JP2007073473A - Control unit of fuel cell vehicle - Google Patents

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泰之 伊藤
Motoharu Nishio
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an idle stop state and a power generating state from being repeated in a short time and improve operability of a fuel cell vehicle. <P>SOLUTION: The control unit 8 finds a power storage amount of a battery 3 and an estimated power consumption during an idle stop. When a time capable of power supply from the battery 3 during the idle stop is a prescribed time or more, the idle stop is permitted, and when it is less than the prescribed time, the idle stop is prohibited. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池車両の制御装置に係り、特にアイドルストップ性能を向上させた燃料電池車両の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a fuel cell vehicle, and more particularly to a control device for a fuel cell vehicle with improved idle stop performance.

従来より、車両の燃費性能を向上させるために、内燃機関車両と同様な燃料電池車両のアイドルストップが考えられている。例えば特許文献1に開示されているように、アイドルストップ中には、印加電圧を下げることで補機の消費電力を少なくすることでシステムの効率向上を図っていたり、特許文献2に開示されているように、車両の速度が所定値以下や、補機の消費電力が所定値以下の場合に、アイドルストップを行い、蓄電池の残容量が低下した時にアイドルストップを止めることで、燃費の向上を図っていたり、特許文献3にあるように、燃料電池の温度低下代を演算し、燃料電池システム内での凝縮水量を予測することでアイドルストップの禁止を行い、再起動性を確保していた。
特開2004−213961号公報(第5頁、図2) 特開2001−359204号公報(第6頁、図4) 特開2004−022464号公報(第6頁、図3)
Conventionally, in order to improve the fuel consumption performance of a vehicle, an idle stop of a fuel cell vehicle similar to an internal combustion engine vehicle has been considered. For example, as disclosed in Patent Document 1, during idle stop, the system efficiency is improved by reducing the power consumption of the auxiliary machine by lowering the applied voltage, or disclosed in Patent Document 2. As shown in the figure, when the vehicle speed is less than the predetermined value or when the power consumption of the auxiliary equipment is less than the predetermined value, the idle stop is performed, and the idle stop is stopped when the remaining capacity of the storage battery decreases, thereby improving the fuel efficiency. As shown in Patent Document 3, the temperature reduction margin of the fuel cell is calculated, and the amount of condensed water in the fuel cell system is predicted to prohibit idle stop and ensure restartability. .
JP 2004-213961 A (5th page, FIG. 2) JP 2001-359204 A (page 6, FIG. 4) Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-022464 (6th page, FIG. 3)

しかしながら上記従来例は、蓄電装置の蓄電状態など車両の条件が整った状態で、アイドルストップに入ることを許可し、アイドルストップ禁止条件(蓄電量が低下した場合、燃料電池の凝縮水量が増加した場合など)に応じて、アイドルストップから復帰するように制御しているために、アイドルストップを許可しても、蓄電装置の蓄電状態と消費電力とのバランスが悪いと短時間で蓄電量が減少し、アイドルストップ禁止条件が成立して、アイドルストップとアイドルストップ禁止とを繰り返して運転性が低下するという問題点があった。   However, the above-mentioned conventional example permits entry to idle stop when the conditions of the vehicle such as the storage state of the power storage device are in place, and the idle stop prohibition condition (when the storage amount decreases, the amount of condensed water in the fuel cell increases. Depending on the situation, the power is controlled to return from the idle stop. Therefore, even if the idle stop is permitted, the amount of power storage decreases in a short time if the balance between the power storage state of the power storage device and the power consumption is poor. However, the idle stop prohibition condition is satisfied, and there is a problem that the drivability is lowered by repeating the idle stop and the idle stop prohibition.

また、外気温度が低いときなど凝縮水が溜まりやすく、アイドルストップ時間が短くなり、アイドルストップを許可しても、すぐにアイドルストップ禁止条件が成立し、アイドルストップ許可と禁止とを繰り返してしまうなどの問題点があった。   In addition, condensate tends to accumulate when the outside air temperature is low, the idle stop time is shortened, and even if idling stop is permitted, the idling stop prohibition condition is established immediately, and idling stop permission and prohibition are repeated repeatedly. There was a problem.

上記問題点を解決するために、本発明は、電解膜を挟んで燃料極と酸化剤極が対設された燃料電池と、前記燃料極に燃料ガスを供給する燃料供給手段と、前記酸化剤極に空気を供給する空気供給手段と、前記燃料電池で発電した電力で駆動される走行モーターと、前記燃料電池のアイドルストップ中に車両に電力を供給する蓄電装置と、を備えた燃料電池車両において、前記蓄電装置の蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、アイドルストップ中の消費電力を予測する消費電力予測手段と、予測した消費電力と前記蓄電装置の蓄電量とに基づいて、アイドルストップ中に前記蓄電装置が電力供給可能な時間を算出する電力供給可能時間算出手段と、前記電力供給可能時間が所定時間以上であれば、アイドルストップを許可し、所定時間未満であればアイドルストップを禁止するアイドルストップ許可手段と、を備えたことを要旨とする燃料電池車両の制御装置である。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a fuel cell in which a fuel electrode and an oxidant electrode are provided with an electrolyte membrane interposed therebetween, fuel supply means for supplying fuel gas to the fuel electrode, and the oxidant A fuel cell vehicle comprising: air supply means for supplying air to a pole; a travel motor driven by power generated by the fuel cell; and a power storage device for supplying power to the vehicle during idle stop of the fuel cell. The power storage amount detecting means for detecting the power storage amount of the power storage device, the power consumption prediction means for predicting the power consumption during idle stop, and the idle stop based on the predicted power consumption and the power storage amount of the power storage device Power supply available time calculating means for calculating a time during which the power storage device can supply power; and idle stop is permitted if the power supply available time is equal to or longer than a predetermined time, and is less than the predetermined time And the idle stop permission means for prohibiting idle stop if a control device for a fuel cell vehicle that summarized as further comprising a.

本発明によれば、予測した消費電力と蓄電量によりアイドルストップが所定時間以上できることを判断した場合にはアイドルストップを許可することとしたため、車両の電力消費状況に応じて、アイドルストップの許可、禁止が頻繁に繰り返されることが無くなり、アイドルストップによる運転性への影響を軽減することができるという効果がある。   According to the present invention, when it is determined that the idle stop can be performed for a predetermined time or more based on the predicted power consumption and the storage amount, the idle stop is permitted. The prohibition is not repeated frequently, and there is an effect that the influence on the drivability due to the idle stop can be reduced.

次に図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る燃料電池車両の制御装置を備えた燃料電池車両の概略構成を示すシステム構成図である。例えば、電解質として固体高分子電解質膜を備えた燃料電池1には、図示しない固体高分子電解質膜を挟んで図示しない燃料極及び酸化剤極が対設されている。   FIG. 1 is a system configuration diagram showing a schematic configuration of a fuel cell vehicle including a control device for a fuel cell vehicle according to the present invention. For example, a fuel cell 1 having a solid polymer electrolyte membrane as an electrolyte is provided with a fuel electrode and an oxidizer electrode (not shown) across a solid polymer electrolyte membrane (not shown).

水素タンク9は、燃料ガスとしての水素ガスを高圧で貯蔵する。水素タンク9の水素ガスは、図示しない圧力調整弁、流量調整弁を介して、燃料電池1の燃料極へ供給される。燃料電池1の燃料極から排出された未反応水素ガスを燃料極へ循環させるために配管と水素循環ポンプ12が設けられている。   The hydrogen tank 9 stores hydrogen gas as fuel gas at a high pressure. Hydrogen gas in the hydrogen tank 9 is supplied to the fuel electrode of the fuel cell 1 through a pressure adjustment valve and a flow rate adjustment valve (not shown). In order to circulate unreacted hydrogen gas discharged from the fuel electrode of the fuel cell 1 to the fuel electrode, a pipe and a hydrogen circulation pump 12 are provided.

コンプレッサ10は、コンプレッサモータ11により回転駆動され、酸化剤ガスとしての空気を圧縮して燃料電池1の酸化剤極へ供給する。   The compressor 10 is rotationally driven by a compressor motor 11, compresses air as an oxidant gas, and supplies the compressed air to the oxidant electrode of the fuel cell 1.

燃料電池1の発電出力は、電力制御装置4により制御されるとともに、電力制御装置4は、燃料電池1の発電電圧をバッテリ3の電圧に変換して出力する。電力制御装置4の出力は、蓄電装置としてのバッテリ3と並列に接続されている。電力制御装置4及びバッテリ3の電圧は、燃料電池補機2、車両補機5、及びインバータ6に供給される。   The power generation output of the fuel cell 1 is controlled by the power control device 4, and the power control device 4 converts the power generation voltage of the fuel cell 1 into the voltage of the battery 3 and outputs it. The output of the power control device 4 is connected in parallel with the battery 3 as a power storage device. The voltages of the power control device 4 and the battery 3 are supplied to the fuel cell auxiliary device 2, the vehicle auxiliary device 5, and the inverter 6.

インバータ6は、供給された直流電圧を交流電圧に変換して、車両駆動用モータ7へ供給し、車両駆動用モータ7の駆動力により燃料電池車両が走行する。   The inverter 6 converts the supplied DC voltage into an AC voltage and supplies it to the vehicle drive motor 7, and the fuel cell vehicle travels by the driving force of the vehicle drive motor 7.

燃料極へ供給する燃料ガスは、貯蔵した水素ガスでもよいし、ガソリンやメタノールなどを改質して生成される水素を供給してもよいし、水素タンク9は高圧ガスタンク以外に水素吸蔵合金タンクや液化水素タンクでもよい。燃料電池1も固形高分子型の燃料電池や溶融炭酸塩型等どんな種類でもよい。バッテリ3は充放電可能な二次電池である。充放電可能なものであればキャパシタなどでもよい。   The fuel gas supplied to the fuel electrode may be stored hydrogen gas, hydrogen supplied by reforming gasoline or methanol, or the hydrogen tank 9 may be a hydrogen storage alloy tank in addition to the high-pressure gas tank. Or a liquefied hydrogen tank. The fuel cell 1 may be of any type such as a solid polymer type fuel cell or a molten carbonate type. The battery 3 is a chargeable / dischargeable secondary battery. A capacitor may be used as long as it can be charged and discharged.

燃料電池1とバッテリ3の間には燃料電池補機2、車両補機5、インバータ6が接続される。冷却システムとして、ラジエータ13により冷やされた冷却水を冷却水ポンプ14で循環し、電力制御装置4、インバータ6、車両駆動モータ7、コンプレッサ10等を冷却している。   A fuel cell auxiliary machine 2, a vehicle auxiliary machine 5, and an inverter 6 are connected between the fuel cell 1 and the battery 3. As the cooling system, the cooling water cooled by the radiator 13 is circulated by the cooling water pump 14 to cool the power control device 4, the inverter 6, the vehicle drive motor 7, the compressor 10, and the like.

燃料電池補機2は、燃料電池1を運転するために必要な,バルブ類やセンサなど必要な機器類を指している。インバータ6は燃料電池1及びバッテリ3から供給された電力を三相交流に変換して、車両駆動モータ7に供給する。車両駆動モータ7は車両制動時には回生発電機として機能し、その回生電力はインバータ6によりDC電力に変換され、バッテリ3に充電される。   The fuel cell auxiliary machine 2 indicates necessary devices such as valves and sensors necessary for operating the fuel cell 1. The inverter 6 converts the electric power supplied from the fuel cell 1 and the battery 3 into a three-phase alternating current and supplies it to the vehicle drive motor 7. The vehicle drive motor 7 functions as a regenerative generator during vehicle braking, and the regenerative power is converted into DC power by the inverter 6 and charged to the battery 3.

それぞれの機器は図示してはいないが、燃料電池の温度センサや外気温センサや冷却水温度センサや車速センサなどの信号により、制御ユニット8により制御される。   Although not shown, each device is controlled by the control unit 8 based on signals from a fuel cell temperature sensor, an outside air temperature sensor, a cooling water temperature sensor, a vehicle speed sensor, and the like.

次に、図2の制御フローチャートを参照して、実施例1の作用について説明する。最初に、図2のステップ(以下、ステップをSと略す)1において、アイドルストップ時の車両の消費電力Pcの予測を行う。   Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to the control flowchart of FIG. First, in step (hereinafter abbreviated as “S”) 1 in FIG. 2, the power consumption Pc of the vehicle at the time of idling stop is predicted.

消費電力予測の詳細は、図3,4,5のフローで説明する。ここで、アイドルストップとは燃料電池で発電に必要な機器の動作を停止して、燃料電池での発電を停止した状態のことを指す。例えば、コンプレッサ10、水素循環ポンプ12、冷却水ポンプ14、その他、燃料電池補機類への通電を停止し、燃料電池1で発電が行われない状態にしたことをアイドルストップ状態とする。   Details of the power consumption prediction will be described with reference to FIGS. Here, the idle stop refers to a state in which the operation of equipment necessary for power generation in the fuel cell is stopped and the power generation in the fuel cell is stopped. For example, when the power to the compressor 10, the hydrogen circulation pump 12, the cooling water pump 14, and other fuel cell auxiliary devices is stopped and the fuel cell 1 does not generate power, the idle stop state is set.

次いで、S2において、バッテリ3のSOC(充電状態)を検出する。SOCは、説明の簡単化のため、蓄電量Qを検出するものとするが、定格蓄電量に対する比率で検出されるときには、検出した比率に定格蓄電量を乗じればよい。   Next, in S2, the SOC (charged state) of the battery 3 is detected. For the sake of simplicity, the SOC detects the storage amount Q. However, when the SOC is detected at a ratio to the rated storage amount, the detected ratio may be multiplied by the rated storage amount.

S3において、アイドルストップ中にバッテリ3から電力供給可能な時間Tbを、例えば次に示す式(1)から算出し、この電力供給可能時間Tbが所定時間T1以上であるか否かを判定する。
Tb=(Q−Q1)/(Pc/V) …(1)
ここで、
Tb:電力供給可能時間
Q:蓄電量
Q1:アイドルストップ解除後、燃料電池起動完了までに必要な蓄電量
Pc:アイドルストップ中の予測消費電力
V:バッテリ電圧
である。
In S3, a time Tb in which power can be supplied from the battery 3 during idle stop is calculated from, for example, the following equation (1), and it is determined whether or not this power supply available time Tb is equal to or longer than a predetermined time T1.
Tb = (Q−Q1) / (Pc / V) (1)
here,
Tb: Power supply available time Q: Amount of power storage Q1: Amount of power storage required after completion of idle stop and completion of fuel cell startup Pc: Predicted power consumption during idle stop V: Battery voltage.

S3の判定で、電力供給可能時間Tb≧所定時間T1であれば、所定時間以上アイドルストップ可能と判断してS4に進む。電力供給可能時間Tb<所定時間T1であれば、所定時間以上アイドルストップができないと判断して、S9に進む。   If the power supply available time Tb ≧ the predetermined time T1 is determined in S3, it is determined that the idle stop is possible for a predetermined time or more, and the process proceeds to S4. If power supply available time Tb <predetermined time T1, it is determined that idle stop cannot be performed for a predetermined time or more, and the process proceeds to S9.

S4において、外気温度センサから外気温度、燃料電池温度センサから燃料電池温度を検出する。S5において、燃料電池内部の凝縮水量が所定量に達すると予測される時間としてアイドルストップ可能時間を求める。   In S4, the outside air temperature sensor detects the outside air temperature, and the fuel cell temperature sensor detects the fuel cell temperature. In S5, an idle stop possible time is obtained as a time predicted that the amount of condensed water inside the fuel cell reaches a predetermined amount.

このアイドルストップ可能時間は、S4で検出した外気温度及び燃料電池温度により、図6のような制御マップを検索して求める。図6の制御マップは、予め実験やシミュレーション等により求めた、外気温度及び燃料電池温度に対する凝縮水量が所定量に達する時間を制御ユニット8に記憶させたものである。凝縮水量の所定量とは、燃料電池1の起動に支障がない凝縮水量であり、燃料電池1の形状や使用材料等により異なり、これも実験やシミュレーション等により求めることができる。   This idle stop possible time is obtained by searching a control map as shown in FIG. 6 based on the outside air temperature and the fuel cell temperature detected in S4. The control map of FIG. 6 is obtained by storing in the control unit 8 the time required for the amount of condensed water with respect to the outside air temperature and the fuel cell temperature to reach a predetermined amount obtained in advance by experiments, simulations, and the like. The predetermined amount of condensed water is the amount of condensed water that does not hinder the start-up of the fuel cell 1, varies depending on the shape of the fuel cell 1, materials used, and the like, and can also be obtained through experiments, simulations, and the like.

燃料電池システムではアイドルストップ継続時間の増加に伴い燃料電池1の温度が低下し、燃料電池1内部の凝縮水が増加する。また、外気温度が低いほど燃料電池1の温度低下の速度が速いため、凝縮水量も多くなる。また、アイドルストップ開始時の燃料電池温度が高いと燃料電池温度の低下速度が早く、さらにアイドルストップ開始時の燃料電池温度が高いと燃料電池内の飽和水蒸気量も多くなるため、外気温度が低く燃料電池温度が高いほどアイドルストップ可能時間が短くなり、逆に外気温度が高く燃料電池温度が低いほどアイドルストップ可能時間が長くなる傾向にある。   In the fuel cell system, as the idle stop duration increases, the temperature of the fuel cell 1 decreases and the condensed water inside the fuel cell 1 increases. Further, the lower the outside air temperature is, the faster the temperature of the fuel cell 1 is decreased, and the amount of condensed water increases. In addition, if the fuel cell temperature at the start of idle stop is high, the rate of decrease in the fuel cell temperature is fast, and if the fuel cell temperature at the start of idle stop is high, the amount of saturated water vapor in the fuel cell increases, so the outside air temperature is low. The higher the fuel cell temperature, the shorter the idling stop possible time, and conversely, the lower the fuel cell temperature, the longer the idling stop possible time.

S6において、S5で求めたアイドルストップ可能時間が所定時間以上であるか否かを判定する。所定時間以上アイドルストップが可能と判断した場合にはS8に進む。所定時間以上アイドルストップができないと判断した場合にはS7に進む。   In S6, it is determined whether or not the idle stop possible time obtained in S5 is equal to or longer than a predetermined time. If it is determined that the idle stop is possible for a predetermined time or longer, the process proceeds to S8. If it is determined that the idle stop cannot be performed for a predetermined time or longer, the process proceeds to S7.

S7において、バッテリ3の蓄電量に余裕があるか否か、即ち、コンプレッサ10または水素ポンプ12、或いはコンプレッサ10及び水素ポンプ12の双方を一時的に駆動して燃料電池1内に溜まった凝縮水を飛ばし、アイドルストップ時間を延長させるための蓄電量の余裕があるか否かを判定する。この判定には、蓄電量Qが式(2)を満足するかしないかを判定する。
Q≧Q1+(T1×Pc)/V+Q2 …(2)
ここで、Q1,Pc、T1,Vは、式(1)と同じ定義である。
Q2は、コンプレッサ10または水素ポンプ12、或いは双方を一時的に駆動して燃料電池内の凝縮水を排水するために必要なバッテリ3の蓄電量である。
In S7, whether or not there is a margin in the amount of electricity stored in the battery 3, that is, the condensed water accumulated in the fuel cell 1 by temporarily driving the compressor 10 or the hydrogen pump 12, or both the compressor 10 and the hydrogen pump 12. It is determined whether or not there is a sufficient amount of power storage for extending the idle stop time. In this determination, it is determined whether or not the charged amount Q satisfies the formula (2).
Q ≧ Q1 + (T1 × Pc) / V + Q2 (2)
Here, Q1, Pc, T1, and V are the same definitions as in the formula (1).
Q2 is a storage amount of the battery 3 required for temporarily driving the compressor 10 or the hydrogen pump 12 or both to drain the condensed water in the fuel cell.

式(2)が成立しバッテリの蓄電量に余裕があれば、アイドルストップ可能としてS8に進み、式(2)が不成立で蓄電量に余裕がない場合はアイドルストップができないと判断しS9に進む。   If Formula (2) is satisfied and there is a margin in the amount of power stored in the battery, it is determined that idling can be stopped, and the procedure proceeds to S8. If Formula (2) is not established and there is no margin in the amount of storage, it is determined that idle stop cannot be performed and .

S8において、アイドルストップを許可しアイドルストップ制御に入る。図7は、アイドルストップ開始後(アイドルストップフラグをオン)の蓄電量と、予測される燃料電池内の凝縮水量の時間変化を示す図である。図7では、1回の水飛ばしで記載してあるが、蓄電量に余裕があり、凝縮水量が多いと計算された場合など、2回以上の水飛ばしを行うことでアイドルストップ可能時間を確保することも可能である。S9において、アイドルストップを禁止する。   In S8, the idle stop is permitted and the idle stop control is entered. FIG. 7 is a diagram showing a temporal change in the storage amount after the start of the idle stop (the idle stop flag is turned on) and the predicted amount of condensed water in the fuel cell. In FIG. 7, although it is described with one water blow, the idle stop possible time is secured by performing the water blow twice or more, such as when it is calculated that there is a margin in the amount of power storage and the amount of condensed water is large. It is also possible to do. In S9, idle stop is prohibited.

次に、図3の制御フローチャートを参照して、図2のS1におけるアイドルストップ中の消費電力予測の詳細を説明する。まず、S11において、アイドルストップ時に最低必要な電力を設定する。これは事前にアイドルストップ状態に必要な電力を確認しておき、アイドルストップ中のベースの消費電力とする。例えば、システムを制御するコントローラやさまざまなバルブ、メーター表示に必要な電力である。   Next, the details of the power consumption prediction during idle stop in S1 of FIG. 2 will be described with reference to the control flowchart of FIG. First, in S11, the minimum power required at the time of idling stop is set. The power required for the idle stop state is confirmed in advance, and is used as the base power consumption during the idle stop. For example, a controller for controlling the system, various valves, and power required for meter display.

次いで、S12において、空気調和装置(以下、A/Cと略す)の消費電力の予測を行う。A/C消費電力の詳細は、図4の制御フローチャートにて説明する。   Next, in S12, power consumption of the air conditioner (hereinafter abbreviated as A / C) is predicted. Details of the A / C power consumption will be described with reference to the control flowchart of FIG.

S13において、ライト類の消費電力の予測を行う。ライト類の消費電力予測の詳細は図5の制御フローチャートにて説明する。   In S13, the power consumption of the lights is predicted. Details of the power consumption prediction of the lights will be described with reference to the control flowchart of FIG.

S14において、S11からS13で設定、または予測した電力以外でアイドルストップ前から車両で使用されている電力の検出を行う。S15において、それぞれで求めた消費電力を積算して総消費電力を算出する。   In S14, the electric power used in the vehicle is detected before the idle stop other than the electric power set or predicted in S11 to S13. In S15, the total power consumption is calculated by integrating the power consumption obtained in each case.

本フローでは必要電力以外の消費電力予測をA/Cとライト類について記載したが、消費電力はこれらに限るものではなく、例えば雨滴センサーによりワイパーでの電力予測等他の消費電力も予測して、S15で積算することも可能である。   In this flow, power consumption prediction other than necessary power is described for A / C and lights, but power consumption is not limited to these, and other power consumption such as power prediction with a wiper is also predicted by a raindrop sensor, for example. , S15 can also be integrated.

次に、図4の制御フローチャートを参照して、図3のS12におけるA/C電力予測の詳細を説明する。まず、S121において、外気温度、室内温度の検出を行う。次いで、S122において、A/Cがオンであるかオフであるか判断する。A/CがオンであればS123へ進み、A/CオフであればS124に進む。   Next, the details of the A / C power prediction in S12 of FIG. 3 will be described with reference to the control flowchart of FIG. First, in S121, the outside air temperature and the room temperature are detected. Next, in S122, it is determined whether A / C is on or off. If A / C is on, the process proceeds to S123, and if A / C is off, the process proceeds to S124.

S123において、室内設定温度と外気温度との差の絶対値、及び室内設定温度と室内温度との差の絶対値をパラメータとした、図8の関係を記憶した制御マップを検索して、A/Cオン時の消費電力の予測を行う。図8の関係は、車体の構造、車体寸法、車体各部の熱伝導率等を考慮して、実験またはシミュレーションにより予め求めて、制御ユニット8に記憶させたものである。尚、図8に関係には、日照センサの検出値も考慮すれば更に好ましい。   In S123, the control map storing the relationship of FIG. 8 using the absolute value of the difference between the indoor set temperature and the outside air temperature and the absolute value of the difference between the indoor set temperature and the room temperature as a parameter is retrieved. Predict power consumption when C is on. The relationship shown in FIG. 8 is obtained in advance by experiments or simulations and stored in the control unit 8 in consideration of the structure of the vehicle body, the vehicle body dimensions, the thermal conductivity of each part of the vehicle body, and the like. In relation to FIG. 8, it is more preferable to consider the detection value of the sunshine sensor.

外気温度と室内設定温度の差が大きい場合は、外気温度が室内に影響を及ぼし室内温度が変化する可能性があり、A/Cの消費電力が大きくなる可能性がある。また、室内温度と室内設定温度の差が大きい場合は、運転者が室内を快適にするために空調を強くする可能性があり、A/Cの消費電力が大きくなる可能性がある。   When the difference between the outside air temperature and the indoor set temperature is large, the outside air temperature may affect the room and the room temperature may change, and A / C power consumption may increase. Further, when the difference between the room temperature and the room set temperature is large, the driver may increase the air conditioning in order to make the room comfortable, and the power consumption of A / C may increase.

S124において、外気温度と室内温度の差より図9の関係から消費電力を予測する。   In S124, the power consumption is predicted from the relationship of FIG. 9 from the difference between the outside air temperature and the room temperature.

外気温度と室内温度の差が所定値以内の場合、現在A/Cがオフの状態であるならば、アイドルストップ時も消費電力無しと判断し、所定値以上の場合は差が大きいほど、今後A/Cをつけることで消費電力が発生する可能性があると予測する。 If the difference between the outside air temperature and the room temperature is within a predetermined value, and if the current A / C is off, it is determined that there is no power consumption even during idling stop. It is predicted that there is a possibility that power consumption may be generated by attaching A / C.

次に、図5の制御フローチャートを参照して、図3のS13におけるライト類の消費電力予測の詳細を説明する。まず、S131において、ライトをつける時間か判断するために、制御ユニット8内の時計(TODタイマ)を読み出して現在の時刻検出を行う。   Next, details of the power consumption prediction of the lights in S13 of FIG. 3 will be described with reference to the control flowchart of FIG. First, in S131, in order to determine whether it is time to turn on the light, the clock (TOD timer) in the control unit 8 is read to detect the current time.

S132において、ライトスイッチがオンかオフかを判断する。ライトスイッチがオンであればS133へ進み、ライトスイッチがオフであればS134に進む。   In S132, it is determined whether the light switch is on or off. If the light switch is on, the process proceeds to S133, and if the light switch is off, the process proceeds to S134.

S133において、現状の消費電力とS131で検出した時刻より、ライトをどの程度点灯するかを予測し、消費電力の大きいほうをライト類の予測消費電力とする。   In S133, it is predicted how much the light will be turned on from the current power consumption and the time detected in S131, and the larger power consumption is set as the predicted power consumption of the lights.

例えば、16:00から18:00の間であればスモールライトの消費電力、18:00から5:00であればヘッドライト点灯時の消費電力、5:00から7:00であればスモールライト点灯時の消費電力と予測する。   For example, the power consumption of the small light is between 16:00 and 18:00, the power consumption when the headlight is turned on is between 18:00 and 5:00, and the small light is power between 5:00 and 7:00. Predicted as the power consumption during lighting.

この時刻に対応したライト点灯の設定は、固定ではなく、TODタイマの日付やナビゲーション装置の日付情報により、季節により設定を変化させることも可能である。   The lighting setting corresponding to this time is not fixed but can be changed according to the season according to the date of the TOD timer or the date information of the navigation device.

S134において、S133と同様にS131で検出した時刻よりライトをどの程度つけられるか予測する。   In S134, it is predicted how much light can be turned on from the time detected in S131 as in S133.

また、他の方法として、オートライト用の照度センサが検出した車両周囲の照度値により、ヘッドライト点灯かスモールライト点灯かを判断してライトの消費電力を予測してもよい。   As another method, the power consumption of the light may be predicted by determining whether the headlight is turned on or the small light is turned on based on the illuminance value around the vehicle detected by the illuminance sensor for autolight.

以上説明した本実施例1によれば、燃料電池システムの状態に基づくアイドルストップ可能時間の推定は、燃料電池の凝縮水量を予測する手段としたため、燃料電池システムのアイドルストップ可能時間を精度良く推定でき、短いアイドルストップが繰り返されて燃料電池車両の運転性が低下することを防止できるという効果がある。   According to the first embodiment described above, since the estimation of the idle stop possible time based on the state of the fuel cell system is a means for predicting the amount of condensed water in the fuel cell, the idle stop possible time of the fuel cell system is accurately estimated. This is effective in preventing the drivability of the fuel cell vehicle from being lowered due to repeated short idle stops.

また、本実施例1によれば、アイドルストップ時間を延長する処置は、コンプレッサまたは水素ポンプ、或いは双方を駆動して、水飛ばしを行うこととしたため、確実にアイドルストップ時間を延長することができるという効果がある。   Further, according to the first embodiment, since the treatment for extending the idle stop time is to drive the compressor or the hydrogen pump or both to perform water blowing, the idle stop time can be reliably extended. There is an effect.

次に、本発明に係る燃料電池車両の制御装置の実施例2を説明する。実施例2のシステム構成は、図1に示した実施例1の構成と同様である。   Next, a second embodiment of the control apparatus for a fuel cell vehicle according to the present invention will be described. The system configuration of the second embodiment is the same as the configuration of the first embodiment shown in FIG.

図10は、実施例2における制御フローチャートである。図2に示した実施例1のフローチャートと同じステップには、同じステップ番号を付与して、重複する説明を省略し、実施例1に対し差異のある部分のみ説明する。本実施例は、燃料電池システムのアイドルストップ可能時間を燃料極から酸化剤極への水素透過量に基づいて推定するものである。   FIG. 10 is a control flowchart according to the second embodiment. Steps that are the same as those in the flowchart of the first embodiment shown in FIG. 2 are given the same step numbers, and redundant descriptions are omitted, and only differences from the first embodiment will be described. In this embodiment, the idling stop possible time of the fuel cell system is estimated based on the hydrogen permeation amount from the fuel electrode to the oxidant electrode.

S51において、燃料極側から酸化剤極側へ透過する水素量に基づいて、アイドルストップ可能時間を求める。   In S51, the idle stop possible time is obtained based on the amount of hydrogen permeating from the fuel electrode side to the oxidant electrode side.

アイドルストップ可能時間は、S4で検出した燃料電池温度により、制御ユニット8に予め記憶した図11に示すような制御マップを検索して求める。これは、燃料電池システムではアイドルストップ継続時間の増加に伴い、燃料極から酸化剤極へ電解質膜を介した水素透過量が多くなり、また燃料電池の水素透過量は温度が高いほど多くなるため、燃料電池温度が高いほどアイドルストップ可能時間が短くなる傾向にあることによる。図11の関係は、実験またはシミュレーションにより求めることができる。   The idling stop possible time is obtained by searching a control map as shown in FIG. 11 stored in advance in the control unit 8 based on the fuel cell temperature detected in S4. This is because in the fuel cell system, as the idle stop duration increases, the hydrogen permeation amount from the fuel electrode to the oxidant electrode through the electrolyte membrane increases, and the hydrogen permeation amount of the fuel cell increases as the temperature increases. This is because the idling stop possible time tends to be shorter as the fuel cell temperature is higher. The relationship in FIG. 11 can be obtained by experiment or simulation.

S6において、S51で求めたアイドルストップ可能時間が所定時間以上であるか否かを判定する。所定時間以上アイドルストップが可能と判断した場合にはS8に進む。所定時間以上アイドルストップができないと判断した場合にはS71に進む。   In S6, it is determined whether the idle stop possible time calculated | required by S51 is more than predetermined time. If it is determined that the idle stop is possible for a predetermined time or longer, the process proceeds to S8. If it is determined that the idle stop cannot be performed for a predetermined time or longer, the process proceeds to S71.

S71において、コンプレッサ10を一時的に起動して酸化剤極に空気を供給することにより、酸化剤極側に透過した水素を希釈して、アイドルストップ時間を延長させるためのバッテリ蓄電量の余裕があるか否かの判定を行う。この判定には、蓄電量Qが式(3)を満足するかしないかを判定する。
Q≧Q1+(T1×Pc)/V+Q3 …(3)
ここで、Q1,Pc、T1,Vは、式(1)と同じ定義である。
In S71, by temporarily starting the compressor 10 and supplying air to the oxidant electrode, hydrogen permeated to the oxidant electrode side is diluted, so that there is a margin of battery charge for extending the idle stop time. It is determined whether or not there is. In this determination, it is determined whether or not the charged amount Q satisfies Expression (3).
Q ≧ Q1 + (T1 × Pc) / V + Q3 (3)
Here, Q1, Pc, T1, and V are the same definitions as in the formula (1).

Q3は、コンプレッサ10を一時的に駆動して酸化剤極側に透過した水素を希釈するために必要なバッテリ3の蓄電量である。式(3)が成立しバッテリの蓄電量に余裕があればアイドルストップ可能としてS8に進み、式(3)が不成立で蓄電量に余裕がない場合はアイドルストップができないと判断して、S9に進む。 Q3 is the amount of electricity stored in the battery 3 required to temporarily drive the compressor 10 to dilute the hydrogen permeated to the oxidant electrode side. If equation (3) is satisfied and there is a margin in the amount of charge in the battery, it is determined that idling can be stopped, and the operation proceeds to S8. If equation (3) is not established and there is no margin in the amount of storage, it is determined that idle stop cannot be performed. move on.

以上説明した本実施例2によれば、燃料電池システムの状態に基づくアイドルストップ可能時間の推定は、燃料電池の酸化剤極側への燃料透過量を予測することとしたため、燃料電池システムのアイドルストップ可能時間を精度良く推定でき、短いアイドルストップが繰り返されて燃料電池車両の運転性が低下することを防止できるという効果がある。   According to the second embodiment described above, the idle stop possible time based on the state of the fuel cell system is estimated by estimating the amount of fuel permeation to the oxidant electrode side of the fuel cell. The stoppable time can be estimated with high accuracy, and it is possible to prevent the drivability of the fuel cell vehicle from being deteriorated due to repeated short idle stops.

また、本実施例2によれば、アイドルストップ時間を延長する処置は、コンプレッサを駆動して燃料極側から酸化剤極側へ透過した燃料を希釈することとしたため、確実にアイドルストップ時間を延長することができるという効果がある。   Further, according to the second embodiment, the measure for extending the idle stop time is to drive the compressor and dilute the permeated fuel from the fuel electrode side to the oxidant electrode side. There is an effect that can be done.

次に、本発明に係る燃料電池車両の制御装置の実施例3を説明する。実施例3のシステム構成は、図1に示した実施例1の構成と同様である。   Next, a third embodiment of the control apparatus for a fuel cell vehicle according to the present invention will be described. The system configuration of the third embodiment is the same as the configuration of the first embodiment shown in FIG.

図12は、実施例3における制御フローチャートである。図2に示した実施例1のフローチャートと同じステップには、同じステップ番号を付与して、重複する説明を省略し、実施例1に対し差異のある部分のみ説明する。本実施例は、燃料電池システムのアイドルストップ可能時間を強電冷却系の冷却水温度が所定温度まで上昇する時間として推定するものである。   FIG. 12 is a control flowchart according to the third embodiment. Steps that are the same as those in the flowchart of the first embodiment shown in FIG. 2 are given the same step numbers, and redundant descriptions are omitted, and only differences from the first embodiment will be described. In this embodiment, the idling stop possible time of the fuel cell system is estimated as the time during which the coolant temperature of the high-power cooling system rises to a predetermined temperature.

S42において、冷却水温度と、アイドルストップ判断直前までの燃料電池1の出力履歴(例えば平均出力)を検出する。   In S42, the coolant temperature and the output history (for example, average output) of the fuel cell 1 until immediately before the idling stop determination are detected.

S52において、冷却水温度と、前記燃料電池1の出力履歴(平均出力)に基づいて、アイドルストップ可能時間を制御ユニット8に予め記憶した図13の関係から求める。図13の関係は、実験またはシミュレーションにより求めることができる。   In S52, based on the coolant temperature and the output history (average output) of the fuel cell 1, the idle stop possible time is obtained from the relationship of FIG. The relationship in FIG. 13 can be obtained by experiment or simulation.

これは、アイドルストップしても電力制御装置4など強電部品は作動しているため、冷却水の循環が止まることで冷却できず、温度が上昇し上限温度に達してしまう可能性があるためである。冷却水温度が高いほど、また、燃料電池をアイドルストップさせる直前までの所定時間での平均出力が高いほど(これは、高出力を出していたことにより部品自体が熱を持っており直ぐに部品許容温度まで達してしまう可能性がある)、アイドルストップ可能時間が短くなる傾向にある。   This is because high-power components such as the power control device 4 are operating even when idling is stopped, and the cooling cannot be performed by stopping the circulation of the cooling water, and the temperature may rise and reach the upper limit temperature. is there. The higher the cooling water temperature and the higher the average output over a predetermined period of time until the fuel cell is idle-stopped (this is because the part itself has heat due to the high output, so the parts There is a possibility of reaching the temperature), and the idling stop possible time tends to be shortened.

S72において、冷却水ポンプ14を駆動させ冷却水循環により強電系部品を冷却することで、アイドルストップ時間を延長させるためのバッテリ蓄電量の余裕があるか否かの判定を行う。この判定には、蓄電量Qが式(4)を満足するかしないかを判定する。
Q≧Q1+(T1×Pc)/V+Q4 …(4)
ここで、Q1,Pc、T1,Vは、式(1)と同じ定義である。
In S72, it is determined whether or not there is a battery charge capacity for extending the idle stop time by driving the coolant pump 14 and cooling the high-power components by circulating the coolant. In this determination, it is determined whether or not the charged amount Q satisfies the formula (4).
Q ≧ Q1 + (T1 × Pc) / V + Q4 (4)
Here, Q1, Pc, T1, and V are the same definitions as in the formula (1).

Q4は、冷却水ポンプ14を一時的に駆動して強電系部品を冷却するために必要なバッテリ3の蓄電量である。 Q4 is the storage amount of the battery 3 required for temporarily driving the cooling water pump 14 to cool the high-power components.

式(4)が成立しバッテリの蓄電量に余裕があればアイドルストップ可能としてS8に進み、式(4)が不成立で蓄電量に余裕がない場合はアイドルストップができないと判断して、S9に進む。   If Formula (4) is satisfied and there is a margin in the amount of power stored in the battery, it is determined that idle stop is possible and the process proceeds to S8. If Formula (4) is not satisfied and there is no margin in the amount of stored power, it is determined that idle stop cannot be performed. move on.

以上説明した本実施例3によれば、燃料電池システムの状態に基づくアイドルストップ可能時間の推定は、燃料電池の酸化剤極側への燃料透過量を予測することとしたため、燃料電池システムのアイドルストップ可能時間を精度良く推定でき、短いアイドルストップが繰り返されて燃料電池車両の運転性が低下することを防止できるという効果がある。   According to the third embodiment described above, the idle stop possible time based on the state of the fuel cell system is estimated by estimating the fuel permeation amount to the oxidant electrode side of the fuel cell. The stoppable time can be estimated with high accuracy, and it is possible to prevent the drivability of the fuel cell vehicle from being deteriorated due to repeated short idle stops.

また、本実施例3によれば、燃料電池システムのアイドルストップ時間を延長する処置は、冷却ポンプを駆動して冷却水を循環させることにより行うこととしたため、確実にアイドルストップ時間を延長することができるという効果がある。   Further, according to the third embodiment, since the measure for extending the idle stop time of the fuel cell system is performed by driving the cooling pump and circulating the cooling water, the idle stop time can be reliably extended. There is an effect that can be.

次に、本発明に係る燃料電池車両の制御装置の実施例4を説明する。実施例4のシステム構成は、図1に示した実施例1の構成と同様である。   Next, a fourth embodiment of the control apparatus for a fuel cell vehicle according to the present invention will be described. The system configuration of the fourth embodiment is the same as the configuration of the first embodiment shown in FIG.

図14は、実施例4における制御フローチャートである。図2に示した実施例1のフローチャートと同じステップには、同じステップ番号を付与して、重複する説明を省略し、実施例1に対し差異のある部分のみ説明する。本実施例は、燃料電池システムのアイドルストップ可能時間を燃料系窒素濃度により推定するものである。   FIG. 14 is a control flowchart according to the fourth embodiment. Steps that are the same as those in the flowchart of the first embodiment shown in FIG. 2 are given the same step numbers, and redundant descriptions are omitted, and only differences from the first embodiment will be described. In this embodiment, the idle stop possible time of the fuel cell system is estimated from the fuel system nitrogen concentration.

S43において、燃料系内窒素濃度を検出する。S53において、アイドルストップ可能時間を求める。アイドルストップ可能時間はS43で検出した燃料系内窒素濃度により図15の関係から求める。   In S43, the nitrogen concentration in the fuel system is detected. In S53, an idle stop possible time is obtained. The idling stop possible time is obtained from the relationship of FIG. 15 based on the nitrogen concentration in the fuel system detected in S43.

これは、燃料電池システムではアイドルストップ経過時間の増加に伴い、酸化剤極から燃料極への窒素透過量が多くなり、また燃料電池の窒素透過量は温度が高いほど多くなるため、燃料電池温度が高いほどアイドルストップ可能時間が短くなる傾向にある。燃料循環系内部の窒素濃度が上昇すると、水素より分子量の大きい窒素が入ることで燃料循環経路での水素循環ポンプ12による循環量が低下し、高出力時に必要な水素供給ができなくなるためである。   This is because in the fuel cell system, as the idle stop elapsed time increases, the amount of nitrogen permeation from the oxidizer electrode to the fuel electrode increases, and the nitrogen permeation amount of the fuel cell increases as the temperature increases. The higher the value, the shorter the idle stop time. This is because when the nitrogen concentration in the fuel circulation system rises, nitrogen having a molecular weight larger than that of hydrogen enters, so that the circulation amount by the hydrogen circulation pump 12 in the fuel circulation path decreases and the necessary hydrogen supply at high output cannot be performed. .

S73において、アイドルストップ解除後に車両加速した場合のバッテリアシストするための蓄電量の余裕があるか否かの判定を行う。この判定には、蓄電量Qが式(5)を満足するかしないかを判定する。
Q≧Q1+(T1×Pc)/V+Q5 …(5)
ここで、Q1,Pc、T1,Vは、式(1)と同じ定義である。
In S73, it is determined whether or not there is a power storage capacity for battery assist when the vehicle is accelerated after the idle stop is released. In this determination, it is determined whether or not the charged amount Q satisfies the formula (5).
Q ≧ Q1 + (T1 × Pc) / V + Q5 (5)
Here, Q1, Pc, T1, and V are the same definitions as in the formula (1).

Q5は、後述するアイドルストップ解除後の車両駆動モータ7に供給する電力のバッテリアシスト量とその継続時間に対応する蓄電量である。 Q5 is a battery assist amount of electric power to be supplied to the vehicle drive motor 7 after releasing the idle stop described later, and a storage amount corresponding to the duration time.

式(5)が成立しバッテリの蓄電量に余裕があればアイドルストップ可能としてS8に進み、式(5)が不成立で蓄電量に余裕がない場合はアイドルストップができないと判断して、S9に進む。   If Formula (5) is satisfied and there is a margin in the amount of charge in the battery, it is determined that the idle stop is possible, and the process proceeds to S8. If Formula (5) is not established and there is no margin in the amount of storage, it is determined that the idle stop cannot be performed. move on.

図15に示す燃料系内窒素濃度に対するアイドルストップ可能時間の関係で、燃料電池の最高出力低下のない範囲であれば、アイドルストップからの復帰後、通常通りの出力が可能であるが、アイドルストップ時間を延ばすと燃料系内の窒素濃度が上昇し、アイドルストップからの復帰後、図16のように、燃料系内窒素濃度に応じた燃料電池の最高出力制限が生じることになる。この最高出力の制限は、図1には示されないパージ弁から窒素を含むガスが排出され、窒素濃度が所定値に下がるまでの間である。   In the relationship of the idle stop possible time with respect to the nitrogen concentration in the fuel system shown in FIG. 15, the normal output is possible after returning from the idle stop within the range in which the maximum output of the fuel cell is not reduced. If the time is extended, the nitrogen concentration in the fuel system increases, and after returning from the idle stop, the maximum output limit of the fuel cell according to the nitrogen concentration in the fuel system occurs as shown in FIG. This maximum output is limited until a gas containing nitrogen is exhausted from a purge valve not shown in FIG. 1 and the nitrogen concentration falls to a predetermined value.

図18のように要求出力がある時に、燃料電池が通常出力であれば、初期の起動遅れ分のみ(A部)バッテリでアシストすればよいが、出力制限がかかると途中要求駆動出力を満たせなくなり、バッテリでのアシストが必要となる(B部)。このため、アイドルストップ時間を延ばした場合に、図17のような関係でバッテリからのアシストが必要となる。   If there is a required output as shown in FIG. 18, if the fuel cell is a normal output, only the initial startup delay (A part) may be assisted by the battery, but if the output is limited, the required drive output cannot be satisfied halfway. Assist with a battery is required (part B). For this reason, when the idle stop time is extended, assistance from the battery is required in the relationship as shown in FIG.

以上説明した本実施例4によれば、燃料電池システムの状態に基づくアイドルストップ可能時間の推定は、燃料電池の燃料系の窒素濃度を予測することとしたため、燃料電池システムのアイドルストップ可能時間を精度良く推定でき、短いアイドルストップが繰り返されて燃料電池車両の運転性が低下することを防止できるという効果がある。   According to the fourth embodiment described above, since the estimation of the idle stop possible time based on the state of the fuel cell system is made by predicting the nitrogen concentration of the fuel system of the fuel cell, the idle stop possible time of the fuel cell system is determined. There is an effect that it can be estimated with high accuracy and it is possible to prevent the drivability of the fuel cell vehicle from being lowered due to repeated short idling stops.

また、本実施例4によれば、アイドルストップ時間を延長する処置は、窒素濃度上限値を変更することとしたため、確実にアイドルストップ時間を延長することができるという効果がある。   Further, according to the fourth embodiment, since the treatment for extending the idle stop time is to change the nitrogen concentration upper limit value, there is an effect that the idle stop time can be reliably extended.

本発明に係る燃料電池車両の制御装置の実施例1のシステム構成図である。1 is a system configuration diagram of Embodiment 1 of a control apparatus for a fuel cell vehicle according to the present invention. FIG. 実施例1の制御フローチャートである。3 is a control flowchart of the first embodiment. 実施例1のアイドルストップ中の消費電力予測の詳細フローチャートである。3 is a detailed flowchart of power consumption prediction during idle stop according to the first embodiment. 実施例1のA/C消費電力予測の詳細フローチャートである。It is a detailed flowchart of A / C power consumption prediction of Example 1. 実施例1のライト消費電力予測の詳細フローチャートである。6 is a detailed flowchart of write power consumption prediction according to the first exemplary embodiment. 外気温及び燃料電池スタック温度に対するアイドルストップ可能時間の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of the idle stop possible time with respect to external temperature and fuel cell stack temperature. 実施例1の凝縮水排水処置によりアイドルストップ時間を延長するタイムチャートである。It is a time chart which extends idle stop time by the condensed water drainage process of Example 1. FIG. 室内設定温度、室内温度、外気温度とA/C消費電力の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between room preset temperature, room temperature, outside temperature, and A / C power consumption. 外気温度と室内温度の差と、A/C消費電力の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the difference between outside temperature and room temperature, and A / C power consumption. 実施例2の制御フローチャートである。6 is a control flowchart of Embodiment 2. 燃料電池温度とアイドルストップ可能時間の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between fuel cell temperature and idle stop possible time. 実施例3の制御フローチャートである。10 is a control flowchart of Embodiment 3. 冷却水温及びアイドルストップ前燃料電池平均出力に対するアイドルストップ可能時間の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of the cooling water temperature and the idling stop possible time with respect to the average fuel cell output before idling stop. 実施例4の制御フローチャートである。10 is a control flowchart of Embodiment 4. 窒素濃度とアイドルストップ可能時間の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between nitrogen concentration and idle stop possible time. 窒素濃度と燃料電池最高出力の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between nitrogen concentration and a fuel cell maximum output. 窒素濃度とバッテリアシスト量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between nitrogen concentration and battery assist amount. 要求出力と燃料電池出力の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a request | requirement output and a fuel cell output.

符号の説明Explanation of symbols

1…燃料電池
2…燃料電池補機
3…バッテリ(蓄電装置)
4…電力制御装置
5…車両補機
6…インバータ
7…車両駆動モータ
8…制御ユニット
9…水素タンク
10…コンプレッサ
11…コンプレッサモータ
12…水素ポンプ
13…ラジエータ
14…冷却水ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell 2 ... Fuel cell auxiliary machine 3 ... Battery (electric storage apparatus)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Electric power control apparatus 5 ... Vehicle auxiliary machine 6 ... Inverter 7 ... Vehicle drive motor 8 ... Control unit 9 ... Hydrogen tank 10 ... Compressor 11 ... Compressor motor 12 ... Hydrogen pump 13 ... Radiator 14 ... Cooling water pump

Claims (10)

電解膜を挟んで燃料極と酸化剤極が対設された燃料電池と、
前記燃料極に燃料ガスを供給する燃料供給手段と、
前記酸化剤極に空気を供給する空気供給手段と、
少なくとも前記燃料電池で発電した電力で駆動される車両駆動モータと、
前記燃料電池のアイドルストップ中に車両に電力を供給する蓄電装置と、を備えた燃料電池車両において、
前記蓄電装置の蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、
アイドルストップ中の消費電力を予測する消費電力予測手段と、
予測した消費電力と前記蓄電装置の蓄電量とに基づいて、アイドルストップ中に前記蓄電装置が電力供給可能な時間を算出する電力供給可能時間算出手段と、
前記電力供給可能時間が所定時間以上であれば、アイドルストップを許可し、所定時間未満であればアイドルストップを禁止するアイドルストップ許可手段と、
を備えたことを特徴とする燃料電池車両の制御装置。
A fuel cell in which a fuel electrode and an oxidant electrode are disposed across an electrolytic membrane;
Fuel supply means for supplying fuel gas to the fuel electrode;
Air supply means for supplying air to the oxidant electrode;
A vehicle drive motor driven by at least the electric power generated by the fuel cell;
In a fuel cell vehicle comprising: a power storage device that supplies power to the vehicle during idle stop of the fuel cell;
A storage amount detecting means for detecting a storage amount of the power storage device;
Power consumption prediction means for predicting power consumption during idle stop;
Based on the predicted power consumption and the amount of power stored in the power storage device, power supplyable time calculation means for calculating the time during which the power storage device can supply power during idle stop;
If the power supply possible time is a predetermined time or more, idle stop is permitted, and if it is less than the predetermined time, idle stop permission means for prohibiting idle stop;
A control apparatus for a fuel cell vehicle, comprising:
アイドルストップを所定時間継続した後の前記蓄電装置の余裕蓄電量を推定する余裕蓄電量推定手段と、
燃料電池システムの状態に基づいてアイドルストップ可能時間を推定するアイドルストップ可能時間推定手段と、を備え、
前記余裕蓄電量を用いて前記アイドルストップ可能時間を延長する処置を行うことにより、延長分を含むアイドルストップ可能時間が所定時間以上になる場合には、アイドルストップを許可することを特徴とする請求項1記載の燃料電池車両の制御装置。
A surplus power storage amount estimating means for estimating a surplus power storage amount of the power storage device after continuing idle stop for a predetermined time;
Idle stop possible time estimation means for estimating idle stop possible time based on the state of the fuel cell system,
The idle stop is permitted when the idle stop possible time including the extension is equal to or longer than a predetermined time by performing a process of extending the idle stop possible time using the surplus power storage amount. Item 2. A control device for a fuel cell vehicle according to Item 1.
前記アイドルストップ可能時間推定手段は、
燃料電池の凝縮水量が所定量に達する時間を予測する手段であることを特徴とする請求項2記載の燃料電池車両の制御装置。
The idle stop possible time estimating means is
3. The control apparatus for a fuel cell vehicle according to claim 2, wherein the control unit is a means for predicting a time for the amount of condensed water in the fuel cell to reach a predetermined amount.
前記アイドルストップ可能時間を延長する処置は、燃料循環ポンプを駆動して、燃料電池の凝縮水を排水することを特徴とする請求項3記載の燃料電池車両の制御装置。   4. The control device for a fuel cell vehicle according to claim 3, wherein in the measure for extending the idle stop possible time, the fuel circulation pump is driven to drain the condensed water of the fuel cell. 前記アイドルストップ可能時間推定手段は、
燃料電池の燃料極側から酸化剤極側への燃料透過量が所定量に達する時間を予測する手段であることを特徴とする請求項2記載の燃料電池車両の制御装置。
The idle stop possible time estimating means is
3. The control apparatus for a fuel cell vehicle according to claim 2, wherein the fuel cell vehicle control device is means for predicting a time for the fuel permeation amount from the fuel electrode side to the oxidant electrode side of the fuel cell to reach a predetermined amount.
前記アイドルストップ可能時間を延長する処置は、
前記空気供給手段により酸化剤極へ空気を供給して、酸化剤極側へ透過した燃料を希釈することを特徴とする請求項5記載の燃料電池車両の制御装置。
The treatment for extending the idle stop time is:
6. The control apparatus for a fuel cell vehicle according to claim 5, wherein air is supplied to the oxidant electrode by the air supply means to dilute the permeated fuel to the oxidant electrode side.
前記アイドルストップ可能時間推定手段は、
電力制御装置を冷却する強電冷却系の冷却水温度が所定温度まで上昇する時間を予測する手段であることを特徴とする請求項2記載の燃料電池車両の制御装置。
The idle stop possible time estimating means is
3. The control device for a fuel cell vehicle according to claim 2, wherein the control device is a means for predicting a time for which the coolant temperature of the high-power cooling system for cooling the power control device rises to a predetermined temperature.
前記アイドルストップ可能時間を延長する処置は、
前記強電冷却系の冷却水ポンプを駆動して冷却水を循環させることを特徴とする請求項7記載の燃料電池車両の制御装置。
The treatment for extending the idle stop time is:
8. The control device for a fuel cell vehicle according to claim 7, wherein the cooling water pump is driven to circulate the cooling water.
前記アイドルストップ可能時間推定手段は、
燃料電池の酸化剤極側から燃料極側へ透過する窒素濃度を予測する手段であることを特徴とする請求項2記載の燃料電池車両の制御装置。
The idle stop possible time estimating means is
3. The control apparatus for a fuel cell vehicle according to claim 2, wherein the control device is a means for predicting a nitrogen concentration permeating from the oxidant electrode side to the fuel electrode side of the fuel cell.
前記アイドルストップ可能時間を延長する処置は、
窒素濃度上限値を変更することを特徴とする請求項9記載の燃料電池車両の制御装置。
The treatment for extending the idle stop time is:
The control apparatus for a fuel cell vehicle according to claim 9, wherein the upper limit value of the nitrogen concentration is changed.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009196457A (en) * 2008-02-20 2009-09-03 Nissan Motor Co Ltd Regenerative control system for idle-stop vehicle
KR100980967B1 (en) 2008-06-16 2010-09-07 현대자동차주식회사 Method for power stop of fuel cell hybrid vehicle
JP2011517015A (en) * 2008-03-20 2011-05-26 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト Control method of fuel cell system and fuel cell system
JP2013125627A (en) * 2011-12-14 2013-06-24 Panasonic Corp Fuel cell power generation system
JP2013182688A (en) * 2012-02-29 2013-09-12 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2018121393A (en) * 2017-01-23 2018-08-02 株式会社Subaru Control device of electric vehicle and electric vehicle
US10065524B2 (en) 2016-01-19 2018-09-04 Hyundai Motor Company Method and apparatus for controlling output of fuel cell
JP2019145221A (en) * 2018-02-16 2019-08-29 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
KR20190140571A (en) * 2018-06-12 2019-12-20 현대자동차주식회사 Vehicle systme including idle stop and go function and method for controlling idle stop and go

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009196457A (en) * 2008-02-20 2009-09-03 Nissan Motor Co Ltd Regenerative control system for idle-stop vehicle
JP2011517015A (en) * 2008-03-20 2011-05-26 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト Control method of fuel cell system and fuel cell system
KR100980967B1 (en) 2008-06-16 2010-09-07 현대자동차주식회사 Method for power stop of fuel cell hybrid vehicle
JP2013125627A (en) * 2011-12-14 2013-06-24 Panasonic Corp Fuel cell power generation system
JP2013182688A (en) * 2012-02-29 2013-09-12 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
US10065524B2 (en) 2016-01-19 2018-09-04 Hyundai Motor Company Method and apparatus for controlling output of fuel cell
JP2018121393A (en) * 2017-01-23 2018-08-02 株式会社Subaru Control device of electric vehicle and electric vehicle
JP2019145221A (en) * 2018-02-16 2019-08-29 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
JP7098952B2 (en) 2018-02-16 2022-07-12 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
KR20190140571A (en) * 2018-06-12 2019-12-20 현대자동차주식회사 Vehicle systme including idle stop and go function and method for controlling idle stop and go
KR102529376B1 (en) * 2018-06-12 2023-05-04 현대자동차 주식회사 Vehicle systme including idle stop and go function and method for controlling idle stop and go

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