JP6645796B2 - Gas filling equipment - Google Patents

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Description

本発明は、例えば水素等の高圧ガスを車両の燃料タンクに充填するのに好適に用いられるガス充填装置に関する。   The present invention relates to a gas filling apparatus suitably used for filling a fuel tank of a vehicle with a high-pressure gas such as hydrogen.

一般に、水素、天然ガス等の高圧ガスを蓄圧器からガス供給経路等を介して被充填タンク(4輪自動車等の車両に搭載した燃料タンク)へと、両者間の圧力差を利用して充填するようにしたガス充填装置は知られている(例えば、特許文献1参照)。この種の従来技術によるガス充填装置は、例えばガス供給経路の途中に複数の温度センサおよび/または圧力センサ等を設け、夫々のセンサによる検出値の一致、不一致等によりセンサ異常を検出できるようにしている。   Generally, high-pressure gas such as hydrogen or natural gas is charged from a pressure accumulator to a tank to be charged (a fuel tank mounted on a vehicle such as a four-wheel vehicle) through a gas supply path or the like by utilizing a pressure difference between the two. A known gas filling apparatus is known (for example, see Patent Document 1). This type of conventional gas filling apparatus is provided with, for example, a plurality of temperature sensors and / or pressure sensors in the middle of a gas supply path so that sensor abnormality can be detected based on coincidence or inconsistency of the detection values of the respective sensors. ing.

特開2015−21573号公報JP 2015-21573 A

ところで、上述した従来技術では、例えば2つの圧力センサによる検出値が不一致になると、圧力センサが異常として被充填タンクに対するガスの充填作業を停止させる、という安全、保安上の対策を採るようにしている。しかし、前記2つの圧力センサのうち一方が異常としても、他方の圧力センサは正常に動作している場合があり、このような場合にもガスの充填作業を中止するため、ガス充填時の作業性、生産性が低下するという問題がある。   By the way, in the above-mentioned conventional technology, for example, when the detection values of the two pressure sensors become inconsistent, the pressure sensor is determined to be abnormal, and the filling operation of the gas into the tank to be filled is stopped. I have. However, even if one of the two pressure sensors is abnormal, the other pressure sensor may be operating normally. In such a case, the gas filling operation is stopped. There is a problem that productivity and productivity are reduced.

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、例えば温度、圧力等の物理状態を検出する検出手段が正常に動作しているか否かを診断することができるようにしたガス充填装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、複数の検出手段のうち正常と診断された検出手段を用いてガスの充填作業を続けることができ、ガス充填時の作業性、生産性を向上できるようにしたガス充填装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and an object of the present invention is to diagnose whether or not a detection unit that detects a physical state such as temperature and pressure is operating normally. It is an object of the present invention to provide a gas filling device. Further, another object of the present invention is to enable the gas filling operation to be continued by using a detection unit that is determined to be normal among a plurality of detection units, so that workability at the time of gas filling and productivity can be improved. To provide a gas filling device.

上述した課題を解決するために、本発明は、予めガスが蓄圧されている蓄圧器とガス供給経路を介して接続され、当該ガスを被充填タンクに充填するためのカップリングと、前記ガス供給経路に設けられ、開弁することにより前記蓄圧器内のガスを前記カップリングへ供給する開閉弁と、前記開閉弁よりも下流側のガス供給経路内の物理状態を検出するために前記ガス供給経路に設けられた複数の充填側物理状態検出手段と、前記被充填タンク内の物理状態を検出するための被充填側物理状態検出手段と、前記充填側物理状態検出手段による検出値に基づき前記開閉弁を開閉制御することにより、前記被充填タンクへのガスの供給を制御する充填制御手段と、からなるガス充填装置に適用される。 In order to solve the above-described problem, the present invention provides a coupling connected to a pressure accumulator in which gas is stored in advance via a gas supply path, and for filling the gas into a tank to be charged, provided in a path, the gas supply in order to detect the opening and closing valve for supplying the gas in the accumulator to the coupling by opening, the physical state of the downstream side of the gas supply path than the on-off valve A plurality of filling-side physical state detecting means provided in the path, a filling-side physical state detecting means for detecting a physical state in the filling tank, and a filling-side physical state detecting means based on a value detected by the filling-side physical state detecting means. The present invention is applied to a gas filling apparatus including: a filling control unit that controls supply of gas to the filling tank by controlling opening and closing of an on-off valve.

そして、請求項1の発明が採用する構成の特徴は、前記被充填タンクへの充填の、前記複数の充填側物理状態検出手段及び前記被充填側物理状態検出手段によりそれぞれ検出された物理量が所定の関係にあるか否かを判定し、その判定結果により前記各物理状態検出手段のそれぞれについて正常か異常かを診断する正常・異常診断手段を備える構成としたことにある。 The feature of the configuration invention of claim 1 is employed, when Hama charging of the to-be-filled tank, respectively detected by the previous SL plurality of filling-side physical condition detecting means and the the filling side physical condition detecting means The present invention is configured to include a normal / abnormal diagnosis means for judging whether or not a physical quantity has a predetermined relationship and diagnosing whether each of the physical state detecting means is normal or abnormal based on the judgment result.

請求項2の発明によると、前記充填制御手段は、前記正常・異常診断手段により正常と診断された前記充填側物理状態検出手段による検出値に基づき、前記被充填タンクへのガスの供給を制御する構成としている。   According to the invention of claim 2, the filling control means controls the supply of gas to the tank to be filled based on the detected value by the filling physical state detecting means diagnosed as normal by the normal / abnormal diagnosis means. Configuration.

上述の如く、請求項1の発明によれば、正常・異常診断手段が前記被充填タンクへの充填の際、前記複数の充填側物理状態検出手段及び前記被充填側物理状態検出手段によりそれぞれ検出された物理量が所定の関係にあるか否かを判定し、その判定結果により前記各物理状態検出手段のそれぞれについて正常か異常かを診断する。このため、前記各物理状態検出手段のうち、その検出値(物理量)が所定の関係にあると診断される物理状態検出手段は正常と診断することができ、所定の関係を満たしていない物理状態検出手段は異常と診断することができる。 As described above, according to the invention of claim 1, normal or abnormal when diagnosing means for filling into the the filling tank, respectively detected by the plurality of filling-side physical condition detecting means and the the filling side physical condition detecting means is physical quantity thing was that determines whether the constant relationship Tokoro, diagnoses whether normal or abnormal for each of the respective physical condition detecting means by the result of the determination. Therefore, of the physical state detecting means, the physical state detecting means whose detected value (physical quantity) is diagnosed as having a predetermined relationship can be diagnosed as normal, and the physical state which does not satisfy the predetermined relation can be diagnosed as normal. The detecting means can diagnose an abnormality.

請求項2の発明によれば、複数の充填側物理状態検出手段のうち正常・異常診断手段により正常と診断された充填側物理状態検出手段を用いてガスの充填作業を続けることができ、ガス充填時の作業性、生産性を向上させることができる。   According to the second aspect of the present invention, the gas filling operation can be continued by using the filling-side physical state detecting means which has been diagnosed as normal by the normal / abnormal diagnosing means among the plurality of filling-side physical state detecting means. Workability and productivity at the time of filling can be improved.

本発明の実施の形態によるガス充填装置を模式的に示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram schematically showing a gas filling device according to an embodiment of the present invention. 第1の実施の形態による温度センサの正常・異常診断処理とガス充填制御処理を示す流れ図である。5 is a flowchart showing normal / abnormal diagnosis processing of a temperature sensor and gas charging control processing according to the first embodiment. 第2の実施の形態による圧力センサの正常・異常診断処理とガス充填制御処理を示す流れ図である。9 is a flowchart showing a normal / abnormal diagnosis process of a pressure sensor and a gas filling control process according to a second embodiment. 図3に続く圧力センサの正常・異常診断処理とガス充填制御処理を示す流れ図である。4 is a flowchart showing a normal / abnormal diagnosis process of the pressure sensor and a gas filling control process following FIG. 3.

以下、本発明の実施の形態によるガス充填装置を、添付図面の図1ないし図4に従って詳細に説明する。   Hereinafter, a gas filling apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4 of the accompanying drawings.

まず、図1および図2は本発明の第1の実施の形態を示している。ガス充填装置1は、例えば自動車の燃料タンク2(被充填タンク)に圧縮したガス(本実施の形態では、水素ガス)を充填するように供給するため、一般にガス供給ステーションと呼ばれる設備等に設置されている。ガス充填装置1は、高圧に圧縮されたガスを貯蔵するガス貯蔵部3と、該ガス貯蔵部3からのガスを自動車の燃料タンク2に充填、供給するためのディスペンサユニット4と、ガス貯蔵部3からディスペンサユニット4にわたって延びるガス供給経路5とを含んで構成されている。   First, FIG. 1 and FIG. 2 show a first embodiment of the present invention. The gas filling device 1 is installed in a facility generally called a gas supply station, for example, to supply a compressed gas (hydrogen gas in this embodiment) to a fuel tank 2 (a tank to be filled) of an automobile. Have been. The gas filling device 1 includes a gas storage unit 3 for storing gas compressed to a high pressure, a dispenser unit 4 for filling and supplying a gas from the gas storage unit 3 to a fuel tank 2 of an automobile, and a gas storage unit. 3 and a gas supply path 5 extending from the dispenser unit 4.

ガス供給経路5は、一端(上流端)側が後述の蓄圧器6に接続され、他端(下流端)側は後述の充填ホース7を介して充填ノズル8に接続されている。この充填ノズル8は、ガス供給経路5の下流端側を自動車の燃料タンク2の供給口(以下、充填口2Aという)に接続自在にするためのカップリング(接続部)を構成している。   One end (upstream end) of the gas supply path 5 is connected to an accumulator 6 described below, and the other end (downstream end) is connected to a filling nozzle 8 via a filling hose 7 described later. The filling nozzle 8 constitutes a coupling (connecting portion) for connecting the downstream end side of the gas supply path 5 to a supply port (hereinafter referred to as a filling port 2A) of the fuel tank 2 of the vehicle.

ガス充填装置1のガス貯蔵部3は、蓄圧器6と、昇圧器としてのコンプレッサ(図示せず)とを含んで構成されている。蓄圧器6は、前記コンプレッサにより圧縮された高圧のガスを蓄圧するための容器であり、例えば複数個のボンベを互いに並列に接続してなる圧力容器として形成されている。蓄圧器6は、その流入側が前記コンプレッサの吐出側に接続され、前記コンプレッサの吸込側は、例えば水素ガスを貯蔵するガスタンク(または、水素ガスを生成する水素生成設備)と連通する中圧配管(図示せず)に接続されている。蓄圧器6には、前記コンプレッサよって昇圧された高圧のガスが満圧になるまで蓄圧して貯蔵される。このため、蓄圧器6は、燃料タンク2(被充填タンク)よりも十分に高い耐圧性能をもって形成されている。   The gas storage unit 3 of the gas filling device 1 includes a pressure accumulator 6 and a compressor (not shown) as a pressure booster. The pressure accumulator 6 is a container for accumulating high-pressure gas compressed by the compressor, and is formed as, for example, a pressure container formed by connecting a plurality of cylinders in parallel with each other. The pressure accumulator 6 has an inflow side connected to a discharge side of the compressor, and a suction side of the compressor having an intermediate pressure pipe (for example, a hydrogen tank for storing hydrogen gas or a hydrogen generation facility for generating hydrogen gas). (Not shown). The high-pressure gas pressurized by the compressor is stored in the pressure accumulator 6 until the pressure becomes full. For this reason, the pressure accumulator 6 is formed with sufficiently higher pressure resistance than the fuel tank 2 (filled tank).

ディスペンサユニット4には、ガス供給経路5が上流側(例えば、蓄圧器6側)から下流側にわたって延びるように配設されている。ガス供給経路5の下流側には、ディスペンサユニット4の外部へと延びる充填ホース7が接続されている。充填ホース7の先端には、燃料タンク2の充填口2A(即ち、レセプタクル)に連結される充填ノズル8が設けられている。   In the dispenser unit 4, the gas supply path 5 is provided so as to extend from the upstream side (for example, the pressure accumulator 6 side) to the downstream side. A filling hose 7 extending to the outside of the dispenser unit 4 is connected to the downstream side of the gas supply path 5. At the end of the filling hose 7, a filling nozzle 8 connected to the filling port 2A (that is, the receptacle) of the fuel tank 2 is provided.

充填ノズル8は、例えば水素ガスからなる燃料を自動車(以下、車両9という)の燃料タンク2に供給するため、充填口2Aに気密状態で着脱可能に接続されるカップリングを構成している。充填ノズル8は、例えば水素ガスの充填中にガスの圧力によって充填口2Aから誤って外れることがないように、燃料タンク2の充填口2Aに対して係脱可能にロックされるロック機構(図示せず)を備えている。充填ノズル8は、燃料タンク2の充填口2Aに接続(ロック)された状態で、蓄圧器6内の高圧な燃料(水素ガス)をガス供給経路5、充填ホース7および充填ノズル8等を通じて車両9の燃料タンク2に充填することができる。   The filling nozzle 8 constitutes a coupling which is detachably connected to the filling port 2A in a gas-tight manner in order to supply a fuel made of, for example, hydrogen gas to the fuel tank 2 of an automobile (hereinafter referred to as a vehicle 9). The filling nozzle 8 is detachably locked to the filling port 2A of the fuel tank 2 so that the filling nozzle 8 is not accidentally detached from the filling port 2A due to the pressure of the gas during filling with hydrogen gas, for example. (Not shown). The filling nozzle 8 is connected (locked) to the filling port 2A of the fuel tank 2 and supplies high-pressure fuel (hydrogen gas) in the accumulator 6 to the vehicle through the gas supply path 5, the filling hose 7, the filling nozzle 8, and the like. 9 fuel tanks 2 can be filled.

ディスペンサユニット4のガス供給経路5には、上流側から下流側へと順に、流量測定部としての流量計10、調節弁としての制御弁11、遮断弁としての開閉弁12、燃料温度センサ13,14および圧力センサ15,16等が設けられている。なお、ガス供給経路5の上流側から下流側に向けて設けられている流量計10、制御弁11、開閉弁12およびセンサ13,14,15,16等の取付けの順番は、図1中に示した順番に限定されるものではない。   In the gas supply path 5 of the dispenser unit 4, in order from the upstream side to the downstream side, a flow meter 10 as a flow measuring unit, a control valve 11 as a control valve, an on-off valve 12 as a shutoff valve, a fuel temperature sensor 13, 14 and pressure sensors 15, 16 and the like. The order of mounting the flow meter 10, the control valve 11, the on-off valve 12, the sensors 13, 14, 15, 16 and the like provided from the upstream side to the downstream side of the gas supply path 5 is shown in FIG. It is not limited to the order shown.

ディスペンサユニット4内に設けられた流量計10は、ガス供給経路5の途中で被測流体の質量流量を計測するコリオリ式流量計等により構成されている。流量計10は、例えば制御弁11および開閉弁12等を介してガス供給経路5内を流れる燃料、即ち水素ガスの流量(質量流量)を計測し、計測した流量に比例した数の流量パルスを後述の制御装置19へと出力する。これによって、制御装置19は、車両9の燃料タンク2に対する燃料(水素ガス)の充填量を演算により求めることができ、自動車(車両9)に対する燃料の払出し量(給油量に相当)を表示装置(例えば、後述の表示器21またはこれ以外の表示部)等で表示し、例えば顧客等に表示内容を報知することができる。   The flow meter 10 provided in the dispenser unit 4 is configured by a Coriolis flow meter or the like that measures the mass flow rate of the fluid to be measured in the gas supply path 5. The flow meter 10 measures the flow rate (mass flow rate) of the fuel flowing in the gas supply path 5 via the control valve 11 and the opening / closing valve 12, for example, hydrogen gas, and outputs a number of flow pulses proportional to the measured flow rate. Output to the control device 19 described later. As a result, the control device 19 can calculate the amount of fuel (hydrogen gas) filled in the fuel tank 2 of the vehicle 9 by calculation, and displays the amount of fuel dispensed to the vehicle (vehicle 9) (corresponding to the amount of refueling). (For example, a display 21 to be described later or a display unit other than this) or the like, and, for example, the display contents can be notified to a customer or the like.

ディスペンサユニット4内に設けられた制御弁11は、例えばエア作動式で、エアの供給で開弁し、制御信号で制御圧(エア圧)を制御して弁開度が調整される弁装置である。制御弁11は、制御装置19の制御プログラムに基づく指令により任意の弁開度に制御され、ガス供給経路5内を流れるガスの流量を可変に制御するものである。   The control valve 11 provided in the dispenser unit 4 is, for example, an air-operated type, and is a valve device that opens by supply of air and controls a control pressure (air pressure) by a control signal to adjust the valve opening. is there. The control valve 11 is controlled to an arbitrary valve opening by a command based on a control program of the control device 19, and variably controls the flow rate of gas flowing in the gas supply path 5.

開閉弁12は、ガス供給経路5の途中部位(例えば、制御弁11と燃料温度センサ13との間)に設けられたエア作動式または電磁式の弁装置である。開閉弁12は、後述する制御装置19からの制御信号で開,閉されることにより、ガス供給経路5内でのガスの流通を許したり、または遮断したりする。即ち、制御装置19は、充填ノズル8を介して車両9の燃料タンク2に水素ガスを充填するとき、または充填を停止(終了)するときに、制御弁11と開閉弁12との開,閉弁制御を行うものである。   The on-off valve 12 is an air-actuated or electromagnetic valve device provided in a part of the gas supply path 5 (for example, between the control valve 11 and the fuel temperature sensor 13). The on-off valve 12 is opened or closed by a control signal from a control device 19 to be described later, thereby permitting or blocking gas flow in the gas supply path 5. That is, the control device 19 opens and closes the control valve 11 and the on-off valve 12 when filling the fuel tank 2 of the vehicle 9 with hydrogen gas through the filling nozzle 8 or when stopping (ending) the filling. It performs valve control.

また、ガス供給経路5の途中には、例えば開閉弁12よりも下流側に位置して2つの燃料温度センサ13,14が設けられている。これらの燃料温度センサ13,14は、ガス供給経路5内を流れる燃料の温度(即ち、物理量または物理状態)を検出する充填側物理状態検出手段を構成し、その検出信号を制御装置19へと出力する。燃料温度センサ13,14は、センサ異常を診断(判別)できるようにガス供給経路5の途中(即ち、同様な温度条件となる位置)に複数個、一例として2個配設されている。   Further, two fuel temperature sensors 13 and 14 are provided in the middle of the gas supply path 5, for example, located downstream of the on-off valve 12. These fuel temperature sensors 13 and 14 constitute a charging-side physical state detecting means for detecting the temperature (ie, physical quantity or physical state) of the fuel flowing in the gas supply path 5, and transmit the detection signal to the control device 19. Output. A plurality of fuel temperature sensors 13 and 14 are provided, for example, two in the middle of the gas supply path 5 (that is, positions having similar temperature conditions) so that a sensor abnormality can be diagnosed (determined).

圧力センサ15,16は、被充填タンクである燃料タンク2内(または、燃料タンク2に連通しているガス供給経路5等の配管途中)のガス圧力(即ち、物理量または物理状態)を検知するセンサで、充填側物理状態検出手段を構成している。ここで、圧力センサ15,16は、充填ノズル8の近傍でガス供給経路5内の圧力を測定し、測定した圧力に応じた検出信号を制御装置19へと出力する。圧力センサ15,16も、センサ異常を診断(判別)できるようにガス供給経路5の途中(即ち、同様な圧力条件となる位置)に複数個、一例として2個配設されている。   The pressure sensors 15 and 16 detect a gas pressure (that is, a physical quantity or a physical state) in the fuel tank 2 which is a tank to be filled (or in the middle of a pipe such as a gas supply path 5 communicating with the fuel tank 2). The sensor constitutes a filling-side physical state detecting means. Here, the pressure sensors 15 and 16 measure the pressure in the gas supply path 5 near the filling nozzle 8 and output a detection signal corresponding to the measured pressure to the control device 19. A plurality of pressure sensors 15 and 16 are provided in the middle of the gas supply path 5 (that is, positions where similar pressure conditions are satisfied), for example, two pressure sensors 15 and 16 are provided so that a sensor abnormality can be diagnosed (determined).

なお、燃料温度センサ13,14と圧力センサ15,16との配置関係は、図1に示す配置に限るものではなく、例えば互いに逆となる配置、または互い違いとなる関係に配置してもよい。制御弁11および開閉弁12は、ガス供給経路5を流れるガスの流量および圧力を制御する制御機器を構成している。流量計10、燃料温度センサ13,14および圧力センサ15,16は、ガス供給経路5を流れるガスの流量、温度および圧力を計測する計測機器を構成している。   Note that the arrangement relationship between the fuel temperature sensors 13 and 14 and the pressure sensors 15 and 16 is not limited to the arrangement shown in FIG. 1, and may be arranged, for example, in an opposite arrangement or in an alternate relationship. The control valve 11 and the on-off valve 12 constitute a control device that controls the flow rate and pressure of the gas flowing through the gas supply path 5. The flow meter 10, the fuel temperature sensors 13 and 14, and the pressure sensors 15 and 16 constitute a measuring device that measures the flow rate, temperature and pressure of the gas flowing through the gas supply path 5.

また、ガス供給経路5の途中には、内部を流れる燃料(水素ガス)を冷却するプレクーラ等の冷却装置(図示せず)が設けられている。この冷却装置は、ガスが充填される車両9の燃料タンク2の温度上昇を防止するために、ガス供給経路5の途中位置で水素ガス(燃料)を冷却するように配設されている。   Further, a cooling device (not shown) such as a precooler for cooling the fuel (hydrogen gas) flowing inside is provided in the gas supply path 5. This cooling device is provided so as to cool hydrogen gas (fuel) at an intermediate position of the gas supply path 5 in order to prevent the temperature of the fuel tank 2 of the vehicle 9 filled with gas from rising.

ディスペンサユニット4には、他の充填側物理状態検出手段を構成する気温センサ17,18が設けられ、該気温センサ17,18も前記計測機器の一部を構成している。気温センサ17,18は、ディスペンサユニット4内の雰囲気温度を環境温度(気温)として検出し、検出した温度に応じた検出信号を制御装置19へと出力する。気温センサ17,18も、センサ異常を診断(判別)できるようにディスペンサユニット4内(即ち、同様な温度条件となる位置)に複数個、一例として2個配設されている。   The dispenser unit 4 is provided with temperature sensors 17 and 18 that constitute other filling-side physical state detecting means, and the temperature sensors 17 and 18 also form part of the measuring device. The air temperature sensors 17 and 18 detect the ambient temperature in the dispenser unit 4 as an environmental temperature (air temperature), and output a detection signal corresponding to the detected temperature to the control device 19. A plurality of, for example, two temperature sensors 17 and 18 are provided in the dispenser unit 4 (that is, positions where similar temperature conditions are satisfied) so that a sensor abnormality can be diagnosed (determined).

ディスペンサユニット4には、前記各計測機器の検出値に基づいて制御弁11および開閉弁12等の制御機器を制御しガスの充填制御を行う制御装置19が設けられている。即ち、該制御装置19は、前記充填側物理状態検出手段による検出値に基づき開閉弁12を開閉制御することにより、燃料タンク2へのガスの供給を制御する充填制御手段を構成している。制御装置19は、例えばマイクロコンピュータ等を用いて構成され、その入力側が図1に示すように、流量計10、燃料温度センサ13,14、圧力センサ15,16、気温センサ17,18および操作部20等に接続されている。   The dispenser unit 4 is provided with a control device 19 that controls control devices such as the control valve 11 and the on-off valve 12 based on the detection values of the measuring devices and controls gas filling. That is, the control device 19 constitutes filling control means for controlling the supply of gas to the fuel tank 2 by controlling the opening and closing of the on-off valve 12 based on the value detected by the filling-side physical state detecting means. The control device 19 is configured using, for example, a microcomputer or the like, and its input side is, as shown in FIG. 1, a flow meter 10, fuel temperature sensors 13, 14, pressure sensors 15, 16, temperature sensors 17, 18, and an operation unit. 20 and so on.

また、制御装置19は、不揮発性メモリ、RAM、ROM等からなる記憶部としてのメモリ19Aを有している。該メモリ19Aには、例えば図2に示す燃料温度センサの正常・異常診断処理用とガス充填制御処理用のプログラム等が格納され、制御装置19は、燃料温度センサ13,14(および後述の温度センサ25)の正常・異常診断処理と燃料タンク2に対する燃料(例えば、水素ガス)の充填制御処理を後述の如く行うものである。   Further, the control device 19 includes a memory 19A as a storage unit including a nonvolatile memory, a RAM, a ROM, and the like. The memory 19A stores, for example, a program for a normal / abnormal diagnosis process of the fuel temperature sensor and a gas filling control process shown in FIG. 2, and the control device 19 stores the fuel temperature sensors 13 and 14 (and the temperature The normal / abnormal diagnosis processing of the sensor 25) and the filling control processing of the fuel (for example, hydrogen gas) into the fuel tank 2 are performed as described later.

ここで、図2中のステップ1,2,7〜12の処理は、例えば燃料温度センサ13,14および温度センサ25の正常・異常を診断する正常・異常診断の具体例を示している。なお、制御装置19のメモリ19Aには、例えば図3,4に示す圧力センサの正常・異常診断処理用とガス充填制御処理用のプログラム等も格納される。また、ディスペンサユニット4内の流量計10、圧力センサ15,16および燃料温度センサ13,14で検出したデータについても、同様にメモリ19Aに更新可能に記憶される。   Here, the processing of steps 1, 2, 7 to 12 in FIG. 2 shows a specific example of normality / abnormality diagnosis for diagnosing normality / abnormality of the fuel temperature sensors 13, 14 and the temperature sensor 25, for example. The memory 19A of the control device 19 also stores, for example, programs for normal / abnormal diagnosis of the pressure sensor shown in FIGS. The data detected by the flow meter 10, the pressure sensors 15, 16 and the fuel temperature sensors 13, 14 in the dispenser unit 4 are also stored in the memory 19A in an updatable manner.

さらに、制御装置19のメモリ19Aには、ガスの充填時に圧力センサ15,16により検出(測定)された圧力値から得られる圧力上昇率が、予め設定された所定の圧力上昇率に一致するように制御弁11の弁開度を制御する定圧上昇制御用の制御プログラム等が格納され、上述したように、制御装置19により制御弁11の開度が制御される。   Further, the memory 19A of the control device 19 stores the pressure increase rate obtained from the pressure value detected (measured) by the pressure sensors 15 and 16 at the time of gas filling so as to match a predetermined pressure increase rate set in advance. The control program for the constant pressure rise control for controlling the valve opening of the control valve 11 is stored in the control unit 19, and the opening of the control valve 11 is controlled by the control device 19 as described above.

ディスペンサユニット4に設けられた操作部20は、例えば充填開始スイッチ20Aと充填停止スイッチ20Bとを含んで構成されている。充填開始スイッチ20Aは、例えば燃料供給所の作業者等が手動で操作可能な操作スイッチで、ガスの充填を開始する場合に操作される。即ち、充填開始スイッチ20Aは、充填ホース7の先端に設けられた充填ノズル8が燃料タンク2の充填口2Aに接続された後に、ガス充填作業を開始させるために操作される充填開始用の操作スイッチである。   The operation unit 20 provided in the dispenser unit 4 includes, for example, a filling start switch 20A and a filling stop switch 20B. The filling start switch 20A is, for example, an operation switch that can be manually operated by an operator at a fuel supply station, and is operated when gas filling is started. That is, the filling start switch 20A is an operation for starting filling that is performed to start the gas filling operation after the filling nozzle 8 provided at the tip of the filling hose 7 is connected to the filling port 2A of the fuel tank 2. Switch.

一方、充填停止スイッチ20Bは、ガス充填作業を停止する際に操作される充填停止用の操作スイッチで、ガス充填中に充填を停止させる場合に操作される。そして、操作部20の充填開始スイッチ20Aと充填停止スイッチ20Bとは、操作状態に応じた信号を制御装置19にそれぞれ出力し、制御装置19は、これらの信号に応じてエア作動式の空圧駆動弁または電磁弁等の自動弁からなる開閉弁12を開弁または閉弁させる。   On the other hand, the filling stop switch 20B is an operation switch for stopping filling which is operated when stopping the gas filling operation, and is operated when stopping filling during gas filling. Then, the filling start switch 20A and the filling stop switch 20B of the operation unit 20 output signals corresponding to the operation state to the control device 19, respectively, and the control device 19 responds to these signals by the air-operated pneumatic pressure. The on-off valve 12 including an automatic valve such as a drive valve or a solenoid valve is opened or closed.

ディスペンサユニット4に設けられた表示器21は、ガスの充填作業を行う作業者が視認し易い位置に配置され、ガスの充填作業に必要な情報表示等を行う。表示器21は、制御装置19により後述の如く充填プロトコルに準拠した充填制御を行っているときに、例えば車両9の燃料タンク2に対するガスの充填状態等を表示して作業者に知らせる。また、例えば図2に示すステップ7,9,11,12等で充填側の燃料温度センサ13,14、被充填側の温度センサ25の正常・異常診断を行ったときには、この診断結果を表示器21の画面上に表示する。これにより、表示器21は、前記温度センサ13,14,25のうちいずれが正常で、いずれが異常であるかを報知する報知手段を構成している。   The display 21 provided in the dispenser unit 4 is arranged at a position where it is easy for a worker who performs a gas filling operation to visually recognize the information, and displays information necessary for the gas filling operation. The display device 21 displays, for example, the state of gas filling of the fuel tank 2 of the vehicle 9 and informs the operator when the control device 19 performs filling control according to a filling protocol as described later. Also, for example, when the normal / abnormal diagnosis of the filling-side fuel temperature sensors 13 and 14 and the filling-side temperature sensor 25 is performed in steps 7, 9, 11, and 12 shown in FIG. 21 on the screen. Thus, the display 21 constitutes a notifying means for notifying which of the temperature sensors 13, 14, 25 is normal and which is abnormal.

なお、後述の如く充填側の圧力センサ15,16、被充填側の圧力センサ26の正常・異常診断を行った場合にも、その診断結果を報知手段として表示器21により表示することができる。また、気温センサ17,18についても同様であり、センサの正常・異常診断を行った場合には、その診断結果を報知手段として表示器21により表示することができる。   It should be noted that, even when normal / abnormal diagnosis of the pressure sensors 15 and 16 on the filling side and the pressure sensor 26 on the filling side is performed as described later, the result of the diagnosis can be displayed on the display 21 as a notification means. The same applies to the temperature sensors 17 and 18, and when the normal / abnormal diagnosis of the sensors is performed, the diagnosis result can be displayed on the display 21 as a notification means.

制御装置19の出力側は、制御弁11、開閉弁12および表示器21等に接続されている。制御装置19は、車両9の燃料タンク2の充填口2Aに充填ノズル8を接続した状態で、例えば操作部20の充填開始スイッチ20Aが閉成(ON)操作されたときに、制御弁11と開閉弁12に開弁信号を出力して制御弁11と開閉弁12とを開弁させる。これにより、蓄圧器6内の水素ガスによるガスの充填作業が開始される。   The output side of the control device 19 is connected to the control valve 11, the on-off valve 12, the display 21, and the like. In a state where the filling nozzle 8 is connected to the filling port 2A of the fuel tank 2 of the vehicle 9, for example, when the filling start switch 20A of the operation unit 20 is closed (ON), the control device 19 connects the control valve 11 with the control valve 11. An opening signal is output to the on-off valve 12 to open the control valve 11 and the on-off valve 12. Thereby, the filling operation of the gas with the hydrogen gas in the accumulator 6 is started.

また、制御装置19は、例えば流量計10、燃料温度センサ13,14、圧力センサ15,16および気温センサ17,18等の測定(検出)結果を監視しつつ、夫々の検出値が正常であると診断された場合に該当する検出値に基づいて制御弁11の開度等を予め設定された制御方式(定圧上昇制御方式または定流量制御方式)等で調整する。これにより、ガス供給経路5内に供給される水素ガスの圧力、流量を適切な流通状態に制御することができる。   The control device 19 monitors the measurement (detection) results of, for example, the flow meter 10, the fuel temperature sensors 13, 14, the pressure sensors 15, 16, and the temperature sensors 17, 18, and the like, and the respective detected values are normal. When the diagnosis is made, the opening degree of the control valve 11 and the like are adjusted by a preset control method (a constant pressure rise control method or a constant flow rate control method) or the like based on the detected value. Thereby, the pressure and flow rate of the hydrogen gas supplied into the gas supply path 5 can be controlled to an appropriate flow state.

このとき、制御装置19は、流量計10からの流量パルスを積算して燃料の充填量(質量)を演算し、燃料の充填量が予め設定された目標充填量に達するか、または圧力センサ15,16により検出したガスの圧力が予め設定された目標充填圧力(目標充填圧)に達したときに、開閉弁12を閉弁して燃料の充填を停止する。また、操作部20の充填停止スイッチ20Bが操作された場合には、例えばガスの充填量や圧力が目標に達していなくても、充填動作を強制的に停止すべく開閉弁12が制御装置19からの信号により閉弁される。   At this time, the control device 19 calculates the fuel filling amount (mass) by integrating the flow rate pulses from the flow meter 10 and determines whether the fuel filling amount reaches the preset target filling amount or the pressure sensor 15. , 16 reach the preset target filling pressure (target filling pressure), the on-off valve 12 is closed to stop the fuel filling. When the filling stop switch 20B of the operation unit 20 is operated, the on-off valve 12 is controlled by the control device 19 to forcibly stop the filling operation even if the gas filling amount or pressure does not reach the target. Is closed by a signal from

制御装置19の入力側には、ディスペンサユニット4内に設けた通信機22が接続されている。この通信機22は、例えば車両9側に設けられた車載の通信機23との間で後述のデータおよび情報の授受を行うため、無線(または、有線でも可能)の通信回線を介して車載の通信機23に接続される。   A communication device 22 provided in the dispenser unit 4 is connected to an input side of the control device 19. The communication device 22 transmits and receives data and information described below to and from, for example, a communication device 23 mounted on the vehicle 9 provided on the vehicle 9, so that the communication device 22 is mounted on a vehicle via a wireless (or wired) communication line. The communication device 23 is connected.

ここで、車両9側に設けられる車載の通信機23は、例えばマイコン(マイクロコンピュータからなる制御ユニット)を含んで構成され、不揮発性メモリ、RAM、ROM等からなる記憶部としてのメモリ24を備えている。該メモリ24には、例えば燃料タンク2の内容積に相当する容積データと、燃料タンク2内に残留している燃料の圧力および温度等のデータとが更新可能に格納されている。即ち、車両9には、燃料タンク2内に供給または貯留されたガスの温度をタンク温度として検出する温度センサ25と、同じく圧力をタンク圧力として検出する圧力センサ26とが設けられている。温度センサ25と圧力センサ26とは、被充填タンク(燃料タンク2)内の物理状態を検出する被充填側物理状態検出手段を構成している。   Here, the on-vehicle communication device 23 provided on the vehicle 9 side includes, for example, a microcomputer (a control unit including a microcomputer), and includes a memory 24 as a storage unit including a nonvolatile memory, a RAM, a ROM, and the like. ing. In the memory 24, for example, volume data corresponding to the internal volume of the fuel tank 2 and data such as pressure and temperature of the fuel remaining in the fuel tank 2 are stored in an updatable manner. That is, the vehicle 9 is provided with a temperature sensor 25 that detects the temperature of gas supplied or stored in the fuel tank 2 as a tank temperature, and a pressure sensor 26 that similarly detects pressure as a tank pressure. The temperature sensor 25 and the pressure sensor 26 constitute a filling-side physical state detecting means for detecting a physical state in the filling tank (fuel tank 2).

車両9の通信機23は、温度センサ25と圧力センサ26で検出している現時点における燃料タンク2のタンク温度とタンク圧力等の計測値と、メモリ24に記憶している燃料タンク2の容積等との情報を、ディスペンサユニット4の通信機22へと送信する。このとき、ディスペンサユニット4の通信機22は、車両9の通信機23から送信された情報およびデータを受信し、これらの情報およびデータを制御装置19へと必要に応じて出力する。   The communication device 23 of the vehicle 9 reads the measured values of the tank temperature and the tank pressure of the fuel tank 2 at the present time detected by the temperature sensor 25 and the pressure sensor 26, the volume of the fuel tank 2 stored in the memory 24, and the like. Is transmitted to the communication device 22 of the dispenser unit 4. At this time, the communication device 22 of the dispenser unit 4 receives the information and data transmitted from the communication device 23 of the vehicle 9 and outputs the information and data to the control device 19 as needed.

制御装置19は、通信機22が受信した被充填タンクの情報(即ち、燃料タンク2のタンク温度、タンク圧力、容積等)を元に、予めメモリ19Aに記憶されている充填プロトコル情報(例えば、前述した定圧上昇制御方式または定流量制御方式等の充填処理手順)を参照し、燃料タンク2への充填プロトコルを決定する。   The control device 19 fills the filling protocol information (for example, the tank temperature, the tank pressure, the volume, and the like of the fuel tank 2) stored in the memory 19A in advance based on the information of the tank to be filled received by the communication device 22 (for example, The charging protocol for the fuel tank 2 is determined with reference to the above-described charging processing procedure such as the constant pressure rise control method or the constant flow rate control method.

本実施の形態によるガス充填装置1は、上述の如き構成を有するものであり、次に、制御装置19による温度センサの正常・異常診断処理と燃料タンク2への燃料ガス(例えば、水素ガス)の充填制御処理について、図2を参照して説明する。   The gas filling apparatus 1 according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, normal / abnormal diagnosis processing of the temperature sensor by the control device 19 and fuel gas (for example, hydrogen gas) to the fuel tank 2 are performed. Will be described with reference to FIG.

ここで、図2中の処理は、燃料温度センサ13,14および被充填側の温度センサ25等の正常・異常診断処理を行うものであり、他の物理状態検出手段である圧力センサ15,16,26および気温センサ17,18等については、基本的に正常に動作している場合を前提として、図2中のガス充填制御処理は行うものとする。   Here, the processing in FIG. 2 is for performing normal / abnormal diagnosis processing of the fuel temperature sensors 13 and 14 and the temperature sensor 25 on the filling side, and the pressure sensors 15 and 16 which are other physical state detecting means. , 26 and the temperature sensors 17, 18, etc., the gas filling control process in FIG.

まず、ガス供給ステーション(燃料供給所)の作業者は、ガス充填を受ける車両9が到着すると、この車両9をディスペンサユニット4近傍の予め決められた所定位置に誘導し、充填ホース7先端の充填ノズル8を燃料タンク2の充填口2A(レセプタクル)に連結(接続)する。これにより、ディスペンサユニット4内に設けた通信機22が車両9側の通信機23と無線(または有線)で接続され、車両9の燃料タンク2から状態情報を取得することができる。   First, when the vehicle 9 to be filled with gas arrives, the worker at the gas supply station (fuel supply station) guides the vehicle 9 to a predetermined position near the dispenser unit 4 to fill the tip of the filling hose 7. The nozzle 8 is connected (connected) to a filling port 2A (receptacle) of the fuel tank 2. Thereby, the communication device 22 provided in the dispenser unit 4 is wirelessly (or wired) connected to the communication device 23 on the vehicle 9 side, and the state information can be obtained from the fuel tank 2 of the vehicle 9.

この状態で、制御装置19は、通信機22,23を介して燃料タンク2のデータおよび情報の授受を行う。即ち、充填制御手段としての制御装置19は、車両9に設けられた燃料タンク2の容積データと、燃料タンク2内に残留しているガスの圧力および温度等のデータおよび情報を取得する。   In this state, the control device 19 exchanges data and information of the fuel tank 2 via the communication devices 22 and 23. That is, the control device 19 as filling control means acquires the volume data of the fuel tank 2 provided in the vehicle 9 and the data and information such as the pressure and temperature of the gas remaining in the fuel tank 2.

この段階で、図2の処理動作がスタートすると、ステップ1では「燃料温度比較」の判定処理を行う。具体的には、充填側物理状態検出手段である燃料温度センサ13,14から読込んだガス供給経路5内の燃料温度T1,T2を比較し、燃料温度T1,T2が実質的に等しい(T1≒T2)か否かを判定する。燃料温度センサ13,14は、図1中に示すように、互いにほぼ等しい条件下でガス供給経路5内の燃料温度T1,T2を検出している。   At this stage, when the processing operation of FIG. 2 is started, in step 1, a determination process of “fuel temperature comparison” is performed. Specifically, the fuel temperatures T1 and T2 in the gas supply path 5 read from the fuel temperature sensors 13 and 14 serving as the filling-side physical state detecting means are compared, and the fuel temperatures T1 and T2 are substantially equal (T1 (T2) is determined. As shown in FIG. 1, the fuel temperature sensors 13 and 14 detect the fuel temperatures T1 and T2 in the gas supply path 5 under substantially equal conditions.

このため、ステップ1で「YES」と判定したときには、燃料温度センサ13で検出した燃料温度T1と、燃料温度センサ14で検出した燃料温度T2とが実質的に等しい(T1≒T2)ので、次のステップ2に移る。この場合、燃料温度T1,T2の値が仮に僅かに違っている場合でも、両者の差は燃料温度センサ13,14によるセンサ検出誤差の範囲内であり、所定の関係を満たしているとして、燃料温度センサ13,14は正常に動作していると判断することができる。   Therefore, when "YES" is determined in step 1, the fuel temperature T1 detected by the fuel temperature sensor 13 is substantially equal to the fuel temperature T2 detected by the fuel temperature sensor 14 (T1 ≒ T2). Move on to step 2. In this case, even if the values of the fuel temperatures T1 and T2 are slightly different, the difference between the two is within the range of the sensor detection error by the fuel temperature sensors 13 and 14, and it is determined that the predetermined relationship is satisfied. It can be determined that the temperature sensors 13 and 14 are operating normally.

次のステップ2では燃料タンク2側の被充填側物理状態検出手段である温度センサ25との検出温度を比較する。具体的には、ステップ2で下記の数1による不等式を満たしているか否かを判定する。タンク温度Ttは、燃料タンク2側の温度センサ25で検出した燃料の温度であり、燃料温度センサ13で検出した燃料温度T1とタンク温度Ttとの差が、温度閾値Tthよりも小さいか否かを、ステップ2では判定する。   In the next step 2, the temperature detected by the temperature sensor 25, which is the physical state detecting means on the fuel tank 2 side, is compared. Specifically, it is determined in step 2 whether or not the following inequality represented by Equation 1 is satisfied. The tank temperature Tt is the temperature of the fuel detected by the temperature sensor 25 on the fuel tank 2 side, and determines whether the difference between the fuel temperature T1 detected by the fuel temperature sensor 13 and the tank temperature Tt is smaller than the temperature threshold Tth. Is determined in step 2.

Figure 0006645796
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温度閾値Tthは、これまでの試験データ、経験値等により予め決められた温度の閾値であり、被充填側のタンク温度Ttと充填側の燃料温度T1との温度差(Tt−T1)が、温度閾値Tthよりも小さいときには、両者の温度差は小さく、所定の関係を満たしているとして、充填側の燃料温度センサ13と被充填側の温度センサ25とは正常に動作していると判断することができる。   The temperature threshold value Tth is a temperature threshold value determined in advance based on test data, empirical values, and the like, and a temperature difference (Tt−T1) between the tank temperature Tt on the filling side and the fuel temperature T1 on the filling side is expressed by: When the temperature difference is smaller than the temperature threshold value Tth, the temperature difference between the two is small and it is determined that the predetermined relationship is satisfied, and it is determined that the fuel temperature sensor 13 on the filling side and the temperature sensor 25 on the filling side are operating normally. be able to.

なお、ガス供給経路5内の燃料は前記冷却装置で冷却されるために、一般的には、充填側の燃料温度T1の方が被充填側のタンク温度Ttよりも低い温度となる。このため、タンク温度Ttと燃料温度T1との温度差(Tt−T1)は、通常は正の値となると考えられる。しかし、より正確を期す場合には、両者の温度差(Tt−T1)を絶対値として演算することも可能である。この点は、下記の数2式についても同様に絶対値で演算してもよい。   In addition, since the fuel in the gas supply path 5 is cooled by the cooling device, generally, the fuel temperature T1 on the filling side is lower than the tank temperature Tt on the filling side. Therefore, the temperature difference (Tt-T1) between the tank temperature Tt and the fuel temperature T1 is usually considered to be a positive value. However, if more accuracy is desired, the temperature difference (Tt-T1) between the two can be calculated as an absolute value. This point may be similarly calculated using the absolute value for the following equation (2).

ステップ2で「NO」と判定したときには、前記数1式の関係を満たしておらず、タンク温度Ttと燃料温度T1との温度差(Tt−T1)が、温度閾値Tth以上となり、被充填側のタンク温度Ttが充填側の燃料温度T1に比較して過度に大きくなっている。このため、次のステップ7では、被充填側の温度センサ25(タンク温度Tt)は異常と診断し、充填側の燃料温度センサ13,14は正常と診断する。   When it is determined as "NO" in step 2, the relationship of the expression 1 is not satisfied, and the temperature difference (Tt-T1) between the tank temperature Tt and the fuel temperature T1 becomes equal to or more than the temperature threshold Tth, and Is excessively higher than the fuel temperature T1 on the charging side. Therefore, in the next step 7, the temperature sensor 25 (tank temperature Tt) on the filling side is diagnosed as abnormal, and the fuel temperature sensors 13 and 14 on the filling side are diagnosed as normal.

次のステップ3では、正常と診断された充填側の燃料温度センサ13,14(何れか一方のみでも可)を用いて、制御装置19はガスの充填制御を開始する。被充填側の温度センサ25が正常の場合は、このセンサを用いて燃料タンク2内の燃料温度(タンク温度Tt)を検出し続け、通信機22,23を介して制御装置19に出力する。具体的には、操作部20の充填開始スイッチ20Aをオン操作したときに、制御装置19からの制御信号により制御弁11および開閉弁12が開弁され、ガスが開閉弁12から下流側のガス供給経路5、充填ホース7を介して燃料タンク2内へと充填される。   In the next step 3, the controller 19 starts gas filling control by using the fuel temperature sensors 13 and 14 (only one of which is acceptable) on the charging side that has been diagnosed as normal. When the temperature sensor 25 on the filling side is normal, the temperature of the fuel in the fuel tank 2 (tank temperature Tt) is continuously detected using this sensor, and is output to the control device 19 via the communication devices 22 and 23. Specifically, when the charging start switch 20A of the operation unit 20 is turned on, the control valve 11 and the on-off valve 12 are opened by the control signal from the control device 19, and the gas is supplied from the on-off valve 12 to the gas on the downstream side. The fuel is filled into the fuel tank 2 via the supply path 5 and the filling hose 7.

このとき、制御装置19は、ステップ4による充填制御処理を実行し、開閉弁12を開弁状態としたままで、燃料タンク2の圧力や温度を監視しながら、制御弁11の弁開度を可変に制御することで選択した充填プロトコルに準拠した充填を行い、例えば表示器21において、ガスの充填状態等を表示させる。制御弁11は、制御装置19からの制御信号により、例えば定圧上昇制御方式および/または定流量制御方式等で弁開度が調整される。このように、ステップ4では、蓄圧器6から車両9の燃料タンク2に向けて充填プロトコルに準拠したガス充填制御が実行される。   At this time, the control device 19 executes the filling control process in step 4 and changes the valve opening of the control valve 11 while monitoring the pressure and temperature of the fuel tank 2 while keeping the on-off valve 12 in the open state. By performing the control variably, the filling is performed in accordance with the selected filling protocol. For example, the display 21 displays the gas filling state and the like. The valve opening of the control valve 11 is adjusted by a control signal from the control device 19 by, for example, a constant pressure rise control method and / or a constant flow rate control method. As described above, in step 4, the gas filling control based on the filling protocol is executed from the accumulator 6 to the fuel tank 2 of the vehicle 9.

次のステップ5では、充填終了条件が成立したか否かを判定する。即ち、制御装置19は、流量計10からの流量パルスを積算して燃料の充填量(質量)を演算し、燃料の充填量が予め設定された目標充填量に達するか、または圧力センサ15,16により検出した燃料(水素ガス)の圧力が予め設定された目標充填圧力に達したか否かを判定する。ステップ5で「NO」と判定する間は、充填終了条件が成立(充填作業が終了)していないので、ステップ4による充填制御処理を続行させる。   In the next step 5, it is determined whether or not the filling end condition is satisfied. That is, the control device 19 calculates the fuel filling amount (mass) by integrating the flow rate pulses from the flow meter 10 and calculates whether the fuel filling amount reaches a preset target filling amount or the pressure sensor 15, It is determined whether the pressure of the fuel (hydrogen gas) detected at step 16 has reached a preset target charging pressure. While the determination of “NO” is made in step 5, the filling completion condition is not satisfied (the filling operation is not completed), so that the filling control process in step 4 is continued.

そして、ステップ5で充填終了条件成立として、「YES」と判定したときには、次のステップ6で開閉弁12を閉弁して燃料の充填を停止する。具体的には、制御装置19からの信号により制御弁11および開閉弁12が閉弁され、燃料タンク2へのガス充填が終了される。なお、作業者が充填停止スイッチ20Bを操作した場合にも、ステップ5で「YES」と判定するので、次のステップ6では開閉弁12を閉弁して燃料の充填を停止することになる。   If it is determined in step 5 that the filling end condition is satisfied and the determination is “YES”, in the next step 6, the on-off valve 12 is closed to stop fuel filling. Specifically, the control valve 11 and the on-off valve 12 are closed according to a signal from the control device 19, and the filling of the fuel tank 2 with gas is completed. It should be noted that, even if the operator operates the filling stop switch 20B, the result of the determination in step 5 is "YES", so that in the next step 6, the on-off valve 12 is closed to stop filling the fuel.

一方、ステップ1で「NO」と判定したときには、燃料温度センサ13で検出した燃料温度T1と、燃料温度センサ14で検出した燃料温度T2とが実質的に等しい(T1≒T2)という所定の関係を満たしていない。即ち、この場合に、燃料温度T1,T2の値は、燃料温度センサ13,14によるセンサ検出誤差の範囲を越えて大きく異なっており、燃料温度センサ13,14の少なくともいずれか一方は異常であり、正常に動作していないと判断することができる。   On the other hand, when it is determined as “NO” in step 1, the predetermined relationship that the fuel temperature T1 detected by the fuel temperature sensor 13 is substantially equal to the fuel temperature T2 detected by the fuel temperature sensor 14 (T1 ≒ T2). Does not meet. That is, in this case, the values of the fuel temperatures T1 and T2 greatly differ from each other beyond the range of a sensor detection error by the fuel temperature sensors 13 and 14, and at least one of the fuel temperature sensors 13 and 14 is abnormal. , It can be determined that it is not operating normally.

そこで、次のステップ8では燃料タンク2側の温度センサ25との検出温度を比較する。具体的には、ステップ8で下記の数2による不等式を満たしているか否かを判定する。燃料タンク2側の温度センサ25で検出したタンク温度Ttと燃料温度センサ14で検出した燃料温度T2との温度差(Tt−T2)が、温度閾値Tthよりも小さいか否かを、ステップ8では判定する。   Therefore, in the next step 8, the temperature detected by the temperature sensor 25 on the fuel tank 2 side is compared. More specifically, it is determined in step 8 whether or not the following inequality expression (2) is satisfied. In step 8, it is determined whether a temperature difference (Tt−T2) between the tank temperature Tt detected by the temperature sensor 25 on the fuel tank 2 side and the fuel temperature T2 detected by the fuel temperature sensor 14 is smaller than a temperature threshold value Tth. judge.

Figure 0006645796
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ステップ8で「YES」と判定するときには、タンク温度Ttと燃料温度T2との温度差(Tt−T2)が、温度閾値Tthよりも小さいので、両者の温度差は小さく、所定の関係を満たしていると判断することができる。このため、次のステップ9では、燃料温度センサ14(燃料温度T2)と温度センサ25(タンク温度Tt)とは正常に動作していると診断する。しかし、燃料温度センサ13(燃料温度T1)は、前記ステップ1で「NO」と判定されているので、燃料温度センサ13(燃料温度T1)は正常に動作しておらず、異常と診断する。   If "YES" is determined in step 8, the temperature difference (Tt-T2) between the tank temperature Tt and the fuel temperature T2 is smaller than the temperature threshold Tth, so that the temperature difference between the two is small and the predetermined relationship is satisfied. Can be determined to be. Therefore, in the next step 9, it is diagnosed that the fuel temperature sensor 14 (fuel temperature T2) and the temperature sensor 25 (tank temperature Tt) are operating normally. However, since the fuel temperature sensor 13 (fuel temperature T1) has been determined to be "NO" in step 1, the fuel temperature sensor 13 (fuel temperature T1) does not operate normally and is diagnosed as abnormal.

このため、制御装置19は、これ以降(ステップ3〜6)の充填制御処理を、正常と診断された燃料温度センサ14と燃料タンク2側の温度センサ25とを用いて行う。なお、図2中のガス充填制御処理は、前述した通り圧力センサ15,16,26および気温センサ17,18については、正常に動作している場合を前提としている。   Therefore, the control device 19 performs the subsequent filling control processing (steps 3 to 6) using the fuel temperature sensor 14 diagnosed as normal and the temperature sensor 25 on the fuel tank 2 side. Note that the gas filling control process in FIG. 2 is based on the assumption that the pressure sensors 15, 16, 26 and the temperature sensors 17, 18 are operating normally as described above.

次に、ステップ8で「NO」と判定した場合には、前記数2式の関係を満たしておらず、タンク温度Ttと燃料温度T2との温度差(Tt−T2)が、温度閾値Tth以上となっている。このため、燃料温度センサ14(燃料温度T2)と温度センサ25(タンク温度Tt)とは、所定の関係を満たしておらず、いずれか一方は故障または異常と判断することができる。   Next, if "NO" is determined in step 8, the relationship of the above equation 2 is not satisfied, and the temperature difference (Tt-T2) between the tank temperature Tt and the fuel temperature T2 is equal to or more than the temperature threshold Tth. It has become. For this reason, the fuel temperature sensor 14 (fuel temperature T2) and the temperature sensor 25 (tank temperature Tt) do not satisfy the predetermined relationship, and one of them can be determined to be faulty or abnormal.

そこで、次のステップ10では、前記ステップ2と同様にタンク温度Ttと比較し、前記数1による不等式を満たしているか否かを判定する。即ち、燃料タンク2側の温度センサ25で検出したタンク温度Ttと燃料温度センサ13で検出した燃料温度T1との温度差(Tt−T1)が、温度閾値Tthよりも小さいか否かをステップ10で判定する。   Therefore, in the next step 10, a comparison is made with the tank temperature Tt as in step 2 to determine whether or not the inequality represented by equation 1 is satisfied. That is, it is determined whether or not the temperature difference (Tt-T1) between the tank temperature Tt detected by the temperature sensor 25 on the fuel tank 2 side and the fuel temperature T1 detected by the fuel temperature sensor 13 is smaller than the temperature threshold value Tth (step 10). Is determined.

そして、ステップ10で「YES」と判定するときには、タンク温度Ttと燃料温度T1との温度差(Tt−T1)が、温度閾値Tthよりも小さいので、両者の温度差は小さく、所定の関係を満たしている。このため、次のステップ11では、燃料温度センサ13(燃料温度T1)と温度センサ25(タンク温度Tt)とは正常に動作していると診断することができる。しかし、燃料温度センサ14(燃料温度T2)は、前記ステップ1で「NO」と判定されているので、燃料温度センサ14(燃料温度T2)は正常に動作しておらず、異常と診断する。   When it is determined “YES” in step 10, the temperature difference (Tt−T1) between the tank temperature Tt and the fuel temperature T1 is smaller than the temperature threshold value Tth. Meets Therefore, in the next step 11, it can be diagnosed that the fuel temperature sensor 13 (fuel temperature T1) and the temperature sensor 25 (tank temperature Tt) are operating normally. However, since the fuel temperature sensor 14 (fuel temperature T2) is determined to be "NO" in step 1, the fuel temperature sensor 14 (fuel temperature T2) is not operating normally and is diagnosed as abnormal.

このため、制御装置19は、これ以降(ステップ3〜6)の充填制御処理を、正常と診断された燃料温度センサ13と燃料タンク2側の温度センサ25とを用いて行う。なお、図2中のガス充填制御処理は、前述した通り圧力センサ15,16,26および気温センサ17,18については、正常に動作している場合を前提としている。   Therefore, the control device 19 performs the subsequent filling control processing (steps 3 to 6) using the fuel temperature sensor 13 diagnosed as normal and the temperature sensor 25 on the fuel tank 2 side. Note that the gas filling control process in FIG. 2 is based on the assumption that the pressure sensors 15, 16, 26 and the temperature sensors 17, 18 are operating normally as described above.

次に、ステップ10で「NO」と判定したときには、前記数1式の関係を満たしておらず、タンク温度Ttと燃料温度T1との温度差(Tt−T1)が、温度閾値Tth以上となっている。このため、次のステップ12に移って、燃料温度センサ13(燃料温度T1)と温度センサ25(タンク温度Tt)とは、所定の関係を満たしておらず、いずれか一方,または両方が故障または異常と診断する。また、充填側の燃料温度センサ14(燃料温度T2)は、前記ステップ1で「NO」と判定されているので、燃料温度センサ14(燃料温度T2)も異常の可能性がある。   Next, when it is determined to be “NO” in step 10, the relationship of the expression 1 is not satisfied, and the temperature difference (Tt−T1) between the tank temperature Tt and the fuel temperature T1 becomes equal to or more than the temperature threshold Tth. ing. For this reason, the process proceeds to the next step 12, where the fuel temperature sensor 13 (fuel temperature T1) and the temperature sensor 25 (tank temperature Tt) do not satisfy the predetermined relationship, and one or both of the two fail or fail. Diagnose abnormal. Further, since the fuel temperature sensor 14 (fuel temperature T2) on the charging side is determined to be "NO" in step 1, the fuel temperature sensor 14 (fuel temperature T2) may be abnormal.

即ち、この場合には、ステップ12の処理で、燃料温度センサ13,14と温度センサ25のうち、少なくとも2つのセンサが異常であるか、全てのセンサが異常と診断する。そして、この場合は、燃料温度センサ13,14と温度センサ25と用いたガスの充填制御は難しいと判断して、ガスの充填作業を行わずに、制御処理を終了させる。   That is, in this case, in the process of step 12, at least two of the fuel temperature sensors 13, 14 and the temperature sensor 25 are abnormal or all the sensors are diagnosed as abnormal. In this case, it is determined that it is difficult to control the gas filling using the fuel temperature sensors 13 and 14 and the temperature sensor 25, and the control process is terminated without performing the gas filling operation.

かくして、第1の実施の形態によれば、図2中のステップ1,2,7〜11の処理を行うことにより、充填側物理状態検出手段である燃料温度センサ13,14と被充填側物理状態検出手段である温度センサ25とからなる3つのセンサのうち、2つのセンサによる検出値(燃料温度T1,T2とタンク温度Tt)が所定の関係を満たしているときには、両センサが正常と診断することができる。しかし、2つのセンサによる検出値が所定の関係を満たしていないときには、少なくとも一方のセンサが異常と診断することができる。   Thus, according to the first embodiment, by performing the processing of steps 1, 2, 7 to 11 in FIG. When the detection values (fuel temperature T1, T2 and tank temperature Tt) of the two sensors out of the three sensors consisting of the temperature sensor 25 as the state detection means satisfy a predetermined relationship, both sensors are diagnosed as normal. can do. However, when the values detected by the two sensors do not satisfy the predetermined relationship, at least one of the sensors can be diagnosed as abnormal.

換言すると、充填側の燃料温度センサ13,14と被充填側の温度センサ25とのうち、いずれか1つセンサが異常と診断された場合でも、残りの2つのセンサによる検出値が所定の関係を満たしているときは、これらを正常と診断することができる。そして、前記3つのセンサのうち、正常と診断された2つのセンサを用いて水素ガス燃料の充填制御を行うことができる。即ち、燃料温度センサ13,14と温度センサ25のうち、何れか1つのセンサが異常と診断された場合でも充填作業を続けることができ、ガス充填時の作業性、生産性を向上することができる。   In other words, even if any one of the fuel temperature sensors 13 and 14 on the charging side and the temperature sensor 25 on the charging side is diagnosed as abnormal, the detection values of the remaining two sensors have a predetermined relationship. When these conditions are satisfied, these can be diagnosed as normal. Then, the filling control of the hydrogen gas fuel can be performed by using two of the three sensors diagnosed as normal. That is, even when any one of the fuel temperature sensors 13 and 14 and the temperature sensor 25 is diagnosed as abnormal, the filling operation can be continued, and the workability and productivity at the time of gas filling can be improved. it can.

次に、図3および図4は第2の実施の形態を示している。本実施の形態では、前記第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第2の実施の形態の特徴は、温度センサに替えて圧力センサ15,16,26のいずれが正常か異常かを診断する正常・異常診断手段を備える構成としたことにある。   Next, FIGS. 3 and 4 show a second embodiment. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. However, the feature of the second embodiment resides in that a normal / abnormal diagnosis means for diagnosing which of the pressure sensors 15, 16, and 26 is normal or abnormal is provided instead of the temperature sensor.

ここで、制御装置19のメモリ19Aには、例えば図3および図4に示す圧力センサの正常・異常診断処理を含んだ充填制御処理用のプログラム等が格納されている。制御装置19は、後述の如く圧力センサ15,16,26のいずれが正常か異常かを診断する正常・異常診断処理と、これに続く水素ガスの充填制御処理とを行うものである。なお、図3,4中に示すガス充填制御処理は、燃料温度センサ13,14と温度センサ25および気温センサ17,18等が、基本的に正常に動作している場合を前提として説明するものとする。   Here, in the memory 19A of the control device 19, for example, a program for a filling control process including a normal / abnormal diagnosis process of the pressure sensor shown in FIGS. 3 and 4 is stored. The control device 19 performs a normal / abnormal diagnosis process for diagnosing which of the pressure sensors 15, 16, and 26 is normal or abnormal, and a hydrogen gas filling control process subsequent thereto. The gas filling control process shown in FIGS. 3 and 4 is described on the assumption that the fuel temperature sensors 13 and 14, the temperature sensor 25, and the air temperature sensors 17 and 18 are basically operating normally. And

図3の処理動作がスタートすると、ステップ21で「圧力比較」の判定処理を行う。具体的には、充填側物理状態検出手段である圧力センサ15,16から読込んだガス供給経路5内の燃料圧力P1,P2を比較し、燃料圧力P1,P2が実質的に等しい(P1≒P2)か否かを判定する。圧力センサ15,16は、図1中に示すように、互いにほぼ等しい条件下でガス供給経路5内の水素ガス(燃料)の燃料圧力P1,P2を検出している。   When the processing operation of FIG. 3 starts, a determination process of “pressure comparison” is performed in step 21. Specifically, the fuel pressures P1 and P2 in the gas supply path 5 read from the pressure sensors 15 and 16 as the filling-side physical state detecting means are compared, and the fuel pressures P1 and P2 are substantially equal (P1 ≒). P2) is determined. As shown in FIG. 1, the pressure sensors 15 and 16 detect the fuel pressures P1 and P2 of the hydrogen gas (fuel) in the gas supply path 5 under substantially equal conditions.

このため、ステップ21で「YES」と判定したときには、圧力センサ15で検出した燃料圧力P1と、圧力センサ16で検出した燃料圧力P2とが実質的に等しい(P1≒P2)ので、次のステップ22に移る。この場合、圧力P1,P2の値が仮に僅かに違っている場合でも、両者の差は圧力センサ15,16によるセンサ検出誤差の範囲内であり、所定の関係を満たしているとして、圧力センサ15,16は正常に動作していると判断することができる。   Therefore, if "YES" is determined in step 21, the fuel pressure P1 detected by the pressure sensor 15 and the fuel pressure P2 detected by the pressure sensor 16 are substantially equal (P1 ≒ P2), and the next step Move to 22. In this case, even if the values of the pressures P1 and P2 are slightly different, the difference between the two is within the range of the sensor detection error by the pressure sensors 15 and 16, and it is determined that the predetermined relationship is satisfied. , 16 can be determined to be operating normally.

次のステップ22では、燃料タンク2側の被充填側物理状態検出手段である圧力センサ26との検出圧力を比較する。具体的には、ステップ22で下記の数3による不等式を満たしているか否かを判定する。タンク圧力Ptは、燃料タンク2側の圧力センサ26で検出した水素ガス(タンク内燃料)の圧力であり、圧力センサ15で検出した燃料圧力P1とタンク圧力Ptとの差が、圧力閾値Pthよりも小さいか否かを、ステップ22では判定する。   In the next step 22, the detected pressure is compared with the pressure sensor 26, which is the means for detecting the physical state on the fuel tank 2 side. Specifically, it is determined in step 22 whether or not the following inequality represented by Equation 3 is satisfied. The tank pressure Pt is the pressure of the hydrogen gas (fuel in the tank) detected by the pressure sensor 26 on the fuel tank 2 side, and the difference between the fuel pressure P1 detected by the pressure sensor 15 and the tank pressure Pt is smaller than the pressure threshold Pth. It is determined in step 22 whether or not is smaller.

Figure 0006645796
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圧力閾値Pthは、これまでの試験データ、経験値等により予め決められた圧力の閾値であり、タンク圧力Ptと燃料圧力P1との圧力差(Pt−P1)が、圧力閾値Pthよりも小さいときには、両者の圧力差は小さく、所定の関係を満たしているとして、充填側の圧力センサ15と被充填側の圧力センサ26とは正常に動作していると判断することができる。   The pressure threshold Pth is a pressure threshold determined in advance based on test data, empirical values, and the like up to now. When the pressure difference (Pt-P1) between the tank pressure Pt and the fuel pressure P1 is smaller than the pressure threshold Pth. Since the pressure difference between the two is small and the predetermined relationship is satisfied, it can be determined that the pressure sensor 15 on the filling side and the pressure sensor 26 on the filling side are operating normally.

なお、ガス供給経路5内の燃料は前記冷却装置で冷却されるために、一般的には、充填側の燃料圧力P1の方が被充填側のタンク圧力Ptよりも低い圧力となる。このため、タンク圧力Ptと燃料圧力P1との圧力差(Pt−P1)は、通常は正の値となると考えられる。しかし、より正確を期す場合には、両者の圧力差(Pt−P1)を絶対値として演算することも可能である。この点は、下記の数4式についても同様に絶対値で演算してもよい。   In addition, since the fuel in the gas supply path 5 is cooled by the cooling device, generally, the fuel pressure P1 on the filling side is lower than the tank pressure Pt on the filling side. For this reason, the pressure difference (Pt-P1) between the tank pressure Pt and the fuel pressure P1 is usually considered to be a positive value. However, if more accuracy is required, the pressure difference between them (Pt-P1) can be calculated as an absolute value. This point may be similarly calculated using the absolute value for the following equation (4).

ステップ22で「NO」と判定したときには、前記数3式の関係を満たしておらず、タンク圧力Ptと燃料圧力P1との圧力差(Pt−P1)が、圧力閾値Pth以上となり、被充填側のタンク圧力Ptが充填側の燃料圧力P1に比較して過度に大きくなっている。このため、次のステップ24では、被充填側の圧力センサ26(タンク圧力Pt)は異常と診断し、充填側の圧力センサ15,16は正常と診断する。   When it is determined as "NO" in step 22, the relationship of the above equation 3 is not satisfied, and the pressure difference (Pt-P1) between the tank pressure Pt and the fuel pressure P1 becomes equal to or more than the pressure threshold Pth, and Is excessively higher than the fuel pressure P1 on the charging side. Therefore, in the next step 24, the pressure sensor 26 (tank pressure Pt) on the filling side is diagnosed as abnormal, and the pressure sensors 15, 16 on the filling side are diagnosed as normal.

次のステップ23では、正常と診断された圧力センサ15,16(何れか一方のみでも可)を用いて、制御装置19はガスの充填制御を開始する。被充填側の圧力センサ26が正常の場合は、このセンサを用いて燃料タンク2内の圧力を検出し続け、通信機22,23を介して制御装置19に出力する。具体的には、操作部20の充填開始スイッチ20Aをオン操作したときに、制御装置19からの制御信号により制御弁11および開閉弁12が開弁され、水素ガスが開閉弁12から下流側のガス供給経路5、充填ホース7を介して燃料タンク2内へと充填される。このとき、制御装置19は、図4に示すステップ30による充填制御処理を後述の如く実行する。   In the next step 23, the control device 19 starts gas filling control by using the pressure sensors 15, 16 (only one of which is acceptable) diagnosed as normal. When the pressure sensor 26 on the filling side is normal, the pressure in the fuel tank 2 is continuously detected using this sensor, and is output to the control device 19 via the communication devices 22 and 23. Specifically, when the filling start switch 20A of the operation unit 20 is turned on, the control valve 11 and the on-off valve 12 are opened by a control signal from the control device 19, and hydrogen gas is supplied from the on-off valve 12 to the downstream side. The fuel is filled into the fuel tank 2 via the gas supply path 5 and the filling hose 7. At this time, the control device 19 executes the filling control process in step 30 shown in FIG. 4 as described later.

一方、ステップ21で「NO」と判定したときには、充填側の圧力センサ15で検出した燃料圧力P1と、同じく充填側の圧力センサ16で検出した燃料圧力P2とが実質的に等しい(P1≒P2)という所定の関係を満たしていない。即ち、この場合に、燃料圧力P1,P2の値は、圧力センサ15,16によるセンサ検出誤差の範囲を越えて大きく異なっており、圧力センサ15,16の少なくともいずれか一方は、正常に動作していないと判断することができる。   On the other hand, when it is determined as “NO” in the step 21, the fuel pressure P1 detected by the pressure sensor 15 on the filling side is substantially equal to the fuel pressure P2 detected by the pressure sensor 16 on the filling side (P1 ≒ P2). ) Is not satisfied. That is, in this case, the values of the fuel pressures P1 and P2 greatly differ from each other beyond the range of a sensor detection error by the pressure sensors 15 and 16, and at least one of the pressure sensors 15 and 16 operates normally. You can judge that it is not.

そこで、次のステップ25では、燃料タンク2(被充填)側の圧力センサ26との検出圧力を比較する。具体的には、ステップ25で下記の数4による不等式を満たしているか否かを判定する。燃料タンク2側の圧力センサ26で検出したタンク圧力Ptと充填側の圧力センサ16で検出した燃料圧力P2との圧力差(Pt−P2)が、圧力閾値Pthよりも小さいか否かを、ステップ25では判定する。   Therefore, in the next step 25, the detected pressure with the pressure sensor 26 on the fuel tank 2 (filled) side is compared. Specifically, it is determined in step 25 whether or not the following inequality represented by Equation 4 is satisfied. It is determined whether a pressure difference (Pt-P2) between the tank pressure Pt detected by the pressure sensor 26 on the fuel tank 2 side and the fuel pressure P2 detected by the pressure sensor 16 on the filling side is smaller than a pressure threshold value Pth. At 25, it is determined.

Figure 0006645796
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ステップ25で「YES」と判定するときには、タンク圧力Ptと燃料圧力P2との圧力差(Pt−P2)が、圧力閾値Pthよりも小さいので、両者の圧力差は小さく、所定の関係を満たしていると判断することができる。このため、次のステップ26では、圧力センサ16(燃料圧力P2)と圧力センサ26(タンク圧力Pt)とは正常に動作していると診断する。しかし、圧力センサ15(燃料圧力P1)は、前記ステップ21で「NO」と判定されているので、圧力センサ15は正常に動作しておらず、異常と診断する。   When "YES" is determined in the step 25, the pressure difference (Pt-P2) between the tank pressure Pt and the fuel pressure P2 is smaller than the pressure threshold Pth, so that the pressure difference between the two is small and the predetermined relationship is satisfied. Can be determined to be. Therefore, in the next step 26, it is diagnosed that the pressure sensor 16 (fuel pressure P2) and the pressure sensor 26 (tank pressure Pt) are operating normally. However, since the pressure sensor 15 (fuel pressure P1) is determined to be "NO" in the step 21, the pressure sensor 15 is not operating normally and is diagnosed as abnormal.

このため、制御装置19は、これ以降(ステップ23、ステップ30〜40)の充填制御処理を、正常と診断された圧力センサ16と燃料タンク2側の圧力センサ26とを用いて行う。なお、図3、図4中のガス充填制御処理は、前述した通り燃料温度センサ13,14と温度センサ25および気温センサ17,18については、正常に動作している場合を前提としている。   Therefore, the control device 19 performs the filling control process thereafter (step 23, steps 30 to 40) using the pressure sensor 16 diagnosed as normal and the pressure sensor 26 on the fuel tank 2 side. The gas filling control process in FIGS. 3 and 4 is based on the assumption that the fuel temperature sensors 13 and 14, the temperature sensor 25, and the temperature sensors 17 and 18 are operating normally as described above.

次に、ステップ25で「NO」と判定した場合には、前記数4式の関係を満たしておらず、タンク圧力Ptと燃料圧力P2との圧力差(Pt−P2)が、圧力閾値Pth以上となっている。このため、圧力センサ16(燃料圧力P2)と圧力センサ26(タンク圧力Pt)とは、所定の関係を満たしておらず、いずれか一方は故障または異常と判断することができる。   Next, when it is determined as “NO” in step 25, the relationship of the above equation 4 is not satisfied, and the pressure difference (Pt−P2) between the tank pressure Pt and the fuel pressure P2 is equal to or larger than the pressure threshold Pth. It has become. For this reason, the pressure sensor 16 (fuel pressure P2) and the pressure sensor 26 (tank pressure Pt) do not satisfy the predetermined relationship, and one of them can be determined to be faulty or abnormal.

そこで、次のステップ27では、前記ステップ22と同様にタンク圧力Ptと比較し、前記数3による不等式を満たしているか否かを判定する。即ち、燃料タンク2側の圧力センサ26で検出したタンク圧力Ptと圧力センサ15で検出した燃料圧力P1との圧力差(Pt−P1)が、圧力閾値Pthよりも小さいか否かをステップ27で判定する。   Thus, in the next step 27, it is compared with the tank pressure Pt as in the case of the step 22, and it is determined whether or not the inequality represented by the equation 3 is satisfied. That is, it is determined in step 27 whether or not the pressure difference (Pt-P1) between the tank pressure Pt detected by the pressure sensor 26 on the fuel tank 2 side and the fuel pressure P1 detected by the pressure sensor 15 is smaller than the pressure threshold value Pth. judge.

そして、ステップ27で「YES」と判定するときには、タンク圧力Ptと燃料圧力P1との圧力差(Pt−P1)が、圧力閾値Pthよりも小さいので、両者の圧力差は小さく、所定の関係を満たしている。このため、次のステップ28では、圧力センサ15(燃料圧力P1)と圧力センサ26(タンク圧力Pt)とは正常に動作していると診断することができる。しかし、圧力センサ16(燃料圧力P2)は、前記ステップ21で「NO」と判定されているので、圧力センサ16は正常に動作しておらず、異常と診断する。このため、制御装置19は、これ以降(ステップ23、ステップ30〜40)の充填制御処理を、正常と診断された圧力センサ15と燃料タンク2側の圧力センサ26とを用いて行う。   Then, when "YES" is determined in the step 27, since the pressure difference (Pt-P1) between the tank pressure Pt and the fuel pressure P1 is smaller than the pressure threshold Pth, the pressure difference between the two is small, and the predetermined relationship is established. Meets Therefore, in the next step 28, it can be diagnosed that the pressure sensor 15 (fuel pressure P1) and the pressure sensor 26 (tank pressure Pt) are operating normally. However, since the pressure sensor 16 (fuel pressure P2) has been determined to be "NO" in step 21, the pressure sensor 16 does not operate normally and is diagnosed as abnormal. For this reason, the control device 19 performs the filling control process thereafter (step 23, steps 30 to 40) using the pressure sensor 15 diagnosed as normal and the pressure sensor 26 on the fuel tank 2 side.

次に、ステップ27で「NO」と判定したときには、前記数3式の関係を満たしておらず、タンク圧力Ptと燃料圧力P1との圧力差(Pt−P1)が、圧力閾値Pth以上となっている。このため、次のステップ29に移って、圧力センサ15(燃料圧力P1)と圧力センサ26(タンク圧力Pt)とは、所定の関係を満たしておらず、いずれか一方,または両方が故障または異常と診断する。また、圧力センサ16(燃料圧力P2)は、前記ステップ21で「NO」と判定されているので、圧力センサ16(燃料圧力P2)も異常の可能性がある。   Next, when it is determined to be “NO” in step 27, the relationship of the expression 3 is not satisfied, and the pressure difference (Pt−P1) between the tank pressure Pt and the fuel pressure P1 becomes equal to or more than the pressure threshold Pth. ing. Therefore, the process proceeds to the next step 29, in which the pressure sensor 15 (fuel pressure P1) and the pressure sensor 26 (tank pressure Pt) do not satisfy the predetermined relationship, and one or both of them are malfunctioning or abnormal. Diagnose. Further, since the pressure sensor 16 (fuel pressure P2) is determined to be “NO” in the step 21, the pressure sensor 16 (fuel pressure P2) may be abnormal.

即ち、この場合には、ステップ29の処理で、圧力センサ15,16,26のうち、少なくとも2つの圧力センサが異常であるか、全ての圧力センサが異常と診断する。そして、この場合は、圧力センサ15,16と圧力センサ26と用いたガスの充填制御は難しいと判断して、ガスの充填作業を行わずに、制御処理を終了させる。   That is, in this case, in the process of step 29, at least two of the pressure sensors 15, 16, and 26 are abnormal or all the pressure sensors are diagnosed as abnormal. In this case, it is determined that the gas filling control using the pressure sensors 15, 16 and the pressure sensor 26 is difficult, and the control process is terminated without performing the gas filling operation.

次に、前記ステップ23に続くステップ30以降の処理ついて説明する。制御装置19は、ステップ23で前述の如く充填開始されると、図4に示すステップ30による充填制御処理を実行する。   Next, the processing of step 30 and subsequent steps following step 23 will be described. When the filling is started in step 23 as described above, the control device 19 executes a filling control process in step 30 shown in FIG.

即ち、ステップ30の充填制御処理では、開閉弁12を開弁状態としたままで、燃料タンク2の圧力や温度を監視しながら、制御弁11の弁開度を可変に制御することで選択した充填プロトコルに準拠した充填を行い、例えば表示器21において、ガスの充填状態等を表示させる。制御弁11は、制御装置19からの制御信号により、例えば定圧上昇制御方式および/または定流量制御方式等で弁開度が調整される。このように、ステップ30では、蓄圧器6から車両9の燃料タンク2に向けて充填プロトコルに準拠したガス充填制御が実行される。   That is, in the filling control process of step 30, the valve is selected by variably controlling the valve opening of the control valve 11 while monitoring the pressure and temperature of the fuel tank 2 while keeping the on-off valve 12 in the open state. The filling is performed in accordance with the filling protocol, and for example, the display state of the gas is displayed on the display 21. The valve opening of the control valve 11 is adjusted by a control signal from the control device 19 by, for example, a constant pressure rise control method and / or a constant flow rate control method. As described above, in step 30, the gas filling control based on the filling protocol is executed from the accumulator 6 to the fuel tank 2 of the vehicle 9.

次のステップ31,32、ステップ35〜40の処理は、ガスの充填制御を開始して以降に行う圧力センサ15,16,26の正常・異常診断処理である。これらのステップ31,32、ステップ35〜40による処理は、前述したステップ21,22、ステップ24〜29の処理と同様な処理内容であるので、これ以上の説明は省略する。   The processing of the following steps 31 and 32 and steps 35 to 40 is normal / abnormal diagnosis processing of the pressure sensors 15, 16, and 26 performed after the start of the gas filling control. The processes in steps 31, 32 and steps 35 to 40 have the same processing contents as the processes in steps 21, 22, and steps 24 to 29 described above, and therefore, further description will be omitted.

ここで、図3中のステップ22で「YES」と判定し、圧力センサ15,16,26が全て正常(即ち、ガス充填制御が開始される前の段階で正常)と診断された場合を例に挙げると、ステップ35の処理で、充填側の圧力センサ15,16は正常と診断し、被充填側の圧力センサ26(タンク圧力Pt)は異常と診断した場合は、ガス充填制御の途中で、被充填側の圧力センサ26が何らかの原因で故障し、異常となった場合である。   Here, an example in which “YES” is determined in step 22 in FIG. 3 and all the pressure sensors 15, 16, and 26 are diagnosed as normal (ie, normal before the gas filling control is started). In the processing of step 35, if the pressure sensors 15 and 16 on the filling side are diagnosed as normal and the pressure sensor 26 (tank pressure Pt) on the filling side is diagnosed as abnormal, In this case, the pressure sensor 26 on the filling side fails for some reason and becomes abnormal.

また、ステップ37の処理で、充填側の圧力センサ15は異常、圧力センサ16は正常と診断し、被充填側の圧力センサ26(タンク圧力Pt)は正常と診断した場合は、ガス充填制御の途中で、充填側の圧力センサ15が何らかの原因で故障し、異常となった場合である。一方、ステップ39の処理で、充填側の圧力センサ15は正常、圧力センサ16は異常と診断し、被充填側の圧力センサ26(タンク圧力Pt)は正常と診断した場合は、ガス充填制御の途中で、充填側の圧力センサ16が何らかの原因で故障し、異常となった場合である。   In the process of step 37, when the pressure sensor 15 on the filling side is diagnosed as abnormal, the pressure sensor 16 is diagnosed as normal, and the pressure sensor 26 (tank pressure Pt) on the filling side is diagnosed as normal, This is a case in which the pressure sensor 15 on the filling side fails for some reason and becomes abnormal. On the other hand, in the processing of step 39, when the pressure sensor 15 on the filling side is diagnosed as normal and the pressure sensor 16 is diagnosed as abnormal, and the pressure sensor 26 on the filling side (tank pressure Pt) is diagnosed as normal, This is a case where the pressure sensor 16 on the filling side fails for some reason and becomes abnormal.

また、ステップ40の処理で、圧力センサ15,16,26のうち、少なくとも2つの圧力センサが異常であるか、全ての圧力センサ15,16,26が異常と診断した場合は、ガス充填制御の途中で2つ以上の圧力センサが何らかの原因で故障し、異常となった場合である。そして、このような場合は、圧力センサ15,16と圧力センサ26と用いたガスの充填制御は難しいと判断し、次のステップ34でガスの充填を停止(即ち、開閉弁12を閉弁)させて制御を終了させる。   In the process of step 40, if at least two of the pressure sensors 15, 16, and 26 are abnormal or if all the pressure sensors 15, 16, and 26 are diagnosed as abnormal, the gas filling control is performed. This is a case in which two or more pressure sensors fail for some reason on the way and become abnormal. In such a case, it is determined that the gas filling control using the pressure sensors 15, 16 and the pressure sensor 26 is difficult, and the gas filling is stopped in the next step 34 (that is, the on-off valve 12 is closed). To end the control.

前記ステップ31,32、ステップ35〜39の正常・異常診断処理に続いて行うステップ33では、充填終了条件が成立したか否かを判定する。即ち、制御装置19は、流量計10からの流量パルスを積算して燃料の充填量(質量)を演算し、燃料の充填量が予め設定された目標充填量に達するか、または圧力センサ15,16により検出した燃料(水素ガス)の圧力が予め設定された目標充填圧力に達したか否かを判定する。ステップ33で「NO」と判定する間は、充填終了条件が成立(充填作業が終了)していないので、ステップ30による充填制御処理とステップ31,32、ステップ35〜40による正常・異常診断処理を続行させる。   In step 33 performed following the normal / abnormal diagnosis processing in steps 31 and 32 and steps 35 to 39, it is determined whether or not a filling end condition is satisfied. That is, the control device 19 calculates the fuel filling amount (mass) by integrating the flow rate pulses from the flow meter 10 and calculates whether the fuel filling amount reaches a preset target filling amount or the pressure sensor 15, It is determined whether the pressure of the fuel (hydrogen gas) detected at step 16 has reached a preset target charging pressure. While the determination of "NO" is made in step 33, the filling end condition is not satisfied (the filling operation is not completed), so the filling control processing in step 30 and the normal / abnormal diagnosis processing in steps 31, 32, and steps 35 to 40 To continue.

そして、ステップ33で充填終了条件成立として、「YES」と判定したときには、次のステップ34で開閉弁12を閉弁して燃料の充填を停止する。具体的には、制御装置19からの信号により制御弁11および開閉弁12が閉弁され、燃料タンク2へのガス充填が終了される。なお、作業者が充填停止スイッチ20Bを操作した場合にも、ステップ33で「YES」と判定するので、次のステップ34では開閉弁12を閉弁して燃料の充填を停止することになる。   Then, when it is determined that the filling end condition is satisfied in step 33 and “YES”, the on-off valve 12 is closed in the next step 34 to stop the filling of the fuel. Specifically, the control valve 11 and the on-off valve 12 are closed according to a signal from the control device 19, and the filling of the fuel tank 2 with gas is completed. It should be noted that, even when the operator operates the filling stop switch 20B, the result of the determination in step 33 is "YES", so that in the next step 34, the on-off valve 12 is closed to stop filling the fuel.

なお、前記ステップ31,32、ステップ35〜40による処理は、ガス充填制御が開始される前の段階で圧力センサ15,16,26が全て正常と診断された場合を前提として説明した。しかし、圧力センサ15,16,26のうち2つの以上のセンサが正常と診断された場合には、ステップ31,32、ステップ35〜40の処理により、ガス充填開始後におけるセンサの正常・異常診断処理は可能である。   The processes in steps 31 and 32 and steps 35 to 40 have been described on the premise that all the pressure sensors 15, 16, and 26 have been diagnosed to be normal before the gas filling control is started. However, when two or more of the pressure sensors 15, 16, and 26 are diagnosed as normal, the normal / abnormal diagnosis of the sensors after the start of gas filling is performed by the processing of steps 31, 32 and steps 35 to 40. Processing is possible.

また、図4中のステップ31,32、ステップ35〜40による処理(即ち、ガス充填開始後におけるセンサの正常・異常診断処理)は、必ずしも行う必要はなく、ステップ30の充填制御処理に続いて、ステップ33の処理(充填終了条件成立の判定処理)を行うことも可能であり、この場合には、ステップ31,32、ステップ35〜40による処理を廃止する構成としてもよい。   Further, the processing in steps 31 and 32 and steps 35 to 40 in FIG. 4 (that is, the normal / abnormal diagnosis processing of the sensor after the start of the gas charging) is not necessarily performed, and the processing is performed following the charging control processing in step 30. It is also possible to perform the process of step 33 (the process of determining whether the filling end condition is satisfied). In this case, the process of steps 31, 32, and steps 35 to 40 may be omitted.

かくして、このように構成される第2の実施の形態では、充填側物理状態検出手段である圧力センサ15,16と被充填側物理状態検出手段である圧力センサ26とからなる3つのセンサのうち、2つのセンサによる検出値(燃料圧力P1,P2とタンク圧力Pt)が所定の関係を満たしているときには、両センサが正常と診断することができる。しかし、2つのセンサによる検出値が所定の関係を満たしていないときには、少なくとも一方のセンサが異常と診断することができる。   Thus, in the second embodiment configured as described above, of the three sensors including the pressure sensors 15 and 16 as the filling-side physical state detecting means and the pressure sensor 26 as the filling-side physical state detecting means, When the values detected by the two sensors (the fuel pressures P1 and P2 and the tank pressure Pt) satisfy a predetermined relationship, both sensors can be diagnosed as normal. However, when the values detected by the two sensors do not satisfy the predetermined relationship, at least one of the sensors can be diagnosed as abnormal.

換言すると、充填側の圧力センサ15,16と被充填側の圧力センサ26とのうち、いずれか1つセンサが異常と診断された場合でも、残りの2つのセンサによる検出値が所定の関係を満たしているときは、これらを正常と診断することができる。そして、前記3つのセンサのうち、正常と診断された2つのセンサを用いて水素ガスの充填制御を行うことができる。即ち、3つの圧力センサ15,16,26のうち、何れか1つのセンサが異常と診断された場合でも充填作業を続けることができ、ガス充填時の作業性、生産性を向上することができる。   In other words, even if one of the pressure sensors 15 and 16 on the filling side and the pressure sensor 26 on the filling side is diagnosed as abnormal, the values detected by the remaining two sensors have a predetermined relationship. If so, these can be diagnosed as normal. Then, hydrogen gas filling control can be performed using two of the three sensors that have been diagnosed as normal. That is, even if any one of the three pressure sensors 15, 16, and 26 is diagnosed as abnormal, the filling operation can be continued, and the workability and productivity at the time of gas filling can be improved. .

なお、前記第2の実施の形態では、圧力センサ15,16,26の正常・異常診断を行う場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば気温センサ17,18の正常・異常診断を行う構成としてもよい。即ち、車両9に被充填側の気温センサ(被充填側物理状態検出手段)が設けられている場合には、例えば通信機22,23によるデータ通信を行う。この状態で、被充填側の気温センサと充填側の気温センサ17,18とのうち、2つのセンサによる検出値が所定の関係を満たしているときには、両センサが正常と診断し、2つのセンサによる検出値が所定の関係を満たしていないときには、少なくとも一方のセンサが異常と診断することができる。   In the second embodiment, the case where the normal / abnormal diagnosis of the pressure sensors 15, 16, and 26 is performed has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the temperature sensors 17 and 18 may be configured to perform a normal / abnormal diagnosis. That is, when the vehicle 9 is provided with a temperature sensor (physical state detecting means on the filling side) on the filling side, for example, data communication by the communication devices 22 and 23 is performed. In this state, when the values detected by the two sensors of the temperature sensor on the filling side and the temperature sensors 17 and 18 on the filling side satisfy a predetermined relationship, both sensors are diagnosed as normal, and the two sensors When the detected value does not satisfy the predetermined relationship, at least one sensor can be diagnosed as abnormal.

また、前記第1の実施の形態では、燃料温度センサ13,14と温度センサ25の正常・異常の診断結果を報知する報知手段として表示器21を用いる場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば報知ランプ、警報ブザーまたは音声合成装置等の報知手段を用いる構成としてもよい。この点は、第2の実施の形態についても同様である。   Further, in the first embodiment, the case where the indicator 21 is used as an informing means for informing the normal / abnormal diagnosis result of the fuel temperature sensors 13 and 14 and the temperature sensor 25 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, a configuration using a notification unit such as a notification lamp, an alarm buzzer, or a voice synthesizer may be used. This is the same for the second embodiment.

さらに、前記各実施の形態では、燃料ガスとして水素ガスを用いる場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、水素ガス以外のガス、例えばブタン,プロパン等のガスや圧縮天然ガス(CNG)を車両の燃料タンク2に充填するためのガス充填装置にも適用することができる。また、車両の燃料タンク2に圧縮されたガスを充填する形態に限らず、他の被充填タンク(容器を含む)に圧縮されたガスを充填する際にも適用することができる。さらに、本ガス充填装置1のディスペンサユニット4を、他の場所にガス給送するための管路の途中に設置してもよい。   Further, in each of the above embodiments, the case where hydrogen gas is used as the fuel gas has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to a gas filling device for filling a gas other than hydrogen gas, for example, a gas such as butane or propane, or compressed natural gas (CNG) into the fuel tank 2 of the vehicle. it can. Further, the present invention is not limited to the mode in which the fuel tank 2 of the vehicle is filled with the compressed gas, and can be applied to the case where another tank (including the container) is filled with the compressed gas. Further, the dispenser unit 4 of the gas filling device 1 may be installed in the middle of a pipe for feeding gas to another place.

1 ガス充填装置
2 燃料タンク(被充填タンク)
2A 充填口
3 ガス貯蔵部
4 ディスペンサユニット
5 ガス供給経路
6 蓄圧器
8 充填ノズル(カップリング)
9 車両
11 制御弁
12 開閉弁
13,14 燃料温度センサ(充填側物理状態検出手段)
15,16 圧力センサ(充填側物理状態検出手段)
19 制御装置(充填制御手段、正常・異常診断手段)
20 操作部
21 表示器(報知手段)
22,23 通信機
25 温度センサ(被充填側物理状態検出手段)
26 圧力センサ(被充填側物理状態検出手段)
1 Gas filling device 2 Fuel tank (filled tank)
2A Filling port 3 Gas storage unit 4 Dispenser unit 5 Gas supply path 6 Accumulator 8 Filling nozzle (coupling)
9 vehicle 11 control valve 12 on-off valve 13,14 fuel temperature sensor (filling side physical state detecting means)
15, 16 pressure sensor (means for detecting physical state of filling side)
19 control device (filling control means, normal / abnormal diagnosis means)
20 operation unit 21 display (notification means)
22, 23 Communication device 25 Temperature sensor (filled side physical state detection means)
26 Pressure sensor (measuring means of physical condition to be filled)

Claims (2)

予めガスが蓄圧されている蓄圧器とガス供給経路を介して接続され、当該ガスを被充填タンクに充填するためのカップリングと、
前記ガス供給経路に設けられ、開弁することにより前記蓄圧器内のガスを前記カップリングへ供給する開閉弁と、
前記開閉弁よりも下流側のガス供給経路内の物理状態を検出するために前記ガス供給経路に設けられた複数の充填側物理状態検出手段と、
前記被充填タンク内の物理状態を検出するための被充填側物理状態検出手段と、
前記充填側物理状態検出手段による検出値に基づき前記開閉弁を開閉制御することにより、前記被充填タンクへのガスの供給を制御する充填制御手段と、
からなるガス充填装置において、
前記被充填タンクへの充填の、前記複数の充填側物理状態検出手段及び前記被充填側物理状態検出手段によりそれぞれ検出された物理量が所定の関係にあるか否かを判定し、その判定結果により前記各物理状態検出手段のそれぞれについて正常か異常かを診断する正常・異常診断手段を備えることを特徴とするガス充填装置。
A coupling for charging the gas to the tank to be charged, which is connected via a gas supply path with a pressure accumulator in which the gas is stored in advance,
An on-off valve that is provided in the gas supply path and supplies gas in the accumulator to the coupling by opening the valve;
A plurality of filling-side physical state detection means provided in the gas supply path to detect the physical state in the gas supply path downstream of the on-off valve,
Filling side physical state detecting means for detecting the physical state in the filling tank,
Filling control means for controlling the supply of gas to the tank to be filled by controlling the opening and closing of the on-off valve based on a value detected by the filling physical state detecting means,
Gas filling device consisting of
Wherein when Hama charge into the filling tank, the physical amount detected respectively by the previous SL plurality of filling-side physical condition detecting means and the the filling side physical condition detecting means determines whether or not a predetermined relationship, that A gas filling apparatus comprising: a normal / abnormal diagnosis means for diagnosing whether each of the physical state detection means is normal or abnormal based on a determination result.
前記充填制御手段は、前記正常・異常診断手段により正常と診断された前記充填側物理状態検出手段による検出値に基づき、前記被充填タンクへのガスの供給を制御する構成としてなる請求項1に記載のガス充填装置。   2. The charging control unit according to claim 1, wherein the filling control unit controls the supply of gas to the filling tank based on a detection value of the filling-side physical state detection unit diagnosed as normal by the normal / abnormal diagnosis unit. 3. The gas filling device as described in the above.
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