特許 7310274 燃料電池システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-10

(45)【発行日】2023-07-19

(54)【発明の名称】燃料電池システム

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04303 20160101AFI20230711BHJP

   B60L 50/75 20190101ALI20230711BHJP

   B60L 58/15 20190101ALI20230711BHJP

   B60L 58/40 20190101ALI20230711BHJP

   H01M 8/00 20160101ALI20230711BHJP

   H01M 8/04228 20160101ALI20230711BHJP

   H01M 8/04537 20160101ALI20230711BHJP

   H01M 8/04858 20160101ALI20230711BHJP

   H01M 8/04955 20160101ALI20230711BHJP

   H01M 8/10 20160101ALN20230711BHJP

【ＦＩ】

H01M8/04303

B60L50/75

B60L58/15

B60L58/40

H01M8/00 A

H01M8/00 Z

H01M8/04228

H01M8/04537

H01M8/04858

H01M8/04955

H01M8/10 101

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019085227

(22)【出願日】2019-04-26

(65)【公開番号】P2020181757

(43)【公開日】2020-11-05

【審査請求日】2022-03-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100183689

【弁理士】

【氏名又は名称】諏訪 華子

(74)【代理人】

【識別番号】110003649

【氏名又は名称】弁理士法人真田特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100092978

【弁理士】

【氏名又は名称】真田 有

(72)【発明者】

【氏名】水下 佳紀

(72)【発明者】

【氏名】平光 雄介

(72)【発明者】

【氏名】竹井 力

【審査官】藤森 一真

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０６１３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１７４５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１８７９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２４０２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１６８８０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１８６１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３２８５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０５０２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１８３５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０５０２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１４０７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１３４７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０４３８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１１０１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０６４５３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ １／００ － ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００ － １３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００ － ５８／４０

Ｈ０１Ｍ ８／０４ － ８／０６６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載された燃料電池と、
前記燃料電池の作動を停止させる停止タイミングを前記車両のユーザが入力する入力部と、
前記燃料電池の作動中に前記車両の電源がオン状態からオフ状態に切り替えられた場合に、前記燃料電池を前記停止タイミングまで作動させ続ける維持制御を実施する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記維持制御において、前記電源が前記オフ状態に切り替えられた時点から前記停止タイミングまでの期間が長いほど、前記燃料電池の単位時間当たりの発電量を少なくする
ことを特徴とする、燃料電池システム。

【請求項2】

前記車両に搭載された二次電池を備え、
前記制御部は、前記維持制御の実施中、前記燃料電池によって発電された電力で前記二次電池を充電する
ことを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池システム。

【請求項3】

前記制御部は、前記維持制御において、前記二次電池の充電率が高いほど、前記燃料電池の単位時間当たりの発電量を少なくする
ことを特徴とする、請求項２に記載の燃料電池システム。

【請求項4】

前記制御部は、前記二次電池が満充電状態である場合に、前記維持制御を停止する
ことを特徴とする、請求項２又は３に記載の燃料電池システム。

【請求項5】

前記制御部は、前記維持制御において、前記停止タイミングが前記入力部に再入力された場合には、再入力された前記停止タイミングまで前記燃料電池を作動させ続ける
ことを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の燃料電池システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に搭載される燃料電池のシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、水素と酸素とを反応させることで発電する燃料電池は、作動（発電）と作動停止（発電停止）とが繰り返されることで劣化することが知られている。このため、燃料電池を搭載した車両において、車両の電源がオフされるたびに燃料電池を作動停止させた場合、燃料電池の作動と作動停止との切替頻度が高まり、燃料電池が劣化しやすくなるという課題がある。

【0003】

これに対し、燃料電池を搭載したフォークリフト（車両）において、車両キースイッチ（電源）がオンからオフに切り替えられた場所が所定の駐車場所でない場合に、予め設定された所定時間だけ燃料電池のセル電圧を保持する技術が提案されている（特許文献１参照）。この技術によれば、所定の駐車場所以外では車両キースイッチが再びオンされる可能性が高いため、燃料電池のセル電圧を保持することで、燃料電池の作動と作動停止との繰り返しを抑制でき、この結果、燃料電池の劣化を抑制できるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開2014-050240号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述した技術では、予め設定された所定時間内に、車両の電源が再びオンされる場合には燃料電池の劣化を抑制できるものの、車両の電源が再びオンされない場合には所定時間のあいだ燃料電池が作動し続けるため、省エネ性能が低下する虞がある。一方で、車両の電源がオフされるのと同時に燃料電池の作動を停止させた場合には、省エネ性能の低下は抑えられるものの、燃料電池の作動と作動停止との切替頻度が高まることで燃料電池が劣化する虞がある。

【0006】

本件の燃料電池システムは、上述したような課題に鑑み創案されたものであり、燃料電池の劣化を抑制するとともに、省エネ性能を向上させることを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）ここで開示する燃料電池システムは、車両に搭載された燃料電池と、前記燃料電池の作動を停止させる停止タイミングを前記車両のユーザが入力する入力部と、前記燃料電池の作動中に前記車両の電源がオン状態からオフ状態に切り替えられた場合に、前記燃料電池を前記停止タイミングまで作動させ続ける維持制御を実施する制御部と、を備えている。前記制御部は、前記維持制御において、前記電源が前記オフ状態に切り替えられた時点から前記停止タイミングまでの期間が長いほど、前記燃料電池の単位時間当たりの発電量を少なくする。

【0008】

（２）前記燃料電池システムは、前記車両に搭載された二次電池を備え、前記制御部は、前記維持制御の実施中、前記燃料電池によって発電された電力で前記二次電池を充電することが好ましい。

【0009】

（３）前記制御部は、前記維持制御において、前記二次電池の充電率が高いほど、前記燃料電池の単位時間当たりの発電量を少なくすることが好ましい。
（４）前記制御部は、前記二次電池が満充電状態である場合に、前記維持制御を停止することが好ましい。
（５）前記制御部は、前記維持制御において、前記停止タイミングが前記入力部に再入力された場合には、再入力された前記停止タイミングまで前記燃料電池を作動させ続けることが好ましい。

【発明の効果】

【0010】

開示の燃料電池システムによれば、燃料電池の劣化を抑制できるとともに、省エネ性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施形態に係る燃料電池システムの模式的なブロック図である。

【図2】図１の燃料電池システムの制御部で実施される制御内容を例示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図面を参照して、実施形態としての燃料電池システムについて説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、必要に応じて取捨選択でき、あるいは適宜組み合わせることができる。

【0013】

［１．装置構成］
本実施形態に係る燃料電池システム１は、図１に示す車両１０に適用されている。車両１０は、走行用のモータ２と、モータ２に給電する燃料電池３とを搭載した燃料電池車（ＦＣＶ；Fuel Cell Vehicle）である。本実施形態では、燃料電池３に加えてバッテリ（二次電池）４が搭載されることで航続距離が延長されたタイプ（いわゆるレンジエクステンダー型）の車両１０を例示する。なお、このように燃料電池３及びバッテリ４が車両１０に搭載される場合、燃料電池３はバッテリ４に給電してもよい。

【0014】

モータ２は、車両１０の走行輪を駆動する電動機である。本実施形態のモータ２は、燃料電池３及びバッテリ４の各々とインバータ（図示略）を介して接続されており、燃料電池３とバッテリ４との双方から受電可能である。なお、モータ２は、力行時に電動機として機能するとともに、回生時にバッテリ４を充電する発電機として機能する電動発電機（モータジェネレータ）であってもよい。

【0015】

燃料電池３は、燃料の化学エネルギーを電気エネルギーに変換することで発電する発電装置であり、例えば固体高分子形燃料電池やリン酸形燃料電池である。本実施形態の燃料電池３は、モータ２及びバッテリ４の各々と接続され、モータ２に給電可能であるとともに、バッテリ４を充電可能である。

【0016】

燃料電池３は、具体的には、二つの電極間に電解質膜を挟んで構成され、水素と酸素とを反応させる。一方の電極は水素ガスが供給される水素極（アノード）であり、他方の電極は酸素ガスを含む空気が供給される空気極（カソード）である。水素極には、燃料としての水素ガスを貯留した燃料タンク（図示略）が接続される。また、空気極には、車両１０の外部から取り込んだ空気を圧縮するコンプレッサ（図示略）が接続される。

【0017】

燃料電池３の各電極には、発電反応を促進させるための触媒（例えば白金）が担持される。本実施形態の燃料電池３は、電極中の触媒の温度が所定値以上である場合に発電が許可され、電極中の触媒の温度が所定値未満である場合には発電前に暖機が必要となる。この所定値は、例えば、水素ガスの供給（燃料電池３による発電）が可能な温度の最低値となるように予め設定される。

【0018】

また、本実施形態の燃料電池３は、その作動停止後に、内部に残留した水素を排出すべく、内部を掃気（パージ）する処理が施される。以下、この処理を水素パージともいう。燃料電池３は、水素パージにより、内部の水分量が減少することで凍結が防止されやすくなるため、始動性が高められる。燃料電池３の作動状態と水素パージとは、後述するＦＣ－ＥＣＵ（制御部）５で制御される。

【0019】

バッテリ４は、充放電可能な蓄電装置であり、例えばリチウムイオン二次電池やリチウムイオンポリマー二次電池である。バッテリ４は、燃料電池３で充電可能であるとともに、モータ２に給電可能である。なお、バッテリ４は、燃料電池３に加えて、モータ２の回生発電や車両１０の外部の電源によって充電可能に構成されてもよい。バッテリ４の充放電状態は、バッテリＥＣＵ６で制御される。

【0020】

ＦＣ－ＥＣＵ５及びバッテリＥＣＵ６は、例えばマイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭなどを集積したＬＳＩデバイスや組み込み電子デバイスとして構成された電子制御装置であって、車載ネットワーク網の通信ラインに接続される。ＦＣ－ＥＣＵ５の制御内容については後述する。

【0021】

バッテリＥＣＵ６は、バッテリ４の充放電を管理する。本実施形態のバッテリＥＣＵ６は、バッテリ４の充電率（ＳＯＣ：State of Charge）を取得してＦＣ－ＥＣＵ５に伝達する。以下、バッテリ４の充電率を単に「ＳＯＣ」ともいう。ＳＯＣは、例えば、バッテリ４の電圧や電流などに基づいて、公知の様々な手法により算出可能である。

【0022】

車両１０には、車両１０の電源をオンオフするための電源スイッチ７と、燃料電池３の作動を停止させる停止タイミングｔを車両１０のユーザが入力するタッチパネル８と、車両１０以外の機器と無線で通信する通信装置９とが設けられる。電源スイッチ７は、例えば運転席（図示略）の近傍に設けられ、オンとオフとが切替可能に構成される。電源スイッチ７のオンオフ情報は、ＦＣ－ＥＣＵ５に伝達される。

【0023】

タッチパネル８は、例えば車両１０のインストルメントパネルに搭載され、車両１０のユーザが停止タイミングｔを任意に入力可能に構成される。タッチパネル８は、車両１０のユーザが停止タイミングｔを入力する入力部の一例である。タッチパネル８に入力された停止タイミングｔは、ＦＣ－ＥＣＵ５に伝達される。

【0024】

通信装置９は、例えば車載ネットワーク網の通信ラインを通じてＦＣ－ＥＣＵ５と接続される。本実施形態の通信装置９の通信対象には、ユーザが所持する携帯端末２０が含まれる。通信装置９は、携帯端末２０とＦＣ－ＥＣＵ５との間で情報を送受信する。

【0025】

携帯端末２０は、例えばスマートフォンやタブレット端末やノートパソコンである。図１には、携帯端末２０としてスマートフォンを例示する。本実施形態の携帯端末２０は、上述したタッチパネル８と同様に、車両１０のユーザが停止タイミングｔを入力する入力部として機能する。携帯端末２０に入力された停止タイミングｔは、通信装置９を介してＦＣ－ＥＣＵ５に伝達される。

【0026】

なお、タッチパネル８及び携帯端末２０に入力される停止タイミングｔは、燃料電池３の作動を停止させる時間（時点）を規定するものであればよく、その形式は特に限定されない。例えば、停止タイミングｔは、「Ｘ時Ｘ分」といった形式で示される時刻であってもよいし、現時点を基準として「あとＸ分」といった形式で示される期間（時間の長さ）であってもよい。

【0027】

［２．制御構成］
本実施形態では、ＦＣ－ＥＣＵ５で実施される維持制御について詳述する。維持制御は、車両１０の電源がオフされた後、停止タイミングｔまで燃料電池３を作動させ続ける制御である。すなわち、維持制御では、車両１０の電源がオフ状態であっても、燃料電池３が停止タイミングｔまで作動した状態（オン状態）に維持される。

【0028】

一般に、燃料電池は、作動（オン）と作動停止（オフ）とが繰り返されることで劣化することが知られている。このため、車両の電源がオフされるたびに燃料電池を作動停止させる構成では、燃料電池の作動と作動停止との切替頻度が増加して燃料電池の劣化を招く虞がある。特に、車両の電源が高頻度で切り替えられる場合や、駐停車期間（電源がオフされてから再びオンされるまでの期間）が短い場合にこの構成が適用されると、燃料電池が劣化しやすくなる。

【0029】

一方で、車両の電源がオフ状態である駐停車中も燃料電池を作動させ続ける構成では、燃料電池の劣化は抑制できても、燃料電池を作動させ続ける分だけエネルギー（水素ガス）の消費量が増すため、省エネ性能が低下する虞がある。特に、車両の電源が低頻度で切り替えられる場合や、駐停車期間が長い場合にこの構成が適用されると、省エネ性能が低下しやすくなる。

【0030】

したがって、車両の電源オフ後における燃料電池の最適な作動状態は、車両の電源の切替頻度や駐停車期間によって異なる。ただし、車両の電源の切替頻度や駐停車期間は、車両のユーザの予定や都合等によって様々である。このため、ユーザの予定や都合等を考慮せずに燃料電池の作動状態が制御される場合、上述したように燃料電池の劣化や省エネ性能の低下を招く虞がある。

【0031】

これに対し、維持制御では、燃料電池３の作動を停止させる停止タイミングｔとして、ユーザが入力（設定）した値が採用される。すなわち、維持制御では、車両１０のユーザが自身の予定や都合等に合わせて停止タイミングｔを設定できる。このため、車両１０の電源オフ後における燃料電池３の作動状態を、ユーザの予定や都合等に合わせて適正化できる。これにより、燃料電池３の劣化が抑制されるとともに、省エネ性能の低下が抑制される。

【0032】

本実施形態のＦＣ－ＥＣＵ５は、下記の条件Iが成立した場合に上述した維持制御を実施する。
＝条件I＝
燃料電池３の作動中に車両１０の電源がオン状態からオフ状態に切り替えられた。

【0033】

ＦＣ－ＥＣＵ５は、燃料電池３を作動させている状態で、電源スイッチ７から伝達される情報に基づき車両１０の電源がオフされたことを検知した場合に、条件Iが成立したと判定し、それ以外の場合に条件Iが成立しないと判定する。条件Iが成立した場合、ＦＣ－ＥＣＵ５は、燃料電池３を作動した状態に維持して燃料電池３による発電を継続させる。

【0034】

本実施形態のＦＣ－ＥＣＵ５は、維持制御の実施中、燃料電池３によって発電された電力でバッテリ４を充電する。詳細には、ＦＣ－ＥＣＵ５は、燃料電池３とバッテリ４との間の電気回路を制御することで、燃料電池３により発電された電力をバッテリ４に供給する。

【0035】

本実施形態の維持制御において、ＦＣ－ＥＣＵ５は、停止タイミングｔとＳＯＣとに応じて燃料電池３の単位時間当たりの発電量Ｅを設定する。以下、維持制御における燃料電池３の単位時間当たりの発電量Ｅを「発電電力Ｅ」ともいう。本実施形態のＦＣ－ＥＣＵ５は、停止タイミングｔにバッテリ４が満充電状態にできるだけ近づくように、発電電力Ｅを設定する。なお、ＦＣ－ＥＣＵ５では、停止タイミングｔとして、タッチパネル８又は携帯端末２０に入力された値が参照され、ＳＯＣとして、バッテリＥＣＵ６から伝達された値が参照される。

【0036】

ＦＣ－ＥＣＵ５は、条件Iの成立時点から停止タイミングｔまでの期間が長いほど、発電電力Ｅを小さく（少なく）する。言い換えると、ＦＣ－ＥＣＵ５は、維持制御で燃料電池３を作動させる期間が長いほど、発電電力Ｅを小さくする。これにより、維持制御が長く実施される場合であっても、燃料電池３の発電量が抑えられるため、エネルギーの消費量が抑えられる。

【0037】

また、ＦＣ－ＥＣＵ５は、ＳＯＣが高いほど、発電電力Ｅを小さく（少なく）する。言い換えると、ＦＣ－ＥＣＵ５は、維持制御で燃料電池３により発電された電力を蓄えられるバッテリ４の残容量が小さいほど、発電電力Ｅを小さくする。これにより、維持制御の実施中、燃料電池３によりバッテリ４が満充電状態まで充電されることを回避しやすくなるため、燃料電池３で発電された電力の活用性が高められる。

【0038】

なお、維持制御では、燃料電池３によりバッテリ４が充電されることから、時間の経過に伴ってＳＯＣが上昇していく。これに対し、本実施形態のＦＣ－ＥＣＵ５は、維持制御の実施中、所定の周期でＳＯＣを参照し、ＳＯＣの変化に合わせて発電電力Ｅを更新（再設定）する。これにより、発電電力ＥがＳＯＣに合わせてより適正化されるため、燃料電池３で発電された電力の活用性がより高められる。なお、これに代えて、ＦＣ－ＥＣＵ５は、発電電力Ｅの設定に際し、維持制御の実施中にＳＯＣを一度だけ（例えば条件Iの成立時点で）参照してもよい。この場合は、発電電力Ｅの設定がより簡単になるため、制御構成を簡素化できる。

【0039】

本実施形態のＦＣ－ＥＣＵ５は、下記の条件II，IIIの少なくとも一方が成立した場合に維持制御を停止（終了）する。
＝条件II＝
停止タイミングｔが過ぎた。
＝条件III＝
バッテリ４が満充電状態である。

【0040】

ＦＣ－ＥＣＵ５は、タッチパネル８又は携帯端末２０に入力された停止タイミングｔに基づいて条件IIの成否を判定する。例えば、ＦＣ－ＥＣＵ５は、「Ｘ時Ｘ分」といった形式で入力された停止タイミングｔに対しては、現在時刻が停止タイミングｔに対応する時刻を過ぎたことを以って、条件IIが成立したと判定する。また、ＦＣ－ＥＣＵ５は、「あとＸ分」といった形式で入力された停止タイミングｔに対しては、停止タイミングｔが入力された時点から停止タイミングｔに対応する期間が過ぎたことを以って、条件IIが成立したと判定する。

【0041】

ＦＣ－ＥＣＵ５は、バッテリＥＣＵ６から伝達されたＳＯＣに基づいて条件IIIの成否を判定する。具体的には、ＦＣ－ＥＣＵ５は、ＳＯＣが所定の上限値に達したことを以って、条件IIIが成立したと判定する。条件II，IIIの少なくとも一方が成立した場合、ＦＣ－ＥＣＵ５は、燃料電池３の作動を停止させて燃料電池３による発電を停止する。これにより、維持制御が終了する。

【0042】

このように、本実施形態のＦＣ－ＥＣＵ５は、条件Iが成立してから条件II，IIIの少なくとも一方が成立するまで、維持制御を実施する。したがって、ＦＣ－ＥＣＵ５は、維持制御の実施中、条件IIIが成立しなければ停止タイミングｔまで燃料電池３を作動させ続け、条件IIIが成立すれば停止タイミングｔ前であっても燃料電池３の作動を停止させる。なお、ＦＣ－ＥＣＵ５は、燃料電池３の作動を停止させた場合には、水素パージを実施し、燃料電池３の内部に残留した水素を排出する。

【0043】

本実施形態では、維持制御の実施中に停止タイミングｔが変更（再入力）可能とされている。停止タイミングｔが変更される状況としては、例えば、当初の予定では駐停車期間が五分間であって停止タイミングｔが「あと六分」と入力されていたのに対し、予定の変更により駐停車期間が六分間以上に延びる状況が挙げられる。このような状況において、ユーザは、例えば携帯端末２０に停止タイミングｔを再入力し、再入力した停止タイミングｔを通信装置９に送信する。これにより、ユーザは、停止タイミングｔを遅らせて維持制御の実施期間を延長したり、これとは逆に停止タイミングｔを早めて維持制御を即座に停止（中止）させたりできる。

【0044】

本実施形態のＦＣ－ＥＣＵ５は、維持制御の実施中に停止タイミングｔが再入力された場合には、再入力された停止タイミングｔを用いて維持制御を実施する。具体的には、ＦＣ－ＥＣＵ５は、再入力された停止タイミングｔに基づいて条件IIの成否を判定する。また、ＦＣ－ＥＣＵ５は、再入力された停止タイミングｔに応じて発電電力Ｅを再設定する。詳細には、ＦＣ－ＥＣＵ５は、停止タイミングｔが当初の値よりも遅延された場合には発電電力Ｅを小さくし、停止タイミングｔが当初の値よりも早められた場合には発電電力Ｅを大きくする。なお、ＦＣ－ＥＣＵ５は、発電電力Ｅの設定に際し、再入力された停止タイミングｔを無視してもよい。この場合は、発電電力Ｅの設定がより簡単になるため、制御構成を簡素化できる。

【0045】

［３．フローチャート］
図２は、上述したＦＣ－ＥＣＵ５で実施される制御内容を例示したフローチャートである。このフローチャートは、車両１０の電源がオン状態であり、かつ燃料電池３が作動中である場合に開始される。

【0046】

まず、ＦＣ－ＥＣＵ５に接続された各種装置から情報が取得される（ステップＳ１）。ここで取得される情報には、電源スイッチ７のオンオフ情報と、タッチパネル８及び携帯端末２０に入力された停止タイミングｔと、バッテリＥＣＵ６で取得されたＳＯＣとが含まれる。これらの情報は、ステップＳ１以降の処理で参照される。

【0047】

ステップＳ２では、車両１０の電源がオフ状態であるか否かが判定される。フローの開始時点では車両１０の電源がオン状態であるため、フローの開始時点以降に電源スイッチ７が切り替えられていない場合には、ステップＳ２からフローをリターンする。一方、フローの開始時点以降に電源スイッチ７が切り替えられた場合には、ステップＳ２からステップＳ３に進む。この場合は条件Iが成立するため、維持制御が実施される。

【0048】

維持制御では、停止タイミングｔとＳＯＣとに応じて発電電力Ｅが設定され（ステップＳ３）、この発電電力Ｅが実現されるように燃料電池３の作動状態が制御されてバッテリ４が充電される。このように、維持制御では、車両１０の電源オフ後も、燃料電池３が作動した状態に維持される。

【0049】

次いで、バッテリ４が満充電状態であるか否か（条件IIIの成否）が判定され（ステップＳ４）、バッテリ４が満充電状態でない場合は、停止タイミングｔが過ぎたか否か（条件IIの成否）が判定される（ステップＳ５）。ステップＳ４，Ｓ５のいずれの判定でもＮＯルートに進んだ場合は、フローをリターンする。

【0050】

次の演算周期では、再び各種情報が取得され（ステップＳ１）、次いで車両１０の電源がオフ状態であるか否かが判定される（ステップＳ２）。車両１０の電源がオフ状態のままである場合は、再びステップＳ３に進み、維持制御が継続される。今回の演算周期のステップＳ３では、直前のステップＳ１で取得された停止タイミングｔとＳＯＣとに応じて発電電力Ｅが再設定される。したがって、今回の演算周期で停止タイミングｔが再入力された場合には、この再入力された停止タイミングｔに応じて発電電力Ｅが再設定される。

【0051】

そして、ステップＳ４，Ｓ５のいずれかの判定でＹＥＳルートに進んだ場合は、維持制御が終了する。この場合、燃料電池３の作動が停止させられ（ステップＳ６）、水素パージが実施されて（ステップＳ７）、フローを終了する。

【0052】

なお、維持制御の実施中に車両１０の電源がオン状態に切り替えられた場合は、ステップＳ２からＮＯルートに進み、フローをリターンする。この場合は、燃料電池３の作動が停止させられることなく、維持制御から通常の制御（車両１０の走行状態に応じた制御）に移行する。したがって、この場合は、燃料電池３の作動を停止させる処理（ステップＳ６）と水素パージ（ステップＳ７）とが省略されるとともに、車両１０の再始動に伴って燃料電池３を再始動させる処理や燃料電池３の暖機も不要となる。

【0053】

［４．作用，効果］
（１）燃料電池システム１では、燃料電池３の作動中に車両１０の電源がオン状態からオフ状態に切り替えられた場合に、タッチパネル８又は携帯端末２０に入力された停止タイミングｔまで燃料電池３を作動させ続ける維持制御が実施される。このように、車両１０のユーザにより入力された停止タイミングｔを用いて維持制御を実施することで、車両１０の電源オフ後における燃料電池３の作動状態を、ユーザの予定や都合等に合わせて適正化できる。

【0054】

例えば、車両１０の電源が高頻度で切り替えられる場合や、駐停車期間が短い場合には、駐停車中も燃料電池３が作動し続けるような停止タイミングｔをユーザが入力することで、燃料電池３の作動と作動停止との切替頻度を低減できる。よって、燃料電池３の劣化を抑制できる。

【0055】

反対に、車両１０の電源が低頻度で切り替えられる場合や、駐停車期間が長い場合には、車両１０の電源オフ後に燃料電池３が即座に作動停止するような停止タイミングｔをユーザが入力することで、燃料電池３の作動により消費されるエネルギーを抑えられる。よって、省エネ性能を向上させることができる。

【0056】

また、燃料電池３の作動停止後に水素パージが実施される場合には、上述したように燃料電池３の作動と作動停止との切替頻度が低減されることで、水素パージの実施頻度も低減できる。この場合には、水素パージで排出（消費）される水素量を抑えることができるとともに、水素パージで消費されるエネルギーを抑えることもできる。

【0057】

さらに、本実施形態の燃料電池３は、電極中の触媒が所定値未満である場合に暖機が必要となるが、上述したように燃料電池３の作動と作動停止との切替頻度が低減される場合は、燃料電池３の始動回数が減少することで暖機の実施回数も減少する。よって、この場合には、燃料電池３の暖機にかかるエネルギーを抑えることもできるとともに、燃料電池３の暖機にかかる時間が省略されるため、利便性を高めることができる。

【0058】

（２）上述した維持制御では、車両１０の電源がオフ状態に切り替えられた時点（条件Iの成立時点）から停止タイミングｔまでの期間が長いほど、燃料電池３の発電電力Ｅが少なく設定される。このため、維持制御の実施中に燃料電池３で発電される電力の無駄を少なくできる。

【0059】

（３）上述した維持制御の実施中は、燃料電池３によって発電された電力で車載のバッテリ４が充電される。このため、燃料電池３によって発電された電力を車両１０で活用できる。よって、省エネ性能をより高めることができる。

【0060】

（４）上述した維持制御では、ＳＯＣが高いほど、燃料電池３の発電電力Ｅが少なく設定される。これにより、維持制御の実施中にバッテリ４が満充電状態となることを回避しやすくなるため、燃料電池３で発電された電力をより無駄なく活用できる。よって、省エネ性能を更に高めることができる。

【0061】

（５）上述した維持制御は、バッテリ４が満充電状態である場合に停止するため、維持制御の実施中に燃料電池３で発電された電力が無駄になることを回避できる。よって、省エネ性能をより高めることができる。

【0062】

（６）上述した維持制御では、タッチパネル８又は携帯端末２０に停止タイミングｔが再入力された場合には、再入力された停止タイミングｔまで燃料電池３を作動させ続ける。このため、たとえ維持制御の実施中にユーザの予定が変わった場合であっても、ユーザが停止タイミングｔを再入力することで、燃料電池３の作動状態を変更後の予定に合わせて適正化できる。よって、燃料電池３の劣化をより確実に抑制できるとともに、省エネ性能をより確実に向上させることができる。

【0063】

（７）上述した維持制御では、停止タイミングｔが再入力された場合に、再入力された停止タイミングｔに応じて燃料電池３の発電電力Ｅが再設定される。このため、燃料電池３の発電電力Ｅをより適正化できる。よって、維持制御の実施中に燃料電池３で発電される電力の無駄をより確実に少なくできる。

【0064】

（８）上述した燃料電池システム１には、車両１０のユーザが停止タイミングｔを入力する入力部として、車両１０に搭載されたタッチパネル８と、ユーザが所持する携帯端末２０とが設けられる。このように複数の入力部が設けられる場合、ユーザが停止タイミングｔを入力しやすくなるため、利便性を高めることができる。

【0065】

また、車両１０の外部に持ち出し可能な携帯端末２０が入力部として設けられることで、維持制御の実施中、ユーザが車両１０から離隔した場所からでも停止タイミングｔを再入力できる。これによっても、利便性を高めることができる。

【0066】

［５．変形例］
車両１０のユーザが停止タイミングｔを入力する入力部は、上述したタッチパネル８及び携帯端末２０に限定されない。入力部は、タッチパネル８及び携帯端末２０のいずれか一方のみであってもよいし、タッチパネル８及び携帯端末２０以外の装置で構成されてもよい。例えば、入力部として、所定の期間（例えば五分間や十分間）を入力する複数のスイッチが設けられてもよい。この場合、ユーザは、複数のスイッチの中から自身の予定や都合等に適合する停止タイミングｔに対応するスイッチを選択し、このスイッチを押圧操作することで、停止タイミングｔを入力してもよい。

【0067】

なお、上述した実施形態では停止タイミングｔが再入力可能である場合を例示したが、停止タイミングｔは再入力できなくてもよい。停止タイミングｔが再入力できない場合であっても、最初に入力された停止タイミングｔを用いて維持制御を実施することで、上述したように燃料電池３の劣化を抑制できるとともに、省エネ性能を向上させることができる。また、再入力された停止タイミングｔに基づいて条件IIの成否を判定する構成や、再入力された停止タイミングｔに応じて発電電力Ｅを再設定する構成を省略すれば、制御構成を簡素化できる。

【0068】

上述した発電電力Ｅの設定方法は一例である。発電電力Ｅは、停止タイミングｔ及びＳＯＣのいずれか一方のみに応じて設定されてもよいし、停止タイミングｔ及びＳＯＣによらず、固定値とされてもよい。また、上述した維持制御は、バッテリ４が満充電状態である場合に継続して実施されてもよい。この場合、上述した条件IIIの成否判定を省略できるため、制御構成を簡素化できる。なお、維持制御の実施中、燃料電池３で発電された電力は、バッテリ４に供給されなくてもよい。また、車両１０は、バッテリ４を搭載しない燃料電池車であってもよい。

【符号の説明】

【0069】

１ 燃料電池システム
２ モータ
３ 燃料電池
４ バッテリ（二次電池）
５ ＦＣ－ＥＣＵ（制御部）
６ バッテリＥＣＵ
７ 電源スイッチ
８ タッチパネル（入力部）
９ 通信装置
１０ 車両
２０ 携帯端末（入力部）
Ｅ 発電電力（単位時間当たりの発電量）
ｔ 停止タイミング

【図1】

【図2】