JP4340217B2 - ガス検出装置及びガス検出方法 - Google Patents
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Description
本発明は、高湿度の環境下でガスを検出するガス検出装置及びガス検出方法に関するものである。
従来、固体高分子電解質膜型燃料電池（以下、単に「燃料電池」という）のオフガスに含まれる燃料ガス（水素ガス）を検出するためのガスセンサが知られている（例えば、特許文献１参照）。このガスセンサは、燃料電池のカソードオフガス（空気）を大気中に排出するための排出系に配置されている。そして、このガスセンサは、燃料電池のアノード（燃料極）から固体高分子電解質膜を介してカソード（酸化剤極）側に不測に漏洩した燃料ガスを検出するものであり、漏洩した燃料ガスが大気中に放出されることを防止するために使用されている。
ところで、燃料電池のオフガスには、固体高分子電解質膜を加湿するために使用された水や、発電時における燃料ガス（水素ガス）と空気（酸素）との電気化学的反応によって生成した水が水蒸気や水滴として高濃度に含まれている。そして、例えば、オフガスに含まれる水蒸気の凝縮水がガスセンサのガス検出素子に付着すると、燃料ガスの検出感度等に異常（ガス検出素子の異常）が生じることがある。
そこで、ガス検出素子への凝縮水の付着を防止するために、ヒータ内蔵型ガスセンサが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このヒータ内蔵型ガスセンサは、ヒータでオフガスを加熱することによってオフガスの相対湿度を低下させるようになっている。
特開平６−２２３８５０号公報（段落番号００１３、段落番号００１４及び図１参照）
特開２００３−２９４６７５号公報（段落番号００１２及び図４参照）
ところで、燃料電池のオフガスには、固体高分子電解質膜を加湿するために使用された水や、発電時における燃料ガス（水素ガス）と空気（酸素）との電気化学的反応によって生成した水が水蒸気や水滴として高濃度に含まれている。そして、例えば、オフガスに含まれる水蒸気の凝縮水がガスセンサのガス検出素子に付着すると、燃料ガスの検出感度等に異常（ガス検出素子の異常）が生じることがある。
そこで、ガス検出素子への凝縮水の付着を防止するために、ヒータ内蔵型ガスセンサが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このヒータ内蔵型ガスセンサは、ヒータでオフガスを加熱することによってオフガスの相対湿度を低下させるようになっている。
一般に、このようなヒータ内蔵型ガスセンサにおいて、ガス検出素子に何らかの異常が生じた場合には、ヒータの出力を停止することが考えられる。
しかしながら、例えば、ガス検出素子にオフガス中の水滴が付着してガス検出素子の異常と一時的に判定される場合を含めて一律にヒータの出力を停止してしまうと、オフガス中の水蒸気の凝縮等によってガス検出素子に対する水の付着が助長されることとなる。その結果、ガス検出素子に付着した水の量が増大することによって、ヒータ内蔵型ガスセンサの復帰に時間を要することとなる。
しかしながら、例えば、ガス検出素子にオフガス中の水滴が付着してガス検出素子の異常と一時的に判定される場合を含めて一律にヒータの出力を停止してしまうと、オフガス中の水蒸気の凝縮等によってガス検出素子に対する水の付着が助長されることとなる。その結果、ガス検出素子に付着した水の量が増大することによって、ヒータ内蔵型ガスセンサの復帰に時間を要することとなる。
そこで、本発明は、ガス検出素子に水が付着することよって異常が発生したガスセンサを速やかに復帰させることができるガス検出装置及びガス検出方法を提供することを課題とする。
前記課題を解決するための請求項１の発明は、被検出ガスが導き入れられるガス検出室と、前記ガス検出室に配置されたガス検出素子と、前記ガス検出室を加熱するヒータと、前記ヒータの出力を制御するヒータ制御手段と、前記ガス検出素子の通電電流を検出することによって前記ガス検出素子の異常の有無を検出する異常検出手段とを備えたガス検出装置であって、前記ヒータ制御手段は、前記異常検出手段が検出した前記ガス検出素子の通電電流が、予め設定した判定閾値を超えたと判定して前記ガス検出素子の異常を検出した際に、前記ヒータの出力を低減して前記ガス検出室の加熱を前記ヒータに継続させることを特徴とする。
このガス検出装置では、ヒータで加熱されたガス検出室に被検出ガスを含むガスが導き入れられると、被検出ガスを含むガスは加熱されてその相対湿度が低減される。その結果、ガス検出室内における水蒸気の凝縮水の生成が低減されるので、ガス検出素子に対する水の付着が防止される。また、このガス検出装置では、水がガス検出素子に付着することによってガス検出素子に異常が生じた際に、異常検出手段がガス検出素子の異常を検出すると共に、ヒータ制御手段がガス検出室の加熱をヒータに継続させる。その結果、このガス検出装置では、例えば、ヒータの加熱を停止する場合と比較して、ガス検出室内における凝縮水の生成は低減される。したがって、このガス検出装置では、ガス検出素子に対する水の付着が助長されない。
このガス検出装置では、異常検出手段がガス検出素子の異常を検出した際に、ヒータ制御手段がヒータの出力を低減するので、ガス検出室内がヒータで過剰に加熱されるのを回避することができる。
また、請求項２に記載のガス検出方法は、ガス検出素子が配置されたガス検出室を、ヒータ制御手段でヒータの出力を制御しながら加熱する加熱工程と、加熱された前記ガス検出室で被検出ガスを前記ガス検出素子に検出させるガス検出工程と、前記ガス検出素子の通電電流を検出することによって前記ガス検出素子の異常の有無を異常検出手段で検出させる素子異常検出工程と、前記異常検出手段が検出した前記ガス検出素子の通電電流が、予め設定した判定閾値を超えたと判定して前記ガス検出素子の異常を検出した際に、前記ヒータの出力を低減して前記ガス検出室の加熱を継続するように前記ヒータ制御手段に制御させる加熱継続工程とを備えることを特徴とする。
このガス検出方法では、ヒータで加熱されたガス検出室に被検出ガスを含むガスが導き入れられると、被検出ガスを含むガスは加熱されてその相対湿度が低減される。その結果、ガス検出室内における水蒸気の凝縮水の生成が低減されるので、ガス検出素子に対する水の付着が防止される。また、このガス検出方法では、異常検出手段がガス検出素子の異常の有無を判定する。この際、水がガス検出素子に付着することによってガス検出素子に異常が生じた際に、異常検出手段がガス検出素子の異常を検出すると共に、ヒータ制御手段がガス検出室の加熱をヒータに継続させる。その結果、このガス検出方法では、例えば、ヒータの加熱を停止する場合と比較して、ガス検出室内における凝縮水の生成は低減される。したがって、このガス検出方法では、ガス検出素子に対する水の付着が助長されない。
本発明のガス検出装置及びガス検出方法は、一時的な水の付着によってガス検出素子に異常が発生した際に、ガス検出素子への水の付着が助長されないので、ガスセンサを速やかに復帰させることができる。
次に、本発明の燃料電池システムにおける一実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は、本実施形態に係るガス検出装置が組み込まれた燃料電池システムのブロック図、図２は、本実施形態に係るガス検出装置の構成説明図である。
まず、本実施形態に係るガス検出装置を説明するに先立って、このガス検出装置が組み込まれた燃料電池システムについて説明する。
まず、本実施形態に係るガス検出装置を説明するに先立って、このガス検出装置が組み込まれた燃料電池システムについて説明する。
（燃料電池システム）
図１に示すように、燃料電池システムＳは、燃料電池スタック２、希釈器４及びガス検出装置Ｄを備えている。また、燃料電池システムＳは、燃料電池スタック２に燃料としての水素ガスを供給する高圧水素容器５や、燃料電池スタック２に酸化剤としての空気を供給するコンプレッサ６、燃料電池スタック２を冷却するラジエータ（図示せず）等をさらに備えている。
図１に示すように、燃料電池システムＳは、燃料電池スタック２、希釈器４及びガス検出装置Ｄを備えている。また、燃料電池システムＳは、燃料電池スタック２に燃料としての水素ガスを供給する高圧水素容器５や、燃料電池スタック２に酸化剤としての空気を供給するコンプレッサ６、燃料電池スタック２を冷却するラジエータ（図示せず）等をさらに備えている。
燃料電池スタック２は、図１に示すように、複数の単セル２ａが積層されたものであって、高圧水素容器５に貯蔵された水素ガスと、コンプレッサ６から供給される空気に含まれる酸素ガスとの電気化学反応により発電を行うものである。この燃料電池スタック２のアノード側の入口と高圧水素容器５とは、水素供給配管１５ａで接続されており、燃料電池スタック２のカソード側の入口とコンプレッサ６とは、空気供給配管１５ｂで接続されている。つまり、水素ガスは、水素供給配管１５ａを通じて燃料電池スタック２に供給されることとなり、空気は、空気供給配管１５ｂを通じて燃料電池スタック２に供給されることとなる。この燃料電池スタック２のアノード側の出口には、発電に使用されなかった水素ガスを含むアノードオフガスを排出するための水素排出配管１５ｃが接続されている。
水素排出配管１５ｃは、燃料電池スタック２から延びる先端で水素循環用配管１５ｅとパージ水素配管１５ｆとに分岐している。水素循環用配管１５ｅは、アノードオフガスに含まれる水素ガスを燃料電池スタック２での発電に再利用するためのものであり、この水素循環用配管１５ｅは、水素供給配管１５ａに接続されている。
パージ水素配管１５ｆは、アノードオフガスに含まれる水素ガスが水素循環用配管１５ｅを通じて循環使用されることによって、アノードオフガスに蓄積されていく窒素ガス等の不純物を排出するものである。そして、パージ水素配管１５ｆは希釈器４と接続されており、パージ水素配管１５ｆに取り付けられたパージ弁１６ｄが間欠的に開かれることによって循環使用される水素ガスが希釈器４にパージされる。
燃料電池スタック２のカソード側の出口には、カソードオフガス（空気）を排出するための空気排出配管１５ｇの一端が接続されている。この空気排出配管１５ｇの他端は、希釈器４に接続されている。
希釈器４は、パージ水素配管１５ｆを通じて排出されるアノードオフガス（水素ガス）を、空気排出配管１５ｇを通じて排出されるカソードオフガス（空気）で希釈するものである。そして、希釈されたアノードオフガスは、その一端が希釈器４に接続された排気配管１５ｄを介して大気中に排出されることとなる。この際、燃料電池システムＳでは、排気配管１５ｄを通じて大気中に排出されるガス（以下、単に「排気ガス」という）に含まれる水素ガスの濃度が次に説明するガス検出装置Ｄで検出される。なお、排気ガスに含まれる水素ガスは、特許請求の範囲にいう「被検出ガス」に相当する。この水素ガスは、パージされたアノードオフガスに含まれる水素ガスや、アノード側から高分子固体電解質膜を介してカソード側に不測に漏洩した水素ガス等を含んだものである。そして、排気ガスには、カソードオフガスに含まれる水蒸気、燃料電池スタック２が発電することによって生じた生成水に由来する水滴等が含まれており、この排気ガスは高湿度となっている。
（ガス検出装置）
図１に示すように、ガス検出装置Ｄは、ガスセンサ１と、このガスセンサ１に内蔵されるガス検出素子１２（図２参照）の異常の有無を検出する異常検出手段８と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７とを備えている。なお、ＥＣＵ７は、特許請求の範囲にいう「ヒータ制御手段」に相当する。
図１に示すように、ガス検出装置Ｄは、ガスセンサ１と、このガスセンサ１に内蔵されるガス検出素子１２（図２参照）の異常の有無を検出する異常検出手段８と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７とを備えている。なお、ＥＣＵ７は、特許請求の範囲にいう「ヒータ制御手段」に相当する。
ガスセンサ１は、図２に示すように、ケーシング１１と、ガス検出素子１２と、ヒータ１３と、フィルタ１４とを備えている。また、このガスセンサ１は、ガス検出素子１２と電気的に接続された図示しない検出回路をさらに備えている。
ケーシング１１は、排気配管１５ｄに取り付けられており、ケーシング１１の内部にはガス検出室１１ａが形成されている。このガス検出室１１ａは、その開口に取り付けられたフィルタ１４を介して排気配管１５ｄ内と連通している。そして、ガス検出室１１ａ内には、排気配管１５ｄを流通する排気ガスがフィルタ１４を介して導き入れられることとなる。ちなみに、フィルタ１４は、ガス検出室１１ａ内に導き入れられる排気ガス中の水滴を除去可能となっている。
ケーシング１１は、排気配管１５ｄに取り付けられており、ケーシング１１の内部にはガス検出室１１ａが形成されている。このガス検出室１１ａは、その開口に取り付けられたフィルタ１４を介して排気配管１５ｄ内と連通している。そして、ガス検出室１１ａ内には、排気配管１５ｄを流通する排気ガスがフィルタ１４を介して導き入れられることとなる。ちなみに、フィルタ１４は、ガス検出室１１ａ内に導き入れられる排気ガス中の水滴を除去可能となっている。
ガス検出素子１２は、ガス検出室１１ａに配置されている。このガス検出素子１２は、公知の構造のものでよく、本実施形態では、接触燃焼式ガスセンサ素子が使用されている。接触燃焼式ガスセンサ素子は、周知のとおり、白金コイルと、この白金コイルを取り巻く触媒担体とで構成されている。この接触燃焼式ガスセンサ素子では、触媒担体が水素ガスと接触した際に水素ガスの濃度に応じて発熱すると共に、その熱によって白金コイルの電気抵抗が増大するようになっている。このようなガス検出素子１２と電気的に接続される検出回路（図示せず）は、公知の構造を有しており、例えば、白金コイルの電気抵抗を検出するホイーストンブリッジで構成することができる。この検出回路は、水素ガスの濃度に応じた白金コイルの電気抵抗の変化量を、白金コイルの通電電流の変化量や電圧の変化量として検出するものである。この検出回路は、この検出信号（以下、単に「水素ガス検出信号」という）をＥＣＵ７に出力するようになっている。
ヒータ１３は、ガス検出室１１ａを加熱するものであり、ガス検出室１１ａに配置されている。このヒータ１３は、電力供給部１３ａから供給される電力によって発熱するようになっており、その出力が、後記する手順に従ってＥＣＵ７によって制御されている。ちなみに、電力供給部１３ａは、公知の構造のものでよく、例えば、電源やインバータ等で構成することができる。
異常検出手段８は、ガス検出素子１２の異常の有無を検出するものであり、本実施形態では、ガス検出素子１２の図示しない白金コイルの通電電流（以下、単に「センサ通電電流」という）を検出する電流計で構成されている。そして、この電流計は、センサ通電電流の検出信号をＥＣＵ７に出力するようになっている。
ＥＣＵ７は、ＣＰＵや半導体メモリで構成される公知の構造を有するものであり、異常検出手段８（電流計）から出力される検出信号に基づいて、後記する手順に従ってヒータ１３の出力を制御するようになっている。また、ＥＣＵ７は、ガス検出素子１２に接続された検出回路から出力される前記した水素ガス検出信号に基づいて排気ガス中の水素ガスの濃度を検出するようになっている。
次に、本実施形態に係るガス検出装置Ｄの動作について適宜図面を参照しながら説明しつつ、ガス検出方法について説明する。参照する図面において、図３は、本実施形態に係るガス検出装置の動作を説明するフローチャート、図４（ａ）は、本実施形態に係るガス検出装置のヒータの電圧が、ガス検出素子の異常が生じる前後で変化する様子を示すタイミングチャート、図４（ｂ）は、ガス検出室で凝縮した水の量が、ガス検出素子の異常が生じる前後で変化する様子を示すタイミングチャート、図４（ｃ）は、センサ通電電流が、ガス検出素子の異常が生じる前後で変化する様子を示すタイミングチャートである。
ここでは、まず燃料電池システムＳ（図１参照）の動作について簡単に説明する。
この燃料電池システムＳでは、図１に示すように、高圧水素容器５からの水素ガスが燃料電池スタック２に加湿器３を介して供給されると共に、空気がコンプレッサ６によって燃料電池スタック２に供給されると、燃料電池スタック２が発電を開始する。そして、燃料電池スタック２から水素排出配管１５ｃに排出されるアノードオフガス（未反応の水素ガスを含む）は、パージ弁１６ｄが閉じられている状態で、水素循環用配管１５ｅ及び水素供給配管１５ａを経由することによって、燃料電池スタック２で循環使用される。また、燃料電池スタック２から空気排出配管１５ｇに排出される空気は、希釈器４を介して大気中に放出される。
この燃料電池システムＳでは、図１に示すように、高圧水素容器５からの水素ガスが燃料電池スタック２に加湿器３を介して供給されると共に、空気がコンプレッサ６によって燃料電池スタック２に供給されると、燃料電池スタック２が発電を開始する。そして、燃料電池スタック２から水素排出配管１５ｃに排出されるアノードオフガス（未反応の水素ガスを含む）は、パージ弁１６ｄが閉じられている状態で、水素循環用配管１５ｅ及び水素供給配管１５ａを経由することによって、燃料電池スタック２で循環使用される。また、燃料電池スタック２から空気排出配管１５ｇに排出される空気は、希釈器４を介して大気中に放出される。
その一方で、循環使用している水素ガス中に不純物が蓄積されてくると、パージ弁１６ｄが開かれることによって、アノードオフガスは、パージ水素配管１５ｆを介して希釈器４に送り込まれる。その結果、アノードオフガスに含まれる水素ガスは、希釈器４内でカソードオフガスと混合されて希釈されると共に、排気ガスとして排気配管１５ｄを介して大気中に排出される。そして、この排気ガスには水蒸気及び水滴が含まれているので、本実施形態に係るガス検出装置Ｄは、高湿度の環境下で水素ガス（被検出ガス）の濃度を検出することとなる。
本実施形態に係るガス検出装置Ｄは、燃料電池システムＳ（図１参照）が起動すると、ガス検出室１１ａ（図２参照）を所定の加熱温度に維持するために、図３に示すように、ヒータ１３の出力を初期設定制御する（ステップＳ１）。つまり、ＥＣＵ７は、電力供給部１３ａにヒータ１３の電圧を所定値に設定させることによって、ヒータ１３の出力を初期設定制御する。この工程は、特許請求の範囲（請求項２）にいう「加熱工程」に相当し、図４（ａ）中、区間Ａで示される。ちなみに、本実施形態では、この区間Ａにおけるヒータ１３の電圧は、デューティー制御されているが、電圧値制御されてもよい。そして、このようなヒータ１３でガス検出室１１ａが加熱されることによってガス検出室１１ａの相対湿度は低減される。その結果、図４（ｂ）に示すように、ガス検出室１１ａ内で凝縮する水の量は、低く抑えられることとなる。
その一方で、図２に示すように、ガス検出素子１２は、排気配管１５ｄからフィルタ１４を介してガス検出室１１ａに導き入れられた排気ガス中の水素ガスと接触する。そして、ガス検出素子１２が排気ガス中の水素ガスの濃度に応じて白金コイル（図示せず）の電気抵抗を変化させると共に、ガス検出素子１２に接続された検出回路（図示せず）は、白金コイルの電気抵抗の変化量に応じて前記した水素ガス検出信号をＥＣＵ７に出力する。そして、ＥＣＵ７は、入力した水素ガス検出信号に基づいて排気ガス中の水素ガスの濃度を検出する。この工程は、特許請求の範囲（請求項２）にいう「ガス検出工程」に相当する。ちなみに、ガス検出素子１２がガス検出室１１ａで水素ガスの濃度を検出する際に、ヒータ１３によってガス検出室１１ａの相対湿度が低減されているので、ガス検出素子１２に水が付着する恐れは低減されることとなる。
そして、図２に示す本実施形態での異常検出手段８（電流計）は、ガス検出素子１２のセンサ通電電流を検出することによって、ガス検出素子１２の異常の有無を検出する（ステップＳ２）。この工程は、特許請求の範囲（請求項２）にいう「素子異常検出工程」に相当する。
そして、図２に示す本実施形態での異常検出手段８（電流計）は、ガス検出素子１２のセンサ通電電流を検出することによって、ガス検出素子１２の異常の有無を検出する（ステップＳ２）。この工程は、特許請求の範囲（請求項２）にいう「素子異常検出工程」に相当する。
次に、ＥＣＵ７は、センサ通電電流が、予め設定した判定閾値Ｔを超えたか否かを判定する（ステップＳ３）。この判定閾値Ｔは、例えば、ガス検出素子１２に凝縮水等が付着することによってガス検出素子１２の電気抵抗値が低下した際のセンサ通電電流で規定することができ、ＥＣＵ７の半導体メモリ等に格納されている。そして、図４（ｃ）に示すように、検出されたセンサ通電電流が予め設定した判定閾値Ｔを超えた場合に、ＥＣＵ７は、「ガス検出素子１２の異常」との判定を行う。
そして、異常検出手段８（電流計）が検出したセンサ通電電流が、判定閾値Ｔを超えた場合（ステップＳ３のＹＥＳ）には、ガス検出装置Ｄは、図３に示すように、ヒータ１３の出力を低減する（ステップＳ４）。つまり、ＥＣＵ７は、ヒータ１３の出力が低減されるように電力供給部１３ａ（図２参照）にヒータ１３の電圧を設定させる。その結果、図４（ａ）に示すように、ヒータ１３には、「ガス検出素子１２の異常」の発生を境にして、区間Ａでの電圧と比較して低い電圧が継続して付与されることによって、ガス検出室１１ａの加熱が継続される。この工程は、特許請求の範囲（請求項２）にいう「加熱継続工程」に相当する。なお、本実施形態では、ステップＳ４において低減されたヒータ１３の出力は、初期設定制御（ステップＳ１）におけるヒータ１３の出力の２５％程度に設定されている。また、出力が低減されたヒータ１３の電圧の制御は、デューティー制御又は電圧値制御のいずれであってもよい。
このようにガス検出室１１ａの加熱が継続されることによって、ガス検出室１１ａ内の排気ガスの相対湿度が低減される。その結果、図４（ｂ）に示すように、「ガス検出素子１２の異常」の発生を境にしてガス検出室１１ａのヒータ加熱を継続する本実施形態に係るガス検出装置Ｄでは、ヒータ加熱を停止するもの（図４中、一点鎖線で示す）と比較して、ガス検出室１１ａで凝縮する水の量が低減される。つまり、本実施形態に係るガス検出装置Ｄでは、「ガス検出素子１２の異常」の発生後においてもガス検出素子１２に対する水の付着が助長されない。また、ガス検出素子１２に付着した水がヒータ１３の熱によって取り除かれることによって、ガスセンサ１は復帰する。
その一方で、ガス検出素子１２が異常ではないとＥＣＵ７が判定した場合（ステップＳ３のＮＯ）には、ヒータ１３の初期値の出力が維持されてガス検出室１１ａは加熱される。その結果、ガス検出室１１ａにおける排気ガスの低い相対湿度は維持されてガス検出素子１２に対する水の付着が防止されるので、このガス検出装置Ｄは、引き続き排気ガス中の水素ガスの濃度を正確に感度よく検出する。
このようなガス検出装置Ｄは、例えば、車両に搭載される燃料電池システムに組み込んで好適に使用される他に、高湿度の環境下でガスを検出することが必要な種々のシステムに好適に使用される。
以上のようなガス検出装置Ｄ及びこれを使用したガス検出方法によれば、一時的な水の付着によってガス検出素子１２に異常が発生した際に、ガス検出素子１２への水の付着が助長されないので、ガスセンサ１を速やかに復帰させることができる。
また、ガス検出装置Ｄでは、ガス検出素子１２に異常が発生した際に、ヒータ１３の出力が低減されてガス検出室１１ａが加熱されるので、ガス検出室１１ａがヒータ１３で過剰に加熱されることが避けられる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。前記実施形態では、ガスセンサ１が希釈器４の下流側に配置された排気配管１５ｄに取り付けられているが、ガスセンサ１は、空気排出配管１５ｇに取り付けられてもよい。また、ガスセンサ１は、燃料ガス（水素ガス）の供給系、水素供給配管１５ａや、水素排出配管１５ｃ、水素循環用配管１５ｅ、パージ水素配管１５ｆ等に取り付けられてもよい。このガス検出装置Ｄでは、燃料電池スタック２に供給される水素ガスの濃度や、パージされる水素ガスの濃度が、高湿度の環境下においても正確に感度よく検出される。
また、前記実施形態では、接触燃焼式ガスセンサ素子がガス検出素子１２として使用されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、半導体式ガスセンサ素子や、固体電解質式ガスセンサ素子、電気化学式ガスセンサ素子、電解効果型トランジスタガスセンサ素子、ダイオード型ガスセンサ素子、ＡＥＴ（Adsorption Effect Transistor）型ガスセンサ素子等がガス検出素子１２として使用されたものであってもよい。
また、前記実施形態では、燃料電池スタック２のオフガス中の水素ガス濃度を検出するガス検出装置Ｄを示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、高湿度の環境下で、可燃性炭化水素ガス、ＮＯX、ＳＯX、硫化水素、一酸化炭素、二酸化炭素、ハロゲンガス、ハロゲン化水素、アンモニア等を検出するものであってもよい。
また、前記実施形態では、異常検出手段８がセンサ通電電流を検出する電流計で構成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ガス検出素子１２の白金コイルの電気抵抗を検出するものであってもよい。
また、前記実施形態では、「ガス検出素子の異常」が発生した後に、ヒータ１３の電圧が低減されているが、本発明は、ガス検出素子１２に付着した水がヒータ１３の熱で取り除かれることによってガスセンサ１が復帰した後に、低減したヒータ１３の電圧を元の通常の電圧に戻すようにしたものであってもよい。
１ ガスセンサ
７ ＥＣＵ（ヒータ制御手段）
８ 異常検出手段
１１ａ ガス検出室
１２ ガス検出素子
１３ ヒータ
Ｄ ガス検出装置
Ｓ 燃料電池システム
７ ＥＣＵ（ヒータ制御手段）
８ 異常検出手段
１１ａ ガス検出室
１２ ガス検出素子
１３ ヒータ
Ｄ ガス検出装置
Ｓ 燃料電池システム
Claims (2)
- 被検出ガスが導き入れられるガス検出室と、
前記ガス検出室に配置されたガス検出素子と、
前記ガス検出室を加熱するヒータと、
前記ヒータの出力を制御するヒータ制御手段と、
前記ガス検出素子の通電電流を検出することによって前記ガス検出素子の異常の有無を検出する異常検出手段とを備えたガス検出装置であって、
前記ヒータ制御手段は、前記異常検出手段が検出した前記ガス検出素子の通電電流が、予め設定した判定閾値を超えたと判定して前記ガス検出素子の異常を検出した際に、前記ヒータの出力を低減して前記ガス検出室の加熱を前記ヒータに継続させることを特徴とするガス検出装置。 - ガス検出素子が配置されたガス検出室を、ヒータ制御手段でヒータの出力を制御しながら加熱する加熱工程と、
加熱された前記ガス検出室で被検出ガスを前記ガス検出素子に検出させるガス検出工程と、
前記ガス検出素子の通電電流を検出することによって前記ガス検出素子の異常の有無を異常検出手段で検出させる素子異常検出工程と、
前記異常検出手段が検出した前記ガス検出素子の通電電流が、予め設定した判定閾値を超えたと判定して前記ガス検出素子の異常を検出した際に、前記ヒータの出力を低減して前記ガス検出室の加熱を継続するように前記ヒータ制御手段に制御させる加熱継続工程とを備えることを特徴とするガス検出方法。
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