电动车辆的控制装置以及控制方法_2

文档序号:9712883阅读:来源:国知局
通路44内。此外,在图1所示的实施例中,即使阴极废气控制阀45的开度为最小开度,也能够有微量的氧化剂气体乃至空气通过阴极废气控制阀45。另外,在压缩机43停止时,微量的氧化剂气体乃至空气能够通过压缩机43。
[0023]进而,参照图1,在冷却水通路50的入口连结有冷却水供给路51的一端,在冷却水供给路51的出口连结有冷却水供给路51的另一端。在冷却水供给路51内配置对冷却水进行压送的冷却水栗52和散热器53。当冷却水栗52被驱动时,从冷却水栗52排出的冷却水经由冷却水供给路51流入到燃料电池堆叠体10内的冷却水通路50内,接着经过冷却水通路50流入到冷却水供给路51内,接着返回到冷却水栗52。
[0024]另外,燃料电池单元的阳极以及阴极分别串联地电连接而构成燃料电池堆叠体10的电极。燃料电池堆叠体10的两个电极与用于提高来自燃料电池堆叠体10的电压的升压转换器60电连接,升压转换器60与用于将来自升压转换器60的直流电流变换成交流电流的逆变器61电连接,逆变器61与电动发电机62电连接。另外,在燃料电池堆叠体10的两个电极上电连接有电压计63。而且,在燃料电池堆叠体10的两个电极上电连接有放电装置80。
[0025]进而,参照图1,燃料电池系统1具备系统控制电路70。系统控制电路70由数字计算机构成,具备通过双向总线71相互连接的ROM(只读存储器)72、RAM(随机读取存储器)73、CPU(微处理器)74、输入端口 75以及输出端口 76。在电动车辆上安装有检测车辆的加速度的加速度传感器64。上述的电压计63的输出电压以及加速度传感器64的输出电压经由对应的AD转换器77输入到输入端口 75。另一方面,输出端口 76经由对应的驱动电路78与燃料气体控制阀33、燃料气体密封阀35a、35b、压缩机43、阴极废气控制阀45、堆叠体旁路控制阀47、冷却水栗52、升压转换器60、逆变器61以及电动发电机62电连接。另外,系统控制电路70的电源由与燃料电池堆叠体10不同的另外的电源7 9构成。
[0026]在图1所示的实施例中,如下述这样来检测有无车辆碰撞。即,在由加速度传感器64检测到的车辆的加速度比容许上限大时判断为发生了车辆碰撞,在车辆加速度为容许上限以下时判断为未发生车辆碰撞。在检测到车辆碰撞时向放电装置80输出碰撞信号。一旦输出碰撞信号就继续输出碰撞信号。另一方面,在未检测到车辆碰撞时不输出碰撞信号。如此,加速度传感器64以及系统控制电路70构成检测车辆碰撞而输出碰撞信号的碰撞检测器。
[0027]图2示出了执行上述的车辆碰撞检测的程序。该程序在系统控制电路70中通过每预定的设定时间的中断来执行。
[0028]参照图2,在步骤100中判别当前是否输出了碰撞信号。在未输出碰撞信号时,接着进入步骤101,判别车辆的加速度ACC是否为容许上限LMT以下。在ACCSLMT时,接着进入步骤102,继续碰撞信号的输出停止。在ACOLMT时从步骤101进入步骤103,输出碰撞信号。在输出了碰撞信号时从步骤100进入步骤103,继续碰撞信号的输出。
[0029]图3示出了放电装置80的一例。参照图3,放电装置80具备第1放电用电阻81和电控制式的放电开关82。在图3所示的例子中,放电开关82由绝缘栅双极型晶体管(IGBT)构成。第1放电用电阻81的一端与燃料电池堆叠体10的例如阳极电连接,第1放电用电阻81的另一端与放电开关82的集电极电连接。另外,放电开关82的发射极与燃料电池堆叠体10的例如阴极电连接。即,第1放电用电阻81经由放电开关82与燃料电池堆叠体10电连接。
[0030]另外,放电装置80具备放电控制电路90。放电控制电路90由数字计算机构成,具备通过双向总线91相互连接的ROM(只读存储器)92、RAM(随机读取存储器)93、CPU(微处理器)94、输入端口 95以及输出端口 96。放电开关82的栅极经由驱动电路98与输出端口 96电连接。另外,放电控制电路90的输入端口 95与系统控制电路70的输出端口 76电连接,放电控制电路90的输出端口96与系统控制电路70的输入端口 75电连接。即,系统控制电路70和放电控制电路90能够相互通信。
[0031]在图3所示的例子中,放电控制电路9 0的电源由燃料电池堆叠体10构成。即,放电控制电路90经由电阻99与燃料电池堆叠体10的例如阳极一直电连接。该情况下,燃料电池堆叠体10的输出电压通过电阻99降低到放电控制电路90的驱动电压而送至放电控制电路90。放电控制电路90的驱动电压例如为24伏。
[0032]从系统控制电路70输出的上述的碰撞信号被输入到放电装置80的放电控制电路90。放电控制电路90在被输入碰撞信号时,对放电开关82的栅极施加电压来接通放电开关82。另外,放电控制电路90构成为在启动时碰撞信号输入时使放电开关82接通。
[0033]在应该由燃料电池堆叠体10发电时使燃料气体控制阀33开启,将燃料气体供给到燃料电池堆叠体10。另外,驱动压缩机43,将氧化剂气体从压缩机43供给到燃料电池堆叠体
10。其结果,在燃料电池单元中发生燃料气体与氧化剂气体的电化学反应,产生电力。该产生的电力被发送到电动发电机62。其结果,电动发电机62作为车辆驱动用的电动马达进行工作,驱动车辆。
[0034]当检测到车辆碰撞时、即在输出碰撞信号时,系统控制电路70进行燃料电池系统1的碰撞时控制。即,使电动发电机62停止。另外,关闭燃料气体密封阀35a、35b。其结果,停止了向燃料电池堆叠体10供给燃料气体,阻止了从燃料电池堆叠体10流出燃料气体。进而,使压缩机43停止,使阴极废气控制阀45的开度成为最小开度,开启堆叠体旁路控制阀47。其结果,停止了向燃料电池堆叠体10供给氧化剂气体,抑制了从燃料电池堆叠体10流出氧化剂气体。进而,停止冷却水栗52。其结果,停止了向燃料电池堆叠体10供给燃料气体以及氧化剂气体。
[0035]即使停止了向燃料电池堆叠体10供给燃料气体以及氧化剂气体,通过残留在燃料电池堆叠体10内的燃料气体以及氧化剂气体也继续进行发电作用。因此,燃料电池堆叠体10维持为高电压。
[0036]因此,在本发明的实施例中,在输出了碰撞信号时,通过放电装置80使燃料电池堆叠体10放电,由此使燃料电池堆叠体10的电压降低。
[0037]S卩,当在图4的时间tl输出碰撞信号时,使放电开关82接通。其结果,第1放电用电阻81与燃料电池堆叠体10电连接。因此,由燃料电池堆叠体10产生的电力被第1放电用电阻81消耗,燃料电池堆叠体10被放电。
[0038]当燃料电池堆叠体10放电时,残留在燃料电池堆叠体10的燃料气体量以及氧化剂气体量逐渐减少,燃料电池堆叠体10的输出电压VS逐渐降低。接着,在时间12,燃料电池堆叠体10的输出电压VS低于放电控制电路90的驱动电压VDD。在图3所示的实施例中,因为放电控制电路90的电源由燃料电池堆叠体10构成,所以当燃料电池堆叠体10的输出电压VS比放电控制电路90的驱动电压VDD低时,放电控制电路90已经不再工作。其结果,放电开关82断开,第1放电用电阻81不与燃料电池堆叠体10电连接。因此,燃料电池堆叠体10不再通过第1放电用电阻81放电。
[0039 ]然而,在燃料电池堆叠体10内燃料气体通路30的容积和氧化剂气体通路40的容积彼此大致相等以及氧化剂气体由氧构成的情况下,若考虑到向燃料电池堆叠体10供给的空气中的对上述的电化学反应起作用的氧的比例约为20%,则放电作用时的输出电压的降低是由氧不足而引起的。
[0040]当输出碰撞信号时,如上所述停止压缩机43,使阴极废气控制阀45的开度成为最小开度。该情况下,氧化剂气体乃至空气
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