(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクにガスを供給するガス供給部を制御するシステムであって、
前記タンク内の圧力を取得する圧力取得部と、
前記タンク内の温度を取得する温度取得部と、
前記ガス供給部を制御して、前記タンクにガスを供給する第１の充填を行わせ、前記ガス供給部を制御して、前記第１の充填中の所定時間における前記タンク内の圧力の変化と前記タンク内の温度の変化の比に基づいて決定された流量に基づき、前記タンクにガスを供給する第２の充填を行わせる制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１の充填の前の前記タンク内の圧力が第１の圧力である場合に、第１の流量で前記第１の充填を行わせ、
前記第１の充填の前の前記タンク内の圧力が前記第１の圧力より大きい第２の圧力である場合に、前記第１の流量よりも大きい第２の流量で前記第１の充填を行わせる、ガス供給部を制御するシステム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムであって、
前記制御部は、
前記第１の充填の前の前記タンク内の圧力が、しきい値より小さい場合に、前記第１の充填における流量を前記第１の流量に設定し、
前記第１の充填の前の前記タンク内の圧力が、前記しきい値より大きい場合に、前記第１の充填における流量を前記第２の流量に設定する、システム。
【請求項３】
請求項１または２記載のシステムであって、
前記制御部は、
前記タンク内の圧力に応じた前記第１の充填における流量の設定に先立って、前記第１の充填における流量を前記第１の流量に設定する、システム。
【請求項４】
請求項２記載のシステムであって、
前記しきい値は、１〜１０ＭＰａの範囲内にある、システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のシステムであって、
前記制御部は、
前記第１の充填中の前記所定時間における前記タンク内の前記圧力の変化ΔＰに対する前記所定時間における前記タンク内の前記温度の変化ΔＴが、第１の範囲内にあるとき、前記第２の充填前の前記タンク内の温度と圧力とに基づいてガスの流量を定める第１のマップに従って、前記第２の充填におけるガスの流量を設定し、
前記圧力の変化ΔＰに対する前記温度の変化ΔＴが、前記第１の範囲よりも小さい第２の範囲内にあるとき、前記第２の充填前の前記タンク内の温度と圧力とに基づいてガスの流量を定める第２のマップであって、同一の入力パラメータに対して前記第１のマップよりも大きい流量を定める第２のマップに従って、前記第２の充填におけるガスの流量を設定する、システム。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のシステムであって、
前記制御部は、
前記第１の充填中の前記所定時間における前記タンク内の前記圧力の変化ΔＰに対する前記所定時間における前記タンク内の前記温度の変化ΔＴと、前記第１の充填中の単位時間当たりの前記タンク内の温度の変化と、に基づいて、前記第２の充填におけるガスの流量を設定し、
前記圧力の変化ΔＰに対する前記温度の変化ΔＴと、前記単位時間当たりの温度の変化と、に基づいて定められる前記第２の充填中の前記タンク内の温度の予測値と、前記第２の充填中の前記タンク内の温度と、に基づいて、前記第２の充填におけるガスの流量を制御する、システム。
【請求項７】
タンクにガスを充填する方法であって、
（ａ）タンクにガスを供給する第１の充填を行う工程と、
（ｂ）前記第１の充填中の所定時間における前記タンク内の圧力の変化と前記タンク内の温度の変化の比に基づいて決定された流量に基づき、前記タンクにガスを供給する第２の充填を行う工程と、を備え、
前記工程（ａ）は、
前記第１の充填の前の前記タンク内の圧力が第１の圧力である場合に、第１の流量で前記第１の充填を行い、
前記第１の充填の前の前記タンク内の圧力が前記第１の圧力より大きい第２の圧力である場合に、前記第１の流量よりも大きい第２の流量で前記第１の充填を行う工程である、タンクにガスを充填する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンクにガスを充填する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、タンクにガスを充填する際に、充填開始前のタンク内の圧力および温度と、タンクに充填するガスの温度と、に基づいて、マップに従って、ガスを充填する際の流量を決定する技術が存在する（特許文献１）。この技術においては、さらに、タンクへのガスの充填（以下、「本充填」という）に先だって、短時間のガスの充填（以下、「予備充填」という）を行う。そして、予備充填におけるタンクの温度の上昇量および圧力の上昇量に基づいて、複数のマップの中から流量の決定において使用すべきマップを選択する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１０６５８３号公報
【特許文献２】特開平０８−２９１８９８号公報
【特許文献３】特開２０１１−２２６５５８号公報
【特許文献４】特開２００５−１２７４３０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の技術においては、タンク内に所定量以上のガスが残留している場合には、予備充填において測定される圧力の上昇量が、測定の際のノイズに対して十分大きくない。このため、予備充填におけるタンクの圧力の上昇量を正確に測定できないという課題がある。さらに、適切なマップを選択して、本充填の際の流量を適切に決定することができないという課題がある。そのほか、従来のガスの充填技術においては、装置の小型化や、低コスト化、省資源化、充填の容易化、装置の使い勝手の向上等が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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なされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、タンクにガスを供給するガス供給部を制御するシステムが提供される。このシステムは、前記タンク内の圧力を取得する圧力取得部と；前記ガス供給部を制御して、前記タンクにガスを供給する第１の充填を行わせ、前記ガス供給部を制御して、前記第１の充填中の所定時間における前記タンク内の圧力の変化に基づいて決定された流量に基づき、前記タンクにガスを供給する第２の充填を行わせる制御部と、；を備える。前記制御部は；前記第１の充填の前の前記タンク内の圧力が第１の圧力である場合に、第１の流量で前記第１の充填を行わせ；前記第１の充填の前の前記タンク内の圧力が前記第１の圧力より大きい第２の圧力である場合に、前記第１の流量よりも大きい第２の流量で前記第１の充填を行わせる。
このような態様とすれば、第１の充填の前においてタンク内の圧力が大きい場合には、大きな流量で第１の充填が行われる。このため、タンク内の圧力が大きい場合、第１の充填の前のタンク内の圧力によらず一定の流量で第２の充填を行う態様に比べて、所定時間におけるタンク内の圧力の変化を、大きな値とすることができる。よって、所定時間におけるタンク内の圧力の変化の正確な測定値に基づいて、適切に第２の充填における流量を決定することができる。
【０００７】
なお、第１の流量は、固定値であってもよいし、第１の充填中に変動してもよい。第２の流量も、固定値であってもよいし、第１の充填中に変動してもよい。第１および第２の流量が変動する場合、「第２の流量が第１の流量よりも大きい」とは、第１の充填中の第２の流量の平均値が第１の充填中の第１の流量の平均値よりも大きいことを意味する。
【０００８】
（２）上記のシステムにおいて、前記制御部は；前記第１の充填の前の前記タンク内の圧力が、前記第１の圧力より大きく前記第２の圧力より小さいしきい値より小さい場合に、前記第１の充填における流量を前記第１の流量に設定し；前記第１の充填の前の前記タンク内の圧力が、前記しきい値より大きい場合に、前記第１の充填における流量を前記第２の流量に設定する、態様とすることができる。
このような態様とすれば、簡易な制御で第１の充填における流量の設定を行うことができる。
【０００９】
なお、第１の充填の前のタンク内の圧力がしきい値と等しい場合に、第１の充填における流量を第１の流量に設定する態様とすることができる。また、第１の充填の前の前記タンク内の圧力がしきい値と等しい場合に、第１の充填における流量を第２の流量に設定する態様とすることもできる。
【００１０】
（３）上記のシステムにおいて、前記制御部は；前記タンク内の圧力に応じた前記第１の充填における流量の設定に先立って、前記第１の充填における流量を前記第１の流量に設定する、態様とすることができる。
このような態様とすれば、制御部の故障により、タンク内の圧力に応じた第１の充填における流量の設定処理が実行されずに第１の充填が行われる場合には、第１の充填は、第２の流量より小さい第１の流量で行われる。一方、同様に、タンク内の圧力に応じた流量の設定処理が実行されずに第１の充填が行われる場合に、より多い第２の流量で行われる態様においては、本来、流量が少なく少ない消費エネルギーで実現できる第１の流量による充填を行うべき場合に、流量が多く消費エネルギーが多い第２の流量による充填が行われる。よって、上記の態様によれば、タンク内の圧力に応じた流量の設定処理が実行されずに第１の充填が行われる場合に、第１の流量より大きい第２の流量で行われる態様に比べて、システムの故障時におけるエネルギー消費を少なくすることができる。
【００１１】
（４）上記のシステムにおいて、前記しきい値は、１〜１０ＭＰａの範囲内にある、態様とすることができる。
このような態様とすることにより、たとえば、最大７０ＭＰａの圧力を取り得るタンクにガスを充填する場合に、第２の充填の際の流量を適切に定めることができる。
【００１２】
（５）上記のシステムにおいて、さらに、前記タンク内の温度を取得する温度取得部を備える態様とすることができる。そして、前記制御部は；前記第１の充填中の前記所定時間における前記タンク内の前記圧力の変化ΔＰに対する前記所定時間における前記タンク内の前記温度の変化ΔＴが、第１の範囲内にあるとき、前記第２の充填前の前記タンク内の前記温度と前記圧力とに基づいてガスの流量を定める第１のマップに従って、前記第２の充填におけるガスの流量を設定し；前記圧力の変化ΔＰに対する前記温度の変化ΔＴが、前記第１の範囲よりも小さい第２の範囲内にあるとき、前記第２の充填前の前記タンク内の前記温度と前記圧力とに基づいてガスの流量を定める第２のマップであって、同一の入力パラメータに対して前記第１のマップよりも大きい流量を定める第２のマップに従って、前記第２の充填におけるガスの流量を設定する、態様とすることができる。
このような態様とすれば、タンクの放熱のしやすさを考慮して、第２の充填におけるガスの流量を設定することができる。
【００１３】
（６）上記のシステムにおいて、さらに、前記タンク内の温度を取得する温度取得部を備えることができる。そして、前記制御部は、前記第１の充填中の前記所定時間における前記タンク内の前記圧力の変化ΔＰに対する前記所定時間における前記タンク内の前記温度の変化ΔＴと、前記第１の充填中の単位時間当たりの前記タンク内の温度の変化と、に基づいて、前記第２の充填におけるガスの流量を設定する、態様とすることができる。
このような態様とすれば、タンクの放熱のしやすさ、およびタンクの温度変化のしやすさを考慮して、第２の充填におけるガスの流量を設定することができる。
【００１４】
（７）本発明の他の形態によれば、タンクにガスを充填する方法が提供される。この充填方法は、（ａ）タンクにガスを供給する第１の充填を行う工程と；（ｂ）前記第１の充填中の所定時間における前記タンク内の圧力の変化に基づいて決定された流量に基づき、前記タンクにガスを供給する第２の充填を行う工程と、を備える。前記工程（ａ）は；前記第１の充填の前の前記タンク内の圧力が第１の圧力である場合に、第１の流量で前記第１の充填を行い；前記第１の充填の前の前記タンク内の圧力が前記第１の圧力より大きい第２の圧力である場合に、前記第１の流量よりも大きい第２の流量で前記第１の充填を行う工程である。
【００１５】
本発明は、上記のシステムや方法以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、ガスを充填するシステム、およびタンクの特性を検出するシステム、ガスの充填方法、タンクの特性を検出する方法、およびガス供給部を制御する方法、ならびにそれらの方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１の水素充填システム１００と車両２００の構成を示すブロック図。
【図２】水素ガスタンク２０６に水素ガスを充填する際の予備充填の処理を示すフローチャート。
【図３】同一タンクを使用して、予備充填前の様々な圧力Ｐ０に対応する予備充填時の圧力上昇量ΔＰを示したグラフ。
【図４】本実施形態において、予備充填前の圧力Ｐ０がしきい値Ｐｓ以上の値をとる場合の二つの水素ガスタンク２０６Ｈ，２０６ＬのΔＴ／ΔＰを示したグラフ。
【図５】水素タンク内の圧力Ｐ０によらず流量ＱＬで予備充填を行う態様において、水素ガスタンク２０６Ｈ，２０６ＬのΔＴ／ΔＰを示したグラフ。
【図６】本充填における水素ガスの充填流量を設定する処理を示すフローチャート。
【図７】水素充填システム１００が車両２００の水素ガスタンク２０６に水素ガスを充填する際の予備充填の処理および本充填の流量を決定する処理を示すフローチャート。
【図８】水素充填システム１００が車両２００の水素ガスタンク２０６に水素ガスを充填する際の本充填の処理を示すフローチャート。
【図９】水素ガスタンク２０６に水素ガスを充填する際の予備充填の処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
Ａ．実施形態１：
Ａ１．水素充填システム１００と車両２００の構成：
図１は、本発明の実施形態１の水素充填システム１００と車両２００の構成を示すブロック図である。水素充填システム１００は、車両２００に水素ガスを充填するシステムである。水素充填システム１００は、ガス容器１１２と、圧縮機１１３と、蓄圧容器１１４と、流量調整弁１１５と、流量計１１６と、プレクーラ１１７と、ガス充填ノズル１１９と、温度センサ１２１と、圧力センサ１２２と、外気温センサ１２３と、通信機１２４と、制御装置１３０と、を備える。ガス容器１１２と、圧縮機１１３と、蓄圧容器１１４と、流量調整弁１１５と、流量計１１６と、プレクーラ１１７と、ガス充填ノズル１１９とは、配管１１８によって、その順に直列に接続されている。
【００１８】
ガス容器１１２は、車両２００に供給するための水素ガスを保持している。圧縮機１１３は、ガス容器１１２から水素ガスの供給を受けて、これを圧縮し、７０ＭＰａ以上の圧力まで昇圧する。蓄圧容器１１４は、７０ＭＰａ以上に昇圧された水素ガスを保持する。流量調整弁１１５は、制御装置１３０からの指示に従って、所定の流量の水素ガスを蓄圧容器１１４から下流に流す。流量計１１６は、流量調整弁１１５から下流に流れるガスの流量を測定し、流量の測定値を表す信号を制御装置１３０に送信する。プレクーラ１１７は、流量計１１６を通過した水素ガスを所定の温度まで冷却する。ガス充填ノズル１１９は、車両２００のレセプタクル２０３に接続されて、車両２００に水素ガスを供給する。なお、充填の対象となるガスは、メタン、プロパンや複数の物質からなる混合ガスなど、水素以外のガスとすることもできる。
【００１９】
温度センサ１２１は、プレクーラ１１７を通過した配管１１８内の水素ガスの温度を測定し、温度の測定値を表す信号を制御装置１３０に送信する。圧力センサ１２２は、プレクーラ１１７を通過した配管１１８内の水素ガスの圧力を測定し、圧力の測定値を表す信号を制御装置１３０に送信する。外気温センサ１２３は、水素充填システム１００の外部の温度を測定し、温度の測定値を表す信号を制御装置１３０に送信する。
【００２０】
制御装置１３０は、流量計１１６から得た流量の信号、温度センサ１２１から得た、車両２００に供給される水素ガスの温度の信号、および圧力センサ１２２から得た、車両２００に供給される水素ガスの圧力の信号に基づいて、車両２００への水素ガスの供給量が目標値の質量流量となるように、流量調整弁１１５を制御する。また、制御装置１３０は、温度センサ１２１から得た車両２００に供給される水素ガスの温度の信号、および外気温センサ１２３から得た水素充填システム１００の外部の温度の信号に基づいて、車両２００への水素ガスの温度が、目標の温度となるように、プレクーラ１１７を制御する。さらに、制御装置１３０は、通信機１２４を介して、車両２００とデータ通信を行う。
【００２１】
車両２００は、水素ガスを燃料として燃料電池で発電を行い、走行する車両である。車両２００は、レセプタクル２０３と、逆止弁２０５と、水素ガスタンク２０６と、圧力センサ２０７と、温度センサ２０８と、通信機２１０と、制御装置２３０と、を備える。レセプタクル２０３と、逆止弁２０５と、水素ガスタンク２０６とは、配管２０４によって、その順に直列に接続されている。
【００２２】
レセプタクル２０３は、水素充填システム１００のガス充填ノズル１１９に接続されて、水素ガスの供給を受ける。逆止弁２０５は、レセプタクル２０３から水素ガスタンク２０６に向かう水素ガスの流れを許容し、水素ガスタンク２０６からレセプタクル２０３に向かう水素ガスの流れを阻止する。圧力センサ２０７は、水素ガスタンク２０６に導通している配管２０４内の圧力を測定し、圧力の測定値を表す信号を制御装置２３０に送信する。圧力センサ２０７が測定する配管２０４内の圧力は、水素ガスタンク２０６内の水素ガスの圧力とみなすことができる。温度センサ２０８は、水素ガスタンク２０６内の水素ガスの温度を測定し、温度の測定値を表す信号を制御装置２３０に送信する。温度センサ２０８は、水素ガスタンク２０６内の水素ガスの温度分布の中で、もっとも多くの水素ガスがとる温度（いわゆる最頻値）に近い温度が測定できるような位置に設置されることが好ましい。
【００２３】
制御装置２３０は、通信機２１０および水素充填システム１００の通信機１２４を介して、水素充填システム１００とデータ通信を行う。より具体的には、制御装置２３０は、圧力センサ２０７から得た水素ガスの圧力と、温度センサ１２１から得た水素ガスの温度の情報を、通信機２１０を介して、水素充填システム１００に送信する。
【００２４】
水素充填システム１００は、車両２００の水素ガスタンク２０６に水素ガスを充填する際には、まず、予備充填を行う。そして、その後、予備充填の際に得られたパラメータに基づいて、本充填を行う。より具体的には、予備充填の際に得られたパラメータに基づいて、本充填の際の水素ガスの流量を定める際に使用されるマップが、複数組のマップＭ１〜Ｍ３の中から選択される。そして、選択されたマップを使用して、本充填の際の水素ガスの流量が決定され、本充填が実行される。本充填の際の水素ガスの流量を定めるための複数組のマップＭ１〜Ｍ３は、水素充填システム１００の制御装置１３０内に保持されている（図１参照）。
【００２５】
本充填の際の水素ガスの流量を定めるためのマップＭ１〜Ｍ３は、本充填開始前の水素ガスタンク２０６内の圧力および温度と、タンクに充填する水素ガスの温度と、の３個のパラメータを入力パラメータとして、本充填の際の水素ガスの流量を定めるマップ（ルックアップテーブル）である。マップＭ１〜Ｍ３においては、本充填開始前の水素ガスタンク２０６内の圧力および温度と、タンクに充填する水素ガスの温度と、で定められる条件下で、水素ガスタンク２０６内の水素ガスの温度を所定値（たとえば８５℃）以下に保ちつつ、できるだけ単位時間あたり多くの水素ガスを水素ガスタンク２０６に充填できるように、各条件下における水素ガスの流量が定められている。ただし、マップＭ１〜Ｍ３は、想定されている水素ガスタンクの放熱性能（放熱のしやすさ）が互いに異なっている。なお、本充填の流量は、本充填開始前のタンク内のガスの圧力および温度のみに基づいて本充填の流量を定めるマップを使用して定めることもできる。また、タンク内のガスの圧力および温度や、タンクに充填するガスの温度以外のパラメータを考慮して構成されたマップを使用して、本充填の流量を定めることもできる。
【００２６】
マップＭ２は、入力パラメータがすべて同一である場合、出力値としての水素ガスの流量が、マップＭ１よりも大きい入力パラメータの組合せを有する。なお、マップＭ２は、入力パラメータがすべて同一である場合に、出力値としての水素ガスの流量が、マップＭ１と等しくなる入力パラメータの組合せを、一部に含んでいてもよい。そして、マップＭ２は、入力パラメータがすべて同一である場合、出力値としての水素ガスの流量が、マップＭ１よりも小さい入力パラメータの組合せを有さない。
【００２７】
マップＭ３は、入力パラメータがすべて同一である場合、出力値としての水素ガスの流量が、マップＭ２よりも大きい入力パラメータの組合せを有する。なお、マップＭ３は、入力パラメータがすべて同一である場合に、出力値としての水素ガスの流量が、マップＭ２と等しくなる入力パラメータの組合せを、一部に含んでいてもよい。そして、マップＭ３は、入力パラメータがすべて同一である場合、出力値としての水素ガスの流量が、マップＭ２よりも小さい入力パラメータの組合せを有さない。
【００２８】
配管１１８によって直列に接続されているガス容器１１２と、圧縮機１１３と、蓄圧容器１１４と、流量調整弁１１５と、流量計１１６と、プレクーラ１１７と、ガス充填ノズル１１９と、配管１１８とが、「課題を解決するための手段」における「ガス供給部」に相当する。車両２００から水素ガスタンク２０６内の水素ガスの圧力および温度を取得する通信機１２４が、「圧力取得部」および「温度取得部」に相当する。制御装置１３０が、「制御部」に相当する。通信機１２４と制御装置１３０が、「ガス供給部を制御するシステム」に相当する。マップＭ１が、「第１のマップ」に相当する。マップＭ２とマップＭ３が、「第２のマップ」に相当する。
【００２９】
Ａ２．予備充填：
図２は、水素充填システム１００が車両２００の水素ガスタンク２０６に水素ガスを充填する際の予備充填の処理を示すフローチャートである。図２の処理は、制御装置１３０が水素充填システム１００の各部を制御し、さらに車両２００から必要な情報を取得することにより実行される。
【００３０】
ステップＳ２０において、制御装置１３０は、予備充填の際の水素ガスの流量ＱｄをＱＬに設定する。本明細書において、流量は、単位時間当たりの質量で定められる。ＱＬは、本実施形態では、１２ｇ／ｓｅｃである。なお、流量Ｑｄのデフォルトの値は、図２の予備充填の処理の開始前にあらかじめ設定されていてもよい。
【００３１】
ステップＳ３０において、制御装置１３０は、予備充填直前の水素ガスタンク２０６内の圧力Ｐ０を取得する。具体的には、制御装置１３０は、圧力センサ２０７によって取得された水素ガスタンク２０６内の圧力を、通信機１２４を介して、車両２００から取得する（図１参照）。なお、予備充填の流量を決定するためのタンク内の圧力の測定は、より前の時刻に行われることもできる。ただし、タンク内の圧力の測定から予備充填の開始までの時間は短い方が好ましい。
【００３２】
ステップＳ３５において、制御装置１３０は、圧力Ｐ０がしきい値Ｐｓ以上であるか否かを判定する。しきい値Ｐｓは、たとえば、５ＭＰａである。ステップＳ３５において、圧力Ｐ０がしきい値Ｐｓ以上である場合には（Ｓ３５：Ｙｅｓ）、処理は、ステップＳ４０に進む。圧力Ｐ０がしきい値Ｐｓ未満である場合には（Ｓ３５：Ｎｏ）、処理は、ステップＳ５０に進む。
【００３３】
ステップＳ４０において、制御装置１３０は、予備充填の際の水素ガスの流量ＱｄをＱＬからＱＨ（ＱＨ＞ＱＬ）に設定しなおす。ＱＨは、本実施形態では、３５ｇ／ｓｅｃである。
【００３４】
このような態様とすることにより、システムの故障などによって、ステップＳ３５，Ｓ４０の処理が適切に行われなかった場合には、予備充填（ステップＳ５０）は、流量ＱＨよりも小さい流量ＱＬで行われる。このため、最初にステップＳ２０で流量ＱＨが設定される態様に比べて、システムの消費エネルギーを低減することができる。
【００３５】
ステップＳ２０〜Ｓ４０の処理の結果、予備充填直前の水素ガスタンク２０６内の圧力Ｐ０がしきい値Ｐｓ未満である場合には、予備充填の際の水素ガスの流量Ｑｄは、ＱＬに設定され、予備充填直前の水素ガスタンク２０６内の圧力Ｐ０がしきい値Ｐｓ以上である場合には、予備充填の際の水素ガスの流量Ｑｄは、ＱＨに設定される。本実施形態においては、予備充填の際のタンクの圧力に応じた流量の区分は二つである（図２のＳ２０参照）。しかし、予備充填の際のタンクの圧力に応じた流量の区分は、３区分、４区分など、３区分以上とすることもできる。
【００３６】
ステップＳ５０において、制御装置１３０は、設定された流量Ｑｄで所定時間ｔの間、予備充填を行う。予備充填を行う時間ｔは、本実施形態では３秒である。予備充填を行っている間、圧力センサ２０７によって、水素ガスタンク２０６内の水素ガスの圧力が測定される（図１参照）。また、予備充填を行っている間、温度センサ２０８によって、水素ガスタンク２０６内の水素ガスの温度が測定される。
【００３７】
ステップＳ５５において、制御装置１３０は、予備充填を行っている時間ｔにおける圧力の上昇量ΔＰに対する、予備充填を行っている時間ｔにおける温度の上昇量ΔＴ、すなわち、ΔＴ／ΔＰを計算する。そして、制御装置１３０は、ΔＴ／ΔＰがしきい値Ｘ１以上であるか否かを判定する。
【００３８】
理想気体の圧力Ｐと温度Ｔは、気体の状態方程式ＰＶ＝ｎＲＴを満たす。ここで、ｎは、気体の物質量を表す。Ｖは、気体の体積を表す。Ｒは、気体定数である。気体定数Ｒと、体積Ｖ（水素ガスタンク２０６の容積）とは、一定である。また、本実施形態の予備充填において単位時間当たりに水素ガスタンク２０６に充填される水素ガスの質量は、一定に制御されており（図２のＳ２０，Ｓ４０参照）、予備充填の時間ｔも一定である。このため、予備充填による水素ガスタンク２０６内の水素ガスの物質量の増分Δｎは、車両および水素タンクによらず一定である。すると、ΔＴ／ΔＰも、理想的には一定であるはずである。
【００３９】
しかし、ΔＴ／ΔＰは、個々の車両の水素タンクによって異なる。この要因の一つは、水素ガスの供給によって水素タンク内の水素ガスの温度が環境温度よりも高温になり、水素タンク内の水素ガスから水素タンクの壁面を介して外部に熱が放出されることである。この熱の放出の程度、すなわち、単位時間当たりに水素タンク内の水素ガスから外部に放出される熱の量は、個々の車両の水素タンクの形状や壁の厚さ、素材、配置などによって異なる。その結果、ΔＴ／ΔＰは、個々の車両の水素タンクによって異なる。このため、図２のステップＳ５５で得られるΔＴ／ΔＰは、車両の水素タンクの放熱性能を反映する。ΔＴ／ΔＰが小さいほど、その水素タンクは単位時間当たりに多くの熱を外部に放出するタンクである。
【００４０】
一方、水素タンクの壁面を保護するため、水素ガスタンク２０６内の水素ガスの温度は、所定値（たとえば、８５℃）以下に保つことが好ましい。たとえば、ＳＡＥ  Ｊ２６０１標準においても、水素タンクの温度は８５℃以下に保つべきことが定められている。このため、水素タンクの温度を一定値以下に保つという条件下で、できるだけ短時間で水素の充填を完了しようとすると、以下の制約が生じる。すなわち、単位時間当たりに多くの熱を外部に放出する水素ガスタンク２０６Ｈに対しては、単位時間当たりに多くの水素ガスを充填することができる。一方、水素ガスタンク２０６Ｈに比べて単位時間当たりに少ない熱を外部に放出する水素ガスタンク２０６Ｌに対しては、水素ガスタンク２０６Ｈに比べて単位時間当たりに少ない水素ガスしか充填できない。
【００４１】
図２のステップＳ５５において、ΔＴ／ΔＰがしきい値Ｘ１以上である場合には（Ｓ５５：Ｙｅｓ）、処理は、ステップＳ６０に進む。ΔＴ／ΔＰが大きいということは、タンクの単位時間当たりの放熱量が小さいということである。ステップＳ６０において、制御装置１３０は、本充填の流量を決定する際に参照するマップとしてマップＭ１を採用する。マップＭ１は、他のマップＭ２，Ｍ３に比べて、同一条件下における出力流量が小さいマップである。
【００４２】
ステップＳ５５において、ΔＴ／ΔＰがしきい値Ｘ１未満である場合には（Ｓ５５：Ｎｏ）、処理は、ステップＳ６５に進む。ステップＳ６５では、制御装置１３０は、ΔＴ／ΔＰがしきい値Ｘ２以上であるか否かを判定する（Ｘ２＜Ｘ１）。
【００４３】
ステップＳ６５において、ΔＴ／ΔＰがしきい値Ｘ２以上である場合には（Ｓ６５：Ｙｅｓ）、処理は、ステップＳ７０に進む。ステップＳ７０において、制御装置１３０は、本充填の流量を決定する際に参照するマップとしてマップＭ２を採用する。マップＭ２は、マップＭ３に比べて、同一条件下における出力流量が小さく、マップＭ１に比べて、同一条件下における出力流量が大きいマップである。
【００４４】
ステップＳ６５において、ΔＴ／ΔＰがしきい値Ｘ２未満である場合には（Ｓ６５：Ｎｏ）、処理は、ステップＳ８０に進む。ΔＴ／ΔＰが小さいということは、タンクの単位時間当たりの放熱量が大きいということである。ステップＳ８０において、制御装置１３０は、本充填の流量を決定する際に参照するマップとしてマップＭ３を採用する。マップＭ３は、他のマップＭ１，Ｍ２に比べて、同一条件下における出力流量が大きいマップである。
【００４５】
ステップＳ６０，Ｓ７０，Ｓ８０で本充填における流量の決定に際して使用されべきマップが選択された後、図２の予備充填の処理は終了する。
【００４６】
図３は、あるタンクを使用して、予備充填前の様々な圧力Ｐ０に対応する予備充填時の圧力上昇量ΔＰを示したグラフである。予備充填の時間はｔ（は３秒）である。予備充填前の圧力Ｐ０がしきい値Ｐｓより小さい範囲にある場合は（図２のＳ３５：Ｎｏ）、予備充填時の圧力上昇量ΔＰは、実線のグラフＧ３１で示される値となる。このとき、予備充填は、流量ＱＬ（本実施形態において１２ｇ／ｓｅｃ）で行われている。一方、予備充填前の圧力Ｐ０がしきい値Ｐｓ以上の範囲にある場合は（図２のＳ３５：Ｙｅｓ）、予備充填時の圧力上昇量ΔＰは、実線のグラフＧ３２で示される値となる。このとき、予備充填は、流量ＱＨ（本実施形態において３５ｇ／ｓｅｃ）で行われている。
【００４７】
予備充填前の水素ガスタンク２０６内の圧力Ｐ０によらず、流量ＱＬで予備充填を行う態様においては、予備充填時の圧力上昇量ΔＰは、実線のグラフＧ３１と破線のグラフＧ３３で示される値となる。すなわち、水素ガスタンク２０６内の圧力Ｐ０が高くなるにつれて、圧力上昇量ΔＰは、小さくなる。このため、ノイズに対して圧力上昇量ΔＰが十分な値を取り得ず、正確に圧力上昇量ΔＰを測定することが難しい。
【００４８】
しかし、本実施例においては、予備充填前の圧力Ｐ０がしきい値Ｐｓ以上の範囲にある場合は（図２のＳ３５：Ｎｏ）、圧力Ｐ０がしきい値Ｐｓ未満の範囲にある場合の流量ＱＬに比べて大きい流量ＱＨで予備充填を行う。その結果、圧力上昇量ΔＰをノイズに対して十分な値とすることができる（図３のＧ３２参照）。よって、正確に圧力上昇量ΔＰを測定することができる（図２のＳ５５参照）。
【００４９】
図４は、本実施形態において、予備充填前の圧力Ｐ０がしきい値Ｐｓ（５ＭＰａ）以上の値をとる場合の二つの水素ガスタンク２０６Ｈ，２０６ＬのΔＴ／ΔＰを示したグラフである。単位時間当たりに多くの熱を外部に放出する水素ガスタンク２０６ＨのΔＴ／ΔＰは、グラフＧ４Ｈで表される。水素ガスタンク２０６Ｈに比べて単位時間当たりに少ない熱を外部に放出する水素ガスタンク２０６ＬのΔＴ／ΔＰは、グラフＧ４Ｌで表される。放熱性がよい水素ガスタンク２０６ＨのΔＴ／ΔＰは、予備充填前の圧力Ｐ０が高い範囲（Ｐ０≧Ｐｓ。図２のＳ３５参照）においても、放熱性が悪い水素ガスタンク２０６ＬのΔＴ／ΔＰに対して十分低い値をとっていることが分かる。すなわち、放熱性がよい水素ガスタンク２０６ＨのΔＴ／ΔＰが取り得る範囲と、放熱性が悪い水素ガスタンク２０６ＬのΔＴ／ΔＰが取り得る範囲とは、重複していない。このため、本実施形態においては、図２のステップＳ５５，Ｓ６５の判定、言い換えればマップＭ１〜Ｍ３をそれぞれ適用すべき場合の区別（図２のＳ６０，Ｓ７０，Ｓ８０参照）を、正確に行うことができる。
【００５０】
図５は、予備充填前の水素タンク内の圧力Ｐ０によらず流量ＱＬで予備充填を行う態様において、予備充填前の圧力Ｐ０がしきい値Ｐｓ（５ＭＰａ）以上の値をとる場合の二つの水素ガスタンク２０６Ｈ，２０６ＬのΔＴ／ΔＰを示したグラフである。単位時間当たりに多くの熱を外部に放出する水素ガスタンク２０６ＨのΔＴ／ΔＰは、グラフＧ５Ｈで表される。水素ガスタンク２０６Ｈに比べて単位時間当たりに少ない熱を外部に放出する水素ガスタンク２０６ＬのΔＴ／ΔＰは、グラフＧ５Ｌで表される。
【００５１】
グラフＧ５Ｈに示されるように、予備充填前の内の圧力Ｐ０がＰｓ（５ＭＰａ）近傍にあるときには、放熱性がよい水素ガスタンク２０６ＨのΔＴ／ΔＰは、０．２以上の値をとる。一方、グラフＧ５Ｌに示されるように、予備充填前の内の圧力Ｐ０が大きいときには、放熱性が悪い水素ガスタンク２０６ＬのΔＴ／ΔＰは、０．２近傍の値をとる。そして、予備充填前の内の圧力Ｐ０が５ＭＰａ近傍にあるときの放熱性がよい水素ガスタンク２０６ＨのΔＴ／ΔＰよりも低い値を、放熱性が悪い水素ガスタンク２０６ＬのΔＴ／ΔＰは、取り得る（グラフＧ５Ｌの右端およびグラフＧ５Ｈの左端参照）。このため、予備充填前の水素タンク内の圧力Ｐ０によらず流量ＱＬで予備充填を行う態様においては、ΔＴ／ΔＰの大きさに基づくマップの選択（本実施形態の図２のステップＳ５５，Ｓ６５参照）を適切に行うことが容易ではない。そして、測定値にはノイズが含まれることから、この態様においては、ΔＴ／ΔＰの大きさに基づくマップの選択（図２のステップＳ６０，Ｓ７０，Ｓ８０参照）を適切に行うことは、事実上は困難である。
【００５２】
これに対して、本実施形態においては、予備充填における流量を、水素ガスタンクの圧力によって切り換えているため、マップＭ１〜Ｍ３をそれぞれ適用すべき場合の区別（図２のＳ６０，Ｓ７０，Ｓ８０参照）を、正確に行うことができる（図４参照）。
【００５３】
なお、予備充填における単位時間あたりの流量を増加させることによって、図４のように、放熱性が異なるタンクのΔＴ／ΔＰの違いが増大する理由は以下のようなものである。すなわち、単位時間あたりの流量を増加させることによって、予備充填における圧力の上昇量ΔＰが大きくなる。ΔＰが大きいということは、予備充填によって水素ガスタンク２０６へ投入されるエネルギー、すなわち熱量が大きいということである。水素ガスタンク２０６へ投入される熱量が増えると、放熱性の良いタンクが外部に放出する熱量と、放熱性の悪いタンクが外部に放出する熱量との差も大きくなる。その結果、タンクの放熱性の良悪の差がΔＴ／ΔＰに大きく現れる。
【００５４】
図６は、本充填における水素ガスの充填流量を設定する処理を示すフローチャートである。図６の処理は、制御装置１３０が水素充填システム１００の各部を制御し、さらに車両２００から必要な情報を取得することにより実行される。予備充填後であって本充填の直前に、図２の処理によって選択されたマップ（図２のステップＳ６０、Ｓ７０、およびＳ８０参照）を使用して、図６に示すように、本充填における水素ガスの充填流量が設定される。
【００５５】
ステップＳ１１０において、制御装置１３０は、本充填直前の水素ガスタンク２０６内の圧力Ｐ１を取得する。また、制御装置１３０は、本充填直前の水素ガスタンク２０６内の温度Ｔ１を取得する。具体的には、制御装置１３０は、通信機１２４を介して、車両２００から水素ガスタンク２０６内の圧力および温度を取得する（図１参照）。
【００５６】
ステップＳ１２０において、制御装置１３０は、配管１１８内の水素ガスの温度Ｔｇを取得する。具体的には、制御装置１３０は、温度センサ１２１から、配管１１８内の水素ガスの温度Ｔｇを取得する（図１参照）。なお、本充填の流量を決定するためのタンク内の圧力および温度、ならびにタンクに供給すべきガスの温度の測定は、より前の時刻に行われることもできる。ただし、それらのパラメータの測定から本充填の開始までの時間は短い方が好ましい。
【００５７】
ステップＳ１３０において、制御装置１３０は、図２の処理で選択されたマップＭ１〜Ｍ３のうちの一つを使用して、水素ガスタンク２０６内の圧力Ｐ１、温度Ｔ１、および充填される水素ガスの温度Ｔｇに基づいて、本充填における水素ガスの流量を決定する。
【００５８】
本充填では、図６の処理で決定された流量で、水素ガスの充填が行われる。なお、本実施形態では、水素ガスタンク２０６への水素ガスの充填は、水素ガスタンク２０６内の水素ガスの圧力が７０ＭＰａとなるまで行われる。
【００５９】
このような態様とすることで、あらかじめ設定された温度を超えて水素ガスタンク２０６が高温になる事態を避けつつ、短時間で水素ガスタンク２０６に水素ガスを充填することができる。
【００６０】
Ｂ．実施形態２：
Ｂ１．予備充填および流量の決定：
実施形態２においては、予備充填の結果に基づく本充填の流量の決定方法（図２のステップＳ５５〜Ｓ８０、ならびに図６参照）と、本充填における充填の制御方法とが、実施形態１とは異なる。そして、実施形態２の水素充填システム１００は、マップＭ１〜Ｍ３（図１参照）を備えていない。実施形態２の他の点は、実施形態１と同じである。
【００６１】
図７は、水素充填システム１００が車両２００の水素ガスタンク２０６に水素ガスを充填する際の予備充填の処理および本充填の流量を決定する処理を示すフローチャートである。図７の処理は、制御装置１３０が水素充填システム１００の各部を制御し、さらに車両２００から必要な情報を取得することにより実行される。図７の処理は、実施形態１における図２の処理および図６の処理に相当する。
【００６２】
ステップＳ１２において、制御装置１３０は、水素ガスタンク２０６の上限温度Ｔｒを設定する。上限温度Ｔｒは、たとえば、ＳＡＥ  Ｊ２６０１標準で定められた温度８５℃から所定量だけ下の温度とすることができる。
【００６３】
図７のステップＳ２０〜Ｓ４０の処理は、実施形態１の図２のステップＳ２０〜Ｓ４０の処理と同じである。
【００６４】
ステップＳ５２において、制御装置１３０は、設定された流量Ｑｄで所定時間ｔ１の間、予備充填を行う。なお、予備充填を行う時間ｔ１は、実施形態１において予備充填を行う時間ｔと同じであってもよいし、異なっていてもよい。予備充填を行っている間、圧力センサ２０７によって、水素ガスタンク２０６内の水素ガスの圧力が測定される（図１参照）。また、予備充填を行っている間、温度センサ２０８によって、水素ガスタンク２０６内の水素ガスの温度が測定される。
【００６５】
ステップＳ９２において、制御装置１３０は、予備充填を行っている時間ｔ１における圧力の上昇量ΔＰに対する、予備充填を行っている時間ｔ１における温度の上昇量ΔＴ、すなわち、ΔＴ／ΔＰを計算する。また、制御装置１３０は、予備充填における単位時間当たりの温度の上昇量ΔＴ／ｔ１を計算する。
【００６６】
実施形態１の説明で述べたように、ΔＴ／ΔＰは、水素ガスタンク２０６の放熱のしやすさを表す。すなわち、ΔＴ／ΔＰが小さいほど、水素タンクは単位時間当たりに多くの熱を外部に放出する。また、単位時間当たりの温度の上昇量ΔＴ／ｔ１は、水素ガスタンク２０６の温度変化のしやすさを表す。
【００６７】
水素ガスタンク２０６において水素ガスが充填されると、水素ガスタンク２０６の充填口から水素ガスタンク２０６の内部に向かって、水素ガスが吹き込まれる。すると、充填口から水素ガスタンク２０６の奥に向かう向きに水素ガスが断熱圧縮されて、水素ガスの温度が上昇する。その結果、水素ガスの充填によって、充填口と向かい合う側の端部近傍に存在する水素ガスが、最も高温となる。そして、水素ガスの充填が終了した後、水素ガスタンク２０６内の温度分布のムラが解消され、水素ガスタンク２０６内の温度がほぼ均一となるまでには、ある程度の時間を要する。
【００６８】
温度センサ２０８が、充填口と向かい合う側の端部近傍以外の場所、たとえば、充填口の近傍に設けられている態様においては、温度センサ２０８近傍の水素ガスの温度は、充填終了時には、充填口と向かい合う側の端部の水素ガスよりも低い。そして、温度センサ２０８近傍の水素ガスの温度は、ガスの充填終了後、水素ガスタンク２０６内の温度が均一になるにつれて、充填終了時よりもさらに上昇する。ガスの充填終了後、温度センサ２０８近傍の水素ガスの温度が最高値に達するまでの時間は、水素ガスタンク２０６の温度変化のしやすさ（熱伝導率）に依存する。図７のステップＳ９２で計算したΔＴ／ｔ１は、水素ガスタンク２０６の温度変化のしやすさを表すため、水素ガスタンク２０６の温度上昇の時間遅れの目安となる。
【００６９】
図７のステップＳ９４において、制御装置１３０は、ステップＳ９２で得たパラメータΔＴ／ΔＰ、ΔＴ／ｔ１に基づいて、水素ガスタンク２０６の温度変化に関するモデルを作成する。そして、制御装置１３０は、本充填における水素ガスの充填開始から、水素ガスの充填終了時刻に時間ｔ２を加えた時刻までの水素ガスタンク２０６の温度変化を計算する。すなわち、本実施形態では、制御装置１３０は、モデル規範形制御を行う。なお、時間ｔ２は、本実施形態では、６０分とする。
【００７０】
ステップＳ９４において、制御装置１３０は、上記のモデルを使用して、水素ガスの充填開始から、水素ガスの充填終了時刻に時間ｔ２を加えた時刻までの間に、水素ガスタンク２０６の温度がステップＳ１２で定めた上限温度Ｔｒを超えないような流量であって、できるだけ多い流量Ｑ０を、計算する。
【００７１】
ステップＳ９６において、制御装置１３０は、ステップＳ９４で得られた流量Ｑ０を、本充填の際の流量として設定する。
【００７２】
実施形態２においては、以上の処理で、予備充填、および本充填の際の流量の決定が行われる。このような態様とすることにより、水素ガスタンク２０６内の水素ガスの温度分布（ばらつき）および充填完了後までも含めた温度変化を考慮して、短時間で充填を完了できる流量Ｑ０を、本充填の流量Ｑとして設定することができる。
【００７３】
また、実施形態２においては、実施形態１と同様の理由から（図７のステップＳ２０〜Ｓ４０参照）、予備充填における圧力上昇量を正確に測定することができる（図３参照）。このため、正確なΔＴ／ΔＰに基づいて正確なモデル化を行うことができる（図４、ならびに図７のＳ９２，Ｓ９４参照）。その結果、タンクの温度が上限温度Ｔｒを超えないような流量であって、できるだけ多い適正な流量Ｑ０を、計算することができる。
【００７４】
Ｂ２．本充填：
実施形態１においては、本充填は、図６の処理で定められた一定の流量で行われる。しかし、実施形態２の本充填においては、水素ガスの流量は、図７の処理で定められた流量に基づいて行われるものの、モデルから得られた温度の予測値Ｔｍ、および測定された温度Ｔ２に基づいて、変更（すなわち制御）される。
【００７５】
図８は、水素充填システム１００が車両２００の水素ガスタンク２０６に水素ガスを充填する際の本充填の処理を示すフローチャートである。図８の処理は、制御装置１３０が水素充填システム１００の各部を制御し、さらに車両２００から必要な情報を取得することにより実行される。
【００７６】
ステップＳ２２０において、制御装置１３０は、本充填を開始する。その際、制御装置１３０は、図７の処理で定められた流量Ｑに基づいて、流量調整弁１１５を制御する。
【００７７】
ステップＳ２３０において、制御装置１３０は、図７のステップＳ９２で得たパラメータΔＴ／ΔＰ、ΔＴ／ｔ１に基づく水素ガスタンク２０６の温度変化に関するモデルに基づいて（図７のＳ９４参照）、本充填開始後、時間ｔが経過したときの予測温度Ｔｍを計算する。ステップＳ２３０の処理は、図７のＳ９４の処理と同様、モデル規範形制御である。
【００７８】
ステップＳ２４０において、制御装置１３０は、本充填開始後、時間ｔが経過したときに、水素ガスタンク２０６内の温度Ｔ２を取得する。具体的には、制御装置１３０は、本充填開始後、時間ｔが経過したときに温度センサ２０８によって取得された水素ガスタンク２０６内の温度Ｔ２を、通信機１２４を介して、車両２００から取得する（図１参照）。
【００７９】
ステップＳ２４５において、制御装置１３０は、水素ガスタンク２０６内の温度の測定値Ｔ２と、予測温度Ｔｍと、のずれ（差の絶対値）が、しきい値Ｘより大きいか否かを判定する。測定値Ｔ２と予測温度Ｔｍのずれがしきい値Ｘ以下である場合（Ｓ２４５：Ｎｏ）、処理はステップＳ２７５に進む。測定値Ｔ２と予測温度Ｔｍのずれがしきい値Ｘより大きい場合（Ｓ２４５：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２５５に進む。
【００８０】
ステップＳ２５５において、制御装置１３０は、水素ガスタンク２０６内の温度の測定値Ｔ２が、予測温度Ｔｍより高いか否かを判定する。測定値Ｔ２が予測温度Ｔｍより大きい場合（Ｓ２５５：Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２６０に進む。ステップＳ２６０において、制御装置１３０は、水素ガスの流量ＱをＹ（Ｙ＜Ｑ）だけ減少させる。
【００８１】
一方、ステップＳ２５５において、測定値Ｔ２が予測温度Ｔｍ以下である場合（Ｓ２５５：Ｎｏ）、処理はステップＳ２７０に進む。ステップＳ２７０において、制御装置１３０は、水素ガスの流量ＱをＹだけ増加させる。
【００８２】
ステップＳ２７５において、制御装置１３０は、本充填を完了すべきか否かを判断する。より具体的には、水素ガスタンク２０６内の圧力が、所定値（本実施形態において、７０ＭＰａ）に達したか否かを判定する。水素ガスタンク２０６内の圧力が、所定値未満である場合には（Ｓ２７５：Ｎｏ）、処理は、ステップＳ２２０に戻る。ステップＳ２２０では、本充填が継続される。水素ガスタンク２０６内の圧力が、所定値に達した場合には（Ｓ２７５：Ｙｅｓ）、処理は、終了する。
【００８３】
本実施形態においては、ステップＳ２４５〜Ｓ２７０の処理を行うことにより、以下のような効果を奏することができる。すなわち、本充填において、モデルに基づいて最高温度がＴｒ（図７のＳ１２参照）を超えないようにするため、各時刻における水素ガスタンク２０６内の温度の測定値Ｔ２が予測値Ｔｍ近傍となるようにしつつ（図８のＳ２４５，Ｓ２６０）、流量をできるだけ多くなるように制御することができる（図８のＳ２７０）。このため、水素ガスタンク２０６を保護しつつ、短時間で水素ガスの充填を行うことができる。
【００８４】
Ｃ．実施形態３：
実施形態３においては、予備充填の流量の設定方法（図２のステップＳ２０，Ｓ３５参照）が、実施形態１とは異なる。実施形態３の他の点は、実施形態１と同じである。
【００８５】
図９は、水素充填システム１００が車両２００の水素ガスタンク２０６に水素ガスを充填する際の予備充填の処理を示すフローチャートである。図９の処理は、制御装置１３０が水素充填システム１００の各部を制御し、さらに車両２００から必要な情報を取得することにより実行される。図９の処理は、実施形態１における図２の処理に相当する。図９において、図２の処理と同じ処理には、図２のステップの番号と同じ番号を付す。
【００８６】
実施形態３においては、最初に予備充填の際の水素ガスの流量ＱｄをＱＬに設定する処理は行われない（図２のＳ２０参照）。そして、ステップＳ３５において、水素ガスタンク２０６の圧力Ｐ０がしきい値Ｐｓ未満である場合には（Ｓ３５：Ｎｏ）、処理は、ステップＳ４４に進む。
【００８７】
ステップＳ４４において、制御装置１３０は、予備充填の際の水素ガスの流量ＱｄをＱＬに設定する。ＱＬは、本実施形態では、１２ｇ／ｓｅｃである。ステップＳ４４の処理は、実施形態１の図２のＳ２０の処理と同じである。その後、処理は、ステップＳ５０に進む。
【００８８】
図９のステップＳ５０以下の処理は、図２のステップＳ５０以下の処理と同じである。
【００８９】
このような態様とすれば、簡易な処理で（ステップＳ３５，Ｓ４０，Ｓ４４参照）、予備充填における圧力変化を正確に測定することができる。その結果、実施形態１と同様に、本充填の流量を決定する際に使用するマップの選択（ステップＳ５５，Ｓ６５参照）を適切に行うことができる。
【００９０】
Ｄ．変形例：
Ｄ１．変形例１：
予備充填の際のガスの充填の流量は、予備充填中に変化してもよい。ただし、予備充填開始前のタンク内の圧力が第１の範囲内であるときの予備充填の流量の平均値は、予備充填開始前のタンク内の圧力が第１の範囲と重複せず第１の範囲よりも高い第２の範囲内であるときの予備充填の流量の平均値よりも、低いことが好ましい。
【００９１】
Ｄ２．変形例２：
予備充填の流量を切り換える圧力のしきい値Ｐｓは、２Ｍｐａ、８ＭＰａなど、他の値とすることもできる。ただし、予備充填の流量を切り換える圧力のしきい値Ｐｓは、１〜１０Ｍｐａとすることが好ましく、３〜７ＭＰａとすることが寄り好ましい。予備充填の流量を切り換える圧力のしきい値をそのような値とすることにより、最大７０ＭＰａの圧力までガスを充填するタンクの予備充填において、圧力上昇量を正確に測定することができる。
【００９２】
Ｄ３．変形例３：
水素ガスタンク２０６内のガスの温度および圧力の測定は、予備充填の期間中の異なる二つの時刻について行われればよい。ただし、予備充填における温度の上昇量ΔＴと圧力の上昇量ΔＰを使用して、本充填の流量量を決定する際のΔＴおよびΔＰの測定時間は、同じ時間区間である。
【００９３】
Ｄ４．変形例４：
予備充填の際に取得される圧力の上昇量ΔＰおよび温度の上昇量ΔＴは、予備充填を行っている時間ｔ１のうちの一部の時間区間における圧力の上昇量および温度の上昇量とすることもできる。予備充填の開始直後の所定の時間区間、および予備充填の終了直前の所定の時間区間を除いて圧力の上昇量および温度の上昇量を測定することにより、ノイズの少ない測定を行うことができる。
【００９４】
Ｄ５．変形例５：
予備充填における単位時間当たりの温度の上昇量は、予備充填中の他の時間区間（一部の時間区間）について計算されてもよい。ただし、より長い時間区間の温度変化を使用して単位時間当たりの温度の上昇量を計算することが好ましい。そのようにして得た単位時間当たりの温度の上昇量は、短い時間区間の局所的な温度変化の影響をより受けにくいためである。
【００９５】
Ｄ６．変形例６：
本充填の流量は、ΔＴ／ΔＰを使用する方法以外の、予備充填における圧力上昇量と温度上昇量とを使用した他の方法で定めることもできる。
【００９６】
Ｄ７．変形例７：
本充填の流量の決定は、車両の制御装置や、ガス充填システムの制御部にデータを提供しうる外部の構成など、他の構成が行ってもよい。
【００９７】
Ｄ８．変形例８：
上記実施形態１においては、本充填は、一定流量で行われるものとし、上記実施形態１においては、本充填の際の水素ガスの充填の流量は一定である。しかし、本充填の際のガスの充填の流量は、本充填中に変化してもよい。たとえば、予備充填に基づいて定めた流量に基づいて本充填を開始し、その後、測定されたパラメータに応じて流量を変更してもよい（実施形態２の図８参照）。
【００９８】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１００…水素充填システム
１１２…ガス容器
１１３…圧縮機
１１４…蓄圧容器
１１５…流量調整弁
１１６…流量計
１１７…プレクーラ
１１８…配管
１１９…ガス充填ノズル
１２１…温度センサ
１２２…圧力センサ
１２３…外気温センサ
１２４…通信機
１３０…制御装置
２００…車両
２０３…レセプタクル
２０４…配管
２０５…逆止弁
２０６…水素ガスタンク
２０７…圧力センサ
２０８…温度センサ
２１０…通信機
２３０…制御装置
Ｍ１〜Ｍ３…マップ
【図１】
0006001600.tif 000002
【図２】
0006001600.tif 000003
【図３】
0006001600.tif 000004
【図４】
0006001600.tif 000005
【図５】
0006001600.tif 000006
【図６】
0006001600.tif 000007
【図７】
0006001600.tif 000008
【図８】
0006001600.tif 000009
【図９】
0006001600.tif 000010