專利名稱：氫檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氫檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，作為清潔的能量源，以氫為燃料氣體的燃料電池引起矚目，搭載該燃料電池作為車輛驅(qū)動用的能量源的燃料電池車的開發(fā)不斷進(jìn)展。并且，在燃料電池車設(shè)有氫傳感器，在氫產(chǎn)生泄漏吋，該氫傳感器用于檢測該泄漏。作為氫傳感器，使用結(jié)構(gòu)簡單且小型化容易的接觸燃燒式的氫傳感器。然而，氫傳感器已知有如下的情況在使用環(huán)境的氣氛中存在硅化合物的蒸氣時，硅化合物會附著于 檢測元件，而檢測元件的檢測靈敏度會產(chǎn)生經(jīng)時老化(硅(Si)中毒)。因此，提出了利用硅捕獲層直接覆蓋中毒的檢測元件的技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)I)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I國際公開W02007/099933號公報然而，在專利文獻(xiàn)I中，氣氛中的硅化合物一味附著于硅捕獲層，故使硅化合物的附著量存在界限。因此，雖然能夠使到檢測靈敏度的劣化為止的時間延長，但最終檢測靈敏度還是會劣化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題在于提供一種能夠良好地恢復(fù)氫傳感器的氫檢測靈敏度的氫檢測系統(tǒng)。作為用于解決上述課題的方法，本發(fā)明涉及一種氫檢測系統(tǒng)，其特征在于，具備氫傳感器，其具有由使氫燃燒而生成燃燒熱的催化劑金屬形成并露出的檢測元件，基干與燃燒熱對應(yīng)地變化的所述檢測元件的變化值來檢測氫濃度；加熱機(jī)構(gòu)，其對所述檢測元件進(jìn)行加熱；氫儲存機(jī)構(gòu)，其儲存高濃度的氫；氫引導(dǎo)配管，其將所述氫儲存機(jī)構(gòu)的氫向所述檢測元件引導(dǎo)；流通調(diào)整機(jī)構(gòu)，其設(shè)置于所述氫引導(dǎo)配管，調(diào)整氫的流通；第一稀釋部，其設(shè)置在所述流通調(diào)整機(jī)構(gòu)與所述檢測元件之間，利用稀釋用氣體對來自所述氫儲存機(jī)構(gòu)的氫進(jìn)行稀釋；控制機(jī)構(gòu)，其控制所述加熱機(jī)構(gòu)及所述流通調(diào)整機(jī)構(gòu)，在所述氫傳感器有靈敏度恢復(fù)要求的靈敏度恢復(fù)要求吋，所述控制機(jī)構(gòu)執(zhí)行靈敏度恢復(fù)處理，即通過所述流通調(diào)整機(jī)構(gòu)來控制從所述第一稀釋部朝向所述檢測元件流動的氫濃度，以使通過所述加熱機(jī)構(gòu)加熱的所述檢測元件的溫度成為因氫的燃燒熱而附著于該檢測元件的硅脫離的脫離溫度以上的溫度。在此，“由使氫燃燒而生成燃燒熱的催化劑金屬形成并露出的檢測元件”表示檢測元件自身由催化劑金屬形成，為了使氫與檢測元件直接接觸且能夠燃燒而向外部露出。另外，“成為附著于檢測元件的硅的脫離的脫離溫度以上的溫度”表示在后述的實施方式中，將檢測元件的溫度加熱成硅的脫離的脫離溫度范圍。根據(jù)此種氫檢測系統(tǒng)，在氫傳感器有靈敏度恢復(fù)要求的靈敏度恢復(fù)要求時，控制機(jī)構(gòu)執(zhí)行靈敏度恢復(fù)處理，即通過流通調(diào)整機(jī)構(gòu)來控制從第一稀釋部朝向檢測元件流動的氫濃度，以使通過加熱機(jī)構(gòu)加熱的檢測元件的溫度成為因氫的燃燒熱而附著于檢測元件的硅脫離的脫離溫度以上的溫度。如此，在氫傳感器的靈敏度恢復(fù)要求時，能夠使檢測元件上升至脫離溫度以上，有意地使附著于該檢測元件的硅脫離，從而能夠恢復(fù)氫傳感器(檢測元件)的氫檢測靈敏度。因此，通過氫傳感器能夠長期檢測氫濃度。另外，在所述氫檢測系統(tǒng)中，優(yōu)選，所述控制機(jī)構(gòu)利用所述加熱機(jī)構(gòu)將所述檢測元件加熱至待機(jī)溫度，所述待機(jī)溫度是從所述脫離溫度減去在靈敏度恢復(fù)要求時因氫的燃燒所產(chǎn)生的溫度上升量而得到的溫度。根據(jù)此種氫檢測系統(tǒng)，控制機(jī)構(gòu)利用加熱機(jī)構(gòu)將檢測元件加熱至待機(jī)溫度，該待機(jī)溫度是從脫離溫度減去靈敏度恢復(fù)要求時因氫的燃燒所產(chǎn)生的溫度上升量而得到的溫度。即，控制機(jī)構(gòu)考慮了靈敏度恢復(fù)要求時的氫的燃燒所產(chǎn)生的溫度上升量而利用加熱機(jī)構(gòu)進(jìn)行加熱，即，對待機(jī)溫度進(jìn)行調(diào)整，換言之，對應(yīng)于第一稀釋部產(chǎn)生的稀釋后的氫濃度來設(shè)定待機(jī)溫度，并以成為該待機(jī)溫度的方式利用加熱機(jī)構(gòu)進(jìn)行加熱，因此，在靈敏度恢復(fù)要求時，檢測元件的溫度不會過分上升，不會大幅地超過脫離溫度。另外，由于如此調(diào)整待機(jī)溫度，因此能夠減小由加熱機(jī)構(gòu)的加熱所消耗的能量(電カ等)。另外，在所述氫檢測系統(tǒng)中，優(yōu)選，所述氫傳感器具備對所述檢測元件通電的通電機(jī)構(gòu)，并基于氫的燃燒所產(chǎn)生的所述檢測元件的電阻值的上升來檢測氫濃度，所述加熱機(jī)構(gòu)包括所述通電機(jī)構(gòu)，并通過對所述檢測元件通電而使所述檢測元件的溫度上升。根據(jù)此種氫檢測系統(tǒng)，可以利用氫傳感器具備的通電機(jī)構(gòu)作為加熱機(jī)構(gòu)。由此，無需另行具備檢測元件的加熱專用的加熱器等加熱機(jī)構(gòu)，氫檢測系統(tǒng)成為簡單的結(jié)構(gòu)。另外，在所述氫檢測系統(tǒng)中，優(yōu)選，所述流通調(diào)整機(jī)構(gòu)具備能夠維持規(guī)定的開狀態(tài)的閥裝置，所述控制機(jī)構(gòu)通過控制所述閥裝置的開閥時間/閉閥時間，而控制朝向所述檢測元件流動的氫濃度。根據(jù)此種氫檢測系統(tǒng)，控制機(jī)構(gòu)通過控制能夠維持規(guī)定的開狀態(tài)的簡單結(jié)構(gòu)的閥裝置(流通調(diào)整機(jī)構(gòu))的開閥時間/閉閥時間，就能夠控制朝向檢測元件流動的氫濃度。另外，在所述氫檢測系統(tǒng)中，優(yōu)選，所述流通調(diào)整機(jī)構(gòu)具備能夠調(diào)整成所希望的開度的閥裝置，所述控制機(jī)構(gòu)通過控制所述閥裝置的開度，而控制朝向所述檢測元件流動的氫濃度。根據(jù)此種氫檢測系統(tǒng)，控制機(jī)構(gòu)通過控制能夠調(diào)整成所希望的開度的簡單結(jié)構(gòu)的閥裝置(流通控制機(jī)構(gòu))的開度，就能夠控制朝向檢測元件流動的氫濃度。另外，在所述氫檢測系統(tǒng)中，優(yōu)選，所述控制機(jī)構(gòu)在距前一次的靈敏度恢復(fù)處理的結(jié)束經(jīng)過了所述第一稀釋部中的氫濃度下降成規(guī)定濃度的第一規(guī)定時間以后，開始本次的靈敏度恢復(fù)處理。根據(jù)此種氫檢測系統(tǒng)，控制機(jī)構(gòu)距前一次的靈敏度恢復(fù)處理的結(jié)束經(jīng)過了第一稀釋部中的氫濃度下降成規(guī)定濃度的第一規(guī)定時間以后，開始本次的靈敏度恢復(fù)處理。 即，距前一次的靈敏度恢復(fù)處理的結(jié)束一段時間，在第一稀釋部中持續(xù)氫濃度高的狀態(tài)，繼續(xù)開始本次的靈敏度恢復(fù)處理時，朝向檢測元件流動的氫濃度可能過高，因氫的燃燒熱而檢測元件可能過分升溫。因此，如此距前一次的靈敏度恢復(fù)處理的結(jié)束經(jīng)過了第一稀釋部對氫進(jìn)行稀釋而其氫濃度下降成規(guī)定濃度的第一規(guī)定時間以后，開始本次的靈敏度恢復(fù)處理。由此，朝向檢測元件的氫濃度不會過分上升，檢測元件不會因氫的燃燒熱而升溫成預(yù)想以上。另外，在所述氫檢測系統(tǒng)中，優(yōu)選，所述控制機(jī)構(gòu)每當(dāng)經(jīng)過所述第一規(guī)定時間以上的第二規(guī)定時間時，反復(fù)進(jìn)行靈敏度恢復(fù)處理。根據(jù)此種氫檢測系統(tǒng)，控制機(jī)構(gòu)每當(dāng)經(jīng)過第一規(guī)定時間以上的第二規(guī)定時間時反復(fù)進(jìn)行靈敏度恢復(fù)處理，因此能夠每當(dāng)經(jīng)過第二規(guī)定時間時就能夠恢復(fù)氫傳感器的靈敏度。另外，由于第二規(guī)定時間為第一規(guī)定時間以上，因此即使每當(dāng)經(jīng)過第二規(guī)定時間時反復(fù)進(jìn)行靈敏度恢復(fù)處理，也不會將超過預(yù)想的高濃度的氫向檢測元件供給，檢測元件不會因氫的燃燒熱而升溫成預(yù)想以上。 另外，在所述氫檢測系統(tǒng)中，優(yōu)選，具備使稀釋用氣體流通所述第一稀釋部的稀釋用氣體流通機(jī)構(gòu)(后述的實施方式中的壓縮器131)，所述控制機(jī)構(gòu)在靈敏度恢復(fù)處理結(jié)束后，通過所述稀釋用氣體流通機(jī)構(gòu)來使稀釋用氣體流通。根據(jù)此種氫檢測系統(tǒng)，控制機(jī)構(gòu)在靈敏度恢復(fù)處理的結(jié)束后，通過稀釋用氣體流通機(jī)構(gòu)使稀釋用氣體流通，因此能夠迅速地降低第一稀釋部中的氫濃度。由此，能夠迅速地執(zhí)行下一次的靈敏度恢復(fù)處理。另外，在所述氫檢測系統(tǒng)中，優(yōu)選，所述氫傳感器安裝在來自燃料電池的陰極的陰極廢氣所流通的陰極廢氣流路上，所述氫引導(dǎo)配管與比所述氫傳感器靠上游的所述陰極廢氣流路合流，所述第一稀釋部是所述氫引導(dǎo)配管與所述氫傳感器之間的所述陰極廢氣流路，稀釋用氣體是陰極廢氣。根據(jù)此種氫檢測系統(tǒng)，由于利用來自燃料電池的陰極的陰極廢氣作為稀釋用氣體，因此無需另行具備稀釋用氣體的供給機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得簡単，而且，氫檢測系統(tǒng)變得廉價。另外，在所述氫檢測系統(tǒng)中，優(yōu)選，將來自所述燃料電池的陽極的陽極廢氣排出的陽極廢氣流路與比所述氫引導(dǎo)配管靠上游的所述陰極廢氣流路合流，在所述陽極廢氣流路設(shè)有在排出陽極廢氣時打開的清除閥，所述控制機(jī)構(gòu)在距所述清除閥的閉閥經(jīng)過了所述第一稀釋部中的氫濃度下降成規(guī)定濃度的第三規(guī)定時間以后，開始靈敏度恢復(fù)處理。根據(jù)此種氫檢測系統(tǒng)，控制機(jī)構(gòu)在距清除閥的閉閥經(jīng)過了第一稀釋部中的氫濃度下降成規(guī)定濃度的第三規(guī)定時間以后，開始靈敏度恢復(fù)處理，因此，朝向檢測元件流動的氫濃度不會成為預(yù)想以上，檢測元件不會因氫的燃燒熱而升溫成預(yù)想以上。另外，在所述氫檢測系統(tǒng)中，優(yōu)選，在比所述氫傳感器靠下游的所述陰極廢氣流路具備第二稀釋部。根據(jù)此種氫檢測系統(tǒng)，由于在比氫傳感器靠下游的陰極廢氣流路具備第二稀釋部，因此在靈敏度恢復(fù)處理的執(zhí)行吋，向檢測元件供給高濃度的氫，能夠增大氫的燃燒所產(chǎn)生的溫度上升量。由此，能夠減小加熱機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的檢測元件的加熱量，能夠減小因加熱機(jī)構(gòu)的加熱而消耗的能量(電カ等)。另外，在所述氫檢測系統(tǒng)中，優(yōu)選，所述氫傳感器配置在向大氣敞開的大氣敞開空間，所述第一稀釋部是所述氫引導(dǎo)配管的下游端與所述氫傳感器之間的向大氣敞開的稀釋空間，所述稀釋用氣體是大氣。根據(jù)此種氫檢測系統(tǒng)，第一稀釋部是在氫引導(dǎo)配管的下游端與氫傳感器之間的向大氣敞開的稀釋空間，稀釋用氣體是大氣，因此無需具備特別的稀釋用氣體的供給機(jī)構(gòu)，而系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得簡単，氫檢測系統(tǒng)變得廉價。另外，在所述氫檢測系統(tǒng)中，優(yōu)選，搭載于具有燃料電池且通過所述燃料電池的電力而行駛的燃料電池車，所述氫儲存裝置向所述燃料電池供給氫作為燃料氣體。根據(jù)此種氫檢測系統(tǒng)，能提高氫傳感器的耐久性。 另外，氫儲存裝置向燃料電池供給氫作為燃料氣體，換言之，將搭載于燃料電池車的氫罐作為儲存靈敏度恢復(fù)處理用的高濃度的氫的氫儲存機(jī)構(gòu)，因此即使是燃料電池車單體也能夠適當(dāng)?shù)貓?zhí)行靈敏度恢復(fù)處理。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供ー種可良好地恢復(fù)氫傳感器的氫檢測靈敏度的氫檢測系統(tǒng)。


圖I是本實施方式的燃料電池車的側(cè)視圖。圖2是本實施方式的燃料電池系統(tǒng)(氫檢測系統(tǒng))的結(jié)構(gòu)圖。圖3是本實施方式的氫傳感器周邊的側(cè)剖視圖。圖4是本實施方式的氫傳感器的側(cè)剖視圖。圖5是本實施方式的氫傳感器的電路圖。圖6是表示檢測元件的溫度(V )與硅化合物的附著量(g)的關(guān)系的圖形。圖7是表示氫濃度)與檢測元件的溫度(V )的關(guān)系的圖形。圖8是本實施方式的氫傳感器周邊的側(cè)剖視圖。圖9是表示本實施方式的燃料電池車的起動模式下的動作的流程圖。圖10是表示本實施方式的燃料電池車的穩(wěn)定模式下的動作的流程圖。圖11是表示本實施方式的燃料電池車的停止模式下的動作的流程圖。圖12是表示清除閥的開閉動作與氫濃度的關(guān)系的時序圖。圖13是表示清潔閥的開閉動作與氫濃度的關(guān)系的時序圖。圖14是變形例的氫傳感器的側(cè)剖視圖。圖15是變形例的氫傳感器的電路圖。符號說明I 氫檢測系統(tǒng)10A、10B、10CU0D 氫傳感器21檢測元件51控制電路(加熱機(jī)構(gòu)、通電機(jī)構(gòu))52電壓發(fā)生電路(加熱機(jī)構(gòu)、通電機(jī)構(gòu))70外部電源(加熱機(jī)構(gòu)、通電機(jī)構(gòu))110燃料電池堆
121氫罐(氫儲存機(jī)構(gòu))123清除閥124、125清潔閥(流通調(diào)整機(jī)構(gòu))124a、124b、125a、125b 配管(氫引導(dǎo)配管)131壓縮器(稀釋用氣體流通機(jī)構(gòu))133消音器(第二稀釋部)150 ECU (控制機(jī)構(gòu))D1、D2第一稀釋部Atl第一規(guī)定時間At2第二規(guī)定時間At3第三規(guī)定時間
具體實施例方式以下，參照圖I 圖13，說明本發(fā)明的一實施方式?！度剂想姵剀嚨慕Y(jié)構(gòu)》圖I所示的燃料電池車200具備包括PEFC (PolymeR ElectRolyte Fuel Cell)型的燃料電池堆110、氫罐121 (氫儲存機(jī)構(gòu))、氫傳感器IOA IOD在內(nèi)的燃料電池系統(tǒng)100，通過燃料電池堆110的發(fā)電電力來使驅(qū)動電動機(jī)(未圖示)旋轉(zhuǎn)，從而行駛。燃料電池堆110配置在中心通道201內(nèi)，氫罐121配置在罐室202內(nèi)。中心通道201是底板203的車寬方向的中央部分向上方隆起而形成的沿著前后方向延伸的細(xì)長的空間。罐室202是底板203的后側(cè)部分與氫罐121的外形對應(yīng)地隆起而形成的沿著車寬方向延伸的圓柱狀的空間。氫傳感器IOA如后所述安裝于配管132a(陰極廢氣流路)，檢測陰極廢氣中的氫濃度，向ECU150輸出(參照圖2)。氫傳感器IOB安裝在燃料電池堆110上方的底板203的下表面，檢測從燃料電池堆110等泄漏并滯留于中心通道201的氫濃度，向E⑶150輸出(參照圖2)。氫傳感器IOC安裝在氫罐121的上方的底板203的下表面，檢測從氫罐121等泄漏并滯留于罐室202的氫濃度，向ECU150輸出(參照圖2)。氫傳感器IOD安裝在車室204的上方的頂部205，檢測滯留于車室204的氫濃度，向E⑶150輸出(參照圖2)。S卩，氫傳感器IOB IOD配置在中心通道201、罐室202、車室204等的向大氣敞開的大氣敞開空間?！度剂想姵叵到y(tǒng)》如圖2所示，燃料電池系統(tǒng)100是裝入了氫檢測系統(tǒng)I的系統(tǒng)，具備燃料電池堆110(燃料電池)；對燃料電池堆110的陽極供給/排放氫(燃料氣體)的陽極系統(tǒng)；對燃料電池堆110的陰極供給/排放空氣(氧化劑氣體)的陰極系統(tǒng)；氫傳感器IOA IOD ;對它 們進(jìn)行電子控制的ECU150 (ElectRonic ContRol Unit，控制機(jī)構(gòu))?！慈剂想姵囟选等剂想姵囟?10是將多個(例如200 400個)的固體高分子型的單電池層疊而構(gòu)成的堆，多個單電池串聯(lián)連接。單電池具備MEA(MembRane ElectRode Assembly :膜電極接合體)和將該MEA夾持的2張具有導(dǎo)電性的隔板。MEA具備由I價的陽離子交換膜等構(gòu)成的電解質(zhì)膜(固體高分子膜)和將該電解質(zhì)膜夾持的陽極及陰極(電極)。陽極及陰極包括復(fù)寫紙等的具有導(dǎo)電性的多孔質(zhì)體和由該多孔質(zhì)體擔(dān)持的用于使陽極及陰極產(chǎn)生電極反應(yīng)的催化劑(Pt、Ru等)。在各隔板上形成有用于向各MEA的整面供給氫或空氣的槽和用于向全部單電池供給/排放氫或空氣的貫通孔，這些槽及貫通孔作為陽極流路111 (燃料氣體流路)、陰極流路112 (氧化劑氣體流路)而發(fā)揮功能?！搓枠O系統(tǒng)〉
陽極系統(tǒng)具備氫罐121 (氫儲存機(jī)構(gòu));噴射器122 ;常閉型的清除閥123 ;在氫傳感器10AU0B (10CU0D)的清潔時(靈敏度恢復(fù)處理的執(zhí)行時)打開的常閉型的清潔閥124、125 (流通調(diào)整機(jī)構(gòu))。氫罐121是以高壓(例如30 70MPa)儲存高濃度(高純度)的氫的罐。并且，氫罐121的氫通過配管121a、噴射器122、配管122a，向陽極流路111供給。噴射器122是通過來自氫罐121的氫而產(chǎn)生負(fù)壓，并通過該負(fù)壓來吸引后述的含氫的陽極廢氣，使氫循環(huán)的裝置(真空泵)。需要說明的是，在配管121a上，朝向下游設(shè)有未圖示的常閉型的截止閥和減壓閥(調(diào)節(jié)器)。截止閥在燃料電池系統(tǒng)100 (燃料電池車200)的起動中(IG141的接通中)，通過E⑶150打開。而且，減壓閥對來自氫罐121的氫的壓力進(jìn)行適當(dāng)減壓。從陽極流路111排出的包含未反應(yīng)的氫的陽極廢氣通過配管122b (氫循環(huán)管線)朝向噴射器122的吸氣口。配管122b經(jīng)由配管123a、清除閥123、配管123b而與后述的稀釋箱132連接。并且，清除閥123通過E⑶150在規(guī)定的開閥時間打開時，將包含未反應(yīng)的氫的陽極廢氣向稀釋箱132排出，使燃料電池堆110的發(fā)電性能恢復(fù)。需要說明的是，E⑶150設(shè)定成例如構(gòu)成燃料電池堆110的單電池的電壓中的最低的電壓(最低電池電壓)為規(guī)定單電池電壓以下時，判斷為需要打開清除閥123。而且，E⑶150經(jīng)由電池電壓監(jiān)視器(未圖示)來監(jiān)控多個單電池的電壓。關(guān)于清潔閥124、125，在后面進(jìn)行說明?！搓帢O系統(tǒng)〉陰極系統(tǒng)具備壓縮器131 (氧化劑氣體供給機(jī)構(gòu))、稀釋箱132、消音器133 (消聲器，第二稀釋部)、流量傳感器134。壓縮器131按照E⑶150的指令而工作時，吸入含氧的空氣，經(jīng)由配管13la，朝向陰極流路112進(jìn)行壓力輸送。而且，壓縮器131在后述的第一稀釋部Dl中，作為使稀釋氫的陰極廢氣(稀釋用氣體)流通的稀釋用氣體流通機(jī)構(gòu)發(fā)揮功能。配管131a經(jīng)由配管131b與消音器133 (第二稀釋部)連接，壓縮器131的噴出的空氣的一部分通過配管131b始終被供給。由此，在氫傳感器IOA的清潔時，在消音器133中，來自配管131b的空氣(稀釋用氣體)對來自氫傳感器IOA的氫進(jìn)行稀釋。因此，在清潔時將清潔用的氫以高濃度向氫傳感器IOA供給，能夠利用氫的燃燒熱使后述的檢測元件21 (參照圖4)大幅升溫。由此，能夠降低檢測元件21的待機(jī)溫度。需要說明的是，可以在配管131b設(shè)置常閉型的電磁閥(流通調(diào)整機(jī)構(gòu))，而在氫傳感器IOA的清潔時打開。從陰極流路112排出的陰極廢氣(稀釋用氣體)通過配管132a、稀釋箱132、配管132b、消音器133、配管133a(尾管)，向車外(外部)排氣。稀釋箱132是將來自開閥的清除閥123的陽極廢氣和陰極廢氣混合，而對陽極廢氣中含有的氫進(jìn)行稀釋的箱，其內(nèi)部具有混合用(稀釋用)的稀釋空間。因此，在打開了清除閥123后的規(guī)定時間內(nèi)，來自稀釋箱132的陰極廢氣(稀釋用氣體)的氫濃度稍微上升(參照圖12)?！聪羝鳌迪羝?33是減少在流通陰極系統(tǒng)的空氣(包括陰極廢氣)中傳播的壓縮器131的工作音的消聲器，其內(nèi)部具有消音空間(腔室)。在此，消音器133配置在比氫傳感器IOA靠下游，并且，由于具有此種消音空間，因此也作為對來自氫傳感器IOA的氫進(jìn)行稀釋的第二稀釋部發(fā)揮功能。由此，在氫傳感器IOA的清潔時，向該檢測元件21 (參照圖4)供給高濃度的氫，能夠增大氫的燃燒所產(chǎn)生的溫度上升量。其結(jié)果是，能夠減小通電產(chǎn)生的檢測元件21的加熱量(通電量)。流量傳感器134安裝于配管131a，檢測朝向陰極流路112的空氣的流量，向ECU150 輸出。在此，朝向陰極流路112的空氣的流量從陰極流路12排出，與后述的朝向第一稀釋部Dl (參照圖3)的陰極廢氣(稀釋用氣體)的流量存在比例關(guān)系，因此ECU150基于來自流量傳感器134的空氣的流量，來推定(算出)朝向第一稀釋部Dl的陰極廢氣的流量?！礆鋫鞲衅鳌到酉聛?，參照圖3 圖5，說明氫傳感器IOA的結(jié)構(gòu)。需要說明的是，氫傳感器IOB IOD與氫傳感器IOA同樣，因此省略說明。氫傳感器IOA是檢測流通配管132b的氣體中的氫濃度的接觸燃燒式的傳感器，具備電橋電路B、控制電路51、電壓發(fā)生電路52。電橋電路B的一部分、控制電路51、以及電壓發(fā)生電路52通過后述的形成在基板61上的電路圖案及設(shè)置于該電路圖案的電子部件構(gòu)成。另外，氫傳感器IOA具備基板61、收容基板61的薄箱狀的殼體62、以從殼體62的底壁部向鉛垂下方延伸的方式形成的有底圓筒狀的外殼63。殼體62通過螺栓(未圖示)安裝于配管132b的頂壁部。外殼63插入到在配管132b的頂壁部上形成的貫通孔中。并且，經(jīng)由在外殼63的底壁部上形成的氣體出入口 63a，而含有氫、硅化合物的氣體在配管132b與外殼63內(nèi)的氣體檢測室63b之間出入。為了蓋住氣體出入口 63a而設(shè)置疏水過濾器64及防爆過濾器65。疏水過濾器64是容許氣體(氫)的通過但不容許液體(水滴)的通過的過濾器，例如由四氟乙烯膜構(gòu)成。防爆過濾器65是用于確保防爆性的過濾器，例如由金屬制的網(wǎng)或多孔質(zhì)體構(gòu)成。此外，還可以具備吸附過濾器、加熱器，該吸附過濾器具有活性炭等且吸附硅化合物，該加熱器用于使氣體檢測室63b的結(jié)露水發(fā)生氣化而將其除去。<氫傳感器-電橋電路>電橋電路B具備第一邊20、第二邊30,第一邊20和第二邊30相對于電壓發(fā)生電路52并聯(lián)連接。第一邊20具備檢測元件21和補(bǔ)償元件22 (溫度補(bǔ)償元件)，通過將檢測元件21和補(bǔ)償元件22串聯(lián)連接而構(gòu)成。檢測元件21固定在從基板61向鉛垂下方延伸且構(gòu)成第一邊20的一部分的金屬制的撐條21a、21a上，配置于氣體檢測室63b，且向氣體檢測室63b露出。與此同樣地，補(bǔ)償元件22固定于撐條22a、22a，配置于氣體檢測室63b，且向氣體檢測室63b露出。
因此，檢測元件21的電阻值R21、補(bǔ)償元件22的電阻值R22基于氣體檢測室63b的溫度(環(huán)境溫度、氣氛溫度)而變化。檢測元件21由使氫發(fā)生催化劑燃燒的鉬(Pt)或鉬合金等催化劑金屬形成，其周面不具備擔(dān)載鉬(Pt)等的催化劑載體(催化劑層)。本實施方式的檢測元件21通過將由該催化劑金屬構(gòu)成的線材成形為線圈狀而構(gòu)成，其表面是平滑的金屬表面。并且，該表面構(gòu)成催化劑金屬表面，氫與該平滑的催化劑金屬表面(檢測元件21的表面)直接接觸。需要說明的是，通過使檢測元件21為線圈狀，而使氫的燃燒熱難以散熱，從而檢測元件21的溫度容易上升。而且，作為催化劑金屬，除了鉬(Pt)之外，還可以使用鈀(Pd)、銠(Rh)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)或它們的合金。如此，檢測元件21具有催化劑活性，使與檢測元件21自身直接接觸的氫和氧發(fā)生催化劑燃燒反應(yīng)(氧化還原反應(yīng))。并且，當(dāng)氫發(fā)生催化劑燃燒反應(yīng)時，由于該燃燒熱而檢測元件21的溫度上升。因此，檢測元件21的溫度、電阻值R21基于氣體檢測室63b的溫度和氫的燃燒熱而發(fā)生變化。補(bǔ)償元件22是將由催化劑金屬構(gòu)成的線材成形為線圈狀，并在其表面涂層出對氫為非活性的非活性層而得到的元件。非活性層由氧化鋁(Al2O3)或氧化硅(SiO2)等非金屬、或金(Au)等的與氫不反應(yīng)的金屬形成。由此，即使氫與補(bǔ)償元件22接觸，氫也不會發(fā)生催化劑燃燒反應(yīng)，而不會生成燃燒熱。因此，補(bǔ)償元件22的溫度、電阻值R22僅基于氣體檢測室63b的溫度(環(huán)境溫度、氣氛溫度)進(jìn)行變化。第二邊30具備第一電阻元件31 (電阻值R31)和第二電阻元件32 (電阻值R32)，通過將第一電阻元件31和第二電阻元件32串聯(lián)連接而構(gòu)成。第一電阻元件31及第二電阻元件32設(shè)置在基板61上。需要說明的是，第一電阻元件31的電阻值R21、第二電阻元件32的電阻值R22已知，是固定值。第一邊20的兩端和第二邊30的兩端分別連接，而構(gòu)成輸入端子J1、輸入端子J2。輸入端子J1、輸入端子J2與電壓發(fā)生電路52連接，由電壓發(fā)生電路52產(chǎn)生的電壓Vin向輸入端子Jl、J2(電橋電路B)施加。并且，當(dāng)如此施加由電壓發(fā)生電路52產(chǎn)生的電壓Vra時，對檢測元件21通電，檢測元件21的溫度上升。S卩，在本實施方式中，對檢測元件21進(jìn)行通電并將檢測元件21加熱的加熱機(jī)構(gòu)(通電機(jī)構(gòu))包括電壓發(fā)生電路52、后述的外部電源70。在第一邊20上，檢測元件21與補(bǔ)償元件22之間的第一中間點構(gòu)成輸出端子J3，在第二邊30上，第一電阻元件31與第二電阻元件32之間的第二中間點構(gòu)成輸出端子J4。輸出端子J3、輸出端子J4與控制電路51連接，電橋電路B的電壓Vtm(輸出)經(jīng)由輸出端子J3、J4，向控制電路51輸出。并且，氫與檢測元件21接觸，由于氫的燃燒熱，而檢測元件21的電阻值R21(變化值)進(jìn)行變化，當(dāng)檢測元件21的電阻值R21大于補(bǔ)償元件22的電阻值R22時，輸出端子J3的電位高于輸出端子J4的電位，與氫濃度對應(yīng)的電壓Votjt向控制電路51輸出，從而檢測氫濃度。需要說明的是，在氫未與檢測元件21接觸而未生成氫的燃燒熱時，檢測元件21的電阻值R21與補(bǔ)償元件22的電阻值R22相等，并且，輸出端子J3的電位與輸出端子J4的電位相等，電壓Vtm成為O。
<氫傳感器-控制電路等>控制電路51包含CPU、ROM、RAM、各種接口、電路等而構(gòu)成。并且，控制電路51按照來自E⑶150的指令和存儲在其內(nèi)部的程序，而適當(dāng)?shù)乜刂茪鋫鞲衅鱅OA0S卩，控制電路51按照來自E⑶150的指令而使電壓發(fā)生電路52工作，并且，基于來自電橋電路B的電壓Votjt而算出氫濃度,并將與氫濃度對應(yīng)的信號向ECU150輸出。但是，并未限定為該結(jié)構(gòu)，除此之外還可以是例如ECU150直接控制電壓發(fā)生電路52，并將電橋電路B的電壓Vot向ECU150直接輸出的結(jié)構(gòu)。電壓發(fā)生電路52具備DC-DC轉(zhuǎn)換器等而構(gòu)成，與外部電源70 (例如12V蓄電池)連接。并且，電壓發(fā)生電路52按照來自控制電路51的指令進(jìn)行工作，向電橋電路B施加規(guī)定電壓。<氫傳感器-娃化合物的附著量>在此，本申請發(fā)明者等得到了如下的見解如圖6所示，在硅的氣氛下，伴隨著由鉬等催化劑金屬形成的檢測元件21的溫度升高，而硅化合物向檢測元件21的附著量(硅中毒量，(g))增加，但是在規(guī)定的脫離溫度范圍內(nèi)，硅化合物的附著量減少。其原因考慮是在脫離溫度范圍內(nèi)，附著于檢測元件21的硅化合物從檢測元件21脫離的緣故。即，在脫離溫度范圍內(nèi)，相對于硅化合物的附著速度，脫離速度小且大致相同等級程度，并且，在最佳脫離溫度下，脫離速度與附著速度大致相等，當(dāng)超過最佳脫離溫度時，附著速度再次大于脫離速度。另外，在脫離溫度范圍內(nèi)，隨著檢測元件21的溫度升高，而硅化合物的附著量(g)減少，能得到在最佳脫離溫度下附著量最小這樣的傾向。即，得到了如下的見解為了使氫傳感器IOA的氫的檢測靈敏度恢復(fù)，而使檢測元件21升溫成脫離溫度范圍，優(yōu)選升溫成包含所述最佳脫離溫度在內(nèi)的最佳脫離溫度范圍(例如，“最佳脫離溫度-io°c” “最佳脫離溫度”的范圍)?；诖朔N見解，在本實施方式中，在氫傳感器IOA的清潔時，為了使檢測元件21升溫成最佳脫離溫度范圍，而利用對檢測元件21的通電產(chǎn)生的發(fā)熱和氫向檢測元件21的接觸燃燒產(chǎn)生的燃燒熱(參照圖7)。即，如圖7所示，在清潔時(靈敏度恢復(fù)處理的執(zhí)行時)及非清潔時(靈敏度恢復(fù)處理的非執(zhí)行時、待機(jī)時)，在考慮了來自第一稀釋部Dl的氫濃度的基礎(chǔ)上，通過對檢測元件21的通電，而將檢測元件21從常溫加熱(升溫)成待機(jī)溫度，在清潔時，通過氫的燃燒熱，而進(jìn)一步升溫成最佳脫離溫度范圍。并且，在本實施方式中，待機(jī)溫度設(shè)定為從最佳脫離溫度減去氫的燃燒所產(chǎn)生的溫度上升量所得到的溫度。
〈清潔閥〉接下來，參照圖2、圖3、圖8，說明清潔閥124、125周邊的結(jié)構(gòu)。<氫傳感器IOA用的清潔閥>所述減壓閥的下游的配管121a經(jīng)由配管124a、清潔閥124、配管124b，如后所述與氫傳感器IOA的上游的配管132b連接。并且，在氫傳感器IOA的清潔時(靈敏度恢復(fù)處理的執(zhí)行時)，若通過E⑶150將清潔閥124打開，則氫罐121的高濃度的氫通過配管121a、配管124a、配管124b，朝向氫傳感器IOA流動。即，在本實施方式中，將氫罐121的氫向氫傳感器IOA的檢測元件21引導(dǎo)的氫引導(dǎo)配管具備配管124a和配管124b而構(gòu)成。并且，在該氫引導(dǎo)配管設(shè)有清潔閥124(流通調(diào)整機(jī)構(gòu))。在配管124b設(shè)有節(jié)流孔124c，對從配管124b向配管132b流入的氫的流量進(jìn)行節(jié)流。由此，通過對清潔閥124進(jìn)行開閉控制，而容易控制流入配管123b且在后述的第一稀釋部Dl中稀釋后，朝向氫傳感器IOA流動的氫濃度。但是，節(jié)流孔124c并未限定于清潔閥124的下游，也可以在清潔閥124的上游，而且還可以不具備節(jié)流孔124c。另外，配管124a與比氫傳感器IOA靠上游的配管132b(陰極廢氣流路)合流。并且，配管124b的合流點與氫傳感器IOA之間的配管132b(陰極廢氣流路)作為利用陰極廢氣(稀釋用氣體)對來自清潔閥124的氫進(jìn)行稀釋的第一稀釋部Dl發(fā)揮功能(參照圖3)。需要說明的是，第一稀釋部Dl配置在清潔閥124與氫傳感器IOA之間。清潔閥124是由螺線管驅(qū)動的常閉型的電磁閥(閥裝置)，例如由閘閥構(gòu)成，在從ECU150輸入開閥指令期間，維持規(guī)定的開狀態(tài)(開度)。并且，E⑶150通過對清潔閥124的開閥時間/閉閥時間進(jìn)行例如PWM控制，而容易控制通過清潔閥124朝向配管132b (第一稀釋部Dl)流動的氫(高濃度的氫)的流量，其結(jié)果是，控制朝向氫傳感器IOA的檢測元件21流動的氫濃度。<氫傳感器IOB (10CU0D)用的清潔閥>配管124a的中途依次連接有配管125a、常閉型的清潔閥125、配管125b。配管125b的下游端配置成使來自配管125b的氫朝向氫傳感器IOB (10CU0D)。即，在各氫傳感器IOB IOD設(shè)有配管125a、清潔閥125、配管125b，但在圖2中未圖示。并且，在氫傳感器IOB (10CU0D)的清潔時(靈敏度恢復(fù)處理的執(zhí)行時)，若通過E⑶150打開清潔閥125，則氫罐121的高濃度的氫通過配管121a、配管124a、配管125a、配管125b，朝向氫傳感器IOB (10CU0D)流動。S卩，在本實施方式中，將氫罐121的氫向氫傳感器10B(10C、10D)的檢測元件21引導(dǎo)的氫引導(dǎo)配管具備配管124a的一部分、配管125a、配管125b而構(gòu)成。并且，在該氫引導(dǎo)配管設(shè)有清潔閥125 (流通調(diào)整機(jī)構(gòu))。
在配管125b設(shè)有節(jié)流孔125c，對從配管125b朝向后述的第一稀釋部D2 (圖8參照)流動的氫的流量進(jìn)行節(jié)流。由此，通過對清潔閥125進(jìn)行開閉控制，而容易控制由第一稀釋部D2稀釋后朝向氫傳感器IOB流動的氫濃度。但是，節(jié)流孔125c并未限定為清潔閥125的下游，也可以在清潔閥125的上游，或者還可以不具備節(jié)流孔125c。
如圖8所示，配管125b的下游端和氫傳感器IOB隔開事先通過試驗等求得的規(guī)定間隔而配置，構(gòu)成向大氣敞開的第一稀釋部D2 (稀釋空間)。即，第一稀釋部D2配置在清潔閥125與氫傳感器IOB (10C、10D)之間。并且,第一稀釋部D2具有使來自配管125b的氫自動擴(kuò)散，并利用大氣(稀釋用氣體)對氫進(jìn)行稀釋的功能。清潔閥125與清潔閥124同樣地是由螺線管驅(qū)動的常閉型的電磁閥(閥裝置)，例如由通過螺線管驅(qū)動的閘閥構(gòu)成，在從ECU150輸入開閥指令期間，維持規(guī)定的開狀態(tài)(開度)。并且，E⑶150通過對清潔閥125的開閥時間/閉閥時間進(jìn)行例如PWM控制，而容易控制通過清潔閥125朝向第一稀釋部D2流動的氫(高濃度的氫)的流量，其結(jié)果是，控 制朝向氫傳感器10B(10C、10D)的檢測元件21流動的氫濃度。這種情況下，當(dāng)大氣壓(大氣壓力)下降時，在第一稀釋部D2中，氫難以由大氣(稀釋用氣體)稀釋，因此可以具備檢測大氣壓的大氣壓傳感器，由于燃料電池車200在高原行駛，而大氣壓下降，伴隨于此，以縮短清潔閥125的開閥時間的方式進(jìn)行修正。即，在本實施方式中，氫罐121不僅能夠向燃料電池堆110供給氫(燃料氣體)，而且也能向氫傳感器IOA IOD供給冷卻用的氫，因此燃料電池車200單體也能夠執(zhí)行清潔。<IG>IG141是燃料電池車200 (燃料電池系統(tǒng)100、氫檢測系統(tǒng)I)的起動開關(guān)，配置在駕駛席周邊。并且，IG141將其接通信號/斷開信號向E⑶150輸出。〈ECU〉E⑶150是對燃料電池車200 (燃料電池系統(tǒng)100、氫檢測系統(tǒng)I)進(jìn)行電子控制的控制裝置，包括CPU、ROM、RAM、各種接口、電路等而構(gòu)成，按照在其內(nèi)部存儲的程序，發(fā)揮各種功能，并控制各種設(shè)備。ECU150的具體的動作在后面說明?！度剂想姵剀嚨膭幼鳌方酉聛恚f明燃料電池車200的動作。〈起動模式〉首先,參照圖9,說明燃料電池車200的起動時(始動時)的起動模式下的動作。需要說明的是，當(dāng)IG141接通時，檢測到該接通信號的E⑶150使圖9的處理開始。而且，在此，說明與氫傳感器IOA相關(guān)的動作,關(guān)于氫傳感器IOB IOD的動作由于相同而省略說明。而且，E⑶150在執(zhí)行與以下說明的氫傳感器IOA相關(guān)的處理的同時，還執(zhí)行用于使燃料電池堆110發(fā)電的處理。即，E⑶150將設(shè)置于配管121a的截止閥(未圖示)打開，向陽極流路111供給氫，并將清除閥123間歇性地打開，使陽極流路111中的氫濃度上升。與此同時，E⑶150使壓縮器131工作，向陰極流路112供給空氣(氧)。如此，燃料電池堆110的OCV(Open CiRcuitVoltage、開電路電壓)上升，燃料電池堆110接近能夠發(fā)電的狀態(tài)。并且，在OCV成為判斷為能夠開始發(fā)電的規(guī)定OCV以上時，E⑶150控制與燃料電池堆110的輸出端子連接的發(fā)電控制器(未圖示)，從燃料電池堆110取出電流，使燃料電池堆110開始發(fā)電，將發(fā)電電力向外部負(fù)載(行駛用的電動機(jī)等)供給。這種情況下，壓縮器131的旋轉(zhuǎn)速度、燃料電池堆110的發(fā)電電力處于隨著發(fā)電要求量(油門開度等)增大而增大的關(guān)系。以下，說明與氫傳感器IOA相關(guān)的處理。
在步驟SlOl中，E⑶150將氫傳感器IOA的檢測元件21及補(bǔ)償元件22加熱成待
機(jī)溫度。在本實施方式中，待機(jī)溫度設(shè)定成在氫傳感器IOA的清潔時(靈敏度恢復(fù)處理的執(zhí)行時)，從脫離溫度以上的最佳脫離溫度范圍的溫度減去清潔時的氫的燃燒熱產(chǎn)生的溫度上升量所得到的溫度(參照圖6、圖7)。清潔時的氫的燃燒熱產(chǎn)生的溫度上升量例如可以為事先通過試驗等求得的規(guī)定溫度上升量。此外，清潔時的氫的燃燒熱產(chǎn)生的溫度上升量可以基于清潔時從第一稀釋部Dl朝向檢測元件21 (氫傳感器10A)流動的氫濃度來算出。即，可以對應(yīng)于第一稀釋部Dl進(jìn)行的稀釋后的氫濃度來設(shè)定待機(jī)溫度，以成為該待機(jī)溫度的方式對檢測元件21進(jìn)行通電加熱。這種情況下，清潔時從第一稀釋部Dl朝向檢測元件21流動的氫濃度基于清潔閥124的開閥時間和陰極廢氣的流量來算出。具體而言，E⑶150將與所述待機(jī)溫度對應(yīng)的待機(jī)溫度加熱指令經(jīng)由控制電路51 (參照圖5)向電壓發(fā)生電路52輸出。并且，電壓發(fā)生電路52將來自外部電源70的電力轉(zhuǎn)換成與待機(jī)溫度加熱指令(待機(jī)溫度)對應(yīng)的待機(jī)電壓之后，向電橋電路B供給。如此，檢測元件21及補(bǔ)償元件22因通電而升溫，被加熱成待機(jī)溫度。在步驟S102中，E⑶150判定是否需要對檢測元件21 (氫傳感器10A)進(jìn)行清潔(是否存在靈敏度恢復(fù)要求)。具體而言，在當(dāng)前附著于檢測元件21的硅化合物的附著量是為了恢復(fù)靈敏度而判斷為應(yīng)進(jìn)行清潔的規(guī)定附著量以上時，判定為需要進(jìn)行清潔。在此，附著于檢測元件21的硅化合物的附著量與氫傳感器IOA的使用時間、燃料電池堆110的發(fā)電時間(累計發(fā)電電力量)、燃料電池系統(tǒng)100 (燃料電池車200)的工作時間(IG141的接通時間)等存在比例關(guān)系，因此在(I)從前一次的清潔到目前為止的氫傳感器IOA的累計使用時間為規(guī)定累計使用時間以上時，(2)從前一次的清潔到目前為止的燃料電池堆110的累計發(fā)電時間(累計發(fā)電電力量)為規(guī)定累計發(fā)電時間(規(guī)定累計發(fā)電電力量)以上時，(3)從前一次的清潔到目前為止的燃料電池系統(tǒng)100 (燃料電池車200)的工作時間為規(guī)定工作時間以上時，判斷為需要進(jìn)行清潔。在此，本申請發(fā)明者等得出了如下的見解當(dāng)氫傳感器IOA在規(guī)定氫濃度范圍的氣氛下使用時，硅附著量有增加的傾向。即，得到了存在硅化合物容易附著的氫濃度范圍這樣的見解。因此，基于此種見解，可以考慮氫傳感器IOA檢測的氫濃度處于所述規(guī)定氫濃度范圍的時間，來修正本次的使用時間等。在判定為需要進(jìn)行清潔時(S102為是)，E⑶150的處理向步驟S103前進(jìn)。另一方面，在判定為不需要清潔時(S102為否)，E⑶150的處理向步驟S106前進(jìn)。在步驟S103中，E⑶150判定距前一次清除(清除閥123的閉閥)是否經(jīng)過了第三規(guī)定時間At3。在此，清除閥123如上所述通過E⑶150在規(guī)定開閥時間被間歇性地打開。因此，如圖12所示，與清除閥123的開閥連動，而第一稀釋部Dl (參照圖3)中的氫濃度上升，在清除閥123閉閥后，由流通配管132b的陰極廢氣(稀釋用氣體)稀釋，逐漸下降。并且，第三規(guī)定時間At3設(shè)定為從清除閥123的閉閥到第一稀釋部Dl中的氫濃度下降成規(guī)定濃度的時間。規(guī)定濃度如下設(shè)定之后即使將清潔閥124打開，向配管132b噴射高濃度的氫，該高濃度的氫也會被第一稀釋部Dl良好地稀釋，成為適當(dāng)?shù)臍錆舛?，通過該適當(dāng)?shù)臍錆舛鹊臍涞娜紵裏?，而使檢測元件21成為最佳脫離溫度范圍。由此，在清除閥123的開閥時間可變時，可以進(jìn)行如下修正隨著清除閥123的開閥時間變長，而使第三規(guī)定時間At3變長。而且，當(dāng)陰極廢氣的流量變多時，氫容易被稀釋，氫濃度迅速下降，因此可以進(jìn)行如下修正隨著根據(jù)流量傳感器134檢測的空氣的流量所推定的陰極廢氣的流量增多，而使第三規(guī)定時間△ t3縮短。在判定為經(jīng)過了第三規(guī)定時間At3時(S103為是)，E⑶150的處理向步驟S104前進(jìn)。另一方面，在判定為未經(jīng)過第三規(guī)定時間A t3時(S103為否)，E⑶150反復(fù)進(jìn)行步驟S103的判定。
在步驟S104中，E⑶150禁止通常清除，S卩，禁止清除閥123的開閥，維持為關(guān)閉的狀態(tài)。與此同時，在步驟S104中，E⑶150在開閥時間將清潔閥124打開。如此，氫罐121的高濃度的氫通過配管121a、配管124a、配管124b，向配管132b噴射。如此，噴射出的氫在第一稀釋部Dl中，由陰極廢氣(稀釋用氣體)良好地稀釋，成為適當(dāng)?shù)臍錆舛?。并且，該適當(dāng)?shù)臍錆舛鹊臍浯档綒鋫鞲衅鱅OA的檢測元件21上，通過氫的燃燒熱，而使檢測元件21的溫度成為最佳脫離溫度范圍(參照圖7)。由此，附著于檢測元件21的硅化合物從檢測元件21脫離(參照圖6)，檢測元件21 (氫傳感器10A)的靈敏度恢復(fù)。然后，E⑶150通過關(guān)閉清潔閥124，而結(jié)束清潔。在此，打開清潔閥124的開閥時間可以是事先通過試驗等預(yù)先設(shè)定的固定時間，但也可以進(jìn)行如下修正隨著根據(jù)流量傳感器134檢測的空氣的流量所推定的陰極廢氣的流量增多，而使開閥時間變長，以增加向配管132b噴射的氫。在步驟S105中，E⑶150判定從步驟S104的清潔結(jié)束(靈敏度恢復(fù)處理的結(jié)束后)是否經(jīng)過了第一規(guī)定時間AU。在此，清潔閥124在步驟S104中被打開時，如圖13所示，第一稀釋部Dl (參照圖3)中的氫上升，在清潔閥124閉閥后，由流通配管132b的陰極廢氣(稀釋用氣體)稀釋，而逐漸下降。并且，第一規(guī)定時間Atl設(shè)定成從清潔閥124的閉閥到第一稀釋部Dl中的氫濃度下降成規(guī)定濃度的時間。規(guī)定濃度如下設(shè)定之后即使打開清潔閥124而向配管132b噴射高濃度的氫，該高濃度的氫也會被第一稀釋部Dl良好地稀釋，成為適當(dāng)?shù)臍錆舛?，通過該適當(dāng)?shù)臍錆舛鹊臍涞娜紵裏?，而使檢測元件21成為最佳脫離溫度范圍。在判定為經(jīng)過了第一規(guī)定時間Atl時(S105為是)，E⑶150的處理向步驟S106
、產(chǎn).、rr.
目U進(jìn)。另一方面，在判定為未經(jīng)過第一規(guī)定時間Atl時(S105為否)，E⑶150反復(fù)進(jìn)行步驟S105的判定。如此反復(fù)進(jìn)行步驟S105的判定時，即，距清潔閥124的閉閥未經(jīng)過第一規(guī)定時間A tl時，E⑶150使壓縮器131 (稀釋用氣體流通機(jī)構(gòu))工作，因此陰極廢氣(稀釋用氣體)流通第一稀釋部D1，第一稀釋部Dl中的氫濃度迅速下降，能夠迅速地執(zhí)行下一次的清潔。
在步驟S106中，ECU150結(jié)束起動模式的動作，向圖10的穩(wěn)定模式的動作轉(zhuǎn)移。<穩(wěn)定模式>接下來，參照圖10，說明燃料電池車200的穩(wěn)定時的穩(wěn)定模式下的動作。
需要說明的是，向燃料電池堆110供給氫及空氣，燃料電池堆110對應(yīng)于發(fā)電要求量而發(fā)電。而且，清除閥123通過E⑶150而被間歇性地打開。在步驟S201中，E⑶150判定距前一次清潔(S204)是否經(jīng)過了第二規(guī)定時間A t2。需要說明的是，前一次在經(jīng)過了第二規(guī)定時間At2的情況下(S201為是)，判定為未進(jìn)行清潔時(S202為否)，以判定為未進(jìn)行清潔的時刻為起算點。而且，第二規(guī)定時間A t2設(shè)定為第一規(guī)定時間Atl以上。在判定為經(jīng)過了第二規(guī)定時間A t2時(S201為是)，E⑶150的處理向步驟S202前進(jìn)。另一方面，在判定為未經(jīng)過第二規(guī)定時間A t2時(S201為否)，E⑶150反復(fù)進(jìn)行步驟S201的判定。在步驟S202中，與步驟S102同樣地，E⑶150判定是否需要對檢測元件21 (氫傳感器10A)進(jìn)行清潔(是否存在靈敏度恢復(fù)要求)。在判定為需要清潔時(S202為是)，E⑶150的處理向步驟S203前進(jìn)。另一方面，在判定為不需要清潔時(S202為否)，E⑶150的處理向步驟S201前進(jìn)。在步驟S203中，與步驟S103同樣地，E⑶150判定距前一次清除是否經(jīng)過了第三規(guī)定時間At3。在判定為經(jīng)過了第三規(guī)定時間A t3時(S203為是)，E⑶150的處理向步驟S204前進(jìn)。另一方面，在判定為未經(jīng)過第三規(guī)定時間A t3時(S203為否)，E⑶150反復(fù)進(jìn)行步驟S203的判定。在步驟S204中，與步驟S104同樣地，E⑶150禁止通常清除，即，禁止清除閥123的開閥，在維持關(guān)閉的狀態(tài)下，在開閥時間將清潔閥124打開，執(zhí)行氫傳感器IOA的清潔。在步驟S205中，與步驟S105同樣地，E⑶150判定距步驟S204的清潔結(jié)束是否經(jīng)過了第一規(guī)定時間AU。在判定為經(jīng)過了第一規(guī)定時間Atl時(S205為是)，E⑶150的處理向步驟S201
、產(chǎn).、rr.
目U進(jìn)。另一方面，在判定為未經(jīng)過第一規(guī)定時間Atl時(S205為否)，E⑶150反復(fù)進(jìn)行步驟S205的判定。如此反復(fù)進(jìn)行步驟S205的判定時，E⑶150使壓縮器131 (稀釋用氣體流通機(jī)構(gòu))工作，因此陰極廢氣(稀釋用氣體)流通第一稀釋部D1，第一稀釋部Dl中的氫濃度迅速下降，能夠迅速地執(zhí)行下一次的清潔。<停止模式>接下來，參照圖11，說明燃料電池車200的停止時的停止模式下的動作。需要說明的是，當(dāng)IG141斷開時，檢測到該斷開信號的E⑶150使圖11的處理開始。而且，ECU150控制與燃料電池堆110的輸出端子連接的發(fā)電控制裝置(未圖示)，使燃料電池堆110的發(fā)電停止。在步驟S301中，與步驟S102、S202同樣地，E⑶150判定是否需要對檢測元件21 (氫傳感器10A)進(jìn)行清潔(是否存在靈敏度恢復(fù)要求)。
在判定為需要清潔時(S301為是)，E⑶150的處理向步驟S302前進(jìn)。另一方面，在判定為不需要清潔時(S301為否)，E⑶150的處理向步驟S305前進(jìn)。在步驟S302中，與步驟S103、S203同樣地，ECU150判定距前一次清除是否經(jīng)過了第三規(guī)定時間At3。在判定為經(jīng)過了第三規(guī)定時間A t3時(S302為是)，E⑶150的處理向步驟S303前進(jìn)。另一方面，在判定為未經(jīng)過第三規(guī)定時間A t3時(S302為否)，E⑶150反復(fù)進(jìn)行步驟S302的判定。在步驟S303中，與步驟S104、S204同樣地，ECU150禁止通常清除，即，禁止清除閥123的開閥，在維持關(guān)閉的狀態(tài)下，在開閥時間將清潔閥124打開，執(zhí)行氫傳感器IOA的清潔。在步驟S304中，與步驟S105、S205同樣地，ECU150判定距步驟S303的清潔結(jié)束是否經(jīng)過了第一規(guī)定時間AU。在判定為經(jīng)過了第一規(guī)定時間Atl時(S304為是)，E⑶150的處理向步驟S205
、產(chǎn).、rr.
目U進(jìn)。另一方面，在判定為未經(jīng)過第一規(guī)定時間A tl時(S304為否)，E⑶150反復(fù)進(jìn)行步驟S304的判定。如此反復(fù)進(jìn)行步驟S304的判定時，E⑶150使壓縮器131 (稀釋用氣體流通機(jī)構(gòu))工作，因此陰極廢氣(稀釋用氣體)流通第一稀釋部D1，第一稀釋部Dl中的氫濃度迅速下降。在步驟S305中，E⑶150關(guān)閉配管121a的截止閥(未圖示)，停止氫的供給。而且，E⑶150使壓縮器131停止。由此，燃料電池車200 (燃料電池系統(tǒng)100)成為停止?fàn)顟B(tài)?！度剂想姵剀嚨男Ч犯鶕?jù)此種燃料電池車200，得到如下的效果。在判定為需要對氫傳感器IOA進(jìn)行清潔時(靈敏度恢復(fù)要求時)，將清潔閥124打開而噴射氫，利用氫的燃燒熱和通電產(chǎn)生的發(fā)熱，使檢測元件21上升至脫離溫度以上，有意地使附著于檢測元件21的硅化合物脫離，從而能夠恢復(fù)氫的檢測靈敏度。因此，通過氫傳感器IOA能夠長期地檢測氫濃度。通過對檢測元件21的通電，而將檢測元件21加熱成待機(jī)溫度，由于該待機(jī)溫度設(shè)定成從脫離溫度減去清潔時的氫的燃燒所產(chǎn)生的溫度上升量而得到的溫度，因此在清潔時，檢測元件21的溫度不會過分上升，而且，能夠使通電所需的電力變得適當(dāng)。在距前一次的清潔的結(jié)束經(jīng)過了第一稀釋部Dl中的氫濃度下降成規(guī)定濃度的第一規(guī)定時間Atl以后(S105為是，S205為是，S304為是)，開始本次的清潔，因此，朝向檢測元件21的氫濃度不會過高，檢測元件21不會因氫的燃燒熱而升溫成預(yù)想以上。另外，每當(dāng)經(jīng)過第一規(guī)定時間Atl以上的第二規(guī)定時間At2時(S201為是)，反復(fù)進(jìn)行清潔，因此每當(dāng)經(jīng)過第二規(guī)定時間△ t2時就能夠恢復(fù)氫傳感器IOA的靈敏度。在距清潔的結(jié)束經(jīng)過第一規(guī)定時間A tl之前(S105為否，S205為否，S304為否)，陰極廢氣(稀釋用氣體)流通第一稀釋部Dl，因此，第一稀釋部Dl中的氫濃度迅速下降，從而能夠執(zhí)行下一次的清潔。在距清除閥123的閉閥經(jīng)過了第一稀釋部Dl中的氫濃度下降成規(guī)定濃度的第三規(guī)定時間At3以后(S103為是，S201為是，S302為是)，開始清潔，因此朝向檢測元件21、流動的氫濃度不會成為預(yù)想以上，而檢測元件21不會因氫的燃燒熱而升溫成預(yù)想以上?！蹲冃卫?
以上，說明了本發(fā)明的一實施方式，但本發(fā)明并未限定于此，例如，可以進(jìn)行如下變更。在所述的實施方式中，例示了由鉬等催化劑金屬構(gòu)成的檢測元件21為線圈狀的結(jié)構(gòu)(參照圖4)，但檢測元件21的形狀并未限定于此，除此之外，例如圖14所示，可以是薄膜狀的檢測元件21A。若如此，則外殼63的高度方向變短，能夠?qū)崿F(xiàn)氫傳感器IOA的小型化。而且，若為薄膜狀，則檢測元件21A的每單位體積的表面積增大，因此氫的可接觸面積增大，檢測元件21A能夠迅速地升溫。需要說明的是，這種情況下，補(bǔ)償元件22k也為薄膜狀。在所述實施方式中，例示了檢測元件21和補(bǔ)償元件22相對于電壓發(fā)生電路52串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)，但如圖15所示，也可以是并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。S卩，在圖15的電橋電路B中，通過將檢測元件21和第一電阻元件31串聯(lián)連接來構(gòu)成第一邊20，通過將補(bǔ)償元件22和第二電阻元件32串聯(lián)連接來構(gòu)成第二邊30。在所述實施方式中，例示了清潔閥124(閥裝置)由能夠維持規(guī)定的開狀態(tài)的閘閥等構(gòu)成，通過控制其開閥時間/閉閥時間，而控制朝向檢測元件21流動的氫濃度的結(jié)構(gòu)，但除此之外，也可以是例如清潔閥124(閥裝置)由能夠調(diào)整成所希望的開度的蝶形閥等構(gòu)成，通過控制其開度，來控制朝向檢測元件21流動的氫濃度的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種氫檢測系統(tǒng)，其特征在于，具備 氫傳感器，其具有由使氫燃燒而生成燃燒熱的催化劑金屬形成并露出的檢測元件，并基干與燃燒熱對應(yīng)地變化的所述檢測元件的變化值來檢測氫濃度； 加熱機(jī)構(gòu)，其對所述檢測元件進(jìn)行加熱； 氫儲存機(jī)構(gòu)，其儲存高濃度的氫； 氫引導(dǎo)配管，其將所述氫儲存機(jī)構(gòu)的氫向所述檢測元件引導(dǎo)； 流通調(diào)整機(jī)構(gòu)，其設(shè)置于所述氫引導(dǎo)配管并調(diào)整氫的流通； 第一稀釋部，其設(shè)置在所述流通調(diào)整機(jī)構(gòu)與所述檢測元件之間，并利用稀釋用氣體對來自所述氫儲存機(jī)構(gòu)的氫進(jìn)行稀釋； 控制機(jī)構(gòu)，其控制所述加熱機(jī)構(gòu)及所述流通調(diào)整機(jī)構(gòu)， 在所述氫傳感器有靈敏度恢復(fù)要求的靈敏度恢復(fù)要求時，所述控制機(jī)構(gòu)執(zhí)行靈敏度恢復(fù)處理，即通過所述流通調(diào)整機(jī)構(gòu)來控制從所述第一稀釋部朝向所述檢測元件流動的氫濃度，以使由所述加熱機(jī)構(gòu)加熱的所述檢測元件的溫度成為附著于該檢測元件的硅因氫的燃燒熱而脫離的脫離溫度以上的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氫檢測系統(tǒng)，其特征在干， 所述控制機(jī)構(gòu)利用所述加熱機(jī)構(gòu)將所述檢測元件加熱至待機(jī)溫度， 所述待機(jī)溫度是從所述脫離溫度減去在靈敏度恢復(fù)要求時因氫的燃燒所產(chǎn)生的溫度上升量而得到的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氫檢測系統(tǒng)，其特征在干， 所述氫傳感器具備對所述檢測元件通電的通電機(jī)構(gòu)，并基于因氫的燃燒所產(chǎn)生的所述檢測元件的電阻值的上升來檢測氫濃度， 所述加熱機(jī)構(gòu)包括所述通電機(jī)構(gòu)，并通過對所述檢測元件通電而使所述檢測元件的溫度上升。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氫檢測系統(tǒng)，其特征在干， 所述流通調(diào)整機(jī)構(gòu)具備能夠維持規(guī)定的開狀態(tài)的閥裝置， 所述控制機(jī)構(gòu)通過控制所述閥裝置的開閥時間/閉閥時間，而控制朝向所述檢測元件流動的氫濃度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氫檢測系統(tǒng)，其特征在干， 所述流通調(diào)整機(jī)構(gòu)具備能夠調(diào)整成所希望的開度的閥裝置， 所述控制機(jī)構(gòu)通過控制所述閥裝置的開度，而控制朝向所述檢測元件流動的氫濃度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氫檢測系統(tǒng)，其特征在干， 所述控制機(jī)構(gòu)在距前一次的靈敏度恢復(fù)處理的結(jié)束經(jīng)過了所述第一稀釋部中的氫濃度下降成規(guī)定濃度的第一規(guī)定時間以后，開始本次的靈敏度恢復(fù)處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氫檢測系統(tǒng)，其特征在干， 所述控制機(jī)構(gòu)每當(dāng)經(jīng)過所述第一規(guī)定時間以上的第二規(guī)定時間時，反復(fù)進(jìn)行靈敏度恢復(fù)處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氫檢測系統(tǒng)，其特征在干， 具備使稀釋用氣體流通所述第一稀釋部的稀釋用氣體流通機(jī)構(gòu)， 所述控制機(jī)構(gòu)在靈敏度恢復(fù)處理結(jié)束后，通過所述稀釋用氣體流通機(jī)構(gòu)使稀釋用氣體流通。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氫檢測系統(tǒng)，其特征在干， 所述氫傳感器安裝在來自燃料電池的陰極的陰極廢氣所流通的陰極廢氣流路中， 所述氫引導(dǎo)配管與比所述氫傳感器靠上游的所述陰極廢氣流路合流， 所述第一稀釋部是所述氫引導(dǎo)配管與所述氫傳感器之間的所述陰極廢氣流路， 稀釋用氣體是陰極廢氣。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氫檢測系統(tǒng)，其特征在干， 將來自所述燃料電池的陽極的陽極廢氣排出的陽極廢氣流路與比所述氫引導(dǎo)配管靠上游的所述陰極廢氣流路合流， 在所述陽極廢氣流路設(shè)有在排出陽極廢氣時打開的清除閥， 所述控制機(jī)構(gòu)在距所述清除閥的閉閥經(jīng)過了所述第一稀釋部中的氫濃度下降成規(guī)定濃度的第三規(guī)定時間以后，開始靈敏度恢復(fù)處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氫檢測系統(tǒng)，其特征在干， 在比所述氫傳感器靠下游的所述陰極廢氣流路中具備第二稀釋部。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氫檢測系統(tǒng)，其特征在干， 所述氫傳感器配置在向大氣敞開的大氣敞開空間中， 所述第一稀釋部是所述氫引導(dǎo)配管的下游端與所述氫傳感器之間的向大氣敞開的稀釋空間， 所述稀釋用氣體是大氣。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氫檢測系統(tǒng)，其特征在干， 搭載于具有燃料電池且通過所述燃料電池的電カ而行駛的燃料電池車， 所述氫儲存裝置向所述燃料電池供給氫作為燃料氣體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠良好地恢復(fù)氫傳感器的氫檢測靈敏度的氫檢測系統(tǒng)。氫檢測系統(tǒng)(1)具備氫傳感器(10A)，其具有由使氫燃燒而生成燃燒熱的催化劑金屬形成的檢測元件(21)，基于檢測元件(21)的變化值(電阻值)來檢測氫濃度；加熱機(jī)構(gòu)，其對檢測元件(21)進(jìn)行加熱；氫罐(121)；氫引導(dǎo)配管，其將氫罐(121)的氫向檢測元件(21)引導(dǎo)；清潔閥(124)，其設(shè)置于氫引導(dǎo)配管；第一稀釋部(D1)，其設(shè)置在清潔閥(124)與檢測元件(21)之間，利用陰極廢氣對氫進(jìn)行稀釋；ECU(150)，其控制加熱機(jī)構(gòu)及清潔閥(124)。在清潔時，ECU(150)通過清潔閥(124)來控制從第一稀釋部(D1)朝向檢測元件(21)流動的氫濃度，以使檢測元件(21)的溫度成為附著的硅因氫的燃燒熱而脫離的脫離溫度以上。
文檔編號G01N27/16GK102628825SQ201210020250
公開日2012年8月8日 申請日期2012年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月3日
發(fā)明者岡島一博, 塚林俊二, 大石英俊 申請人:本田技研工業(yè)株式會社