(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス充填ホースの先端に取り付けられた充填側カプラを被充填タンクの被充填側カプラに接続し、前記充填側カプラと前記被充填側カプラとを連通させた後、ガスを被充填タンクに供給するガス供給手段と、
該ガス供給手段によるガスの供給量を計測する流量計と、
前記ガス供給手段より前記被充填タンクに供給されるガスの圧力値を検出する圧力伝送器と、
該圧力伝送器が検出した圧力値から得られる圧力上昇値に基づいて前記被充填タンクの容量を演算する容量演算手段と、
前記容量演算手段により演算された前記被充填タンクの容量に基づいて前記被充填タンクに供給されるガスの充填制御を行うと共に、前記圧力伝送器により検出された圧力値が目標圧力に達した時点でガス供給を終了させる制御手段と、
を有するガス供給装置において、
前記容量演算手段は、
前記ガス充填ホース内部が前記目標圧力に達するのに要するガスの供給量を読み込み、ガス供給開始と共に前記流量計により計測されたガスの供給量が前記読み込まれたガスの供給量以上となったときに前記圧力伝送器により検出された圧力値を初期圧力値として記憶し、
前記初期圧力値と当該圧力伝送器が検出した現在の圧力値とから得られる圧力上昇値と、前記圧力伝送器が前記初期圧力値を検出してから前記圧力値に達するまでの間に前記流量計により計測されたガスの供給量とに基づいて前記被充填タンクの容量を演算することを特徴とするガス供給装置。
【請求項２】
前記請求項１記載のガス供給装置であって、
前記ガス供給手段は、
前記初期圧力値を求めるときに供給されるガスの流量と前記現在の圧力値を求めるときに供給されるガスの流量とを同じ流量値とする流量制御手段を備えてなることを特徴とするガス供給装置。
【請求項３】
前記請求項２記載のガス供給装置であって、
前記ガス供給手段は、
前記初期圧力値を求めた後に前記ガスの供給圧力を上昇させ、
前記現在の圧力値を求めるときに供給されるガスの流量を、前記初期圧力値を求める際に供給されるガスの流量に減少させることを特徴とするガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス供給装置に係り、特に圧縮したガスを被充填タンクに充填するよう構成されたガス供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
天然ガスを圧縮した圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を燃料にして走行する自動車（ＣＮＧ車）の開発と共に圧縮天然ガスを自動車の燃料タンクに供給するガス供給装置の実用化が進められている。この種のガス供給装置では、圧縮されたガスをガス蓄圧器に貯蔵しておき、ガス充填ホースの接続カプラをＣＮＧ車の接続カプラに接続し、ガス充填ホースの先端部に連通された三方弁を切り替え操作することによりガス蓄圧器に貯蔵されたガスをＣＮＧ車の燃料タンクに充填するように構成されている。
【０００３】
また、従来のガス供給装置では、ガス充填ホースの接続カプラを被充填タンクの接続カプラに接続させた後、三方弁を切り替え操作して管路及びガス充填ホース内に残留するガスがＣＮＧ車の燃料タンクに供給される際の圧力変化を検出し、検出された圧力変化から燃料タンクの残量を演算し、燃料タンクの残留圧力に応じた供給圧力に制御しながら効率良くガス充填を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のようにガス充填開始前に燃料タンクのタンク容量を推定する場合、充填開始前の管路内の２次圧力を読み込み、三方弁が切り替え操作されてガス充填ホース内に残留するガスがＣＮＧ車の燃料タンクに供給された２次圧力を読み込み、このときの圧力変化から被充填タンクの容量を演算し、容量に応じた制御方法で充填を行うため、充填前の段階で予めガス充填ホース内に所定圧力を残しておく必要がある。そして、充填対象となる燃料タンクの圧力がガス充填ホース内の圧力より高いとガス充填ホース内のガスが燃料タンク側へ流れないため、充填開始時の検出圧力が正確にタンク圧力とならないので、ガス充填が終了した後もガス充填ホース内を満タン圧力に保つ必要がある。
【０００５】
しかしながら、ガス充填作業が終了した後もガス充填ホース内に圧力が残っていることに不安を抱く人もいるため、連続してガス充填を行わない場合には、ガス充填ホース内のガスを放出してガス充填ホース内の圧力を減圧しておく場合がある。このようにガス充填ホース内の圧力が減圧されてしまうと、ガス充填開始時に燃料タンクの入口に設けられた逆止弁が抵抗となって検出された圧力値が燃料タンクの圧力を指さなくなってしまうため、容量推定の演算を行う際の初期圧力がホース圧力となってしまい、被充填タンクの容量を正確に演算できないといった問題が生ずる。
【０００６】
また、装置の電源投入直後は、ガス充填ホース内の圧力が十分に上がっていないため、初回のガス充填開始時に被充填タンクの容量を正確に演算できない。
そこで、本発明は上記問題を解決したガス供給装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有するものである。
上記請求項１の発明は、ガス充填ホースの先端に取り付けられた充填側カプラを被充填タンクの被充填側カプラに接続し、前記充填側カプラと前記被充填側カプラとを連通させた後、ガスを被充填タンクに供給するガス供給手段と、
該ガス供給手段によるガスの供給量を計測する流量計と、
前記ガス供給手段より前記被充填タンクに供給されるガスの圧力値を検出する圧力伝送器と、
該圧力伝送器が検出した圧力値から得られる圧力上昇値に基づいて前記被充填タンクの容量を演算する容量演算手段と、
前記容量演算手段により演算された前記被充填タンクの容量に基づいて前記被充填タンクに供給されるガスの充填制御を行うと共に、前記圧力伝送器により検出された圧力値が目標圧力に達した時点でガス供給を終了させる制御手段と、
を有するガス供給装置において、
前記容量演算手段は、
前記ガス充填ホース内部が前記目標圧力に達するのに要するガスの供給量を読み込み、ガス供給開始と共に前記流量計により計測されたガスの供給量が前記読み込まれたガスの供給量以上となったときに前記圧力伝送器により検出された圧力値を初期圧力値として記憶し、
前記初期圧力値と当該圧力伝送器が検出した現在の圧力値とから得られる圧力上昇値と、前記圧力伝送器が前記初期圧力値を検出してから前記圧力値に達するまでの間に前記流量計により計測されたガスの供給量とに基づいて前記被充填タンクの容量を演算することを特徴とするものである。
【０００８】
従って、上記請求項１によれば、ガス充填ホース内部が目標圧力に達するのに要するガスの供給量を読み込み、ガス供給開始と共に流量計により計測されたガスの供給量が前記読み込まれたガスの供給量以上となったときに圧力伝送器により検出された圧力値を初期圧力値として記憶し、初期圧力値と当該圧力伝送器が検出した現在の圧力値とから得られる圧力上昇値と、圧力伝送器が初期圧力値を検出してから圧力値に達するまでの間に流量計により計測されたガスの供給量とに基づいて被充填タンクの容量を演算するため、ガス充填ホース内の圧力に関わらず被充填タンクの容量をより正確に推定することが可能になる。
【０００９】
また、請求項２の発明は、前記請求項１記載のガス供給装置であって、
前記ガス供給手段は、
前記初期圧力値を求めるときに供給されるガスの流量と前記現在の圧力値を求めるときに供給されるガスの流量とを同じ流量値とする流量制御手段を備えてなることを特徴とするものである。
【００１０】
従って、上記請求項２によれば、初期圧力値を求めるときに供給されるガスの流量と現在の圧力値を求めるときに供給されるガスの流量とを同じ流量値とするので、圧力損失の影響が減少して被充填タンクの容量を正確に推定することができる。
また、請求項３の発明は、前記請求項２記載のガス供給装置であって、
前記ガス供給手段は、
前記初期圧力値を求めた後に前記ガスの供給圧力を上昇させ、
前記現在の圧力値を求めるときに供給されるガスの流量を、前記初期圧力値を求める際に供給されるガスの流量に減少させることを特徴とするものである。
【００１１】
従って、請求項３によれば、初期圧力値を求めた後にガスの供給圧力を上昇させ、現在の圧力値を求めるときに供給されるガスの流量を、初期圧力値を求める際に供給されるガスの流量に減少させるため、初期圧力値が記憶されたときと被充填タンクの容量を演算する際に使用される圧力差（圧力上昇値）とガスの供給量とのそれぞれの値を大きく取ることができる。よって、被充填タンクの容量をより正確に求めることが可能となり、最適なガス充填制御が可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の一実施例を説明する。尚、図１は本発明になるガス供給装置の構成図である。
ガス供給装置１は、例えば自動車２の燃料タンク（被充填タンク）３に都市ガスを所定圧力に圧縮した圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を供給するガス供給ステーションなどに設置されている。
【００１３】
ガス供給装置１は、大略、都市ガスを所定圧力に圧縮し加圧されたガスを生成する圧力発生ユニット４と、圧力発生ユニット４により圧縮されたガスを燃料タンク３に供給するためのディスペンサユニット５とよりなる。
圧力発生ユニット４は、都市ガスの中圧管路（図示せず）から分岐された分岐管路１１に配設された多段式のコンプレッサ１２を有する。さらに、コンプレッサ１２の吐出口から引き出された管路１３には、管路１３を開閉してコンプレッサ１２から吐出されたガスの供給又は遮断させるコンプレッサ開閉弁１４が配設されている。
【００１４】
また、管路１３に連通された管路１５の端部は、ガス蓄圧器１６に連通されている。この、ガス蓄圧器１６は、一般に文献等では「蓄ガス器」とも呼ばれている。
そして、管路１５には、管路１５を開閉してガス蓄圧器１６に蓄圧されたガスの供給又は遮断させるガス蓄圧器開閉弁１７が配設されている。さらに、管路１３と管路１５との接続部分には、ディスペンサユニット５に延在するガス供給管路１８が連通されている。
【００１５】
上記コンプレッサ１２は開閉弁１４，１７が開弁され、且つディスペンサユニット５内の弁が閉弁された状態で駆動されると、コンプレッサ１２により圧縮された高圧ガスがガス蓄圧器１６に供給される。尚、本実施例では、コンプレッサ１２はガス蓄圧器１６が２５０kgf/cm2 に昇圧するまで圧縮されたガスを供給する。そして、ガス蓄圧器１６が２５０kgf/cm2 に達すると、コンプレッサ１２が停止すると共に、開閉弁１４，１７が閉弁され、圧力発生ユニット４は充填作業可能な待機状態となる。
【００１６】
また、圧力発生ユニット４とディスペンサユニット５との間は、ガス供給管路１８を介して接続されている。そして、ディスペンサユニット５内に延在するガス供給管路１８には、上流側から順に、電磁弁よりなりガス供給管路１８を連通又は遮断するガス供給開閉弁１９と、ガス供給管路１８を流れるガスの供給量を計測する質量流量計２０と、下流側（被充填側）へ給送されるガスを制御する制御弁２１と、制御弁２１により制御された２次圧力を検出する圧力伝送器２２とが配設されている。
【００１７】
ガス供給管路１８の下流側端部には、ガス充填ホース２３が連通されており、ガス充填ホース２３の下流側端部には、手動式の三方弁２４が接続されている。三方弁２４は、ガス充填ホース２３が接続された流入ポートａと、排気管２５が接続された排気ポートｂと、接続カプラ２６が接続された充填ポートｃとを有する。この三方弁２４は、ガス充填時流入ポートａと充填ポートｃとが連通された状態に操作され、ガス充填完了後の脱圧操作を行う際に排気ポートｂと充填ポートｃとが連通するように切替えられて接続カプラ２６内の圧力を減圧する。
【００１８】
また、圧力伝送器２２の下流側に位置するガス供給管路１８から分岐した分岐管路２７には、ガス充填ホース２３内のガスを大気中に逃がすための脱圧用弁２８が配設されている。この脱圧用弁２８は、手動式の開閉弁よりなり、例えばガス充填終了した後、次のガス充填まで時間がある場合に開弁されて、ガス充填ホース２３内のガスを大気中に放出してガス充填ホース２３の圧力を満タン圧力以下に減圧する。
【００１９】
また、ディスペンサユニット５の側面には、接続カプラ２６を掛止するカプラ掛止部２９が取り付けられており、このカプラ掛止部２９には接続カプラ２６の有無を検出するカプラ掛けスイッチ３０が設けられている。さらに、ディスペンサユニット５には、充填開始釦３１、充填停止釦３２、非常停止釦３３が配設されている。
【００２０】
充填開始釦３１は、接続カプラ２６，３６が接続された後、ガス供給開閉弁１９を開弁させるために操作されるスイッチ釦である。充填停止釦３２は、ガス充填中にガス供給開閉弁１９及び制御弁２１を閉弁させるために操作されるスイッチ釦である。非常停止釦３３は、全ての弁を緊急に閉弁させるために操作されるスイッチ釦である。
【００２１】
制御装置３４は、コンプレッサ１２、開閉弁１４，１７、ガス供給開閉弁１９、質量流量計２０、制御弁２１、圧力伝送器２２、カプラ掛けスイッチ３０、充填開始釦３１、充填停止釦３２、非常停止釦３３等の各機器と接続されている。そのため、制御装置３４は、充填開始釦３１、充填停止釦３２、非常停止釦３３からの信号により起動又は停止し、質量流量計２０及び圧力伝送器２２からの信号により燃料タンク３に充填された流量及び圧力を演算する。
【００２２】
上記質量流量計２０は、センサチューブと呼ばれる管路を振動させ、この振動する管路内を流れるガス流量に応じたコリオリ力による管路の流入側と流出側との位相差が流量に比例することを利用して流量計測を行うコリオリ式の質量流量計である。
【００２３】
従って、質量流量計２０は、高圧に圧縮されたガスの質量流量を正確に計測することができ、ガス充填動作時は単位時間当たりの流量計測値（又は単位時間当たりの流量パルス数）を制御装置３４に出力する。
また、制御弁２１は、制御装置３４からの指令により充填圧力を制御して燃料タンク３へ供給されるガス供給量（流量は圧力×時間により求まる）を制御するとともに、充填開始時には充填圧力が徐々に増圧するように圧力を制御して各機器が急激な圧力変化により破損することを防止する。さらに、充填終了時には、圧力損失の影響等を減らすために低流量で充填する。
【００２４】
また、ガス供給開閉弁１９は、圧力発生ユニット４の元弁として機能するもので制御装置３４からの指令により自動的に開弁または閉弁する。尚、ガス供給開閉弁１９は、電磁弁の代わりに手動式の開閉弁を使用しても良い。
三方弁２４は手動操作により切り換えられる構成であり、ガス充填前及びガス充填後は、排気ポートｂと充填ポートｃとが連通されて流入ポートａが遮断されている。また、ガス充填時は、流入ポートａと充填ポートｃとが連通するとともに排気ポートｂが遮断するように切り換え操作される。
【００２５】
３５は表示装置で、燃料タンク３に充填されたガス充填量及び充填圧力を表示する。
また、自動車２では、ディスペンサユニット５の接続カプラ２６が接続される被充填側の接続カプラ３６と、接続カプラ３６と燃料タンク３とを連通する管路３７と、管路３７に配設された手動式の開閉弁３８と、燃料タンク３に充填されたガスの逆流を防止する逆流防止弁３９とを有する。
【００２６】
制御装置３４のメモリ（ＲＯＭ）には、充填側の接続カプラ２６と被充填側の接続カプラ３６とを連通させた後、ガス充填ホース２３のホース容量以上の流量のガスを被充填側に供給するガス供給プログラム（ガス供給手段）と、ガスを燃料タンク３に供給したときの圧力値をガス充填前の初期圧力値として記憶させる記憶プログラム（記憶手段）と、記憶された初期圧力値に基づいて燃料タンクの容量を演算する容量演算プログラム（容量演算手段）と、ガス充填前の初期圧力値を求めるときの流量と燃料タンク３へガスを充填開始するときの流量とを同じ流量値とする流量制御プログラム（流量制御手段）と、演算された燃料タンク２の容量に応じた制御則で燃料タンク２へのガス充填制御を行う制御プログラム（制御手段）とが格納されている。
【００２７】
従って、制御装置３４は、上記各プログラムに基づいて質量流量計２０，圧力伝送器２２から出力された信号により充填流量及び充填圧力を算出するとともに、コンプレッサ１２、開閉弁１４，１７，ガス供給開閉弁１９，制御弁２１の動作制御を実行する。
【００２８】
次に上記構成になるガス供給装置１におけるガス充填作業について説明する。上記自動車２の燃料タンク３にガスを充填する際、作業者は、先ず、ディスペンサユニット５のカプラ掛止部２９から接続カプラ２６を外して自動車２の接続カプラ３６に結合させる。そして、作業者は、自動車２の手動開閉弁３８を開弁させるとともに、三方弁２４の流入ポートａと充填ポートｃとが連通するように切り換え操作する。
【００２９】
次に、作業者が充填開始釦３１をオンに操作すると、制御装置３４は開閉弁１７を開弁させるとともに、ガス供給開閉弁１９を開弁させる。これにより、ガス蓄圧器１６に蓄圧された高圧ガスは、ガス供給管路１８，ガス供給開閉弁１９，質量流量計２０，制御弁２１，圧力伝送器２２，ガス充填ホース２３，三方弁２４，接続カプラ２６，３６，管路３７を介して燃料タンク３に充填される。
【００３０】
充填開始直後は、燃料タンク３の容器容量を演算するため、制御弁２１の弁開度がやや絞られており、燃料タンク３への供給量が３kg/minに抑えられている。そして、燃料タンク３の容量が求まると、その容量に応じた制御則（一定圧力制御あるいは一定流量制御）により燃料タンク３へのガス充填を開始する。
【００３１】
このようにして燃料タンク３にガスが充填されて満タン状態になると、燃料タンク３の圧力はほぼ２００kgf/cm2 となる。
尚、ガス供給管路１８を通過したガス充填量は、質量流量計２０により計測され、ガス充填量に応じた電圧値（流入側と流出側との位相差）が流量計測信号として制御装置３４に出力される。制御装置３４は、圧力伝送器２２により検出された供給圧力と、質量流量計２０からの流量計測値を積算して、燃料タンク３に充填されたガス充填量を表示装置３５に表示する。
【００３２】
また、燃料タンク３へのガス充填が完了すると、作業者は、自動車２側の手動開閉弁３８を閉弁させた後、三方弁２４の排気ポートｂと充填ポートｃとを連通させるとともに流入ポートａを遮断させるように切り換え操作する。三方弁２４と逆流防止弁３９との間に残留するガスは、排気ポートｂから排気管２５へ排気され、接続カプラ２６，３６内の圧力が大気圧に減圧される。これにより、作業者は、軽い力で接続カプラ２６，３６を分離させることが可能になる。
【００３３】
その後、作業者は、ディスペンサユニット５の接続カプラ２６を自動車２の接続カプラ３６から分離させ、カプラ掛止部２９に掛止させる。そして、充填停止釦３２がオンに操作されると、一連のガス充填作業が完了する。
ここで、上記構成になるガス供給装置１の制御装置３４が実行する処理につき図２を参照して説明する。尚、図２はタンク容量の演算及びガス充填制御処理のＰＡＤである。
【００３４】
作業者は、ガス充填ホース２３の先端に設けられた接続カプラ２６を燃料タンク３の接続カプラ３６に接続し、その後自動車２に設けられた手動開閉弁３８を開弁操作する。その後、作業者は、三方弁２４の流入ポートａと充填ポートｃとを連通させるように操作して作業者が充填開始釦３１をオンに操作すると、図２に示すガス充填処理が開始される。
【００３５】
図２中、電源投入後、ステップＳ１１（以下「ステップ」を省略する）の処理を実行する。Ｓ１１は、入力待ちのループであり、充填開始釦３１がオンに操作されてスタート信号が入力されるまで待機している。
Ｓ１２において、充填開始釦３１がオンに操作された否かを監視する。Ｓ１２で充填開始釦３１がオンに操作されると、Ｓ１３に進む。しかし、Ｓ１２において、充填開始釦３１がオンに操作されていないときはＳ２０に進む。
【００３６】
Ｓ１３では、コンプレッサ開閉弁１７及びガス供給開閉弁１９を開弁してガス蓄圧器１６に蓄圧されたガスを下流側へ供給開始すると共に、且つ制御弁２１の弁開度を絞って流量を３kg/minに抑える。このとき、三方弁２４は流入ポートａと充填ポートｃとを連通しており、排気ポートｂを遮断した状態である。
【００３７】
そして、予めガス充填ホース２３の全長に応じたガス充填ホース２３内部の容量がメモリ（図示せず）に登録されている。そのため、メモリに登録されたガス充填ホース２３の容量×満タン圧力分をガス充填ホース２３に充填する。これにより、ガス充填ホース２３内のガスが脱圧用弁２８により排気されてガス充填ホース２３内の圧力が減圧されていてもガス充填ホース２３内の容量分のガスが供給されるため、ガス充填ホース２３内の圧力は、燃料タンク３の圧力に近い圧力に昇圧する。
【００３８】
Ｓ１４において、このガス充填ホース２３に充填した後の圧力を２次圧力の初期圧力としてメモリ（図示せず）に記憶させる。Ｓ１５では、現在の積算流量を初期値としてメモリ（図示せず）に記憶させる。
次のＳ１６では、制御弁２１の弁開度を制御して２０kPa/秒の圧力上昇率で３０秒間燃料タンク３へガスを充填する。そして、ガス充填が開始されてから３０秒間経過すると、Ｓ１７に進む。
【００３９】
Ｓ１７では、制御弁２１の弁開度を絞って流量を３kg/minに減少させる。そして、流量が３kg/minに達した時点でＳ１８に進む。
Ｓ１８では、燃料タンク３の容器容量を演算する。容器容量は、ガス充填ホース２３の容量分のガス充填が終了してから現在までの圧力上昇分とホース容量分の充填が終了してからの積算流量と、係数とから求めることができる。この演算時に使用する値は、全て流量が３kg/minのときのものであり、圧力損失の影響は受けずに演算できる。
【００４０】
次のＳ１９では、Ｓ１８の演算結果を基に容器容量に応じた最適な充填方法となる制御則を選択して燃料タンク３が満タンになるまでガス充填を行う。すなわち、燃料タンク３の容器容量が所定量以上（例えば２０リットル以上）の場合には、一定圧力（例えば３３kPa/秒）による定圧上昇制御を行い、燃料タンク３の容器容量が所定量以下（例えば２０リットル以下）になると一定流量（例えば３kg/min以下）による定流量制御を行う。これにより、満タンとなる目標圧力に正確に充填することができ、ガス充填精度を高められる。
【００４１】
満タンまで燃料タンク３にガスが充填されると、今回のガス充填処理を終了して上記Ｓ１に戻る。
また、Ｓ２０においては、ホース内充填を行うか否かを判断する。そして、ホース内充填を行う設定となっていた場合は、Ｓ２１に進み、ホース内充填を行なわない場合は、上記Ｓ１に戻る。
【００４２】
Ｓ２１では、ガス充填ホース２３にガスを供給してホース内を昇圧させる。このようにガス充填ホース２３を昇圧させることにより、ガス充填開始時とガス充填終了時のホース内圧力を同一にして質量流量計２０を通る流量と燃料タンク３に入る流量を同じにして計測精度を高めることができる。
【００４３】
そして、Ｓ２１のホース内昇圧制御が終了すると、上記Ｓ１に戻る。
次に図３を参照して上記図２の充填制御の充填パターンについて説明する。尚、図３は横軸が充填開始からの時間であり、縦軸が各データ値の大きさであり、太い破線が流量を示し、一点鎖線が２次圧力を示し、実線が燃料タンク３のボンベ圧力を示し、細い破線が制御弁２１の弁開度を示す。
【００４４】
初期充填Ａでは、３kg/minの流量でガス充填ホース２３の内部容量分のガスを充填する。従って、初期充填Ａが終了した時点では、ガス充填ホース２３のホース内圧力と燃料タンク３の圧力はほぼ同じになる。
但し、圧力損失があるため、ホース内圧力の方が若干高い圧力となる。初期充填Ａが終了したとき、その時点Ｂでの２次圧力値及び積算流量を記憶しておく。
【００４５】
定圧上昇制御Ｃでは、２０kPa/秒の流速で充填する。この制御では、燃料タンク３や容器入口での圧力損失によって流量が変化する。そのため、本実施例では、余裕をみて３０秒間このガス充填を続ける。
容器容量判別Ｄでは、流量を３kg/minに減らしてそのときの２次圧力値と積算流量と初期充填Ａが終了したときに記憶した値から燃料タンク３の容器容量を演算する。このときの流量は、３kg/minであり、初期充填が終わったときの流量と同じである。従って、ガス充填ホース２３へのガス充填による圧力損失の影響はキャンセルされる。
【００４６】
定圧上昇制御Ｅでは、燃料タンク３の容器容量に応じた圧力上昇で充填する。図３では容器容量を５００リットルとしているため、３３kPa/秒の圧力上昇で充填する。この定圧上昇制御Ｅは、２次圧力が容器容量に応じた圧力になるまで続ける。本実施例では、２次圧力が１９．３ＭＰａになるまで続けている。尚、制御範囲の上限を超える場合は最大流量で充填している。
【００４７】
圧力保持Ｆでは、定圧上昇制御Ｅを終了する圧力を保持する。定圧上昇制御Ｅが終了した時点では、高流量であるので、圧力損失が大きい（図３中、２次圧力と燃料タンク３のボンベ圧力との差を参照）。
従って、流量を下げると、２次圧力が低下する。そこで、２次圧力を保持するように流量を徐々に下げる。そして、流量が容器容量に応じた流量（本実施例では、３kg/min）になったら定流量制御Ｇに移行する。
【００４８】
また、圧力損失の影響が事実上少ない流量は、燃料タンク３の容器容量によって違う。従って、定流量制御Ｇでは、燃料タンク３の容器容量に応じた流量で満タン終了まで充填する。燃料タンク３の圧力が満タンとなる目標圧力に達したら制御弁２１を閉じて充填を終了する。
【００４９】
図４は充填開始直後の制御及び圧力変化を拡大して示す。
図４中、２点鎖線で示すように燃料タンク３の容器容量を推定する前にガス充填ホース２３へガスを充填してガス充填ホース２３内を昇圧させるため、圧力伝送器２２により検出された２次圧力の初期値と定圧上昇制御Ｃ及び容器容量判別Ｄ後の２次圧力の検出値との差ΔＰを得ることができる。そして、初期充填Ａ及び容器容量判別Ｄでの流量を共に同一流量３kg/minとしたため、圧力損失もほぼ同じとなる。すなわち、燃料タンク３の圧力は、図４中実線で示すように２次圧力値とほぼ平行に変化するため、燃料タンク３の初期値と容量演算時の圧力との差ΔＰ’はΔＰと等しくなる。
【００５０】
よって、初期充填Ａによりガス充填ホース２３内が昇圧されており、そのときの圧力を初期圧力として記憶させた後、定圧上昇制御Ｃ及び容器容量判別Ｄを行うため、ガス充填ホース２３の内部が減圧されていた場合でもガス充填ホース２３に前回の充填圧力が残っている場合と同様な操作手順で燃料タンク３の容器容量を演算することができる。これにより、充填開始時にガス充填ホース２３内の圧力が十分でなくても最適なガス充填制御を行うことが可能になる。
【００５１】
尚、上記実施例では、都市ガスを圧縮した圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を供給する場合を一例として挙げたが、これに限らず、例えばブタン、プロパン等のガスを供給するのにも適用できるのは勿論である。
また、上記実施例では、自動車の燃料タンク３に圧縮されたガスを充填する場合を一例として挙げたが、これに限らず、他の容器等に圧縮されたガスを供給する装置にも適用でき、あるいは単に圧縮されたガスを他の場所に給送するための管路途中に設置する構成の装置にも適用できるのは勿論である。
【００５２】
【発明の効果】
上述の如く、上記請求項１によれば、ガス充填ホース内部が目標圧力に達するのに要するガスの供給量を読み込み、ガス供給開始と共に流量計により計測されたガスの供給量が読み込まれたガスの供給量以上となったときに前記圧力伝送器により検出された圧力値を初期圧力値として記憶し、初期圧力値と当該圧力伝送器が検出した現在の圧力値とから得られる圧力上昇値と、圧力伝送器が初期圧力値を検出してから圧力値に達するまでの間に流量計により計測されたガスの供給量とに基づいて被充填タンクの容量を演算するため、ガス充填ホース内の圧力に関わらず被充填タンクの容量をより正確に推定することが可能になる。
【００５３】
また、請求項２によれば、初期圧力値を求めるときに供給されるガスの流量と現在の圧力値を求めるときに供給されるガスの流量とを同じ流量値とするので、圧力損失の影響が減少して被充填タンクの容量を正確に推定することができる。
また、請求項３によれば、初期圧力値を求めた後にガスの供給圧力を上昇させ、現在の圧力値を求めるときに供給されるガスの流量を、初期圧力値を求める際に供給されるガスの流量に減少させるため、初期圧力値が記憶されたときと被充填タンクの容量を演算する際に使用される圧力差（圧力上昇値）とガスの供給量とのそれぞれの値を大きく取ることができる。よって、被充填タンクの容量をより正確に求めることが可能となり、最適なガス充填制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になるガス供給装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】制御装置が実行するタンク容量の演算及びガス充填制御処理のＰＡＤである。
【図３】流量、２次圧力、ボンベ圧力、制御弁開度の変化を示すグラフである。
【図４】充填開始直後の制御及び圧力変化を拡大して示すグラフである。
【符号の説明】
１  ガス供給装置
３  燃料タンク
４  圧力発生ユニット
５  ディスペンサユニット
１２  コンプレッサ
１６  ガス蓄圧器
１７  ガス蓄圧器開閉弁
１８  ガス供給管路
１９  ガス供給開閉弁
２０  質量流量計
２１  制御弁
２２  圧力伝送器
２３  ガス充填ホース
２４  三方弁
２６，３６  接続カプラ
２８  脱圧用弁
３１  充填開始釦
３２  充填停止釦
３３  非常停止釦
３４  制御装置
【図１】
0003688824.tif 000002
【図２】
0003688824.tif 000003
【図３】
0003688824.tif 000004
【図４】
0003688824.tif 000005