JP2003104498A - 車両用燃料装置及び燃料充填設備並びに燃料充填システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料充填時の車両と燃料充填設備との間の接
続作業を簡単化して、作業効率を高めることができる車
両用燃料装置及び燃料充填設備並びに燃料充填システム
を提供する。 【解決手段】 車両用燃料装置２の燃料レセプタクル９
と容器元弁４との間は、途中に遮断弁１１が設けられた
充填配管１０が布設されている。燃料レセプタクル９
は、水素充填設備３１と、接地信号及び状態信号の伝送
を行うための電気信号コネクタ１３が一体化されてい
る。電気信号コネクタ１３からは、アース線１４及び状
態信号線１５が制御部であるコントローラ１６に接続さ
れている。水素充填設備３１は、充填配管３５、アース
線３９及び状態信号線４０が一体化された燃料充填ライ
ン３２を備え、その先端部には、充填ノズル３３と一体
化された電気信号コネクタ４１が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料を車両と燃料
充填設備との間で移送する際の操作性及び安全性を向上
させた車両用燃料装置及び燃料充填設備並びに燃料充填
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、燃料や引火性の流体等をホース
で移送する際に、静電気スパークによる引火を防止する
ため、アース線を接続して接地を行うことが知られてい
る。例えば、特開平９−１４２５８９号公報には、タン
クローリー車のアース接続装置が開示されている。この
従来技術によれば、ローリー車側コネクタと車体の間に
はアース線が布設される。ローリー車側コネクタのアー
ス電極は、給油所側コネクタのアース電極に接続される
ことにより、ローリー車の車体が接地される。これによ
り、ローリー車から給油所の地下タンクに荷卸しする際
の静電気発生が防止される。

【０００３】同様に、水素を燃料とする水素エンジン車
両や燃料電池車両に水素充填設備から水素を充填する際
にも接地が必要となり、従来の方法では燃料ホースの接
続とは別にアース線の接続を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水素を
車両に供給する場合、燃料充填コネクタの他に、接地の
ための専用の配線に加えて、車両側から燃料供給設備側
に、燃料供給制御を行うための圧力や温度などの状態信
号をやり取りするための電気信号コネクタが必要とな
り、その結果、充填作業時に電気信号コネクタ、充填コ
ネクタと複数のコネクタを作業者が繋ぐことを要求さ
れ、コスト向上となる上、同時に接続箇所が増えること
で、接続忘れ、接続不良などが発生する恐れがあるとい
う問題点があった。

【０００５】また、燃料充填ラインの供給制御には逆止
弁を用いる場合が一般的であり、燃料遮断に関しては設
備側が独立して制御しているため、車両側から行おうと
する場合には、特別な制御回路と配線が必要となってい
た。同時に、設備故障については、設備側の履歴でしか
判断できなかった。

【０００６】以上の問題点に鑑み本発明の目的は、燃料
充填時の車両と燃料充填設備との間の接続作業を簡単化
して、作業効率を高めることができる車両用燃料装置及
び燃料充填設備並びに燃料充填システムを提供すること
である。

【０００７】また本発明の目的は、燃料供給時に確実に
接地され、安全性が確保される車両用燃料装置及び燃料
充填設備並びに燃料充填システムを提供することであ
る。

【０００８】さらに本発明の目的は、燃料供給時に異常
な状態が検出されたとき、確実に燃料遮断を行って、不
適切な燃料供給を防止することができる燃料充填システ
ムを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記目的を達成するために、車両外部の燃料充填設備か
ら燃料充填ラインを介して供給される燃料を車両に搭載
された燃料容器に充填する車両用燃料装置において、前
記燃料充填設備と前記車両との間に接地信号及び状態信
号を接続するための車両側の電気信号コネクタと、前記
燃料充填ラインが接続される車両側の燃料レセプタクル
とを一体化したことを要旨とする。

【００１０】請求項２記載の発明は、上記目的を達成す
るために、請求項１記載の車両用燃料装置において、前
記電気信号コネクタを介して前記車両と前記燃料供給設
備との間に接地信号の接続が確立されると開状態とする
ことができる電磁遮断弁を前記燃料レセプタクルと前記
燃料容器との間に備えたことを要旨とする。

【００１１】請求項３記載の発明は、上記目的を達成す
るために、請求項２記載の車両用燃料装置において、前
記状態信号に基づいて異常が判定された場合には、前記
電磁遮断弁を閉じるように制御するか、或いは前記燃料
充填設備に設けられた電磁遮断弁を閉じるための制御信
号を送出するかの少なくとも一方を行うことを要旨とす
る。

【００１２】請求項４記載の発明は、上記目的を達成す
るために、車両に設けられた車両用燃料装置に燃料充填
ラインを介して燃料を充填する燃料充填設備において、
該燃料充填設備と前記車両用燃料装置との間に接地信号
及び状態信号を接続するための通信ラインと、前記燃料
充填ラインとを一体化するとともに、前記通信ラインの
先端部に設けられた電気信号コネクタと、前記燃料充填
ラインの先端部に設けられた充填ノズルとを一体化した
ことを要旨とする。

【００１３】請求項５記載の発明は、上記目的を達成す
るために、請求項４記載の燃料充填設備において、前記
電気信号コネクタを介して前記車両と前記燃料供給設備
との間に接地信号の接続が確立されると開状態とするこ
とができる電磁遮断弁を前記燃料充填ラインに備えたこ
とを要旨とする。

【００１４】請求項６記載の発明は、上記目的を達成す
るために、請求項５記載の燃料充填設備において、前記
状態信号に基づいて異常が判定された場合には、前記電
磁遮断弁を閉じるように制御するか、或いは前記車両用
燃料装置に設けられた電磁遮断弁を閉じるための制御信
号を送出するかの少なくとも一方を行うことを要旨とす
る。

【００１５】請求項７記載の発明は、上記目的を達成す
るために、請求項２または請求項３記載の車両用燃料装
置と請求項５または請求項６記載の燃料充填設備とを備
えた燃料充填システムであって、前記状態信号に基づい
て異常が判定された場合には、前記車両用燃料装置の電
磁遮断弁または前記燃料充填設備の電磁遮断弁、あるい
は双方の電磁遮断弁を閉じるように制御することを要旨
とする。

【００１６】請求項８記載の発明は、上記目的を達成す
るために、請求項２または請求項３記載の車両用燃料装
置と請求項５または請求項６記載の燃料充填設備とを備
えた燃料充填システムであって、前記車両用燃料装置
と、前記燃料充填設備との双方にそれぞれコントローラ
を備え、一方のコントローラで異常が判定された場合に
は、他方のコントローラで燃料充填制御を行い、他方の
コントローラでも異常が判定された場合には、前記車両
用燃料装置の電磁遮断弁または前記燃料充填設備の電磁
遮断弁、あるいは双方の電磁遮断弁を閉じるように制御
することを要旨とする。

【００１７】請求項９記載の発明は、上記目的を達成す
るために、車両に搭載された燃料容器から車両外部の燃
料回収設備へ燃料回収ラインを介して燃料を放出する車
両用燃料装置において、前記燃料回収設備と前記車両と
の間に接地信号及び状態信号を接続するための車両側の
電気信号コネクタと、前記燃料回収ラインが接続される
車両側の燃料レセプタクルとを一体化したことを要旨と
する。

【００１８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、車両外部
の燃料充填設備から燃料充填ラインを介して供給される
燃料を車両に搭載された燃料容器に充填する車両用燃料
装置において、前記燃料充填設備と前記車両との間に接
地信号及び状態信号を接続するための車両側の電気信号
コネクタと、前記燃料充填ラインが接続される車両側の
燃料レセプタクルとを一体化したことにより、車両と燃
料充填設備間の接地を燃料コネクタの接続のみで行うこ
とができ、車両用燃料装置の構成が簡単になりコストが
低減できるとともに、燃料充填作業の効率が向上すると
いう効果がある。

【００１９】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、前記電気信号コネクタを介し
て前記車両と前記燃料供給設備との間に接地信号の接続
が確立されると開状態とすることができる電磁遮断弁を
前記燃料レセプタクルと前記燃料容器との間に備えるよ
うにしたので、燃料充填時には確実に接地が確立される
という効果がある。

【００２０】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の発明の効果に加えて、前記状態信号に基づいて異常
が判定された場合には、前記電磁遮断弁を閉じるように
制御するか、或いは前記燃料充填設備に設けられた電磁
遮断弁を閉じるための制御信号を送出するかの少なくと
も一方を行うようにしたので、燃料充填時に異常な状態
が発生した場合には、電磁遮断弁を閉じて確実に燃料充
填を中止することができるので、不適切な状態で燃料が
車両に供給されることを確実に防止することができると
いう効果がある。

【００２１】請求項４記載の発明によれば、車両に設け
られた車両用燃料装置に燃料充填ラインを介して燃料を
充填する燃料充填設備において、該燃料充填設備と前記
車両用燃料装置との間に接地信号及び状態信号を接続す
るための通信ラインと、前記燃料充填ラインとを一体化
するとともに、前記通信ラインの先端部に設けられた電
気信号コネクタと、前記燃料充填ラインの先端部に設け
られた充填ノズルとを一体化したことにより、車両と燃
料充填設備間の接地を充填コネクタの接続のみで行うこ
とができ、燃料充填設備の構成が簡単になりコストが低
減できるとともに、燃料充填作業の効率が向上するとい
う効果がある。

【００２２】請求項５記載の発明によれば、請求項４記
載の発明の効果に加えて、前記電気信号コネクタを介し
て前記車両と前記燃料供給設備との間に接地信号の接続
が確立されると開状態とすることができる電磁遮断弁を
前記燃料充填ラインに備えるようにしたので、燃料充填
時には確実に接地が確立されるという効果がある。

【００２３】請求項６記載の発明によれば、請求項５記
載の発明の効果に加えて、前記状態信号に基づいて異常
が判定された場合には、前記電磁遮断弁を閉じるように
制御するか、或いは前記車両用燃料装置に設けられた電
磁遮断弁を閉じるための制御信号を送出するかの少なく
とも一方を行うようにしたので、燃料充填時に異常な状
態が発生した場合には、電磁遮断弁を閉じて確実に燃料
充填を中止することができるので、不適切な状態で燃料
が車両に供給されることを確実に防止することができる
という効果がある。

【００２４】請求項７記載の発明によれば、請求項２ま
たは請求項３記載の車両用燃料装置と請求項５または請
求項６記載の燃料充填設備とを備えた燃料充填システム
であって、前記状態信号に基づいて異常が判定された場
合には、前記車両用燃料装置の電磁遮断弁または前記燃
料充填設備の電磁遮断弁、あるいは双方の電磁遮断弁を
閉じるように制御するようにしたので、燃料充填時に異
常な状態が発生した場合には、電磁遮断弁を閉じて確実
に燃料充填を中止することができるので、不適切な状態
で燃料が車両に供給されることを確実に防止することが
できるという効果がある。

【００２５】請求項８記載の発明によれば、請求項２ま
たは請求項３記載の車両用燃料装置と請求項５または請
求項６記載の燃料充填設備とを備えた燃料充填システム
であって、前記車両用燃料装置と、前記燃料充填設備と
の双方にそれぞれコントローラを備え、一方のコントロ
ーラで異常が判定された場合には、他方のコントローラ
で燃料充填制御を行い、他方のコントローラでも異常が
判定された場合には、前記車両用燃料装置の電磁遮断弁
または前記燃料充填設備の電磁遮断弁、あるいは双方の
電磁遮断弁を閉じるように制御するので、車両側コント
ローラと設備側コントローラの比較により、コントロー
ラの異常か、燃料状態の異常かを確実に判定し、一方の
コントローラの異常時には他方のコントローラで燃料充
填を行えるので、必要以上に燃料充填が中止されること
を防止することができるという効果がある。

【００２６】請求項９記載の発明によれば、車両に搭載
された燃料容器から車両外部の燃料回収設備へ燃料回収
ラインを介して燃料を放出する車両用燃料装置におい
て、前記燃料回収設備と前記車両との間に接地信号及び
状態信号を接続するための車両側の電気信号コネクタ
と、前記燃料回収ラインが接続される車両側の燃料レセ
プタクルとを一体化したことにより、車両と燃料回収設
備間の接地を燃料コネクタの接続のみで行うことがで
き、車両用燃料装置の構成が簡単になりコストが低減で
きるとともに、燃料回収作業の効率が向上するという効
果がある。

【００２７】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。以下の実施形態では、特
に限定されないが高圧水素ガスを燃料とする燃料電池車
両の車両用燃料装置及び燃料充填設備並びに燃料充填シ
ステムについて説明する。また、説明の簡単化のため
に、車両と燃料充填設備との間で通信する状態信号は、
ガス温度及びガス圧力とし、車両に搭載する燃料容器は
１本とする。

【００２８】〔第１実施形態〕図１は、本発明に係る車
両用燃料装置及び燃料充填設備を用いた燃料充填システ
ムの第１実施形態の構成を示すシステム構成図である。
図１において、燃料充填システム１は、図示しない車両
に搭載された車両用燃料装置２と、車両用燃料装置２へ
燃料を供給する燃料充填設備としての水素充填設備３１
とを備えている。

【００２９】車両用燃料装置２において、燃料容器３
は、燃料としての水素ガスを高圧で貯蔵する容器であ
る。燃料容器３には、燃料充填時の入口となる容器元弁
４と、図外の燃料電池へ水素ガスを供給する供給ライン
５の開閉を行う遮断弁６と、高温時に溶解して燃料容器
３内のガスを放出する溶栓弁７とが設けられている。供
給ライン５には、高圧水素ガスの圧力を図外の調圧弁に
よる圧力制御可能なレベルまで低下させる減圧弁８が設
けられている。

【００３０】また車体表面には、図示しない開閉可能な
フューエルリッドが設けられ、フューエルリッドの内部
には、燃料レセプタクル９が設けられている。燃料レセ
プタクル９と容器元弁４との間は、充填配管１０が布設
されている。充填配管１０の途中には電磁制御の遮断弁
（電磁遮断弁）１１が設けられているとともに、燃料レ
セプタクル９の中には、逆止弁１２が内蔵されている。

【００３１】燃料レセプタクル９は、水素充填設備３１
と、接地信号及び状態信号の伝送を行うための電気信号
コネクタ１３が一体化されている。電気信号コネクタ１
３からは、アース線１４及び状態信号線１５が充填配管
１０に沿って容器元弁４の近傍まで引き込まれた後、充
填配管１０と分離して、車両用燃料装置２の制御部であ
るコントローラ１６に接続されている。

【００３２】また、燃料容器３には、その内部圧力を検
出して圧力信号を出力する圧力計１７と、その内部温度
を検出して温度信号を出力する温度計１８とが設けられ
ており、それぞれの信号は、コントローラ１６へ入力さ
れている。コントローラ１６は、入力された圧力信号、
温度信号を状態信号線１５を介して、水素充填設備３１
へ出力できるようになっている。さらに、コントローラ
１６は、駆動線１９を介して、遮断弁１１の開閉制御を
行うリレー２０の駆動を行う。

【００３３】水素充填設備３１は、図示しない高圧ポン
プで加圧した水素を遮断弁３４を介して充填配管３５の
先端部に設けられた充填ノズル３３から車両用燃料装置
２の燃料レセプタクル９へ供給可能となっている。充填
配管３５には、水素圧力を検出する圧力計３６、温度を
検出する温度計３７が設けられ、それぞれ圧力信号、温
度信号を水素充填設備３１の制御部であるコントローラ
３８へ出力する。

【００３４】また、コントローラ３８には、充填配管３
５と一体化されたアース線３９及び状態信号線４０のそ
れぞれの一端が接続され、これらの他端は、充填ノズル
３３と一体化された電気信号コネクタ４１に接続されて
いる。

【００３５】これにより、水素充填設備３１の燃料充填
ライン３２の先端部に設けられた充填ノズル３３が車両
用燃料装置２の燃料レセプタクル９に接続されると、水
素充填設備３１の電気信号コネクタ４１も車両用燃料装
置２の電気信号コネクタ１３に同時に接続され、充填配
管１０、３５の接続と同時に、アース線１４、３９及び
状態信号線１５、４０の接続が確立される。

【００３６】図２は、燃料レセプタクル９と充填ノズル
３３との接続の様子を模式的に示す図である。燃料レセ
プタクル９は、図２（ａ）の正面図、図２（ｂ）の断面
図に示すように、円形断面を有する充填配管１０の外周
部に同軸状に、アース線１４、絶縁層８２、状態信号線
１５、外被８１が順次積層されたように設けられ、燃料
レセプタクル９の端部は、アース線１４及び状態信号線
１５の電気信号コネクタ１３と一体化されている。そし
て、図示しないフューエルリッドが開かれると、車体外
板８０に設けられた開口部から燃料レセプタクル９が露
出するようになっている。

【００３７】一方、燃料充填ライン３２の先端部に設け
られた充填ノズル３３は、円形断面を有する充填配管３
５の外側に、アース線３９、絶縁層４７、状態信号線４
０、外被４８が同軸状に設けられている。充填ノズル３
３は、それぞれアース線３９、状態信号線４０がバネ４
５、４６により連結されていて、アース線３９及び状態
信号線４０の電気信号コネクタ４１と軸方向に可動なよ
うに一体化されている。

【００３８】これにより、燃料レセプタクル９と充填ノ
ズル３３とを接続すると、充填配管１０と充填配管３５
との接続と同時に、電気信号コネクタ１３と電気信号コ
ネクタ４１とが接続され、燃料充填ラインの接続と同時
にアース線及び状態信号線の接続が確立されることにな
る。

【００３９】従って、燃料用のコネクタと電気信号用の
コネクタとを別々に設ける必要も無く、簡素な構成にな
り、接続忘れや接続不良などのトラブルの恐れが低減し
ている。また、図２（ｃ）、（ｄ）に示すように、燃料
レセプタクル９と充填ノズル３３との嵌合時には、構造
上、先に状態信号線４０と１５、アース線３９と１４が
繋がるので、充填配管接続時には確実に信号及びアース
ラインが繋がっているため、確実な接地ができる。

【００４０】充填配管１０に設置された電磁制御の遮断
弁１１は、リレー２０により駆動されるノーマルクロー
ズ型である。車両用燃料装置２のコントローラ１６は、
アース線１４とアース線３９の接続で接地が確立される
と起動され、駆動線１９を介してリレー２０を駆動する
ことにより、遮断弁１１が開かれる。

【００４１】こうして、充填ノズル３３及び燃料レセプ
タクル９の嵌合により初めて遮断弁１１は開となり、燃
料充填ラインが繋がり、充填可能となる。

【００４２】図３は、第１実施形態における高圧水素充
填作業の流れを説明するフローチャートである。

【００４３】まず、ステップＳ１０において、水素充填
設備３１の充填ノズル３３を車両用燃料装置２の燃料レ
セプタクル９に接続する。これと同時に車両用燃料装置
２のコントローラ１６は、アース線が接地されたかどう
かを判定し、接地されていれば、ステップＳ１２へ進
む。接地されていなければ、充填不可として、遮断弁１
１の閉じた状態を保持して、終了する。

【００４４】ステップＳ１２ではコントローラ１６が起
動し、ステップＳ１３ではコントローラ１６が遮断弁１
１のリレー２０を駆動する。これにより、ステップＳ１
４で遮断弁１１が開駆動され、ステップＳ１５で充填経
路が開となる。以下、充填プロセスが開始される。

【００４５】〔第２実施形態〕次に、本発明に係る車両
用燃料装置及び燃料充填設備を用いた燃料充填システム
の第２実施形態を説明する。第２実施形態の構成は、図
１に示した第１実施形態と同様である。第２実施形態で
は、第１の実施形態での充填配管１０に設置された遮断
弁１１を駆動する信号に、温度、圧力等の状態信号を用
いる点に特徴がある。本実施形態では、説明の簡略化の
ため、状態信号として、圧力及び温度を例にして説明す
る。

【００４６】圧力計１７が検出したアナログ圧力検出信
号、温度計１８が検出したアナログ温度検出信号は、コ
ントローラ１６にそれぞれ入力される。コントローラ１
６は、内蔵するＤＳＰ等の素子を用いて、それぞれ圧力
値、温度値に対して、反比例するパルス幅を有するＰＷ
Ｍ信号を出力する構成とする。

【００４７】図４は、アナログ圧力（温度）信号からＰ
ＷＭ信号への変化を説明する図であり、（ａ）圧力（温
度）とＰＷＭのデューティとの関係を示すグラフ、
（ｂ）低圧力時のＰＷＭ信号の波形例、（ｃ）高圧力時
のＰＷＭ信号の波形例をそれぞれ示す。圧力（温度）の
許容領域の下限の圧力（温度）は、デューティ１００％
のＰＷＭ信号に変換され、圧力（温度）の許容領域の上
限の圧力（温度）は、遮断弁動作下限値のデューティを
有するＰＷＭ信号に変換される。

【００４８】通常時には、ＰＷＭ信号のパルス幅が遮断
弁１１の開条件のパルス幅以上であり、遮断弁１１は開
状態を維持し続けられる。

【００４９】状態異常時、例えば圧力が所定の値より高
くなった場合を考える。このとき、ＰＷＭ信号の出力パ
ルス幅が開条件のパルス幅以下に下がることで、遮断弁
１１の閉条件となり、遮断弁１１が閉じることで、燃料
供給系を閉鎖する。

【００５０】図５は、本発明の第２実施形態の動作を説
明するフローチャートである。第１実施形態では、アー
ス線が接続され接地が確立されると遮断弁を開くように
制御していたが、第２実施形態では、接地確立後、車両
用燃料装置２に設けられた圧力計１７、温度計１８の検
出信号をコントローラ１６がＰＷＭ変換して、ＰＷＭ信
号と遮断弁駆動閾値とを比較し、閾値を超えていれば遮
断弁１１を開くように制御する点が異なっている。

【００５１】図５の遮断弁駆動信号の処理において、ま
ずステップＳ２０で、車両用燃料装置２のコントローラ
１６が圧力計１７と温度計１８のそれぞれの検出信号を
入力する。次いで、ステップＳ２１で、圧力検出値、温
度検出値をそれぞれＰＷＭ変換する。ステップＳ２２
で、それぞれ圧力、温度を示すパルス幅を有するＰＷＭ
信号を出力する。

【００５２】ステップＳ２３では、ＰＷＭ信号出力のデ
ューティと、予め記憶した遮断弁駆動閾値とを比較し、
ＰＷＭ信号出力のデューティが遮断弁駆動閾値を超えて
いれば、ステップＳ２４へ進んで、遮断弁１１を開く。
ＰＷＭ信号出力のデューティが遮断弁駆動閾値を超えて
いなければ、遮断弁１１を開くことなく、閉じた状態を
継続する。

【００５３】尚、一旦遮断弁１１を開とした後、一定時
間毎に図５に示したルーチンを実行し、圧力、温度が遮
断弁駆動閾値以下となると、遮断弁１１を閉じるように
制御する。

【００５４】以上により、圧力、温度の異常時は、特別
な制御を行うことなく、遮断弁１１を遮断できる。本実
施形態では、状態信号として、圧力信号、温度信号を例
にしたが、その他の状態信号、例えば、湿度、外気温等
に関しても同様の処理を行うことができる。

【００５５】〔第３実施形態〕次に、本発明に係る車両
用燃料装置及び燃料充填設備を用いた燃料充填システム
の第３実施形態を説明する。第３実施形態の構成は、図
１に示した第１実施形態と同様である。第３実施形態で
は、第１の実施形態での充填配管１０に設置された遮断
弁１１を駆動する信号に、車両用燃料装置２と水素充填
設備３１との間でやり取りする温度、圧力等の状態信号
をＰＷＭ信号に変換したものを用いる点に特徴がある。

【００５６】本実施形態では、第１の実施形態での充填
配管１０に設置された遮断弁１１を駆動する信号とし
て、通常は車両用燃料装置２と水素充填設備３１との間
でやり取りする温度、圧力等の状態信号を車両用燃料装
置２のコントローラ１６でＰＷＭ処理変換したものを用
いる。尚、湿度、外気温などのパラメータも在るが、簡
略化のため、ガス温度（以下、温度）、圧力の２パラメ
ータで説明する。

【００５７】車両用燃料装置２の圧力計１７、温度計１
８でそれぞれ検出されたアナログ圧力信号、アナログ温
度信号は、車両用燃料装置２のコントローラ１６に入力
される。コントローラ１６は、アナログ圧力信号及びア
ナログ温度信号をそれぞれＰＷＭ信号に変換し、変換後
のＰＷＭ信号の組み合わせが、ガス定数で定義される温
度−圧力マップ領域から逸脱する異常値を示した場合、
車両用燃料装置２側のコントローラ１６でのＰＷＭ処理
を中止する。

【００５８】そして、水素充填設備３１側の圧力計３７
及び温度計３８のそれぞれの検出信号を水素充填設備３
１側のコントローラ３８でＰＷＭ処理された値と、ガス
定数で定義される温度−圧力マップ領域とを比較し、更
に設備側信号も異常である場合には、燃料充填系のエラ
ーと判断し、遮断弁１１を閉制御する。

【００５９】図６は、本発明の第３実施形態の動作を説
明するフローチャートである。同図において、まず、ス
テップＳ３０で、車両用燃料装置２の圧力計１７及び温
度計１８の各検出値をコントローラ１６へ入力する。ス
テップＳ３１で、圧力、温度をＰＷＭ信号に変換する。
ステップＳ３２で、各ＰＷＭ信号を出力する。ステップ
Ｓ３３で、圧力、温度を示すＰＷＭ信号の組み合わせ
を、ガス定数で決まる温度圧力マップ（図７参照）と比
較し、ステップＳ３４で正常範囲であるか否かを判定す
る。正常範囲内である場合には、車両用燃料装置２のコ
ントローラ１６で変換したＰＷＭ信号を用いて、遮断弁
１１の開閉を制御する。

【００６０】ステップＳ３４の判定で、ＰＷＭ信号の組
み合わせが、ガス定数で決まる温度圧力マップの異常範
囲（例えば、温度が低いのに圧力が異常に高い例や、圧
力が低いのに温度が異常に高い例など）である場合、水
素充填設備３１側の圧力計３６及び温度計３７の検出値
を使うべく、ステップＳ３５以下の水素充填設備３１の
コントローラ３８へ制御を移す。

【００６１】ステップＳ３５では、水素充填設備３１の
コントローラ３８が、水素充填設備３１の圧力計３６及
び温度計３７の検出値を入力する。ステップＳ３６で、
圧力、温度をＰＷＭ信号に変換する。ステップＳ３７
で、各ＰＷＭ信号を出力する。ステップＳ３８で、圧
力、温度を示すＰＷＭ信号の組み合わせを、ガス定数で
決まる温度圧力マップ（図７参照）と比較し、ステップ
Ｓ３９で正常範囲であるか否かを判定する。正常範囲内
である場合には、ステップＳ４０で、車両用燃料装置２
の異常履歴を記憶し、水素充填設備３１のコントローラ
３８で変換したＰＷＭ信号を用いて、遮断弁１１の開閉
を制御する。

【００６２】ステップＳ３９の判定で、ＰＷＭ信号の組
み合わせが、ガス定数で決まる温度圧力マップの異常範
囲である場合、ステップＳ４１で充填ラインの異常履歴
の記憶を残し、遮断弁１１を閉制御し、燃料充填作業を
中止する。

【００６３】これにより、車両用燃料装置２のコントロ
ーラ１６の異常、および水素充填設備３１のコントロー
ラ３８の異常を容易に検出可能となるとともに、一方が
異常で、他方が正常の場合、燃料充填を行うことができ
るという効果がある。

【００６４】〔第４実施形態〕次に、本発明に係る車両
用燃料装置の第４実施形態、及びこの車両用燃料装置か
ら燃料を放出するための燃料放出設備について説明す
る。

【００６５】図８は、第４実施形態の車両用燃料装置５
２と、燃料放出設備６１を説明するものである。同図に
おいて、車両用燃料装置５２の構成は、図１に示した第
１実施形態の車両用燃料装置２に、減圧弁８に一端部が
接続された放出配管５４と、放出配管５４の途中に設け
られた圧力調整及び開閉制御が可能な調圧遮断弁５５
と、放出配管５４の他端部に設けられた放出用レセプタ
クル５３と、放出用レセプタクル５３と一体に設けられ
た電気信号コネクタ５６と、電気信号コネクタ５６とコ
ントローラ１６とをそれぞれ接続するアース線５７及び
状態信号線５８と、が追加されている点が異なる。その
他の構成要素は、第１実施形態と同様であるので、同じ
符号を付与して重複する説明を省略する。尚、本実施形
態の動作に直接関係のない構成要素は、一部省略して図
示してある。

【００６６】燃料放出設備６１は、放出配管６４の先端
部に設けられたノズル６３を車両用燃料装置５２の放出
用レセプタクル５３へ接続することにより、車両用燃料
装置５２から燃料を放出可能となっている。放出配管６
４には、水素圧力を検出する圧力計６６、温度を検出す
る温度計６７が設けられ、それぞれ圧力信号、温度信号
を燃料放出設備６１の制御部であるコントローラ６８へ
出力する。

【００６７】また、コントローラ６８には、放出配管６
４と一体化されたアース線６９及び状態信号線７０のそ
れぞれの一端が接続され、これらの他端は、ノズル６３
と一体化された電気信号コネクタ７１に接続されてい
る。

【００６８】これにより、燃料放出設備６１の燃料放出
ライン６２の先端部に設けられたノズル６３が車両用燃
料装置５２の放出用レセプタクル５３に接続されると、
燃料放出設備６１の電気信号コネクタ７１も車両用燃料
装置５２の電気信号コネクタ５６に同時に接続され、放
出配管５４、放出配管６４の接続と同時に、アース線５
７、６９及び状態信号線５８、７０の接続が確立され
る。

【００６９】本実施形態における燃料放出ラインは、第
１〜第３実施形態の燃料充填ラインと同様に、車両用燃
料装置５２と燃料放出設備６１との間でやり取りする接
地信号及び状態信号を流すためのアース線６９及び状態
信号線７０を、放出配管６４と一体化して、燃料放出ラ
イン６２とすることで、燃料放出時の接続個数を減らす
ことができる。

【００７０】ノズル６３と放出用レセプタクル５３との
嵌合により、初めて調圧遮断弁５５は開となり、放出ラ
インが繋がり、燃料放出可能となる。

【００７１】放出配管５４に設置された調圧遮断弁５５
は、コントローラ１６から調圧制御及び遮断制御が可能
であり、コントローラ１６が調圧遮断弁５５を駆動する
信号に、車両用燃料装置５２と燃料放出設備６１との間
でやり取りする温度、圧力等の状態信号をＰＷＭ信号に
変換したものを用いることにより、第３実施形態と同様
に、異常時は特別な制御を行うことなく、調圧遮断弁５
５を調整して流量制御及び遮断することができる。また
車両用燃料装置５２のコントローラ１６の異常、および
燃料放出設備６１のコントローラ６８の異常を容易に検
出可能となる。以上の制御を燃料充填設備と同様に、独
立して行うことができる。

【００７２】これにより、特に高圧水素ガスを燃料とし
た場合に発生する燃料放出時の温度低下による配管凍結
などの問題点も解決できる。特に温度に関して、許容上
限温度を超えた場合は調圧遮断弁５５を全遮断する。ま
た、上限温度から低温になるに従い、調圧遮断弁５５を
全開から閉方向に調圧する。

【００７３】尚、以上説明した実施形態は、本発明の理
解を容易にするために記載されたものであって、本発明
を限定するために記載されたものではない。従って、上
記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範
囲に属するすべての設計変更をも含む趣旨である。

【００７４】たとえば、上記の説明では簡略化のため
に、温度、圧力の２値をパラメータとしたが、湿度、外
気温、容器本数、容器容量などの補正パラメータを加え
ることができる。

【００７５】また、車両用燃料装置のコントローラは、
車両側の温度、圧力信号を使用しているが、これは水素
充填設備側のコントローラと設備側の温度、圧力信号を
クロス使用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両用燃料装置及び燃料充填設備
を用いた燃料充填システムの第１実施形態の構成を示す
システム構成図である。

【図２】燃料レセプタクルと充填ノズルとの接続の様子
を模式的に示す図である。

【図３】第１実施形態における高圧水素充填作業の流れ
を説明するフローチャートである。

【図４】第２実施形態における（ａ）アナログ圧力（温
度）信号からＰＷＭ信号への変換を説明する図、（ｂ）
低圧力時のＰＷＭ信号の例を示す波形図、（ｃ）高圧力
時のＰＷＭ信号の例を示す波形図である。

【図５】本発明に係る燃料充填システムの第２実施形態
の動作を説明するフローチャートである。

【図６】本発明に係る燃料充填システムの第３実施形態
の動作を説明するフローチャートである。

【図７】第３実施形態における温度−圧力マップの例を
示す図である。

【図８】本発明に係る車両用燃料装置及び燃料充填設備
を用いた燃料充填システムの第４実施形態の構成を示す
システム構成図である。

【図９】第４実施形態における温度に対する調圧遮断弁
の開度を示すグラフである。

【符号の説明】

１…燃料充填システム ２…車両用燃料装置 ３…燃料容器 ４…容器元弁 ５…供給ライン ６…遮断弁 ７…溶栓弁 ８…減圧弁 ９…燃料レセプタクル １０…充填配管 １１…遮断弁 １２…逆止弁 １３…電気信号コネクタ １４…アース線 １５…状態信号線 １６…コントローラ １７…圧力計 １８…温度計 １９…駆動線 ２０…リレー ３１…水素充填設備 ３２…燃料充填ライン ３３…充填ノズル ３４…遮断弁 ３５…充填配管 ３６…圧力計 ３７…温度計 ３８…コントローラ ３９…アース線 ４０…状態信号線 ４１…電気信号コネクタ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両外部の燃料充填設備から燃料充填ラ
   インを介して供給される燃料を車両に搭載された燃料容
   器に充填する車両用燃料装置において、 前記燃料充填設備と前記車両との間に接地信号及び状態
   信号を接続するための車両側の電気信号コネクタと、前
   記燃料充填ラインが接続される車両側の燃料レセプタク
   ルとを一体化したことを特徴とする車両用燃料装置。
2. 【請求項２】 前記電気信号コネクタを介して前記車両
   と前記燃料供給設備との間に接地信号の接続が確立され
   ると開状態とすることができる電磁遮断弁を前記燃料レ
   セプタクルと前記燃料容器との間に備えたことを特徴と
   する請求項１記載の車両用燃料装置。
3. 【請求項３】 前記状態信号に基づいて異常が判定され
   た場合には、前記電磁遮断弁を閉じるように制御する
   か、或いは前記燃料充填設備に設けられた電磁遮断弁を
   閉じるための制御信号を送出するかの少なくとも一方を
   行うことを特徴とする請求項２記載の車両用燃料装置。
4. 【請求項４】 車両に設けられた車両用燃料装置に燃料
   充填ラインを介して燃料を充填する燃料充填設備におい
   て、 該燃料充填設備と前記車両用燃料装置との間に接地信号
   及び状態信号を接続するための通信ラインと、前記燃料
   充填ラインとを一体化するとともに、 前記通信ラインの先端部に設けられた電気信号コネクタ
   と、前記燃料充填ラインの先端部に設けられた充填ノズ
   ルとを一体化したことを特徴とする燃料充填設備。
5. 【請求項５】 前記電気信号コネクタを介して前記車両
   と前記燃料供給設備との間に接地信号の接続が確立され
   ると開状態とすることができる電磁遮断弁を前記燃料充
   填ラインに備えたことを特徴とする請求項４記載の燃料
   充填設備。
6. 【請求項６】 前記状態信号に基づいて異常が判定され
   た場合には、前記電磁遮断弁を閉じるように制御する
   か、或いは前記車両用燃料装置に設けられた電磁遮断弁
   を閉じるための制御信号を送出するかの少なくとも一方
   を行うことを特徴とする請求項５記載の燃料充填設備。
7. 【請求項７】 請求項２または請求項３記載の車両用燃
   料装置と請求項５または請求項６記載の燃料充填設備と
   を備えた燃料充填システムであって、 前記状態信号に基づいて異常が判定された場合には、前
   記車両用燃料装置の電磁遮断弁または前記燃料充填設備
   の電磁遮断弁、あるいは双方の電磁遮断弁を閉じるよう
   に制御することを特徴とする燃料充填システム。
8. 【請求項８】 請求項２または請求項３記載の車両用燃
   料装置と請求項５または請求項６記載の燃料充填設備と
   を備えた燃料充填システムであって、 前記車両用燃料装置と、前記燃料充填設備との双方にそ
   れぞれコントローラを備え、一方のコントローラで異常
   が判定された場合には、他方のコントローラで燃料充填
   制御を行い、他方のコントローラでも異常が判定された
   場合には、前記車両用燃料装置の電磁遮断弁または前記
   燃料充填設備の電磁遮断弁、あるいは双方の電磁遮断弁
   を閉じるように制御することを特徴とする燃料充填シス
   テム。
9. 【請求項９】 車両に搭載された燃料容器から車両外部
   の燃料回収設備へ燃料回収ラインを介して燃料を放出す
   る車両用燃料装置において、 前記燃料回収設備と前記車両との間に接地信号及び状態
   信号を接続するための車両側の電気信号コネクタと、前
   記燃料回収ラインが接続される車両側の燃料レセプタク
   ルとを一体化したことを特徴とする車両用燃料装置。