JP6066328B2 - 赤外線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、水素を燃料として駆動する車両を備えた赤外線通信システムに関する。

今日、水素を燃料として駆動する車両、すなわち水素燃料電池車の実証試験が盛んに行われている。水素燃料電池車においては、水素を貯蔵する水素タンクが設けられており、その水素タンク内の水素が少なくなった場合には水素ステーションにて水素を充填（補給）する必要がある。その充填に関し、水素燃料電池車においては、水素の給油口、つまり水素ステーションに備えられた水素供給口（ノズル）が接続される接続部に赤外線通信デバイスを配置し、水素充填の際にタンク内の温度や圧力といった情報（タンク内状態情報）をその赤外線通信デバイスで水素ステーションに送信している（例えば特許文献１参照）。そして、水素ステーションは、タンク内状態情報に応じて水素充填（水素充填圧力等）を制御している。

なお、水素充填の際にタンク内状態情報を車両から水素ステーションに送信する機能は、ＳＡＥ（Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｕｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）規格にて定められている。

特開２０１０−２３６６７３号公報

しかしながら、従来では、水素燃料電池車に設けられた赤外線通信デバイスは、水素充填の際にタンク内状態情報を送信する機能（充填通信機能）にのみ使用される単機能デバイスとなっており、その赤外線通信デバイスを設置することのうれしさが少ない。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、水素を燃料として駆動する車両に、水素ステーションとの間の充填通信に使用するための赤外線通信デバイスを設置することのうれしさを向上できる赤外線通信システム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、本発明は、水素を貯蔵する水素タンクと、他の赤外線通信デバイスとの間で赤外線通信を行う第１の赤外線通信デバイスと、水素ステーションにて前記水素タンクに水素を充填する際に前記水素タンク内の状態を示したタンク内状態情報を前記第１の赤外線通信デバイスから前記水素ステーションに送信させる通信制御手段とを備えた、前記水素タンクに貯蔵された水素を燃料として駆動する車両と、
前記水素ステーションとを備えた赤外線通信システムであって、
前記通信制御手段は、前記タンク内状態情報の赤外線通信である充填通信の他に、前記充填通信以外の前記車両に関する予め定められた機能の実行に必要な情報として予め定められた他用途情報の赤外線通信を、前記第１の赤外線通信デバイスと前記水素ステーションとの間で、又は前記第１の赤外線通信デバイスとユーザに所持される赤外線通信機能を有した携帯機との間で行わせ、
さらに、前記第１の赤外線通信デバイスと前記水素ステーション又は前記携帯機との間の赤外線通信により得られた前記他用途情報に基づいて前記機能を実行する機能実行手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、車両に設けられた第１の赤外線通信デバイスは、水素充填の際の充填通信に使用されるだけではなく、充填通信以外の用途にも使用される。すなわち、車両の通信制御手段は、充填通信以外の車両に関する予め定められた機能の実行に必要な情報（他用途情報）の赤外線通信を、第１の赤外線通信デバイスに行わせる。そして、その赤外線通信で得られた他用途情報に基づいて充填通信以外の車両に関する機能が実行されるので、第１の赤外線通信デバイスを充填通信のみに使用する場合に比べて、その赤外線通信デバイスを車両に設置することのうれしさを向上できる。また、赤外線通信機能は、ユーザに所持される携帯機に標準装備されていることが多いので、赤外線通信機能を有した携帯機を第１の赤外線通信デバイスの周辺にかざすことで、携帯機と第１の赤外線通信デバイス間で容易に他用途情報の赤外線通信が可能となる。

車両１と水素ステーション３との構成図である。 給油口１４周辺及びノズル３３の斜視図である。 携帯端末４の概略構成を示した図である。 第１実施形態におけるＥＣＵが実行する処理のフローチャートである。 第２実施形態の赤外通信システムの構成を示した図である。 第２実施形態におけるＥＣＵが実行する処理のフローチャートである。 第３実施形態におけるＥＣＵが実行する処理のフローチャートである。 第４実施形態の赤外通信システムの構成を示した図である。 第４実施形態における運行管理処理のフローチャートである。 第５実施形態の赤外通信システムの構成を示した図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の赤外線通信システムの一部を構成する車両１と水素ステーション３との構成を示している。先ず、車両１の構成を説明する。

車両１は、水素を燃料として駆動する水素燃料電池車である。すなわち、車両１には、水素を貯蔵する水素タンク１１と、その水素タンク１１に貯蔵された水素と空気（酸素）とが供給されてそれらを化学反応させることにより電力を発生させる周知の燃料電池２２と、その燃料電池２２で発電した電力により車両１を駆動する（車両１の車輪を回転させる）モータ２３とが設けられている。

また、車両１には、水素タンク１１に水素を充填する際に、水素ステーション３のノズル３３（本発明の「水素供給口」に相当）が接続される給油口１４（本発明の「接続部」に相当）が設けられている。その給油口１４は、例えば車両１の側面に設けられている。図２は、給油口１４周辺及びノズル３３を抜き出した図（斜視図）を示している。図２に示すように、給油口１４は内部に空間を有した開口であり、その開口の内部空間にはノズル３３が接続されるドーナツ状のレセプタクル１４１が設けられている。また、給油口１４には、給油口１４を開閉する蓋部としてのフューエルリッド１５がヒンジ結合されている。また、給油口１４には、フューエルリッド１５を開かないようにするロック部１８１が設けられている。また、ロック部１８１が解除されたこと、つまり給油口１４が開いたことを検知する給油口開センサ１８２（図１参照）が設けられている。

さらに、給油口１４には、水素ステーション３にて水素充填をする際に、水素タンク１１内の状態（温度、圧力）を示した情報（タンク内状態情報）を水素ステーション３に赤外線送信するための赤外線通信デバイス１７（本発明の「第１の赤外線通信デバイス」に相当）が配置されている。その赤外線通信デバイス１７は、国際標準であるＩｒＤＡ規格に基づいて赤外線通信を行うデバイスであり、外部に情報を送信するだけでなく、外部からの情報の受信もできるように構成されている。

赤外線通信デバイス１７は、図２に示すように、例えばレセプタクル１４１に隣接した位置にて、レセプタクル１４１の表面の法線方向、言い換えると、ノズル３３がレセプタクル１４１に接続された際にそのノズル３３の方向に赤外線通信を行うように、配置されている。赤外線通信デバイス１７の通信範囲は例えば数ｃｍ〜数十ｃｍ程度に設定されている。

図１に示すように、水素タンク１１とレセプタクル１４１の間は水素ガスパイプ１６で繋がっており、ノズル３３から供給された水素は、水素ガスパイプ１６を通って水素タンク１１に貯蔵されるようになっている。

車両１には、水素タンク１１内の温度を計測する温度センサ１２及び圧力を計測する圧力センサ１３が設けられている。また、車両１には、給油口１４（フューエルリッド１５）を開けることを指示する給油口オープンスイッチ１９が設けられている。その給油口オープンスイッチ１９は、水素充填の際に車両１の運転手により操作される例えばレバー式のスイッチであり、例えば運転席周辺に配置されている。給油口オープンスイッチ１９とフューエルリッド１５は機械的に又は電気的に接続されており、給油口オープンスイッチ１９が操作された場合にはロック部１８１が解除されてフューエルリッド１５が開くようになっている。

また、車両１には、運転手による操作に基づいて車両１の始動、すなわちモータ２３の始動を指示する始動スイッチ２０が設けられている。その始動スイッチ２０は、運転席周辺に設けられ、例えば、車両１のキー（メカキー）をキーシリンダに挿入した状態で、キーが始動位置まで回転されたことを示す信号を出力するスイッチである。または、車両１とキー（電子キー）との間の無線通信に基づきドアの施解錠や車両１の始動を許可する電子キーシステム（いわゆるスマートエントリーシステム）が車両１に搭載されている場合には、始動スイッチ２０は、運転席周辺に設けられたプッシュスイッチである。この場合、電子キーが車室内に存在している時に始動スイッチ２０（プッシュスイッチ）が操作されたことを条件に、車両１が始動する。

図１に示すように、車両１にはＥＣＵ２１が設けられている。そのＥＣＵ２１には、上述の温度センサ１２、圧力センサ１３、赤外線通信デバイス１７、給油口開センサ１８２、給油口オープンスイッチ１９、始動スイッチ２０及びモータ２３が電気的に接続されている。ＥＣＵ２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成され、水素充填に関する処理（水素充填処理）を含む車両１を制御するための各種処理を実行するコンピュータである。

また、ＥＣＵ２１は、ＥＣＵ２１が実行する制御プログラム等の各種情報が記憶されたメモリ２１１を備えている。そのメモリ２１１には、車両１を使用するユーザを認証するための認証情報（以下、マスター鍵情報という）が記憶されている。このマスター鍵情報は、例えば、車両１に割り当てられた車両ＩＤや車両１のユーザの個人情報（ユーザ名、ユーザＩＤ等）や、そのユーザが所持する携帯端末４（図３参照）のＩＤ（電話番号など）などである。なお、ＥＣＵ２１が実行する処理の詳細は後述する。なお、ＥＣＵ２１が本発明の「通信制御手段」に相当する。

以上が車両１の構成である。次に、水素ステーション３の構成を説明する。水素ステーション３は、水素が貯蔵された水素貯蔵部３１と、水素充填を制御する制御部３２と、水素充填の際に車両１のレセプタクル１４１に接続されるノズル３３（水素供給口）と水素貯蔵部３１の間を繋ぐ水素ガスパイプ３４と、赤外線通信デバイス３５とを備えている。

ノズル３３は、水素ガスパイプ３４の先端に設けられており、図２に示すように、同軸に配置された内筒３３１と外筒３３２とから構成されている。内筒３３１の内側は空洞になっており、水素の供給路である。その内筒３３１は、外筒３３２よりも先端側に突出する形で設けられている。その突出部が車両１のレセプタクル１４１に接続される。内筒３３１と外筒３３２との間は空洞となっており、そこに赤外線通信デバイス３５が配置されている。

その赤外線通信デバイス３５は、ＩｒＤＡ規格に基づいて赤外線通信を行うデバイスである。赤外線通信デバイス３５は、ノズル３３の軸方向において赤外線信号を送受信できるように配置されている。また、赤外線通信デバイス３５は、図２に示すように例えば内筒３３１、外筒３３２の周方向における全周に亘って配置されている。これにより、給油口１４におけるノズル３３の接続方向（周方向における接続方向）にかかわらず、赤外線通信デバイス３５は、車両１の赤外線通信デバイス１７との間で赤外線通信をすることができる。なお、赤外線通信デバイス３５が本発明の「第２の赤外線通信デバイス」に相当する。

制御部３２は、例えばＳＡＥ規格に定められたプロトコルにしたがって水素充填を制御する部分である。制御部３２には赤外線通信デバイス３５が電気的に接続されており、制御部３２はその赤外線通信デバイス３５による赤外線通信を制御する。制御部３２による処理の詳細は後述する。なお、制御部３２が本発明の「充填制御手段」に相当する。以上が水素ステーション３の構成である。

次に、水素ステーション３にて水素タンク１１に水素充填をする際のＥＣＵ２１及び制御部３２による水素充填処理を説明する。ＥＣＵ２１及び制御部３２は、レセプタクル１４１にノズル３３が接続されて赤外線通信デバイス１７、３５間で通信可能な状態になると、水素タンク１１に水素充填をする場面であると判断する。そして、ＥＣＵ２１は、温度センサ１２及び圧力センサ１３から水素タンク１１内の温度や圧力の計測値を取得し、その計測値を示した赤外線信号（タンク内状態情報）を赤外線通信デバイス１７に出力（送信）させる。

制御部３２は、赤外線通信デバイス３５に、赤外線通信デバイス１７からのタンク内状態情報を受信させて、そのタンク内状態情報（温度、圧力）を取得する。そして、制御部３２は、取得した温度や圧力に応じて水素貯蔵部３１からノズル３３に送り出す水素の状態（水素充填圧力）を制御する。具体的には、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を確認した上で、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、制御部３２は、取得した温度や圧力が適正範囲に入っていない場合や、ＥＣＵ２１から赤外線通信デバイス１７、３５を介して中止要求があった場合には、例えば水素充填を中止し又は水素充填圧力を低圧（例えば３５ＭＰａ）に設定する。なお、制御部３２は、例えば赤外線通信デバイス３５で受信した圧力、温度より算出したＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が、水素タンク１１内の水素量が満タンであることを示すＳＯＣとなった時に、水素充填を終了する。なお、ＳＯＣは水素充填状態を示す指標であり、ＳＯＣ１００％が満タンであることを示している。以上がＥＣＵ２１及び制御部３２による水素充填処理である。

本発明では、車両１の赤外線通信デバイス１７は、水素充填の際のタンク内状態情報の送信（充填通信）だけでなく、他の用途にも使用される。具体的には、本実施形態では、赤外線通信デバイス１７は、車両１のユーザを認証するために、ユーザが所持する携帯端末（携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ、電子キー等）との間でも赤外線通信を行うように使用される。

図３は、車両１のユーザが所持する携帯端末４の概略構成を示している。図３に示すように、携帯端末４は、制御部４１と赤外線通信デバイス４２とを少なくとも備えている。赤外線通信デバイス４２は、ＩｒＤＡ規格に基づいて赤外線通信を行うデバイスである。制御部４１は、赤外線通信デバイス４２による赤外線通信を制御するなど、携帯端末４の各機能（携帯端末４が携帯電話である場合には電話機能など）に関する処理を実行する部分である。なお、制御部４１が本発明の「携帯機側通信制御手段」に相当する。

また、制御部４１はメモリ４１１を備えており、そのメモリ４１１には、車両１を使用するユーザを認証するための認証情報としての鍵情報（本発明の「他用途情報」に相当）が記憶されている。その鍵情報は、車両１のメモリ２１１（図１参照）に記憶されたマスター鍵情報と対応した情報であり、例えば、車両１に割り当てられた車両ＩＤやユーザの個人情報（ユーザ名、ユーザＩＤ等）や携帯端末４（図３参照）のＩＤ（電話番号など）などである。なお、メモリ４１１が本発明の「記憶手段」に相当する。

なお、携帯端末４は、制御部４１、赤外線通信デバイス４２の他に、その携帯端末４の機能に応じた構成を備えている。例えば、携帯端末４が携帯電話の場合には、携帯端末４は、電話番号を入力する入力ボタンや入力した電話番号等を表示するディスプレイ、音声信号を送受信する送受信回路、アンテナなどを備えている。なお、携帯端末４が本発明の「携帯機」に相当する。

次に、車両１（ＥＣＵ２１）と携帯端末４との間の赤外線通信に基づく処理（以下、車両使用許可処理という）を説明する。車両１のユーザは、車両１を使用する前（車両１に乗り込む際）に、給油口オープンスイッチ１９を操作してフューエルリッド１５を開いて赤外線通信デバイス１７を外部に露出させたうえで、携帯端末４をその赤外線通信デバイス１７の前にかざす。つまり、携帯端末４を、赤外線通信デバイス１７と通信可能な位置に持っていく。なお、フューエルリッド１５を開ける手間を省略したい場合には、フューエルリッド１５の一部（赤外線通信デバイス１７の対向部分）または全部を、赤外線を通す材料（例えば透明なガラス）で構成しても良い。

ＥＣＵ２１及び制御部４１は、例えば、赤外線通信デバイス１７、４２を用いて周囲に通信可能な他の赤外線通信デバイスが存在するかを常時監視している。具体的には、ＥＣＵ２１及び制御部４１は、赤外線通信デバイス１７、４２に、周囲に通信可能な他の赤外線通信デバイスが存在するかの確認用の赤外線信号を送信させる。そして、ＥＣＵ２１及び制御部４１は、赤外線通信デバイス１７、４２が確認用の赤外線信号を受信した場合には、その赤外線信号に応答する応答赤外線信号を赤外線通信デバイス１７、４２に送信させる。そして、ＥＣＵ２１及び制御部４１は、確認用の赤外線信号の送信後に、応答赤外線信号を受信した場合に、周囲に通信可能な赤外線通信デバイスが存在すると判断する。なお、ＥＣＵ２１及び制御部４１は、例えば、赤外線通信デバイス１７、４２に送信させる確認用の赤外線信号、応答赤外線信号に、車両使用許可処理の対象となる車両、携帯端末であることを示す情報を含ませ、この情報に基づいて周囲に車両使用許可処理の対象となる車両、携帯端末が存在するかを監視する。

制御部４１は、ユーザが携帯端末４を赤外線通信デバイス１７の前にかざして、周囲に通信可能な赤外線通信デバイス１７が存在すると判断し、さらに、その赤外線通信デバイス１７は車両使用許可処理の対象となる車両に設置されたものであると判断した場合には、車両使用許可処理として、メモリ４１１に記憶された鍵情報を赤外線通信デバイス４２に送信させる。なお、携帯端末４に、鍵情報の送信を指示するスイッチを備えさせ、そのスイッチがユーザによって操作された場合に制御部４１は鍵情報を送信しても良い。

ＥＣＵ２１は、周囲に通信可能な赤外線通信デバイス４２が存在すると判断し、さらに、その赤外線通信デバイス４２は車両使用許可処理の対象となる携帯端末４に設置されたものであると判断した場合には、車両使用許可処理として、図４のフローチャートの処理を実行する。すなわち、図４の処理を開始すると、ＥＣＵ２１は、赤外線通信デバイス１７を有効にして、その赤外線通信デバイス１７に携帯端末４からの鍵情報を受信させる（Ｓ１１）。次に、受信した鍵情報に基づいて、携帯端末４を所持したユーザ、つまりこれから車両１を使用するユーザの認証を行う（Ｓ１２）。具体的には、メモリ２１１に記憶されたマスター鍵情報と、Ｓ１１で受信した鍵情報との照合を行う。なお、Ｓ１２を実行するＥＣＵ２１が本発明の「認証実行手段」に相当する。

次に、Ｓ１２の認証が成功したか否かを判断する。具体的には、マスター鍵情報と鍵情報との照合が成功した場合に認証成功とし、その照合が失敗の場合に認証失敗とする。認証成功した場合には（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、車両１の使用を許可する（Ｓ１４）。具体的には、ＥＣＵ２１は、始動スイッチ２０（図１参照）のオンを条件にモータ２３を始動させる。これによって、ユーザは、車両１を走行させることができる。Ｓ１４の後、図４のフローチャートの処理を終了する。

これに対して、Ｓ１２に認証が失敗した場合には（Ｓ１３：Ｎｏ）、車両１の使用を禁止する（Ｓ１５）。具体的には、ＥＣＵ２１は、始動スイッチ２０がオンされたとしてもモータ２３を始動させない。これによって、車両１の使用を禁止できる。なお、Ｓ１５では、モータ２３の始動の禁止に加え、又はその禁止に代えて、車両１のドアの解錠を禁止したり、車両１の操舵を行うためのステアリングをロックしたりするようにしても良い。これによっても、車室内への乗り込みやステアリングの使用を防ぐことができるので、車両１の使用を禁止できる。なお、Ｓ１３〜Ｓ１５を実行するＥＣＵ２１が本発明の「使用許可手段」に相当する。Ｓ１５の後、図４のフローチャートの処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態では、充填通信に使用するための赤外線通信デバイス１７を、車両使用許可（ユーザの認証）の用途にも用いているので、その赤外線通信デバイス１７を設置することのうれしさを向上できる。また、赤外線通信デバイス１７、４２間の鍵情報の送受信に基づき、ユーザの認証を行うので、車両１のセキュリティ性を向上できる。特に、赤外線通信は、電波を用いた通信方式に比べて、指向性を有しており、信号の届く範囲（通信範囲）が限定されているので、ユーザの認証のための鍵情報が第３者によって傍受されるおそれが少ない。よって、赤外線通信デバイス１７をユーザの認証の用途に用いることは、セキュリティの観点から好適である。また、赤外線通信デバイス１７は給油口１４に設置されているので、ユーザが車室内に乗り込む前に、ユーザの認証を行うことができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。図５は、本実施形態の赤外通信システムの構成を示している。図５の赤外線通信システムは、第１実施形態と同様の車両１、携帯端末４に加え、管理センター５を備えている。図５の車両１の構成は、図１の構成と同じである。図５の携帯端末４の構成は図３の構成と同じである。ただし、本実施形態では、携帯端末４のメモリ４１１には、車両１を使用するための鍵情報がもともと記憶されるわけではなく、管理センター５から提供される形で鍵情報が記憶される。

本実施形態では、車両１は、複数のユーザ間で共同使用される車両、つまりカーシェア用の車両（レンタカー）とされている。管理センター５は車両１を管理する施設（例えば、レンタカーの店舗）であり、具体的には、車両１をどのユーザにどの期間使用させるのか等を管理するコンピュータ５１を備えている。

以下、本実施形態における処理を説明する。車両１の使用を希望するユーザは、先ず、管理センター５に対して、車両１を使用したい旨を要求したうえで、車両１の使用日時、出発地、返却地等を指定する。つまり、ユーザは、管理センター５に対してカーシェアの予約を行う。この際、ユーザは、管理センター５に出向いて、管理センター５で直接カーシェアの予約（ユーザ自身がコンピュータ５１に予約情報を入力し、または管理センター５に居る予約係の人に入力してもらうなど）を行っても良いし、携帯端末４と管理センター５（コンピュータ５１）との間の無線通信（インターネット、携帯電話回線を用いた通信など）により、携帯端末４を用いて遠隔地からカーシェアの予約を行っても良い。

コンピュータ５１は、カーシェアの予約があった場合には、その予約を行ったユーザの携帯端末４に、車両１を使用するための鍵情報を送信する。この際、コンピュータ５１は、携帯端末４に送信する鍵情報に有効期限を設定する。この有効期限は、例えば、カーシェアの予約の際にユーザから指定された車両１の使用日時の終期に設定されたとしても良いし、予め定められた期限（例えば鍵情報の送信から２４時間後の日時）に設定されたとしても良い。

また、鍵情報を送信する際には、コンピュータ５１と携帯端末４とを有線で直接接続して鍵情報を送信しても良いし、インターネット、携帯電話回線、近距離無線通信（無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信等）等により無線で鍵情報を送信しても良い。また、メールで携帯端末４に鍵情報を送信して良い。そして、携帯端末４は、管理センター５から送信された鍵情報をメモリ４１１（図３参照）に記憶しておく。なお、管理センター５が本発明の「認証情報送信手段」に相当する。

その後、ユーザは、車両１を使用する場合には、第１実施形態と同様に、携帯端末４を給油口１４（赤外線通信デバイス１７）の前にかざす。この時、携帯端末４の制御部４１は、メモリ４１１に記憶された有効期限付きの鍵情報を赤外線通信デバイス４２に送信させる。また、ＥＣＵ２１（図１参照）は、携帯端末４が赤外線通信デバイス１７の前にかざされた時に、図６の処理を実行する。なお、図６において、図４の処理を同様の処理には同一の符号を付している。すなわち、図６の処理では、図４の処理（Ｓ１１〜Ｓ１５）に、Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８の処理が追加されている。

ＥＣＵ２１は、図６の処理を開始すると、赤外線通信デバイス１７に携帯端末４からの鍵情報を受信させ（Ｓ１１）、その鍵情報に基づいて認証を行う（Ｓ１２）。そして、認証が成功した場合には（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、車両１の使用を許可し（Ｓ１４）、認証が失敗した場合には（Ｓ１３：Ｎｏ）、車両１の使用を禁止する（Ｓ１５）。

ＥＣＵ２１は、車両１の使用を許可した場合（Ｓ１４）には、Ｓ１１で受信した鍵情報に設定された有効期限が経過したか否かを判断する（Ｓ１６）。未だ経過していない場合には（Ｓ１６：Ｎｏ）、車両１の使用の許可を継続する（Ｓ１４）。有効期限が経過した場合には（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、Ｓ１１で受信した鍵情報を無効化する（Ｓ１７）。その後、無効化した鍵情報によっては車両１の使用を許可しない、つまり車両１の使用を禁止する（Ｓ１８）。すなわち、無効化した鍵情報を記憶した携帯端末４を所持したユーザは、有効期限の経過後は、その携帯端末４から車両１に鍵情報を送信して認証を試みたとしても、ＥＣＵ２１は認証失敗と判定する。これによって、一人のユーザだけに長期間、カーシェア用の車両１が使用されてしまうのを防ぐことができる。Ｓ１８の処理の後、図６のフローチャートの処理を終了する。なお、Ｓ１３〜Ｓ１８を実行するＥＣＵ２１が本発明の「使用許可手段」に相当する。また、Ｓ１６、Ｓ１７を実行するＥＣＵ２１が本発明の「無効化手段」に相当する。

以上説明したように、本実施形態では、上記実施形態の効果に加えて、有効期限付きの車両１の使用許可を与えることができる。なお、図６のＳ１７では、ＥＣＵ２１が鍵情報を無効化していたが、携帯端末４は、メモリ４１１に記憶された鍵情報に付された有効期限に基づいて、その有効期限の経過後にその鍵情報を無効化しても良い。これによっても、有効期限の経過後は車両１の使用を禁止できる。

また、本実施形態では、管理センター５から携帯端末４に、有効期限付きの鍵情報を送信し、ＥＣＵ２１は、その有効期限に基づいて有効期限付きの車両１の使用許可を与えていたが、これに代えて次のようにしても良い。すなわち、管理センター５から携帯端末４へは有効期限が付されていない鍵情報を送信する。ＥＣＵ２１は、その鍵情報に基づいて認証を行い、認証成功した場合には、最初に認証成功した時から予め定めた期間（例えば、２４時間）だけ車両１の使用を許可し、その期間の経過後は、その鍵情報を無効化する。

また、本実施形態では、管理センター５は、ユーザが所持する携帯端末４に鍵情報を送信し、その携帯端末４を介して車両１の使用許可を与えていたが、管理センター５は、車両１の使用を希望するユーザに、鍵情報を記憶した専用の携帯機（ＩＣカード等）を配布し、その携帯機を介して、有効期限付きの車両１の使用許可を与えても良い。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。本実施形態の赤外線通信システムは、第１実施形態と同様に、図１に示す車両１と図４に示す携帯端末４とを備えている。第１実施形態では、車両１の使用許可を与えるために携帯端末４でユーザの認証を行っていたが、本実施形態は、水素充填の許可を与えるために携帯端末４でユーザの認証を行う実施形態である。以下、本実施形態における水素充填の手順を説明する。

ユーザは、水素ステーション３にて水素充填をする際には、先ず、給油口オープンスイッチ１９を操作して給油口１４を開き、ノズル３３をレセプタクル１４１に接続する前に、携帯端末４を赤外線通信デバイス１７の前にかざす。この時、携帯端末４の制御部４１は、メモリ４１１に記憶された鍵情報を赤外線通信デバイス４２に送信させる。

ＥＣＵ２１は、携帯端末４が赤外線通信デバイス１７の前にかざされた時に、図７の処理を実行する。なお、図７において、図４の処理と同様の処理には同一の符号を付している。図７の処理では、図４のＳ１４、Ｓ１５の処理に代えて、Ｓ１９、Ｓ２０の処理を実行する。すなわち、ＥＣＵ２１は、図７の処理を開始すると、赤外線通信デバイス１７に携帯端末４からの鍵情報を受信させ（Ｓ１１）、その鍵情報に基づいて認証を行う（Ｓ１２）。

その認証が成功した場合には（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、水素充填を許可する（Ｓ１９）。具体的には、ＥＣＵ２１は、例えば、水素充填を許可する許可情報を赤外線通信デバイス１７から携帯端末４（赤外線通信デバイス４２）に送信する。携帯端末４はその許可情報をメモリ４１１に記憶しておく。その後、ユーザは、携帯端末４を水素ステーション３に通信可能に接続する（例えば、赤外線通信接続や、無線ＬＡＮ接続など）。この時、携帯端末４（制御部４１）は、メモリ４１１に記憶された許可情報を水素ステーション３に送信する。水素ステーション３の制御部３２は、この許可情報を受信したことを条件に水素充填を許可する。すなわち、制御部３２は、ノズル３３がレセプタクル１４１に接続されている時に、水素貯蔵部３１に貯蔵された水素をノズル３３から噴出させる。これにより、水素タンク１１に水素を充填することができる。

なお、ＥＣＵ２１は、認証が成功した場合には（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、ノズル３３がレセプタクル１４１に接続されている時に、赤外線通信デバイス１７にタンク内状態情報を送信させる。

一方、ＥＣＵ２１は、認証が失敗した場合には（Ｓ１３：Ｎｏ）、水素充填を禁止する（Ｓ２０）。具体的には、ＥＣＵ２１は、上記許可情報を携帯端末４に送信しない。これによって、水素ステーション３は携帯端末４を介して許可情報を受信することはないので、ノズル３３をレセプタクル１４１に接続したとしても、そのノズル３３から水素は噴出されない。Ｓ１９、Ｓ２０の処理の後、図７のフローチャートの処理を終了する。なお、Ｓ１９、Ｓ２０を実行するＥＣＵ２１が本発明の「充填許可手段」に相当する。

以上説明したように、本実施形態によれば、車両１の正規のユーザのみが水素充填を行うことできる。また、充填通信に使用するための赤外線通信デバイス１７を、水素充填の許可（ユーザの認証）の用途にも用いているので、その赤外線通信デバイス１７を設置することのうれしさを向上できる。

なお、本実施形態では、認証が成功した場合には、携帯端末４を介して、車両１から水素ステーションに許可情報を送信していたが、認証成功後にノズル３３がレセプタクル１４１に接続された時に、ＥＣＵ２１は、赤外線通信デバイス１７から赤外線通信デバイス３５に許可情報を送信しても良い。これによって、携帯端末４から水素ステーション３に許可情報を送信させる手間を省略できるので、ユーザの負担を減らすことができる。また、車両１からのタンク内状態情報を水素ステーション３が受信したことを条件に水素充填を許可する構成の場合には、ＥＣＵ２１は、認証が成功した場合にはタンク内状態情報を水素ステーション３に送信し、認証が失敗した場合にはタンク内状態情報の送信を停止しても良い。これによっても、認証結果に応じて水素充填の許可と禁止の切り替えを実現することができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。図８は、本実施形態の赤外線通信システムの構成を示している。図８の赤外線通信システムは、図１の構成を有した車両１、水素ステーション３に加え、管理センター６を備えている。なお、水素ステーション３と管理センター６は、同一敷地内に設置されたとしても良いし、別の場所に設置されたとしても良い。

本実施形態の車両１は、例えばバス、タクシーなどの公共交通機関として使用される車両である。管理センター６は、その車両１の運行（運行日時、走行距離、燃料（水素）残量、走行ルートなど）を管理する施設である。その管理センター６は、図８に示すように、制御部６１と通信部６２とデータベース６３とを備えている。通信部６２は、水素ステーション３との間で通信（無線通信又は有線通信）を行う部分である。なお、水素ステーション３は、図８に示すように、管理センター６（通信部６２）との間で通信を行う通信部３６を備えている。データベース６３は、車両１の運行に関する情報（以下、車両情報という）（本発明の「他用途情報」に相当）を記憶した記憶部である。制御部６１は、車両１（ＥＣＵ２１）及び水素ステーション３と連携して、車両１の運行管理に関する処理（以下、運行管理処理という）を実行するコンピュータである。

以下、運行管理処理の詳細を説明する。図９は、運行管理処理のフローチャートを示している。なお、図９のフローチャートでは、ＥＣＵ２１が実行する処理、水素ステーション３が実行する処理、制御部６１が実行する処理を含むとともに、一部（Ｓ２２）は車両１が走行状態であることを示したステップを含む。

車両１のユーザ（バス、タクシーの運転手など）は、車両運行日（当日）における、車両１を走行させる前（運行前）に、水素ステーション３にて車両１の水素充填を行う。すなわち、水素ステーション３の制御部３２（図１参照）は、ノズル３３がレセプタクル１４１に接続された状態で、ノズル３３から水素を噴出させる（Ｓ２１）。また、ＥＣＵ２１は、赤外線通信デバイス１７にタンク内状態情報を送信させる（Ｓ２１）。

さらに、ＥＣＵ２１は、タンク内状態情報に加えて、車両１の現状の車両情報（走行距離、燃料残量（水素残量）、走行ルートなど）を、赤外線通信デバイス１７に送信させる（Ｓ２１）。なお、車両１には、車両情報を検出するセンサが設けられている。すなわち、車両情報として走行距離、燃料残量、走行ルートを用いる場合には、車両１には、累積走行距離を計測するセンサ（オドメーター）、水素タンク１１内の水素残量を計測するセンサ、走行ルートを検出するセンサ（例えば車両１の現在地を検出し、道路地図上にその現在地を表示するナビゲーション装置など）が設けられている。ＥＣＵ２１は、前回の車両１の運行の際に、それらセンサで検出された車両情報をメモリ２１１に記憶しておき、Ｓ２１では、このメモリ２１１に記憶された車両情報を赤外線通信デバイス１７に送信させる。この車両情報は、水素ステーション３の赤外線通信デバイス３５で受信される（Ｓ２１）。なお、メモリ２１１が本発明の「車両情報記憶手段」に相当する。

そして、制御部３２は、赤外線通信デバイス３５が受信した車両情報を、通信部３６（図８参照）を用いて管理センター６（通信部６２）に送信する（Ｓ２１）。管理センター６の制御部６１は、通信部６２が受信した車両情報をデータベース６３に記憶しておく（Ｓ２１）。

ユーザは、車両１の水素充填を行った後、車両１を走行（運行）させる（Ｓ２２）。ＥＣＵ２１は、今回の走行（運行）が終了したときに、車両情報を検出するセンサから最新の車両情報を取得して、取得した車両情報をメモリ２１１に記憶しておく（Ｓ２２）。

車両１のユーザは、次の日（次回の車両運行日）における、車両１を走行させる前に、水素ステーション３にて車両１の水素充填を行う。この際、Ｓ２１と同様に、ＥＣＵ２１は、赤外線通信デバイス１７を用いて、水素ステーション３に現状の（最新の）車両情報を送信する（Ｓ２３）。水素ステーション３の制御部３２は、通信部３６を用いて、この車両情報を管理センター６に送信する（Ｓ２３）。

次に、管理センター６の制御部６１は、Ｓ２３で受信した車両情報をデータベース６３に記憶する（Ｓ２４）。この際、制御部６１は、Ｓ２１で記憶しておいた前日の車両情報と、Ｓ２３で受信した車両情報との差分データをとって、この差分データ、つまり今回の運行での走行距離、燃料使用量（水素使用料）、走行ルート比較などのデータをデータベース６３で管理する（Ｓ２４）。これによって、各運行日にＳ２４の処理が行われることで、データベース６３には、各運行日での走行距離、燃料使用量（水素使用料）、走行ルートなどの履歴データが蓄積されていく。よって、この履歴データに基づき、車両１の運行を管理することができる。なお、管理センター６が本発明の「蓄積手段」に相当する。

以上説明したように、本実施形態によれば、充填通信に使用するための赤外線通信デバイス１７を、車両１の運行管理の用途にも用いているので、その赤外線通信デバイス１７を設置することのうれしさを向上できる。また、車両１から管理センター６への車両情報の吸いだしは、車両１への水素充填時に水素ステーション３を介して行っているので、ユーザの無意識にその車両情報を運行管理データとして活用することができる。

なお、本実施形態では、水素充填時に水素ステーション３を介して車両情報の吸いだしを行っているが、ユーザが所持する携帯端末４（図３参照）を介して車両情報の吸いだしを行っても良い。すなわち、ユーザは、携帯端末４を給油口１４にかざし、この時にＥＣＵ２１は赤外線通信デバイス１７に車両情報を携帯端末４へ送信させる。その後、携帯端末４から管理センター６に車両情報を送信する。この場合、携帯端末４と管理センター６とは互いに通信可能な通信部を備える必要がある。これによって、水素充填時以外の時でも簡単に車両情報の吸いだしを行うことができる。

また、車両情報を携帯端末４に送信した場合には、その車両情報を管理センター６に送信しないで、携帯端末４で車両１の車両情報（運行管理データ）を記憶し、ディスプレイで閲覧できるようにしても良い。つまり、携帯端末４で車両１の運行を管理しても良い。これによって、ユーザは容易に車両１の運行状況を把握することができる。また、本実施形態では、車両１は公共交通機関として説明したが、当然、車両１は個人ユーザに使用される車両でも良い。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態を上記実施形態と異なる部分を中心に説明する。図１０は、本実施形態の赤外線通信システムの構成を示している。図１０の赤外線通信システムは、図１の構成を有した車両１、図３の構成を有した携帯端末４に加え、電子決済センター７を備えている。

図１０の赤外線通信システムは、車両１で使用した水素量（水素使用量）に応じた料金を携帯端末４を介して電子決済するシステムとされている。電子決済センター７は、水素使用量に応じた料金を電子決済する施設であり、例えば、水素ステーション３自身であったり、携帯端末４の使用料（携帯端末４が携帯電話の場合には、ユーザに対して通話料等を請求する携帯電話会社）であったりする。なお、電子決済センター７が本発明の「電子決済手段」に相当する。

以下、水素使用量に応じた料金を電子決済する手順を説明する。車両１のＥＣＵ２１は、水素ステーション３（図１参照）にて水素充填を行った際に、今回の水素充填量を算出する。水素充填終了後、ユーザは、携帯端末４を給油口１４にかざす。この時、ＥＣＵ２１は、今回の水素充填量を、車両１で使用する水素量（水素使用量）（本発明の「他用途情報」に相当）として、赤外線通信デバイス１７に送信させる。携帯端末４の制御部４１は、赤外線通信デバイス４２が受信した水素使用量をメモリ４１１に記憶しておく。そして、この手順を、水素充填をする度に行う。よって、メモリ４１１には、水素充填ごとの水素使用量が蓄積されていく。

ユーザは、適当なタイミングで、携帯端末４から電子決済センター７に、メモリ４１１に記憶された積算の水素使用量を送信する。この水素使用量の送信は、インターネット等のネットワークを介して行っても良いし、ユーザが電子決済センター７（例えば水素ステーション３）に出向いたときに電子決済センター７に設けられた送信機と携帯端末４との間の近距離無線通信に基づいて行っても良い。なお、水素使用量を電子決済センター７への送信は、水素充填をする度に行っても良いし、月末などの所定タイミングに行っても良い。

電子決済センター７は、携帯端末４から送信された水素使用量と単位使用量当たりの料金とに基づき、水素使用量に応じた料金を算出し、この料金で電子決済を行う。具体的には、例えば、携帯端末４の毎月の使用料（通話料）に水素使用量に応じた料金を追加して、ユーザに請求する。

または、例えば、ユーザは、事前に電子決済センター７に電子マネーの購入金額を支払い、電子決済センター７はその購入金額に応じた電子マネー（ポイント）を携帯端末４に送信する（電子マネーのチャージ）。なお、電子マネーの送信は、インターネット等のネットワークを介して行っても良いし、ユーザが電子決済センター７（例えば水素ステーション３）に出向いたときに電子決済センター７に設けられた送信機と携帯端末４との近距離無線通信に基づいて行っても良い。電子決済センター７は、携帯端末４から水素使用量が送信された場合には、この水素使用量に応じた料金だけ、携帯端末４にチャージされた電子マネーを減らす。

以上説明したように、本実施形態では、充填通信に使用するための赤外線通信デバイス１７を、水素使用量に応じた料金支払いの用途にも用いているので、その赤外線通信デバイス１７を設置することのうれしさを向上できる。また、ユーザは、水素充填の度に現金で支払う必要がないので、簡易に水素充填を行うことができる。

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、上記第１〜第５実施形態のうちの２つ以上を組み合わせたとしても良い。また、上記実施形態で説明した用途以外の用途で、赤外線通信デバイス１７を用いても良い。例えば、車両１に備えられた保守性が求められる部品（例えば水素タンク１１、タイヤなど）の管理（例えば耐用年数期限など）の用途で、赤外線通信デバイス１７を用いても良い。具体的には、車両１に保守性が求められる部品の劣化状態を検出する手段（例えばタイヤの溝深さを検出するセンサ）を設ける。その手段が検出した劣化状態をメモリ２１１に記憶しておく。また、例えば、水素タンク１１等の耐用年数期限は予めメモリ２１１に記憶しておく。そして、ユーザが携帯端末４を給油口１４にかざした際に、メモリ２１１に記憶された部品の劣化状態や耐用年数期限を、赤外線通信デバイス１７を用いて携帯端末４に送信する。携帯端末４は、部品の劣化状態や耐用年数期限を表示するなどして、ユーザに通知する。これによって、ユーザは、部品の劣化状態や耐用年数期限などを容易に確認することができる。

１ 車両
３ 水素ステーション
４ 携帯端末（携帯機）
５、６ 管理センター
７ 電子決済センター
１７ 赤外線デバイス（第１の赤外線デバイス）
２１ ＥＣＵ

Claims (9)

1. 水素を貯蔵する水素タンク（１１）と、他の赤外線通信デバイスとの間で赤外線通信を行う第１の赤外線通信デバイス（１７）と、水素ステーション（３）にて前記水素タンクに水素を充填する際に前記水素タンク内の状態を示したタンク内状態情報を前記第１の赤外線通信デバイスから前記水素ステーションに送信させる通信制御手段（２１）とを備えた、前記水素タンクに貯蔵された水素を燃料として駆動する車両（１）と、
   前記水素ステーションとを備えた赤外線通信システムであって、
   前記通信制御手段（Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ２３）は、前記タンク内状態情報の赤外線通信である充填通信の他に、前記充填通信以外の前記車両に関する予め定められた機能の実行に必要な情報として予め定められた他用途情報の赤外線通信を、前記第１の赤外線通信デバイスと前記水素ステーションとの間で、又は前記第１の赤外線通信デバイスとユーザに所持される赤外線通信機能を有した携帯機（４）との間で行わせ、
   さらに、前記第１の赤外線通信デバイスと前記水素ステーション又は前記携帯機との間の赤外線通信により得られた前記他用途情報に基づいて前記機能を実行する機能実行手段（Ｓ１２〜Ｓ１５、Ｓ１６〜Ｓ１８、Ｓ１９、Ｓ２０、５、６、７）を備えることを特徴とする赤外線通信システム。
2. 前記車両は、前記水素タンクに水素を充填する際に前記水素ステーションに備えられた水素供給口（３３）が接続される接続部（１４）を備え、
   前記第１の赤外線通信デバイスは、前記接続部に設けられ、
   前記水素ステーションは、
   前記水素供給口が前記接続部に接続された際に前記第１の赤外線通信デバイスと通信可能な位置に設けられ、前記第１の赤外線通信デバイスとの間で赤外線通信を行う第２の赤外線通信デバイス（３５）と、
   前記第２の赤外線通信デバイスが受信した前記タンク内状態情報に応じて前記接続部に接続された前記水素供給口から前記水素タンクへの水素充填を制御する充填制御手段（３２）とを備えることを特徴とする請求項１に記載の赤外線通信システム。
3. 前記携帯機は、前記車両のユーザを認証するための認証情報を前記他用途情報として記憶する記憶手段（４１１）と、前記携帯機を前記第１の赤外線通信デバイスの周辺にかざした際に前記認証情報を赤外線通信で前記第１の赤外線通信デバイスに送信する携帯機側通信制御手段（４１）とを備え、
   前記機能実行手段は、前記車両に設けられ、前記第１の赤外線通信デバイスが受信した前記認証情報に基づいて前記車両を使用するユーザが正規のユーザか否かの認証を前記機能として実行する認証実行手段（Ｓ１２）を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の赤外線通信システム。
4. 前記機能実行手段は、前記機能として、前記認証実行手段による認証が成功した場合には前記車両の使用を許可し、失敗した場合には前記車両の使用を禁止する使用許可手段（Ｓ１３〜Ｓ１５、Ｓ１６〜Ｓ１８）を備えることを特徴とする請求項３に記載の赤外線通信システム。
5. 前記車両は、複数のユーザ間で共同使用される車両であり、
   前記機能実行手段は、
   前記車両の使用を希望するユーザの前記携帯機に、前記認証情報を前記車両の使用前に予め送信する認証情報送信手段（５）と、
   予め定められた有効期限の経過後に前記認証情報送信手段が前記携帯機に送信した前記認証情報を無効化する無効化手段（Ｓ１６、Ｓ１７）とを備え、
   前記使用許可手段（Ｓ１４、Ｓ１８）は、前記認証実行手段による認証が成功した場合には前記有効期限が経過するまでは前記車両の使用を許可し、前記無効化手段が前記認証情報を無効化した後は前記車両の使用を禁止することを特徴とする請求項４に記載の赤外線通信システム。
6. 前記機能実行手段は、前記機能として、前記認証実行手段による認証が成功した場合には前記水素タンクへの水素充填を許可し、失敗した場合には前記水素タンクへの水素充填を禁止する充填許可手段（Ｓ１９、Ｓ２０）を備えることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の赤外線通信システム。
7. 前記車両は、前記車両に関する車両情報を記憶する車両情報記憶手段（２１１）を備え、
   前記通信制御手段は、前記他用途情報として前記車両情報記憶手段に記憶された前記車両情報を、前記第１の赤外線通信デバイスから前記水素ステーション又は前記携帯機に送信させ、
   前記機能実行手段は、前記車両の外部に設けられ、前記機能として前記水素ステーション又は前記携帯機が受信した前記車両情報を前記車両の管理データとして蓄積する蓄積手段（６）を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の赤外線通信システム。
8. 前記通信制御手段は、前記水素ステーションにて前記水素タンクに水素を充填する際に、前記タンク内状態情報に加え、前記車両情報を前記第１の赤外線通信デバイスから前記水素ステーションに送信させることを特徴とする請求項７に記載の赤外線通信システム。
9. 前記通信制御手段は、前記携帯機を前記第１の赤外線通信デバイスの周辺にかざした際に、前記他用途情報として前記車両での水素使用量を前記第１の赤外線通信デバイスから前記携帯機に送信させ、
   前記機能実行手段は、前記機能として、前記携帯機が受信した前記水素使用量に応じた料金を電子決済する電子決済手段（７）を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の赤外線通信システム。
   

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