CN108515852A - 燃料电池车辆及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供燃料电池车辆及其控制方法。控制方法包含如下步骤:除了推定路径之外,还使用当前的交通流信息等来推定在推定路径上行驶时会向本车施加的负荷;使用推定出的负荷来判定在推定路径上是否存在过负荷区域;及在判定为存在过负荷区域的情况下,在本车到达过负荷区域之前执行使冷却能力与在通常控制模式下设定的冷却能力相比增大的增大处理。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池车辆及其控制方法。
背景技术
燃料电池在由电解质层的性质等确定的特定的温度范围内发挥充分的发电性能,而且具有伴随于发电而发热的性质。因而,通常,通过具备用于使制冷剂向燃料电池内部循环的冷却装置,而以使燃料电池的发电时的温度处于上述特定的温度范围的方式进行控制。
在具备这样的燃料电池作为驱动能量源的车辆中高负荷状态持续的情况下,燃料电池的发热量尤其增大。在高负荷状态持续而燃料电池的温度过度上升的情况下,一般来说,进行使冷却装置的冷却能力增大的控制。作为这样的结构的一例,有人提出了如下结构:判断燃料电池是否处于高温高负荷持续状态,在判断为处于高温高负荷持续状态的情况下,使冷却单元(散热器风扇、冷却水泵)的驱动量增大来使冷却能力增大(例如,日本特开2012-209109号公报)。
发明内容
在日本特开2012-209109号公报所记载的燃料电池车辆中,检测燃料电池的温度和负荷的计测状态来判断是否处于高温高负荷持续状态。并且,在判断为处于高温高负荷持续状态后,通过散热器风扇的増速、冷却水泵的増速等来使燃料电池的冷却能力增大。但是,搭载于车辆的冷却单元的性能存在极限,因此,在高温高负荷状态持续更长时间的情况下,冷却单元的冷却变得不充分,燃料电池的温度有可能过度上升。因而,期望有一种即使在高负荷状态持续的情况下也能够抑制燃料电池温度的过度上升的技术。
用于解决问题的手段
本发明为了解决上述问题的至少一部分,而能够以以下的形态来实现。
(1)根据本发明的一个方式,提供一种搭载燃料电池作为驱动能量源的至少一个的燃料电池车辆的控制方法。所述燃料电池车辆具备对所述燃料电池进行冷却的冷却系统和控制所述冷却系统的冷却能力的冷却系统控制部;所述冷却系统控制部具有通常控制模式作为控制所述冷却系统的冷却能力的控制模式,所述通常控制模式是如下模式:在使用所述燃料电池的温度、所述燃料电池的发电量及所述燃料电池车辆的负荷要求中的至少任一个进行判断时判断为所述燃料电池的温度会从预先确定的基准温度范围偏离的情况下,以使所述燃料电池的温度处于所述基准温度范围的方式变更所述冷却系统的冷却能力。这样的燃料电池车辆的控制方法包含如下步骤:除了推定为所述燃料电池车辆即本车会行驶的推定路径之外,还使用所述推定路径的当前的表示交通流的交通流信息、所述推定路径的过去的交通流信息、所述本车的行驶历史及第一参数中的至少一个,来推定在所述推定路径上行驶时会向所述本车施加的负荷,所述第一参数表示所述本车的过去的驾驶时的习惯,且表示与他车不同的驾驶时的倾向即驾驶倾向;使用推定出的所述负荷,判定在所述推定路径上是否存在所述燃料电池的温度会超过合适温度范围的区域即过负荷区域;及在判定为存在所述过负荷区域的情况下,在所述本车到达所述过负荷区域之前执行使所述冷却系统的冷却能力增大的增大处理。所述增大处理是使所述冷却系统的冷却能力与在执行该增大处理的时间点在所述通常控制模式下设定的冷却能力相比增大的处理。
根据该方式的燃料电池车辆的控制方法,在推定路径上存在过负荷区域的情况下,在本车到达过负荷区域之前执行使冷却能力与在通常控制模式下设定的冷却能力相比增大的增大处理。因而,能够抑制燃料电池的温度过度上升。
(2)在上述方式的燃料电池车辆的控制方法中,推定会向所述本车施加的负荷的步骤可以包含如下步骤:使用所述推定路径的当前的交通流信息、所述推定路径的过去的交通流信息、所述本车的行驶历史及表示所述本车的驾驶倾向的所述第一参数中的至少一个,来推定在所述推定路径上行驶时会向所述本车施加的负荷;及使用表示所述本车的驾驶倾向的第二参数对推定所述负荷得到的结果进行修正。根据该方式的燃料电池车辆的控制方法,能够提高推定会向燃料电池施加的负荷的精度,能够更适当地进行增大处理。
(3)在上述方式的燃料电池车辆的控制方法中,可以通过使用当前及过去中的至少任一方的表示交通流的交通流信息将在所述本车的行驶路上分支的分支点处被选择的可能性最高的分支路判断为所述本车会行驶的分支路,来推定所述推定路径。根据该方式的燃料电池车辆的控制方法,即使在没有与本车的目的地相关的输入的情况下,也能够在本车到达过负荷区域之前执行增大处理,提高能够适当地进行抑制燃料电池的过度的温度上升的控制的可能性。
(4)在上述方式的燃料电池车辆的控制方法中,在执行所述增大处理的步骤中,可以在所述通常控制模式下所述冷却系统的冷却能力成为最大之前,使所述冷却系统的冷却能力成为最大。根据该方式的燃料电池车辆的控制方法,能够提高抑制燃料电池的温度过度上升的效果。
(5)在上述方式的燃料电池车辆的控制方法中,可以是,所述冷却系统包含对所述燃料电池进行冷却的制冷剂和对所述制冷剂进行冷却的散热器;所述控制方法还包含如下步骤:导出因所述燃料电池的发电而所述制冷剂的温度上升的第一温度上升量、由于所述燃料电池的发电以外的原因而所述制冷剂的温度上升的第二温度上升量及所述散热器的放热能力;及使用所述第一温度上升量、所述第二温度上升量及所述放热能力,导出在所述通常控制模式下所述本车在所述推定路径上行驶时所述燃料电池会到达的最高温度即最高到达温度,将所述最高到达温度与作为所述燃料电池的上限温度而预先设定的FC上限温度进行比较,在所述最高到达温度为所述FC上限温度以下的情况下,即使在判定为存在所述过负荷区域的情况下也不进行所述增大处理。根据这样的结构,能够高精度地进行将燃料电池的温度抑制为FC上限温度以下的动作。
本发明能够以上述以外的各种各样的方式来实现。例如,能够以燃料电池车辆、外部服务器、实现燃料电池车辆的控制方法的计算机程序、记录有该计算机程序的非暂时性的记录介质等方式来实现。或者,也能够作为具备燃料电池车辆、燃料电池车辆以外的他车及外部服务器的控制系统来实现。
附图说明
图1是表示控制系统的概略结构的说明图。
图2是表示本车的概略结构的说明图。
图3是表示预冷却控制处理的概要的说明图。
图4是表示控制系统的功能框的说明图。
图5是表示本车控制处理例程的流程图。
图6是表示外部服务器控制处理例程的流程图。
图7是表示过负荷行驶判定处理例程的流程图。
图8是概念性地示出过负荷行驶判定部中的动作的说明图。
图9是表示驾驶状态算出处理例程的流程图。
图10是表示过负荷行驶时水温算出处理例程的流程图。
图11是表示预冷却期间算出处理例程的流程图。
图12是表示最大冷却开始时间与制冷剂的上升温度的最大值之间的关系的说明图。
图13是表示预冷却的效果的说明图。
具体实施方式
A.第一实施方式:
(A-1)控制系统的整体结构:
图1是表示作为本发明的第一实施方式的控制系统10的概略结构的说明图。本实施方式的控制系统10是与搭载燃料电池作为驱动能量源之一的车辆中的燃料电池的冷却系统相关的控制系统。本实施方式的控制系统10是如下系统:通过与各个行驶车辆自动地通信来收集与各个车辆的行驶状态相关的信息(例如,包含各个车辆的位置、车速、加速度、导航信息的信息),使用收集到的信息来导出特定的车辆在推定路径上行驶时会向该特定施加的车辆的负荷,变更该特定的车辆中的燃料电池的冷却系统的控制。在控制系统10中,在整个社会或者至少在特定的地域内,自动地收集与行驶车辆的行驶状态相关的信息。
控制系统10包含车辆20、车辆21及与这些车辆20、21进行通信的网络25。网络25也包含用于进行与车辆20、车辆21的通信的无线通信网。本实施方式的网络25具有包含外部服务器26的云计算的形态。不过,外部服务器26只要能够经由网络进行通信即可,也可以使用与云计算的形态不同的形态的外部服务器。
车辆20是搭载燃料电池作为驱动能量源之一的燃料电池车辆。以下,将车辆20也称作本车20。车辆21是在能够与网络25之间进行通信的地域内行驶的本车20以外的车辆。以下,将车辆21也称作他车21。他车21除了可以是燃料电池车辆之外,还可以是仅搭载蓄电池作为驱动能量源的电动汽车、搭载蓄电池和内燃机的双方的混合动力车、仅搭载内燃机作为驱动能量源的车辆等任意的车辆。他车21只要能够与网络25进行通信且能够将与他车21自身的行驶状态相关的信息自动地向网络25发送即可。他车21无需是在能够与网络25之间进行通信的地域内行驶的本车20以外的全部行驶车辆,但在行驶车辆中与网络25之间进行通信的他车21的比例越高,则后述的本车20的推定路径的导出及本车20在推定路径上行驶时会受到的负荷的导出的精度越高。各个他车21通过具有与本车20同样的结构,也可成为具有后述的功能的本车20。上述本车20及他车21除了可以是私家车之外,例如也可以是公交车等大型车辆或两轮车。
(A-2)本车的概略结构:
图2是表示本车20的概略结构的说明图。本车20搭载有具备燃料电池31的燃料电池系统30。本车20将燃料电池31及未图示的二次电池所输出的电力(电能)作为驱动能量源来驱动未图示的驱动电动机而行驶。
燃料电池31具有将多个作为发电体的单电池层叠而成的堆叠构造。在本实施方式中,燃料电池31是固体高分子型燃料电池,但也可以使用其他种类的燃料电池。各单电池具备电解质膜和形成于电解质膜的各个面上的电极即阳极及阴极。在各单电池中,在阳极上形成有含氢的燃料气体的流路即单电池内燃料气体流路,在阴极上形成有含氧的氧化气体的流路即单电池内氧化气体流路。另外,在相邻的各单电池间形成有供作为制冷剂的冷却水流动的单电池间制冷剂流路。
燃料电池系统30为了对燃料电池31供给燃料气体而具备包含氢罐的燃料气体供给部。关于燃料气体供给部,省略图示及详细的说明。
燃料电池系统30为了对燃料电池31供给氧化气体而具备空调压缩机32。空调压缩机32与燃料电池31之间通过氧化气体流路34而连接。经由氧化气体流路34供给到燃料电池31的氧化气体在分配到各单电池的单电池内氧化气体流路而用于发电后,向燃料电池31的外部排出。在氧化气体流路34设置有热交换器33。热交换器33通过将由空调压缩机32压缩从而温度上升后的氧化气体(空气)与制冷剂进行热交换,而在氧化气体向燃料电池31供给之前对其进行冷却。热交换器33也称作中冷器(I/C)。
燃料电池系统30为了对燃料电池31进行冷却而具备冷却系统40。冷却系统40包含FC散热器41、制冷剂流路44、在制冷剂流路44内流动的制冷剂、冷却风扇45、风扇控制器46及阀47。在冷却系统40中,通过经由制冷剂流路44使制冷剂在燃料电池31与FC散热器41之间循环,来对燃料电池31进行冷却。在FC散热器41中,利用在本车20行驶时从车外流入的行驶风和冷却风扇45来进行制冷剂的冷却。风扇控制器46对冷却风扇45进行驱动控制。在冷却系统40中,以从制冷剂流路44分支的方式设置有经由上述的热交换器33的分支流路48。即,在冷却系统40中,一并进行燃料电池31的冷却和向燃料电池31供给的氧化气体的冷却。在制冷剂流路44设置有作为电磁阀的上述的阀47。通过阀47,能够调节由FC散热器41冷却后的制冷剂中经由燃料电池31及热交换器33的制冷剂的量和不经由燃料电池31及热交换器33而旁通的制冷剂的量。
在本车20行驶时,以使燃料电池31的温度成为基准温度范围的方式,基于燃料电池31的温度对冷却系统40的各部分进行驱动控制,基准温度范围是作为燃料电池31的温度的控制目标而预先设定的温度范围。在本实施方式中,在制冷剂流路44中的与燃料电池31连接的连接部的附近且从燃料电池31排出制冷剂的部位,设置有温度传感器35。在本车20中,将该温度传感器35的检测温度(制冷剂温度)作为燃料电池31的温度来对冷却系统40的各部分进行驱动控制。即,在温度传感器35的检测温度超过上述基准温度范围的情况下,使冷却系统40的冷却能力提高。具体而言,进行冷却风扇45的驱动量的增加及通过对阀47进行切换而实现的经由燃料电池31的制冷剂流量的增加中的至少一方。另外,在温度传感器35的检测温度低于上述基准温度范围的情况下,使冷却系统40的冷却能力下降。具体而言,进行冷却风扇45的驱动量的减少及通过对阀47进行切换而实现的经由燃料电池31的制冷剂流量的减少中的至少一方。
这样的冷却系统40的冷却能力的变更也可以使用燃料电池31的温度以外的信息来进行。具体而言,在使用燃料电池31的温度、燃料电池31的发电量及本车20的负荷要求中的至少任一个时判断为燃料电池31的温度从基准温度范围偏离的情况下,如上述那样变更冷却系统40的冷却能力即可。
以下,将这样使用当前输入的负荷要求、当前的燃料电池31的发电量及燃料电池31的温度中的至少任一个而以使燃料电池31的温度成为基准温度范围的方式变更冷却系统40的冷却能力的控制模式也称作通常控制模式。通常控制模式下的冷却能力的变更的动作可以阶段性地进行。在本实施方式中,作为成为使冷却能力提高的基准的温度,以多个阶段设定比基准温度范围的上限值(以下,也称作控制上限值)低的高温基准值,以达到了越高的高温基准值则制冷能力的提高效果越高的方式,变更冷却风扇45的驱动量、阀47的开度。另外,作为成为使冷却能力下降的基准的温度,以多个阶段设定比基准温度范围的下限值高的低温基准值,以达到了越低的低温基准值则制冷能力的下降效果越高的方式,变更冷却风扇45的驱动量、阀47的开度。在本车20中采用通常控制模式时,在高负荷持续而燃料电池31的温度达到了控制上限值时,以使冷却能力成为最大的方式变更冷却系统40的冷却能力。
本实施方式的本车20还在接近FC散热器41的位置具备EV散热器42及空调冷凝器43。在本车20行驶时,向本车20内流入的行驶风依次通过空调冷凝器43、EV散热器42、FC散热器41。即,在制冷剂流路44中流动的制冷剂由FC散热器41冷却时,利用由于通过空调冷凝器43及EV散热器42而升温后的行驶风。将FC散热器41、EV散热器42及空调冷凝器43合起来也称为热交换部49。热交换部49由在行驶风和冷却风扇45的作用下在热交换部49内产生的通过风进行冷却。
空调冷凝器43是用于对在本车20的空气调节中使用的制冷剂进行冷却的装置。EV散热器42是用于对用于冷却本车20的燃料电池系统30所包含的发热部件的制冷剂进行冷却的装置。燃料电池系统30所包含的发热部件例如可以包含构成用于对燃料电池31的输出电压进行升压的DC/DC转换器的各种设备、用于驱动空调压缩机32的变换器及用于驱动向燃料电池31供给作为燃料气体的氢的氢泵的变换器中的至少一个。以下,将包含于燃料电池系统30且由EV散热器42进行冷却的发热部件合起来也称作EV单元。燃料电池31的发热量越增大,则使用EV散热器42来冷却的EV单元的发热量越增加。
本车20还具备控制部50。控制部50具有CPU、ROM、RAM及输入输出端口。该控制部50进行燃料电池系统30的发电控制,并且进行包含燃料电池系统30及二次电池的电源装置整体的控制和本车20的各部分的控制。控制部50取得来自在本车20的各部分设置的传感器的输出信号,进而取得加速器开度、车速等与车辆的驾驶相关的信息。然后,控制部50向本车20中的与发电、行驶相关的各部分输出驱动信号。具体而言,例如,如图2所示,向空调压缩机32、阀47及风扇控制器46输出驱动信号。实现上述功能的控制部50无需构成为单个控制部。例如,也可以由与燃料电池系统30的动作相关的控制部、与本车20的行驶相关的控制部、进行与行驶无关的车辆辅机的控制的控制部等多个控制部构成控制部50,在这多个控制部间交换必要的信息。控制部50也作为冷却系统控制部52(参照后述的图4)发挥功能,冷却系统控制部52执行用于实现上述的通常控制模式作为控制冷却系统40的冷却能力的控制模式的控制。
本车20还具备收发部51。收发部51以能够与控制部50之间交换各种信息的方式与控制部50连接,并且能够与网络25进行通信。收发部51也可以说是从外部服务器26取得包含后述的表示本车20的驾驶状态的信号在内的信号的取得部。
(A-3)预冷却控制处理的概要:
图3是表示由本实施方式的控制系统10执行的预冷却控制处理的概要的说明图。图3所示的各步骤中的一部分在本车20的控制部50中执行,另一部分在网络25上的外部服务器26(云服务器)所具备的后述的处理部60中执行。并且,本车20的控制部50及外部服务器26的处理部60中的处理的结果经由网络25及收发部51而相互交换。首先,基于图3,对由控制部50及处理部60执行的预冷却控制处理整体的概要进行说明。在以下的基于图3的说明中,将本车20的控制部50及外部服务器26的处理部60合起来称作系统处理部,不对各处理的主体是本车20侧还是外部服务器26侧加以区分而进行说明。
在预冷却控制处理中,系统处理部首先导出认为本车20会行驶的推定路径(步骤S100)。然后,系统处理部除了推定出的推定路径之外,还使用推定路径的当前的表示交通流的交通流信息来推定在推定路径上行驶时会向本车20施加的负荷(步骤S110)。交通流信息包含在推定路径上行驶且能够与外部服务器26进行通信的他车21的平均车速及车速分布。在步骤S110中,系统处理部使用上述交通流信息来推定在推定路径上行驶时的本车20的至少包含车速的行驶状态,并使用推定出的行驶状态来推定在推定路径上行驶时会向本车20施加的负荷。然后,系统处理部使用会向本车20施加的推定负荷来进行在推定路径上是否存在燃料电池31的温度可能超过合适温度范围的区域即过负荷区域(以下,也简称作过负荷区域)的判定(以下,也称作过负荷行驶判定)(步骤S120)。
在本实施方式中,所谓过负荷区域,具体是指推定路径上的因会向燃料电池31施加的负荷增大而导致在采用通常控制模式的情况下燃料电池31的温度会超过预先确定的上限值(以下,也称作FC上限温度Tlim)的区域。FC上限温度Tlim是指从燃料电池31的耐久性等观点出发作为不使燃料电池31的温度进一步上升的温度而预先设定的值。在本实施方式中,在通常控制模式下控制冷却系统40时所使用的上述的基准温度范围的上限值(控制上限值)被设定得比该FC上限温度Tlim低。在本车20中,在以通常控制模式进行冷却系统40的控制时,若高负荷状态持续而燃料电池31的温度达到基准温度范围的上限值(控制上限值),则如上所述,冷却系统40的冷却能力被控制成最大。此时,若高负荷状态进一步持续,则燃料电池31的温度有可能超过控制上限值而上升,并达到FC上限温度Tlim。在步骤S120中,使用会向本车20施加的推定负荷,如上述那样判定是否存在燃料电池31的温度超过FC上限温度Tlim的过负荷区域。
在通过步骤S120的过负荷行驶判定而判定为在推定路径上存在过负荷区域的情况下,系统处理部在本车20到达过负荷区域之前执行使冷却系统40的冷却能力增大的增大处理(步骤S130),结束预冷却控制处理。具体而言,增大处理是指与在执行该增大处理的时间点以通常控制模式设定的冷却能力相比使冷却系统的冷却能力增大的处理。将这样在本车20到达过负荷区域之前执行与在通常控制模式下设定的冷却能力相比使冷却系统40的冷却能力增大的增大处理的动作也称作预冷却。增大处理在冷却系统40中伴随着通过使冷却风扇45的驱动电压上升而实现的冷却风扇45的驱动力的增大及通过变更阀47的开度而实现的在燃料电池31内流动的制冷剂流量的增加中的至少任一方。
在步骤S120中判定为在推定路径上不存在过负荷区域的情况下,系统处理部不进行预冷却而结束预冷却控制处理。在步骤S130中执行了增大处理后,或者在步骤S120中判定为在推定路径上不存在过负荷区域后,系统处理部再次返回步骤S100而执行预冷却控制处理。
(A-4)预冷却控制处理的具体动作:
图4是表示控制系统10的功能框的说明图。图5是表示由本车20的控制部50执行的本车控制处理例程的流程图。图6是表示由外部服务器26的处理部60执行的外部服务器控制处理例程的流程图。在基于图3的上述的说明中,作为执行在控制系统10中执行的预冷却控制处理的主体,未对本车20侧的控制部50和外部服务器26侧的处理部60加以区分而进行了说明。以下,关于图3的预冷却控制处理的详情的一例,对由控制部50侧执行的处理和由处理部60侧执行的处理加以区分而进行具体说明。
首先,基于图4,对控制系统10的功能性结构进行说明。如图4及上述的图1所示,控制系统10具备本车20、他车21及外部服务器26。另外,如上所述,本车20具备控制部50、收发部51及冷却系统40。本车20的控制部50具备本车信息导出部57及冷却系统控制部52。本车信息导出部57导出与本车20的状态相关的信息(本车信息)。所谓本车信息,可以包含本车20中的导航信息(包含经由导航装置输入的目的地信息及由导航装置设定的引导路径)、本车20的当前位置、当前的本车20的车速、当前的本车20的加速度及本车20的当前位置处的环境温度。冷却系统控制部52包含水温算出部53、预冷却需要与否判定部54、预冷却期间算出部55及冷却系统驱动部56。构成本车信息导出部57及冷却系统控制部52的各部分通过控制部50的CPU从ROM读出程序并在RAM中展开执行而实现。
他车21具有与本车20的控制部50同样的控制部,该控制部包含他车信息导出部71。他车信息导出部71导出与他车21的状态相关的信息(他车信息)。所谓他车信息,可以包含他车21的当前位置、当前的他车21的车速、当前的他车21的加速度及他车21的当前位置处的环境温度。他车21还包含能够与外部服务器26进行通信的收发部70。本车20及他车21始终取得作为GPS(Global Positioning System:全球定位系统)的测位结果的与当前位置相关的信息。另外,本车20及他车21具备环境温度传感器,始终检测环境温度。
外部服务器26(云服务器)构成为具有处理器、存储器及网络通信能力的硬件服务器。外部服务器26的存储器具备存储/学习部64,外部服务器26的处理器具备信息取得部65及处理部60。处理部60包含行驶路径推定部61、过负荷行驶判定部62及驾驶状态算出部63。
在本实施方式中,图5所示的本车控制处理例程在本车20的启动开关成为接通时由控制部50启动而执行。当本车控制处理例程启动后,如图5的箭头(A)所示,控制部50从收发部51向外部服务器26发送过负荷行驶判定委托信号(步骤S200)。该过负荷行驶判定委托信号用于委托外部服务器26执行作为图3的步骤S120而示出的过负荷行驶判定用的处理。
图6所示的外部服务器控制处理例程通过外部服务器26经由网络25接收上述过负荷行驶判定委托信号(步骤S300)而在外部服务器26中启动。当接收到过负荷行驶判定委托信号后,外部服务器26执行过负荷行驶判定处理(步骤S310)。
图7是表示步骤S310的过负荷行驶判定处理例程的流程图。在本例程中,首先,外部服务器26的信息取得部65进行包含本车信息及交通流信息在内的信息的取得(步骤S400)。
在步骤S400中取得的本车信息是本车20的本车信息导出部57所导出的上述的本车信息,经由收发部51发送给外部服务器26。本车信息可以与步骤S200的过负荷行驶判定委托信号一起发送,也可以单独发送。
在步骤S400中取得的交通流信息包含当前及过去的交通流信息。如上所述,交通流信息包含能够与外部服务器26进行通信的他车21的平均车速及车速分布。这样的交通流信息根据由能够与外部服务器26进行通信的各个他车21的他车信息导出部71导出的上述的他车信息而导出。各个他车21的他车信息在各个他车21的行驶中始终从他车21的收发部70向外部服务器26发送。在外部服务器26中,使用这样取得的他车信息,始终导出当前的交通流信息。另外,外部服务器26将导出的交通流信息作为过去的交通流信息而在存储/学习部64的存储器内始终一边更新一边蓄积一定期间而存储。
而且,在步骤S400中取得的信息也可以包含过去的本车20的行驶历史。本车20在行驶中始终将包含当前位置及车速的本车信息向外部服务器26发送。在外部服务器26中,将这样取得的本车信息在存储/学习部64的存储器内始终一边更新一边蓄积一定期间而存储。并且,在存储/学习部64中,还使用蓄积的上述本车信息来学习本车20的行驶历史并存储。本车20的行驶历史例如可以包含将本车20过去行驶的行驶时刻和目的地建立关联而得到的信息。具体而言,在存储/学习部64中,提取本车20的行驶时刻与目的地的关系,将行驶时刻与频度高的目的地建立关联并作为行驶历史存储即可。另外,本车20的行驶历史可以包含本车20过去朝向特定的目的地行驶时的直到上述特定的目的地为止的平均车速的推移。在步骤S400中,也可以从存储/学习部64导出这样的本车20的行驶历史。
另外,在步骤S400中取得的信息也可以还包含与当前的道路状况相关的信息。所谓与当前的道路状况相关的信息,例如可以包含与由施工引起的停止通行区间相关的信息。
在步骤S400后,外部服务器26的行驶路径推定部61判断在步骤S400中取得的信息内是否存在本车20的导航信息(步骤S410)。在判断为存在导航信息的情况下,行驶路径推定部61将作为朝向输入到本车20的导航装置的目的地的引导路径而由导航装置设定的引导路径作为本车20的推定路径而导出(步骤S470)。
在步骤S410中判断为不存在导航信息的情况下,行驶路径推定部61基于导航信息以外的信息来导出本车20的推定路径(步骤S420)。具体而言,例如,可以在本车20所行驶的行驶路上分支的各分支点处,使用在步骤S400中取得的当前的交通流信息及过去的交通流信息中的至少一方将被选择的可能性最高的分支路判断为本车20会行驶的分支路,导出本车20的推定路径。可能性最高的路径例如可以设为选择该路径的他车21的比例最高的路径。或者,在存储/学习部64中以与当前的时刻等建立关联的方式学习了频度高的特定的目的地及直到该目的地为止的路径的情况下,可以将学习到的该路径导出为本车20的推定路径。在如上述那样导出推定路径时,对上述的分支点处的选择的可能性的高低、与时间建立了关联的目的地等适当设定优先位次,选择可能性最高的推定路径即可。另外,根据在步骤S400中取得的与当前的道路状况相关的信息,在导出了当前不可通行的路径的情况下,排除这样的路径并选择推定路径即可。
在步骤S410中,直到本车20开始行驶为止,可以等待至导航信息被输入为止。并且,在没有输入导航信息的状态下本车20开始行驶且经过了预先确定的特定时间时,或者,在没有输入导航信息的状态下本车20开始行驶且行驶了预先确定的特定距离时,判断为没有导航信息而向步骤S420转移即可。
在基于利用交通流信息导出的分支点处的选择的可能性的高低来推定路径的情况下,难以如使用导航信息的情况那样确定目的地。在这样的情况下,将从本车20的当前地到特定的距离(以下,也称作推定距离)为止的路径作为推定路径而导出。推定距离例如可以根据当前的车速而确定。在本实施方式的控制中,如上所述,在本车20到达过负荷区域之前进行预冷却。并且,当前的车速越快,则燃料电池31的温度越快速地上升,并且在行驶路上存在过负荷区域的情况下,越早到达过负荷区域。因而,在本实施方式中,当前的本车20的车速越快,则使推定路径的推定距离越长。
除了利用交通流信息来导出推定路径的情况之外,在对导航装置输入了目的地的情况或者使用学习到的目的地的情况下,也可以将在步骤S470中导出的推定路径设为上述的推定距离的范围。
上述的步骤S420及步骤S470与图3的步骤S100对应。
在导出推定路径后,外部服务器26的过负荷行驶判定部62推定所导出的推定路径上的本车20的车速(步骤S430)。在本实施方式中,将推定路径的当前的他车21的平均车速作为本车20的推定车速。如上所述,推定路径的当前的他车21的平均车速包含于在步骤S400中取得的当前的交通流信息。
在步骤S430后,外部服务器26的过负荷行驶判定部62取得推定路径的地理信息(步骤S440)。在本实施方式中,在外部服务器26内的存储器中存储有包含各地的道路坡度的信息作为地理信息。在步骤S440中,过负荷行驶判定部62从上述存储器取得包含道路坡度的地理信息。与道路坡度相关的信息也可以存储于与外部服务器26不同的服务器内,经由网络25而取得。
在步骤S440后,外部服务器26的过负荷行驶判定部62推定在推定路径上行驶时会向本车20施加的负荷(以下,也称作行驶负荷)(步骤S450)。行驶负荷可认为与车速及道路坡度分别大致成比例。因而,在步骤S450中,通过将在步骤S430中推定出的车速和在步骤S440中取得的道路坡度相乘来推定行驶负荷。在步骤S450中推定负荷时,也可以除了车速及道路坡度以外还利用影响负荷的信息。例如,在步骤S440中取得的地理信息包含路面信息(例如,是否是负荷可能会变大的未铺装的差路)的情况下,也可以使用上述路面信息来修正负荷的推定值。步骤S450相当于图3的步骤S110。
在步骤S450后,外部服务器26的过负荷行驶判定部62判定过负荷区域的有无,并且在存在过负荷区域的情况下判定过负荷区域的位置(步骤S460),结束本例程。在本实施方式中,基于对步骤S450中推定出的行驶负荷进行累计而得到的累计行驶负荷来进行与过负荷区域相关的判定。步骤S460对应于图3的步骤S120的过负荷行驶判定。
图8是概念性表示步骤S430至S460的过负荷行驶判定部62中的动作的说明图。在图8的上排示出了在步骤S430中推定的车速及在步骤S440中取得的道路坡度。在图8的中排示出了在步骤S450中推定的行驶负荷。在图8的下排示出了在步骤S450中推定出的行驶负荷的累计值即累计行驶负荷。图8的上排、中排、下排在将与本车20的当前地相隔的距离设为横轴这一点上是共通的。
在图8所示的例子中,当本车20在推定路径上行驶时,在与当前位置相隔距离Dh的地点,道路坡度急剧变大。在本实施方式中,在上述距离Dh的地点,负荷变大而燃料电池31的温度上升,达到控制上限值,从而冷却系统40的冷却能力成为最大。并且,通过在坡度大的区域中继续行驶,之后燃料电池31的温度也继续上升。在本实施方式的步骤S460中,基于图8的下排所示的累计行驶负荷来判定过负荷区域的有无及位置。具体而言,作为累计行驶负荷的判定值,预先设定燃料电池31的温度达到FC上限温度Tlim的可能性升高时的累计行驶负荷的值,在判定为在推定路径上行驶的期间累计行驶负荷会达到判定值的情况下,判断为存在过负荷区域。另外,将累计行驶负荷达到判定值时的距离Do判定为过负荷区域的位置。
当结束步骤S310的过负荷行驶判定处理后,如图6的箭头(B)所示,外部服务器26向本车20发送在步骤S310中得到的过负荷行驶判定结果(步骤S320)。
如图5所示,当本车20的收发部51接收到上述过负荷行驶判定结果后(步骤S210),本车20的控制部50基于接收到的过负荷行驶判定结果来判定推定路径上的过负荷区域的有无(步骤S220)。在判定为在推定路径上不存在过负荷区域的情况下,控制部50结束本车控制处理例程。
在判定为在推定路径上存在过负荷区域的情况下,如图5的箭头(C)所示,本车20的控制部50从收发部51向外部服务器26发送驾驶状态算出委托信号(步骤S230)。
如图6所示,当接收到驾驶状态算出委托信号后(步骤S330),外部服务器26的驾驶状态算出部63执行驾驶状态算出处理(步骤S340)。
图9是表示步骤S340的驾驶状态算出处理例程的流程图。在本例程中,首先,外部服务器26的驾驶状态算出部63从存储/学习部64取得相对于他车21的本车20的过去的驾驶倾向(驾驶时的习惯)(步骤S500)。
本车20的过去的驾驶倾向是指表示本车20在行驶时呈现出与他车21不同的倾向的参数。如上所述,外部服务器26始终接收从本车20发送的本车信息和从各个他车21发送的他车信息。并且,在外部服务器26的存储/学习部64中,这些信息始终一边更新一边蓄积一定期间而存储。另外,在存储/学习部64中,始终提取根据上述本车信息、他车信息导出的本车20的驾驶倾向而存储有学习结果。本车20的驾驶倾向例如可以包含本车20的车速相对于在相同区域中行驶的他车21的平均车速的比例的平均值、本车的加速度相对于在相同区域中行驶的他车21的平均加速度的比例的平均值。另外,本车20的驾驶倾向可以包含在特定区间中(例如普通道路或高速道路)行驶时的本车20的最高速度。
另外,外部服务器26的驾驶状态算出部63导出推定路径的当前的交通流信息(步骤S510)。推定路径的当前的交通流信息通过使用从正在推定路径上行驶的各个他车21接收到的他车信息而导出。然后,使用导出的交通流信息来导出推定路径上的本车20的驾驶状态(步骤S520)。在步骤S520中导出的本车20的驾驶状态至少包含在推定路径上行驶时的本车20的推定行驶负荷的推移(本车20在推定路径上行驶时的预测的负荷的变动样式)。在本实施方式中,上述本车20的驾驶状态还包含在推定路径上行驶时的本车20的推定车速的推移(本车20在推定路径上行驶时的预测的车速的变动样式)和推定路径上的环境温度。
在步骤S520中导出的本车20的推定车速是在推定路径上行驶的当前的他车21的平均车速(包含于当前的交通流信息),假设本车20以在周围行驶的他车21的平均速度行驶而导出。另外,在步骤S520中导出的本车20的推定行驶负荷通过将上述的推定车速和在外部服务器26内的存储器中存储的地理信息所包含的推定路径上的道路坡度相乘来导出。在步骤S520中导出的推定路径上的环境温度从外部服务器26从在推定路径上行驶的他车21取得的他车信息中提取。
然后,驾驶状态算出部63使用在步骤S500中取得的本车20的驾驶倾向(第二参数)对在步骤S520中导出的本车20的驾驶状态进行修正(步骤S530),结束驾驶状态算出处理例程。具体而言,例如,可以通过乘以本车20的车速相对于在相同区域中行驶的他车21的平均车速的比例的平均值,来对在步骤S520中导出的本车20的推定车速进行修正,或者,可以对在步骤S520中导出的本车20的推定车速进行以在上述的特定区间中行驶时的本车20的最高速度为上限的修正。
在图9的驾驶状态算出处理中求出的本车20的驾驶状态例如可以包含与对在推定路径上行驶时会向本车20施加的负荷具有影响的各种原因相关的信息(以下,也称作负荷变动信息)。例如,作为蓄积于外部服务器26的存储/学习部64的本车信息,可以包含与本车20的相对于环境温度的空调的使用状态(在环境温度是多少时进行何种程度的制冷制热)相关的信息(以下,也称作本车的空调信息)。并且,在步骤S520中导出本车20的驾驶状态时,使用上述本车的空调信息和推定路径上的环境温度来推定在推定路径上行驶时的本车20的空调使用状态,并使推定结果包含于上述本车20的驾驶状态即可。
当结束步骤S340的驾驶状态算出处理后,如图6的箭头(D)所示,外部服务器26向本车20发送在步骤S340中得到的驾驶状态算出结果(也称作表示本车20的驾驶状态的信号)(步骤S350),结束外部服务器控制处理例程。
如图5所示,当本车20的收发部51接收到上述驾驶状态算出结果后(步骤S240),本车20的控制部50使用接收到的驾驶状态算出结果来执行过负荷行驶时水温算出处理(步骤S250)。
图10是表示步骤S250的过负荷行驶时水温算出处理例程的流程图。本例程在本车20的控制部50的水温算出部53(参照图4)中执行。在过负荷行驶时水温算出处理例程中,水温算出部53首先取得在步骤S240中接收到的驾驶状态算出结果(步骤S600)。然后,使用所取得的驾驶状态算出结果,进行燃料电池31的输出的推移的提取(步骤S610)、本车20的空调压缩机32的转速的推移的提取(步骤S620)、推定路径上的环境温度的推移的提取(步骤S650)、在推定路径上行驶时的本车20的空调负荷的推移的提取(步骤S660)、在推定路径上行驶时的本车20的推定车速的推移的提取(步骤S690)、在推定路径上行驶时的冷却风扇45的驱动电压的推移的提取(步骤S700)及在推定路径上行驶时的阀47的开度的推移的提取(步骤S720)。
在本车20中,负荷要求与燃料电池31的输出之间的关系及燃料电池31的输出与空调压缩机32的转速之间的关系预先确定。在步骤S610中提取的燃料电池31的输出推移及在步骤S620中提取的空调压缩机32的转速的推移通过使用包含于驾驶状态算出结果的推定路径上的本车20的推定行驶负荷而作为本车20在推定路径上行驶时的预测的变动样式求出。步骤S650的环境温度的推移及步骤S690的车速的推移包含于在步骤S240中接收到的驾驶状态算出结果。步骤S660的空调负荷的推移通过使用包含于驾驶状态算出结果的在推定路径上行驶时的本车20的空调使用状态的推定结果而导出。另外,在本车20中,冷却风扇45的驱动电压及冷却系统40的阀47的开度根据燃料电池31的发电量(输出)、本车20的车速及环境温度而设定。因而,步骤S700的冷却风扇45的驱动电压的推移及步骤S720的阀47的开度的推移通过使用包含于驾驶状态算出结果的推定路径上的本车20的推定行驶负荷、本车20的车速及环境温度而导出。
然后,水温算出部53使用步骤S610的燃料电池31的输出推移来导出燃料电池31的发热量的推移,并且使用步骤S620的空调压缩机32的转速的推移来导出热交换器33的发热量的推移(步骤S630)。上述的燃料电池31的发热量及热交换器33的发热量包含于因燃料电池31的发电而制冷剂温度上升的第一温度上升量。
另外,水温算出部53使用步骤S610的燃料电池31的输出推移和步骤S620的空调压缩机32的转速的推移来导出EV单元的发热量的推移(步骤S640)。如上所述,EV单元是包含于燃料电池系统30且由EV散热器42冷却的发热部件,燃料电池31的发热量越增大,则EV单元的发热量越增大。并且,本实施方式的EV单元包含用于驱动空调压缩机32的变换器。因而,EV单元的发热量的推移能够如上述那样导出。EV单元的发热量包含于因燃料电池31的发电而制冷剂温度上升的第一温度上升量。
另外,水温算出部53使用步骤S690的车速的推移和步骤S700的冷却风扇45的驱动电压的推移来算出通过热交换部49的通过风的风速的推移(步骤S710)。根据本车20的车速,能够算出朝向热交换部49流动的行驶风的大小。另外,根据冷却风扇45的驱动电压,能够算出由冷却风扇45在热交换部49内产生的空气的流动的大小。因而,通过将上述的行驶风的大小和空气的流动的大小相加,能够导出上述的通过风速。
另外,水温算出部53使用环境温度的推移(步骤S650)、空调负荷的推移(步骤S660)及热交换部49的通过风速的推移(步骤S710)来算出通过空调冷凝器43的通过风的上升温度的推移(步骤S670)。流入空调冷凝器43的空调冷却用的制冷剂的温度的推移能够根据空调负荷的推移(步骤S660)而导出。另外,空调冷凝器43的热交换效率(放热能力)根据通过空调冷凝器43的通过风的风速(步骤S710)和环境温度(步骤S650)而变动。本实施方式的控制部50预先存储有用于以环境温度、空调负荷及热交换部49的通过风速为参数而导出通过空调冷凝器43的通过风的温度上升的程度的映射。在步骤S670中,通过参照该映射来导出由通过空调冷凝器43引起的通过风的上升温度的推移。在步骤S670中,通过空调冷凝器43的空调冷却用的制冷剂的流量设为恒定。通过空调冷凝器43的通过风的上升温度包含于由于燃料电池31的发电以外的原因而制冷剂温度上升的第二温度上升量。
然后,水温算出部53使用EV单元发热量的推移(步骤S640)、通过空调冷凝器43的通过风的上升温度的推移(步骤S670)及热交换部49的通过风速的推移(步骤S710)来算出通过配置于比空调冷凝器43靠通过风的流动方向的下游处的EV散热器42的通过风的上升温度的推移(步骤S680)。流入EV散热器42的EV单元冷却用的制冷剂的温度的推移能够根据EV单元发热量的推移(步骤S640)而导出。另外,EV散热器42的热交换效率(放热能力)根据通过EV散热器42的通过风的风速(热交换部49的通过风速)和通过EV散热器42的通过风的温度而变动。通过EV散热器42的通过风的温度能够使用环境温度和在步骤S670中算出的通过空调冷凝器43的通过风的上升温度而算出。本实施方式的控制部50预先存储有用于以通过EV散热器42的通过风的温度、EV单元发热量及通过EV散热器42的通过风的风速为参数而导出通过EV散热器42的通过风的温度上升的程度的映射。在步骤S680中,通过参照该映射来导出通过EV散热器42的通过风的上升温度的推移。在步骤S680中,通过EV散热器42的EV单元冷却用的制冷剂的流量设为恒定。
另外,水温算出部53使用热交换部49的通过风速的推移(步骤S710)和阀47的开度的推移(步骤S720)来算出配置于比EV散热器42靠通过风的流动方向的下游处的FC散热器41的放热能力的推移(步骤S730)。通过FC散热器41的制冷剂流量由阀47的开度确定。并且,FC散热器41的放热能力根据通过FC散热器41的通过风的风速和在FC散热器41中流动的制冷剂流量而变动。本实施方式的控制部50预先存储有用于以通过FC散热器41的通过风的风速和阀47的开度为参数而导出FC散热器41的放热能力的映射。在步骤S730中,通过参照该映射来导出FC散热器41的放热能力的推移。
然后,水温算出部53导出通过FC散热器41的制冷剂的上升温度的推移(步骤S750)。步骤S750中的上述上升温度的导出使用燃料电池31及热交换器33的发热量的推移(步骤S630)、通过EV散热器42的通过风的上升温度的推移(步骤S680)、FC散热器41的放热能力的推移(步骤S730)及冷却系统的容量来执行。此处,冷却系统的容量是指存储于控制部50内的存储器的在冷却系统40内流动的制冷剂的总量,水温算出部53在步骤S740中从上述存储器取得该容量。
根据燃料电池31及热交换器33的发热量的推移(步骤S630),能够导出流入FC散热器41的制冷剂的上升温度的推移。FC散热器41的热交换能力能够使用被冷却的制冷剂的温度与用于冷却的通过风的温度之间的温度差及使用通过风的风速和制冷剂流量导出的FC散热器41的放热能力来求出。本实施方式的控制部50预先存储有用于以燃料电池31及热交换器33的发热量(步骤S630)、通过EV散热器42的通过风的上升温度(步骤S680)及FC散热器41的放热能力(步骤S730)为参数而导出通过FC散热器41的制冷剂的温度上升的程度的映射。在步骤S750中,通过参照该映射来导出通过FC散热器41的制冷剂的上升温度的推移。在步骤S750中导出的制冷剂的上升温度的推移可以说是燃料电池31的上升温度的推移。
在进行步骤S750的处理的同时,水温算出部53取得冷却系统40的当前的制冷剂温度T0(步骤S760)。当前的制冷剂温度T0能够根据设置于冷却系统40的温度传感器35(参照图2)的检测信号而取得。
在步骤S750后,水温算出部53使用通过FC散热器41的制冷剂的上升温度的推移(步骤S750)和当前的制冷剂温度T0(步骤S760)来算出冷却系统40的制冷剂温度的推移及制冷剂的最高到达温度Tmax(步骤S770),结束过负荷行驶时水温算出处理例程。在步骤S770中,可以通过向通过FC散热器41的制冷剂的上升温度的推移(步骤S750)加上冷却系统40的当前的制冷剂温度T0来求出冷却系统40的制冷剂温度的从当前时间点起的推移。根据冷却系统40的制冷剂温度的推移求出制冷剂温度会达到的最高温度(最高到达温度Tmax)。如上述那样求出的冷却系统40的制冷剂温度相当于燃料电池31的温度,因此,最高到达温度Tmax可以说是在进行通常控制而在推定路径上行驶时燃料电池31会到达的最高温度。此外,在步骤S770中,与最高到达温度Tmax一起导出在进行通常控制而在推定路径上行驶时制冷剂温度达到最高到达温度Tmax的时间即最高温度到达时间tmax。
返回图5,当过负荷行驶时水温算出处理(步骤S250)结束后,控制部50的预冷却需要与否判定部54(参照图4)判定预冷却的需要与否(步骤S260)。在图10的步骤S770中算出的最高到达温度Tmax超过上述的FC上限温度Tlim的情况下,预冷却需要与否判定部54判断为需要预冷却。另外,在上述最高到达温度Tmax为FC上限温度Tlim以下的情况下,判断为不需要预冷却。
在步骤S260中判断为不需要预冷却的情况下,控制部50结束本车控制处理例程。在步骤S260中判断为需要预冷却后,控制部50执行预冷却期间算出处理(步骤S270)。
图11是表示步骤S270的预冷却期间算出处理例程的流程图。本例程在本车20的控制部50的预冷却期间算出部55(参照图4)中执行。在图11的预冷却期间算出处理例程中,对与图10的过负荷行驶时水温算出处理例程共通的步骤附上相同的步骤编号,省略详细的说明。
在预冷却期间算出处理例程中,预冷却期间算出部55首先取得在步骤S240中接收到的驾驶状态算出结果(步骤S605)。该步骤S605是与图10的步骤S600同样的步骤,但在取得在进行通常控制而在推定路径上行驶的情况下制冷剂温度达到最高到达温度Tmax的时间即最高温度到达时间tmax以前的驾驶状态算出结果即可这一点上不同。如上所述,最高温度到达时间tmax已在步骤S770中导出。另外,在图11所示的以下的步骤中,即使在进行与图10同样的处理的情况下,也是针对达到最高温度到达时间tmax以前的期间进行。
然后,预冷却期间算出部55使用在步骤S605中取得的驾驶状态算出结果,与图10同样地进行燃料电池31的输出的推移的提取(步骤S610)、本车20的空调压缩机32的转速的推移的提取(步骤S620)、推定路径上的环境温度的推移的提取(步骤S650)、在推定路径上行驶时的本车20的空调负荷的推移的提取(步骤S660)及在推定路径上行驶时的本车20的推定车速的推移的提取(步骤S690)。然后,与图10的过负荷行驶时水温算出处理例程同样地导出燃料电池31的发热量的推移及热交换器33的发热量的推移(步骤S630),并且导出由EV散热器42冷却的EV单元的发热量的推移(步骤S640)。
另外,预冷却期间算出部55使用在步骤S605中取得的驾驶状态算出结果来进行冷却风扇45的驱动电压的推移的提取(步骤S705)及阀47的开度的推移的提取(步骤S725)。在步骤S705中,与图10的步骤S700同样地使用在步骤S605中取得的驾驶状态算出结果来提取以通常控制模式在推定路径上行驶时的冷却风扇45的驱动电压的推移,并且还取得冷却系统40的冷却能力成为最大时的冷却风扇45的电压(冷却风扇45的电压的最大值)。在步骤S725中,与图10的步骤S720同样地使用在步骤S605中取得的驾驶状态算出结果来提取以通常控制模式在推定路径上行驶时的阀47的开度的推移,并且还取得冷却系统40的冷却能力成为最大时的阀47的开度(阀47的开度的最大值)。
然后,预冷却期间算出部55使用步骤S690的车速的推移和步骤S705的冷却风扇45的驱动电压的推移,与图10的步骤S710同样地算出通过热交换部49的通过风速的推移(步骤S715)。此处,在步骤S705中,如上所述,取得在推定路径上以通常控制模式行驶时的冷却风扇45的驱动电压的推移,并且取得冷却风扇45的电压的最大值。在以通常控制模式行驶时,在到达最高温度到达时间tmax前的时间点(到达图8的距离Dh的时间点),冷却系统40的冷却能力成为最大。以下,将以通常控制模式行驶时冷却系统40的冷却能力成为最大的区域也称为最大冷却区域。以后,将以通常控制模式行驶时的最大冷却开始时间(从当前至到达最大冷却区域为止的所需时间)也称作时间th。在步骤S715中,求出在经过时间th以前使冷却系统40的冷却能力成为了最大的情况(使冷却风扇45的电压及阀47的开度成为了最大的情况)、即进行了预冷却的情况下的通过热交换部49的通过风速的推移。
具体而言,在本实施方式中,将具有“能够通过将冷却系统40的冷却能变更为最大来使通过FC散热器41的制冷剂温度(燃料电池31的温度)下降”的实效性的变更时间的最小单位设定为ti。并且,在步骤S715中,如比经过时间th时提前时间ti而将冷却能力变更为最大的情况、提前时间2ti而使冷却能力成为了最大的情况、提前时间3ti而使冷却能力成为了最大的情况这样,针对将使冷却能力成为最大的定时更提前的多个样式(pattern),算出通过热交换部49的通过风速的推移。提前了使冷却能力成为最大的定时的样式的数量可以以能够求出应该进行预冷却的定时的方式预先设定特定的值,也可以根据当前的车速等适当设定。以下,将如上述那样从时间th起按照时间ti对时间进行追溯而提前了使冷却系统40的冷却能力成为最大(开始预冷却)的定时的多个样式合起来也称作反样式群。
另外,预冷却期间算出部55使用环境温度的推移(步骤S650)、空调负荷的推移(步骤S660)及热交换部49的通过风速的推移(步骤S715),与图10的步骤S670同样地算出通过空调冷凝器43的通过风的上升温度的推移(步骤S675)。由于在步骤S715中求出的热交换部49的通过风速的推移是反样式群,所以在步骤S675中算出的空调冷凝器43的通过风的上升温度的推移也是反模式群。
然后,预冷却期间算出部55使用EV单元发热量的推移(步骤S640)、空调冷凝器43的通过风的上升温度的推移(步骤S675)及热交换部49的通过风速的推移(步骤S715),与图10的步骤S680同样地算出通过配置在比空调冷凝器43靠通过风的流动方向的下游处的EV散热器42的通过风的上升温度的推移(步骤S685)。由于空调冷凝器43的通过风的上升温度的推移(步骤S675)和热交换部49的通过风速的推移(步骤S715)是反模式群,所以在步骤S685中算出的EV散热器42的通过风的上升温度的推移也是反样式群。
另外,预冷却期间算出部55使用热交换部49的通过风速的推移(步骤S715)和阀47的开度的推移(步骤S725),与图10的步骤S730同样地算出配置在比EV散热器42靠通过风的流动方向的下游处的FC散热器41的放热能力的推移(步骤S735)。热交换部49的通过风速的推移(步骤S715)是反样式群。另外,在步骤S725中,预冷却期间算出部55取得在推定路径上以通常控制模式行驶时的阀47的开度的推移一起,并且取得阀47的开度的最大值。因而,在步骤S735中,预冷却期间算出部55将FC散热器41的放热能力的推移作为反样式群而算出。
然后,预冷却期间算出部55导出通过FC散热器41的制冷剂的上升温度的推移(步骤S755)。步骤S755中的上述上升温度的导出通过使用燃料电池31及热交换器33的发热量的推移(步骤S630)、通过EV散热器42的通过风的上升温度的推移(步骤S685)、FC散热器41的放热能力的推移(步骤S735)及冷却系统的容量(步骤S740)而与步骤S750同样地执行。EV散热器42的通过风的上升温度的推移(步骤S685)及FC散热器41的放热能力的推移(步骤S735)是反样式群。因而,在步骤S755中导出的通过FC散热器41的制冷剂的上升温度的推移也是反模式样式群。
在步骤S755中,通过将通过FC散热器41的制冷剂的上升温度的推移作为反样式群导出,进一步针对使冷却系统40的冷却能力成为最大的(开始预冷却的)每个定时导出制冷剂的上升温度的最大值。
图12是概念性地示出从当前到使冷却系统40的冷却能力成为最大为止的经过时间(以下,也称作最大冷却开始时间)与制冷剂的上升温度的最大值之间的关系的说明图。在图12中,横轴表示最大冷却开始时间,纵轴表示制冷剂的上升温度的最大值。如上所述,最大冷却开始时间为时间th的情况表示不进行预冷却而进行通常控制模式下的控制的情况。通过使开始最大冷却的定时更提前,即,通过使预冷却更早开始,制冷剂的上升温度的最大值变得更低。在图12中,将不进行预冷却时的制冷剂的上升温度的最大值表示为上升温度Th。
在进行步骤S755的处理的同时,预冷却期间算出部55取得预先设定的上述的FC上限温度Tlim(步骤S765),并且取得在图10的步骤S770中算出的采用通常控制模式时的制冷剂的最高到达温度Tmax(步骤S775)。
在步骤S755后,预冷却期间算出部55通过使用图12所示的最大冷却开始时间与制冷剂的上升温度的最大值之间的关系(步骤S755)、FC上限温度Tlim(步骤S765)及采用通常控制模式时的制冷剂的最高到达温度Tmax(步骤S775)来设定预冷却的开始时间(步骤S780),结束本例程。
具体而言,在步骤S780中,进行以下的处理。通过算出最高到达温度Tmax与FC上限温度Tlim之差,来求出应该通过预冷却使制冷剂的上升温度的最大值下降多少。以下,将最高到达温度Tmax与FC上限温度Tlim之差也称作下降温度Δt(参照图12)。然后,参照图12所示的最大冷却开始时间与制冷剂的上升温度的最大值之间的关系,求出制冷剂的上升温度的最大值成为比不进行预冷却时的上升温度的最大值即温度Th低Δt的温度Tst的最大冷却开始时间(时间tst)。该时间tst就是在步骤S780中应该设定的预冷却的开始时间。
返回图5,当预冷却期间算出处理例程结束后(步骤S270),控制部50的冷却系统驱动部56向冷却系统40输出驱动信号(步骤S280),结束本车控制处理例程。在步骤S280中,以使预冷却在步骤S270中设定的预冷却的开始时间tst开始的方式,向冷却系统40的各部分输出驱动信号。该步骤S280的处理相当于图3的步骤S130。
在控制系统10中,在执行图5~7及图9~11所示的预冷却用的处理时,在图7的步骤S420中导出推定路径后,与上述预冷却用的处理相独立地在本车20的控制部50中进行本车20的当前位置与推定路径的比较。并且,在本车20的当前位置偏离了推定路径时,取消上述预冷却用的控制。具体而言,在本车20的当前位置与推定路径之间的距离成为乐预先确定的基准距离以上时,或者在从本车20的当前位置偏离推定路径起的时间成为了预先确定的基准时间以上时,通过中断处理来停止上述预冷却用的处理。在本车20中判断为本车20偏离了推定路径而停止上述预冷却用的处理中的本车20侧的处理时,对外部服务器26发送取消信号,也停止外部服务器26侧的处理。在如上述那样中途取消了预冷却用的处理时,再次开始上述预冷却用的处理,重新导出推定路径。
根据如以上那样构成的本实施方式的控制系统10,在判定为在本车20的推定路径上存在过负荷区域的情况下,在本车20到达过负荷区域之前,执行使冷却系统40的冷却能力比在通常控制模式中设定的冷却能力增大的增大处理。因而,能够抑制燃料电池31的温度过度上升。具体而言,能够抑制燃料电池31的温度达到FC上限温度Tlim。
在本实施方式中,作为燃料电池31的温度的控制目标的基准温度范围的上限值(控制上限值)被设定成,若是通常设想的行驶状态,则达到该上限值的频度足够小。另外,冷却系统40的最大冷却能力被设定成,即使在燃料电池31的温度达到控制上限值的情况下,通过使冷却系统40的冷却能力成为最大,燃料电池31的温度达到FC上限温度Tlim的频度也进一步变得足够小。但是,如长的上坡路持续的情况那样,当在高负荷行驶持续得特别长的情况下以通常控制模式行驶时,即使在燃料电池31的温度达到控制上限值而冷却系统40的冷却能力达到了最大之后,燃料电池31的温度有时也会继续上升。在这样的情况下,有时,燃料电池31的温度变得过高而超过合适的温度范围,由此导致无法进行使燃料电池31的温度下降的控制。另外,有时,燃料电池31的温度变得过高而超过合适的温度范围,燃料电池31的输出下降。或者,由于在冷却系统40的冷却能力达到最大后无法进一步使冷却能力增大,所以有时例如为了抑制以燃料电池31的过度的温度上升为起因的耐久性的下降,而需要限制燃料电池31的发电量(本车20的输出)。
根据本实施方式,在本车20到达过负荷区域及最大冷却区域之前预先判定在推定路径上是否存在过负荷区域,而进行预冷却。因而,能够抑制以冷却系统40的冷却能力的不足为起因的燃料电池31的过度的温度上升。另外,由于能够抑制燃料电池31的温度过度上升而产生输出限制的必要性的情况,所以能够提高本车20的驾驶性能。另外,由于在本车20的冷却系统40中无需为了确保驾驶性能而具备能够应对最大限度的过大的负荷的过剩的冷却能力,所以能够简化冷却系统40的结构。
尤其是,在本实施方式中,在进行与通常控制模式相比使冷却系统40的冷却能力提高的预冷却时,使冷却系统40的冷却能力成为最大。通过这样使预冷却时的冷却能力成为最大,也能够应对更大的负荷或者持续更长时间的高负荷,能够提高控制燃料电池31的温度的控制的可靠性。不过,预冷却只要在通常控制模式下冷却系统40的冷却能力成为最大之前使冷却能力与通常控制模式相比增大即可,也可以使其增大到比冷却系统的最大冷却能力小的冷却能力。
另外,在本实施方式中,在进行上述的使冷却系统40的冷却能力提高的控制时,导出作为最高到达温度Tmax(在进行通常控制而在推定路径上行驶时燃料电池31会达到的最高温度)与FC上限温度Tlim之差的Δt。并且,以使不进行预冷却时的制冷剂的上升温度的最大值(上升温度Th)与进行了预冷却时的制冷剂的上升温度的最大值之差成为Δt的方式,确定开始预冷却的定时即最大冷却开始时间tst(从当前至达到最大冷却区域为止的所需时间)(参照图12)。因而,即使在本车20在过负荷区域中行驶的情况下,也能够高精度地进行使制冷剂温度(燃料电池31的温度)为FC上限温度Tlim以下的动作。
图13是示意性地示出能够通过进行预冷却来使燃料电池31的温度为FC上限温度Tlim以下的效果的说明图。在图13中,以从当前起的经过时间为横轴,一并示出了本车20的驱动力(相当于燃料电池31的发电量)的推移和冷却系统40的制冷剂温度(燃料电池31的温度)的推移。在图13中,将以通常控制模式在推定路径上行驶时的状况(推定驱动力及推定制冷剂温度)以虚线示出,将在推定路径行驶中进行预冷却时的状况(预冷却后驱动力及预冷却后制冷剂温度)以实线示出。
在图13中,在经过了时间th时,由于开始坡道上坡等而导致本车20的驱动力急剧增大。并且,在以通常控制模式行驶的情况下,在时间th以后,冷却系统40的冷却能力成为最大。另外,在以通常控制模式行驶的情况下,在时间th以后,制冷剂温度上升,并在最高温度到达时间tmax达到最高到达温度Tmax。在制冷剂温度达到了最高到达温度Tmax后,对应于上述的过负荷区域。
与此相对,在预冷却期间算出处理例程中设定的预冷却的开始时间tst开始了预冷却的情况下,时间tst以后的制冷剂温度的上升程度受到抑制。并且,到达时间tmax的制冷剂的最高温度被抑制为FC上限温度Tlim。
在本实施方式中,由于以使制冷剂的上升温度的最大值成为比不进行预冷却时的值即上升温度Th低Δt的值的方式确定预冷却期间(参照图12),所以预冷却后的制冷剂温度成为FC上限温度Tlim。与此相对,例如也可以考虑控制的响应性等,而以使预冷却后的制冷剂温度的到达温度更低的方式将预冷却期间设定得更长(预冷却开始更早开始)。
另外,根据本实施方式,在导出本车20的推定路径时,使用包含当前及过去中的至少任一方的交通流信息的信息,将在本车20的行驶路上分支的分支点处被选择的可能性最高的分支路判断为本车20会行驶的分支路。另外,使用本车20的行驶历史的学习结果来导出推定路径。因而,即使在本车20中没有对导航装置输入目的地的情况下,也能够高精度地导出本车20的推定路径。
另外,在本实施方式中,在进行与预冷却相关的控制时,使用包含推定出的本车20的车速的驾驶状态来推定燃料电池31的输出(步骤S610),本车20的车速的推定通过使用推定路径的当前的交通流信息(步骤S510)来进行。并且,使用与本车20相对于周围的他车21的驾驶倾向相关的学习结果(步骤S500)来修正上述本车20的车速(步骤S530)。因而,能够提高推定燃料电池31的输出的精度,其结果,能够提高通过进行预冷却来抑制燃料电池31的过度的温度上升的动作的可靠性。不过,使用与本车20相对于周围的他车21的驾驶倾向相关的学习结果的修正也可以不进行。
另外,在本实施方式中,推定在推定路径上行驶时会向本车20施加的负荷(步骤S450)并且使用推定出的负荷来判定过负荷区域的有无(步骤S460)。并且,在判定为存在过负荷区域时,使用第一温度上升量(步骤S630、S640)、第二温度上升量(步骤S670)及FC散热器41的放热能力(步骤S730)来导出在通常控制模式下制冷剂温度会达到的最高温度即最高到达温度Tmax(步骤S770)。另外,对最高到达温度Tmax和FC上限温度Tlim进行比较,在最高到达温度Tmax超过FC上限温度Tlim的情况下,判定为需要使冷却能力与在通常控制模式下设定的冷却能力相比增大的增大处理(预冷却)(步骤S260)。并且,之后使用详细的驾驶状态算出结果(步骤S605)来算出预冷却期间(步骤S270)。这样,首先,使用会向本车20施加的负荷的推定这一比较轻的处理的结果来判定过负荷区域的有无而进行筛选,在判定为存在过负荷区域的情况下,之后进行比上述负荷的推定重的处理来算出预冷却期间。因而,在推定路径上不存在过负荷区域的情况下,无需执行使用驾驶状态算出结果的重的处理,能够使用于进行预冷却的处理整体更轻。
与预冷却期间的算出相关的动作也可以与图11不同。在本实施方式中,在本车20中,相对于FC散热器41,在通过热交换部49的通过风的流动方向的上流侧配置有空调冷凝器43及EV散热器42。因而,在导出冷却系统40的制冷剂的最高到达温度Tmax时,作为因燃料电池31的发电而制冷剂温度上升的第一温度上升量,使用燃料电池31的发热量、热交换器33的发热量及EV单元的发热量(步骤S630、S640)。另外,作为由于燃料电池31的发电以外的原因而制冷剂温度上升的第二温度上升量,使用流入空调冷凝器43的空调冷却用的制冷剂的温度(步骤S670)。但是,例如,在FC散热器41的上流侧没有配置空调冷凝器43及EV散热器42中的至少一方的情况下,以不使用对应的上述第一温度上升量或者第二温度上升量的方式导出制冷剂的最高到达温度Tmax即可。另外,在配置于FC散热器41的上流侧的热交换器中还进行其他设备的冷却的情况下,进一步使用该其他设备的发热量来导出制冷剂的最高到达温度Tmax即可。
B.第二实施方式:
在第一实施方式中,在图3的步骤S110中推定在推定路径上行驶时会向本车20施加的负荷时,除了推定路径之外,还使用了推定路径的当前的交通流信息,但也可以设为不同的结构。将取代在第一实施方式中使用的当前的交通流信息而使用过去的交通流信息的结构作为第二实施方式而在以下进行说明。在第二实施方式中,除了推定在推定路径上行驶时会向本车20施加的负荷的动作(步骤S110)之外,是与第一实施方式同样的结构,所以省略共通的部分的说明。
在第二实施方式中,在图7的过负荷行驶判定处理的步骤S430中推定推定路径上的本车20的车速时,将在步骤S400中取得的过去的交通流信息中所包含的推定路径的过去的他车21的平均车速设为上述本车20的车速。然后,在步骤S450中,使用在步骤S430中推定出的上述本车20的车速和在步骤S440中取得的道路坡度来推定在推定路径上行驶时会向本车20施加的负荷。即使设为这样的结构,也能得到与第一实施方式同样的效果。
C.第三实施方式:
将在图3的步骤S110中取代在第一实施方式中使用的当前的交通流信息而使用本车的行驶历史的结构作为第三实施方式而在以下进行说明。在第三实施方式中,除了推定在推定路径上行驶时会向本车20施加的负荷的动作(步骤S110)以外,是与第一实施方式同样的结构,所以省略共通的部分的说明。
在第三实施方式中,在图7的过负荷行驶判定处理的步骤S430中,取代使用当前的交通流信息的本车20的车速的推定,而进行从本车20的行驶历史中提取过去本车20在推定路径上行驶时的平均车速的推移的动作。然后,在步骤S450中,使用在步骤S430中得到的上述本车20的车速的推移和在步骤S440中取得的道路坡度来推定在推定路径上行驶时会向本车20施加的负荷。在该情况下,预先将包含过去本车20在推定路径上行驶时的平均车速的推移的信息存储/学习在本车20的控制部50内的存储器或外部服务器26的存储/学习部64内,在上述步骤S430中使用该信息即可。即使设为这样的结构,也能得到与第一实施方式同样的效果。
另外,在存储表示过去本车20在推定路径上行驶时施加于本车20的负荷的信息作为本车20的行驶历史的情况下,也可以不执行步骤S430及步骤S440,而根据行驶历史直接推定在推定路径上行驶时会向本车20施加的负荷。
D.第四实施方式:
将在图3的步骤S110中取代在第一实施方式中使用的当前的交通流信息而使用表示本车20的过去的驾驶倾向即与他车21不同的本车20的驾驶时的倾向的参数的结构作为第四实施方式而在以下进行说明。在第四实施方式中,除了推定在推定路径上行驶时会向本车20施加的负荷的动作(步骤S110)之外,是与第一实施方式同样的结构,所以省略共通的部分的说明。
在第四实施方式中,在图7的过负荷行驶判定处理的步骤S430中,进行取代使用当前的交通流信息的本车20的车速的推定而使用表示本车20的驾驶倾向的参数(第一参数)来推定在推定路径上行驶时的本车20的车速的动作。表示本车20的驾驶倾向的参数是指表示本车20的过去的驾驶时的习惯的参数,且是指表示与他车21不同的驾驶时的倾向的参数。如上所述,这样的表示本车20的驾驶倾向的参数(以下,也简称为驾驶倾向)预先存储在外部服务器26的存储/学习部64内即可。
步骤S430中的使用本车20的驾驶倾向的本车20的车速的推定例如能够如以下那样进行。在外部服务器26内的存储器中,针对在地图上显示的各道路,预先设定多个阶段的行驶条件(包含车速的条件)。关于多个阶段的行驶条件的设定,例如可以使标准的行驶条件为级别5而设定从车速最慢的级别1到最快的级别10的级别。并且,在本车20行驶时,外部服务器26的处理部60学习本车20的驾驶倾向。关于本车20的驾驶倾向,例如基于本车20的车速相对于在相同区域中行驶的他车21的平均车速的比例的平均值,将与他车21比较而得到的本车20的车速的级别从车速最慢的级别1到最快的级别10进行分类并存储即可。然后,在步骤S430中,将在推定路径上预先设定的多个阶段的行驶条件中作为本车20的驾驶倾向而学习到的级别的行驶条件推定为本车20在推定路径上行驶时的车速即可。然后,在步骤S450中,使用在步骤S430中推定出的上述本车20的车速和在步骤S440中取得的道路坡度来推定在推定路径上行驶时会向本车20施加的负荷。即使设为这样的结构,也能得到与第一实施方式同样的效果。
E.变形例:
·变形例1:
在上述的各实施方式中,在图3的步骤S110中推定在推定路径上行驶时会向本车20施加的负荷时,除了推定路径之外,还使用了推定路径的当前的交通流信息、推定路径的过去的交通流信息、本车20的行驶历史及本车20的驾驶倾向中的任一个,但也可以设为不同的结构。除了推定路径之外,还使用推定路径的当前的交通流信息、推定路径的过去的交通流信息、本车20的行驶历史及本车20的驾驶倾向中的至少一个即可。
例如,在第一~第四实施方式的步骤S430中推定在推定路径上行驶时的本车20的车速时,也可以进一步使用本车20的驾驶倾向对如在第一~第四实施方式中说明那样得到的推定车速进行修正。具体而言,例如可以使用本车20的车速相对于在相同区域中行驶的他车21的平均车速的比例的平均值作为本车20的驾驶倾向,通过对上述推定车速乘以上述平均值来修正本车20的推定车速。或者,也可以对上述推定车速进行以在上述的特定区间中行驶时的本车20的最高速度为上限的修正。由此,能够提高推定会向燃料电池31施加的负荷的精度,能够更适当地进行增大处理。
或者,作为在图7的步骤S430中得到的本车20的车速的推定值,也可以使用从根据推定路径的当前的交通流信息导出的本车20的推定车速(第一实施方式)、根据推定路径的过去的交通流信息导出的本车20的推定车速(第二实施方式)、根据本车20的行驶历史导出的本车20的推定车速(第三实施方式)及根据本车20的驾驶倾向导出的本车20的推定车速(第四实施方式)中选择的多个推定车速的平均值。
·变形例2:
在上述的各实施方式中,在图11的预冷却期间算出处理中,设定应该开始预冷却的从当前起的经过时间即预冷却开始时间(步骤S780),但也可以设为不同的结构。例如,也可以取代预冷却开始时间而设定应该开始预冷却的从当前的位置起的行驶距离即预冷却开始距离。在该情况下,在导出第一温度上升量(步骤S630、S640)、第二温度上升量(步骤S675)及FC散热器41的放热能力(步骤S735)时,取代导出与从当前起的经过时间对应的推移而导出与本车20从当前位置起的行驶距离对应的推移即可。
·变形例3:
在上述的各实施方式中,使用在图9的驾驶状态算出处理中算出的驾驶状态,以使在本车20以通常控制模式在推定路径上行驶时冷却系统40的制冷剂温度会达到的温度成为FC上限温度Tlim以下的方式,设定预冷却开始时间(参照图11)。与此相对,也可以以不进行冷却系统40的制冷剂的上升温度的推定的方式设定预冷却开始时间。例如,使用本车20在推定路径上行驶时的本车20的推定行驶负荷的推移来判定预冷却的需要与否,在判定为需要预冷却的情况下,使用上述推定行驶负荷的推移来设定预冷却开始时间即可。在该情况下,在图5的步骤S240中接收的表示本车20的驾驶状态的信号至少包含在推定路径上行驶时的本车20的推定行驶负荷的推移即可。并且,例如,根据推定行驶负荷的推移而求出的负荷的累计值越大,则将预冷却开始的定时设定得更早即可。在判定为在推定路径上存在过负荷区域的情况下,若在本车20到达过负荷区域之前执行使冷却系统40的冷却能力与在通常控制模式下设定的冷却能力相比增大的增大处理,则能得到抑制燃料电池温度的过度的上升的同样的效果。
·变形例4:
在上述的各实施方式中,本车20的冷却系统40包含在制冷剂流路44内流动的制冷剂,但也可以设为不同的结构。例如,对燃料电池进行冷却的冷却系统也可以不包含制冷剂,而仅通过使用冷却风扇的空冷来冷却燃料电池。即使在该情况下,若在判定为在推定路径上存在过负荷区域时,在本车到达过负荷区域之前执行使冷却系统的冷却能力与在通常模式下设定的冷却能力相比增大的增大处理,则也能得到与实施方式同样的效果。
·变形例5:
在上述的各实施方式中,在图7的步骤S420中导出单个推定路径,但也可以设为不同的结构。例如,在使用交通流信息来选择在分支点处被选择的可能性最高的分支路而导出推定路径时,也可以导出可能性高的上位的多个推定路径作为可能性最高的分支路。在该情况下,针对导出的多个推定路径分别执行上述的预冷却期间算出处理即可。并且,关于上述多个推定路径中的伴随于本车20的行驶而本车20的位置偏离的推定路径,将与该推定路径相关的预冷却用的处理中止即可。另外,在导出的多个推定路径全都偏离了本车20的位置的情况下,重新开始上述预冷却用的处理并重新导出推定路径即可。
根据这样的结构,能够降低本车20从算出预冷却期间的推定路径偏离而行驶的可能性。因而,能够抑制以本车20的位置从推定路径偏离而重新进行预冷却用的处理为起因而预冷却的开始比所需的定时延迟的情况。
·变形例6:
在上述的各实施方式中,与推定路径的导出及过负荷区域的特定相关的过负荷行驶判定处理(图6的步骤S310及图7)及伴随着推定路径上的本车20的驾驶状态的算出的驾驶状态算出处理(图6的步骤S340及图9)由外部服务器26侧的处理部60执行。另外,导出以通常模式在推定路径上行驶时的制冷剂的最高到达温度Tmax的过负荷行驶时水温算出处理(步骤S250、图10)及设定预冷却开始时间的预冷却期间算出处理(步骤S270、图11)由本车20侧的控制部50执行。但是,上述各处理也可以由外部服务器26侧的处理部60和本车20侧的控制部50中的任一个来执行。例如,也可以由外部服务器26侧的处理部60执行图3所示的预冷却控制处理的全部,本车20侧的控制部50从外部服务器26仅接收处理结果。或者,也可以是,外部服务器26向本车20发送处理所需的信息,本车20的控制部50执行全部处理。
其中,庞大的他车信息从他车21的取得、根据他车信息的庞大的交通流信息的导出、庞大的交通流信息的存储在外部服务器26中进行。因而,在如实施方式那样在外部服务器26侧执行过负荷行驶判定处理及驾驶状态算出处理的情况下,无需从外部服务器26向本车20发送处理所需的庞大的交通流信息,所以能够减轻通信负荷,是优选的。为了过负荷行驶时水温算出处理而从外部服务器26侧向本车20发送的驾驶状态算出结果具体而言是与在确定出的推定路径上行驶的本车20相关的信息,因此,与将遍及本车20的当前位置的周边的庞大的交通流信息进行通信的情况相比,通信负荷非常轻。
本发明不限于上述的实施方式或变形例,能够在不脱离其主旨的范围内以各种结构来实现。例如,与发明内容一栏所记载的各方式中的技术特征对应的实施方式、实施例、变形例中的技术特征能够为了解决上述课题的一部分或全部或者为了达成上述效果的一部分或全部而适当进行替换、组合。另外,只要该技术特征在本说明书中没有作为必要技术特征进行说明,则就能够适当删除。例如,本公开也可以通过以下说明的方式来实现。
Claims (8)
1.一种燃料电池车辆的控制方法,所述燃料电池车辆搭载燃料电池作为驱动能量源的至少一个,其中,
所述燃料电池车辆具备对所述燃料电池进行冷却的冷却系统和控制所述冷却系统的冷却能力的冷却系统控制部,
所述冷却系统控制部具有通常控制模式作为控制所述冷却系统的冷却能力的控制模式,所述通常控制模式是如下模式:在使用所述燃料电池的温度、所述燃料电池的发电量及所述燃料电池车辆的负荷要求中的至少任一个进行判断时判断为所述燃料电池的温度会从预先确定的基准温度范围偏离的情况下,以使所述燃料电池的温度处于所述基准温度范围的方式变更所述冷却系统的冷却能力,
所述控制方法包含如下步骤:
除了被推定为所述燃料电池车辆即本车会行驶的推定路径之外,还使用所述推定路径的当前的表示交通流的交通流信息、所述推定路径的过去的交通流信息、所述本车的行驶历史及第一参数中的至少一个,来推定在所述在推定路径上行驶时会向所述本车施加的负荷,所述第一参数表示所述本车的过去的驾驶时的习惯,且表示与他车不同的驾驶时的倾向即驾驶倾向;
使用推定出的所述负荷,判定在所述推定路径上是否存在所述燃料电池的温度会超过合适温度范围的区域即过负荷区域;及
在判定为存在所述过负荷区域的情况下,在所述本车到达所述过负荷区域之前执行使所述冷却系统的冷却能力增大的增大处理,
所述增大处理是使所述冷却系统的冷却能力与在执行该增大处理的时间点在所述通常控制模式下设定的冷却能力相比增大的处理。
2.根据权利要求1所述的燃料电池车辆的控制方法,
推定会向所述本车施加的负荷的步骤包含如下步骤:
使用所述推定路径的当前的交通流信息、所述推定路径的过去的交通流信息、所述本车的行驶历史及表示所述本车的驾驶倾向的所述第一参数中的至少一个,来推定所述在推定路径上行驶时会向所述本车施加的负荷;及
使用表示所述本车的驾驶倾向的第二参数对推定所述负荷得到的结果进行修正。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池车辆的控制方法,
通过使用当前及过去中的至少任一方的表示交通流的交通流信息将在所述本车的行驶路上分支的分支点处被选择的可能性最高的分支路判断为所述本车会行驶的分支路,来推定所述推定路径。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的燃料电池车辆的控制方法,
在执行所述增大处理的步骤中,在所述通常控制模式下所述冷却系统的冷却能力成为最大之前,使所述冷却系统的冷却能力成为最大。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的燃料电池车辆的控制方法,
所述冷却系统包含对所述燃料电池进行冷却的制冷剂和对所述制冷剂进行冷却的散热器,
所述控制方法还包含如下步骤:
导出因所述燃料电池的发电而所述制冷剂的温度上升的第一温度上升量、由于所述燃料电池的发电以外的原因而所述制冷剂的温度上升的第二温度上升量及所述散热器的放热能力;及
使用所述第一温度上升量、所述第二温度上升量及所述放热能力,导出在所述通常控制模式下所述本车在所述在推定路径上行驶时所述燃料电池会达到的最高温度即最高到达温度,
将所述最高到达温度与作为所述燃料电池的上限温度而预先设定的FC上限温度进行比较,在所述最高到达温度为所述FC上限温度以下的情况下,即使在判定为存在所述过负荷区域的情况下也不进行所述增大处理。
6.一种燃料电池车辆,搭载燃料电池作为驱动能量源的至少一个,其中,具备:
冷却系统,对所述燃料电池进行冷却;
冷却系统控制部,控制所述冷却系统的冷却能力,具有通常控制模式作为控制所述冷却能力的控制模式,所述通常控制模式是如下模式:在使用所述燃料电池的温度、所述燃料电池的发电量及所述燃料电池车辆的负荷要求中的至少任一个进行判断时判断为所述燃料电池的温度会从预先确定的基准温度范围偏离的情况下,以使所述燃料电池的温度处于所述基准温度范围的方式变更所述冷却系统的冷却能力;及
取得部,取得表示驾驶状态的信号,所述驾驶状态包含在推定为所述燃料电池车辆即本车会行驶的推定路径上行驶时的所述本车的推定行驶负荷的推移,
在使用所述信号判定为在所述推定路径上存在所述燃料电池的温度会超过合适温度范围的区域即过负荷区域的情况下,所述冷却系统控制部在所述本车到达所述过负荷区域之前执行使所述冷却系统的冷却能力增大的增大处理,
所述增大处理是使所述冷却系统的冷却能力与在执行该增大处理的时间点在所述通常控制模式下设定的冷却能力相比增大的处理。
7.根据权利要求6所述的燃料电池车辆,
在判定为在所述推定路径上存在所述过负荷区域的情况下,所述冷却系统控制部在所述通常控制模式下所述冷却系统的冷却能力成为最大之前,使所述冷却系统的冷却能力成为最大。
8.根据权利要求6或7所述的燃料电池车辆,
所述冷却系统包含对所述燃料电池进行冷却的制冷剂和对所述制冷剂进行冷却的散热器,
所述冷却系统控制部具备如下功能:
导出因所述燃料电池的发电而所述制冷剂的温度上升的第一温度上升量、由于所述燃料电池的发电以外的原因而所述制冷剂的温度上升的第二温度上升量及所述散热器的放热能力;及
使用所述第一温度上升量、所述第二温度上升量及所述放热能力,导出在所述通常控制模式下所述本车在所述推定路径上行驶时所述燃料电池会到达的最高温度即最高到达温度,
所述冷却系统控制部将所述最高到达温度与作为所述燃料电池的上限温度而预先设定的FC上限温度进行比较,在所述最高到达温度为所述FC上限温度以下的情况下,即使在判定为在所述推定路径上不存在所述过负荷区域的情况下也不进行所述增大处理。
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