JP2008190889A - Gas sensor system - Google Patents

Gas sensor system Download PDF

Info

Publication number
JP2008190889A
JP2008190889A JP2007022751A JP2007022751A JP2008190889A JP 2008190889 A JP2008190889 A JP 2008190889A JP 2007022751 A JP2007022751 A JP 2007022751A JP 2007022751 A JP2007022751 A JP 2007022751A JP 2008190889 A JP2008190889 A JP 2008190889A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
scavenging
gas detection
detection chamber
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007022751A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunji Tsukabayashi
俊二 塚林
Hidetoshi Oishi
英俊 大石
Akihiro Suzuki
昭博 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2007022751A priority Critical patent/JP2008190889A/en
Publication of JP2008190889A publication Critical patent/JP2008190889A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the gas sensor system mounted on a vehicle to detect a gas to be detected, such as hydrogen, that operates corresponding to the state of the vehicle and can prevent deterioration of a gas-detecting element. <P>SOLUTION: The gas sensor system 1 mounted on a fuel cell vehicle and operated corresponding to the vehicle to detect hydrogen is equipped with: the gas-detecting element 23 for detecting hydrogen; a first gas detection chamber 32 having the gas-detecting element 23 arranged therein and taking in hydrogen; a second detection chamber 41; a butterfly valve 51 capable of holding the first and the second gas detection chambers 32 and 41 to a hermetically sealed state; and an ECU 90 for controlling the butterfly valve 51 to determine whether the fuel cell vehicle is stopped. When the fuel cell vehicle is determined as having stopped, the ECU 90 hermetically seals the first and second gas detection chambers 32 and 41 using the butterfly valve 51. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガスセンサシステムに関する。   The present invention relates to a gas sensor system.

固体高分子型の燃料電池は、固体高分子膜の両側をアノード(燃料極)とカソード(酸素極)で挟み込んでMEA(Membrane Electrode Assembly:膜電極接合体)を形成し、この膜電極接合体を一対のセパレータで挟んでなる単セルを複数積層して一つの燃料電池スタックを構成している。そして、アノードには水素(燃料ガス)が供給され、カソードには空気(酸化剤ガス)が供給され、アノード及びカソードで電極反応が起こり、燃料電池が発電する。   A solid polymer type fuel cell forms an MEA (Membrane Electrode Assembly) by sandwiching both sides of a solid polymer membrane between an anode (fuel electrode) and a cathode (oxygen electrode), and this membrane electrode assembly A single fuel cell stack is formed by stacking a plurality of single cells sandwiched between a pair of separators. Then, hydrogen (fuel gas) is supplied to the anode, and air (oxidant gas) is supplied to the cathode. An electrode reaction occurs at the anode and the cathode, and the fuel cell generates power.

このような燃料電池からは未反応の水素(被検出ガス)が排出されるので、燃料電池から排出されたオフガスの流路に水素センサを設けて、この水素センサにより、オフガス中の水素濃度の監視がされている。なお、オフガスには電極反応によって生成した水蒸気(水分)が含まれており、多湿である。   Since unreacted hydrogen (detected gas) is discharged from such a fuel cell, a hydrogen sensor is provided in the flow path of the off gas discharged from the fuel cell, and the hydrogen sensor detects the hydrogen concentration in the off gas. It is being monitored. The off gas contains water vapor (moisture) generated by the electrode reaction and is humid.

しかしながら、水素センサに内蔵され、水素をガス接触燃焼式等によって検出するガス検出素子が、オフガス中の水蒸気に長期間にて曝されると、劣化してしまう。そこで、例えば、被検出ガスの侵入を適宜に遮断する弁体を設け、この弁体を温度によって伸縮する形状記憶合金製のコイルバネで動作させるガスセンサが開示されている(特許文献1参照)。   However, when a gas detection element that is built in a hydrogen sensor and detects hydrogen by a gas catalytic combustion method or the like is exposed to water vapor in off-gas for a long period of time, it deteriorates. In view of this, for example, a gas sensor is disclosed in which a valve body that appropriately blocks intrusion of a gas to be detected is provided and the valve body is operated by a coil spring made of a shape memory alloy that expands and contracts depending on temperature (see Patent Document 1).

また、前記燃料電池を備える燃料電池システムは、例えば、燃料電池自動車(車両)に搭載される。そして、燃料電池システムの動作、つまり、燃料電池が発電状態又は非発電状態にあるかは、通常、燃料電池自動車の状態(例えば走行中、停止中)に同期する。
実開平3−40553号公報
The fuel cell system including the fuel cell is mounted on, for example, a fuel cell vehicle (vehicle). The operation of the fuel cell system, that is, whether the fuel cell is in the power generation state or the non-power generation state is usually synchronized with the state of the fuel cell vehicle (for example, running or stopped).
Japanese Utility Model Publication No. 3-40553

前記したように、燃料電池及びそのシステムが燃料電池自動車に搭載される場合、水素センサも搭載されることになる。このように水素センサが燃料電池自動車に搭載される場合、水素センサは燃料電池自動車の状態に連動させることが好ましいと考えられるが、特許文献1には、開示されていない。   As described above, when the fuel cell and its system are mounted on a fuel cell vehicle, a hydrogen sensor is also mounted. When the hydrogen sensor is mounted on the fuel cell vehicle as described above, it is considered preferable that the hydrogen sensor is interlocked with the state of the fuel cell vehicle, but this is not disclosed in Patent Document 1.

そこで、本発明は、車両に搭載され水素等の被検出ガスを検出するシステムであって、車両の状態に対応して作動し、ガス検出素子の劣化を防止可能なガスセンサシステムを提供することを課題とする。   Therefore, the present invention provides a gas sensor system that is mounted on a vehicle and detects a gas to be detected such as hydrogen and that operates according to the state of the vehicle and can prevent deterioration of the gas detection element. Let it be an issue.

前記課題を解決するための手段として、本発明は、車両に搭載され、当該車両の状態(例えば、走行状態、停止状態)に対応して作動し、被検出ガスを検出するガスセンサシステムであって、前記被検出ガスを検出するガス検出素子と、前記ガス検出素子が配置されると共に、被検出ガスが取り込まれるガス検出室と、前記ガス検出室を密閉状態に維持可能なバルブ機構と、前記バルブ機構を制御するバルブ機構制御手段と、前記車両が停止したか否かを判定する停止判定手段と、を備え、前記停止判定手段によって前記車両は停止したと判定された場合、前記バルブ機構制御手段が前記バルブ機構により前記ガス検出室を密閉することを特徴とするガスセンサシステムである。   As means for solving the above-mentioned problems, the present invention is a gas sensor system that is mounted on a vehicle, operates in accordance with the state of the vehicle (for example, running state, stopped state), and detects a gas to be detected. A gas detection element for detecting the gas to be detected; a gas detection chamber in which the gas detection element is disposed; a gas detection chamber into which the gas to be detected is taken; a valve mechanism capable of maintaining the gas detection chamber in a sealed state; A valve mechanism control unit that controls the valve mechanism; and a stop determination unit that determines whether or not the vehicle has stopped. When the stop determination unit determines that the vehicle has stopped, the valve mechanism control unit The gas sensor system is characterized in that the means seals the gas detection chamber by the valve mechanism.

このようなガスセンサシステムによれば、停止判定手段によって車両は停止したと判定された場合、これに対応して、バルブ機構制御手段がバルブ機構によりガス検出室を密閉する。これにより、車両の停止中に、水蒸気(水分)、埃等のガス検出素子を劣化する因子(劣化因子)が、ガス室に侵入することはない。その結果、劣化因子によって、ガス検出素子が劣化することを防止できる。   According to such a gas sensor system, when it is determined by the stop determination means that the vehicle has stopped, the valve mechanism control means seals the gas detection chamber by the valve mechanism correspondingly. As a result, factors (deterioration factors) that degrade the gas detection element such as water vapor (moisture) and dust do not enter the gas chamber while the vehicle is stopped. As a result, it is possible to prevent the gas detection element from being deteriorated due to the deterioration factor.

また、前記ガス検出室に掃気ガスを導入し、当該ガス検出室を掃気する掃気手段を備え、前記停止判定手段によって前記車両は停止したと判定された場合、前記掃気手段によって前記ガス検出室を掃気した後、前記バルブ機構制御手段が前記バルブ機構により前記ガス検出室を密閉するガスセンサシステムであることが好ましい。   In addition, scavenging means for introducing a scavenging gas into the gas detection chamber and scavenging the gas detection chamber is provided. When the stop determination means determines that the vehicle has stopped, the scavenging means opens the gas detection chamber. After the scavenging, the valve mechanism control means is preferably a gas sensor system that seals the gas detection chamber by the valve mechanism.

ここで、掃気とは、掃気ガスによって、水蒸気、埃等の劣化因子を、ガス検出室の外部に押し出し、排出することを意味する。そして、掃気ガスとは、このような掃気に使用され、前記劣化因子を含まない、又は含んでも少量であるガスを意味し、例えば、後記する実施形態で説明するように、空気(外気)を使用できる。   Here, scavenging means that deterioration factors such as water vapor and dust are pushed out of the gas detection chamber and discharged by the scavenging gas. The scavenging gas refers to a gas that is used for such scavenging and does not include the deterioration factor or includes a small amount of the deterioration factor. For example, as described in an embodiment described later, air (outside air) is used. Can be used.

このようなガスセンサシステムによれば、停止判定手段によって車両は停止したと判定された場合、掃気手段によってガス検出室を掃気した後、バルブ機構制御手段がバルブ機構によりガス検出室を密閉する。すなわち、ガス検出室における劣化因子の量を減らした後に、ガス検出室を密閉するので、密閉後、車両の停止中におけるガス検出素子の劣化をさらに好適に防止することができる。   According to such a gas sensor system, when it is determined by the stop determination means that the vehicle has stopped, after the gas detection chamber is scavenged by the scavenging means, the valve mechanism control means seals the gas detection chamber by the valve mechanism. That is, since the gas detection chamber is sealed after reducing the amount of the deterioration factor in the gas detection chamber, it is possible to more suitably prevent the gas detection element from deteriorating while the vehicle is stopped after the sealing.

また、前記ガス検出室の湿度を検出する湿度センサと、前記ガス検出室の湿度に基づいて、前記掃気ガスの量を決定する掃気ガス量決定手段と、を備え、前記ガス検出室の湿度が高いほど、前記掃気ガスの量は多くなるガスセンサシステムであることが好ましい。   A humidity sensor for detecting the humidity of the gas detection chamber; and a scavenging gas amount determining means for determining the amount of the scavenging gas based on the humidity of the gas detection chamber, wherein the humidity of the gas detection chamber is It is preferable that the gas sensor system has a higher amount of scavenging gas as it is higher.

このようなガスセンサシステムによれば、ガス検出室の湿度が高いほど、掃気ガス量決定手段によって掃気ガス量が多くなるように決定される。そして、この決定された量の掃気ガスによってガス検出室が掃気されるので、ガス検出室の湿度を適切に下げることができる。これにより、ガス検出室の密閉後において、水蒸気(水分)によるガス検出素子の劣化を好適に防止できる。   According to such a gas sensor system, as the humidity of the gas detection chamber is higher, the scavenging gas amount is determined by the scavenging gas amount determination means. Since the gas detection chamber is scavenged by the determined amount of scavenging gas, the humidity of the gas detection chamber can be appropriately reduced. Thereby, after the gas detection chamber is sealed, deterioration of the gas detection element due to water vapor (moisture) can be suitably prevented.

また、前記ガス検出室の温度を検出する温度センサを備え、前記掃気手段は、前記ガス検出室の温度が所定温度以下になるまで、掃気を継続するガスセンサシステムであることが好ましい。   Preferably, the gas detection system includes a temperature sensor that detects the temperature of the gas detection chamber, and the scavenging means is a gas sensor system that continues scavenging until the temperature of the gas detection chamber becomes a predetermined temperature or lower.

このようなガスセンサシステムによれば、ガス検出室の温度が、ガス検出素子が熱劣化しないとされる所定温度以下になるまで、掃気が継続されるので、ガス検出室を掃気しつつ、ガス検出室の温度を低下させた後、ガス検出室を密閉することができる。すなわち、ガス検出室が高温のまま密閉されることは防止され、その結果、ガス検出素子の熱劣化を防止することができる。   According to such a gas sensor system, since the scavenging is continued until the temperature of the gas detection chamber becomes equal to or lower than a predetermined temperature at which the gas detection element is not thermally deteriorated, the gas detection is performed while scavenging the gas detection chamber. After the chamber temperature is lowered, the gas detection chamber can be sealed. That is, the gas detection chamber is prevented from being sealed at a high temperature, and as a result, thermal deterioration of the gas detection element can be prevented.

また、前記ガス検出室における被検出ガスの濃度に基づいて、前記掃気ガスの量を決定する掃気ガス量決定手段を備え、前記被検出ガスの濃度が高いほど、前記掃気ガスの量は多くなるガスセンサシステムであることが好ましい。   In addition, a scavenging gas amount determining means for determining the amount of the scavenging gas based on the concentration of the gas to be detected in the gas detection chamber is provided, and the amount of the scavenging gas increases as the concentration of the gas to be detected increases. A gas sensor system is preferred.

このようなガスセンサシステムによれば、ガス検出室における被検出ガスの濃度が高いほど、掃気ガス量決定手段によって掃気ガス量が多くなるように決定され、この決定された量の掃気ガスによってガス検出室が掃気されるので、ガス検出室における被検出ガスの濃度を適切に下げることができる。これにより、高濃度の被検出ガスによるガス検出素子の劣化を好適に防止することができる。   According to such a gas sensor system, the higher the concentration of the gas to be detected in the gas detection chamber, the higher the scavenging gas amount is determined by the scavenging gas amount determining means, and the gas detection is performed by the determined amount of scavenging gas. Since the chamber is scavenged, the concentration of the gas to be detected in the gas detection chamber can be appropriately reduced. Thereby, it is possible to suitably prevent the gas detection element from being deteriorated by a high concentration of the gas to be detected.

本発明によれば、車両に搭載され水素等の被検出ガスを検出するシステムであって、車両の状態に対応して作動し、ガス検出素子の劣化を防止可能なガスセンサシステムを提供することができる。   According to the present invention, there is provided a gas sensor system that is mounted on a vehicle and detects a gas to be detected such as hydrogen and that operates according to the state of the vehicle and can prevent deterioration of the gas detection element. it can.

≪第1実施形態≫
以下、本発明の第1実施形態について、図1から図3を参照して説明する。
第1実施形態に係るガスセンサシステム1は、燃料電池システムに組み込まれたシステムであって、燃料電池システムと共に燃料電池自動車(車両)に搭載されている。そして、ガスセンサシステム1は、燃料電池システム(燃料電池自動車)の起動スイッチであるIG61のON/OFF信号(車両の状態)に対応して連動するようになっている。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
The gas sensor system 1 according to the first embodiment is a system incorporated in a fuel cell system, and is installed in a fuel cell automobile (vehicle) together with the fuel cell system. The gas sensor system 1 is interlocked with an ON / OFF signal (vehicle state) of the IG 61 that is a start switch of the fuel cell system (fuel cell vehicle).

≪ガスセンサシステムの構成≫
ガスセンサシステム1は、固体高分子型の燃料電池(図示しない)から排出されたオフガスが流れるオフガス配管10と、オフガス中の水素濃度を検出する水素センサ20と、水素センサ20の第1ガス検出室32及び第2ガス検出室41(第2ガス検出室41等とする)を密閉するバタフライ弁51と、第2ガス検出室41等に掃気ガスを送り込む掃気手段60と、第2ガス検出室41等の湿度を検出する湿度センサ71と、IG81と、ECU90(Electronic Control Unit、電子制御装置)とを主に備えている。
≪Configuration of gas sensor system≫
The gas sensor system 1 includes an offgas pipe 10 through which offgas discharged from a polymer electrolyte fuel cell (not shown) flows, a hydrogen sensor 20 that detects a hydrogen concentration in the offgas, and a first gas detection chamber of the hydrogen sensor 20. 32 and the second gas detection chamber 41 (referred to as the second gas detection chamber 41 etc.), the scavenging means 60 for sending the scavenging gas into the second gas detection chamber 41 etc., and the second gas detection chamber 41. A humidity sensor 71 that detects humidity such as IG81 and an ECU 90 (Electronic Control Unit) are mainly provided.

<オブガス配管>
オフガス配管10は、燃料電池の下流に接続されており、オフガスが流れるようになっている。そして、オフガス配管10の上壁には、オフガスの通路となる貫通孔11が形成されている。
なお、燃料電池を構成する固体高分子膜を湿潤状態に確保すべく、燃料電池には加湿された水素や空気が供給されるため、また、燃料電池は発電によって水(水蒸気)を生成するため、オフガスは多湿となっている。因みに、オフガスは、燃料電池のアノードから排出されたアノードオフガス、カソードから排出されたカソードオフガス、これらが混合されたもの、のいずれでもよい。
<Obgas piping>
The offgas pipe 10 is connected downstream of the fuel cell so that offgas flows. A through hole 11 serving as an off gas passage is formed in the upper wall of the off gas pipe 10.
In order to secure the solid polymer membrane constituting the fuel cell in a wet state, the fuel cell is supplied with humidified hydrogen or air, and the fuel cell generates water (water vapor) by power generation. The off gas is humid. Incidentally, the off-gas may be any of an anode off-gas discharged from the anode of the fuel cell, a cathode off-gas discharged from the cathode, and a mixture thereof.

<水素センサ>
水素センサ20は、センサ用の回路がパターニングされた基板21と、基板21を収容したケース22と、基板21に接続すると共にケース22の下面に下方に向かって突設されたガス検出素子23と、ガス検出素子23を収容した素子収容部30と、を主に備えている。
ケース22はボルト(図示しない)によって素子収容部30の後記する第2素子収容部40に固定されており、第2素子収容部40はボルト(図示しない)によってオフガス配管10に固定されている。
<Hydrogen sensor>
The hydrogen sensor 20 includes a substrate 21 on which a sensor circuit is patterned, a case 22 that houses the substrate 21, a gas detection element 23 that is connected to the substrate 21 and protrudes downward from the lower surface of the case 22. And an element accommodating portion 30 that accommodates the gas detecting element 23.
The case 22 is fixed to a second element accommodating portion 40, which will be described later, by a bolt (not shown), and the second element accommodating portion 40 is fixed to the off-gas pipe 10 by a bolt (not shown).

ガス検出素子23は、後記する第1ガス検出室32に配置されており、第1ガス検出室32に取り込まれたオフガス中の水素濃度C11を検出する素子である。そして、ガス検出素子23は、検出した水素濃度C11に応じて、基板21に電気信号を出力するようになっている。基板21は、CPU、ROM、RAM、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されており、ガス検出素子23からの電気信号に基づいて水素濃度C11を算出し、ECU90に出力するようになっている。   The gas detection element 23 is disposed in a first gas detection chamber 32 which will be described later, and is an element that detects the hydrogen concentration C11 in the off-gas taken into the first gas detection chamber 32. The gas detection element 23 outputs an electrical signal to the substrate 21 in accordance with the detected hydrogen concentration C11. The substrate 21 includes a CPU, a ROM, a RAM, various interfaces, an electronic circuit, and the like, calculates a hydrogen concentration C11 based on an electric signal from the gas detection element 23, and outputs the hydrogen concentration C11 to the ECU 90. ing.

ガス検出素子23の種類及び数は、水素濃度C11の検出方式に応じて決定される。
例えば、水素の検出方式がガス接触燃焼式である場合、ガス検出素子23は検出素子と温度補償素子との対により構成される。そして、水素が各素子に接触し、燃焼した際に発生する熱を利用し、検出素子と温度補償素子と間の電気抵抗差に基づいて水素濃度C11が検出される。
また、水素の検出方式が半導体方式である場合、ガス検出素子23は、検出素子と検知素子との対により構成される。そして、水素が各素子表面の酸素と接触・離脱した際に発生する抵抗値に基づいて、水素濃度C11が検出される。
さらに、水素の検出方式が熱伝導方式である場合、ガス検出素子23(水素の検出部)は水素を加熱するヒータと、温度センサとの対により構成される。そして、水素が他の気体よりも熱伝導が大きいことに基づいて、水素濃度C11が検出される。
The type and number of gas detection elements 23 are determined according to the detection method of the hydrogen concentration C11.
For example, when the hydrogen detection method is a gas catalytic combustion type, the gas detection element 23 is configured by a pair of a detection element and a temperature compensation element. And hydrogen concentration C11 is detected based on the electrical resistance difference between a detection element and a temperature compensation element using the heat generated when hydrogen contacts each element and burns.
Further, when the hydrogen detection method is a semiconductor method, the gas detection element 23 is configured by a pair of a detection element and a detection element. Then, the hydrogen concentration C11 is detected based on a resistance value generated when hydrogen comes into contact with or leaves oxygen from the surface of each element.
Further, when the hydrogen detection method is a heat conduction method, the gas detection element 23 (hydrogen detection unit) is configured by a pair of a heater for heating hydrogen and a temperature sensor. The hydrogen concentration C11 is detected based on the fact that hydrogen has a higher thermal conductivity than other gases.

素子収容部30は、ガス検出素子23を二重に取り囲んで収容するハウジングであって、内側の第1素子収容部31と、外側の第2素子収容部40と、を主に備えている。   The element accommodating portion 30 is a housing that surrounds and accommodates the gas detection elements 23 in a double manner, and mainly includes an inner first element accommodating portion 31 and an outer second element accommodating portion 40.

第1素子収容部31は、ケース22の下面に突設された略有底円筒体であって、その内部に第1ガス検出室32を有している。第1素子収容部31の底壁にはガス流通孔33が形成されており、そして、このガス流通孔33に蓋をするようにフィルタ34が設けられている。フィルタ34は、防爆性を確保しつつ、ガス(気体)の流通を許容するフィルタであり、例えば、撥水フィルタと防爆フィルタとを重ねたものによって構成される。撥水フィルタは、ガスを透過しつつ、ガスに含まれる液体を透過しないフィルタであり、例えば、テトラフルオロエチレン膜から構成される。防爆フィルタは、防爆性を確保するためのフィルタであり、例えば、液体状の水を通すことが可能な程度の金属製のメッシュや多孔質体から構成される。   The first element housing portion 31 is a substantially bottomed cylindrical body projecting from the lower surface of the case 22 and has a first gas detection chamber 32 therein. A gas flow hole 33 is formed in the bottom wall of the first element housing portion 31, and a filter 34 is provided so as to cover the gas flow hole 33. The filter 34 is a filter that allows gas (gas) to flow while ensuring explosion-proof properties, and is configured by, for example, a layered structure of a water-repellent filter and an explosion-proof filter. The water repellent filter is a filter that transmits gas but does not transmit liquid contained in gas, and is made of, for example, a tetrafluoroethylene film. The explosion-proof filter is a filter for ensuring explosion-proof properties, and is made of, for example, a metal mesh or a porous body that allows liquid water to pass through.

第2素子収容部40は、第1素子収容部31の外側に設けられた略円筒体であって、その内部に、第2ガス検出室41を有している。第2ガス検出室41は、フィルタ34を介して第1ガス検出室32と、貫通孔11を介してオフガス配管と、にそれぞれ連通している。また、第2素子収容部40の周壁には、掃気ガスの通路となる貫通孔42が形成されている。   The second element housing part 40 is a substantially cylindrical body provided outside the first element housing part 31, and has a second gas detection chamber 41 inside thereof. The second gas detection chamber 41 communicates with the first gas detection chamber 32 through the filter 34 and the off-gas pipe through the through hole 11. Further, a through hole 42 serving as a scavenging gas passage is formed in the peripheral wall of the second element housing portion 40.

<バタフライ弁>
バタフライ弁51は、図示しないアクチュエータ(例えば、超音波モータ、ソレノイド)によって作動し(矢印A1参照)、第2ガス検出室41等を密閉状態に維持可能な弁体であり、第2素子収容部40内に配置されている。ただし、第2ガス検出室41等を密閉状態に維持可能であれば、バタフライ弁51に限定されず、ゲート弁、ボール弁、グローブ弁等であってもよい。また、前記アクチュエータとして、超音波モータを使用した場合、その無通電状態における静止トルクによって、バタフライ弁51を開位置又は閉位置に維持することができ、電力消費を抑えることができる。
<Butterfly valve>
The butterfly valve 51 is a valve body that is actuated by an actuator (not shown) (for example, an ultrasonic motor, a solenoid) (see arrow A1) and that can maintain the second gas detection chamber 41 and the like in a sealed state. 40. However, the gate valve, the ball valve, the globe valve, and the like may be used as long as the second gas detection chamber 41 and the like can be maintained in a sealed state without being limited to the butterfly valve 51. When an ultrasonic motor is used as the actuator, the butterfly valve 51 can be maintained in the open position or the closed position by the static torque in the non-energized state, and power consumption can be suppressed.

そして、前記アクチュエータは、ECU90と接続されており、ECU90の指令に従って作動し、その結果、バタフライ弁51が開閉するようになっている。よって、第1実施形態において、第2ガス検出室41等を密閉状態に維持可能なバルブ機構は、バタフライ弁51と、前記アクチュエータとを備えて構成されている。
また、前記アクチュエータ及び後記するコンプレッサ61等は、燃料電池や、バッテリ(蓄電装置)等を電源としている。
The actuator is connected to the ECU 90 and operates in accordance with a command from the ECU 90. As a result, the butterfly valve 51 opens and closes. Therefore, in the first embodiment, the valve mechanism capable of maintaining the second gas detection chamber 41 and the like in a sealed state includes the butterfly valve 51 and the actuator.
The actuator and the compressor 61, which will be described later, are powered by a fuel cell, a battery (power storage device), or the like.

<掃気手段>
掃気手段60は、第2ガス検出室41等に掃気ガスを導入し、第2ガス検出室41等を掃気する手段であり、コンプレッサ61と、開閉弁62とを主に備えている。コンプレッサ61は、配管61a、開閉弁62、配管62aを介して、第2素子収容部40の貫通孔42に接続されている。そして、ECU90の指令によって、開閉弁62が開かれ、コンプレッサ61が作動すると外気が取り込まれ、第1ガス検出室32及び第2ガス検出室41等に掃気ガスとして送り込まれるようになっている。
<Scavenging means>
The scavenging means 60 is a means for introducing a scavenging gas into the second gas detection chamber 41 and the like and scavenging the second gas detection chamber 41 and the like, and mainly includes a compressor 61 and an on-off valve 62. The compressor 61 is connected to the through hole 42 of the second element housing portion 40 via a pipe 61a, an on-off valve 62, and a pipe 62a. In response to a command from the ECU 90, the on-off valve 62 is opened, and when the compressor 61 is operated, outside air is taken in and sent to the first gas detection chamber 32, the second gas detection chamber 41, and the like as scavenging gas.

なお、開閉弁62は、掃気時のみに、第2ガス検出室41等への掃気ガスの流入を許容するものあるから、これに代えて、例えば逆止弁を設けてもよい。このように逆止弁を使用すれば、ECU90による制御は不要となる。また、コンプレッサ61は、燃料電池に空気を送るコンプレッサを兼用してもよいし、コンプレッサ61に代えて、例えば送風機(ファン)を使用してもよい。   Since the on-off valve 62 allows the scavenging gas to flow into the second gas detection chamber 41 or the like only during scavenging, a check valve may be provided instead of this, for example. If the check valve is used in this way, control by the ECU 90 becomes unnecessary. The compressor 61 may also serve as a compressor that sends air to the fuel cell, or may use a blower (fan), for example, instead of the compressor 61.

<湿度センサ>
湿度センサ71は、第2ガス検出室41に配置されており、第2ガス検出室41等の湿度H11を検出し、ECU90に出力するようになっている。なお、湿度センサ71の位置はこれに限定されず、第1ガス検出室32に設けてもよいし、両者に設けてもよい。
<Humidity sensor>
The humidity sensor 71 is disposed in the second gas detection chamber 41, detects the humidity H11 of the second gas detection chamber 41, etc., and outputs it to the ECU 90. In addition, the position of the humidity sensor 71 is not limited to this, You may provide in the 1st gas detection chamber 32, and may provide in both.

<IG>
IG81は、燃料電池自動車及び燃料電池システムの起動スイッチであり、運転席周りに設けられている。また、IG81はECU90と接続されており、ECU90はIG81のON/OFF信号を検知するようになっている。
<IG>
The IG 81 is a start switch for the fuel cell vehicle and the fuel cell system, and is provided around the driver's seat. Further, the IG 81 is connected to the ECU 90, and the ECU 90 detects an ON / OFF signal of the IG 81.

<ECU>
ECU90は、ガスセンサシステム1を含め、燃料電池システム(燃料電池自動車)を電子制御する制御装置であり、CPU、ROM、RAM、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されている。
そして、ECU90は、IG81のON信号を検知すると、燃料電池に水素と酸素を含む空気とを供給し、燃料電池を発電させ、運転者の要求に応じて、燃料電池自動車を走行させるようになっている。すなわち、ECU90(停止判定手段)は、IG81がOFF信号を検知した場合、燃料電池自動車は停止したと判定する機能を備えている。
<ECU>
The ECU 90 is a control device that electronically controls a fuel cell system (fuel cell vehicle) including the gas sensor system 1 and includes a CPU, a ROM, a RAM, various interfaces, an electronic circuit, and the like.
When the ECU 90 detects the ON signal of the IG 81, the ECU 90 supplies hydrogen and oxygen-containing air to the fuel cell to generate power and run the fuel cell vehicle according to the driver's request. ing. That is, the ECU 90 (stop determination means) has a function of determining that the fuel cell vehicle has stopped when the IG 81 detects an OFF signal.

また、ECU90(バルブ機構制御手段)は、バタフライ弁51、コンプレッサ61、開閉弁62を適宜に制御する機能を備えている。   The ECU 90 (valve mechanism control means) has a function of appropriately controlling the butterfly valve 51, the compressor 61, and the on-off valve 62.

さらに、ECU90(掃気ガス量決定手段)は、燃料電池自動車は停止したと判定した場合、湿度センサ71が検出する湿度H11と、その内部に記憶された図3に示すマップとに基づいて、掃気ガスの総量、コンプレッサ61の作動時間を決定する機能を備えている。
なお、図3に示すマップは、事前試験等によって求められ、湿度H11と掃気ガスの総量(コンプレッサ61の作動時間)との関係を示すグラフであり、湿度H11が高いほど、掃気ガスの総量は多くなり、コンプレッサ61の作動時間は長くなる傾向となっている。ただし、図3に示すマップは、コンプレッサ61を一定の回転速度で作動する場合を例示している。
Further, when the ECU 90 (scavenging gas amount determining means) determines that the fuel cell vehicle has stopped, scavenging is performed based on the humidity H11 detected by the humidity sensor 71 and the map shown in FIG. 3 stored therein. A function of determining the total amount of gas and the operation time of the compressor 61 is provided.
The map shown in FIG. 3 is a graph that is obtained by a preliminary test or the like and shows the relationship between the humidity H11 and the total amount of scavenging gas (the operation time of the compressor 61). The operating time of the compressor 61 tends to be longer as the number of compressors 61 increases. However, the map shown in FIG. 3 illustrates the case where the compressor 61 is operated at a constant rotational speed.

≪ガスセンサシステムの動作≫
次に、ガスセンサシステム1の動作を、図2を主に参照して、ECU90に設定されたプログラム(フローチャート)の流れと共に説明する。なお、図2の初期(スタート)状態において、IG81はON状態にあり、燃料電池システムは作動し(燃料電池は発電)、燃料電池自動車は走行又はアイドリング状態にある。また、初期状態において、バタフライ弁51は開いており、開閉弁62は閉じている。
≪Operation of gas sensor system≫
Next, the operation of the gas sensor system 1 will be described together with the flow of a program (flowchart) set in the ECU 90 with reference mainly to FIG. In the initial (start) state of FIG. 2, the IG 81 is in the ON state, the fuel cell system is activated (the fuel cell is generating power), and the fuel cell vehicle is in the running or idling state. In the initial state, the butterfly valve 51 is open and the on-off valve 62 is closed.

ステップS101において、ECU90は、IG81がOFFされたか否かに基づいて、燃料電池自動車は停止したか否かを判定する。IG81はOFFされ、燃料電池自動車は停止したと判定した場合(S101・Yes)、ECU90の処理はステップS102に進む。一方、IG81はOFFされておらず、燃料電池自動車は停止していないと判定した場合(S101・No)、ステップS101の判定を繰り返す。
なお、IG81がOFFされると、ECU90は、燃料電池への水素、空気の供給を停止し、燃料電池の発電を停止する。これにより、燃料電池から排出されるオフガス中の水素濃度は徐々に低下する。
In step S101, the ECU 90 determines whether or not the fuel cell vehicle has stopped based on whether or not the IG 81 is turned off. When it is determined that the IG 81 is turned off and the fuel cell vehicle has stopped (S101, Yes), the processing of the ECU 90 proceeds to step S102. On the other hand, when it is determined that the IG 81 is not turned OFF and the fuel cell vehicle is not stopped (No in S101), the determination in step S101 is repeated.
Note that when the IG 81 is turned off, the ECU 90 stops the supply of hydrogen and air to the fuel cell and stops the power generation of the fuel cell. Thereby, the hydrogen concentration in the off-gas discharged from the fuel cell gradually decreases.

ステップS102において、ECU90は、湿度センサ71を介して、現在における第2ガス検出室41等の湿度H11を検出する。   In step S102, the ECU 90 detects the current humidity H11 of the second gas detection chamber 41 and the like via the humidity sensor 71.

ステップS103において、ECU90は、ステップS102で検出した湿度H11と図3のマップとに基づいて、第2ガス検出室41等に送り込むべき掃気ガスの総量を算出し、決定する。   In step S103, the ECU 90 calculates and determines the total amount of scavenging gas to be sent to the second gas detection chamber 41 and the like based on the humidity H11 detected in step S102 and the map of FIG.

ステップS104において、ECU90は、ステップS103で算出した掃気ガスの総量に基づいて、コンプレッサ61の作動時間を決定する。ここで、第1実施形態では、コンプレッサ61を一定の回転速度で作動させる場合を例示するので、湿度H11が高く、掃気ガスの総量が多いほど、コンプレッサ61の作動時間は長くなる(図3参照)。
ただし、これに限定されず、掃気ガスの総量が多くなると、コンプレッサ61の回転速度を高める構成としてもよい。
In step S104, the ECU 90 determines the operating time of the compressor 61 based on the total amount of scavenging gas calculated in step S103. Here, in the first embodiment, the case where the compressor 61 is operated at a constant rotational speed is exemplified, so that the higher the humidity H11 and the greater the total amount of scavenging gas, the longer the operation time of the compressor 61 (see FIG. 3). ).
However, the present invention is not limited to this, and a configuration may be adopted in which the rotational speed of the compressor 61 is increased when the total amount of scavenging gas increases.

ステップS105において、ECU90は、バタフライ弁51及び開閉弁62を開き、ステップS105で決定した作動時間にてコンプレッサ61を作動する。これにより、掃気ガスが第2ガス検出室41等に送り込まれ、掃気が実施され、第1ガス検出室32及び第2ガス検出室41の湿度H11が下がる。
そして、前記作動時間の経過後、ECU90は、コンプレッサ61を停止する。
In step S105, the ECU 90 opens the butterfly valve 51 and the on-off valve 62, and operates the compressor 61 for the operation time determined in step S105. Thereby, scavenging gas is sent into the 2nd gas detection chamber 41 grade | etc., Scavenging is implemented, and the humidity H11 of the 1st gas detection chamber 32 and the 2nd gas detection chamber 41 falls.
Then, after the operation time has elapsed, the ECU 90 stops the compressor 61.

第2ガス検出室41等の掃気後であるステップS106において、ECU90は、バタフライ弁51及び開閉弁62を閉じる。これにより、第2ガス検出室41等は密閉状態になる。
そして、ECU90の処理は、エンドに進み、ガスセンサシステム1の動作は終了する。
In step S106 after scavenging the second gas detection chamber 41 and the like, the ECU 90 closes the butterfly valve 51 and the on-off valve 62. As a result, the second gas detection chamber 41 and the like are sealed.
Then, the processing of the ECU 90 proceeds to the end, and the operation of the gas sensor system 1 ends.

≪ガスセンサシステムの効果≫
このようなガスセンサシステム1によれば、以下の効果を主に得ることができる。
燃料電池自動車(燃料電池システム)が停止され、オフガス中の水素濃度C11が低下し、水素濃度C11を検出する必要がない場合、バタフライ弁51等によって、第1ガス検出室32及び第2ガス検出室41を密閉状態に維持することができる。これにより、燃料電池自動車の停止中に、オフガス、及びこれに同伴する水蒸気、埃等の劣化因子が、第1ガス検出室32及び第2ガス検出室41に侵入しない。よって、燃料電池自動車の停止中に、ガス検出素子23は水蒸気、埃等に曝されず、水蒸気、埃等によるガス検出素子23の劣化は防止される。
≪Effect of gas sensor system≫
According to such a gas sensor system 1, the following effects can be mainly obtained.
When the fuel cell vehicle (fuel cell system) is stopped and the hydrogen concentration C11 in the off-gas decreases and it is not necessary to detect the hydrogen concentration C11, the first gas detection chamber 32 and the second gas detection are detected by the butterfly valve 51 or the like. The chamber 41 can be maintained in a sealed state. Thereby, while the fuel cell vehicle is stopped, deterioration factors such as off gas and water vapor and dust accompanying the off gas do not enter the first gas detection chamber 32 and the second gas detection chamber 41. Therefore, the gas detection element 23 is not exposed to water vapor, dust or the like while the fuel cell vehicle is stopped, and deterioration of the gas detection element 23 due to water vapor, dust or the like is prevented.

また、第2ガス検出室41等を密閉する前に、掃気ガスによって、第2ガス検出室41等を掃気し、第2ガス検出室41等の湿度H11を下げるので、水蒸気等の劣化因子の少ない環境下にしてから、第2ガス検出室41等を密閉することができる。これにより、ガス検出素子23の劣化を好適に防止できる。   Further, before sealing the second gas detection chamber 41 etc., the scavenging gas scavenges the second gas detection chamber 41 etc. and lowers the humidity H11 of the second gas detection chamber 41 etc. The second gas detection chamber 41 and the like can be sealed after the environment is reduced. Thereby, deterioration of the gas detection element 23 can be suitably prevented.

さらに、第2ガス検出室41等に送り込む掃気ガスの総量は、IG81のOFF時における湿度H11に基づいて、適切に決定される。これにより、第2ガス検出室41等を好適に掃気し、その湿度H11を下げることができる。   Furthermore, the total amount of the scavenging gas sent into the second gas detection chamber 41 or the like is appropriately determined based on the humidity H11 when the IG 81 is OFF. Thereby, the 2nd gas detection chamber 41 grade | etc., Can be scavenged suitably, and the humidity H11 can be lowered | hung.

このように、第1実施形態では、バタフライ弁51が開いている初期状態(IG81がON状態)において、IG81がOFFされると、バタフライ弁51が閉じ、燃料電池自動車は停止状態を継続する場合を説明したが、その後、バタフライ弁51が開く場合を説明する。
ECU90は、IG81が実際にONされた場合(ONのポジションに入った場合)や、IG81がその後ONされると予想される場合に、バタフライ弁51を開く。IG81がONされると予想される場合とは、例えば、キーがシリンダに挿入されたことを検知した場合、乗員センサにより車内に乗員の乗車を検知した場合、着座センサにより運転者の着座を検知した場合、運転席側のドアが開かれたことを検知した場合、ドアロックが解錠されたことを検知した場合である。
Thus, in the first embodiment, in the initial state where the butterfly valve 51 is open (IG81 is ON), when the IG81 is turned OFF, the butterfly valve 51 is closed and the fuel cell vehicle continues to be stopped. However, a case where the butterfly valve 51 is opened will be described.
The ECU 90 opens the butterfly valve 51 when the IG 81 is actually turned on (when entering the ON position) or when the IG 81 is expected to be turned on thereafter. When the IG81 is expected to be turned on, for example, when it is detected that the key is inserted into the cylinder, when the passenger is detected in the vehicle by the passenger sensor, the seating of the driver is detected by the seating sensor. In this case, it is detected that the door on the driver's seat side is opened, and that the door lock is unlocked.

≪第2実施形態≫
次に、本発明の第2実施形態について図4、図5を参照して、第1実施形態と異なる部分を説明する。
<< Second Embodiment >>
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 and FIG.

≪ガスセンサシステムの構成≫
図4に示すように、第2実施形態に係るガスセンサシステム2は、湿度センサ71(図1参照)に代えて、温度センサ72を備えている。温度センサ72は、第2ガス検出室41に配置されており、第2ガス検出室41等の現在の温度T11を検出し、検出した温度T11をECU90に出力するようになっている。なお、温度センサ72は、第1ガス検出室32に設けられてもよい。
≪Configuration of gas sensor system≫
As shown in FIG. 4, the gas sensor system 2 according to the second embodiment includes a temperature sensor 72 instead of the humidity sensor 71 (see FIG. 1). The temperature sensor 72 is arranged in the second gas detection chamber 41, detects the current temperature T11 of the second gas detection chamber 41, etc., and outputs the detected temperature T11 to the ECU 90. Note that the temperature sensor 72 may be provided in the first gas detection chamber 32.

第2実施形態に係るECU90は、燃料電池自動車が停止した後、掃気を開始し、温度T11が所定温度T0以下となるまで、この掃気を継続する機能を備えている。なお、所定温度T0は、ガス検出素子23が熱劣化しないとされる温度であり、ガス検出素子23の仕様、位置等に依存し、事前試験等によって求められ、ECU90に記憶されている。   The ECU 90 according to the second embodiment has a function of starting scavenging after the fuel cell vehicle stops, and continuing this scavenging until the temperature T11 becomes equal to or lower than a predetermined temperature T0. The predetermined temperature T0 is a temperature at which the gas detection element 23 is assumed not to be thermally deteriorated. The predetermined temperature T0 depends on the specification, position, etc. of the gas detection element 23, is determined by a preliminary test or the like, and is stored in the ECU 90.

≪ガスセンサシステムの動作≫
次に、ガスセンサシステム2の動作を、図5を主に参照して説明する。
IG81がOFFされた場合(S101・Yes)に進むステップS201において、ECU90は、バタフライ弁51を開いたまま、開閉弁62を開き、コンプレッサ61を作動する。そうすると、第2ガス検出室41等に掃気ガスが送り込まれ、第2ガス検出室41等の掃気が開始されると共に、掃気ガスによって、第2ガス検出室41等の温度T11が低下し始める。
≪Operation of gas sensor system≫
Next, the operation of the gas sensor system 2 will be described with reference mainly to FIG.
In step S201, which proceeds to the case where the IG 81 is turned off (S101: Yes), the ECU 90 opens the on-off valve 62 and operates the compressor 61 while the butterfly valve 51 is open. Then, scavenging gas is sent into the second gas detection chamber 41 and the like, scavenging of the second gas detection chamber 41 and the like is started, and the temperature T11 of the second gas detection chamber 41 and the like starts to decrease due to the scavenging gas.

ステップS202において、ECU90は、現在の温度T11が所定温度T0以下であるか否か判定する。温度T11は所定温度T0以下であると判定した場合(S202・Yes)、ECU90の処理はステップS203に進む。一方、温度T11は所定温度T0以下でないと判定した場合(S202・No)、ステップS202の判定を繰り返す。なお、この場合、コンプレッサ61は継続して作動し、掃気は継続される。   In step S202, the ECU 90 determines whether or not the current temperature T11 is equal to or lower than a predetermined temperature T0. When it is determined that the temperature T11 is equal to or lower than the predetermined temperature T0 (S202 / Yes), the processing of the ECU 90 proceeds to step S203. On the other hand, if it is determined that the temperature T11 is not equal to or lower than the predetermined temperature T0 (No in S202), the determination in step S202 is repeated. In this case, the compressor 61 continues to operate and scavenging is continued.

ステップS203において、ECU90は、コンプレッサ61を停止する。
次いで、ステップS106において、ECU90は、第1実施形態と同様に、バタフライ弁51及び開閉弁62を閉じ、第2ガス検出室41等を密閉状態にする。
In step S203, the ECU 90 stops the compressor 61.
Next, in step S106, the ECU 90 closes the butterfly valve 51 and the on-off valve 62 and closes the second gas detection chamber 41 and the like in the same manner as in the first embodiment.

≪ガスセンサシステムの効果≫
このようなガスセンサシステム2によれば、掃気ガスによって、第2ガス検出室41等の湿度を低下させつつ、その温度T11を低下することができる。つまり、第2ガス検出室41等の温度T11が所定温度T0以下に低下するまで、掃気を継続することができる。
これにより、第2ガス検出室41等が高温のまま密閉されることは防止され、よって、ガス検出素子23の熱劣化を防止することができる。
≪Effect of gas sensor system≫
According to such a gas sensor system 2, it is possible to reduce the temperature T11 while reducing the humidity of the second gas detection chamber 41 and the like by the scavenging gas. That is, scavenging can be continued until the temperature T11 of the second gas detection chamber 41 or the like decreases to a predetermined temperature T0 or lower.
As a result, the second gas detection chamber 41 and the like are prevented from being sealed at a high temperature, and thus thermal deterioration of the gas detection element 23 can be prevented.

≪第3実施形態≫
次に、本発明の第3実施形態について、図6、図7を参照して、第1、第2実施形態と異なる部分を説明する。
<< Third Embodiment >>
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7 and different parts from the first and second embodiments.

≪ガスセンサシステムの動作≫
IG81がOFFされた場合(S101・Yes)に進むステップS301において、ECU90は、ガス検出素子23を介して、第1ガス検出室32の現在の水素濃度C11を検出する。
≪Operation of gas sensor system≫
In step S301, which proceeds to the case where the IG 81 is turned off (S101, Yes), the ECU 90 detects the current hydrogen concentration C11 in the first gas detection chamber 32 via the gas detection element 23.

ステップS302において、ECU90(掃気ガス量決定手段)は、ステップS301で検出した水素濃度C11と、図7に示すマップとに基づいて、第2ガス検出室41等に送り込むべき掃気ガスの総量を算出し、決定する。図7に示すマップは、水素濃度C11が高くなると、掃気ガス量が多くなる傾向を有しており、算出される掃気ガス量にて掃気することで、水素濃度C11が低下し、高濃度の水素によってガス検出素子23が劣化しないように設定されている。なお、このマップは、事前試験等によって求められ、ECU90に記憶されている。   In step S302, the ECU 90 (scavenging gas amount determining means) calculates the total amount of scavenging gas to be sent to the second gas detection chamber 41 and the like based on the hydrogen concentration C11 detected in step S301 and the map shown in FIG. And decide. The map shown in FIG. 7 has a tendency that when the hydrogen concentration C11 increases, the scavenging gas amount tends to increase. By scavenging with the calculated scavenging gas amount, the hydrogen concentration C11 decreases and the high concentration C11 increases. It is set so that the gas detection element 23 is not deteriorated by hydrogen. This map is obtained by a preliminary test or the like and stored in the ECU 90.

ステップS303において、ECU90は、ステップ302で算出した掃気ガスの総量に基づいて、コンプレッサ61の作動時間を決定する。なお、コンプレッサ61を一定の回転速度で作動させる場合を例示するので、水素濃度C11が高く、掃気ガスの総量が多いほど、コンプレッサ61の作動時間は長くなる(図7参照)。   In step S303, the ECU 90 determines the operating time of the compressor 61 based on the total amount of scavenging gas calculated in step 302. In addition, since the case where the compressor 61 is operated at a constant rotational speed is illustrated, the operation time of the compressor 61 becomes longer as the hydrogen concentration C11 is higher and the total amount of scavenging gas is larger (see FIG. 7).

ステップS304において、ECU90は、バタフライ弁51及び開閉弁62を開き、ステップS303で決定した作動時間にてコンプレッサ61を作動する。これにより、掃気ガスが第2ガス検出室41等に送り込まれ、掃気が実施され、第1ガス検出室32及び第2ガス検出室41等の湿度H11、温度T11、及び水素濃度C11が下がる。
そして、前記作動時間の経過後、ECU90は、コンプレッサ61を停止した後、バタフライ弁51及び開閉弁62を閉じ、第2ガス検出室41等を密閉状態にする。
In step S304, the ECU 90 opens the butterfly valve 51 and the on-off valve 62, and operates the compressor 61 with the operation time determined in step S303. Thereby, scavenging gas is sent into the 2nd gas detection chamber 41 grade, scavenging is implemented, and humidity H11, temperature T11, and hydrogen concentration C11 of the 1st gas detection chamber 32 and the 2nd gas detection chamber 41 grade fall.
Then, after the operation time has elapsed, the ECU 90 stops the compressor 61 and then closes the butterfly valve 51 and the on-off valve 62 to seal the second gas detection chamber 41 and the like.

≪ガスセンサシステムの効果≫
このようなガスセンサシステムによれば、掃気ガスによって、第2ガス検出室41等の湿度H11及び温度T11を低下しつつ、水素濃度C11を低下することができる。これにより、第1ガス検出室32及び第2ガス検出室41に高濃度の水素が封入されることは防止され、高濃度の水素によるガス検出素子23の劣化(腐食)を防止することができる。
また、掃気ガスの総量、コンプレッサ61の作動時間はIG81のOFF時の水素濃度C11に基づいて適切に決定されるので、水素濃度C11を適切に下げることができる。
≪Effect of gas sensor system≫
According to such a gas sensor system, the scavenging gas can reduce the hydrogen concentration C11 while reducing the humidity H11 and the temperature T11 of the second gas detection chamber 41 and the like. Accordingly, high concentration hydrogen is prevented from being enclosed in the first gas detection chamber 32 and the second gas detection chamber 41, and deterioration (corrosion) of the gas detection element 23 due to high concentration hydrogen can be prevented. .
Further, since the total amount of scavenging gas and the operation time of the compressor 61 are appropriately determined based on the hydrogen concentration C11 when the IG 81 is OFF, the hydrogen concentration C11 can be appropriately reduced.

以上、本発明の好適な一実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば以下のような変更をすることができる。
前記した実施形態では、被検出ガスが水素である場合を例示したが、これに限定されずその他種類のガスであってもよい。また、ガスセンサシステム1が燃料電池自動車に搭載された場合を説明したが、その他の車両に搭載された構成でもよい。
The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the following modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
In the above-described embodiment, the case where the gas to be detected is hydrogen has been exemplified. However, the present invention is not limited to this, and other types of gases may be used. Moreover, although the case where the gas sensor system 1 was mounted in the fuel cell vehicle was described, the structure mounted in the other vehicle may be sufficient.

前記した実施形態では、IG81がOFFされた場合に、燃料電池自動車(車両)が停止したと判定される場合を例示したが、その他に例えば、IG81のOFFに遅れて実際に燃料電池の発電が停止する構成の場合、燃料電池の発電が停止したときに、燃料電池自動車が停止したと判定する構成としてもよい。   In the above-described embodiment, the case where it is determined that the fuel cell automobile (vehicle) is stopped when the IG 81 is turned off is illustrated. However, for example, the fuel cell actually generates power after the IG 81 is turned off. In the configuration of stopping, it may be configured to determine that the fuel cell vehicle has stopped when the power generation of the fuel cell stops.

前記した第3実施形態では、ガス検出素子23を介して検出される水素濃度C11に基づいて、掃気ガスの量を決定する場合を例示したが、ガス検出素子23とは別に水素濃度を検出するセンサを設け、このセンサが検出する水素濃度に基づいて、掃気ガス量を決定する構成でもよい。   In the third embodiment described above, the case where the amount of scavenging gas is determined based on the hydrogen concentration C11 detected through the gas detection element 23 is exemplified. However, the hydrogen concentration is detected separately from the gas detection element 23. A configuration may be employed in which a sensor is provided and the scavenging gas amount is determined based on the hydrogen concentration detected by the sensor.

前記した第1実施形態ではIG81のOFF時の湿度H11に基づいて、第3実施形態ではIG81のOFF時の水素濃度C11に基づいて、掃気ガス量、コンプレッサ61の作動時間を決定し、これに従って、コンプレッサ61を作動し掃気する場合を例示したが、その他に例えば、第2実施形態のように、IG81がOFFされた場合に掃気を開始し、湿度H11が所定湿度H0以下に低下するまで、水素濃度C11が所定水素濃度C0以下に低下するまで、掃気を継続する構成としてもよい。所定湿度H0は水分によってガス検出素子23が劣化しない湿度であり、所定水素濃度C0は水素によってガス検出素子23が劣化しない水素濃度である。   In the first embodiment, the scavenging gas amount and the operation time of the compressor 61 are determined based on the humidity H11 when the IG 81 is OFF, and based on the hydrogen concentration C11 when the IG 81 is OFF in the third embodiment. In addition, the case where the compressor 61 is operated and scavenged is illustrated, but in addition, for example, as in the second embodiment, scavenging is started when the IG 81 is turned off, and the humidity H11 is lowered to a predetermined humidity H0 or lower. The scavenging may be continued until the hydrogen concentration C11 falls below the predetermined hydrogen concentration C0. The predetermined humidity H0 is a humidity at which the gas detection element 23 is not deteriorated by moisture, and the predetermined hydrogen concentration C0 is a hydrogen concentration at which the gas detection element 23 is not deteriorated by hydrogen.

これとは逆に、第2実施形態では、温度T11が所定温度T0以下に低下するまで掃気を継続する場合を例示したが、その他に例えば、IG81のOFF時の温度T11に基づいて、掃気ガス量、コンプレッサ61の作動時間を決定し、これに従って、コンプレッサ61を作動し掃気する構成としてもよい。   On the contrary, in the second embodiment, the case where the scavenging is continued until the temperature T11 falls below the predetermined temperature T0 is exemplified, but other than this, for example, based on the temperature T11 when the IG 81 is OFF, the scavenging gas The amount and the operation time of the compressor 61 may be determined, and the compressor 61 may be operated and scavenged according to the determined amount.

第1実施形態に係るガスセンサシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the gas sensor system which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るガスセンサシステムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the gas sensor system which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る湿度と掃気ガスの量(コンプレッサの作動時間)との関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the humidity which concerns on 1st Embodiment, and the quantity of scavenging gas (operating time of a compressor). 第2実施形態に係るガスセンサシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the gas sensor system which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係るガスセンサシステムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the gas sensor system which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係るガスセンサシステムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the gas sensor system which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る水素濃度と掃気ガスの量(コンプレッサの作動時間)との関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the hydrogen concentration which concerns on 3rd Embodiment, and the quantity of scavenging gas (operation time of a compressor).

符号の説明Explanation of symbols

1 ガスセンサシステム
20 水素センサ
23 ガス検出素子
30 素子収容部
32 第1ガス検出室
41 第2ガス検出室
51 バタフライ弁(バルブ機構)
60 掃気手段
61 コンプレッサ
71 湿度センサ
72 温度センサ
90 ECU(バルブ機構制御手段、停止判定手段、掃気ガス量決定手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas sensor system 20 Hydrogen sensor 23 Gas detection element 30 Element accommodating part 32 1st gas detection chamber 41 2nd gas detection chamber 51 Butterfly valve (valve mechanism)
60 scavenging means 61 compressor 71 humidity sensor 72 temperature sensor 90 ECU (valve mechanism control means, stop determination means, scavenging gas amount determination means)

Claims (5)

車両に搭載され、当該車両に対応して作動し、被検出ガスを検出するガスセンサシステムであって、
前記被検出ガスを検出するガス検出素子と、
前記ガス検出素子が配置されると共に、被検出ガスが取り込まれるガス検出室と、
前記ガス検出室を密閉状態に維持可能なバルブ機構と、
前記バルブ機構を制御するバルブ機構制御手段と、
前記車両が停止したか否かを判定する停止判定手段と、
を備え、
前記停止判定手段によって前記車両は停止したと判定された場合、前記バルブ機構制御手段が前記バルブ機構により前記ガス検出室を密閉する
ことを特徴とするガスセンサシステム。
A gas sensor system that is mounted on a vehicle, operates corresponding to the vehicle, and detects a gas to be detected.
A gas detection element for detecting the gas to be detected;
A gas detection chamber in which the gas detection element is disposed and a gas to be detected is taken in, and
A valve mechanism capable of maintaining the gas detection chamber in a sealed state;
Valve mechanism control means for controlling the valve mechanism;
Stop determination means for determining whether or not the vehicle has stopped;
With
The gas sensor system, wherein the valve mechanism control unit seals the gas detection chamber by the valve mechanism when the stop determination unit determines that the vehicle has stopped.
前記ガス検出室に掃気ガスを導入し、当該ガス検出室を掃気する掃気手段を備え、
前記停止判定手段によって前記車両は停止したと判定された場合、前記掃気手段によって前記ガス検出室を掃気した後、前記バルブ機構制御手段が前記バルブ機構により前記ガス検出室を密閉する
ことを特徴とする請求項1に記載のガスセンサシステム。
Scavenging gas is introduced into the gas detection chamber, and scavenging means for scavenging the gas detection chamber is provided,
When it is determined by the stop determination means that the vehicle has stopped, after the gas detection chamber is scavenged by the scavenging means, the valve mechanism control means seals the gas detection chamber by the valve mechanism. The gas sensor system according to claim 1.
前記ガス検出室の湿度を検出する湿度センサと、
前記ガス検出室の湿度に基づいて、前記掃気ガスの量を決定する掃気ガス量決定手段と、
を備え、
前記ガス検出室の湿度が高いほど、前記掃気ガスの量は多くなる
ことを特徴とする請求項2に記載のガスセンサシステム。
A humidity sensor for detecting the humidity of the gas detection chamber;
A scavenging gas amount determining means for determining the amount of the scavenging gas based on the humidity of the gas detection chamber;
With
The gas sensor system according to claim 2, wherein the amount of the scavenging gas increases as the humidity of the gas detection chamber increases.
前記ガス検出室の温度を検出する温度センサを備え、
前記掃気手段は、前記ガス検出室の温度が所定温度以下になるまで、掃気を継続する
ことを特徴とする請求項2に記載のガスセンサシステム。
A temperature sensor for detecting the temperature of the gas detection chamber;
The gas scavenging system according to claim 2, wherein the scavenging means continues scavenging until the temperature of the gas detection chamber becomes equal to or lower than a predetermined temperature.
前記ガス検出室における被検出ガスの濃度に基づいて、前記掃気ガスの量を決定する掃気ガス量決定手段を備え、
前記被検出ガスの濃度が高いほど、前記掃気ガスの量は多くなる
ことを特徴とする請求項2に記載のガスセンサシステム。
A scavenging gas amount determining means for determining the amount of the scavenging gas based on the concentration of the gas to be detected in the gas detection chamber;
The gas sensor system according to claim 2, wherein the amount of the scavenging gas increases as the concentration of the detection gas increases.
JP2007022751A 2007-02-01 2007-02-01 Gas sensor system Pending JP2008190889A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007022751A JP2008190889A (en) 2007-02-01 2007-02-01 Gas sensor system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007022751A JP2008190889A (en) 2007-02-01 2007-02-01 Gas sensor system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008190889A true JP2008190889A (en) 2008-08-21

Family

ID=39751141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007022751A Pending JP2008190889A (en) 2007-02-01 2007-02-01 Gas sensor system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008190889A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010223816A (en) * 2009-03-24 2010-10-07 Panasonic Electric Works Co Ltd Element and sensor for detecting hydrogen
CN112026583A (en) * 2019-06-03 2020-12-04 北汽福田汽车股份有限公司 Method and system for detecting battery pack and vehicle
KR20220082458A (en) * 2020-12-10 2022-06-17 주식회사 제스와이테크 Apparatus for collecting gas of industrial chimney

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010223816A (en) * 2009-03-24 2010-10-07 Panasonic Electric Works Co Ltd Element and sensor for detecting hydrogen
CN112026583A (en) * 2019-06-03 2020-12-04 北汽福田汽车股份有限公司 Method and system for detecting battery pack and vehicle
KR20220082458A (en) * 2020-12-10 2022-06-17 주식회사 제스와이테크 Apparatus for collecting gas of industrial chimney
KR102440408B1 (en) * 2020-12-10 2022-09-06 주식회사 제스와이테크 Apparatus for collecting gas of industrial chimney

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4598622B2 (en) Gas sensor
US8071243B2 (en) Fuel cell system
JP5342265B2 (en) Fuel cell system
US8129044B2 (en) Fuel cell system and method for operating the same
US8821797B2 (en) Hydrogen detection system
US9306229B2 (en) Fuel cell system
US20060042965A1 (en) Heater-contained gas sensor operation starting method and operation stopping method, and operating method
US8173316B2 (en) Fuel cell system
JP2007052936A (en) Fuel cell system
JP5003792B2 (en) Fuel cell system
US20050271918A1 (en) Fuel cell system and purging method therefor
JP2007329028A (en) Fuel cell system and control method of fuel cell
JP4606948B2 (en) Gas sensor
JP2006153598A (en) Gas detector and control method of gas detecting element
JP5665628B2 (en) Start-up control method for fuel cell system
JP2008190889A (en) Gas sensor system
JP5199645B2 (en) Fuel cell system
US20120028147A1 (en) Fuel cell vehicle and method for controlling operation of the same
JP2006351324A (en) Fuel cell system
JP5384154B2 (en) Fuel cell system
JP2005285686A (en) Fuel cell system
JP2006344471A (en) Exhaust gas treatment device of fuel cell and exhaust gas treatment system
JP2007059067A (en) Fuel cell system
JP2006344388A (en) Exhaust gas treatment device of fuel cell and exhaust gas treatment system
JP2009140860A (en) Fuel cell system