CN112204357A - 计量器的流量计故障诊断方法和氢填充装置 - Google Patents

计量器的流量计故障诊断方法和氢填充装置 Download PDF

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hydrogen gas
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tank
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手塚俊雄
莲佛达也
坂本公贵
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Dongqike System Solutions Co Ltd
Eneos Corp
Original Assignee
Dongqike System Solutions Co Ltd
Eneos Corp
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Abstract

本发明的一个方式的计量器的流量计故障诊断方法的特征在于，使用流量计来计量向以氢气为动力源的汽车的罐填充氢气的情况下的氢气的填充量，接收罐的压力、温度以及容积的信息，使用罐的压力、温度以及容积来运算从计量器向罐进行的氢气的填充的填充结束时的填充量，利用本次的氢气的填充结束时的误差值以及在使用流量计计量出的填充结束时的计量填充量与使用罐的压力、温度及容积运算出的填充结束时的运算填充量之间的、在存储装置中存储的基于过去的多个实际状况数据得到的多个误差值，来判定流量计有无故障，并且输出结果。

Description

计量器的流量计故障诊断方法和氢填充装置
技术领域
本申请主张2018年5月30日在日本申请的JP2018-103710(申请号)的优先权。JP2018-103710所记载的内容被引入至本申请中。
本发明涉及一种计量器的流量计故障诊断方法和氢填充装置，例如涉及一种针对以氢站中的氢气为动力源的汽车的氢气填充装置。
背景技术
作为汽车的燃料，除了以往的以汽油为首的燃油以外，近年来氢气作为清洁能源受到关注。与此相伴，以氢气为动力源的燃料电池汽车(FCV：Fuel Cell Vehicle)的开发取得进展。为了使该燃料电池汽车(FCV)普及，需要扩充能够快速地填充氢气的氢站。在氢站配置包括用于蓄积被压缩机压缩为高压的氢气的多个蓄压器的多级蓄压器，以快速地向FCV车辆填充氢气(H2)。而且，通过一边切换使用的蓄压器一边经由分配器(计量器)进行填充，来将蓄压器内的压力与FCV车辆的燃料罐的压力之间保持大的压差，并利用压差从蓄压器向燃料罐快速地填充氢气。
在此，在从配置于氢站的多级蓄压器经由分配器向FCV车辆供给氢气的情况下，通常通过流量计(例如科氏质量流量计)来测定氢气的供给量。对于流量计的流量测量精度，在开始运用氢填充装置时，通过利用秤直接测定具备可追溯性的重量变化量的重量法来进行校正(例如参照专利文献1)。通过该校正确认到流量计的精度处于某一规定误差范围内。然而，在重量法中，需要专门的大规模的测定装置，因此难以将校正重复进行多次。因此，具有无法确认流量计的流量测量精度是否由于氢填充装置在开始运用后的随时间的变化或随年份的变化等而下降了的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-067470号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的一个方式提供一种能够持续地验证流量计的精度的、计量器的流量计故障诊断方法和氢填充装置。
用于解决问题的方案
本发明的一个方式的计量器的流量计故障诊断方法的特征在于，
使用流量计来计量向以氢气为动力源的汽车的罐填充氢气的情况下的氢气的填充量，
接收罐的压力、温度以及容积的信息，
使用罐的压力、温度以及容积来运算从计量器向罐进行的氢气填充结束时的填充量，
利用本次的氢气的填充结束时的误差值以及在使用流量计计量出的填充结束时的计量填充量与使用罐的压力、温度以及容积运算出的填充结束时的运算填充量之间的、在存储装置中存储的基于过去的多个实际状况数据得到的多个误差值，来判定流量计有无故障，并且输出结果。
本发明的其它方式的计量器的流量计故障诊断方法的特征在于，
使用流量计来计量向以氢气为动力源的汽车的罐填充氢气的情况下的填充期间的氢气的填充量，
使用填充期间的罐的压力、温度以及容积来运算从计量器向罐填充的氢气的填充量，
在填充期间，将运算出的填充量与在相同的定时计量出的填充量进行比较，根据比较结果来判定流量计有无故障，并且输出结果。
本发明的一个方式的氢填充装置的特征在于，具备：
计量器，其使用流量计来计量向以氢气为动力源的汽车的罐填充氢气的情况下的氢气的填充量；
接收部，其接收罐的压力、温度以及容积的信息；
填充量运算部，其使用罐的压力、温度以及容积来运算从计量器向罐进行的氢气填充结束时的填充量；
存储装置，其存储在使用流量计计量出的填充结束时的计量填充量与使用罐的压力、温度以及容积运算出的填充结束时的运算填充量之间的、基于过去的多个实际状况数据得到的多个误差值；
判定部，其使用本次的氢气填充结束时的误差值和存储装置中存储的基于过去的多个实际状况数据得到的多个误差值，来判定流量计有无故障；以及
输出部，其输出表示流量计故障的警报。
另外，本发明的其它方式的氢填充装置的特征在于，具备：
计量器，其使用流量计来计量向以氢气为动力源的汽车的罐填充氢气的情况下的填充期间的氢气的填充量；
填充量运算部，其使用填充期间的罐的压力、温度以及容积来运算从计量器向所述罐进行的氢气填充的填充量；以及
判定部，其在填充期间将运算出的填充量与在相同的定时计量出的填充量进行比较，根据比较结果来判定流量计有无故障；以及
输出部，其在判定出流量计故障的情况下，在氢气填充期间输出表示流量计故障的警报。
发明的效果
根据本发明的一个方式，能够持续地验证流量计的精度。因而，能够避免在使用发生了故障的流量计的情况下进行填充动作。
附图说明
图1是表示实施方式1中的氢站的氢填充系统的结构的结构图的一例。
图2是表示实施方式1中的控制氢填充系统整体的控制电路的内部结构的一例的结构图。
图3是表示实施方式1中的流量计的百分比误差相对于填充次数的变化的一例的图。
图4是表示实施方式1中的流量计的百分比误差相对于填充次数的变化的其它例的图。
图5是表示实施方式1中的氢气的填充方法的主要部分工序的一部分的流程图。
图6是表示实施方式1中的氢气的填充方法的主要部分工序的其余部分的流程图。
图7是用于说明实施方式1中的使用多级蓄压器来进行氢燃料的压差填充的情况下的填充方式的图。
图8是表示实施方式2中的控制氢填充系统整体的控制电路的内部结构的一例的结构图。
图9是表示实施方式2中的氢气的填充方法的主要部分工序的其余部分的流程图。
图10是表示实施方式3中的控制氢填充系统整体的控制电路的内部结构的一例的结构图。
图11是表示实施方式3中的氢气的填充方法的主要部分工序的其余部分的流程图。
具体实施方式
实施例1
图1是表示实施方式1中的氢站的氢填充系统的结构的结构图的一例。在图1中，氢填充系统500配置于氢站102内。氢填充系统500(氢填充载置)具备多级蓄压器101、分配器(计量器)30、压缩机40以及控制电路100。多级蓄压器101包括多个蓄压器10、12、14，所述多个蓄压器10、12、14的使用下限压力被设为多级。在图1的例子中，多级蓄压器101由三个蓄压器10、12、14构成。在图1的例子中，例如蓄压器10作为使用下限压力低的第一组发挥作用。蓄压器12例如作为使用下限压力中等的第二组发挥作用。蓄压器14例如作为使用下限压力高的第三组发挥作用。但是，并不限于此。在第一组至第三组中使用的各蓄压器可以根据需要进行交换。在氢站102内配置未图示的凝结器、中间蓄压器以及/或者氢制造装置。另外，填充并且配送氢气的未图示的氢拖车来到氢站102内。
另外，在图1中，压缩机40的吸入侧通过配管而与上述的凝结器、中间蓄压器、氢拖车的填充罐或氢制造装置连接。
压缩机40的喷出侧通过配管并经由阀21而与蓄压器10连接。同样地，压缩机40的喷出侧通过配管并经由阀23而与蓄压器12连接。同样地，压缩机40的喷出侧通过配管并经由阀25而与蓄压器14连接。
另外，蓄压器10通过配管并经由阀22而与分配器30连接。另外，蓄压器12通过配管并经由阀24而与分配器30连接。另外，蓄压器14通过配管并经由阀26而与分配器30连接。像这样，分配器30与构成多级蓄压器101的蓄压器10、12、14共同连接。
在图1中，在分配器30内配置有切断阀36、流量调整阀33、流量计37、冷却器32(预冷器)、切断阀38、紧急脱离联接器41以及控制电路43，在分配器30还配置有延伸至分配器30外的喷嘴44。分配器30将从多级蓄压器101供给的氢气(氢燃料)经由切断阀36、流量调整阀33以及流量计37输送至冷却器32。此时，从多级蓄压器101供给的氢气的每单位时间的流量由流量调整阀33进行控制。分配器30计量从多级蓄压器101向FCV车辆200的燃料罐202填充的氢气的填充量。具体地说，利用流量计37来测定所供给的氢燃料的质量流量。在实施方式1中，例如将科氏质量流量计用作流量计37。控制电路43将由流量计37测定出的质量流量进行累计来计量填充量。另外，通过冷却器32将要填充的氢气例如冷却至-40℃。利用压差将冷却后的氢气经由切断阀38、紧急脱离联接器41以及喷嘴44填充至搭载于FCV车辆200的燃料罐202。另外，控制电路43构成为：能够与来到氢站102的FCV车辆200(以氢燃料为动力源的燃料电池汽车(FCV))内的车载器204进行通信。例如，构成为能够使用红外线进行无线通信。另外，控制电路43与控制氢填充系统500整体的控制电路100连接。另外，在分配器30外表面配置显示面板39，在显示面板39内配置警报灯34、35。
另外，在图1中的氢填充系统500中，多个压力计在从多级蓄压器101到分配器30的出口之间的氢燃料的流路中被配置于不同的位置。具体地说，通过压力计11来测量蓄压器10内的压力。通过压力计13来测量蓄压器12内的压力。通过压力计15来测量蓄压器14内的压力。另外，在分配器30内，通过压力计27来测量被供给至分配器30的、分配器30入口附近的压力。另外，通过压力计28来测量分配器30出口附近的压力。在图1的例子中，压力计27测定位于冷却器32的初级侧的切断阀36的上游侧(初级侧)的压力。压力计28测定冷却器32的次级侧且紧急脱离联接器41附近的压力。始终或以规定的采样周期(例如10m秒～几秒)将由各压力计测定出的压力数据输出至控制电路100。换言之，控制电路100始终或以规定的采样周期(例如10m秒～几秒)监视由各压力计测定出的压力。另外，通过搭载于FCV车辆200的压力计206来测量搭载于FCV车辆200的燃料罐202的压力。如后述那样，在车载器204与控制电路43建立了通信的期间，始终或以规定的采样间隔(例如10m秒～几秒)监视搭载于FCV车辆200的燃料罐202的压力。
另外，在分配器30内，通过温度计29来测量要向FCV车辆200供给的、分配器30出口附近的氢气的温度。温度计29测定冷却器32的次级侧且例如紧急脱离联接器41附近的温度。另外，通过温度计31来测量分配器30附近的外部温度。始终或以规定的采样周期(例如10m秒～几十秒)将由各温度计测定出的温度数据输出至控制电路100。换言之，控制电路100始终或以规定的采样周期(例如10m秒～几十秒)监视由各温度计测定出的温度。另外，通过搭载于FCV车辆200的温度计207来测量搭载于FCV车辆200的燃料罐202的温度。如后述那样，在车载器204与控制电路43建立了通信的期间，始终或以规定的采样间隔(例如10m秒～几秒)监视搭载于FCV车辆200的燃料罐202的温度。
凝结器、中间蓄压器或氢拖车的罐内蓄积的氢气以通过被控制电路100进行了控制的未图示的各个调节器而减压至低压(例如0.6MPa)的状态被供给至压缩机40的吸入侧。同样地，通过氢制造装置制造出的氢气以低压(例如0.6MPa)的状态被供给至压缩机40的吸入侧。压缩机40在控制电路100的控制下，将以低压供给的氢气一边进行压缩一边供给至多级蓄压器101的各蓄压器10、12、14。压缩机40进行压缩，直到多级蓄压器101的各蓄压器10、12、14内成为规定的高压(例如82MPa)为止。换言之，压缩机40进行压缩，直到喷出侧的次级侧压力POUT成为规定的高压(例如82MPa)为止。关于将向压缩机40的吸入侧供给氢气的供给方决定为凝结器、中间蓄压器、氢拖车以及氢制造装置中的哪一方，通过控制电路100进行控制来决定为任一方即可。同样地，关于将压缩机40供给氢气的供给目的地决定为蓄压器10、12、14中的哪一个蓄压器，通过控制电路100控制配置于各配管上的对应的阀21、23、25的开闭来决定为任一个蓄压器即可。或者，也可以进行控制以使得同时向两个以上的蓄压器进行供给。
此外，在上述的例子中示出向压缩机40的吸入侧供给氢气的压力PIN被减压控制为规定的低压(例如0.6MPa)的情况，但并不限于此。也可以是，以不使凝结器、中间蓄压器或氢拖车中蓄积的氢气的压力减压的方式、或者在比规定的低压(例如0.6MPa)高的压力的状态下将氢气提供至压缩机40的吸入侧来进行压缩。
多级蓄压器101中蓄积的氢气通过分配器30内的冷却器32而被冷却，并且从分配器30被供给至来到氢站102内的FCV车辆200。
图2是表示实施方式1中的控制氢填充系统整体的控制电路的内部结构的一例的结构图。在图2中，在控制电路100内配置通信控制电路50、存储器51、接收部52、结束压力/温度运算部54、系统控制部58、压力恢复控制部61、供给控制部63、组压力接收部66、分配器信息接收部67、输出部74、气体重量(Mi)运算部85、判定部86、设定部96、PVT填充量(Mpvtfil)运算部87、填充量误差(Mdiff)运算部89、判定部90、判定部91、记录/运算部92、平均误差(Mdifave)运算部93、误差差值(Mdif.)运算部94、判定部95、监视器76以及磁盘装置等存储装置80、84、86。压力恢复控制部61具有阀控制部60和压缩机控制部62。供给控制部63具有分配器控制部64和阀控制部65。接收部52、结束压力/温度运算部54、系统控制部58、压力恢复控制部61(阀控制部60和压缩机控制部62)、供给控制部63(分配器控制部64和阀控制部65)、组压力接收部66、分配器信息接收部67、输出部74、气体重量(Mi)运算部85、判定部86、设定部96、PVT填充量(Mpvtfil)运算部87、填充量误差(Mdiff)运算部89、判定部90、判定部91、记录/运算部92、平均误差(Mdifave)运算部93、误差差值(Mdif.)运算部94以及判定部95之类的各“～部”包括处理电路，该处理电路中包括电路、计算机、处理器、电路基板或者半导体装置等。另外，各“～部”可以使用共用的处理电路(同一处理电路)。或者，可以使用不同的处理电路(相分别的处理电路)。接收部52、结束压力/温度运算部54、系统控制部58、压力恢复控制部61(阀控制部60和压缩机控制部62)、供给控制部63(分配器控制部64和阀控制部65)、组压力接收部66、分配器信息接收部67、输出部74、气体重量(Mi)运算部85、判定部86、设定部96、PVT填充量(Mpvtfil)运算部87、填充量误差(Mdiff)运算部89、判定部90、判定部91、记录/运算部92、平均误差(Mdifave)运算部93、误差差值(Mdif.)运算部94以及判定部95内所需的输入数据或运算出的结果每次都被存储至存储器51中。
另外，在存储装置80内保存有转换表81，该转换表81表示FCV信息、与同FCV信息对应的氢气的剩余量以及填充信息的相关性，所述FCV信息例如为搭载于FCV车辆200的燃料罐202的压力、温度以及燃料罐202的容积，所述填充信息例如是应向燃料罐202填充的最终压力以及最终温度。另外，在存储装置80内保存用于校正根据转换表81得到的结果的校正表83。
另外，组压力接收部66始终或以规定的采样周期(例如10m秒～几秒)接收如上述那样由各压力计11、13、15测定出的压力，并且将该压力与接收时刻一同保存于存储装置84中。同样地，分配器信息接收部67始终或以规定的采样周期(例如10m秒～几秒)接收由分配器30内的各压力计27、28测定出的压力，并且将该压力与接收时刻一同保存于存储装置84中。另外，分配器信息接收部67始终或以规定的采样周期(例如10m秒～几秒)接收由分配器30内的温度计29测定出的温度，并且将该温度与接收时刻一同保存于存储装置84中。
在此，在从配置于氢站102的多级蓄压器101经由分配器30向FCV车辆200的燃料罐202供给氢气的情况下，如上述那样，通过作为科氏质量流量计的流量计37来测定氢气的供给量(填充量)。在流量计37中，测定填充瞬时的质量流量，并且每隔例如1g的微小流量单位产生脉冲。将脉冲信号输出至控制电路43。控制电路43将从开始填充起的该脉冲进行计数来运算累计质量，由此对计量填充量(Mmeter)(也称作填充重量。)进行计量。关于计量填充量(Mmeter)，在进行填充的期间，当前时刻的值不断变化且被显示于配置在分配器30外表面的显示面板39中，并且被输出至控制电路100。计量填充量(Mmeter)为消费者支付的费用的基础数据。换言之，将显示的计量填充量(Mmeter)与每单位填充量的金额相乘所得到的数额是来向搭载于FCV车辆200的燃料罐202填充氢气的消费者(用户)要支付的费用。因此，流量计37的测定精度很重要。
另一方面，如上述那样，从FCV车辆200输出燃料罐202的压力、温度以及燃料罐202的容积之类的FCV信息，当前时刻的这些数值不断变化并且被显示于显示面板39中。
在此，在实施方式1中，通过PVT法(体积法)来运算填充前的燃料罐202中填充有的氢气的重量Minitial和填充结束时的燃料罐202中填充的氢气的重量Mfinal。具体地说，能够使用填充开始前的燃料罐202的压力P和温度T，根据氢固有的压缩率来运算填充结束时的燃料罐202的氢气的密度ρ(P，T)。通过将该填充开始前的燃料罐202的氢气的密度ρ(P，T)与燃料罐202的容积V相乘，能够运算填充开始前的燃料罐202的氢气的重量Minitial。同样地，能够使用填充结束时的燃料罐202的压力P和温度T，根据氢固有的压缩率来运算填充结束时的燃料罐202的氢气的密度ρ(P，T)。通过将该填充结束时的燃料罐202的氢气的密度ρ(P，T)与燃料罐202的容积V相乘，能够运算出填充结束时的燃料罐202的氢气的重量Mfinal。通过从该填充结束时的燃料罐202的氢气的重量Mfinal减去填充开始前的燃料罐202的氢气的重量Minitial，能够通过PVT法(体积法)来运算本次的PVT填充量Mpvt。
因此，在实施方式1中，通过将从使用流量计37计量出的计量填充量(Mmeter)减去通过PVT法(体积法)运算出的PVT填充量Mpvt所得到的差除以PVT填充量Mpvt后乘以100，来评价流量计37的百分比误差。
图3是表示实施方式1中的流量计的百分比误差相对于填充次数的变化的一例的图。在图3的例子中示出在验证期间流量计37没有发生异常的情况的一例。在图3中，纵轴表示流量计37的百分比误差，横轴表示填充次数。如该图所示的那样，使用大量的填充结果来验证基于填充次数的时间序列的百分比误差的大小，由此能够持续地确认流量计37的随时间的变化。根据图3的结果可知，流量计37的百分比误差稳定地收敛于幅度Δ2内。另外，流量计37的百分比误差不是零而向正侧产生偏移Δ1是因为：由于填充使得燃料罐202膨胀，因此通过PVT法得到的运算结果由于膨胀而产生偏差。
图4是表示实施方式1中的流量计的百分比误差相对于填充次数的变化的其它例的图。在图4的例子中示出在验证期间流量计37发生了异常的情况的一例。在图4中，纵轴表示流量计37的百分比误差，横轴表示填充次数。在图4的例子中，伴随填充次数增加，流量计37的百分比误差的偏差变大，在第A次和第B次这两次填充之间，填充次数的值阶跃性地大幅变化(偏移)。关于值的偏移方式，在图4的例子中，正侧的偏移转移至负侧。像这样，流量计37的百分比误差在短期间内大幅变化表示流量计37发生了随时间的变化以外的重大异常(故障)。
首先，关于流量计37的百分比误差的偏差，通过实施方式1以大量的填充次数持续进行的验证才能够判别出。另一方面，在以往的重量法中，通常仅测定四次左右。因此，在以往的重量法中，难以判别该偏差是否变大。另外，关于流量计37的百分比误差突然发生的大的变化(偏移)，通过实施方式1中进行的持续验证才能够确定出流量计37的百分比误差大幅变化(偏移)了的时点，从而能够检测流量计37的异常。根据以上结果还可知：进行将通过PVT法运算出的PVT填充量Mpvt与使用流量计37计量出的计量填充量(Mmeter)进行比较的验证是有用的。因此，在实施方式1中，利用在通过该PVT法运算出的PVT填充量Mpvt与使用流量计37计量出的计量填充量(Mmeter)之间的误差值，来进行流量计37的故障诊断。此外，在图3和图4的例子中，使用百分比误差进行了说明，但能够验证的误差值不限于此。下面，说明将在通过该PVT法运算出的PVT填充量Mpvt与使用流量计37计量出的计量填充量(Mmeter)之间的差值用作误差值的情况。
图5是表示实施方式1的氢气的填充方法的主要部分工序的一部分的流程图。
图6是表示实施方式1的氢气的填充方法的主要部分工序的其余部分的流程图。
在图5和图6中，在实施方式1中的氢气的填充方法中，实施判定工序(S100)、FCV信息接收工序(S102)、罐内氢气重量运算工序(S104)、判定工序(S106)、初始重量设定工序(S108)、填充工序(S110)、PVT填充量运算工序(S112)、流量计填充量运算工序(S114)、填充量误差运算工序(S116)、判定工序(S118)、警报输出工序(S120)、判定工序(S126)、填充停止处理工序(S128)、记录/运算工序(S130)、平均误差运算工序(S132)、差运算工序(S134)、判定工序(S136)以及警报输出工序(S138)的作为一例的工序。
当FCV车辆200来到氢站102时，氢站102的操作员或FCV车辆200的用户将分配器30的喷嘴44连接(嵌合)于FCV车辆200的燃料罐202的接受口(插孔)并且固定。然后，操作员或用户按下分配器30的显示面板39内的未图示的填充开始按钮。
作为判定工序(S100)，控制电路43判定操作员或用户是否按下了分配器30的显示面板39内的未图示的填充开始按钮。在填充开始按钮被按下的情况下，进入FCV信息接收工序(S102)。如果开始按钮未被按下，则不进入下一个工序。当由用户或氢站102的操作员将分配器30的喷嘴44连接并固定于FCV车辆200的燃料罐202的接受口(插孔)并且按下开始按钮时，车载器204与控制电路43(中继器)建立通信。
作为FCV信息接收工序(S102)，接收部52从搭载用于填充氢气的燃料罐202且以氢气为动力源的FCV车辆200(燃料电池汽车：FCV)接收当前的燃料罐202的温度Ti、压力Pi以及燃料罐202的容积V之类的FCV信息。具体地说，如以下那样动作。当车载器204与控制电路43(中继器)建立通信时，从车载器204实时地输出(发送)燃料罐202的当前压力、温度以及燃料罐202的容积之类的FCV信息(罐信息)。在控制电路43中将FCV信息进行中继并发送至控制电路100。在控制电路100内，接收部52经由通信控制电路50来接收该FCV信息。在车载器204与控制电路43建立通信的期间，始终或以规定的采样间隔(例如10m秒～几秒)监视FCV信息。将接收到的FCV信息与接收时刻的信息一同存储于存储装置80中。
作为罐内氢气重量运算工序(S104)，气体重量(Mi)运算部85使用PVT法来运算当前时间点的燃料罐202中填充的氢气的重量Mi。能够使用当前时间点的燃料罐202的压力Pi和温度Ti，根据氢固有的压缩率来运算当前时间点的燃料罐202的氢气的密度ρ(Pi，Ti)。通过将该当前时间点的燃料罐202的氢气的密度ρ(Pi，Ti)与燃料罐202的容积V相乘，能够运算当前时间点的燃料罐202的氢气的重量Mi。如果使用填充开始前的燃料罐202的温度Ti和压力Pi，则能够运算填充开始前的燃料罐202当前填充有的氢气的重量Mi。
作为判定工序(S106)，判定部86判定判定处理是否为从开始填充起初次进行的判定处理。如果为初次的判定处理，则进入初始重量设定工序(S108)。如果不为初次的判定处理(如果为本次开始填充起的第二次以后)，则一边继续后述的填充工序(S110)一边进入PVT填充量运算工序(S112)。
作为初始重量设定工序(S108)，如果在判定工序(S106)中判定为初次的判定处理，则设定部96将运算出的氢气的重量Mi设定为初始重量M0。另外，由于使用填充开始前的阶段的FCV信息，因此通过填充开始前的阶段的FCV信息运算出的氢气的重量Mi为填充开始前的燃料罐202的氢气的重量(初始重量M0)。
作为填充工序(S110)，首先，结束压力/温度运算部54从存储装置80读出转换表81，运算并预测与接收到的燃料罐202的接收初期的压力Pa、温度Ti、燃料罐202的容积V以及外部温度T’对应的最终压力PF及最终温度。另外，结束压力/温度运算部54从存储装置80读出校正表83，对通过转换表81得到的数值进行校正。在仅通过转换表81的数据得到的结果的误差大的情况下，基于通过实验或模拟等得到的结果来设置校正表83即可。将运算出的最终压力PF输出至系统控制部58。
接着，开始从蓄积有氢气的多级蓄压器101(蓄压器)经由分配器30向燃料罐202填充氢气。
图7是用于说明实施方式1中的使用多级蓄压器来进行氢燃料的压差填充的情况下的填充方式的图。在图7中，纵轴表示压力，横轴表示时间。在对FCV车辆200进行氢燃料的压差填充的情况下，通常，预先将多级蓄压器101的各蓄压器10、12、14蓄压至相同的压力P0(例如82MPa)。另一方面，来到氢站102的FCV车辆200的燃料罐202为压力Pa。说明从该状态开始向FCV车辆200的燃料罐202进行填充的情况。
首先，开始从作为第一组的例如蓄压器10向燃料罐202进行填充。具体地说，如以下那样进行动作。供给控制部63在系统控制部58的控制下控制供给部106，来使蓄压器10向FCV车辆200的燃料罐202供给氢燃料。具体地说，系统控制部58控制分配器控制部64和阀控制部65。分配器控制部64经由通信控制电路50而与分配器30的控制电路43进行通信，来控制分配器30的动作。具体地说，首先，控制电路43调整分配器30内的流量调整阀的开度，使分配器30内的切断阀36、38打开。然后，阀控制部65经由通信控制电路50向阀22、24、26输出控制信号，来控制各阀的开闭。具体地说，使阀22打开，使阀24、26维持关闭。由此，从蓄压器10向燃料罐202供给氢燃料。通过蓄压器10与燃料罐202的压差来使蓄压器10内蓄积的氢燃料以通过流量调整阀而被调整了的填充速度向燃料罐202侧移动，燃料罐202的压力如虚线Pt所示那样逐渐上升。与此相伴，蓄压器10的压力(“第一组(1st)”所示的曲线图)逐渐减少。而且，在低于第一组的使用下限压力后的、从填充开始起经过了时间T1的时间点，将使用的蓄压器从蓄压器10切换为作为第二组的例如蓄压器12。具体地说，阀控制部65经由通信控制电路50向阀22、24、26输出控制信号，来控制各阀的开闭。具体地说，使阀24打开，使阀22关闭，使阀26维持关闭。由此，蓄压器12与燃料罐202的压差变大，因此能够维持填充速度快的状态。
然后，通过作为第二组的例如蓄压器12与燃料罐202的压差来使蓄压器12内蓄积的氢燃料向燃料罐202侧移动，燃料罐202的压力如虚线Pt所示那样进一步逐渐上升。与此相伴，蓄压器12的压力(“第二组(2nd)”所示的曲线图)逐渐减少。而且，在低于第二组的使用下限压力后的、从开始填充起经过了时间T2的时间点，将使用的蓄压器从蓄压器12切换为作为第三组的例如蓄压器14。具体地说，阀控制部65经由通信控制电路50向阀22、24、26输出控制信号，来控制各阀的开闭。具体地说，使阀26打开，使阀24关闭，使阀22维持关闭。由此，蓄压器14与燃料罐202的压差变大，因此能够维持填充速度快的状态。
然然后，通过作为第三组的例如蓄压器14与燃料罐202的压差来使蓄压器14内蓄积的氢燃料向燃料罐202侧移动，燃料罐202的压力如虚线Pt所示的那样逐渐上升。与此相伴，蓄压器14的压力(“第三(3rd)”所示的曲线图)逐渐减少。而且，通过作为第三组的蓄压器14来进行填充，直至燃料罐202的压力成为运算出的最终压力PF(例如65～81MPa)为止。
如以上那样，从第一组起依次向燃料罐202填充氢气。另外，计量通过分配器30向以氢气为动力源的汽车的燃料罐202填充氢气的情况下的填充期间的氢气的填充量。
在该填充期间，作为PVT填充量运算工序(S112)，PVT填充量(Mpvtfil)运算部87运算从当前时间点的燃料罐202的氢气的重量Mi减去初始重量M0所得到的PVT填充量(Mpvtfil)。当在与填充开始相同的定时运算PVT填充量(Mpvtfil)的情况下，当前时间点的燃料罐202的氢气的重量Mi＝M0，因此PVT填充量(Mpvtfil)＝0。
同样地，在填充期间，作为计量填充量运算工序(S114)，分配器30使用科氏流量计37来计量向以氢气为动力源的汽车的罐填充氢气的情况下的氢气的计量填充量(Mmeter＝ΣMpulse)。具体地说，通过流量计37来测定填充瞬时的质量流量，并且每隔例如1g的微小流量单位产生脉冲。将脉冲信号输出至控制电路43。控制电路43对从开始填充起的该脉冲进行计数并运算累计质量，由此对计量填充量(Mmeter)(也称作填充重量。)进行计量。计量出的计量填充量(Mmeter)被输出至控制电路100，被分配器信息接收部67接收，并与计量时刻一同被保存于存储装置84中。当在与填充开始相同的定时运算计量填充量(Mmeter)的情况下，当前时间点的流量计37的计量结果为零，因此计量填充量(Mmeter)＝0。
同样地，在填充期间，作为填充量误差运算工序(S116)，填充量误差(Mdiff)运算部89从在与运算出PVT填充量(Mpvtfil)相同的定时计量出的计量填充量(Mmeter)减去PVT填充量(Mpvtfil)来运算填充量误差(Mdiff)。如果是与填充开始相同的定时，则PVT填充量(Mpvtfil)和填充量误差(Mdiff)均为零，因此误差也为零。
同样地，在填充期间，作为判定工序(S118)，判定部90在填充期间将运算出的PVT填充量(Mpvtfil)与在相同的定时计量出的计量填充量(Mmeter)进行比较，来判定科氏流量计37有无故障。具体地说，判定部90判定从当前时间点的计量填充量(Mmeter)减去PVT填充量(Mpvtfil)所得到的填充量误差(Mdiff)是否在下限容许值α1以上且上限容许值α2以下的范围内。在填充量误差(Mdiff)偏离下限容许值α1以上且上限容许值α2以下的范围的情况下，进入警报输出工序(S120)。如果填充量误差(Mdiff)在下限容许值α1以上且上限容许值α2以下的范围内，则进入判定工序(S126)。
作为警报输出工序(S120)，输出部74在判定为氏流量计37发生故障的情况下，在氢气的填充期间向分配器30输出表示科氏流量计37故障的警报。在分配器30中，将表示科氏流量计37故障的警报灯34点亮并且输出警报。
同样地，在填充期间，作为判定工序(S126)，判定部91判定燃料罐202的压力是否达到了最终压力PF。在燃料罐202的压力达到了最终压力PF的情况下，进入填充停止处理工序(S128)。在燃料罐202的压力尚未达到最终压力PF的情况下，继续填充并且返回FCV信息接收工序(S102)，在燃料罐202的压力达到最终压力PF之前，在填充期间重复进行从FCV信息接收工序(S102)到判定工序(S118)的各工序。换言之，通过分配器30，使用科氏流量计37来重复计量向FCV车辆200的燃料罐202填充氢气的情况下的填充期间的氢气的计量填充量(Mmeter)。同时，通过PVT填充量(Mpvtfil)运算部87，使用填充中的燃料罐202的压力、温度以及容积来重复运算从所述计量器向所述罐填充的氢气的PVT填充量(Mpvtfil)。而且，通过填充量误差(Mdiff)运算部89重复运算从在与运算出PVT填充量(Mpvtfil)相同的定时计量出的计量填充量(Mmeter)减去PVT填充量(Mpvtfil)所得到的填充量误差(Mdiff)。而且，在填充期间，通过判定部90将运算出的PVT填充量(Mpvtfil)与在相同的定时计量出的计量填充量(Mmeter)进行比较，重复判定科氏流量计37有无故障。即，判定从当前时间点的计量填充量(Mmeter)减去PVT填充量(Mpvtfil)所得到的填充量误差(Mdiff)是否在下限容许值α1以上且上限容许值α2以下的范围内。而且，在科氏流量计37发生了故障的情况下，将警报灯34点亮并且输出警报。在填充期间的短期间内，填充量误差(Mdiff)可能难以产生大的偏差。但是，能够检测出填充量误差(Mdiff)突然发生的大的变化(位移)。
作为填充停止处理工序(S128)，在燃料罐202的压力达到最终压力PF的情况下停止氢气的填充并且结束填充处理。具体地说，在分配器30的出口附近的由压力计28测定出的压力达到了最终压力PF的情况下，燃料罐202的压力达到了最终压力PF，分配器控制部64使分配器30内的切断阀36、38关闭。另外，阀控制部65经由通信控制电路50向阀22、24、26输出控制信号，来将各阀控制为关闭。
接着，作为记录/运算工序(S130)，记录/运算部92将使用科氏流量计计量出的填充结束时的计量填充量(Mme＝Mmeter)和使用燃料罐202的压力、温度及容积并通过PVT法运算出的填充结束时的PVT填充量(Mpvtfil＝Mpvtend)(运算填充量)作为实际状况数据来与填充日期时间的数据相关联地存储于存储装置86中，并且运算填充结束时的填充量误差(Mdiffend＝Mme-Mpvtend)，同样地，将该填充量误差作为实际状况数据来与填充日期时间的数据相关联地存储于存储装置86中。通过向数量不定的多个FCV车辆200重复填充氢气，来蓄积多个实际状况数据。其结果是，存储装置86存储在使用科氏流量计37计量出的填充结束时的计量填充量(Mme)与使用燃料罐202的压力、温度及容积运算出的填充结束时的PVT填充量(Mpvtend)(运算填充量)之间的、基于过去的多个实际状况数据得到的多个误差值。在此示出存储填充结束时的填充量误差(Mdiffend)来作为多个误差值的情况。
作为平均误差运算工序(S132)，平均误差(Mdifave)运算部93读出存储装置86中蓄积的过去每次进行氢填充的填充结束时的填充量误差(Mdiffend)，并运算填充量误差(Mdiffend)的平均值即平均误差(Mdifave＝ΣMdiffend/填充次数)。
作为差运算工序(S134)，误差差值(Mdif.)运算部94运算基于过去的多个实际状况数据得到的多个差值的统计值与本次的氢气的填充的差值之差即误差差值(Mdif.)。具体地说，误差差值(Mdif.)运算部94通过从平均误差(Mdifave)减去本次的氢气的填充结束时的填充量误差(Mdiffend)，来运算误差差值(Mdif.)。
作为判定工序(S136)，判定部95利用在使用科氏流量计37计量出的填充结束时的计量填充量与使用燃料罐202的压力、温度及容积运算出的填充结束时的运算填充量之间的、在存储装置86中存储的基于过去的多个实际状况数据得到的多个误差值，将多个误差值与本次的氢气的填充结束时的误差值进行比较，来判定科氏流量计37有无故障，并且输出结果。在实施方式1中，根据基于过去的多个实际状况数据得到的多个差值的统计值与本次的氢气的填充的差值之差是否在容许范围内，由此判定科氏流量计有无故障。具体地说，判定部95判定运算出的误差差值(Mdif.)是否在下限容许值β1以上且上限容许值β2以下的范围内。在误差差值(Mdif.)偏离下限容许值β1以上且上限容许值β2以下的范围的情况下，进入警报输出工序(S138)。如果误差差值(Mdif.)在下限容许值β1以上且上限容许值β2以下的范围内，则结束。
作为警报输出工序(S138)，输出部74在判定为科氏流量计37故障的情况下，在氢气的填充期间向分配器30输出表示科氏流量计37故障的警报。在分配器30中，将表示科氏流量计37故障的警报灯34点亮并且输出警报。
此外，在上述的例子中，将平均误差(Mdifave)用作基于过去的多个实际状况数据得到的多个差值的统计值，但不限于此。也可以不是平均值，例如是中央值。
另外，适当设定下限容许值α1、β1和上限容许值α2、β2的各值即可。通过PVT法得到的运算填充量由于上述的燃料罐202的膨胀而产生偏差，因此计量填充量与通过PVT法得到的运算填充量的差通常不为零，存在规定的偏移量。考虑这一点来设定下限容许值α1、β1和上限容许值α2、β2的各值即可。
此外，如图5所示，作为变形例，也可以实施判定工序(S119)、警报输出工序(S121)、判定工序(S122)以及警报输出工序(S123)来取代上述的判定工序(S118)、警报输出工序(S120)。同样地，作为变形例，也可以实施判定工序(S140)、警报输出工序(S141)、判定工序(S142)以及警报输出工序(S143)来取代上述的判定工序(S136)、警报输出工序(S138)。
作为判定工序(S119)，判定部90判定从当前时间点的计量填充量(Mmeter)减去PVT填充量(Mpvtfil)所得到的填充量误差(Mdiff)是否为下限容许值α1以上。在填充量误差(Mdiff)为下限容许值α1以上的情况下，进入判定工序(S122)。在填充量误差(Mdiff)不为下限容许值α1以上的情况下，进入警报输出工序(S121)。
作为警报输出工序(S121)，在填充量误差(Mdiff)不为下限容许值α1以上的情况下，输出部74在氢气的填充期间向分配器30输出表示科氏流量计37故障的警报1。在分配器30中，将表示科氏流量计37故障的警报灯34点亮并且输出警报1。
作为判定工序(S122)，判定部90判定从当前时间点的计量填充量(Mmeter)减去PVT填充量(Mpvtfil)得到的填充量误差(Mdiff)是否为上限容许值α2以下。在填充量误差(Mdiff)为上限容许值α2以下的情况下，进入判定工序(S126)。在填充量误差(Mdiff)不为上限容许值α2以下的情况下，进入警报输出工序(S123)。
作为警报输出工序(S123)，在填充量误差(Mdiff)不为上限容许值α2以下的情况下，输出部74在氢气的填充期间向分配器30输出表示科氏流量计37故障的警报2。在分配器30中，将表示科氏流量计37故障的警报灯35点亮并且输出警报2。
如以上那样，在填充期间的判定处理中，一方面，在填充量误差(Mdiff)不为上限容许值α2以下的情况下，认为其原因是流量计37故障和从流量计37到燃料罐202的配管泄漏这两方或其中任一方。另一方面，在填充量误差(Mdiff)不为下限容许值α1以上的情况下，能够确定为流量计37故障。因而，通过分为上限和下限进行判定处理，并且区分警报的内容，能够容易地进行故障部位的确定。
同样地，作为判定工序(S140)，判定部95判定运算出的误差差值(Mdif.)是否为下限容许值β1以上。如果误差差值(Mdif.)为下限容许值β1以上，则进入判定工序(S142)。在误差差值(Mdif.)不为下限容许值β1以上的情况下，进入警报输出工序(S141)。
作为警报输出工序(S141)，在误差差值(Mdif.)不为下限容许值β1以上的情况下，输出部74在氢气的填充期间向分配器30输出表示科氏流量计37故障的警报2。在分配器30中，将表示科氏流量计37故障的警报灯34点亮并且输出警报1。
作为判定工序(S142)，判定部95判定运算出的误差差值(Mdif.)是否为上限容许值β2以下。如果误差差值(Mdif.)为上限容许值β2以下，则结束。在误差差值(Mdif.)不为上限容许值β2以下的情况下，进入警报输出工序(S143)。
作为警报输出工序(S143)，在误差差值(Mdif.)不为上限容许值β2以下的情况下，输出部74在氢气的填充期间向分配器30输出表示科氏流量计37故障的警报2。在分配器30中，将表示科氏流量计37故障的警报灯35点亮并且输出警报2。
如以上那样，在填充结束时的判定处理中，一方面，在误差差值(Mdif.)不为上限容许值β2以下的情况下，认为其原因是流量计37故障和从流量计37到燃料罐202的配管泄漏这两方或其中任一方。另一方面，在误差差值(Mdif.)不为下限容许值β1以上的情况下，能够确定为流量计37故障。因而，通过分为上限和下限进行判定处理，并且区分警报的内容，能够容易地进行故障部位的确定。
此外，通过上述的填充动作，各蓄压器10、12、14的氢气的填充量下降。因此，接着，压力恢复机构104使各蓄压器10、12、14恢复压力。压缩机40和阀21、23、25等构成压力恢复机构104。首先，系统控制部58从未图示的凝结器、中间蓄压器、氢拖车以及氢制造装置中选择与压缩机40的吸入侧相连的氢燃料的供给源。然后，压力恢复控制部61在系统控制部58的控制下控制压力恢复机构104，来使各蓄压器10、12、14恢复压力。具体地说，如以下那样动作。在向FCV车辆200的燃料罐202进行填充的期间使用的各组蓄压器也可以在填充期间进行压力恢复。然而，使压力恢复至规定压力的时间不够，因此在填充后也必须进行压力恢复。按照第一组、第二组、第三组的顺序进行切换，因此首先对作为第一组的蓄压器10进行压力恢复。阀控制部60从阀21、23、25关闭的状态使阀21打开。
而且，压缩机控制部62驱动压缩机40，将来自氢燃料的供给源的低压(例如0.6MPa)的氢燃料一边压缩一边送出，通过向蓄压器10填充氢燃料来使蓄压器10恢复压力，直至蓄压器10的压力成为规定的压力P0(例如82MPa)为止。
接着，阀控制部60使阀21关闭并使阀23打开。而且，压缩机控制部62驱动压缩机40，来将低压(例如0.6MPa)的氢燃料一边压缩一边送出，通过向蓄压器12填充氢燃料来使蓄压器12恢复压力，直到蓄压器12的压力成为规定压力P0(例如82MPa)为止。
接着，阀控制部60使阀23关闭而使阀25打开。而且，压缩机控制部62驱动压缩机40，来将低压(例如0.6MPa)的氢燃料一边压缩一边送出，通过向蓄压器14填充氢燃料来使蓄压器14恢复压力，直至蓄压器14的压力成为规定压力P0(例如82MPa)为止。
通过以上过程，即使下一个FCV车辆200来到氢站102，也能够同样地进行氢燃料的供给。
如以上那样，根据实施方式1，能够持续地验证流量计37的精度。因而，能够避免在使用发生了故障的流量计37的情况下进行填充动作。
实施例2
在实施方式1中，说明了将在通过PVT法运算出的PVT填充量Mpvt与使用流量计37计量出的计量填充量(Mmeter)之间的差值用作误差值的情况。但是，并不限于此。在实施方式2中，对利用使用流量计37计量出的计量填充量(Mmeter)相对于通过PVT法运算出的PVT填充量Mpvt的误差率(例如百分比误差)的情况进行说明。
表示实施方式2中的氢站的氢填充系统的结构的结构图的一例与图1相同。
图8是表示实施方式2中的控制氢填充系统整体的控制电路的内部结构的一例的结构图。在图8中，除了配置平均误差率(Mrateave)运算部97和误差率差值(Mdif’)运算部98来取代平均误差(Mdifave)运算部93和误差差值(Mdif.)运算部94这一点以外，与图2相同。在图8中，接收部52、结束压力/温度运算部54、系统控制部58、压力恢复控制部61(阀控制部60和压缩机控制部62)、供给控制部63(分配器控制部64和阀控制部65)、组压力接收部66、分配器信息接收部67、输出部74、气体重量(Mi)运算部85、判定部86、设定部96、PVT填充量(Mpvtfil)运算部87、填充量误差(Mdiff)运算部89、判定部90、判定部91、记录/运算部92、平均误差率(Mrateave)运算部97、误差率差值(Mdif’)运算部98以及判定部95之类的各“～部”包括处理电路，该处理电路中包括电路、计算机、处理器、电路基板或者半导体装置等。另外，各“～部”可以使用共用的处理电路(同一处理电路)。或者，可以使用不同的处理电路(单独的处理电路)。接收部52、结束压力/温度运算部54、系统控制部58、压力恢复控制部61(阀控制部60和压缩机控制部62)、供给控制部63(分配器控制部64和阀控制部65)、组压力接收部66、分配器信息接收部67、输出部74、气体重量(Mi)运算部85、判定部86、设定部96、PVT填充量(Mpvtfil)运算部87、填充量误差(Mdiff)运算部89、判定部90、判定部91、记录/运算部92、平均误差率(Mrateave)运算部97、误差率差值(Mdif’)运算部98以及判定部95内所需的输入数据或运算出的结果每次都被存储于存储器51中。
另外，表示实施方式2的氢气的填充方法的主要部分工序的一部分的流程图与图5相同。
图9是表示实施方式2的氢气的填充方法的主要部分工序的其余部分的流程图。在图5和图9中，实施方式2的氢气的填充方法实施判定工序(S100)、FCV信息接收工序(S102)、罐内氢气重量运算工序(S104)、判定工序(S106)、初始重量设定工序(S108)、填充工序(S110)、PVT填充量运算工序(S112)、流量计填充量运算工序(S114)、填充量误差运算工序(S116)、判定工序(S118)、警报输出工序(S120)、判定工序(S126)、填充停止处理工序(S128)、记录/运算工序(S131)、平均误差率运算工序(S133)、差运算工序(S135)、判定工序(S137)、警报输出工序(S139)的作为一例的工序。
在实施方式2中，从判定工序(S100)到填充停止处理工序(S128)的各工序的内容与实施方式1相同。换言之，填充期间的流量计的故障诊断方法与实施方式1相同。在实施方式2中，对利用过去的实际状况数据进行的填充结束时的流量计的故障诊断方法进行说明。另外，下面，除了特别说明的点以外，其它内容与实施方式1相同。
作为记录/运算工序(S131)，记录/运算部92将使用科氏流量计计量出的填充结束时的计量填充量(Mme＝Mmeter)与使用燃料罐202的压力、温度及容积并通过PVT法运算出的填充结束时的PVT填充量(Mpvtfil＝Mpvtend)(运算填充量)作为实际状况数据来与填充日期时间的数据相关联地存储于存储装置86中。这一点与实施方式1相同。在实施方式2中，运算填充结束时的填充量误差率(Mrateend＝(Mme-Mpvtend)/Mpvtend×100)，同样地，将其作为实际状况数据来与填充日期时间的数据相关联地存储于存储装置86中。通过重复向数量不定的多个FCV车辆200填充氢气，来蓄积多个实际状况数据。其结果是，存储装置86存储在使用科氏流量计37计量出的填充结束时的计量填充量(Mme)与使用燃料罐202的压力、温度及容积运算出的填充结束时的PVT填充量(Mpvtend)(运算填充量)之间的、基于过去的多个实际状况数据得到的多个误差值。在此示出存储填充结束时的填充量误差率(Mrateend)来作为多个误差值的情况。
作为平均误差率运算工序(S133)，平均误差率(Mrateave)运算部97读出存储装置86中蓄积的过去每次进行氢填充的填充结束时的填充量误差率(Mrateend)，并运算填充量误差率(Mrateend)的平均值即平均误差率(Mrateave＝ΣMrateend/填充次数)。
作为差运算工序(S135)，误差率差值(Mdif’)运算部98运算基于过去的多个实际状况数据得到的多个误差率的统计值与本次的氢气的填充中的误差率之差即误差率差值(Mdif’)。在实施方式2中，误差率差值(Mdif’)运算部98从平均误差率(Mrateave)减去本次的氢气的填充结束时的填充量误差率(Mrateend)，来运算误差率差值(Mdif’)。
作为判定工序(S137)，判定部95利用在使用科氏流量计37计量出的填充结束时的计量填充量与使用燃料罐202的压力、温度及容积运算出的填充结束时的运算填充量之间的、在存储装置86中存储的基于过去的多个实际状况数据得到的多个误差值，将多个误差值与本次的氢气的填充结束时的误差值进行比较，来判定科氏流量计37有无故障，并且输出结果。在实施方式2中，根据基于过去的多个实际状况数据得到的多个误差率的统计值与本次的氢气的填充的误差率的差是否在容许范围，来判定科氏流量计有无故障。具体地说，判定部95判定运算出的误差率差值(Mdif’)是否在下限容许值β1’以上且上限容许值β2’以下的范围内。在误差率差值(Mdif’)偏离下限容许值β1’以上且上限容许值β2’以下的范围的情况下，进入警报输出工序(S139)。如果误差率差值(Mdif’)在下限容许值β1’以上且上限容许值β2’以下的范围内，则结束。
作为警报输出工序(S138)，输出部74在判定为科氏流量计37故障的情况下，在氢气的填充期间向分配器30输出表示科氏流量计37故障的警报。在分配器30中，将表示科氏流量计37故障的警报灯34点亮并且输出警报。
此外，在上述的例子中，将平均误差率(Mrateave)用作基于过去的多个实际状况数据得到的多个差值的统计值，但并不限于此。也可以不是平均值，例如是中央值。
另外，可以如上述那样运算作为实际状况数据被蓄积的全部的填充量误差率(Mrateend)的平均值，但并不限于此。例如，可以将10次填充作为1组，运算从过去的前110次至前11次填充的10组(100个数据)的填充量误差率(Mrateend)的平均值来作为平均误差率(Mrateave)。而且，构成为判定10组的填充量误差率(Mrateend)的平均值与从前10次到本次的1组的填充量误差率(Mrateend)的平均值之差是否在容许范围内也是优选的。
另外，适当设定下限容许值α1’、β1’和上限容许值α2’、β2’的各值即可。通过PVT法得到的运算填充量由于上述的燃料罐202的膨胀而产生偏差，因此计量填充量与通过PVT法得到的运算填充量的误差率通常不为零，存在规定的偏移量。考虑这一点来设定下限容许值α1’、β1’和上限容许值α2’、β2’的各值即可。
此外，如图9所示，作为变形例，也可以实施判定工序(S144)、警报输出工序(S145)、判定工序(S146)、警报输出工序(S147)来取代上述的判定工序(S137)和警报输出工序(S139)。
作为判定工序(S144)，判定部95判定运算出的误差率差值(Mdif’)是否为下限容许值β1’以上。如果误差率差值(Mdif’)为下限容许值β1’以上，则进入判定工序(S146)。在误差率差值(Mdif’)不为下限容许值β1’以上的情况下，进入警报输出工序(S145)。
作为警报输出工序(S145)，在误差率差值(Mdif’)不为下限容许值β1’以上的情况下，输出部74在氢气的填充期间向分配器30输出表示科氏流量计37故障的警报2。在分配器30中，将表示科氏流量计37故障的警报灯34点亮并且输出警报1。
作为判定工序(S146)，判定部95判定运算出的误差率差值(Mdif’)是否为上限容许值β2’以下。如果误差率差值(Mdif’)为上限容许值β2’以下，则结束。在误差率差值(Mdif’)不为上限容许值β2’以下的情况下，进入警报输出工序(S147)。
作为警报输出工序(S147)，在误差率差值(Mdif’)不为上限容许值β2’以下的情况下，输出部74在氢气的填充期间向分配器30输出表示科氏流量计37故障的警报2。在分配器30中，将表示科氏流量计37故障的警报灯35点亮并且输出警报2。
如以上那样，关于填充结束时的误差率差值(Mdif’)的判定处理也是，在误差率差值(Mdif’)不为上限容许值β2’以下的情况下，认为其原因是流量计37故障和从流量计37到燃料罐202的配管泄漏。另一方面，在误差率差值(Mdif’)不为下限容许值β1’以上的情况下，能够确定为流量计37故障。因而，与实施方式1同样地，通过分为上限和下限进行判定处理，并且区分警报的内容，能够容易地进行故障部位的确定。
如以上那样，根据实施方式2，能够使用误差率(例如百分比误差)持续地验证流量计37的精度。因而，能够避免在使用发生了故障的流量计37的情况下进行填充动作。
实施例3
在实施方式1中，判定在通过PVT法运算出的PVT填充量Mpvt与使用流量计37计量出的计量填充量(Mmeter)之间的差值同平均值之差是否在容许值范围内，但不限于此。在实施方式3中，对不使用平均值而将差值的偏差作为判定对象的情况进行说明。
表示实施方式3的氢站的氢填充系统的结构的结构图的一例与图1相同。
图10是表示实施方式3的控制氢填充系统整体的控制电路的内部结构的一例的结构图。在图10中，除了配置偏差(σ)运算部99来取代平均误差(Mdifave)运算部93和误差差值(Mdif.)运算部94这一点以外，与图2相同。在图10中，接收部52、结束压力/温度运算部54、系统控制部58、压力恢复控制部61(阀控制部60和压缩机控制部62)、供给控制部63(分配器控制部64和阀控制部65)、组压力接收部66、分配器信息接收部67、输出部74、气体重量(Mi)运算部85、判定部86、设定部96、PVT填充量(Mpvtfil)运算部87、填充量误差(Mdiff)运算部89、判定部90、判定部91、记录/运算部92、偏差(σ)运算部99以及判定部95之类的各“～部”包括处理电路，该处理电路中包括电路、计算机、处理器、电路基板或者半导体装置等。另外，各“～部”可以使用共用的处理电路(同一处理电路)。或者，可以使用不同的处理电路(单独的处理电路)。接收部52、结束压力/温度运算部54、系统控制部58、压力恢复控制部61(阀控制部60和压缩机控制部62)、供给控制部63(分配器控制部64和阀控制部65)、组压力接收部66、分配器信息接收部67、输出部74、气体重量(Mi)运算部85、判定部86、设定部96、PVT填充量(Mpvtfil)运算部87、填充量误差(Mdiff)运算部89、判定部90、判定部91、记录/运算部92、偏差(σ)运算部99以及判定部95内所需的输入数据或运算出的结果每次都被存储于存储器51中。
另外，表示实施方式3的氢气的填充方法的主要部分工序的一部分的流程图与图5相同。
图11是表示实施方式3的氢气的填充方法的主要部分工序的其余部分的流程图。在图5和图11中，实施方式3的氢气的填充方法实施判定工序(S100)、FCV信息接收工序(S102)、罐内氢气重量运算工序(S104)、判定工序(S106)、初始重量设定工序(S108)、填充工序(S110)、PVT填充量运算工序(S112)、流量计填充量运算工序(S114)、填充量误差运算工序(S116)、判定工序(S118)、警报输出工序(S120)、判定工序(S126)、填充停止处理工序(S128)、记录/运算工序(S130)、偏差(σ)运算工序(S150)、判定工序(S152)以及警报输出工序(S154)的作为一例的工序。
在实施方式3中，从判定工序(S100)到记录/运算工序(S130)的各工序的内容与实施方式1相同。换言之，填充期间的流量计的故障诊断方法与实施方式1相同。在实施方式3中，对使用过去的实际状况数据进行的填充结束时的流量计的故障诊断方法进行说明。另外，下面，除了特别说明的点以外，其它内容与实施方式1相同。
作为偏差(σ)运算工序(S150)，偏差(σ)运算部99基于包括本次的氢气的填充中的差值在内的、最近的过去的多个实际状况数据，来运算多个差值的偏差。例如，基于包括本次的氢气的填充中的差值在内的、最近的过去的多个实际状况数据，来运算多个差值的标准偏差。
作为判定工序(S152)，判定部95使用本次的氢气的填充结束时的误差值和存储装置86中存储的基于过去的多个实际状况数据得到的多个误差值，来判定科氏流量计37有无故障。在实施方式3中，根据基于包括本次的氢气的填充中的差值在内的、最近的过去的多个实际状况数据得到的多个差值的偏差是否在容许范围内，来判定科氏流量计37有无故障。具体地说，判定部95判定表示运算出的偏差的程度的指数(例如标准偏差)是否为容许值γ以下。如果表示偏差的程度的指数σ(例如标准偏差)为容许值γ以下，则结束。在表示偏差的程度的指数σ(例如标准偏差)不为容许值γ以下的情况下，进入警报输出工序(S154)。例如，在标准偏差超过了容许值γ(γ＝1.2～1.7)的情况下，视作异常并输出警报。
作为警报输出工序(S154)，在表示偏差的程度的指数σ(例如标准偏差)不为容许值γ以下的情况下，输出部74在氢气的填充期间向分配器30输出表示科氏流量计37故障的警报2。在分配器30中，将表示科氏流量计37故障的警报灯34点亮并且输出警报。
如以上那样，在实施方式3中，以偏差为指标来进行判定，因此能够节省通过实验等求出具体的差容许值、误差率容许值的工夫。
另外，也可以使用如上述那样作为实际状况数据被蓄积的全部的填充量误差来运算偏差，但不限于此。例如，可以将10次填充作为1组，运算从过去的前110次到前11次填充的10组(100个数据)的填充量误差的标准偏差。而且，构成为判定与从前10次到本次的标准偏差之间的差是否在容许范围内也是优选的。
如以上那样，根据实施方式3，能够使用偏差持续地验证流量计37的精度。因而，能够避免在使用发生了故障的流量计37的情况下进行填充动作。
根据以上的各实施方式，能够提前探测科氏流量计37的异常状态，不会置之不理。另外，反而能够确认的是，只要不出现警报，就可以将精度保持很多年。
以上参照具体例对实施方式进行了说明。但是，本发明并不限定于这些具体例。例如，在上述的例子中示出使用包括三个蓄压器10、12、14的多级蓄压器101对一台FCV车辆进行氢燃料的填充的情况，但并不限于此。也能够根据蓄压器10、12、14的容积等在对一台FCV车辆进行的填充中使用更多的蓄压器。或者，相反地，有时能够通过两台蓄压器对一台FCV车辆进行填充。
另外，关于装置结构、控制方法等，关于本发明的说明不直接需要的部分等省略了记载，但能够适当选择来使用需要的装置结构、控制方法。
此外，具备本发明的要素且本领域人员能够适当设计、变更的全部的计量器的流量故障诊断方法和氢填充装置包括在本发明的范围内。
产业上的可利用性
关于计量器的流量计故障诊断方法和氢填充装置，例如能够利用于针对以氢站的氢气为动力源的汽车的氢气填充装置中。
附图标记说明
10、12、14：蓄压器；11、13、15、27、28：压力计；21、22、23、24、25、26：阀；29：温度计；30：分配器；31：温度计；32：冷却器；33：流量调整阀；36：切断阀；37：流量计；38：切断阀；40：压缩机；41：紧急脱离联接器；43：控制电路；50：通信控制电路；51：存储器；52：接收部；54：结束压力/温度运算部；58：系统控制部；60、65：阀控制部；61：压力恢复控制部；62：压缩机控制部；63：供给控制部；64：分配器控制部；66：组压力接收部；67：分配器信息接收部；74：输出部；80、84、86：存储装置；81：转换表；83：校正表；85：Mi运算部；86：判定部；87：Mpvtfil运算部；89：Mdiff运算部；90：判定部；91：判定部；92：记录/运算部；93：Mdifave运算部；94：Mdif.运算部；95：判定部；96：设定部；97：Mrateave运算部；98：Mdif’运算部；99：σ运算部；100：控制电路；101：多级蓄压器；102：氢站；104：压力恢复机构；106：供给部；200：FCV车辆；202：燃料罐；204：车载器；206：压力计；207：温度计；500：氢填充系统。

Claims (8)

1.一种计量器的流量计故障诊断方法，其特征在于，
使用流量计来计量向以氢气为动力源的汽车的罐填充氢气的情况下的氢气的填充量，
接收所述罐的压力、温度以及容积的信息，
使用所述罐的压力、温度以及容积来运算从所述计量器向所述罐进行的氢气填充结束时的填充量，
利用本次的氢气填充结束时的误差值以及在计量填充量与运算填充量之间的、在存储装置中存储的基于过去的多个实际状况数据得到的多个误差值，来判定所述流量计有无故障，并且输出结果，其中，所述计量填充量是使用所述流量计计量出的填充结束时的填充量，所述运算填充量是使用所述罐的压力、温度以及容积运算出的填充结束时的填充量。
2.一种计量器的流量计故障诊断方法，其特征在于，
使用流量计来计量向以氢气为动力源的汽车的罐填充氢气的情况下的填充期间的氢气的填充量，
使用所述填充期间的所述罐的压力、温度以及容积来运算从所述计量器向所述罐填充的氢气的填充量，
在所述填充期间，将运算出的所述填充量与在相同的定时计量出的所述填充量进行比较，根据比较结果来判定所述流量计有无故障，并且输出结果。
3.根据权利要求1所述的计量器的流量计故障诊断方法，其特征在于，
将从进行所述计量得到的填充量减去进行所述运算得到的填充量所得到的差值用作所述误差值，
根据基于所述过去的多个实际状况数据得到的多个差值的统计值与所述本次的氢气填充期间的差值之差是否为容许范围内，来判定所述流量计有无故障。
4.根据权利要求1所述的计量器的流量计故障诊断方法，其特征在于，
将进行所述计量得到的填充量相对于进行所述运算得到的填充量的误差率用作所述误差值，
根据基于所述过去的多个实际状况数据得到的多个误差率的统计值与所述本次的氢气填充期间的误差率之差是否为容许范围内，来判定所述流量计有无故障。
5.根据权利要求1所述的计量器的流量计故障诊断方法，其特征在于，
将从进行所述计量得到的填充量减去进行所述运算得到的填充量所得到的差值用作所述误差值，
根据基于将所述本次的氢气填充期间的差值包括在内的、最近的过去的多个实际状况数据得到的多个差值的偏差是否为容许范围内，来判定所述流量计有无故障。
6.根据权利要求1所述的计量器的流量计故障诊断方法，其特征在于，
所述流量计为科氏流量计。
7.一种氢填充装置，其特征在于，具备：
计量器，其使用流量计来计量向以氢气为动力源的汽车的罐填充氢气的情况下的氢气的填充量；
接收部，其接收所述罐的压力、温度以及容积的信息；
填充量运算部，其使用所述罐的压力、温度以及容积来运算从所述计量器向所述罐进行的氢气填充结束时的填充量；
存储装置，其存储在计量填充量与运算填充量之间的、基于过去的多个实际状况数据得到的多个误差值，其中，所述计量填充量是使用所述流量计计量出的填充结束时的填充量，所述运算填充量是使用所述罐的压力、温度以及容积运算出的填充结束时的填充量；
判定部，其使用本次的氢气填充结束时的误差值和所述存储装置中存储的基于过去的多个实际状况数据得到的多个误差值，来判定所述流量计有无故障；以及
输出部，其输出表示所述流量计故障的警报。
8.一种氢填充装置，其特征在于，具备：
计量器，其使用流量计来计量向以氢气为动力源的汽车的罐填充氢气的情况下的填充期间的氢气的填充量；
填充量运算部，其使用所述填充期间的所述罐的压力、温度以及容积来运算从所述计量器向所述罐填充的氢气的填充量；以及
判定部，其在所述填充期间将运算出的所述填充量与在相同的定时计量出的所述填充量进行比较，根据比较结果来判定所述流量计有无故障；以及
输出部，其在判定出所述流量计故障的情况下，在氢气填充期间输出表示所述流量计故障的警报。
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