DE102016206001B4

DE102016206001B4 - Verfahren und System zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs

Info

Publication number: DE102016206001B4
Application number: DE102016206001.5A
Authority: DE
Inventors: Kyu Il Lee; Seon Hak KIM; Seong Pil Ryu
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2016-04-11
Publication date: 2023-06-22
Anticipated expiration: 2036-04-12
Also published as: US20170080822A1; KR20170036858A; US10000141B2; DE102016206001A1

Abstract

Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs, aufweisend:Bestimmen, durch eine Steuerung (100), eines Fahrmusters eines Fahrers auf der Grundlage von Fahrinformationen einschließlich Beschleunigungs- und Verzögerungsinformationen, wobei das Bestimmen des Fahrmusters umfasst:Erhalten, durch die Steuerung (100), eines Mittelwerts von Absolutwerten von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren mit Beschleunigung und Verzögerung;Vergleichen, durch die Steuerung (100), des Mittelwerts der Absolutwerte der Geschwindigkeitsänderungen mit einem ersten Referenzwert, der durch die Steuerung (100) voreingestellt wird; undBestimmen, durch die Steuerung (100), dass das Fahrmuster ein erstes Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert der Absolutwerte der Geschwindigkeitsänderungen größer als der erste Referenzwert ist;Einstellen, durch die Steuerung (100), einer Bedingung für eine Aktivierung eines Leerlaufstopps einer Brennstoffzelle auf der Grundlage des bestimmten Fahrmusters; undStoppen, durch die Steuerung (100), der Erzeugung von elektrischer Energie der Brennstoffzelle, wenn die Bedingung zur Aktivierung des Leerlaufstopps erfüllt wird.

Description

HINTERGRUND
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren und ein System zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs und insbesondere ein Verfahren und ein System, die die Kraftstoffeffizienz verbessern, indem verschiedene Bedingungen für die Aktivierung und Deaktivierung eines Leerlaufstoppmodus auf der Grundlage eines Fahrmusters eingestellt werden.
Beschreibung des Standes der Technik
Eine Brennstoffzelle ist eine Energieerzeugungsvorrichtung, die chemische Energie eines Brennstoffs in elektrische Energie durch eine elektrochemische Reaktion in einem Brennstoffzellenstapel umwandelt, anstatt chemische Energie in Wärme durch Verbrennung umzuwandeln. Die Energie wird als eine Energieversorgungsvorrichtung für elektronische Geräte sowie eine Vorrichtung verwendet, um elektrische Energie zuzuführen, um Fahrzeuge oder Industrie- oder Haushaltsgeräte anzutreiben.
Wenn eine als eine Energieversorgungsvorrichtung für ein Fahrzeug dienende Brennstoffzelle mit einer Brennkraftmaschine (Motor), die typischerweise in einem bestehenden Fahrzeug verwendet wird, kombiniert wird, bildet sie ein Brennstoffzellen-Hybridsystem für ein Fahrzeug. Das Brennstoffzellen-Hybridsystem umfasst: einen Brennstoffzellenstapel, der eingerichtet ist, um elektrische Energie durch eine elektrochemische Reaktion eines Reaktionsgases zu erzeugen; eine Wasserstoffversorgungsvorrichtung, die eingerichtet ist, um den Brennstoffzellenstapel mit Wasserstoff zu versorgen; eine Luftversorgungsvorrichtung, die eingerichtet ist zur Versorgung des Brennstoffzellenstapels mit Luft, die Sauerstoff enthält, der als ein für eine elektrochemische Reaktion erforderliches Oxidationsmittel dient; und ein Wärme-und-Wasser-Management-System, das eingerichtet ist, um Nebenprodukte (z.B. Wärme und Wasser) der elektrochemischen Reaktion abzuführen, um eine optimale Betriebstemperatur des Brennstoffzellenstapels beizubehalten.
Ein Brennstoffzellen-Hybridsystem für ein Fahrzeug umfasst eine Leerlaufstopp-Technologie, die ein Erzeugen elektrischer Energie der Brennstoffzelle während eines Leerlaufmodus eines Fahrzeugs stoppt. Eine Vermeidungsoperation zum Vermeiden eines Betriebs einer Brennstoffzelle, wenn eine erforderliche Ausgangsleistung gering ist, ist notwendig, um die Effizienz und Haltbarkeit eines Brennstoffzellensystems zu verbessern. Demzufolge sind verschiedene Technologien zum Erzielen einer solchen Vermeidungsoperation im Stand der Technik offenbart worden. Zum Beispiel ist ein Steuerverfahren für eine Aktivierung und Deaktivierung eines Leerlaufstoppmodus eines Brennstoffzellen-Hybridfahrzeugs entwickelt worden. Dieses Steuerverfahren des Standes der Technik verhindert, dass eine Brennstoffzelle während einer Periode mit geringer Effizienz betrieben wird, wodurch die Kraftstoffeffizienz und Betriebseffizienz des Systems verbessert werden.
Dieses Verfahren umfasst jedoch nur ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, das sich in einem Leerlaufstoppmodus oder einem Nicht-Leerlaufstoppmodus befindet. Mit anderen Worten stellt dieses Verfahren keine Technologie dar, die in der Lage ist, verschiedene Bedingungen für eine Aktivierung oder Deaktivierung eines Leerlaufstoppmodus auf der Grundlage des Zustandes eines Fahrzeugs einzustellen/festzulegen. Insbesondere werden eine Aktivierung und Deaktivierung eines Leerlaufstoppmodus auf der Grundlage von festgelegten Kriterien durchgeführt, unabhängig von dem Zustand des Fahrzeugs. Demzufolge spiegelt dieses Steuerverfahren nicht verschiedene Variablen wie ein Fahrmuster oder einen Zustand einer Brennstoffzelle beim Aktivieren oder Deaktivieren eines Leerlaufstoppmodus wider.
Aus der KR 10 2010 0 005 768 A kennt man hierzu ein Leerlauf-Stopp/Freigabe-Steuerverfahren eines Brennstoffbatterie-Hybridfahrzeugs umfasst die Schritte des Erfassens, ob die Energieerzeugung gestoppt wird oder nicht, indem der Energieerzeugungs-Stoppzustand einer Brennstoffbatterie beurteilt wird, des Ausführens des Energieerzeugungs-Stoppmodus, der die Elektrizitätsausgabe stoppt, indem die Zufuhr des reaktiven Gases zu dem Stapel gestoppt wird, und des Ausführens des Brennstoffbatterie-Neustartmodus, indem Luft und Wasserstoff erneut zugeführt werden, wenn die Neustartanforderung der Brennstoffbatterie erfüllt ist.
Die JP 2009- 065 810 A offenbart Brennstoffbatterie-Fahrzeug, versehen mit einem Motor, der Räder antreibt, einer Brennstoffbatterie 10, die den Motor mit elektrischer Energie versorgt, der Batterie, die elektrische Energie speichert und den Motor mit elektrischer Energie versorgt, einem Motorsensor, der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs misst, einem Leerlaufaufhängungsbefehlsabschnitt, der einen Leerlaufaufhängungsbefehl an einen Leerlaufaufhängungsabschnitt ausgibt, basierend auf dem Leerlaufaufhängungsabschnitt, der die Energieerzeugung der Brennstoffbatterie und die mit dem Motorsensor gemessene Geschwindigkeit des Fahrzeugs unterbricht, wenn ein Leerlaufaufhängungsbefehl eingegeben wird, und einen Fahrstatusbeurteilungsabschnitt, der beurteilt, ob sich das Fahrzeug in einem verzögerten Fahrstatus befindet oder nicht.
Aus der US 2016 / 0 006 059 A1 ist Steuerungssystem und ein Verfahren zur Steuerung eines Brennstoffzellensystems bekannt, wobei das Verfahren zur Antriebssteuerung beinhaltet: die Bestimmung, durch ein Steuergerät, wann sich ein Brennstoffzellenstapel in einem Wassermangel befindet, Überversorgung des Brennstoffzellenstapels mit Luft oder eine Verschlechterung des Brennstoffzellenstapels. Dann wird dem Brennstoffzellensystem ein Diagnoselevel zugewiesen und es wird mindestens ein Rückgewinnungs -Fahrmodus durchgeführt, der dem zugeordneten Diagnoselevel entspricht.
Die US 2012 / 0 221 170 A1 offenbart ein Fahrbewertungsverfahren, das in der Lage ist, einen effizienten, den Straßenbedingungen entsprechenden Fahrmodus richtig zu bewerten, indem es die Energieeffizienz als Hauptbewertungsperspektive verwendet. Das Fahrbewertungsverfahren berechnet auf der Grundlage von Bewegungsdaten eines beweglichen Körpers einen Bewertungsindex und führt eine Fahrbewertung durch, und ist dadurch gekennzeichnet, dass es aus den Bewegungsdaten Bewertungsindizes A, B, D und E erhält, die Funktionen einer in den beweglichen Körper eingeleiteten Beschleunigungsenergie Ei und einer Bewegungsstrecke des beweglichen Körpers sind und die eine positive Korrelation mit entweder der Beschleunigungsenergie oder der Bewegungsstrecke und eine negative Korrelation mit der anderen haben.
Außerdem zeigt die US 2014 / 0 343 830 A1 ein Verfahren oder System zur Steuerung eines Fahrzeugs mit Autostopp und Autostart-Funktionen, welches das selektive Sperren oder Deaktivieren der Autostopp- oder Autostartfunktionen in Abhängigkeit von einer Fahrzeugposition relativ zu einer automatisch erlernten Fahrzeugroute umfasst. Die Fahrzeugroute wird gelernt als Reaktion auf vorherige Fahrzyklen.
Das Vorstehende ist lediglich dazu vorgesehen, das Verständnis des Hintergrundes der vorliegenden Offenbarung zu fördern, und soll nicht heißen, dass die vorliegende Offenbarung innerhalb des Bereichs des Standes der Technik liegt, der einem Durchschnittsfachmann bereits bekannt ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Demzufolge stellt die vorliegende Erfindung ein System und Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellendahrzeugs bereit, wobei das System und das Verfahren in der Lage sind, die Kraftstoffeffizienz zu verbessern, indem verschiedene Bedingungen für eine Aktivierung und Deaktivierung eines Leerlaufstoppmodus eingestellt/festgelegt werden, wodurch ein gewünschtes Ansprechverhalten eines Fahrzeugs erhalten wird.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs: Bestimmen, durch eine Steuerung, eines Fahrmusters eines Fahrers auf der Grundlage von Fahrinformationen einschließlich Beschleunigungs- und Verzögerungsinformationen, wobei das Bestimmen des Fahrmusters Erhalten, durch die Steuerung, eines Mittelwerts von Absolutwerten von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren mit Beschleunigung und Verzögerung, Vergleichen, durch die Steuerung, des Mittelwerts der Absolutwerte der Geschwindigkeitsänderungen mit einem ersten Referenzwert, der durch die Steuerung voreingestellt wird, und Bestimmen, durch die Steuerung, dass das Fahrmuster ein erstes Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert der Absolutwerte der Geschwindigkeitsänderungen größer als der erste Referenzwert ist, umfasst; Einstellen, durch die Steuerung, einer Bedingung für eine Aktivierung eines Leerlaufstopps einer Brennstoffzelle auf der Grundlage eines Fahrmusters eines Fahrers, das in der Bestimmung des Fahrmusters bestimmt wird; und Stoppen, durch die Steuerung, der Erzeugung von elektrischer Energie der Brennstoffzelle, wenn die Bedingung zur Aktivierung des Leerlaufstopps erfüllt wird.
Die Bestimmung des Fahrmusters kann umfassen: Erhalten, durch die Steuerung, eines Durchschnittswerts/Mittelwertes von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren mit Beschleunigung oder Fahren mit Verzögerung; Vergleichen, durch die Steuerung, des Mittelwertes mit einem ersten Referenzwert, der voreingestellt wird; und Bestimmen, durch die Steuerung, dass das Fahrmuster ein erstes Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert größer als der erste Referenzwert ist.
Zusätzlich kann die Bestimmung des Fahrmusters umfassen: Erhalten, durch die Steuerung, eines Mittelwerts von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren mit Beschleunigung oder Fahren mit Verzögerung; Vergleichen des Mittelwerts mit einem ersten Referenzwert, der voreingestellt wird, durch die Steuerung, und einem zweiten Referenzwert, der kleiner als der erste Referenzwert ist; und Bestimmen, durch die Steuerung, dass das Fahrmuster ein erstes Fahrtmuster ist, wenn der Mittelwert größer als der erste Referenzwert ist, und ein zweites Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert gleich oder kleiner als der erste Referenzwert ist und größer als der zweite Referenzwert ist.
Das Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs kann ferner umfassen ein Bestimmen, durch die Steuerung, dass das Fahrmuster ein drittes Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert gleich oder kleiner als der zweite Referenzwert ist.
Zusätzlich kann das Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs ferner umfassen ein Durchführen des Folgenden nach dem Erhalten des Mittelwerts der Absolutwerte: Vergleichen, durch die Steuerung, des Mittelwertes der Absolutwerte der Geschwindigkeitsänderungen mit dem ersten Referenzwert, der, durch die Steuerung, voreingestellt wird, und einem zweiten Referenzwert, der kleiner als der erste Referenzwert ist; und Bestimmen, durch die Steuerung, dass das Fahrmuster das erste Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert der Absolutwerte der Geschwindigkeitsänderungen größer als der erste Referenzwert ist, und ein zweites Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert der Absolutwerte der Geschwindigkeitsänderungen gleich oder kleiner als der erste Referenzwert ist und größer als der zweite Referenzwert ist.
Das Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs kann umfassen: Bestimmen, durch die Steuerung, dass das Fahrmuster ein drittes Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert der Absolutwerte der Geschwindigkeitsänderungen gleich oder kleiner als der zweite Referenzwert ist. Das Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs kann ferner umfassen: Einstellen/Festlegen, durch die Steuerung, einer Mehrzahl von Ladezustands- (state of charge - SOC) Referenzwerten und einer Mehrzahl von erforderlichen Drehmomentreferenzwerten für ein jeweiliges Fahrmuster des Fahrers; und Einstellen/Festlegen, durch die Steuerung, einer Bedingung, bei der ein gegenwärtiger SOC einer Batterie in einem Fahrzeug größer ist als ein SOC-Referenzwert für das Fahrmuster, das bestimmt wird, und bei der ein gegenwärtiges erforderliches Drehmoment kleiner ist als ein erforderlicher Drehmomentreferenzwert für das Fahrmuster, das bestimmt wird, als eine Bedingung zur Aktivierung eines Leerlaufstopps.
Darüber hinaus kann das Verfahren ein Durchführen des Folgenden umfassen, nachdem der Leerlaufstopp aktiviert ist: Einstellen/Festlegen, durch die Steuerung, einer Bedingung zur Deaktivierung des Leerlaufstopps unter Verwendung des bestimmten Fahrmusters; und Deaktivieren, durch die Steuerung, des Leerlaufstopps, um zu bewirken/veranlassen, dass die Brennstoffzelle elektrische Energie erzeugt, wenn die Bedingung zur Deaktivierung des Leerlaufstopps erfüllt wird. Zusätzlich kann eine Mehrzahl von SOC-Referenzwerten, die einer Mehrzahl von Fahrmustern entspricht, eingestellt/festgelegt werden, wobei die Steuerung eingerichtet sein kann, um eine Bedingung, bei der ein gegenwärtiger SOC-Wert einer Batterie kleiner ist als ein SOC-Referenzwert, der dem bestimmten Fahrmuster entspricht, als die Bedingung zur Deaktivierung des Leerlaufstopps einzustellen/festzulegen.
Das Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs kann ferner umfassen: Einstellen/Festlegen, durch die Steuerung, einer Mehrzahl von erforderlichen Drehmomentreferenzwerten, die einer Mehrzahl von Fahrmustern entspricht, wobei die Steuerung eingerichtet sein kann, um eine Bedingung, bei der ein gegenwärtiges erforderliches Drehmoment eines Fahrzeugs größer ist als ein erforderlicher Drehmomentreferenzwert, der dem bestimmten Fahrmuster entspricht, als die Bedingung zur Deaktivierung des Leerlaufstopps einzustellen/festzulegen. Das Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs kann ferner das Folgende durchführen, nachdem das Bestimmen des Fahrmusters des Fahrers durchgeführt ist: Speichern in einer Speichereinheit eines Fahrmusters, das zum Zeitpunkt eines Ausschaltens einer Brennkraftmaschine bestimmt wird; Erkennen eines Neustarts eines Fahrzeugs durch Bestimmen, durch die Steuerung, des Fahrmusters unter Verwendung von Fahrinformationen einschließlich Beschleunigungsinformationen oder Verzögerungsinformationen des Fahrzeugs, nachdem eine Brennkraftmaschine des Fahrzeugs ausgeschaltet/abgestellt ist, dann die Brennkraftmaschine des Fahrzeugs neu gestartet werden kann und sich das Fahrzeug schließlich für eine vorgegebene Zeitdauer bewegen kann; und Einstellen/Festlegen eines Neustarts durch Einstellen/Festlegen, durch die Steuerung, einer Bedingung zur Aktivierung des Leerlaufstopps des Fahrzeugs auf der Grundlage des in der Speichereinheit gespeicherten Fahrmusters, wenn die Steuerung versagt, das Fahrmuster in der Erkennung des Neustarts zu bestimmen.
Das Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs kann ferner das Folgende durchführen, nachdem die Erkennung des Neustarts durchgeführt ist: Löschen, durch die Steuerung, des in der Speichereinheit gespeicherten Fahrmusters durch das Speichern des Fahrmusters, wenn die Steuerung die Bestimmung des Fahrmusters beendet, wobei in dem Einstellen/Festlegen des Neustarts die Steuerung eingerichtet sein kann, um die Bedingung zur Aktivierung des Leerlaufstopps unter Verwendung des während der Erkennung des Neustarts bestimmten Fahrmusters einzustellen/festzulegen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann ein System zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs umfassen: eine Beschleunigungs-und-Verzögerungs-Informationserfassungseinheit, die eingerichtet ist, um Beschleunigungsinformationen und Verzögerungsinformationen eines Fahrzeugs zu erfassen/erlangen; und eine Steuerung, die eingerichtet ist, um ein Fahrmuster eines Fahrers unter Verwendung der erfassten Beschleunigungsinformationen und Verzögerungsinformationen zu bestimmen, eine Bedingung zur Aktivierung eines Leerlaufstopps einer Brennstoffzelle unter Verwendung des bestimmen Fahrmusters einzustellen/festzulegen und eine Erzeugung von Energie der Brennstoffzelle zu stoppen, wenn die Bedingung zur Aktivierung des Leerlaufstopps erfüllt wird, um einen Mittelwert von Absolutwerten von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren mit Beschleunigung und Verzögerung zu erhalten, den Mittelwert der Absolutwerte der Geschwindigkeitsänderungen mit einem ersten Referenzwert, der durch die Steuerung voreingestellt wird, zu vergleichen; und zu bestimmen, dass das Fahrmuster ein erstes Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert der Absolutwerte der Geschwindigkeitsänderungen größer als der erste Referenzwert ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die folgenden Vorteile erzielt.
Erstens kann es möglich sein, verschiedene Betriebsmodi eines Brennstoffzellenfahrzeugs einzustellen, indem ein Fahrmuster eines Fahrers bestimmt wird. Demzufolge kann es möglich sein, ein Fahrzeug auf der Grundlage des Fahrmusters effektiver zu betreiben.
Zweitens, wenn ein Fahrmuster keine häufige schnelle Beschleunigung umfasst, kann ein Verhältnis eines Leerlaufstoppmodus unter den Betriebsmodi eines Fahrzeugs erhöht werden, um die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs zu verbessern.
Drittens, wenn ein Fahrmuster eine häufige schnelle Beschleunigung umfasst, wird ein Verhältnis eines Leerlaufstoppmodus verringert, um das Ansprechverhalten des Fahrzeugs zu verbessern.
Figurenliste
Die obigen und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser ersichtlich. In den Figuren zeigen:

1 ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ein Flussdiagramm, das einen Fahrmuster-Bestimmungsschritt gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt; und
3 ein Blockdiagramm, das ein System zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es versteht sich, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z.B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffgetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
Obwohl das Ausführungsbeispiel derart beschrieben wird, dass es eine Mehrzahl von Einheiten verwendet, um den beispielhaften Prozess durchzuführen, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse ebenfalls durch ein oder eine Mehrzahl von Modulen durchgeführt werden können. Darüber hinaus versteht es sich, dass sich der Ausdruck Steuerung/Steuereinheit auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist eingerichtet, um die Module zu speichern, und der Prozessor ist insbesondere eingerichtet, um die besagten Module auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, die weiter unten beschrieben werden.
Die hierin verwendete Terminologie ist zum Zwecke der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen vorgesehen und ist nicht dazu bestimmt, die Erfindung einzuschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen „ein“, „eine/einer“ und „der/die/das“ dazu vorgesehen, dass sie ebenso die Pluralformen umfassen, wenn aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Es versteht sich ferner, dass die Ausdrücke „aufweisen“ und/oder „aufweisend“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten beschreiben, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einen oder mehreren Merkmalen, Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck „und/oder“ jede und sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgeführten Elemente.
Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich, wird der Begriff „ungefähr“, wie er hierin verwendet wird, derart verstanden, dass er innerhalb eines Bereichs mit normgemäßer Toleranz im Stand der Technik liegt, zum Beispiel innerhalb 2 Standardabweichungen der Mittelwerte. „Ungefähr“ kann derart verstanden werden, dass es innerhalb 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Werts liegt. Soweit es sich nicht anderweitig aus dem Kontext ergibt, werden alle hierin bereitgestellten numerischen Werte durch den Begriff „ungefähr“ verändert.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Wie in 1 beschrieben, umfasst ein erster Schritt eines Verfahrens zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Bestimmen, durch eine Steuerung 100, eines Fahrmusters eines Fahrers auf der Grundlage von Fahrinformationen einschließlich Beschleunigungs- und Verzögerungsinformationen eines Fahrzeugs (S100). Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, verschiedene Bedingungen zur Aktivierung und Deaktivierung eines Leerlaufstoppmodus eines Fahrzeugs auf der Grundlage des Fahrmusters einzustellen. Das Fahrmuster wird in Schritt S100 bestimmt. Details von Schritt S100 zum Bestimmen eines Fahrmusters werden unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
Das Fahrmuster eines Fahrers kann auf verschiedene Weise bestimmt werden. Zum Beispiel kann ein Fahrer Informationen in Bezug auf ein Fahrmuster in die Steuerung 100 eingegeben. Alternativ kann das Fahrmuster abgeleitet werden von Fahrinformationen, die automatisch aufgezeichnet oder gespeichert werden, wenn ein Fahrer ein Fahrzeug fährt. 2 stellt ein Verfahren zum Ableiten von Fahrinformationen des Fahrers von Fahrinformationen dar. Insbesondere können die Fahrinformationen Beschleunigungsinformationen oder Verzögerungsinformationen eines Fahrzeugs sein, da Beschleunigungsinformationen oder Verzögerungsinformationen eines Fahrzeugs einen Faktor darstellen, der verwendet wird, um Fahrgewohnheiten eines Fahrers zu bestimmen. Ein aggressiver Fahrer kann eine rasche Geschwindigkeitsänderung in seinen Fahrgewohnheiten aufzeigen, wodurch häufig eine rapide Beschleunigung und rasante Verzögerung durchgeführt werden (z.B. häufige Betätigung eines Gaspedals und Bremspedals). Ein behutsamer Fahrer wird keine rasche Geschwindigkeitsänderung beim Fahren aufzeigen (z.B. weniger häufige Betätigung und Lösen/Loslassen des Gas- beziehungsweise Bremspedals).
Insbesondere kann die Steuerung 100 eingerichtet sein, um Fahrgewohnheiten oder ein Fahrmuster eines Fahrers unter Verwendung von Beschleunigungsinformationen und Verzögerungsinformationen zu bestimmen. Dieses Verfahren wird im Folgenden näher beschrieben. Insbesondere kann die Steuerung 100 zunächst eingerichtet sein, um den Mittelwert von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Beschleunigung und den Mittelwert von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Verzögerung zu berechnen (Schritt S600). Ferner kann der Mittelwert von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Beschleunigung oder der Mittelwert von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Verzögerung mit einem ersten Referenzwert, der voreingestellt wird, verglichen werden (Schritt S630). Wenn der Mittelwert von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Beschleunigung oder ein Fahren bei Verzögerung größer als der erste Referenzwert ist, kann die Steuerung 100 eingerichtet sein, um zu bestimmen, dass das Fahrmuster ein erstes Fahrmuster ist (Schritt S660).
Der Beschleunigungs-und-Verzögerungs-Informationserfassungsschritt S600 kann ein Erhalten des Mittelwertes von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Beschleunigung oder ein Fahren bei Verzögerung umfassen. Der Mittelwert von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Beschleunigung oder ein Fahren bei Verzögerung kann auf verschiedene Weise erhalten werden. Zum Beispiel kann ein Sensor, der eingerichtet ist, um die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs zu erfassen, eingerichtet sein, um Beschleunigungsinformationen oder Verzögerungsinformationen eines Fahrzeugs von der Steuerung 100 zu empfangen und den Mittelwert der empfangenen Werte zu berechnen. Alternativ kann die Steuerung 100 eingerichtet sein, um den Mittelwert von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Beschleunigung oder ein Fahren bei Verzögerung auf der Grundlage eines Betätigungsgrades eines Bremspedals oder eines Gaspedals zu berechnen (z.B. das Ausmaß des Drucks, der auf ein Gaspedal oder ein Bremspedal ausgeübt wird).
Der in Schritt S600 erhaltene Mittelwert von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Beschleunigung oder ein Fahren bei Verzögerung kann mit dem ersten Referenzwert in Schritt S630 verglichen werden. Wenn der Mittelwert größer als der erste Referenzwert ist, kann bestimmt werden, dass das Fahrmuster das erste Fahrmuster ist. Der erste Referenzwert kann auf der Grundlage des Mittelwerts von Geschwindigkeitsänderungen beim Fahren bei Beschleunigung oder ein Fahren bei Verzögerung eines aggressiven Fahrers bestimmt werden. Der erste Referenzwert kann auf der Grundlage eines Fahrzeugtyps und eines Fahrzeugzustandes variieren. Da aggressive Fahrer häufig ein Fahren bei Beschleunigung oder ein Fahren bei Verzögerung durchführen, kann der Mittelwert von Geschwindigkeitsänderungen für ein durch aggressive Fahrer durchgeführtes Fahren bei Beschleunigung oder Fahren bei Verzögerung wesentlich sein. Demzufolge kann der erste Referenzwert derart bestimmt werden, dass er ein großer Wert ist. Zum Beispiel kann der erste Referenzwert für diese Fahrer auf ungefähr 20 km/h/s eingestellt werden.
Wenn in Schritt S630 bestimmt wird, dass der Mittelwert von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Beschleunigung oder ein Fahren bei Verzögerung größer als der erste Referenzwert ist, kann in Schritt S660 bestimmt werden, dass das Fahrmuster das erste Fahrmuster ist. Insbesondere kann das erste Fahrmuster das Fahrmuster von aggressiven Fahrern angegeben. Der erste Referenzwert kann ein Referenzwert sein, der verwendet wird, um zu bestimmen, ob ein Fahrer häufig eine rasche/sprunghafte Beschleunigung oder Verzögerung durchführt. Wenn der Mittelwert der von einem Fahrer ausgeführten Geschwindigkeitsänderungen den ersten Referenzwert überschreitet, kann der Fahrer als ein aggressiver Fahrer betrachtet werden.
Ferner kann in Schritt S630 bestimmt werden, dass der Mittelwert für ein Fahren bei Beschleunigung oder ein Fahren bei Verzögerung gleich oder kleiner als 1 ist. Mit anderen Worten weisen Fahrgewohnheiten eines Fahrers keine häufige Beschleunigung oder Verzögerung auf. Demzufolge können die Fahrmuster weiter in ein Fahrmuster eines behutsamen Fahrers oder ein Fahrmuster eines durchschnittlichen Fahrers kategorisiert werden, und somit kann die Steuerung einer Brennstoffzelle auf der Grundlage von Eigenschaften eines Fahrers durchgeführt werden, um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern. Insbesondere kann das folgende Steuerverfahren durchgeführt werden.
Zunächst kann der in Schritt S600 erhaltene Mittelwert von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Beschleunigung oder ein Fahren bei Verzögerung mit einem ersten Referenzwert oder einem zweiten Referenzwert, der kleiner als der erste Referenzwert ist, in Schritt S630 vergleichen werden. Wenn der Mittelwert der Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Beschleunigung oder ein Fahren bei Verzögerung größer als der erste Referenzwert ist, kann die Steuerung 100 eingerichtet sein, um zu bestimmen, dass das Fahrmuster ein erstes Fahrmuster ist. Wenn der Mittelwert der Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Beschleunigung oder ein Fahren bei Verzögerung gleich oder kleiner als der erste Referenzwert ist und größer als der zweite Referenzwert ist, kann in Schritt S660 bestimmt werden, dass das Fahrmuster ein zweites Fahrmuster ist. Ferner, wenn der Mittelwert der Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Beschleunigung oder ein Fahren bei Verzögerung gleich oder kleiner als der zweite Referenzwert ist, kann bestimmt werden, dass das Fahrmuster ein drittes Fahrmuster ist.
Da die gesamte Verarbeitung dieses Verfahrens fast die gleiche wie in dem vorherigen Verfahren ist, in dem das Fahrmuster des Fahrers kategorisiert wird, indem nur mit dem ersten Referenzwert vergleichen wird, werden die gleichen Prozesse nicht wiederholt genau beschrieben. Die Unterschiede zwischen dem vorherigen Verfahren und dem vorliegenden Verfahren werden beschrieben. Insbesondere kann der zweite Referenzwert ein Wert sein, der kleiner als der erste Referenzwert ist und kann verwendet werden, um zwischen behutsamen Fahrern und durchschnittlichen Fahrern zu unterscheiden. Der zweite Referenzwert kann ebenfalls wie bei dem ersten Referenzwert auf der Grundlage eines Fahrzeugtyps und Zustandes eines Fahrzeugs variieren. Wenn der erste Referenzwert in etwa auf 20 km/h/s eingestellt wird, kann der zweite Referenzwert zum Beispiel auf ungefähr 10 km/h/s eingestellt werden.
Da bestimmt werden kann, dass das Fahrmuster das zweite Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert der Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Beschleunigung oder ein Fahren bei Verzögerung gleich oder kleiner als der erste Referenzwert ist, aber größer als der zweite Referenzwert ist, kann das zweite Fahrmuster einen durchschnittlichen Fahrer angeben, der behutsamer als aggressive Fahrer mit dem ersten Fahrmuster ist (z.B. häufige Betätigung und häufiges Lösen/Loslassen eines Gas- beziehungsweise Bremspedals). Wenn der Mittelwert der Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Beschleunigung oder ein Fahren bei Verzögerung gleich oder kleiner als der zweite Referenzwert ist, kann dies einen Fahrer angeben, der selten eine rasche Beschleunigung oder Verzögerung beim Fahren durchführt. Demzufolge kann der Fahrer als ein behutsamer Fahrer betrachtet werden. Mit anderen Worten kann das dritte Fahrmuster einen behutsamen Fahrer beim Fahren angeben.
Vorstehend ist das Verfahren zum Berechnen des Mittelwertes der Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Beschleunigung oder ein Fahren bei Verzögerung in Schritt S600 und Vergleichen des Mittelwertes mit dem ersten Referenzwert und dem zweiten Referenzwert beschrieben worden. Jedoch kann weiter ein anderes Verfahren berücksichtigt werden. Mit anderen Worten gibt eine Geschwindigkeitsänderung beim Fahren mit Beschleunigung eine Zunahme der Geschwindigkeit an und somit weist eine Geschwindigkeitsänderung für ein Fahren mit Beschleunigung einen positiven Wert auf. Umgekehrt gibt eine Geschwindigkeitsänderung beim Fahren mit Verzögerung eine Abnahme der Geschwindigkeit an und somit weist eine Geschwindigkeitsänderung für ein Fahren mit Verzögerung einen negativen Wert auf. Wenn ein Fahrzeug abwechselnd beschleunigt und verzögert, und wenn die Werte der Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Beschleunigung oder ein Fahren bei Verzögerung kollektiv berechnet werden, um den Mittelwert der Geschwindigkeitsänderungen zu erhalten, können positive Werte der Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren mit Beschleunigung und negative Werte für ein Fahren mit Verzögerung ausgeglichen werden, wodurch ein im Wesentlichen großer Mittelwert erzeugt wird.
Demzufolge kann gemäß dem oben beschriebenen Verfahren der Mittelwert der Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren mit Beschleunigung und der Mittelwert der Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren mit Verzögerung separat berechnet werden. Jedoch macht dieses Verfahren den Steuerprozess kompliziert und kann Fehler in der Steuerung einer Brennstoffzelle verursachen, da die Steuerung 100 verschiedene Prozesse für ein Fahren bei Beschleunigung und Fahren bei Verzögerung durchführen muss. Demzufolge schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen eines Fahrmusters des Fahrers ohne Unterscheiden zwischen einem Fahren bei Beschleunigung oder ein Fahren bei Verzögerung vor, und dieses Verfahren wird unter Bezugnahme auf Schritt S600 von 2 beschrieben, wobei der Mittelwert von Absolutwerten der Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Beschleunigung oder ein Fahren bei Verzögerung erhalten wird.
Wenn die Werte einer Geschwindigkeitsänderung für ein Fahren bei Beschleunigung oder ein Fahren bei Verzögerung in Absolutwerten ausgedrückt werden, sind die Werte der Geschwindigkeitsänderungen sowohl für ein Fahren bei Beschleunigung als auch ein Fahren bei Verzögerung positiv. Insbesondere, wenn die Werte der Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Beschleunigung und die Werte der Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Verzögerung kollektiv berechnet werden, um einen Mittelwert zu erzeugen, werden die Werte der Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Beschleunigung und die Werte der Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren bei Verzögerung nicht ausgeglichen. Demzufolge beseitigt das Verfahren die Notwendigkeit, die Mittelwerte für ein Fahren bei Beschleunigung und ein Fahren bei Verzögerung separat zu berechnen. Mit anderen Worten ist der Prozess ein vereinfachtes Verfahren zum Erhalten von Beschleunigungs- und Verzögerungsinformationen, die ein Kriterium darstellen, um die Fahrmuster der Fahrer unter den ersten bis dritten Fahrmustern zu unterscheiden.
Anschließend werden gemäß dem vorliegenden Verfahren die gleichen Schritte wie Schritt S630 (Vergleichsschritt) und Schritt S660 (Bestimmungsschritt des Fahrmusters des Fahrers) wie oben beschrieben durchgeführt. Mit anderen Worten kann der erhaltene Mittelwert mit einem ersten Referenzwert und einem zweiten Referenzwert verglichen werden und dann kann gemäß den Vergleichsergebnissen bestimmt werden, dass das Fahrmuster ein erstes Fahrmuster, ein zweites Fahrmuster oder ein drittes Fahrmuster ist. Nachdem das Fahrmuster auf der Grundlage der Beschleunigungs- und Verzögerungsinformationen, die in irgendeiner Weise unter den oben beschriebenen Möglichkeiten/Verfahren erhalten werden, bestimmt wird, kann eine Bedingung zur Aktivierung eines Leerlaufstopps durch die Steuerung 100 eingestellt werden (S200). Ferner kann die Energieerzeugung einer Brennstoffzelle eines Fahrzeugs durch die Steuerung 100 gestoppt werden, wenn die Bedingung zur Aktivierung eines Leerlaufstopps einer Brennstoffzelle erfüllt wird (S250).
Zusätzlich kann ein Vorbereitungsschritt S150 zwischen dem Bestimmungsschritt des Fahrmusters des Fahrers S100 und dem Leerlaufstoppaktivierungs-Bedingungseinstellungsschritt S200, wie in 1 dargestellt, ausgeführt werden. Insbesondere kann der Vorbereitungsschritt S150 ein Einstellen/Festlegen einen Referenzwert für einen Ladezustand (state of charge - SOC) (im Folgenden als SOC-Referenzwert bezeichnet) und einen Referenzwert für ein erforderliches Drehmoment (im Folgenden als „erforderlicher Drehmomentreferenzwert“ bezeichnet) für jede Art von Fahrmuster umfassen. Mit anderen Worten können die bestimmten SOC-Referenzwerte und erforderlichen Drehmomentreferenzwerte für das erste Fahrmuster, das zweite Fahrmuster und das dritte Fahrmuster in dem Vorbereitungsschritt S150 eingestellt werden. Das Einstellen der SOC-Referenzwerte und der erforderlichen Drehmomentreferenzwerte für die Fahrmuster stellen Faktoren dar, um eine Aktivierung eines Leerlaufstopps für ein Brennstoffzellenfahrzeug zu bestimmen.
Ein Leerlaufstopp ist eine Technologie, um die Effizienz eines Systems eines Brennstoffzellenfahrzeugs zu verbessern. Diese Technologie stoppt einen Betrieb einer Brennstoffzelle, wenn eine geforderte Ausgangsleistung für ein Fahrzeug unzureichend ist und wenn ein Fahrzeug in einem Elektrofahrzeug-(electric vehicle - EV) Modus gefahren/angetrieben wird. Demzufolge umfassen Faktoren zum Bestimmen einer Aktivierung eines Leerlaufstopps ein erforderliches Drehmoment. Ferner kann der SOC einer Hochspannungsbatterie bestimmt werden, da eine Hochspannungsbatterie in einem vollständig entladenen Zustand sein kann, wenn der SOC extrem niedrig ist. In diesem Zustand wird eine Brennstoffzelle betrieben, um die Hochspannungsbatterie zu laden. Demzufolge können SOC-Referenzwerte und erforderliche Drehmomentreferenzwerte auf der Grundlage der bestimmten Fahrmuster als Faktoren eingestellt werden, um eine Aktivierung eines Leerlaufstopps zu bestimmen. Der SOC-Referenzwert und der erforderliche Drehmomentreferenzwert können basierend auf der Leistung/Leistungsverhalten und dem Fahrzeugtyp variieren. Der SOC-Referenzwert und der erforderliche Drehmomentreferenzwert können jedoch auch von den bestimmten Fahrmustern abhängig sein. Wenn das bestimmte Fahrmuster ein Fahrmuster eines aggressiven Fahrers ist, kann ein Verhältnis eines Leerlaufstoppmodus verringert werden, um das Ansprechverhalten des Fahrzeugs zu verbessern. Insbesondere, wenn es erforderlich ist, Anforderungen für eine Aktivierung eines Leerlaufstopps zu erhöhen, kann der SOC-Referenzwert derart eingestellt werden, so dass er hoch ist, und der erforderliche Drehmomentreferenzwert kann derart eingestellt werden, so dass er niedrig ist. Umgekehrt, wenn ein Fahrer ein behutsamer Fahrer ist, der vorsichtig fährt, wird der SOC-Referenzwert derart eingestellt, so dass er niedrig ist, und der erforderliche Drehmomentreferenzwert wird derart eingestellt, so dass er hoch ist.
Darüber hinaus kann, wie in 1 dargestellt, der Leerlaufstoppaktivierungs-Bedingungseinstellungsschritt S200 durchgeführt werden. Insbesondere wenn ein gegenwärtiger SOC einer Batterie eines Fahrzeugs größer als der SOC-Referenzwert ist, der dem bestimmten Fahrmuster entspricht, und wenn ein derzeitiges erforderliches Drehmoment eines Fahrzeugs kleiner als der erforderliche Drehmomentreferenzwert ist, können solche Bereiche des SOC und des erforderlichen Drehmoments als Bedingungen für eine Aktivierung eines Leerlaufstopps eingestellt werden.
Mit anderen Worten können der SOC-Referenzwert und der erforderliche Drehmomentreferenzwert als Bedingungen für eine Aktivierung eines Leerlaufstopps eingestellt werden. Da ein Leerlaufstopp aktiviert wird, wenn eine Hochspannungsbatterie ausreichend geladen ist und eine von einem Fahrer geforderte Ausgangsleistung ausreichend niedrig ist, können gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung die Bedingungen für eine Aktivierung eines Leerlaufstopps eingestellt werden, wobei ein derzeitiger Batterie-SOC größer als der SOC-Referenzwert ist und ein derzeitiger erforderlicher Drehmomentreferenzwert kleiner als der erforderliche Drehmomentreferenzwert ist. Ferner kann ein Leerlaufstopp aktiviert werden, wenn beide Anforderungen, der derzeitige Batterie-SOC und das derzeitige erforderliche Drehmoment, erfüllt werden. Demzufolge kann eine UND-Operation zwischen den Bedingungen des SOC-Referenzwerts und des erforderlichen Drehmomentreferenzwerts durchgeführt werden, um zu bestimmen, ob ein Leerlaufstopp aktiviert werden soll. Mit anderen Worten kann, wenn beide Anforderungen, der SOC und das erforderliche Drehmoment, erfüllt werden, ein Fahrzeug einem Leerlaufstopp unterzogen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann es möglich sein, eine Bedingung zur Deaktivierung eines Leerlaufstopps gemäß dem Fahrmuster sowie eine Bedingung zur Aktivierung eines Leerlaufstopps gemäß dem Fahrmuster einzustellen. Daher hat die vorliegende Erfindung eine Verbesserung der Kraftstoffeffizienz durch Verbesserungen des Fahrzeugansprechverhaltens und der Beschleunigungsleistung eines Brennstoffzellenfahrzeugs zum Ziel.
Der Prozess zum Einstellen einer Bedingung zur Deaktivierung eines Leerlaufstopps kann umfassen ein Einstellen, durch die Steuerung 100, einer Bedingung zur Deaktivierung eines Leerlaufstopps einer Brennstoffzelle auf der Grundlage des Fahrmusters (S300) und einen Leerlaufstopp-Deaktivierungsschritt S350, in dem die Steuerung 100 bewirkt, dass die Leistungserzeugung einer Brennstoffzelle gestartet wird, wenn die Bedingung für eine Deaktivierung eines Leerlaufstopps erfüllt wird.
Der Leerlaufstoppdeaktivierungs-Bedingungseinstellungsschritt ist fast derselbe wie der Leerlaufstoppaktivierungs-Bedingungseinstellungsschritt mit Ausnahme eines Verfahrens zum Einstellen einer Bedingung. Der Deaktivierungsbedingungseinstellungsschritt kann eingerichtet sein, um eine ODER-Operation zwischen den Anforderungen eines SOC und eines erforderlichen Drehmoments durchzuführen. Demzufolge müssen sowohl ein SOC-Referenzwert als auch ein erforderlicher Drehmomentreferenzwert nicht für jedes Fahrmuster eingestellt werden. Mit anderen Worten kann in jedem Fall, wo eine Hochspannungsbatterie ein Laden während des Leerlaufstoppbetriebs erfordert oder ob eine geforderte Ausgangsleistung eines Fahrzeugs hoch ist, der Leerlaufstopp deaktiviert werden. Demzufolge kann das Einstellen eines SOC-Referenzwerts und das Einstellen eines erforderlichen Drehmomentreferenzwerts separat durchgeführt werden. Jedoch kann in dem Deaktivierungsbedingungseinstellungsschritt entweder der SOC-Referenzwert oder der erforderliche Drehmomentreferenzwert basierend auf der Leistung/Leistungsverhalten und dem Fahrzeugtyp wie der SOC-Referenzwert und der erforderliche Drehmomentreferenzwert, die in dem Vorbereitungsschritt des Aktivierungsbedingungseinstellungsschritt eingestellt werden, variieren. Die Erhöhung der Aggressivität einer Eigenschaft/Charakteristik eines Fahrers kann dann eine Erhöhung des SOC-Referenzwerts und eine Verringerung des erforderlichen Drehmomentreferenzwerts verursachen.
Beim Einstellen einer Bedingung zur Deaktivierung eines Leerlaufstopps unter Verwendung eines SOC-Referenzwerts kann eine Leerlaufstoppdeaktivierungsbedingung eine Bedingung sein, bei der der SOC einer Batterie kleiner als der SOC-Referenzwert ist, der auf der Grundlage des bestimmten Fahrmusters eingestellt wird. Wenn der SOC der Batterie kleiner als der SOC-Referenzwert ist, besteht die Möglichkeit, dass eine Batterie vollständig entladen wird. Insbesondere kann es notwendig sein, einen Leerlaufstoppmodus aufzuheben, um zu verhindern, dass die Batterie vollständig entladen wird.
Zusätzlich, wenn der erforderliche Drehmomentreferenzwert verwendet wird, kann eine Leerlaufstoppdeaktivierungsbedingung eine Bedingung sein, bei der das erforderliche Drehmoment eines Fahrzeugs größer als der erforderliche Drehmomentreferenzwert ist, der auf der Grundlage des bestimmten Fahrmusters eingestellt wird. Insbesondere kann dieser Zustand einen Zustand angeben, in dem ein Fahrer die Absicht hat, mit einer hohen Antriebsleistung zu fahren. Demzufolge kann es notwendig sein, eine Brennstoffzelle derart zu betreiben, um die hohe Leistung zu erzeugen, was eine Freigabe/Aufhebung eines Leerlaufstoppmodus erfordert. Mit anderen Worten kann es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich sein, die Bedingung zur Aktivierung oder Deaktivierung eines Leerlaufstopps auf der Grundlage des Fahrmusters einzustellen/anzupassen. Demzufolge kann ein aggressiver Fahrer einen Vorteil eines verbesserten Ansprechverhaltens eines Fahrzeugs genießen und ein behutsamer Fahrer kann einen Vorteil einer verbesserten Kraftstoffeffizienz genießen.
Wenn es aus irgendwelchen Gründen, beispielsweise ein Betriebsfehler der Steuerung 100, wie in 1 dargestellt, nicht möglich ist, das Fahrmuster zu bestimmen, können die folgenden Schritte durchgeführt werden: ein Fahrmuster des Fahrers, das bestimmt wird, wenn eine Brennkraftmaschine (Motor) eines Fahrzeugs abgestellt wird, kann in einer Speichereinheit gespeichert werden (S430); und ein Fahrmuster des Fahrers kann auf der Grundlage von Fahrinformationen einschließlich Beschleunigungs- und Verzögerungsinformationen eines Fahrzeugs bestimmt werden, wenn das Fahrzeug für eine vorgegebene Zeitdauer kontinuierlich fährt, nachdem das Fahrzeug neu gestartet wird (S460).
Insbesondere kann das Fahrmuster, das bestimmt wird, bevor eine Brennkraftmaschine abgestellt wird, in der Speichereinheit gespeichert werden. Wie oben beschrieben, wenn ein Fahrmuster eines Fahrers durch die Steuerung 100 beim Neustarten eines Fahrzeugs nicht bestimmt werden kann, kann das in der Speichereinheit gespeicherte Fahrmuster verwendet werden. Die Speichereinheit kann ein dedizierter Speicher sein, der separat von der Steuerung 100 vorgesehen ist, und kann eingerichtet sein, um Informationen in Bezug auf das Fahrmuster eines Fahrers zu speichern. Alternativ ist die Speichereinheit keine separate Speichereinheit, sondern kann ein innerhalb der Steuerung 100 vorgesehener Speicherbereich sein, da die Datenmenge eines Fahrmusters nicht groß ist.
Wenn ein Fahrmuster des Fahrers, das vor einem Abstellen einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs bestimmt wird, in der Speichereinheit gespeichert wird, kann das Fahrmuster für eine vorgegebene Zeitdauer nach einem Neustarten des Fahrzeugs durch den Neustarterkennungsschritt S460 bestimmt werden. Die vorgegebene Zeitdauer, die zum Bestimmen eines Fahrmusters des Fahrers erforderlich ist, kann basierend auf einem Fahrzeugtyp und Fahrgewohnheiten variieren. Jedoch ist gemäß der vorliegenden Erfindung, da das Fahrmuster auf der Grundlage von Fahrinformationen einschließlich Informationen in Bezug auf ein Fahren bei Beschleunigung und Verzögerung eines Fahrzeugs bestimmt werden kann, eine Zeitdauer, während der eine Brennkraftmaschine angelassen/gestartet ist und sich ein Fahrzeug nicht bewegt, nicht in der vorgegebenen Zeitdauer umfasst.
In ausreichender Zeit, während der ein Fahrmuster des Fahrers durch die Steuerung 100 bestimmt werden kann, nachdem sich ein Fahrzeug bewegt, kann bestimmt werden, ob die Steuerung 100 beim Bestimmen des Fahrmusters erfolgreich ist (S500). Insbesondere in Erwiderung auf ein Bestimmen eines Fehlers des Fahrmusters, wie in 1 dargestellt, kann eine Bedingung zum Einsatz eines Leerlaufstopps auf der Grundlage des in der Speichereinheit gespeicherten Fahrmusters eingestellt werden (S530). Demzufolge, auch wenn die Steuerung 100 bei der Bestimmung des Fahrmusters nach einem Neustarten eines Fahrzeugs versagt, kann der Betrieb eines Fahrzeugs auf der Grundlage des in der Speichereinheit gespeicherten Fahrmusters in geeigneter Weise durchgeführt werden.
Wenn bestimmt wird, dass das Fahrmuster in Schritt S500 erfolgreich bestimmt worden ist, wie in 1 dargestellt, kann das in der Speichereinheit gespeicherte Fahrmuster in Schritt S560 gelöscht werden. Ferner kann der Aktivierungsbedingungseinstellungsschritt S200, bei dem eine Bedingung zur Aktivierung eines Leerlaufstopps eingestellt wird auf der Grundlage des Fahrmusters, das in dem Neustarterkennungsschritt bestimmt wird, durchgeführt werden. Wenn das Fahrmuster erfolgreich bestimmt wird, ist es nicht erforderlich, dass das Fahrmuster länger in der Speichereinheit gespeichert wird. Demzufolge kann das vorher bestimmte Fahrmuster des Fahrers in dem Löschschritt S560 gelöscht werden. Dann kann der Prozess zu dem Aktivierungsbedingungseinstellungsschritt S200 zurückkehren und die Steuerung 100 kann eingerichtet sein, um Bedingungen zur Aktivierung und Deaktivierung eines Leerlaufstopps auf der Grundlage eines neu bestimmten Fahrmusters eines Fahrers einzustellen.
Wie oben beschrieben, kann es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich sein, Informationen eines Fahrmusters bei jedem Neustart eines Fahrzeugs zu erneuern und das aktualisierte Fahrmuster beim Einstellen von Bedingungen zur Aktivierung und Deaktivierung eines Leerlaufstopps jedes Mal widerzuspiegeln. Demzufolge kann der Betrieb eines Fahrzeugs in Erwiderung auf das sich ständig ändernde Fahrmuster durchgeführt werden, wodurch einem Fahrer ein Brennstoffzellenfahrzeug mit Mehrwert bereitgestellt wird.
Wie in 3 dargestellt, kann ein System zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Beschleunigungs-und-Verzögerungs-Informationserfassungseinheit 200 (z.B. ein Sensor) und eine Steuerung 100 umfassen. Die Beschleunigungs-und-Verzögerungs-Informationserfassungseinheit 200 kann eingerichtet sein, um Beschleunigungsinformationen und Verzögerungsinformationen eines Fahrzeugs zu erhalten oder zu sammeln. Die Steuerung 100 kann eingerichtet sein, um ein Fahrmuster eines Fahrers unter Verwendung der Beschleunigungsinformationen oder der Verzögerungsinformationen zu bestimmen, Bedingungen für eine Aktivierung eines Leerlaufstoppbetriebs unter Verwendung des Fahrmusters einzustellen und eine Erzeugung von elektrischer Energie der Brennstoffzelle zu stoppen, wenn die Bedingung für einen Leerlaufstoppbetrieb erfüllt sind. Die Beschleunigungs-und-Verzögerungs-Informationserfassungseinheit 200 kann innerhalb eines Bremspedals und eines Gaspedals angebracht sein, um Beschleunigungsinformationen oder Verzögerungsinformationen auf der Grundlage eines Betätigungsgrades der Pedale zu erhalten. Alternativ kann die Einheit die Informationen unter Verwendung eines Sensors, der eingerichtet ist, um die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs zu erfassen, erhalten.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs, aufweisend: Bestimmen, durch eine Steuerung (100), eines Fahrmusters eines Fahrers auf der Grundlage von Fahrinformationen einschließlich Beschleunigungs- und Verzögerungsinformationen, wobei das Bestimmen des Fahrmusters umfasst: Erhalten, durch die Steuerung (100), eines Mittelwerts von Absolutwerten von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren mit Beschleunigung und Verzögerung; Vergleichen, durch die Steuerung (100), des Mittelwerts der Absolutwerte der Geschwindigkeitsänderungen mit einem ersten Referenzwert, der durch die Steuerung (100) voreingestellt wird; und Bestimmen, durch die Steuerung (100), dass das Fahrmuster ein erstes Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert der Absolutwerte der Geschwindigkeitsänderungen größer als der erste Referenzwert ist; Einstellen, durch die Steuerung (100), einer Bedingung für eine Aktivierung eines Leerlaufstopps einer Brennstoffzelle auf der Grundlage des bestimmten Fahrmusters; und Stoppen, durch die Steuerung (100), der Erzeugung von elektrischer Energie der Brennstoffzelle, wenn die Bedingung zur Aktivierung des Leerlaufstopps erfüllt wird.
Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs nach Anspruch 1, wobei die Bestimmung des Fahrmusters umfasst: Erhalten, durch die Steuerung (100), eines Mittelwertes von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren mit Beschleunigung oder Fahren mit Verzögerung; Vergleichen, durch die Steuerung (100), des Mittelwertes mit einem ersten Referenzwert, der voreingestellt wird; und Bestimmen, durch die Steuerung (100), dass das Fahrmuster ein erstes Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert größer als der erste Referenzwert ist.
Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs nach Anspruch 1, wobei die Bestimmung des Fahrmusters umfasst: Erhalten, durch die Steuerung (100), eines Mittelwerts von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren mit Beschleunigung oder Fahren mit Verzögerung; Vergleichen, durch die Steuerung (100), des Mittelwerts mit einem ersten Referenzwert, der voreingestellt wird, und einem zweiten Referenzwert, der kleiner als der erste Referenzwert ist; und Bestimmen, durch die Steuerung (100), dass das Fahrmuster ein erstes Fahrtmuster ist, wenn der Mittelwert größer als der erste Referenzwert ist, und ein zweites Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert gleich oder kleiner als der erste Referenzwert ist und größer als der zweite Referenzwert ist.
Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs nach Anspruch 3, ferner aufweisend: Bestimmen, durch die Steuerung (100), dass das Fahrmuster ein drittes Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert gleich oder kleiner als der zweite Referenzwert ist.
Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs nach Anspruch 1, ferner aufweisend: Vergleichen, durch die Steuerung (100), des Mittelwertes der Absolutwerte der Geschwindigkeitsänderungen mit dem ersten Referenzwert und einem zweiten Referenzwert, der kleiner als der erste Referenzwert ist; und Bestimmen, durch die Steuerung (100), dass das Fahrmuster das erste Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert der Absolutwerte der Geschwindigkeitsänderungen größer als der erste Referenzwert ist, und ein zweites Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert der Absolutwerte der Geschwindigkeitsänderungen gleich oder kleiner als der erste Referenzwert ist und größer als der zweite Referenzwert ist.
Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs nach Anspruch 5, ferner aufweisend: Bestimmen, durch die Steuerung (100), dass das Fahrmuster ein drittes Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert der Absolutwerte der Geschwindigkeitsänderungen gleich oder kleiner als der zweite Referenzwert ist.
Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs nach Anspruch 1, ferner aufweisend: Einstellen, durch die Steuerung (100), einer Mehrzahl von Ladezustands- (state of charge - SOC) Referenzwerten und einer Mehrzahl von erforderlichen Drehmomentreferenzwerten für ein jeweiliges Fahrmuster; und Einstellen, durch die Steuerung (100), einer Bedingung, bei der ein gegenwärtiger SOC einer Batterie in einem Fahrzeug größer ist als ein SOC-Referenzwert für das bestimmte Fahrmuster und bei der ein gegenwärtiges erforderliches Drehmoment kleiner ist als ein erforderlicher Drehmomentreferenzwert für das bestimmte Fahrmuster, als eine Bedingung zur Aktivierung eines Leerlaufstopps.
Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs nach Anspruch 1, ferner aufweisend: Einstellen, durch die Steuerung (100), einer Bedingung zur Deaktivierung des Leerlaufstopps unter Verwendung des bestimmten Fahrmusters; und Deaktivieren, durch die Steuerung (100), des Leerlaufstopps, um zu bewirken, dass die Brennstoffzelle elektrische Energie erzeugt, wenn die Bedingung zur Deaktivierung des Leerlaufstopps erfüllt wird.
Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs nach Anspruch 8, ferner aufweisend: Einstellen, durch die Steuerung (100), einer Mehrzahl von Ladezustands- (state of charge - SOC) Referenzwerten, die einer Mehrzahl von Fahrmustern entspricht, wobei die Steuerung (100) eingerichtet ist, um eine Bedingung, bei der ein gegenwärtiger SOC-Wert einer Batterie kleiner ist als ein SOC-Referenzwert, der dem bestimmten Fahrmuster entspricht, als die Bedingung zur Deaktivierung des Leerlaufstopps einzustellen.
Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs nach Anspruch 8, ferner aufweisend: Einstellen, durch die Steuerung (100), einer Mehrzahl von erforderlichen Drehmomentreferenzwerten, die einer Mehrzahl von Fahrmustern entspricht, wobei die Steuerung (100) eingerichtet ist, um eine Bedingung, bei der ein gegenwärtiges erforderliches Drehmoment eines Fahrzeugs größer ist als ein erforderlicher Drehmomentreferenzwert, der dem bestimmten Fahrmuster entspricht, als die Bedingung zur Deaktivierung des Leerlaufstopps einzustellen.
Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs nach Anspruch 1, ferner aufweisend: Speichern, durch die Steuerung (100), in einer Speichereinheit des bestimmten Fahrmusters zum Zeitpunkt eines Ausschaltens einer Brennkraftmaschine; Erkennen, durch die Steuerung (100), eines Neustarts eines Fahrzeugs durch Bestimmen des Fahrmusters unter Verwendung von Fahrinformationen einschließlich Beschleunigungsinformationen oder Verzögerungsinformationen des Fahrzeugs, nachdem eine Brennkraftmaschine des Fahrzeugs abgestellt ist, dann die Brennkraftmaschine des Fahrzeugs neu gestartet wird und sich das Fahrzeug für eine vorgegebene Zeitdauer bewegt; und Einstellen eines Neustarts durch Einstellen, durch die Steuerung (100), einer Bedingung zur Aktivierung des Leerlaufstopps des Fahrzeugs auf der Grundlage des in der Speichereinheit gespeicherten Fahrmusters, wenn die Steuerung (100) versagt, das Fahrmuster in der Erkennung des Neustarts zu bestimmen.
Verfahren zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs nach Anspruch 11, ferner aufweisend: Löschen, durch die Steuerung (100), des in der Speichereinheit gespeicherten Fahrmusters durch das Speichern des Fahrmusters, wenn die Steuerung (100) die Bestimmung des Fahrmusters beendet, wobei in dem Einstellen des Neustarts die Steuerung (100) eingerichtet ist, um die Bedingung zur Aktivierung des Leerlaufstopps unter Verwendung des bestimmten Fahrmusters in der Erkennung des Neustarts einzustellen.
System zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs, aufweisend: eine Beschleunigungs-und-Verzögerungs-Informationserfassungseinheit (200), die eingerichtet ist, um Beschleunigungsinformationen und Verzögerungsinformationen eines Fahrzeugs zu erfassen; und eine Steuerung (100), die eingerichtet ist, um ein Fahrmuster eines Fahrers unter Verwendung der erfassten Beschleunigungsinformationen und Verzögerungsinformationen zu bestimmen, eine Bedingung zur Aktivierung eines Leerlaufstopps einer Brennstoffzelle unter Verwendung des bestimmen Fahrmusters einzustellen und eine Erzeugung von Energie der Brennstoffzelle zu stoppen, wenn die Bedingung zur Aktivierung des Leerlaufstopps erfüllt wird; einen Mittelwert von Absolutwerten von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren mit Beschleunigung und Verzögerung zu erhalten; den Mittelwert der Absolutwerte der Geschwindigkeitsänderungen mit einem ersten Referenzwert, der durch die Steuerung (100) voreingestellt wird, zu vergleichen; und zu bestimmen, dass das Fahrmuster ein erstes Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert der Absolutwerte der Geschwindigkeitsänderungen größer als der erste Referenzwert ist.
System zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs nach Anspruch 13, wobei die Steuerung (100) ferner eingerichtet ist, um: einen Mittelwert von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren mit Beschleunigung oder Fahren mit Verzögerung zu erhalten; den Mittelwert mit einem ersten Referenzwert, der voreingestellt wird, zu vergleichen; und zu bestimmen, dass das Fahrmuster ein erstes Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert größer als der erste Referenzwert ist.
System zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs nach Anspruch 13, wobei die Steuerung (100) ferner eingerichtet ist, um: einen Mittelwert von Geschwindigkeitsänderungen für ein Fahren mit Beschleunigung oder Fahren mit Verzögerung zu erhalten; den Mittelwert mit einem ersten Referenzwert, der voreingestellt wird, und einem zweiten Referenzwert, der kleiner als der erste Referenzwert ist, zu vergleichen; und zu bestimmen, dass das Fahrmuster ein erstes Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert größer ist als der erste Referenzwert, und ein zweites Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert gleich oder kleiner als der erste Referenzwert ist und größer als der zweite Referenzwert ist.
System zum Steuern eines Brennstoffzellenfahrzeugs nach Anspruch 14, wobei die Steuerung (100) ferner eingerichtet ist, um: zu bestimmen, dass das Fahrmuster ein drittes Fahrmuster ist, wenn der Mittelwert gleich oder kleiner als der zweite Referenzwert ist.