特許 6957976 車両の発電制御装置

(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】6957976

(24)【登録日】2021年10月11日

(45)【発行日】2021年11月2日

(54)【発明の名称】車両の発電制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60L 50/75 20190101AFI20211021BHJP

   B60L 3/00 20190101ALI20211021BHJP

   H01M 8/04537 20160101ALI20211021BHJP

   H01M 8/00 20160101ALI20211021BHJP

【ＦＩ】

   B60L50/75

   B60L3/00 S

   H01M8/04537

   H01M8/00 A

   H01M8/00 Z

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-103611(P2017-103611)

(22)【出願日】2017年5月25日

(65)【公開番号】特開2018-201271(P2018-201271A)

(43)【公開日】2018年12月20日

【審査請求日】2020年5月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001520

【氏名又は名称】特許業務法人日誠国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】古田 敏之

【審査官】 清水 康

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１６／１５１６９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−０７５６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２９５５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／００４６２０４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−０４０９９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２５３９４８（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 ８／００ − ８／２４９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の走行に必要な駆動力を発生する電動機と、
外部電源から充電可能であり、前記電動機に電力を供給するバッテリと、
前記バッテリを充電する電力あるいは前記電動機に供給する電力を発電する発電機と、を備える車両の発電制御装置であって、
発電継続可能時間算出部と発電電力算出部とを備える制御部を備え、
前記発電継続可能時間算出部は、前記発電機の燃料残量と、所定の発電基準電力とに基づいて、前記発電基準電力を発電するように前記発電機に発電を続けさせた場合に前記発電機の燃料が無くなるまでの時間である発電継続可能時間を算出し、
前記発電電力算出部は、前記発電機の発電が開始されるときに、前記バッテリの残容量を前記発電継続可能時間で除算した値に前記発電基準電力を加算して、前記バッテリの残容量と前記発電機の燃料残量が同時に無くなるような前記バッテリと前記発電機とを合わせた出力電力である総出力電力を算出し、
前記制御部は、前記発電機の発電が開始された後、前記総出力電力に対する前記車両の現在の平均消費電力の割合に、前記発電基準電力を乗算した電力値に等しくなるように前記発電機の発電電力を制御する車両の発電制御装置。

【請求項2】

前記制御部は、
前記バッテリの残容量から前記バッテリが出力可能な電力量である出力可能電力量を算出し、前記発電機の燃料残量から前記発電機で発電可能な電力量である発電可能電力量を算出し、
前記出力可能電力量と前記発電可能電力量を加算した値が、車両を走行させるのに必要な電力である走行必要電力と前記発電継続可能時間を乗算した値より小さくなったとき、前記発電機の発電を開始させる請求項１に記載の車両の発電制御装置。

【請求項3】

前記発電機は、燃料電池である請求項１または請求項２に記載の車両の発電制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の発電制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

二次電池に充電された電力を動力に用いる車両において、燃料電池（ＦＣＵ:Fuel Cell Unit）等の発電機を充電用電源または動力用電源として搭載する車両がある。

【0003】

特許文献１には、車両の走行条件に応じて燃料電池の発電開始時期を決めるしきい値を変えることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−２５３９４８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、特許文献１に記載のものでは、燃料電池が発電を開始した後、二次電池の電力消費と燃料電池の燃料消費のバランスが悪く、二次電池の電力と燃料電池の燃料のどちらか一方が早期に無くなり、車両の出力性能を維持することができない。

【0006】

そこで、本発明は、二次電池の電力と発電機の燃料のどちらか一方が早期に無くなることを防ぎ、車両の出力性能を維持した状態を継続させることができる車両の発電制御装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため本発明は、車両の走行に必要な駆動力を発生する電動機と、外部電源から充電可能であり、前記電動機に電力を供給するバッテリと、前記バッテリを充電する電力あるいは前記電動機に供給する電力を発電する発電機と、を備える車両の発電制御装置であって、発電継続可能時間算出部と発電電力算出部とを備える制御部を備え、前記発電継続可能時間算出部は、前記発電機の燃料残量と、所定の発電基準電力とに基づいて、前記発電基準電力を発電するように前記発電機に発電を続けさせた場合に前記発電機の燃料が無くなるまでの時間である発電継続可能時間を算出し、前記発電電力算出部は、前記発電機の発電が開始されるときに、前記バッテリの残容量を前記発電継続可能時間で除算した値に前記発電基準電力を加算して、前記バッテリの残容量と前記発電機の燃料残量が同時に無くなるような前記バッテリと前記発電機とを合わせた出力電力である総出力電力を算出し、前記制御部は、前記発電機の発電が開始された後、前記総出力電力に対する前記車両の現在の平均消費電力の割合に、前記発電基準電力を乗算した電力値に等しくなるように前記発電機の発電電力を制御するものである。

【発明の効果】

【0008】

このように、本発明によれば、バッテリの電力と発電機の燃料のどちらか一方が早期に無くなることを防ぎ、車両の出力性能を維持した状態を継続させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の一実施例に係る車両の発電制御装置のブロック図である。

【図2】図２は、本発明の一実施例に係る車両の発電制御装置のバッテリの出力可能電力量と燃料電池の発電可能電力量と燃料電池の起動タイミングの関係を示す図である。

【図3】図３は、本発明の一実施例に係る車両の発電制御装置の総出力電力と平均消費電力と発電基準電力と燃料電池の発電電力との関係を示す図である。

【図4】図４は、本発明の一実施例に係る車両の発電制御装置の制御系のブロック図である。

【図5】図５は、本発明の一実施例に係る車両の発電制御装置の発電制御処理の手順を示すフローチャートである。

【図6】図６は、本発明の一実施例の第１の他の態様に係る車両の発電制御装置のバッテリの出力可能電力量と燃料電池の発電可能電力量と燃料電池の起動タイミングの関係を示す図である。

【図7】図７は、本発明の一実施例の第２の他の態様に係る車両の発電制御装置のバッテリの出力可能電力量と燃料電池の発電可能電力量と燃料電池の起動タイミングの関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の一実施の形態に係る車両の発電制御装置は、車両の走行に必要な駆動力を発生する電動機と、外部電源から充電可能であり、電動機に電力を供給するバッテリと、バッテリを充電する電力あるいは電動機に供給する電力を発電する発電機と、を備える車両の発電制御装置であって、発電機の発電が開始されるときに、バッテリの残容量と、発電機の燃料残量と、発電機が発電するときの発電電力である発電基準電力とに基づいて、バッテリの残容量と発電機の燃料残量が同時に無くなるようなバッテリと発電機とを合わせた出力電力である総出力電力を算出し、発電機の発電が開始された後、発電基準電力と車両の現在の平均消費電力と総出力電力とに基づいて発電機の発電電力を制御する制御部を備えるよう構成されている。

【0011】

これにより、バッテリの電力と発電機の燃料のどちらか一方が早期に無くなることを防ぎ、車両の出力性能を維持した状態を継続させることができる。

【実施例】

【0012】

以下、図面を参照して、本発明の実施例に係る車両の発電制御装置について詳細に説明する。

【0013】

図１において、本発明の一実施例に係る発電制御装置を搭載した車両１は、電動機２と、バッテリ３と、発電機としての燃料電池４と、ＤＣ（direct current）ＤＣコンバータ５と、水素タンク６と、制御部７と、を含んで構成される。

【0014】

電動機２は、例えば、複数の永久磁石が埋め込まれたロータと、ステータコイルが巻きつけられたステータと、を備えた同期型モータで構成される。電動機２は、ステータコイルに三相交流電力が印加されることでステータに回転磁界が形成され、この回転磁界によりロータが回転して動力を生成する。電動機２の生成する動力は、不図示のトランスミッションにより変速され不図示の駆動輪に伝達され車両１を走行させる。また、電動機２は、車両１の減速時に、駆動輪側から電動機２側に動力が伝達されると、発電機として機能して回生電力を発生する。

【0015】

バッテリ３は、例えば、ニッケル蓄電池やリチウム蓄電池等からなり、複数のセルを直列に接続して構成されている。バッテリ３は、電動機２に電力を供給する。バッテリ３は、車両１の外部の電源、例えば、家庭用電源から充電可能になっている。バッテリ３には、バッテリ状態センサ３１が設けられている。バッテリ状態センサ３１は、バッテリ３の充放電電流、電圧及びバッテリ温度を検出する。バッテリ状態センサ３１は、制御部７に接続されている。制御部７は、バッテリ状態センサ３１の出力によりバッテリ３の充電状態を検知できるようになっている。

【0016】

燃料電池４は、水素ガスなどの燃料ガスと酸素を有する酸化剤ガスとを電解質を介して電気化学的に反応させ、電解質両面に設けた電極間から電気エネルギーを直接取り出すものである。燃料電池４には、燃料電池４の発電電圧値や発電電流値などを検出する動作点測定部４１が設けられている。

【0017】

ＤＣＤＣコンバータ５は、燃料電池４の発電した電力を電動機２に適合するように変換するものである。

【0018】

水素タンク６は、燃料電池４の燃料ガスである水素ガスを高圧の状態に圧縮して貯蔵するものである。水素タンク６には、水素タンク６の水素ガスの残量を検出する燃料残量センサ６１が設けられている。燃料残量センサ６１は、制御部７に接続されている。制御部７は、燃料残量センサ６１の出力により水素ガスの残量を検知できるようになっている。

【0019】

制御部７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートと、ネットワークモジュールとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

【0020】

制御部７のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットを制御部７として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、制御部７として機能する。

【0021】

制御部７の入力ポートには、前述のバッテリ状態センサ３１と、動作点測定部４１と、燃料残量センサ６１とを含む各種センサ類が接続されている。一方、制御部７の出力ポートには、前述の燃料電池４を含む各種制御対象類が接続されている。

【0022】

制御部７は、バッテリ３の残容量と、燃料電池４の燃料残量と、燃料電池４の発電電力と、車両１を走行させるのに必要な電力である走行必要電力とに基づいて、燃料電池４の発電開始を判定する。

【0023】

制御部７は、図２に示すように、バッテリ３の残容量からバッテリ３が出力可能な電力量である出力可能電力量Ｅbat[kWh]を算出する。制御部７は、燃料電池４の燃料残量から燃料電池４で発電可能な電力量である発電可能電力量Ｅfcu[kWh]を算出する。

【0024】

制御部７は、発電可能電力量Ｅfcu[kWh]を所定の発電基準電力Ｐfcu[kW]、例えば、燃料電池４の最も出力効率の良い電力で除算し、燃料電池４を動作させたときの水素ガス切れまでの時間である発電継続可能時間Ｔfcu[h]を算出する。

【0025】

制御部７は、出力可能電力量Ｅbat[kWh]と発電可能電力量Ｅfcu[kWh]を加算した値が、車両１を走行させるのに必要な電力である走行必要電力と発電継続可能時間Ｔfcu[h]を乗算した値より小さくなったとき、燃料電池４の発電を開始させる。走行必要電力は、例えば、車両に必要な最大電力Ｐmaxveh[kW]である。

【0026】

このように、バッテリ３の電力量だけで走行できる条件では燃料電池４を動作させないことにより、高価な水素の消費を抑えることができる。また、燃料電池４の燃料補給の頻度が減り、そのための時間と費用を軽減させることができる。

【0027】

また、バッテリ３の残容量が減少したときに、バッテリ３の残容量が減少する以前の車両状態を維持したまま現状のバッテリ３の残容量と燃料電池４の燃料残量で走行距離を最大限に伸ばすことができる。

【0028】

また、バッテリ３の残容量が減少した時に、効率よく燃料電池４を使って発電することができる。

【0029】

また、燃料電池４の起動回数を減らすことができ、燃料電池４の劣化を抑えることができる。

【0030】

なお、発電基準電力Ｐfcu[kW]は、燃料電池４の環境変化による発電効率の変化により更新されるようにしてもよい。制御部７は、燃料電池４の環境温度などにより発電基準電力Ｐfcu[kW]を更新してもよい。

【0031】

また、発電基準電力Ｐfcu[kW]は、燃料電池４の環境温度などから決まるマップにより求めてもよい。また、これまでの履歴を含む燃料電池４の運用中のデータから求めるようにしてもよい。また、燃料電池４の効率もマップや燃料電池４の運用中のデータから求めるようにしてもよい。

【0032】

また、ユーザに「走行後に残したい燃料残量（％）」を指定させ、その分は残るように発電可能電力量Ｅfcu[kWh]や発電継続可能時間Ｔfcu[h]を算出するようにしてもよい。

【0033】

図２に示すように、バッテリ３の出力可能電力量Ｅbat[kWh]は、車両１が走行している間、図中矢印で示すように減っていく。バッテリ３の出力可能電力量Ｅbat[kWh]が網掛けの部分より小さくなったとき、出力可能電力量Ｅbat[kWh]と発電可能電力量Ｅfcu[kWh]を加算した値が最大電力Ｐmaxveh[kW]と発電継続可能時間Ｔfcu[h]を乗算した値より小さくなり、燃料電池４の発電が開始される。その後、バッテリ３は、最大電力Ｐmaxveh[kW]から発電基準電力Ｐfcu[kW]を減算した電力を出力する。燃料電池４は、発電基準電力Ｐfcu[kW]を発電すると、バッテリ３と燃料電池４で最大電力Ｐmaxveh[kW]を満たして、発電継続可能時間Ｔfcu[h]経過後に同時に残容量と燃料残量が零になる。

【0034】

制御部７は、燃料電池４の発電を開始するとき、バッテリ３の出力可能電力量Ｅbat[kWh]を発電継続可能時間Ｔfcu[h]で除算した電力値と発電基準電力Ｐfcu[kW]を加算した電力を総出力電力Ｐveh[kW]として算出する。この総出力電力Ｐveh[kW]は、燃料電池４に発電基準電力Ｐfcu[kW]を発電するように発電させたとき、バッテリ３の残容量と燃料電池４の燃料残量が同時に無くなるようなバッテリ３と燃料電池４を合わせた出力電力である。

【0035】

制御部７は、燃料電池４の発電を開始した後、燃料電池４起動後の車両１の平均消費電力Ｐaveveh[kW]を算出し、総出力電力Ｐveh[kW]と平均消費電力Ｐaveveh[kW]との比が、発電基準電力Ｐfcu[kW]と燃料電池４の出力との比と等しくなるように燃料電池４の出力である発電電力Ｐconfcu[kW]を算出し、発電電力Ｐconfcu[kW]で発電するように燃料電池４を制御する。

【0036】

図３に示すように、燃料電池４の起動時に想定した最大電力Ｐmaxveh[kW]と、実際の車両１の出力の平均である平均消費電力Ｐaveveh[kW]とが異なる場合、燃料電池４の起動時に想定した発電基準電力Ｐfcu[kW]で発電したのでは、燃料電池４の発電電力とバッテリ３の出力電力のバランスが崩れ、バッテリ３の電力と燃料電池４の燃料のどちらか一方が早期に無くなってしまう。

【0037】

このため、本実施例では、燃料電池４の発電開始時に総出力電力Ｐveh[kW]を算出し、この総出力電力Ｐveh[kW]と平均消費電力Ｐaveveh[kW]との比に合わせ、燃料電池４の発電電力Ｐconfcu[kW]を求め、この発電電力Ｐconfcu[kW]で発電するように燃料電池４を制御する。このようにすることで、バッテリ３の出力電力と燃料電池４の発電電力を同じ比で変えることができ、バッテリ３の出力電力と燃料電池４の発電電力のバランスを保ちながら車両１の出力性能を維持した状態を継続させることができる。

【0038】

また、燃料電池４の発電開始時に総出力電力Ｐveh[kW]を算出しているので、精度良く燃料電池４の発電制御を行なうことができ、バッテリ３の容量と燃料電池４の燃料をバランス良く消費することができる。

【0039】

また、車両１の起動時に燃料電池４を起動する条件となっても、起動時のデータを元に総出力電力Ｐveh[kW]を算出し、燃料電池４の発電制御を行なうことで、バッテリ３の容量と燃料電池４の燃料をバランス良く消費することができる。

【0040】

このような処理を行なうため、制御部７は、図４に示すように、バッテリ残量検出部７１と、燃料残量検出部７２と、出力可能電力量算出部７３と、発電可能電力量算出部７４と、発電継続可能時間算出部７５と、発電開始判定部７６と、平均消費電力算出部７７と、発電電力算出部７８とを備えている。

【0041】

バッテリ残量検出部７１は、バッテリ状態センサ３１の出力によりバッテリ３の残容量を検出する。燃料残量検出部７２は、燃料残量センサ６１の出力により水素ガスの残量を検出する。

【0042】

出力可能電力量算出部７３は、バッテリ残量検出部７１が検出したバッテリ３の残容量から、バッテリ３の出力可能電力量Ｅbat[kWh]を算出する。

【0043】

発電可能電力量算出部７４は、燃料残量検出部７２が検出した水素ガスの残容量から、燃料電池４の発電可能電力量Ｅfcu[kWh]を算出する。

【0044】

発電継続可能時間算出部７５は、発電可能電力量算出部７４が算出した発電可能電力量Ｅfcu[kWh]を発電基準電力Ｐfcu[kW]で除算して、発電継続可能時間Ｔfcu[h]を算出する。

【0045】

発電開始判定部７６は、出力可能電力量算出部７３が算出した出力可能電力量Ｅbat[kWh]と、発電可能電力量算出部７４が算出した発電可能電力量Ｅfcu[kWh]とを加算した値が、発電継続可能時間算出部７５が算出した発電継続可能時間Ｔfcu[h]と、最大電力Ｐmaxveh[kW]とを乗算した値より小さくなったときに燃料電池４の発電を開始させる。

【0046】

平均消費電力算出部７７は、所定期間の車両１の消費電力の平均値を算出する。平均消費電力算出部７７は、燃料電池４が発電を開始した場合、燃料電池４の発電開始からの車両１の消費電力の平均値Ｐaveveh[kW]を算出する。

【0047】

発電電力算出部７８は、燃料電池４の発電を開始するときに総出力電力Ｐveh[kW]を算出し、総出力電力Ｐveh[kW]と平均消費電力算出部７７が算出した燃料電池４の発電開始からの車両１の消費電力の平均値Ｐaveveh[kW]との比が、発電基準電力Ｐfcu[kW]と燃料電池４の発電電力との比と等しくなるように、燃料電池４の発電電力Ｐconfcu[kW]を算出する。

【0048】

なお、発電電力Ｐconfcu[kW]は、正確な割合計算で求める必要はなく、概略の割合で算出してもよい。

【0049】

また、燃料電池４の起動後は、車両１の駆動力に寄与度の小さい燃料電池４をバッテリ３より少し早く燃料残量がゼロになるようにしてもよい。

【0050】

以上のように構成された本実施例に係る車両の発電制御装置による発電制御処理について、図５を参照して説明する。なお、以下に説明する発電制御処理は、制御部７が動作を開始すると開始される。

【0051】

ステップＳ１において、制御部７は、燃料残量センサ６１の情報を取得し、上述の発電可能電力量Ｅfcu[kWh]と発電継続可能時間Ｔfcu[h]を計算する。

【0052】

ステップＳ２において、制御部７は、バッテリ状態センサ３１の情報を取得し、上述の出力可能電力量Ｅbat[kWh]を計算する。

【0053】

ステップＳ３において、制御部７は、出力可能電力量Ｅbat[kWh]と発電可能電力量Ｅfcu[kWh]との加算値が、最大電力Ｐmaxveh[kW]と発電継続可能時間Ｔfcu[h]との乗算値よりも小さいか否かを判定する。出力可能電力量Ｅbat[kWh]と発電可能電力量Ｅfcu[kWh]との加算値が、最大電力Ｐmaxveh[kW]と発電継続可能時間Ｔfcu[h]との乗算値よりも小さくないと判定した場合、制御部７は、ステップＳ２に戻って処理を繰り返す。

【0054】

ステップＳ３において、出力可能電力量Ｅbat[kWh]と発電可能電力量Ｅfcu[kWh]との加算値が、最大電力Ｐmaxveh[kW]と発電継続可能時間Ｔfcu[h]との乗算値よりも小さいと判定した場合、ステップＳ４において、制御部７は、発電基準電力Ｐfcu[kW]を発電するように燃料電池４を起動する。また、上述の総出力電力Ｐveh[kW]を算出する。

【0055】

ステップＳ５において、制御部７は、燃料電池４の発電開始からの車両１の消費電力の平均値Ｐaveveh[kW]を計算する。

【0056】

ステップＳ６において、制御部７は、総出力電力Ｐveh[kW]と車両１の消費電力の平均値Ｐaveveh[kW]との比が、発電基準電力Ｐfcu[kW]と燃料電池４の発電電力との比と等しくなるように以下の式１により燃料電池４の発電電力Ｐconfcu[kW]を計算する。
Ｐconfcu = (Ｐaveveh×Ｐfcu)／Ｐveh ...（式１）

【0057】

ステップＳ７において、制御部７は、燃料電池４の出力を発電電力Ｐconfcu[kW]になるように制御する。

【0058】

なお、ステップＳ３において、出力可能電力量Ｅbat[kWh]と発電可能電力量Ｅfcu[kWh]との加算値が、最大電力Ｐmaxveh[kW]と発電継続可能時間Ｔfcu[h]との乗算値よりも小さくないと判定した場合、ステップＳ２に戻って処理を繰り返したが、ステップＳ１に戻るようにしてもよい。このようにすることで、バッテリ３の残容量と燃料電池４の燃料残量を、環境温度やセンサ誤差などに影響を受けず、正確に把握することとができる。また、毎回ステップＳ１に戻るのではなく、間欠的に戻るようにしてもよい。また、燃料電池４の燃料残量は、検出した値の平均値を用いるようにしてもよい。

【0059】

このように、上述の実施例では、燃料電池４の発電が開始されるときに、バッテリ３の残容量と、燃料電池４の燃料残量と、燃料電池４の発電基準電力Ｐfcu[kW]と、バッテリ３の残容量と燃料電池４の燃料残量が同時に無くなるようなバッテリ３と燃料電池４とを合わせた出力電力である総出力電力Ｐveh[kW]を算出し、燃料電池４の発電が開始された後、発電基準電力Ｐfcu[kW]と車両１の現在の平均消費電力Ｐaveveh[kW]と総出力電力Ｐveh[kW]とに基づいて燃料電池４の発電電力を制御する。

【0060】

これにより、燃料電池４の発電開始後に、車両１の平均消費電力Ｐaveveh[kW]に応じて燃料電池４の発電電力Ｐconfcu[kW]が制御され、バッテリ３の出力電力と燃料電池４の発電電力のバランスが取られ、バッテリ３の電力と燃料電池４の燃料のどちらか一方が早期に無くなることを防ぐことができる。このため、車両の出力性能を維持した状態を継続させることができる。

【0061】

また、燃料電池４の燃料残量と、発電基準電力Ｐfcu[kW]とに基づいて、発電基準電力Ｐfcu[kW]を発電するように燃料電池４に発電を続けさせた場合に燃料電池４の燃料が無くなるまでの時間である発電継続可能時間Ｔfcu[h]を算出する発電継続可能時間算出部７５を備え、燃料電池４の発電が開始されるときに、バッテリ３の残容量を発電継続可能時間Ｔfcu[h]で除算した値に発電基準電力Ｐfcu[kW]を加算して総出力電力Ｐveh[kW]を算出する。

【0062】

これにより、燃料電池４の発電開始時に、精度良く総出力電力Ｐveh[kW]を算出することができる。

【0063】

また、総出力電力Ｐveh[kW]に対する平均消費電力Ｐaveveh[kW]の割合に、発電基準電力Ｐfcu[kW]を乗算した電力値に等しくなるように燃料電池４の発電電力を制御する。

【0064】

これにより、燃料電池４の発電開始後に、バッテリ３の残容量と燃料電池４の燃料残量とのバランスが良い発電電力を算出することができる。

【0065】

本実施例の第１の他の態様としては、図６に示すように、燃料電池４の発電開始を判定する際、燃料電池４の発電基準電力として、燃料電池４の最も出力効率の良い電力ではなく、最も出力効率の良い電力よりも大きい電力Ｐfcu1[kW]を用いる。このようにすると、燃料電池４の燃料残量による発電可能電力量Ｅfcu[kWh]は図２の場合と同一であるため、発電継続可能時間はＴfcu[h]より短いＴfcu1[h]となる。このため、燃料電池４の発電期間のバッテリ３の出力電力量が少なくなり、燃料電池４の発電開始を遅らせることができる。なお、燃料電池４発電開始後の発電電力Ｐconfcu[kW]の制御は、総出力電力Ｐveh[kW]と車両１の消費電力の平均値Ｐaveveh[kW]との比が、発電基準電力としての電力Ｐfcu1[kW]と燃料電池４の発電電力との比と等しくなるように制御される。

【0066】

また、燃料電池４の発電基準電力をユーザが選択できるようにしてもよい。この発電基準電力を電力Ｐfcu[kW]よりも高めに設定させることで、燃料電池４の発電開始を遅らせることができ、水素充填の頻度を減らせて、そのための時間と費用を軽減させることができる。

【0067】

本実施例の第２の他の態様としては、図７に示すように、燃料電池４の発電開始を判定する際、車両に必要な最大電力Ｐmaxveh[kW]ではなく車両１の所定期間の平均消費電力Ｐaveveh1[kW]を用いる。通常の走行では、車両１は最大電力Ｐmaxveh[kW]を消費することはなく、平均消費電力Ｐaveveh1[kW]は最大電力Ｐmaxveh[kW]よりも小さくなる。このため、燃料電池４の発電期間のバッテリ３の出力電力量が少なくなり、燃料電池４の発電開始を遅らせることができる。なお、燃料電池４発電開始後の発電電力Ｐconfcu[kW]の制御は、総出力電力Ｐveh[kW]と車両１の消費電力の平均値Ｐaveveh[kW]との比が、発電基準電力Ｐfcu[kW]と燃料電池４の発電電力との比と等しくなるように制御される。

【0068】

なお、平均消費電力Ｐaveveh1[kW]は最新の情報でなくてもよく、これまでの走行履歴に基づく値でもよい。

【0069】

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

【符号の説明】

【0070】

１ 車両
２ 電動機
３ バッテリ
４ 燃料電池（発電機）
６ 水素タンク
７ 制御部
３１ バッテリ状態センサ
６１ 燃料残量センサ
７１ バッテリ残量検出部
７２ 燃料残量検出部
７３ 出力可能電力量算出部
７４ 発電可能電力量算出部
７５ 発電継続可能時間算出部
７６ 発電開始判定部
７７ 平均消費電力算出部
７８ 発電電力算出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】