(57)【要約】【課題】水素センサシステムの校正を精度良く行う。【解決手段】水素センサシステムは、雰囲気中の水素濃度に応じた出力を示す水素検知素子と、水素検知素子の出力を水素濃度に対応付けるための対応データを記憶する記憶手段と、対応データに基づいて水素検知素子の出力を水素濃度に変換する制御手段とを有しており、制御手段は、水素検知素子の雰囲気が大気状態とみなし得る所定のタイミングで計測された出力に基づいて、水素濃度がゼロの場合の特性を示すゼロ点のズレを補正するゼロ点補正を行い（ステップＳ４）、水素検知素子の劣化度合いに関係するパラメータに基づいて、出力に対する水素濃度の比率を調整する（ステップＳ６）。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素濃度を測定するための水素センサシステムであって、
雰囲気中の水素濃度に応じた出力を示す水素検知素子と、
前記水素検知素子の出力を水素濃度に変換する変換手段と、
前記水素検知素子の雰囲気が大気状態とみなし得る所定のタイミングで計測された前記出力に基づいて、水素濃度がゼロの場合の特性を示すゼロ点のズレを補正するゼロ点補正を行い、前記水素検知素子の劣化度合いに関係するパラメータに基づいて、前記出力に対する前記水素濃度の比率を調整する校正手段と、
を有することを特徴とする水素センサシステム。
【請求項２】
前記水素検知素子の出力を水素濃度に対応付けるための対応データを記憶する記憶手段を有し、
前記変換手段は、前記対応データに基づいて前記水素検知素子の出力を水素濃度に変換し、
前記校正手段は、前記ゼロ点補正と、前記出力に対する前記水素濃度の比率を調整するための係数を補正する係数補正とを、前記対応データに対して実行することを特徴とする請求項１に記載の水素センサシステム。
【請求項３】
前記パラメータは時間に関係するパラメータであり、
前記係数補正において、前記係数は時間の経過とともに２次関数的に増大するように補正されることを特徴とする請求項２に記載の水素センサシステム。
【請求項４】
前記パラメータは時間に関係するパラメータであり、
前記係数補正において、前記係数は時間の経過とともに、初期段階において１次関数的に増大するように補正され、前記初期段階の後において２次関数的に増大するように補正されることを特徴とする請求項２に記載の水素センサシステム。
【請求項５】
車両に搭載されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の水素センサシステム。
【請求項６】
前記水素検知素子は、前記車両に搭載された燃料電池システムにおける酸素極側の出口側配管に設けられることを特徴とする請求項５に記載の水素センサシステム。
【請求項７】
前記水素濃度の検出精度の低下を示す所定の条件が成立した場合、既知濃度の水素を前記水素検知素子に印加したときの前記水素検知素子の出力から前記変換手段により得られる水素濃度を前記既知濃度に一致させるための校正の実施を促す表示を前記車両の車室内の視認可能位置にて行うことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の水素センサシステム。
【請求項８】
前記水素濃度の検出精度の低下を示す所定の条件が成立した場合、前記水素検知素子の交換を促す表示を前記車両の車室内の視認可能位置にて行うことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の水素センサシステム。
【請求項９】
前記係数補正は、前記車両の動作を制御する制御手段により実行されることを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか一項に記載の水素センサシステム。
【請求項１０】
前記係数補正は、前記水素検知素子に付設される制御手段により実行されることを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか一項に記載の水素センサシステム。
【請求項１１】
水素濃度を測定するための水素センサシステムであって、
雰囲気中の水素濃度に応じた出力を示す水素検知素子と、
前記水素検知素子の出力を水素濃度に変換する変換手段と、
前記水素検知素子の雰囲気が大気状態とみなし得る状態で計測された前記出力に基づいて、水素濃度がゼロの場合の特性を示すゼロ点のズレを補正するゼロ点補正を行い、既知濃度の水素を前記水素検知素子に印加したときの前記水素検知素子の出力から前記変換手段により得られる水素濃度が前記既知濃度に一致するように、前記出力に対する前記水素濃度の比率を調整する校正手段と、
を有することを特徴とする水素センサシステム。
【請求項１２】
前記水素検知素子の出力を水素濃度に対応付けるための対応データを記憶する記憶手段を有し、
前記変換手段は、前記対応データに基づいて前記水素検知素子の出力を水素濃度に変換し、
前記校正手段は、前記ゼロ点補正と、前記出力に対する前記水素濃度の比率を調整するための係数を補正する係数補正とを、前記対応データに対して実行することを特徴とする請求項１１に記載の水素センサシステム。
【請求項１３】
車両に搭載されることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の水素センサシステム。
【請求項１４】
雰囲気中の水素濃度に応じた出力を示す水素検知素子を備え、前記水素検知素子の出力を水素濃度に変換して水素濃度を測定する水素センサシステムの校正方法であって、
前記水素検知素子の雰囲気が大気状態とみなし得る所定のタイミングで計測された前記出力に基づいて、水素濃度がゼロの場合の特性を示すゼロ点のズレを補正するゼロ点補正を行い、前記水素検知素子の劣化度合いに関係するパラメータに基づいて、前記出力に対する前記水素濃度の比率を調整することを特徴とする水素センサシステムの校正方法。
【請求項１５】
雰囲気中の水素濃度に応じた出力を示す水素検知素子を備え、前記水素検知素子の出力を水素濃度に変換して水素濃度を測定する水素センサシステムの校正方法であって、
前記水素検知素子の雰囲気が大気状態とみなし得る状態で計測された前記出力に基づいて、水素濃度がゼロの場合の特性を示すゼロ点のズレを補正するゼロ点補正を行い、既知濃度の水素を前記水素検知素子に印加したときの前記水素検知素子の出力を変換して得られる水素濃度が前記既知濃度に一致するように、前記出力に対する前記水素濃度の比率を調整することを特徴とする水素センサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素濃度を測定するための水素センサシステム及びその校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば固体高分子膜型の燃料電池において、酸素極側の出口側配管に水素センサを設け、この水素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出したことを検知する技術が知られている（特許文献１，２参照）。
【０００３】
また、特許文献１には、車両に搭載された水素センサを適宜のタイミングで校正する技術が開示されている。このようにすれば、劣化した水素センサを交換しなくても済む。水素センサは高価であり交換すると多大な費用がかかってしまうため、校正は有用な手段である。しかも、特許文献１，２に記載のような燃料電池の酸素極側の出口側配管に設置される水素センサは劣化スピードが速いため交換頻度が高く、このような場所に設置される水素センサに対して校正は特に効果的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０５４５号公報
【特許文献２】特開平６−２２３８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、水素センサの校正のタイミングが主に述べられており、水素センサ自体の校正の仕方や校正精度については、必ずしも十分には考慮されていなかった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、水素センサシステムの校正を精度良く行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、水素濃度を測定するための水素センサシステムであって、
雰囲気中の水素濃度に応じた出力を示す水素検知素子と、前記水素検知素子の出力を水素濃度に変換する変換手段と、前記水素検知素子の雰囲気が大気状態とみなし得る所定のタイミングで計測された前記出力に基づいて、水素濃度がゼロの場合の特性を示すゼロ点のズレを補正するゼロ点補正を行い、前記水素検知素子の劣化度合いに関係するパラメータに基づいて、前記出力に対する前記水素濃度の比率を調整する校正手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、水素検知素子は、例えば長時間の使用によりゼロ点にズレが生じることに加えて感度が低下する傾向にあるが、ゼロ点補正を行うとともに、水素検知素子の劣化度合いに関係するパラメータに基づいて、出力に対する水素濃度の比率を調整するようにしたため、たとえ水素検知素子の劣化が起きた場合でも、水素濃度の検出精度を維持することができる。
すなわち、水素センサシステムの校正を精度良く行うことが可能となる。これにより、水素検知素子の交換頻度及び点検頻度を少なくすることができ、水素センサシステムが搭載される装置の維持費を低減できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の水素センサシステムにおいて、前記水素検知素子の出力を水素濃度に対応付けるための対応データを記憶する記憶手段を有し、前記変換手段は、前記対応データに基づいて前記水素検知素子の出力を水素濃度に変換し、前記校正手段は、前記ゼロ点補正と、前記出力に対する前記水素濃度の比率を調整するための係数を補正する係数補正とを、前記対応データに対して実行することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、請求項１に記載の発明の作用効果に加えて、より簡易な処理で水素センサシステムの校正を精度良く行うことができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の水素センサシステムにおいて、前記パラメータは時間に関係するパラメータであり、前記係数補正において、前記係数は時間の経過とともに２次関数的に増大するように補正されることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、請求項２に記載の発明の作用効果に加えて、水素検知素子は時間の経過とともに２次関数的に出力が低下していく傾向があることが確認されているが、かかる出力低下の傾向にあわせて係数が補正されるため、水素検知素子の劣化が進行したとしても、水素濃度の検出精度を確実に維持することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の水素センサシステムにおいて、前記パラメータは時間に関係するパラメータであり、前記係数補正において、前記係数は時間の経過とともに、初期段階において１次関数的に増大するように補正され、前記初期段階の後において２次関数的に増大するように補正されることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、請求項２に記載の発明の作用効果に加えて、初期段階においては、水素検知素子の表面の一部に異物が付着する等による１次関数的な出力低下の軌跡にあわせて係数が補正され、初期段階の後においては、水素検知素子の表面及び内部に対する異物の付着等による２次関数的な出力低下の軌跡にあわせて係数が補正される。これにより、水素検知素子の劣化が進行したとしても、水素濃度の検出精度を確実に維持することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の水素センサシステムにおいて、車両に搭載されることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、例えば水素を用いる動力源が搭載された車両に適用して水素センサシステムの校正を精度良く行うことができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の水素センサシステムにおいて、前記水素検知素子は、前記車両に搭載された燃料電池システムにおける酸素極側の出口側配管に設けられることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、請求項５に記載の発明の作用効果に加えて、酸素極側の出口側配管に設けられる水素検知素子は、劣化スピードが速いため通常では交換時期が早くなるが、校正を行うことにより検出精度を維持しつつ使用を継続することが可能となる。これにより、水素検知素子の交換頻度及び点検頻度を少なくして車両維持費を低減できる効果が顕著となる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項５又は請求項６に記載の水素センサシステムにおいて、前記水素濃度の検出精度の低下を示す所定の条件が成立した場合、既知濃度の水素を前記水素検知素子に印加したときの前記水素検知素子の出力から前記変換手段により得られる水素濃度を前記既知濃度に一致させるための校正の実施を促す表示を前記車両の車室内の視認可能位置にて行うことを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、請求項５又は請求項６に記載の発明の作用効果に加えて、所定の条件下で、既知濃度の水素を用いた校正により検出精度のリセットを促すことができる。これにより、水素濃度の検出精度をより確実に維持することができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項５又は請求項６に記載の水素センサシステムにおいて、前記水素濃度の検出精度の低下を示す所定の条件が成立した場合、前記水素検知素子の交換を促す表示を前記車両の車室内の視認可能位置にて行うことを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、請求項５又は請求項６に記載の発明の作用効果に加えて、所定の条件下で、水素検知素子の交換により検出精度のリセットを促すことができる。これにより、水素濃度の検出精度をより確実に維持することができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項５乃至請求項８のいずれか一項に記載の水素センサシステムにおいて、前記係数補正は、前記車両の動作を制御する制御手段により実行されることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、請求項５乃至請求項８のいずれか一項に記載の発明の作用効果に加えて、車両の動作を制御する制御手段が係数補正を実施するため、係数補正のために水素検知素子を含むセンサ自体を特別に変更することなく校正処理を実施できるため、低コストでの校正を実現できる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項５乃至請求項８のいずれか一項に記載の水素センサシステムにおいて、前記係数補正は、前記水素検知素子に付設される制御手段により実行されることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、請求項５乃至請求項８のいずれか一項に記載の発明の作用効果に加えて、水素検知素子に付設される制御手段が係数補正を行うため、水素検知素子の個体差を考慮した係数のセッティングが可能となる。
【００２７】
請求項１１に記載の発明は、水素濃度を測定するための水素センサシステムであって、
雰囲気中の水素濃度に応じた出力を示す水素検知素子と、前記水素検知素子の出力を水素濃度に変換する変換手段と、前記水素検知素子の雰囲気が大気状態とみなし得る状態で計測された前記出力に基づいて、水素濃度がゼロの場合の特性を示すゼロ点のズレを補正するゼロ点補正を行い、既知濃度の水素を前記水素検知素子に印加したときの前記水素検知素子の出力から前記変換手段により得られる水素濃度が前記既知濃度に一致するように、前記出力に対する前記水素濃度の比率を調整する校正手段と、を有することを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、水素検知素子は、例えば長時間の使用によりゼロ点のズレが生じることに加えて感度が変化する傾向にあるが、ゼロ点補正を行うとともに、既知濃度の水素を用いることにより、出力に対する水素濃度の比率を調整するようにしたため、たとえ水素検知素子の劣化が起きた場合でも、水素濃度の検出精度を維持することができる。
すなわち、水素センサシステムの校正を精度良く行うことが可能となる。これにより、水素検知素子の交換頻度及び点検頻度を少なくすることができ、水素センサシステムが搭載される装置の維持費を低減できる。
しかも、例えば水素に対して活性な物質が水素検知素子に付着するなどして、水素検知素子の出力が増大する方向に変化した場合であっても、的確に係数補正を実行することができる。これにより、水素濃度の検出精度をより確実に維持することができる。
【００２９】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の水素センサシステムにおいて、前記水素検知素子の出力を水素濃度に対応付けるための対応データを記憶する記憶手段を有し、前記変換手段は、前記対応データに基づいて前記水素検知素子の出力を水素濃度に変換し、前記校正手段は、前記ゼロ点補正と、前記出力に対する前記水素濃度の比率を調整するための係数を補正する係数補正とを、前記対応データに対して実行することを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、請求項１１に記載の発明の作用効果に加えて、より簡易な処理で水素センサシステムの校正を精度良く行うことができる。
【００３１】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１又は請求項１２に記載の水素センサシステムにおいて、車両に搭載されることを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、例えば水素を用いる動力源が搭載された車両に適用して水素センサシステムの校正を精度良く行うことができる。
【００３３】
請求項１４に記載の発明は、雰囲気中の水素濃度に応じた出力を示す水素検知素子を備え、前記水素検知素子の出力を水素濃度に変換して水素濃度を測定する水素センサシステムの校正方法であって、前記水素検知素子の雰囲気が大気状態とみなし得る所定のタイミングで計測された前記出力に基づいて、水素濃度がゼロの場合の特性を示すゼロ点のズレを補正するゼロ点補正を行い、前記水素検知素子の劣化度合いに関係するパラメータに基づいて、前記出力に対する前記水素濃度の比率を調整することを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、水素検知素子は、例えば長時間の使用によりゼロ点にズレが生じることに加えて感度が低下する傾向にあるが、ゼロ点補正を行うとともに、水素検知素子の劣化度合いに関係するパラメータに基づいて、出力に対する水素濃度の比率を調整するようにしたため、たとえ水素検知素子の劣化が起きた場合でも、水素濃度の検出精度を維持することができる。
すなわち、水素センサシステムの校正を精度良く行うことが可能となる。これにより、水素検知素子の交換頻度及び点検頻度を少なくすることができ、水素センサシステムが搭載される装置の維持費を低減できる。
【００３５】
請求項１５に記載の発明は、雰囲気中の水素濃度に応じた出力を示す水素検知素子を備え、前記水素検知素子の出力を水素濃度に変換して水素濃度を測定する水素センサシステムの校正方法であって、前記水素検知素子の雰囲気が大気状態とみなし得る状態で計測された前記出力に基づいて、水素濃度がゼロの場合の特性を示すゼロ点のズレを補正するゼロ点補正を行い、既知濃度の水素を前記水素検知素子に印加したときの前記水素検知素子の出力を変換して得られる水素濃度が前記既知濃度に一致するように、前記出力に対する前記水素濃度の比率を調整することを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、水素検知素子は、例えば長時間の使用によりゼロ点のズレが生じることに加えて感度が変化する傾向にあるが、ゼロ点補正を行うとともに、既知濃度の水素を用いることにより、出力に対する水素濃度の比率を調整するようにしたため、たとえ水素検知素子の劣化が起きた場合でも、水素濃度の検出精度を維持することができる。
すなわち、水素センサシステムの校正を精度良く行うことが可能となる。これにより、水素検知素子の交換頻度及び点検頻度を少なくすることができ、水素センサシステムが搭載される装置の維持費を低減できる。
しかも、例えば水素に対して活性な物質が水素検知素子に付着するなどして、水素検知素子の出力が増大する方向に変化した場合であっても、的確に係数補正を実行することができる。これにより、水素濃度の検出精度をより確実に維持することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、水素センサシステムの校正を精度良く行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水素センサシステムが適用された車両の概略構成図である。
【図２】図１に示される水素センサシステムを燃料電池システムとともに示す概略構成図である。
【図３】水素センサの概略構成を示すブロック図である。
【図４】水素検知素子の出力から水素濃度への変換処理を説明するための図である。
【図５】水素検知素子が劣化した場合の水素検知素子の生出力及び増幅出力を示す図である。
【図６】第１実施形態に係る水素センサシステムの校正処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態に係るゼロ点補正の処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】第１実施形態に係るゼロ点補正を説明するための図である。
【図９】第１実施形態に係る係数補正の処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】第１実施形態に係る係数補正を説明するための図である。
【図１１】燃料電池の発電時間と係数β２との関係を示す図である。
【図１２】図１１の係数演算データを得るために予め実験等により求めた感度劣化率の時間的変化を示す図である。
【図１３】水素センサシステムの校正処理の実施時期について説明するための図表である。
【図１４】第１実施形態において外部機器からの実施指令を水素センサが受信する様子を示す図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に係る水素センサシステムが適用された車両の概略構成図である。
【図１６】第２実施形態に係る水素センサシステムの校正処理の手順を示すフローチャートである。
【図１７】第２実施形態に係るゼロ点補正を説明するための図である。
【図１８】第２実施形態に係る係数補正の処理の手順を示すフローチャートである。
【図１９】第２実施形態に係る係数の算出方法を説明するための図である。
【図２０】第２実施形態に係る係数補正を説明するための図である。
【図２１】第２実施形態において外部機器からの実施指令を水素センサが受信する様子を示す図である。
【図２２】校正専用の接続ピンを備えたコネクタのピン構造を示す概略図であり、（ａ）は接合面を示す図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る水素センサシステムが適用された車両の概略構成図である。図２は、図１に示される水素センサシステムを燃料電池システムとともに示す概略構成図である。
【００４０】
図１に示すように、本実施形態に係る水素センサシステム１は、水素濃度を測定するためのものであり、車両Ｖに搭載されている。水素センサシステム１は、水素を検出する水素センサ２と、水素センサ２と電気的に接続されるＥＣＵ（Electronic Control Unit；電子制御装置）３と、ＥＣＵ３と電気的に接続される表示装置４とを備えている。
【００４１】
図２に示すように、水素センサ２は、車両Ｖ（図１参照）に搭載された動力源としての燃料電池システム１０に組み込まれている。ここでは、車両Ｖは、燃料電池車両であり、燃料電池システム１０による発電電力によって走行用の電動モータ（図示せず）を回転させて走行するように構成されている。
【００４２】
燃料電池システム１０は、燃料電池５と、燃料極（アノード）側の入口側配管６及び出口側配管８と、酸素極（カソード）側の入口側配管７及び出口側配管９とを備えている。水素センサ２は、燃料電池システム１０における酸素極側の出口側配管９に設けられている。
【００４３】
燃料電池５は、例えば陽イオン交換膜等からなる固体高分子電解質膜を燃料極と酸素極で挟持した膜電極接合体を、更に一対のセパレータで挟持してなる単セル（図示せず）を多数組積層して構成されたスタックからなる。
【００４４】
燃料電池５においては、燃料電池５の燃料極に入口側配管６から供給された水素等の燃料ガスにより、燃料極の触媒電極上で水素がイオン化され、適度に加湿された固体高分子電解質膜を介して酸素極へと移動する、その間に生じた電子が外部回路に取り出され、直流の電気エネルギとして利用される。燃料電池５の酸素極には、例えば、酸素等の酸化剤ガスあるいは空気が入口側配管７を介して供給されているために、この酸素極において、水素イオン、電子及び酸素が反応して水が生成される。そして、燃料極側、酸素極側共に出口側配管８，９から反応済みのいわゆるオフガスが系外に排出される。
【００４５】
なお、図２では図示を省略しているが、出口側配管８からの水素は入口側配管６に戻されてリサイクルされるようになっている。そして、出口側配管８から適宜のタイミングで一部の水素が出口側配管９へと排出（水素センサ２の上流側に）され、燃料電池５に供給される水素の純度を適正なものとしている。
【００４６】
ＥＣＵ３は、ＣＰＵ及び記憶手段を有する制御手段（図示せず）を備えており、車両Ｖ（図１参照）の動作を制御する。ＥＣＵ３は、車両ＶのＩＧ（イグニッション；図示せず）と連動しており、ＩＧがオンされると燃料電池システム１０を起動して燃料電池５を発電させるようになっている。
【００４７】
ＥＣＵ３は、水素センサ２の出力に基づいて測定される水素濃度を用いて、燃料電池システム１０における酸素極側の出口側配管９からの水素の流出量を監視する。ＥＣＵ３は、出口側配管９を通って所定値以上の水素が流出していると判定した場合には、表示装置４にその旨の表示を行ったり、警報装置（図示せず）に警報音を発生させたり、燃料電池システム１０を停止させたりすることができる。表示装置４は、車両Ｖ（図１参照）の車室内の視認可能位置に設置されており、各種の情報を表示する。表示装置４には、ＬＣＤ等のディスプレイやメータ等が含まれる。
【００４８】
図３は、水素センサの概略構成を示すブロック図である。図３に示すように、水素センサ２は、ＣＰＵ２２、及びＲＯＭやＲＡＭ等の記憶手段２３を有する制御手段２１と、雰囲気中の水素濃度に応じた出力を示す水素検知素子２４とを備えている。水素センサ２の制御手段２１は、ＥＣＵ３の制御手段と通信可能である。
【００４９】
本実施形態では、水素センサ２は接触燃焼式のセンサである。水素検知素子２４は、オフガス中に含まれる水素を検知するための素子であり、具体的には検出素子と温度補償素子との対により構成されている。検出素子は、周知の素子であって、電気抵抗に対する温度係数が高い白金等を含む金属線のコイルが、触媒を坦持したアルミナ等の坦体で被覆されて形成されている。触媒は、水素に対して活性な貴金属等からなる。温度補償素子は、水素に対して不活性とされ、例えば検出素子と同等のコイルの表面が、アルミナ等の坦体で被覆されて形成されている。
【００５０】
そして、水素が触媒に接触した際に生じる反応熱により、検出素子が高温になると、検出素子と温度補償素子の抵抗値に差が生じるので、この差に応じた電圧を検出することにより水素濃度を検出することができるようになっている。なお、雰囲気温度による電気抵抗値の変化は、温度補償素子を利用することにより相殺されるように設定されている。
【００５１】
図４は、水素検知素子の出力から水素濃度への変換処理を説明するための図である。図４中の符号Ａは、水素検知素子２４の生出力を示しており、図４中の符号Ｂは、水素検知素子２４の生出力Ａに対して係数β１を乗じることによって得られる増幅出力を示している。生出力Ａは値や変化量が小さく、これを増幅した後の増幅出力Ｂを用いて水素濃度への変換処理が行われる。
【００５２】
図４に示すように、水素検知素子２４で生じる生出力Ａの具体的な値が例えば「ａ」であるとき、「ａ」に係数β１を乗じることにより、増幅出力Ｂの具体的な値として「ｂ」が得られる。ここで、増幅出力Ｂと水素濃度との関係は、図４中に増幅出力Ｂとして示される相関関係データＬで与えられる。なお、相関関係データＬは、図４中では直線であるが、これに限定されるものではない。そして、図４に示すように、相関関係データＬに基づいて、増幅出力Ｂの具体的な値である「ｂ」から水素濃度「ｃ」が得られる。
【００５３】
このような水素濃度への変換処理は、制御手段（変換手段）２１により実行される。具体的には、記憶手段２３に保存されている所定のプログラムをＣＰＵ２２が実行することによって変換処理が実行される。この変換処理において用いられ、水素検知素子２４の出力を水素濃度に対応付けるための対応データＤは、水素センサ２の記憶手段２３に格納されている。ここで、対応データＤには、係数β１、及び相関関係データＬが含まれる。対応データＤは、関係式（係数や定数項を含む）であってもよく、参照テーブル（マップデータ）であってもよい。
【００５４】
図５は、水素検知素子が劣化した場合の水素検知素子の生出力及び増幅出力を示す図である。図５に示すように、例えば長時間の使用により水素検知素子２４に対してシリコン（Ｓｉ）等の異物が付着するため、想定通りに検出素子の温度が上昇しないこと等により熱的特性が変化する。
【００５５】
すなわち、水素濃度がゼロ（０）の場合の特性を示すゼロ点にズレａ０（ゼロ点のオフセット）が生じることに加えて、雰囲気中の水素濃度の変化に対する生出力の変化の割合を示す感度が低下する。つまり、水素検知素子２４の生出力Ａは劣化によりＡ１に変化し、係数β１を使用した場合の増幅出力Ｂは劣化によりＢ１に変化する。なお、水素検知素子２４に対する異物の付着によって、水素検知素子２４自体の熱マスが大きくなること等によりゼロ点のズレａ０が生じ、水素検知素子２４の水素との反応領域が小さくなること等により感度が低下すると考えられる。
【００５６】
したがって、図５に示すように、生出力Ａの具体的な値「ａ」は劣化により「ａ１」に変化し、係数β１を使用した場合の増幅出力Ｂの具体的な値「ｂ」は劣化により「ｂ１」に変化する。そして、相関関係データＬに基づいて、増幅出力Ｂの具体的な値「ｂ１」から水素濃度「ｃ１」が得られるが、この値は、劣化前（初期状態）の水素濃度「ｃ」（図４参照）よりも減少する方向に変動しており、結果的として検出精度の低下を招く。
【００５７】
本実施形態では、かかる検出精度の低下を防止すべく、水素センサシステム１の校正が行われる。次に、図６〜図１０を参照して、水素センサシステム１の校正処理について説明する。
【００５８】
図６は、第１実施形態に係る水素センサシステムの校正処理の手順を示すフローチャートである。図７は、第１実施形態に係るゼロ点補正の処理の手順を示すフローチャートである。図８は、第１実施形態に係るゼロ点補正を説明するための図である。図９は、第１実施形態に係る係数補正の処理の手順を示すフローチャートである。図１０は、第１実施形態に係る係数補正を説明するための図である。
【００５９】
なお、水素センサシステム１の校正処理（ゼロ点補正及び係数補正）は、制御手段（校正手段）２１により実行される。具体的には、記憶手段２３に保存されている所定のプログラムをＣＰＵ２２が実行することによって校正処理が実行される。
【００６０】
図６に示すように、水素センサシステム１の校正処理では先ず、大気環境下で水素センサシステム１が起動する（ステップＳ２）。水素センサシステム１が起動した後、制御手段２１は、ゼロ点補正を実行する（ステップＳ４）。続いて、制御手段２１は、係数補正を実行して（ステップＳ６）、校正処理を完了する。
【００６１】
このように水素センサシステム１の校正処理は、ゼロ点補正と係数補正とを含んでいる。ここで、ゼロ点補正は、水素検知素子２４の雰囲気が大気状態とみなし得る所定のタイミングで計測された出力に基づいて、水素濃度がゼロの場合の特性を示すゼロ点のズレを補正する処理である。これは、水素検知素子２４の雰囲気が大気状態の場合には、この大気中には水素が殆ど含まれていないことを利用したものである。所定のタイミングとは、例えば、ＩＧのオン時等の燃料電池システム１０による発電開始前や、ＩＧのオフ後所定時間経過後である。
【００６２】
また、係数補正は、水素検知素子２４の劣化度合いに関係するパラメータに基づいて、出力に対する水素濃度の比率を調整するための係数を補正する処理である。ここでは、前記比率を調整するための係数は、増幅出力を得るために水素検知素子２４の生出力に対して乗じられる係数β１である。
【００６３】
最初に、ゼロ点補正について説明する。
図７に示すように、ゼロ点補正では先ず、制御手段２１は、大気環境下での水素検知素子２４の生出力を確認し（ステップＳ１２）、ゼロ点のズレａ０（図８参照）を算出する（ステップＳ１４）。続いて、制御手段２１は、ゼロ点のズレａ０を補正するためのゼロ点ズレ補正値α（図８参照）を算出し（ステップＳ１６）、このゼロ点ズレ補正値αを対応データＤ（図４参照）に反映する（ステップＳ１８）。
【００６４】
図８に示すように、ゼロ点のズレａ０の発生は、水素検知素子２４の生出力Ａが劣化によりＡ１に変化することを示している。したがって、このゼロ点のズレａ０を補正するためには、劣化後の生出力Ａ１が示すグラフを、生出力Ａ２が示すグラフの如く原点（出力＝０、水素濃度＝０）を通るように、ズレａ０の絶対値量だけ生出力の増大方向に平行移動させる。図８中のゼロ点ズレ補正値αは、水素検知素子２４の生出力に加算される補正量がズレａ０の絶対値量であることを示すデータである。ステップＳ１４では、このゼロ点ズレ補正値αが、対応データＤ（図４参照）に含められる。
【００６５】
次に、係数補正について説明する。
図９に示すように、係数補正では先ず、制御手段２１は、水素検知素子２４の劣化度合いに関係するパラメータとしての燃料電池５の発電時間に基づいて、増幅出力Ｂ２（図１０参照）を得るために水素検知素子２４のゼロ点補正後の生出力Ａ２（図１０参照）に対して乗じられる係数β２（図１０参照）を算出する（ステップＳ２２）。なお、係数β２の算出方法については後記する。
【００６６】
続いて、制御手段２１は、算出された係数β２を対応データＤ（図４参照）に反映する（ステップＳ２４）。ここでは、初期状態での係数β１（図４参照）が、ステップＳ２４で算出された係数β２に置き換えられる。
【００６７】
図１０に示すように、ゼロ点補正後の生出力Ａ２に対して、ステップＳ２２で算出された係数β２を乗じることによって、係数補正後の増幅出力Ｂ２が得られる。ここで、係数補正後の増幅出力Ｂ２が、初期状態における増幅出力Ｂ（図４参照）に略一致するように、係数β２の算出が行われる。
【００６８】
次に、係数β２の算出方法について説明する。
図１１は、燃料電池の発電時間と係数β２との関係を示す図である。水素センサ２の記憶手段２３には、燃料電池５の発電時間と係数β２との関係を示す係数演算データが保存されている。係数演算データは、関係式であってもよく、参照テーブル（マップデータ）であってもよい。制御手段２１は、この係数演算データに基づいて係数β２を算出し、初期状態での係数β１をこの係数β２に置き換える。
【００６９】
図１２は、図１１の係数演算データを得るために予め実験等により求めた感度劣化率の時間的変化を示す図である。ここで、感度劣化率は、感度劣化率＝（現在の出力−初期状態での出力）／初期状態での出力、の式で算出される。この感度劣化率の時間的変化を示すカーブに合わせるように、係数β２が設定されるようになっている。これにより、水素検知素子２４の劣化が進行したとしても、水素濃度の検出精度をより確実に維持することができる。
【００７０】
また例えば、係数補正において、係数β２は時間の経過とともに２次関数的に増大するように設定されてもよい。このように構成すれば、水素検知素子２４は、図１２から全体として時間の経過とともに２次関数的に出力が低下していく傾向があることがわかるが、かかる出力低下の傾向にあわせて係数β２が設定されるため、水素検知素子２４の劣化が進行したとしても、水素濃度の検出精度を確実に維持することができる。
【００７１】
また例えば、係数補正において、係数β２は時間の経過とともに、初期段階において１次関数的に増大するように設定され、初期段階の後において２次関数的に増大するように設定されてもよい。このように構成すれば、図１１及び図１２に示すように、初期段階Ｔ１においては、水素検知素子２４の表面の一部に異物が付着する等による１次関数的な出力低下（初期劣化）の軌跡にあわせて係数β２が設定され、初期段階の後の期間Ｔ２においては、水素検知素子２４の表面及び内部に対する異物の付着等による２次関数的な出力低下（経時劣化）の軌跡にあわせて係数β２が設定される。これにより、水素検知素子２４の劣化が進行したとしても、水素濃度の検出精度を確実に維持することができる。
【００７２】
図１１及び図１２中に示す点Ｑは、水素検知素子２４の使用限界点を示す。図１２に示すように、使用限界点Ｑにおいて感度劣化率が所定値以下になっており、点Ｑは感度調整の限界点とも言える。
【００７３】
本実施形態では、水素濃度の検出精度の低下を示す所定の条件として、係数β２が所定値以上となる点Ｐに達した場合、制御手段２１は、水素検知素子２４を含む水素センサ２の交換を促すメッセージや画像等の表示を車両Ｖ（図１参照）の車室内の視認可能位置に設けられた表示装置４（図１参照）にて行う。ここで、水素センサ２の交換を促す点Ｐは、使用限界点Ｑに至る以前に設定される。このようにすれば、所定の条件下で、水素センサ２の交換により検出精度のリセットを促すことができる。これにより、水素濃度の検出精度をより確実に維持することができる。
【００７４】
なお、前記した係数β２の算出方法において、燃料電池５の発電時間に基づいて係数β２を算出するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、水素センサ２の使用時間（通電時間）、車両Ｖの運転時間、燃料電池５の運転時間、燃料電池５の総発電量、掃気ガスの総量、燃料電池５の所定の高温運転時間、総排ガス量等の、水素検知素子２４の劣化度合いに関係する他のパラメータに基づいて、係数β２を算出するようにしてもよい。
【００７５】
さらには、燃料電池５の発電時間や前記他のパラメータのうちの少なくとも二つ以上を考慮して、係数β２を算出するようにしてもよい。この場合、例えば各パラメータに重みを付け、パラメータ毎に得られた係数の加重平均を取ることによって、係数β２が算出され得る。このようにすれば、水素濃度の検出精度を上げることができる。
【００７６】
また、水素センサ２の交換を促す点Ｐは、ここでは係数β２が所定値以上となる点に設定されているが、これに限定されることなく、感度劣化率が所定値以下となる点、水素検知素子２４の劣化度合いに関係する前記パラメータが所定値以上となる点、校正処理の実施回数が所定値以上となる点等に設定されてもよい。
【００７７】
前記したように、ゼロ点補正（図６のステップＳ４）において対応データＤ（図４参照）にゼロ点ズレ補正値αが追加され（図７のステップＳ１８）、係数補正（図６のステップＳ６）において対応データＤ（図４参照）の係数β１が係数β２に置き換えられる（図９のステップＳ２４）。したがって、水素センサシステム１の校正処理後においては、水素検知素子２４の出力から水素濃度への変換処理は、以下のように行われる。すなわち先ず、水素検知素子２４の生出力をゼロ点ズレ補正値αに基づいて平行移動（ゼロ点補正；図８参照）させた値に対して、係数β２を乗じること（係数補正；図１０参照）によって、校正後の増幅出力が取得される。そして、相関関係データＬを参照することにより、取得された校正後の増幅出力から、水素濃度が得られる（図４参照）。
【００７８】
図１３は、水素センサシステムの校正処理の実施時期について説明するための図表である。ここでは、図１３に示す実施時期（１）に従って、水素センサシステム１の校正処理が実施される。
【００７９】
すなわち、ＥＣＵ３は、燃料電池５の発電時間が規定発電時間を経過したと判断された時点で、ＩＧのオン時等の燃料電池システム１０による発電開始前に、水素センサ２に対して車載状態での校正処理の実施指令を送信する。あるいは、ＥＣＵ３は、ＩＧのオフ後所定時間経過後に、水素センサ２に対して車載状態での校正処理の実施指令を送信してもよい。そして、ＥＣＵ３からの実施指令を受信した水素センサ２が校正処理を実施する（図６参照）。
【００８０】
但し、図１３に示す実施時期（２）に従って、水素センサシステム１の校正処理が実施されてもよい。図１４は、第１実施形態において外部機器からの実施指令を水素センサが受信する様子を示す図である。この場合、水素センサ２内に無線受信手段（図示せず）を設けておき、図１４に示すように、任意の時間の経過時点で、定期点検等の作業時に、車両Ｖの外部に存在する外部機器３１から水素センサ２に対して車載状態での校正処理の実施指令が送信される。そして、外部機器３１からの実施指令を受信した水素センサ２が校正処理を実施する（図６参照）。
【００８１】
また、図１３に示す実施時期（３）に従って、水素センサシステム１の校正処理が実施されてもよい。この場合、水素センサ２内に設定したタイマにより水素センサ２の通電時間が規定通電時間を経過したと判断された時点で、水素センサ２（内蔵の制御手段２１）がＥＣＵ３に対して校正処理の実施指令を要求する指令を送信する。水素センサ２からの指令を受信したＥＣＵ３は、校正処理の実施が可能なタイミングを判断し、例えばＩＧのオン時等の燃料電池システム１０による発電開始前に、水素センサ２に対して車載状態での校正処理の実施指令を送信する。そして、ＥＣＵ３からの実施指令を受信した水素センサ２が校正処理を実施する（図６参照）。
【００８２】
前記したように、本実施形態においては、水素濃度を測定するための水素センサシステム１は、雰囲気中の水素濃度に応じた出力を示す水素検知素子２４と、水素検知素子２４の出力を水素濃度に変換する制御手段２１とを有しており、制御手段２１は、水素検知素子２４の雰囲気が大気状態とみなし得る所定のタイミングで計測された出力に基づいて、水素濃度がゼロの場合の特性を示すゼロ点のズレを補正するゼロ点補正を行い、水素検知素子２４の劣化度合いに関係するパラメータに基づいて、出力に対する水素濃度の比率を調整する。
【００８３】
したがって本実施形態によれば、水素検知素子２４は、例えば長時間の使用によりゼロ点にズレが生じることに加えて感度が低下する傾向にあるが、ゼロ点補正を行うとともに、水素検知素子２４の劣化度合いに関係するパラメータに基づいて、出力に対する水素濃度の比率を調整するようにしたため、たとえ水素検知素子２４の劣化が起きた場合でも、水素濃度の検出精度を維持することができる。
すなわち、水素センサシステム１の校正を精度良く行うことが可能となる。これにより、水素検知素子２４を含む水素センサ２の交換頻度及び点検頻度を少なくすることができ、車両維持費を低減できる。
【００８４】
また、水素センサシステム１は車両に搭載されているため、本実施形態のような水素を用いる動力源が搭載された車両に適用して水素センサシステムの校正を精度良く行うことができる。
【００８５】
また、水素センサ２を車両Ｖから取り外すことなく車載状態のままで簡単に校正処理を実施でき、作業工数の低減、及び点検効率の向上を図ることができる。
【００８６】
また、水素検知素子２４を含む水素センサ２は、車両Ｖに搭載された燃料電池システム１０における酸素極側の出口側配管９に設けられるため、水素検知素子２４の劣化スピードが速いため通常では交換時期が早くなるが、校正を行うことにより検出精度を維持しつつ使用を継続することが可能となる。これにより、水素検知素子２４を含む水素センサ２の交換頻度及び点検頻度を少なくして車両維持費を低減できる効果が顕著となる。
【００８７】
また、水素検知素子２４に付設される水素センサ２の制御手段２１が係数補正を行うため、水素検知素子２４の個体差（素子個々の特性差）を考慮した係数β２のセッティングが可能となる。
【００８８】
但し、車両Ｖの動作を制御する制御手段を含むＥＣＵ３が、ゼロ点補正及び係数補正の少なくとも一部（例えば係数補正）を実行してもよい。この場合には、水素検知素子２４を含む水素センサ２を、係数補正のために特別に変更（設定）することなく校正処理を実施できるため、低コストでの校正を実現できる。
【００８９】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態と共通する部分については、第１実施形態において示した構成及び説明を援用するものとする。以下、第１実施形態と相違する部分について主に説明する。
【００９０】
図１５は、本発明の第２実施形態に係る水素センサシステムが適用された車両の概略構成図である。図１５に示すように、第２実施形態に係る水素センサシステム１ａでは、水素センサシステム１ａの校正処理時に、水素センサ２に対して供給ライン４１を介して基準ガス供給装置４２が接続される。このように第２実施形態は、基準ガスを使用した校正処理を行う点で第１実施形態と相違している。
【００９１】
次に、図１６〜図２１を参照して、第２実施形態に係る水素センサシステム１ａの校正処理について説明する。図１６は、第２実施形態に係る水素センサシステムの校正処理の手順を示すフローチャートである。図１７は、第２実施形態に係るゼロ点補正を説明するための図である。図１８は、第２実施形態に係る係数補正の処理の手順を示すフローチャートである。図１９は、第２実施形態に係る係数の算出方法を説明するための図である。図２０は、第２実施形態に係る係数補正を説明するための図である。
【００９２】
なお、水素センサシステム１ａの校正処理（ゼロ点補正及び係数補正）は、制御手段（校正手段）２１により実行される。具体的には、記憶手段２３に保存されている所定のプログラムをＣＰＵ２２が実行することによって校正処理が実行される。
【００９３】
図１６に示すように、水素センサシステム１ａの校正処理では先ず、大気環境下で水素センサシステム１ａが起動する（ステップＳ２）。水素センサシステム１が起動した後、制御手段２１は、ゼロ点補正を実行（ステップＳ４）する。
【００９４】
ゼロ点補正（ステップＳ４）の処理の手順は、第１実施形態と同様であり、図７に示した通りである。但し、第２実施形態では、図１７に示すように、劣化によって生出力の減少方向に生じるゼロ点のズレａ０の発生により、水素検知素子２４の生出力ＡがＡ１に変化する場合に加えて、生出力の増大方向に生じるゼロ点のズレａ０＋の発生により、水素検知素子２４の生出力ＡがＡ１＋に変化する場合をも想定している。これは、例えば水素に対して活性な物質が水素検知素子２４に付着するなどして、水素検知素子２４の出力が増大することもあるからである。
【００９５】
生出力の減少方向に生じるゼロ点のズレａ０を補正する方法は、第１実施形態に示した通りである。一方、生出力の増大方向に生じるゼロ点のズレａ０＋を補正するためには、ズレを含む生出力Ａ１＋が示すグラフを、生出力Ａ２＋が示すグラフの如く原点（出力＝０、水素濃度＝０）を通るように、ズレａ０＋の絶対値量だけ生出力の減少方向に平行移動させる。
【００９６】
図１７中のゼロ点ズレ補正値αは、水素検知素子２４の生出力に加算又は減算される補正量がズレａ０又はａ０＋の絶対値量であることを示すデータである。ステップＳ１４（図７参照）では、このゼロ点ズレ補正値αが、対応データＤ（図４参照）に含められる。
【００９７】
ゼロ点補正（ステップＳ４）が終了すると、制御手段２１は、既知濃度ｃｂ（図１９参照；例えば１％）の水素である基準ガスの水素センサ２への供給を促すための供給指示をＥＣＵ３に送信する（ステップＳ５）。ここで、供給指示を受信したＥＣＵ３は、基準ガスの水素センサ２への供給を促す表示を表示装置４にて行う。そして、点検作業者が、水素センサ２に対して供給ライン４１を介して基準ガス供給装置４２を接続し、基準ガスを水素センサ２の水素検知素子２４に印加する。
【００９８】
基準ガスが水素センサ２に供給されると、制御手段２１は、係数補正を実行する（ステップＳ６ａ）。この第２実施形態に係る係数補正については後記する。
【００９９】
係数補正（ステップＳ６ａ）が終了すると、制御手段２１は、基準ガスの水素センサ２への供給停止を促すための停止指示をＥＣＵ３に送信する（ステップＳ７）。ここで、停止指示を受信したＥＣＵ３は、基準ガスの水素センサ２への供給停止を促す表示を表示装置４にて行う。そして、点検作業者が、基準ガスの水素センサ２への印加を停止し、水素センサ２から供給ライン４１を取り外して、基準ガス供給装置４２との接続を解除する。これにより、校正処理が完了する。
【０１００】
第２実施形態では、係数補正は、既知濃度ｃｂ（図１９参照）の水素を水素検知素子２４に印加したときの水素検知素子２４の出力から対応データＤを用いた変換処理により得られる水素濃度が前記既知濃度ｃｂに一致するように、出力に対する水素濃度の比率を調整するための係数を補正する処理である。ここでは、前記比率を調整するための係数は、増幅出力を得るために水素検知素子２４の生出力に対して乗じられる係数β１である。
【０１０１】
図１８に示すように、係数補正では先ず、制御手段２１は、基準ガス供給下での水素検知素子２４の生出力を確認する（ステップＳ２１）。
【０１０２】
続いて、制御手段２１は、既知濃度ｃｂの基準ガスを水素検知素子２４に印加したときの水素検知素子２４の出力から対応データＤを用いた変換処理により得られる水素濃度が既知濃度ｃｂに一致するように、増幅出力を得るために水素検知素子２４のゼロ点補正後の生出力Ａ２，Ａ２＋（図１９参照）に対して乗じられる係数β３（図２０参照）を算出する（ステップＳ２２ａ）。なお、係数β３の算出方法については後記する。
【０１０３】
続いて、制御手段２１は、算出された係数β３を対応データＤ（図４参照）に反映する（ステップＳ２４ａ）。ここでは、初期状態での係数β１（図４参照）が、ステップＳ２４ａで算出された係数β３に置き換えられる。
【０１０４】
次に、係数β３の算出方法について説明する。
図１９に示すように、既知濃度ｃｂの基準ガスを水素検知素子２４に印加して、例えば生出力の減少方向に生じるゼロ点のズレを補正後の生出力Ａ２の具体的な値「ａ３」が得られた場合、係数β３は以下のように算出される。すなわち、初期状態における増幅出力Ｂとして示される相関関係データＬに基づいて、既知濃度ｃｂから増幅出力Ｂの具体的な値である「ａｂ」を取得し、係数β３は、β３＝ａｂ／ａ３、の式により算出される。一方、生出力の増大方向に生じるゼロ点のズレを補正後の生出力Ａ２＋の具体的な値「ａ３＋」が得られた場合、係数β３は、β３＝ａｂ／ａ３＋、の式により算出される。
【０１０５】
そして、図２０に示すように、ゼロ点補正後の生出力Ａ２，Ａ２＋に対して、ステップＳ２２ａで算出された係数β３を乗じることによって、係数補正後の増幅出力Ｂ２が得られる。ここで、係数補正後の増幅出力Ｂ２は、初期状態における増幅出力Ｂ（図１９参照）に一致することになる。
【０１０６】
次に、第２実施形態に係る水素センサシステム１ａの校正処理の実施時期について説明する。ここでは、ＥＣＵ３からの実施指令に基づいて校正処理が実施される。すなわち、ＥＣＵ３は、燃料電池５の発電時間が規定発電時間を経過したと判断された時点で、水素センサ２に対して車載状態での校正処理の実施指令を送信する。そして、ＥＣＵ３からの実施指令を受信した水素センサ２が、基準ガスの供給指示（ステップＳ５）を含む校正処理を実施する（図１６参照）。
【０１０７】
但し、外部機器からの実施指令に基づいて校正処理が実施されてもよい。この場合、例えば図２１に示すように、任意の時間の経過時点で、定期点検等の作業時に、点検作業者は、水素センサ２から車両Ｖ側との接続用のコネクタを取り外し、車両Ｖの外部に存在する外部機器３２をコネクタ３３を介して水素センサ２に接続する。続いて、外部機器３２から水素センサ２に対して車載状態での校正処理の実施指令が送信される。そして、外部機器３２からの実施指令を受信した水素センサ２が校正処理を実施する（図１６参照）。
【０１０８】
外部機器３２を使用する場合、図１６のステップＳ５，Ｓ７における基準ガスの供給指示や供給停止指示は外部機器３２に送信され、供給指示や供給停止指示を受信した外部機器３２は、基準ガスの水素センサ２への供給を促す表示を、外部機器３２に備えられた図示しない表示装置にて行う。なお、ここでは、水素センサ２の制御手段２１がゼロ点補正及び係数補正を行うように構成されているが、外部機器３２がゼロ点補正及び係数補正の少なくとも一部（例えば係数補正）を実行してもよい。
【０１０９】
コネクタ３３としては、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）コネクタが使用される。この場合、校正処理時の送受信に使用される接続ピンとしては、車両Ｖ側との接続用のコネクタと同型のＣＡＮコネクタにおける通常の接続ピンが当てられる。
【０１１０】
但し、校正専用の接続ピンを設置したコネクタ３３ａが使用されてもよい。図２２は、校正専用の接続ピンを備えたコネクタのピン構造を示す概略図であり、（ａ）は接合面を示す図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【０１１１】
図２２に示すように、コネクタ３３ａは、車両Ｖ側との接続用のコネクタと同型のＣＡＮコネクタ内に、通常の接続ピン３４に付加するように、校正専用の接続ピン３５を設け、校正専用の接続ピン３５を通じて校正処理に必要な信号を水素センサ２に対して送受信できる構成とされている。この場合、図２２に示すように、校正専用の接続ピンをコネクタ３３ａ内の奥部に配置することで通常の接続ピン数を増加させない構造とし、コネクタの大型化を抑制している。
【０１１２】
なお、外部機器３２を水素センサ２に接続するためのコネクタは、車両Ｖ側との接続用のコネクタの接続箇所とは別に、校正専用のコネクタとして着脱しやすい箇所に接続する構成としてもよい。さらには、水素センサ２内に無線受信手段（図示せず）を設けて、外部機器３２が水素センサ２と無線通信可能に構成されてもよく、このようにすれば校正処理時にコネクタを車両Ｖ側との接続から外部機器３２側との接続へと接続し直さなくても済む。
【０１１３】
前記したように、第２実施形態においては、制御手段２１は、水素検知素子２４の雰囲気が大気状態とみなし得る状態で計測された出力に基づいて、水素濃度がゼロの場合の特性を示すゼロ点のズレを補正するゼロ点補正を行い、既知濃度ｃｂ（図１９参照）の水素を水素検知素子２４に印加したときの水素検知素子２４の出力から対応データＤを用いた変換処理により得られる水素濃度が前記既知濃度ｃｂに一致するように、出力に対する水素濃度の比率を調整する。
【０１１４】
したがって第２実施形態によれば、水素検知素子２４は、例えば長時間の使用によりゼロ点のズレが生じることに加えて感度が変化する傾向にあるが、ゼロ点補正を行うとともに、既知濃度の水素を用いることにより、出力に対する水素濃度の比率を調整するようにしたため、たとえ水素検知素子２４の劣化が起きた場合でも、水素濃度の検出精度を維持することができる。
【０１１５】
すなわち、水素センサシステム１ａの校正を精度良く行うことが可能となる。これにより、水素検知素子２４を含む水素センサ２の交換頻度及び点検頻度を少なくすることができ、車両維持費を低減できる。
【０１１６】
しかも、例えば水素に対して活性な物質が水素検知素子２４に付着するなどして、水素検知素子２４の出力が増大する方向に変化した場合であっても、的確に係数補正を実行することができる。これにより、水素濃度の検出精度をより確実に維持することができる。
【０１１７】
以上、本発明について、第１及び第２実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、各実施形態に記載した構成を適宜組み合わせ乃至選択することを含め、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【０１１８】
例えば、第１実施形態において、水素濃度の検出精度の低下を示す所定の条件が成立した場合、制御手段２１は、水素検知素子２４を含む水素センサ２の交換を促す表示を車両Ｖの車室内の視認可能位置にて行うように構成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、前記所定の条件が成立した場合、既知濃度の水素を水素検知素子２４に印加したときの水素検知素子２４の出力から対応データＤを用いた変換処理により得られる水素濃度を前記既知濃度に一致させるための校正の実施を促す表示を車両Ｖの車室内の視認可能位置にて行うように構成されてもよい。このようにすれば、所定の条件下で、既知濃度の水素を用いた校正により検出精度のリセットを促すことができる。これにより、水素濃度の検出精度をより確実に維持することができる。
【０１１９】
また、前記実施形態では、水素センサシステム１，１ａの校正処理において、ゼロ点補正の後に係数補正が行われているが、本発明はこれに限定されるものではなく、係数補正の後にゼロ点補正が行われてもよい。
【０１２０】
また、前記した係数β２（β３）の算出方法において、係数β2（β３）は初期状態における係数β１と置き換えられるように設定されて係数補正が行われているが、これに限定されることなく、係数β１に対する比率として係数β2（β３）が算出されて係数補正が行われてもよい。この場合、係数β１自体にβ2（β３）を乗じることによって係数補正後に使用される係数を求めてもよく、あるいは生出力にβ１を乗じた増幅出力にβ2（β３）を乗じることによって校正後の増幅出力を求めてもよい。
【０１２１】
また、前記実施形態では、相関関係データＬは、水素検知素子２４の生出力Ａに対して係数β１（補正後ではβ２又はβ３）を乗じた増幅出力と水素濃度とを関係付けるデータであるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、相関関係データＬは、水素検知素子２４の生出力Ａと水素濃度とを直接関係付けるデータであってもよい（前記実施形態における係数β１＝１の場合に相当）。
【０１２２】
また、前記実施形態では、出力に対する水素濃度の比率を調整する際に係数β１を補正するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、出力と水素濃度とを関係付ける参照テーブル（マップデータ）自体を修正して持ち替えるようにしてもよい。
【０１２３】
また、前記実施形態では、水素センサ２として接触燃焼式のセンサが使用されているが、半導体方式等の他の方式のセンサが使用されてもよい。
【０１２４】
また、前記実施形態では、車両Ｖに動力源としての燃料電池システム１０が搭載されているが、これに加えて二次電池やガソリンエンジン等の他の動力源が搭載されていてもよい。また、本発明は、水素エンジンを搭載した車両にも適用可能である。
【０１２５】
また、前記実施形態では、水素センサ２は、燃料電池システム１０における酸素極側の出口側配管９に設けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、燃料電池５の周囲や車室内等の車両Ｖ内の他の場所に設けられてもよい。
【０１２６】
また、前記実施形態では、水素センサシステム１，１ａを車両に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば燃料電池を用いた発電装置等の他の装置にも適用可能である。
【０１２７】
また、図６や図１６に示す校正処理は、前記実施形態ではプログラムを用いたソフトウェア的な処理として説明したが、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit；特定用途向けＩＣ）等を用いたハードウェア的な処理であってもよい。
【符号の説明】
【０１２８】
１，１ａ    水素センサシステム
２    水素センサ
３    ＥＣＵ
４    表示装置
５    燃料電池
９    酸素極側の出口側配管
１０    燃料電池システム
２１    制御手段（変換手段、校正手段）
２３    記憶手段
２４    水素検知素子
３１，３２    外部機器
４２    基準ガス供給装置
ａ０，ａ０＋    ズレ
ｃｂ    既知濃度
Ｄ    対応データ
Ｔ１    初期段階
Ｔ２    初期段階の後の期間
Ｖ    車両
β１，β２，β３    係数
【図１】
2012177634.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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