DE102018116903A1 - Fahrzeug und Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Ein Fahrzeug (10) ist mit einer elektrischen Speichervorrichtung (650), einem elektrischen Antriebsmotor (820), einem Hilfsaggregat (290, 320, 525, 535, 730), das von regenerativem Strom angetrieben werden kann, und einer Steuereinheit (900) ausgestattet. Die Steuereinheit (900) führt eine Nichtaufladesteuerung durch, um das Hilfsaggregat (290, 320, 525, 535, 730) zu veranlassen, den regenerativen Strom zu verbrauchen, wenn die elektrische Speichervorrichtung sich in einem nicht aufladbaren Zustand befindet, und führt in dem Fall, in dem ein Betätigungsmanöver zum Wechseln in einen Betriebsmodus, in dem eine größere Menge an regenerativem Strom erzeugt wird, zusammen mit einer Erzeugung von regenerativem Strom durchgeführt wird, eine spezifische Manöversteuerung durch, um das Hilfsaggregat (290, 320, 525, 535, 730) zu veranlassen, den regenerativen Strom zu verbrauchen, selbst wenn sich die elektrische Speichervorrichtung (650) in einem aufladbaren Zustand befindet.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Steuerung des Fahrzeugs.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • In einem Brennstoffzellenfahrzeug, in dem eine Brennstoffzelle angebracht ist, wird zu der Zeit einer Verzögerung oder dergleichen des Fahrzeugs regenerative elektrische Leistung bzw. Strom in einem elektrischen Antriebsmotor des Fahrzeugs erzeugt. Dieser regenerative Strom wird im Allgemeinen verwendet, um eine Sekundärbatterie oder dergleichen aufzuladen, die in dem Brennstoffzellenfahrzeug angebracht ist, sodass die Energieeffizienz des Brennstoffzellenfahrzeugs verbessert wird. In manchen Fällen kann allerdings die Sekundärbatterie nicht aufgeladen werden, zum Beispiel, wenn die verbleibende Kapazität (SOC) der Sekundärbatterie größer gleich einem Referenzwert ist. In diesem Fall wird üblicherweise ein Luftverdichter oder dergleichen, der in dem Brennstoffzellenfahrzeug angebracht ist, veranlasst, den regenerativen Strom zu verbrauchen, mit dem die Sekundärbatterie nicht aufgeladen werden kann (siehe z. B. die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2013-218789 ( JP 2013-218789 A )).
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Wenn allerdings die oben erwähnte Steuerung durchgeführt wird, kann ein Hilfsaggregat, zum Beispiel der Luftverdichter oder dergleichen, plötzlich anfangen, den regenerativen Strom zu verbrauchen, unabhängig von der Absicht eines Bedieners des Brennstoffzellenfahrzeugs. Folglich kann der Bediener des Brennstoffzellenfahrzeugs aufgrund des Antriebsgeräusches des Luftverdichters oder dergleichen ein seltsames Gefühl entwickeln. Außerdem kann ein Bediener von einem beliebigen Fahrzeug, das eingerichtet ist, ein Hilfsaggregat zu veranlassen, regenerativen Strom zu verbrauchen, mit dem eine Sekundärbatterie nicht aufgeladen werden kann, sowie von dem Brennstoffzellenfahrzeug, aufgrund eines Antriebsgeräusches des Hilfsaggregats, das zu der Zeit des Verbrauchstarts des regenerativen Stroms erzeugt wird, ein seltsames Gefühl entwickeln. Daher besteht Bedarf an einer Technik, um zu verhindern, dass der Bediener ein seltsames Gefühl entwickelt, wenn der überschüssige regenerative Strom, mit dem die Sekundärbatterie nicht aufgeladen werden kann, durch die Nutzung des Hilfsaggregats, zum Beispiel des Luftverdichters oder dergleichen, verbraucht wird.
  • Die Erfindung kann in den nachfolgenden Aspekten realisiert werden.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: eine elektrische Speichervorrichtung, die eingerichtet ist, aufgeladen zu werden; einen elektrischen Antriebsmotor, der eingerichtet ist, von einem Strom angetrieben zu werden, und der eingerichtet ist, regenerativen Strom zu erzeugen; ein Hilfsaggregat, das von dem regenerativen Strom angetrieben werden kann, der durch eine regenerative Stromerzeugung des elektrischen Antriebsmotors erzeugt wird; und eine Steuereinheit, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist: i) eine Nichtaufladesteuerung zur Zufuhr des regenerativen Stroms an das Hilfsaggregat durchzuführen und das Hilfsaggregat zu veranlassen, den regenerativen Strom zu verbrauchen, wenn sich die elektrische Speichervorrichtung in einem nicht aufladbaren Zustand befindet, in dem die elektrische Speichervorrichtung nicht aufgeladen werden kann; und ii) in einem Fall, in dem das Betätigungsmanöver zusammen mit einer Erzeugung von dem regenerativen Strom durchgeführt wird, eine spezifische Manöversteuerung auszuführen, um den regenerativen Strom dem Hilfsaggregat zuzuführen und das Hilfsaggregat zu veranlassen, den regenerativen Strom gemäß einem Betätigungsmanöver zur Vornahme eines Wechsels in einen Betriebsmodus zu verbrauchen, in dem eine größere Menge des regenerativen Stroms in dem Fahrzeug erzeugt wird, selbst wenn sich die elektrische Speichervorrichtung in einem aufladbaren Zustand befindet, in dem die elektrische Speichervorrichtung aufgeladen werden kann.
  • Gemäß dem Fahrzeug in diesem Aspekt der Erfindung wird, wenn das Betätigungsmanöver zur Vornahme eines Wechsels in den Betriebsmodus, in dem eine größere Menge des regenerativen Stroms erzeugt wird, zusammen mit der Erzeugung von dem regenerativen Strom durchgeführt wird, das Hilfsaggregat veranlasst, den regenerativen Strom gemäß dem Betätigungsmanöver zu verbrauchen. Daher findet der Anstieg eines Antriebsgeräusches des Hilfsaggregats zum Verbrauchen des regenerativen Stroms zeitgleich mit dem oben erwähnte Betätigungsmanöver statt, das von dem Bediener des Fahrzeugs durchgeführt wird. Folglich kann das seltsame Gefühl, das dem Bediener durch den Anstieg des Antriebsgeräuschs von dem Hilfsaggregat gegeben wird reduziert werden, welches eine Folge des Verbrauchs von dem regenerativen Strom ist.
  • In dem obigen Aspekt kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die spezifische Manöversteuerung durchzuführen, wenn das Betätigungsmanöver durchgeführt wird und ermittelt wird, dass die elektrische Speichervorrichtung aufgrund des regenerativen Stroms, der gemäß dem Betrieb des Fahrzeugs erzeugt wird, den nicht aufladbaren Zustand annimmt.
  • Gemäß dem Fahrzeug dieses Aspekts der Erfindung kann die Betätigung zum Veranlassen der Hilfsaggregats, den regenerativen Strom zu verbrauchen, zu einer passenderen Steuerzeit durchgeführt werden.
  • In dem obigen Aspekt kann das Fahrzeug ferner eine Navigationsvorrichtung umfassen, die auf einer Fahrroute eine Routenführung zu einem Ziel bietet, wobei die Steuereinheit eingerichtet sein kann, basierend auf von der Navigationsvorrichtung bezogenen Informationen zu ermitteln, ob die elektrische Speichervorrichtung den nicht aufladbaren Zustand annimmt oder nicht.
  • Gemäß dem Fahrzeug dieses Aspekts der Erfindung kann die Ermittlungsgenauigkeit, ob sich die elektrische Speichervorrichtung in dem nicht aufladbaren Zustand befindet, weiter verbessert werden.
  • In dem obigen Aspekt der Erfindung kann das Hilfsaggregat ein erstes Hilfsaggregat und ein zweites Hilfsaggregat umfassen. Ein Antriebsgeräusch des zweiten Hilfsaggregats ist leiser als ein Antriebsgeräusch des ersten Hilfsaggregats. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, bei der Durchführung der spezifischen Manöversteuerung das erste Hilfsaggregat zu veranlassen, den regenerativen Strom zu verbrauchen, und sowohl das zweite Hilfsaggregat als auch das erste Hilfsaggregat zu verwenden, um den regenerativen Strom zu verbrauchen, wenn das erste Hilfsaggregat den regenerativen Strom alleine nicht verbrauchen kann.
  • Selbst wenn das erste Hilfsaggregat bei der Durchführung der spezifischen Manöversteuerung ein relativ lautes Antriebsgeräusch erzeugt, findet gemäß dem Fahrzeug dieses Aspekts der Erfindung die Erzeugung dieses Antriebsgeräusches zeitgleich mit dem Betätigungsmanöver zum Wechseln in den Betriebsmodus statt, in dem eine größere Menge an regenerativem Strom erzeugt wird. Daher kann verhindert werden, dass der Bediener ein seltsames Gefühl entwickelt. Außerdem kann in dem Fall, in dem sowohl das zweite Hilfsaggregat als auch das erste Hilfsaggregat verwendet wird, um den regenerativen Strom zu verbrauchen, verhindert werden, dass der Bediener ein seltsames Gefühl entwickelt, selbst wenn die Erzeugung des Antriebsgeräuschs des zweiten Hilfsaggregats nicht zeitgleich mit dem oben erwähnten Betätigungsmanöver stattfindet, da das Antriebsgeräusch des zweiten Hilfsaggregats relativ leise ist.
  • In dem obigen Aspekt der Erfindung kann das Hilfsaggregat ein erstes Hilfsaggregat und ein zweites Hilfsaggregat umfassen. Ein Antriebsgeräusch des zweiten Hilfsaggregats ist leiser als ein Antriebsgeräusch des ersten Hilfsaggregats. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, das zweite Hilfsaggregat bei der Durchführung der Nichtaufladesteuerung zu veranlassen, den regenerativen Strom zu verbrauchen, und sowohl das erste Hilfsaggregat als auch das zweite Hilfsaggregat zu verwenden, um den regenerativen Strom zu verbrauchen, wenn das zweite Hilfsaggregat den regenerativen Strom alleine nicht verbrauchen kann.
  • Gemäß dem Fahrzeug dieses Aspekts der Erfindung wird sowohl das erste Hilfsaggregat als auch das zweite Hilfsaggregat verwendet, um den regenerativen Strom zu verbrauchen, wenn das zweite Hilfsaggregat bei Durchführung der Nichtaufladesteuerung den regenerativen Strom nicht alleine verbrauchen kann. Daher kann das Antriebsgeräusch der Hilfsaggregate, das durch den Verbrauch des regenerativen Stroms durch die Hilfsaggregate entsteht, verringert werden, und es kann verhindert werden, dass der Bediener ein seltsames Gefühl entwickelt.
  • Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs. Das Fahrzeug umfasst eine elektrische Speichervorrichtung, die eingerichtet ist, aufgeladen zu werden, einen elektrischen Antriebsmotor, der eingerichtet ist, durch Strom angetrieben zu werden und eingerichtet ist, regenerativen Strom zu erzeugen, und ein Hilfsaggregat, das eingerichtet ist, von dem regenerativen Strom angetrieben zu werden, der durch die regenerative Stromerzeugung des elektrischen Antriebsmotors erzeugt wurde. Das Verfahren umfasst: Zuführen des regenerativen Stroms an das Hilfsaggregat und Veranlassen des Hilfsaggregats, den regenerativen Strom zu verbrauchen, wenn sich die elektrische Speichervorrichtung in einem nicht aufladbaren Zustand befindet, in dem die elektrische Speichervorrichtung nicht aufgeladen werden kann; und, in einem Fall, in dem das Betätigungsmanöver zusammen mit der Erzeugung von dem regenerativen Strom durchgeführt wird, Zuführen des regenerativen Stroms an das Hilfsaggregat und Veranlassen des Hilfsaggregats, den regenerativen Strom gemäß eines Betätigungsmanövers zum Wechseln in einen Betriebsmodus, in dem eine größere Menge des regenerativen Stroms in dem Fahrzeug erzeugt wird, zu verbrauchen, selbst wenn sich die elektrische Speichervorrichtung in einem aufladbaren Zustand befindet, in dem die elektrische Speichervorrichtung aufgeladen werden kann.
  • Die Erfindung kann in Form verschiedener Ausführungsformen realisiert werden. Zum Beispiel kann die Erfindung zusätzlich zu dem oben erwähnten Fahrzeug und dem oben erwähnten Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs in Form von Ausführungsformen wie beispielsweise einem Verfahren zum Verbrauchen regenerativen Stroms realisiert werden, einem Computerprogramm, das das Verfahren zur Steuerung des Fahrzeugs realisiert, einem nicht flüchtigen Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist, und dergleichen.
  • Figurenliste
  • Merkmale, Vorteile und technische und gewerbliche Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:
    • 1 ein Blockdiagramm ist, das die Gesamtkonfiguration eines Brennstoffzellenfahrzeugs darstellt;
    • 2 ein Flussdiagramm ist, das einen Steuerprozessablauf für einen regenerativen Vorgang darstellt;
    • 3 ein Flussdiagramm ist, das einen anderen Steuerprozessablauf für einen regenerativen Vorgang darstellt; und
    • 4 ein Flussdiagramm ist, das noch einen weiteren Steuerprozessablauf für einen regenerativen Vorgang darstellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Erste Ausführungsform
  • Allgemeine Konfiguration des Brennstoffzellenfahrzeugs:
  • 1 ist eine erläuternde Ansicht, die schematisch die Gesamtkonfiguration eines Brennstoffzellenfahrzeugs 10 als erste Ausführungsform der Erfindung zeigt. Das Brennstoffzellenfahrzeug 10 ist mit einem Brennstoffzellensystem 15, einem Stromkreis 600, einem Heizsystem 700, einem elektrischen Antriebsmotor 820 und einer Steuereinheit 900 ausgestattet. Das Brennstoffzellensystem 15 ist mit einer Brennstoffzelle 660, einem Brenngaszufuhrsystem 200, einem Oxidationsgaszufuhrsystem 300, einem Abgassystem 400 und einem Kühlsystem 500 ausgestattet.
  • Die Brennstoffzelle 660 weist eine Stapelkonfiguration auf, bei der eine Mehrzahl von Einheitszellen aufeinander laminiert sind, und erzeugt Strom, indem ihr Brenngas zugeführt wird, das Wasserstoff enthält, und Oxidationsgas, das Sauerstoff enthält. Die Brennstoffzelle 660 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist eine Polymerelektrolytbrennstoffzelle. In jeder der Einheitszellen, die die Brennstoffzelle 660 bilden, ist auf einer Anodenseite ein Strömungskanal (ein anodenseitiger Strömungskanal) ausgebildet, durch den Brenngas strömt, und auf der Kathodenseite ist ein Strömungskanal (ein kathodenseitiger Strömungskanal) ausgebildet, durch den Oxidationsgas strömt, wobei eine Elektrolytmembran dazwischen angeordnet ist. Außerdem ist ein Kühlmittelströmungskanal, durch den ein Kühlmittel bzw. Kältemittel zur Kühlung der Brennstoffzelle 660 strömt, in der Brennstoffzelle 660 ausgebildet. Überdies ist die Brennstoffzelle 660 nicht unbedingt eine Polymerelektrolytbrennstoffzelle. Es können auch andere Brennstoffzellen, wie beispielsweise eine Festoxid-Brennstoffzelle und dergleichen, eingesetzt werden.
  • Das Brenngaszufuhrsystem 200 ist mit einem Brenngastank 210, einem Brenngaszufuhrrohr 220, einen Brenngasabgasrohr 230, einen Brenngasrückführungsrohr 240, einem Hauptventil 250, einer Regulierungseinrichtung 260, einem Injektor 270, einem Gas-Flüssigkeitsabscheider 280 und einer Wasserstoffpumpe 290 ausgestattet. Der Brenngastank 210 ist eine Speichervorrichtung, in der Wasserstoffgas als Brenngas gespeichert ist, und ist über das Brenngaszufuhrrohr 220 mit der Brennstoffzelle 660 verbunden. Bei dem Brenngaszufuhrsystem 200 wird das Wasserstoffgas, das in dem Brenngastank 210 gespeichert ist, dem anodenseitigen Strömungskanal der Brennstoffzelle 660 durch das Öffnen/Schließen von dem Strömungskanal des Brenngaszufuhrrohrs 220 über das Hauptventil 250 zugeführt, nachdem es in der Regulierungseinrichtung 260 dekomprimiert und aus dem Injektor 270 abgelassen wurde.
  • Das Brenngasabgasrohr 230 ist ein Strömungskanal, durch den das Anodenabgas strömt, das aus der Brennstoffzelle 660 abgelassen wird. Das Brenngasrückführungsrohr 240 ist mit dem Brenngasabgasrohr 230 und einer Region des Brenngaszufuhrrohrs 220 verbunden, die sich stromabwärtsseitig von dem Injektor 270 befindet. Das Anodenabgas, das aus der Brennstoffzelle 660 an das Brenngasabgasrohr 230 abgelassen wird, wird über das Brenngasrückführungsrohr 240 erneut in das Brenngaszufuhrrohr 220 eingebracht. Daher zirkuliert in dem Brennstoffzellensystem 15 Brenngas durch das Brenngasabgasrohr 230, das Brenngasrückführungsrohr 240, einen Teil des Brenngaszufuhrrohrs 220 und den Strömungskanal des Brenngases, der in der Brennstoffzelle 660 ausgebildet ist, während Wasserstoff durch Stromerzeugung verbraucht wird. Das Brenngasrückführungsrohr 240 ist mit der oben erwähnten Wasserstoffpumpe 290 ausgestattet, um eine Antriebskraft für ein Zirkulieren von Brenngas in dem Strömungskanal zu erzeugen und die Strömungsrate des Brenngases anzupassen.
  • Der Gas-Flüssigkeitsabscheider 280 ist in einem Abschnitt ausgebildet, in dem das Brenngasabgasrohr 230 und das Brenngasrückführungsrohr 240 miteinander verbunden sind. Anodenabgas enthält Verunreinigungen wie beispielsweise Stickstoff, Dämpfe und dergleichen sowie den Wasserstoff, der nicht durch die Stromerzeugung verbraucht wurde. Der Gas-Flüssigkeitsabscheider 280 trennt das Wasser in dem Anodenabgas von Gasen (Wasserstoff, Stickstoff und dergleichen) ab. In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung werden die Verunreinigungen über den Gas-Flüssigkeitsabscheider 280 aus dem Brenngas entfernt, das in dem oben erwähnten Strömungskanal zirkuliert. Das Entfernen der Verunreinigungen wird später beschrieben.
  • Das Oxidationsgaszufuhrsystem 300 ist mit einem Luftverdichter 320, einem Oxidationsgaszufuhrrohr 330 und einem Strömungsverteilerventil 340 ausgestattet. Die Brennstoffzelle 660 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung verwendet Luft als Oxidationsgas. Der Luftverdichter 320 komprimiert Luft, indem er von einem Luftverdichtermotor 350 angetrieben wird, und führt dem kathodenseitigen Strömungskanal der Brennstoffzelle 660 Luft über das Oxidationsgaszufuhrrohr 330 zu. Das Strömungsverteilerventil 340 ist an einem Verbindungsabschnitt des Oxidationsgaszufuhrrohrs 330 ausgebildet, an dem das später beschriebene Oxidationsgasumleitungsrohr 450 mit dem Oxidationsgaszufuhrrohr 330 verbunden ist.
  • Das Abgassystem 400 ist mit einem Abgasrohr 410, einem Druckregelventil 420, einem Brenngasablassrohr 430, einem Spülventil 440, einem Oxidationsgasumleitungsrohr 450 und einem Schalldämpfer 470 ausgestattet. Das Abgasrohr 410 ist ein Strömungskanal, durch den Kathodenabgas aus der Brennstoffzelle 660 abgelassen wird. Das Druckregelventil 420 ist in dem Abgasrohr 410 ausgebildet. Das Druckregelventil 420 regelt den Druck von Oxidationsgas in der Brennstoffzelle 660. Das Brenngasablassrohr 430 verbindet den Gas-Flüssigkeitsabscheider 280 und das Abgasrohr 410 miteinander. Das Spülventil 440 ist in dem Brenngasablassrohr 430 ausgebildet. Die Steuereinheit 900 öffnet das Spülventil 440 und lässt Wasser und Gase aus dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 280 ab, wenn die Konzentration von Stickstoff in dem Anodenabgas hoch wird oder wenn die Wassermenge in dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 280 groß wird. Daher wird die Konzentration an Verunreinigungen in dem Brenngas, das in dem Strömungskanal zirkuliert, wie bereits beschrieben reduziert. In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist das Brenngasablassrohr 430 mit dem Abgasrohr 410 in einer Region stromabwärtsseitig von dem Druckregelventil 420 verbunden und das Wasserstoffgas in dem Anodenabgas, das über das Spülventil 440 abgelassen wird, wird durch das Kathodenabgas verdünnt, bevor es in die Atmosphäre ausgestoßen wird.
  • Das Oxidationsgasumleitungsrohr 450 verbindet das Oxidationsgaszufuhrrohr 330 und das Abgasrohr 410 miteinander. Die Strömungsverteilerventil 340, das bereits erwähnt wurde, ist in dem Verbindungsabschnitt ausgebildet, in dem das Oxidationsgasumleitungsrohr 450 und das Oxidationsgaszufuhrrohr 330 miteinander verbunden sind. Wenn das Spülventil 440 geöffnet wird, erhöht die Steuereinheit 900 den Antriebsgrad des Luftverdichters 320 und steuert das Strömungsverteilerventil 340, um die Luft zu veranlassen, durch das Oxidationsgasumleitungsrohr 450 zu strömen. Daher kann das Wasserstoffgas, das über das Spülventil 440 in das Abgasrohr 410 abgelassen wird, ausreichend verdünnt werden, unabhängig von der durch die Brennstoffzelle 660 erzeugten Strommenge. Überdies kann in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung der Antriebsgrad des Luftverdichters 320 erhöht werden, um regenerativen Strom zu verbrauchen, wie später noch beschrieben wird. In diesem Fall kann verhindert werden, dass die Strömungsrate des Oxidationsgases, das der Brennstoffzelle 660 zugeführt wird, steigt, indem das Strömungsverteilerventil 340 gesteuert wird und Luft veranlasst wird, durch das Oxidationsgasumleitungsrohr 450 zu strömen. Der Schalldämpfer 470 ist in dem Abgasrohr 410 stromabwärtsseitig von dem Verbindungsabschnitt ausgebildet, in dem das Brenngasablassrohr 430 und das Oxidationsgasumleitungsrohr 450 miteinander verbunden sind, und verringert ein Abgasgeräusch.
  • Das Kühlsystem 500 ist mit einem Kühlmittelzufuhrrohr 510, einem Kühlmittelablassrohr 515, einem Kühlmittelumleitungsrohr 550, einer Kühlmittelpumpe 525, einem Radiator 530 und einem Umschaltventil 565 ausgestattet. Das Kühlmittelzufuhrrohr 510 ist ein Rohr für das Zuführen des Kühlmittels bzw. Kältemittels an die Brennstoffzelle 660 und die Kühlmittelpumpe 525 ist in dem Kühlmittelzufuhrrohr 510 angeordnet. Das Kühlmittelablassrohr 515 ist ein Rohr zum Ablassen des Kühlmittels aus der Brennstoffzelle 660. Der Radiator 530 für das Kühlen des Kühlmittels ist zwischen einem stromabwärtsseitigen Abschnitt des Kühlmittelablassrohrs 515 und einem stromaufwärtsseitigen Abschnitt des Kühlmittelzufuhrrohrs 510 ausgebildet. Der Radiator 530 ist mit einem Kühlerlüfter 535 versehen. Der Kühlerlüfter 535 liefert dem Radiator 530 Wind und fördert die Abfuhr von Wärme von dem Radiator 530. Die oben erwähnte Kühlmittelpumpe 525 passt die Strömungsrate des Kühlmittels an, das durch das Kühlmittelzufuhrrohr 510, das Kühlmittelablassrohr 515 und den Kühlmittelströmungskanal in der Brennstoffzelle 660 zirkuliert.
  • Das Kühlmittelumleitungsrohr 550 ist ein Strömungskanal, der das Kühlmittelzufuhrrohr 510 und das Kühlmittelablassrohr 515 miteinander verbindet. Das Umschaltventil 565 ist an einem Verbindungsabschnitt ausgebildet, in dem das Kühlmittelablassrohr 515 und das Kühlmittelumleitungsrohr 550 miteinander verbunden sind. Das Umschaltventil 565 ist ein Ventil, das fähig ist, das Verhältnis von Kühlmittelmenge, die durch den Radiator 530 strömt, und der Kühlmittelmenge, die strömt und dabei den Radiator 530 umgeht, zu verändern, und ist in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung als Dreiwegeventil eingerichtet. In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung kann der Antriebsgrad der Kühlmittelpumpe 525, wie später noch beschrieben wird, erhöht werden, um regenerativen Strom zu verbrauchen. In diesem Fall kann die Brennstoffzelle 660 daran gehindert werden, übermäßig gekühlt zu werden, indem das Kühlmittel veranlasst wird, durch das Kühlmittelumleitungsrohr 550 zu strömen, indem das Umschaltventil 565 gesteuert wird.
  • Der Stromkreis 600 ist mit der Brennstoffzelle 660 ausgestattet, die auch zu dem Brennstoffzellensystem 15 gehört, einem Brennstoffzellenaufwärtswandler 605 (einem FDC 605), einem Wechselrichter 610, einem Batteriewandler 630 und einer Sekundärbatterie 650. Ein elektrischer Antriebsmotor 820, Niederspannungshilfsaggregate 840 und Hochspannungshilfsaggregate 860 sind mit dem Stromkreis 600 verbunden.
  • Der Brennstoffzellenaufwärtswandler 605 ist ein Gleichspannungswandler, der eine Ausgangsspannung der Brennstoffzelle 660 auf eine hohe Spannung erhöht, die von dem elektrischen Antriebsmotor 820 verwendet werden kann. Der Wechselrichter 610 wandelt den Gleichstrom, der von dem Brennstoffzellenaufwärtswandler 605 erhöht wurde, in Wechselstrom um und führt den Wechselstrom dem elektrischen Antriebsmotor 820 zu. Der elektrische Antriebsmotor 820 ist ein Elektromotor, der Räder eines Fahrzeugs antreibt und eine Regenerierung ausführt, um bei Verzögerung des Fahrzeugs regenerativen Strom zu erzeugen.
  • Der Batteriewandler 630 ist ein Zweirichtungs-Gleichspannungswandler, der die Spannung, die von dem Brennstoffzellenaufwärtswandler 605 erhöht wurde, oder eine Spannung, die durch regenerative Betätigung des elektrischen Antriebsmotors 820 erzeugt wurde, reduziert, und die reduzierte Spannung der Sekundärbatterie 650 zuführt, oder die Spannung der Sekundärbatterie 650 erhöht und die erhöhte Spannung dem Wechselrichter 610 zuführt. Die Sekundärbatterie 650 wird mit dem von der Brennstoffzelle 660 erzeugten Strom und dem regenerativen Strom von dem elektrischen Antriebsmotor 820 aufgeladen. Die Sekundärbatterie 650 fungiert als Stromzufuhr, welche eingerichtet ist, den elektrischen Antriebsmotor 820 und die Niederspannungshilfsaggregate 840 anzutreiben. Die Sekundärbatterie 650 kann zum Beispiel als Lithium-Ionen-Batterie oder als Nickel-Hydrid-Batterie eingerichtet sein. Die Sekundärbatterie 650 kann eine wiederaufladbare elektrische Speichervorrichtung sein. Anstatt als Sekundärbatterie eingerichtet zu sein, kann diese elektrische Speichervorrichtung zum Beispiel ein Kondensator sein. Überdies ist die Sekundärbatterie 650 mit einem Batteriesensor 655 ausgebildet, um Betriebszustände wie beispielsweise Spannung, Stromstärke, verbleibende Kapazität (SOC) und dergleichen der Sekundärbatterie 650 zu erfassen.
  • Die Niederspannungshilfsaggregate 840 und die Hochspannungshilfsaggregate 860 bilden eine Gruppe an Hilfsaggregaten, die in jeweiligen Abschnitten des Brennstoffzellenfahrzeugs 10 angeordnet sind und umfassen Brennstoffzellenhilfsaggregate, die in dem Brennstoffzellensystem 15 umfasst sind, und Fahrzeughilfsaggregate bezüglich der Steuerung des Zustands des Brennstoffzellenfahrzeugs 10. Die Niederspannungshilfsaggregate 840, die mit einer relativ niedrigen Spannung angetrieben werden, können, zum Beispiel, Lichtvorrichtungen wie beispielsweise Scheinwerfer, Bremsleuchten und dergleichen, Blinker, Wischer, Messinstrument und dergleichen in einem Armaturenbrett und eine Navigationsvorrichtung 80, die später beschrieben wird, als Fahrzeughilfsaggregate umfassen. Außerdem können die Niederspannungshilfsaggregate 840 Antriebseinheiten zum Öffnen/Schließen verschiedener Ventile in Leitungen für Brenngas, Oxidationsgas und dem Kühlmittel als Brennstoffzellenhilfsaggregate umfassen. Die Hochspannungshilfsaggregate 860, die mit einer relativ hohen Spannung angetrieben werden, können, zum Beispiel, die Kühlmittelpumpe 525, den Luftverdichter 320, die Wasserstoffpumpe 290 und die Kühlerlüfter 535 als Brennstoffzellenhilfsaggregate umfassen. Außerdem können die Hochspannungshilfsaggregate 860 eine elektrische Heizvorrichtung 730 des Heizsystems 700, das später beschrieben wird, als Fahrzeughilfsaggregat umfassen. Überdies wird den Niederspannungshilfsaggregaten 840 Strom zugeführt, der erhalten wird, indem ein Strom, der von einem Kabel zugeführt wird, welches den Batteriewandler 630 und die Sekundärbatterie 650 miteinander verbindet, unter Verwendung eines Gleichspannungswandlers (nicht gezeigt) weiter herabtransformiert wird. Außerdem können die Hochspannungshilfsaggregate 860 mit dem Kabel verbunden sein, das den Batteriewandler 630 und die Sekundärbatterie 650 miteinander verbindet, zusätzlich zu einer Verbindung mit einem Kabel, das den Wechselrichter 610 und den Batteriewandler 630 miteinander verbindet, wie in 1 gezeigt.
  • Das Heizsystem 700 wird verwendet, um das Brennstoffzellenfahrzeug 10 zu heizen und ist mit einem Zweigrohr 705, einem Dreiwegeventil 740, einem Heißwasserzufuhrrohr 710, einer Heißwasserpumpe 725, der elektrischen Heizvorrichtung 730, einem Heizkern 720, einem Heißwasserablassrohr 715 und einem Heißwasserzirkulationsrohr 735 ausgestattet. Das Zweigrohr 705 und das Heißwasserablassrohr 715 sind mit dem zuvor erwähnten Kühlmittelablassrohr 515 verbunden, mit dem das Kühlsystem 500 ausgestattet ist. Das Zweigrohr 705, das Heißwasserzufuhrrohr 710 und das Heißwasserablassrohr 715 sind aufeinanderfolgend miteinander verbunden. Dem Zweigrohr 705 wird ein Teil des erwärmten Kühlmittels zugeführt, der aus der Brennstoffzelle 660 abgelassen wurde. Das Dreiwegeventil 740 ist in einem Verbindungsabschnitt ausgebildet, in dem das Zweigrohr 705 und das Heißwasserzufuhrrohr 710 miteinander verbunden sind. Das Dreiwegeventil 740 passt die Verteilung des Kühlmittels von dem Kühlsystem 500 an das Heizsystem 700 an. Das Heißwasserzufuhrrohr 710 ist mit einer Heißwasserpumpe 725 ausgebildet, die eine Antriebskraft erzeugt, um das Kühlmittel zu veranlassen, durch die Leitung des Heizsystems 700 und der elektrischen Heizvorrichtung 730 zu fließen, um das Kühlmittel, das durch das Heißwasserzufuhrrohr 710 fließt, zu erwärmen. Der Heizkern 720 zur Erwärmung von Luft durch die Nutzung der Hitze des Kühlmittels, das durch das Heizsystem 700 fließt, ist in einem Verbindungsabschnitt ausgebildet, in dem das Heißwasserzufuhrrohr 710 und das Heißwasserablassrohr 715 miteinander verbunden sind. Die von dem Heizkern 720 erwärmte Luft wird in das Brennstoffzellenfahrzeug 10 eingeführt und dazu verwendet, das Innere des Fahrzeugs zu heizen. Das Heißwasserablassrohr 715 führt das Kühlmittel, das aus dem Heizkern 720 abgelassen wurde, zu dem Kühlmittelablassrohr 515 des Kühlsystems 500 zurück. Das Heißwasserzirkulationsrohr 735 verbindet das Heißwasserablassrohr 715 und das Dreiwegeventil 740 miteinander und führt das Kühlmittel, das aus dem Heizkern 720 abgelassen wird, in das Heißwasserzufuhrrohr 710 zurück.
  • Die Steuereinheit 900 ist als Mikrocomputer eingerichtet und weist eine CPU, einen ROM, einen RAM und Eingabe-/Ausgabe-Schnittstellen auf. Die Steuereinheit 900 führt eine Stromerzeugungssteuerung des Brennstoffzellensystems 15 durch und führt die Steuerung des gesamten Brennstoffzellenfahrzeugs 10 einschließlich des Stromkreises 600 durch. Die Steuereinheit 900 bezieht Ausgangssignale von Sensoren, die an den jeweiligen Abschnitten des Brennstoffzellenfahrzeugs 10 ausgebildet sind (einschließlich Sensoren, die an jeweiligen Abschnitten des Brennstoffzellensystems 15, einem Gaspedalbetätigungsgrößensensor, einem Bremspedalsensor, einem Schaltpositionssensor und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ausgebildet sind) und bezieht ferner Informationen bezüglich einer eingestellten Fahrroute und dergleichen von der später beschriebenen Navigationsvorrichtung 80, die in dem Brennstoffzellenfahrzeug 10 angebracht ist. Dann gibt die Steuereinheit 900 an die jeweiligen Abschnitte Antriebssignale bezüglich Stromerzeugung, Fahren und dergleichen des Brennstoffzellenfahrzeugs 10 aus. Konkret ausgedrückt, gibt die Steuereinheit 900 Antriebssignale an die Brennstoffzellenhilfsaggregate, Fahrzeughilfsaggregate und dergleichen aus, die bereits erwähnt wurden. Zu dieser Zeit kann die Steuereinheit 900 die Zufuhr von Strom an die Sekundärbatterie 650 und die jeweiligen Hilfsaggregate von der Brennstoffzelle 660 und dem elektrischen Antriebsmotor 820 steuern. Überdies ist die Steuereinheit 900, die die oben erwähnten Funktionen durchführt, nicht notwendigerweise als einzelne Steuereinheit eingerichtet. Zum Beispiel kann die Steuereinheit 900 als eine Mehrzahl an Steuereinheiten eingerichtet sein, wie beispielsweise eine Steuereinheit bezüglich des Betriebs des Brennstoffzellensystems 15, eine Steuereinheit bezüglich des Fahrens des Brennstoffzellenfahrzeugs 10, eine Steuereinheit, die die Steuerung der Fahrzeughilfsaggregate durchführt, die für das Fahren irrelevant sind, und dergleichen, und erforderliche Informationen können unter der Mehrzahl an Steuereinheiten ausgetauscht werden.
  • Die Steuereinheit 900 führt eine erste Steuerung, eine zweite Steuerung und eine dritte Steuerung durch. Bei der ersten Steuerung wird die Sekundärbatterie 650 mit regenerativem Strom aufgeladen, wenn sich die Sekundärbatterie 650 in einem später beschriebenen aufladbarem Zustand, befindet. Bei der zweiten Steuerung wird mindestens einem der Hilfsaggregate regenerativer Strom zugeführt und daher verbraucht, wenn sich die Sekundärbatterie 650 in einem nicht aufladbaren Zustand befindet, der später beschrieben wird. Bei der dritten Steuerung wird in dem Fall, in dem ein Betätigungsmanöver zum Wechseln in einen Betriebsmodus, in dem eine größere Menge an regenerativem Strom in dem Brennstoffzellenfahrzeug 10 erzeugt wird, zusammen mit der Erzeugung von regenerativem Strom durchgeführt wird, der regenerative Strom mindestens einem der Hilfsaggregate zugeführt und daher gemäß dem erwähnten Betätigungsmanöver verbraucht, selbst wenn sich die Sekundärbatterie 650 in dem aufladbaren Zustand befindet. Diese Steuerungsarten, die von der Steuereinheit 900 durchgeführt werden, werden nachfolgend im Detail beschrieben.
  • Steuerung zu der Zeit regenerativer Betätigung:
  • 2 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerprozessablauf für einen regenerativen Vorgang darstellt, der von der Steuereinheit 900 des Brennstoffzellenfahrzeugs 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird. Der vorliegende Ablauf wird von der CPU der Steuereinheit 900 wiederholt ausgeführt, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug 10 aktiviert wird.
  • Wenn der vorliegende Ablauf aktiviert wird, bestimmt die CPU der Steuereinheit 900, ob ein regenerativer Strom von dem elektrischen Antriebsmotor 820 des Brennstoffzellenfahrzeugs 10 erzeugt wurde (Schritt S100). In Schritt S100 kann bestimmt werden, dass ein regenerativer Strom erzeugt wurde, zum Beispiel wenn der Gaspedalbetätigungsgrößensensor erfasst, dass ein Gaspedal inaktiv ist, während der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfasst, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit größer gleich einem vorgegebenen Referenzwert ist. Außerdem kann bestimmt werden, dass ein regenerativer Strom erzeugt wurde, wenn der Bremspedalsensor eine Betätigung eines Bremspedals erfasst, während der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfasst, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit größer gleich dem vorgegebenen Referenzwert ist. Alternativ kann ein regenerativer Strom direkt in dem Stromkreis 600 erfasst werden. In diesem Fall kann bestimmt werden, dass ein regenerativer Strom erzeugt wurde, wenn der regenerative Strom größer gleich einem vorgegebenen Referenzwert ist, zusätzlich zu einer Bestimmung, dass ein regenerativer Strom erzeugt wurde, wenn der regenerative Strom einen positiven Wert annimmt.
  • Wenn in Schritt S100 bestimmt wird, dass kein regenerativer Strom erzeugt wurde (NEIN in Schritt S100), beendet die CPU der Steuereinheit 900 den vorliegenden Ablauf.
  • Wenn in Schritt S100 bestimmt wird, dass ein regenerativer Strom erzeugt wurde (JA in Schritt S100), bestimmt die CPU der Steuereinheit 900 basierend auf einem Erfassungssignal des Schaltpositionssensors, ob ein Herunterschalten durchgeführt wurde (Schritt S110). In Schritt S110 der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung wird bestimmt, dass ein Herunterschalten durchgeführt wurde, wenn eine Betätigung des Herunterschaltens durchgeführt wird und wenn ein Zustand des Herunterschaltens fortbesteht. Bei dem Brennstoffzellenfahrzeug 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung können fünf Schaltpositionen verwendet werden. Die fünf Schaltpositionen können beispielsweise fünf Bereiche P, R, N, D und B sein, welche eine Schaltposition für Parken, eine Schaltposition für Rückwärtsfahrt, eine Schaltposition für Leerlauf, eine Schaltposition für Vorwärtsfahrt und eine Schaltposition für Bremsen darstellen können. Eine größere Menge an regenerativem Strom wird in einem Betriebsmodus erzeugt, der eingestellt wird, wenn der B-Bereich ausgewählt wird, im Vergleich zu wenn ein Betriebsmodus eingestellt wird, wenn der D-Bereich ausgewählt wird. In Schritt S110 wird bestimmt, dass ein Herunterschalten durchgeführt wurde, wenn zum Beispiel ein Wechsel von dem D-Bereich in den B-Bereich vorgenommen wird und wenn der B-Bereich beibehalten wird.
  • Überdies erlaubt es das Brennstoffzellenfahrzeug 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung, die Schaltposition durch einen Schalthebel zu wechseln, aber es kann eine andere Konfiguration eingesetzt werden. Zum Beispiel kann ein Schalter zur Eingabe eines Befehls, einen Wechsel zwischen Betriebsmodi des Brennstoffzellenfahrzeugs 10 vorzunehmen, anstelle des Schalthebels ausgebildet sein. Auch können die Betriebsmodi, die durch diesen Schalter oder dergleichen eingestellt werden, einen Betriebsmodus umfassen, in dem eine größere Menge an regenerativem Strom erzeugt wird, und einen Betriebsmodus, in dem eine kleinere Menge an regenerativem Strom erzeugt wird. In Schritt S110 wird möglicherweise nicht bestimmt, ob ein Herunterschalten durchgeführt wurde, aber es kann bestimmt werden, ob ein Betätigungsmanöver zum Wechseln in den Betriebsmodus, in dem eine größere Menge an regenerativem Strom erzeugt wird, in dem Brennstoffzellenfahrzeug 10 durchgeführt wurde.
  • Wenn in Schritt S110 bestimmt wird, dass ein Herunterschalten durchgeführt wurde, das heißt, ein Betätigungsmanöver zum Wechseln in den Betriebsmodus, in dem eine größere Menge an regenerativem Strom erzeugt wird, durchgeführt wurde (JA in Schritt S110), übermittelt die CPU der Steuereinheit 900 ein Antriebssignal an mindestens eine der Hilfsaggregate, um einen Hilfsaggregatantriebsgrad zu erhöhen (Schritt S120) und beendet den aktuellen Ablauf. So wird mindestens eines der Hilfsaggregate veranlasst, den regenerativen Strom zu verbrauchen. Das heißt, wenn ein Betätigungsmanöver zum Wechseln in den Betriebsmodus, in dem eine größere Menge an regenerativem Strom erzeugt wird, in Schritt S110 durchgeführt wird, wird der regenerative Strom durch die Verwendung von mindestens einem der Hilfsaggregate gemäß dem erwähnten Betätigungsmanöver verbraucht, selbst wenn sich die Sekundärbatterie 650 in dem aufladbaren Zustand befindet. Außerdem wird, wenn der Zustand des Herunterschaltens in Schritt S110 fortbesteht, der Vorgang des Verbrauchs von regenerativem Strom durch die Verwendung von mindestens einem der Hilfsaggregate fortgesetzt. Die Steuerung in Schritt S120, bei der mindestens eines der Hilfsaggregate veranlasst wird, den regenerativen Strom zu verbrauchen, wenn der regenerative Strom erzeugt wurde (JA in Schritt S100) und das Herunterschalten durchgeführt wurde (JA in Schritt S110), wird auch als „dritte Steuerung“ bezeichnet oder als „spezifische Manöversteuerung“.
  • Konkret ausgedrückt kann zum Beispiel der Luftverdichter 320 als mindestens eines der zuvor erwähnten Hilfsaggregate verwendet werden, um den regenerativen Strom zu verbrauchen. Es ist hierbei anzumerken, dass keine Last des elektrischen Antriebsmotors 820 erforderlich ist, wenn ein regenerativer Strom erzeugt wird. Wenn in der Brennstoffzelle 660 im Wesentlichen kein Strom erzeugt wird und der Luftverdichter 320 angehalten ist, wenn ein regenerativer Strom erzeugt wird, wird der Luftverdichter 320 aktiviert und beginnt damit, den regenerativen Strom in Schritt S120 zu verbrauchen. Wenn die Brennstoffzelle 660 Strom erzeugt, zum Beispiel, um eine Klimaanlage in dem Brennstoffzellenfahrzeug 10 anzutreiben, wenn ein regenerativer Strom erzeugt wird, wird außerdem der Antriebsgrad des Luftverdichters 320 in Schritt S120 über eine von der oben erwähnten Klimaanlage oder dergleichen benötigte Last erhöht. Wie bisher beschrieben umfasst „der Anstieg des Hilfsaggregatantriebsgrads“ in Schritt S120 einen „Anstieg des Antriebsgrads von einem Zustand, in dem mindestens eines der Hilfsaggregate angetrieben wird“ und „Aktivierung mindestens eines der Hilfsaggregate“.
  • Verschiedene andere Hilfsaggregate als der Luftverdichter 320 können als mindestens eines der Hilfsaggregate eingesetzt werden, die verwendet werden, um den regenerativen Strom in Schritt S120 zu verbrauchen, aber es ist wünschenswert, dass die Hochspannungshilfsaggregate 860 so übernommen werden, dass der regenerative Strom ausreichend verbraucht werden kann. Zum Beispiel kann anstelle des Luftverdichters 320 die Kühlmittelpumpe 525, die Wasserstoffpumpe 290, der Kühlerlüfter 535 oder die elektrische Heizvorrichtung 730 verwendet werden. Alternativ kann noch ein anderes Brennstoffzellenhilfsaggregat oder ein anderes Fahrzeughilfsaggregat verwendet werden. Eine Mehrzahl an Hilfsaggregaten, die aus den oben erwähnten Hilfsaggregaten ausgewählt werden, kann verwendet werden, um den regenerativen Strom zu verbrauchen. Überdies kann das Strömungsverteilerventil 340 so gesteuert werden, dass es die Menge an Gas, das durch das Oxidationsgasumleitungsrohr 450 fließt, in dem Fall erhöht, in dem es wünschenswert ist, zu verhindern, dass die Strömungsrate von Oxidationsgas, das der Brennstoffzelle 660 zugeführt wird, erhöht wird, wenn der Luftverdichter 320 verwendet wird, um den regenerativen Strom zu verbrauchen. Außerdem kann das Umschaltventil 565 so gesteuert werden, dass es die Strömungsrate des Kühlmittels, das durch das Kühlmittelumleitungsrohr 550 fließt, in dem Fall ändert, in dem es wünschenswert ist, zu verhindern, dass sich die Kühleffizienz der Brennstoffzelle 660 ändert, wenn die Kühlmittelpumpe 525 oder der Kühlerlüfter 535 verwendet wird, um den regenerativen Strom zu verbrauchen. Außerdem kann der Vorgang, bei dem Luft, die von dem Heizkern 720 erwärmt wurde, in das Fahrzeug geführt wird, unterbunden werden, oder der Antriebsgrad des Kühlerlüfters 535 kann weiter erhöht werden, um die Temperatur des Kühlmittels in dem Fall zu senken, in dem es wünschenswert ist, zu verhindern, dass das Fahrzeuginnere erwärmt wird, wenn die elektrische Heizvorrichtung 730 verwendet wird, um den regenerativen Strom zu verbrauchen.
  • Wenn in Schritt S110 bestimmt wird, dass kein Herunterschalten durchgeführt wurde (das Betätigungsmanöver zum Wechseln in den Betriebsmodus, in dem eine größere Menge an regenerativem Strom erzeugt wird, wurde nicht durchgeführt) (NEIN in Schritt S110), bestimmt die CPU der Steuereinheit 900, ob die Sekundärbatterie 650 sich in dem nicht aufladbaren Zustand befindet, in dem die Sekundärbatterie 650 nicht aufgeladen werden kann (Schritt S130). Der nicht aufladbare Zustand kann zum Beispiel ein Zustand sein, in dem die verbleibende Kapazität der Sekundärbatterie 650 größer gleich einem vorgegebenen Referenzwert ist, der ein Wert ist, bei dem die Sekundärbatterie 650 nicht weiter aufgeladen werden sollte. Außerdem kann der nicht aufladbare Zustand ein Zustand sein, in dem die Sekundärbatterie 650 kontinuierlich über eine vorgegebene Referenzzeit oder mehr aufgeladen wurde. Wenn die Sekundärbatterie 650 kontinuierlich aufgeladen wird, können die Substanzen der Sekundärbatterie 650 beeinflusst werden. Daher ist es wünschenswert, die kontinuierliche Ladezeit der Sekundärbatterie 650 zu begrenzen, um zu verhindern, dass die Sekundärbatterie 650 beeinträchtigt wird, sodass basierend auf der kontinuierlichen Ladezeit bestimmt werden kann, ob sich die Sekundärbatterie 650 in dem nicht aufladbaren Zustand befindet. Alternativ kann zum Beispiel ein beliebiger Zustand, in dem die Menge an regenerativem Strom einen aufladbaren Strom in der Sekundärbatterie 650 überschreitet, als nicht aufladbarer Zustand angesehen werden, selbst wenn der aufladbare Strom in der Sekundärbatterie 650 einen positiven Wert annimmt.
  • Wenn in Schritt S130 bestimmt wird, dass sich die Sekundärbatterie 650 in dem nicht aufladbaren Zustand befindet (JA in Schritt S130), geht die CPU der Steuereinheit 900 zu Schritt S120 über und beendet den vorliegenden Ablauf. Das heißt, der Hilfsaggregatantriebsgrad wird erhöht und es wird veranlasst, dass mindestens eines der Hilfsaggregate den regenerativen Strom verbraucht. Die Steuerung in Schritt S120, bei der mindestens eines der Hilfsaggregate veranlasst wird, den regenerativen Strom zu verbrauchen, wenn bestimmt wird, dass sich die Sekundärbatterie 650 in dem nicht aufladbaren Zustand befindet (JA in Schritt S130), der regenerative Strom erzeugt wurde (JA in Schritt S100), aber kein Herunterschalten durchgeführt wurde (NEIN in Schritt S110), wird auch als „zweite Steuerung“ bezeichnet. Die Steuerung, bei der mindestens eines der Hilfsaggregate veranlasst wird, den regenerativen Strom in dem Fall zu verbrauchen, in dem die Sekundärbatterie 650 derart in dem nicht aufladbaren Zustand ist, wird auch als „Nichtaufladesteuerung“ bezeichnet.
  • Falls in Schritt S130 bestimmt wird, dass sich die Sekundärbatterie 650 nicht in dem nicht aufladbaren Zustand befindet, also dass sich die Sekundärbatterie 650 in dem aufladbaren Zustand befindet, in dem die Sekundärbatterie 650 aufgeladen werden kann (NEIN in Schritt S130), führt die CPU der Steuereinheit 900 die Steuerung durch, bei der die Sekundärbatterie 650 mit einem regenerativen Strom aufgeladen wird (Schritt S140) und beendet den vorliegenden Ablauf. Falls die Sekundärbatterie 650 noch nicht mit dem regenerativen Strom aufgeladen wurde, wird das Aufladen der Sekundärbatterie 650 mit dem regenerativen Strom in Schritt S140 begonnen. Wenn die Sekundärbatterie 650 bereits mit dem regenerativen Strom aufgeladen wurde, wird das Aufladen der Sekundärbatterie 650 mit dem regenerativen Strom in Schritt S140 fortgesetzt. Die Steuerung in Schritt S140, bei der die Sekundärbatterie 650 mit dem regenerativen Strom aufgeladen wird, wenn bestimmt wird, dass sich die Sekundärbatterie 650 in dem aufladbaren Zustand befindet (NEIN in Schritt S130), der regenerative Strom erzeugt wurde (JA in Schritt S100), aber kein Herunterschalten durchgeführt wurde (NEIN in Schritt S110), wird auch als „erste Steuerung“ bezeichnet.
  • Wie bisher beschrieben wird in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung die dritte Steuerung (spezifische Manöversteuerung) entsprechend der Durchführung des Herunterschaltens gestartet, wenn ein Herunterschalten (JA in Schritt S110) durchgeführt wird und regenerativer Strom durch die wiederholte Ausführung des regenerativen Betätigungssteuerablaufs aus 2 erzeugt wurde (JA in Schritt S100). Dann wird die dritte Steuerung fortgeführt, während der Zustand des Herunterschaltens beibehalten wird (JA in Schritt S110), wenn regenerativer Strom erzeugt wurde (JA in Schritt S100). Wenn der regenerative Strom danach verschwindet (NEIN in Schritt S100), wird die dritte Steuerung abgebrochen. Wenn der Betriebsmodus gewechselt wird, um ein Hochschalten oder dergleichen durchzuführen (NEIN in Schritt S110), obwohl der regenerative Strom erzeugt wurde (JA in Schritt S100), wird außerdem von der dritten Steuerung zu der ersten Steuerung oder der zweiten Steuerung abhängig davon gewechselt, ob sich die Sekundärbatterie 650 in dem aufladbaren Zustand oder dem nicht aufladbaren Zustand befindet.
  • Wenn das Brennstoffzellenfahrzeug 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung wie oben beschrieben eingerichtet ist, wird, wenn ein Herunterschalten (das Betätigungsmanöver zum Wechseln in den Betriebsmodus, in dem eine größere Menge an regenerativem Strom erzeugt wird) zusammen mit der Erzeugung von regenerativem Strom durchgeführt wird, der Hilfsaggregatantriebsgrad erhöht und mindestens eines der Hilfsaggregate veranlasst, den regenerativen Strom zu verbrauchen. Indem diese Konfiguration eingesetzt wird, wird das Antriebsgeräusch von mindestens einem der Hilfsaggregate für den Verbrauch von regenerativem Strom zeitgleich mit dem Betätigungsmanöver erhöht, das von einem Bediener des Brennstoffzellenfahrzeugs 10 durchgeführt wird. Daher kann das seltsame Gefühl, das dem Bediener durch den Anstieg des Hilfsaggregatantriebsgeräuschs gegeben wird, welches eine Folge des Verbrauchs von dem regenerativem Strom ist, reduziert werden. Das heißt, es kann verhindert werden, dass der Bediener ein seltsames Gefühl aufgrund eines plötzlichen Anstiegs des Hilfsaggregatantriebsgeräusches entwickelt. Dies rührt daher, dass der Bediener tendenziell denkt, dass ein Anstieg des Hilfsaggregatantriebsgeräusches mit dem Betätigungsmanöver zusammenhängt, das er oder sie durchführt, wenn das Hilfsaggregatantriebsgeräusch zeitgleich mit dem Betätigungsmanöver steigt, das von dem Bediener durchgeführt wird. Konkreter ausgedrückt, wenn ein Herunterschalten durchgeführt wird, zum Beispiel in einem Fahrzeug, in dem ein Verbrennungsmotor als Antriebsquelle angebracht ist, erhöht sich üblicherweise das Motorgeräusch entsprechend der Leistung des Herunterschaltens. Wenn das Hilfsaggregatantriebsgeräusches zeitgleich mit dem Durchführen des oben erwähnten Betätigungsmanövers durch den Bediener ansteigt (oder erzeugt wird), kann das seltsame Gefühl reduziert werden, indem dem Bediener ein Gefühl gegeben wird, das dem Anstieg von Antriebsgeräusch ähnlich ist.
  • Außerdem wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung mindestens eines der Hilfsaggregate veranlasst, den regenerativen Strom zu verbrauchen, wenn der Bediener das Betätigungsmanöver wie oben beschrieben durchführt. Daher kann mit dem Verbrauch des regenerativen Stroms begonnen werden, bevor die Sekundärbatterie 650 tatsächlich den nicht aufladbaren Zustand aufgrund eines Anstiegs der verbleibenden Kapazität derselben annimmt. Daher kann die Zuverlässigkeit des Vorgangs, bei dem verhindert wird, dass die verbleibende Kapazität der Sekundärbatterie 650 zu hoch wird, verbessert werden. Ferner besteht bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung kein Bedarf, vor dem Verbrauch des regenerativen Stroms durch mindestens eines der Hilfsaggregate zu bestimmen, ob sich die Sekundärbatterie 650 in dem nicht aufladbaren Zustand befindet. So kann die Betätigung zur Veranlassung mindestens eines der Hilfsaggregate, den regenerativen Strom zu verbrauchen, vereinfacht werden.
  • Außerdem wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung das Betätigungsmanöver zum Wechseln in den Betriebsmodus, in dem eine größere Menge an regenerativem Strom erzeugt wird, als Betätigungsmanöver eingesetzt, das von dem Bediener zeitgleich mit einem Anstieg eines Hilfsaggregatantriebsgeräusches durchgeführt wird. Das heißt, wenn eine große Menge an regenerativem Strom erzeugt wird und in den Betriebsmodus gewechselt wird, in dem es wahrscheinlich ist, dass durch Aufladen der Sekundärbatterie 650 mit dem regenerativen Strom die Sekundärbatterie 650 den nicht aufladbaren Zustand annimmt, wird mindestens eines der Hilfsaggregate veranlasst, den regenerativen Strom zu verbrauchen. Daher kann verhindert werden, dass die verbleibende Kapazität der Sekundärbatterie 650 zu weit fällt, selbst wenn mindestens eines der Hilfsaggregate veranlasst wird, den regenerativen Strom zu verbrauchen, ohne zu bestimmen, ob sich die Sekundärbatterie 650 in dem nicht aufladbaren Zustand befindet.
  • Wenn in Schritt S120 die dritte Steuerung zusammen mit der Erzeugung von einem regenerativen Strom (JA in Schritt S100) und der Durchführung eines Herunterschaltens (JA in Schritt S110) durchgeführt wird, kann sich die Sekundärbatterie 650 überdies ebenfalls in dem aufladbaren Zustand befinden. In diesem Fall kann die Sekundärbatterie 650 durch die Nutzung von einem Teil des regenerativen Stroms aufgeladen werden, bis die verbleibende Kapazität der Sekundärbatterie 650 einen oberen Grenzwert erreicht, ohne mindestens eines der Hilfsaggregate zu veranlassen, den regenerativen Strom in Schritt S120 zu verbrauchen. Auf diese Weise wird ebenfalls dieser Effekt erzielt, mit dem verhindert wird, dass der Bediener ein seltsames Gefühl entwickelt, indem die Betätigung zur Erhöhung des Hilfsaggregatantriebsgrads durchgeführt wird, um den regenerativen Strom zu verbrauchen, wenn das Herunterschalten durchgeführt wird, und verhindert wird, dass die verbleibende Kapazität der Sekundärbatterie 650 zu hoch wird, indem mindestens eines der Hilfsaggregate veranlasst wird, den regenerativen Strom zum Zeitpunkt des Herunterschaltens zu verbrauchen, wenn der regenerative Strom steigt.
  • Außerdem kann in Schritt S130 der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung, selbst in dem Fall, in dem die verbleibende Kapazität der Sekundärbatterie 650 nicht den oberen Grenzwert erreicht hat, bei dem die Sekundärbatterie 650 nicht aufgeladen werden kann, bestimmt werden, dass sich die Sekundärbatterie 650 in dem nicht aufladbaren Zustand befindet, wenn die Größenordnung des regenerativen Stroms den Strom überschreitet, mit dem die Sekundärbatterie 650 aufgeladen werden kann. In diesem Fall kann die Sekundärbatterie durch die Verwendung von einem Teil des regenerativen Stroms aufgeladen werden, bis die verbleibende Kapazität der Sekundärbatterie 650 den erwähnten oberen Grenzwert erreicht, wenn die zweite Steuerung ausgewählt wird, um mindestens eines der Hilfsaggregate zu veranlassen, den regenerativen Strom in Schritt S120 zu verbrauchen.
  • Zweite Ausführungsform:
  • 3 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerprozessablauf für einen regenerativen Vorgang darstellt, der von der Steuereinheit 900 des Brennstoffzellenfahrzeugs 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird. Das Brennstoffzellenfahrzeug 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist hinsichtlich der Konfiguration dem Brennstoffzellenfahrzeug 10 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ähnlich, sodass auf eine detaillierte Beschreibung derselben verzichtet wird. Das Flussdiagramm aus 3 und das in 2 gezeigte Flussdiagramm der ersten Ausführungsform der Erfindung haben etwas gemeinsam. Daher werden gemeinsame Schritte jeweils mit der gleichen Schrittnummer bezeichnet und es wird auf eine detaillierte Beschreibung desselben verzichtet.
  • Bei dem Brennstoffzellenfahrzeug 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung sowie der ersten Ausführungsform der Erfindung können die erste Steuerung, die zweite Steuerung und die dritte Steuerung durchgeführt werden. Die zweite Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform der Erfindung darin, dass bestimmt wird, ob ermittelt wird, dass die Sekundärbatterie 650 den nicht aufladbaren Zustand annimmt, wenn das Brennstoffzellenfahrzeug 10 weiter fährt, wenn bestimmt wird, welche Steuerungsart durchgeführt werden sollte.
  • Das heißt, wenn in Schritt S100 bestimmt wird, dass ein regenerativer Strom erzeugt wurde (JA in Schritt S100), bestimmt bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung die CPU der Steuereinheit 900, ob ermittelt wird, dass die Sekundärbatterie 650 den nicht aufladbaren Zustand annimmt (Schritt S105). Wenn in Schritt S105 bestimmt wird, dass ermittelt wird, dass die Sekundärbatterie 650 den nicht aufladbaren Zustand annimmt (JA in Schritt S105), führt die CPU der Steuereinheit 900 den Prozess ab dem vorherigen Schritt S110 aus. Wenn in Schritt S105 bestimmt wird, dass nicht ermittelt wird, dass die Sekundärbatterie 650 den nicht aufladbaren Zustand annimmt (NEIN in Schritt S105), führt die CPU der Steuereinheit 900 außerdem den Prozess ab dem vorherigen Schritt S130 aus. Die in Schritt S105 getroffene Bestimmung wird nachfolgend beschrieben.
  • Das Brennstoffzellenfahrzeug 10 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist mit der Navigationsvorrichtung 80 ausgestattet, das auf einer Fahrroute Routenführung zu einem Ziel bietet, und es werden verschiedene Informationen von der Navigationsvorrichtung 80 in die Steuereinheit 900 eingegeben (siehe 1). Die Navigationsvorrichtung 80 weist eine Positionsinformationserfassungseinheit (nicht gezeigt) und eine Karteninformationsspeichereinheit (nicht gezeigt) auf. Die Positionsinformationserfassungseinheit erfasst Positionsinformationen des Brennstoffzellenfahrzeugs 10. Die Karteninformationsspeichereinheit speichert Karteninformationen. Die Karteninformationen umfassen zum Beispiel verschiedene auf der Karte darzustellende Merkmale, insbesondere Gebäude, Straßen, Ampeln oder natürliche Objekte wie Berge, Flüsse und dergleichen, usw. Zusätzlich zu den Höhenlagen und dergleichen der jeweiligen Merkmale umfassen die Karteninformationen ferner merkmalbezogene Informationen, wie beispielsweise Art, Form, Adresse und dergleichen von Gebäuden in dem Fall, in dem es sich bei den Merkmalen um Gebäude handelt, und sie umfassen merkmalbezogene Informationen wie die Art, Form und Namen und dergleichen von Straßen in dem Fall, in dem es sich bei den Merkmalen um Straßen handelt. Überdies kann zumindest ein Teil der Karteninformationen von außerhalb des Brennstoffzellenfahrzeugs 10 durch Kommunikation bezogen werden, anstelle von in der Navigationsvorrichtung 80 gespeichert zu sein.
  • Die Steuereinheit 900 bezieht eine Fahrroute von einer aktuellen Position zu einem Ziel und Karteninformationen über die Fahrroute von der erwähnten Navigationsvorrichtung 80, ermittelt einen Fahrzustand des Brennstoffzellenfahrzeugs 10 und bestimmt, ob ermittelt wird, dass die Sekundärbatterie 650 den nicht aufladbaren Zustand annimmt (Schritt S105). Konkret ausgedrückt bestimmt die Steuereinheit 900 zum Beispiel basierend auf den oben erwähnten Karteninformationen, ob sich auf der Fahrroute eine Bergabfahrt befindet, leitet bergabfahrtbezogene Informationen ab, wie beispielsweise einen Höhenlagenunterschied in dem Bergabfahrtabschnitt, eine Länge des Bergabfahrtabschnitt, einen durchschnittlichen Neigungswinkel des Bergabfahrtabschnitts und dergleichen, wenn der Bergabfahrtabschnitt vorliegt, und bestimmt, ob mindestens eine der oben erwähnten bergabfahrtbezogenen Information einen vorgegebenen Referenzwert überschreitet. Falls mindestens eine der oben erwähnten bergabfahrtabschnittsbezogenen Informationen den vorgegebenen Referenzwert überschreitet, wird der Fahrzustand des Brennstoffzellenfahrzeugs 10 als ein Zustand ermittelt, in dem der regenerative Strom zu hoch ist, sodass in Schritt S105 bestimmt werden kann, dass ermittelt wird, dass die Sekundärbatterie 650 den nicht aufladbaren Zustand annimmt bzw. annehmen wird. Bei der Ermittlung in Schritt S105, ob die Sekundärbatterie 650 basierend auf den von der Navigationsvorrichtung 80 bezogenen Informationen den nicht aufladbaren Zustand annimmt, kann überdies ferner eine verbleibende Kapazität (SOC) der Sekundärbatterie 650 bezogen werden, und es kann verständlich bestimmt werden, ob die Sekundärbatterie 650 während der Fahrt auf der Fahrroute den nicht aufladbaren Zustand annimmt.
  • Alternativ kann die Bestimmung in Schritt S105 durch die zusätzliche Verwendung von Informationen, die über Ampeln auf der eingestellten Fahrroute bereitgestellt werden, erfolgen. Zum Beispiel in dem Fall, in dem Straßenvorrichtungen, die Ampelinformationen (einschließlich Phasen, wie das Ampelsignal geschaltet wird) über jeweilige, auf einer Straße angeordnete Ampeln übermitteln, an jeweiligen Orten angeordnet sind und Straße-zu-Fahrzeug-Kommunikation zwischen diesen Straßenvorrichtungen und dem Brennstoffzellenfahrzeug 10 möglich ist, kann das Brennstoffzellenfahrzeug 10 die Ampelinformationen über die auf der Fahrroute angeordneten Ampeln durch Straße-zu-Fahrzeug-Kommunikation beziehen. Dann, wenn ermittelt wird, dass das Brennstoffzellenfahrzeug aufgrund von Ampeln mit einer Häufigkeit anhält, die größer gleich einer vorgegebenen Referenzhäufigkeit ist, während es auf der Fahrroute fährt, kann in Schritt S105 basierend auf der bezogenen Ampelinformation und, zum Beispiel, einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit oder dergleichen bestimmt werden, dass ermittelt wird, dass die Sekundärbatterie 650 den nicht aufladbaren Zustand annimmt. Es ist anzumerken, dass hier als Häufigkeit bezeichnet wird, wie oft das Fahrzeug aufgrund von Ampeln laut Ermittlung anhält.
  • Überdies kann die Bestimmung in Schritt S105 erfolgen, ohne die Informationen, die von der Navigationsvorrichtung 80 bezogen wurden, zu verwenden. Als Beispiel für diese Bestimmung wird eine Bestimmung basierend auf den Informationen über die Ampeln beschrieben. Zum Beispiel kann in dem Brennstoffzellenfahrzeug 10 eine Bildaufnahmevorrichtung angebracht sein und bestimmen, ob sich vorne eine Ampel befindet und bestimmen, ob eine Ampel rot ist, wenn diese Ampel vorhanden ist, indem kontinuierlich Bilder eines Raums vor dem Fahrzeug in einer Fahrtrichtung desselben aufgenommen werden und die aufgenommenen Bilder analysiert werden. Dann, wenn bestimmt wird, dass sich vorne eine Ampel befindet und dass diese Ampel rot ist, kann die Steuereinheit 900 einen regenerativen Strom, von dem angenommen wird, dass er beim Anhalten von einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt wird, und einen aufladbaren Strom, der von einer aktuellen verbleibenden Kapazität (SOC) der Sekundärbatterie 650 erhalten wird, miteinander vergleichen, und bestimmen, ob ermittelt wird, dass die Sekundärbatterie 650 den nicht aufladbaren Zustand annimmt, wenn das Fahrzeug an der oben erwähnten Ampel anhält.
  • Indem diese Konfiguration eingesetzt wird, wird mindestens eines der Hilfsaggregate ferner veranlasst, den regenerativen Strom zu verbrauchen, wenn bestimmt wird, dass ermittelt wird, dass die Sekundärbatterie den nicht aufladbaren Zustand annimmt, anders als die erste Ausführungsform der Erfindung. Daher kann die Betätigung, bei der mindestens eines der Hilfsaggregate veranlasst wird, den regenerativen Strom zu verbrauchen, zu einem passenderen Zeitpunkt durchgeführt werden, als in dem Fall, in dem nur die Bedingungen hinsichtlich der Erzeugung des regenerativen Stroms und des Herunterschaltens erfüllt sind. Konkret ausgedrückt, in dem Fall, in dem, zum Beispiel, das Fahrzeug danach auf einen Bergabschnitt trifft, ist es unwahrscheinlich, obwohl ein regenerativer Strom erzeugt wurde und ein Herunterschalten durchgeführt wurde, dass die verbleibende Kapazität der Sekundärbatterie 650 zu groß wird, selbst wenn die Sekundärbatterie 650 mit dem regenerativen Strom aufgeladen wird. In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung wird, zum Beispiel, vor dem Bergabschnitt nicht ermittelt, dass die Sekundärbatterie 650 den nicht aufladbaren Zustand annimmt und ermittelt, dass die Sekundärbatterie 650 fähig ist, mit dem regenerativen Strom aufgeladen zu werden, sodass die Energienutzrate des Brennstoffzellenfahrzeugs 10 verbessert werden kann. Insbesondere die Genauigkeit der Bestimmung, ob die Sekundärbatterie 650 den nicht aufladbaren Zustand in Schritt S105 annimmt, kann durch die Nutzung der Information, die von der Navigationsvorrichtung 80 bezogen wird, verbessert werden.
  • Dritte Ausführungsform:
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerprozessablauf für einen regenerativen Vorgang darstellt, der von der Steuereinheit 900 des Brennstoffzellenfahrzeugs 10 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird. Das Brennstoffzellenfahrzeug 10 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung ist dem Brennstoffzellenfahrzeug 10 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung hinsichtlich der Konfiguration ähnlich, sodass auf eine detaillierte Beschreibung derselben verzichtet wird. Das Flussdiagramm aus 4 und das in 2 gezeigte Flussdiagramm der ersten Ausführungsform der Erfindung haben etwas gemeinsam. Daher werden gemeinsame Schritte jeweils mit der gleichen Schrittnummer bezeichnet und es wird auf eine detaillierte Beschreibung desselben verzichtet.
  • Die erste Steuerung, die zweite Steuerung und die dritte Steuerung können in dem Brennstoffzellenfahrzeug 10 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung sowie der ersten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt werden. Die dritte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die Hilfsaggregate zur Verwendung Vorrang erhalten, wenn die zweite Steuerung und die dritte Steuerung durchgeführt werden, um die Hilfsaggregate zu veranlassen, den regenerativen Strom zu verbrauchen.
  • In der dritten Ausführungsform der Erfindung werden die Hilfsaggregate, die verwendet werden, um den regenerativen Strom zu verbrauchen, als erstes Hilfsaggregat und als zweites Hilfsaggregat klassifiziert, deren Antriebsgeräusch leiser ist als das des ersten Hilfsaggregats. Dann, wenn die Hilfsaggregate als dritte Steuerung veranlasst werden, den regenerativen Strom in Schritt S120 zu verbrauchen, wird das erste Hilfsaggregat vorrangig angetrieben. Außerdem wird das zweite Hilfsaggregat vorrangig angetrieben, wenn die Hilfsaggregate in Schritt S135 als zweite Steuerung veranlasst werden, den regenerativen Strom zu verbrauchen. Überdies ist bei der Beschreibung der 2 sowohl die zweite Steuerung als auch die dritte Steuerung in Schritt S120 enthalten. In der dritten Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich allerdings das Hilfsaggregat, das in der zweiten Steuerung verwendet wird, von dem Hilfsaggregat, das in der dritten Steuerung verwendet wird, hinsichtlich ihrer Priorität. In 4 wird werden daher der Schritt S120 der dritten Steuerung und Schritt S135 der zweiten Steuerung so dargestellt, dass sie voneinander unterschieden werden können.
  • Es ist anzumerken, dass das vorrangige Antreiben bedeutet, dass das vorrangig anzutreibende Hilfsaggregat verwendet wird, um den regenerativen Strom zu verbrauchen, und dass das andere Hilfsaggregat zusätzlich verwendet wird, um den regenerativen Strom zu verbrauchen, wenn das vorrangig anzutreibende Hilfsaggregat über keine ausreichend hohe Kapazität verfügt, um den regenerativen Strom zu verbrauchen.
  • Das erste Hilfsaggregat kann zum Beispiel ein Hilfsaggregat sein, das aus Luftverdichter 320 und Kühlerlüfter 535 ausgewählt wird. Außerdem kann das zweite Hilfsaggregat zum Beispiel ein Hilfsaggregat sein, das aus der elektrischen Heizvorrichtung 730, der Kühlmittelpumpe 525 und der Wasserstoffpumpe 290 ausgewählt wird. Die zweite Steuerung und die dritte Steuerung werden nachfolgend im Detail beschrieben, unter Verweis auf ein Beispiel, bei dem der Luftverdichter 320 als erstes Hilfsaggregat verwendet wird und die elektrische Heizvorrichtung 730 als zweites Hilfsaggregat verwendet wird.
  • In der dritten Ausführungsform der Erfindung wird in Schritt S120, in dem die dritte Steuerung durchgeführt wird, vorrangig der Luftverdichter 320 als das Hilfsaggregat verwendet, das veranlasst wird, den regenerativen Strom zu verbrauchen. Konkret ausgedrückt, wenn PA einen Antriebsleistungsbefehlswert des Luftverdichters 320 bezeichnet, PH einen Leistungsbefehlswert der elektrischen Heizvorrichtung 730, PAmax einen maximalen Stromverbrauch des Luftverdichters 320, PM einen regenerativen Strom (einen von dem elektrischen Antriebsmotor 820 erzeugten Strom), und PBalw einen Strom bezeichnet, mit dem die Sekundärbatterie 650 aufgeladen werden kann, kann der Antriebsleistungsbefehlswert PA des Luftverdichters 320 und der Leistungsbefehlswert PH der elektrischen Heizvorrichtung 730 jeweils durch die unten gezeigten Gleichungen (1) und (2) ausgedrückt werden. Überdies steht in der Gleichung (1) MIN (A, B) für die kleinere Größe aus A und B. PA = MIN ( PAmax , PM )
    Figure DE102018116903A1_0001
     PH = PM − PA
    Figure DE102018116903A1_0002
  • Dementsprechend verbraucht der Luftverdichter 320 den gesamten regenerativen Strom wenn der maximale Stromverbrauch PAmax des Luftverdichters 320 in Schritt S120 größer gleich dem regenerativen Strom PM ist. Außerdem ist die Strommenge, die von dem Luftverdichter 320 verbraucht wird, gleich dem maximalen Stromverbrauch PAmax des Luftverdichters 320, wenn der maximale Stromverbrauch PAmax des Luftverdichters 320 in Schritt S120 kleiner ist als der regenerative Strom PM. Zu dieser Zeit verbraucht die elektrische Heizvorrichtung 730 den regenerativen Strom, der nicht durch Antrieb des Luftverdichters 320 verbraucht werden kann, wie in Gleichung (2) gezeigt.
  • Wenn der aufladbare Strom PBalw der Sekundärbatterie 650 in Schritt S120 ein positiver Wert ist, kann die Sekundärbatterie 650 aufgeladen werden, indem ein Teil des regenerativen Stroms verwendet wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass das Kühlmittel von der elektrischen Heizvorrichtung 730 erwärmt wird. Daher wird die Temperatur des Kühlmittels leichter angepasst, wenn kein Befehl bezüglich Heizens in das Brennstoffzellenfahrzeug 10 eingegeben wurde. In diesem Fall wird die oben erwähnte Gleichung (2) durch eine unten gezeigte Gleichung (2a) ersetzt. PH = PM − PBalw − PA
    Figure DE102018116903A1_0003
  • Der aufladbare Strom PBalw der Sekundärbatterie 650 schwankt basierend auf der Temperatur der Sekundärbatterie 650 und dem Auflade-/Entladeverlauf der Sekundärbatterie 650 sowie der verbleibenden Kapazität (SOC) der Sekundärbatterie 650. Die Steuereinheit 900 berechnet immer den aufzuladenden Strom PBalw während diese Informationen bezogen werden.
  • Überdies ist, wenn der maximale Stromverbrauch PAmax des Luftverdichters 320 größer gleich dem regenerativen Strom PM ist, der Leistungsbefehlswert PH der elektrischen Heizvorrichtung 730 in jeder der Gleichungen (2) und (2a) kleiner gleich 0. In diesem Fall wird kein Strom der elektrischen Heizvorrichtung 730 zugeführt, wenn kein Befehl bezüglich des Heizens von dem Fahrzeug eingegeben wurde. Außerdem gilt, dass, wenn ein Befehl bezüglich des Heizens des Fahrzeugs eingegeben wurde, die elektrische Heizvorrichtung 730 den Strom verbraucht, welcher der Eingabe des Befehls entspricht.
  • In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung wird nur der Luftverdichter 320 verwendet, um mit dem Verbrauch des regenerativen Stroms zu beginnen, wenn in Schritt S110 eine Herunterschalt-Betätigung erfasst wird (JA in Schritt S110) und der regenerative Strom zum Zeitpunkt der Ausführung von Schritt S120 relativ klein ist. Dann, wenn der regenerative Strom PM den maximalen Stromverbrauch PAmax des Luftverdichters 320 aufgrund eines daraus folgenden Anstiegs des regenerativen Stroms übertrifft, wird die elektrische Heizvorrichtung 730 sowie der Luftverdichter 320 verwendet, um den regenerativen Strom zu verbrauchen.
  • Außerdem wird in der dritten Ausführungsform der Erfindung in Schritt S135, in dem die zweite Steuerung durchgeführt wird, die elektrische Heizvorrichtung 730 vorrangig als das Hilfsaggregat verwendet, das veranlasst wird, den regenerativen Strom zu verbrauchen. Konkret ausgedrückt, wenn PHmax einen maximalen Stromverbrauch der elektrischen Heizvorrichtung 730 bezeichnet, kann der Leistungsbefehlswert PH der elektrischen Heizvorrichtung 730 und der Antriebsleistungsbefehlswert PA des Luftverdichters 320 jeweils durch die unten gezeigten Gleichungen (3) und (4) ausgedrückt werden. PH = MIN ( PM , PHmax )
    Figure DE102018116903A1_0004
     PA = MIN ( ( PM − PH ) , PAmax )
    Figure DE102018116903A1_0005
  • In Schritt S135 verbraucht die elektrische Heizvorrichtung 730 den gesamten regenerativen Strom, wenn der maximale Stromverbrauch PHmax der elektrischen Heizvorrichtung 730 größer gleich dem regenerativen Strom PM ist, wie durch die Gleichung (3) angegeben. Außerdem entspricht die Strommenge, die von der elektrischen Heizvorrichtung 730 verbraucht wird, dem maximalen Stromverbrauch PHmax der elektrischen Heizvorrichtung 730, wenn der maximale Stromverbrauch PHmax der elektrischen Heizvorrichtung 730 kleiner ist als der regenerative Strom PM. Zu dieser Zeit verbraucht der Luftverdichter 320 den regenerativen Strom, der nicht von der elektrischen Heizvorrichtung 730 verbraucht werden kann, wie von der Gleichung (4) angezeigt.
  • Wenn der aufladbare Strom PBalw der Sekundärbatterie 650 ein positiver Wert ist, kann in Schritt S135 die Sekundärbatterie 650 aufgeladen werden, indem ein Teil des regenerativen Stroms verwendet wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass das Kühlmittel von der elektrischen Heizvorrichtung 730 erwärmt wird. Daher wird die Temperatur des Kühlmittels leichter angepasst, wenn kein Befehl bezüglich Heizens in das Brennstoffzellenfahrzeug 10 eingegeben wurde. In diesem Fall wird die zuvor erwähnte Gleichung (3) durch eine unten gezeigte Gleichung (3a) ersetzt und die zuvor erwähnte Gleichung (4) wird durch eine unten gezeigte Gleichung (4a) ersetzt. PH = MIN ( ( PM − PBalw ) , PHmax )
    Figure DE102018116903A1_0006
     PA = MIN ( ( PM − PBalw − PH ) , PAmax )
    Figure DE102018116903A1_0007
  • Wenn der maximale Stromverbrauch PHmax der elektrischen Heizvorrichtung 730 größer gleich dem regenerativen Strom PM ist, ist der Leistungsbefehlswert PA des Luftverdichters 320 überdies in jeder der Gleichungen (4) und (4a) gleich 0. In diesem Fall wird die Stromerzeugung durch die Brennstoffzelle 660 im Wesentlichen angehalten. Wenn kein Bedarf besteht, der Brennstoffzelle 660 Oxidationsgas zuzuführen, wird dem Luftverdichter 320 kein Strom zugeführt. Wenn die Brennstoffzelle 660 Strom erzeugt, wird der Luftverdichter 320 außerdem mit Strom versorgt, sodass Oxidationsgas entsprechend der von der Brennstoffzelle 660 erzeugten Menge Strom zugeführt werden kann.
  • In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung wird in Schritt S130 bestimmt, dass sich die Sekundärbatterie 650 in dem nicht aufladbaren Zustand befindet (JA in Schritt S130), wenn in Schritt S110 bestimmt wird, dass kein Herunterschalten durchgeführt wurde (NEIN in Schritt S110). Wenn der regenerative Strom zu der Zeit, zu der Schritt S135 ausgeführt wird, relativ gering ist, wird nur die elektrische Heizvorrichtung 730 verwendet, um den regenerativen Strom zu verbrauchen. Dann, wenn der regenerative Strom PM den maximalen Stromverbrauch PHmax der elektrischen Heizvorrichtung 730 aufgrund eines daraus folgenden Anstiegs des regenerativen Stroms übertrifft, werden der Luftverdichter 320 sowie die elektrische Heizvorrichtung 730 verwendet, um den regenerativen Strom zu verbrauchen.
  • Wenn der regenerative Strom selbst nicht durch die Verwendung des Luftverdichters 320 und der elektrischen Heizvorrichtung 730 in Schritt S120 und Schritt S135 verbraucht werden kann, kann noch ein weiteres Hilfsaggregat verwendet werden, um den regenerativen Strom zu verbrauchen.
  • Mit dem Brennstoffzellenfahrzeug 10 gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung, die wie oben eingerichtet ist, wird, wenn die dritte Steuerung durchgeführt wird, das erste Hilfsaggregat, dessen Antriebsgeräusch relativ laut ist, vorrangig verwendet, um den regenerativen Strom zu verbrauchen. Selbst wenn ein relativ lautes Antriebsgeräusch durch das erste Hilfsaggregat erzeugt wird, findet die Erzeugung dieses Antriebsgeräusches zeitgleich mit dem Herunterschalten statt (dem Betätigungsmanöver zum Wechseln in den Betriebsmodus, in dem eine größere Menge an regenerativen Strom erzeugt wird), sodass verhindert werden kann, dass der Bediener ein seltsames Gefühl entwickelt. In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung wird außerdem, wenn der regenerative Strom von dem ersten Hilfsaggregat in der dritten Steuerung nicht ausreichend verbraucht werden kann, das zweite Hilfsaggregat ferner veranlasst, damit zu beginnen, den regenerativen Strom nach dem Herunterschalten zu verbrauchen. In diesem Fall ist das Antriebsgeräusch des zweiten Hilfsaggregats relativ leise. Daher kann verhindert werden, dass der Bediener ein seltsames Gefühl entwickelt, selbst wenn das zweite Hilfsaggregat veranlasst wird, zu einem anderen Zeitpunkt zu beginnen, den regenerativen Strom zu verbrauchen, als das Betätigungsmanöver, das von dem Bediener durchgeführt wird.
  • Ferner wird gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung, wenn die zweite Steuerung durchgeführt wird, der regenerative Strom vorrangig unter Verwendung des zweiten Hilfsaggregats verbraucht, dessen Antriebsgeräusch relativ leise ist. Da das Antriebsgeräusch des zweiten Hilfsaggregats relativ leise ist, kann in diesem Fall verhindert werden, dass der Bediener ein seltsames Gefühl entwickelt, selbst wenn bestimmt wird, dass sich die Sekundärbatterie 650 in dem nicht aufladbaren Zustand befindet (JA in Schritt S130) und der Verbrauchsvorgang des regenerativen Stroms durch das zweite Hilfsaggregat plötzlich begonnen wird. Dann kann das erste Hilfsaggregat daran gehindert werden, verwendet zu werden, indem das zweite Hilfsaggregat vorrangig verwendet wird. Außerdem wird bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung der Verbrauch des regenerativen Stroms durch das erste Hilfsaggregat zusätzlich gestartet, wenn regenerativer Strom nicht ausreichend von dem zweiten Hilfsaggregat in der zweiten Steuerung verbraucht werden kann. In diesem Fall wird das zweite Hilfsaggregat vorrangig verwendet, sodass die Menge an Strom, die von dem ersten Hilfsaggregat verbraucht wird, reduziert werden kann, und das Antriebsgeräusch des ersten Hilfsaggregats, dessen Antriebsgeräusch relativ laut ist, kann weiter verringert werden. Daher kann verhindert werden, dass der Bediener als Folge des Verbrauchs von regenerativem Strom durch die zusätzliche Nutzung des ersten Hilfsaggregats ein seltsames Gefühl entwickelt.
  • In der dritten Ausführungsform der Erfindung wird vorrangig das erste Hilfsaggregat verwendet, um den regenerativen Strom bei Durchführung der dritten Steuerung zu verbrauchen und das zweite Hilfsaggregat wird vorrangig verwendet, um regenerativen Strom bei Durchführen der zweiten Steuerung zu verbrauchen, aber die dritte Ausführungsform der Erfindung kann Konfigurationen einsetzen, die sich davon unterscheiden. Zum Beispiel kann ein anderes Hilfsaggregat als die oben erwähnten als Hilfsaggregat für den Verbrauch von regenerativem Strom ausgewählt werden, entweder bei Durchführung der dritten Steuerung oder bei Durchführung der zweiten Steuerung.
  • Andere Ausführungsformen
  • Die zweite Ausführungsform der Erfindung und die dritte Ausführungsform der Erfindung können miteinander kombiniert werden. Das heißt, die Konfiguration, bei der die dritte Steuerung durchgeführt wird, wenn ermittelt wird, dass die elektrische Speichervorrichtung den nicht aufladbaren Zustand annimmt, und die Konfiguration, bei der das vorrangig zu verwendende Hilfsaggregat für den Verbrauch des regenerativen Stroms in der dritten Steuerung oder der zweiten Steuerung abhängig von dem Antriebsgeräusch ausgewählt wird, können miteinander kombiniert werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen derselben beschränkt und kann in verschiedenen Konfigurationen in einem Bereich ausgeführt werden, der nicht von dem Geist der Erfindung abweicht. Zum Beispiel können die technischen Merkmale in den Ausführungsformen der Erfindung, die den technischen Merkmalen des jeweiligen Aspekts entsprechen, durch andere ersetzt werden oder miteinander auf zweckmäßige Weise kombiniert werden, um eine, einige oder alle der oben erwähnten Probleme zu lösen, oder einen, einige oder alle der oben erwähnten Effekte zu erzielen. Außerdem können die technischen Merkmale zweckmäßig entfernt werden, außer sie werden in der vorliegenden Spezifikation als unabdinglich beschrieben. Außerdem wurde, zum Beispiel, in jeder der oben erwähnten Ausführungsformen der Erfindung das Beispiel beschrieben, bei dem die Steuerung der Erfindung in dem Brennstoffzellenfahrzeug durchgeführt wird. Allerdings ist die Steuerung der Erfindung auf ein beliebiges Fahrzeug anwendbar, das eingerichtet ist, eine regenerative Stromerzeugung zu ermöglichen und ein Hilfsaggregat zu veranlassen, einen regenerativen Strom unter einer Bedingung zu verbrauchen, unter der eine Sekundärbatterie nicht mit dem regenerativen Strom aufgeladen werden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2013218789 A [0002]

Claims (6)

  1. Fahrzeug aufweisend: eine elektrische Speichervorrichtung (650), die eingerichtet ist, aufgeladen zu werden; einen elektrischen Antriebsmotor (820), der eingerichtet ist, durch Strom angetrieben zu werden, und der eingerichtet ist, regenerativen Strom zu erzeugen; ein Hilfsaggregat (290, 320, 525, 535, 730), das durch den regenerativen Strom angetrieben werden kann, der durch eine regenerative Stromerzeugung des elektrischen Antriebsmotors (820) erzeugt wird; und eine Steuereinheit (900), wobei die Steuereinheit (900) eingerichtet ist: i) eine Nichtaufladesteuerung zur Zufuhr des regenerativen Stroms an das Hilfsaggregat (290, 320, 525, 535, 730) durchzuführen und das Hilfsaggregat (290, 320, 525, 535, 730) zu veranlassen, den regenerativen Strom zu verbrauchen, wenn die elektrische Speichervorrichtung (650) sich in einem nicht aufladbaren Zustand befindet, in dem die elektrische Speichervorrichtung (650) nicht aufgeladen werden kann; und ii) in einem Fall, in dem das Betätigungsmanöver zusammen mit einer Erzeugung von regenerativem Strom durchgeführt wird, eine spezifische Manöversteuerung auszuführen, um den regenerativen Strom dem Hilfsaggregat (290, 320, 525, 535, 730) zuzuführen und das Hilfsaggregat (290, 320, 525, 535, 730) zu veranlassen, den regenerativen Strom gemäß einem Betätigungsmanöver zum Wechseln in einen Betriebsmodus, in dem eine größere Menge des regenerativen Stroms in dem Fahrzeug erzeugt wird, zu verbrauchen, selbst wenn sich die elektrische Speichervorrichtung (650) in einem aufladbaren Zustand befindet, in dem die elektrische Speichervorrichtung (650) aufgeladen werden kann.
  2. Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (900) eingerichtet ist, die spezifische Manöversteuerung durchzuführen, wenn das Betätigungsmanöver durchgeführt wird, und ermittelt wird, dass die elektrische Speichervorrichtung (650) aufgrund des regenerativen Stroms, der gemäß dem Betrieb des Fahrzeugs erzeugt wird, den nicht aufladbaren Zustand annimmt.
  3. Fahrzeug nach Anspruch 2, das ferner eine Navigationsvorrichtung (80) aufweist, die eine Routenführung auf einer Fahrroute zu einem Ziel bietet, wobei die Steuereinheit (900) eingerichtet ist, basierend auf von der Navigationsvorrichtung (80) bezogenen Informationen zu ermitteln, ob die elektrische Speichervorrichtung (650) den nicht aufladbaren Zustand annimmt oder nicht.
  4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: das Hilfsaggregat (290, 320, 525, 535, 730) ein erstes Hilfsaggregat (320, 535) und ein zweites Hilfsaggregat (290, 525, 730) umfasst; ein Antriebsgeräusch des zweiten Hilfsaggregats (290, 525, 730) leiser ist als ein Antriebsgeräusch des ersten Hilfsaggregats (320, 535); und die Steuereinheit (900) eingerichtet ist, bei der Durchführung der spezifischen Manöversteuerung das erste Hilfsaggregat (320, 535) zu veranlassen, den regenerativen Strom zu verbrauchen, und sowohl das zweite Hilfsaggregat (290, 525, 730) als auch das erste Hilfsaggregat (320, 535) zu verwenden, um den regenerativen Strom zu verbrauchen, wenn das erste Hilfsaggregat (320, 535) den regenerativen Strom alleine nicht verbrauchen kann.
  5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Hilfsaggregat (290, 320, 525, 535, 730) ein erstes Hilfsaggregat (320, 535) und ein zweites Hilfsaggregat (290, 525, 730) umfasst; ein Antriebsgeräusch des zweiten Hilfsaggregats (290, 525, 730) leiser ist als ein Antriebsgeräusch des ersten Hilfsaggregats (320, 535); und die Steuereinheit (900) eingerichtet ist, bei der Durchführung der Nichtaufladesteuerung das zweite Hilfsaggregat (290, 525, 730) zu veranlassen, den regenerativen Strom zu verbrauchen, und sowohl das erste Hilfsaggregat (320, 535) als auch das zweite Hilfsaggregat (290, 525, 730) zu verwenden, um den regenerativen Strom zu verbrauchen, wenn das zweite Hilfsaggregat (290, 525, 730) den regenerativen Strom alleine nicht verbrauchen kann.
  6. Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs, welches eine elektrische Speichervorrichtung (650) umfasst, die eingerichtet ist, aufgeladen zu werden, einen elektrischen Antriebsmotor (820), der eingerichtet ist, durch Strom angetrieben zu werden und eingerichtet ist, regenerativen Strom zu erzeugen, und ein Hilfsaggregat (290, 320, 525, 535, 730), das eingerichtet ist, von dem regenerativen Strom angetrieben zu werden, der durch die regenerative Stromerzeugung des elektrischen Antriebsmotors (820) erzeugt wurde, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Zuführen des regenerativen Stroms an das Hilfsaggregat (290, 320, 525, 535, 730) durchzuführen und das Hilfsaggregat (290, 320, 525, 535, 730) zu veranlassen, den regenerativen Strom zu verbrauchen, wenn die elektrische Speichervorrichtung (650) sich in einem nicht aufladbaren Zustand befindet, in dem die elektrische Speichervorrichtung (650) nicht aufgeladen werden kann; und in einem Fall, in dem das Betätigungsmanöver zusammen mit einer Erzeugung von regenerativem Strom durchgeführt wird, Zuführen des regenerativen Stroms an das Hilfsaggregat (290, 320, 525, 535, 730) und Veranlassen des Hilfsaggregats (290, 320, 525, 535, 730), den regenerativen Strom gemäß einem Betätigungsmanöver zu verbrauchen, um einen Wechsel in einen Betriebsmodus vorzunehmen, in dem eine größere Menge des regenerativen Stroms in dem Fahrzeug erzeugt wird, selbst wenn sich die elektrische Speichervorrichtung (650) in einem aufladbaren Zustand befindet, in dem die elektrische Speichervorrichtung (650) aufgeladen werden kann.
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