JP2009043427A - 燃料電池型産業車両の異常検知装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】燃料電池冷却用のラジエータのファンの起動・停止に関わらずに正確に異常の検知を行うことができる燃料電池型産業車両の異常検知装置を提供する。
【解決手段】ラジエータのファンが停止しているか否かを確認し(S1)、停止している場合は、第1の設定濃度N1を選択して異常検知用しきい値THとして設定し(S2)、ファンが起動している場合は、低濃度検出用の第2の設定濃度N2を選択して異常検知用しきい値THとして設定し(S3)、水素濃度センサにより検出された水素濃度Nmを入力して(S4)、この水素濃度Nmと異常検知用しきい値THとの比較を行い(S5)、検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値TH以下の場合には、正常と判定し(S6)、検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値THを超えている場合には、異常と判定する(S7)。
【選択図】図3
【解決手段】ラジエータのファンが停止しているか否かを確認し(S1)、停止している場合は、第1の設定濃度N1を選択して異常検知用しきい値THとして設定し(S2)、ファンが起動している場合は、低濃度検出用の第2の設定濃度N2を選択して異常検知用しきい値THとして設定し(S3)、水素濃度センサにより検出された水素濃度Nmを入力して(S4)、この水素濃度Nmと異常検知用しきい値THとの比較を行い(S5)、検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値TH以下の場合には、正常と判定し(S6)、検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値THを超えている場合には、異常と判定する(S7)。
【選択図】図3
Description
この発明は、燃料電池型産業車両の異常検知装置に係り、特に燃料電池ユニット内の水素濃度に基づいて異常を検知する装置に関する。
近年、燃料電池を駆動源として搭載する燃料電池型フォークリフト等の産業車両が開発されている。燃料電池においては、各部品からの透過や漏出により、反応ガスである水素がわずかながらも排出されることが知られている。この水素の排出量が、燃料電池の何らかの故障等に起因して、通常時よりも増大した場合には、早急に異常を検知する必要がある。
例えば特許文献1に記載された燃料電池自動車では、水素が燃料電池の搭載空間内に滞留することを防ぐため、搭載空間内の水素濃度を検知し、検知された水素濃度に応じて換気ファンや燃料電池冷却用のラジエータのファンを運転制御することにより搭載空間内の換気を促進している。
例えば特許文献1に記載された燃料電池自動車では、水素が燃料電池の搭載空間内に滞留することを防ぐため、搭載空間内の水素濃度を検知し、検知された水素濃度に応じて換気ファンや燃料電池冷却用のラジエータのファンを運転制御することにより搭載空間内の換気を促進している。
特許文献1に記載の燃料電池自動車のように、燃料電池の搭載空間内の水素濃度を検知すれば、異常を検知することが可能となるが、燃料電池が過熱されたときにラジエータのファンが起動されると、燃料電池の周辺雰囲気が撹拌されるため、搭載空間内の水素濃度を正確に検知することができなくなるおそれがある。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、燃料電池冷却用のラジエータのファンの起動・停止に関わらずに正確に異常の検知を行うことができる燃料電池型産業車両の異常検知装置を提供することを目的とする。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、燃料電池冷却用のラジエータのファンの起動・停止に関わらずに正確に異常の検知を行うことができる燃料電池型産業車両の異常検知装置を提供することを目的とする。
この発明に係る燃料電池型産業車両の異常検知装置は、燃料電池が収容された燃料電池ユニットを搭載すると共に燃料電池が過熱されたときにラジエータのファンを起動して燃料電池を冷却する産業車両において、燃料電池ユニット内の水素濃度を検出する水素濃度検出手段と、ファンの停止時には第1の設定濃度を選択し、ファンの起動時には第1の設定濃度より低い第2の設定濃度を選択してそれぞれ異常検知用しきい値とし、水素濃度検出手段により検出された水素濃度が異常検知用しきい値を超えた場合に異常であると判定する異常判定手段とを備えたものである。
なお、水素濃度検出手段を、一つの水素濃度センサから構成することができる。
あるいは、水素濃度検出手段として、燃料電池ユニット内の異なる箇所に設置された複数の水素濃度センサを用い、異常判定手段が、複数の水素濃度センサに対してそれぞれの設置箇所に応じた第1の設定濃度及び第2の設定濃度を選択し、いずれかの水素濃度センサにより検出された水素濃度が異常検知用しきい値を超えた場合に異常であると判定することもできる。
あるいは、水素濃度検出手段として、燃料電池ユニット内の異なる箇所に設置された複数の水素濃度センサを用い、異常判定手段が、複数の水素濃度センサに対してそれぞれの設置箇所に応じた第1の設定濃度及び第2の設定濃度を選択し、いずれかの水素濃度センサにより検出された水素濃度が異常検知用しきい値を超えた場合に異常であると判定することもできる。
また、水素濃度検出手段として、第1の水素濃度センサと前記第1の水素濃度センサより低濃度検知用の第2の水素濃度センサとを用い、異常判定手段が、ファンの停止時には第1の水素濃度センサにより検出された水素濃度を用いて、ファンの起動時には第2の水素濃度センサにより検出された水素濃度を用いてそれぞれ異常の判定を行ってもよい。
この場合、さらに、水素濃度検出手段が、前記燃料電池ユニット内の異なる箇所に設置された複数の第1の水素濃度センサと燃料電池ユニット内の異なる箇所に設置されると共に第1の水素濃度センサより低濃度検知用の複数の第2の水素濃度センサとからなり、異常判定手段が、複数の第1の水素濃度センサに対してそれぞれの設置箇所に応じた第1の設定濃度を選択し、複数の第2の水素濃度センサに対してそれぞれの設置箇所に応じた第2の設定濃度を選択し、いずれかの水素濃度センサにより検出された水素濃度が異常検知用しきい値を超えた場合に異常であると判定することもできる。
この場合、さらに、水素濃度検出手段が、前記燃料電池ユニット内の異なる箇所に設置された複数の第1の水素濃度センサと燃料電池ユニット内の異なる箇所に設置されると共に第1の水素濃度センサより低濃度検知用の複数の第2の水素濃度センサとからなり、異常判定手段が、複数の第1の水素濃度センサに対してそれぞれの設置箇所に応じた第1の設定濃度を選択し、複数の第2の水素濃度センサに対してそれぞれの設置箇所に応じた第2の設定濃度を選択し、いずれかの水素濃度センサにより検出された水素濃度が異常検知用しきい値を超えた場合に異常であると判定することもできる。
なお、異常判定手段は、第1の設定濃度として、産業車両の停車時には第1の停車時用濃度を、産業車両の走行時には第1の停車時用濃度より低い第1の走行時用濃度をそれぞれ選択し、第2の設定濃度として、産業車両の停車時には第2の停車時用濃度を、産業車両の走行時には第2の停車時用濃度より低い第2の走行時用濃度をそれぞれ選択してもよい。
また、異常を判定したときに、異常判定手段が燃料電池の動作を停止させるように構成することもできる。
また、異常を判定したときに、異常判定手段が燃料電池の動作を停止させるように構成することもできる。
この発明によれば、ファンの停止時には第1の設定濃度を選択し、ファンの起動時には第1の設定濃度より低い第2の設定濃度を選択してそれぞれ異常検知用しきい値とするので、ラジエータのファンの起動・停止に関わらずに正確に異常の検知を行うことが可能となる。
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1
図1に実施の形態1に係る異常検知装置が搭載された燃料電池型フォークリフトの構成を示す。フォークリフトの運転席の下方に燃料電池ユニット1が配置されている。図2に示されるように、燃料電池ユニット1内には、このフォークリフトの駆動源となる燃料電池2が収容されており、燃料電池2に冷却水通路3を介して冷却水循環ポンプ4とラジエータ5が接続されると共に冷却水通路3に冷却水の温度を検出する温度センサ6が配置されている。また、ラジエータ5の近傍に冷却用のファン7とファンモータ8が配置されている。
実施の形態1
図1に実施の形態1に係る異常検知装置が搭載された燃料電池型フォークリフトの構成を示す。フォークリフトの運転席の下方に燃料電池ユニット1が配置されている。図2に示されるように、燃料電池ユニット1内には、このフォークリフトの駆動源となる燃料電池2が収容されており、燃料電池2に冷却水通路3を介して冷却水循環ポンプ4とラジエータ5が接続されると共に冷却水通路3に冷却水の温度を検出する温度センサ6が配置されている。また、ラジエータ5の近傍に冷却用のファン7とファンモータ8が配置されている。
さらに、燃料電池2の上方に燃料電池ユニット1内の水素濃度を検出する水素濃度センサ9が配置されており、この水素濃度センサ9にこの発明の異常判定手段を形成する制御回路10が接続されている。制御回路10には、予め、異常検出用の第1の設定濃度N1と、第1の設定濃度N1より低い値に設定された第2の設定濃度N2が記憶されているものとする。
また、制御回路10には、温度センサ6及びファンモータ8も接続されている。
なお、この他、燃料電池ユニット1内には、水素供給用のレギュレータ、エアコンプレッサ、加湿モジュール、キャパシタ、バッテリ等、燃料電池2を作動させるための部品が収容されている。
また、制御回路10には、温度センサ6及びファンモータ8も接続されている。
なお、この他、燃料電池ユニット1内には、水素供給用のレギュレータ、エアコンプレッサ、加湿モジュール、キャパシタ、バッテリ等、燃料電池2を作動させるための部品が収容されている。
燃料電池2の作動時には、冷却水循環ポンプ4が駆動され、燃料電池2を冷却するための冷却水が冷却水通路3を介して燃料電池2とラジエータ5との間を循環する。制御回路10は、温度センサ6によって検出された冷却水の温度が所定値を越えると、ファンモータ8を駆動してファン7を回転させることにより、ラジエータ5内を通る冷却水を冷却する。
ここで、実施の形態1における異常検出の方法について図3のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップS1で、制御回路10は、ファン7が停止しているか否かを確認し、停止している場合は、ステップS2で、予め記憶されている第1の設定濃度N1及び第2の設定濃度N2のうち、高い濃度値に設定されている第1の設定濃度N1を選択し、これを異常検知用しきい値THとして設定する。
そして、制御回路10は、ステップS4で、水素濃度センサ9により検出された水素濃度Nmを入力し、続くステップS5で、この水素濃度Nmと異常検知用しきい値THとの比較を行う。
ステップS5で検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値TH以下の場合には、燃料電池ユニット1内の水素濃度が正常な範囲にあると判断し、ステップS6で、燃料電池2が正常に作動していると判定する。
一方、ステップS5で検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値THを超えている場合には、燃料電池2からの水素の排出量が異常に増大していると判断し、ステップS7で、燃料電池2の作動が異常であると判定する。
そして、制御回路10は、ステップS4で、水素濃度センサ9により検出された水素濃度Nmを入力し、続くステップS5で、この水素濃度Nmと異常検知用しきい値THとの比較を行う。
ステップS5で検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値TH以下の場合には、燃料電池ユニット1内の水素濃度が正常な範囲にあると判断し、ステップS6で、燃料電池2が正常に作動していると判定する。
一方、ステップS5で検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値THを超えている場合には、燃料電池2からの水素の排出量が異常に増大していると判断し、ステップS7で、燃料電池2の作動が異常であると判定する。
また、ステップS1で、ファン7が起動されていることを確認した場合は、制御回路10は、ステップS3に進み、予め記憶されている第1の設定濃度N1及び第2の設定濃度N2のうち、低い濃度値に設定されている第2の設定濃度N2を選択し、これを異常検知用しきい値THとして設定する。
そして、制御回路10は、ステップS4で、水素濃度センサ9により検出された水素濃度Nmを入力し、続くステップS5で、この水素濃度Nmと異常検知用しきい値THとの比較を行い、検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値TH以下の場合には、ステップS6で、燃料電池2が正常に作動していると判定し、一方、検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値THを超えている場合には、ステップS7で、燃料電池2の作動が異常であると判定する。
そして、制御回路10は、ステップS4で、水素濃度センサ9により検出された水素濃度Nmを入力し、続くステップS5で、この水素濃度Nmと異常検知用しきい値THとの比較を行い、検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値TH以下の場合には、ステップS6で、燃料電池2が正常に作動していると判定し、一方、検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値THを超えている場合には、ステップS7で、燃料電池2の作動が異常であると判定する。
このように、ファン7が停止している場合は、第1の設定濃度N1を選択し、ファン7が起動している場合は、燃料電池ユニット1内における燃料電池2の周辺雰囲気が撹拌されることによる水素濃度の低下を考慮して比較的低い濃度値に設定されている第2の設定濃度N2を選択し、これらを異常検知用しきい値THとして設定するので、ファン7の起動・停止に関わらずに正確に異常の検知を行うことが可能となる。
なお、例えば、第1の設定濃度N1は4000ppmに、第2の設定濃度N2は200ppmに設定することができるが、この発明を適用する燃料電池ユニット1における水素許容漏出量、水素濃度センサ9の設置位置等に応じてしきい値となる水素濃度が異なるので、水素濃度を実測して適切な値を決定することが望ましい。
なお、ステップS7で燃料電池2の作動が異常であると判定した場合には、制御回路10によって燃料電池2の動作を停止し、フォークリフトの運転席に配設された警告ランプまたはブザー等により警告を発して異常である旨を運転者に通知することが望ましい。
なお、例えば、第1の設定濃度N1は4000ppmに、第2の設定濃度N2は200ppmに設定することができるが、この発明を適用する燃料電池ユニット1における水素許容漏出量、水素濃度センサ9の設置位置等に応じてしきい値となる水素濃度が異なるので、水素濃度を実測して適切な値を決定することが望ましい。
なお、ステップS7で燃料電池2の作動が異常であると判定した場合には、制御回路10によって燃料電池2の動作を停止し、フォークリフトの運転席に配設された警告ランプまたはブザー等により警告を発して異常である旨を運転者に通知することが望ましい。
実施の形態2
図4に実施の形態2に係る異常検知装置の構成を示す。この異常検知装置は、図2に示した実施の形態1の装置において、水素濃度センサ9の代わりに燃料電池ユニット1内の互いに異なる箇所に3つの水素濃度センサ9a〜9cを配置し、これらの水素濃度センサを制御回路10に接続したものである。
図4に実施の形態2に係る異常検知装置の構成を示す。この異常検知装置は、図2に示した実施の形態1の装置において、水素濃度センサ9の代わりに燃料電池ユニット1内の互いに異なる箇所に3つの水素濃度センサ9a〜9cを配置し、これらの水素濃度センサを制御回路10に接続したものである。
制御回路10は、これら3つの水素濃度センサ9a〜9cに対してそれぞれの設置箇所に応じた第1の設定濃度及び第2の設定濃度を選択する。すなわち、水素濃度センサ9aに対して、ファン7が停止しているときは第1の設定濃度N1aを、ファン7が起動しているときは第2の設定濃度N2aをそれぞれ選択し、同様に水素濃度センサ9bに対して、ファン7が停止しているときは第1の設定濃度N1bを、ファン7が起動しているときは第2の設定濃度N2bをそれぞれ選択し、さらに水素濃度センサ9cに対して、ファン7が停止しているときは第1の設定濃度N1cを、ファン7が起動しているときは第2の設定濃度N2cをそれぞれ選択する。
そして、3つの水素濃度センサ9a〜9cで検出された水素濃度を、それぞれの水素濃度センサに対して選択された設定濃度からなる異常検知用しきい値と比較し、いずれかの水素濃度センサにより検出された水素濃度が異常検知用しきい値を超えた場合に、燃料電池2の作動が異常であると判定する。
このように、燃料電池ユニット1内の互いに異なる箇所に設置された3つの水素濃度センサ9a〜9cでそれぞれ水素濃度を検出することにより、燃料電池ユニット1内の空間が複雑な形状をしていても、また、ファン7の起動時における燃料電池ユニット1内の気流が複雑に変化しても、正確に異常の検知を行うことが可能となる。
なお、同様にして、2つの水素濃度センサあるいは4つ以上の水素濃度センサを燃料電池ユニット1内の互いに異なる箇所に設置して水素濃度を検出することもできる。
このように、燃料電池ユニット1内の互いに異なる箇所に設置された3つの水素濃度センサ9a〜9cでそれぞれ水素濃度を検出することにより、燃料電池ユニット1内の空間が複雑な形状をしていても、また、ファン7の起動時における燃料電池ユニット1内の気流が複雑に変化しても、正確に異常の検知を行うことが可能となる。
なお、同様にして、2つの水素濃度センサあるいは4つ以上の水素濃度センサを燃料電池ユニット1内の互いに異なる箇所に設置して水素濃度を検出することもできる。
実施の形態3
図5に実施の形態3に係る異常検知装置が搭載された燃料電池型フォークリフトの構成を示す。この実施の形態3に係る異常検知装置は、上述した実施の形態1の装置において、水素濃度センサ9の代わりに燃料電池ユニット1内の燃料電池2の上方に第1の水素濃度センサ11と第2の水素濃度センサ12からなる2つのセンサを配置したものである。第2の水素濃度センサ12は、第1の水素濃度センサ11より低濃度検知用の感度を有するものである。
図6に示されるように、第1の水素濃度センサ11及び第2の水素濃度センサ12は、それぞれ制御回路10に接続されている。
図5に実施の形態3に係る異常検知装置が搭載された燃料電池型フォークリフトの構成を示す。この実施の形態3に係る異常検知装置は、上述した実施の形態1の装置において、水素濃度センサ9の代わりに燃料電池ユニット1内の燃料電池2の上方に第1の水素濃度センサ11と第2の水素濃度センサ12からなる2つのセンサを配置したものである。第2の水素濃度センサ12は、第1の水素濃度センサ11より低濃度検知用の感度を有するものである。
図6に示されるように、第1の水素濃度センサ11及び第2の水素濃度センサ12は、それぞれ制御回路10に接続されている。
次に、実施の形態3における異常検出の方法について図7のフローチャートを参照して説明する。ステップS1で、制御回路10は、ファン7が停止しているか否かを確認し、停止している場合は、ステップS2で、予め記憶されている第1の設定濃度N1及び第2の設定濃度N2のうち、高い濃度値に設定されている第1の設定濃度N1を選択し、これを異常検知用しきい値THとして設定すると共に、続くステップS8で、第1の水素濃度センサ11を選択する。
そして、制御回路10は、ステップS4で、第1の水素濃度センサ11により検出された水素濃度Nmを入力し、続くステップS5で、この水素濃度Nmと異常検知用しきい値THとの比較を行い、検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値TH以下の場合には、ステップS6で、燃料電池2が正常に作動していると判定し、一方、検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値THを超えている場合には、ステップS7で、燃料電池2の作動が異常であると判定する。
そして、制御回路10は、ステップS4で、第1の水素濃度センサ11により検出された水素濃度Nmを入力し、続くステップS5で、この水素濃度Nmと異常検知用しきい値THとの比較を行い、検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値TH以下の場合には、ステップS6で、燃料電池2が正常に作動していると判定し、一方、検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値THを超えている場合には、ステップS7で、燃料電池2の作動が異常であると判定する。
また、ステップS1で、ファン7が起動されていることを確認した場合は、制御回路10は、ステップS3に進み、予め記憶されている第1の設定濃度N1及び第2の設定濃度N2のうち、低い濃度値に設定されている第2の設定濃度N2を選択し、これを異常検知用しきい値THとして設定すると共に、続くステップS9で、低濃度検知用の第2の水素濃度センサ12を選択する。
そして、制御回路10は、ステップS4で、第2の水素濃度センサ12により検出された水素濃度Nmを入力し、続くステップS5で、この水素濃度Nmと異常検知用しきい値THとの比較を行い、検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値TH以下の場合には、ステップS6で、燃料電池2が正常に作動していると判定し、一方、検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値THを超えている場合には、ステップS7で、燃料電池2の作動が異常であると判定する。
そして、制御回路10は、ステップS4で、第2の水素濃度センサ12により検出された水素濃度Nmを入力し、続くステップS5で、この水素濃度Nmと異常検知用しきい値THとの比較を行い、検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値TH以下の場合には、ステップS6で、燃料電池2が正常に作動していると判定し、一方、検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値THを超えている場合には、ステップS7で、燃料電池2の作動が異常であると判定する。
このように、ファン7が停止している場合は、第1の水素濃度センサ11を選択し、ファン7が起動している場合は、燃料電池ユニット1内における燃料電池2の周辺雰囲気が撹拌されることによる水素濃度の低下を考慮して低濃度検知用の第2の水素濃度センサ12を選択し、それぞれ選択されたセンサにより検出された水素濃度Nmを用いて異常検知用しきい値THとの比較を行うので、ファン7の起動・停止に関わらずに高精度の異常検知を行うことが可能となる。
実施の形態4
図8に実施の形態4に係る異常検知装置の構成を示す。この異常検知装置は、図6に示した実施の形態3の装置において、第1の水素濃度センサ11及び第2の水素濃度センサ12の代わりに燃料電池ユニット1内の互いに異なる箇所に3つの第1の水素濃度センサ11a〜11cと3つの第2の水素濃度センサ12a〜12cとを配置し、これらの水素濃度センサを制御回路10に接続したものである。なお、第2の水素濃度センサ12a〜12cは、第1の水素濃度センサ11a〜11cより低濃度検知用の感度を有するものである。
図8に実施の形態4に係る異常検知装置の構成を示す。この異常検知装置は、図6に示した実施の形態3の装置において、第1の水素濃度センサ11及び第2の水素濃度センサ12の代わりに燃料電池ユニット1内の互いに異なる箇所に3つの第1の水素濃度センサ11a〜11cと3つの第2の水素濃度センサ12a〜12cとを配置し、これらの水素濃度センサを制御回路10に接続したものである。なお、第2の水素濃度センサ12a〜12cは、第1の水素濃度センサ11a〜11cより低濃度検知用の感度を有するものである。
制御回路10は、3つの第1の水素濃度センサ11a〜11cに対してそれぞれの設置箇所に応じた第1の設定濃度N1a〜N1bを選択すると共に3つの第2の水素濃度センサ12a〜12cに対してそれぞれの設置箇所に応じた第2の設定濃度N2a〜N2bを選択する。
そして、ファン7が停止しているときは、第1の水素濃度センサ11a〜11cを選択して、これら第1の水素濃度センサ11a〜11cで検出された水素濃度を、それぞれ第1の設定濃度N1a〜N1bからなる異常検知用しきい値と比較し、いずれかの第1の水素濃度センサ11a〜11cにより検出された水素濃度が異常検知用しきい値を超えた場合に、燃料電池2の作動が異常であると判定する。
一方、ファン7が起動しているときは、第2の水素濃度センサ12a〜12cを選択して、これら第2の水素濃度センサ12a〜12cで検出された水素濃度を、それぞれ第2の設定濃度N2a〜N2bからなる異常検知用しきい値と比較し、いずれかの第2の水素濃度センサ12a〜12cにより検出された水素濃度が異常検知用しきい値を超えた場合に、燃料電池2の作動が異常であると判定する。
一方、ファン7が起動しているときは、第2の水素濃度センサ12a〜12cを選択して、これら第2の水素濃度センサ12a〜12cで検出された水素濃度を、それぞれ第2の設定濃度N2a〜N2bからなる異常検知用しきい値と比較し、いずれかの第2の水素濃度センサ12a〜12cにより検出された水素濃度が異常検知用しきい値を超えた場合に、燃料電池2の作動が異常であると判定する。
このように、燃料電池ユニット1内の互いに異なる箇所にそれぞれ設置された3つの第1の水素濃度センサ11a〜11c及び3つの第2の水素濃度センサ12a〜12cでそれぞれ水素濃度を検出することにより、正確且つ高精度に異常検知を行うことが可能となる。
なお、実施の形態4では、3組の第1の水素濃度センサ及び第2の水素濃度センサを用いたが、これに限るものではなく、2組あるいは4組以上の第1の水素濃度センサ及び第2の水素濃度センサを燃料電池ユニット1内の互いに異なる箇所に設置して水素濃度を検出することもできる。
なお、実施の形態4では、3組の第1の水素濃度センサ及び第2の水素濃度センサを用いたが、これに限るものではなく、2組あるいは4組以上の第1の水素濃度センサ及び第2の水素濃度センサを燃料電池ユニット1内の互いに異なる箇所に設置して水素濃度を検出することもできる。
実施の形態5
図9に実施の形態5に係る異常検知装置の構成を示す。この異常検知装置は、図2に示した実施の形態1の装置において、制御回路10が、フォークリフトの停車時と走行時とで互いに異なる設定濃度を用いて異常検知を行うものである。制御回路10には、予め、ファン7の停止時に対する第1の設定濃度として、フォークリフトの停車時における第1の停車時用濃度N1sと、この第1の停車時用濃度N1sより低い値に設定されたフォークリフトの走行時における第1の走行時用濃度N1rが記憶されると共に、ファン7の起動時に対する第2の設定濃度として、フォークリフトの停車時における第2の停車時用濃度N2sとこの第2の停車時用濃度N2sより低い値に設定されたフォークリフトの走行時における第2の走行時用濃度N2rが記憶されている。
図9に実施の形態5に係る異常検知装置の構成を示す。この異常検知装置は、図2に示した実施の形態1の装置において、制御回路10が、フォークリフトの停車時と走行時とで互いに異なる設定濃度を用いて異常検知を行うものである。制御回路10には、予め、ファン7の停止時に対する第1の設定濃度として、フォークリフトの停車時における第1の停車時用濃度N1sと、この第1の停車時用濃度N1sより低い値に設定されたフォークリフトの走行時における第1の走行時用濃度N1rが記憶されると共に、ファン7の起動時に対する第2の設定濃度として、フォークリフトの停車時における第2の停車時用濃度N2sとこの第2の停車時用濃度N2sより低い値に設定されたフォークリフトの走行時における第2の走行時用濃度N2rが記憶されている。
次に、実施の形態5における異常検出の方法について図10のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップS10で、制御回路10は、フォークリフトが停車しているか、あるいは走行しているかを判定し、停車している場合は、ステップS11で、ファン7が停止しているか否かを確認する。ファン7が停止している場合は、ステップS12で、予め記憶されている第1の停車時用濃度N1sを選択し、ファン7が起動している場合は、ステップS13で、予め記憶されている第2の停車時用濃度N2sを選択する。一方、ステップS10で、フォークリフトが走行していると判定された場合は、ステップS14に進んで、ファン7が停止しているか否かを確認し、ファン7が停止している場合は、ステップS15で、予め記憶されている第1の走行時用濃度N1rを選択し、ファン7が起動している場合は、ステップS16で、予め記憶されている第2の走行時用濃度N2rを選択する。
制御回路10は、このようにして第1の停車時用濃度N1s、第2の停車時用濃度N2s、第1の走行時用濃度N1r、第2の走行時用濃度N2rのうちから選択された一つの濃度を異常検知用しきい値THとして設定した後、ステップS4で、水素濃度センサ9により検出された水素濃度Nmを入力し、続くステップS5で、この水素濃度Nmと異常検知用しきい値THとの比較を行い、検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値TH以下の場合には、ステップS6で、燃料電池2が正常に作動していると判定し、一方、検出された水素濃度Nmが異常検知用しきい値THを超えている場合には、ステップS7で、燃料電池2の作動が異常であると判定する。
このように、フォークリフトが停車している場合は、第1の停車時用濃度N1sまたは第2の停車時用濃度N2sを選択し、フォークリフトが走行している場合は、燃料電池ユニット1内における燃料電池2の周辺雰囲気が走行に起因した気流の発生により撹拌されて水素濃度が低下することを考慮して比較的低い濃度値に設定されている第1の走行時用濃度N1rまたは第2の走行時用濃度N2rを選択し、これらを異常検知用しきい値THとして設定するので、フォークリフトの停車・走行及びファン7の停止・起動に関わらずに高精度の異常検知を行うことが可能となる。
なお、上述した実施の形態2〜4の異常検知装置に対しても、この実施の形態5を適用し、フォークリフトの停車・走行に応じて異なる設定濃度を異常検知用しきい値とすることもできる。
また、この発明は、フォークリフトに限らず、燃料電池が収容された燃料電池ユニットを駆動源として搭載する各種の産業車両に適用することができる。
また、この発明は、フォークリフトに限らず、燃料電池が収容された燃料電池ユニットを駆動源として搭載する各種の産業車両に適用することができる。
1 燃料電池ユニット、2 燃料電池、3 冷却水通路、4 冷却水循環ポンプ、5 ラジエータ、6 温度センサ、7 ファン、8 ファンモータ、9,9a〜9c 水素濃度センサ、10 制御回路、11,11a〜11c 第1の水素濃度センサ、12,12a〜12c 第2の水素濃度センサ。
Claims (7)
- 燃料電池が収容された燃料電池ユニットを搭載すると共に燃料電池が過熱されたときにラジエータのファンを起動して燃料電池を冷却する産業車両の異常検知装置において、
前記燃料電池ユニット内の水素濃度を検出する水素濃度検出手段と、
前記ファンの停止時には第1の設定濃度を選択し、前記ファンの起動時には第1の設定濃度より低い第2の設定濃度を選択してそれぞれ異常検知用しきい値とし、前記水素濃度検出手段により検出された水素濃度が異常検知用しきい値を超えた場合に異常であると判定する異常判定手段と
を備えたことを特徴とする燃料電池型産業車両の異常検知装置。 - 前記水素濃度検出手段は、一つの水素濃度センサからなる請求項1に記載の燃料電池型産業車両の異常検知装置。
- 前記水素濃度検出手段は、前記燃料電池ユニット内の異なる箇所に設置された複数の水素濃度センサからなり、
前記異常判定手段は、前記複数の水素濃度センサに対してそれぞれの設置箇所に応じた第1の設定濃度及び第2の設定濃度を選択し、いずれかの水素濃度センサにより検出された水素濃度が異常検知用しきい値を超えた場合に異常であると判定する請求項1に記載の燃料電池型産業車両の異常検知装置。 - 前記水素濃度検出手段は、第1の水素濃度センサと前記第1の水素濃度センサより低濃度検知用の第2の水素濃度センサとからなり、
前記異常判定手段は、前記ファンの停止時には前記第1の水素濃度センサにより検出された水素濃度を用いて、前記ファンの起動時には前記第2の水素濃度センサにより検出された水素濃度を用いてそれぞれ異常の判定を行う請求項1に記載の燃料電池型産業車両の異常検知装置。 - 前記水素濃度検出手段は、前記燃料電池ユニット内の異なる箇所に設置された複数の第1の水素濃度センサと前記燃料電池ユニット内の異なる箇所に設置されると共に前記第1の水素濃度センサより低濃度検知用の複数の第2の水素濃度センサとからなり、
前記異常判定手段は、前記複数の第1の水素濃度センサに対してそれぞれの設置箇所に応じた第1の設定濃度を選択し、前記複数の第2の水素濃度センサに対してそれぞれの設置箇所に応じた第2の設定濃度を選択し、いずれかの水素濃度センサにより検出された水素濃度が異常検知用しきい値を超えた場合に異常であると判定する請求項4に記載の燃料電池型産業車両の異常検知装置。 - 前記異常判定手段は、
第1の設定濃度として、産業車両の停車時には第1の停車時用濃度を、産業車両の走行時には第1の停車時用濃度より低い第1の走行時用濃度をそれぞれ選択し、
第2の設定濃度として、産業車両の停車時には第2の停車時用濃度を、産業車両の走行時には第2の停車時用濃度より低い第2の走行時用濃度をそれぞれ選択する請求項1〜5のいずれか一項に記載の燃料電池型産業車両の異常検知装置。 - 前記異常判定手段は、異常を判定すると燃料電池の動作を停止させる請求項1〜6のいずれか一項に記載の燃料電池型産業車両の異常検知装置。
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JP2013196859A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Toyota Industries Corp | 燃料電池システム |
JP2016141203A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | 株式会社豊田自動織機 | 産業車両 |
WO2017163585A1 (ja) * | 2016-03-23 | 2017-09-28 | ブラザー工業株式会社 | 燃料電池システム、燃料電池システムの異常検知方法、及びコンピュータプログラム |
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