JP5125412B2 - タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量の算出 - Google Patents

Description

本発明は、タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を算出する技術に関するものである。

従来、タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を算出する種々の技術が提案されている。例えば、下記特許文献１には、水素タンク内の水素の残量（質量）を、水素タンクに備えられたタンク温度センサ、および、タンク圧力センサによって、それぞれ検出された温度、および、圧力に基づいて算出することが記載されている。

特開２００４−６３２０５号公報 特開２００５−３２５９５０号公報 特開２００６−８３９４３号公報

しかし、上記特許文献１に記載された技術では、タンク温度センサに、例えば、断線等によって異常が生じた場合には、水素タンク内の水素の残量を算出することができなかったり、実際の温度とはかけ離れた温度が検出され、実際の残量とはかけ離れた残量が算出されたりするおそれがあった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、タンク内に貯蔵された圧縮ガスの質量を、タンク内の圧縮ガスの圧力、および、温度に基づいて算出するに際し、圧縮ガスの温度を検出する温度センサに異常が生じた場合でも、タンク内の圧縮ガスの質量を、適切な範囲内で算出可能とすることを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［形態１］タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を算出するガス残量算出装置であって、前記タンクに備えられた圧力センサ、および、温度センサによって、それぞれ検出された前記圧縮ガスの圧力、および、温度に基づいて、前記圧縮ガスの質量を算出する質量算出部と、前記温度センサの異常を検出する温度センサ異常検出部と、前記温度センサ異常検出部によって、前記温度センサの異常が検出されたときに、前記圧縮ガスの温度を推定する温度推定部と、を備え、前記質量算出部は、前記温度センサ異常検出部によって、前記温度センサの異常が検出されたときには、前記圧力センサによって検出された前記圧縮ガスの圧力、および、前記温度推定部によって推定された前記圧縮ガスの温度に基づいて、前記圧縮ガスの質量を算出し、前記質量算出部は、複数の前記タンクにそれぞれ備えられた圧力センサ、および、温度センサによって、それぞれ検出された前記圧縮ガスの圧力、および、温度に基づいて、前記複数のタンクについて、前記圧縮ガスの質量をそれぞれ算出可能であり、前記温度センサ異常検出部は、複数の前記温度センサの異常をそれぞれ検出可能であり、前記複数のタンクは、各タンク内に貯蔵された前記圧縮ガスが、それぞれほぼ均等に消費されるタンクであり、前記温度推定部は、前記温度センサ異常検出部によって、任意の前記温度センサについて、異常が検出されたときに、異常が検出されていない他の前記温度センサによって検出された前記圧縮ガスの温度を、前記異常が検出された温度センサが備えられたタンク内の圧縮ガスの温度と推定する、ガス残量算出装置。
形態１のガス残量算出装置では、上記温度センサに異常が生じた場合に、その温度センサによって検出されるべき圧縮ガスの温度を、上記温度推定部によって推定し、上記圧力センサによって検出された圧縮ガスの圧力、および、上記温度推定部によって推定された圧縮ガスの温度に基づいて、タンク内の圧縮ガスの質量を算出する。こうすることによって、タンク内に貯蔵された圧縮ガスの質量を、タンク内の圧縮ガスの圧力、および、温度に基づいて算出するに際し、圧縮ガスの温度を検出する温度センサに異常が生じた場合でも、タンク内の圧縮ガスの質量を、適切な範囲内で算出可能とすることができる。
また、複数のタンクに貯蔵された圧縮ガスが、それぞれほぼ均等に消費される場合、各タンク内の圧縮ガスの温度は、ほぼ等しくなる。形態１のガス残量算出装置では、任意の温度センサについて、異常が検出されたときに、異常が検出されていない他の温度センサによって検出されたタンク内の圧縮ガスの温度を、異常が検出された温度センサによって検出されたタンク内の圧縮ガスの温度と推定する。こうすることによって、複数のタンク内に貯蔵された圧縮ガスの質量を、各タンク内の圧縮ガスの圧力、および、温度に基づいて、それぞれ算出するに際し、温度センサに異常が生じた場合でも、異常が検出されていない他の温度センサによって検出されたタンク内の圧縮ガスの温度を用いて、異常が生じた温度センサが備えられたタンク内の圧縮ガスの質量を、適切な範囲内で算出可能とすることができる。
［形態２］タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を算出するガス残量算出装置であって、前記タンクに備えられた圧力センサ、および、温度センサによって、それぞれ検出された前記圧縮ガスの圧力、および、温度に基づいて、前記圧縮ガスの質量を算出する質量算出部と、前記温度センサの異常を検出する温度センサ異常検出部と、前記温度センサ異常検出部によって、前記温度センサの異常が検出されたときに、前記圧縮ガスの温度を推定する温度推定部と、を備え、前記質量算出部は、前記温度センサ異常検出部によって、前記温度センサの異常が検出されたときには、前記圧力センサによって検出された前記圧縮ガスの圧力、および、前記温度推定部によって推定された前記圧縮ガスの温度に基づいて、前記圧縮ガスの質量を算出し、前記温度推定部は、前記温度センサ異常検出部によって、前記温度センサについて、異常が検出されたときに、予め設定された所定温度を、前記圧縮ガスの温度と推定する、ガス残量算出装置。
形態２のガス残量算出装置では、上記温度センサに異常が生じた場合に、その温度センサによって検出されるべき圧縮ガスの温度を、上記温度推定部によって推定し、上記圧力センサによって検出された圧縮ガスの圧力、および、上記温度推定部によって推定された圧縮ガスの温度に基づいて、タンク内の圧縮ガスの質量を算出する。こうすることによって、タンク内に貯蔵された圧縮ガスの質量を、タンク内の圧縮ガスの圧力、および、温度に基づいて算出するに際し、圧縮ガスの温度を検出する温度センサに異常が生じた場合でも、タンク内の圧縮ガスの質量を、適切な範囲内で算出可能とすることができる。
さらに、形態２のガス残量算出装置によって、上記温度推定部は、タンク内の圧縮ガスの温度を、容易に推定することができる。
［形態３］形態２記載のガス残量算出装置であって、前記所定温度は、前記圧縮ガスの使用時の前記圧縮ガスの温度として想定される最大値である、ガス残量算出装置。
ここで、タンク内の圧縮ガスの使用時の圧縮ガスの温度として想定される最大値は、例えば、タンクの規格や、圧縮ガスの放出条件に応じて決定される。形態３のガス残量算出装置では、上記温度推定部は、上記所定温度として、タンク内の圧縮ガスの使用時のタンク内の圧縮ガスの温度として想定される最大値を適用するので、タンク内の圧縮ガスの質量を、実際の質量以下として算出することになる。こうすることによって、タンク内の圧縮ガスの残量が低下し、圧縮ガスを所定の圧力以上で放出不能となる前に、タンク内の圧縮ガスの残量の低下を、確実にユーザに報知するようにすることができる。
なお、形態２記載のガス残量算出装置において、上記所定温度として、種々の態様を適用可能であり、例えば、前記所定温度は、外気温に所定値を加えることによって設定されているものとしてもよい。また、前記所定温度は、前記温度センサ異常検出部によって異常が検出される直前に、前記温度センサによって検出された温度であるものとしてもよい。ただし、上記所定温度は、実際のタンク内の圧縮ガスの温度よりも高い値に設定されることが好ましい。これは、形態３のガス残量算出装置と同様に、タンク内の圧縮ガスの質量を、実際の質量以下に算出するためである。
［形態４］タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を、所定の表示装置に表示させるガス残量表示制御装置であって、形態１ないし３のいずれかに記載のガス残量算出装置と、前記ガス残量算出装置によって算出された前記圧縮ガスの質量に基づいて、前記圧縮ガスの残量を前記表示装置に表示させる表示制御部と、を備えるガス残量表示制御装置。
［形態５］タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を表示するガス残量表示装置であって、形態４記載のガス残量表示制御装置と、前記表示装置と、を備えるガス残量表示装置。

［適用例１］タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を算出するガス残量算出装置であって、前記タンクに備えられた圧力センサ、および、温度センサによって、それぞれ検出された前記圧縮ガスの圧力、および、温度に基づいて、前記圧縮ガスの質量を算出する質量算出部と、前記温度センサの異常を検出する温度センサ異常検出部と、前記温度センサ異常検出部によって、前記温度センサの異常が検出されたときに、前記圧縮ガスの温度を推定する温度推定部と、を備え、前記質量算出部は、前記温度センサ異常検出部によって、前記温度センサの異常が検出されたときには、前記圧力センサによって検出された前記圧縮ガスの圧力、および、前記温度推定部によって推定された前記圧縮ガスの温度に基づいて、前記圧縮ガスの質量を算出する、ガス残量算出装置。

適用例１のガス残量算出装置では、上記温度センサに異常が生じた場合に、その温度センサによって検出されるべき圧縮ガスの温度を、上記温度推定部によって推定し、上記圧力センサによって検出された圧縮ガスの圧力、および、上記温度推定部によって推定された圧縮ガスの温度に基づいて、タンク内の圧縮ガスの質量を算出する。こうすることによって、タンク内に貯蔵された圧縮ガスの質量を、タンク内の圧縮ガスの圧力、および、温度に基づいて算出するに際し、圧縮ガスの温度を検出する温度センサに異常が生じた場合でも、タンク内の圧縮ガスの質量を、適切な範囲内で算出可能とすることができる。

［適用例２］適用例１記載のガス残量算出装置であって、前記質量算出部は、複数の前記タンクにそれぞれ備えられた圧力センサ、および、温度センサによって、それぞれ検出された前記圧縮ガスの圧力、および、温度に基づいて、前記複数のタンクについて、前記圧縮ガスの質量をそれぞれ算出可能であり、前記温度センサ異常検出部は、複数の前記温度センサの異常をそれぞれ検出可能であり、前記複数のタンクは、各タンク内に貯蔵された前記圧縮ガスが、それぞれほぼ均等に消費されるタンクであり、前記温度推定部は、前記温度センサ異常検出部によって、任意の前記温度センサについて、異常が検出されたときに、異常が検出されていない他の前記温度センサによって検出された前記圧縮ガスの温度を、前記異常が検出された温度センサが備えられたタンク内の圧縮ガスの温度と推定する、ガス残量算出装置。

複数のタンクに貯蔵された圧縮ガスが、それぞれほぼ均等に消費される場合、各タンク内の圧縮ガスの温度は、ほぼ等しくなる。適用例２のガス残量算出装置では、任意の温度センサについて、異常が検出されたときに、異常が検出されていない他の温度センサによって検出されたタンク内の圧縮ガスの温度を、異常が検出された温度センサによって検出されたタンク内の圧縮ガスの温度と推定する。こうすることによって、複数のタンク内に貯蔵された圧縮ガスの質量を、各タンク内の圧縮ガスの圧力、および、温度に基づいて、それぞれ算出するに際し、温度センサに異常が生じた場合でも、異常が検出されていない他の温度センサによって検出されたタンク内の圧縮ガスの温度を用いて、異常が生じた温度センサが備えられたタンク内の圧縮ガスの質量を、適切な範囲内で算出可能とすることができる。

［適用例３］適用例１記載のガス残量算出装置であって、前記温度推定部は、前記温度センサ異常検出部によって、前記温度センサについて、異常が検出されたときに、予め設定された所定温度を、前記圧縮ガスの温度と推定する、ガス残量算出装置。

適用例３のガス残量算出装置によって、上記温度推定部は、タンク内の圧縮ガスの温度を、容易に推定することができる。

［適用例４］適用例３記載のガス残量算出装置であって、前記所定温度は、前記圧縮ガスの使用時の前記圧縮ガスの温度として想定される最大値である、ガス残量算出装置。

ここで、タンク内の圧縮ガスの使用時の圧縮ガスの温度として想定される最大値は、例えば、タンクの規格や、圧縮ガスの放出条件に応じて決定される。適用例４のガス残量算出装置では、上記温度推定部は、上記所定温度として、タンク内の圧縮ガスの使用時のタンク内の圧縮ガスの温度として想定される最大値を適用するので、タンク内の圧縮ガスの質量を、実際の質量以下として算出することになる。こうすることによって、タンク内の圧縮ガスの残量が低下し、圧縮ガスを所定の圧力以上で放出不能となる前に、タンク内の圧縮ガスの残量の低下を、確実にユーザに報知するようにすることができる。

なお、適用例３記載のガス残量算出装置において、上記所定温度として、種々の態様を適用可能であり、例えば、前記所定温度は、外気温に所定値を加えることによって設定されているものとしてもよい。また、前記所定温度は、前記温度センサ異常検出部によって異常が検出される直前に、前記温度センサによって検出された温度であるものとしてもよい。ただし、上記所定温度は、実際のタンク内の圧縮ガスの温度よりも高い値に設定されることが好ましい。これは、適用例４のガス残量算出装置と同様に、タンク内の圧縮ガスの質量を、実際の質量以下に算出するためである。

［適用例５］タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を、所定の表示装置に表示させるガス残量表示制御装置であって、適用例１ないし４のいずれかに記載のガス残量算出装置と、前記ガス残量算出装置によって算出された前記圧縮ガスの質量に基づいて、前記圧縮ガスの残量を前記表示装置に表示させる表示制御部と、を備えるガス残量表示制御装置。

［適用例６］タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を表示するガス残量表示装置であって、適用例５記載のガス残量表示制御装置と、前記表示装置と、を備えるガス残量表示装置。

本発明は、上述した種々の特徴を必ずしも全て備えている必要はなく、その一部を省略したり、適宜、組み合わせたりして構成することができる。また、本発明は、上述のガス残量算出装置、ガス残量表示制御装置、ガス残量表示装置としての構成の他、ガス残量表示システム、ガス残量算出方法、ガス残量表示制御方法の発明として構成することもできる。また、これらを実現するコンピュータプログラム、およびそのプログラムを記録した記録媒体、そのプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号など種々の態様で実現することが可能である。なお、それぞれの態様において、先に示した種々の付加的要素を適用することが可能である。

本発明をコンピュータプログラムまたはそのプログラムを記録した記録媒体等として構成する場合には、ガス残量算出装置、ガス残量表示制御装置、ガス残量表示装置、ガス残量表示システムの動作を制御するプログラム全体として構成するものとしてもよいし、本発明の機能を果たす部分のみを構成するものとしてもよい。また、記録媒体としては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置などコンピュータが読み取り可能な種々の媒体を利用できる。

以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき説明する。
Ａ．第１実施例：
Ａ１．ガス残量表示システムの構成：
図１は、本発明の第１実施例としてのガス残量算出装置、ガス残量表示制御装置を適用したガス残量表示システム１０００の概略構成を示す説明図である。このガス残量表示システム１０００は、例えば、水素と酸素との電気化学反応によって発電する燃料電池から供給された電力を用いて、モータを駆動することによって走行する電気自動車に搭載される。

図示するように、ガス残量表示システム１０００は、水素タンク１０と、ガス残量表示制御装置１００と、表示装置２００とを備えている。

水素タンク１０には、水素タンク１０内に貯蔵された圧縮水素の圧力Ｐを検出する圧力センサ１２と、水素タンク１０内に貯蔵された圧縮水素の温度Ｔを検出する温度センサ１４とが備えられている。水素タンク１０内に貯蔵された圧縮水素は、配管２０を介して放出され、消費される。

ガス残量表示制御装置１００は、ＣＰＵ１１０や、メモリ１２０等を備えている。メモリ１２０には、後述する温度センサ異常検出部１１２によって温度センサ１４の異常、例えば、断線等によって、正常時には検出され得ない温度が検出されているか否かを検出するために用いられるパラメータや、温度推定部１１４によって用いられるパラメータや、質量算出部１１６によって水素タンク１０内の圧縮水素の質量を算出するために用いられるパラメータが記憶されている。

本実施例では、温度センサ異常検出部１１２によって用いられるパラメータとして、温度センサ１４によって検出された温度が正常であると判断される範囲の下限値Ｔｔｈ１と、上限値Ｔｔｈ２とが記憶されている。また、温度推定部１１４によって用いられるパラメータとして、温度センサ異常検出部１１２によって、温度センサ１４の異常が検出されたときに参照される推定温度が記憶されている。本実施例では、この推定温度として、水素タンク１０内の圧縮ガスの使用時の圧縮水素の温度として想定される最大値を用いるものとし、この推定温度を８０（℃）とした。また、質量算出部１１６によって用いられるパラメータとして、水素の圧縮係数ｚと、水素タンク１０のタンク容積Ｖと、気体定数Ｒと、水素の分子量とが記憶されている。なお、圧縮係数ｚは、ガスの圧力と温度とに応じて変化する値であるので、マップ形式で記憶されている。

ＣＰＵ１１０は、温度センサ異常検出部１１２と、温度推定部１１４と、質量算出部１１６と、表示制御部１１８とを備えている。これらの各機能ブロックは、ＣＰＵ１１０が、メモリ１２０から所定のプログラムを読み出すことによって構成されている。これらの各機能ブロックの少なくとも一部を、ハードウェアによって構成するものとしてもよい。

温度センサ異常検出部１１２は、温度センサ１４から取得した水素タンク１０内の圧縮水素の温度Ｔが、下限値Ｔｔｈ１≦Ｔ≦上限値Ｔｔｈ２の範囲内にあるか否かに基づいて、温度センサ１４の異常を検出する。すなわち、温度センサ異常検出部１１２は、温度Ｔが、上記範囲内にある場合には、温度センサ１４は、正常であると判断し、上記範囲内にない場合には、温度センサ１４は、異常であると判断する。

温度推定部１１４は、温度センサ異常検出部１１２によって、温度センサ１４が異常であると判断された場合に、温度センサ１４によって検出された温度Ｔが８０（℃）であるものと推定し、設定する。

質量算出部１１６は、周知の気体の状態方程式に基づいて、水素タンク１０内の圧縮水素の質量を算出する。具体的には、質量算出部１１６は、圧力センサ１２によって検出された水素タンク１０内の圧縮水素の圧力Ｐと、温度センサ１４によって検出された、あるいは、温度推定部１１４によって推定された水素タンク１０内の圧縮水素の温度Ｔとを取得し、これらの値に応じた圧縮係数ｚと、予め規定されている水素タンク１０のタンク容積Ｖと、気体定数Ｒと、水素の分子量とを用いて水素タンク１０内の圧縮水素の質量を算出する。つまり、上記パラメータ間には、ＰＶ＝ｚｎＲＴ（ｎは水素のモル数）の関係があるから、ｎ＝（ＰＶ）／（ｚＲＴ）であり、この水素のモル数ｎに水素の分子量を掛けることによって、水素タンク１０内の圧縮水素の質量を求めることができる。

温度センサ異常検出部１１２と、温度推定部１１４と、質量算出部１１６と、メモリ１２０とは、本発明におけるガス残量算出装置に相当する。

表示制御部１１８は、質量算出部１１６によって算出された水素タンク１０内の圧縮水素の質量に基づいて、表示装置２００に表示させるべき水素タンク１０内の圧縮水素の残量を決定し、その残量を、表示装置２００に表示させる。

Ａ２．ガス残量表示制御処理：
図２は、第１実施例のガス残量表示制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、ガス残量表示制御装置１００の起動後に、ＣＰＵ１１０が繰り返し実行する処理である。

まず、ＣＰＵ１１０は、圧力センサ１２によって検出された水素タンク１０内の圧縮水素の圧力Ｐ、および、温度センサ１４によって検出された水素タンク１０内の圧縮水素の温度Ｔを取得する（ステップＳ１００）。

そして、ＣＰＵ１１０は、温度センサ異常検出部１１２によって、後述する温度センサ異常検出処理を実行する（ステップＳ１１０）。

図３は、図２に示したステップＳ１１０における温度センサ異常検出処理の流れを示すフローチャートである。ＣＰＵ１１０は、温度センサ１４によって検出された温度Ｔが、Ｔｔｈ１≦Ｔ≦Ｔｔｈ２であるか否かを判断する（ステップＳ１１２）。

そして、温度センサ１４によって検出された温度Ｔが、Ｔｔｈ１≦Ｔ≦Ｔｔｈ２である場合には（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１０は、温度センサ１４は正常であると判断する（ステップＳ１１４）。

一方、温度センサ１４によって検出された温度Ｔが、Ｔｔｈ１≦Ｔ≦Ｔｔｈ２でない場合、すなわち、Ｔ＜Ｔｔｈ１、あるいは、Ｔ＞Ｔｔｈ２である場合には（ステップＳ１１２：ＮＯ）、ＣＰＵ１１０は、温度センサ１４は異常であると判断する（ステップＳ１１６）。

図２に戻り、本実施例におけるガス残量表示制御処理について説明する。上述した温度センサ異常検出処理（ステップＳ１１０）によって、温度センサ１４が異常であると判断された場合には（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１０は、温度推定部１１４によって、水素タンク１０内の圧縮水素の温度Ｔは、８０（℃）であるものと推定し、設定する（ステップＳ１３０）。

そして、ＣＰＵ１１０は、質量算出部１１６によって、温度推定部１１４によって推定された推定温度（８０（℃））を用いて、先に説明したように、水素タンク１０内の圧縮水素の質量を算出し（ステップＳ１４０）、表示制御部１１８によって、質量算出部１１６によって算出された算出値に基づいて、表示装置２００に表示させるべき圧縮水素の残量を決定して、水素タンク１０内の圧縮水素の残量を、表示装置２００に表示させる（ステップＳ１５０）。このとき、ＣＰＵ１１０は、併せて、温度センサ１４が異常であることをユーザに報知するようにすることが好ましい。この報知の態様としては、例えば、表示装置２００に警告ランプを備えるようにして、この警告ランプを点灯・点滅させることが挙げられる。

温度センサ異常検出処理（ステップＳ１１０）によって、温度センサ１４が正常であると判断された場合には（ステップＳ１２０：ＮＯ）、質量算出部１１６によって、温度センサ１４によって検出された温度Ｔをそのまま用いて、先に説明したように、水素タンク１０内の圧縮水素の質量を算出し（ステップＳ１４０）、表示制御部１１８によって、質量算出部１１６によって算出された算出値に基づいて、表示装置２００に表示させるべき圧縮水素の残量を決定して、水素タンク１０内の圧縮水素の残量を、表示装置２００に表示させる（ステップＳ１５０）。

以上説明した第１実施例のガス残量表示システム１０００によれば、ガス残量表示制御装置１００は、水素タンク１０内に貯蔵された圧縮水素の質量を、水素タンク１０内の圧縮水素の圧力Ｐ、および、温度Ｔに基づいて算出するに際し、圧縮水素の温度Ｔを検出する温度センサ１４に異常が生じた場合でも、水素タンク１０内の圧縮水素の質量を、適切な範囲内で算出し、この算出値に基づいて、水素タンク１０内の圧縮ガスの残量を、表示装置２００に表示させることができる。

また、本実施例では、温度センサ異常検出部１１２によって、温度センサ１４が異常であると判断されたときの推定温度として、水素タンク１０内の圧縮水素の使用時の圧縮水素の温度として想定される最大値を用いるものとしているので、水素タンク１０内の圧縮水素の質量を、実際の質量以下として算出することになる。こうすることによって、水素タンク１０内の圧縮水素の残量が低下し、圧縮水素を所定の圧力以上で放出不能となる前に、水素タンク１０内の圧縮ガスの残量の低下を、確実にユーザに報知するようにすることができる。

Ｂ．第２実施例：
Ｂ１．ガス残量表示システムの構成：
図４は、本発明の第２実施例としてのガス残量算出装置、ガス残量表示制御装置を適用したガス残量表示システム１０００Ａの概略構成を示す説明図である。このガス残量表示システム１０００の構成は、図１に示した第１実施例のガス残量表示システム１０００の構成とほぼ同じである。

図示するように、ガス残量表示システム１０００Ａは、第１の水素タンク１０ａと、第２の水素タンク１０ｂと、ガス残量表示制御装置１００Ａと、表示装置２００とを備えている。

第１の水素タンク１０ａには、第１の水素タンク１０ａ内に貯蔵された圧縮水素の圧力Ｐａを検出する圧力センサ１２ａと、第１の水素タンク１０ａ内に貯蔵された圧縮水素の温度Ｔａを検出する温度センサ１４ａとが備えられている。また、第２の水素タンク１０ｂには、第２の水素タンク１０ｂ内に貯蔵された圧縮水素の圧力Ｐｂを検出する圧力センサ１２ｂと、第２の水素タンク１０ｂ内に貯蔵された圧縮水素の温度Ｔｂを検出する温度センサ１４ｂとが備えられている。なお、本実施例では、第１の水素タンク１０ａ、および、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮水素は、配管２０を介して同時に放出され、ほぼ均等に消費される。

ガス残量表示制御装置１００Ａは、ＣＰＵ１１０Ａや、メモリ１２０等を備えている。メモリ１２０に記憶されている各種パラメータは、第１実施例と同じである。

ＣＰＵ１１０Ａは、温度センサ異常検出部１１２Ａと、温度推定部１１４Ａと、質量算出部１１６Ａと、表示制御部１１８Ａとを備えている。これらの各機能ブロックは、ＣＰＵ１１０Ａが、メモリ１２０から所定のプログラムを読み出すことによって構成されている。これらの各機能ブロックの少なくとも一部を、ハードウェアによって構成するものとしてもよい。

温度センサ異常検出部１１２Ａは、温度センサ１４ａ，１４ｂからそれぞれ取得した第１の水素タンク１０ａ、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮水素の温度Ｔａ，Ｔｂが、それぞれ、下限値Ｔｔｈ１≦Ｔａ，Ｔｂ≦上限値Ｔｔｈ２の範囲内にあるか否かに基づいて、温度センサ１４ａ，１４ｂの異常を検出する。この処理については、後から詳述する。

温度推定部１１４Ａは、温度センサ異常検出部１１２Ａによる判断に基づいて、後述する処理を行う。この処理については、後から詳述する。

質量算出部１１６Ａは、第１実施例における１１６と同様に、周知の気体の状態方程式に基づいて、第１の水素タンク１０ａ、および、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮水素の質量を算出する。

温度センサ異常検出部１１２Ａと、温度推定部１１４Ａと、質量算出部１１６Ａと、メモリ１２０とは、本発明におけるガス残量算出装置に相当する。

表示制御部１１８Ａは、質量算出部１１６Ａによって算出された第１の水素タンク１０ａ、および、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮水素の質量に基づいて、表示装置２００に表示させるべき第１の水素タンク１０ａ、および、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮水素のトータルの残量を決定し、その残量を、表示装置２００に表示させる。

Ｂ２．ガス残量表示制御処理：
図５は、第２実施例のガス残量表示制御処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、第１実施例と同様に、ガス残量表示制御装置１００Ａの起動後に、ＣＰＵ１１０Ａが繰り返し実行する処理である。

まず、ＣＰＵ１１０Ａは、圧力センサ１２ａ，１２ｂによってそれぞれ検出された第１の水素タンク１０ａ内の圧縮水素の圧力Ｐａ、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮水素の圧力Ｐｂ、および、温度センサ１４ａ，１４ｂによってそれぞれ検出された第１の水素タンク１０ａ内の圧縮水素の温度Ｔａ、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮水素の温度Ｔｂを取得する（ステップＳ２００）。

そして、ＣＰＵ１１０Ａは、温度センサ異常検出部１１２Ａによって、後述する温度センサ異常検出処理を実行する（ステップＳ２１０）。

図６は、図５に示したステップＳ２１０における温度センサ異常検出処理の流れを示すフローチャートである。まず、ＣＰＵ１１０Ａは、温度センサ１４ａによって検出された温度Ｔａが、Ｔｔｈ１≦Ｔａ≦Ｔｔｈ２であるか否かを判断する（ステップＳ２１２）。

そして、温度センサ１４ａによって検出された温度Ｔａが、Ｔｔｈ１≦Ｔａ≦Ｔｔｈ２である場合には（ステップＳ２１２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１０Ａは、温度センサ１４ｂによって検出された温度Ｔｂが、Ｔｔｈ１≦Ｔｂ≦Ｔｔｈ２であるか否かを判断する（ステップＳ２１３）。

そして、温度センサ１４ｂによって検出された温度Ｔｂが、Ｔｔｈ１≦Ｔｂ≦Ｔｔｈ２である場合には（ステップＳ２１３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１０Ａは、温度センサ１４ａ，１４ｂは、ともに正常であると判断する（ステップＳ２１４）。

一方、温度センサ１４ｂによって検出された温度Ｔｂが、Ｔｔｈ１≦Ｔｂ≦Ｔｔｈ２でない場合、すなわち、Ｔｂ＜Ｔｔｈ１、あるいは、Ｔｂ＞Ｔｔｈ２である場合には（ステップＳ２１３：ＮＯ）、ＣＰＵ１１０Ａは、温度センサ１４ａは正常であり、温度センサ１４ｂのみが異常であると判断する（ステップＳ２１５）。

また、ステップＳ２１２において、温度センサ１４ａによって検出された温度Ｔａが、Ｔｔｈ１≦Ｔａ≦Ｔｔｈ２でない場合、すなわち、Ｔａ＜Ｔｔｈ１、あるいは、Ｔａ＞Ｔｔｈ２である場合にも（ステップＳ２１２：ＮＯ）、ＣＰＵ１１０Ａは、温度センサ１４ｂによって検出された温度Ｔｂが、Ｔｔｈ１≦Ｔｂ≦Ｔｔｈ２であるか否かを判断する（ステップＳ２１６）。

そして、温度センサ１４ｂによって検出された温度Ｔｂが、Ｔｔｈ１≦Ｔｂ≦Ｔｔｈ２である場合には（ステップＳ２１６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１０Ａは、温度センサ１４ｂは正常であり、温度センサ１４ａのみが異常であると判断する（ステップＳ２１７）。

一方、温度センサ１４ｂによって検出された温度Ｔｂが、Ｔｔｈ１≦Ｔｂ≦Ｔｔｈ２でない場合、すなわち、Ｔｂ＜Ｔｔｈ１、あるいは、Ｔｂ＞Ｔｔｈ２である場合には（ステップＳ２１６：ＮＯ）、ＣＰＵ１１０Ａは、温度センサ１４ａ，１４ｂは、ともに異常であると判断する（ステップＳ２１８）。

図５に戻り、本実施例におけるガス残量表示制御処理について説明する。ＣＰＵ１１０Ａは、上述した温度センサ異常検出処理（ステップＳ２１０）による判断結果に応じて、その後の処理を切り換える（ステップＳ２２０）。

すなわち、温度センサ異常検出処理によって、温度センサ１４ａ，１４ｂは、ともに正常であると判断された場合には（図６のステップＳ２１４）、ＣＰＵ１１０Ａは、質量算出部１１６Ａによって、温度センサ１４ａ，１４ｂによってそれぞれ検出された温度Ｔａ，Ｔｂをそのまま用いて、先に説明したように、第１の水素タンク１０ａ、および、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮水素の質量をそれぞれ算出し（ステップＳ２６０）、表示制御部１１８Ａによって、ステップＳ２６０において質量算出部１１６Ａによって算出された算出値に基づいて、表示装置２００に表示させるべき圧縮水素の残量を決定して、第１の水素タンク１０ａ、および、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮水素のトータルの残量を、表示装置２００に表示させる（ステップＳ２７０）。

また、温度センサ異常検出処理によって、温度センサ１４ａは正常であり、温度センサ１４ｂのみが異常であると判断された場合には（図６のステップＳ２１５）、ＣＰＵ１１０Ａは、温度推定部１１４Ａによって、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮水素の温度Ｔｂは、第１の水素タンク１０ａ内の圧縮水素の温度Ｔａと等しいものと推定し、Ｔｂ＝Ｔａに設定する（ステップＳ２３０）。そして、ＣＰＵ１１０Ａは、質量算出部１１６Ａによって、温度センサ１４ａによって検出された温度Ｔａ、および、温度推定部１１４Ａによって推定された温度Ｔｂ（＝Ｔａ）を用いて、先に説明したように、第１の水素タンク１０ａ、および、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮水素の質量をそれぞれ算出し（ステップＳ２６０）、表示制御部１１８Ａによって、ステップＳ２６０において質量算出部１１６Ａによって算出された算出値に基づいて、表示装置２００に表示させるべき圧縮水素の残量を決定して、第１の水素タンク１０ａ、および、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮水素のトータルの残量を、表示装置２００に表示させる（ステップＳ２７０）。

また、温度センサ異常検出処理によって、温度センサ１４ｂは正常であり、温度センサ１４ａのみが異常であると判断された場合には（図６のステップＳ２１７）、ＣＰＵ１１０Ａは、温度推定部１１４Ａによって、第１の水素タンク１０ａ内の圧縮水素の温度Ｔａは、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮水素の温度Ｔｂと等しいものと推定し、Ｔａ＝Ｔｂに設定する（ステップＳ２４０）。そして、ＣＰＵ１１０Ａは、質量算出部１１６Ａによって、温度推定部１１４Ａによって推定された温度Ｔａ（＝Ｔｂ）、および、温度センサ１４ｂによって検出された温度Ｔｂを用いて、先に説明したように、第１の水素タンク１０ａ、および、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮水素の質量をそれぞれ算出し（ステップＳ２６０）、表示制御部１１８Ａによって、ステップＳ２６０において質量算出部１１６Ａによって算出された算出値に基づいて、表示装置２００に表示させるべき圧縮水素の残量を決定して、第１の水素タンク１０ａ、および、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮水素のトータルの残量を、表示装置２００に表示させる（ステップＳ２７０）。

また、温度センサ異常検出処理によって、温度センサ１４ａ，１４ｂは、ともに異常であると判断された場合には（図６のステップＳ２１８）、ＣＰＵ１１０Ａは、温度推定部１１４Ａによって、Ｔａ＝Ｔｂ＝８０（℃）であるものと推定し、設定する（ステップＳ２３０）。そして、ＣＰＵ１１０Ａは、質量算出部１１６Ａによって、温度推定部１１４Ａによって推定された温度Ｔａ，Ｔｂ（＝８０（℃））を用いて、先に説明したように、第１の水素タンク１０ａ、および、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮水素の質量をそれぞれ算出し（ステップＳ２６００）、表示制御部１１８Ａによって、ステップＳ２６０において質量算出部１１６Ａによって算出された算出値に基づいて、表示装置２００に表示させるべき圧縮水素の残量を決定して、第１の水素タンク１０ａ、および、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮水素のトータルの残量を、表示装置２００に表示させる（ステップＳ２７０）。

なお、温度センサ異常検出処理において、温度センサ１４ａ，１４ｂの少なくとも一方が異常であると判断されたときには、ＣＰＵ１１０Ａは、併せて、温度センサ１４ａ，１４ｂの少なくとも一方が異常であることをユーザに報知するようにすることが好ましい。この報知の態様としては、例えば、表示装置２００に警告ランプを備えるようにして、この警告ランプを点灯・点滅させることが挙げられる。

以上説明した第２実施例のガス残量表示システム１０００Ａによれば、ガス残量表示制御装置１００Ａは、水素タンクに備えられた任意の温度センサについて、異常が検出されたときに、異常が検出されていない他の温度センサによって検出された水素タンク内の圧縮水素の温度を、異常が検出された温度センサによって検出された水素タンク内の圧縮水素の温度と推定する。こうすることによって、複数の水素タンク内に貯蔵された圧縮ガスの質量を、各水素タンク内の圧縮水素の圧力、および、温度に基づいて、それぞれ算出するに際し、温度センサに異常が生じた場合でも、異常が検出されていない他の温度センサによって検出されたタンク内の圧縮ガスの温度を用いて、異常が生じた温度センサが備えられた水素タンク内の圧縮水素の質量を、適切な範囲内で算出可能とすることができる。

また、本実施例では、温度センサ異常検出部１１２Ａによって、温度センサ１４ａ，１４ｂが、ともに異常であると判断されたときの推定温度として、第１の水素タンク１０ａ、および、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮水素の使用時の圧縮水素の温度として想定される最大値を用いるものとしているので、第１の水素タンク１０ａ、および、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮水素の質量を、実際の質量以下として算出することになる。こうすることによって、第１の水素タンク１０ａ、および、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮水素の残量が低下し、圧縮水素を所定の圧力以上で放出不能となる前に、第１の水素タンク１０ａ、および、第２の水素タンク１０ｂ内の圧縮ガスの残量の低下を、確実にユーザに報知するようにすることができる。

Ｃ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形が可能である。

Ｃ１．変形例１：
上記第１実施例では、水素タンク１０に圧縮水素を貯蔵する場合について説明したが、本発明は、これに限られず、他のタンクに他の圧縮ガスを貯蔵する場合にも、本発明を適用することができる。これは、第２実施例についても同様である。

Ｃ２．変形例２：
上記第１実施例では、質量算出部１１６は、一般的な、気体の状態方程式に基づいて、水素タンク１０内の圧縮水素の質量を算出するものとしたが、本発明は、これに限られず、他の式に基づいて、上記質量を算出するようにしてもよい。これは、第２実施例についても同様である。

Ｃ３．変形例３：
上記第２実施例では、水素タンクの数を２つとしたが、本発明は、これに限られず、３つ以上としてもよい。

Ｃ４．変形例４：
上記実施例では、ガス残量表示制御装置１００，１００Ａに備えられたメモリ１２０に記憶された「推定温度」を、８０（℃）としたが、他の温度としてもよい。ただし、温度センサが異常である場合に、水素タンク内の圧縮水素の残量を、実際よりも少なく算出して、水素タンク内の圧縮ガスの残量の低下を、確実にユーザに報知する観点から、「推定温度」は、実際のタンク内の圧縮ガスの温度よりも高い値に設定されることが好ましい。

Ｃ５．変形例５：
上記実施例では、ガス残量表示制御装置１００，１００Ａに備えられたメモリ１２０に記憶された「推定温度」として、水素タンク内の圧縮水素の使用時の圧縮水素の温度として想定される最大値を用いるものとしたが、本発明は、これに限られない。「推定温度」として、種々の態様を適用可能であり、例えば、「推定温度」を、外気温に所定値を加えた温度としてもよいし、また、温度センサ異常検出部１１２，１１２Ａによって異常が検出される直前に、温度センサ１４，１４ａ，１４ｂによって検出された温度としてもよい。

Ｃ６．変形例６：
上記実施例では、ガス残量表示制御装置１００、あるいは、ガス残量表示制御装置１００Ａと、表示装置２００とは、別体であるものとしたが、これらを一体化して、ガス残量表示装置として構成するようにしてもよい。

本発明の第１実施例としてのガス残量算出装置、ガス残量表示制御装置を適用したガス残量表示システム１０００の概略構成を示す説明図である。 第１実施例のガス残量表示制御処理の流れを示すフローチャートである。 第１実施例における温度センサ異常検出処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２実施例としてのガス残量算出装置、ガス残量表示制御装置を適用したガス残量表示システム１０００Ａの概略構成を示す説明図である。 第２実施例のガス残量表示制御処理の流れを示すフローチャートである。 第２実施例における温度センサ異常検出処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０００，１０００Ａ...ガス残量表示システム
１０...水素タンク
１０ａ...第１の水素タンク
１０ｂ...第２の水素タンク
１２，１２ａ，１２ｂ...圧力センサ
１４，１４ａ，１４ｂ...温度センサ
２０...配管
１００，１００Ａ...ガス残量表示制御装置
１１０，１１０Ａ...ＣＰＵ
１１２，１１２Ａ...温度センサ異常検出部
１１４，１１４Ａ...温度推定部
１１６，１１６Ａ...質量算出部
１１８，１１８Ａ...表示制御部
１２０...メモリ
２００...表示装置

Claims (4)

1. タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を算出するガス残量算出装置であって、
   前記タンクに備えられた圧力センサ、および、温度センサによって、それぞれ検出された前記圧縮ガスの圧力、および、温度に基づいて、前記圧縮ガスの質量を算出する質量算出部と、
   前記温度センサの異常を検出する温度センサ異常検出部と、
   前記温度センサ異常検出部によって、前記温度センサの異常が検出されたときに、前記圧縮ガスの温度を推定する温度推定部と、を備え、
   前記質量算出部は、前記温度センサ異常検出部によって、前記温度センサの異常が検出されたときには、前記圧力センサによって検出された前記圧縮ガスの圧力、および、前記温度推定部によって推定された前記圧縮ガスの温度に基づいて、前記圧縮ガスの質量を算出し、
   前記質量算出部は、複数の前記タンクにそれぞれ備えられた圧力センサ、および、温度センサによって、それぞれ検出された前記圧縮ガスの圧力、および、温度に基づいて、前記複数のタンクについて、前記圧縮ガスの質量をそれぞれ算出可能であり、
   前記温度センサ異常検出部は、複数の前記温度センサの異常をそれぞれ検出可能であり、
   前記複数のタンクは、各タンク内に貯蔵された前記圧縮ガスが、それぞれほぼ均等に消費されるタンクであり、
   前記温度推定部は、前記温度センサ異常検出部によって、任意の前記温度センサについて、異常が検出されたときに、異常が検出されていない他の前記温度センサによって検出された前記圧縮ガスの温度を、前記異常が検出された温度センサが備えられたタンク内の圧縮ガスの温度と推定する、
   ガス残量算出装置。
2. タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を、所定の表示装置に表示させるガス残量表示制御装置であって、
   請求項１記載のガス残量算出装置と、
   前記ガス残量算出装置によって算出された前記圧縮ガスの質量に基づいて、前記圧縮ガスの残量を前記表示装置に表示させる表示制御部と、
   を備えるガス残量表示制御装置。
3. タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を表示するガス残量表示装置であって、
   請求項２記載のガス残量表示制御装置と、
   前記表示装置と、
   を備えるガス残量表示装置。
4. タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を算出するガス残量算出方法であって、
   前記タンクに備えられた圧力センサ、および、温度センサによって、それぞれ検出された前記圧縮ガスの圧力、および、温度に基づいて、前記圧縮ガスの質量を算出する質量算出工程と、
   前記温度センサの異常を検出する温度センサ異常検出工程と、
   前記温度センサ異常検出工程によって、前記温度センサの異常が検出されたときに、前記圧縮ガスの温度を推定する温度推定工程と、を備え、
   前記質量算出工程は、前記温度センサ異常検出工程によって、前記温度センサの異常が検出されたときには、前記圧力センサによって検出された前記圧縮ガスの圧力、および、前記温度推定工程によって推定された前記圧縮ガスの温度に基づいて、前記圧縮ガスの質量を算出する工程を含み、
   前記質量算出工程は、複数の前記タンクにそれぞれ備えられた圧力センサ、および、温度センサによって、それぞれ検出された前記圧縮ガスの圧力、および、温度に基づいて、前記複数のタンクについて、前記圧縮ガスの質量をそれぞれ算出可能であり、
   前記温度センサ異常検出工程は、複数の前記温度センサの異常をそれぞれ検出可能であり、
   前記複数のタンクは、各タンク内に貯蔵された前記圧縮ガスが、それぞれほぼ均等に消費されるタンクであり、
   前記温度推定工程は、前記温度センサ異常検出工程によって、任意の前記温度センサについて、異常が検出されたときに、異常が検出されていない他の前記温度センサによって検出された前記圧縮ガスの温度を、前記異常が検出された温度センサが備えられたタンク内の圧縮ガスの温度と推定する工程を含む、
   ガス残量算出方法。

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