JP2017125515A

JP2017125515A - 燃料ガス残量計算装置

Info

Publication number: JP2017125515A
Application number: JP2016003354A
Authority: JP
Inventors: 祐基野村; Yuki Nomura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-01-12
Filing date: 2016-01-12
Publication date: 2017-07-20

Abstract

【課題】水素等の燃料ガスにより駆動する車両に搭載され、燃料ガスの過充填等の不具合の発生を抑制しつつ、燃料ガスの残量計算の負荷を低減できる燃料ガス残量計算装置を提供する。
【解決手段】燃料ガス残量計算装置としての制御部１４のＲＯＭ２２には、水素タンク３内の水素（燃料ガス）の残量を計算する第１計算モデルと、その第１計算モデルよりも精度は粗いが計算量が少ない第２計算モデルとが記憶される。制御部１４は、現在の場面が、高精度の水素残量の計算が必要な場面として、例えば水素ステーション３０において水素充填中に水素充填率が満タン付近になった場面か、高負荷走行の場面か、水素充填率が空欠付近で走行する場面かを判断する。現在の場面が高精度必要場面の場合には、第１計算モデルを用いて水素残量を計算する。現在の場面が高精度必要場面ではない場合には、第２計算モデルを用いて水素残量を計算する。
【選択図】図１

Description

本発明は、水素等の燃料ガスにより駆動する車両に搭載される、タンク内の燃料ガスの残量を計算する燃料ガス残量計算装置に関する。

従来より、水素を収容するタンクとそのタンク内の水素により発電する燃料電池とを備えて、その燃料電池の電力により駆動する燃料電池車が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１４−１４９０６５号公報

ところで、燃料電池車など燃料ガスにより駆動する車両においては、ガスステーションにおいて燃料ガスを充填する際に過充填を防止するためや、走行時に燃料ガスの残量を表示するなどの目的でタンク内の燃料ガスの残量（言い換えると充填率）を求める必要がある。この残量は、タンク内の燃料ガスの状態（温度、圧力）に基づいて計算することができる。計算により得られる残量はできるだけ高精度であるのが好ましいが、精度を求めると、残量計算の負荷が高くなるという問題がある。残量計算の負荷を低くするために、精度を粗くすることが考えられるが、この場合には、燃料ガスの過充填などの不具合が発生するおそれがある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、燃料ガスの過充填等の不具合の発生を抑制しつつ、燃料ガスの残量計算の負荷を低減できる燃料ガス残量計算装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の燃料ガス残量計算装置（１４）は、
燃料ガスを収容するタンク（３）と、前記タンク内の燃料ガスの状態を検出するセンサ（４、５）とを備えた、前記タンクに収容された燃料ガスにより駆動する車両（１）に搭載され、
前記状態に応じた前記タンク内の燃料ガスの残量を計算する第１計算モデルと、その第１計算モデルより粗い精度ではあるが計算量が少ない第２計算モデルとを記憶した記憶手段（２２）と、
現在の場面が、高精度の燃料ガス残量の計算が必要な場面として予め定められた高精度必要場面であるか否かを判断する判断手段（Ｓ１１）と、
前記判断手段により現在の場面が前記高精度必要場面であると判断された場合には前記第１計算モデルにより前記残量を計算する第１計算手段（Ｓ１２）と、
前記判断手段により現在の場面が前記高精度必要場面ではないと判断された場合には前記第２計算モデルにより前記残量を計算する第２計算手段（Ｓ１３）と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、燃料ガスの残量を計算するモデルとして、第１計算モデルと、その第１計算モデルより粗い精度ではあるが計算量が少ない第２計算モデルとを場面に応じて使いわけることを特徴としている。つまり、高精度な燃料ガス残量が求められるのは一部場面であることに鑑みて、高精度必要場面では第１計算モデルを用いて燃料ガス残量を計算し、高精度必要場面以外の場面では第２計算モデルを用いて残量を計算する。これによって、第２計算モデルで残量計算する場面においては、残量計算の負荷を低減できる。また、高精度必要場面では第１計算モデルを用いて燃料ガス残量を計算することで、高精度の残量を得ることができる。よって、常に第２計算モデルを用いて残量計算する構成に比べて、燃料ガスの過充填等の不具合の発生を抑制できる。

燃料電池自動車の構成及び水素ステーションの構成を示した図である。（１）式中の係数ａ_ｉ、ｂ_ｉ、ｃ_ｉの値を示した表である。第２計算モデルとして各圧力、温度ごとの水素充填率を示したテーブルである。バイリニア法による線形補間を説明する図である。時間に対する燃料残量の変化を示し、高精度で燃料残量を計算する区間Ａと、粗い精度でも良い区間Ｂとを例示した図である。制御部が実行する水素残量計算処理を示したフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、水素を燃料として発電する燃料電池により駆動する燃料電池自動車１と、燃料電池自動車１の外部に設置される水素ステーション３０とを示している。先ず、燃料電池自動車１の構成を説明する。

燃料電池自動車１は、水素を収容する水素タンク３と、その水素タンク３内の水素が供給されて、供給された水素により発電を行う周知の構成の燃料電池スタック７と、燃料電池自動車１の駆動モータであって燃料電池スタック７で発電された電力により駆動されるモータ１０とを備える。水素タンク３と燃料電池スタック７との間は配管６が接続されており、水素タンク３内の水素はその配管６を通じて燃料電池スタック７に供給される。

燃料電池スタック７は、電界質膜の両側にアノードとカソードの両電極を接合させた膜電極接合体（ＭｅｍｂｒａｎｅＥｌｅｃｔｒｏｄｅＡｓｓｅｍｂｌｙ／ＭＥＡ）を備える発電モジュールを積層して構成されている。燃料電池スタック７は、配管６から供給される水素と空気供給配管（図示外）から供給される酸化ガスとしての酸素との電気化学反応によって発電する。

燃料電池自動車１は燃料電池制御部８を備えている。燃料電池スタック７はその燃料電池制御部８により発電制御がされる。また、燃料電池自動車１は車速制御部９と、燃料電池自動車１の車速を検出する車速センサ１１と、燃料電池自動車１の運転者の要求トルクを車両側に知らせるためのアクセルペダル（図示外）の操作量（踏み込み量）を検出するアクセルペダルセンサ１２とを備えている。車速センサ１１及びアクセルペダルセンサ１２の検出値は車速制御部９に入力される。車速制御部９は、アクセルペダルセンサ１２の検出値に基づいてモータ１０の回転を制御することで、燃料電池自動車１の車速を制御する。このとき、車速制御部９は、例えばアクセルペダルセンサ１２の検出値が大きいほど車速が大きくなるようモータ１０を高回転で駆動する。

また、燃料電池自動車１は、水素タンク３内の水素の残量（充填率）を表示する残量メータ１３を備えている。その残量メータ１３は、車内の運転席周辺のインストルメントパネルに設けられる。車速制御部９は、後述する制御部１４から水素残量を受信して、その水素残量を残量メータ１３に表示させる。

また、燃料電池自動車１は、水素タンク３内の圧力（水素圧力）を検出する圧力センサ４と、水素タンク３内の温度（水素温度）を検出する温度センサ５とを備えている。それらセンタ４、５の検出値は制御部１４に入力される。

また、燃料電池自動車１には、水素ステーション３０において水素タンク３内に水素を充填する際に、水素ステーション３０に備えられた水素充填ノズル３３が接続されるレセプタクル２１が設けられている。そのレセプタクル２１は、例えば燃料電池自動車１の車体の側面後部に設けられる。また、レセプタクル２１を開閉する蓋部としてのフューエルリッド（図示外）が設けられている。フューエルリッドはレセプタクル２１を覆う位置で開閉可能に設けられる。フューエルリッドが開くとレセプタクル２１が外部に露出し、フューエルリッドが閉じるとそのフューエルリッドで覆われることでレセプタクル２１が外部に非露出となる。フューエルリッドはユーザ操作により開閉される。燃料電池自動車１は、フューエルリッドの開閉状態に応じた信号を出力するスイッチ１７を備えている。スイッチ１７は言い換えるとフューエルリッドの開閉を検出するセンサである。スイッチ１７の出力信号は制御部１４に入力される。

レセプタクル２１と水素タンク３の間は配管１９が設けられている。水素の充填場面では、水素充填ノズル３３から供給される水素は配管１９を通じて水素タンク３内に充填される。

また、レセプタクル２１の近傍には、水素ステーション３０にて水素充填をする際に、水素タンク３内の状態（温度、圧力）を水素ステーション３０側に送信するための赤外線送信機２０が配置されている。その赤外線送信機２０は、例えばレセプタクル２１に隣接した位置に配置され、水素タンク３内の状態を赤外線で無線送信するものである。赤外線送信機２０は、水素充填ノズル３３がレセプタクル２１に接続された際にその水素充填ノズル３３の方向に赤外線を送信するように、向きが調整されている。また、赤外線送信機２０の赤外線送信範囲は例えば数ｃｍ〜数十ｃｍ程度である。

また、燃料電池自動車１は、水素タンク３内の水素残量（充填率）を計算したり、水素充填の際に赤外線送信機２０による通信を制御したりする制御部１４を備えている。その制御部１４の詳細は後述する。

燃料電池自動車１は、バッテリ１５とそのバッテリ１５による電力供給をオンオフするイグニッションスイッチ１６とを備えている。バッテリ１５は、燃料電池自動車１に備えられた各制御部（燃料電池制御部８、車速制御部９、制御部１４等）にイグニッションスイッチ１６を介して接続されている。燃料電池自動車１は、イグニッションスイッチ１６のオン時に起動状態（言い換えると走行可能状態）となる。すなわち、イグニッションスイッチ１６がオンになると、バッテリ１５の電力が各制御部に供給されることで、例えば燃料電池制御部８による燃料電池スタック７の発電制御機能及び車速制御部９による車速制御機能がオンとなる。

各制御部８、９、１４は、ＣＡＮバス１８に接続されており、そのＣＡＮバス１８を介して、ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）の通信規格に則って相互に通信可能である。

以上が燃料電池自動車１の構成である。次に水素ステーション３０の構成を説明する。水素ステーション３０は、水素が貯蔵された水素貯蔵部３１と、燃料電池自動車１への水素充填を制御する充填制御部３２と、水素充填の際に燃料電池自動車１のレセプタクル２１に接続される水素充填ノズル３３と、赤外線受信部３４とを備えている。

赤外線受信部３４は、水素充填ノズル３３の先端近傍においてノズル３３の軸方向に赤外線信号を受信できるように配置されている。つまり、赤外線受信部３４は、水素充填ノズル３３がレセプタクル２１に接続された際に赤外線送信機２０から送信される赤外線信号を受信できる位置に配置されている。

充填制御部３２は、例えばＳＡＥ（ＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｓ）規格（例えばＳＡＥＪ２７９９）にしたがって水素充填を制御する。具体的には、充填制御部３２に赤外線受信部３４が電気的に接続されており、充填制御部３２は、その赤外線受信部３４による赤外線通信を制御する。より具体的には、充填制御部３２は、ノズル３３がレセプタクル２１に接続されて水素充填の準備がととのった場合には、赤外線受信部３４に燃料電池自動車１（赤外線送信機２０）からの赤外線信号を受信させて、その赤外線信号で示される水素タンク３内の状態（温度、圧力）を取得する。そして、充填制御部３２は、取得した温度や圧力が適正範囲に入っていること及び赤外線受信部３４から取得した伝文中に高速充填コマンドであるＤｙｎａが含まれていることを確認した上で、水素貯蔵部３１からノズル３３に送り出す圧力、つまり水素充填圧力を例えば７０ＭＰａに設定して、ノズル３３から水素を噴出させる。つまり、７０ＭＰａの水素充填圧力で水素充填を実行する。

一方、充填制御部３２は、赤外線受信部３４から取得した温度や圧力が適正範囲に入っていない場合や、赤外線受信部３４から取得した伝文中に充填停止を要求するコマンドであるＡｂｏｒｔが含まれている場合には、水素充填を停止させる。さらに、充填制御部３２は、ノズル３３がレセプタクル２１に接続されているにもかかわらず、赤外線送信機２０の故障等により赤外線受信部３４で温度や圧力を受信できなかった場合には、例えば水素充填圧力を低圧（例えば３５ＭＰａ）に設定して、水素充填を実行する。

また、充填制御部３２は、赤外線受信部３４で受信した圧力、温度及び、水素ステーション３０に備わる温度センサ、圧力センサ（図示外）が検出する水素温度、水素圧力に基づいて、水素タンク３内の水素充填状態を示すＳＯＣ（ＳｔａｔｅｏｆＣｈａｒｇｅ）を計算する。そして、充填制御部３２は、そのＳＯＣが、水素タンク３内の水素充填率が満タンであることを示す値となった時に、水素充填を終了する。以上が水素ステーション３０の構成である。

次に、制御部１４の詳細を説明する。制御部１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成されている。制御部１４は、上述したように、水素充填の際に赤外線送信機２０による通信を制御する。具体的には、制御部１４は、スイッチ１７からの信号によりフューエルリッドが開けられたと判断した場合には、水素充填の場面であるとして、水素充填に必要な情報としてセンサ４、５の検出値、水素タンク３の容量、高速充填コマンド（Ｄｙｎａ）や充填停止コマンド（Ａｂｏｒｔ）等、水素ステーション３０に対して水素充填の態様を指示するコマンド等を赤外線送信機２０に送信させる。

また、制御部１４は、燃料電池自動車１の走行場面及び水素充填の場面のそれぞれで、水素タンク３内の水素の残量（充填率）を計算する。その計算のために、制御部１４のＲＯＭ２２には、水素残量の２つの計算モデルが記憶されている。２つの計算モデルの一方は、例えば以下の式（１）を含んで構成される。式（１）は、Journal of Research of the National Institute of Standard and Technology, Volume 113, Number 6, November-December 2008, 341-350, “Revised Standardized Equation for Hydrogen Gas Densities for Fuel Consumption Application” により提案された式である。式（１）において、Ｚは水素の圧縮係数、ｐは水素タンク内の圧力、Ｔは水素タンク内の温度、ρはタンク内の水素密度（言い換えるとタンク内における単位体積当たりの水素のモル数）を示している。また、式（１）中の各係数ａ_ｉ、ｂ_ｉ、ｃ_ｉの値は図２に示しており、この図２は上記文献を引用した図である。

式（１）によりタンク内の温度及び圧力に応じた圧縮係数Ｚが求まり、この圧縮係数Ｚと、式（１）のｐ／ρＲＴとから、タンク内の水素密度ρが求まる。この水素密度ρに基づいてタンク内の水素充填率（％）が求まる。以上が、一方の計算モデルであり、以下では式（１）をその都度計算すること水素充填率を得る計算モデルを第１計算モデルという。第１計算モデルは、式（１）が小数点のべき乗を含んでいる等により、以下に示すもう一方の計算モデルに比べて、高精度ではあるが計算量が多い計算モデルである。

２つの計算モデルの他方は、第１計算モデルより得られる残量の精度は粗い（低い）が、第１計算モデルより計算量が少ない計算モデルとして定められ、具体的には図３に示される。図３は、水素タンク内の温度及び圧力ごとに水素充填率を上記第１計算モデルにより予め求めておいて、それをテーブルにあらわした計算モデルである。なお、図３のテーブルでは、０以外の水素充填率は図示を省略しているが、実際は温度及び圧力に応じた水素充填率が格納される。図３のテーブルにおいては、予め定められた温度間隔（図３の例では５℃間隔）及び予め定められた圧力間隔（図３の例では５ＭＰａ間隔）で水素充填率が格納された例を示している。

以下では、図３のテーブルにより水素充填率を得る計算モデルを第２計算モデルという。第２計算モデルで水素充填率を計算する際には、図３のテーブルから、センサ４、５が検出する圧力及び温度に最も近い圧力及び温度における水素充填率を読み出す。例えば、圧力センサ４の検出値が２１ＭＰａ、温度センサ５の検出値が６７℃の場合には、図３のテーブルの圧力のうち２１ＭＰａに最も近い圧力である２０ＭＰａ、及び図３のテーブルの温度のうち６７℃に最も近い温度である６５℃の場合における水素充填率Ｑを図３のテーブルから読み出す。この水素充填率Ｑを、水素タンク３内の水素充填率とする。このように、第２計算モデルでは、実際の圧力（２１ＭＰａ）及び温度（６７℃）と若干ずれた圧力（２０ＭＰａ）及び温度（６５℃）での水素充填率が得られることから、第１計算モデルよりも精度が粗い計算モデルであるといえる。また、第２計算モデルでは、式（１）を計算する必要はないので、第１計算モデルより計算量が少ない計算モデルであるといえる。

また、第２計算モデルにおいて、より精度の良い水素充填率を得たい場合には、図４に示すように、図３のテーブルから求まる水素充填率を線形補間することで、センサ４、５の検出値に応じた水素充填率を求めても良い。具体的には、圧力センサ４の検出値がｘ、温度センサ５の検出値がｙとすると、図３のテーブルから、圧力検出値ｘより小さい圧力のうち圧力検出値ｘに最も近い圧力ｘ１、圧力検出値ｘより大きい圧力のうち圧力検出値ｘに最も近い圧力ｘ２、温度検出値ｙより小さい温度のうち温度検出値ｙに最も近い温度ｙ１、及び温度検出値ｙより大きい温度のうち温度検出値ｙに最も近い温度ｙ２における各水素充填率Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ２１、Ｑ２２を読み出す。つまり、圧力検出値ｘの両隣りに位置する２つの圧力、温度検出値ｙの両隣りに位置する２つの温度ごとの水素充填率を図３のテーブルから読み出す。読み出した各水素充填率Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ２１、Ｑ２２を、図４に示す式に適用することで、圧力検出値ｘ及び温度検出値ｙに応じた水素充填率ＳＯＣを計算する。なお、図４は、バイリニア法による線形補間を説明しているが、補間の手法はバイリニア法に限らずどのような手法でも良い。

制御部１４は、場面に応じて第１計算モデルと第２計算モデルを使い分ける。詳しくは、図５に示すように、区間（Ｂ）で示す一部場面に限定して第１計算モデルを用いて水素残量（水素充填率）を計算し、区間（Ｂ）以外の区間（Ａ）では計算量が少ない第２計算モデルを用いて水素残量を計算する。ここで、図６は、制御部１４が実行する水素残量計算処理のフローチャートを示している。図６の処理は所定周期で繰り返し実行される。

図６の処理を開始すると、制御部１４は、現在の場面が、図４の区間（Ｂ）であるか否かを判断つまり高精度の水素残量の計算が必要な場面として予め定められた高精度必要場面Ｂであるか否かを判断する（Ｓ１１）。高精度必要場面Ｂは、具体的には例えば水素ステーション３０において水素充填中に、タンク３内の水素充填率が満タン付近になった場面とすることができる。この場合、Ｓ１１では、スイッチ１７（図１参照）からの信号に基づいてフューエルリッドが開いており、かつ、第２計算モデルにより得られる水素充填率が、満タン（充填率が１００％）付近に設定された所定値（例えば９０％の充填率）以上か否かを判断する。そして、フューエルリッドが開いており、かつ水素充填率が満タン付近に設定された所定値以上の場合に高精度必要場面Ｂであると判断する。一方、フューエルリッドが閉じているか、開いているが水素充填率が所定値未満の場合には、高精度必要場面Ｂではない場面つまり粗い精度の残量計算でも良い粗精度場面Ａ（図４の区間Ａ）であると判断する。

また、高精度必要場面Ｂは、例えば燃料電池自動車１が高負荷走行する場面とすることができる。高負荷走行の場面は、モータ１０の負荷が高い場面である。この場合には、Ｓ１１では、例えばイグニッションスイッチ１６がオン、かつ車速センサ１１が検出する車速が高速走行を示す所定値（例えば１００ｋｍ／ｈ）以上か否かを判断する。そして、イグニッションスイッチ１６がオン、かつ車速が所定値以上の場合に、高精度必要場面Ｂであると判断する。一方、イグニッションスイッチ１６がオフか、オンであるが車速が所定値未満の場合には粗精度場面Ａとしての低中負荷走行の場面であると判断する。このように、高速走行している場合には、高負荷走行の可能性が高いので、車速を確認することで簡単にモータ１０の負荷が高い高負荷走行を判断できる。なお、イグニッションスイッチ１７がオンか否かはバッテリ１５からの電力供給の有無に基づいて判断すれば良い。また、制御部１４は、車速センサ１１の検出値を、車速センサ１１から直接に取得しても良いし、車速制御部９を介して取得しても良い。

また、燃料電池自動車１が高負荷走行する場面の判断として、車速に代えて、アクセルペダルセンサ１２の検出値（アクセルペダルの踏み込み量）に基づいて、その場面であるか否かを判断しても良い。すなわち、イグニッションスイッチ１６がオン、かつアクセルペダルセンサ１２の検出値が所定値以上の場合に高精度必要場面Ｂ（高負荷走行の場面）であると判断し、イグニッションスイッチ１６がオフか、オンであるがアクセルペダルセンサ１２の検出値が所定値未満の場合には粗精度場面Ａ（低中負荷走行の場面）であると判断しても良い。

また、車速やアクセルペダルの踏み込み量に代えて又はこれに加えて、モータ１０の状態（回転数、駆動電流等）に基づいて高負荷走行する場面を判断しても良い。

また、高精度必要場面Ｂは、例えば、燃料電池自動車１の走行場面（水素充填場面を除く）においてタンク３内の水素が空欠（充填率が０％）付近になった場面とすることができる。この場合、Ｓ１１では、例えばイグニッションスイッチ１６がオン、かつ第２計算モデルにより得られる水素充填率が、空欠付近に設定された所定値（例えば１０％の充填率）未満か否かを判断する。そして、イグニッションスイッチ１６がオン、かつ水素充填率が所定値未満の場合に高精度必要場面Ｂであると判断し、イグニッションスイッチ１６がオフか、オンであるが水素充填率が所定値以上の場合に粗精度場面Ａであると判断する。

なお、図４では、高精度必要場面Ｂとして、水素充填中に水素充填率が満タン付近の値になった場面のみを図示しており、高精度必要場面Ｂとしての高負荷走行の場面と水素充填率が空欠付近で走行する場面との図示は省略している。

Ｓ１１において現在の場面が高精度必要場面Ｂであると判断した場合には（Ｓ１１：ＴＲＵＥ）、センサ４、５の検出値を取得して、その検出値を上記第１計算モデルに適用することで、タンク３内の水素残量（水素充填率）を計算する（Ｓ１２）。すなわち、例えば水素ステーション３０において水素充填中にタンク３内の水素充填率が満タン付近になった場合には、制御部１４は第２計算モデルから第１計算モデルに切り替えて水素充填率を計算する。そして、制御部１４は、第１計算モデルにより得られる水素充填率が満タン値（充填率１００％）を超える異常時には、赤外線送信機２０により水素充填の停止を要求するコマンド（Ａｂｏｒｔ）を送信して、水素充填を停止させる。

このように、水素充填の際に満タン付近になったら残量計算の精度を上げることで、タンク３内の水素充填率をより満タンに近づけることができるとともに、過充填を抑制できる。

また、例えば、高精度必要場面Ｂとして高負荷走行の場面の場合には、制御部１４は、第２計算モデルから第１計算モデルに切り替えて水素充填率を計算し、その水素充填率を車速制御部９に送信して、残量メータ１３に表示させる。このように、高負荷走行の場面では水素の消費量が増えるが、残量計算の精度を上げることで、水素の消費量が大きいことを運転者に正確に把握させることができる。これにより、運転者は、例えば水素の消費量を抑えるよう高負荷運転から低負荷、中負荷運転に切り替えることで、エコ運転を実施することができる。

また、例えば、高精度必要場面Ｂとして水素充填率が空欠付近で走行する場面の場合には、制御部１４は、第２計算モデルから第１計算モデルに切り替えて水素充填率を計算し、その水素充填率を車速制御部９に送信して、残量メータ１３に表示させる。このように、空欠付近になった場合に水素残量計算の精度を上げることで、水素が空欠付近であることを運転者に正確に把握させることができる。これにより、空欠になる前に水素充填を行うことで、水素が空欠になってしまうのを抑制できる。Ｓ１２の処理を実施した後、図６の処理を終了する。

一方、Ｓ１１において現在の場面が高精度必要場面Ｂではない場合つまり粗精度場面Ａである場合には（Ｓ１１：ＦＡＬＳＥ）、センサ４、５の検出値を取得して、その検出値を上記第２計算モデルに適用することで、タンク３内の水素残量（水素充填率）を計算する（Ｓ１３）。すなわち、例えば低負荷、中負荷走行の場面では、計算量を抑えた第２計算モデルにより水素残量を計算し、得られる水素残量を車速制御部９に送信して、残量メータ１３に表示させる。また、例えば、水素ステーション３０において水素充填中には、満タン付近になるまでは、計算量を抑えた第２計算モデルにより水素充填率を計算する。このように、水素充填中において水素充填率を監視することで、過充填を抑制できる。Ｓ１３の処理を実施した後、図６の処理を終了する。

以上本実施形態によれば、高精度の第１計算モデルによる水素残量計算は極一部の場面に限定しており、残りの場面では精度は粗いが計算量が少ない第２計算モデルにより水素残量を計算するので、制御部１４による水素残量の計算負荷を低減できる。これにより、制御部１４のＣＰＵとして性能を抑えた低コストのＣＰＵを用いることができる。また、第２計算モデルで残量計算をする場面では、制御部１４の処理負荷を抑えることができ、残量計算以外の処理も実施できる。また、第２計算モデルで残量計算をする場面では、残量計算の処理時間が長くなってしまうのを抑制できる。また、高精度必要場面Ｂでは高精度の第１計算モデルを用いて残量計算を行うので、常に第２計算モデルを用いて残量計算する構成に比べて、水素の過充填、空欠等の不具合の発生を抑制できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限度で種々の変更が可能である。例えば水素以外の燃料ガス（例えば天然ガス（ＣＮＧ））により駆動する車両における燃料ガスの残量計算に本発明を適用しても良い。また、上記実施形態では、水素充填中に満タン付近になったときに高精度の第１計算モデルに切り替える例を示したが、水素充填場面の全期間で第１計算モデルにより水素残量の計算を行っても良い。これにより、より一層、水素の過充填を抑制できる。

なお、上記実施形態において制御部１４が本発明の燃料ガス残量計算装置に相当する。ＲＯＭ２２が本発明の記憶手段に相当する。図６のＳ１１の処理が本発明の判断手段に相当する。Ｓ１２の処理が本発明の第１計算手段に相当する。Ｓ１３の処理が本発明の第２計算手段に相当する。

１燃料電池自動車
３水素タンク
４圧力センサ
５温度センサ
２２ＲＯＭ
１４制御部

Claims

燃料ガスを収容するタンク（３）と、前記タンク内の燃料ガスの状態を検出するセンサ（４、５）とを備えた、前記タンクに収容された燃料ガスにより駆動する車両（１）に搭載され、
前記状態に応じた前記タンク内の燃料ガスの残量を計算する第１計算モデルと、その第１計算モデルより粗い精度ではあるが計算量が少ない第２計算モデルとを記憶した記憶手段（２２）と、
現在の場面が、高精度の燃料ガス残量の計算が必要な場面として予め定められた高精度必要場面であるか否かを判断する判断手段（Ｓ１１）と、
前記判断手段により現在の場面が前記高精度必要場面であると判断された場合には前記第１計算モデルにより前記残量を計算する第１計算手段（Ｓ１２）と、
前記判断手段により現在の場面が前記高精度必要場面ではないと判断された場合には前記第２計算モデルにより前記残量を計算する第２計算手段（Ｓ１３）と、
を備えることを特徴とする燃料ガス残量計算装置（１４）。
前記高精度必要場面は、前記タンク内に燃料ガスを充填する場面であることを特徴とする請求項１に記載の燃料ガス残量計算装置。
前記高精度必要場面は、前記タンク内に燃料ガスを充填中に前記第２計算手段により得られる前記残量が所定値以上となる場面であることを特徴とする請求項２に記載の燃料ガス残量計算装置。
前記高精度必要場面は、前記車両が高負荷走行する場面であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料ガス残量計算装置。
前記高精度必要場面は、前記車両の走行場面において前記第２計算手段により得られる前記残量が所定値未満となる場面であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料ガス残量計算装置。