KR102439629B1 - Control method and control system for fuel cell vehicle - Google Patents

Control method and control system for fuel cell vehicle Download PDF

Info

Publication number
KR102439629B1
KR102439629B1 KR1020170167427A KR20170167427A KR102439629B1 KR 102439629 B1 KR102439629 B1 KR 102439629B1 KR 1020170167427 A KR1020170167427 A KR 1020170167427A KR 20170167427 A KR20170167427 A KR 20170167427A KR 102439629 B1 KR102439629 B1 KR 102439629B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel cell
current
idle stop
driver
rate
Prior art date
Application number
KR1020170167427A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190067469A (en
Inventor
유재영
박건형
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020170167427A priority Critical patent/KR102439629B1/en
Publication of KR20190067469A publication Critical patent/KR20190067469A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102439629B1 publication Critical patent/KR102439629B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/30Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0053Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to fuel cells
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/50Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/54Fuel cells
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/28Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of fuel cells
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/08Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to drivers or passengers
    • B60W40/09Driving style or behaviour
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/30Driving style
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00Special features of vehicle units
    • B60Y2400/20Energy converters
    • B60Y2400/202Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12Electric charging stations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

운전자의 운전 성향을 학습하는 단계; 학습한 운전 성향을 기반으로 연료전지의 아이들 스탑(Idle Stop)의 가능 여부를 판단하는 단계; 및 아이들 스탑을 가능한 것으로 판단된 경우, 아이들 스탑의 진입 조건을 만족하면 연료전지를 스탑하는 단계;를 포함하는 연료전지 차량의 제어방법이 소개된다.learning the driving tendency of the driver; determining whether an idle stop of the fuel cell is possible based on the learned driving tendency; and stopping the fuel cell when it is determined that the idle stop is possible, and when the entry condition for the idle stop is satisfied.

Figure R1020170167427
Figure R1020170167427

Description

연료전지 차량의 제어방법 및 제어시스템{CONTROL METHOD AND CONTROL SYSTEM FOR FUEL CELL VEHICLE}Control method and control system for fuel cell vehicle

본 발명은 연료전지 차량의 제어방법 및 제어시스템에 관한 것으로, 더 구체적으로는 운전 성향 및 열화 상태를 기반으로 연료전지 스택의 아이들 스탑의 가능 여부를 제어하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a control method and a control system for a fuel cell vehicle, and more particularly, to a technology for controlling whether an idle stop of a fuel cell stack is possible based on a driving tendency and a deterioration state.

연료전지는 수소공급장치 및 공기공급장치에서 각각 공급된 수소와 산소의 산화 환원 반응을 이용하여 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키는 것으로 전기 에너지를 생산하는 연료전지 스택 및 이를 냉각시키기 위한 냉각 시스템 등을 포함하고 있다.A fuel cell converts chemical energy into electrical energy using redox reactions of hydrogen and oxygen supplied from a hydrogen supply device and an air supply device, respectively. A fuel cell stack that produces electrical energy and a cooling system for cooling the same contains

즉, 연료전지 스택의 애노드 측에는 수소가 공급되고, 애노드에서 수소의 산화반응이 진행되어 수소이온(Proton)과 전자(Electron)가 발생하게 되고, 이때 생성된 수소이온과 전자는 각각 전해질막과 분리판을 통하여 캐소드로 이동한다. 캐소드에서는 애노드로부터 이동한 수소이온과 전자, 공기중의 산소가 참여하는 전기화학반응을 통하여 물을 생성하며, 이러한 전자의 흐름으로부터 전기에너지가 발생한다.That is, hydrogen is supplied to the anode side of the fuel cell stack, and an oxidation reaction of hydrogen proceeds at the anode to generate hydrogen ions (Protons) and electrons (Electrons). At this time, the generated hydrogen ions and electrons are separated from the electrolyte membrane, respectively It travels through the plate to the cathode. At the cathode, water is generated through an electrochemical reaction in which hydrogen ions and electrons moved from the anode and oxygen in the air participate, and electric energy is generated from the flow of these electrons.

이러한 연료전지 시스템은 일반적으로 충방전이 가능한 고전압 배터리 또는 슈퍼캡을 포함하여 연료전지에서 출력한 전력이 남는 경우 잉여전력을 충전하고, 전력이 부족한 경우 고전압 배터리 또는 슈퍼캡을 방전시켜 보충전력을 이용한다.In such a fuel cell system, the surplus power is charged when power output from the fuel cell remains, including a high-voltage battery or supercap that can be generally charged and discharged, and when the power is insufficient, the high-voltage battery or supercap is discharged to use supplementary power. .

이에 따라, 연료전지의 저출력 구간 또는 회생제동 시 등에는 연료전지의 발전을 정지하는 연료전지 아이들(Idle) 스탑 제어를 통하여 연료전지의 발전 효율을 향상시키고 이에 따른 연비 상승을 도모하는 기술이 개발되었다.Accordingly, a technology has been developed to improve the power generation efficiency of the fuel cell and increase the fuel efficiency accordingly through the fuel cell idle stop control, which stops the power generation of the fuel cell during the low-output section of the fuel cell or during regenerative braking. .

그러나 연료전지를 구동원으로 사용하는 연료전지 차량 중 출발/정지가 빈번하게 발생하는 연료전지 버스는 아이들 스탑 해제시 초기 응답성에 악영향을 끼치는 점에서 일반적으로 연료전지 아이들 스탑 제어를 사용하지 않도록 제어하고 있다. However, fuel cell buses that frequently start/stop among fuel cell vehicles using fuel cells as a driving source adversely affect initial responsiveness when the idle stop is released, so the fuel cell idle stop control is generally not used. .

즉, 연료전지 버스는 빈번한 출발/정지에 의해 아이들 스탑 제어를 이용하면 운전성에 악영향을 줄 가능성이 높아 연료전지 아이들 스탑 제어를 사용하지 않고, 이에 따라 연료전지의 발전 효율이 떨어지는 문제가 있었다.That is, the fuel cell bus does not use the fuel cell idle stop control because there is a high possibility that drivability is adversely affected when the idle stop control is used due to frequent start/stop, and thus the power generation efficiency of the fuel cell is deteriorated.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as the background art above are only for improving the understanding of the background of the present invention, and should not be taken as an acknowledgment that they correspond to the prior art already known to those of ordinary skill in the art.

KR 10-1000703 BKR 10-1000703 B US 6484075 BUS 6484075 B

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 운전자의 운전 성향 및 열화 상태를 학습하여 아이들 스탑 기능의 활성화 여부를 제어하는 방법을 제공하고자 함이다.The present invention has been proposed to solve this problem, and an object of the present invention is to provide a method of controlling whether to activate the idle stop function by learning the driving tendency and deterioration state of the driver.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료전지 차량의 제어방법은 운전자의 운전 성향을 학습하는 단계; 학습한 운전 성향을 기반으로 연료전지의 아이들 스탑(Idle Stop)의 가능 여부를 판단하는 단계; 및 아이들 스탑을 가능한 것으로 판단된 경우, 아이들 스탑의 진입 조건을 만족하면 연료전지를 스탑하는 단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a control method for a fuel cell vehicle comprising: learning a driving tendency of a driver; determining whether an idle stop of the fuel cell is possible based on the learned driving tendency; and when it is determined that the idle stop is possible, stopping the fuel cell when the entry condition for the idle stop is satisfied.

학습하는 단계는 기설정된 기준시간 동안 연료전지의 출력전류를 기반으로 운전자의 운전 성향을 학습할 수 있다.In the learning step, the driver's driving tendency may be learned based on the output current of the fuel cell for a preset reference time.

학습하는 단계는 연료전지 출력전류의 크기별로 이용되는 정도를 나타내는 전류 이용률 또는 연료전지 출력전류의 크기별로 출력전류가 급상승하는 정도를 나타내는 전류 급상승률을 기반으로 운전자의 운전 성향 지수를 산출할 수 있다.In the learning step, the driver's driving propensity index can be calculated based on the current utilization rate indicating the degree of use for each size of the fuel cell output current or the current sudden increase rate indicating the degree of the rapid increase of the output current for each size of the fuel cell output current. .

전류 이용률은 기설정된 기준시간 동안 해당 전류로 운전된 시간의 비율일 수 있다.The current utilization rate may be a ratio of a time of driving with the current for a preset reference time.

전류 급상승률은 기설정된 기준시간 동안 발생한 급상승 횟수 중 해당 전류 범위에서 급상승한 횟수의 비율이고, 급상승 판단은 시간당 전류 변화율이 기설정된 변화율 이상이면 급상승한 것으로 판단할 수 있다.The current rapid increase rate is a ratio of the number of times that the current rapidly rises in the current range among the number of rapid increases that occurred during the preset reference time, and the rapid increase determination may be determined as a sudden increase if the current change rate per hour is greater than or equal to the preset change rate.

학습하는 단계에서 운전자의 운전 성향 지수는 아래의 수식으로 산출할 수 있다.In the learning stage, the driving propensity index of the driver can be calculated by the following equation.

Figure 112017122045196-pat00001
Figure 112017122045196-pat00001

K : 운전 성향 지수, m : 전류의 크기별 범위 개수, I = 전류,

Figure 112017122045196-pat00002
: 전류 이용률,
Figure 112017122045196-pat00003
: 전류별 가중치,
Figure 112017122045196-pat00004
: 전류 급상승률K : Driving propensity index, m : Number of ranges by size of current, I = Current,
Figure 112017122045196-pat00002
: current utilization,
Figure 112017122045196-pat00003
: weight by current,
Figure 112017122045196-pat00004
: Current surge rate

아이들 스탑의 가능 여부를 판단하는 단계는 학습하는 단계에서 학습한 운전자의 운전 성향을 기반으로 산출한 운전자의 운전 성향 지수가 기설정된 제1지수 이상이면 아이들 스탑이 불가능한 것으로 판단할 수 있다.In the step of determining whether the idle stop is possible, if the driving tendency index of the driver calculated based on the driving tendency of the driver learned in the learning step is equal to or greater than a preset first index, it may be determined that the idle stop is impossible.

아이들 스탑의 가능 여부를 판단하는 단계는 학습하는 단계에서 학습한 운전자의 운전 성향을 기반으로 산출한 운전자의 운전 성향 지수가 기설정된 제2지수 이상이면 연료전지 스택의 일부가 아이들 스탑 가능한 것으로 판단할 수 있다.In the step of determining whether an idle stop is possible, it is determined that a part of the fuel cell stack is capable of an idle stop if the driver's driving tendency index calculated based on the driver's driving tendency learned in the learning step is equal to or greater than a preset second index. can

아이들 스탑의 가능 여부를 판단하는 단계 이후에, 연료전지 스택의 열화 상태를 판단하는 단계;를 더 포함하고, 연료전지를 스탑하는 단계는 아이들 스탑의 진입 조건을 만족하는 경우, 판단한 연료전지 스택의 열화 상태를 기반으로 산출한 열화도가 상대적으로 작은 연료전지 스택의 일부를 스탑할 수 있다.After determining whether an idle stop is possible, determining a deterioration state of the fuel cell stack; further comprising, wherein the stopping of the fuel cell may include, when an idle stop entry condition is satisfied, A portion of the fuel cell stack having a relatively small degree of degradation calculated based on the degradation state may be stopped.

연료전지 스택의 열화 상태를 판단하는 단계는 연료전지 출력전류의 크기별로 이용되는 정도를 나타내는 전류 이용률, 연료전지 출력전류의 크기별로 연속적으로 이용되는 정도를 나타내는 전류 연속이용률을 기반으로 연료전지 스택의 열화 상태를 판단할 수 있다.The step of determining the deterioration state of the fuel cell stack is based on the current utilization rate indicating the degree of use for each size of the fuel cell output current, and the continuous current utilization rate indicating the degree of continuous use for each size of the fuel cell output current. The deterioration state can be determined.

전류 연속이용률은 기설정된 기준시간 동안 발생한 연속 사용 시간 중 해당 전류의 최대 연속 사용 시간의 비율일 수 있다.The current continuous use rate may be a ratio of the maximum continuous use time of the corresponding current among the continuous use times generated during the preset reference time.

연료전지 출력전류의 크기별로 전류 이용률 및 전류 연속이용률의 반영 비율을 각각 가변시킬 수 있다.It is possible to vary the reflection ratio of the current utilization rate and the current continuous utilization rate for each magnitude of the fuel cell output current.

연료전지 스택의 열화 상태를 판단하는 단계에서 연료전지 스택의 열화도는 아래의 수식을 이용하여 산출할 수 있다.In the step of determining the deterioration state of the fuel cell stack, the degree of deterioration of the fuel cell stack may be calculated using the following equation.

Figure 112017122045196-pat00005
Figure 112017122045196-pat00005

C : 열화도, m : 전류의 크기별 범위 개수, I = 전류,

Figure 112017122045196-pat00006
: 전류 이용률,
Figure 112017122045196-pat00007
: 전류 연속이용률, α: 전류 이용률 반영률, β: 전류 연속이용률 반영률,
Figure 112017122045196-pat00008
: Dry-Out 인자C : Degradation degree, m : Number of ranges by size of current, I = Current,
Figure 112017122045196-pat00006
: current utilization,
Figure 112017122045196-pat00007
: Current continuous utilization rate, α: Current utilization rate reflection rate, β: Current continuous use rate reflection rate,
Figure 112017122045196-pat00008
: Dry-Out factor

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료전지 차량의 제어시스템은 운전자의 운전 성향을 학습하는 운전 성향 판단부; 및 학습한 운전 성향을 기반으로 연료전지의 아이들 스탑(Idle Stop)의 가능 여부를 판단하고, 아이들 스탑을 가능한 것으로 판단된 경우 아이들 스탑의 진입 조건을 만족하면 연료전지를 스탑하는 아이들 스탑 판단부;를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a control system for a fuel cell vehicle comprising: a driving tendency determining unit configured to learn a driving tendency of a driver; and an idle stop determination unit that determines whether an idle stop of the fuel cell is possible based on the learned driving propensity, and stops the fuel cell if the idle stop entry condition is satisfied when it is determined that the idle stop is possible; may include

연료전지 스택의 열화 상태를 판단하는 열화 상태 판단부;를 더 포함하고, 아이들 스탑 판단부는 아이들 스탑의 진입 조건을 만족하는 경우, 판단한 연료전지 스택의 열화 상태를 기반으로 산출한 열화도가 상대적으로 작은 연료전지 스택의 일부를 스탑할 수 있다.The method further includes a deterioration state determination unit determining a deterioration state of the fuel cell stack, wherein the idle stop determination unit determines a degree of deterioration calculated based on the determined deterioration state of the fuel cell stack when the entry condition of the idle stop is satisfied. It can stop part of a small fuel cell stack.

본 발명의 연료전지 차량의 제어방법 및 제어시스템에 따르면, 운전 성향을 학습하여 반영함에 따라 아이들 스탑 해제시 초기 응답성의 문제를 해결할 수 있는 효과를 갖는다.According to the control method and control system for a fuel cell vehicle of the present invention, it is possible to solve the problem of initial responsiveness when the idle stop is released by learning and reflecting the driving tendency.

또한, 운전 성향에 따라 연료전지 차량의 출발/정지가 빈번하지 않은 경우에는 아이들 스탑 기능을 이용하여 연비를 향상시키는 효과를 갖는다.In addition, when starting/stop of the fuel cell vehicle is not frequent according to driving tendency, fuel efficiency is improved by using the idle stop function.

또한, 연료전지 스택의 열화 상태를 반영하여 아이들 스탑 기능을 제어함으로써 연료전지 스택의 내구성을 향상시키는 효과를 갖는다.In addition, it has the effect of improving the durability of the fuel cell stack by controlling the idle stop function by reflecting the deterioration state of the fuel cell stack.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 제어방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 크기별 전류이용률을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 크기별 전류 급상승률을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 크기별 전류 이용률 및 전류 연속이용률의 반영 비율을 도시한 것이다.
도 5는 은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 제어시스템의 구성도이다.
1 is a flowchart of a method for controlling a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a current utilization rate for each current magnitude according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a current surge rate for each current magnitude according to an embodiment of the present invention.
4 is a view illustrating a reflection ratio of a current utilization rate and a continuous current utilization rate for each current magnitude according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of a control system for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.

본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. Specific structural or functional descriptions of the embodiments of the present invention disclosed in this specification or application are only exemplified for the purpose of describing the embodiments according to the present invention, and the embodiments according to the present invention may be implemented in various forms. and should not be construed as being limited to the embodiments described in the present specification or application.

본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the embodiment according to the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the present specification or application. However, this is not intended to limit the embodiment according to the concept of the present invention with respect to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first and/or second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one element from another element, for example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be called a second element, and similarly The second component may also be referred to as the first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle. Other expressions describing the relationship between elements, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly adjacent to", etc., should be interpreted similarly.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that the described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof exists, and includes one or more other features or numbers. , it should be understood that it does not preclude the existence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as meanings consistent with the context of the related art, and unless explicitly defined in the present specification, they are not to be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. .

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in each figure indicate like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 제어방법의 순서도이다.1 is a flowchart of a method for controlling a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 제어방법은 운전자의 운전 성향을 학습하는 단계(S300); 학습한 운전 성향을 기반으로 연료전지의 아이들 스탑(Idle Stop)의 가능 여부를 판단하는 단계(S410, S420); 및 아이들 스탑을 가능한 것으로 판단된 경우, 아이들 스탑의 진입 조건을 만족하면 연료전지를 스탑하는 단계(S710, S720, S730, S740);를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a method for controlling a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention includes the steps of: learning a driving tendency of a driver ( S300 ); determining whether an idle stop of the fuel cell is possible based on the learned driving propensity (S410, S420); and when it is determined that the idle stop is possible, stopping the fuel cell when the condition for entering the idle stop is satisfied ( S710 , S720 , S730 , S740 ).

운전자의 운전 성향을 학습하는 단계(S300)는 기설정된 기준시간(Driving Cycle) 동안 차량을 운전하는 운전자의 성향을 학습하는 것이다. 차량의 시동이 켜진 상태로(S100), 차량을 정지하였다가 재출발할 때 악셀(Accelerator)의 조작량(Depth) 또는 이에 따른 모터링 전류 요구량이나 연료전지의 전류 요구량 등의 데이터를 수집할 수 있다(S200). 수집한 데이터에 따라 운전 성향을 판단할 수 있다(S300). 여기서 운전 성향은 정차 및 재출발이 얼마나 자주 있는지 또는 재출발시 급격한 전류를 요구하는지 등을 의미할 수 있다.The step of learning the driver's driving tendency ( S300 ) is learning the driver's tendency to drive the vehicle for a preset reference time (driving cycle). When the vehicle is turned on (S100), when the vehicle is stopped and then restarted, data such as the operation amount (Depth) of the accelerator or the motoring current demand or the fuel cell current demand can be collected ( S200). A driving tendency may be determined according to the collected data (S300). Here, the driving tendency may mean how often the vehicle stops and restarts, or whether a rapid current is required when the vehicle starts again.

예를 들어, 일 실시예로 학습하는 단계(S300)는 기설정된 기준시간 동안 연료전지의 출력전류를 기반으로 운전자의 운전 성향을 학습할 수 있다. 여기서 출력전류는 연료전지 스택에서 출력되는 전류의 크기를 의미하는 것으로, 전류의 크기별로 m개의 범위로 구분하여 전류의 크기에 따른 범위별로 각각의 인자들을 산출할 수 있다.For example, in the step of learning ( S300 ) according to an embodiment, the driving tendency of the driver may be learned based on the output current of the fuel cell for a preset reference time. Here, the output current means the magnitude of the current output from the fuel cell stack, and it is possible to divide the current into m ranges according to the magnitude of the current, and calculate each factor for each range according to the magnitude of the current.

구체적으로, 학습하는 단계(S300)는 연료전지 출력전류의 크기별로 이용되는 정도를 나타내는 전류 이용률(

Figure 112017122045196-pat00009
) 또는 연료전지 출력전류의 크기별로 출력전류가 급상승하는 정도를 나타내는 전류 급상승률(
Figure 112017122045196-pat00010
)을 산출하고, 이들을 기반으로 운전자의 운전 성향 지수(K)를 산출할 수 있다.Specifically, the learning step ( S300 ) includes the current utilization rate (
Figure 112017122045196-pat00009
) or the current rapid increase rate (
Figure 112017122045196-pat00010
), and the driver's driving propensity index (K) can be calculated based on them.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 크기별 전류 이용률을 도시한 것이다.2 is a diagram illustrating current utilization by current magnitude according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 전류 이용률(

Figure 112017122045196-pat00011
)은 기설정된 기준시간 동안 해당 전류로 운전된 시간의 비율일 수 있다. 즉, 전류 이용률(
Figure 112017122045196-pat00012
)은 해당 전류의 범위 내에서 운전된 시간을 총 운전 시간으로 제산한 값으로 산출할 수 있다.Referring to Figure 2, the current utilization rate (
Figure 112017122045196-pat00011
) may be a ratio of a time of operation with the current for a preset reference time. That is, the current utilization (
Figure 112017122045196-pat00012
) can be calculated by dividing the operating time within the range of the current by the total operating time.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 크기별 전류 급상승률을 도시한 것이다.3 is a diagram illustrating a current surge rate for each current magnitude according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 전류 급상승률(

Figure 112017122045196-pat00013
)은 기설정된 기준시간 동안 발생한 급상승 횟수 중 해당 전류 범위에서 급상승한 횟수의 비율일 수 있다. 즉, 전류 급상승률(
Figure 112017122045196-pat00014
)은 해당 전류의 범위에서 급상승한 횟수를 총 발생한 급상승 횟수로 제산한 값으로 산출할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the current surge rate (
Figure 112017122045196-pat00013
) may be a ratio of the number of times of rapid increase in the current range among the number of times of rapid increase during the preset reference time. That is, the rate of current surge (
Figure 112017122045196-pat00014
) can be calculated by dividing the number of sharp rises in the current range by the total number of sudden rises.

급상승 판단은 시간당 전류 변화율이 기설정된 변화율(S) 이상이면 급상승한 것으로 판단할 수 있다. 즉, 아래와 같이 시간 변화에 따른 전류의 변화율이 기설정된 변화율(S) 이상이면 급상승한 것으로 판단할 수 있다.The rapid rise may be determined as a sudden rise if the rate of change of current per hour is equal to or greater than the preset rate of change (S). That is, if the rate of change of the current according to time change is equal to or greater than the preset rate of change (S) as shown below, it can be determined that the current has risen sharply.

Figure 112017122045196-pat00015
Figure 112017122045196-pat00015

운전자의 운전 성향 지수(K)는 아래의 수식으로 산출할 수 있다.The driver's driving propensity index (K) can be calculated by the following equation.

Figure 112017122045196-pat00016
Figure 112017122045196-pat00016

K : 운전 성향 지수, m : 전류의 크기별 범위 개수, I = 전류,

Figure 112017122045196-pat00017
: 전류 이용률,
Figure 112017122045196-pat00018
: 전류별 가중치,
Figure 112017122045196-pat00019
: 전류 급상승률K : Driving propensity index, m : Number of ranges by size of current, I = Current,
Figure 112017122045196-pat00017
: current utilization,
Figure 112017122045196-pat00018
: weight by current,
Figure 112017122045196-pat00019
: Current surge rate

여기서 전류별 가중치(

Figure 112017122045196-pat00020
)는 해당 전류로 운전된 횟수를 카운팅하여 이에 따라 설정할 수 있다. 즉, 해당 전류로 운전되는 경우가 많을수록 해당 전류에 가중치를 크게 둘 수 있다.where the weight by current (
Figure 112017122045196-pat00020
) can be set accordingly by counting the number of times it is operated with the current. That is, as more cases are driven by the current, a greater weight can be given to the current.

아이들 스탑의 가능 여부를 판단하는 단계(S410, S420)는 학습하는 단계(S300)에서 학습한 운전자의 운전 성향을 기반으로 산출한 운전자의 운전 성향 지수(K)가 기설정된 제1지수(A) 이상이면 아이들 스탑이 불가능한 것으로 판단할 수 있다(S710).The step (S410, S420) of determining whether the idle stop is possible is a first index (A) in which the driving tendency index (K) of the driver calculated based on the driving tendency of the driver learned in the learning step (S300) is preset. If it is above, it may be determined that the idle stop is impossible (S710).

아이들 스탑의 가능 여부를 판단하는 단계(S410, S420)는 학습하는 단계(S300)에서 학습한 운전자의 운전 성향을 기반으로 산출한 운전자의 운전 성향 지수(K)가 기설정된 제2지수(B) 이상이면 연료전지 스택의 일부가 아이들 스탑 가능한 것으로 판단할 수 있다(S720, S730). 운전자의 운전 성향 지수(K)가 기설정된 제2지수(B) 미만이면, 연료전지 스택의 전부가 아이들 스탑 가능한 것으로 판단할 수 있다(S740).The step (S410, S420) of determining whether an idle stop is possible is a second index (B) in which the driver's driving tendency index (K) calculated based on the driving tendency of the driver learned in the learning step (S300) is preset. If this is the case, it may be determined that a part of the fuel cell stack is capable of an idle stop ( S720 and S730 ). When the driver's driving tendency index K is less than the preset second index B, it may be determined that the entire fuel cell stack is capable of an idle stop ( S740 ).

본 발명의 연료전지 차량은 복수 개의 연료전지 스택을 갖는 시스템일 수 있다. 연료전지 버스와 같이 높은 발전출력이 요구되는 차량에는 연료전지 스택이 복수 개 마련될 수 있다. 본 발명에서는 2개의 연료전지 스택(LH, RH)을 갖는 시스템으로 가정한다. 연료전지 스택의 각각은 개별적으로 가동 또는 정지하도록 제어될 수 있다.The fuel cell vehicle of the present invention may be a system having a plurality of fuel cell stacks. A plurality of fuel cell stacks may be provided in a vehicle requiring high power generation output, such as a fuel cell bus. In the present invention, it is assumed that the system has two fuel cell stacks (LH, RH). Each of the fuel cell stacks can be individually controlled to start or stop.

기설정된 제1지수(A)는 기설정된 제2지수(B)보다 큰 값일 수 있다. 즉, 운전자의 운전 성향 지수(K)가 기설정된 제1지수(A) 이상인 경우에는 정차 후 재출발시 급출발하여 요구 전류가 급상승하는 경우가 많으므로 아이들 스탑 기능을 이용하면 재출발시 운전성이 떨어지는 문제가 있으므로 모든 연료전지 스택에서 아이들 스탑이 불가능하도록 제어하여 운전성을 향상시킬 수 있다.The preset first index (A) may be greater than the preset second index (B). That is, when the driver's driving propensity index (K) is greater than or equal to the preset first index (A), there are many cases where the vehicle starts suddenly after stopping and the required current rises rapidly. Therefore, it is possible to improve drivability by controlling the idle stop to be impossible in all fuel cell stacks.

운전자의 운전 성향 지수(K)가 기설정된 제1지수(A) 미만이지만 기설정된 제2지수(B)인 경우에는 연료전지 스택의 일부가 아이들 스탑 가능한 것으로 판단할 수 있다. 즉, 2개의 연료전지 스택을 갖는 시스템의 경우에는 2개 중 1개의 연료전지 스택은 아이들 스탑 기능을 활성화시키고, 나머지 1개는 아이들 스탑 기능을 불가능하도록 제어할 수 있다.When the driver's driving propensity index (K) is less than the first index (A) but is the second index (B), it may be determined that a part of the fuel cell stack is capable of an idle stop. That is, in the case of a system having two fuel cell stacks, one of the two fuel cell stacks may activate the idle stop function, and the remaining one may control the idle stop function to be disabled.

아이들 스탑의 가능 여부를 판단하는 단계(S410, S420) 이후에, 연료전지 스택의 열화 상태를 판단하는 단계(S500);를 더 포함하고, 연료전지를 스탑하는 단계는 아이들 스탑의 진입 조건을 만족하는 경우, 판단한 연료전지 스택의 열화 상태를 기반으로 산출한 열화도가 상대적으로 작은 연료전지 스택의 일부를 스탑할 수 있다(S720, S730).After determining whether an idle stop is possible ( S410 and S420 ), determining a deterioration state of the fuel cell stack ( S500 ) further includes; stopping the fuel cell satisfies the entry condition of the idle stop In this case, a portion of the fuel cell stack having a relatively small degree of deterioration calculated based on the determined deterioration state of the fuel cell stack may be stopped ( S720 and S730 ).

아이들 스탑의 진입 조건은 연료전지 스택의 요구 전류 또는 전력의 크기, 고전압 배터리의 충전량(SOC), 열화 상태 등의 다양한 조건에 의해 아이들 스탑 진입 여부가 결정될 수 있다.As the condition for entering the idle stop, whether to enter the idle stop may be determined according to various conditions such as the amount of current or power required of the fuel cell stack, the amount of charge (SOC) of the high voltage battery, and a deterioration state.

연료전지 스택의 열화 상태를 판단하는 단계(S410, S420)에서 판단한 연료전지 스택의 열화 상태를 기반으로 산출한 열화도를 각각의 스택마다 비교하고(S600), 열화도가 상대적으로 작은 연료전지 스택의 일부를 스탑할 수 있다(S720, S730). 연료전지를 아이들 스탑 제어하면 연료전지 스택이 OCV에 가까운 고전압에 노출될 가능성이 높아지고, 이에 따라 열화가 가속될 위험이 크다. 따라서, 연료전지 스택의 일부만을 아이들 스탑 제어하는 경우에는 열화가 상대적으로 덜 진행된 연료전지 스택은 아이들 스탑하도록 제어하여 상대적으로 열화가 더 진행된 연료전지 스택의 열화의 가속을 막을 수 있다.The degree of deterioration calculated based on the deterioration state of the fuel cell stack determined in the steps of determining the deterioration state of the fuel cell stack (S410 and S420) is compared for each stack (S600), and the fuel cell stack having a relatively small deterioration degree is compared for each stack (S600). It is possible to stop a part of (S720, S730). If the fuel cell is controlled by an idle stop, the possibility that the fuel cell stack will be exposed to a high voltage close to OCV increases, and thus there is a high risk of accelerated deterioration. Accordingly, when only a portion of the fuel cell stack is subjected to the idle stop control, the fuel cell stack having relatively less deterioration is controlled to idle stop, thereby preventing acceleration of deterioration of the fuel cell stack in which the deterioration has progressed more.

연료전지 스택의 열화 상태를 판단하는 단계(S410, S420)는 연료전지 출력전류의 크기별로 이용되는 정도를 나타내는 전류 이용률(

Figure 112017122045196-pat00021
), 연료전지 출력전류의 크기별로 연속적으로 이용되는 정도를 나타내는 전류 연속이용률(
Figure 112017122045196-pat00022
)을 기반으로 연료전지 스택의 열화 상태를 판단할 수 있다.The step of determining the deterioration state of the fuel cell stack (S410 and S420) is a current utilization ratio (
Figure 112017122045196-pat00021
), the current continuous utilization rate (
Figure 112017122045196-pat00022
), it is possible to determine the deterioration state of the fuel cell stack.

전류 연속이용률(

Figure 112017122045196-pat00023
)은 기설정된 기준시간 동안 발생한 연속 사용 시간 중 해당 전류의 최대 연속 사용 시간의 비율일 수 있다. 즉, 전류 연속이용률(
Figure 112017122045196-pat00024
)은 기준시간 이내에 발생한 해당 전류의 최대 연속 사용 시간을 총 연속 사용 시간으로 제산한 값일 수 있다.Current continuous utilization rate (
Figure 112017122045196-pat00023
) may be a ratio of the maximum continuous use time of the current among the continuous use times generated during the preset reference time. That is, the continuous current utilization rate (
Figure 112017122045196-pat00024
) may be a value obtained by dividing the maximum continuous use time of the current generated within the reference time by the total continuous use time.

예를 들어, 연료전지 스택의 열화도는 아래의 수식을 이용하여 산출할 수 있다.For example, the degree of deterioration of the fuel cell stack may be calculated using the following equation.

Figure 112017122045196-pat00025
Figure 112017122045196-pat00025

C : 열화도, m : 전류의 크기별 범위 개수, I = 전류,

Figure 112017122045196-pat00026
: 전류 이용률,
Figure 112017122045196-pat00027
: 전류 연속이용률, α: 전류 이용률 반영률, β: 전류 연속이용률 반영률,
Figure 112017122045196-pat00028
: Dry-Out 인자C : Degradation degree, m : Number of ranges by size of current, I = Current,
Figure 112017122045196-pat00026
: current utilization,
Figure 112017122045196-pat00027
: Current continuous utilization rate, α: Current utilization rate reflection rate, β: Current continuous use rate reflection rate,
Figure 112017122045196-pat00028
: Dry-Out factor

Dry-Out 인자(

Figure 112017122045196-pat00029
)는 연료전지 스택의 드라이 아웃을 나타내는 인자일 수 있다. 예를 들면, 기설정된 기준시간 동안 연료전지 스택이 해당 전류일 때의 전압이 드라이 아웃을 판단하는 전압 이하인 개수를 카운팅한 값일 수 있다.Dry-Out factor (
Figure 112017122045196-pat00029
) may be a factor indicating dry-out of the fuel cell stack. For example, it may be a value counting the number of voltages equal to or less than the voltage for determining dry-out when the fuel cell stack is the corresponding current during the preset reference time.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 크기별 전류 이용률 및 전류 연속이용률의 반영 비율을 도시한 것이다.4 is a view illustrating a reflection ratio of a current utilization rate and a continuous current utilization rate for each current magnitude according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 연료전지 출력전류의 크기별로 전류 이용률 및 전류 연속이용률의 반영 비율(α, β)을 각각 가변시킬 수 있다. 연료전지 출력전류의 크기가 작은 경우에 가역적 열화에 의한 드라이 아웃이 발생하는 경우가 많기 때문에 연료전지 스택의 순간적인 동적 특성을 반영하는 전류 이용률(

Figure 112017122045196-pat00030
)의 반영을 크게 하는 것이 적절하다.Referring to FIG. 4 , it is possible to vary the reflection ratios (α, β) of the current utilization rate and the continuous current utilization rate according to the size of the output current of the fuel cell. Since dry-out due to reversible deterioration often occurs when the magnitude of the fuel cell output current is small, the current utilization rate (
Figure 112017122045196-pat00030
), it is appropriate to increase the reflection of

반대로 연료전지 출력전류의 크기가 큰 경우에는 비가역적 열화에 의한 드라이 아웃이 발생하는 경우가 많다. 따라서, 전류 연속이용률(

Figure 112017122045196-pat00031
)의 반영을 크게 하는 것이 적절하다. 다만, 연료전지 출력전류의 크기가 큰 경우에는 가역적 열화에 의한 드라이 아웃도 빈번하게 발생하므로 반영비율 간의 차이는 연료전지 출력 전류의 크기가 작은 경우보다 작을 수 있다.Conversely, when the magnitude of the fuel cell output current is large, dry-out due to irreversible deterioration often occurs. Therefore, the current continuous utilization rate (
Figure 112017122045196-pat00031
), it is appropriate to increase the reflection of However, when the size of the fuel cell output current is large, dry-out due to reversible deterioration also frequently occurs, so the difference between the reflection ratios may be smaller than when the size of the fuel cell output current is small.

도 5는 은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 제어시스템의 구성도이다.5 is a block diagram of a control system for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 차량의 제어시스템은 운전자의 운전 성향을 학습하는 운전 성향 판단부(10); 및 학습한 운전 성향을 기반으로 연료전지의 아이들 스탑(Idle Stop)의 가능 여부를 판단하고, 아이들 스탑을 가능한 것으로 판단된 경우 아이들 스탑의 진입 조건을 만족하면 연료전지를 스탑하는 아이들 스탑 판단부(30);를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , a control system for a fuel cell vehicle according to an embodiment of the present invention includes: a driving tendency determining unit 10 configured to learn a driving tendency of a driver; and an idle stop determination unit ( 30); may include.

연료전지 스택의 열화 상태를 판단하는 열화 상태 판단부(20);를 더 포함하고, 아이들 스탑 판단부(30)는 아이들 스탑의 진입 조건을 만족하는 경우, 판단한 연료전지 스택의 열화 상태를 기반으로 산출한 열화도가 상대적으로 작은 연료전지 스택의 일부를 스탑할 수 있다.Further comprising: a deterioration state determination unit 20 that determines a deterioration state of the fuel cell stack, wherein the idle stop determination unit 30 is configured to determine the state of deterioration of the fuel cell stack when the entry condition of the idle stop is satisfied. A portion of the fuel cell stack having a relatively small degree of deterioration calculated may be stopped.

운전 성향 판단부(10), 열화 상태 판단부(20) 및 아이들 스탑 판단부(30)는 별도의 제어기로 구성될 수도 있고, 연료전지 제어기(FCU)의 일부로 포함될 수도 있다.The driving tendency determining unit 10 , the deterioration state determining unit 20 , and the idle stop determining unit 30 may be configured as separate controllers or may be included as a part of the fuel cell controller (FCU).

이하 연료전지 차량의 제어방법과 중복되는 설명은 생략한다.Hereinafter, descriptions overlapping with the control method of the fuel cell vehicle will be omitted.

본 발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although shown and described with respect to specific embodiments of the present invention, it is understood in the art that the present invention can be variously improved and changed without departing from the spirit of the present invention provided by the following claims. It will be obvious to those of ordinary skill in the art.

10 : 운전 성향 판단부 20 : 열화 상태 판단부
30 : 아이들 스탑 판단부
10: driving tendency determination unit 20: deterioration state determination unit
30: idle stop judgment unit

Claims (15)

운전자의 운전 성향을 학습하는 단계;
학습한 운전 성향을 기반으로 연료전지의 아이들 스탑(Idle Stop)의 가능 여부를 판단하는 단계; 및
아이들 스탑을 가능한 것으로 판단된 경우, 아이들 스탑의 진입 조건을 만족하면 연료전지를 스탑하는 단계;를 포함하는 연료전지 차량의 제어방법.
learning the driving tendency of the driver;
determining whether an idle stop of the fuel cell is possible based on the learned driving tendency; and
When it is determined that the idle stop is possible, stopping the fuel cell when the entry condition for the idle stop is satisfied.
청구항 1에 있어서,
학습하는 단계는 기설정된 기준시간 동안 연료전지의 출력전류를 기반으로 운전자의 운전 성향을 학습하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 제어방법.
The method according to claim 1,
The learning step is a control method of a fuel cell vehicle, characterized in that for learning the driving tendency of the driver based on the output current of the fuel cell for a preset reference time.
청구항 2에 있어서,
학습하는 단계는 연료전지 출력전류의 크기별로 이용되는 정도를 나타내는 전류 이용률 또는 연료전지 출력전류의 크기별로 출력전류가 급상승하는 정도를 나타내는 전류 급상승률을 기반으로 운전자의 운전 성향 지수를 산출하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 제어방법.
3. The method according to claim 2,
The learning step is characterized in that the driver's driving tendency index is calculated based on the current utilization rate indicating the degree of use for each size of the fuel cell output current or the current sudden increase rate indicating the extent of the rapid increase of the output current for each size of the fuel cell output current. A control method for a fuel cell vehicle.
청구항 3에 있어서,
전류 이용률은 기설정된 기준시간 동안 해당 전류로 운전된 시간의 비율인 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 제어방법.
4. The method of claim 3,
The current utilization rate is a control method of a fuel cell vehicle, characterized in that it is a ratio of a time of driving with the current for a preset reference time.
청구항 3에 있어서,
전류 급상승률은 기설정된 기준시간 동안 발생한 급상승 횟수 중 해당 전류 범위에서 급상승한 횟수의 비율이고, 급상승 판단은 시간당 전류 변화율이 기설정된 변화율 이상이면 급상승한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 제어방법.
4. The method of claim 3,
The current rapid increase rate is the ratio of the number of times that the current sharp rises in the current range among the number of sudden increases during the preset reference time, and the rapid increase is determined as a sudden increase if the current change rate per hour is greater than or equal to the preset rate of change. Control of a fuel cell vehicle, characterized in that Way.
청구항 3에 있어서,
학습하는 단계에서 운전자의 운전 성향 지수는 아래의 수식으로 산출하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 제어방법.
Figure 112017122045196-pat00032

K : 운전 성향 지수, m : 전류의 크기별 범위 개수, I = 전류,
Figure 112017122045196-pat00033
: 전류 이용률,
Figure 112017122045196-pat00034
: 전류별 가중치,
Figure 112017122045196-pat00035
: 전류 급상승률
4. The method of claim 3,
A control method of a fuel cell vehicle, characterized in that the driving tendency index of the driver in the learning step is calculated by the following equation.
Figure 112017122045196-pat00032

K : Driving propensity index, m : Number of ranges by size of current, I = Current,
Figure 112017122045196-pat00033
: current utilization,
Figure 112017122045196-pat00034
: weight by current,
Figure 112017122045196-pat00035
: Current surge rate
청구항 1에 있어서,
아이들 스탑의 가능 여부를 판단하는 단계는 학습하는 단계에서 학습한 운전자의 운전 성향을 기반으로 산출한 운전자의 운전 성향 지수가 기설정된 제1지수 이상이면 아이들 스탑이 불가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 제어방법.
The method according to claim 1,
The step of determining whether an idle stop is possible is determining that the idle stop is impossible if the driving tendency index of the driver calculated based on the driving tendency of the driver learned in the learning step is equal to or greater than a preset first index. A control method for a battery vehicle.
청구항 1에 있어서,
아이들 스탑의 가능 여부를 판단하는 단계는 학습하는 단계에서 학습한 운전자의 운전 성향을 기반으로 산출한 운전자의 운전 성향 지수가 기설정된 제2지수 이상이면 연료전지 스택의 일부가 아이들 스탑 가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 제어방법.
The method according to claim 1,
The step of determining whether an idle stop is possible is a step of determining that a part of the fuel cell stack is capable of an idle stop if the driver's driving tendency index calculated based on the driver's driving tendency learned in the learning step is equal to or greater than a preset second index. A control method of a fuel cell vehicle, characterized in that.
청구항 8에 있어서,
아이들 스탑의 가능 여부를 판단하는 단계 이후에, 연료전지 스택의 열화 상태를 판단하는 단계;를 더 포함하고,
연료전지를 스탑하는 단계는 아이들 스탑의 진입 조건을 만족하는 경우, 판단한 연료전지 스택의 열화 상태를 기반으로 산출한 열화도가 상대적으로 작은 연료전지 스택의 일부를 스탑하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 제어방법.
9. The method of claim 8,
After determining whether the idle stop is possible, determining a deterioration state of the fuel cell stack; further comprising,
The step of stopping the fuel cell includes stopping a part of the fuel cell stack having a relatively small degree of degradation calculated based on the determined degradation state of the fuel cell stack when the entry condition for the idle stop is satisfied. control method.
청구항 9에 있어서,
연료전지 스택의 열화 상태를 판단하는 단계는 연료전지 출력전류의 크기별로 이용되는 정도를 나타내는 전류 이용률, 연료전지 출력전류의 크기별로 연속적으로 이용되는 정도를 나타내는 전류 연속이용률을 기반으로 연료전지 스택의 열화 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 제어방법.
10. The method of claim 9,
The step of determining the deterioration state of the fuel cell stack is based on the current utilization rate indicating the degree of use for each size of the fuel cell output current, and the continuous current utilization rate indicating the degree of continuous use for each size of the fuel cell output current. A control method of a fuel cell vehicle, characterized in that determining a deterioration state.
청구항 10에 있어서,
전류 연속이용률은 기설정된 기준시간 동안 발생한 연속 사용 시간 중 해당 전류의 최대 연속 사용 시간의 비율인 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 제어방법.
11. The method of claim 10,
The control method of a fuel cell vehicle, characterized in that the current continuous use rate is a ratio of the maximum continuous use time of the current among the continuous use times generated during the preset reference time.
청구항 10에 있어서,
연료전지 출력전류의 크기별로 전류 이용률 및 전류 연속이용률의 반영 비율을 각각 가변시키는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 제어방법.
11. The method of claim 10,
A control method of a fuel cell vehicle, characterized in that the reflection ratio of the current utilization rate and the continuous current utilization rate is varied according to the magnitude of the fuel cell output current.
청구항 10에 있어서,
연료전지 스택의 열화 상태를 판단하는 단계에서 연료전지 스택의 열화도는 아래의 수식을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 제어방법.
Figure 112017122045196-pat00036

C : 열화도, m : 전류의 크기별 범위 개수, I = 전류,
Figure 112017122045196-pat00037
: 전류 이용률,
Figure 112017122045196-pat00038
: 전류 연속이용률, α: 전류 이용률 반영률, β: 전류 연속이용률 반영률,
Figure 112017122045196-pat00039
: Dry-Out 인자
11. The method of claim 10,
In the step of determining the deterioration state of the fuel cell stack, the degree of deterioration of the fuel cell stack is calculated using the following equation.
Figure 112017122045196-pat00036

C : Degradation degree, m : Number of ranges by size of current, I = Current,
Figure 112017122045196-pat00037
: current utilization,
Figure 112017122045196-pat00038
: Current continuous utilization rate, α: Current utilization rate reflection rate, β: Current continuous use rate reflection rate,
Figure 112017122045196-pat00039
: Dry-Out factor
운전자의 운전 성향을 학습하는 운전 성향 판단부; 및
학습한 운전 성향을 기반으로 연료전지의 아이들 스탑(Idle Stop)의 가능 여부를 판단하고, 아이들 스탑을 가능한 것으로 판단된 경우 아이들 스탑의 진입 조건을 만족하면 연료전지를 스탑하는 아이들 스탑 판단부;를 포함하는 연료전지 차량의 제어시스템.
a driving propensity determining unit for learning the driver's driving propensity; and
An idle stop determination unit that determines whether an idle stop of the fuel cell is possible based on the learned driving propensity, and stops the fuel cell if the idle stop entry condition is satisfied when it is determined that the idle stop is possible; A control system for a fuel cell vehicle comprising a.
청구항 14에 있어서,
연료전지 스택의 열화 상태를 판단하는 열화 상태 판단부;를 더 포함하고,
아이들 스탑 판단부는 아이들 스탑의 진입 조건을 만족하는 경우, 판단한 연료전지 스택의 열화 상태를 기반으로 산출한 열화도가 상대적으로 작은 연료전지 스택의 일부를 스탑하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 제어시스템.
15. The method of claim 14,
Further comprising; a deterioration state determination unit for determining a deterioration state of the fuel cell stack;
The idle stop determination unit stops a portion of the fuel cell stack having a relatively small degree of deterioration calculated based on the determined deterioration state of the fuel cell stack when the condition for entering the idle stop is satisfied. .
KR1020170167427A 2017-12-07 2017-12-07 Control method and control system for fuel cell vehicle KR102439629B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170167427A KR102439629B1 (en) 2017-12-07 2017-12-07 Control method and control system for fuel cell vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170167427A KR102439629B1 (en) 2017-12-07 2017-12-07 Control method and control system for fuel cell vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190067469A KR20190067469A (en) 2019-06-17
KR102439629B1 true KR102439629B1 (en) 2022-09-02

Family

ID=67064753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170167427A KR102439629B1 (en) 2017-12-07 2017-12-07 Control method and control system for fuel cell vehicle

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102439629B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111332156B (en) * 2020-03-19 2022-03-04 北京亿华通科技股份有限公司 Safety control system of fuel cell vehicle
CN111409571A (en) * 2020-03-25 2020-07-14 武汉格罗夫氢能汽车有限公司 Fault limping processing method and system for hydrogen fuel cell vehicle

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101000703B1 (en) 2008-07-08 2010-12-10 현대자동차주식회사 Idle stop and start control method of fuel cell hybrid vehicle

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3842015B2 (en) 2000-06-12 2006-11-08 本田技研工業株式会社 Idle control device for fuel cell vehicle
KR101230900B1 (en) * 2010-12-01 2013-02-07 현대자동차주식회사 Control method of fuel cell hybrid system
KR20170036858A (en) * 2015-09-18 2017-04-03 현대자동차주식회사 Control method and system of fuel cell vehicle

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101000703B1 (en) 2008-07-08 2010-12-10 현대자동차주식회사 Idle stop and start control method of fuel cell hybrid vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190067469A (en) 2019-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5007665B2 (en) Fuel cell system
US7597976B2 (en) Floating base load hybrid strategy for a hybrid fuel cell vehicle to increase the durability of the fuel cell system
JP5120594B2 (en) Fuel cell system and operation method thereof
EP2192647B1 (en) Fuel cell system
JP5286663B2 (en) Fuel cell system
US20110018491A1 (en) Power supply control circuit
KR102551676B1 (en) External power supply system and supply method of fuel cell vehicle
JP5505024B2 (en) Fuel cell vehicle and control method thereof
WO2013128610A1 (en) Fuel cell system
KR20150043613A (en) Method for controlling air supply of fuel cell vehicle
CN107452972B (en) Fuel cell system and control method thereof
JP6761203B2 (en) Power control device for vehicle fuel cells
JP2008218340A (en) Fuel cell system
JP4978019B2 (en) Fuel cell system
US10826092B2 (en) Method for operating fuel cell vehicle
KR20200003630A (en) Power supply system of fuel cell and control method of the same
KR102439629B1 (en) Control method and control system for fuel cell vehicle
JP2010129245A (en) Fuel cell system
US20170077533A1 (en) Control method and system of fuel cell system
JP2019017185A (en) Fuel cell system and control method for fuel cell system
JP2019057998A (en) Fuel cell system and method for controlling fuel cell system
US11658318B2 (en) Control method and control system for fuel cell stop mode
JP4769226B2 (en) Fuel cell vehicle
JP4877911B2 (en) FUEL CELL VEHICLE AND METHOD OF CONTROLLING CHARGE TO ELECTRIC STORAGE ELEMENT IN FUEL CELL VEHICLE
JP2017189056A (en) Fuel cell vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant