JP4558357B2 - Fluid fuel filling method - Google Patents
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Description
この発明は、燃料タンクへの流体燃料充填方法に関するものである。 The present invention relates to a fluid fuel filling method for a fuel tank.
CNG(圧縮天然ガス)などのガス燃料をエンジンなどの出力発生装置の燃料とする車両では、ガス燃料を貯蔵する燃料タンクを搭載しており、ガス燃料の貯蔵量が減少した時に、車両に設けられた補給口に燃料供給装置を接続して燃料タンクにガス燃料を充填する(例えば、特許文献1参照)。
また、近年では、図2に示すように、燃料タンク3の充填口3aに、非通電時にスプリングリターンで閉弁する電磁弁からなるタンク開閉弁100を備えたものも開発されている。
なお、電磁弁には弁体の自励振動の発生を防止する自励振動抑制機構を備えたものも開発されている(例えば、特許文献2参照)。
A vehicle that uses gas fuel such as CNG (compressed natural gas) as a fuel for an output generator such as an engine is equipped with a fuel tank that stores gas fuel, and is provided in the vehicle when the amount of stored gas fuel decreases. A fuel supply device is connected to the supplied replenishing port to fill the fuel tank with gas fuel (see, for example, Patent Document 1).
In recent years, as shown in FIG. 2, a fuel tank 3 having a tank opening /
A solenoid valve having a self-excited vibration suppression mechanism that prevents the self-excited vibration of the valve body from being developed has been developed (see, for example, Patent Document 2).
従来、タンク開閉弁100を備えた燃料タンク3に燃料ガスを充填するときには、電磁コイル117を非通電にしてタンク開閉弁100を閉弁状態にしておき、タンク開閉弁100に印加する充填ガス圧により生じる開弁方向の力を、燃料タンク3の内圧およびタンク開閉弁100のスプリング116により生じる閉弁方向の力よりも大きくすることにより、タンク開閉弁100を開弁させ、ガス燃料を充填している。
この場合、充填ガス圧P0、タンク開閉弁100の弁座開口面積A、スプリング力F、燃料タンク100の内圧P1とすると、電磁コイル117に通電せずにタンク開閉弁100のを開弁する開弁条件は、(P0×A)>(P1×A+F)である。
In this case, assuming that the filling gas pressure P0, the valve seat opening area A of the tank opening /
しかしながら、この充填方法では、充填ガス圧と燃料タンク内圧との差圧が小さくなってタンク開閉弁のクラッキング圧に近づくと、タンク開閉弁の弁体とスプリングにより形成される動弁系が激しく振動し、弁体が弁座を叩くため、バルブシートの寿命を低下させる虞がある。これを解決するために、タンク開閉弁に自励振動抑制機構を備えた電磁弁を用いることも考えられるが、自励振動抑制機構を備えた電磁弁は構造が複雑で、寸法および重量も大きくなり、特に車載用としては不利である。 However, in this filling method, when the differential pressure between the filling gas pressure and the fuel tank internal pressure becomes small and approaches the cracking pressure of the tank opening / closing valve, the valve system formed by the valve body of the tank opening / closing valve and the spring vibrates vigorously. However, since the valve body strikes the valve seat, the life of the valve seat may be reduced. To solve this problem, it is conceivable to use a solenoid valve with a self-excited vibration suppression mechanism for the tank on-off valve. However, a solenoid valve with a self-excited vibration suppression mechanism has a complicated structure and is large in size and weight. In particular, it is disadvantageous for in-vehicle use.
また、満充填時の燃料タンクの内圧は充填ガス圧からクラッキング圧を差し引いた圧力までしか上げることができないので、クラッキング圧分だけ充填効率が低下してしまう。
そこで、この発明は、タンク開閉弁の延命と充填効率の向上を図ることができる流体燃料充填方法を提供するものである。
Further, since the internal pressure of the fuel tank at the time of full filling can only be increased up to the pressure obtained by subtracting the cracking pressure from the filling gas pressure, the filling efficiency is reduced by the cracking pressure.
Accordingly, the present invention provides a fluid fuel filling method capable of extending the life of a tank opening / closing valve and improving the filling efficiency.
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、非通電時閉の電磁弁からなるタンク開閉弁(例えば、後述する実施例におけるタンク開閉弁100)を有する燃料タンク(例えば、後述する実施例における燃料タンク3)に、燃料補給口(例えば、後述する実施例におけるレセプタクル7)から燃料充填流路を介して流体燃料(例えば、後述する実施例における水素ガス)を充填する方法であって、
前記タンク開閉弁は、非通電時にはスプリング(例えば、後述する実施例におけるスプリング116)による閉弁方向の力および前記燃料タンク内の圧力と前記燃料充填流路内の圧力との差圧に基づく閉弁方向の力によって閉弁し、通電時にはこれら閉弁方向の力よりも電磁コイル(例えば、後述する実施例における電磁コイル117)の磁力による開弁方向の力が勝り開弁する電磁弁であり、
燃料供給装置(例えば、後述する実施例における充填ノズル200)から燃料補給口に流体燃料を供給可能な状態にする充填準備工程(例えば、後述する実施例における充填準備工程S201)と、
前記充填準備工程後に前記燃料供給装置から前記燃料補給口および前記燃料充填流路を介して前記タンク開閉弁に流体燃料を供給し、前記燃料充填流路内の圧力を、前記タンク開閉弁を閉弁状態に保持しながら前記燃料充填流路内の圧力と前記燃料タンク内の圧力との差圧を大きくして前記タンク開閉弁に開弁方向の力を作用させることができる圧力に上昇させる燃料供給工程(例えば、後述する実施例における燃料供給工程S202)と、
前記燃料供給工程後に前記タンク開閉弁の前記電磁コイルに通電して開弁する開弁工程(例えば、後述する実施例における開弁工程S204)と、
前記開弁工程の後に前記タンク開閉弁の前記電磁コイルへの通電量を減少して閉弁する閉弁工程(例えば、後述する実施例における閉弁工程S205)と、
を備えることを特徴とする流体燃料充填方法である。
このように構成することにより、電磁コイルに通電しタンク開閉弁の開弁状態を確実に維持しつつ燃料タンクに流体燃料を充填することができ、且つ、充填後確実にタンク開閉弁を閉弁することができる。
また、開弁工程の前に燃料供給工程を行って燃料充填流路内の圧力を、前記タンク開閉弁を閉弁状態に保持しながら前記燃料充填流路内の圧力と前記燃料タンク内の圧力との差圧を大きくして前記タンク開閉弁に開弁方向の力を作用させることができる圧力に上昇させているので、タンク開閉弁の開弁前にタンク開閉弁の前後差圧(すなわち、燃料充填流路内の圧力と燃料タンク内の圧力との差圧)を大きくすることができ、その結果、開弁に先立ってタンク開閉弁に開弁方向の力を作用させることができる。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a fuel tank (for example, described later) having a tank opening / closing valve (for example, a tank opening /
When not energized, the tank on-off valve is closed based on a force in a valve closing direction by a spring (for example, a
A filling preparation step (for example, a filling preparation step S201 in an embodiment to be described later) for allowing fluid fuel to be supplied from a fuel supply device (for example, a filling
After the filling preparation step, fluid fuel is supplied from the fuel supply device to the tank opening / closing valve via the fuel supply port and the fuel filling passage, and the pressure in the fuel filling passage is closed by closing the tank opening / closing valve. Fuel that increases the pressure difference between the pressure in the fuel filling flow path and the pressure in the fuel tank while maintaining the valve state so as to increase the pressure that can apply a force in the valve opening direction to the tank on-off valve A supply step (for example, a fuel supply step S202 in an embodiment described later);
A valve-opening step (for example, a valve-opening step S204 in an embodiment to be described later) for energizing and opening the electromagnetic coil of the tank on-off valve after the fuel supply step;
A valve closing step (for example, a valve closing step S205 in an embodiment to be described later) for closing the valve by reducing the energization amount to the electromagnetic coil of the tank opening / closing valve after the valve opening step;
A fluid fuel filling method characterized by comprising:
With this configuration, it is possible to fill the fuel tank with fluid fuel while energizing the electromagnetic coil and reliably maintaining the open state of the tank open / close valve, and to reliably close the tank open / close valve after filling. can do.
In addition, the fuel supply step is performed before the valve opening step, and the pressure in the fuel filling passage is maintained. The pressure in the fuel filling passage and the pressure in the fuel tank are maintained while the tank opening / closing valve is closed. Is increased to a pressure at which a force in the valve opening direction can be applied to the tank on / off valve, so that the front / rear differential pressure of the tank on / off valve before opening the tank on / off valve (that is, The pressure difference between the pressure in the fuel filling channel and the pressure in the fuel tank can be increased, and as a result, a force in the valve opening direction can be applied to the tank opening / closing valve prior to valve opening.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の発明において、前記燃料供給装置から前記燃料タンクに至る流路が気密状態か否かを判定する気密工程(例えば、後述する実施例における気密工程S203)を備えることを特徴とする。
このように構成することにより、前記流路にガス漏れがないことを確認して流体燃料の充填を実行することができる。
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の発明において、前記気密工程は前記充填準備工程の後であって前記燃料供給工程の前に行い、前記充填準備工程の後に、所定時間の間に前記燃料充填流路内の圧力が所定値まで下降したときには前記燃料充填流路が気密状態ではないと判定することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, an airtight process for determining whether or not a flow path from the fuel supply device to the fuel tank is in an airtight state (for example, an airtight process in an embodiment described later) S203).
By comprising in this way, it can confirm that there is no gas leak in the said flow path, and can perform filling of fluid fuel.
The invention according to claim 3 is the invention according to
請求項1に係る発明によれば、電磁コイルに通電しタンク開閉弁の開弁状態を確実に維持しつつ燃料タンクに流体燃料を充填することができ、且つ、充填後確実にタンク開閉弁を閉弁することができるので、流体燃料の充填中にタンク開閉弁がその前後圧力差に起因して振動するのを防止することができ、振動に起因する各部の損傷を回避して、タンク開閉弁の寿命を延ばすことができる。また、タンク開閉弁のクラッキング圧に依存せずに流体燃料を燃料タンクに充填することができるので、充填効率が向上する。
また、開弁工程の前に燃料供給工程を行って燃料充填流路内の圧力を上昇させることで、開弁に先立ってタンク開閉弁に開弁方向の力を作用させることができるので、タンク開閉弁の開弁時の起動電力を小さくすることができ、電力消費を少なくすることができる。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to fill the fuel tank with fluid fuel while energizing the electromagnetic coil and reliably maintaining the open state of the tank on-off valve, and the tank on-off valve can be reliably connected after filling. Since the valve can be closed, the tank opening / closing valve can be prevented from vibrating due to the pressure difference between its front and back during filling of fluid fuel, avoiding damage to each part due to vibration, and opening / closing of the tank The life of the valve can be extended. Further, since the fuel tank can be filled with the fluid fuel without depending on the cracking pressure of the tank opening / closing valve, the filling efficiency is improved.
In addition, by performing the fuel supply process before the valve opening process to increase the pressure in the fuel filling flow path, it is possible to apply a force in the valve opening direction to the tank opening / closing valve prior to the valve opening. The starting power when the on-off valve is opened can be reduced, and the power consumption can be reduced.
請求項2および請求項3に係る発明によれば、前記流路にガス漏れがないことを確認して流体燃料の充填を実行することができるので、安全性が向上する。 According to the second and third aspects of the invention, it is possible to confirm that there is no gas leakage in the flow path and to perform fluid fuel filling, so that safety is improved.
以下、この発明に係る流体燃料充填方法の実施例を図1から図7の図面を参照して説明する。なお、この実施例は、燃料電池車両に搭載された水素貯蔵用の燃料タンクに流体燃料としての水素ガスを充填する態様である。
図1に示すように、燃料電池車両(以下、車両と略す)1は、水素と酸素の電気化学反応により発電をする燃料電池(図2ではFCと略す)2と、燃料電池2の燃料である水素ガスを貯蔵する燃料タンク3とを搭載しており、燃料電池2で得られた電力で電動機(図示略)を運転し、その動力で駆動輪4を回転して走行する。
Hereinafter, an embodiment of a fluid fuel filling method according to the present invention will be described with reference to the drawings of FIGS. In this embodiment, a hydrogen storage fuel tank mounted on a fuel cell vehicle is filled with hydrogen gas as fluid fuel.
As shown in FIG. 1, a fuel cell vehicle (hereinafter abbreviated as a vehicle) 1 includes a fuel cell (abbreviated as FC in FIG. 2) 2 that generates power by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, and fuel from the
燃料タンク3にはタンク開閉弁100が取り付けられている。タンク開閉弁100は、非通電時にスプリングリターンで閉弁する単動式パイロット型の電磁弁で構成されている。
図2に示すように、燃料タンク3の充填口3aに気密状態に装着されるタンク開閉弁100のバルブボディ101には、充填配管接続口102と、供給配管接続口103と、センサ取付口104と、タンク出入口105が設けられており、これらはバルブボディ101の内部に形成された連通路106によって連通している。
A tank opening /
As shown in FIG. 2, the
バルブボディ101においてタンク出入口105の開口端の周囲には弁座107が設けられており、この弁座107に、プランジャ110に支持された弁体108が着座離反可能に設けられていて、着座時に弁体108のメインバルブシート109が弁座107に圧接する。
A
プランジャ110は、バルブボディ101に支持されたアクチュエータケース115に軸線方向へ移動可能に収容されている。アクチュエータケース115には、弁体108およびプランジャ110を閉弁方向に付勢するスプリング116と、通電時にプランジャ110を開弁方向に引き付ける磁力を発生する電磁コイル117が設けられている。
The
このタンク開閉弁100においては、電磁コイル117に通電しないとき(すなわち、非通電時)には、スプリング116による閉弁方向の力と、燃料タンク3の内圧と連通路106の内圧との差圧に基づく閉弁方向の力によって、弁体108が弁座107に圧接されて閉弁し、電磁コイル117に通電したとき(すなわち、通電時)には、これら閉弁方向の力よりも、電磁コイル117の磁力によってプランジャ110を開弁方向に引き付ける力が勝り、弁体108が弁座107から離反して開弁する。
In the tank opening /
バルブボディ101の充填配管接続口102は、充填配管5を介して、車両1のボディサイドパネル6の凹部6aに設けられたレセプタクル(燃料補給口)7に接続されている。レセプタクル7の内部には、図3に示される水素供給装置の充填ノズル(燃料供給装置)200をレセプタクル7に接続すると開弁し、レセプタクル7から取り外すと閉弁する開閉弁(図示略)が内蔵されている。
ボディサイドパネル6の凹部6aは、ボディサイドパネル6に取り付けられたフューエルリッド9によって開閉可能になっており、フューエルリッド9の開閉によってレセプタクル7を露出あるいは遮蔽することができる。また、フューエルリッド9は、車室内運転席近傍に設けられたリッドオープナー10を操作することにより開くことができるようになっている。
A filling
The
さらに、凹部6aあるいはその周辺には、フューエルリッド9の開閉を検出するためのリッド開閉センサ11と、レセプタクル7に対する充填ノズル200の挿脱を検出するための挿脱センサ12(12a,12b,12c)が設けられている。
リッド開閉センサ11は、図3に示すようにフューエルリッド9を閉じたときに係合するロック13の動作から開閉を検出するセンサで構成してもよいし、フューエルリッド9の回転を検出するセンサで構成してもよい。あるいは、リッドオープナー10の開操作を検出するセンサで構成することも可能である。
挿脱センサ12は、図4に示すように、充填ノズル200の先端との接触、非接触により充填ノズル200の挿脱を検出する接触式センサ12aで構成してもよいし、発光部12bと受光部12cからなり、レセプタクル7に装着された充填ノズル200によって発光部12bから出射した光が遮られることで充填ノズル200の装着を検出する非接触式センサで構成してもよい。
Further, a lid opening / closing sensor 11 for detecting opening / closing of the
As shown in FIG. 3, the lid opening / closing sensor 11 may be configured by a sensor that detects opening / closing from the operation of the
As shown in FIG. 4, the insertion /
バルブボディ101の供給配管接続口103は、レギュレータ21およびラインバルブ22を備えた供給配管20を介して燃料電池2に接続されており、タンク開閉弁100とラインバルブ22を開弁することによって、燃料タンク3に貯蔵された水素ガスをレギュレータ21で減圧し、燃料電池2に供給することが可能となっている。
バルブボディ101のセンサ取付口104には、バルブボディ101の連通路106内の圧力を検出するための圧力センサ13が取り付けられている。
A supply
A
そして、ラインバルブ22の開閉信号、リッド開閉センサ11の出力信号、挿脱センサ12の出力信号、圧力センサ13の出力信号等が電子制御装置(ECU)30に入力され、燃料タンク3に水素ガスを充填するときに、ECU30は前記信号等に基づいて、タンク開閉弁100の電磁コイル117に対する通電、非通電を制御する。
An open / close signal of the
以下、燃料タンク3への水素ガス充填時におけるタンク開閉弁100の制御を図5のフローチャートに従って説明する。なお、この実施例では、水素供給装置の充填ノズル200が車両1のレセプタクル7に正しく装着されると、車両1のECU30と水素供給装置の制御装置(図示略)が電気的に接続され、両者の間で制御信号の交信が可能になっているものとする。
また、作業者の正規の手順としては、充填準備スイッチをONした後、リッドオープナー10を操作してフューエルリッド9を開き、水素供給装置の充填ノズル200をレセプタクル7に装着する。
Hereinafter, the control of the tank opening /
In addition, as a normal procedure for the operator, after the filling preparation switch is turned on, the
まず、ステップS101において、充填準備スイッチがONされているか否かを判定し、判定結果が「NO」である場合は本ルーチンの実行を一旦終了し、判定結果が「YES」である場合はステップS102に進む。
ステップS102において、ラインバルブ22が閉じているか否かを判定する。ステップS102における判定結果が「NO」(ラインバルブ22が開いている)である場合は、燃料タンク3への水素ガス充填をすべきではないので、本ルーチンの実行を一旦終了する。
First, in step S101, it is determined whether or not the filling preparation switch is turned on. If the determination result is “NO”, the execution of this routine is temporarily terminated, and if the determination result is “YES”, step S101 is performed. Proceed to S102.
In step S102, it is determined whether or not the
ステップS102における判定結果が「YES」(ラインバルブ22が閉じている)である場合は、ステップS103に進み、リッド開閉センサ11の出力信号に基づいてフューエルリッド9が開かれたか否かを判定する。ステップS103における判定結果が「NO」(フューエルリッド閉)である場合は本ルーチンの実行を一旦終了する。
ステップS103における判定結果が「YES」(フューエルリッド開)である場合は、ステップS104に進み、挿脱センサ12の出力信号に基づいて充填ノズル200がレセプタクル7に装着されているか否かを判定する。ステップS104における判定結果が「NO」(未装着)である場合は本ルーチンの実行を一旦終了する。
If the determination result in step S102 is “YES” (the
When the determination result in step S103 is “YES” (fuel lid open), the process proceeds to step S104, and it is determined whether or not the filling
ステップS104における判定結果が「YES」(装着)である場合は、ステップS105に進み、圧力センサ13の出力信号に基づき、水素供給装置からタンク開閉弁100の連通路106に至る燃料充填流路内が気密状態にあるか否かを判定する。この実施例では、充填ノズル200がレセプタクル7に接続されてから所定時間の間に圧力センサ13で検出される連通路106内の圧力が所定値まで下降したときには前記燃料充填流路内は気密が保たれていない(非気密状態)と判定する。
ステップS105における判定結果が「NO」(非気密状態)である場合は、本ルーチンの実行を一旦終了する。
ステップS105における判定結果が「YES」(気密状態)である場合はステップS106に進み、充填許可信号を水素供給装置の制御装置に出力する。充填許可信号を受信した水素供給装置の制御装置は水素ガスの供給を開始する。これにより水素供給装置からレセプタクル7、充填配管5を介してタンク開閉弁100に水素ガスが供給され、その結果、タンク開閉弁100の連通路106内の圧力が上昇していく。このように、前記燃料充填流路内の気密保持を確認してから水素ガスの供給を開始するので、水素充填時の安全性が極めて高い。
If the determination result in step S104 is “YES” (attached), the process proceeds to step S105, and based on the output signal of the
If the determination result in step S105 is “NO” (non-airtight state), the execution of this routine is temporarily terminated.
When the determination result in step S105 is “YES” (airtight state), the process proceeds to step S106, and a filling permission signal is output to the control device of the hydrogen supply device. The control device of the hydrogen supply device that has received the filling permission signal starts supplying hydrogen gas. As a result, hydrogen gas is supplied from the hydrogen supply device to the tank opening /
次に、ステップS107に進み、タンク開閉弁100の電磁コイル117に通電してタンク開閉弁100を開弁する。
次に、ステップS108に進み、充填終了か否かを判定する。ここで、充填準備スイッチがOFFにされたとき、リッド開閉センサ11がフューエルリッド9の閉状態を検出したたとき、挿脱センサ12が充填ノズル200の脱却状態を検出したとき、圧力センサ13の出力変化速度が閾値以下となったときなどに、充填終了と判断される。
ステップS108における判定結果が「NO」(充填終了でない)である場合は、ステップS107に戻り、水素ガスの充填を継続する。
In step S107, the
Next, it progresses to step S108 and it is determined whether filling is complete | finished. Here, when the filling preparation switch is turned off, when the lid opening / closing sensor 11 detects the closed state of the
If the determination result in step S108 is “NO” (not the end of filling), the process returns to step S107, and filling with hydrogen gas is continued.
ステップS108における判定結果が「YES」(充填終了)である場合は、ステップS109に進み、タンク開閉弁100の電磁コイル117への通電量を減少あるいは停止して開閉弁100を閉弁する。
次に、ステップS110に進み、充填終了信号を水素供給装置の制御装置に出力して、本ルーチンの実行を終了する。充填終了信号を受信した水素供給装置の制御装置は水素ガスの供給を停止する。この後、作業者は、充填ノズル200をレセプタクル7から取り外す。
When the determination result in step S108 is “YES” (filling end), the process proceeds to step S109, and the energization amount to the
Next, it progresses to step S110, a filling completion signal is output to the control apparatus of a hydrogen supply apparatus, and execution of this routine is completed. The control device of the hydrogen supply device that has received the filling end signal stops the supply of hydrogen gas. Thereafter, the operator removes the filling
図6は上述のようにして燃料タンク3に水素ガスを充填した場合の工程図であり、図7は連通路106内の圧力変化を示す図である。
充填準備工程S201は、水素供給装置からレセプタクル7に水素ガスを供給可能な状態にする工程であり、前述した制御例ではステップS101〜S104の処理を実行することにより実施する。
気密工程S202は、充填準備工程S201の後に前記燃料充填流路が気密状態にあるか否かを判定する工程であり、前述した制御例ではステップS105の処理を実行することにより実施する。
燃料供給工程S203は、気密工程S202の後(すなわち、充填準備工程S201の後)に燃料供給装置から水素ガスを供給する工程であり、前述した制御例ではステップS106の処理を実行することにより実施する。これにより、水素供給装置からタンク開閉弁100に水素ガスが供給される。
開弁工程S204は、燃料供給工程S203の後に電磁コイル117に通電してタンク開閉弁100を開弁する工程であり、前述した制御例ではステップS107の処理を実行することにより実施する。ただし、燃料供給装置からの水素ガスの供給圧力が極めて高いため、気密状態が保たれている場合、実際には、気密工程S202と燃料供給工程S203と開弁工程S204は殆ど同時に実施される。
FIG. 6 is a process diagram in the case where the fuel tank 3 is filled with hydrogen gas as described above, and FIG. 7 is a diagram showing a pressure change in the
The filling preparation step S201 is a step in which hydrogen gas can be supplied from the hydrogen supply device to the
The airtight step S202 is a step of determining whether or not the fuel filling flow path is in an airtight state after the filling preparation step S201, and is performed by executing the process of step S105 in the above-described control example.
The fuel supply step S203 is a step of supplying hydrogen gas from the fuel supply device after the airtight step S202 (that is, after the filling preparation step S201). In the control example described above, the fuel supply step S203 is performed by executing the process of step S106. To do. Thereby, hydrogen gas is supplied from the hydrogen supply device to the tank opening /
The valve opening step S204 is a step of opening the tank opening /
閉弁工程S205は、開弁工程S204の後に電磁コイル117への通電量を減少してタンク開閉弁100を閉弁する工程であり、前述した制御例ではステップS109の処理を実行することにより実施する。
燃料供給停止工程S206は、閉弁工程S205の後に燃料供給装置からの水素ガスの供給を停止する工程であり、前述した制御例ではステップS110の充填終了信号出力後、水素供給装置が水素ガスの供給を停止することにより実施する。
脱却工程S207は、閉弁工程S205および燃料供給停止工程S206の後に、レセプタクル7から水素供給装置の充填ノズル200を取り外す工程である。
The valve closing step S205 is a step of closing the tank opening /
The fuel supply stop step S206 is a step of stopping the supply of hydrogen gas from the fuel supply device after the valve closing step S205. In the control example described above, after the filling end signal is output in step S110, the hydrogen supply device Carry out by stopping the supply.
The escape step S207 is a step of removing the filling
この実施例における燃料タンク3への水素充填方法によれば、開弁工程S204の前に水素供給装置から充填配管5を介してタンク開閉弁100に水素ガスを供給し、前記燃料充填流路内の圧力を上昇させているので、タンク開閉弁100を開弁する前に連通路106内を昇圧してタンク開閉弁の前後差圧(すなわち、連通路106内と燃料タンク3内との差圧)を大きくすることができ、その結果、開弁に先立ってタンク開閉弁100に開弁方向の力を作用させることができるので、タンク開閉弁100の開弁時の起動電力を小さくすることができ、電力消費を少なくすることができる。
According to the method for filling hydrogen into the fuel tank 3 in this embodiment, hydrogen gas is supplied from the hydrogen supply device to the tank opening /
また、電磁コイル117に通電しタンク開閉弁100の開弁状態を確実に維持しつつ燃料タンク3に水素ガスを充填することができ、且つ、充填後確実にタンク開閉弁100を閉弁することができるので、水素ガスの充填中にタンク開閉弁100がその前後圧力差に起因して振動するのを防止することができ、振動に起因する各部の損傷を回避して、タンク開閉弁100の寿命を延ばすことができる。また、タンク開閉弁100のクラッキング圧に依存せずに水素ガスを燃料タンク3に充填することができるので、充填効率が向上する。
In addition, it is possible to fill the fuel tank 3 with hydrogen gas while energizing the
なお、この発明とは異なる技術ではあるが、開弁工程を燃料供給工程よりも先に実行してもタンク開閉弁100の開弁状態を確実に維持しつつ燃料タンク3に水素ガスを充填することができる。その場合には、図5のフローチャートにおいてステップS104で「YES」と判定された場合に、電磁コイル117に通電してタンク開閉弁100を開き(ステップS107に対応)、その後に水素供給装置の制御装置に充填許可信号を出力して水素供給装置から水素ガスの供給を開始し(ステップS106に対応)、その後に充填終了か否かを判定する(ステップS108に対応)。
このようにしても、タンク開閉弁100の開弁状態を確実に維持しつつ燃料タンク3に水素ガスを充填することができ、且つ、充填後確実にタンク開閉弁100を閉弁することができるので、水素ガスの充填中にタンク開閉弁100がその前後圧力差に起因して振動するのを防止することができ、振動に起因する各部の損傷を回避して、タンク開閉弁100の寿命を延ばすことができる。また、タンク開閉弁100のクラッキング圧に依存せずに水素ガスを燃料タンク3に充填することができ、充填効率を向上することができる。 Although this is a technique different from the present invention, the fuel tank 3 is filled with hydrogen gas while the valve opening /
Even in this case, the fuel tank 3 can be filled with hydrogen gas while the open state of the tank opening /
〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例では、気密工程を燃料供給工程の前に実行しているが、燃料供給工程を気密工程よりも先に実行することも可能である。その場合、燃料充填流路内が気密状態にあるか否かの判定は、水素供給装置が水素ガスを供給開始してから所定時間の間に連通路106内の圧力が所定値まで上昇したときに、燃料充填流路内が気密に保たれている(気密状態)と判定する。
また、前述した実施例では、充填ノズル200を接続すると開弁する開閉弁がレセプタクル7に内蔵されているので、ステップS103での肯定判定(フューエルリッド開)とステップS104での肯定判定(充填ノズル装着完了)の少なくともいずれか一方を満たしたときをトリガーとして、ステップS107の処理(電磁コイル117への通電によるタンク開閉弁100の開弁)を実行することが可能である。
[Other Examples]
The present invention is not limited to the embodiment described above.
For example , in the above-described embodiment, the airtight process is executed before the fuel supply process, but the fuel supply process can be executed before the airtight process. In this case, whether or not the inside of the fuel filling flow path is in an airtight state is determined when the pressure in the
In the above-described embodiment, since the
また、前述した制御例では燃料供給停止工程を閉弁工程の後に実施しているが、閉弁工程を燃料供給停止工程の後に実施することも可能である。
また、流体燃料は水素ガスに限られるものではなく、CNG等であってもよい。また、タンク開閉弁をパイロット型でなく直動型の電磁弁で構成しても、本発明は成立する。
In the control example described above, the fuel supply stop process is performed after the valve closing process. However, the valve closing process may be performed after the fuel supply stop process.
The fluid fuel is not limited to hydrogen gas, and may be CNG or the like. Further, the present invention can be realized even if the tank opening / closing valve is constituted by a direct acting type electromagnetic valve instead of a pilot type.
3 燃料タンク
7 レセプタクル(燃料補給口)
100 タンク開閉弁
117 電磁コイル
200 充填ノズル(燃料供給装置)
S201 充填準備工程
S202 気密工程
S203 燃料供給工程
S204 開弁工程
S205 閉弁工程
3
100 Tank open /
S201 Filling preparation process S202 Airtight process S203 Fuel supply process S204 Valve opening process S205 Valve closing process
Claims (3)
前記タンク開閉弁は、非通電時にはスプリングによる閉弁方向の力および前記燃料タンク内の圧力と前記燃料充填流路内の圧力との差圧に基づく閉弁方向の力によって閉弁し、通電時にはこれら閉弁方向の力よりも電磁コイルの磁力による開弁方向の力が勝り開弁する電磁弁であり、
燃料供給装置から燃料補給口に流体燃料を供給可能な状態にする充填準備工程と、
前記充填準備工程後に前記燃料供給装置から前記燃料補給口および前記燃料充填流路を介して前記タンク開閉弁に流体燃料を供給し、前記燃料充填流路内の圧力を、前記タンク開閉弁を閉弁状態に保持しながら前記燃料充填流路内の圧力と前記燃料タンク内の圧力との差圧を大きくして前記タンク開閉弁に開弁方向の力を作用させることができる圧力に上昇させる燃料供給工程と、
前記燃料供給工程後に前記タンク開閉弁の前記電磁コイルに通電して開弁する開弁工程と、
前記開弁工程の後に前記タンク開閉弁の前記電磁コイルへの通電量を減少して閉弁する閉弁工程と、
を備えることを特徴とする流体燃料充填方法。 A fuel tank having a tank opening / closing valve composed of a solenoid valve that is closed when not energized is filled with fluid fuel from a fuel replenishing port via a fuel filling channel,
The tank opening / closing valve is closed by a valve closing direction force based on a force in the valve closing direction by a spring and a pressure difference between the pressure in the fuel tank and the pressure in the fuel filling channel when not energized, and when energized. It is an electromagnetic valve that opens with the force in the valve opening direction due to the magnetic force of the electromagnetic coil over the force in the valve closing direction,
A filling preparation step for allowing fluid fuel to be supplied from the fuel supply device to the fuel supply port;
After the filling preparation step, fluid fuel is supplied from the fuel supply device to the tank opening / closing valve via the fuel supply port and the fuel filling passage, and the pressure in the fuel filling passage is closed by closing the tank opening / closing valve. Fuel that increases the pressure difference between the pressure in the fuel filling flow path and the pressure in the fuel tank while maintaining the valve state so as to increase the pressure that can apply a force in the valve opening direction to the tank on-off valve A supply process;
A valve opening step for energizing and opening the electromagnetic coil of the tank on-off valve after the fuel supply step;
A valve closing step for closing the valve by reducing an energization amount to the electromagnetic coil of the tank opening and closing valve after the valve opening step;
A fluid fuel filling method comprising:
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