JP6399972B2 - 水素ステーションのセルフ充填システム - Google Patents

Description

本発明は、水素ステーション（圧縮水素スタンド）において利用者が自身でセルフ充填機を操作して水素燃料自動車への水素の充填作業を行うためのセルフ充填システムに関する。
ここでいう水素燃料自動車とは、水素を燃料とする自動車で、水素を燃料として発電する燃料電池自動車の他、水素を直接燃焼させて出力を得るようにした内燃機関を備える自動車などを含む。

水素ステーションにおいては、特許文献１に示されるように、充填機（ディスペンサー）を用いて、蓄圧器ユニットから供給される高圧の水素ガスを水素燃料自動車（その車載タンク）に充填する。
かかる充填作業は、現状では、高圧ガス保安法に基づく有資格者の指導の下で行わなければならない。利用者がセルフ充填を行った場合、トラブルの対応が迅速に行えないからである。

特開２００８−２０２６１９号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされたもので、利用者によるセルフ充填を遠隔にて監視し支援することができるセルフ充填システムを提供することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る水素ステーションのセルフ充填システムは、は、遠隔の監視施設の指導員がセルフ充填機付近の利用者を画像により監視できる画像監視装置と、前記指導員と前記利用者との間で双方向の通話が可能な通話装置と、前記監視施設での指導員の操作に基づいて前記セルフ充填機による充填を許可又は禁止できる充填許可／禁止指令装置と、前記水素燃料自動車のナンバーを読取るナンバー読取装置と、ナンバーごとに充填履歴を記憶していて、読取ったナンバーに基づいて充填履歴を前記指導員に報知する充填履歴報知装置と、を含んで構成される。

前記画像監視装置は、水素火炎を可視化できるカメラと、このカメラによる可視化画像に基づいて水素火炎を検知する水素火炎検知部とを備え、前記充填許可／禁止指令装置は、前記水素火炎検知部からの水素火炎検知信号に基づいて自動的に前記セルフ充填機による充填を禁止できる構成であるとよい。
前記セルフ充填システムは、水素燃料自動車に搭載されて自動車側の情報を充填機側に提供する情報通信装置から、自動車側の情報を取得する情報取得装置を更に含んで構成され、前記充填許可／禁止指令装置は、前記情報取得装置により取得した自動車側の情報に基づいて前記セルフ充填機による充填を許可又は禁止できる構成であるとよい。

本発明によれば、画像監視装置を備えることで、指導員が利用者の充填中の挙動を監視することができる。
また、双方向の通話装置を備えることで、利用者からの問い合わせや、指導員による支援が可能となる。
また、充填許可／禁止指令装置を備えることで、利用者からの問い合わせに応じて充填を許可したり、異常を感じた場合などに充填を禁止したりすることができる。
また、ナンバー読取装置及び充填履歴報知装置を備えることで、充填履歴に応じた適切な指導が可能となる。

更に、水素火炎を可視化して、これを検知し、自動的に充填を禁止する構成を追加することで、安全性を更に向上させることが可能となる。
更に、自動車側の情報（例えば、タンク温度、圧力、容積、充填率、水素漏洩の有無など）を取得し、これに基づいて充填を許可又は禁止する構成を追加することで、安全性をより一層向上させることが可能となる。

本発明の一実施形態を示すセルフ充填システムの概略構成図

以下、本発明の実施の形態について、図１に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態を示すセルフ充填システムの概略構成図である。

水素ステーションのセルフ充填エリア１には、セルフ充填機（ディスペンサー）２が設置されている。
セルフ充填機２は、タッチパネル式のオーダー機を備える。従って、利用者は、画面表示と音声ガイダンスとに従って、セルフ充填機２の充填ノズル３により、図示しない蓄圧器ユニットから供給される高圧の水素ガスを水素燃料自動車（その車載タンク）４に充填することができる。
尚、セルフ充填機２が設置されるセルフ充填エリア１は、複数の充填機を有する水素ステーションの１エリアであってもよいし、給油設備を有するサービスステーション（水素ステーションを含む）の１エリアであってもよい。

遠隔の監視施設５には、セルフ充填エリア１のセルフ充填機２と通信可能な監視装置（監視用コンピュータ）６が設置され、指導員が待機している。
尚、監視施設５は、複数の水素ステーション（あるいはサービスステーション）を集中管理する集中管理施設（例えば水素出荷センターの管理室）であってもよいし、各ステーション内のサービスルームなどであってもよい。
また、監視施設５は、１つの施設で、複数のセルフ充填エリア１の監視を行うことができる。

セルフ充填エリア１のセルフ充填機２と監視施設５の監視装置６との間には、画像監視装置１１、通話装置（音声通信装置）１２、及び、充填許可／禁止指令装置１３が設けられる。

画像監視装置１１は、セルフ充填機２側に設けられた監視カメラ１１ａと、監視装置６側に設けられたディスプレイ１１ｂと、監視カメラ１１ａにより撮像された画像をディスプレイ１１ｂ側に送信する通信部１１ｃと、ディスプレイ１１ｂ側で画像処理を行う画像処理回路１１ｄと、を含んで構成される。これにより、遠隔の監視施設５の指導員がセルフ充填機２付近の利用者を画像により監視できる。

画像監視装置１１は、また、セルフ充填機２側に設けられて水素火炎を可視化できるカメラ１１ｅと、このカメラ１１ｅにより得た可視化情報を画像処理回路１１ｄに送信する通信部１１ｆと、を更に含んで構成される。

水素火炎可視化カメラ１１ｅとしては、次の（１）又は（２）の方式のカメラを用いることができる。
（１）光学バンドパスフィルタを用いて水素火炎の発光スペクトルの中からスペクトル強度の大きい紫外光のみを取り出し、これを光電子増倍管で増幅してＣＣＤで電気信号に変換することにより、太陽光線下では肉眼には殆ど透明にしか見えない水素火炎を紫外画像化する。
（２）水素ガスの燃焼によって生じる火炎周囲の高温蒸気、ならびに火炎によって熱せられた物体から発せられる黒体輻射の赤外光を赤外光対応のサーモカメラで選別・集光することにより、火炎周囲の高温領域を赤外画像（熱画像）として捉える。

画像処理回路１１ｄは、水素火炎可視化カメラ１１ｅによる可視化画像に基づいて水素火炎を検知する水素火炎検知部としての機能を備える。
画像処理回路１１ｄは、また、監視カメラ（通常のＣＣＤカメラ）１１ａで得た背景画像と水素火炎可視化カメラ１１ｅで得た画像とを重ね合わせるように画像処理することにより、ディスプレイ１１ｂ上に重ね合わせた画像を表示させることができる。

通話装置１２は、セルフ充填機２側の利用者と監視装置６側の指導員との間で双方向の通話（音声通信）可能にする。通話装置１２は、具体的には、セルフ充填機２側に設けられたマイク及びスピーカセット１２ａと、監視装置６側に設けられたマイク及びスピーカセット１２ｂと、各マイクにより得た音声を各スピーカへ送る通信部１２ｃと、を含んで構成される。

充填許可／禁止指令装置１３は、監視施設５での指導員による監視装置６の操作に基づいてセルフ充填機２による充填を物理的に許可又は禁止することができる。充填許可／禁止指令装置１３は、具体的には、セルフ充填機２側にて水素供給路に設けられたバルブ１３ａと、監視装置６側に設けられたバルブ制御回路１３ｂと、バルブ制御回路１３ｂからバルブ１３ａへ制御信号を送る通信部１３ｃと、を含んで構成され、監視装置６側のバルブ制御回路１３ｂには指導員が操作可能な指令スイッチ１３ｄが接続されている。従って、指令スイッチ１３ｄの操作により、バルブ制御回路１３ｂを介して、バルブ１３ａを開閉でき、バルブ１３ａを開くことで充填を許可でき、バルブ１３ａを閉じることで充填を禁止できる。

充填許可／禁止指令装置１３は、また、水素火炎検知部を有する画像処理回路１１ｄからの水素火炎検知信号に基づいてセルフ充填機２による充填を自動的に禁止することができる。具体的には、水素火炎検知部を有する画像処理回路１１ｄからの水素火炎検知信号が充填許可／禁止指令装置１３のバルブ制御回路１３ｂに入力されるように構成されている。従って、水素火炎検知信号に基づいて、バルブ制御回路１３ｂにより、バルブ１３ａを閉じることで、充填を禁止できる。

前記通信部１１ｃ（及び１１ｆ）、１２ｃ、１３ｃについては、有線通信であってもよいし、無線通信であってよい。また、インターネットを含む様々なネットワークを経由させるなどしてもよい。また、これらの通信部１１ｃ〜１３ｃは別々に構成する必要はなく、情報を一体的に送受信してもよい。

水素燃料自動車４には、自動車側の情報を充填機側に提供する情報通信装置１４が設けられている。自動車側の情報としては、例えば、タンクの温度、圧力、容積、充填率、水素漏洩の有無などを挙げることができる。
セルフ充填機２には、情報通信装置１４から自動車側の情報を取得する情報取得装置１５が設けられている。

情報通信装置１４から情報取得装置１５への情報の伝達は、情報通信装置１４を発信側、情報取得装置１５側を受信側として、無線通信（ブルートゥース（登録商標）などの近距離無線通信を含む）により行ってもよいし、セルフ充填機２の充填ノズル３を水素燃料自動車４の充填口に差込むことで情報通信装置１４と情報取得装置１５とが接続される構成により行ってもよい。

充填許可／禁止指令装置１３は、情報取得装置１５により取得した自動車側の情報に基づいてセルフ充填機２による充填を許可又は禁止することができる。具体的には、セルフ充填機２側の情報取得装置１５により取得した自動車側の情報が、前記通信部１１ｃ〜１３ｃと同様の通信部１６により、監視装置６側のバルブ制御回路１３ｂに伝送されるように構成されている。従って、自動車側の情報に基づいて、バルブ制御回路１３ｂにより、バルブ１３ａを開閉制御することで、充填を許可又は禁止できる。

セルフ充填システムのセルフ充填機２は、タッチパネル式の水素充填のオーダー機を備え、利用者は基本的には画面表示と音声ガイダンスとに従って充填作業を行うことができるが、本実施形態のセルフ充填システムは、画像監視装置１１、通話装置１２、及び、充填許可／禁止指令装置１３を備えることで、次のような作用効果が得られる。

利用者からの問い合わせに応じて、充填を許可したり、充填方法を口頭で詳しく説明したりすることができる。
また、充填中は、指導員がディスプレイにて監視することにより、適宜、利用者を支援することができる。
また、充填中の利用者の挙動を監視し、危険を感じたり、異常な状況の場合には、充填を禁止することができる。
従って、何らかのトラブルを生じた場合でも、遠隔といえども有資格者が適切に対応することができる。

また、本実施形態のセルフ充填システムでは、画像監視装置１１は、水素火炎を可視化できるカメラ１１ｅと、このカメラ１１ｅによる可視化画像に基づいて水素火炎を検知する水素火炎検知部（画像処理回路１１ｄに内蔵）とを備え、充填許可／禁止指令装置１３は、水素火炎検知部からの水素火炎検知信号に基づいて自動的にセルフ充填機２による充填を禁止できる構成である。
このように、水素火炎を可視化して、これを検知し、自動的に充填を禁止するので、安全性を更に向上させることが可能となる。

また、本実施形態のセルフ充填システムは、水素燃料自動車４に搭載されて自動車側の情報を充填機側に提供する情報通信装置１４から、自動車側の情報を取得する情報取得装置１５を更に含んで構成され、充填許可／禁止指令装置１３は、情報取得装置１５により取得した自動車側の情報に基づいてセルフ充填機２による充填を許可又は禁止できる構成である。
このように、自動車側の情報（例えば、タンクの温度、圧力、容積、充填率、水素漏洩の有無など）を取得することで、充填を許可又は禁止したり、充填中にきめ細かく流量制御することができる。従って、安全性をより一層向上させることが可能となるだけでなく、いわゆる「通信充填」により、充填の高速化、効率化を図ることも可能となる。自動車側の情報を取得できない場合は、低流量での流量一定充填となり、充填に時間がかかるからである。

また、セルフ充填エリア１には、水素燃料自動車４のナンバーを読取るナンバー読取装置１７が備えられている。ナンバー読取装置１７により取得したナンバー情報は、前記通信部１１ｃ〜１３ｃと同様の通信部１８により、監視施設５の監視装置６側の充填履歴報知装置１９に伝送される。

充填履歴報知装置１９は、ナンバーごとに積算充填回数などの充填履歴を記憶する記憶部を有していて、読取ったナンバーに基づいて、当該ナンバーの充填履歴を更新する一方、その充填履歴を画面表示等により指導員に報知する。
指導員に報知する充填履歴には、充填履歴（積算充填回数）そのものの他、充填履歴（積算充填回数）からコンピュータが判断した指導の必要性（例えば、積算充填回数＜所定値の場合に、要指導）を含む。

このようなナンバー読取装置１７及び充填履歴報知装置１９を備えることで、充填履歴に応じた適切な指導が可能となる。

尚、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。

１ セルフ充填エリア
２ セルフ充填機
３ 充填ノズル
４ 水素燃料自動車
５ 監視施設
６ 監視装置（監視用コンピュータ）
１１ 画像監視装置
１１ａ 監視カメラ
１１ｂ ディスプレイ
１１ｃ 通信部
１１ｄ 水素火炎検知部を有する画像処理回路
１１ｅ 水素火炎可視化カメラ
１１ｆ 通信部
１２ 通話装置
１２ａ マイク及びスピーカセット
１２ｂ マイク及びスピーカセット
１２ｃ 通信部
１３ 充填許可／禁止指令装置
１３ａ バルブ
１３ｂ バルブ制御回路
１３ｃ 通信部
１３ｄ 指令スイッチ
１４ 情報通信装置
１５ 情報取得装置
１６ 通信部
１７ ナンバー読取装置
１８ 通信部
１９ 充填履歴報知装置

Claims (3)

1. 水素ステーションにおいて利用者が自身でセルフ充填機を用いて水素燃料自動車への水素の充填作業を行うためのセルフ充填システムであって、
   遠隔の監視施設にて指導員がセルフ充填機付近の利用者を画像により監視できる画像監視装置と、
   前記指導員と前記利用者との間で双方向の通話が可能な通話装置と、
   前記監視施設での指導員の操作に基づいて前記セルフ充填機による充填を許可又は禁止できる充填許可／禁止指令装置と、
   前記水素燃料自動車に搭載されて自動車側の情報を充填機側に提供する情報通信装置から、自動車側の情報を取得する情報取得装置と、
   水素ステーションにて前記水素燃料自動車のナンバーを読取るナンバー読取装置と、
   ナンバーごとに積算充填回数を含む充填履歴を記憶していて、読取ったナンバーに基づいて積算充填回数を含む充填履歴を指導の要否の判断のために前記指導員に報知する充填履歴報知装置と、
   を含んで構成され、
   遠隔の監視施設にて、前記画像監視装置により取得した利用者の画像、前記情報取得装置により取得した自動車側の情報、及び、前記充填履歴報知装置により取得した充填履歴に基づいて、セルフ充填の許可、禁止及び指導を行うことができることを特徴とする、水素ステーションのセルフ充填システム。
2. 前記画像監視装置は、水素火炎を可視化できるカメラと、このカメラによる可視化画像に基づいて水素火炎を検知する水素火炎検知部とを備え、
   前記充填許可／禁止指令装置は、前記水素火炎検知部からの水素火炎検知信号に基づいて自動的に前記セルフ充填機による充填を禁止できることを特徴とする、請求項１記載の水素ステーションのセルフ充填システム。
3. 前記監視施設は、複数の水素ステーションのセルフ充填機に対し、１つ設けられ、１つの監視施設で、複数のセルフ充填エリアの監視を行うことができることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の水素ステーションのセルフ充填システム。

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