JP2007120605A - ガス供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は大容量のタンクに高速充填できると共に、複数の小容量のタンクには同時に並行してガス充填するようにして充填効率を高めることを課題とする。
【解決手段】 燃料タンク１２の容量が大きい場合には、ガス供給ノズル６２Ａ，６２Ｂの何れか一方を自動車の燃料タンク１２の充填口に結合させた後に、高速充填スイッチ６８をオンに操作してから当該燃料タンク１２に結合されたガス供給ノズル６２Ａ，６２Ｂに対応するガス供給開始スイッチ６６Ａ，６６Ｂの何れか一方をオンに操作する。この場合、２つのガス供給経路５０Ａ，５０Ｂから供給されたガスを燃料タンク１２に供給することで高速充填を行なうことができる。また、燃料タンク１２の容量が小さい場合には、ガス供給開始スイッチ６６Ａ，６６Ｂの何れか一方を操作することで対応するガス供給経路５０Ａ，５０Ｂの何れか一方を用いて燃料タンク１２へのガス充填制御を行なう。
【選択図】図１

Description

本発明はガス供給装置に係り、特に大容量の被充填タンクにガスを高速で充填できるように構成されたガス供給装置に関する。

自動車の排気ガス対策としてガソリンや軽油等の燃料を燃焼させて走行するエンジンが搭載された自動車に代わってＣＮＧ等の圧縮ガスを燃料とする自動車の開発が進められている。これに伴って自動車の燃料タンクに圧縮ガスを充填するガス供給装置の開発も進められている。

この種のガス供給装置は、圧縮機により圧縮されたガスを供給するガス供給経路に連通されたガス供給ノズルを燃料タンクの充填口に結合し、ガス供給経路の制御弁の弁開度を制御して燃料タンクに供給されるガスの供給量を計測し、目標充填量に達するとガス供給を停止するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ガス供給装置では、ガス供給経路に設けられた制御弁や流量計を含めた配管抵抗やガス供給ノズルの流路径等によって充填速度が決まり、自動車に搭載された燃料タンクに残留された残量によって目標圧力に達する満充填になるまでの充填時間が異なる。
特開２００４−２５７５２６号公報

しかしながら、バス等の大型車のように燃料タンクが大容量である場合には、満充填になるまでに多くの時間を要することになり、充填時間の短縮化が要望されている。

一方、ガス充填速度を高速化する方法として、ガス供給経路や制御弁、流量計、ガス供給ノズルなどの流路を大径化することが考える。この方法では、各機器が特殊仕様となるため、コストが高価になるばかりか、普通自動車の燃料タンクにガス充填する場合に圧力が急激に上昇することになるため、普通自動車には適さないので、普通自動車が充填所で順番待ちしている状態のときに大型車が来ない場合には、ガス供給装置を十分に活用することができない。

また、ガス充填速度を高速化する方法として、複数のガス供給経路を並列に設け、複数のガス供給経路から同一のガス供給ノズルにガスを供給する構成のガス供給装置も考えられる。この方法では、大型車へのガス充填を行なう際は、複数のガス供給経路から同時にガスが供給されて高速充填が可能になるが、普通自動車の燃料タンクにガス充填する場合には、一つのガス供給経路から燃料タンクへガスを供給することになり、他のガス供給経路が使用されず、複数のガス供給経路を有するのにも拘わらず、複数の自動車が到着した場合にも一台の自動車に対してしかガス供給を行うことができない。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、課題を解決したガス供給装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。

請求項１記載の発明は、一端が圧縮ガスを貯蔵する貯蔵タンクに接続され、当該圧縮ガスを供給するための複数のガス供給経路と、該複数のガス供給経路の夫々に設けられ、当該ガス供給経路を流れる圧縮ガスの流量を計測する流量計と、前記複数のガス供給経路の夫々に設けられ、当該ガス供給経路を流れる圧縮ガスの流通を制御する制御弁と、前記複数のガス供給経路の他端に一端が接続された複数のガス供給ホースと、該複数のガス供給ホースの夫々の他端に設けられたガス供給ノズルと、前記複数のガス供給経路の夫々を連通する合流経路と、該合流経路に設けられた開閉弁と、前記ガス供給ノズルの夫々に対応して設けられ、当該ガス供給ノズルを用いてガスの供給の際に操作されるガス供給開始スイッチと、被充填タンクに対し、複数のガス供給経路を用いて高速で充填するか否かを指示するための充填速度指示手段と、該充填速度指示手段により高速での充填が指示された場合には、前記開閉弁を開弁し、この後、前記ガス供給開始スイッチが操作されると、前記複数のガス供給経路よりの圧縮ガスを前記ガス供給ノズルに供給することにより、前記被充填タンクへのガス充填制御を行ない、該充填速度指示手段により高速での充填が指示されずに前記ガス供給開始スイッチが操作された場合には、対応する前記ガス供給ノズルに連通された一の前記ガス供給経路のみからの圧縮ガスを前記ガス供給ノズルに供給することにより、前記被充填タンクへのガス充填を行なう充填制御手段と、
を有することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、前記ガス供給ノズル毎に設けられ、当該ガス供給ノズルの不使用時に当該ガス供給ノズルが載置されるノズル載置器と、該ノズル載置器毎に設けられ、前記ガス供給ノズルが載置されているか否かを検出するノズル検出手段と、を有し、前記充填制御手段は、前記開閉弁を開弁させてガス充填を行なっている際に、前記複数のノズル検出手段より前記開閉弁を介して連通された他の前記ガス供給ノズルが載置されていないことが検出された場合には、前記開閉弁及び前記制御弁の夫々を閉弁させることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、前記充填制御手段は、前記充填速度指示手段により高速での充填が指示され、かつ、前記ガス供給開始スイッチが操作された場合には、前記一のガス供給経路の制御弁を開弁し、所定時間経過後に前記開閉弁の開弁により連通された前記他のガス供給経路の制御弁を開弁することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、前記充填制御手段が、前記被充填タンクの残容量が予め設定された規定未満になったとき、前記開閉弁の開弁により連通された前記他のガス供給経路の制御弁を閉弁し、所定時間経過後に前記一のガス供給経路の制御弁を閉弁することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、前記充填制御手段は、前記制御弁を開弁してから予め設定された規定時間が経過したとき、前記開閉弁の開弁により連通された前記他のガス供給経路の制御弁を閉弁し、その後所定の時間差で前記一のガス供給経路の制御弁を閉弁することを特徴とする。

本発明によれば、大容量の被充填タンクにガスを供給する場合には、複数のガス供給経路よりの圧縮ガスを一つのガス供給ノズルに供給して高速充填により充填時間を短縮することができ、比較的容量の小さい被充填タンクにガスを供給する場合には、複数のガス供給経路からのガスを夫々のガス供給ノズルに供給して複数の被充填タンクに対して同時にガス供給することができる。従って、被充填タンクの容積に応じて複数のガス供給経路を切り換えることが可能であるので、複数のガス供給経路を効率良く使用できると共に、大容量の被充填タンクへの高速充填を可能して充填時間の短縮化を促進することもできる。

また、本発明によれば、開閉弁を開弁させてガス充填を行なっている際に、複数のノズル検出手段より開閉弁を介して連通された他のガス供給ノズルが載置されていないことが検出された場合には、開閉弁及び制御弁を閉弁させるため、大容量の被充填タンクへ高速充填しているときに他のガス供給ノズルの使用を禁止して不正にガス供給されることを防止することができる。

また、本発明によれば、充填速度指示手段により高速での充填が指示され、かつ、ガス供給開始スイッチが操作された場合には、一のガス供給経路の制御弁を開弁し、所定時間経過後に開閉弁の開弁により連通された他のガス供給経路の制御弁を開弁するため、被充填タンクへ高速充填する場合に被充填タンクの圧力が急激に上昇することを防止すると共に、他のガス供給経路の制御弁を開弁する前にガス供給が安全に行なえることを確認することができる。

また、本発明によれば、被充填タンクの残容量が予め設定された規定未満になったとき、開閉弁の開弁により連通された他のガス供給経路の制御弁を閉弁し、所定時間経過後に一のガス供給経路の制御弁を閉弁するため、被充填タンクが満充填となる前に他のガス供給経路からのガス供給を停止してガス供給量を１段絞ることができ、所定時間経過後に一のガス供給経路からのガス供給を停止してガス供給停止時の充填精度を高めることができる。

また、本発明によれば、制御弁を開弁してから予め設定された規定時間が経過したとき、開閉弁の開弁により連通された他のガス供給経路の制御弁を閉弁し、その後所定の時間差で一のガス供給経路の制御弁を閉弁するため、被充填タンクが満充填となる前に他のガス供給経路からのガス供給を停止してガス供給量を１段絞ることができ、所定時間経過後に一のガス供給経路からのガス供給を停止してガス供給停止時の充填精度を高めることができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は本発明によるガス供給装置の一実施例を示すシステム系統図である。図１に示されるように、ガス供給装置１０は、例えば自動車の燃料タンク（被充填タンク）１２に圧縮したガス（例えば、CNG）を供給するガス供給ステーション（ガス充填所）などに設置されている。

ガス供給装置１０は、大略、圧縮されたガスを貯蔵するガス貯蔵部２０と、ガス貯蔵部２０からのガスを自動車の燃料タンク１２に供給するためのディスペンサユニット３０と、ディスペンサユニット３０の各機器を制御する制御部４０とよりなる。

ガス貯蔵部２０は、圧縮機２２により圧縮されたガスを貯蔵する可変圧ガス蓄圧器２４と高圧ガス蓄圧器２６とを有する。また、圧縮機２２は、入口側の元弁２１または元弁２３の何れか一方を開弁することで、可変圧ガス蓄圧器２４または高圧ガス蓄圧器２６に燃料タンク１２に充填される目標充填圧力よりも高い圧力のガスを蓄圧するまで圧縮ガスを補給する。

充填開始当初は、可変圧ガス蓄圧器２４の元弁２５Ａ，２５Ｂが開弁されて燃料タンク１２へのガス充填が行われる。そして、燃料タンク１２の充填圧力が目標圧力に達する直前に高圧ガス蓄圧器２６の元弁２７Ａ，２７Ｂを開弁して燃料タンク１２の充填圧力を目標圧力まで充填する。尚、元弁２５Ａ，２５Ｂは、可変ガス蓄圧器２４に圧縮ガスを補給する際は、閉弁されており、燃料タンク１２のガス供給開始時に開弁される。また、元弁２７Ａ，２７Ｂも高圧ガス蓄圧器２６に圧縮ガスを補給する際は、閉弁されており、燃料タンク１２へのガス供給が満充填直前になったときに開弁される。

ディスペンサユニット３０には、ガス貯蔵部２０に連通された第１のガス供給経路５０Ａと第２のガス供給経路５０Ｂとが並列に設けられている。ガス供給経路５０Ａ，５０Ｂには、流量計５２Ａ，５２Ｂ、開閉弁５４Ａ，５４Ｂ、制御弁５６Ａ，５６Ｂ、圧力センサ５８Ａ，５８Ｂが配設されている。さらに、ガス供給経路５０Ａ，５０Ｂの下流側端部には、充填ホース５９Ａ，５９Ｂ、三方弁６０Ａ，６０Ｂ、ガス供給ノズル６２Ａ，６２Ｂが連通されている。

また、制御部４０は、第１のガス供給経路５０Ａの各機器を制御する第１の制御装置４２Ａと、第２のガス供給経路５０Ｂの各機器を制御する第２の制御装置４２Ｂと、ガス供給経路５０Ａ，５０Ｂの２系統から供給されたガスを充填する場合に２系統のガス供給量を合算すると共に、ガス供給経路５０Ａ，５０Ｂとの間を連通する合流経路７０に設けられた合流開閉弁７２を開閉制御する第３の制御装置４２Ｃとを有する。

制御装置４２Ａ，４２Ｂは、夫々、流量計５２Ａ，５２Ｂ、開閉弁５４Ａ，５４Ｂ、制御弁５６Ａ，５６Ｂ、圧力センサ５８Ａ，５８Ｂ及び流量表示器６４Ａ，６４Ｂ、ガス供給開始スイッチ６６Ａ，６６Ｂ、高速充填スイッチ（充填速度切り換えスイッチ）６８と接続されている。第３の制御装置４２Ｃは、他の制御装置４２Ａ，４２Ｂと相互に通信可能に接続されており、高速充填スイッチ６８が操作されて２系統のガス供給量を合算する場合には、合算したガス供給量を流量表示器６４Ｃに表示させる。

制御装置４２Ａ，４２Ｂは、係員の入力操作に応じて各ガス供給経路５０Ａ，５０Ｂを各ガス供給ノズル６２Ａ，６２Ｂ別にガス供給する個別制御モードを実行し、制御装置４２Ｃは各ガス供給経路５０Ａ，５０Ｂをガス供給ノズル６２Ａ，６２Ｂの何れか一方に供給する合算制御モードを実行する。

制御装置４２Ａ，４２Ｂは、流量計５２Ａ，５２Ｂから出力された流量パルスを積算してガス供給量を演算すると共に、流量表示器６４Ａ，６４Ｂにガス供給量を表示する。さらに、制御装置４２Ｃは、ＰＯＳ装置８０と通信可能に接続されており、各制御モードによって供給されたガス供給量をＰＯＳ装置８０へ送信する。ＰＯＳ装置８０は、ガス供給ステーション（ガス充填所）に設置された各機器を管理しており、各ガス供給装置の制御装置４２Ｃから送信されたガス供給量を集計すると共に、各ガス供給量を時系列的に集計したガス供給リストを作成する。

制御装置４２Ａ〜４２Ｃは、夫々後述するようにメモリに格納された制御プログラムを読み込んで、各制御モードに応じた制御処理を実行する。

ガス供給ステーション（ガス充填所）の係員は、ガス充填を受ける顧客の自動車が到着すると、空いているディスペンサユニット３０に誘導し、ガス供給ノズル６２Ａ，６２Ｂの何れか一方を自動車の燃料タンク１２の充填口に結合させ、三方弁６０Ａ，６０Ｂをガス充填状態に切り換える。その後、当該自動車が普通乗用車等のような小型の容量（容積）を有する燃料タンク１２を搭載されている場合は、当該燃料タンク１２に結合されたガス供給ノズル６２Ａ，６２Ｂに対応するガス供給開始スイッチ６６Ａ，６６Ｂの何れか一方をオンに操作する。

これで、オン操作されたガス供給開始スイッチ６６Ａ（又は６６Ｂ）に対応する制御装置４２Ａ(又は４２Ｂ)は、開閉弁５４Ａ（又は５４Ｂ）を開弁し、制御弁５６Ａ（又は５６Ｂ）の弁開度を制御しながら燃料タンク１２へガス供給量を制御する。そして、燃料タンク１２の圧力が目標充填圧力に達して充填終了すると、開閉弁５４Ａ（又は５４Ｂ）、制御弁５６Ａ（又は５６Ｂ）を閉弁させて当該燃料タンク１２に対するガス充填を終了する。尚、燃料タンク１２へのガス供給量または充填圧力を設定する場合には、ガス供給開始スイッチ６６Ａ，６６Ｂを操作する前に各設定値の入力操作を行なう。

また、高速充填スイッチ６８がオン操作された場合、制御装置４２Ｃからの指示により制御装置４２Ａ，４２Ｂは、開閉弁５４Ａ，５４Ｂを夫々開弁し、制御弁５６Ａ，５６Ｂの弁開度を並行して制御しながら燃料タンク１２へガス供給量を制御する。そして、燃料タンク１２の圧力が目標充填圧力に達して充填終了すると、開閉弁５４Ａ，５４Ｂ、制御弁５６Ａ，５６Ｂを閉弁させて当該燃料タンク１２に対するガス充填を終了する。

従って、ガス充填を受ける顧客の自動車が燃料タンク１２の容量が大きい大型車の場合には、ガス供給ノズル６２Ａ，６２Ｂの何れか一方を自動車の燃料タンク１２の充填口に結合させた後に、高速充填スイッチ６８をオンに操作してから当該燃料タンク１２に結合されたガス供給ノズル６２Ａ，６２Ｂに対応するガス供給開始スイッチ６６Ａ，６６Ｂの何れか一方をオンに操作する。尚、この場合、２つのガス供給経路５０Ａ，５０Ｂから供給されたガスを燃料タンク１２に供給することで高速充填を行なうため、ガス供給ノズル６２Ａ，６２Ｂのうち燃料タンク１２に結合されなかった他方は、ガス供給を行なわない不使用状態となる。

ここで、制御装置４２Ａ〜４２Ｃが実行する各制御処理について説明する。まず、制御装置４２Ａ，４２Ｂが各ガス供給経路５０Ａ，５０Ｂを個別に制御する場合の制御処理について図２、図３のフローチャートを参照して説明する。その後、２つのガス供給経路５０Ａ，５０Ｂを合流させて高速充填制御する場合の制御処理について図４、図５のフローチャートを参照して説明する。また、以下のフローチャートにおいて、ガス供給経路５０ＡをＡ系、ガス供給経路５０ＢをＢ系として図示している。

第１の制御装置４２Ａは、Ｓ１１で高速充填スイッチ６８がオンに操作されたか否かをチェックする。Ｓ１１において、高速充填スイッチ６８がオフのときは、Ｓ１２に進み、ガス供給開始スイッチ６６Ａがオンに操作されたか否かをチェックする。Ｓ１２において、ガス供給開始スイッチ６６Ａがオフのままであるときは、上記Ｓ１１に戻る。尚、上記Ｓ１１において、高速充填スイッチ６８がオンに操作されたときは、後述する高速充填を行なう合算充填制御処理（図４、図５参照）に移行する。

また、上記Ｓ１２において、ガス供給開始スイッチ６６Ａがオンに操作されたときは、Ｓ１３に進み、ＰＯＳ装置８０から充填許可信号が受信されたことを確認する。Ｓ１３において、ＰＯＳ装置８０から充填許可信号が受信されたときは、Ｓ１４に進み、ガス供給ノズル６２Ａを掛止するノズル掛けのスイッチに設けられ、ガス供給ノズル６２Ｂがノズル掛けに掛止されている場合にはこれを検出し、オンとなるノズルスイッチ（図示せず）がオフか否かをチェックする。Ｓ１４において、ノズルスイッチがオフであればＳ１５に進み、開閉弁５４Ａを開弁させる。尚、上記Ｓ１３において、ＰＯＳ装置８０からの充填許可信号が受信されない場合、あるいはＳ１４において、ノズルスイッチがオンであるときは、ガス供給ノズル６２Ａがノズル掛けに掛止されているので、上記Ｓ１２に戻る。

次のＳ１６では、可変圧ガス蓄圧器２４の出口側の元弁２５Ａを開弁させ、制御弁５６Ａの弁開度を制御して燃料タンク１２へのガス供給を行なう。そして、Ｓ１７では、ガス供給経路５０Ａにおけるバンク（ガス蓄圧器）切り替え条件が成立したか否かをチェックする。Ｓ１７において、バンク切り替え条件が成立したときは、Ｓ１８に進み、ガス供給源を可変圧ガス蓄圧器２４から高圧ガス蓄圧器２６に切り替える。しかし、Ｓ１７において、バンク（ガス蓄圧器）切り替え条件が成立しないときは、Ｓ１９に進み、圧力センサ５８Ａにより検出された圧力値を読込み、燃料タンク１２に充填された圧力が充填目標圧力（２０ＭＰａ）に達したか否かをチェックする。

Ｓ１９において、燃料タンク１２に充填された圧力が充填目標圧力に達していないときは上記Ｓ１７に戻り、Ｓ１７〜Ｓ１９の処理を繰り返す。また、上記Ｓ１９において、燃料タンク１２に充填された圧力が充填目標圧力に達したときは、Ｓ２０に進み、開閉弁５４Ａを閉弁させる。

次のＳ２１では、ガス供給ノズル６２Ａを掛止するノズル掛けのスイッチ（図示せず）がオフか否かをチェックする。Ｓ２１において、ノズルスイッチがオンであるときは、ガス供給ノズル６２がノズル掛けに掛止されているので、Ｓ２２に進み、ＰＯＳ装置８０にガス充填が完了したことを表す信号（コマンド）を送信する。

また、上記ガス供給経路５０Ａで燃料タンク１２へのガス充填を行なっているときに，他の自動車が到着した場合には、他の自動車の燃料タンク１２にガス供給経路５０Ｂによるガス充填作業を行なう。第２の制御装置４２Ｂは、図３に示す制御処理を実行して他の自動車へのガス充填制御を行なう。尚、図３に示す制御処理Ｓ３１〜Ｓ４２は、図２に示すＳ１１〜Ｓ２２と同様の制御処理を行なうため、ここでは、その説明を省略する。従って、ガス供給装置１０では、２台の自動車に同時にガス供給を行うことが可能であるので、普通または小型の自動車が複数台到着した場合でも効率良くガス充填作業を行なえる。

第３の制御装置４３Ｃは、図４に示すＳ５１において、高速充填スイッチ６８がオンに操作されたか否かをチェックする。Ｓ５１において、高速充填スイッチ６８がオンに操作されたときは、Ｓ５２に進み、合流経路７０に設けられた合流開閉弁７２を開弁してガス供給経路５０Ａと５０Ｂとを連通状態に切り替える。

次のＳ５３では、燃料タンク１２にガス供給ノズル６２Ａが結合された場合は、ガス供給ノズル６２Ａに対応するガス供給開始スイッチ６６Ａがオンに操作されたか否かをチェックする。Ｓ５３において、ガス供給開始スイッチ６６Ａがオンのときは、Ｓ５４に進み、ＰＯＳ装置８０から充填許可信号が受信されたことを確認する。Ｓ５４において、ＰＯＳ装置８０から充填許可信号が受信されたときは、Ｓ５５に進み、ガス供給ノズル６２Ａを掛止するノズル掛けのスイッチ（図示せず）がオフか否かをチェックする。Ｓ５５において、ガス供給ノズル６２ＡのノズルスイッチがオフであればＳ５６に進み、ガス供給ノズル６２Ｂを掛止するノズル掛けのスイッチ（図示せず）がオフか否かをチェックする。Ｓ５６において、ガス供給ノズル６２ＢのノズルスイッチがオンであればＳ５７に進み、合算表示器６４Ｃをゼロリセットする。

尚、上記Ｓ５３において、ガス供給開始スイッチ６６Ａがオフのままであるとき、Ｓ５４でＰＯＳ装置８０からの充填許可信号が受信されないとき、Ｓ５５でガス供給ノズル６２Ａのノズルスイッチがオンであるとき、Ｓ５６でガス供給ノズル６２Ｂのノズルスイッチがオンであるときは、上記Ｓ５３に戻り、Ｓ５３以降の処理を繰り返す。

この後は、ガス供給経路５０Ａを制御するＳ５８Ａ〜Ｓ６８Ａの制御と、ガス供給経路５０Ｂを制御するＳ５８Ｂ〜Ｓ６８Ｂの制御とを並行して処理することになる。まず、ガス供給経路５０Ａの制御処理について説明する。Ｓ５８Ａでは、可変圧ガス蓄圧器２４の出口側の元弁２５Ａを開弁させる。

次のＳ５９Ａでは、開閉弁５４Ａを開弁させた後、制御弁５６Ａの弁開度を制御して燃料タンク１２へのガス供給を行なう。そして、Ｓ６０Ａでは、ガス供給経路５０Ａにおけるバンク（ガス蓄圧器）切り替え条件が成立したか否かをチェックする。ここで、バンク（ガス蓄圧器）切り替え条件が設立したか否かのチェックは、例えば、（1）流量計５２で計測される流量が予め定められた所定流量以下に低下したか否か、（2）圧力センサ５８Ａにより検出された圧力が予め定められた所定圧力（目標充填圧力よりも若干低い圧力）に達したか否か、（3）燃料タンク１２に供給可能なガスの供給量（充填可能量）が予め定められた所定量以下に低下したか否かを判断することによって行っても良く、更には上記の複数の判断（1）〜（3）を組み合わせて判断するようにしても良い。

Ｓ６０Ａにおいて、バンク切り替え条件が成立したときは、Ｓ６１Ａに進み、ガス供給源を可変圧ガス蓄圧器２４から高圧ガス蓄圧器２６に切り替える。しかし、Ｓ６０Ａにおいて、バンク（ガス蓄圧器）切り替え条件が成立しないときは、Ｓ６２Ａに進み、圧力センサ５８Ａにより検出された圧力値を読込み、燃料タンク１２に充填された圧力が充填目標圧力（例えば、２０ＭＰａ）に達したか否かをチェックする。

Ｓ６２Ａにおいて、燃料タンク１２に充填された圧力が充填目標圧力に達していないときは、図５に示すＳ６３に進み、ガス供給ノズル６２Ｂを掛止するノズル掛けに設けられ、ガス供給ノズル６２Ｂがノズル掛けに掛止されているとこれを検出しオンとなるノズルスイッチ（図示せず）がオフか否かをチェックする。Ｓ６３において、ガス供給ノズル６２Ｂのノズルスイッチがオフであれば、不使用状態であるガス供給ノズル６２Ｂがノズル掛けから外されて使用されるおそれがあるので、Ｓ６４に進み、ガス供給装置１０の全ての弁を閉弁させる。これにより、ガス供給が強制終了することになり、ガス供給ノズル６２Ｂを用いた不正使用によるガス供給を禁止することができる。

次のＳ６５では、再度、ガス供給ノズル６２Ｂを掛止するノズル掛けのスイッチ（図示せず）がオフか否かをチェックする。Ｓ６５において、ガス供給ノズル６２Ｂのノズルスイッチがオフであれば、Ｓ６６でアラームを発して警告する。これにより、一方のガス供給ノズル６２Ａを用いた合算充填中に他方のガス供給ノズル６２Ｂを使用することを警告により禁止することができる。

また、Ｓ６５において、ガス供給ノズル６２Ｂのノズルスイッチがオンであれば、ガス供給ノズル６２Ｂがノズル掛けに戻されたため、アラームを停止してＳ６０Ａの処理に戻る。また、上記Ｓ６２Ａにおいて、燃料タンク１２に充填された圧力が充填目標圧力に達したときは、Ｓ６８Ａに進み、開閉弁５４Ａを閉弁させる。

また、ガス供給経路５０Ｂを制御するＳ５８Ｂ〜Ｓ６８Ｂの制御処理は、上記Ｓ５８Ａ〜Ｓ６８Ａと同様な処理であるので、その説明は省略する。このように、合算制御処理では、２つの各ガス供給経路５０Ａ，５０Ｂから供給されたガスを合流させて燃料タンク１２へ高速充填制御することが可能になり、大容量の燃料タンク１２であっても充填時間を短縮することが可能になる。

次のＳ６９では、可変圧ガス蓄圧器２４の出口側の元弁２５Ａ,２５Ｂ及び合流経路７０に設けられた合流開閉弁７２を開弁させる。続いて、Ｓ７０に進み、ガス供給ノズル６２Ａ,６２Ｂを掛止するノズル掛けのスイッチ（図示せず）が両方ともオフか否かをチェックする。Ｓ７０において、ガス供給ノズル６２Ａ,６２Ｂのノズルスイッチが両方ともオンであるときは、Ｓ７１に進み、ＰＯＳ装置８０にガス充填が完了したことを表す信号（コマンド）を送信する。これで、２つのガス供給経路５０Ａ，５０Ｂを用いた高速充填制御処理が終了する。

図６は変形例１の制御処理を説明するためのフローチャートである。この変形例１では、１台の制御装置３４が各ガス供給経路個別のガス充填制御と各ガス供給経路合算制御処理を行なう。図６のＳ８１において、高速充填スイッチ６８がオンに操作されたか否かをチェックする。高速充填スイッチ６８がオンに操作されないときは、Ｓ８２〜Ｓ９２の個別充填制御処理を実行し、高速充填スイッチ６８がオンに操作されたときはＳ９３〜Ｓ１１２の合算充填制御処理を実行する。

まず、個別充填制御処理について説明する。高速充填を選択しない場合には高速充填スイッチ６８がオンに操作されないので、Ｓ８１からＳ８２の処理に進み、ガス供給開始スイッチ６６Ａがオンに操作されたか否かをチェックする。Ｓ８２において、ガス供給開始スイッチ６６Ａがオフのままであるときは、ガス供給ノズル６２Ｂを用いた制御処理に移行する。ここで、ガス供給ノズル６２Ｂの制御処理は、Ｓ８２〜Ｓ９２に示されるＡ系の各機器の処理をＢ系の各機器の処理に置き換えたものと同様であるので、個別充填制御処理についてはＡ系の制御処理のみを説明することとし、Ｂ系の個別充填制御処理についての説明は省略する。尚、Ｂ系の制御処理においてＡ系の制御処理のＳ８２に相当する処理（ガス供給開始スイッチ６６Ｂがオンに操作されたか否かをチェック）を行った際に、ガス供給開始スイッチ６６Ｂがオンに操作されていないと判断した場合には、前述のＳ８１の処理に戻る。

Ｓ８２において、ガス供給開始スイッチ６６Ａがオンに操作されたときは、Ｓ８３に進み、ＰＯＳ装置８０から充填許可信号が受信されたことを確認する。Ｓ８３において、ＰＯＳ装置８０から充填許可信号が受信されたときは、Ｓ８４に進み、ガス供給ノズル６２Ａを掛止するノズル掛けのスイッチ（図示せず）がオフか否かをチェックする。Ｓ８４において、ノズルスイッチがオフであれば、ガス供給ノズル６２Ａがノズル掛けから外されているので、Ｓ８５に進み、可変圧ガス蓄圧器２４の出口側の元弁２５Ａ及び開閉弁５４Ａを開弁させる。尚、上記Ｓ８３において、ＰＯＳ装置８０からの充填許可信号が受信されない場合、あるいはＳ８４において、ノズルスイッチがオンであるときは、上記Ｓ８３に戻る。

次のＳ８６では、制御弁５６Ａの弁開度を制御して定流量制御を行なう。続いて、Ｓ８７に進み、初期積算流量を流量計５２Ａから取り込むと共に、圧力センサ５８Ａから充填開始圧力値を取り込む。そして、Ｓ８８では、上記初期積算流量と充填開始圧力値に基づいて燃料タンク１２の残容量を演算する。尚、残容量の演算式は、周知であるので、その説明は省略する（例えば、特開平９−７９４９５号公報や特開平９−７９４９６号公報参照）。

次のＳ８９では、燃料タンク１２の残容量が０.５Kgに達したか否かをチェックする。Ｓ８９において、燃料タンク１２の残容量が０.５Kgに達していないときは、Ｓ９０ａに進み、予め設定された所定の圧力上昇率による定圧上昇制御則に基づいて制御弁５６Ａの弁開度を制御してガス充填を行なう。また、Ｓ８９において、燃料タンク１２の残容量が０.５Kgに達したときは、Ｓ９０ｂに進み、予め設定された所定の流量による定流量制御則に基づいて制御弁５６Ａの弁開度を制御してガス充填を行なう。

Ｓ９１では、予め設定された充填終了条件（燃料タンク１２内の圧力が目標圧力に達したか。或いは、燃料タンク１２へのガス供給量が目標充填量に達したか。）が成立したか否かをチェックする。Ｓ９１において、予め設定された充填終了条件が成立しないときは、上記Ｓ８８に戻り、Ｓ８８以降の処理を繰り返す。また、Ｓ９１において、予め設定された充填終了条件が成立したときは、Ｓ９２に進み、可変圧ガス蓄圧器２４の出口側の元弁２５Ａ及び開閉弁５４Ａを閉弁させる。これで、ガス供給経路５０Ａを用いたＡ系のガス充填の制御処理は終了する。

次に、合算充填制御処理について説明する。まず、上記Ｓ８１において、高速充填スイッチ６８がオンに操作されて高速充填が選択された場合には、Ｓ９３に進み、Ｓ９３〜Ｓ９８の処理（前述した図４のＳ５２〜Ｓ５７と同じ処理）を実行する。続いて、Ａ系の充填制御処理（Ｓ８５´〜Ｓ９２´）とＢ系の充填制御処理（Ｓ１０３〜Ｓ１１２）とを並行して処理を行う。なお、Ａ系の充填制御処理（Ｓ８５´〜Ｓ９２´）は前述のＳ８５〜Ｓ９２の処理と同様であるので、その説明を省略する。

次にＡ系の制御処理（Ｓ８５´〜Ｓ９２´）と同時に実行されるＳ１０３〜Ｓ１１２のＢ系の制御処理を説明する。まず、前述のＳ９８の処理を実行した後Ｓ１０３で計時を開始し、Ｓ１０４で予め設定された所定時間が経過したか否か（Ａ系よりのガス充填が開始されてから所定時間が経過したか）をチェックする。Ｓ１０４において、所定時間が経過していないときは、Ｓ１０５に進み、圧力センサ５８Ａにより検出された圧力が目標圧力（燃料タンク１２内へのガス充填が終了する際に圧力センサ５８Ａで検出される圧力）となったか否かをチェックする。

Ｓ１０５において、圧力センサ５８Ａにより検出された圧力が目標圧力に達していないときは、Ｓ１０４に戻り、Ｓ１０４，Ｓ１０５の処理を繰り返す。また、Ｓ１０５において、圧力センサ５８Ａにより検出された圧力が目標圧力であるときは、燃料タンク１２が満タン状態であるので、上記Ｓ９１´に移行する。

また、上記Ｓ１０４において、所定時間が経過したときは、Ｓ１０６に進み、合流経路７０に設けられた合流開閉弁７２を開弁させる。続いて、Ｓ１０７では、可変圧ガス蓄圧器２４の出口側の元弁２５Ｂ及び開閉弁５４Ｂを開弁させ、ガス供給経路５０Ｂを用いたＢ系のガス充填を開始する。このように、一方のガス供給経路５０Ａからのガス供給を開始した後、所定時間遅らせて他方のガス供給経路５０Ｂからのガス供給を開始するため、２つのガス供給経路５０Ａ，５０Ｂのガス供給開始タイミングをずらすことで燃料タンク１２の圧力が急激に上昇することを防止することができる。

次のＳ１０８では、ガス供給経路５０Ｂの制御弁５６Ｂの弁開度を制御して燃料タンク１２へのガス供給量を制御する。続いて、Ｓ１０９では、前述のＳ８８の処理と同様に、初期積算流量と充填開始圧力値に基づいて燃料タンク１２の残容量を演算し、Ｓ１１０において燃料タンク１２の残容量が０.５Kgに達したか否かをチェックする。Ｓ１１０において、燃料タンク１２の残容量が０.５Kgに達するまで、Ｓ１０８〜Ｓ１１０の制御処理を行なってガス供給経路５０Ｂからのガス供給を行い、燃料タンク１２の残容量が０.５Kgに達したときは、Ｓ１１１に進み、可変圧ガス蓄圧器２４の出口側の元弁２５Ｂ及び開閉弁５４Ｂを閉弁させ、ガス供給経路５０Ｂを用いたＢ系のガス充填を終了する。このとき、ガス供給経路５０Ａを用いたＡ系のガス充填は継続している。

続いて、Ｓ１１２で合流経路７０に設けられた合流開閉弁７２を閉弁させる。その後、Ｓ９１´に進み、前述したＳ９１と同様の処理（予め設定された充填終了条件（燃料タンク１２内の圧力が目標圧力に達したか、或いは、燃料タンク１２へのガス供給量が目標充填量に達したか。）が成立したか否かをチェック）を行い、予め設定された充填終了条件が成立したと判断した場合にはＳ９２´の処理に移行し、可変圧ガス蓄圧器２４の出口側の元弁２５Ａ及び開閉弁５４Ａを閉弁させ、ガス供給経路５０Ａを用いたＡ系のガス充填を終了する。

このように、閉弁動作を一方のガス供給経路５０Ｂからのガス供給を停止した後、所定時間遅らせて他方のガス供給経路５０Ａからのガス供給を停止するため、２つのガス供給経路５０Ａ，５０Ｂのガス供給停止タイミングをずらすことで燃料タンク１２に予め定められたガス充填量（或いは予め設定された目標圧力）のガス充填を正確に行うことができる。

図７は変形例２の制御処理を説明するためのフローチャートである。図７において、上記図６に示す制御処理と同じ部分については同一のステップ番号を付してその説明を省略する。なお、この変形例２では、前述したＳ１０９，Ｓ１１０の処理に代えて上記Ｓ１０９ａ，１１０ａの処理を行っている。この変形例２では、Ｓ１０９ａにおいて、予め設定された所定の充填時間(前述のＳ１０７において元弁２５Ｂ及び開閉弁５４Ｂを開弁させることによりガス供給経路５０Ｂを用いたＢ系のガス充填を開始してからの経過時間であり、この充填時間は、過去に行なわれた充填時間の平均値が設定されている。)が経過したか否かをチェックする。従って、Ｓ１０９ａにおいて、所定充填時間が経過したときは、Ｓ１１１に進み、可変圧ガス蓄圧器２４の出口側の元弁２５Ｂ及び開閉弁５４Ｂを閉弁させ、ガス供給経路５０Ｂを用いたＢ系のガス充填を終了する。そして、Ｓ１１２で合流経路７０に設けられた合流開閉弁７２を閉弁させる。その後、上記Ｓ９１´に移行する。

また、上記Ｓ１０９ａで所定の充填時間が経過していないときは、Ｓ１１０ａに移行して上記Ｓ１０５と同様に、圧力センサ５８Ａにより検出された圧力が目標圧力か否かをチェックする。Ｓ１１０ａにおいて、圧力センサ５８Ａにより検出された圧力が目標圧力に達していないときは、Ｓ１０８に戻る。また、Ｓ１１０ａにおいて、圧力センサ５８Ａにより検出された圧力が目標圧力であるときは、燃料タンク１２が満タン状態であるので、上記Ｓ９１´に移行する。

以上のように、この変形例２では、Ｂ系を用いてのガスの充填時間が予め定められた充填時間に達した時点でＢ系よりのガス充填を終了させるようにしている。従って、Ｂ系を用いてのガス充填を行っている分、燃料タンク１２への充填時間を短縮することができる。尚、この変形例２において、Ｂ系を用いてのガス充填時間を更に短く設定しておけば、一方のガス供給経路５０Ｂからのガス供給を停止させた後、所定時間遅らせて他方のガス供給経路５０Ａからのガス供給を停止させることができ、よって、２つのガス供給経路５０Ａ，５０Ｂのガス供給停止タイミングをずらすことで燃料タンク１２に予め定められたガス充填量（或いは予め設定された目標圧力）のガス充填を正確に行うことができる。

図８は変形例３の制御処理を説明するためのフローチャートである。図８において、上記図６に示す制御処理と同じ部分については同一のステップ番号を付してその説明を省略する。尚、この変形例３では、前述したＳ１０９，Ｓ１１０の処理に代えて上記Ｓ１０９ｂの処理を行う。即ち、Ｓ１０９ｂにおいて、圧力センサ５８Ａにより検出された圧力が予め設定された設定圧力（目標圧力よりも若干低い圧力）に達したか否かをチェックする。従って、Ｓ１０９ｂにおいて、圧力センサ５８Ａにより検出された圧力が設定圧力に達したときは、Ｓ１１１に進み、可変圧ガス蓄圧器２４の出口側の元弁２５Ｂ及び開閉弁５４Ｂを閉弁させ、ガス供給経路５０Ｂを用いたＢ系のガス充填を終了する。そして、Ｓ１１２で合流経路７０に設けられた合流開閉弁７２を閉弁させる。その後、上記Ｓ９１´に移行する。

以上のように、この変形例３では、圧力センサ５８Ａにより検出された圧力によって燃料タンク１２の圧力が目標圧力に達したものと判断して燃料タンク１２に対するガス充填を終了することで、高速充填による充填時間を短縮することができる。また、この変形例３では、前述したＳ１０９，Ｓ１１０の処理（初期積算流量と充填開始圧力値に基づいて燃料タンク１２の残容量を演算する処理）を行わずに、Ａ系の充填の終了よりも先にＢ系の充填処理を行わせることができる。

上記実施例では、ディスペンサユニット３０に設けられた高速充填スイッチ６８（合算充填スイッチ）が操作された場合に、２つのガス供給経路５０Ａ，５０Ｂからガス供給することにより高速充填を可能にしているが、高速充填を行うか否かの判断は高速充填スイッチ６８（合算充填スイッチ）が操作されたか否かにより判断するのに換えて、例えば、ＰＯＳ装置８０において高速充填を許可するか通常の充填を許可するかを選択可能とし、選択された充填方法（高速充填／通常充填）での充填をディスペンサユニット３０に許可し、ディスペンサユニット３０では、この許可に基づいて高速充填を行うのか通常の充填を行うのかを判断し、その判断に基づき充填制御（高速充填／通常充填）を行うようにしても良い。

また、上記実施例では、２つのガス供給経路５０Ａ，５０Ｂからのガスを合流させて１つのガス供給ノズルから被充填タンクにガスを供給する構成を例に挙げたが、これに限らず、３つ以上のガス供給経路を合流させて高速充填する方式としても良い。

また、上記実施例では、自動車の燃料タンクにガスを充填する場合を一例として挙げたが、自動車以外の車両や装置や設備等に搭載された被充填タンクに圧縮ガスを充填するのにも本発明を適用できるのは勿論である。

また、上記実施例では、圧縮ガスとしてＣＮＧを例示したが、これに限らず、ＣＮＧ以外のガス（例えば、ＬＰＧや水素ガスなど）を被充填タンクに充填する場合にも本発明を適用できるのは勿論である。

本発明によるガス供給装置の一実施例を示すシステム系統図である。 制御装置４２Ａが各ガス供給経路５０Ａを個別に制御する場合の制御処理を説明するためのフローチャートである。 制御装置４２Ｂが各ガス供給経路５０Ｂを個別に制御する場合の制御処理 ２つのガス供給経路５０Ａ，５０Ｂを合流させて高速充填制御する場合の制御処理を説明するためのフローチャートである。 図４のフローチャートに続いて実行される制御処理のフローチャートである。 変形例１の制御処理を説明するためのフローチャートである。 変形例２の制御処理を説明するためのフローチャートである。 変形例３の制御処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０ ガス供給装置
１２ 燃料タンク
２０ ガス貯蔵部
２２ 圧縮機
３０ ディスペンサユニット
４０ 制御部
２４ 可変圧ガス蓄圧器
２６ 高圧ガス蓄圧器
２５Ａ，２５Ｂ,２７Ａ，２７Ｂ 元弁
５０Ａ，５０Ｂ ガス供給経路
５２Ａ，５２Ｂ 流量計
５４Ａ，５４Ｂ 開閉弁
５６Ａ，５６Ｂ 制御弁
５８Ａ，５８Ｂ 圧力センサ
６２Ａ，６２Ｂ ガス供給ノズル
４２Ａ 第１の制御装置
４２Ｂ 第２の制御装置
４２Ｃ 第３の制御装置
６６Ａ，６６Ｂ ガス供給開始スイッチ
６８ 高速充填スイッチ
７２ 合流開閉弁

Claims (5)

1. 一端が圧縮ガスを貯蔵する貯蔵タンクに接続され、当該圧縮ガスを供給するための複数のガス供給経路と、
   該複数のガス供給経路の夫々に設けられ、当該ガス供給経路を流れる圧縮ガスの流量を計測する流量計と、
   前記複数のガス供給経路の夫々に設けられ、当該ガス供給経路を流れる圧縮ガスの流通を制御する制御弁と、
   前記複数のガス供給経路の他端に一端が接続された複数のガス供給ホースと、
   該複数のガス供給ホースの夫々の他端に設けられたガス供給ノズルと、
   前記複数のガス供給経路の夫々を連通する合流経路と、
   該合流経路に設けられた開閉弁と、
   前記ガス供給ノズルの夫々に対応して設けられ、当該ガス供給ノズルを用いてガスの供給の際に操作されるガス供給開始スイッチと、
   被充填タンクに対し、複数のガス供給経路を用いて高速で充填するか否かを指示するための充填速度指示手段と、
   該充填速度指示手段により高速での充填が指示された場合には、前記開閉弁を開弁し、この後、前記ガス供給開始スイッチが操作されると、前記複数のガス供給経路よりの圧縮ガスを前記ガス供給ノズルに供給することにより、前記被充填タンクへのガス充填制御を行ない、該充填速度指示手段により高速での充填が指示されずに前記ガス供給開始スイッチが操作された場合には、対応する前記ガス供給ノズルに連通された一の前記ガス供給経路のみからの圧縮ガスを前記ガス供給ノズルに供給することにより、前記被充填タンクへのガス充填を行なう充填制御手段と、
   を有することを特徴とするガス供給装置。
2. 前記ガス供給ノズル毎に設けられ、当該ガス供給ノズルの不使用時に当該ガス供給ノズルが載置されるノズル載置器と、
   該ノズル載置器毎に設けられ、前記ガス供給ノズルが載置されているか否かを検出するノズル検出手段と、を有し、
   前記充填制御手段は、前記開閉弁を開弁させてガス充填を行なっている際に、前記複数のノズル検出手段より前記開閉弁を介して連通された他の前記ガス供給ノズルが載置されていないことが検出された場合には、前記開閉弁及び前記制御弁の夫々を閉弁させることを特徴とする請求項１に記載のガス供給装置。
3. 前記充填制御手段は、前記充填速度指示手段により高速での充填が指示され、かつ、前記ガス供給開始スイッチが操作された場合には、前記一のガス供給経路の制御弁を開弁し、所定時間経過後に前記開閉弁の開弁により連通された前記他のガス供給経路の制御弁を開弁することを特徴とする請求項１または２に記載のガス供給装置。
4. 前記充填制御手段は、前記被充填タンクの残容量が予め設定された規定未満になったとき、前記開閉弁の開弁により連通された前記他のガス供給経路の制御弁を閉弁し、所定時間経過後に前記一のガス供給経路の制御弁を閉弁することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のガス供給装置。
5. 前記充填制御手段は、前記制御弁を開弁してから予め設定された規定時間が経過したとき、前記開閉弁の開弁により連通された前記他のガス供給経路の制御弁を閉弁し、その後所定の時間差で前記一のガス供給経路の制御弁を閉弁することを特徴とする請求項１または２の何れかに記載のガス供給装置。

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