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公開番号2025082911
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-30
出願番号2023196471
出願日2023-11-20
発明の名称水素センサの自己診断システム
出願人ダイムラートラックエージー
代理人弁理士法人前川知的財産事務所
主分類G01N 27/04 20060101AFI20250523BHJP(測定;試験)
要約【課題】水素センサの状態が正しく水素を検知できる状態であるか否かを確認する。
【解決手段】燃料電池システム11と、水素ガス濃度を検知するための水素センサ31と、水素センサ31で検査される被検査空気を流通するための被検査空気流路21、22と、被検査空気流路21、22に介装されるポンプ部32と、燃料電池システム11からの排気を流通するための排気流路51と、ポンプ部32の動作を制御し、水素センサ31から水素ガス濃度を取得する制御部40と、を備える。また、被検査空気流路21、22の一端は排気流路51に合流し、制御部40は、燃料電池システム11の起動後、所定時間、排気流路51から被検査空気流路21、22を介して水素センサ31へ排気を送るようにポンプ部32を駆動すると共に、検知した水素濃度が所定濃度未満の場合、水素センサ31が正常な状態にないと診断する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
水素ガスと酸素との化学反応により発電する燃料電池システムと、
水素ガス濃度を検知するための水素センサと、
前記水素センサで検査される被検査空気を流通するための被検査空気流路と、
前記被検査空気流路に介装されるポンプと、
前記燃料電池システムからの排気を流通するための排気流路と、
前記ポンプの動作を制御し、前記水素センサから水素ガス濃度を取得する制御部と、
を備えた水素センサの自己診断システムであって、
前記被検査空気流路の一端は前記排気流路に合流し、
前記制御部は、前記燃料電池システムの起動後、所定時間、前記排気流路から前記被検査空気流路を介して前記水素センサへ排気を送るように前記ポンプを駆動すると共に、
前記水素センサによって検知した水素濃度が所定濃度未満の場合、前記水素センサが所定の機能を発揮できる状態にないと診断することを特徴とする、
水素センサの自己診断システム。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
水素ガスを燃料とする水素エンジンと、
水素ガス濃度を検知するための水素センサと、
前記水素センサで検査される被検査空気を流通するための被検査空気流路と、
前記被検査空気流路に介装されるポンプと、
前記水素エンジンからの排気を流通するための排気流路と、
前記ポンプの動作を制御し、前記水素センサから水素ガス濃度を取得する制御部と、
を備えた水素センサの自己診断システムであって、
前記被検査空気流路の一端は前記排気流路に合流し、
前記制御部は、前記水素エンジンの起動後、所定時間、前記排気流路から前記被検査空気流路を介して前記水素センサへ排気を送るように前記ポンプを駆動すると共に、
前記水素センサによって検知した水素濃度が所定濃度未満の場合、前記水素センサが所定の機能を発揮できる状態にないと診断することを特徴とする、
水素センサの自己診断システム。
【請求項３】
前記水素センサは、前記被検査空気流路の途中に設けられることを特徴とする、
請求項１または２に記載の水素センサの自己診断システム。
【請求項４】
水素を貯蓄および流通するための水素供給系と、
を更に備え、
前記被検査空気流路の他端は前記水素供給系の近傍に配置され、
前記制御部は、前記所定時間経過後、前記被検査空気流路から前記排気流路へ前記被検査空気が流通するように前記ポンプを駆動することを特徴とする、
請求項１または２に記載の水素センサの自己診断システム。
【請求項５】
前記被検査空気流路の他端は分岐していることを特徴とする、
請求項４に記載の水素センサの自己診断システム。
【請求項６】
前記水素センサは、前記被検査空気流路の他端と前記水素供給系との間に配置されることを特徴とする、
請求項４に記載の水素センサの自己診断システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素センサの自己診断システムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、水素と酸素（空気）との化学反応を利用して発電を行う燃料電池システムを備えた燃料電池車両が知られている。近年、環境負荷低減の観点から、トラック等の商用車の分野においても燃料電池システムを搭載した商用車の開発が行われている。また、水素を燃料として内燃機関で水素を燃焼させる水素エンジン（Ｈ２ＩＣＥ）を備える車両も検討されている。
【０００３】
燃料電池システムや水素エンジンの燃料として使用されている水素は、空気よりも軽い気体であり、燃焼しやすいため、万が一、水素が漏洩した場合には水素センサによって速やかに漏洩した水素を正しく検知することが大切である。
【０００４】
特許文献１には、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ことにより、水素センサシステムの校正を精度よく行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１２－１７７６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
水素センサが劣化している状態では、正しく水素の漏洩が検出できないため、燃料電池システムの起動前に水素センサが正しく水素を検知することができる状態であるか否かを確認することが重要である。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、燃料電池システムまたは水素エンジンを備える車両に搭載された水素センサにおいて、水素センサの状態が正しく水素を検知できる状態であるか否かを確認することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
【０００９】
（１）本適用例に係る水素センサの自己診断システムは、水素ガスと酸素との化学反応により発電する燃料電池システムと、水素ガス濃度を検知するための水素センサと、前記水素センサで検査される被検査空気を流通するための被検査空気流路と、前記被検査空気流路に介装されるポンプと、前記燃料電池システムからの排気を流通するための排気流路と、前記ポンプの動作を制御し、前記水素センサから水素ガス濃度を取得する制御部と、を備えた水素センサの自己診断システムであって、前記被検査空気流路の一端は前記排気流路に合流し、前記制御部は、前記燃料電池システムの起動後、所定時間、前記排気流路から前記被検査空気流路を介して前記水素センサへ排気を送るように前記ポンプを駆動すると共に、前記水素センサによって検知した水素濃度が所定濃度未満の場合、前記水素センサが所定の機能を発揮できる状態にないと診断することを特徴とする。
【００１０】
上記適用例に係る水素センサの自己診断システムは、燃料電池システムの起動後すぐの所定時間の間に、燃料電池システムから排出される排気に含まれる水素を用いて、水素センサが水素を検知するか否かを診断する。すなわち、水素センサの状態が正しく水素を検知できる状態であるか否かを確認することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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