(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧ガス充填システムであって、
高圧ガスの充填対象から延びた管路の先端に設置されたレセプタクルと、
高圧ガスの充填元から延びた管路の先端に設置され、前記レセプタクルに対する嵌合装着と取り外しとにより、前記レセプタクルの管路との連通と遮断とが可能なノズルと、
前記嵌合装着された前記レセプタクルまたは前記ノズルの少なくとも一方の温度を検出する温度検出手段と、
前記レセプタクルと前記ノズルとが嵌合装着された状況下において前記高圧ガスの充填元からの高圧ガス供給を実行しつつ、前記温度検出手段の検出温度が所定温度を超える状況下において前記高圧ガス供給を継続するガス供給手段とを備える
高圧ガス充填システム。
【請求項２】
前記ガス供給手段は、前記検出温度が低下すると、温度低下の状態に応じて前記高圧ガス供給を制限する供給制御部を備える請求項１に記載の高圧ガス充填システム。
【請求項３】
前記供給制御部は、前記検出温度が所定温度以下となると前記高圧ガス供給を停止する請求項２に記載の高圧ガス充填システム。
【請求項４】
前記供給制御部は、前記嵌合装着された前記レセプタクルと前記ノズルとが付着水分の凍結により固着することが想定される温度まで前記検出温度が低下すると、前記高圧ガス供給を停止する請求項３に記載の高圧ガス充填システム。
【請求項５】
前記供給制御部は、前記嵌合装着された前記レセプタクルと前記ノズルとの間で信号の送受信を行うよう前記レセプタクルと前記ノズルとに組み込まれた送受信機器の機能不全が想定される温度まで前記検出温度が低下すると、前記高圧ガス供給を停止する請求項３に記載の高圧ガス充填システム。
【請求項６】
請求項１に記載の高圧ガス充填システムであって、
前記レセプタクルまたは前記ノズルの少なくとも一方に装着された加熱手段を備え、
前記ガス供給手段は、前記検出温度が前記所定温度以下にならないように前記加熱手段を制御する供給制御部を備える
高圧ガス充填システム。
【請求項７】
前記温度検出手段は、前記レセプタクルに装着されて該レセプタクル側の温度を検出する請求項１ないし請求項６いずれかに記載の高圧ガス充填システム。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７いずれかに記載の高圧ガス充填システムであって、
燃料電池と該燃料電池での電気化学反応に供される燃料ガスを貯蔵するタンクとを搭載した燃料電池搭載車両の前記タンクを前記充填対象とし、
前記充填元として前記燃料ガスを高圧貯蔵する充填元タンクを備える
高圧ガス充填システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧ガス充填システムとこのシステムからの燃料ガス充填を受ける燃料電池搭載車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年になり、環境意識が高まり、水素ガスを燃料ガスとする燃料電池やこれを搭載した車両が実用化されつつある。燃料電池搭載車両の普及促進には、こうした車両への安定した水素ガス供給が不可欠なため、種々のシステムが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−６９３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献で提案されたガス充填システムでは、車両側のレセプタクルとガス供給元たる水素供給ステーション側のノズルの嵌合装着を経たガス充填を行うに当たり、レセプタクル・ノズル間でのタンク規格等の情報伝達を行っている。ところが、レセプタクルとノズルを嵌合装着させて実際に水素ガスを充填供給を行う場合には、水素供給ステーションの側から高圧力で蓄圧された水素ガスが車両のタンクに充填される状況への対処が不十分であった。高圧力で蓄圧された水素ガスを車両のタンクに充填する際には、断熱膨張が起きるため嵌合装着済みのレセプタクル・ノズルを通過する水素ガスの温度は低下する。また、高圧力での蓄圧に備えて水素供給ステーションの蓄圧タンクを予冷却することもあるため、低温度のまま水素ガスが嵌合装着済みのレセプタクル・ノズルを通過することもある。このため、嵌合装着済みのレセプタクル・ノズルが冷やされてその周囲の水分が凍結し、レセプタクル・ノズルの取り外しに支障ができたり、嵌合装着済みのレセプタクル・ノズルの過冷却により情報伝達機器の機能低下を招きかねないことが指摘されるに至った。なお、こうした問題は、燃料電池搭載車両に特有ものもではなく、据え置き型の燃料電池システムにおける水素ガス貯留タンクに水素ガスを充填する場合にも起き得る。
【０００５】
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、高圧ガス充填に伴うレセプタクルとノズルの冷却に対する対処方策を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明では、以下の構成を採用した。
【０００７】
[適用１：高圧ガス充填システム]
高圧ガス充填システムであって、
高圧ガスの充填対象から延びた管路の先端に設置されたレセプタクルと、
高圧ガスの充填元から延びた管路の先端に設置され、前記レセプタクルに対する嵌合装着と取り外しとにより、前記レセプタクルの管路との連通と遮断とが可能なノズルと、
前記嵌合装着された前記レセプタクルまたは前記ノズルの少なくとも一方の温度を検出する温度検出手段と、
前記レセプタクルと前記ノズルとが嵌合装着された状況下において前記高圧ガスの充填元からの高圧ガス供給を実行しつつ、前記温度検出手段の検出温度が所定温度を超える状況下において前記高圧ガス供給を継続するガス供給手段とを備える
ことを要旨とする。
【０００８】
上記構成を備える高圧ガス充填システムでは、レセプタクルとノズルとの嵌合装着状況下における高圧ガスの充填元からの高圧ガス供給を実行するに当たり、高圧ガス通過に伴ってレセプタクルとノズルの温度が低下しても、検出温度が所定温度を超える状況下においては高圧ガス供給を継続する。このため、高圧ガス通過に伴ってレセプタクルとノズルの温度が所定温度以下まで低下すると、それまで行っていたガス供給継続を従前と変えることができ他、検出温度の低下に伴う種々の対処を図るようにすることもできる。
【０００９】
例えば、検出温度が低下すると、温度低下の状態に応じて高圧ガス供給を制限するようにすれば、ガス供給制限として供給量を少なくしたり供給自体を制限でき、これにより、高圧ガス通過に伴うレセプタクルとノズルの温度低下を抑制できる。
【００１０】
そして、ガス供給制限の一態様として、検出温度が所定温度以下となると高圧ガス供給を停止するようにすれば、より確実に高圧ガス通過に伴うレセプタクルとノズルの温度低下を抑制できる。この場合、前記嵌合装着された前記レセプタクルと前記ノズルとが付着水分の凍結により固着することが想定される温度まで前記検出温度が低下すると、前記高圧ガス供給を停止するようにできる。こうすれば、付着水分の凍結によるレセプタクルとノズルとの固着を抑制できるので、レセプタクルとノズルの取り外しに支障はなくなる。
【００１１】
また、前記嵌合装着された前記レセプタクルと前記ノズルとの間で信号の送受信を行うよう前記レセプタクルと前記ノズルとに組み込まれた送受信機器の機能不全が想定される温度まで前記検出温度が低下すると、前記高圧ガス供給を停止するようにできる。こうすれば、送受信機器の機能不全を回避できる。
【００１２】
また、前記レセプタクルまたは前記ノズルの少なくとも一方に装着された加熱手段を備えた上で、前記検出温度が前記所定温度以下にならないように前記加熱手段を制御するように構成することもできる。こうすれば、高圧ガス通過に伴うレセプタクルとノズルを昇温してその冷却を抑制できるので、付着水分の凍結によるレセプタクルとノズルとの固着回避や、レセプタクルとノズルとに組み込まれた送受信機器の機能不全の回避を図ることができる。しかも、こうした固着回避や機能不全回避を図りつつ、高圧ガスの充填を継続することができる。
【００１３】
上記した高圧ガス充填システムにおいて、前記温度検出手段を前記レセプタクルに装着して該レセプタクル側の温度を検出する態様とすることができ、こうすれば次の利点がある。レセプタクルの側には高圧ガスの充填対象が含まれ、ノズルの側には高圧ガスの充填元が含まれ、充填元を含むノズルの側の方が機器構成の規模が大きくなる。よって、レセプタクルでは高圧ガス通過に伴う冷却が顕著となる。このため、温度検出手段をレセプタクルに装着すれば、速やかに温度低下を検知できるので、レセプタクルとノズルの冷却に伴う高圧ガス供給の停止やレセプタクルとノズルとの固着回避、送受信機器の機能不全回避を速やかに実行できると共に、レセプタクルとノズルを所定温度以下とならないよう速やかに昇温できる。
【００１４】
また、燃料電池と該燃料電池での電気化学反応に供される燃料ガスを貯蔵するタンクとを搭載した燃料電池搭載車両に対して、上記の高圧ガス充填システムを燃料ガス供給ステーションとして構成できる。この場合には、高圧ガスの充填元として燃料ガスを高圧貯蔵する充填元タンクを備え、燃料電池搭載車両の搭載したタンク（車載タンク）をガス充填対象とする。こうすれば、燃料電池搭載車両は、タンク（車載タンク）から延びた管路の先端にレセプタクルを備えることになり、この燃料電池搭載車両のタンク（車載タンク）に、燃料ガス供給ステーションとしての高圧ガス充填システムから燃料ガスを充填供給できる。
【００１５】
そして、燃料電池搭載車両のタンク（車載タンク）への燃料ガスの充填供給に際して、レセプタクルとノズルの冷却に伴う高圧ガス供給の停止やレセプタクルとノズルとの固着回避、送受信機器の機能不全回避を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例としての高圧水素ガス充填システム１０の概要をその要部拡大部位と共に示す説明図である。
【図２】燃料電池搭載車両２０の水素ガスタンク１１０へのガス充填処置の処理を示すフローチャートである。
【図３】他の実施例のレセプタクル１５０Ａを模式的に示す説明図である。
【図４】ガス充填の際における昇温処置の処理を示すフローチャートである。
【図５】図２相当図であり他の実施例における水素ガスタンク１１０へのガス充填処置の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、その実施例を図面に基づき説明する。図１は本発明の一実施例としての高圧水素ガス充填システム１０の概要をその要部拡大部位と共に示す説明図である。
【００１８】
図示するように、この高圧水素ガス充填システム１０は、燃料電池搭載車両２０に水素ガス充填部３００から高圧水素ガスを充填供給するよう構成される。燃料電池搭載車両２０は、燃料電池１００と、水素ガスタンク１１０を含む水素ガス供給系１２０と、モータ駆動のコンプレッサ１３０を含む空気供給系１４０と、図示しない冷却系と、制御装置２００とを備える。燃料電池１００は、電解質膜の両側にアノードとカソードの両電極を接合させた図示しない膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly／ＭＥＡ）を備える発電モジュールを積層して構成され、前輪ＦＷと後輪ＲＷの間において車両床下に位置する。そして、この燃料電池１００は、後述の水素ガス供給系１２０と空気供給系１４０から供給された水素ガス中の水素と空気中の酸素との電気化学反応を起こして発電し、その発電電力にて前後輪の図示しない駆動用モータ等の負荷を駆動する。
【００１９】
水素ガス供給系１２０は、水素ガスタンク１１０から燃料電池１００に到る水素供給管路１２１と、当該管路の流量調整バルブ１２２と、水素供給管路１２１から分岐したガス充填用の充填管路１２３と、燃料電池１００の手前の開閉バルブ１２４と、未消費の水素ガス（アノードオフガス）を大気放出する放出管路１２５と、当該管路の排出流量調整バルブ１２６とを備える。この水素ガス供給系１２０は、水素ガスタンク１１０からの水素ガスを、水素供給管路１２１の流量調整バルブ１２２にて流量調整した上で燃料電池１００のアノードに供給しつつ、放出管路１２５の排出流量調整バルブ１２６で調整された流量で、カソードオフガスを後述の放出管路１４２から大気放出する。本実施例では、流量調整バルブ１２２は、ガス流量を流量ゼロから調整可能であり、流量ゼロとすることで水素供給管路１２１の閉塞を図る。
【００２０】
また、水素ガス供給系１２０は、高圧水素ガス充填のためのレセプタクル１５０を備える。このレセプタクル１５０は、高圧水素ガスの充填対象である水素ガスタンク１１０から延びた充填管路１２３の先端に設置され、車両側方のガス充填箇所に位置する。このガス充填箇所は、既存のガソリン車両における燃料給油箇所に相当し、設置されたレセプタクル１５０を車両外板側カバーにて覆っている。レセプタクル１５０の構成については後述する。
【００２１】
空気供給系１４０は、コンプレッサ１３０を経て燃料電池１００に到る酸素供給管路１４１と、未消費の空気（カソードオフガス）を大気放出する放出管路１４２と、当該管路の排出流量調整バルブ１４３とを備える。この空気供給系１４０は、酸素供給管路１４１の開口端から取り込んだ空気を、コンプレッサ１３０にて流量調整した上で燃料電池１００のカソードに供給しつつ、放出管路１４２の排出流量調整バルブ１４３で調整された流量でカソードオフガスを放出管路１４２を経て大気放出する。
【００２２】
制御装置２００は、論理演算を実行するＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたいわゆるマイクロコンピュータで構成され、アクセル等のセンサー入力やガス充填作業に伴うセンサー入力を受けて、バルブ制御を含む燃料電池１００の種々の制御を司る。
【００２３】
水素ガス充填部３００は、水素ガスを高圧下で貯留するガス充填元タンク３１０と、開閉バルブ３１２を介在させて繋がった上流側管路３１４と下流側管路３１６と、下流側管路３１６の先端に設置されたノズル３５０と、ガス充填制御装置３８０とを備える。ノズル３５０は、燃料電池搭載車両２０の側のレセプタクル１５０に対する嵌合装着と取り外しとにより、レセプタクル１５０の管路（詳しくは後述の逆止弁の管路）との連通と遮断とを行う。下流側管路３１６、或いは上流側管路３１４の両者は、ノズル３５０を用いたガス充填の便宜のため、耐高圧性のフレキシブルホースとされ、レセプタクル１５０へのノズル３５０の嵌合装着および取り外しに追従する。ガス充填制御装置３８０は、論理演算を実行するＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたいわゆるマイクロコンピュータで構成され、ガス充填・停止のためのノズル３５０の操作に伴うセンサー入力を受けて、バルブ制御を含むガス充填に関しての制御を司る。
【００２４】
この水素ガス充填部３００は、燃料電池搭載車両２０の水素ガスタンク１１０への高圧水素ガス充填に供することから、既存のガソリン車両に対するガソリン給油ステーションに相当する。仮に、水素ガスタンク１１０と燃料電池１００とが住居や店舗、工場などに設置される据え置き形態のものであれば、水素ガス充填部３００は、トラックなどの車両に設置されてガス配送の形態のものとなる。
【００２５】
次に、レセプタクル１５０とノズル３５０の構成とその機能について説明する。レセプタクル１５０は、逆止弁１５１を内蔵し、逆止弁内蔵側のケーシングをノズル３５０への嵌合装着部位とする。レセプタクル１５０は、逆止弁１５１の弁機能により、ガス非充填時においては管路を閉塞し、ノズル３５０に嵌合装着されると、図示しない凹所とノズル側のボールにより、嵌合装着状態を維持しつつ、逆止弁１５１による逆流防止を図る。ガス充填時には、逆止弁１５１がガス圧力を受けて管路解放側に作動するので、レセプタクル１５０は、この逆止弁作動をもってガス（高圧水素ガス）の充填に供される。
【００２６】
この他、レセプタクル１５０は、ケーシング鍔部に赤外線送信機１５２を備え、ケーシング壁には温度センサー１５４を備える。温度センサー１５４は、その検知部で検出した温度（レセプラクル温度Ｔｒ）を制御装置２００に出力する。赤外線送信機１５２は、レセプタクル１５０とノズル３５０との嵌合装着が完了した状態において、ノズル３５０の赤外線受信機３５２と対向し、レセプタクル１５０とノズル３５０との間における情報送受信を可能とする。より具体的に説明すると、赤外線送信機１５２は、レセプタクル・ノズルの嵌合装着を経た後に、制御装置２００から出力されるガス充填に必要な情報（水素ガスタンク１１０のガス充填圧やガス残容量等）を赤外線信号化して赤外線受信機３５２に送信する。赤外線受信機３５２は、その受信した情報を電気信号に変換した上で水素ガス充填部３００のガス充填制御装置３８０に送信する。こうすることで、水素ガス充填部３００のガス充填制御装置３８０と燃料電池搭載車両２０の制御装置２００とは、ガス充填に必要な情報を共有することができる。この場合、ノズル３５０の赤外線受信機３５２の側からレセプタクル１５０の赤外線送信機１５２に情報を送信するように構成することもできる。そして、赤外線送信機１５２と赤外線受信機３５２との間の赤外線通信が可能となると、燃料電池搭載車両２０の制御装置２００および水素ガス充填部３００のガス充填制御装置３８０は、ノズル３５０へのレセプタクル１５０の嵌合装着が完了したことを認知する。
【００２７】
ノズル３５０は、レセプタクル１５０が嵌合装着される有底の嵌合孔３５４を備える。そして、この嵌合孔３５４にレセプタクル１５０がその先端から嵌合されると、ノズル３５０は、孔周壁に等ピッチで備えた図示しない鋼球をレセプタクル１５０の図示しない凹所に入り込ませてレセプタクル１５０の嵌合装着を図る。この嵌合装着状態において、レセプタクル１５０の先端とノズル３５０における嵌合孔３５４の底面とは気密に接合すると共に、レセプタクル１５０のガス入口側管路は、ノズル３５０のガス通気管路延いてはこれに繋がる下流側管路３１６と連通する。レセプタクル１５０の取り外しに際しては、ノズル３５０は、図示しない鋼球ロック機構を解除して嵌合孔３５４の孔内からの鋼球を退避させるので、レセプタクル１５０は嵌合孔３５４から容易に取り外せる。この場合、ノズル３５０は、レセプタクル１５０が嵌合装着されていないガス非充填時においてノズル内のガス通気管路を閉鎖状態とし、レセプタクル１５０が嵌合装着されたガス充填時においてガス通気管路を解放するよう、構成されている。
【００２８】
次に、上記したノズル３５０へのレセプタクル１５０の嵌合装着に伴うガス充填処置について説明する。図２は燃料電池搭載車両２０の水素ガスタンク１１０へのガス充填処置の処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、水素ガス充填部３００のノズル３５０がガス充填のために使用者により操作されたタイミングで実行され、各処理は、水素ガス充填部３００の側のガス充填制御装置３８０にてなされる。各処理の実行に際しては、まず、レセプタクル嵌合装着の完了状態を判定する（ステップＳ１００）。この嵌合装着の完了判定は、既述したようにレセプタクル１５０の赤外線送信機１５２にノズル３５０の赤外線受信機３５２が近接して通信可能となることで下され、この完了判定があるまで待機する。そして、ガス充填制御装置３８０は、レセプタクルの嵌合装着完了に伴い、既述した赤外線送信機１５２と赤外線受信機３５２との間の情報通信により、水素ガス充填対象となる燃料電池搭載車両２０の水素ガスタンク１１０の緒言（ガス充填圧やガス残容量等）のデータ送信を燃料電池搭載車両２０の制御装置２００の側から受ける。
【００２９】
通常、燃料電池搭載車両２０においてその水素ガスタンク１１０に高圧水素ガスを充填する場合、燃料電池搭載車両２０の制御装置２００は、燃料電池１００を運転停止状態に置くべく、図１における水素供給管路１２１の流量調整バルブ１２２を流量ゼロにして管路閉鎖状態とすると共に、水素ガスタンク１１０の手前の開閉バルブ１２４を開弁状態とする。よって、燃料電池搭載車両２０では、ノズル３５０へのレセプタクル１５０の嵌合装着を経たガス充填に備えて、水素ガスタンク１１０からレセプタクル１５０までの充填管路１２３が開放される。そして、レセプタクル１５０の嵌合装着に伴うガス充填がなされるまで（ガス非充填時）、レセプタクル１５０はその有する逆止弁１５１にて既述したようにガス逆流を防止する。
【００３０】
一方、ステップＳ１００で肯定判定（装着完了判定）すると、ガス充填制御装置３８０は、図１における開閉バルブ３１２を開弁制御して、ガス充填元タンク３１０から燃料電池搭載車両２０の水素ガスタンク１１０への高圧水素ガス充填を開始する（ステップＳ１１０）。これにより、高圧水素ガスは、水素ガス充填部３００の側のノズル３５０とこれに嵌合装着済みの燃料電池搭載車両２０の側のレセプタクル１５０を通過して、燃料電池搭載車両２０の水素ガスタンク１１０に充填される。ガス充填制御装置３８０は、図示しないガス流量計や上流側管路３１４の圧力計からのガス流量推移や圧力推移を監視し、水素ガスタンク１１０へのガス充填状況を充填開始から把握する。そして、ガス充填制御装置３８０は、こうした充填状況を把握しつつ、燃料電池搭載車両２０の側のレセプタクル１５０の温度センサー１５４が検出したレセプラクル温度Ｔｒを入力する（ステップＳ１２０）。このレセプラクル温度Ｔｒのガス充填制御装置３８０への入力は、燃料電池搭載車両２０の制御装置２００が取得した温度センサー１５４のレセプラクル温度Ｔｒを、赤外線送信機１５２を経て赤外線受信機３５２に送信することでなされる。
【００３１】
ガス充填制御装置３８０は、入力したレセプラクル温度Ｔｒが所定温度α以下であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここで否定判定すれば、レセプタクル１５０およびノズル３５０が高圧水素ガスの通過に伴って冷却されてはいるものの、所定温度α以下にまでは冷却されてはおらず、レセプラクル温度Ｔｒは所定温度αを超えていることになる。よって、ステップＳ１３０での否定判定に続いて、ガス充填制御装置３８０は、高圧水素ガスの充填を継続し（ステップＳ１４０）、既述した充填状況把握に基づいてガス充填が完了したか否かを判定する（ステップＳ１５０）。ガス充填が未完了であれば、ステップＳ１２０に移行して、ガス充填が完了するまで充填を継続し、ステップＳ１５０にて充填完了と肯定判定すれば、本ルーチンを終了する。この場合、ガス充填制御装置３８０は、ガス充填完了に伴い、開閉バルブ３１２を閉弁制御するので、レセプタクル１５０の逆止弁１５１に掛かっていたガス圧は低下する。よって、レセプタクル１５０では、内蔵する逆止弁１５１がガス充填完了以降において管路を閉鎖して逆流回避を図る。また、ガス充填完了に伴いレセプタクル１５０は使用者（ガス充填作業者）によりノズル３５０から取り外される。
【００３２】
その一方、ステップＳ１３０にて肯定判定すれば、レセプタクル１５０およびノズル３５０は、高圧水素ガスの通過に伴って所定温度α以下に冷却されていることになる。よって、この場合には、ガス充填制御装置３８０は、開閉バルブ３１２を閉弁制御してガス充填を停止し（ステップＳ１７０）、ステップＳ１２０に移行して、レセプラクル温度Ｔｒの読込（ステップＳ１２０）とこのレセプラクル温度Ｔｒと所定温度αとの比較（ステップＳ１３０）を行う。このため、レセプタクル１５０およびノズル３５０が高圧水素ガスの通過に伴って所定温度α以下に冷却されると、ステップＳ１３０にてレセプラクル温度Ｔｒが所定温度αを超えていると改めて判定されるまで、ガス充填は停止されることになる。
【００３３】
以上説明したように、本実施例の高圧水素ガス充填システム１０では、上記したようにガス充填の停止を定めるステップＳ１３０での比較温度である所定温度αを以下に説明する二つの形態のいずれかとした。
【００３４】
第１の形態は、嵌合装着状態にあるレセプタクル１５０とノズル３５０の取り外しに支障がないようにすることを優先した形態であり、所定温度αを−５℃程度とする形態である。嵌合装着されたレセプタクル１５０とノズル３５０に水分が付着していると、その付着水分は、レセプタクル１５０とノズル３５０の温度（レセプラクル温度Ｔｒ）が−５℃以下となった場合に凍結して、この付着水分凍結によりレセプタクル・ノズルの固着が起きると想定される。よって、ステップＳ１３０での比較温度である所定温度αを−５℃程度とすることで、レセプラクル温度Ｔｒがこの−５℃以下となれば、その時点から高圧水素ガスの充填を停止する（ステップＳ１７０）。高圧水素ガス通過がなければ、レセプタクル１５０とノズル３５０のレセプラクル温度Ｔｒは外気温によって上昇するので、高圧水素ガス通過に伴うレセプタクル１５０とノズル３５０の温度低下を抑制でき、付着水分凍結によるレセプタクル・ノズルの固着についてもこれを高い実効性で回避できる。この結果、ノズル３５０からレセプタクル１５０を支障なく容易に取り外すことができる。この場合、レセプラクル温度Ｔｒが−５℃（所定温度α）を超えている限りにおいては、或いは−５℃以下の温度から−５℃を超える温度に戻った以降においては、ステップＳ１４０以降の処理により高圧水素ガスを水素ガスタンク１１０に充填できる。
【００３５】
第２の形態は、レセプタクル１５０に設けた赤外線送信機１５２とノズル３５０に設けた赤外線受信機３５２の機能不全回避を優先した形態であり、所定温度αを−４０℃程度とする形態である。赤外線送信機１５２や赤外線受信機３５２は、赤外線通信を行うという機能達成のために機器構成を備えるが、低温環境での機器の正常動作は、通常、−４０℃程度までは担保されている。よって、ステップＳ１３０での比較温度である所定温度αを−４０℃程度とすることで、レセプラクル温度Ｔｒがこの−４０℃以下となれば、その時点から高圧水素ガスの充填を停止する（ステップＳ１７０）。高圧水素ガス通過がなければ、レセプタクル１５０とノズル３５０のレセプラクル温度Ｔｒは外気温によって上昇するので、高圧水素ガス通過に伴うレセプタクル１５０とノズル３５０の温度低下を抑制できる。この結果、レセプタクル１５０に設けた赤外線送信機１５２とノズル３５０に設けた赤外線受信機３５２を、その機能不全を招く−４０℃以下という環境下に置かないようにできるので、これら送受信機器の機能不全を高い実効性で回避できる。この場合、レセプラクル温度Ｔｒが−４０℃（所定温度α）を超えている限りにおいては、或いは−４０℃以下の温度から−４０℃を超える温度に戻った以降においては、ステップＳ１４０以降の処理により高圧水素ガスを水素ガスタンク１１０に充填できる。
【００３６】
なお、上記した第１の形態では、充填停止を規定する温度が−５℃であることから、当然に、レセプタクル１５０に設けた赤外線送信機１５２とノズル３５０に設けた赤外線受信機３５２の正常動作は担保される。また、上記した第２の形態では、−５℃以下のレセプラクル温度Ｔｒ（＞−４０℃）の状況下でステップＳ１４０〜１６０によるガス充填が実行されることから、付着水分の凍結によるレセプタクル・ノズルの固着が起きレセプタクル・ノズルの取り外しに支障が出ることが有り得る。よって、この場合には、ガス充填制御装置３８０にてレセプラクル温度Ｔｒを監視して、レセプラクル温度Ｔｒがレセプタクル・ノズルの固着解消をもたらす温度（例えば−５℃〜０℃）になれば、図示しない報知機器（表示灯や音声報知器）にてガス充填作業者にレセプタクル・ノズルの取り外しが可能なことを報知するようにすることもできる。
【００３７】
上記した本実施例の高圧水素ガス充填システム１０では、温度センサー１５４をレセプタクル１５０に設けたので、次の利点がある。燃料電池搭載車両２０の側ではガス充填に関与する機器として水素ガスタンク１１０とガス経路と当該経路のバルブ機器とが含まれ、水素ガス充填部３００の側ではガス充填元タンク３１０とガス経路と当該経路のバルブ機器とが含まれる。この両者を対比した場合、ガス充填元タンク３１０を含む水素ガス充填部３００の側の方が機器構成の規模が大きく燃料電池搭載車両２０の側ではその規模が格段に小さい。よって、燃料電池搭載車両２０の側であるレセプタクル１５０では高圧水素ガス通過に伴う冷却が顕著となるので、温度センサー１５４をレセプタクル１５０に設けることで、レセプラクル温度Ｔｒの温度低下を速やかに検知できる。このため、レセプタクル１５０とノズル３５０の冷却に伴う高圧水素ガスの充填停止（ステップＳ１７０）の速やかな実行を通して、レセプタクル・ノズルとの固着回避や送受信機器の機能不全回避を速やかに達成できる。
【００３８】
上記した実施例では、ステップＳ１３０での肯定判定に続くステップ１７０にてガス充填を停止するようにしたが、充填ガス量を低減させるようにすることもできる。こうすれば、レセプタクル１５０とノズル３５０を通過する高圧水素ガス量が少なくなる分だけ、レセプタクル・ノズルの温度低下が抑制され、外気温によるレセプタクル・ノズルの昇温が期待できる。
【００３９】
また、ガス充填の停止を規定する所定温度αについては、検出温度低下時と温度低下後の温度上昇時とにおいてヒステリシスを持たせるようにすることもできる。
【００４０】
次に、他の実施例について説明する。図３は他の実施例のレセプタクル１５０Ａを模式的に示す説明図である。図示するように、このレセプタクル１５０Ａは、上記した赤外線送信機１５２や温度センサー１５４に加え、そのケーシングにヒーター１５６を備える。このヒーター１５６は、燃料電池搭載車両２０の制御装置２００により通電制御され、通電を受けて発熱してレセプタクル１５０、延いてはノズル３５０を昇温させる。
【００４１】
次に、このレセプタクル１５０Ａを用いた他の実施例でのガス充填について説明する。図４はガス充填の際における昇温処置の処理を示すフローチャート、図５は図２相当図であり他の実施例における水素ガスタンク１１０へのガス充填処置の処理を示すフローチャートである。これらフローチャートにあっても、水素ガス充填部３００のノズル３５０がガス充填のために使用者により操作されたタイミングで実行され、図４の昇温処置は燃料電池搭載車両２０の制御装置２００でなされ、図５の充填処置は水素ガス充填部３００の側のガス充填制御装置３８０にてなされる。
【００４２】
図４の昇温処置では、レセプタクル嵌合装着の完了状態を判定し（ステップＳ２００）、完了判定があるまで待機する。そして、制御装置２００は、レセプタクルの嵌合装着完了に伴い、レセプタクル１５０の温度センサー１５４のレセプラクル温度Ｔｒを入力し（ステップＳ２１０）、入力したレセプラクル温度Ｔｒと既述した所定温度αとの対比を行う（ステップＳ２２０）。この場合、所定温度αは、既述した−５℃或いは−４０℃のいずれかとされる。ステップＳ２２０で否定判定すれば、何の処理を行うことなく本ルーチンを終了し、肯定判定すれば、レセプタクル１５０およびノズル３５０が高圧水素ガスの通過に伴って所定温度α以下にまで冷却されているので、レセプタクル１５０とノズル３５０とを昇温すべく、ヒーター１５６を通電制御して（ステップＳ２３０）、本ルーチンを終了する。この際のヒーター通電制御は、読み込んだレセプラクル温度Ｔｒと所定温度αとの差分の温度に基づいて行われ、この差分をゼロ以上とするのに必要なレセプタクル１５０とノズル３５０の発熱が得られるようになされる。これにより、レセプタクル１５０とノズル３５０とは、ガス充填に備えて嵌合装着された状況下で、上記した所定温度αを超える温度に維持されることになる。
【００４３】
図５のガス充填処置は、図２で説明したガス充填処置と代わるものではなく、図４の昇温処置にてなされるレセプタクル・ノズルの温度制御に関する処理が省かれている。つまり、図５のガス充填処置では、まず、レセプタクル嵌合装着の完了状態を判定し（ステップＳ１００）、この完了判定があるまで待機する。そして、ガス充填制御装置３８０は、レセプタクルの嵌合装着完了に伴い、既述した赤外線送信機１５２と赤外線受信機３５２との間の情報通信により、水素ガス充填対象となる燃料電池搭載車両２０の水素ガスタンク１１０の緒言（ガス充填圧やガス残容量等）のデータ送信を燃料電池搭載車両２０の制御装置２００の側から受ける。燃料電池搭載車両２０におけるガス充填に備えたバルブ制御も同様である。
【００４４】
ステップＳ１００で装着完了を判定すると、ガス充填制御装置３８０は、図１における開閉バルブ３１２を開弁制御して、ガス充填元タンク３１０から燃料電池搭載車両２０の水素ガスタンク１１０への高圧水素ガス充填を開始する（ステップＳ１１０）。これにより、高圧水素ガスは、水素ガス充填部３００の側のノズル３５０とこれに嵌合装着済みの燃料電池搭載車両２０の側のレセプタクル１５０を通過して、燃料電池搭載車両２０の水素ガスタンク１１０に充填される。高圧水素ガスの充填が開始されると、通過する高圧水素ガスによりレセプタクル１５０とノズル３５０は冷却されるが、図４の昇温処置にて所定温度α以下にならないようにされているので、ガス充填制御装置３８０は、既述したようにガス充填状況を把握しつつ高圧水素ガスの充填を継続し、充填状況把握に基づいてガス充填が完了したか否かを判定する（ステップＳ１５０）。ガス充填が未完了であれば、ステップＳ１１０に移行して、ガス充填が完了するまで充填を継続し、ステップＳ１５０にて充填完了と肯定判定すれば、本ルーチンを終了する。
【００４５】
以上説明したように、レセプタクル１５０Ａを用いた実施例では、ヒーター１５６の通電制御により、レセプタクル１５０とノズル３５０とを所定温度α以下にならないようにした上で、高圧水素ガスを燃料電池搭載車両２０の水素ガスタンク１１０に充填する。よって、レセプタクル１５０Ａを用いた実施例によっても、既述した効果を奏することができる。
【００４６】
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、温度センサー１５４をノズル３５０の側に設けたり、赤外線送信機１５２や赤外線受信機３５２に内蔵するように構成することもできる。また、ヒーター１５６を備えるレセプタクル１５０Ａを、図２で示したガス充填処置において用いることもできる。例えば、ステップＳ１３０にてレセプラクル温度Ｔｒが所定温度α（−５℃或いは−４０℃）以下となった場合に、ステップＳ１７０にてガス充填を停止している間においてヒーター１５６を通電制御することもできる。こうすれば、ヒーター１５６によるレセプタクル・ノズルの昇温が起きるので、レセプラクル温度Ｔｒは速やかに所定温度α（−５℃或いは−４０℃）を超えることになって、ガス充填の停止期間を短くすることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０…高圧水素ガス充填システム
２０…燃料電池搭載車両
１００…燃料電池
１１０…水素ガスタンク
１２０…水素ガス供給系
１２１…水素供給管路
１２２…流量調整バルブ
１２３…充填管路
１２４…開閉バルブ
１２５…放出管路
１２６…排出流量調整バルブ
１３０…コンプレッサ
１４０…空気供給系
１４１…酸素供給管路
１４２…放出管路
１４３…排出流量調整バルブ
１５０…レセプタクル
１５０Ａ…レセプタクル
１５１…逆止弁
１５２…赤外線送信機
１５４…温度センサー
１５６…ヒーター
２００…制御装置
３００…水素ガス充填部
３１０…ガス充填元タンク
３１２…開閉バルブ
３１４…上流側管路
３１６…下流側管路
３５０…ノズル
３５２…赤外線受信機
３５４…嵌合孔
３８０…ガス充填制御装置
ＦＷ…前輪
ＲＷ…後輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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