(57)【要約】【課題】遮断弁の開故障の誤検知を防ぐことが可能な流体供給システムを提供する。【解決手段】水素タンク２と、共用流路が形成されるとともに水素タンク２の口金部に設置される遮断弁３と、一端が前記共用流路に接続され、他端が充填口５に接続される流体充填流路と、一端が前記共用流路に接続され、他端が燃料電池１に接続される流体供給流路と、前記流体充填流路を介した流体の充填を検知する充填検知手段と、前記流体供給流路に設けられる第１圧力センサ１０と、遮断弁３に閉弁指令を出力し、第１圧力センサ１０から入力される圧力値の変化に基づいて遮断弁３の開故障判定処理を実行するＥＣＵ１０と、を備え、ＥＣＵ１５は、前記充填検知手段によって流体の充填が検知された場合、前記開故障判定処理を止めることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力により体積が変化する流体が貯留されるタンクと、
充填口から前記タンクに向けて流体が充填される際、及び、前記タンクから流体利用ユニットに向けて流体が供給される際に流体が通流する共用流路が形成されるとともに、前記タンクの口金部に設置される遮断弁と、
一端が前記共用流路に接続され、他端が前記充填口に接続される流体充填流路と、
一端が前記共用流路に接続され、他端が前記流体利用ユニットに接続される流体供給流路と、
前記流体充填流路を介した流体の充填を検知する充填検知手段と、
前記流体供給流路に設けられる圧力検出手段と、
前記遮断弁に閉弁指令を出力し、前記圧力検出手段から入力される圧力値の変化に基づいて前記遮断弁の開故障判定処理を実行する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記充填検知手段によって流体の前記充填が検知された場合、前記開故障判定処理を止めること
を特徴とする流体供給システム。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記充填検知手段によって流体の前記充填が検知された場合、前記開故障判定処理を禁止すること
を特徴とする請求項１に記載の流体供給システム。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記開故障判定処理の実行中に、前記充填検知手段によって前記充填が検知された場合、前記開故障判定処理を中止すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の流体供給システム。
【請求項４】
前記充填検知手段は、
外部から入力される充填通信信号、前記充填口に対応して設けられる蓋部材の開信号、前記圧力検出手段から入力される圧力情報、及び前記タンク内の温度を検出する温度検出手段から入力される温度情報のうち、少なくとも一つを用いて前記充填を検知すること
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の流体供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮断弁を備える流体供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、燃料電池車には、水素（燃料ガス）を高圧で貯留する水素タンクと、この水素タンクと連通して水素の充填時及び供給時に開弁される常閉型の遮断弁と、が設けられている。
前記した遮断弁が開故障すると、水素の供給を停止できずシステムに不具合が生ずる虞があるため、遮断弁の開故障を適切に検知することが必要となる。なお、「開故障」とは、閉弁指令を入力しても弁体が開いたままの状態となる故障を意味している。
【０００３】
特許文献１には、燃料電池への燃料の流通を遮断可能な燃料供給弁と、この燃料供給弁の下流側に設けられる圧力検出器と、開弁判定手段と、を備えた状態検知装置について記載されている。そして、開弁判定手段は、燃料供給弁に閉弁指令が出力された状態で、圧力検出器によって検出される圧力の変化速度に基づいて燃料供給弁の開弁（つまり、開故障しているか否か）を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１５２６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記した遮断弁として、水素タンクに水素が充填される際、及び、水素タンクから燃料電池に水素が供給される際に水素が通流する共用流路が形成された遮断弁がある。
このような遮断弁を備えた流体供給システムに特許文献１に記載技術を適用すると、遮断弁で開故障が生じていないにも関わらず、開故障ありと誤検知してしまう可能性がある。これは、水素を充填しつつ開故障判定処理を行うと、水素タンクに向けて供給される水素が下流側の燃料ガス供給流路に流入し、圧力検出器によって検出される圧力の低下速度が小さくなる（又は、ほとんど低下しない）ためである。
このように誤って遮断弁の開故障が検知されると、無用なシステム停止を引き起こす虞がある。
【０００６】
そこで本発明は、遮断弁の開故障の誤検知を防ぐことが可能な流体供給システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための手段として、本発明に係る流体供給システムは、圧力により体積が変化する流体が貯留されるタンクと、充填口から前記タンクに向けて流体が充填される際、及び、前記タンクから流体利用ユニットに向けて流体が供給される際に流体が通流する共用流路が形成されるとともに、前記タンクの口金部に設置される遮断弁と、一端が前記共用流路に接続され、他端が前記充填口に接続される流体充填流路と、一端が前記共用流路に接続され、他端が前記流体利用ユニットに接続される流体供給流路と、前記流体充填流路を介した流体の充填を検知する充填検知手段と、前記流体供給流路に設けられる圧力検出手段と、前記遮断弁に閉弁指令を出力し、前記圧力検出手段から入力される圧力値の変化に基づいて前記遮断弁の開故障判定処理を実行する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記充填検知手段によって流体の前記充填が検知された場合、前記開故障判定処理を止めることを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によれば、遮断弁には、タンクに流体が充填される際、及び、タンクから流体利用ユニットに流体が供給される際に流体が通流する共用流路が形成されている。そうすると、充填検知手段によって流体充填流路を介した流体の充填が検知された場合、当該流体の圧力は共用流路を介して流体供給流路にも印加される。
【０００９】
仮に、充填検知手段によって流体の充填が検知された状態で、制御手段が開故障判定処理を実行した場合、流体供給流路に印加される圧力によって開故障ありと誤判定してしまう可能性がある。
これに対して本発明では、充填検知手段によって流体の充填が検知された場合、制御手段は開故障判定処理を止める。したがって、遮断弁が正常であるにも関わらず開故障ありと判定してしまうことを防止できる。
【００１０】
また、前記流体供給システムにおいて、前記制御手段は、前記充填検知手段によって流体の前記充填が検知された場合、前記開故障判定処理を禁止することを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、充填検知手段によって流体の充填が検知された場合、制御手段が開故障判定処理を禁止する（止める）。つまり、制御手段が開故障判定処理を開始するよりも前に流体の充填が検知された場合、開故障判定処理の実行を予め禁止することで、流体の充填と開故障判定処理とが時間的に重複することを回避できる。したがって、遮断弁の開故障の誤判定を防止できる。
【００１２】
また、前記流体供給システムにおいて、前記制御手段は、前記開故障判定処理を実行中に、前記充填検知手段によって前記充填が検知された場合、前記開故障判定処理を中止することを特徴とする。
【００１３】
かかる構成によれば、開故障判定処理を実行中に、充填検知手段によって流体の充填が検知された場合、制御手段が開故障判定処理を中止する（止める）。したがって、流体の充填と開故障判定処理とが時間的に重複することを回避し、遮断弁の開故障の誤判定を防止できる。
【００１４】
また、前記流体供給システムにおいて、前記充填検知手段は、外部から入力される充填通信信号、前記充填口に対応して設けられる蓋部材の開信号、前記圧力検出手段から入力される圧力情報、及び前記タンク内の温度を検出する温度検出手段から入力される温度情報のうち、少なくとも一つを用いて前記充填を検知することを特徴とする。
【００１５】
かかる構成によれば、充填検知手段は、外部からの充填通信信号の入力や、充填口に対応して設けられる蓋部材の開信号などに応じて流体の充填を適切に検知できる。また、タンク内の流体の充填量と、タンク内の圧力及び温度は相関を有している。したがって、充填検知手段は、圧力検出手段から入力される圧力情報や、温度検出手段から入力される温度情報に基づいて流体の充填を適切に検知できる。
なお、充填検知手段は、前記した各信号及び情報を適宜組み合わせて流体の充填を検知してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、遮断弁の開故障の誤検知を防ぐことが可能な流体供給システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る流体供給システム全体構成図である。
【図２】遮断弁の開故障判定処理を実行する際の動作の流れを示すフローチャートである。
【図３】遮断弁の開故障判定処理を実行する際の動作の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る流体供給システムにおいて、遮断弁の開故障判定処理を実行する際の動作の流れを示すフローチャートである。
【図５】遮断弁の開故障判定処理を実行する際の動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３実施形態に係る流体供給システムにおいて、遮断弁の開故障判定処理を実行する際の動作の流れを示すフローチャートである。
【図７】遮断弁の開故障判定処理を実行する際の動作の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明の第４実施形態に係る流体供給システムにおいて、遮断弁の開故障判定処理を実行する際の動作の流れを示すフローチャートである。
【図９】遮断弁の開故障判定処理を実行する際の動作の流れ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】
【００１８】
本発明の各実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、一例として、流体供給システムＳを搭載した燃料電池車１００について説明するが、本発明の適用対象は燃料電池車に限定されるものではない。例えば、流体供給システムＳを搭載した船舶、航空機などの移動体に用いてもよいし、定置式の流体供給システムに用いてもよい。
【００１９】
≪第１実施形態≫
＜流体供給システムの構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る流体供給システムの全体構成図である。流体供給システムＳは、燃料電池１、水素タンク２、遮断弁３、１次減圧弁７、２次減圧弁８、第１圧力センサ１０、第２圧力センサ１１、ＥＣＵ１３（Electric Control Unit）などを備えている。
【００２０】
燃料電池１（流体利用ユニット）は、例えば、複数の固体高分子型の単セル（図示せず）が積層された燃料電池スタックであり、各単セルが電気的に直列接続されている。単セルは、ＭＥＡ(Membrane Electrode Assembly)と、このＭＥＡを挟む導電性のアノードセパレータ（図示せず）及びカソードセパレータ（図示せず）と、を備えている。
【００２１】
燃料電池１が備えるそれぞれのＭＥＡは、１価の陽イオン交換膜からなる電解質膜（固体高分子膜）と、これを挟むアノード及びカソードと、を備えている。アノード及びカソードは、主にカーボンペーパなどの導電性を有する多孔質体から構成され、電極反応を生じさせるための触媒（Ｐｔなど）を含んでいる。
【００２２】
燃料電池１の各セパレータには、ＭＥＡの全面に水素又は酸素を供給するための溝及び貫通孔が形成され、これらの溝及び貫通孔がアノード流路１ａ、カソード流路１ｂとして機能する。なお、各セパレータには、燃料電池１を冷却するための冷媒（例えば、エチレングリコールを含む水）を通流させる冷媒流路（図示せず）が形成されている。
【００２３】
アノード流路１ａに水素（圧力により体積が変化する流体）が供給され、カソード流路１ｂに酸素を含む空気が供給されると、燃料電池１において所定の電極反応が生じ、それぞれの単セルで電位差（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）が発生する。次いで、燃料電池１と外部負荷（走行モータ、バッテリなど）とが電気的に接続されて電流が取り出されると、燃料電池１の電極反応が進むようになっている。
【００２４】
水素タンク２（タンク）は、アルミニウム合金や高密度ポリエチレン樹脂などによって形成され、その内部に水素ガスを気密に貯留するライナー（図示せず）を有し、このライナーの周囲をＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）などからなる高耐圧のシェル（図示せず）で覆うように形成されている。水素タンク２には、高純度の水素（流体）が高圧で貯留されている。
【００２５】
遮断弁３（主止弁）は、例えば、常閉型のインタンク電磁弁であり、水素タンク２の口金部（図示せず）に取り付けられている。遮断弁３の弁箱（図示せず）には、図１に示す充填口５から水素タンク２に向けて水素が充填される際、及び、水素タンク２から燃料電池１に向けて水素が供給される際に水素が通流する共用流路ａ２が形成されている。
【００２６】
以下では、遮断弁３の構成の一例を、その動作と併せて説明する。遮断弁３は、弁箱（図示せず）、開閉弁本体（図示せず）、ソレノイド（図示せず）、コイルばね（図示せず）などを備えて構成される。
弁箱は、外周面にネジ溝が形成され、水素タンク２の口金部の内周面に形成されたネジ溝と螺合することで水素タンク２に取り付けられる。そして、当該弁箱に、前記した共用流路ａ２が形成されている。
開閉弁本体は、前記した弁箱の内部に形成される弁座部（図示せず）に着座することによって、共用流路ａ２と水素タンク２の充填室とを遮断する。また、開閉弁本体は、弁座部から離間することによって、共用流路ａ２と水素タンク２の充填室とを連通させる。
【００２７】
ソレノイドは、開閉弁本体を開弁させる際の駆動力を発生させるものであり、プランジャ（図示せず）、電磁コイル（図示せず）などを備えて構成される。
コイルばねは、開閉弁本体を閉弁するように所定の付勢力を発生する。コイルばねの付勢力は、水素タンク２の充填室が所定の充填目標圧力に達すると開閉弁本体を閉弁するように設定されている。
なお、前記した遮断弁３の構成は一例であり、本発明を限定するものではない。
【００２８】
水素が充填される際には、流体充填流路及び前記した共用流路ａ２を介して水素が通流し、水素タンク２に充填される。なお、前記した「流体充填流路」は、図１に示す配管ａ１を含んで構成され、一端が共用流路ａ２に接続され、他端が充填口５に接続されている。この場合に印加される水素圧が、遮断弁３が備えるコイルばね（図示せず）の付勢力に打ち勝った場合、開閉弁本体（図示せず）が開弁して水素が充填される。
【００２９】
水素の充填時において開閉弁本体（図示せず）に印加される水素圧は、共用流路ａ２及び流体供給流路を介して１次減圧弁７などにも印加される。なお、前記した「流体供給流路」は、図１に示す配管ａ３〜ａ５を含んで構成され、一端が共用流路ａ２に接続され、他端が燃料電池１のアノード流路１ａに接続されている。
【００３０】
一方、水素タンク２から燃料電池１に向けて水素が供給される際には、ＥＣＵ１３から入力される開弁指令に従ってソレノイド（図示せず）が励磁され、開閉弁本体が開弁する。その後、ＥＣＵ１３から閉弁指令が入力されると、コイルばねの付勢力によって開閉弁本体が閉弁する。
【００３１】
フューエルリッド４（蓋部材）は、水素充填時に開かれる回動蓋であり、燃料電池車１００の車両側部に設けられている。フューエルリッド４は、通常時（非水素充填時）に充填口５を覆うように閉状態でロックされている。一方、水素充填時にリッドスイッチ１４が押下されると、ＥＣＵ１３の指令に従ってフューエルリッド４が開方向に回動（ロック解除）される。
インタフェース６は、水素充填時において水素ステーション２００の通信コネクタ２０４が接続される部分であり、充填口５の近傍に設けられている。
【００３２】
１次減圧弁７は、水素タンク２から供給される高圧の水素を所定圧力まで減圧する機能を有し、配管ａ３を介して遮断弁３の共用流路ａ２に接続されている。ちなみに、１次減圧弁７は、減圧機能に加えて遮断機能（締切機能）を備えることが好ましい。これによって、水素充填時に１次減圧弁７よりも下流側への水素の流れを遮断するとともに、当該機能を有する遮断弁３を別途設ける必要がなくなるからである。
２次減圧弁８は、１次減圧弁７によって減圧された水素の圧力を、さらに燃料電池１に供給可能な所定圧力まで減圧するものである。２次減圧弁８の上流側は、配管ａ４を介して１次減圧弁７に接続され、下流側は、配管ａ５を介して燃料電池１のアノード流路１ａに接続されている。
【００３３】
リリーフ弁９は、配管ａ４に接続され、１次減圧弁７と２次減圧弁８との間（中圧ライン）の常用圧力よりも高い圧力が印加された場合に開弁するように構成されている。
第１圧力センサ１０（圧力検出手段）は、遮断弁３の共用流路ａ２と１次減圧弁７とを接続する配管ａ３に設けられ、配管ａ３内の水素圧力を検出するものである。第１圧力センサ１０は、検出した水素圧力をＥＣＵ１３に出力する。
第２圧力センサ１１（圧力検出手段）は、１次減圧弁７と２次減圧弁８とを接続する配管ａ４に設けられ、配管ａ４内の水素圧力を検出するものである。第２圧力センサ１１は、検出した水素圧力をＥＣＵ１３に出力する。
【００３４】
カソード流路１ｂの上流側に接続される配管ｂ１には、上流側から順に、空気を取り込むコンプレッサ１２、加湿器（図示せず）などが設けられている。また、カソード流路１ｂの下流側に接続される配管ｂ２には、上流側から順に、カソード流路１ｂ内の圧力を制御する背圧弁（図示せず）、希釈器（図示せず）などが設けられている。
アノード流路１ａの下流側に接続される配管ａ６には、アノード流路１ａから流出した不純物などを含む水素を排出するためのパージ弁（図示せず）などが設けられ、その下流側は前記した希釈器に接続されている。
【００３５】
ＥＣＵ１３（充填検知手段、制御手段）は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、各種インタフェースなどの電子回路を備えて構成され、その内部に記憶したプログラムに従って各種機能を発揮する。
ＥＣＵ１３は、水素タンク２に水素を充填する際、外部の水素ステーション２００が備えるディスペンサ２０２との間で充填通信を行う。ＥＣＵ１３は、例えばリッドスイッチ１４が押下された（つまり、フューエルリッド４が開かれた）場合に充填通信を開始し、水素タンク２内の圧力・温度などの情報を、インタフェース６を介してディスペンサ２０２に送信する。
【００３６】
また、ＥＣＵは、ＩＧ１５（Ignition Switch）からオフ信号が入力された場合、遮断弁３の開故障判定処理を実行する。前記したように、「開故障」とは、閉弁指令を入力しても弁体が開いたままの状態となる故障を意味している。当該処理の詳細については後記する。
【００３７】
リッドスイッチ１４（充填検知手段）は、フューエルリッド４を開く際に押下されるスイッチであり、運転席周りに設けられている。なお、リッドスイッチ１４が押下された場合、ＥＣＵ１３に開信号が出力されるようになっている。
ＩＧ１５は、燃料電池車１００の起動スイッチであり、運転席周りに配置されている。ＩＧ１５は、オン／オフ信号をＥＣＵ１３に出力するようになっている。
【００３８】
その他、図１では図示を省略したが、流体供給システムＳは、燃料電池１の発電電力やバッテリ（図示せず）の充放電を制御するＶＣＵ（Voltage Control Unit）、ＶＣＵから入力される直流電流を三相交流電流に変換するＰＤＵ（Power Drive Unit）、ＰＤＵに接続される外部負荷（走行モータ、バッテリ）などを備えている。
【００３９】
次に、燃料電池車１００に燃料ガスである水素を供給する水素ステーション２００について簡単に説明する。
水素ステーション２００は、水素貯蔵タンク２０１と、ディスペンサ２０２と、ノズル２０３と、通信コネクタ２０４と、を備えている。水素貯蔵タンク２０１には、燃料電池車１００に水素を供給するための水素が高圧で貯蔵されている。ディスペンサ２０２は、水素貯蔵タンク２０１と接続され、ＥＣＵ１３との間で充填通信を行いつつ、水素タンク２に充填する水素の圧力や流量などを制御する。
【００４０】
ノズル２０３はディスペンサ２０２を介して水素貯蔵タンク２０１に接続され、水素タンク２に水素を充填する際、充填口５に差し込まれる。通信コネクタ２０４は、配線を接続するための器具であり、ディスペンサ２０２に接続されている。また、通信コネクタ２０４は、燃料電池車１００の水素タンク２に水素を充填する際、インタフェース６に差し込まれる。
【００４１】
＜流体供給システムの動作＞
図２及び図３は、遮断弁の開故障判定処理を実行する際の動作の流れを示すフローチャートである。
ステップＳ１０１においてＥＣＵ１３は、リッドスイッチ１４からフューエルリッド４の開指令が入力されたか否かを判定する。リッドスイッチ１４からフューエルリッド４の開指令が入力された場合（Ｓ１０１→Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１３は、遮断弁３の開故障判定処理を実行せずに処理を終了する。
【００４２】
前記したように、流体供給システムＳには、水素の充填時と供給時とで共用される共用流路ａ２（図１参照）が設けられ、流体充填流路（配管ａ１）と流体供給流路（配管ａ３〜ａ５）とが共用流路ａ２を介して連通している。仮に、充填口５から水素が充填されている間にＥＣＵ１３が開故障判定処理を実行すると、遮断弁３が開故障していない場合でも、開故障ありと誤検知してしまう可能性がある。これは、遮断弁３が閉弁されていたとしても、流体充填流路を介して供給された水素が流体供給流路にも流入し、例えば第１圧力センサ１０によって検出される圧力が比較的高くなるためである。
【００４３】
本実施形態では、リッドスイッチ１４から開信号が入力された場合、ＥＣＵ１３が開故障判定処理を止める（禁止する）こととした。したがって、水素の充填と開故障判定処理とが時間的に重複することを回避し、遮断弁３の開故障の誤検知を確実に防止できる。
【００４４】
再び、図２に戻って説明を続ける。
ステップＳ１０１においてリッドスイッチ１４からフューエルリッド４の開指令が入力されていない場合（Ｓ１０１→Ｎｏ）、ＥＣＵ１３の処理はステップＳ１０２に進む。
ステップＳ１０２においてＥＣＵ１３は、発電停止指令が入力されたか否か、つまり、ＩＧ１５らオフ信号が入力されたか否かを判定する。発電停止指令が入力された場合（Ｓ１０２→Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１３の処理はステップＳ１０５に進む。一方、発電停止指令が入力されていない場合（Ｓ１０２→Ｎｏ）、ＥＣＵ１３の処理はステップＳ１０３に進む。
【００４５】
ステップＳ１０３においてＥＣＵ１３は、タイマ値ＴＭをリセットする。当該タイマ値ＴＭは、次回の開故障判定処理において平均発電電流ＩＡＶＥ（Ｓ１１１参照）を算出する際に用いられる。
ステップＳ１０４においてＥＣＵ１３は、第１圧力センサ１０によって検出された検出値を初期値Ｐ１として設定し、一連の処理を終了する。なお、当該初期値Ｐ１は、次回の開故障判定処理を実行する際に用いられる。
【００４６】
図２、図３に示すステップＳ１０５〜Ｓ１１７の一連の処理が、遮断弁３が開故障しているか否かを判定する「開故障判定処理」に相当する。
図２に示すステップＳ１０５においてＥＣＵ１３は、遮断弁３に閉弁指令を出力する。この時点において、実際に遮断弁３が閉弁されているか、それとも開故障となっているかは不明である。
【００４７】
なお、少なくともタイマ値ＴＭ＝０（Ｓ１０９参照）となるまでは、締切機能を有する１次減圧弁７が開弁され、燃料電池１は発電を継続できる状態が維持されている。したがって、遮断弁３が開故障していた場合、配管ａ３〜ａ５などを介してアノード流路１ａに水素が供給され続ける。その結果、例えば、配管ａ３内の水素圧力が低下しない状態となる。
【００４８】
再び、図２に戻って説明を続ける。
ステップＳ１０６においてＥＣＵ１３は、タイマ値ＴＭから所定値Δｔを減算し、当該値（ＴＭ−Δｔ）を新たなタイマ値ＴＭとして更新する。なお、初期のタイマ値ＴＭとして、前回のリセット時（Ｓ１０３参照）に設定されたタイマ値が用いられる。
ステップＳ１０７においてＥＣＵ１３は、電流ＩＦＣの積算値を算出する。なお、電流ＩＦＣは、例えば燃料電池１の発電電流を検出する電流センサ（図示せず）の検出値を用いる。
【００４９】
ステップＳ１０８においてＥＣＵ１３は、パージ弁（図示せず）の開時間積算値を算出する。パージ弁の開時間積算値は、ステップＳ１０２の発電停止指令が入力された後、ＥＣＵ１３からパージ弁に開指令を出力した合計時間を算出することで得られる。なお、パージ弁の開時間積算値は、後記する圧力変化量閾値ΔＰＳの補正を行う際に用いられる（図３のステップＳ１１３参照）。
【００５０】
ステップＳ１０９においてＥＣＵ１３は、タイマ値ＴＭ＝０であるか否かを判定する。タイマ値ＴＭ＝０である場合（Ｓ１０９→Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１３の処理はステップＳ１１０に進む。一方、タイマ値ＴＭ＝０でない場合（Ｓ１０９→Ｎｏ）、ＥＣＵ１３の処理はステップＳ１０６に戻る。
ステップＳ１１０においてＥＣＵ１３は、圧力変化量ΔＰ１を算出する。なお、圧力変化量ΔＰ１は、前回設定された初期値Ｐ１（Ｓ１０４参照）から、この時点において第１圧力センサ１０から入力される検出値を減算することで得られる。
【００５１】
ステップＳ１１１においてＥＣＵ１３は、平均発電電流ＩＡＶＥを算出する。なお、平均発電電流ＩＡＶＥは、一連の処理を繰り返し実行する際の制御周期でタイマ値ＴＭを除算して得た値によって、さらに電流ＩＦＣの積算値を除算することで得られる。
ステップＳ１１２においてＥＣＵ１３は、圧力変化量閾値ΔＰＳを算出する。前記した平均発電電流ＩＡＶＥと圧力変化量閾値ΔＰＳとの関係は、例えばテーブルとして予め記憶手段（図示せず）に格納されている。ＥＣＵ１３は、前記したテーブルを検索し、ステップＳ１１１において算出した平均発電電流ＩＡＶＥに対応する圧力変化量閾値ΔＰＳを導出する。
【００５２】
次に、図３のステップＳ１１３においてＥＣＵ１３は、圧力変化量閾値ΔＰＳの補正値ΔＰＳ’を算出する。すなわち、ＥＣＵ１３は、ステップＳ１１２において算出したパージ弁（図示せず）の開弁時間積算値に所定の係数を乗算して得た値を、圧力変化量閾値ΔＰＳに加算し、圧力変化量閾値の補正値ΔＰＳ’として設定する。これは、パージ弁を開弁すると流体供給流路の圧力が低下するためである。
ステップＳ１１４においてＥＣＵ１３は、ステップＳ１１０で算出した圧力変化量ΔＰ１が、ステップＳ１１３で算出した圧力変化量閾値の補正値ΔＰＳ’以下であるか否かを判定する。
【００５３】
仮に、ＥＣＵ１３からの閉弁指令に従って遮断弁３が正常に閉弁した場合、遮断弁３よりも下流側の水素は燃料電池１で消費されるため、例えば第１圧力センサ１０によって検出される圧力は低下する。一方、遮断弁３が開故障している場合、燃料電池１において消費された分の水素が水素タンク２から供給されるため、第１圧力センサ１０によって検出される圧力の低下速度が遅くなる。
【００５４】
したがって、圧力変化量ΔＰ１が、圧力変化量閾値の補正値ΔＰＳ’以下である場合（Ｓ１１４→Ｙｅｓ）、つまり、第１圧力センサ１０によって検出される圧力の低下速度が遅い場合、ＥＣＵ１３の処理はステップＳ１１５に進む。ステップＳ１１５においてＥＣＵ１３は、遮断弁３が開故障していると判定する。次に、ステップＳ１１６においてＥＣＵ１３は、遮断弁３が開故障していることを表示ランプなどによって運転者に通知し、一連の処理を終了する。
【００５５】
一方、ステップＳ１１４において、圧力変化量ΔＰ１が、圧力変化量閾値の補正値ΔＰＳ’よりも大きい場合（Ｓ１１４→Ｎｏ）、つまり、第１圧力センサ１０によって検出される圧力の低下速度が速い場合、ＥＣＵ１３の処理はステップＳ１１７に進む。ステップＳ１１７においてＥＣＵ１３は遮断弁３が正常であると判定し、一連の処理を終了する。
【００５６】
なお、図２、図３のフローチャートには記載しなかったが、フューエルリッド４が閉じられた状態（Ｓ１０１→Ｎｏ）で発電停止指令が入力された場合（Ｓ１０２→Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１３は、所定のサイクルタイムごとにリッドスイッチ１４からの操作信号を監視する。そして、開操作信号が入力された場合、ＥＣＵ１３はステップＳ１０５〜Ｓ１１７において割り込み処理を実行し、遮断弁３の開故障判定処理を中止する。
これによって、発電停止指令があった後に水素ガスが充填された場合でも、遮断弁３が開故障しているとの誤検知を確実に回避できる。
なお、前記したステップＳ１０１〜ステップＳ１１７の処理は、所定の制御周期毎に繰り返し実行されるものとする。
【００５７】
＜効果＞
本実施形態に係る流体供給システムＳによれば、リッドスイッチ１４からフューエルリッド４の開指令が入力された場合、ＥＣＵ１３は開故障判定処理を止める（禁止又は中止する）。これによって、水素ガスの充填と開故障判定処理とが時間的に重複して行われることを回避できる。したがって、遮断弁３が開故障していない場合に開故障ありと判定してしまう誤検知を確実に防止できる。
【００５８】
なお、仮に、水素ガスの充填と開故障判定処理とが時間的に重複して実行されると、燃料ガス充填流路を介して流入する水素が燃料ガス供給流路にも流入するため、第１圧力センサ１０によって検出される水素圧力が低下しなくなる。その結果、閉弁指令を受けた遮断弁３が正常に閉弁しても、開故障ありと誤検知してしまう可能性が高くなる。
【００５９】
これに対して本実施形態では、前記したように、閉弁状態の遮断弁３が開故障しているとの誤検知を確実に防止でき、流体供給システムＳの無用な停止を回避できる。その結果、ユーザに無用な手間を掛けることを防止し、かつシステムの信頼性を向上できる。
【００６０】
≪第２実施形態≫
第２実施形態は、前記した第１実施形態のステップＳ１０１（図２参照）の処理に代えて、ステップＳ１０１ａの処理を実行する点が異なるが、その他の処理は第１実施形態と同様である。また、第２実施形態に係る流体供給システムＳの構成は、第１実施形態の場合と同様である（図１参照）。
したがって、第１実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
【００６１】
＜流体供給システムの動作＞
図４、図５は、本実施形態に係る流体供給システムにおいて、遮断弁の開故障判定処理を実行する際の動作の流れを示すフローチャートである。
図４のステップＳ１０１ａにおいてＥＣＵ１３は、充填通信信号が入力されたか否かを判定する。前記したように、水素の充填を行う際、インタフェース６に通信コネクタ２０４が接続されると、ディスペンサ２０２とＥＣＵ１３との間で充填通信が開始される。
【００６２】
充填通信信号が入力された場合（Ｓ１０１ａ→Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１３の処理は終了する。なお、充填通信が行われる場合、水素タンク２内の水素圧が所定値以上（つまり、満タンの状態）である場合などを除いて、水素の充填（補給）が行われる。このように充填通信が行われる際に、ＥＣＵ１３が遮断弁３の開故障判定処理を禁止する（止める）ことで、開故障の誤検知を確実に防止できる。
【００６３】
ステップＳ１０１ａにおいて充填通信信号が入力されていない場合（Ｓ１０１ａ→Ｎｏ）、ＥＣＵ１３の処理はステップＳ１０２に進む。なお、ステップＳ１０２〜Ｓ１１７の処理は、第１実施形態で説明したステップＳ１０２〜Ｓ１１７と同様であるから説明を省略する。
また、図４、図５のフローチャートでは記載していない、充填通信信号が入力されない状態（Ｓ１０１ａ→Ｎｏ）で発電停止指令があった場合（Ｓ１０２→Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１３は、所定のサイクルタイムごとに充填通信信号が入力されたか否かを監視する。そして、充填通信信号が入力された場合、ＥＣＵ１３はステップＳ１０５〜Ｓ１１７で割り込み処理を実行し、遮断弁３の開故障判定処理を中止する。
これによって、発電停止指令があった後に水素ガスが充填された場合でも、遮断弁３が開故障しているとの誤検知を確実に回避できる。
【００６４】
＜効果＞
本実施形態に係る流体供給システムＳによれば、充填通信信号が入力された場合、ＥＣＵ１３が開故障判定処理を行わない（又は、中止する）こととした。したがって、第１実施形態の場合と同様に、遮断弁３が開故障していない場合に開故障ありと判定してしまう誤検知を確実に防止できる。
【００６５】
なお、フューエルリッド４が開けられた場合に必ず水素が充填されるとは限らない（例えば、ユーザの不注意によりフューエルリッド４が開けっ放しになっていた場合）。これに対して、充填通信が実行される際にはインタフェース６に通信コネクタ２０４が接続された状態であるため、その後、水素が充填される可能性は非常に高い。
したがって、本実施形態によれば、遮断弁３の開故障の誤検知を確実に防止しつつ、開故障判定処理の無用な中止を非常に少なくすることができる。
【００６６】
≪第３実施形態≫
第３実施形態は、前記した第１実施形態のステップＳ１０１（図２参照）の処理を省略し、ステップＳ１１０とステップＳ１１１との間にステップＳ１２１の処理を追加した点が異なるが、その他の処理は第１実施形態と同様である。また、第３実施形態に係る流体供給システムＳの構成は、第１実施形態の場合と同様である（図１参照）。
したがって、第１実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
【００６７】
図６、図７は、本実施形態に係る流体供給システムにおいて、遮断弁の開故障判定処理を実行する際の動作の流れを示すフローチャートである。
前記したように、本実施形態では、図２のステップＳ１０１「リッドスイッチ開？」の判定を行わず、ステップＳ１０２の処理からスタートする。なお、ステップＳ１０２〜Ｓ１０９は、第１実施形態で説明したステップＳ１０２〜Ｓ１０９と同様であるから説明を省略する。
【００６８】
図６のステップ１２１においてＥＣＵ１３は、圧力変化量ΔＰ１が所定の閾値ΔＰＳ２以下であるか否かを判定する。第１実施形態で説明したように、圧力変化量ΔＰ１は、初期値Ｐ１からこの時点における第１圧力センサ１０の検出値を減算した値である。
閾値ΔＰＳ２は、常閉型の遮断弁３に閉弁指令が入力された状態で、水素タンク２に水素が充填されているか否かを適切に判定できるように予め設定された値であり、記憶手段（図示せず）に格納されている。
【００６９】
圧力変化量ΔＰ１が所定の閾値ΔＰＳ２以下である場合（Ｓ１２１→Ｙｅｓ）、水素の充填が行われている可能性が高い。したがって、この場合、ＥＣＵ１３はステップＳ１０５〜Ｓ１１０まで継続していた開故障判定処理を中止し、処理を終了する。
一方、圧力変化量ΔＰ１が所定の閾値ΔＰＳ２よりも高い場合（Ｓ１２１→Ｎｏ）、ＥＣＵ１３の処理はステップＳ１１１に進む。
なお、ステップＳ１１０〜Ｓ１１７の処理は第１実施形態で説明したステップＳ１１０〜Ｓ１１７と同様であるから、説明を省略する。
【００７０】
＜効果＞
本実施形態に係る流体供給システムＳによれば、第１圧力センサ１０によって検出される水素圧力の変化量ΔＰ１が閾値ΔＰＳ２以下である場合（Ｓ１２１→Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１３は開故障判定処理を中止する。また、閾値ΔＰＳ２は、水素の充填が行われていることを適切に検知し得る値として設定されている。
したがって、水素の充填と、開故障判定処理とを時間的に重複して実行することを回避し、遮断弁３が開故障していない場合に開故障ありと判定してしまう誤検知を確実に防止できる。
【００７１】
≪第４実施形態≫
第４実施形態は、前記した第１実施形態のステップＳ１０１（図２参照）の処理を省略し、ステップＳ１３１〜Ｓ１３３の処理を追加した点が異なるが、その他の処理は第１実施形態と同様である。なお、第４実施形態に係る流体供給システムの構成は、図１に示す構成に加えて、水素タンク２内の温度を検出する温度センサ（温度検出手段）を設ける点が異なるが、その他の点は第１実施形態と同様である。
したがって、第１実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分については説明を省略する。
【００７２】
図８、図９は、本実施形態に係る流体供給システムにおいて、遮断弁の開故障判定処理を実行する際の動作の流れを示すフローチャートである。
前記したように、本実施形態では、図２のステップＳ１０１「リッドスイッチ開？」の判定を行わず、ステップＳ１０２の処理からスタートする。なお、ステップＳ１０２〜Ｓ１０４は、第１実施形態で説明したステップＳ１０２〜Ｓ１０４と同様であるから説明を省略する。
【００７３】
ステップＳ１０４の処理が終了した後、ステップＳ１３１においてＥＣＵ１３は、初期値Ｔ１を設定する。なお、当該初期値Ｔ１は、次回の開故障判定処理を実行する際に用いられる。
また、図８のステップ１３２においてＥＣＵ１３は、温度変化量ΔＴ１を算出する。ここで、温度変化量ΔＴ１は、前記した初期値Ｔ１から、この時点における温度センサ（水素タンク２内に設置される温度センサ）の検出値を減算した値である。遮断弁３は、閉指令が入力されている状態でも（Ｓ１０５参照）、流体充填流路を介して高圧の水素が流入すると、当該水素の圧力で開弁する。水素が充填されるにつれて水素タンク２の内圧及び温度が上昇する。この場合、前記した温度変化量ΔＴ１は負の値となる。
【００７４】
ステップＳ１３３においてＥＣＵ１３は、温度変化量ΔＴ１が所定の閾値ΔＴＳ２以下であるか否かを判定する。なお、閾値ΔＴＳ２は、常閉型の遮断弁３に閉指令が入力された状態において、水素が充填されているか否かを適切に判定できるように設定された値であり、予め記憶手段（図示せず）に格納されている。
【００７５】
温度変化量ΔＴ１が閾値ＴＳ２以下である場合（Ｓ１３３→Ｙｅｓ）、水素の充填が行われている可能性が高い。したがって、この場合、ＥＣＵ１３は、ステップＳ１０５〜Ｓ１０９まで継続していた開故障判定処理を中止し、処理を終了する。一方、温度変化量ΔＴ１が閾値ΔＴＳ２よりも大きい場合（Ｓ１３３→Ｎｏ）、ＥＣＵ１３の処理はステップＳ１１０に進む。
なお、ステップＳ１１０〜Ｓ１１７の処理は第１実施形態で説明したステップＳ１１０〜Ｓ１１７と同様であるから、説明を省略する。
【００７６】
＜効果＞
本実施形態に係る流体供給システムＳによれば、温度センサ（図示せず）によって検出される水素タンク２内の温度変化量ΔＴ１が閾値ΔＴＳ２以下である場合（Ｓ１３３→Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１３は開故障判定処理を中止する。また、閾値ΔＴＳ２は、水素の充填が行われていることを適切に検知し得る値として設定されている。
したがって、水素の充填と、開故障判定処理とが時間的に重複してしまうことを回避し、遮断弁３が開故障の誤検知を確実に防止できる。
【００７７】
≪変形例≫
以上、本発明に係る流体供給システムＳについて前記各実施形態により説明したが、本発明の実施形態はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、充填口５にノズル２０３が挿入されたことを検知するセンサを設置し、当該センサによってノズル２０３の挿入が検知された場合、ＥＣＵ１３が、遮断弁３の開故障判定処理を止める（禁止又は中止する）こととしてもよい。
【００７８】
また、前記各実施形態では、リッドスイッチ１４が押下された場合にＥＣＵ１３に対して開指令信号が電気的に出力される場合について説明したが、これに限らない。例えば、フューエルリッドオープナ（図示せず）と運転席下の開放レバー（図示せず）とが、ワイヤケーブル（図示せず）によって接続された機械的な伝達方式でもよい。この場合において、ＥＣＵ１３は、フューエルリッドオープナから開信号が入力された場合、遮断弁３の開故障判定処理を止める（禁止又は中止する）。
【００７９】
また、前記各実施形態では、第１圧力センサ１０の検出値を用いて開故障の有無を判定する場合について説明したが、これに代えて、第２圧力センサ１１の検出値を用いてもよい。また、前記した第４実施形態では、第１圧力センサ１０の検出値を用いて水素が充填されているか否かを判定したが、これに限らない。例えば、水素タンク２の内部に設置される圧力センサの検出値を用いて、水素が充填されているか否かを判定してもよい。
【００８０】
また、前記各実施形態は、適宜組み合わせることができる。すなわち、ＥＣＵ１３は、外部から入力される充填通信信号、充填口５に対応して設けられるフューエルリッド４の開信号、第１圧力センサ１０などから入力される圧力情報、及び水素タンク２内の温度を検出する温度検出手段から入力される温度情報のうち、少なくとも一つを用いて水素の充填を検知してもよい。
また、燃料電池自動車１００のメンテナンス時に、水素タンク２の気密チェックをする場合、流体供給流路（配管ａ４など：図１参照）にも高圧が印加される。したがって、メンテナンス時においても遮断弁３の開故障判定処理を止めることが好ましい。なお、この場合におけるＥＣＵ１３の処理の流れは前記各実施形態と同様であるから、説明を省略する。
【００８１】
また、前記各実施形態では、「流体利用ユニット」が、水素（流体）などが供給されることで発電する燃料電池１である場合について説明したが、これに限らない。例えば、「流体利用ユニット」として、タンクから供給される高圧流体を用いてワークの加工を行う工作機械など、高圧流体を用いた様々な機器を用いることができる。
【００８２】
また、図１には、燃料電池車１００が水素ステーション２００で水素の供給を受ける場合について説明したが、これに限らない。例えば、水素タンク２を搭載したタンクローリーから、工場などに設置された水素タンク２などに水素を供給する場合にも適用可能である。
また、上記の説明では、燃料ガスとして水素を用いた例について説明したが、燃料ガスとして天然ガスなどを用いる場合にも適用可能である。また、燃料ガスを利用するものとして、例えば、水素エンジンシステムを用いてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
Ｓ  流体供給システム
１００  燃料電池車
１  燃料電池（流体利用ユニット）
２  水素タンク（タンク）
３  遮断弁
４  フューエルリッド（蓋部材）
５  充填口
６  インタフェース
７  １次減圧弁
８  ２次減圧弁
９  リリーフ弁
１０  第１圧力センサ（圧力検出手段）
１１  第２圧力センサ（圧力検出手段）
１２  コンプレッサ
１３  ＥＣＵ（充填検知手段、制御手段）
１４  リッドスイッチ（充填検知手段）
１５  ＩＧ
ａ１  配管（流体充填流路）
ａ２  共用流路
ａ３，ａ４，ａ５  配管（流体供給流路）
【図１】
2014088935.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014088935.tif 000009
【図８】
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【図９】
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