JP2021181247A - Vehicle control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車両制御システムに関する。 The present invention relates to a vehicle control system.
例えば特許文献1に開示されているように、車両の利便性を向上するため、ユーザの乗車前に遠隔操作に従って車室内を空調するプレ空調機能が用いられる。プレ空調機能によると、ユーザは、予め適切な温度に調整済みの車室で快適に過ごすことができる。
For example, as disclosed in
プレ空調機能を燃料電池車に用いる場合、ユーザによるプレ空調開始の遠隔操作に従って、燃料電池システムが起動して燃料電池が発電を開始して空調装置に給電する。これにより、空調装置はプレ空調を開始し車室内を適切な温度に調整する。空調装置は、ユーザが車両のドアを開放したとき、ユーザがプレ空調停止の遠隔操作を行ったとき、または所定の空調時間が経過したとき、プレ空調を停止する。 When the pre-air conditioning function is used for a fuel cell vehicle, the fuel cell system is activated and the fuel cell starts power generation to supply power to the air-conditioning device according to the remote operation of the start of pre-air conditioning by the user. As a result, the air conditioner starts pre-air conditioning and adjusts the passenger compartment to an appropriate temperature. The air conditioner stops the pre-air conditioning when the user opens the door of the vehicle, when the user performs a remote control for stopping the pre-air conditioning, or when a predetermined air-conditioning time has elapsed.
このとき、空調装置への給電を停止するため、燃料電池システムが停止して燃料電池は発電を停止する。その後、ユーザがイグニッションスイッチをオンすると、車両が走行を開始するために燃料電池システムは再起動して燃料電池が再び発電を開始する。 At this time, in order to stop the power supply to the air conditioner, the fuel cell system is stopped and the fuel cell stops power generation. Then, when the user turns on the ignition switch, the fuel cell system restarts and the fuel cell starts generating electricity again in order for the vehicle to start running.
しかし、動作モードの切り替えのたびに燃料電池システムが再起動すると、走行開始までに余分な起動時間がかかるだけでなく、起動回数の増加により燃料電池システムの劣化が進むおそれがある。 However, if the fuel cell system is restarted each time the operation mode is switched, not only does it take an extra start time to start running, but the fuel cell system may deteriorate due to an increase in the number of starts.
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、プレ空調の実行後の燃料電池システムの起動を抑制することができる車両制御システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle control system capable of suppressing the start-up of the fuel cell system after the execution of pre-air conditioning.
本明細書に記載の車両制御システムは、車両を駆動するモータ、及び車室内を空調する空調装置に電力を供給する燃料電池の発電を制御する発電制御装置と、ユーザの乗車前に遠隔操作に従って前記空調装置により車室内を空調するプレ空調を制御する空調制御装置と、ユーザの乗車の可能性を検出する検出装置とを有し、前記発電制御装置は、ユーザの前記遠隔操作に従って前記燃料電池の発電を開始し、前記プレ空調の実行中、前記検出装置が前記ユーザの乗車の可能性を検出したとき、前記空調制御装置は、前記プレ空調を停止し、前記発電制御装置は、前記燃料電池の発電を維持する。 The vehicle control system described herein is a power generation control device that controls the power generation of a fuel cell that supplies power to a motor that drives the vehicle and an air conditioner that air-conditions the vehicle interior, and a remote control before boarding the user. The power generation control device includes an air conditioning control device that controls pre-air conditioning that air-conditions the vehicle interior by the air conditioning device and a detection device that detects the possibility of the user getting on the vehicle, and the power generation control device is the fuel cell according to the remote operation of the user. When the detection device detects the possibility of the user getting on the vehicle while the pre-air conditioning is being executed, the air-conditioning control device stops the pre-air conditioning, and the power generation control device uses the fuel. Maintain battery power generation.
本発明によれば、プレ空調の実行後の燃料電池システムの起動を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the start-up of the fuel cell system after the execution of pre-air conditioning.
(車両制御システムの構成)
図1は、車両制御システム1の一例を示す構成図である。車両制御システム1は、燃料電池車に搭載されて車両の動作を制御する。車両制御システム1は、燃料電池システム2、発電制御ECU20、空調制御ECU(Electronic Control Unit)30、空調装置31、通信装置4、乗車センサ50、ブレーキセンサ51、及びイグニッションスイッチ(IG−SW)52を有する。
(Vehicle control system configuration)
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a
燃料電池システム2は、燃料電池(FC)21、インジェクタ(INJ)22、燃料ポンプ23、エアコンプレッサ(ACP)24、冷却ポンプ25、DC(Direct Current)−DCコンバータ(CNV)26、リレー回路27、補機バッテリ(BAT)28、及びモータ29を有する。
The
FC21は、固体高分子電解質型の複数の単セルの積層体を含む。FC21は、燃料ガスと酸化剤ガスの供給を受けて燃料ガス及び酸化剤ガスの電気化学反応により発電する。本実施例では、酸化剤ガスとして酸素を含む空気が用いられ、燃料ガスとして水素ガスが用いられている。FC21が発電した電力はモータ29に供給される。
FC21 includes a plurality of single cell laminates of a solid polyelectrolyte type. The FC21 receives the supply of the fuel gas and the oxidant gas and generates power by the electrochemical reaction of the fuel gas and the oxidant gas. In this embodiment, air containing oxygen is used as the oxidant gas, and hydrogen gas is used as the fuel gas. The electric power generated by the FC 21 is supplied to the
INJ22は、不図示のタンクから燃料ガスをFC21に供給する。INJ22は、発電制御ECU20の指示信号に従って周期的に燃料ガスを噴射する。これにより、燃料ガスの流量が制御される。
INJ22 supplies fuel gas to FC21 from a tank (not shown). The INJ 22 periodically injects fuel gas according to an instruction signal of the power
燃料ポンプ23は、FC21で発電に使用済みの燃料ガス、つまり燃料オフガスをFC21に循環させる。燃料ポンプ23は、発電制御ECU20の指示信号に従った流量で燃料オフガスを送出する。
The
ACP24は、外気(空気)を取り込んで圧縮し、FC21に供給する。ACP24は、発電制御ECU20の指示信号に従った流量で空気を供給する。
The ACP 24 takes in outside air (air), compresses it, and supplies it to the FC 21. The ACP 24 supplies air at a flow rate according to the instruction signal of the power
冷却ポンプ25は、冷却水をFC21に循環するように送出する。冷却水は、発電により昇温したFC21を冷却する。冷却ポンプ25は、発電制御ECU20の指示信号に従った流量で冷却水を送出する。なお、冷却水の循環路(不図示)には、昇温した冷却水を冷却する熱交換器が設けられている。
The
CNV26は、FC21から出力される電圧を昇圧する。FC21が発電する電力は、CNV26により昇圧された後、リレー回路27を介してINJ22、燃料ポンプ23、ACP24、冷却ポンプ25、補機バッテリ28、モータ29、及び空調装置31に供給される。リレー回路27は、発電制御ECU20により上記の各装置間の電気的な接続をオンオフする。
The CNV26 boosts the voltage output from the FC21. The electric power generated by the FC 21 is boosted by the CNV 26 and then supplied to the INJ 22, the
補機バッテリ28には、FC21が発電した電力が充電される。補機バッテリ28は、FC21の発電中、燃料ポンプ23、ACP24、及び冷却ポンプ25に給電する。燃料ポンプ23、ACP24、冷却ポンプ25、及び空調装置31はFC21からリレー回路27を介して直接的に給電を受けることもできる。また、モータ29は、FC21が発電した電力により回転して車両を駆動する。
The
空調装置31は、空調制御ECU30の指示信号に従って車室32内を空調する。空調装置31はFC21から給電されることにより動作する。このように、FC21は、モータ29及び空調装置31に給電する。
The
通信装置4は、ユーザが所持する端末装置9と無線通信する。端末装置9としては、例えばスマートフォンが挙げられるが、これに限定されない。通信装置4は、例えば端末装置9から空調装置31の動作に関する指示信号を受信して空調制御ECU30に出力する。
The communication device 4 wirelessly communicates with the terminal device 9 owned by the user. Examples of the terminal device 9 include, but are not limited to, a smartphone. The communication device 4 receives, for example, an instruction signal regarding the operation of the
乗車センサ50はユーザの乗車を検出する。乗車センサ50としては、例えば、車両のドアの開放を検出するドアセンサが挙げられる。乗車センサ50は、例えばドアが開放された場合、ユーザが乗車したことを検出して空調制御ECU30に通知する。乗車センサ50は、ユーザの乗車の可能性を検出する検出装置の一例である。
The
空調制御ECU30は、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサ、プロセッサを動作させるプログラムを記憶するROM(Read Only Memory)、及びプロセッサのワーキングメモリであるRAM(Random Access Memory)などを備える。なお、空調制御ECU30は、プログラムで動作するCPU回路に限定されず、FPGA(Field Programmable Gate Array)やASIC(Application Specified Integrated Circuit)などの回路により構成されてもよい。
The air conditioning control ECU 30 includes a processor such as a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) for storing a program for operating the processor, a RAM (Random Access Memory) which is a working memory of the processor, and the like. The air
空調制御ECU30は空調装置31の動作を制御する。ユーザは、端末装置9により空調装置31を遠隔操作することができる。ユーザは、遠隔操作により乗車前に車室32内を空調するプレ空調を実行または停止することができる。プレ空調機能によると、ユーザは、予め適切な温度に調整済みの車室32で快適に過ごすことができる。
The air
空調制御ECU30は、ユーザの遠隔操作に従って空調装置31を動作させることによりプレ空調を制御する。空調制御ECU30は、通信装置4からプレ空調に関する指示信号を受信し、空調装置31にプレ空調を開始または停止させる。空調制御ECU30は、乗車センサ50によりユーザの乗車が検出されたとき、乗車検出を発電制御ECU20に通知し、空調装置31のプレ空調を停止する。また、空調装置31は、プレ空調を開始した後、所定時間(以下、「空調時間」と表記)が経過した場合も空調を停止する。なお、空調制御ECU30は、プレ空調を制御する空調制御装置の一例である。
The air
ブレーキセンサ51は、不図示のブレーキペダルの操作を検出して発電制御ECU20に通知する。なお、アクセルペダルの操作を検出するアクセルセンサの図示は省略する。
The
IG−SW52は、車両の走行状態をオンオフする。ブレーキが踏まれた状態でIG−SW52がオン状態になると車両は走行可能となる。なお、ユーザが、ブレーキを踏んだ状態でIG−SW52をオン状態とする操作を、以降の説明では「ST操作」と表記する。 The IG-SW52 turns on and off the traveling state of the vehicle. When the IG-SW52 is turned on while the brake is depressed, the vehicle can run. The operation of turning on the IG-SW52 while the user has stepped on the brake is referred to as "ST operation" in the following description.
発電制御ECU20は、CPUなどのプロセッサ、プロセッサを動作させるプログラムを記憶するROM、及びプロセッサのワーキングメモリであるRAMなどを備える。なお、発電制御ECU20は、プログラムで動作するCPU回路に限定されず、FPGAやASICなどの回路により構成されてもよい。
The power
発電制御ECU20は燃料電池システム2の動作を制御する。発電制御ECU20は、燃料電池システム2の起動及び停止を実行する。
The power
発電制御ECU20は、INJ22、燃料ポンプ23、ACP24、冷却ポンプ25、リレー回路27を制御する。発電制御ECU20は、燃料電池システム2の起動時、リレー回路27をオンすることによりFC21及びCNV26と各部間を電気的に接続した後、FC21の発電を開始する。発電制御ECU20は、INJ22に燃料ガスの供給を開始させ、燃料ポンプ23、ACP24、及び冷却ポンプ25を稼働させることによりFC21の発電を開始する。
The power
また、発電制御ECU20は、燃料電池システム2の停止時、リレー回路27をオフすることによりFC21及びCNV26と各部間を電気的に接続した後、FC21の発電を停止する。発電制御ECU20は、INJ22に燃料ガスの供給を停止させ、燃料ポンプ23、ACP24、及び冷却ポンプ25の稼働を停止することによりFC21の発電を停止する。なお、発電制御ECU20は、FC21の発電を制御する発電制御装置の一例である。
Further, when the
発電制御ECU20は、空調制御ECU30と連携して燃料電池システム2の発電を制御する。発電制御ECU20は、空調制御ECU30からプレ空調の実行を通知されると発電を開始し、空調制御ECU30から乗車センサ50の乗車検知を通知された場合、発電を停止せずに維持する。これにより、燃料電池システム2が車両の走行に備えて発電を継続するため、プレ空調の停止後に燃料電池システム2の再起動が不要となることによって起動回数が低減される。
The power
(比較例の車両制御)
図2は、比較例の車両制御を示すタイムチャートである。本例において、発電制御ECU20は、上記とは異なり、空調制御ECU30から乗車センサ50の乗車検知を通知された場合、発電を停止する。車両制御システム1は、動作モードとして、例えば、プレ空調を実行するプレ空調モード、及び車両が走行可能な走行モードを有する。発電制御ECU20は、空調制御ECU30と連携して動作モードを制御する。
(Vehicle control in comparative example)
FIG. 2 is a time chart showing vehicle control of a comparative example. In this example, unlike the above, the power
空調制御ECU30は、時刻t0において端末装置9から通信装置4を介して空調開始の指示信号を受信するとプレ空調モードを開始し、空調開始を発電制御ECU20に通知する。発電制御ECU20は、空調装置31に給電するために、空調開始の通知に応じて燃料電池システム2を起動する。これによりFC21は発電を開始する。発電制御ECU20は、時刻t1に燃料電池システム2の起動が完了すると、起動完了を空調制御ECU30に通知する。
When the air
空調装置31は、燃料電池システム2の起動が完了するまで給電を受けられないため、プレ空調を停止している。空調制御ECU30は、燃料電池システム2の起動通知を受けると、空調装置31にプレ空調の開始を指示する。空調装置31は、燃料電池システム2の起動完了の時刻t1にプレ空調を開始する。空調装置31はFC21から給電を受けてプレ空調を実行する。
Since the
空調制御ECU30は、時刻t2に乗車センサ50から乗車検出を通知されると、空調装置31にプレ空調を停止させ、乗車検出を発電制御ECU20に通知する。発電制御ECU20は、FC21から空調装置31への給電を停止するため、乗車検出の通知に応じて燃料電池システム2を停止する。これによりFC21は発電を停止する。
When the air-
発電制御ECU20は、燃料電池システム2の停止後、時刻t3にブレーキセンサ51及びIG−SW52によりユーザのST操作を検出すると、動作モードを走行モードに移行させて燃料電池システム2を再起動する。これにより、ユーザは、車両を走行させることができる。
When the power
このように、本例では、発電制御ECU20は、乗車センサ50の乗車検出に応じて空調装置31への給電が停止するように、いったん燃料電池システム2を停止するため、その後にST操作が行われた場合に燃料電池システム2を再起動する必要がある。このため、車両の走行開始までに余分な起動時間がかかるだけでなく、起動回数の増加により燃料電池システム2の劣化が進むおそれがある。
As described above, in this example, the power
(実施例の車両制御)
図3は、実施例の車両制御を示すタイムチャートである。なお、図3において、図2と共通する処理の説明は省略する。
(Vehicle control of the embodiment)
FIG. 3 is a time chart showing vehicle control according to an embodiment. In addition, in FIG. 3, the description of the process common to FIG. 2 is omitted.
本例において、発電制御ECU20は、比較例とは異なり、空調制御ECU30から乗車センサ50の乗車検知を通知された場合、発電を維持する。発電制御ECU20は、時刻t0にプレ空調モードの開始に伴い燃料電池システム2を起動し、その後、例えばユーザが車両のドアを開放することにより乗車センサ50が時刻t2に乗車を検知しても、燃料電池システム2を停止せずにFC21の発電を継続する。これにより、燃料電池システム2は、ユーザの乗車が検知されてもアイドル状態で運転される。
In this example, unlike the comparative example, the power
このように、発電制御ECU20は、プレ空調が停止しても、燃料電池システム2を再起動することなく、アイドル状態でFC21の発電を継続する。このため、FC21の起動回数が低減されて、その劣化が抑制される。また、FC21の発電が維持されるため、ST操作が行われたとき、動作モードが走行モードに移行するまでの所要時間が短縮される。なお、乗車が検知された後、所定時間内にST操作がなされない場合、アイドル状態の運転により燃料ガスの無駄な消費を抑えるため、発電制御ECU20は燃料電池システム2を停止する。
As described above, even if the pre-air conditioning is stopped, the power
(車両制御システムの動作)
図4は、車両制御システム1の動作の一例を示すフローチャートである。空調制御ECU30は、ユーザの端末装置9から通信装置4を介してプレ空調の開始の指示信号を受信したか否かを判定する(ステップSt1)。プレ空調の開始の指示信号が受信されていない場合(ステップSt1のNo)、再びステップSt1の処理が実行される。
(Operation of vehicle control system)
FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the
空調制御ECU30がプレ空調の開始の指示信号を受信した場合(ステップSt1のYes)、発電制御ECU20は、動作モードをプレ空調モードとし、空調制御ECU30からのプレ空調の開始の通知に応じて燃料電池システム2を起動する(ステップSt2)。これにより、FC21が発電を開始し、その電力は空調装置31などに給電され始める。次に空調制御ECU30は、空調装置31を作動させて車室32内のプレ空調を開始する(ステップSt3)。これにより、車室32内が暖房または冷房されることにより適切な温度に調整される。
When the air
次に空調制御ECU30は、乗車センサ50が乗車を検出したか否かを判定する(ステップSt4)。乗車センサ50は、車両のドアセンサに限定されず、ユーザの乗車の可能性の有無を検出する手段であればよく、例えば、ユーザがシートに着座したときの荷重を検出する荷重センサであってもよい。
Next, the air
空調制御ECU30は、乗車が検出されていない場合(ステップSt4のNo)、所定の空調時間が終了したか否かを判定する(ステップSt11)。空調制御ECU30は、プレ空調の開始時にタイマを起動することにより空調時間を計時する。
When the boarding is not detected (No in step St4), the air
空調制御ECU30は、空調時間が終了している場合(ステップSt11のYes)、空調装置31のプレ空調を停止する(ステップSt13)。次に発電制御ECU20は、空調制御ECU30からのプレ空調の停止の通知に応じて燃料電池システム2を停止する(ステップSt14)。
When the air conditioning time has ended (Yes in step St11), the air
また、空調制御ECU30は、空調時間が終了していない場合(ステップSt11のNo)、ユーザの端末装置9から通信装置4を介してプレ空調の停止の指示信号を受信したか否かを判定する(ステップSt12)。プレ空調の停止の指示信号が受信されていない場合(ステップSt12のNo)、再びステップSt4の処理が実行される。プレ空調の停止の指示信号が受信されている場合(ステップSt12のYes)、ステップSt13及びSt14の各処理が実行される。
Further, when the air conditioning time has not ended (No in step St11), the air
空調制御ECU30は、乗車が検出されている場合(ステップSt4のYes)、空調装置31のプレ空調を停止する(ステップSt5)。このように、発電制御ECU20は、空調時間が終了した場合、及びユーザからプレ空調の停止の指示があった場合、ユーザの乗車の可能性が無いため、FC21の発電を停止して、燃料ガスの無駄な消費を抑制する。
When the ride is detected (Yes in step St4), the air
次に発電制御ECU20は、空調制御ECU30からのプレ空調の停止の通知に応じて燃料電池システム2をアイドル運転する(ステップSt6)。このように、発電制御ECU20は、ユーザの乗車が検出されてもFC21の発電を維持する。このため、発電制御ECU20は、燃料電池システム2を再起動する必要がない。次に発電制御ECU20は、ユーザのST操作を監視するためのタイマをスタートさせる(ステップSt7)。
Next, the power
次に発電制御ECU20は、ブレーキセンサ51及びIG−SW52によりST操作が行われたか否かを判定する(ステップSt8)。発電制御ECU20は、ST操作が行われていない場合(ステップSt8のNo)、タイマが満了したか否かを判定する(ステップSt15)。タイマが満了していない場合(ステップSt15のNo)、再びステップSt8の処理が実行される。
Next, the power
また、発電制御ECU20は、タイマが満了している場合(ステップSt15のYes)、燃料電池システム2を停止する(ステップSt16)。これにより、車両が走行しない場合の無駄な燃料ガスの消費が抑制される。
Further, when the timer has expired (Yes in step St15), the power
また、発電制御ECU20は、ST操作が行われた場合(ステップSt8のYes)、車両の走行に関する安全確認処理を行う(ステップSt9)。安全確認処理の確認内容は、例えば以下のとおりである。
・不図示のシフトレバーがパーキングにセットされて車両が動かないこと。
・車両の配線ケーブルの引き摺りがなく、配線ケーブルの接続が正常であること。
・モータ29などが動作を停止しており、車両がオーバーランする可能性がないこと。
なお、安全確認処理は、発電制御ECU20が不図示の他の制御回路と連携することにより実行される。
Further, when the ST operation is performed (Yes in step St8), the power
-The shift lever (not shown) is set in the parking and the vehicle does not move.
-There is no dragging of the wiring cable of the vehicle, and the connection of the wiring cable is normal.
-The
The safety confirmation process is executed by the power
次に発電制御ECU20は、動作モードを走行モードとして走行処理を行う(ステップSt10)。これにより、燃料電池システム2はユーザの走行操作に応じて車両を走行させることができる。このようにして車両制御システム1は動作する。
Next, the power
上述したように、発電制御ECU20は、ユーザの遠隔操作に従ってFC21の発電を開始する。プレ空調の実行中、乗車センサ50がユーザの乗車の可能性を検出したとき、空調制御ECU30は、プレ空調を停止し、発電制御ECU20は、FC21の発電を維持する。
As described above, the power
このため、発電制御ECU20は、ユーザの乗車の可能性が有れば、プレ空調の停止によりFC21から空調装置31への給電が不要であるにも関わらず、その後の車両の走行に備えてFC21の発電を維持し、燃料電池システム2の再起動を省くことができる。したがって、車両制御システム1は、プレ空調の実行後の燃料電池システム2の起動を抑制することができる。
Therefore, if there is a possibility that the user can get on the power
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。 The embodiments described above are examples of preferred embodiments of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
1 車両制御システム
2 燃料電池システム
20 発電制御ECU(発電制御装置)
21 燃料電池
29 モータ
30 空調制御ECU(空調制御装置)
31 空調装置
32 車室
50 乗車センサ
1
21
31
Claims (1)
ユーザの乗車前に遠隔操作に従って前記空調装置により車室内を空調するプレ空調を制御する空調制御装置と、
ユーザの乗車の可能性を検出する検出装置とを有し、
前記発電制御装置は、ユーザの前記遠隔操作に従って前記燃料電池の発電を開始し、
前記プレ空調の実行中、前記検出装置が前記ユーザの乗車の可能性を検出したとき、前記空調制御装置は、前記プレ空調を停止し、前記発電制御装置は、前記燃料電池の発電を維持する、
車両制御システム。
A power generation control device that controls the power generation of the fuel cell that supplies power to the motor that drives the vehicle and the air conditioner that air-conditions the interior of the vehicle.
An air-conditioning control device that controls pre-air conditioning that air-conditions the interior of the vehicle by the air-conditioning device according to remote control before the user gets on board.
It has a detection device that detects the possibility of the user getting on board,
The power generation control device starts power generation of the fuel cell according to the remote control of the user.
When the detection device detects the possibility of the user getting on the vehicle during the execution of the pre-air conditioning, the air conditioning control device stops the pre-air conditioning, and the power generation control device maintains the power generation of the fuel cell. ,
Vehicle control system.
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---|---|---|---|
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