DE112007002081T5 - Mobiler Aufbau - Google Patents

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Abstract

Mobiler Aufbau, welcher aufweist:
eine Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, die eine Kraft zum Antreiben des mobilen Aufbaus erzeugt;
eine Leistungsspeichervorrichtung, die dazu ausgelegt ist, der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung Leistung zuzuführen;
eine Brennstoffzelle, die dazu ausgelegt ist, der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung Leistung zuzuführen; und
eine Steuervorrichtung, die das Antreiben der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung steuert,
wobei die Steuervorrichtung beim Starten des mobilen Aufbaus den Beginn des Antreibens der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung unterbindet, falls eine Möglichkeit besteht, dass das Anfahren der Brennstoffzelle fehlschlägt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen mobilen Aufbau wie etwa ein Brennstoffzellenfahrzeug. Genauer gesagt betrifft sie einen mobilen Aufbau, der eine Leistungsspeichervorrichtung und eine Brennstoffzelle als Vorrichtungen zum Zuführen von Leistung zu einer von einem Fahrmotor typisierten Antriebskrafterzeugungsvorrichtung aufweist.
  • Einschlägiger Stand der Technik
  • Eine Brennstoffzelle wird durch Übereinanderschichten einer großen Anzahl von Einzelzellen ausgebildet, die jeweils in der Lage sind, Leistung zu erzeugen. Bislang ist als ein Fahrzeug mit einem darin installierten Brennstoffzellensystem ein Fahrzeug bekannt, bei dem ein Fahrmotor mittels Leistungszufuhr von einer Sammelbatterie und einer Brennstoffzelle angetrieben wird (s. z. B. die JP-Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-231991 ). In dieser Veröffentlichung wird beschrieben, dass der Fahrmotor beim Starten des Fahrzeugs nur durch die Leistungszufuhr von der Sammelbatterie angetrieben wird, bis die Leistungserzeugung der Brennstoffzelle stabilisiert ist. Nachdem die Leistungserzeugung der Brennstoffzelle stabilisiert ist, wird der Fahrmotor dann unter Verwendung der Brennstoffzelle angetrieben.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Beim Anfahren einer Brennstoffzelle, die im angehaltenen Zustand über einen langen Zeitraum stehen gelassen wurde, kann es vorkommen, dass die Leistungserzeugung eines Teils der Einzelzellen fehlerhaft wird und die Zellenspannung ab nimmt. Wenn das Antreiben des Fahrmotors beim Starten des Fahrzeugs gemäß der Beschreibung in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-231991 nur mit der Sammelbatterie begonnen wird, obwohl eine solche Verringerung der Zellenspannung auftreten könnte, wäre es möglich, dass das Anfahren der Brennstoffzelle während des Fahrens nur mit der Sammelbatterie fehlschlägt. Als Leistungszufuhrquelle für den Fahrmotor steht dann nur die Sammelbatterie zur Verfügung, aber die Menge der Leistung, die in der Sammelbatterie akkumuliert werden kann, ist begrenzt. Das Fahrzeug könnte daher unterwegs liegen bleiben.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen mobilen Aufbau zur Verfügung zu stellen, der in der Lage ist, die Zuverlässigkeit des mobilen Aufbaus beim Starten sicher zu stellen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe weist ein mobiler Aufbau der vorliegenden Erfindung folgendes auf: eine Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, die eine Kraft zum Antreiben des mobilen Aufbaus erzeugt; eine Leistungsspeichervorrichtung, die in der Lage ist, der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung Leistung zuzuführen; eine Brennstoffzelle, die in der Lage ist, der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung Leistung zuzuführen; und eine Steuervorrichtung, die das Antreiben der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung steuert. In einer Situation, in der beim Starten des mobilen Aufbaus die Möglichkeit eines Problems beim Anfahren der Brennstoffzelle besteht, unterbindet die Steuervorrichtung den Beginn des Antreibens der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung.
  • Somit ist es möglich, mit dem Antreiben der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung zu beginnen, nachdem beispielsweise ein Zustand erhalten wurde, in dem der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung sowohl von der Brennstoffzelle als auch von der Leistungsspeichervorrichtung Leistung zugeführt werden kann. Hierdurch kann verhindert werden, dass bei einem mobilen Aufbau das Anfahren der Brennstoffzelle nach dem Starten fehlschlägt und keine Antriebskraft mehr an ihn übertragen werden kann, und die Zuverlässigkeit des mobilen Aufbaus beim Start kann sicher gestellt werden.
  • Hierbei ist die Leistungsspeichervorrichtung beispielsweise eine auf-/entladbare Sammelbatterie oder ein Kondensator, ist aber nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung ist beispielsweise ein Fahrmotor, ist aber nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Der mobile Aufbau ist beispielsweise ein zwei- oder vierädriges Fahrzeug, ein Zug, ein Flugzeug, ein Schiff oder ein Robot und weist einen Selbstantrieb auf, jedoch ist gemäß einem Aspekt ein Fahrzeug bevorzugt.
  • In der vorstehend genannten Situation ermöglicht es die Steuervorrichtung vorzugsweise, nach dem Abschluss des Anfahrens oder gleichzeitig mit dem Abschluss des Anfahrens der Brennstoffzelle mit dem Antreiben der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung zu beginnen.
  • Folglich kann der mobile Aufbau innerhalb kurzer Zeit gestartet werden, während die Zuverlässigkeit des mobilen Aufbaus beim Starten sicher gestellt wird. In diesem Fall kann eine Leistungszufuhrquelle, die mit dem Antreiben der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung beginnt, entweder die Leistungsspeichervorrichtung oder die Brennstoffzelle sein.
  • Während die Steuervorrichtung den Beginn des Antreibens der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung unterbindet, kann sie bevorzugt eine Wiederherstellungsoperation durchführen, um einen Problemfaktor beim Anfahren der Brennstoffzelle zu beseitigen.
  • Es kann daher beispielsweise eine Abnahme der Zellenspannung der Brennstoffzelle unterdrückt oder rückgängig gemacht werden, so dass das Anfahren der Brennstoffzelle auf stabile Weise durchgeführt werden kann.
  • Vorzugsweise kann die Steuervorrichtung auf der Grundlage einer Situation vor dem Anfahren der Brennstoffzelle beurteilen, ob die Möglichkeit eines Problems beim Anfahren der Brennstoffzelle besteht oder nicht.
  • Somit ist es möglich, eine Startsteuerung auszuführen, bei der ein Antreiben der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung nicht generell unterbunden wird. Beispielhafte Situationen vor dem Anfahren der Brennstoffzelle umfassen eine Problemsituation während einer früheren Leistungserzeugung der Brennstoffzelle sowie eine Zeitspanne, während der die Brennstoffzelle im angehaltenen Zustand stehen gelassen wurde.
  • Vorzugsweise weist der mobile Aufbau einen Zeitgeber zum Messen der Zeitspanne auf, während der die Brennstoffzelle im angehaltenen Zustand stehen gelassen wird. Außerdem kann die Steuervorrichtung auf der Grundlage der von dem Zeitgeber gemessenen Ruhezeit bestimmen, ob der Beginn des Antreibens der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung beim Starten des mobilen Aufbaus unterbunden oder zugelassen werden soll.
  • Folglich kann der Beginn des Antreibens der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung unterbunden werden, falls die Brennstoffzelle während einer so langen Zeitspanne stehen gelassen wurde, dass ein Problem mit der Brennstoffzelle vergleichsweise leicht entstehen kann. Hierdurch kann die Zuverlässigkeit des mobilen Aufbaus beim Start sicher gestellt werden. Andererseits kann der Beginn des Antreibens der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung zugelassen werden, falls die Brennstoffzelle während einer so kurzen Zeitspanne stehen gelassen wurde, dass ein Problem mit der Brennstoffzelle nicht vergleichsweise leicht entstehen kann. Hierdurch kann eine Startzeit des mobilen Aufbaus verkürzt werden.
  • Der mobile Aufbau weist bevorzugt eine Speichereinrichtung auf, um zu speichern, ob während einer früheren Leistungserzeugung der Brennstoffzelle ein Problem aufgetreten ist. Die Steuervorrichtung kann dann beim Starten des mobilen Aufbaus auf der Grundlage des Speicherinhalts der Speichereinrichtung bestimmen, ob der Beginn des Antreibens der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung unterbunden oder zugelassen werden soll.
  • Falls während der früheren Leistungserzeugung der Brennstoffzelle ein Problem aufgetreten ist, besteht die Möglichkeit eines Problems beim nächsten Anfahren der Brennstoffzelle. In einem solchen Fall kann daher gemäß der vorliegenden Erfindung ein Beginn des Antreibens der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung unterbunden werden. Hierdurch kann die Zuverlässigkeit des mobilen Aufbaus beim Starten sicher gestellt werden. Falls die frühere Leistungserzeugung der Brennstoffzelle hingegen normal war, besteht eine starke Möglichkeit, dass das nächste Anfahren der Brennstoffzelle problemlos durchgeführt wird. In einem solchen Fall kann daher gemäß der vorliegenden Erfindung der Beginn des Antreibens der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung zugelassen werden. Hierdurch kann die Startzeit des mobilen Aufbaus verkürzt werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • 1 ist eine Konstruktionsskizze zur schematischen Darstellung eines in einem Fahrzeug installierten Brennstoffzellensystems;
  • 2A ist ein Zeitablaufdiagramm, das eine Steuerung beim Starten des Fahrzeugs zeigt;
  • 2B ist ein Diagramm ähnlich der 2A, das eine Beziehung zwischen der Zeit und einer Obergrenze der während einer Fahrt des Fahrzeugs nutzbaren Leistung zeigt, wenn "normal einschaltbereit" ausgeführt wird; und
  • 3 ist eine Seitenansicht des Fahrzeugs.
  • Beste Ausführungsweise der Erfindung
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Nachfolgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Hierbei wird ein Beispiel, bei dem das Brennstoffzellensystem in einem Fahrzeug installiert ist, als ein typisches Beispiel für einen mobilen Aufbau mit Selbstantrieb beschrieben.
  • Gemäß der Darstellung in den 1 und 3 fährt ein Fahrzeug 100, indem es als Antriebskraftquelle einen Fahrmotor 7 (Leistungserzeugungsvorrichtung) verwendet, der mit Rädern 101L, 101R verbunden ist. Eine Leistungsquelle des Fahrmotors 7 ist ein Brennstoffzellensystem 1 mit einer Brennstoffzelle 2 und eine Leistungsspeichervorrichtung 3. Ein Gleichstromausgang vom Brennstoffzellensystem 1 wird von einem Wechselrichter 8 in einen Dreiphasen-Wechselstrom umgewandelt und an den Fahrmotor 7 geliefert. Bei einem Bremsvorgang des Fahrzeugs 100 wird der Fahrmotor 7 von den Rädern 101L, 101R angetrieben, wobei der Fahrmotor 7 dann als ein Leistungsgenerator zum Erzeugen des Dreiphasen-Wechselstroms arbeitet. Dieser Dreiphasen-Wechselstrom wird vom Wechselrichter 8 in einen Gleichstrom umgewandelt, um die Leistungsspeichervorrichtung 3 aufzuladen.
  • Der Fahrmotor 7 ist ein Elektromotor für den Erhalt einer Antriebskraft für die Fahrt des Fahrzeugs und besteht beispielsweise aus einem Dreiphasen-Synchronmotor. Ein maximaler Ausgang des Fahrmotors 7 beträgt beispielsweise 80 kW. Der Fahrmotor 7 kann in Form eines radintegrierten Motors verwendet werden, und es kann eine Konstruktion mit Zwei- oder Vierradantrieb angewendet werden. Hierbei sind dann zwei bzw. vier Wechselrichter 8 parallel mit einem Ausgangsanschluss der Brennstoffzelle 2 verbunden, und die jeweiligen Wechselrichter 8 können mit dem Fahrmotor 7 verbunden sein. Es ist anzumerken, dass der Wechselrichter 8 nicht benötigt wird, wenn ein Gleichstrommotor als der Fahrmotor 7 verwendet wird.
  • Das Brennstoffzellensystem 1 umfasst die Brennstoffzelle 2, die Leistungsspeichervorrichtung 3, einen Hochspannungs-Gleichstromumrichter 4, eine Steuervorrichtung 13 und dergleichen. Die Leistungsspeichervorrichtung 3 ist über den Hochspannungs-Gleichstromumrichter 4 parallel mit der Brennstoffzelle 2 geschaltet. Der Hochspannungs-Gleichstromumrichter 4 ist zwischen die Leistungsspeichervorrichtung 3 und den Wechselrichter 8 geschaltet.
  • Die Brennstoffzelle 2 umfasst einen Stack-Aufbau, in dem eine große Zahl von Einzelzellen aufeinander geschichtet sind. Es gibt verschiedene Typen der Brennstoff zelle 2, beispielsweise einen Phosphorsäuretyp und einen Festoxidtyp. Bei der Brennstoffzelle 2 der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich um einen Feststoffpolymerelektrolyt-Typ, der bei einer gewöhnlichen Temperatur anfahren kann und eine vergleichsweise kurze Anfahrdauer aufweist. Die Brennstoffzelle 2 erzeugt Leistung durch eine elektrochemische Reaktion zwischen einem Oxidationsgas und einem Brennstoffgas, und der maximale Ausgang der Brennstoffzelle 2 beträgt beispielsweise 90 kW. Durch diese elektrochemische Reaktion wird in der Brennstoffzelle 2 Wasser erzeugt.
  • Ein von einem Luftkompressor 5 unter Druck zugeführtes Oxidationsgas strömt durch einen Zuführpfad 15 und wird einer Luftelektrode (Kathode) in der Brennstoffzelle 2 zugeführt. Ein in der Zellenreaktion der Brennstoffzelle 2 verbrauchtes Oxidationsabgas strömt durch eine Abgaspassage 16 und wird zur Außenseite hin abgegeben. Die Abgaspassage 16 ist mit einem Druckregelventil 17, das einen Druck des der Brennstoffzelle 2 zuzuführenden Oxidationsgases reguliert, und einem Befeuchter 18 zum Befeuchten des Oxidationsgases mit dem Oxidationsabgas versehen.
  • Wasserstoffgas als ein Brennstoffgas strömt durch einen Zuführpfad 21 und wird einer Wasserstoffelektrode (Anode) in der Brennstoffzelle 2 zugeführt. Das Wasserstoffgas wird der Brennstoffzelle 2 beispielsweise aus einer Wasserstoffspeicherquelle 22 wie etwa einem Hochdruckwasserstofftank, der auf einer stromaufwärtigen Seite des Zuführpfades 21 vorgesehen ist, über eine Regeleinrichtung 23 zugeführt. Der Zuführpfad 21 ist mit einem Absperrventil 24 versehen, das ein Zuführen des Wasserstoffgases der Wasserstoffspeicherquelle 22 zum Zuführpfad 21 zulässt oder die Zufuhr unterbricht. Es ist anzumerken, dass der Brennstoffzelle 2 auch Wasserstoffgas zugeführt werden kann, das mittels Modifikation eines Materials wie etwa Alkohol oder komprimierten Erdgases erzeugt wurde.
  • Ein in der Zellenreaktion der Brennstoffzelle 2 verbrauchtes Wasserstoffabgas wird an einen Abgaspfad 25 abgegeben, von einer Wasserstoffpumpe 26 an den Zuführpfad 21 rückgeführt und erneut der Brennstoffzelle 2 zugeführt. Ein Abgabepfad 27 ist an den Abgaspfad 25 angeschlossen und zweigt von diesem ab. Ein Auslassventil 28 am Abgabepfad 27 öffnet auf geeignete Weise während eines Betriebs des Brennstoffzellensystems 1, wodurch Verunreinigungen im Wasserstoffabgas zusammen mit dem Wasserstoffabgas an eine stromabwärtige Seite des Abgabepfads 27 abgegeben werden. Somit nimmt die Konzentration von Verunreinigungen im Wasserstoffabgas entlang einer Wasserstoffzirkulationsleitung ab, und die Wasserstoffkonzentration in dem zu zirkulierenden und zuzuführenden Wasserstoffabgas kann erhöht werden. Es ist anzumerken, dass das von der Brennstoffzelle 2 erzeugte Wasser zusammen mit dem abzulassenden Wasserstoffabgas zur stromabwärtigen Seite des Abgabepfades 27 hin abgegeben wird oder über einen Gas-Flüssigkeit-Separator (nicht gezeigt) aus dem System abgegeben wird.
  • Die Leistungsspeichervorrichtung 3 ist eine auf-/entladbare Sammelbatterie, die als Hochspannungs-Leistungsspeichervorrichtung dient. Die Leistungsspeichervorrichtung 3 ist beispielsweise eine Nickel-Wasserstoff-Zelle oder eine Lithiumionenzelle, jedoch kann anstatt der Sammelbatterie auch ein Kondensator verwendet werden. Ein Ladungsbetrag der Leistungsspeichervorrichtung 3 wird von einem SOC (State of Charge)-Sensor 41 erfasst.
  • Die Leistungsspeichervorrichtung 3 unterstützt die Leistung in einem Zustand, in dem eine Ausgangsleistung nur der Brennstoffzelle 2 nicht ausreichend ist, beispielsweise während eines Beschleunigungsübergangs oder eines Hochlastbetriebs des Fahrzeugs 100. Außerdem fährt das Fahrzeug 100 nur mit der Leistung der Leistungsspeichervorrichtung 3, wenn der Betrieb der Brennstoffzelle 2 angehalten ist oder wenn es unter dem Gesichtspunkt des Wirkungsgrades bevorzugt ist, den Betrieb anzuhalten, wie z. B. während das Fahrzeug 100 steht oder sich in einer Niedriglastfahrt befindet. Die Leistungskapazität der Leistungsspeichervorrichtung 3 kann gemäß den Fahrbedingungen des Fahrzeugs 100, einer Fahrfunktion wie etwa einer Höchstgeschwindigkeit, einem Fahrzeuggewicht oder dergleichen auf geeignete Weise eingestellt werden. Der maximale Ausgang der Leistungsspeichervorrichtung 3 ist geringer als derjenige der Brennstoffzelle 2 und beträgt beispielsweise 20 kW.
  • Der Hochspannungs-Gleichstromumrichter 4 ist ein Gleichspannungsumrichter. Der Hochspannungs-Gleichstromumrichter 4 hat die Funktion, den Gleichstrom-Spannungseingang von der Leistungsspeichervorrichtung 3 einzustellen, um die Spannung auf den Wechselrichter 8 hin auszugeben, sowie den Gleichstrom-Spannungseingang von der Brennstoffzelle 2 oder dem Fahrmotor 7 einzustellen, um die Spannung an die Leistungsspeichervorrichtung 3 auszugeben. Diese Funktionen des Hochspannungs-Gleichstromumrichters 4 ermöglichen das Aufladen und Entladen der Leistungsspeichervorrichtung 3. Die Ausgangsspannung der Brennstoffzelle 2 wird vom Hochspannungs-Gleichstromumrichter 4 gesteuert.
  • Ein Relais 51 (erste Abschalteinrichtung), das die Leistungszufuhr von der Leistungsspeichervorrichtung 3 zum Wechselrichter 8 abschalten kann, ist zwischen dem Hochspannungs-Gleichstromumrichter 4 und der Leistungsspeichervorrichtung 3 vorgesehen. Ein Relais 52 (zweite Abschalteinrichtung), das die Leistungszufuhr von der Brennstoffzelle 2 zum Wechselrichter 8 abschalten kann, ist zwischen dem Hochspannungs-Gleichstromumrichter 4 und der Brennstoffzelle 2 vorgesehen.
  • Obgleich dies nicht gezeigt ist, sind verschiedene Hilfsmaschinen zur Verwendung im Betrieb der Brennstoffzelle 2 vermittels eines Wechselrichters zwischen den Hochspannungs-Gleichstromumrichter 4 und die Brennstoffzelle 2 geschaltet. Bei der vorliegenden Ausführungsform entsprechen die Hilfsmaschinen dem Luftkompressor 5, der Wasserstoffpumpe 26 und dergleichen. Während eines Normalbetriebs der Brennstoffzelle 2 fließt die Leistung der Brennstoffzelle 2 nicht durch den Hochspannungs-Gleichstromumrichter 4 und wird den Hilfsmaschinen (5 und 26) zugeführt. Während einer Betriebsunterbrechung der Brennstoffzelle 2 und zu Beginn des Startens hingegen wird die Leistung der Leistungsspeichervorrichtung 3 den Hilfsmaschinen (5 und 26) über den Hochspannungs-Gleichstromumrichter 4 zugeführt.
  • Die Steuervorrichtung 13 ist als ein Mikrocomputer ausgeführt, in dem eine CPU (Zentralprozessor) 71, ein ROM (Nurlesespeicher) 72 und ein RAM (Direktzugriffsspeicher) 73 enthalten sind. Die CPU 71, der ROM 72 und der RAM 73 sind über eine Sammelschiene miteinander verbunden, und diese Sammelschiene ist mit einer I/O(Ein-/Ausgabe)-Schnittstelle (nicht gezeigt) verbunden.
  • Die CPU 71 führt gewünschte Berechnungen gemäß einem Steuerprogramm aus, um verschiedene Verarbeitungen und Steuerungen wie etwa eine Startsteuerung des Fahrzeugs 100 durchzuführen, die weiter unten beschrieben sind. Der ROM 72 speichert das Steuerprogramm und von der CPU 71 zu verarbeitende Steuerdaten. Der RAM 73 wird als verschiedene Betriebsbereiche hauptsächlich für die Steuerverarbeitung verwendet. Insbesondere dient der RAM 73 als Speichereinrichtung, um zu speichern, ob während der Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 2 während eines Zyklus der Brennstoffzelle 2, d. h. ab dem Anfahren der Brennstoffzelle 2 bis zu ihrem Anhalten, ein Problem aufgetreten ist oder nicht. Es ist anzumerken, dass eine solche Speichereinrichtung anstatt des RAM 73 aus einer externen Vorrichtung wie etwa einer Festplatte bestehen kann.
  • Die Steuervorrichtung 13 ist über die I/O-Schnittstelle mit dem SOC-Sensor 41 und verschiedenen Druck- und Temperatursensoren zur Verwendung in einem Gassystem für das Oxidationsgas und das Wasserstoffgas sowie in einem Kühlsystem verbunden. Außerdem ist die Steuervorrichtung 13 über die I/O-Schnittstelle mit einem Fahrpedalposition-Sensor 61 verbunden, der einen Fahrpedal-Betätigungsgrad des Fahrzeugs 100 erfasst, sowie mit einem Zeitgeber 81, der eine Zeitspanne misst, während der die Brennstoffzelle 2 im angehaltenen Zustand stehen gelassen wurde, zusätzlich zu einem Schlingerwinkelsensor und einem Fahrzeuggeschwindigkeit-Sensor.
  • Die Steuervorrichtung 13 empfangt Ausgangssignale der vorstehend genannten Sensoren zum Berechnen einer Systemleistungserfordernis (z. B. der Summe aus einer Fahrzeugfahrleistung und einer Hilfsmaschinenleistung), um Operationen verschiedener Vorrichtungen in dem System 1 zu steuern. Konkret gesprochen ermittelt die Steuervorrichtung 13 die Systemleistungserfordernis auf der Grundlage des Fahrpedal-Betätigungsgrades, der Fahrzeuggeschwindigkeit oder dergleichen, und führt eine Steuerung derart aus, dass die Ausgangsleistung der Brennstoffzelle 2 mit einer Sollleistung überein stimmt.
  • Hierbei bedeutet die Fahrzeugfahrleistung eine Leistungserfordernis des Fahrmotors 7, und die Hilfsmaschinenleistung bedeutet die Leistung insgesamt, die jeweils für den Betrieb der verschiedenen Hilfsmaschinen in dem Brennstoffzellensystem 1 erforderlich ist. Die Leistungserfordernis des Fahrmotors 7 wird von der Steuervorrichtung 13 auf der Grundlage des Fahrpedal-Betätigungsgrades, der Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen berechnet. Diese Leistungserfordernis wird berechnet, indem eine vom Fahrmotor 7 auszugebende Leistung aus dem Produkt einer Solldrehzahl und eines Solldrehmoments des Fahrmotors 7 ermittelt und diese Leistung durch einen Betriebswirkungsgrad des Fahrmotors 7 dividiert wird, d. h. das Verhältnis der auszugebenden Leistung zum Leistungsverbrauch. Es ist anzumerken, dass ein Solldrehmoment einen negativen Wert annimmt und die Leistungserfordernis daher einen negativen Wert annimmt, wenn der Fahrmotor 7 als Leistungsgenerator betrieben wird, um regeneratives Bremsen durchzuführen.
  • Nach dem Berechnen der Leistungserfordernis des Fahrmotors 7 berechnet die Steuervorrichtung 13 die Hilfsmaschinenleistung in Entsprechung zur Leistungserfordernis des Fahrmotors 7. Daraufhin steuert die Steuervorrichtung 13 den Betrieb des Hochspannungs-Gleichstromumrichters 4 so, dass die erforderliche Systemleistung zugeführt wird, und stellt einen Betriebspunkt (eine Ausgangsspannung, einen Ausgangsstrom) der Brennstoffzelle 2 ein. Hierbei steuert die Steuervorrichtung 13 das Umschalten des Wechselrichters 8, um den der Fahrzeugfahrleistung entsprechenden Dreiphasen-Wechselstrom an den Fahrmotor 7 auszugeben. Außerdem stellt die Steuervorrichtung 13 Drehzahlen von Motoren (nicht gezeigt) des Luftkompressors 5 und der Wasserstoffpumpe 26 ein, wodurch die Brennstoffzelle 2 die Zufuhr des Oxidationsgases und des Wasserstoffgases gemäß der Sollleistung steuert, und das Kühlsystem (nicht gezeigt) steuert die Temperatur der Brennstoffzelle 2.
  • Hierbei kann ein Steuersystem des Brennstoffzellensystems 1 gemäß der Darstellung in 1 in Funktionen eines die Brennstoffzelle 2 umfassenden BZ-Systems und eines die Leistungsspeichervorrichtung 3 umfassenden EV (Electric Vehicle; Elektrofahrzeug)-Systems unterteilt werden. Das BZ-System arbeitet in der Hauptsache als Leistungsquelle für eine Fahrleistung. Das EV-System arbeitet in der Hauptsache als Leistungsquelle für eine effiziente Verwendung der Ausgangsleistung der Brennstoffzelle 2. Im BZ-System ist das Relais 52 geschlossen, so dass die Leistung der Brennstoffzelle 2 dem Fahrmotor 7 zugeführt werden kann. Im EV-System ist das Relais 51 geschlossen, so dass die Leistung der Leistungsspeichervorrichtung 3 dem Fahrmotor 7 zugeführt werden kann.
  • Bei der vorstehend genannten Konstruktion ändert die Steuervorrichtung 13 beim Starten des Fahrzeugs 100 einen Zeitpunkt zum Beginnen des Antreibens des Fahrmotors 7 je nachdem, ob die Möglichkeit eines Problems beim Anfahren der Brennstoffzelle 2 besteht oder nicht. Die Startsteuerung dieses Fahrzeugs 100 wird unter Bezugnahme auf die 2A und B beschrieben.
  • Es ist anzumerken, dass 2 ein Zeitablaufdiagramm ist, das die Steuerung beim Starten des Fahrzeugs 100 zeigt, und 2B ein Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen der Zeit und der Obergrenze einer beim Fahren des Fahrzeugs nutzbaren Leistung in einem Fall zeigt, in dem "einschaltbereit" ("ready an") ausgeführt wird. "Einschaltbereit" bedeutet hierbei, dass das Antreiben des Fahrmotors 7, d. h. das Losfahren (Start) des Fahrzeugs 100, zugelassen wird.
  • Das Brennstoffzellensystem 1 ist angehalten, bis STein durchgeführt wird (bis zu einem Zeitpunkt t0), wie in 2A gezeigt ist. Mit anderen Worten, die Relais 51, 52 sind jeweils geöffnet, und im EV-System und im BZ-System ist die Leistungszufuhr zum Fahrmotor 7 unterbrochen.
  • STein ist die Abkürzung für "START EIN" und bedeutet, dass der Betrieb des Brennstoffzellensystems 1 gestartet wird. Mit anderen Worten beginnt das Brennstoffzellensystem 1 zum Zeitpunkt von STein mit seinem Betrieb, so dass die Leistung des Brennstoffzellensystems 1 in dem Fahrzeug 100 verwendet wird. Die STein-Operation wird mittels einer Betätigung durchgeführt, die zum Anfahren des Brennstoffzellensystems 1 erforderlich ist, um das Fahrzeug 100 zu starten, beispielsweise durch Betätigen eines Starterschalters durch den Fahrer des Fahrzeugs 100.
  • Wenn STein durchgeführt wird, um einen vorgegebenen Zeitpunkt t1 zu erhalten, ist "EV-Systemstart abgeschlossen". "EV-Systemstart abgeschlossen" bezeichnet einen Zustand, in dem das Relais 51 des EV-Systems geschlossen ist und der Fahrmotor 7 von der Leistung der Leistungsspeichervorrichtung 3 angetrieben werden kann.
  • Vom Zeitpunkt t1 bis zu einem Zeitpunkt t2 resultiert nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne t1 "BZ-Systemstart abgeschlossen". "BZ-Systemstart abgeschlossen" bedeutet einen Zustand, in dem das Relais 52 des BZ-Systems geschlossen ist und der Fahrmotor 7 von der Leistung der Brennstoffzelle 2 angetrieben werden kann. Genauer gesagt ist "BZ-Systemstart abgeschlossen" ein Zustand, in dem eine Systemüberprüfung des Brennstoffzellensystems 1 abgeschlossen ist, die Brennstoffzelle 2 problemlos gestartet werden kann (anders ausgedrückt, ein Zustand, in dem Leistung auf stabile Weise erzeugt werden kann), und der Fahrmotor 7 von der erzeugten Leistung angetrieben werden kann. Es ist anzumerken, dass die Systemüberprüfung den Zweck hat zu überprüfen, ob in den Einzelteilen (verschiedenen Sensoren, Ventilen, Pumpen usw.) des Brennstoffzellensystems 1 Störungen vorliegen oder nicht.
  • Wenn STein durchgeführt wird, wird die Leistungsspeichervorrichtung 3 daher in einen Zustand gebracht, in dem die Vorrichtung dem Fahrmotor 7 noch vor der Brennstoffzelle 2 Leistung zuführen kann.
  • 2B zeigt den Übergang der beim Fahren des Fahrzeugs nutzbaren Leistung (d. h. der Leistungsobergrenze) in einem Fall, in dem "einschaltbereit" zum Zeitpunkt t1 von "EV-Systemstart abgeschlossen" ausgeführt wird. Gemäß der Darstellung in 2B entspricht die Leistungsobergrenze vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 dem maximalen Ausgang der Leistungsspeichervorrichtung 3 und beträgt gemäß dem vorstehenden Beispiel 25 kW. Die Leistungsobergrenze nach dem Zeitpunkt t2 entspricht einem Wert, der durch Hinzuaddieren des Ausgangs der Brennstoffzelle 2 zum maximalen Ausgang der Leistungsspeichervorrichtung 3 erhalten wird, und nimmt mit der Zeit allmählich zu.
  • Der Zeitpunkt, auf den "einschaltbereit" eingestellt wird, wird gemäß dem Vorliegen der Möglichkeit eines Problems beim Anfahren der Brennstoffzelle 2 bestimmt. Konkret gesprochen wird auf der Grundlage der Situation vor dem Anfahren der Brennstoffzelle 2 beurteilt, ob das Anfahren der Brennstoffzelle 2 fehlschlägt, und der Zeitpunkt für "einschaltbereit" wird auf der Grundlage des Beurteilungsergebnisses eingestellt.
  • Wenn beispielsweise die von dem Zeitgeber 81 gemessene Zeitspanne, während der die Brennstoffzelle 2 im angehaltenen Zustand stehen gelassen wurde, eine kurze Zeitspanne oder ein vorgegebener Schwellwert oder weniger ist, wird beurteilt, dass keine Möglichkeit oder nur eine geringe Möglichkeit eines Problems beim Anfahren der Brennstoffzelle 2 besteht. Hierbei ist die Zeitspanne, während der die Brennstoffzelle 2 im angehaltenen Zustand stehen gelassen wurde, eine Zeit vom Anhalten der Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 2 bis zum Anfahren für die nächste Leistungserzeugung bzw. eine Zeitspanne vom Anhalten des Betriebs des Brennstoffzellensystems 1 bis zum Beginn des nächsten Betriebs.
  • Außerdem stellt die Steuervorrichtung 13 "einschaltbereit" auf den Zeitpunkt t1 ein, falls beurteilt wird, dass keine Möglichkeit oder nur eine geringe Möglichkeit eines Problems beim Anfahren der Brennstoffzelle 2 besteht. Bei dieser Einstellung wird zugelassen, dass das Antreiben des Fahrmotors 7 nur durch die Leistungszufuhr von der Leistungsspeichervorrichtung 3 begonnen wird und das Beginnen zum Losfahren des Fahrzeugs 100 ausgeführt wird. Danach (nach dem Zeitpunkt t2) schaltet die Leistungszufuhr zum Fahrmotor 7 vom Ausgang der Leistungsspeichervorrichtung 3 auf den Ausgang der Brennstoffzelle 2 um. Es ist anzumerken, dass die Leistung der Leistungsspeichervorrichtung 3 beim Einleiten einer vorübergehenden Beschleunigung aus einem stationären Zustand erneut dem Fahrmotor 7 zugeführt wird, um die Brennstoffzelle 2 zu unterstützen.
  • Falls hingegen die vom Zeitgeber 81 gemessene Zeitspanne, während der die Brennstoffzelle 2 im angehaltenen Zustand stehen gelassen wurde, eine lange Zeit spanne ist bzw. über dem vorgegebenen Schwellwert liegt, beurteilt die Steuervorrichtung 13, dass die Möglichkeit eines Problems beim Anfahren der Brennstoffzelle 2 besteht. Eine solche Beurteilung wird vorgenommen, weil die Möglichkeit besteht, dass ein bestimmtes Problem oder ein nachteiliger Zustand in der Brennstoffzelle 2 entsteht, wenn die Brennstoffzelle 2 über einen langen Zeitraum keine Leistung erzeugt. Ein bestimmtes Problem oder ein nachteiliger Zustand in der Brennstoffzelle 2 ist beispielsweise ein teilweise hoher oder niedriger Wasserstand in der Brennstoffzelle 2 im Vergleich mit einem Normalzustand. In beiden Fällen kann sich leicht das Phänomen einer Spannungsabnahme in zumindest einem Teil der Einzelzellen der Brennstoffzelle 2 ereignen, wobei dann die Möglichkeit eines Problems beim Anfahren der Brennstoffzelle 2 besteht.
  • Zur Lösung des Problems in einem Fall, in dem beurteilt wird, dass die Möglichkeit eines Problems beim Anfahren der Brennstoffzelle 2 besteht, stellt die Steuervorrichtung 13 "einschaltbereit" auf den Zeitpunkt t2 ein. Bei dieser Einstellung wird das Antreiben des Fahrmotors 7 erstmals zum Zeitpunkt t2 durch die Leistungszufuhr der Brennstoffzelle 2 oder der Leistungsspeichervorrichtung 3 begonnen, und das Fahrzeug 100 führt los. Mit anderen Worten wird der Beginn des Antreibens des Fahrmotors 7 durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung 3 beim Starten des Fahrzeugs 100 unterbunden.
  • Wenn "einschaltbereit" auf den Zeitpunkt t2 eingestellt ist, führt die Steuervorrichtung 13 zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 eine Wiederherstellungsoperation zum Beseitigen eines Problemfaktors beim Anfahren der Brennstoffzelle 2 aus. Folglich kann eine Abnahme der Zellenspannung der Brennstoffzelle 2 unterdrückt werden, und das Anfahren der Brennstoffzelle 2 kann auf stabile Weise durchgeführt werden.
  • Eine solche Operation zum Wiederherstellen der Brennstoffzelle 2 kann ausgeführt werden, indem die Leistung der Leistungsspeichervorrichtung 3 zugeführt wird, um ein vorgegebenes Gas oder dergleichen durch die Brennstoffzelle 2 zu leiten. Falls beispielsweise durch ein Wechselstromimpedanzverfahren beurteilt wird, dass ein nasser Zustand (Nasszustand) in der Brennstoffzelle 2 vorliegt, wird das Absperrventil 24 geöffnet, um der Brennstoffzelle 2 Wasserstoffgas zuzuführen. Das Wasser in der Brennstoffzelle 2 wird durch dieses zugeführte Wasserstoffgas abgeführt, um die Brennstoffzelle 2 wieder auf einen normalbefeuchteten Zustand zu bringen. Falls hingegen beurteilt wird, dass ein trockener Zustand (Trockenzustand) in der Brennstoffzelle 2 vorliegt, kann ein Befeuchtungsgas in die Brennstoffzelle 2 eingeleitet werden. In diesem Fall kann beispielsweise der Luftkompressor 5 angetrieben werden, um der Brennstoffzelle 2 ein Oxidationsgas zuzuführen, das durch den Befeuchter 18 geleitet wurde, oder ein Oxidationsgas, das durch eine Befeuchtungsvorrichtung geleitet wurde, die auf einem Pfad (nicht gezeigt) angeordnet ist, der von demjenigen dieses Befeuchters verschieden ist. Eine Vorrichtung (Absperrventil 24 oder Luftkompressor 5) wird durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung 3 so angetrieben, dass sie der Brennstoffzelle 2 das Wasserstoffgas oder das Oxidationsgas zuführt, wodurch die Wiederherstellungsoperation ausgeführt wird. Diese Vorrichtung ist nicht auf das Absperrventil 24 oder den Luftkompressor 5 beschränkt, und es kann eine beliebige Vorrichtung angetrieben werden, sofern die Zufuhr von Gas zur Brennstoffzelle 2 und die Unterbrechung der Zufuhr ausgeführt werden.
  • Es werden nun der Betrieb und der Effekt der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
  • Falls die Möglichkeit eines Problems beim Anfahren der Brennstoffzelle 2 besteht und "einschaltbereit" im Unterschied zu der vorliegenden Ausführungsform auf den Zeitpunkt t1 eingestellt wird, fährt das Fahrzeug 100 weiterhin mit der Leistungsspeichervorrichtung 3. Wenn das Anfahren der Brennstoffzelle 2 dann tatsächlich fehlschlägt, ist die in der Leistungsspeichervorrichtung 3 akkumulierte Leistung nicht ausreichend, und der der Fahrzeugfahrleistung entsprechende Dreiphasen-Wechselstrom kann nicht an den Fahrmotor 7 ausgegeben werden, so dass eine Möglichkeit besteht, dass das Fahrzeug 100 unterwegs angehalten werden muss.
  • Falls hingegen die Möglichkeit eines Problems beim Anfahren der Brennstoffzelle 2 besteht und "einschaltbereit" wie bei der vorliegenden Ausführungsform auf den Zeitpunkt t2 eingestellt wird, kann das Fahrzeug 100 in einem Zustand gestartet werden, in dem die Stabilität der Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 2 sicher gestellt ist. Hierdurch kann unterbunden werden, dass das Fahrzeug 100 weiterhin nur mit der Leistungsspeichervorrichtung 3 führt, und ein Liegenbleiben des Fahrzeugs 100 während der Fahrt kann unterbunden werden. Daher kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Zuverlässigkeit des Fahrzeugs 100 beim Start sicher gestellt werden.
  • Außerdem kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform gleichzeitig mit "BZ-Systemstart abgeschlossen", d. h. gleichzeitig mit einem Zustand, in dem die Brennstoffzelle 2 auf stabile Weise Leistung erzeugen kann, mit dem Antreiben des Fahrmotors 7 begonnen werden. Das Fahrzeug 100 kann daher innerhalb kurzer Zeit gestartet werden, während die Zuverlässigkeit des Fahrzeugs 100 beim Start sicher gestellt ist. Falls keine Möglichkeit oder nur eine geringe Möglichkeit eines Problems beim Anfahren der Brennstoffzelle 2 besteht, kann mit dem Antreiben des Fahrmotors 7 durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung 3 begonnen werden, so dass die Startzeit des Fahrzeugs 100 in einem solchen Normalfall verkürzt werden kann.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform ist es möglich, dass der Zeitpunkt für den Beginn des Antreibens des Fahrmotors 7 nicht mit "BZ-Systemstart abgeschlossen" zusammen fällt, muss jedoch nach "BZ-Systemstart abgeschlossen" liegen.
  • Als Nächstes wird eine Modifikation der Startsteuerung des Fahrzeugs 100 beschrieben.
  • Bei der vorliegenden Modifikation wird auf der Grundlage einer Problemsituation während der früheren Leistungserzeugung einer Brennstoffzelle 2 beurteilt, ob das Anfahren der Brennstoffzelle 2 fehlschlägt oder nicht, und der Zeitpunkt für "einschaltbereit" wird auf der Grundlage des Ergebnisses der Beurteilung eingestellt.
  • Konkret gesprochen, falls eine Speichereinrichtung wie etwa der RAM 73 speichert, dass während der früheren Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 2 kein Problem aufgetreten ist, beurteilt eine Steuervorrichtung 13, dass diesmal keine Möglichkeit oder nur eine geringe Möglichkeit eines Problems beim Anfahren der Brennstoffzelle 2 besteht. Im Anschluss an eine solche Beurteilung wird "einschaltbereit" auf die gleiche Weise wie vorstehend beschrieben auf den Zeitpunkt t1 eingestellt. Es ist anzumerken, dass die frühere Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 2 ein so genannter "Pre-trip" (eine vorausgegangene Fahrt) ist, bei der es sich um den einen Betriebszyklus der Brennstoffzelle 2 unmittelbar vor dem gegenwärtigen Anfahren handelt.
  • Falls das Auftreten eines Problems während der früheren Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 2 in einer Speichereinrichtung wie etwa dem RAM 73 gespeichert ist, beurteilt die Steuervorrichtung 13, dass die Möglichkeit eines Problems beim Anfahren der Brennstoffzelle 2 besteht. Diese Beurteilung wird vorgenommen, weil das Auftreten eines Problems in der Brennstoffzelle 2 während der früheren Leistungserzeugung auf die Möglichkeit eines Problems beim darauf folgenden Anfahren hindeutet. Eine Ursache für diese Möglichkeit kann gemäß der vorstehenden Beschreibung beispielsweise ein im Vergleich mit dem Normalfall teilweise hoher oder niedriger Wassergehalt in der Brennstoffzelle 2 sein.
  • Um das Problem zu lösen, wird "einschaltbereit" wie bei der vorstehenden Beschreibung auf den Zeitpunkt t2 eingestellt, falls beurteilt wird, dass die Möglichkeit eines Problems beim Anfahren der Brennstoffzelle 2 besteht, und ein Beginn des Antreibens des Fahrmotors 7 durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung 3 wird unterbunden. Daraufhin wird auf die gleiche Weise wie vorstehend beschrieben die Operation zum Wiederherstellen der Brennstoffzelle 2 ab dem Zeitpunkt t1 bis t2 ausgeführt.
  • Somit wird gemäß der vorliegenden Modifikation eine in der Speichereinrichtung gespeicherte fehlerhafte Situation der Brennstoffzelle 2 während der früheren Leistungserzeugung ausgelesen. Falls die Möglichkeit eines Problems beim Anfahren der Brennstoffzelle 2 besteht, wird der Zeitpunkt t2 als der Zeitpunkt für "einschaltbereit" festgelegt. Folglich kann das Fahrzeug 100 in einem Zustand gestartet werden, in dem die Stabilität der Leistungserzeugung der Brennstoffzelle 2 sicher gestellt ist, und es kann unterbunden werden, dass das Fahrzeug 100 unterwegs liegen bleibt.
  • Daher kann auch gemäß der vorliegenden Modifikation die Zuverlässigkeit des Fahrzeugs 100 beim Start sicher gestellt werden. Außerdem kann auf die gleiche Weise wie bei der vorstehenden Ausführungsform gleichzeitig mit "BZ-Systemstart abgeschlossen" mit dem Antreiben des Fahrmotors 7 begonnen werden. Falls hingegen keine Möglichkeit oder nur eine geringe Möglichkeit eines Problems beim Anfahren der Brennstoffzelle 2 besteht, kann mit dem Antreiben des Fahrmotors 7 durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung 3 begonnen werden, so dass die Startzeit des Fahrzeugs 100 in einem solchen Normalfall verkürzt werden kann.
  • Es ist anzumerken, dass die Startsteuerung der vorliegenden Modifikation separat von oder zusammen mit der vorstehend erwähnten Startsteuerung der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt werden kann. Mit anderen Worten kann die Steuervorrichtung 13 beim Starten des Fahrzeugs 100 beurteilen, ob die Möglichkeit eines Problems beim Anfahren der Brennstoffzelle 2 besteht oder nicht, und zwar auf der Grundlage von mindestens einer in der Speichereinrichtung gespeicherten fehlerhaften Situation der Brennstoffzelle 2 während der früheren Leistungserzeugung und der vom Zeitgeber 81 gemessenen Zeitspanne, während der die Brennstoffzelle 2 im abgeschalteten Zustand stehen gelassen wurde. Somit kann Zeitpunkt t2 als der Zeitpunkt für "einschaltbereit" als Ergebnis der Beurteilung festgelegt werden, wenn die Möglichkeit eines Problems besteht.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Das im Vorausgegangenen erwähnte Brennstoffzellensystem 1 kann auch in einem anderen mobilen Aufbau als in einem zwei- oder vierrädrigen Fahrzeug installiert werden, beispielsweise in einem Zug, einem Flugzeug, einem Schiff oder einem Robot.
  • Zusammenfassung
  • Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem mobilen Aufbau, der in der Lage ist, die Zuverlässigkeit des mobilen Aufbaus beim Starten sicher zu stellen. Der mobile Aufbau weist auf: eine Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, die eine Kraft zum Antreiben des mobilen Aufbaus erzeugt; eine Leistungsspeichervorrichtung und eine Brennstoffzelle, die in der Lage sind, der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung Leistung zuzuführen; und eine Steuervorrichtung, die das Antreiben der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung steuert. Die Steuervorrichtung unterbindet beim Starten des mobilen Aufbaus den Beginn des Antreibens der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung, falls die Möglichkeit besteht, dass das Anfahren der Brennstoffzelle fehlschlägt.
  • 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 9-231991 [0002, 0003]

Claims (17)

  1. Mobiler Aufbau, welcher aufweist: eine Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, die eine Kraft zum Antreiben des mobilen Aufbaus erzeugt; eine Leistungsspeichervorrichtung, die dazu ausgelegt ist, der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung Leistung zuzuführen; eine Brennstoffzelle, die dazu ausgelegt ist, der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung Leistung zuzuführen; und eine Steuervorrichtung, die das Antreiben der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung steuert, wobei die Steuervorrichtung beim Starten des mobilen Aufbaus den Beginn des Antreibens der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung unterbindet, falls eine Möglichkeit besteht, dass das Anfahren der Brennstoffzelle fehlschlägt.
  2. Mobiler Aufbau nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung beim Starten des mobilen Aufbaus den Beginn des Antreibens der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung nach dem Abschluss des Anfahrens der Brennstoffzelle zulässt, falls eine Möglichkeit besteht, dass das Anfahren der Brennstoffzelle fehlschlägt.
  3. Mobiler Aufbau nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung beim Starten des mobilen Aufbaus den Beginn des Antreibens der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung gleichzeitig mit dem Abschluss des Anfahrens der Brennstoffzelle zulässt, falls eine Möglichkeit besteht, dass das Anfahren der Brennstoffzelle fehlschlägt.
  4. Mobiler Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuervorrichtung beim Starten des mobilen Aufbaus mit dem Antreiben der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung beginnt, falls die Steuervorrichtung beurteilt, dass das Anfahren der Brennstoffzelle erfolgreich sein wird.
  5. Mobiler Aufbau nach Anspruch 4, wobei die Steuervorrichtung die Leistungszufuhr zur Antriebskrafterzeugungsvorrichtung von der Leistungsspeichervorrichtung auf die Brennstoffzelle umschaltet.
  6. Mobiler Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Leistungsspeichervorrichtung dazu ausgelegt ist, der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung vor der Brennstoffzelle Leistung zuzuführen.
  7. Mobiler Aufbau nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung beim Starten des mobilen Aufbaus eine Wiederherstellungsoperation zum Beseitigen eines Problemfaktors hinsichtlich des Anfahrens der Brennstoffzelle ausführt, während sie den Beginn des Antreibens der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung unterbindet.
  8. Mobiler Aufbau nach Anspruch 7, welcher ferner eine Vorrichtung für die Ausführung des Zuführens eines Gases zur Brennstoffzelle und zum Unterbrechen der Zufuhr aufweist, wobei die Steuervorrichtung die Wiederherstellungsoperation ausführt, indem sie die Vorrichtung so ansteuert, dass das Gas der Brennstoffzelle zugeführt wird.
  9. Mobiler Aufbau nach Anspruch 8, wobei die Steuervorrichtung die Vorrichtung ansteuert, indem sie der Vorrichtung während der Wiederherstellungsoperation Leistung von der Leistungsspeichervorrichtung zuführt.
  10. Mobiler Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuervorrichtung auf der Grundlage einer Situation vor dem Anfahren der Brennstoffzelle beurteilt, ob die Möglichkeit eines Problems beim Anfahren der Brennstoffzelle besteht oder nicht.
  11. Mobiler Aufbau nach Anspruch 10, wobei die Situation vor dem Anfahren der Brennstoffzelle eine Problemsituation während einer früheren Leistungserzeugung der Brennstoffzelle ist.
  12. Mobiler Aufbau nach Anspruch 11, wobei die Steuervorrichtung den Beginn des Antreibens der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung unterbindet, falls während der früheren Leistungserzeugung der Brennstoffzelle ein Problem aufgetreten ist, und die Steuer vorrichtung mit dem Antreiben der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung beginnt, falls während der früheren Leistungserzeugung der Brennstoffzelle kein Problem aufgetreten ist.
  13. Mobiler Aufbau nach Anspruch 10, wobei die Situation vor dem Anfahren der Brennstoffzelle eine Zeitspanne ist, während der die Brennstoffzelle im angehaltenen Zustand stehen gelassen wurde.
  14. Mobiler Aufbau nach Anspruch 13, wobei die Steuervorrichtung den Beginn des Antreibens der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung unterbindet, falls die Ruhezeit über einem Schwellwert liegt, und die Steuervorrichtung mit dem Antreiben der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung beginnt, falls die Ruhezeit gleich einem Schwellwert oder weniger ist.
  15. Mobiler Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welcher ferner einen Zeitgeber aufweist, um eine Zeitspanne zu messen, während der die Brennstoffzelle im angehaltenen Zustand stehen gelassen wurde, wobei die Steuervorrichtung beim Starten des mobilen Aufbaus auf der Grundlage der vom Zeitgeber gemessenen Ruhezeit bestimmt, ob der Beginn des Antreibens der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung unterbunden oder zugelassen werden soll.
  16. Mobiler Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welcher ferner eine Speichereinrichtung aufweist, um zu speichern, ob während einer früheren Leistungserzeugung der Brennstoffzelle ein Problem aufgetreten ist oder nicht, wobei die Steuervorrichtung beim Starten des mobilen Aufbaus auf der Grundlage des Speicherinhalts der Speichereinrichtung bestimmt, ob der Beginn des Antreibens der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durch die Leistungszufuhr der Leistungsspeichervorrichtung unterbunden oder zugelassen werden soll.
  17. Mobiler Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der mobile Aufbau ein Fahrzeug ist.
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