专利名称：采用燃料电池和可充放电的蓄电部的电力供给的制作方法
技术领域：
本发明涉及采用了燃料电池和可充放电的蓄电部的电力供给。
背景技术：
近年来，考虑到地球环境而提出了一种装有以燃料电池为电源的电动机作为驱动力源的电动汽车及双动力汽车。所谓燃料电池，是指通过使氢气氧化的电化学反应进行发电的装置。由于从燃料电池排出的主要是水蒸汽，所以采用了燃料电池的双动力汽车或电动汽车，在环境性上是优越的。
但是，燃料电池，一般具有对要求电力的输出响应度低的特性。就是说，当急剧地操作了油门时，有时不能迅速地提供与之对应的电力。其原因是，气体燃料供给的响应度低。
如果能以与要求电力无关的方式持续地对燃料电池供给大量的气体燃料，则可以提高输出响应度，但在用于供给气体燃料的泵等的驱动上将浪费很多能量，因而有损于能量转换效率。
在现有技术中，也提出过一种将燃料电池与蓄电池并用从而以蓄电池的电力补偿燃料电池的响应滞后的方案。例如，将燃料电池和蓄电池作为电源，并当要求电力的变化小到使燃料电池能够跟踪的程度时，由燃料电池单独输出电力，而当要求电力的变化大时，由燃料电池和蓄电池双方输出电力。蓄电池，由燃料电池适当地充电。
燃料电池，是最近正在进行开发的装置。因此，在通过对其进行控制而提高响应度的可能性方面尚未进行充分的研究。另外，当将燃料电池与蓄电池等可充放电的电源并用时，也没有充分地研究将两者所具有的特性上的优点以最佳方式组合的电力供给方法。
发明的公开本发明的目的在于，提供一种确保燃料电池对要求电力的输出响应度并将其更有效地用作电源的技术。
为解决上述课题的至少一部分，本发明采用了以下的结构。
本发明的第1电力供给装置，将燃料电池和可充放电的蓄电部作为电源而进行电力的供给，该电力供给装置的特征在于，备有要求电力输入部，随时输入对上述电力供给部的要求电力；存储部，存储上述要求电力与上述燃料电池应输出的目标输出值的关系、即将与该要求电力的变化量对应的该目标输出值的变化量的斜率设定在不超过根据上述燃料电池的输出响应度决定的规定值的范围内的关系；目标输出值设定部，参照上述存储部并根据上述要求电力设定上述目标输出值；燃料电池控制部，根据上述目标输出值控制上述燃料电池的运行；充放电部，根据上述要求电力及上述目标输出值进行上述蓄电部的充放电。
在本发明中，将燃料电池的目标输出值设定在不超过根据燃料电池的输出响应度决定的规定值的范围内，换句话说，设定在使燃料电池的输出能够跟踪要求电力的变化的范围内。因此，燃料电池，可以跟踪目标输出值并能稳定地输出电力。其结果是，可以平稳地控制燃料电池的输出，并能抑制蓄电部的过量的充放电。
如将该目标输出值设定为超出燃料电池可以跟踪的范围，则燃料电池的运行将变成任意变化的状态，因而实际上不能进行控制。在本发明中，通过限制目标输出值的设定范围，可以保持对燃料电池的控制。因此，能够充分地利用燃料电池的能力。其结果是，不仅可以抑制蓄电部的过量的充放电，而且能以良好的响应度输出电力。
要求电力，可以用各种参数输入。例如，当将本发明应用于车辆时，例如可以将油门开度作为参数。
在本发明的电力供给装置中，充放电部，最好进行补偿上述要求电力与上述燃料电池供给的电力之差的控制。
作为蓄电部，例如可采用二次电池或电容器。所谓补偿，意味着当至少燃料电池的输出不能满足要求电力时通过蓄电部的放电而补充不足的部分。同时，更理想的是，当燃料电池的输出超过要求电力时，可以用剩余的电力进行充电。
在上述电力供给装置中，上述关系，在上述要求电力低的第1规定区域内，可以设定为使上述目标输出值大于该要求电力。在上述要求电力高的第2规定区域内，也可以设定为使上述目标输出值小于该要求电力。
通过上述设定，可以提高燃料电池的平均运行效率。
燃料电池，其发电效率随要求电力而改变。在多数情况下，当要求电力较低时运行效率高，而当要求电力较高时运行效率低。通过根据上述关系设定目标输出值，当要求电力低时，可以从燃料电池输出剩余的电力而对蓄电部进行充电。当要求电力高时，可以抑制燃料电池的输出而以蓄电部的输出弥补不足的电力。按照这种方式，可以使燃料电池在高效率范围内运行，并能提高电力供给装置的能量转换效率。
第1和第2区域，可以考虑燃料电池的发电效率、蓄电部的充电效率、在整个运行期间内的要求电力的标准平均值等而适当设定。如第1区域过宽，则将导致蓄电部的充电过量。如第2区域过宽，则将导致蓄电部的充电不足。在这两种情况下，都将使作为电力供给装置的整体的能量转换效率降低。当设定第1和第2区域时，如考虑标准的平均值，就可以使蓄电部的充放电达到均衡，并能提高能量转换效率。
另外，在本发明的电力供给装置中，最好还备有检测上述蓄电部的剩余容量的检测部，上述关系，最好按该每个剩余容量设定，上述目标输出值设定部，在设定该目标输出值时最好也考虑上述剩余容量。
例如，上述关系，最好是上述剩余容量越少将上述目标输出值设定得越大的关系。
按照这种方式，当蓄电部的剩余容量减低时，可以由燃料电池充电。由于可以很容易地将蓄电部的充电量保持在规定的范围内，所以能够实现蓄电部的小型化及电力供给装置的小型化。
本发明的第2电力供给装置，将燃料电池和可充放电的蓄电部作为电源而进行电力的供给，该电力供给装置的特征在于，备有燃料电池控制部，根据规定的目标输出值控制上述燃料电池的运行；充放电部，进行上述蓄电部的充放电，用以补偿要求电力与上述燃料电池可输出的电力之差；变化率检测部，检测上述要求电力的变化率；目标输出值设定部，当上述变化率的绝对值超过规定值时，根据上述要求电力变更上述目标输出值。
第2电力供给装置，相当于限制目标输出值的设定时刻的形态。通过避免目标输出值的频繁变化，可以实现燃料电池的稳定运行。
就是说，在本发明中，在要求电力的变化率超过规定值的时刻，设定新的目标输出值。当变化率小时，保持目标输出值。按照这种方式，可以使燃料电池的目标输出值的设定相对于要求电力的小的变化的灵敏度减低。其结果是，可以稳定地控制燃料电池。由要求电力的小的变化产生的燃料电池的输出的过与不足，可以由蓄电部进行补偿。因此，与第1电力供给装置一样，不仅可以确保对要求电力的输出响应度，而且能实现燃料电池的有效利用。
第2电力供给装置，还具有能够提高装置整体的能量转换效率的优点。假定燃料电池的输出为一定值并考虑由蓄电部对与要求电力对应的过与不足进行补偿的控制。在这种情况下，燃料电池的输出与要求电力之差越大，则由蓄电部补偿的电力越多。这种状态下的电力供给，很容易导致蓄电部充放电的不均衡。此外，由于在充放电过程中伴随着能量损失，所以还将导致能量转换效率的降低。在第2电力供给装置中，由于在规定的时刻更新燃料电池的目标输出值，所以可以将燃料电池的输出保持在与要求电力接近的值，因而能抑制由蓄电部补偿的电力。其结果是，可以消除上述的弊病，并能提高能量转换效率。
在第2电力供给装置中，最好还根据剩余容量的变化校正上述目标输出值。按照这种方式，可以比较容易地将蓄电部的剩余容量保持在规定范围内。
本发明的第3电力供给装置，将燃料电池和可充放电的蓄电部作为电源而进行电力的供给，该电力供给装置的特征在于，备有要求电力输入部，随时输入要求电力；要求电力预测部，预测规定时间后的将来要求电力；目标输出值设定部，根据将来要求电力、当前要求电力及上述燃料电池的输出响应度，设定上述燃料电池在当前时刻应输出的目标输出值；燃料电池控制部，根据上述目标输出值控制上述燃料电池的运行；充放电部，进行上述蓄电部的充放电，用以补偿上述当前要求电力与上述燃料电池可输出的电力之差。
第3电力供给装置，根据对将来的预测改变燃料电池的目标输出值，从而可以提高响应度。而且，能够抑制蓄电部的充放电量。
目标输出值的设定，例如，可以采用使目标输出值随将来要求电力的增加而增大的形态、随将来要求电力的减少而减小的形态。
第3电力供给装置，最好也根据剩余容量的变化校正上述目标输出值。
电力的预测，例如，可以备有预先存储了规定着从电力供给装置接受电力供给的负荷的将来运行状态的负荷信息的负荷信息存储部并根据该负荷信息进行预测。
所谓负荷信息，例如是与将来的运行计划相当的信息。在将本发明的电力供给装置安装在车辆内时，可以将从导航系统提供的路径信息用作负荷信息。
在路径信息中，包含着车辆行驶的道路的坡度等信息。例如，在将本发明应用于汽车的情况下，当行驶的前方有上坡时、或驶入高速路时，通过使用路径信息，可以预先提高燃料电池的目标输出值从而使输出增大。
除此之外，电力的预测，还可以利用过去的历史等各种信息进行。
本发明，除构成上述的电力供给装置外，也可以构成为电力供给装置的控制方法。还可以通过将电力供给装置与将其作为电源的电动机组合而构成为动力输出装置。进一步，也可以构成为将该电动机作为驱动力源的电动汽车或双动力车辆。
附图的简单说明
图1是第1实施例的双动力车辆的简略结构图。
图2是表示燃料电池系统的简略结构的说明图。
图3是表示对控制单元70的输入输出信号的接线的说明图。
图4是表示车辆行驶状态与动力源的关系的说明图。
图5是区域MG中的动力输出处理例程的流程图。
图6是表示剩余容量SOC、油门开度及目标输出值的关系的说明图。
图7是表示燃料电池60的目标输出值、实际输出、蓄电池50的输出的变化的时间图。
图8是表示燃料电池60的目标输出值、实际输出、蓄电池50的输出的变化的作为比较例的时间图。
图9是第2实施例的目标输出值的设定处理流程图。
图10是表示燃料电池60的目标输出值、实际输出、蓄电池50的输出的变化的时间图。
图11是第3实施例的双动力车辆的简略结构图。
图12是第3实施例的动力输出处理例程的流程图。
图13是目标输出值校正处理的流程图。
图14是表示燃料电池60的目标输出值、实际输出、蓄电池50的输出的变化的时间图。
图15是电动车辆的简略结构图。
用于实施发明的最佳形态根据对双动力车辆的应用例说明本发明的实施形态。
(1)装置的结构图1是第1实施例的双动力车辆的简略结构图。本实施例的双动力车辆的动力源，为发动机10和电动机20。如图所示，本实施例的双动力车辆的动力系统，具有从上游侧起将发动机10、输入离合器18、电动机20、液力变矩器30、及变速器100串联连接的结构。即，发动机10的曲轴12，通过输入离合器18与电动机20连接。通过输入离合器18的结合、断开，可以断续地传递来自发动机10的动力。电动机20的旋转轴13，还连接着液力变矩器30。液力变矩器30的输出轴14，连接着变速器100。变速器100的输出轴15，通过差动齿轮16与车轴17连接。以下，按顺序说明各构成要素。
发动机10，是通常的汽油发动机。但是，发动机10具有可以相对于活塞的上下运动调整用于将汽油与空气的混合气吸入气缸的吸气阀及用于将燃烧后的废气从气缸排出的排气阀的开闭时序的机构(以下，将这种机构称作VVT机构)。关于VVT机构，由于是众所周知的，所以这里将其详细的说明省略。发动机10，通过相对于活塞的上下运动调整开闭时序以使各阀延迟关闭，可以减低所谓的泵送损失。其结果是，当使发动机10与电动机连接时可以减低应从电动机20输出的转矩。当使汽油燃烧而输出动力时，VVT机构，根据发动机10的转数进行控制，以使各阀在燃烧效率最佳的时刻开闭。
电动机20，是三相同步电动机，备有在外周面设有多个永久磁铁的转子22及缠绕了用于形成旋转磁场的三相线圈的定子24。电动机20，借助于转子22所备有的永久磁铁产生的磁场与由定子24的三相线圈形成的磁场之间的相互作用而旋转驱动。而当借助于外力使电动机20转动时，由上述磁场的相互作用在三相线圈的两端产生电动势。此外，对电动机20还可以采用使转子22和定子24之间的磁通密度沿圆周方向按正弦分布的正弦波励磁电动机，但在本实施例中采用了可以输出较大转矩的非正弦波励磁电动机。
作为电动机20的电源，备有蓄电池50和燃料电池系统60。但是，主电源为燃料电池系统60。当燃料电池系统60出现故障时，或当处在不能输出足够电力的过渡运行状态时，将蓄电池50用作向电动机20供给电力的电源，以弥补电力的不足。蓄电池50的电力，主要供给以对双动力车辆进行控制为主的控制单元70及照明装置等电力设备。
在电动机20和各电源之间，设置着用于切换连接状态的切换开关84。切换开关84，可以任意地切换蓄电池50、燃料电池系统60、电动机20三者之间的连接状态。定子24，通过切换开关84及驱动电路51与蓄电池50电气连接。另外，还通过切换开关84及驱动电路52与燃料电池系统60连接。驱动电路51、52，分别由晶体管逆变器构成，相对于电动机20的三相的每一相，备有将电源侧和汇流侧的2个作为一组的多个晶体管。该驱动电路51、52，与控制单元70电气连接。当控制单元70对驱动电路51、52的各晶体管的导通、截止时间进行PWM(脉宽调制)控制时，在定子24的三相线圈内流过以蓄电池50及燃料电池系统60为电源的模拟三相交流，从而形成旋转磁场。如上所述，电动机20，借助于这种旋转磁场的作用而如上所述具有电动机或发电机的功能。燃料电池系统60、蓄电池50、驱动电路51、52、控制单元70、及切换开关84，起着电力供给装置的作用。此外，上述各部再加上电动机20和发动机10等，将起着动力输出装置的作用。
图2是表示燃料电池系统的简略结构的说明图。燃料电池系统60，其主要构成要素为贮存甲醇的甲醇箱61、贮存水的水箱62、产生燃烧气的燃烧器63、对空气进行压缩的压缩机64、与燃烧器63和压缩机64并列设置的蒸发器65、通过重整反应生成燃烧气的重整器66、减低燃烧气中的一氧化碳(CO)浓度的CO减低部67、通过电化反应获得电动势的燃料电池60A。上述各部的动作，由控制单元70控制。
燃料电池60A，是固体高分子电解质型的燃料电池，将由电解质膜、阴极、阳极及隔板构成的多个电池单元层叠而构成。电解质膜，例如是由氟类树脂等固体高分子材料形成的质子传导性离子交换膜。阴极和阳极，都用由碳纤维编织成的碳织物形成。隔板，由压缩碳粉而构成的不透气的质地致密的碳膜等不透气的导电性构件形成。在阴极和阳极之间，形成燃烧气及氧化气体的流路。
燃料电池系统60的各构成要素按如下方式连接。甲醇箱61通过配管与蒸发器65连接。设在配管中间部位的泵P2，一边调整流量，一边将作为原燃料的甲醇供给蒸发器65。水箱62，也同样用配管与蒸发器65连接。设在配管中间部位的泵P3，一边调整流量，一边将水供给蒸发器65。甲醇的配管和水的配管，分别在泵P2、P3的下游侧汇合，并与与蒸发器65连接。
蒸发器65，使所供给的甲醇和水气化。燃烧器63和压缩机64与蒸发器65并列设置。蒸发器65，利用从燃烧器63供给的燃烧气使甲醇和水沸腾、气化。燃烧器63的燃料为甲醇。甲醇箱61，除蒸发器65外还通过配管与燃烧器63连接。甲醇由设在该配管中间部位的泵P1供给燃烧器63。燃料电池60A内的在电化反应中未消耗掉的剩余燃料排气也供给到燃烧器63。燃烧器63，在甲醇和燃料排气中以后者为主进行燃烧。燃烧器63的燃烧温度，根据传感器T1的输出进行控制，大约保持在800℃～1000℃。当燃烧器63的燃烧气输送到蒸发器65时，使涡轮旋转，从而驱动压缩机64。压缩机64，从燃料电池系统60的外部吸入空气后对其进行压缩，并将该压缩空气供给燃料电池60A的阳极侧。
蒸发器65和重整器66，通过配管相互连接。由蒸发器65得到的原气体燃料、即甲醇和水的混合气体，输送到重整器66。重整器66，通过对由甲醇和水构成的原气体燃料进行重整而生成富含氢气的气体燃料。此外，在从蒸发器65到重整器66的输送配管的中间部位，设置着温度传感器T2，控制供给燃烧器63的甲醇量，以使该温度通常为大约250℃的给定值。在重整器66的重整反应中需加入氧气。为了供给该重整反应所需的氧气，还并列设置着一个用于从外部向重整器66供给空气的鼓风机68。
重整器66和CO减低部67，通过配管连接。由重整器66得到的富含氢气的气体燃料，供给到CO减低部67。在重整器66内的反应过程中，通常在气体燃料中含有一定量的一氧化碳(CO)。CO减低部67，可以减低该气体燃料中的一氧化碳浓度。在固体高分子型的燃料电池中，气体燃料中所含有的一氧化碳，将会影响阳极的反应因而是导致燃料电池的性能降低的因素。CO减低部67，通过将气体燃料中的一氧化碳氧化为二氧化碳，可以减低一氧化碳浓度。
CO减低部67和燃料电池60A的阳极，通过配管连接。将一氧化碳的浓度降低后的气体燃料，供燃料电池60A的阴极侧的电池反应使用。此外，如上所述，将用于送入压缩空气的配管连接于燃料电池60A的阴极侧。该空气，作为氧化气体供燃料电池60A的阳极侧的电池反应使用。
具有以上结构的燃料电池系统60，可以通过使用甲醇和水的化学反应供给电力。在本实施例中，安装了使用甲醇和水的燃料电池系统60，但燃料电池系统60并不限定于此，也可以采用使用重整汽油和天然气、或纯氢等的各种结构。此外，在以下的说明中，将燃料电池系统60统称为燃料电池60。
液力变矩器30(图1)，是采用流体的众所周知的动力传递机构。液力变矩器30的输入轴、即电动机20的输出轴13和液力变矩器30的输出轴14，不是机械连接，而是能以相互间保持滑动的状态转动。此外，在液力变矩器30内，还设有在规定条件下将两者连接的锁定离合器，以使两个转轴之间不产生滑动。锁定离合器的结合、断开，由控制单元70控制。
变速器100，内部备有多个齿轮、离合器、单向离合器、制动器等，是可以通过切换变速比而将液力变矩器30的输出轴14的转矩及转数变换后传递到输出轴15的结构。在本实施例中，采用了可以实现前进5级、后退1级的变速级的变速器。变速器100的变速级，由控制单元70根据车速等设定。司机以手动方式操作车内备有的变速杆并选择换档位置，即可改变所使用的变速级范围。
在本实施例的双动力车辆中，发动机10、电动机20、液力变矩器30、变速器100、辅机驱动用电动机80等的运行，由控制单元70控制(参照图1)。控制单元70，是内部备有CPU、RAM、ROM等的单片微型计算机，由CPU根据ROM内所记录的程序进行后文所述的各种控制处理。在控制单元70上，连接着用于实现上述控制的各种输入输出信号。图3是表示对控制单元70的输入输出信号的接线的说明图。在图中的左侧示出输入到控制单元70的信号，在右侧示出从控制单元70输出的信号。
输入到控制单元70的信号，是来自各种开关及传感器的信号。在这些信号中，例如，有燃料电池温度、燃料电池剩余燃料量、蓄电池剩余容量SOC、蓄电池温度、发动机10的水温、点火开关、发动机10的转数、ABS计算机、驱雾器、空气压缩机的开、停、车速、液力变矩器30的油温、换档位置、侧闸的通、断、脚踏制动器的踏入量、净化发动机10的排气的触媒的温度、与油门踏板55的操作量对应的油门开度、凸轮角传感器、驱动力源制动开关、旋转变压器信号等。除此之外，对控制单元70还输入着许多信号，这里，将其图示省略。
从控制单元70输出的信号，是用于控制发动机10、电动机20、液力变矩器30、变速器100等的信号。在这些信号中，例如，有用于控制电子节流阀的信号、控制发动机10的点火周期的点火信号、控制燃料喷射的燃料喷射信号、控制电动机20的运行的电动机控制信号、减速装置的控制信号、ABS传动装置的控制信号、电动机20的电源切换开关84的控制信号、蓄电池50的控制信号、燃料电池系统60的控制信号等。除此之外，还从控制单元70输出许多信号，这里，将其图示省略。
(2)一般动作以下，说明本实施例的双动力车辆的一般动作。如在以上的图1中所述，本实施例的双动力车辆，作为动力源备有发动机10和电动机20。控制单元70，在行驶中根据车辆的行驶状态、即车速及转矩而将两者分别使用。两者的分别使用，预先按变换图设定，并存储在控制单元70中的ROM内。
图4是表示车辆行驶状态与动力源的关系的说明图。图中的区域MG，是将电动机20作为动力源行驶的区域。区域MG外侧的区域，是将发动机10作为动力源行驶的区域(区域EG)。以下，将前者称作EV行驶，将后者称作发动机行驶。按照图1的结构，也可以将发动机10和电动机20两者作为动力源行驶，但在本实施例中，没有设定这样的区域。
如图所示，本实施例的双动力车辆，当在点火开关88接通的状态下开始行驶时，首先以EV行驶方式出发。在该区域内，使输入离合器18断开而行驶。在按EV行驶方式出发的车辆达到图4的变换图中的区域MG和区域EG的边界附近的行驶状态的时刻，控制单元70将输入离合器18结合，同时使发动机10起动。当使输入离合器18结合时，发动机10由电动机20带动旋转。在发动机10的转数增加到规定值的时刻，控制单元70，使燃料喷射并点火。在按这种方式使发动机10起动后，在区域EG内只将发动机10作为动力源而行驶。当开始在该区域内行驶时，控制单元70，使驱动电路51、52的晶体管全部截止。其结果是，使电动机20变为只是空转的状态。
控制单元70，在进行这种根据车辆的行驶状态切换动力源的控制的同时，还进行切换变速器100的变速级的处理。变速级的切换，与动力源的切换一样，根据按车辆行驶状态预先设定的变换图进行。变换图，也随换档位置而不同。图5中示出与D位置、4位置、3位置相当的变换图。如该变换图所示，控制单元70，执行变速级的切换，使变速比随车速的增加而减小。
(3)动力输出处理以下，说明区域MG中的动力输出处理。图5是第1实施例的区域MG中的动力输出处理例程的流程图。这是当车辆处在工作状态时、即当点火开关88处于接通状态时执行的处理。当点火开关88为断开状态时，整个车辆的工作停止，所以不执行这种处理。当开始这种处理时，CPU，输入各种传感器和开关的信号(步骤S100)。然后，由CPU判断燃料电池(FCFuel Cell)60是否是可发电的状态(步骤S110)。
根据输入到控制单元70的燃料电池温度及燃料电池剩余燃料量等进行判断，如判定燃料电池60为可发电状态，则进行燃料电池60应输出的目标输出值的设定处理(步骤S120)。该处理，使用在步骤S100中所输入的信号中的蓄电池50的剩余容量SOC及油门开度。另外，还参照后文所述的存储在ROM内的表，根据这些参数设定燃料电池60的目标输出值。这里，油门开度，是与对包含燃料电池60及蓄电池50的电力供给装置的要求电力有关的参数，由油门踏板55的操作量决定。
图6是表示第1实施例的蓄电池50的剩余容量SOC、油门开度及燃料电池60的目标输出值的关系的说明图。此外，用细线L示出与油门开度对应的对电力供给装置的要求电力。在本实施例中，根据油门开度和蓄电池50的剩余容量SOC设定燃料电池60的目标输出值。用实线示出的线L1、用虚线示出的线L2、用单点锁线示出的线L3，蓄电池50的剩余容量SOC各不相同，并按其顺序减低。这些关系，以图表的形式存储在控制单元70中的ROM内。此外，在本实施例中，根据蓄电池50的剩余容量SOC按3级设定燃料电池60的目标输出值，但也可以设定为更多的级或使其连续变化。
在本实施例中，如图6所示，将与油门开度的变化量对应的目标输出值的变化量的斜率设定为不超过规定的最大斜率。该最大值，是即使油门开度急剧变化燃料电池60的输出也能跟踪目标输出值的值。
在油门开度较小的区域(图中的区域X)，将目标输出值设定为高于要求电力，在油门开度较大的区域(图中的区域Y)，将目标输出值设定为低于要求电力。就是说，将燃料电池60的输出限定在图中所示的区域A内。本实施例的燃料电池60，在图中所示的区域A内具有高的发电效率。因此，按照上述方式设定目标输出值，即可使燃料电池60得到高效率的使用。
例如，当蓄电池50的剩余容量SOC为正常状态时(线L1)，如作为油门开度输入较小的值P，则设定高于要求电力Di的目标值Dp1。按照这种设定，可以从燃料电池60输出大于要求电力的电力。从燃料电池60输出的电力中的剩余电力，对蓄电池50进行充电。
另外，当蓄电池50的剩余容量SOC为少的状态时(线L2)，如作为油门开度仍输入值P，则设定比蓄电池50的剩余容量SOC为正常状态时的目标输出值Dp1高的目标输出值Dp2。按照这种设定，可以从燃料电池60输出比正常时大的电力。从燃料电池60输出的电力中的剩余电力，对剩余容量SOC减少了的蓄电池50进行充电。
在本实施例中，蓄电池50的剩余容量SOC越少，将燃料电池60的目标输出值设定得越高。按照这种设定，当蓄电池50的剩余容量SOC少时，可以更急速地进行充电从而能使蓄电池50的剩余容量SOC更快地恢复。
当设定了燃料电池60的目标输出值时，燃料电池60，输出与该值对应的电力(图5的步骤S130)。同时，蓄电池50则进行充放电，以便对燃料电池60的输出与油门开度所对应的要求电力之差进行补偿(步骤S140)。这些控制，根据从控制单元70输出的电源切换开关84的控制信号进行。即，当需要蓄电池50进行充放电时，由切换开关84切换蓄电池50、电动机20和燃料电池60之间的连接，并进行与电压差对应的充放电。
在上文中，说明了当燃料电池60为可发电状态时的电力的输出。如在图5的步骤S110中判定燃料电池60为不能发电的状态，则判断蓄电池50的剩余容量SOC是否在其控制下限LoS％以上(步骤S150)。如蓄电池50的剩余容量SOC低于LoS％，则起动发动机10并输出动力(步骤S160)。而当蓄电池50的剩余容量SOC在LoS％以上时，将蓄电池50作为主电源输出(步骤S170)。
上述的处理，通过按一定的间隔随时对油门开度及蓄电池50的剩余容量SOC进行采样而进行。
以下，给出第1实施例的具体控制例。图7是作为一例示出第1实施例的与油门开度对应的燃料电池60的目标输出值、燃料电池60的实际输出、蓄电池50的输出的时间图。
在时刻0～t2，油门开度为0。在该期间内，燃料电池60的目标输出值、燃料电池60的输出、蓄电池50的输出都为0。而当在时刻t1使点火开关88接通时，虽然在实际上燃料电池60需要预热运行，但燃料电池60及蓄电池50都变为可以输出的状态。
假定在时刻t2使油门开度急剧增加。于是，燃料电池60的目标输出值也根据图表(参照图6)而急剧增加。另外，从图6可以看出，目标输出值与要求电力不一定一致。时刻t2的目标输出值，设定为比行驶所需的要求电力大的值。燃料电池60的输出，因响应度低而不能跟踪目标输出值的急剧增加，所以，以最大斜率增加。这时，使蓄电池50输出电力，以补偿燃料电池60的输出的不足部分。因此，蓄电池50的剩余容量SOC减少。
假定在时刻t2～t4使油门开度缓慢增加。于是，燃料电池60的目标输出值也根据图表而缓慢增加。另外，从图6可以看出，燃料电池60的目标输出值的变化率，小于与油门开度对应的要求电力的变化率。假定控制单元70在时刻t3对蓄电池50的剩余容量SOC的减低的情况进行了检测。因此，根据其减低而将目标输出值增加到大于正常的目标输出值。燃料电池60的输出，在时刻t3′达到燃料电池60的目标输出值之前，以最大斜率增加。在时刻t3′～t4，由于目标输出值的变化率小于燃料电池60的输出响应度因而可以跟踪，所以燃料电池60的输出随目标输出值而增加。在燃料电池60的输出在时刻t3′达到目标输出值之前，使蓄电池50输出电力，以补偿燃料电池60的输出的不足部分。由于时刻t3′以后的燃料电池60的输出大于要求电力，所以用其剩余电力对蓄电池50进行充电。在时刻t3′～t4，由于只用燃料电池60的输出即可输出要求电力，所以蓄电池50不输出。
假定在时刻t4使油门开度急剧减小。于是，燃料电池60的目标输出值也根据图表而急剧减小。另外，在时刻t4，控制单元70检测到蓄电池50的剩余容量SOC已进行了充分的充电，所以恢复到正常的目标输出值。由于目标输出值的变化率小于燃料电池的输出响应度因而可以跟踪，所以燃料电池60的输出随目标输出值而减小。由于只用燃料电池60的输出即可输出与油门开度对应的要求电力，所以蓄电池50不输出。
在时刻t4以后，假定使油门开度在时刻t4～t5增加、在时刻t5～t6减小、在时刻t6以后增加。在该期间，燃料电池60的目标输出值也根据图表而以比油门开度的变化率小的变化率增减，从而使燃料电池60的输出跟踪目标输出值而增减。由于只用燃料电池60的输出即可输出与油门开度对应的要求电力，所以蓄电池50不输出。
为使上述第1实施例的控制效果更加明确，示出燃料电池60和蓄电池50的现有的控制作为比较例。图8是作为一例示出比较例的与油门开度对应的燃料电池60的目标输出值、燃料电池60的实际输出、蓄电池50的输出的时间图。油门开度，与图7所示相同。比较例的燃料电池60的目标输出值，设定为与油门开度所对应的要求电力相同的值。
在时刻0～t2，油门开度为0。在该期间内，燃料电池60的目标输出值、燃料电池60的输出、蓄电池50的输出都为0。
在时刻t2使油门开度急剧增加。于是，燃料电池60的目标输出值也随着油门开度而急剧增加。燃料电池60的输出，因响应度低而不能跟踪目标输出值的急剧增加，所以，以最大斜率增加。这时，使蓄电池50输出电力，以补偿燃料电池60的输出的不足部分。因此，蓄电池50的剩余容量SOC减少。
在时刻t2～t4使油门开度缓慢增加。于是，燃料电池60的目标输出值也随着油门开度而缓慢增加。燃料电池60的输出，在时刻t3达到燃料电池60的目标输出值之前，以最大斜率增加。在燃料电池60的输出在时刻t3达到目标输出值之前，使蓄电池50输出电力，以补偿燃料电池60的输出的不足部分。在时刻t3～t4，由于目标输出值的变化率小于燃料电池60的输出响应度因而可以进行跟踪，所以燃料电池60的输出随目标输出值而增加。在时刻t3～t4，由于只用燃料电池60的输出即可输出要求电力，所以蓄电池50不输出。
在时刻t4使油门开度急剧减小。于是，燃料电池60的目标输出值也随着油门开度而急剧减小。这时，燃料电池60的输出，可以跟踪目标输出值，因而随目标输出值而减小。由于只用燃料电池60的输出即可输出与油门开度对应的要求电力，所以蓄电池50不输出。
在时刻t4～t5，使油门开度增加。在该期间内，燃料电池60的目标输出值，随着油门开度而增加。由于燃料电池60的目标输出值的变化率比第1实施例大，所以燃料电池60的输出不能跟踪目标输出值，而以最大斜率增加。蓄电池50输出电力，以补偿燃料电池60的输出的不足部分。因此，蓄电池50的剩余容量SOC减少。
在时刻t5～t6，使油门开度减小。在该期间内，燃料电池60的目标输出值，随着油门开度而增加。燃料电池60的输出，在达到目标输出值的时刻t5′之前仍以最大斜率增加，达到后随目标输出值而减小。在燃料电池60的输出达到目标输出值的时刻t5′之前，使蓄电池50输出电力，以补偿燃料电池60的输出的不足部分，在达到后，由于只用燃料电池60的输出即可输出与油门开度对应的要求电力，所以蓄电池50不再输出。
在时刻t6以后，使油门开度增加。在该期间内，燃料电池60的目标输出值，随着油门开度而增加。由于目标输出值的变化率小于燃料电池的输出响应度，所以燃料电池60的输出跟踪目标输出值而增减。由于只用燃料电池60的输出即可输出与油门开度对应的要求电力，所以蓄电池50不输出。
如上所述，在比较例中，与第1实施例一样可以由蓄电池50输出电力以补偿燃料电池60的输出的不足部分，所以能确保响应度。但是，由于将燃料电池60的目标输出值设定为与要求电力相同的值，所以当油门开度的变动大时燃料电池60的输出不能跟踪目标输出值，因而将发生不能进行与目标输出值对应的稳定的控制的情况。此外，由于不进行与蓄电池50的剩余容量SOC对应的目标输出值的设定，所以不能确保剩余容量SOC，当剩余容量SOC减低到规定值以下时，将发生为充电而不得不使发动机10运行的情况。
另一方面，按照第1实施例，即使油门开度的变动大时，由于燃料电池60的目标输出值的变化小于输出响应度，所以也仍能稳定地控制燃料电池60的输出。其结果是，不仅可以确保与油门开度对应的输出响应度，而且可以将燃料电池60有效地用作电力供给源。此外，由于进行与蓄电池50的剩余容量SOC对应的目标输出值的设定，所以能以高的效率快速地对蓄电池50进行充电。因此，可以减小蓄电池50的容量，从而能实现电力供给装置的小型化及轻量化。
(4)第2实施例在第1实施例中，按一定的间隔对蓄电池50的剩余容量SOC及油门开度进行采样，并根据采样结果随时设定燃料电池60的目标输出值。在第2实施例中，示出根据按一定间隔采样后的油门开度计算油门开度的变化率并根据该计算结果变更燃料电池60的目标输出值设定处理的情况。装置的结构，与第1实施例相同。另外，燃料电池60的目标输出值设定处理以外的动力输出处理例程的流程也相同。
图9是表示第2实施例中的燃料电池60的目标输出值设定处理的流程图。当开始该处理时，CPU，首先读入油门开度(步骤S200)。然后，根据上一次读入的油门开度、本次读入的油门开度、及采样时间计算油门开度的变化率r(步骤S210)。将油门开度变化率的绝对值|r|与预先存储在ROM内的变化率的阈值Rth进行比较(步骤S220)。如油门开度变化率的绝对值|r|超过了阈值Rth，则根据油门开度设定新的目标输出值(步骤S230)。这里设定的目标输出值，是图6所示第1实施例中蓄电池50的剩余容量SOC为正常状态时目标输出值。但是，存储了油门开度和燃料电池60的目标输出值的关系的图表(参照图6)，可以任意设定。如油门开度变化率的绝对值|r|小于阈值Rth，则不设定新的目标输出值，而是保持在这之前的原来的目标输出值。即，当油门开度变化率大时，变更为新的目标输出值，当变化率小时，进行不随时变更目标输出值的控制。
另外，阈值Rth，可以任意设定。例如，阈值Rth，可以为固定值。此外，还可以根据司机对油门踏板55的操作倾向、燃料电池60和蓄电池50的过去运行状况进行判断而随时进行变更。另外，也可以在油门开度的变化率r为正时和为负时使阈值Rth为不同的值。
接着，读入蓄电池50的剩余容量SOC(步骤S240)，并判断剩余容量SOC是否在规定值LO％以上(步骤S250)。如剩余容量SOC在规定值LO％以上，则判定为蓄电池50有足够的剩余容量SOC，并结束处理。如剩余容量SOC低于规定值LO％，则设定用于提高目标输出值的校正值(步骤S260)，以便可以用燃料电池60的输出对蓄电池50进行充电。加上该校正值后设定为新的目标输出值(步骤S270)。
另外，规定值LO，可以任意设定。但是，如将LO设定得过高，则将频繁地进行步骤S260、S270的目标输出值的校正，因而有时将使燃料电池60的运行不能稳定进行。另一方面，如将LO设定得过低，则将更多地使用蓄电池50，因而有时使燃料电池60不能得到高效率的使用。
以下，给出第2实施例的具体控制例。图10是作为一例示出第2实施例的与油门开度对应的燃料电池60的目标输出值、燃料电池60的实际输出、蓄电池50的输出的时间图。油门开度，与图7所示相同。
在时刻0～t2，油门开度为0。在该期间内，燃料电池60的目标输出值、燃料电池60的输出、蓄电池50的输出都为0。
在时刻t2使油门开度急剧增加。这时，假定油门开度变化率的绝对值超过了阈值Rth。于是，燃料电池60的目标输出值也随着油门开度而急剧增加。燃料电池60的输出，因响应度低而不能跟踪目标输出值的急剧增加，所以，以最大斜率增加。这时，使蓄电池50输出电力，以补偿燃料电池60的输出的不足部分。
在时刻t2～t4使油门开度缓慢增加。在该期间内，假定油门开度变化率的绝对值小于阈值Rth。燃料电池60的目标输出值，保持在时刻t2设定的值。燃料电池60的输出，在时刻t3达到目标输出值之前，以最大斜率增加。在时刻t3～t4，根据目标输出值而输出一定的电力。使蓄电池50输出电力，以补偿燃料电池60的输出的不足部分。
在时刻t4使油门开度急剧减小。这时，假定油门开度变化率的绝对值超过了阈值Rth。于是，燃料电池60的目标输出值也随着油门开度而急剧减小。燃料电池60的输出，跟踪目标输出值而减小。由于只用燃料电池60的输出即可输出与油门开度对应的要求电力，所以蓄电池50不输出。
在时刻t4～t5，使油门开度增加。在该期间内，假定油门开度变化率的绝对值小于阈值Rth。于是，燃料电池60的目标输出值，保持在时刻t4设定的值。燃料电池60，根据目标输出值而输出一定的电力。使蓄电池50输出电力，以补偿燃料电池60的输出的不足部分。
在时刻t5～t6，使油门开度减小。在该期间内，假定油门开度变化率的绝对值小于阈值Rth。于是，燃料电池60的目标输出值，在由控制单元70检测到蓄电池50的剩余容量SOC低于LO％的时刻t5′之前，保持时刻t4(或时刻t5)的值。燃料电池60，在时刻t5′之前根据目标输出值而输出。使蓄电池50输出电力，以补偿燃料电池60的输出的不足部分。
假定在时刻t5′控制单元70检测到蓄电池50的剩余容量SOC低于LO％。于是，在该时刻，油门开度虽然减小，但可以将燃料电池60的目标输出值校正得较高，以便能够快速地对蓄电池50进行充电。燃料电池60的输出，因响应度低而不能跟踪该目标输出值的增加，因而以最大斜率增加。
在时刻t6以后，使油门开度缓慢增加。在该期间内，假定油门开度变化率的绝对值小于阈值Rth。于是，燃料电池60的目标输出值，保持在时刻t5′设定的值。燃料电池60，根据目标输出值而输出一定的电力。由于只用燃料电池60的输出即可输出与油门开度对应的要求电力，所以蓄电池50不输出。由于图中所示的时刻t5′以后的燃料电池60的输出大于要求电力，所以用其剩余电力对蓄电池50进行充电。另外，图中虽未示出，但当使油门开度急剧增加后缓慢减小时，即当油门开度变化率的绝对值小于阈值Rth时，由于燃料电池60的目标输出值并未减小，所以仍可以对蓄电池50进行充电。
在第2实施例中，对油门开度的输出响应度低的燃料电池60，由于减低了对油门开度的灵敏度，所以能够对燃料电池60进行稳定的运行控制。另外，采用了对油门开度的急剧变化具有良好的输出响应度的蓄电池50。通过采用这种结构，不仅能确保与油门开度对应的输出响应度，而且可以抑制蓄电池50的过量充电并能将燃料电池60有效地用作电力供给源。
(5)第3实施例第3实施例的双动力车辆，安装着导航系统。图11是第3实施例的双动力车辆的简略结构图。导航系统90，连接于控制单元70，对控制单元70输入车辆将来要行驶的路径信息。除此以外的硬件结构，与第1实施例相同。此外，在第1实施例和第3实施例中，动力输出处理的一部分有所不同。
图12是第3实施例的动力输出处理例程的流程图。当开始该处理时，CPU，输入各种传感器和开关的信号(步骤S300)。然后，由CPU判断燃料电池60是否是可发电的状态(步骤S310)。
如燃料电池60为可发电状态，则进行燃料电池60应输出的目标输出值的设定处理(步骤S320)。该处理，与第1实施例相同。在设定燃料电池60的目标输出值后，判断是否是在使用导航系统90的行驶中(步骤S330)。如不是用导航系统90行驶，则与第1实施例一样，燃料电池60，输出与目标输出值对应的电力(步骤S350)。蓄电池50，进行充放电以便对燃料电池60的输出与油门开度所对应的要求电力之差进行补偿(步骤S360)。当使用导航系统90行驶时，对目标输出值进行用于导航系统行驶的校正处理。
另外，在拥堵中或因等待信号而停止等情况下，在步骤S330中也可以判定为不使用导航系统90行驶。
图13是用于导航系统行驶的目标输出值校正处理的流程图。当开始该处理时，CPU，从导航系统90读入路径信息(步骤S400)。在该路径信息中，包含着与上坡或下坡的坡度有关的信息、或高速路的信息等。接着，根据该路径信息预测将来的规定时间内的要求电力(步骤S410)。例如，CPU，当从导航系统90检测到前面有上坡时，预测为了开上该上坡所需的电力。然后，根据预测出的将来的要求电力设定将来的规定时间的目标输出值(步骤S420)。接着，根据该将来的目标输出值、在图12的步骤S320中设定的目标输出值、将来的规定时间的目标输出值、及燃料电池60的输出特性(可输出的最大斜率)进行目标输出值的校正(步骤S430)。
图14是作为一例示出第3实施例的与油门开度对应的燃料电池60的目标输出值、燃料电池60的实际输出、蓄电池50的输出的时间图。油门开度，在时刻t2之前为一定值，要求电力为PW1。在时刻t2～t3变为上坡，因而增加到PW2。在时刻t3～t5保持一定值。在时刻t5～t6变为下坡，因而减小到PW1。在时刻t6以后为一定值。
控制单元70，可以根据来自导航系统90的路径信息在临近上坡的时刻t2以前识别前面存在着上坡。然后，根据当前的目标输出值PW1、将来的目标输出值PW2、及燃料电池60的输出特性，求出为使燃料电池60的输出从PW1增加到PW2所需的响应时间，由此计算出应使目标输出值在时刻t1就增加到PW2，从而对目标输出值进行校正。燃料电池60，可以根据该校正后的目标输出值预先使输出增加，以便为将来的输出增加做好准备。在图14中，在时刻t1，使燃料电池60的目标输出值急剧地从PW1增加到PW2，但也可以在临近上坡时随着油门开度慢慢地增加以使燃料电池60能够输出所要求的电力。
另外，控制单元70，可以根据来自导航系统90的路径信息在临近下坡的时刻t5之前识别前面存在着下坡。然后，根据当前的目标输出值PW2、将来的目标输出值PW1、及燃料电池60的输出特性，在时刻t4将目标输出值减小到PW2，从而对目标输出值进行校正，并可以识别出虽然要消耗蓄电池50的电力但在下坡时可以充电。在时刻t4～t6，由于从燃料电池60的输出不能满足要求电力，所以由蓄电池50输出不足的部分。
另外，在以上的说明中，说明了在上坡和下坡时使燃料电池60的输出增加和减小的情况，但例如在因驶入高速路而加速等情况下也可以采用同样的方式从而为输出的增加做好准备。
在上文中，对燃料电池60为可发电状态时的动力输出进行了说明。如在图12的步骤S310中判定燃料电池60为不能发电的状态，则判断蓄电池50的剩余容量SOC是否在其控制下限LoS％以上(步骤S370)。如蓄电池50的剩余容量SOC低于LoS％，则起动发动机10并输出动力(步骤S380)。而当蓄电池50的剩余容量SOC在LoS％以上时，将蓄电池50作为主电源输出(步骤S390)。
如上所述，按照第3实施例，在安装了导航系统90的车辆中，不仅能确保与油门开度对应的输出响应度，而且可以将燃料电池60有效地用作电力供给源。
(6)变形例
以上，说明了本发明的几种实施形态，但本发明对上述实施形态并没有任何限定，在不脱离其要点的范围内可以实施各种形态。例如，也可以是如下的变形例。
在上述第1实施例中，以图表的形式存储着图6所示的蓄电池50的剩余容量SOC、油门开度及燃料电池60的目标输出值的关系，但也可以将蓄电池50的剩余容量SOC和油门开度作为参数而求出燃料电池60的目标输出值。
在上述第2实施例中，判定是否根据油门开度的变化率对燃料电池60的目标输出值进行校正，但也可以根据油门开度的变化率和油门开度的变化量对燃料电池60的目标输出值进行校正。按照这种方式，当油门开度变化率虽小但油门开度的变化已超过了规定值时，可以抑制蓄电池50的过量的充放电，并能设定出适当的目标输出值。
另外，在上述第2实施例中，根据按一定间隔采样后的油门开度计算油门开度的变化率，但油门开度的变化率也可以用传感器直接检测。
在上述实施例中，举例说明了将本发明应用于双动力车辆的情况，但也可以应用于不安装发动机的电动车辆。图15是电动车辆的简略结构图。该电动车辆，由燃料电池60B、蓄电池50B、控制单元70B、切换开关84B、逆变器52B、电动机20B、加速踏板55B、差动齿轮装置16B、车轴17B构成。在图15中，仅示出主要信号、电力及动力的传送路径，省略了图1所示的辅机驱动装置82及变速器100。
在上述实施例中，采用蓄电池50作为可充放电的蓄电部，但也可以采用电容器等蓄电装置。
在上述实施例中，举例说明了可将发动机10的动力传递到车轴17的双动力车辆、即并联双动力车辆，但也可以应用于串联双动力车辆。
在上述实施例中，通过由CPU执行软件而实现各种控制处理，但这些处理也能以硬件实现。
产业上的可应用性本发明可以应用于将燃料电池和蓄电部作为电源的电力供给装置的控制。
权利要求
1.一种电力供给装置，将燃料电池和可充放电的蓄电部作为电源而进行电力的供给，该电力供给装置的特征在于，备有要求电力输入部，随时输入对上述电力供给部的要求电力；存储部，存储上述要求电力与上述燃料电池应输出的目标输出值的关系、即将与该要求电力的变化量对应的该目标输出值的变化量的斜率设定在不超过根据上述燃料电池的输出响应度决定的规定值的范围内的关系；目标输出值设定部，参照上述存储部并根据上述要求电力设定上述目标输出值；燃料电池控制部，根据上述目标输出值控制上述燃料电池的运行；充放电部，根据上述要求电力及上述目标输出值进行上述蓄电部的充放电。
2.根据权利要求1所述的电力供给装置，其特征在于上述充放电部，对上述要求电力与上述燃料电池可输出的电力之差进行补偿。
3.根据权利要求2所述的电力供给装置，其特征在于上述关系为，在上述要求电力低的第1规定区域内，使上述目标输出值大于该要求电力。
4.根据权利要求2所述的电力供给装置，其特征在于上述关系为，在上述要求电力高的第2规定区域内，使上述目标输出值小于该要求电力。
5.根据权利要求1所述的电力供给装置，其特征在于备有检测上述蓄电部的剩余容量的检测部，上述关系，按该每个剩余容量设定，上述目标输出值设定部，在设定该目标输出值时也考虑上述剩余容量。
6.根据权利要求5所述的电力供给装置，其特征在于上述关系为，上述剩余容量越少，将上述目标输出值设定得越大。
7.一种电力供给装置，将燃料电池和可充放电的蓄电部作为电源而进行电力的供给，该电力供给装置的特征在于，备有燃料电池控制部，根据规定的目标输出值控制上述燃料电池的运行；充放电部，进行上述蓄电部的充放电，用以补偿要求电力与上述燃料电池可输出的电力之差；变化率检测部，检测上述要求电力的变化率；目标输出值设定部，当上述变化率的绝对值超过规定值时，根据上述要求电力变更上述目标输出值。
8.根据权利要求7所述的电力供给装置，其特征在于还备有检测上述蓄电部的剩余容量的检测部、及根据上述剩余容量校正上述目标输出值的目标输出值校正部。
9.一种电力供给装置，将燃料电池和可充放电的蓄电部作为电源而进行电力的供给，该电力供给装置的特征在于，备有要求电力输入部，随时输入要求电力；要求电力预测部，预测规定时间后的将来要求电力；目标输出值设定部，根据上述将来要求电力、当前要求电力及上述燃料电池的输出响应度，设定上述燃料电池在当前时刻应输出的目标输出值；燃料电池控制部，根据上述目标输出值控制上述燃料电池的运行；充放电部，进行上述蓄电部的充放电，用以补偿上述当前要求电力与上述燃料电池可输出的电力之差。
10.根据权利要求9所述的电力供给装置，其特征在于上述目标输出值设定部，预先使上述目标输出值随上述将来要求电力的增加而增大。
11.根据权利要求9所述的电力供给装置，其特征在于上述目标输出值设定部，预先使上述目标输出值随上述将来要求电力的减少而减小。
12.根据权利要求9所述的电力供给装置，其特征在于还备有检测上述蓄电部的剩余容量的检测部、及根据上述剩余容量校正上述目标输出值的目标输出值校正部。
13.根据权利要求9所述的电力供给装置，其特征在于备有预先存储了规定着从上述电力供给装置接受电力供给的负荷的将来运行状态的负荷信息的负荷信息存储部，上述要求电力预测部，根据该负荷信息预测上述将来要求电力。
14.一种控制方法，用于备有燃料电池和可充放电的蓄电部的电力供给装置，该控制方法的特征在于包括(a)随时输入要求电力的工序、(b)参照存储上述要求电力与上述燃料电池应输出的目标输出值的关系的存储部并根据上述要求电力设定上述目标输出值的工序、(c)根据上述目标输出值控制上述燃料电池的运行的工序、(d)根据上述要求电力及上述目标输出值进行上述蓄电部的充放电的工序，在上述工序(b)中，上述关系为，将与该要求电力的变化量对应的上述目标输出值的变化量的斜率设定在不超过根据上述燃料电池的输出响应度决定的规定值的范围内。
15.一种控制方法，用于备有燃料电池和可充放电的蓄电部的电力供给装置，该控制方法的特征在于包括(a)在规定时刻根据要求电力设定上述燃料电池应输出的目标输出值的工序、(b)根据上述目标输出值控制上述燃料电池和上述蓄电部的运行的工序，上述工序(a)中的上述规定时刻，是上述要求电力的变化率超过了规定值的时刻。
16.一种控制方法，用于备有燃料电池和可充放电的蓄电部的电力供给装置，该控制方法的特征在于包括(a)随时输入要求电力的工序、(b)预测规定时间后的将来要求电力的工序、(c)根据上述将来要求电力、当前要求电力及上述燃料电池的输出响应度设定上述燃料电池在当前时刻应输出的目标输出值的工序、(d)根据上述目标输出值控制上述燃料电池的运行的工序、(e)进行上述蓄电部的充放电，用以补偿上述当前要求电力与上述燃料电池可输出的电力之差的工序。
17.一种动力输出装置，备有将燃料电池和可充放电的蓄电部作为电源而进行电力供给的电力供给装置、及由从该电力供给装置供给的电力驱动的电动机，其特征在于；上述电力供给装置，备有要求电力输入部，随时输入对上述电力供给部的要求电力；存储部，存储上述要求电力与上述燃料电池应输出的目标输出值的关系、即将与该要求电力的变化量对应的该目标输出值的变化量的斜率设定在不超过根据上述燃料电池的输出响应度决定的规定值的范围内的关系；目标输出值设定部，参照上述存储部并根据上述要求电力设定上述目标输出值；燃料电池控制部，根据上述目标输出值控制上述燃料电池的运行；充放电部，根据上述要求电力及上述目标输出值进行上述蓄电部的充放电。
18.根据权利要求17所述的动力输出装置，其特征在于还备有由燃料的燃烧驱动的发动机、及通过驱动上述电动机和上述发动机中的至少一方而输出动力的控制装置。
19.一种车辆，备有将燃料电池和可充放电的蓄电部作为电源而进行电力供给的电力供给装置、及借助于从该电力供给装置供给的电力输出驱动力的电动机，其特征在于；上述电力供给装置，备有要求电力输入部，随时输入与上述车辆的油门开度对应的要求电力；存储部，存储上述要求电力与上述燃料电池应输出的目标输出值的关系、即将与该要求电力的变化量对应的该目标输出值的变化量的斜率设定在不超过根据上述燃料电池的输出响应度决定的规定值的范围内的关系；目标输出值设定部，参照上述存储部并根据上述要求电力设定上述目标输出值；燃料电池控制部，根据上述目标输出值控制上述燃料电池的运行；充放电部，根据上述要求电力及上述目标输出值进行上述蓄电部的充放电。
20.一种车辆，备有将燃料电池和可充放电的蓄电部作为电源而进行电力供给的电力供给装置、及借助于从该电力供给装置供给的电力输出驱动力的电动机，其特征在于；上述电力供给装置，备有要求电力输入部，随时输入要求电力；要求电力预测部，预测规定时间后的将来要求电力；目标输出值设定部，根据上述将来要求电力、当前要求电力及上述燃料电池的输出响应度，设定上述燃料电池在当前时刻应输出的目标输出值；燃料电池控制部，根据上述目标输出值控制上述燃料电池的运行；充放电部，进行上述蓄电部的充放电，用以补偿上述当前要求电力与上述燃料电池可输出的电力之差。
21.根据权利要求20所述的车辆，其特征在于备有预先存储了上述车辆将来要行驶的路径信息的路径信息存储部，上述要求电力预测部，根据该路径信息预测上述将来要求电力。
全文摘要
在确保燃料电池的输出响应度的同时，实现燃料电池的有效使用。在将电动机作为驱动力源的车辆中，安装燃料电池和蓄电池作为电动机的电源。将燃料电池的目标输出值设定在燃料电池的输出可以跟踪要求电力的变化的范围内。蓄电池，进行充放电，用以补偿燃料电池的输出对要求电力的滞后。蓄电池的剩余容量越少，将燃料电池的目标输出值设定得越大，即可在确保输出响应度的同时有效地使用燃料电池的电力。
文档编号B60W10/08GK1439178SQ01809468
公开日2003年8月27日 申请日期2001年4月19日 优先权日2000年5月15日
发明者吉井欣也 申请人:丰田自动车株式会社