(57)【要約】【課題】  ガス検出素子の一時的な異常およびガス検出素子の故障を検出することができるガスセンサの故障検出装置およびガスセンサの故障検出方法を提供する。【解決手段】  ガスセンサ１の故障検出装置Ｄは、検査対象ガスに含まれる被検出ガスのガス濃度を検出するガス検出素子１２を備え、ガス検出素子１２の計測値をパラメータとして検出する検出手段８と、検出手段８により検出されたパラメータが所定の閾値以上となった場合にガス検出素子１２が異常であると判定し、さらに、パラメータが所定の閾値以上となった状態が所定時間継続した場合に、ガス検出素子１２が故障であると判定するＥＣＵ７とを具備した。【選択図】      図２
2006153601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象ガスに含まれる被検出ガスのガス濃度を検出するガス検出素子を備えたガスセンサの故障検出装置であって、
前記ガス検出素子の計測値をパラメータとして検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記パラメータが所定の閾値以上となった場合に前記ガス検出素子が異常であると判定し、さらに、前記パラメータが所定の閾値以上となった状態が所定時間継続した場合に、前記ガス検出素子が故障であると判定する故障判定手段とを具備したことを特徴とするガスセンサの故障検出装置。
【請求項２】
前記所定の閾値は、水分の付着により前記ガス検出素子が一時的に短絡したことを検出可能な閾値であることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサの故障検出装置。
【請求項３】
前記故障判定手段は、前記所定の閾値よりも高く設定された高閾値を備えており、前記パラメータが、前記高閾値以上となった場合に前記ガス検出素子が故障であると判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガスセンサの故障検出装置。
【請求項４】
ガスセンサのガス検出素子の計測値をパラメータとして検出手段により検出させる検出ステップと、
前記検出ステップにより検出された前記パラメータが所定の閾値以上となった場合に、故障検出手段により前記ガス検出素子が異常であると判定する異常判定ステップと、
前記検出ステップにより検出された前記パラメータが所定の閾値以上となった状態が所定時間継続した場合に、前記ガス検出素子が故障であると判定する故障判定ステップとを具備したことを特徴とするガスセンサの故障検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、燃料電池システムに搭載されるガスセンサの故障検出装置およびガスセンサの故障検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、接触燃焼式ガスセンサの断線や短絡を検出する手法として、雰囲気温度のみに応じて抵抗値が変化する基準素子と、雰囲気温度および被検出ガスのガス濃度に応じて抵抗値が変化するガス検出素子とを、定電流源に対して直列に接続し、基準素子およびガス検出素子の各電圧降下の変化を検出することで、基準素子またはガス検出素子の断線、基準素子の短絡、ガス検出素子の短絡を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
さらに、例えば、ガスセンサの故障を検出するガス警報器として、被検知ガスのガス濃度を検出する感知部と、感知部を加熱可能なヒータとを備え、被検出ガスを含む雰囲気ガスに対して安定なヒータの抵抗値あるいはヒータ電流の変化を検出し、この検出に基づいてヒータの異常または断線、つまり、ガスセンサの故障を検出するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
また、従来、例えば、固体高分子電解質膜を燃料極と酸素極とで両側から挟み込んでセルを形成し、このセルを複数積層してスタックが構成された固体高分子膜型燃料電池（以下、単に燃料電池と呼ぶ）を搭載した燃料電池システムが知られている。このような燃料電池システムにおいては、燃料極に燃料として水素が供給され、酸素極に酸化剤として空気が供給されて、燃料極で触媒反応により発生した水素イオンが固体高分子電解質膜を通過して酸素極まで移動し、酸素極で酸素と電気化学反応を起こして発電するようになっている。そして、このような燃料電池システムに係る分野において、燃料電池の酸素極側の排出系に水素ガスを検出するガスセンサを設け、このガスセンサによって、燃料極側の水素が固体高分子電解質膜を通じて酸素極側に漏洩したことを検出し、燃料の供給を遮断するようにした技術が知られている。
【特許文献１】特開平１１−２７１２５６号公報
【特許文献２】特開２００１−２３５４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記した燃料電池システムにおいては、固体高分子電解質膜のイオン導電性を保つために、スタックに供給される反応ガスとしての水素（燃料）や酸素（酸化剤）を含む空気等に、加湿装置によって水分（加湿水）が混合されている。これにより、燃料電池に供給される反応ガスは、高湿潤の状態とされており、燃料電池の作動時に、電気化学反応による反応生成水が生成される。このため、燃料電池から排出される反応オフガスは、高湿潤の状態となり易く、反応オフガスが排出される流路内に配置されたガスセンサのガス検出素子に、結露が発生してガスセンサに異常が生じる場合があった。従来、このような異常が生じた場合には、ガスセンサに対する通電を停止して、ガスセンサが故障であるとの判定を行っていた。
【０００５】
しかしながら、前記したガスセンサの異常は、反応ガスの供給量等に起因する水分の付着によって一時的に生じる場合があり、付着した水分がその後に乾燥されることによってガスセンサの機能が正常に復帰することがある。したがって、従来のように、一律にガスセンサが故障であるとして、ガスセンサに対する通電を停止したのでは、ガスセンサに設けられたヒータの通電も停止されてしまうため、水分の付着が助長されやすくなり、かえってガスセンサの復帰に時間を要することがあった。
【０００６】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、ガス検出素子の一時的な異常およびガス検出素子の故障を検出することができるガスセンサの故障検出装置およびガスセンサの故障検出方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決すべく、本発明のガスセンサの故障検出装置は、検査対象ガスに含まれる被検出ガスのガス濃度を検出するガス検出素子を備えたガスセンサの故障検出装置であって、前記ガス検出素子の計測値をパラメータとして検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記パラメータが所定の閾値以上となった場合に前記ガス検出素子が異常であると判定し、さらに、前記パラメータが所定の閾値以上となった状態が所定時間継続した場合に、前記ガス検出素子が故障であると判定する故障判定手段とを具備したことを特徴とする。
ここで、パラメータとして検出される計測値は、ガス検出素子の電流値、電圧値、抵抗値および温度値等である。
【０００８】
このようなガスセンサの故障検出装置では、検出手段により、ガス検出素子の所定のパラメータが検出され、その検出された値が所定の閾値以上となった場合に、故障判定手段により、ガス検出素子が異常であると判定される。したがって、例えば、反応ガスの供給量等に起因する水分の付着によってガス検出素子に一時的な異常が生じてパラメータが所定の閾値以上となったような場合に、従来のように一律にガスセンサが故障であるとされることがなくなる。これにより、例えば、ガスセンサに対する通電が停止されるような事態が回避されることとなり、ガスセンサに設けられたヒータの通電も続けて行われることとなる。つまり、従来のように、ガスセンサにおける水分の付着が助長されるような事態が回避されることとなり、その分、ガスセンサの復帰に要する時間が短くなるという利点が得られる。
【０００９】
また、検出手段により検出されたパラメータが所定の閾値以上となった状態が所定時間継続した場合には、故障判定手段により、ガス検出素子が故障であると判定される。これにより、例えば、水分の付着によるガス検出素子の異常が所定時間継続するような場合には、ガス検出素子の異常が一時的なものではないとされて、ガス検出素子が故障であると判定され、ガスセンサの故障が検出される。
【００１０】
さらに、前記所定の閾値は、水分の付着により前記ガス検出素子が一時的に短絡したことを検出可能な閾値である構成とするのがよい。
このようなガスセンサの故障検出装置では、反応ガスの供給量等に起因する水分の付着によってガス検出素子に一時的な異常が生じたことの検出を確実に行うことができる。
【００１１】
また、前記故障判定手段は、前記所定の閾値よりも高く設定された高閾値を備えており、前記パラメータが、前記高閾値以上となった場合に前記ガス検出素子が故障であると判定する構成とするのがよい。
【００１２】
このようなガスセンサの故障検出装置では、所定の閾値と、この所定の閾値よりも高く設定された高閾値とからなる二種類の閾値を備えているので、例えば、ガス検出素子のパラメータが所定の閾値及び高閾値の間の範囲にある場合には、ガス検出素子に一時的な異常が生じていると判定することができ、また、ガス検出素子のパラメータが高閾値に達した場合には、ガス検出素子が故障であると判定することができる。これにより、ガス検出素子の一時的な異常および故障に係る判定の信頼性を高めることができる。
【００１３】
さらに、本発明のガスセンサの故障検出方法は、ガスセンサのガス検出素子の計測値をパラメータとして検出手段により検出させる検出ステップと、前記検出ステップにより検出された前記パラメータが所定の閾値以上となった場合に、故障検出手段により前記ガス検出素子が異常であると判定する異常判定ステップと、前記検出ステップにより検出された前記パラメータが所定の閾値以上となった状態が所定時間継続した場合に、前記ガス検出素子が故障であると判定する故障判定ステップとを具備したことを特徴とする。
【００１４】
このようなガスセンサの故障検出方法では、検出ステップにより、ガス検出素子の計測値が所定のパラメータとして検出手段によって検出され、異常判定ステップにより、その検出されたパラメータが所定の閾値以上となった場合に、ガス検出素子が異常であると判定される。したがって、例えば、反応ガスの供給量等に起因する水分の付着によってガス検出素子に一時的な異常が生じてパラメータが所定の閾値以上となったような場合に、従来のように一律にガスセンサが故障であると判定されることがなくなる。これにより、例えば、ガスセンサに対する通電が停止されるような事態が回避されることとなり、ガスセンサに設けられたヒータの通電も続けて行われることとなる。つまり、従来のように、ガスセンサにおける水分の付着が助長されるような事態が回避されることとなり、その分、ガスセンサの復帰に要する時間が短くなるという利点が得られる。
【００１５】
また、故障判定ステップにより、ガス検出素子のパラメータが所定の閾値以上となった状態が所定時間継続した場合に、前記ガス検出素子が故障であると判定される。これにより、例えば、水分の付着によるガス検出素子の異常が所定時間継続するような場合には、ガスセンサの異常が一時的なものではないとされて、ガス検出素子が故障であると判定され、ガスセンサの故障が検出される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ガス検出素子の一時的な異常およびガス検出素子の故障を検出することができるガスセンサの故障検出装置およびガスセンサの故障検出方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を燃料電池システムにおいて適用した実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るガスセンサの故障検出装置を備える燃料電池システムの概略構成図、図２は同じくガスセンサの故障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センサの故障検出装置を説明するに先立って、このガスセンサの故障検出装置が設けられた燃料電池システムについて説明する。
【００１８】
（燃料電池システム）
図１に示すように、本実施形態の燃料電池システムＳは、燃料電池スタック２、加湿器３、希釈器４及び故障検出装置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に水素ガス（燃料ガス）を供給する高圧水素容器５や、燃料電池スタック２に空気（酸素ガス）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。
【００１９】
燃料電池スタック２は、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に貯蔵された燃料となる水素ガスと、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。
【００２０】
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、加湿器３の上流側の水素供給配管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。
【００２１】
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。
【００２２】
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センサ１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が含まれる。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や燃料電池スタック２の発電により生じた生成水に由来する水滴等が含まれており、高湿潤となっている。
【００２３】
（ガスセンサ）
図２に示すように、ガスセンサ１は、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、図１に示すように、希釈器４の下流側の排気配管１５ｄに配設され、排気配管１５ｄに低濃度で排出される水素ガスを確認するためのものである。
【００２４】
ケーシング１１は、排気配管１５ｄに取り付けられており、そ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、排気ガス中に含まれる水滴を可能な限り除去するものである。
【００２５】
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、水素ガスの検出信号をＥＣＵ７に出力するようになっている。
【００２６】
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いる。
【００２７】
（故障検出装置）
図１に示すように、故障検出装置Ｄは、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「故障判定手段」に相当する。
検出手段８は、ガス検出素子１２におけるパラメータとしての電流値（計測値）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、検出した電流値をＥＣＵ７に向けて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、検出手段８（電流計）から出力される電流値に基づいて、後記する手順に従ってガス検出素子１２の異常および故障を検出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検出信号に基づいて排気ガス中の水素ガス濃度を検出するようになっている。
【００２８】
次に、本実施形態に係るガスセンサ１の故障検出装置Ｄの動作について図３，図４をも参照して説明しつつ、ガスセンサ１の故障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センサ１の故障検出装置Ｄの動作を説明するフローチャート、図４は、本実施形態に係るガスセンサ１の故障検出装置の動作を説明する説明図である。
【００２９】
はじめに、図１に示すように、燃料電池スタック２に対して、高圧水素容器５からの水素ガスが加湿器３を介して供給されると共に、空気がコンプレッサ６によって供給され、燃料電池スタック２が発電を開始する。また、ガスセンサ１は、燃料電池スタック２から空気排出配管１５ｇを通り、さらに希釈器４を介して大気中に放出される空気の水素ガスを検出する。これとともに、図４のステップＳＴ１において、ガスセンサ１の故障検出が開始され、ガス検出素子１２の電流値が検出手段８によって取得される。取得された電流値は、ＥＣＵ７に向けて出力される。
【００３０】
次に、ステップＳＴ２（異常判定ステップ）において、検出手段８から取得したガス検出素子１２の電流値が所定の閾値としての閾値Ａ（図４参照）以上であるか否かがＥＣＵ７により判定され、閾値Ａ以上である（Ｙｅｓ）ときには、ステップＳＴ３へ移り、閾値Ａ未満である（Ｎｏ）ときには、ステップＳＴ４へ移る。ここで、閾値Ａは、水分の付着によりガス検出素子１２が一時的に短絡したことを検出可能な閾値であり、水分の付着によりガス検出素子１２が一時的に短絡する状態（ショート状態）となるときのパラメータに基づいて設定される。これにより、ガス検出素子１２の電流値が閾値Ａ以上である（Ｙｅｓ）と判定されたときには、一時的にせよガス検出素子１２に何らかの異常があるということがＥＣＵ７に認識され、次のステップＳＴ３へ移ることとなる。
【００３１】
一方、ステップＳＴ２でガス検出素子１２の電流値が閾値Ａ未満である（Ｎｏ）と判定されたときには、ステップＳＴ４において、ガス検出素子１２の異常が不確定（正常）とされ、エンドとなる。つまり、図４に示すように、ガス検出素子１２の電流値が、閾値Ａ未満である領域Ａ１にあるときには、ガス検出素子１２の機能が正常に動作しているということがＥＣＵ７に認識されることとなる。
【００３２】
ステップＳＴ３（故障判定ステップ）においては、ガス検出素子１２の電流値が閾値Ｂ（高閾値、図４参照）以上であるか否かがＥＣＵ７により判定され、閾値Ｂ以上である（Ｙｅｓ）ときには、ステップＳＴ８へ移り、閾値Ｂ未満である（Ｎｏ）ときには、ステップＳＴ５へ移る。ここで、閾値Ｂは、水分の付着による状態も含め、ガス検出素子１２自体の不良が生じたこと等による恒久的な故障状態となるときのガス検出素子１２の電流値に基づいて設定されており、ガス検出素子１２の電流値が閾値Ｂ以上である（Ｙｅｓ）と判定されたときには、ステップＳＴ８でガス検出素子１２の故障が確定する。つまり、図４に示すように、ガス検出素子１２の電流値が、閾値Ｂ以上である領域Ｂ１にあるときには、ガス検出素子１２の機能がもはや正常に戻らない故障状態にあるということがＥＣＵ７に認識されることとなる。
【００３３】
一方、ステップＳＴ３でガス検出素子１２の電流値が閾値Ｂ未満である（Ｎｏ）と判定されたときには、ステップＳＴ５において、ガス検出素子１２の異常が確定され、ステップＳＴ６へ移る。つまり、ガス検出素子１２がこの時点で故障であるとは断定されないものの、異常であるということが確定される。このとき、ガス検出素子１２の電流値は、図４に示すように、閾値Ａと閾値Ｂとの間の領域ＡＢ１にあり、正常な状態（電流値が領域Ａ１となる状態）に復帰する可能性を有している状態にある。これにより、ＥＣＵ７は、ガスセンサ１の停止を行わずに、例えば、電力供給部１３ａ（図２参照）を通じてガスセンサ１のヒータ１３に電力を供給してヒータ１３の駆動を継続する。これにより、ガス検出素子１２において仮に水分が付着していたとしても、ヒータ１３の熱でこれを乾燥させることができるようになり、ガス検出素子１２を正常な状態に復帰させることが可能となる。
【００３４】
ステップＳＴ６においては、ガス検出素子１２が異常であることの異常信号（トリガー信号）が発信され、ステップＳＴ７で、この異常信号が所定時間（故障判定時間、図４参照）継続したか否かが判定される。ステップＳＴ７において、異常信号が所定時間継続した（Ｙｅｓ、図４に二点鎖線で表示したケース）と判定されると、ステップＳＴ８に移り、ガス検出素子１２の故障が確定する。一方、ステップＳＴ７において、異常信号が所定時間継続しなかった（Ｎｏ）と判定されると、ステップＳＴ２に戻り、以降のステップにおいてガス検出素子１２の異常および故障が繰り返し判定される。つまり、故障判定時間の間に、ガス検出素子１２の電流値がヒータ１３の乾燥により正常に復帰して、閾値Ａよりも低くなった場合（図４に破線で表示したケース）には、ステップＳＴ２でガス検出素子１２の電流値が閾値Ａ未満であると判定され、ステップＳＴ４に移って、ガス検出素子１２の故障が不確定（正常）とされる。ここで、所定時間としては、ガスセンサ１が停止されない（ヒータ１３の通電が継続される）ことで、ガス検出素子１２に付着した水分が乾燥可能な時間を考慮して設定される。なお、所定時間は、ガス検出素子１２の材質や感度、さらには寸法等を考慮して最適となる範囲に設定されることが望ましいが、例えば、５〜６０秒の範囲に設定されることが好ましい。５秒未満では、ガス検出素子１２に付着した水分が十分に乾燥されにくいため、故障と判定される確率が高くなり実用的ではなく、また、６０秒を超えると、故障までの判定に時間がかかる等の弊害が生じるので、好ましくない。
【００３５】
ステップＳＴ８でガス検出素子１２の故障が確定すると、ステップＳＴ９において、ガスセンサ１が停止される。つまり、ガスセンサ１に設けられたヒータ１３を含めて、ガスセンサ１の機能がＥＣＵ７により停止される。
【００３６】
そして、ステップＳＴ１０において、故障の報知がなされる。故障の報知としては、ランプ等の点滅や点灯を含む表示による報知、音や音声による告知、通信手段を用いた通知等を用いることができる。
【００３７】
以上説明した本実施形態のガスセンサ１の故障検出装置Ｄによれば、検出手段（電流計）８により、ガス検出素子１２が出力する電流値が検出され、その検出された電流値が閾値Ａ以上となった場合に、ＥＣＵ７により、ガス検出素子１２が異常であると判定される。したがって、例えば、運転状況等（反応ガスの供給量等）に起因する水分の付着によってガス検出素子１２に一時的な異常が生じて電流値が所定の閾値Ａ以上となったような場合に、従来のように一律にガスセンサ１が故障であるとされることがなくなる。これにより、例えば、ガスセンサ１に対する通電が停止されるような事態が回避されることとなり、ガスセンサ１に設けられたヒータ１３の通電も続けて行われることとなる。つまり、従来のように、ガスセンサ１における水分の付着が助長されるような事態が回避されることとなり、その分、ガスセンサ１の復帰に要する時間が短くなるという利点が得られる。
【００３８】
また、検出手段８により検出された電流値が所定の閾値Ａ以上となった状態が所定時間継続した場合には、ＥＣＵ７により、ガス検出素子１２が故障であると判定される。これにより、例えば、水分の付着によるガス検出素子１２の異常が所定時間継続するような場合には、ガス検出素子１２の異常が一時的なものではないとされて、ガス検出素子１２が故障であると判定され、ガスセンサ１の故障が検出される。
【００３９】
さらに、ＥＣＵ７は、閾値Ａと、この閾値Ａよりも高く設定された閾値Ｂとからなる二種類の閾値を備え、電流値が閾値Ｂ以上となった場合にガス検出素子１２が故障であると判定する構成としてあるので、例えば、ガス検出素子１２の電流値が閾値Ａと閾値Ｂとの間の領域ＡＢ１（図４参照）にある場合に、ガス検出素子１２に一時的な異常が生じていると判定することができ、また、ガス検出素子１２の電流値が閾値Ｂに達した場合に、ガス検出素子１２が故障であると判定することができる。これにより、ガス検出素子１２の一時的な異常および故障の判定の信頼性を高めることができる。
【００４０】
本発明は、前記実施形態に限定されることなく、幅広く変形実施することができる。例えば、前記実施形態では、検出手段８として電流計を用いてガス検出素子１２の電流値をパラメータとして検出するようにしたが、これに限られることはなく、ガス検出素子１２の電圧値や抵抗値、さらには、温度値等をパラメータとして検出するようにしてもよい。
さらに、ガス検出素子１２の電流値の計測は、水素ガスの濃度を検出するのと同様に、ＥＣＵ７で行うようにしてもよい。
また、本発明の実施形態では、水素ガスを検出していたがこれに限られることはなく、一酸化炭素、硫化水素、ＳＯｘ、ＮＯｘ等であってもよい。
さらに、前記実施形態で説明したガスセンサ１の故障検出装置Ｄは、燃料電池電気自動車、船舶、および航空機等の燃料電池システム、あるいは定置発電装置用の燃料電池システム等に適用することができる。また、燃料電池としてはＰＥＭ型燃料電池、アルカリ型燃料電池およびリン酸型燃料電池等、他種の燃料電池を備えた燃料電池システムにも当然に適用できる。また、燃料電池システムを構成する各機器のレイアウト等についても本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係るガスセンサの故障検出装置を備える燃料電池システムの概略構成図である。
【図２】同じくガスセンサの故障検出装置の構成説明図である。
【図３】本実施形態に係るガスセンサの故障検出装置Ｄの動作を説明するフローチャートである。
【図４】本実施形態に係るガスセンサの故障検出装置の動作を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１      ガスセンサ
２      燃料電池スタック
３      加湿器
４      希釈器
５      高圧水素容器
６      コンプレッサ
７      ＥＣＵ
８      検出手段
１２    ガス検出素子
１３    ヒータ
Ａ，Ｂ  閾値
Ａ１    領域
ＡＢ１  領域
Ｂ１    領域
Ｄ      故障検出装置
Ｓ      燃料電池システム
【図１】
2006153601.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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