JP2005240854A - Gaseous fuel residual quantity indicating display - Google Patents

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JP2005240854A JP2004048246A JP2004048246A JP2005240854A JP 2005240854 A JP2005240854 A JP 2005240854A JP 2004048246 A JP2004048246 A JP 2004048246A JP 2004048246 A JP2004048246 A JP 2004048246A JP 2005240854 A JP2005240854 A JP 2005240854A
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Tomofumi Yoshinaga
知文 吉永
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gaseous fuel residual quantity indicating display which is hard to receive influence of temperature change and indicates accurate usable quantity when only a small quantity remains. <P>SOLUTION: A temperature sensor 8 and a pressure sensor 9 detect temperature T and pressure P of a hydrogen tank 5 respectively. A controller 11 calculates pressure type meter indication value H1 of residual quantity in the hydrogen tank 5 according to pressure P and calculates weight type meter indication value H2 of residual quantity in the hydrogen tank 5 according to pressure P and temperature T. Next, the controller 11 compares the pressure P and a predetermined value P0, indicates weight type meter indication value H2 on a fuel gage 10 when the pressure P is equal to or greater than the predetermined value P0 and indicates a pressure type meter indication value H1 on the fuel gage 10 when the pressure P is less than the predetermined value P0. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、タンク内に貯蔵された圧縮気体燃料の残量を表示する気体燃料残量表示装置に関する。   The present invention relates to a gaseous fuel remaining amount display device for displaying the remaining amount of compressed gaseous fuel stored in a tank.

従来より圧縮天然ガス(CNG)を燃料とする自動車の気体燃料残量表示装置において、比較的高温状態における充填時の燃料ガス圧力に比べて、比較的低温時の燃料ガス圧力が低下する。このため、圧力計の表示からは、温度低下による圧力低下なのか、CNG漏出による圧力低下なのかが容易に判別できないことになる。この問題に対して、圧力容器の圧力及び温度を計測し、圧力及び温度から圧力容器に貯蔵されているガスの質量を算出して質量表示することにより、温度による圧力変化の影響を受けず正確な燃料残量を表示する技術が知られている(特許文献1)。また、この燃料表示システムにおいて、自動車保安基準による圧力計設置義務に適合させるため、一つの表示手段に質量表示と圧力表示とを切替可能となっている。
特開2003―172654号公報(第3頁、図1)
2. Description of the Related Art Conventionally, in a gaseous fuel remaining amount display device for automobiles using compressed natural gas (CNG) as fuel, the fuel gas pressure at a relatively low temperature is lower than the fuel gas pressure at the time of filling in a relatively high temperature state. For this reason, it cannot be easily determined from the pressure gauge display whether the pressure drop is due to a temperature drop or the pressure drop due to CNG leakage. For this problem, measure the pressure and temperature of the pressure vessel, calculate the mass of the gas stored in the pressure vessel from the pressure and temperature, and display the mass. A technique for displaying the remaining amount of fuel is known (Patent Document 1). Further, in this fuel display system, the mass display and the pressure display can be switched to one display means in order to meet the obligation to install a pressure gauge according to the automobile safety standard.
JP 2003-172654 A (3rd page, FIG. 1)

しかしながら、上記従来の気体燃料残量表示装置では、表示手段には質量と圧力のどちらか一方しか表示できず、さらに表示手段の切替えはユーザ自身によって行われていた。従って、圧力表示の場合には、同一質量の残量であっても温度によって圧力により表示値が変動してしまうし、圧力表示値は同じであっても実際のタンク内残量が異なってしまうという問題点があった。   However, in the conventional gaseous fuel remaining amount display device, only one of mass and pressure can be displayed on the display means, and the display means is switched by the user himself / herself. Therefore, in the case of pressure display, even if the remaining amount is the same mass, the display value varies depending on the pressure depending on the temperature, and even if the pressure display value is the same, the actual remaining amount in the tank will be different. There was a problem.

また、質量表示の場合には、同じ質量であっても温度が異なると圧力が異なるので、低温時には実際に使用できない燃料を表示してしまうという問題点があった。   Further, in the case of mass display, there is a problem that even if the mass is the same, the pressure is different if the temperature is different, so that fuel that cannot actually be used is displayed at a low temperature.

これら問題点を図7を参照して説明する。図7(a)は、タンク内残量に対する圧力表示の関係を示し、図7(b)は、タンク内残量に対する質量表示の関係を示す。図中、A点,B点=C点、D点の順にタンク内残量が多いものとする。   These problems will be described with reference to FIG. FIG. 7A shows the relationship of pressure display to the remaining amount in the tank, and FIG. 7B shows the relationship of mass display to the remaining amount in the tank. In the figure, it is assumed that the remaining amount in the tank increases in the order of point A, point B = point C, point D.

図7(a)において、タンク内残量に対する高温時の圧力表示の傾きは、低温時の圧力表示の傾きより大きくなる。ここで、高温時の圧力表示C点と、低温時の圧力表示B点とは、質量である実残量が同じであるが、圧力表示値が異なる。これとは逆に、A点とD点とは圧力表示が同じでも質量である実残量が異なる。図7(a)において、燃料ガス消費装置への供給可能限界圧力を一点鎖線で示せば、B点は供給可能限界圧力以下であるので、供給不能となる。   In FIG. 7A, the inclination of the pressure display at a high temperature with respect to the remaining amount in the tank is larger than the inclination of the pressure display at a low temperature. Here, the pressure display point C at the time of high temperature and the pressure display point B at the time of low temperature have the same actual remaining amount as the mass, but have different pressure display values. On the other hand, point A and point D differ in the actual remaining amount of mass even if the pressure display is the same. In FIG. 7A, if the limit pressure that can be supplied to the fuel gas consuming device is indicated by a one-dot chain line, the point B is equal to or lower than the limit pressure that can be supplied, and supply is impossible.

この関係を図7(b)で見れば、B点とC点とは質量表示は同じであるがC点は燃料消費装置で燃料供給可能であるのに対して、B点は供給不能となる。   If this relationship is seen in FIG. 7 (b), the point B and the point C have the same mass display, but the point C can be supplied by the fuel consuming device, whereas the point B cannot be supplied. .

従って、ユーザは上述の背景を知らない場合、気体燃料の漏洩又は計器類の故障と勘違いするおそれがあった。そこで、本発明は、ユーザに的確な情報を与えることができる気体燃料残量表示装置を提供することを目的とする。   Therefore, if the user does not know the above-described background, there is a risk that the user may mistakenly be a leak of gaseous fuel or a failure of instruments. Then, an object of this invention is to provide the gaseous fuel residual amount display apparatus which can give a user accurate information.

本第一発明は上記問題点を解決するため、圧縮気体燃料を貯蔵するタンクのガス圧力を測定する圧力測定手段と、前記タンク内のガス質量を測定する質量測定手段と、前記タンク内の圧縮気体残量を表示する残量表示手段と、前記圧力測定手段の測定値に基づいて前記残量表示手段の表示値を演算する第一演算手段と、前記質量測定手段の測定値に基づいて前記残量表示手段の表示値を演算する第二演算手段と、前記残量表示手段に表示する表示値を制御する表示制御手段と、を備えた気体燃料残量表示装置であって、前記表示制御手段は、前記圧力測定手段の測定値が所定値以上のときは前記残量表示手段に前記第二演算手段の演算結果を表示し、前記圧力測定手段の測定値が所定値未満のときは前記残量表示手段に前記第一演算手段の演算結果を表示することを要旨とする。   In order to solve the above problems, the first invention of the present invention is a pressure measuring means for measuring a gas pressure of a tank for storing compressed gas fuel, a mass measuring means for measuring a gas mass in the tank, and a compression in the tank. A remaining amount display means for displaying the remaining amount of gas, a first calculation means for calculating a display value of the remaining amount display means based on a measured value of the pressure measuring means, and the measured value of the mass measuring means based on the measured value A gas fuel remaining amount display device comprising: a second calculating unit that calculates a display value of the remaining amount display unit; and a display control unit that controls a display value displayed on the remaining amount display unit. The means displays the calculation result of the second calculation means on the remaining amount display means when the measurement value of the pressure measurement means is not less than a predetermined value, and the measurement value of the pressure measurement means is less than the predetermined value when the measurement value of the pressure measurement means is less than the predetermined value. On the remaining amount display means, the operation of the first calculation means is performed. Results summarized in that for displaying.

また本第二発明は上記問題点を解決するため、圧縮気体燃料を貯蔵するタンクのガス圧力を測定する圧力測定手段と、前記タンク内のガス質量を測定する質量測定手段と、前記タンク内の圧縮気体残量を表示する残量表示手段と、前記圧力測定手段の測定値に基づいて前記残量表示手段の表示値を演算する第一演算手段と、前記質量測定手段の測定値に基づいて前記残量表示手段の表示値を演算する第二演算手段と、前記残量表示手段に表示する表示値を制御する表示制御手段と、を備えた気体燃料残量表示装置であって、前記表示制御手段は、前記第一演算手段による第一演算結果と前記第二演算手段による第二演算結果との加重平均を前記残量表示手段に表示することを要旨とする。   In order to solve the above problems, the second invention of the present invention is a pressure measuring means for measuring the gas pressure of a tank for storing compressed gas fuel, a mass measuring means for measuring the gas mass in the tank, Based on the measurement value of the remaining amount display means for displaying the remaining amount of compressed gas, the first calculation means for calculating the display value of the remaining amount display means based on the measurement value of the pressure measurement means, and the measurement value of the mass measurement means A gas fuel remaining amount display device comprising: a second calculating unit that calculates a display value of the remaining amount display unit; and a display control unit that controls a display value displayed on the remaining amount display unit. The gist of the control means is to display a weighted average of the first calculation result by the first calculation means and the second calculation result by the second calculation means on the remaining amount display means.

第一発明によれば、第一演算結果が所定値以上の場合、即ち高圧側を質量表示(第二演算結果)とし、第一演算結果が所定値未満の場合、即ち低圧側を圧力表示(第一演算結果)とすることで、高圧側を針振れが起こり難い質量表示とし、低圧側を使用可能残量を正確に把握できる圧力表示とすることで、ユーザに的確な情報を与えることができるという効果がある。また、低圧側で圧力表示を行うので、実際のタンク内残量と使用可能残量の差異を抑制することができるという効果がある。   According to the first invention, when the first calculation result is greater than or equal to a predetermined value, that is, the high pressure side is displayed as mass (second calculation result), and when the first calculation result is less than the predetermined value, that is, the low pressure side is displayed as pressure. By using the first calculation result), the high pressure side is displayed as a mass display that is less likely to wobble, and the low pressure side is displayed as a pressure display that can accurately grasp the remaining usable amount, giving accurate information to the user. There is an effect that can be done. Moreover, since the pressure is displayed on the low pressure side, there is an effect that the difference between the actual remaining amount in the tank and the remaining usable amount can be suppressed.

第二発明によれば、第一演算結果と第二演算結果との加重平均を表示する、即ち、圧力表示と質量表示を組み合わせて残量表示手段に表示することで、圧力表示及び質量表示のデメリットである針振れ及び使用可能残量の不明確さを改善でき、ユーザに的確な情報を与えることができるという効果がある。   According to the second invention, the weighted average of the first calculation result and the second calculation result is displayed, that is, the pressure display and the mass display are displayed by combining the pressure display and the mass display on the remaining amount display means. There is an effect that it is possible to improve needle shake and unclearness of the remaining usable amount, which are disadvantages, and to give accurate information to the user.

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。尚、以下に説明する各実施例は、特に限定されないが、燃料電池車両用の燃料電池システムに燃料である水素を供給する水素タンクの残量表示に本発明を適用した例である。本発明をCNG車両等に適用することもできる。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Each embodiment described below is not particularly limited, but is an example in which the present invention is applied to a remaining amount display of a hydrogen tank that supplies hydrogen as fuel to a fuel cell system for a fuel cell vehicle. The present invention can also be applied to a CNG vehicle or the like.

図1は、本発明に係る気体燃料残量表示装置を備えた燃料電池システムの要部構成を説明する構成図である。   FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a main configuration of a fuel cell system including a gaseous fuel remaining amount display device according to the present invention.

図1において、燃料電池システム1は、例えば固体高分子電解質型燃料電池を用いた燃料電池本体2を備えている。燃料電池本体2は、酸化剤が供給されるカソード入口2aと、燃料電池本体2で消費されなかった酸化剤ガスが排出されるカソード出口2bと、燃料ガスとしての水素が供給されるアノード入口2cと、燃料電池本体2で消費されなかった燃料ガスが排出されるアノード出口2dとを備えている。尚、燃料電池本体2から発電された電力を取り出すアノード電極、カソード電極、及び駆動モータ等の電力負荷は図示を省略してある。   In FIG. 1, a fuel cell system 1 includes a fuel cell main body 2 using, for example, a solid polymer electrolyte fuel cell. The fuel cell main body 2 includes a cathode inlet 2a to which an oxidant is supplied, a cathode outlet 2b to which an oxidant gas that has not been consumed in the fuel cell main body 2 is discharged, and an anode inlet 2c to which hydrogen as a fuel gas is supplied. And an anode outlet 2d through which fuel gas that has not been consumed in the fuel cell main body 2 is discharged. It should be noted that power loads such as an anode electrode, a cathode electrode, and a drive motor that extract the power generated from the fuel cell main body 2 are not shown.

また、燃料電池システム1は、カソード入口2aへ酸化剤ガスである空気を供給するコンプレッサ3と、カソード出口2bから排出される余剰の空気を絞ることによりカソード圧力を調整する空気圧調整弁4と、燃料ガスである水素ガスを高圧で貯蔵する水素タンク5と、水素タンク5から供給される高圧水素ガスの圧力を燃料電池本体2の運転圧力まで低下させてアノード入口2cへ供給する減圧弁6と、アノード出口2dから不純物を含んだ水素を排出させるパージ弁7と、水素タンク5の温度を検出する温度センサ8と、水素タンク5の圧力を検出する圧力センサ9と、水素タンク5内の圧縮水素残量を表示する残量表示手段としての燃料計10と、温度センサ8及び圧力センサ9の検出値に基づいて燃料計10の表示値を演算して燃料計10へ出力するコントローラ11とを備えている。   The fuel cell system 1 includes a compressor 3 that supplies air, which is an oxidant gas, to the cathode inlet 2a, an air pressure adjustment valve 4 that adjusts the cathode pressure by restricting excess air discharged from the cathode outlet 2b, A hydrogen tank 5 for storing hydrogen gas as a fuel gas at a high pressure, and a pressure reducing valve 6 for reducing the pressure of the high-pressure hydrogen gas supplied from the hydrogen tank 5 to the operating pressure of the fuel cell main body 2 and supplying it to the anode inlet 2c; The purge valve 7 for discharging hydrogen containing impurities from the anode outlet 2d, the temperature sensor 8 for detecting the temperature of the hydrogen tank 5, the pressure sensor 9 for detecting the pressure of the hydrogen tank 5, and the compression in the hydrogen tank 5 The fuel gauge 10 serving as a remaining amount display means for displaying the remaining amount of hydrogen, and the display value of the fuel gauge 10 is calculated based on the detected values of the temperature sensor 8 and the pressure sensor 9, and the fuel And a controller 11 for outputting to the meter 10.

尚、特に限定されないがコントローラ11は、本実施例では、CPUとプログラムROMと作業用RAMと入出力インタフェースとを備えるマイクロプロセッサとして構成されている。   Although not particularly limited, the controller 11 is configured as a microprocessor including a CPU, a program ROM, a working RAM, and an input / output interface in this embodiment.

また、コントローラ11は、温度センサ8及び圧力センサ9の検出値に基づいて水素タンク5内のガス質量を測定する質量測定手段の一部、圧力センサ9の測定値から燃料計10の圧力表示値を演算する第一演算手段、コントローラ11が演算したタンク内質量から燃料計10の質量表示値を演算する第二演算手段、及び表示制御手段を兼ねている。   Further, the controller 11 is a part of mass measuring means for measuring the gas mass in the hydrogen tank 5 based on the detected values of the temperature sensor 8 and the pressure sensor 9, and the pressure display value of the fuel gauge 10 from the measured value of the pressure sensor 9. The first calculation means for calculating the second calculation means for calculating the mass display value of the fuel gauge 10 from the mass in the tank calculated by the controller 11, and the display control means.

水素タンク5内には高圧気体燃料である水素が貯蔵され、水素タンク5内の水素は、減圧弁6にて所定圧力まで減圧した後、燃料電池本体2のアノード入口2cへ供給される。なお、水素タンク5内には、タンク内の圧力を測定する圧力センサ9とタンク内の温度を測定する温度センサ8が設置されている。また、圧力センサ9は燃料供給系であって減圧弁6上流に設置してもよい。   Hydrogen, which is a high-pressure gaseous fuel, is stored in the hydrogen tank 5, and the hydrogen in the hydrogen tank 5 is supplied to the anode inlet 2 c of the fuel cell body 2 after being reduced to a predetermined pressure by the pressure reducing valve 6. In the hydrogen tank 5, a pressure sensor 9 for measuring the pressure in the tank and a temperature sensor 8 for measuring the temperature in the tank are installed. Further, the pressure sensor 9 is a fuel supply system and may be installed upstream of the pressure reducing valve 6.

一方、燃料電池本体2のカソード入口1aにはコンプレッサ3により空気が供給され、アノードに供給された水素とカソードに供給された空気により燃料電池本体2が発電し、図示しない駆動モータにより車両を駆動させる。   On the other hand, air is supplied to the cathode inlet 1a of the fuel cell main body 2 by the compressor 3, the fuel cell main body 2 generates electric power by the hydrogen supplied to the anode and the air supplied to the cathode, and the vehicle is driven by a drive motor (not shown). Let

図2は、燃料計10のよる燃料残量表示の例を示し、図2(a)は、アナログ表示、図2(b)はデジタル表示の例を示す。尚、本実施例においては、いずれの表示の場合でも、コントローラ11から燃料計10に対して出力する表示値の範囲は、0から1まであり、表示値「1」を出力した場合「F」を表示し、表示値「0」を出力した場合「E」を表示するものとする。   2 shows an example of fuel remaining amount display by the fuel gauge 10, FIG. 2A shows an example of analog display, and FIG. 2B shows an example of digital display. In this embodiment, in any display, the range of display values output from the controller 11 to the fuel gauge 10 is from 0 to 1, and “F” when the display value “1” is output. When the display value “0” is output, “E” is displayed.

図3は、本実施例1におけるコントローラ11の制御内容を説明するフローチャートである。コントローラ11は、図示しない燃料電池車両のキースイッチがオンの間に、一定時間毎(例えば、0.1秒毎)に図3のルーチンを実行するものとする。   FIG. 3 is a flowchart for explaining the control contents of the controller 11 in the first embodiment. It is assumed that the controller 11 executes the routine of FIG. 3 at regular intervals (for example, every 0.1 second) while a key switch of a fuel cell vehicle (not shown) is on.

実施例1では、コントローラ11は、温度センサ8及び圧力センサ9の検出値に基づいて、燃料計の圧力式メータ表示値H1 と質量式メータ表示値H2 とを算出し、圧力測定値が所定値以上の時は質量式メータ表示値H2 を、所定値未満の時には圧力式メータ表示値H1 を燃料計10に出力するものである。   In the first embodiment, the controller 11 calculates the pressure type meter display value H1 and the mass type meter display value H2 of the fuel gauge based on the detection values of the temperature sensor 8 and the pressure sensor 9, and the pressure measurement value is a predetermined value. At this time, the mass type meter display value H2 is output to the fuel gauge 10, and when it is less than the predetermined value, the pressure type meter display value H1 is output to the fuel gauge 10.

まず図3のステップ(以下、ステップをSと略す)10において、コントローラ11は、圧力センサ9の検出値を読み込むことにより水素タンク5の圧力Pを検出する。次いで、S12でコントローラ11は、温度センサ8の検出値を読み込むことにより水素タンク5の温度Tを検出する。   First, in step (hereinafter abbreviated as S) 10 in FIG. 3, the controller 11 detects the pressure P of the hydrogen tank 5 by reading the detection value of the pressure sensor 9. Next, in S <b> 12, the controller 11 detects the temperature T of the hydrogen tank 5 by reading the detection value of the temperature sensor 8.

次いで、S14でコントローラ11は、圧力Pに所定の係数(1/PMAX )を乗じて燃料計10に表示する表示値である圧力式メータ表示値H1 (H1 =P/PMAX )を算出する(第一演算手段)。この係数(1/PMAX )は、水素タンク5が満タン(例えば35〔MPa〕)時にFを表示し、水素タンク5の圧力が供給下限圧力(または0.1〔MPa〕)の時にEとなるように設定されている。 Next, in S14, the controller 11 calculates a pressure type meter display value H1 (H1 = P / PMAX ) which is a display value to be displayed on the fuel gauge 10 by multiplying the pressure P by a predetermined coefficient (1 / PMAX ). (First calculation means). This coefficient (1 / P MAX ) displays F when the hydrogen tank 5 is full (for example, 35 [MPa]), and E when the pressure of the hydrogen tank 5 is the supply lower limit pressure (or 0.1 [MPa]). It is set to become.

次いで、S16でコントローラ11は、圧力センサ9,温度センサ8の各検出値に基づいて、水素タンク5内の燃料ガスの質量を燃料計10に表示するための質量式メータ表示値H2 を算出する。   Next, in S16, the controller 11 calculates a mass type meter display value H2 for displaying the mass of the fuel gas in the hydrogen tank 5 on the fuel gauge 10 based on the detected values of the pressure sensor 9 and the temperature sensor 8. .

図4は、コントローラ11による質量式メータ表示値H2 の算出内容の詳細を説明するフローチャートである。図4において、まずS102で、以下の式(1)に示すファンデルワールスの状態方程式に基づいて水素タンク5内に搭載されている水素のモル数nを算出する。   FIG. 4 is a flowchart for explaining the details of the calculation contents of the mass type meter display value H2 by the controller 11. In FIG. 4, first, in S102, the number of moles n of hydrogen mounted in the hydrogen tank 5 is calculated based on the van der Waals equation of state shown in the following equation (1).

(数1)
(P+an2 /V2 )(V+bn)=nRT …(1)
P:タンク内圧力
V:タンク内容積(例えば、180l)
T:タンク内温度
n:タンク内水素のmol数
R:気体定数
a:水素における定数(例えば、a=0.244〔l2・atm/mol2〕)
b:水素における定数(例えば、b=0.0266〔l/mol〕)
ここで、上記式(1)は、nに関する3次方程式となるが、その解法はカルダノの公式として公知(例えば、岩波講座 現代数学への入門7 代数入門2 pp.232-238 1996年 岩波書店、共立 数学公式 1993年 共立出版等)であるので、説明を省略する。
(Equation 1)
(P + an 2 / V 2 ) (V + bn) = nRT (1)
P: Tank internal pressure V: Tank internal volume (for example, 180 l)
T: temperature in tank n: number of moles of hydrogen in tank R: gas constant a: constant in hydrogen (for example, a = 0.244 [l 2 · atm / mol 2 ])
b: constant in hydrogen (for example, b = 0.0266 [l / mol])
Here, the above equation (1) is a cubic equation related to n, but the solution is known as Cardano's formula (for example, Iwanami Lecture Introduction to Modern Mathematics 7 Introduction to Algebra 2 pp.232-238 1996 Iwanami Shoten , Kyoritsu Mathematics Formula 1993 Kyoritsu Publishing etc.), so the explanation is omitted.

次いで、S104で、mol数nに水素分子量(2.018)を乗じて、搭載水素質量M〔g〕を算出する。   Next, in S104, the mounted hydrogen mass M [g] is calculated by multiplying the number of moles n by the hydrogen molecular weight (2.018).

次いで、S106で 搭載質量Mを最大搭載質量MMAX で除して質量式メータ表示値H2 を求める。ここで、MMAX は、例えば圧力35〔MPa〕、温度0〔℃〕の時に水素タンク5に充填される水素質量の値とする。 Then, determine the mass meter display value H2 by dividing the maximum mounted mass M MAX mounted mass M at S106. Here, M MAX is, for example, the value of the mass of hydrogen charged in the hydrogen tank 5 when the pressure is 35 [MPa] and the temperature is 0 [° C.].

図3に戻って、次にコントローラ11は、S18で、水素タンク5の圧力Pが所定値P0 以上か否かを判定する。PがP0 以上であれば、S22へ進み、質量式メータ表示値H2 を燃料計に表示して終了する。S18の判定で、Pが所定値P0 以上でなければ、言い換えればPが所定値P0 未満であれば、S20へ進み、圧力式メータ表示値H1 を燃料計に表示して終了する。   Returning to FIG. 3, the controller 11 next determines whether or not the pressure P of the hydrogen tank 5 is equal to or higher than a predetermined value P0 in S18. If P is equal to or greater than P0, the process proceeds to S22, where the mass type meter display value H2 is displayed on the fuel gauge, and the process ends. If it is determined in S18 that P is not greater than or equal to the predetermined value P0, in other words, if P is less than the predetermined value P0, the process proceeds to S20, and the pressure type meter display value H1 is displayed on the fuel gauge and the process is terminated.

以上説明したように本実施例1によれば、第一演算結果が所定値以上の場合、即ち高圧側を質量表示(第二演算結果)とし、第一演算結果が所定値未満の場合、即ち低圧側を圧力表示(第一演算結果)とすることで、高圧側を針振れが起こり難い質量表示とし、低圧側を使用可能残量を正確に把握できる圧力表示とすることで、ユーザに的確な情報を与えることができるという効果がある。また、低圧側で圧力表示を行うので、実際のタンク内残量と使用可能残量の差異を抑制することができるという効果がある。   As described above, according to the first embodiment, when the first calculation result is greater than or equal to the predetermined value, that is, when the high-pressure side is the mass display (second calculation result), and when the first calculation result is less than the predetermined value, By displaying the low pressure side as a pressure display (first calculation result), the high pressure side is displayed as a mass display that is less likely to sway, and the low pressure side is displayed as a pressure display that can accurately grasp the remaining usable amount. There is an effect that it is possible to give information. Moreover, since the pressure is displayed on the low pressure side, there is an effect that the difference between the actual remaining amount in the tank and the remaining usable amount can be suppressed.

図5は、実施例2におけるコントローラ11の制御内容を説明するフローチャートである。本実施例の燃料電池システムの構成は、図1に示した実施例1の構成と同様である。コントローラ11は、図示しない燃料電池車両のキースイッチがオンの間に、一定時間毎(例えば、0.1秒毎)に図5のルーチンを実行するものとする。   FIG. 5 is a flowchart for explaining the control contents of the controller 11 according to the second embodiment. The configuration of the fuel cell system of the present embodiment is the same as the configuration of the first embodiment shown in FIG. It is assumed that the controller 11 executes the routine of FIG. 5 at regular time intervals (for example, every 0.1 second) while a key switch of a fuel cell vehicle (not shown) is on.

実施例2では、コントローラ11は、温度センサ8及び圧力センサ9の検出値に基づいて、圧力式メータ表示値H1 と質量式メータ表示値H2 とを算出し、圧力メータ表示値H1 と質量式メータ表示値H2 との加重平均を燃料計10に表示するものである。   In the second embodiment, the controller 11 calculates the pressure type meter display value H1 and the mass type meter display value H2 based on the detection values of the temperature sensor 8 and the pressure sensor 9, and the pressure meter display value H1 and the mass type meter. A weighted average with the display value H2 is displayed on the fuel gauge 10.

まず図5のS10において、コントローラ11は、圧力センサ9の検出値を読み込むことにより水素タンク5の圧力Pを検出する。次いで、S12でコントローラ11は、温度センサ8の検出値を読み込むことにより水素タンク5の温度Tを検出する。   First, in S10 of FIG. 5, the controller 11 detects the pressure P of the hydrogen tank 5 by reading the detection value of the pressure sensor 9. Next, the controller 11 detects the temperature T of the hydrogen tank 5 by reading the detection value of the temperature sensor 8 in S12.

次いで、S14でコントローラ11は、圧力Pに所定の係数(1/PMAX )を乗じて燃料計10に表示する表示値である圧力式メータ表示値H1 (H1 =P/PMAX )を算出する(第一演算手段)。この係数(1/PMAX )は、水素タンク5が満タン(例えば35〔MPa〕)時にF(満タン、フルスケール)を表示し、水素タンク5の圧力が供給下限圧力(または0.1〔MPa〕)の時にE(空)となるように設定されている。 Next, in S14, the controller 11 calculates a pressure type meter display value H1 (H1 = P / PMAX ) which is a display value to be displayed on the fuel gauge 10 by multiplying the pressure P by a predetermined coefficient (1 / PMAX ). (First calculation means). This coefficient (1 / P MAX ) indicates F (full tank, full scale) when the hydrogen tank 5 is full (for example, 35 [MPa]), and the pressure of the hydrogen tank 5 is the supply lower limit pressure (or 0.1). [MPa]) is set to be E (empty).

次いで、S16でコントローラ11は、圧力センサ9,温度センサ8の各検出値に基づいて、水素タンク5内の燃料ガスの質量を燃料計10に表示するための質量式メータ表示値H2 を算出する。S16の詳細は、図4を参照して実施例1で説明した通りである。   Next, in S16, the controller 11 calculates a mass type meter display value H2 for displaying the mass of the fuel gas in the hydrogen tank 5 on the fuel gauge 10 based on the detected values of the pressure sensor 9 and the temperature sensor 8. . The details of S16 are as described in the first embodiment with reference to FIG.

次いで、コントローラ11は、S30で、圧力式メータ表示値H1 と質量式メータ表示値H2 との加重平均H3 を式(2)で算出する。   Next, in S30, the controller 11 calculates a weighted average H3 of the pressure type meter display value H1 and the mass type meter display value H2 by the equation (2).

(数2)
H3=(1−k)H1 +kH2 …(2)
ここで、H2 の重み係数kは、0<k<1の定数である。
(Equation 2)
H3 = (1-k) H1 + kH2 (2)
Here, the weight coefficient k of H2 is a constant of 0 <k <1.

最後に、コントローラ11は、加重平均値H3 を燃料計10に表示して終了する。   Finally, the controller 11 displays the weighted average value H3 on the fuel gauge 10 and ends.

以上説明したように実施例2によれば、第一演算結果と第二演算結果との加重平均を燃料計に表示する、即ち、圧力表示と質量表示を組み合わせて残量表示手段に表示することで、圧力表示及び質量表示のデメリットである針振れ及び使用可能残量の不明確さを改善でき、ユーザに的確な情報を与えることができるという効果がある。   As described above, according to the second embodiment, the weighted average of the first calculation result and the second calculation result is displayed on the fuel gauge, that is, the pressure display and the mass display are combined and displayed on the remaining amount display means. Thus, there is an effect that it is possible to improve needle shake and unclearness of the remaining usable amount, which are disadvantages of pressure display and mass display, and to give accurate information to the user.

図6は、実施例3におけるコントローラ11の制御内容を説明するフローチャートである。本実施例の燃料電池システムの構成は、図1に示した実施例1の構成と同様である。コントローラ11は、図示しない燃料電池車両のキースイッチがオンの間に、一定時間毎(例えば、0.1秒毎)に図6のルーチンを実行するものとする。   FIG. 6 is a flowchart for explaining the control contents of the controller 11 according to the third embodiment. The configuration of the fuel cell system of the present embodiment is the same as the configuration of the first embodiment shown in FIG. It is assumed that the controller 11 executes the routine of FIG. 6 at regular intervals (for example, every 0.1 second) while a key switch of a fuel cell vehicle (not shown) is on.

実施例3では、コントローラ11は、温度センサ8及び圧力センサ9の検出値に基づいて、圧力式メータ表示値H1 と質量式メータ表示値H2 とを算出し、水素タンク5の圧力が低いほど圧力メータ表示値H1 の重みを大きくして、圧力メータ表示値H1 と質量式メータ表示値H2 との加重平均を燃料計10に表示するものである。   In the third embodiment, the controller 11 calculates the pressure-type meter display value H1 and the mass-type meter display value H2 based on the detection values of the temperature sensor 8 and the pressure sensor 9, and the lower the pressure of the hydrogen tank 5, the higher the pressure. The weight of the meter display value H1 is increased, and the weighted average of the pressure meter display value H1 and the mass type meter display value H2 is displayed on the fuel gauge 10.

まず図6のS10において、コントローラ11は、圧力センサ9の検出値を読み込むことにより水素タンク5の圧力Pを検出する。次いで、S12でコントローラ11は、温度センサ8の検出値を読み込むことにより水素タンク5の温度Tを検出する。   First, in S10 of FIG. 6, the controller 11 detects the pressure P of the hydrogen tank 5 by reading the detection value of the pressure sensor 9. Next, in S <b> 12, the controller 11 detects the temperature T of the hydrogen tank 5 by reading the detection value of the temperature sensor 8.

次いで、S14でコントローラ11は、圧力Pに所定の係数(1/PMAX )を乗じて燃料計10に表示する表示値である圧力式メータ表示値H1 (H1 =P/PMAX )を算出する(第一演算手段)。この係数(1/PMAX )は、水素タンク5が満タン(例えば35〔MPa〕)時にFを表示し、水素タンク5の圧力が供給下限圧力(または0.1〔MPa〕)の時にEとなるように設定されている。 Next, in S14, the controller 11 calculates a pressure type meter display value H1 (H1 = P / PMAX ) which is a display value to be displayed on the fuel gauge 10 by multiplying the pressure P by a predetermined coefficient (1 / PMAX ). (First calculation means). This coefficient (1 / P MAX ) displays F when the hydrogen tank 5 is full (for example, 35 [MPa]), and E when the pressure of the hydrogen tank 5 is the supply lower limit pressure (or 0.1 [MPa]). It is set to become.

次いで、S16でコントローラ11は、圧力センサ9,温度センサ8の各検出値に基づいて、水素タンク5内の燃料ガスの質量を燃料計10に表示するための質量式メータ表示値H2 を算出する。S16の詳細は、図4を参照して実施例1で説明した通りである。   Next, in S16, the controller 11 calculates a mass type meter display value H2 for displaying the mass of the fuel gas in the hydrogen tank 5 on the fuel gauge 10 based on the detected values of the pressure sensor 9 and the temperature sensor 8. . The details of S16 are as described in the first embodiment with reference to FIG.

次いで、コントローラ11は、S40で、圧力式メータ表示値H1 と質量式メータ表示値H2 との加重平均H3 を式(3)により算出する。   Next, in S40, the controller 11 calculates a weighted average H3 of the pressure type meter display value H1 and the mass type meter display value H2 by the equation (3).

(数3)
H3 =(1−H1 )×H1 +H1 ×H2 …(3)
ここでH1 は、0≦H1 ≦1の範囲の変数である。
(Equation 3)
H3 = (1-H1) .times.H1 + H1.times.H2 (3)
Here, H1 is a variable in the range of 0≤H1≤1.

最後に、コントローラ11は、加重平均値H3 を燃料計10に表示して終了する。   Finally, the controller 11 displays the weighted average value H3 on the fuel gauge 10 and ends.

以上説明したように実施例3によれば、タンク内圧力が低下すればするほど第一演算結果の重みを大きくして第一演算結果と第二演算結果との加重平均を燃料計に表示するようにしたので、圧力表示及び質量表示のデメリットである針振れ及び使用可能残量の不明確さを改善するとともに、燃料残量が少なくなればなるほど、使用可能な燃料量に対応する圧力表示に近づくので、さらにユーザに的確な情報を与えることができるという効果がある。   As described above, according to the third embodiment, the weight of the first calculation result is increased as the tank pressure decreases, and the weighted average of the first calculation result and the second calculation result is displayed on the fuel gauge. As a result, it is possible to improve the display of pressure corresponding to the amount of fuel that can be used as the remaining amount of fuel decreases, as well as to improve the uncertainties of needle shake and the remaining amount that can be used, which are disadvantages of pressure display and mass display. Since it approaches, there is an effect that more accurate information can be given to the user.

本発明に係る気体燃料残量表示装置を用いた燃料電池システムの要部構成図である。It is a principal part block diagram of the fuel cell system using the gaseous fuel residual amount display apparatus which concerns on this invention. (a)本発明に係る気体燃料残量表示装置のアナログ表示の一例を示す図、(b)本発明に係る気体燃料残量表示装置のデジタル表示の一例を示す図である。(A) It is a figure which shows an example of the analog display of the gaseous fuel residual amount display apparatus which concerns on this invention, (b) It is a figure which shows an example of the digital display of the gaseous fuel residual quantity display apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る気体燃料残量表示装置の実施例1における表示値算出方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the display value calculation method in Example 1 of the gaseous fuel residual amount display apparatus which concerns on this invention. 質量表示の算出方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the calculation method of a mass display. 本発明に係る気体燃料残量表示装置の実施例2における表示値算出方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the display value calculation method in Example 2 of the gaseous fuel residual amount display apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る気体燃料残量表示装置の実施例3における表示値算出方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the display value calculation method in Example 3 of the gaseous fuel residual amount display apparatus which concerns on this invention. (a)タンク内残量と圧力表示の関係を説明する図、(b)タンク内残量と質量表示の関係を説明する図である。(A) The figure explaining the relationship between the residual amount in a tank and a pressure display, (b) The figure explaining the relationship between the residual amount in a tank and a mass display.

符号の説明Explanation of symbols

1…燃料電池システム
2…燃料電池本体
3…コンプレッサ
4…空気圧調整弁
5…水素タンク
6…減圧弁
7…パージ弁
8…温度センサ
9…圧力センサ(圧力測定手段)
10…燃料計(残量表示手段)
11…コントローラ(第一、第二演算手段、表示制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell system 2 ... Fuel cell main body 3 ... Compressor 4 ... Air pressure adjustment valve 5 ... Hydrogen tank 6 ... Pressure reducing valve 7 ... Purge valve 8 ... Temperature sensor 9 ... Pressure sensor (pressure measurement means)
10 ... Fuel gauge (remaining amount display means)
11: Controller (first and second calculation means, display control means)

Claims (3)

圧縮気体燃料を貯蔵するタンクのガス圧力を測定する圧力測定手段と、
前記タンク内のガス質量を測定する質量測定手段と、
前記タンク内の圧縮気体残量を表示する残量表示手段と、
前記圧力測定手段の測定値に基づいて前記残量表示手段の表示値を演算する第一演算手段と、
前記質量測定手段の測定値に基づいて前記残量表示手段の表示値を演算する第二演算手段と、
前記残量表示手段に表示する表示値を制御する表示制御手段と、を備えた気体燃料残量表示装置であって、
前記表示制御手段は、
前記圧力測定手段の測定値が所定値以上のときは前記残量表示手段に前記第二演算手段の演算結果を表示し、
前記圧力測定手段の測定値が所定値未満のときは前記残量表示手段に前記第一演算手段の演算結果を表示することを特徴とする気体燃料残量表示装置。
Pressure measuring means for measuring the gas pressure of the tank storing the compressed gas fuel;
A mass measuring means for measuring a gas mass in the tank;
Remaining amount display means for displaying the remaining amount of compressed gas in the tank;
First calculation means for calculating a display value of the remaining amount display means based on a measurement value of the pressure measurement means;
Second calculating means for calculating the display value of the remaining amount display means based on the measurement value of the mass measuring means;
Display control means for controlling a display value to be displayed on the remaining amount display means, and a gaseous fuel remaining amount display device comprising:
The display control means includes
When the measured value of the pressure measuring means is a predetermined value or more, the calculation result of the second calculating means is displayed on the remaining amount displaying means,
The gaseous fuel remaining amount display device, wherein when the measured value of the pressure measuring means is less than a predetermined value, the calculation result of the first calculating means is displayed on the remaining amount display means.
圧縮気体燃料を貯蔵するタンクのガス圧力を測定する圧力測定手段と、
前記タンク内のガス質量を測定する質量測定手段と、
前記タンク内の圧縮気体残量を表示する残量表示手段と、
前記圧力測定手段の測定値に基づいて前記残量表示手段の表示値を演算する第一演算手段と、
前記質量測定手段の測定値に基づいて前記残量表示手段の表示値を演算する第二演算手段と、
前記残量表示手段に表示する表示値を制御する表示制御手段と、を備えた気体燃料残量表示装置であって、
前記表示制御手段は、
前記第一演算手段による第一演算結果と前記第二演算手段による第二演算結果との加重平均を前記残量表示手段に表示することを特徴とする気体燃料残量表示装置。
Pressure measuring means for measuring the gas pressure of the tank storing the compressed gas fuel;
A mass measuring means for measuring a gas mass in the tank;
Remaining amount display means for displaying the remaining amount of compressed gas in the tank;
First calculation means for calculating a display value of the remaining amount display means based on a measurement value of the pressure measurement means;
Second calculating means for calculating the display value of the remaining amount display means based on the measurement value of the mass measuring means;
Display control means for controlling a display value to be displayed on the remaining amount display means, and a gaseous fuel remaining amount display device comprising:
The display control means includes
A gaseous fuel remaining amount display device, wherein a weighted average of a first calculation result by the first calculation means and a second calculation result by the second calculation means is displayed on the remaining amount display means.
前記表示制御手段は、
前記加重平均において、前記第一演算結果が減少する程、前記第一演算結果の重みを大きくすることを特徴とする請求項2記載の気体燃料残量表示装置。
The display control means includes
3. The gaseous fuel remaining amount display device according to claim 2, wherein in the weighted average, the weight of the first calculation result is increased as the first calculation result is decreased.
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