装备有燃料电池的车辆和用于装备有燃料电池的车辆的控制方法

摘要

一种装备有燃料电池的车辆识别后随的移动体的外部特征，尤其是其高度或其种类。对应于所识别出的特征，所述车辆控制对于伴随燃料电池的发电而生成的水的排出的容许、量和禁止。

说明书

技术领域

本发明涉及一种装备有燃料电池的车辆和用于装备有燃料电池的车辆的控制方法。

背景技术

燃料电池伴随发电而生成水。因此，在燃料电池安装在车辆中的情况下，需要处理所生成的水。在所生成的水被释放到外部的情况下，需要抑制落在周围物体上的水带来的缺陷。因此，如在日本专利申请公开No.2005-153853(JP-A-2005-153853)、日本专利申请公开No.2006-185616(JP-A-2006-185616)和日本专利申请公开No.2006-141154(JP-A-2006-141154)中所述，已提出了各种提案。例如，JP-A-2005-153853描述了一种燃料电池车辆，其中根据车辆的速度或与后随车辆的车间距离来控制排水量。

但是，基于车间距离或车速所作出的判定依据与后随车辆的关系有时无法给出关于是否允许排水或容许排水量的适当的判定结果。因此，存在当实际上可能要排水时却禁止排水或者当需要禁止排水时却反之进行排水的风险。

发明内容

本发明提供了一种装备有燃料电池的车辆和用于装备有燃料电池的车辆的控制方法，其能够关于后随于车辆的移动体执行适当的排水控制。

本发明的第一方面涉及一种装备有燃料电池的车辆，其包括：燃料电池；排水装置，所述排水装置用于排出伴随所述燃料电池的发电而生成的水；后随物识别装置，所述后随物识别装置用于识别后随的移动体；和排放控制装置，所述排放控制装置用于根据对所述后随的移动体的识别结果来控制排水量。

根据上述方面，能对应于对后随的移动体的识别结果适当地进行排水。

在上述方面中，所述后随物识别装置可推定所述后随的移动体的特定位置的高度，以及随着所述特定位置的高度越低，所述排放控制装置可越减小所述排水量。

在上述方面中，如果所述特定位置的高度小于或等于预定值，则所述排放控制装置可禁止排水。

在上述方面中，如果所述特定位置的高度大于或等于预定值，则所述排放控制装置可停止对所述排水量的控制。

根据上述方面，通过根据后随车辆的特定位置的高度限制排水、更具体地通过在该车辆的特定位置低的情况下限制排水，来排出适当的水量。

在上述方面中，所述特定位置可以是顶部(车顶)。

根据这种构型，基于车辆高度来排出适当的水量。具体地，如果移动体具有大的高度(车辆高度)，则认为允许水滴到达的范围相应地大，并且能进行相应的排水控制。

在上述方面中，所述特定位置的高度可以是所述后随的移动体的驾驶者的视线的高度。

根据这种构型，由于高度的基准为视线的高度，所以能在抑制水到达后随车辆的驾驶者的同时进行排水。

在上述方面中，所述后随物识别装置可推定所述后随的移动体的种类(type)，并且所述排放控制装置可根据所述后随的移动体的种类来控制所述排水量。

在这种构型中，可通过测量所述后随的移动体的宽度来推定该移动体的种类。

在上述方面中，所述后随物识别装置可推定所述后随的移动体的款式(model)，并且所述排放控制装置可根据所述后随的移动体的款式来控制所述排水量。

这种构型使得能对应于后随的移动体的款式来进行排水控制。

在上述构型中，在所述后随的移动体的款式是二轮车的情况下，所述排放控制装置可将所述排水量控制为比在所述后随的移动体的款式是带篷顶的四轮机动车辆的情况下小。

在上述构型中，如果所述后随的移动体的款式是二轮车，则所述排放控制装置可禁止排水。

根据这种构型，在后随的移动体是二轮车的情况下，可抑制水到达移动体。

在上述构型中，在所述后随的移动体的款式是敞篷汽车的情况下，所述排放控制装置可使所述排水量比在所述后随的移动体的款式是带篷顶的四轮机动车辆的情况下小。

在上述构型中，如果所述后随的移动体的款式是敞篷汽车，则所述排放控制装置可禁止排水。

根据上述构型，在后随的移动体是敞篷汽车的情况下，可适当地抑制水滴的到达。

在上述构型中，所述后随物识别装置可测量所述后随的移动体和本车辆之间的车间距离，并且如果所测得的车间距离越大，则所述排放控制装置可越增大所述排水量。

上述方面的车辆还可包括用于测量所述本车辆的速度的装置。如果所测得的速度越高，则所述排放控制装置可越减小所述排水量。

在上述方面中，所述排放控制装置可通过控制反应废气的排出量、供给到所述燃料电池的空气量和所述燃料电池的发电量中的至少一者来控制所述燃料电池的所述排水量。

本发明的第二方面涉及一种用于装备有燃料电池的车辆的控制方法。在该控制方法中，识别后随的移动体，并且根据对所述后随的移动体的识别结果来控制伴随所述燃料电池的发电而生成的水的排水量。

本发明的第三方面涉及一种装备有燃料电池的车辆，其包括：燃料电池；排放部，所述排放部排出伴随所述燃料电池的发电而生成的水；后随物识别部，所述后随物识别部识别后随的移动体；和排放控制部，所述排放控制部根据对所述后随的移动体的识别结果来控制排水量。

附图说明

从下面参照附图对优选实施例的说明中可清楚地看到本发明的上述和其它目的、特征及优点，在附图中相似的附图标记用于表示相似的元件并且其中：

图1是示出第一实施例的构型的图示；

图2是示出第一实施例的应用示例的图示；

图3是用在第一实施例的控制中的图谱；

图4是用在第一实施例的控制中的图谱；

图5是示出第一实施例的处理程序的流程图；

图6是示出第二实施例的处理程序的流程图；和

图7是示出第二实施例的变型的处理程序的流程图。

具体实施方式

图1是示出第一实施例的装备有燃料电池的车辆10的构造的简化图。如图1所示，燃料电池车辆10装备有燃料电池12。排放通道14(以粗线示出)与燃料电池12连接。排放通道14具备储水箱16和排放控制阀18。排放通道14的端部形成为排水开口20。储水箱16能暂时储存由燃料电池12生成的水。燃料电池12被供给以空气(氧)和氢以进行发电，并伴随着发电而生成水。

由燃料电池12生成的水通过气-液分离器(未示出)与排气分离，并且通过排放通道14，并储存在储水箱16中。所储存的水用于对供给至燃料电池12的空气加湿，并且过剩的水从排水开口20释放。由于设置了储水箱16，所以在中断或抑制排水时，所生成的水可储存在储水箱16中。因此，即使在中断或抑制排水时，也能继续发电。此外，燃料电池12和排放控制阀18的操作由ECU 22控制。

燃料电池车辆10还具有后随车辆监视器24。监视器24与摄像机连接，并获取关于后随于车辆10的移动体的信息。具体地，获取与后随移动体的车间距离及其图象。

图2是示出第一实施例的燃料电池车辆10的应用示例的图示。从排水开口20排出的水滴被车辆行驶的风等吹起，且有时可飞得比排水开口20更高。此后，水滴由于重力而下落。因此，当存在后随的移动体时，到达该后随移动体的水滴变成一个问题。

但是，由于移动体通常被设计成即使在雨中也能够行驶，所以允许水滴落在移动体自身上。但是，如果水落在挡风玻璃(可被称为风挡)上，特别是落在其与驾驶者视线的高度对应的部分上，则挡风玻璃上的水可能妨碍驾驶者驾驶车辆或者使驾驶者产生不适。因此，优选地较少发生这种水的滴落。此外，在不下雨时，驾驶者不会预料到落在挡风玻璃上的水，并且在干扰驾驶者视野的水被风挡刮水器等清除之前可能要花费一些时间。换句话说，落在视线高度以下的部分上的水在一定程度上是允许的。此处视线的高度是指坐在后随移动体的驾驶者座椅上的一般体形的驾驶者的眼睛的高度。

水滴到达驾驶者视线的可能性根据视线的高度(h)而不同；具体地，视线的高度越低，水滴越有可能到达驾驶者视线。

图3示出在预定的车间距离下车速和容许排水量(D)彼此相关的图谱的示例。该图谱用于下述第一实施例的控制。此处容许排水量是燃料电池车辆10对于后随的移动体能排放的水量。在该实施例中，通过假设后随移动体是具有挡风玻璃和篷顶的四轮机动车辆来推定容许排水量。在图3中，曲线1是车间距离短的情况下的图线，且车间距离朝曲线4变长。车间距离越长，容许排水量越大。此外，车间距离越短，容许排水量越小。这是因为车间距离越短，所排出的水滴越有可能到达后随车辆。此外，车速越慢，容许排水量越大。车速越快，容许排水量越小。这是因为车速越快，行驶的风变得越强，从而水滴越有可能到达后随车辆。在该图谱中，后随移动体中的视线高度被设定为预定值。该图谱可通过实验预先获得，且在该实施例中存储在ECU 22中的存储器中。

图4示出后随车辆的车辆高度(h)和修正系数(E)彼此相关的图谱。如上所述，对于后随车辆，在视线高度到达挡风玻璃等的水特别地成为一个问题，且水到达该高度的可能性根据视线的高度而不同。因此，图3所示的容许排水量(D)需要由后随车辆的车辆高度来修正。此处修正系数(E)是用于修正的系数，并且是取决于车辆高度(h)的函数。

利用下式(1)进行修正。

D(修正后)＝D(修正前)×E...(1)

如图4所示，车辆高度越高，修正系数的值变得越大。因此，车辆高度越高，容许排水量的值也变得越大。图4所示的图谱也可通过实验预先获得，并且存储在ECU 22中的存储器中。

图5是示出第一实施例的控制的流程图。ECU 22以预定的时间间隔执行图5所示的处理程序。首先，ECU 22获取本车辆的运转状态，具体为车速(S101)。

接下来，ECU 22获取后方信息(S103)。具体地，ECU 22获取后随车辆与本车辆之间的车间距离和后随车辆的图象。参照该图象和车辆信息数据库，ECU 22识别后随车辆的种类，并从车辆种类和视线高度彼此相关的图谱中获取所识别出的车辆种类的视线高度(h)(S105)。由于ECU22识别车辆种类并推定视线的高度，所以可精确地推定视线的高度。作为车辆种类的替换，也可限定后随车辆的款式。在这种情况下，根据车辆款式可更精确地推定视线的高度。

接下来，ECU 22利用图谱(见图3)从车间距离和车速获取容许排水量(D)(S107)。随后，ECU 22利用图谱(见图4)从视线的高度(h)计算修正系数(E)(S109)。然后，利用修正系数(E)，ECU 22通过公式(1)修正容许排水量(D)(S111)。ECU 22将经修正的容许排水量设定为排水量的上限，并为排放控制阀18指定这样的开度，使得能在高达所述上限的范围内排水，然后进行排水(S113)。

顺便提及，在该实施例中执行步骤S103和S105的ECU 22可对应于该实施例中的后随物识别装置，而执行步骤S107、S109、S111和S113的ECU 22可对应于该实施例中的排放控制装置。

根据第一实施例，由于排水量基于作为后随移动体的外部特性之一的视线高度被控制，所以能在避免水落在后随移动体的驾驶者视野中的同时进行排水。也就是说，能在抑制水落在后随车辆的一部分(在该部分中尤其需要抑制水的到达)上的同时处理所生成的水。

尽管在第一实施例中，ECU 22识别后随移动体的种类或款式以获取驾驶者的视线高度，但这不是限制性的。ECU 22也可直接从所获取的图象来推定视线高度。也允许通过图象分析来识别后随移动体的驾驶者的脸，并推出视线高度。还可从车辆高度(车顶高度)或挡风玻璃的高度来推定视线高度。由于车辆高度和挡风玻璃的高度通常对应于驾驶者的视线高度，所以用上述方式推定视线高度是可能的。挡风玻璃的高度能以挡风玻璃的中央部为基准来表示，或者也能以其最上部或最下部为基准来表示。此外，作为高度基准，允许直接使用车辆高度或挡风玻璃的高度来代替视线高度。

此外，尽管通过后随车辆监视器24亦即图象摄取装置来获取后方信息，但这不是限制性的。如果要推定后随车辆的形状特性，使用任何装置等都足够了。例如，可发射微波，并且可使用其反射来判定形状特性等。还允许与后随移动体通信以便具体确定车辆的种类或其高度。

此外，尽管在第一实施例中，ECU 22仅关于储存在储水箱16中的水来控制排水量，但这不是限制性的。燃料电池车辆10具有用于将反应废气排出到外部的排气开口，并且水滴有时也通过排气开口排出。ECU 22可对应于后随车辆的视线高度控制通过排气开口排出的水滴量。为了限制排水，ECU 22限制空气供给就足够了。通常，如果空气供给被限制，则排气量也降低，并且排水量也降低。同时，ECU 22还可限制发电。通常，如果发电被限制，则所生成的水量也降低。此外，在限制发电的情况下，从确保车辆动力的观点看，优选地为车辆装备诸如电池等的蓄电装置。

图6是示出第二实施例中的控制的流程图。第二实施例的构型与图1所示的第一实施例的构型基本相同。

在该实施例的控制中，ECU 22首先获取本车辆的运转状态，具体为车速(S201)。

接下来，ECU 22判定车速是否大于或等于预定值(S203)。如果车速小于预定值(在S203中为否)，则ECU 22不限制排水(S215)。这是因为如果车速小于预定值，则行驶产生的风较弱，从而水滴几乎不会被吹起。

如果车速大于或等于预定值(在S203中为是)，则ECU 22获取后方信息(S205)。如在第一实施例中那样，在该步骤中获取的信息是与后随移动体的车间距离和后随移动体的图象。接下来，ECU 22判定所获取的车间距离是否小于或等于预定值(S207)。如果车间距离大于预定值(在S207中为否)，则ECU 22不进行排水限制(S215)。这是因为车间距离大于预定值意味着在来自本车辆的水可能到达的范围内不存在后随移动体，从而不需要上述限制。

如果车间距离小于或等于预定值(在S203中为是)，则ECU 22分析所获取的后随移动体的图象并判定后随移动体的种类是否为二轮车(S209)。通过分析所获取的图象来进行该判定。具体地，ECU 22从图象中提取特征部分并参照ECU 22的数据库以判定后随移动体是否为二轮车。如果后随移动体是二轮车(在S209中为是)，则ECU 22禁止排水(S213)。对于二轮车的情况，其常常没有挡风玻璃，所以需要进一步抑制水滴到达。此外，常见的情况下是二轮车的驾驶者(或骑乘者)暴露在外。因此，对于二轮车的情况，还需要避免水滴到达驾驶者的身体。因此，优选地将水到达的位置抑制得低于视线高度。为此，在后随移动体为二轮车的情况下，ECU 22禁止排水(在S209中为是)。

如果后随移动体不是二轮车(在S209中为否)，则ECU 22判定后随移动体的驾驶者的视线高度是否小于或等于预定值(S211)。如上关于第一实施例所述地推定该视线高度。如果后随移动体的视线高度小于或等于预定值(在S211中为是)，则ECU 22禁止排水(S213)。另一方面，如果视线高度大于预定值(在S211中为否)，则ECU 22不限制排水(S215)。

顺便提及，在该实施例中执行步骤S205、S209和S211的ECU 22可对应于该实施例中的后随物识别装置，而执行步骤S213和S215的ECU 22可对应于该实施例中的排放控制装置。

根据第二实施例，在后随移动体为二轮车的情况下，排水被禁止，从而可避免对二轮车驾驶者带来的不便等。此外，在车速小于预定值或车间距离大于预定值的情况下，排水禁止被解除。因此，能在可能要排水的情况下适当地进行排水。

在第二实施例中，参照ECU 22的数据库来判定后随移动体的种类是否为二轮车，但这不是限制性的，也就是说，只要能推定出后随移动体是否为二轮车就足够了。例如，若在所获取的图象中后随移动体的总宽度小于或等于预定值，则可推定后随移动体为二轮车。

此外，尽管在第二实施例中，在后随移动体为二轮车的情况下ECU 22禁止排水，但这不是限制性的。在对应于后随移动体的种类而需要特别限制排水的情况下进行适合于后随移动体种类的排水限制就足够了。例如，在后随移动体是不具有篷顶的敞篷汽车的情况下，优选地使排水比在后随移动体是带篷顶的车辆的情况下少，以便抑制水滴到达敞篷汽车的驾驶者或驾驶室。为此，在后随移动体为敞篷汽车的情况下，ECU 22可禁止排水。可通过将所获取的图象与ECU 22的数据库进行核对而实现的对后随移动体种类的识别来进行关于后随移动体是否为敞篷汽车的判定。也可通过例如核对图象中是否存在篷顶来直接判定后随移动体是否为敞篷汽车。在限定的是后随车辆的款式而非种类的情况下，能根据款式来区分后随移动体是否为敞篷汽车。

在第二实施例中，还允许抑制排水量来代替禁止排水。在这种情况下，制备与到达二轮车或敞篷汽车的水滴对应的容许排水量的图谱就足够了。对于二轮车的情况，为了避免水到达二轮车驾驶者的身体，优选地，落在低于视线高度的部分上的水也很少。为此，当后随移动体为二轮车时，优选地使容许排水量比后随移动体为敞篷汽车时小。

图7是示出第二实施例的变型的控制的流程图。该变型是第一实施例控制和第二实施例的控制的组合。执行与在第二实施例中相同的控制的部分用相同的附图标记表示。在该变型中，ECU 22首先执行与第二实施例中直到S11之前的处理程序相同的处理程序。如果在S211中判定为视线高度大于预定值(在S211中为否)，则ECU 22执行与S107至S113的处理程序相同的处理程序(S211、S223、S225和S227)。

根据该变型，能在抑制水到达后随车辆的尤其需要抑制水滴到达的部分上的同时处理所生成的水。此外，还能避免对二轮车驾驶者带来的不便等。此外，在可能排水的情况下，排水限制和排水禁止被解除。因此，在可能排水时能进行排水。

尽管已参照本发明的示例性实施例描述了本发明，但应当理解，本发明不限于所述的实施例或构型。相反，本发明意图涵盖各种变型和等同设置。此外，尽管所公开的本发明的各种要素被示出为各种示例性的组合和构型，但是包括更多、更少或仅仅单个要素的其它组合和构型也在所附权利要求的范围内。