JP2015035889A - 燃料電池車両への燃料充填制御方法及び燃料電池車両 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧タンクへの水素ガス充填時に、充填関連信号を車両外部に発信する発信機を備える燃料電池車両に対し、燃料ステーション側が、前記充填関連信号を受け取る機能を有していない通信充填非対応ステーションである場合等には、低圧バッテリの電力消費を削減する燃料電池車両への燃料充填制御方法及び燃料電池車両を提供する。
【解決手段】通信充填ＥＣＵ７０による前記充填関連信号の生成処理を実施するか否かを選択する信号生成可否選択工程（ステップＳ５）を設けているので、通信充填非対応ステーションでの充填時には信号生成処理を不実施に選択する（ステップＳ５：ＮＯ）ことで、低圧バッテリ１００の電力消費を削減する。
【選択図】図３

Description

この発明は、外部の燃料ステーションから燃料電池車両の燃料貯蔵部に燃料流体を充填する際に、燃料電池車両の制御装置から前記燃料ステーションの制御装置に充填に関連する充填関連信号を発信する機能を有する燃料電池車両への燃料充填制御方法及び燃料電池車両に関する。

近時、燃料電池車両の燃料貯蔵部に対する外部の燃料ステーションからの燃料充填作業を行う際の充填方式として、いわゆる通信充填方式が提案されている。

特許文献１に示されるように、この通信充填方式では、外部の燃料ステーションから燃料電池車両の燃料貯蔵部に燃料流体を充填する際に、前記燃料電池車両の前記燃料貯蔵部の圧力・温度等の充填関連信号を前記燃料電池車両に設けられた制御装置から外部の燃料ステーションの制御装置に発信する。

通信充填方式において、外部の前記燃料ステーションの前記制御装置は、前記燃料貯蔵部の圧力・温度等を、前記燃料電池車両の前記制御装置から発信される前記充填関連信号により監視しながら充填流量を調整することで、充填制御を最適化する（特許文献１の［００６９］、［００７３］）。

なお、充填制御を最適化するとは、前記燃料貯蔵部の温度を許容範囲以下に抑えながら、できるだけ短い時間で、前記燃料貯蔵部内の圧力を満充填状態（充填率が１００［％］の規定圧力）にすることを意味する。

なお、燃料電池車両の燃料貯蔵部に対する外部の燃料ステーションからの燃料充填作業を行う際の充填方式として、従来から、上記した通信充填方式を採用しない非通信充填方式が採用されている。以下、この明細書において、通信充填方式を採用しない非通信充填方式を、理解の便宜のために、従来充填（従来充填方式）又は通常充填（通常充填方式）という。

特開２０１１−２３１７９９号公報

ところで、特許文献１に係る従来技術においては、車両のリッドボックスのリッド（フューエルカバー）が開けられると、あるいは燃料ステーション側の充填ノズルと車両側のレセプタクルが接続されると、車両側の低圧バッテリ（車載バッテリ）から電力が供給されて車両側の制御装置が起動し、車両側の燃料貯蔵部の圧力・温度等の充填関連信号が燃料ステーション側に発信される（特許文献１の［００６９］、［００７３］）。

しかしながら、燃料ステーション側が、前記充填関連信号を受け取る機能を有していない通信充填非対応燃料ステーションである場合、あるいは前記充填関連信号を受け取る機能を有している場合であっても燃料ステーション側の通信路等に不具合がある場合には、上記した充填制御が最適化されないにも関わらず、車両側の制御装置の起動が継続されて充填関連信号が出力され続けられるので、この制御装置に電力を供給している車載バッテリ（低圧バッテリ）の電力を無駄に消費してしまい、低圧バッテリの蓄電残量が規定残量を下回ると、燃料電池車両の次回の起動が不能になるという課題がある。

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、燃料貯蔵部への燃料流体充填時に、前記充填関連信号を、車両外部に発信する発信機を備える燃料電池車両に対し、燃料ステーション側が、充填関連信号を受け取る機能を有していない通信充填非対応ステーションである場合、あるいは燃料ステーション側の通信路等に不具合がある場合等には、車載バッテリ（低圧バッテリ）の電力消費を削減することを可能とする燃料電池車両への燃料充填制御方法及び燃料電池車両を提供することを目的とする。

この発明に係る燃料電池車両への燃料充填制御方法は、燃料電池と、前記燃料電池に供給する燃料流体を貯蔵する燃料貯蔵部と、前記燃料貯蔵部への燃料流体充填時に、充填に関連する充填関連信号を生成する制御装置と、前記制御装置により生成された前記充填関連信号を、車両外部に発信する発信機と、を備える燃料電池車両への燃料充填制御方法であって、前記燃料貯蔵部への前記燃料流体の充填が開始されることを検知する充填開始検知工程と、充填が開始されることが検知された場合に、前記制御装置による前記充填関連信号の生成処理を実施するか否かを選択する信号生成可否選択工程を有する。

この発明によれば、燃料電池車両の燃料貯蔵部の充填に関連する充填関連信号を燃料電池車両側から車両外部の燃料ステーションに発信して充填を制御するための制御装置を有する燃料電池車両への燃料充填制御方法において、前記制御装置による前記充填関連信号の生成処理を実施するか否かを選択する信号生成可否選択工程を設けているので、通信充填非対応ステーションでの充填時には信号生成処理を不実施（否）に選択することで、車載バッテリ（低圧バッテリ）の電力消費を削減することができる。

さらに、前記充填関連信号の生成処理を実施する充填が開始された後に、充填異常が生じているか否かを判定する充填異常判定工程と、充填異常が生じていると判定した場合に、前記発信機からの前記充填関連信号の発信を停止する信号発信停止工程と、前記発信機からの発信停止後に、前記充填異常原因に基づいて、充填継続可否を判定する充填継続可否判定工程と、充填継続可と判定された場合に、前記充填関連信号の生成処理を実施しないで充填を継続するか、充填を停止するかを選択可能にする充填可否選択工程と、をさらに有するように構成してもよい。

この構成によれば、充填異常が生じていると判定した場合（例えば、車両側の制御装置を含む通信システム（通信充填ユニット）の異常時に充填停止信号が生成された場合）であっても、（ユーザが）通常充填を問題なく実施できると判断した場合には、充填関連信号の生成を「実施（行う）」から「非実施（行わない）」（否）に切り換えることで、通信充填を通常充填に切り換えて充填を継続することができ、燃料電池車両のユーザの利便性が向上する。

この場合、充填異常が生じていると判定した後に充填継続が選択されているか否かを外部の燃料ステーションが判定する工程と、前記充填継続が選択されていると判定した場合、外部の前記燃料ステーションが、充填を停止する充填停止圧力閾値及び充填停止温度闘値を、通信充填時よりも低い値に持ち替える閾値持ち替え工程と、をさらに有することで、安全性を保持しながら、燃料貯蔵部に一定の燃料を充填することができる。

さらに、前記発信機による前記充填関連信号の発信開始後に、外部の燃料ステーションからの信号を受信する工程と、所定時間以内に前記燃料ステーションからの信号受信を検知しない場合に、前記充填関連信号の生成を停止する工程とを有することで、燃料ステーション側の異常発生等により通信充填が実施できないときに、無駄に通信が継続されることを抑制でき、燃料電池車両の車載バッテリの消費量を削減することができる。

また、前記燃料電池車両が、燃料充填口を保護するフューエルリッドをさらに備え、前記フューエルリッドが開状態であるか否かを判定する工程と、開状態である場合に、前記充填関連信号の生成を開始する工程と、をさらに有することで、基本的には、通信充填が実施されて充填が最適化され、短い時間で燃料貯蔵部を満充填状態にすることができる。

この発明に係る燃料電池車両は、燃料電池と、前記燃料電池に供給する燃料流体を貯蔵する燃料貯蔵部と、前記燃料貯蔵部への燃料流体充填時に、充填に関連する充填関連信号を生成する制御装置と、前記制御装置により生成された前記充填関連信号を、車両外部に発信する発信機と、前記制御装置での前記充填関連信号の生成処理を実施するか否かを選択する選択部と、を備える。

この発明によれば、選択部による選択に基づき、ユーザが通信充填実施の要否を選択できるので、例えば、燃料ステーションが通信充填非対応ステーション等の場合に、充填関連信号の生成処理を不実施に選択することで、車載バッテリの電力が無駄に消費されることがなくなる。

この発明によれば、燃料電池車両の燃料貯蔵部の充填に関連する充填関連信号を燃料電池車両側から車両外部の燃料ステーションに発信して充填を制御するための制御装置を有する燃料電池車両への燃料充填制御方法において、前記制御装置による前記充填関連信号の生成処理を実施するか否かを選択する信号生成可否選択工程を設けているので、通信充填非対応ステーションでの充填時には信号生成処理を不実施に選択することで、車両側のバッテリの電力消費を削減することができるという効果が達成される。

この発明の実施形態に係る燃料電池車両への燃料充填制御方法が適用された通信充填システムの概略構成図である。 図１の通信充填システムの概略斜視構成図である。 図１の通信充填システムの動作説明に供されるメインフローチャートである。 図３中の通信充填処理の詳細フローチャートである。 低圧バッテリ蓄電残量における規定閾値の説明図である。

以下、この発明に係る燃料電池車両への燃料充填制御方法及び燃料電池車両について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、この実施形態に係る燃料電池車両（以下、単に車両ともいう。）１０への燃料充填制御方法が適用された通信充填システム１２の概略構成を示している。なお、通信充填システム１２とは、通信充填方式が採用された燃料充填システムを意味している。

図２は、図１に示した通信充填システム１２の概略的な斜視構成を示している。

図１及び図２に示すように、通信充填システム１２は、基本的には、高圧タンク（燃料貯蔵部）１４が搭載された車両１０と、この車両１０の高圧タンク１４に外部から水素ガス（燃料流体）を充填する燃料ステーション２０とから構成される。

車両１０は、高圧タンク１４内に貯蔵された水素ガスを利用して発電する燃料電池システム（以下、ＦＣシステムという。）３０を備え、このＦＣシステム３０で発電した電力を利用して図示しない電動モータを駆動源として走行する燃料電池車両である。燃料ステーション２０は、車両１０の走行に必要とされる水素ガスを車載の高圧タンク１４に充填する。

燃料ステーション２０は、水素貯蔵タンク２２と、制御装置２５を備えるディスペンサ２４と、充填ノズル２７及び赤外線を検出するフォトダイオードを含む受信機２８を有する水素充填ノズル部２６と、を備える。

水素貯蔵タンク２２には、車両１０に供給するための高圧の水素ガスが貯蔵されている。

ディスペンサ２４は、充填ノズル２７が車両１０に設けられたレセプタクル（水素導入口、燃料導入口）４０に差し込まれると、水素貯蔵タンク２２から供給される水素ガスを減圧し、適切な流量に調整した上で充填ノズル２７から水素ガスを供給する。

充填ノズル２７には、受信機２８が一体的に設けられている。受信機２８は、充填ノズル２７を車両１０のレセプタクル４０に差し込むことにより、車両１０に搭載された通信システム６０（通信充填ユニット）との間で赤外線を介したデータ信号である充填関連信号の受信が可能になっている。

ディスペンサ２４では、車両１０への水素ガスの充填にあたって、通信充填方式と、通常充填（従来充填、非通信充填）方式による２つの充填方式を選択的に実行することができる。

通信充填方式とは、車両１０及び燃料ステーション２０間で通信を行いながら、車両１０に水素ガスを充填する充填方式である。より詳細には、この実施形態に係る通信充填方式では、ディスペンサ２４は、車両１０に搭載された通信システム６０から、高圧タンク１４の現在の状態（後述するように、高圧タンク１４の内部圧力、高圧タンク１４の内部温度、高圧タンク１４近傍の水素濃度等）を示す充填関連信号を、受信機２８を通じて受信し、受信した充填関連信号から現在の高圧タンク１４の状態を把握し、状態に応じて充填流量を調整しながら高圧タンク１４に水素ガスを充填する。なお、この実施形態に係る車両１０と燃料ステーション２０との間の通信は、車両１０から燃料ステーション２０への一方向通信である。後述する［変形例］では、両方向通信を採用している。

一方、通常充填方式とは、車両１０及び燃料ステーション２０間で通信を行うことなく車両１０に水素ガスを充填する充填方式である。より詳細には、ディスペンサ２４は、予め定められた既定の充填流量で高圧タンク１４に水素ガスを充填する。通常充填時にディスペンサ２４は、現在の高圧タンク１４が高温の状態であると想定し、したがって充填流量は比較的小さな値に設定される。

ただし通常充填では、通信充填とは異なり、ディスペンサ２４の制御装置２５は、高圧タンク１４の現在の状態を通信により把握できないため、充填中に高圧タンク１４内の温度が上昇しても、これに応じて充填流量を低減したりすることはできず、一定の流量で充填し続ける。このため、通常充填では、充填中に高圧タンク１４内の温度が規定の上限温度に近づくと、インターロックがかかり、満充填に達する前に充填が中断される場合がある。そこで、この実施形態では、後述するように、通常充填が選択された場合には、閾値を小さくして満充填状態にはならないまでも一定量を充填して充填を完了させるように構成している。

ユーザによって充填ノズル２７がレセプタクル４０に差し込まれた後、車両１０側の通信システム６０からの充填関連信号を受信した場合には、ディスペンサ２４の制御装置２５は、自動的に充填方式を通信充填として水素ガスの充填を開始する。その後、車両１０側から充填方式を通信充填から通常充填に切り換える旨の充填種別切換信号（充填方式切換信号）を受信した場合や、車両１０側から充填関連信号を受信できなくなった場合、又は車両１０側から無信号に相当する充填関連信号を受信した場合には、充填方式を通信充填から通常充填に切り換える。

一方、車両１０は、図１に示すように、基本的には、ＦＣシステム３０と通信システム６０とを備える。

ＦＣシステム３０は、燃料電池（以下、ＦＣという。）３２と、このＦＣ３２に燃料ガスとしての水素ガスを供給する高圧タンク１４と、ＦＣ３２に酸化剤ガスとしての空気を供給するエアポンプ３４と、図示しない電動モータ等に電力を供給する高圧バッテリ３６と、ＦＣシステム３０に対する起動要求・停止要求を出力するメインスイッチ３８と、を備える。

ＦＣ３２は、例えば、複数の燃料電池セルが積層されたスタック構造である。各燃料電池セルは、電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を一対のセパレータで挟持して構成される。ＭＥＡは、アノード電極及びカソード電極の２つの電極と、これら電極に挟持された固体高分子電解質膜とで構成される。通常、両電極は、固体高分子電解質膜に接して酸化還元反応を行う触媒層と、この触媒層に接するガス拡散層とから構成される。

エアポンプ３４は、エア供給流路４２を介してＦＣ３２のカソード電極側に形成されたカソード流路に接続されている。高圧タンク１４は、水素供給流路４４を介してＦＣ３２のアノード電極側に形成されたアノード流路に接続されている。水素供給流路４４には、高圧タンク１４から供給された高圧の水素ガスを、発電に適した圧力に減圧するレギュレータ５２が設けられている。

ユーザによるメインスイッチ３８の操作をトリガとしてＦＣシステム３０が起動されると、ＦＣ３２のアノード流路には高圧タンク１４からの水素ガスが供給され、カソード流路にはエアポンプ３４からの空気が供給され、これにより発電する。ＦＣ３２で発電した電力は、電動モータ（不図示）に供給され、これにより車両１０は走行する。高圧バッテリ３６は、ＦＣ３２で発電された電力を蓄電する。高圧バッテリ３６に蓄電された電力は、主にエアポンプ３４や図示しないエアコン等車両１０の補機や、駆動モータに供給される。

高圧タンク１４は、高圧の水素ガスを貯蔵するタンク本体１４ａと、水素導入管路５０と、を備える。水素導入管路５０は、一端側がタンク本体１４ａに接続され、他端側がリッドボックス６２内に設けられたレセプタクル４０に接続されると共に、タンク本体１４ａ側から車両１０の外側へ水素ガスが逆流するのを防止する逆止弁４８が設けられている。

リッドボックス６２は、車両１０の側部後方に設けられており、ボックスの内部でレセプタクル４０を保護する。このリッドボックス６２には、リッド６４が回動可能に設けられている。

燃料ステーション２０において、ユーザは車両１０のリッド６４を開き、レセプタクル４０を外部に露出させ、ディスペンサ２４の充填ノズル２７（水素充填ノズル部２６）をレセプタクル４０に差し込み、水素ガスを充填する。

ここで、ＦＣシステム３０には、ＦＣシステム３０の状態を検出するための複数のセンサが設けられている。

高圧タンク１４及びその近傍には、圧力センサ１０１と、温度センサ１０２と、水素濃度センサ１０３と、が設けられている。圧力センサ１０１は、高圧タンク１４に連通する水素導入管路５０内の水素圧力を高圧タンク１４の圧力（内部圧力、タンク圧力ともいう。）として検出し、検出信号（検出値）を通信システム６０に送信する。温度センサ１０２は、高圧タンク１４のタンク本体１４ａ内の水素温度を検出し、検出信号（検出値）（タンク温度ともいう。）を通信システム６０に送信する。水素濃度センサ１０３は、タンク本体１４ａ近傍の水素濃度（漏洩水素濃度ともいう。）を検出し、検出信号（検出値）を通信システム６０に送信する。例えば、水素ガスの充填時にタンク本体１４ａから水素ガスが漏れた場合、水素ガスが漏れていることを、水素濃度センサ１０３によって判定できる。

高圧バッテリ３６には、その蓄電残量を検出するためのセンサとして、高圧バッテリ用電圧センサ１０４が設けられている。この電圧センサ１０４は、高圧バッテリ３６の電圧を検出し、検出信号（検出値）を通信システム６０に送信する。高圧バッテリ３６の蓄電残量は、電圧センサ１０４の検出値に基づいて算出することができる。

水素供給流路４４のうちレギュレータ５２より下流側には、圧力センサ（中圧センサともいう。）１０５が設けられている。圧力センサ（中圧センサともいう。）１０５は、水素供給流路４４内のレギュレータ５２より下流側の水素圧力（中圧ともいう。）を検出し、検出信号（検出値）を通信システム６０に送信する。例えば、レギュレータ５２の故障により水素供給流路４４から水素ガスが漏れた場合、レギュレータ５２が故障したことを、圧力センサ（中圧センサ）１０５の検出値の変動として判定できる。

通信システム６０は、通信充填ＥＣＵ７０と、低圧バッテリ１００と、（赤外線）発信機６６と、リッドスイッチ６８と、低圧バッテリ用電圧センサ１０６と、を備える。低圧バッテリ１００は、主に通信充填ＥＣＵ７０、発信機６６、リッドスイッチ６８等の通信システム６０を構成する電気機器の電力供給源として利用されるが、通信システム６０の他、車両１０における図示しない補機類の電力供給源としても利用される。この低圧バッテリ１００は、ＦＣ３２で発電した電力が充電されるようになっている。電圧センサ１０６は、低圧バッテリ１００の電圧を検出し、検出信号（検出値）を通信充填ＥＣＵ７０に送信する。低圧バッテリ１００の蓄電残量は、電圧センサ１０６の検出値に基づいて算出することができる。

リッドスイッチ６８は、リッドボックス６２に設けられており、リッド６４の開閉状態を検出する。リッドスイッチ６８は、リッド６４が閉じられレセプタクル４０がリッドボックス６２内に保護された状態では、この状態を示すリッド閉信号を通信充填ＥＣＵ７０に送信し、リッド６４が開かれレセプタクル４０が外部に露出した状態では、この状態を示すリッド開信号を通信充填ＥＣＵ７０に送信する。

発信機６６は、赤外線ＬＥＤ７２とそのドライバ７４で構成される。ドライバ７４は、通信充填ＥＣＵ７０から送信された充填関連信号に基づいて赤外線ＬＥＤ７２を点滅させる。

通信充填ＥＣＵ７０は、通信充填を行うために通信システム６０を構成する各種装置を制御する制御装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、カレンダ、タイマ及びＡ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の各種インターフェースを含んで構成される。

通信充填ＥＣＵ７０には、リッドスイッチ６８、低圧バッテリ用電圧センサ１０６、圧力センサ１０１、温度センサ１０２、水素濃度センサ１０３、高圧バッテリ用電圧センサ１０４、及びメインスイッチ３８等、通信システム６０及びＦＣシステム３０の各種センサからの検出信号（検出値）が入力される。

通信充填の実施時、通信充填ＥＣＵ７０は、現在の高圧タンク１４の状態に関する情報を含む、充填関連信号を燃料ステーション２０側へ送信するため、圧力センサ１０１及び温度センサ１０２で検出されたタンク圧力及びタンク温度に基づいて２値データ信号である充填関連信号を生成し、この充填関連信号をドライバ７４に送信する。ドライバ７４が、充填関連信号に応じて赤外線ＬＥＤ７２を点減させることにより、充填関連信号が燃料ステーション２０側の受信機２８へ送信されることになる。

さらに、通信充填ＥＣＵ７０には、車両１０内のユーザが視聴可能な位置に配置されたランプ、ブザー、スピーカ及びディスプレイから構成される警告部８０と、ユーザが通信充填方式と通常充填方式の種別を切り換え可能な充填種別選択スイッチ８２（電子スイッチ）が設けられている。なお、デフォルトでは、通信充填ＥＣＵ７０により通信充填方式が選択されるように構成されている。

基本的には以上のように構成される、車両１０の高圧タンク１４に燃料ステーション２０から水素ガスを充填する燃料充填制御方法について、図３及び図４のフローチャートを参照しながら説明する。なお、フローチャートに係るプログラムの実行主体は、通信充填ＥＣＵ７０であるが、通常充填の際のフローチャートに係るプログラムの実行主体は、燃料ステーション２０のディスペンサ２４中の制御装置２５になる。

ステップＳ１にて、スリープ状態にある通信充填ＥＣＵ７０は、外部の燃料ステーション２０からの車両１０の高圧タンク１４への水素ガスの充填処理が開始されるか否かをリッド６４の開閉に対応するリッドスイッチ６８のリッド開閉信号により判定する。なお、ステップＳ１の判定は、充填ノズル２７のレセプタクル４０への挿入・非挿入により検出することもできる。

ステップＳ１にて、リッド６４が開けられて、通信充填ＥＣＵ７０がリッドスイッチ６８からリッド開信号を受信した（ステップＳ１：ＹＥＳ）とき、通信充填ＥＣＵ７０が、起動状態に遷移し、低圧バッテリ１００から起動状態に係る電力の供給を受ける。

ステップＳ２にて、通信充填ＥＣＵ７０は、燃料ステーション２０から高圧タンク１４への充填が可能であるか否かを、センサ１０１〜１０６（圧力センサ１０１、温度センサ１０２、水素濃度センサ１０３、電圧センサ１０４、中圧センサ１０５、電圧センサ１０６）が異常（故障）でないか否かにより判定する。

ステップＳ２にて、通信充填ＥＣＵ７０は、水素濃度センサ１０３又は中圧センサ１０５の異常を検出したとき（ステップＳ２：ＮＯ）には、充填中に、外部への水素ガスの漏洩及び高圧タンク１４から燃料電池３２への水素ガスの漏洩を検出することができないので、ステップＳ３にて充填を不許可とし、充填停止信号を生成し、発信機６６から燃料ステーション２０に発信する。ステップＳ４にて、燃料ステーション２０の制御装置２５は、警告部２３を通じて充填が不許可であることをユーザに警告する。

一方、車両１０では、ステップＳ４にて、警告部８０を通じて、充填が不許可であることをユーザに警告するために警告灯（赤色）を点灯したり、音声で充填が不許可であることを出力する。ステップＳ４の処理後、通信充填ＥＣＵ７０は、スリープ状態になる。

一方、ステップＳ２の判定にて、水素濃度センサ１０３又は中圧センサ１０５が異常でない場合には、基本的には、充填が可能な状態にある（ステップＳ２：ＹＥＳ）と判定すると共に、異常と判定したセンサがあれば、警告部８０を通じて、ユーザに警告する警告灯（オレンジ色）を点灯する。

ステップＳ５にて、通信充填を起動（選択）するか否か判定する。

例えば、燃料ステーション２０が、通信充填機能を有していない燃料ステーションである場合には、ユーザが充填種別選択スイッチ８２を、デフォルト設定の「通信充填」から「通常充填」に切り換える。

ステップＳ５の判定において、充填種別選択スイッチ８２が、ステップＳ２での充填可能検出時（ステップＳ２：ＹＥＳ）から一定時間以内に、充填種別選択スイッチ８２が操作されて、「通常充填」に切り換えられたことを検出した場合には、ステップＳ６にて、まず、通信充填ＥＣＵ７０は、スリープ状態に入る。このため、低圧バッテリ１００からの電力の供給がスリープ状態を保持するための最小限の電力にされる。

通常充填時には、図４中の破線で囲んだステップＳ６の処理の詳細工程に示すように、ステップＳ６ａにて、通信充填機能を有していない燃料ステーションでは、充填停止圧力閾値を、通信充填可能な燃料ステーション２０よりも低い値で充填を行い、具体的には、低い充填流量で充填を行い、ステップＳ６ｂにて、ディスペンサ２４から出力される充填流量がゼロ値となったとき、換言すれば、ディスペンサ２４の出力側圧力と、高圧タンク１４の内部圧力とが等しくなったときに充填が完了とされる。

一方、図３のステップＳ５にて、通信充填ＥＣＵ７０は、ステップＳ２で充填が可能と判定してから一定時間以内に、充填種別選択スイッチ８２にて「通常充填」が選択されなかった場合には、「通信充填」を実施するものと推定して、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７にて、低圧バッテリ１００の蓄電残量が規定閾値以上であるか否かを判定する。

図５は、低圧バッテリ１００の蓄電残量の内訳を模式的に示す図である。なお、図５では、蓄電残量を百分率［％］で表している。低圧バッテリ１００の蓄電残量が過度に低下すると、バッテリ電圧はその定格値(例えば、１２［Ｖ］)から、ある閾値を境に大きく低下してしまうため、低圧バッテリ１００によって駆動される機器(通信充填ＥＣＵ７０や発信機６６等)の動作が保証されなくなってしまう。図５中、「動作保証蓄電量」とは、これら機器の動作を保証するために最低限必要な蓄電量に相当する。図５中、「次回起動時必要分」とは、次回の燃料電池車両１０の起動時に、低圧バッテリ１００に必要とされる蓄電量に相当する。また、図５中、「充填ログ記録分」とは、通信充填から通常充填に切り換える際に、記録しておく必要のある充填ログを電磁的に記録するために低圧バッテリ１００に必要とされる蓄電量に相当する。ステップＳ７において、ステップＳ６の通常充填に切り換えるタイミング（ステップＳ７：ＮＯ）の判断に用いられる下限値は、規定閾値ａ［％］に設定している。

ステップＳ７の判定にて、低圧バッテリ１００の蓄電残量が規定閾値未満の量である（ステップＳ７：ＮＯ）場合には、上述したステップＳ６での「通常充填」を行う。

一方、ステップＳ７の判定が肯定的（ステップＳ７：ＹＥＳ）である場合、後述するステップＳ９の判定が否定的（ステップＳ９：ＮＯ）となって「通信充填」に決定されたときに、確実に充填ログを記録しつつ、機器の動作保証及び次回の車両起動時に必要とされる蓄電量を確保することができる。

次いで、ステップＳ８にて、通信充填システム１２が正常であるか否かを判定する。

ステップＳ８では、全てのセンサ１０１〜１０６（圧力センサ１０１、温度センサ１０２、水素濃度センサ１０３、電圧センサ１０４、中圧センサ１０５、電圧センサ１０６）中、１つのセンサでも異常（故障検知あるいは応答なし）である（ステップＳ８：ＮＯ）と判定した場合には、ステップＳ６の「通常充填」を実施し、全てのセンサが正常であると判定した場合には、通信充填システム１２は正常（ステップＳ８：ＹＥＳ）であると判定し、「通信充填」を予備的に開始し、前記充填関連信号を発信機６６から受信機２８を介してディスペンサ２４の制御装置２５に発信する。これにより燃料ステーション２０の制御装置２５は、上述した通信充填方式による充填を開始する。

通信充填を予備的に開始した時から規定時間経過後に、ステップＳ９にて、圧力センサ１０１により計測される高圧タンク１４の内部圧力の上昇がなかった場合には、圧力センサ１０１の異常とみなして（ステップＳ９：ＹＥＳ＝タイムアウト）、ステップＳ６の「通常充填」を行う。

一方、規定時間の間に、圧力センサ１０１により計測される高圧タンク１４の内部圧力の上昇が検出された（ステップＳ９：ＮＯ）場合には、正常に「通信充填」が開始されたものと判定し、ステップＳ１０の通信充填処理に進む。

図４は、通信充填処理中における通信充填ＥＣＵ７０により実行される充填監視処理の説明に供されるフローチャートである。

ステップＳ１０ａにて、通信充填ＥＣＵ７０は、センサ１０１〜１０６の出力値から充填停止信号を生成する事象（原因）が発生したか否かを判定する。

充填停止信号を発生させる事象（原因）が発生していない（ステップＳ１０ａ：ＮＯ）場合には、ステップＳ１０ｂにて、通信充填処理を行う。この通信充填処理では、上述したように、通信充填ＥＣＵ７０は、圧力センサ１０１による高圧タンク１４（タンク本体１４ａ）の内部圧力の計測値と、温度センサ１０２によるタンク本体１４ａ内のガス温度（内部温度、タンク温度）の計測値をドライバ７４、赤外線ＬＥＤ７２、及び受信機２８を通じてディスペンサ２４の制御装置２５に送信する。

この場合、制御装置２５、すなわち燃料ステーション２０の制御装置２５は、タンク本体１４ａ内のガス温度を許容範囲以下に抑えながら、高圧タンク１４に燃料ステーション２０側から供給される水素ガスの流量（充填流量）が最大となるようにディスペンサ２４を調節する。

ステップＳ１０ｃにて、満充填状態になったか否かが通信充填ＥＣＵ７０によって、圧力センサ１０１による高圧タンク１４の内部圧力の計測値と、温度センサ１０２によるタンク本体１４ａ内のガス温度の計測値から判定され満充填状態になったと判定される（ステップＳ１０ｃ：ＹＥＳ）と、通信充填処理が終了される。

一方、正常な通信充填処理中（ステップＳ１０ａ：ＮＯ→ステップＳ１０ｂ→ステップＳ１０ｃ：ＮＯ）に、通信充填ＥＣＵ７０がセンサ１０１〜１０６の計測値から充填停止信号を生成した（ステップＳ１０ａ：ＹＥＳ）場合には、ステップＳ１０ｄにて、ステップＳ７とは逆に、低圧バッテリ蓄電残量が規定閾値（ＴＨ＝ａ）以下になったか否かを判定する。

規定閾値以下になっていなかった（ステップＳ１０ｄ：ＮＯ）場合、すなわち規定閾値を上回っていた場合には、さらに、ステップＳ１０ｅにて、圧力センサ１０１（タンク圧力センサ）、温度センサ１０２（タンク温度センサ）、又は電圧センサ１０６（低圧電圧センサ）の故障（異常）が発生しているか否かを判定する。

ステップＳ１０ｅの判定が否定的であった（ステップＳ１０ｅ：ＮＯ）場合には、ステップＳ１０ｆにて通信充填システム１２の停止処理を行い、「通常充填」も行うことなく充填処理を中止し、警告部８０にてその旨の警告を発する。以降、通信充填ＥＣＵ７０は、スリープ状態に入る。

上述したステップＳ１０ｄの判定にて、低圧バッテリ１００の蓄電残量が規定閾値以下であった（ステップＳ１０ｄ：ＹＥＳ）場合、並びに、ステップＳ１０ｅの判定にて、圧力センサ１０１、温度センサ１０２、及び電圧センサ１０６のうち、少なくとも１つのセンサに故障（異常）が発生している（ステップＳ１０ｅ：ＹＥＳ）ことが検出された場合、ステップＳ１０ｇにて、前記充填関連信号の発信機６６から燃料ステーション２０への発信を停止すると共に、ステップＳ１０ｈにて、警告部８０から、検出した特定のセンサに故障（異常）が発生している旨の警告を発する。

次いで、ステップＳ１０ｉにて、ユーザの任意選択に係わる充填種別選択スイッチ８２の操作の有無により「通常充填」を選択したか否かを監視し、一定時間以上経過しても充填種別選択スイッチ８２による「通常充填」の選択への切り換えが検出されなかった（ステップＳ１０ｉ：ＮＯ）場合には、ステップＳ１０ｆにて、通信充填システム１２を停止するステップＳ１０ｆにて通信充填システム１２の停止処理を行い、「通常充填」も行うことなく充填処理を中止し、警告部８０にてその旨の警告を発する。以降、通信充填ＥＣＵ７０は、スリープ状態に入る。

一方、ステップＳ１０ｉの判定にて、一定時間以内に充填種別選択スイッチ８２により「通常充填」が選択されていた（ステップＳ１０ｉ：ＹＥＳ）ことが通信充填ＥＣＵ７０により検出された場合の通常充填時には、上述したように、ステップＳ６ａにて、燃料ステーション２０の制御装置２５は、充填関連信号が受信できなくなった（ステップＳ１０ｇ）ことを契機（トリガ）として、充填停止圧力閾値を、「通信充填時」よりも低い値に持ち替えて充填を行い、具体的には、充填流量を低減して充填を継続し、ステップＳ６ｂにて、充填流量がゼロ値となったとき、換言すれば、ディスペンサ２４の出力側圧力と、高圧タンク１４の内部圧力とが等しくなったとき充填を完了する。

［実施形態のまとめ］
この実施形態に係る燃料電池車両１０への燃料充填制御方法は、燃料電池３２と、燃料電池３２に供給する水素ガス（燃料流体）を貯蔵する高圧タンク（燃料貯蔵部）１４と、高圧タンク１４への水素ガス充填時に、充填に関連する充填関連信号を生成する通信充填ＥＣＵ（制御装置）７０と、通信充填ＥＣＵ７０により生成された前記充填関連信号を、車両外部に発信する発信機６６と、を備える燃料電池車両１０への燃料充填制御方法であって、高圧タンク１４への水素ガスの充填が開始されることを検知する充填開始検知工程（ステップＳ１）と、充填が開始されることが検知された（ステップＳ１：ＹＥＳ）場合に、通信充填ＥＣＵ７０による前記充填関連信号の生成処理を実施するか否かを選択する信号生成可否選択工程としての通信充填選択可否工程（ステップＳ５）を有する。

この実施形態によれば、燃料電池車両１０の高圧タンク１４の充填に関連する充填関連信号を燃料電池車両１０側から車両外部の燃料ステーション２０に発信して充填を制御するための通信充填ＥＣＵ７０を有する燃料電池車両１０への燃料充填制御方法において、通信充填ＥＣＵ７０による前記充填関連信号の生成処理を実施するか否かを選択する信号生成可否選択工程（ステップＳ５）を設けているので、通信充填非対応ステーションでの充填時には信号生成処理を不実施（否）に選択することで、低圧バッテリ１００の電力消費を削減することができると共に、ユーザが任意に充電種別（「通信充填」又は「通常充填」）を選択することができる。

前記充填関連信号の生成処理を実施する充填が開始された（ステップＳ９：ＮＯ→ステップＳ１０）後に、充填異常が生じているか否かを充填停止信号の生成の要否に基づき判定する充填異常判定工程（ステップＳ１０ａ）と、充填異常が生じている（ステップＳ１０ａ：ＹＥＳ）と判定した場合に、発信機６６からの前記充填関連信号の発信を停止する信号発信停止工程（ステップＳ１０ｇ）と、前記充填異常原因に基づいて、充填継続可否を判定する充填継続可否判定工程（ステップＳ１０ｄ、Ｓ１０ｅ）と、充填継続可（ステップＳ１０ｄ：ＹＥＳ、ステップＳ１０ｅ：ＹＥＳ）と判定された場合に、前記充填関連信号の生成を実施しない充填を継続する｛ステップＳ６（Ｓ６ａ、Ｓ６ｂ）｝か、通信充填停止（ステップＳ１０ｆ）かを選択可能にする充填可否選択工程（ステップＳ１０ｉ）と、をさらに有するように構成してもよい。

この構成によれば、充填異常が生じていると判定した場合｛例えば、車両側の通信充填ＥＣＵ７０を含む通信システム６０（通信充填ユニット）の異常時に充填停止信号が生成された（ステップＳ１０ａ：ＹＥＳ）場合｝であっても、（ユーザが）通常充填を問題なく実施できると判断した場合には、前記充填関連信号の生成を「実施（行う）」から「非実施（行わない）」（否）に切り換える（ステップＳ１０ｉ：ＹＥＳ）ことで、通信充填を通常充填に切り換えて充填を継続する｛ステップＳ６（Ｓ６ａ、Ｓ６ｂ）｝ことができ、燃料電池車両１０のユーザの利便性が向上する。

この場合、充填異常が生じていると判定した（ステップＳ１０ｄ：ＹＥＳ、ステップＳ１０ｅ：ＹＥＳ、ステップＳ１０ｇ）後に充填継続が選択されているか否かを外部の燃料ステーション２０が判定する工程（ステップＳ１０ｉ）と、前記充填継続が選択されていると判定した（ステップＳ１０ｉ：ＹＥＳ）場合、外部の燃料ステーション２０が、充填を停止する充填停止圧力閾値及び充填停止温度闘値を、通信充填時よりも低い値に持ち替える閾値持ち替え工程（ステップＳ６ａ）と、をさらに有することで、安全性を保持しながら、高圧タンク１４に一定の水素ガスを充填する（ステップＳ６ｂ）ことができる。

また、燃料電池車両１０が、レセプタクル４０（燃料充填口）を保護するリッド６４（フューエルリッド）をさらに備え、リッド６４が開状態であるか否かを判定する工程（ステップＳ１）と、開状態である（ステップＳ１：ＹＥＳ）場合に、前記充填関連信号の生成を開始する工程（ステップＳ８：ＹＥＳ）と、をさらに有することで、基本的には、通信充填が実施されて充填が最適化され、短い時間で高圧タンク１４を満充填状態にすることができる。

この実施形態に係る燃料電池車両１０は、燃料電池３２と、燃料電池３２に供給する水素ガス（燃料流体）を貯蔵する高圧タンク１４（燃料貯蔵部）と、高圧タンク１４への水素ガスの充填時に、充填に関連する充填関連信号を生成する通信充填ＥＣＵ７０と、通信充填ＥＣＵ７０により生成された前記充填関連信号を、車両外部に発信する発信機６６と、通信充填ＥＣＵ７０での前記充填関連信号の生成処理を実施するか否かを選択する充填種別選択スイッチ８２（選択部）と、を備える。

充填種別選択スイッチ８２による選択に基づき、ユーザが通信充填実施の要否を任意に選択できるので、例えば、燃料ステーション２０が通信充填非対応ステーション等の場合に、充填関連信号の生成処理を不実施に選択する（ステップＳ５：ＮＯ）ことで、低圧バッテリ１００の電力が無駄に消費されることがなくなる。この場合、通常充填を選択する（ステップＳ５：ＮＯ）ことで、一定量の水素ガスを高圧タンク１４に充填することができる。充填停止信号が生成された（ステップＳ１０ａ：ＹＥＳ）場合であっても、ユーザが任意で通常充填を選択する（ステップＳ１０ｉ：ＹＥＳ）ことで、一定量の水素ガスを高圧タンク１４に充填することができる。

［変形例］
なお、図示はしないが、燃料ステーション２０側に他の送信機を設け、燃料電池車両１０側に他の受信機を設けることで、燃料電池車両１０の発信機６６による充填関連信号発信の開始後に、燃料ステーション２０の前記他の送信機からの信号を燃料電池車両１０の前記他の受信機にて受信する工程を備え、所定時間以内に外部の燃料ステーション２０の前記他の送信機からの信号の受信を燃料電池車両１０の前記他の受信機が検知しない場合には、通信充填ＥＣＵ７０がスリープ状態となって充填関連信号の生成を停止する工程をさらに有することで、燃料ステーション２０側の異常発生等により通信充填が実施できないときに、無駄に通信が継続される、すなわち燃料電池車両１０の発信機６６からの充填関連信号発信を抑制でき、燃料電池車両１０の低圧バッテリ１００の消費量を削減することができる。

なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…燃料電池車両（車両） １２…通信充填システム
１４…高圧タンク １４ａ…タンク本体
２０…燃料ステーション ２２…水素貯蔵タンク
２４…ディスペンサ ２５…制御装置
３２…燃料電池 ４０…レセプタクル
６４…リッド（フューエルリッド） ６６…発信機
７０…通信充填ＥＣＵ（制御装置） ８２…充填種別選択スイッチ
１００…低圧バッテリ

Claims (6)

1. 燃料電池と、
   前記燃料電池に供給する燃料流体を貯蔵する燃料貯蔵部と、
   前記燃料貯蔵部への燃料流体充填時に、充填に関連する充填関連信号を生成する制御装置と、
   前記制御装置により生成された前記充填関連信号を、車両外部に発信する発信機と、
   を備える燃料電池車両への燃料充填制御方法であって、
   前記燃料貯蔵部への前記燃料流体の充填が開始されることを検知する充填開始検知工程と、
   充填が開始されることが検知された場合に、前記制御装置による前記充填関連信号の生成処理を実施するか否かを選択する信号生成可否選択工程と、
   を有することを特徴とする燃料電池車両への燃料充填制御方法。
2. 請求項１に記載の燃料電池車両への燃料充填制御方法において、
   前記充填関連信号の生成処理を実施する充填が開始された後に、充填異常が生じているか否かを判定する充填異常判定工程と、
   充填異常が生じていると判定した場合に、前記発信機からの前記充填関連信号の発信を停止する信号発信停止工程と、
   前記充填異常原因に基づいて、充填継続可否を判定する充填継続可否判定工程と、
   充填継続可と判定された場合に、前記充填関連信号の生成処理を実施しないで充填を継続するか、充填を停止するかを選択可能にする充填可否選択工程と、
   をさらに有することを特徴とする燃料電池車両への燃料充填制御方法。
3. 請求項２に記載の燃料電池車両への燃料充填制御方法において、
   充填異常が生じていると判定した後に充填継続が選択されている否かを外部の燃料ステーションが判定する工程と、
   前記充填継続が選択されていると判定した場合、外部の前記燃料ステーションが、充填を停止する充填停止圧力閾値及び充填停止温度闘値を、通信充填時よりも低い値に持ち替える閾値持ち替え工程と、
   をさらに有することを特徴とする燃料電池車両への燃料充填制御方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池車両への燃料充填制御方法において、
   前記発信機による前記充填関連信号の発信開始後に、外部の燃料ステーションからの信号を受信する工程と、
   所定時間以内に前記燃料ステーションからの信号受信を検知しない場合に、前記充填関連信号の生成を停止する工程と、
   をさらに有することを特徴とする燃料電池車両への燃料充填制御方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池車両への燃料充填制御方法において、
   燃料充填口を保護するフューエルリッド
   をさらに備え、
   前記フューエルリッドが開状態であるか否かを判定する工程と、
   開状態である場合に、前記充填関連信号の生成処理を開始する工程と、
   をさらに有することを特徴とする燃料電池車両への燃料充填制御方法。
6. 燃料電池と、
   前記燃料電池に供給する燃料流体を貯蔵する燃料貯蔵部と、
   前記燃料貯蔵部への燃料流体充填時に、充填に関連する充填関連信号を生成する制御装置と、
   前記制御装置により生成された前記充填関連信号を、車両外部に発信する発信機と、
   前記制御装置での前記充填関連信号の生成処理を実施するか否かを選択する選択部と、
   を備えることを特徴とする燃料電池車両。

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