-
Hintergrund der Erfindung
-
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellenfahrzeug.
-
Beschreibung des Stands der Technik
-
Ein Brennstoffzellenfahrzeug, in dem eine Brennstoffzelle und eine Sekundärbatterie montiert sind, und welches einen Antriebsmotor umfasst, der das Brennstoffzellenfahrzeug mittels Strom antreibt, der durch die Brennstoffzelle und die Sekundärbatterie zugeführt wird, ist bekannt (
japanische Offenlegungsschrift Nr. 2012-244713 (
JP 2012 -
244713 A )).
-
Kurzfassung der Erfindung
-
Bei dem in
JP 2012-244713 A offenbarten Brennstoffzellenfahrzeug wird eine Menge elektrischer Leistung bzw. Strom, der dem Antriebsmotor von der Brennstoffzelle zugeführt wird, erhöht, wenn eine ansteigende Straße erfasst wird. Wenn eine Strommenge, die von der Brennstoffzelle erzeugt wird, erhöht wird, kann die Temperatur der Brennstoffzelle steigen. Wenn sich die Brennstoffzelle in einem Zustand hoher Temperatur befindet, findet ein Phänomen des Austrocknens statt, bei dem überdurchschnittlich viel Wasser aus einer Elektrolytmembran verdampft, was die Stromerzeugungseffizienz in der Brennstoffzelle verringert, und daher wird dem Antriebsmotor möglicherweise keine ausreichende Menge Strom zugeführt. Um ein solches Problem zu lösen, besteht Bedarf an einer Technologie, die fähig ist, einem Antriebsmotor eine zufriedenstellende Strommenge zuzuführen und eine Brennstoffzelle daran zu hindern, in einen Zustand hoher Temperatur überzugehen.
-
Diese Erfindung soll zumindest einen Teil der oben genannten Probleme lösen und kann in den nachfolgenden Aspekten ausgeführt sein.
-
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Brennstoffzellenfahrzeug. Das Brennstoffzellenfahrzeug umfasst eine Brennstoffzelle, die elektrische Leistung bzw. Strom mittels Reaktionsgasen erzeugt, eine Sekundärbatterie, die fähig ist, Strom zu speichern und abzugeben, einen Antriebsmotor, dem von der Brennstoffzelle und der Sekundärbatterie Strom zugeführt wird und der das Brennstoffzellenfahrzeug antreibt, und einen Controller, der den Strom steuert, der dem Antriebsmotor von der Brennstoffzelle und der Sekundärbatterie zugeführt wird. Der Controller ist eingerichtet, die Sekundärbatterie derart aufzuladen, dass ein Ladezustand der Sekundärbatterie größer gleich einer ersten unteren Grenze und kleiner gleich einer ersten oberen Grenze ist, wenn auf Basis von Positionsinformationen und Karteninformationen des Brennstoffzellenfahrzeugs prognostiziert wird, dass das Brennstoffzellenfahrzeug nicht auf einer ansteigenden Straße in einem vorbestimmten Bereich fahren soll. Der Controller ist eingerichtet, die Sekundärbatterie derart aufzuladen, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie größer gleich einer zweiten unteren Grenze und kleiner gleich der ersten oberen Grenze ist, wenn auf Basis der Positionsinformationen und der Karteninformationen prognostiziert wird, dass das Brennstoffzellenfahrzeug auf einer ansteigenden Straße in einem vorbestimmten Bereich fahren soll, wobei die zweite untere Grenze höher ist als die erste untere Grenze und niedriger ist als die erste obere Grenze. Der Controller ist eingerichtet, zumindest einen Teil des dem Antriebsmotor zugeführten Stroms durch die Sekundärbatterie zuzuführen, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug auf einer ansteigenden Straße fährt.
-
Gemäß diesem Aspekt wird die Sekundärbatterie, bevor das Brennstoffzellenfahrzeug auf einer ansteigenden Straße fährt, derart aufgeladen, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie größer gleich der zweiten unteren Grenze ist, die höher ist als die erste untere Grenze und niedriger ist als die erste obere Grenze, sowie kleiner gleich der ersten oberen Grenze ist. Dementsprechend ist es möglich, eine Erhöhung einer von der Brennstoffzelle erzeugten Strommenge zu verhindern, indem dem Antriebsmotor Strom von der ausreichend aufgeladenen Sekundärbatterie zugeführt wird, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug auf der ansteigenden Straße fährt. Infolgedessen ist es möglich, dem Antriebsmotor eine ausreichende Strommenge zuzuführen und die Brennstoffzelle daran zu hindern, in einen Zustand hoher Temperatur überzugehen.
-
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Brennstoffzellenfahrzeug. Das Brennstoffzellenfahrzeug umfasst eine Brennstoffzelle, die elektrische Leistung bzw. Strom mittels Reaktionsgasen erzeugt, eine Sekundärbatterie, die fähig ist, Strom zu speichern und abzugeben, einen Antriebsmotor, dem von der Brennstoffzelle und der Sekundärbatterie Strom zugeführt wird und der das Brennstoffzellenfahrzeug antreibt, und einen Controller, der den Strom steuert, der dem Antriebsmotor von der Brennstoffzelle und der Sekundärbatterie zugeführt wird. Der Controller ist eingerichtet, die Sekundärbatterie derart aufzuladen, dass ein Ladezustand der Sekundärbatterie größer gleich einer ersten unteren Grenze und kleiner gleich einer ersten oberen Grenze ist, wenn auf Basis von Positionsinformationen und Karteninformationen des Brennstoffzellenfahrzeugs prognostiziert wird, dass das Brennstoffzellenfahrzeug nicht auf einer ansteigenden Straße in einem vorbestimmten Bereich fahren soll. Der Controller ist eingerichtet, die Sekundärbatterie derart aufzuladen, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie größer gleich der ersten oberen Grenze ist und kleiner gleich einer zweiten unteren Grenze ist, wenn auf Basis der Positionsinformationen und der Karteninformationen prognostiziert wird, dass das Brennstoffzellenfahrzeug auf einer ansteigenden Straße in einem vorbestimmten Bereich fahren soll, wobei die zweite obere Grenze höher ist als die erste untere Grenze. Der Controller ist eingerichtet, zumindest einen Teil des dem Antriebsmotor zugeführten Stroms durch die Sekundärbatterie zuzuführen, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug auf einer ansteigenden Straße fährt.
-
Gemäß diesem Aspekt wird die Sekundärbatterie, bevor das Brennstoffzellenfahrzeug auf einer ansteigenden Straße fährt, derart aufgeladen, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie größer gleich der ersten oberen Grenze ist und kleiner gleich der zweiten oberen Grenze, welche größer ist als die erste obere Grenze. Dementsprechend ist es möglich, eine Erhöhung einer von der Brennstoffzelle erzeugten Strommenge zu verhindern, indem dem Antriebsmotor Strom von der ausreichend aufgeladenen Sekundärbatterie zugeführt wird, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug auf der ansteigenden Straße fährt. Folglich ist es möglich, dem Antriebsmotor eine ausreichende Menge Strom zuzuführen und die Brennstoffzelle ferner daran zu hindern, in einen Zustand hoher Temperatur überzugehen.
-
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Brennstoffzellenfahrzeug. Das Brennstoffzellenfahrzeug umfasst eine Brennstoffzelle, die elektrische Leistung bzw. Strom mittels Reaktionsgasen erzeugt, eine Sekundärbatterie, die fähig ist, Strom zu speichern und abzugeben, einen Antriebsmotor, dem von der Brennstoffzelle und der Sekundärbatterie Strom zugeführt wird und der das Brennstoffzellenfahrzeug antreibt, und einen Controller, der den Strom steuert, der dem Antriebsmotor von der Brennstoffzelle und der Sekundärbatterie zugeführt wird. Der Controller ist eingerichtet, die Sekundärbatterie derart aufzuladen, dass ein Ladezustand der Sekundärbatterie größer gleich einer ersten unteren Grenze und kleiner gleich einer ersten oberen Grenze ist, wenn auf Basis von Positionsinformationen und Karteninformationen des Brennstoffzellenfahrzeugs prognostiziert wird, dass das Brennstoffzellenfahrzeug nicht auf einer ansteigenden Straße in einem vorbestimmten Bereich fahren soll. Der Controller ist eingerichtet, die Sekundärbatterie derart aufzuladen, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie größer gleich einer zweiten unteren Grenze ist und kleiner gleich der ersten oberen Grenze ist, wenn auf Basis der Positionsinformationen und der Karteninformationen prognostiziert wird, dass das Brennstoffzellenfahrzeug auf einer ansteigenden Straße in einem vorbestimmten Bereich fahren soll, und eine Steigung der ansteigenden Straße weniger ist als eine vorbestimmte Steigung, wobei die zweite untere Grenze höher ist als die erste untere Grenze und niedriger ist als die erste obere Grenze. Der Controller ist eingerichtet, die Sekundärbatterie derart aufzuladen, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie größer gleich der ersten oberen Grenze ist und kleiner gleich einer zweiten unteren Grenze ist, wenn auf Basis der Positionsinformationen und der Karteninformationen prognostiziert wird, dass das Brennstoffzellenfahrzeug in einem vorbestimmten Bereich auf einer ansteigenden Straße fahren soll, und die Steigung der ansteigenden Straße größer oder gleich einer vorbestimmten Steigung ist, wobei die zweite obere Grenze höher ist als die erste untere Grenze. Der Controller ist eingerichtet, zumindest einen Teil des dem Antriebsmotor zugeführten Stroms durch die Sekundärbatterie zuzuführen, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug auf einer ansteigenden Straße fährt.
-
Gemäß diesem Aspekt wird die Sekundärbatterie, bevor das Brennstoffzellenfahrzeug auf einer ansteigenden Straße fährt, derart aufgeladen, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie größer gleich der zweiten unteren Grenze ist, die höher ist als die erste untere Grenze und niedriger ist als die erste obere Grenze, sowie kleiner gleich der ersten oberen Grenze ist, oder dass der Ladezustand der Sekundärbatterie größer gleich der ersten oberen Grenze ist sowie kleiner gleich der zweiten oberen Grenze, die größer ist als die erste obere Grenze. Dementsprechend ist es möglich, eine Erhöhung einer von der Brennstoffzelle erzeugten Strommenge zu verhindern, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug auf einer ansteigenden Straße fährt, indem dem Antriebsmotor abhängig von der Steigung der ansteigenden Straße von der ausreichend aufgeladenen Sekundärbatterie Strom zugeführt wird. Infolgedessen ist es möglich, dem Antriebsmotor eine ausreichende Strommenge zuzuführen und die Brennstoffzelle daran zu hindern, in einen Zustand hoher Temperatur überzugehen.
-
Der Aspekt der Erfindung ist nicht auf ein Brennstoffzellenfahrzeug beschränkt und kann auch auf verschiedene Aspekte wie beispielsweise ein Brennstoffzellenautomobil und ein Brennstoffzellensystem für ein Brennstoffzellenfahrzeug angewendet werden. Die Erfindung ist nicht auf die oben erwähnten Aspekte beschränkt und kann in verschiedenen Ausführungsformen verwirklicht werden, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
-
Figurenliste
-
Merkmale, Vorteile sowie technische und industrielle Bedeutung der beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:
- 1 ein Schema ist, das eine Konfiguration eines Brennstoffzellenfahrzeugs darstellt;
- 2 ein Flussdiagramm ist, das einen Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen darstellt, welcher von einer ECU durchgeführt wird;
- 3 ein Flussdiagramm ist, das einen Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen darstellt, welcher von der ECU durchgeführt wird; und
- 4 ein Flussdiagramm ist, das einen Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen darstellt, welcher von der ECU durchgeführt wird.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
1 ist ein Schema, das eine Konfiguration eines Brennstoffzellenfahrzeugs 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt. Das Brennstoffzellenfahrzeug 100 ist ein Fahrzeug, welches von einem Antriebsmotor 160 mittels einer Brennstoffzelle 110 und einer Sekundärbatterie 130 als Stromquellen angetrieben wird. Das Brennstoffzellenfahrzeug 100 umfasst eine Brennstoffzelle 110, einen Brennstoffzellenwandler 120, eine Sekundärbatterie 130 und eine Ladezustandserfassungseinheit 135, einen Sekundärbatteriewandler 140, einen Wechselrichter 150, einen Antriebsmotor 160, Fahrzeugräder 162, eine Navigationsvorrichtung 170 und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 180. Das Brennstoffzellenfahrzeug 100 umfasst ferner eine Gleichstromleitung W1, eine Gleichstromleitung W2, eine Gleichstromleitung W3, eine Gleichstromleitung W4 und eine Wechselstromleitung W5.
-
Die Brennstoffzelle 110 ist eine solide Polymerbrennstoffzelle, an die Wasserstoffgas und Sauerstoffgas zugeführt wird und welche Strom aus einer elektrochemischen Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff erzeugt. Die Brennstoffzelle 110 ist nicht auf eine solide Polymerbrennstoffzelle beschränkt und es können verschiedene Brennstoffzellenarten als Brennstoffzelle verwendet werden. Zum Beispiel kann eine solide Oxidbrennstoffzelle anstelle einer soliden Polymerbrennstoffzelle als Brennstoffzelle 110 verwendet werden. Die Brennstoffzelle 110 ist über die Gleichstromleitung W1 elektrisch mit dem Brennstoffzellenwandler 120 verbunden.
-
Der Brennstoffzellenwandler 120 ist eine Hochsetzwandlervorrichtung und erhöht eine Ausgangsspannung von der Brennstoffzelle 110. Der Brennstoffzellenwandler 120 ist über die Gleichstromleitung W2 mit dem Wechselrichter 150 elektrisch verbunden.
-
Die Sekundärbatterie 130 ist eine Batterie, die Strom speichern und ausgeben kann. Die Sekundärbatterie 130, zusammen mit der Brennstoffzelle 110, dient als Stromquelle für das Brennstoffzellenfahrzeug 100. In dieser Ausführungsform umfasst die Sekundärbatterie 130 eine Lithiumionenbatterie. In anderen Ausführungsformen kann die Sekundärbatterie 130 von einer anderen Batterieart sein, wie beispielsweise eine Bleispeicherbatterie, eine Nickel-Cadmium-Batterie und eine Nickel-Hydrid-Batterie. Die Sekundärbatterie 130 ist über die Gleichstromleitung W3 mit dem Sekundärbatteriewandler 140 elektrisch verbunden.
-
Die Ladezustandserfassungseinheit 135 erfasst einen Ladezustand (SOC) der Sekundärbatterie 130 und übermittelt den erfassten SOC an die ECU 180. Hier bezieht sich der Ladezustand auf ein Verhältnis einer Restladekapazität zu einer Ladekapazität bis zu welcher die Sekundärbatterie 130 aufgeladen werden kann. Die Ladezustandserfassungseinheit 135 erfasst eine Temperatur, eine Ausgangsspannung und eine Ausgangsstromstärke der Sekundärbatterie 130 und erfasst den Ladezustand basierend auf den erfassten Werten.
-
Der Sekundärbatteriewandler 140 ist eine Hochsetzwandlervorrichtung und hat dieselbe Konfiguration wie der Brennstoffzellenwandler 120. Der Sekundärbatteriewandler 140 ist elektrisch mit der Gleichstromleitung W2 verbunden, welche den Brennstoffzellenwandler 120 über die Gleichstromleitung W4 mit dem Wechselrichter 150 verbindet. Der Sekundärbatteriewandler 140 passt eine Spannung der Gleichstromleitung W2 an, welche eine Eingangsspannung des Wechselrichters 150 ist, um zusammen mit dem Brennstoffzellenwandler 120 das Laden und Entladen der Sekundärbatterie 130 zu steuern.
-
Wenn regenerativer Strom von dem Antriebsmotor 160 erzeugt wird, speichert der Sekundärbatteriewandler 140 den regenerativen Strom in der Sekundärbatterie 130. Die Sekundärbatterie 130 kann den Strom in der Brennstoffzelle 110 speichern.
-
Der Wechselrichter 150 wandelt Gleichstrom, welcher von der Brennstoffzelle 110 und der Sekundärbatterie 130 über die Gleichstromleitung W2 zugeführt wird, in Dreiphasenwechselstrom um. Der Wechselrichter 150 ist über die Wechselstromleitung W5 elektrisch mit dem Antriebsmotor 160 verbunden und führt dem Antriebsmotor den Dreiphasenwechselstrom 160 zu. Der Wechselrichter 150 wandelt den regenerativen Strom, der von dem Antriebsmotor 160 erzeugt wurde, in Gleichstrom um und gibt den Gleichstrom an die Gleichstromleitung W2 aus.
-
Der Antriebsmotor 160 ist ein Elektromotor, der den von dem Wechselrichter 150 zugeführten Dreiphasenwechselstrom in rotatorische Leistung umwandelt. Die Fahrzeugräder 162 werden über die rotatorische Leistung, die von dem Antriebsmotor 160 erzeugt wurde, angetrieben.
-
Die Navigationsvorrichtung 170 ist ein sogenanntes Autonavigationssystem, welches ein Anzeigen der Route oder eine Zielführung per Sprachausgabe über ein Display durchführt, welches in einem Passagierraum des Brennstoffzellenfahrzeugs 100 ausgebildet ist. Die Navigationsvorrichtung 170 umfasst eine Positionsinformationserfassungseinheit 172 und eine Karteninformationsspeichereinheit 174.
-
Die Positionsinformationserfassungseinheit 172 erfasst Positionsinformationen des Brennstoffzellenfahrzeugs 100. Die Karteninformationsspeichereinheit 174 speichert Karteninformationen. Die Karteninformationen umfassen beispielsweise verschiedene planimetrische Objekte, welche auf einer Karte markiert werden müssen. Beispiele für planimetrische Objekte umfassen künstliche Objekte, wie beispielsweise Gebäude und Straßen, und natürliche Objekte, wie beispielsweise Berge, Flüsse, Grasflächen und Bäume. Relevante Informationen über Elemente der Karteninformationen umfassen verschiedene Informationen, welche als Karteninformationen der Elemente aufgezeichnet werden müssen. Wenn beispielsweise ein planimetrisches Objekt ein Gebäude ist, umfassen die relevanten Informationen Informationen über eine Form, eine Breite, eine Tiefe, eine Höhe, einen Höhenunterschied von einer Straße, an die das Gebäude angrenzt, eine Position eines Eingangs, eine Standortform, eine Standortbreite, eine Standorttiefe, eine Adresse, eine Hausnummer, Bewohner und dergleichen des Gebäudes. Wenn ein planimetrisches Objekt eine Straße ist, umfassen die relevanten Informationen eine Form, eine Breite, eine Länge, eine Höhe, einen Namen, eine Kategorie (eine Nationalstraße, eine Präfekturstraße oder eine öffentliche Straße), die Anzahl an Spuren, das Vorhandensein eines Mittelstreifens, Vorhandensein eines Bürgersteigs, Vorhandensein von Ampeln sowie eines Straßengrabens.
-
Die ECU 180 ist ein Controller, der Signale erhält, welche von verschiedenen Sensoren ausgegeben wurden, die in dem Brennstoffzellenfahrzeug 100 angeordnet sind, und der Vorgänge der Einheiten des Brennstoffzellenfahrzeugs 100 steuert. Die ECU 180 steuert ein Verhältnis des von der Brennstoffzelle 110 zugeführten Stroms und dem von der Sekundärbatterie 130 zugeführten Strom des Stroms, der dem Antriebsmotor 160 von der Brennstoffzelle 110 und der Sekundärbatterie 130 zugeführt wird. Die ECU 180 steuert den Ladezustand der Sekundärbatterie 130 basierend auf einem Signal, welches Positionsinformationen und Karteninformationen angibt und welches von der Navigationsvorrichtung 170 ausgegeben wird.
-
Die ECU 180 führt den folgenden Prozess basierend auf dem Signal durch, welches Positionsinformationen und Karteninformationen angibt und welches von der Navigationsvorrichtung 170 ausgegeben wird. Das heißt, die ECU 180 lädt die Sekundärbatterie 130 so auf, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 innerhalb eines Spektrums von 45 % bis 60 % gehalten wird, wenn prognostiziert wird, dass das Brennstoffzellenfahrzeug 100 nicht auf einer ansteigenden Straße innerhalb einer Reichweite von weniger als 10 km auf einer geführten Route von einem aktuellen Standort des Brennstoffzellenfahrzeugs 100 zu einem Ziel fahren wird. In dieser Ausführungsform ist 45 % ein Beispiel für eine „erste untere Grenze“. In dieser Ausführungsform ist 60 % ein Beispiel für eine „erste obere Grenze“. Ein Spektrum von 45 % bis 60 % des Ladezustands der Sekundärbatterie 130 ist ein Spektrum, in dem das Brennstoffzellenfahrzeug 100 normal fahren kann.
-
Hier ist eine Reichweite von weniger als 10 km auf einer geführten Route von einem aktuellen Standort des Brennstoffzellenfahrzeugs 100 zu einem Ziel ein Beispiel für einen „vorbestimmten Bereich“ In einer weiteren Ausführungsform kann der vorbestimmte Bereich eine Reichweite sein, von der prognostiziert werden kann, dass das Brennstoffzellenfahrzeug 100 darin innerhalb von 15 Minuten auf der geführten Route von dem aktuellen Standort des Brennstoffzellenfahrzeug 100 zu einem Ziel fahren wird. Auf diese Art und Weise wird angenommen, dass der vorbestimmte Bereich basierend auf Abstandsvoraussetzungen und zeitlichen Voraussetzungen bestimmt wird.
-
Ein Zustand, in dem die Sekundärbatterie 130 derart aufgeladen wird, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 innerhalb eines Spektrums von 45 % bis 60 % gehalten wird, bezieht sich auf einen Zustand, in dem Strom an die Sekundärbatterie 130 zugeführt wird, um die Sekundärbatterie 130 auf einen Ladezustand von 60 % aufzuladen, wenn der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 45 % erreicht.
-
Die ECU 180 führt den folgenden Prozess basierend auf dem Signal durch, welches Positionsinformationen und Karteninformationen angibt und welches von der Navigationsvorrichtung 170 ausgegeben wird. Das heißt, wenn prognostiziert wird, dass das Brennstoffzellenfahrzeug 100 innerhalb einer Reichweite von weniger als 10 km auf der geführten Route von dem aktuellen Standort des Brennstoffzellenfahrzeugs 100 zu einem Ziel auf einer ansteigenden Straße fahren wird, lädt die ECU 180 die Sekundärbatterie 130 derart auf, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 innerhalb eines Spektrums von 55 % bis 60 % gehalten wird. In dieser Ausführungsform ist 55 % ein Beispiel für eine „zweite untere Grenze“.
-
Ein Zustand, in dem die Sekundärbatterie 130 derart aufgeladen wird, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 innerhalb eines Spektrums von 55 % bis 60 % gehalten wird, bezieht sich auf einen Zustand, in dem Strom an die Sekundärbatterie 130 zugeführt wird, um die Sekundärbatterie 130 auf einen Ladezustand von 60 % aufzuladen, wenn der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 55 % erreicht.
-
Hier ist die ansteigende Straße als nicht einschränkendes Beispiel eine Straße mit einer Steigung, die 5 Meter oder mehr bezüglich eines horizontalen Abstands von 100 Metern ansteigt, welche eine Länge von 100 Metern oder mehr aufweist.
-
In dieser Ausführungsform prognostiziert die ECU 180 basierend auf dem Signal, welches Positionsinformationen und Karteninformationen angibt und welches von der Navigationsvorrichtung 170 ausgegeben wird, ob das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf einer ansteigenden Straße fahren wird, wenn die Autonavigationsvorrichtung eine Zielführung für eine Route bis zu einem Ziel durchführt. Das heißt, die ECU 180 führt die Prognostizierung basierend auf den Positionsinformationen des Brennstoffzellenfahrzeugs 100 durch und darauf, ob eine ansteigende Straße auf einer geführten Route zu einem Ziel vorhanden ist.
-
In dieser Ausführungsform prognostiziert die ECU 180, dass das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf einer ansteigenden Straße fahren wird, wenn eine ansteigende Straße an einer Position innerhalb einer Reichweite von weniger als 10 km auf der geführten Route von dem aktuellen Standort des Brennstoffzellenfahrzeugs 100 zu einem Ziel vorhanden ist. In dieser Ausführungsform prognostiziert die ECU 180, dass das Brennstoffzellenfahrzeug 100 nicht auf einer ansteigenden Straße fahren wird, wenn keine ansteigende Straße an einer Position innerhalb einer Reichweite von weniger als 10 km auf der geführten Route von dem aktuellen Standort des Brennstoffzellenfahrzeugs 100 zu einem Ziel vorhanden ist. In einer anderen Ausführungsform kann die Entfernung, welche von der ECU 180 als Referenz für eine Prognose einer ansteigenden Straße verwendet wird, auf der geführten Route von dem aktuellen Standort des Brennstoffzellenfahrzeugs 100 zu einem Ziel größer als 10 km oder kleiner als 10 km sein.
-
Die ECU 180 verwendet hauptsächlich den Strom, der von der Brennstoffzelle 110 erzeugt wird, um die Sekundärbatterie 130 derart aufzuladen, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 innerhalb eines Spektrums von 45 % (oder 55 %) bis 60 % gehalten wird. Wenn durch den Antriebsmotor 160 regenerativer Strom erzeugt wird, kann die Sekundärbatterie 130 mit der regenerativen Energie aufgeladen werden.
-
Wenn prognostiziert wird, dass das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf einer ansteigenden Straße fahren wird, führt die ECU 180 zumindest einen Teil des Stroms, der dem Antriebsmotor 160 zugeführt werden soll, durch die Sekundärbatterie 130 zu, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf einer ansteigenden Straße fährt. Wenn das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf einer ansteigenden Straße fährt, wird der dem Antriebsmotor 160 zugeführte Strom abhängig von einer Betätigungsgröße eines (nicht dargestellten) Gaspedals des Brennstoffzellenfahrzeugs 100 bestimmt.
-
Die ECU 180 steuert ein Verhältnis des von der Sekundärbatterie 130 zugeführten Stroms zu dem von der Brennstoffzelle 110 zugeführten Strom des Stroms, der dem Antriebsmotor 160 von der Brennstoffzelle 110 und der Sekundärbatterie 130 zugeführten wird. Bei dem Brennstoffzellenfahrzeug 100, wird die Sekundärbatterie 130 bevor das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf einer ansteigenden Straße fährt derart aufgeladen, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 in einem Spektrum näher an der oberen Grenze (einem Spektrum von 55 % bis 60 %) von dem Spektrum (einem Spektrum von 45 % bis 60 %) gehalten wird, welches als Ladezustand der Sekundärbatterie 130 während normaler Fahrt eingestellt werden kann. Das heißt, der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 wird in einem Spektrum gehalten, welches höher ist als während normaler Fahrt. Dementsprechend kann die ECU 180 aktiv den Strom nutzen, der durch die Sekundärbatterie 130 zugeführt wird, um dem Antriebsmotor 160 Strom zuzuführen. Da eine Erhöhung der Strommenge, die von der Brennstoffzelle 110 erzeugt wird, verhindert werden kann, ist es dementsprechend möglich, dem Antriebsmotor 160 eine ausreichende Strommenge zuzuführen und die Brennstoffzelle 110 daran zu hindern, in einen Zustand hoher Temperatur überzugehen.
-
2 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen darstellt, welcher von der ECU 180 durchgeführt wird. Ein Hochsetzsteuerungsprozess wird während der Fahrt des Brennstoffzellenfahrzeugs 100 wiederholt durchgeführt.
-
Wenn der Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen begonnen wird, wird bestimmt, ob prognostiziert wird, dass das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf einer ansteigenden Straße fahren wird (Schritt S100). Wenn bestimmt wird, dass prognostiziert wird, dass das Brennstoffzellenfahrzeug 100 nicht auf einer ansteigenden Straße fahren wird (NEIN in Schritt S100), ändert die ECU 180 die Sekundärbatterie 130 so, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 in einem Spektrum von 45 % bis 60 % gehalten wird (Schritt S110). Anschließend endet der in 2 dargestellte Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen.
-
Wenn bestimmt wird, dass prognostiziert wird, dass das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf einer ansteigenden Straße fahren wird (JA in Schritt S100), ändert die ECU 180 die Sekundärbatterie 130 so, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 in einem Spektrum von 55 % bis 60 % gehalten wird (Schritt S120).
-
Nachdem die Sekundärbatterie 130 derart geladen wurde, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 in einem Spektrum von 55 % bis 60 % gehalten wird (Schritt S120), führt die ECU 180 zumindest einen Teil des dem Antriebsmotor 160 zugeführten Stroms durch die Sekundärbatterie 130 zu, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf der ansteigenden Straße fährt (Schritt S130). Anschließend endet der in 2 dargestellte Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen.
-
Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform wird die Sekundärbatterie 130, bevor das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf einer ansteigenden Straße fährt, derart aufgeladen, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 in einem Ladezustand in einem Spektrum von 55 % bis 60 % gehalten wird. Entsprechend ist es, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf einer ansteigenden Straße fährt, möglich, einen Anstieg des durch die Brennstoffzelle 110 erzeugten Stroms zu verhindern, indem dem Antriebsmotor 160 Strom von der Sekundärbatterie 130 zugeführt wird, welche ausreichend geladen wurde. Infolgedessen ist es möglich, dem Antriebsmotor 160 eine ausreichende Strommenge zuzuführen und die Brennstoffzelle 110 daran zu hindern, in einen Zustand hoher Temperatur überzugehen.
-
Das Brennstoffzellenfahrzeug 100 gemäß der ersten Ausführungsform trägt zur Prävention einer Katalysatorverschlechterung in der Brennstoffzelle 110 bei. Ein Grund für die Verschlechterung eines Katalysators in der Brennstoffzelle 110 ist ein Schwanken der Ausgangsleistung einer Zellspannung in der Brennstoffzelle 110. Zum Beispielsweise in einem Fall eines Brennstoffzellenfahrzeugs, in dem dem Antriebsmotor 160, wenn das Fahrzeug auf einer ansteigenden Straße fährt, Strom nur unter Verwendung der Brennstoffzelle 110 zugeführt wird, nimmt das Schwanken der Ausgangsleistung einer Zellspannung in der Brennstoffzelle 110 zu. Das hießt, wenn eine entsprechende Spannung aus der Brennstoffzelle 110 jedes Mal ausgegeben wird, wenn auf einer ansteigenden Straße gefahren wird, nimmt das Schwanken der Ausgangsleistung der Zellspannung in der Brennstoffzelle 110 zu. Es ist bekannt, dass ein solches Schwanken der Ausgangsleistung eine Verschlechterung eines Katalysators verursacht. In dem Brennstoffzellenfahrzeug 100 gemäß der ersten Ausführungsform wird zumindest ein Teil des dem Antriebsmotor 160 zugeführten Stroms durch die Sekundärbatterie 130 zugeführt, wenn das Fahrzeug auf einer ansteigenden Straße fährt. Dementsprechend ist es möglich, das Schwanken der Ausgangsleistung der Zellspannung in der Brennstoffzelle 110 zu reduzieren. Folglich ist es möglich, eine Verschlechterung eines Katalysators in der Brennstoffzelle 110 zu verhindern.
-
3 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen darstellt, welcher von einer ECU 180 in einem Brennstoffzellenfahrzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform durchgeführt wird. Der Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen gemäß der zweiten Ausführungsform ist der gleiche wie der Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen gemäß der ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass Schritt S125 anstelle von Schritt S120 in dem Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen gemäß der ersten Ausführungsform durchgeführt wird.
-
Wenn bei dem Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen gemäß der zweiten Ausführungsform bestimmt wird, dass prognostiziert wird, dass das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf einer ansteigenden Straße fahren wird (JA in Schritt S100), ändert die ECU 180 die Sekundärbatterie 130 so, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 in einem Spektrum von 60 % bis 70 % gehalten wird (Schritt S125). In dieser Ausführungsform ist 70 % ein Beispiel für eine zweite obere Grenze. Nachdem die Sekundärbatterie 130 derart geladen wurde, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 in einem Spektrum von 60 % bis 70 % gehalten wird (Schritt S125), führt die ECU 180 zumindest einen Teil des dem Antriebsmotor 160 zugeführten Stroms durch die Sekundärbatterie 130 zu, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf der ansteigenden Straße fährt (Schritt S130), ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform. Anschließend endet der in 3 dargestellte Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen.
-
Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform wird die Sekundärbatterie 130, bevor das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf einer ansteigenden Straße fährt, derart aufgeladen, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 in einem Ladezustand in einem Spektrum von 60 % bis 70 % gehalten wird. Das heißt, die Sekundärbatterie 130 wird derart aufgeladen, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 in einem Spektrum (einem Spektrum von 60 % bis 70 %) gehalten wird, welches höher ist als ein Spektrum (ein Spektrum von 45 % bis 60 %), das als Ladezustand der Sekundärbatterie 130 während normaler Fahrt eingestellt werden kann. Entsprechend ist es, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf einer ansteigenden Straße fährt, möglich, einen Anstieg des durch die Brennstoffzelle 110 erzeugten Stroms zu verhindern, indem dem Antriebsmotor 160 Strom von der Sekundärbatterie 130 zugeführt wird, welche ausreichend geladen wurde. Infolgedessen ist es möglich, dem Antriebsmotor 160 eine ausreichende Strommenge zuzuführen und die Brennstoffzelle 110 zuverlässiger daran zu hindern, in einen Zustand hoher Temperatur überzugehen, als in der ersten Ausführungsform.
-
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt, welcher von einer ECU 180 in einem Brennstoffzellenfahrzeug durchgeführt wird. Der Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen gemäß der dritten Ausführungsform ist der gleiche wie der Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen gemäß der ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass die Schritte S200, S210 und S220 anstelle von Schritt S120 in dem Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen der ersten Ausführungsform durchgeführt wird. Ähnlich wie bei einer ansteigenden Straße in der ersten Ausführungsform ist die ansteigende Straße in der dritten Ausführungsform, als nicht einschränkendes Beispiel, eine Straße mit einer Steigung, die 5 Meter oder mehr bezüglich eines horizontalen Abstands von 100 Metern ansteigt, welche eine Länge von 100 Metern oder mehr aufweist.
-
Bei dem Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen gemäß der dritten Ausführungsform, bestimmt die ECU 180, wenn bestimmt wird, dass prognostiziert wird, dass das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf einer ansteigenden Straße fahren wird (JA in Schritt S100), ob die Steigung der ansteigenden Straße größer gleich einer vorbestimmten Steigung ist (Schritt S200). Hier ist die vorbestimmte Steigung als nicht einschränkendes Beispiel eine Steigung, welche 6 m bezüglich eines horizontalen Abstands von 100 Metern ansteigt.
-
Wenn bestimmt wird, dass die Steigung der ansteigenden Straße weniger beträgt als die vorbestimmte Steigung (NEIN in Schritt S200), ändert die ECU 180 die Sekundärbatterie 130 so, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 in einem Spektrum von 55 % bis 60 % gehalten wird (Schritt S210).
-
Wenn bestimmt wird, dass die Steigung der ansteigenden Straße größer gleich der vorbestimmten Steigung ist (JA in Schritt S200), ändert die ECU 180 die Sekundärbatterie 130 so, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 in einem Spektrum von 60 % bis 70 % gehalten wird (Schritt S220).
-
Nachdem die Sekundärbatterie 130 derart geladen wurde, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 in einem Spektrum von 55 % bis 60 % gehalten wird (Schritt S210) oder nachdem die Sekundärbatterie 130 derart aufgeladen wurde, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 in einem Spektrum von 60% bis 70% gehalten wird (Schritt S220), führt die ECU 180 zumindest einen Teil des dem Antriebsmotor 160 zugeführten Stroms durch die Sekundärbatterie 130 zu, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf der ansteigenden Straße fährt (Schritt S130). Anschließend endet der in 4 dargestellte Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen.
-
Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform wird die Sekundärbatterie 130, bevor das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf einer ansteigenden Straße fährt, derart aufgeladen, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 in einem Ladezustand in einem Spektrum von 55 % bis 60 % oder einem Ladezustand in einem Spektrum von 60 % bis 70 % gehalten wird. Entsprechend ist es, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf einer ansteigenden Straße fährt, möglich, einen Anstieg des durch die Brennstoffzelle 110 erzeugten Stroms zu verhindern, indem dem Antriebsmotor 160 Strom durch die Sekundärbatterie 130 zugeführt wird, welche abhängig von der Steigung einer ansteigenden Straße ausreichend aufgeladen wurde. Infolgedessen ist es möglich, dem Antriebsmotor 160 eine ausreichende Strommenge zuzuführen und die Brennstoffzelle 110 zuverlässiger daran zu hindern, in einen Zustand hoher Temperatur überzugehen.
-
In der ersten Ausführungsform prognostiziert die ECU 180, wenn die Autonavigationsvorrichtung eine Zielführung für eine Route zu einem Ziel durchführt, ob das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf einer ansteigenden Straße fahren soll, allerdings ist die Erfüllung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel selbst wenn die Autonavigationsvorrichtung keine Zielführung auf einer Route zu einen Ziel durchführt, kann die ECU 180 basierend auf dem Signal, welches Positionsinformationen und Karteninformationen angibt und welches von der Navigationsvorrichtung 170 ausgegeben wird, prognostizieren, ob das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf einer ansteigenden Straße fahren soll. In einer solchen Ausführungsform kann beispielsweise eine ansteigende Straße basierend darauf prognostiziert werden, ob eine ansteigende Straße in einem Kreis enthalten ist, der einen Radius von einer voreingestellten Entfernung von einem Mittelpunkt aufweist, welcher einer Position des Brennstoffzellenfahrzeugs 100 auf einer Karte entspricht. Im Falle eines öffentlichen Fahrzeugs, das eine vorgegebene Route fährt, kann die ECU 180 bestimmen, dass prognostiziert wird, dass das Fahrzeug auf einer ansteigenden Straße fahren wird, wenn das Fahrzeug durch eine voreingestellte Position auf der bestimmten Route fährt.
-
In der ersten Ausführungsform sind die Positionsinformationserfassungseinheit 172 und die Karteninformationsspeichereinheit 174 ein Teil der Navigationsvorrichtung 170, allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können in einem Brennstoffzellenfahrzeug 100, welches keine Navigationsvorrichtung umfasst, die Positionsinformationserfassungseinheit 172 und die Karteninformationsspeichereinheit 174 als unabhängige Elemente in dem Brennstoffzellenfahrzeug 100 ausgebildet sein.
-
In der ersten Ausführungsform lädt die ECU 180, wenn prognostiziert wird, dass das Brennstoffzellenfahrzeug 100 auf einer ansteigenden Straße fahren wird, die Sekundärbatterie 130 derart auf, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 in einem Spektrum von 55 % bis 60 % gehalten wird, allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Sekundärbatterie 130 derart aufgeladen werden, dass der Ladezustand der Sekundärbatterie 130 bei 60 % gehalten wird, indem das Spektrum der Sekundärbatterie 130 stark eingeschränkt wird.
-
Bei den oben erwähnten Ausführungsformen umfasst das Brennstoffzellenfahrzeug 100 die Positionsinformationserfassungseinheit 172 und die Karteninformationsspeichereinheit 174 und die ECU 180 führt den Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen basierend auf den von der Positionsinformationserfassungseinheit 172 erfassten Positionsinformationen und den in der Karteninformationsspeichereinheit 174 gespeicherten Karteninformationen durch, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel in einem Aspekt, in dem das Brennstoffzellenfahrzeug 100 nur die Positionsinformationserfassungseinheit 172 umfasst, können auf einem Server gespeicherte Karteninformationen empfangen werden und die ECU 180 kann den Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen basierend auf den Karteninformationen und den von der Positionsinformationserfassungseinheit 172 erfassten Positionsinformationen durchführen. Ein Server, der die Positionsinformationen erhalten hat, die von der Positionsinformationserfassungseinheit 172 in dem Brennstoffzellenfahrzeug 100 erfasst wurden, kann einen Prozess zur Prognostizierung ansteigender Straßen basierend auf den auf dem Server gespeicherten Karteninformationen durchführen und das Brennstoffzellenfahrzeug 100 kann das Aufladen der Sekundärbatterie 130 basierend auf dem von dem Server empfangenen Ergebnis des Prozesses zur Prognostizierung ansteigender Straßen steuern.
-
Die Erfindung ist nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen, Beispiele und abgewandelten Beispiele beschränkt und kann in verschiedenen Konfigurationen ausgeführt werden, ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel können technische Merkmale der Ausführungsformen, Beispiele oder abgewandelten Beispiele, die den technischen Merkmalen in den in der Offenbarung beschriebenen Aspekten entsprechen, zweckmäßig geändert oder kombiniert werden, um einige oder alle der oben erwähnten Probleme zu lösen oder um einige oder alle der oben erwähnten Vorteile zu erlangen. Die technischen Merkmale können zweckmäßig entfernt werden, solange sie nicht in der Beschreibung als essentiell beschrieben werden.
-
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 2012244713 [0002]
- JP 2012 [0002]
- JP 244713 A [0002]
- JP 2012244713 A [0003]
