JP2007265653A - Fuel cell system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アイドリングストップを行う燃料電池システムに係り、特に、アイドリングストップから発電状態への復帰後の音響振動特性を改善した燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system that performs idling stop, and more particularly, to a fuel cell system that has improved acoustic vibration characteristics after returning from an idling stop to a power generation state.
燃料電池システムの燃費効率を高めるために、低負荷時に発電を一時停止するアイドリングストップを行う燃料電池システムがある。このようなシステムでは、燃料電池から充電される蓄電装置を備え、低負荷時には燃料電池の発電を停止させて、蓄電装置から負荷装置へ電力供給している。これにより相対的に発電効率が低い低負荷での燃料電池発電を回避し、燃料電池システムの燃費効率を向上させることができる。 In order to improve the fuel efficiency of the fuel cell system, there is a fuel cell system that performs idling stop that temporarily stops power generation when the load is low. In such a system, a power storage device charged from a fuel cell is provided, and when the load is low, power generation of the fuel cell is stopped and power is supplied from the power storage device to the load device. As a result, fuel cell power generation at a low load with relatively low power generation efficiency can be avoided, and the fuel efficiency of the fuel cell system can be improved.
このようなアイドリングストップは、負荷範囲が広い車両用燃料電池システムに特に有効であり、例えば、特許文献1に記載された燃料電池車両のアイドル制御装置が知られている。この制御装置によれば、車両の状態が所定のアイドル状態と判断されたときに、コンプレッサを停止して燃料電池の発電を停止する機能を備えている。そして、アイドル停止中に蓄電装置であるキャパシタの残容量が所定値以下に低下した時には、キャパシタの電力によりコンプレッサを駆動して燃料電池を再起動し、再起動された燃料電池を通常時の運転領域よりも発電効率の良い運転領域で発電させて、キャパシタを充電させている。
Such an idling stop is particularly effective for a fuel cell system for vehicles with a wide load range. For example, an idle control device for a fuel cell vehicle described in
そして、アイドリングストップ状態を解除して燃料電池を発電状態とするときは、次回のアイドリングストップに備え、キャパシタに対し多くの充電を行うように燃料電池システムを制御していた。
しかしながら、上記従来技術にあっては、アイドリングストップ状態を解除して発電を再開したあと、空気コンプレッサが通常運転状態に対し、蓄電装置への充電分だけ多く駆動されることになる。したがって、従来のアイドリングストップ解除時には、空気コンプレッサが停止して非常に静寂な状態から、通常より大きい空気コンプレッサ駆動音の状態へ移行する。これにより、音響振動性能の悪化を招き、運転者に対して違和感や不快感を与えるといった問題点があった。 However, in the above-described prior art, after the idling stop state is canceled and power generation is resumed, the air compressor is driven more than the normal operation state by the amount charged to the power storage device. Therefore, when the conventional idling stop is cancelled, the air compressor stops and shifts from a very quiet state to a state where the air compressor driving sound is larger than usual. As a result, the acoustic vibration performance is deteriorated, and there is a problem that the driver feels uncomfortable or uncomfortable.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アイドリングストップから復帰した後の発電状態にて音響振動性能を向上した燃料電池システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell system having improved acoustic vibration performance in a power generation state after returning from an idling stop.
上記目的を達成するために、本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電を行う燃料電池と、該燃料電池の発電電力で充電される一方、該燃料電池の発電電力が不足する場合に電力を供給する蓄電手段と、少なくとも酸化剤ガスの燃料電池への供給を一時的に停止し、前記燃料電池の発電を一時的に停止してアイドリングストップ状態に移行する一方、アイドリングストップ状態を解除して少なくとも酸化剤ガスの供給を再開し発電を再開するアイドリングストップ制御手段と、前記蓄電手段の蓄電量に応じて前記燃料電池の発電量を増加させて蓄電手段へ充電する充電制御手段と、を備えた燃料電池システムにおいて、前記充電制御手段は、アイドリングストップ状態を解除して発電状態に移行した後に、前記蓄電手段への充電を通常運転時より抑制することを要旨とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a fuel cell that generates power by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas, and is charged with the generated power of the fuel cell, while the generated power of the fuel cell is Power storage means for supplying power in the event of shortage, and temporarily stopping the supply of at least oxidant gas to the fuel cell, temporarily stopping power generation of the fuel cell and shifting to an idling stop state, while idling An idling stop control means for releasing the stop state and restarting at least the supply of the oxidant gas to resume power generation, and charging for charging the power storage means by increasing the power generation amount of the fuel cell according to the power storage amount of the power storage means And the charge control means cancels the idling stop state and shifts to the power generation state, and then transfers the charge control means to the power storage means. And summarized in that the suppressed than during normal operation the charging.
上記構成の本発明によれば、アイドリングストップ復帰後は、蓄電手段への充電を通常運転時より抑制するので、燃料電池の発電量を抑制することができ、その分、燃料電池への酸化剤ガスの供給量を抑制するために、酸化剤ガスを供給する空気コンプレッサ等が発生する騒音が低下する。 According to the present invention having the above-described configuration, after the idling stop is returned, charging to the power storage means is suppressed from that during normal operation, so that the amount of power generated by the fuel cell can be suppressed. In order to suppress the supply amount of gas, noise generated by an air compressor or the like that supplies oxidant gas is reduced.
上記の通常時より蓄電手段への充電抑制には、充電開始を遅延させること、充電電流を通常時より小さく制限すること、充電電流の増加率が小さくなるように制限することが含まれる。これらにより、アイドリングストップ中の静寂に慣れたユーザーがアイドリングストップ解除後の酸化剤ガス供給開始に伴う音響振動を抑制し、違和感を和らげることができる。 The suppression of charging to the power storage means from the normal time includes delaying the start of charging, limiting the charging current to be smaller than normal time, and limiting the increase rate of the charging current to be small. As a result, the user who is accustomed to the silence during idling stop can suppress the acoustic vibration associated with the start of the supply of the oxidant gas after the idling stop is released, and can relieve the sense of incongruity.
本発明によれば、アイドリングストップから復帰した後は、本来であれば蓄電手段の残量が低いため、より早く蓄電手段に充電するために燃料電池の発電量が大きくなり、これに伴って空気コンプレッサの回転数が高くなるのに対し、蓄電手段充電を抑制するので、空気コンプレッサの回転数が抑えられ、騒音レベルも小さくなるので、アイドリングストップ中の静寂に慣れた運転者に対して与える違和感や不快感を軽減することができるという効果がある。 According to the present invention, after returning from the idling stop, the remaining amount of the power storage means is originally low, so that the amount of power generated by the fuel cell increases in order to charge the power storage means earlier, and air is accordingly generated. The compressor speed increases, but charging of the power storage means is suppressed, so the speed of the air compressor is reduced and the noise level is also reduced, giving the driver an uncomfortable feeling of silence during idling stop. And the effect of reducing discomfort.
以下、本発明を適用した燃料電池車両及びその制御方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, a fuel cell vehicle to which the present invention is applied and a control method thereof will be described in detail with reference to the drawings.
[燃料電池車両の説明]
図1は本発明に係る燃料電池システムが搭載された燃料電池車両の基本構成を示す図であり、図2は本発明が適用される燃料電池システムの構成例を示す図である。
[Description of fuel cell vehicle]
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell system according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a fuel cell system to which the present invention is applied.
図1において、燃料電池車両101は、車両に駆動電源として燃料電池システム102を搭載してなるものであり、更にインバータ103、駆動モータ104、駆動輪105、車速センサ106、バッテリ107、リレー108ならびにコントローラ109を備えている。また、燃料電池車両101は、シフトレバーの位置を検出するシフト位置センサ111、ブレーキ操作の有無を検出するブレーキセンサ112、ならびにアクセル操作量を検出するアクセルセンサ113を備えている。
In FIG. 1, a
燃料電池システム102は、駆動モータ104が消費する電力やバッテリ107の充電に必要な電力が発電できるように、燃料電池システム102に供給する燃料ガスの水素や酸化剤ガスの空気の圧力、ならびに流量等が図2に示す圧力調整弁、コンプレッサ等で制御される。
In the
インバータ103は、燃料電池システム102で発電される直流電力を交流電力に変換し、コントローラ109から指示される駆動モータ104を駆動する出力トルクとなるように、駆動モータ104を制御する。
The
駆動輪105は、駆動モータ104と機械的に接続されており、駆動モータ104で得られた駆動トルクが伝達されて、駆動力を発生させて車両を駆動する。車速センサ106は駆動輪105の回転速度を検出する。マイクロホン116は、車室内の音を電気信号に変換する。コントローラ109は、マイクロホン116からの電気信号に基づいて車室内の騒音レベルに関する値を算出する。
The
バッテリ107は、車両のアイドリングストップ時など、燃料電池システム102から電力が供給されない場合に、駆動モータ104や、燃料電池システム102が発電するために必要となる補機の圧力調整弁やコンプレッサに電力を供給する。バッテリ107には、バッテリ107の電圧を検出する電圧センサ114ならびに電流を検出する電流センサ115が設けられており、この電圧センサ114ならびに電流センサ115で検出された電圧ならびに電流に基づいて、コントローラ109は、バッテリ107の蓄電量(SOC)を推定する。
The battery 107 supplies power to the drive motor 104 and the pressure control valves and compressors of auxiliary equipment required for generating power by the
リレー108は、コントローラ109からの指令に基づいて、燃料電池システム102と負荷とを接続/切断する。
The
コントローラ109は、燃料電池車両101の運転を制御する制御中枢として機能し、プログラムに基づいて各種動作処理を制御するコンピュータに必要な、CPU、記憶装置、入出力装置等の資源を備えた例えばマイクロコンピュータ等により実現される。コントローラ109は、本車両における上記各センサならびにこれらのセンサで得られない燃料電池車両の運転に必要な情報を収集するセンサ(図示せず)からの信号を読み込み、読み込んだ各種信号ならびに予め内部に保有する制御ロジック(プログラム)に基づいて、本車両の各構成要素に指令を送り、以下に説明する、本車両のアイドリングストップ制御及び蓄電手段としてのバッテリへの充電制御を含む本車両の運転/停止動作に必要なすべての動作を統括管理して制御する。
The
[燃料電池PPの説明]
次に、図2を参照して、燃料電池システム102について説明する。図2において、燃料電池システム102は、発電を行う燃料電池スタック201と、この燃料電池スタック201に燃料ガスである水素(あるいは水素リッチガス)を供給するための水素供給系と、燃料電池スタック201に酸化剤ガスである酸素を含む空気を供給するための空気供給系とを有している。
[Description of fuel cell PP]
Next, the
燃料電池スタック201は、水素が供給される水素極と酸素(空気)が供給される空気極とが電解質・電極触媒複合体を挟んで重ね合わされた発電セルが多段積層され、水素と酸素との電気化学反応により化学エネルギーを電気エネルギーに変換する発電部を構成する。
In the
燃料電池スタック201の水素極では、水素が供給されることで水素イオンと電子に解離し、水素イオンは電解質を通り、電子は外部回路を通って電力を発生させ、空気極にそれぞれ移動する。空気極では、供給された空気中の酸素と上記水素イオン及び電子が反応して水が生成され、外部に排出される。
At the hydrogen electrode of the
燃料電池スタック201の電解質としては、高エネルギー密度化、低コスト化、軽量化等を考慮して、例えば固体高分子電解質が用いられる。固体高分子電解質は、例えばフッ素樹脂系イオン交換膜等、イオン(プロトン)伝導性の高分子膜からなるものであり、飽和含水することによりイオン伝導性電解質として機能する。
As the electrolyte of the
水素供給系は、水素供給手段として水素ガスを高圧で貯蔵する高圧水素タンク202、元弁203、高圧水素タンク202から供給される高圧水素ガスの圧力を燃料電池スタック201の運転圧力まで減圧して調整する水素調圧弁204、燃料電池スタック201から排出された水素オフガスをエゼクタ205を介して燃料電池スタック201の入口側に戻すために水素オフガスを水素循環路207を循環させる水素循環ポンプ208、ならびに水素極通路となる水素供給路206を有している。
The hydrogen supply system reduces the pressure of the high pressure hydrogen gas supplied from the high
高圧水素タンク202から供給される水素ガスは、水素調圧弁204を通って水素供給路206へと送り込まれ、燃料電池スタック201の水素極に供給される。このとき、水素調圧弁204は、燃料電池スタック201の水素極及び水素極通路内の圧力が負荷に応じた圧力となるように、供給される水素ガスの圧力を調整している。
Hydrogen gas supplied from the high-
燃料電池スタック201では、供給された水素ガスが全て消費されるわけではなく、消費されずに燃料電池スタック201から排出された水素オフガスは、水素循環路207を通って水素循環ポンプ208により循環され、エゼクタ205で新たに供給される水素ガスと混合されて、再び燃料電池スタック201の水素極に供給される。これにより、水素のストイキ比(供給流量/消費流量)を1以上にすることができ、セル電圧が安定化する。
In the
水素供給系における燃料電池スタック201の出口側には、パージ弁210及びパージ配管211が設けられている。パージ弁210は、通常は閉じられており、燃料電池スタック201の水詰まりや不活性ガスの蓄積等によるセル電圧の低下を検知すると開放される。水素循環路207内には水素ガスを循環させることで不純物や窒素等が蓄積され、これにより水素分圧が降下して燃料電池スタック201の発電効率が低下する場合がある。そこで、燃料電池スタック201の出口側にパージ弁210やパージ配管211を設け、必要に応じてパージ弁210を開放して水素パージを行うことで、水素循環路207内から不純物や窒素等を除去できるようにしている。
A purge valve 210 and a
空気供給系は、空気供給手段としての空気コンプレッサ212ならびに空気調圧弁216と、空気極への空気供給通路となる空気供給配管214、空気極で使用済みの空気を排出する排気管215を有している。
The air supply system includes an air compressor 212 and an air pressure regulating valve 216 as air supply means, an air supply pipe 214 serving as an air supply passage to the air electrode, and an
空気コンプレッサ212は、燃料電池スタック201の空気極に空気を送り込むものであり、例えばモータ駆動により圧縮した空気を空気供給配管214を通して燃料電池スタック201の空気極へと供給する。空気コンプレッサ212には、コンプレッサの回転数を検出する回転計213が設けられいる。
The air compressor 212 feeds air to the air electrode of the
空気調圧弁216は、空気コンプレッサ212によって燃料電池スタック201に供給される空気の圧力を調整するものであり、燃料電池スタック201の空気極の出口側の排気管215に設けられている。空気調圧弁216は、燃料電池スタック201の空気極及び空気極通路内の圧力が負荷に応じた圧力になるように、空気コンプレッサ212によって供給される空気の圧力を調整している。
The air pressure regulating valve 216 adjusts the pressure of the air supplied to the
燃料電池スタック201で消費されなかった酸素及び空気中の他の成分は、燃料電池スタック201から排気管215ならびに空気調圧弁216を介して排出される。
Oxygen that has not been consumed in the
上述した固体高分子電解質膜を用いた燃料電池スタック201は、適正な作動温度が80℃前後と比較的低く、過熱時には冷却することが必要である。このため、通常は燃料電池スタック201内に冷却水を循環させて燃料電池スタック201を冷却し、燃料電池スタック201を最適な温度に維持する冷却機構(図示せず)が設けられている。
The above-described
[アイドリングストップの説明]
システム制御部218は、燃料電池システム102の運転を制御する制御中枢として機能し、プログラムに基づいて各種動作処理を制御するコンピュータに必要な、CPU、記憶装置、入出力装置等の資源を備えた例えばマイクロコンピュータ等により実現され、例えば図1に示すコントローラ109の一部機能として実現される。
[Description of idling stop]
The system control unit 218 functions as a control center that controls the operation of the
システム制御部218は、燃料電池システム102における上記各センサ類、ならびにこれらのセンサ類で得られない燃料電池システム102の運転に必要な情報を収集するセンサ(図示せず)からの信号を読み込み、読み込んだ信号ならびに予め内部に保有する制御ロジック(プログラム)に基づいて、燃料電池システム102の各構成要素に指令を送る。
The system controller 218 reads signals from the sensors in the
また、システム制御部218は、少なくとも酸化剤ガスの燃料電池への供給を一時的に停止し、燃料電池スタック201の発電を一時的に停止してアイドリングストップ状態に移行する一方、アイドリングストップ状態を解除して少なくとも酸化剤ガスの供給を再開し発電を再開するアイドリングストップ制御手段と、バッテリ107の蓄電量に応じて燃料電池スタック201の発電量を増加させてバッテリ107へ充電する充電制御手段とを兼ねていて、システム制御部218は、アイドリングストップ状態を解除して発電状態に移行した後に、バッテリ107への充電を通常運転時より抑制するように制御する。
In addition, the system control unit 218 temporarily stops the supply of at least the oxidant gas to the fuel cell, temporarily stops the power generation of the
燃料電池システム102をアイドルストップ状態に移行する動作は、図3のフローチャートに示す手順にしたがって実行される。
The operation of shifting the
図3において、先ずステップ(以下、ステップをSと略す)11において、先ず水素調圧弁204を閉じて燃料ガスの水素の供給を停止し、次いでS12においてパージ弁210を閉じ、S13で水素循環ポンプ208の駆動を停止する。次いでS14で、空気コンプレッサ212の駆動を停止して空気の供給を停止し、S15で冷却水ポンプの駆動を停止する。これにより、燃料電池スタック201の発電を停止し、燃料電池システムをアイドルストップ状態に移行する。
In FIG. 3, first, in step (hereinafter abbreviated as S) 11, first, the hydrogen pressure regulating valve 204 is closed to stop the supply of hydrogen of fuel gas, then the purge valve 210 is closed in S12, and the hydrogen circulation pump in S13. The driving of 208 is stopped. Next, in S14, the driving of the air compressor 212 is stopped to stop the supply of air, and in S15, the driving of the cooling water pump is stopped. Thereby, the power generation of the
このように、燃料電池システムをアイドルストップ状態にすることで、水素循環ポンプ208や空気コンプレッサ212等の補機類の運転を止め、燃費の向上に加えて、音響振動性能の向上、低消費電力化を図っている。 In this way, by setting the fuel cell system to the idle stop state, the operation of the auxiliary machines such as the hydrogen circulation pump 208 and the air compressor 212 is stopped, and in addition to the improvement of the fuel consumption, the improvement of the acoustic vibration performance and the low power consumption We are trying to make it.
燃料電池システムのアイドルストップ状態を解除して発電を再開する手順は、図4に示すフローチャートにしたがって行われる。 The procedure for releasing the idle stop state of the fuel cell system and restarting power generation is performed according to the flowchart shown in FIG.
図4において、先ずS21で、水素調圧弁204を開いて水素の供給を開始するとともに、S22で空気コンプレッサ212を駆動し空気調圧弁216を開き空気の供給を開始する。その後、S23で発電を開始するとともに、S24で冷却水ポンプを駆動して冷却水の供給を開始する。これにより、システム制御部218の制御の下に、燃料電池スタック201から電流が取り出され、燃料電池システム102はアイドルストップ状態から通常の発電状態に戻る。
In FIG. 4, first, in S21, the hydrogen pressure regulating valve 204 is opened to start supplying hydrogen, and in S22, the air compressor 212 is driven to open the air pressure regulating valve 216 to start supplying air. Thereafter, power generation is started in S23, and the cooling water pump is driven in S24 to start supplying cooling water. Thus, current is taken out from the
[アイドリングストップ復帰後の充電機能の説明]
次に、このようなアイドルストップ機能を備えた燃料電池システム102において、燃料電池システム102がアイドリングストップ状態から通常の発電状態に戻ったあとのバッテリへの充電方法について説明する。
[Description of charging function after returning from idling stop]
Next, in the
通常の発電状態では、燃料電池の発電量は、駆動モータが要求する駆動力相当の電力と、燃料電池自体を運転するために必要な補機電力と、バッテリに充電する電力との合計として求められる。また。このバッテリへの充電量は、例えばバッテリの残存量に応じて求められたり、燃料電池の発電効率のよい発電量になるように充電する電力を求めたりしている。 Under normal power generation conditions, the amount of power generated by the fuel cell is determined as the sum of the power equivalent to the driving force required by the drive motor, the auxiliary power required to operate the fuel cell itself, and the power charged in the battery. It is done. Also. The amount of charge to the battery is obtained, for example, according to the remaining amount of the battery, or the electric power to be charged is obtained so that the power generation efficiency of the fuel cell is high.
図6は、本実施例におけるアイドリングストップ状態からの復帰後にバッテリへ充電する場合の様子を説明するタイムチャートであり、図5は、本発明を適用しない比較例におけるタイムチャートである。 FIG. 6 is a time chart for explaining a state in which the battery is charged after returning from the idling stop state in this embodiment, and FIG. 5 is a time chart in a comparative example to which the present invention is not applied.
図5の比較例において、アイドリングストップ中にバッテリからの放電によりバッテリ107蓄電量(SOC)が低下し、時刻t1において、SOCがアイドリングストップ復帰条件である例えば40%まで低下したとする。このSOC条件を判定したシステム制御部218は、図4に示したフローチャートに従って、アイドリングストップ復帰制御を開始し、空気コンプレッサ212を起動する。そして例えば時刻t2において、燃料電池スタックが発電可能となり発電電流の取り出しが始まる。 In the comparative example of FIG. 5, it is assumed that the stored amount of battery 107 (SOC) decreases due to discharging from the battery during idling stop, and the SOC decreases to, for example, 40%, which is the idling stop return condition, at time t1. The system control unit 218 that has determined the SOC condition starts the idling stop return control and activates the air compressor 212 in accordance with the flowchart shown in FIG. For example, at time t2, the fuel cell stack can generate power, and the extraction of the generated current starts.
そして、時刻t3においてバッテリへの充電が始まる。その後充電が進み、例えば時刻t4においてバッテリSOCが充電目標値、例えば70%に達したときに充電停止操作を開始し、水素供給を絞るとともに空気コンプレッサの回転速度を低下させ、時刻t5で通常のアイドル時の回転速度に達する。 Then, charging of the battery starts at time t3. After that, the charging proceeds, for example, when the battery SOC reaches a charging target value, for example, 70%, at time t4, the charging stop operation is started, the hydrogen supply is throttled and the rotation speed of the air compressor is reduced, and at time t5 Reach idle speed.
時刻t2から時刻t4にかけて、システム制御部218は、通常のアイドル分の補機消費電力に加えて、バッテリ充電分の発電電流が得られるように、水素及び空気を供給する。このため、通常のアイドル分の空気コンプレッサ212の回転速度800[rpm]ではなく、空気コンプレッサ212は、充電分も加えた空気量を供給するために、例えば、1900[rpm]で駆動される。 From time t2 to time t4, the system control unit 218 supplies hydrogen and air so that a power generation current for battery charging can be obtained in addition to normal auxiliary power consumption for idle. For this reason, the air compressor 212 is driven at, for example, 1900 [rpm] in order to supply the air amount including the charged amount, instead of the rotation speed 800 [rpm] of the air compressor 212 for normal idle.
このように比較例においては、充電を要するアイドリングストップ復帰時には、空気コンプレッサの回転数は、例えば1900[rpm]と、アイドリングストップ状態に対し大きく上がってしまい、音響振動レベルが高い状態となり、アイドリングストップ状態の静寂感に慣れたドライバは違和感を感じてしまう。 Thus, in the comparative example, at the time of idling stop recovery that requires charging, the rotational speed of the air compressor is, for example, 1900 [rpm], which is significantly higher than the idling stop state, and the acoustic vibration level is high, and the idling stop is performed. Drivers who are used to the quietness of the state will feel uncomfortable.
本実施例では、図6に示すように、時刻t1でアイドリングストップから復帰すると判断するまでは、比較例と同様であるが、アイドルストップから復帰したあとは、比較例、或いは通常のアイドル時のバッテリ充電に対して、バッテリへの充電電流の大きさを通常時より小さくなるように抑制する。この結果、空気コンプレッサの回転数を、例えば1300[rpm]と、通常時のアイドル時の充電状態の1900[rpm]より低く抑制することができ、騒音レベルも小さくなるので、アイドリングストップ中の静寂に慣れた運転者に対して与える違和感や不快感を軽減することができるという効果がある。 In this embodiment, as shown in FIG. 6, until the time when it is determined to return from the idling stop at the time t1, it is the same as the comparative example, but after returning from the idle stop, the comparative example or the normal idling time For battery charging, the charging current to the battery is suppressed to be smaller than normal. As a result, the rotation speed of the air compressor can be suppressed to, for example, 1300 [rpm], which is lower than 1900 [rpm] in the charging state at the normal idling time, and the noise level is also reduced. It is possible to reduce the uncomfortable feeling and uncomfortable feeling given to the driver accustomed to the vehicle.
このアイドリングストップ復帰後の充電電流の大きさは、例えば、アイドリングストップ継続時間の長さに応じて可変としてもよい。即ち、図9(a)に示すように、アイドリングストップ継続時間が長いほど、充電電流が少なくなるように制限する。アイドリングストップ継続時間が長いほど、ユーザは静音状態に慣れているので、このように充電電流を制御すると、充電開始時の違和感や不快感を更に軽減することができる。 The magnitude of the charging current after returning from the idling stop may be variable according to the length of the idling stop duration, for example. That is, as shown in FIG. 9A, the charging current is limited so that the idling stop duration is longer. The longer the idling stop duration is, the more familiar the user is with the silent state. Therefore, by controlling the charging current in this way, it is possible to further reduce discomfort and discomfort at the start of charging.
また、アイドリングストップ復帰後の充電電流の大きさは、例えば、車速センサが検出したアイドリングストップ復帰時の車速に応じて可変としてもよい。即ち、図10(a)に示すように、アイドリングストップ復帰時の車速が低いほど、充電電流が少なくなるように制限する。車速が低ければ、車両の走行音が小さいので、ドライバは空気コンプレッサが発する騒音を感じやすく、逆に車速が高ければ、空気コンプレッサの騒音は走行音に隠れ易い。このように充電電流を制御すると、充電開始時の違和感や不快感を更に軽減することができる。 Further, the magnitude of the charging current after returning from the idling stop may be variable according to the vehicle speed at the time of returning from the idling stop detected by the vehicle speed sensor, for example. That is, as shown in FIG. 10A, the charging current is limited so as to decrease as the vehicle speed at the time of idling stop return decreases. If the vehicle speed is low, the traveling sound of the vehicle is small, so the driver can easily feel the noise generated by the air compressor. Conversely, if the vehicle speed is high, the noise of the air compressor is easily hidden in the traveling sound. Controlling the charging current in this way can further reduce the sense of discomfort and discomfort at the start of charging.
また、アクセルセンサ113が検出したアイドリングストップ復帰時のアクセル操作量に応じて、アイドリングストップ復帰後の充電電流の大きさを可変としてもよい。この傾向は、図10(a)に示した車速に対する充電電流の変化と同じ傾向である。 Further, the magnitude of the charging current after the idling stop return may be made variable according to the accelerator operation amount at the time of the idling stop return detected by the accelerator sensor 113. This tendency is the same as the change of the charging current with respect to the vehicle speed shown in FIG.
アイドリングストップ復帰時のアクセル操作量が大きいほど、ドライバは音響振動レベルが高い状態を許容可能と思われるので、アクセル操作量に応じて充電する方法を可変とすることで、必要最低限の音響振動レベルの抑制に抑えられる。 The greater the amount of accelerator operation at the time of idling stop return, the more likely it is that the driver can tolerate a higher level of acoustic vibration, so by changing the method of charging according to the amount of accelerator operation, the minimum necessary acoustic vibration Suppressing the level.
さらに、マイクロホン116から入力した車室内音響信号に基づいて算出したアイドリングストップ復帰時の車室内騒音レベルに応じて、アイドリングストップ復帰後の充電電流の大きさを可変としてもよい。この傾向は、図10(a)に示した車速に対する充電電流の変化と同じ傾向である。 Furthermore, the magnitude of the charging current after returning from idling stop may be made variable according to the vehicle interior noise level at returning from idling stop calculated based on the vehicle interior acoustic signal input from the microphone 116. This tendency is the same as the change of the charging current with respect to the vehicle speed shown in FIG.
アイドリングストップ復帰時の車室内の騒音が大きいほど、ドライバは音響振動レベルが高い状態を許容可能と思われるので、車室内の騒音レベルに応じて充電する方法を可変とすることで、必要最低限の音響振動レベルの抑制に抑えられる。 It seems that the higher the noise in the passenger compartment at the time of idling stop return, the higher the acoustic vibration level can be tolerated by the driver, so by changing the charging method according to the noise level in the passenger compartment, the minimum required It can be suppressed to suppress the acoustic vibration level.
次に、本発明に係る燃料電池システムの実施例2について説明する。本実施例は、アイドリングストップ解除後に燃料電池が発電状態へ復帰したとき、バッテリへの充電開始を充電開始遅延時間だけ遅らせることにより、バッテリへの充電を抑制することを特徴とする。 Next, a second embodiment of the fuel cell system according to the present invention will be described. The present embodiment is characterized in that when the fuel cell returns to the power generation state after the idling stop is canceled, the charging of the battery is suppressed by delaying the charging start of the battery by the charging start delay time.
実施例2の燃料電池システムが搭載される燃料電池車両の例、及び実施例2が適用される燃料電池システムの構成例は、図1、図2に示した実施例1と同様である。また、燃料電池システムをアイドリングストップへ移行させる処理、燃料電池システムをアイドリングストップから復帰させる処理も図3、図4に示した実施例1と同様である。 An example of a fuel cell vehicle on which the fuel cell system of Example 2 is mounted and a configuration example of a fuel cell system to which Example 2 is applied are the same as those of Example 1 shown in FIGS. 1 and 2. Further, the process for shifting the fuel cell system to the idling stop and the process for returning the fuel cell system from the idling stop are the same as those in the first embodiment shown in FIGS.
図7は、本実施例におけるアイドリングストップ状態からの復帰後にバッテリへ充電する場合の様子を説明するタイムチャートである。アイドリングストップ状態から復帰すると判断した時点(t1)から充電開始遅延時間が経過する時刻taまで、バッテリへの充電開始を遅延させることで、バッテリへの充電を抑制している。この充電開始遅延時間の間は、燃料電池スタックは、補機消費電力分相当の通常のアイドル分だけ発電するので、空気コンプレッサの回転速度は、通常のアイドル時の800[rpm]となる。そして、この通常のアイドル時の空気コンプレッサ発生騒音にユーザが慣れた後(時刻ta)に、バッテリ充電を開始し、空気コンプレッサの回転速度を通常の充電時の回転速度、例えば1900[rpm]まで上昇させるので、アイドリングストップ復帰直後に空気コンプレッサの回転速度を1900[rpm]まで上昇させるのに比べて、運転者に対して与える違和感や不快感を軽減することができるという効果がある。 FIG. 7 is a time chart for explaining a state in which the battery is charged after returning from the idling stop state in the present embodiment. The charging of the battery is suppressed by delaying the charging start of the battery from the time (t1) when it is determined to return from the idling stop state to the time ta when the charging start delay time elapses. During this charging start delay time, the fuel cell stack generates power for the normal idle amount corresponding to the auxiliary machine power consumption, so the rotational speed of the air compressor is 800 [rpm] during normal idle time. Then, after the user gets used to the air compressor noise generated during normal idling (time ta), battery charging is started, and the rotation speed of the air compressor is increased to the rotation speed during normal charging, for example, 1900 [rpm]. Therefore, compared to increasing the rotational speed of the air compressor to 1900 [rpm] immediately after returning from idling stop, there is an effect that the uncomfortable feeling and discomfort given to the driver can be reduced.
この充電開始遅延時間の長さは、例えば、アイドリングストップ継続時間の長さに応じて可変としてもよい。即ち、図9(b)に示すように、アイドリングストップ継続時間が長いほど、充電開始遅延時間の長さが長くなるように制御する。アイドリングストップ継続時間が長いほど、ユーザは静音状態に慣れているので、このように充電開始遅延時間の長さを制御すると、充電開始時の違和感や不快感を更に軽減することができる。 The length of the charging start delay time may be variable according to the length of the idling stop duration, for example. That is, as shown in FIG. 9B, the charging start delay time is controlled to be longer as the idling stop duration is longer. As the idling stop duration is longer, the user is used to a quieter state. Thus, by controlling the length of the charging start delay time in this way, it is possible to further reduce discomfort and discomfort at the start of charging.
また、充電開始遅延時間の長さは、例えば、車速センサが検出したアイドリングストップ復帰時の車速に応じて可変としてもよい。即ち、図10(b)に示すように、アイドリングストップ復帰時の車速が低いほど、充電開始遅延時間の長さが長くなるように制御する。車速が低ければ、車両の走行音が小さいので、ドライバは空気コンプレッサが発する騒音を感じやすく、逆に車速が高ければ、空気コンプレッサの騒音は走行音に隠れ易い。このように充電開始遅延時間の長さを制御すると、充電開始時の違和感や不快感を更に軽減することができる。 Further, the length of the charging start delay time may be variable depending on the vehicle speed at the time of idling stop return detected by the vehicle speed sensor, for example. That is, as shown in FIG. 10B, the charging start delay time is controlled to be longer as the vehicle speed at the time of idling stop return is lower. If the vehicle speed is low, the traveling sound of the vehicle is small, so the driver can easily feel the noise generated by the air compressor. Conversely, if the vehicle speed is high, the noise of the air compressor is easily hidden in the traveling sound. Controlling the length of the charging start delay time in this way can further reduce discomfort and discomfort at the start of charging.
また、アクセルセンサ113が検出したアイドリングストップ復帰時のアクセル操作量に応じて、アイドリングストップ復帰後の充電電流の大きさを可変としてもよい。この傾向は、図10(a)に示した車速に対する充電電流の変化と同じ傾向である。 Further, the magnitude of the charging current after the idling stop return may be made variable according to the accelerator operation amount at the time of the idling stop return detected by the accelerator sensor 113. This tendency is the same as the change of the charging current with respect to the vehicle speed shown in FIG.
アイドリングストップ復帰時のアクセル操作量が大きいほど、ドライバは音響振動レベルが高い状態を許容可能と思われるので、アクセル操作量に応じて充電する方法を可変とすることで、必要最低限の音響振動レベルの抑制に抑えられる。 The greater the amount of accelerator operation at the time of idling stop return, the more likely it is that the driver can tolerate a higher level of acoustic vibration, so by changing the method of charging according to the amount of accelerator operation, the minimum necessary acoustic vibration Suppressing the level.
さらに、マイクロホン116から入力した車室内音響信号に基づいて算出したアイドリングストップ復帰時の車室内騒音レベルに応じて、アイドリングストップ復帰後の充電電流の大きさを可変としてもよい。この傾向は、図10(a)に示した車速に対する充電電流の変化と同じ傾向である。 Furthermore, the magnitude of the charging current after returning from idling stop may be made variable according to the vehicle interior noise level at returning from idling stop calculated based on the vehicle interior acoustic signal input from the microphone 116. This tendency is the same as the change of the charging current with respect to the vehicle speed shown in FIG.
アイドリングストップ復帰時の車室内の騒音が大きいほど、ドライバは音響振動レベルが高い状態を許容可能と思われるので、車室内の騒音レベルに応じて充電する方法を可変とすることで、必要最低限の音響振動レベルの抑制に抑えられる。 It seems that the higher the noise in the passenger compartment at the time of idling stop return, the higher the acoustic vibration level can be tolerated by the driver, so by changing the charging method according to the noise level in the passenger compartment, the minimum required It can be suppressed to suppress the acoustic vibration level.
次に、本発明に係る燃料電池システムの実施例3について説明する。本実施例は、アイドリングストップ解除後に燃料電池が発電状態へ復帰したとき、バッテリへの充電電流の増加率を制限することにより、バッテリへの充電を抑制することを特徴とする。 Next, a third embodiment of the fuel cell system according to the present invention will be described. The present embodiment is characterized in that, when the fuel cell returns to the power generation state after the idling stop is released, charging to the battery is suppressed by limiting the rate of increase of the charging current to the battery.
実施例3の燃料電池システムが搭載される燃料電池車両の例、及び実施例3が適用される燃料電池システムの構成例は、図1、図2に示した実施例1と同様である。また、燃料電池システムをアイドリングストップへ移行させる処理、燃料電池システムをアイドリングストップから復帰させる処理も図3、図4に示した実施例1と同様である。 An example of a fuel cell vehicle on which the fuel cell system of Example 3 is mounted and a configuration example of a fuel cell system to which Example 3 is applied are the same as those of Example 1 shown in FIGS. Further, the process for shifting the fuel cell system to the idling stop and the process for returning the fuel cell system from the idling stop are the same as those in the first embodiment shown in FIGS.
図8は、本実施例におけるアイドリングストップ状態からの復帰後にバッテリへ充電する場合の様子を説明するタイムチャートである。時刻t1でアイドリングストップ状態から復帰すると判断した後、時刻t2で燃料電池スタックから電流取り出し可能となり、補機消費電流をバッテリから燃料電池へ切り替わる。そして時刻t3で発電電流が補機消費電流を上回り充電開始する。このとき、充電電流の時間当たり増加率を制限し、これに応じて空気コンプレッサ212の回転速度の上昇率も制限される。 FIG. 8 is a time chart for explaining a state in which the battery is charged after returning from the idling stop state in the present embodiment. After determining to return from the idling stop state at time t1, it is possible to extract current from the fuel cell stack at time t2, and the auxiliary device consumption current is switched from the battery to the fuel cell. At time t3, the generated current exceeds the auxiliary machine consumption current and charging starts. At this time, the rate of increase in charging current per hour is limited, and the rate of increase in the rotational speed of the air compressor 212 is also limited accordingly.
この充電電流の時間当たりの増加率を制限することにより、空気コンプレッサの回転速度は、時刻t2(またはt3)における通常のアイドル時の800[rpm]から、例えば、時刻tbにおける通常の充電時の空気コンプレッサの回転速度1900[rpm]まで徐々に増加する。 By limiting the rate of increase of the charging current per hour, the rotational speed of the air compressor is changed from 800 [rpm] at normal idling time at time t2 (or t3), for example, at normal charging time at time tb. The rotational speed of the air compressor is gradually increased to 1900 [rpm].
このように、バッテリへの充電電流の時間当たりの増加率を制限するので、空気コンプレッサが発生する騒音が徐々に増加するので、アイドリングストップ復帰直後に空気コンプレッサの回転速度を通常の充電時の回転速度まで上昇させるのに比べて、運転者に対して与える違和感や不快感を軽減することができるという効果がある。 In this way, the rate of increase of the charging current per hour to the battery is limited, so the noise generated by the air compressor gradually increases, so that the rotation speed of the air compressor is set to the normal rotation speed immediately after the idling stop is returned. Compared to the increase in speed, there is an effect that the uncomfortable feeling and discomfort given to the driver can be reduced.
この充電電流の時間当たりの増加率の大きさは、例えば、アイドリングストップ継続時間の長さに応じて可変としてもよい。即ち、図9(c)に示すように、アイドリングストップ継続時間が長いほど、充電電流の時間当たりの増加率が大きくなるように制御する。アイドリングストップ継続時間が長いほど、ユーザは静音状態に慣れているので、このように充電電流の時間当たりの増加率を制御すると、充電開始時の違和感や不快感を更に軽減することができる。 The magnitude of the increase rate of the charging current per time may be variable according to the length of the idling stop duration, for example. That is, as shown in FIG. 9C, control is performed such that the rate of increase in charging current per hour increases as the idling stop duration time increases. As the idling stop duration is longer, the user is used to a quieter state. Thus, by controlling the rate of increase in charging current per hour in this way, it is possible to further reduce discomfort and discomfort at the start of charging.
また、充電電流の時間当たりの増加率は、例えば、車速センサが検出したアイドリングストップ復帰時の車速に応じて可変としてもよい。即ち、図10(c)に示すように、アイドリングストップ復帰時の車速が低いほど、充電電流の時間当たりの増加率の大きさが大きくなるように制御する。車速が低ければ、車両の走行音が小さいので、空気コンプレッサが発する騒音を感じやすく、逆に車速が高ければ、空気コンプレッサの騒音は走行音に隠れ易い。このように充電電流の時間当たりの増加率を制御すると、充電開始時の違和感や不快感を更に軽減することができる。 Further, the rate of increase of the charging current per hour may be variable according to the vehicle speed at the time of idling stop return detected by the vehicle speed sensor, for example. That is, as shown in FIG. 10C, control is performed such that the rate of increase in charging current per hour increases as the vehicle speed at the time of idling stop return decreases. If the vehicle speed is low, the traveling sound of the vehicle is small, so it is easy to feel the noise generated by the air compressor. Conversely, if the vehicle speed is high, the noise of the air compressor is easily hidden in the traveling sound. Controlling the rate of increase in charging current per hour in this way can further reduce discomfort and discomfort at the start of charging.
また、アクセルセンサ113が検出したアイドリングストップ復帰時のアクセル操作量に応じて、アイドリングストップ復帰後の充電電流の大きさを可変としてもよい。この傾向は、図10(a)に示した車速に対する充電電流の変化と同じ傾向である。 Further, the magnitude of the charging current after the idling stop return may be made variable according to the accelerator operation amount at the time of the idling stop return detected by the accelerator sensor 113. This tendency is the same as the change of the charging current with respect to the vehicle speed shown in FIG.
アイドリングストップ復帰時のアクセル操作量が大きいほど、ドライバは音響振動レベルが高い状態を許容可能と思われるので、アクセル操作量に応じて充電する方法を可変とすることで、必要最低限の音響振動レベルの抑制に抑えられる。 The greater the amount of accelerator operation at the time of idling stop return, the more likely it is that the driver can tolerate a higher level of acoustic vibration, so by changing the method of charging according to the amount of accelerator operation, the minimum necessary acoustic vibration Suppressing the level.
さらに、マイクロホン116から入力した車室内音響信号に基づいて算出したアイドリングストップ復帰時の車室内騒音レベルに応じて、アイドリングストップ復帰後の充電電流の大きさを可変としてもよい。この傾向は、図10(a)に示した車速に対する充電電流の変化と同じ傾向である。 Furthermore, the magnitude of the charging current after returning from idling stop may be made variable according to the vehicle interior noise level at returning from idling stop calculated based on the vehicle interior acoustic signal input from the microphone 116. This tendency is the same as the change of the charging current with respect to the vehicle speed shown in FIG.
アイドリングストップ復帰時の車室内の騒音が大きいほど、ドライバは音響振動レベルが高い状態を許容可能と思われるので、車室内の騒音レベルに応じて充電する方法を可変とすることで、必要最低限の音響振動レベルの抑制に抑えられる。 It seems that the higher the noise in the passenger compartment at the time of idling stop return, the higher the acoustic vibration level can be tolerated by the driver, so by changing the charging method according to the noise level in the passenger compartment, the minimum required It can be suppressed to suppress the acoustic vibration level.
次に、本発明に係る燃料電池システムの実施例4について説明する。本実施例は、実施例1、2,3を併せて実施する実施例であり、実施例1〜3の効果を併せた効果がある。実施例4の燃料電池システムが搭載される燃料電池車両の例、及び実施例4が適用される燃料電池システムの構成例は、図1、図2に示した実施例1と同様である。また、燃料電池システムをアイドリングストップへ移行させる処理、燃料電池システムをアイドリングストップから復帰させる処理も図3、図4に示した実施例1と同様である。 Next, a fourth embodiment of the fuel cell system according to the present invention will be described. The present embodiment is an embodiment in which the first, second, and third embodiments are implemented together, and has the effect of combining the effects of the first to third embodiments. The example of the fuel cell vehicle on which the fuel cell system of Example 4 is mounted and the configuration example of the fuel cell system to which Example 4 is applied are the same as those of Example 1 shown in FIGS. Further, the process for shifting the fuel cell system to the idling stop and the process for returning the fuel cell system from the idling stop are the same as those in the first embodiment shown in FIGS.
図11、図12は、本実施例におけるアイドリングストップ解除後の充電制御を説明するフローチャートであり、図13は、本実施例におけるアイドリングストップ状態からの復帰後にバッテリへ充電する場合の様子を説明するタイムチャートである。本実施例では、図9、図10に示したような制御パラメータを予め記憶した制御テーブルTWi=fi、DIi=gi 、Ii =hi (i=1,2,3)として参照している。 FIGS. 11 and 12 are flowcharts for explaining the charge control after the idling stop is released in this embodiment, and FIG. 13 explains the state in which the battery is charged after returning from the idling stop state in the present embodiment. It is a time chart. In this embodiment, reference is made as a control table TWi = fi, DIi = gi, Ii = hi (i = 1, 2, 3) storing control parameters as shown in FIGS. 9 and 10 in advance.
図11のステップ(以下、ステップをSと略す)31において、アイドルストップ解除条件が成立しているか否かを判定する。この解除条件は、例えば、アクセル操作量が所定値以上、或いはバッテリのSOCが所定値(例えば、40%)以下等の条件である。S31の判定がNoであれば、なにもせずにリターンする。S31の判定がYesであれば、S32へ進み、作業用フラグであるFlagの値を0に初期化し、さらに作業用パラメータのエリアを初期化する。 In step (hereinafter abbreviated as “S”) 31 in FIG. 11, it is determined whether an idle stop cancellation condition is satisfied. This release condition is, for example, a condition in which the accelerator operation amount is equal to or greater than a predetermined value, or the battery SOC is equal to or less than a predetermined value (for example, 40%). If the determination in S31 is No, the process returns without doing anything. If the determination in S31 is Yes, the process proceeds to S32, where the value of Flag, which is a work flag, is initialized to 0, and the work parameter area is further initialized.
次いで、S33で、アイドルストップ開始からアイドルストップ解除条件が成立したときまでのアイドルストップ継続時間Tが所定値T1以上であるか否かを判定する。この所定値T1は、アイドルストップ継続時間に対する複数の運転者の違和感の感じる程度に関するデータを収集し、この時間以下のアイドルストップ継続時間であれば、特にアイドルストップ解除後の充電抑制を行わなくてもあまり違和感がない時間を所定値T1として設定する。 Next, in S33, it is determined whether or not the idle stop duration T from when the idle stop is started until when the idle stop cancellation condition is satisfied is equal to or greater than a predetermined value T1. This predetermined value T1 collects data relating to the degree of discomfort of the plurality of drivers with respect to the idle stop duration, and if the idle stop duration is equal to or shorter than this time, charging suppression after releasing the idle stop is not performed. Is set as the predetermined value T1.
S33の判定がYesであればS34へ進む。S33の判定がNoであればS35へ進む。S34では、Flagを1にセットし、アイドルストップ継続時間Tに対する第1充電開始遅延時間TW1の関係を示す制御テーブルf1(T)を参照してTW1を求め、アイドルストップ継続時間Tに対する第1充電電流増加率DI1の関係を示す制御テーブルg1(T)を参照してDI1 を求め、アイドルストップ継続時間Tに対する第1充電電流制限値I1 の関係を示す制御テーブルh1(T)を参照してI1 を求めて、S35へ進む。 If judgment of S33 is Yes, it will progress to S34. If judgment of S33 is No, it will progress to S35. In S34, Flag is set to 1, TW1 is obtained by referring to the control table f1 (T) indicating the relationship of the first charge start delay time TW1 to the idle stop duration T, and the first charge for the idle stop duration T is obtained. DI1 is obtained with reference to the control table g1 (T) indicating the relationship of the current increase rate DI1, and I1 with reference to the control table h1 (T) indicating the relationship of the first charging current limit value I1 to the idle stop duration T. And go to S35.
次いで、S35で、車速センサが検出した車速Vを読み込み、S36で車速Vが所定値V1より小さいか否かを判定する。この所定値V1は、アイドルストップ復帰後の車速に対する複数の運転者の違和感の感じる程度に関するデータを収集し、この車速以上の車速であれば、特にアイドルストップ解除後の充電抑制を行わなくてもあまり違和感がない車速を所定値V1として設定する。 Next, in S35, the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor is read, and in S36, it is determined whether or not the vehicle speed V is smaller than a predetermined value V1. This predetermined value V1 collects data related to the degree of discomfort of a plurality of drivers with respect to the vehicle speed after returning from idle stop. If the vehicle speed is higher than this vehicle speed, charging is not particularly performed after idle stop is released. A vehicle speed that does not cause a sense of incongruity is set as the predetermined value V1.
S36の判定がYesであればS37へ進む。S36の判定がNoであればS38へ進む。S37では、Flagを1にセットし、アイドルストップ復帰時の車速Vに対する第2充電開始遅延時間TW2の関係を示す制御テーブルf2(V)を参照してTW2を求め、アイドルストップ復帰時の車速Vに対する第2充電電流増加率DI2の関係を示す制御テーブルg2(V)を参照してDI2を求め、アイドルストップ復帰時の車速Vに対する第2充電電流制限値I2 の関係を示す制御テーブルh2(V)を参照してI2 を求めて、S38へ進む。 If judgment of S36 is Yes, it will progress to S37. If judgment of S36 is No, it will progress to S38. In S37, Flag is set to 1, TW2 is obtained with reference to the control table f2 (V) indicating the relationship of the second charging start delay time TW2 to the vehicle speed V at the time of idling stop return, and the vehicle speed V at the time of idling stop return. Referring to a control table g2 (V) showing the relationship of the second charging current increase rate DI2 with respect to, DI2 is obtained, and a control table h2 (V ) To obtain I2 and proceed to S38.
次いで、S38で、アクセルセンサが検出したアクセル操作量Aを読み込み、S39でアクセル操作量Aが所定値A1より小さいか否かを判定する。この所定値A1は、アイドルストップ復帰後のアクセル操作量に対する複数の運転者の違和感の感じる程度に関するデータを収集し、このアクセル操作量以上の操作量であれば、特にアイドルストップ解除後の充電抑制を行わなくてもあまり違和感がないアクセル操作量を所定値A1として設定する。 Next, in S38, the accelerator operation amount A detected by the accelerator sensor is read. In S39, it is determined whether or not the accelerator operation amount A is smaller than a predetermined value A1. This predetermined value A1 collects data related to the degree to which a plurality of drivers feel uncomfortable with respect to the accelerator operation amount after returning from the idle stop. If the operation amount is greater than this accelerator operation amount, charging suppression particularly after releasing the idle stop is performed. The accelerator operation amount that does not cause a sense of incongruity even if the operation is not performed is set as the predetermined value A1.
S39の判定がYesであればS40へ進む。S39の判定がNoであればS41へ進む。S40では、Flagを1にセットし、アイドルストップ復帰時のアクセル操作量Aに対する第3充電開始遅延時間TW3の関係を示す制御テーブルf3(A)を参照してTW3を求め、アイドルストップ復帰時のアクセル操作量Aに対する第3充電電流増加率DI3の関係を示す制御テーブルg3(A)を参照してDI3を求め、アイドルストップ復帰時のアクセル操作量Aに対する第3充電電流制限値I3 の関係を示す制御テーブルh3(A)を参照してI3 を求めて、S41へ進む。 If judgment of S39 is Yes, it will progress to S40. If judgment of S39 is No, it will progress to S41. In S40, Flag is set to 1, TW3 is obtained with reference to the control table f3 (A) indicating the relationship of the third charging start delay time TW3 to the accelerator operation amount A at the time of idling stop return, and at the time of idling stop return. Referring to the control table g3 (A) showing the relationship of the third charging current increase rate DI3 to the accelerator operation amount A, DI3 is obtained, and the relationship of the third charging current limit value I3 to the accelerator operation amount A at the time of the idle stop return is obtained. The control table h3 (A) shown is referred to to obtain I3, and the process proceeds to S41.
次いで、S41で、マイクロホンが検出した車室内音響信号を読み込み、この音響信号に基づいて車室内騒音レベルNを算出する。次いで、S42で車室内騒音レベルNが所定値N1より小さいか否かを判定する。この所定値N1は、アイドルストップ復帰後の車室内騒音レベルに対する複数の運転者の違和感の感じる程度に関するデータを収集し、この車室内騒音レベル以上であれば、特にアイドルストップ解除後の充電抑制を行わなくてもあまり違和感がない車室内騒音レベルを所定値N1として設定する。 Next, in S41, the vehicle interior acoustic signal detected by the microphone is read, and the vehicle interior noise level N is calculated based on this acoustic signal. Next, in S42, it is determined whether or not the vehicle interior noise level N is smaller than a predetermined value N1. This predetermined value N1 collects data related to the degree of discomfort of a plurality of drivers with respect to the vehicle interior noise level after returning from the idle stop. A vehicle interior noise level that does not cause a sense of incongruity even if not performed is set as a predetermined value N1.
S42の判定がYesであればS43へ進む。S42の判定がNoであればS44へ進む。S44では、Flagを1にセットし、アイドルストップ復帰時の車室内騒音レベルNに対する第4充電開始遅延時間TW4の関係を示す制御テーブルf4(N)を参照してTW4を求め、アイドルストップ復帰時の車室内騒音レベルNに対する第4充電電流増加率DI4の関係を示す制御テーブルg4(N)を参照してDI4を求め、アイドルストップ復帰時の車室内騒音レベルNに対する第4充電電流制限値I4 の関係を示す制御テーブルh4(N)を参照してI4 を求めて、S44へ進む。 If judgment of S42 is Yes, it will progress to S43. If judgment of S42 is No, it will progress to S44. In S44, Flag is set to 1, TW4 is obtained with reference to the control table f4 (N) indicating the relationship of the fourth charging start delay time TW4 to the vehicle interior noise level N at the time of idling stop return, and at the time of idling stop return. DI4 is obtained with reference to a control table g4 (N) showing the relationship of the fourth charging current increase rate DI4 with respect to the vehicle interior noise level N, and the fourth charging current limit value I4 with respect to the vehicle interior noise level N at the time of idling stop return. I4 is obtained by referring to the control table h4 (N) indicating the relationship, and the process proceeds to S44.
S44では、実際に充電抑制に使用する充電開始遅延時間TW 、充電電流増加率DI 、及び充電電流制限値Iを求める。充電開始遅延時間TW は、TW1、TW2、TW3、TW4の中から最大値を求めてTW とする。充電電流増加率DI は、DI1、DI2、DI3、DI4の中から最小値を求めてDI とする。充電電流制限値I は、I1 、I2 、I3 、I4 の中から最小値を求めてIとする。 In S44, a charging start delay time TW, a charging current increase rate DI, and a charging current limit value I that are actually used for suppressing charging are obtained. The charging start delay time TW is set to TW by obtaining the maximum value from TW1, TW2, TW3, and TW4. The charging current increase rate DI is determined as DI by obtaining the minimum value from DI1, DI2, DI3, and DI4. The charging current limit value I 1 is obtained by obtaining the minimum value from I 1, I 2, I 3, and I 4.
次いで、S45でフラグFlagの値が1であるか否かを判定し、Yesであれば、充電抑制制御を行うために、図12のS51へ進む。Noであれば、充電抑制を行わず、通常の充電制御へ移る。 Next, in S45, it is determined whether or not the value of the flag Flag is 1. If Yes, the process proceeds to S51 in FIG. 12 in order to perform charge suppression control. If it is No, it will not perform charge suppression but will move to normal charge control.
図12のS51以下のバッテリの充電抑制制御では、充電開始遅延制御と、充電電流増加率抑制制御と、充電電流制限制御とを行う。この充電電抑制制御の様子を示すタイムチャートが図13である。 In the battery charge suppression control in S51 and subsequent steps in FIG. 12, charge start delay control, charge current increase rate suppression control, and charge current limit control are performed. FIG. 13 is a time chart showing the state of the charging power suppression control.
図12において、先ずS51で、時間が充電開始遅延時間TW が経過するまで待機する。このTW が図13のt1からtaの期間に相当する。この間は、空気コンプレッサは、通常のアイドル分、即ち燃料電池の補機消費電力相当分だけ発電するのに必要な空気流量を供給するために、アイドル時の回転速度800[rpm]で運転される。 In FIG. 12, first, in S51, the process waits until the charging start delay time TW elapses. This TW corresponds to the period from t1 to ta in FIG. During this time, the air compressor is operated at a rotational speed of 800 [rpm] during idling in order to supply an air flow rate necessary for generating electric power corresponding to a normal idling amount, that is, an amount corresponding to the power consumption of the auxiliary equipment of the fuel cell. .
S51でTW 経過後、S52へ進み、充電電流Ic=DI で充電を開始する。次いで、S53でバッテリSOCを検出し、S54でSOCが充電終了に移行する所定値SOC1(例えば、70%)以上であるか否かを判定する。S54の判定でSOCがSOC1以上であれば、充電終了処理へ移行する。充電終了処理では、例えば、水素供給を通常のアイドリング時の水素圧力まで絞るとともに、空気コンプレッサの回転速度を通常のアイドリング時の空気供給量に対応する回転速度800[rpm]まで低下させる。 After TW elapses in S51, the process proceeds to S52, and charging is started with the charging current Ic = DI. Next, the battery SOC is detected in S53, and it is determined in S54 whether or not the SOC is equal to or greater than a predetermined value SOC1 (for example, 70%) at which charging ends. If it is determined in S54 that the SOC is SOC1 or more, the process proceeds to a charge end process. In the charge termination process, for example, the hydrogen supply is reduced to the hydrogen pressure during normal idling, and the rotation speed of the air compressor is decreased to a rotation speed of 800 [rpm] corresponding to the air supply amount during normal idling.
S54の判定でSOCがSOC1未満であれば、現在の充電電流Icで1秒間充電した後に、S56へ進む。S56では、充電電流IcをDI だけ増加させとともに、充電電流の増加分だけ空気コンプレッサの回転速度を増加させて、S53へ戻る。こうして、充電電流の時間当たり増加率をDI に制限してバッテリを充電することができる。この充電電流の時間当たり増加率を制限している期間が図13の時刻taから時刻tbの期間である。 If the SOC is less than SOC1 in the determination of S54, after charging for 1 second with the current charging current Ic, the process proceeds to S56. In S56, the charging current Ic is increased by DI, the rotational speed of the air compressor is increased by the increase in charging current, and the process returns to S53. In this way, the battery can be charged by limiting the rate of increase in charging current per hour to DI. The period during which the rate of increase of the charging current per hour is limited is the period from time ta to time tb in FIG.
尚、S56で充電電流IcをDI だけ増加させる際に、充電電流Icが充電電流制限値I以上か否かを判定し、充電電流Icが充電電流制限値I以上であれば、充電電流をIに制限すると、充電電流の制限も同時に行うことができる。この充電電流制限期間が図13の時刻tbから時刻t4の間の期間である。 When the charging current Ic is increased by DI in S56, it is determined whether or not the charging current Ic is equal to or higher than the charging current limit value I. If the charging current Ic is equal to or higher than the charging current limit value I, the charging current is set to I If it restrict | limits to, the restriction | limiting of a charging current can also be performed simultaneously. This charging current limiting period is a period between time tb and time t4 in FIG.
101:燃料電池車両
102:燃料電池システム
103:インバータ
104:駆動モータ
105:駆動輪
106:車速センサ
107:バッテリ
108:リレー
109:コントローラ
111:シフト位置センサ
112:ブレーキセンサ
113:アクセルセンサ
114:バッテリ電圧センサ
115:バッテリ電流センサ
116:マイクロホン
101: fuel cell vehicle 102: fuel cell system 103: inverter 104: drive motor 105: drive wheel 106: vehicle speed sensor 107: battery 108: relay 109: controller 111: shift position sensor 112: brake sensor 113: accelerator sensor 114: battery Voltage sensor 115: Battery current sensor 116: Microphone
Claims (8)
該燃料電池の発電電力で充電される一方、該燃料電池の発電電力が不足する場合に電力を供給する蓄電手段と、
少なくとも酸化剤ガスの燃料電池への供給を一時的に停止し、前記燃料電池の発電を一時的に停止してアイドリングストップ状態に移行する一方、アイドリングストップ状態を解除して少なくとも酸化剤ガスの供給を再開し発電を再開するアイドリングストップ制御手段と、
前記蓄電手段の蓄電量に応じて前記燃料電池の発電量を増加させて蓄電手段へ充電する充電制御手段と、
を備えた燃料電池システムにおいて、
前記充電制御手段は、アイドリングストップ状態を解除して発電状態に移行した後に、前記蓄電手段への充電を通常運転時より抑制することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas;
Power storage means for supplying power when the fuel cell power is insufficient while the fuel cell is charged with the power generated by the fuel cell;
At least the supply of the oxidant gas to the fuel cell is temporarily stopped, and the power generation of the fuel cell is temporarily stopped to shift to the idling stop state, while the idling stop state is canceled and at least the oxidant gas is supplied. Idling stop control means for restarting and restarting power generation,
Charging control means for charging the power storage means by increasing the power generation amount of the fuel cell according to the power storage amount of the power storage means;
In a fuel cell system comprising:
The fuel cell system, wherein the charge control unit suppresses charging of the power storage unit from a normal operation after the idling stop state is canceled and the power generation state is shifted.
前記充電制御手段は、アイドリングストップ復帰時の車速に基づいて、前記充電開始遅延時間、前記充電電流増加率、前記充電電流の何れかを設定することを特徴とする請求項2ないし請求項4の何れか1項に記載の燃料電池システム。 Equipped with a vehicle speed sensor for detecting the speed of a vehicle equipped with a fuel cell system;
The charge control means sets any one of the charge start delay time, the charge current increase rate, and the charge current based on a vehicle speed at the time of idling stop return. The fuel cell system according to any one of claims.
前記充電制御手段は、アイドリングストップ復帰時のアクセル操作量に基づいて、前記充電開始遅延時間、前記充電電流増加率、前記充電電流の何れかを設定することを特徴とする請求項2ないし請求項4の何れか1項に記載の燃料電池システム。 An accelerator sensor for detecting an accelerator operation amount of a vehicle equipped with a fuel cell system;
The charge control means sets any one of the charge start delay time, the charge current increase rate, and the charge current based on an accelerator operation amount at the time of idling stop return. 5. The fuel cell system according to any one of 4 above.
前記充電制御手段は、アイドリングストップ復帰時の車室内の騒音レベルに基づいて、前記充電開始遅延時間、前記充電電流増加率、前記充電電流の何れかを設定することを特徴とする請求項2ないし請求項4の何れか1項に記載の燃料電池システム。 A noise level detecting means for detecting or estimating a noise level in a passenger compartment of a vehicle equipped with a fuel cell system;
The charge control means sets any one of the charge start delay time, the charge current increase rate, and the charge current based on a noise level in the vehicle interior at the time of idling stop return. The fuel cell system according to claim 4.
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