控制用于燃料电池车辆的鼓风机的系统和方法_3

文档序号:9520966阅读:来源:国知局
定空气通道变成未堵塞的判断。
[0049]下文中,参照图5更详细地描述确定空气通道成为未堵塞的方法。首先,可设置鼓风机的旋转计数,然后鼓风机可以确定的旋转计数的速度运行(S102)。当鼓风机以旋转计数运行时,从空气流量估计值估计出的空气流量的估计值与进入空气的实际空气流量的测量值之间的差可与第一参考值相比较,以确定鼓风机的运行是否正常(如,是否发生失灵或错误)(S202)。
[0050]当空气流量的估计值与测量值之间的差大于第一参考值时并且当鼓风机被确定为在正常运行范围内运行时,可确定异常运行检测计数是否维持异常运行确认时段或更长。当异常运行检测计数未达到异常运行确认时段时,异常运行检测计数可逐渐地增大(S206)。当异常运行检测计数增大至达到异常运行确认时段时,控制器可配置成确定空气通道被堵塞,且然后可通过控制器将鼓风机的最大运行范围变为安全旋转计数(S302)。
[0051]而且,鼓风机的运行状态可改变为异常运行状态,且警告灯可配置成闪烁以警告驾驶者异常运行。然后,异常运行检测计数可被初始化以进一步确定管道是否堵塞。当空气流量的估计值与测量值之间的差等于或小于第一参考值时或当鼓风机的运行状态为异常运行状态时,可初始化异常运行检测计数,且控制器可配置成确定空气流量的估计值与测量值之间的差是否等于或小于第一安全标准值,以及鼓风机的运行状态是否为异常运行状态(S208)。
[0052]当空气流量的估计值与测量值之间的差等于或小于第一安全标准值且鼓风机的运行状态确定为异常运行状态时,控制器可配置成确定异常运行消除计数是否维持安全确认时段或更长(S210)。当异常运行消除计数未达到安全确认时段时,异常运行消除计数可逐渐地增大(S212)。当异常运行消除计数增大而达到安全确认时段时,控制器可配置成确定空气通道变成未堵塞的,从而鼓风机的最大运行范围改变为初始运行范围(S304)。
[0053]因此,鼓风机的运行状态可转换为正常运行状态且警告灯可关闭。然后,异常运行消除计数可被初始化以进一步确定管道是否堵塞。该操作可重复地监测系统的失灵(malfunct1n,故障)并运行鼓风机。参照图5,步骤S102后,各计数的初始化和增大、和管道堵塞状态的确定与消除可重复地进行,以持续地确定管道堵塞状态。
[0054]根据本发明的第二示例性实施例,可获得关于背压增大的信息。换言之,控制器可配置成确定鼓风机的运行量是否设置为在步骤S100初始条件下设置的最大运行范围。当鼓风机以最大运行范围内的运行量运行时,当前运行条件下的燃料电池堆的参考最大输出限制值与进入空气的当前实际空气流量下的最大输出限制值可做比较,以确定参考最大输出限制值与当前空气流量下的最大输出限制值之间的差是否等于或大于第二参考值。
[0055]当车辆在大气压相当低的相当高海拔下行驶时,与在平地(例如相当平或平坦表面)行驶相比,进入空气的量可能不足。具体地,鼓风机的转速可增大以保持预定的空气流量,增大鼓风机的运行量至最大运行范围。为了确定由于归因于在高海拔行驶的背压增大而难以保持预定的空气流量的状态,可将燃料电池堆的参考最大输出限制值与当前空气流量下的最大输出限制值进行比较。根据燃料电池堆的温度和电压,燃料电池堆的参考最大输出限制值可为燃料电池堆的最大电流限制值,而根据进入空气的空气流量,当前空气流量下的最大输出限制值可为燃料电池堆的最大电流限制值。
[0056]换言之,如图6中说明,当鼓风机正常运行时,在平地可保持足够的空气流量,以维持基于空气流量的最大输出限制值大于参考最大输出限制值的状态。然而,当车辆在相当低大气压的相当高的斜坡上行驶时,由于增大的背压难以保持足够的空气流量,所以可保持参考最大输出限制值,但进入空气的当前空气流量下的最大输出限制值可降低至低于参考最大输出限制值。
[0057]响应于确定参考最大输出限制值与在当前空气流量下的最大输出限制值之间的差等于或大于第二参考值,即,响应于确定背压增大,鼓风机的最大运行范围可改变为预定的经校正的旋转计数。换言之,当由于车辆在相当高的海拔行驶而背压增大时,通过增大鼓风机的最大运行范围至经校正的旋转计数,鼓风机的运行量可增大以防止空气量的不足。
[0058]然而,响应于确定当前状态为背压增大状态,通过不设置检测确认时段,根据驾驶者的意图,鼓风机可立即以校正的旋转计数运行。另外,响应于确定参考最大输出限制值与当前空气流量下的最大输出限制值之间的差等于或小于第二参考值,可确定该差是否等于或小于第二安全标准值。
[0059]而且,当参考最大输出限制值与当前空气流量下的最大输出限制值之间的差确定等于或小于第二参考值时,通过额外确定该差是否达到第二安全标准值,可更精确地确定背压增大状态是否消除。此外,可确定参考最大输出限制值与当前空气流量下的最大输出限制值之间的差等于或小于第二安全标准值的状态是否维持预定的正常运行确认时段或更长。响应于确定状态维持正常运行确认时段或更长时间,鼓风机的最大运行范围可改变为初始运行范围。
[0060]通过设置正常运行确认时段并确定参考最大输出限制值与当前空气流量下的最大输出限制值之间的差等于或小于第二安全标准值的状态是否维持正常运行确认时段,能够更精确地确定背压增大状态是否消除并确保供应足够量的空气。
[0061]下文中,参照图7将更详细地描述背压增大状态。当车辆在相当低高度的平地行驶时,鼓风机可以以“d”区内的旋转速度(如,转速)运行。然而,甚至当车辆在相当低大气压的相当高海拔(如,比平地更高的海拔)行驶时,如果鼓风机仍然以与平地上的旋转速度相同的旋转速度运行,那么,空气流量可降至“e”区内,防止提供足够量的空气。
[0062]具体地,当鼓风机以初始条件下设置的最大运行范围运行时,由控制器,通过比较参考最大输出限制值与在当前空气流量下的最大输出限制值,可确定车辆是否开始在高海拔行驶。通过这种控制,可确定背压增大状态,例如在高海拔行驶,且当背压增大状态发生时,鼓风机的最大运行范围可增大至校正的旋转计数,以增加供应的空气的量。换言之,如图8中说明的,可通过增大鼓风机的最大运行范围至“f”区内的校正的旋转计数,补充不足的空气量。由于鼓风机可在最大运行范围运行,所以校正的旋转计数可增加至不超过安全运行范围的范围。
[0063]参照图8更详细地描述背压增大状态。当确定了鼓风机的旋转计数(S102a)时,可确定所确定的鼓风机的旋转计数是否为在初始条件下设置的最大运行范围(S202a)。具体地,当确定鼓风机的旋转计数时,可确定所确定的鼓风机旋转计数是否为在初始条件下设置的最大运行范围。换言之,可确定鼓风机的当前实际旋转计数是否为在初始条件下设置的最大运行范围。
[0064]响应于确定鼓风机的运行量为在初始条件下设置的最大运行范围,可确定参考最大输出限制值与当前空气流量下的最大输出限制值之间的差是否等于或大于第二参考值(S204a)。另外,响应于确定上述差等于或大于第二参考值,当前状态可确定为背压增大状态,以将鼓风机的最大运行范围改变为校正的旋转计数(S302a)。因此,鼓风机的运行状态可被设置为异常状态且可初始化运行计数。
[0065]而且,当参考最大输出限制值与当前空气流量下的最大输出限制值之间的差等于或小于第二参考值时,可确定参考最大输出限制值与当前空气流量下的最大输出限制值之间的差是否等于或小于第二安全标准值,且可确定运行状态是否为异常状态(S206a)。当做出肯定的确定时,还可确定运行计数是否达到预定的正常运行确认时段或更长时间(S208a)。当运行计数未达到正常运行确认时段,运行计数可增大(S210a)。当运行计数增大并达到正常运行确认时段或更长时间,控制器可配置成确定管道未堵塞,然后鼓风机的最大运行范围可改变为在初始条件下的值,且最终可初始化运行计数(S304a)。
[0066]根据图8的流程图,在鼓风机旋转计数确定步骤(S102)之后,各计数的初始化和增加可重复地进行,且背压增大状态的确认和消除可重复地进行,以连续地检测背压增大状态。换言之,上述描述的控制可重复地进行以检测背压增大状态,从而适当地控制鼓风机。
[0067]如上描述,本发明的控制用于燃料电池车辆的鼓风机的方法可包括如下步骤:通过控制器,确定空气通道是否堵塞(称为“空气通道堵塞状态”),来确定在当前行驶条件下鼓风机所需的运行量;当鼓风机以鼓风机的运行量运行时,通过控制器比较空气流量的估计值与当前实际空气流量的测量值,确定当前状态是否为空气通道堵塞状态;以及,当空气通道确定为当前堵塞时,通过控制器降低鼓风机的最大运行范围至安全旋转计数。具体地,上述方法包括如下步骤:通过控制器比较由空气流量估计器导出的空气流量的估计值与当前空气流量的测量值;以及当估计值与测量值之间的差等于或大于第一参考值时,确定空气通
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