JP7369617B2 - 発電機制御方法及び発電機制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、発電機制御方法及び発電機制御装置に関する。

特許文献１には、ハイブリッド車両において、目的地までの走行に必要な電力を基に、将来のバッテリの充電電力量を予測し、目的地に到着した際に目標充電電力量になるように発電機としての内燃機関によるバッテリへの充電開始時刻を設定する起電力装置が提案されている。

国際公開第２０１１／０７７５２８号公報

近年、外部電源からバッテリへの充電を可能するハイブリッド車両が普及している。このようなハイブリッド車両において、目的地までの走行中のバッテリの充電電力量は外部電源による充電電力量に依存する。しかしながら、特許文献１においては、外部電源によるバッテリへの充電は想定されていない。

特に、外部電源によるバッテリへの充電を行うか否かは、ハイブリッド車両のユーザの選択によるものである。したがって、ユーザの予定によっては当初の計画されていた外部電源によるバッテリへの充電が実行されない場合も想定される。このため、外部電源によるバッテリへの充電が可能なハイブリッド車両においては、目的地までの走行中におけるバッテリの充電電力量を適切に維持するような発電機の動作の制御が困難になるという問題がある。

このような事情に鑑み、本発明は、車載の発電機及び外部電源からバッテリへの充電が可能であるハイブリッド車両において、予め定められる走行計画の進行中におけるバッテリ電力量をより好適に維持することのできる発電機制御方法及び発電機制御装置を提供することを目的とする。

本発明のある態様によれば、走行モータと、走行モータに電力を供給可能なバッテリと、バッテリに供給する発電電力を生成する発電機と、外部電源からの電力を用いてバッテリを充電する充電器と、を備えるハイブリッド車両で実行される発電機制御方法が提供される。この発電機制御方法では、ハイブリッド車両に設定される走行予定、及び停車中に実行が予定される外部充電に関する外部充電予定を含む走行計画を取得し、走行予定及び外部充電予定に基づいて、走行計画が進行している過程のハイブリッド車両のバッテリ電力量の基本値である推定基本バッテリ電力量を演算し、推定基本バッテリ電力量に対して発電機の発電電力量を加算した第１推定バッテリ電力量が所定の下限閾値以上に維持されるように発電機の第１発電開始時刻を設定する。また、この発電機制御方法では、第１推定バッテリ電力量に対して、予定されていた外部充電が実行されない場合の減少分を反映した第２推定バッテリ電力量を推定し、第２推定バッテリ電力量が下限閾値以上に維持されるように、第１発電開始時刻よりも前の第２発電開始時刻を設定する。そして、第２発電開始時刻において発電が開始されるように発電機を制御する。

本発明によれば、バッテリに車載の発電機及び外部電源から充電が可能であるハイブリッド車両において、予め定められる走行計画中にバッテリの充電電力量をより好適に調節することができる。

図１は、各実施形態に共通する発電機制御装置を含むハイブリッド車両の構成を説明する図である。 図２は、走行計画の具体的な内容を説明する表である。 図３は、第１実施形態によるＳＯＦＣシステム制御方法を説明するフローチャートである。 図４は、第１ＳＯＦＣ運転設定処理の内容を説明するフローチャートである。 図５は、外部充電判定処理の内容を説明するフローチャートである。 図６は、第２ＳＯＦＣ運転設定処理の内容を説明するフローチャートである。 図７は、第２実施形態によるＳＯＦＣシステム制御方法を説明するフローチャートである。 図８は、第２実施形態の第２ＳＯＦＣ運転設定処理を説明するフローチャートである。 図９は、第２実施形態のＳＯＦＣシステム制御方法を適用した場合におけるバッテリ電力量の経時変化を示すタイミングチャートである。 図１０Ａは、第１発電開始時刻でＳＯＦＣシステムの発電を開始した場合のバッテリ電力量等の具体的な数値の例を示す表である。 図１０Ｂは、第２発電開始時刻でＳＯＦＣシステムの発電を開始した場合のバッテリ電力量等の具体的な数値の例を示す表である。 図１１は、第３実施形態の第２運転設定更新処理の内容を説明するフローチャートである。 図１２は、第４実施形態のＳＯＦＣシステム制御方法を適用した場合におけるバッテリ電力量の経時変化を示すタイミングチャートである。 図１３は、第５実施形態の発電量調節処理の具体的内容を説明するフローチャートである。 図１４は、発電開始時刻更新処理の内容を説明するフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の第１～第６実施形態について説明する。

［共通構成］
先ず、各実施形態に共通する構成について説明する。

図１は、各実施形態に共通する発電機制御装置（コントローラ６０）を備えたハイブリッド車両１０の概略構成を説明する図である。

図示のように、ハイブリッド車両１０は、該ハイブリッド車両１０を駆動する走行モータ２０と、走行モータ２０に電力を供給可能なバッテリ３０と、バッテリ３０に供給する電力を生成する発電機としてのＳＯＦＣシステム４０と、外部電源からの電力を用いてバッテリ３０を充電する充電器としての車載充電器５０と、ＳＯＦＣシステム４０及び車載充電器５０の動作を制御するコントローラ６０と、を備える。

走行モータ２０は、三相交流モータで構成されており、主としてバッテリ３０からの電力供給を受け、ハイブリッド車両１０の駆動力を生成する。なお、走行モータ２０は、走行状態（例えば回生ブレーキの作動状態）に応じて発電機として機能し、バッテリ３０に回生電力を供給する。

また、走行モータ２０には、主としてバッテリ３０から供給される直流電力を交流電力に変換する一方で、当該走行モータ２０で発電した交流の回生電力を直流電力に変換するモータインバータ２０ａが設けられている。

バッテリ３０は、リチウムイオン二次電池等の二次電池で構成される。以下、バッテリ３０に蓄えられている電力量を「バッテリ電力量Ｃ」とも称する。

ＳＯＦＣシステム４０は、発電源としてのＳＯＦＣ（固体酸化物形燃料電池：solid oxide fuel cell）と、ＳＯＦＣに改質燃料ガス及び酸化ガスを供給するための改質器及びエアブロアと、ＳＯＦＣ及び改質器などを所望の動作温度に暖機するための燃焼器等の加熱装置と、ＳＯＦＣの出力電力を制御するコンバータ等の電力変換器と、を含む。そして、これらＳＯＦＣシステム４０のアクチュエータ類は、コントローラ６０により操作される。

車載充電器５０は、外部接続ポート５２を介して図示しない外部電源から供給される充電電力をバッテリ３０に供給する充電回路により構成される。

コントローラ６０は、中央演算装置（ＣＰＵ）などの演算・制御装置、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（ＲΑＭ）などの記憶装置、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏインターフェース）などの入出力装置を備えたコンピュータで構成され、後述する各実施形態における処理を実行可能となるようにプログラムされている。なお、コントローラ６０は一つの装置として構成されていても良いし、複数の装置に分けられ、各処理を当該複数の装置で分散処理するように構成されていても良い。

特に、コントローラ６０は、ハイブリッド車両１０の乗員などから入力される走行計画に基づいて、ＳＯＦＣシステム４０の動作（起動、停止、及び出力など）を制御する。

図２は、走行計画の具体的な内容を説明する表である。

図示のように、走行計画には、ハイブリッド車両１０に設定される走行予定、及び停車中に実行が予定される外部電源によるバッテリ３０への充電（以下、単に「外部充電」とも称する）に関する外部充電予定を含む。

先ず、走行予定には、走行計画が進行する時刻に応じた車両の走行期間（トリップ）及び停車期間、及び消費電力量の情報が含まれる。これら情報は、ユーザ等により予め指定される１又は複数の走行ルート、当該走行ルートにおける出発地から目的地までの走行経路、走行距離、道路情報（勾配、渋滞状況、及びプローブ交通情報）、出発時刻、及び目的地への到着時刻などにより定まる。

なお、以下の説明では、走行計画に複数のトリップが含まれることを想定して、全てのトリップ（合計の数をＩとする）を時刻順に、トリップ１、トリップ２・・・、トリップＩと称する。また、これらの中の任意の一つについて説明する場合には、「トリップｉ」（１≦ｉ≦Ｉ）と記載する。これに応じて、走行計画に含まれる複数の停車期間を時刻順に、停車予定０、停車期間１・・・停車予定Ｉ－１と称する。また、これらの中の任意の一つについて説明する場合には、「停車期間ｋ」（０≦ｋ≦Ｉ－１）と記載する。したがって、トリップｉの直前における停車時間帯（外部充電が実行され得る時間帯）は「停車期間ｉ－１」となる。

また、ユーザ等により走行ルートの指定は、例えばハイブリッド車両１０に搭載されるカーナビゲーションシステム又はスマートフォン等の所定の端末機器への入力情報に基づいて、ハイブリッド車両１０内の任意の記憶領域又は外部サーバから取得可能な地図情報を用いて適宜定めることができる。

さらに、外部充電予定には、外部充電が予定される停車期間ｋ（０≦ｋ≦Ｉ－１）における予定の充電電力量（以下、「予定外部充電電力量Ｗ_{po_k}」とも称する）が含まれる。

なお、予定外部充電電力量Ｗ_{po_k}は、ユーザ等が指定する充電スタンド等の外部電源を備える充電設備及び充電時間から求めることができる。すなわち、コントローラ６０は、例えば、ユーザ等が指定する充電設備の充電能力（充電可能電力）と充電時間の積により予定外部充電電力量Ｗ_{po_k}を求めることができる。

そして、本実施形態において、コントローラ６０は、図２に示す走行計画を自身の記憶装置又は所定の方式で通信可能な外部サーバに構成される走行計画データベースに記憶させる。そして、コントローラ６０は、ユーザ等による新たな目的地の入力などの走行計画の変更が指定された場合、或いは当該走行計画データベースに既に走行予定時刻を過ぎているなどの古いトリップが含まれる場合などの走行計画データベースの更新が必要な場合には、これを適宜実行する。

上記前提構成の下、各実施形態に係るＳＯＦＣシステム制御方法の詳細について説明する。

［第１実施形態］
図３は、本実施形態におけるＳＯＦＣシステム制御方法を説明するフローチャートである。なお、コントローラ６０は、本フローチャートに係る処理を所定の演算周期で繰り返し実行する。

ステップＳ１００において、コントローラ６０は、走行計画データベースから走行計画を読み出す。

ステップＳ２００において、コントローラ６０は得られた走行計画に基づいて、ハイブリッド車両１０のトリップｉの走行により消費される電力である予定消費電力Ｐ_{cp_i}を演算する。具体的に、コントローラ６０は、ハイブリッド車両１０のトリップｉの道路情報などに基づいてトリップｉの走行におけるハイブリッド車両１０の平均電費を定める。そして、この平均電費にトリップｉにおける走行距離を乗じて得られる消費電力量を当該トリップｉにおける走行時間で除することで予定消費電力Ｐ_{cp_i}を求める。なお、各トリップ１～ｉにおけるハイブリッド車両１０の平均電費のバラつきが無視できる場合（全トリップ１～ｉにおいて平均電費が略一定である場合）には、平均電費に全てのトリップ１～ｉの合計走行距離を乗じて得られる全消費電力量をトリップ１～ｉの合計走行時間で除した平均消費電力を予定消費電力Ｐ_{cp_i}としても良い。

次に、ステップＳ３００において、コントローラ６０は推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）を演算する。ここで、推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）とは、トリップｉの走行以前に予定されている外部充電が実行されることを前提として、ＳＯＦＣシステム４０の発電による充電を考慮しない場合における時刻ｔのバッテリ３０の充電電力量の推定値を表す関数である。

具体的に、コントローラ６０は、以下の式（１）に基づいて、走行計画の進行中における時刻ｔの推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）を演算する。

なお、式（１）中の「ｔ_is」はトリップｉの開始時刻、「ｔ_ie」はトリップｉの完了時刻を表す。また、ｉ＝１のときの推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）の値、すなわちＣ_{b_1}（ｔ_1s）は、走行計画の実行開始時におけるバッテリ電力量Ｃ（初期電力量）である。また、式（１）中の「Σ_k=0 ^i-1Ｗ_{po_k}」はトリップｉの直前の停車期間ｉ―１までにおける予定外部充電電力量Ｗ_{po_k}の総和である。さらに、右辺第３項及び第４は、走行計画の実行開始時ｔ_1sから時刻ｔ（ｔ≧ｔ_is）までにおいて走行により消費される総電力量に相当する。

次に、ステップＳ４００において、コントローラ６０は、推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）が予め設定される所定の下限閾値Ｃ__th未満となり得るか否かを判定する。ここで、下限閾値Ｃ__thは、バッテリ電力量Ｃの不足を回避する観点から許容され得る下限値であり、例えば０［ｋＷｈ］などに設定される。

コントローラ６０は、推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）が下限閾値Ｃ__th未満にならないと判断すると本処理を終了する。すなわち、この場合、本走行計画においては、ＳＯＦＣシステム４０による発電を実行せずとも、バッテリ電力量Ｃが不足しないものと推定し、本走行計画中においてＳＯＦＣシステム４０を起動させないようにする。

一方、コントローラ６０は、推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）が下限閾値Ｃ__th未満となり得ると判断すると、ステップＳ５００の処理に移行する。

ステップＳ５００において、コントローラ６０は、第１ＳＯＦＣ運転設定処理を実行する。

図４は、第１ＳＯＦＣ運転設定処理の内容を説明するフローチャートである。

ステップＳ５１０において、コントローラ６０は、推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）の基本電力量最小値Ｃ_bmを演算する。ここで、基本電力量最小値Ｃ_bmとは、推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）を変数ｉ及び変数ｔの関数とみた場合の最小値である。すなわち、基本電力量最小値Ｃ_bmは、走行計画における全てのトリップ１～Ｉにおける推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）の値の中で最も低い値である。

そして、上述のステップＳ４００の判定において、走行計画中において推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）が下限閾値Ｃ__th未満となり得ると判断されていることから、この基本電力量最小値Ｃ_bmは下限閾値Ｃ__th未満となる。

なお、以下では、推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）がこの基本電力量最小値Ｃ_bmとなる時刻を「最小到達時刻Ｔ_cm」と称する。

特に、推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）は、ハイブリッド車両１０が走行しているトリップ中において単調減少し停車期間中には実質的に減少しないことが想定される。このため、最小到達時刻Ｔ_cmはトリップ１～Ｉの何れかの終了時刻と実質的に一致する。以下では、最小到達時刻Ｔ_cmがトリップｉにおける終了時刻ｔ_ieと実質的に一致するものとする。

次に、ステップＳ５２０において、コントローラ６０は、第１発電開始時刻Ｔ_Gs1を設定する。

ここで、第１発電開始時刻Ｔ_Gs1は、推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）を下限閾値Ｃ__th以上とするように増大させる観点から定まるＳＯＦＣシステム４０の発電の開始時刻である。

具体的に、先ず、コントローラ６０は、ＳＯＦＣシステム４０の発電開始時刻ｔ_Gs、及び走行計画の進行中の時刻ｔにおけるＳＯＦＣシステム４０の発電電力量Ｗ_G（ｔ）の関係を以下の式（２）のように設定する。

なお、式（２）中の「ｔ_Ge」は、ＳＯＦＣシステム４０の発電を停止する時刻（以下、「発電停止時刻ｔ_Ge」と称する）を意味する。また、「Ｐ_G」はＳＯＦＣシステム４０に設定される出力に応じた発電電力を意味する。特に、本実施形態では発電電力Ｐ_Gを、ＳＯＦＣシステム４０の運転点がエネルギー効率の観点から最適となるような値（以下、「基本値Ｐ_b」とも称する）に設定する。

また、コントローラ６０は、以下の式（３）のように、推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）にＳＯＦＣシステム４０の発電分を加算した補正値である第１推定バッテリ電力量Ｃ_{1_i}（ｔ）を演算する。

そして、コントローラ６０は、さらに、式（２）及び式（３）を用いて、第１推定バッテリ電力量Ｃ_{1_i}（ｔ）が変数ｔに対して下限閾値Ｃ__th以上に維持されるような発電開始時刻ｔ_Gsの値を決定する。

特に、コントローラ６０は、最小到達時刻Ｔ_cmにおける第１推定バッテリ電力量Ｃ_{1_i}（ｔ）の値、すなわち「Ｃ_{1_i}（Ｔ_cm）」が下限閾値Ｃ__th以上となるように、第１発電開始時刻Ｔ_Gs1を定める。言い換えると、基本電力量最小値Ｃ_bmが下限閾値Ｃ__thと略一致するように、第１発電開始時刻Ｔ_Gs1を定める。より詳細には、コントローラ６０は、式（２）及び式（３）に対してＣ_{1_i}（Ｔ_cm）＝Ｃ__thという条件を適用したときの発電開始時刻ｔ_Gsの値が第１発電開始時刻Ｔ_Gs1であるものとして、当該第１発電開始時刻Ｔ_Gs1を演算する。

具体的に、コントローラ６０は、式（２）及び式（３）に対してＣ_{1_i}（Ｔ_cm）＝Ｃ__thを適用して以下の式（４）及び式（５）を得る。

そして、コントローラ６０は、上記式（４）及び式（５）を変形した以下の式（６）に基づき第１発電開始時刻Ｔ_Gs1を演算する。

次に、ステップＳ５３０において、コントローラ６０は、発電停止時刻ｔ_Geを最小到達時刻Ｔ_cmと一致する第１発電停止時刻Ｔ_Ge1に設定する。これにより、バッテリ電力量Ｃを下限閾値Ｃ__th以上に維持しつつ、ＳＯＦＣシステム４０の運転時間をできるだけ短くするように発電を停止することができる。

次に、ステップＳ５４０において、コントローラ６０は、第１暖機開始時刻Ｔ_ws1を演算する。ここで、第１暖機開始時刻Ｔ_ws1とは、ＳＯＦＣシステム４０において発電が可能となるまでに要求される暖機時間を考慮して、上記第１発電停止時刻Ｔ_Ge1において暖機が完了してＳＯＦＣシステム４０が開始されるように設定されるシステム起動指令タイミングである。

具体的に、コントローラ６０は、ステップＳ５３０で定めた第１発電開始時刻Ｔ_Gs1から、ＳＯＦＣシステム４０の特性に応じて定まる要求暖機時間を減算して第１暖機開始時刻Ｔ_{ws1_i}を定める。

図３に戻り、コントローラ６０はステップＳ５００の処理を終了すると、ステップＳ６００の処理を実行する。

ステップＳ６００において、コントローラ６０は、外部充電判定処理を実行する。

図５は、外部充電判定処理の内容を説明するフローチャートである。

図示のように、先ずステップＳ６１０において、コントローラ６０は、外部電源による充電を行うための外部充電操作の有無を判定する。

より詳細には、コントローラ６０は、外部充電が予定されている停車期間ｉ－１の開始時点から予め設定される充電検知時間が経過するまでに、ハイブリッド車両１０の外部接続ポート５２へ充電インターフェースのアクセス（充電ガンの挿入や非接触充電信号の受信など）を検知する処理を行う。

そして、コントローラ６０は、充電検知時間の間に充電インターフェースのアクセスを検知すると、ステップＳ６２０の処理に移行する。ステップＳ６２０において、コントローラ６０は外部充電実行フラグをＯＮにした後に本処理を終了する。

一方、コントローラ６０は、充電検知時間の間に充電インターフェースのアクセスを検知したかった場合は、ステップＳ６３０の処理に移行する。ステップＳ６３０において、コントローラ６０は外部充電実行フラグをＯＦＦにした後に本処理を終了する。

なお、上記ステップＳ６１０における充電インターフェースのアクセスの検知の有無の判定を、上述した停車期間ｉ－１の開始時点から充電検知時間の経過までの間継続的に行う態様に代えて、又はこれとともに走行計画の外部充電予定に含まれる予定充電開始時刻を経過したタイミングで実行するようにしても良い。

図３に戻り、コントローラ６０はステップＳ６００の処理を終了すると、ステップＳ７００の処理を実行する。

ステップＳ７００において、コントローラ６０は、外部充電実行フラグがＯＮであるか否かを判定する。

そして、コントローラ６０は、外部充電実行フラグがＯＮである場合には本ルーチンを終了する。すなわち、この場合、予定されていた外部充電が実際に実行されたものとみなされ、外部充電が実行されることを前提として設定された上述の第１暖機開始時刻Ｔ_{ws1_i}、第１発電開始時刻Ｔ_Gs1、及び第１発電停止時刻Ｔ_{Ge1_i}を維持する。したがって、この場合、コントローラ６０は第１発電開始時刻Ｔ_Gs1及び第１発電停止時刻Ｔ_{Ge1_i}に基づいて、トリップｉ中におけるＳＯＦＣシステム４０の運転制御（特に起動及び停止の制御）を行う。

一方、コントローラ６０は、外部充電実行フラグがＯＮではないと判断すると、ステップＳ８００の処理に移行する。

ステップＳ８００において、コントローラ６０は、第２ＳＯＦＣ運転設定処理を実行する。

図６は、第２ＳＯＦＣ運転設定処理の内容を説明するフローチャートである。先ずステップＳ８１０において、コントローラ６０は、上述した第１推定バッテリ電力量Ｃ_{1_i}（ｔ）に対して、予定されていた停車期間ｉ－１における外部充電が実行されないことによる電力減少分（すなわち、予定外部充電電力量Ｗ_{po_i-1}）を反映した第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）を演算する。

すなわち、コントローラ６０は、以下の式（７）に基づいて第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）を演算する。

ステップＳ８３０において、コントローラ６０は、第２発電開始時刻Ｔ_Gs2を演算する。具体的に、コントローラ６０は、式（７）で定まる第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）が、トリップｉに係るｔ_is≦ｔ≦ｔ_ieの時間帯の間で下限閾値Ｃ__th以上となるようなＳＯＦＣシステム４０の発電開始時刻ｔ_Gsを第２発電開始時刻Ｔ_Gs2として演算する。

特に、コントローラ６０は、予定されていた外部充電が実行されない停車期間ｉ－１の次のトリップｉにおいて、時刻ｔ＝ｔ_ieの第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）の値（すなわち、トリップｉにおける最小値）が下限閾値Ｃ__thと略一致するような発電開始時刻ｔ_Gsを第２発電開始時刻Ｔ_Gs2として演算する。

具体的に、コントローラ６０は、以下の式（８）から第２発電開始時刻Ｔ_Gs2を演算する。

式（８）において、未知数は「Ｔ_Gs2」のみである。したがって、コントローラ６０は、式（８）に基づいて第２発電開始時刻Ｔ_Gs2を求めることができる。そして、コントローラ６０は、第２発電開始時刻Ｔ_{Gs2_i}から、ＳＯＦＣシステム４０の要求暖機時間を減算して第２暖機開始時刻Ｔ_ws2を求めることができる。

ステップＳ８４０において、コントローラ６０は、新たな発電停止時刻ｔ_Geとしての第２発電停止時刻Ｔ_Ge2を演算する。具体的に、コントローラ６０は、第２発電停止時刻Ｔ_Ge2をトリップｉの終了時刻ｔ_ieとする。

次に、ステップＳ８５０において、コントローラ６０は、第２暖機開始時刻Ｔ_ws2を演算する。ここで、第２暖機開始時刻Ｔ_ws2とは、ＳＯＦＣシステム４０において発電が可能となるまでに要求される暖機時間を考慮して、上記第２発電停止時刻Ｔ_Ge2において暖機が完了してＳＯＦＣシステム４０が開始されるように設定されるシステム起動指令タイミングである。

具体的に、コントローラ６０は、ステップＳ８３０で定めた第２発電開始時刻Ｔ_{Gs2_i}から、ＳＯＦＣシステム４０の要求暖機時間を減算して第２暖機開始時刻Ｔ_ws2を求める。

図３に戻り、コントローラ６０は、ステップＳ８００を終了すると本ルーチンを完了する。そして、コントローラ６０は、設定した第２暖機開始時刻Ｔ_ws2、第２発電開始時刻Ｔ_Gs2、及びに第２発電停止時刻Ｔ_Ge2に基づいて、トリップｉ中におけるＳＯＦＣシステム４０の運転制御（特に起動及び停止の制御）を行う。

これにより、上述のようにある停車期間ｉ－１で予定されていた外部充電が実行されない場合においても、次のトリップｉにおいてバッテリ電力量Ｃが不足しないように、ＳＯＦＣシステム４０の運転を制御することができる。

以上説明した構成を有する本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。

本実施形態では、走行モータ２０と、走行モータ２０に電力を供給可能なバッテリ３０と、バッテリ３０に供給する発電電力を生成する発電機としてのＳＯＦＣシステム４０と、外部電源からの電力を用いてバッテリ３０を充電する充電器としての車載充電器５０と、を備えるハイブリッド車両１０で実行される発電機制御方法としてのＳＯＦＣシステム制御方法が提供される。

このＳＯＦＣシステム制御方法では、ハイブリッド車両１０に設定される走行予定（トリップｉ）、及び停車中（停車期間ｉ－１）に実行が予定される外部充電に関する外部充電予定を含む走行計画を取得し（図３のステップＳ１００）、走行予定及び外部充電予定に基づいて、走行計画が進行している過程のハイブリッド車両１０のバッテリ電力量の基本値である推定基本バッテリ電力量を演算する（図３のステップＳ３００）。さらに、推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）に対してＳＯＦＣシステム４０の発電電力量Ｗ_G（ｔ）を加算した第１推定バッテリ電力量Ｃ_{1_i}（ｔ）が所定の下限閾値Ｃ__th以上に維持されるようにＳＯＦＣシステム４０の第１発電開始時刻Ｔ_Gs1を演算する（ステップＳ５２０）。

そして、第１推定バッテリ電力量Ｃ_{1_i}（ｔ）に対して、予定されていた外部充電が実行されない場合の減少分を反映した第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）を演算し（図６のステップＳ８１０）、第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）が下限閾値Ｃ__th以上に維持されるように、第１発電開始時刻Ｔ_Gs1よりも前の第２発電開始時刻Ｔ_Gs2を設定する（ステップＳ８２０）。そして、第２発電開始時刻Ｔ_Gs2において発電が開始されるように、ＳＯＦＣシステム４０を制御する。

これにより、走行計画に含まれる特定のトリップｉの開始前に予定されていた外部充電が何らかの理由により実行されない場合であっても、これを補うようにＳＯＦＣシステム４０を起動させてバッテリ３０の充電量不足の発生を抑制することができる。すなわち、車載のＳＯＦＣシステム４０及び外部電源の双方からバッテリ３０への充電が可能なハイブリッド車両１０において、予め定められる走行計画の進行中におけるバッテリ電力量Ｃをより好適に維持することができる。

また、本実施形態によれば、予定されている外部充電が実際に実行されたか否かを判定し（図５のステップＳ６１０）、外部充電が実行された場合には第１発電開始時刻Ｔ_Gs1においてＳＯＦＣシステム４０の発電を開始し（図３のステップＳ７００のＹｅｓ）、外部充電が実行されない場合には第２発電開始時刻Ｔ_{Gs2_i}においてＳＯＦＣシステム４０の発電を開始する（図３のステップＳ７００のＮｏ及びステップＳ８００）。

これにより、上述した予定されていた外部充電が実行されない場合のバッテリ電力量Ｃの不足を抑制することができる一方、外部充電が予定通り実行される場合には、当該外部充電分が考慮された本来の第１発電開始時刻Ｔ_Gs1においてＳＯＦＣシステム４０の発電を開始させることができる。すなわち、予定されていた外部充電の実際の実行の有無に応じた適切なタイミングでＳＯＦＣシステム４０の発電を開始させて、走行計画の進行中におけるバッテリ電力量Ｃをより適切な範囲に維持することができる。

さらに、本実施形態では、バッテリ３０に供給する発電電力を生成する発電機は、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）を発電源として作動させる燃料電池システムとしてのＳＯＦＣシステム４０により構成される（図１参照）。そして、ＳＯＦＣシステム４０の暖機に要求される要求暖機時間に基づいて、ＳＯＦＣシステム４０の発電が第２発電開始時刻Ｔ_Gs2において開始されるように、上記暖機を開始する時刻（第２暖機開始時刻Ｔ_ws2）を設定する（図６のステップＳ８４０）。

これにより、発電機として比較的動作温度の高いＳＯＦＣを発電源とすることで、ＳＯＦＣ及び改質器等の周辺構成の暖機に一定以上の時間を要するＳＯＦＣシステム４０を用いる場合において、より確実にＳＯＦＣシステム４０の発電を目標の第２発電開始時刻Ｔ_Gs2において開始することができる。

さらに、本実施形態では、ＳＯＦＣシステム制御方法を実行するために好適な発電機制御装置（コントローラ６０）が提供される。

この発電機制御装置としてのコントローラ６０は、走行モータ２０と、走行モータ２０に電力を供給可能なバッテリ３０と、バッテリ３０に供給する発電電力を生成する発電機としてのＳＯＦＣシステム４０と、外部電源からの電力を用いてバッテリ３０を充電する充電器としての車載充電器５０と、を備えるハイブリッド車両１０においてＳＯＦＣシステム４０を制御する。

特に、コントローラ６０は、ハイブリッド車両１０に設定される走行予定（トリップｉ）、及び停車中（停車期間ｉ－１）に実行が予定される外部充電に関する外部充電予定を含む走行計画を取得する走行計画取得部（図３のステップＳ１００）と、走行予定及び外部充電予定に基づいて、走行計画が進行している過程のハイブリッド車両１０のバッテリ電力量の基本値である推定基本バッテリ電力量を演算する基本バッテリ電力量演算部と、を有する（図３のステップＳ３００）。さらに、コントローラ６０は、推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）に対してＳＯＦＣシステム４０の発電電力量Ｗ_G（ｔ）を加算した第１推定バッテリ電力量Ｃ_{1_i}（ｔ）が所定の下限閾値Ｃ__th以上に維持されるようにＳＯＦＣシステム４０の第１発電開始時刻Ｔ_Gs1を演算する第１発電開始時刻設定部を有する（ステップＳ５２０及び式（６））。

また、コントローラ６０は、第１推定バッテリ電力量Ｃ_{1_i}（ｔ）に対して、予定されていた外部充電が実行されない場合の減少分を反映した第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）を演算する第２推定バッテリ電力量演算部（図６のステップＳ８１０）と、第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）が下限閾値Ｃ__th以上に維持されるように、第１発電開始時刻Ｔ_Gs1よりも前の第２発電開始時刻Ｔ_Gs2を設定する第２発電開始時刻設定部と、を有する（ステップＳ８３０及び式（８））。そして、コントローラ６０は、第２発電開始時刻Ｔ_Gs2において発電が開始されるように、ＳＯＦＣシステム４０を制御する発電機制御部を備える。

これにより、本実施形態の発電機制御方法を実行するための好適な制御構成（プログラム構成）が実現される。

［第２実施形態］
以下、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図７は、本実施形態におけるＳＯＦＣシステム制御方法を説明するフローチャートである。

本実施形態においても、コントローラ６０は、第１実施形態と同様に、ステップＳ１００～ステップＳ５００までの処理を実行する。一方、本実施形態では、コントローラ６０は、ステップＳ５００の第１ＳＯＦＣ運転設定処理の後に、上述の外部充電判定処理を経ることなく、ステップＳ８００の第２ＳＯＦＣ運転処理を実行する。

すなわち、本実施形態では、予定されていた外部充電が実際に実行されるか否かにかかわらず、当該外部充電が実行されないことを想定して第２ＳＯＦＣ運転処理を実行することとなるため、走行計画中におけるバッテリ電力量Ｃの不足がより確実に防止される。

図８は、本実施形態の第２ＳＯＦＣ運転設定処理を説明するフローチャートである。

図示のように、先ずステップＳ８１０において、コントローラ６０は、第１実施形態と同様に式（７）の第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）を演算する。

次に、ステップＳ８２０において、コントローラ６０は、第１補正最小値Ｃ_1cmを演算する。ここで、第１補正最小値Ｃ_1cmは、第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）を変数ｉ及び変数ｔの関数とみた場合の最小値である。すなわち、第１補正最小値Ｃ_1cmは、走行計画における全てのトリップ１～Ｉにおける第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）の値の中で最も低い値である。

特に、第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）は、予定されていた停車期間ｉ－１における外部充電が実行されない場合の電力減少分（すなわち、予定外部充電電力量Ｗ_{po_i-1}）の違いを除いて、第１推定バッテリ電力量Ｃ_{1_i}（ｔ）とほぼ同一の関数形となる。このため、第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）も、推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）や第１推定バッテリ電力量Ｃ_{1_i}（ｔ）と同じ最小到達時刻Ｔ_cmにおいて最小値である第１補正最小値Ｃ_1cmをとる。

次に、ステップＳ８３０において、コントローラ６０は、第２発電開始時刻Ｔ_Gs2を設定する。

本実施形態の第２発電開始時刻Ｔ_Gs2は、予定されていた停車期間ｉ－１における外部充電が実行されない場合であっても、実際のバッテリ電力量Ｃが下限閾値Ｃ__th以上に維持されるようにする観点から定められるＳＯＦＣシステム４０の発電開始時刻ｔ_Gsの値である。

特に、コントローラ６０は、上記ステップＳ５２０で説明した第１発電開始時刻Ｔ_Gs1を設定するロジックと同様の考え方により、第１補正最小値Ｃ_1cmが下限閾値Ｃ__thと略一致するという条件を適用したときの発電開始時刻ｔ_Gsの値が第２発電開始時刻Ｔ_Gs2であるものとして、当該第２発電開始時刻Ｔ_Gs2を演算する。

具体的に、コントローラ６０は、以下の式（９）のように第２発電開始時刻Ｔ_Gs2を演算する。

ステップＳ８４０において、コントローラ６０は、新たな発電停止時刻ｔ_Geとしての第２発電停止時刻Ｔ_Ge2を演算する。具体的に、コントローラ６０は、第２発電停止時刻Ｔ_Ge2を最小到達時刻Ｔ_cmとする。

そして、コントローラ６０は、第１実施形態の場合と同様にステップＳ８５０の処理を実行した後、設定した第２暖機開始時刻Ｔ_ws2、第２発電開始時刻Ｔ_Gs2、及びに第２発電停止時刻Ｔ_Ge2に基づいて、走行計画の進行中におけるＳＯＦＣシステム４０の起動及び停止を行う。

これにより、予定されていた停車期間ｉ－１における外部充電が実行されない場合においても、全てのトリップ１～Ｉにおいてバッテリ電力量Ｃが不足しないように、ＳＯＦＣシステム４０の運転を制御することができる。

次に、本実施形態のＳＯＦＣシステム制御方法を適用した結果の一例について説明する。

図９は、ＳＯＦＣシステム制御方法を適用した場合におけるバッテリ電力量Ｃの経時変化を示すタイミングチャートである。

図９では、全てのトリップ数が３であり、停車期間１（ｔ_1e≦ｔ≦ｔ_2s）において予定されていた外部充電が実行されないシーンを想定する。そして、図９においては、第１発電開始時刻Ｔ_Gs1でＳＯＦＣシステム４０の発電を開始した場合のバッテリ電力量Ｃの推移を破線で示し、第２発電開始時刻Ｔ_Gs2でＳＯＦＣシステム４０の発電を開始した場合のバッテリ電力量Ｃの推移を実線で示す。

また、図１０Ａ及び図１０Ｂには、図９で想定されたシーンにおいて、各トリップの開始時及び終了時におけるバッテリ電力量Ｃの具体的な数値を適用した例を示す。特に図１０Ａは第１発電開始時刻Ｔ_Gs1でＳＯＦＣシステム４０の発電を開始した場合の例を示し、図１０Ｂは第２発電開始時刻Ｔ_Gs2でＳＯＦＣシステム４０の発電を開始した場合の例を示す。また、これら図１０Ａ及び図１０Ｂでは、バッテリ電力量Ｃをバッテリ３０の満充電状態に対する百分率（％）で表している。

各図から理解されるように、第１発電開始時刻Ｔ_Gs1でＳＯＦＣシステム４０の発電を開始した場合には、停車期間１中において予定されていた外部充電が実行されないことに起因して、トリップ２においてバッテリ電力量Ｃが下限閾値Ｃ__th（＝０）を下回っている。

これに対して、第２発電開始時刻Ｔ_Gs2でＳＯＦＣシステム４０の発電を開始した場合、バッテリ電力量Ｃが全てのトリップ１～３において下限閾値Ｃ__th以上に維持される。

以上説明した構成を有する本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。

本実施形態のＳＯＦＣシステム制御方法では、走行計画は複数のトリップｉ（ｉ＝１～Ｉ）を含み、全てのトリップ１～Ｉ中における推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）の最小値としての基本電力量最小値Ｃ_bm、及び該基本電力量最小値Ｃ_bmに到達する時刻としての最小到達時刻Ｔ_cmを演算する（図４のステップＳ５１０）。さらに、第１発電開始時刻Ｔ_Gs1を、基本電力量最小値Ｃ_bmが下限閾値Ｃ__thに略一致するように設定する（式（４）及び式（５））。そして、最小到達時刻Ｔ_cmにおける第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）の値としての第１補正最小値Ｃ_1cmを演算し（図８のステップＳ８２０）、第２発電開始時刻Ｔ_Gs2を、第１補正最小値Ｃ_1cmが下限閾値Ｃ__thに略一致するように設定する（ステップＳ８３０及び式（９））。

これにより、ハイブリッド車両１０において設定された走行計画が複数のトリップ１～Ｉを含む場合において、予定されていた停車期間ｉ－１における外部充電が実行されない場合においても、比較的簡易な演算でバッテリ電力量Ｃが下限閾値Ｃ__thを下回る恐れのある最小到達時刻Ｔ_cmを特定した上で、このときの第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）の値である第１補正最小値Ｃ_1cmを下限閾値Ｃ__thまで増加させることのできる第２発電開始時刻Ｔ_Gs2を求めることができる。すなわち、簡易な演算態様によって、複数のトリップ１～Ｉに亘ってバッテリ電力量Ｃを下限閾値Ｃ__th以上に維持するようなＳＯＦＣシステム４０の制御態様を実現することができる。

また、本実施形態のＳＯＦＣシステム制御方法では、第２発電開始時刻Ｔ_Gs2において発電が開始された場合のＳＯＦＣシステム４０の発電停止時刻ｔ_Geである第２発電停止時刻Ｔ_Ge2を、最小到達時刻Ｔ_cmと略一致するように設定する（ステップＳ８３０）。

これにより、上述した全てのトリップｉに亘ってバッテリ電力量Ｃを下限閾値Ｃ__th以上に維持する機能を実現した上で、ＳＯＦＣシステム４０の運転時間をできるだけ短くすることができる。結果として、ＳＯＦＣシステム４０における発電のための燃料消費をより低減することができる。

［第３実施形態］
以下、第３実施形態について説明する。なお、第１又は第２実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、第２実施形態のＳＯＦＣシステム制御方法を前提として、予定されていた停車期間ｉ－１における外部充電が実行されないことを前提して第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）を演算した状況で、実際には外部充電が実行されるなどの要因でバッテリ電力量Ｃの推定精度が低下する可能性のあるシーンにおいて、これを回避して好適にＳＯＦＣシステム４０を制御するための第２運転設定更新処理（図１１のステップＳ９００）が実行される。

図１１は、第２運転設定更新処理の内容を説明するフローチャートである。なお、以下の処理は、例えば図３のステップＳ６００及びステップＳ７００と同様のロジックによる外部充電操作の検出判定を行い、当該外部充電操作が検出されたことをトリガとして開始される。

先ず、ステップＳ９１０において、コントローラ６０は、実外部充電電力量Ｗ_orを取得する。具体的に、コントローラ６０は、図示しないＳＯＣセンサにより走行中のバッテリ３０の充電電力量の変化を検出し、当該充電電力量の変化から実外部充電電力量Ｗ_orを推定する。

ステップＳ９２０において、コントローラ６０は、ステップＳ９００で取得した実外部充電電力量Ｗ_orに基づいて、第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）を更新する。

特に、コントローラ６０は、第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）に実外部充電電力量Ｗ_orを加算して更新後の第２推定バッテリ電力量Ｃ´_{2_i}（ｔ）を求める。すなわち、実外部充電電力量Ｗ_orが検出された場合には、予定されている外部充電が実行されないことを想定して設定された第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）に対して、当該実外部充電電力量Ｗ_orを加算した値を新たな第２推定バッテリ電力量Ｃ´_{2_i}（ｔ）が設定される。

したがって、更新前の第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）の第１補正最小値Ｃ_1cmと更新後の第２推定バッテリ電力量Ｃ´_{2_i}（ｔ）の第１補正最小値Ｃ´_1cmの間には、以下の式（１０）の関係が成り立つ。

ステップＳ９３０において、コントローラ６０は、ステップＳ８００の第２ＳＯＦＣ運転設定処理で設定されたＳＯＦＣシステム４０の運転設定を更新する。特に、本実施形態では、コントローラ６０は、第１補正最小値Ｃ´_1cmに基づいて第２発電開始時刻Ｔ_Gs2を更新した第２発電開始時刻Ｔ´_Gs2を演算する。

具体的に、コントローラ６０は、上記式（９）に更新後の第２発電開始時刻Ｔ´_Gs2及び第１補正最小値Ｃ´_1cmを適用して得られる以下の式（１１）に基づいて更新後の第２発電開始時刻Ｔ´_Gs2を演算する。

ここで、上述の式（１０）から理解されるように、更新後の第１補正最小値Ｃ´_1cmは、検出された実外部充電電力量Ｗ_orに相当する値分大きくなっている。したがって、式（１１）により定まる更新後の第２発電開始時刻Ｔ´_Gs2は更新前の第２発電開始時刻Ｔ_Gs2よりも大きくなる（遅くなる）。

以上説明した構成を有する本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。

本実施形態のＳＯＦＣシステム制御方法では、外部充電によりバッテリ３０に供給される実電力量としての実外部充電電力量Ｗ_orを取得し（図１１のステップＳ９１０）、充電予定電力量Ｗ_opと実外部充電電力量Ｗ_orの差に基づいて第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）を更新し（ステップＳ９２０）、更新後の第２推定バッテリ電力量Ｃ´_{2_i}（ｔ）に基づいてＳＯＦＣシステム４０を制御する（ステップＳ９３０）。

これにより、充電予定電力量Ｗ_opに基づいて演算された第２推定バッテリ電力量Ｃ_{2_i}（ｔ）を、当該充電予定電力量Ｗ_opと実外部充電電力量Ｗ_orのズレに応じてより実際のバッテリ３０の状態が反映された値に更新することができる。

このため、バッテリ電力量Ｃの推定精度が低下し得るシーンにおいても、実外部充電電力量Ｗ_orからより高精度の第２推定バッテリ電力量Ｃ´_{2_i}（ｔ）を設定し、走行計画の進行中におけるバッテリ電力量Ｃを好適に維持するようにＳＯＦＣシステム４０の動作を制御することができる。

特に、本実施形態では、実外部充電電力量Ｗ_orに基づいて、第２発電開始時刻Ｔ_Gs2を更新する。特に、実外部充電電力量Ｗ_orに基づいて第２発電開始時刻Ｔ_Gs2を遅らせる（式（１０）及び式（１１））。

このように、予定されていた外部充電が実行されないことを想定して第２発電開始時刻Ｔ_Gs2を設定していたにもかかわらず実際には外部充電が実行されたシーンにおいて、バッテリ電力量Ｃが過剰にならないように、ＳＯＦＣシステム４０の運転を制御することができる。

［第４実施形態］
以下、第４実施形態について説明する。なお、第１～第３実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、第２実施形態又は第３実施形態のＳＯＦＣシステム制御方法を前提として、発電停止時刻ｔ_Geを更新後の第２発電停止時刻Ｔ´_Ge2に設定する例について説明する。

本実施形態では、コントローラ６０は、上記図１１に示す第２運転設定更新処理におけるステップＳ９１０及びステップＳ９２０を同様に実行する。そして、ステップＳ９３０において、コントローラ６０は、第２発電停止時刻Ｔ_Ge2を更新した第２発電停止時刻Ｔ´_Ge2を演算する。

ここで、第２発電停止時刻Ｔ´_Ge2は、発電開始時刻ｔ_Gsが更新後の第２発電開始時刻Ｔ´_Gs2に設定されている前提で、バッテリ電力量Ｃを不足させることなく、ＳＯＦＣシステム４０の発電継続時間をできるだけ短縮させる観点から定められる発電停止時刻ｔ_Geである。

具体的に、コントローラ６０は、以下の式（１２）に基づいて更新後の第２発電停止時刻Ｔ´_Ge2を演算する。

式（１２）から理解されるように、第２発電停止時刻Ｔ´_Ge2は、第２発電停止時刻Ｔ_Ge2に対して、ＳＯＦＣシステム４０の発電量を実外部充電電力量Ｗ_or分減少させる観点から演算される。

図１２は、第４実施形態のＳＯＦＣシステム制御方法を適用した場合におけるバッテリ電力量Ｃの経時変化を示すタイミングチャートである。

図１２には、予定されていた外部充電の実行された場合において、ＳＯＦＣシステム４０の発電を更新無しの第２発電停止時刻Ｔ_Ge2で停止させる場合のバッテリ電力量Ｃの推移を点線で示す。一方、ＳＯＦＣシステム４０の発電を更新後の第２発電停止時刻Ｔ´_Ge2で停止させる場合のバッテリ電力量Ｃの推移を実線で示す。

図示のように、ＳＯＦＣシステム４０の発電を、予定通り外部充電が実行されないことを想定して設定される第２発電停止時刻Ｔ_Ge2で停止させると、バッテリ電力量Ｃを下限閾値Ｃ__th以上に維持することができる。一方で、この場合、バッテリ電力量Ｃが最も低下する最小到達時刻Ｔ_cmにおいても、当該バッテリ電力量Ｃが下限閾値Ｃ__thを一定値以上の差をもって超えることとなる。

これに対して、本実施形態のようにＳＯＦＣシステム４０の発電を第２発電停止時刻Ｔ´_Ge2で停止させる場合には、最小到達時刻Ｔ_cmにおけるバッテリ電力量Ｃが下限閾値Ｃ__thと略一致するように、ＳＯＦＣシステム４０の運転が制御されることとなる。

以上説明した構成を有する本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。

本実施形態のＳＯＦＣシステム制御方法では、実外部充電電力量Ｗ_orに基づいて第２発電停止時刻Ｔ_Ge2を更新する。特に、実外部充電電力量Ｗ_orが大きいほど、第２発電停止時刻Ｔ_Ge2を小さくする（発電停止時刻ｔ_Geを早める）。

これにより、走行中のバッテリ電力量Ｃを好適に維持しつつも、ＳＯＦＣシステム４０の運転時間をできるだけ短くすることができる。結果として、ＳＯＦＣシステム４０の発電における燃料消費量を低減することができる。

［第５実施形態］
以下、第５実施形態について説明する。なお、第１～第４実施形態の何れかと同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、特に、第２～第４実施形態の何れかの構成を前提とし、ＳＯＦＣシステム４０の作動中に、ＳＯＦＣシステム４０の発電電力Ｐ_Gをハイブリッド車両１０が実際に消費する電力（実消費電力Ｐ_cr）に基づいて調節する発電量調節処理（図１３のステップＳ１０００）をさらに実行する。

図１３は、本実施形態における発電量調節処理の具体的内容を説明するフローチャートである。なお、本フローチャートにおける各処理は、コントローラ６０がＳＯＦＣシステム４０を起動（暖機開始）させる指令を発したタイミングをトリガとして開始され、ＳＯＦＣシステム４０の作動が停止するまで（少なくとも発電停止時刻ｔ_Geまで）の間、所定の演算周期で繰り返し実行される。

先ず、ステップＳ１０１０において、コントローラ６０は、図３のステップＳ２００で演算した予定消費電力Ｐ_cpをメモリなどから取得する。

ステップＳ１０２０において、コントローラ６０は、ハイブリッド車両１０の実消費電力Ｐ_crを計測する。具体的に、コントローラ６０は、図示しないＳＯＣセンサを用いて検出されるバッテリ３０の実充電電力量の変化量を走行モータ２０が消費する電力と推定して、これを実消費電力Ｐ_crとして計測する。

次に、ステップＳ１０３０において、コントローラ６０は、実消費電力Ｐ_crが予定消費電力Ｐ_cpより大きいか否かを判定する。

コントローラ６０は、実消費電力Ｐ_crが予定消費電力Ｐ_cpより大きいと判断すると、ステップＳ１０４０の処理に移行する。

ステップ１０４０において、コントローラ６０は、ＳＯＦＣシステム４０の発電電力Ｐ_Gを増加させる。具体的に、コントローラ６０は、既に説明したシステムのエネルギー効率の観点から定まる設定された発電電力Ｐ_Gの基本値Ｐ_bに対して、実消費電力Ｐ_crと予定消費電力Ｐ_cpの差に相当する電力分を加算した補正発電電力Ｐ_{G_c}を設定する。

すなわち、コントローラ６０は、以下の式（１３）で演算される補正発電電力Ｐ_{G_c}を設定する。

一方、コントローラ６０は、上記ステップＳ９２０において実消費電力Ｐ_crが予定消費電力Ｐ_cp以下であると判断した場合には、発電電力Ｐ_Gの補正を行うことなく本処理を完了させる。すなわち、この場合、発電電力Ｐ_Gは基本値Ｐ_bに維持される。

以上説明した構成を有する本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。

本実施形態のＳＯＦＣシステム制御方法では、走行予定に基づくハイブリッド車両１０の消費電力Ｐ_cである予定消費電力Ｐ_cpを推定し（図１３のステップＳ１０１０）、発電機としてのＳＯＦＣシステム４０の作動中にハイブリッド車両１０の実消費電力Ｐ_crを計測し（ステップＳ１０２０）、予定消費電力Ｐ_cpと実消費電力Ｐ_crとの差に基づいて、ＳＯＦＣシステム４０の発電電力Ｐ_Gを調節する（ステップＳ１０４０）。

これにより、ハイブリッド車両１０の実消費電力Ｐ_crが、予め推定される走行計画の進行中における予定消費電力Ｐ_cpを超える場合であっても、これをＳＯＦＣシステム４０の発電により賄うように発電電力Ｐ_Gを設定することができる。

すなわち、ＳＯＦＣシステム４０の発電電力Ｐ_Gを、基本的にはシステム効率が最適となる基本値Ｐ_Gbに設定しつつも、実消費電力Ｐ_crが想定よりも大きくなるシーンにおいて適宜これを増加させてバッテリ電力量Ｃの不足をより確実に防止することができる。

なお、上記実施形態では、実消費電力Ｐ_crが予定消費電力Ｐ_cpより大きい場合において、発電電力Ｐ_Gを基本値Ｐ_bから増加させる例について説明した。しかしながら、これに限られず、例えば、実消費電力Ｐ_crが予定消費電力Ｐ_cpよりも小さい場合に、状況に応じて発電電力Ｐ_Gを基本値Ｐ_Gbから減少させる制御を行っても良い。

［第６実施形態］
以下、第６実施形態について説明する。なお、第１～第５実施形態の何れかと同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、図３のステップＳ８００における第２ＳＯＦＣ運転設定処理で設定された第２発電開始時刻Ｔ_Gs2や第２発電停止時刻Ｔ´_Ge2でＳＯＦＣシステム４０の発電を開始した場合であっても、走行計画に基づくバッテリ電力量Ｃが下限閾値Ｃ__th未満となり得る場合に発電開始時刻更新処理（図１４のステップＳ１１００）を行う。

具体的に、既に説明したように、第２発電開始時刻Ｔ_Gs2は、走行計画に基づく走行中におけるバッテリ電力量Ｃの推定最小値（第１補正最小値Ｃ_1cm）が下限閾値Ｃ__th以上に維持されるようなＳＯＦＣシステム４０の発電開始時刻ｔ_Gsとして演算されるものである。

したがって、ＳＯＦＣシステム４０の発電を第２発電開始時刻Ｔ_Gs2で開始すれば、バッテリ電力量Ｃが第１補正最小値Ｃ_1cmに到達する最小到達時刻Ｔ_cm以降において、走行計画中のバッテリ電力量Ｃは下限閾値Ｃ__th以上に維持される。

しかしながら、ＳＯＦＣシステム４０の発電を第２発電開始時刻Ｔ_Gs2で開始することを想定した場合であっても、走行計画の進行中における最小到達時刻Ｔ_cmより前の時間帯においては、バッテリ電力量Ｃが下限閾値Ｃ__th未満となることが想定される。すなわち、第２発電開始時刻Ｔ_Gs2の演算ロジックでは、最小到達時刻Ｔ_cmより前の時間帯におけるバッテリ電力量Ｃを増大させる要素が含まれないため、当該時間帯においてバッテリ電力量Ｃが下限閾値Ｃ__th未満となる可能性がある。これに対して、本実施形態では、最小到達時刻Ｔ_cmより前の時間帯においても、バッテリ電力量Ｃが下限閾値Ｃ__th以上に維持されるように以下で説明する発電開始時刻更新処理が実行される。以下、より詳細に説明する。

図１４は、発電開始時刻更新処理の内容を説明するフローチャートである。なお、本実施形態において、コントローラ６０は、発電開始時刻更新処理を図３で説明したＳ８００の第２ＳＯＦＣ運転処理の後に実行する。

先ず、ステップＳ１１１０において、コントローラ６０は、第３補正バッテリ電力量Ｃ_{3_i}（ｔ）を演算する。具体的に、コントローラ６０は、第２発電開始時刻Ｔ_Gs2でＳＯＦＣシステム４０の運転を開始する場合におけるバッテリ電力量Ｃの推定値を第３補正バッテリ電力量Ｃ_{3_i}（ｔ）として演算する。

具体的に、コントローラ６０は、以下の式（１４）に基づいて第３補正バッテリ電力量Ｃ_{3_i}（ｔ）を演算する。

次に、ステップＳ１１２０において、コントローラ６０は、第２補正最小値Ｃ_2cmを演算する。ここで、第２補正最小値Ｃ_2cmとは、第２発電開始時刻Ｔ_Gs2よりも前の時間帯における第３補正バッテリ電力量Ｃ_{3_i}（ｔ）の最小値である。

ステップＳ１１３０において、コントローラ６０は、第２補正最小値Ｃ_2cmが下限閾値Ｃ__th未満であるか否かを判定する。

当該判定の結果が否定的である場合、コントローラ６０は、本処理を終了する。すなわち、この場合、ＳＯＦＣシステム４０の発電を第２発電開始時刻Ｔ_Gs2で開始させても、走行計画における全てのトリップ１～Ｉ中においてバッテリ電力量Ｃが下限閾値Ｃ__th以上に維持されるものと推定し、第２発電開始時刻Ｔ_Gs2をそのまま維持する。

一方、コントローラ６０は第２補正最小値Ｃ_2cmが下限閾値Ｃ__th未満であると判断すると、ステップＳ１１４０の処理に移行する。

ステップＳ１１４０において、コントローラ６０は第３発電開始時刻Ｔ_Gs3を設定する。具体的に、コントローラ６０は、第２発電開始時刻Ｔ_Gs2を定めた場合と同様の演算ロジックにより、第３補正バッテリ電力量Ｃ_{3_i}（ｔ）が第２補正最小値Ｃ_2cmに到達する時刻（補正最小到達時刻Ｔ´_cm）において、当該第２補正最小値Ｃ_2cmが下限閾値Ｃ__thに略一致するように第３発電開始時刻Ｔ_Gs3を設定する。

そして、本処理が完了すると、コントローラ６０は第３発電開始時刻Ｔ_Gs3において、ＳＯＦＣシステム４０の発電が開始されるように、該ＳＯＦＣシステム４０内の各アクチュエータ類を操作する。

なお、本実施形態のコントローラ６０は、発電開始時刻ｔ_Gsを第３発電開始時刻Ｔ_Gs3に設定した場合においても、発電停止時刻ｔ_Geを第２発電停止時刻Ｔ_Ge2に維持する。すなわち、ＳＯＦＣシステム４０の発電をｔ＝Ｔ_Gs3～Ｔ_Ge2の期間で実行する。これにより、第１補正最小値Ｃ_1cm及び第２補正最小値Ｃ_2cmの双方が下限閾値Ｃ__th以上となるようにＳＯＦＣシステム４０の動作が制御されることとなるので、より確実に全てのトリップ１～Ｉ中におけるバッテリ電力量Ｃの不足を抑制することができる。

一方で、演算された第３発電開始時刻Ｔ_Gs3が第２発電開始時刻Ｔ_Gs2及び第２発電停止時刻Ｔ_Ge2に対して比較的離れていることで、ｔ＝Ｔ_Gs3～Ｔ_Ge2の期間でＳＯＦＣシステム４０の発電を実行することで当該ＳＯＦＣシステム４０の運転時間が長くなりすぎる場合も想定される。したがって、このような場合には、第３発電開始時刻Ｔ_Gs3で開始するＳＯＦＣシステム４０の発電を一端停止させる第３発電停止時刻Ｔ_Ge3（例えば、補正最小到達時刻Ｔ´_cmと一致する時刻）を設定し、更新前の第２発電開始時刻Ｔ_Gs2のＳＯＦＣシステム４０の発電を再び開始して第２発電停止時刻Ｔ_Ge2において発電を停止させる制御を採用しても良い。

以上説明した構成を有する本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。

本実施形態のＳＯＦＣシステム制御方法では、第２発電開始時刻Ｔ_Gs2においてＳＯＦＣシステム４０による発電を開始する場合のバッテリ３０の充電電力量としての第３補正バッテリ電力量Ｃ_{3_i}（ｔ）を演算し（図１４のステップＳ１１１０）、最小到達時刻Ｔ_cmよりも前の時間帯における第３補正バッテリ電力量Ｃ_{3_i}（ｔ）の最小値としての第２補正最小値Ｃ_2cmを演算する（ステップＳ１１２０）。そして、第２補正最小値Ｃ_2cmが下限閾値Ｃ__th未満であるか否かを判定し（ステップＳ１１３０）、判定が肯定的である場合には（ステップＳ１１３０のＹｅｓ）、第２補正最小値Ｃ_2cmが下限閾値Ｃ__thに略一致するように、第２発電開始時刻Ｔ_Gs2よりも前の第３発電開始時刻Ｔ_Gs3を設定する（ステップＳ１１４０）。

これにより、走行計画における全てのトリップ１～Ｉ中において、バッテリ電力量Ｃをより確実に下限閾値Ｃ__th以上に維持できるように、ＳＯＦＣシステム４０の動作を制御することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記各実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

上記各実施形態では、予定消費電力Ｐ_{cp_i}がトリップｉごとには異なることがあるものの、同一のトリップｉ内においては同一であることを前提して推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）の演算を実行する態様（式（１））について説明した。しかしながら、これに限られず、同一のトリップｉ内において道路状況などによって走行による消費電力が変動する場合を考慮して、推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）を演算しても良い。すなわち、同一のトリップｉ内における予定消費電力Ｐ_{cp_i}の変動を考慮するために、これを時間に応じて変化する関数とみなして、以下の式（１５）により推定基本バッテリ電力量Ｃ_{b_i}（ｔ）を演算しても良い。

また、上記実施形態では、ハイブリッド車両１０に搭載される発電機がＳＯＦＣを備えるＳＯＦＣシステム４０である例について説明した。しかしながら、ハイブリッド車両１０に搭載される発電機がＳＯＦＣシステム４０以外の任意の装置である場合であっても、上記各実施形態の制御方法を同様に適用することができる。

また、上記各実施形態は矛盾しない範囲で任意に組み合わせることができる。

さらに、上記各実施形態で説明した発電機制御方法をコンピュータであるコントローラ６０に実行させるための発電機制御プログラム、及び当該発電機制御プログラムを記憶した記憶媒体も、本出願における出願時の明細書等に記載された事項の範囲内に含まれる。

２０ 走行モータ
２０ａ モータインバータ
３０ バッテリ
４０ ＳＯＦＣシステム
５０ 車載充電器
５２ 外部接続ポート
６０ コントローラ

Claims (9)

1. 走行モータと、前記走行モータに電力を供給可能なバッテリと、前記バッテリに供給する発電電力を生成する発電機と、外部電源からの電力を用いて前記バッテリを充電する充電器と、を備えるハイブリッド車両で実行される発電機制御方法において、
   前記ハイブリッド車両に設定される走行予定、及び停車中に実行が予定される外部充電に関する外部充電予定を含む走行計画を取得し、
   前記走行予定及び前記外部充電予定に基づいて、前記走行計画が進行している過程の前記ハイブリッド車両のバッテリ電力量の基本値である推定基本バッテリ電力量を演算し、
   前記推定基本バッテリ電力量に対して前記発電機の発電電力量を加算した第１推定バッテリ電力量が所定の下限閾値以上に維持されるように前記発電機の第１発電開始時刻を設定し、
   前記第１推定バッテリ電力量に対して、予定されていた前記外部充電が実行されない場合の減少分を反映した第２推定バッテリ電力量を演算し、
   前記第２推定バッテリ電力量が前記下限閾値以上に維持されるように、前記第１発電開始時刻よりも前の第２発電開始時刻を設定し、
   前記第２発電開始時刻において発電が開始されるように前記発電機を制御し、
   前記走行計画は複数のトリップを含み、
   複数の前記トリップ中における前記推定基本バッテリ電力量の最小値としての基本電力量最小値、及び該基本電力量最小値に到達する時刻としての最小到達時刻を演算し、
   前記第１発電開始時刻を、前記基本電力量最小値が前記下限閾値に略一致するように設定し、
   前記最小到達時刻における前記第２推定バッテリ電力量の値としての第１補正最小値を演算し、
   前記第２発電開始時刻を、前記第１補正最小値が前記下限閾値に略一致するように設定する、
   発電機制御方法。
2. 請求項１に記載の発電機制御方法であって、
   前記第２発電開始時刻において発電が開始された場合の前記発電機の発電停止時刻を、前記最小到達時刻と略一致するように設定する、
   発電機制御方法。
3. 請求項１又は２に記載の発電機制御方法であって、
   前記第２発電開始時刻において前記発電機による発電を開始する場合の前記バッテリの充電電力量としての第３補正バッテリ電力量を演算し、
   前記最小到達時刻よりも前の時間帯における前記第３補正バッテリ電力量の最小値としての第２補正最小値を演算し、
   前記第２補正最小値が前記下限閾値未満であるか否かを判定し、
   前記判定が肯定的である場合には、前記第２補正最小値が前記下限閾値に略一致するように、前記第２発電開始時刻よりも前の第３発電開始時刻を設定し、
   前記第３発電開始時刻において発電が開始されるように前記発電機を制御する、
   発電機制御方法。
4. 請求項１～３の何れか１項に記載の発電機制御方法であって、
   前記外部充電により前記バッテリに供給される実電力量としての実外部充電電力量を取得し、
   前記実外部充電電力量に基づいて前記第２推定バッテリ電力量を更新し、
   更新後の前記第２推定バッテリ電力量に基づいて前記発電機を制御する、
   発電機制御方法。
5. 請求項４に記載の発電機制御方法であって、
   前記実外部充電電力量に基づいて、前記第２発電開始時刻を更新する、
   発電機制御方法。
6. 請求項４又は５に記載の発電機制御方法であって、
   前記実外部充電電力量に基づいて、前記発電機の発電停止時刻を更新する、
   発電機制御方法。
7. 請求項１～６の何れか１項に記載の発電機制御方法であって、
   前記走行予定に基づく前記ハイブリッド車両の消費電力を推定し、
   前記発電機の作動中に前記ハイブリッド車両の実消費電力を計測し、
   推定した前記消費電力と前記実消費電力との差に基づいて、前記発電機の発電電力を調節する、
   発電機制御方法。
8. 請求項１～７の何れか１項に記載の発電機制御方法であって、
   前記発電機は、固体酸化物形燃料電池を発電源として作動させる燃料電池システムにより構成され、
   前記燃料電池システムの暖機に要求される要求暖機時間に基づいて、該燃料電池システムの発電が前記第２発電開始時刻において開始されるように、前記暖機を開始する時刻を設定する、
   発電機制御方法。
9. 走行モータと、前記走行モータに電力を供給可能なバッテリと、前記バッテリに供給する発電電力を生成する発電機と、外部電源からの電力を用いて前記バッテリを充電する充電器と、を備えるハイブリッド車両において前記発電機を制御する発電機制御装置であって、
   前記ハイブリッド車両に設定される走行予定、及び停車中に実行が予定される外部充電に関する外部充電予定を含む走行計画を取得する走行計画取得部と、
   記走行予定及び前記外部充電予定に基づいて、前記走行計画が進行している過程の前記ハイブリッド車両のバッテリ電力量の基本値である推定基本バッテリ電力量を演算する基本バッテリ電力量演算部と、
   前記推定基本バッテリ電力量に対して前記発電機の発電電力量を加算した第１推定バッテリ電力量が所定の下限閾値以上に維持されるように前記発電機の第１発電開始時刻を設定する第１発電開始時刻設定部と、
   前記第１推定バッテリ電力量に対して、予定されていた前記外部充電が実行されない場合の減少分を反映した第２推定バッテリ電力量を演算する第２推定バッテリ電力量演算部と、
   前記第２推定バッテリ電力量が前記下限閾値以上に維持されるように、前記第１発電開始時刻よりも前の第２発電開始時刻を設定する第２発電開始時刻設定部と、
   前記第２発電開始時刻において発電が開始されるように前記発電機を制御する発電機制御部と、を備え、
   前記走行計画は複数のトリップを含み、
   複数の前記トリップ中における前記推定基本バッテリ電力量の最小値としての基本電力量最小値、及び該基本電力量最小値に到達する時刻としての最小到達時刻を演算し、
   前記第１発電開始時刻を、前記基本電力量最小値が前記下限閾値に略一致するように設定し、
   前記最小到達時刻における前記第２推定バッテリ電力量の値としての第１補正最小値を演算し、
   前記第２発電開始時刻を、前記第１補正最小値が前記下限閾値に略一致するように設定する、
   発電機制御装置。

Images