JP5478471B2 - 燃料電池車両 - Google Patents
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Description
特許文献2には、車速に応じて適切な音と音量を発生させて歩行者に注意を促すことが記載されている。
特許文献3には、走行中、警報音発生手段により警報音を発生させ、車両の加速度が大きくなるほど音を大きく又は音を高くし、加速度が小さくなるほど音を小さく又は音を低くすることが記載されている。
特許文献4には、車速が低いときのみ車両接近気付き音を機械的に発生させる音発生装置が記載されている。
そのため、燃料電池車両においては、車速が低い状態で、且つクルーズ走行(アクセルペダルを急激に踏み込まない状態)の状態であると、外郭騒音が極めて小さく、歩行者に車両の接近が気付かれ難いという課題がある。なお、外郭騒音は、歩行者等が車両の接近を感じ取る騒音という意味から、以下の説明では近接騒音と称す。
そこで、燃料電池車両においても、音を追加発生させるデバイスを搭載し、車速が低いクルーズ時に、歩行者等に車両接近の注意を促すため、前記デバイスを制御して音を発生させ、近接騒音を所定の音量にするシステムが考えられている。
なお、図13は、燃料電池が劣化していない時にエアポンプが発生する音量を基準にして追加発生音量を設定し、且つ、車速に応じて追加発生音量を変えるようにした場合に、燃料電池が劣化したときの総合近接騒音量を模式的に示したものであり、この場合にも、総合近接騒音量が最低必要音量を超えてしまう。
請求項1に係る発明は、燃料電池(例えば、後述する実施の形態における燃料電池2)と、前記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤供給手段(例えば、後述する実施の形態におけるエアポンプ10等)と、前記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料供給手段(例えば、後述する実施の形態における水素タンク3等)と、前記燃料電池で発電した電気を蓄電する蓄電手段(例えば、後述する実施の形態におけるバッテリ16)と、システム内の温度を調整する温度調整手段(例えば、後述する実施の形態におけるFC冷却水ポンプ12、バッテリファン18、DT冷却水ポンプ19等)と、自車の車速を判定する車速判定手段(例えば、後述する実施の形態における車速センサ23)と、追加騒音を発生させる近接騒音追加発生手段(例えば、後述する実施の形態におけるスピーカー20)と、自車の車速が所定範囲にある場合に前記近接騒音追加発生手段を作動して前記追加騒音を発生させる制御装置(例えば、後述する実施の形態における電子制御装置30)と、を備えた燃料電池システム(例えば、後述する実施の形態における燃料電池システム1)を搭載した燃料電池車両であって、前記制御装置は、前記燃料電池システムの構成要素から生ずる騒音の音量である燃料電池システム起因音量と、前記近接騒音追加発生手段が発生する前記追加騒音の音量である追加発生音量との和が、車速毎に定められた総合近接騒音量(例えば、後述する実施の形態における最低必要音量)となるように前記近接騒音追加発生手段を制御し、前記燃料電池システムの各構成要素への指令値から前記各構成要素が発生する騒音の音量を算出し、これらを統合して前記燃料電池システム起因音量を求めることを特徴とする。
請求項2に係る発明によれば、燃料電池の劣化割合に応じて追加発生音量を変えることができるので、燃料電池の劣化状態の相違に関わらず、燃料電池車両の走行時に車速毎に定められた総合近接騒音量を過不足なく自車から発生させることができる。
燃料電池車両は、走行駆動用のモータ等の車載に搭載された各種デバイスに電力を供給するため、燃料電池システムを搭載している。
図1は、燃料電池車両に搭載された燃料電池システム1の概略構成を示した図である。
この実施例において、エアポンプ10、空気供給流路9は、酸化剤供給手段を構成する。
この実施例において、FC冷却水ポンプ12、ラジエタ13、冷却水回路14、ラジエタファン15は、燃料電池2の温度を調整する温度調整手段を構成する。
また、バッテリ16は空冷用のバッテリファン18を備えており、必要に応じてバッテリファン18を作動させることにより、バッテリ16の温度調整が可能となっている。
この実施例において、バッテリファン18はバッテリ16の温度を調整する温度調整手段を構成する。
この実施例において、DT冷却水ポンプ19は高電圧系の駆動回路の温度を調整する温度調整手段を構成する。
さらに、燃料電池システム1は、追加騒音を発生するためのスピーカー(近接騒音追加発生手段)20を備えており、スピーカー20の作動および音量は電子制御装置30によって制御される。
前述した水素ポンプ7、エアポンプ10、FC冷却水ポンプ12、ラジエタファン15、バッテリファン18、DT冷却水ポンプ19は、それぞれ電動モータ(図示略)により駆動されるようになっていて、各電動モータは電子制御装置30によって制御される。
また、燃料電池2は、出力電圧と出力電流を検出する電流センサ21と電圧センサ22を備え、これらセンサ21,22は検出値に応じた出力信号を電子制御装置30へ出力する。
また、電子制御装置30には、自車の車速を検出する車速センサ(車速判定手段)23から、検出した車速に応じた出力信号が入力される。
この燃料電池車両が発生する騒音の主たる騒音源は燃料電池システム1のエアポンプ10である。そこで、この実施例1では、エアポンプ10が発生する騒音の音量に応じて、スピーカー20によって追加発生させる騒音の音量を制御することで、トータルとしての近接総音量(つまり、総合近接騒音量)が車速毎に定められた音量となるように制御する。
図2に示す追加発生音量制御のフローチャートは、電子制御装置30によって実行され、燃料電池車両のスタートスイッチ(図示略)のオン信号をトリガーとして制御を開始する。
この実施例1においては、電子制御装置30がステップS101を実行することにより、劣化割合判定部が実現される。
また、この実施例1において、追加補正音量レベルマップは、燃料電池2の劣化割合に応じて変化する燃料電池システム起因音量に基づき追加発生音量補正値を定めた補正値マップを構成する。
この実施例において、追加発生音量マップは、追加発生音量補正値と車速とから定まる追加発生音量に関する規定マップを構成する。
次に、ステップS105に進み、前記スタートスイッチがオフされたか否かを判定する。
ステップS105における判定結果が「NO」である場合には、スタートスイッチがオフされていないので、ステップS101に戻り、ステップS105における判定結果が「YES」となるまでステップS101からステップS105の一連の処理を繰り返し実行する。
ステップS105における判定結果が「YES」である場合には、スタートスイッチがオフされたので、本ルーチンの実行を終了する。
特に、実施例1によれば、燃料電池2の劣化率に応じて追加発生音量を変えることができるので、燃料電池2の劣化状態の相違に関わらず、燃料電池車両の走行時に車速毎に定められた最低必要音量を過不足なく自車から発生させることができる。
前述した実施例1では、燃料電池車両の騒音源は主にエアポンプ10であることから、エアポンプ10が発生する騒音の音量を燃料電池2の劣化率と関連させて推定し、スピーカー20によって発生させる追加発生音量を決定したが、実施例2では、燃料電池システム1の構成要素から生じる騒音の総音量(以下、燃料電池システム起因音量という)を各構成要素の運転状態に基づいて推定算出し、これと最低必要音量とを比較し、不足する分をスピーカー20によって発生させる追加発生音量とする。
図8に示す追加発生音量制御のフローチャートは、電子制御装置30によって実行され、燃料電池車両のスタートスイッチ(図示略)のオン信号をトリガーとして制御を開始する。
ステップS2011において、エアポンプ10の回転数指令値に基づき、図示しないエアポンプ音量マップを参照して、エアポンプ10から発生する騒音の音量Aを算出する。なお、エアポンプ音量マップは、予め実験により回転数指令値と音量Aとの関係を求めて作成しておく。
ステップS2012において、ラジエタファン15の回転数指令値に基づき、図示しないラジエタファン音量マップを参照して、ラジエタファン15から発生する騒音の音量Bを算出する。なお、ラジエタファン音量マップは、予め実験により回転数指令値と音量Bとの関係を求めて作成しておく。
ステップS2013においてバッテリファン18の回転数指令値に基づき、図示しないバッテリファン音量マップを参照して、バッテリファン18から発生する騒音の音量Cを算出する。なお、バッテリファン音量マップは、予め実験により回転数指令値と音量Cとの関係を求めて作成しておく。
ステップS2014において、FC冷却水ポンプ12の回転数指令値に基づき、図示しないFC冷却水ポンプ音量マップを参照して、FC冷却水ポンプ12から発生する騒音の音量Dを算出する。なお、FC冷却水ポンプ音量マップは、予め実験により回転数指令値と音量Dとの関係を求めて作成しておく。
ステップS2015において、DT冷却水ポンプ19の回転数指令値に基づき、図示しないDT冷却水ポンプ音量マップを参照して、DT冷却水ポンプ19から発生する騒音の音量Eを算出する。なお、DT冷却水ポンプ音量マップは、予め実験により回転数指令値と音量Eとの関係を求めて作成しておく。
ステップS2016において、水素ポンプ7の回転数指令値に基づき、図示しない水素ポンプ音量マップを参照して、水素ポンプ7から発生する騒音の音量Fを算出する。なお、水素ポンプ音量マップは、予め実験により回転数指令値と音量Eとの関係を求めて作成しておく。
次に、ステップS2017に進み、ステップS2011からステップS2016で算出したエアポンプ10の音量Aと、ラジエタファン15の音量Bと、バッテリファン18の音量Cと、FC冷却水ポンプ12の音量Dと、DT冷却水ポンプ19の音量Eと、水素ポンプ7の音量Fとを合算して(統合して)、これを燃料電池システム起因音量とする。
ステップS203における判定結果が「YES」である場合には、燃料電池システム起因音量が最低必要音量よりも小さいので、スピーカー20により騒音を追加発生させる必要があるので、ステップS204に進んでスピーカー制御を実行する。
まず、ステップS2041において、ステップS201で算出した燃料電池システム起因音量を読み込み、次に、ステップS2042においてステップS202で算出した最低必要音量を読み込み、さらに、ステップS2043に進んで、最低必要音量から燃料電池システム起因音量を減算して追加発生音量を算出する。そして、ステップS2044に進み、ステップS2043で算出した追加発生音量に応じた指令値をスピーカー20に出力し、スピーカー20を作動する。
また、ステップS203における判定結果が「NO」である場合には、燃料電池システム起因音量が最低必要音量よりも大きいことから、スピーカー20により騒音を追加発生させる必要がないので、この場合にもステップS205に進む。
ステップS205における判定結果が「NO」である場合には、スタートスイッチがオフされていないので、ステップS201に戻り、ステップS205における判定結果が「YES」となるまでステップS201からステップS205の一連の処理を繰り返し実行する。
ステップS205における判定結果が「YES」である場合には、スタートスイッチがオフされたので、本ルーチンの実行を終了する。
特に、この実施例2によれば、燃料電池システム起因音量を精確に求めることができるので、スピーカー20で発生させるべき追加発生音量も精確に決定することができる。
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した各実施例では、近接騒音追加発生手段をスピーカー20によって構成したが、近接騒音追加発生手段を他の機器で構成してもよく、例えば、燃料電池2の発電性能に影響を及ぼさない限り、燃料電池システム1の構成要素で構成してもよい。例えば、ラジエタファン15やバッテリファン18で構成することも可能である。
2 燃料電池
3 水素タンク(燃料供給手段)
4 水素ガス供給流路(燃料供給手段)
5 エゼクタ(燃料供給手段)
6 アノードオフガス流路(燃料供給手段)
7 水素ポンプ(燃料供給手段、燃料電池システム構成要素)
9 空気供給流路(酸化剤供給手段)
10 エアポンプ(酸化剤供給手段、燃料電池システム構成要素)
12 FC冷却水ポンプ(温度調整手段、燃料電池システム構成要素)
13 FCラジエタ(温度調整手段)
14 冷却水回路(温度調整手段)
15 ラジエタファン(温度調整手段、燃料電池システム構成要素)
16 バッテリ(蓄電手段)
18 バッテリファン(温度調整手段、燃料電池システム構成要素)
19 DT冷却水ポンプ(温度調整手段、燃料電池システム構成要素)
20 スピーカー(近接騒音追加発生手段)
23 車速センサ(車速判定手段)
30 電子制御装置
Claims (2)
- 燃料電池と、
前記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤供給手段と、
前記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料供給手段と、
前記燃料電池で発電した電気を蓄電する蓄電手段と、
システム内の温度を調整する温度調整手段と、
自車の車速を判定する車速判定手段と、
追加騒音を発生させる近接騒音追加発生手段と、
自車の車速が所定範囲にある場合に前記近接騒音追加発生手段を作動して前記追加騒音を発生させる制御装置と、
を備えた燃料電池システムを搭載した燃料電池車両であって、
前記制御装置は、前記燃料電池システムの構成要素から生ずる騒音の音量である燃料電池システム起因音量と、前記近接騒音追加発生手段が発生する前記追加騒音の音量である追加発生音量との和が、車速毎に定められた総合近接騒音量となるように前記近接騒音追加発生手段を制御し、
前記燃料電池システムの各構成要素への指令値から前記各構成要素が発生する騒音の音量を算出し、これらを統合して前記燃料電池システム起因音量を求めることを特徴とする燃料電池車両。 - 燃料電池と、
前記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤供給手段と、
前記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料供給手段と、
前記燃料電池で発電した電気を蓄電する蓄電手段と、
システム内の温度を調整する温度調整手段と、
自車の車速を判定する車速判定手段と、
追加騒音を発生させる近接騒音追加発生手段と、
自車の車速が所定範囲にある場合に前記近接騒音追加発生手段を作動して前記追加騒音を発生させる制御装置と、
を備えた燃料電池システムを搭載した燃料電池車両であって、
前記制御装置は、前記燃料電池システムの構成要素から生ずる騒音の音量である燃料電池システム起因音量と、前記近接騒音追加発生手段が発生する前記追加騒音の音量である追加発生音量との和が、車速毎に定められた総合近接騒音量となるように前記近接騒音追加発生手段を制御し、
前記制御装置は、
前記燃料電池の劣化割合を判定する劣化割合判定部と、
前記燃料電池の劣化割合に応じて変化する前記燃料電池システム起因音量に基づき追加発生音量補正値を定めた補正値マップと、
を備え、
前記補正値マップを用いて、前記劣化割合判定部により判定された劣化割合に応じた追加発生音量補正値を求め、
追加発生音量補正値と車速とから定まる追加発生音量に関する規定マップを用いて、前記近接騒音追加発生手段により発生させる追加発生音量を定めることにより、
前記燃料電池システム起因音量と前記追加発生音量との和が、車速毎に定められた総合近接騒音量となるように前記近接騒音追加発生手段を制御することを特徴とする燃料電池車両。
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