JP4223835B2 - ガス供給装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はガス供給装置に係り、特に充填ホース内に残留する圧力差に応じて充填ホース内のガス残量を求めるよう構成されたガス供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、天然ガスを圧縮した圧縮天然ガス(CNG)等を別のタンクに供給するガス供給装置としては、例えば、圧縮機、蓄ガスユニットとディスペンサユニットとを有しており、ディスペンサユニットは流量計、制御弁、圧力センサを有する(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
このガス供給装置では、圧縮機により所定圧以上(例えば25MPa)に昇圧されたガスが供給源としてのガス供給タンクに貯留されている。そして、燃料供給を受ける自動車が到着すると、充填ホースの先端に設けられた充填カップリングを自動車の燃料タンク(被充填タンク)の接続部(カプラ)に結合させる。尚、自動車側の接続部は、逆止弁が内蔵されており、充填カップリングが結合され燃料タンクの圧力よりも充填ホース側圧力が大きいとき圧力差によって逆止弁が開弁する。
【0004】
その後、充填カップリングの三方弁が切り替え操作されてガス供給タンクに貯留されたガスが充填ホース及び充填カップリングを介して自動車の燃料タンクに充填される。このとき、自動車の燃料タンクには、ガスが残っているが、ガス供給タンクの圧力(供給圧力)が燃料タンクの圧力よりも十分に大きいので、圧力差によりガス充填が行われる。
【0005】
そして、ガス供給タンクに貯められたガスを自動車の燃料タンクに供給され燃料タンク内が所定の満タン圧(例えば、20MPa)に達するまで充填し、充填カップリングの三方弁を切り替えることによりガス充填が終了する。
【0006】
ガス充填が終了すると、作業者は、充填カップリングを自動車側のカプラから分離させ、充填カップリングをカップリング収納部に収納させる。
【0007】
また、自動車の燃料タンクへのガス供給量は、流量計により計測されており、燃料タンクに充填された総流量を知ることができ、燃料タンクに充填された圧力は圧力センサ(圧力測定手段)により測定できる。さらに、充填ホースの先端には、燃料タンクの接続部に接続される充填カップリングが設けられており、この充填カップリングはガス供給前に自動車の燃料タンクに接続され、ガス充填完了後に燃料タンクから外される。
【0008】
ところが、充填ホース内の圧力が高圧になっていると充填カップリングを燃料タンクの接続部から外すことができない。そのため、作業者は、手動式の三方弁を切り換えて充填カップリング内のガスを大気中に放出するか、あるいはドレンタンクに回収させて充填ホース内を大気圧に減圧させる。このように、充填カップリングの減圧操作を行うことにより、上記充填カップリングを燃料タンクの接続部から外すことが可能になる。
【0009】
【特許文献1】
特開平8−68496号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成のガス供給装置では、2台の自動車に連続して燃料タンクに満タン充填を行う場合、燃料タンクの耐圧基準値により満タン圧力が決められているので、充填ホースに残留する前回充填終了圧力と今回充填終了圧力とがほぼ同一であるので、誤差が生じない。
【0011】
しかし、1台目の自動車に対して任意の所定圧力でプリセット充填した後に2台目の自動車に対して満タン充填を行う場合、充填ホースに残留する前回充填終了圧力と今回充填終了圧力が同一でないので、誤差が生じる。
【0012】
さらに、ガス供給装置においては、流量計が制御弁の上流にあるので、制御弁を閉弁した状態で充填カップリングを自動車の接続部に接続する場合、充填ホースに残留するガスが充填カップリングを介して自動車の燃料タンクに供給されるガス供給量を測定することができない。
【0013】
一方、流量計で計測できるのは、今回の充填開始(開閉弁、制御弁の開弁)から今回の充填終了(開閉弁、制御弁の閉弁)までの間に供給されたガス供給量である。また、圧力センサにより検出できるのは、制御弁より下流の圧力値であり、充填ホースの圧力である。
【0014】
従って、ガス供給装置においては、充填開始される前の充填カップリングの接続によって充填ホース内に残留していたガスがどれだけ自動車側に供給されたかを流量計で測定できず、正確なガス供給量が分からないので、充填開始前のホース残留圧力と充填終了後のホース残留圧力との圧力差による流量誤差が生じてしまうという問題がある。
【0015】
また、充填開始される前(充填カップリングの接続前)に充填ホース内に残留していたガス圧力よりも、充填終了後のホース残留圧力が高くなった場合には、この圧力差分のガスは流量計により測定されるが自動車側に供給されないことになり流量誤差が生じてしまうという問題がある。
【0016】
また、充填カップリングの弁を開弁するのを忘れたり、あるいは充填カップリングを自動車側のカプラに結合させていないのにガスの供給を開始してしまうと、充填ホース内の圧力が供給圧力まで上昇してしまい、充填ホースの負担が増大するという問題が生じるおそれがある。
そこで、本発明は上記課題を解決したガス供給装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有する。
上記請求項1記載の発明は、充填カップリングの不使用時に当該充填カップリングが収納されるカップリング収納部と、カップリング収納部より充填カップリングが外されたことを検出する検出手段と、充填カップリングよりガスを供給する際に操作される充填開始指示スイッチと、検出手段により充填カップリングが取り外されたことを検出した際において圧力測定部により測定された圧力値を初期圧力値として記憶する初期圧力値記憶手段と、充填開始指示スイッチが操作された際において圧力測定部により測定された圧力値を充填開始圧力値として記憶する充填開始圧力値記憶手段と、初期圧力値と充填開始圧力値との差を演算する差圧演算手段と、を備えており、充填カップリングをカップリング収納部より外して被充填タンクに接続した状態で初期圧力と充填開始圧力との圧力差があっても流量計より下流の経路に残留する圧力の流量誤差を補正することが可能になる。
【0018】
また、請求項2記載の発明は、差圧演算手段により演算された差圧が所定値以上の場合に開閉弁を開弁させるものであり、充填カップリングが被充填側に正しく接続され、且つ充填カップリングの弁が開弁されている場合にガス供給を開始し、充填カップリングが被充填側に接続されていなかったり、あるいは充填カップリングの弁が開弁されていない場合には、ガスの供給を停止させて充填ホースに過大な圧力を作用させず、安全性が高められる。
【0019】
また、請求項3記載の発明は、カップリング検出手段により充填カップリングが収納部から外されたことが検出された際に、圧力測定部により測定された圧力値を初期圧力値として記憶する第1の手順と、指示手段が操作された際に圧力測定部により測定された圧力値を充填開始圧力値として記憶する第2の手順と、初期圧力値と充填開始圧力値との差を演算する第3の手順と、をコンピュータに実行させるものであり、充填カップリングをカップリング収納部より外して被充填タンクに接続した状態で初期圧力と充填開始圧力との圧力差があっても流量計より下流の経路に残留する圧力の流量誤差を補正することが可能になる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の実施の形態について説明する。
図1は本発明になるガス供給装置のシステム構成を示す構成図である。
図1中、ガス供給装置10は、例えば自動車12の燃料タンク(被充填容器)14に都市ガスを所定圧力に圧縮した圧縮天然ガス(CNG)を供給するガス供給ステーションなどに設置されている。尚、上記圧縮天然ガスは一例であり、ガス供給装置10が扱うガスは、これに限らず大気圧から20MPa程度の高圧の範囲で圧縮されて使用される他のガスを含む。
【0021】
ガス供給装置10は、大略、都市ガスを所定圧力に昇圧する圧力発生ユニット16と、圧力発生ユニット16により圧縮されたガスを燃料タンク14に供給するためのディスペンサユニット18とより構成されている。
【0022】
圧力発生ユニット16は、中圧(家庭で使用される圧力よりも高い圧力)で給送される中圧管路(図示せず)を介して供給された都市ガスを圧縮する多段式のコンプレッサを有する。本実施例においては、上記燃料タンク14の最高圧力が20MPaとした場合、圧力発生ユニット16では25MPaの圧力に加圧する。
【0023】
さらに、圧力発生ユニット16の吐出口には、ディスペンサユニット18のガス供給管路20が接続されており、ガス供給管路20には燃料タンク14に供給されたガス供給量を測定する流量計22と、ガス供給管路20を開閉する開閉弁24と、燃料タンク14に供給されるガス圧及び流量を所定値に制御する制御弁26と、燃料タンク14に供給された供給ガス圧を測定する圧力センサ(圧力測定部)28とが配設されている。
【0024】
ディスペンサユニット18の側面には、カップリング掛け(収納部)30が設けられており、カップリング掛け30には、カップリングスイッチ(カップリング検出手段)32が設けられている。また、ディスペンサユニット18は、充填開始スイッチ(指示手段)34、充填停止スイッチ36が設けられている。
【0025】
また、ディスペンサユニット18は、上記流量計22、開閉弁24、制御弁26、圧力センサ28、カップリングスイッチ32、充填開始スイッチ34、充填停止スイッチ36に電気的に接続された制御回路38を有する。制御回路38は、マイクロコンピュータなどからなり、後述するように開閉弁24、制御弁26を制御する。
【0026】
制御回路38は、流量計22からの流量信号、及び圧力センサ28からの圧力信号、及びカップリングスイッチ32からのカップリング検出信号が入力されると共に、開閉弁24の開弁または閉弁制御、及び制御弁26の弁開度を調整して流量、圧力制御を行う。
【0027】
制御回路38のメモリ39には、圧力センサ28により測定されたガス充填開始圧力値と初期値との圧力差を求める制御プログラム(差圧演算手段)と、この圧力差に流量計22から充填カップリング42までのガス供給経路内の容積(流量計22から下流のガス供給管路20及び充填ホース40の容積)を乗算して充填量補正値を演算する制御プログラム(充填量補正演算手段)とが格納されている。また、制御回路38は、演算した補正量を総充填量から減算することにより、充填ホース40の残留圧力の差異による流量誤差を補正することが可能になる。
【0028】
ディスペンサユニット18の側面から引出された充填ホース40は、一端がガス供給管路20に接続され、他端に充填カップリング42が連通されている。充填カップリング42は、作業者が手動操作する手動式三方弁44と、燃料タンク14のカップリング46に結合されるカップリング48とから構成されている。
【0029】
手動式三方弁44は、手動操作用ハンドル44aと、ガス供給側のaポートと、ガス吐出側のbポートと、脱圧側のcポートとを有する。手動式三方弁42のaポートには、充填ホース40が連通されており、bポートにはカップリング48が設けられている。また、手動式三方弁42のcポートは、充填終了後にカップリング48の残圧を外部(大気中または回収経路)に排出するための排気ポートである。
【0030】
また、燃料タンク14とカップリング46とを連通する管路50には、燃料タンク14に充填されたガスが充填カップリング42へ逆流しないように逆止弁52が配設されている。尚、逆止弁52の代わりに手動式の開閉弁を設ける構成としても良い。
【0031】
図2はガス充填開始からガス充填終了までの圧力変化及び流量変化の一例を示すグラフである。尚、図2において、グラフIは圧力センサ28により測定された圧力の変化を示し、グラフIIは流量計22により測定された流量の変化を示す。
図2のグラフIに示されるように、P1は充填開始前圧力、P2は充填開始圧力、P3は充填開始時の定流量制御終了圧力、P4は定圧上昇制御終了圧力、P5は充填終了時の定流量制御終了圧力である。
【0032】
グラフIは圧力センサ28により測定された圧力であり、燃料タンク14に充填される圧力、すなわち、ガス供給管路20及び充填ホース40の圧力変化を示している。そして、カップリング48を燃料タンク14のカップリング46に結合させ、手動式三方弁44のa,bポートを連通させると、充填ホース40内に残留するガスが燃料タンク14に供給される。これにより、充填ホース40内の圧力は、充填開始前圧力P1から今回充填開始圧力P2に低下する。
【0033】
このときの充填開始前の圧力変化ΔP(=P1−P2)は、充填開始前圧力P1と燃料タンク14の残圧及び容積によって変動する。充填開始前圧力P1は、前回充填がプリセット充填である場合、一定値ではないので、毎回異なる値になる。また、燃料タンク14の残圧は、運転者の判断で充填を行うので、毎回異なる値になる。
【0034】
従って、上記圧力変化ΔPは、毎回満タン充填を行う場合を除いて変動することになる。しかしながら、この圧力変化ΔPは、開閉弁24が閉弁された充填開始前の圧力変化であるので、充填ホース40から燃料タンク14へ供給されたガスの流量を流量計22によって計測することはできない。
【0035】
また、充填終了後の圧力変化ΔP’(=P4−P3)は、制御弁26の下流の充填による圧力上昇であり、燃料タンク14内への充填量のほか、同時に充填ホース40への充填量を含む。そして、充填終了後の圧力変化がΔP’(=P4−P3)>0の場合には、流量計22によって計測されるが流量計22より下流のガス供給管路20及び充填ホース40への充填量は燃料タンク14内に入らずガス供給管路20及び充填ホース40内に残ることになる。
【0036】
図2のグラフIIに示されるように、Q1は充填開始の流量、Q2は定圧上昇制御開始の流量、Q3は流量上昇分岐点の流量、Q4は絞り開始の流量、Q5は充填終了の流量、Q6は充填終了の流量である。
【0037】
尚、Q1〜Q2及びQ5〜Q6は、圧力センサ28の検出精度を安定的に行うため、低流量による定量制御が行われる。また、Q2〜Q4は定圧上昇制御に応じた流量変化を示す。
【0038】
ここで、流量計22により測定された積算流量を充填ホース40の充填開始圧力と充填終了圧力との圧力差に応じた補正量Kの演算方法について説明する。
補正量Kは、次式(1)により求まる。
【0039】
K=V×(Pe−Ps)/Pa …(1)
尚、(1)式のPaは大気圧、Vは流量計22より下流のガス供給管路20及び充填ホース40の内部に形成された流路の幾何容積である。
【0040】
そして、補正量Kが正の場合には、この補正量を流量計22で測定された積算流量から減算することにより正確な充填量を演算する。また、補正量Kが負の場合には、積算流量に補正量を加算して充填量表示値を補正する。
【0041】
なお、この充填量の補正は、充填終了の直前においての定流量制御を行っているときに行なわれる。
【0042】
ここで、定圧上昇制御(P3〜P4)から定流量制御(P4〜P5)への充填制御の切替条件は、残充填量または(定量設定量−現在の充填量)が予め設定された値に達したときであり、充填終了条件は満タン圧力(P5)または定量設定値(プリセット値)に達したときである。
前述した(1)式は、次のようになる。
【0043】
K={V×(P−Pe)/Pa}−{V×(P−Ps)/Pa}…(2)
(2)式のPは予め設定された設定圧力であり、ここでは満タン圧力である。そのため、この(2)式では、V×(P−Ps)/Paの演算を充填開始直後から行うことができる。そして、充填ホース40内が満タン圧力から充填開始して充填停止スイッチ36をオンに操作して充填途中でガス供給を停止しても充填開始時の流量誤差を補正することが可能になる。
【0044】
また、予め設定する充填ホース40の内容積(V)は、通常、設計寸法から既知となるが、以下のように実際の充填量から求めることにより、さらに精度が高まる。
【0045】
充填ホース40の圧力を大気圧(Pa)に減圧してから充填開始スイッチ34を操作することにより、開閉弁24を開弁し、ガス充填を開始する。このとき、充填カップリング44のカップリング48が自動車12のカップリング46に結合されていないことを保証するために、カップリングスイッチ32からの信号の有無により監視する。
【0046】
そして、満タン圧力(P5)に達すると、開閉弁24を閉弁して充填終了し、流量計22により計測された積算流量をメモリ39に記憶する。
【0047】
{計量値(体積値)/(満タン圧力/大気圧)}…(3)
この(3)式により流量計22より下流のガス供給管路20及び充填ホース40の幾何容積(V)を算出し、メモリ39に記憶する。この演算処理は、幾何容積設定モード等の特定の操作により行う。
【0048】
さらに、予め圧力に関するガスの圧縮係数データをデータベースに記憶させ、上記(1)(2)式をそのときの圧力に応じて圧縮係数の補正を行うことにより流量補正演算処理の精度が高められる。
【0049】
ここで、幾何容積設定モードが設定された場合に制御回路38が実行する制御処理の処理手順について説明する。
【0050】
図3は制御回路38が実行する充填処理を説明するためのフローチャートである。尚、幾何容積設定モードは、メンテナンス時あるいは充填ホース40の交換時などで行なわれる。
【0051】
幾何容積設定モードを設定する場合、例えば、設定操作を行う操作者は、予め手動式三方弁44のa,bポートを連通させることにより、充填ホース40内に残留するガスが大気中に放出されて充填ホース40の圧力を大気圧(Pa)に減圧させる。そして、手動式三方弁44の手動操作用ハンドル44aを操作してb,cポートを連通させ,aポートを遮断(閉弁状態)する。このように、充填ホース40の圧力を大気圧(Pa)にした状態で充填ホース40の圧力を上限圧力(満タン圧力)まで昇圧させることで、前述した流量計22から充填カップリング42までの幾何容積Vを正確に算出することが可能になる。
【0052】
図3に示されるように、制御回路38は、ステップS1(以下「ステップ」を省略する)において、ホース内容積設定モードが設定されたか否かを確認する。S1で操作者の操作により幾何容積設定モードが設定された場合、S2に進み、カップリングスイッチ32がオンかどうかをチェックする。
【0053】
カップリングスイッチ32がオンであるときは、カップリング掛け30に充填カップリング42が掛けられているものと判断してS3に進む。
【0054】
S3では、充填開始スイッチ34がオンかどうかをチェックする。S3において、充填開始スイッチ34がオンに操作されると、S4に進み、圧力センサ28により測定された圧力値と読み込み、充填ホース40の圧力が大気圧(Pa)かどうかをチェックする。
【0055】
S4において、圧力センサ28により測定された圧力値が大気圧(Pa)でない場合には、S5に進み、充填ホース40の圧力が大気圧(Pa)以上であることを表示すると共に、警報を発して報知する。この場合、操作者は、前述した手動式三方弁44の手動操作用ハンドル44aを開閉操作して充填ホース40に残留するガスを大気中に放出させて充填ホース40の圧力が大気圧(Pa)する。
【0056】
そして、再度、S2〜S4の処理を行う。上記S4において、圧力センサ28により測定された圧力値が大気圧(Pa)である場合には、S6に進み、開閉弁24を開弁させて、充填ホース40にガスを充填する。
【0057】
次のS7では、圧力センサ28により測定された圧力値が上限圧力(P5)に達したかどうかをチェックする。S7において、圧力センサ28により測定された圧力値が上限圧力(P5)に達した時点で、S8に進み、開閉弁24を閉弁させて、充填ホース40へのガス充填を停止する。
【0058】
そして、S9では、大気圧から上限圧力(P5)に達するまでの間に流量計22によって計測された流量値を読み込む。続いて、S10では、前述した(3)式により流量計22より下流のガス供給管路20及び充填ホース40の幾何容積(V)を算出し、メモリ39に記憶する。
【0059】
尚、上記説明では、充填ホース40の圧力を大気圧(Pa)にした状態で充填ホース40の圧力を上限圧力(満タン圧力)まで昇圧させることで、前述した流量計22から充填カップリング42までの幾何容積Vを正確に算出する方法について説明したが、これに限らず、開始圧力を大気圧(Pa)以外の任意の圧力、あるいは上限圧力を満タン圧力以外の任意の圧力(この場合、開始圧力より大きい圧力)に設定することも可能である。
【0060】
すなわち、流量計22から充填カップリング42までのガス供給経路内の容積は、充填カップリング42を閉弁した状態を維持した状態で、開閉弁22を閉弁している際において圧力センサ28により計測された充填前圧力値と、当該状態において開閉弁24を開弁させた際における圧力センサ28により計測された充填後圧力値とから、圧力差を演算し、当該圧力差と充填前圧力値から充填後圧力値までに圧力を昇圧させた際に流量計22で測定された供給量とに基づき求めることができる。
【0061】
ここで、制御回路38が実行する充填制御処理の処理手順について説明する。図4は制御回路38が実行する充填処理を説明するためのフローチャートである。
図4に示されるように、S11において、カップリングスイッチ32がオフになると、充填カップリング42がカップリング掛け30から外されたものと判断する。作業者は、充填カップリング42をカップリング掛け30から外した後、カップリング48を燃料タンク14のカップリング46に結合させる。
【0062】
そして、作業者は、手動式三方弁44の手動操作用ハンドル44aを回動操作してaポートとbポートとを連通させる。これにより、充填ホース40に残留していたガスが自動車12の燃料タンク14に供給され、充填ホース40の圧力は充填開始前圧力P1から今回充填開始圧力P2に低下する。
【0063】
次のS12では、圧力センサ28により測定された充填開始時の初期圧力値(ホース内圧力Ps=P1)を読み込み、メモリ39に記憶する(初期圧力値記憶手段)。このとき、前回の充填処理において、メモリ39に記憶された充填開始時の圧力値は、消去される。
【0064】
続いて、S13に進み、充填開始スイッチ34がオンに操作されたかどうかをチェックする。S13において、充填開始スイッチ34がオフのときは、S14に移行してカップリングスイッチ32がオフかどうかをチェックする。S14において、カップリングスイッチ32がオンの場合には、充填カップリング42がカップリング掛け30に戻されたものと判断して上記S11に戻る。
【0065】
また、上記S14において、カップリングスイッチ32がオフの場合には、充填カップリング42がカップリング掛け30から外されているので、S13に戻る。また、上記S13において、充填開始スイッチ34がオンのときは、S15に進み、開閉弁24を開弁させる。これで、圧力発生ユニット16で生成された高圧ガスがガス供給管路20及び充填ホース40及び充填カップリング42を介して燃料タンク14に供給される。
【0066】
次のS16では、充填開始から所定時間が経過するまで定流量制御を行うように制御弁26の弁開度を制御する。この定流量制御は、図2のグラフIIに示すQ1〜Q2である。
【0067】
次のS17では、定流量制御において、流量計22により測定された流量値(計量値)が予め設定された設定量に達したか否かを確認しており、流量計22により測定された流量値が設定量に達していない場合にはS16に戻り、流量値が設定量となるように制御弁26の弁開度を制御する。
【0068】
また、S17において、流量計22により測定された流量値(計量値)が予め設定された設定量に達したときは、S18に進み、定圧上昇制御となるように制御弁26の弁開度を制御する。この定圧上昇制御は、図2のグラフIに示すP3〜P4である。
【0069】
次のS19では、流量計22により測定された流量値(計量値)が定量設定値(プリセット値)から所定設定量(絞り開始から充填終了までの流量)を差し引いた値(プリセット値の直前値)と等しいかどうかをチェックする。S19において、流量計22により測定された流量値が定量設定値から所定設定量を差し引いた値に達していないときは、S27に移行して充填停止スイッチ36がオンに操作されたかどうかをチェックする。
【0070】
S27において、充填停止スイッチ36がオンに操作されていないときは、上記S18に戻り、S18,S19,S27の処理を繰り返す。
【0071】
また、S19において、流量計22により測定された流量値が定量設定値から所定設定量を差し引いた値に達したときは、S20に進み、充填終了時の定流量制御となるように制御弁26の弁開度を制御する。この定流量制御は、図2のグラフIIに示すQ5〜Q6である。
【0072】
続いて、S21に進み、充填終了時の圧力(Pe=P4)を圧力センサ28から読み込み、メモリ39に記憶する。このとき、前回の充填処理において、メモリ39に記憶された充填終了時の圧力値は、消去される。
【0073】
次のS22では、充填開始圧力Psと充填終了圧力Peとの圧力差に幾何容積Vを乗算して圧力差に応じた充填ホース40に残留するガス量(補正量K)を演算する。
【0074】
続いて、S23に進み、充填開始から充填終了までの計量値に上記補正量を加減算することにより充填量を算出する。
【0075】
次のS24では、圧力センサ28により測定された圧力値が予め設定された上限圧力(燃料タンク14の許容圧力)に達したかどうかをチェックする。S24において、圧力センサ28により測定された圧力値が予め設定された上限圧力に達していないときは、S25に進み、流量計22により計測された計量値と充填量とが等しいかどうかをチェックする。
【0076】
S25において、流量計22により計測された計量値と充填量とが等しくないときは、上記S24に戻り、再度、圧力センサ28により測定された圧力値が予め設定された上限圧力に達したかどうかをチェックする。
【0077】
そして、S24において、圧力センサ28により測定された圧力値が予め設定された上限圧力に達すると、S26に進み、開閉弁24を閉弁させる。これで、燃料タンク14へのガス充填処理が終了する。
【0078】
また、上記S27において、充填停止スイッチ36がオフであるときは、作業者がガス充填を中断したものと判断してS28に進み、開閉弁24を閉弁させる。続いて、S29に進み、充填終了時の圧力(Pe=P4)を圧力センサ28から読み込み、メモリ39に記憶する。このとき、前回の充填処理において、メモリ39に記憶された充填終了時の圧力値は、消去される。
【0079】
そして、S30で充填開始圧力Psと充填終了圧力Peとの圧力差に応じた流量計22より下流のガス供給管路20及び充填ホース40に残留するガス量(補正量K)を演算する。続いて、S31に進み、充填開始から充填終了までの計量値に上記補正量を加算または減算した充填量を算出する。
【0080】
このように、充填開始前と充填終了後の流量計22より下流のガス供給管路20及び充填ホース40に残留するガス量の差を演算し、この値を補正量Kとして流量計22により計量された総流量値から減算(Kが負の場合には加算)することにより流量計22より下流のガス供給管路20及び充填ホース40に残留するガス量の差異による誤差を無くすため、流量計22より下流のガス供給管路20及び充填ホース40の残圧が毎回異なるプリセット充填を行う場合も満タン充填を連続させる場合と同様により高精度な充填が可能になる。
【0081】
ここで、変形例1について説明する。図5は制御装置16が実行する充填処理の変形例1を説明するためのフローチャートである。
図5において、S41〜S44の処理は、前述した図4のS11〜S14と同一であるので、その説明を省略する。
【0082】
S45では、充填開始時の圧力(Ps1=P2)を圧力センサ28から読み込み、メモリ39に記憶する(充填開始圧力値記憶手段、第2の手順)。このとき、前回の充填処理において、メモリ39に記憶された充填開始時の圧力値は、消去される。
【0083】
次のS46では、充填開始時の圧力Ps=P1から圧力(Ps1=P2)を差し引いた圧力値が予め設定された所定圧力差よりも大きいかどうかをチェックする。S46において、充填開始時の圧力Ps=P1から圧力(Ps1=P2)を差し引いた圧力値が予め設定された所定圧力差よりも小さい場合には、上記圧力(Ps1=P2)が低下していないので、手動式三方弁44のaポートとbポートとが連通されていないものと判断し、S47に進む。
【0084】
S47では、充填準備未完了であることを警告するため、警報音(アラーム音)を発する。続いて、S48に進み、充填開始スイッチ34がオンに操作されたかどうかをチェックする。S48において、充填開始スイッチ34がオンに操作されていないときは、S49に進み、カップリングスイッチ32がオンに切り替わったかどうかをチェックする。
【0085】
S49において、カップリングスイッチ32がオンに切り替わったときは、充填カップリング42がカップリング掛け30に戻されたものと判断してS50に進み、充填準備未完了の警報音(アラーム音)を停止させる。従って、充填カップリング42の手動式三方弁44が正しく操作されていなので、今回の充填処理を終了させる。
【0086】
また、上記S48において、充填開始スイッチ34がオンであるときは、充填を開始するため、S51に進み、充填準備未完了の警報音(アラーム音)を停止させて上記S45に戻る。
【0087】
また、上記S49において、カップリングスイッチ32がオフであるときは、充填カップリング42がカップリング掛け30に戻されていないので、上記S47に戻り、S47以降の処理を繰り返す。
【0088】
図5において、S52〜S68の処理は、前述した図4のS15〜S31と同様な処理であるので、その説明を省略する。
【0089】
このように、充填開始前の初期圧力値Psと充填開始圧力値Ps1の充填ホース40に残留するガス量の差を演算することにより、この値を補正量Kとして流量計22により計量された総流量値から減算(Kが負の場合には加算)して流量計22より下流のガス供給管路20及び充填ホース40に残留するガス量の差異による誤差を無くすことが可能になる。そのため、流量計22より下流のガス供給管路20及び充填ホース40の残圧が毎回異なるプリセット充填を行う場合も満タン充填を連続させる場合と同様により高精度な充填が可能になる。
【0090】
尚、上記実施例では、都市ガスを圧縮した圧縮天然ガス(CNG)を供給する場合を一例として挙げたが、これに限らず、例えばブタン、プロパン等のガスを供給するのにも適用できるのは勿論である。
【0091】
又、上記実施例では、自動車12の燃料タンク14に圧縮されたガスを充填する場合を一例として挙げたが、これに限らず、他の容器等に圧縮されたガスを供給する装置にも適用でき、あるいは単に圧縮されたガスを他の場所に給送するための管路途中に設置する構成の装置にも適用できるのは勿論である。
【0092】
【発明の効果】
上述の如く、請求項1記載の発明によれば、充填カップリングの不使用時に当該充填カップリングが収納されるカップリング収納部と、カップリング収納部より充填カップリングが外されたことを検出する検出手段と、充填カップリングよりガスを供給する際に操作される充填開始指示スイッチと、検出手段により充填カップリングが取り外されたことを検出した際において圧力測定部により測定された圧力値を初期圧力値として記憶する初期圧力値記憶手段と、充填開始指示スイッチが操作された際において圧力測定部により測定された圧力値を充填開始圧力値として記憶する充填開始圧力値記憶手段と、初期圧力値と充填開始圧力値との差を演算する差圧演算手段と、を備えたため、充填カップリングをカップリング収納部より外して被充填タンクに接続した状態で初期圧力と充填開始圧力との圧力差があっても流量計より下流の経路に残留する圧力の流量誤差を補正することができる。
【0093】
また、請求項2記載の発明によれば、差圧演算手段により演算された差圧が所定値以上の場合に開閉弁を開弁させるため、充填カップリングが被充填側に正しく接続され、且つ充填カップリングの弁が開弁されている場合にガス供給を開始し、充填カップリングが被充填側に接続されていなかったり、あるいは充填カップリングの弁が開弁されていない場合には、ガスの供給を停止させて充填ホースに過大な圧力を作用させず、安全性を高めることができる。
【0094】
また、請求項3記載の発明によれば、カップリング検出手段により充填カップリングが収納部から外されたことが検出された際に、圧力測定部により測定された圧力値を初期圧力値として記憶する第1の手順と、指示手段が操作された際に圧力測定部により測定された圧力値を充填開始圧力値として記憶する第2の手順と、初期圧力値と充填開始圧力値との差を演算する第3の手順と、をコンピュータに実行させるため、充填カップリングをカップリング収納部より外して被充填タンクに接続した状態で初期圧力と充填開始圧力との圧力差があっても流量計より下流の経路に残留する圧力の流量誤差を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になるガス供給装置のシステム構成を示す構成図である。
【図2】ガス充填開始からガス充填終了までの圧力変化及び流量変化の一例を示すグラフである。
【図3】制御回路38が実行する幾何容積設定モード処理を説明するためのフローチャートである。
【図4】制御回路38が実行する充填処理を説明するためのフローチャートである。
【図5】制御回路38が実行する充填処理の変形例1を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
10 ガス供給装置
12 自動車
14 燃料タンク
16 圧力発生ユニット
18ディスペンサユニット
20 ガス供給管路
22 流量計
24 開閉弁
26 制御弁
28 圧力センサ
30 カップリング掛け
32 カップリングスイッチ
34 充填開始スイッチ
36 充填停止スイッチ
38 制御回路
39 メモリ
40 充填ホース
42 充填カップリング
44 手動式三方弁
46 カプラ
48 カップリング
52 逆止弁
Claims (3)
- ガス供給経路に連通された充填ホースと、該充填ホースの端部に結合された充填カップリングと、前記ガス供給経路に設けられた開閉弁と、前記開閉弁の下流の圧力を測定する圧力測定部と、を有するガス供給装置において、
前記充填カップリングの不使用時に当該充填カップリングが収納されるカップリング収納部と、
前記カップリング収納部より前記充填カップリングが外されたことを検出する検出手段と、
前記充填カップリングよりガスを供給する際に操作される充填開始指示スイッチと、
前記検出手段により前記充填カップリングが取り外されたことを検出した際において前記圧力測定部により測定された圧力値を初期圧力値として記憶する初期圧力値記憶手段と、
前記充填開始指示スイッチが操作された際において前記圧力測定部により測定された圧力値を充填開始圧力値として記憶する充填開始圧力値記憶手段と、
前記初期圧力値と前記充填開始圧力値との差を演算する差圧演算手段と、
を備えてなることを特徴とするガス供給装置。 - 請求項1記載のガス供給装置であって、
前記差圧演算手段により演算された差圧が所定値以上の場合に前記開閉弁を開弁させる弁制御手段を備えてなることを特徴とするガス供給装置。 - ガス供給経路に連通された充填ホースと、該充填ホースの端部に結合された充填カップリングと、該充填カップリングを収納する収納部と、前記充填カップリングが前記収納部に収納されたことを検出するカップリング検出手段と、前記ガス供給経路に設けられ、前記充填ホース及び充填カップリングに供給するガスを制御する制御弁と、前記制御弁の下流の圧力を測定する圧力測定部と、ガス供給開始時に操作される指示手段とを有するガス供給装置の制御方法であって、
前記カップリング検出手段により前記充填カップリングが前記収納部から外されたことが検出された際に、前記圧力測定部により測定された圧力値を初期圧力値として記憶する第1の手順と、
前記指示手段が操作された際に前記圧力測定部により測定された圧力値を充填開始圧力値として記憶する第2の手順と、
前記初期圧力値と前記充填開始圧力値との差を演算する第3の手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするガス供給装置の制御方法。
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