CN110997394B - 混合动力车辆的控制方法及控制装置 - Google Patents

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Abstract

在通过向作为负载的驱动马达供给蓄电池的电力和由发电机发电产生的电力来行驶的混合动力车辆的控制方法中，基于发电机的发电输出相对于请求行驶输出的不足量和蓄电池的剩余充电量，来计算总可行驶距离。具体地说，计算能够用蓄电池的剩余充电量补充发电机的发电输出相对于请求行驶输出的不足量的时间，将在该时间内能够行驶的距离设为总可行驶距离。

Description

混合动力车辆的控制方法及控制装置
技术领域
本发明涉及一种向负载供给蓄电池的电力和由发电机发电产生的电力的混合动力车辆的控制。
背景技术
以往，已知通过以下方式得到的混合动力车辆：在通过利用蓄电池的电力驱动作为负载的马达来行驶的电动车辆中，附加用于对蓄电池进行充电或者直接向马达供给电力的发电机来作为所谓的增程器(Range extender)。例如，在JP2012-101616A中公开了一种利用内燃机驱动发电机的串联混合动力车辆。而且，在上述文献中，将基于蓄电池的当前的剩余充电量计算出的可行驶距离与基于将燃料箱的燃料剩余量全部用于对内燃机的驱动进行发电而获得的电力计算出的可行驶距离的相加值设为总可行驶距离。
发明内容
另外，在串联混合动力车辆中，当蓄电池的电力耗尽时，利用由发电机发电产生的电力来直接驱动马达。因而，在发电机的发电输出小于请求行驶输出的情况下，当用尽蓄电池的电力时，即使用于驱动发电机的燃料残留，也无法进行与驾驶员的请求相应的行驶。例如，在发电机的发电输出小于像在高速公路上行驶时那样的高负荷运转下的请求行驶输出的情况下，仅利用发电机的话无法产生与高负荷运转相应的输出，因此在用尽蓄电池的电力之后，无法继续进行高负荷运转。另外，还存在以下情况：在冷机运转等期间，发电机的发电输出受到限制，其结果，发电机的发电输出小于请求行驶输出。
如上所述，在发电机的发电输出小于请求行驶输出的情况下，根据蓄电池的剩余充电量来决定能够继续进行与请求行驶输出相应的行驶的距离。因而，实际能够继续进行请求行驶输出的距离短于如上述文献那样将基于蓄电池的剩余充电量的可行驶距离与基于用于驱动发电机的燃料的剩余量的可行驶距离相加得到的总可行驶距离。因此，如果向驾驶员显示通过上述文献的运算方法计算出的总行驶距离，则有可能在驾驶员不期望的时刻降低行驶输出，从而给驾驶员带来不适感。
因此，本发明的目的在于，提供一种更高精度地计算实际能够行驶的距离的方法和装置。
根据本发明的某个方式，作为向负载供给蓄电池的电力和由发电机发电产生的电力的混合动力车辆的控制方法，基于发电机的发电输出相对于请求行驶输出的不足量以及蓄电池的剩余充电量，来计算总可行驶距离。
附图说明
图1是混合动力车辆的系统结构图。
图2A是说明从燃料电池系统向外部负载的电力供给的类型的第一图。
图2B是说明从燃料电池系统向外部负载的电力供给的类型的第二图。
图2C是说明从燃料电池系统向外部负载的电力供给的类型的第三图。
图2D是说明从燃料电池系统向外部负载的电力供给的类型的第四图。
图3是用于说明请求输出与总可行驶距离之间的关系的图。
图4是示出第一实施方式所涉及的用于估计总行驶距离的控制例程的流程图。
图5是示出总可行驶距离运算的结果的第一图。
图6是示出总可行驶距离运算的结果的第二图。
图7是示出第二实施方式所涉及的用于估计总行驶距离的控制例程的流程图。
图8是示出总可行驶距离运算的结果的第三图。
图9是示出第三实施方式所涉及的用于估计总行驶距离的控制例程的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
图1是应用本发明的第一实施方式的混合动力车辆的系统结构图。该混合动力车辆是所谓的串联混合动力车辆，通过向作为负载的驱动马达1供给蓄电池的电力和由发电机发电产生的电力来行驶。
该混合动力车辆构成为包括外部负载100、作为发电机的燃料电池系统200以及控制器8，其中，外部负载100由驱动马达1和蓄电池2构成。
燃料电池系统200构成为包括：燃料电池堆3、用于向燃料电池堆3供给阴极(cathode)气体的压缩机6、用于贮存向燃料电池堆3供给的燃料的燃料箱7以及用于使燃料电池堆3的发电电力升压的DC-DC转换器4。
燃料电池堆3是固体氧化物型燃料电池(SOFC：Solid oxide fuel Cell)。
在燃料箱7中蓄积例如由乙醇与水混合而成的液体形成的重整用的燃料。此外，图1的燃料电池系统200是省略了重整器、燃料泵、蒸发器、热交换器等被简化后的系统。
DC-DC转换器4为电力控制器，构成为：使燃料电池堆3的电压相对于驱动马达1与蓄电池2之间的电压而言进行升压，来将燃料电池堆3的发电电力取给驱动马达1或蓄电池2。DC-DC转换器4与燃料电池堆3并联连接，DC-DC转换器4用于使初级侧的燃料电池堆3的输出电压升压来向次级侧的外部负载100供给发电电力。DC-DC转换器4例如使从燃料电池堆3输出的数十V的电压上升到数百V的电压水平，以向外部负载100供给电力。
驱动马达1经由未图示的逆变器来分别与蓄电池2及DC-DC转换器4连接。驱动马达1是用于驱动车辆的动力源。另外，驱动马达1能够使用在对车辆进行制动的情况下需要的制动力来产生再生电力，并将该再生电力充入蓄电池2。
蓄电池2是用于将所蓄积的电力供给到驱动马达1的电力供给源。在本实施方式中，蓄电池2是主要的电力供给源，燃料电池堆3主要用于在蓄电池2的充电量变低时对蓄电池2进行充电。另外，也可以将燃料电池堆3的电力供给到驱动马达1。
控制器8由包括微计算机、微处理器以及CPU的通用的电子电路及周边设备构成，执行用于通过执行特定的程序来控制燃料电池系统200和外部负载100的处理。
控制器8接收从电流传感器9、加速踏板开度传感器10及其它各种传感器输出的信号，根据这些信号来获取蓄电池2的剩余充电量，或者计算后述的可行驶距离，或者获取请求行驶输出。而且，控制器8基于获取到或计算出的这些值来控制驱动马达1和燃料电池系统200等各自的工作状态。
控制器8连接有用于输出燃料电池系统200的启动指令信号或停止指令信号的未图示的操作部。操作部包括EV键，当EV键被乘员操作为开启(ON)时，向控制器8输出启动指令信号，当EV键被操作为关闭(OFF)时，向控制器8输出停止指令信号。
控制器8在从操作部接收到启动指令信号的情况下，实施使燃料电池系统200启动的启动运转，在启动运转结束后，实施根据外部负载100的工作状态来对燃料电池堆3的发电进行控制的发电运转。此外，也可以在蓄电池2的充电量为需要进行充电的规定值以下时启动燃料电池系统200。
在发电运转中，控制器8根据外部负载100的工作状态来求出向燃料电池堆3请求的电力。然后，控制器8基于该请求电力来计算燃料电池堆3的发电所需要的阴极气体和阳极(anode)气体的供给流量，将所计算出的供给流量的阳极气体和阴极气体供给到燃料电池堆3。然后，控制器8对DC-DC转换器4进行切换控制，来将从燃料电池系统200输出的电力供给到外部负载100。
即，控制器8基于对燃料电池堆3的请求电力来控制阴极气体和阳极气体的流量，从而控制燃料电池堆3的发电量。例如，加速踏板的踩踏量越大，则对燃料电池堆3的请求电力越大。因此，加速踏板的踩踏量越大，则向燃料电池堆3供给的阴极气体和阳极气体的供给流量越大。此外，也可以基于燃料电池堆3的目标温度与实际温度之间的偏差来控制向燃料电池堆3供给的阴极气体。在实际温度高于目标温度的情况下，使偏差大时的阴极气体的供给量相比于偏差小时的阴极气体的供给量而言增加。
另外，在EV键为开启状态且停止了从燃料电池系统200向外部负载100供给电力的系统状态下，控制器8实施抑制燃料电池堆3的发电并且将燃料电池维持为适于发电的状态的自主运转。以下，将停止了从燃料电池系统200向外部负载100供给电力的系统状态称为“怠速停止(IS)状态”，将自主运转称为“IS运转”。
在对燃料电池堆3的请求电力为规定的值、例如零的情况下，燃料电池系统200的运转状态从发电运转向IS运转转移。而且，控制器8控制DC-DC转换器4，来停止从燃料电池系统200向外部负载100供给电力。
因此，在IS运转期间，既可以对设置于燃料电池系统200的辅机供给燃料电池堆3的发电电力，也可以不从燃料电池堆3向辅机进行电力供给。
在从操作部接收到停止指令信号的情况下，控制器8实施使燃料电池系统200的工作停止的停止运转。
图2A-图2D是说明EV键为开启状态的燃料电池系统200中的向外部负载100的电力供给的类型的图。
图2A是示出驱动马达1为停止状态且正在从燃料电池系统200向蓄电池2供给电力的状态的概念图。在车辆为停止状态且蓄电池2的充电量少那样的情况下可能发生图2A所示的状态。
图2B是示出驱动马达1为动力运转状态且正在从燃料电池系统200和蓄电池2双方向驱动马达1供给电力的状态的概念图。在车辆为加速状态且驱动马达1的负荷(输出)高那样的情况下可能发生图2B所示的状态。
图2C是示出驱动马达1为动力运转状态或再生状态且停止了从燃料电池系统200向驱动马达1和蓄电池2双方供给电力的状态的概念图。在车辆的行驶期间驱动马达1为在低负荷或中负荷下驱动那样的状态且蓄电池2为满充电的情况下可能发生图2C所示的状态。另外，在车辆为减速状态且蓄电池2的容量有进行充电的富余的情况下也可能发生图2C所示的状态。
图2D是示出驱动马达1为停止状态且蓄电池2为满充电的状态的概念图。在车辆为停止状态且蓄电池2为满充电的情况下可能发生图2D所示的状态。
像这样，图2A至图2D所示的状态中的图2C和图2D所示的状态、即停止了从燃料电池系统200向驱动马达1和蓄电池2双方供给电力的系统状态符合燃料电池系统200的IS状态。外部负载100在成为IS状态时，向燃料电池系统200发送IS运转请求。
因而，在车辆的行驶期间通过驱动马达1的再生动作使蓄电池2为满充电的情况下，或者在蓄电池2为满充电状态下车辆行驶或停止等情况下，燃料电池系统200可能成为IS状态。在这种情况下，向燃料电池堆3请求的请求电力为零，实施IS运转。
接着，说明从当前时间点起的可行驶的距离、也就是总可行驶距离的计算方法。
图3是用于说明请求输出与总可行驶距离之间的关系的图。图中的“蓄电池SOC部分”是利用蓄电池2的电力能够行驶的可行驶距离，“燃料部分”是利用由燃料电池堆3发电产生的电力能够行驶的可行驶距离。
在本实施方式所涉及的混合动力车辆中，能够用于车辆行驶的电力是蓄电池2的电力和由燃料电池堆3发电产生的电力。而且，请求输出越大，则电力消耗量越多，因此蓄电池SOC部分和燃料部分变短。因而，还想到如果将蓄电池SOC部分与燃料部分相加，则能够高精度地估计总可行驶距离。
但是，如下面所说明的那样，有时将通过上述计算方法计算出的值作为总可行驶距离的估计值是不适当的。
作为燃料电池堆3使用的SOFC具有运转期间的发热量大这样的特性。如果考虑对伴随燃料电池堆3的发电所引起的叠层电池的热膨胀进行抑制等，则不希望电池的叠层片数过多。因此，在本实施方式中使用的燃料电池堆3是发电输出为10kW-20kW左右的低输出的燃料电池堆。
另一方面，如在市区行驶时那样的低负荷行驶时，车辆行驶时所需要的输出(“请求行驶输出”，“车辆请求输出”或也简称为“请求输出”)与上述的发电输出相等或者为上述的发电输出以下。但是，如在高速公路上行驶时那样的高负荷行驶时，车辆请求输出大于燃料电池堆3的发电输出。
因此，例如当在进行高负荷行驶的过程中用尽蓄电池2的电力时，仅利用燃料电池堆3的话无法产生车辆请求输出，因此无法继续进行高负荷行驶。也就是说，在图3中的请求输出大于SOFC最大输出的区域中，用虚线表示的燃料部分的可行驶距离为小于请求输出的输出下的可行驶距离。因而，将蓄电池SOC部分与燃料部分简单地相加所得到的值成为与能够以请求输出行驶的实际的距离偏离的值，因此将该值设为总可行驶距离的估计值是不适当的。
因此，在本实施方式中，为了即使在请求输出大于SOFC最大输出的情况下也高精度地估计总可行驶距离而执行以下控制。
此外，在上述说明中，作为将蓄电池SOC部分的可行驶距离与燃料部分的可行驶距离相加得到的总可行驶距离不适当的运转状态，例示了高负荷行驶时，但不限于此。例如产生如下情况：如燃料电池堆3为冷机状态时那样，由于发电输出受到限制，因此即使不是高负荷行驶，仅利用燃料电池堆3的话也无法满足请求输出。
图4是示出本实施方式中的用于估计总行驶距离的控制例程的流程图。该控制例程被控制器8例如以数毫秒左右的间隔重复执行。此外，该控制例程是在燃料电池堆3的启动运转完成的状态下执行的。
在本实施方式中，如下面所说明的那样，在请求输出大于燃料电池堆3的发电输出的情况下和请求输出小于燃料电池堆3的发电输出的情况下，通过不同的方法计算总可行驶距离。
在步骤S10中，控制器8获取请求输出。请求输出的获取方法可以是下述的任一方法。
第一方法是以下方法：基于行驶状态、也就是加速踏板开度传感器10的检测值和未图示的车速传感器的检测值，例如通过对应表检索等来计算驾驶员所请求的输出，并将该输出设为请求输出。
第二方法是使用基于预先蓄积的过去的行驶数据计算出的平均值的方法。例如，预先蓄积最近1小时的请求输出的推移来作为行驶数据，将这些数据的平均值设为请求输出。此外，蓄积行驶数据的期间不限于最近1小时，例如能够如最近30分钟、从此次的行程开始起到当前为止那样进行各种设定。
第三方法是使用预先设定好的值的方法。例如，预先设定每种行驶状态下的代表性的请求输出，基于当前的行驶状态来决定所要使用的请求输出。
第四方法是无论当前的行驶状态如何都使用进行高负荷行驶的情况下的请求输出的方法。在该方法中，需要预先设定进行高负荷行驶的情况下的请求输出。
第五方法是无论当前的行驶状态如何都使用进行低负荷行驶的情况下的请求输出的方法。在该方法中，需要预先设定进行低负荷行驶的情况下的请求输出。
第六方法是进行第四方法和第五方法这两者的方法。
此外，在步骤S10中，也可以是驾驶员选择通过第一方法-第六方法中的哪一种方法进行获取。
在步骤S20中，控制器8计算利用蓄电池2的剩余充电量能够输出的电力量、即蓄电池可输出电力量。计算方法既可以是使用以蓄电池2的剩余充电量(以下也称为“SOC”)为参数的数式进行运算的方法，也可以是预先将蓄电池2的SOC与可输出电力量之间的关系设成对应表并检索该对应表的方法。
此外，关于蓄电池2的SOC，例如既可以通过由电流传感器9检测向蓄电池2输入或从蓄电池2输出的电流值并将该电流值进行累计来获取，也可以通过其它现有的方法来获取。
在步骤S30中，控制器8获取平均车速。在此所说的平均车速是以通过步骤S10获取到的请求输出来行驶的情况下的车速的平均值。既可以执行使用以请求输出为参数的数式的运算，也可以预先将请求输出与平均车速之间的关系设成对应表，并检索该对应表。
在步骤S40中，控制器8判定请求输出是否大于燃料电池堆3的发电输出。在此使用的发电输出基本上设为燃料电池堆3的最大发电输出，但在例如由于是冷机状态等原因而燃料电池堆3的发电输出受到限制的情况下，使用受到限制后的值。
在判定结果为“是”的情况下，控制器8在步骤S50中执行第一总可行驶距离运算，在判定结果为“否”的情况下，控制器8在步骤S60中执行第二总可行驶距离运算。后面叙述第一总可行驶距离运算、第二总可行驶距离运算。
然后，在步骤S70中，控制器8向驾驶员显示通过步骤S50或步骤S60的运算求出的总可行驶距离。显示场所是驾驶员能够视觉识别的场所即可。此外，不仅单纯地显示总可行驶距离，也可以一并显示该总可行驶距离是在怎样的行驶状态下能够行驶的距离。例如，在步骤S10中通过第一方法-第三方法获取请求输出的情况下，显示是能够进行维持当前的行驶状态的行驶的距离的意思。另外，在步骤S10中通过第四方法-第六方法获取请求输出的情况下，显示是能够进行高负荷行驶的距离还是能够进行低负荷行驶的距离。通过进行这些显示，驾驶员能够更加有效地灵活使用总可行驶距离。
在此，说明第一总可行驶距离运算。
如上所述，在请求输出大于燃料电池堆3的发电输出的情况下，当蓄电池2的剩余充电量耗尽时，也就是说，当用尽蓄电池2的可输出电力量时，即使燃料残留，也无法以请求输出行驶。换言之，在能够用蓄电池2的可输出电力量补充请求输出相对于燃料电池堆3的发电输出的超过部分的期间，能够以请求输出行驶。也就是说，直到将蓄电池2的可输出电力量作为请求输出相对于燃料电池堆3的发电输出的超过部分用尽为止的行驶距离为总可行驶距离。当用公式表示该总可行驶距离时，成为式(1)。
Ltotal＝Wbat[kWh]÷(F[kW]-P[kW])×Vave[km/h]…(1)
Ltotal：总可行驶距离，Wbat：蓄电池可输出电力量，F：请求输出，P：燃料电池发电输出，Vave：平均车速。
例如，当将请求输出设为20[kW]、将燃料电池发电输出设为15[kW]、将当前的蓄电池可输出电力量设为10[kWh]、将请求输出为20[kW]时的平均车速设为100[km/h]时，式(1)变为如下那样。
此外，燃料电池发电输出是根据燃料电池堆3的规格决定的，如果请求输出是确定的，那么平均车速也是确定的。因此，还能够通过以下方式来求出总可行驶距离：预先将各种各样的值代入蓄电池可输出电力量和请求输出来进行式(1)的运算，预先基于该运算的结果来制作总可行驶距离的对应表，使用所获取到的蓄电池可输出电力量和请求输出来进行对应表检索。通过对应表检索来求出总可行驶距离也包含在“计算”中。
接着，说明第二总可行驶距离运算。
第二总可行驶距离运算为上述的文献的计算方法。也就是说，是将以下2个可行驶距离相加的方法，这2个可行驶距离是：基于蓄电池2的剩余充电量计算出的可行驶距离；以及基于将燃料箱的燃料剩余量全部用于对燃料电池堆3的驱动进行发电而获得的电力(以下，也称为“剩余燃料电力量”)计算出的可行驶距离。当将其变为公式时，成为式(2)。
Ltotal＝(Wbat[kWh]+Wfuel[kWh])÷F[kW]×Vave[km/h]…(2)
Ltotal：总可行驶距离，Wbat：蓄电池可输出电力量，Wfuel：剩余燃料电力量，F：请求输出，Vave：平均车速。
如果请求输出与燃料电池堆3的发电输出相等或者请求输出为燃料电池堆3的发电输出以下，则在用尽蓄电池2的电力之后也能够进行与请求输出相应的行驶，因此通过上述的文献的计算方法也能够计算出适当的总可行驶距离。因此，作为第二总可行驶距离运算，使用上述的文献的计算方法。
关于第二总可行驶距离运算，也可以与第一总可行驶距离同样地通过对应表检索来进行计算。在该情况下，进行对应表检索时使用的参数是蓄电池可输出电力量、请求输出以及剩余燃料电力量。此外，在下面的说明中，将在第二总可行驶距离运算中计算出的总可行驶距离也称为“第二总可行驶距离”。
图5和图6是示出在第一总可行驶距离运算中计算出的总可行驶距离(以下，也称为“第一总可行驶距离”)的一例的图。在图中，作为比较例，示出在请求输出大于燃料电池发电输出的情况下通过上述的文献的计算方法计算出的总可行驶距离。
在图5中，蓄电池可输出电力量为10[kWh]，剩余燃料电力量为80[kWh]，请求输出为20[kW]、25[kW]以及30[kW]。在图6中，蓄电池可输出电力量为10[kWh]，剩余燃料电力量为40[kWh]，请求输出为20[kW]、25[kW]以及30[kW]。在图5、图6中，燃料电池堆3的发电输出均为最大发电输出即15[kW]。
当将第一总可行驶距离与通过比较例的计算方法计算出的总可行驶距离进行比较时，总的来说比较例的总可行驶距离更长。而且，请求输出越大，则两者的误差越大。如上所述，比较例的总可行驶距离包含实际上无法进行与请求输出相应的行驶的燃料部分的可行驶距离。因而，在比较例的计算方法中，将比实际能够行驶的距离长的距离作为总可行驶距离显示给驾驶员，且请求输出越大，则实际的总可行驶距离与所显示的总可行驶距离之间的偏差越大。
与此相对地，第一总可行驶距离不包含实际上无法进行与请求输出相应的行驶的燃料部分的可行驶距离，因此本实施方式的控制例程能够向驾驶员显示适当的总可行驶距离。
如上所述，在本实施方式中，在请求输出大于燃料电池堆3的发电输出的情况下，基于燃料电池堆3(发电机)的发电输出相对于请求行驶输出的不足量和蓄电池2的剩余充电量，来计算总可行驶距离。由此，即使在请求输出超过燃料电池堆3的发电输出的情况下，也能够适当地计算出总可行驶距离。
另外，在本实施方式中，也可以将在总可行驶距离的计算中使用的燃料电池堆3的发电输出设为燃料电池堆3的最大发电输出。在请求输出超过燃料电池堆3的发电输出的情况下，如果蓄电池2的电力耗尽，则即使燃料残留，也无法进行与请求输出相应的行驶，因此燃料电池堆3的发电输出越大，则燃料消耗量越多。也就是说，通过将在总可行驶距离的计算中使用的燃料电池堆3的发电输出设为最大输出，能够计算有效地利用燃料剩余量的情况下的总可行驶距离。
另外，在本实施方式中，能够将请求输出设为基于过去的行驶数据计算出的值。在该情况下，能够计算与实际的驾驶员的驾驶特性相应的总可行驶距离。
另外，在本实施方式中，能够将请求输出设为预先存储的每种行驶状态下的代表性的请求行驶输出。在该情况下，能够计算与一般的行驶状况相应的总可行驶距离。
另外，在本实施方式中，能够将请求输出设为高负荷行驶时的值。由此，例如当在高速公路上行驶时，能够计算符合实际情况的总可行驶距离。
另外，在本实施方式中，能够将请求输出设为低负荷行驶时的值。由此，例如当在普通道路上行驶时，能够计算符合实际情况的总可行驶距离。
另外，在本实施方式中，向驾驶员显示所计算出的总可行驶距离。由此，驾驶员能够识别总可行驶距离。
另外，在本实施方式中，也可以是，驾驶员选择上述的各种请求输出中的任一种请求输出，基于所选择的请求行驶输出来计算总可行驶距离，并向驾驶员显示计算结果。在该情况下，计算出与驾驶员的行驶意图相应的总可行驶距离，从而驾驶员能够识别该总可行驶距离。
另外，在本实施方式中，也可以是，基于高负荷行驶的情况下的请求输出来计算高负荷总可行驶距离，基于低负荷行驶的情况下的请求输出来计算低负荷总可行驶距离，并向驾驶员显示高负荷总可行驶距离和低负荷总可行驶距离。在该情况下，驾驶员能够识别与行驶负荷的差异相应的总可行驶距离的差异。
(第二实施方式)
关于本实施方式，混合动力车辆的系统结构与第一实施方式的系统结构相同，但计算、显示总可行驶距离的控制例程的一部分不同于第一实施方式。下面，以不同点为中心来进行说明。此外，本实施方式的控制例程也与第一实施方式同样地，在燃料电池堆3的启动运转完成的状态下执行。
图7是示出本实施方式中的用于估计总行驶距离的控制例程的流程图。该控制例程被控制器8例如以数毫秒左右的间隔重复执行。图7的控制例程不同于图4的控制例程的方面在于：控制器8在第一总可行驶距离运算(步骤S50)之后，执行燃料箱的燃料剩余量是否相对于行驶第一总可行驶距离所需要的量而言不足的判定(步骤S55)。
第一总可行驶距离运算的前提是在行驶该距离的期间持续向燃料电池堆3供给燃料。例如，与第一实施方式同样地，考虑请求输出为20[kW]、燃料电池发电输出为15[kW]、当前的蓄电池可输出电力量为10[kWh]、请求输出为20[kW]时的平均车速为100[km/h]的情况。在该情况下，当与第一实施方式同样地将式子进行变形时，得到以下结果：能够以平均车速100[km/h]行驶2个小时，因此第一总可行驶距离为200[km]。也就是说，200[km]这一第一总可行驶距离是以燃料能够用2个小时为前提得到的值。
但是，例如，在式(1)中的产生燃料电池堆3的发电输出时的燃料消耗率为5[L/h]且燃料剩余量为5[L]的情况下，燃料1小时便耗尽，因此无法行驶200[km]。
因此，控制器8在步骤S55中判定燃料箱的燃料剩余量是否相对于行驶第一总可行驶距离所需要的量而言不足。具体地说，首先，控制器8根据燃料电池堆3的燃料消耗率和燃料剩余量来计算直到燃料剩余量耗尽为止的时间。此外，控制器8预先存储燃料电池堆3的每个发电输出的燃料消耗率。另外，通过公知的方法检测燃料剩余量。例如，在燃料箱7中设置燃料传感器来进行检测。
然后，控制器8将直到燃料耗尽为止的时间与在第一总可行驶距离运算的过程中计算出的可行驶时间进行比较，在直到燃料耗尽为止的时间较短的情况下，判断为燃料不足。
图8是将第一总可行驶距离与第二可行驶距离进行了对比的图。蓄电池可输出电力量为10[kWh]，剩余燃料电力量为15[kWh]，请求输出为20[kW]、25[kW]以及30[kW]。剩余燃料电力量为15[kW]意味着燃料剩余量为5[L]。
如在第一实施方式中所说明的那样，在请求输出大于燃料电池堆3的发电输出的情况下，相比于第二总可行驶距离运算而言，第一总可行驶距离运算能够计算出更接近实际能够行驶的距离的值。但是，在图8中，在请求输出为20[kW]的情况下，第一总可行驶距离为200[km]，但如上所述那样，实际上由于燃料不足而无法行驶200[km]。即，具有燃料这一第一总可行驶距离运算的前提瓦解，因此第一总可行驶距离的精度比第二总可行驶距离的精度差。
因此，在步骤S55的判定结果为“是”的情况下，控制器8在步骤S60中执行第二总可行驶距离运算。
在判定结果为“否”的情况下，说明能够行驶第一总可行驶距离，因此控制器8在步骤S70中显示第一总可行驶距离。
如上所述，在本实施方式中，在直到用于使燃料电池堆3运转的燃料耗尽为止的时间比直到能够用于行驶的蓄电池2的电力耗尽为止的时间短的情况下，将根据蓄电池2的剩余充电量决定的可行驶距离与根据使用全部剩余燃料量进行发电而获得的电力量决定的可行驶距离相加所得到的结果设为总可行驶距离。由此，在由于燃料比蓄电池2的电力先耗尽而导致实际上无法行驶第一总可行驶距离的情况下，能够计算出精度比第一总可行驶距离的精度高的总可行驶距离。
此外，一般是在燃料箱7中设置用于探测燃料剩余量的燃料传感器，并向驾驶员显示所探测到的燃料剩余量。而且，一般而言，如果燃料剩余量变少，则驾驶员补充燃料。因而，不易发生燃料剩余量比蓄电池2的电力先耗尽的情况。
(第三实施方式)
在第一实施方式和第二实施方式中，说明了在燃料电池堆3的启动运转完成的状态下计算总可行驶距离的控制例程，但在本实施方式中，说明即使在燃料电池堆3没有运转的状态下也能够高精度地计算总可行驶距离的控制例程。
应用本实施方式的混合动力车辆的系统结构与第一实施方式的系统结构相同。在该混合动力车辆中，在燃料电池堆3没有运转的状况下仅利用蓄电池2的电力行驶。另外，在本实施方式中使用的燃料电池堆3是SOFC，SOFC在从启动运转开始起直到启动运转结束为止需要数十分钟以上的时间。
因而，在燃料电池堆3的启动运转没有结束的状态下估计总可行驶距离的情况下，需要考虑蓄电池2的SOC、燃料剩余量从启动运转开始起直到启动运转结束为止发生变化的情况。因此，在本实施方式中，考虑上述的变化来估计总可行驶距离。
图9是示出本实施方式中的用于估计总行驶距离的控制例程的流程图。如下面说明的那样，在燃料电池堆3没有运转的情况下，控制器8将直到启动运转结束为止的行驶距离与启动运转结束后的可行驶距离相加来计算总可行驶距离。此外，该控制例程被控制器8例如以数毫秒左右的间隔重复执行。步骤S10-S70与第二实施方式所涉及的图7的控制例程相同。
在图9中，在执行步骤S10的处理之前，执行下面说明的步骤S2-S8的处理。
在步骤S2中，控制器8判定燃料电池堆3是否正在运转，在正在运转的情况下，执行在第二实施方式中说明的步骤S10及步骤S10以后的处理。
控制器8在步骤S2中判定为燃料电池堆3没有运转的情况下，在步骤S4中估计直到启动运转结束为止的行驶距离。具体地说，控制器8预先存储从燃料电池堆3的启动运转开始起直到启动运转结束为止所需要的时间，根据该时间和上述的平均车速来估计直到启动运转结束为止的行驶距离。
在步骤S6中，控制器8估计启动运转结束时的蓄电池2的SOC。具体地说，控制器8计算由于行驶步骤S4中估计出的距离而消耗的电力量，根据该电力量和当前的蓄电池2的SOC来估计启动运转结束时的蓄电池2的SOC。
在步骤S8中，控制器8估计启动运转结束时的燃料剩余量。具体地说，控制器8计算从启动运转开始起直到启动运转结束为止消耗的燃料量，根据该燃料量和当前的燃料剩余量来估计启动运转结束时的燃料剩余量。
控制器8在步骤S8的处理结束之后，执行步骤S10及步骤S10以后的处理。此时，在步骤S20中，控制器8计算利用步骤S6中估计出的蓄电池SOC能够输出的电力量、即蓄电池可输出电力量。在步骤S50中，控制器8将对通过上述的第一总可行驶距离运算计算出的值加上直到启动运转结束为止的行驶距离所得到的结果设为第一总可行驶距离。在步骤S60中，控制器8将式(2)的剩余燃料电力量Wfuel设为利用启动运转结束时的燃料剩余量提供的电力量来计算总可行驶距离，将对该计算值加上直到启动运转结束为止的行驶距离所得到的结果设为第二总可行驶距离。
如上所述，在本实施方式中，在燃料电池堆3没有运转的情况下，控制器8基于请求输出来估计直到燃料电池堆3的启动运转结束为止的行驶距离以及启动运转结束的时间点的蓄电池2的剩余充电量及燃料剩余量。然后，控制器8基于启动运转结束的时间点的蓄电池2的剩余充电量的估计值及燃料剩余量的估计值来进行第一总可行驶距离运算或第二总可行驶距离运算，由此计算出启动运转结束后的总可行驶距离。控制器8将启动运转结束后的总可行驶距离与直到启动运转结束为止的行驶距离相加得到的结果设为总可行驶距离。由此，在燃料电池堆3没有运转的情况下，能够计算出与等待启动运转的结束的期间内的蓄电池2的SOC的变化、燃料剩余量的变化相应的适当的总可行驶距离。
此外，在第一实施方式-第三实施方式中，说明了发电机为燃料电池系统200的情况，但不限于此。例如，在使用由内燃机和利用内燃机被驱动并进行发电的发电机构成的系统来代替燃料电池系统200的情况下，也能够应用各实施方式。这是由于，在利用内燃机进行发电的发电机的发电输出低于请求输出的情况下，产生与在第一实施方式-第三实施方式中解决的问题同样的问题。另外，内燃机的从启动运转开始到结束为止所需要的时间大幅地短于SOFC的从启动运转开始到结束为止所需要的时间，能够忽略从启动运转开始到结束为止的期间内的蓄电池2的SOC变化量、燃料剩余量的变化。
以上，说明了本发明的实施方式，但上述实施方式只不过示出本发明的应用例的一部分，并非意在将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体的结构。

Claims (14)

1.一种混合动力车辆的控制方法，在该混合动力车辆中，向负载供给蓄电池的充电电力和由发电机发电产生的发电电力，在所述控制方法中，
在车辆行驶时所需的电力即请求行驶输出大于所述发电机的发电输出的情况下，基于通过将所述蓄电池的可输出电力量除以所述发电输出相对于所述请求行驶输出的不足量所求出的时间以及平均车速，来计算总可行驶距离，该总可行驶距离为在用所述蓄电池的可输出电力量补充所述发电机的发电输出相对于所述请求行驶输出的不足量的情况下所述车辆的可行驶的距离。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制方法，其特征在于，
所述发电输出是所述发电机的最大发电输出。
3.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制方法，其特征在于，
在直到用于驱动所述发电机的燃料耗尽为止的时间比直到能够用于行驶的所述蓄电池的电力耗尽为止的时间短的情况下，
代替所述总可行驶距离的计算的结果，而将以下两个可行驶距离相加所得到的结果设为所述总可行驶距离，所述两个可行驶距离为：根据所述蓄电池的剩余充电量决定的可行驶距离；根据使用所述燃料的全部剩余量进行发电而获得的电力量决定的可行驶距离。
4.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制方法，其特征在于，
在所述发电机没有运转的情况下，
基于所述请求行驶输出，来计算直到所述发电机的启动运转结束为止的行驶距离，
基于所述请求行驶输出，来估计所述发电机的启动运转结束的时间点的所述蓄电池的剩余充电量和燃料的剩余量，
基于所述发电输出相对于所述请求行驶输出的不足量以及所述发电机的启动运转结束的时间点的所述蓄电池的剩余充电量的估计值，来计算所述发电机的启动运转结束后的可行驶距离，
将直到所述发电机的启动运转结束为止的行驶距离与所述发电机的启动运转结束后的可行驶距离相加得到的结果设为所述总可行驶距离。
5.根据权利要求3所述的混合动力车辆的控制方法，其特征在于，
在所述发电机没有运转的情况下，
基于所述请求行驶输出，来计算直到所述发电机的启动运转结束为止的行驶距离，
基于所述请求行驶输出，来估计所述发电机的启动运转结束的时间点的所述蓄电池的剩余充电量和所述燃料的剩余量，
使根据所述蓄电池的剩余充电量决定的可行驶距离为根据所述发电机的启动运转结束的时间点的所述蓄电池的剩余充电量决定的值，使根据使用所述燃料的全部剩余量进行发电而获得的电力量决定的可行驶距离为根据所述发电机的启动运转结束的时间点的所述燃料的剩余量的估计值决定的值。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的混合动力车辆的控制方法，其特征在于，
所述请求行驶输出是基于过去的行驶数据计算出的值。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的混合动力车辆的控制方法，其特征在于，
所述请求行驶输出是预先存储的每种行驶状态下的请求行驶输出。
8.根据权利要求1至5中的任一项所述的混合动力车辆的控制方法，其特征在于，
所述请求行驶输出是高负荷行驶时的值。
9.根据权利要求1至5中的任一项所述的混合动力车辆的控制方法，其特征在于，
所述请求行驶输出是低负荷行驶时的值。
10.根据权利要求1至5中的任一项所述的混合动力车辆的控制方法，其特征在于，
向驾驶员显示所计算出的所述总可行驶距离。
11.根据权利要求1至5中的任一项所述的混合动力车辆的控制方法，
将由驾驶员从基于过去的行驶数据计算出的值、预先存储的每种行驶状态下的请求行驶输出、高负荷行驶时的值以及低负荷行驶时的值中选择出的值用作所述请求行驶输出。
12.根据权利要求11所述的混合动力车辆的控制方法，其特征在于，
基于由驾驶员选择出的请求行驶输出来计算所述总可行驶距离，并向驾驶员显示所计算出的所述总可行驶距离。
13.根据权利要求1至5中的任一项所述的混合动力车辆的控制方法，其特征在于，
基于高负荷行驶的情况下的请求行驶输出，来计算高负荷总可行驶距离，
基于低负荷行驶的情况下的请求行驶输出，来计算低负荷总可行驶距离，向驾驶员显示所述高负荷总可行驶距离和所述低负荷总可行驶距离。
14.一种混合动力车辆的控制装置，在该混合动力车辆中，向负载供给蓄电池的充电电力和由发电机发电产生的发电电力，所述控制装置具备：
请求行驶输出获取部，其获取车辆行驶时所需的电力即请求行驶输出；
剩余充电量获取部，其获取所述蓄电池的剩余充电量；以及
可行驶距离计算部，其在所述请求行驶输出大于所述发电机的发电输出的情况下，基于通过将所述蓄电池的可输出电力量除以所述发电输出相对于所述请求行驶输出的不足量所求出的时间以及平均车速，来计算总可行驶距离，该总可行驶距离为在用所述蓄电池的可输出电力量补充所述发电机的发电输出相对于所述请求行驶输出的不足量的情况下所述车辆的可行驶的距离。
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