(57)【要約】【課題】本発明の課題は、エネルギー形成のためのガス駆動式の装置のために、簡単で運転上安全な安全システムを提供することである。【解決手段】前記課題は、該安全システムがガスを感知する少なくとも１つのセンサを滞在空間内に有し、該安全システムはさらに制御装置を有し、前記制御装置は前記センサの出力信号を評価し、前記制御装置は前記センサによって検出されたガス濃度に依存して、滞在空間内のガス濃度を減少させるための手段を駆動するように構成することによって解決される。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー形成のためのガス駆動式の装置のための安全システムであって、
該装置は、場合によってはガス貯蔵器とともに、滞在空間に隣接して、滞在空間から空間的に分離して配置されている形式のものにおいて、
該安全システムは、ガスを感知する少なくとも１つのセンサ（６）を滞在空間内に有し、
該安全システムはさらに制御装置（７）を有し、
前記制御装置（７）は、前記センサ（６）の出力信号を評価し、
前記制御装置（７）は、前記センサ（６）によって検出されたガス濃度に依存して、滞在空間内のガス濃度を減少させるための手段を駆動するように構成されていることを特徴とする安全システム。
【請求項２】
エネルギー形成のためのガス駆動式の装置は車両（１）内に配置されており、
滞在空間は前記車両（１）の車室である、請求項１記載の安全システム。
【請求項３】
エネルギー形成のためのガス駆動式の装置は、車両（１）を駆動するためのガス駆動式内燃機関である、請求項１または２記載の安全システム。
【請求項４】
前記ガス駆動式の装置は、車両（１）を駆動するために、または車両（１）の付加的ユニットのためのエネルギー源として設けられた燃料電池である、請求項１から３までのいずれか１項記載の安全システム。
【請求項５】
前記センサ（６）は、車両（１）の車室内に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の安全システム。
【請求項６】
車両（１）は第２のセンサ（２）を有し、
前記第２のセンサ（２）は、車両（１）の車室の外部、たとえば車両（１）のエンジンルーム内に配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の安全システム。
【請求項７】
前記センサ（２，６）は水素ガスを感知する、請求項１から６までのいずれか１項記載の安全システム。
【請求項８】
前記センサ（２，６）の出力信号に依存して、制御装置（７）によって制御装置（８）が、車両（１）の給電を遮断するために制御され、
さらにフレッシュエア弁（３）、パワーウィンドウ（４）、ベンチレータ（５）および警告装置（９）が駆動される、請求項１から７までのいずれか１項記載の安全システム。
【請求項９】
センサ（２）によって車両（１）のエンジンルーム内に水素ガスの有害な濃度が測定された場合、制御装置（７）は少なくともフレッシュエア弁（３）を、該フレッシュエア弁（３）が閉鎖位置に存在するように駆動する、請求項１から８までのいずれか１項記載の安全システム。
【請求項１０】
センサ（６）によって車両（１）の車室内に水素ガスの有害な濃度が検出された場合、制御装置（７）によって少なくとも１つのベンチレータ（５）および／またはパワーウィンドウ（４）が、車両（１）の車室内で可能な限り迅速に空気交換が行われるように駆動される、請求項１から９までのいずれか１項記載の安全システム。
【請求項１１】
センサ（２）およびセンサ（６）によって水素ガスの有害なガス濃度が測定された場合、フレッシュエア弁（３）が閉鎖位置に存在するように駆動され、
パワーウィンドウ（４）および／またはベンチレータ（５）が制御装置（７）によって、車両（１）の車室内で可能な限り迅速に空気交換が行われるように駆動される、請求項１から１０までのいずれか１項記載の安全システム。
【請求項１２】
センサ（２，６）によって危険状況が検出された場合、制御装置（７）によって警告装置が駆動され、
前記警告装置は光学的信号および／または音響的信号を出力し、車両乗員に警告する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の安全システム。
【請求項１３】
潜在的危険性に依存して、センサ（２，６）によって検出されたガス濃度に基づき、制御装置（７）は付加的に制御装置（８）によって車両（１）の給電を遮断する、請求項１から１２までのいずれか１項記載の安全システム。
【請求項１４】
車両（１）の給電の遮断は、警告装置（９）の駆動後に時間的に遅延して実行される、請求項１から１３までのいずれか１項記載の安全システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エネルギー形成のためのガス駆動式の装置のための以下の安全システムに関する。該装置は、場合によってはガス貯蔵器とともに、滞在空間に隣接して、車室から空間的に分離して配置されている。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、エネルギー源としての水素の重要性が、定置的な適用に対しても移動的な適用に対しても大きくなるだろうと考えられている。過渡的な段階では、すなわちこの再生可能な水素の製造、インフラストラクチャおよび貯蔵の問題に対して完全に満足のいく解決手段が発見されないうちは、車両自体のオンボードで再生することにより水素を生成する手段も考えられる。この手段は、たとえばＤＥ１９９３４６４９Ａ１から公知である。ここでは、車両の駆動のための従来の内燃機関においても、または燃料電池においても、水素が使用される。さらに燃料電池は、車両の駆動を除いて、車両の補助ユニットに給電するためのエネルギー源として設けられている。一般的に非常に気化しやすく、かつ爆発領域が幅広い、たとえば水素等の新たな燃料では、相応に安全コンセプトの必要性が非常に高い。さらに、水素を使用することに関しては、非常に多くの負の関連する問題が存在するので、強固かつ論理的な安全コンセプトとともに使用しなければ、エネルギー源となるこの物質を十分に確実に受け入れることはできない。上方向に空間的な制限が存在せず、水素がコントロールされずに流出した場合、水素は空気中に漏出し、実際に安全上の危険は生じない。しかし、空気中への流出が不可能なままで水素が閉鎖的な空間内で蓄積されると、水素ガス濃度が危険な領域に達してしまう。換言すれば、火災の危険または爆発の危険でさえ生じるほど水素ガス濃度が高くなるおそれがある。
【０００３】
【特許文献１】
ＤＥ１９９３４６４９Ａ１
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、エネルギー形成のためのガス駆動式の装置のために、簡単で運転上安全な安全システムを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、該安全システムがガスを感知する少なくとも１つのセンサを滞在空間内に有し、該安全システムはさらに制御装置を有し、前記制御装置は前記センサの出力信号を評価し、前記制御装置は前記センサによって検出されたガス濃度に依存して、滞在空間内のガス濃度を減少させるための手段を駆動するように構成することによって解決される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の解決手段では、エネルギー形成のためのガス駆動式の装置のために、簡単で運転上安全な安全システムが提供される。ここでは該装置が、場合によってはガス貯蔵器とともに、滞在空間（Ａｕｆｅｎｔｈａｌｔｓｒａｕｍ）に隣接するが空間的に分離して配置されている。とりわけ本発明による解決手段は、ガス駆動式の車両のためにエネルギーを形成するためのガス駆動式の装置、または車両用のガス駆動式の付加的装置に適している。本願に関しては、ガス駆動式という用語は、車両の駆動のためにガス駆動式の内燃機関または燃料電池が装備されているか、または付加的ユニットのためにエネルギーを形成するための燃料電池が装備されていることを意味する。とりわけ本安全システムは、水素によって駆動される上位概念の装置に適している。ここで提案する解決手段は、まだ危険でない低いガス濃度を適時に識別することによって、ガス濃度が上昇し続けて危険な領域に到達するのを阻止するための安全処理を開始できるという認識に基づいている。こうするために、特に有利には、車両の車室外部に水素が発見された場合、車室が水素の流入に対して閉鎖される。水素が車室自体の内部に流入した場合、強制換気によって可能な限り迅速にガス濃度が低下される。特にクリティカルな状況では、すなわち水素ガスの濃度が爆発領域まで上昇した場合、スパーク形成を防止するために車両のすべての電子設備がスイッチオフされる。どのような危険な状況でも、車両乗員に対して警告装置の音響的信号および／または光学的信号によって警告される。
【０００７】
【実施例】
図１は、安全システムを備えたガス駆動式車両１を示している。このガス駆動式車両１は、ここでは概略的に乗用自動車として示されており、安全システムはブロック回路図として示されている。第１のセンサが２によって示されており、このセンサはとりわけ水素ガスを感知する。センサ２は車室の外部に、有利には車両１のエンジンルーム内に配置される。参照番号６によって第２のセンサが示されており、このセンサもまた、とりわけ水素を感知する。このセンサ６は有利には、車室自体の内部に配置される。制御装置が７によって示されている。この制御装置にはセンサ２，６の出力信号が供給され、制御装置７はこれらの信号を評価する。参照番号３によってフレッシュエア弁が示されており、このフレッシュエア弁は、フレッシュエアを車両１の車室へ供給するのに使用される。参照番号４によって車両１のパワーウィンドウが示されている。参照番号５によってベンチレータが示されており、このベンチレータは車両１の車室への空気供給を制御する。このベンチレータ６は、たとえば換気設備および／または空調設備のファンとすることができ、車両１に標準的に装備されている。参照番号８によって制御装置またはリレーが示されており、この制御装置またはリレーは、車両１の中央の電源を遮断することができる。参照番号９は警告装置を示しており、この警告装置は音響的な警告信号または光学的な警告信号を出力する。参照番号３，４，５，６，７，８，９によって示された安全システムの構成要素は、同様に制御装置７に接続され、この制御装置７によって制御される。
【０００８】
以下に、図２に示されたブロック図に基づいて、本安全システムの動作方式を説明する。ここでは種々の危険状況が区別される。第１の危険状況ではセンサ６は、車両１の車室内に水素ガスが存在すると報告しない（ステップ２０）。それに対してセンサ２は、車両１のエンジンルーム内に水素ガスが存在することを発見する（ステップ２４）。センサ２の出力信号が制御装置７へ供給され、制御装置７はこの出力信号を評価し、必要な場合にはスイッチング手段を制御する。通常、エンジンルーム内で検出された水素ガスは、車両乗員に対してあまり大きな潜在的危険性を有していない。というのも、車両１のエンジンルーム内の強力な空気流によって、水素ガス濃度が迅速に希薄にされるからである。こうすることによって、危険なガス濃度が発生しない。しかし、車両乗員に対してどのような残存リスクも除去するため、本発明は、場合によっては車両１の車室への外気の流入が遮断されるように、既存のフレッシュエア弁３が制御装置７によって制御されるように構成されている（ステップ２５）。車室への外気の流入は、少なくともセンサ２の出力信号が、水素ガスがもはや検出されないことを指示するまで遮断される。付加的に警告装置９が制御され（ステップ２７）、警告装置９は光学的信号および／または音響的信号を出力し、車両乗員に危険状況を伝達する。
【０００９】
第２の危険状況では、センサ６が車両１の車室自体の内部に有害な水素ガス濃度を検出する。制御装置７はセンサ６の出力信号を評価し、ベンチレータ５を制御する（ステップ２１）。ベンチレータ５は、空気を車室内へ吹入れることにより、有害なガス濃度を安全な値まで減少させる。または、制御装置７は付加的にパワーウィンドウ４を制御する（ステップ２２）。このパワーウィンドウ４によって、より迅速な空気交換が可能になるように、車両の窓が下降される。さらに、車両１に以下のような付加的装置が装備されていれば、サンルーフおよび／または車両のルーフ領域に配置された安全弁が開かれる。センサ２は車両１のエンジンルーム内に水素ガスの有害な濃度を検出しないという前提のもとで、フレッシュエア弁３が最大開放位置をとるように、制御装置７によって制御される。前記手段によって、車室内で非常に迅速な空気交換をすることができ、水素ガスの有害なガス濃度が可能な限り迅速に除去される。付加的に、上記のように警告装置９を制御することもできる。これによって車両乗員には、光学的信号および／または音響的信号によって、発生した危険状況が伝達される。
【００１０】
第３の危険状況では両センサ２，６が、車両１の車室の外部および内部において、水素ガスの危険な濃度を報告する（ステップ２０，２４）。この場合制御装置７によって、まずベンチレータ５（ステップ２１）および／またはパワーウィンドウ４（ステップ２２）が制御される。さらに、フレッシュエア弁３が閉鎖位置をとるように制御される（ステップ２５）。このようにして、水素を含むフレッシュエアが車室内へ案内されることが阻止される。ここでも、ベンチレータ５および／またはパワーウィンドウ４が制御されることによって、車室内部で可能な限り迅速に空気交換が行われ、水素ガスの有害な濃度が可能な限り迅速に除去される。上記ですでに述べたように、ここでも車両乗員に対して、警告装置９によって出力された音響的信号および／または光学的信号によって危険状況が伝達される（ステップ２７）。センサ２もセンサ６も水素ガスの有害な濃度を測定しない場合、制御装置７は、危険状況が除去されたことを推定する。従って、フレッシュエア弁３、パワーウィンドウ４およびベンチレータ５は、通常の位置をとるように制御される。この通常の位置では、通常窓は閉鎖され、フレッシュエア弁３は少なくとも部分的に開かれている。ベンチレータ５へ、たとえばここには図示されていない温度センサから、さらに別の信号が供給されなければ、このベンチレータ５も静止位置に存在する。前記手段によって、車室内で可能な限り迅速に空気交換をすることができる。このようにして、場合によっては存在する水素ガスの危険な濃度が、可能な限り迅速に安全な程度に減少される。
【００１１】
制御装置７による危険性の評価に依存して、水素ガスの濃度が特に高くて危険である場合、安全上の理由から、車両１のすべての給電が遮断されるように、制御装置７によって制御装置８も制御される（ステップ２３，２６）。このことは、車両乗員に対し警告装置９を介して、音響的信号および／または光学的信号によって危険状況が伝達された後、一定の時間遅延後に初めて実行されるのが目的に適っている。このようにすれば、緊急時に車両１を流動的な交通から道路の端へ移動させ、そこで停止させるのに十分な時間が運転者に残される。
【００１２】
上記では本発明による安全システムを、エネルギー形成のための車両用の装置と関連して説明した。もちろん本発明の解決手段は、エネルギー形成のための定置的な装置でも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブロック回路図として示された安全システムを備えたガス駆動式車両である。
【図２】本安全システムの動作方式を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１　車両
２　第１のセンサ
３　フレッシュエア弁
４　パワーウィンドウ
５　ベンチレータ
６　第２のセンサ
７　制御装置
８　制御装置／リレー
９　警告装置
【図１】
2004131055.tif 000003
【図２】
2004131055.tif 000004