JP2020035538A - 燃料ガス供給制御装置およびその方法、ならびに燃料電池車の起動方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】電源投入後一定の不安定期間がある燃料ガスセンサを用いて、早期の燃料ガス供給と燃料ガス検出とを可能とする。【解決手段】燃料ガスを消費する燃料ガス消費装置の起動が指示されると、電源投入から燃料ガス検出の精度が予め定めた水準に達するまでに所定の不安定期間を有する燃料ガスセンサに電源を投入し、燃料ガスセンサの電源を投入と共に、電気的に開閉される電動弁を開いて、燃料ガス供給装置から、燃料ガス消費装置に燃料ガスの供給を開始し、燃料ガスセンサから入力した信号が、不安定期間の経過前に、予め定めた判定用閾値に接近する挙動を示したとき、電動弁を閉止する。この電動弁を閉止してから予め定めた期間に燃料ガスセンサからの信号が前記水準となった場合には、電動弁を開いて、燃料ガス消費装置への前記燃料ガスの供給を再開する。【選択図】図２

Description

本発明は、燃料ガスの供給を制御する技術に関する。
従来から、燃料電池車両などでは、水素を検出する水素検出器が用いられている。こうした水素検出器は、水素量の検出といった目的の他、水素の漏出を検出して、水素タンクなど水素供給装置直下の主止弁を閉止して、水素洩れを防止するといった目的でも使用されている。
水素などの可燃性の燃料ガスの検出には、様々なタイプのものが提案されており、例えば下記特許文献１には、燃焼式の水素検出器が記載されている。
特開２００６−３３９０８０号公報
しかしながら、特許文献１記載に記載された燃焼式水素検出器では、電源投入から水素検出器の出力が安定化するまでには時間がかかるため、水素検出器の出力が安定化するまで水素の供給を待つか、水素の供給を急いで水素検出器の出力が安定化するまでの時間、水素検出の精度が十分でない可能性を残して使用するかしかなかった。こうした課題は、水素ガスに限らず、燃料ガスの利用において同様に生じ得る。
本発明は、以下の態様で実施することが可能である。
（１）第１の態様として、燃料ガス供給制御装置が提供される。この燃料ガス供給制御装置は、電気的に開閉される電動弁を備え、前記電動弁を開いたときに、前記燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置と、電源投入から、燃料ガス検出の精度が予め定めた水準に達するまでに、所定の不安定期間を有する燃料ガスセンサと、燃料ガスを消費する燃料ガス消費装置の起動が指示されると、前記燃料ガスセンサの電源を投入すると共に、前記電動弁を開いて、前記燃料ガス供給装置から前記燃料ガス消費装置への前記燃料ガスの供給を開始する制御部と、を備える。ここで、前記制御部は、前記燃料ガスセンサから入力した信号が、前記不安定期間の経過前に、予め定めた判定用閾値に接近する挙動を示したとき、仮異常と判定し、前記電動弁を閉止し、前記電動弁を閉止してから、予め定めた期間に前記燃料ガスセンサからの信号が前記水準となった場合には、前記仮異常の判定を解き、前記電動弁を開いて、前記燃料ガス消費装置への前記燃料ガスの供給を再開するものとしてよい。この燃料ガス供給制御装置によれば、燃料ガス消費装置の起動が指示されると速やかに燃料ガス供給を開始でき、しかも燃料ガスセンサの不安定期間に燃料ガスセンサから入力した信号が予め定めた判定用閾値に接近する挙動を示したとき、仮異常と判定し、燃料ガスの供給を停止することができる。従って、電源供給の開始後に不安定期間がある燃料ガスセンサを用いても、燃料ガス消費装置への燃料ガスの早期供給と、燃料ガス漏れが生じた可能性がある場合の燃料ガス供給の速やかな停止とを両立させることができる。
（２）こうした燃料ガス供給制御装置において、前記仮異常と判定した後、前記予め定めた期間に前記燃料ガスセンサからの信号が前記水準とならなかった場合には、前記電動弁の閉止を維持し、前記燃料ガス消費装置への前記燃料ガスの供給を行なわず、燃料ガス供給の異常を報知するものとしてもよい。こうすれば、燃料ガスセンサの故障を早期に検出し、報知することができる。
（３）また、こうした燃料ガス供給制御装置において、前記燃料ガスセンサは、燃焼式センサであり、前記燃料ガスセンサからの信号が前記判定用閾値に接近する挙動は、前記信号の大きさが上昇する挙動であるとしてもよい。燃焼式センサの場合は、電源供給の開始後にその出力信号が一旦上昇し、その後燃料ガスを検出していないレベルまで下降するからである。
（４）前記燃料ガスは水素ガスであり、前記燃料ガスセンサは水素センサであり、燃料ガス消費装置は、車載の燃料電池とすることができる。車載の燃料電池においては、その起動をできるだけ速やかに行なうことへの要請と安全性確保への強い要請が存在するからである。
（５）こうした燃料ガス供給制御装置において、前記制御部は、前記燃料ガスセンサへの前記電源投入から前記不安定期間が経過した後に、前記燃料ガスセンサからの信号が予め定めた検出用閾値に達したと判定した場合には、前記電動弁を閉止して、前記燃料ガスの供給を停止するものとしてもよい。こうすれば、仮に燃料ガス漏れが生じた場合には、確実に燃料ガス供給を停止することができる。
（６）第２の態様として、燃料ガス供給制御方法が提供される。この燃料ガス供給制御方法は、燃料ガスを消費する燃料ガス消費装置の起動が指示されると、電源投入から燃料ガス検出の精度が予め定めた水準に達するまでに所定の不安定期間を有する燃料ガスセンサに電源を投入し、前記燃料ガスセンサの電源を投入と共に、電気的に開閉される電動弁を開いて、燃料ガス供給装置から、前記燃料ガス消費装置に、前記燃料ガスの供給を開始し、前記燃料ガスセンサから入力した信号が、前記不安定期間の経過前に、予め定めた判定用閾値に接近する挙動を示したとき、前記電動弁を閉止し、前記電動弁を閉止してから予め定めた期間に前記燃料ガスセンサからの信号が前記水準となった場合には、前記電動弁を開いて、前記燃料ガス消費装置への前記燃料ガスの供給を再開する。こうすれば、第１の態様の燃料ガス供給制御装置と同様の作用効果を奏する。
（７）第３の態様として、燃料電池を搭載した燃料電池車の起動方法が提供される。この起動方法は、イグニッションスイッチがオンにされると、電源投入から水素検出の精度が予め定めた水準に達するまでに所定の不安定期間を有する水素センサに電源を投入し、前記イグニッションスイッチがオンにされると、電気的に開閉される電動弁を開いて、水素タンクから前記燃料電池に、前記水素の供給を開始し、前記水素センサから入力した信号が、前記不安定期間の経過前に、予め定めた判定用閾値に接近する挙動を示したとき、仮異常と判定して記録すると共に、前記電動弁を閉止し、前記電動弁を閉止してから予め定めた期間に前記水素センサからの信号が前記水準となった場合には、前記仮異常の判定を解き、前記電動弁を開いて、前記燃料電池への前記水素の供給を再開し、前記仮異常と判定した後、前記予め定めた期間に前記水素センサからの信号が前記水準とならなかった場合には、前記電動弁の閉止を維持して前記燃料電池への前記水素の供給を行なわず、前記仮異常を水素供給の本異常として報知する。こうすれば、燃料電池への水素の供給と水素センサの不安的期間での挙動に基づく異常の判定とを速やかに行なうことができる。
第１実施形態の水素供給制御装置を搭載した車両の概略構成図。 水素供給制御装置の構成を示す説明図。 制御部であるＦＣＥＣＵが実行する電源投入時処理を示すフローチャート。 正常時の水素センサの出力を示す説明図。 電源投入時の水素漏れの検出タイミングを示す説明図。 電源投入時の水素センサの挙動を示す説明図。 第２実施形態の制御の要部を示すフローチャート。 第２実施形態の水素センサによる水素洩れ検出のタイミングを示す説明図。
Ａ．第１実施形態の構成：
（１）実施形態に共通のハードウェア構成：
図１は、燃料ガス供給制御装置の一実施形態である水素供給制御装置２００を搭載した車両１０の概略構成を示す。車両１０には、燃料ガスの一種である水素と酸素（空気）を用いた電気化学反応により発電する燃料電池２０、燃料電池２０に水素配管３０を介して供給する水素を貯留する水素タンク４０、燃料電池２０の制御を司る燃料電池ＥＣＵ（以下、ＦＣＥＣＵという）１００、水素タンク４０が収容された収容室７０に設けられた接触燃焼式の水素センサ６０、などが設けられている。水素センサ６０は、燃料ガスセンサの一形態である。燃料電池２０への水素および酸素の供給とオフガスの排出の制御や図示しない冷却水循環の制御、更には発電して電力を用いて車両駆動源としての図示しない電動機を駆動する制御などは、周知のものなので、説明は省略する。
図２は、水素供給制御装置２００を電気的な構成を中心に示す説明図である。図示するように、燃料電池２０に水素を供給する水素配管３０は、一端が水素タンク４０の口金４１に接続され、他端が燃料電池２０に接続されている。この水素配管３０には、水素タンク４０側から、電気信号を受けて水素配管３０を開閉する主電磁弁４３、水素タンク４０から供給される水素の圧力を低下させ安定化する調圧弁４５、ＦＣＥＣＵ１００の指示を受けて開弁し水素を燃料電池２０に送り込むインジェクタ４８等が、設けられている。実際の燃料電池２０では、燃料電池２０に供給されながら使われなかったオフガスを、水素配管３０に水素ガスポンプ（図示省略）により循環させる循環路が形成されているが、説明の都合上図示は省略した。
車両１０には、運転の開始を運転者が明示的に指示するためのイグニッションスイッチ１４０が設けられている。イグニッションスイッチ１４０に運転者がキー１４５を差し込んでこれを回すと、イグニッションスイッチ１４０はオンとされ、バッテリ５５の電源ラインに介装されたリレー５８の接点を閉じる。この結果、水素センサ６０に接続された電源ラインＶｃに、バッテリ５５から電力が供給される。なお、ＦＣＥＣＵ１００や、ＦＣＥＣＵ１００から異常の発生などのデータを受けて記録するダイアグＥＣＵ１５０には、バッテリ５５から、直接の電源ラインＶｄにより電力が供給される。イグニッションスイッチ１４０がオンにされたことを示す信号は、ＦＣＥＣＵ１００にも、出力されている。
ＦＣＥＣＵ１００は、図示するように、全体の処理を実行するＣＰＵ１１０、プログラムやデータを記憶するメモリ１２０、ダイアグＥＣＵ１５０と通信するための通信部１３０、外部の機器との信号のやり取りを行なう入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）１６０等を備える。この入出力Ｉ／Ｆ１６０は、上述したイグニッションスイッチ１４０からの信号や、水素センサ６０からの信号、更には燃料電池２０からの冷却水温などの各種信号を入力し、主電磁弁４３を駆動する信号や燃料電池２０を制御する信号などが出力する。
ダイアグＥＣＵ１５０は、ＦＣＥＣＵ１００とは通信路（例えば、ＣＡＮ）などを介して接続されており、ＦＣＥＣＵ１００から送られる故障や異常の発生を示す信号を受け取ることができる。ダイアグＥＣＵ１５０は、インスツルメントパネル１５２に設けられた警告灯１５５の点灯なども行なう。
水素センサ６０は、ＦＣＥＣＵ１００の入出力Ｉ／Ｆ１６０に接続されている。水素センサ６０は、水素濃度に応じた信号を出力する。ＦＣＥＣＵ１００の入出力Ｉ／Ｆ１６０にはアナログ信号を直接読み込めるアナログポートが設けられており、水素センサ６０からの信号はこのポートに接続されている。従って、ＣＰＵ１１０は、このポートを介して、水素センサ６０からの信号をいつでも読み込むことができる。
（２）水素供給処理：
水素供給制御装置２００による燃料電池２０への水素の供給は、定常状態であれば、以下のように行なわれる。
［１］イグニッションスイッチ１４０がオンにされると、主電磁弁４３が駆動され、水素タンク４０からの水素ガスの供給が可能な状態となる。
［２］車両１０の要求電力が求められ、この要求電力に応じて、燃料電池２０に対する要求発電量が決定され、要求発電量の発電が可能な量の水素が、水素タンク４０から燃料電池２０に供給される。供給量の制御は、インジェクタ４８の開弁量と開弁時間により調整される。インジェクタ４８に供給される水素の圧力は、調圧弁４５により安定化されているので、インジェクタ４８の開弁量と開弁時間により、燃料電池２０に供給する水素ガス量は、正確にコントロールできる。
［３］水素センサ６０が、一定量以上の水素の存在を検出すると、ＥＣＵ６０は、これを検出して、主電磁弁４３をシャットオフして水素の供給を中止する。
これを、通常制御とも呼ぶ。
次に、電源投入時の水素供給処理について説明する。図３は、電源投入時の水素供給処理を示すフローチャートである。この処理は、イグニッションスイッチ１４０がオンにされたときに実行される。図２に示したように、ＦＣＥＣＵ１００はバッテリ５５から常時電源Ｖｄの供給を受けて動作可能な状態にあるが、水素センサ６０は、イグニッションスイッチ１４０がオンにされて初めて電源Ｖｃの供給を受けて動作を開始する。接触燃焼式の水素センサ６０は、電源投入から一定の時間、その出力が不安定になることが知られている。これは、水素ガスなどの物質の存在を検出するセンサは、電気伝導度を測るといった物質の特性を直接測定するのではなく、一般に、燃料ガスの燃焼や酸化、あるいは吸着や分散など、ガスとガスの存在を検出するセンサ側との相互作用を利用して測定することによる。接触燃焼式の水素センサの場合、ブリッジ状に組まれた電気抵抗器のうち、水素ガスに触れる側を加熱するが、加熱が完了して、ブリッジが電気的に平衡状態に達するのに時間がかかるため、その間の出力は不安定なものとなり、一般にその出力は一時的に上昇する。
そこで、イグニッションスイッチ１４０がオンとされ、その信号が、入出力Ｉ／Ｆ１６０を介して伝えられると、ＦＣＥＣＵ１００のＣＰＵ１１０は、これを検出し、図３に示した電源投入時処理を開始する。処理を開始すると、まず、主電磁弁４３を開き、燃料電池２０の制御を開始する（ステップＳ１００）。燃料電池２０の制御とは、インジェクタ４８の開弁時間を制御して所望の量の水素ガスを燃料電池２０に送り込み、図示しないコンプレッサを駆動して、空気を燃料電池２０に送り込み、所望の発電量での発電を開始させることを言う。
続いて、水素センサ６０の出力ＨＬを、入出力Ｉ／Ｆ１６０を介して取得する（ステップＳ１１０）。水素センサ６０の出力は、上述したように、電源Ｖｃの供給開始直後には不安定であり、図４に例示するように、一時的に上昇し、やがて０に戻る。少なくとも時間Ｔｉ（不安定期間Ｔｉ）の経過後には、水素センサ６０の出力は、水素ガスがなければ値０に戻っている。水素センサ６０の出力ＨＬを取得した後、水素センサ６０の出力ＨＬと所定値Ｈｒとの差分ΔＨＬを求める処理を行ない（ステップＳ１２０）、水素センサ６０の出力が低下から上昇に転じ、かつ求めた差分ΔＨＬが予め定めた判定用閾値Δｒより大きいか否かの判断を行なう（ステップＳ１３０）。水素センサ６０の出力が低下から上昇に転じたかを判断しているのは、図４に示したように、電源Ｖｃの投入直後には、水素センサ６０の出力は一旦高くなることがあるので、電源Ｖｃ投入直後の一時的な出力値の上昇と区別するためである。また、その場合の水素センサ６０の出力ＨＬと所定値Ｈｒとの差分ΔＨＬとが判定用閾値Δｒより大きいか否かを判断しているのは、水素センサ６０の出力上昇が、ノイズなどに起因する僅かなものである場合を除くためである。
水素センサ６０の出力が低下から上昇に転じ、かつ求めた差分ΔＨＬが予め定めた判定用閾値Δｒより大きいという条件が満たされていない場合には、電源投入から時間Ｔｉが経過したかを判断し（ステップＳ１４０）、時間Ｔｉの経過まで、上述したステップＳ１１０ないしＳ１４０の処理を繰り返す。水素センサ６０の出力が低下から上昇に転じ、かつ求めた差分ΔＨＬが予め定めた判定用閾値Δｒより大きいという条件が満たされないまま時間Ｔｉが経過すれば、水素センサ６０は、水素を検出することなく正常に起動したとして、電源投入時制御を終了し、通常制御に移行する。
他方、水素センサ６０の出力が低下から上昇に転じ、かつ求めた差分ΔＨＬが予め定めた判定用閾値Δｒより大きいという条件が満たされていると判断した場合は（ステップＳ１３０：「ＹＥＳ」）、そのタイミングｔ１で、主電磁弁４３を閉止し、仮異常フラグＦｅをＯＮとする（ステップＳ１５０）。電源投入直後に水素センサ６０の出力が所定以上上昇するのは、水素センサ６０の出力の一時的な挙動である場合や水素センサ６０が故障している場合などが、可能性としては存在する。もとより、水素センサ６０の出力が上昇するのは、主電磁弁４３を開いたことにより、主電磁弁４３より下流側で水素が漏出した場合も考えられる。
水素センサ６０の出力ＨＬの上昇が、水素センサ６０の故障に起因する場合は、主電磁弁４３を閉止して（ステップＳ１５０）、主電磁弁４３より下流での水素漏れの可能性を排除しても、水素センサ６０の出力は元に戻らない可能性が高い。他方、水素センサ６０の出力ＨＬの上昇が、水素センサ６０の出力の一時的な挙動である場合には、時間が経過すれば、水素センサ６０の出力は正常値に戻る可能性が存在する。前者の場合を図５に、後者の場合を図６にそれぞれ例示した。
いずれの場合であるかを判別するために、ＦＣＥＣＵ１００は、更に水素センサ６０からその出力ＨＬを取得し（ステップＳ１６０）、これが判定値Ｈ１より小さいか否かの判断を行なう（ステップＳ１７０）。この判定値Ｈ１は、図５、図６に示したように、水素センサ６０が水素を検出していないと確実に判断できる値に設定されている。水素センサ６０の出力ＨＬが、判定値Ｈ１より小さくなければ（ステップＳ１７０：「ＮＯ」）、電源投入から時間Ｔｅが経過したかを判断する（ステップＳ１８０）。時間Ｔｅが経過していなければ、ステップＳ１６０に戻って、水素センサ６０の出力ＨＬの取得から、上記の処理を繰り返す。
上記の処理（ステップＳ１６０〜Ｓ１８０）を繰り返した結果、時間Ｔｅの経過前に、水素センサ６０の出力ＨＬが、判定値Ｈ１以下になった場合（図６、時間ｔ２）には、主電磁弁４３を開き、仮異常フラグＦｅをオフに反転する（ステップＳ１９０）。これは、時間と共に水素センサ６０の出力ＨＬが正常な場合の出力範囲に復したからである。他方、上記の処理（ステップＳ１６０〜Ｓ１８０）を繰り返した結果、水素センサ６０の出力ＨＬが判定値Ｈ１より小さくならないまま、時間Ｔｅが経過した場合（図５、時間Ｔｅ）には、主電磁弁４３を閉止したまま、かつ仮異常フラグＦｅをオンに維持したまま、ダイアグを確定を出力する（ステップＳ２００）。この結果、ダイアグＥＣＵ１５０は、インスツルメントパネル１５２の警告灯１５５、つまり異常の発生を知らせるコーションを点灯する。これは、時間Ｔｅが経過しても水素センサ６０の出力ＨＬが正常な場合の出力に戻らないからである。
ステップＳ１９０またはステップＳ２００の処理の後、電源投入時制御を終了する。仮異常フラグＦｅをオフに戻した場合には（ステップＳ１９０）、ＦＣＥＣＵ１００は通常制御に復し、燃料電池２０の運転を継続する。他方、ダイアグ確定の場合には（ステップＳ２００）、水素センサ６０が故障しているとして、燃料電池２０の運転は停止する。この場合、バッテリ５５の電力で、サービスステーションに戻るリンプホームを実施可能としてもよい。
以上説明した第１実施形態によれば、イグニッションスイッチ１４０がＯＮにされて、主電磁弁４３を開いて燃料電池２０に水素を供給すると共に、水素センサ６０に電力を供給した直後に、水素センサ６０の出力が、水素漏れを検出した場合の出力と類似の挙動を示した場合、これが水素センサ６０の故障によるものか、出力の一時的な挙動によるものかを判断することができる。従って、水素センサ６０の故障による場合には、これを検出したダイアグを確定できる上、水素センサ６０の故障ではない場合には、主電磁弁４３を開いて水素の供給を継続することができる。つまり、電源供給直後に出力が直ちには正常値とならない接触燃焼式などの水素センサ６０を用いても、燃料電池２０の水素の早期供給（図示したように、特にイグニッションスイッチ１４０がＯＮにされた時間０から時間ｔ１のまでの間）と、水素センサ６０の確実な故障検出（時間Ｔｅ）とを両立させることができる。
Ｂ．第２実施形態：
次に第２実施形態について説明する。第２実施形態では、図７に示したように、第１実施形態におけるステップＳ１９０の後に、ステップＳ１９１〜Ｓ１９８の処理を追加的に行なう。他は、第１実施形態と同様であるので、その説明は省略する。第２実施形態における水素センサ６０の出力ＨＬの変化や、主電磁弁４３の動作などを図８に例示した。
第２実施形態でも、第１実施形態と同様、水素センサ６０の出力ＨＬが、下降から上昇に転じ、かつΔＨＬが判定用閾値Δｒより一旦大きくなると、仮異常フラグＦｅをオンとし、更に主電磁弁４３を閉じる。その後、図３のステップＳ１６０〜Ｓ１８０の処理を繰り返した結果、時間Ｔｅの経過前に、水素センサ６０の出力ＨＬが、判定値Ｈ１以下になった場合（図８、時間ｔ２）には、主電磁弁４３を開き、仮異常フラグＦｅをオフに反転する（ステップＳ１９０）。
第２実施形態では、その後、再度水素センサ６０の出力ＨＬの取得（ステップＳ１９１）、出力ＨＬが、水素の検出用閾値Ｈ２より大きいかの判定（ステップＳ１９２）、時間ＴＥの経過（ステップＳ１９４）を繰り返す。これは、電源供給直後の水素センサ６０の出力ＨＬの上昇が、水素の漏洩によるものである場合に、これを電源投入時制御処理の中で検出するためである。水素センサ６０の出力ＨＬが下降から上昇に転じ、かつその値が十分に高い場合（ΔＨＬ＞Δｒ）には、水素センサ６０の故障の可能性があるとし、一旦主電磁弁４３を閉止しているが、その後、水素センサ６０の出力が判定値Ｈ１より小さくなれば、少なくとも水素センサ６０の故障ではなかったとして、仮異常フラグＦｅをオフとし、かつ主電磁弁４３を開いている（ステップＳ１９０）。
その後の処理（ステップＳ１９１〜Ｓ１９４）により、時間ＴＥの経過までに、水素センサ６０の出力ＨＬが上昇して、検出用閾値Ｈ２より大きくなれば、水素漏れであると判断し（ステップＳ１９２）、再度主電磁弁４３を閉止し（ステップＳ１９６）、今度は水素漏れのダイアグを確定してこれをダイアグＥＣＵ１５０に出力し、コーションを点灯する（ステップＳ１９８）。この結果、仮に、水素センサ６０に電源を投入した直後の水素センサ６０の出力ＨＬが、下降から上昇に転じ、かつΔＨＬが判定用閾値Δｒより一旦大きくなるという現象が、実際の水素の漏洩によるものであった場合、早期にこれを検出して、主電磁弁４３を閉じ、ダイアグＥＣＵ１５０に出力したり、運転者に報知したりすることができる。従って、第１実施形態の作用効果に加えて、実際の水素漏れの場合にも適切に対応できるという利点が得られる。
Ｃ．他の実施形態：
上記の実施形態では、燃料ガスとして水素を用いたが、水素以外の燃料ガス、例えばメタンガスやブタンガスなどの他の燃料ガスにも適用可能である。これらの燃料ガスは、水素と同様に、燃料ガスの燃焼や酸化、あるいは吸着や分散など、燃料ガスとガスの存在を検出するセンサ側との相互作用を利用して測定する形式であり、同様に、扱うことができる。具体的には、上記実施形態では、接触燃焼式の水素センサ６０を用いたが、他の形式の水素センサを採用することも可能である。例えば半導体式の水素センサや触媒燃焼式センサなどを用いることも可能である。これらの他の形式の水素センサでは、不安的における水素センサからの信号の挙動がどのようなものであるかは、センサによる。電源投入から、水素検出の精度が予め定めた水準に達するまでに、所定の不安定期間があるセンサにおいて、この間に、水素を検出したのと同じ挙動を示す場合を想定して、検出用閾値を定めればよい。例えば、不安定期間において、水素が存在すると出力が下降する場合には、この下降を検出して一旦水素の供給を停止すればよい。
水素センサからの出力は、上記実施例では、アナログ信号とし、これを制御部のアナログ入力ポートで受けて、アナログ−デジタル変換して入力するものとしたが、水素センサの出力が、デジタル信号の周波数やデューティとされている場合には、デジタル入力ポートで受け付けるものとしてよい。水素センサと制御部との信号のやり取りは、直接信号線を接続して行なってもよいし、車内ＬＡＮ（ＣＡＮ）となどを用いてやり取りしてもよい。あるいはブルートゥース（登録商標）やＷｉＦｉ（登録商標）などの無線通信を利用してやり取りするものしてもよい。同様に、制御部と電動弁との信号をやり取りも、上記の例示を含む様々な手法が採用可能である。
上記実施形態では、水素センサから入力した信号が、不安定期間の経過前に、予め定めた判定用閾値に接近する挙動を示したことを検出するのに、水素センサの出力ＨＬと所定値Ｈｒとの差分ΔＨＬが判定用閾値Δｒより大きくなったかという条件を用いたが、単に出力ＨＬが上昇に転じたか、という条件だけで判定してもよい。あるいは差分ΔＨＬではなく、出力ＨＬが判定用閾値より単に大きいかという条件で判定してもよい。
上記実施形態では、水素供給制御装置としては、車載の燃料電池を水素消費装置としてこれに水素を供給する構成を例示したが、車載の燃料電池に限らず、固定設置の燃料電池等に水素を供給する制御装置であってもよい。あるいは、燃料電池に限らず、水素を燃焼させる水素燃焼用エンジンなどに水素を供給するものとしてもよい。あるいは燃料電池車の起動方法として実現してもよい。
水素センサの不安定期間や、電動弁を閉止してから水素センサの検出精度が予め定めた水準となったと判断するまでの期間などは、上記実施形態では時間で判断するものとしたが、水素消費装置に供給された水素量が所定量となるまでの期間など、他のパラメータを用いて規定した期間としてもよい。
上記実施形態では、電動弁として、電磁弁を用いたが、モータにより駆動される電動弁を用いることも可能である。制御部としては、ＣＰＵを用いたデジタル制御を採用したが、リレーシーケンスなどで実現することも可能である。
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。例えば、上記実施形態においてハードウェアにより実現した構成の一部は、ソフトウェアにより実現することができる。また、ソフトウェアにより実現している構成の少なくとも一部は、ディスクリートな回路構成により実現することも可能である。
１０…車両、２０…燃料電池、３０…水素配管、４０…水素タンク、４１…口金、４３…主電磁弁、４５…調圧弁、４８…インジェクタ、５５…バッテリ、５８…リレー、６０…水素センサ、７０…収容室、１１０…ＣＰＵ、１２０…メモリ、１３０…通信部、１４０…イグニッションスイッチ、１４５…キー、１５２…インスツルメントパネル、１５５…警告灯、２００…水素供給制御装置、Ｆｅ…仮異常フラグ

Claims (7)

  1. 燃料ガス供給制御装置であって、
    電気的に開閉される電動弁を備え、前記電動弁を開いたときに、燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置と、
    電源投入から、燃料ガス検出の精度が予め定めた水準に達するまでに、所定の不安定期間を有する燃料ガスセンサと、
    燃料ガスを消費する燃料ガス消費装置の起動が指示されると、前記燃料ガスセンサの電源を投入すると共に、前記電動弁を開いて、前記燃料ガス供給装置から前記燃料ガス消費装置への前記燃料ガスの供給を開始する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記燃料ガスセンサから入力した信号が、前記不安定期間の経過前に、予め定めた判定用閾値に接近する挙動を示したとき、仮異常と判定し、前記電動弁を閉止し、前記電動弁を閉止してから予め定めた期間に前記燃料ガスセンサからの信号が前記水準となった場合には、前記仮異常の判定を解き、前記電動弁を開いて、前記燃料ガス消費装置への前記燃料ガスの供給を再開する
    燃料ガス供給制御装置。
  2. 請求項１記載の燃料ガス供給制御装置であって、
    前記仮異常と判定した後、前記予め定めた期間に前記燃料ガスセンサからの信号が前記水準とならなかった場合には、前記電動弁の閉止を維持し、前記燃料ガス消費装置への前記燃料ガスの供給を行なわず、燃料ガス供給の異常を報知する
    燃料ガス供給制御装置。
  3. 請求項１または請求項２記載の燃料ガス供給制御装置であって、
    前記燃料ガスセンサは、燃焼式センサであり、
    前記燃料ガスセンサからの信号が前記判定用閾値に接近する挙動は、前記信号の大きさが上昇する挙動である
    燃料ガス供給制御装置。
  4. 前記燃料ガスは水素ガスであり、前記燃料ガスセンサは水素センサであり、前記燃料ガス消費装置は、車載の燃料電池である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃料ガス供給制御装置。
  5. 前記制御部は、前記燃料ガスセンサへの前記電源投入から前記不安定期間が経過した後に、前記燃料ガスセンサからの信号が予め定めた検出用閾値に達したと判定した場合には、前記電動弁を閉止して、前記燃料ガスの供給を停止する
    請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃料ガス供給制御装置。
  6. 燃料ガス供給制御方法であって、
    燃料ガスを消費する燃料ガス消費装置の起動が指示されると、電源投入から燃料ガス検出の精度が予め定めた水準に達するまでに所定の不安定期間を有する燃料ガスセンサに電源を投入し、
    前記燃料ガスセンサの電源を投入と共に、電気的に開閉される電動弁を開いて、燃料ガス供給装置から、前記燃料ガス消費装置に、前記燃料ガスの供給を開始し、
    前記燃料ガスセンサから入力した信号が、前記不安定期間の経過前に、予め定めた判定用閾値に接近する挙動を示したとき、前記電動弁を閉止し、
    前記電動弁を閉止してから予め定めた期間に前記燃料ガスセンサからの信号が前記水準となった場合には、前記電動弁を開いて、前記燃料ガス消費装置への前記燃料ガスの供給を再開する
    燃料ガス供給制御方法。
  7. 燃料電池を搭載した燃料電池車の起動方法であって、
    イグニッションスイッチがオンにされると、電源投入から水素検出の精度が予め定めた水準に達するまでに所定の不安定期間を有する水素センサに電源を投入し、
    前記イグニッションスイッチがオンにされると、電気的に開閉される電動弁を開いて、水素タンクから前記燃料電池に、水素の供給を開始し、
    前記水素センサから入力した信号が、前記不安定期間の経過前に、予め定めた判定用閾値に接近する挙動を示したとき、仮異常と判定して記録すると共に、前記電動弁を閉止し、
    前記電動弁を閉止してから、予め定めた期間に前記水素センサからの信号が前記水準となった場合には、前記仮異常の判定を解き、前記電動弁を開いて、前記燃料電池への前記水素の供給を再開し、
    前記仮異常と判定した後、前記予め定めた期間に前記水素センサからの信号が前記水準とならなかった場合には、前記電動弁の閉止を維持して前記燃料電池への前記水素の供給を行なわず、前記仮異常を水素供給の本異常として報知する
    燃料電池車の起動方法。
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