JP2005069334A

JP2005069334A - 水素燃料自動車

Info

Publication number: JP2005069334A
Application number: JP2003298957A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Mitsui; 宏之三井; Hiroshi Aoki; 博史青木; Takashi Shimazu; 孝志満津
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2005-03-17

Abstract

【課題】作業者による人為的ミスが生じるおそれがなく、十分な安全性を確保した上で水素タンクへの水素の充填を行うことができる水素燃料自動車を提供すること。
【解決手段】水素燃料自動車１は、水素タンク１０に充填した水素を利用して走行するものであり、水素タンク１０は、水素供給ステーション４から水素を充填するための充填口２と、水素タンク１０を接地させるためのアース端子３とを有している。アース端子３には、水素タンク１０の最高使用圧力ＭＰの情報を水素供給ステーション４に伝達するためのタンク仕様伝達手段１００が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池自動車、水素エンジン自動車などの水素を燃料として走行する水素燃料自動車に関する。

近年の環境問題に対応する自動車として、水素を燃料とした自動車、具体的には燃料電池自動車、水素エンジン自動車などの水素を燃料として走行する水素燃料自動車の開発が活発に行われている。そして、この水素燃料自動車には、水素を保持する水素タンクが配設されており、この水素タンクには、水素供給ステーションから水素が充填される。水素燃料自動車に搭載された水素タンクに水素を充填する装置としては、例えば、特許文献１に示すものがある。

この特許文献１においては、車両（水素燃料自動車）には、接地信号及び状態信号を伝達するための電気信号コネクタと、水素充填設備（水素供給ステーション）に接続される燃料レセプタクルとが設けてあり、これらを一体化している。そして、水素充填設備から車両の水素タンクに水素を充填する際には、上記電気信号コネクタ及び燃料レセプタクルを同時に水素充填設備に接続することができ、この接続作業の効率がよい。

しかしながら、上記特許文献１の車両においては、上記水素タンクの最高使用圧力を水素充填設備に伝達する手段は設けられていない。すなわち、すべての車両が同じ最高使用圧力の水素タンクを搭載しているとは限らず、作業者は、上記水素タンクの最高使用圧力を確認し、この最高使用圧力もしくはこれに安全率をかけた値を超えないようにして水素の充填を行う必要がある。
そのため、作業者が、最高使用圧力の確認を怠ったり、最高使用圧力を誤って認識したりするミスが生じるおそれがあり、十分な安全性が確保されていない。
特開２００３−１０４４９８号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、作業者による人為的ミスが生じるおそれがなく、十分な安全性を確保した上で水素タンクへの水素の充填を行うことができる水素燃料自動車を提供しようとするものである。

本発明は、水素タンクに充填した水素を利用して走行する水素燃料自動車において、
上記水素タンクは、水素供給ステーションから水素を充填するための充填口と、当該水素タンクを接地させるためのアース端子とを有しており、
上記充填口又は上記アース端子には、上記水素タンクの最高使用圧力の情報を上記水素供給ステーションに伝達するためのタンク仕様伝達手段が設けられていることを特徴とする水素燃料自動車にある（請求項１）。

本発明の水素燃料自動車においては、上記水素タンクの充填口又はアース端子に上記タンク仕様伝達手段が設けられている。そして、水素供給ステーションからこの水素燃料自動車に水素を充填する際には、上記充填口とアース端子とを水素供給ステーションに接続する。このとき、上記充填口又はアース端子に設けられたタンク仕様伝達手段から水素供給ステーションには、当該水素タンクの最高使用圧力の情報が伝達される。

そのため、水素供給ステーションから水素タンクに充填を行う際には、水素燃料自動車における水素タンクの違いによってその水素タンクにおける最高使用圧力が異なっていても、水素供給ステーションは、この水素タンクの最高使用圧力を確実に認識した上で水素の供給を行うことができる。
それ故、本発明の水素燃料自動車によれば、作業者による人為的ミスが生じるおそれがなく、十分な安全性を確保した上で水素タンクへの水素の充填を行うことができる。

本発明の水素燃料自動車における水素タンクとしては、高圧水素を充填する高圧タンク、水素の吸蔵・放出が可能な水素吸蔵合金を内蔵したＭＨタンク、両者を組み合わせた高圧ＭＨタンクなど、水素を貯蔵可能な様々なタンクを適用することができる。

また、上記タンク仕様伝達手段は、上記充填口に設けられていると共に、該充填口の形状を上記最高使用圧力の大きさに対応して異ならせることにより構成されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記水素燃料自動車における水素タンクの違いにより最高使用圧力が異なっていても、上記充填口の形状を異ならせておくことにより、容易にこれに対応することができる。そして、上記充填口の形状を異ならせた簡単な構成により、水素供給ステーションは、十分な安全性を確保した上で水素タンクへの水素の充填を行うことができる。

また、上記タンク仕様伝達手段は、上記アース端子に設けられていると共に、該アース端子の形状を上記最高使用圧力の大きさに対応して異ならせることにより構成することもできる（請求項３）。
この場合には、上記水素燃料自動車における水素タンクの違いにより最高使用圧力が異なっていても、上記アース端子の形状を異ならせておくことにより、容易にこれに対応することができる。そして、上記アース端子の形状を異ならせた簡単な構成により、水素供給ステーションは、十分な安全性を確保した上で水素タンクへの水素の充填を行うことができる。

また、上記タンク仕様伝達手段は、上記アース端子に設けられており、該アース端子は、上記水素供給ステーションのアースアダプタに設けたデータ読み取り部に、上記最高使用圧力の情報を伝達するためのデータ記録部を有していることもできる（請求項４）。
この場合には、上記水素燃料自動車における水素タンクの違いにより最高使用圧力が異なっていても、上記アース端子のデータ記録部に記録した内容により、容易にこれに対応することができる。そして、アース端子を上記水素供給ステーションのアースアダプタに接続したときには、上記データ記録部から当該水素タンクの最高使用圧力の情報が上記データ読み取り部に伝達される。そのため、この場合にも、水素供給ステーションは、十分な安全性を確保した上で水素タンクへの水素の充填を行うことができる。
また、上記データ記録部には、多くの情報を含ませることが容易であるため、最高使用圧力が異なる水素タンクの種類が多くなっても、容易にこれに対応することができる。

また、上記タンク仕様伝達手段は上記アース端子に設けられていると共に、該アース端子は複数の信号端子を有しており、上記タンク仕様伝達手段は、上記複数の信号端子のうちのいずれの信号端子が上記水素供給ステーションのアースアダプタに設けた信号変換部を導通させるかによって、上記最高使用圧力の情報を上記水素供給ステーションに伝達するよう構成することもできる（請求項５）。

この場合には、上記水素燃料自動車における水素タンクの違いにより最高使用圧力が異なっていても、上記アース端子における複数の信号端子の状態を異ならせておくことにより、容易にこれに対応することができる。そして、アース端子を上記水素供給ステーションのアースアダプタに接続したときには、上記複数の信号端子のうちのいずれの信号端子が上記信号変換部を導通させるかによって、当該水素タンクの最高使用圧力の情報が上記信号変換部に伝達される。そのため、この場合にも、水素供給ステーションは、十分な安全性を確保した上で水素タンクへの水素の充填を行うことができる。
また、上記複数の信号端子には、多くの情報を含ませることが容易であるため、最高使用圧力が異なる水素タンクの種類が多くなっても、容易にこれに対応することができる。

また、上記タンク仕様伝達手段が上記データ記録部又は上記複数の信号端子を有している場合には、当該タンク仕様伝達手段は、上記水素タンクの最高使用圧力の情報を含み、これ以外にも該水素タンクの許容最大充填速度、許容最高温度又はタンク製造日の少なくとも１つの情報を含むタンク情報を上記水素供給ステーションに伝達するよう構成することができる（請求項６）。
この場合には、上記データ記録部及び複数の信号端子には、多くの情報を含ませることが容易であるため、上記タンク仕様伝達手段は、上記タンク情報として多くの情報を上記水素供給ステーションに伝達することができる。

また、例えば、上記水素タンクの許容最大充填速度を水素供給ステーションに伝達したときには、この水素供給ステーションは、水素タンクへの充填速度を、この許容最大充填速度を超えないように最適に制御することができる。また、例えば、上記水素タンクの許容最高温度を水素供給ステーションに伝達したときには、この水素供給ステーションは、水素タンク内の温度がこの許容最高温度を超えないように、水素タンクへの充填速度を最適に制御することができる。
また、例えば、上記水素タンクのタンク製造日を水素供給ステーションに伝達したときには、この水素供給ステーションは、この水素タンクが耐用年数を超えていないかを検出することができる。

（実施例１）
以下に、図面を用いて本発明の水素燃料自動車にかかる実施例につき説明する。
本例の水素燃料自動車１は、図１〜図３に示すごとく、水素タンク１０に充填した水素を利用して走行するものであり、上記水素タンク１０は、水素供給ステーション４から水素を充填するための充填口２と、当該水素タンク１０を接地させるためのアース端子３とを有している。そして、このアース端子３には、上記水素タンク１０の最高使用圧力ＭＰの情報を上記水素供給ステーション４に伝達するためのタンク仕様伝達手段１００が設けられている。
以下に、これを詳説する。

図３（ａ）〜（ｃ）に示すごとく、本例のタンク仕様伝達手段１００は、上記水素燃料自動車１におけるアース端子３の形状を上記最高使用圧力ＭＰの大きさに対応して異ならせることにより構成されている。本例のアース端子３は、円筒形状に形成されており、上記タンク仕様伝達手段１００は、アース端子３の外径を最高使用圧力ＭＰの大きさに対応して異ならせることにより構成されている。

本例では、上記アース端子３の外径は、最高使用圧力ＭＰが異なる３種類の水素タンク１０に対応するよう３段階に異ならせている。即ち、最高使用圧力ＭＰが最も高い高圧仕様の水素タンク１０には、外径の最も小さいアース端子３を設け、最高使用圧力ＭＰが最も低い低圧仕様の水素タンク１０には、外径の最も大きいアース端子３を設け、両者の中間の最高使用圧力ＭＰを有する中圧仕様の水素タンク１０には、両者の中間の外径を有するアース端子３を設けた。

一方、図２に示すごとく、後述するタンク仕様検出手段４００としてのアースアダプタ６は、同軸上において内径が３段階に変化する係合凹部６１を有している。即ち、本例の係合凹部６１は、軸方向の最も奥側に内径が最も小さい小径部６１１が位置し、最も外寄りには最も内径の大きい大径部６１３が位置し、両者の間には上記小径部６１１と大径部６１３との中間の内径を有する中径部６１２が位置して構成されている。そして、小径部６１１、中径部６１２、大径部６１３の底部には、それぞれ信号ライン６２１、６２２、６２３が配設され、これらが上記水素供給ステーション４における制御装置４０に接続されている。

そして、上記小径のアース端子３ａをアースアダプタ６に係合させた場合には、図３（ａ）に示すごとく、アース端子３ａが小径部６１１に挿入され、このアース端子３ａの先端が上記の信号ライン６２１に接触する。これにより、制御装置４０は、信号ライン６２１を通してアース端子３ａが小径部６１１に存在することを検知し、接続された水素燃料自動車１の水素タンク１０の最高使用圧力ＭＰが高圧仕様のものであることを把握することができる。

同様に、上記中径のアース端子３ｂ又は大径のアース端子３ｃをアースアダプタ６に係合させた場合には、それぞれ図３（ｂ）、（ｃ）に示すごとく、アース端子３ｂ又はアース端子３ｃが、中径部６１２又は大径部６１３に挿入され、このアース端子３ｂ又はアース端子３ｃの先端が上記の信号ライン６２２又は信号ライン６２３に接触する。これにより、制御装置４０は、信号ライン６２２を通してアース端子３ｂが中径部６１２に存在すること、又は信号ライン６２３を通してアース端子３ｃが大径部６１３に存在することを検知し、接続された水素燃料自動車１の車載用水素充填タンクの最高使用圧力ＭＰが中圧仕様又は低圧仕様のものであることを把握することができる。

なお、上記制御装置４０による各アース端子３ａ〜ｃの存在の検知は、例えば、各信号ライン６２１〜６２３をそれぞれ２つの信号線により構成し、各アース端子３との接触があったときに２つの信号線が短絡されて、各信号ライン６２１〜６２３が導通することにより行うことができる。また、例えば、この検知は、各信号ライン６２１〜６２３の先端部に各種スイッチ又は近接センサ等を設け、これらへの入力のオン・オフにより行うこともできる。

図１に示すごとく、水素供給ステーション４は、水素タンク１０に供給する水素を貯蔵する水素供給タンク４１と、水素供給タンク４１内の水素を水素タンク１０に供給するための水素供給ライン４２と、水素供給ライン４２の先端に配設され、水素タンク１０の充填口２と接続される接続ユニット５とを有している。また、水素供給ステーション４は、水素供給タンク４１から水素供給ライン４２に送出する水素の流量又は圧力を調整する供給水素調整手段４３と、供給水素調整手段４３を制御する制御装置４０と、水素供給ライン４２に供給された水素の供給圧力ＨＰを測定する供給圧力測定手段４４とを有している。

また、アースアダプタ６の先端部には、上記タンク仕様伝達手段１００から上記最高使用圧力ＭＰの情報を伝達されるタンク仕様検出手段４００が形成されている。
本例のタンク仕様検出手段４００は、上記水素燃料自動車１に設けられたアース端子３に接続されるアースアダプタ６であり、このアースアダプタ６にアース端子３を接続したときには、水素タンク１０を接地させることができる。

上記制御装置４０は、タンク仕様検出手段４００より上記水素タンク１０の最高使用圧力ＭＰの情報を検知し、供給圧力測定手段４４により検出される圧力が上記最高使用圧力ＭＰを超えるときには、上記水素の供給を停止させるよう構成されている。なお、水素タンク１０の最高使用圧力ＭＰの値は、使用圧力に十分に耐え得る水素タンク１０の許容使用圧力としている。

図１に示すごとく、上記供給水素調整手段４３は、水素供給タンク４１から吐出される水素の圧力を調整する圧力調整弁４３１と、水素供給ライン４２の連通状態を開閉する開閉弁４３２とを有している。また、供給圧力測定手段４４は圧力センサ４４である。
そして、上記圧力調整弁４３１、開閉弁４３２及び圧力センサ４４は、電気的に制御装置４０に接続され、圧力センサ４４からは供給圧力ＨＰが制御装置４０に送信され、圧力調整弁４３１及び開閉弁４３２にはこれらの開度あるいは開閉を指示する制御信号Ｃ１及びＣ２が送信されるように構成してある。

そして、水素供給ステーション４から上記水素燃料自動車１の水素タンク１０に水素を充填する際には、上記充填口２を上記接続ユニット５に接続し、上記アース端子３を上記アースアダプタ６に接続する。このとき、アース端子３に設けられたタンク仕様伝達手段１００から水素供給ステーション４における制御装置４０には、当該水素タンク１０の最高使用圧力ＭＰの情報が伝達される。
そして、制御装置４０は、上記水素燃料自動車１におけるアース端子３が上記アースアダプタ６に接続されることによって、水素燃料自動車１の水素タンク１０が３段階のうちどのレベルの最高使用圧力ＭＰを持っているかを検知することができる。

そして、制御装置４０は、上記圧力センサ４４により検出される供給圧力ＨＰが、上記各水素タンク１０の最高使用圧力ＭＰを超えたときには、制御信号Ｃ２を送信して上記供給水素調整手段４３の開閉弁４３２を閉じることにより、上記水素の供給を確実に停止させることができる。これにより、水素供給ステーション４から水素燃料自動車１の水素タンク１０に充填を行う際には、この水素タンク１０の違いによって最高使用圧力ＭＰが異なっていても、水素供給ステーション４は、水素タンク１０の最高使用圧力ＭＰを確実に認識した上で水素の供給を行うことができる。
そのため、本例の水素燃料自動車１によれば、作業者が水素タンク１０の最高使用圧力ＭＰを上記制御装置４０に入力する必要がなく、作業者による人為的ミスが生じるおそれがない。それ故、本例の水素燃料自動車１によれば、十分な安全性を確保した上で水素タンク１０への水素の充填を行うことができる。

また、上記制御装置４０は、上記最高使用圧力ＭＰの情報と上述した供給圧力ＨＰの両方に基づいて、最適な制御信号Ｃ１を形成し、これを供給水素調整手段４３の圧力調整弁４３１に送信することもできる。そのため、制御装置４０は、上記水素タンク１０の仕様に適切な範囲の圧力条件となるよう上記圧力調整弁４３１を制御することもできる。

ここで、上記水素供給ステーション４から上記水素燃料自動車１の水素タンク１０に水素を充填する手順を、図４を用いて簡単に説明する。
まず、ステップＳ１０１の準備段階において、制御装置４０は、作業者による接続ユニット５と充填口２との接続と、上記アース端子３とアースアダプタ６との接続を待つ。

そして、アース端子３とアースアダプタ６との接続が完了した時点で、制御装置４０は、接続された水素タンク１０の最高使用圧力ＭＰの情報を採取する（Ｓ１０２）。次に、この情報採取が完了した後に、水素の充填量等の外部から入力すべき情報を制御装置４０に入力する充填量設定ステップ（Ｓ１０３）を行う。

次に、充填開始スイッチ（図示略）が押圧されたことを条件に、制御装置４０の指示に従って水素充填を開始する。具体的には、制御装置４０は、圧力調整弁４３１を所定の開度に設定すると共に、開閉弁４３２を開にする。
そして、充填中においては、圧力センサ４４からの供給圧力ＨＰのフィードバックを受けながら制御装置４０が圧力調整弁４３１を制御して、供給圧力ＨＰを制御する（Ｓ１０５）。

そして、制御装置４０は、供給圧力ＨＰが最高使用圧力ＭＰを超えるか否かを見守りながら（Ｓ１０６）、もし超えれば開閉弁４３２を閉じて緊急に供給を停止する（Ｓ１０７）。最後に、図示しない流量計によって測定した水素充填量が設定された充填量に到達したか否かを判断し（１０８）、到達した時点で充填作業を完了させる（Ｓ１０９）。
このように、本例においては、最高使用圧力ＭＰを常に制御の基となる情報として用いることによって、非常に安全性の高い水素充填作業を実現することができる。

（実施例２）
本例は、上記タンク仕様伝達手段１００を上記アース端子３の形状を異ならせることにより構成した種々のバリエーションを具体的に示す例である。
即ち、図５（ａ）〜（ｃ）に示すごとく、上記バリエーションの他の１つとして、上記タンク仕様伝達手段１００は、上記アース端子３の外周面にキー部３１を設け、このキー部３１が外周面から突出する突出高さを異ならせることにより構成することができる。ここで、図５（ａ）〜（ｃ）の左列は、アース端子３及びアースアダプタ６を軸方向から見たときの断面説明図を、右列は、アース端子３及びアースアダプタ６を側方から見たときの断面説明図を示している。

そして、この場合には、例えば、キー部３１の突出高さを最高使用圧力ＭＰが異なる３種類の水素タンク１０に対応するよう３段階に異ならせることができる。即ち、最高使用圧力ＭＰが最も高い高圧仕様の水素タンク１０のアース端子３ａにおけるキー部３１の突出高さは最も大きくし、最高使用圧力ＭＰが最も低い低圧仕様の水素タンク１０のアース端子３ｃにおけるキー部３１の突出高さは最も小さくし、両者の中間の最高使用圧力ＭＰを有する中圧仕様の水素タンク１０のアース端子３ｂにおけるキー部３１の突出高さは両者の中間にすることができる。

一方、上記の場合には、図５（ａ）〜（ｃ）に示すごとく、上記タンク仕様検出手段４００としてのアースアダプタ６は、上記キー部３１に係合するキー溝６３と、上記キー部３１に押されてキー溝６３への出没量を変化させてアース端子３を外れないようにロックすることができるストッパ６４と、このストッパ６４のロック位置を検出可能なロック位置検出部６５とを有している。また、ロック位置検出部６５は信号ライン６５１によって上記制御装置４０に接続されている。

そして、アース端子３をアースアダプタ６に係合したときには、上記キー部３１の突出高さにより上記ストッパ６４がアース端子３をロックする位置が異なり、上記制御装置４０は、上記ロック位置検出部６５により、接続された水素燃料自動車１の水素タンク１０の最高使用圧力ＭＰが高圧仕様、中圧仕様又は低圧仕様のいずれのものであるかを把握することができる。
なお、上記ロック位置検出部６５には、電気抵抗値の変化により位置を検出するセンサ、光の受光量により位置を検出するセンサ等の種々のセンサを用いることができる。

また、図６（ａ）〜（ｃ）に示すごとく、上記バリエーションの他の１つとしては、上記タンク仕様伝達手段１００は、上記アース端子３の外周面から突出するキー部３１の幅を異ならせることにより構成することもできる。ここで、図６（ａ）〜（ｃ）の左列は、アース端子３及びアースアダプタ６を軸方向から見たときの断面説明図を、右列は、アース端子３及びアースアダプタ６を側方から見たときの断面説明図を示している。そして、この場合には、例えば、上記高圧仕様、中圧仕様及び低圧仕様の３段階に異なる水素タンク１０に対応するように、上記キー部３１の幅が異なる３種類のアース端子３ａ〜ｃを準備し、上記アースアダプタ６には、小幅部６３１、中幅部６３２及び大幅部６３３の３段階に幅が変化したキー溝６３を形成しておくことができる。

そして、上記制御装置４０は、上記キー溝６３の小幅部６３１、中幅部６３２及び大幅部６３３にそれぞれ設けた信号ライン６３４のうちのいずれがオン又はオフになるかにより、接続された水素燃料自動車１の水素タンク１０の最高使用圧力ＭＰが高圧仕様、中圧仕様又は低圧仕様のいずれのものであるかを把握することができる。
なお、図示は省略するが、上記タンク仕様伝達手段１００は、上記最高使用圧力ＭＰに応じて幅の異なるキー溝をアース端子３に形成し、この幅の異なるキー溝を係合位置をそれぞれ異ならせて係合させることができるキー部をアースアダプタ６に形成して構成することもできる。

また、図７（ａ）〜（ｃ）に示すごとく、上記バリエーションの他の１つとしては、上記タンク仕様伝達手段１００は、上記アース端子３の外周面にキー部３１と凸部３３とを形成し、キー部３１に対する凸部３３の円周方向の位置を異ならせることにより構成することもできる。そして、この場合には、例えば、上記高圧仕様、中圧仕様及び低圧仕様の３段階に異なる水素タンク１０に対応するように、上記キー部３１に対する凸部３３の円周方向の位置が異なる３種類のアース端子３ａ〜ｃを準備し、上記アースアダプタ６には、上記凸部３３と係合する３つの凹部６６を形成しておくことができる。
そして、上記制御装置４０は、上記３つの凹部６６にそれぞれ設けた信号ライン６６１のうちのいずれがオン又はオフになるかにより、接続された水素燃料自動車１の水素タンク１０の最高使用圧力ＭＰが高圧仕様、中圧仕様又は低圧仕様のいずれのものであるかを把握することができる。

なお、図示は省略するが、上記タンク仕様伝達手段１００は、上記アース端子３において、このアース端子３の外周面にキー溝と凹部とを形成し、このキー溝に対する凹部の円周方向の位置を異ならせることにより構成することもできる。また、上記タンク仕様伝達手段１００は、上記アース端子３において、このアース端子３の外周面に突出する凸部３３の数、又はアース端子３の外周面に陥没する凹部の数を異ならせることにより構成することもできる。

また、図８（ａ）〜（ｃ）に示すごとく、上記バリエーションの他の１つとしては、上記タンク仕様伝達手段１００は、上記アース端子３の先端部３０の軸方向長さを異ならせることにより構成することもできる。また、上記アースアダプタ６には、アース端子３の先端部３０の端面３０１との間の距離を検出し、この検出した位置の情報を制御装置４０に送信するための位置検出部６９を設けておく。

そして、この場合には、例えば、上記高圧仕様、中圧仕様及び低圧仕様の３段階に異なる水素タンク１０に対応するように、上記先端部３０の軸方向長さが異なる３種類のアース端子３ａ〜ｃを準備する。そして、上記制御装置４０は、上記位置検出部６９が検出した位置の情報により、接続された水素燃料自動車１の水素タンク１０の最高使用圧力ＭＰが高圧仕様、中圧仕様又は低圧仕様のいずれのものであるかを把握することができる。
その他は、本例の種々のバリエーションにおいても、上記実施例１と同様であり、実施例１と同様に、十分な安全性を確保した上で水素燃料自動車１の水素タンク１０への水素の充填を行うことができる。

（実施例３）
本例は、図９（ａ）〜（ｃ）に示すごとく、上記タンク仕様伝達手段１００を、上記実施例１に示した水素タンク１０の充填口２の形状を上記最高使用圧力ＭＰの大きさに対応して異ならせることにより構成した例である。ここで、図９（ａ）〜（ｃ）の左列は、充填口２を側方から見たときの側面説明図を、右列は、充填口２を軸方向から見たときの正面説明図を示している。
本例の水素タンク１０の充填口２は、内部に水素の流路を有する円環形状に形成されており、上記タンク仕様伝達手段１００は、上記充填口２の外周面に設けたガイド溝２１の形状を最高使用圧力ＭＰの大きさに対応して異ならせることにより構成されている。ガイド溝２１は、充填口２の外周面の先端部から軸方向に形成した入口溝２１１と、この入口溝２１１の先端から周方向に形成した周溝２１２と、この周溝２１２の先端から再び軸方向に形成したロック溝２１３とよりなる。そして、上記周溝２１２の長さを水素タンク１０の最高使用圧力ＭＰの大きさに対応して異ならせた。

また、本例では、上記周溝２１２の長さは、最高使用圧力ＭＰが異なる３種類の水素タンク１０に対応するよう３段階に異ならせており、高圧仕様の充填口２ａにおける周溝２１２を最も長くし、中圧仕様の充填口２ｂにおける周溝２１２を中間の長さにし、低圧仕様の充填口２ｃにおける周溝２１２を最も短くした。これにより、最高使用圧力ＭＰの違いに応じて、入口溝２１１とロック溝２１３との間の相対的な距離が異なっている。

図１０（ａ）〜（ｃ）に示すごとく、上記水素供給ステーション４の接続ユニット５は、内部に水素の流路を有する本体部５１とこの本体部５１に対して回転可能に配設したカプラ５２とを有している。そして、本体部５１に対してカプラ５２をどれだけ回転させたときに、カプラ５２と上記充填口２との接続がロックされたかを検出することによって、接続ユニット５に接続された水素タンク１０の最高使用圧力ＭＰを検知することができる。なお、本例では、接続ユニット５が上記タンク仕様検出手段４００に相当する。

具体的には、上記カプラ５２の内周面には、上記ガイド溝２１に係合可能なピン５３が形成されており、上記本体部５１には、上記３種類の水素タンク１０の最高使用圧力ＭＰに対応する３本の信号ライン５１１〜５１３が形成されている。そして、この信号ライン５１１〜５１３の先端部には、それぞれ、上昇した際に各信号ライン５１１〜５１３に接触するストッパ５２１〜５２３が設けてある。これらのストッパ５２１〜５２３は、上記カプラ５２に設けた係合凹部５４と正規の位置で対面した際にのみ上昇するように構成されている。

図１１（ａ）〜（ｃ）に示すごとく、上記構成の接続ユニット５と充填口２とを接続する場合には、両者を対面させ、カプラ５２のピン５３をガイド溝２１に沿って回転、前進させる。そして、カプラ５２のピン５３がロック溝２１３に収容されて接続ユニット５と充填口２との接続状態が固定されると共に、ストッパ５２１〜５２３のいずれかが係合凹部５４と対面することにより上昇して信号ライン５１１〜５１３のうち１つと接触する。これにより、上記水素供給ステーション４に設けた制御装置４０は、信号ライン５１１〜５１３のいずれが接触しているかを検出することにより、上記接続ユニット５に接続された水素タンク１０の最高使用圧力ＭＰを検知することができる。
その他は、本例においても、上記実施例１と同様であり、実施例１と同様に、十分な安全性を確保した上で水素燃料自動車１の水素タンク１０への水素の充填を行うことができる。

なお、図示は省略するが、上記ガイド溝２１は上記アース端子３に設けると共に、上記カプラ５２は上記アースアダプタ６に設けて、アース端子３の形状を最高使用圧力ＭＰの大きさに対応して異ならせることにより、上記と同様のタンク仕様伝達手段１００を構成することもできる。この場合にも、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

（実施例４）
本例は、図１２に示すごとく、上記タンク仕様伝達手段１００を、上記水素供給ステーション４のアースアダプタ６に設けたデータ読み取り部６７に上記最高使用圧力ＭＰの情報を伝達するためのデータ記録部３４を有するアース端子３により構成した例である。また、本例のタンク仕様伝達手段１００は、上記最高使用圧力ＭＰの情報を含み、これ以外にも水素タンク１０の許容最大充填速度、許容最高温度及びタンク製造日の情報を含むタンク情報を上記制御装置４０に伝達するよう構成されている。

即ち、本例では、上記タンク仕様伝達手段１００としてのデータ記録部３４は、アース端子３の先端部に設けられており、このデータ記録部３４には、上記各種の情報を含むタンク情報が記録されている。一方で、上記タンク情報を読み取るデータ読み取り部６７は、上記水素供給ステーション４のアースアダプタ６の先端部に設けられている。そして、上記水素供給ステーション４における制御装置４０は、このデータ読み取り部６７により読みとったタンク情報から上記最高使用圧力ＭＰ、許容最大充填速度、許容最高温度及びタンク製造日の各情報を検知することができる。

そして、本例の水素供給ステーション４の制御装置４０は、上記供給水素調整手段４３の圧力調整弁４３１を操作することにより、水素タンク１０への水素の充填速度を、上記検知した許容最大充填速度を超えないように最適に制御することができる。また、制御装置４０は、水素タンク１０に水素を充填する際に、この水素タンク１０内の温度が上昇したときでも、上記圧力調整弁４３１を操作することにより、水素タンク１０への水素の充填速度を、水素タンク１０内の温度が上記検知した許容最高温度を超えないように最適に制御することができる。また、制御装置４０は、上記検知したタンク製造日と充填を行う日とを比較して、水素タンク１０が耐用年数を超えていないかを確認した後、水素の充填を行うことができる。
その他は、本例においても、上記実施例１と同様であり、実施例１と同様に、十分な安全性を確保した上で水素燃料自動車１の水素タンク１０への水素の充填を行うことができる。

（実施例５）
本例は、図１３〜図１５に示すごとく、上記タンク仕様伝達手段１００として上記アース端子３に複数の信号端子３５を形成し、この複数の信号端子３５のうちのいずれの信号端子３５が上記水素供給ステーション４のアースアダプタ６に設けた信号変換部６８を導通させるかによって、上記最高使用圧力ＭＰの情報を上記水素供給ステーション４の制御装置４０に伝達するよう構成した例である。また、本例のタンク仕様伝達手段１００は、上記タンク情報を上記制御装置４０に伝達するよう構成されている。
ここで、図１３の左列は、アース端子３を側方から見たときの断面説明図を、右列は、アース端子３を軸方向から見たときの断面説明図を示している。また、図１４の左列は、アースアダプタ６を軸方向から見たときの断面説明図を、右列は、アースアダプタ６を側方から見たときの断面説明図を示している。

即ち、本例では、図１３、図１４に示すごとく、上記タンク仕様伝達手段１００としての上記複数の信号端子３５は、アース端子３の先端部に設けられており、上記信号変換部６８は、上記複数の信号端子３５にそれぞれ係合する複数のプローブ６８１を有している。上記複数の信号端子３５は、上記プローブ６８１を導通させることができる導通端子３５１と、プローブ６８１を導通させることができない絶縁端子３５２とにより形成されている。また、各プローブ６８１は、それぞれ２つの信号線により構成されている。そして、各プローブ６８１は、上記導通端子３５１と接触したときに２つの信号線が短絡されて導通ありのＯＮ信号を制御装置４０に送り、上記絶縁端子３５２と接触したときには２つの信号線が短絡されずに導通なしのＯＦＦ信号を制御装置４０に送るよう構成されている。

こうして、図１５に示すごとく、上記複数の信号端子３５のうちのいずれの信号端子３５が上記導通端子３５１となっているかによって、複数のプローブ６８１の導通状態が異なることにより、上記信号変換部６８は、接続された水素燃料自動車１の水素タンク１０におけるタンク情報を検知することができる。

また、本例においても、上記実施例４と同様に、上記タンク情報に基づいて、最適かつ安全に水素の充填を行うことができる。
その他は、本例においても、上記実施例１と同様であり、実施例１と同様に、十分な安全性を確保した上で水素燃料自動車１の水素タンク１０への水素の充填を行うことができる。

実施例１における、水素供給ステーションから水素燃料自動車の水素タンクに水素の充填を行うための構成を示す説明図。実施例１における、接続ユニットの構造を示す説明図。実施例１における、（ａ）高圧仕様の場合、（ｂ）中圧仕様の場合、（ｃ）低圧使用の場合の、アース端子とアースアダプタとの接続形態を示す説明図。実施例１における、水素の充填作業の手順を示すフロー図。実施例２における、（ａ）高圧仕様の場合、（ｂ）中圧仕様の場合、（ｃ）低圧使用の場合の、アース端子とアースアダプタとの１つの接続形態を示す説明図。実施例２における、（ａ）高圧仕様の場合、（ｂ）中圧仕様の場合、（ｃ）低圧使用の場合の、アース端子とアースアダプタとの他の接続形態を示す説明図。実施例２における、（ａ）高圧仕様の場合、（ｂ）中圧仕様の場合、（ｃ）低圧使用の場合の、アース端子とアースアダプタとの他の接続形態を示す説明図。実施例２における、（ａ）高圧仕様の場合、（ｂ）中圧仕様の場合、（ｃ）低圧使用の場合の、アース端子とアースアダプタとの他の接続形態を示す説明図。実施例３における、（ａ）高圧仕様の場合、（ｂ）中圧仕様の場合、（ｃ）低圧使用の場合の、充填口の構造を示す説明図。実施例３における、（ａ）高圧仕様の場合、（ｂ）中圧仕様の場合、（ｃ）低圧使用の場合の、接続ユニットの構造を示す説明図。実施例３における、（ａ）高圧仕様の場合、（ｂ）中圧仕様の場合、（ｃ）低圧使用の場合の、充填口と接続ユニットとの接続形態を示す説明図。実施例４における、アース端子とアースアダプタとの接続形態を示す説明図。実施例５における、アース端子の構造を示す説明図。実施例５における、アースアダプタの構造を示す説明図。実施例５における、アース端子とアースアダプタとの接続形態を示す説明図。

符号の説明

１水素燃料自動車
１０水素タンク
１００タンク仕様伝達手段
２充填口
３アース端子
３１キー部
３４データ記録部
３５信号端子
４水素供給ステーション
４０制御装置
４００タンク仕様検出手段
５接続ユニット
６アースアダプタ
６１係合凹部
６３キー溝
６７データ読み取り部
６８信号変換部

Claims

水素タンクに充填した水素を利用して走行する水素燃料自動車において、
上記水素タンクは、水素供給ステーションから水素を充填するための充填口と、当該水素タンクを接地させるためのアース端子とを有しており、
上記充填口又は上記アース端子には、上記水素タンクの最高使用圧力の情報を上記水素供給ステーションに伝達するためのタンク仕様伝達手段が設けられていることを特徴とする水素燃料自動車。
請求項１において、上記タンク仕様伝達手段は、上記充填口に設けられていると共に、該充填口の形状を上記最高使用圧力の大きさに対応して異ならせることにより構成されていることを特徴とする水素燃料自動車。
請求項１において、上記タンク仕様伝達手段は、上記アース端子に設けられていると共に、該アース端子の形状を上記最高使用圧力の大きさに対応して異ならせることにより構成されていることを特徴とする水素燃料自動車。
請求項１において、上記タンク仕様伝達手段は、上記アース端子に設けられており、該アース端子は、上記水素供給ステーションのアースアダプタに設けたデータ読み取り部に、上記最高使用圧力の情報を伝達するためのデータ記録部を有していることを特徴とする水素燃料自動車。
請求項１において、上記タンク仕様伝達手段は上記アース端子に設けられていると共に、該アース端子は複数の信号端子を有しており、
上記タンク仕様伝達手段は、上記複数の信号端子のうちのいずれの信号端子が上記水素供給ステーションのアースアダプタに設けた信号変換部を導通させるかによって、上記最高使用圧力の情報を上記水素供給ステーションに伝達するよう構成されていることを特徴とする水素燃料自動車。
請求項４又は５において、上記タンク仕様伝達手段は、上記水素タンクの最高使用圧力の情報を含み、これ以外にも該水素タンクの許容最大充填速度、許容最高温度又はタンク製造日の少なくとも１つの情報を含むタンク情報を上記水素供給ステーションに伝達するよう構成されていることを特徴とする水素燃料自動車。