JP5504035B2 - 充電制御方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えば燃料電池車両に設けられた燃料電池の発電電力を蓄電し、走行時のアシストを行う蓄電装置の充電制御方法に関するものである。

従来から、燃料電池と高電圧のバッテリとを併用した燃料電池システムにより、車両走行用の電動機を駆動する燃料電池車両が知られている。この種の燃料電池システムは、例えば、登坂路を走行することにより燃料電池の負荷が大きくなり、この燃料電池の出力が不足してしまうような場合、出力の不足分をバッテリからの出力でアシストすることができるようになっている。
また、燃料電池は発電に伴い発熱し、この発熱を放置すると劣化が進行する。このため、燃料電池を所定の許容温度以下に冷却するために、冷却ポンプによって冷却水を循環させ、この冷却水を介して熱交換器（ラジエータ）により燃料電池の熱量を大気側に放出している。

このようなことから、燃料電池の冷却を適切に行いつつ、必要なときにバッテリが十分な出力を発揮できるように、バッテリの充電量（ＳＯＣ；Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を制御するさまざまな技術が提案されている。
例えば、車両がこれから走行する走行路の走行条件に関する情報をナビゲーションシステムから取得し、取得した情報に基づいて冷却水の温度が許容上限温度を超えないように燃料電池の発電量を補正すると共に、補正された燃料電池の発電量と予測される出力を得るために必要な燃料電池の発電量の差異に応じて、バッテリの目標ＳＯＣ値を設定しようとする技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−５３０５１号公報

しかしながら、上述の従来技術にあっては、誘導経路情報に基づいて、バッテリの目標ＳＯＣ値を設定することになるので、ナビゲーションシステムからの情報だけでは得にくい車両による運転状況の差を考慮できない。このため、適切にバッテリの目標ＳＯＣ値を設定しにくいという課題がある。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、より適正にバッテリのＳＯＣを制御することができる充電制御方法を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、少なくとも１つの蓄電装置（例えば、第一実施形態における高圧バッテリ１５）を有する電動車両（例えば、第一実施形態における燃料電池車１）に備えられ、閾値（例えば、第一実施形態における所定値Ｂ１）以上のＳＯＣを保つように制御される蓄電装置の充電制御方法であって、前記電動車両の走行経路を記憶する走行経路記憶工程と、前記走行経路記憶工程による前記走行経路の記憶時に、前記走行経路上の区間、および地点の何れか一方における蓄電装置のＳＯＣを記憶するＳＯＣ記憶工程と、前記走行経路と前記ＳＯＣを記憶したよりも後に、記憶された前記走行経路上の区間、および地点の何れか一方を走行することが予測された場合、予め設定された基準値と記憶されている前記ＳＯＣとに基づいて、ＳＯＣ余裕度（例えば、第一実施形態におけるＳＯＣ余裕度Ａ１）を算出するＳＯＣ余裕度算出工程（例えば、第一実施形態におけるステップＳ２１）と、前記ＳＯＣ余裕度算出工程において算出された余裕度が、前記走行経路上の区間、および地点の何れか一方を走行後に基準値以下となる場合には、この基準値以下となる前記走行経路上の区間、および地点の何れか一方を走行するよりも前に、前記蓄電装置の充電を促進する充電促進工程（例えば、第一実施形態におけるステップＳ４０）と、前記充電促進工程により、事前に充電を促進した後、記憶された前記走行経路上の区間、および地点の何れか一方を走行した際、今回記憶されたＳＯＣ余裕度の値が、以前に記憶されたＳＯＣ余裕度の値よりも小さい場合、記憶する値を今回のＳＯＣ余裕度の値に更新する記憶値更新工程（例えば、第一実施形態におけるステップＳ５４）と、からなることを特徴とする。

このような方法とすることで、実際に電動車両が走行した走行経路上の区間、および地点の何れか一方における蓄電装置のＳＯＣに基づいて、蓄電装置の充電制御を行うことができる。また、車両による運転状況の差を考慮して必要な場合のみ蓄電装置への充電を促進することができる。
ここで、事前に充電を促進したにも関わらず、前回のＳＯＣ余裕度以下になった場合は、以前に記憶されたＳＯＣ余裕度の値を使用することが充電制御の精度を悪化させる虞があると考えられえるので、記憶値更新工程により記憶値を更新することで、充電制御の精度を高めることが可能になる。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の充電制御方法であって、前記電動車両は、燃料電池を備えた燃料電池車両（例えば、第一実施形態における燃料電池車１）であることを特徴とする。

このような方法とすることで、蓄電装置のアシストが不足なく行われ、高負荷運転時の出力制限を防止することが可能になる。

請求項３に記載した発明は、請求項２に記載の充電制御方法であって、前記記憶値更新工程に、前記燃料電池の最低セル電圧を記憶するセル電圧記憶工程を含み、前記記憶値更新工程よりも後に、前記走行経路上の区間、および地点の何れか一方を走行することが予測された場合、現在の最低セル電圧を検出するセル電圧検出工程と、以前に前記セル電圧記憶工程で記憶された最低セル電圧と、現在の最低セル電圧とに基づいて、前記ＳＯＣ余裕度を補正する余裕度補正工程と、を有することを特徴とする。

このような方法とすることで、最低セル電圧による燃料電池の劣化度合いを判別でき、この劣化度合いに応じてＳＯＣ余裕度を補正することができる。

請求項４に記載した発明は、電源装置（例えば、第一実施形態における電源システム６０）として少なくとも蓄電装置（例えば、第一実施形態における高圧バッテリ１５）を有する電動車両（例えば、第二実施形態における燃料電池車１）に備えられ、閾値（例えば、第二実施形態における所定値Ｂ２）以上のＳＯＣを保つように制御される蓄電装置の充電制御方法であって、前記電動車両は少なくとも一つの駆動装置を備え、前記電動車両の走行経路を記憶する走行経路記憶工程と、前記走行経路記憶工程による前記走行経路の記憶時に、前記走行経路上の区間、および地点の何れか一方における前記電源装置、および駆動装置の少なくとも何れか一方の目標出力を記憶する目標出力記憶工程と、前記走行経路記憶工程による前記走行経路の記憶時に、前記走行経路上の区間、および地点の何れか一方における前記電源装置、および駆動装置の少なくとも何れか一方の実測出力を記憶する実測出力記憶工程と、前記走行経路と出力を記憶したよりも後に、記憶された走行経路上の区間、および地点の何れか一方を走行することが予測された場合、記憶された前記目標出力と前記実測出力とに基づいて、出力余裕度を算出する出力余裕度算出工程（例えば、第二実施形態におけるステップＳ２１０）と、前記出力余裕度算出工程により算出された出力余裕度が閾値以下の場合には、予測されている走行経路上の区間、および地点の何れか一方を走行するよりも前に、前記蓄電装置の充電を促進する充電促進工程（例えば、第一実施形態におけるステップＳ４０）と、前記充電促進工程により、事前に充電を促進した後、記憶された前記走行経路上の区間、および地点の何れか一方を走行した際、今回記憶された出力余裕度の値が、以前に記憶された出力余裕度の値よりも小さい場合、記憶する値を今回の出力余裕度の値に更新する記憶値更新工程（例えば、第二実施形態におけるステップＳ５４０）と、からなることを特徴とする。

このような方法とすることで、実際に電動車両が走行した走行経路上の区間、および地点の何れか一方における電源装置、および駆動装置の少なくとも何れか一方に基づいて、蓄電装置の充電制御を行うことができる。また、車両による運転状況の差を考慮して必要な場合のみ蓄電装置への充電を促進することができる。
ここで、事前に充電を促進したにも関わらず、前回の出力余裕度以下になった場合は、以前に記憶された出力余裕度の値を使用することが充電制御の精度を悪化させる虞があると考えられえるので、記憶値更新工程により出力余裕度の値を更新することで、充電制御の精度を高めることが可能になる。

請求項５に記載した発明は、請求項４に記載の充電制御方法であって、前記電動車両は、燃料電池（例えば、第二実施形態における燃料電池１３）を備えた燃料電池車両（例えば、第二実施形態における燃料電池車１）であることを特徴とする。

このような方法とすることで、蓄電装置のアシストが不足なく行われ、高負荷運転時の出力制限を防止することが可能になる。

請求項１に記載した発明によれば、実際に電動車両が走行した走行経路上の区間、および地点の何れか一方における蓄電装置のＳＯＣに基づいて、蓄電装置の充電制御を行うことができる。このため、蓄電装置によるアシストがより必要であると考えられる地点に近づいたとき、この地点に到着するよりも前に通常より多く充電し、アシスト不足を防止することができる。また、車両による運転状況の差を考慮して必要な場合のみ蓄電装置への充電を促進することができるので、適正なバッテリのＳＯＣ制御を行うことができる。
また、記憶値更新工程によりＳＯＣ余裕度を更新することで、充電制御の精度を高めることが可能になる。

請求項２に記載した発明によれば、蓄電装置のアシストが不足なく行われ、高負荷運転時の出力制限を防止することが可能になる。

請求項３に記載した発明によれば、最低セル電圧による燃料電池の劣化度合いを判別でき、この劣化度合いに応じてＳＯＣ余裕度を補正することができる。
ここで、燃料電池の劣化がある場合、より蓄電装置のアシストが必要になると考えられるため、最低セル電圧から算出した劣化度合いでＳＯＣ余裕度を補正することで、アシスト不足をより確実に防ぐことができる。

請求項４に記載した発明によれば、実際に電動車両が走行した走行経路上の区間、および地点の何れか一方における電源装置、および駆動装置の少なくとも何れか一方に基づいて、蓄電装置の充電制御を行うことができる。このため、蓄電装置によるアシストがより必要であると考えられる地点に近づいたとき、この地点に到着するよりも前に通常より多く充電し、アシスト不足を防止することができる。また、車両による運転状況の差を考慮して必要な場合のみ蓄電装置への充電を促進することができるので、適正なバッテリのＳＯＣ制御を行うことができる。
また、記憶値更新工程により出力余裕度を更新することで、充電制御の精度を高めることが可能になる。

請求項５に記載した発明によれば、蓄電装置のアシストが不足なく行われ、高負荷運転時の出力制限を防止することが可能になる。

本発明の第一実施形態における燃料電池車に搭載されている燃料電池システムのブロック図である。 本発明の第一実施形態におけるコントローラ全体の充電制御方法の流れを示すフローチャートである。 本発明の第一実施形態における冷却制御方法の流れを示す説明図であって、（ａ）〜（ｃ）は、燃料電池車が道路を走行している状態を示す。 本発明の第一実施形態における余裕度判断部での処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第一実施形態におけるＳＯＣ余裕度の変化を示すグラフである。 本発明の第一実施形態における走行履歴記憶部での処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第一実施形態における駆動モータの出力、および高圧バッテリのＳＯＣの変化を示すグラフである。 本発明の第二実施形態における燃料電池車に搭載されている燃料電池システムのブロック図である。 本発明の第二実施形態における余裕度判断部での処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第二実施形態における出力余裕度の変化を示すグラフである。 本発明の第二実施形態における正常運転時の燃料電池、駆動システム、および高圧バッテリの出力変化を示すグラフである。 本発明の第二実施形態における出力制限がかかる場合の燃料電池、駆動システム、および高圧バッテリの出力変化を示すグラフである。 本発明の第二実施形態における走行履歴記憶部での処理の流れを示すフローチャートである。

（第一実施形態）
（燃料電池車）
次に、この発明の第一実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
図１は、燃料電池車１に搭載されている燃料電池システム２のブロック図である。
同図に示すように、燃料電池システム２は、動力源となる駆動システム５０と、この駆動システム３の電源となる電源システム６０とを備えている。

駆動システム５０は、駆動モータ４と、駆動モータ４の駆動を制御するＰＤＵ（パワードライブトレインユニット）５と、燃料電池システム２から駆動モータ４に供給される電力を調整するＶＣＵ（ボルテージコントロールユニット）６とを備えている。
駆動モータ４は、不図示のギヤを介して燃料電池車１の車輪に接続されている。駆動モータ４が回転することにより、燃料電池車１が走行するようになっている。

（燃料電池システム）
電源システム６０は、燃料電池１３と、燃料電池１３にＶＣＵ６を介して接続されている高圧バッテリ１５とを備えている。
燃料電池１３は、例えば、数十個から数百個のセルが積層されたスタック構造である。各セルは、膜電極構造体（ＭＥＡ）を一対のセパレータで挟持して構成される。膜電極構造体は、アノード電極（陽極）およびカソード電極（陰極）の２つの電極と、これら電極に挟持された固体高分子電解質膜とで構成される。通常、両電極は、固体高分子電解質膜に接して酸化・還元反応を行う触媒層と、この触媒層に接するガス拡散層とから形成される。

このような燃料電池１３には、アノード電極（陽極）側に水素ガスが供給され、カソード電極（陰極）側に酸素を含む空気が供給されると、これらの電気化学反応により発電する。この燃料電池１３の各セパレータの間には、冷却水が流れる冷却水循環路（不図示）が形成されており、これにより電気化学反応により発熱した燃料電池１３が冷却されるようになっている。
また、燃料電池１３で発電された電力は、ＶＣＵ６、およびＰＤＵ５を介して駆動モータ４に供給されると共に、ＶＣＵ６を介して高圧バッテリ１５に供給される。

高圧バッテリ１５は、例えば、リチウムイオン電池等の二次電池や、キャパシタ等により構成されたものであって、燃料電池１３で発電した電力を蓄電するようになっている。また、必要に応じて駆動モータ４に電力を供給し、駆動モータ４の駆動を補助する。
すなわち、駆動システム５０、および電源システム６０には、コントローラ３０が接続されており、このコントローラ３０によって、燃料電池１３の電力を駆動モータ４に供給したり高圧バッテリ１５に供給したりするようになっている。

コントローラ３０は、走行履歴記憶部３１と、余裕度判断部３２と、充電促進制御部３３と、ＦＣセル電圧安定性判断部３４とを有している。
走行履歴記憶部３１は、ＧＰＳ衛星等から受信したＧＰＳ信号等に基づいて、コントローラ３０に接続されているＧＰＳ装置２５によって求められた燃料電池車１の走行位置を記憶すると共に、記憶された走行位置における高圧バッテリ１５のＳＯＣを記憶するためのものである。

余裕度判断部３２は、走行履歴記憶部３１に記憶された高圧バッテリ１５のＳＯＣと、ＳＯＣの目標値との差に基づいて、高圧バッテリ１５に余裕があるか否かを判断するためのものである。
充電促進制御部３３は、余裕度判断部３２の判断結果に基づいて、高圧バッテリ１５への充電を促進させるためのものである。

ＦＣセル電圧安定性判断部３４は、燃料電池１３の電圧センサ３５に接続されており、燃料電池１３のセル電圧を検出している。そして、この検出結果に基づいて、燃料電池１３の発電力が安定しているか否かを判断している。すなわち、燃料電池１３の最低セル電圧や平均セル電圧（セルＶレベル）を検出している（セル電圧検出工程）。これら最低セル電圧や平均セル電圧の値は、走行履歴記憶部３１に記憶されるようになっている。

（高圧バッテリの充電制御方法）
より詳しく、高圧バッテリ１５の充電制御方法について説明する。
図２は、コントローラ３０全体の充電制御方法の流れを示すフローチャート、図３は、充電制御方法の流れを示す説明図であって、（ａ）〜（ｃ）は、燃料電池車１が道路Ｒを走行している状態を示す。

図２、図３（ａ）に示すように、まず、燃料電池車１のイグニションスイッチをオンにすると、コントローラ３０が起動して燃料電池１３の冷却制御が開始する。そして、燃料電池車１が道路Ｒ上の走行を始めると、ＧＰＳ装置２５によって求められた燃料電池車１の走行位置が以前走行したことのある地点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に近づいているか否かの判断を行う（ステップＳ１０）。

ここで、以前走行したことのある地点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に近づいているか否かの判断方法としては、燃料電池車１の現在位置を中心とした任意の範囲を余裕度判断範囲Ｈ１として設定し、この余裕度判断範囲Ｈ１内に以前走行したことのある地点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が入った場合、燃料電池車１の現在位置が以前走行したことのある地点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に近づいていると判断する。

余裕度判断範囲Ｈ１は、現在の燃料電池車１の走行速度に基づいて決定される。すなわち、燃料電池車１が以前走行したことのある地点（例えば、図３（ａ）における地点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）に到達するまでに、事前に高圧バッテリ１５を十分充電しておくことが可能な範囲を余裕度判断範囲Ｈ１として決定する。これにより、例えば燃料電池車１が高速道路を走行している場合よりも一般道路を走行している場合の余裕度判断範囲Ｈ１の半径Ｘが短くなる。

図２、図３（ｂ）に示すように、ステップＳ２０における判断が「Ｙｅｓ」、つまり、余裕度判断範囲Ｈ１内に以前走行したことのある地点（例えば、図３（ｂ）における地点Ｐ１）が存在する場合、余裕度判断部３２における処理を開始する（ステップＳ２０）。
そして、事前に高圧バッテリ１５を充電しておく必要があるか否かの判断を行う（ステップＳ３０）。

ステップＳ３０における判断が「Ｙｅｓ」、つまり、事前に高圧バッテリ１５を充電しておく必要がある場合、充電促進制御部３３からの出力信号に基づいて高圧バッテリ１５の充電が促進される（ステップＳ４０、充電促進工程）。そして、以前走行したことのある地点Ｐ１を通過するまでに高圧バッテリ１５の事前充電を完了させる（図３（ｃ）参照）。

続いて、ステップＳ５０における処理が完了した後、走行履歴記憶部３１における処理を開始する（ステップＳ５０）。そして、イグニションスイッチがオフか否かの判断を行う（ステップＳ６０）。
ステップＳ６０における判断が「Ｎｏ」、つまり、イグニションスイッチがオフされていない場合、再びステップＳ１０に戻り、燃料電池車１の走行位置が以前走行したことのある地点に近づいているか否かの判断を行う。

一方、ステップＳ１０における判断が「Ｎｏ」、つまり、燃料電池車１の走行位置が以前走行したことのある地点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に近づいていない場合、ステップＳ５０に進み、走行履歴記憶部３１における処理を開始する。
また、ステップＳ３０における判断が「Ｎｏ」、つまり、事前に高圧バッテリ１５を充電しておく必要がない場合もステップＳ５０に進み、走行履歴記憶部３１における処理を開始する。

ステップＳ６０における判断が「Ｙｅｓ」、つまり、イグニションスイッチがオフである場合、これまでに走行した履歴の全てのデータを記憶する（ステップＳ７０）。そして、コントローラ３０が停止して高圧バッテリ１５の充電制御が終了する。

ここで、ステップＳ７０における走行履歴の記憶作業は、全てコントローラ３０に設けられている不図示のＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶される。一方、走行履歴記憶部３１において記憶される走行履歴の記憶作業は、全て不図示のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶される。すなわち、再度イグニションスイッチをオンにしたとき、走行履歴記憶部３１は、ＲＯＭから記憶されたデータを呼出し、処理を開始することになる。

（余裕度判断部）
次に、図４、図５に基づいて、余裕度判断部３２における処理について説明する。
図４は、余裕度判断部３２における処理の流れを示すフローチャートである。
同図に示すように、余裕度判断部３２では、まず、以前に記憶された高圧バッテリ１５のＳＯＣの実測値、つまり、走行履歴記憶部３１に記憶されている高圧バッテリ１５のＳＯＣの値からＳＯＣの基準値を減算し、ＳＯＣ余裕度Ａ１を算出する（ステップＳ２１、ＳＯＣ余裕度算出工程）。

ここで、ＳＯＣの基準値は、ＳＯＣの目標値、許容上限値、許容下限値、および変化量の何れかの値を用いることができる。これらＳＯＣの目標値、許容上限値、および許容下限値は、高圧バッテリ１５のスペック（仕様）に基づいて設定される。
例えばＳＯＣの目標値は、高圧バッテリ１５の満充電に対して約５０％程度に設定されている。ＳＯＣの変化量は、任意の２地点間で消費された高圧バッテリ１５の電力消費量に基づいて設定される。すなわち、任意の２地点間の高圧バッテリ１５の充電量における変化量の許容値がＳＯＣの変化量として設定される。
なお、以下の説明においては、ＳＯＣの基準値として、ＳＯＣの目標値を用いた場合について説明し、その他、ＳＯＣの基準値として許容上限値、許容下限値、および変化量の何れかの値を用いた場合についての説明を省略する。

また、ステップＳ２１において算出されたＳＯＣ余裕度Ａ１を、走行履歴記憶部３１に記憶されている最低セル電圧や平均セル電圧の値に基づいて補正してもよい（余裕度補正工程）。例えば、最低セル電圧が低くなれば燃料電池１３の劣化が進んでいると判断し、ＳＯＣ余裕度Ａ１の値を小さく補正する。

続いて、ＳＯＣ余裕度Ａ１と所定値Ｂ１とを比較し、ＳＯＣ余裕度Ａ１が所定値Ｂ１以下であるか否かの判断を行う（ステップＳ２２）。
ここで、所定値Ｂ１とは、算出されたＳＯＣ余裕度Ａ１の値が高圧バッテリ１５を事前に充電を促進する必要があるか否かを判断するための指標となる値である。

具体的に、図５に基づいて説明する。
図５は、縦軸をＳＯＣ余裕度Ａ１とし、横軸を以前に記憶された高圧バッテリ１５のＳＯＣの実測値からＳＯＣの目標値を減算した値とした場合のＳＯＣ余裕度Ａ１の変化を示すグラフである。同図に示すように、ＳＯＣの目標値に対してＳＯＣの実測値が小さければ小さいほど、高圧バッテリ１５のＳＯＣに余裕がないということになる。

すなわち、例えば、図３における地点Ｐ１において、以前に地点Ｐ１を通過した際のＳＯＣ余裕度Ａ１の値が所定値Ｂ１以下であれば、高圧バッテリ１５の出力が不足し、燃料電池１３を十分にアシストできなかったということになる。このため、事前に高圧バッテリ１５の充電を促進しておくことにより、運転者の要求トルクを満たすことが可能になる。

このようなことから、所定値Ｂ１の値は、高圧バッテリ１５のスペック、および燃料電池１３のスペックに応じて設定される値となる。
また、所定値Ｂ１の値は、走行履歴記憶部３１により記憶されている地点ごとに予め設定されている。例えば、コントローラ３０に予め地図情報等を記憶しておき、登坂路等の高負荷走行となる地点では、高圧バッテリ１５の電力消費量が大きくなるので、この分所定値Ｂ１を大きく設定しておく。

ステップＳ２２における判断が「Ｙｅｓ」、つまり、ＳＯＣ余裕度Ａ１が所定値Ｂ１以下である場合、事前に高圧バッテリ１５の充電を促進させておく必要があると判断する（ステップＳ２３）。そして、余裕度判断部３２における処理が完了し、ステップＳ３０（図２参照）に進む。
一方、ステップＳ２２における判断が「Ｎｏ」、つまり、ＳＯＣ余裕度Ａ１が所定値Ｂ１よりも大きい場合、事前に高圧バッテリ１５の充電を促進させておく必要がないと判断する（ステップＳ２４）。そして、余裕度判断部３２における処理が完了し、ステップＳ３０（図２参照）に進む。

（走行履歴記憶部）
次に、図６に基づいて、走行履歴記憶部３１における処理について説明する。
図６は、走行履歴記憶部３１における処理の流れを示すフローチャートである。
同図に示すように、走行履歴記憶部３１では、まず、ＧＰＳ装置２５によって求められた燃料電池車１の走行位置を位置データとして記憶すると共に、記憶された走行位置での
高圧バッテリ１５のＳＯＣをＳＯＣデータとして記憶する（走行経路記憶工程、ＳＯＣ記憶工程）。これら位置データとＳＯＣデータは、互いに対応付けされて保存される。

そして、以前走行した地点を再び走行する際、以前に同じ地点を走行したときのＳＯＣ余裕度Ａ１の値よりも今回余裕度判断部３２によって算出されたＳＯＣ余裕度Ａ１の値が小さいか否かの判断を行う（ステップＳ５１）。
ステップＳ５１における判断が「Ｎｏ」、つまり、以前に同じ地点を走行したときのＳＯＣ余裕度Ａ１の値よりも今回余裕度判断部３２によって算出されたＳＯＣ余裕度Ａ１の値が大きい場合、ＳＯＣ余裕度Ａ１の値を更新せず（ステップＳ５２）、走行履歴記憶部３１における処理が終了する。

一方、ステップＳ１１における判断が「Ｙｅｓ」、つまり、以前に同じ地点を走行したときのＳＯＣ余裕度Ａ１の値よりも今回余裕度判断部３２によって算出されたＳＯＣ余裕度Ａ１の値が小さい場合、位置データを記憶すると共に（ステップＳ５３）、ＳＯＣ余裕度Ａ１の値を更新する（ステップＳ５４、記憶値更新工程）。そして、走行履歴記憶部３１における処理が完了し、ステップＳ２０（図２参照）に進む。

ここで、ステップＳ５４において、ＳＯＣ余裕度Ａ１の値を更新する他、このＳＯＣ余裕度Ａ１の値を更新するタイミングでＦＣセル電圧安定性判断部３４によって検出された燃料電池１３の最低セル電圧や平均セル電圧を記憶する（セル電圧記憶工程）。
これら最低セル電圧や平均セル電圧の値を、前述の余裕度判断部３２により算出されたＳＯＣ余裕度Ａ１を補正するための値として用いる。

このような高圧バッテリ１５の充電制御方法のもと、以前に燃料電池車１により走行したことのある地点で、かつ以前に走行した際、高負荷運転等により高圧バッテリ１５のＳＯＣが十分でなかった地点に近づくと、つまり、燃料電池車１の走行中、余裕度判断範囲Ｈ１内（図３参照）に、以前高負荷運転した地点（例えば図３（ａ）における地点Ｐ１）が入ると、事前に高圧バッテリ１５の充電が促進される（図３（ｂ）参照）。
このため、その地点を走行する際、高圧バッテリ１５のＳＯＣが不足して燃料電池１３を十分にアシストできなくなる虞を防止できる（図３（ｃ）参照）。

より具体的に、図７に基づいて説明する。
図７は、縦軸を駆動システム５０の駆動モータ４の出力、高圧バッテリ１５のＳＯＣ、および高圧バッテリ１５の充電促進（ＯＮ）、停止（ＯＦＦ）とし、横軸を燃料電池車１の走行距離とした場合の、駆動モータ４の出力、および高圧バッテリ１５のＳＯＣの変化を示すグラフである。なお、図７中、本第一実施形態の充電制御を行った場合の駆動モータ４の出力、および高圧バッテリ１５のＳＯＣの変化を破線で示し、従来の駆動モータ４の出力、および高圧バッテリ１５のＳＯＣの変化を実線で示している。

同図に示すように、従来は、高負荷運転地点に近づくに従い、高圧バッテリ１５のＳＯＣが減少し、ＳＯＣが許容下限値を下回らないよう駆動モータ４の出力制限がかかる（図７におけるＫ１部、Ｋ２部参照）。
一方、本第一実施形態の充電制御を行う場合、高負荷運転地点に近づくと、事前に高圧バッテリ１５の充電が促進され、高負荷運転地点に近づく前に、高圧バッテリ１５のＳＯＣが十分確保される。このため、高負荷運転地点付近において、高圧バッテリ１５の燃料電池１３に対するアシストが十分行われ、駆動モータ４に出力制限がかからず、所望の出力を発揮できる。

（効果）
したがって、上述の第一実施形態によれば、燃料電池車１による運転状況の差を考慮して必要に応じて事前に高圧バッテリ１５の充電を促進することができるので、駆動モータ４の出力が制限される可能性を低減できる。よって、適正な制御を行うことにより、運転者が要求する走行性能を確実に維持することが可能になる。

また、図４に示す余裕度判断部３２での処理におけるステップＳ２１では、燃料電池１３の発電安定性に基づいてＳＯＣ余裕度Ａ１を補正するので、より精度よくＳＯＣ余裕度Ａ１を算出することが可能になる。
さらに、所定値Ｂ１の値は、走行履歴記憶部３１により記憶されている地点ごとに予め設定されているので、必要以上に所定値Ｂ１を設定する必要がなく、余裕度判断部３２でのデータ量を必要最低限に抑えることができる。このため、制御の簡素化を図ることが可能になる。そして、例えば、コントローラ３０に予め地図情報等を記憶しておき、登坂路等の高負荷走行となる地点では、高圧バッテリ１５の消費量が大きくなるので、この分所定値Ｂ１を大きく設定しておくことで、余裕度判断部３２での判断結果の精度を高めることができる。

また、図６に示す走行履歴記憶部３１での処理において、ＳＯＣ余裕度Ａ１を更新する記憶値更新工程（ステップＳ５４）を設けることによって、充電制御の精度を高めることが可能になる。すなわち、事前に高圧バッテリ１５の充電を促進したにも関わらず、前回のＳＯＣ余裕度以下になってしまった場合には、以前に記憶されたＳＯＣ余裕度Ａ１の値を使用することが充電制御の精度を悪化させる虞があると考えられる。このため、記憶値更新工程により記憶値を更新することで、充電制御の精度を高めることが可能になる。

なお、上述の第一実施形態では、ＧＰＳ装置２５によって求められた燃料電池車１の走行位置を位置データとして記憶すると共に、記憶された走行位置での高圧バッテリ１５のＳＯＣを検出する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、所定の走行区間ごとのＳＯＣの変化量を検出し、この変化量に基づいて所定の走行区間に近づいたとき、事前に高圧バッテリ１５の充電を促進するか否かの判断を行うようにしてもよい。

この場合、走行履歴記憶部３１には、高圧バッテリ１５のＳＯＣの変化量が記憶される一方、余裕度判断部３２での処理におけるステップＳ２１では、以前に記憶された高圧バッテリ１５のＳＯＣの変化量からＳＯＣの変化量の許容値を減算し、ＳＯＣ余裕度Ａ１を算出することになる。

（第二実施形態）
次に、この発明の第二実施形態を図２を援用し、図８〜図１３に基づいて説明する。なお、第一実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明する。
図８は、燃料電池車１に搭載されている燃料電池システム２００のブロック図である。
この第二実施形態において、燃料電池システム２は、動力源となる駆動システム５０と、この駆動システム３の電源となる電源システム６０とを備えている点、駆動システム５０は、駆動モータ４と、駆動モータ４の駆動を制御するＰＤＵ５と、燃料電池システム２から駆動モータ４に供給される電力を調整するＶＣＵ６とを備えている点、電源システム６０は、燃料電池１３と、燃料電池１３にＶＣＵ６を介して接続されている高圧バッテリ１５とを備えている点、駆動システム５０、および電源システム６０には、コントローラ３００が接続されており、このコントローラ３００によって、燃料電池１３の電力を駆動モータ４に供給したり高圧バッテリ１５に供給したりするようになっている点等の基本的構成は、前述した第一実施形態と同様である。

ここで、この第二実施形態と第一実施形態との相違点は、第一実施形態では、走行履歴記憶部３１に記憶されている高圧バッテリ１５のＳＯＣの値からＳＯＣの基準値を減算し、余裕度判断部３２によってＳＯＣ余裕度Ａ１を算出し、このＳＯＣ余裕度Ａ１に基づいて事前に高圧バッテリ１５の充電を促進するか否かの判断を行うのに対し、第二実施形態では、駆動モータ４、燃料電池１３、および高圧バッテリ１５の少なくとも何れかの出力に基づいて、事前に高圧バッテリ１５の充電を促進するか否かの判断を行う点にある。

すなわち、コントローラ３００は、駆動システム５０の出力、燃料電池１３の出力、および高圧バッテリ１５の出力を検出可能に構成されている。コントローラ３００は、走行履歴記憶部３１０と、余裕度判断部３２０と、充電促進制御部３３と、ＦＣセル電圧安定性判断部３４を有している。

走行履歴記憶部３１０は、ＧＰＳ衛星等から受信したＧＰＳ信号等に基づいてＧＰＳ装置２５によって求められた燃料電池車１の走行位置を記憶すると共に、記憶された走行位置における駆動システム５０の出力、燃料電池１３の出力、高圧バッテリ１５の出力、および外気温等を記憶するためのものである。

余裕度判断部３２０は、走行履歴記憶部３１０に記憶された駆動システム５０の出力と、その地点での駆動システム５０の目標出力との差、燃料電池１３の出力と、その地点での燃料電池１３の目標出力との差、および高圧バッテリ１５の出力と、その地点での高圧バッテリ１５の目標出力との差に基づいて、高圧バッテリ１５に余裕があるか否かを判断するためのものである。

このような構成のもと、コントローラ３００全体の冷却制御方法の流れは、図２に示すように、前述の第一実施形態と同様になるが、走行履歴記憶部３１０における処理と、余裕度判断部３２０における処理が前述の第一実施形態と異なってくる。
なお、高圧バッテリ１５の充電制御を行うにあたり、駆動モータ４、燃料電池１３、および高圧バッテリ１５の何れかの出力を用いても基本的な制御方法は同様であるので、以下の説明においては、高圧バッテリ１５の出力を用いて高圧バッテリ１５の充電制御を行う場合についてのみ説明する。

ここで、図８に示すように、高圧バッテリ１５の出力を検出する場合、例えば高圧バッテリ１５とＶＣＵ６との間に電流センサ２１、および電圧センサ２２を取り付け、高圧バッテリ１５の出力を検出できるようになっている。

（余裕度判断部）
図９は、第二実施形態における余裕度判断部３２０での処理の流れを示すフローチャートである。
同図に示すように、余裕度判断部３２０における処理では、走行履歴記憶部３１で記憶された高圧バッテリ１５の実測出力データから目標出力データを減算し、出力余裕度Ａ２を算出する（ステップＳ２１０、出力余裕度算出工程）。
なお、前述の第一実施形態と同様に、出力余裕度Ａ２を、燃料電池１３の最低セル電圧等に基づいて補正してもよい（出力余裕度補正工程）。

続いて、出力余裕度Ａ２と所定値Ｂ２とを比較し、出力余裕度Ａ２が所定値Ｂ２以下であるか否かの判断を行う（ステップＳ２２０）。
ここで、所定値Ｂ２とは、出力余裕度Ａ２の値が、事前に高圧バッテリ１５を充電する必要があるか否かの判断を行うための指標となる値である。

より詳しく、図１０〜図１２に基づいて説明する。
図１０は、縦軸を出力余裕度Ａ２とし、横軸を実測出力データから目標出力データを減算した値とした場合の出力余裕度Ａ２の変化を示すグラフ、図１１は、正常運転時の燃料電池１３、駆動システム５０、および高圧バッテリ１５の出力変化を示すグラフ、図１２は、出力制限がかかる場合の燃料電池１３、駆動システム５０、および高圧バッテリ１５の出力変化を示すグラフである。

図１０〜図１２に示すように、目標出力データに対して実測出力データが小さければ小さいほど、出力に余裕がないということになる。
つまり、正常運転時には、実測出力Ｊ１（図１１における実線参照）が目標出力Ｍ１（図１１における点線参照）を満たす。また、燃料電池１３、駆動システム５０、および高圧バッテリ１５の上限出力Ｕ１（図１１における破線参照）が目標出力Ｍ１’を下回ることがない。

一方、出力制限がかかる場合、燃料電池１３、駆動システム５０、および高圧バッテリ１５の上限出力Ｕ２，Ｕ２’（図１２における破線参照）が目標出力Ｍ２，Ｍ２’（図１２における点線参照）を下回ってしまい、この結果、目標出力Ｍ２，Ｍ２’（図１２における点線参照）に対して実測出力Ｊ２，Ｊ２’（図１２における実線参照）が小さくなる。
ここで、所定値Ｂ２よりも出力余裕度Ａ２が下回った場合、高圧バッテリ１５のＳＯＣが不足していると判断する。

このようなことから、所定値Ｂ２の値は、燃料電池１３のスペックに応じて設定される値となる。
また、所定値Ｂ２の値は、走行履歴記憶部３１０により記憶されている地点ごとに予め設定されている。例えば、コントローラ３００に予め地図情報等を記憶しておき、登坂路等の高負荷走行となる地点では、高圧バッテリ１５の消費量が大きくなるので、この分所定値Ｂ２を大きく設定しておく。

ステップＳ２２０における判断が「Ｙｅｓ」、つまり、出力余裕度Ａ２が所定値Ｂ２以下である場合、事前に高圧バッテリ１５の充電を促進する必要があると判断する（ステップＳ２３０）。そして、余裕度判断部３２０における処理が完了し、ステップＳ３０（図２参照）に進む。
一方、ステップＳ２２０における判断が「Ｎｏ」、つまり、出力余裕度Ａ２が所定値Ｂ２よりも大きい場合、事前に高圧バッテリ１５の充電を促進する必要がないと判断する（ステップＳ２４０）。そして、余裕度判断部３２０における処理が完了し、ステップＳ３０（図２参照）に進む。

この後、充電促進制御部３３によって、高圧バッテリ１５の充電が促進される（図２におけるステップＳ４０、充電促進工程）。そして、走行履歴記憶部３１０における処理が開始される。

（走行履歴記憶部）
図１３は、第二実施形態における走行履歴記憶部３１０での処理の流れを示すフローチャートである。
同図に示すように、走行履歴記憶部３１０の処理は、前述の第一実施形態の走行履歴記憶部３１の処理と基本的には同様である。ここで、走行履歴記憶部３１０における記憶値更新工程が前述の第一実施形態と異なってくる。

すなわち、走行履歴記憶部３１０では、まず、ＧＰＳ装置２５によって求められた燃料電池車１の走行位置を位置データとして記憶すると共に、記憶された走行位置での高圧バッテリ１５の目標出力を目標出力データとして、また実測出力を実測出力データとして記憶する（走行経路記憶工程、目標出力記憶工程、実測出力記憶工程）。これら位置データ、目標出力データ、および実測出力データは、互いに対応付けされて保存される。

なお、目標出力とは、例えば運転者の操作によるアクセル開度に基づいて決定する。すなわち、例えば燃料電池車１への要求出力トルクが大きい場合、アクセル開度が大きくなるので、目標出力が大きくなる。
また、走行履歴記憶部３１０での処理におけるステップＳ５４０では、ＳＯＣ余裕度Ａ１に代わって出力余裕度Ａ２の値を更新する（記憶値更新工程）。

したがって、上述の第二実施形態によれば、前述の第一実施形態と同様の効果に加え、実際に燃料電池車１が走行した走行経路上の地点における高圧バッテリ１５に対する目標出力、および実際の高圧バッテリ１５の出力（実測出力）に基づいて、高圧バッテリ１５の充電制御を行うことができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の第二実施形態では、ＧＰＳ装置２５によって求められた位置データと各出力データとを対応付け、各出力データに基づいて高圧バッテリ１５の充電制御を行う場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、所定の走行区間と各出力データとを対応付け、所定の走行区間に近づいたとき、事前に高圧バッテリ１５の充電を促進するか否かを判断してもよい。

また、上述の第二実施形態では、コントローラ３００は、駆動システム５０の出力、燃料電池１３の出力、および高圧バッテリ１５の出力を検出可能に構成され、これらの出力に基づいて高圧バッテリ１５の充電制御を行う場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、コントローラ３００を、駆動システム５０の出力、燃料電池１３の出力、および高圧バッテリ１５の出力の少なくとも何れかを検出可能に構成し、検出された出力に基づいて高圧バッテリ１５の充電制御を行うように構成してもよい。
さらに、上述の実施形態では、燃料電池車１に搭載されている燃料電池システム２，２００の高圧バッテリ１５の充電制御方法について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ハイブリッド車に用いられる高圧バッテリにも上述の実施形態を適用することが可能である。

１…燃料電池車 ２，２００…燃料電池システム ４…駆動モータ ５…ＰＤＵ １３…燃料電池 １４…燃料電池冷却システム １５…高圧バッテリ ２１…電流センサ ２２，３５…電圧センサ ２５…ＧＰＳ装置 ３０，３００…コントローラ ３１，３１０…走行履歴記憶部 ３２，３２０…余裕度判断部 ３３…充電促進制御部 ５０…駆動システム ６０…電源システム Ａ１…ＳＯＣ余裕度 Ａ２…出力余裕度、Ｂ１，Ｂ２…所定値 Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…地点 Ｓ５４，Ｓ５４０…記憶値更新工程 Ｓ２１…ＳＯＣ余裕度算出工程 Ｓ４０…充電促進工程 Ｓ２１０…出力余裕度算出工程

Claims (5)

1. 少なくとも１つの蓄電装置を有する電動車両に備えられ、閾値以上のＳＯＣを保つように制御される蓄電装置の充電制御方法であって、
   前記電動車両の走行経路を記憶する走行経路記憶工程と、
   前記走行経路記憶工程による前記走行経路の記憶時に、前記走行経路上の区間、および地点の何れか一方における蓄電装置のＳＯＣを記憶するＳＯＣ記憶工程と、
   前記走行経路と前記ＳＯＣを記憶したよりも後に、記憶された前記走行経路上の区間、および地点の何れか一方を走行することが予測された場合、予め設定された基準値と記憶されている前記ＳＯＣとに基づいて、ＳＯＣ余裕度を算出するＳＯＣ余裕度算出工程と、
   前記ＳＯＣ余裕度算出工程において算出された余裕度が、前記走行経路上の区間、および地点の何れか一方を走行後に基準値以下となる場合には、この基準値以下となる前記走行経路上の区間、および地点の何れか一方を走行するよりも前に、前記蓄電装置の充電を促進する充電促進工程と、
   前記充電促進工程により、事前に充電を促進した後、記憶された前記走行経路上の区間、および地点の何れか一方を走行した際、今回記憶されたＳＯＣ余裕度の値が、以前に記憶されたＳＯＣ余裕度の値よりも小さい場合、記憶する値を今回のＳＯＣ余裕度の値に更新する記憶値更新工程と、
   からなることを特徴とする充電制御方法。
2. 請求項１に記載の充電制御方法であって、
   前記電動車両は、燃料電池を備えた燃料電池車両であることを特徴とする充電制御方法。
3. 請求項２に記載の充電制御方法であって、
   前記記憶値更新工程に、前記燃料電池の最低セル電圧を記憶するセル電圧記憶工程を含み、
   前記記憶値更新工程よりも後に、前記走行経路上の区間、および地点の何れか一方を走行することが予測された場合、現在の最低セル電圧を検出するセル電圧検出工程と、
   以前に前記セル電圧記憶工程で記憶された最低セル電圧と、現在の最低セル電圧とに基づいて、前記ＳＯＣ余裕度を補正する余裕度補正工程と、
   を有することを特徴とする充電制御方法。
4. 電源装置として少なくとも蓄電装置を有する電動車両に備えられ、閾値以上のＳＯＣを保つように制御される蓄電装置の充電制御方法であって、
   前記電動車両は少なくとも一つの駆動装置を備え、
   前記電動車両の走行経路を記憶する走行経路記憶工程と、
   前記走行経路記憶工程による前記走行経路の記憶時に、前記走行経路上の区間、および地点の何れか一方における前記電源装置、および駆動装置の少なくとも何れか一方の目標出力を記憶する目標出力記憶工程と、
   前記走行経路記憶工程による前記走行経路の記憶時に、前記走行経路上の区間、および地点の何れか一方における前記電源装置、および駆動装置の少なくとも何れか一方の実測出力を記憶する実測出力記憶工程と、
   前記走行経路と出力を記憶したよりも後に、記憶された走行経路上の区間、および地点の何れか一方を走行することが予測された場合、記憶された前記目標出力と前記実測出力とに基づいて、出力余裕度を算出する出力余裕度算出工程と、
   前記出力余裕度算出工程により算出された出力余裕度が閾値以下の場合には、予測されている走行経路上の区間、および地点の何れか一方を走行するよりも前に、前記蓄電装置の充電を促進する充電促進工程と、
   前記充電促進工程により、事前に充電を促進した後、記憶された前記走行経路上の区間、および地点の何れか一方を走行した際、今回記憶された出力余裕度の値が、以前に記憶された出力余裕度の値よりも小さい場合、記憶する値を今回の出力余裕度の値に更新する記憶値更新工程と、
   からなることを特徴とする充電制御方法。
5. 請求項４に記載の充電制御方法であって、
   前記電動車両は、燃料電池を備えた燃料電池車両であることを特徴とする充電制御方法。

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