DE102014205394A1 - Brennstoffzellenfahrzeug und Beweglicher Körper - Google Patents

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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

Ein Datensignal, welches genau den tatsächlichen Zustand von einem Speicherbehälter widerspiegelt, wird zu einer Seite einer Station gesendet. Ein Brennstoffzellensystem (1) umfasst eine Wasserstoff-Zufuhrleitung (32), die einen Tank-Hauptkörper (311) und einen Brennstoffzellen-Stapel (2) verbindet, und ein Haupt-Stopp-Ventil, das an der Wasserstoff-Zufuhrleitung (32) vorgesehen ist. Ein Kommunikatives-Füllen-System (6) erzeugt ein Datensignal auf Basis von dem Zustand eines Wasserstoff-Tanks (31) und sendet das erzeugte Datensignal zu einer Station (9). Ein Fahrzeug (V) umfasst eine FCV-ECU (11), die eine Verarbeitung übernimmt, die sich auf eine Steuerung/Regelung von dem Brennstoffzellensystem (1) bezieht, und eine Kommunikatives-Füllen-ECU (61) die eine Verarbeitung übernimmt, die sich auf eine Steuerung/Regelung von dem Kommunikatives-Füllen-System (6) bezieht. Dann verhindert die Kommunikatives-Füllen-ECU einen Start einer Kommunikation mit der Station (9), wenigstens dann, wenn bestimmt wird, dass sich ein Haupt-Stopp-Ventil (312) in einem vollständig geschlossenen Zustand befindet.

Description

  • Diese Anmeldung basiert auf der am 27. März 2013 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-067546 , deren Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist, und nimmt deren Priorität in Anspruch.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Brennstoffzellenfahrzeug und auf einen beweglichen Körper. Genauer bezieht sie sich auf ein Brennstoffzellenfahrzeug und auf einen beweglichen Körper, die mit einem Speicherbehälter ausgestattet sind, der Brenngas speichert, und mit einem Transmitter, der ein Datensignal zu einer externen Fülleinrichtung überträgt, das auf Basis des Zustands von dem Speicherbehälter erzeugt wird.
  • Stand der Technik
  • Brennstoffzellenfahrzeuge sind mit einem Brennstoffzellensystem als einem System einer elektrischen Energiequelle davon ausgestattet. Brennstoffzellen erzeugen elektrische Energie, wenn Wasserstoffgas, welches das Brenngas ist, und Luft, welche ein oxidierendes Gas ist, dort zugeführt werden. Um Wasserstoffgas einer Brennstoffzelle zuzuführen, ist ein Wasserstoff-Tank mit einem Anoden-Strömungskanal der Brennstoffzelle über eine Wasserstoffgas-Zufuhrleitung verbunden. Zusätzlich ist ein Kompressor mit dem Kathoden-Strömungskanal der Brennstoffzelle über eine Luft-Zufuhrleitung verbunden, um der Brennstoffzelle Luft zuzuführen. Das Brennstoffzellensystem startet die Zufuhr von Wasserstoffgas und Luft bei Inbetriebnahme und startet über die Brennstoffzelle die Erzeugung elektrischer Energie.
  • Während einem Stopp des Systems wird dann, wenn Sauerstoff, wie er ist, innerhalb des Kathoden-Strömungskanals verbleibt, die Kathoden-Seite der Brennstoffzelle in einen Zustand mit hohem Potenzial eintreten, wenn während einer nachfolgenden System-Inbetriebnahme dem Anoden-System Wasserstoff zugeführt wird, und die Festpolymer-Elektrolyt-Membran der Brennstoffzelle kann sich verschlechtern. Aus diesem Grund wird bei Brennstoffzellensystemen bewirkt, dass das System vollständig stoppt, bei Erzeugung elektrischer Energie durch die Brennstoffzelle, und eine Ausgabe unter Verwendung von dem Sauerstoff fortgesetzt wird, der innerhalb von dem Kathoden-Strömungskanal während einem Stopp von dem System verbleibt, um die Brennstoffzelle in einem inaktiven Zustand zu etablieren (vergleiche Patentdokument 1 (ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2003-115317 )). Zusätzlich ist es bekannt, dass es bevorzugt ist, verbleibenden Sauerstoff an der Kathoden-Seite zu konsumieren und Wasserstoffgas im Übermaß von dem Wasserstoff-Tank zu der Anoden-Seite zuzuführen, so dass der Druck innerhalb von dem Anoden-Strömungskanal erhöht wird, um ein weiteres Durchdringen von Sauerstoff von der Kathoden-Seite zu der Anoden-Seite zu unterdrücken.
  • Andererseits hat in den vergangenen Jahren die Forschung aktiv Fortschritte bei der Technologie zum Füllen von Wasserstoffgas in einen Wasserstoff-Tank erzielt. Beispielsweise werden bei der Technologie von Patentdokument 2 (ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nummer 2011-33068 ) wenn eine Wasserstoff-Fülleinrichtung einer Wasserstoff-Station und ein Brennstoffzellenfahrzeug verbunden werden und Wasserstoffgas in den Wasserstoff-Tank davon gefüllt wird, Datensignale von der Seite des Fahrzeugs zu der Seite der Station gesendet, die sich auf die Temperatur, den Druck und Ähnliches von dem Tank beziehen. Auf der Seite der Station wird der Anfangszustand von dem Wasserstoff-Tank auf Basis der empfangenen Datensignale erfasst, ein optimaler Wasserstoffgas-Füllmodus wird auf Basis von diesem Anfangszustand bestimmt, und Wasserstoffgas wird gemäß diesem Füllmodus gefüllt. Eine Technologie zum Füllen von Wasserstoffgas auf Basis einer Kommunikation zwischen der Seite des Fahrzeugs und der Seite der Station auf diese Weise wird nachfolgend als kommunikatives Füllen bezeichnet.
  • Überblick über die Erfindung
  • Die oben erwähnte Ausgabe-Verarbeitung ist eine Verarbeitung, die kontinuierlich durchgeführt wird, auch nach dem System-Stopp-Betrieb, im Falle einer System-Stopp-Betätigung durch den Benutzer. Dann ist ein Füllen von Wasserstoffgas eine Verarbeitung, die auf Basis der Absicht des Benutzers durchgeführt wird, nach dem System-Stopp-Betrieb. Während die Ausgabe-Verarbeitung durchgeführt wird, nach dem System-Stopp-Betrieb, ist es daher möglich, dass der Betrieb zum Füllen von Wasserstoffgas durchgeführt wird; jedoch wurde nicht in hinreichender Weise berücksichtigt, welches Verfahren in solch einem Fall mit Priorität durchzuführen ist, in welcher Art von Zustand beide Verarbeitungen durchzuführen sind, parallel etwa oder dergleichen. Wenn beispielsweise die Ausgabe-Verarbeitung parallel mit einem kommunikativen Füllen durchgeführt wird, wird der Zustand von dem Wasserstoff-Tank fluktuieren, es wird nicht möglich sein, dass genaue Daten von der Seite des Fahrzeugs übertragen werden, die sich auf den Zustand von dem Wasserstoff-Tank beziehen, und es kann eine übermäßige Zeit zum Füllen notwendig sein, und ein komplettes Füllen kann unmöglich werden. Aufgrund der Tatsache, dass die Station häufig einen nachfolgenden Füllmodus auf Basis der Datensignale bestimmt, die von der Seite des Fahrzeugs zu der Zeit des Starts von dem kommunikativen Füllen gesendet werden, insbesondere zu der Zeit eines Starts von dem kommunikativen Füllen, ist es notwendig, Datensignale zu senden, die genau den Zustand von dem Tank zu dieser Zeit widerspiegeln, um ein schnelleres komplettes Füllen zu erreichen.
  • Die vorliegende Erfindung hat als eine Aufgabe ein Brennstoffzellenfahrzeug oder einen beweglichen Körper mit einem Speicherbehälter, der ein Brenngas speichert, und einem Kommunikatives-Füllen-System, welches Datensignale zu einer externen Einheit sendet, die sich auf einen Zustand von dem Speicherbehälter beziehen, wodurch Datensignale zu der Seite der Station gesendet werden, die genau den tatsächlichen Zustand von dem Speicherbehälter widerspiegeln, um ein schnelles komplettes Füllen zu ermöglichen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt umfasst ein Brennstoffzellensystem (etwa das später beschriebene Brennstoffzellensystem 1): ein Brennstoffzellensystem (etwa den später beschriebenen Stapel 2), umfassend eine Brennstoffzelle, die elektrische Energie erzeugt, wenn Brenngas und ein oxidierendes Gas zu dieser zugeführt werden, einen Speicherbehälter (etwa den Wasserstoff-Tank 31 und den Tank-Hauptkörper 311 davon, die später beschrieben werden), der Brenngas speichert, eine Brenngas-Zufuhrleitung (etwa die später beschriebene Wasserstoff-Zufuhrleitung 32), welche den Speicherbehälter und die Brennstoffzelle verbindet, und ein An-Aus-Ventil (etwa das später beschriebene Haupt-Stopp-Ventil 312), das an der Brenngas-Zufuhrleitung vorgesehen ist. Ein Kommunikatives-Füllen-System (etwa das später beschriebene Kommunikatives-Füllen-System 6) umfasst eine Signalerzeugungseinrichtung (etwa die später beschriebene Signalerzeugungseinheit 611 von der Kommunikatives-Füllen-ECU 61), die ein Datensignal auf Basis von einem Zustand des Speicherbehälters erzeugt, und einen Transmitter (etwa den später beschriebenen Infrarot-Transmitter 66), der ein Datensignal, das durch die Signalerzeugungseinrichtung erzeugt wird, an eine externe Fülleinrichtung (etwa die später beschriebene Wasserstoff-Station 9) sendet, welche Brenngas zu dem Speicherbehälter füllt. Ein Brennstoffzellenfahrzeug (etwa das später beschriebene Brennstoffzellenfahrzeug V) umfasst: das Brennstoffzellensystem, das Kommunikatives-Füllen-System, eine Brennstoffzellensystem Steuer-/Regeleinheit (etwa die später beschriebene FCV-ECU 11), die eine Brennstoffzellensystem-Verarbeitung durchführt, die sich auf eine Erzeugung elektrischer Energie durch die Brennstoffzelle und auf eine Inbetriebnahme und einen Stopp von dem Brennstoffzellensystem bezieht, eine Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit (etwa die später beschriebene Kommunikatives-Füllen-ECU 61), die eine Verarbeitung durchführt, die sich auf eine Kommunikation mit der externen Fülleinrichtung durch das Kommunikatives-Füllen-System bezieht, und eine An-Aus-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit (etwa die Haupt-Stopp-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit 619 von der Kommunikatives-Füllen-ECU 61, den Haupt-Stopp-Ventil-Sensor 317 usw., wie später beschrieben), die bestimmt, ob sich das An-Aus-Ventil in einem geöffneten Zustand oder in einem geschlossenen Zustand befindet, wobei die Brennstoffzellensystem-Steuer-/Regeleinheit und die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit miteinander kommunizieren können, und die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit einen Start einer Kommunikation mit der externen Fülleinrichtung durch den Transmitter verhindert, wenn durch wenigstens die An-Aus-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit bestimmt wird, dass der geöffnete Zustand vorliegt.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt ist es in diesem Fall vorteilhaft, dass das Brennstoffzellenfahrzeug umfasst: ein Brennstoff-Einspeisungsteil (etwa den später beschriebenen Wasserstoff-Einspeisungsanschluss 82), mit dem eine Brennstoff-Fülldüse (etwa die später beschriebene Wasserstoff-Fülldüse 93) von der externen Fülleinrichtung verbunden wird, eine Brennstoff-Einspeisungsleitung (etwa die später beschriebene Wasserstoff-Einspeisungsleitung 313), die das Brennstoff-Einspeisungsteil und den Speicherbehälter verbindet, und einen Annahme-Mechanismus (etwa das Füll-Absperrventil 316), der in der Brennstoff-Einspeisungsleitung vorgesehen ist und eine Zufuhr von Brenngas von der externen Fülleinrichtung zu dem Speicherbehälter akzeptiert oder zurückweist, wobei die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit eine Zufuhr von Brenngas durch den Annahme-Mechanismus akzeptiert, falls eine vorbestimmte Bedingung für das nicht-kommunikative Füllen erfüllt ist, während eine Kommunikation durch den Transmitter verhindert wird, und welche das nicht-kommunikative Füllen erlaubt, was es ermöglicht, dass Brenngas mit einer vorbestimmten Strömungsrate durch die externe Fülleinrichtung gefüllt wird, während eine Kommunikation durch den Transmitter verhindert wird.
  • Gemäß einem dritten Aspekt ist es in diesem Fall bevorzugt, das Datensignal von dem Transmitter zu der externen Fülleinrichtung zu senden und Brenngas zu dem Speicherbehälter zu füllen, in einem als kommunikatives Füllen zu definierenden Modus, der auf Basis von dem Datensignal von der externen Fülleinrichtung bestimmt wird, dass die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit einen Zustand von dem Speicherbehälter überwacht, während das kommunikative Füllen durchgeführt wird, dass bestimmt wird, ob in einem bestimmten Modus gefüllt wird, und dass eine Abbruch-Verarbeitung gestartet wird, um zu bewirken, dass das kommunikative Füllen unterbrochen wird, falls bestimmt wird, dass in einem Modus gefüllt wird, der sich von dem bestimmten Modus unterscheidet, und dass die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeeinheit daran gehindert wird, von einem betriebsbereiten Zustand zu einem nicht betriebsbereiten Zustand überzugehen, falls eine Möglichkeit vorliegt, dass die Abbruch-Verarbeitung durchgeführt wird, oder falls die Abbruch-Verarbeitung durchgeführt wird.
  • Gemäß einem vierten Aspekt ist es in diesem Fall bevorzugt, dass das Brennstoffzellenfahrzeug weiter umfasst: einen Drucksensor (etwa den später beschriebenen Tank-Drucksensor 64), der einen Druck von dem Speicherbehälter erfasst, und einen Temperatursensor (etwa den ersten Tank-Temperatursensor 62 und den zweiten Tank-Temperatursensor 63, die später beschrieben werden), der eine Temperatur von dem Speicherbehälter erfasst, wobei Erfassungssignale von dem Drucksensor und dem Temperatursensor nur zu der Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleirtheit eingegeben werden, und die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit das Erfassungssignal oder ein Signal das auf Basis von dem Erfassungssignal erzeugt wird, an die Brennstoffzellensystem-Steuer-/Regeleinheit sendet.
  • Gemäß einem fünften Aspekt ist es in diesem Fall bevorzugt, dass das Brennstoffzellenfahrzeug weiter eine System-Inbetriebnahme-Anforderung-Einrichtung (etwa den später beschriebenen Zündschalter IG) umfasst, welche ein Inbetriebnahme-Anforderung-Signal für das Brennstoffzellenfahrzeug erzeugt, wobei die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit ein kommunikatives Füllen während der Durchführung beendet und die Brennstoffzellensystem-Steuer-/Regeleinheit eine Inbetriebnahme von dem Brennstoffzellensystem in einem Fall beginnt, in dem das Inbetriebnahme-Anforderung-Signal auftritt, während das kommunikative Füllen durchgeführt wird.
  • Gemäß einem sechsten Aspekt umfasst ein Energie-Erzeugungssystem: eine Energie-Erzeugungseinrichtung, die Energie unter Verwendung von Brenngas erzeugt, einen Speicherbehälter, der Brenngas speichert, eine Brenngas-Zufuhrleitung, die den Speicherbehälter und die Energie-Erzeugungseinrichtung verbindet, und ein An-Aus-Ventil, welches an der Brenngas-Zufuhrleitung vorgesehen ist. Ein Kommunikatives-Füllen-System umfasst: eine Signalerzeugungseinrichtung, die ein Datensignal auf Basis von einem Zustand des Speicherbehälters erzeugt, und einen Transmitter, der ein durch die Signalerzeugungseinrichtung erzeugtes Datensignal zu einer externen Fülleinrichtung sendet, die Brenngas in den Speicherbehälter füllt. Ein beweglicher Körper umfasst: das Energie-Erzeugungssystem, das Kommunikatives-Füllen-System, eine Energie-Erzeugungssystem-Steuer-/Regeleinheit, die eine Verarbeitung durchführt, die sich auf eine Inbetriebnahme und einen Stopp von dem Energie-Erzeugungssystem bezieht, eine Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit, die eine Verarbeitung durchführt, die sich auf eine Kommunikation mit der externen Fülleinrichtung bezieht durch das Kommunikatives-Füllen-System, und eine An-Aus-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob das An-Aus-Ventil sich in einem geöffneten Zustand oder in einem geschlossenen Zustand befindet, wobei die Energie-Erzeugungssystem-Steuer-/Regeleinheit und die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit miteinander kommunizieren können, und die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit einen Start einer Kommunikation durch den Transmitter verhindert, wenn bestimmt wird, dass der geöffnete Zustand vorliegt, wenigstens gemäß der An-Aus-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit, außer während Brenngas von der externen Fülleinrichtung zu dem Speicherbehälter gefüllt wird.
    • (1) In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass sich das An-Aus-Ventil im geöffneten Zustand befindet, also in dem Fall, in dem ein Zustand vorliegt, in welchem Brenngas innerhalb von dem Speicherbehälter nach außen zu der Brennstoffzelle strömt und der Zustand innerhalb von dem Speichertank fluktuieren kann, verhindert bei der vorliegenden Erfindung die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit den Start einer Kommunikation mit der externen Fülleinrichtung durch den Transmitter. Daher wird solange, wie das An-Aus-Ventil geöffnet ist, ein kommunikatives Füllen nicht starten, ohne dass ein Datensignal von der Seite des Fahrzeugs zu der Seite der externen Fülleinrichtung gesendet wird. Es ist dadurch möglich, zu verhindern dass ein kommunikatives Füllen beginnt, auf Basis von einem Datensignal, in welchem sich der tatsächliche Zustand des Speicherbehälters nicht genau widerspiegelt. Dadurch, dass verhindert wird, dass ein Datensignal, in welchem sich der Zustand des Speicherbehälters nicht genau widerspiegelt, zu der Zeit des Starts von einem kommunikativen Füllen gesendet wird, ist es zusätzlich möglich, zu verhindern, dass mehr Zeit als notwendig beim kommunikativen Füllen gebraucht wird, und dass das kommunikative Füllen beendet wird, ohne dass eine komplette Auffüllung möglich war.
    • (2) Es ist schwierig für den Benutzer, von außerhalb des Brennstoffzellenfahrzeugs visuell zu bestätigen, ob sich das An-Aus-Ventil im geöffneten Zustand oder im geschlossenen Zustand befindet. In einem Fall, in dem eine Kommunikation durch das Kommunikatives-Füllen-System aufgrund dessen verhindert wird, dass sich das An-Aus-Ventil im geöffneten Zustand befindet und folglich der Start des kommunikativen Füllens verhindert wird, wie oben beschrieben, ist es daher schwierig für den Benutzer, den Grund zu erfassen, warum es nicht möglich ist, ein Füllen von Brenngas durchzuführen. Wenn in anderen Worten eine Füllstartanfrage durch den Benutzer hervorgerufen wird, der die Brennstoff-Fülldüse mit dem Brennstoff-Einspeisungsteil verbindet, oder dergleichen, kann der Benutzer sich unbehaglich fühlen, falls das Füllen von Brenngas nicht gestartet wird, dadurch, dass sich das An-Aus-Ventil im geöffneten Zustand befindet. Bei der vorliegenden Erfindung wird in einem Fall, in dem eine vorbestimmte Füllstartanfrage auftritt, während bestimmt wird, dass ein Zustand vorliegt, in welchem das An-Aus-Ventil geöffnet ist, und dadurch der Start einer Kommunikation durch den Transmitter verhindert wird, die Zufuhr von Brenngas von außen durch den Annahme-Mechanismus akzeptiert, um nicht-kommunikatives Füllen zu erlauben. Es ist daher möglich, das vorgenannte Gefühl einer Unbehaglichkeit für den Benutzer zu reduzieren, da auch dann, wenn kommunikatives Füllen nicht durchgeführt wird, der Benutzer nicht-kommunikatives Füllen durchführen kann, falls ein Zustand über längere Zeit vorliegt, in welchem eine Kommunikation mit der externen Fülleinrichtung durch das Kommunikatives-Füllen-System verhindert wird.
    • (3) Bei der vorliegenden Erfindung überwacht die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit den Zustand des Speicherbehälters, während das kommunikative Füllen durchgeführt wird, und in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass in einem Modus gefüllt wird, der sich von einem bestimmten Modus unterscheidet, beginnt sie eine Abbruch-Verarbeitung, um zu bewirken, dass das kommunikative Füllen unterbrochen wird. Die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit wird daran gehindert, von einem betriebsbereiten Zustand zu einem nicht betriebsbereiten Zustand überzugehen, falls eine Möglichkeit vorliegt, dass diese Abbruch-Verarbeitung durchgeführt wird (beispielsweise ein Fall, in dem das kommunikative Füllen noch nicht vollendet ist), oder falls die Abbruch-Verarbeitung durchgeführt wird. Es ist daher möglich, dass die Abbruch-Verarbeitung in zuverlässiger Weise beendet wird, und dann die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit in einem nicht betriebsbereiten Zustand etabliert wird.
    • (4) Erfassungssignale von dem Drucksensor und dem Temperatursensor zur Erfassung des Zustands von dem Speicherbehälter werden nur zu der Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit eingegeben. Zusätzlich werden die Erfassungssignale dieser Sensoren oder Signale, die auf Basis der Erfassungssignale erzeugt werden, in die Brennstoffzellensystem-Steuer-/Regeleinheit durch die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit eingegeben. Eine Verkabelung, um die Brennstoffzellensystem-Steuer-/Regeleinheit mit dem Drucksensor und den Temperatusensoren zu verbinden, wird dadurch unnötig. Obwohl die Erfassungssignale dieser Sensoren notwendig sind, um Datensignale zu erzeugen, die den Zustand von dem Speicherbehälter widerspiegeln, ist es zusätzlich möglich, falls das kommunikative Füllen durch die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit durchgeführt wird, das kommunikative Füllen nur durch die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit durchzuführen, ohne die Brennstoffzellensystem-Steuer-/Regeleinheit separat in Betrieb zu nehmen, indem diese Erfassungssignale in die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit eingegeben werden. Daher ist es möglich, den Verbrauch elektrischer Energie durch das kommunikative Füllen zu reduzieren.
    • (5) Falls das Inbetriebnahme-Anforderung-Signal für das Brennstoffzellensystem auftritt, während das kommunikative Füllen durchgeführt wird, beendet bei der vorliegenden Erfindung die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit das kommunikative Füllen während der Durchführung, und die Brennstoffzellensystem-Steuer-/Regeleinheit initiiert eine Inbetriebnahme von dem Brennstoffzellensystem. In anderen Worten wird der Inbetriebnahme des Brennstoffzellensystems Priorität vor einer Fortführung des kommunikativen Füllens eingeräumt. Dadurch ist es möglich, die Bequemlichkeit für den Benutzer zu erhöhen. Es ist festzuhalten, dass eine Inbetriebnahme von dem Brennstoffzellensystem eine Verarbeitung ist, welche eine Ventilöffnung von dem An-Aus-Ventil begleitet. In dem Fall, in dem eine Inbetriebnahme des Brennstoffzellensystems und kommunikatives Füllen parallel durchgeführt werden, bestehen daher Bedenken, dass ein fehlerhaftes Datensignal gesendet wird, in welchem sich der Zustand des Speicherbehälters zu dieser Zeit nicht genau widerspiegelt. Dadurch dass dies bei der vorliegenden Erfindung berücksichtigt wird, indem das Brennstoffzellensystem beim Beenden des kommunikativen Füllens in Betrieb genommen wird, ist es möglich, zu verhindern, dass ein fehlerhaftes Datensignal gesendet wird.
    • (6) Ähnliche Wirkungen zu den oben erwähnten (1) treten gemäß dem beweglichen Körper der vorliegenden Erfindung auf.
  • Kurzbeschreibung der Figuren
  • 1 ist eine Ansicht, welche die Konfiguration von einem Wasserstoff-Füllsystem einschließlich einem Brennstoffzellenfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 2 ist eine Ansicht, welche die Konfiguration von einem Brennstoffzellensystem zeigt,
  • 3 ist eine Ansicht, welche die Konfiguration einer FCV-ECU zeigt,
  • 4 ist ein Flussdiagramm, welches die Steuer/Regel-Abfolge jeder Einrichtung bei einer System-Stopp-Verarbeitung zeigt,
  • 5 ist eine Ansicht, welche die Konfiguration von einer Kommunikatives-Füllen-ECU zeigt,
  • 6 ist eine Ansicht, die Module aus zwei ECUs zeigt, welche in einem Modus 1 arbeiten.
  • 7 ist eine Ansicht, die Module aus zwei ECUs zeigt, welche in einem Modus 2 arbeiten.
  • 8 ist eine Ansicht, die Module aus zwei ECUs zeigt, welche in einem Modus 3 arbeiten.
  • 9 ist eine Ansicht, die schematisch Übergangsbedingungen zwischen drei Steuer-/Regelmodi zeigt, und
  • 10 ist eine Ansicht, die eine Mehrzahl von Zustandsparametern zusammenfasst, die ein Ereignis zum Umschalten von Steuer-/Regelmodi etablieren.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert.
  • 1 ist eine Ansicht, welche die Konfiguration von einem Wasserstoff-Füllsystem S zeigt. Das Wasserstoff-Füllsystem S ist konfiguriert, indem ein Brennstoffzellenfahrzeug V, welches mit Wasserstoff als einem Brenngas fährt, und eine Wasserstoff-Station 9, die Wasserstoff einem Wasserstoff-Tank 31 von diesem Fahrzeug V zuführt, kombiniert werden.
  • Konfiguration der Wasserstoff-Station 9
  • Die Wasserstoff-Station umfasst einen Wasserstoff-Speichertank 91 und einen Verteiler 92. Wasserstoff zur Zufuhr an das Fahrzeug V wird bei hohem Druck in dem Wasserstoff-Speichertank 91 gespeichert.
  • Als der Wasserstoff in diesem Wasserstoff-Speichertank 91 kann Gas, das erhalten wird, indem durch Verdampfen von flüssigem Wasserstoff erzeugter Wasserstoff mit einem Kompressor komprimiert wird, Wasserstoff, der dadurch erzeugt wird, dass durch einen Reformer ein Rohmaterial reformiert wird, Wasserstoff, der unter Verwendung von einem Elektrolyseur erzeugt wird, oder dergleichen verwendet werden.
  • Der Verteiler 92 reduziert den Druck von dem Wasserstoffgas, welches von dem Wasserstoff-Speichertank 91 zugeführt wird, wenn eine Wasserstoff-Fülldüse 93 davon in einen Wasserstoff-Einspeisungsanschluss 82 eingesetzt wird, der an dem Fahrzeug V vorgesehen ist, und liefert den Wasserstoff von der Wasserstoff-Fülldüse 93. Der von der Wasserstoff-Fülldüse 93 zugeführte Wasserstoff wird in den Wasserstoff-Tank 31 von dem Fahrzeug V gefüllt. Zusätzlich ist eine Infrarot-Kommunikationseinheit 94 an dieser Wasserstoff-Fülldüse 93 vorgesehen. Durch Einsetzen der Wasserstoff-Fülldüse 93 in den Wasserstoff-Einspeisungsanschluss 82 von dem Fahrzeug V wird die Infrarot-Kommunikationseinheit 94 dazu in die Lage versetzt, Datensignale über Infrarot-Wellen zu senden und zu empfangen, mit einem später beschriebenen Kommunikatives-Füllen-System 6, welches an dem Fahrzeug V vorgesehen ist. Beim Füllen von Wasserstoff in das Fahrzeug V mit dem Verteiler 92 ist es möglich, selektiv die zwei Füllverfahren auszuführen, von einem als kommunikatives Füllen bezeichneten Füllverfahren und von einem als nicht-kommunikatives Füllen bezeichneten Füllverfahren.
  • Kommunikatives Füllen ist ein Füllverfahren zum Füllen von Wasserstoff in das Fahrzeug V, während eine Kommunikation zwischen dem Fahrzeug V und der Station 9 durchgeführt wird. Genauer empfängt beim kommunikativen Füllen der Verteiler 92 ein Datensignal, welches den Zustand von dem Wasserstoff-Tank 31 angibt, von dem Kommunikatives-Füllen-System 6 über die Infrarot-Kommunikationseinheit 94 und füllt Wasserstoff in den Wasserstoff-Tank 31 in einem Füll-Modus (zum Beispiel Füll-Strömungsrate), der auf Basis von diesem Datensignal entschieden wird. Es ist festzuhalten, dass der spezifische Füllmodus, der durch kommunikatives Füllen festgelegt wird, meistens auf Basis von dem Anfangszustand von dem Wasserstoff-Tank 31 bestimmt wird. Um daher so schnell wie möglich durch kommunikatives Füllen vollständig zu füllen, ist es notwendig, ein Datensignal zu senden, welches den Zustand von dem Wasserstoff-Tank 31 genau widerspiegelt, insbesondere dann, wenn das kommunikative Füllen gestartet wird.
  • Nichtkommunikatives Füllen ist ein Füllverfahren zum Füllen von Wasserstoff in das Fahrzeug V, ohne eine Kommunikation zwischen dem Fahrzeug V und der Station 9 durchzuführen. Genauer füllt bei dem nicht-kommunikativen Füllen der Verteiler 92 Wasserstoff in den Wasserstoff-Tank 31 mit einem definierten Füllmodus (zum Beispiel Füll-Strömungsrate), der zuvor etabliert wurde. Während des nicht-kommunikativen Füllens nimmt der Verteiler 92 an, dass die aktuelle Temperatur von dem Wasserstoff-Tank 31 eine höhere Temperatur als eine durchschnittliche Temperatur zu der Zeit ist; daher wird die Füll-Strömungsrate auf einen relativ kleinen Wert eingestellt. Beim nicht-kommunikativen Füllen kann der Verteiler 92 jedoch den aktuellen Zustand von dem Wasserstoff-Tank 31 nicht erfassen; daher kann auch dann, wenn die Temperatur innerhalb von dem Tank während des Füllens ansteigt, die Füll-Strömungsrate nicht in Reaktion darauf reduziert werden, und das Füllen wird bei einer festen Strömungsrate fortgesetzt werden. Aus diesem Grund kann beim nicht-kommunikativen Füllen die Temperatur innerhalb von dem Wasserstoff-Tank 31 während des Füllens sich an eine definierte Maximaltemperatur annähern, und das Füllen kann unterbrochen werden, bevor tatsächlich eine komplette Füllung erreicht wurde.
  • Wenn als eine Bedingung eingestellt wird, dass die Temperatur innerhalb des Wasserstoff-Tanks 31 während des Füllens nicht die definierte Maximaltemperatur übersteigt, kann daher beim Vergleich zwischen kommunikativem Füllen und nicht-kommunikativem Füllen das kommunikative Füllen die Füll-Strömungsrate in geeigneterer Weise steuern/regeln. Daher kann es schneller vollständig wieder auffüllen oder bis in die Nähe davon auffüllen.
  • Konfiguration des Brennstoffzellenfahrzeugs V
  • Das Brennstoffzellenfahrzeug V umfasst ein Brennstoffzellensystem 1, welches elektrische Energie aus dem in dem Wasserstoff-Tank 31 gespeicherten Wasserstoff erzeugt und unter Verwendung der so erzeugten elektrischen Energie fährt, eine elektrische Steuer-/Regeleinheit 11 (nachfolgend als ”FCV-ECU” bezeichnet), die eine Steuerung/Regelung von diesem Brennstoffzellensystem übernimmt, ein Kommunikatives-Füllen-System 6, welches eine Kommunikation mit der Wasserstoff-Station 9 beim Füllen von Wasserstoff zu dem Wasserstoff-Tank 31 übernimmt, und eine elektronische Steuer-/Regeleinheit 61 (nachfolgend als Kommunikatives-Füllen-ECU bezeichnet), die eine Steuerung/Regelung von diesem Kommunikatives-Füllen-System 6 übernimmt. Es ist festzuhalten, dass unter den Konfigurationen von dem gesamten Brennstoffzellensystem 1 1 hauptsächlich die Konfigurationen von Einrichtungen zeigt, die erforderlich sind, um Wasserstoff dem Wasserstoff-Tank 31 zuzuführen.
  • Die FCV-ECU 11 und die Kommunikatives-Füllen-ECU 61 sind durch eine Kommunikationsleitung L verbunden, um eine gegenseitige Kommunikation zu ermöglichen. Es ist dadurch möglich, ein durch jede von den zwei ECUs 11 und 61 erzeugtes Signal zu der anderen zu senden, und eine Beurteilung in den zwei ECUs 11 und 61 zu synchronisieren. Eine solche gegenseitige Kommunikation über die Kommunikationsleitung L zwischen der FCV-ECU 11 und der Kommunikatives-Füllen-ECU 61 wird als FC-IR-Interkommunikation bezeichnet.
  • Konfiguration von dem Brennstoffzellensystem 1
  • 2 ist eine Ansicht, welche die Konfiguration von dem Brennstoffzellensystem 1 zeigt.
  • Das Brennstoffzellensystem 1 umfasst einen Brennstoffzellen-Stapel 2, ein Anoden-System 3, welches dem Brennstoffzellen-Stapel 2 Wasserstoff zuführt, ein Kathoden-System 4, welches Luft als ein oxidierendes Gas dem Brennstoffzellen-Stapel 2 zuführt, einen Verdünner 37, der eine Nachbearbeitung von Gas durchführt, das von dem Brennstoffzellen-Stapel 2 abgegeben wird, eine Kühleinrichtung 5, welche den Brennstoffzellen-Stapel 2 abkühlt, eine Batterie B, die elektrische Energie speichert, welche durch den Brennstoffzellen-Stapel 2 erzeugt wurde, einen Antriebsmotor M, der durch die Zufuhr von elektrischer Energie von dem Brennstoffzellen-Stapel 2 und der Batterie B angetrieben wird, und die FCV-ECU 11.
  • Es ist festzuhalten, dass unter den Konfigurationen von dem gesamten Brennstoffzellensystem 1 2 hauptsächlich die Einrichtungen zeigt, die notwendig sind, um eine Erzeugung elektrischer Energie durch den Brennstoffzellen-Stapel 2 zu erlauben.
  • Der (nachfolgend einfach als Stapel bezeichnete) Brennstoffzellen-Stapel 2 ist eine Stapel-Struktur, in der beispielsweise mehrere zehn bis mehrere hundert Zellen überlagert sind. Jede Zelle aus der Brennstoffzelle ist konfiguriert, indem eine Membran-Elektroden-Anordnung (MEA) zwischen einem Paar von Separatoren aufgenommen wird. Die Membran-Elektroden-Anordnung ist aus den zwei Elektroden einer Anode und einer Kathode aufgebaut, und aus einer Festpolymer-Elektrolyt-Membran, die zwischen diesen Elektroden aufgenommen ist. Normalerweise sind beide Elektroden aus einer Katalysatorschicht gebildet, welche in Kontakt mit der Festpolymer-Elektrolyt-Membran steht, und auf welcher Oxidations- bzw. Reduktions-Reaktionen auftreten, und aus einer Gasdiffusionsschicht, welche in Kontakt mit dieser Katalysatorschicht steht. Wenn Wasserstoff von dem an der Anoden-Seite ausgebildeten Anoden-Strömungskanal 21 zugeführt wird, und Luft einschließlich Sauerstoff zu dem auf der Kathoden-Seite ausgebildeten Kathoden-Strömungskanal 22 zugeführt wird, erzeugt dieser Stapel 2 über eine elektrochemische Reaktion davon elektrische Energie.
  • Der von dem Stapel 2 während einer Erzeugung elektrischer Energie erzeugte Ausgabestrom wird in die Batterie B oder eine Last (Antriebsmotor M, Luft-Kompressor 41 usw.) über eine Strom-Steuer-/Regeleinrichtung 29 eingegeben. Die Strom-Steuer-/Regeleinrichtung 29 umfasst einen DC-DC-Wandler, der nicht illustriert ist, und steuert/regelt den Ausgabestrom von dem Stapel 2 während der Erzeugung elektrischer Energie über einen Chopper-Betrieb davon. Insbesondere stellt bei der später beschriebenen AGR-Ausgabeverarbeitung die Strom-Steuer-/Regeleinrichtung 29 den Ausgabestrom von dem Stapel 2 als den Ladestrom der Batterie B ein, und lädt die Batterie B auf, während er diesen auf einen vorbestimmten Strom-Befehlswert steuert/regelt.
  • Die Batterie B speichert durch den Stapel 2 erzeugte elektrische Energie und elektrische Energie, die als regenerative Bremsenergie durch den Antriebsmotor M zurück erhalten wird. Bei einer Inbetriebnahme von dem Brennstoffzellensystem 1 und während einem Hochlastbetrieb von dem Fahrzeug wird beispielsweise zusätzlich die in der Batterie B gespeicherte elektrische Energie der Last zugeführt, um die Ausgabe von dem Stapel 2 zu ergänzen.
  • Das Anoden-System 3 ist so aufgebaut, dass es den Wasserstoff-Tank 31, eine Wasserstoff-Zufuhrleitung 32, die ein Einspeisungsteil von dem Anoden-Strömungskanal 21 des Stapels 2 von dem Wasserstoff-Tank 31 aus erreicht, eine Wasserstoff-Ausgabeleitung 33, die den Verdünner 37 von einem Ausgabeteil des Anoden-Strömungskanals 21 aus erreicht, und eine Wasserstoff-Rückführungsleitung 34 umfasst, die von der Wasserstoff-Ausgabeleitung 33 abzweigt, um die Wasserstoff-Zufuhrleitung 32 zu erreichen. Ein Wasserstoff-Zirkulation-Strömungskanal von Wasserstoff enthaltendem Gas ist aufgebaut durch die Wasserstoff-Zufuhrleitung 32, den Anoden-Strömungskanal 21, die Wasserstoff-Ausgabeleitung 33 und die Wasserstoff-Rückführungsleitung 34.
  • Unter Rückbezug auf 1 umfasst der Wasserstoff-Tank 31 einen Tank-Hauptkörper 311, der Wasserstoffgas bei hohem Druck speichert, ein Haupt-Stopp-Ventil 312 als ein An-Aus-Ventil, das in der Wasserstoff-Zufuhrleitung 32 vorgesehen ist, die sich von dem Tank-Hauptkörper 311 erstreckt, eine Wasserstoff-Einspeisungsleitung 313, die sich von dem Tank-Hauptkörper 311 erstreckt, und einen Haupt-Stopp-Ventil-Sensor 317, welcher den offenen/geschlossenen Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil erfasst. Diese Wasserstoff-Einspeisungsleitung 313 ist an einer Endseite mit dem Tank-Hauptkörper 311 verbunden, und die andere Endseite ist mit einem Wasserstoff-Einspeisungsanschluss 82 verbunden, der innerhalb von einem Deckel-Kasten 81 vorgesehen ist, der später beschrieben wird.
  • Zwei Rückschlagventile 314 und 315 und ein Füll-Absperr-Ventil 316 sind in der Wasserstoff-Einspeisungsleitung 313 vorgesehen. Das Füll-Absperr-Ventil 316 schneidet den Zufluss von Gas zu dem Tank-Hauptkörper 311 und eine Ausgabe von Gas aus dem Tank-Hauptkörper 311 ab. In anderen Worten wird dann, wenn das Füll-Absperr-Ventil 316 geöffnet wird, die Zufuhr von Wasserstoff von der Station 9 zu dem Tank-Hauptkörper 311 akzeptiert, und dann, wenn das Füll-Absperr-Ventil 316 geschlossen wird, wird die Zufuhr von Wasserstoff von der Station 9 zu dem Tank-Hauptkörper 311 zurückgewiesen. Die Rückschlagventile 314, 315 sind jeweils in der Nähe von dem Tank-Hauptkörper 311 und in der Nähe von dem Wasserstoff-Einspeisungsanschluss 82 vorgesehen und verhindern, dass Wasserstoff von der Seite des Tank-Hauptkörpers 311 aus dem Fahrzeug V heraus zurückströmt.
  • Der Haupt-Stopp-Ventil-Sensor 317 erfasst den geöffneten/geschlossenen Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil 312 und überträgt ein Erfassungssignal, das von dem Zustand davon abhängt, an die FCV-ECU 11. Beispielsweise überträgt in einem Fall, in dem das Haupt-Stopp-Ventil 312 sich im geöffneten Zustand befindet, der Haupt-Stopp-Ventil Sensor 317 ein ”geöffnet” Signal in Reaktion darauf an die FCV-ECU 11, und falls sich das Haupt-Stopp-Ventil 112 im geschlossenen Zustand befindet, überträgt er ein ”geschlossen” Signal in Reaktion darauf an die FCV-ECU 11. Als dieser Haupt-Stopp-Ventil-Sensor 317 kann beispielsweise ein Schalter, der zwischen An und Aus in Abhängigkeit von dem Öffnen und Schließen von dem Haupt-Stopp-Ventil 312 umschaltet, ein Positionssensor, der direkt die Position von dem Ventilelement von dem Haupt-Stopp-Ventil 312 erfasst, ein Stromsensor, der den Antriebsstrom von einem elektromagnetischen Aktuator erfasst, der das Ventilelement von dem Haupt-Stopp-Ventil 312 antreibt oder dergleichen verwendet werden.
  • Der Deckel-Kasten 81 ist an einer Rückseite von dem Fahrzeug V vorgesehen und schützt den Wasserstoff-Einspeisungsanschluss 82 darin. Ein Deckel 83 ist drehbar an diesem Deckel-Kasten 81 vorgesehen. An der Wasserstoff-Station 9 öffnet der Benutzer den Deckel 83, um zu bewirken, dass der Wasserstoff-Einspeisungsanschluss 82 nach außen frei liegt, und führt die Wasserstoff-Fülldüse 93 von dem Verteiler 92 in den Wasserstoff-Einspeisungsanschluss 82 ein, und füllt Wasserstoff.
  • Unter Rückbezug auf 2 ist ein Injektor 35, der neues Wasserstoffgas, das von dem Wasserstoff-Tank 31 zugeführt wird, in den Stapel 2 injiziert, in der Wasserstoff-Zufuhrleitung 32 stromabwärts von dem Haupt-Stopp-Ventil 312 vorgesehen. Es ist festzuhalten, dass nachfolgend der Abschnitt in der Wasserstoff-Zufuhrleitung 32 zwischen dem Injektor 35 und dem Haupt-Stopp-Ventil 312 als Zwischendruckteil 321 bezeichnet wird. Der Druck innerhalb von dem Anoden-Strömungskanal 21 von dem Stapel 2 während einer Energie-Erzeugung (nachfolgend als Anoden-Druck bezeichnet) wird auf einen vorbestimmten Zieldruck gesteuert/geregelt, durch einen Antrieb zum Öffnen/Schließen von dem Injektor 35 in einem Zustand, in welchem der Druck innerhalb von dem Zwischendruckteil 321 hinreichend hoch ist.
  • In der Wasserstoff-Ausgabeleitung 33 ist ein Ablassventil 33a stromabwärts von dem Verbindungsteil mit der oben erwähnten Wasserstoff-Rückführungsleitung 34 vorgesehen. Wenn die Wasserstoffkonzentration von Gas abnimmt, welches innerhalb von dem Wasserstoff-Zirkulation-Strömungskanal zirkuliert, nimmt die Effizienz der Energie-Erzeugung von dem Stapel 2 ab. Aus diesem Grund wird das Ablassventil 33a bei einem geeigneten Zeitpunkt während der Erzeugung elektrischer Energie von dem Stapel 2 geöffnet. Das Gas innerhalb von dem Wasserstoff-Zirkulation-Strömungskanal wird zu dem Verdünner 37 ausgegeben.
  • Das Kathoden-System 4 ist so konfiguriert, dass es den Luftkompressor 41, eine Luft-Zufuhrleitung 42, die von dem Luftkompressor 41 zu einem Einleitungsteil von dem Kathoden-Strömungskanal 22 reicht, eine Luft-Ausgabeleitung 43, die von einem Ausgabeteil von dem Kathoden-Strömungskanal 22 zu dem Verdünner 37 reicht, eine Luft-Rückführungsleitung 45, die von der Luft-Ausgabeleitung 43 abzweigt und die Luft-Zufuhrleitung 42 erreicht, und eine Stapel-Bypass-Leitung 48 umfasst, die von der Luft-Ausgabeleitung 43 abzweigt und die Wasserstoff-Zufuhrleitung 32 und den Verdünner 37 erreicht. Der Sauerstoff-Zirkulation-Strömungskanal von sauerstoffhaltigem Gas ist konfiguriert durch die Luft-Zufuhrleitung 42, den Kathoden-Strömungskanal 22, die Luft-Ausgabeleitung 43 und die Luft-Rückführungsleitung 45.
  • Der Luftkompressor 41 liefert Luft von außerhalb des Systems zu dem Kathoden-Strömungskanal 22 von dem Stapel 2 über die Luft-Zufuhrleitung 42. Zusätzlich ist ein Gegendruckventil 43b zum Einstellen des Drucks innerhalb von dem Kathoden-Strömungskanal 22 an der Luft-Ausgabeleitung 43 vorgesehen. Der Druck innerhalb von dem Kathoden-Strömungskanal 22 (nachfolgend als Kathoden-Druck bezeichnet) von dem Stapel 2 während der Erzeugung elektrischer Energie wird auf eine geeignete Größe gemäß dem Zustand der Erzeugung elektrischer Energie von dem Stapel 2 gesteuert/geregelt, durch Einstellen der Öffnung von dem Gegendruckventil 43b, während Luft durch den Luftkompressor 41 zugeführt wird.
  • Eine AGR-Pumpe 46, die Gas unter Druck auf der Seite der Luft-Ausgabeleitung 43 zu der Luft-Zufuhrleitung 42 zuführt, um zu bewirken, dass sauerstoffhaltiges Gas innerhalb von dem Sauerstoff-Zirkulation-Strömungskanal zirkuliert, ist an der Luft-Rückführungsleitung 45 vorgesehen. Ein Einlass-Abdichtungsventil 42a ist in der Luft-Zufuhrleitung 42 weiter auf einer Seite von dem Luftkompressor 41 vorgesehen als das Verbindungsteil mit der Luft-Rückführungsleitung 45. Das Einlass-Abdichtungsventil 42a verhindert, dass Umgebungsluft von der Seite des Luftkompressors 41 zu der Seite des Kathoden-Strömungskanals 22 während einem Stopp von dem System 1 einströmt. Zusätzlich ist ein Auslass-Abdichtungsventil 43a in der Luft-Ausgabeleitung 43 weiter auf der Seite von dem Verdünner 37 vorgesehen als ein Abzweigungsteil von/zu der Luft-Rückführungsleitung 45. Das Auslass-Abdichtungsventil 43a verhindert, dass Umgebungsluft von der Seite des Verdünners 37 zu der Seite von dem Kathoden-Strömungskanal 22 während einem Stopp von dem System 1 einströmt.
  • Diese Abdichtungsventile 42a und 43a werden in einem Zustand geschlossen, gefüllt mit Inertgas mit niedriger Wasserstoffkonzentration in dem Kathoden-Strömungskanal 22 bei der später beschriebenen AGR-Stopp-Verarbeitung (vergleiche zum Beispiel die später beschriebene 4), um eine Verschlechterung von dem Stapel 2 zu verhindern.
  • Ein Bypass-Ventil 48a, welches die Strömungsrate von Luft steuert/regelt, die von dem Luftkompressor 41 zu dem Verdünner 37 strömt, und ein Spülventil 48b, welches die Strömungsrate von Luft steuert/regelt, die von dem Luftkompressor 41 zu der Wasserstoff-Zufuhrleitung 32 strömt, sind in der Stapel-Bypass-Leitung 48 vorgesehen. Das Bypass-Ventil 48a öffnet, wenn das Gegendruckventil 43b geschlossen wird und Verdünnungsgas beispielsweise nicht von der Luft-Ausgabeleitung 43 zu dem Verdünner 37 geliefert werden kann, und liefert Luft unmittelbar nach dem Luftkompressor 41 zu dem Verdünner 37. Während eine Erzeugung elektrischer Energie durch den Stapel 2 gestoppt ist, wird das Spülventil 48b beim Ausführen einer Spülverarbeitung geöffnet, um Verunreinigungen auszugeben, die innerhalb von dem Wasserstoff-Zirkulation-Strömungskanal verbleiben, mit Luft, die von den Luftkompressor 41 zugeführt wird.
  • Der Verdünner 37 verdünnt wasserstoffhaltiges Gas, das über das Ablassventil 33a ausgegeben wird, mit Gas, welches über das vorgenannte Gegendruckventil 43b und über das Bypass-Ventil 48a als Verdünnungsgas. eingeleitet wird, und gibt es aus dem System aus.
  • Die Kühleinrichtung 5 umfasst einen Kühlmittel-Zirkulation-Strömungskanal 51, der in dem Pfad den Stapel 2 umfasst, eine Wasserpumpe 52, die Kühlmittel unter Druck innerhalb von dem Kühlmittel-Zirkulation-Strömungskanal 51 in eine vorbestimmte Richtung liefert, einen Kühler 53, der einen Teil von dem Kühlmittel-Zirkulation-Strömungskanal 51 bildet, und einen Kühlerlüfter 54, welcher das durch den Kühler 53 strömende Kühlmittel abkühlt. Die Kühleinrichtung 5 ist so konfiguriert, dass sie nicht erlaubt, dass eine maximale Temperatur überschritten wird, die bestimmt wird, um den Stapel 2 zu schützen, durch Zirkulieren von Kühlmittel durch die Wasserpumpe 52, um einen Wärmeaustausch zwischen dem Stapel 2 und dem Kühlmittel sicherzustellen, wie auch durch Kühlen des Kühlmittels durch den Kühlerlüfter 54.
  • Der Anoden-Drucksensor 27 ist in der Wasserstoff-Zufuhrleitung 32 vorgesehen, erfasst den Anoden-Druck und sendet ein Signal zu der FCV-ECU 11, das im Wesentlichen proportional zu dem erfassten Wert ist. Der Kathoden-Drucksensor 28 ist in der Luft-Ausgabeleitung 43 vorgesehen, erfasst den Kathoden-Druck und sendet ein Signal an die FCV-ECU 11, das im Wesentlichen proportional zu dem erfassten Wert ist.
  • Eine Informationstafel P, die als Anzeigeeinrichtung dient, um den Benutzer über den Zustand von dem Brennstoffzellensystem 1 zu informieren, und ein Zündschalter IG, der durch den Fahrer betätigbar ist, sind an dem Fahrersitz von dem Fahrzeug vorgesehen (nicht illustriert).
  • Die FCV-ECU 11 ist eine elektronische Steuer-/Regeleinheit, die verschiedene Einrichtungen steuert/regelt, welche das Brennstoffzellensystem 1 bilden, und ist dazu konfiguriert, CPU, ROM, RAM und elektronische Schaltkreise wie auch verschiedene Schnittstellen zu umfassen.
  • Es ist festzuhalten, dass in der folgenden Erläuterung bei Zufuhr elektrischer Energie von einer ECU-Energiequelle (nicht illustriert) an die FCV-ECU 11, und in dem Fall, dass verschiedene Vorgänge unmittelbar durch die ECU 11 wie erforderlich durchgeführt werden können, die ECU 11 so definiert ist, dass sie sich in einem betriebsbereiten Zustand befindet. Zusätzlich ist definiert, dass sich die ECU 11 in einem nicht betriebsbereiten Zustand befindet, falls elektrische Energie von der ECU-Energiequelle nicht zu der ECU 11 geliefert wird, oder diese ECU 11 in einen Energie sparenden Ruhezustand eintritt und so verschiedene Vorgänge nicht unmittelbar durch die ECU 11 wie erforderlich durchgeführt werden können. Es ist festzuhalten, dass diese Definitionen von einem betriebsbereiten Zustand und einem nicht betriebsbereiten Zustand auch für die Kommunikatives-Füllen-ECU 61 gelten.
  • Der Zündschalter IG erzeugt ein Brennstoffzellensystem-Inbetriebnahme-Anforderung-Signal beim Umschalten aus dem Aus-Zustand nach Ein. Die (nicht illustrierte) ECU-Energiequelle etabliert die FCV-ECU 11 und die Kommunikatives-Füllen-ECU 61 in einem betriebsbereiten Zustand, wenn das System-Inbetriebnahme-Anforderung-Signal erfasst wird, welches von dem Zündschalter IG ausgegeben wird.
  • Der Zündschalter IG erzeugt ein Brennstoffzellensystem-Stopp-Anforderung-Signal beim Umschalten von dem Ein-Zustand nach Aus. Die FCV-ECU 11 startet eine später beschriebenen System-Stopp-Verarbeitung bei Erfassung des System-Stopp-Anforderung-Signals, das von dem Zündschalter IG ausgegeben wird.
  • 3 ist eine Ansicht, welche die Konfiguration von der FCV-ECU 11 zeigt. Eine Mehrzahl von Modulen 111 bis 116 zur Ausführung verschiedener Vorgänge, die sich auf die Erzeugung elektrischer Energie durch den Stapel und auf eine Inbetriebnahme und einen Stopp von dem Brennstoffzellensystem beziehen (nachfolgend werden Verarbeitungen, die durch die FCV-ECU 11 übernommen werden, verallgemeinert und als Brennstoffzellensystem-Verarbeitung bezeichnet), sind in der FCV-ECU 11 konfiguriert. Nachfolgend werden die verschiedenen Module, die in der FCV-ECU 11 konfiguriert sind, und die Funktionen davon erläutert.
  • Unter der Brennstoffzellensystem-Verarbeitung übernimmt eine System-Inbetriebnahme-Einheit 111 eine Verarbeitung, die sich auf eine Inbetriebnahme von dem Brennstoffzellensystem bezieht, also eine Verarbeitung, um den Stapel stabil in einem Zustand zu etablieren, in dem er dazu in der Lage ist, elektrische Energie zu erzeugen (nachfolgend als System-Inbetriebnahme-Verarbeitung bezeichnet).
  • Bei der System-Inbetriebnahme-Verarbeitung wird zunächst das Haupt-Stopp-Ventil 312 geöffnet, zusammen damit, dass der Luftkompressor angetrieben wird, wodurch die Zufuhr von Wasserstoff und Luft zu dem Stapel begonnen wird. Zusätzlich werden bei dieser System-Inbetriebnahme-Verarbeitung Verunreinigungen, die innerhalb von dem Wasserstoff-Zirkulation-Strömungskanal verbleiben, aus dem System heraus ausgegeben, durch Zufuhr von Wasserstoff innerhalb von dem Wasserstoff-Tank, während das Ablassventil geöffnet wird, und stattdessen wird das Innere von dem Wasserstoff-Zirkulation-Strömungskanal mit neuem Wasserstoff gefüllt, der von dem Wasserstoff-Tank zugeführt wird. Dann, in Reaktion auf die offene Spannung von dem Stapel, die dadurch auf einem vorbestimmten Wert angestiegen ist, dass das Innere von dem Wasserstoff-Zirkulation-Strömungskanal durch neuen Wasserstoff ersetzt wird, wird bestimmt, dass eine Inbetriebnahme des Brennstoffzellensystems vollendet wurde, und ein nicht illustrierter Kontakt wird geschlossen, um den Stapel und eine Last miteinander zu verbinden. Damit wird die System-Inbetriebnahme-Verarbeitung vollendet. Es ist festzuhalten, dass bei der System-Inbetriebnahme-Verarbeitung die in der Batterie gespeicherte elektrische Energie verwendet wird. Es ist festzuhalten, dass diese System-Inbetriebnahme-Verarbeitung durch die System-Inbetriebnahme-Einheit 111 in Reaktion darauf ausgeführt wird, dass die Durchführung der System-Inbetriebnahme-Verarbeitung erlaubt wird (in Reaktion darauf, dass der Steuer-/Regelmodus, wie später beschrieben, zu Modus 1 oder Modus 3 übergeht), nachdem die FCV-ECU 11 in den betriebsbereiten Zustand eingetreten ist, in Reaktion darauf, dass ein System-Inbetriebnahme-Anforderung-Signal von dem Zündschalter erfasst wurde.
  • Bei der Brennstoffzellensystem-Verarbeitung nimmt eine normale Energie-Erzeugungseinheit 112 eine Verarbeitung auf, um eine Erzeugung elektrischer Energie in Reaktion auf eine Anforderung von dem Fahrer durchzuführen (nachfolgend bezeichnet als normale elektrische Energie-Erzeugung). Bei der normalen elektrischen Energie-Erzeugung wird eine Anforderung nach einem Ausgabestrom des Stapels auf Basis der Eingabe von einem (nicht illustrierten) Gaspedal erhalten, und der Kathoden-Druck und der Anoden-Druck werden so gesteuert/geregelt, dass diese Anforderung realisiert wird. Die normale elektrische Energie-Erzeugung wird durch die normale elektrische Energie-Erzeugungseinheit 112 durchgeführt, nachdem die oben bezeichnete System-Inbetriebnahme-Verarbeitung vollendet wurde, und solange, bis eine System-Stopp-Anfrage (IG-Aus) erfasst wird.
  • Eine System-Stopp-Einheit 113 übernimmt eine Verarbeitung, die sich auf einen Stopp von dem Brennstoffzellensystem bezieht (nachfolgend als System-Stopp-Verarbeitung bezeichnet). Die System-Stopp-Verarbeitung ist aufgebaut aus den drei Typen von Verarbeitung der AGR-Stopp-Verarbeitung, der Verdünnung-während-Stopp-Verarbeitung und der Kühlenwährend-Stopp-Verarbeitung. 4 ist ein Flussdiagramm, das eine Steuerung/Regelungsabfolge jeder Einrichtung bei der System-Stopp-Verarbeitung zeigt.
  • Unter den drei Typen der System-Stopp-Verarbeitung übernimmt ein AGR-Stopp-Abschnitt 113a die AGR-Stopp-Verarbeitung. Diese AGR-Stopp-Verarbeitung ist eine Verarbeitung, welche Sauerstoff verbraucht, der in dem Kathoden-Strömungskanal von dem Stapel verbleibt, bevor erlaubt wird, dass das System komplett stoppt, um eine Verschlechterung von dem Stapel zu unterdrücken, während die Erzeugung elektrischer Energie gestoppt wird. Im Hinblick auf die Einrichtungen von dem Anoden-System, steuert/regelt die AGR-Stopp-Verarbeitung den Anoden-Druck auf einen Zieldruck, der zuvor eingestellt wird (nachfolgend als Zieldruck während Ausgabe bezeichnet), durch den Injektor in einem Zustand, in dem sich das Haupt-Stopp-Ventil öffnet. Andererseits wird im Hinblick auf Einrichtungen von dem Kathoden-System der Kathodendruck auf einem vorbestimmten Zieldruck gehalten, durch Antreiben des Kompressors in einem Zustand, in dem sich das Einlass-Abdichtungsventil und das Auslass Abdichtungsventil schließt. Zusätzlich wird durch Antreiben der AGR-Pumpe bewirkt, dass Gas innerhalb von dem Sauerstoff-Zirkulation-Strömungskanal zirkuliert, und die Sauerstoffkonzentration innerhalb von dem Sauerstoff-Zirkulation-Strömungskanal wird allmählich kleiner gemacht. Bei der AGR-Stopp Verarbeitung werden eine Erzeugung elektrischer Energie durch den Stapel und eine Ausgabe über eine vorbestimmte Zeit durchgeführt, während der Wasserstoff-Zirkulation-Strömungskanal und der Sauerstoff-Zirkulation-Strömungskanal in den vorgenannten derartigen Zuständen gehalten werden, wodurch bewirkt wird, dass die Sauerstoffkonzentration innerhalb von dem Sauerstoff-Zirkulation-Strömungskanal abnimmt. Die AGR-Stopp-Verarbeitung schließt das Haupt-Stopp-Ventil, nachdem die Sauerstoffkonzentration innerhalb von dem Sauerstoff-Zirkulation-Strömungskanal auf eine vorbestimmte Konzentration abgenommen hat, oder nachdem eine Zeit verstrichen ist, mit einem Ausmaß, das es ermöglicht, zu bestimmen, dass die Wasserstoffkonzentration bis auf eine vorbestimmte Konzentration abgenommen hat, und endet dann. Es ist festzuhalten, dass ein elektrische-Energie-Erzeugung-Strom, der von dem Stapel erzeugt wird, während diese AGR-Ausgabe-Verarbeitung durchgeführt wird, beispielsweise der Batterie zugeführt wird.
  • Da Inertgas mit niedriger Wasserstoffkonzentration in den Kathoden-Strömungskanal von dem Stapel durch Durchführung der AGR-Stopp-Verarbeitung in der derartigen vorgenannten Abfolge gefüllt wird, kann eine Verschlechterung von dem Stapel unterdrückt werden.
  • Unter den drei Typen der System-Stopp-Verarbeitung übernimmt ein Verdünnung-während-Stopp-Abschnitt 113b eine Verdünnung-während-Stopp-Verarbeitung. Die Verdünnung-während-Stopp-Verarbeitung ist eine Verarbeitung, um innerhalb von dem Verdünner verbleibendes Wasserstoffgas zu verdünnen, um zu bewirken, dass die Wasserstoffkonzentration innerhalb von dem Verdünner bis auf eine vorbestimmte Konzentration abnimmt, über eine vorbestimmte Zeit, während einem Stopp-Befehl für das System. Diese Verdünnung-während-Stopp-Verarbeitung erfordert es nicht, dass aktiv Wasserstoffgas zu dem Stapel geliefert wird, und sie kann parallel mit der oben erwähnten AGR-Stopp-Verarbeitung durchgeführt werden, da sich um eine Verarbeitung handelt, die durchgeführt werden kann, solange ein Zustand vorliegt, bei dem der Kompressor angetrieben wird und der dazu der Lage ist, Verdünnungsgas in den Zylinder einzuleiten. Daher wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Verdünnung während-Stopp-Verarbeitung unmittelbar gestartet, nachdem ein System-Stopp-Anforderung-Signal erfasst wurde.
  • Genauer werden bei der Verdünnung-während-Stopp-Verarbeitung. wie in 4 gezeigt, durch geeignetes Öffnen und Schließen von dem Gegendruckventil, dem Stapel-Bypass-Ventil usw. in einem Zustand, in dem der Kompressor angetrieben wird, das Gas, das von dem Stapel ausgegeben wird, und Gas unmittelbar nach dem Kompressor in den Verdünner eingeleitet, und Wasserstoff innerhalb von dem Verdünner wird damit als Verdünnungsgas verdünnt. Es ist festzuhalten, dass es beim Schließen des Auslass-Abdichtungsventils nicht möglich ist, Verdünnungsgas in den Verdünner einzuleiten, auch wenn das Gegendruckventil geöffnet wird. Aus diesem Grund wird während der Durchführung der AGR-Ausgabe-Verarbeitung Verdünnungsgas durch geeignetes Öffnen und Schließen von dem Stapel-Bypass-Ventil eingeleitet.
  • Unter den drei Typen von der System-Stopp-Verarbeitung übernimmt ein Kühlen-während-Stopp-Abschnitt 113c eine Kühlen-während-Stopp-Verarbeitung. Diese Kühlen-während-Stopp-Verarbeitung ist eine Verarbeitung, die bewirkt, dass die Temperatur von dem Stapel über eine vorbestimmte Zeit bis herunter auf eine normale Temperatur abnimmt, beispielsweise dadurch, dass die Wasserpumpe und ein Kühlerlüfter in geeigneter Weise angetrieben werden (vergleiche 4). Diese Kühl-Verarbeitung erfordert es nicht, dass aktiv Wasserstoffgas zu dem Stapel geliefert wird, und sie kann parallel zu der oben erwähnten AGR-Stopp-Verarbeitung und zu der Verdünnung-Verarbeitung durchgeführt werden, da es sich um Verarbeitung handelt, die dadurch ausgeführt wird, dass Einrichtungen angetrieben werden, die keine Beziehung mit dem Zustand der elektrischen Energie-Erzeugung durch den Stapel und den Verdünner haben, etwa die Wasserpumpe und der Kühlerlüfter. Daher wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Kühlen-während-Stopp-Verarbeitung gestartet, unmittelbar nachdem ein System-Stopp-Anforderung-Signal erfasst wurde.
  • Es ist festzuhalten, dass unter den drei Typen von System-Stopp-Verarbeitung, die vorstehend erläutert wurden, die AGR-Stopp-Verarbeitung eine Verarbeitung ist, die nicht durchgeführt werden kann, ohne das Haupt-Stopp-Ventil zu öffnen, und die Verdünnung während Stopp-Verarbeitung und die Kühlen-während-Stopp-Verarbeitung sind Typen von Verarbeitung, die auch durchgeführt werden können, ohne das Haupt-Stopp-Ventil zu öffnen.
  • Zusätzlich werden die drei Typen von System-Stopp-Verarbeitung, die vorstehend erläutert wurden, ausgeführt, falls das System-Stopp-Anforderung-Signal erfasst wurde, wie oben erwähnt. Dann, nachdem alle die oben erwähnten drei Typen von System-Stopp-Verarbeitung beendet wurden, tritt die FCV-ECU in einem nicht betriebsbereiten Zustand ein.
  • Unter Bezugnahme auf 3 übernimmt eine Wasserstoff-Ladezustand-Berechnungseinheit 115 eine Berechnung von einem aktuellen Wasserstoff-Ladezustand von dem Wasserstoff-Tank. Es ist festzuhalten, dass der Wasserstoff-Ladezustand von dem Wasserstoff-Tank ein Wert ist, durch welchen der aktuelle Betrag von Wasserstoff repräsentiert ist, der in dem Wasserstoff-Tank verbleibt, durch einen Prozentsatz, mit der Menge von Wasserstoff, die in dem Wasserstoff-Tank gespeichert werden kann, als Eins. Die Wasserstoff-Ladezustand-Berechnungseinheit 115 berechnet den Wasserstoff-Ladezustand auf Basis von einem Datensignal, das sich auf den Druck und die Temperatur innerhalb von dem Wasserstoff-Tank bezieht, gesendet über die später beschriebene FC-IR-Interkommunikationseinheit 116. Der Wasserstoff-Ladezustand, der durch die Wasserstoff-Ladezustand-Berechnungseinheit 115 berechnet wird, wird wie geeignet in der vorgenannten System-Inbetriebnahme-Verarbeitung, normalen elektrischen Energie-Erzeugung und System-Stopp-Verarbeitung verwendet.
  • Die Haupt-Stopp-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit 114 bestimmt den geöffneten/geschlossenen Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil 312 auf Basis von dem Öffnungs/Schließ-Befehlssignal für das Haupt-Stopp-Ventil 312 und dem Erfassungssignal von dem Haupt-Stopp-Ventil Sensor 317. Der Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil ist in vier Zustände von einem vollständig geschlossenen Zustand, einem vollständig geöffneten Zustand, einem unvollständig geschlossenen Zustand und einem unvollständig geöffneten Zustand unterteilt. Der vollständig geschlossene Zustand ist ein Zustand, in welchem das Haupt-Stopp-Ventil aktuell vollständig geschlossen ist und keine Pläne vorliegen, dass es in der nahen Zukunft geöffnet wird. Der vollständig geöffnete Zustand ist ein Zustand, in welchem das Haupt-Stopp-Ventil aktuell vollständig geöffnet ist, und keine Pläne vorliegen, dass dieses in der nahen Zukunft geschlossen wird. Der unvollständig geschlossene Zustand ist ein Zustand, in welchem angenommen wird, dass das Haupt-Stopp-Ventil in der nahen Zukunft geschlossen wird. Der unvollständig geöffnete Zustand ist ein Zustand, in welchem angenommen wird, dass das Haupt-Stopp-Ventil in der nahen Zukunft geöffnet wird.
  • Die Haupt-Stopp-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit 114 bestimmt, dass der Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil der vollständig geschlossene Zustand ist, falls ein geschlossen-Signal von dem Haupt-Stopp-Ventil Sensor 317 ausgegeben wird, nachdem ein Schließ-Befehl für das Haupt-Stopp-Ventil 312 von irgend einer von der System-Inbetriebnahme-Einheit 111, der normalen elektrischen Energie-Erzeugungseinheit 112 und der System-Stopp-Einheit 113 ausgegeben wurde.
  • Die Haupt-Stopp-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit 114 bestimmt, dass der Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil der vollständig geöffnete Zustand ist, falls ein geöffnet-Signal von dem Haupt-Stopp-Ventil Sensor 317 ausgegeben wird, nachdem ein Öffnungs-Befehl des Haupt-Stopp-Ventils 312 von irgendeiner von der System-Inbetriebnahme-Einheit 111, der normalen elektrischen Energie-Erzeugungseinheit 112 und der System-Stopp-Einheit 113 ausgegeben wurde.
  • Die Haupt-Stopp-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit 114 bestimmt, dass der Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil der unvollständig geschlossene Zustand ist, falls ein geöffnet-Signal von dem Haupt-Stopp-Ventil Sensor 317 ausgegeben wird, nachdem ein Schließ-Befehl für das Haupt-Stopp-Ventil 312 von irgendeiner von der System-Inbetriebnahme-Einheit 111, der normalen elektrischen Energie-Erzeugungseinheit 112 und der System-Stopp-Einheit 113 ausgegeben wurde.
  • Die Haupt-Stopp-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit 114 bestimmt, dass der Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil der unvollständig geöffnete Zustand ist, falls ein geschlossen-Signal von dem Haupt-Stopp-Ventil Sensor 317 ausgegeben wird, nachdem ein Öffnungs-Befehl für das Haupt-Stopp-Ventil 312 von irgendeiner von der System-Inbetriebnahme-Einheit 111, der normalen elektrischen Energie-Erzeugungseinheit 112 und der System-Stopp-Einheit 113 ausgegeben wurde.
  • Die FC-IR-Interkommunikationseinheit 116 übernimmt eine Verarbeitung auf der Seite von der FCV-ECU 11 von der FC-IR-Interkommunikation über die Kommunikationsleitung L. Ein Datensignal, das sich auf Informationen bezieht, die bei der Verarbeitung auf der Seite der Kommunikatives-Füllen-ECU 61 erforderlich sind, beispielsweise der geöffnet/geschlossen-Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil 312 und der betriebsbereite Zustand von der FCV-ECU 11, wird von der Seite der FCV-ECU 11 zu der Seite der Kommunikatives-Füllen-ECU 61 gesendet. Zusätzlich wird ein Datensignal von der Seite der Kommunikatives-Füllen-ECU 61 zu der Seite der FCV-ECU 11 gesendet, das sich auf Informationen bezieht, die bei der Verarbeitung auf der Seite der FCV-ECU 11 erforderlich sind, beispielsweise die Temperatur und der Druck innerhalb von dem Wasserstoff-Tank, die bei der Berechnung von dem Wasserstoff-Ladezustand erforderlich sind.
  • Konfiguration von dem Kommunikatives-Füllen-System 6
  • Unter Rückbezug auf 1 wird die Konfiguration von dem Kommunikatives-Füllen-System 6 des Brennstoffzellenfahrzeugs V erläutert.
  • Das Kommunikatives-Füllen-System 6 umfasst: zwei Tank-Temperatursensoren 62, 63 und einen Tank-Drucksensor 64, um den Zustand von dem Wasserstoff-Tank 31 zu erfassen, einen Deckelsensor 65, der den Zustand von dem Deckel 83 erfasst, einen Infrarot-Transmitter 66 und die Kommunikatives-Füllen-ECU 61.
  • Der erste Tank-Temperatursensor 62 erfasst die Wasserstofftemperatur innerhalb von dem Tank-Hauptkörper 311 von dem Wasserstoff-Tank 31 und sendet ein Signal an die Kommunikatives-Füllen-ECU 61, welches im Wesentlichen proportional zu dem Erfassungswert ist. Der zweite Tank-Temperatursensor 63 erfasst die Wasserstofftemperatur innerhalb von dem Tank-Hauptkörper 311 von dem Wasserstoff-Tank 31 und sendet ein Signal an die Kommunikatives-Füllen-ECU 61, das im Wesentlichen proportional zu dem Erfassungswert ist. Der Tank-Drucksensor 64 erfasst den Druck in der Wasserstoff-Zufuhrleitung 313 auf der Seite von dem Tank-Hauptkörper 311 von dem Rückschlagventil 314 und sendet ein Signal, welches im Wesentlichen proportional zu einem Erfassungswert ist, an die Kommunikatives-Füllen-ECU 61. Es ist festzuhalten, dass diese Erfassungssignale der Sensoren 62 bis 64 zum Erfassen von dem Zustand des Wasserstoff-Tanks 31 nur zu der Kommunikatives-Füllen-ECU 61 eingegeben werden, und nicht zu der FCV-ECU 11 eingegeben werden. Daher werden die Erfassungssignale dieser Sensoren 62 bis 64 und das Datensignal, welches auf Basis dieser Erfassungssignale erzeugt. wird, an die FCV-ECU 11 durch FC-IR-Interkommunikation gesendet.
  • Der Deckelsensor 65 ist an dem Deckel-Kasten 81 vorgesehen und erfasst den geöffneten/geschlossenen Zustand von dem Deckel 83. In einem Zustand, in welchem der Deckel 83 geschlossen ist und der Wasserstoff-Einspeisungsanschluss 82 innerhalb von dem Deckelkasten 81 geschützt ist, sendet der Deckelsensor 65 ein geschlossen-Signal, welches dies angibt, an die Kommunikatives-Füllen-ECU 61. In einem Zustand, in welchem der Deckel 83 geöffnet ist, und der Wasserstoff-Einspeisungsanschluss 82 nach außen frei liegt, sendet der Deckel-Sensor 65 ein geöffnet-Signal, welches dies anzeigt, an die Kommunikatives-Füllen-ECU 61 und die FCV-ECU 11.
  • Um Wasserstoff auf die obige Art und Weise zu füllen, muss der Deckel 83 geöffnet werden. Daher ist das Öffnen/Schließen von dem Deckel 83 eine vorbereitende Handlung für einen Benutzer, um das Füllen von Wasserstoff zu starten oder zu beenden. Daher wird ein geöffnet-Signal, das von dem Deckelsensor 65 ausgegeben wird, nachfolgend auch als Inbetriebnahme-Anforderung-Signal für das Kommunikatives-Füllen-System 6 bezeichnet. Zusätzlich wird ein von dem Deckelsensor 65 ausgegebenes geschlossen-Signal auch als Stopp-Anforderung-Signal für das Kommunikatives-Füllen-System 6 bezeichnet.
  • Der Infrarot-Transmitter 66 ist aufgebaut aus einer Infrarot-LED 67 und einem Treiber 68 davon. Der Treiber 68 bewirkt, dass die Infrarot-LED 67 in einer Situation in Reaktion darauf leuchtet, dass ein Datensignal von der Kommunikatives-Füllen-ECU 61 gesendet wird.
  • Nachfolgend wird eine Infrarot-Kommunikation zwischen der Station 9 und dem Kommunikatives-Füllen-System 6 unter Verwendung von diesem Infrarot-Transmitter 66 als IR-Kommunikation bezeichnet, und sie wird unterschiedlich von der FC-IR-Interkommunikation behandelt.
  • Die Kommunikatives-Füllen-ECU 61 ist eine elektronische Steuer-/Regeleinheit, die verschiedene Einrichtungen steuert/regelt, welche das Kommunikatives-Füllen-System 6 aufbauen, und sie ist dazu konfiguriert, dass sie CPU, ROM, RAM und elektronische Schaltkreise wie auch verschiedene Schnittstellen umfasst.
  • 5 ist eine Ansicht, welche die Konfiguration der Kommunikatives-Füllen-ECU 61 zeigt. Eine Mehrzahl von Modulen 611 bis 621 zur Durchführung einer Verarbeitung, die sich auf eine Kommunikation mit der Wasserstoff-Station durch das Kommunikatives-Füllen-System 6 und auf das Füllen von Wasserstoff von der Wasserstoff-Station bezieht (nachfolgend wird eine Verarbeitung, die durch die Kommunikatives-Füllen-ECU 61 übernommen wird, verallgemeinert und als Kommunikatives-Füllen-System-Verarbeitung bezeichnet) sind in der Kommunikatives-Füllen-ECU 61 konfiguriert. Nachfolgend werden verschiedene Module, die in der Kommunikatives-Füllen-ECU 61 konfiguriert sind, und deren Funktionen erläutert.
  • Die (nicht illustrierte) ECU-Energiequelle etabliert die Kommunikatives-Füllen-ECU 61 in einem betriebsbereiten Zustand und etabliert verschiedene nachfolgend erläuterte Verarbeitungen in einem ausführbaren Zustand, wenn der Deckel geöffnet ist und ein Kommunikatives-Füllen-System-Inbetriebnahme-Anforderung-Signal von dem Deckelsensor 65 erfasst wird. Es ist festzuhalten, dass die Kommunikatives-Füllen-ECU 61 in einen betriebsbereiten Zustand auch dann eintritt, falls ein Brennstoffzellensystem-Inbetriebnahme-Anforderung-Signal von dem oben erwähnten Zündschalter erfasst wurde. Jedoch sind in diesem Fall, der sich von dem Fall eines Öffnens von dem Deckel und eines Etablierens der Kommunikatives-Füllen-ECU 61 in einem betriebsbereiten Zustand unterscheidet, verschiedene Funktionen der Kommunikatives-Füllen-ECU 61 beschränkt. Es ist festzuhalten, dass die Unterschiede zwischen einem Fall, in dem ein Benutzer eine Inbetriebnahme von dem Zündschalter aus durchführt, und einem Fall, in dem eine Inbetriebnahme von dem Deckel aus durchgeführt wird, im Detail unter Bezugnahme auf 9 später beschrieben werden.
  • Eine Datensignal-Erzeugungseinheit 611 erzeugt ein Datensignal, das durch IR-Kommunikation gesendet wird, also ein Datensignal, das erforderlich ist, um kommunikatives Füllen durchzuführen. Die Datensignal-Erzeugungseinheit 611 erzeugt ein Datensignal auf Basis von der Temperatur und dem Druck von dem Wasserstoff-Tank, berechnet durch eine später beschriebene Tankzustand-Überwachungseinheit 615. Zusätzlich erzeugt die Datensignal-Erzeugungseinheit 611 ein Datensignal, welches einen Zustand angibt, in welchem eine Unterbrechung des Füllens angefordert wird (nachfolgend als Abbruch-Signal bezeichnet), um die Seite der Station darüber zu informieren, falls eine Füll-Unterbrechungsanfrage auftritt, während das kommunikative Füllen durchgeführt wird.
  • In Reaktion darauf, dass eine vorbestimmte Kommunikatives-Füllen-Start-Bedingung erfüllt ist, wandelt eine IR-Kommunikationseinheit 612 ein Datensignal, welches sich auf die Temperatur (T) und den Druck (P) von dem Wasserstoff-Tank bezieht, erzeugt durch die Datensignal-Erzeugungseinheit 611, und ein Abbruch-Signal (A) in geeignete Infrarot-Signale um und sendet diese an die Seite der Station durch den Infrarot-Transmitter 66 (IR-Kommunikation). Wie früher erläutert, liefert die Wasserstoff-Station Wasserstoff in einem geeigneten Modus an das Fahrzeug, auf Basis von Datensignalen, die sich auf die empfangene Temperatur und den empfangenen Druck beziehen. Zusätzlich startet die Wasserstoff-Station eine vorbestimmte Verarbeitung zum Unterbrechen des Füllens, falls ein Abbruch-Signal während des kommunikativen Füllens empfangen wurde.
  • Hierbei handelt es sich bei den Kommunikatives-Füllen-Startbedingungen, damit die IR-Kommunikationseinheit 612 eine IR-Kommunikation startet, beispielsweise darum, eine vorbestimmte Füllstartanfrage von dem Benutzer zu erfassen (beispielsweise dass die Wasserstoff-Fülldüse der Station in den Wasserstoff-Zufuhranschluss von dem Fahrzeug eingesetzt wird), in einem Zustand, in welchem das Kommunikatives-Füllen-System kommunikatives Füllen durchführen kann, es ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Die Füll-Absperrventil-Steuer-/Regeleinheit 613 öffnet das Füll-Absperrventil 316 in Reaktion darauf, dass die vorgenannte Füllstartanfrage erfasst wird, wodurch ein Zustand etabliert wird, in dem es möglich ist, Wasserstoff in den Wasserstoff-Tank zu füllen. Dadurch wird Wasserstoff mit einer Strömungsrate zugeführt, die auf der Seite der Station bestimmt wird, und wird in den Wasserstoff-Tank eingefüllt. Nachfolgend schließt die Füll-Absperrventil-Steuer-/Regeleinheit 613 das Füll-Absperrventil 316 in Reaktion darauf, dass eine vorbestimmte Kommunikatives-Füllen-Endbedingung oder Nicht-Kommunikatives-Füllen-Endbedingung erfüllt wurde. Die Zufuhr von Wasserstoff von der Seite der Station endet dadurch. Es ist festzuhalten, dass die Füll-Absperrventil-Steuer-/Regeleinheit 613 das Füll-Absperrventil schließt, um ein Füllen von Wasserstoff unter Zwang zu beenden, auch wenn die oben erwähnte Füll-Endbedingung nicht erfüllt ist, falls eine später beschriebene Füll-Unterbrechungsanfrage aufgetreten ist.
  • Eine Füll-Unterbrechung-Bestimmungseinheit 614 bestimmt die Notwendigkeit, ein Füllen von Wasserstoff während der Durchführung zu unterbrechen. Genauer vergleicht die Füll-Unterbrechung-Bestimmungseinheit 614 die Temperatur, den Druck und den Wasserstoff-Ladezustand, die in der Tankzustand-Überwachungseinheit 615 berechnet werden, während das kommunikative Füllen oder das nicht-kommunikative Füllen durchgeführt wird, mit einem zuvor festgesetzten oberen Grenzwert für jede Größe.
  • Die Füll-Unterbrechung-Beurteilungseinheit 614 fordert eine Unterbrechung des Füllens von Wasserstoff während der aktuellen Durchführung von der Datensignal-Erzeugungseinheit 611, IR-Kommunikationseinheit 612 und Füll-Absperrventil-Steuer-/Regeleinheit 613, falls irgendetwas von der oben erwähnten Temperatur, dem Druck und dem Wasserstoff-Ladezustand die oben erwähnten oberen Grenzwerte überschritten hat.
  • Die IR-Kommunikationseinheit 612 sendet dadurch ein Abbruch-Signal an die Seite der Station, und die Füll-Absperrventil-Steuer-/Regeleinheit 613 schließt das Füll-Absperr-Ventil 316, im Fall dass es während einer Durchführung des kommunikativen Füllens geschieht. Nachfolgend wird die Abfolge der Verarbeitung die durchgeführt wird, nachdem die Füll-Unterbrechung-Anfrage aufgetreten wird, als Abbruch-Verarbeitung bezeichnet.
  • Die Tankzustand-Überwachungseinheit 615 berechnet die Temperatur, den Druck und den Wasserstoff-Ladezustand in dem Wasserstoff-Tank auf Basis der Ausgaben von den Sensoren 62, 63 und 64, die den Zustand von dem Wasserstoff-Tank erfassen. Genauer berechnet die Tankzustand-Überwachungseinheit 615 den Druck innerhalb von dem Wasserstoff-Tank auf Basis der Ausgabe von dem Tank-Drucksensor 64. Zusätzlich berechnet die Tankzustand-Überwachungseinheit 615 die Temperatur innerhalb von dem Wasserstoff-Tank auf Basis der Ausgaben der zwei Tank-Temperatursensoren 62 und 63. Wie unter Bezugnahme auf 1 erläutert, erfassen die zwei Tank-Temperatursensoren 62 und 63 Temperaturen an etwa den gleichen Positionen in dem Tank-Hauptkörper 311. Daher wird die Ausgabe von dem zweiten Tank-Temperatursensor 63 als ein Prüfsignal verwendet, um zu stützen, dass der erste Tank-Temperatursensor 62 normal ist. Zusätzlich berechnet die Tankzustand-Überwachungseinheit 615 den Wasserstoff-Ladezustand auf Basis von der berechneten Temperatur und dem berechneten Druck.
  • Eine Abbruch-Implementierungszustand-Bestimmungseinheit 616 übernimmt eine Verarbeitung, die sich auf eine Bestimmung von dem Implementierungszustand der oben erwähnten Abbruch-Verarbeitung bezieht. Hierbei ist der Abbruch-Implementierungszustand aufgeteilt in die drei Zustände von einem unvollständigen Abbruch-Zustand, vollständigen Abbruch-Zustand und nicht-Abbruch-Zustand.
  • Der nicht-Abbruch-Zustand entspricht einem Zustand, nachdem das kommunikative Füllen oder das nicht-kommunikative Füllen geendet hat, ohne dass eine Abbruch-Verarbeitung durchgeführt wurde, aufgrund dessen, dass eine Füll-Unterbrechung-Anfrage nicht aufgetreten ist.
  • Der unvollständige Abbruch-Zustand entspricht einem Zustand in der Mitte der Durchführung der Abbruch-Verarbeitung in Reaktion darauf, dass eine Füll-Unterbrechungsanfrage aufgetreten ist. Zusätzlich ist ein Zustand in der Mitte des kommunikativen Füllens oder nicht-kommunikativen Füllens, in welchem eine Möglichkeit besteht, dass von dort an eine Füll-Unterbrechung-Anfrage auftritt, auch als der unvollständige Abbruch-Zustand definiert.
  • Der vollständige Abbruch-Zustand entspricht einem Zustand, nachdem die Abbruch-Verarbeitung durchgeführt wurde und diese Durchführung vollendet wurde, nachdem eine Füll-Unterbrechung-Anfrage aufgetreten ist.
  • Die Abbruch-Implementierungszustand-Bestimmungseinheit 616 bestimmt, dass der Abbruch-Verarbeitung-Implementierungszustand der unvollständige Abbruch-Zustand ist, in einer Zeitdauer vom Start des kommunikativen Füllens oder nicht-kommunikativen Füllens bis dieses Füllen auf normale Weise endet, und nachdem das Füllen auf normale Weise endet, bestimmt sie, dass der Abbruch-Verarbeitung-Implementierungszustand der nicht-Abbruch-Zustand ist. Falls das kommunikative Füllen oder nicht-kommunikative Füllen startet und dann eine Füll-Unterbrechungsanfrage auftritt, und nachfolgend, in der Zeitdauer bis die Abbruch-Verarbeitung vollendet ist, bestimmt zusätzlich die Abbruch-Implementierungszustand-Bestimmungseinheit 616, dass der Abbruch-Verarbeitung-Implementierungszustand der unvollständige Abbruch-Zustand ist, und nachdem die Abbruch-Verarbeitung beendet ist, bestimmt sie, dass der Abbruch-Verarbeitung-Implementierungszustand der vollständige Abbruch-Zustand ist.
  • Die Time-out-Bestimmungseinheit 617 misst eine Zeit, die seit dem Zeitpunkt verstrichen ist, seitdem ein Zustand eingetreten ist, in welchem es möglich ist, kommunikatives Füllen durch das Kommunikatives-Füllen-System durchzuführen (nachfolgend bezeichnet als Kommunikation-Betriebszeit), und bestimmt, ob diese Kommunikation-Betriebszeit ein vorbestimmtes Zeitlimit überschreitet. Hierbei bezieht sich ein Zustand, in welchem es möglich ist, kommunikatives Füllen durchzuführen, auf einen Zustand, in welchem der später beschriebene Steuer-/Regelmodus entweder Modus 2 oder 3 ist, oder, noch strenger, bezieht sich auf einen Zustand, in welchem sich die Kommunikatives-Füllen-ECU 61 in einem betriebsbereiten Zustand befindet und die Durchführung einer Verarbeitung in der Datensignal-Erzeugungseinheit 611 und der IR-Kommunikationseinheit 612 erlaubt ist. Es ist festzuhalten, dass in dem Fall, in dem der Steuer-/Regelmodus zwischen Modus 2 und Modus 3 umschaltet, es bevorzugt ist, dass die oben erwähnte Kommunikation-Betriebszeit kontinuierlich weiter läuft, ohne bei jedem Auftreten gelöscht zu werden.
  • Wenn ein Kommunikatives-Füllen-System-Inbetriebnahme-Anforderung-Signal von dem Deckel-Sensor 65 erfasst wird, tritt, wie unten erwähnt, die Kommunikatives-Füllen-ECU 61 in den betriebsbereiten Zustand ein. Aus diesem Grund bestehen, wenn der Deckel 83 geöffnet und in dem Kommunikation-Standby-Zustand belassen wird, Bedenken, dass mehr elektrische Energie erzeugt und verbraucht wird, als notwendig, die an die Kommunikatives-Füllen-ECU 61, den Infrarot-Transmitter 66 usw. übertragen wird. Daher tritt die Kommunikatives-Füllen-ECU 61 in den nicht betriebsbereiten Zustand ein, wobei bestimmt wird, dass die Kommunikations-Betriebszeit das Zeitlimit überschreitet, über die Time-out-Bestimmungseinheit 617 als eine Bedingung.
  • Die Deckelzustand-Bestimmungseinheit 618 bestimmt den Zustand von dem Deckel 83 auf Basis von dem Erfassungssignal von dem Deckel-Sensor 65. Der Zustand von dem Deckel 83 ist aufgeteilt in die zwei Zustände von einem geschlossenen und einem offenen Zustand.
  • Die Deckelzustand-Bestimmungseinheit 618 bestimmt, dass der Zustand von dem Deckel 83 der offene Zustand ist, während ein offen-Signal von dem Deckel-Sensor 65 empfangen wird.
  • Die Deckelzustand-Bestimmungseinheit 618 bestimmt, dass der Zustand von dem Deckel 83 der geschlossene Zustand ist, während ein geschlossen Signal von dem Deckel-Sensor 65 empfangen wird. Wie jedoch in 1 gezeigt, da der Deckel-Sensor 65 auch nach außen frei liegt, wenn der Deckelschalter geöffnet wird, ist es möglich, direkt den Deckel-Sensor 65 zu kontaktieren, wenn der Deckel 83 geöffnet ist. Auf diesem Grund kann, sobald der Deckel 83 geöffnet wird, ein geschlossen Signal sofort von dem Deckel-Sensor 65 ausgegeben werden, obwohl der Deckel geöffnet wurde. Um solch eine Fehlbeurteilung zu verhindern, bestimmt die Deckelzustand-Bestimmungseinheit 618 in dem Fall, dass die Ausgabe von dem Deckel-Sensor 65 von einem offen zu einem geschlossen-Signal umschaltet, dies nicht unmittelbar als den geschlossenen Zustand sondern bestimmt es als den geschlossenen Zustand, falls für eine vorbestimmte Zeit kontinuierlich ein geschlossen-Signal empfangen wird, nachdem das geöffnet-Signal zu dem geschlossen-Signal umgeschaltet wurde.
  • Die Haupt-Stopp-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit 619 bestimmt den Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil 312 auf Basis von einem Datensignal, welches den geöffneten/geschlossenen-Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil angibt, gesendet von der FCV-ECU 11. Ähnlich zu der Bestimmung auf der Seite der FCV-ECU 11 ist der Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil 312 in vier Zustände unterteilt, von einem vollständig geschlossenen Zustand, vollständig geöffneten Zustand, unvollständig geschlossenen Zustand und unvollständig geöffneten Zustand. Eine Bestimmung von dem geöffneten/geschlossenen Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil 312 in der Haupt-Stopp-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit 619 von der Kommunikatives-Füllen-ECU 61 ist synchronisiert mit der Bestimmung von dem geöffneten/geschlossenen Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil 312 in der FCV-ECU 11.
  • Wie oben erwähnt, schließt die AGR-Stopp-Verarbeitung, die durchgeführt wird, während sich die FCV-ECU 11 in einem betriebsbereiten Zustand befindet, letztendlich das Haupt-Stopp-Ventil 312. Daher ist der Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil 312 der vollständig geschlossene Zustand, während sich die FCV-ECU 11 in einem nicht betriebsbereiten Zustand befindet. Während sich die FCV-ECU 11 in einem nicht betriebsbereiten Zustand befindet und eine Kommunikation zwischen der FCV-ECU 11 und der Kommunikatives-Füllen-ECU 61 unterbrochen ist, bestimmt daher die Haupt-Stopp-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit 619 von der Kommunikatives-Füllen ECU 61, dass der Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil 312 der vollständig geschlossene Zustand ist. Der Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil 312 kann dadurch in der Kommunikatives-Füllen-ECU 61 bestimmt werden, mit welcher der Haupt-Stopp-Ventil-Sensor 317 nicht direkt verbunden ist.
  • Die ECU-Betriebszustand-Bestimmungseinheit 620 bestimmt, ob sich die FCV-ECU in einem betriebsbereiten Zustand oder in einem nicht betriebsbereiten Zustand befindet. Genauer bestimmt die FCV-ECU-Betriebszustand-Bestimmungseinheit 620, dass sich die FCV-ECU 11 in einem betriebsbereiten Zustand befindet, während einige Datensignale von der FCV-ECU 11 beispielsweise über die FC-IR-Interkommunikationseinheit 621 empfangen werden. Dann bestimmt die FCV-ECU-Betriebszustand-Bestimmungseinheit 620, dass sich die FCV-ECU 11 in einem nicht betriebsbereiten Zustand befindet, falls eine Kommunikation von der FCV-ECU 11 unterbrochen wurde.
  • Die FC-IR-Interkommunikationseinheit 621 übernimmt auf der Seite von der Kommunikatives-Füllen-ECU 61 eine Verarbeitung der FC-IR-Interkommunikation über die Kommunikationsleitung L. Wie oben erwähnt werden Datensignale, die sich auf den offenen/geschlossenen Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil 312 oder den betriebsbereiten Zustand der FCV-ECU 11 beziehen, von der Seite der FCV-ECU 11 zu der Seite der Kommunikatives-Füllen-ECU 61 gesendet. Zusätzlich werden Datensignale, die sich auf die Temperatur und den Druck beziehen, die durch die Tankzustand-Überwachungseinheit 615 berechnet werden, von der Seite der Kommunikatives-Füllen-ECU 61 zu der Seite der FCV-ECU 11 gesendet.
  • Wie vorstehend erläutert, werden verschiedene Einrichtungen, welche das Brennstoffzellenfahrzeug V aufbauen, durch die die zwei elektronischen Steuer-/Regeleinheiten 11 und 61 gesteuert/geregelt. Nachfolgend werden diese zwei elektronischen Steuer-/Regeleinheiten 11 und 61 und die Betriebszustände von jedem darin konfigurierten Modul als Steuer-/Regelmodi definiert. Nachfolgend werden die Module, die in jedem Steuer-/Regelmodus arbeiten und Übergangsbedingungen zwischen den Steuer-/Regelmodi erklärt.
  • Die unten stehende Tabelle ist eine Tabelle, welche die Rollen der drei Steuer-/Regelmodi und die Typen der durchgeführten Kommunikation zusammenfasst. In Modus 1 wird eine Verarbeitung durchgeführt, die sich auf eine Inbetriebnahme, eine elektrische Energie-Erzeugung und einen Stopp von dem Brennstoffzellensystem bezieht, wie auch auf eine Fahrt von dem Brennstoffzellenfahrzeug.
  • Im Modus 1 wird eine FC-IR-Interkommunikation durchgeführt, und eine IR-Kommunikation wird nicht durchgeführt.
  • Im Modus 2 wird eine Verarbeitung durchgeführt, die sich auf das Füllen von Wasserstoff an einer Wasserstoff-Station bezieht. Im Modus 2 wird eine IR-Kommunikation durchgeführt und eine FC-IR-Interkommunikation wird nicht durchgeführt.
  • Im Modus 3 wird eine Verarbeitung durchgeführt, die sich auf ein Füllen von Wasserstoff an der Wasserstoff-Station bezieht, also eine Verarbeitung wie im Modus 2 durchgeführt wird, und Teile von der Verarbeitung, die im Modus 1 durchgeführt wird, werden durchgeführt. In anderen Worten bezieht sich Modus 3 auf einen Steuer-/Regelmodus, der Modus 1 und Modus 2 kombiniert. Im Modus 3 werden sowohl die FC-IR-Interkommunikation als auch die IR-Kommunikation durchgeführt. Tabelle 1
    Steuer-/Regelmodus Rolle Kommunikationsfunktion
    Modus 1 Inbetriebnahme, Energie-Erzeugung und Stopp des Brennstoffzellensystems, sowie Fahrt des Brennstoffzellenfahrzeugs FC-IR-Interkommunikation
    Modus 2 Füllen von Wasserstoff zu dem Wasserstoff-Tank IR-Kommunikation
    Modus 3 Parallele Durchführung von Modus 2 und einem Teil von Modus 1 FC-IR-Interkommunikation und IR-Kommunikation
  • 6 ist ein Diagramm, welches Module zeigt, die im Modus 1 arbeiten, also eine Verarbeitung, für welche eine Durchführung in den zwei ECUs 11 und 61 erlaubt ist. In 6 entsprechen Module, die durch die gepunktete Linie umgeben sind, einer Verarbeitung, die im Modus 1 erlaubt ist. In anderen Worten entsprechen Module, die nicht durch eine gepunktete Linie in 6 umgeben sind, einer Verarbeitung, die im Modus 1 verhindert ist.
  • Wie in 6 gezeigt, erlaubt die FCV-ECU 11 eine Durchführung jeder Verarbeitung im Modus 1. Zusätzlich hindert die Kommunikatives-Füllen-ECU 61 eine Datensignalerzeugung durch die Datensignal-Erzeugungseinheit 611 und eine IR-Kommunikation durch die IR-Kommunikationseinheit 612, und die Durchführung von anderer Verarbeitung wird erlaubt. In anderen Worten ist es im Modus 1 nicht möglich, kommunikatives Füllen durchzuführen, da die IR-Kommunikation verhindert wird. Jedoch ist es im Modus 1 möglich, nicht-kommunikatives Füllen durchzuführen, da eine Steuerung/Regelung von dem Füll-Absperrventil durch die Füll-Absperrventil-Steuer-/Regeleinheit 613 erlaubt ist.
  • 7 ist ein Diagramm, welches Module zeigt, die im Modus 2 arbeiten, unter den zwei ECUs 11 und 61.
  • Wie in 7 gezeigt, erlaubt die Kommunikatives-Füllen-ECU 61 die Durchführung jeder Verarbeitung im Modus 2. Daher wird im Modus 2 eine IR-Kommunikation durchgeführt und folglich ist es möglich, kommunikatives Füllen durchzuführen. Zusätzlich verhindert die FCV-ECU 11 eine Durchführung jeder Verarbeitung. In anderen Worten tritt die FCV-ECU 11 in einen nicht betriebsbereiten Zustand ein. Daher ist es im Modus 2 nicht möglich, eine FC-IR-Interkommunikation durchzuführen.
  • 8 ist eine Ansicht, welche Module zeigt, die im Modus 3 arbeiten, unter den zwei ECUs 11 und 61.
  • Wie in 8 gezeigt, erlaubt die Kommunikatives-Füllen-ECU 61 die Durchführung jeder Verarbeitung im Modus 3, ähnlich zu Modus 2. Daher wird im Modus 3 eine IR-Kommunikation durchgeführt, und folglich ist es möglich, kommunikatives Füllen durchzuführen. Zusätzlich verhindert die FCV-ECU 11 eine normale elektrische Energie-Erzeugung und die Durchführung von einem Teil der Verarbeitung der System-Stopp-Verarbeitung, und erlaubt die Durchführung anderer Verarbeitung. Unter den drei Typen von System-Stopp-Verarbeitung im Modus 3, in welchem IR-Kommunikation erlaubt ist, verhindert die FCV-ECU 11 insbesondere hierbei, dass eine AGR-Stopp-Verarbeitung durchgeführt wird, während das Haupt-Stopp-Ventil geöffnet wird, und erlaubt die Durchführung von der Kühlen-während-Stopp-Verarbeitung und der Verdünnung-während-Stopp-Verarbeitung, die durchgeführt wird, während das Haupt-Stopp-Ventil geschlossen wird. In der Mitte der Durchführung der Kühlen-während-Stopp-Verarbeitung oder Verdünnung-während-Stopp-Verarbeitung, wobei das Haupt-Stopp-Ventil nicht geöffnet wird, wird das kommunikative Füllen gestartet, und es ist möglich, dies gleichzeitig durchzuführen.
  • Zusätzlich erlaubt im Modus 3 die FCV-ECU 11 die Durchführung der System-Inbetriebnahme-Verarbeitung. Es ist daher möglich, eine System-Inbetriebnahme-Verarbeitung durchzuführen, falls ein System-Inbetriebnahme-Anforderung-Signal in der Mitte einer Durchführung des kommunikativen Füllens auftritt. In diesem Fall wird jedoch, um zu verhindern, dass die System-Inbetriebnahme-Verarbeitung und das kommunikative Füllen in Begleitung zu der Ventilöffnung von dem Haupt-Stopp-Ventil gleichzeitig durchgeführt werden, dem Start der System-Inbetriebnahme-Verarbeitung Priorität eingeräumt und das kommunikative Füllen während Durchführung endet. In anderen Worten beendet die Kommunikatives-Füllen-ECU 61 das kommunikative Füllen während der Durchführung und die FCV-ECU 11 startet eine System-Inbetriebnahme-Verarbeitung, falls ein System-Inbetriebnahme-Anforderung-Signal auftritt, während das kommunikative Füllen durchgeführt wird.
  • Als nächstes werden die Übergangsbedingungen dieser drei Steuer-/Regelmodi unter Bezugnahme auf 9 und 10 erläutert.
  • 9 ist eine Ansicht, die schematisch Übergangsbedingungen dieser drei Steuer-/Regelmodi zeigt. 10 ist eine Ansicht, welche die Haupt-Zustandsparameter zusammenfasst, die als Ereignis dienen, um Steuer-/Regelmodi umzuschalten.
  • Wie in 10 gezeigt, wird der Steuer-/Regelmodus umgeschaltet in Reaktion auf den geöffneten/geschlossenen-Zustand von dem Deckel, den Betriebszustand von der FCV-ECU, den offenen/geschlossenen Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil und den Abbruch-Implementierungszustand. Hierbei wird der geöffnete/geschlossene Zustand von dem Deckel bestimmt durch die Deckelzustand-Bestimmungseinheit 618 von der Kommunikatives-Füllen-ECU 61, der Betriebszustand der FCV-ECU wird durch die ECU-Betriebszustand-Bestimmungseinheit 620 von der Kommunikatives-Füllen-ECU 61 bestimmt, der geöffnete/geschlossene Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil wird durch die Haupt-Stopp-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit 619 der Kommunikatives-Füllen-ECU 61 bestimmt, und der Abbruch Implementierungszustand wird bestimmt durch die Abbruch-Implementierungszustand-Bestimmungseinheit 617 der Kommunikatives-Füllen-ECU 61.
  • Bei der folgenden Erläuterung wird es als Fahrzeug-Stopp-Zustand bezeichnet, wenn sich die zwei ECUs 11 und 61 beide in einem nicht betriebsbereiten Zustand befinden. Zusätzlich ist im Fahrzeug-Stopp-Zustand der Zündschalter auf AUS und der Deckel ist geschlossen.
  • Wie in 9 gezeigt, wird der Steuer-/Regelmodus dann Modus 1, wenn der Zündschalter durch den Benutzer aus dem Fahrzeug-Stopp-Zustand auf AN geschaltet wird (vergleiche Pfad A in 9). Zusätzlich wird der Steuer-/Regelmodus dann Modus 2, wenn der Deckel durch den Benutzer aus einem Zustand geöffnet wird, in welchem das Brennstoffzellenfahrzeug gestoppt ist (vergleiche Pfad E in 9).
  • Der Benutzer kann aus dem Fahrzeug-Stopp-Zustand durch den Zündschalter oder den Deckel auf die obige Art und Weise eine Inbetriebnahme durchführen. In dem Fall jedoch, in dem eine Inbetriebnahme über den Zündschalter erfolgt, wird der Steuer-/Regelmodus Modus 1, und die Kommunikatives-Füllen-ECU tritt in einen betriebsbereiten Zustand ein, während Funktionen, die sich auf eine IR-Kommunikation beziehen, beschränkt sind (vergleiche 6). In einem Fall, in dem eine Inbetriebnahme über den Deckel erfolgt, wird zusätzlich der Steuer-/Regelmodus Modus 2 und die FCV-ECU tritt nicht in einen betriebsbereiten Zustand ein.
  • Zunächst wird ein Fall erläutert, in dem der Steuer-/Regelmodus zu Modus 1 übergeht, durch Inbetriebnahme über den Zündschalter (vergleiche Pfad A in 9). Im Modus 1, in Reaktion darauf, dass bestimmt wurde, dass sich die FCV-ECU in einem nicht betriebsbereiten Zustand befindet und der Zustand von dem Deckel der geschlossene Zustand ist, über die Kommunikatives-Füllen-ECU, wird zu dem Fahrzeug-Stopp-Zustand übergegangen (vergleiche Pfad H in 9). Dieser Übergang vom Modus 1 zu dem Fahrzeug-Stopp-Zustand entspricht beispielsweise einem Fall, in dem die System-Stopp-Verarbeitung vollendet wurde, ohne dass kommunikatives Füllen gestartet wurde.
  • Zusätzlich, in Reaktion darauf, dass bestimmt wird, dass der Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil der vollständig geschlossene Zustand ist, und dass der Zustand von dem Deckel der offene Zustand im Modus 1 ist, wird zum Modus 3 übergegangen (vergleiche Pfad B in 9). Dieser Übergang von Modus 1 zu Modus 3 entspricht beispielsweise einem Fall, in dem ein Start des kommunikativen Füllens durchgeführt wird, während die System-Stopp-Verarbeitung durchgeführt wird. Wie oben erwähnt, ist das kommunikative Füllen nur im Modus 2 oder Modus 3 durchführbar und kann nicht im Modus 1 durchgeführt werden. Dadurch, dass einbezogen wird, dass bestimmt wird, dass das Haupt-Stopp-Ventil sich im vollständig geschlossenen Zustand befindet, in einer der Übergangsbedingungen von Modus 1 zu Modus 3, wird der Start des kommunikativen Füllens verhindert, wenn bestimmt wird, dass ein Zustand vorliegt, in welchem das Haupt-Stopp-Ventil geöffnet ist (ein anderer Zustand als der vollständig geschlossene Zustand). Es ist daher möglich, zu verhindern, dass kommunikatives Füllen gestartet wird, während das Haupt-Stopp-Ventil geöffnet ist, und der Zustand innerhalb von dem Wasserstoff-Tank fluktuieren kann, dass ein Datensignal, für welches der Fehler groß ist, zu der Seite der Wasserstoff-Station gesendet wird, und es kann verhindert werden, dass ein kommunikatives Füllen gestartet wird in einem Füllzustand, der nicht optimal ist, auf Basis von einem Datensignal, für welches der Fehler davon groß ist. Es ist festzuhalten, dass, wie in 6 gezeigt, obwohl die Kommunikatives-Füllen-ECU die Durchführung der IR-Kommunikation im Modus 1 verhindert, die Steuerung/Regelung von dem Füll-Absperrventil erlaubt ist. Obwohl der Benutzer das kommunikative Füllen in Modus 1 nicht durchführen kann, ist daher möglich, das nicht-kommunikative Füllen durchzuführen. In anderen Worten kann ein nicht-kommunikatives Füllen gestartet werden, ohne darauf zu warten, dass das Haupt-Stopp-Ventil während der System-Stopp-Verarbeitung geschlossen wird.
  • Im Modus 3 und Modus 2 ist es möglich, kommunikatives Füllen durchzuführen (vergleiche 7 und 8). Daher wird nach dem Übergang vom Modus 1 zu Modus 3 das kommunikative Füllen in Reaktion auf eine Betätigung durch den Benutzer durchgeführt. Im Modus 3 erfolgt ein Übergang zu Modus 2 in Reaktion darauf, dass über die Kommunikatives-Füllen-ECU bestimmt wurde, dass die FCV-ECU nicht betriebsbereit ist (vergleiche Pfad C in 9). Dieser Übergang von Modus 3 zu Modus 2 entspricht einem Fall, in dem die FCV-ECU nicht-betriebsbereit geworden ist, beispielsweise in Reaktion darauf, dass eine Verdünnung-während-Stopp-Verarbeitung und Kühlen-während-Stopp-Verarbeitung geendet hat, die im Modus 3 durchgeführt wird.
  • Im Modus 2 erfolgt ein Übergang zum Fahrzeug-Stopp-Zustand in Reaktion darauf, dass irgend eine der folgenden drei Übergangsbedingungen erfüllt ist (vergleiche Pfad D 9. Dieser Übergang vom Modus 2 zu dem Fahrzeug-Stopp-Zustand entspricht beispielsweise einem Fall, in dem kommunikatives Füllen geeignet geendet hat, einem Fall, in dem der Deckel geöffnet wurde, um kommunikatives Füllen zu starten, aber der Deckel danach offen gelassen wurde usw. Eine erste Übergangsbedingung ist eine Bestimmung durch die Kommunikatives-Füllen-ECU, dass der Abbruch-Implementierungszustand der vollständige Abbruch-Zustand ist. Eine zweite Übergangsbedingung ist eine Bestimmung durch die Kommunikatives-Füllen-ECU, dass der Abbruch-Implementierungszustand der nicht-Abbruch-Zustand ist, und der Deckelzustand der geschlossene Zustand ist. Eine dritte Übergangsbedingung ist eine Bestimmung durch die Kommunikatives-Füllen-ECU, dass der Abbruch-Implementierungszustand der nicht Abbruch-Zustand ist, und die Kommunikation-Betriebszeit das Zeitlimit überschritten hat. Indem wie oben die drei Bedingungen als Übergangsbedingungen von Modus 2 zu dem Fahrzeug-Stopp-Zustand etabliert werden, ist es möglich, zu verhindern, dass die Kommunikatives-Füllen-ECU von einem betriebsbereiten Zustand zu einem nicht betriebsbereiten Zustand übergeht, falls eine Möglichkeit besteht, dass eine Abbruch-Verarbeitung durchgeführt wird, während das kommunikative Füllen durchgeführt wird, oder während die Abbruch-Verarbeitung durchgeführt wird. in anderen Worten ist es, falls angenommen wird, dass eine Abbruch-Verarbeitung gestartet wurde, während des Füllens möglich, dass diese Abbruch-Verarbeitung zuverlässig beendet wird und in den Fahrzeug-Stopp-Zustand eingetreten wird. Genauer, beispielsweise auch in einem Fall, dass die Kommunikation-Betriebszeit das Zeitlimit überschreitet, unmittelbar nachdem eine Füll-Unterbrechungsanfrage auftritt, ist es möglich, eine Abbruch-Verarbeitung zuverlässig zu beenden und in den Fahrzeug-Stopp-Zustand einzutreten.
  • Als nächstes wird ein Fall erläutert, in dem der Steuer-/Regelmodus zum Modus 2 übergeht, indem der Deckel geöffnet wird (vergleiche Pfad E in 9). Dieser Übergang von dem Fahrzeug-Stopp-Zustand zu Modus 2 entspricht einem Fall, in dem der Benutzer den Deckel öffnet, um kommunikatives Füllen durchzuführen. Es ist möglich, kommunikatives Füllen im Modus 2 und Modus 3 durchzuführen, wie oben erwähnt (vergleiche 7 und 8). Daher wird nach einem Übergang von dem Fahrzeug-Stopp-Modus zum Modus 2 kommunikatives Füllen in Reaktion auf eine Betätigung durch den Benutzer durchgeführt. Wenn im Modus 2 irgend eine der ersten bis dritten Übergangsbedingungen erfüllt ist, geht der Steuer-/Regelmodus, wie oben erwähnt, von Modus 2 zu dem Fahrzeug-Stopp-Zustand über.
  • Zusätzlich geht Modus 2 zum Modus 3 in Reaktion darauf über, dass durch die Kommunikatives-Füllen-ECU bestimmt wurde, dass sich die FCV-ECU in einem betriebsbereiten Zustand befindet (vergleiche Pfad F in 9). Dieser Übergang vom Modus 2 zum Modus 3 entspricht beispielsweise einem Fall, in dem die FCV-ECU von einem in nicht betriebsbereiten Zustand aus in einem betriebsbereiten Zustand etabliert wurde, dadurch, dass der Benutzer den Zündschalter auf AN schaltet, während kommunikatives Füllen durchgeführt wird. im Modus 3 wird eine Durchführung von einer System-Inbetriebnahme-Verarbeitung möglich (vergleiche 8). In anderen Worten kann, so lange dies nach dem Starten des kommunikativen Füllens geschieht, der Benutzer eine System-Inbetriebnahme-Verarbeitung durch Betätigung des Zündschalters starten. Um in diesem Fall jedoch zu verhindern dass eine System-Inbetriebnahme-Verarbeitung und kommunikatives Füllen in Begleitung zu einer Ventilöffnung von dem Haupt-Stopp-Ventil parallel durchgeführt werden, wird das kommunikative Füllen während der Durchführung unter Zwang beendet, zusammen mit dem Start der System-Inbetriebnahme-Verarbeitung.
  • Zusätzlich geht Modus 3 zu Modus 1 über, in Reaktion darauf, dass durch die Kommunikatives-Füllen-ECU bestimmt wurde, dass der Abbruch-Implementierungszustand irgend einer von dem vollständigen Abbruch-Zustand und dem Nicht-Abbruch-Zustand ist, und dass der Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil ein anderer Zustand als der vollständig geschlossene Zustand und der unvollständig geschlossene Zustand ist (vergleiche Pfad G in 9). Im Modus 1 wird eine IR-Kommunikation durch die Kommunikatives-Füllen-ECU verhindert (vergleiche 6). Durch Einstellen der Übergangsbedingungen vom Modus 3 zu Modus 1, wie oben erwähnt, ist es daher möglich, dass verhindert wird, dass eine IR-Kommunikation ausgesetzt wird, falls eine Möglichkeit besteht, dass eine Abbruch-Verarbeitung durchgeführt wird, während kommunikatives Füllen durchgeführt wird, oder während die Abbruch-Verarbeitung durchgeführt wird. In anderen Worten ist es möglich, falls angenommen wird, dass eine Abbruch-Verarbeitung während des Füllens gestartet wurde, dass diese Abbruch-Verarbeitung zuverlässig beendet wird und dann das Fahrzeug in einem Zustand etabliert wird, in dem es dazu in der Lage ist, zu fahren. Obwohl ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung oben erklärt wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
  • Beispielsweise wurde in dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel ein Fall erläutert, in welchem die Haupt-Stopp-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit 114 den geöffneten/geschlossenen Zustand von dem Haupt-Stopp-Ventil 312 auf Basis von einem Erfassungssignal von dem Haupt-Stopp-Ventil-Sensor 317 bestimmt, zusätzlich zu einem Öffnungs/Schließ-Befehl-Signal für das Haupt-Stopp-Ventil 312, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann auch auf ein Brennstoffzellenfahrzeug angewendet werden, das nicht mit einem Haupt-Stopp-Ventil-Sensor 317 ausgestattet ist.
  • In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Haupt-Stopp-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit bestimmt, dass ein unvollständig geschlossener Zustand vorliegt, in einer Zeitdauer von einem Schließ-Befehl für das Haupt-Stopp-Ventil, der von irgend einer der System-Inbetriebnahmeeinheit, der normalen elektrischen Energie-Erzeugungseinheit und der System-Stopp-Einheit ausgegeben wird, bis eine vorbestimmte vollständig-geschlossen-Bestimmung-Zeit verstreicht, und zu bestimmen, dass der vollständig geschlossene Zustand nach dem Verstreichen der oben erwähnten vollständig-geschlossen-Zustand-Zeit vorliegt. Zusätzlich ist es bevorzugt, dass die Haupt-Stopp-Ventil-Bestimmungseinheit bestimmt, dass der unvollständig geschlossene Zustand vorliegt, in einer Zeitdauer von einem Öffnungs-Befehl für das Haupt-Stopp-Ventil, der ausgegeben wird von irgendeiner aus der System-Inbetriebnahmeeinheit, der normalen elektrischen Energie-Erzeugungseinheit und der System-Stopp-Einheit, bis eine vorbestimmte vollständig-offen-Bestimmungszeit verstreicht, um zu bestimmen, dass der vollständig geöffnete Zustand nach dem Verstreichen der oben erwähnten vollständig-offen-Bestimmungszeit vorliegt.
  • Beispielsweise wurde in dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel ein Fall erläutert, in welchem die vorliegende Erfindung auf ein Brennstoffzellenfahrzeug angewendet wird, das unter Verwendung elektrischer Energie fährt, die durch ein Brennstoffzellensystem erzeugt wird. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch auf einen beweglichen Körper wie ein Naturgas-Kraftfahrzeug und ein Wasserstoff-Kraftfahrzeug angewendet werden.
  • Ein Naturgas-Kraftfahrzeug ist ausgestattet mit einem Energie-Erzeugungssystem und einem Kommunikatives-Füllen-System. Die Energie-Erzeugungseinheit umfasst einen Motor, der Antriebskraft unter Verwendung von Naturgas als dem Brenngas erzeugt, einen Speicherbehälter, der das Naturgas speichert, eine Naturgas-Zufuhrleitung, welche den Speicherbehälter und einen Injektor von dem Motor verbindet, und ein An-Aus-Ventil, das in der Naturgas-Zufuhrleitung vorgesehen ist. Das Kommunikatives-Füllen-System umfasst eine Signal-Erzeugungseinrichtung, die Datensignale erzeugt, auf Basis von dem Zustand des Speicherbehälters, und einen Transmitter, der die so erzeugten Datensignale zu einer externen Fülleinrichtung sendet, welche Naturgas in den Speicherbehälter füllt. Das Naturgas-Kraftfahrzeug umfasst eine Energie-Erzeugungsystem-Steuer-/Regeleinheit, welche eine Verarbeitung durchführt, die sich auf die Inbetriebnahme und den Stopp von dem Energie-Erzeugungssystem bezieht, eine Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit, welche eine Verarbeitung durchführt, die sich auf eine Kommunikation mit der externen Fülleinrichtung über das Kommunikatives-Füllen-System bezieht, eine An-Aus-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob sich das An-Aus-Ventil in einem geöffneten Zustand oder in einem geschlossenen Zustand befindet, wobei die Energie-Erzeugungssystem-Steuer-/Regeleinheit und die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit miteinander kommunizieren können und die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit den Start einer Kommunikation durch den Transmitter verhindert, wenn bestimmt wird, dass der geöffnete Zustand vorliegt, durch wenigstens die An-Aus-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit, außer während Naturgas von der externen Fülleinrichtung zu dem Speicherbehälter gefüllt wird.
  • Das Wasserstoff-Kraftfahrzeug umfasst ein Energie-Erzeugungssystem und ein Kommunikatives-Füllen-System. Das Energie-Erzeugungssystem umfasst einen Motor, der Antriebskraft unter Verwendung von Wasserstoff als dem Brenngas erzeugt, einen Speicherbehälter, der den Wasserstoff speichert, eine Wasserstoff-Zufuhrleitung, welche den Speicherbehälter und einen Injektor von dem Motor verbindet, und ein An-Aus-Ventil, das in der Wasserstoff-Zufuhrleitung vorgesehen ist. Das Kommunikatives-Füllen-System umfasst eine Signal-Erzeugungseinrichtung, die Datensignale auf Basis von dem Zustand des Speicherbehälters erzeugt, und einen Transmitter, der die so erzeugten Datensignale zu einer externen Fülleinrichtung sendet, welche Wasserstoff in den Speicherbehälter einfüllt. Das Wasserstoff-Kraftfahrzeug umfasst eine Energie-Erzeugungsystem-Steuer-/Regeleinheit, die eine Verarbeitung ausführt, die sich auf die Inbetriebnahme und einen Stopp der Energie-Erzeugungseinheit bezieht, eine Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit, die eine Verarbeitung durchführt, die sich auf eine Kommunikation mit der externen Fülleinrichtung über das Kommunikatives-Füllen-System bezieht, eine An-Aus-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob das An-Aus-Ventil sich in einem geschlossenen Zustand oder in einem geöffneten Zustand befindet, wobei die Energie-Erzeugungssystem-Steuer-/Regeleinheit und die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit miteinander kommunizieren können und die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit den Start einer Kommunikation durch den Transmitter verhindert, wenn bestimmt wird, dass der geöffnete Zustand vorliegt, über wenigstens die An-Aus-Ventil-Zustand Bestimmungseinheit, außer während Wasserstoff von der externen Fülleinrichtung zu dem Speicherbehälter gefüllt wird.
  • Ein derartiges Naturgas-Kraftfahrzeug und Wasserstoff-Kraftfahrzeug, wie oben, teilen gemeinsam mit dem in dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel erläuterten Brennstoffzellenfahrzeug den Aspekt, dass unter Verwendung von einem Brenngas gefahren wird, das in einem Speicherbehälter gespeichert ist, den Aspekt, dass ein Füllen des Brenngases in den Speicherbehälter erforderlich ist, um zu fahren usw. Daher kann die vorliegende Erfindung auch auf bewegliche Körper wie das obige solche Naturgas-Kraftfahrzeug und Wasserstoff-Kraftfahrzeug angewendet werden.
  • In dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel wurde ein Beispiel erläutert, in welchem der Speicherbehälter, der Wasserstoff speichert, als ein Hochdruck-Tank etabliert wurde, allerdings ist es nicht darauf beschränkt, und ein mit einer Speicherlegierung ausgestatteter Wasserstoff-Tank kann als der Speicherbehälter etabliert werden.
  • In dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel wurde ein Beispiel erläutert, in dem ein Modul, das sich auf die Durchführung einer Brennstoffzellensystem-Verarbeitung bezieht (System-Inbetriebnahme-Verarbeitung, normale elektrische Energie-Erzeugung usw.) und ein Modul, das sich auf die Durchführung einer Kommunikatives-Füllen-System-Verarbeitung bezieht (Datensignal-Erzeugung-Verarbeitung, IR-Kommunikation-Verarbeitung etc.) in jeweils separaten ECUs 11 und 61 konfiguriert sind. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Solange eine Kommunikation zwischen den oben erwähnten zwei Modulen möglich ist, können diese beispielsweise in der gleichen ECU konfiguriert sein.
  • Ein Datensignal, welches genau den tatsächlichen Zustand von einem Speicherbehälter widerspiegelt, wird zu einer Seite einer Station gesendet. Ein Brennstoffzellensystem (1) umfasst eine Wasserstoff-Zufuhrleitung (32), die einen Tank-Hauptkörper (311) und einen Brennstoffzellen-Stapel (2) verbindet, und ein Haupt-Stopp-Ventil, das an der Wasserstoff-Zufuhrleitung (32) vorgesehen ist. Ein Kommunikatives-Füllen-System (6) erzeugt ein Datensignal auf Basis von dem Zustand eines Wasserstoff-Tanks (31) und sendet das erzeugte Datensignal zu einer Station (9). Ein Fahrzeug (V) umfasst eine FCV-ECU (11), die eine Verarbeitung übernimmt, die sich auf eine Steuerung/Regelung von dem Brennstoffzellensystem (1) bezieht, und eine Kommunikatives-Füllen-ECU (61) die eine Verarbeitung übernimmt, die sich auf eine Steuerung/Regelung von dem Kommunikatives-Füllen-System (6) bezieht. Dann verhindert die Kommunikatives-Füllen-ECU einen Start einer Kommunikation mit der Station (9), wenigstens dann, wenn bestimmt wird, dass sich ein Haupt-Stopp-Ventil (312) in einem vollständig geschlossenen Zustand befindet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2013-067546 [0001]
    • JP 2003-115317 [0004]
    • JP 2011-33068 [0005]

Claims (6)

  1. Ein Brennstoffzellenfahrzeug (V), welches unter Verwendung einer Brennstoffzelle (2) als einer Quelle elektrischer Energie fährt, umfassend: ein Brennstoffzellensystem (1), umfassend eine Brennstoffzelle (2), welche elektrische Energie erzeugt, wenn ein Brenngas und ein oxidierendes Gas dorthin zugeführt werden, einen Speicherbehälter (31, 311), der Brenngas speichert, eine Brenngas-Zufuhrleitung (32), welche den Speicherbehälter (31, 311) und die Brennstoffzelle (2) verbindet, und ein An-Aus-Ventil (312), das an der Brenngas-Zufuhrleitung (32) vorgesehen ist, ein Kommunikatives-Füllen-System (6), umfassend eine Signal-Erzeugungseinrichtung (61, 611), die ein Datensignal auf Basis von einem Zustand des Speicherbehälters (31, 311) erzeugt, und einen Transmitter (66), der ein durch die Signal-Erzeugungseinrichtung (61, 611) erzeugtes Datensignal zu einer externen Fülleinrichtung (9) sendet, welche Brenngas zu dem Speicherbehälter (31, 311) füllt, eine Brennstoffzellensystem-Steuer-/Regeleinheit (11), welche eine Brennstoffzellensystem (1) Verarbeitung durchführt, die sich auf eine Erzeugung elektrischer Energie durch die Brennstoffzelle (2) und eine Inbetriebnahme und einen Stopp von dem Brennstoffzellensystem (1) bezieht, eine Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit (61), die eine Verarbeitung durchführt, die sich auf eine Kommunikation mit der externen Fülleinrichtung (9) durch das Kommunikatives-Füllen-System (6) bezieht, und eine An-Aus-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit (61, 619, 317), welche bestimmt, ob sich das An-Aus-Ventil (312) in einem geöffneten Zustand oder in einem geschlossenen Zustand befindet, wobei die Brennstoffzellensystem-Steuer-/Regeleinheit (11) und die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit (61) miteinander kommunizieren können, und wobei die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit (61) einen Start einer Kommunikation mit der externen Fülleinrichtung (9) durch den Transmitter (66) verhindert, wenn vermittels wenigstens der An-Aus-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit (61, 619, 317) bestimmt wird, dass der geöffnete Zustand vorliegt.
  2. Das Brennstoffzellenfahrzeug (V) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: ein Brennstoff-Einspeisungsteil (82), mit dem eine Brennstoff-Fülldüse (93) der externen Fülleinrichtung (9) verbunden wird, eine Brennstoff-Einspeisungsleitung (313), welche das Brennstoff-Einspeisungsteil (82) und den Speicherbehälter (31, 311) verbindet, und einen Annahme-Mechanismus (316), der in der Brennstoff-Einspeisungsleitung (313) vorgesehen ist und eine Zufuhr von Brenngas von der externen Fülleinrichtung (9) zu dem Speicherbehälter (31, 311) akzeptiert oder zurückweist, wobei die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit (61) eine Zufuhr von Brenngas durch den Annahme-Mechanismus (316) akzeptiert, falls eine vorbestimmte Füllstartanfrage auftritt, während eine Kommunikation durch den Transmitter (66) verhindert wird, und ein nicht-kommunikatives Füllen erlaubt, was ermöglicht, dass Brenngas mit einer vorbestimmten Strömungsrate durch die externe Fülleinrichtung (9) gefüllt wird, während eine Kommunikation durch den Transmitter (66) verhindert wird.
  3. Das Brennstoffzellenfahrzeug (V) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Senden des Datensignals von dem Transmitter (66) zu der externen Fülleinrichtung (9) und ein Füllen von Brenngas zu dem Speicherbehälter (31, 311) in einem Modus, der auf Basis von dem Datensignal von der externen Fülleinrichtung (9) entschieden wird, als kommunikatives Füllen definiert ist, die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit (61) einen Zustand von dem Speicherbehälter (31, 311) überwacht, während das kommunikative Füllen durchgeführt wird, bestimmt, ob in einem bestimmten Modus gefüllt wird, und eine Abbruch-Verarbeitung startet, um zu bewirken, dass das kommunikative Füllen unterbrochen wird, falls bestimmt wird, dass in einem Modus gefüllt wird, der sich von dem bestimmten Modus unterscheidet, und die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit (61) daran gehindert wird, von einem betriebsbereiten Zustand zu einem nicht betriebsbereiten Zustand überzugehen, falls eine Möglichkeit vorliegt, dass die Abbruch-Verarbeitung durchgeführt wird, oder falls die Abbruch-Verarbeitung durchgeführt wird.
  4. Das Brennstoffzellenfahrzeug (V) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass es weiter umfasst: einen Drucksensor (64), der einen Druck von dem Speicherbehälter (31, 311) erfasst, und einen Temperatursensor (62), der eine Temperatur von dem Speicherbehälter (31, 311) erfasst, wobei Erfassungssignale von dem Drucksensor (64) und von dem Temperatursensor (62) nur zu der Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit (61) eingegeben werden, und wobei die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit (61) das Erfassungssignal oder ein auf Basis des Erfassungssignals erzeugtes Signal zu der Brennstoffzellensystem-Steuer-/Regeleinheit (11) sendet.
  5. Das Brennstoffzellenfahrzeug (V) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner eine System-Inbetriebnahme-Anforderung-Einrichtung umfasst, die ein Inbetriebnahme-Anforderung-Signal für das Brennstoffzellensystem (1) erzeugt, wobei ein Senden des Datensignals von dem Transmitter (66) zu der externen Fülleinrichtung (9) und ein Füllen von Brenngas zu dem Speicherbehälter (31, 311) in einem Modus, der auf Basis von dem Datensignal von der externen Fülleinrichtung (9) entschieden wird, als kommunikatives Füllen definiert ist, und wobei die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit (61) ein kommunikatives Füllen während der Durchführung beendet und die Brennstoffzellensystem-Steuer-/Regeleinheit (11) eine Inbetriebnahme von dem Brennstoffzellensystem (1) beginnt, falls das Inbetriebnahme-Anforderung-Signal auftritt, während das kommunikative Füllen durchgeführt wird.
  6. Ein beweglicher Körper, der unter Verwendung von Energie fährt, die durch eine Energie-Erzeugungseinrichtung erzeugt wird, gekennzeichnet dadurch, dass er umfasst: ein Energie-Erzeugungssystem, umfassend eine Energie-Erzeugungseinrichtung, die Energie unter Verwendung von Brenngas erzeugt, einen Speicherbehälter, der Brenngas speichert, eine Brenngas-Zufuhrleitung, welche den Speicherbehälter und die Energie-Erzeugungseinrichtung verbindet, und ein An-Aus-Ventil, das an der Brenngas-Zufuhrleitung vorgesehen ist, ein Kommunikatives-Füllen-System, umfassend eine Signal-Erzeugungseinrichtung, die ein Datensignal auf Basis von einem Zustand des Speicherbehälters erzeugt, und einen Transmitter, der ein durch die Signal-Erzeugungseinrichtung erzeugtes Datensignal zu einer externen Fülleinrichtung sendet, welche Brenngas in den Speicherbehälter füllt, eine Energie-Erzeugungsystem-Steuer-/Regeleinheit, welche eine Verarbeitung durchführt, die sich auf eine Inbetriebnahme und einen Stopp von dem Energie-Erzeugungssystem bezieht, eine Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit, die eine Verarbeitung durchführt, die sich auf eine Kommunikation mit der externen Fülleinrichtung durch das Kommunikatives-Füllen-System bezieht, und eine An-Aus-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit, welche bestimmt, ob das An-Aus-Ventil sich in einem geöffneten Zustand oder in einem geschlossenen Zustand befindet, wobei die Energie-Erzeugungssystem-Steuer-/Regeleinheit und die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit miteinander kommunizieren können, und wobei die Kommunikatives-Füllen-System-Steuer-/Regeleinheit einen Start einer Kommunikation durch den Transmitter verhindert, wenn bestimmt wird, dass der geöffnete Zustand vorliegt, wenigstens gemäß der An-Aus-Ventil-Zustand-Bestimmungseinheit, außer während Brenngas von der externen Fülleinrichtung zu dem Speicherbehälter gefüllt wird.
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