(57)【要約】  車両１に搭載したバッテリ６と燃料電池８から走行駆動用の電気モータ３に電力を供給する車両１の電力制御装置２であって、コントロールユニット２２は、車両１の走行開始の際にはＥＶ走行モードを選択してバッテリ６からの電力により電気モータ３を駆動して走行させ、モード切換装置２３によりＴＯＴＡＬ燃費優先モードが選択された際には、バッテリ６の充電率ＳＯＣが所定の到達目標充電率ＳＯＣb未満となるまで、燃料電池８の発電出力Ｐfを低出力である所定値Ｐf1に一定に制御する。
2016151696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を消費して発電する発電ユニット及びバッテリから走行駆動用の電気モータに電力を供給する車両の電力制御装置であって、
前記発電ユニットを停止させて前記バッテリから供給される電力により前記電気モータを駆動して走行する第１のモードから前記発電ユニットを強制的に起動させて走行する第２のモードへ切り替え選択をするモード選択部と、
前記発電ユニットの発電出力を制御する発電制御部と、を備え、
前記発電制御部は、前記車両の走行開始の際に前記第１のモードを選択し、前記モード選択部により前記第２のモードが選択されてから前記バッテリの充電率が所定の到達目標充電率未満となるまで、前記発電ユニットの発電出力を一定の所定値に制御することを特徴とする車両の電力制御装置。
【請求項２】
前記発電制御部は、前記第１のモードが選択されているときには、前記車両の走行開始から前記発電ユニットの充電率が前記到達目標充電率未満となるまで、前記発電ユニットを停止させて前記バッテリから供給される電力により前記電気モータを駆動することを特徴とする請求項１に記載の車両の電力制御装置。
【請求項３】
前記到達目標充電率を設定する到達目標充電率設定部を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の電力制御装置。
【請求項４】
前記前記バッテリの現在の充電率を検出する充電率検出部を備え、
前記発電制御部は、前記発電ユニットの充電率が前記到達目標充電率未満となった際には、前記到達目標充電率と前記現在の充電率との差に基づいて前記発電出力を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両の電力制御装置。
【請求項５】
前記発電ユニットの燃料残量を検出する燃料残量検出部と、
前記車両の消費電力に基づいて前記発電ユニットの発電開始判定をする発電開始判定部と、を備え、
前記発電制御部は、前記発電開始判定された際には、前記燃料残量が減少するに伴って減少するように前記バッテリの目標充電率を設定し、前記目標充電率に基づいて前記発電出力を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両の電力制御装置。
【請求項６】
前記発電開始判定部は、前記車両の消費電力に基づいて車速相当値を演算し、当該車速相当値が所定の閾値を超えた際に前記発電開始判定することを特徴とする請求項５に記載の車両の電力制御装置。
【請求項７】
前記バッテリの現在の充電率を検出する充電率検出部を備え、
前記発電制御部は、前記発電開始判定された際には、前記目標充電率と前記現在の充電率との差に基づいて前記発電出力を制御することを特徴とする請求項５または６に記載の車両の電力制御装置。
【請求項８】
前記発電ユニットは、燃料電池であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の車両の電力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気モータで走行駆動する車両に搭載した発電ユニットの発電制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載バッテリから供給された電力により電気モータを駆動して走行する電気自動車において、発電ユニットであるレンジエクステンダーを搭載した車両が開発されている。レンジエクステンダーは、例えば小型の発電専用エンジンと発電機とから構成されており、発電した電力を電気モータに供給したり車載バッテリの充電に使用したりすることで、電気自動車の航続距離を増加させることができる。
ところで、近年では燃料電池の開発が進み、燃料電池を搭載した車両が提案されている。更に、電気自動車のレンジエクステンダーとして、エンジンの代わりに燃料電池を用いる車両が提案されている。
例えば、特許文献１では、燃料電池を搭載した車両において、燃料電池とバッテリを電力供給源として電気モータに供給して駆動輪を駆動し走行可能になっている。更に特許文献１では、バッテリの電力が使用された後に、当該バッテリの充電率（ＳＯＣ）が下限値に近く設定された目標充電率に維持されるように燃料電池の出力を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１０１５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示された車両では、バッテリの充電率が目標充電率に到達するまではバッテリから電気モータへ電力が供給され、バッテリの充電率が目標充電率より低下した場合には、電気モータ等で使用する車両の消費電力をまかなうとともに目標充電率を維持するように、バッテリの現在の充電率と目標充電率との差に基づいて燃料電池からの出力を制御する。【０００５】
しかしながら、燃料電池は一般的に出力が増加したり、出力が変動したりすると効率が低下する。また、燃料電池の代わりにエンジン駆動の発電機を使用したとしてもエンジンの効率のよい回転速度範囲が限られている。したがって、特許文献１のように目標充電率に達してから充電率と目標充電率とに基づいて発電ユニットの発電出力を設定すると、車両消費電力に足りるように発電ユニットから出力させなければならず、特に高速走行時のように車両消費電力が高い場合、あるいは車両消費電力が変動する場合には、発電ユニットの効率が低下してしまう可能性がある。したがって、バッテリの電力を消費してからの走行時に燃料を多く消費してしまうといった問題点がある。【０００６】
本発明は、この様な問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、燃料電池等の発電ユニットの燃料消費を抑えることのできる車両の電力制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本願発明の車両の電力制御装置は、燃料を消費して発電する発電ユニット及びバッテリから走行駆動用の電気モータに電力を供給する車両の電力制御装置であって、前記発電ユニットを停止させて前記バッテリから供給される電力により前記電気モータを駆動して走行する第１のモードから前記発電ユニットを強制的に起動させて走行する第２のモードへ切り替え選択をするモード選択部と、前記発電ユニットの発電出力を制御する発電制御部と、を備え、前記発電制御部は、前記車両の走行開始の際に前記第１のモードを選択し、前記モード選択部により前記第２のモードが選択されてから前記バッテリの充電率が所定の到達目標充電率未満となるまで、前記発電ユニットの発電出力を一定の所定値に制御することを特徴とする。【０００８】
また、好ましくは、前記発電制御部は、前記第１のモードが選択されているときには、前記車両の走行開始から前記発電ユニットの充電率が前記到達目標充電率未満となるまで、前記発電ユニットを停止させて前記バッテリから供給される電力により前記電気モータを駆動させるとよい。
また、好ましくは、前記到達目標充電率を設定する到達目標充電率設定部を備えるとよい。
また、好ましくは、前記前記バッテリの現在の充電率を検出する充電率検出部を備え、前記発電制御部は、前記発電ユニットの充電率が前記到達目標充電率未満となった際には、前記到達目標充電率と前記現在の充電率との差に基づいて前記発電出力を制御するとよい。【０００９】
また、好ましくは、前記発電ユニットの燃料残量を検出する燃料残量検出部と、前記車両の消費電力に基づいて前記発電ユニットの発電開始判定をする発電開始判定部と、を備え、前記発電制御部は、前記発電開始判定された際には、前記燃料残量が減少するに伴って減少するように前記バッテリの目標充電率を設定し、前記目標充電率に基づいて前記発電出力を制御するとよい。
また、好ましくは、前記発電開始判定部は、前記車両の消費電力に基づいて車速相当値を演算し、当該車速相当値が所定の閾値を超えた際に前記発電開始判定するとよい。
また、好ましくは、前記バッテリの現在の充電率を検出する充電率検出部を備え、前記発電制御部は、前記発電開始判定された際には、前記目標充電率と前記現在の充電率との差に基づいて前記発電出力を制御するとよい。
また、好ましくは、前記発電ユニットは、燃料電池であるとよい。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明の車両の電力制御装置によれば、車両の走行開始の際にバッテリから供給される電力により電気モータを駆動して走行する第１のモードを選択し、第２のモードが選択されてからはバッテリの充電率が所定の到達目標充電率未満となるまで、発電ユニットの発電出力が一定の所定値に制御されるので、バッテリの充電率が所定の到達目標充電率未満となる前に発電ユニットにより発電を開始することでバッテリの充電率低下を遅らせることができる。充電率が所定の到達目標充電率未満となるまでは、発電により燃料を消費するが効率の高い一定の発電出力で発電できるので、燃料消費を抑えられる。そして、バッテリの充電率低下を遅らせることで、充電率が到達目標充電率未満となった以降の燃料消費効率が悪化する運転を遅延させて、車両走行開始から終了までの全体での燃料消費を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気自動車の駆動系の概略構成図である。
【図２】本実施形態のＥＶ優先モード及びＴＯＴＡＬ燃費優先モードでの車両走行時における充電率、燃料残量、発電出力の推移の一例を示すグラフである。
【図３】本実施形態の低出力・低速走行状態でのＥＶ優先モードと、高出力・高速走行状態とでの車両走行時における充電率、燃料残量、発電出力の推移の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る車両１の駆動系の概略構成図である。
本発明の一実施形態に係る電力制御装置２を採用した車両１は、電気モータ３によりデフ４を介して左右の走行駆動輪５を駆動する電気自動車である。
車両１には、走行駆動用の電気モータ３に電力を供給する電源装置として、バッテリ６と燃料電池８を搭載している。
【００１３】
燃料電池８は、車両に搭載した燃料タンク９に貯蔵された水素を燃料として発電する。燃料電池８によって発電された電力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の１次側に供給されて昇圧され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０の２次側からインバータ１１を介して電気モータ３に供給可能となっている。また、バッテリ６はインバータ１１を介して電気モータ３に電力を供給可能となっている。
ＤＣ−ＤＣコンバータ１０を介した燃料電池８とバッテリ６とは並列に接続されており、燃料電池８から出力された電力の余剰電力は、バッテリ６に供給されてバッテリ６を充電する。また、電気モータ３の駆動に必要な電力に対して発電ユニット７から出力された電力が不足する場合には、バッテリ６から電力が供給される。
【００１４】
また、車両１には、充電機１２が搭載されている。充電機１２はＡＣ−ＤＣコンバータであり、コンセント１３を介して外部電源から供給された交流電圧を直流に変換し、バッテリ６に供給してバッテリ６の充電を可能としている。
燃料タンク９には、燃料残量（水素残量）を検出する燃料残量検出器２０(燃料残量検出部)が備えられている。また、バッテリ６には、バッテリ６の充電率を監視するバッテリモニタリングユニット２１（充電率検出部）が備えられている。
【００１５】
また、車両１には、運転者が操作可能なモード切換装置２３（モード選択部）及び到達目標充電率設定装置２４（到達目標充電率設定部）と、走行可能距離表示装置２５を備えている。モード切換装置２３は、ＥＶ優先モード(第１のモード)とＴＯＴＡＬ燃費優先モード(第２のモード)に切換可能であり、走行開始時あるいはＲＥＡＤＹＯＮ時(車両電源オン時)には、強制的にＥＶ優先モードに選択され、運転者の操作によりＴＯＴＡＬ燃費優先モードを選択可能である。ＥＶ優先モードは、バッテリ６の電力を優先して使用するモードであり、ＴＯＴＡＬ燃費優先モードは、バッテリ６及び燃料電池８の両方の電力を使用して、燃料の消費を抑えるモードである。到達目標充電率設定装置２４は、車両１を走行終了した際に、最低限確保すべきバッテリ６の充電率である到達目標充電率ＳＯＣbを設定する装置であり、運転者が設定可能である。走行可能距離表示装置２５は、運転者に視認可能な位置に配置されており、後述するバッテリ６の電力のみでの走行可能距離を表示する機能を有する。
【００１６】
コントロールユニット２２（発電開始判定部、発電制御部）は、ＣＰＵ（中央演算装置）、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ）及び入出力インターフェース等を備えており、燃料残量検出器２０から燃料タンク９の燃料残量、バッテリモニタリングユニット２１からバッテリ６の充電率、モード切換装置２３から選択したモード、到達目標充電率設定装置２４から到達目標充電率ＳＯＣb、及びその他車両１のアクセル操作量、エアコン等の車載機器の作動情報等の車両運転情報を入力し、インバータ１１を介した電気モータ３の作動制御、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０を介した燃料電池８の出力制御を行うとともに、モード切換装置２３の切換操作の参考として走行可能距離表示装置２５により走行可能距離を表示させる。
【００１７】
コントロールユニット２２は、車両１のＲＥＡＤＹＯＮ時、即ち走行開始する際に、バッテリモニタリングユニット２１からバッテリ６の充電率を入力し、平坦地での通常走行でバッテリ６の電力のみでの走行可能距離を演算して表示する。運転者は、この走行可能距離以下の距離の運転をする予定であれば、モード切換装置２３を操作せずにＥＶ優先モードとし、走行可能距離よりも長い距離の運転をする予定であれば、モード切換装置２３をＴＯＴＡＬ燃費優先モードに切換えればよい。
図２は、本実施形態のＥＶ優先モード及びＴＯＴＡＬ燃費優先モードでの車両走行時におけるバッテリ６の充電率、燃料残量、発電出力の推移の一例を示すグラフである。
【００１８】
図２では、バッテリ６の充電率ＳＯＣが１００％でありかつ燃料残量が１００％に近い値Ｑfaである状態から車両１を走行開始して最大限可能な走行が終了するまでの、Ａ）バッテリ６の充電率ＳＯＣ、（Ｂ）燃料残量Ｑf、（Ｃ）燃料電池８の発電出力Ｐfの推移を示している。図２中において、実線がＴＯＴＡＬ燃費優先モード、破線がＥＶ優先モードを示している。
コントロールユニット２２は、車両走行開始時から、モード切換装置２３においてＴＯＴＡＬ燃費優先モードへの操作が入力するまでは、ＥＶ優先モードによる燃料電池８の出力制御を行う。
【００１９】
コントロールユニット２２は、ＴＯＴＡＬ燃費優先モードの非選択時であるＥＶ優先モードでは、バッテリモニタリングユニット２１からバッテリ６の充電率ＳＯＣを逐次入力し、図２中破線で示すように、バッテリ充電率ＳＯＣが到達目標充電率設定装置２４において入力した到達目標充電率ＳＯＣb未満となるまで、燃料電池８による発電を行わない。したがって、車両消費電力の全てをバッテリ６からの出力によってまかない、これに伴ってバッテリ６の充電率ＳＯＣは低下する。そして、バッテリ６の充電率ＳＯＣが到達目標充電率ＳＯＣbに達してからは、充電率ＳＯＣが到達目標充電率ＳＯＣbを維持するように、現在の充電率ＳＯＣと到達目標充電率ＳＯＣbとの偏差に基づいて、燃料電池８から電力を供給する。
【００２０】
車両を走行開始してから現在の充電率ＳＯＣが到達目標充電率ＳＯＣbに達する前にモード切換装置２３がＴＯＴＡＬ燃費優先モードに切換えられたときに、その時点から燃料電池８の発電が開始され、その発電出力は所定値Ｐf1に設定される。所定値Ｐf1は、燃料電池８の出力効率（＝発電量/燃料消費量）の最も高い値に設定すればよい。燃料電池８は、一般的に低出力で出力効率が高い。そして、バッテリ６の充電率ＳＯＣが到達目標充電率ＳＯＣbに達してからは、ＥＶ優先モードと同様に、充電率ＳＯＣが到達目標充電率ＳＯＣbを維持するように、現在の充電率ＳＯＣと到達目標充電率ＳＯＣbとの偏差に基づいて、燃料電池８から電力を供給する。
これにより、本実施形態では、走行開始してから、ＥＶ優先モードのままに設定されていると、到達目標充電率ＳＯＣbに達するまでバッテリ６の電力のみ使用される。したがって、走行距離が短くバッテリ６の電力のみで走行を終了する場合には燃料消費しない。
【００２１】
一方、ＴＯＴＡＬ燃費優先モードに切換えると、燃料電池８が低出力で発電するので、充電率ＳＯＣの低下が抑制される。これにより、充電率ＳＯＣが到達目標充電率ＳＯＣbに達するまで低下する時期をＥＶ優先モードよりも後に延ばすことができる。ＴＯＴＡＬ燃費優先モードでは、発電開始してから充電率ＳＯＣが到達目標充電率ＳＯＣbに達するまでは、出力効率のよい低出力（所定値Ｐf1）で燃料電池８が発電するので、燃料の消費が抑えられる。ＥＶ優先モードでは、充電率が到達目標充電率ＳＯＣbに達するまでは燃料を消費しないものの、到達目標充電率ＳＯＣb未満となった後は車両消費電力に応じた出力となり燃料消費が大幅に増加して、すぐに燃料残量が低下してしまう。しかし、ＴＯＴＡＬ燃費優先モードでは、燃料消費を抑えた発電時間を長く確保して、例えば図２中の（ａ）の時点までのように、バッテリ６の電力のみで走行可能な距離よりも長く走行する場合に、ＥＶ優先モードよりも燃料残量を抑えることができる。これにより、ＴＯＴＡＬ燃費優先モードでは、走行可能な時間を延長し航続距離を増加させることができる。
【００２２】
更に、本実施形態では、モード切換装置２３の切換えに拘わらず、高出力・高速走行状態では、航続距離を延長する機能を備えている。
コントロールユニット２２は、車両走行時において、車両１の高出力・高速走行状態を判定する発電開始判定を行う（発電開始判定部）。コントロールユニット２２は、電気モータ３の消費電力及びその他の車載機器の消費電力を合計した車両消費電力を逐次演算し、当該車両消費電力をフィルタ等を用いて平滑化して、車速変化相当値を求める。そして、この車速変化相当値が所定時間Ｔa以上継続してあらかじめ設定された所定の閾値Ｖaを超えた場合に、車両１が高出力・高速走行状態であるとして発電を開始する判定（発電開始判定）をする。なお、所定の閾値Ｖa及び所定時間Ｔaは、燃料電池８からの出力効率が低下するような高出力・高速走行状態であることを判定できる値に適宜設定すればよい。また、車両消費電力が所定時間Ｔa以上継続して閾値Ｖaを超えなくとも、バッテリ６の充電率が到達目標充電率ＳＯＣbに達した場合には、その時点においても発電開始判定をする。
【００２３】
コントロールユニット２２は、更に、発電開始判定された以降では、燃料電池８の発電出力Ｐfを所定の演算周期(例えば数msec)毎に演算して制御する。発電出力Ｐfは、以下の式(１)により演算される。
Ｐf＝α×（ＳＯＣt−ＳＯＣ）・・・（１）
式（１）において、ＳＯＣは、バッテリモニタリングユニット２１から入力したバッテリ６の現在の充電率である。ＳＯＣtは目標充電率であり、下記の式（２）により式（１）とともに所定の演算周期毎に演算される。αは出力ゲインであり、例えば充電率ＳＯＣが目標充電率ＳＯＣtより高い場合には０、充電率ＳＯＣが目標充電率ＳＯＣtより低い場合に目標充電率ＳＯＣtと充電率ＳＯＣとの差が増加するに伴って出力ゲインαが増加するように設定すればよい。
ＳＯＣt＝ＳＯＣb＋（ＳＯＣa−ＳＯＣb）×｛（Ｑf−Ｑfb）/（Ｑfa−Ｑfb）｝・・・（２）
【００２４】
式（２）において、ＳＯＣaは開始時充電率であり、上記発電開始判定されたときのバッテリ６の充電率を記憶して用いられる。Ｑfは燃料残量検出器２０から入力した現在の燃料残量であり、Ｑfaは開始時燃料残量である。開始時燃料残量Ｑfaは、上記発電開始判定されたときの燃料残量を記憶して用いられる。Ｑfbは、到達目標燃料残量であり、車両を走行終了したときに少なくとも必要とする燃料の残量である。到達目標燃料残量Ｑfbは運転者が設定可能としてもよいし、例えば０に近い正の値にあらかじめ設定されていてもよい。
【００２５】
図３は、本実施形態の低出力・低速走行状態でのＥＶ優先モードと、高出力・高速走行状態とでの車両走行時におけるバッテリ６の充電率、燃料残量、発電出力の推移の一例を示すグラフである。
図３では、図２と同様に、バッテリ６の充電率ＳＯＣが１００％でありかつ燃料残量が１００％に近い値Ｑfaである状態から車両１を走行開始して可能な限り走行するまでの、（Ａ）バッテリ６の充電率ＳＯＣ、（Ｂ）燃料残量Ｑf、（Ｃ）燃料電池８の発電出力Ｐfの推移を示している。図３中において、実線が上記式（１）及び（２）を用いて発電出力Ｐfを設定する高出力・高速走行状態での推移であり、破線は低出力・低速走行状態でのＥＶ優先モードでの推移を示している。また、図２（Ａ）における二点鎖線は、高出力・高速走行状態において設定される目標充電率ＳＯＣtの推移を示している。
【００２６】
上記のように、車両１が高出力・高速走行状態となって車両消費電力が所定時間Ｔa以上継続して閾値Ｖaを超えた場合には、例えＥＶ優先モードでバッテリ６の充電率ＳＯＣが到達目標充電率ＳＯＣbまで低下しなくとも、発電開始判定され燃料電池８の発電が開始される。したがって、図３に示すように、高出力・高速走行状態では、低出力・低速走行状態でのＥＶ優先モードよりも早期に発電が開始される。このように早期に発電を開始することで、燃料電池８の出力を抑えることができ、車両消費電力に対する不足分はバッテリ６からの出力で補われる。
発電が開始してからは、燃料残量Ｑfが低下するに伴って目標充電率ＳＯＣtが低下するように設定され、燃料残量Ｑfが到達目標燃料残量Ｑfｂに達することと目標充電率ＳＯＣtが到達目標充電率ＳＯＣbに達することが同時となるように目標充電率ＳＯＣtが設定される。そして、この目標充電率ＳＯＣtと現在の充電率ＳＯＣとの差に基づいて発電出力Ｐfを演算するので、充電率ＳＯＣが目標充電率ＳＯＣtに一致するように正確にフィードバック制御される。
【００２７】
目標充電率ＳＯＣtは、燃料残量Ｑfの減少とともに徐々に低下し、燃料残量Ｑfが到達目標燃料残量Ｑfｂに達することと同時期に到達目標充電率ＳＯＣbに達するように制御されるので、実際のバッテリ６の充電率ＳＯＣも目標充電率ＳＯＣtに合わせて略同時期に到達目標充電率ＳＯＣbに達する。したがって、バッテリ６の充電率が１００％であり燃料残量が開始時燃料残量Ｑfaの状態から、到達目標充電率ＳＯＣb及び燃料残量Ｑfbになるまで車両が走行する距離が最大走行可能な航続距離となる。そして高出力・高速走行状態では、燃料残量Ｑfが到達目標燃料残量Ｑfｂに達するまで燃料電池８から出力することになり、目標充電率ＳＯＣtを燃料残量Ｑfの減少とともに徐々に低下させることで、発電開始から走行終了まで発電時間を確保し、燃料電池８の出力を抑えることが可能となる。
【００２８】
低出力・低速走行状態でのＥＶ優先モードでは、発電開始以降では、すでにバッテリ６の充電率ＳＯＣが到達目標充電率ＳＯＣbに達しているので、バッテリ６からの出力増加が困難であり、よって車両消費電力が大きく増加した場合には、その変動に合わせて燃料電池８からの出力を大きく増加させなければならない。これに対し、高出力・高速走行状態では、発電開始してから走行終了までの期間で充電率ＳＯＣが到達目標充電率ＳＯＣbを上回っているので、車両消費電力が一時的に増加したとしてもバッテリ６からの出力が増加して燃料電池８の出力の変動を抑制することができる。
【００２９】
以上のように、ＥＶ優先モードであっても高出力・高速走行状態では、充電開始時期を早め、かつ燃料残量Ｑfが到達目標燃料残量Ｑfｂに到達するまで燃料残量Ｑfの減少に伴って目標充電率ＳＯＣtを低下させることで、発電時間を確保して燃料電池８の出力を一定に抑えることができる。燃料電池８は、一般的に出力が増加するに伴って効率が低下するので、燃料電池８の出力が抑えられることで、燃料電池８の効率が向上する。また、車両消費電力の変動に対しても燃料電池８の出力の変動が抑えられるので、この点でも燃料電池８の効率を向上させることができる。
【００３０】
以上のように、高出力・高速走行状態で航続距離を延長させる機能を有することで、走行距離の予定が立てらずに例えモード切換装置２３をＥＶ優先モードにしておいても、例えば高速道路を走行するときのように高出力・高速走行状態が続く状況では、燃料電池８を効率よく発電させることができ、燃料消費を抑え、航続距離を増加させることができる。
なお、ＥＶ優先モードにおける低出力・低速走行状態では、早期に発電開始判定されないが、電気モータ３の消費電力が少ないので、燃料電池８を高出力にする必要がなく、よって燃料電池８の効率低下は抑えられる。
【００３１】
また、本実施形態では、車両消費電力を平滑化して演算した車速相当値によって発電開始判定を行っており、当該車速相当値が所定時間Ｔa以上閾値Ｖaを超えた場合に車両が高出力・高速走行状態であるとして、発電開始するように判定する。したがって、車両消費電力を平滑化した車速相当値によって発電開始判定を判定していることで、登坂や下り坂等での影響を受け難く、かつ加減速による出力変動の影響も抑制して、車両の高出力・高速走行状態を安定して正確に判定することができる。
【００３２】
以上で発明の実施形態の説明を終えるが、発明の形態は本実施形態に限定されるものではない。
例えば、本実施形態では、高出力・高速走行状態において目標充電率ＳＯＣtを設定して航続距離を延長させる機能を有しているが、この機能を削除してもよい。本発明は、少なくともＴＯＴＡＬ燃費優先モードを可能にすることで、バッテリ６からの電力のみで走行可能な距離よりも長く走行する際に、燃料消費を抑えることができる。
【００３３】
また、本実施形態では、発電ユニットとして燃料電池８を使用しているが、燃料電池８の代わりにエンジンと発電機を組み合わせたユニットを用いてもよい。この場合、車両はシリーズモードが可能なハイブリッド車となるが、このような車両においても、発電機及びエンジンを駆動制御して当該発電機からの出力を、上記燃料電池の出力制御と同様に制御することで、エンジンを効率よく作動させ、航続距離を増加させることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  車両
３  電気モータ
６  バッテリ
８  燃料電池（発電ユニット）
２０  燃料残量検出器（燃料残量検出部)
２１  バッテリモニタリングユニット（充電率検出部)
２２  コントロールユニット（発電開始判定部、発電制御部）
２３  モード切換装置 (モード選択部)
２４  到達目標充電率設定装置(到達目標充電率設定部)
【図１】
2016151696.tif 000003
【図２】
2016151696.tif 000004
【図３】
2016151696.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月19日(2016.7.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を消費して発電する発電ユニット及びバッテリから走行駆動用の電気モータに電力を供給する車両の電力制御装置であって、
前記発電ユニットを停止させて前記バッテリから供給される電力により前記電気モータを駆動して走行する第１のモードから前記発電ユニットを強制的に起動させて走行する第２のモードへ切り替え選択をするモード選択部と、
前記発電ユニットの発電出力を制御する発電制御部と、
前記バッテリの現在の充電率を検出する充電率検出部と、を備え、
前記発電制御部は、前記車両の走行開始の際に前記第１のモードを選択し、前記モード選択部により前記第２のモードが選択されてから前記バッテリの充電率が所定の到達目標充電率未満となるまで、前記発電ユニットの発電出力を一定の所定値に制御し、前記第１のモードが選択されているときには、前記車両の走行開始から前記バッテリの充電率が前記到達目標充電率未満となるまで、前記発電ユニットを停止させて前記バッテリから供給される電力により前記電気モータを駆動することを特徴とする車両の電力制御装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記到達目標充電率を設定する到達目標充電率設定部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両の電力制御装置。
【請求項４】
前記発電制御部は、前記バッテリの充電率が前記到達目標充電率未満となった際には、前記到達目標充電率と前記現在の充電率との差に基づいて前記発電出力を制御することを特徴とする請求項１または３に記載の車両の電力制御装置。
【請求項５】
前記発電ユニットの燃料残量を検出する燃料残量検出部と、
前記車両の消費電力に基づいて前記発電ユニットの発電開始判定をする発電開始判定部と、を備え、
前記発電制御部は、前記発電開始判定された際には、前記燃料残量が減少するに伴って減少するように前記バッテリの目標充電率を設定し、前記目標充電率に基づいて前記発電出力を制御することを特徴とする請求項１、３、４のいずれかに記載の車両の電力制御装置。
【請求項６】
前記発電開始判定部は、前記車両の消費電力に基づいて車速相当値を演算し、当該車速相当値が所定の閾値を超えた際に前記発電開始判定することを特徴とする請求項５に記載の車両の電力制御装置。
【請求項７】
前記発電制御部は、前記発電開始判定された際には、前記目標充電率と前記現在の充電率との差に基づいて前記発電出力を制御することを特徴とする請求項５または６に記載の車両の電力制御装置。
【請求項８】
前記発電ユニットは、燃料電池であることを特徴とする請求項１、３から７のいずれかに記載の車両の電力制御装置。
【国際調査報告】
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