JP2008016256A - 車両用制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この発明は、車両用制御装置において、車両が停止状態であると判断され、蓄電池の充電状態が設定値よりも高く、かつキャパシタが満充電状態であると判断された場合には、燃料電池システムを停止させるアイドルストップモードを備えた制御手段を備えていることを特徴とする。
【選択図】図2
Description
中でも、キャパシタは、充放電において二次電池のような化学変化を伴わないため、一般的に長寿命で出力密度が高く、また、燃料電池の出力電圧にも良く追従し、さらに、燃料電池との間に大型のDC/DCコンバータ等の電圧調整装置を必ずしも必要としない等の利点が多い。これにより、キャパシタは、ハイブリッドシステムが簡素化されるだけでなく、システム効率の向上にも寄与している。
さらに、アイドルストップ中の補機消費電力をキャパシタから供給する場合は、次回発進時におけるキャパシタの充電状態(State of Charge:SOC)が低下している問題がある。アイドルストップ後の加速時においては、燃料電池システムが再起動完了するまでの間、モータを駆動するインバータヘの電力はすべてキャパシタから供給する必要がある。しかし、このようにキャパシタの充電状態が低い状態では、加速時において、キャパシタからモータヘの十分な電力供給を確保することができなくなる問題があった。
また、前記特許文献1には、燃料電池を停止するアイドルストップ中にキャパシタの残容量が低下した時には、キャパシタの電力によりコンプレッサを駆動して燃料電池を再起動するアイドル復帰手段と、再起動した燃料電池を通常の運転領域よりも高効率領域で発電させて、キャパシタを充電させるアイドル充電手段とを備えた車両用制御装置が開示されている。しかし、この特許文献1によると、アイドルストップ中の補機への電力供給はキャパシタから行われ、キャパシタの充電状態が低下した場合に燃料電池システムを再起動してキャパシタを補充電するため、アイドルストップ後のキャパシタ電圧が低い場合が多く、故に加速時において、キャパシタから車両を駆動するモータヘの十分な電力供給を確保することができなくなる問題がある。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。
図1において、1は車両(燃料電池自動車)の車両用制御装置である。車両用制御装置1は、車両を駆動するモータ2を備え、このモータ2に対して並列に接続された燃料電池(燃料電池スタック:FC)3とキャパシタ4(電力貯蔵装置)とを備えている。燃料電池3とキャパシタ4とは、インバータ5を介してモータ2に接続されている。
この車両用制御装置1は、モータ2及びこのモータ2に電力を供給するインバータ5等を含む車両システム6と、燃料電池3及びこの燃料電池3に圧縮空気(酸化剤)を供給するエアコンプレッサ等やキャパシタ4を含む燃料電池システム(FCシステム)7と、を設けている。
前記モータ2とインバータ5とは、三相電線8により接続している。前記燃料電池3とインバータ5とは、並列した第1・第2メイン電線9・10により接続している。また、第1・第2メイン電線9・10には、並列した第1・第2サブ電線11・12の一端側を夫々接続し、第1・第2サブ電線11・12の他端側をキャパシタ4に接続している。これにより、燃料電池3とキャパシタ4とは、モータ2に対して並列に接続している。
燃料電池3は、燃料(水素ガス)及び酸化剤(空気)の供給を受けて発電する。インバータ5は、燃料電池3で発電された直流電力を三相交流電力に変換し、この変換した三相交流電力をモータ2に供給する。モータ2は、インバータ5から供給された三相交流電力によって駆動され、変速機を介して駆動輪を駆動する。インバータ5は、モータ2の駆動制御に加え、車両減速時にモータ2の負トルクを電力に変換する回生制御を行う。
キャパシタ4は、モータ2に対して燃料電池3と共に並列に接続され、インバータ5への電力供給を補助するとともに、燃料電池3の発電した電力や、車両減速時におけるインバータ5からの回生電力を受け入れる。なお、燃料電池システム7では、燃料電池3とキャパシタ4との間に、それらの電圧や電流を調整するDC/DCコンバータ(電圧調整装置)等の装置を備えていない。
キャパシタ4からインバータ5ヘの電力の供給、あるいは燃料電池3やインバータ5からキャパシタ4ヘの電力の供給は、キャパシタ4と高電圧バスの第1・第2メイン電線9・10との電圧関係により決まる。なお、キャパシタ4としては、大容量電気二重層コンデンサ、あるいは、金属錯体高分子を電極材に用いたキャパシタ等のように、負荷変動に伴う燃料電池電圧の変動に対してダイナミックに電圧追従する電力(エネルギ)貯蔵装置を使用することが可能である。
前記第1・第2サブ電線11・12には、第1・第2メイン電線9・10とキャパシタ4との間に、キャパシタ側接続手段であるキャパシタ用リレー16を設けている。キャパシタ用リレー16とキャパシタ4との間の第1・第2サブ電線11・12には、キャパシタ4の端子間電圧をキャパシタ電圧として検出するキャパシタ電圧検出手段であるキャパシタ用電圧計17を設けている。
前記第1・第2サブ電線11・12には、キャパシタ用リレー16を迂回する並列した第3・第4サブ電線18・19を接続している。第3・第4サブ電線18・19には、プリチャージ回路20を設けている。プリチャージ回路20は、キャパシタ4を充電可能であり、充電電流を制限しながらキャパシタ4を充電する。プリチャージ回路20は、一般的に電流制限のための半導体素子や制限抵抗器を備え、あるいは、スイッチング制御が可能な半導体素子等の部品から構成される。
このプリチャージ回路20は、キャパシタ4側のキャパシタ電圧の値がインバータ5側の電圧の値に比べて低い場合に、キャパシタ用リレー16を接続した際に生じ得る過電流を防止するために、キャパシタ用リレー16を接続するのに先立ち、キャパシタ4を電流制限しながら充電するものである。
前記燃料電池用リレー13は、開閉動作することで、燃料電池3に接続された燃料電池出力回路(燃料電池バス)21と、インバータ5を介してモータ2に接続された電力供給回路(高電圧バス)22とを接続又は遮断する。また、前記キャパシタ用リレー16は、開閉動作することで、モータ2に接続された電力供給回路22と、キャパシタ4に接続されたキャパシタ回路(キャパシタバス)23とを接続又は遮断する。
これにより、前記第1・第2メイン電線9・10と第1・第2サブ電線11・12とは、燃料電池用リレー13とキャパシタ用リレー16とにより、燃料電池出力回路21と電力供給回路22とキャパシタ回路23とに分けられる。これら3つの回路21〜23のバス電圧は、燃料電池用リレー13とキャパシタ用リレー16とが共に接続された状態においては一致するが、これら燃料電池用リレー13とキャパシタ用リレー16とが開放された状態においては差異が生じる場合がある。インバータ5には、入力段に電力供給回路22の入力電圧の変動を抑制するための平滑化コンデンサを備えている。
また、前記第1・第2メイン電線9・10には、第7・第8サブ電線27・28の一端側を夫々接続している。第7・第8サブ電線27・28の他端側は、電圧調整装置である双方向型DC/DCコンバータ29を介して蓄電池としての補機駆動用バッテリ30に接続している。双方向型DC/DCコンバータ29と補機駆動用バッテリ30との間の第7・第8サブ電線27・28には、並列した第9・第10サブ電線31・32の一端側を夫々接続し、第9・第10サブ電線31・32の他端側を低電圧系統の車両補機類33に接続している。
前記双方向型DC/DCコンバータ29は、キャパシタ4と並列にインバータ5に接続され、燃料電池3やキャパシタ4からの電力、あるいは、インバータ5からの回生電力の電圧を、車両補機類33を駆動するための電圧(通常は12V系統)に変換し、また、逆に、補機駆動用バッテリ30の電圧を高電圧補機類26を駆動するための電圧に変換し、あるいは、キャパシタ4を補充電するための電圧に変換する。なお、電圧調整装置としては、双方向型DC/DCコンバータ29に限るものではなく、昇圧型DC/DCコンバータと降圧型のDC/DCコンバータとの両方を並列に備えたDC/DCコンバータとすることも可能である。
前記補機駆動用バッテリ30は、双方向型DC/DCコンバータ29の低電圧側に接続され且つモータ2に対して燃料電池3及びキャパシタ4と並列に接続されている。補機駆動用バッテリ30は、充電状態(State of Charge:SOC)を測定するための充電状態検出手段である充電状態センサ34を備え、また、高電圧補機類26及び車両補機類33を駆動する。
前記車両補機類33は、車両の前照灯やラジオ、水ポンプ等の低電圧系統の車両用の各種補機からなり、双方向型DC/DCコンバータ29に対して補機駆動用バッテリ30と並列に接続される。
この制御手段35には、エンジンキーの操作によってオン・オフするキースイッチ36と、車両停止状態を判定するための車速を検出する車速センサ37と、ブレーキペダルの踏込み・放し操作によってオン・オフするブレーキスイッチ38と、変速機のシフト位置(レンジ)を検出するシフト位置スイッチ39とが接続され、内部にスイッチ・センサ類36〜39により収集した各種情報を記憶するメモリ40を設けている。
制御手段35は、スイッチ・センサ類36〜39により収集した各種情報及び内部のメモリ40に格納された情報を基に、車両補機類33等の各制御対象を駆動して車両システム6を制御するとともに、燃料電池3に空気を圧送するエアコンプレッサ等の各制御対象を駆動して燃料電池システム7を制御する。
この車両用制御装置1の制御手段35には、図2に示す各種モード(M1〜M5)を設定するモード設定部41と、このモード設定部41に設定された各種モードを所定に切り替えるモード切替部42と、車両の停止か否かを判定する車両停止判定部43とを設けている。
制御手段35は、モード設定部41に、通常運転モード(M1)と、車両停止モード(M2)と、キャパシタ補充電モード(M3)と、アイドルストップモード(M4)と、再起動モード(M5)とを備えている。制御手段35は、上記の各種モード(M1〜M5)を、所定条件下でモード切替部42において所定のモードに切り替え制御する。
制御手段35は、キャパシタ補充電モード(M3)において、キャパシタ4が満充電状態ではないと判定された場合には、補機駆動用バッテリ30によりキャパシタ4を補充電する。制御手段35は、キャパシタ4を補充電する時には、DC/DCコンバータ29の出力電圧を、キャパシタ4の最大電圧と等しい値に設定する。
制御手段35は、アイドルストップモード(M4)において、車両が停止状態であると判断され、補機駆動用バッテリ30の充電状態(SOC)が設定値(閾値)よりも高く、且つキャパシタ4が満充電状態であると判断された場合には、燃料電池システム7を停止させる。
制御手段35は、再起動モード(M5)において、このアイドルストップモード(M4)の実行中において、車両が停止状態でないと判断された場合、あるいは補機駆動用バッテリ30の充電状態(SOC)が設定値以下であると判断された場合には、燃料電池システム7を再起動する。制御手段35は、再起動モード(M5)である時において、モータ2から出力要求があった場合には、キャパシタ4から電力を供給している。制御手段35は、再起動モードにおいては、燃料電池システム7を補機駆動用バッテリ30の電力を用いて再起動する。
図2に示すように、通常運転モード(M1)においては、燃料電池3とキャパシタ4とが共に電力供給回路22に接続され、燃料電池3及びキャパシタ4により負荷への電力供給が行われ、車両減速時の回生エネルギがキャパシタ4に蓄えられる。
この通常運転モード(M1)あるいは燃料電池システム7の再起動モード(M5)においては、車両停止判定部43により車両の停止が判断され、且つ補機駆動用バッテリ30の充電状態が設定値(閾値)よりも十分高い場合には、車両停止モード(M2)ヘと移行する。
ここで、補機駆動用バッテリ30の充電状態が十分高い場合とは、キャパシタ4の補充電やアイドルストップモード(M4)における電力を供給するのに足りるエネルギを貯蔵しているということである。補機駆動用バッテリ30の充電状態が十分高いという条件は、キャパシタ4の充電状態やアイドルストップモード(M4)における負荷、想定アイドルストップモードの時間等に応じて決められる。
車両の停止は、例えば、車速センサ37による車速が零(0)となり、且つブレーキスイッチ38がオン、又はシフト位置スイッチ39による変速機のシフト位置が「N」又は「P」の状態が設定時間以上継続すること等により判断される。
通常運転モード(M1)においては、燃料電池3とキャパシタ4とが電力供給回路22に接続されているため、キャパシタ電圧は常に燃料電池電圧以上となる。また、車両減速時には、インバータ5により回生されたエネルギがキャパシタ4に蓄積されるため、車両停止モード(M2)におけるキャパシタ電圧は、燃料電池3のアイドル電圧以上で、且つキャパシタ4の最大電圧以下となる。
前記車両停止モード(M2)において、キャパシタ電圧によりキャパシタ4が満充電状態でないと判断された場合は、キャパシタ補充電モード(M3)に移行する。キャパシタ補充電モード(M3)においては、補機駆動用バッテリ30の電力を、双方向型DC/DCコンバータ29を介してキャパシタ4に供給し、キャパシタ4が満充電状態となるまで補充電する。キャパシタ4は、補充電によりキャパシタ電圧が上昇しても、燃料電池3の出力段に備えられた逆流防止ダイオード14により、その上昇したキャパシタ電圧が燃料電池3の出力端に直接印加されることはなく、故に、燃料電池3に対して何ら悪影響を与えることはない。
なお、キャパシタ補充電モード(M3)において、運転者の発進要求があった場合、つまり、ブレーキスイッチ38のオフ、あるいは、シフト位置スイッチ39によりシフト位置の「D」又は「R」への移行が検出された場合、若しくは、補機駆動用バッテリ30の充電状態が設定値(閾値)を下回った場合は、補機駆動用バッテリ30からキャパシタ4への補充電を中止し、通常運転モード(M1)に戻す。
車両停止モード(M2)においてキャパシタ4が満充電状態であると判断された場合、及び、キャパシタ補充電モード(M3)においてキャパシタ4が満充電となった場合には、燃料電池出力回路21を電力供給回路22に接続するための燃料電池用リレー13を開放することにより燃料電池3を電力供給回路22から分離し、燃料電池システム7を停止するアイドルストップモード(M4)へと移行する。
アイドルストップモード(M4)においては、燃料電池3に圧縮空気を供給するためのエアコンプレッサ等の燃料電池システム7の補機類を全て停止し、必要に応じて車両システム6の補機類のみが補機駆動用バッテリ30の電力により駆動される。即ち、アイドルストップモード(M4)においては、ラジオや前照灯等の低電圧系の車両補機類33へは補機駆動用バッテリ30から電力を直接供給し、空調用コンプレッサ等の高電圧系の高電圧補機類26の駆動要求がある場合には補機駆動用バッテリ30から双方向型DC/DCコンバータ29を介して昇圧した電力を供給する。
このとき、アイドルストップモード(M4)における高電圧補機類26へのキャパシタ4からの電力供給を防止するために、即ち、キャパシタ4を満充電状態で維持するために、補機駆動用バッテリ30とキャパシタ4との間に備える双方向型DC/DCコンバータ29の昇圧側出力電圧をキャパシタ4の最大電圧に設定する。
アイドルストップモード(M4)において、ブレーキスイッチ38のオフ、あるいは、シフト位置スイッチ39によりシフト位置の「D」又は「R」への移行が検出された場合、若しくは、補機駆動用バッテリ30の充電状態が設定値を下回った場合には、燃料電池システム7の再起動モード(M5)ヘと移行する。
この燃料電池システム7の再起動モード(M5)においては、補機駆動用バッテリ30から双方向型DC/DCコンバータ29を介して燃料電池システム7の補機であるエアコンプレッサ等に昇圧した電力を供給して燃料電池システム7を起動すると同時に、モータ2の駆動要求があった場合には、燃料電池システム7の再起動が終了する前であってもキャパシタ4からインバータ5に対して電力を供給する。
燃料電池システム7の再起動モード(M5)において、燃料電池システム7の起動が完了すると、燃料電池用リレー13を接続して燃料電池出力回路21を電力供給回路22に接続し、通常運転モード(M1)ヘと移行する。
車両用制御装置1は、図3に示すように、通常運転モード(M1)の状態において(S01)、車両が停止状態となり且つ補機駆動用バッテリ30の充電状態が設定値よりも高いか否かを判断する(S02)。この判断(S02)において、車両が停止していない場合、及び、車両が停止状態であっても補機駆動用バッテリ30の充電状態が設定値よりも低く、NOと判断された場合は、通常運転モード(M1)に留まり、この判断(S02)を継続する。
前記判断(S02)において、車両が停止状態となり且つ補機駆動用バッテリ30の充電状態が設定値よりも高く、YESと判断された場合は、車両停止モード(M2)に移行し、キャパシタ電圧(Vcap)を測定する(S03)。この測定したキャパシタ電圧(Vcap)を基に、キャパシタ4の充電状態が満充電状態であるか否かを判定する(S04)。
この判断(S04)において、キャパシタ4が満充電状態であり、YESと判断された場合は、アイドルストップが開始され(S10)、アイドルストップモード(M4)に移行する。この判断(S04)において、キャパシタ4が満充電状態でなく、NOと判断された場合は、補機駆動用バッテリ30から双方向型DC/DCコンバータ29を介してキャパシタ4を補充電するキャパシタ補充電モード(M3)ヘと移行する(S05)。
キャパシタ補充電モード(M3)においては、運転者の発進意思と補機駆動用バッテリ30の充電状態の確認として、車両が停止状態であり且つ補機駆動用バッテリ30の充電状態が設定値よりも高くなっているか否かを判断する(S06)。
この判断(S06)において、運転者の発進要求が認められた場合、即ち、ブレーキスイッチ38がオフ、あるいは、シフト位置スイッチ39によりシフト位置が「D」又は「R」へ移行したことが検出される等して、車両が停止状態でないと判断された場合、あるいは、補機駆動用バッテリ30の充電状態が設定値よりも低下し、NOと判断された場合は、前記判断(S02)の通常運転モード(M1)に戻る。
この判断(S06)において、依然として車両が停止状態且つ補機駆動用バッテリ30の充電状態も設定値よりも高いと判断された場合は、再度、キャパシタ電圧(Vcap)を測定する(S07)。この測定したキャパシタ電圧(Vcap)を基に、キャパシタ4の充電状態が満充電状態であるか否かを判断する(S08)。
この判断(S08)において、キャパシタ4が依然として満充電状態でなく、NOの場合は、前記判断(S06)に戻る。この判断(S08)において、キャパシタ4が満充電状態となって、YESの場合には、キャパシタ4の補充電を終了する(S09)。
キャパシタ4が満充電状態となって補機駆動用バッテリ30からの補充電が終了すると(S09)、アイドルストップが開始され(S10)、アイドルストップモード(M4)ヘと移行する。
アイドルストップモード(M4)においては、車両が停止状態であり且つ補機駆動用バッテリ30の充電状態が設定値よりも高いか否かを判断する(S11)。
この判断(S11)において、車両が停止状態であり且つ補機駆動用バッテリ30の充電状態が設定値よりも高く、YESの場合は、アイドルストップモード(M4)を実行し、この判断(S11)を継続する。
この判断(S11)において、車両の停止状態解除、即ち、ブレーキスイッチ38がオフ、あるいは、シフト位置スイッチ39によりシフト位置が「D」又は「R」へ移行したことが検出された場合、若しくは、補機駆動用バッテリ30の充電状態が設定値を下回り、NOの場合は、燃料電池システム7の再起動が行われ、燃料電池システム7の再起動モード(M5)に移行する(S12)。
再起動モード(M5)において(S12)、再起動が終了すると、前記判断(S02)に戻り、通常運転モード(M1)ヘと移行する。
車両停止モード(M2)から燃料電池システム7の再起動モード(M5)までの間に、補機駆動用バッテリ30が供給しなければならないエネルギ(電力)は、
(1)キャパシタ補充電モード(M3)におけるキャパシタ補充電エネルギと、
(2)アイドルストップモード(M4)における車両システム6の補機駆動エネルギと、
(3)燃料電池システム7の再起動モード(M5)における燃料電池システム7の補機駆動エネルギと、
の総和である。
従って、通常運転モード(M1)における補機駆動用バッテリ30の充電状態が、(1)キャパシタ補充電エネルギと、(2)車両システム6の補機駆動エネルギと、(3)燃料電池システム7の補機駆動エネルギとの総和以上でなければ、燃料電池システム7の再起動ができなくなる等の問題が生じる。
(1)キャパシタ補充電エネルギと、(2)車両システム6の補機駆動エネルギと、(3)燃料電池システム7の補機駆動エネルギとは、以下のように算出される。
前記(1)キャパシタ補充電エネルギは、車両停止モード(M2)におけるキャパシタ電圧から、満充電状態に補充電するのに要するエネルギとして算出される(キャパシタ電圧に依存する変数)。
前記(2)車両システム6の補機駆動エネルギは、アイドルストップモード(M4)における平均あるいは最大消費電力と、希望アイドルストップ時間との積から算出される(定数として、制御手段35のメモリ40に格納される)。
前記(3)燃料電池システム7の補機駆動エネルギは、燃料電池システム7の再起動モード(M5)における燃料電池システム7の補機を駆動するのに要するエネルギとして算出される(定数として、制御手段35のメモリ40に格納される)。
従って、通常運転モード(M1)から車両停止モード(M2)に移行する際の補機駆動用バッテリ30の充電状態の設定値は、制御手段35のメモリ40に定数として格納されている前記(2)車両システム6の補機駆動エネルギ及び前記(3)燃料電池システム7の補機駆動エネルギと、キャパシタ電圧から算出される前記(1)キャパシタ補充電エネルギとの和よりも大きくする必要がある。つまり、補機駆動用バッテリ30の充電状態(SOC)の設定値は、キャパシタ電圧の関数として決定することが可能である。
以上のように、車両用制御装置1は、車両システム6及び燃料電池システム7を制御することにより、十分に長いアイドルストップ時間を確保し、さらにアイドルストップに先立ってキャパシタ4を満充電状態とすることにより、次回の車両発進時にはキャパシタ4から十分な電力をモータ4に供給することができる。
したがって、この車両用制御装置1は、燃料電池システム7を停止するアイドルストップモード(M1)は、キャパシタ4が満充電状態でないと実施されないため、アイドルストップモード(M1)直後の加速走行時において、キャパシタ4に蓄積された電力量が不足することによる加速不良を起こすことはない。これにより、この車両用制御装置1は、車両の走行性能を落とすことなく、燃料電池3の燃料(水素)の消費量低減を実現することができる。
制御手段35は、キャパシタ4が満充電状態ではないと判定された場合には、補機駆動用バッテリ30によりキャパシタ4を補充電するキャパシタ補充電モードを備えている。
制御手段35は、キャパシタ4を補充電する時には、DC/DCコンバータ29の出力電圧を、キャパシタ4の最大電圧と等しい値に設定している。したがって、車両用制御装置1は、車両の停止時において、空調用コンプレッサ等の高電圧補機類26が稼動する場合においても、キャパシタ4から電力が供給されることはない。これにより、この車両用制御装置1は、キャパシタ4に蓄積された電力量を維持することができる。
また、この車両用制御装置1は、車両が停止状態であると判断され、補機駆動用バッテリ30の充電状態が設定値よりも高く、かつキャパシタ4が満充電状態であると判断された場合には、燃料電池システム7を停止させるアイドルストップモード(M4)と、アイドルストップモード(M4)実行中において、車両が停止状態でないと判断された場合、あるいは補機駆動用バッテリ30の充電状態が設定値以下であると判断された場合には、燃料電池システム7を再起動する再起動モード(M5)とを備えている。
したがって、この車両用制御装置1は、車両の発進を操作し、あるいは補機駆動用バッテリ30の蓄電量が低下した場合には、燃料電池システム7を再起動するので、アイドルストップ実施後における運転者の発進要求に即座に対応することが可能である。これにより、この車両用制御装置1は、発進性能を落とすことなく、燃料電池3の燃料(水素)の消費量低減を実現することができる。
制御手段35は、再起動モード(M3)である時において、モータ2から出力要求があった場合には、キャパシタ4から電力を供給する。これにより、この車両用制御装置1は、アイドルストップ実施後における運転者の発進加速要求に即座に対応することが可能である。
制御手段35は、再起動モード(M3)においては、燃料電池システム7を補機駆動用バッテリ30の電力を用いて再起動する。これにより、この車両用制御装置1は、キャパシタ4に蓄積された電力使用することなく、燃料電池システム7を再起動することが可能である。
上述実施例においては、アイドルストップモードへ移行する条件の一つとして、「キャパシタが満充電であること」を前提として記載してきたが、再起動モードにおいて、すべての駆動エネルギをキャパシタから供給しなければならない状態でも、キャパシタの能力が勝っている場合には、キャパシタ満充電ではなく、「キャパシタのSOCがある設定された閾値以上」という条件に変更してアイドルストップモードを実施することも可能である。
2 モータ
3 燃料電池
4 キャパシタ
5 インバータ
6 車両システム
7 燃料電池システム
13 燃料電池用リレー
14 燃料電池用電圧計
15 逆流防止ダイオード
16 キャパシタ用リレー
17 キャパシタ用電圧計
20 プリチャージ回路
21 燃料電池出力回路
22 電力供給回路
23 キャパシタ回路
26 高電圧補機類
29 双方向型DC/DCコンバータ
30 補機駆動用バッテリ
33 車両補機類
34 充電状態センサ
35 制御手段
37 車速センサ
38 ブレーキスイッチ
39 シフト位置スイッチ
40 メモリ
41 モード設定部
42 モード切替部
43 車両停止判定部
Claims (6)
- 車両を駆動するモータを備え、このモータに対して並列に接続された燃料電池とキャパシタとを備えた車両用制御装置において、前記燃料電池を含む燃料電池システムを備え、前記燃料電池の端子間電圧を燃料電池電圧として検出する燃料電池電圧検出手段を備え、前記キャパシタの端子間電圧をキャパシタ電圧として検出するキャパシタ電圧検出手段を備え、前記燃料電池に接続された燃料電池出力回路と前記モータに接続された電力供給回路とを接続又は遮断する燃料電池側接続手段を備え、前記電力供給回路と前記キャパシタとを接続するキャパシタ回路を接続又は遮断するキャパシタ側接続手段を備え、電圧調整装置を介して前記モータに対して並列に接続された蓄電池を備え、前記車両が停止状態であると判断され、前記蓄電池の充電状態が設定値よりも高く、かつ前記キャパシタが満充電状態であると判断された場合には、前記燃料電池システムを停止させるアイドルストップモードを備えた制御手段を備えていることを特徴とする車両用制御装置。
- 前記制御手段は、前記キャパシタが満充電状態ではないと判定された場合には、前記蓄電池により前記キャパシタを補充電するキャパシタ補充電モードを備えていることを特徴とする請求項1に記載の車両用制御装置。
- 前記制御手段は、キャパシタを補充電する時には、前記電圧調整手段の出力電圧を、前記キャパシタの最大電圧と等しい値に設定することを特徴とする請求項2に記載の車両用制御装置。
- 車両を駆動するモータを備え、このモータに対して並列に接続された燃料電池とキャパシタとを備えた車両用制御装置において、前記燃料電池を含む燃料電池システムを備え、前記燃料電池の端子間電圧を燃料電池電圧として検出する燃料電池電圧検出手段を備え、前記キャパシタの端子間電圧をキャパシタ電圧として検出するキャパシタ電圧検出手段を備え、前記燃料電池に接続された燃料電池出力回路と前記モータに接続された電力供給回路とを接続又は遮断する燃料電池側接続手段を備え、前記電力供給回路と前記キャパシタとを接続するキャパシタ回路を接続又は遮断するキャパシタ側接続手段を備え、電圧調整装置を介して前記モータに対して並列に接続された蓄電池を備え、前記車両が停止状態であると判断され、前記蓄電池の充電状態が設定値よりも高く、かつ前記キャパシタが満充電状態であると判断された場合には、前記燃料電池システムを停止させるアイドルストップモードと、前記アイドルストップモード実行中において、前記車両が停止状態でないと判断された場合、あるいは前記蓄電池の充電状態が設定値以下であると判断された場合には、前記燃料電池システムを再起動する再起動モードとを備えた制御手段を備えていることを特徴とする車両用制御装置。
- 前記制御手段は、前記再起動モードである時において、前記モータから出力要求があった場合には、前記キャパシタから電力を供給することを特徴とする請求項4に記載の車両用制御装置。
- 前記制御手段は、前記再起動モードにおいては、前記燃料電池システムを前記蓄電池の電力を用いて再起動することを特徴とする請求項4に記載の車両用制御装置。
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