压力传感器的异常检测方法及燃料电池系统技术方案

本发明专利技术提供压力传感器的异常检测方法及燃料电池系统。压力传感器的异常检测方法是具备在将燃料电池和燃料供给源连接的燃料供给流路上设置的上游侧的第一压力传感器及下游侧的第二压力传感器、减压阀、第一切断阀以及第二切断阀的燃料电池系统的第一压力传感器、第二压力传感器的异常检测方法。使减压阀的上游侧及下游侧的压力下降至调压下限值以下，关闭第二切断阀并比较第一压力传感器及第二压力传感器的检测压力值。

【技术实现步骤摘要】
压力传感器的异常检测方法及燃料电池系统
本专利技术涉及压力传感器的异常检测方法及燃料电池系统。
技术介绍
具备接受反应气体(燃料气体及氧化气体)的供给来进行发电的燃料电池的燃料电池系统已被提出，并已实用化。燃料电池是通过利用电化学工序使燃料氧化，来将伴随氧化反应而放出的能量直接变换为电能的发电系统。当前，提出了如下技术：在将燃料电池系统的燃料供给源和燃料电池连接的燃料供给流路设置压力传感器和控制阀(喷射器、调整器)，基于压力传感器的检测值对控制阀进行开闭控制，从而调整向燃料电池供给的燃料供给量。另外，近年来，提出了各种检测在燃料供给量的调整中使用的压力传感器的异常的技术。例如，提出了如下技术：通过对基于氢消耗量而算出的压力差和实际由压力传感器检测到的压力差进行比较，来进行压力传感器的故障判定(例如，参照日本特开2008-234970)。但是，即使采用日本特开2008-234970号公报所记载的技术，也有可能无法检测压力传感器的偏移故障(压力传感器的检测值向正侧或负侧移动特定的值)。为了检测这样的偏移故障，虽然也可以考虑在相同的压力空间设置多个压力传感器并对两者的检测值进行比较，但在这样设置比较用的传感器时，系统的制造成本会增大。本专利技术提供一种不设置比较用的传感器就能检测压力传感器的偏移故障的方法。本专利技术的一技术方案的方法是检测燃料电池系统的压力传感器的异常的方法，所述燃料电池系统具备：燃料供给流路，将燃料电池和燃料供给源连接；第一压力传感器，设置于燃料供给流路；第二压力传感器，设置于燃料供给流路的比第一压力传感器靠下游侧处；减压阀，设置于燃料供给流路的第一压力传感器与第二压力传感器之间，使上游侧的压力下降至规定的调压下限值；第一切断阀，设置于燃料供给流路的燃料供给源与第一压力传感器之间；以及第二切断阀，设置于燃料供给流路的第二压力传感器与燃料电池之间，所述方法包括如下步骤：关闭第一切断阀而切断从燃料供给源向第一压力传感器的燃料的供给；在切断从燃料供给源向第一压力传感器的燃料的供给之后，接着打开第二切断阀而将燃料供给流路内的燃料向燃料电池供给，来使减压阀的上游侧及下游侧的压力下降至调压下限值以下；以及在使减压阀的上游侧及下游侧的压力下降至调压下限值以下之后，接着关闭第二切断阀并比较第一压力传感器及第二压力传感器的检测压力值，来判断第一压力传感器或第二压力传感器是否异常。另外，本专利技术的一技术方案的燃料电池系统具备：燃料供给流路，将燃料电池和燃料供给源连接；第一压力传感器，设置于燃料供给流路；第二压力传感器，设置于燃料供给流路的比第一压力传感器靠下游侧处；减压阀，设置于燃料供给流路的第一压力传感器与第二压力传感器之间，使上游侧的压力下降至规定的调压下限值；第一切断阀，设置于燃料供给流路的燃料供给源与第一压力传感器之间；第二切断阀，设置于燃料供给流路的第二压力传感器与燃料电池之间；以及控制判断部，控制切断阀，并且判断压力传感器是否异常，控制判断部关闭第一切断阀而切断了从燃料供给源向第一压力传感器的燃料的供给之后，通过打开第二切断阀而将燃料供给流路内的燃料向燃料电池供给，来使减压阀的上游侧及下游侧的压力下降至调压下限值以下，然后，通过关闭第二切断阀并比较第一压力传感器及第二压力传感器的检测压力值，来判断第一压力传感器或第二压力传感器是否异常。若采用上述结构及方法，则通过在操作第一切断阀及第二切断阀而使减压阀的上游侧及下游侧的压力下降至规定的调压下限值以下的状态下(使减压阀的上游侧及下游侧的压力变得相等的状态下)比较第一压力传感器及第二压力传感器的检测压力值，能够检测压力传感器的偏移故障。因而，无需设置用于检测第一压力传感器(或第二压力传感器)的偏移故障的比较用的传感器，能够实现结构的简单化(非冗长化)，所以能够抑制系统的制造成本的增大。在本专利技术的一技术方案的方法中，可以是，燃料电池系统的控制判断部实施如下步骤：切断从燃料供给源向第一压力传感器的燃料的供给；使减压阀的上游侧及下游侧的压力下降至调压下限值以下；以及判断第一压力传感器或第二压力传感器是否异常。在本专利技术的一技术方案的方法中，可以是，使所述减压阀的上游侧及下游侧的压力下降至所述调压下限值以下是指使减压阀的上游侧及下游侧的压力相等的状态。在本专利技术的一技术方案的方法中，可以是，在所述第一压力传感器与所述第二压力传感器的检测压力值之差超过规定的阈值的情况下，判断为所述第一压力传感器或所述第二压力传感器异常。在本专利技术的一技术方案的方法中，可以是，比较所述第一压力传感器及所述第二压力传感器的检测压力值的波形，在所述第一压力传感器与所述第二压力传感器的波形之差超过规定的基准的情况下，判断为所述第一压力传感器或所述第二压力传感器异常。在本专利技术的一技术方案的方法中，可以是，基于根据燃料电池的发电量推定出的氢消耗量，来判断所述第一压力传感器是否异常。若采用上述方法，则能够利用燃料电池系统的控制判断部自动地检测压力传感器的偏移故障。根据本专利技术的一技术方案，能够提供不设置比较用的传感器就能检测压力传感器的偏移故障的方法。附图说明下面将参照附图来描述本专利技术的典型的实施例的特征、优点以及在技术和工业上的重要性，在这些附图中，相同的标号表示相同的要素。图1是示出本专利技术的实施方式的燃料电池系统的结构的概略的说明图。图2是用于对本专利技术的实施方式的燃料电池系统的压力传感器的异常检测方法进行说明的流程图。具体实施方式以下，一边参照各图一边对本专利技术的实施方式进行说明。此外，只要没有特别的说明，附图的上下左右等的位置关系就基于附图所示的位置关系。另外，附图的尺寸比率并不限定于图示的比率。进而，以下的实施方式是用于说明本专利技术的例示，并不旨在将本专利技术仅限定于该实施方式。另外，只要不脱离本专利技术的主旨，就能对本专利技术进行各种各样的变形。首先，使用图1对本实施方式的燃料电池系统10的结构进行说明。燃料电池系统10作为搭载于例如作为移动体的燃料电池车辆的车载电源系统而发挥功能，具备接受反应气体(燃料气体及氧化气体)的供给而进行发电的燃料电池20、用于将作为氧化气体的空气向燃料电池20供给的氧化气体供给系统30、用于将作为燃料气体的氢气向燃料电池20供给的燃料气体供给系40、用于控制电力的充放电的电力系统50、以及对系统整体进行总括控制的控制器60。燃料电池20是将多个单电池串联层叠而成的固体高分子电解质型单电池组。在燃料电池20中，在阳极电极产生(1)式的氧化反应，在阴极电极产生(2)式的还原反应。作为燃料电池20整体而产生(3)式的起电反应。H2→2H++2e-…(1)(1/2)O2+2H++2e-→H2O…(2)H2+(1/2)O2→H2O…(3)构成燃料电池20的单电池由高分子电解质膜、阳极电极、阴极电极以及分隔件构成。阳极电极及阴极电极从两侧夹着高分子电解质膜而形成三明治构造。分隔件由气体不透过的导电性部材构成，从两侧夹着阳极电极及阴极电极，并在分隔件与阳极电极及阴极电极之间分别形成燃料气体及氧化气体的流路。阳极电极及阴极电极分别具有催化剂层和气体扩散层。催化剂层具有担载作为催化剂发挥功能的例如铂系的贵金属粒子的催化剂担载碳和高分子电解质。作为贵金属粒子的铂系的材料，例如可以使用金属催本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测压力传感器的异常的方法，是检测燃料电池系统的压力传感器的异常的方法，所述燃料电池系统具备：燃料供给流路，将燃料电池和燃料供给源连接；第一压力传感器，设置于所述燃料供给流路；第二压力传感器，设置于所述燃料供给流路的比所述第一压力传感器靠下游侧处；减压阀，设置于所述燃料供给流路的所述第一压力传感器与所述第二压力传感器之间，使上游侧的压力下降至规定的调压下限值；第一切断阀，设置于所述燃料供给流路的所述燃料供给源与所述第一压力传感器之间；以及第二切断阀，设置于所述燃料供给流路的所述第二压力传感器与所述燃料电池之间，其特征在于，包括如下步骤：关闭所述第一切断阀而切断从所述燃料供给源向所述第一压力传感器的燃料的供给；在切断从所述燃料供给源向所述第一压力传感器的燃料的供给之后，接着打开所述第二切断阀而将所述燃料供给流路内的燃料向所述燃料电池供给，来使所述减压阀的上游侧及下游侧的压力下降至所述调压下限值以下；以及在使所述减压阀的上游侧及下游侧的压力下降至所述调压下限值以下之后，接着关闭所述第二切断阀并比较所述第一压力传感器及所述第二压力传感器的检测压力值，来判断所述第一压力传感器或所述第二压力传感器是否异常。...

【技术特征摘要】
2016.02.25 JP 2016-0344961.一种检测压力传感器的异常的方法，是检测燃料电池系统的压力传感器的异常的方法，所述燃料电池系统具备：燃料供给流路，将燃料电池和燃料供给源连接；第一压力传感器，设置于所述燃料供给流路；第二压力传感器，设置于所述燃料供给流路的比所述第一压力传感器靠下游侧处；减压阀，设置于所述燃料供给流路的所述第一压力传感器与所述第二压力传感器之间，使上游侧的压力下降至规定的调压下限值；第一切断阀，设置于所述燃料供给流路的所述燃料供给源与所述第一压力传感器之间；以及第二切断阀，设置于所述燃料供给流路的所述第二压力传感器与所述燃料电池之间，其特征在于，包括如下步骤：关闭所述第一切断阀而切断从所述燃料供给源向所述第一压力传感器的燃料的供给；在切断从所述燃料供给源向所述第一压力传感器的燃料的供给之后，接着打开所述第二切断阀而将所述燃料供给流路内的燃料向所述燃料电池供给，来使所述减压阀的上游侧及下游侧的压力下降至所述调压下限值以下；以及在使所述减压阀的上游侧及下游侧的压力下降至所述调压下限值以下之后，接着关闭所述第二切断阀并比较所述第一压力传感器及所述第二压力传感器的检测压力值，来判断所述第一压力传感器或所述第二压力传感器是否异常。2.根据权利要求1所述的检测压力传感器的异常的方法，其特征在于，所述燃料电池系统的控制判断部实施如下步骤：切断从所述燃料供给源向所述第一压力传感器的燃料的供给；使所述减压阀的上游侧及下游侧的压力下降至所述调压下限值以下；以及判断所述第一压力传感器或所述第二压力传感器是否异常。3.根据权利要求1或2所述的检测压力传感器的异常的方法，其特征在于，使所述减压阀的上游侧及下游侧的压力下降至所述调压下限值以下是指使减压...

【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤拓，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP