DE112008002706B4

DE112008002706B4 - Gaserfassungssystem, Fahrzeug und Überprüfungsverfahren für das Gaserfassungssystem

Info

Publication number: DE112008002706B4
Application number: DE112008002706T
Authority: DE
Inventors: Shigeto Kajiwara; Katsuki Ishigaki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-10-10
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2013-08-01
Anticipated expiration: 2028-10-03
Also published as: WO2009048085A1; CN101821598B; CN101821598A; DE112008002706B8; JP2009092528A; US8962207B2; DE112008002706T5; JP4277925B2; US20100233562A1

Abstract

Gaserfassungssystem, das so konfiguriert ist, dass es ein spezifisches Gas erfasst, das in einem bestimmten Raum vorhanden ist, wobei das Gaserfassungssystem aufweist: mehrere Gaskonzentrationsdetektoren, die so ausgeführt sind, dass sie die spezifische Gaskonzentration erfassen können; und ein Bestimmungsmodul, das so ausgeführt ist, dass es bestimmen kann, ob die Gaskonzentration, die durch jeden der mehreren Gaskonzentrationsdetektoren erfasst wird, einen eingestellten Schwellenwert überschreitet, der entsprechend den jeweiligen mehreren Gaskonzentrationsdetektoren individuell eingestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Reaktion auf eine Eingabe einer Überprüfungsanweisung zum Überprüfen der jeweiligen Gaskonzentrationsdetektoren in das Bestimmungsmodul, das Bestimmungsmodul, anstelle eines jeweiligen der eingestellten Schwellenwerte, einen zu Überprüfungszwecken dienenden Schwellenwert verwendet und bestimmt, ob jeder der mehreren Gaskonzentrationsdetektoren normal oder anomal arbeitet, basierend auf einer Konzentration eines ein spezifisches Gas beinhaltenden Testgases, das durch den Gaskonzentrationsdetektor erfasst wird, und der zu Überprüfungszwecken dienende Schwellenwert als ein allgemeiner Wert für die Gesamtheit der mehreren Gaskonzentrationsdetektoren eingestellt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Methode zur Gaserfassung.
Technischer Hintergrund
In einem mit einem Brennstoffzellensystem ausgestatteten Fahrzeug dient ein Wasserstoffdetektor im Allgemeinen dazu, das Auftreten eines Austritts von Wasserstoff zu erfassen, der den Brennstoffzellen als ein Brenngas zugeführt wird. Eine ECU (elektronische Steuerungseinheit) bestimmt z. B., ob eine Wasserstoffkonzentration, die durch den Wasserstoffdetektor erfasst wird, einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet. In Reaktion auf die erfasste Wasserstoffkonzentration, die den voreingestellten Schwellenwert überschritten hat, kann eine Alarmleuchte aufleuchten, um den Benutzer über das Auftreten eines Wasserstoffaustritts zu benachrichtigen. Bei einem Vorschlag für eine entsprechende Technik wird ein Testgas auf den im Fahrzeug vorgesehen Wasserstoffdetektor gesprüht, um den Zustand des Wasserstoffdetektors zu prüfen (siehe z. B. die japanischen Patentoffenlegungsschriften 2006-329786 und 2004-93204 ).
Das auf den Wasserstoffdetektor gesprühte Testgas zum Prüfen des Zustands des Wasserstoffdetektors weist typischerweise eine höhere Konzentration als der voreingestellte Schwellenwert auf. Durch Aufleuchten der Alarmleuchte wird der Benutzer benachrichtigt, dass der Wasserstoffdetektor normal funktioniert.
Wenn mehrere Wasserstoffdetektoren in das Fahrzeug eingebaut sind, können die jeweiligen Wasserstoffdetektoren als Kriterium zum Bestimmen der normalen Funktionsweise oder der Anomalität unterschiedliche Schwellenwerte aufweisen. Zum Beispiel kann der eine Wasserstoffdetektor in ein Brennstoffzellengehäuse, das zum Aufnehmen von Brennstoffzellen dient, eingebaut sein, während ein anderer Wasserstoffdetektor in der Nähe eines Wasserstofftanks eingebaut sein kann. Das Brennstoffzellengehäuse ist räumlich begrenzt und dementsprechend selbst bei einer sehr geringen Wasserstoffkonzentration einem hohen Entzündungsrisiko ausgesetzt. Es sollte daher als der Schwellenwert für den Wasserstoffdetektor, der in das Brennstoffzellengehäuse eingebaut ist, ein relativ geringer Wert eingestellt werden. Der in der Nähe des Wasserstofftanks eingebaute Wasserstoffdetektor befindet sich in der Nähe des Wasserstofftanks und tendiert somit natürlicherweise dazu, eine hohe Wasserstoffkonzentration zu erfassen. Dementsprechend sollte als Schwellenwert für den Wasserstoffdetektor, der in der Nähe des Wasserstofftanks eingebaut ist, ein relativ hoher Wert eingestellt werden. Auf diese Weise könnten mehrere unterschiedliche Schwellenwerte in Abhängigkeit von den Einbauorten der jeweiligen Wasserstoffdetektoren eingestellt werden, indem dabei die Abmessungen des Raums und der Abstand von einem Ort mit einem möglichen Wasserstoffaustritt berücksichtigt werden.
Um den Zustand der mehreren Wasserstoffdetektoren prüfen zu können, sind den Einbauorten der jeweiligen Wasserstoffdetektoren entsprechend mehrere Testgase mit unterschiedlichen Gaskonzentrationen vorzusehen. Dadurch gestaltet sich die Überprüfung der Wasserstoffdetektoren leider sehr kompliziert. Überdies weist das für die Überprüfung verwendete Testgas typischerweise eine feste Gaskonzentration auf. Das Bereitstellen von verschiedenen Testgasen mit unterschiedlichen Gaskonzentrationen, die den mehreren unterschiedlichen Schwellenwerten entsprechen, ist jedoch leider meist zeit- und kostenaufwendig.
Dieses Problem ist für Wasserstoffdetektoren, die in einem Fahrzeug eingebaut sind, nicht typisch, ist aber bei Wasserstoffdetektoren, die an einem beliebigen von verschiedenen anderen Orten, wie z. B. in einer Garage oder einem Gebäude, eingebaut sind, häufig anzutreffen. Das Problem ist außerdem auch nicht typisch für Wasserstoffdetektoren, sondern ist auch bei anderen Gasdetektoren, die für das Erfassen unterschiedlicher Gase ausgelegt sind, z. B. Benzin, Methanol, Kohlenmonoxid und Propangas, häufig anzutreffen.
Die US 4 390 869 A offenbart eine Gas- und/oder Brandmeldeanlage mit wenigstens einem über Leitungen an eine Signalzentrale angeschlossenen Gas- und/oder Brandmelder und einer bei Ansprechen eines angeschlossenen Melders betätigten Signaleinrichtung, wobei der oder die Melder mindestens zwei Schwellenwerte für die Konzentration nachzuweisender Gase bzw. das nachzuweisende Brandphänomen besitzen, wobei die Anlage ausgebildet ist, bei Überschreitung eines unteren Schwellenwertes ein anfangs selbstlöschendes, nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung selbsthaltendes Warnsignal und bei Überschreitung eines höheren Schwellenwertes sofort, bzw. nach kürzerer Zeitverzögerung ein selbsthaltendes Alarmsignal auszulösen.
Die JP 2006-329786 A offenbart einen Gasleckagedetektor für Fahrzeuge und ein Montageverfahren desselben, wobei der Gasleckagedetektor mit einem Sensorteil ausgestattet ist, das zur Erfassung einer Gasleckage in einem Fahrzeug angeordnet ist, und einer Inspektionsgaseingabeleitung, deren vorderes Ende in der Nähe des Sensorteils, und deren hinteres Ende an einer Außenseite der vorderen Fahrzeugseite angeordnet ist.
Offenbarung der Erfindung
Zur Lösung der Problematik des Stands der Technik, wie sie vorstehend erläutert worden ist, müsste es möglich sein, den Vorgang des Überprüfens von Gasdetektoren einfacher und bequemer ausführen zu können.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Gaserfassungssystem geschaffen, das so konfiguriert ist, dass ein spezifisches Gas, das in einem bestimmten Raum vorhanden ist, erfasst werden kann, wobei das Gaserfassungssystem aufweist:
mehrere Gaskonzentrationsdetektoren, die so angeordnet sind, dass sie eine Konzentration des spezifischen Gases als eine Gaskonzentration erfassen können; und
ein Bestimmungsmodul, das so konfiguriert ist, dass es bestimmen kann, ob die durch jeden der mehreren Gaskonzentrationsdetektoren erfasste Gaskonzentration einen eingestellten Schwellenwert überschreitet, der entsprechend den jeweiligen mehreren Gaskonzentrationsdetektoren individuell eingestellt ist,
wobei in Reaktion auf eine Eingabe einer Prüfanweisung zum Überprüfen der jeweiligen Gaskonzentrationsdetektoren in das Bestimmungsmodul, das Bestimmungsmodul, anstelle eines jeweiligen der eingestellten Schwellwerte bzw. Schwellenwerte, einen zu Überprüfungszwecken dienenden Schwellenwert heranzieht und bestimmt, ob jeder der mehreren Gaskonzentrationsdetektoren normal oder anormal arbeitet, basierend auf einer Konzentration eines ein spezifisches Gas beinhaltenden Testgases, das durch den Gaskonzentrationsdetektor erfasst wird, und
der zu Überprüfungszwecken dienende Schwellenwert als ein allgemeiner Wert für die Gesamtheit der mehreren Gaskonzentrationsdetektoren eingestellt wird.
In Reaktion auf die Eingabe einer Prüfanweisung zum Überprüfen des Gaskonzentrationsdetektors verwendet das Gaserfassungssystem gemäß diesem Aspekt der Erfindung also anstelle des eingestellten Schwellenwerts, der im Allgemeinen zur Erfassung eines Gasaustritts verwendet wird, den zu Überprüfungszwecken dienenden Schwellenwert. Wenn zur Überprüfung des Gaskonzentrationsdetektors kein Allzweck-Testgas verwendet werden kann, z. B. wenn der eingestellte Schwellwert bzw. Schwellenwert höher ist als die Konzentration des Allzweck-Testgases, kann, in dem ein Wert als der zu Überprüfungszwecken dienende Schwellenwert eingestellt wird, der niedriger ist als die Konzentration des Allzweck-Testgases, das Allzweck-Testgas zu Überprüfungszwecken des Gaskonzentrationsdetektors verwendet werden. Durch diese Vorkehrung werden sowohl Zeit- als auch Kostenaufwand in Bezug auf eine individuell in Auftrag gegebene Zubereitung bzw. Erstellung des Testgases in Entsprechung zu dem eingestellten Schwellenwert verringert, wodurch der Vorgang des Überprüfens des Gaskonzentrationsdetektors vereinfacht werden kann.
In dem Gaserfassungssystem dieser Ausführungsform ist lediglich ein Testgas mit einer stets gleichen Konzentration ausreichend, um die mehreren Gaskonzentrationsdetektoren zu überprüfen, die mehrere unterschiedliche Schwellenwerte aufweisen können, die in Entsprechung zu denselben eingestellt sind. Durch diese Vorkehrung wird der Vorgang des Überprüfens der mehreren Gaskonzentrationsdetektoren auf effektive Weise vereinfacht.
Das Gaserfassungssystem kann ferner beinhalten:
eine Benachrichtigungseinheit, die konfiguriert ist, dass sie einen Benutzer über eine vorbestimmte Information, basierend auf einem Ergebnis der Bestimmung durch das Bestimmungsmodul, benachrichtigt.
Bei einer Anwendung des an einem Fahrzeug montierten Gaserfassungssystems kann die Benachrichtigungseinheit einen Fahrzeuglenker über das Auftreten eines Gasaustritts benachrichtigen. Während der Überprüfung wird die selbe Benachrichtigungseinheit hingegen dazu verwendet, ein mit der Überprüfung betrautes Personal über ein Überprüfungsergebnis zu benachrichtigen.
In der Beschreibung der vorliegenden Erfindung kann der Begriff „Benutzer” auch für einen beliebigen von verschiedenen Benutzern des Gaserfassungssystems oder für ein mit der Überprüfung des Gaskonzentrationsdetektors betrautes Personal stehen. Bei einer Anwendung des an einem Fahrzeug montierten Gaserfassungssystems kann der Benutzer des Gaserfassungssystems beispielsweise der Fahrzeuglenker sein. Bei einer anderen Anwendung des Gaserfassungssystems, das in eine Garage eingebaut ist, kann der Benutzer des Gaserfassungssystems z. B. ein Eigentümer oder ein Benutzer der Garage sein.
Das Gaserfassungssystem kann ferner beinhalten:
eine erste Benachrichtigungseinheit, die so konfiguriert ist, dass ein Benutzer über eine vorbestimmte Information, basierend auf einem Ergebnis der Bestimmung mit den jeweiligen eingestellten Schwellenwerten durch das Bestimmungsmodul, benachrichtigt wird; und
eine zweite Benachrichtigungseinheit, die so konfiguriert ist, dass der Benutzer über eine weitere vorbestimmte Information, basierend auf einem Ergebnis der Bestimmung mit dem zu Überprüfungszwecken dienenden Schwellenwert durch das Bestimmungsmodul, benachrichtigt wird.
Bei einer Anwendung des an einem Fahrzeug montierten Gaserfassungssystems kann z. B. die erste Benachrichtigungseinheit eine in dem Fahrzeug angeordnete Alarmvorrichtung sein, während die zweite Benachrichtigungseinheit ein Prüfinstrument sein kann. Der Benutzer wird über die Ergebnisse der Bestimmungsvorgänge durch diese beiden Benachrichtigungseinheiten benachrichtigt.
Bei dem Gaserfassungssystem kann der zu Überprüfungszwecken dienende Schwellenwert auf einen niedrigeren Wert als der niedrigste Wert von den Schwellenwerten, die entsprechend den mehreren Gaskonzentrationsdetektoren individuell eingestellt sind, eingestellt werden.
Durch diese Vorkehrung kann ein eine niedrige Konzentration aufweisendes Gas als das Testgas verwendet werden.
Die Technik bzw. Verfahrensweise der vorliegenden Erfindung kann durch viele verschiedene Anwendungen realisiert werden, die das vorstehende Gaserfassungssystem, ein Fahrzeug gemäß Anspruch 8, das mit dem Gaserfassungssystem ausgestattet ist, und ein Gaserfassungsverfahren gemäß Anspruch 7 beinhalten.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist eine erläuternde Ansicht, die den schematischen Aufbau eines Wasserstofferfassungssystems 100 in einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung darstellt;
2 ist ein Blockdiagramm, das die Funktionen einer ECU 20 zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm, das eine Wasserstofferfassungssystem-Steuerroutine darstellt, die durch die ECU 20 ausgeführt wird;
4 ist ein Flussdiagramm, das eine Wasserstofferfassungssystem-Steuerroutine darstellt, die durch die ECU 20 in einem Wasserstofferfassungssystem einer zweiten Ausführungsform ausgeführt wird; und
5 ist ein Flussdiagramm, das eine Wasserstofferfassungssystem-Steuerroutine darstellt, die durch die ECU 20 in einem Wasserstofferfassungssystem einer dritten Ausführungsform ausgeführt wird.
Beste Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
Nachstehend werden einige Arten und Weisen zum Ausführen der Erfindung in der unten angeführten Reihenfolge und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.

A. Erste Ausführungsform
B. Zweite Ausführungsform
C. Dritte Ausführungsform
D. Weitere Aspekte

A. Erste Ausführungsform
1 ist eine erläuternde Ansicht, die den schematischen Aufbau eines Wasserstofferfassungssystems 100 in einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellt. In dieser Ausführungsform ist das Wasserstofferfassungssystem 100 an einem mit einem Brennstoffzellensystem ausgestatteten Brennstoffzellenfahrzeug 200 montiert.
Die Funktion des Wasserstofferfassungssystems 100 gemäß dieser Ausführungsform ist es, einen Wasserstoffaustritt aus einem Brennstoffzellenstapel 212 oder aus einem Wasserstofftank 216, basierend auf einem Erfassungswert (Wasserstoffkonzentration) zu erfassen, der von einem beliebigen der Wasserstoffsensoren gesendet wird, die in das Brennstoffzellenfahrzeug 200 eingebaut sind, und einen Fahrzeuglenker oder ein mit der Prüfung betrautes Personal über das Auftreten eines Wasserstoffaustritts zu benachrichtigen. Wenn der Erfassungswert eines Wasserstoffsensors einen voreingestellten Schwellenwert (ersten Schwellenwert V1), der entsprechend der Einbauposition des Wasserstoffsensors individuell eingestellt ist, überschreitet, leuchtet eine Alarmleuchte 40 auf, um den Fahrzeuglenker über das Auftreten eines Wasserstoffaustritts zu benachrichtigen. Während die jeweiligen Wasserstoffsensoren einer Überprüfung unterzogen werden, verwendet das Wasserstofferfassungssystem 100 für den Prüfvorgang einen zweiten Schwellenwert V2, anstelle des für die Erfassung eines Wasserstoffaustritts individuell eingestellten ersten Schwellenwerts V1, und bestimmt, ob der Erfassungswert eines jeweiligen Wasserstoffsensors den zweiten Schwellenwert V2 überschreitet. Auf den Aufbau und die Arbeitsweise des Wasserstofferfassungssystems 100 wird in der nachstehenden Beschreibung ausführlicher eingegangen.
A.1 Aufbau eines Brennstoffzellenfahrzeugs
Das Brennstoffzellenfahrzeug 200 beinhaltet in der Hauptsache das Brennstoffzellensystem, das Wasserstofferfassungssystem 100, eine Sekundärbatterie (nicht gezeigt), einen Elektromotor (nicht gezeigt) und eine PCU (eine Leistungssteuerungseinheit bzw. ein Leistungsgerät) (nicht gezeigt). Das Brennstoffzellenfahrzeug 200 aktiviert den Elektromotor mit der von dem Brennstoffzellenstapel 212 und der Sekundärbatterie als Leistungsquellen zugeführten Leistung und wird mit der Antriebsleistung des Elektromotors angetrieben. Insbesondere dient der Brennstoffzellenstapel 212 als eine Hauptleistungsquelle, während die Sekundärbatterie als eine Hilfsleistungsquelle dient. Die PCU steuert die Leistungszuführung von dem Brennstoffzellenstapel 212 und der Sekundärbatterie an den Elektromotor. Eine Drehwelle des Elektromotors ist über eine Welle und andere entsprechende Bauteile (nicht gezeigt) mit den Rädern 220 gekoppelt. Durch den Elektromotor soll dem Brennstoffzellenfahrzeug 200 eine Antriebsleistung zugeführt werden. In 1 ist lediglich die für den Schutzumfang der Erfindung bezüglich des Aufbaus des Brennstoffzellenfahrzeugs 200 relevante Struktur dargestellt, wobei von einer Darstellung der restlichen Struktur in der Figur abgesehen wurde.
Das Brennstoffzellensystem beinhaltet hauptsächlich den Brennstoffzellenstapel 212, ein Wasserstoffzuführsystem, das so ausgeführt ist, dass es den als Brenngas dienenden Wasserstoff zuführt, ein Luftzuführsystem, das so ausgeführt ist, dass es die als Oxidationsgas dienende Luft zuführt, und ein Kühlwasserzirkulationssystem, das so ausgeführt ist, dass es den Brennstoffzellenstapel 212 abkühlt. In dieser Ausführungsform stellt der Brennstoffzellenstapel 212 einen Stapel aus Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen dar, die in einem Brennstoffzellengehäuse 214 angeordnet sind. Wie in 1 gezeigt ist, ist der Brennstoffzellenstapel 212 in einen Motorraum 240 eingebaut, bei dem es sich bei einem herkömmlichen Kraftfahrzeug um einen Raum handelt, wo der Verbrennungsmotor eingebaut ist, und der sich in einem vorderen Abschnitt des Brennstoffzellenfahrzeugs 200 befindet. Der Motorraum 240 ist in 1 durch eine schraffierte Umrandung gekennzeichnet. In dem Wasserstoffzuführsystem wird Wasserstoff aus dem als ein Speichergefäß für Hochdruckwasserstoff dienenden Wasserstofftank 216 den Anoden der einzelnen Brennstoffzellen zugeführt. In dem Luftzuführsystem wird die durch einen Kompressor (nicht gezeigt) komprimierte Luft, den Kathoden der einzelnen Brennstoffzellen zugeführt. Wie 1 zeigt, ist Wasserstofftank 216 unter einem Bodenblech 224 in der Nähe der Hinterräder angeordnet.
A2. Aufbau des Wasserstofferfassungssystems
Das Wasserstofferfassungssystem 100 beinhaltet in der Hauptsache Wasserstoffsensoren 12, 14, 16 und 18, eine ECU 20, Eingabe-/Ausgabeanschlüsse 30 und die Alarmleuchte 40. Wie in 1 gezeigt ist, sind der Wasserstoffsensor 12, der Wasserstoffsensor 14, der Wasserstoffsensor 16 und der Wasserstoffsensor 18 jeweils in das Brennstoffzellengehäuse 214, in den Motorraum 240, in eine Fahrgastzelle 260 und in der Nähe des Wasserstofftanks 216 eingebaut. Die Fahrgastzelle 260 ist in 1 durch eine schraffierte Umrandung gekennzeichnet. Wenngleich die ECU 20 tatsächlich innerhalb eines Armaturenbretts 222 angeordnet ist, ist die ECU 20 in 1 der bessern Übersichtlichkeit halber in der Mitte der Fahrgastzelle 260 gezeigt.
Die Wasserstoffkonzentration wird durch die jeweiligen Wasserstoffsensoren 12, 14, 16 und 18 erfasst und das Ergebnis der Erfassung an die ECU 20 gesendet. Die ECU 20 ist als eine micro-computerbasierte logische Schaltung ausgeführt, die verschiedenen Steuerungsabläufe (auf die hierin später eingegangen wird) steuert, die mit dem Betrieb des Wasserstofferfassungssystems 100 in Verbindung stehen. Die Eingabe-/Ausgabeanschlüsse 30 sind innerhalb des Armaturenbretts 222 angeordnet und so ausgeführt, dass sie mit einem Prüfinstrument 50 verbunden werden können. Zwischen der ECU 20 und dem Prüfinstrument 50 werden über die Eingabe-/Ausgabeanschlüsse 30 Signale übertragen. Das Prüfinstrument 50 kann z. B. eine Fehlerdiagnosevorrichtung sein, die bei Automobilhändlern zu Prüf- und Wartungszwecken verwendet wird. Entsprechend dem Aufbau dieser Ausführungsform weist das Prüfinstrument 50 eine Anzeigeinheit 52 auf, die das Prüfergebnis (den Diagnosecode) eines jeweiligen Wasserstoffsensors anzeigen soll. Die Alarmleuchte 40 ist auf dem Armaturenbrett 222 angeordnet und leuchtet in Reaktion auf eine Anweisung von der ECU 20 auf.
Die ECU 20, die Eingabe-/Ausgabeanschlüsse 30 und die Alarmleuchte 40 können ausschließlich für das Wasserstofferfassungssystem 100 konzipiert sein oder alternativ so konzipiert sein, dass sie zusätzliche Funktionen aufweisen. Die PCU, die wie vorstehend erwähnt das Brennstoffzellensystem steuert, kann so konstruiert sein, dass sie die Funktionen der ECU 20 innehat. In einem weiteren Beispiel können die Eingabe-/Ausgabeanschlüsse 30 so konzipiert sein, dass sie mit einem weiteren Instrument verbunden werden können, z. B. mit einem Prüfinstrument zum Überprüfen der Sekundärbatterie oder einem Prüfinstrument zum Überprüfen des Brennstoffzellenstapels 212. Die Alarmleuchte 40 kann so konzipiert sein, dass sie in Reaktion auf eine Erfassung von einem beliebigen von verschiedenen Defekten oder Anomalitäten aufleuchtet, z. B. einem in der Sekundärbatterie erfassten Defekt oder einem in dem Brennstoffzellenstapel 212 erfassten Defekt, sowie in Reaktion auf die Erfassung eines Wasserstoffaustritts.
Die Wasserstoffsensoren 12, 14, 16 und 18 gemäß dieser Ausführungsform entsprechen in den Ansprüchen der Erfindung jeweils den Gaskonzentrationsdetektoren. Die Alarmleuchte 40 und das Prüfinstrument 50 gemäß dieser Ausführungsform entsprechen in den Ansprüchen der Erfindung jeweils der ersten Benachrichtigungseinheit und der zweiten Benachrichtigungseinheit.
2 ist ein Blockdiagramm, das die Funktionen der ECU 20 zeigt. Gemäß der Darstellung beinhaltet die ECU 20 als ein funktionsfähiges Modul ein Bestimmungsmodul 22. Das Bestimmungsmodul 22 speichert darin vier Werte a1, a2, a3 und a4 als die ersten Schwellenwerte V1 und einen Wert b, der als der zweite Schwellenwert V2 eingestellt ist. Das Bestimmungsmodul 22 erfasst einen Wasserstoffaustritt, basierend auf einem der ersten Schwellenwerte V1. In Reaktion auf das Vorhandensein einer Prüfanweisung zum Überprüfen der jeweiligen Wasserstoffsensoren verwendet das Bestimmungsmodul 22 den zweiten Schwellenwert V2 und bestimmt, ob die jeweiligen Wasserstoffsensoren normal oder anomal arbeiten, d. h., ob die jeweiligen Wasserstoffsensoren normal funktionieren oder anomal oder fehlerhaft arbeiten. Insbesondere verwendet das Bestimmungsmodul 22 als den ersten Schwellenwert den Wert a1, um, basierend auf dem Erfassungswert des Wasserstoffsensors 12, einen Wasserstoffaustritt zu erfassen, während der Wert a2 als der erste Schwellenwert verwendet wird, um, basierend auf dem Erfassungswert des Wasserstoffsensors 14, einen Wasserstoffaustritt zu erfassen. Gleichermaßen verwendet das Bestimmungsmodul 22 den Wert a3 für den Wasserstoffsensor 16, während der Wert a4 für den Wasserstoffsensor 18 verwendet wird. Während der Überprüfung verwendet das Bestimmungsmodul 22 den Wert b als den zweiten Schwellenwert V2 für alle Wasserstoffsensoren 12 bis 18 und bestimmt, ob die jeweiligen Wasserstoffsensoren 12 bis 18 normal funktionieren oder anomal oder fehlerhaft arbeiten.
Die vier Werte, die als die ersten Schwellenwerte V1 eingestellt sind, erfüllen eine Größenbeziehung von a1 < a2 < a3 < a4. Der Wert b, der als der zweite Schwellenwert V2 eingestellt ist, ist kleiner als der kleinste erste Schwellenwert a1. Genauer gesagt ist der Wert b, der als der zweite Schwellenwert V2 eingestellt ist, kleiner als all die vier Werte, die als die ersten Schwellenwerte V1 eingestellt sind.
Die Verbindung des Prüfinstruments 50 mit den Eingabe-/Ausgabeanschlüssen 30 bewirkt, dass das Bestimmungsmodul 22 das Vorliegen einer Prüfanweisung erkennt. Nachdem eine solche Erkennung erfolgt ist, verwendet das Bestimmungsmodul 22 den zweiten Schwellenwert V2 anstelle eines jeweiligen der vier Schwellenwerte V1, die für die entsprechenden Wasserstoffsensoren 12 bis 18 individuell eingestellt sind, und bestimmt, ob der Erfassungswert (Wasserstoffkonzentration) eines jeweiligen Wasserstoffsensors den zweiten Schwellenwert V2 überschreitet.
Im Verlauf der Bestimmung unter Verwendung von einem der ersten Schwellenwerte V1, um einen Wasserstoffaustritt zu erfassen, gibt das Bestimmungsmodul 22, basierend auf dem Erfassungsergebnis des Wasserstoffsensors, das den ersten Schwellenwert V1 überschreitet, eine Anweisung zum Aufleuchten der Alarmleuchte 40 aus. Im Verlauf der Bestimmung unter Verwendung des zweiten Schwellenwerts V2, der für die Überprüfung eines jeweiligen der Wasserstoffsensoren dienen soll, gibt das Bestimmungsmodul 22 hingegen, basierend auf dem Erfassungswert des Wasserstoffsensors, der den zweiten Schwellenwert V2 überschreitet, einen Diagnosecode aus, der dem Prüfinstrument 50 den Normalzustand des Wasserstoffsensors anzeigt.
A3. Arbeitsweise des Wasserstofferfassungssystems
3 ist ein Flussdiagramm, das eine Wasserstofferfassungssystem-Steuerungsroutine zeigt, die durch die ECU 20 ausgeführt wird. Die Wasserstofferfassungssystem-Steuerungsroutine wird in voreingestellten Zeitabständen wiederholt ausgeführt. Der Verarbeitungsfluss führt die Wasserstofferfassungssystem-Steuerungsroutine aus, wobei das zu verarbeitende Objekt der Reihe nach vom Wasserstoffsensor 12 bis zum Wasserstoffsensor 18 wechselt. Ein Satz aus diesen Zyklen der Wasserstofferfassungssystem-Steuerungsroutine wird als eine Ausführungseinheit definiert, die in voreingestellten Zeitabständen wiederholt wird.
In dieser Ausführungsform verbindet das mit der Überprüfung betraute Personal während der Überprüfung der jeweiligen Wasserstoffsensoren das Prüfinstrument 50 mit den Eingabe-/Ausgabeanschlüssen 30 über ein Verbindungskabel, aktiviert das Prüfinstrument 50 während des Zustands, in dem das Wasserstofferfassungssystem 100 mit Leistung versorgt wird und welcher durch die EIN-Betätigung eines Zündschalters (nicht gezeigt) des Brennstoffzellenfahrzeugs 200 ausgelöst wird, und sprüht nacheinander ein zu Überprüfungszwecken verwendetes Testwasserstoffgas auf einen jeden der Wasserstoffsensoren 12 bis 18. Bei dem mit der Überprüfung betrauten Personal kann es sich um einen Kundendienstberater, der bei einem Automobilhändler für die Überprüfung und Wartung zuständig ist, oder einen normalen Benutzer handeln. Wenn das Prüfinstrument 50 mit den Eingabe-/Ausgabeanschlüssen 30 über das Verbindungskabel verbunden und eingeschaltet bzw. aktiviert wird, erkennt das Bestimmungsmodul 22 das Vorliegen einer Überprüfungsanweisung.
Der reguläre Wasserstoffaustritts-Erfassungsvorgang, der in dem Zustand ausgeführt wird, in dem das Prüfinstrument 50 nicht mit den Eingabe-/Ausgabeanschlüssen 30 verbunden ist, wird zunächst unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 3 erläutert. Das Bestimmungsmodul 22 bestimmt zunächst, ob die Wasserstoffkonzentration, die durch den Wasserstoffsensor 12 erfasst wird, größer als der Wert a1 ist, der als der entsprechende erste Schwellenwert V1 eingestellt ist (Schritt S102). Nach einer Bestimmung, dass die erfasste Wasserstoffkonzentration geringer als der erste Schwellenwert V1 ist (Schritt S102: Nein), erkennt das Bestimmungsmodul 22 anschließend das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Überprüfungsanweisung von dem Prüfinstrument 50 (Schritt S106).
Da das Prüfinstrument 50, wie vorstehend erwähnt, in diesem Moment nicht mit den Eingabe-/Ausgabeanschlüssen 30 verbunden ist, erkennt das Bestimmungsmodul 22 das Nichtvorliegen einer Prüfanweisung (Schritt S106: Nein) und versetzt die Routine zurück zu Schritt S102. Im nächsten Zyklus dieser Routine verwendet das Bestimmungsmodul 22 den Wert a2 als den ersten Schwellenwert V1, um bei Schritt S102 zu bestimmen, ob der Erfassungswert (Wasserstoffkonzentration) des Wasserstoffsensors 14 größer ist als der erste Schwellenwert a1. Gleichermaßen verwendet das Bestimmungsmodul 22 den Wert a3 als den ersten Schwellenwert V1, um zu bestimmen, ob der Erfassungswert des Wasserstoffsensors 16 größer als der erste Schwellenwert a3 ist, und verwendet den Wert a4 als den ersten Schwellenwert V1, um zu bestimmen, ob der Erfassungswert des Wasserstoffsensors 18 größer als der erste Schwellenwert a4 ist. Wenn eine bestimmte Zeitspanne seit der Beendung der auf den jeweiligen Erfassungswerten aller Wasserstoffsensoren 12 bis 18 basierenden Bestimmungen verstrichen ist, wird die Wasserstofferfassungssystem-Steuerungsroutine erneut aktiviert, um den Bestimmungsvorgang basierend auf dem Erfassungswert des Wasserstoffsensors 12 zu starten. Genauer gesagt wird die Wasserstofferfassungssystem-Steuerungsroutine während der Leistungszufuhr zu dem Wasserstofferfassungssystem 100 nochmals ausgeführt. Entsprechend dem Aufbau dieser Ausführungsform wird dabei die Leistungszufuhr zu dem Wasserstofferfassungssystem 100 durch eine EIN-Betätigung des Zündschalters (nicht gezeigt) des Brennstoffzellenfahrzeugs 200 ausgelöst.
Während der wiederholten Ausführung der Wasserstofferfassungssystem-Steuerungsroutine sendet das Bestimmungsmodul 22, nachdem bei Schritt S102 bestimmt worden ist, dass die Wasserstoffkonzentration, die durch einen der Wasserstoffsensoren 12 bis 18 erfasst worden ist, den entsprechenden ersten Schwellenwert V1 überschritten hat, einen Beleuchtungsanweisung für die Alarmleuchte 40 an die Alarmleuchte 40, um die Alarmleuchte 40 zu beleuchten (Schritt S104). Durch die Beleuchtung der Alarmleuchte 40 wird das mit der Überprüfung betraute Personal über das Auftreten eines Wasserstoffaustritts benachrichtigt. Neben dieser mittels Beleuchtung erfolgenden Benachrichtigung kann eine Stoppbefehl gesendet werden, um das im Fahrbetrieb befindliche Brennstoffzellenfahrzeug 200 anzuhalten.
Auf den Wasserstoffsensor-Überprüfungsvorgang, der in dem Zustand ausgeführt wird, in dem das Prüfinstrument 50 mit den Eingabe-/Ausgabeanschlüssen 30 verbunden ist, wird in der nachstehenden Beschreibung eingegangen. In dieser Ausführungsform ist die Wasserstoffkonzentration des zu Überprüfungszwecken verwendeten Testwasserstoffgases so eingestellt, dass sie weniger beträgt als die Gesamtheit der ersten Schwellenwerte V1 (a1, a2, a3 und a4). Im vorliegenden Fall wird davon ausgegangen, dass es in dem Brennstoffzellenfahrzeug 200 zu keinem Wasserstoffaustritt gekommen ist.
Das mit der Überprüfung betraute Personal sprüht das Testgas auf den Wasserstoffsensor 12, um den Zustand des Wasserstoffsensors 12 zu überprüfen. Das Bestimmungsmodul 22 bestimmt, ob die durch den Wasserstoffsensor 12 erfasste Wasserstoffkonzentration größer als der Wert a1 ist, der als der entsprechende erste Schwellenwert V1 eingestellt ist (Schritt S102). Da die Wasserstoffkonzentration des Testwasserstoffgases geringer als der erste Schwellenwert V1 (der Wert a1) ist, wird bestimmt, dass der Erfassungswert (Wasserstoffkonzentration) des Wasserstoffsensors 12 geringer als der erste Schwellenwert V1 ist (Schritt S102: Nein).
Das Bestimmungsmodul 22 erkennt anschließend das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Überprüfungsanweisung (Schritt S106). Da das Prüfinstrument 50 mit den Eingabe-/Ausgabeanschlüssen 30 verbunden und aktiviert worden ist, erkennt das Bestimmungsmodul 22 das Vorliegen einer Überprüfungsanweisung (Schritt S106: Ja) und bestimmt anschließend, ob der Erfassungswert (Wasserstoffkonzentration) des Wasserstoffsensors 12 größer als der zweite Schwellenwert V2 (der Wert b) ist (Schritt S108). Da die Wasserstoffkonzentration des Testwasserstoffgases größer als der zweite Schwellenwert V2 ist, bestimmt das Bestimmungsmodul 22, dass der Erfassungswert größer als der zweite Schwellenwert V2 ist (Schritt S108: Ja), und gibt einen zu Wartungszwecken in Bezug auf den Wasserstoffsensor 12 dienende Diagnosecode an das Prüfinstrument 50 aus (Schritt S110). Das Prüfinstrument 50 empfängt den zu Wartungszwecken dienenden Diagnosecode und zeigt den empfangenen und zu Wartungszwecken dienenden Diagnosecode auf der Anzeigeeinheit 52 an.
Der zu Wartungszwecken in Bezug auf den Wasserstoffsensor 12 dienende Diagnosecode, der auf der Anzeigeeinheit 52 des Prüfinstruments 50 angezeigt wird, benachrichtigt das mit der Überprüfung betraute Personal über die normale Funktionsfähigkeit des Wasserstoffsensors 12.
Das Bestimmungsmodul 22 führt die in Bezug auf die Wasserstoffsensoren 14, 16 und 18 vorgenommenen Bestimmungen in der gleichen Weise aus wie die in Bezug auf den Wasserstoffsensor 12 vorgenommene Bestimmung, die oben erläutert wurde. Das Testwasserstoffgas ist jedoch nicht auf jeden der Wasserstoffsensoren 14, 16 und 18 gesprüht worden, so dass der zu Wartungszwecken dienende Diagnosecode nicht in Bezug auf jeden der Sensoren 14, 16 und 18 auf der Anzeigeeinheit 52 des Prüfinstruments 50 angezeigt wird.
Das mit der Überprüfung betraute Personal sprüht das Testwasserstoffgas auf den Wasserstoffsensor 14, um den Zustand des Wasserstoffsensors 14 zu überprüfen. Wie bereits oben erwähnt wurde, wird die Wasserstofferfassungssystem-Steuerungsroutine wiederholt bzw. immer wieder ausgeführt. Nachdem das mit der Überprüfung betraute Personal das Testwasserstoffgas auf den Wasserstoffsensor 14 gesprüht hat, bestimmt das Bestimmungsmodul 22, ob der Erfassungswert des Wasserstoffsensors 14 größer als der zweite Schwellenwert V2 ist (Schritt S108). Nachdem bestimmt worden ist, dass der Erfassungswert des Wasserstoffsensors 14 den zweiten Schwellenwert V2 überschritten hat (Schritt S108: JA), gibt das Bestimmungsmodul 22 einen zu Wartungszwecken in Bezug auf den Wasserstoffsensor 14 dienenden Diagnosecode an das Prüfinstrument 50 aus (Schritt S110). Im Fall eines Defekts oder einer Anomalität, zu dem bzw. der es in dem Wasserstoffsensor 14 gekommen ist, wird hingegen bestimmt, dass der Erfassungswert des Wasserstoffsensors 14 geringer ist als der zweite Schwellenwert V2 (Schritt S108: Nein). In diesem Fall gibt das Bestimmungsmodul 22 den zu Wartungszwecken im Hinblick auf den Wasserstoffsensor 14 dienenden Diagnosecode nicht an das Prüfinstrument 50 aus, sondern versetzt die Routine zurück zu Schritt S102, um die Bestimmung basierend auf dem Erfassungswert des Wasserstoffsensors 16 auszuführen.
Auf diese Weise sprüht das mit der Überprüfung betraute Personal den Testwasserstoff der Reihe nach auf die jeweiligen Wasserstoffsensoren. Die Anzeige des im Hinblick auf einen Wasserstoffsensor erstellten Diagnosecodes auf der Anzeigeeinheit 52 des Prüfinstruments 50 benachrichtigt das mit der Überprüfung betraute Personal über die normale Funktionsfähigkeit des Wasserstoffsensors. Wird im Hinblick auf den Wasserstoffsensor kein Diagnosecode angezeigt, wird das mit der Überprüfung betraute Personal hingegen über das Vorliegen eines Defekts oder einer Anomalität im Wasserstoffsensor benachrichtigt.
Bei Vorliegen einer Überprüfungsanweisung führt das Bestimmungsmodul 22 die Bestimmung anhand eines Vergleichs zwischen dem Erfassungswert eines jeweiligen Wasserstoffsensors und dem zweiten Schwellenwert V2 aus. Nachdem das mit der Überprüfung betraute Personal das Testwasserstoffgas nacheinander auf die jeweiligen Wasserstoffsensoren gesprüht hat, um den Zustand der Wasserstoffsensoren zu überprüfen, werden die im Hinblick auf die Wasserstoffsensoren erstellten Diagnosecodes mit den Erfassungswerten, die größer als der zweite Schwellenwert V2 sind, auf der Anzeigeeinheit 52 des Prüfinstruments 50 angezeigt. Wenn z. B. nur der Wasserstoffsensor 14 defekt ist und alle anderen Wasserstoffsensoren 12, 16 und 18 normal funktionieren, werden die in Bezug auf die Wasserstoffsensoren 12, 16 und 18 erstellten Diagnosecodes angezeigt. Über das Vorliegen eines Defekts im Wasserstoffsensor 14 wird mit der Überprüfung betraute Personal dementsprechend basierend auf der Anzeige der Diagnosecodes über die Anzeigeinheit 52 benachrichtig.
A4. Wirkungen der Ausführungsform
Wie vorstehend beschrieben, wird in dem Wasserstofferfassungssystem 100 gemäß der Ausführungsform bei Vorliegen einer Überprüfungsanweisung, die in Reaktion auf die Verbindung des Prüfinstruments 50 mit den Eingabe-/Ausgabeanschlüssen 30 ausgegeben worden ist, durch das Bestimmungsmodul 22 die Bestimmung anhand eines Vergleichs zwischen einem Erfassungswert der jeweiligen Wasserstoffsensoren und dem zweiten Schwellenwert V2 ausgeführt, der anstelle eines jeweils entsprechenden ersten Schwellenwerts V1 verwendet wird. In einem Wasserstofferfassungssystem, das wie in der Ausführungsform mehrere Wasserstoffsensoren beinhaltet, während für die individuellen Wasserstoffsensoren zum Erfassen eines Wasserstoffsaustritts unterschiedliche Werte für die ersten Schwellenwerte V1 eingestellt werden, wird als der zweite Schwellenwert V2 ein allgemeiner Wert eingestellt, um den Zustand der jeweiligen Wasserstoffsensoren zu überprüfen. Genauer gesagt ist lediglich ein Testwasserstoffgas mit einer stets gleichen Wasserstoffkonzentration ausreichend, um den Zustand der jeweiligen Wasserstoffsensoren zu überprüfen. Dementsprechend besteht keine Notwendigkeit, vier Testwasserstoffgase mit unterschiedlichen Wasserstoffkonzentrationen entsprechend den unterschiedlichen Werten a1 bis a4, die als die ersten Schwellenwerte V1 für die jeweiligen Wasserstoffsensoren eingestellt werden, vorzusehen. Dadurch wird der mit der Überprüfung der mehreren Wasserstoffsensoren verbundene Kostenaufwand wünschenswerteweise reduziert und der mit der Überprüfung der jeweiligen Wasserstoffsensoren entstehende Arbeitsaufwand nicht mehr erforderlich.
B. Zweite Ausführungsform
4 ist ein Flussdiagramm, das eine Wasserstofferfassungssystem-Steuerungsroutine zeigt, die durch die ECU 20 in einem Wasserstofferfassungssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform ausgeführt wird. Das Wasserstofferfassungssystem gemäß der zweiten Ausführungsform weist im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie das Wasserstofferfassungssystem 100 der oben erläuterten ersten Ausführungsform auf, wobei es sich aber in Bezug auf die Wasserstofferfassungssystem-Steuerungsroutine unterscheidet, die durch die ECU 20 in dem Wasserstofferfassungssystem 100 gemäß ersten Ausführungsform ausgeführt wird. Der Aufbau des Wasserstofferfassungssystems gemäß der zweiten Ausführungsform wird somit hierin nicht im Einzelnen erläutert, sondern es wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 4 lediglich auf die Arbeitsweise des Wasserstofferfassungssystems gemäß der zweiten Ausführungsform eingegangen. Der zweite Schwellenwert V2, der in der zweiten Ausführungsform verwendet wird, ist identisch zu dem zweiten Schwellenwert V2 (dem Wert b), der in der ersten Ausführungsform verwendet wird.
B1. Arbeitsweise der Ausführungsform
Der gewöhnliche Wasserstoffaustritts-Erfassungsvorgang gemäß dieser Ausführungsform, der in dem Zustand ausgeführt wird, in dem keine Verbindung des Prüfinstruments 50 mit den Eingabe-/Ausgabeanschlüssen 30 vorliegt, ist mit dem der ersten Ausführungsform identisch und wird daher hierin nicht im Einzelnen beschrieben. Beim Start des Wasserstoffsensor-Überprüfungsvorgangs, der in dem Zustand ausgeführt wird, in dem eine Verbindung des Prüfinstruments 50 mit den Eingabe-/Ausgabeanschlüssen 30 vorliegt, sprüht das mit der Überprüfung betraute Personal das Testwasserstoffgas auf den Wasserstoffsensor 12, um den Zustand des Wasserstoffsensors 12 zu überprüfen. Das Bestimmungsmodul 22 bestimmt, ob die durch den Wasserstoffsensor 12 erfasste Wasserstoffkonzentration größer als der Wert a1 ist, der als der entsprechende erste Schwellenwert V1 eingestellt ist (Schritt S102). Da die Wasserstoffkonzentration des Testwasserstoffgases geringer als der Wert a1 ist, wird bestimmt, dass der Erfassungswert (Wasserstoffkonzentration) des Wasserstoffsensors 12 geringer als der erste Schwellenwert V1 ist (Schritt S102: Nein) Das Bestimmungsmodul 11 erkennt anschließend das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Überprüfungsanweisung (Schritt S106). Da das Prüfinstrument 50 mit den Eingabe-/Ausgabeanschlüssen 30 verbunden und aktiviert worden ist, erkennt das Bestimmungsmodul 22 das Vorliegen einer Überprüfungsanweisung (Schritt S106: Ja) und bestimmt anschließend, ob der Erfassungswert (Wasserstoffkonzentration) des Wasserstoffsensors 12 größer als der zweite Schwellenwert V2 ist (Schritt S108). Da die Wasserstoffkonzentration des Testwasserstoffgases größer als der Wert b ist, der als der zweite Schwellenwert V2 eingestellt ist, bestimmt das Bestimmungsmodul 22, dass der Erfassungswert größer als der zweite Schwellenwert V2 ist (Schritt S108: Ja) und sendet eine Beleuchtungsanweisung für die Alarmleuchte an die Alarmleuchte 40, um die Alarmleuchte 40 zu beleuchten (Schritt S104).
Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform wird bei der Vorgehensweise gemäß der zweiten Ausführungsform die Alarmleuchte 40 basierend auf dem Erfassungsergebnis eines Wasserstoffsensors beleuchtet, das den zweiten Schwellenwert V2 während der Überprüfung des Wasserstoffsensors überschreitet. Durch die Beleuchtung der Alarmleuchte 40 wird das mit der Überprüfung betraute Personal über die normale Funktionsfähigkeit des Wasserstoffsensors 12 benachrichtigt. Bevor der Zustand des Wasserstoffsensors 14 überprüft wird, sollte das mit der Überprüfung betraute Personal die Alarmleuchte 40 abschalten. Das mit der Überprüfung betraute Personal sprüht dann das Testwasserstoffgas auf den Wasserstoffsensor 14, um den Zustand des Wasserstoffsensors 14 zu überprüfen. Die Alarmleuchte 40 gemäß dieser Ausführungsform entspricht in den Ansprüchen der Erfindung der Benachrichtigungseinheit.
B2. Wirkungen der Ausführungsform
Wie vorstehend erläutert, wird in dem Wasserstofferfassungssystem der zweiten Ausführungsform das mit der Überprüfung betraute Personal während der Überprüfung der jeweiligen Wasserstoffsensoren 12 bis 18 über einen Defekt oder eine Anomalität in einem beliebigen der Wasserstoffsensoren 12 bis 18 basierend auf einer Beleuchtung oder nicht erfolgenden Beleuchtung der Alarmleuchte 40 benachrichtigt. Die Technik gemäß der zweiten Ausführungsform ist insbesondere für die Überprüfung des Zustands der Wasserstoffsensoren mit einem Prüfinstrument geeignet, das einen einfacheren Aufbau und keine Anzeigeeinheit 52 aufweist.
C. Dritte Ausführungsform
5 ist ein Flussdiagramm, das eine Wasserstofferfassungssystem-Steuerungsroutine veranschaulicht, die durch die ECU 20 in einem Wasserstofferfassungssystem gemäß einer dritten Ausführungsform ausgeführt wird. Das Wasserstofferfassungssystem gemäß der dritten Ausführungsform weist im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie das vorstehend erläuterte Wasserstofferfassungssystems 100 der ersten Ausführungsform auf, wobei es sich aber in Bezug auf die Wasserstofferfassungssystem-Steuerungsroutine unterscheidet, die durch die ECU 20 in dem Wasserstofferfassungssystem 100 gemäß ersten Ausführungsform ausgeführt wird. Der Aufbau des Wasserstofferfassungssystems der dritten Ausführungsform wird somit hierin nicht im Einzelnen beschrieben, sondern es wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 5 lediglich die Arbeitsweise des Wasserstofferfassungssystems gemäß der dritten Ausführungsform beschrieben.
C1. Arbeitsweise der Ausführungsform
Zunächst wird der gewöhnliche Wasserstoffaustritts-Erfassungsvorgang erläutert, der in dem Zustand ausgeführt wird, in dem keine Verbindung des Prüfinstruments 50 mit den Eingabe-/Ausgabeanschlüssen 30 vorliegt. Das Bestimmungsmodul 22 erkennt zunächst das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Überprüfungsanweisung (Schritt U102). Da in diesem Moment das Prüfinstrument 50 nicht mit den Eingabe-/Ausgabeanschlüssen 30 verbunden ist, erkennt das Bestimmungsmodul 22 das Nichtvorliegen einer Überprüfungsanweisung (Schritt U102: Nein) und bestimmt, ob der Erfassungswert des Wasserstoffsensors 12 größer als der Wert a1 ist, der als der entsprechende erste Schwellenwert V1 eingestellt ist (Schritt U108). Wenn bestimmt wird, dass der Erfassungswert kleiner als der erste Schwellenwert V1 ist (Schritt U108: Nein), versetzt das Bestimmungsmodul 22 die Routine zurück zu Schritt U102 und erfasst das Auftreten eines Wasserstoffaustritts mit den Werten a2, a3 und a4, die als die ersten Schwellenwerte V1 für die anderen Wasserstoffsensoren 14, 16 und 18 individuell eingestellt sind (Schritt U108).
Entsprechend der Vorgehensweise gemäß der ersten Ausführungsform wird, wenn eine bestimmte Zeitspanne seit der Beendung der auf den jeweiligen Erfassungswerten aller Wasserstoffsensoren 12 bis 18 basierenden Bestimmungen verstrichen ist, die Wasserstofferfassungssystem-Steuerungsroutine erneut aktiviert, um die Bestimmung bzw. den Bestimmungsvorgang basierend auf dem Erfassungswert des Wasserstoffsensors 12 zu starten. Genauer gesagt wird die Wasserstofferfassungssystem-Steuerungsroutine wiederholt bzw. erneut ausgeführt, wenn dem Wasserstofferfassungssystem 100 Leistung zugeführt wird. Wie in der ersten Ausführungsform wird durch das Bestimmungsmodul 22 eine Beleuchtungsanweisung für die Alarmleuchte an die Alarmleuchte 40 gesendet, um die Alarmleuchte 40 zu beleuchten (Schritt U106), wenn bei Schritt U108 bestimmt wird, dass die Wasserstoffkonzentration größer als der erste Schwellenwert V1 ist.
Auf den Wasserstoffsensor-Überprüfungsvorgang, der in dem Zustand ausgeführt wird, in dem eine Verbindung des Prüfinstruments 50 mit den Eingabe-/Ausgabeanschlüssen 30 vorliegt, wird nachstehend in der Beschreibung eingegangen. Zu Beginn des Überprüfungsvorgangs sprüht das mit der Überprüfung betraute Personal das Testwasserstoffgas auf den Wasserstoffsensor 12, um den Zustand des Wasserstoffsensors 12 zu überprüfen. Das Bestimmungsmodul 22 erkennt zunächst das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Überprüfungsanweisung (Schritt U102). Da das Prüfinstrument 50 mit den Eingabe-/Ausgabeanschlüssen 30 verbunden und aktiviert worden ist, erkennt das Bestimmungsmodul 22 das Vorliegen einer Überprüfungsanweisung (Schritt U102: Ja) und bestimmt anschließend, ob der Erfassungswert (Wasserstoffkonzentration) des Wasserstoffsensors 12 größer als der zweite Schwellenwert V2 (der Wert b) ist (Schritt U104). Da die Wasserstoffkonzentration des Testwasserstoffgases größer als der Wert b ist, bestimmt das Bestimmungsmodul 22, dass der Erfassungswert größer als der zweite Schwellenwert V2 ist (Schritt U104: Ja). Das Bestimmungsmodul 22 sendet dann eine Beleuchtungsanweisung für die Alarmleuchte an die Alarmleuchte 40, um die Alarmleuchte 40 zu beleuchten (Schritt U106).
Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform wird in der Vorgehensweise gemäß der dritten Ausführungsform durch das Bestimmungsmodul 22 zunächst das Vorliegen oder das Nichtvorliegen einer Überprüfungsanweisung erkannt. Bei Nichtvorliegen einer Überprüfungsanweisung wird der Erfassungswert eines Wasserstoffsensors mit dem ersten Schwellenwert V1 verglichen. Beim Vorliegen einer Überprüfungsanweisung wird demgegenüber der Erfassungswert eines Wasserstoffsensors mit dem zweiten Schwellenwert V2 verglichen. Dabei leuchtet genauso wie in der Vorgehensweise gemäß der zweiten Ausführungsform während der Überprüfung des Wasserstoffsensors die Alarmleuchte 40 auf, wenn der Erfassungswert des Wasserstoffsensors größer als der zweite Schwellenwert V2 ist. Durch das Aufleuchten der Alarmleuchte 40 wird das mit der Überprüfung betraute Personal benachrichtigt, dass der Wasserstoffsensor 12 normal funktioniert.
C2. Wirkungen der Ausführungsform
Das Wasserstofferfassungssystem gemäß der dritten Ausführungsform weist ähnliche Wirkungen wie jene der vorstehend erläuterten ersten und zweiten Ausführungsformen auf. Davon abgesehen wird in der Vorgehensweise gemäß der Ausführungsform zunächst das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Überprüfungsanweisung erkannt. Der zweite Schwellenwert V2 kann dementsprechend so eingestellt werden, dass er größer als der erste Schwellenwert V1 ist, und auch so eingestellt werden, dass er kleiner als der erste Schwellenwert V1 ist. Genauer gesagt kann der zweite Schwellenwert V2 entsprechend der Konzentration eines im Handel erhältlichen Testwasserstoffgases, das zu Überprüfungszwecken verwendet wird, willkürlich eingestellt werden.
D. Weitere Aspekte
Die vorstehend erläuterten Ausführungsformen und deren Anwendungen sind in all ihren Aspekten als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu verstehen. Es können zudem viele Modifizierungen, Änderungen und Abänderungen vorgenommen werden, ohne vom Schutzbereich oder Wesen der Haupteigenschaften der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispiele für eine mögliche Modifizierung sind nachstehend angeführt.

(1) In der vorstehend erläuterten Ausführungsform weist das Wasserstofferfassungssystem 100 vier Wasserstoffsensoren auf. Die Anzahl und die Einbauorte der Wasserstoffsensoren sind jedoch nicht auf jene gemäß dem Aufbau der Ausführungsform beschränkt. Durch die Anwendung eines Schwellenwerts, der zu Überprüfungszwecken eingestellt wird, können ungeachtet der Anzahl und der Einbauorte der Wasserstoffsensoren ähnliche Effekte wie jene gemäß den vorstehend erläuterten Ausführungsformen erreicht werden.
(2) Das Wasserstofferfassungssystem 100 ist in der vorstehend erläuterten Ausführungsform am Brennstoffzellenfahrzeug 200 montiert. Das Wasserstofferfassungssystem kann in einer beliebigen von verschiedenen Räumlichkeiten eingebaut werden, z. B. in einer Garage, die zum Parken eines Brennstoffzellenfahrzeugs dient, oder in einem Raum mit einer darin eingebauten Maschine zur Erzeugung von Wasserstoffgas.
(3) Die vorstehende Ausführungsform beschreibt das Wasserstofferfassungssystem, das Wasserstoffsensoren beinhaltet, die zum Erfassen der Wasserstoffkonzentration verwendet werden. Die erfindungsgemäße Technik ist im Allgemeinen auf einen Gaskonzentrationsdetektor anwendbar, der zum Erfassen einer Konzentration eines beliebigen von verschiedenen anderen Gasen verwendet wird, wie z. B. Benzin, Methanol, Kohlenmonoxid oder Propangas. Bei jedem Gaserfassungssystem, das zum Erfassen von einem dieser Gase dient, ermöglicht die Anwendung eines Schwellenwerts, der zu Überprüfungszwecken eingestellt wird, dass ähnliche Effekte wie jene der vorstehend erläuterten Ausführungsformen erreicht werden können.
(4) Durch die Vorgehensweise der Ausführungsform leuchtet die Alarmleuchte auf, wenn der Erfassungswert (Wasserstoffkonzentration) eines Wasserstoffsensors den ersten Schwellenwert V1 überschreitet, um den Benutzer oder das mit der Überprüfung betraute Personal über das Auftreten eines Wasserstoffgasaustritts zu benachrichtigen. Das Benachrichtigungsverfahren ist jedoch nicht auf die Alarmleuchte beschränkt. Bei einer anderen Benachrichtigungstechnik kann eine Warnmitteilung wie „Achtung! Wasserstoff tritt aus!” auf einer Anzeige des Brennstoffzellenfahrzeugs 20 ausgegeben werden. Bei einer noch anderen Benachrichtigungstechnik kann eine akustische Warnung ausgegeben werden. Für den Zweck der Benachrichtigung können beliebige dieser Techniken miteinander kombiniert werden.
(5) Wenn in der Konfiguration gemäß der Ausführungsform das Prüfinstrument 50 mit den Eingabe-/Ausgabeanschlüssen 30 verbunden und aktiviert wird, erkennt das Bestimmungsmodul 22 das Vorliegen einer Überprüfungsanweisung. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und das Vorliegen einer Überprüfungsanweisung kann auch aus anderen Gründen erkannt werden. In einer modifizierten Vorgehensweise kann das Vorliegen einer Überprüfungsanweisung erkannt werden, wenn ein Überprüfungsbefehl von dem Prüfinstrument 50 über die Eingabe-Ausgabeanschlüsse 30 eingegeben wird. In einer weiteren Modifizierung kann eine Überprüfungstaste verwendet werden, die dazu vorgesehen ist, einen Überprüfungsbefehl auszugeben. In Reaktion auf die Betätigung der Überprüfungstaste durch das mit der Überprüfung betraute Personal kann das Bestimmungsmodul 22 das Vorliegen einer Überprüfungsanweisung erkennen. Während der Überprüfung der Wasserstoffsensoren wird bei einer jeden dieser modifizierten Vorgehensweisen ein zu Überprüfungszwecken dienender Schwellenwert (zweiter Schwellenwert) anstelle eines für das gewöhnliche Austreten von Wasserstoff eingestellten Schwellenwerts (erster Schwellenwert) verwendet, der mit dem Erfassungswert eines Wasserstoffsensors verglichen wird, wodurch ähnliche Wirkungen wie in den vorstehend erläuterten Ausführungsformen erreicht werden können.

Claims

Gaserfassungssystem, das so konfiguriert ist, dass es ein spezifisches Gas erfasst, das in einem bestimmten Raum vorhanden ist, wobei das Gaserfassungssystem aufweist: mehrere Gaskonzentrationsdetektoren, die so ausgeführt sind, dass sie die spezifische Gaskonzentration erfassen können; und ein Bestimmungsmodul, das so ausgeführt ist, dass es bestimmen kann, ob die Gaskonzentration, die durch jeden der mehreren Gaskonzentrationsdetektoren erfasst wird, einen eingestellten Schwellenwert überschreitet, der entsprechend den jeweiligen mehreren Gaskonzentrationsdetektoren individuell eingestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Reaktion auf eine Eingabe einer Überprüfungsanweisung zum Überprüfen der jeweiligen Gaskonzentrationsdetektoren in das Bestimmungsmodul, das Bestimmungsmodul, anstelle eines jeweiligen der eingestellten Schwellenwerte, einen zu Überprüfungszwecken dienenden Schwellenwert verwendet und bestimmt, ob jeder der mehreren Gaskonzentrationsdetektoren normal oder anomal arbeitet, basierend auf einer Konzentration eines ein spezifisches Gas beinhaltenden Testgases, das durch den Gaskonzentrationsdetektor erfasst wird, und der zu Überprüfungszwecken dienende Schwellenwert als ein allgemeiner Wert für die Gesamtheit der mehreren Gaskonzentrationsdetektoren eingestellt wird.
Gaserfassungssystem nach Anspruch 1, wobei das Gaserfassungssystem ferner aufweist: eine Benachrichtigungseinheit, die so ausgeführt ist, dass ein Benutzer über eine vorbestimmte Information benachrichtigt wird, basierend auf einem Ergebnis der Bestimmung durch das Bestimmungsmodul.
Gaserfassungssystem nach Anspruch 1, wobei das Gaserfassungssystem ferner aufweist: eine erste Benachrichtigungseinheit, die so ausgeführt ist, dass ein Benutzer über eine vorbestimmte Information benachrichtigt wird, basierend auf einem Ergebnis der Bestimmung unter Verwendung der jeweiligen eingestellten Schwellenwerte durch das Bestimmungsmodul; und eine zweite Benachrichtigungseinheit, die so ausgeführt ist, dass der Benutzer über eine weitere vorbestimmte Information benachrichtigt wird, basierend auf einem Ergebnis der Bestimmung unter Verwendung des zu Überprüfungszwecken dienenden Schwellenwerts durch das Bestimmungsmodul.
Gaserfassungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der zu Überprüfungszwecken dienende Schwellenwert so eingestellt ist, dass er kleiner als ein kleinster Wert von den Schwellenwerten ist, die entsprechend den mehreren Gaskonzentrationsdetektoren individuell eingestellt sind.
Gaserfassungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei es sich bei dem spezifischen Gas um Wasserstoffgas handelt.
Fahrzeug, das mit einem Brennstoffzellensystem und dem Gaserfassungssystem nach Anspruch 5 ausgestattet ist.
Überprüfungsverfahren für ein Gaserfassungssystem, wobei das Gaserfassungssystem beinhaltet: mehrere Gaskonzentrationsdetektoren, die jeweils so ausgeführt sind, dass sie eine Konzentration eines spezifischen Gases, das in einem bestimmten Raum vorhanden ist, als eine Gaskonzentration erfassen; und ein Bestimmungsmodul, das so ausgeführt ist, dass es bestimmt, ob die Gaskonzentration, die durch die mehreren Gaskonzentrationsdetektoren erfasst wird, einen eingestellten Schwellenwert überschreitet, der entsprechend den jeweiligen mehreren Gaskonzentrationsdetektoren individuell eingestellt ist, wobei das Überprüfungsverfahren für das Gaserfassungssystem gekennzeichnet ist, durch: a) Bewirken, dass das Bestimmungsmodul ein Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Überprüfungsanweisung zum Überprüfen der Gaskonzentrationsdetektoren erkennt; und b) nach Erkennen des Vorliegens der Überprüfungsanweisung durch das Bestimmungsmodul, Bewirken, dass das Bestimmungsmodul, anstelle eines jeweiligen der eingestellten Schwellenwerte, einen zu Überprüfungszwecken dienenden Schwellenwert verwendet und bestimmt, ob ein jeweiliger der mehreren Gaskonzentrationsdetektoren normal oder anomal arbeitet, basierend auf einer Konzentration eines ein spezifisches Gas beinhaltenden Testgases, das durch den Gaskonzentrationsdetektor erfasst wird.
Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei das Brennstoffzellensystem aufweist: Brennstoffzellen; und ein Wasserstoffspeichergefäß, das so konstruiert ist, dass es Wasserstoff speichern kann, das den Brennstoffzellen zugeführt werden soll, in dem Gaserfassungssystem, die mehreren Gaskonzentrationsdetektoren zumindest einen Gaskonzentrationsdetektor beinhalten, der in die Nähe der Brennstoffzellen eingebaut ist, und zumindest einen Gaskonzentrationsdetektor beinhalten, der in die Nähe des Wasserstoffspeichergefäßes eingebaut ist, das Bestimmungsmodul die entsprechend den mehreren Gaskonzentrationsdetektoren individuell eingestellten Schwellenwerte verwendet und das Auftreten eines Wasserstoffaustritts aus den Brennstoffzellen und das Auftreten eines Wasserstoffaustritts aus dem Wasserstoffspeichergefäß erfasst.