本申請基于并且要求于2015年5月11日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2015-0065432號的優(yōu)先權的權益，通過引用將該申請的公開內容整體結合到本文中。
技術領域：
本公開內容涉及用于控制燃料電池車輛的凈化閥的裝置和方法，并且更具體地，涉及當停車(關閉點火裝置)之后重新啟動車輛時，在燃料電池組的陽極流道中的氫濃度超過參考值時，基于車輛停車時間可變地調整凈化閥的打開時間。
背景技術：
：通常，燃料電池系統(tǒng)包括產生電能的燃料電池組；燃料供給器，將作為燃料的氫氣提供至燃料電池組；空氣供給器，將電化學反應所需的空氣提供至燃料電池組；熱量和水管理器，該熱量和水管理器將燃料電池組的反應熱移到系統(tǒng)外部、調整燃料電池組的驅動溫度并且執(zhí)行水管理功能；以及操作燃料電池系統(tǒng)的控制器。具體地，燃料供給器包括氫氣罐、高壓/低壓調節(jié)器、氫氣再循環(huán)器等；空氣供給器包括鼓風機、加濕器等；以及熱量和水管理器包括冷卻泵、散熱器等。此外，從燃料供給器的氫氣罐供給的高壓氫氣通過高壓和低壓調節(jié)器在低壓下被供給至燃料電池組，并且氫氣再循環(huán)器具有安裝在再循環(huán)管道 中的循環(huán)鼓風機以將在電池組的陽極中使用氫氣之后余留未反應的氫氣再循環(huán)到陽極中，從而促進氫氣的再利用。在空氣供給器中，由鼓風機供給的干燥空氣通過在經過加濕器的同時與從電池組的陰極的出口排出的廢氣(例如，濕空氣)執(zhí)行濕氣交換而變得潮濕，并且然后被供給至燃料電池組的陰極的進口。燃料電池系統(tǒng)的電池組包括多個單元電池連續(xù)排列的發(fā)電組件，并且每一個單元電池被設置為單元的燃料電池，單元的燃料電池被配置為通過氫氣和空氣的電化學反應來產生電能。單元電池包括膜-電極組件以及布置成鄰近膜電極組件的兩側的分隔器(separator)。具體地，分隔器以具有導電性的板的形式形成，并且各自具有被形成為允許燃料和空氣流入膜電極組件的接觸表面的流道。此外，膜電極組件具有形成在其一個表面上的陽極、形成在其另一個表面上的陰極，以及形成在陽極與陰極之間的電解質膜。陽極對通過分隔器的流道供給的燃料執(zhí)行氧化反應以將燃料分成電子和氫離子，并且電解質膜將氫離子移動到陰極。此外，陰極對從陽極供給的電子和氫離子以及通過分隔器的流道供給的空氣中的氧氣執(zhí)行還原反應以產生水和熱。通過化學反應在陰極中產生的水的一部分滲透電解質膜并且移動到陽極。當移動到陽極的水保留在催化層中時，催化劑的反應量減小。此外，當移動到陽極的水保留在流道中時，阻擋氫氣的供給路徑。因此，電池組的陽極進一步連接到脫水器和凈化線路，脫水器收集和排放余留在催化層或流道中的水，并且凈化線路將陽極中的雜質(例如，包括未反應的氫氣)排放到加濕器。脫水器連接將水排放到加濕器的排水線，并且排水線包括在每個凈化周期打開以排放水的排水閥。此外，凈化線路包括用以在每個凈化周期排放陽極中的雜質的凈化閥。然而，根據(jù)相關技術的用于控制燃料電池車輛 的凈化閥的裝置在固定打開時間打開凈化閥，而不考慮停車之后重新啟動車輛時燃料電池組的陽極的流道中的氫濃度和停車時間。換言之，由于根據(jù)相關技術的用于控制燃料電池車輛的凈化閥的裝置在重新啟動車輛時的固定時間期間無條件打開凈化閥，所以氫氣的消耗量增大，從而燃料效率降低。技術實現(xiàn)要素：本公開提供一種用于控制燃料電池車輛的凈化閥的裝置和方法，其通過估計停車(例如，點火裝置關閉)之后重新啟動車輛時燃料電池組的陽極的流道中的氫濃度是否超過參考值，并且當氫濃度超過參考值時基于車輛的停車時間可變地調整凈化閥的打開時間，能夠減小氫氣的消耗量并且提高燃料效率。在本公開中，停車時間可以表示其中車輛被停放的總時間。例如，當車輛在10:10停車并且然后在10:20重新啟動時，停車時間是10分鐘。本公開的目的不限于上述目的，并且本公開的其他目的和優(yōu)點可以通過以下說明來理解并且將通過本公開的示例性實施方式來清楚地說明。此外，將容易了解的是，本公開的目的和優(yōu)點可以通過在所附權利要求中示出的裝置及其組合來實現(xiàn)。根據(jù)本公開的示例性實施方式，一種用于控制燃料電池車輛的凈化閥的裝置可以包括：停車測時器，被配置為測量車輛的停車時間；測溫器，被配置為測量關閉車輛的點火裝置時燃料電池組的溫度(在下文中，稱作第一溫度)以及重新啟動車輛時燃料電池組的溫度(在下文中，稱作第二溫度)；信息獲取器，被配置為獲取估計重新啟動車輛時燃料電池組的陽極的流道中的氫濃度是否大于參考值所需的信息值；凈化閥驅動器，被配置為驅動凈化閥；以及控制器，被配置為當測溫器測量的第二溫度超過第一閾值并且信息獲取器獲得的信息值超過參考值時，操作凈化閥驅動器以 基于記錄有與停車時間對應的打開時間的表在與停車測時器測量的停車時間對應的打開時間期間打開凈化閥。根據(jù)本公開的另一示例性實施方式，一種用于控制燃料電池車輛的凈化閥的裝置可以包括：停車測時器，被配置為測量車輛的停車時間；測溫器，被配置為測量關閉車輛的點火裝置時燃料電池組的溫度(在下文中，稱作第一溫度)以及重新啟動車輛時燃料電池組的溫度(在下文中，稱作第二溫度)；信息獲取器，被配置為獲取估計重新啟動車輛時燃料電池組的陽極的流道中的氫濃度是否超過參考值所需的信息值；凈化閥驅動器，被配置為驅動凈化閥；以及控制器，被配置為當通過從第一溫度中減去第二溫度得出的值小于閾值并且信息獲取器獲得的信息值超過參考值時，操作凈化閥驅動器以基于記錄有與停車時間對應的打開時間的表在與停車測時器測量的停車時間對應的打開時間期間打開凈化閥。根據(jù)本公開的另一示例性實施方式，一種用于控制燃料電池車輛的凈化閥的方法可以包括：測量車輛的停車時間；測量關閉車輛的點火裝置時燃料電池組的溫度(在下文中，稱作第一溫度)以及重新啟動車輛時燃料電池組的溫度(在下文中，稱作第二溫度)；獲取估計重新啟動車輛時燃料電池組的陽極的流道中的氫濃度是否超過參考值所需的信息值；以及當測溫器測量的第二溫度超過第一閾值并且信息獲取器獲得的信息值超過參考值時，基于記錄有與停車時間對應的打開時間的表在與測量的停車時間對應的打開時間期間打開凈化閥。根據(jù)本公開的另一示例性實施方式，一種用于控制燃料電池車輛的凈化閥的方法可以包括：測量車輛的停車時間；測量關閉車輛的點火裝置時燃料電池組的溫度(在下文中，稱作第一溫度)以及重新啟動車輛時燃料電池組的溫度(在下文中，稱作第二溫度)；獲取估計重新啟動車輛時燃料電池組的陽極的流道中的氫濃度是否超過參考值所需的信息值；以及當從第一溫度中減去第二溫度得出的值小于閾值并且信息值超過參考值時 時，基于記錄有與停車時間對應的打開時間的表在與測量的停車時間對應的打開時間期間打開凈化閥。附圖說明通過以下結合附圖的詳細描述，本公開的上述的以及其他的目的、特征以及優(yōu)點將變得更加顯而易見。圖1是根據(jù)本公開示例性實施方式的用于控制燃料電池車輛的凈化閥的裝置；以及圖2是根據(jù)本公開示例性實施方式的用于控制燃料電池車輛的凈化閥的方法的流程圖。具體實施方式應當理解，本文中所使用的術語“車輛”或“用車輛運載的(vehicular)”或其他類似術語包括一般的機動車輛，諸如包括運動型多用途車輛(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛的載客車輛；包括各種船只和艦船的船舶；航天器等；并且包括混合動力車輛、電動車輛、插電混合動力車輛、氫動力車輛、和其他替代燃料車輛(例如，來源于除石油以外的資源的燃料)。如本文中提及，混合動力車輛是具有兩種以上動力源的車輛，例如，汽油動力和電動車輛。盡管示例性實施方式被描述為使用多個單元來執(zhí)行示例性過程，然而，可以理解的是，也可通過一個或多個模塊來執(zhí)行示例性過程。此外，可以理解的是，術語“控制器/控制單元”是指包括存儲器和處理器的硬件裝置。存儲器被配置成存儲模塊，并且處理器具體地被配置成執(zhí)行所述模塊，以執(zhí)行一個或多個過程，這在下文進一步描述。此外，本發(fā)明的控制邏輯可體現(xiàn)為在計算機可讀介質上的非臨時性計算機可讀介質，該計算機可讀介質包含由處理器、控制器/控制單元等等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令。計算機可讀介質的實例包括但不限于ROM、RAM、光盤(CD)-ROM、磁帶、軟盤、閃存驅動、智能卡、以及光學數(shù)據(jù)存儲裝置。計算機可讀記錄介質也可分布在網(wǎng)絡耦接的計算機系統(tǒng)中，從而例如通過遠程通信服務器(telematicsserver)或控制器局域網(wǎng)絡(CAN)以分布式方式存儲和執(zhí)行該計算機可讀介質。本文所用的術語僅是為了描述特定實施方式的目的，而并不旨在限制本發(fā)明。除非上下文另有明確說明，否則如本文所用的單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”也旨在包括復數(shù)形式。將進一步理解，當在本說明書中使用術語“包括”和/或“包含”時，意指指定特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但并不排除一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組合的存在或添加。如本文所用的，術語“和/或”包括一個或多個相關列出項的任何和所有的組合。通過以下參照附圖詳細描述的細節(jié)描述，上述目標、特征和優(yōu)勢將變得顯而易見。因此，本公開所屬領域的技術人員可以容易地實踐本公開的技術理念。此外，在描述本公開時，在確定與本公開相關聯(lián)的眾所周知的技術的詳細描述可能對本公開的主旨造成不必要的模糊的情況下，將省略其描述。在后文中，將參照附圖詳細描述本公開的示例性實施方式。圖1是根據(jù)本公開的示例性實施方式的用于控制燃料電池車輛的凈化閥的裝置。如在圖1中示出的，根據(jù)本公開的用于控制燃料電池車輛的凈化閥的裝置可以包括停車測時器10、測溫器20、信息獲取器30、凈化閥驅動器40、以及控制器50?？刂破?0可被配置為操作裝置的其他各個部件。下面將對各個部件進行描述。首先，停車測時器10可被配置為測量在停車之后重新啟動車輛時停車的總時間作為停車時間。換言之，停車測 時器10可被配置為測量從關閉車輛的點火裝置的時刻至打開車輛的點火裝置的時刻之間的時間作為停車時間。例如，當關閉車輛點火裝置的時刻是10:10，并且然后打開車輛點火裝置的時刻是10:20時，停車時間是10分鐘。此外，測溫器20可被配置為測量關閉車輛的點火裝置時燃料電池組的第一溫度，并且然后測量重新啟動車輛時燃料電池組的第二溫度。具體地，燃料電池組的溫度還可以是燃料電池組的冷卻劑的溫度，并且還可以是燃料電池組的陰極的溫度。信息獲取器30(例如，傳感器)可被配置為收集和計算估計重新啟動車輛時燃料電池組的陽極的流道中的氫濃度是否超過參考值所需的信息(例如，數(shù)字信息)，并且控制器50可被配置為基于通過以下各種示例性實施方式獲得的信息間接估計氫濃度是否超過參考值。燃料電池組的陽極的流道中的氫濃度可能難以直接測量，這是因為這種測量需要昂貴的氫氣傳感器，這會引起車輛的生產成本增加。重新啟動車輛時燃料電池組的陽極的流道中的氫濃度是否超過參考值的估計可以確定是否可變地調節(jié)凈化閥(purgevalve)。換言之，當重新啟動車輛時燃料電池組的陽極的流道中的氫濃度不超過(例如，小于)參考值時，可以可變地調節(jié)凈化閥并且可以使用一般的凈化邏輯。1)累積的電荷量信息獲取器30可以包括電流計，被配置為測量燃料電池組的電流；電荷量計算器，被配置為將通過將電流計測量的電流乘以時間(例如，監(jiān)控時間段)來計算電荷量；累積電荷量計算器，被配置為通過累積(例如，求和)電荷量計算器計算的電荷量來計算累積的電荷量；以及控制器，被配置為操作累積電荷量計算器以計算預設時間內的累積電荷量。具體地，當車輛執(zhí)行“點火、行駛、以及停車(關閉點火裝置)”的處理并且然后 重新啟動時，預設時間還可以是從車輛的點火到車輛的停車的時間，并且還可以是停車之前的預定時間(即，停車時間之前的預定時間)。2)電荷量變化速度信息獲取器30可以包括電流計，被配置為測量燃料電池組的電流；電荷量計算器，被配置為通過將電流計測量的電流乘以時間(監(jiān)控時間段)來計算電荷量；累積電荷量計算器，被配置為通過累積由電荷量計算器計算的電荷量來計算累積的電荷量；電荷量變化速度計算器，被配置為通過將通過累積電荷量計算器算得的累積電荷量除以預設時間，來計算電荷量變化速度；以及控制器，被配置為操作累積電荷量計算器以計算停車之前的預定時間內的累積電荷量，并且操作電荷量變化速度計算器以將停車之前的預定時間內的累積電荷量除以預定時間，來計算電荷量變化速度。3)累積的凈化量信息獲取器30可以包括被配置為檢測預設時間內的累積凈化量的累積凈化量檢測器。具體地，凈化量還可以指示氫壓力、預設時間內的凈化次數(shù)(例如，凈化閥的打開次數(shù))、預設時間內的凈化時間(例如，凈化閥的打開時間)、或它們的組合。當車輛執(zhí)行“點火、行駛、以及停車(關閉點火裝置)”的處理并且然后重新啟動時，預設時間還可以是從車輛的點火到車輛的停車的時間，并且還可以是在停車之前的預定時間(即，停車時間之前的預定時間)。4)凈化量變化速度信息獲取器30可以包括累積凈化量檢測器，被配置為檢測預設時間內的累積凈化量；凈化量變化速度計算器，被配置為通過將由累積凈化量檢測器檢測的累積凈化量除以預設時間，來計算凈化量變化速度；以及控制器，被配置為操作累積凈化量檢測器以檢測停車之前的預定時間內的累 積凈化量，并且操作凈化量變化速度計算器以通過將停車之前的預定時間內的累積凈化量除以預定時間，來計算凈化量變化速度。此外，凈化閥驅動器40可被配置為打開或關閉凈化閥?？刂破?0可被配置為執(zhí)行一般功能以操作各個部件的功能。具體地，當測溫器20測量的第二溫度大于第一閾值并且通過信息獲取器30獲取的信息值大于參考值時，控制器50可被配置為操作凈化閥驅動器40以基于記錄有與停車時間對應的打開時間的表，在與停車測時器10測量的停車時間對應的打開時間期間打開凈化閥。當信息獲取器30獲取的信息值小于參考值時，可以使用一般的凈化邏輯。換言之，當測溫器20測量的第二溫度大于第一閾值并且信息獲取器30獲取的信息值大于參考值時，控制器50可被配置為確定重新啟動車輛時燃料電池組的陽極的流道中的氫濃度大于參考值。此外，即使測溫器20測量的第二溫度可能小于第一閾值，但當通過從測溫器20測量的第一溫度中減去第二溫度得出的值小于第二閾值并且用信息獲取器30獲得的信息值大于參考值時，控制器50可被配置為操作凈化閥驅動器40以基于存儲有與停車時間對應的打開時間的表，在與停車測時器10測量的停車時間對應的打開時間期間打開凈化閥。具體地，當通過從測溫器20測量的第一溫度中減去第二溫度得出的值是第二閾值以上時，可以使用一般凈化邏輯。此外，當信息獲取器30獲取的信息值小于參考值時，同樣可以使用一般的凈化邏輯。換言之，即使測溫器20測量的第二溫度小于第一閾值，當從測溫器20測量的第一溫度中減去第二溫度得出的值小于第二閾值并且信息獲取器30獲得的信息值大于參考值時，控制器50可被配置為確定重新啟動車輛時燃料電池組的陽極的流道中的氫濃度大于參考值。另一方面，舉例說明，控制器50可被配置為基于下面的表1調節(jié)凈化閥的打開時間。表1停車時間3分鐘以下3至7分鐘7至10分鐘10至15分鐘70％的目標氫濃度0秒0秒0.3秒0.5秒75％的目標氫濃度0秒0.3秒0.7秒1秒80％的目標氫濃度0秒1秒1秒1.2秒具體地，目標氫濃度意指在重新啟動車輛期間的目標氫濃度。如在表1中示出的，當調節(jié)凈化閥的打開時間時，氫還原效果如下。-當停車時間是7分鐘時，當目標氫濃度是大約70％時，可以減小大約0.4g(4.86公升)的氫氣。-當停車時間是7分鐘時，當目標氫濃度是大約75％時，可以減小大約0.28g(3.4公升)的氫氣。根據(jù)本公開，用于控制燃料電池車輛的凈化閥的裝置可以進一步包括存儲器，存儲器被配置為存儲其中可記錄有與停車時間對應的打開時間的表。圖2是根據(jù)本公開的示例性實施方式的用于控制燃料電池車輛的凈化閥的方法的流程圖。首先，停車測時器10可被配置為測量車輛的停車時間(201)。此外，測溫器20可被配置為測量關閉車輛的點火裝置時燃料電池組的第一溫度以及重新啟動車輛時燃料電池組的第二溫度(202)。信息獲取器30可被配置為獲取估計重新啟動車輛時燃料電池組的陽極的流道中的氫濃度是否超過參考值所需的信息值(203)。此外，當測溫器20測量的第二溫度大于第一閾值并且信息獲取器30獲得的信息值大于參考值時，控制器50可被配置為基于記錄有與停車時間對應的打開時間的表在與停車測時器10測量的停車時間對應的打開時間期間打開凈化閥(204)。具體地，即使測溫器20測量的第二溫度小于第一閾值，當從測溫器20測量的第一溫度中減去第二溫度得出的值小于 第二閾值并且所獲得的信息值大于參考值時，控制器50可被配置為以類似于上述的方式打開凈化閥。另一方面，如上所述的根據(jù)本公開的方法可以由計算機程序產生。此外，本領域中的計算機程序員可以容易地推導出配置計算機程序的代碼和代碼段。此外，所產生的計算機程序儲存在計算機可讀記錄介質(信息儲存介質)中并且由計算機讀取和執(zhí)行，從而實現(xiàn)根據(jù)本公開的方法。此外，記錄介質包括所有形式的計算機可讀記錄介質。如上所述，根據(jù)本公開的示例性實施方式，通過估計停車(例如，關閉點火裝置)之后車輛重新啟動時燃料電池組的陽極的流道中的氧濃度是否超過參考值，并且當氫濃度超過參考值時基于車輛的停車時間可變地調節(jié)凈化閥的打開時間，可以減少氫氣的消耗量并且提高燃料效率。在上文中，雖然已參考示例性實施方式及附圖描述了本公開，但是本公開不限于此，在不背離在所附權利要求書中要求保護的本公開的精神和范圍的前提下，可由本公開所屬領域的技術人員作出各種修改和替換。圖中的每個元件的符號10：停車測時器20：測溫器30：信息獲取器40：凈化閥驅動器50：控制器當前第1頁1 2 3