JP7031354B2 - 移動体 - Google Patents

Description

本発明は、複数の燃料電池システムを備える移動体に関する。

燃料電池車両等の移動体において、大きな駆動力を出力するために複数の燃料電池システムが搭載されることがある。特許文献１に記載の燃料電池車両では、各燃料電池システムから出力される電力によりそれぞれ駆動するモータの出力が、共通のギアおよびシャフトを介して車輪に伝達されている。

特開２０１６－０５４５９８号公報

各燃料電池システムから出力される電力によりそれぞれ駆動するモータの出力が、共通のギアおよびシャフトを介して車輪に伝達される構成の場合、各燃料電池システムから出力される電力は、ギアの損傷を抑制するために均等であることが望ましい。そこで、本願発明者らは、複数の燃料電池システム全体に要求される要求電力を各燃料電池システムに均等に割り振って目標値とし、各燃料電池システムから実際に出力された電力に基づくフィードバック制御を行なう制御方法を想定した。しかしながら、このような制御方法においては、各燃料電池システムから実際に出力された電力の合計値が要求電力を満たしていない場合に、目標値に対する実際の出力値の差分が解消されずにフィードバック制御が破綻するおそれがあることを本願発明者らは見出した。

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。

本発明の一形態によれば、移動体が提供される。この移動体は、燃料電池を電力の供給源とする複数の燃料電池システムと；前記複数の燃料電池システムの全体での出力電力の上限値である全体上限値を設定する全体上限値設定処理と、前記複数の燃料電池システムの全体に要求される要求電力を、設定された前記全体上限値を限度として前記複数の燃料電池システムに均等に割り振って各燃料電池システムの目標出力電力として設定する目標設定処理と、設定された前記目標出力電力を、前記各燃料電池システムの実際の出力電力に基づくフィードバック制御により調整する目標調整処理と、を実行する制御部と；を備え；前記制御部は、前記全体上限値設定処理において、前記各燃料電池システムの出力可能な電力の上限値である個別上限値をそれぞれ特定し、特定された前記個別上限値のうちの最小値に前記複数の燃料電池システムの数を乗じた値を、前記全体上限値として設定する。この形態の移動体によれば、全体上限値設定処理において、各燃料電池システムの出力可能な電力の上限値である個別上限値をそれぞれ特定し、特定された個別上限値のうちの最小値に複数の燃料電池システムの数を乗じた値を、全体上限値として設定し、目標設定処理において、複数の燃料電池システムの全体に要求される要求電力を、設定された全体上限値を限度として複数の燃料電池システムに均等に割り振って各燃料電池システムの目標出力電力として設定する。このため、各燃料電池システムにおいて目標出力電力を出力できなくなることを抑制でき、フィードバック制御の破綻を抑制できる。

本発明は、移動体以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、移動体の制御方法、燃料電池車両、燃料電池車両の制御方法等の形態で実現することができる。

本発明の移動体の一実施形態としての燃料電池車両の概略構成を示す説明図である。 目標設定処理の手順を示すフローチャートである。 全体上限値設定処理の手順を示すフローチャートである。 個別上限値と全体上限値との関係を説明するための説明図である。 第２実施形態における目標設定処理の手順を示すフローチャートである。 第２実施形態における目標設定処理の手順を示すフローチャートである。 全体下限値設定処理の手順を示すフローチャートである。

Ａ．第１実施形態：
Ａ－１．燃料電池車両の構成：
図１は、本発明の移動体の一実施形態としての燃料電池車両１０の概略構成を示す説明図である。燃料電池車両１０は、第１燃料電池システム１００および第２燃料電池システム２００を備え、各燃料電池システム１００、２００からそれぞれ供給される電力により走行する。本実施形態の燃料電池車両１０は、後述する駆動用のモータジェネレータの制御と、制動制御と、操舵制御とを運転者に代わって自動的に実行する自動運転車両である。各燃料電池システム１００、２００の詳細な構成についての説明は、後述する。

燃料電池車両１０は、第１燃料電池システム１００および第２燃料電池システム２００に加えて、ギア４１０と、ディファレンシャルギア４２０と、２つの駆動輪４３１、４３２と、図示しない２つの非駆動輪と、制御部３００とを備える。

ギア４１０は、第１回転軸４１１を介して第１燃料電池システム１００の第１モータジェネレータ１１０と接続されるとともに、第２回転軸４１２を介して第２燃料電池システム２００の第２モータジェネレータ２１０と接続されている。また、ギア４１０には、プロペラシャフト４１３の一端が接続されている。ギア４１０は、図示しない複数の歯車を有し、各回転軸４１１、４１２により伝達される各モータジェネレータ１１０、２１０のそれぞれの駆動力を、プロペラシャフト４１３の回転に変換する。

ディファレンシャルギア４２０は、プロペラシャフト４１３の他端と接続されている。また、ディファレンシャルギア４２０は、第１ドライブシャフト４２１を介して駆動輪４３１と接続されるとともに、第２ドライブシャフト４２２を介して駆動輪４３２と接続されている。ディファレンシャルギア４２０は、図示しない複数の歯車を有し、プロペラシャフト４１３の回転を各ドライブシャフト４２１、４２２の回転に変換する。本実施形態において、ギア４１０とプロペラシャフト４１３とディファレンシャルギア４２０とは、一体化されてトランスアクスル４４０を構成している。

２つの駆動輪４３１、４３２は、各回転軸４１１、４１２、ギア４１０、プロペラシャフト４１３、ディファレンシャルギア４２０および各ドライブシャフト４２１、４２２を介して伝達された２つのモータジェネレータ１１０、２１０の合計の駆動力によって、それぞれ回転する。また、燃料電池車両１０の制動時には、駆動輪４３１、４３２の回転によって、モータジェネレータ１１０、２１０に回生電力がそれぞれ発生する。

このように、第１燃料電池システム１００の第１モータジェネレータ１１０から出力される電力と、第２燃料電池システム２００の第２モータジェネレータ２１０から出力される電力とは、共通のトランスアクスル４４０を介して各駆動輪４３１、４３２に伝達される。このような構成において、各燃料電池システム１００、２００から出力される電力は、トランスアクスル４４０の損傷を抑制するために互いに均等であることが望ましい。また、このような構成において、燃料電池車両１０の制動時には、駆動輪４３１、４３２の回転によって、各モータジェネレータ１１０、２１０にそれぞれ均等に回生電力が発生することとなる。

制御部３００は、ＣＰＵと記憶装置とを備えるマイクロコンピュータであり、燃料電池車両１０全体の動作を制御する電子制御ユニットとして構成されている。ＣＰＵは、記憶装置に予め記憶されている制御プログラムを実行することにより、燃料電池車両１０全体の制御を行なう。制御部３００は、第１制御部３１０と、第２制御部３２０とを有する。第１制御部３１０は、第１燃料電池システム１００の一部として組み込まれており、第２制御部３２０は、第２燃料電池システム２００の一部として組み込まれている。第１制御部３１０および第２制御部３２０についての詳細な説明は、後述する。

制御部３００は、自動運転制御を実行する。自動運転制御では、自車両の目標速度や先行車両との間の目標車間距離等が設定される。制御部３００は、自動運転制御において設定された目標車速や目標車間距離等に応じた外的出力要求と、燃料電池車両１０の運転のために必要な消費電力に相当する内的出力要求とに基づいて、燃料電池車両１０全体に要求される要求電力を設定する。内的出力要求には、各燃料電池システム１００、２００が備える図示しないエアコンプレッサや水素ポンプ等の補機類、および燃料電池車両１０が備える図示しない空調機等の補機類に供給すべき電力が該当する。

制御部３００は、目標設定処理を実行することにより各燃料電池システム１００、２００の目標出力電力を設定し、各燃料電池システム１００、２００に出力指令する。また、制御部３００は、全体上限値設定処理を実行することにより、２つの燃料電池システム１００、２００の全体での出力電力の上限値である全体上限値を設定する。目標設定処理および全体上限値設定処理についての詳細な説明は、後述する。

また、制御部３００は、目標調整処理を実行することにより、目標設定処理において設定された目標出力電力を、各燃料電池システム１００、２００の実際の出力電力に基づくフィードバック制御により調整する。これにより、２つの燃料電池システム１００、２００から実際に出力される電力と、目標出力電力との制御偏差が解消されるように、目標出力電力が調整される。本実施形態では、フィードバック制御として、ＰＩＤ（Proportional Integral Differential）制御を用いる。ＰＩＤ制御では、動作点の制御偏差に応じた比例項、制御偏差の積分項、制御偏差の微分項を含んだ制御量により制御する。なお、ＰＩＤ制御に代えて、ＰＩ（Proportional Integral）制御等のフィードバック制御を用いてもよい。

Ａ－２．燃料電池システムの構成：
第１燃料電池システム１００および第２燃料電池システム２００は、互いに同一の構成を備える。このため、以下では、第１燃料電池システム１００について詳細に説明し、第２燃料電池システム２００についての詳細な説明を省略する。第２燃料電池システム２００の構成要素には、第１燃料電池システム１００の構成要素の符号と下二桁が共通する符号を付している。

第１燃料電池システム１００は、燃料電池１２０と、水素タンク１５０と、燃料電池コンバータ１６０と、二次電池１３０と、二次電池コンバータ１８０と、インバータ１７０と、第１モータジェネレータ１１０と、第１制御部３１０とを備える。第２燃料電池システム２００は、燃料電池２２０と、水素タンク２５０と、燃料電池コンバータ２６０と、二次電池２３０と、二次電池コンバータ２８０と、インバータ２７０と、第２モータジェネレータ２１０と、第２制御部３２０とを備える。各燃料電池システム１００、２００は、各燃料電池１２０、２２０を冷却するための図示しない冷媒循環系をそれぞれさらに備える。

燃料電池１２０は、第１燃料電池システム１００における電力の供給源であり、いわゆる固体高分子型燃料電池により構成されている。燃料電池１２０は、水素タンク１５０から供給される燃料ガスとしての水素と、図示しないエアコンプレッサから供給される酸化ガスとしての空気との電気化学反応によって発電する。燃料電池１２０は、固体高分子型燃料電池に代えて、固体酸化物型燃料電池等の他の任意のタイプの燃料電池により構成されてもよい。燃料電池１２０は、図示しない複数の単セルが積層されたスタック構造を有する。燃料電池コンバータ１６０は、燃料電池１２０と接続され、第１制御部３１０からの指令に応じて燃料電池１２０の出力電圧を昇圧する。

二次電池１３０は、リチウムイオン電池によって構成され、燃料電池１２０とともに第１燃料電池システム１００における電力の供給源として機能する。なお、リチウムイオン電池に代えて、ニッケル水素電池等の他の任意の種類の二次電池により構成されてもよい。二次電池１３０は、燃料電池１２０で発電された電力のうち、第１モータジェネレータ１１０および図示しない補機類で消費されなかった余剰の電力と、第１モータジェネレータ１１０に発生した回生電力とによって充電される。二次電池コンバータ１８０は、双方向の電力変換器として構成されている。二次電池コンバータ１８０は、二次電池１３０と接続され、第１制御部３１０からの指令に応じて二次電池１３０の出力電圧を昇圧するとともに、二次電池コンバータ１８０に供給された電力を降圧して二次電池１３０に供給する。

インバータ１７０は、燃料電池コンバータ１６０と二次電池コンバータ１８０とを接続する配線と、第１モータジェネレータ１１０との間に接続されている。インバータ１７０は、燃料電池１２０および二次電池１３０から供給される直流の電力を三相交流の電力に変換して第１モータジェネレータ１１０に供給する。また、第１モータジェネレータ１１０に発生した三相交流の回生電力を直流電力に変換し、二次電池コンバータ１８０に供給する。

第１モータジェネレータ１１０は、燃料電池１２０および二次電池１３０から電力の供給を受けて駆動力を発生させる駆動モータとしての機能と、回生電力を発生させるジェネレータとしての機能とを有する。

第１制御部３１０は、燃料電池１２０の発電制御および二次電池１３０の充放電制御を含め、第１燃料電池システム１００全体の動作を制御する。第１制御部３１０は、第２燃料電池システム２００の第２制御部３２０と、信号線を介して互いに通信可能に構成されている。

Ａ－３．目標設定処理：
図２は、目標設定処理の手順を示すフローチャートである。目標設定処理は、燃料電池車両１０の図示しないスタータースイッチが押されて第１燃料電池システム１００および第２燃料電池システム２００が起動すると実行される。

制御部３００は、燃料電池車両１０全体での出力電力の上限値である全体上限値を特定する（ステップＳ１１０）。全体上限値は、全体上限値設定処理によって設定された値を参照することにより、特定される。

図３は、全体上限値設定処理の手順を示すフローチャートである。制御部３００は、各燃料電池システム１００、２００がそれぞれ出力可能な電力の上限値である個別上限値をそれぞれ特定する（ステップＳ２１０）。

第１燃料電池システム１００の個別上限値は、燃料電池１２０が出力可能な電力の上限値と、二次電池１３０が出力可能な電力の上限値との合計値によって表される。同様に、第２燃料電池システム２００の個別上限値は、燃料電池２２０が出力可能な電力の上限値と、二次電池２３０が出力可能な電力の上限値との合計値によって表される。このため、制御部３００は、ステップＳ２１０において、各燃料電池１２０、２２０および各二次電池１３０、２３０の出力可能電力をそれぞれ取得することにより、各燃料電池システム１００、２００の個別上限値をそれぞれ特定する。

図４は、個別上限値と全体上限値との関係を説明するための説明図である。図４において、縦軸は各燃料電池システム１００、２００の出力可能電力を示し、横軸は時刻を示している。また、図４では、第１燃料電池システム１００の個別上限値を一点鎖線で示し、第２燃料電池システム２００の個別上限値を破線で示し、全体上限値を太い実線で示している。全体上限値についての説明は、後述する。なお、図４に示す例では、電力ｐ１は、電力ｐ２の半分の値であり、電力ｐ２は、電力ｐ３の半分の値であり、電力ｐ３は、電力ｐ４の半分の値となっている。なお、図４では、出力可能電力がマイナスの領域についても図示しているが、かかる領域については、第２実施形態において説明する。

一般に、燃料電池１２０、２２０は、自身の発電によって高温となり、所定温度を超えることによって出力制限されることがある。また、燃料電池１２０、２２０は、氷点下始動時、水素タンク１５０、２５０の圧力低下時等にも、出力制限を受ける。また、二次電池１３０、２３０が出力可能な電力は、二次電池１３０、２３０の温度やＳＯＣ等によって変動する。これらにより、各燃料電池システム１００、２００の個別上限値は、変動する。

図４に示す例において、第１燃料電池システム１００の個別上限値は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間、第１燃料電池システム１００が起動前の状態であるために０となっている。また、時刻ｔ１において第１燃料電池システム１００が起動すると電力ｐ１に増加し、時刻ｔ２において電力ｐ３に増加し、時刻ｔ３において電力ｐ４に増加し、時刻ｔ５において第１燃料電池システム１００が停止して０に減少している。第２燃料電池システム２００の個別上限値は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間、第２燃料電池システム２００が起動前の状態であるために０となっている。また、時刻ｔ１において第２燃料電池システム２００が起動すると電力ｐ２に増加し、時刻ｔ４において第２燃料電池システム２００が停止するまでの間、一定の値となっている。このように、各燃料電池システム１００、２００は、それぞれ独立した個別上限値を有する。したがって、一方の個別上限値が他方の個別上限値と比較して、小さい場合が有り得る。例えば、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間、第２燃料電池システム２００は、第１燃料電池システム１００と比較して大幅な出力制限を受けている。このため、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間、第２燃料電池システム２００の個別上限値（電力ｐ２）は、第１燃料電池システム１００の個別上限値（電力ｐ４）よりも大幅に小さい。

図３に示すように、制御部３００は、ステップＳ２１０で特定された各燃料電池システム１００、２００の個別上限値のうち、最小値を特定する（ステップＳ２２０）。制御部３００は、ステップＳ２２０で特定された最小値に、燃料電池システム１００、２００の数を乗じる（ステップＳ２３０）。本実施形態における燃料電池システム１００、２００の数は、２であるので、制御部３００は、ステップＳ２３０において、最小値に２を乗じる。制御部３００は、ステップＳ２３０で得られた値を、燃料電池車両１０全体での出力電力の上限値である全体上限値として設定する（ステップＳ２４０）。このように、全体上限値は、各燃料電池システム１００、２００の個別上限値の変動に応じて設定される。ステップＳ２４０の後、ステップＳ２１０に戻る。

図４に示す例において、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間は、第１燃料電池システム１００の個別上限値（電力ｐ１）の方が第２燃料電池システム２００の個別上限値（電力ｐ２）よりも小さい。このため、全体上限値は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、第１燃料電池システム１００の個別上限値（電力ｐ１）を２倍した値（電力ｐ２）に設定される。また、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの間は、第２燃料電池システム２００の個別上限値（電力ｐ２）の方が第１燃料電池システム１００の個別上限値（電力ｐ３および電力ｐ４）よりも小さい。このため、全体上限値は、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの間、第２燃料電池システム２００の個別上限値（電力ｐ２）を２倍した値（電力ｐ３）に設定される。また、時刻ｔ４において第２燃料電池システム２００が停止しているため、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間は、第２燃料電池システム２００の個別上限値（０）の方が第１燃料電池システム１００の個別上限値（電力ｐ４）よりも小さい。このため、全体上限値は、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間、第２燃料電池システム２００の個別上限値である０を２倍した値である０に設定される。時刻ｔ５以降は、各燃料電池システム１００、２００のいずれの個別上限値も０であるため、全体上限値が０に設定される。

図２に示すように、制御部３００は、ステップＳ１１０の後、燃料電池車両１０全体に対して要求される要求電力を取得する（ステップＳ１２０）。換言すると、２つの燃料電池システム１００、２００の全体に要求される要求電力を取得する。

制御部３００は、ステップＳ１２０で取得された要求電力が、ステップＳ１１０で特定された全体上限値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。取得された要求電力が、特定された全体上限値以下であると判定された場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、制御部３００は、ステップＳ１２０で取得された要求電力を、２つの燃料電池システム１００、２００に均等に割り振って、各燃料電池システム１００、２００の目標出力電力として設定する（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０の後、ステップＳ１１０に戻る。この場合、制御部３００は、各燃料電池システム１００、２００に対して、ステップＳ１４０で設定された目標出力電力を出力させるように、それぞれ指令を出す。したがって、第１燃料電池システム１００の第１制御部３１０は、目標出力電力に基づいて、燃料電池１２０と二次電池１３０とにそれぞれ出力させる電力を決定し、かかる目標出力電力を第１燃料電池システム１００から出力させる制御を実行する。第２燃料電池システム２００の第２制御部３２０も、同様に、かかる目標出力電力を第２燃料電池システム２００から出力させる制御を実行する。

他方、ステップＳ１２０で取得された要求電力が、ステップＳ１１０で特定された全体上限値以下でないと判定された場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、すなわち、要求電力が全体上限値を超える場合、制御部３００は、ステップＳ１１０で特定された全体上限値を、２つの燃料電池システム１００、２００に均等に割り振って、各燃料電池システム１００、２００の目標出力電力として設定する（ステップＳ１５０）。

図４に示す例において、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、全体上限値が電力ｐ２に設定されるので、各燃料電池システム１００、２００の目標出力電力は、電力ｐ２×１／２に設定される。時刻ｔ２から時刻ｔ４までの間、全体上限値が電力ｐ３に設定されるので、各燃料電池システム１００、２００の目標出力電力は、電力ｐ３×１／２に設定される。時刻ｔ４以降、全体上限値が０に設定されるので、各燃料電池システム１００、２００の目標出力電力は、０に設定される。

制御部３００は、各燃料電池システム１００、２００に対して、ステップＳ１５０で設定された目標出力電力を出力させるように、それぞれ指令を出す。図２に示すように、ステップＳ１５０の後、ステップＳ１１０に戻る。

制御部３００は、目標調整処理を実行することにより、目標設定処理において設定された目標出力電力を、各燃料電池システム１００、２００の実際の出力電力に基づくフィードバック制御により調整する。これにより、２つの燃料電池システム１００、２００から実際に出力される電力と、目標出力電力との制御偏差が解消されるように、目標出力電力が調整される。

以上説明した本実施形態の燃料電池車両１０によれば、全体上限値設定処理において、各燃料電池システム１００、２００の出力可能な電力値である個別上限値をそれぞれ特定し、特定された個別上限値のうちの最小値に燃料電池システム１００、２００の数を乗じた値を、全体上限値として設定し、目標設定処理において、燃料電池車両１０全体に要求される要求電力を、全体上限値を限度として各燃料電池システム１００、２００に均等に割り振って各燃料電池システム１００、２００の目標出力電力として設定する。

ここで、例えば、各燃料電池システムの個別上限値を加算することにより全体上限値を設定して、全体上限値を各燃料電池システムに均等に割り振って目標出力電力として設定する構成では、いずれか一方の燃料電池システムにおいて大幅な出力制限がされている場合に、かかる出力制限がされている燃料電池システムにおいて、目標出力電力を出力できないおそれがある。例えば、図４に示す例において、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間、第１燃料電池システムの個別上限値である電力ｐ４と第２燃料電池システムの個別上限値である電力ｐ２とを加算した電力（ｐ４＋ｐ２）を、全体上限値とした場合、かかる全体上限値を均等に割り振ると、各燃料電池システムの目標出力電力は、それぞれ電力（ｐ４＋ｐ２）×１／２となる。しかしながら、第２燃料電池システムは、大幅な出力制限を受けているため個別上限値が電力ｐ２であるので、目標出力電力である電力（ｐ４＋ｐ２）×１／２を出力することができない。このため、各燃料電池システムから実際に出力された電力は、目標出力電力を満たすものではない。したがって、目標調整処理のフィードバック制御において、各燃料電池システムの実際の出力電力と目標出力電力との制御偏差が解消できず、フィードバック制御が破綻する。

また、例えば、燃料電池車両の全体に要求される要求電力を、そのまま各燃料電池システムに均等に割り振って目標出力電力として設定する構成では、全体上限値が要求電力よりも小さい場合、各燃料電池システムから実際に出力される電力は、目標出力電力を満たすものではない。したがって、目標調整処理のフィードバック制御において、各燃料電池システムの実際の出力電力と目標出力電力との制御偏差が解消できず、フィードバック制御が破綻する。

しかしながら、本実施形態の燃料電池車両１０によれば、個別上限値のうちの最小値に燃料電池システム１００、２００の数を乗じた値を、全体上限値として設定するので、２つの燃料電池システム１００、２００のうち個別上限値が小さい方の燃料電池システム１００、２００が、目標出力電力を出力できなくなることを抑制できる。例えば、２つの燃料電池システム１００、２００のうちの少なくとも一方が出力制限を受けている場合に、かかる出力制限を受けている燃料電池システム１００、２００が目標出力電力を出力できなくなることを抑制できる。したがって、各燃料電池システム１００、２００において目標出力電力を出力できなくなることを抑制でき、フィードバック制御の破綻を抑制できる。

また、目標設定処理において、燃料電池車両１０の全体に要求される要求電力を、全体上限値を限度として各燃料電池システム１００、２００に均等に割り振って目標出力電力として設定するので、各燃料電池システム１００、２００から実際に出力された電力が、目標出力電力を満たせなくなることを抑制できる。したがって、フィードバック制御の破綻を抑制できる。

また、自動運転制御により走行する燃料電池車両１０において、フィードバック制御の破綻を抑制できるので、燃料電池車両１０の自動走行性能が損なわれることを抑制でき、利用者の利便性が低下することを抑制できる。

また、個別上限値のうちの最小値に燃料電池システム１００、２００の数を乗じた値を、全体上限値として設定するので、全体上限値が過度に小さく設定されることを抑制でき、要求電力に対して出力電力が大幅に不足することを抑制できる。また、燃料電池車両１０全体に要求される要求電力を、全体上限値を限度として各燃料電池システム１００、２００に均等に割り振るので、各燃料電池システム１００、２００から出力される電力が不均等となることを抑制できる。このため、トランスアクスル４４０に過度な負荷が加わることを抑制できるので、トランスアクスル４４０の損傷を抑制できる。したがって、トランスアクスル４４０の低寿命化を抑制できる。

Ｂ．第２実施形態：
第２実施形態の燃料電池車両１０は、全体下限値設定処理を実行し、目標設定処理において、全体上限値に加えて全体下限値を考慮する点において、第１実施形態の燃料電池車両１０と異なる。装置構成を含めたその他の構成は第１実施形態と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。

図５および図６は、第２実施形態における目標設定処理の手順を示すフローチャートである。制御部３００は、全体上限値を特定し（ステップＳ１１０）、燃料電池車両１０全体での出力電力の下限値である全体下限値を特定する（ステップＳ１１５）。全体下限値は、全体下限値設定処理によって設定された値を参照することにより特定される。

図７は、全体下限値設定処理の手順を示すフローチャートである。制御部３００は、各燃料電池システム１００、２００の出力電力の下限値である個別下限値をそれぞれ特定する（ステップＳ４１０）。

各燃料電池システム１００、２００の個別下限値は、各燃料電池システム１００、２００において吸収可能な電力の限界値にそれぞれ相当する。すなわち、燃料電池システム１００、２００の二次電池１３０、２３０で充電可能な電力と、補機類で消費可能な電力との合計値に相当する。このため、制御部３００は、ステップＳ４１０において、二次電池１３０、２３０のＳＯＣに基づく充電可能電力と補機類の消費可能電力とをそれぞれ取得することにより、個別下限値をそれぞれ特定する。

各燃料電池システム１００、２００の個別下限値は、図４に示すように各燃料電池システム１００、２００が出力する電力をプラスとした場合、マイナスの電力値となる。このため、燃料電池車両１０全体での出力電力の下限値である全体下限値も、マイナスの電力値となる。全体下限値は、燃料電池車両１０全体として吸収可能な電力の限界値に相当し、燃料電池車両１０の減速力に影響を及ぼす。より具体的には、全体下限値が小さい（絶対値が大きい）ほど、回生による減速力を大きくでき、全体下限値が大きい（絶対値が小さい）ほど、減速力が小さくなる。

制御部３００は、ステップＳ４１０で特定された各燃料電池システム１００、２００の個別下限値のうち、最大値（絶対値が小さい方の値）を特定する（ステップＳ４２０）。制御部３００は、ステップＳ４２０で特定された最大値に、燃料電池システム１００、２００の数を乗じる（ステップＳ４３０）。制御部３００は、ステップＳ４３０で得られた値を、燃料電池車両１０全体での出力電力の下限値である全体下限値として設定する（ステップＳ４４０）。ステップＳ４４０の後、ステップＳ４１０に戻る。したがって、各燃料電池システム１００、２００のうち、吸収可能な電力の少ない方の燃料電池システム１００、２００における個別下限値に基づいて、全体下限値が設定されることとなる。

図５に示すように、制御部３００は、ステップＳ１１５の後、燃料電池車両１０全体に対して要求される要求電力を取得する（ステップＳ１２０）。制御部３００は、ステップＳ１２０で取得された要求電力が、０未満であるか否かを判定する（ステップＳ１２５）。要求電力が０未満である場合とは、目標減速度が設定されて、燃料電池車両１０に対して減速時の回生電力を吸収するように要求していることを意味する。他方、要求電力が０以上である場合には、燃料電池車両１０に対して駆動力を要求していることを意味する。要求電力が０未満でないと判定された場合（ステップＳ１２５：ＮＯ）、図６に示すステップＳ１３０に進む。ステップＳ１３０以降のフローについては、図２に示す第１実施形態における目標設定処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。

図５に示すように、要求電力が０未満であると判定された場合（ステップＳ１２５：ＹＥＳ）、制御部３００は、ステップＳ１２０で取得された要求電力が、ステップＳ１１５で特定された全体下限値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３３０）。取得された要求電力が、特定された全体下限値以上であると判定された場合（ステップＳ３３０：ＹＥＳ）、制御部３００は、ステップＳ１２０で取得された要求電力を、各燃料電池システム１００、２００に均等に割り振って、各燃料電池システム１００、２００の目標出力電力として設定する（ステップＳ１４０）。ステップＳ１４０の後、ステップＳ１１０に戻る。この場合の目標出力電力は、目標吸収電力を意味しており、マイナスの値となっている。制御部３００は、各燃料電池システム１００、２００に対して、ステップＳ１４０で設定された目標出力電力となるように、それぞれ指令を出す。したがって、燃料電池システム１００、２００の各制御部３１０、３２０は、目標出力電力に基づいて、二次電池１３０、２３０への充電制御と補機類における消費制御とを実行する。

ステップＳ３３０において、取得された要求電力が、特定された全体下限値以上でないと判定された場合（ステップＳ３３０：ＮＯ）、すなわち、燃料電池車両１０全体に要求される吸収電力が、実際に燃料電池車両１０で吸収可能な電力よりも大きい場合、制御部３００は、ステップＳ１１５で特定された全体下限値を、各燃料電池システム１００、２００に均等に割り振って、各燃料電池システム１００、２００の目標出力電力として設定する（ステップＳ３５０）。ステップＳ３５０の後、ステップＳ１１０に戻る。

以上説明した第２実施形態の燃料電池車両１０によれば、第１実施形態の燃料電池車両１０と同様な効果を奏する。加えて、全体下限値を考慮して目標出力電力を設定するので、燃料電池車両１０全体に対して要求される要求電力がマイナスの値である場合に、目標出力電力を満たせなくなることを抑制できる。このため、燃料電池車両１０の実際の減速度が燃料電池車両１０の目標減速度とずれることを抑制でき、フィードバック制御の破綻を抑制できる。

Ｃ．他の実施形態：
（１）上記実施形態の燃料電池車両１０は、自動運転制御によって走行する自動運転車両であったが、自動運転車両に限らず、運転者が操作することにより走行する車両であってもよい。かかる構成において、燃料電池車両の全体に要求される要求電力は、アクセルペダルの踏み込み量等に基づいて設定されてもよい。かかる構成によっても、上記実施形態と同様な効果を奏する。

（２）上記実施形態の燃料電池車両１０は、２つの燃料電池システム１００、２００を備えていたが、２つに代えて、３つ以上の任意の数の燃料電池システムを備えていてもよい。かかる構成によっても、上記実施形態と同様な効果を奏する。

（３）上記実施形態において、２つの燃料電池システム１００、２００は、燃料電池車両１０に搭載されていたが、燃料電池車両１０に代えて船舶やロボット等の他の任意の移動体に搭載されてもよい。かかる構成によっても、上記実施形態と同様な効果を奏する。

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行なうことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…燃料電池車両
１００…第１燃料電池システム
１１０…第１モータジェネレータ
１２０、２２０…燃料電池
１３０、２３０…二次電池
１５０、２５０…水素タンク
１６０、２６０…燃料電池コンバータ
１７０、２７０…インバータ
１８０、２８０…二次電池コンバータ
２００…第２燃料電池システム
２１０…第２モータジェネレータ
３００…制御部
３１０…第１制御部
３２０…第２制御部
４１０…ギア
４１１…第１回転軸
４１２…第２回転軸
４１３…プロペラシャフト
４２０…ディファレンシャルギア
４２１…第１ドライブシャフト
４２２…第２ドライブシャフト
４３１、４３２…駆動輪
４４０…トランスアクスル

Claims (1)

1. 移動体であって、
   燃料電池を電力の供給源とする複数の燃料電池システムと、
   前記複数の燃料電池システムの全体での出力電力の上限値である全体上限値を設定する全体上限値設定処理と、前記複数の燃料電池システムの全体に要求される要求電力を、設定された前記全体上限値を限度として前記複数の燃料電池システムに均等に割り振って各燃料電池システムの目標出力電力として設定する目標設定処理と、設定された前記目標出力電力を、前記各燃料電池システムの実際の出力電力に基づくフィードバック制御により調整する目標調整処理と、を実行する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記全体上限値設定処理において、前記各燃料電池システムの出力可能な電力の上限値である個別上限値をそれぞれ特定し、特定された前記個別上限値のうちの最小値に前記複数の燃料電池システムの数を乗じた値を、前記全体上限値として設定する、
   移動体。

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