(57)【要約】【課題】燃料消費量を低減して車両としての効率を向上する。【解決手段】本発明は、燃料電池１と蓄電装置２の少なくとも一方から供給される電力により作動する駆動モータ３により走行する燃料電池車両において、将来の車両走行パターンを予測し、予測された走行パターンに基づいて前記燃料電池の応答性を設定し、設定された発電応答性に基づいて前記燃料電池の発電を制御することを特徴とする。【選択図】    図１
2004178965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と、
蓄電装置と、
前記燃料電池と蓄電装置の少なくとも一方から供給される電力により作動する駆動モータと、
を備えた燃料電池車両において、
将来の車両走行パターンを予測する走行パターン予測手段と、
予測された走行パターンに基づいて前記燃料電池の応答性を設定する発電応答性設定手段と、
設定された発電応答性に基づいて前記燃料電池の発電を制御する発電制御手段と、
からなることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記発電応答性設定手段は、前記走行パターンに基づく前記燃料電池と蓄電装置の消費電力が最小となる発電応答性を設定することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
内燃機関と発電機からなる発電装置と、
この発電装置が発電した電力を蓄電する蓄電装置と、
蓄電装置からの電力により作動する駆動モータと、
を備えたハイブリッド車両において、
将来の車両走行パターンを予測する走行パターン予測手段と、
予測された走行パターンに基づいて前記発電装置の応答性を設定する発電応答性設定手段と、
設定された発電応答性に基づいて前記発電装置の発電を制御する発電制御手段と、
からなることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項４】
前記発電応答性設定手段は、前記走行パターンに基づく前記発電装置と蓄電装置の消費電力が最小となる発電応答性を設定することを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
内燃機関と、
蓄電装置と、
蓄電装置の電力により作動する駆動モータと、
前記内燃機関または駆動モータのトルクを伝達する無段変速機と、
を備えたハイブリッド車両において、
将来の車両走行パターンを予測する走行パターン予測手段と、
予測された走行パターンに基づいて前記内燃機関の出力応答性を設定するエンジン応答性設定手段と、
設定された出力応答性に基づいて前記内燃機関の出力を制御する内燃機関制御手段と、
からなることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項６】
前記エンジン応答性設定手段は、前記走行パターンに基づく前記エンジンの消費出力が最小となる出力応答性を設定することを特徴とする請求項５に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記発電応答設定手段は、
前記蓄電装置の充放電可能電力を算出する充放電可能電力算出手段を備え、
算出した充放電可能電力に基づき発電応答性を設定することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の車両の制御装置。
【請求項８】
前記エンジン応答設定手段は、
前記蓄電装置の充放電可能電力を算出する充放電可能電力算出手段を備え、
算出した充放電可能電力に基づき出力応答性を設定することを特徴とする請求項５または６に記載の車両の制御装置。
【請求項９】
前記発電応答設定手段は、
前記蓄電装置の充電状態を算出する充電状態算出手段を備え、
算出した充電状態に基づき発電応答性を設定することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の車両の制御装置。
【請求項１０】
前記エンジン応答設定手段は、
前記蓄電装置の充電状態を算出する充電状態算出手段を備え、
算出した充電状態に基づき出力応答性を設定することを特徴とする請求項５または６に記載の車両の制御装置。
【請求項１１】
前記発電応答設定手段は、
前記蓄電装置の温度を算出する温度算出手段を備え、
算出した温度に基づき発電応答性を設定することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の車両の制御装置。
【請求項１２】
前記エンジン応答設定手段は、
前記蓄電装置の温度を算出する温度算出手段を備え、
算出した温度に基づき出力応答性を設定することを特徴とする請求項５または６に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境保護性に優れた電源として燃料電池を駆動源として搭載した燃料電池車両が注目されている。
【０００３】
燃料電池は供給される燃料ガスの供給量を制限することで、要求に応じた電力を出力するように制御される。燃料電池では燃料ガスの供給指令値に対して燃料ガスの実供給量に応答遅れが生じるため、発電電力の応答性が低くなることがある。この課題を解消するためにバッテリを併用し、燃料電池の発電電力の遅れ分を補う電源システムが提案され、燃料電池とバッテリを並列に接続する構成を持つ（例えば、特許文献１を参照。）。また、さらに燃料電池の発電電力をＤＣ−ＤＣコンバータで変換することにより、バッテリと燃料電池を併用した電源システムの出力効率の向上を図っている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１１８９８１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術では、燃料電池の応答速度を積極的に変更しておらず、車両全体としての効率について改善の余地が残されていた。
【０００６】
したがって、本発明は、上述の課題を鑑みて車両の走行パターンに基づき燃料電池の発電応答性を設定し、車両全体の効率を向上することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記燃料電池と蓄電装置の少なくとも一方から供給される電力により作動する駆動モータにより走行する燃料電池車両において、将来の車両走行パターンを予測し、予測された走行パターンに基づいて前記燃料電池の応答性を設定し、設定された発電応答性に基づいて前記燃料電池の発電を制御することを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、目的地までの走行パターンを推定し、この走行パターンに基づき燃料電池の発電応答性を設定し、設定した発電応答性毎に目的地までの燃料消費量を演算し、最も少ない燃料消費量となる発電応答性で燃料電池の発電を制御するため、車両としての効率を改善することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に本発明を適用する車両のシステム構成図を示す。本車両は、いわゆる燃料電池車両であって、この車両のパワートレインは、燃料電池１で発電した電力と蓄電装置２に蓄えられた電力の少なくとも一方から供給される電力により駆動される駆動モータ３で構成する。駆動モータ３のトルクはファイナルギヤ４を介してタイヤ５に伝達され、車両が走行する。
【００１０】
本車両システムを統合制御する統合コントローラ６が設置され、燃料電池の発電状態を制御するための目標発電電力指令値は、統合コントローラ６から燃料電池コントローラ７に出力される。燃料電池コントローラ７はその値に基づき燃料電池１の発電電力および燃料電池１に燃料ガスを供給するための図示しないコンプレッサの運転を制御する。
【００１１】
蓄電装置コントローラ８は蓄電装置２の電流・電圧を検出し、蓄電装置（例えば、バッテリ）２の充電状態（以下、ＳＯＣという。）と充放電可能電力を算出し、統合コントローラ６に出力する。
【００１２】
また、駆動モータコントローラ９は、統合コントローラ６で演算された目標駆動トルク指令値に基づき駆動モータ３のトルクをベクトル制御する。
【００１３】
図中、１０はナビゲーション手段であり、ドライバが入力した目的地までの走行経路を算出し、道路勾配や種別などから経路走行中の消費電力を算出し、統合コントローラ６に出力する。ナビゲーション手段１０は、目的地を入力する目的地入力手段と、車両の現在地を算出する現在地算出手段と、地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、目的地までの誘導経路、走行パターンを算出する誘導経路算出手段と、道路情報を記憶した道路環境抽出手段とから構成される。
【００１４】
なお、実施例では燃料電池１は、固体高分子形の燃料電池を用い、燃料ガスである水素ガスは水素ボンベに貯蔵された場合を例として説明を行う。しかし、燃料電池は上記に限らず燐酸型、溶融炭酸塩型など種々のタイプの燃料電池を適用可能であるし、改質器を用いて水素ガスをアルコール等の原料を改質して生成する場合でも適用可能である。但し、改質器を用いる場合には、水素ガスを生成する際の改質器の応答性も発電応答性に考慮する。
【００１５】
次に、統合コントローラ６が実施する本発明に係る制御内容についての概略を図２のフローチャートを用いて説明する。各ステップの詳細については図３、図４を用いて後述する。
【００１６】
まず、ステップ１では、前述のナビゲーション手段１０を用いて、将来の車両の走行パターンを予測する。続くステップ２では、燃料電池１の発電応答性を仮設定し、ステップ３で仮設定した発電応答性に基づいた発電パターンを設定する。
【００１７】
ステップ４は、ステップ３で設定した発電パターンで発電した場合の目的地までの走行全体の燃料消費量を算出する。ステップ５では、すべての設定した発電応答性について燃料消費量を演算したかどうかを判定し、ステップ６で、仮の発電応答性毎の燃料消費量の結果に基づき、走行全体の燃料消費量を最も低減することができる発電応答性を設定する。設定された発電応答性に基づく統合コントローラ６が燃料電池１を制御する。
【００１８】
次に図２のフローチャートの各ステップの詳細を図３と図４を用いて説明する。
【００１９】
図３に示すフローチャートは、図２のステップ１の将来の走行パターンを予測するステップの詳細な処理を示したものである。
【００２０】
まず、ステップ１１において、ナビゲーション手段１０の現在地算出手段を用いて現在の車両位置を示す座標位置（ｘ、ｙ）を演算する。ステップ１２において、目的地入力手段によってドライバが入力した目的地を読み込む。
【００２１】
ステップ１３において、現在地座標（ｘ、ｙ）と地図情報記憶手段が記憶する道路情報から誘導経路算出手段により誘導経路を設定する。ただし、誘導経路を決定するにあたっては、目的地までの到達時間が最小となる経路や目的地までの景色が良い経路などをナビゲーション手段１０が提供し、ドライバが選択する形態であっても良い。
【００２２】
ステップ１４において、設定した誘導経路における道路情報（経路距離、経路内平均勾配、交差点位置、カーブの曲率半径の大小、標高など）を、道路環境抽出手段から読み込む。
【００２３】
ステップ１５において、ステップ１４において抽出した道路環境情報に基づいて、現在位置から目的地までにおける予測車両速度ｐ＿ｖｓｐ（ｋｍ／ｈ）と、予測制駆動力指令値ｐ＿ｔＴｄ（Ｎｍ）を求める。
【００２４】
車両速度ｐ＿ｖｓｐの予測方法としては、誘導経路内において道路の法定速度を巡航車速として走ることを基本とし、曲がる交差点があれば、例えば減速度０．１（Ｇ）で車速がゼロになり、３秒停止後加速度０．１（Ｇ）で巡航速度に至るよう予測し、カーブ区間であれば予めカーブの曲率に応じた加減速度とカーブ通過速度との関係をマップ化し、このマップに基づいて車速ｐ＿ｖｓｐを予測し、インフラ（ＶＩＣＳ等）から受信した渋滞区間にあっては、渋滞度合いに応じて渋滞度合いが激しいほど渋滞区間の平均車速が低くなるように予測する。
【００２５】
また、制駆動力指令値としては経路の車速ｐ＿ｖｓｐに応じた走行抵抗分（空気抵抗分＋転がり抵抗分）の駆動力と、車両加減速度に応じた加減速分の制駆動力と、道路勾配による車両のポテンシャルエネルギー変化を実現する分の制駆動力、の和の制駆動力として求められる。
【００２６】
ステップ１６において、ステップ１５において予測した予測車両速度ｐ＿ｖｓｐと予測駆動力指令値ｐ＿ｔＴｄに基づいて、走行開始から所定時間ｔ（秒）後において必要となる駆動電力Ｐｄ（ｋＷ）を式（１）から算出する。
【００２７】
【数１】
2004178965.tif 000003
式（１）において、Ｇは減速装置のギヤ比（−）、Ｒはタイヤの有効半径（ｍ）を示す。
【００２８】
以上の処理を走行開始時から目的地到着時まで行うことにより駆動電力パターンを作成することができる。
【００２９】
なお、駆動電力パターンはモータ消費電力変化の様子を示しており、走行パターンは車速の変化の様子を示すものである。走行パターンが決まれば駆動電力パターンも一義的に対応する。
【００３０】
図２のフローチャートのステップ２では、燃料電池の発電応答性を仮設定する。発電応答性は目標発電電力に対する発電応答時定数でも良いし、変化量を制限するものであっても良い、また両者を組合せたものであっても良い。本実施例では、発電応答性を目標発電電力に対する発電応答時定数とした場合を例に挙げて説明を行う。
【００３１】
本実施例では、発電応答時定数を１〜５秒の範囲内で変化できる場合を例に挙げ、発電応答時定数を１〜５秒までを、１秒刻みで仮設定していく方法について説明する。また、他の仮設定の方法としては、発電応答時定数が小さな方から順に設定し、各発電応答時定数の発電パターンを作成した場合に蓄電装置の充放電電力が充放電可能電力を超えてしまう、つまり過充放電が予想されるまで発電応答時定数を大きく設定する方法もある。
【００３２】
図４は、仮設定した発電応答性を用いて発電パターンを設定する図２のステップ３で行われる詳細な処理内容を示したものである。
【００３３】
ステップ２１は、ステップ１の駆動電力パターンに対して仮設定した発電応答時定数を用いて一次遅れ処理を行ったものを発電パターンに仮設定し、この発電パターンでの発電電力を算出する。ステップ２２では、現在地から目的地到着までのある時刻において、ステップ２１で設定した発電パターンに基づく発電電力を得るためのコンプレッサ１１の目標回転数を算出する。コンプレッサ１１の目標回転数は、発電電力を実現するために必要な燃料ガスの流量から、その流量を得るために必要なコンプレッサ１１の回転数を予め実験などにより求め、図５に示すようなテーブルを検索することにより算出することができる。
【００３４】
ステップ２３において、ステップ２２で求めたコンプレッサ１１の目標回転数と実回転数からコンプレッサ１１の消費電力Ｐｃｏｍｐ（ｋＷ）を算出する。ここで実回転数は、コンプレッサ１１の目標回転数が応答遅れ（例えば、時定数０．１（秒）の一次遅れ）をもって実現されていると仮定して算出することができる。コンプレッサ１１の消費電力は、例えば予め実験などにより求めた図７に示すマップを検索することにより算出できる。図６のマップの破線はコンプレッサ１１の回転数が変化しない定常状態での消費電力を示す。目標回転数が実回転数よりも大きい場合には、コンプレッサ１１の目標トルクが実トルクより増大することを示し、その差が大きいほど消費電力が増大する。また、目標回転数が実回転数よりも小さい場合には、その差が大きいほど回生電力が増大する。また、マップはコンプレッサ１１運転時に発生する損失を考慮して作成すると、より正確なコンプレッサ消費電力が得られる。
【００３５】
ここで、発電応答性を遅くすると発電電力の変化が緩やかな発電パターンが作成される。これに伴いコンプレッサ１１の目標回転数の変化が抑制されるため、その分コンプレッサ１１の消費電力を低減することが可能になる。
【００３６】
ステップ２４では、現在地から目的地到着までのある時刻におけるグロス発電電力Ｐｇｒｏｓｓ（ｋＷ）を求める。グロス発電電力は、ステップ２２で求めたコンプレッサ消費電力Ｐｃｏｍｐ（ｋＷ）に基づいて式（２）から求めることができる。
【００３７】
【数２】
2004178965.tif 000004
ここで、Ｐｎｅｔは燃料電池１のネット発電電力、即ち目標発電電力（ｋＷ）であり、Ｐｆｃ＿ａｕｘは、燃料電池１の発電にかかわる補機の消費電力（ｋＷ）である。
【００３８】
ステップ２５は、ステップ１において求めた走行開始から所定時間ｔ（秒）後における駆動電力Ｐｄ（ｋＷ）と発電電力に基づいてバッテリの充放電電力Ｐｂａｔ（ｋＷ）を求める。
【００３９】
【数３】
2004178965.tif 000005
ここでＰｖｅｈ＿ａｕｘ（ｋＷ）は、エアコンやラジエータファンなどの車両補機負荷であり、例えば０．５（ｋＷ）のように固定値を与える。ＥＦＦｂａｔ（−）はバッテリの充放電効率であり、バッテリの内部抵抗で発生する損失電力を考慮して、バッテリ入力電力に対して実際バッテリに蓄えられる電力の割合（１以下の値）、また、バッテリ出力電力に対して実際バッテリから放電した電力の割合（１以上の値）を示す。
【００４０】
ステップ２６は、ステップ２５で求めたバッテリ充放電電力を積算し、経路走行中の電力収支を計算する。また、走行開始時のＳＯＣとバッテリ充放電電力から走行開始から所定時間ｔ（秒）後におけるＳＯＣを計算することができる。
【００４１】
ステップ２７は、ステップ２６において算出した目的地でのＳＯＣと目的地到着時の目標ＳＯＣが等しい場合には、処理を終了し、等しくなければステップ２１に戻り、目的地到着時の目標ＳＯＣとなるように発電パターンを作成し、ステップ２２以降のステップを続ける。なお、目的地到着時の目標ＳＯＣは、ドライバーが直接設定しても良いし、目的地の標高が高く次の車両直後に坂道を下ることが予想される場合には、回生電力の受け入れに備えて目標ＳＯＣを低め（例えば目標ＳＯＣ＝３５（％））に設定すれば良い。
【００４２】
ここで、目的地到着時の目標ＳＯＣと等しくない場合の発電パターンの設定について説明する。ステップ２７で目的地到着時のＳＯＣが目標ＳＯＣに満たない場合には、ステップ２１に戻り、ステップ１６で算出した駆動電力Ｐｄ（ｋＷ）に対して目標ＳＯＣと実ＳＯＣの差に基づき設定する所定値ΔＰｄ１（ｋＷ）を加算し、ステップ２７で目的地到着時のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも多い場合には駆動電力Ｐｄ（ｋＷ）に対して目標ＳＯＣと実ＳＯＣの差に基づき設定する所定値ΔＰｄ２（ｋＷ）を減算したものに対し一次遅れ処理したものを発電パターンとする。
【００４３】
図２のステップ４は、目的地到着時のＳＯＣが目標ＳＯＣとなる発電パターンを走行した際の燃料消費量を算出する。
【００４４】
まず、走行開始から所定時間ｔ（秒）後における燃料消費率ＦＣ（ｇ／秒）を求める。燃料消費率は、発電電力を実現するために必要な燃料ガス流量を予め実験などにより求め、図７に示すテーブルを検索することにより算出することができる。
【００４５】
次に、現在地から目的地到着までの各時刻における燃料消費率ＦＣ（ｇ／秒）を積算し、走行全体の燃料消費量Ｆｃｔｏｔａｌ（ｇ）を算出する。
【００４６】
続くステップ５では、仮設定したすべての発電応答時定数（本実施例では、１、２、３、４、５（秒）を発電応答時定数とした。）での燃料消費量Ｆｃｔｏｔａｌ（ｇ）を演算したかを判定し、演算していなければステップ２に戻り、演算を終えていればステップ６に進む。
【００４７】
ステップ６は、算出した各発電応答時定数における走行全体の燃料消費量Ｆｃｔｏｔａｌ（ｇ）の内、最も値が小さい発電応答時定数を今後の走行に用いる発電応答時定数とする。
【００４８】
ここで設定された発電応答時定数は、統合コントローラ６で燃料電池１の目標発電電力を設定する際に用いられ、燃料電池コントローラ７に設定した目標発電電力に基づく指令値を送る。燃料電池コントローラ７では指令値に基づき目標発電電力を実現するように燃料ガスの供給量等を制御する。
【００４９】
一般に、燃料電池システムにおいては、図８に示すように発電電力の応答性を高くしようと大量の燃料ガスを送り込もうとするとコンプレッサの消費電力が増大して燃料電池の発電効率は低下してしまう。一方、発電効率の低下を抑制するためにコンプレッサの消費電力が増大しない、運転効率の良好な範囲で発電電力の応答性を制限した場合には、駆動電力に対する発電の遅れが増大し、その遅れを補うためバッテリからの放電電力が増加する。また、放電に伴い発生する損失が増大してしまう。
【００５０】
このため、電源システムの出力効率を改善するには、燃料電池における発電効率の向上とバッテリでの損失の低減の双方を両立する発電電力の応答性を設定することが重要となる。
【００５１】
本発明においては、燃料電池または蓄電装置を駆動源とした車両において、目的地までの走行パターンを推定し、この走行パターンに基づき燃料電池の発電応答性を設定し、設定した発電応答性毎に目的地までの燃料消費量を演算し、最も少ない燃料消費量となる発電応答性で燃料電池の発電を制御するため、車両としての効率を改善することができる。
【００５２】
なお、発電応答性の設定にあたっては、走行中駆動電力パターンの平均変化率と発電応答性を対応付けておき、平均変化率が小さいほど発電応答性を遅く対応付けることによって発電応答性を設定してもよい。
【００５３】
図９に本発明を適用する第２の実施例としてのシリーズハイブリッド車両の構成図を示す。なお、第１の実施例と同様の構成には同じ符号を付した。
【００５４】
この車両のパワートレインは、内燃機関２１と、内燃機関２１に直結され、内燃機関２１の出力を電力に変換する発電機２２と、発電機２２で発電された電力と蓄電装置２に蓄えられている電力の少なくとも一方の電力で駆動される駆動モータ３で構成され、駆動モータ３のトルクはファイナルギヤ４を介してタイヤ５に伝達され、車両を走行する。
【００５５】
内燃機関２１のトルクは、図示しないスロットル弁の開度により制御され、統合コントローラ６から出力される内燃機関トルク指令値に基づき内燃機関コントローラ２３がスロットル弁の開度を制御する。また、内燃機関２１及び発電機２２の回転速度は、統合コントローラ６から出力される回転速度指令値と等しくなるように発電機コントローラ２４によって発電機２２でベクトル制御を行う。
【００５６】
蓄電装置コントローラ８は蓄電装置２の電圧・電流を検出し、入力可能電力を演算し、統合コントローラ６に出力する。また、駆動モータコントローラ９は統合コントローラ６のモータトルク指令値に基づき駆動モータ３のトルクをベクトル制御する。１０は第１の実施例と同様のナビゲーション手段であり、ドライバが入力した目的地までの走行経路を算出し、道路勾配や種別などから経路走行中の消費電力を算出し、統合コントローラ６に出力する。
【００５７】
以下、制御内容について説明する。まず制御内容の概略を示す図２のステップ１とステップ２の内容は、燃料電池が発電装置となる点を除いて第１の実施例と同様であり、説明を削除する。
【００５８】
図１０は、図２に示すステップ３の発電パターン作成の詳細フローチャートであり、第１の実施例と異なる内容を備えている。
【００５９】
ステップ３１で、ステップ１の駆動電力パターンに対して仮設定した発電応答時定数を用いて一次遅れ処理を行ったものを発電パターンに仮設定し、この発電パターンでの発電電力を算出する。
【００６０】
続くステップ３２で、ステップ１において求めた走行開始から所定時間ｔ（秒）後における駆動電力Ｐｄ（ｋＷ）と発電電力に基づいてバッテリの充放電電力Ｐｂａｔ（ｋＷ）を次式から求める。
【００６１】
【数３】
2004178965.tif 000006
ステップ３３は、ステップ３２で求めたバッテリ充放電電力を積算し、経路走行中の電力収支を計算する。また、走行開始時のＳＯＣとバッテリ充放電電力から走行開始から所定時間ｔ（秒）後におけるＳＯＣを計算する。
【００６２】
ステップ３４では、ステップ３３において算出した目的地でのＳＯＣと目的地到着時の目標ＳＯＣが等しい場合には、処理を終了し、等しくなければステップ３１に戻り、目的地到着時の目標ＳＯＣとなるように発電パターンを作成し、ステップ３２以降のステップを続ける。なお、目的地到着時の目標ＳＯＣの設定は、第１の実施例と同様である。
【００６３】
ここで、目的地到着時の目標ＳＯＣと等しくない場合の発電パターンの設定について説明する。ステップ３４で目的地到着時のＳＯＣが目標ＳＯＣに満たない場合には、ステップ３１に戻り、ステップ１６で算出した駆動電力Ｐｄ（ｋＷ）に対して目標ＳＯＣと実ＳＯＣの差に基づき設定する所定値ΔＰｄ１（ｋＷ）を加算し、ステップ３４で目的地到着時のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも多い場合には駆動電力Ｐｄ（ｋＷ）に対して目標ＳＯＣと実ＳＯＣの差に基づき設定する所定値ΔＰｄ２（ｋＷ）を減算したものに対し一次遅れ処理したものを発電パターンとする。
【００６４】
図２に戻り、次にステップ４において、発電パターンを走行した際の燃料消費量を算出する。
【００６５】
現在地から目的地到着までのある時刻ｔ（秒）における燃料消費率ＦＣ（ｇ／秒）を求める。燃料消費率は、発電電力を実現するために要する燃料消費率を予め実験などにより求め、図１１に示すようなマップを検索することにより算出することができる。
【００６６】
図１１において発電時の動作点は、燃費最良線上を移動し、予め内燃機関２１の燃料消費率、発電機の損失電力を考慮して内燃機関２１と発電機２２で最も効率が良く発電できる内燃機関のトルクと回転数を求めることができる。但し、内燃機関の回転数が変化できる速度より早く内燃機関の出力を上げようとすると燃費最良線からずれてしまう。このため、図１１のマップは発電電力が変化する際に燃費最良線上からずれてしまう影響を考慮して作成すれば良い。
【００６７】
図１２は、図１１のマップの概要を示すものであり、縦軸にある時刻ｔ（秒）における発電電力、横軸は前回燃料消費率を演算した際の発電電力を示している。燃料消費率は発電電力の変化が大きいほど燃費最良線からずれてしまうので悪化し、一方、発電電力の変化が小さい場合には定常運転状態の燃料消費率、つまり最良燃費線上の燃料消費率に近くなる。
【００６８】
ステップ５は、算出した各発電応答時定数における走行全体の燃料消費量Ｆｃｔｏｔａｌ（ｇ）の内、最も値が小さい発電応答時定数を今後の走行に用いる発電応答時定数とする。
【００６９】
ここで設定された発電応答時定数は、統合コントローラ６での目標発電電力を生成する際に用いられ、統合コントローラ６は、目標発電電力を実現するための内燃機関２１の動作点と発電機２２の動作点をそれぞれ内燃機関コントローラ２３、発電機コントローラ２４に送る。内燃機関コントローラ２３では目標発電電力を実現するようにスロットル開度や燃料噴射量等を制御し、発電機コントローラ２４では目標発電電力を実現するようにベクトル制御を行う。
【００７０】
したがって、本発明においては、発電装置と蓄電装置を備えた車両において、目的地までの走行パターンを推定し、この走行パターンに基づき発電装置の発電応答性を設定し、設定した発電応答性毎に目的地までの燃料消費量を演算し、最も少ない燃料消費量となる発電応答性で燃料電池の発電を制御するため、車両としての効率を改善することができる。
【００７１】
図１３は第３の実施例の構成を示しており、本発明を適用するパラレルハイブリッド車両の構成図を示す。なお、第１、第２の実施例と同様の構成には同じ符号を付した。
【００７２】
パラレルハイブリッド車両のパワートレインは、駆動源としての内燃機関２１と、内燃機関２１の回転により発電する機能を備えるとともに駆動源として機能する駆動発電モータ３１と、内燃機関２１または駆動発電モータ３１の少なくとも一方の回転を所定回転速度にしてファイナルギア４に伝達する無段変速機３２とを備える。駆動発電モータ３１で発電された電力を蓄電するための蓄電装置２が備えられ、車両の運転状態に応じて、駆動源が駆動発電モータ３１または内燃機関２１のいずれかまたは併用して車両を走行させる。
【００７３】
このパラレルハイブリッド車両を統合的に制御する統合コントローラ６が設けられるとともに、内燃機関２１、駆動発電モータ３１、無段変速機３２及び蓄電装置２にはそれぞれの構成を制御するためのコントローラ２３、３３、８、３４が設置される。
【００７４】
このパラレルハイブリッド車両の統合コントローラ６は、車両走行状態（車速、アクセル開度）に応じて目標駆動出力を算出し、この目標駆動出力に応じて内燃機関の目標出力を算出し、この目標出力と現在の変速機入力軸回転速度とから内燃機関の目標トルクを算出し、この目標トルクに応じた内燃機関トルク指令値を内燃機関コントローラ２３に出力する。
【００７５】
また、内燃機関の目標出力と内燃機関の最良燃費運転条件データとから目標変速機入力軸回転速度を算出し、この目標変速機入力軸回転速度と現在の変速機入力軸回転速度（車速に比例する）とから目標変速比を算出し、この目標変速比に応じた変速機変速指令値を変速機コントローラ３４へ出力する。
【００７６】
さらに、目標駆動出力と現在の内燃機関出力との偏差を算出し、この偏差出力と現在の変速機入力軸回転速度とから駆動発電モータ３１の目標トルクを算出し、この目標トルクに応じた駆動発電モータトルク指令値をモータコントローラ３３へ出力する。駆動発電モータトルク指令値が正値のときは駆動発電モータによるトルクアシストが行われ、負値のときは駆動発電モータによる電力の回生（発電）が行われる。
【００７７】
このようなパラレルハイブリッド車両の場合、目標駆動出力から内燃機関２１の目標出力を算出する際の応答性を走行パターンに応じて設定すればよい。例えば、目標駆動出力に一次遅れ処理を行ったものを内燃機関２１の目標出力とするようにし、この一次遅れ処理における応答時定数を最適に設定する。具体的な設定方法は第２の実施例と同様である。
【００７８】
このようの本実施例においては、目的地までの将来起こる走行パターンを推定し、この走行パターンに基づき、最も燃料消費の少ない内燃機関出力の応答性を設定し、この設定した応答性に基づいて内燃機関の出力を制御するため、車両としての効率を改善することができる。
【００７９】
なお、ステップ２６、ステップ３３の電力収支を演算するステップにおいて求めたＳＯＣを用い、予めＳＯＣの関数として求めておいたバッテリの充放電可能電力を算出する。更に温度センサを追加し蓄電装置２の温度を読み込み、充放電電力をＳＯＣと温度の関数としてマップ化しておけば精度は一層向上する。
【００８０】
もし、ステップ２１、ステップ３１で設定した発電パターンにおいてステップ２５、ステップ３２で求めたバッテリ充放電電力Ｐｂａｔ（ｋｗ）が充放電可能電力を超えてしまう場合には、バッテリの過充放電が発生を防止するため、ステップ５において、たとえ走行全体の燃料消費量ＦＣｔｏｔａｌ（ｇ）が少ないとしても、その際に用いた発電応答性を最終的な発電応答性として設定しない。その代わり、過充放電が発生しない範囲の発電応答性の中から、燃料消費量Ｆｃｔｏｔａｌ（ｇ）が最も少なくなる発電応答性を設定する。
【００８１】
なお、図２に示すフローチャートの処理は走行開始前に行う。但し、目的地が変更された場合には再度前記のフローチャートに示す処理を行うこととする。
【００８２】
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内でさまざまな変更がなしうることは明白である。
【００８３】
なお、特許請求の範囲の構成要件と実施形態の対応関係は以下の通りである。
【００８４】
燃料電池が燃料電池１、蓄電装置が蓄電装置２、駆動モータが駆動モータ３、走行パターン予測手段が統合コントローラ６（図３のフローチャート）、発電応答性設定手段が、統合コントローラ６（図２のフローチャート）、発電制御手段が統合コントローラ６に対応する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料電池車両の構成図である。
【図２】メイン処理を示すフローチャートである。
【図３】走行パターン予測処理を示すフローチャートである。
【図４】発電パターン作成処理を示すフローチャートである。
【図５】コンプレッサ目標回転数と発電電力との関係を示す図である。
【図６】コンプレッサ消費電力とコンプレッサ実回転数との関係を示す図である。
【図７】燃料消費率と発電電力との関係を示す図である。
【図８】燃料電池の発電応答性とシステム全体の効率を示す図である。
【図９】シリーズハイブリッド車両の構成図である。
【図１０】発電パターン作成処理を示すフローチャートである。
【図１１】シリーズハイブリッド車両の効果を説明する図である。
【図１２】走行パターンと蓄電装置の損失の関係を示す図である。
【図１３】パラレルハイブリッド車両の構成図である。
【符号の説明】
１  燃料電池
２  蓄電装置
３  駆動モータ
６  統合コントローラ
７  燃料電池コントローラ
８  蓄電装置コントローラ
９  駆動モータコントローラ
１０  ナビゲーション手段
２１  内燃機関
２２  発電機
２３  内燃機関コントローラ
２４  発電機コントローラ
３１  駆動発電モータ
３２  無段変速機
３３  モータコントローラ
３４  変速機コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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