JP2019133912A - 冷却システムコントローラの数式に基づく状態エスティメータ - Google Patents
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Abstract
Description
アクチュエータのアクチュエータポジションのどの程度の変化が、流体の流体温度を1度だけ変化するかを示してよい。他の例として、感度は、質量流量のどの程度の変化が、流体の流体温度を1度だけ変化するかを示してよい。
Claims (20)
- 車両の燃料電池回路を加熱又は冷却するシステムであって、
複数の燃料電池を有し、流体を受け入れるとともに、前記流体を加熱するように構成された燃料電池スタックと、
アクチュエータポジションを有し、前記流体の流体温度を増加又は減少するように構成されたアクチュエータと、
前記流体の流れを前記燃料電池回路に通しやすくするように構成されたパイプと、
前記燃料電池回路のモデルを格納するように構成されたメモリと、
前記アクチュエータ及び前記メモリに接続された電子制御ユニット(ECU)であって、
前期間に決定された質量流量値及び前記燃料電池回路の前記モデルに基づいて、前記燃料電池スタック又は前記パイプを通る前記流体の質量流量に夫々対応する前記流体の複数の質量流量値を計算し、
該複数の質量流量値及び前記燃料電池回路の前記モデルに基づいて、前記燃料電池スタック又は前記パイプの入口又は出口での前記流体の圧力に夫々対応する複数の圧力値を計算し、
前記複数の質量流量値のうちの少なくとも一の値及び前記複数の圧力値のうちの少なくとも一の値に基づいて、前記流体温度を増加又は減少させるように、前記アクチュエータの前記アクチュエータポジションを制御する
ECUと、
を備えることを特徴とするシステム。 - 前記ECUは、
前記燃料電池スタックの燃料電池入口又は燃料電池出口での前記流体の所望温度に対応する温度制御信号を決定し、
該温度制御信号、前記複数の質量流量値のうちの少なくとも一の値、及び前記複数の圧力値のうちの少なくとも一の値に基づいて、前記アクチュエータの所望アクチュエータポジションを計算し、
前記所望アクチュエータポジションと等しくなるように前記アクチュエータを制御するように更に構成される
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記流体を第1流体流と第2流体流とに分けるように構成された分流器を更に備え、
前記パイプは、前記第1流体流を受け入れるように構成された第1パイプと、前記第2流体流を受け入れるように構成された第2パイプと、を含んでおり、
前記ECUは、前記第1パイプ及び前記第2パイプの前期間に決定された流れ抵抗に基づいて、第1パイプを通る前記第1流体流の第1パイプ質量流量と、第2パイプを通る前記第2流体流の第2パイプ質量流量と、を計算するように更に構成される
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記流体をリザーバ圧力で蓄えるように構成されたリザーバを更に備え、
前記ECUは、前記リザーバにおける前記流体の現在のリザーバ圧力を識別し、該現在のリザーバ圧力に更に基づいて、前記複数の圧力値を計算するように更に構成される
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記ECUは、
前記燃料電池スタック又は前記パイプを通る前記流体の密度に夫々対応する複数の密度値を計算し、
前記燃料電池スタック又は前記パイプを通る前記流体の比熱に夫々対応する複数の比熱値を計算し、
前記複数の密度値のうちの少なくとも一の値及び前記複数の比熱値のうちの少なくとも一の値に更に基づいて、前記アクチュエータポジションを制御するように更に構成される
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記ECUは、ポンプ又は前記燃料電池スタックの前記出口での前記流体の温度に夫々対応する複数の温度値を、前記出口での前期間に決定された温度値及び前記燃料電池回路の前記モデルに基づいて計算するように更に構成されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記ECUは、前記燃料電池スタックにより発生された熱量を計算し、前記燃料電池スタックにより発生された前記熱量に更に基づいて、前記アクチュエータポジションを制御するように更に構成されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 車両の燃料電池回路を加熱又は冷却するシステムであって、
複数の燃料電池を有するとともに、流体を受け入れて、前記流体を加熱するように構成された燃料電池スタックと、
ポンプ速度で前記流体をポンピングして前記燃料電池回路に通すように構成されたポンプと、
前記流体の流れを前記燃料電池回路に通しやすくするように構成されたパイプと、
前記燃料電池回路のモデルを格納するように構成されたメモリと、
前記ポンプ及び前記メモリと接続された電子制御ユニット(ECU)であって、
前期間に決定された質量流量値及び前記燃料電池回路の前記モデルに基づいて、前記燃料電池スタック、前記ポンプ、又は前記パイプを通る前記流体の質量流量に夫々対応する前記流体の複数の質量流量値を計算し、
該複数の質量流量値及び前記燃料電池回路の前記モデルに基づいて、前記燃料電池スタック、前記ポンプ、又は前記パイプの入口又は出口での前記流体の圧力に夫々対応する複数の圧力値を計算し、
前記複数の質量流量値のうちの少なくとも一の値及び前記複数の圧力値のうちの少なくとも一の値に基づいて、前記ポンプ速度を増加又は減少させるように、前記ポンプを制御する
ECUと、
を備えることを特徴とするシステム。 - 前記ECUは、
前記燃料電池スタックの燃料電池入口又は燃料電池出口での前記流体の所望温度に対応する温度制御信号を決定し、
該温度制御信号、前記複数の質量流量値のうちの少なくとも一の値、及び前記複数の圧力値のうちの少なくとも一の値に基づいて、前記ポンプの所望ポンプ速度を計算し、
前記ポンプ速度を増加又は減少させて前記所望ポンプ速度と等しくなるように、前記ポンプを制御するように更に構成される
ことを特徴とする請求項8に記載のシステム。 - 前記流体を第1流体流と第2流体流とに分けるように構成された分流器を更に備え、
前記パイプは、前記第1流体流を受け入れるように構成された第1パイプと、前記第2流体流を受け入れるように構成された第2パイプと、を含んでおり、
前記ECUは、前記第1パイプ及び前記第2パイプの前期間に決定された流れ抵抗に基づいて、第1パイプを通る前記第1流体流の第1パイプ質量流量と、第2パイプを通る前記第2流体流の第2パイプ質量流量と、を計算するように更に構成される
ことを特徴とする請求項8に記載のシステム。 - 前記流体をリザーバ圧力で蓄えるように構成されたリザーバを更に備え、
前記メモリは、前記リザーバにおける前記流体の現在のリザーバ圧力を識別するために使用できるルックアップテーブルを格納するように更に構成され、
前記ECUは、
前記リザーバにおける前記流体の前記現在のリザーバ圧力を識別し、
該現在のリザーバ圧力に更に基づいて、前記複数の圧力値を計算するように更に構成される
ことを特徴とする請求項8に記載のシステム。 - 前記ECUは、
前記燃料電池スタック、前記ポンプ、又は前記パイプを通る前記流体の密度に夫々対応する複数の密度値を計算し、
前記燃料電池スタック、前記ポンプ、又は前記パイプを通る前記流体の比熱に夫々対応する複数の比熱値を計算し、
前記複数の密度値のうちの少なくとも一の値及び前記複数の比熱値のうちの少なくとも一の値に基づいて、前記ポンプ速度を増加又は減少させるように前記ポンプを制御するように更に構成される
ことを特徴とする請求項8に記載のシステム。 - 前記ECUは、前記ポンプ又は前記パイプの前記出口での前記流体の温度に夫々対応する複数の温度値を、前記出口での前期間に決定された温度値及び前記燃料電池回路の前記モデルに基づいて計算するように更に構成されることを特徴とする請求項8に記載のシステム。
- 前記ECUは、前記燃料電池スタックにより発生された熱量を計算し、前記燃料電池スタックにより発生された前記熱量に更に基づいて、前記ポンプ速度を増加又は減少させるように前記ポンプを制御するように更に構成されることを特徴とする請求項8に記載のシステム。
- 車両の燃料電池回路を加熱又は冷却する方法であって、
メモリに、前記燃料電池回路のモデルを格納する工程と、
電子制御ユニット(ECU)により、前記燃料電池回路の燃料電池スタックの燃料電池入口又は燃料電池出口での前記燃料電池回路内の流体の所望温度に対応する温度制御信号を決定する工程と、
前記ECUにより、前記燃料電池回路の構成部の出口での前記流体の流体温度に夫々対応する複数の温度値を、前記出口での前期間に決定された温度値、前記構成部の熱伝達に対応する前期間に決定された熱伝達値、及び前記燃料電池回路の前記モデルに基づいて計算する工程と、
前記ECUにより、前記複数の温度値及び前記温度制御信号に基づいて、前記所望温度を増加又は減少させるようにアクチュエータのアクチュエータポジションを制御する工程と、
を備えることを特徴とする方法。 - 前記構成部は、パイプ、前記燃料電池スタック、ラジエータ、インタークーラ、又はポンプのうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記ECUにより、隣接上流構成の前記出口での前記流体温度と等しくなるように前記構成部の入口温度を設定する工程を更に備え、
前記複数の温度値を計算する工程は、前記構成部の前記入口温度に更に基づいて前記複数の温度値を計算する工程を更に含む
ことを特徴とする請求項15に記載の方法。 - 温度センサにより、前記燃料電池出口での前記流体の燃料電池出口温度を検出する工程を更に備え、
前記複数の温度値を計算する工程は、前記燃料電池出口温度に基づいて隣接下流構成部での前記流体温度を計算する工程を更に含む
ことを特徴とする請求項17に記載の方法。 - 前記ECUにより、前記構成部の前記出口での前記流体の出口圧力に夫々対応する複数の圧力値を計算する工程を更に備え、
前記複数の温度値を計算する工程は、前記複数の圧力値に更に基づいて前記複数の温度値を計算する工程を更に含む
ことを特徴とする請求項17に記載の方法。 - 前記ECUにより、前記構成部を通る前記流体の質量流量に夫々対応する複数の質量流量値を計算する工程を更に備え、
前記複数の圧力値を計算する工程は、前記複数の質量流量値に基づいて前記複数の圧力値を計算する工程を含む
ことを特徴とする請求項19に記載の方法。
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