(57)【要約】【課題】  ガスの充填動作における故障診断を精度よく行うことを課題とする。【解決手段】  充填ノズル８が接続されて、ガスの供給を受けるレセプタクル１と、レセプタクルに設けられた燃料ガス流路７に配置された弁体２と、レセプタクル１と充填ノズル８との脱着状態を検出する脱着検出スイッチ５と、ホールＩＣ４で検出された弁体２の開弁状態／閉弁状態と、脱着検出スイッチ５で検出された充填ノズル８の脱着状態とに基づいて、ガス充填時ならびにガス非充填時における、弁体２ならびに充填ノズル８の異常を診断する車載コンピュータ６とを備えて構成される。【選択図】  図１
2006177253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスの充填時にガス供給元の充填ノズルが接続されて、ガスの供給を受けるレセプタクルと、
前記レセプタクルに設けられたガス流路に配置され、開弁／閉弁状態に制御されてガスを流通／遮断し、開弁状態／閉弁状態を検出する開弁／閉弁検出手段を備えた第１の弁体と、
前記レセプタクルと前記充填ノズルとの脱着状態を検出する脱着検出手段と、
前記開弁／閉弁検出手段で検出された前記第１の弁体の開弁状態／閉弁状態と、前記脱着検出手段で検出された前記充填ノズルの脱着状態とに基づいて、ガス充填時ならびにガス非充填時における、前記第１の弁体ならびに前記充填ノズルの異常を診断する診断制御手段と
を有することを特徴とするガス充填故障診断システム。
【請求項２】
前記第１の弁体に備えられた前記開弁／閉弁検出手段は、磁石で構成され、
前記第１の弁体の開弁／閉弁に伴う移動により前記磁石による磁束の変化を検出し、前記開弁／閉弁検出手段を構成する磁電変換素子を備え、
前記磁石と前記磁電変換素子とで非接触型の開弁／閉弁検出手段を構成する
ことを特徴とする請求項１記載のガス充填故障診断システム。
【請求項３】
前記レセプタクルに設けられたガス流路の、前記第１の弁体よりも下流側に設けられた第２の弁体を備え、
前記診断制御手段で前記第１の弁体の開固着不良が検出された場合には、前記診断制御手段により前記第２の弁体を閉弁してガスの流通を遮断する
ことを特徴とする請求項１又は２記載のガス充填故障診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧ガスを充填するシステムにおける故障診断を行うガス充填故障診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術としては、例えば以下に示す文献に記載されたものが知られている（特許文献１参照）。この文献１には、例えば高圧ガスの充填時に用いられる電磁弁の励磁に伴うプランジャの運動により開閉制御される電磁弁の動作状態を監視する装置において、電磁弁コイルの駆動開始からプランジャがストッパに衝突するまでの弁が全開するまでの時間を電磁弁コイルに印加される電圧にしたがって定められる基準時間と比較することで、弁にゴミがつまった時でも、弁のストロークが短くなり全開時間が短くなることから、電磁弁の異常動作を確実に検出することができる発明が記載されている。
【０００３】
また、以下に示す特許文献２では、高圧ガスを被充填タンクに注入する際に用いられるガス充填カップリングにおいて、ガス充填カップリングでは、充填準備スイッチがオンに操作されると、制御装置が空気管路の空気用開閉弁を開弁してガス充填カップリングの主弁シリンダへ圧縮空気を供給し、空気管路を介して圧縮空気がシリンダ室に導入されると、主弁シリンダのピストン部が押圧されて第２の通路が環状溝及び接続ポートに連通する開弁位置に移動することで、主弁シリンダは圧縮空気の圧力で弁部を容易且つスムーズに開弁操作する発明が記載されている。
【特許文献１】特公昭６０−２２２２９号公報
【特許文献２】特開２００４−５２９９６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記文献１に記載された技術では、電磁弁コイルを流れる電流値と時間の関係を用いて電磁弁の開閉状態を監視する手法を採用しているので、電磁弁の開閉状態の検出が電磁弁の移動速度に依存するため、電磁弁の故障モードを見極めるためには、電磁弁の正常な移動速度プロファイルを定義する必要があった。
【０００５】
しかし、高圧ガスを燃料とする車両における高圧ガスの充填口に用いるレセプタクルのように、高圧ガスの供給設備からの高圧ガスの供給流量によって弁体の移動速度が大きく異なる場合は、上記弁体の移動速度プロファイルの定義付けが極めて困難になっていた。このため、レセプタクルと高圧ガスの供給側ノズルとの接続不良や、レセプタクルの開固着といった、ガス充填動作に係わる故障モードを確実に検出することができないという問題があった。
【０００６】
また、上記文献２に記載された技術においても、上記不具合を解決するには至っていなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガスの充填動作における故障診断を精度よく行うことができるガス充填故障診断システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の課題を解決する手段は、ガスの充填時にガス供給元の充填ノズルが接続されて、ガスの供給を受けるレセプタクルと、前記レセプタクルに設けられたガス流路に配置され、開弁／閉弁状態に制御されてガスを流通／遮断し、開弁状態／閉弁状態を検出する開弁／閉弁検出手段を備えた第１の弁体と、前記レセプタクルと前記充填ノズルとの脱着状態を検出する脱着検出手段と、前記開弁／閉弁検出手段で検出された前記第１の弁体の開弁状態／閉弁状態と、前記脱着検出手段で検出された前記充填ノズルの脱着状態とに基づいて、ガス充填時ならびにガス非充填時における、前記第１の弁体ならびに前記充填ノズルの異常を診断する診断制御手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ガスの充填時ならびに非充填時におけるレセプタクルと充填ノズルとの接続状態、および第１の弁体の開閉状態を直接検出することができる。これにより、第１の弁体ならびに充填ノズルの不具合診断を精度よく実施することが可能となり、ガスの漏洩が防止され、安全性を向上することができる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は本発明の実施例１に係るガス充填故障診断システムの構成を示す図であり、同図（ａ）はガスを充填していない通常時（非充填時）の様子を示し、同図（ｂ）はガスを充填している充填時の様子を示す図である。
【００１２】
図１に示す実施例１のシステムは、高圧ガスを燃料とする車両の燃料供給システムに対応したものであり、レセプタクル１、弁体２、ソレノイド３、ホールＩＣ（磁電変換素子）４、脱着検出スイッチ５ならびに車載コンピュータ６を備えている。
【００１３】
レセプタクル１は、燃料ガスの供給元から燃料ガスの供給を受ける車両側のガス充填口として機能する。レセプタクル１は、その略中心部に燃料ガス流路７が設けられ、レセプタクル１に燃料ガス供給元の先端部の充填ノズル８が接続されて、燃料ガス供給元から充填ノズル８を介して燃料ガスが供給されると、燃料ガスは図１（ｂ）の矢印で示すように燃料ガス流路７を流通して車両側の燃料ガス貯蔵部に供給される。
【００１４】
弁体２は、内部に磁石１１を備え、燃料ガス流路７内に配置されている。弁体２は、燃料ガスの供給圧力ならびに弁体２に取り付けられたばね９により燃料ガスの流通方向（図１の左右方向）に移動制御される。弁体２は、ばね９により燃料ガス流路７内に設けられたＯリング１０に接することで、燃料ガス流路７に対して閉弁状態となり燃料ガスの流通を遮断する一方、燃料ガスの供給圧力によりＯリング１０から離れることで燃料ガス流路７に対して開弁状態となり、燃料ガスの流通を可能とする。
【００１５】
ソレノイド３は、車載コンピュータ６により通電制御され、通電時に発生した電磁力により弁体２を強制的に閉弁状態にさせる。なお、このソレノイド３による弁体２の閉弁動作に代えて、レセプタクル１の燃料ガス流路７の下流側に電磁弁を設け、異常発生時に車載コンピュータ６の制御の下にこの電磁弁で燃料ガスの流通を遮断するようにしてもよい。
【００１６】
ホールＩＣ４は、弁体２の近傍に設けられ、弁体２の移動に伴う弁体２の内部に設けられた磁石１１の移動により発生する磁束の変化を検出することで、弁体２の開弁状態ならびに閉弁状態を検出する。検出信号は、車載コンピュータ６に送られる。
【００１７】
脱着検出スイッチ５は、レセプタクル１に設けられ、充填ノズル８がレセプタクル１に接続したか否かを検出する。脱着検出スイッチ５は、車載コンピュータ６に電気的に接続され、充填ノズルがレセプタクル１に接続されると通電状態（ＯＮ状態）となり、車載コンピュータ６側で充填ノズル８のレセプタクル１への接続が検出される一方、充填ノズルがレセプタクル１から取り外されると切断状態（ＯＦＦ状態）となり、車載コンピュータ６側で充填ノズル８がレセプタクル１から離脱したことが検出される。
【００１８】
車載コンピュータ６は、本システムを制御する制御中枢として機能し、プログラムに基づいて各種動作処理を制御するコンピュータに必要な、ＣＰＵ、記憶装置、入出力装置等の資源を備えた例えばマイクロコンピュータ等により実現される。車載コンピュータ６は、診断制御手段として機能し、本システムにおけるホールＩＣ４、脱着検出スイッチ５の信号、ならびに燃料ガス供給元と車両側との燃料ガスの充填に係わる情報を読み込み、読み込んだ信号、情報ならびに予め内部に保有する制御ロジック（プログラム）に基づいて、本システムの構成要素に指令を送り、以下に説明する故障診断の動作を含む本システムの処理に必要なすべての動作を統括管理して制御する。
【００１９】
燃料ガス供給元と車両側との燃料ガスの充填に係わる情報は、インターフェース等の通信手段によって、燃料ガスの供給元となる例えばガスステーションと車両との間で共有され、このようなインターフェース機能は、近年の例えば燃料電池車両等に設定されているものと同等である。
【００２０】
このような構成において、燃料ガス供給元と車両との間で上記インターフェース機能がある場合とない場合とにおける故障診断、ならびにその対処（アクション）について説明する。
【００２１】
なお、車両の場合には通常イグニッションをオフ状態にして燃料ガスを充填するので、故障診断時に、車両のイグニッションがオン状態であれば燃料ガスの非充填時と判断し、イグニッションがオフ状態であれば燃料ガスの充填時と判断する。あるいは、車両側の燃料注入口に設けられたフュエルリッド（開閉蓋）の開閉を検出するセンサが取り付けられている場合には、このセンサで検出されたフュエルリッドの開閉に基づいて燃料ガスの充填時、非充填時を判断するようにしてもよい。なお、車両以外の場合には、本発明が適用されたシステムが運転されているか否かに基づいてガスの充填時（非運転時）と非充填時（運転時）とを判別することができる。
【００２２】
図２はインターフェース機能がある場合の故障診断ならびにその対処の制御フローを示す図である。図２において、最も左側の診断例１から順（診断例２〜診断例６）に説明すると、先ず燃料ガスの車両への充填が行われていない通常時（非充填時）に、脱着検出スイッチ５がＯＮ状態（通電状態）であることが車載コンピュータ６で検出された場合には、燃料ガスの充填が行われていないのにもかかわらず充填ノズル８がレセプタクル１に接続されているものと診断し（診断例１）、ソレノイド３に通電して弁体２を強制的に閉弁状態とする。また、車両側では起動停止状態とし、かつその旨音声や映像等で警報を報知する一方、燃料ガス供給元の例えばガスステーション側では、先のインターフェース機能により診断内容を共有することで燃料ガスの供給停止措置を講ずる。
【００２３】
次に、燃料ガスの車両への充填が行われていない通常時（非充填時）に、脱着検出スイッチ５がＯＦＦ状態（切断状態）であり、かつレセプタクル１の弁体２が開弁状態であることが車載コンピュータ６で検出された場合には、弁体２が開固着不良を起こしているものと診断し（診断例２）、先の診断例１と同様に対処する。
【００２４】
次に、燃料ガスの車両への充填が行われていない通常時（非充填時）に、脱着検出スイッチ５がＯＦＦ状態（切断状態）であり、かつレセプタクル１の弁体２が閉弁状態であることが車載コンピュータ６で検出された場合には、燃料ガス供給元ならびにレセプタクル１、弁体２は正常状態であると診断し（診断例３）、ソレノイド３に通電して弁体２を閉弁状態に保持する一方、車両側では通常の運転モードが設定される。
【００２５】
次に、燃料ガスが車両に充填される充填時に、脱着検出スイッチ５がＯＮ状態（通電状態）であり、かつレセプタクル１の弁体２が開弁状態であることが車載コンピュータ６で検出された場合には、レセプタクル１を介した車両への燃料ガスの充填作業は、正常に行われていると診断し（診断例４）、ソレノイド３を非通電状態として弁体２を開弁状態とし、車両側では燃料ガスの充填動作を行う充填モードが設定される。
【００２６】
次に、燃料ガスが車両に充填される充填時に、脱着検出スイッチ５がＯＮ状態（通電状態）であり、かつレセプタクル１の弁体２が閉弁状態であることが車載コンピュータ６で検出された場合には、弁体２が閉固着不良を起こしているものと診断し（診断例５）、先の診断例１と同様に対処する。
【００２７】
最後に、燃料ガスが車両に充填される充填時に、脱着検出スイッチ５がＯＦＦ状態（切断状態）であることが車載コンピュータ６で検出された場合には、充填ノズル８が確実にレセプタクル１に接続されていない、充填ノズル８の接続不良が発生しているものと診断し（診断例６）、先の診断例１と同様に対処する。
【００２８】
図３は上述したインターフェース機能がない場合の故障診断ならびにその対処のフローを示す図である。図３において、インターフェース機能がない場合の故障診断ならびにその対処の特徴とするところは、先の図２に示す制御フローに比べて、診断例１、診断例２、診断例５ならびに診断例６の対処（アクション）において、ガスステーション側での燃料ガスの供給停止措置を削除したことにあり、他は先の図２に示す制御フローと同様である。
【００２９】
このように、上記実施例においては、燃料ガスの充填時ならびに非充填時におけるレセプタクル１と充填ノズル８との接続状態、および弁体２の開閉状態を直接検出することができる。これにより、弁体２や充填ノズル８の充填関連部品の不具合診断を精度よく実施することが可能となり、燃料ガスの漏洩が防止され、安全性を向上することができる。
【００３０】
ホールＩＣ４によって弁体２の位置を把握することが可能となるので、従来のように弁体２の移動速度によらず、弁体２の開閉状態を把握することができる。また、ホールＩＣ４が燃料ガスの流体に接触しない構造にできるため、高圧流体や腐食性流体等にも適用することができる。
【００３１】
レセプタクル１に含まれる弁体２の開固着故障を直接診断することが可能となるので、従来採用されているガス濃度センサに比べて迅速にガス漏れを検出することができ、安全性が向上する。また、ガス濃度センサと併用することで二重の安全構造をとることもできる。
【００３２】
なお、高圧ガスを燃料とする車両の燃料供給システムに本発明を適用した実施例で説明したが、供給元から供給先に流体のガスを充填するシステムであれば、如何様なシステムであっても本発明を適用して、同様の効果を得ることは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例１に係るガス充填故障診断システムの構成を示す図である。
【図２】実施例１のシステムにおける故障診断ならびにその対処例を示す制御フローである。
【図３】実施例１のシステムにおける故障診断ならびにその対処の他例を示す制御フローである。
【符号の説明】
【００３４】
１…レセプタクル
２…弁体
３…ソレノイド
４…ホールＩＣ
５…脱着検出スイッチ
６…車載コンピュータ
７…燃料ガス流路
８…充填ノズル
９…ばね
１０…Ｏリング
１１…磁石
【図１】
2006177253.tif 000003
【図２】
2006177253.tif 000004
【図３】
2006177253.tif 000005