KR20160132637A - 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 차량 주차(시동 OFF) 후 재시동시 연료전지 스택의 연료극(anode) 채널 내 수소농도가 기준치를 초과하는지 추정하고, 상기 기준치를 초과하는 경우에 상기 차량의 주차시간에 기초하여 퍼지밸브의 개방시간을 가변적으로 제어함으로써, 수소 소모량을 저감시켜 연비를 향상시키는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.

Description

연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING PURGE VALVE OF FUEL CELL VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 주차(시동 OFF) 후 재시동시 연료전지 스택의 연료극(anode) 채널 내 수소농도가 기준치를 초과하는 경우에 상기 차량의 주차시간에 기초하여 퍼지밸브의 개방시간을 가변적으로 제어하는 기술에 관한 것이다.
본 발명에서 주차시간은 차량이 주차한 총 시간을 의미한다. 예를 들어, 10시 10분에 주차한 후 10시 20분에 재시동한 경우, 주차시간은 10분이 된다.
일반적으로, 연료전지 시스템은 전기에너지를 발생시키는 연료전지 스택, 연료전지 스택에 연료인 수소를 공급하는 연료공급부, 연료전지 스택에 전기화학반응에 필요한 공기를 공급하는 공기공급부, 연료전지 스택의 반응열을 시스템 외부로 제거하고 연료전지 스택의 운전온도를 제어하며 물관리 기능을 수행하는 열/물 관리부, 그리고 연료전지 시스템의 작동 전반을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
여기서, 연료공급부는 수소탱크, 고압/저압 레귤레이터, 수소 재순환부 등을 포함하고, 공기공급부는 공기블로워, 가습기 등을 포함하며, 열 및 물 관리부는 냉각수 펌프, 라디에이터 등을 포함한다.
연료공급부의 수소탱크로부터 공급되는 고압의 수소가 고압/저압 레귤레이터를 거쳐 낮은 압력으로 연료전지 스택으로 공급되며, 수소 재순환부에서는 재순환라인에 재순환 블로워를 설치하여 스택의 연료극(anode)에서 사용하고 남은 미반응 수소를 다시 연료극으로 재순환시킴으로써 수소의 재사용을 도모한다.
공기공급부에서는 공기블로워에 의해 공급되는 건조한 공기가 가습기를 통과하는 동안 스택의 공기극(cathode) 출구에서 배출된 배출가스(습윤공기)와 수분 교환하여 가습된 뒤 연료전지 스택의 공기극 입구로 공급된다.
연료전지 시스템의 스택은 다수의 단위 셀들을 연속적으로 배열한 전기 발생 집합체로서 이루어지며, 각각의 단위 셀은 수소 및 공기의 전기 화학적인 반응에 의해 전기 에너지를 발생시키는 단위의 연료 전지로서 구비된다.
상기 단위 셀들은 막-전극 어셈블리와, 이의 양측에 각각 밀착되게 배치되는 세퍼레이터를 포함한다. 이 경우, 세퍼레이터는 도전성을 지닌 플레이트 형태로서 이루어지며, 막-전극 어셈블리의 밀착면으로 연료 및 공기를 유동시키기 위한 채널을 각각 형성하고 있다. 그리고, 막-전극 어셈블리는 일면에 연료극을 형성하고, 다른 일면에 공기극을 형성하며, 이들 연료극과 공기극 사이에 전해질막을 형성하는 구조로 이루어진다.
연료극은 세퍼레이터의 채널을 통해 공급되는 연료를 산화 반응시켜 전자와 수소 이온으로 분리시키고, 전해질막은 수소 이온을 공기극으로 이동시키는 기능을 하게 된다.
그리고, 공기극은 연료극 측으로부터 받은 전자, 수소 이온 및 세퍼레이터의 채널을 통해 제공받은 공기 중의 산소를 환원 반응시켜 물 및 열을 생성하는 기능을 하게 된다.
화학반응에 의하여 공기극에 생성된 물의 일부는 전해질 막을 투과해서 연료극으로 이동하고, 연료극으로 넘어간 물이 촉매층에 잔류할 경우 촉매 반응량을 감소시키게 되고, 연료극으로 넘어간 물이 채널에 머무르게 될 경우는 수소의 공급 경로를 차단하게 된다.
따라서, 스택의 연료극에는 촉매층이나 채널에 잔존하는 물을 모아서 배출하는 워터트랩과, 연료극 내의 불순물(미반응 수소가스 포함)을 가습기로 배출하는 퍼지라인이 더 연결된다.
워터트랩에는 가습기로 물을 배출하는 배수라인이 연결되며, 배수라인에는 퍼지 주기마다 열려서 물을 배출하는 드레인 밸브가 구비된다.
또한, 퍼지라인에는 퍼지밸브가 구비되어 연료극 내의 불순물(미반응 수소 포함)을 퍼지 주기마다 배출하도록 한다.
종래의 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치는 차량 주차 후 재시동시 연료전지 스택의 연료극(anode) 채널 내 수소농도 및 주차시간을 고려하지 않은 채, 고정된 개방시간에 기초하여 퍼지밸브를 개방하였다.
즉, 종래의 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치는 차량 주차 후 재시동시 무조건 고정된 시간 동안 퍼지밸브를 개방했기 때문에 수소 소모량을 증가시켜 연비를 감소시키는 문제점이 있었다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 차량 주차(시동 OFF) 후 재시동시 연료전지 스택의 연료극(anode) 채널 내 수소농도가 기준치를 초과하는지 추정하고, 상기 기준치를 초과하는 경우에 상기 차량의 주차시간에 기초하여 퍼지밸브의 개방시간을 가변적으로 제어함으로써, 수소 소모량을 저감시켜 연비를 향상시키는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치에 있어서, 차량의 주차시간을 측정하는 주차시간 측정부; 차량 시동 OFF시 연료전지 스택의 온도(이하, 제 1 온도라 함), 차량 재시동시 연료전지 스택의 온도(이하, 제 2 온도라 함)를 측정하는 온도 측정부; 차량의 재시동 시점에 연료전지 스택의 연료극(anode) 채널 내 수소농도가 기준치를 초과하는지 추정하는데 필요한 정보값을 획득하는 정보 획득부; 퍼지밸브를 구동시키는 퍼지밸브 구동부; 및 상기 온도 측정부에 의해 측정된 제 2 온도가 제 1 임계치를 초과하고 상기 정보 획득부에 의해 획득된 정보값이 기준치를 초과하면, 주차시간에 상응하는 개방시간이 기록된 테이블을 기반으로, 상기 주차시간 측정부에 의해 측정된 주차시간에 해당하는 개방시간 동안 퍼지밸브를 개방하도록 상기 퍼지밸브 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는, 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치에 있어서, 차량의 주차시간을 측정하는 주차시간 측정부; 차량 시동 OFF시 연료전지 스택의 온도(이하, 제 1 온도라 함), 차량 재시동시 연료전지 스택의 온도(이하, 제 2 온도라 함)를 측정하는 온도 측정부; 차량의 재시동 시점에 연료전지 스택의 연료극(anode) 채널 내 수소농도가 기준치를 초과하는지 추정하는데 필요한 정보값을 획득하는 정보 획득부; 퍼지밸브를 구동시키는 퍼지밸브 구동부; 및 상기 제 1 온도에서 상기 제 2 온도를 뺀 값이 임계치 미만이고 상기 정보 획득부에 의해 획득된 정보값이 기준치를 초과하면, 주차시간에 상응하는 개방시간이 기록된 테이블을 기반으로, 상기 주차시간 측정부에 의해 측정된 주차시간에 해당하는 개방시간 동안 퍼지밸브를 개방하도록 상기 퍼지밸브 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 방법에 있어서, 주차시간 측정부가 차량의 주차시간을 측정하는 단계; 온도 측정부가 차량 시동 OFF시 연료전지 스택의 온도(이하, 제 1 온도라 함), 차량 재시동시 연료전지 스택의 온도(이하, 제 2 온도라 함)를 측정하는 단계; 정보 획득부가 차량의 재시동 시점에 연료전지 스택의 연료극(anode) 채널 내 수소농도가 기준치를 초과하는지 추정하는데 필요한 정보값을 획득하는 단계; 제어부가 상기 측정된 제 2 온도가 제 1 임계치를 초과하고 상기 획득된 정보값이 기준치를 초과하면, 주차시간에 상응하는 개방시간이 기록된 테이블을 기반으로, 상기 측정된 주차시간에 해당하는 개방시간 동안 퍼지밸브를 개방시키는 단계를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은, 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 방법에 있어서, 주차시간 측정부가 차량의 주차시간을 측정하는 단계; 온도 측정부가 차량 시동 OFF시 연료전지 스택의 온도(이하, 제 1 온도라 함), 차량 재시동시 연료전지 스택의 온도(이하, 제 2 온도라 함)를 측정하는 단계; 정보 획득부가 차량의 재시동 시점에 연료전지 스택의 연료극(anode) 채널 내 수소농도가 기준치를 초과하는지 추정하는데 필요한 정보값을 획득하는 단계; 제어부가 상기 제 1 온도에서 상기 제 2 온도를 뺀 값이 임계치 미만이고 상기 정보값이 기준치를 초과하면, 주차시간에 상응하는 개방시간이 기록된 테이블을 기반으로, 상기 측정된 주차시간에 해당하는 개방시간 동안 퍼지밸브를 개방시키는 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, 차량 주차(시동 OFF) 후 재시동시 연료전지 스택의 연료극(anode) 채널 내 수소농도가 기준치를 초과하는지 추정하고, 상기 기준치를 초과하는 경우에 상기 차량의 주차시간에 기초하여 퍼지밸브의 개방시간을 가변적으로 제어함으로써, 수소 소모량을 저감시켜 연비를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치에 대한 일실시예 구성도,
도 2 는 본 발명에 따른 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치에 대한 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치는, 주차시간 측정부(10), 온도 측정부(20), 정보 획득부(30), 퍼지밸브 구동부(40), 및 제어부(50)를 포함한다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 주차시간 측정부(10)는 차량이 주차 후 재시동시 주차한 총 시간을 주차시간으로서 측정한다. 즉, 주차시간 측정부(10)는 차량의 시동이 꺼진 시각부터 이후 차량의 시동이 켜진 시각까지의 시간을 주차시간으로서 측정한다. 예를 들어, 차량의 시동이 꺼진 시각이 10시 10분이고, 이후 차량의 시동이 켜진 시각이 10시 20분이라고 하면, 주차시간은 10분이 된다.
다음으로, 온도 측정부(20)는 제어부(50)의 제어하에 차량의 시동 OFF시 연료전지 스택의 온도(이하, 제 1 온도라 함)를 측정하고, 이후 차량의 재시동시 연료전지 스택의 온도(이하, 제 2 온도라 함)를 측정한다. 이때, 연료전지 스택의 온도는 연료전지 스택의 냉각수 온도일 수도 있고, 연료전지 스택의 공기극 온도일 수도 있다.
다음으로, 정보 획득부(30)는 차량의 재시동 시점에 연료전지 스택의 연료극(anode) 채널 내 수소농도가 기준치를 초과하는지 추정하는데 필요한 정보(수치정보)를 수집 및 산출하는 모듈로서, 제어부(50)는 하기의 다양한 실시 예를 통해 획득한 정보에 기초하여 간접적으로 수소농도의 기준치 초과 여부를 추정한다.
이는, 연료전지 스택의 연료극(anode) 채널 내 수소농도를 직접적으로 측정하기가 쉽지 않고, 아울러 이를 위해서는 고가의 수소 감지센서가 요구되어 차량의 생산비를 증가시키기 때문이다.
여기서, 차량의 재시동 시점에 연료전지 스택의 연료극(anode) 채널 내 수소농도가 기준치를 초과하는지 추정하는 이유는, 퍼지밸브를 가변적으로 제어해도 되는지의 여부를 판단하기 위함이다. 즉, 차량의 재시동 시점에 연료전지 스택의 연료극(anode) 채널 내 수소농도가 기준치를 초과하지 않으면 퍼지밸브를 가변적으로 제어하지 않고, 일반적인 퍼지 로직을 적용한다.
1) 누적 전하량
정보 획득부(30)는 연료전지 스택의 전류를 측정하는 전류 측정기(current meter), 상기 전류 측정기에 의해 측정된 전류에 시간(모니터링 주기)을 곱해 전하량을 산출하는 전하량 산출기, 상기 전하량 산출기에 의해 산출된 전하량을 누적하여 누적 전하량을 산출하는 누적 전하량 산출기, 및 기 설정된 시간 동안 누적 전하량을 산출하도록 상기 누적 전하량 산출기를 제어하는 제어기를 포함한다. 이때, 기 설정된 시간은 차량이 "시동 - 주행 - 주차(시동 OFF)"의 과정을 수행한 후 재시동 되는 경우, 차량의 시동시부터 주차할 때까지의 시간일 수도 있고, 차량의 주차 직전 소정의 시간(즉, 주차시각을 기준으로 이전 소정의 시간)일 수도 있다.
2) 전하량 변화속도
정보 획득부(30)는 연료전지 스택의 전류를 측정하는 전류 측정기(current meter), 상기 전류 측정기에 의해 측정된 전류에 시간(모니터링 주기)을 곱해 전하량을 산출하는 전하량 산출기, 상기 전하량 산출기에 의해 산출된 전하량을 누적하여 누적 전하량을 산출하는 누적 전하량 산출기, 상기 누적 전하량 산출기에 의해 산출된 누적 전하량을 기 설정된 시간으로 나누어 전하량 변화속도를 산출하는 전하량 변화속도 산출기, 및 주차 직전 소정시간 동안의 누적 전하량을 산출하도록 상기 누적 전하량 산출기를 제어하고, 상기 주차 직전 소정시간 동안의 누적 전하량을 상기 소정시간으로 나누어 전하량 변화속도를 산출하도록 상기 전하량 변화속도 산출기를 제어하는 제어기를 포함한다.
3) 누적 퍼지량
정보 획득부(30)는 기 설정된 시간 동안 누적된 퍼지량을 검출하는 누적 퍼지량 검출기를 포함한다. 여기서, 퍼지량은 수소압력, 기 설정된 시간 동안의 퍼지 횟수(퍼지밸브 개방횟수), 기 설정된 시간 동안의 퍼지시간(퍼지밸브 개방시간) 각각을 의미할 수도 있고, 이들의 조합일 수도 있다. 이때, 기 설정된 시간은 차량이 "시동 - 주행 - 주차(시동 OFF)"의 과정을 수행한 후 재시동 되는 경우, 차량의 시동시부터 주차할 때까지의 시간일 수도 있고, 차량의 주차 직전 소정의 시간(즉, 주차시각을 기준으로 이전 소정의 시간)일 수도 있다.
4) 퍼지량 변화속도
정보 획득부(30)는 기 설정된 시간 동안 누적된 퍼지량을 검출하는 누적 퍼지량 검출기, 상기 누적 퍼지량 검출기에 의해 검출된 누적 퍼지량을 기 설정된 시간으로 나누어 퍼지량 변화속도를 산출하는 퍼지량 변화속도 산출기, 및 주차 직전 소정시간 동안의 누적 퍼지량을 검출하도록 상기 누적 퍼지량 검출기를 제어하고, 상기 주차 직전 소정시간 동안의 누적 퍼지량을 상기 소정시간으로 나누어 퍼지량 변화속도를 산출하도록 상기 퍼지량 변화속도 산출기를 제어하는 제어기를 포함한다.
다음으로, 퍼지밸브 구동부(40)는 제어부(50)의 제어하에 퍼지밸브를 개방(Open)하거나 폐쇄(Close)한다.
다음으로, 제어부(50)는 상기 각 구성요소들이 제 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 전반적인 기능을 수행한다.
특히, 제어부(50)는 온도 측정부(20)에 의해 측정된 제 2 온도가 제 1 임계치를 초과하고, 정보 획득부(30)에 의해 획득된 정보값이 기준치를 초과하면, 주차시간에 상응하는 개방시간이 기록된 테이블을 기반으로, 주차시간 측정부(10)에 의해 측정된 주차시간에 해당하는 개방시간 동안 퍼지밸브를 개방하도록 퍼지밸브 구동부(40)를 제어한다. 이때, 정보 획득부(30)에 의해 획득된 정보값이 기준치를 초과하지 않으면 일반적인 퍼지 로직이 적용된다.
즉, 제어부(50)는 온도 측정부(20)에 의해 측정된 제 2 온도가 제 1 임계치를 초과하고, 정보 획득부(30)에 의해 획득된 정보값이 기준치를 초과하면, 차량의 재시동 시점에 연료전지 스택의 연료극(anode) 채널 내 수소농도가 기준치를 초과하는 것으로 판단한다.
또한, 제어부(50)는 온도 측정부(20)에 의해 측정된 제 2 온도가 제 1 임계치를 초과하지 않더라도, 온도 측정부(20)에 의해 측정된 제 1 온도에서 제 2 온도를 뺀 값이 제 2 임계치 미만이고, 정보 획득부(30)에 의해 획득된 정보값이 기준치를 초과하면, 주차시간에 상응하는 개방시간이 기록된 테이블을 기반으로, 주차시간 측정부(10)에 의해 측정된 주차시간에 해당하는 개방시간 동안 퍼지밸브를 개방하도록 퍼지밸브 구동부(40)를 제어한다. 이때, 온도 측정부(20)에 의해 측정된 제 1 온도에서 제 2 온도를 뺀 값이 제 2 임계치 이상이면 일반적인 퍼지 로직이 적용된다. 아울러, 정보 획득부(30)에 의해 획득된 정보값이 기준치를 초과하지 않는 경우에도 일반적인 퍼지 로직이 적용된다.
즉, 제어부(50)는 온도 측정부(20)에 의해 측정된 제 2 온도가 제 1 임계치를 초과하지 않더라도, 온도 측정부(20)에 의해 측정된 제 1 온도에서 제 2 온도를 뺀 값이 제 2 임계치 미만이고, 정보 획득부(30)에 의해 획득된 정보값이 기준치를 초과하면, 차량의 재시동 시점에 연료전지 스택의 연료극(anode) 채널 내 수소농도가 기준치를 초과하는 것으로 판단한다.
한편, 제어부(50)는 일례로 하기의 [표 1]에 기초하여 퍼지밸브의 개방시간을 제어한다.
주차시간 3분 이하 3~7분 7~10분 10~15분
목표 수소농도 70% 0초 0초 0.3초 0.5초
목표 수소농도 75% 0초 0.3초 0.7초 1초
목표 수소농도 80% 0초 1초 1초 1.2초
여기서, 목표 수소농도는 차량 재시동 시점의 목표 수소농도를 의미한다.
상기 [표 1]과 같이 퍼지밸브의 개방시간을 제어할 경우, 하기와 같은 수소 저감 효과가 있다.
- 주차시간이 7분인 경우, 목표 수소농도가 70%이면 0.4g(4.86 리터)의 수소가 저감됨.
- 주차시간이 7분인 경우, 목표 수소농도가 75%이면 0.28g(3.4 리터)의 수소가 저감됨.
본 발명은 주차시간에 상응하는 개방시간이 기록된 테이블을 저장하는 메모리를 더 구비할 수도 있다.
도 2 는 본 발명에 따른 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 주차시간 측정부(10)가 차량의 주차시간을 측정한다(201).
그리고, 온도 측정부(20)가 차량 시동 OFF시 연료전지 스택의 온도(이하, 제 1 온도라 함), 차량 재시동시 연료전지 스택의 온도(이하, 제 2 온도라 함)를 측정한다(202).
그리고, 정보 획득부(30)가 차량의 재시동 시점에 연료전지 스택의 연료극(anode) 채널 내 수소농도가 기준치를 초과하는지 추정하는데 필요한 정보값을 획득한다(203).
그리고, 제어부(50)가 온도 측정부(20)에 의해 측정된 제 2 온도가 제 1 임계치를 초과하고 상기 정보 획득부(30)에 의해 획득된 정보값이 기준치를 초과하면, 주차시간에 상응하는 개방시간이 기록된 테이블을 기반으로, 상기 주차시간 측정부(10)에 의해 측정된 주차시간에 해당하는 개방시간 동안 퍼지밸브를 개방시킨다(204).
이때, 상기 측정된 제 2 온도가 제 1 임계치를 초과하지 않더라도, 상기 측정된 제 1 온도에서 상기 제 2 온도를 뺀 값이 제 2 임계치 미만이고 상기 획득된 정보값이 기준치를 초과하면, 상기와 동일하게 상기 퍼지밸브를 개방시킨다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
10 : 주차시간 측정부
20 : 온도 측정부
30 : 정보 획득부
40 : 퍼지밸브 구동부
50 : 제어부

Claims (20)

  1. 차량의 주차시간을 측정하는 주차시간 측정부;
    차량 시동 OFF시 연료전지 스택의 온도(이하, 제 1 온도라 함), 차량 재시동시 연료전지 스택의 온도(이하, 제 2 온도라 함)를 측정하는 온도 측정부;
    차량의 재시동 시점에 연료전지 스택의 연료극(anode) 채널 내 수소농도가 기준치를 초과하는지 추정하는데 필요한 정보값을 획득하는 정보 획득부;
    퍼지밸브를 구동시키는 퍼지밸브 구동부; 및
    상기 온도 측정부에 의해 측정된 제 2 온도가 제 1 임계치를 초과하고 상기 정보 획득부에 의해 획득된 정보값이 기준치를 초과하면, 주차시간에 상응하는 개방시간이 기록된 테이블을 기반으로, 상기 주차시간 측정부에 의해 측정된 주차시간에 해당하는 개방시간 동안 퍼지밸브를 개방하도록 상기 퍼지밸브 구동부를 제어하는 제어부
    를 포함하는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 온도 측정부에 의해 측정된 제 2 온도가 제 1 임계치를 초과하지 않더라도, 상기 온도 측정부에 의해 측정된 제 1 온도에서 상기 제 2 온도를 뺀 값이 제 2 임계치 미만이고 상기 정보 획득부에 의해 획득된 정보값이 기준치를 초과하면, 상기와 동일하게 상기 퍼지밸브 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 측정부는,
    연료전지 스택의 냉각수 온도, 연료전지 스택의 공기극 온도 중 어느 하나를 측정하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 획득부는,
    상기 연료전지 스택의 전류를 측정하는 전류 측정기;
    상기 전류 측정기에 의해 측정된 전류에 시간을 곱해 전하량을 산출하는 전하량 산출기;
    상기 전하량 산출기에 의해 산출된 전하량을 누적하여 누적 전하량을 산출하는 누적 전하량 산출기; 및
    기 설정된 시간 동안 누적 전하량을 산출하도록 상기 누적 전하량 산출기를 제어하는 제어기
    를 포함하는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 획득부는,
    상기 연료전지 스택의 전류를 측정하는 전류 측정기;
    상기 전류 측정기에 의해 측정된 전류에 시간을 곱해 전하량을 산출하는 전하량 산출기;
    상기 전하량 산출기에 의해 산출된 전하량을 누적하여 누적 전하량을 산출하는 누적 전하량 산출기;
    상기 누적 전하량 산출기에 의해 산출된 누적 전하량을 기 설정된 시간으로 나누어 전하량 변화속도를 산출하는 전하량 변화속도 산출기; 및
    주차 직전 소정시간 동안의 누적 전하량을 산출하도록 상기 누적 전하량 산출기를 제어하고, 상기 주차 직전 소정시간 동안의 누적 전하량을 상기 소정시간으로 나누어 전하량 변화속도를 산출하도록 상기 전하량 변화속도 산출기를 제어하는 제어기
    를 포함하는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 획득부는 기 설정된 시간 동안 누적된 퍼지량을 검출하되,
    상기 퍼지량은 수소압력, 기 설정된 시간 동안의 퍼지 횟수, 기 설정된 시간 동안의 퍼지시간 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 획득부는 기 설정된 시간 동안 누적된 퍼지량을 검출하되,
    상기 퍼지량은 수소압력, 기 설정된 시간 동안의 퍼지 횟수, 기 설정된 시간 동안의 퍼지시간 중 적어도 하나 이상의 조합인 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보 획득부는,
    기 설정된 시간 동안 누적된 퍼지량을 검출하는 누적 퍼지량 검출기;
    상기 누적 퍼지량 검출기에 의해 검출된 누적 퍼지량을 기 설정된 시간으로 나누어 퍼지량 변화속도를 산출하는 퍼지량 변화속도 산출기; 및
    주차 직전 소정시간 동안의 누적 퍼지량을 검출하도록 상기 누적 퍼지량 검출기를 제어하고, 상기 주차 직전 소정시간 동안의 누적 퍼지량을 상기 소정시간으로 나누어 퍼지량 변화속도를 산출하도록 상기 퍼지량 변화속도 산출기를 제어하는 제어기
    를 포함하는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 주차시간에 상응하는 개방시간이 기록된 테이블을 저장하는 메모리
    를 더 포함하는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치.
  10. 차량의 주차시간을 측정하는 주차시간 측정부;
    차량 시동 OFF시 연료전지 스택의 온도(이하, 제 1 온도라 함), 차량 재시동시 연료전지 스택의 온도(이하, 제 2 온도라 함)를 측정하는 온도 측정부;
    차량의 재시동 시점에 연료전지 스택의 연료극(anode) 채널 내 수소농도가 기준치를 초과하는지 추정하는데 필요한 정보값을 획득하는 정보 획득부;
    퍼지밸브를 구동시키는 퍼지밸브 구동부; 및
    상기 제 1 온도에서 상기 제 2 온도를 뺀 값이 임계치 미만이고 상기 정보 획득부에 의해 획득된 정보값이 기준치를 초과하면, 주차시간에 상응하는 개방시간이 기록된 테이블을 기반으로, 상기 주차시간 측정부에 의해 측정된 주차시간에 해당하는 개방시간 동안 퍼지밸브를 개방하도록 상기 퍼지밸브 구동부를 제어하는 제어부
    를 포함하는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 장치.
  11. 주차시간 측정부가 차량의 주차시간을 측정하는 단계;
    온도 측정부가 차량 시동 OFF시 연료전지 스택의 온도(이하, 제 1 온도라 함), 차량 재시동시 연료전지 스택의 온도(이하, 제 2 온도라 함)를 측정하는 단계;
    정보 획득부가 차량의 재시동 시점에 연료전지 스택의 연료극(anode) 채널 내 수소농도가 기준치를 초과하는지 추정하는데 필요한 정보값을 획득하는 단계;
    제어부가 상기 측정된 제 2 온도가 제 1 임계치를 초과하고 상기 획득된 정보값이 기준치를 초과하면, 주차시간에 상응하는 개방시간이 기록된 테이블을 기반으로, 상기 측정된 주차시간에 해당하는 개방시간 동안 퍼지밸브를 개방시키는 단계
    를 포함하는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 퍼지밸브를 개방시키는 단계는,
    상기 측정된 제 2 온도가 제 1 임계치를 초과하지 않더라도, 상기 측정된 제 1 온도에서 상기 제 2 온도를 뺀 값이 제 2 임계치 미만이고 상기 획득된 정보값이 기준치를 초과하면, 상기와 동일하게 상기 퍼지밸브를 개방시키는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 온도를 측정하는 단계는,
    연료전지 스택의 냉각수 온도, 연료전지 스택의 공기극 온도 중 어느 하나를 측정하는 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 정보값을 획득하는 단계는,
    전류 측정기가 상기 연료전지 스택의 전류를 측정하는 단계;
    전하량 산출기가 상기 측정된 전류에 시간을 곱해 전하량을 산출하는 단계; 및
    누적 전하량 산출기가 상기 산출된 전하량을 기 설정된 시간 동안 누적하여 누적 전하량을 산출하는 단계
    를 포함하는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 정보값을 획득하는 단계는,
    전류 측정기가 상기 연료전지 스택의 전류를 측정하는 단계;
    전하량 산출기가 상기 측정된 전류에 시간을 곱해 전하량을 산출하는 단계;
    누적 전하량 산출기가 상기 산출된 전하량을 주차 직전 소정시간 동안 누적하여 누적 전하량을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 누적 전하량을 상기 소정시간으로 나누어 전하량 변화속도를 산출하는 단계
    를 포함하는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 정보값을 획득하는 단계는 기 설정된 시간 동안 누적된 퍼지량을 검출하되,
    상기 퍼지량은 수소압력, 기 설정된 시간 동안의 퍼지 횟수, 기 설정된 시간 동안의 퍼지시간 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 정보값을 획득하는 단계는 기 설정된 시간 동안 누적된 퍼지량을 검출하되,
    상기 퍼지량은 수소압력, 기 설정된 시간 동안의 퍼지 횟수, 기 설정된 시간 동안의 퍼지시간 중 적어도 하나 이상의 조합인 것을 특징으로 하는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 정보를 획득하는 단계는,
    누적 퍼지량 검출기가 주차 직전 소정시간 동안 누적된 퍼지량을 검출하는 단계; 및
    퍼지량 변화속도 산출기가 상기 검출된 누적 퍼지량을 상기 소정시간으로 나누어 퍼지량 변화속도를 산출하는 단계
    를 포함하는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    메모리가 상기 주차시간에 상응하는 개방시간이 기록된 테이블을 저장하는 단계
    를 더 포함하는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 방법.
  20. 주차시간 측정부가 차량의 주차시간을 측정하는 단계;
    온도 측정부가 차량 시동 OFF시 연료전지 스택의 온도(이하, 제 1 온도라 함), 차량 재시동시 연료전지 스택의 온도(이하, 제 2 온도라 함)를 측정하는 단계;
    정보 획득부가 차량의 재시동 시점에 연료전지 스택의 연료극(anode) 채널 내 수소농도가 기준치를 초과하는지 추정하는데 필요한 정보값을 획득하는 단계;
    제어부가 상기 제 1 온도에서 상기 제 2 온도를 뺀 값이 임계치 미만이고 상기 정보값이 기준치를 초과하면, 주차시간에 상응하는 개방시간이 기록된 테이블을 기반으로, 상기 측정된 주차시간에 해당하는 개방시간 동안 퍼지밸브를 개방시키는 단계
    를 포함하는 연료전지 차량의 퍼지밸브 제어 방법.
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