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

タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量の算出 Download PDF

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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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