燃料氣體填充裝置制造方法
【專利摘要】提供一種燃料氣體填充裝置，即使在對小容量的燃料氣體容器填充燃料氣體的情況下，也能使得燃料氣體容器的溫度不超出規定溫度。燃料氣體填充裝置的控制裝置設定以規定的增加率隨時間增加到最終目標容器內壓力的容器內壓力增加目標線，取得在燃料氣體流路或者燃料氣體容器中檢測出的容器內壓力，并且以燃料氣體容器的容器內壓力按照容器內壓力增加目標線增加的方式對燃料氣體容器間歇地填充燃料氣體。另外，控制裝置設定填充停止壓力線和填充重新開始壓力線，在容器內壓力成為填充停止壓力線以上的情況下停止燃料氣體的填充，并且在容器內壓力成為填充重新開始壓力線以下的情況下重新開始燃料氣體的填充。
【專利說明】燃料氣體填充裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及燃料氣體填充裝置，詳細地，涉及對小容量的燃料氣體容器也能不會超出規定溫度地填充燃料氣體的燃料氣體填充裝置。
【背景技術】
[0002]一般，燃料氣體填充裝置針對燃料電池車等具備的燃料氣體容器以一定的壓力上升率或者一定的流量連續地填充燃料氣體。因此，在燃料氣體的填充中燃料氣體容器的溫度上升。
[0003]現有的燃料氣體填充裝置以假設大容量的燃料氣體容器的壓力上升率或者流量填充燃料氣體。因此，針對小容量的燃料氣體容器快速地填充燃料氣體，在該情況下，燃料氣體容器的溫度急劇上升，有可能超出規定溫度。
[0004]但是，已知有間歇地多次進行燃料氣體向燃料氣體容器的填充的燃料氣體填充裝置(參照專利文獻1)。
[0005]該燃料氣體填充裝置在燃料氣體容器的容器內壓力到達最終目標壓力的情況下暫時停止燃料氣體的填充，并且在容器內壓力伴隨燃料氣體容器的散熱而下降到規定的填充重新開始壓力的情況下重新開始燃料氣體的填充，一邊重復該暫時停止和重新開始一邊間歇地進行燃料氣體的填充。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:(0^)特開2008 — 89123號公報
【發明內容】
[畫]發明要解決的問題
[0010]但是，專利文獻1所記載的裝置是:使得每當間歇填充時容器內壓力到達最終目標壓力，因此在容器內壓力的增加量大的初次的間歇填充時，燃料氣體容器的溫度上升量也大，因此有可能燃料氣體容器的溫度超出規定溫度。另外，在容器內壓力到達最終目標壓力之后暫時停止燃料氣體的填充，因此由于燃料氣體的控制閥的響應滯后等，有可能在填充暫時停止后容器內壓力大大超出最終目標壓力，在該情況下也有可能燃料氣體容器的溫度超出規定溫度。這樣，專利文獻1所記載的裝置有時不能防止在燃料氣體填充時燃料氣體容器的溫度超出規定溫度。
[0011]因此，本發明是為了解決這樣的問題而完成的，其目的在于提供如下燃料氣體填充裝置:即使在對小容量的燃料氣體容器填充燃料氣體的情況下，也使得燃料氣體容器的溫度不超出規定溫度。
[0012]用于解決問題的方案
[0013]本發明的第1方式是燃料氣體填充裝置，將燃料氣體填充到燃料氣體容器，上述燃料氣體填充裝置的特征在于，具備:填充狀態增加目標線設定部，其設定填充狀態增加目標線，上述填充狀態增加目標線為按照規定的增加率隨時間變化增加，直到上述燃料氣體的填充結束并到達最終目標填充狀態；填充狀態取得部，其向上述燃料氣體容器間歇地填充上述燃料氣體，使得上述燃料氣體容器的填充狀態按照上述填充狀態增加目標線增加。
[0014]作為本發明的第2方式，可以是，上述填充狀態是上述燃料氣體容器的容器內壓力，上述填充狀態增加目標線設定部設定容器內壓力增加目標線，該容器內壓力增加目標線為按照規定的增加率隨時間變化而增加，直到上述燃料氣體的填充結束并在到達最終目標容器內壓力，上述填充狀態取得部取得在上述燃料氣體的流路或者上述燃料氣體容器中檢測出的上述容器內壓力，上述填充控制部向上述燃料氣體容器間歇地填充上述燃料氣體，使得上述燃料氣體容器的容器內壓力按照上述容器內壓力增加目標線增加。
[0015]作為本發明的第3方式，可以是，上述填充狀態增加目標線設定部進一步設定:填充停止壓力線，其在上述容器內壓力增加目標線的低壓側并與該容器內壓力增加目標線并行地增加；和填充重新開始壓力線，其在上述填充停止壓力線的低壓側與該填充停止壓力線并行地增加，上述填充控制部在上述容器內壓力成為上述填充停止壓力線以上的情況下停止燃料氣體的填充，并且在上述容器內壓力成為上述填充重新開始壓力線以下的情況下重新開始燃料氣體的填充。
[0016]作為本發明的第4方式，可以是，還具備取得上述燃料氣體容器的容量的容量取得部，上述取得的容量是預先設定的容量以下的情況下，上述填充控制部對上述燃料氣體容器進行上述燃料氣體的間歇性填充。
[0017]作為本發明的第5方式，可以是，上述容量取得部根據從上述燃料氣體容器側發送的上述燃料氣體容器的容量信息、或者在對上述燃料氣體容器按照規定時間僅進行預填充后檢測出的上述燃料氣體的流量和在對上述燃料氣體容器按照規定時間僅進行預填充后檢測出的上述燃料氣體容器的壓力增加量中的任意一種，取得上述燃料氣體容器的容量。
[0018]作為本發明的第6方式，可以是，還具備:外部空氣溫度檢測部，其檢測外部空氣溫度；以及溫度檢測部，其檢測上述燃料氣體的溫度，上述填充狀態增加目標線設定部根據上述外部空氣溫度和上述燃料氣體的溫度設定上述容器內壓力增加目標線，并且根據上述外部空氣溫度、上述燃料氣體的溫度以及填充開始前的上述燃料氣體容器的初始壓力設定上述最終目標容器內壓力。
[0019]作為本發明的第7方式，可以是，上述燃料氣體的溫度越高，上述填充狀態增加目標線設定部將上述容器內壓力增加目標線的增加率設定得越低。
[0020]發明效果
[0021]這樣，在上述的第1方式中，因為對燃料氣體容器間歇地填充燃料氣體，所以能在燃料氣體的填充停止的期間使燃料氣體容器的溫度下降，能一邊抑制燃料氣體容器的溫度上升一邊填充燃料氣體。此時，因為使燃料氣體容器的填充狀態按照填充狀態增加目標線增加，所以可抑制每次間歇填充燃料氣體時的燃料氣體容器的填充狀態的增加量，能使填充狀態逐漸增加，能一邊抑制燃料氣體容器的溫度上升一邊填充燃料氣體。因此，即使是對小容量的燃料氣體容器填充燃料氣體的情況，也能防止燃料氣體容器的溫度超出規定溫度。
[0022]在上述的第2方式中，因為取得容器內壓力作為燃料氣體容器的填充狀態，并且以該容器內壓力按照容器內壓力增加目標線增加到最終目標容器內壓力的方式進行燃料氣體的簡潔的填充，所以能容易地根據可檢測的容器內壓力而簡單地控制燃料氣體的填充。
[0023]在上述的第3方式中，在容器內壓力為填充停止壓力線以上的情況下停止燃料氣體的填充，并且在容器內壓力為填充重新開始壓力線以下的情況下重新開始燃料氣體的填充，因此能以簡單的控制實現燃料氣體的間歇性填充。另外，因為在容器內壓力增加目標線的低壓側設定填充停止壓力線，所以不會在容器內壓力成為填充停止壓力線以上而停止燃料氣體的填充后，由于流量調節閥等的響應滯后而使容器內壓力超出容器內壓力增加目標線。因此，能防止燃料氣體容器的溫度超出規定溫度。
[0024]在上述的第4方式中，在燃料氣體容器的容量是預先設定的容量以下的情況下間歇地填充燃料氣體，在燃料氣體容器的容量超出預先設定的容量的情況下例如能連續地填充燃料氣體，因此能用與燃料氣體容器的容量適合的填充方法填充燃料氣體。
[0025]在上述的第5方式中，能根據從燃料氣體容器發送的容量信息、或者通過預填充而檢測出的燃料氣體的流量和壓力增加量中的任意一種，取得燃料氣體容器的準確的容量。
[0026]在上述的第6方式中，能將最終目標容器內壓力和容器內壓力增加目標線設定為與外部空氣溫度、燃料氣體的溫度以及填充開始前的燃料氣體容器的初始壓力相應的最佳值，因此能防止燃料氣體容器的溫度超出規定溫度，并且能以最短時間結束燃料氣體的填充。
[0027]在上述的第7方式中，因為以燃料氣體的溫度越高則燃料氣體容器的容器內壓力的增加率越低的方式進行燃料氣體的填充，所以能防止燃料氣體容器的溫度超出規定值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1是示出本發明的實施方式的燃料氣體填充裝置和車輛的構成的框圖。
[0029]圖2是本發明的實施方式的燃料氣體填充裝置的控制裝置的功能框圖。
[0030]圖3是本發明的實施方式的燃料氣體填充裝置的控制裝置中預先存儲的最終目標容器內壓力設定映射的概念圖。
[0031]圖4是本發明的實施方式的燃料氣體填充裝置的控制裝置中預先存儲的容器內壓力增加目標線設定映射的概念圖。
[0032]圖5是示出在利用本發明的實施方式的燃料氣體填充裝置間歇地填充燃料氣體時，燃料氣體容器的容器內壓力按照由填充映射確定的填充狀態增加目標線增加到最終目標填充壓力的例子的曲線圖。
[0033]圖6是示出根據本發明的實施方式的燃料氣體填充裝置的控制裝置的填充動作的流程圖。
[0034]圖7是示出圖6的燃料氣體容器容量判定處理的詳情的流程圖。
[0035]圖8是示出利用本發明的實施方式的燃料氣體填充裝置間歇地填充燃料氣體時的、燃料氣體容器的容器內壓力和溫度的變化的曲線圖。
[0036]圖9是示出本發明的實施方式的燃料氣體填充裝置的間歇填充動作的其它例的圖，是示出間歇地填充一定質量的燃料氣體的情況下的燃料氣體容器的質量的變化的曲線圖。
[0037]圖10是示出本發明的實施方式的燃料氣體填充裝置的間歇填充動作的其它例的圖，是示出一邊使流量調節閥開閥一定時間一邊間歇地填充燃料氣體的情況下的燃料氣體容器的壓力的變化的曲線圖。
[0038]附圖標記說明
[0039]12:燃料氣體填充裝置、29:溫度檢測部、33:外部空氣溫度檢測部、34:控制裝置(填充狀態增加目標線設定部、填充狀態取得部、填充控制部、容量取得部)、35:壓力檢測部、40:燃料氣體容器、50:溫度檢測部、52:壓力檢測部。
【具體實施方式】
[0040]以下參照附圖對本發明的實施方式詳細地說明。圖1?圖10是示出本發明的氣體填充裝置的一實施方式的圖。
[0041]首先，對構成進行說明。在圖1、圖2中，燃料氣體填充裝置12對車輛13的燃料氣體容器40填充燃料氣體(例如氫氣)，設置于例如加氫站等。車輛13具備使用燃料氣體發電的燃料電池和電動機或者使用燃料氣體運轉的內燃機中的任一種，以電動機或者內燃機作為動力源行駛。這樣，燃料氣體填充裝置12與作為燃料氣體使用裝置的車輛13 —起構成燃料氣體填充系統11。
[0042]說明燃料氣體填充裝置12的構成。燃料氣體填充裝置12構成為包含:氣體供應源21 ；填充噴嘴22 ；以及連接這些氣體供應源21和填充噴嘴22的燃料氣體流路23。
[0043]氣體供應源21具備未圖示的壓縮機和儲壓器，利用壓縮機將燃料氣體壓縮到規定壓力，并且將壓縮的燃料氣體儲存于儲壓器。
[0044]填充噴嘴22構成為與車輛13側的后述的插座42氣密連接，在與插座42連接時，形成從燃料氣體填充裝置12到車輛13的燃料氣體的填充流路。
[0045]燃料氣體流路23從氣體供應源21到填充噴嘴22具備切斷閥30、流量調節閥26、流量計27以及預冷器28，通過切斷閥30和流量調節閥26，將由預冷器28預冷卻后的燃料氣體引導到填充噴嘴22。另外，燃料氣體流路23具備間接地控制切斷閥30和流量調節閥26的開閉的先導閥14、15。
[0046]切斷閥30具有先導閥14，利用由該先導閥14控制供應量的氮氣的壓力驅動為打開狀態或者關閉狀態。
[0047]流量調節閥26具有先導閥15，利用從該先導閥15供應的氮氣的壓力在打開狀態與關閉狀態之間被驅動。流量調節閥26按其開度調整燃料氣體的流量。
[0048]先導閥14、15包括利用電來開閉的電磁閥等，將貯留于未圖示的氮氣罐的高壓氮氣分別供應給切斷閥30和流量調節閥26，利用氮氣的壓力使燃料氣體切斷閥30和流量調節閥26分別開閉。
[0049]這樣，在本實施方式中，采用通過先導閥14、15間接地控制切斷閥30和流量調節閥26的開閉的氣體工作先導方式。由此，能增大能控制切斷閥30和流量調節閥26的燃料氣體的流量范圍。此外，切斷閥30和流量調節閥26也可以是不利用先導閥14間接地控制的方式，即直動式的閥，在該情況下能使閥結構小型化。
[0050]預冷器28將從燃料氣體供應源21供應的室溫程度(例如201 )的燃料氣體預冷卻到低溫(例如一 201 )。該預冷器28作為例如使制冷劑在與熱交換器之間循環的熱泵式冷卻機而構成。
[0051]另外，燃料氣體填充裝置12具備外部空氣溫度檢測部33、流量計27、溫度檢測部29、壓力檢測部35、通信機31以及控制裝置34。
[0052]外部空氣溫度檢測部33檢測外部空氣溫度，將檢測到的外部空氣溫度輸出到控制裝置34。
[0053]流量計27測量通過燃料氣體流路23的燃料氣體的流量。該流量計27設于流量調節閥26的下游側。
[0054]溫度檢測部29檢測預冷器28的下游側的燃料氣體的溫度，將檢測到的溫度輸出到控制裝置34。
[0055]壓力檢測部35檢測燃料氣體流路23中的預冷器28與填充噴嘴22之間的壓力，將檢測到的壓力輸出到控制裝置34。在此，在切斷閥30和流量調節閥26開閥的狀態下，壓力檢測部35檢測的壓力成為與燃料氣體容器40的容器內壓力相等的壓力。因此，壓力檢測部35能檢測燃料氣體容器40的容器內壓力。
[0056]通信機31具有例如進行紅外線通信等無線通信的通信接口，利用該通信接口在與后述的車輛13側的通信機54之間收發包含關于燃料氣體的填充的信息在內的各種信肩、0
[0057]在本實施方式中，燃料氣體填充裝置12側的通信機31設于填充噴嘴22，并且車輛13側的通信機54設于插座(1606的￡1016) 42，由此，在填充噴嘴22和插座42連接的狀態下，通信機31和通信機54能進行通信。
[0058]控制裝置34作為在內部具備狀1的微細計算機而構成。在控制裝置34中，0？^按照預先存儲于的控制程序，將狀1用作工作區域執行運算，由此進行各種處理、控制。
[0059]該控制裝置34與上述先導閥14、15、外部空氣溫度檢測部33、流量計27、溫度檢測部29、壓力檢測部35、通信機31電連接，統一控制燃料氣體填充裝置12整體。
[0060]在本實施方式中，控制裝置34根據從外部空氣溫度檢測部33、流量計27、溫度檢測部29、壓力檢測部35、通信機31取得的信息，通過先導閥14、15使切斷閥30和流量調節閥26開閉，控制燃料氣體向車輛13的填充。關于控制裝置34的詳細構成和動作將后述。
[0061]接著，對車輛13的構成進行說明。車輛13具備:插座42 ；燃料氣體容器40 ；連接這些插座42和燃料氣體容器40的填充管路44 ；通信機54 ；以及控制裝置56。
[0062]插座42構成為能與燃料氣體填充裝置12側的填充噴嘴22氣密連接，在連接到填充噴嘴22時，形成從燃料氣體填充裝置12到車輛13的燃料氣體的填充流路。
[0063]燃料氣體容器40是能貯留從填充裝置12填充的燃料氣體的高壓罐。燃料氣體容器40設有單向閥58，該單向閥58防止燃料氣體的倒流、即從燃料氣體容器40向插座42側的燃料氣體的流動。燃料氣體容器40貯留的燃料氣體供應到車輛13具備的燃料電池或者內燃機。
[0064]燃料氣體容器40設有溫度檢測部50，該溫度檢測部50檢測燃料氣體容器40內的燃料氣體的溫度，將檢測出的溫度輸出到控制裝置56。而且，燃料氣體容器40設有壓力檢測部52，該壓力檢測部52檢測燃料氣體容器40的容器內壓力，將檢測出的容器內壓力輸出到控制裝置56。
[0065]填充管路44設有填充切斷閥57，該填充切斷閥57在燃料氣體從燃料氣體填充裝置12填充到車輛13的燃料氣體容器40時，被控制裝置56開閥。填充切斷閥57作為被電控制開閉的電磁閥而構成。此外，填充切斷閥57可以是以步進電動機作為驅動源來開閉的閥。
[0066]通信機54具有在與燃料氣體填充裝置12側的通信機31之間能進行紅外線通信等無線通信的通信接口，利用該通信接口在與燃料氣體填充裝置12的通信機31之間收發各種信息。
[0067]控制裝置56與燃料氣體填充裝置12的控制裝置34同樣地作為微細計算機而構成，接收包含溫度檢測部50和壓力檢測部52在內的各種檢測部(傳感器)的檢測結果，統一控制車輛13。另外，控制裝置56能通過通信機54將溫度檢測部50和壓力檢測部52檢測到的溫度和壓力發送到燃料氣體填充裝置12。另外，控制裝置56通過通信機54將表示燃料氣體容器40的容量的容量信息發送到燃料氣體填充裝置12。
[0068]接著，詳述燃料氣體填充裝置12的控制裝置34。
[0069]控制裝置34在向車輛13側填充燃料氣體之前，參照圖3所示的最終目標容器內壓力設定映射設定最終目標容器內壓力，并且參照圖4所示的容器內壓力增加目標線設定映射設定容器內壓力增加目標線。最終目標容器內壓力設定映射和容器內壓力增加目標線設定映射在預先通過實驗等求得后存儲于控制裝置34的如1。
[0070]在此，最終目標容器內壓力是燃料氣體容器40成為滿填充狀態、應結束燃料氣體的填充的容器內壓力。另外，容器內壓力增加目標線是規定間歇地填充燃料氣體時的容器內壓力的目標值的線，以按規定的增加率隨時間增加的方式設定。
[0071]如圖3所示，在最終目標容器內壓力設定映射中，最終目標容器內壓力根據外部空氣溫度、燃料氣體的溫度、燃料氣體容器40的初始壓力來確定。在此，燃料氣體容器40的初始壓力是燃料氣體的填充進行前的燃料氣體容器40內的壓力。在該最終目標容器內壓力設定映射中，例如在燃料氣體容器40的初始壓力為01？3、燃料氣體的溫度為一 201、外部空氣溫度為201時，最終目標容器內壓力被確定為351？3。
[0072]如圖4所示，在容器內壓力增加目標線設定映射中，具有與外部空氣溫度和燃料氣體的溫度相應的增加率的容器內壓力增加目標線被確定。在該容器內壓力增加目標線設定映射中，例如在燃料氣體的溫度為一 201、外部空氣溫度為201時，增加率為0.21？^秒的容器內壓力增加目標線被確定。另外，在該容器內壓力增加目標線設定映射中，以燃料氣體的溫度越高則容器內壓力的增加率越低的方式設定。這樣，控制裝置34構成填充狀態增加目標線設定部38。
[0073]在此，燃料氣體容器40的容器內壓力成為燃料氣體容器40的填充狀態、即燃料氣體的量相對于燃料氣體容器40的容量之比的指標，因此上述的最終目標容器內壓力和填充狀態增加目標線能分別改稱為最終目標填充狀態和填充狀態增加目標線。
[0074]另外，控制裝置34取得燃料氣體容器40的容器內壓力。詳細地，控制裝置34取得燃料氣體填充裝置12的壓力檢測部35檢測出的容器內壓力，或者通過通信機31、54取得車輛13的壓力檢測部52檢測出的容器內壓力。這樣，控制裝置34構成填充狀態取得部37。
[0075]控制裝置34以燃料氣體容器40的容器內壓力按照容器內壓力增加目標線增加的方式對燃料氣體容器40間歇地填充燃料氣體，在容器內壓力成為最終目標容器內壓力的情況下結束燃料氣體的填充。
[0076]具體地，控制裝置34在燃料氣體的填充之前，如圖5所示，除了設定容器內壓力增加目標線之外，還設定填充停止壓力線和填充重新開始壓力線。填充停止壓力線是在容器內壓力增加目標線的低壓側并與該容器內壓力增加目標線并行地增加的線，規定燃料氣體的填充被停止的填充停止壓力。另外，填充重新開始壓力線是在填充停止壓力線的低壓側與該填充停止壓力線并行地增加的線，規定燃料氣體的填充重新開始的填充重新開始壓力。
[0077]控制裝置34在容器內壓力成為填充停止壓力線以上的情況下停止燃料氣體的填充，并且在容器內壓力成為填充重新開始壓力線以下的情況下重新開始燃料氣體的填充。這樣，控制裝置34構成填充控制部39。
[0078]此外，在本實施方式中，考慮到切斷閥30和流量調節閥26的響應滯后，填充停止壓力線被設定為相對于容器內壓力增加目標線低0.1腿^以上。由此，填充停止壓力線可防止在使切斷閥30和流量調節閥26關閥后容器內壓力超出容器內壓力增加目標線、即過沖。另外，在本實施方式中，在燃料氣體的間歇填充時的1次填充中，填充停止壓力線和填充重新開始壓力線的壓力的間隔設定為201？3以下，以使得燃料氣體容器40的溫度不會超出規定溫度。在此，燃料氣體容器40的規定溫度是例如851。
[0079]控制裝置34在燃料氣體容器40的容量為預先設定的容量以下的情況下，即在是小容量的情況下，針對燃料氣體容器40進行如上所述的燃料氣體的間歇性填充。
[0080]控制裝置34通過通信機31、54取得燃料氣體容器40的容量、或者通過進行預填充而取得。
[0081]具體地，在通過通信機31、54取得燃料氣體容器40的容量的情況下，控制裝置34通過通信機31和通信機54的通信取得預先存儲于車輛13側的控制裝置56中的燃料氣體容器40的容量信息。
[0082]另外，在通過預填充取得燃料氣體容器40的容量的情況下，控制裝置34將切斷閥30和流量調節閥16僅打開規定時間作為預填充，然后檢測流過氣體流路23的燃料氣體的流量。并且，控制裝置34算出燃料氣體容器40的容器內壓力的壓力增加量，根據該壓力增加量算出燃料氣體容器40的容量。這樣，控制裝置34構成容量取得部48。
[0083]接著，對如上所述構成的燃料氣體填充裝置的填充動作進行說明。圖6是示出燃料氣體填充裝置的填充動作的流程圖。另外，圖7是示出圖6的燃料氣體容器容量判定處理的詳情的流程圖。此外，以下的填充動作在填充噴嘴22連接到插座42的狀態下執行。
[0084]如圖6所示，首先，當通過操作而指示從燃料氣體填充裝置12向燃料氣體容器40填充燃料氣體時，控制裝置34執行燃料氣體容器容量判定處理(步驟31)。
[0085]在該燃料氣體容器容量判定處理中，如圖7中該子程序所示，控制裝置34對是否通過通信機31從車輛13接收表示燃料氣體容器40的容量的信息進行判定(步驟321)。
[0086]在步驟321中，在收到燃料氣體容器40的容量信息的情況下，控制裝置34將處理轉移到步驟325。另一方面，在步驟321中，在沒有收到燃料氣體容器40的容量信息的情況下，控制裝置34執行以下的步驟322、323、324，算出燃料氣體容器40的容量。
[0087]具體地，控制裝置34在步驟322中使切斷閥30開閥，并且使流量調節閥16以一定的小開度僅打開規定時間，然后利用流量計27檢測流過氣體流路23的燃料氣體的流量(步驟322)，算出燃料氣體容器40的容器內壓力的壓力增加量(步驟323)，根據該壓力增加量算出燃料氣體容器40的容量(步驟324)。這樣，控制裝置34在步驟322、323、324中進行燃料氣體的預填充，由此算出燃料氣體容器40的容量。
[0088]接著，控制裝置34對通過通信機31接收的燃料氣體容器40的容量、或者執行步驟322、323、824算出的燃料氣體容器40的容量是否為規定值以下進行判定(步驟325)，在超出規定值的情況下結束該燃料氣體容器容量判定處理，在規定值以下的情況下判定為燃料氣體容器40是小容量(步驟326)，結束該燃料氣體容器容量判定處理。
[0089]接著，返回圖6，控制裝置34對在步驟51的燃料氣體容器容量判定處理中是否判定為燃料氣體容器40的容量是小容量進行判定(步驟32)，在判定為不是小容量的情況下，結束該填充動作的流程圖。
[0090]此外，在步驟32中判定為燃料氣體容器40不是小容量的情況下，則燃料氣體容器40是大容量，因此控制裝置34例如針對燃料氣體容器40連續地進行燃料氣體的填充。
[0091]在步驟32中判定為燃料氣體容器的容量是小容量的情況下，控制裝置34參照圖4的容器內壓力增加目標線設定映射，設定具有與燃料氣體的溫度和外部空氣溫度相應的增加率的容器內壓力增加目標線(步驟33〉。接著，控制裝置34參照圖3的最終目標容器內壓力設定映射，設定與燃料氣體的溫度、外部空氣溫度以及燃料氣體容器40的初始壓力相應的最終目標容器內壓力(步驟糾)。
[0092]接著，控制裝置34通過先導閥14、15使切斷閥30和流量調節閥26開閥，開始燃料氣體的填充(步驟35)。
[0093]接著，控制裝置34對燃料氣體容器40的容器內壓力是否為填充停止壓力以上進行判定(步驟36)，在是填充停止壓力以上的情況下，停止燃料氣體的填充(步驟37)。在步驟36中，控制裝置34持續進行判定處理，直至判定為燃料氣體容器40的容器內壓力為填充停止壓力以上。
[0094]在步驟37中，在停止燃料氣體的填充后，控制裝置34對燃料氣體容器40的容器內壓力是否為填充重新開始壓力以下進行判定(步驟38)，在是填充重新開始壓力以下的情況下，重新開始燃料氣體的填充(步驟39)。在步驟38中，控制裝置34持續進行判定處理，直至燃料氣體容器40的容器內壓力為填充重新開始壓力以下。
[0095]接續步驟39，控制裝置34對燃料氣體容器40的容器內壓力是否為最終目標填充壓力以上進行判定(步驟310)，在是最終目標填充壓力以上的情況下，結束燃料氣體的填充(步驟311)，結束該填充動作的流程。在步驟310中，在燃料氣體容器40的容器內壓力不足最終目標填充壓力的情況下，控制裝置34再次執行步驟36?39。
[0096]這樣，控制裝置34在判定為燃料氣體容器40為小容量的情況下，按照容器內壓力增加目標線間歇地反復填充燃料氣體。因此，在燃料氣體停止填充時進行從燃料氣體容器40的散熱，燃料氣體容器40的溫度下降。其結果是，如圖8所示，燃料氣體容器40的溫度一邊伴隨燃料氣體的間歇性填充反復上升和下降一邊逐漸上升，因此可防止燃料氣體容器40的溫度超出規定的上限值。
[0097]此外，在本實施方式中，在設定最終目標容器內壓力和容器內壓力增加目標線時使用的燃料氣體的溫度是由溫度檢測部29在預冷器28的下游側檢測出的實際測量溫度，但是可以取代該實際測量溫度而使用預冷器28的設定溫度。在該情況下，控制裝置34在步驟33中根據外部空氣溫度和預冷器28的設定溫度設定容器內壓力增加目標線，并且在步驟34中根據外部空氣溫度、預冷器28的設定溫度以及填充開始前的燃料氣體容器40的初始壓力設定最終目標容器內壓力。此外，也考慮到由于預冷器28的冷卻能力不足等，燃料氣體的實際溫度比預冷器28的設定溫度高，因此在步驟35中開始燃料氣體的填充后，使用根據溫度檢測部29的實際測量溫度重新設定(更新)最終目標容器內壓力和容器內壓力增加目標線。
[0098]另外，作為本實施方式的其它例，如圖9所示，可以在每次間歇填充時填充一定質量的燃料氣體。在該情況下，控制裝置34可以取代設定最終目標容器內壓力和容器內壓力增加目標線而設定最終目標質量和質量增加目標線，并且取得燃料氣體容器40內的燃料氣體的質量，以該燃料氣體的質量按照質量增加目標線增加的方式對燃料氣體容器40間歇地填充燃料氣體。在這樣的情況下也如圖9所示，燃料氣體容器40的溫度不會超出規定的溫度上限值。
[0099]另外，作為本實施方式的其它例，如圖10所示，可以由控制裝置34進行控制，使得每次間歇填充燃料氣體時使流量調節閥26開閥一定時間。在該情況下也如圖10所示，燃料氣體容器40的溫度一邊反復上升和下降一邊上升，不會超出規定的溫度上限值。
[0100]如上所述，本實施方式中，燃料氣體填充裝置12的控制裝置34設定以規定的增加率隨時間增加到最終目標容器內壓力的容器內壓力增加目標線，取得在燃料氣體流路23或者燃料氣體容器40中檢測出的容器內壓力，以燃料氣體容器40的容器內壓力按照容器內壓力增加目標線增加的方式對燃料氣體容器40間歇地填充燃料氣體。
[0101]通過該構成，因為對燃料氣體容器40間歇地填充燃料氣體，所以能在燃料氣體的填充停止的期間使燃料氣體容器40的溫度下降，能一邊抑制燃料氣體容器40的溫度上升一邊填充燃料氣體。此時，因為使燃料氣體容器40的容器內壓力按照容器內壓力增加目標線增加，所以可抑制每次間歇填充燃料氣體時的容器內壓力的增加量，能使容器內壓力逐漸增加，能一邊抑制燃料氣體容器40的溫度上升一邊填充燃料氣體。因此，本實施方式的燃料氣體填充裝置12即使在對小容量的燃料氣體容器40填充燃料氣體的情況下也能防止燃料氣體容器40的溫度超出規定溫度。
[0102]而且，因為取得容器內壓力作為燃料氣體容器的填充狀態，所以能根據能容易檢測的容器內壓力簡單地控制燃料氣體的填充。
[0103]另外，本實施方式中，燃料氣體填充裝置12的控制裝置34進一步設定在容器內壓力增加目標線的低壓側與該容器內壓力增加目標線并行地增加的填充停止壓力線和在填充停止壓力線的低壓側與該填充停止壓力線并行地增加的填充重新開始壓力線，在容器內壓力成為填充停止壓力線以上的情況下停止燃料氣體的填充，并且在容器內壓力成為填充重新開始壓力線以下的情況下重新開始燃料氣體的填充。
[0104]通過該構成，在容器內壓力成為填充停止壓力線以上的情況下停止燃料氣體的填充，并且在容器內壓力成為填充重新開始壓力線以下的情況下重新開始燃料氣體的填充，因此能以簡單的控制實現燃料氣體的間歇性填充。另外，因為在容器內壓力增加目標線的低壓側設定了填充停止壓力線，所以不會在容器內壓力成為填充停止壓力線以上而停止燃料氣體的填充后，由于流量調節閥等的響應滯后而使容器內壓力超出容器內壓力增加目標線。因此，能防止燃料氣體容器40的溫度超出規定溫度。
[0105]另外，本實施方式中，燃料氣體填充裝置12的控制裝置34取得燃料氣體容器40的容量，在該容量是預先設定的容量以下的情況下對燃料氣體容器40進行燃料氣體的間歇性填充。
[0106]通過該構成，在燃料氣體容器40的容量為預先設定的容量以下的情況下間歇地填充燃料氣體，在燃料氣體容器40的容量超出預先設定的容量的情況下例如能連續地填充燃料氣體，能以對燃料氣體容器40的容量適合的填充方法填充燃料氣體。
[0107]另外，本實施方式中，控制裝置34根據從燃料氣體容器40側發送的燃料氣體容器的容量信息、或者預先對燃料氣體容器40僅以規定時間預填充燃料氣體而檢測出的燃料氣體的流量和燃料氣體容器40的壓力增加量中的任意一種，取得燃料氣體容器40的容量。
[0108]通過該構成，能根據從燃料氣體容器40發送的容量信息、或者通過預填充而檢測出的燃料氣體的流量和壓力增加量中的任意一種，取得燃料氣體容器的準確的容量。
[0109]另外，本實施方式的燃料氣體填充裝置12還具備外部空氣溫度檢測部33和溫度檢測部29，控制裝置34根據外部空氣溫度和燃料氣體的溫度設定容器內壓力增加目標線，并且根據外部空氣溫度、燃料氣體的溫度以及填充開始前的燃料氣體容器40的初始壓力設定最終目標容器內壓力。
[0110]通過該構成，能將最終目標容器內壓力和容器內壓力增加目標線設定為與外部空氣溫度、燃料氣體的溫度以及填充開始前的燃料氣體容器40的初始壓力相應的最佳值，因此能防止燃料氣體容器40的溫度超出規定溫度，并且能以最短時間結束燃料氣體的填充。
[0111]另外，在本實施方式中，燃料氣體的溫度越高，燃料氣體填充裝置12的控制裝置34將容器內壓力增加目標線的增加率設定得越低。
[0112]通過該構成，以燃料氣體的溫度越高則燃料氣體容器的容器內壓力的增加率越低的方式進行燃料氣體的填充，所以能防止燃料氣體容器40的溫度超出規定值。
[0113]以上公開了本發明的實施方式，但是本領域技術人員明白能不脫離本發明的范圍施加變更。意圖將所有的這樣的修改和等價物包含于權利要求書所記載的權利要求。
【權利要求】
1.一種燃料氣體填充裝置，將燃料氣體填充到燃料氣體容器，上述燃料氣體填充裝置的特征在于，具備: 填充狀態增加目標線設定部，其設定填充狀態增加目標線，上述填充狀態增加目標線為按照規定的增加率隨時間變化增加，直到上述燃料氣體的填充結束并到達最終目標填充狀態； 填充狀態取得部，其取得上述燃料氣體容器的填充狀態；以及 填充控制部，其向上述燃料氣體容器間歇地填充上述燃料氣體，使得上述燃料氣體容器的填充狀態按照上述填充狀態增加目標線增加。
2.根據權利要求1所述的燃料氣體填充裝置，其特征在于， 上述填充狀態是上述燃料氣體容器的容器內壓力， 上述填充狀態增加目標線設定部設定容器內壓力增加目標線，該容器內壓力增加目標線為按照規定的增加率隨時間變化而增加，直到上述燃料氣體的填充結束并在到達最終目標容器內壓力， 上述填充狀態取得部取得在上述燃料氣體的流路或者上述燃料氣體容器中檢測出的上述容器內壓力， 上述填充控制部向上述燃料氣體容器間歇地填充上述燃料氣體，使得上述燃料氣體容器的容器內壓力按照上述容器內壓力增加目標線增加。
3.根據權利要求2所述的燃料氣體填充裝置，其特征在于， 上述填充狀態增加目標線設定部進一步設定: 填充停止壓力線，其在上述容器內壓力增加目標線的低壓側并與該容器內壓力增加目標線并行地增加；和 填充重新開始壓力線，其在上述填充停止壓力線的低壓側與該填充停止壓力線并行地增加， 上述填充控制部在上述容器內壓力為上述填充停止壓力線以上的情況下停止燃料氣體的填充，并且在上述容器內壓力為上述填充重新開始壓力線以下的情況下重新開始燃料氣體的填充。
4.根據權利要求2或3所述的燃料氣體填充裝置，其特征在于， 還具備取得上述燃料氣體容器的容量的容量取得部， 上述容量取得部取得的容量為預先設定的容量以下的情況下，上述填充控制部對上述燃料氣體容器進行上述燃料氣體的間歇性填充。
5.根據權利要求4所述的燃料氣體填充裝置，其特征在于， 上述容量取得部根據從上述燃料氣體容器側發送的上述燃料氣體容器的容量信息、或者在對上述燃料氣體容器按照規定時間僅進行預填充后檢測出的上述燃料氣體的流量和在對上述燃料氣體容器按照規定時間僅進行預填充后檢測出的上述燃料氣體容器的壓力增加量中的任意一種，取得上述燃料氣體容器的容量。
6.根據權利要求2至5中的任一項所述的燃料氣體填充裝置，其特征在于， 還具備: 外部空氣溫度檢測部，其檢測外部空氣溫度；以及 溫度檢測部，其檢測上述燃料氣體的溫度， 上述填充狀態增加目標線設定部根據上述外部空氣溫度和上述燃料氣體的溫度設定上述容器內壓力增加目標線，并且根據上述外部空氣溫度、上述燃料氣體的溫度以及填充開始前的上述燃料氣體容器的初始壓力設定上述最終目標容器內壓力。
7.根據權利要求6所述的燃料氣體填充裝置，其特征在于，上述燃料氣體的溫度越高，上述填充狀態增加目標線設定部將上述容器內壓力增加目標線的增加率設定得越低。
【文檔編號】F17C5/06GK104421611SQ201410421395
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月25日 優先權日:2013年8月27日
【發明者】江口徹, 廣田和幸, 高田慎一郎 申請人:鈴木株式會社