KR101567237B1 - Apparatus and method for detecting lack of cooling water in the thermal management system for fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일반 도로 주행시와 험로 주행시를 구분하여 냉각수 부족 상태를 보다 정확하게 감지할 수 있는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for detecting a shortage of coolant in a fuel cell vehicle, and more particularly, to an apparatus and method for detecting a shortage of coolant in a fuel cell vehicle, .
알려진 바와 같이, 연료전지 차량에 탑재되는 연료전지 시스템은, 반응기체의 전기화학 반응으로부터 전기에너지를 발생시키는 연료전지 스택, 연료전지 스택에 연료인 수소를 공급하는 수소공급장치, 연료전지 스택에 산소를 포함하는 공기를 공급하는 공기공급장치, 및 연료전지 스택의 열을 외부로 방출시켜 운전온도를 최적으로 제어하고 물 관리 기능을 수행하는 열 및 물 관리 시스템을 포함한다.As is known, a fuel cell system mounted in a fuel cell vehicle includes a fuel cell stack for generating electrical energy from an electrochemical reaction of a reactive gas, a hydrogen supply device for supplying hydrogen as fuel to the fuel cell stack, And a heat and water management system for discharging heat of the fuel cell stack to the outside to optimally control the operating temperature and to perform a water management function.
통상의 차량용 연료전지 시스템에서 수소공급장치는 수소 탱크에 저장된 고압 수소를 레귤레이터를 통해 압력 조절하여 연료전지 스택에 공급하고, 공기공급장치는 공기블로워에 의해 공급되는 공기를 가습기를 통해 가습한 후 연료전지 스택에 공급하도록 구성된다.In a conventional vehicle fuel cell system, a hydrogen supply device supplies high-pressure hydrogen stored in a hydrogen tank to a fuel cell stack by regulating pressure through a regulator. The air supply device humidifies air supplied by an air blower through a humidifier, To the battery stack.
또한, 연료전지 차량은 주행을 위한 구동원으로 전기모터를 이용하고, 연료전지 스택 또는 배터리의 직류전압을 교류전압으로 변환하여 전기모터를 구동시키는 인버터를 가진다. The fuel cell vehicle also has an inverter that uses an electric motor as a driving source for running and converts the direct current voltage of the fuel cell stack or the battery into an alternating current voltage to drive the electric motor.
또한, 연료전지 스택은 반응기체인 수소와 산소의 전기화학 반응 과정에서 반응부산물로 열과 물을 배출하는데, 스택이 최적의 출력성능을 내도록 하기 위해서는 시동시나 운전 중 스택의 온도를 최적의 온도로 관리해주어야 하고, 스택 내부에서 생성된 물(스택 생성수)의 배출을 원활하게 해주어야 한다.In addition, the fuel cell stack discharges heat and water as reaction byproducts during the electrochemical reaction of hydrogen and oxygen, which are reactors. In order to achieve optimal output performance of the stack, it is necessary to control the temperature of the stack during start- And the discharge of water (stack generated water) generated inside the stack should be smooth.
따라서, 시동시 스택 온도를 신속히 상승시키고 운전 중 스택 온도를 최적 온도로 유지시키며 스택 생성수를 외부로 배출하기 위한 열 및 물 관리 시스템의 이용이 필수적이다. Therefore, it is essential to use a heat and water management system to rapidly raise the stack temperature at start-up, to maintain the stack temperature at the optimum temperature during operation, and to discharge the stack generated water to the outside.
또한, 열 및 물 관리 시스템에서 연료전지 스택의 온도를 적정 온도로 유지하기 위한 장치 구성은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 냉각수의 열을 외부로 방출하기 위한 라디에이터(11) 및 라디에이터 팬(12), 연료전지 스택(10)과 라디에이터(11) 사이에 냉각수가 순환될 수 있도록 연결되는 냉각수 순환라인(13), 라디에이터(11)를 통과하지 않도록 냉각수를 선택적으로 바이패스시키기 위한 바이패스 라인(14) 및 3-웨이 밸브(15), 냉각수를 펌핑하여 순환시키기 위한 워터펌프(16)를 포함한다.1, a
이와 같은 연료전지 냉각 장치에서는 워터펌프(16)를 구동하여 연료전지 스택(10)과 라디에이터(11), 3-웨이 밸브(15) 사이의 냉각수 순환라인(13)을 따라 냉각수를 순환시키면서 스택 발전시에 발생하는 열을 라디에이터(11)를 통해 외부로 방출한다.In such a fuel cell cooling apparatus, the
또한, 상기한 수냉식 냉각 장치에서 연료전지 스택(10)의 냉각을 위해 냉각수의 순환이 이루어지는 동안 라디에이터 팬(12)이 구동되고, 라디에이터(11)에서 라디에이터 팬(12)에 의해 유입되는 외기 또는 주행풍과의 열교환을 통해 냉각수의 열을 외부로 방출하게 된다.The
이 과정에서 미도시된 제어기는 센서에 의해 검출되는 스택 온도를 입력받으며, 스택 냉각이 필요한 상황에서 스택 온도를 목표 온도로 유지하기 위해 워터펌프(16), 라디에이터 팬(12), 3-웨이 밸브(15) 등을 제어하여 냉각수를 통한 스택 냉각을 수행한다.In this process, the controller (not shown) inputs the stack temperature detected by the sensor, and controls the
또한, 냉각수 순환라인(13)에는 연료전지 스택(10)의 온도를 적정 운전 온도로 신속히 승온시키기 위한 것으로서 연료전지 스택으로 유입되는 냉각수를 가열하는 히터(17)가 설치된다.The cooling
연료전지 스택(10)의 온도가 저온 상태인 경우, 3-웨이 밸브(15)의 열림방향을 제어하여 라디에이터 출구로부터 배출되는 냉각수를 차단하고, 워터펌프(16)가 바이패스 라인(14)을 통해 냉각수의 흡입 및 펌핑, 순환이 이루어지도록 함과 동시에, 히터(17)를 작동시켜 연료전지 스택으로 유입되는 냉각수를 가열하는바, 이를 통해 연료전지 스택을 신속히 웜업(warm-up)시키게 된다. When the temperature of the
또한, 라디에이터의 상단에는 압력캡(18)을 통해 리저버(20)와의 사이에 냉각수 보충라인(19)이 연결되고, 냉각수가 저장되는 리저버(20)는 대기 개방식 구조로 구비됨과 더불어 내부에 수위센서(21)가 장착된다. The cooling water replenishing
이러한 구성에서, 스택 냉각 루프의 냉각수가 소실될 경우, 워터펌프(16)의 전단 라인에 음압이 걸리면서 리저버(20) 내 냉각수가 냉각수 보충라인(19) 및 압력캡(18)을 통해 라디에이터(11)로 유입되어 소실된 냉각수를 보충하게 된다.In this configuration, when the cooling water in the stack cooling loop is lost, negative pressure is applied to the front end line of the
한편, 리저버(20) 내의 냉각수가 신속하게 배출될 때, 다량의 기포 발생 및 물의 출렁거림과 같은 반복적인 순환으로 인하여 리저버 내의 냉각수위를 검출하는 수위센서(21)가 오동작을 하는 문제점이 있었다.On the other hand, when the cooling water in the
이러한 문제점을 해결하기 위해 공개특허 제10-2013-0124789호(2013.11.15)의 선행기술문헌에는 냉각수 순환라인에 압력센서를 장착하여 냉각수 흐름에 따른 압력센서 신호의 변화폭과 기울기 변화 횟수를 기준으로 냉각수 부족을 판단하는 기술이 개시되어 있다.In order to solve these problems, the prior art document of Patent Publication No. 10-2013-0124789 (Nov. 13, 2013) includes a pressure sensor installed in the cooling water circulation line, and based on the variation of the pressure sensor signal and the number of tilt changes A technique for judging the shortage of cooling water is disclosed.
또한, 상기 선행기술문헌에서는 라디에이터 상단에 냉각수 보충라인을 연결하되, 냉각수 보충라인이 연결되는 라디에이터 연결부에 일정 압력에 의해 열리게 되는 가압캡을 장착한다.Further, in the above prior art document, a cooling water replenishing line is connected to the upper end of the radiator, and a pressure cap to be opened by a certain pressure is mounted on a radiator connecting portion to which a cooling water replenishing line is connected.
이에 연료전지 차량의 스택 냉각계가 라디에이터의 가압캡을 기준으로 스택 냉각 루프(가압 루프)의 밀폐계와 냉각수 보충라인 및 리저버(상압 루프)를 포함하는 대기 개방계로 구성된다.Thus, the stack cooling system of the fuel cell vehicle is composed of an air atmosphere system including a closed system of a stack cooling loop (pressurized loop), a cooling water replenishment line and a reservoir (atmospheric pressure loop) based on the pressure cap of the radiator.
이러한 구성에서 냉각수 보충시 리저버 내 냉각수가 가압캡을 통해 냉각수 순환라인으로 들어가고, 냉각수 고온시 수증기가 리저버 내로 들어가도록 하여 냉각수 유동 소음과 냉각수 증발량을 최소화한다.In this configuration, the cooling water in the reservoir enters the cooling water circulation line through the pressure cap at the time of the cooling water replenishment, and the water vapor enters the reservoir at the high temperature of the cooling water, thereby minimizing the cooling water flow noise and the cooling water evaporation amount.
그러나, 선행기술문헌에서와 같이 냉각수 순환라인에 설치된 압력센서의 신호를 이용하는 기술에서는 냉각수의 완충 상태임에도 험로 주행시 차량의 심한 진동으로 인해 압력센서의 신호가 흔들려 냉각수의 부족 상태인 것으로 오진단을 하게 되는 단점이 있다. However, in the technology using the signal of the pressure sensor installed in the cooling water circulation line as in the prior art document, the signal of the pressure sensor is shaken due to the severe vibration of the vehicle during the rough driving, .
이와 같은 험로 주행시의 냉각수 부족 오진단을 해결하기 위해 냉각수 부족을 감지하는 로직의 감지 민감도를 상기 선행기술문헌에서 제시하고 있는 바와 같이 완화시켜 적용할 수 있다.In order to solve the diagnosis of the lack of cooling water at the time of running on such an obstacle, the sensing sensitivity of the logic for sensing the lack of cooling water can be mitigated and applied as suggested in the above prior art documents.
즉, 큰 기준값(기울기값의 부호 변화 횟수와 비교하기 위한 기준횟수, 전후 데이터의 압력차와 비교하기 위한 기준압력치)을 적용하여 압력센서 신호의 변화폭과 기울기값의 부호 변화 횟수로부터 냉각수 부족을 감지하도록 함으로써 감지 민감도를 둔화시키는 것이다. That is, it is possible to obtain a shortage of cooling water from the number of sign changes of the pressure sensor signal and the slope value by applying a large reference value (a reference number for comparing the number of sign changes of the slope value and a reference pressure value for comparing the pressure difference of the front and rear data) Thereby slowing the detection sensitivity.
그러나, 이러한 완화된 감지 민감도를 적용하면 실제 소량의 냉각수가 부족한 상태임에도 냉각수 부족을 진단하지 못하는 문제점이 있다.
However, applying the relaxed sensing sensitivity has a problem that the lack of cooling water can not be diagnosed even when a small amount of cooling water is actually insufficient.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 일반 도로 주행시와 험로 주행시를 구분하여 냉각수 부족 상태를 보다 정확하게 감지할 수 있는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide an apparatus and method for detecting a shortage of coolant in a fuel cell vehicle, There is a purpose.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 따르면, 연료전지 스택과 라디에이터 사이의 냉각수 순환라인에 설치되어 냉각수 흐름 압력을 검출하는 제1압력센서; 냉각수 보충을 위해 라디에이터에 연결된 리저버 내 냉각수 수위를 감지하기 위한 수위센서 또는 냉각수 압력을 검출하는 제2압력센서; 상기 수위센서에 의해 검출된 리저버 내 냉각수 수위, 또는 상기 제2압력센서에 의해 검출된 냉각수 압력이 기설정된 기준수준 이상으로 반복 증감되는 상태일 때 차량의 험로 주행 상태인 것으로 판단하는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 험로 주행시와 평탄로 주행시를 구분하여 각각 설정된 감지 로직에 따라 제1압력센서를 통해 검출되는 냉각수 흐름 압력으로부터 냉각수 부족 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system comprising: a first pressure sensor installed in a cooling water circulation line between a fuel cell stack and a radiator to detect a cooling water flow pressure; A water level sensor for sensing the level of the cooling water in the reservoir connected to the radiator for replenishing the cooling water or a second pressure sensor for detecting the cooling water pressure; And a controller for determining that the vehicle is in a rough running state when the water level of the cooling water in the reservoir detected by the water level sensor or the cooling water pressure detected by the second pressure sensor is repeatedly increased or decreased by a predetermined reference level or more Wherein the controller determines whether the cooling water is insufficient from the cooling water flow pressure detected through the first pressure sensor in accordance with the detection logic that is set for each of the running route and the flat running mode. to provide.
그리고, 본 발명의 다른 양태에 따르면, 연료전지 스택과 라디에이터 사이의 냉각수 순환라인에 설치된 제1압력센서를 통해 냉각수 흐름 압력을 검출하는 단계; 냉각수 보충을 위해 라디에이터에 연결된 리저버에 설치된 수위센서 또는 제2압력센서를 통해 리저버 내 냉각수 수위를 감지하거나 냉각수 압력을 검출하는 단계; 상기 수위센서에 의해 검출된 리저버 내 냉각수 수위, 또는 상기 제2압력센서에 의해 검출된 냉각수 압력이 기설정된 기준수준 이상으로 반복 증감되는 상태인지를 확인하여 차량의 험로 주행 여부를 판단하는 단계; 및 상기 험로 주행 여부의 판단 결과에 따라 험로 주행시와 평탄로 주행시를 구분하여 각각 설정된 감지 로직을 선택 이용하여 제1압력센서를 통해 검출되는 냉각수 흐름 압력으로부터 냉각수 부족 여부를 판단하는 단계를 포함하는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 방법을 제공한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a fuel cell stack, comprising: detecting a coolant flow pressure through a first pressure sensor installed in a coolant circulation line between a fuel cell stack and a radiator; Detecting a coolant water level in the reservoir or detecting a coolant pressure through a level sensor or a second pressure sensor provided in a reservoir connected to the radiator for replenishing the coolant; Determining whether the vehicle is running on a rough road by confirming whether the cooling water level in the reservoir detected by the level sensor or the cooling water pressure detected by the second pressure sensor is repeatedly increased or decreased by a predetermined reference level or more; And determining whether the cooling water is insufficient from the cooling water flow pressure detected through the first pressure sensor by selectively using sensing logic that is divided into the rough road driving mode and the flat driving mode according to the determination result of the rough road running, Thereby providing a method for detecting the lack of coolant in the battery vehicle.
이에 따라, 본 발명에 따른 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 장치 및 방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있게 된다. Accordingly, the apparatus and method for sensing the shortage of coolant in the fuel cell vehicle according to the present invention have the following effects.
종래의 냉각수 부족 판단 로직에서는 일반 도로와 험로 주행의 구분 없이 단일 변수의 로직 적용으로 실제 냉각수의 양이 부족함에도 이를 진단하지 못하는 오진단의 문제점이 있었으나, 본 발명에서는 냉각수 부족 판단 로직을 이원화하여 일반 도로와 험로 주행을 구분한 뒤 도로 주행 조건에 따라 로직을 선택 적용함으로써 오진단의 문제점을 해결할 수 있다.In the conventional logic for insufficient cooling water determination, there is a problem of misdiagnosis which can not diagnose the lack of the actual amount of cooling water due to application of a single variable logic without distinguishing between the general road and the rough road driving. However, in the present invention, It is possible to solve the problem of misdiagnosis by selectively applying the logic according to the road driving condition after distinguishing the road from the rough road.
특히, 도로 주행 조건에 따라 로직의 감지 민감도를 조절할 수 있기 때문에 일반 도로 주행시 민감도를 향상시켜 미세 냉각수 누출량에 대해서도 냉각수 부족 판단이 가능하며, 결국 냉각수 부족으로 인한 방열 성능 저하, 연료전지 스택의 핫 스팟(hot spot) 발생 등의 문제점을 미연에 방지할 수 있게 된다.In particular, since the sensing sensitivity of the logic can be adjusted according to road driving conditions, it is possible to determine the insufficient cooling water for the leakage amount of the fine cooling water by improving sensitivity in the case of running on the general road. As a result, it is possible to prevent problems such as occurrence of hot spots in advance.
또한, 험로 주행 여부뿐만이 아니라 험로 정도에 따라 로직의 기준값(기준횟수 및 기준압력치)을 세부적으로 튜닝하여 설정할 경우 여러 단계의 로직 설정 또한 가능하며, 이를 통해 험로 주행시에도 냉각수 부족 오진단을 방지할 수 있다.In addition, it is possible to set various levels of logic when tuning and setting the reference value (reference frequency and reference pressure value) of the logic according to the degree of roughness as well as whether it is running on the rough road. .
또한, 본 발명은 연료전지 차량뿐만 아니라 수냉식의 냉각계를 적용하고 있는 모든 차량에서 적용이 가능하다.
The present invention can be applied not only to a fuel cell vehicle but also to any vehicle to which a water-cooled cooling system is applied.
도 1은 종래기술에 따른 열 관리 시스템의 장치 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 부족 감지 장치를 적용한 열 관리 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명에서 센서 신호를 이용하여 험로 주행 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에서 일반 도로 주행시와 험로 주행시 센서 신호를 비교하여 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각수 부족 감지 장치를 적용한 열 관리 시스템의 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a configuration of a conventional thermal management system; FIG.
2 is a configuration diagram of a thermal management system to which a cooling water shortage sensing apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 3 is a view for explaining a method for judging whether or not an obstacle is running on the basis of a sensor signal in the present invention.
FIG. 4 is a graph illustrating the comparison of sensor signals when traveling on an ordinary road and on an off-road in the present invention.
5 is a configuration diagram of a thermal management system to which a cooling water shortage sensing apparatus according to another embodiment of the present invention is applied.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 부족 감지 장치를 적용한 열 관리 시스템의 구성도로서, 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 냉각수 부족 감지 장치는 냉각수 순환라인(13)에 장착되어 냉각수 유동에 따른 압력을 검출하는 제1압력센서(22)를 포함한다.2 is a block diagram of a thermal management system using a cooling water shortage sensing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, a cooling water shortage sensing apparatus according to an embodiment includes a cooling
본 발명에서는 제어기가 상기 제1압력센서(22)의 신호로부터 냉각수 부족 상태를 판단하며, 보다 상세하게는 미도시된 제어기가 상기 제1압력센서(22)로부터 입력되는 압력 검출 신호의 변화폭과 기울기 변화 횟수를 분석하여 냉각수 부족 상태를 감지한다.In the present invention, the controller determines the state of insufficient cooling water from the signal of the first pressure sensor (22). More specifically, the controller notifies the controller of the change of the pressure detection signal input from the first pressure sensor (22) The number of changes is analyzed to detect the shortage of cooling water.
또한, 일 실시예에 따른 냉각수 부족 감지 장치는 리저버(20)의 상, 하 위치에 장착되는 수위센서(23,24)를 포함하며, 각 수위센서(23,24)는 물과 드라이(dry) 상태(물이 없는 상태)를 감지함에 따라 구분되는 전기적인 신호, 즉 드라이 신호와 물 감지 신호를 출력한다.In addition, the cooling water shortage sensing apparatus according to the embodiment includes
이하, 본 명세서에서 리저버(20)의 상측 위치에 설치되는 수위센서(23)를 상위 수위센서, 하측 위치에 설치되는 수위센서(24)를 하위 수위센서라 칭하기로 한다.Hereinafter, the
상기 두 수위센서(23,24)로는 광학식 수위센서가 사용될 수 있으며, 광학식 수위센서는 빛의 굴절원리를 이용하여 동작하는 센서로서, 리저버(20)에 삽입되어 냉각수로 빛을 방출하는 발광부, 그 빛을 수신하는 수광부를 가지며, 통상의 광학식 수위센서에서와 같이 발광부에서 수광부로 빛이 굴절될 수 있도록 하는 프리즘 구조를 가진다.An optical water level sensor may be used as the two
상기 광학식 수위센서는 냉각수가 있을 때와 냉각수가 없을 때(드라이 상태)의 광도 차이를 구분하여 리저버(20) 내 냉각수의 존재 유무를 나타내는 전기적인 신호를 출력하며, 이 전기적인 신호, 즉 드라이 신호와 물 감지 신호를 제어기가 수신하게 된다.The optical water level sensor outputs an electrical signal indicative of the presence or absence of cooling water in the
제어기는 냉각수 부족 상태를 감지하기 위해 두 수위센서(23,24), 즉 상위 수위센서(23)와 하위 수위센서(24)의 신호로부터 차량이 일반 도로(험로가 아닌 평탄로)를 주행하고 있는 상태인지, 아니면 험로를 주행하고 있는 상태인지를 1차적으로 판단한다. The controller is driving the vehicle from the signal of the two
도 3을 참조하여 센서 신호를 이용한 주행 상태 판단 방법을 설명하면, 개방형 리저버(20)에 상위 수위센서(23)와 하위 수위센서(24)를 설치하면, 일반 도로(평탄로) 주행시에는 상위 수위센서(23)의 경우 드라이 신호를, 하위 수위센서(24)의 경우 물 감지 신호를 출력하게 된다.3, when the upper
반면, 도 3의 수위 변동선('a', 'b')과 같이 리저버(20) 내 냉각수의 출렁거림으로 인한 수위의 심한 요동이 발생하므로 두 수위센서(23,24) 모두가 드라이 신호와 물 감지 신호를 반복적으로 출력하게 된다.On the other hand, since the water level fluctuation lines ('a' and 'b') of FIG. 3 cause a severe fluctuation of the water level due to the swinging of the cooling water in the
따라서, 수위센서(23,24)의 신호로부터 리저버(20) 내 냉각수 수위가 기설정된 기준수준 이상으로 반복 증감되는 상태일 때 제어기에서 차량의 험로 주행시인 것으로 판단할 수 있다.Therefore, when the level of the cooling water in the
이에 본 발명에서 제어기는 수위센서(23,24)를 통해 수위 증감 변동이 거의 없는 상태를 감지할 경우, 보다 상세히는 상위 수위센서(23)로부터 드라이 신호가, 하위 수위센서(24)로부터 물 감지 신호가 지속적으로 입력될 경우, 차량이 일반 도로 주행시인 것으로 판단하도록 설정된다. Therefore, in the present invention, when the controller senses a state in which there is little fluctuation in the water level change through the
또한, 상기 제어기는 수위센서(23,24)를 통해 냉각수 수위가 기설정된 기준수준 이상으로 반복 증감되는 상태일 때를 감지할 경우, 보다 상세히는 두 수위센서(23,24)로부터 드라이 신호와 물 감지 신호가 반복적으로 입력될 경우, 차량이 험로 주행시인 것으로 판단하도록 설정된다.When the controller senses a state in which the coolant water level is repeatedly increased or decreased to a predetermined reference level or higher through the
이때, 수위센서(23,24)를 통해 감지되는 상술한 수위 변동 상태로부터 차량의 험로 주행 여부를 판단하기 위해 상위 수위센서(23)와 하위 수위센서(24)는 리저버(20)에서 반대쪽 양 측면에 설치될 수 있다.The
또한, 상위 수위센서(23)로부터 드라이 신호가, 하위 수위센서(24)로부터 물 감지 신호가 지속적으로 입력될 경우 일반 도로 주행시인 것으로 판단하지만, 상위 수위센서(23)에서만 드라이 신호와 물 감지 신호가 반복적으로 입력될 경우 험로 주행시인 것으로 판단하도록 설정될 수도 있다.When the dry level signal from the
도 4는 일반 도로 주행시와 험로 주행시 센서 신호를 비교하여 나타낸 것으로, (a)에 나타낸 바와 같이 일반 도로 주행시 상위 수위센서(23)는 드라이 신호('dry'), 하위 수위센서(24)는 물 감지 신호('wet')를 출력하지만, (b)에 나타낸 바와 같이 험로 주행시에는 두 수위센서(23,24) 모두가 드라이 신호와 물 감지 신호를 반복적으로 출력함을 보여주고 있다.4 (a), the
한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각수 부족 감지 장치를 적용한 열 관리 시스템의 구성도로서, 리저버(20)에 수위센서를 설치하는 대신 압력센서(25)를 적용한 실시예를 나타내고 있다.5 is a block diagram of a thermal management system to which a cooling water shortage sensing device according to another embodiment of the present invention is applied. In this embodiment, a
리저버(20) 내 하단부 위치에 냉각수에 의해 가해지는 압력을 검출하는 제2압력센서(25)를 설치하며, 제어기가 제2압력센서(25)의 신호로부터 일반 도로 주행시와 험로 주행시를 구분하여 판단하게 된다.A
이때, 제어기는 제2압력센서(25)에 의해 검출되는 압력값(리저버 내 냉각수 압력)이 기설정된 기준수준 이상으로 반복 증감되는 상태일 때 차량의 험로 주행시인 것으로 판단한다. At this time, the controller determines that the pressure value (the cooling water pressure in the reservoir) detected by the
좀더 설명하면, 일반 도로 주행시에는 리저버(20) 내 냉각수의 출렁거림이 거의 없고 수위의 심한 요동이 발생하지 않으므로 제2압력센서(25)의 신호값은 큰 변동이나 흔들림 없이 거의 일정한 수준이 된다.More specifically, at the time of traveling on a general road, the cooling water in the
반면, 험로 주행시에는 리저버(20) 내 냉각수의 출렁거림으로 인해 수위의 심한 요동이 발생하므로 제2압력센서(25)의 신호에 있어서 기준 이상의 심한 흔들림이 발생한다.On the other hand, at the time of running on the rough road, since the cooling water in the
따라서, 압력센서(제2압력센서)를 이용하는 경우, 제어기는 제2압력센서(25)를 통해 모니터링되는 연속된 압력 데이터 변화의 기울기값의 부호 변화 횟수와 변화폭(전후 데이터의 압력차)이 각각 설정된 기준횟수와 기준압력치 이상일 경우 험로 주행시인 것으로, 그렇지 않을 경우 일반 도로 주행시인 것으로 판단하도록 설정된다.Therefore, in the case of using the pressure sensor (second pressure sensor), the controller determines that the number of sign changes and the variation width (pressure difference in the front and rear data) of the slope value of the continuous pressure data change monitored through the
한편, 본 발명에서는 차량의 험로 주행 여부에 따라 차별화된 로직을 선택 적용하여 냉각수 부족을 감지한다.Meanwhile, in the present invention, differentiated logic is selectively applied according to whether the vehicle is traveling on a rough road to detect a shortage of cooling water.
즉, 험로 주행 여부에 따라 냉각수 부족을 감지하는 로직의 감지 민감도를 조절하는 것으로, 냉각수 부족을 판단함에 있어서 제어기가 험로 주행을 인지한 상태에서는 감지 민감도를 완화시킨 로직을 이용하는 반면, 차량이 험로를 벗어나 다시 일반 도로를 주행할 경우 이를 인지하여 다시 감지 민감도를 향상시킨 로직을 이용하는 것이다. That is, by controlling the sensing sensitivity of the logic to detect the shortage of cooling water depending on whether or not the vehicle is running on the rough road, in the case of judging the shortage of the cooling water, the controller uses the logic that mitigates the sensibility of sensing, If the vehicle is traveling on a public road again, it recognizes it and uses the logic to improve the detection sensitivity again.
먼저, 제1압력센서(22)에서 냉각수 흐름의 압력이 검출되고, 제1압력센서(22)의 압력 검출 신호를 제어기가 입력받는다.First, the pressure of the cooling water flow in the
상기 제어기는 제1압력센서(22)에 의해 검출되는 압력값(냉각수 순환라인의 냉각수 흐름 압력)이 기설정된 기준수준 이상으로 반복 증감되는 상태일 때 냉각수 부족시인 것으로 판단한다. The controller determines that the coolant is insufficient when the pressure value (the coolant flow pressure of the coolant circulation line) detected by the
좀더 설명하면, 스택 냉각 루프에서의 냉각수 완충시에는 도 6에 나타낸 바와 같이 펌프 회전수(RPM)가 증가할 때 제1압력센서(22)에 의해 검출되는 냉각수 흐름 압력도 증가하고, 특히 냉각수 흐름 압력의 변동이 거의 없으므로 냉각수 부족이 아닌 것으로 판정할 수 있다.More specifically, when the cooling water is buffered in the stack cooling loop, as shown in FIG. 6, the cooling water flow pressure detected by the
반면, 스택 냉각 루프에서 냉각수 증발 내지 누출로 인해 냉각수가 부족한 경우 도 7에 나타낸 바와 같이 제1압력센서(22)에 의해 검출되는 냉각수 흐름 압력의 변화가 크게 발생하고, 특히 냉각수 흐름 압력의 반복적인 증감이 발생한다.On the other hand, when the cooling water is insufficient due to evaporation or leakage of the cooling water in the stack cooling loop, a change in the cooling water flow pressure detected by the
즉, 제1압력센서(22)에 의해 검출되는 냉각수 압력 변화의 기울기값 부호가 빈번히 바뀌고, 압력의 변화폭도 과도하게 발생하는 것이다.That is, the slope value sign of the cooling water pressure change detected by the
따라서, 제1압력센서(22)의 검출 데이터를 수신하는 제어기에서 검출 데이터의 압력 변화의 기울기값 및 변화폭을 이용하여 냉각수 부족 여부를 판단할 수 있게 된다.Therefore, the controller receiving the detection data of the
실시예에서 제어기는 제1압력센서(22)를 통해 실시간 모니터링되는 연속된 압력 데이터 변화의 기울기값의 부호 변화와 전후 데이터의 압력차(변화폭)를 이용하여 냉각수 부족 여부를 진단한다.In the embodiment, the controller diagnoses whether or not the cooling water is insufficient by using the sign change of the slope value of the continuous pressure data change monitored in real time through the
좀 더 상세하게는, 제어기가 일반 도로 주행시를 판단한 경우, 감지 민감도 향상 로직을 적용하여, 제어기에서 5초간 수신한 제1압력센서(22)의 검출 데이터값을 Xn~Xn+9이라고 할 때, "[Xn +1-Xn의 부호가 제1기준횟수 이상 바뀜] and [abs(Xn +1-Xn)>제1기준압력치인 상태가 제2기준횟수 이상 발생]" 이면 제어기에서 냉각수가 부족하다는 1차 판정을 내리고, 운전자 경고를 위하여 클러스터의 경고등을 점등시키게 된다.More specifically, when the controller determines that the vehicle is traveling on an ordinary road, the sensed sensitivity enhancement logic is applied so that the detected data value of the
상기 감지 민감도 향상 로직에서 제1기준횟수와 제2기준횟수, 제1기준압력치는 각각 후술하는 감지 민감도 완화 로직의 제3기준횟수와 제4기준횟수, 제2기준압력치보다 작은 값으로 설정된다.In the sensing sensitivity enhancement logic, the first reference number, the second reference number, and the first reference pressure value are set to a third reference number, a fourth reference number, and a second reference pressure value, respectively, of the sensing sensitivity relaxation logic .
예를 들면, 제1기준횟수가 3회일 때 제3기준횟수는 5회로, 제2기준횟수가 2회일 때 제4기준횟수는 4회로, 그리고 제1기준압력치가 0.02bar일 때 제2기준압력치는 0.03bar로 각각 설정될 수 있다. For example, when the first reference number is 3, the third reference number is 5, when the second reference number is 2, the fourth reference number is 4, and when the first reference pressure value is 0.02 bar, The value can be set to 0.03 bar respectively.
다음으로, 위와 같은 운전자 경고 단계 후, 냉각수가 계속해서 부족한 것으로 2차 판정되면 연료전지 스택(10)의 출력을 제한하는 단계가 진행된다.Next, after the above-described driver warning step, if it is determined that the cooling water continues to be insufficient, the step of limiting the output of the
실시예에서, 상기와 같은 냉각수가 부족하다는 1차 판정횟수가 임계횟수 이상이면 제어기에서 연료전지 스택(10)의 출력을 제한하는 로직을 진행하게 된다.In the embodiment, when the number of the first determination that the cooling water is insufficient is greater than or equal to the threshold number, the controller proceeds to logic for limiting the output of the
예를 들어, 냉각수가 부족하다는 1차 판정횟수 총 10회 중 6회 이상 냉각수가 부족한 것으로 판정되어 경고등이 점등되면, 제어기에서 연료전지 스택(10)의 출력을 제한하는 로직을 진행하게 된다.For example, if it is determined that the cooling water is insufficient six times out of the total of ten times of the first judgment that the cooling water is insufficient, and the warning lamp is turned on, the controller proceeds to logic for limiting the output of the
또는, 다른 실시예로서, 제1압력센서(22)에서 실시간 검출된 5개 이상의 연속 압력 데이터의 평균압력이 상압(1bar)이면서, 동시에 워터펌프(16)의 회전수(RPM)가 기준치 이상이면, 제어기에서 연료전지 스택(10)의 출력을 제한하는 로직을 진행하게 된다.Alternatively, as another embodiment, if the average pressure of five or more continuous pressure data detected in real time by the
즉, 제어기에서 수신한 제1압력센서(22)의 압력 데이터값을 Xn~Xn + 9이라고 할 때, "[avg(Xn +5~Xn +9)=1(bar) and 워터펌프 회전수>1600(rpm)]" 이면 제어기에서 연료전지 스택(10)의 출력을 제한하는 로직을 진행하게 된다.That is, when the pressure data value of the
보다 상세하게는, 제1압력센서(22)에서 실시간 검출된 연속 압력 데이터 Xn~Xn +9 중 선택된 5개의 연속 데이터(Xn +5~Xn +9)의 평균압력(bar)이 상압(1bar) 조건을 만족하고, 동시에 워터펌프(16)의 회전수(rpm)가 기준치(1600rpm) 이상이면, 냉각수가 계속해서 부족한 것으로 2차 판정하여 연료전지 스택(10)의 출력을 제한하는 로직이 진행된다.More specifically, the average pressure (bar) of the five consecutive data (X n +5 to X n +9 ) selected from among the continuous pressure data X n to X n +9 detected in real time in the
이때, 상기 연속 데이터(Xn +5~Xn +9)의 평균압력이 1을 의미하는 것은 냉각수가 부족하여 냉각수 흐름 압력을 검출할 수 없는 상태이므로 상압을 의미한다.At this time, the mean pressure of the continuous data (X n +5 to X n +9 ) means 1 because it is in a state where the cooling water flow pressure can not be detected due to insufficient cooling water.
한편, 제어기가 험로 주행시를 판단한 경우, 감지 민감도 완화 로직을 적용하여, 제어기에서 5초간 수신한 제1압력센서(22)의 검출 데이터값을 Xn~Xn + 9이라고 할 때, "[Xn +1-Xn의 부호가 제3기준횟수 이상 바뀜] and [abs(Xn +1-Xn)>제2기준압력치인 상태가 제4기준횟수 이상 발생]" 이면 제어기에서 냉각수가 부족하다는 1차 판정을 내리고, 운전자 경고를 위하여 클러스터의 경고등을 점등시키게 된다.On the other hand, when the controller judges at the time of running on the rough road, when the sensed sensitivity relaxation logic is applied and the detected data value of the
다음으로, 위와 같은 운전자 경고 단계 후, 냉각수가 계속해서 부족한 것으로 2차 판정되면 연료전지 스택(10)의 출력을 제한하는 단계가 진행된다.Next, after the above-described driver warning step, if it is determined that the cooling water continues to be insufficient, the step of limiting the output of the
실시예에서, 상기와 같은 냉각수가 부족하다는 1차 판정횟수가 임계횟수 이상이면 제어기에서 연료전지 스택(10)의 출력을 제한하는 로직을 진행하며, 이는 일반 도로 주행시와 동일한 로직이 적용된다.In the embodiment, if the number of the first determination that the coolant is insufficient is greater than or equal to the threshold number, the controller proceeds to logic for limiting the output of the
즉, 냉각수가 부족하다는 1차 판정횟수 총 10회 중 6회 이상 냉각수가 부족한 것으로 판정되어 경고등이 점등되면, 제어기에서 연료전지 스택(10)의 출력을 제한하는 로직을 진행하게 된다.That is, when it is determined that the cooling water is insufficient six times out of the total of ten times of the first judgment that the cooling water is insufficient, and the warning lamp is turned on, the controller proceeds to logic for limiting the output of the
또는, 다른 실시예로서, 제1압력센서(22)에서 실시간 검출된 5개 이상의 연속 압력 데이터의 평균압력이 상압(1bar)이면서, 동시에 워터펌프(16)의 회전수(RPM)가 기준치 이상이면, 제어기에서 연료전지 스택(10)의 출력을 제한하는 로직을 진행하게 된다.Alternatively, as another embodiment, if the average pressure of five or more continuous pressure data detected in real time by the
즉, 제어기에서 수신한 제1압력센서(22)의 압력 데이터값을 Xn~Xn + 9이라고 할 때, "[avg(Xn +5~Xn +9)=1(bar) and 워터펌프 회전수>1600(rpm)]" 이면 제어기에서 연료전지 스택(10)의 출력을 제한하는 로직을 진행하게 된다.That is, when the pressure data value of the
보다 상세하게는, 제1압력센서(22)에서 실시간 검출된 연속 압력 데이터 Xn~Xn +9 중 선택된 5개의 연속 데이터(Xn +5~Xn +9)의 평균압력(bar)이 상압(1bar) 조건을 만족하고, 동시에 워터펌프(16)의 회전수(rpm)가 기준치(1600rpm) 이상이면, 냉각수가 계속해서 부족한 것으로 2차 판정하여 연료전지 스택(10)의 출력을 제한하는 로직이 진행된다.More specifically, the average pressure (bar) of the five consecutive data (X n +5 to X n +9 ) selected from among the continuous pressure data X n to X n +9 detected in real time in the
이와 같이 하여, 종래의 냉각수 부족 판단 로직에서는 일반 도로와 험로 주행의 구분 없이 단일 변수의 로직 적용으로 실제 냉각수의 양이 부족함에도 이를 진단하지 못하는 오진단의 문제점이 있었으나, 본 발명에서는 냉각수 부족 판단 로직을 이원화하여 일반 도로와 험로 주행을 구분한 뒤 도로 주행 조건에 따라 로직을 선택 적용함으로써 오진단의 문제점을 해결할 수 있다.Thus, in the conventional logic for insufficient cooling water determination, there is a problem of misdiagnosis which can not diagnose the lack of the actual amount of cooling water due to application of a single variable logic without distinguishing between the general road and the rough road. However, , The problem of misdiagnosis can be solved by selectively applying the logic according to road driving conditions after distinguishing between the general road and the rough road driving.
특히, 도로 주행 조건에 따라 로직의 감지 민감도를 조절할 수 있기 때문에 일반 도로 주행시 민감도를 향상시켜 미세 냉각수 누출량에 대해서도 냉각수 부족 판단이 가능하며, 결국 냉각수 부족으로 인한 방열 성능 저하, 연료전지 스택의 핫 스팟(hot spot) 발생 등의 문제점을 미연에 방지할 수 있게 된다.In particular, since the sensing sensitivity of the logic can be adjusted according to road driving conditions, it is possible to determine the insufficient cooling water for the leakage amount of the fine cooling water by improving sensitivity in the case of running on the general road. As a result, it is possible to prevent problems such as occurrence of hot spots in advance.
또한, 험로 주행 여부뿐만이 아니라 험로 정도에 따라 로직의 기준값(기준횟수 및 기준압력치)을 세부적으로 튜닝하여 설정할 경우 여러 단계의 로직 설정 또한 가능하며, 이를 통해 험로 주행시에도 냉각수 부족 오진단을 방지할 수 있다.In addition, it is possible to set various levels of logic when tuning and setting the reference value (reference frequency and reference pressure value) of the logic according to the degree of roughness as well as whether it is running on the rough road. .
또한, 본 발명은 연료전지 차량뿐만 아니라 수냉식의 냉각계를 적용하고 있는 모든 차량에서 적용이 가능하다.The present invention can be applied not only to a fuel cell vehicle but also to any vehicle to which a water-cooled cooling system is applied.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Forms are also included within the scope of the present invention.
10 : 연료전지 스택 11 : 라디에이터
12 : 라디에이터 팬 13 : 냉각수 순환라인
14 : 바이패스 라인 15 : 3-웨이 밸브
16 : 워터펌프 17 : 히터
18a : 가압캡 19 : 냉각수 보충라인
20 : 리저버 22 : 제1압력센서
23 : 상위 수위센서 24 : 하위 수위센서
25 : 제2압력센서10: Fuel cell stack 11: Radiator
12: radiator fan 13: cooling water circulation line
14: bypass line 15: 3-way valve
16: water pump 17: heater
18a: pressure cap 19: cooling water replenishment line
20: reservoir 22: first pressure sensor
23: upper level sensor 24: lower level sensor
25: second pressure sensor
Claims (20)
냉각수 보충을 위해 라디에이터에 연결된 리저버 내 냉각수 수위를 감지하기 위한 수위센서 또는 냉각수 압력을 검출하는 제2압력센서;
상기 수위센서에 의해 검출된 리저버 내 냉각수 수위, 또는 상기 제2압력센서에 의해 검출된 냉각수 압력이 기설정된 기준수준 이상으로 반복 증감되는 상태일 때 차량의 험로 주행 상태인 것으로 판단하는 제어기를 포함하고,
상기 제어기는 험로 주행시와 평탄로 주행시를 구분하여 각각 설정된 감지 로직에 따라 제1압력센서를 통해 검출되는 냉각수 흐름 압력으로부터 냉각수 부족 여부를 판단하며,
상기 수위센서로서 리저버 상측 위치 및 하측 위치에 각각 설치되는 상위 수위센서와 하위 수위센서를 포함하고,
상기 제어기는 상위 수위센서와 하위 수위센서에서 모두 드라이 신호와 물 감지 신호가 반복적으로 입력될 경우 차량이 험로 주행 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 장치.
A first pressure sensor installed in the cooling water circulation line between the fuel cell stack and the radiator to detect the cooling water flow pressure;
A water level sensor for sensing the level of the cooling water in the reservoir connected to the radiator for replenishing the cooling water or a second pressure sensor for detecting the cooling water pressure;
And a controller for determining that the vehicle is in a rough running state when the water level of the cooling water in the reservoir detected by the water level sensor or the cooling water pressure detected by the second pressure sensor is repeatedly increased or decreased by a predetermined reference level or more ,
The controller discriminates whether the cooling water is insufficient from the cooling water flow pressure detected through the first pressure sensor in accordance with the sensing logic set for each of the running route and the flat traveling mode,
And an upper level sensor and a lower level sensor provided at the upper position and the lower position of the reservoir as the level sensor,
Wherein the controller determines that the vehicle is in the rough driving state when both the upper level sensor and the lower level sensor input the dry signal and the water sensing signal repeatedly.
상기 제어기는 상위 수위센서로부터 드라이 신호가 입력되고 하위 수위센서로부터 물 감지 신호가 입력될 경우 차량이 평탄로 주행 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 장치.
The method of claim 2,
Wherein the controller determines that the vehicle is in a running state in a flat state when a dry signal is input from an upper level sensor and a water detection signal is input from a lower level sensor.
냉각수 보충을 위해 라디에이터에 연결된 리저버 내 냉각수 수위를 감지하기 위한 수위센서 또는 냉각수 압력을 검출하는 제2압력센서;
상기 수위센서에 의해 검출된 리저버 내 냉각수 수위, 또는 상기 제2압력센서에 의해 검출된 냉각수 압력이 기설정된 기준수준 이상으로 반복 증감되는 상태일 때 차량의 험로 주행 상태인 것으로 판단하는 제어기를 포함하고,
상기 제어기는 험로 주행시와 평탄로 주행시를 구분하여 각각 설정된 감지 로직에 따라 제1압력센서를 통해 검출되는 냉각수 흐름 압력으로부터 냉각수 부족 여부를 판단하며,
상기 수위센서로서 리저버 상측 위치 및 하측 위치에 각각 설치되는 상위 수위센서와 하위 수위센서를 포함하고,
상기 제어기는 상위 수위센서로부터 드라이 신호가 입력되고 하위 수위센서로부터 물 감지 신호가 입력될 경우 차량이 평탄로 주행 상태인 것으로, 그리고 상위 수위센서에서 드라이 신호와 물 감지 신호가 반복적으로 입력될 경우 차량이 험로 주행 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 장치.
A first pressure sensor installed in the cooling water circulation line between the fuel cell stack and the radiator to detect the cooling water flow pressure;
A water level sensor for sensing the level of the cooling water in the reservoir connected to the radiator for replenishing the cooling water or a second pressure sensor for detecting the cooling water pressure;
And a controller for determining that the vehicle is in a rough running state when the water level of the cooling water in the reservoir detected by the water level sensor or the cooling water pressure detected by the second pressure sensor is repeatedly increased or decreased by a predetermined reference level or more ,
The controller discriminates whether the cooling water is insufficient from the cooling water flow pressure detected through the first pressure sensor in accordance with the sensing logic set for each of the running route and the flat traveling mode,
And an upper level sensor and a lower level sensor provided at the upper position and the lower position of the reservoir as the level sensor,
The controller determines that the vehicle is in a flat running state when a dry signal is input from the upper level sensor and a water detection signal is input from the lower level sensor and when the dry signal and the water detection signal are repeatedly inputted from the upper level sensor, And determines that the vehicle is running on the rough road.
상기 제어기는,
상기 기설정된 기준수준 이상으로 반복 증감되는 상태로서 제2압력센서를 통해 모니터링되는 연속된 압력 데이터 변화의 기울기값의 부호 변화 횟수가 기설정된 기준횟수 이상이면서 전후 데이터의 압력차가 기준압력치 이상인 경우 차량이 험로 주행 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 장치.
The method according to claim 2 or 4,
The controller comprising:
When the number of sign changes of the slope value of the continuous pressure data changes monitored through the second pressure sensor is equal to or greater than a predetermined reference number and the pressure difference between the front and rear data is equal to or greater than the reference pressure value, And determines that the vehicle is running on the rough road.
상기 제어기는,
상기 압력 데이터 변화의 기울기값의 부호 변화 횟수와 전후 데이터의 압력차가 각각 상기 기준횟수와 기준압력치 미만인 경우 평탄로 주행시인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 장치.
The method of claim 5,
The controller comprising:
Wherein the controller determines that the fuel cell vehicle is in a flat running state when the number of sign changes of the slope value of the pressure data change and the pressure difference between the front and rear data are less than the reference number and the reference pressure value, respectively.
상기 감지 로직은 제1압력센서를 통해 모니터링되는 연속된 압력 데이터 변화의 기울기값과 변화폭을 이용하여 냉각수 부족 여부를 판단하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 장치.
The method according to claim 2 or 4,
Wherein the sensing logic is set to determine whether the cooling water is insufficient by using the slope value and the variation width of the continuous pressure data change monitored through the first pressure sensor.
상기 제어기는,
차량이 평탄로 주행 상태인 것으로 판단한 경우,
상기 감지 로직으로서, 제1압력센서를 통해 모니터링되는 연속된 압력 데이터 변화의 기울기값의 부호 변화 횟수가 제1기준횟수 이상이고, 동시에 전후 데이터의 압력차가 제1기준압력치 이상인 횟수가 제2기준횟수 이상이면, 냉각수 부족 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 장치.
The method of claim 7,
The controller comprising:
If it is determined that the vehicle is in a flat running state,
Wherein the number of times that the sign change of the slope value of the continuous pressure data change monitored through the first pressure sensor is equal to or greater than a first reference number and the number of times the pressure difference of the front and rear data is equal to or greater than the first reference pressure value, And determines that the cooling water is in a state of insufficient cooling water if the number of times of the cooling water is more than the predetermined number.
상기 제어기는,
차량이 험로 주행 상태인 것으로 판단한 경우,
상기 감지 로직으로서, 제1압력센서를 통해 모니터링되는 연속된 압력 데이터 변화의 기울기값의 부호 변화 횟수가 제3기준횟수 이상이고, 동시에 전후 데이터의 압력차가 제2기준압력치 이상인 횟수가 제4기준횟수 이상이면, 냉각수 부족 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 장치.
The method of claim 8,
The controller comprising:
If it is determined that the vehicle is in the rough driving state,
Wherein the number of times the sign change of the slope value of the continuous pressure data change monitored through the first pressure sensor is equal to or greater than a third reference number and the number of times that the pressure difference of the front and rear data is equal to or greater than the second reference pressure value, And determines that the cooling water is in a state of insufficient cooling water if the number of times of the cooling water is more than the predetermined number.
상기 제1기준횟수가 제3기준횟수보다 작고, 제2기준횟수가 제4기준횟수보다 작으며, 제1기준압력치가 제2기준압력치보다 작은 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 장치.
The method of claim 9,
Wherein the first reference number is less than a third reference number, the second reference number is less than a fourth reference number, and the first reference pressure value is set to a value smaller than the second reference pressure value. Coolant shortage detection device.
냉각수 보충을 위해 라디에이터에 연결된 리저버에 설치된 수위센서 또는 제2압력센서를 통해 리저버 내 냉각수 수위를 감지하거나 냉각수 압력을 검출하는 단계;
상기 수위센서에 의해 검출된 리저버 내 냉각수 수위, 또는 상기 제2압력센서에 의해 검출된 냉각수 압력이 기설정된 기준수준 이상으로 반복 증감되는 상태인지를 확인하여 차량의 험로 주행 여부를 판단하는 단계;
상기 험로 주행 여부의 판단 결과에 따라 험로 주행시와 평탄로 주행시를 구분하여 각각 설정된 감지 로직을 선택 이용하여 제1압력센서를 통해 검출되는 냉각수 흐름 압력으로부터 냉각수 부족 여부를 판단하는 단계;
를 포함하며,
상기 수위센서로서 리저버 상측 위치 및 하측 위치에 각각 설치되는 상위 수위센서와 하위 수위센서를 이용하고,
상기 상위 수위센서와 하위 수위센서에서 모두 드라이 신호와 물 감지 신호가 반복적으로 입력될 경우 차량이 험로 주행 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 방법.
Detecting a coolant flow pressure through a first pressure sensor installed in a coolant circulation line between the fuel cell stack and the radiator;
Detecting a coolant water level in the reservoir or detecting a coolant pressure through a level sensor or a second pressure sensor provided in a reservoir connected to the radiator for replenishing the coolant;
Determining whether the vehicle is running on a rough road by confirming whether the cooling water level in the reservoir detected by the level sensor or the cooling water pressure detected by the second pressure sensor is repeatedly increased or decreased by a predetermined reference level or more;
Determining whether the cooling water is insufficient from the cooling water flow pressure detected through the first pressure sensor by selecting the sensed logic by dividing the traveling route between the running route and the flat traveling according to the determination result of whether or not to travel on the rough route;
/ RTI >
An upper water level sensor and a lower water level sensor provided at the upper and lower positions of the reservoir are used as the water level sensor,
Wherein when the dry signal and the water detection signal are repeatedly inputted to both the upper level sensor and the lower level sensor, it is determined that the vehicle is in a rough driving state.
상기 상위 수위센서로부터 드라이 신호가 입력되고 하위 수위센서로부터 물 감지 신호가 입력될 경우 차량이 평탄로 주행 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 방법.
The method of claim 12,
Wherein the control unit determines that the vehicle is in a flat running state when a dry signal is input from the upper level sensor and a water detection signal is input from the lower level sensor.
냉각수 보충을 위해 라디에이터에 연결된 리저버에 설치된 수위센서 또는 제2압력센서를 통해 리저버 내 냉각수 수위를 감지하거나 냉각수 압력을 검출하는 단계;
상기 수위센서에 의해 검출된 리저버 내 냉각수 수위, 또는 상기 제2압력센서에 의해 검출된 냉각수 압력이 기설정된 기준수준 이상으로 반복 증감되는 상태인지를 확인하여 차량의 험로 주행 여부를 판단하는 단계;
상기 험로 주행 여부의 판단 결과에 따라 험로 주행시와 평탄로 주행시를 구분하여 각각 설정된 감지 로직을 선택 이용하여 제1압력센서를 통해 검출되는 냉각수 흐름 압력으로부터 냉각수 부족 여부를 판단하는 단계;
를 포함하며,
상기 수위센서로서 리저버 상측 위치 및 하측 위치에 각각 설치되는 상위 수위센서와 하위 수위센서를 이용하고,
상기 상위 수위센서로부터 드라이 신호가 입력되고 하위 수위센서로부터 물 감지 신호가 입력될 경우 차량이 평탄로 주행 상태인 것으로, 그리고 상위 수위센서에서 드라이 신호와 물 감지 신호가 반복적으로 입력될 경우 차량이 험로 주행 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 방법.
Detecting a coolant flow pressure through a first pressure sensor installed in a coolant circulation line between the fuel cell stack and the radiator;
Detecting a coolant water level in the reservoir or detecting a coolant pressure through a level sensor or a second pressure sensor provided in a reservoir connected to the radiator for replenishing the coolant;
Determining whether the vehicle is running on a rough road by confirming whether the cooling water level in the reservoir detected by the level sensor or the cooling water pressure detected by the second pressure sensor is repeatedly increased or decreased by a predetermined reference level or more;
Determining whether the cooling water is insufficient from the cooling water flow pressure detected through the first pressure sensor by selecting the sensed logic by dividing the traveling route between the running route and the flat traveling according to the determination result of whether or not to travel on the rough route;
/ RTI >
An upper water level sensor and a lower water level sensor provided at the upper and lower positions of the reservoir are used as the water level sensor,
If the dry signal is input from the upper level sensor and the water sensing signal is input from the lower level sensor, the vehicle is in a flat running state, and if the upper level sensor repeatedly inputs the dry signal and the water sensing signal, And determining that the fuel cell vehicle is in a running state.
상기 기설정된 기준수준 이상으로 반복 증감되는 상태로서 제2압력센서를 통해 모니터링되는 연속된 압력 데이터 변화의 기울기값의 부호 변화 횟수가 기설정된 기준횟수 이상이면서 전후 데이터의 압력차가 기준압력치 이상인 경우 차량이 험로 주행 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 방법.
The method according to claim 12 or 14,
When the number of sign changes of the slope value of the continuous pressure data changes monitored through the second pressure sensor is equal to or greater than a predetermined reference number and the pressure difference between the front and rear data is equal to or greater than the reference pressure value, And determining that the fuel cell vehicle is in a rough running state.
상기 압력 데이터 변화의 기울기값의 부호 변화 횟수와 전후 데이터의 압력차가 각각 상기 기준횟수와 기준압력치 미만인 경우 평탄로 주행시인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 방법.
16. The method of claim 15,
Wherein when the number of times of sign change of the slope value of the pressure data change and the pressure difference of the front and rear data are less than the reference number and the reference pressure value, it is determined that the vehicle is in a flat running state.
상기 감지 로직은 제1압력센서를 통해 모니터링되는 연속된 압력 데이터 변화의 기울기값과 변화폭을 이용하여 냉각수 부족 여부를 판단하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 방법.
The method according to claim 12 or 14,
Wherein the sensing logic is configured to determine whether the cooling water is insufficient by using the slope value and the variation width of the continuous pressure data change monitored through the first pressure sensor.
차량이 평탄로 주행 상태인 것으로 판단한 경우,
상기 감지 로직으로서, 제1압력센서를 통해 모니터링되는 연속된 압력 데이터 변화의 기울기값의 부호 변화 횟수가 제1기준횟수 이상이고, 동시에 전후 데이터의 압력차가 제1기준압력치 이상인 횟수가 제2기준횟수 이상이면, 냉각수 부족 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 방법.
18. The method of claim 17,
If it is determined that the vehicle is in a flat running state,
Wherein the number of times that the sign change of the slope value of the continuous pressure data change monitored through the first pressure sensor is equal to or greater than a first reference number and the number of times the pressure difference of the front and rear data is equal to or greater than the first reference pressure value, And judging that the cooling water is in a state of insufficient cooling water if the number of times of cooling water is more than the predetermined number.
차량이 험로 주행 상태인 것으로 판단한 경우,
상기 감지 로직으로서, 제1압력센서를 통해 모니터링되는 연속된 압력 데이터 변화의 기울기값의 부호 변화 횟수가 제3기준횟수 이상이고, 동시에 전후 데이터의 압력차가 제2기준압력치 이상인 횟수가 제4기준횟수 이상이면, 냉각수 부족 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 방법.
19. The method of claim 18,
If it is determined that the vehicle is in the rough driving state,
Wherein the number of times the sign change of the slope value of the continuous pressure data change monitored through the first pressure sensor is equal to or greater than a third reference number and the number of times that the pressure difference of the front and rear data is equal to or greater than the second reference pressure value, And judging that the cooling water is in a state of insufficient cooling water if the number of times of cooling water is more than the predetermined number.
상기 제1기준횟수가 제3기준횟수보다 작고, 제2기준횟수가 제4기준횟수보다 작으며, 제1기준압력치가 제2기준압력치보다 작은 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 냉각수 부족 감지 방법.
The method of claim 19,
Wherein the first reference number is less than a third reference number, the second reference number is less than a fourth reference number, and the first reference pressure value is set to a value smaller than the second reference pressure value. Cooling water shortage detection method.
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