JP5732801B2 - ガス充填対象物、ガス供給装置、ガス供給システム、弁の状態の判定方法、および、ガスの供給方法 - Google Patents
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Description
(1)本発明の第1の態様は、タンク情報に基づいてガスの充填速度を制御するガス供給装置からガスの供給を受けるガス充填対象物であって、
前記ガス供給装置からガスを受け入れるためのレセプタクルと、
前記レセプタクルを介して前記ガス供給装置から供給されるガスを収容するための複数のタンクと、
前記複数のタンクにそれぞれ対応して設置され、前記レセプタクルと前記タンクとの間のガスの流通を調整する流通調整弁と、
前記複数のタンクにそれぞれ対応して設置され、前記タンクの内部の温度であるタンク温度をそれぞれ検出する温度センサと、
前記タンクの内部の圧力であるタンク圧力を検出する圧力センサと、
前記ガス供給装置のガス流路と前記ガス充填対象物のガス流路とが接続されて前記ガス充填対象物が前記ガス供給装置からガスの供給を受けているガス供給状態のときに、前記タンク温度および前記タンク圧力から前記流通調整弁の状態を判定する判定部と、
前記判定部による判定結果を含むタンク情報を前記ガス供給装置に送信する通信部と、
を備え、
前記判定部は、前記ガス供給状態のときに、前記タンク温度が上昇しないタンクに設置された流通調整弁は閉塞していると判定し、
前記通信部は、前記判定部により前記流通調整弁の状態についての判定がなされると、流通調整弁が閉塞していると判定されたタンク以外のタンクについての前記タンク温度と前記タンク圧力と前記タンクの容積とをタンク情報として前記ガス供給装置に送信する、ガス充填対象物である。
第1の態様によれば、ガス充填対象物は、ガス供給装置からガスの供給を受けているときに、タンク温度が上昇しないタンクに設置された流通調整弁は閉塞していると判定することができるため、ガス充填対象物にガスを充填するときの充填効率の向上を図ることができる。
(2)本発明の第2の態様は、ガスを収容するための複数のタンクを備えたガス充填対象物に対してガスを供給するガス供給装置であって、
所定の充填速度により前記ガス充填対象物にガスを供給するガス供給部と、
前記ガス充填対象物から前記タンクの内部の温度と、前記タンクの内部の圧力と、前記タンクの容積とを含むタンク情報を取得する通信部と、
前記ガス供給装置が前記ガス充填対象物にガスの供給をしているガス供給状態のときに、前記通信部により取得された前記タンク情報から、前記複数のタンクのそれぞれに設置されている流通調整弁の状態を判定する判定部と、
前記判定部による前記流通調整弁の状態についての判定結果に応じて、前記ガス供給部から供給されるガスの充填速度を制御する制御部と、を備え、
前記判定部は、前記ガス供給状態のときに、前記タンク温度が上昇しないタンクに設置された流量調整弁は閉塞していると判定し、
前記制御部は、前記判定部により前記流通調整弁が閉塞しているとの判定がなされると、流通調整弁が閉塞していると判定されたタンク以外のタンクについての前記タンク情報からガスの充填速度を決定する、ガス供給装置である。
第2の態様によれば、ガス供給装置は、ガス充填対象物にガスを供給しているときに、判定部によりガス充填対象物の一部のタンクに設置された流通調整弁が閉塞していると判定すると、制御部によりガス充填対象物へのガスの充填速度を判定部の判定結果に応じた速度に制御するため、ガス充填対象物へのガスの充填効率の向上を図ることができる。
(3)本発明の第3の態様は、ガス供給システムであって、
ガスを収容するための複数のタンクと、
所定の充填速度により前記複数のタンクにガスを供給するガス供給部と、
前記複数のタンクにそれぞれ対応して設置され、前記ガス供給部と前記タンクとの間のガスの流通を調整する流通調整弁と、
前記複数のタンクにそれぞれ対応して設置され、前記タンクの内部の温度であるタンク温度をそれぞれ検出する温度センサと、
前記タンクの内部の圧力であるタンク圧力を検出する圧力センサと、
前記ガス供給部のガス流路と前記タンクのガス流路とが接続されて前記ガス供給部から前記タンクにガスが供給されているガス供給状態のときに、前記タンク温度および前記タンク圧力から前記流通調整弁の状態を判定する判定部と、
前記判定部による前記流通調整弁の状態についての判定結果に応じて、前記ガス供給部から供給されるガスの充填速度を制御する制御部と、を備え、
前記判定部は、前記ガス供給状態のときに、前記タンク温度が上昇しないタンクに設置された流通調整弁は閉塞していると判定し、
前記制御部は、前記判定部により前記流通調整弁が閉塞しているとの判定がなされると、流通調整弁が閉塞していると判定されたタンク以外のタンクについての前記タンク温度と、前記タンク圧力と、前記タンクの容積からガスの充填速度を決定する、ガス供給システムである。
第3の態様によれば、ガス供給システムは、ガス供給装部からタンクにガスを供給しているときに、判定部により流通調整弁が閉塞していると判定すると、制御部によりタンクへのガスの充填速度を判定部の判定結果に応じた速度に制御するため、タンクへのガスの充填効率の向上を図ることができる。
ガス供給装置からガスの供給を受けるガス充填対象物であって、
前記ガス供給装置からガスを受け入れるためのレセプタクルと、
前記レセプタクルを介して前記ガス供給装置から供給されるガスを収容するための複数のタンクと、
前記複数のタンクにそれぞれ対応して設置され、前記レセプタクルと前記タンクとの間のガスの流通を調整する流通調整弁と、
前記複数のタンクにそれぞれ対応して設置され、前記タンクの内部の温度であるタンク温度をそれぞれ検出する温度センサと、
前記タンクの内部の圧力であるタンク圧力を検出する圧力センサと、
前記ガス充填対象物が前記ガス供給装置からガスの供給を受けているガス供給状態のときに、前記タンク温度および前記タンク圧力から前記流通調整弁の状態を判定する判定部と、を備え、
前記判定部は、前記ガス供給状態のときに、前記タンク温度が上昇しないタンクに設置された流通調整弁は閉塞していると判定する、ガス充填対象物。
参考例1に記載のガス充填対象物はさらに、
前記流通調整弁と前記レセプタクルとの間の流路内部における圧力である流路圧力を検出する流路圧力センサを備え、
前記判定部は、前記ガス供給状態のときに、前記流路圧力と前記タンク圧力との差圧に対する前記タンク温度の温度上昇率が所定値以下のタンクに設置された流通調整弁は半開きであると判定する、ガス充填対象物。
参考例1または参考例2に記載のガス充填対象物はさらに、
前記タンク温度と、前記タンク圧力と、前記タンクの容積とを含むタンク情報を前記ガス供給装置に送信する通信部を備え、
前記通信部は、前記判定部により前記流通調整弁の状態についての判定がなされると、判定結果に応じた情報を前記ガス供給装置に送信する、ガス充填対象物。
参考例3に記載のガス充填対象物において、
前記通信部は、前記判定部により前記流通調整弁が閉塞しているとの判定がなされると、流通調整弁が閉塞していると判定されたタンク以外のタンクについての前記タンク情報を前記ガス供給装置に送信する、ガス充填対象物。
ガスを収容するための複数のタンクを備えたガス充填対象物に対してガスを供給するガス供給装置であって、
所定の充填速度により前記ガス充填対象物にガスを供給するガス供給部と、
前記ガス充填対象物から前記タンクの内部の温度と、前記タンクの内部の圧力と、前記タンクの容積とを含むタンク情報を取得する通信部と、
前記ガス供給装置が前記ガス充填対象物にガスの供給をしているガス供給状態のときに、前記通信部により取得された前記タンク情報から、前記複数のタンクのそれぞれに設置されている流通調整弁の状態を判定する判定部と、
前記判定部による前記流通調整弁の状態についての判定結果に応じて、前記ガス供給部から供給されるガスの充填速度を制御する制御部と、を備え、
前記判定部は、前記ガス供給状態のときに、前記タンク温度が上昇しないタンクに設置された流量調整弁は閉塞していると判定する、ガス供給装置。
参考例5に記載のガス供給装置において、
前記通信部は、前記タンクの内部の温度と、前記タンクの内部の圧力と、前記タンクの容積のほか、前記ガス供給装置と前記流通調整弁との間の流路内部の圧力を含むタンク情報を取得し、
前記判定部は、前記ガス供給状態のときに、前記流路内部の圧力と前記タンクの内部の圧力との差圧に対する前記タンク温度の温度上昇率が所定値以下のタンクに設置された流通調整弁は半開きであると判定する、ガス供給装置。
参考例5または参考例6に記載のガス供給装置において、
前記制御部は、前記判定部により前記流通調整弁が閉塞しているとの判定がなされると、流通調整弁が閉塞していると判定されたタンク以外のタンクについての前記タンク情報からガスの充填速度を決定する、ガス供給装置。
ガス供給システムであって、
ガスを収容するための複数のタンクと、
所定の充填速度により前記複数のタンクにガスを供給するガス供給部と、
前記複数のタンクにそれぞれ対応して設置され、前記ガス供給部と前記タンクとの間のガスの流通を調整する流通調整弁と、
前記複数のタンクにそれぞれ対応して設置され、前記タンクの内部の温度であるタンク温度をそれぞれ検出する温度センサと、
前記タンクの内部の圧力であるタンク圧力を検出する圧力センサと、
前記ガス供給部から前記タンクにガスが供給されているガス供給状態のときに、前記タンク温度および前記タンク圧力から前記流通調整弁の状態を判定する判定部と、
前記判定部による前記流通調整弁の状態についての判定結果に応じて、前記ガス供給部から供給されるガスの充填速度を制御する制御部と、を備え、
前記判定部は、前記ガス供給状態のときに、前記タンク温度が上昇しないタンクに設置された流通調整弁は閉塞していると判定する、ガス供給システム。
参考例8に記載のガス供給システムはさらに、
前記ガス供給部と前記流通調整弁との間の流路内部の圧力である流路圧力を検出する流路圧力センサを備え、
前記判定部は、前記ガス供給状態のときに、前記流路圧力と前記タンク圧力との差圧に対する前記タンク温度の温度上昇率が所定値以下のタンクに設置された流通調整弁は半開きであると判定する、ガス供給システム。
参考例8または参考例9に記載のガス供給システムにおいて、
前記制御部は、前記判定部により前記流通調整弁が閉塞しているとの判定がなされると、流通調整弁が閉塞していると判定されたタンク以外のタンクについての前記タンク温度と、前記タンク圧力と、前記タンクの容積からガスの充填速度を決定する、ガス供給システム。
A−1.ガス供給システムの構成:
図1は、第1実施例におけるガス供給システムの概略構成を説明するための説明図である。ガス供給システム10は、ガスを充填する対象となる物(以後、「ガス充填対象物」とも呼ぶ)に対してガスを供給するガス供給装置100と、ガス充填対象物である燃料電池車両200と、を含んで構成されている。
図2、図3は、ガス供給装置から燃料電池車両に水素ガスを供給する動作の流れを説明するためのフローチャートである。図2、図3では、ガス供給装置100および燃料電池車両200に対する人の動作と、装置制御部170を中心としたガス供給装置100の動作と、車両制御部280を中心とした燃料電池車両200の動作と、を合わせて継時的に示している。
B−1.ガス供給システムの構成:
図4は、第2実施例におけるガス供給システムの概略構成を説明するための説明図である。第1実施例では、開閉弁の状態を判定する判定部は、燃料電池車両を制御する車両制御部の機能の一部として構成されていたが、第2実施例では、図4に示すように、判定部171は、ガス供給装置100aを制御する装置制御部170aの機能の一部として構成されている。第2実施例のガス供給システム10aは、判定部がガス供給装置100aに構成されている点以外については第1実施例のガス供給システムの構成と同様であるため、ガス供給システム10aの具体的な説明は省略する。なお、本実施例において、第1の実施例と同一の符号を付した機能部は、第1の実施例で示した機能部と同様の機能や構成を備えている。
本実施例のガス供給装置100aから燃料電池車両200aに水素ガスを供給する動作の流れは、第1実施例で図2、3により示したフローチャートと同じである。以下では、図2、図3の各ステップにおいて、第1実施例と異なる部分を中心に説明する。
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
本実施例では、ガス供給装置から燃料電池車両に水素ガスを供給する動作の流れにおいて、車両制御部280が、燃料電池車両200の内部の温度センサや圧力センサが正常に機能しているか否かの判定をおこなう構成(ステップS110)を含んでいるが、本発明は、燃料電池車両200の内部の温度センサや圧力センサが正常に機能しているか否かの判定や、正常に機能していないときの動作(ステップS110〜ステップS112)を含まなくても実現することが可能である。この場合であっても、ガス供給装置100aによる燃料電池車両200aへのガスの充填効率の向上を図ることができる。また、ステップS110において、車両制御部280が、燃料電池車両200の内部の温度センサや圧力センサが正常に機能しているか否かの判定に代えて、もしくは、判定とともに、利用者からの入力を受け付けて、通信充填方式か非通信充填方式かを決定する構成としてもよい。
本実施例では、タンク情報Iabには、タンク210a、210bの合計のタンク容量Vtabが含まれているものして説明したが、タンク情報Iabには、タンク210aのタンク容量Vtaと、タンク210bのタンク容量Vtbがそれぞれ含まれていてもよい。この場合には、第1実施例において、判定部281により、タンク210aと対応する開閉弁230aが閉塞状態であると判定された場合に、車両制御部280は、タンク210bのタンク容量Vtb、内部温度Tb、内部圧力Pmrを含むタンク情報Ibをガス供給装置100に送信する代わりに、タンク情報Iabと開閉弁が閉塞状態のタンクを示す情報とを送信する構成としてもよい。こうすれば、装置制御部170は、取得したタンク情報Iabから開閉弁が閉塞していないタンク210bについてのタンク情報のみを用いて充填速度Vs3を決定することができる。
本実施例では、判定部は、算出した温圧比RTa、RTbと充填マップとの比較をおこない、温圧比RTa、RTbが充填マップに示された各タンクの温圧比RTより低いタンクに対応する開閉弁は、半開きであるとの判定をおこなうと説明したが、燃料電池車両のタンク容量が全て同じであれば、温圧比RTを算出しなくても、相対的に温度の上昇速度の遅いタンクに対応する開閉弁が半開きであると判定することができる。一方、本実施例の構成であれば、タンク210aとタンク210bの容量は異なっていても開閉弁が半開きか否かを判定することができる。
本実施例では、装置制御部170は、判定部281により開閉弁230aが半開き状態であると判定されると、現在の充填速度Vs3と開口比Rとの積により充填速度Vs4を算出し、水素供給部110を制御して充填速度Vs4により燃料電池車両200に対してガスの供給をおこなうと説明したが、判定部281により開閉弁230aが半開き状態であると判定されたときの装置制御部170の動作は、上記に限定されず、任意に設定することができる。例えば、装置制御部170は、判定部281により開閉弁230aが半開き状態であると判定されると、燃料電池車両200へのガスの供給を停止する構成としてもよいし、タンク210bのタンク容量Vtb、内部温度Tb、内部圧力Pmrを含むタンク情報Ibを取得して、タンク情報Ibからガスの充填速度Vs3を算出する構成としてもよい。
本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、ガス充填対象物としての燃料電池システムや燃料電池車両、ガス供給装置を含むガスステーション等のほか、ガス充填対象物、ガス供給装置、ガス供給システムを制御するための制御装置、弁の状態を判定するときの判定方法、ガスの供給方法等の形態で実現することができる。
100,100a…ガス供給装置
101…ガス流路
110…水素供給部
120…充填量測定部
130…温度センサ
140…圧力センサ
150…ノズル
160…通信部
170,170a…装置制御部
171…判定部
200,200a…燃料電池車両
201,202…ガス流路
210a,210b…タンク
211a,211b,212a,212b…口金
220…レセプタクル
230a,230b…開閉弁
240a,240b…温度センサ
250…第1圧力センサ
260…第2圧力センサ
270…通信部
280,280a…車両制御部
281…判定部
Claims (4)
- タンク情報に基づいてガスの充填速度を制御するガス供給装置からガスの供給を受けるガス充填対象物であって、
前記ガス供給装置からガスを受け入れるためのレセプタクルと、
前記レセプタクルを介して前記ガス供給装置から供給されるガスを収容するための複数のタンクと、
前記複数のタンクにそれぞれ対応して設置され、前記レセプタクルと前記タンクとの間のガスの流通を調整する流通調整弁と、
前記複数のタンクにそれぞれ対応して設置され、前記タンクの内部の温度であるタンク温度をそれぞれ検出する温度センサと、
前記タンクの内部の圧力であるタンク圧力を検出する圧力センサと、
前記ガス供給装置のガス流路と前記ガス充填対象物のガス流路とが接続されて前記ガス充填対象物が前記ガス供給装置からガスの供給を受けているガス供給状態のときに、前記タンク温度および前記タンク圧力から前記流通調整弁の状態を判定する判定部と、
前記判定部による判定結果を含むタンク情報を前記ガス供給装置に送信する通信部と、
を備え、
前記判定部は、前記ガス供給状態のときに、前記タンク温度が上昇しないタンクに設置された流通調整弁は閉塞していると判定し、
前記通信部は、前記判定部により前記流通調整弁の状態についての判定がなされると、流通調整弁が閉塞していると判定されたタンク以外のタンクについての前記タンク温度と前記タンク圧力と前記タンクの容積とをタンク情報として前記ガス供給装置に送信する、ガス充填対象物。 - ガスを収容するための複数のタンクを備えたガス充填対象物に対してガスを供給するガス供給装置であって、
所定の充填速度により前記ガス充填対象物にガスを供給するガス供給部と、
前記ガス充填対象物から前記タンクの内部の温度と、前記タンクの内部の圧力と、前記タンクの容積とを含むタンク情報を取得する通信部と、
前記ガス供給装置が前記ガス充填対象物にガスの供給をしているガス供給状態のときに、前記通信部により取得された前記タンク情報から、前記複数のタンクのそれぞれに設置されている流通調整弁の状態を判定する判定部と、
前記判定部による前記流通調整弁の状態についての判定結果に応じて、前記ガス供給部から供給されるガスの充填速度を制御する制御部と、を備え、
前記判定部は、前記ガス供給状態のときに、前記タンク温度が上昇しないタンクに設置された流量調整弁は閉塞していると判定し、
前記制御部は、前記判定部により前記流通調整弁が閉塞しているとの判定がなされると、流通調整弁が閉塞していると判定されたタンク以外のタンクについての前記タンク情報からガスの充填速度を決定する、ガス供給装置。 - ガス供給システムであって、
ガスを収容するための複数のタンクと、
所定の充填速度により前記複数のタンクにガスを供給するガス供給部と、
前記複数のタンクにそれぞれ対応して設置され、前記ガス供給部と前記タンクとの間のガスの流通を調整する流通調整弁と、
前記複数のタンクにそれぞれ対応して設置され、前記タンクの内部の温度であるタンク温度をそれぞれ検出する温度センサと、
前記タンクの内部の圧力であるタンク圧力を検出する圧力センサと、
前記ガス供給部のガス流路と前記タンクのガス流路とが接続されて前記ガス供給部から前記タンクにガスが供給されているガス供給状態のときに、前記タンク温度および前記タンク圧力から前記流通調整弁の状態を判定する判定部と、
前記判定部による前記流通調整弁の状態についての判定結果に応じて、前記ガス供給部から供給されるガスの充填速度を制御する制御部と、を備え、
前記判定部は、前記ガス供給状態のときに、前記タンク温度が上昇しないタンクに設置された流通調整弁は閉塞していると判定し、
前記制御部は、前記判定部により前記流通調整弁が閉塞しているとの判定がなされると、流通調整弁が閉塞していると判定されたタンク以外のタンクについての前記タンク温度と、前記タンク圧力と、前記タンクの容積からガスの充填速度を決定する、ガス供給システム。 - ガス供給部から複数のタンクにそれぞれ対応して設置された流通調整弁を介して前記複数のタンクにガスを供給するときのガスの供給方法であって、
前記複数のタンクの内部の温度であるタンク温度をそれぞれ検出するタンク温度検出工程と、
前記タンクの内部の圧力であるタンク圧力を検出するタンク圧力検出工程と、
前記ガス供給部のガス流路と前記タンクのガス流路とが接続されて前記ガス供給部から前記タンクにガスが供給されているガス供給状態のときに、前記タンク温度および前記タンク圧力から前記流通調整弁の状態を判定する判定工程と、
前記流通調整弁の状態についての判定の結果に応じて、前記ガス供給部から供給されるガスの充填速度を制御する制御工程と、を備え、
前記判定工程では、前記ガス供給状態のときに、前記タンク温度が上昇しないタンクに設置された流通調整弁は閉塞していると判定し、
前記制御工程では、前記判定工程において前記流通調整弁が閉塞しているとの判定がなされると、流通調整弁が閉塞していると判定されたタンク以外のタンクについての前記タンク温度と、前記タンク圧力と、前記タンクの容積からガスの充填速度を決定する、ガスの供給方法。
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