(57)【要約】      （修正有）【課題】蓋によって開閉可能に構成された充填口への異物の侵入を防止する。【解決手段】充填口開閉装置６００は、充填口６１０と、蓋６２０と、検知部６５２と、開閉制御部６５４とを備える。充填口は、充填ノズル９１０の内側に嵌り合い、充填ノズルから供給される流体を受け入れる。蓋は、充填口を開閉可能に構成されている。検知部は、充填口に対して所定の位置まで差し込まれた充填ノズルを検知する。開閉制御部は、検知部における充填ノズルの非検知状態から検知状態への変化に応じて、充填ノズルが充填口に嵌り合っている間に蓋を開放状態に制御するとともに、検知部における充填ノズルの検知状態から非検知状態への変化に応じて、充填ノズルが充填口に嵌り合っている間に蓋を閉鎖状態に制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填ノズルの内側に嵌り合い、前記充填ノズルから供給される流体を受け入れる充填口と、
前記充填口を開閉可能に構成された蓋と、
前記充填口に対して所定の位置まで差し込まれた前記充填ノズルを検知する検知部と、
前記検知部における前記充填ノズルの非検知状態から検知状態への変化に応じて、前記充填ノズルが前記充填口に嵌り合っている間に前記蓋を開放状態に制御するとともに、前記検知部における前記充填ノズルの検知状態から非検知状態への変化に応じて、前記充填ノズルが前記充填口に嵌り合っている間に前記蓋を閉鎖状態に制御する開閉制御部と、
を備える充填口開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、充填口開閉装置に関する技術を開示する。
【背景技術】
【０００２】
外部から燃料の供給を受ける車両は、一般的に、充填ノズルから供給される燃料を受け入れる充填口を備えている。車両に供給される燃料としては、例えば、ガソリン、軽油、液化石油ガス、水素ガスなどがある。
【０００３】
特許文献１には、充填口の蓋を開閉する充填口開閉装置について開示されている。特許文献１の充填口開閉装置は、充填口に対する充填ノズルの差し込みに先立って充填口の蓋を開放するとともに、充填口からの充填ノズルの取り外し後に充填口の蓋を閉鎖する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−７３４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の充填口開閉装置では、充填口に対して充填ノズルが差し込まれていない状態で蓋が開放されるため、充填口に異物が侵入する虞があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書、充填口開閉装置を開示する。この充填口開閉装置は、充填口と、蓋と、検知部と、開閉制御部とを備えている。充填口は、充填ノズルの内側に嵌り合い、充填ノズルから供給される流体を受け入れる。蓋は、充填口を開閉可能に構成されている。検知部は、充填口に対して所定の位置まで差し込まれた充填ノズルを検知する。開閉制御部は、検知部における充填ノズルの非検知状態から検知状態への変化に応じて、充填ノズルが充填口に嵌り合っている間に蓋を開放状態に制御する。また、開閉制御部は、検知部における充填ノズルの検知状態から非検知状態への変化に応じて、充填ノズルが充填口に嵌り合っている間に蓋を閉鎖状態に制御する。
【０００７】
上記形態における充填口開閉装置によれば、充填ノズルが充填口に嵌り合っていない状態では蓋が開放状態にならないため、充填口への異物の侵入を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】車両の構成を示す説明図である。
【図２】充填ノズルと接続されていない充填口を示す説明図である。
【図３】所定の位置まで差し込まれた充填ノズルと接続されている充填口を示す説明図である。
【図４】所定の位置から引き抜かれた充填ノズルと接続されている充填口を示す説明図である。
【図５】制御装置が実行する充填口開閉処理を示すフローチャートである。
【図６】第２実施例における充填口および蓋の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施例）図１は、車両１０の構成を示す説明図である。車両１０は、燃料電池自動車である。車両１０は、燃料電池１００と、回転電機２００と、蓄電池３００と、水素タンク４００とを備えている。燃料電池１００は、水素タンク４００の水素ガスを用いて電力を生成する。回転電機２００は、車両１０の駆動輪（不図示）を駆動する動力を生成する電動機として動作する。回転電機２００は、車両の運動エネルギを利用して回生電力を生成する発電機としても動作する。蓄電池３００は、燃料電池１００および回転電機２００によって生成される電力を蓄える。水素タンク４００は、水素ガスを貯蔵する。
【００１０】
車両１０は、水素ステーションに設置された水素充填装置９００から水素ガスの補給を受け入れるように構成されている。水素充填装置９００は、車両１０に接続可能に構成された充填ノズル９１０を備えている。水素充填装置９００は、充填ノズル９１０を介して車両１０の水素タンク４００に水素ガスを充填することができる。
【００１１】
車両１０は、充填口リッド５０２と、水素導入管５２０と、水素供給管５３０と、充填口開閉装置６００を備えている。車両１０は、水素導入管５２０に設けられた構成として、逆止弁５２４と、逆止弁５２６を備えている。車両１０は、水素供給管５３０に設けられた構成として、水素供給バルブ５３２を備えている。充填口開閉装置６００は、充填口６１０と、蓋６２０と、駆動部６３０と、ノズルセンサ６４０と、制御装置６５０を備えている。
【００１２】
車両１０の充填口リッド５０２は、車両１０の外部から充填口６１０および蓋６２０を遮蔽するカバーである。充填口リッド５０２は、手動によって開閉することができる。充填口リッド５０２を開放状態とすることによって、充填口６１０に対する充填ノズル９１０の接続が可能となる。
【００１３】
車両１０の水素導入管５２０は、充填口６１０から水素タンク４００へと水素ガスを導入する。逆止弁５２４は、充填口６１０への水素ガスの逆流を防止する。逆止弁５２６は、水素タンク４００から水素導入管５２０への水素ガスの逆流を防止する。
【００１４】
車両１０の水素供給管５３０は、水素タンク４００から燃料電池１００へと水素ガスを導入する。水素供給バルブ５３２は、水素タンク４００から燃料電池１００への水素ガスの供給量を調整する。
【００１５】
車両１０の充填口６１０は、水素充填装置９００の充填ノズル９１０と接続可能に構成されている。充填口６１０は、水素導入管５２０の端部を構成する。充填口６１０は、充填ノズル９１０の内側に嵌り合う。充填口６１０は、充填ノズル９１０から供給される流体である水素ガスを受け入れる。
【００１６】
車両１０の蓋６２０は、充填口６１０を開閉可能に構成されている。車両１０の駆動部６３０は、蓋６２０を駆動するアクチュエータである。アクチュエータは、例えば、モータ、あるいは、電磁石である。
【００１７】
車両１０のノズルセンサ６４０は、充填口６１０に対して所定の位置まで差し込まれた充填ノズル９１０に反応する位置センサである。ノズルセンサ６４０が充填ノズル９１０に反応する所定の位置は、充填ノズル９１０が充填口６１０に嵌り合っている間に、ノズルセンサ６４０に応じた蓋６２０の開閉状態の切り替えを十分に完遂できる位置である。ノズルセンサ６４０は、充填ノズル９１０との接触および非接触に応じた検出信号を出力する位置センサである。
【００１８】
車両１０の制御装置６５０は、蓋６２０による充填口６１０の開閉を制御する。制御装置６５０は、検知部６５２と、開閉制御部６５４とを備えている。制御装置６５０の検知部６５２および開閉制御部６５４は、コンピュータプログラムに基づいてソフトウェア的に実現される。制御装置６５０の少なくとも一部は、回路構成に基づいてハードウェア的に実現されてもよい。
【００１９】
制御装置６５０の検知部６５２は、ノズルセンサ６４０からの検出信号に基づいて、充填口６１０に対して所定の位置まで差し込まれた充填ノズル９１０を検知する。検知部６５２における検知状態は、所定の位置まで差し込まれた充填ノズル９１０を検知している状態である。検知部６５２における非検知状態は、所定の位置まで差し込まれた充填ノズル９１０を検知していない状態である。
【００２０】
制御装置６５０の開閉制御部６５４は、検知部６５２における充填ノズル９１０の非検知状態から検知状態への変化に応じて、充填ノズル９１０が充填口６１０に嵌り合っている間に蓋６２０を開放状態に制御する。開閉制御部６５４は、検知部６５２における充填ノズル９１０の検知状態から非検知状態への変化に応じて、充填ノズル９１０が充填口６１０に嵌り合っている間に蓋６２０を閉鎖状態に制御する。開閉制御部６５４は、駆動部６３０に制御信号を出力することによって、蓋６２０の開閉状態を制御する。
【００２１】
図２は、充填ノズル９１０と接続されていない充填口６１０を示す説明図である。図２のＸＹＺ軸は、他の図におけるＸＹＺ軸に対応する。図２（ａ）には、＋Ｚ軸方向から見た充填口６１０および蓋６２０の正面図が図示されている。図２（ｂ）には、図２（ａ）の矢視Ｆ２ｂ−Ｆ２ｂから見た充填口６１０および蓋６２０の断面図が図示されている。
【００２２】
充填口６１０は、端面６１１と、側壁６１２と、開口６１３とを有している。端面６１１は、充填口６１０の端部を構成する。端面６１１には、蓋６２０が設けられている。側壁６１２は、端面６１１から−Ｚ軸方向に延びた円筒状を成している。側壁６１２における端面６１１から距離Ｄｚの位置には、ノズルセンサ６４０が設けられている。開口６１３は、側壁６１２の内側に形成されている。開口６１３は、水素導入管５２０へと繋がる水素ガスの流路を構成する。
【００２３】
蓋６２０は、２つの蓋部材６２１を備えている。蓋部材６２１は、Ｚ軸方向から見た場合、半円状を成している。２つの蓋部材６２１は、相互に合わさることによって、充填口６１０の開口６１３を閉鎖可能に構成されている。蓋部材６２１は、外面６２２と、突出部６２３とを有する。外面６２２は、＋Ｚ軸方向を向いている。言い換えると、外面６２２は、充填口６１０から充填ノズル９１０を引き抜く方向を向いている。突出部６２３は、外面６２２の縁に沿って外面６２２から突出している。突出部６２３は、閉鎖状態において他の蓋部材６２１と隣り合う縁に沿って外面６２２から突出している。２つの蓋部材６２１は、外面６２２に沿って移動することによって充填口６１０を開閉可能に構成されている。
【００２４】
図２におけるノズルセンサ６４０は、充填ノズル９１０に反応していない状態にある。図２における蓋６２０は、充填口６１０の開口６１３を閉鎖する閉鎖状態にある。
【００２５】
図３は、所定の位置まで差し込まれた充填ノズル９１０と接続されている充填口６１０を示す説明図である。図３のＸＹＺ軸は、図２のＸＹＺ軸に対応する。図３（ａ）には、＋Ｚ軸方向から見た充填口６１０および蓋６２０の正面図が図示されている。図３（ｂ）には、図３（ａ）の矢視Ｆ３ｂ−Ｆ３ｂから見た充填口６１０および蓋６２０の断面図が充填ノズル９１０の断面図と共に図示されている。図３（ａ）では、充填ノズル９１０の図示が省略されている。
【００２６】
図３におけるノズルセンサ６４０は、充填ノズル９１０に反応している状態にある。図３における蓋６２０は、充填口６１０の開口６１３を開放する開放状態にある。２つの蓋部材６２１は、図２の閉鎖状態から、Ｘ軸に沿って開口６１３の中心から離れる方向に移動することによって開放状態になる。２つの蓋部材６２１は、側壁６１２の内部に設けられたリンク機構（図示しない）を介して伝達される駆動部６３０からの動力によって開放状態の位置へと移動する。
【００２７】
図４は、所定の位置から引き抜かれた充填ノズル９１０と接続されている充填口６１０を示す説明図である。図４のＸＹＺ軸は、図２のＸＹＺ軸に対応する。図４（ａ）には、＋Ｚ軸方向から見た充填口６１０および蓋６２０の正面図が図示されている。図４（ｂ）には、図４（ａ）の矢視Ｆ４ｂ−Ｆ４ｂから見た充填口６１０および蓋６２０の断面図が充填ノズル９１０の断面図と共に図示されている。図４（ａ）では、充填ノズル９１０の図示が省略されている。
【００２８】
図４におけるノズルセンサ６４０は、充填ノズル９１０に反応していない状態にある。図４における蓋６２０は、充填口６１０の開口６１３を閉鎖する閉鎖状態にある。２つの蓋部材６２１は、図３の開放状態から、Ｘ軸に沿って開口６１３の中心に近づく方向に移動することによって閉鎖状態になる。２つの蓋部材６２１は、側壁６１２の内部に設けられたリンク機構（図示しない）を介して伝達される駆動部６３０からの動力によって閉鎖状態の位置へと移動する。
【００２９】
図５は、制御装置６５０が実行する充填口開閉処理を示すフローチャートである。制御装置６５０は、充填口リッド５０２が開放されている場合、図５の充填口開閉処理を所定のタイミングで繰り返し実行する。なお、蓋６２０は、充填口リッド５０２が閉鎖されている間、閉鎖状態を維持する。また、蓋６２０は、充填口開閉装置６００が通電されていない間、閉鎖状態を維持する。蓋６２０は、いわゆるノーマルクローズタイプの開閉弁に相当する。
【００３０】
制御装置６５０は、図５の充填口開閉処理を開始した後、検知部６５２として動作することによって、充填ノズル９１０を検知しているか否かを判断する（ステップＳ１１０）。制御装置６５０は、ノズルセンサ６４０からの検出信号に基づいて、充填口６１０に対して所定の位置（端面６１１から距離Ｄｚの位置）まで差し込まれた充填ノズル９１０を検知する。
【００３１】
充填ノズル９１０を検知している検知状態である場合（ステップＳ１１０：「ＹＥＳ」）、制御装置６５０は、開閉制御部６５４として動作することによって、蓋６２０を開放状態に制御する（ステップＳ１２０）。制御装置６５０は、駆動部６３０に制御信号を出力することによって、蓋６２０を開放状態に制御する。これによって、制御装置６５０は、充填ノズル９１０の非検知状態から検知状態への変化に応じて、充填ノズル９１０が充填口６１０に嵌り合っている間に蓋６２０を開放状態に制御する（図３を参照）。蓋６２０を開放状態に制御した後（ステップＳ１２０）、制御装置６５０は、図５の充填口開閉処理を終了する。
【００３２】
充填ノズル９１０を検知していない非検知状態である場合（ステップＳ１１０：「ＮＯ」）、制御装置６５０は、開閉制御部６５４として動作することによって、蓋６２０を閉鎖状態に制御する（ステップＳ１３０）。制御装置６５０は、駆動部６３０に制御信号を出力することによって、蓋６２０を閉鎖状態に制御する。これによって、制御装置６５０は、充填ノズル９１０の検知状態から非検知状態への変化に応じて、充填ノズル９１０が充填口６１０に嵌り合っている間に蓋６２０を閉鎖状態に制御する（図４を参照）。蓋６２０を閉鎖状態に制御した後（ステップＳ１３０）、制御装置６５０は、図５の充填口開閉処理を終了する。
【００３３】
以上説明した第１実施例によれば、充填ノズル９１０が充填口６１０に嵌り合っていない状態では蓋６２０が開放状態にならないため、充填口６１０への異物の侵入を防止できる。
【００３４】
また、蓋６２０に突出部６２３が設けられているため、外面６２２に異物が混入した場合であっても、外面６２２に存在する異物が蓋６２０の開閉に伴って充填口６１０の開口６１３へと侵入することを突出部６２３によって阻止できる。
【００３５】
（第２実施例）図６は、第２実施例における充填口６１０および蓋６２０Ｂの構成を示す説明図である。第２実施例の車両１０は、蓋６２０に代えて蓋６２０Ｂを備える点を除き、第１実施例と同様である。第２実施例の蓋６２０Ｂは、形状および動作が異なる点を除き、第１実施例の蓋６２０と同様である。
【００３６】
図６（ａ）および図６（ｂ）には、＋Ｚ軸方向から見た充填口６１０および蓋６２０Ｂの正面図が図示されている。図６（ａ）における蓋６２０Ｂは、充填口６１０の開口６１３を閉鎖する閉鎖状態にある。図６（ｂ）における蓋６２０Ｂは、充填口６１０の開口６１３を開放する開放状態にある。
【００３７】
蓋６２０Ｂは、６つの蓋部材６２１Ｂを備える。蓋部材６２１Ｂは、Ｚ軸方向から見た場合、円を６等分した扇状を成す。６つの蓋部材６２１Ｂは、相互に合わさることによって、充填口６１０の開口６１３を閉鎖可能に構成されている。蓋部材６２１Ｂは、外面６２２Ｂと、突出部６２３Ｂと、回転軸６２５Ｂとを有する。外面６２２Ｂは、＋Ｚ軸方向を向いている。言い換えると、外面６２２Ｂは、充填口６１０から充填ノズル９１０を引き抜く方向を向いている。突出部６２３Ｂは、外面６２２Ｂの縁に沿って外面６２２Ｂから突出している。突出部６２３Ｂは、閉鎖状態において他の蓋部材６２１と隣り合う縁に沿って外面６２２Ｂから突出している。６つの蓋部材６２１Ｂは、それぞれの回転軸６２５Ｂを中心に外面６２２Ｂに沿って回転することによって充填口６１０を開閉可能に構成されている。
【００３８】
以上説明した第２実施例によれば、第１実施例と同様に、充填ノズル９１０が充填口６１０に嵌り合っていない状態では蓋６２０Ｂが開放状態にならないため、充填口６１０への異物の侵入を防止できる。
【００３９】
また、蓋６２０Ｂに突出部６２３Ｂが設けられているため、外面６２２Ｂに異物が混入した場合であっても、外面６２２Ｂに存在する異物が蓋６２０Ｂの開閉に伴って充填口６１０の開口６１３へと侵入することを突出部６２３Ｂによって阻止できる。
【００４０】
また、蓋６２０Ｂが開口６１３に沿った形状で開放状態となるため、充填口６１０を流れる水素ガスの圧損を低減できる（図６（ｂ）を参照）。
【００４１】
上述した実施例の特徴を以下に述べる。充填口開閉装置において、充填口の蓋は、外面と突出部とを有する。外面は、充填口から充填ノズルを引き抜く方向を向いている。突出部は、外面の辺に沿って外面から突出している。蓋は、外面に沿って移動することによって充填口を開閉可能に構成されている。これによって、外面に存在する異物が蓋の開閉に伴って充填口へと侵入することを突出部によって阻止できる。
【００４２】
ノズルセンサ６４０は、充填ノズル９１０による赤外線の遮断に応じた検出信号を出力する赤外線センサであってもよい。比較的に滑りやすい素材を用いて蓋６２０，６２０Ｂを形成することによって、蓋６２０，６２０Ｂへの異物の付着を防止してもよい。充填口開閉装置は、水素ガスを受け入れる充填口に限らず、ガソリン、軽油、液化石油ガスなど、他の流体を受け入れる充填口に適用できる。
【００４３】
以上、実施例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、上述した実施例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面において説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載した組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面において説明した技術は、複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４４】
１０：車両
１００：燃料電池
２００：回転電機
３００：蓄電池
４００：水素タンク
５０２：充填口リッド
５２０：水素導入管
５２４、５２６：逆止弁
５３０：水素供給管
５３２：水素供給バルブ
６００：充填口開閉装置
６１０：充填口
６１１：端面
６１２：側壁
６１３：開口
６２０、６２０Ｂ：蓋
６２１、６２１Ｂ：蓋部材
６２２、６２２Ｂ：外面
６２３、６２３Ｂ：突出部
６２５Ｂ：回転軸
６３０：駆動部
６４０：ノズルセンサ
６５０：制御装置
６５２：検知部
６５４：開閉制御部
９００：水素充填装置
９１０：充填ノズル
【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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【図６】
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