JP2017075635A - Gas filling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば水素等の高圧ガスを車両の燃料タンクに充填するのに好適に用いられるガス充填装置に関する。 The present invention relates to a gas filling device suitably used for filling a fuel tank of a vehicle with a high-pressure gas such as hydrogen.
一般に、水素、天然ガス等の高圧ガスを蓄圧器からガス供給経路等を介して被充填タンク（４輪自動車等の車両に搭載した燃料タンク）へと、両者間の圧力差を利用して充填するようにしたガス充填装置は知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の従来技術によるガス充填装置は、例えばガス供給経路の途中に複数の温度センサおよび／または圧力センサ等を設け、夫々のセンサによる検出値の一致、不一致等によりセンサ異常を検出できるようにしている。 In general, high-pressure gas such as hydrogen and natural gas is filled from the accumulator to a tank to be filled (fuel tank mounted on a vehicle such as a four-wheeled vehicle) through a gas supply path using the pressure difference between the two. A gas filling apparatus configured to do this is known (for example, see Patent Document 1). This type of prior art gas filling apparatus is provided with, for example, a plurality of temperature sensors and / or pressure sensors in the middle of the gas supply path, so that sensor abnormalities can be detected by the coincidence or inconsistency of the detection values of the respective sensors. ing.
ところで、上述した従来技術では、例えば２つの圧力センサによる検出値が不一致になると、圧力センサが異常として被充填タンクに対するガスの充填作業を停止させる、という安全、保安上の対策を採るようにしている。しかし、前記２つの圧力センサのうち一方が異常としても、他方の圧力センサは正常に動作している場合があり、このような場合にもガスの充填作業を中止するため、ガス充填時の作業性、生産性が低下するという問題がある。 By the way, in the above-described prior art, for example, when the detection values by the two pressure sensors do not coincide with each other, a safety and security measure is taken such that the pressure sensor abnormally stops the gas filling operation to the tank to be filled. Yes. However, even if one of the two pressure sensors is abnormal, the other pressure sensor may be operating normally. Even in such a case, the gas filling operation is stopped. There is a problem that productivity and productivity decrease.
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、例えば温度、圧力等の物理状態を検出する検出手段が正常に動作しているか否かを診断することができるようにしたガス充填装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、複数の検出手段のうち正常と診断された検出手段を用いてガスの充填作業を続けることができ、ガス充填時の作業性、生産性を向上できるようにしたガス充填装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to diagnose whether or not detection means for detecting a physical state such as temperature and pressure is operating normally. An object of the present invention is to provide such a gas filling device. Another object of the present invention is to continue the gas filling operation using the detection means diagnosed as normal among the plurality of detection means so that the workability and productivity at the time of gas filling can be improved. An object of the present invention is to provide a gas filling device.
上述した課題を解決するために、本発明は、予めガスが蓄圧されている蓄圧器とガス供給経路を介して接続され、当該ガスを被充填タンクに充填するためのカップリングと、前記ガス供給経路に設けられ、開弁することにより前記蓄圧器内のガスを前記カップリングへ供給する開閉弁と、前記開閉弁よりも下流側のガス供給経路内の物理状態を検出するために設けられた複数の充填側物理状態検出手段と、前記被充填タンク内の物理状態を検出するための被充填側物理状態検出手段と、前記充填側物理状態検出手段による検出値に基づき前記開閉弁を開閉制御することにより、前記被充填タンクへのガスの供給を制御する充填制御手段と、からなるガス充填装置に適用される。 In order to solve the above-described problem, the present invention is connected to a pressure accumulator in which gas is accumulated in advance via a gas supply path, and a coupling for filling the gas to be filled into the tank to be filled, and the gas supply. An on-off valve that is provided in the path and opens the valve to supply the gas in the accumulator to the coupling, and is provided to detect a physical state in the gas supply path on the downstream side of the on-off valve. Open / close control of the on-off valve based on detection values by a plurality of filling-side physical state detecting means, a filling-side physical state detecting means for detecting a physical state in the filling tank, and the filling-side physical state detecting means By doing so, it is applied to a gas filling device comprising filling control means for controlling the supply of gas to the tank to be filled.
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記被充填タンクへの充填開始の際、前記開閉弁を開弁する前における前記複数の充填側物理状態検出手段及び前記被充填側物理状態検出手段によりそれぞれ検出された物理量が所定の関係にあるか否かを診断し、その診断結果により前記各物理状態検出手段のうちいずれが正常か異常かを診断する正常・異常診断手段を備える構成としたことにある。
A feature of the configuration adopted by the invention of
請求項２の発明によると、前記充填制御手段は、前記正常・異常診断手段により正常と診断された前記充填側物理状態検出手段による検出値に基づき、前記被充填タンクへのガスの供給を制御する構成としている。 According to a second aspect of the present invention, the filling control means controls the supply of gas to the filling tank based on the detected value by the filling-side physical state detecting means diagnosed as normal by the normal / abnormality diagnosing means. It is configured to do.
上述の如く、請求項１の発明によれば、被充填タンクへのガス充填を開始する前に、ガス供給経路を開閉弁により閉じた状態で複数の充填側物理状態検出手段及び被充填側物理状態検出手段により夫々の物理量を検出し、検出された各物理量が予め決められた所定の関係にあるか否かを診断する。そして、前記各物理状態検出手段のうち、その検出値（物理量）が所定の関係にあると診断される物理状態検出手段は正常と診断することができ、所定の関係を満たしていない物理状態検出手段は異常と診断することができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, before the gas filling to the filling tank is started, the plurality of filling-side physical state detecting means and the filling-side physical are in a state where the gas supply path is closed by the on-off valve. Each physical quantity is detected by the state detecting means, and it is diagnosed whether or not each detected physical quantity has a predetermined relationship. Of the physical state detection means, the physical state detection means diagnosed as having a predetermined relationship between the detected values (physical quantities) can be diagnosed as normal, and the physical state detection not satisfying the predetermined relationship The means can be diagnosed as abnormal.
請求項２の発明によれば、複数の充填側物理状態検出手段のうち正常・異常診断手段により正常と診断された充填側物理状態検出手段を用いてガスの充填作業を続けることができ、ガス充填時の作業性、生産性を向上させることができる。
According to the invention of
以下、本発明の実施の形態によるガス充填装置を、添付図面の図１ないし図４に従って詳細に説明する。 Hereinafter, a gas filling device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4 of the accompanying drawings.
まず、図１および図２は本発明の第１の実施の形態を示している。ガス充填装置１は、例えば自動車の燃料タンク２（被充填タンク）に圧縮したガス（本実施の形態では、水素ガス）を充填するように供給するため、一般にガス供給ステーションと呼ばれる設備等に設置されている。ガス充填装置１は、高圧に圧縮されたガスを貯蔵するガス貯蔵部３と、該ガス貯蔵部３からのガスを自動車の燃料タンク２に充填、供給するためのディスペンサユニット４と、ガス貯蔵部３からディスペンサユニット４にわたって延びるガス供給経路５とを含んで構成されている。
First, FIG. 1 and FIG. 2 show a first embodiment of the present invention. The
ガス供給経路５は、一端（上流端）側が後述の蓄圧器６に接続され、他端（下流端）側は後述の充填ホース７を介して充填ノズル８に接続されている。この充填ノズル８は、ガス供給経路５の下流端側を自動車の燃料タンク２の供給口（以下、充填口２Ａという）に接続自在にするためのカップリング（接続部）を構成している。
The gas supply path 5 has one end (upstream end) connected to a pressure accumulator 6 described later and the other end (downstream end) connected to a filling
ガス充填装置１のガス貯蔵部３は、蓄圧器６と、昇圧器としてのコンプレッサ（図示せず）とを含んで構成されている。蓄圧器６は、前記コンプレッサにより圧縮された高圧のガスを蓄圧するための容器であり、例えば複数個のボンベを互いに並列に接続してなる圧力容器として形成されている。蓄圧器６は、その流入側が前記コンプレッサの吐出側に接続され、前記コンプレッサの吸込側は、例えば水素ガスを貯蔵するガスタンク（または、水素ガスを生成する水素生成設備）と連通する中圧配管（図示せず）に接続されている。蓄圧器６には、前記コンプレッサよって昇圧された高圧のガスが満圧になるまで蓄圧して貯蔵される。このため、蓄圧器６は、燃料タンク２（被充填タンク）よりも十分に高い耐圧性能をもって形成されている。
The gas storage unit 3 of the
ディスペンサユニット４には、ガス供給経路５が上流側（例えば、蓄圧器６側）から下流側にわたって延びるように配設されている。ガス供給経路５の下流側には、ディスペンサユニット４の外部へと延びる充填ホース７が接続されている。充填ホース７の先端には、燃料タンク２の充填口２Ａ（即ち、レセプタクル）に連結される充填ノズル８が設けられている。
In the dispenser unit 4, a gas supply path 5 is disposed so as to extend from the upstream side (for example, the pressure accumulator 6 side) to the downstream side. A filling hose 7 extending to the outside of the dispenser unit 4 is connected to the downstream side of the gas supply path 5. At the tip of the filling hose 7, a
充填ノズル８は、例えば水素ガスからなる燃料を自動車（以下、車両９という）の燃料タンク２に供給するため、充填口２Ａに気密状態で着脱可能に接続されるカップリングを構成している。充填ノズル８は、例えば水素ガスの充填中にガスの圧力によって充填口２Ａから誤って外れることがないように、燃料タンク２の充填口２Ａに対して係脱可能にロックされるロック機構（図示せず）を備えている。充填ノズル８は、燃料タンク２の充填口２Ａに接続（ロック）された状態で、蓄圧器６内の高圧な燃料（水素ガス）をガス供給経路５、充填ホース７および充填ノズル８等を通じて車両９の燃料タンク２に充填することができる。
The
ディスペンサユニット４のガス供給経路５には、上流側から下流側へと順に、流量測定部としての流量計１０、調節弁としての制御弁１１、遮断弁としての開閉弁１２、燃料温度センサ１３，１４および圧力センサ１５，１６等が設けられている。なお、ガス供給経路５の上流側から下流側に向けて設けられている流量計１０、制御弁１１、開閉弁１２およびセンサ１３，１４，１５，１６等の取付けの順番は、図１中に示した順番に限定されるものではない。
In the gas supply path 5 of the dispenser unit 4, in order from the upstream side to the downstream side, a
ディスペンサユニット４内に設けられた流量計１０は、ガス供給経路５の途中で被測流体の質量流量を計測するコリオリ式流量計等により構成されている。流量計１０は、例えば制御弁１１および開閉弁１２等を介してガス供給経路５内を流れる燃料、即ち水素ガスの流量（質量流量）を計測し、計測した流量に比例した数の流量パルスを後述の制御装置１９へと出力する。これによって、制御装置１９は、車両９の燃料タンク２に対する燃料（水素ガス）の充填量を演算により求めることができ、自動車（車両９）に対する燃料の払出し量（給油量に相当）を表示装置（例えば、後述の表示器２１またはこれ以外の表示部）等で表示し、例えば顧客等に表示内容を報知することができる。
The
ディスペンサユニット４内に設けられた制御弁１１は、例えばエア作動式で、エアの供給で開弁し、制御信号で制御圧（エア圧）を制御して弁開度が調整される弁装置である。制御弁１１は、制御装置１９の制御プログラムに基づく指令により任意の弁開度に制御され、ガス供給経路５内を流れるガスの流量を可変に制御するものである。
The
開閉弁１２は、ガス供給経路５の途中部位（例えば、制御弁１１と燃料温度センサ１３との間）に設けられたエア作動式または電磁式の弁装置である。開閉弁１２は、後述する制御装置１９からの制御信号で開，閉されることにより、ガス供給経路５内でのガスの流通を許したり、または遮断したりする。即ち、制御装置１９は、充填ノズル８を介して車両９の燃料タンク２に水素ガスを充填するとき、または充填を停止（終了）するときに、制御弁１１と開閉弁１２との開，閉弁制御を行うものである。
The on-off
また、ガス供給経路５の途中には、例えば開閉弁１２よりも下流側に位置して２つの燃料温度センサ１３，１４が設けられている。これらの燃料温度センサ１３，１４は、ガス供給経路５内を流れる燃料の温度（即ち、物理量または物理状態）を検出する充填側物理状態検出手段を構成し、その検出信号を制御装置１９へと出力する。燃料温度センサ１３，１４は、センサ異常を診断（判別）できるようにガス供給経路５の途中（即ち、同様な温度条件となる位置）に複数個、一例として２個配設されている。
In the middle of the gas supply path 5, for example, two
圧力センサ１５，１６は、被充填タンクである燃料タンク２内（または、燃料タンク２に連通しているガス供給経路５等の配管途中）のガス圧力（即ち、物理量または物理状態）を検知するセンサで、充填側物理状態検出手段を構成している。ここで、圧力センサ１５，１６は、充填ノズル８の近傍でガス供給経路５内の圧力を測定し、測定した圧力に応じた検出信号を制御装置１９へと出力する。圧力センサ１５，１６も、センサ異常を診断（判別）できるようにガス供給経路５の途中（即ち、同様な圧力条件となる位置）に複数個、一例として２個配設されている。
The pressure sensors 15 and 16 detect the gas pressure (that is, physical quantity or physical state) in the
なお、燃料温度センサ１３，１４と圧力センサ１５，１６との配置関係は、図１に示す配置に限るものではなく、例えば互いに逆となる配置、または互い違いとなる関係に配置してもよい。制御弁１１および開閉弁１２は、ガス供給経路５を流れるガスの流量および圧力を制御する制御機器を構成している。流量計１０、燃料温度センサ１３，１４および圧力センサ１５，１６は、ガス供給経路５を流れるガスの流量、温度および圧力を計測する計測機器を構成している。
The arrangement relationship between the
また、ガス供給経路５の途中には、内部を流れる燃料（水素ガス）を冷却するプレクーラ等の冷却装置（図示せず）が設けられている。この冷却装置は、ガスが充填される車両９の燃料タンク２の温度上昇を防止するために、ガス供給経路５の途中位置で水素ガス（燃料）を冷却するように配設されている。
A cooling device (not shown) such as a precooler for cooling the fuel (hydrogen gas) flowing inside is provided in the middle of the gas supply path 5. This cooling device is disposed so as to cool hydrogen gas (fuel) at an intermediate position in the gas supply path 5 in order to prevent the temperature of the
ディスペンサユニット４には、他の充填側物理状態検出手段を構成する気温センサ１７，１８が設けられ、該気温センサ１７，１８も前記計測機器の一部を構成している。気温センサ１７，１８は、ディスペンサユニット４内の雰囲気温度を環境温度（気温）として検出し、検出した温度に応じた検出信号を制御装置１９へと出力する。気温センサ１７，１８も、センサ異常を診断（判別）できるようにディスペンサユニット４内（即ち、同様な温度条件となる位置）に複数個、一例として２個配設されている。
The dispenser unit 4 is provided with
ディスペンサユニット４には、前記各計測機器の検出値に基づいて制御弁１１および開閉弁１２等の制御機器を制御しガスの充填制御を行う制御装置１９が設けられている。即ち、該制御装置１９は、前記充填側物理状態検出手段による検出値に基づき開閉弁１２を開閉制御することにより、燃料タンク２へのガスの供給を制御する充填制御手段を構成している。制御装置１９は、例えばマイクロコンピュータ等を用いて構成され、その入力側が図１に示すように、流量計１０、燃料温度センサ１３，１４、圧力センサ１５，１６、気温センサ１７，１８および操作部２０等に接続されている。
The dispenser unit 4 is provided with a
また、制御装置１９は、不揮発性メモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等からなる記憶部としてのメモリ１９Ａを有している。該メモリ１９Ａには、例えば図２に示す燃料温度センサの正常・異常診断処理用とガス充填制御処理用のプログラム等が格納され、制御装置１９は、燃料温度センサ１３，１４（および後述の温度センサ２５）の正常・異常診断処理と燃料タンク２に対する燃料（例えば、水素ガス）の充填制御処理を後述の如く行うものである。
The
ここで、図２中のステップ１，２，７〜１２の処理は、例えば燃料温度センサ１３，１４および温度センサ２５の正常・異常を診断する正常・異常診断の具体例を示している。なお、制御装置１９のメモリ１９Ａには、例えば図３，４に示す圧力センサの正常・異常診断処理用とガス充填制御処理用のプログラム等も格納される。また、ディスペンサユニット４内の流量計１０、圧力センサ１５，１６および燃料温度センサ１３，１４で検出したデータについても、同様にメモリ１９Ａに更新可能に記憶される。
Here, the processing of
さらに、制御装置１９のメモリ１９Ａには、ガスの充填時に圧力センサ１５，１６により検出（測定）された圧力値から得られる圧力上昇率が、予め設定された所定の圧力上昇率に一致するように制御弁１１の弁開度を制御する定圧上昇制御用の制御プログラム等が格納され、上述したように、制御装置１９により制御弁１１の開度が制御される。
Further, in the
ディスペンサユニット４に設けられた操作部２０は、例えば充填開始スイッチ２０Ａと充填停止スイッチ２０Ｂとを含んで構成されている。充填開始スイッチ２０Ａは、例えば燃料供給所の作業者等が手動で操作可能な操作スイッチで、ガスの充填を開始する場合に操作される。即ち、充填開始スイッチ２０Ａは、充填ホース７の先端に設けられた充填ノズル８が燃料タンク２の充填口２Ａに接続された後に、ガス充填作業を開始させるために操作される充填開始用の操作スイッチである。
The
一方、充填停止スイッチ２０Ｂは、ガス充填作業を停止する際に操作される充填停止用の操作スイッチで、ガス充填中に充填を停止させる場合に操作される。そして、操作部２０の充填開始スイッチ２０Ａと充填停止スイッチ２０Ｂとは、操作状態に応じた信号を制御装置１９にそれぞれ出力し、制御装置１９は、これらの信号に応じてエア作動式の空圧駆動弁または電磁弁等の自動弁からなる開閉弁１２を開弁または閉弁させる。
On the other hand, the filling
ディスペンサユニット４に設けられた表示器２１は、ガスの充填作業を行う作業者が視認し易い位置に配置され、ガスの充填作業に必要な情報表示等を行う。表示器２１は、制御装置１９により後述の如く充填プロトコルに準拠した充填制御を行っているときに、例えば車両９の燃料タンク２に対するガスの充填状態等を表示して作業者に知らせる。また、例えば図２に示すステップ７，９，１１，１２等で充填側の燃料温度センサ１３，１４、被充填側の温度センサ２５の正常・異常診断を行ったときには、この診断結果を表示器２１の画面上に表示する。これにより、表示器２１は、前記温度センサ１３，１４，２５のうちいずれが正常で、いずれが異常であるかを報知する報知手段を構成している。
The
なお、後述の如く充填側の圧力センサ１５，１６、被充填側の圧力センサ２６の正常・異常診断を行った場合にも、その診断結果を報知手段として表示器２１により表示することができる。また、気温センサ１７，１８についても同様であり、センサの正常・異常診断を行った場合には、その診断結果を報知手段として表示器２１により表示することができる。
In addition, even when normal / abnormal diagnosis of the pressure sensors 15 and 16 on the filling side and the
制御装置１９の出力側は、制御弁１１、開閉弁１２および表示器２１等に接続されている。制御装置１９は、車両９の燃料タンク２の充填口２Ａに充填ノズル８を接続した状態で、例えば操作部２０の充填開始スイッチ２０Ａが閉成（ＯＮ）操作されたときに、制御弁１１と開閉弁１２に開弁信号を出力して制御弁１１と開閉弁１２とを開弁させる。これにより、蓄圧器６内の水素ガスによるガスの充填作業が開始される。
The output side of the
また、制御装置１９は、例えば流量計１０、燃料温度センサ１３，１４、圧力センサ１５，１６および気温センサ１７，１８等の測定（検出）結果を監視しつつ、夫々の検出値が正常であると診断された場合に該当する検出値に基づいて制御弁１１の開度等を予め設定された制御方式（定圧上昇制御方式または定流量制御方式）等で調整する。これにより、ガス供給経路５内に供給される水素ガスの圧力、流量を適切な流通状態に制御することができる。
Further, the
このとき、制御装置１９は、流量計１０からの流量パルスを積算して燃料の充填量（質量）を演算し、燃料の充填量が予め設定された目標充填量に達するか、または圧力センサ１５，１６により検出したガスの圧力が予め設定された目標充填圧力（目標充填圧）に達したときに、開閉弁１２を閉弁して燃料の充填を停止する。また、操作部２０の充填停止スイッチ２０Ｂが操作された場合には、例えばガスの充填量や圧力が目標に達していなくても、充填動作を強制的に停止すべく開閉弁１２が制御装置１９からの信号により閉弁される。
At this time, the
制御装置１９の入力側には、ディスペンサユニット４内に設けた通信機２２が接続されている。この通信機２２は、例えば車両９側に設けられた車載の通信機２３との間で後述のデータおよび情報の授受を行うため、無線（または、有線でも可能）の通信回線を介して車載の通信機２３に接続される。
A
ここで、車両９側に設けられる車載の通信機２３は、例えばマイコン（マイクロコンピュータからなる制御ユニット）を含んで構成され、不揮発性メモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等からなる記憶部としてのメモリ２４を備えている。該メモリ２４には、例えば燃料タンク２の内容積に相当する容積データと、燃料タンク２内に残留している燃料の圧力および温度等のデータとが更新可能に格納されている。即ち、車両９には、燃料タンク２内に供給または貯留されたガスの温度をタンク温度として検出する温度センサ２５と、同じく圧力をタンク圧力として検出する圧力センサ２６とが設けられている。温度センサ２５と圧力センサ２６とは、被充填タンク（燃料タンク２）内の物理状態を検出する被充填側物理状態検出手段を構成している。
Here, the vehicle-mounted
車両９の通信機２３は、温度センサ２５と圧力センサ２６で検出している現時点における燃料タンク２のタンク温度とタンク圧力等の計測値と、メモリ２４に記憶している燃料タンク２の容積等との情報を、ディスペンサユニット４の通信機２２へと送信する。このとき、ディスペンサユニット４の通信機２２は、車両９の通信機２３から送信された情報およびデータを受信し、これらの情報およびデータを制御装置１９へと必要に応じて出力する。
The
制御装置１９は、通信機２２が受信した被充填タンクの情報（即ち、燃料タンク２のタンク温度、タンク圧力、容積等）を元に、予めメモリ１９Ａに記憶されている充填プロトコル情報（例えば、前述した定圧上昇制御方式または定流量制御方式等の充填処理手順）を参照し、燃料タンク２への充填プロトコルを決定する。
Based on the information on the tank to be filled (that is, the tank temperature, tank pressure, volume, etc. of the fuel tank 2) received by the
本実施の形態によるガス充填装置１は、上述の如き構成を有するものであり、次に、制御装置１９による温度センサの正常・異常診断処理と燃料タンク２への燃料ガス（例えば、水素ガス）の充填制御処理について、図２を参照して説明する。
The
ここで、図２中の処理は、燃料温度センサ１３，１４および被充填側の温度センサ２５等の正常・異常診断処理を行うものであり、他の物理状態検出手段である圧力センサ１５，１６，２６および気温センサ１７，１８等については、基本的に正常に動作している場合を前提として、図２中のガス充填制御処理は行うものとする。
Here, the processing in FIG. 2 performs normality / abnormality diagnosis processing of the
まず、ガス供給ステーション（燃料供給所）の作業者は、ガス充填を受ける車両９が到着すると、この車両９をディスペンサユニット４近傍の予め決められた所定位置に誘導し、充填ホース７先端の充填ノズル８を燃料タンク２の充填口２Ａ（レセプタクル）に連結（接続）する。これにより、ディスペンサユニット４内に設けた通信機２２が車両９側の通信機２３と無線（または有線）で接続され、車両９の燃料タンク２から状態情報を取得することができる。
First, when a vehicle 9 that receives gas filling arrives, an operator of the gas supply station (fuel supply station) guides the vehicle 9 to a predetermined position near the dispenser unit 4 and fills the tip of the filling hose 7. The
この状態で、制御装置１９は、通信機２２，２３を介して燃料タンク２のデータおよび情報の授受を行う。即ち、充填制御手段としての制御装置１９は、車両９に設けられた燃料タンク２の容積データと、燃料タンク２内に残留しているガスの圧力および温度等のデータおよび情報を取得する。
In this state, the
この段階で、図２の処理動作がスタートすると、ステップ１では「燃料温度比較」の判定処理を行う。具体的には、充填側物理状態検出手段である燃料温度センサ１３，１４から読込んだガス供給経路５内の燃料温度Ｔ１，Ｔ２を比較し、燃料温度Ｔ１，Ｔ２が実質的に等しい（Ｔ１≒Ｔ２）か否かを判定する。燃料温度センサ１３，１４は、図１中に示すように、互いにほぼ等しい条件下でガス供給経路５内の燃料温度Ｔ１，Ｔ２を検出している。
At this stage, when the processing operation of FIG. 2 is started, a determination process of “fuel temperature comparison” is performed in
このため、ステップ１で「ＹＥＳ」と判定したときには、燃料温度センサ１３で検出した燃料温度Ｔ１と、燃料温度センサ１４で検出した燃料温度Ｔ２とが実質的に等しい（Ｔ１≒Ｔ２）ので、次のステップ２に移る。この場合、燃料温度Ｔ１，Ｔ２の値が仮に僅かに違っている場合でも、両者の差は燃料温度センサ１３，１４によるセンサ検出誤差の範囲内であり、所定の関係を満たしているとして、燃料温度センサ１３，１４は正常に動作していると判断することができる。
Therefore, when “YES” is determined in
次のステップ２では燃料タンク２側の被充填側物理状態検出手段である温度センサ２５との検出温度を比較する。具体的には、ステップ２で下記の数１による不等式を満たしているか否かを判定する。タンク温度Ｔｔは、燃料タンク２側の温度センサ２５で検出した燃料の温度であり、燃料温度センサ１３で検出した燃料温度Ｔ１とタンク温度Ｔｔとの差が、温度閾値Ｔthよりも小さいか否かを、ステップ２では判定する。
In the
温度閾値Ｔthは、これまでの試験データ、経験値等により予め決められた温度の閾値であり、被充填側のタンク温度Ｔｔと充填側の燃料温度Ｔ１との温度差（Ｔｔ−Ｔ１）が、温度閾値Ｔthよりも小さいときには、両者の温度差は小さく、所定の関係を満たしているとして、充填側の燃料温度センサ１３と被充填側の温度センサ２５とは正常に動作していると判断することができる。
The temperature threshold value Tth is a temperature threshold value determined in advance based on past test data, experience values, etc., and the temperature difference (Tt−T1) between the tank temperature Tt on the filling side and the fuel temperature T1 on the filling side is When the temperature is smaller than the temperature threshold Tth, it is determined that the temperature difference between the two is small and the predetermined relationship is satisfied, and the filling-side
なお、ガス供給経路５内の燃料は前記冷却装置で冷却されるために、一般的には、充填側の燃料温度Ｔ１の方が被充填側のタンク温度Ｔｔよりも低い温度となる。このため、タンク温度Ｔｔと燃料温度Ｔ１との温度差（Ｔｔ−Ｔ１）は、通常は正の値となると考えられる。しかし、より正確を期す場合には、両者の温度差（Ｔｔ−Ｔ１）を絶対値として演算することも可能である。この点は、下記の数２式についても同様に絶対値で演算してもよい。 Since the fuel in the gas supply path 5 is cooled by the cooling device, the fuel temperature T1 on the filling side is generally lower than the tank temperature Tt on the filling side. For this reason, the temperature difference (Tt−T1) between the tank temperature Tt and the fuel temperature T1 is normally considered to be a positive value. However, in the case of more accuracy, the temperature difference (Tt−T1) between the two can be calculated as an absolute value. This point may be similarly calculated with the absolute value for the following equation (2).
ステップ２で「ＮＯ」と判定したときには、前記数１式の関係を満たしておらず、タンク温度Ｔｔと燃料温度Ｔ１との温度差（Ｔｔ−Ｔ１）が、温度閾値Ｔth以上となり、被充填側のタンク温度Ｔｔが充填側の燃料温度Ｔ１に比較して過度に大きくなっている。このため、次のステップ７では、被充填側の温度センサ２５（タンク温度Ｔｔ）は異常と診断し、充填側の燃料温度センサ１３，１４は正常と診断する。
When it is determined as “NO” in
次のステップ３では、正常と診断された充填側の燃料温度センサ１３，１４（何れか一方のみでも可）を用いて、制御装置１９はガスの充填制御を開始する。被充填側の温度センサ２５が正常の場合は、このセンサを用いて燃料タンク２内の燃料温度（タンク温度Ｔｔ）を検出し続け、通信機２２，２３を介して制御装置１９に出力する。具体的には、操作部２０の充填開始スイッチ２０Ａをオン操作したときに、制御装置１９からの制御信号により制御弁１１および開閉弁１２が開弁され、ガスが開閉弁１２から下流側のガス供給経路５、充填ホース７を介して燃料タンク２内へと充填される。
In the next step 3, the
このとき、制御装置１９は、ステップ４による充填制御処理を実行し、開閉弁１２を開弁状態としたままで、燃料タンク２の圧力や温度を監視しながら、制御弁１１の弁開度を可変に制御することで選択した充填プロトコルに準拠した充填を行い、例えば表示器２１において、ガスの充填状態等を表示させる。制御弁１１は、制御装置１９からの制御信号により、例えば定圧上昇制御方式および/または定流量制御方式等で弁開度が調整される。このように、ステップ４では、蓄圧器６から車両９の燃料タンク２に向けて充填プロトコルに準拠したガス充填制御が実行される。
At this time, the
次のステップ５では、充填終了条件が成立したか否かを判定する。即ち、制御装置１９は、流量計１０からの流量パルスを積算して燃料の充填量（質量）を演算し、燃料の充填量が予め設定された目標充填量に達するか、または圧力センサ１５，１６により検出した燃料（水素ガス）の圧力が予め設定された目標充填圧力に達したか否かを判定する。ステップ５で「ＮＯ」と判定する間は、充填終了条件が成立（充填作業が終了）していないので、ステップ４による充填制御処理を続行させる。
In the next step 5, it is determined whether or not the filling end condition is satisfied. That is, the
そして、ステップ５で充填終了条件成立として、「ＹＥＳ」と判定したときには、次のステップ６で開閉弁１２を閉弁して燃料の充填を停止する。具体的には、制御装置１９からの信号により制御弁１１および開閉弁１２が閉弁され、燃料タンク２へのガス充填が終了される。なお、作業者が充填停止スイッチ２０Ｂを操作した場合にも、ステップ５で「ＹＥＳ」と判定するので、次のステップ６では開閉弁１２を閉弁して燃料の充填を停止することになる。
If it is determined as “YES” in step 5 as the filling end condition is satisfied, the on-off
一方、ステップ１で「ＮＯ」と判定したときには、燃料温度センサ１３で検出した燃料温度Ｔ１と、燃料温度センサ１４で検出した燃料温度Ｔ２とが実質的に等しい（Ｔ１≒Ｔ２）という所定の関係を満たしていない。即ち、この場合に、燃料温度Ｔ１，Ｔ２の値は、燃料温度センサ１３，１４によるセンサ検出誤差の範囲を越えて大きく異なっており、燃料温度センサ１３，１４の少なくともいずれか一方は異常であり、正常に動作していないと判断することができる。
On the other hand, when “NO” is determined in
そこで、次のステップ８では燃料タンク２側の温度センサ２５との検出温度を比較する。具体的には、ステップ８で下記の数２による不等式を満たしているか否かを判定する。燃料タンク２側の温度センサ２５で検出したタンク温度Ｔｔと燃料温度センサ１４で検出した燃料温度Ｔ２との温度差（Ｔｔ−Ｔ２）が、温度閾値Ｔthよりも小さいか否かを、ステップ８では判定する。
Therefore, in the
ステップ８で「ＹＥＳ」と判定するときには、タンク温度Ｔｔと燃料温度Ｔ２との温度差（Ｔｔ−Ｔ２）が、温度閾値Ｔthよりも小さいので、両者の温度差は小さく、所定の関係を満たしていると判断することができる。このため、次のステップ９では、燃料温度センサ１４（燃料温度Ｔ２）と温度センサ２５（タンク温度Ｔｔ）とは正常に動作していると診断する。しかし、燃料温度センサ１３（燃料温度Ｔ１）は、前記ステップ１で「ＮＯ」と判定されているので、燃料温度センサ１３（燃料温度Ｔ１）は正常に動作しておらず、異常と診断する。
If “YES” is determined in
このため、制御装置１９は、これ以降（ステップ３〜６）の充填制御処理を、正常と診断された燃料温度センサ１４と燃料タンク２側の温度センサ２５とを用いて行う。なお、図２中のガス充填制御処理は、前述した通り圧力センサ１５，１６，２６および気温センサ１７，１８については、正常に動作している場合を前提としている。
For this reason, the
次に、ステップ８で「ＮＯ」と判定した場合には、前記数２式の関係を満たしておらず、タンク温度Ｔｔと燃料温度Ｔ２との温度差（Ｔｔ−Ｔ２）が、温度閾値Ｔth以上となっている。このため、燃料温度センサ１４（燃料温度Ｔ２）と温度センサ２５（タンク温度Ｔｔ）とは、所定の関係を満たしておらず、いずれか一方は故障または異常と判断することができる。
Next, when it is determined as “NO” in
そこで、次のステップ１０では、前記ステップ２と同様にタンク温度Ｔｔと比較し、前記数１による不等式を満たしているか否かを判定する。即ち、燃料タンク２側の温度センサ２５で検出したタンク温度Ｔｔと燃料温度センサ１３で検出した燃料温度Ｔ１との温度差（Ｔｔ−Ｔ１）が、温度閾値Ｔthよりも小さいか否かをステップ１０で判定する。
Therefore, in the
そして、ステップ１０で「ＹＥＳ」と判定するときには、タンク温度Ｔｔと燃料温度Ｔ１との温度差（Ｔｔ−Ｔ１）が、温度閾値Ｔthよりも小さいので、両者の温度差は小さく、所定の関係を満たしている。このため、次のステップ１１では、燃料温度センサ１３（燃料温度Ｔ１）と温度センサ２５（タンク温度Ｔｔ）とは正常に動作していると診断することができる。しかし、燃料温度センサ１４（燃料温度Ｔ２）は、前記ステップ１で「ＮＯ」と判定されているので、燃料温度センサ１４（燃料温度Ｔ２）は正常に動作しておらず、異常と診断する。
When the determination at
このため、制御装置１９は、これ以降（ステップ３〜６）の充填制御処理を、正常と診断された燃料温度センサ１３と燃料タンク２側の温度センサ２５とを用いて行う。なお、図２中のガス充填制御処理は、前述した通り圧力センサ１５，１６，２６および気温センサ１７，１８については、正常に動作している場合を前提としている。
For this reason, the
次に、ステップ１０で「ＮＯ」と判定したときには、前記数１式の関係を満たしておらず、タンク温度Ｔｔと燃料温度Ｔ１との温度差（Ｔｔ−Ｔ１）が、温度閾値Ｔth以上となっている。このため、次のステップ１２に移って、燃料温度センサ１３（燃料温度Ｔ１）と温度センサ２５（タンク温度Ｔｔ）とは、所定の関係を満たしておらず、いずれか一方，または両方が故障または異常と診断する。また、充填側の燃料温度センサ１４（燃料温度Ｔ２）は、前記ステップ１で「ＮＯ」と判定されているので、燃料温度センサ１４（燃料温度Ｔ２）も異常の可能性がある。
Next, when it is determined as “NO” in
即ち、この場合には、ステップ１２の処理で、燃料温度センサ１３，１４と温度センサ２５のうち、少なくとも２つのセンサが異常であるか、全てのセンサが異常と診断する。そして、この場合は、燃料温度センサ１３，１４と温度センサ２５と用いたガスの充填制御は難しいと判断して、ガスの充填作業を行わずに、制御処理を終了させる。
That is, in this case, in the process of
かくして、第１の実施の形態によれば、図２中のステップ１，２，７〜１１の処理を行うことにより、充填側物理状態検出手段である燃料温度センサ１３，１４と被充填側物理状態検出手段である温度センサ２５とからなる３つのセンサのうち、２つのセンサによる検出値（燃料温度Ｔ１，Ｔ２とタンク温度Ｔｔ）が所定の関係を満たしているときには、両センサが正常と診断することができる。しかし、２つのセンサによる検出値が所定の関係を満たしていないときには、少なくとも一方のセンサが異常と診断することができる。
Thus, according to the first embodiment, by performing the processing of
換言すると、充填側の燃料温度センサ１３，１４と被充填側の温度センサ２５とのうち、いずれか１つセンサが異常と診断された場合でも、残りの２つのセンサによる検出値が所定の関係を満たしているときは、これらを正常と診断することができる。そして、前記３つのセンサのうち、正常と診断された２つのセンサを用いて水素ガス燃料の充填制御を行うことができる。即ち、燃料温度センサ１３，１４と温度センサ２５のうち、何れか１つのセンサが異常と診断された場合でも充填作業を続けることができ、ガス充填時の作業性、生産性を向上することができる。
In other words, even if any one of the
次に、図３および図４は第２の実施の形態を示している。本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第２の実施の形態の特徴は、温度センサに替えて圧力センサ１５，１６，２６のいずれが正常か異常かを診断する正常・異常診断手段を備える構成としたことにある。
Next, FIG. 3 and FIG. 4 show a second embodiment. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. However, the feature of the second embodiment resides in that a normal / abnormal diagnosis means for diagnosing which of the
ここで、制御装置１９のメモリ１９Ａには、例えば図３および図４に示す圧力センサの正常・異常診断処理を含んだ充填制御処理用のプログラム等が格納されている。制御装置１９は、後述の如く圧力センサ１５，１６，２６のいずれが正常か異常かを診断する正常・異常診断処理と、これに続く水素ガスの充填制御処理とを行うものである。なお、図３，４中に示すガス充填制御処理は、燃料温度センサ１３，１４と温度センサ２５および気温センサ１７，１８等が、基本的に正常に動作している場合を前提として説明するものとする。
Here, the
図３の処理動作がスタートすると、ステップ２１で「圧力比較」の判定処理を行う。具体的には、充填側物理状態検出手段である圧力センサ１５，１６から読込んだガス供給経路５内の燃料圧力Ｐ１，Ｐ２を比較し、燃料圧力Ｐ１，Ｐ２が実質的に等しい（Ｐ１≒Ｐ２）か否かを判定する。圧力センサ１５，１６は、図１中に示すように、互いにほぼ等しい条件下でガス供給経路５内の水素ガス（燃料）の燃料圧力Ｐ１，Ｐ２を検出している。
When the processing operation of FIG. 3 starts, a determination process of “pressure comparison” is performed in
このため、ステップ２１で「ＹＥＳ」と判定したときには、圧力センサ１５で検出した燃料圧力Ｐ１と、圧力センサ１６で検出した燃料圧力Ｐ２とが実質的に等しい（Ｐ１≒Ｐ２）ので、次のステップ２２に移る。この場合、圧力Ｐ１，Ｐ２の値が仮に僅かに違っている場合でも、両者の差は圧力センサ１５，１６によるセンサ検出誤差の範囲内であり、所定の関係を満たしているとして、圧力センサ１５，１６は正常に動作していると判断することができる。
Therefore, when “YES” is determined in
次のステップ２２では、燃料タンク２側の被充填側物理状態検出手段である圧力センサ２６との検出圧力を比較する。具体的には、ステップ２２で下記の数３による不等式を満たしているか否かを判定する。タンク圧力Ｐｔは、燃料タンク２側の圧力センサ２６で検出した水素ガス（タンク内燃料）の圧力であり、圧力センサ１５で検出した燃料圧力Ｐ１とタンク圧力Ｐｔとの差が、圧力閾値Ｐthよりも小さいか否かを、ステップ２２では判定する。
In the
圧力閾値Ｐthは、これまでの試験データ、経験値等により予め決められた圧力の閾値であり、タンク圧力Ｐｔと燃料圧力Ｐ１との圧力差（Ｐｔ−Ｐ１）が、圧力閾値Ｐthよりも小さいときには、両者の圧力差は小さく、所定の関係を満たしているとして、充填側の圧力センサ１５と被充填側の圧力センサ２６とは正常に動作していると判断することができる。
The pressure threshold value Pth is a pressure threshold value determined in advance based on past test data, experience values, and the like, and when the pressure difference (Pt−P1) between the tank pressure Pt and the fuel pressure P1 is smaller than the pressure threshold value Pth. Since the pressure difference between the two is small and the predetermined relationship is satisfied, it can be determined that the pressure sensor 15 on the filling side and the
なお、ガス供給経路５内の燃料は前記冷却装置で冷却されるために、一般的には、充填側の燃料圧力Ｐ１の方が被充填側のタンク圧力Ｐｔよりも低い圧力となる。このため、タンク圧力Ｐｔと燃料圧力Ｐ１との圧力差（Ｐｔ−Ｐ１）は、通常は正の値となると考えられる。しかし、より正確を期す場合には、両者の圧力差（Ｐｔ−Ｐ１）を絶対値として演算することも可能である。この点は、下記の数４式についても同様に絶対値で演算してもよい。 Since the fuel in the gas supply path 5 is cooled by the cooling device, the fuel pressure P1 on the filling side is generally lower than the tank pressure Pt on the filling side. For this reason, the pressure difference (Pt−P1) between the tank pressure Pt and the fuel pressure P1 is normally considered to be a positive value. However, in the case of more accuracy, it is also possible to calculate the pressure difference (Pt−P1) between them as an absolute value. This point may be similarly calculated with an absolute value for the following equation (4).
ステップ２２で「ＮＯ」と判定したときには、前記数３式の関係を満たしておらず、タンク圧力Ｐｔと燃料圧力Ｐ１との圧力差（Ｐｔ−Ｐ１）が、圧力閾値Ｐth以上となり、被充填側のタンク圧力Ｐｔが充填側の燃料圧力Ｐ１に比較して過度に大きくなっている。このため、次のステップ２４では、被充填側の圧力センサ２６（タンク圧力Ｐｔ）は異常と診断し、充填側の圧力センサ１５，１６は正常と診断する。
When it is determined as “NO” in
次のステップ２３では、正常と診断された圧力センサ１５，１６（何れか一方のみでも可）を用いて、制御装置１９はガスの充填制御を開始する。被充填側の圧力センサ２６が正常の場合は、このセンサを用いて燃料タンク２内の圧力を検出し続け、通信機２２，２３を介して制御装置１９に出力する。具体的には、操作部２０の充填開始スイッチ２０Ａをオン操作したときに、制御装置１９からの制御信号により制御弁１１および開閉弁１２が開弁され、水素ガスが開閉弁１２から下流側のガス供給経路５、充填ホース７を介して燃料タンク２内へと充填される。このとき、制御装置１９は、図４に示すステップ３０による充填制御処理を後述の如く実行する。
In the
一方、ステップ２１で「ＮＯ」と判定したときには、充填側の圧力センサ１５で検出した燃料圧力Ｐ１と、同じく充填側の圧力センサ１６で検出した燃料圧力Ｐ２とが実質的に等しい（Ｐ１≒Ｐ２）という所定の関係を満たしていない。即ち、この場合に、燃料圧力Ｐ１，Ｐ２の値は、圧力センサ１５，１６によるセンサ検出誤差の範囲を越えて大きく異なっており、圧力センサ１５，１６の少なくともいずれか一方は、正常に動作していないと判断することができる。
On the other hand, when “NO” is determined in
そこで、次のステップ２５では、燃料タンク２（被充填）側の圧力センサ２６との検出圧力を比較する。具体的には、ステップ２５で下記の数４による不等式を満たしているか否かを判定する。燃料タンク２側の圧力センサ２６で検出したタンク圧力Ｐｔと充填側の圧力センサ１６で検出した燃料圧力Ｐ２との圧力差（Ｐｔ−Ｐ２）が、圧力閾値Ｐthよりも小さいか否かを、ステップ２５では判定する。
Therefore, in the next step 25, the detected pressure with the
ステップ２５で「ＹＥＳ」と判定するときには、タンク圧力Ｐｔと燃料圧力Ｐ２との圧力差（Ｐｔ−Ｐ２）が、圧力閾値Ｐthよりも小さいので、両者の圧力差は小さく、所定の関係を満たしていると判断することができる。このため、次のステップ２６では、圧力センサ１６（燃料圧力Ｐ２）と圧力センサ２６（タンク圧力Ｐｔ）とは正常に動作していると診断する。しかし、圧力センサ１５（燃料圧力Ｐ１）は、前記ステップ２１で「ＮＯ」と判定されているので、圧力センサ１５は正常に動作しておらず、異常と診断する。
When “YES” is determined in step 25, since the pressure difference (Pt−P2) between the tank pressure Pt and the fuel pressure P2 is smaller than the pressure threshold value Pth, the pressure difference between the two is small and satisfies a predetermined relationship. Can be determined. Therefore, in the
このため、制御装置１９は、これ以降（ステップ２３、ステップ３０〜４０）の充填制御処理を、正常と診断された圧力センサ１６と燃料タンク２側の圧力センサ２６とを用いて行う。なお、図３、図４中のガス充填制御処理は、前述した通り燃料温度センサ１３，１４と温度センサ２５および気温センサ１７，１８については、正常に動作している場合を前提としている。
For this reason, the
次に、ステップ２５で「ＮＯ」と判定した場合には、前記数４式の関係を満たしておらず、タンク圧力Ｐｔと燃料圧力Ｐ２との圧力差（Ｐｔ−Ｐ２）が、圧力閾値Ｐth以上となっている。このため、圧力センサ１６（燃料圧力Ｐ２）と圧力センサ２６（タンク圧力Ｐｔ）とは、所定の関係を満たしておらず、いずれか一方は故障または異常と判断することができる。 Next, when it is determined as “NO” in step 25, the relationship of the equation 4 is not satisfied, and the pressure difference (Pt−P2) between the tank pressure Pt and the fuel pressure P2 is equal to or greater than the pressure threshold value Pth. It has become. For this reason, the pressure sensor 16 (fuel pressure P2) and the pressure sensor 26 (tank pressure Pt) do not satisfy the predetermined relationship, and one of them can be determined as a failure or an abnormality.
そこで、次のステップ２７では、前記ステップ２２と同様にタンク圧力Ｐｔと比較し、前記数３による不等式を満たしているか否かを判定する。即ち、燃料タンク２側の圧力センサ２６で検出したタンク圧力Ｐｔと圧力センサ１５で検出した燃料圧力Ｐ１との圧力差（Ｐｔ−Ｐ１）が、圧力閾値Ｐthよりも小さいか否かをステップ２７で判定する。
Therefore, in the next step 27, it is compared with the tank pressure Pt in the same manner as in
そして、ステップ２７で「ＹＥＳ」と判定するときには、タンク圧力Ｐｔと燃料圧力Ｐ１との圧力差（Ｐｔ−Ｐ１）が、圧力閾値Ｐthよりも小さいので、両者の圧力差は小さく、所定の関係を満たしている。このため、次のステップ２８では、圧力センサ１５（燃料圧力Ｐ１）と圧力センサ２６（タンク圧力Ｐｔ）とは正常に動作していると診断することができる。しかし、圧力センサ１６（燃料圧力Ｐ２）は、前記ステップ２１で「ＮＯ」と判定されているので、圧力センサ１６は正常に動作しておらず、異常と診断する。このため、制御装置１９は、これ以降（ステップ２３、ステップ３０〜４０）の充填制御処理を、正常と診断された圧力センサ１５と燃料タンク２側の圧力センサ２６とを用いて行う。
When the determination at step 27 is “YES”, since the pressure difference (Pt−P1) between the tank pressure Pt and the fuel pressure P1 is smaller than the pressure threshold value Pth, the pressure difference between the two is small and a predetermined relationship is established. Satisfies. Therefore, in the next step 28, it can be diagnosed that the pressure sensor 15 (fuel pressure P1) and the pressure sensor 26 (tank pressure Pt) are operating normally. However, since the pressure sensor 16 (fuel pressure P2) is determined as “NO” in the
次に、ステップ２７で「ＮＯ」と判定したときには、前記数３式の関係を満たしておらず、タンク圧力Ｐｔと燃料圧力Ｐ１との圧力差（Ｐｔ−Ｐ１）が、圧力閾値Ｐth以上となっている。このため、次のステップ２９に移って、圧力センサ１５（燃料圧力Ｐ１）と圧力センサ２６（タンク圧力Ｐｔ）とは、所定の関係を満たしておらず、いずれか一方，または両方が故障または異常と診断する。また、圧力センサ１６（燃料圧力Ｐ２）は、前記ステップ２１で「ＮＯ」と判定されているので、圧力センサ１６（燃料圧力Ｐ２）も異常の可能性がある。
Next, when it is determined as “NO” in step 27, the relationship of the formula 3 is not satisfied, and the pressure difference (Pt−P1) between the tank pressure Pt and the fuel pressure P1 becomes equal to or greater than the pressure threshold value Pth. ing. For this reason, the process proceeds to the next step 29, where the pressure sensor 15 (fuel pressure P1) and the pressure sensor 26 (tank pressure Pt) do not satisfy the predetermined relationship, and either one or both are faulty or abnormal. Diagnose. Further, since the pressure sensor 16 (fuel pressure P2) is determined as “NO” in the
即ち、この場合には、ステップ２９の処理で、圧力センサ１５，１６，２６のうち、少なくとも２つの圧力センサが異常であるか、全ての圧力センサが異常と診断する。そして、この場合は、圧力センサ１５，１６と圧力センサ２６と用いたガスの充填制御は難しいと判断して、ガスの充填作業を行わずに、制御処理を終了させる。
That is, in this case, at step 29, at least two of the
次に、前記ステップ２３に続くステップ３０以降の処理ついて説明する。制御装置１９は、ステップ２３で前述の如く充填開始されると、図４に示すステップ３０による充填制御処理を実行する。
Next, the processing after step 30 subsequent to step 23 will be described. When the filling is started at
即ち、ステップ３０の充填制御処理では、開閉弁１２を開弁状態としたままで、燃料タンク２の圧力や温度を監視しながら、制御弁１１の弁開度を可変に制御することで選択した充填プロトコルに準拠した充填を行い、例えば表示器２１において、ガスの充填状態等を表示させる。制御弁１１は、制御装置１９からの制御信号により、例えば定圧上昇制御方式および/または定流量制御方式等で弁開度が調整される。このように、ステップ３０では、蓄圧器６から車両９の燃料タンク２に向けて充填プロトコルに準拠したガス充填制御が実行される。
That is, in the filling control process of step 30, the valve opening degree of the
次のステップ３１，３２、ステップ３５〜４０の処理は、ガスの充填制御を開始して以降に行う圧力センサ１５，１６，２６の正常・異常診断処理である。これらのステップ３１，３２、ステップ３５〜４０による処理は、前述したステップ２１，２２、ステップ２４〜２９の処理と同様な処理内容であるので、これ以上の説明は省略する。
The next steps 31 and 32 and steps 35 to 40 are normal / abnormal diagnosis processes for the
ここで、図３中のステップ２２で「ＹＥＳ」と判定し、圧力センサ１５，１６，２６が全て正常（即ち、ガス充填制御が開始される前の段階で正常）と診断された場合を例に挙げると、ステップ３５の処理で、充填側の圧力センサ１５，１６は正常と診断し、被充填側の圧力センサ２６（タンク圧力Ｐｔ）は異常と診断した場合は、ガス充填制御の途中で、被充填側の圧力センサ２６が何らかの原因で故障し、異常となった場合である。
Here, it is determined as “YES” in
また、ステップ３７の処理で、充填側の圧力センサ１５は異常、圧力センサ１６は正常と診断し、被充填側の圧力センサ２６（タンク圧力Ｐｔ）は正常と診断した場合は、ガス充填制御の途中で、充填側の圧力センサ１５が何らかの原因で故障し、異常となった場合である。一方、ステップ３９の処理で、充填側の圧力センサ１５は正常、圧力センサ１６は異常と診断し、被充填側の圧力センサ２６（タンク圧力Ｐｔ）は正常と診断した場合は、ガス充填制御の途中で、充填側の圧力センサ１６が何らかの原因で故障し、異常となった場合である。 In the process of step 37, if the pressure sensor 15 on the filling side is abnormal, the pressure sensor 16 is diagnosed as normal, and the pressure sensor 26 (tank pressure Pt) on the filling side is diagnosed as normal, the gas filling control is performed. This is the case when the pressure sensor 15 on the filling side fails for some reason and becomes abnormal. On the other hand, when the pressure sensor 15 on the filling side is normal, the pressure sensor 16 is diagnosed as abnormal, and the pressure sensor 26 (tank pressure Pt) on the filling side is diagnosed as normal in the process of step 39, the gas filling control is performed. This is the case when the pressure sensor 16 on the filling side fails for some reason and becomes abnormal.
また、ステップ４０の処理で、圧力センサ１５，１６，２６のうち、少なくとも２つの圧力センサが異常であるか、全ての圧力センサ１５，１６，２６が異常と診断した場合は、ガス充填制御の途中で２つ以上の圧力センサが何らかの原因で故障し、異常となった場合である。そして、このような場合は、圧力センサ１５，１６と圧力センサ２６と用いたガスの充填制御は難しいと判断し、次のステップ３４でガスの充填を停止（即ち、開閉弁１２を閉弁）させて制御を終了させる。
In the process of step 40, if at least two of the
前記ステップ３１，３２、ステップ３５〜３９の正常・異常診断処理に続いて行うステップ３３では、充填終了条件が成立したか否かを判定する。即ち、制御装置１９は、流量計１０からの流量パルスを積算して燃料の充填量（質量）を演算し、燃料の充填量が予め設定された目標充填量に達するか、または圧力センサ１５，１６により検出した燃料（水素ガス）の圧力が予め設定された目標充填圧力に達したか否かを判定する。ステップ３３で「ＮＯ」と判定する間は、充填終了条件が成立（充填作業が終了）していないので、ステップ３０による充填制御処理とステップ３１，３２、ステップ３５〜４０による正常・異常診断処理を続行させる。
In step 33 performed following the normality / abnormality diagnosis processing in steps 31 and 32 and steps 35 to 39, it is determined whether or not a filling end condition is satisfied. That is, the
そして、ステップ３３で充填終了条件成立として、「ＹＥＳ」と判定したときには、次のステップ３４で開閉弁１２を閉弁して燃料の充填を停止する。具体的には、制御装置１９からの信号により制御弁１１および開閉弁１２が閉弁され、燃料タンク２へのガス充填が終了される。なお、作業者が充填停止スイッチ２０Ｂを操作した場合にも、ステップ３３で「ＹＥＳ」と判定するので、次のステップ３４では開閉弁１２を閉弁して燃料の充填を停止することになる。
If it is determined as “YES” in step 33 as the filling end condition is satisfied, the on-off
なお、前記ステップ３１，３２、ステップ３５〜４０による処理は、ガス充填制御が開始される前の段階で圧力センサ１５，１６，２６が全て正常と診断された場合を前提として説明した。しかし、圧力センサ１５，１６，２６のうち２つの以上のセンサが正常と診断された場合には、ステップ３１，３２、ステップ３５〜４０の処理により、ガス充填開始後におけるセンサの正常・異常診断処理は可能である。
Note that the processing in steps 31 and 32 and steps 35 to 40 has been described on the assumption that all of the
また、図４中のステップ３１，３２、ステップ３５〜４０による処理（即ち、ガス充填開始後におけるセンサの正常・異常診断処理）は、必ずしも行う必要はなく、ステップ３０の充填制御処理に続いて、ステップ３３の処理（充填終了条件成立の判定処理）を行うことも可能であり、この場合には、ステップ３１，３２、ステップ３５〜４０による処理を廃止する構成としてもよい。 Further, the processing in steps 31 and 32 and steps 35 to 40 in FIG. 4 (that is, sensor normality / abnormality diagnosis processing after the start of gas filling) is not necessarily performed, and following the filling control processing in step 30. It is also possible to perform the processing of step 33 (determination processing for satisfying the filling end condition). In this case, the processing of steps 31 and 32 and steps 35 to 40 may be eliminated.
かくして、このように構成される第２の実施の形態では、充填側物理状態検出手段である圧力センサ１５，１６と被充填側物理状態検出手段である圧力センサ２６とからなる３つのセンサのうち、２つのセンサによる検出値（燃料圧力Ｐ１，Ｐ２とタンク圧力Ｐｔ）が所定の関係を満たしているときには、両センサが正常と診断することができる。しかし、２つのセンサによる検出値が所定の関係を満たしていないときには、少なくとも一方のセンサが異常と診断することができる。
Thus, in the second embodiment configured as described above, among the three sensors including the pressure sensors 15 and 16 that are the filling-side physical state detection means and the
換言すると、充填側の圧力センサ１５，１６と被充填側の圧力センサ２６とのうち、いずれか１つセンサが異常と診断された場合でも、残りの２つのセンサによる検出値が所定の関係を満たしているときは、これらを正常と診断することができる。そして、前記３つのセンサのうち、正常と診断された２つのセンサを用いて水素ガスの充填制御を行うことができる。即ち、３つの圧力センサ１５，１６，２６のうち、何れか１つのセンサが異常と診断された場合でも充填作業を続けることができ、ガス充填時の作業性、生産性を向上することができる。
In other words, even if any one of the pressure sensors 15 and 16 on the filling side and the
なお、前記第２の実施の形態では、圧力センサ１５，１６，２６の正常・異常診断を行う場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば気温センサ１７，１８の正常・異常診断を行う構成としてもよい。即ち、車両９に被充填側の気温センサ（被充填側物理状態検出手段）が設けられている場合には、例えば通信機２２，２３によるデータ通信を行う。この状態で、被充填側の気温センサと充填側の気温センサ１７，１８とのうち、２つのセンサによる検出値が所定の関係を満たしているときには、両センサが正常と診断し、２つのセンサによる検出値が所定の関係を満たしていないときには、少なくとも一方のセンサが異常と診断することができる。
In the second embodiment, the case where the normality / abnormality diagnosis of the
また、前記第１の実施の形態では、燃料温度センサ１３，１４と温度センサ２５の正常・異常の診断結果を報知する報知手段として表示器２１を用いる場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば報知ランプ、警報ブザーまたは音声合成装置等の報知手段を用いる構成としてもよい。この点は、第２の実施の形態についても同様である。
Further, in the first embodiment, the case where the
さらに、前記各実施の形態では、燃料ガスとして水素ガスを用いる場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、水素ガス以外のガス、例えばブタン，プロパン等のガスや圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を車両の燃料タンク２に充填するためのガス充填装置にも適用することができる。また、車両の燃料タンク２に圧縮されたガスを充填する形態に限らず、他の被充填タンク（容器を含む）に圧縮されたガスを充填する際にも適用することができる。さらに、本ガス充填装置１のディスペンサユニット４を、他の場所にガス給送するための管路の途中に設置してもよい。
Further, in each of the above embodiments, the case where hydrogen gas is used as the fuel gas has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to a gas filling device for filling a
１ ガス充填装置
２ 燃料タンク（被充填タンク）
２Ａ 充填口
３ ガス貯蔵部
４ ディスペンサユニット
５ ガス供給経路
６ 蓄圧器
８ 充填ノズル（カップリング）
９ 車両
１１ 制御弁
１２ 開閉弁
１３，１４ 燃料温度センサ（充填側物理状態検出手段）
１５，１６ 圧力センサ（充填側物理状態検出手段）
１９ 制御装置（充填制御手段、正常・異常診断手段）
２０ 操作部
２１ 表示器（報知手段）
２２，２３ 通信機
２５ 温度センサ（被充填側物理状態検出手段）
２６ 圧力センサ（被充填側物理状態検出手段）
1
2A Filling port 3 Gas storage unit 4 Dispenser unit 5 Gas supply path 6
9
15, 16 Pressure sensor (filling side physical state detection means)
19 Control device (filling control means, normal / abnormal diagnosis means)
20
22, 23 Communication device 25 Temperature sensor (filling side physical state detection means)
26 Pressure sensor (filling side physical state detection means)
Claims (2)
前記ガス供給経路に設けられ、開弁することにより前記蓄圧器内のガスを前記カップリングへ供給する開閉弁と、
前記開閉弁よりも下流側のガス供給経路内の物理状態を検出するために設けられた複数の充填側物理状態検出手段と、
前記被充填タンク内の物理状態を検出するための被充填側物理状態検出手段と、
前記充填側物理状態検出手段による検出値に基づき前記開閉弁を開閉制御することにより、前記被充填タンクへのガスの供給を制御する充填制御手段と、
からなるガス充填装置において、
前記被充填タンクへの充填開始の際、前記開閉弁を開弁する前における前記複数の充填側物理状態検出手段及び前記被充填側物理状態検出手段によりそれぞれ検出された物理量が所定の関係にあるか否かを判定し、その判定結果により前記各物理状態検出手段のうちいずれが正常か異常かを診断する正常・異常診断手段を備えることを特徴とするガス充填装置。 A pressure accumulator in which gas is accumulated in advance and a gas supply path, and a coupling for filling the filled tank with the gas;
An on-off valve that is provided in the gas supply path and supplies the gas in the pressure accumulator to the coupling by opening the valve;
A plurality of filling-side physical state detection means provided for detecting a physical state in the gas supply path downstream of the on-off valve;
Filling side physical state detecting means for detecting a physical state in the filling tank;
Filling control means for controlling the supply of gas to the tank to be filled by controlling opening and closing of the on-off valve based on the detection value by the filling-side physical state detection means;
In a gas filling device comprising:
The physical quantities detected by the plurality of filling-side physical state detection means and the filling-side physical state detection means before opening the on-off valve at the start of filling the filling tank have a predetermined relationship. A gas filling apparatus comprising: a normality / abnormality diagnosis unit that determines whether or not each of the physical state detection units is normal or abnormal based on the determination result.
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