JP2017115932A - 燃料ガス充填システム及び燃料ガス充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安全で効率的に燃料ガスを充填すること。【解決手段】燃料ガスを貯留する蓄圧器と、蓄圧器から容器に供給される燃料ガスの流量を制御可能な複数の調節弁と、調節弁の開度を制御する制御装置と、を備え、調節弁は、並列に設けられる主調節弁及び従調節弁を含んで構成され、制御装置は、燃料ガスの充填状況に応じて主調節弁の開度と従調節弁の開度とをそれぞれ制御することを特徴とする燃料ガス充填システム。【選択図】図１

Description

本発明は、燃料ガスの充填技術に関する。

従来、燃料である水素ガスをＦＣＶ（Fuel Cell Vehicle：燃料電池自動車）に、高圧に充填するための燃料ガス充填装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された燃料ガス充填装置は、主に調節弁及び蓄圧器から構成され、蓄圧器と燃料タンクとの圧力差に応じた目標流量を決定し、決定した目標流量に従って吐出流量が制御される。

ところで、近年、２０１５年のＦＣＶの市場形成を目指し、基準・規格整備等の基盤整備が進められている。中でも、ＦＣＶの動力源である水素を充填・供給する設備である水素ステーションにおいて、安全で効率的な急速充填手順を規定する充填プロトコルの策定は重要な課題とされている。充填プロトコルとは、ＦＣＶの車載高圧水素容器（以下、「車載タンク」という。）に燃料である水素ガスを、安全に効率よく充填する条件を提示するプロトコルである。水素ガスは、可燃性ガスの中でも、特に爆発範囲が広いので、安全に急速充填を行うためには、この充填プロトコルに精度良く沿って充填を行う必要があり、逆に、充填プロトコルから外れた場合は、危険を回避するために充填を停止する必要が生じる。充填プロトコルに従って水素ステーションからＦＣＶに水素ガスを充填する際には、目標となる昇圧率（以下、「目標昇圧率」という。）を算出し、さらにこの値に追従するように水素ガスの流量が高い精度で制御されることが必要となる。なお、現状では、規定により目標昇圧率から外れても良いとされる公差が厳格に定められている。そこで、現状の充填においては、一般的に、高い精度で流量を制御可能な調節弁を用いて充填が行われている。

特開２０１０−１４４７７１号公報

しかしながら、近年では、車載タンクの大容量化、充填圧の高圧化、及び充填の高速化が求められるようになった。このため、目標昇圧率が大きい場合、調節弁１台では目標昇圧率に追従するための流量を確保できない場合が生じるようになった。また、一方で、Ｃｖ値の大きな調節弁を用いると、圧力差の大きい充填開始時において、小さいＣｖ値の範囲では規定で定められた公差を大きく外れてしまい、高い精度での流量制御ができなかった。このような場合、最適な充填プロトコルに従うことができず、安全で効率的な水素充填ができないという問題となる。この問題は、水素ガスに限らず、短時間で車載タンクに高圧充填される燃料ガス全般に共通する問題である。

上記事情に鑑み、本発明は、安全で効率的に燃料ガスを充填することができる技術の提供を目的としている。

本発明は以下の構成を備える。
本発明の一態様は、燃料ガスを貯留する蓄圧器と、前記蓄圧器から容器に供給される前記燃料ガスの流量を制御可能な複数の調節弁と、前記調節弁の開度を制御する制御装置と、を備え、前記調節弁は、並列に設けられる主調節弁及び従調節弁を含んで構成され、前記制御装置は、燃料ガスの充填状況に応じて前記主調節弁の開度と前記従調節弁の開度とをそれぞれ制御することを特徴とする燃料ガス充填システムである。

本発明の一態様は、上記の燃料ガス充填システムであって、前記主調節弁の最大Ｃｖ値と前記従調節弁の最大Ｃｖ値とが異なる値であることを特徴とする。

本発明の一態様は、上記の燃料ガス充填システムであって、前記主調節弁の最大Ｃｖ値は、前記従調節弁の最大Ｃｖ値よりも大きい値であることを特徴とする。

本発明の一態様は、上記の燃料ガス充填システムであって、前記制御装置は、前記燃料ガスを充填する際における目標となる昇圧率である目標昇圧率が第一の閾値以上である場合には、前記従調節弁の開度をある開度で固定したまま、前記主調節弁の開度を制御することによって前記燃料ガスの充填を行うことを特徴とする。

本発明の一態様は、上記の燃料ガス充填システムであって、前記制御装置は、前記主調節弁及び前記従調節弁の開度を制御して前記燃料ガスの充填を行っている間に、目標昇圧率が前記第一の閾値と同じ又は異なる第二の閾値未満になった場合には前記主調節弁を閉止して前記従調節弁の開度を制御することによって充填を行うことを特徴とする。

本発明の一態様は、燃料ガスを貯留する蓄圧器と、前記蓄圧器から容器に供給される前記燃料ガスの流量を制御可能な複数の調節弁と、前記調節弁の開度を制御する制御装置と、を備える燃料ガス充填システムにおける燃料ガス充填方法であって、前記調節弁は、並列に設けられる主調節弁及び従調節弁を含んで構成され、前記制御装置が、燃料ガスの充填状況に応じて前記主調節弁の開度と前記従調節弁の開度とをそれぞれ制御する燃料ガス充填方法である。

本発明により、安全で効率的に燃料ガスを充填することが可能となる。

本実施形態における水素ガス充填システム１を含む水素充填環境の構成図である。 制御装置１０の機能構成を表す概略ブロック図である。 本実施形態における制御装置１０の充填処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態における水素ガス充填システム１を含む水素充填環境の構成図である。
水素ガス充填システム１（燃料ガス充填システム）は、ＦＣＶ２の車載タンク（不図示、以下同様）（容器）内に水素ガス（燃料ガス）を供給するためのシステムである。水素ガス充填システム１では、蓄圧器（蓄圧器）に貯留されている水素ガスを、差圧充填のみによりＦＣＶ２に充填する。水素ガス充填システム１は、例えば水素ステーションである。

ＦＣＶ２は、水素ガスと酸素ガスとの電気化学反応によって発生した電力を動力源として走行する燃料電池自動車である。水素ガス充填システム１とＦＣＶ２とは、充填カプラ３によって接続される。
充填カプラ３は、水素ガス充填システム１とＦＣＶ２とを接続するための結合部材である。充填カプラ３によって水素ガス充填システム１とＦＣＶ２とが接続されることによって、水素ガス充填システム１からＦＣＶ２に水素ガスの供給が可能になる。また、充填カプラ３が接続されることで、ＦＣＶ２の車載タンク内の圧力及び温度の検出データは、制御装置１０に送信される。

次に、水素ガス充填システム１の具体的な構成について説明する。水素ガス充填システム１は、制御装置１０（制御装置）と、蓄圧器２０−１〜２０−Ｎ（Ｎは２以上の整数）と、圧力計２１−１〜２１−Ｎと、遮断弁２２−１〜２２−Ｎと、逆止弁２３−１〜２３−Ｎと、調節弁３０−１〜３０−２（調節弁）と、流量計４０と、圧力計４１と、予冷機４２と、遮断弁４３と、圧力計４４と、温度計４５とを備える。調節弁３０−１（主調節弁）及び３０−２（従調節弁）は、並列に設けられている。
本発明の形態では、調節弁３０−１及び３０−２は、図１に示すように流量計４０の上流側に設けられているが、これに限定されることではなく、図１の流量計４０の下流側から充填カプラ３の上流側までの位置であればいずれの位置に設けられてもよい。

図１に示す実線は、蓄圧器２０−１〜２０−Ｎに貯留されている水素ガスが流れる供給ライン１１を表す。図１に示す破線は、各センサ装置（例えば、圧力計２１−１〜２１−Ｎ、流量計４０、圧力計４１、圧力計４４及び温度計４５によって検出された検出結果のいずれかを含むデータ（以下、「検出データ」という。）の流れを表す。検出データには、例えば圧力値、流量値及び温度の情報のいずれか又は両方が含まれる。図１に示す二点鎖線は、制御装置１０が各弁（例えば、遮断弁２２−１〜２２−Ｎ、調節弁３０−１〜３０−２及び遮断弁４３）を制御することを示す制御線を表す。

制御装置１０は、遮断弁２２−１〜２２−Ｎ、調節弁３０−１〜３０−２及び遮断弁４３の開閉を制御する。制御装置１０の制御によって遮断弁２２−１〜２２−Ｎのいずれかと、調節弁３０−１〜３０−２のいずれか及び遮断弁４３が開放されると、開放された遮断弁２２−１〜２２−Ｎに接続されている蓄圧器２０−１〜２０−Ｎから水素ガスが供給ライン１１を介してＦＣＶ２の車載タンクに供給される。
供給ライン１１は、配管である。

蓄圧器２０−１〜２０−Ｎは、圧縮機（不図示）により圧縮された高圧の水素ガスを貯留する。蓄圧器２０−１〜２０−Ｎは、約９５ＭＰａの水素ガスを貯留することができれば、材質や形状に特に限定されるものではない。一般的に、大型のマンガン鉱製の継ぎ目なしボンベやカードルなどが用いられる。
圧力計２１−１〜２１−Ｎは、それぞれ、蓄圧器２０−１〜２０−Ｎと遮断弁２２−１〜２２−Ｎとの間に設けられ、蓄圧器２０−１〜２０−Ｎ内の水素ガスの圧力を検出する。圧力計２１−１〜２１−Ｎによって検出された水素ガスの圧力値を含む検出データは、制御装置１０に送信される。

遮断弁２２−１〜２２−Ｎは、それぞれ、蓄圧器２０−１〜２０−Ｎに対して設けられる。遮断弁２２−１〜２２−Ｎは、蓄圧器２０−１〜２０−Ｎに貯留されている水素ガスの供給を遮断可能な弁である。例えば、遮断弁２２−１〜２２−Ｎが閉じられている場合には、蓄圧器２０−１〜２０−Ｎに貯留されている水素ガスの供給が遮断される。一方、遮断弁２２−１〜２２−Ｎのいずれかが開放されている場合には、開放されている蓄圧器２０−１〜２０−Ｎに貯留されている水素ガスが供給ライン１１に供給される。遮断弁２２−１〜２２−Ｎは、制御装置１０の制御に応じて開閉される。

逆止弁２３−１〜２３−Ｎは、それぞれ、遮断弁２２−１〜２２−Ｎに対して設けられる。逆止弁２３−１〜２３−Ｎは、供給ライン１１内を流れる水素ガスの逆流を防ぐ弁である。本実施形態では、逆止弁２３−１〜２３−Ｎは、蓄圧器２０−１〜２０−ＮからＦＣＶ２に水素ガスが供給される方向（図１の矢印の方向）にのみ水素ガスが供給可能となる向きに設置される。すなわち、逆止弁２３−１〜２３−Ｎから蓄圧器２０−１〜２０−Ｎの方向には、水素ガスが流れ込まない。

調節弁３０−１は、開度調節可能な弁である。調節弁３０−１の開度が変更されることにより供給ライン１１を流れる水素ガスの流量が調整される。調節弁３０−１の最大Ｃｖ値は、調節弁３０−２の最大Ｃｖ値よりも大きい。ここで、Ｃｖ値とは、調節弁の容量を示す数値であり、開度を全開にした時に単位時間あたりに調節弁を通過する流体（例えば、水素ガス）の量を表す。調節弁の場合は、開度を全閉から全開にまで制御することで、Ｃｖ値を０から最大Ｃｖ値にまで制御することができる。調節弁の最大Ｃｖ値は、バルブの種類とポートの口径によって調節弁毎に予め決められている。なお、以下の説明では、調節弁３０−１を主調節弁として説明する。
調節弁３０−２は、開度調節可能な弁である。調節弁３０−２の開度が変更されることにより供給ライン１１を流れる水素ガスの流量が調整される。なお、以下の説明では、調節弁３０−２を従調節弁として説明する。

流量計４０は、供給ライン１１を流れる水素ガスの流量を検出する。また、流量計４０は、供給ライン１１を流れる水素ガスの温度を検出する。流量計４０によって検出された水素ガスの流量値及び温度を含む検出データは、制御装置１０に送信される。
圧力計４１は、流量計４０と予冷機４２との間に設けられ、供給ライン１１を流れる水素ガスの圧力を検出する。圧力計４１によって検出された水素ガスの圧力値を含む検出データは、制御装置１０に送信される。

予冷機４２は、供給ライン１１を流れる水素ガスを冷却する。
遮断弁４３は、予冷機４２と充填カプラ３との間に設けられ、供給ライン１１を流れる水素ガスの供給を遮断可能な弁である。例えば、遮断弁４３が閉じられている場合には、供給ライン１１を流れる水素ガスの供給が遮断される。一方、遮断弁４３が開放されている場合には、供給ライン１１を流れる水素ガスがＦＣＶ２に供給される。遮断弁４３は、制御装置１０の制御に応じて開閉される。

圧力計４４は、遮断弁４３と充填カプラ３との間に設けられ、供給ライン１１を流れる水素ガスの圧力を検出する。圧力計４４によって検出された水素ガスの圧力値を含む検出データは、制御装置１０に送信される。なお、圧力計４４によって検出された水素ガスの圧力値は、ＦＣＶ２の車載タンク内の圧力と略一致する。
温度計４５は、外気温を検出する。温度計４５によって検出された外気温を含む検出データは、制御装置１０に送信される。

なお、以下の説明において、蓄圧器２０−１〜２０−Ｎについて特に区別しない場合には蓄圧器２０と記載する。また、以下の説明において、圧力計２１−１〜２１−Ｎについて特に区別しない場合には圧力計２１と記載する。また、以下の説明において、遮断弁２２−１〜２２−Ｎについて特に区別しない場合には遮断弁２２と記載する。また、以下の説明において、逆止弁２３−１〜２３−Ｎについて特に区別しない場合には逆止弁２３と記載する。また、以下の説明において、圧力計２１、４１及び４４について特に区別しない場合には単に圧力計と記載する。また、以下の説明において、遮断弁２２及び４３について特に区別しない場合には単に遮断弁と記載する。

図２は、制御装置１０の機能構成を表す概略ブロック図である。制御装置１０は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、制御プログラムを実行する。制御プログラムの実行によって、制御装置１０は、弁制御部１０１、取得部１０２、昇圧率情報記憶部１０３、決定部１０４を備える装置として機能する。なお、制御装置１０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、制御プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、制御プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。

弁制御部１０１は、決定部１０４によって決定された目標昇圧率に基づいて、遮断弁、主調節弁及び従調節弁の開閉を制御する。例えば、弁制御部１０１は、決定部１０４によって決定された目標昇圧率が閾値以上である場合には主調節弁及び従調節弁による充填を行うように主調節弁及び従調節弁と、充填用に使用される蓄圧器２０（以下、「充填用蓄圧器」という。）に対応する遮断弁２２及び遮断弁４３とを制御する。一方、弁制御部１０１は、決定部１０４によって決定された目標昇圧率が閾値未満である場合には従調節弁による充填を行うように従調節弁と、充填用蓄圧器に対応する遮断弁２２及び遮断弁４３とを制御する。

また、弁制御部１０１は、水素ガスの充填中に、目標昇圧率が変更される条件が満たされて目標昇圧率が変更された場合に、変更後の目標昇圧率（以下、「変更後昇圧率」という。）に基づいて、遮断弁、主調節弁及び従調節弁の開閉を制御する。例えば、弁制御部１０１は、変更後昇圧率が閾値以上である場合には現状の制御を継続する。一方、弁制御部１０１は、変更後昇圧率が閾値未満である場合には主制御弁を閉止して、従調節弁による充填を行うように従調節弁と、充填用蓄圧器に対応する遮断弁２２及び遮断弁４３とを制御する。なお、目標昇圧率が変更される条件とは、例えばトップオフの発生や、フォールバックの発生などである。現状、トップオフや、フォールバックになると、目標昇圧率を変更する必要がある。例えば、充填開始時の目標昇圧率よりも小さい目標昇圧率に変更する必要がある。そのため、トップオフが発生した場合や、フォールバックが発生した場合には、弁制御部１０１は目標昇圧率が変更される条件が満たされたと判定し、目標昇圧率を変更する。弁制御部１０１は、既存の技術に従って目標昇圧率を充填開始時の目標昇圧率から変更する。なお、目標昇圧率が変更される条件は、上記に限定される必要はない。

取得部１０２は、各圧力計によって検出された圧力値、流量計４０によって検出された水素ガスの流量値及び温度の情報、及び温度計４５によって検出された外気温の情報のいずれか又は全てを含む検出データを取得する。また、取得部１０２は、水素ガス充填開始時にＦＣＶ２の車載タンク内に残っている圧力（以下、「初期残圧」という。）の情報を取得する。

昇圧率情報記憶部１０３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。昇圧率情報記憶部１０３は、昇圧率テーブルを記憶している。昇圧率テーブルには、外気温と初期残圧との組み合わせ毎の目標昇圧率の値が登録されている。つまり、昇圧率テーブルには、外気温の情報と初期残圧の情報とが取得された場合に決定される目標昇圧率の値が登録されている。
決定部１０４は、昇圧率テーブルを参照し、取得部１０２によって取得された検出データに含まれる外気温の情報と、初期残圧の情報とに基づいて目標昇圧率を決定する。

次に、本実施形態における充填方法を説明する。
図３は、本実施形態における制御装置１０の充填処理の流れを示すフローチャートである。なお、スタート時は、蓄圧器２０の圧力が初期残圧より高い場合を例に説明する。
取得部１０２は、定期的に検出データを取得する（ステップＳ１０１）。例えば、取得部１０２は、圧力計、流量計４０及び温度計からそれぞれ圧力値、流量値、温度及び外気温の情報を取得する。次に、取得部１０２は、水素ガス充填システム１に接続されたＦＣＶ２の車載タンク内の初期残圧の情報を取得する（ステップＳ１０２）。その後、取得部１０２は、ステップＳ１０１及び１０２の各処理で取得した情報（検出データ及び初期残圧の情報）を決定部１０４に出力する。なお、本実施形態では、車載タンクの初期残圧の情報を自動的に取得するとしたが、これに限定されることではなく、作業員の手で入力されてもよい。

決定部１０４は、取得部１０２から出力された情報と、昇圧率情報記憶部１０３に記憶されている昇圧率テーブルとに基づいて目標昇圧率を決定する（ステップＳ１０３）。具体的には、まず決定部１０４は、昇圧率情報記憶部１０３に記憶されている昇圧率テーブルを読み出す。次に、決定部１０４は、読み出した昇圧率テーブルに登録されている目標昇圧率のうち、初期残圧の情報と外気温の情報との組み合わせに対応する目標昇圧率を選択する。そして、決定部１０４は、選択した目標昇圧率の値を、その回の水素ガスの充填時における目標昇圧率に決定する。

弁制御部１０１は、決定部１０４に決定された目標昇圧率が閾値（例えば、２０Ｍｐａ／ｍｉｎ）以上であるか否か判定する（ステップＳ１０４）。閾値は、予め設定されている。目標昇圧率が閾値未満である場合（ステップＳ１０４−ＮＯ）、弁制御部１０１は従調節弁による充填を行うように従調節弁を制御する（ステップＳ１０５）。具体的には、弁制御部１０１は、従調節弁（本実施形態では、調節弁３０−２）と、遮断弁４３と、充填用蓄圧器に対応する遮断弁２２とを開放する。このとき、主調節弁は閉止状態である。従調節弁と、遮断弁４３と、充填用蓄圧器に対応する遮断弁２２とが開放されると、充填用蓄圧器に貯留されている水素ガスが、差圧充填により従調節弁を経由する供給ライン１１を介してＦＣＶ２に充填される。弁制御部１０１は、充填終了時まで目標昇圧率に追従するように従調節弁の開度を制御する。

一方、目標昇圧率が閾値以上である場合（ステップＳ１０４−ＮＯ）、弁制御部１０１は主調節弁及び従調節弁による充填を行うように主調節弁及び従調節弁を制御する（ステップＳ１０６）。具体的には、弁制御部１０１は、主調節弁（本実施形態では、調節弁３０−１）と、遮断弁４３と、充填用蓄圧器に対応する遮断弁２２とを開放する。このとき、弁制御部１０１は、従調節弁の開度が所定の開度（例えば、５０％）となるように開放して待機させる。主調節弁と、従調節弁と、遮断弁４３と、充填用蓄圧器に対応する遮断弁２２とが開放されると、充填用蓄圧器に貯留されている水素ガスが、差圧充填により主調節弁と従調節弁とをそれぞれ経由する供給ライン１１を介してＦＣＶ２に充填される。この際、弁制御部１０１は、目標昇圧率に追従するように主調節弁の開度を制御する。

その後、弁制御部１０１は、目標昇圧率が変更される条件が満たされて目標昇圧率が変更された場合に、変更後昇圧率が閾値未満であるか否か判定する（ステップＳ１０７）。なお、本実施形態においては、ステップＳ１０７の処理における閾値は、ステップＳ１０４の処理における閾値と同じ値である。変更後昇圧率が閾値未満ではない場合（ステップＳ１０７−ＮＯ）、弁制御部１０１は現状の制御を維持して、目標昇圧率に追従するように主調節弁の開度を制御して充填を行う（ステップＳ１０８）。その後、制御装置１０は、ステップＳ１０７以降の処理を実行する。
一方、変更後昇圧率が閾値未満である場合（ステップＳ１０７−ＹＥＳ）、弁制御部１０１は主調節弁を閉止して、従調節弁を制御することによって水素ガスの充填を行う（ステップＳ１０８）。具体的には、弁制御部１０１は、目標昇圧率に追従するように従調節弁の開度を制御して充填を行う。

以上のように構成された水素ガス充填システム１によれば、複数の調節弁３０を用いることによって、目標昇圧率に追従するために必要となる流量を確保することができる。具体的には、まず制御装置１０は、目標昇圧率が閾値以上である場合、従調節弁（例えば、調節弁３０−２）をある開度（例えば、５０％）で固定したまま、主調節弁（例えば、調節弁３０−１）の開度を制御することによって流量を制御しつつ充填を行う。その後、目標昇圧率が閾値未満になった場合、制御装置１０が主調節弁を閉止して、従調節弁の開度を制御することによって流量を制御しつつ充填を行う。これにより、充填終盤における目標昇圧率への追従精度を向上させることができる。したがって、最適な充填プロトコルに従うことができ、安全で効率的に燃料ガスを充填することが可能になる。

また、本実施形態では、主調節弁で充填を行う場合（目標昇圧率が所定の閾値以上である場合）であっても、従調節弁の開度が所定の開度（例えば、５０％の開度）に制御される。これにより、主調節弁から従調節弁による充填の切り替える時の瞬断を防ぐことが可能になる。

＜変形例＞
本実施形態では、調節弁３０−１及び調節弁３０−２が最大Ｃｖ値の異なる調節弁３０であることを例に説明したが、調節弁３０−１及び調節弁３０−２は最大Ｃｖ値が同じであってもよい。このように構成される場合、調節弁３０−１及び調節弁３０−２のいずれかが主調節弁として動作し、他方が従調節弁として動作する。
これにより、主調節弁と従調節弁とを自由に切り替えることができる。例えば、調節弁３０−１を主調節弁として使用し続けている場合、調節弁３０−１は従調節弁として動作する調節弁３０−２に比べて消耗が激しくなることが想定される。この点について、調節弁３０−１及び調節弁３０−２の最大Ｃｖ値を同じにすることによって、主調節弁として動作する調節弁３０及び従調節弁として動作する調節弁３０を定期的に入れ替えることで片方の調節弁３０のみが一方的に消耗してしまうおそれを軽減することができる。

また、本実施形態では、水素ガス充填システム１が調節弁３０を２つ備える構成を示して説明したが、これに限定されることではなく、３つ以上の調節弁３０を備えるように構成されてもよい。このように構成される場合、いずれか１つの調節弁３０が主調節弁となり、残りのいずれか１つの調節弁３０が従調節弁となる。
また、本実施形態では、水素ガスの充填先としてＦＣＶ２の車載タンクを例に説明したが、これに限定されることではない。例えば、水素ガスの充填先は、水素ガスを充填可能な容器であればどのような容器であってもよい。
本実施形態では、燃料ガスとして水素ガスを例に説明したが、燃料ガスは電気化学反応によって電力を発生させてＦＣＶ２に用いることができるガスであればどのようなガスであってもよい。

また、本実施形態では、水素ガス充填システム１が複数台の蓄圧器２０を備える構成を示しているが、水素ガス充填システム１は１台の蓄圧器２０を備えるように構成されてもよい。
また、本実施形態では、図３のステップＳ１０４の処理における閾値と、ステップＳ１０７の処理における閾値とが同じである場合を例に説明したが、図３のステップＳ１０４の処理における閾値と、ステップＳ１０７の処理における閾値とが異なる値であってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１…水素ガス充填システム， ２…ＦＣＶ， ３…充填カプラ， １０…制御装置， ２０（２０−１〜２０−Ｎ）…蓄圧器， ２１（２１−１〜２１−Ｎ）、４１、４４…圧力計， ２２（２２−１〜２２−Ｎ）、４３…遮断弁， ２３（２３−１〜２３−Ｎ）…逆止弁， ３０−１〜３０−２…調節弁， ４０…流量計， ４２…予冷機， ４５…温度計， １０１…弁制御部， １０２…取得部， １０３…昇圧率情報記憶部， １０４…決定部

本発明は以下の構成を備える。
本発明の一態様は、燃料ガスを貯留する蓄圧器と、前記蓄圧器から容器に供給される前記燃料ガスの流量を制御可能な複数の調節弁と、前記調節弁の開度を制御する制御装置と、を備え、前記調節弁は、並列に設けられる主調節弁及び従調節弁を含んで構成され、前記制御装置は、燃料ガスの充填状況に応じて前記主調節弁の開度と前記従調節弁の開度とをそれぞれ制御し、前記燃料ガスを充填する際における目標となる昇圧率である目標昇圧率が第一の閾値以上である場合には、前記従調節弁の開度をある開度で固定したまま、前記主調節弁の開度を制御することによって前記燃料ガスの充填を行うことを特徴とする燃料ガス充填システムである。

本発明の一態様は、燃料ガスを貯留する蓄圧器と、前記蓄圧器から容器に供給される前記燃料ガスの流量を制御可能な複数の調節弁と、前記調節弁の開度を制御する制御装置と、を備える燃料ガス充填システムにおける燃料ガス充填方法であって、前記調節弁は、並列に設けられる主調節弁及び従調節弁を含んで構成され、前記制御装置が、燃料ガスの充填状況に応じて前記主調節弁の開度と前記従調節弁の開度とをそれぞれ制御し、前記燃料ガスを充填する際における目標となる昇圧率である目標昇圧率が第一の閾値以上である場合には、前記従調節弁の開度をある開度で固定したまま、前記主調節弁の開度を制御することによって前記燃料ガスの充填を行う燃料ガス充填方法である。

本発明は以下の構成を備える。
本発明の一態様は、燃料ガスを貯留する蓄圧器と、前記蓄圧器から容器に供給される前記燃料ガスの流量を制御可能な複数の調節弁と、前記調節弁の開度を制御する制御装置と、を備え、前記調節弁は、並列に設けられる主調節弁及び従調節弁を含んで構成され、前記制御装置は、燃料ガスの充填時における目標昇圧率に応じて、前記主調節弁の開度と前記従調節弁の開度との両方、又は、前記従調節弁の開度のいずれかを制御し、前記目標昇圧率が第一の閾値以上である場合には、前記従調節弁の開度を前記従調節弁の開放後のある開度で固定したまま、前記主調節弁の開度を制御することによって前記燃料ガスの充填を行い、前記目標昇圧率が第一の閾値未満である場合には、前記従調節弁の開度を制御することによって前記燃料ガスの充填を行うことを特徴とする燃料ガス充填システムである。

本発明の一態様は、燃料ガスを貯留する蓄圧器と、前記蓄圧器から容器に供給される前記燃料ガスの流量を制御可能な複数の調節弁と、前記調節弁の開度を制御する制御装置と、を備える燃料ガス充填システムにおける燃料ガス充填方法であって、前記調節弁は、並列に設けられる主調節弁及び従調節弁を含んで構成され、前記制御装置が、燃料ガスの充填時における目標昇圧率に応じて、前記主調節弁の開度と前記従調節弁の開度との両方、又は、前記従調節弁の開度のいずれかを制御し、前記目標昇圧率が第一の閾値以上である場合には、前記従調節弁の開度を前記従調節弁の開放後のある開度で固定したまま、前記主調節弁の開度を制御することによって前記燃料ガスの充填を行い、前記目標昇圧率が第一の閾値未満である場合には、前記従調節弁の開度を制御することによって前記燃料ガスの充填を行う燃料ガス充填方法である。

Claims (6)

1. 燃料ガスを貯留する蓄圧器と、
   前記蓄圧器から容器に供給される前記燃料ガスの流量を制御可能な複数の調節弁と、
   前記調節弁の開度を制御する制御装置と、
   を備え、
   前記調節弁は、並列に設けられる主調節弁及び従調節弁を含んで構成され、
   前記制御装置は、燃料ガスの充填状況に応じて前記主調節弁の開度と前記従調節弁の開度とをそれぞれ制御することを特徴とする燃料ガス充填システム。
2. 前記主調節弁の最大Ｃｖ値と前記従調節弁の最大Ｃｖ値とが異なる値であることを特徴とする請求項１に記載の燃料ガス充填システム。
3. 前記主調節弁の最大Ｃｖ値は、前記従調節弁の最大Ｃｖ値よりも大きい値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料ガス充填システム。
4. 前記制御装置は、
   前記燃料ガスを充填する際における目標となる昇圧率である目標昇圧率が第一の閾値以上である場合には、前記従調節弁の開度をある開度で固定したまま、前記主調節弁の開度を制御することによって前記燃料ガスの充填を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料ガス充填システム。
5. 前記制御装置は、
   前記主調節弁及び前記従調節弁の開度を制御して前記燃料ガスの充填を行っている間に、目標昇圧率が前記第一の閾値と同じ又は異なる第二の閾値未満になった場合には前記主調節弁を閉止して前記従調節弁の開度を制御することによって充填を行うことを特徴とする請求項４に記載の燃料ガス充填システム。
6. 燃料ガスを貯留する蓄圧器と、
   前記蓄圧器から容器に供給される前記燃料ガスの流量を制御可能な複数の調節弁と、前記調節弁の開度を制御する制御装置と、
   を備える燃料ガス充填システムにおける燃料ガス充填方法であって、
   前記調節弁は、並列に設けられる主調節弁及び従調節弁を含んで構成され、
   前記制御装置が、燃料ガスの充填状況に応じて前記主調節弁の開度と前記従調節弁の開度とをそれぞれ制御する燃料ガス充填方法。

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