JP6222049B2 - 燃料電池システム、燃料電池車両、および、燃料電池システムの制御方法 - Google Patents

燃料電池システム、燃料電池車両、および、燃料電池システムの制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、車両に搭載される燃料電池システム、燃料電池車両、および、その制御方法に関する。
従来から、車両に搭載される燃料電池システムにおいて、アクセル踏込量に応じて燃料電池の発電要求電力を算出し、燃料電池の発電電力が発電要求電力に一致するように、燃料電池に供給される酸素量および水素量を制御するものが知られている（特許文献１）。この燃料電池システムは、車両の減速時のように燃料電池の発電要求電力が減少するときには、燃料電池に酸素を供給するエアコンプレッサーの駆動要求電力を減少させる。
特開２０１１−１５５８０号公報 特開２００９−２３１２２３号公報 特開２０１０−２３８５２８号公報 特開２０１０−２３８５３０号公報
しかしながら、エアコンプレッサーはイナーシャにより応答が遅いため、例えば、アクセル踏込量の急減などによって発電要求電力が急減した場合に、駆動要求電力がゼロになってもコンプレッサーが停止するまで、燃料電池に酸素が供給される。これにより、燃料電池のドライアップが発生する問題や、余剰発電が発生して燃費が悪化するとともに、二次電池の過充電が発生する問題があった。そこで、本願発明者らは、発電要求電力が急減するときには、コンプレッサーの駆動要求電力の減少速度を、発電要求電力の減少速度よりも速くすることで、この問題を解決できることを見出した。しかしながら、この構成によると、発電要求電力よりも先に駆動要求電力がゼロになってしまうため、燃料電池は、コンプレッサーの停止後に酸素の欠乏によって発電ができなくなり、発電要求電力に対応する発電電力を発生できない可能性がある。この場合、燃料電池システムは、車両の駆動モーターへの必要な電力供給ができなくなり、駆動モーターのトルクが急減して、いわゆるトルクショックが発生する問題がある。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
本発明の第１の形態は、車両に搭載される燃料電池システムであって、
前記車両を駆動するモーターに電力を供給する燃料電池と、
酸素を前記燃料電池に供給するポンプと、
前記車両のアクセル踏込量を検出するアクセル位置検出部と、
前記モーターに電力を供給可能な二次電池と、
前記二次電池の温度および蓄電量を検出するＳＯＣ検出部と、
前記アクセル踏込量に基づいて、前記燃料電池の発電要求電力、および、前記ポンプの駆動要求電力を算出する制御部と、を備え、
前記制御部は、算出する前記発電要求電力が急減する条件として予め設定されている条件を満たした場合に、算出する前記発電要求電力の単位時間当たりの減少率よりも単位時間当たりの減少率が大きくなるように前記駆動要求電力を算出するとともに、算出した前記駆動要求電力に対して下限値を設定して、算出した前記駆動要求電力が前記下限値を下回る場合、前記ポンプに対して前記下限値に対応した駆動を実行させ、
前記制御部は、
前記二次電池の温度および蓄電量の少なくとも一方に基づいて、前記二次電池の許容出力上限値を算出し、
前記許容出力上限値、および、前記燃料電池の発電要求電力に基づいて、前記駆動要求電力の前記下限値を算出する、燃料電池システムである。
本発明の第２の形態は、車両に搭載される燃料電池システムであって、
前記車両を駆動するモーターに電力を供給する燃料電池と、
酸素を前記燃料電池に供給するポンプと、
前記車両のアクセル踏込量を検出するアクセル位置検出部と、
前記モーターに電力を供給可能な二次電池と、
前記車両の車速を検出する車速検出部と、
前記二次電池の温度および蓄電量を検出するＳＯＣ検出部と、
前記アクセル踏込量に基づいて、前記燃料電池の発電要求電力、および、前記ポンプの駆動要求電力を算出する制御部と、
を備え、
前記制御部は、算出する前記発電要求電力が急減する条件として予め設定されている条件を満たした場合に、算出する前記発電要求電力の単位時間当たりの減少率よりも単位時間当たりの減少率が大きくなるように前記駆動要求電力を算出するとともに、算出した前記駆動要求電力に対して下限値を設定して、算出した前記駆動要求電力が前記下限値を下回る場合、前記ポンプに対して前記下限値に対応した駆動を実行させ、
前記制御部は、前記二次電池の温度および蓄電量の少なくとも一方に基づいて前記二次電池の許容出力上限値を算出し、
前記予め設定されている条件は、前記アクセル踏込量の減少速度が第２の閾値以上となり、かつ、前記車速が第３の閾値以下となり、かつ、前記許容出力上限値が第４の閾値以下となることである、燃料電池システムである。また、本発明は以下の形態としても実現できる。
（１）本発明の一形態によれば、車両に搭載される燃料電池システムが提供される。この燃料電池システムは、前記車両を駆動するモーターに電力を供給する燃料電池と、酸素を前記燃料電池に供給するポンプと、前記車両のアクセル踏込量を検出するアクセル位置検出部と、前記アクセル踏込量に基づいて、前記燃料電池の発電要求電力、および、前記ポンプの駆動要求電力を算出する制御部と、を備え、前記制御部は、算出する前記発電要求電力が急減する条件として予め設定されている条件を満たした場合に、算出する前記発電要求電力の減少速度よりも減少速度が速くなるように前記駆動要求電力を算出するとともに、算出した前記駆動要求電力に対して下限値を設定して、算出した前記駆動要求電力が前記下限値を下回る場合、前記ポンプに対して前記下限値に対応した駆動を実行させるように構成されている。この構成によれば、発電要求電力が急減するときには、発電要求電力の減少速度よりも速く駆動要求電力が減少するため、燃料電池に不要な酸素の供給が抑制される。これにより、燃料電池のドライアップの発生および余剰発電による燃費の悪化を低減できる。また、算出した駆動要求電力が下限値を下回る場合、ポンプに対して駆動要求電力の下限値に対応した駆動を実行させるため、酸素の欠乏による燃料電池の発電停止状態の発生を抑制できる。これにより、例えば、車両の減速時におけるトルクショックの発生を低減できる。
（２）上記形態の燃料電池システムにおいて、前記予め設定されている条件は、前記アクセル踏込量の減少速度が第１の閾値以上となることであってもよい。この構成によれば、発電要求電力が急減する状態を容易に検出することができる。
（３）上記形態の燃料電池システムは、さらに、前記モーターに電力を供給可能な二次電池と、前記車両の車速を検出する車速検出部と、前記二次電池の温度および蓄電量を検出するＳＯＣ検出部と、を備えており、前記制御部は、前記二次電池の温度および蓄電量の少なくとも一方に基づいて前記二次電池の許容出力上限値を算出し、前記予め設定されている条件は、前記アクセル踏込量の減少速度が第２の閾値以上となり、かつ、前記車速が第３の閾値以下となり、かつ、前記許容出力上限値が第４の閾値以下となることであってもよい。この構成によれば、発電要求電力が急減する状態を容易に検出できるとともに、二次電池からモーターへの供給可能な電力が小さく、トルクショックが発生しやすい状況においてのみ駆動要求電力の下限値を設定することができる。
（４）上記形態の燃料電池システムは、さらに、前記モーターに電力を供給可能な二次電池と、前記二次電池の温度および蓄電量を検出するＳＯＣ検出部と、を備えており、前記制御部は、前記二次電池の温度および蓄電量の少なくとも一方に基づいて、前記二次電池の許容出力上限値を算出し、前記許容出力上限値、および、前記燃料電池の発電要求電力に基づいて、前記駆動要求電力の前記下限値を算出するように構成されてもよい。この構成によれば、二次電池からモーターへの供給可能な電力の大きさに応じて、駆動要求電力の下限値を変更することができる。これにより、酸素の欠乏による燃料電池の発電停止状態の発生をより抑制できる。また、燃料電池の発電要求電力の大きさに応じて、駆動要求電力の下限値を変更することができる。これにより、ポンプに対して下限値に対応した駆動を実行させたときに、燃料電池への酸素の過供給となる状態の発生を抑制できる。
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、燃料電池を搭載した車両、車両に搭載される燃料電池システムの制御方法、この制御方法を実行する制御装置、この制御方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体などの形態で実現することができる。
第１実施形態の燃料電池システムを搭載した燃料電池車両の概略図である。 制御装置の構成を説明するための図である。 駆動要求電力下限値設定制御を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態の燃料電池車両の状態を例示したタイミングチャートである。 比較例の燃料電池車両の状態を例示したタイミングチャートである。 第２実施形態の燃料電池車両の状態を例示したタイミングチャートある。 第３実施形態のＷｏｕｔとＰＬＲＱとの関係を例示した説明図である。 第３実施形態の燃料電池車両の状態を例示したタイミングチャートである。
Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態の燃料電池システム１００を搭載した燃料電池車両１０の構成を示す概略図である。燃料電池車両１０は、燃料電池１１０と、ＦＣ昇圧コンバーター１２０と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）１３０と、トラクションモーター１３６と、エアコンプレッサー（ＡＣＰ）１３８と、車速検出部１３９と、二次電池１４０と、ＳＯＣ検出部１４２と、ＦＣ補機１５０と、制御装置１８０と、アクセル位置検出部１９０と、車輪ＷＬと、を備える。燃料電池車両１０は、燃料電池１１０および二次電池１４０から供給される電力によってトラクションモーター１３６を駆動させて走行する。燃料電池システム１００は、例えば、上述した燃料電池車両１０の機能部のうち、トラクションモーター１３６と、車輪ＷＬとを除いた機能部によって構成される。
燃料電池１１０は、反応ガスとして水素と酸素の供給を受けて発電する固体高分子形燃料電池である。なお、燃料電池１１０としては、固体高分子形燃料電池に限らず、他の種々のタイプの燃料電池を採用することができる。燃料電池１１０は、ＦＣ昇圧コンバーター１２０を介して高圧直流配線ＤＣＨに接続され、高圧直流配線ＤＣＨを介してＰＣＵ１３０に含まれるモータードライバー１３２及びＡＣＰドライバー１３７に接続されている。ＦＣ昇圧コンバーター１２０は、燃料電池１１０の出力電圧ＶＦＣをモータードライバー１３２及びＡＣＰドライバー１３７で利用可能な高圧電圧ＶＨに昇圧する。
モータードライバー１３２は、三相インバーター回路によって構成され、トラクションモーター１３６に接続されている。モータードライバー１３２は、ＦＣ昇圧コンバーター１２０を介して供給される燃料電池１１０の出力電力、および、ＤＣ／ＤＣコンバーター１３４を介して供給される二次電池１４０の出力電力を三相交流電力に変換してトラクションモーター１３６に供給する。トラクションモーター１３６は、三相コイルを備える同期モーターによって構成され、ギア等を介して車輪ＷＬを駆動する。また、トラクションモーター１３６は、燃料電池車両１０の制動時において、燃料電池車両１０の運動エネルギーを回生させて回生電力を発生させる発電機としても機能する。車速検出部１３９は、燃料電池車両１０の車速ＳＶＨＣＬ［ｋｍ／ｈ］を検出し、制御装置１８０に送信する。
ＤＣ／ＤＣコンバーター１３４は、制御装置１８０からの駆動信号に応じて高圧直流配線ＤＣＨの電圧レベルを調整し、二次電池１４０の充電／放電の状態を切り替える。なお、トラクションモーター１３６において回生電力が発生する場合には、その回生電力は、モータードライバー１３２によって直流電力に変換され、ＤＣ／ＤＣコンバーター１３４を介して二次電池１４０に充電される。
ＡＣＰドライバー１３７は、三相インバーター回路によって構成され、ＡＣＰ１３８に接続されている。ＡＣＰドライバー１３７は、ＦＣ昇圧コンバーター１２０を介して供給される燃料電池１１０の出力電力、および、ＤＣ／ＤＣコンバーター１３４を介して供給される二次電池１４０の出力電力を三相交流電力に変換してＡＣＰ１３８に供給する。ＡＣＰ１３８は、三相コイルを備える同期モーターによって構成され、供給された電力に応じてモーターを駆動させ、発電に使用される酸素（空気）を燃料電池１１０に供給する。
二次電池１４０は、電力エネルギーを蓄え、充電と放電を繰り返すことができる蓄電装置であり、例えば、リチウムイオン電池で構成することができる。なお、二次電池１４０としては、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池など他の種類の電池であってもよい。二次電池１４０は、低圧直流配線ＤＣＬを介してＰＣＵ１３０に含まれるＤＣ／ＤＣコンバーター１３４に接続され、さらに、ＤＣ／ＤＣコンバーター１３４を介して高圧直流配線ＤＣＨに接続されている。
ＳＯＣ検出部１４２は、二次電池１４０の蓄電量（ＳＯＣ）を検出し、制御装置１８０に送信する。なお、本明細書において「蓄電量（ＳＯＣ）」とは、二次電池１４０の最大の充電容量に対する現在の充電残量の比率を意味する。ＳＯＣ検出部１４２は、二次電池１４０の温度Ｔｂａや、出力電圧Ｖ、出力電流Ｉを検出し、それらの検出値に基づき、蓄電量（ＳＯＣ）を検出する。なお、本実施形態のＳＯＣ検出部１４２は、二次電池１４０の温度Ｔｂａについても制御装置１８０に送信する。
ＦＣ補機１５０は、低圧直流配線ＤＣＬに接続され、燃料電池１１０や二次電池１４０から供給される電力によって駆動する。ＦＣ補機１５０は、燃料電池１１０に反応ガスを供給する燃料ポンプ、及び、燃料電池１１０に冷媒を供給する冷媒ポンプ等の燃料電池１１０の発電のための補機類である。アクセル位置検出部１９０は、運転者によるアクセルの踏み込み量（アクセル踏込量ＤＡＣＣ）［％］を検出し、制御装置１８０に送信する。
制御装置１８０は、中央処理装置と主記憶装置とを備えるマイクロコンピュータによって構成されている。制御装置１８０は、運転者によるアクセル操作などの操作を検出すると、その操作内容に応じて、燃料電池１１０の発電や二次電池１４０の充放電を制御する。制御装置１８０は、モータードライバー１３２と、ＤＣ／ＤＣコンバーター１３４とにそれぞれ、アクセル踏込量ＤＡＣＣに応じた駆動信号を生成して送信する。モータードライバー１３２は、制御装置１８０の駆動信号に応じて、交流電圧のパルス幅を調整するなどして、トラクションモーター１３６にアクセル踏込量ＤＡＣＣに応じた回転駆動をさせる。制御装置１８０は、トラクションモーター１３６をアクセル踏込量ＤＡＣＣに応じた回転駆動せるために必要な電力ＰＴ／Ｍに対して、二次電池１４０が負担する電力の割合（二次電池アシスト率）と、二次電池１４０の温度および蓄電量（ＳＯＣ）との関係が示された二次電池アシスト制御マップを備えており、このマップを用いて、二次電池アシスト率を決定する。
図２は、制御装置１８０の構成を説明するための図である。制御装置１８０は、ＰＭ−ＥＣＵ１８１と、ＦＣ―ＥＣＵ１８２と、ＦＤＣ−ＥＣＵ１８３と、ＭＧ−ＥＣＵ１８４と、の４つのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を含んでいる。ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、燃料電池車両１０のアクセル踏込量ＤＡＣＣを取得し、トラクションモーター１３６をアクセル踏込量ＤＡＣＣに応じた回転数で駆動させるために必要な種々の要求や指令を他のＥＣＵに対して発行する。ＦＣ―ＥＣＵ１８２は、燃料電池１１０およびＦＣ補機１５０を制御し、ＰＭ−ＥＣＵ１８１から、後述する要求信号ＳＲＥＱを受信すると、燃料電池１１０の発電能力や特性に応じた回答信号ＳＲＥＳをＰＭ−ＥＣＵ１８１に発行する。ＦＤＣ―ＥＣＵ１８３は、ＦＣ昇圧コンバーター１２０を制御し、ＰＭ−ＥＣＵ１８１から、後述するパワー指令ＰＣＯＭを受信すると、パワー指令ＰＣＯＭに応じた電力を燃料電池１１０からトラクションモーター１３６およびＡＣＰ１３８に供給させる。ＭＧ−ＥＣＵ１８４は、モータードライバー１３２、ＡＣＰドライバー１３７、および、ＤＣ／ＤＣコンバーター１３４を制御し、ＰＭ−ＥＣＵ１８１から、後述するトルク指令ＴＣＯＭを受信すると、トルク指令ＴＣＯＭに応じたトルクをトラクションモーター１３６およびＡＣＰ１３８に発生させる。４つのＥＣＵの具体的な動作の一例を以下で説明する。
ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、アクセルペダルが運転者により踏み込まれた際に、アクセル位置検出部１９０によって検出されたアクセル踏込量ＤＡＣＣを受信する。ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、アクセル踏込量ＤＡＣＣを受信すると、アクセル踏込量ＤＡＣＣに応じたトラクションモーター１３６の必要なトルク量であるアクセル要求トルクＴＡＣＣ［Ｎ・ｍ］を算出する。アクセル要求トルクＴＡＣＣは、例えば、ＤＡＣＣとＴＡＣＣとの関係を示す演算式から算出することができる。ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、また、アクセル要求トルクＴＡＣＣからドラビリ要求トルクＴＭＯＤ［Ｎ・ｍ］を算出する。ドラビリ要求トルクＴＭＯＤは、アクセル要求トルクＴＡＣＣの変化量ΔＴＡＣＣ［Ｎ・ｍ／ｓ］が閾値（レートリミッター）ΔＴｔｈ１以上である場合に、変化量ΔＴＡＣＣに対してレート処理（なめし処理）をおこなって変化量ΔＴＡＣＣが減少するように算出される。アクセル要求トルクＴＡＣＣに対応させて燃料電池車両１０の加減速を制御すると、加減速が急峻になり快適性が低下するため、ドラビリ要求トルクＴＭＯＤが設定される。ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、算出したドラビリ要求トルクＴＭＯＤを含むトルク指令ＴＣＯＭをＭＧ−ＥＣＵ１８４に発行する。ＭＧ−ＥＣＵ１８４は、ドラビリ要求トルクＴＭＯＤを含むトルク指令ＴＣＯＭを受信すると、ドラビリ要求トルクＴＭＯＤに応じた出力トルクが発生するようにトラクションモーター１３６を制御する。トラクションモーター１３６に実際に発生するトルクを実行トルクＴＡＣＴとも呼ぶ。
ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、算出したドラビリ要求トルクＴＭＯＤから車両要求電力ＰＶＨＣＬ［Ｗ］を算出する。車両要求電力ＰＶＨＣＬは、燃料電池車両１０をドラビリ要求トルクＴＭＯＤに対応する運転状態とするために必要な電力であり、燃料電池１１０の発電要求電力である。車両要求電力ＰＶＨＣＬは、下記の式（１）から算出される。
ＰＶＨＣＬ＝ＰＴ／Ｍ＋ＰＡＵＸ＋ＰＣＨＧ ・・・（１）
ここで、ＰＴ／Ｍは、トラクションモーター１３６の駆動要求電力［Ｗ］であり、ＰＡＵＸは、ＦＣ補機１５０やＡＣＰ１３８の駆動要求電力［Ｗ］であり、ＰＣＨＧは、二次電池１４０を充放電する電力［Ｗ］である。ＰＴ／Ｍは、例えば、トラクションモーター１３６の回転数および要求トルクと、ＰＴ／Ｍとの関係を示すモーター特性から算出することができる。ＰＡＵＸは、例えば、ＦＣ補機１５０、ＡＣＰ１３８に含まれるモーターの回転数、要求トルクと、ＰＡＵＸとの関係を示すモーター特性から算出することができる。ＰＣＨＧは、例えば、二次電池１４０のＳＯＣ充放電特性および温度充放電特性から算出することができる。ＳＯＣ充放電特性とは、二次電池１４０の蓄電量（ＳＯＣ）と、入力（充電）電力Ｐｉｎの許容入力上限値Ｗｉｎおよび出力（放電）電力Ｐｏｕｔの許容出力上限値Ｗｏｕｔと、が対応付けられたマップである。温度充放電特性とは、二次電池１４０の温度Ｔｂａと、入力電力の許容入力上限値Ｗｉｎおよび出力電力の許容出力上限値Ｗｏｕｔと、が対応付けられたマップである。ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、ＳＯＣ検出部１４２から取得した蓄電量（ＳＯＣ）とＳＯＣ充放電特性から特定される許容入力上限値Ｗｉｎと、ＳＯＣ検出部１４２から取得した温度Ｔｂａと温度充放電特性から特定される許容入力上限値Ｗｉｎと、の小さい方をＰＣＨＧとして採用することができる。ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、算出した車両要求電力ＰＶＨＣＬを含む要求信号ＳＲＥＱをＦＣ―ＥＣＵ１８２に発行する。この「車両要求電力ＰＶＨＣＬ」は、特許請求の範囲の「燃料電池の発電要求電力」に該当する。
ＦＣ―ＥＣＵ１８２は、車両要求電力ＰＶＨＣＬを含む要求信号ＳＲＥＱを受信すると、車両要求電力ＰＶＨＣＬが燃料電池１１０の許容電力ＰＡＬＷ［Ｗ］を越えているか否の判定をおこなう。許容電力ＰＡＬＷとは、現在の燃料電池１１０が発電可能な電力の上限値であり、燃料電池１１０の現在の状態を示す種々のパラメーターから算出することができる。燃料電池１１０の現在の状態を示すパラメーターとは、例えば、燃料電池１１０の温度、ＡＣＰ１３８が取り込む外気の量、燃料電池１１０に供給される水素を貯蔵する水素タンク内の水素の残量、燃料電池１１０のアノード圧力およびカソード圧力などが含まれる。ＦＣ―ＥＣＵ１８２は、これらのパラメーターと許容電力ＰＡＬＷとの対応関係が示されたマップから許容電力ＰＡＬＷを算出することができる。ＦＣ―ＥＣＵ１８２は、車両要求電力ＰＶＨＣＬが許容電力ＰＡＬＷを越えていなければ、車両要求電力ＰＶＨＣＬに対応する電流値Ｉ［Ａ］および電圧値Ｖ［Ｖ］を含む回答信号ＳＲＥＳをＰＭ−ＥＣＵ１８１に発行する。車両要求電力ＰＶＨＣＬに対応する電流値Ｉおよび電圧値Ｖは、燃料電池１１０の電力―電流特性（Ｐ−Ｉ特性）、電流―電圧特性（Ｉ−Ｖ特性）から算出することができる。ＦＣ―ＥＣＵ１８２は、車両要求電力ＰＶＨＣＬが許容電力ＰＡＬＷを越えていれば、許容電力ＰＡＬＷに対応する電流値Ｉおよび電圧値Ｖを含む回答信号ＳＲＥＳをＰＭ−ＥＣＵ１８１に発行する。
ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、車両要求電力ＰＶＨＣＬまたは許容電力ＰＡＬＷに対応する電流値Ｉおよび電圧値Ｖを含む回答信号ＳＲＥＳを受信すると、受信した電流値Ｉおよび電圧値Ｖをパワー指令ＰＣＯＭとしてＦＤＣ―ＥＣＵ１８３に発行する。ＦＤＣ―ＥＣＵ１８３は、パワー指令ＰＣＯＭを受信すると、パワー指令ＰＣＯＭに応じた電流値Ｉおよび電圧値Ｖを燃料電池１１０が出力するようにＦＣ昇圧コンバーター１２０を制御する。燃料電池１１０が実際に出力する電力をＦＣ発電電力ＰＦＣとも呼ぶ。
一方、ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、アクセル要求トルクＴＡＣＣからＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱ［Ｗ］を算出する。ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱは、ＡＣＰ１３８をアクセル要求トルクＴＡＣＣに対応する駆動状態とするために必要な電力であり、例えば、ＴＡＣＣとＰＲＱとの関係を示す演算式から算出することができる。ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、算出したＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱを含む要求信号ＳＲＥＱをＦＣ―ＥＣＵ１８２に発行する。この「ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱ」は、特許請求の範囲の「駆動要求電力」に該当する。
ＦＣ―ＥＣＵ１８２は、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱを含む要求信号ＳＲＥＱを受信すると、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱに対応するＡＣＰ１３８の回転数（必要回転数）ＲＲＱ［ｒｐｍ］を算出する。必要回転数ＲＲＱは、例えば、以下の方法で算出することができる。まず、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱの値、燃料電池１１０のＰ−Ｉ特性、Ｉ−Ｖ特性から、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱを発生させるための燃料電池１１０の電流値Ｉを算出する。そして、算出した電流値Ｉに対応する電荷量、および、発電時の電気化学反応式から、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱ発生させるための酸素量を算出する。そして、算出した酸素量、および、空気の成分比率から、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱを発生させるための空気量を算出し、算出した空気量からＡＣＰ１３８の必要回転数ＲＲＱを算出する。ＦＣ―ＥＣＵ１８２は、算出した必要回転数ＲＲＱを含む回答信号ＳＲＥＳをＰＭ−ＥＣＵ１８１に発行する。
ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、必要回転数ＲＲＱを含む回答信号ＳＲＥＳを受信すると、必要回転数ＲＲＱからＡＣＰ要求トルクＴＡＣＰ［Ｎ・ｍ］を算出する。ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、算出したＡＣＰ要求トルクＴＡＣＰを含むトルク指令ＴＣＯＭをＭＧ−ＥＣＵ１８４に発行する。ＭＧ−ＥＣＵ１８４は、ＡＣＰ要求トルクＴＡＣＰを含むトルク指令ＴＣＯＭを受信すると、ＡＣＰ要求トルクＴＡＣＰに応じた出力トルクが発生するようにＡＣＰ１３８を制御する。
上述のように、本実施形態のＰＭ−ＥＣＵ１８１は、車両要求電力ＰＶＨＣＬをドラビリ要求トルクＴＭＯＤから算出し、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱをアクセル要求トルクＴＡＣＣから算出するように構成されている。この構成により、算出した車両要求電力ＰＶＨＣＬ、すなわち、燃料電池１１０の発電要求電力が急減するときには、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱの減少速度を、発電要求電力（車両要求電力ＰＶＨＣＬ）の減少速度よりも速くすることができる。これにより、車両要求電力ＰＶＨＣＬの急減時における燃料電池１１０のドライアップの発生や、余剰発電による燃費が悪化を抑制できる。具体的には、ＡＣＰ１３８はイナーシャにより応答が遅く、車両要求電力ＰＶＨＣＬが急減した場合に、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱがゼロになってもＡＣＰ１３８が停止するまで、燃料電池１１０に酸素が供給される。この余分な酸素の供給により、燃料電池１１０のドライアップや余剰発電が発生する。一方、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱの減少速度を、車両要求電力ＰＶＨＣＬの減少速度よりも速くすることで、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱに対してＡＣＰ１３８が遅れて供給した酸素量が、その時点において車両要求電力ＰＶＨＣＬに必要な空気量に近づくように構成される。これにより、車両要求電力ＰＶＨＣＬがゼロとなってからの不要な酸素の供給が抑制され、燃料電池１１０のドライアップや余剰発電が発生抑制することができる。本実施形態のＰＭ−ＥＣＵ１８１は、さらに、車両要求電力ＰＶＨＣＬが急減するときには、算出したＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱに対してガード値としての下限値ＰＬＲＱを設定するための制御（駆動要求電力下限値設定制御）を実行する。
図３は、駆動要求電力下限値設定制御を説明するためのフローチャートである。ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、まず、車両要求電力ＰＶＨＣＬが急減するか否かの判定をおこなう（ステップＳ１１０）。車両要求電力ＰＶＨＣＬが急減するか否かの判定は、車両要求電力ＰＶＨＣＬが急減する条件として予め設定されている条件を満たしたか否かによって判定する。ここでは、予め設定されている条件として、アクセル踏込量ＤＡＣＣの減少速度、すなわち、単位時間あたりの減少幅｜ΔＤＡＣＣ｜（０＞ΔＤＡＣＣ［％／ｓ］）が閾値ΔＤｔｈ（例えば、５［％／ｓ］）以上（｜ΔＤＡＣＣ｜≧ΔＤｔｈ）となることが設定されている。この「予め設定されている条件」としては、車両要求電力ＰＶＨＣＬが急減すると考えられる任意の条件を設定することができる。例えば、この条件として、アクセル要求トルクＴＡＣＣの単位時間あたりの減少幅｜ΔＴＡＣＣ｜が閾値ΔＴｔｈ２以上となることが設定されていてもよい。この「閾値ΔＤｔｈ」は、特許請求の範囲の「第１の閾値」に該当する。
アクセル踏込量ＤＡＣＣの単位時間あたりの減少幅｜ΔＤＡＣＣ｜が閾値ΔＤｔｈより小さい場合（｜ΔＤＡＣＣ｜＜ΔＤｔｈ）、車両要求電力ＰＶＨＣＬは急減しないため（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、下限値ＰＬＲＱの設定をおこなわない。この場合、ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、通常の運転状態として、アクセル要求トルクＴＡＣＣからＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱの算出し（ステップＳ１２０）、算出したＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱを含む要求信号ＳＲＥＱをＦＣ―ＥＣＵ１８２に発行する（ステップＳ１３０）。
一方、アクセル踏込量ＤＡＣＣの単位時間あたりの減少幅｜ΔＤＡＣＣ ｜が閾値ΔＤｔｈ以上の場合（｜ΔＤＡＣＣ｜≧ΔＤｔｈ）、車両要求電力ＰＶＨＣＬは急減するため（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、下限値ＰＬＲＱの設定をおこなった上で、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱの算出をおこなう（ステップＳ１４０）。下限値ＰＬＲＱとしては、予め設定された固定値であってもよいし、燃料電池システム１００や二次電池１４０の状態に応じて変化する変動値であってもよい。例えば、下限値ＰＬＲＱは、二次電池１４０の出力電力Ｐｏｕｔの許容出力上限値Ｗｏｕｔと、下限値ＰＬＲＱとの関係を示す演算式を用いて算定されてもよい。ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、アクセル要求トルクＴＡＣＣから算出したＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱが設定した下限値ＰＬＲＱを下回るか否かの判定をおこなう（ステップＳ１５０）。
アクセル要求トルクＴＡＣＣから算出したＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱが設定した下限値ＰＬＲＱを下回る場合には、ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、下限値ＰＬＲＱをＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱの値として設定する（ステップＳ１６０）。すなわち、ＰＭ−ＥＣＵ１８１から出力されるＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱは、下限値ＰＬＲＱを下回らないように構成される。そして、ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、値が下限値ＰＬＲＱとなるＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱを含む要求信号ＳＲＥＱをＦＣ―ＥＣＵ１８２に発行する（ステップＳ１３０）。ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、下限値ＰＬＲＱに対応する必要回転数ＲＲＱを含むトルク指令ＴＣＯＭをＭＧ−ＥＣＵ１８４に発行し、ＭＧ−ＥＣＵ１８４は、下限値ＰＬＲＱに対応する出力トルクが発生するようにＡＣＰ１３８を制御する。一方、アクセル要求トルクＴＡＣＣから算出したＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱが設定した下限値ＰＬＲＱを下回っていない場合には、算出したＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱを含む要求信号ＳＲＥＱをＦＣ―ＥＣＵ１８２に発行する（ステップＳ１３０）。
図４は、本実施形態の燃料電池車両１０の状態を例示したタイミングチャートである。図４には、アクセル踏込量ＤＡＣＣと、アクセル要求トルクＴＡＣＣと、ドラビリ要求トルクＴＭＯＤと、実行トルクＴＡＣＴと、車両要求電力ＰＶＨＣＬと、ＦＣ発電電力ＰＦＣと、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱとの時系列変化が例示されている。また、図４には、下限値ＰＬＲＱが例示されている。ここでは、Ｔ１時点において運転者がアクセルＯＦＦを開始し、Ｔ３時点においてアクセルが完全にＯＦＦになったものとして説明する。また、Ｔ１〜Ｔ３期間においてアクセル踏込量ＤＡＣＣの減少幅｜ΔＤＡＣＣ｜が閾値ΔＤｔｈ以上（｜ΔＤＡＣＣ｜≧ΔＤｔｈ）となっているものとして説明する。また、Ｔ２時点において、アクセル要求トルクＴＡＣＣから算出したＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱの値が下限値ＰＬＲＱを下回るものとして説明する。
アクセル要求トルクＴＡＣＣは、アクセル踏込量ＤＡＣＣに対応するため、Ｔ１時点から減少を開始し、Ｔ３時点においてゼロとなる。ドラビリ要求トルクＴＭＯＤは、アクセル要求トルクＴＡＣＣに対してレート処理されるため、アクセル要求トルクＴＡＣＣよりも緩やかに減少する。車両要求電力ＰＶＨＣＬ、ＦＣ発電電力ＰＦＣ、および、実行トルクＴＡＣＴは、ドラビリ要求トルクＴＭＯＤに対応するため、同様にＴ１〜Ｔ４期間にかけて緩やかに減少する。ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱは、アクセル要求トルクＴＡＣＣに対応するため、Ｔ１〜Ｔ３期間にかけて減少する。ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱは、Ｔ２時点以降において、値が下限値ＰＬＲＱとなる。すなわち、Ｔ２時点以降において、ＡＣＰ１３８は、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱの下限値ＰＬＲＱに対応した駆動を継続する。
図５は、比較例の燃料電池車両の状態を例示したタイミングチャートである。図５には、図４と同様に、アクセル踏込量ＤＡＣＣと、アクセル要求トルクＴＡＣＣと、ドラビリ要求トルクＴＭＯＤと、実行トルクＴＡＣＴと、車両要求電力ＰＶＨＣＬと、ＦＣ発電電力ＰＦＣと、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱとの時系列変化が例示されている。また、図５には、二次電池１４０の出力電力Ｐｏｕｔの時系列変化、および、出力電力Ｐｏｕｔの許容出力上限値Ｗｏｕｔが例示されている。ここでの許容出力上限値Ｗｏｕｔは、ＳＯＣ検出部１４２から取得した蓄電量（ＳＯＣ）とＳＯＣ充放電特性から特定される許容出力上限値Ｗｏｕｔと、ＳＯＣ検出部１４２から取得した温度Ｔｂａと温度充放電特性から特定される許容出力上限値Ｗｏｕｔと、の小さい方である。
比較例の燃料電池車両は、駆動要求電力下限値設定制御をおこなわない点以外は本実施形態の燃料電池車両１０と同じである。ここでは、図４と同様に、Ｔ１時点において運転者がアクセルＯＦＦを開始し、Ｔ３時点においてアクセルが完全にＯＦＦになったものとして説明する。運転者によるアクセルＯＦＦによって、アクセル要求トルクＴＡＣＣ、ドラビリ要求トルクＴＭＯＤ、および、車両要求電力ＰＶＨＣＬは、本実施形態と同様に減少する。
一方、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱは、下限値ＰＬＲＱが設定されないため、Ｔ１〜Ｔ３期間にかけて減少し、Ｔ３時点においてゼロになる。ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱがゼロになると、ＡＣＰ１３８が停止して燃料電池１１０に酸素（空気）が供給されなくなるため、酸素の欠乏（エア欠）によって発電が停止してＦＣ発電電力ＰＦＣがゼロになる。車両要求電力ＰＶＨＣＬに対してＦＣ発電電力ＰＦＣが不足した場合、不足分をアシストするように、二次電池１４０の出力電力Ｐｏｕｔがトラクションモーター１３６に供給される。しかし、高速道路運転時など二次電池１４０の蓄電量（ＳＯＣ）が低下している場合や、二次電池１４０が低温の場合には、許容出力上限値Ｗｏｕｔが低下して不足分を十分にアシストができない。この場合には、トラクションモーター１３６の実行トルクＴＡＣＴが急減して加速度が急激に低下する状態（トルクショック）が発生する。一方、上述したように、駆動要求電力下限値設定制御をおこなう本実施形態の燃料電池車両１０によれば、Ｔ３時点以降においても、燃料電池１１０に対して空気（酸素）の供給が可能となり、燃料電池１１０は発電を継続することができる。これにより、エア欠によるトルクショックの発生を抑制できる。
以上説明した、本実施形態の燃料電池車両１０によれば、発電要求電力（車両要求電力ＰＶＨＣＬ）が急減するときには、発電要求電力の減少速度よりも速くＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱが減少するため、燃料電池１１０のドライアップの発生および余剰発電による燃費の悪化を抑制できる。また、アクセル要求トルクＴＡＣＣから算出したＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱが下限値ＰＬＲＱを下回る場合、ＡＣＰ１３８に対して下限値ＰＬＲＱに対応した駆動を実行させるため、酸素の欠乏による燃料電池１１０の発電停止状態の発生を抑制できる。
Ｂ．第２実施形態：
図６は、第２実施形態の燃料電池車両１０Ａの状態を例示したタイミングチャートある。図６には、アクセル踏込量ＤＡＣＣと、車速ＳＶＨＣＬと、二次電池１４０の出力電力Ｐｏｕｔの許容出力上限値Ｗｏｕｔと、駆動要求電力下限値設定制御の実行フラグのＯＮ／ＯＦＦと、の時系列変化が例示されている。第２実施形態の燃料電池車両１０Ａは、駆動要求電力下限値設定制御（図３）のステップＳ１１０における「予め設定されている条件」の内容が異なる点以外は第１実施形態の燃料電池車両１０と同じである。第２実施形態の燃料電池車両１０Ａは、「予め設定されている条件」として、アクセル踏込量ＤＡＣＣの単位時間あたりの減少幅｜ΔＤＡＣＣ｜（０＞ΔＤＡＣＣ）が閾値ΔＤｔｈ２（例えば、５［％／ｓ］）以上となり、かつ、燃料電池車両１０Ａの車速ＳＶＨＣＬが閾値Ｓｔｈ（例えば、６０［ｋｍ／ｈ］）以下となり、かつ、二次電池１４０の出力電力Ｐｏｕｔの許容出力上限値Ｗｏｕｔが閾値Ｗｔｈ［Ｗ］以下となることが設定されている。許容出力上限値Ｗｏｕｔは、第１実施形態と同様に、ＳＯＣ充放電特性から特定される許容出力上限値Ｗｏｕｔと、温度充放電特性から特定される許容出力上限値Ｗｏｕｔと、の小さい方である。この「閾値ΔＤｔｈ２」は、特許請求の範囲の「第２の閾値」に該当し、「閾値Ｓｔｈ」は、特許請求の範囲の「第３の閾値」に該当し、「閾値Ｗｔｈ」は、特許請求の範囲の「第４の閾値」に該当する。
このように構成した場合、二次電池１４０からトラクションモーター１３６に供給可能な出力電力Ｐｏｕｔが小さく、アシストが不十分となりやすい状況、すなわち、トルクショックが発生しやすい状況においてのみ、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱの下限値ＰＬＲＱが設定される。一方、二次電池１４０からトラクションモーター１３６に供給可能な出力電力Ｐｏｕｔが十分の場合には、トルクショックが発生しにくいため、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱの下限値ＰＬＲＱが設定されない。これにより、不要なＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱの下限値ＰＬＲＱの設定を抑制できる。
Ｃ．第３実施形態：
図７は、第３実施形態における二次電池１４０の出力電力Ｐｏｕｔの許容出力上限値Ｗｏｕｔと、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱの下限値ＰＬＲＱとの関係を例示した説明図である。第３実施形態の燃料電池車両１０Ｂは、下限値ＰＬＲＱの設定方法が異なる点以外は第１実施形態の燃料電池車両１０と同じである。第３実施形態の下限値ＰＬＲＱは、許容出力上限値Ｗｏｕｔおよび車両要求電力ＰＶＨＣＬの値に応じた変動値として構成されている。第３実施形態の許容出力上限値Ｗｏｕｔは、第１実施形態と同様に、ＳＯＣ充放電特性から特定される許容出力上限値Ｗｏｕｔと、温度充放電特性から特定される許容出力上限値Ｗｏｕｔと、の小さい方である。第３実施形態のＰＭ−ＥＣＵ１８１は、図７に対応するマップを備えている。第３実施形態のＰＭ−ＥＣＵ１８１が下限値ＰＬＲＱを算出する方法については以下で説明する。
図８は、第３実施形態の燃料電池車両１０Ｂの状態を例示したタイミングチャートである。図８には、車両要求電力ＰＶＨＣＬと、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱと、の時系列変化が例示されている。図８には、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱの下限値ＰＬＲＱが示されている。第３実施形態のＰＭ−ＥＣＵ１８１は、駆動要求電力下限値設定制御（図３）のステップＳ１４０において、下限値ＰＬＲＱを算出する。具体的には、ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、ＳＯＣ検出部１４２から取得した蓄電量（ＳＯＣ）、ＳＯＣ充放電特性、ＳＯＣ検出部１４２から取得した温度Ｔｂａ、および、温度充放電特性から許容出力上限値Ｗｏｕｔを算出し、許容出力上限値Ｗｏｕｔと図７のマップから下限値ＰＬＲＱを算出する。そして、ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、算出した下限値ＰＬＲＱが車両要求電力ＰＶＨＣＬを上回っているか否かを判定し、上回っていない場合には、図７のマップから算出した下限値ＰＬＲＱとＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱとの比較をおこなう（図３のステップＳ１５０）。一方、ＰＭ−ＥＣＵ１８１は、算出した下限値ＰＬＲＱが車両要求電力ＰＶＨＣＬを上回っている場合には、車両要求電力ＰＶＨＣＬの値を下限値ＰＬＲＱとして設定する。すなわち、車両要求電力ＰＶＨＣＬの値が下限値ＰＬＲＱの上限値（ガード値）となるように構成されている。
このように構成した場合、二次電池１４０からトラクションモーター１３６に供給可能な出力電力Ｐｏｕｔの大きさに応じて、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱの下限値ＰＬＲＱを変更することができる。これにより、酸素の欠乏による燃料電池１１０の発電停止状態の発生をより抑制できる。また、燃料電池１１０の車両要求電力ＰＶＨＣＬの大きさに応じて、下限値ＰＬＲＱを変更することができる。これにより、ＡＣＰ１３８に対して下限値ＰＬＲＱに対応した駆動を実行させたときに、燃料電池１１０への酸素の過供給となる状態の発生を抑制できる。
Ｄ．変形例：
なお、この発明は上記の実施形態や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
Ｄ−１．変形例１：
第１〜３実施形態では、二次電池１４０の出力電力Ｐｏｕｔの許容出力上限値Ｗｏｕｔは、ＳＯＣ充放電特性から特定される許容出力上限値Ｗｏｕｔと、温度充放電特性から特定される許容出力上限値Ｗｏｕｔと、の小さい方であるとした。しかし、許容出力上限値Ｗｏｕｔは、ＳＯＣ充放電特性から特定される許容出力上限値Ｗｏｕｔと、温度充放電特性から特定される許容出力上限値Ｗｏｕｔと、の大きい方であってもよい。すなわち、許容出力上限値Ｗｏｕｔは、ＳＯＣ充放電特性と、温度充放電特性のいずれか一方のみから算出されてもよい。
Ｄ−２．変形例２：
第１〜３実施形態の燃料電池１１０は、エアコンプレッサー（ＡＣＰ）１３８によって酸素が供給されているが、燃料電池１１０に酸素を供給する手段はエアコンプレッサー以外のポンプであってもよい。また、第１〜３実施形態では、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱは、ＡＣＰ１３８をアクセル要求トルクＴＡＣＣに対応する駆動状態とするために必要な電力であるとした。しかし、ＡＣＰ駆動要求電力ＰＲＱには、バルブの駆動電力などＡＣＰ１３８の駆動電力以外の電力が含まれていてもよい。
１０…燃料電池車両
１００…燃料電池システム
１１０…燃料電池
１２０…ＦＣ昇圧コンバーター
１３０…パワーコントロールユニット
１３２…モータードライバー
１３６…トラクションモーター
１３８…エアコンプレッサー
１３９…車速検出部
１４０…二次電池
１４２…ＳＯＣ検出部
１５０…ＦＣ補機
１８０…制御装置
１９０…アクセル位置検出部
ＷＬ…車輪

Claims (6)

  1. 車両に搭載される燃料電池システムであって、
    前記車両を駆動するモーターに電力を供給する燃料電池と、
    酸素を前記燃料電池に供給するポンプと、
    前記車両のアクセル踏込量を検出するアクセル位置検出部と、
    前記モーターに電力を供給可能な二次電池と、
    前記二次電池の温度および蓄電量を検出するＳＯＣ検出部と、
    前記アクセル踏込量に基づいて、前記燃料電池の発電要求電力、および、前記ポンプの駆動要求電力を算出する制御部と、を備え、
    前記制御部は、算出する前記発電要求電力が急減する条件として予め設定されている条件を満たした場合に、算出する前記発電要求電力の単位時間当たりの減少率よりも単位時間当たりの減少率が大きくなるように前記駆動要求電力を算出するとともに、算出した前記駆動要求電力に対して下限値を設定して、算出した前記駆動要求電力が前記下限値を下回る場合、前記ポンプに対して前記下限値に対応した駆動を実行させ、
    前記制御部は、
    前記二次電池の温度および蓄電量の少なくとも一方に基づいて、前記二次電池の許容出力上限値を算出し、
    前記許容出力上限値、および、前記燃料電池の発電要求電力に基づいて、前記駆動要求電力の前記下限値を算出する、
    燃料電池システム。
  2. 請求項１に記載の燃料電池システムであって、
    前記予め設定されている条件は、前記アクセル踏込量の減少速度が第１の閾値以上となることである、燃料電池システム。
  3. 車両に搭載される燃料電池システムであって、
    前記車両を駆動するモーターに電力を供給する燃料電池と、
    酸素を前記燃料電池に供給するポンプと、
    前記車両のアクセル踏込量を検出するアクセル位置検出部と、
    前記モーターに電力を供給可能な二次電池と、
    前記車両の車速を検出する車速検出部と、
    前記二次電池の温度および蓄電量を検出するＳＯＣ検出部と、
    前記アクセル踏込量に基づいて、前記燃料電池の発電要求電力、および、前記ポンプの駆動要求電力を算出する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、算出する前記発電要求電力が急減する条件として予め設定されている条件を満たした場合に、算出する前記発電要求電力の単位時間当たりの減少率よりも単位時間当たりの減少率が大きくなるように前記駆動要求電力を算出するとともに、算出した前記駆動要求電力に対して下限値を設定して、算出した前記駆動要求電力が前記下限値を下回る場合、前記ポンプに対して前記下限値に対応した駆動を実行させ、
    前記制御部は、前記二次電池の温度および蓄電量の少なくとも一方に基づいて前記二次電池の許容出力上限値を算出し、
    前記予め設定されている条件は、前記アクセル踏込量の減少速度が第２の閾値以上となり、かつ、前記車速が第３の閾値以下となり、かつ、前記許容出力上限値が第４の閾値以下となることである、
    燃料電池システム。
  4. 車両であって、
    請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の燃料電池システムと、
    前記燃料電池システムから供給される電力によって前記車両を駆動させるモーターと、を備える車両。
  5. 車両に搭載される燃料電池システムの制御方法であって、
    前記燃料電池システムは、前記車両を駆動するモーターに電力を供給する燃料電池と、酸素を前記燃料電池に供給するポンプと、前記モーターに電力を供給可能な二次電池と、を含んでおり、
    前記制御方法は、
    前記車両のアクセル踏込量を検出し、前記アクセル踏込量に基づいて、前記燃料電池の発電要求電力、および、前記ポンプの駆動要求電力を算出し、
    前記二次電池の温度および蓄電量を検出し、前記二次電池の温度および蓄電量の少なくとも一方に基づいて、前記二次電池の許容出力上限値を算出し、
    前記許容出力上限値、および、前記燃料電池の発電要求電力に基づいて、前記駆動要求電力の下限値を算出し、
    算出する前記発電要求電力が急減する条件として予め設定されている条件を満たした場合に、算出する前記発電要求電力の単位時間当たりの減少率よりも単位時間当たりの減少率が大きくなるように前記駆動要求電力を算出するとともに、算出した前記駆動要求電力に対して前記下限値を設定して、算出した前記駆動要求電力が前記下限値を下回る場合、前記ポンプに対して前記下限値に対応した駆動を実行させる、制御方法。
  6. 車両に搭載される燃料電池システムの制御方法であって、
    前記燃料電池システムは、前記車両を駆動するモーターに電力を供給する燃料電池と、酸素を前記燃料電池に供給するポンプと、前記モーターに電力を供給可能な二次電池と、を含んでおり、
    前記制御方法は、
    前記車両のアクセル踏込量を検出し、前記アクセル踏込量に基づいて、前記燃料電池の発電要求電力、および、前記ポンプの駆動要求電力を算出し、
    前記二次電池の温度および蓄電量を検出し、前記二次電池の温度および蓄電量の少なくとも一方に基づいて前記二次電池の許容出力上限値を算出し、
    算出する前記発電要求電力が急減する条件として予め設定されている条件を満たした場合に、算出する前記発電要求電力の単位時間当たりの減少率よりも単位時間当たりの減少率が大きくなるように前記駆動要求電力を算出するとともに、算出した前記駆動要求電力に対して下限値を設定して、算出した前記駆動要求電力が前記下限値を下回る場合、前記ポンプに対して前記下限値に対応した駆動を実行させ、
    前記予め設定されている条件は、前記アクセル踏込量の減少速度が第２の閾値以上となり、かつ、前記車両の車速が第３の閾値以下となり、かつ、前記許容出力上限値が第４の閾値以下となることである、制御方法。
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