JP2014182098A - センサ装置、そのセンサ制御プログラム、そのセンサ制御方法およびセンサ制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】各種システムに用いられる各種センサの使用時間の拡大化を図る。
【解決手段】ひとつの検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサ（２２−１、２２−２）と、前記各センサに稼働時間（Ｔｗ）を設定し、該稼働時間毎に各センサ（２２−１、２２−２）を交互に稼働させ、一方のセンサ（たとえば、センサ２２−１）が使用不可であれば他方のセンサ（たとえば、センサ２２−２）に切り替え、該センサを前記稼働時間を超えて連続稼働させる制御部（２４）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＯセンサ、流量センサ、温度センサ、圧力センサなどの各種センサを含むセンサ装置、そのセンサ制御プログラム、そのセンサ制御方法およびセンサ制御システムに関する。

たとえば、燃料電池コジェネレーションシステム（以下単に「システム」と称する。）では、メタンを主成分とする都市ガスなどの原燃料と水蒸気を反応させることにより、水素を取り出す改質処理が含まれる。この改質処理では、副生物として一酸化炭素が生成される。この一酸化炭素は、燃料処理装置内の変成触媒、ＰＲＯＸ触媒を媒介して二酸化炭素に変化させるので、安全上問題はない。可燃ガスについては外部に漏洩しないシステム設計となっている。しかしながら、斯かるシステムではＣＯセンサや可燃ガスセンサなどを検出するセンサ類が設置される。ＣＯセンサではＣＯを検出し、可燃ガスセンサでは可燃性ガスを検出する。これにより、システムの可動状況を監視し、高度な安全対策が施されている。

可燃ガスセンサに関し、併置された二つのセンサに対して所定時間毎にクリーニング流体を交互に間欠的に供給し、各センサ機能の劣化抑制を図ることが知られている（たとえば、特許文献１）。

特開２００１−１７４４３５号公報

ところで、既述のシステムでは、筐体内にセンサ類が設置されている。たとえば、可燃ガスセンサでは、ガス経路から漏洩した可燃ガスが検出される。ＣＯセンサでは、筐体から放出された排ガスから筐体内に吸い込まれたＣＯが検出される。ＣＯセンサは、排ガスの煙道中に設置される場合もある。このＣＯセンサでは、煙道の排ガス中のＣＯが検出される。

このようなセンサ類は、通電時間の経過によりセンサ性能が劣化する。このセンサ性能の劣化は、対象物質の濃度に対する感度の鈍化、または鋭敏化である。このため、センサ類には適正なセンサ性能を担保する時間、つまり使用可能な設計寿命（一定時間）が設定されている。この設計寿命は、厳格な使用不可を想定したものではない。設計寿命は、センサ性能の信頼性を維持するために余裕を持った時間である。一般的に、設計寿命は５〜７年程度である。また、既述のシステムの設計寿命は１０年程度である。つまり、システムの設計寿命はセンサ類より長く設定される。

システムの設計寿命に比較してセンサ類の設計寿命は短く、このため、一定の設計寿命を持つセンサ類には定期的な交換などの管理を要する。定期的な交換作業を伴う管理では、現場に出向く交換処理に時間を要するという課題がある。このような運用や管理は、多数のセンサ類を用いた各種システムに共通する課題である。

このようなセンサ類に設計寿命があることとは別に、センサ類のセンサ性能を一定水準以上に維持するには、感度などのセンサ性能を定期的に監視しなければならないという課題がある。

そこで、本発明の目的は上記課題に鑑み、各種システムに用いられる各種センサを拡大し、定期的な監視作業の軽減化を図ることにある。

上記目的を達成するため、本発明のセンサ装置は、ひとつの検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサと、前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間毎に各センサを交互に稼働させ、一方のセンサが使用不可であれば他方のセンサに切り替え、該センサを前記稼働時間を超えて連続稼働させる制御部とを備える。

上記目的を達成するため、本発明のセンサ装置は、ひとつの検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサと、前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間中のセンサに設計寿命が到来した後、該センサの性能を他方のセンサの稼働により確認し、該センサが使用不可であれば他方のセンサに切り替え、該センサを稼働させる制御部とを備える。

上記目的を達成するため、本発明のセンサ装置は、ひとつの検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサと、前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間中のセンサが設計寿命に到達前に使用不可であれば、他方のセンサに切り替え、該センサを連続稼働させる制御部とを備える。

上記目的を達成するため、本発明のセンサ制御プログラムは、ひとつの検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサを含むセンサ装置に搭載されたコンピュータに実行させるセンサ制御プログラムであって、前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間毎に各センサを交互に稼働させ、一方のセンサが使用不可であれば他方のセンサに切り替え、該センサを前記稼働時間を超えて連続稼働させる処理を前記コンピュータに実行させる。

上記目的を達成するため、本発明のセンサ制御プログラムは、ひとつの検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサを含むセンサ装置に搭載されたコンピュータに実行させるセンサ制御プログラムであって、前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間中のセンサに設計寿命が到来した際に、該センサの性能を他方のセンサの稼働により確認し、該センサが使用不可であれば他方のセンサに切り替え、該センサを稼働させる処理を前記コンピュータに実行させる。

上記目的を達成するため、本発明のセンサ制御プログラムは、ひとつの検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサを含むセンサ装置に搭載されたコンピュータに実行させるセンサ制御プログラムであって、前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間中のセンサが設計寿命に到達前に使用不可であれば、他方のセンサに切り替え、該センサを連続稼働させる処理を前記コンピュータに実行させる。

上記目的を達成するため、本発明のセンサ制御方法は、ひとつの検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサを設置し、前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間毎に各センサを交互に稼働させ、一方のセンサが使用不可であれば他方のセンサに切り替え、該センサを前記稼働時間を超えて連続稼働させる。

上記目的を達成するため、本発明のセンサ制御方法は、ひとつの検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサを設置し、前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間中のセンサに設計寿命が到来した際に、該センサの性能を他方のセンサの稼働により確認し、該センサが使用不可であれば他方のセンサに切り替え、該センサを稼働させる。

上記目的を達成するため、本発明のセンサ制御方法は、ひとつの検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサを設置し、前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間中のセンサが設計寿命に到達前に使用不可であれば、他方のセンサに切り替え、該センサを連続稼働させる。

上記目的を達成するため、本発明のセンサ制御システムは、少なくともひとつの検出対象を含み、その検出情報によりシステムを制御するセンサ制御システムであって、前記検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサと、前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間毎に各センサを交互に稼働させ、一方のセンサが使用不可であれば他方のセンサに切り替え、該センサを前記稼働時間を超えて連続稼働させる制御部とを備える。
ことを特徴とするセンサ制御システム。

上記目的を達成するため、本発明のセンサ制御システムは、少なくともひとつの検出対象を含み、その検出情報によりシステムを制御するセンサ制御システムであって、前記検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサと、前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間中のセンサに設計寿命が到来した際に、該センサの性能を他方のセンサの稼働により確認し、該センサが使用不可であれば他方のセンサに切り替え、該センサを稼働させる制御部とを備える。

上記目的を達成するため、本発明のセンサ制御システムは、少なくともひとつの検出対象を含み、その検出情報によりシステムを制御するセンサ制御システムであって、前記検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサと、前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間中のセンサが設計寿命に到達前に使用不可であれば、他方のセンサに切り替え、該センサを連続稼働させる制御部とを備える。

本発明によれば、次のような効果が得られる。

(1) ひとつの検出対象に対して少なくとも二つのセンサを含むセンサ類により、センサの稼働時間を拡大することができ、センサ交換などの管理に要する負荷を軽減できる。

(2) 少なくとも二つのセンサを含むセンサ類において、センサに設定されている設計寿命の合理性を損なうことなく、設計寿命を超えて稼働させることができ、稼働時間の拡大を図ることができる。

(3) センサ類を含むシステムの設計寿命に対してセンサ類の設計寿命が短い場合に生じるセンサ交換などに要する管理や負荷を軽減できるとともに、センサ類やシステムの信頼性を高めることができる。

そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。

第１の実施の形態に係る燃料電池ユニットの一例を示す図である。 制御部の機能を示すブロック図である。 センサの制御系統の一例を示すブロック図である。 制御部のハードウェアの一例を示すブロック図である。 センサの稼働制御を示す図である。 センサの稼働制御の処理手順を示すフローチャートである。 センサの故障診断の一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係るセンサの稼働制御を示す図である。 センサの稼働制御の処理手順を示すフローチャートである。 センサの故障診断の処理手順を示すフローチャートである。 センサの故障診断の処理手順を示すフローチャートである。 第３の実施の形態に係るセンサの稼働制御を示す図である。 センサの稼働制御の処理手順を示すフローチャートである。 センサの故障診断の処理手順を示すフローチャートである。 比較例に係る燃料電池ユニットの一例を示す図である。 比較例に係るセンサ制御の処理手順を示すフローチャートである。 比較例に係るセンサの校正処理を示すフローチャートである。 比較例のセンサの稼働形態を示す図である。 比較例と実施の形態の対比を示す図である。

〔第１の実施の形態〕

図１は、燃料電池ユニットの一例を示している。図１に示すシステム構成は一例であり、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。

＜システム構成＞

この燃料電池ユニットなど、センサ類を備える各種のシステム（以下単に「システム」と称する。）２は本発明のセンサ装置またはセンサ制御システムの一例である。このシステム２では、燃料処理装置４、燃料電池スタック６および燃焼器８が含まれている。

燃料処理装置４には、原燃料である燃料１０が供給される。燃料１０にはたとえば、都市ガス、プロパンガス、灯油などが用いられる。この燃料処理装置４では、燃料１０と水蒸気を反応させ、水素を取り出す改質処理が含まれる。この改質処理で生じた副生物である一酸化炭素は、変成触媒、ＰＲＯＸ触媒を媒介して二酸化炭素に変化させる。

燃料電池スタック６は、燃料処理装置４の改質処理から電気を生成させ、その電気を給電する。

燃料処理装置４や燃料電池スタック６で発生した可燃ガスは燃焼器８で燃焼させ、燃焼排ガス１２に変換される。この燃焼排ガス１２は筐体１４から外気に放出される。

筐体１４には換気ファン１６や換気口１８が備えられる。換気ファン１６は、回転により換気空気２０を筐体１４内に流入させる。この換気空気２０は筐体１４内を循環させ、換気口１８から外気に排出される。

筐体１４にはたとえば、ＣＯセンサ（以下、単にセンサと称する）２２−１、２２−２が設置されている。センサ２２−１、２２−２は、ひとつの検出対象を検出する少なくとも二つのセンサの一例である。この場合、センサ２２−１、２２−２は共通の検出対象を一酸化炭素（ＣＯ）とし、換気空気２０に含まれるＣＯを検出する。これらセンサ２２−１、２２−２は同一の設計寿命を備える。

センサ２２−１、２２−２には共通の制御部２４が接続されている。この制御部２４は、少なくともセンサ２２−１、２２−２の制御に用いられ、燃料電池システム２の制御部を兼用してもよい。この実施の形態では、制御部２４で制御方法１を実行する。この制御方法１は次の通りである。

ａ）各センサ２２−１、２２−２毎に稼働時間を設定する。

ｂ）各稼働時間毎に各センサ２２−１、２２−２を交互に稼働させる。

ｃ）センサ２２−１、２２−２のうち、一方のたとえば、センサ２２−１が使用不可であれば、他方のセンサ２２−２に切り替える。切り替えられたセンサ２２−２をその稼働時間を超えて連続して稼働させる。この場合、一方のたとえば、センサ２２−２が使用不可であれば他方のセンサ２２−１に切り替える。切り替えられたセンサ２２−１をその稼働時間を超えて連続して稼働させることになる。

＜制御部２４の機能＞

図２は、制御部２４で実現される機能を示している。制御部２４の機能には、稼働時間の設定機能２６、稼働時間の積算機能２８、設計寿命の監視機能３０、通電およびセンサ切替え機能３２、センサ性能の監視機能３４、センサ出力の判定機能３６、エラー情報出力などの表示機能３８などの複数の機能が含まれる。

稼働時間の設定機能２６は、各センサ２２−１、２２−２毎に稼働時間を設定する。各稼働時間は、センサ２２−１、２２−２毎に記録される。つまり、稼働時間はセンサ２２−１、２２−２に関係付けられてメモリに記録される。各センサ２２−１、２２−２の設計寿命は、稼働時間に含まれる。

稼働時間の積算機能２８は、各稼働時間がセンサの通電開始ないし稼働開始から積算され、記録される。積算された稼働時間も、センサ２２−１、２２−２に関係付けられて記録される。この積算時間は、設計寿命と関係付けられる。

設計寿命の監視機能３０は、システム２やセンサ２２−１、２２−２の設計寿命に対し、稼働時間の積算値が到達したか否かを監視する。各設計寿命について、後述のように、システム２の設計寿命をｔｍ、センサ２２−１、２２−２のセンサ設計寿命をｔｓとする。

通電およびセンサ切替え機能３２は、各センサ２２−１、２２−２に設定された稼働時間毎に各センサ２２−１、２２−２の稼働を切り替える。

センサ性能の監視機能３４は、各センサ２２−１、２２−２のたとえば、センサ性能をセンサ出力を用いて監視する。このセンサ性能の監視機能３４には、ひとつの検出対象を同時または交互に検出し、センサ出力を監視する機能も含まれる。

センサ出力の判定機能３６は、各センサ２２−１、２２−２のセンサ性能が適正であるか否かをセンサ出力により判定する。この判定機能３６には、ひとつの検出対象を同時または交互に検出して得られる検出結果の比較によりセンサ性能の可否を判断する機能も含まれる。

エラー情報出力などの表示機能３８は、センサ出力、その比較出力、判定出力、エラー情報などの各種出力を表示情報として出力する。この表示情報は、文字や図形情報として視覚的に表示し、または音声などで出力し、ユーザなどに告知する。

＜制御部２４のハードウェア＞

図３は、センサ２２−１、２２−２の稼働制御部４０を示している。この稼働制御部４０には電源４１が含まれる。この電源４１はたとえば、システム２（図１）の駆動電源である。この電源４１は、各センサ２２−１、２２−２を駆動するための駆動電源の一例であり、制御部２４によって制御される。

センサ２２−１には第１のスイッチ４２−１を介して電源４１が接続されている。また、センサ２２−２には第２のスイッチ４２−２を介して電源４１が接続されている。各センサ２２−１、２２−２の駆動は、スイッチ４２−１、４２−２による電源４１の給電切替えにより選択可能である。

各スイッチ４２−１、４２−２は制御部２４によって制御される。スイッチ４２−１を導通させれば、センサ２２−１が稼働し、センサ２２−１のセンサ出力Ｓ１が信号線４４−１を通して制御部２４に取り込まれる。

また、スイッチ４２−１を非導通とし、スイッチ４２−２を導通させれば、センサ２２−１からセンサ２２−２の稼働に切り替えられる。センサ２２−１のセンサ出力Ｓ１は解除され、センサ２２−２のセンサ出力Ｓ２が信号線４４−２を通して制御部２４に取り込まれる。

また、スイッチ４２−２を非導通とし、スイッチ４２−１を導通させれば、センサ２２−２からセンサ２２−１の稼働に切り替えられる。これにより、センサ出力Ｓ２が解除され、既述のセンサ出力Ｓ１が制御部２４に取り込まれる。

図４は、制御部２４のハードウェアの構成例を示している。制御部２４はマイクロコンピュータなどのコンピュータで構成されている。

この制御部２４では、プロセッサ４６、ＲＯＭ（Read-Only Memory）４８、ＮＶＭ（Non Volatile Memory ）５０、ＲＡＭ（Random-Access Memory）５２、入出力部（Ｉ／Ｏ）５４および表示部５６が含まれる。これら機能部はバス５７により接続されている。プロセッサ４６はＯＳ（Operating System）や本発明に係るセンサ制御プログラムやセンサ制御方法を実行する。

ＲＯＭ４８にはＯＳや既述のセンサ制御プログラムが格納されている。ＮＶＭ５０は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）などの不揮発性メモリである。このＮＶＭ５０には設定情報などの各種の制御情報や既述の機能を実現するための参照情報などの情報が格納される。この場合、ＲＯＭ４８に各種の制御情報を格納してもよい。ＲＡＭ５２は、情報処理のワークエリアを構成する。

図５のＡは、センサ２２−１、２２−２の稼働形態を示している。図５のＡにおいて、横軸は時間〔年〕であり、縦軸はセンサ種別を示している。この実施の形態（制御方法１）では一例としてセンサ２２−１、２２−２の稼働時間Ｔｗがたとえば、Ｔｗ＝１〔年〕に設定され、各センサ２２−１、２２−２を稼働時間Ｔｗ毎に交互に稼働させている。つまり、センサ２２−１が稼働中であれば、センサ２２−２は稼働休止中である。センサ２２−２が稼働中であれば、センサ２２−１は稼働休止中である。このような稼働形態をシステム２の設計寿命ｔｍまで、たとえば、ｔｍ＝１０〔年〕が経過するまで継続する。図５のＡにおいて、実線は稼働期間Ｔｏｎ、破線は稼働休止期間Ｔｏｆｆを示している。

この例では、センサ２２−１、２２−２の稼働切替えを１年単位で行っているが、数カ月または数年単位でもよい。また、センサ２２−１、２２−２の稼働期間をＴｗ１、Ｔｗ２とし、Ｔｗ１≠Ｔｗ２としてもよい。

図５のＢは、一方のセンサ２２−２が故障した場合を示している。システム２の稼働開始からたとえば、３〔年〕経過後のセンサ２２−２の稼働中の時点ｔｘで、センサ２２−２のセンサ出力が閾値を外れた場合である。

この場合、時点ｔｘでセンサ２２−２の稼働を停止し、センサ２２−２からセンサ２２−１に切り替える。切り替えられたセンサ２２−１をセンサ２２−２の稼働停止の時点ｔｘからシステム２の設計寿命ｔｍに到達するまで連続して稼働させる。ただし、システム２の設計寿命ｔｍに到達する前にセンサ２２−１のセンサ設計寿命に到達した場合には、エラー発報し、システムを停止させる。

このような制御方法によれば、センサ２２−１、２２−２でシステム２の設計寿命ｔｍまで稼働させることができ、センサ交換の時期を延伸させることができる。

図６は、センサ制御の処理手順を示している。この処理手順は、本発明のセンサ制御プログラムまたはセンサ制御方法の一例である。

この処理手順には、センサ２２−１、２２−２の切替え処理が含まれる。この切替え処理には、所定の稼働時間の到達による定時切替えと、故障による非常時切替えの処理が含まれる。稼働中のセンサ２２−１、２２−２には故障の監視を行い、故障時には非常時切替えを行う。定時切替えの際には、センサ２２−１またはセンサ２２−２の切替えに先立ち、待機中のセンサ２２−１、２２−２に対する校正処理が行われる。この校正処理を経たセンサ２２−１またはセンサ２２−２の切替え時には所定の待機時間を経て、校正後のセンサ２２−１またはセンサ２２−２で稼働させる。

そこで、この処理手順では、運用開始に基づき、一例としてセンサ２２−１の駆動を行う（Ｓ１０１）。このセンサ２２−１の駆動開始を起点とし、稼働中、稼働時間Ｔｗ、積算稼働時間ΣＴのカウントを行う（Ｓ１０２）。ここで、稼働時間Ｔｗは、センサが連続して稼働している時間である。また、積算稼働時間ΣＴはセンサが通電しているトータルの時間であり、稼働時間Ｔｗの積算値が積算稼働時間ΣＴとなる。そこで、この稼働時間Ｔｗおよび積算稼働時間ΣＴはたとえば、通電時間をカウントすればよい。

稼働時間Ｔｗのカウント値が所定の稼働時間Ｔｗに到達したかを判定する（Ｓ１０３）。稼働時間Ｔｗのカウント値が所定の稼働時間Ｔｗに到達すれば（Ｓ１０３のＹＥＳ）、センサの切替えを行う（Ｓ１０４）。この場合、稼働中のセンサがセンサ２２−１であるからセンサ２２−２に切り替えられ、Ｓ１０２に戻る。

稼働時間Ｔｗのカウント値が所定の稼働時間Ｔｗに到達していなければ（Ｓ１０３のＮＯ）、稼働中のセンサ２２−１が故障か否かを判断する（Ｓ１０５）。故障でなければ（Ｓ１０５のＮＯ）、一定時間の待機を行い（Ｓ１０６）、Ｓ１０２に戻る。

稼働中のセンサ２２−１が故障していれば（Ｓ１０５のＹＥＳ）、センサの切替えを行う（Ｓ１０７）。この場合、センサ２２−１からセンサ２２−２に切り替える。

切り替えたセンサ２２−２の稼働時間Ｔｗおよび積算稼働時間ΣＴのカウントを行う（Ｓ１０８）。切り替えられたセンサ２２−２が故障か否かを判定する（Ｓ１０９）。このセンサ２２−２が故障であれば（Ｓ１０９のＹＥＳ）、エラー発報を行い（Ｓ１１０）、終了処理を行う（Ｓ１１１）。

切り替えたセンサ２２−２が故障でなければ（Ｓ１０９のＮＯ）、切り替えたセンサ２２−２の積算稼働時間ΣＴのカウント値がセンサ設計寿命ｔｓに到達したかを判定する（Ｓ１１２）。この積算稼働時間ΣＴのカウント値がセンサ設計寿命ｔｓに到達していれば（Ｓ１１２のＹＥＳ）、Ｓ１１０に移行し、エラー発報（Ｓ１１０）を行う。また、この積算稼働時間ΣＴのカウント値がセンサ設計寿命ｔｓに到達していなければ（Ｓ１１２のＮＯ）、一定時間の待機を行い（Ｓ１１３）、Ｓ１０８に戻る。

図７のＡは、図６のＳ１０５の故障診断の処理手順を示している。この故障診断では、センサ２２−１が稼働期間、センサ２２−２が停止期間にある場合である。

この処理手順では、稼働中のセンサ２２−１が校正指令を受ける（Ｓ１０５１）。この校正指令により換気ファン１６を駆動し（Ｓ１０５２）、センサ２２−１の出力判定を行う（Ｓ１０５３）。この出力判定では、センサ出力が閾値Ｆ１を超えた場合にセンサ異常とみなす。そこで、センサ２２−１の出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えているか否かを判定する（Ｓ１０５４）。センサ出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えていれば（Ｓ１０５４のＹＥＳ）、Ｓ１０７（図６）にリターンさせる。また、センサ出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えていなければ（Ｓ１０５４のＮＯ）、Ｓ１０６（図６）にリターンさせる。

図７のＢは、図６のＳ１０９の故障診断の処理手順を示している。この故障診断では、センサ２２−１が故障、センサ２２−２が稼働期間にある場合である。

この処理手順では、稼働中のセンサ２２−２が校正指令を受ける（Ｓ１０９１）。この校正指令により換気ファン１６を駆動し（Ｓ１０９２）、センサ２２−２の出力判定を行う（Ｓ１０９３）。この出力判定では、同様にセンサ出力が閾値Ｆ１を超えた場合にセンサ異常とみなす。そこで、センサ２２−２の出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えているか否かを判定する（Ｓ１０９４）。センサ出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えていれば（Ｓ１０９４のＹＥＳ）、Ｓ１１０（図６）にリターンさせる。また、センサ出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えていなければ（Ｓ１０９４のＮＯ）、Ｓ１１２（図６）にリターンさせる。

＜第１の実施の形態の特徴事項および効果＞

(1) ＣＯセンサ、可燃ガスセンサなど、ひとつの検出対象に対し、少なくとも２つのセンサ２２−１、２２−２を設置している。

(2) 稼働時間（例えば、数カ月）が設定され、各センサ２２−１、２２−２を交互に稼働させている。

(3) 稼働中のセンサたとえば、センサ２２−１が故障すれば、他のセンサ２２−２に切り替え、センサ２２−２のみを稼働させる。

(4) このような稼働制御により、一方のセンサ２２−１が稼働中の場合に他方のセンサ２２−２は無通電状態となる。一般的に、センサ類は通電時に劣化が進行するので、無通電時におかれた待機中のたとえば、センサ２２−２のセンサ機能は劣化しないか、劣化の度合いが極めて少ない。そのため、２個のセンサを交互に稼働させることで、センサ類の設計寿命に到達するまでの時間を延伸することが可能となる。

(5) センサ２２−１、２２−２が具備されたシステム２は、定期的（システム停止の度など）に、筐体１４に設置されている換気ファン１６を稼働させ、筐体１４に清浄空気を供給する。この状態で、稼働中のセンサ２２−１のゼロ点補正を行う。同時に、センサ出力が既定した閾値以内であることを確認する。この処理を行えば、システム２の停止時にセンサ出力値の絶対値が既定した閾値を外れた場合に稼働していたセンサを故障とみなせばよい。この場合、直ちにエラー発報せず、故障とみなされたセンサがセンサ２２−１であれば、他方のセンサ２２−２の出力を確認し、閾値以内であれば、それ以降は健全なセンサを代わりに稼働させればよい。このような処理を行えば、センサ交換の機会を低減できる。

(6) ＣＯセンサ、可燃ガスセンサなどのセンサ類の交換頻度を低減でき、定期交換に関わる人件費などの運用コストを低減でき、センサ交換などのコストを低減できる。

〔第２の実施の形態〕

この実施の形態のシステムは、既述のシステム２を用いる。第１の実施の形態では、各センサ２２−１、２２−２に対し、制御部２４で制御方法１を実行したのに対し、この実施の形態では、制御方法２を実行する。この制御方法２は次の通りである。

ａ）センサ２２−１、２２−２のうち、センサ設計寿命ｔｓまでは一方のセンサたとえば、センサ２２−１（またはセンサ２２−２）のみを稼働させ、センサ２２−１（またはセンサ２２−２）の設計寿命後もそのセンサ２２−１（またはセンサ２２−２）を継続して稼働させる。つまり、第２の実施の形態では、第１の実施の形態の稼働時間Ｔｗをセンサ寿命に設定している。

ｂ）センサ設計寿命ｔｓまでは、他方のセンサは完全に稼働を停止し、無通電状態にある。つまり、センサ２２−１をセンサ設計寿命ｔｓまで稼働させる場合には、センサ２２−２は無通電状態で待機状態とする。また、センサ２２−２をセンサ寿命まで稼働させる場合には、センサ２２−１は無通電状態で待機状態とすればよい。

ｃ）稼働中のセンサたとえば、センサ２２−１のセンサ設計寿命後、他方のセンサ２２−２が定期的に健全性の確認を行う。また、センサ２２−２が稼働中であれば、待機中のセンサ２２−１が定期的に健全性の確認を行えばよい。このような健全性の確認は、システム停止工程毎などに行えばよい。

ｄ）稼働中のセンサたとえば、センサ２２−１が故障した後は、待機中のセンサ２２−２に切り替え、常時、センサ２２−２を稼働させる。稼働中のセンサがたとえば、センサ２２−２であれば、その故障後、待機中のセンサ２２−１に切り替え、常時、センサ２２−１を稼働させる。ただし、システム２の設計寿命ｔｍに到達する前にセンサ２２−１のセンサ設計寿命に到達した場合には、エラー発報し、システムを停止させる。

図８のＡは、センサ２２−１、２２−２の稼働形態を示している。図８のＡにおいて、横軸は時間〔年〕であり、縦軸はセンサ種別を示している。この実施の形態（制御方法２）では一例としてセンサ２２−１、２２−２の稼働時間Ｔｗがシステム２の設計寿命ｔｍに設定されている。つまり、センサ２２−１が稼働中であれば、センサ２２−２は稼働休止中である。センサ２２−２が稼働中であれば、センサ２２−１は稼働休止中である。このような稼働形態をシステム２の設計寿命ｔｍまで、たとえば、ｔｍ＝１０〔年〕が経過するまで継続する。図８のＡにおいて、実線は稼働期間Ｔｏｎ、破線は稼働停止期間Ｔｏｆｆを示している。

この例では、センサ２２−１のセンサ設計寿命ｔｓを経過した後、稼働中のセンサ２２−１の健全性を確認する。複数の時点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６は、健全性の確認時期であり、システム２の設計寿命ｔｍに到達するまで、稼働中のセンサ２２−１の健全性を判断する。センサ２２−１がセンサ設計寿命ｔｓを超えても、時点ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５で健全性が確認できれば、稼働中のセンサ２２−１を継続的に稼働させる。つまり、この場合、センサ２２−２はセンサ２２−１の健全性判断に利用し、健全性判断時以外は無通電状態に維持される。

図８のＢは、一方のセンサ２２−２が故障した場合を示している。稼働中のセンサ２２−１がセンサ設計寿命ｔｓに到達後、時点ｔ１、ｔ２、ｔ３での健全性判断では異常が認められなかったのに対し、時点ｔ４で故障が発見された場合である。既述の通り、センサ２２−１の稼働中の時点ｔ４で、センサ２２−１のセンサ出力値の絶対値が閾値を外れた場合である。

この場合、時点ｔ４でセンサ２２−１の稼働を停止し、センサ２２−１からセンサ２２−２に切り替える。切り替えられたセンサ２２−２はシステム２の設計寿命ｔｍに到達するまで連続して稼働させる。ただし、システム２の設計寿命ｔｍに到達する前にセンサ２２−２のセンサ設計寿命に到達した場合に限り、エラー発報し、システムを停止させる。

このような制御方法によれば、センサ２２−１、２２−２でシステム２の設計寿命ｔｍまで稼働させることができ、センサ交換の時期を延伸させることができる。

図９は、センサ制御の処理手順を示している。この処理手順は、本発明のセンサ制御プログラムまたはセンサ制御方法の一例である。

この処理手順には、センサ２２−１、２２−２の切替え処理が含まれる。この切替え処理には、故障による非常時切替えの処理のみが含まれる。センサ２２−１が稼働中であれば、そのセンサ２２−１のセンサ設計寿命ｔｓに到達後、定期的にセンサ２２−１の健全性を待機中のセンサ２２−２を使用し、各センサ出力の比較により判断する。稼働中のセンサ２２−１が健全であれば、センサ切替えを行うことなく、継続的な稼働を行う。そして、稼働中のたとえば、センサ２２−１が故障すれば、待機中のセンサ２２−２に稼働を切り替える。

そこで、この処理手順では、運用開始に基づき、一例としてセンサ２２−１の駆動を行う（Ｓ２０１）。このセンサ２２−１の駆動開始を起点とし、稼働中、積算稼働時間ΣＴのカウントを行う（Ｓ２０２）。ここで、積算稼働時間ΣＴはセンサが通電しているトータルの時間である。そこで、この積算稼働時間はたとえば、通電時間をカウントすればよい。

積算稼働時間ΣＴのカウント値が所定の積算稼働時間ΣＴに到達したかを判定する（Ｓ２０３）。この場合、所定の積算稼働時間ΣＴはセンサの設計寿命ｔｓとすればよい。積算稼働時間ΣＴのカウント値が所定の積算稼働時間ΣＴに到達すれば（Ｓ２０３のＹＥＳ）、健全性確認のために健全性確認用センサの駆動を行う（Ｓ２０４）。

稼働中のセンサ２２−１が故障か否かを判定する（Ｓ２０５）。稼働中のセンサ２２−１が故障していれば（Ｓ２０５のＹＥＳ）、Ｓ２１０に移行する。また、稼働中のセンサ２２−１が故障していなければ（Ｓ２０５のＮＯ）、健全性確認用センサの駆動を停止し（Ｓ２０６）、一定時間の待機を行い（Ｓ２０６）、Ｓ２０４に戻る。この場合、健全性確認用センサには待機中のセンサ２２−２を用いればよい。

積算稼働時間ΣＴのカウント値が所定の積算稼働時間ΣＴに到達していなければ（Ｓ２０３のＮＯ）、稼働中のセンサ２２−１が故障しているか否かを判定する（Ｓ２０８）。このセンサ２２−１が故障していなければ（Ｓ２０８のＮＯ）、一定時間の待機を行い（Ｓ２０９）、Ｓ２０２に戻る。

稼働中のセンサ２２−１が故障していれば（Ｓ２０８のＹＥＳ）、センサの切替えを行う（Ｓ２１０）。この場合、センサ２２−１からセンサ２２−２に切り替える。

切り替えたセンサ２２−２の積算稼働時間ΣＴのカウントを行う（Ｓ２１１）。切り替えられたセンサ２２−２が故障か否かを判定する（Ｓ２１２）。このセンサ２２−２が故障であれば（Ｓ２１２のＹＥＳ）、エラー発報を行い（Ｓ２１３）、終了処理を行う（Ｓ２１４）。

切り替えたセンサ２２−２が故障でなければ（Ｓ２１２のＮＯ）、切り替えたセンサ２２−２の積算稼働時間ΣＴのカウント値がセンサ設計寿命ｔｓに到達したかを判定する（Ｓ２１５）。この積算稼働時間ΣＴのカウント値がセンサ設計寿命ｔｓに到達していれば（Ｓ２１５のＹＥＳ）、Ｓ２１３に移行し、エラー発報（Ｓ２１３）を行う。また、この積算稼働時間ΣＴのカウント値がセンサ設計寿命ｔｓに到達していなければ（Ｓ２１５のＮＯ）、一定時間の待機を行い（Ｓ２１６）、Ｓ２１１に戻る。

図１０のＡは、図９のＳ２０５の故障診断の処理手順を示している。この故障診断では、センサ２２−１が稼働中であり、センサ２２−２が健全性確認用センサである。

この処理手順では、稼働中のセンサ２２−１が校正指令を受ける（Ｓ２０５１）。この校正指令により換気ファン１６を駆動し（Ｓ２０５２）、センサ２２−１の出力判定を行う（Ｓ２０５３）。この出力判定では、センサ出力が閾値Ｆ１を超えた場合にセンサ異常とみなす。そこで、センサ２２−１の出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えているか否かを判定する（Ｓ２０５４）。センサ出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えていれば（Ｓ２０５４のＹＥＳ）、Ｓ２１０（図９）にリターンさせる。また、センサ出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えていなければ（Ｓ２０５４のＮＯ）、センサ２２−１の出力とセンサ２２−２の出力の差値の絶対値が閾値Ｆ２より大であるかを判定する（Ｓ２０５５）。センサ２２−１の出力とセンサ２２−２の出力の差値の絶対値が閾値Ｆ２より大であれば（Ｓ２０５５のＹＥＳ）、Ｓ２１０（図９）にリターンさせる。また、センサ２２−１の出力とセンサ２２−２の出力の差値の絶対値が閾値Ｆ２より大でなければ（Ｓ２０５５のＮＯ）、Ｓ２０６（図９）にリターンさせる。

図１０のＢは、図９のＳ２０８の故障診断の処理手順を示している。この故障診断では、センサ２２−１が稼働中、センサ２２−２が停止中の場合である。

この処理手順では、稼働中のセンサ２２−１が校正指令を受ける（Ｓ２０８１）。この校正指令により換気ファン１６を駆動し（Ｓ２０８２）、センサ２２−１の出力判定を行う（Ｓ２０８３）。この出力判定では、同様にセンサ出力が閾値Ｆ１を超えた場合にセンサ異常とみなす。そこで、センサ２２−１の出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えているか否かを判定する（Ｓ２０８４）。センサ出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えていれば（Ｓ２０８４のＹＥＳ）、Ｓ２１０（図９）にリターンさせる。また、センサ出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えていなければ（Ｓ２０８４のＮＯ）、Ｓ２０９（図９）にリターンさせる。

図１１は、図９のＳ２１２の故障診断の処理手順を示している。この故障診断では、センサ２２−１が故障中、センサ２２−２が稼働中の場合である。

この処理手順では、稼働中のセンサ２２−２が校正指令を受ける（Ｓ２１２１）。この校正指令により換気ファン１６を駆動し（Ｓ２１２２）、センサ２２−２の出力判定を行う（Ｓ２１２３）。この出力判定では、同様にセンサ出力が閾値Ｆ１を超えた場合にセンサ異常とみなす。そこで、センサ２２−２の出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えているか否かを判定する（Ｓ２１２４）。センサ出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えていれば（Ｓ２１２４のＹＥＳ）、Ｓ２１３（図９）にリターンさせる。また、センサ出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えていなければ（Ｓ２１２４のＮＯ）、Ｓ２１５（図９）にリターンさせる。

＜第２の実施の形態の特徴事項および効果＞

(1) この実施の形態においても、ＣＯセンサ、可燃ガスセンサなど、ひとつの検出対象に対して少なくとも２つのセンサ２２−１、２２−２を設置すればよい。

(2) この実施の形態では、センサ設計寿命までは具備した一方のセンサのみを稼働させ、設計寿命後もそのセンサを継続して稼働させている。

(3) センサ設計寿命までは待機中の他方のセンサは稼働を停止し、無通電状態に維持すればよく、センサ機能の劣化を防止できる。

(4) センサ設計寿命後は他方のセンサによる定期的な（システム停止工程毎など）健全性の確認を行う。

(5) 一方のセンサが故障した後、他方のセンサを常時稼働させる。設計寿命を超えたセンサ類は交換される運用がなされる。実際には、設計寿命を超えた時点以降でも劣化の程度が許容値を超えるとは言えない。そこで、定期的（システム停止の度など）に、換気ファンにて清浄空気を流通させ、センサ出力が既定した閾値以内であることを確認することに加え、無通電状態にあった劣化が進行していないセンサを稼働し、両センサの出力の差値が許容範囲内であるか確認を行う。センサ機能の健全性が確認できれば、つまり、二重の健全性の確認によれば、設計寿命を超えても安全性および信頼性を担保できるし、センサ類を継続して稼働させることができる。仮に、センサ出力が設定した閾値以外で、かつ、両センサの差異が許容範囲内に当てはまらないセンサは稼働を停止すればよい。そして、無通電状態にあり劣化が進行していないセンサをシステム設計寿命まで稼働させればよく、安全性とともに、センサの稼働時間を拡大することができる。ただし、切り替えたセンサがシステムの設計寿命に到達する前にセンサ設計寿命に到達した場合には、エラー発報し、システムを停止させる。

(6) 稼働中のセンサが可燃ガス、ＣＯガスなどの検出対象を検知した際に、他方の無通電状態で待機していたセンサつまり、センサ機能の劣化が進行していないセンサを稼働させることにより、出力確認をすれば、検知の信頼性を担保できるし、誤検知のリスクを低減できる。センサの校正時間や健全性の確認時間はセンサの設計寿命（たとえば、５〜７年程度）に対し、出力確認をするための通電時間（数秒から数分）であり、このような通電時間は無視できる程度の僅かな時間である。このような通電時間では通電によりセンサ機能の劣化の進行はほとんど無いとみなしてよい。

(7) ＣＯセンサ、可燃ガスセンサなどのひとつの検出対象に対し、少なくとも２つのセンサを設置することで、センサ交換の頻度を低減できる。これにより、定期交換に関わる人件費などの運用コストを低減し、交換部品などのコスト低減が図られる。

〔第３の実施の形態〕

この実施の形態のシステムは、既述のシステム２を用いる。第２の実施の形態では、各センサ２２−１、２２−２に対し、制御部２４で制御方法２を実行したのに対し、この実施の形態では、制御方法２の変形例である制御方法３を実行する。この制御方法３は次の通りである。

ａ）センサ２２−１、２２−２のうち、センサ設計寿命ｔｓまでは一方のセンサたとえば、センサ２２−１（またはセンサ２２−２）のみを稼働させ、センサ設計寿命ｔｓに到達した時点で他方のセンサ２２−１（またはセンサ２２−２）に切り替えて稼働させる。つまり、第３の実施の形態では、第１の実施の形態の稼働時間Ｔｗをセンサ寿命に設定する。

ｂ）センサ設計寿命ｔｓまでは、他方のセンサは完全に稼働を停止し、無通電状態にある。つまり、センサ２２−１をセンサ設計寿命ｔｓまで稼働させる場合には、センサ２２−２は無通電状態で待機状態とする。また、センサ２２−２をセンサ寿命まで稼働させる場合には、センサ２２−１は無通電状態で待機状態とすればよい。この点は第２の実施の形態と同様である。

ｃ）稼働中のセンサたとえば、センサ２２−１が故障した後は、待機中のセンサ２２−２に切り替え、常時、センサ２２−２を稼働させる。稼働中のセンサがたとえば、センサ２２−２であれば、その故障後、待機中のセンサ２２−１に切り替え、常時、センサ２２−１を稼働させる。このセンサ２２−１が健全であれば、システム２の設計寿命ｔｍまでセンサ２２−２を継続して使用する。

図１２のＡは、センサ２２−１、２２−２の稼働形態を示している。図１２のＡにおいて、横軸は時間〔年〕であり、縦軸はセンサ種別を示している。この実施の形態（制御方法３）では一例としてセンサ２２−１、２２−２の稼働時間Ｔｗがセンサ２２−１、２２−２の設計寿命ｔｓに設定されている。つまり、センサ２２−１が稼働中であれば、センサ２２−２は稼働休止中である。センサ２２−２が稼働中であれば、センサ２２−１は稼働休止中である。このような稼働形態をシステム２の設計寿命ｔｍまで、たとえば、ｔｍ＝１０〔年〕が経過するまで継続する。図１２のＡにおいて、実線は駆動期間Ｔｏｎ、破線は駆動停止期間Ｔｏｆｆを示している。

図１２のＢは、一方のセンサ２２−１が故障した場合を示している。稼働中のセンサ２２−１がセンサ設計寿命ｔｓに到達前、時点ｔｘで故障が発見された場合である。センサ２２−１の稼働中の時点ｔｘで、センサ２２−１のセンサ出力値の絶対値が閾値を外れた場合である。

この場合、時点ｔｘでセンサ２２−１の稼働を停止し、センサ２２−１からセンサ２２−２に切り替える。切り替えられたセンサ２２−２はシステム２の設計寿命ｔｍに到達するまで連続して稼働させる。ただし、システム２の設計寿命に到達する前にセンサ２２−２のセンサ設計寿命に到達した場合には、エラー発報し、システムを停止させる。

このような制御方法によれば、センサ２２−１、２２−２でシステム２の設計寿命ｔｍまで稼働させることができ、センサ交換の時期を延伸させることができる。

図１３は、センサ制御の処理手順を示している。この処理手順は、本発明のセンサ制御プログラムまたはセンサ制御方法の一例である。

この処理手順には、センサ２２−１、２２−２の切替え処理が含まれる。この切替え処理には、故障による非常時切替えの処理のみが含まれる。センサ２２−１が稼働中であれば、そのセンサ２２−１の設計寿命ｔｓが到達後、待機中のセンサ２２−２に切り替える。また、センサ設計寿命ｔｓの到達前であっても、稼働中のたとえば、センサ２２−１が故障すれば、待機中のセンサ２２−２に稼働を切り替える。

そこで、この処理手順では、運用開始に基づき、一例としてセンサ２２−１の駆動を行う（Ｓ３０１）。このセンサ２２−１の駆動開始を起点とし、稼働中、積算稼働時間ΣＴのカウントを行う（Ｓ３０２）。ここで、積算稼働時間ΣＴはセンサが通電しているトータルの時間である。そこで、この積算稼働時間はたとえば、通電時間をカウントすればよい。

積算稼働時間ΣＴのカウント値が所定の稼働時間Ｔｗに到達したかを判定する（Ｓ３０３）。積算稼働時間ΣＴのカウント値が所定の稼働時間Ｔｗに到達していなければ（Ｓ３０３のＮＯ）、稼働中のセンサ２２−１が故障か否かを判定する（Ｓ３１０）。

積算稼働時間ΣＴのカウント値が所定の稼働時間Ｔｗに到達すれば（Ｓ３０３のＹＥＳ）、センサの切替えを行う（Ｓ３０４）。この場合、稼働中のセンサがセンサ２２−１であるからセンサ２２−２に切り替えられる。積算稼働時間ΣＴのカウントを行う（Ｓ３０５）。

切り替えたセンサ２２−２が故障か否かを判定し（Ｓ３０６）、故障でなければ（Ｓ３０６のＮＯ）、切り替えたセンサ２２−２の積算稼働時間ΣＴのカウント値がセンサ設計寿命ｔｓに到達したか否かを判定する（Ｓ３０７）。切り替えたセンサ２２−２が故障（Ｓ３０６のＹＥＳ）または積算稼働時間ΣＴのカウント値がセンサ設計寿命ｔｓに到達していれば（Ｓ３０７のＹＥＳ）、エラー発報を行い（Ｓ３０８）、終了処理を行う（Ｓ３０９）。

積算稼働時間ΣＴのカウント値がセンサ設計寿命ｔｓに到達していなければ（Ｓ３０７のＮＯ）、一定時間の待機を行い（Ｓ３１２）、Ｓ３０５に戻る。

積算稼働時間ΣＴのカウント値が所定の稼働時間Ｔｗに到達していなければ（Ｓ３０３のＮＯ）、稼働中のセンサ２２−１が故障か否かを判定する（Ｓ３１０）。稼働中のセンサ２２−１が故障であれば（Ｓ３１０のＹＥＳ）、センサの切替えを行う（Ｓ３０４）。また稼働中のセンサ２２−１が故障でなければ（Ｓ３１０のＮＯ）、一定時間の待機を行い（Ｓ３１１）、Ｓ３０２に戻る。

図１４のＡは、図１３のＳ３０６の故障診断の処理手順を示している。この故障診断では、センサ２２−１が故障または所定の積算稼働時間超による停止中、センサ２２−２が稼働中である。

この処理手順では、稼働中のセンサ２２−２が校正指令を受ける（Ｓ３０６１）。この校正指令により換気ファン１６を駆動し（Ｓ３０６２）、センサ２２−２の出力判定を行う（Ｓ３０６３）。この出力判定では、センサ出力が閾値Ｆ１を超えた場合にセンサ異常とみなす。そこで、センサ２２−２の出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えているか否かを判定する（Ｓ３０６４）。センサ出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えていれば（Ｓ３０６４のＹＥＳ）、Ｓ３０８（図１３）にリターンさせる。また、センサ出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えていなければ（Ｓ３０６４のＮＯ）、Ｓ３０７（図１３）にリターンさせる。

図１４のＢは、図１３のＳ３１０の故障診断の処理手順を示している。この故障診断では、センサ２２−１が稼働中であり、センサ２２−２が停止中にある場合である。

この処理手順では、稼働中のセンサ２２−１が校正指令を受ける（Ｓ３１０１）。この校正指令により換気ファン１６を駆動し（Ｓ３１０２）、センサ２２−１の出力判定を行う（Ｓ３１０３）。この出力判定では、センサ出力が閾値Ｆ１を超えた場合にセンサ異常とみなす。そこで、センサ２２−１の出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えているか否かを判定する（Ｓ３１０４）。センサ出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えていれば（Ｓ３１０４のＹＥＳ）、Ｓ３０４（図１３）にリターンさせる。また、センサ出力値の絶対値が閾値Ｆ１を超えていなければ（Ｓ３１０４のＮＯ）、Ｓ３１１（図１３）にリターンさせる。

＜第３の実施の形態の特徴事項および効果＞

(1) 第３の実施の形態は、第２の実施の形態を変形したものであり、第２の実施の形態と同様の特徴事項を備え、既述の効果が得られる。

(2) この実施の形態では、センサ交換時期をセンサの設計寿命ｔｓに対応させることができ、センサ交換の手数を低減できる。しかも、稼働中のセンサが故障すれば、待機中の健全なセンサに切替えでき、安全性やセンサ機能の信頼性を維持することができる。

〔比較例〕

図１５は、単独センサで構成した場合のシステム２−２（比較例）を示している。この場合、センサ２２は既述のセンサ２２−１またはセンサ２２−２で構成される。

図１６は、比較例の運用処理を示している。この処理手順では、通電により運用を開始する（Ｓ４０１）。この運用開始により、センサ２２に通電する（Ｓ４０２）。この通電開始から通電時間のカウントを開始する（Ｓ４０３）。通電時間が稼働時間の一例である。この通電時間の積算値であるセンサ積算通電時間が積算稼働時間である。

この積算通電時間Ｔｍと交換期間Ｔｃとを比較する（Ｓ４０４）。この比較では、Ｔｍ≦Ｔｃであるか否かを判断する（Ｓ４０５）。Ｔｍ≦Ｔｃでなければ（Ｓ４０５のＮＯ）、少なくともセンサ２２の稼働を停止し、このセンサ２２を新センサに入れ替える（Ｓ４０６）。

Ｔｍ≦Ｔｃであれば（Ｓ４０５のＹＥＳ）、センサ２２が故障しているか否かを判断する（Ｓ４０７）。センサ２２が故障していれば（Ｓ４０７のＹＥＳ）、エラー発報を行い（Ｓ４０８）、終了処理に移行する（Ｓ４０９）。また、センサ２２が故障していなければ（Ｓ４０７のＮＯ）、一定時間の待機を行い（Ｓ４１０）、Ｓ４０２に戻る。

図１７は、比較例（図１６）の故障診断（Ｓ４０７）の処理手順を示している。この処理手順は、既述の処理手順のサブルーティンである。この処理手順では、センサ２２が稼働中であり、センサ出力の絶対値が閾値Ｆ１を超えた場合にセンサ異常とみなす。

この処理手順は、校正処理の開始によりスタートし、センサ２２をＯＮさせる（Ｓ４０７１）。このセンサ２２のＯＮの後、換気ファン１６をＯＮさせ（Ｓ４０７２）、センサ出力の判定を行う（Ｓ４０７３）。

センサ出力の判定ではたとえば、センサ出力の出力値が閾値Ｆ１より小さいか否かの判断を行う（Ｓ４０７４）。センサ出力の出力値の絶対値＞閾値Ｆ１であれば（Ｓ４０７４のＹＥＳ）、Ｓ４０８（図１６）にリターンする。

また、センサ出力の出力値の絶対値＞閾値Ｆ１でなければ（Ｓ４０７４のＮＯ）、Ｓ４１０（図１６）にリターンする。

〔上記実施の形態と比較例の対比〕

図１８のＡおよびＢは、比較例でのセンサ２２の交換、センサ２２およびシステム２−２の設計寿命の関係を示している。

センサ２２には設計寿命として７〔年〕が設定されている。この場合、システム２−２はセンサ２２より長い設計寿命として１０〔年〕が設定されている。

単独のセンサ２２は継続してＯＮ状態にある。図１８のＡに示すように、たとえば、５〔年〕を目処に定期的なメンテナンスが行われると、この時点でセンサ２２の交換が行われる。つまり、センサ２２が５〔年〕以降の稼働が可能であったとしても、次回のメンテナンスが５年後となるため、５〔年〕で新センサに交換される。この場合、ひとつの検出対象に対し、２個目のセンサ２２が使用されることになる。

そこで、図１８のＢに示すように、メンテナンスの時期たとえば、４〔年〕を目処に定期的なメンテナンスが行われると、この時点でセンサ２２の交換が行われる。つまり、センサ２２の設計寿命の７〔年〕より短い時期でセンサ交換が行われる。

このセンサ交換時期から４年後に定期的なメンテナンスを行えば、この時点でもセンサ交換が行われる。この場合には、ひとつの検出対象に対し、３個目のセンサ２２が使用されることになる。

このように、センサ２２の設計寿命がメンテナンス間隔より長い場合でも、次のメンテナンス時期までにセンサ２２の設定寿命が到来することを回避する必要がある。センサ２２の設計寿命にメンテナンス間隔を併せることは、システム２−２のメンテナンス時期を失することとなる。つまり、システム２−２では、センサ２２が稼働可能であっても、センサ２２の交換を余儀なくされている。

これに対し、図１９のＡは、第１の実施の形態によるセンサ２２−１、２２−２の稼働制御を示している。図１９のＢは、第２の実施の形態によるセンサ２２−１、２２−２の稼働制御を示している。

第１の実施の形態では、ひとつの検出対象に対して２つのセンサ２２−１、２２−２を交互に使用することにより、センサ設計寿命ｔｓを考慮することなく、システム２の設計寿命ｔｍまで健全なセンサ出力を得ることができる。しかも、センサ２２−１、２２−２の当初の個数であり、従来のように、新規の３個のセンサは不要である。いずれにしても、作業の手数が軽減される。

また、第２の実施の形態では、図１９のＢに示すように、一方のたとえば、センサ２２−１を継続的に使用し、センサ２２−１の設計寿命ｔｓ後は時点ｔ１ないしｔ５でセンサ２２−１の健全性を確認するためにセンサ２２−２を使用している。つまり、センサ２２−２の消耗を軽減でき、センサ２２−１の設計寿命ｔｓを超える合理的な使用継続が可能となっている。

そして、上記実施の形態のいずれであってもたとえば、燃料電池システムにおいて、センサ類は性能担保された設計寿命がシステム設計寿命と比較し短い場合であっても、定期的なセンサ交換の合理化とともに、定期メンテナンス費（人件費など）を低減できる。

〔他の実施の形態〕

(1) 上記実施の形態では、燃料電池ユニットを一例として記載しているが、本発明は１つ以上のセンサ類を使用するシステムであれば、太陽光発電システムなどの各種のシステムに利用できる。

(2) センサについても、ガス系センサに限らず、流量計、温度計などの各種センサ類でも適用できる。

(3) 上記実施の形態では、ひとつの検出対象に対し、２つのセンサ２２−１、２２−２を設置しているが、３個以上のセンサを設置してもよい。

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態などについて説明した。本発明は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、又は発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論である。斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

燃料電池システムの筐体内または筐体面などに搭載されたＣＯセンサや可燃ガスセンサを各々複数具備することによりセンサ類の交換頻度を低減することができる。一義的には、燃料電池システム用のガスセンサに限定した技術とするが、可燃ガスセンサやＣＯセンサを使用している機器（たとえば、給湯器、ガスエンジンシステムなど）などにも適用できるため、燃料電池システム以外のシステムに適用できる。

２ システム
４ 燃料処理装置
６ 燃料電池スタック
８ 燃焼器
１０ 燃料
１２ 燃焼排ガス
１４ 筐体
１６ 換気ファン
１８ 換気口
２０ 換気空気
２２−１、２２−２ ＣＯセンサ
２４ 制御部
２６ 稼働時間の設定機能
２８ 稼働時間の積算機能
３０ 設計寿命の監視機能
３２ 通電およびセンサ切替え機能
３４ センサ性能の監視機能
３６ センサ出力の判定機能
３８ エラー情報出力などの表示機能
４０ 稼働制御部
４１ 電源
４２−１ 第１のスイッチ
４２−２ 第２のスイッチ
４４−１、４４−２ 信号線
４６ プロセッサ
４８ ＲＯＭ
５０ ＮＶＭ
５２ ＲＡＭ
５４ 入出力部
５６ 表示部
５７ バス

Claims (12)

1. ひとつの検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサと、
   前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間毎に各センサを交互に稼働させ、一方のセンサが使用不可であれば他方のセンサに切り替え、該センサを前記稼働時間を超えて連続稼働させる制御部と、
   を備えることを特徴とするセンサ装置。
2. ひとつの検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサと、
   前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間中のセンサに設計寿命が到来した後、該センサの性能を他方のセンサの稼働により確認し、該センサが使用不可であれば他方のセンサに切り替え、該センサを稼働させる制御部と、
   を備えることを特徴とするセンサ装置。
3. ひとつの検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサと、
   前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間中のセンサが設計寿命に到達前に使用不可であれば、他方のセンサに切り替え、該センサを連続稼働させる制御部と、
   を備えることを特徴とするセンサ装置。
4. ひとつの検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサを含むセンサ装置に搭載されたコンピュータに実行させるセンサ制御プログラムであって、
   前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間毎に各センサを交互に稼働させ、一方のセンサが使用不可であれば他方のセンサに切り替え、該センサを前記稼働時間を超えて連続稼働させる、
   処理を前記コンピュータに実行させるためのセンサ制御プログラム。
5. ひとつの検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサを含むセンサ装置に搭載されたコンピュータに実行させるセンサ制御プログラムであって、
   前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間中のセンサに設計寿命が到来した際に、該センサの性能を他方のセンサの稼働により確認し、該センサが使用不可であれば他方のセンサに切り替え、該センサを稼働させる、
   処理を前記コンピュータに実行させるためのセンサ制御プログラム。
6. ひとつの検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサを含むセンサ装置に搭載されたコンピュータに実行させるセンサ制御プログラムであって、
   前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間中のセンサが設計寿命に到達前に使用不可であれば、他方のセンサに切り替え、該センサを連続稼働させる、
   処理を前記コンピュータに実行させるためのセンサ制御プログラム。
7. ひとつの検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサを設置し、
   前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間毎に各センサを交互に稼働させ、一方のセンサが使用不可であれば他方のセンサに切り替え、該センサを前記稼働時間を超えて連続稼働させる、
   ことを特徴とするセンサ制御方法。
8. ひとつの検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサを設置し、
   前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間中のセンサに設計寿命が到来した際に、該センサの性能を他方のセンサの稼働により確認し、該センサが使用不可であれば他方のセンサに切り替え、該センサを稼働させることを特徴とするセンサ制御方法。
9. ひとつの検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサを設置し、
   前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間中のセンサが設計寿命に到達前に使用不可であれば、他方のセンサに切り替え、該センサを連続稼働させる、
   ことを特徴とするセンサ制御方法。
10. 少なくともひとつの検出対象を含み、その検出情報によりシステムを制御するセンサ制御システムであって、
    前記検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサと、
    前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間毎に各センサを交互に稼働させ、一方のセンサが使用不可であれば他方のセンサに切り替え、該センサを前記稼働時間を超えて連続稼働させる制御部と、
    を備えることを特徴とするセンサ制御システム。
11. 少なくともひとつの検出対象を含み、その検出情報によりシステムを制御するセンサ制御システムであって、
    前記検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサと、
    前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間中のセンサに設計寿命が到来した際に、該センサの性能を他方のセンサの稼働により確認し、該センサが使用不可であれば他方のセンサに切り替え、該センサを稼働させる制御部と、
    を備えることを特徴とするセンサ制御システム。
12. 少なくともひとつの検出対象を含み、その検出情報によりシステムを制御するセンサ制御システムであって、
    前記検出対象に対して設置された少なくとも二つのセンサと、
    前記各センサに稼働時間を設定し、該稼働時間中のセンサが設計寿命に到達前に使用不可であれば、他方のセンサに切り替え、該センサを連続稼働させる制御部と、
    を備えることを特徴とするセンサ制御システム。
    

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