DE112007001647T5

DE112007001647T5 - Brennstoffzellensystem

Info

Publication number: DE112007001647T5
Application number: DE112007001647T
Authority: DE
Inventors: Kota Toyota-shi Manabe
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2009-05-28
Also published as: US20090017351A1; WO2008010419A1; JP2008027621A; CN101490883A; KR20090021311A

Abstract

Brennstoffzellensystem, das mit einem Bedienungselement für eine Gegenmaßnahme bei niedriger Temperatur, das eine Ausführung einer Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur anweist, versehen ist, mit:
einer ersten Entscheidungseinrichtung zum Entscheiden einer Notwendigkeit der Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur basierend auf ermittelten Umgebungsinformationen;
einer zweiten Entscheidungseinrichtung zum Entscheiden der Notwendigkeit der Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur basierend auf einem Bedienungsinhalt des durch einen Benutzer bedienten Bedienungselements für eine Gegenmaßnahme bei niedriger Temperatur;
einer Gewichtungseinrichtung zum Anwenden von Gewichten auf Entscheidungsresultate, die durch die jeweiligen Entscheidungseinrichtungen erhalten werden; und
einer dritten Entscheidungseinrichtung zum abschließenden Entscheiden, ob die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur auszuführen ist oder nicht, basierend auf den jeweiligen gewichteten Entscheidungsresultaten.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Brennstoffzellensystem.
HINTERGRUNDTECHNIK
Bei einem Fall, bei dem eine Außentemperatur niedrig ist, besteht ein Problem, dass Wasser, das in einem Brennstoffzellensystem erzeugt wird, nach einem Stoppen des Systems gefriert und Rohre, Ventile und dergleichen zerbricht, und ein Problem, dass zu einer Zeit, zu der eine Brennstoffzelle ein nächstes Mal gestartet wird, das gefrorene Wasser einen Gaskanal blockiert und eine Zufuhr eines Gases stört und eine elektrochemische Reaktion nicht ausreichend fortschreitet.
Angesichts eines solchen Problems wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem Temperaturinformationen, wie eine Außenlufttemperatur, zu einem vorbestimmten Zeitpunkt, nachdem eine Anfrage zum Stoppen des Brennstoffzellensystems (eine Anweisung, einen Zündschlüssel auszuschalten, oder dergleichen) erteilt wurde, ermittelt werden und das Gefrieren des Wassers anhand der Temperaturinformationen angenommen und einem Benutzer mitgeteilt wird (siehe z. B. Patentdokument 1).
Gemäß einem solchen Verfahren entscheidet der Benutzer basierend auf einem Annahmeresultat (z. B. „es besteht eine Möglichkeit des Gefrierens"), das auf einer Anzeige oder dergleichen angezeigt wird, ob eine Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur (ein Spülverarbeiten oder dergleichen) notwendig ist oder nicht, und drückt gemäß dem Entscheidungsresultat einen Durchführungsknopf für eine Gegenmaßnahme bei niedriger Temperatur oder dergleichen. Die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur wird daher lediglich zu einer Zeit durchgeführt, wenn der Benutzer entscheidet, dass die Steuerung notwendig ist.

[Patentdokument 1] Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr.2005-108832

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Bei einem Fall, bei dem lediglich basierend auf einer Entscheidung eines Benutzers bestimmt wird, ob eine Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur durchzuführen ist oder nicht (d. h., ob eine Druckbedienung eines Durchführungsknopfs für eine Gegenmaßnahme bei niedriger Temperatur durchzuführen ist oder nicht), tritt jedoch ein Problem auf, dass infolge einer falschen Entscheidung eines Benutzers die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur nicht zu einem geeigneten Zeitpunkt durchgeführt wird. Bei einem Fall, bei dem der Benutzer die vorhergehende Nachricht übersieht, tritt ungeachtet einer Absicht des Benutzers ein Problem auf, dass keine Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur durchgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der im Vorhergehenden erwähnten Situation entwickelt, und es ist eine Aufgabe derselben, ein Brennstoffzellensystem zu schaffen, das fähig ist, zu einem geeigneten Zeitpunkt, wenn notwendig, eine Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur durchzuführen.
Um das im Vorhergehenden erwähnte Problem zu lösen, ist ein Brennstoffzellensystem gemäß der vorliegenden Erfindung ein Brennstoffzellensystem, das mit einem Bedienungselement für eine Gegenmaßnahme bei niedriger Temperatur, das eine Ausführung einer Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur anweist, versehen ist, wobei das System eine erste Entscheidungseinrichtung zum Entscheiden einer Notwendigkeit der Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur basierend auf ermittelten Umgebungsinformationen, eine zweite Entscheidungseinrichtung zum Entscheiden der Notwendigkeit der Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur basierend auf einem Bedienungsinhalt eines durch einen Benutzer bedienten Bedienungselements für eine Gegenmaßnahme bei niedriger Temperatur, eine Gewichtungseinrichtung zum Anwenden von Gewichten auf Entscheidungsresultate, die durch die jeweiligen Entscheidungseinrichtungen erhalten werden, und eine dritte Entscheidungseinrichtung zum abschließenden Entscheiden, ob die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur auszuführen ist oder nicht, basierend auf den jeweiligen gewichteten Entscheidungsresultaten aufweist.
Gemäß einem solchen Aufbau werden, wenn die Notwendigkeit der Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur entschieden wird, sowohl ein Entscheidungsresultat einer automatischen Entscheidung basierend auf den Umgebungsinformationen als auch ein Entscheidungsresultat einer Schalterentscheidung basierend auf einer Benutzerbedienung eines Schalters für eine Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur gewichtet, und die abschließende Entscheidung wird basierend auf den jeweiligen gewichteten Entscheidungsresultaten durchgeführt. Ein solches Gewichten wird durchgeführt, wodurch eine Genauigkeit der Entscheidung hinsichtlich der Notwendigkeit der Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur verbessert werden kann und eine nutzlose Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur unterdrückt werden kann. Außerdem kann die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur, wenn notwendig, zu einem geeigneten Zeitpunkt durchgeführt werden.
Hier, bei dem im Vorhergehenden erwähnten Aufbau, ist eine Konfiguration vorzuziehen, bei der die Gewichtungseinrichtung das anzuwendende Gewicht gemäß einem Inhalt der ermittelten Umgebungsinformationen ändert, und es ist eine Konfiguration vorzuziehen, bei der die Umgebungsinformationen Informationen umfassen, die mindestens entweder eine Temperatur einer Brennstoffzelle, eine Außenlufttemperatur, eine Position zu der Zeit oder ein Datum anzeigen.
Wie im Vorhergehenden beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur, wenn notwendig, zu dem geeigneten Zeitpunkt durchgeführt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, das einen Aufbau eines Brennstoffzellensystems gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt;
2 ist ein Diagramm, das ein Navigationssystem gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Entscheidungsverarbeiten gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;
4 ist ein Diagramm, das einen Speicherzustand eines Speichers gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt; und
5 ist ein Diagramm, das Entscheidungsresultate A, B gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt.
BESTE WEISE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
A. VORLIEGENDES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
(1) Aufbau des Ausführungsbeispiels
1 ist ein Diagramm, das einen Hauptaufbau eines Brennstoffzellensystems 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Brennstoffzellensystem angenommen, das an Fahrzeugen, wie einem Brennstoffzellen-Hybridfahrzeug (engl.: fuel cell hybrid vehicle; FCHV), einem Elektroauto und einem Hybridauto, anzubringen ist, das vorliegende Ausführungsbeispiel ist jedoch nicht nur auf das Fahrzeug, sondern auch auf verschiedene mobile Körper (z. B. ein Schiff, ein Flugzeug, einen Roboter etc.) und eine stationäre Leistungsquelle anwendbar.
Eine Brennstoffzelle 40 ist eine Einrichtung zum Erzeugen einer Leistung aus einem zugeführten reaktiven Gas (einem Brennstoffgas und einem Oxidgas), und es kann ein beliebiger Typ einer Brennstoffzelle, wie ein Festpolymer-Typ, ein Phosphorsäure-Typ oder ein Schmelzkarbonat-Typ, verwendet sein. Die Brennstoffzelle 40 hat eine Stapelstruktur, bei der eine Mehrzahl von Einheitszellen, die eine MEA und dergleichen umfassen, der Reihe nach geschichtet sind. Eine Ausgangsspannung (auf die im Folgenden als eine BZ-Spannung Bezug genommen ist) und ein Ausgangsstrom (auf den im Folgenden als ein BZ-Strom Bezug genommen ist) dieser Brennstoffzelle 40 werden durch einen Spannungssensor 140 bzw. einen Stromsensor 150 erfasst. Ein Brennstoffgas, wie ein Wasserstoffgas, wird von einer Brennstoffgaszufuhrquelle 10 einem Brennstoffpol (einer Anode) der Brennstoffzelle 40 zugeführt, wohingegen ein Oxidgas, wie Luft, von einer Oxidgaszufuhrquelle 70 einem Sauerstoffpol (einer Kathode) zugeführt wird.
Die Brennstoffgaszufuhrquelle 10 ist aus beispielsweise einem Wasserstofftank, verschiedenen Ventilen und dergleichen gebildet, und ein Ventilöffnungsgrad, eine EIN-/AUS-Zeit und dergleichen werden angepasst, um eine Menge des Brennstoffgases, die der Brennstoffzelle 40 zuzuführen ist, zu steuern.
Die Oxidgaszufuhrquelle 70 ist aus beispielsweise einem Luftverdichter, einem Motor zum Antreiben des Luftverdichters, einem Wechselrichter und dergleichen gebildet, und eine Drehungszahl des Motors und dergleichen werden angepasst, um eine Menge des Oxidgases, die der Brennstoffzelle 40 zuzuführen ist, anzupassen.
Eine Batterie 60 ist eine ladbare/entladbare Sekundärzelle und ist aus beispielsweise einer Nickel-Wasserstoff-Batterie oder dergleichen gebildet. Es versteht sich von selbst, dass anstelle der Batterie 60 ein von der Sekundärzelle verschiedener ladbarer/entladbarer Leistungsakkumulator (z. B. ein Kondensator) vorgesehen sein kann. Diese Batterie 60 ist über einen Gleichstromwandler 130 mit der Brennstoffzelle 40 parallel geschaltet.
Ein Wechselrichter 110 ist beispielsweise ein PWM-Wechselrichter eines Pulsbreitenmodulationssystems, wandelt eine Gleichstrom-Ausgangsleistung von der Brennstoffzelle 40 oder der Batterie 60 ansprechend auf eine durch eine Steuerungseinheit 80 erteilte Steuerungsanweisung in eine Dreiphasen-Wechselstromleistung um und führt die Leistung einem Fahrmotor 115 zu. Der Fahrmotor 115 ist ein Motor (d. h. eine Leistungsquelle des mobilen Körpers) zum Antreiben von Rädern 116L, 116R, und die Drehungszahl eines solchen Motors wird durch den Wechselrichter 110 gesteuert. Der Fahrmotor 115 und der Wechselrichter 110 sind mit der Seite der Brennstoffzelle 40 verbunden.
Der Gleichstromwandler 130 ist beispielsweise ein Vollbrückenwandler, der aus vier Leistungstransistoren und einer Treibschaltung für eine ausschließliche Verwendung gebildet ist (beide sind in der Zeichnung nicht gezeigt). Der Gleichstromwandler 130 hat eine Funktion eines Anhebens oder Absenkens eines Gleichspannungseingangssignals von der Batterie 60, um die Spannung zu der Seite der Brennstoffzelle 40 auszugeben, und eine Funktion eines Anhebens oder Absenkens des Gleichspannungseingangssignals von der Brennstoffzelle 40 oder dergleichen, um die Spannung zu einer Seite der Batterie 60 auszugeben. Ein Laden und Entladen der Batterie 60 werden durch die Funktionen des Gleichstromwandlers 130 realisiert.
Zusatzmaschinen 120, wie Fahrzeugzusatzmaschinen und BZ-Zusatzmaschinen, sind zwischen der Batterie 60 und dem Gleichstromwandler 130 verbunden. Die Batterie 60 ist eine Leistungsquelle für diese Zusatzmaschinen 120. Es sei bemerkt, dass die Fahrzeugzusatzmaschinen verschiedene elektrische Vorrichtungen (eine Beleuchtungsvorrichtung, eine Luftkonditioniervorrichtung, eine hydraulische Pumpe etc.) für eine Verwendung während des Fahrens des Fahrzeugs sind, und dass die BZ-Zusatzmaschinen verschiedene Leistungsvorrichtungen (eine Pumpe zum Zuführen des Brennstoffgases und des Oxidgases etc.) für eine Verwendung bei dem Betreiben der Brennstoffzelle 40 sind.
Die Steuerungseinheit 80 ist aus einer CPU, einem ROM, einem RAM und dergleichen gebildet und steuert zentral Abschnitte des Systems basierend auf Sensorsignalen, die von dem Spannungssensor 140, dem Stromsensor 150, einem Temperatursensor 50, der eine Temperatur der Brennstoffzelle 40 erfasst, einem SOC-Sensor, der einen Ladezustand der Batterie 60 erfasst, einem Gaspedalsensor, der einen Öffnungsgrad eines Gaspedals erfasst, und dergleichen eingegeben werden.
Eine Anzeigevorrichtung 160 ist aus einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung, verschiedenen Lampen und dergleichen gebildet, und eine Sprachausgabevorrichtung 180 ist aus einem Lautsprecher, einem Verstärker, einem Filter und dergleichen gebildet. Die Steuerungseinheit 80 teilt durch Verwendung der Anzeigevorrichtung 160 und der Sprachausgabevorrichtung 180 verschiedene Nachrichten mit. Die mitzuteilenden Nachrichten umfassen eine Nachricht (z. B. eine Anzeige einer Nachricht, die dringend zu einer Eingabe einer Steuerungsanweisung für eine Gegenmaßnahme bei niedriger Temperatur auffordert) hinsichtlich einer Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur, wie eines Aufwärmverarbeitens oder eines Spülverarbeitens.
Eine Eingabevorrichtung 170 ist aus einer Tastatur, einer Maus, einem Berührungsfeld, verschiedenen Bedienungsschaltern und dergleichen gebildet. Die Bedienungsschalter umfassen einen speziellen Schalter (auf den im Folgenden als ein Schalter für eine Gegenmaßnahme bei niedriger Temperatur Bezug genommen ist) SW1 zum Eingeben eines Befehls zum Starten/Stoppen einer Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur. Ein Benutzer führt eine Bedienung zum Ein- oder Ausschalten dieses Schalters für eine Gegenmaßnahme bei niedriger Temperatur (eines Bedienungselements für eine Gegenmaßnahme bei niedriger Temperatur) SW1 durch, um ein Starten/Stoppen einer Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur anzuweisen.
Ein Navigationssystem 190 weist eine CPU, einen ROM, einen RAM und dergleichen auf, misst eine Position des Fahrzeugs durch Verwendung eines globalen Positionierungssystems (GPS) oder dergleichen und zeigt die gemessene Position zusammen mit einer Karte eines umliegenden Bereichs an. 2 ist ein Diagramm, das einen Funktionsaufbau des Navigationssystems 190 zeigt.
Das Navigationssystem 190 weist einen Positionsinformationsermittlungsabschnitt 191, einen Kommunizierabschnitt 192, eine Datumseinrichtung 193, einen Außenlufttemperatursensor 194, einen Umgebungsinformationsermittlungsabschnitt 195 und einen Steuerungsabschnitt 196 auf.
Der Positionsinformationsermittlungsabschnitt 191 weist ein GPS, ein elektronisches Kompassmodul und dergleichen auf und erzeugt Positionsinformationen (Informationen, die eine geografische Breite und Länge etc. anzeigen), die die aktuelle Position des Fahrzeugs anzeigen.
Der Kommunizierabschnitt 192 weist verschiedene Kommunikationsschnittstellen auf und sendet über ein Netz (das Internet oder dergleichen) IN verschiedene Einzelinformationen zu einem Informationsserver 200 und empfängt dieselben von diesem.
Die Datumseinrichtung 193 ist aus einem Zeitgeber und dergleichen gebildet und erzeugt aktuelle Zeitinformationen, die das aktuelle Datum und die aktuelle Zeit (01:00 Uhr, 1. Januar 2007 oder dergleichen) anzeigen.
Der Außenlufttemperatursensor 194 ist ein Sensor, der eine Außenlufttemperatur des Fahrzeugs erfasst, um Außenlufttemperaturinformationen zu erzeugen, und an beispielsweise einer äußeren Peripherie des Fahrzeugs vorgesehen ist. Es sei bemerkt, dass anstelle eines direkten Erfassens der Außenlufttemperatur Temperaturen verschiedener Komponenten (der jeweiligen Zusatzmaschinen etc.), die an dem Fahrzeug angebracht sind, erfasst werden können, um die Außenlufttemperatur indirekt zu erfassen.
Der Umgebungsinformationsermittlungsabschnitt 195 ist eine Einrichtung zum Ermitteln von Informationen über eine umliegende Umgebung des Fahrzeugs. Der Umgebungsinformationsermittlungsabschnitt 195 sendet Positionsinformationen, die durch den Positionsinformationsermittlungsabschnitt 191 ermittelt werden, über das Netz IN zu dem Informationsserver 200, um Karteninformationen, Wetterinformationen und dergleichen, die von dem Informationsserver 200 gesendet werden, zu ermitteln.
Der Informationsserver 200 weist eine Kartendatenbank DB1, eine Wetterdatenbank DB2 und dergleichen auf und liefert ansprechend auf eine Anfrage von dem Umgebungsinformationsermittlungsabschnitt 195 die Karteninformationen, die die aktuelle Position des Fahrzeugs und ein umliegendes Gebiet anzeigen, die Wetterinformationen, die ein Wetter des umliegenden Gebiets anzeigen, und dergleichen zu dem Umgebungsinformationsermittlungsabschnitt 195 zurück. Der Umgebungsinformationsermittlungsabschnitt 195 ermittelt die aktuellen Zeitinformationen von der Datumseinrichtung 193 und ermittelt Außenlufttemperaturinformationen von dem Außenlufttemperatursensor 194. Der Umgebungsinformationsermittlungsabschnitt 195 ermittelt ferner BZ-Temperaturinformationen, die die Temperatur der Brennstoffzelle und dergleichen anzeigen, von dem Temperatursensor 50.
Es sei bemerkt, dass bei der folgenden Beschreibung auf Informationen über die umliegende Umgebung des Fahrzeugs, beispielsweise die Karteninformationen, die Wetterinformationen, die aktuellen Zeitinformationen, die Außenlufttemperaturinformationen und die BZ-Temperaturinformationen, allgemein als die Informationen über die umliegende Umgebung Bezug genommen wird.
Der Steuerungsabschnitt 196 ist aus einer CPU, einem ROM, einem RAM und dergleichen gebildet, steuert zentral das gesamte System und sendet die Informationen über die umliegende Umgebung, die durch den Umgebungsinformationsermittlungsabschnitt 195 ermittelt werden, zu der Steuerungseinheit 80.
Die Steuerungseinheit 80 teilt dem Benutzer über die Anzeigevorrichtung 160 und die Sprachausgabevorrichtung 180 die von dem Navigationssystem 190 zugeführten Informationen über die umliegende Umgebung mit (gibt dieselben zu dem Äußeren aus) und entscheidet durch Verwendung dieser Informationen über die umliegende Umgebung, ob die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur notwendig ist oder nicht (Details werden im Folgenden beschrieben).
Im Folgenden wird ein Entscheidungsverarbeiten des vorliegenden Systems beschrieben.
(2) Betrieb des Ausführungsbeispiels
3 ist ein Flussdiagramm, das ein Entscheidungsverarbeiten, das durch die Steuerungseinheit 80 auszuführen ist, zeigt.
Nach einem Erfassen, dass eine Startanfrage des Systems (Zündung-ein oder dergleichen) eingegeben wurde (Schritt S1), ermittelt die Steuerungseinheit (die erste Entscheidungseinrichtung) 80 von dem Navigationssystem 190 die Informationen über die umliegende Umgebung und entscheidet basierend auf den ermittelten Informationen über die umliegende Umgebung automatisch, ob eine Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur notwendig ist oder nicht (Schritt S2). Dann speichert die Steuerungseinheit 80 ein Entscheidungsresultat A dieser automatischen Entscheidung in einem vorbestimmten Bereich eines Speichers 85 (siehe 4).
Die automatische Entscheidung wird detailliert beschrieben. Zuerst fragt die Steuerungseinheit 80 die Informationen über die umliegende Umgebung hinsichtlich des Navigationssystems 190 an. Der Positionsinformationsermittlungsabschnitt 191 des Navigationssystems 190 ermittelt die Positionsinformationen durch Verwendung des GPS, des elektronischen Kompassmoduls und dergleichen und sendet die Informationen zu dem Umgebungsinformationsermittlungsabschnitt 195. Der Umgebungsinformationsermittlungsabschnitt 195 sendet die durch den Positionsinformationsermittlungsabschnitt 191 ermittelten Positionsinformationen über den Kommunizierabschnitt 192 und das Netz IN zu dem Informationsserver 200. Der Informationsserver 200 extrahiert die Karteninformationen, die die aktuelle Position (die Position zu der Zeit) des Fahrzeugs und das umliegende Gebiet anzeigen, aus den empfangenen Positionsinformationen, extrahiert die Wetterinformationen, die das Wetter des umliegenden Gebiets und dergleichen anzeigen, aus den jeweiligen Datenbanken DB1, DB2 und liefert die Informationen zu dem Umgebungsinformationsermittlungsabschnitt 195 zurück. Der Umgebungsinformationsermittlungsabschnitt 195 ermittelt die Karteninformationen und die Wetterinformationen auf diese Art und Weise und ermittelt zusätzlich die aktuellen Zeitinformationen, die Außenlufttemperaturinformationen und die BZ-Temperaturinformationen von der Datumseinrichtung 193, dem Außenlufttemperatursensor 194 bzw. dem Temperatursensor 50. Nach dem Ermitteln dieser Einzelinformationen über die umliegende Umgebung führt der Umgebungsinformationsermittlungsabschnitt 195 die Informationen der Steuerungseinheit 80 zu.
Nach einem Empfangen der Informationen über die umliegende Umgebung von dem Umgebungsinformationsermittlungsabschnitt 195 entscheidet die Steuerungseinheit 80 basierend auf den empfangenen Informationen über die umliegende Umgebung automatisch, ob die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur durchzuführen ist oder nicht. Es wird ein Beispiel beschrieben. Beispielsweise sind für diese Einzelinformationen jeweils Schwellenwerte eingestellt, und bei einem Fall, bei dem die Zahl von Werten, die diesen Schwellenwert überschreiten, drei oder mehr beträgt, wird entschieden, dass die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur „notwendig" ist, wohingegen bei einem Fall, bei dem die Zahl der Werte weniger als drei beträgt, entschieden wird, dass die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur „nicht notwendig" ist. Dann speichert die Steuerungseinheit 80 das erste Entscheidungsresultat A, das das Resultat der vorhergehenden automatischen Entscheidung anzeigt, in dem vorbestimmten Bereich des Speichers 85 (siehe 4). Es versteht sich von selbst, dass ein solcher Entscheidungsstandard lediglich ein Beispiel ist und der zu verwendende Entscheidungsstandard beliebig ist.
Wenn die Steuerungseinheit (die zweite Entscheidungseinrichtung) 80 zu dem Schritt S3 voranschreitet, führt die Einheit basierend auf einem Bedienungszustand des Schalters SW1 für eine Gegenmaßnahme bei niedriger Temperatur eine Schalterentscheidung durch, ob die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur notwendig ist oder nicht. Genauer gesagt, wenn der Schalter SW1 für eine Gegenmaßnahme bei niedriger Temperatur gedrückt ist, wird entschieden, dass die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur „notwendig" ist, wohingegen, wenn der Schalter SW1 für eine Gegenmaßnahme bei niedriger Temperatur nicht gedrückt ist, entschieden wird, dass die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur „nicht notwendig" ist. Dann speichert die Steuerungseinheit 80 ein Entscheidungsresultat B der vorhergehenden Schalterentscheidung in einem vorbestimmten Bereich des Speichers 85 (siehe 4).
Nach dem Speichern der Entscheidungsresultate A, B in den vorbestimmten Bereichen des Speichers 85 leitet die Steuerungseinheit 80 basierend auf den im Vorhergehenden erwähnten Informationen über die umliegende Umgebung einen Umgebungskoeffizienten α ab (Schritt S4). Dieser Umgebungskoeffizient α ist ein Koeffizient zum Bestimmen von Gewichten, die auf die jeweiligen Entscheidungsresultate A, B anzuwenden sind, und die Steuerungseinheit 80 erhält den Umgebungskoeffizienten α (0 ≤ α ≤ 1) durch Verwendung der Karteninformationen, der Wetterinformationen, der aktuellen Zeitinformationen, der Außenlufttemperaturinformationen, der BZ-Temperaturinformationen und dergleichen, die in den Informationen über die umliegende Umgebung enthalten sind. Es sei bemerkt, dass eine Weise, bei einem Erhalten des Umgebungskoeffizienten α die Informationen über die umliegende Umgebung zu verwenden, beliebig ist. Beispielsweise kann der Umgebungskoeffizient α durch Verwendung einer vorbestimmten Karte und Funktion basierend auf einem Teil (lediglich den Karteninformationen) der in den Informationen über die umliegende Umgebung enthaltenen Informationen bestimmt werden, oder der Umgebungskoeffizient α kann basierend auf allen in den Informationen über die umliegende Umgebung enthaltenen Informationen bestimmt werden.
Bei dem Erhalten des Umgebungskoeffizienten α auf diese Art und Weise setzt die Steuerungseinheit (die Gewichtungseinrichtung) 80 diesen Koeffizienten in die folgende Gleichung (1) ein, um die jeweiligen Entscheidungsresultate zu gewichten (Schritt S5). Dann entscheidet die Steuerungseinheit (die dritte Entscheidungseinrichtung) 80 abschließend, ob die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur notwendig ist oder nicht (Schritt S6) und speichert ein Entscheidungsresultat C dieser abschließenden Entscheidung in einem vorbestimmten Bereich des Speichers 85 (siehe 4). C = α·A + (1 – α)·B (1)
5 ist ein Diagramm, das die in dem Speicher 85 gespeicherten Entscheidungsresultate A, B darstellt. Es sei bemerkt, dass in 5 das Entscheidungsresultat, das anzeigt, dass die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur notwendig ist, als „notwendig" gezeigt ist und das Entscheidungsresultat, das anzeigt, dass die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur nicht notwendig ist, als „nicht notwendig" gezeigt ist.
Wie in 5 gezeigt, gibt es vier Kombinationen der Entscheidungsresultate A, B: einen Fall, bei dem beide Entscheidungsresultate A, B „notwendig" lauten (Fall 1), einen Fall, bei dem das Entscheidungsresultat A „notwendig" lautet und das Entscheidungsresultat B „nicht notwendig" lautet (Fall 2), einen Fall, bei dem das Entscheidungsresultat A „nicht notwendig" lautet und das Entscheidungsresultat B „notwendig" lautet (Fall 3) und einen Fall, bei dem beide Entscheidungsresultate A, B „nicht notwendig" lauten (Fall 4). Wenn beide Entscheidungsresultate gleich sind (Fälle 1, 4), schwankt das Entscheidungsresultat C nicht gemäß einem Wert des Umgebungskoeffizienten α. Wenn sich jedoch die Entscheidungsresultate A, B voneinander unterscheiden (Fälle 2, 3), schwankt das Entscheidungsresultat C gemäß dem Umgebungskoeffizienten α.
Bei dem Fall beispielsweise, bei dem das Entscheidungsresultat A „notwendig" lautet und das Entscheidungsresultat B „nicht notwendig" lautet (Fall 2), wendet die Steuerungseinheit 80, wenn der Umgebungskoeffizient α eingestellt ist, um weniger als 0,5 zu betragen, ein größeres Gewicht auf das Entscheidungsresultat B als auf das Entscheidungsresultat A an, und das Entscheidungsresultat C ist das gleiche „nicht notwendig" wie das Entscheidungsresultat B. Andererseits wendet die Steuerungseinheit 80 bei dem Fall, bei dem das Entscheidungsresultat A „notwendig" lautet und das Entscheidungsresultat B „nicht notwendig" lautet (Fall 2), wenn der Umgebungskoeffizient α auf 0,5 oder mehr eingestellt ist, umgekehrt ein größeres Gewicht auf das Entscheidungsresultat A als auf das Entscheidungsresultat B an, und das Entscheidungsresultat C ist das gleiche „notwendig" wie das Entscheidungsresultat A. Auf diese Art und Weise wird das durch die Steuerungseinheit 80 anzuwendende Gewicht gemäß dem Wert des eingestellten Umgebungskoeffizienten α geändert.
Wenn die Steuerungseinheit 80 das im Vorhergehenden erwähnte Entscheidungsverarbeiten ausführt, um das Entscheidungsresultat C zu erhalten, das das Entscheidungsresultat der abschließenden Entscheidung anzeigt, steuert die Steuerungseinheit das aktuelle System gemäß diesem Entscheidungsresultat. Das heißt, wenn das Entscheidungsresultat C „nicht notwendig" lautet, wird gewöhnlich eine Betriebssteuerung durchgeführt, ohne die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur durchzuführen. Wenn andererseits das Entscheidungsresultat C der abschließenden Entscheidung „notwendig" lautet, wird die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur gemäß diesem Entscheidungsresultat durchgeführt. Hier umfassen Beispiele der Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur ein Spülverarbeiten. Ein solches Spülverarbeiten kann ausgeführt werden, um eine Wassermenge, die sich in einem Rohr oder dergleichen angesammelt hat, zu reduzieren, und ein Problem, dass das in dem Rohr angesammelte Wasser gefriert und das Rohr oder dergleichen zerbricht, kann unterdrückt werden. Es versteht sich von selbst, dass die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur nicht auf das Spülverarbeiten begrenzt ist und beispielsweise ein Betrieb (ein Betrieb mit niedriger Effizienz) in einem Zustand durchgeführt werden kann, in dem eine Leistungserzeugungseffizienz niedrig ist, und das System erwärmt werden kann, um die Menge des Wassers, das sich in dem Rohr oder dergleichen angesammelt hat, zu reduzieren.
Wie im Vorhergehenden beschrieben, werden gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn eine Notwendigkeit der Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur entschieden wird, sowohl das Entscheidungsresultat der automatischen Entscheidung, die auf den Umgebungsinformationen basiert, als auch das Entscheidungsresultat der Schalterentscheidung, die auf der Benutzerbedienung des Schalters für eine Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur basiert, gewichtet, und die abschließende Entscheidung wird basierend auf den jeweiligen gewichteten Entscheidungsresultaten durchgeführt. Ein solches Gewichten wird durchgeführt, wodurch eine Genauigkeit der Entscheidung hinsichtlich der Notwendigkeit der Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur verbessert werden kann und eine nutzlose Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur unterdrückt werden kann. Außerdem kann die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur, wenn notwendig, zu einem geeigneten Zeitpunkt durchgeführt werden.
Es sei bemerkt, dass bei dem im Vorhergehenden erwähnten vorliegenden Ausführungsbeispiel das Entscheidungsverarbeiten während des Startens des Systems durchgeführt wird, jedoch das Entscheidungsverarbeiten bei einem Fall, bei dem eine Anfrage zum Stoppen des Systems vorliegt, durchgeführt werden kann und das Entscheidungsverarbeiten ferner intermittierend während eines gewöhnlichen Betriebs durchgeführt werden kann. Wenn bei dem vorhergehenden Entscheidungsverarbeiten das Entscheidungsresultat A der automatischen Entscheidung „notwendig" lautet, kann eine Nachricht, die dringend zu einer Eingabe der Steuerungsanweisung für eine Gegenmaßnahme bei niedriger Temperatur auffordert, mitgeteilt werden.
Zusammenfassung
Brennstoffzellensystem
Es ist ein Brennstoffzellensystem offenbart, das fähig ist, wenn notwendig, zu einem geeigneten Zeitpunkt eine Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur durchzuführen. Um eine Notwendigkeit der Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur zu entscheiden, führt eine Steuerungseinheit 80 eine automatische Entscheidung durch, die auf Informationen über die umliegende Umgebung basiert, die von einem Navigationssystem 190 zugeführt werden und einen Zustand (eine Außenlufttemperatur oder dergleichen) einer umliegenden Umgebung anzeigen. Dann gewichtet die Steuerungseinheit 80 sowohl ein Entscheidungsresultat dieser automatischen Entscheidung als auch ein Entscheidungsresultat einer Schalterentscheidung, die auf einer Benutzerbedienung eines Schalters für eine Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur basiert, und führt basierend auf den jeweiligen gewichteten Entscheidungsresultaten eine abschließende Entscheidung durch.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2005-108832 [0004]

Claims

Brennstoffzellensystem, das mit einem Bedienungselement für eine Gegenmaßnahme bei niedriger Temperatur, das eine Ausführung einer Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur anweist, versehen ist, mit: einer ersten Entscheidungseinrichtung zum Entscheiden einer Notwendigkeit der Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur basierend auf ermittelten Umgebungsinformationen; einer zweiten Entscheidungseinrichtung zum Entscheiden der Notwendigkeit der Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur basierend auf einem Bedienungsinhalt des durch einen Benutzer bedienten Bedienungselements für eine Gegenmaßnahme bei niedriger Temperatur; einer Gewichtungseinrichtung zum Anwenden von Gewichten auf Entscheidungsresultate, die durch die jeweiligen Entscheidungseinrichtungen erhalten werden; und einer dritten Entscheidungseinrichtung zum abschließenden Entscheiden, ob die Gegenmaßnahmensteuerung bei niedriger Temperatur auszuführen ist oder nicht, basierend auf den jeweiligen gewichteten Entscheidungsresultaten.
Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, bei dem die Gewichtungseinrichtung das anzuwendende Gewicht gemäß einem Inhalt der ermittelten Umgebungsinformationen ändert.
Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Umgebungsinformationen Informationen umfassen, die mindestens entweder eine Temperatur einer Brennstoffzelle, eine Außenlufttemperatur, eine Position zu der Zeit oder ein Datum anzeigen.