(57)【要約】【課題】燃料電池と燃料電池用補機とを備えた燃料電池システムを搭載した車両の水素漏れ検出装置において、二種類の水素検出器によって水素漏れを検出し、水素漏れの検出精度が高く、且つ、車両システムの信頼性を高くすることにある。【解決手段】少なくともフロント室と車室とを備えた車両の上部には、燃料電池システムの水素漏れを検出するための複数の水素検出点を設け、そして、略同じ濃度が検出される水素検出点には、方式の異なる二種類の水素検出器を設けている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池と燃料電池用補機とを備えた燃料電池システムを搭載した車両の水素漏れ検出装置において、少なくともフロント室と車室とを備えた車両の上部に複数の水素検出点を設け、略同じ濃度が検出される水素検出点には、方式の異なる二種類の水素検出器を設けたことを特徴とする燃料電池システムを搭載した車両の水素漏れ検出装置。
【請求項２】
前記方式の異なる二種類の水素検出器は、電気化学式水素センサと半導体式水素センサとから構成されたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システムを搭載した車両の水素漏れ検出装置。
【請求項３】
燃料電池と燃料電池用補機とを備えた燃料電池システムを搭載した車両の水素漏れ検出装置において、水素検出器は、電気化学式水素センサを備えて水素漏れと判定された場合には車両を停止する第一の検出システムと、半導体式水素センサを備えて車両の走行時のみ水素漏れ判定をする第二の検出システムとを有することを特徴とする燃料電池システムを搭載した車両の水素漏れ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料電池システムを搭載した車両の水素漏れ検出装置に係り、特に水素漏れを精度良く検出する燃料電池システムを搭載した車両の水素漏れ検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の燃料電池システムには、例えば、水素と酸素との電気化学反応によって、化学エネルギを電気エネルギに直接変換するものが用いられている。この燃料電池システムにおいて、水素漏れのおそれがあることから、車両の停止時・走行中のいかなる場合でも水素漏れを検出可能な水素漏れ検出装置を設けている。
【０００３】
従来、燃料電池システムの水素漏れ検出装置には、水素漏れを検出する水素センサを、プロトンと酸化物イオンを伝導するイオン伝導体とからなる固体電解質を設け、この固体電解質の表面に水素の酸化反応に対して触媒作用を有する材料の第１〜第３の電極を設けて構成したものがある。
また、燃料電池システムの水素漏れ検出装置には、水素センサにより、燃料電池の改質器又は改質器にて発生した水素の配管経路からの水素漏れを検出するものがある。
更に、燃料電池システムの水素漏れ検出装置には、水素センサとしての電気化学式センサにおいて、基体から遠ざかるに従って濃度勾配が増加した触媒の含有量である電極層を基体上に積層し、感度の良い電極を構成したものがある。
【特許文献１】特開２００３−１６６９７２号公報
【特許文献２】特開２００２−２２７００号公報
【特許文献３】特開２００３−１９４７６１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、従来、燃料電池システムの水素漏れ検出装置においては、車両の停止時・走行中のいかなる場合でも水素漏れを検出可能としていることから、水素センサには常に電力を供給しておかなければならないので、消費電力をできるだけ小さく抑える必要があった。しかしながら、消費電力の小さな水素センサにあっては、車両の走行中において水素漏れの応答が遅くなり、一方、車両の走行中に水素漏れの応答が速い水素センサにあっては、消費電力が大きくなるという相反する不都合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、燃料電池と燃料電池用補機とを備えた燃料電池システムを搭載した車両の水素漏れ検出装置において、少なくともフロント室と車室とを備えた車両の上部に複数の水素検出点を設け、略同じ濃度が検出される水素検出点には、方式の異なる二種類の水素検出器を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明の燃料電池システムを搭載した車両の水素漏れ検出装置は、少なくともフロント室と車室とを備えた車両の上部に複数の水素検出点を設け、略同じ濃度が検出される水素検出点には、方式の異なる二種類の水素検出器を設けていることから、二種類の水素検出器によって水素漏れを検出し、水素漏れの検出精度が高く、且つ、車両システムの信頼性を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
この発明は、水素漏れの検出精度を高くする目的を、略同じ位置に二種類の水素検出器を設けることで実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。
【実施例】
【０００８】
図１〜図２は、この発明の実施例を示すものである。
【０００９】
図１〜図２において、２は燃料電池や車両駆動用補機等を備える燃料電池システム（図示せず）を搭載した車両である。この車両２は、ボディ４内に車室６とリア室８とを備えるとともに、フード１０で覆われたフロント室１２を備えている。
【００１０】
車両２には、燃料電池システムの水素漏れ検出装置１４が設けられる。この水素漏れ検出装置１４においては、少なくともフロント室１２と車室６とを備えた車両２の上部に、水素漏れを検出するための複数の水素検出点として、例えば、２つの第１水素検出点１６−１と第２水素検出点１６−２が設けられ、この場合、第１水素検出点１６−１が、例えば、フロント室１２の後端上部に設けられ、また、第２水素検出点１６−２が、例えば、車室６の後端上部に設けられ、そして、略同じ濃度が検出される各水素検出点には、方式の異なる二種類の水素検出器１８が設けられる。
【００１１】
この方式の異なる二種類の水素検出器１８は、応答が遅いが、消費電力が小さな電気化学式水素センサ２０と、応答が速く且つ分解性が優れ、消費電力が大きな半導体式水素センサ２２とから構成される。
【００１２】
つまり、水素検出器１８は、電気化学式水素センサ２０を備え、水素漏れと判定された場合には車両２を停止する第一の検出システム２４を構築し、この第一の検出システム２４は、常に水素漏れを検出し、応答が遅いが、消費電力が小さな系統であり、また、半導体式水素センサ２２を備え、車両２の走行時のみ水素漏れ判定が可能な第二の検出システム２６を構築し、この第二の検出システム２６は、消費電力が大きいが、応答性と分解性に優れた系統である。
【００１３】
図２示す如く、第一の検出システム２４には、第１水素検出点１６−１に設けられた第１電気化学式水素センサ２０−１と、第２水素検出点１６−２に設けられた第２電気化学式水素センサ２０−２と、これら第１電気化学式水素センサ２０−１と第２電気化学式水素センサ２０−２とに連絡した水素漏れ判定器２８とが設けられている。また、第二の検出システム２６には、第１水素検出点１６−１で第１電気化学式水素センサ２０−１に近接して設けられた第１半導体式水素センサ２２−１と、第２水素検出点１６−２で第２電気化学式水素センサ２０−２に近接して設けられた第２半導体式水素センサ２２−２と、これら第１半導体式水素センサ２２−１と第２半導体式水素センサ２２−２とに連絡した車両制御器３０とが設けられている。
【００１４】
即ち、電気化学式水素センサ２０と半導体式水素センサ２２とは、水素漏れがあった場合に同程度の濃度を検出できるように、各水素検出点で略同じ位置に配設される。但し、この電気化学式水素センサ２０と半導体式水素センサ２２とを同じ位置に設置できない場合には、水素漏れがあった場合に同程度の濃度を検出できると予想される位置に、例えば、車室６の後部天井の左側に電気化学式水素センサ２０を配設するとともに、車室６の後部天井の右側に半導体式水素センサ２２を配設したり、あるいは、フロント室１２の後部上部で、電気化学式水素センサ２０と半導体式水素センサ２２とを、左右に振り分けて配設することも可能である。
【００１５】
この水素漏れ検出装置１４においては、図１に示す如く、電池３２に第１電線３４で水素漏れ判定器２８が接続され、この水素漏れ判定器２８に第２電線３６で電気化学式水素センサ２０が接続され、電池３２と水素漏れ判定器２８間の第１電線３４に第３電線３８が接続されている。
【００１６】
この第３電線３８途中には、車両停止手段としての緊急停止用リレー４０の接点４０Ａの一側が接続されている。この緊急停止用リレー４０の接点４０Ａの他側には、第４電線４２が接続されている。この第４電線４２には、イグニションスイッチ４４の一側に連絡した第５電線４６が接続されている。このイグニションスイッチ４４の他側には、第６電線４８で車両制御器３０が接続されている。この車両制御器３０には、第７電線５０で半導体式水素センサ２２が接続されている。イグニションスイッチ４４と車両制御器３０間の第６電線４８には、第８電線５２が接続されている。
【００１７】
車両制御器３０には、第１一側信号線５４−１及び第１他側信号線５４−２で第１の補機（補機１）５６が接続され、第２信号線５８で第２の補機（補機２）６０が接続され、第３一側信号線６２−１及び第３他側信号線６２−２で第３の補機（補機Ａ）６４が接続され、第４信号線６６で第４の補機（補機Ｂ）６８が接続されている。
【００１８】
第１の補機（補機１）５６は、第９電線７０で第８電線５２に接続されている。第２の補機（補機２）６０は、第１０電線７２で第８電線５２に接続されている。第３の補機（補機Ａ）６４は、第１１電線７４で第４電線４２に接続されている。第４の補機（補機Ｂ）６８は、第１２電線７６で第４電線４２に接続されている。
【００１９】
前記緊急停止用リレー４０のコイル４０Ｂは、第５信号線７８で水素漏れ判定器２８に接続されている。前記電気化学式水素センサ２０は、第６信号線８０で水素漏れ判定器２８に接続されている。また、半導体式水素センサ２２は、第７信号線８２で車両制御器３０に接続されている。
【００２０】
水素漏れ判定器２８と車両制御器３０とには、第８信号線８４と第９信号線８６とで、水素漏れ時の警告灯等からなる監視警告手段８８に接続されている。
【００２１】
次に、この実施例の作用を説明する。
【００２２】
電気化学式水素センサ２０は、常に動作され、車両制御器３０とは別の水素漏れ判定器２８によって車両２を停止することができる。そして、車両２の走行中には、半導体式水素センサ２２が動作され、車両制御器３０にその検出信号を送っている。
【００２３】
そして、車両２の停止時に、規定以上の水素漏れが電気化学式水素センサ２０によって検出された場合に、水素漏れ判定器２８が、運転者に監視警告手段８８で警告を行い、運転者が車両２の起動動作を行なったとしても、車両２を起動することができない。
【００２４】
また、車両２の走行中には、規定以上の水素漏れが半導体式水素センサ２２によって検出された場合に、車両制御器３０が、運転者に監視警告手段８８で警告を行い、その車両２の停止を行う。このとき、電気化学式水素センサ２０及び半導体式水素センサ２２の双方が動作していることにより、たとえ、電気化学式水素センサ２０が故障よって正確な水素漏れの検出が行われなくても、車両２を半導体式水素センサ２２により車両制御器３０で停止させることができる。
【００２５】
この結果、少なくともフロント室１２と車室６とを備えた車両２の上部に複数の水素検出点を設け、略同じ濃度が検出される水素検出点には、方式の異なる二種類の水素検出器１８を設けたことから、この水素検出器１８によって水素漏れを検出することから、水素漏れの検出精度が高くなり、車両システムの信頼性を高くすることができる。
【００２６】
また、方式の異なる二種類の水素検出器１８は、電気化学式水素センサ２０と半導体式水素センサ２２とから構成されたことから、特徴のある２つの各種水素センサを用いているので、同時に両方の水素センサが故障するおそれがなく、また、一方の水素センサが故障した場合でも、他方の水素センサで水素漏れを検出することができるので、水素漏れの信頼性を向上することができる。
【００２７】
更に、水素検出器１８は、電気化学式水素センサ２０を備えて水素漏れと判定された場合には車両２を停止する第一の検出システム２４と、半導体式水素センサ２２を備えて車両２の走行時のみ水素漏れ判定が可能な第二の検出システム２６とを有することから、水素漏れと判定された場合には、直ちに車両２を停止することができ、また、車両２の走行中には、二つの水素センサ２０、２２により二系統で水素漏れを監視することができるので、水素センサ２０、２２の故障等に対して信頼性の高いシステムとすることができる。また、車両２の停止時には、消費電力の少ない電気化学式水素センサ２０を用いているので、水素漏れを検出した上で、消費電力を少なくして車両システム全体に与える影響を最小限に抑えつつ、水素漏れを検出することができる。
【００２８】
なお、この発明においては、車両の停止時に、水素漏れを警告する必要がなければ、水素検出器の第一の検出システムにおける水素漏れ検出を車両の停止時に行えば、水素漏れ判定器の消費電力を節約した上で、水素漏れ検出を確実に行うことができる。また、水素ガスを使用して、車両の起動・停止を繰り返す機器には、全て適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
水素漏れの検出精度を向上する構造を、他の検出装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】水素漏れ検出装置の制御ブロック図である。
【図２】水素漏れ検出装置を備えた車両の側面図である。
【符号の説明】
【００３１】
２  車両
６  車室
１２  フロント室
１４  水素漏れ検出装置
１６  水素検出点
１８  水素検出器
２０  電気化学式水素センサ
２２  半導体式水素センサ
２４  第一の検出システム
２６  第二の検出システム
２８  水素漏れ判定器
３０  車両制御器
４０  緊急停止用リレー
【図１】
2005124358.tif 000003
【図２】
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