, and therefore it will not give a feeling of idling when decelerating. Since the cooling system can be cooled in advance, rapid reacceleration is possible.
[0011]
  Also solve the above problemBook as a means toThe invention includes a fuel cell, power storage means for storing electric power generated by the fuel cell, and the fuel cell.as well asA travel motor that drives the fuel cell vehicle with electric power supplied by at least one of the storage means; and an auxiliary machine required to drive the fuel cell vehicleThe auxiliary machine includes a plurality of cooling system auxiliary machines that are a pump that circulates cooling water to cool the fuel cell and a fan that cools the circulating cooling water.A method for controlling a fuel cell vehicle, comprising: generating a regenerative electric energy from the travel motor generated when the fuel cell vehicle is decelerated.The coldRejectionSystem assistantIn machinePreferentiallyAllowing the generation of regenerative power that cannot be fully charged to the power storage meansIt is characterized byA control method for a fuel cell vehicle.
  According to such a control method for a fuel cell vehicle, even when the amount of power that can be charged in the power storage means is small, power is consumed by the auxiliary equipment in the cooling system, so that the regenerative power that cannot be charged in the power storage means (surplus regenerative power) Generation). Thereby, since regenerative electric energy can be ensured, regenerative braking can be applied and the feeling of idling can be reduced or eliminated. In addition, when consumed by the auxiliary equipment of the cooling system, it is possible to perform cooling in anticipation of an increase in the amount of heat generated at the time of reacceleration after deceleration.
[0012]
  Further, the target accelerator regenerative power amount is obtained based on the vehicle speed, and the total power consumption amount of the plurality of cooling system auxiliary devices is increased or decreased based on the target accelerator regenerative power amount and the charge amount of the power storage means. A control method for a fuel cell vehicle.
  Further, a target accelerator regenerative power amount is obtained based on the vehicle speed, a level determination of the surplus regenerative power amount is performed based on the target accelerator regenerative power amount and the charge amount of the power storage means, and the surplus regenerative power is determined according to the level. A control method for a fuel cell vehicle, characterized in that the cooling system auxiliary equipment to which priorities are assigned in advance is consumed according to the priorities.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram cited for explaining a schematic structure of a fuel cell vehicle in which the control device and the control method of the present invention are employed, and FIG. 2 shows a schematic configuration of a fuel cell system used in the fuel cell vehicle. It is a schematic diagram.
[0014]
The fuel cell vehicle is a kind of electric vehicle, and in the present embodiment, the travel motor 38 is configured to receive power supply from the fuel cell system FCS mounted under the floor. The fuel cell system FCS is a power generation system having the fuel cell 1 (see FIG. 3) as a core. The fuel cell 1 receives supply of air as an oxidant gas from an air supply system 2 included in the fuel cell system FCS. Similarly, the fuel cell system FCS is supplied with hydrogen as a fuel gas from a hydrogen supply system 3 (hydrogen tank H2), and generates electric power electrochemically from oxygen and hydrogen in the air. Then, the generated electric power is converted into an electric power consumption system including auxiliary equipment such as the traveling motor 38 (M), the supercharger 39 (S / C), the cooling water pumps 40 and 41 (W / P), and the radiator fans 42 and 43. Supply. Here, the supercharger 39 is an electric air compressor that supplies air as an oxidant to the fuel cell 1.
[0015]
The cooling water pumps 40 and 41, the radiator fans 42 and 43, and the radiators 44 and 45 are provided in the DT cooling system 4 that cools the traveling motor 38 and the FC cooling system 5 that cools the fuel cell 1, respectively. Here, the cooling water pump, the radiator, and the radiator fan provided in the FC cooling system 5 are referred to as the FC cooling water pump 40, the FC radiator 44, and the FC radiator fan 42, respectively, and the cooling water pump and the radiator provided in the DT cooling system 4 The radiator fan is referred to as a DT cooling water pump, a DT radiator 45, and a DT radiator fan 43, respectively. In addition, when naming generically, FC / DT is abbreviate | omitted like the radiators 44 and 45 and the cooling water pumps 40 and 41, for example.
Incidentally, the radiators 44 and 45 are both disposed in front of the fuel cell vehicle and operate as a heat dissipating means for releasing the heat of the cooling water, which is a heat medium circulated by the cooling water pumps 40 and 41, out of the system.
[0016]
FIG. 3 is a diagram cited for explaining the power consumption system in the operation control apparatus for the fuel cell vehicle according to the present embodiment.
In FIG. 3, the fuel cell 1 supplies power to a power consumption system together with a capacitor (electric double layer capacitor) 32 as a power storage means. The capacitor 32 stores the electric power generated by the fuel cell 1 and the regenerative electric power of the traveling motor 38 to cope with the start-up and transient state of the fuel cell system, and the relationship between the voltage of the capacitor 32 and the generated voltage of the fuel cell 1 and the like. The charging / discharging is repeated to make the load fluctuation of the fuel cell 1 smooth.
[0017]
Specifically, during acceleration (when the driver depresses the accelerator pedal), the capacitor 32 increases the rotational speed of the supercharger 39 in response to an air increase command, and the air flow rate increases. As described above, power is supplied to the traveling motor 38 until the increase in the generated power of the fuel cell 1 follows, and the shortage of the generated power of the fuel cell 1 is compensated. On the other hand, when decelerating (when the driver releases the accelerator pedal), the rotational speed of the supercharger 39 is reduced in response to the air reduction command, and the flow rate of the air is reduced. The battery is charged with the generated power of the fuel cell 1 until the decrease in the generated power follows. In addition, at the time of deceleration, charging is also performed by a regenerative current from the traveling motor 38. Note that, in a steady state where the voltage of the fuel cell 1 and the voltage of the capacitor 32 are the same, the capacitor 32 is not charged / discharged, and the power consumed by the travel motor 38 and the like is supplied from the fuel cell 1.
[0018]
The charge amount of the capacitor 32 is represented by SOC (Status Of Charge). The larger this value, the more the capacitor 32 is charged. On the other hand, the smaller the SOC value, the less the capacitor 32 is charged. Incidentally, the SOC becomes a value proportional to the square of the terminal voltage of the capacitor 32.
[0019]
Next, the electric power generated by the fuel cell 1 is supplied to the traveling motor 38 via a VCU (Voltage Control Unit) 33, and is also supplied with a supercharger 39, an FC cooling water pump 40, and a 12V load DT cooling water pump. 41, FC radiator fan 42, DT radiator fan 43, and other auxiliary machines. The electric power stored in the capacitor 32 is also supplied to the auxiliary machines 39 in addition to the traveling motor 38 described above. The travel motor 38 is connected via a PDU (Power Drive Unit) 34, the supercharger 39 is connected via a supercharger (SC) inverter 35, and the FC cooling water pump 40 is connected via a cooling water pump inverter 36 to a 12V load ( The DT cooling water pump 41, the FC radiator fan 42, and the DT radiator fan 43) are supplied with electric power from the fuel cell 1 and the capacitor 32 via the 12V converter 37, respectively.
[0020]
The VCU 33 is a power regulator having a limiter function, and restricts a current taken out from the fuel cell 1 under the control of an ECU (Electric Control Unit) 50 described later, and a PDU 34, an SC inverter 35, and a cooling water pump inverter 36. , Supplied to the 12V converter 37.
[0021]
The PDU 34 controls driving of the travel motor 38 by a travel motor control signal generated by the ECU 50. The SC inverter 35 supplies power to the supercharger 39, and the cooling water pump inverter 36 supplies power to the FC cooling water pump 40. Both the SC inverter 35 and the cooling water pump inverter 36 obtain the rotational speed command value from the ECU 50 and control the driving of the supercharger 39 and the FC cooling water pump 40. The 12V converter 37 converts the voltage supplied to a 12V battery (not shown) into 12V and supplies the converted voltage to each 12V load (DT cooling water pump 41, FC radiator fan 42, DT radiator fan 43).
[0022]
The ECU 50 serves as a control center of the control device for the fuel cell vehicle according to the present embodiment. The built-in microcomputer controls the air supply system 2, the hydrogen supply system 3, the DT cooling system 4, the FC cooling system 5, and the auxiliary machines 39 to 39. All power consumption systems including 45 are controlled.
Particularly relevant to the present invention, an accelerator signal AP is obtained from an accelerator pedal through a sensor (not shown), and a travel motor control signal for controlling the drive of the travel motor 38 by obtaining a vehicle speed signal VSP from a vehicle speed sensor (not shown). In addition, a target generated current command value (IFCCMD), which will be described later, is set for the fuel cell 1 to control the generated current of the fuel cell 1.
[0023]
Further, the ECU 50 obtains the vehicle speed signal VSP and the rotational speed of the traveling motor 38, and sets the target accelerator regenerative electric energy. Further, the ECU 50 obtains the SOC of the capacitor 32, and from this SOC and the set target accelerator regenerative power amount, the regenerative power amount (target accelerator regenerative power amount) generated when the fuel cell vehicle decelerates is the upper limit value for charging the capacitor 32. The excess regenerative power of the excess part (if the capacity of the capacitor 32 is insufficient) is subtracted from the auxiliary equipment of the cooling systems 4 and 5 in the fuel cell vehicle (FC cooling water pump 40, DT). The cooling water pump 41, the FC radiator fan 42, and the DT radiator fan 43) also have functions as operation control means (regeneration power consumption control means 400 described below) that is preferentially consumed.
[0024]
FIG. 4 is a functional block quoted for explaining functions and operations in the control apparatus for a fuel cell vehicle according to the present embodiment. In this functional block diagram, when the charge upper limit value of the capacitor 32 is exceeded, the excess regenerative power amount (surplus regenerative power amount) is given priority to the auxiliary devices 40 to 43 of the cooling systems 4 and 5. The power consumption control means (operation control means) 400 during regeneration is consumed.
[0025]
The regenerative power consumption control means 400 obtains a target accelerator regenerative power amount when the accelerator is fully closed based on the vehicle speed, and surplus regenerative power based on the target accelerator regenerative power amount and the charge amount of the capacitor (power storage means) 32. The level of the amount is determined, and according to the level value of the level determination, the surplus regenerative electric energy is consumed according to the priority by the auxiliary devices 40, 41. It has a function. Further, the regenerative power consumption control means 400 obtains the target accelerator regenerative power amount when the accelerator is fully closed from the vehicle speed, and outputs the output increase amount determined by the difference between the target accelerator regenerative power amount and the charge amount of the capacitor 32 as the fuel. It has a function of adding to the target generated current command reference value of the battery 1.
[0026]
In order to realize this function, the regeneration power consumption control means 400 includes an accelerator regeneration power amount map search unit 401, an accelerator regeneration power amount surplus level determination unit 402, a deviation calculation unit 403, an FC radiator fan power consumption increase / decrease determination unit 404, A DT radiator fan power consumption increase / decrease determination unit 405, an FC cooling water pump power consumption increase / decrease determination unit 406, a DT cooling water pump power consumption increase / decrease determination unit 407, a PID control unit 408, and an addition unit 409 are configured.
[0027]
Among these, the accelerator regenerative electric energy map search unit 401 has a function of setting the target accelerator regenerative electric energy by inputting the vehicle speed (vehicle speed signal VSP) and the motor rotation speed when the accelerator pedal is depressed. The accelerator regenerative power amount surplus level determination unit 402 inputs the target accelerator regenerative power amount and the SOC that is the charge amount of the capacitor 32 to obtain the surplus amount of the target accelerator regenerative power amount, and sets the surplus level of the target accelerator regenerative power amount to 0. It has a function of setting as 6-stage flags (level values) from 5 to 5 (see FIG. 5). The deviation calculation unit 403 has a function of calculating a deviation between the target accelerator regenerative electric energy and the SOC. The determination units 404 to 407, such as the FC radiator fan power consumption increase / decrease determination unit 404, instruct the power consumption increase / decrease of the auxiliary devices 40 to 43 of the cooling systems 4 and 5 according to the level value, as will be described in detail later. (Instruction to increase power consumption, instruction to cancel increased power consumption).
[0028]
In addition, the PID control unit 408 of the regeneration power consumption control unit 400 inputs the target accelerator regenerative power amount calculated by the deviation calculation unit 403 and the SOC deviation (target accelerator regenerative power amount that the capacitor 32 cannot fully charge). The output increase amount which is a value to be added to the IFCCMD base value (target generated current command reference value) so that the deviation becomes zero by performing each process of P (proportional), I (integral), and D (derivative). Has the function to set. The adding unit 409 has a function of adding the output increase amount (current value) set by the PID control unit 408 and the input IFCCMD base value (current value). Incidentally, the rotation speed of the supercharger 39 increases (the power consumption increases) as the added amount of the output increase amount and the IFCCMD base value increases.
[0029]
Next, the operation of the present embodiment shown in FIGS. 1 to 3 will be described in detail with reference to the functional block diagram shown in FIG. In addition, supplementary explanation of each function will be given.
[0030]
In FIG. 4 (when the accelerator pedal is depressed), the ECU 50 (accelerator regenerative electric energy map search unit 401 of the regenerative power consumption control means 400) first determines the rotational speed and vehicle speed (not shown) of the travel motor 38 via the sensor (not shown). The vehicle speed signal VSP) is obtained as an input, and a target accelerator regenerative electric energy when the accelerator pedal is released is searched and set in advance. In the map (target accelerator regenerative power amount setting map) for setting the target accelerator regenerative power amount prepared here, a larger target accelerator regenerative power amount is set as the vehicle speed is faster and the rotation speed of the travel motor 38 is faster. It is like that.
[0031]
Next, the target accelerator regenerative electric energy obtained as a result of the map search is compared with the SOC of the capacitor 32 to determine the level of the surplus regenerative electric energy. Then, according to the level value, the auxiliary devices (DT radiator fan 43, DT cooling water pump 41, FC radiator fan 42, FC cooling water pump 40) of the cooling systems 4 and 5 of the fuel cell 1 are operated and the accelerator is fully closed. The regenerative electric energy generated when the accelerator pedal is released is secured.
At this time, the power consumption increase / decrease determination units 404 to 407 perform power consumption increase / decrease determination, and based on this determination, DT cooling control, FT cooling control, or control of the fuel cell 1 is performed. This power consumption increase / decrease determination is performed as follows.
[0032]
First, as shown in FIG. 5, when releasing the accelerator pedal, depending on the level of surplus regenerative electric energy and the maximum power consumption of the auxiliary devices 39, 40, 41. It is specified whether to increase the power consumption. In FIG. 5, when the amount of surplus regenerative power is small, the power consumption of the FC radiator fan 42, which is an auxiliary machine with a small maximum power consumption, is increased.
[0033]
Incidentally, in the table of FIG. 5, according to the level of surplus regenerative power, the surplus regenerative power is given to the auxiliary machines 40, 41. It is for consumption. As shown in FIG. 5, the level value is assumed to be 6 levels (6 levels flag) from 0 to 5, and the surplus regenerative power increases as the level value increases. In addition, it is assumed that the auxiliary machines 40 and 41 of the cooling systems 4 and 5 have a maximum power consumption that increases toward the right side. Here, when the amount of power that can be charged in the capacitor 32 is larger than the target accelerator regenerative power amount (level value 0), nothing is performed because the minimum regenerative power amount is secured (the power consumption is reduced). No increase).
[0034]
In this way, the FC radiator fan power consumption determination unit 404 uses six-stage flags from level value 0 to level value 5 so that excessive regenerative power can be appropriately consumed as the number of the flag increases. When a flag of level value 1 to level value 5 is input, the FC cooling system 5 is controlled to increase the rotational speed of the FC radiator fan 42. Note that the power consumption increases as the rotational speed increases (the same applies hereinafter). On the other hand, when the flag of the level value 0 is input, the FC cooling system 5 is controlled so as to stop the increase in the rotational speed of the FC radiator fan 42 described above.
[0035]
The DT radiator fan power consumption increase / decrease determination unit 405 controls the DT cooling system 4 so as to increase the rotation speed of the DT radiator fan 43 when a flag of level value 2 to level value 5 is input. On the other hand, when the flag of level value 0 or level value 1 is input, the DT cooling system 4 is controlled so as to stop the increase in the rotational speed of the DT radiator fan 43.
[0036]
The FC cooling water pump power consumption increase / decrease determination unit 406 controls the FC cooling system 5 so as to increase the rotational speed of the FC cooling water pump 40 when a flag of level value 3 to level value 5 is input. Do. On the other hand, when the flag of level value 0 to level value 2 is input, the FC cooling system 5 is controlled so as to stop the increase in the rotational speed of the FC cooling water pump 40 described above.
[0037]
In the DT cooling water pump power consumption increase / decrease determination 407, when the level value 4 or level value 5 flag is input, the DT cooling system 4 is controlled so as to increase the rotational speed of the DT cooling water pump 41. . On the other hand, when the flag of level value 0 to level value 3 is input, the DT cooling system 4 is controlled so as to stop the increase in the rotational speed of the DT cooling water pump 41.
[0038]
In addition, when a flag of level value 5 is input, the PID control unit 408 performs control to set an output increase amount to be added to the IFCCMD base value based on the deviation input from the deviation calculation unit 403. On the other hand, when the flag of level value 0 to level value 4 is input, the output increase amount is set to zero. Incidentally, when the output increase amount increases, the rotation speed of the supercharger 39 increases. That is, the amount of air supplied to the fuel cell 1 increases.
[0039]
As a result, the amount of power consumption is increased in order from the auxiliary device (here, the FC radiator fan 42) that consumes less power according to the level of surplus regenerative power. It is assumed that the increased power consumption is set for each of the auxiliary machines 40, 41... (For example, an increasing duty is determined for each of the auxiliary machines 40, 41...). In this embodiment, when the surplus regenerative power is the largest (level value 5), the power consumption of the supercharger 39 having the largest maximum power consumption is increased according to the deviation (the surplus regenerative power amount). Thereby, even if large surplus regenerative power is generated (target accelerator regenerative power amount-SOC becomes large), surplus regenerative power can be consumed.
[0040]
For this reason, even if surplus regenerative power that cannot be fully charged in the capacitor 32 is generated (even if generation of surplus regenerative power is allowed), regenerative braking can be effectively applied, and the idling feeling can be reduced or eliminated. . In addition, cooling can be performed, and for example, it is possible to prevent the cooling capacity from being insufficient at the time of acceleration following braking (deceleration). That is, smooth reacceleration can be realized by preliminarily cooling the increase in the amount of heat generated for reacceleration assumed after deceleration.
[0041]
Note that, when the output increase amount is added to the generated power command value reference value, the power generation amount (power generation amount) of the fuel cell 1 increases. However, since the increase in the power generation amount occurs after a predetermined time lag, the consumption of the auxiliary machines 40. While increasing the power, the power generation amount of the fuel cell 1 is not increased at the same time.
[0042]
Incidentally, the target accelerator regenerative electric energy setting map described above is set on the basis that the surplus regenerative electric energy can be consumed by the auxiliary devices 40 (and the supercharger 39).
[0043]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be widely modified. For example, the order of devices that increase the amount of power consumption may be changed according to the level value. The accelerator signal AP is a signal indicating ON / OFF of whether the accelerator pedal is depressed or not. The accelerator signal AP is used as an accelerator opening signal, and the target accelerator regeneration amount is determined as the accelerator opening (accelerator return). You may make it according to quantity. In this case, the target accelerator regenerative power amount setting map is a map in which the target accelerator regenerative power amount is set to be larger as the time differential value of the accelerator return amount is larger. Further, the increase in power consumption of each auxiliary device 40 may be set with reference to the operation status of the auxiliary devices 40. Further, the level determination (determination of which auxiliary machine is to be moved) when the amount of regenerative power from the traveling motor 38 exceeds the charging upper limit value of the capacitor 32 may be determined after charging the capacitor 32, for example. It may be determined when occurrence occurs.
[0044]
【The invention's effect】
  As described above,ClearlyAccording to this, even when the regenerative power amount exceeds the charge upper limit value of the power storage means, the regenerative power can be consumed, so that the regenerative power amount during deceleration can be ensured. For this reason, it is possible to reduce or eliminate the feeling of idling during deceleration. In addition, by preferentially consuming the regenerative power to the fuel cell cooling system, for example, the cooling system can be pre-cooled assuming acceleration after deceleration, so that, for example, rapid re-acceleration is possible.
  Also, extraBy performing the level determination of the amount of surplus regenerative power, the amount of regenerative power can be ensured more accurately even when the amount of power that can be charged as viewed from the power storage means is small.
  further,Since the generation of regenerative power that cannot be charged in the power storage means can be allowed, the idling feeling can be reduced or eliminated by regenerative braking. At this time, since the regenerative power that cannot fully charge the power storage means is used for the operation of the cooling system, for example, the cooling system can be pre-cooled assuming acceleration after deceleration. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram cited for explaining a schematic structure of a fuel cell vehicle in which the present invention is adopted.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a fuel cell system used in the present invention.
FIG. 3 is a diagram cited for explaining a power consumption system in the operation control apparatus for a fuel cell vehicle according to the present invention.
FIG. 4 is a functional block diagram cited for explaining the flow of operation in the control apparatus for a fuel cell vehicle according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram quoted for explaining the relationship between the accelerator surplus regenerative electric energy level used in the control apparatus for a fuel cell vehicle according to the present invention and the operating state of the auxiliary machine.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 31 ... Fuel cell (FC), 32 ... Capacitor (C: Power storage means), 33 ... VCU, 34 ... PDU, 35 ... SC inverter, 36 ... Cooling water inverter, 37 ... 12V converter, 38 ... Travel motor (M), 39 ... Supercharger (S / C), 40 ... FC cooling water pump, 41 ... DT cooling water pump, 42 ... FC radiator fan, 43 ... DT radiator fan, 400 ... Power consumption control means during regeneration

Claims

A fuel cell; power storage means for storing power generated by the fuel cell; a travel motor for driving the fuel cell vehicle with power supplied by at least one of the fuel cell and power storage means; and for driving the fuel cell vehicle. With the necessary auxiliary equipment,
The auxiliary machine includes a plurality of cooling system auxiliary machines that are a pump that circulates cooling water to cool the fuel cell and a fan that cools the circulating cooling water.
A control device for a fuel cell vehicle,
Operation control means for preferentially consuming the regenerative power to the cooling system auxiliary machine when the amount of regenerative power generated from the traveling motor generated when the fuel cell vehicle decelerates exceeds a charging upper limit value of the power storage means. ,
The operation control means obtains a target accelerator regenerative power amount based on the vehicle speed, performs a level determination of the surplus regenerative power amount based on the target accelerator regenerative power amount and the charge amount of the power storage means, and according to the level A control apparatus for a fuel cell vehicle, characterized in that surplus regenerative power is consumed by the cooling system auxiliary equipment to which a priority is given in advance according to the priority .

The operation control means includes
A target accelerator regenerative power amount is obtained based on a vehicle speed, and an overall power consumption amount of the plurality of cooling system auxiliary devices is increased or decreased based on the target accelerator regenerative power amount and a charge amount of the power storage means. The control apparatus for a fuel cell vehicle according to claim 1.

A fuel cell; power storage means for storing power generated by the fuel cell; a travel motor for driving the fuel cell vehicle with power supplied by at least one of the fuel cell and power storage means; and for driving the fuel cell vehicle. With the necessary auxiliary equipment,
The auxiliary machine includes a plurality of cooling system auxiliary machines that are a pump that circulates cooling water to cool the fuel cell and a fan that cools the circulating cooling water.
A fuel cell vehicle control method comprising:
The regenerated electric energy from said traction motor to generate during deceleration of the fuel cell vehicle, the in the cooling system auxiliary machines be preferentially consumed and permits the generation of regenerative power that can not be charged in the storage means together,
A target accelerator regenerative power amount is obtained based on the vehicle speed, a level determination of the surplus regenerative power amount is performed based on the target accelerator regenerative power amount and the charge amount of the power storage means, and the surplus regenerative power is prioritized according to the level A control method for a fuel cell vehicle, characterized in that the cooling system auxiliary equipment to which the order is assigned is consumed according to the priority order .

A target accelerator regenerative power amount is obtained based on a vehicle speed, and an overall power consumption amount of the plurality of cooling system auxiliary devices is increased or decreased based on the target accelerator regenerative power amount and a charge amount of the power storage means. The control method of the fuel cell vehicle according to claim 3 .