JP2007040755A - ガスセンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 水素を検出する基準検出素子50Aおよび常用検出素子50Bと、これら検出素子が異常であるか否かを判定する異常判定部66と、各検出素子の出力のいずれかを選択する出力選択部67と、選択された検出素子の出力を、1本の出力系統を介してECU20に出力する出力回路68と、を備え、出力選択部67は、異常判定部66が正常であると判定した検出素子の正常出力を選択し、出力回路68は、異常判定部66が異常判定をした場合、出力選択部67が選択した検出素子の正常出力と、異常判定された検出素子に対応した異常出力と、を切り替えて出力する水素センサ1である。
【選択図】 図5
Description
参照する図面において、図1は、本実施形態に係る燃料電池システムの構成を示すブロック図である。図2は、水素センサの平面図である。図3は、図2に示す水素センサのIV−IV断面図である。図4は、ガス検出素子の斜視図である。図5は、本実施形態に係る水素センサの検出部および回路部の構成図である。図6は、本実施形態に係る水素センサの動作を説明するフローチャートである。図7は、本実施形態に係る水素センサの出力を示すグラフである。図8は、本実施形態に係る水素センサの出力を示すグラフである。
図1に示すように、本実施形態に係る燃料電池システムSは、燃料電池自動車(車両)に搭載されたシステムであって、燃料電池自動車は燃料電池2の発電電力によって走行モータ(図示しない)を駆動させて走行するようになっている。
燃料電池システムSは、動力源となる燃料電池2と、燃料極(アノード)側の入口側配管3および出口側配管5と、酸素極(カソード)側の入口側配管4および出口側配管6と、システムを制御するECU20と、出口側配管6に設けられ水素(被検出ガス)を検出する水素センサ1(ガスセンサ)と、を主に備えている。
そして、燃料極側の出口側配管5および酸素極側の出口側配管6から未反応の反応ガス(例えば、水素や空気等)を含むいわゆるオフガスが排出される。
また、制御部21は1本の出力系統を介して水素センサ1と電気的に接続している。そして、制御部21は、水素センサ1から送られる水素濃度に対応した正常出力と、記憶部22に記憶された水素濃度マップとに基づいて水素濃度を算出し、算出した水素濃度を水素濃度表示モニタ(図示しない)に出力するようになっている。なお、水素濃度マップとは、水素センサ1から送られる正常出力と、水素濃度とが関連付けられたデータである。
水素センサ1は、出口側配管6内を流れるオフガス(空気オフガス、希釈ガス)中の水素を検出し、検出した水素の濃度に対応した出力(出力)をECU20の制御部21に出力する機能を有している。また、水素センサ1は、内蔵する基準検出素子50Aおよび常用検出素子50B(ともに特許請求の範囲における「ガス検出素子」に相当)の自己異常判定機能を有しており、異常判定された場合、異常状態に対応した異常出力を制御部21に出力する機能を有している。
水素センサ1の機械的構成について、図2から図4を参照して説明する。
図2および図3に示すように、水素センサ1は、制御基板39を収容した直方体形状のケース30を備えている。ケース30は、例えばポリフェニレンサルファイド製であって、その長手方向両端部にフランジ部31を備えている。フランジ部31にはカラー32が取り付けられており、このカラー32内にボルト33が挿入されることで、フランジ部31は、酸素極側の出口側配管6に設けられた取付座6A(図3参照)に締結されて固定されるようになっている。
図4に示すように、基準検出素子50Aと常用検出素子50Bは、それぞれ検出素子51と温度補償素子52との対により構成されている。検出素子51は、周知の素子であって、電気抵抗に対する温度係数が高い白金等を含む金属線のコイル51aが、触媒51bを坦持したアルミナ等の坦体で被覆されて形成されている。触媒51bは、水素などの被検出ガスに対して活性な貴金属などからなる。温度補償素子52は、被検出ガスに対して不活性とされ、例えば検出素子51と同等のコイル52aの表面が、アルミナ等の坦体で被覆されて形成されている。
次に、制御基板39を含む水素センサ1の電気的構成について、図5を参照して説明する。
図5に示すように、水素センサ1は、基準検出素子50Aおよび常用検出素子50Bを含む検出部50と、検出部50から送られた出力を処理してECU20の制御部21に出力する回路部60と、を備えている。
各ブリッジ回路において、検出素子51と温度補償素子52の接続点PSと、固定抵抗53と固定抵抗54の接続点PRとの間に、これらの接続点PS、PR間の電圧を検出する回路部60の基準検出回路65Aおよび常用検出回路65Bが接続されている。
一方、水素が存在すると、検出素子51の触媒51bにおいて水素が燃焼することでコイル51aの温度が上昇し、抵抗値R4が増大する。これに対して温度補償素子52においては水素が燃焼せず、抵抗値R3は変化しない。これにより、ブリッジ回路の平衡が破れ、基準検出回路65Aおよび常用検出回路65Bに、水素濃度の増大変化に応じた電圧が印加されるようになっている。
異常判定部66(異常判定手段)は、基準検出素子50Aの検出値(出力)と、常用検出素子50Bの検出値(出力)とを、互いに独立に、その内部に記憶された所定基準値と比較する絶対診断によって(図6、S101、S102参照)、基準検出素子50A、常用検出素子50Bの異常判定(例えば各検出素子の劣化判定)を行うようになっている。そして、異常判定部66は、判定結果を出力選択部67および出力回路68に出力するようになっている。
なお、基準検出素子50Aまたは常用検出素子50Bが異常な状態であるとは、例えば、これらからの検出値と前記所定基準値との差が所定閾値より大きく、基準検出素子50Aまたは常用検出素子50Bが劣化や、短絡していると推定される状態である。一方、基準検出素子50Aまたは常用検出素子50Bが異常でない、つまり正常な状態であるとは、これらからの検出値と前記所定基準値との差が所定閾値以下であり、基準検出素子50Aまたは常用検出素子50Bが正常に作動していると推定される状態である。
出力選択部67(出力選択手段)は、異常判定部66から入力される判定結果に対応して、基準検出回路65A(基準検出素子50A)または常用検出回路65B(常用検出素子50B)から出力される検出値(1つのガス検出素子の出力)を適宜に選択して出力回路68へ出力するようになっている。
これとは逆に、基準検出素子50Aのみが異常(つまり常用検出素子50Bは正常)であることを示す判定結果が入力された場合、常用検出回路65Bから入力された検出値を選択し、出力回路68に出力するようになっている。
出力回路68(出力手段)は、1本の出力系統を介して、後記する正常出力または異常出力を、ECU20の制御部21に出力する回路である。
なお、出力回路68から出力される異常出力の出力値は、制御部21が誤検知しないように、正常出力の予想される出力範囲外の値に設定されている。また、異常出力の出力間隔は、基準検出素子50Aおよび常用検出素子50Bの異常状態に対応して変更されるように設定されている。さらに、基準検出素子50Aおよび常用検出素子50Bの異常状態に対応して、異常出力の出力値を変更するようにしてもよい。このように異常出力の間隔や出力値を変更すれば、制御部21の誤検知をさらに抑えることができる。
電圧コントローラ62Aは、基準検出素子50Aと基準電圧発生回路61との間に設けられている。そして、電圧コントローラ62Aには、通電指示部63から基準検出素子50Aに印加する印加電圧を制御する制御指令が送られるようになっており、電圧コントローラ62Aはこの制御指令に従って、基準検出素子50Aの印加電圧を制御する。
電圧コントローラ62Bは、常用検出素子50Bと基準電圧発生回路61との間に設けられている。そして、電圧コントローラ62Bには、通電指示部63から常用検出素子50Bに印加する印加電圧を制御する制御指令が送られるようになっており、電圧コントローラ62Bはこの制御指令に従って、常用検出素子50Bの印加電圧を制御する。
なお、通電指示部63は、所定のタイミングや、異常判定部66から入力される異常判定の結果に基づいて、各電圧コントローラ62A、62Bの動作を指示するようになっている。
次に、本実施形態に係る水素センサ1の動作について、図6から図8を主に参照して説明する。
一方、常用検出素子50Bは異常でない、つまり、正常であると判定された場合(S101・No)、異常判定部66は常用検出素子50Bが正常であることを示す判定結果を、出力選択部67および出力回路68に出力する。そうすると、出力選択部67は常用検出回路65B(常用検出素子50B)からの検出値を選択して出力回路68に出力する。そして、出力回路68は、この出力を通常出力、つまり正常出力として制御部21に出力する(S105)。その後、処理はリターンに進み、スタートに戻る。したがって、制御部21は、この正常出力に基づいて水素濃度を検知することができる。
基準検出素子50Aは異常であると判定された場合(S102・Yes)、ステップS106に進む。ステップS106において、異常判定部66は、出力選択部67および出力回路68に、基準検出素子50Aおよび常用検出素子50Bが共に異常であることを示す判定結果を出力する。これにより、出力選択部67は、基準検出回路65Aおよび常用検出回路65Bからの入力値を選択せず、出力回路68に出力しない。これと共に、出力回路68は、基準検出素子50Aおよび常用検出素子50Bが異常であることを示す異常出力を制御部21に出力する。その後、処理はリターンに進む。なお、異常出力のみが入力された制御部21は、基準検出素子50Aおよび常用検出素子50Bが異常であることを検知し、警報装置23を作動させる。
これにより、出力回路68は、常用検出素子50Bが異常であるか否かに係る異常出力よりも、所定濃度以上の水素が検出されているか否かに係る正常出力、すなわち、出口側配管6内を所定濃度以上の水素が流れているか否かという、水素センサ1の本来の機能を優先させることができる。
なお、常用検出素子50Bの異常状態を示す異常出力の出力間隔は、常用検出素子50Bの異常状態に対応して変更してもよいし、さらに、異常状態に対応して、異常出力の出力値を変更するようにしてもよい。
前記した実施形態では、被検出ガスが水素である場合を説明したが、被検出ガスは水素に限定されるものではなく、例えば、一酸化炭素、硫化水素など他のガスであってもよい。また、前記した実施形態では、ガスセンサとして接触燃焼式ガスセンサを示したが、半導体式ガスセンサなど、他の方式のセンサであってもよい。
20 ECU(外部電子機器)
50A 基準検出素子(ガス検出素子)
50B 常用検出素子(ガス検出素子)
51 検出素子
51a コイル
51b 触媒
52 温度補償素子
66 異常判定部(異常判定手段)
67 出力選択部(出力選択手段)
68 出力回路(出力手段)
S 燃料電池システム
Claims (4)
- 被検出ガスを検出する複数のガス検出素子と、
前記複数のガス検出素子が異常であるか否かを判定する異常判定手段と、
前記複数のガス検出素子の出力から1つのガス検出素子の出力を選択する出力選択手段と、
前記選択された1つのガス検出素子の出力を、1本の出力系統を介して外部電子機器に出力する出力手段と、
を備え、
前記出力選択手段は、前記異常判定手段が正常であると判定した前記ガス検出素子の正常出力を選択し、
前記出力手段は、前記異常判定手段が異常判定をした場合、前記出力選択手段が選択したガス検出素子の正常出力と、異常判定された前記ガス検出素子に対応した異常出力と、を切り替えて出力することを特徴とするガスセンサ。 - 前記出力手段は、前記正常出力が所定条件を満たす場合、前記異常出力を出力しないことを特徴とする請求項1に記載のガスセンサ。
- 前記出力手段は、異常判定された前記ガス検出素子の異常状態に対応して、前記異常出力を出力する間隔を変更することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のガスセンサ。
- 前記出力手段は、異常判定された前記ガス検出素子の異常状態に対応して、前記異常出力の出力値を変更することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のガスセンサ。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010019732A (ja) * | 2008-07-11 | 2010-01-28 | Honda Motor Co Ltd | ガスセンサ |
JP2013113621A (ja) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Yazaki Energy System Corp | ガス検出装置 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4353297B2 (ja) * | 2007-10-17 | 2009-10-28 | トヨタ自動車株式会社 | 車両 |
JP4892511B2 (ja) * | 2008-04-15 | 2012-03-07 | 本田技研工業株式会社 | ガスセンサ |
WO2010058781A1 (ja) * | 2008-11-19 | 2010-05-27 | トヨタ自動車株式会社 | ガスセンサの制御装置 |
JP2012163341A (ja) * | 2011-02-03 | 2012-08-30 | Honda Motor Co Ltd | 水素検出システム |
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US20130239656A1 (en) * | 2012-03-14 | 2013-09-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas Chromatograph |
FR2999709B1 (fr) * | 2012-12-19 | 2018-11-30 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | Detecteur de fuite d'hydrogene |
FR2999811B1 (fr) | 2012-12-19 | 2016-11-04 | Michelin & Cie | Systeme a pile a combustible equipe d'un detecteur de fuite d'hydrogene |
CN118258330B (zh) * | 2024-05-30 | 2024-08-02 | 临沂中德新型建材有限公司 | 一种地坪检测设备及地坪检测设备的使用方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0721486A (ja) * | 1993-07-02 | 1995-01-24 | Mitsutoyo Corp | 測定処理システム |
JP2000028139A (ja) * | 1998-07-08 | 2000-01-25 | Paloma Ind Ltd | 燃焼装置 |
JP2004061244A (ja) * | 2002-07-26 | 2004-02-26 | Honda Motor Co Ltd | ガスセンサ及びガスセンサのガス検知方法及びガスセンサの故障検知方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3228027A (en) * | 1961-11-02 | 1966-01-04 | Bendix Corp | Pitch and roll corrector for use in a doppler radar navigation system |
US3815114A (en) * | 1972-10-12 | 1974-06-04 | R Johnson | Multi-channel combustible gas detector |
US4327437A (en) * | 1980-07-30 | 1982-04-27 | Nasa | Reconfiguring redundancy management |
US5255656A (en) * | 1991-06-27 | 1993-10-26 | Borg-Warner Automotive, Inc. | Alcohol concentration sensor for automotive fuels |
GB9512929D0 (en) * | 1995-06-24 | 1995-08-30 | Sun Electric Uk Ltd | Multi-gas sensor systems for automatic emissions measurement |
US6115654A (en) * | 1997-12-23 | 2000-09-05 | Simmonds Precision Products, Inc. | Universal sensor interface system and method |
JPWO2003083465A1 (ja) * | 2002-03-29 | 2005-08-04 | 日本特殊陶業株式会社 | Nox測定装置、noxセンサの自己診断装置及びその自己診断方法 |
CN100587485C (zh) * | 2004-01-27 | 2010-02-03 | H2Scan公司 | 具有集成参考器件的气体传感器 |
JP4405875B2 (ja) * | 2004-08-25 | 2010-01-27 | 富士通株式会社 | エラー訂正用データの生成方法及び生成装置並びに生成プログラム及び同プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
-
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0721486A (ja) * | 1993-07-02 | 1995-01-24 | Mitsutoyo Corp | 測定処理システム |
JP2000028139A (ja) * | 1998-07-08 | 2000-01-25 | Paloma Ind Ltd | 燃焼装置 |
JP2004061244A (ja) * | 2002-07-26 | 2004-02-26 | Honda Motor Co Ltd | ガスセンサ及びガスセンサのガス検知方法及びガスセンサの故障検知方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010019732A (ja) * | 2008-07-11 | 2010-01-28 | Honda Motor Co Ltd | ガスセンサ |
JP2013113621A (ja) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Yazaki Energy System Corp | ガス検出装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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