WO2009054518A1 - ガス残量表示制御装置、ガス残量表示装置、および、ガス残量表示制御方法 - Google Patents

ガス残量表示制御装置、ガス残量表示装置、および、ガス残量表示制御方法 Download PDF

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    • Y02E60/50Fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to a technique for displaying a remaining amount of compressed gas stored in a tank on a predetermined display device.
  • tanks that store compressed gas have predetermined standards for the pressure and temperature of the compressed gas stored. For this reason, when a compressed gas is filled into a tank, the compressed gas is filled according to the tank specifications. Therefore, the amount (mass) of compressed gas filling the tank is limited by the pressure or temperature of the compressed gas in the tank. That is, for example, when the compressed gas in the tank is filled, the temperature of the compressed gas in the tank rises due to adiabatic compression, and when the temperature reaches a specified temperature, the pressure of the compressed gas in the tank is less than the specified pressure. Even if it does, filling of compressed gas into the tank is stopped.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems.
  • the display of “FU L” is surely displayed on the display device.
  • the purpose is to do.
  • the present invention can be realized as the following forms or application examples in order to solve at least a part of the problems described above.
  • a gas remaining amount display control device for displaying a remaining amount of compressed gas stored in a tank on a predetermined display device, wherein the pressure of the compressed gas and the temperature of the compressed gas are Based on the mass calculation unit for calculating the mass of the compressed gas, and when the compressed gas is filled into the tank, at least one of the pressure and the temperature of the compressed gas satisfies a predetermined condition, and the filling is stopped.
  • a reference value setting unit that sets the mass of the compressed gas calculated by the mass calculation unit as a reference value used for displaying the remaining amount on the display device, and the reference value is Based on the ratio of the mass of the compressed gas calculated by the mass calculation unit to the reference value, assuming that the mass of the compressed gas is when the compressed gas is full in the tank. Te, gas level display control apparatus and a display control unit for displaying the remaining amount on the display device.
  • the mass of the compressed gas in the tank when filling is stopped because at least one of the pressure of the compressed gas in the tank and the temperature satisfies a predetermined condition, Assuming that the mass of compressed gas is when the tank is fully filled with compressed gas, the compressed gas calculated after filling the tank with compressed gas relative to the mass of compressed gas (reference value) at this time Based on the mass ratio, the display shows the remaining amount of compressed gas in the tank. By doing so, when the compressed gas is filled into the tank until the filling is limited (stopped), even if the temperature and pressure of the compressed gas in the tank change without using the compressed gas, it is displayed. “FULL” can be displayed securely on the device.
  • the usage rate of the compressed gas from when “FUL” is displayed that is, the remaining amount of compressed gas in the tank can be displayed on the display device.
  • the display mode of the remaining amount of compressed gas in the display device may be, for example, a so-called analog display, a digital display, or a percentage display.
  • the compressed gas pressure is filled until it reaches the upper limit of the allowable pressure of the tank, and then, without using the compressed gas, Even when the temperature of the compressed gas in the tank drops and the pressure drops, the display unit can reliably display “FU”.
  • the user can be prompted to fill the tank with the compressed gas before the compressed gas cannot be supplied from the tank at a predetermined pressure or higher.
  • Examples of the display prompting the user to fill the tank with compressed gas include a so-called “EMPTY” display, lighting and flashing of the EMPTY lamp.
  • the “predetermined lower limit value” may be a fixed value, or may be varied according to the pressure or temperature of the compressed gas in the tank, for example.
  • a gas remaining amount display control device for displaying a remaining amount of compressed gas stored in a tank on a predetermined display device, wherein when the compressed gas is filled in the tank, the compressed gas is displayed.
  • a display control unit is provided for displaying on the display device that the remaining amount is maximum when filling is stopped because at least one of a gas pressure and a temperature satisfies a predetermined condition. Gas remaining amount display control device.
  • the pressure of the compressed gas exceeds the allowable pressure of the tank. Even if the pressure of the compressed gas in the tank drops as time goes on without using the compressed gas, the display device is used until it reaches the limit value. “FU LL” can be displayed securely.
  • Application Example 8 A gas remaining amount display device that displays the remaining amount of compressed gas stored in a tank, the gas remaining amount display control device according to any one of Application Examples 1 to 7, and the display device A gas remaining amount display device comprising:
  • the present invention can also be configured as an invention of a gas remaining amount display system and a gas remaining amount display control method in addition to the configuration as the above-mentioned gas remaining amount display control device and gas remaining amount display device.
  • the present invention can be realized in various modes such as a computer program that realizes these, a recording medium that records the program, and a data signal that includes the program and is embodied in a carrier wave. In each embodiment, the various additional elements shown above can be applied.
  • the present invention When the present invention is configured as a computer program or a recording medium on which the program is recorded, it is configured as an overall program for controlling the operation of the remaining gas amount display control device, the remaining gas amount display device, and the remaining gas amount display system. It is also possible to constitute only the part that fulfills the function of the present invention.
  • Recording media include flexible discs, CD-ROMs, DVD-ROMs, magneto-optical discs, IC cards, ROM cartridges, punched cards, printed codes printed with codes such as barcodes, and computer internal storage devices. (Memory such as RAM and ROM) and external storage devices Various media that can be read by a computer can be used. Brief Description of Drawings
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a remaining gas amount display system 10 100 to which a remaining gas amount display control device according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a flow chart showing the flow of the remaining gas amount display control process when the hydrogen tank 10 is filled with compressed hydrogen.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the remaining gas amount display control process after the hydrogen tank 10 is filled with compressed hydrogen.
  • A. Gas level display system :
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a remaining gas amount display system 10 100 to which a remaining gas amount display control device according to an embodiment of the present invention is applied.
  • This gas remaining amount display system 100 is mounted on, for example, an electric vehicle that runs by driving a motor using electric power supplied from a fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen.
  • the gas remaining amount display system 100 includes a hydrogen tank 10, a gas remaining amount display control device 100, and a display device 200.
  • the hydrogen tank 10 includes a pressure sensor 1 2 that detects the pressure P of compressed hydrogen stored in the hydrogen tank 10, and a temperature sensor 1 that detects the temperature T of compressed hydrogen stored in the hydrogen tank 10. 4 and is provided. In consideration of safety, the hydrogen tank 10 has predetermined standards for the pressure and temperature of the compressed hydrogen to be stored.
  • the hydrogen tank 10 When filling with compressed hydrogen, the pressure of compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 is the specified pressure (the allowable pressure of the hydrogen tank 10 is When the upper limit value (for example, 70 (MPa)) is reached, or due to adiabatic compression, the temperature of compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 becomes the specified temperature (the upper limit value of the allowable temperature of the hydrogen tank 10 (for example, 85 When (° C)) is reached, filling is stopped.
  • the upper limit value for example, 70 (MPa)
  • the gas remaining amount display control device 100 includes a CPU 110, a ROM 120, a RAM (not shown), and the like.
  • the ROM 120 includes a non-rewritable ROM and a rewritable ROM.
  • the ROM 120 stores parameters used for calculating the mass of compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 and parameters used for display control.
  • the parameters used for calculating the remaining amount of compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 are the hydrogen compression coefficient z, the tank volume V of the hydrogen tank 10, the gas constant R, and the hydrogen The molecular weight is stored.
  • the compression coefficient z is a value that changes according to the pressure and temperature of the gas, and is stored in a map format.
  • a reference value (described later) and a lower limit value are stored as parameters used for display control.
  • the CPU 1 1 0 includes a mass calculation unit 1 1 2, a reference value setting unit 1 1 4, and a display control unit 1 1 6.
  • Each of these functional blocks is configured by the CPU 110 reading a predetermined program from the ROM 120. At least a part of each of these functional blocks may be configured by hardware.
  • the reference value setting unit 1 1 4 is the mass calculation unit 1 1 2 when the hydrogen tank 10 is filled with compressed hydrogen up to the upper limit of the allowable pressure of the hydrogen tank 10 or the upper limit of the allowable temperature.
  • the mass of compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 calculated by the above is set as a reference value and stored in the ROM 120. As will be described later, this reference value is used by the display control unit 1 16 to display the remaining amount of compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 on the display device 2 0 0.
  • Whether the hydrogen tank 10 is filled with compressed hydrogen up to the upper limit value of the allowable pressure of the hydrogen tank 10 or the upper limit value of the allowable temperature is determined by, for example, the output of the pressure sensor 12 or It is done by monitoring the output of the temperature sensor 14.
  • the display control unit 1 1 6 is based on the mass of the compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 calculated by the mass calculation unit 1 1 2 and the reference value stored in the ROM 1 2 0. The remaining amount of compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 to be displayed at 0 is determined, and the remaining amount is displayed on the display device 200.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the flow of the remaining gas amount display control process when the hydrogen tank 10 is filled with compressed hydrogen. This process is performed until the upper limit value of the allowable pressure of the hydrogen tank 10 or the upper limit value of the allowable temperature is reached, that is, the user is aware that the hydrogen tank 10 is filled with compressed hydrogen so-called full. Until the hydrogen tank 10 is filled with compressed hydrogen, the process executed by the CPU 110.
  • the CPU 110 detects the pressure P of the compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 detected by the pressure sensor 12 and the temperature of the compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 detected by the temperature sensor 14. T is acquired (step S 1 0 0).
  • the CPU 110 calculates the mass of compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 using the mass calculator 1 12 (step S 1 10).
  • the CPU 1 1 0 sets the mass of compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 calculated in step 1 1 0 as the reference value by the reference value setting unit 1 1 4 and stores it in the ROM 1 20 (Step S 1 20).
  • This reference value is the upper limit of the allowable pressure of the hydrogen tank 10 or the compression in the hydrogen tank 10 when the hydrogen tank 10 is filled with compressed hydrogen until the upper limit of the allowable temperature is reached.
  • the gas mass is a value set on the assumption that the mass of the compressed gas is when the hydrogen tank 10 is fully filled with compressed hydrogen. Therefore, the reference value is reset every time the hydrogen tank 10 is filled with compressed hydrogen until the upper limit value of the allowable pressure of the hydrogen tank 10 or the upper limit value of the allowable temperature is reached.
  • the CPU 1 1 0 calculates the ratio of the mass of the compressed gas calculated in step S 1 1 0 to the reference value by the display control unit 1 1 6, and the display device 200
  • the remaining amount of compressed hydrogen to be displayed is determined, and “F ( ⁇ FU LL) J indicating that the compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 is full is displayed on the display device 200 (step S 1 30)
  • the display control unit 1 1 6 The display device 200 displays “F (: FUL L) J” indicating that the compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 is full.
  • the CPU 110 ends the remaining gas amount display control process when the compressed gas is filled.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the remaining gas amount display control process after filling the hydrogen tank 10 with compressed hydrogen. This process is a process that is repeatedly executed by the CPU 110 after filling the hydrogen tank 10 with the compressed hydrogen, for example, while using the compressed hydrogen.
  • the CPU 110 detects the pressure P of the compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 detected by the pressure sensor 12 and the temperature of the compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 detected by the temperature sensor 14. T is acquired (step S200). Next, as described above, the CPU 110 calculates the mass of the compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 by the mass calculator 1 1 2 (step S 210).
  • the CPU 1 1 0 determines that the mass of compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 calculated in step S 2 10 by the display controller 1 1 6 is a predetermined lower limit value stored in the ROM 1 20. It is determined whether or not the following is true (step S220).
  • the lower limit value is set in advance within a range in which compressed hydrogen can be supplied from the hydrogen tank 10 at a predetermined pressure or higher.
  • step S 220 When the mass of the compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 is equal to or lower than the predetermined lower limit (step S 220: Y ES), the CPU 1 1 0 causes the display device 1 1 6 to The remaining amount of compressed hydrogen in the tank 10 is displayed as “E (: EMPTY)” indicating that compressed hydrogen cannot be supplied from the hydrogen tank 10 at a predetermined pressure or higher.
  • the display device 200 may be provided with an EMP TY lamp, and the EMPTY lamp may be turned on or blinked. By doing so, it is possible to prompt the user to fill the hydrogen tank 10 with compressed hydrogen before the compressed hydrogen cannot be supplied from the hydrogen tank 10 at a predetermined pressure or higher.
  • step S 220 when the mass of compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 is larger than the predetermined lower limit value (step S 220: NO), the CPU 1 1 0 determines the reference value stored in the ROM 1 20 and the step The ratio of the calculated mass with respect to the reference value is calculated by comparing the mass of the compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 calculated by the mass calculation unit 1 1 2 in S 210 (step S 240).
  • the CPU 1 10 determines the remaining amount of compressed hydrogen to be displayed on the display device 200 based on the ratio calculated in step S 240 by the display control unit 1 1 6, and stores the hydrogen in the hydrogen tank 10.
  • the remaining amount of compressed hydrogen is displayed on display device 200 (step S 250). Note that when compressed hydrogen is hardly used after the hydrogen tank 10 is filled with compressed hydrogen, the value calculated in S240 is almost 1, that is, The reference value and the above mass almost coincide, and the CPU 1 1 0 indicates that the remaining amount of compressed hydrogen in the hydrogen tank 1 0 is full by the display control unit 1 1 6 : FULL) J is displayed on the display device 200.
  • the gas remaining amount display control device 10 0 of this embodiment described above at least one of the pressure of compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 and the temperature is the upper limit value allowed for the hydrogen tank 10. Assuming that the mass of compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 when the filling is stopped and the hydrogen tank 10 is filled is the mass of compressed hydrogen when the hydrogen tank 10 is fully filled with compressed gas, The remaining amount of compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 is displayed based on the ratio of the compressed hydrogen mass calculated after filling the hydrogen tank 10 with the compressed hydrogen mass (reference value) at this time. Display on device 2 0 0. By doing so, when compressed hydrogen is filled into the hydrogen tank 10 until filling is limited (stopped), the temperature and pressure of the compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 changes without using compressed hydrogen.
  • the mass calculation unit 1 1 2 calculates the mass of compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 based on a general gas equation of state, but the present invention is not limited to this. However, the above mass may be calculated based on another formula.
  • the “lower limit value” used for determining whether to display ⁇ : EMP T YJ on the display device 200 (step S 220)
  • the present invention is not limited to this.
  • the lower limit value only needs to be set within a range in which compressed hydrogen can be supplied from the hydrogen tank 10 at a predetermined pressure or higher.
  • the temperature of the compressed hydrogen in the hydrogen tank 10 and the pressure P It may be changed at any time based on the above.
  • the gas remaining amount display control device 100 and the display device 200 are separate from each other. However, they may be integrated to constitute a gas remaining amount display device. .

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Abstract

 ガス残量表示制御装置(100)は、質量算出部(112)と、基準値設定部(114)と、表示制御部(116)とを備える。質量算出部(112)は、水素タンク(10)内の圧縮水素の圧力P、および、温度Tを取得し、水素タンク(10)内の圧縮水素の質量を算出する。基準値設定部(114)は、所定の条件を満たして水素タンク(10)への圧縮水素の充填が停止されたときに質量算出部(112)によって算出された質量を、基準値として設定する。表示制御部(116)は、質量算出部(112)によって算出される質量の、基準値に対する割合を算出し、この値に基づいて、水素タンク(10)内の圧縮水素の残量を表示装置(200)に表示させる。これにより、充填が制限されるまで圧縮水素が水素タンク(10)に充填されたときに、表示装置(200)に「FULL」の表示を確実に行わせることができる。

Description

明 細 書 ガス残量表示制御装置、 ガス残量表示装置、 および、 ガス残量表示制御方法 技術分野
本発明は、 タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を、 所定の表示装置に表示させる 技術に関するものである。 背景技術
従来、 タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を表示する種々の技術が提案されてい る (例えば、 特開 2 0 0 5— 2 4 0 8 5 4号公報参照) 。 例えば、 特開 2 0 0 5— 2 4 0 8 5 4号公報に記載された技術では、 タンク内に貯蔵された圧縮気体燃料 (圧縮 ガス) の残量は、 圧縮気体燃料の圧力や、 質量に基づいて表示される。 なお、 その他 の関連する技術としては、 特開 2 0 0 6— 2 2 6 5 1 1号公報, 特開 2 0 0 5— 2 8 3 1 2 7号公報に記載のものが知られている。
ところで、 圧縮ガスを貯蔵するタンクには、 安全性を考慮して、 貯蔵する圧縮ガス の圧力や温度に関して、 所定の規格が定められている。 このため、 圧縮ガスをタンク に充填する際には、 そのタンクの規格に応じて、 圧縮ガスの充填が行われる。 したが つて、 タンクへの圧縮ガスの充填量 (質量) は、 タンク内における圧縮ガスの圧力、 または、 温度によって制限される。 つまり、 例えば、 タンクへの圧縮ガスの充填時に、 タンク内の圧縮ガスの温度が断熱圧縮によって上昇し、 その温度が規定温度に到達し たときには、 タンク内の圧縮ガスの圧力が規定圧力未満であっても、 タンクへの圧縮 ガスの充填は停止される。 一方、 断熱圧縮によっても、 タンク内の圧縮ガスの温度が 規定温度未満である場合には、 タンク内の圧縮ガスの圧力が規定圧力に到達したとき に、 タンクへの圧縮ガスの充填が停止される。 しカヽし、 上記特開 2005— 240854号公報に記載された技術では、 タンク内 の圧縮ガスの温度によって、 タンクへの圧縮ガスの充填量 (質量) が制限された場合 に、 タンク内の圧縮ガスの残量が 「FU L LJ (いわゆる 「満タン」 ) の表示がなさ れなかった。 また、 タンク内の圧縮ガスの圧力が規定圧力に到達して、 一旦は 「FU L L」 の表示がなされた場合も、 その後、 時間の経過とともに、 タンク内の圧縮ガス の温度が低下して、 圧力が低下した場合には、 圧縮ガスを使用していなくても、 「F U L LJ の表示がなされなかった。 そして、 圧縮ガスを満タンに充填したはずなのに、 「FU L LJ の表示がなされないことについて、 ユーザは、 違和感を感じていた。 発明の開示
本発明は、 上述の課題を解決するためになされたものであり、 充填が制限されるま で、 圧縮ガスがタンクに充填されたときに、 表示装置に 「FU Lし」 の表示を確実に 行うことを目的とする。
本発明は、 上述の課題の少なくとも一部を解決するために以下の形態又は適用例と して実現することが可能である。
[適用例 1] タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を、 所定の表示装置に表示させ るガス残量表示制御装置であって、 前記圧縮ガスの圧力と、 前記圧縮ガスの温度とに 基づいて、 前記圧縮ガスの質量を算出する質量算出部と、 前記タンクへの前記圧縮ガ スの充填時に、 前記圧縮ガスの圧力、 および、 温度の少なくとも一方が所定の条件を 満たして充填が停止されたときに、 前記質量算出部によって算出された前記圧縮ガス の質量を、 前記表示装置に前記残量を表示させるために用いられる基準値として設定 する基準値設定部と、 前記基準値が、 前記タンクに前記圧縮ガスが満充填であるとき の前記圧縮ガスの質量であるものと仮定して、 前記質量算出部によって算出された前 記圧縮ガスの質量の、 前記基準値に対する割合に基づいて、 前記残量を前記表示装置 に表示させる表示制御部と、 を備えるガス残量表示制御装置。 適用例 1のガス残量表示制御装置では、 タンク内の圧縮ガスの圧力、 および、 温度 の少なくとも一方が所定の条件を満たして充填が停止されたときのタンク内の圧縮ガ スの質量が、 タンクに圧縮ガスが満充填であるときの圧縮ガスの質量であるものと仮 定して、 このときの圧縮ガスの質量 (基準値) に対するタンクへの圧縮ガスの充填後 に算出された圧縮ガスの質量の割合に基づいて、 タンク内の圧縮ガスの残量を表示装 置に表示させる。 こうすることによって、 充填が制限 (停止) されるまで、 圧縮ガス がタンクに充填されたときに、 圧縮ガスを使用しないまま、 タンク内の圧縮ガスの温 度や圧力が変化しても、 表示装置に 「F U L L」 の表示を確実に行うことができる。 また、 タンク内の圧縮ガスが使用されたときには、 「F U Lし」 表示時からの圧縮ガ スの使用割合、 すなわち、 タンク内の圧縮ガスの残量を表示装置に表示させることが できる。 なお、 表示装置における圧縮ガスの残量の表示態様は、 例えば、 いわゆるァ ナログ表示としてもよいし、 ディジタル表示としてもよいし、 また、 パーセント表示 としてもよい。
[適用例 2 ] 適用例 1記載のガス残量表示制御装置であって、 前記所定の条件は、 前記圧縮ガスの圧力が、 前記タンクの許容圧力の上限値に到達することを含む、 ガス 残量表示制御装置。
適用例 2のガス残量表示制御装置では、 圧縮ガスの圧力が、 タンクの許容圧力の上 限値に到達するまで充填され、 その後、 圧縮ガスを使用しないまま、 時間の経過とと もに、 タンク内の圧縮ガスの温度が低下して、 圧力が低下した場合であっても、 表示 装置に 「F Uしし」 の表示を確実に行うことができる。
[適用例 3 ] 適用例 1記載のガス残量表示制御装置であって、 前記所定の条件は、 前記圧縮ガスの温度が、 前記タンクの許容温度の上限値に到達することを含む、 ガス 残量表示制御装置。
適用例 3のガス残量表示制御装置では、 圧縮ガスの温度が、 タンクの許容温度の上 限値に到達するまで充填され、 タンクへの圧縮ガスの充填量 (質量) が制限された場 合であっても、 表示装置に r F U L L j の表示を確実に行うことができる。
[適用例 4 ] 適用例 1ないし 3のいずれかに記載のガス残量表示制御装置であって、 前記圧縮ガスの質量について、 前記タンクから前記圧縮ガスを所定の圧力以上で放出 可能な範囲内で所定の下限値が設定されており、 前記表示制御部は、 さらに、 前記圧 縮ガスの質量が、 前記下限値以下になったときに、 前記タンクへの前記圧縮ガスの充 填をユーザに促す表示を、 前記表示装置に表示させる、 ガス残量表示制御装置。
適用例 4のガス残量表示制御装置では、 タンクから圧縮ガスを所定の圧力以上で供 給できなくなる前に、 タンクへの圧縮ガスの充填をユーザに促すことができる。 タン クへの圧縮ガスの充填をユーザに促す表示としては、 例えば、 いわゆる 「E M P T Y」 の表示や、 E M P T Yランプの点灯、 点滅等が挙げられる。 なお、 「所定の下限 値」 は、 固定値としてもよいし、 例えば、 タンク内の圧縮ガスの圧力や温度に応じて 変動させるようにしてもよい。
[適用例 5 ] タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を、 所定の表示装置に表示させ るガス残量表示制御装置であって、 前記タンクへの前記圧縮ガスの充填時に、 前記圧 縮ガスの圧力、 および、 温度の少なくとも一方が所定の条件を満たして充填が停止さ れたときに、 前記残量が最大であると前記表示装置に表示させる表示制御部を備える ことを特徴とするガス残量表示制御装置。
適用例 5のガス残量表示制御装置によって、 充填が制限 (停止) されるまで、 圧縮 ガスがタンクに充填されたときに、 圧縮ガスを使用しないまま、 タンク内の圧縮ガス の温度や圧力が変化しても、 表示装置に 「F U L L」 の表示を確実に行うことができ る。
[適用例 6 ] 適用例 5記載のガス残量表示制御装置であって、 前記所定の条件は、 前記圧縮ガスの圧力が、 前記タンクの許容圧力の上限値に到達することを含む、 ガス 残量表示制御装置。
適用例 6のガス残量表示制御装置では、 圧縮ガスの圧力が、 タンクの許容圧力の上 限値に到達するまで充填され、 その後、 圧縮ガスを使用しないまま、 時間の経過とと もに、 タンク内の圧縮ガスの温度が低下して、 圧力が低下した場合であっても、 表示 装置に 「FU L L」 の表示を確実に行うことができる。
[適用例 7] 適用例 5記載のガス残量表示制御装置であって、 前記所定の条件は、 前記圧縮ガスの温度が、 前記タンクの許容温度の上限値に到達することを含む、 ガス 残量表示制御装置。
適用例 7のガス残量表示制御装置では、 圧縮ガスの温度が、 タンクの許容温度の上 限値に到達するまで充填され、 タンクへの圧縮ガスの充填量 (質量) が制限された場 合であっても、 表示装置に 「FU L LJ の表示を確実に行うことができる。
[適用例 8] タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を表示させるガス残量表示装置 であって、 適用例 1ないし 7のいずれかに記載のガス残量表示制御装置と、 前記表示 装置と、 を備えるガス残量表示装置。
本発明は、 上述のガス残量表示制御装置、 ガス残量表示装置としての構成の他、 ガ ス残量表示システム、 ガス残量表示制御方法の発明として構成することもできる。 ま た、 これらを実現するコンピュータプログラム、 およびそのプログラムを記録した記 録媒体、 そのプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号など種々の態様で 実現することが可能である。 なお、 それぞれの態様において、 先に示した種々の付加 的要素を適用することが可能である。
本発明をコンピュータプログラムまたはそのプログラムを記録した記録媒体等とし て構成する場合には、 ガス残量表示制御装置、 ガス残量表示装置、 ガス残量表示シス テムの動作を制御するプログラム全体として構成するものとしてもよいし、 本発明の 機能を果たす部分のみを構成するものとしてもよい。 また、 記録媒体としては、 フレ キシブルディスクや CD— ROM、 DVD-ROM, 光磁気ディスク、 I Cカード、 ROMカートリッジ、 パンチカード、 バーコ一ドなどの符号が印刷された印刷物、 コ ンピュータの内部記憶装置 (RAMや ROMなどのメモリ) および外部記憶装置など コンピュータが読み取リ可能な種々の媒体を利用できる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の一実施例としてのガス残量表示制御装置を適用したガス残量表示 システム 1 0 0 0の概略構成を示す説明図である。
図 2は、 水素タンク 1 0への圧縮水素充填時のガス残量表示制御処理の流れを示す フローチヤ一トである。
図 3は、 水素タンク 1 0への圧縮水素充填後のガス残量表示制御処理の流れを示す フローチヤ一トである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態について、 実施例に基づき説明する。
A. ガス残量表示システム:
図 1は、 本発明の一実施例としてのガス残量表示制御装置を適用したガス残量表示 システム 1 0 0 0の概略構成を示す説明図である。 このガス残量表示システム 1 0 0 0は、 例えば、 水素と酸素との電気化学反応によって発電する燃料電池から供給され た電力を用いて、 モータを駆動することによって走行する電気自動車に搭載される。 図示するように、 ガス残量表示システム 1 0 0 0は、 水素タンク 1 0と、 ガス残量 表示制御装置 1 0 0と、 表示装置 2 0 0とを備えている。
水素タンク 1 0には、 水素タンク 1 0内に貯蔵された圧縮水素の圧力 Pを検出する 圧力センサ 1 2と、 水素タンク 1 0内に貯蔵された圧縮水素の温度 Tを検出する温度 センサ 1 4とが備えられている。 なお、 水素タンク 1 0には、 安全性を考慮して、 貯 蔵する圧縮水素の圧力や温度に関して、 所定の規格が定められており、 例えば、 いわ ゆる水素ステーションにおいて、 水素タンク 1 0への圧縮水素の充填が行われるとき には、 水素タンク 1 0内の圧縮水素の圧力が規定圧力 (水素タンク 1 0の許容圧力の 上限値 (例えば、 70 (MP a) ) に到達したとき、 あるいは、 断熱圧縮によって、 水素タンク 1 0内の圧縮水素の温度が規定温度 (水素タンク 1 0の許容温度の上限値 (例えば、 85 (°C) ) に到達したときに、 充填が停止される。
ガス残量表示制御装置 1 00は、 CPU 1 1 0や、 ROM 1 20や、 図示しない R AM等を備えている。 ここで、 ROM1 20は、 書き換え不能な ROMと、 書き換え 可能な ROMとを含んでいる。 ROM1 20には、 水素タンク 1 0内の圧縮水素の質 量を算出するために用いられるパラメータや、 表示制御に用いられるパラメータが記 憶されている。 本実施例では、 水素タンク 1 0内の圧縮水素の残量を算出するために 用いられるパラメータとして、 水素の圧縮係数 zと、 水素タンク 1 0のタンク容積 V と、 気体定数 Rと、 水素の分子量とが記憶されている。 なお、 圧縮係数 zは、 ガスの 圧力と温度とに応じて変化する値であるので、 マップ形式で記憶されている。 また、 表示制御に用いられるパラメータとして、 後述する基準値と、 下限値とが記憶されて いる。
CPU 1 1 0は、 質量算出部 1 1 2と、 基準値設定部 1 1 4と、 表示制御部 1 1 6 とを備えている。 これらの各機能ブロックは、 CPU 1 1 0が、 ROM1 20から所 定のプログラムを読み出すことによって構成されている。 これらの各機能ブロックの 少なくとも一部を、 ハードウェアによって構成するものとしてもよい。
質量算出部 1 1 2は、 周知の気体の状態方程式に基づいて、 水素タンク 1 0内の圧 縮水素の質量を算出する。 具体的には、 質量算出部 1 1 2は、 圧力センサ 1 2によつ て検出された水素タンク 1 0内の圧縮水素の圧力 Pと、 温度センサ 1 4によって検出 された水素タンク 1 0内の圧縮水素の温度 Tとを取得し、 これらの値に応じた圧縮係 数 2と、 予め規定されている水素タンク 1 0のタンク容積 Vと、 気体定数 Rと、 水素 の分子量とを用いて水素タンク 1 0内の圧縮水素の質量を算出する。 つまり、 上記パ ラメ一タ間には、 PV=z n RT (nは水素のモル数) の関係があるから、 n= (P V) / (z RT) であり、 この水素のモル数 nに水素の分子量を掛けることによって、 水素タンク 1 0内の圧縮水素の質量を求めることができる。
基準値設定部 1 1 4は、 水素タンク 1 0の許容圧力の上限値、 あるいは、 許容温度 の上限値まで、 水素タンク 1 0内に圧縮水素が充填されたときに、 質量算出部 1 1 2 によって算出された水素タンク 1 0内の圧縮水素の質量を、 基準値として設定し、 R O M 1 2 0に記憶する。 この基準値は、 後述するように、 表示制御部 1 1 6が、 表示 装置 2 0 0に水素タンク 1 0内の圧縮水素の残量を表示させるために用いられる。 な お、 水素タンク 1 0の許容圧力の上限値、 あるいは、 許容温度の上限値まで、 水素タ ンク 1 0内に圧縮水素が充填されたか否かは、 例えば、 圧力センサ 1 2の出力、 およ び、 温度センサ 1 4の出力を監視することによって行なわれる。
表示制御部 1 1 6は、 質量算出部 1 1 2によって算出された水素タンク 1 0内の圧 縮水素の質量と、 R O M 1 2 0に記憶された基準値とに基づいて、 表示装置 2 0 0に 表示させるべき水素タンク 1 0内の圧縮水素の残量を決定し、 その残量を、 表示装置 2 0 0に表示させる。
B . ガス残量表示制御処理:
B 1 . 圧縮水素充填時のガス残量表示制御処理:
図 2は、 水素タンク 1 0への圧縮水素充填時のガス残量表示制御処理の流れを示す フローチャートである。 この処理は、 水素タンク 1 0の許容圧力の上限値、 または、 許容温度の上限値に到達するまで、 すなわち、 ユーザが、 いわゆる満タンに水素タン ク 1 0に圧縮水素が充填されたと意識するまで、 水素タンク 1 0に圧縮水素が充填さ れたときに、 C P U 1 1 0が実行する処理である。
まず、 C P U 1 1 0は、 圧力センサ 1 2によって検出された水素タンク 1 0内の圧 縮水素の圧力 P、 および、 温度センサ 1 4によって検出された水素タンク 1 0内の圧 縮水素の温度 Tを取得する (ステップ S 1 0 0 ) 。
そして、 C P U 1 1 0は、 質量算出部 1 1 2によって、 先に説明したように、 水素 タンク 1 0内の圧縮水素の質量を算出する (ステップ S 1 1 0 ) 。 次に、 CPU 1 1 0は、 基準値設定部 1 1 4によって、 ステップ 1 1 0において算 出された水素タンク 1 0内の圧縮水素の質量を基準値として設定し、 ROM 1 20に 記憶させる (ステップ S 1 20) 。 なお、 この基準値は、 水素タンク 1 0の許容圧力 の上限値、 または、 許容温度の上限値に到達するまで、 水素タンク 1 0に圧縮水素が 充填されたときの水素タンク 1 0内の圧縮ガスの質量が、 水素タンク 1 0に圧縮水素 が満充填であるときの圧縮ガスの質量であるものと仮定して設定された値である。 し たがって、 上記基準値は、 水素タンク 1 0の許容圧力の上限値、 または、 許容温度の 上限値に到達するまで、 水素タンク 1 0に圧縮水素が充填されるごとに、 リセットさ れる。
そして、 C P U 1 1 0は、 表示制御部 1 1 6によって、 ステップ S 1 1 0において 算出された圧縮ガスの質量の、 上記基準値に対する割合を算出し、 その値に基づいて、 表示装置 200に表示させるべき圧縮水素の残量を決定し、 水素タンク 1 0内の圧縮 水素が満タンであることを表す 「F ( ·· FU L L) J を、 表示装置 200に表示させ る (ステップ S 1 30) 。 上述した水素タンク 1 0への圧縮水素の充填時には、 上記 基準値と、 ステップ S 1 1 0において算出された圧縮水素の質量とがー致するので、 表示制御部 1 1 6は、 表示装置 200に、 水素タンク 1 0内の圧縮水素が満タンであ ることを表す 「F (: FUL L) J を表示させるのである。
そして、 CPU 1 1 0は、 圧縮ガス充填時のガス残量表示制御処理を終了する。
B2. 圧縮水素充填後のガス残量表示制御処理:
図 3は、 水素タンク 1 0への圧縮水素充填後のガス残量表示制御処理の流れを示す フローチャートである。 この処理は、 水素タンク 1 0への圧縮水素の充填後、 例えば、 圧縮水素の使用中に、 CPU 1 1 0が繰り返し実行する処理である。
まず、 CPU 1 1 0は、 圧力センサ 1 2によって検出された水素タンク 1 0内の圧 縮水素の圧力 P、 および、 温度センサ 1 4によって検出された水素タンク 1 0内の圧 縮水素の温度 Tを取得する (ステップ S 200) 。 次に、 CPU 1 1 0は、 質量算出部 1 1 2によって、 先に説明したように、 水素タ ンク 1 0内の圧縮水素の質量を算出する (ステップ S 21 0) 。
次に、 CPU 1 1 0は、 表示制御部 1 1 6によって、 ステップ S 21 0において算 出された水素タンク 1 0内の圧縮水素の質量が、 ROM 1 20に記憶されている所定 の下限値以下であるか否かを判断する (ステップ S 220) 。 なお、 本実施例では、 上記下限値は、 水素タンク 1 0から圧縮水素を所定の圧力以上で供給可能な範囲内で、 予め設定されているものとした。
水素タンク 1 0内の圧縮水素の質量が所定の下限値以下である場合には (ステップ S 220 : Y ES) 、 CPU 1 1 0は、 表示制御部 1 1 6によって、 表示装置 200 に、 水素タンク 1 0内の圧縮水素の残量が、 水素タンク 1 0から圧縮水素を所定の圧 力以上で供給不能となりつつあることを表す 「E (: EMPTY) 」 を表示させる。 このとき、 表示装置 200に、 例えば、 EMP T Yランプを備えるようにして、 この EMPTYランプを点灯、 あるいは、 点滅させるようにしてもよい。 こうすることに よって、 水素タンク 1 0から圧縮水素を所定の圧力以上で供給できなくなる前に、 水 素タンク 1 0への圧縮水素の充填を、 ユーザに促すことができる。
一方、 水素タンク 1 0内の圧縮水素の質量が所定の下限値よりも大きい場合には (ステップ S 220 : NO) 、 CPU 1 1 0は、 ROM 1 20に記憶されている基準 値と、 ステップ S 21 0において質量算出部 1 1 2によって算出された水素タンク 1 0内の圧縮水素の質量とを比較して、 上記基準値に対する上記算質量の割合を算出す る (ステップ S 240) 。
そして、 CPU 1 1 0は、 表示制御部 1 1 6によって、 ステップ S 240において 算出された割合に基づいて、 表示装置 200に表示させるべき圧縮水素の残量を決定 し、 水素タンク 1 0内の圧縮水素の残量を、 表示装置 200に表示させる (ステップ S 250) 。 なお、 水素タンク 1 0への圧縮水素の充填後、 圧縮水素をほとんど使用 していない場合には、 S 240において算出される値は、 ほぼ 1となり、 つまり、 上 記基準値と上記質量とがほぼ一致することとなり、 C P U 1 1 0は、 表示制御部 1 1 6によって、 水素タンク 1 0内の圧縮水素の残量が満タンであることを表す 「F (: F U L L ) J を、 表示装置 2 0 0に表示させることになる。
以上説明した本実施例のガス残量表示制御装置 1 0 0では、 水素タンク 1 0内の圧 縮水素の圧力、 および、 温度の少なくとも一方が、 1 0水素タンク 1 0に許容される 上限値に到達して充填が停止されたときの水素タンク 1 0内の圧縮水素の質量が、 水 素タンク 1 0に圧縮ガスが満充填であるときの圧縮水素の質量であるものと仮定して、 このときの圧縮水素の質量 (基準値) に対する水素タンク 1 0への圧縮水素の充填後 に算出された圧縮水素の質量の割合に基づいて、 水素タンク 1 0内の圧縮水素の残量 を表示装置 2 0 0に表示させる。 こうすることによって、 充填が制限 (停止) される まで、 圧縮水素が水素タンク 1 0に充填されたときに、 圧縮水素を使用しないまま、 水素タンク 1 0内の圧縮水素の温度や圧力が変化しても、 表示装置 2 0 0に 「F U L L j の表示を確実に行うことができる。 この結果、 先に説明したユーザの違和感を解 消することができる。 また、 水素タンク 1 0内の圧縮水素が使用されたときには、 「F U L L」 表示時からの圧縮水素の使用割合、 すなわち、 水素タンク 1 0内の圧縮 水素の残量を表示装置 2 0 0に表示させることができる。
C 変形例:
以上、 本発明の実施の形態について説明したが、 本発明はこのような実施の形態に なんら限定されるものではなく、 その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様 での実施が可能である。 例えば、 以下のような変形が可能である。
C 1 . 変形例 1 :
上記実施例では、 水素タンク 1 0に圧縮水素を貯蔵する場合について説明したが、 本発明は、 これに限られず、 他のタンクに他の圧縮ガスを貯蔵する場合にも、 本発明 を適用することができる。
C 2 . 変形例 2 : 上記実施例では、 質量算出部 1 1 2は、 一般的な、 気体の状態方程式に基づいて、 水素タンク 1 0内の圧縮水素の質量を算出するものとしたが、 本発明は、 これに限ら れず、 他の式に基づいて、 上記質量を算出するようにしてもよい。
C3. 変形例 3 :
上記実施例では、 図 3に示したガス残量表示制御処理において、 表示装置 200に ΓΕ : EMP T YJ を表示させるか否かの判断 (ステップ S 220) に用いられる 「下限値」 は、 予め ROM 1 20に記憶されているものとしたが、 本発明は、 これに 限られない。 上記下限値は、 水素タンク 1 0から圧縮水素を所定の圧力以上で供給可 能な範囲内で設定されていればよく、 例えば、 水素タンク 1 0内の圧縮水素の温度丁、 および、 圧力 P等に基づいて、 随時、 変更するようにしてもよい。
C4. 変形例 4 :
上記実施例では、 ガス残量表示制御装置 1 00と、 表示装置 200とは、 別体であ るものとしたが、 これらを一体化して、 ガス残量表示装置として構成するようにして もよい。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を、 所定の表示装置に表示させるガス 残量表示制御装置であって、
前記圧縮ガスの圧力と、 前記圧縮ガスの温度とに基づいて、 前記圧縮ガスの質量を 算出する質量算出部と、
前記タンクへの前記圧縮ガスの充填時に、 前記圧縮ガスの圧力、 および、 温度の少 なくとも一方が所定の条件を満たして充填が停止されたときに、 前記質量算出部によ つて算出された前記圧縮ガスの質量を、 前記表示装置に前記残量を表示させるために 用いられる基準値として設定する基準値設定部と、
前記基準値が、 前記タンクに前記圧縮ガスが満充填であるときの前記圧縮ガスの質 量であるものと仮定して、 前記質量算出部によって算出された前記圧縮ガスの質量の、 前記基準値に対する割合に基づいて、 前記残量を前記表示装置に表示させる表示制御 部と、
を備えるガス残量表示制御装置。
2. 請求の範囲第 1項に記載のガス残量表示制御装置であって、
前記所定の条件は、 前記圧縮ガスの圧力が、 前記タンクの許容圧力の上限値に到達 することを含む、 ガス残量表示制御装置。
3 . 請求の範囲第 1項に記載のガス残量表示制御装置であって、
前記所定の条件は、 前記圧縮ガスの温度が、 前記タンクの許容温度の上限値に到達 することを含む、 ガス残量表示制御装置。
4. 請求の範囲第 1項ないし第 3項のいずれかに記載のガス残量表示制御装置で あって、
前記圧縮ガスの質量について、 前記タンクから前記圧縮ガスを所定の圧力以上で放 出可能な範囲内で所定の下限値が設定されておリ、
前記表示制御部は、 さらに、 前記圧縮ガスの質量が、 前記下限値以下になったとき に、 前記タンクへの前記圧縮ガスの充填をユーザに促す表示を、 前記表示装置に表示 させる、
ガス残量表示制御装置。
5 . タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を、 所定の表示装置に表示させるガス 残量表示制御装置であって、
前記タンクへの前記圧縮ガスの充填時に、 前記圧縮ガスの圧力、 および、 温度の少 なくとも一方が所定の条件を満たして充填が停止されたときに、 前記残量が最大であ ると前記表示装置に表示させる表示制御部を備えることを特徴とするガス残量表示制 御装置。
6 . 請求の範囲第 5項に記載のガス残量表示制御装置であって、
前記所定の条件は、 前記圧縮ガスの圧力が、 前記タンクの許容圧力の上限値に到達す ることを含む、 ガス残量表示制御装置。
7 . 請求の範囲第 5項に記載のガス残量表示制御装置であって、
前記所定の条件は、 前記圧縮ガスの温度が、 前記タンクの許容温度の上限値に到達 することを含む、 ガス残量表示制御装置。
8 . タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を表示させるガス残量表示装置であつ て、 請求の範囲第 1項ないし第 7項のいずれかに記載のガス残量表示制御装置と、 前記表示装置と、
を備えるガス残量表示装置。
9 . タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を、 所定の表示装置に表示させるガス 残量表示制御方法であって、
前記圧縮ガスの圧力と、 前記圧縮ガスの温度とを取得する取得工程と、
前記取得工程によって取得された前記圧縮ガスの圧力と、 前記圧縮ガスの温度とに 基づいて、 前記圧縮ガスの質量を算出する質量算出工程と、
前記タンクへの前記圧縮ガスの充填時に、 前記圧縮ガスの圧力、 および、 温度の少 なくとも一方が所定の条件を満たして充填が停止されたときに、 前記質量算出工程に よって算出された前記圧縮ガスの質量を、 前記表示装置に前記残量を表示させるため に用いられる基準値として設定する基準値設定工程と、
前記基準値が、 前記タンクに前記圧縮ガスが満充填であるときの前記圧縮ガスの質 量であるものと仮定して、 前記質量算出工程によって算出された前記圧縮ガスの質量 の、 前記基準値に対する割合に基づいて、 前記残量を前記表示装置に表示させる表示 制御工程と、
を備えるガス残量表示制御方法。
1 0. タンク内に貯蔵された圧縮ガスの残量を、 所定の表示装置に表示させるガ ス残量表示制御方法であって、
前記タンクへの前記圧縮ガスの充填時に、 前記圧縮ガスの圧力、 および、 温度の少 なくとも一方が所定の条件を満たして充填が停止されたことを検知する検知工程と、 前記検知工程によって、 前記充填が停止されたことが検知されたときに、 前記残量 が最大であると前記表示装置に表示させる表示制御工程と、
を備えるガス残量表示制御方法。
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