(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填開始から充填終了までの各経過時間において理想充填量となるように、ガス充填ラインに設けた調節弁の開度を調節しながら、タンクにガスを充填する方法であって、
充填開始から充填終了までの各経過時間について、充填開始から所要時間が経過したときの理想充填量の値に対して大きな値側と小さな値側とに、それぞれ２以上の閾値を設け、
前記理想充填量の値と当該理想充填量の値に最も近接する閾値との間、当該理想充填量の値に最も近接する閾値以降の閾値同士の間、及び前記理想充填量の値からもっとも乖離した閾値よりも外側をそれぞれ１つの領域として区画し、当該理想充填量の値に対して大きな値側と小さな値側とに、それぞれ３以上の領域を設け、
単位時間当たりに前記開度を閉じる量を閉速度として規定し、前記理想充填量の値に対して大きな値側の領域において、前記領域ごとに前記閉速度をそれぞれ設定し、
単位時間当たりに前記開度を開く量を開速度として規定し、前記理想充填量の値に対して小さな値側の領域において、前記領域ごとに前記開速度をそれぞれ設定するとともに、
充填開始から充填終了までの各経過時間において、前記タンク内の実充填量の値を測定し、前記実充填量の値が属する前記領域に設定された前記開速度又は前記閉速度で、前記開度を制御する、ガス充填方法。
【請求項２】
前記理想充填量の値と閾値との間隔、及び閾値同士の間隔が、充填開始から充填終了までの各時間において同一である、請求項１に記載のガス充填方法。
【請求項３】
前記理想充填量の値に対して大きな値側の各領域では、当該理想充填量の値との乖離幅に応じて前記閉速度が大きくなるようにそれぞれ設定する、請求項１または２に記載のガス充填方法。
【請求項４】
前記理想充填量の値に対して小さな値側の各領域では、当該理想充填量の値との乖離幅に応じて前記開速度を大きくなるようにそれぞれ設定する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のガス充填方法。
【請求項５】
前記ガスが、水素である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のガス充填方法。
【請求項６】
前記ガスが蓄圧された蓄圧器から、前記ガス充填ラインを介して前記タンクに差圧充填する差圧充填方法である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のガス充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ガス充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  次世代の自動車として、燃料電池搭載車両（以下、「水素自動車」という）の開発が進められている。水素自動車は、水素ガスを燃料とするため、ＣＯ２、ＮＯＸ、ＳＯＸ等の排出がなく、水を排出するだけの環境にやさしい自動車とされている。【０００３】  水素自動車は、燃料補給時には通常のガソリン自動車と同様に、燃料である水素ガスを充填する水素ステーションから水素ガスを補給する。水素自動車の車載タンク（燃料タンク）に水素ガスを充填するための装置として、例えば、特許文献１に開示されるような水素供給装置が用いられている。【０００４】  特許文献１に開示された水素供給装置は、高圧で水素ガスが蓄圧されている蓄ガス器１１から、ディスペンサ１２を通し、燃料電池自動車３に設けられた車載タンク４へ水素ガスを供給する際、各圧力値を基に制御装置３６が、ディスペンサ１２に設けられた開度調整弁３３の開度を制御しつつ、水素ガスの供給を行う装置である。【０００５】  ところで、水素自動車の車載タンク（燃料タンク）への水素ガスの充填は、高圧かつ急速での圧縮充填である。そこで、安全かつ短時間に水素ガス充填するために、「ＳＡＥＪ２６０１、ＪＰＥＣ−Ｓ０００３（２０１２）」、及び「ＪＰＥＣ−Ｓ０００３（２０１４）」等の「充填プロトコル」によって予め定められた昇圧率で充填することが取り決められている。また、近年では、車載タンクへの水素ガスの充填において、安全性を保ちつつ、充填時間のさらなる短縮が望まれている。【０００６】  そこで、従来、水素自動車の車載タンクへの水素ガスの充填では、ディスペンサに設けられた開度調整弁の制御として、ＰＩＤ制御（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ＰＩＤ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）が行われていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３０３５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  しかしながら、水素自動車の車載タンクに水素ガスを充填する場合、車載タンクの容積や残圧などの自動車側の初期パラメータ、蓄ガス器の残圧などの水素供給装置側のパラメータ、さらに、外気温などの環境パラメータなど、考慮すべき条件が多いため、ＰＩＤ制御を行う際の各パラメータの最適値を算出することが困難であった。また、予め初期設定値を予測しても、上記条件によって大きく変動するため、特に試運転調整に時間がかかるという課題があった。さらに、ＰＩＤ制御では、瞬時に大きく変化する圧力値に対して敏感に反応しすぎるため、かえって、充填中の圧力および調整弁の開度の振れを制御することが困難な場合があった。すなわち、水素自動車の車載タンクに水素ガスを充填する際、「充填プロトコルで予め定められた、充填開始から充填終了までの各経過時間における車載タンク内の水素ガス充填量の理想値」（以下、「理想充填量」という）からのズレ幅を抑制することが困難な場合があった。【０００９】  特に、近年では、車載タンクへの水素ガスの充填において、充填時間のさらなる短縮が望まれており、より高い昇圧率となっていることから、ＰＩＤ制御の上記課題が顕著になっている。【００１０】  本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、水素自動車の車載タンクに水素ガスを充填する際、理想充填量からのズレ幅を抑制することが可能な、ガス充填方法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】
【００１１】
かかる課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
すなわち、請求項１に係る発明は、充填開始から充填終了までの各経過時間において理想充填量となるように、ガス充填ラインに設けた調節弁の開度を調節しながら、タンクにガスを充填する方法であって、
充填開始から充填終了までの各経過時間について、充填開始から所要時間が経過したときの理想充填量の値に対して大きな値側と小さな値側とに、それぞれ２以上の閾値を設け、
前記理想充填量の値と当該理想充填量の値に最も近接する閾値との間、当該理想充填量の値に最も近接する閾値以降の閾値同士の間、及び前記理想充填量の値からもっとも乖離した閾値よりも外側をそれぞれ１つの領域として区画し、当該理想充填量の値に対して大きな値側と小さな値側とに、それぞれ３以上の領域を設け、
単位時間当たりに前記開度を閉じる量を閉速度として規定し、前記理想充填量の値に対して大きな値側の領域において、前記領域ごとに前記閉速度をそれぞれ設定し、
単位時間当たりに前記開度を開く量を開速度として規定し、前記理想充填量の値に対して小さな値側の領域において、前記領域ごとに前記開速度をそれぞれ設定するとともに、
充填開始から充填終了までの各経過時間において、前記タンク内の実充填量の値を測定し、前記実充填量の値が属する前記領域に設定された前記開速度又は前記閉速度で、前記開度を制御する、ガス充填方法である。
【００１２】  請求項２に係る発明は、前記理想充填量の値と閾値との間隔、及び閾値同士の間隔が、充填開始から充填終了までの各時間において同一である、請求項１に記載のガス充填方法である。【００１３】  請求項３に係る発明は、前記理想充填量の値に対して大きな値側の各領域では、当該理想充填量の値との乖離幅に応じて前記閉速度が大きくなるようにそれぞれ設定する、請求項１又は２に記載のガス充填方法である。【００１４】  請求項４に係る発明は、前記理想充填量の値に対して小さな値側の各領域では、当該理想充填量の値との乖離幅に応じて前記開速度を大きくなるようにそれぞれ設定する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のガス充填方法である。【００１５】  請求項５に係る発明は、前記ガスが、水素である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のガス充填方法である。【００１６】  請求項６に係る発明は、前記ガスが蓄圧された蓄圧器から、前記ガス充填ラインを介して前記タンクに差圧充填する差圧充填方法である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のガス充填方法である。
【発明の効果】
【００１７】  本発明のガス充填方法は、充填開始から充填終了までの各経過時間について、充填開始から所要時間が経過したときの理想充填量の値に対して大きな値側と小さな値側とに、それぞれ２以上の領域を設け、前記タンク内の実充填量の値が属する領域に設定された開速度又は閉速度でガス充填ラインに設けた調節弁の開度を制御する構成であるため、圧力値の瞬間的な変動や、様々な初期条件にも柔軟に対応することができる。したがって、充填時間の短縮を図る場合であっても、充填プロトコルで定められた昇圧率からのズレ幅を抑制して、より安全な充填が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用した一実施形態であるガス充填方法を説明するための図である。
【図２】本発明を適用した一実施形態であるガス充填方法における調節弁の制御方法の一例を示す図である。
【図３】本発明を適用した他の実施形態であるガス充填方法を説明するための図である。
【図４】従来のＰＩＤ制御を用いたガス充填方法における、充填圧力の時間変化を示す図である。
【図５】実施例のガス充填方法における、充填圧力の時間変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】  以下、本発明を適用した一実施形態であるガス充填方法について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００２０】  先ず、本発明を適用した一実施形態であるガス充填方法の構成の一例について説明する。
本実施形態のガス充填方法は、充填開始から充填終了までの各経過時間において理想充填量となるように、ガス充填ラインに設けた調節弁の開度を調節しながら、タンクにガスを充填する方法に関する。
【００２１】  図１は、本発明を適用した一実施形態であるガス充填方法を説明するための図である。ここで、図１中の横軸は時間ｔ［ｓｅｃ］を、縦軸は充填圧力Ｐ［ＭＰａ］をそれぞれ示している。
【００２２】  本実施形態のガス供給方法は、先ず、水素自動車の車載タンクにガス充填ラインを接続する。すると、図示略の水素ステーション側で、様々な初期条件（具体的には、一次側の蓄ガス器の容量、残圧、二次側の車載タンクの容量、残圧、環境条件など）から、充填プロトコルで予め定められた昇圧率に従った、理想充填量Ｐｏ（ｔ）が決定される。なお、本実施形態では、図１に示すように、理想充填量Ｐｏ（ｔ）が時間に対して一次関数である場合を一例として説明するが、これに限定されるわけではなく、様々な充填プロトコルで定められた理想充填量Ｐｏ（ｔ）に対応することが可能である。
【００２３】  次に、充填開始から所要時間ｔが経過したときの理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に対して、大きな値側（すなわち、図１中に示す「Ａ」側）に、１以上の閾値を設ける。具体的には、所要時間ｔにおける圧力軸上において、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に対してａ１大きい値を第１の閾値Ｓ１（ｔ）として設け、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に対してａ２大きい値を第２の閾値Ｓ２（ｔ）として、２つの閾値を設ける。そして、充填開始から充填終了までの各経過時間について、第１の閾値Ｓ１（ｔ）及び第２の閾値Ｓ２（ｔ）は、図１中に以下の関係式で表される。
第１の閾値：Ｓ１（ｔ）＝Ｐｏ（ｔ）＋ａ１
第２の閾値：Ｓ２（ｔ）＝Ｐｏ（ｔ）＋ａ２
【００２４】  同様に、充填開始から所要時間ｔが経過したときの理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に対して、小さな値側（すなわち、図１中に示す「Ｂ」側）に、１以上の閾値を設ける。具体的には、所要時間ｔにおける圧力軸上において、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に対してｂ１小さい値を第１の閾値Ｔ１（ｔ）として設け、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に対してｂ２小さい値を第２の閾値Ｔ２（ｔ）として、２つの閾値を設ける。そして、充填開始から充填終了までの各経過時間について、第１の閾値Ｔ１（ｔ）及び第２の閾値Ｔ２（ｔ）は、図１中に以下の関係式で表される。
第１の閾値：Ｔ１（ｔ）＝Ｐｏ（ｔ）−ｂ１
第２の閾値：Ｔ２（ｔ）＝Ｐｏ（ｔ）−ｂ２
【００２５】  ここで、ａ１，ａ２，ｂ１及びｂ２の値は、上述した充填プロトコルによって予め定められた理想充填量Ｐｏ（ｔ）からの許容ズレ幅に従って定められる。
なお、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）との乖離する幅が大きくなるにつれて、閾値の間の間隔を広くすることが好ましい。
ａ１＜ａ２−ａ１
ｂ１＜ｂ２−ｂ１
【００２６】  具体的には、現時点での規定によって定められた、水素自動車の車載タンクへの水素ガス充填の許容ズレ幅は、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に対して、大きな値側（Ａ側）が＋７．０［ＭＰａ］であり、小さな値側（Ｂ側）が−２．５［ＭＰａ］であることから、ａ１＝０．５〜１．５［ＭＰａ］、ａ２＝１．０〜７．０［ＭＰａ］、ｂ１＝０．２〜１．０［ＭＰａ］、ｂ２＝０．５〜２．５［ＭＰａ］の範囲で設定することが好ましい。
【００２７】  本実施形態では、ａ１＝１．０［ＭＰａ］、ａ２＝２．５［ＭＰａ］、ｂ１＝０．３［ＭＰａ］、ｂ２＝１．５［ＭＰａ］とする構成を一例として説明しているが、これに限定されるものではない。
【００２８】  また、上述したＡ側及びＢ側の各領域の段階数は、より安全を考慮した場合にそれぞれ第４の段階を設けるなど、適した段階数としてもよい。さらに、各領域の境界線となる圧力軸の切片であるａ１等の値も、充填プロトコルに対応した、それぞれ適した値にすることができる。
【００２９】  次に、理想充填量の値と当該理想充填量の値に最も近接する閾値との間、当該理想充填量の値に最も近接する閾値以降の閾値同士の間、及び、理想充填量の値からもっとも乖離した閾値よりも外側をそれぞれ１つの領域として区画する。閾値は１以上設けるため、少なくとも２以上の領域が設けられることとなる。
【００３０】  具体的には、図１に示すように、上述したＡ側において、所要時間ｔが経過したときの理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）の関係式と、当該理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に最も近接する閾値、すなわち、第１の閾値Ｓ１（ｔ）の関係式との間をＡ側第１領域、第１の閾値Ｓ１（ｔ）の関係式と第２の閾値Ｓ２（ｔ）の関係式との間をＡ側第２領域、第２の閾値Ｓ２（ｔ）の関係式よりも外側をＡ側第３領域として区画する。
【００３１】  同様に、上述したＢ側において、所要時間ｔが経過したときの理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）の関係式と、当該理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に最も近接する閾値、すなわち、第１の閾値Ｔ１（ｔ）の関係式との間をＢ側第１領域、第１の閾値Ｔ１（ｔ）の関係式と第２の閾値Ｔ２（ｔ）の関係式との間をＢ側第２領域、第２の閾値Ｔ２（ｔ）の関係式よりも外側をＢ側第３領域として区画する。
【００３２】  次に、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に対して大きな値側（Ａ側）の各領域（Ａ側第１〜第３領域）において、領域ごとに閉速度をそれぞれ設定する。ここで、閉速度（単位：％／ｓｅｃ）とは、単位時間当たりに調節弁の開度を閉じる量をいう。
【００３３】  具体的には、Ａ側第１領域には、閉速度Ａ１［％／ｓｅｃ］、Ａ側第２領域には、閉速度Ａ２［％／ｓｅｃ］、Ａ側第３領域には、Ａ３［％／ｓｅｃ］がそれぞれ設定される。
【００３４】  同様に、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に対して小さな値側（Ｂ側）の各領域（Ｂ側第１〜第３領域）において、領域ごとに開速度をそれぞれ設定する。ここで、開速度（単位：％／ｓｅｃ）とは、単位時間当たりに調節弁の開度を開く量をいう。
【００３５】  具体的には、Ｂ側第１領域には、開速度Ｂ１［％／ｓｅｃ］、Ｂ側第２領域には、開速度Ｂ２［％／ｓｅｃ］、Ｂ側第３領域には、Ｂ３［％／ｓｅｃ］がそれぞれ設定される。
【００３６】  ここで、上述した各閉速度Ａ１〜Ａ３及び各開速度Ｂ１〜Ｂ３は、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）との乖離幅に応じて閉速度及び開速度が大きくなるように設定することが好ましい。すなわち、Ａ側では、Ａ１＜Ａ２＜Ａ３とすることが好ましく、Ｂ側では、Ｂ１＜Ｂ２＜Ｂ３とすることが好ましい。
【００３７】  より具体的には、閉速度Ａ１〜Ａ３及び開速度Ｂ１〜Ｂ３の各値については、実際の充填やシミュレーションの結果から、Ａ１＝０．１〜０．５［％／ｓｅｃ］、Ａ２＝０．３〜１．５［％／ｓｅｃ］、Ａ３＝１．０〜３．０［％／ｓｅｃ］、Ｂ１＝０．５〜１．５［％／ｓｅｃ］、Ｂ２＝１．０〜２．５［％／ｓｅｃ］、Ｂ３＝１．５〜５．０［％／ｓｅｃ］の範囲で設定することが好ましい。
【００３８】  本実施形態のガス充填方法では、Ａ１＝０．１［％／ｓｅｃ］、Ａ２＝１．２［％／ｓｅｃ］、Ａ３＝２．５［％／ｓｅｃ］、Ｂ１＝０．８［％／ｓｅｃ］、Ｂ２＝１．５［％／ｓｅｃ］、Ｂ３＝３．５［％／ｓｅｃ］とする構成を一例として説明するが、これに限定されるものではなく、充填プロトコルに対応した、それぞれ適した値にすることができる。
【００３９】  次に、本実施形態のガス充填方法の制御の一例について説明する。
本実施形態のガス充填方法では、充填開始から充填終了までの各経過時間において、タンク内の実充填量の値を測定し、この実充填量の値が属する領域に設定された開速度又は閉速度で、調節弁の開度を制御する。すなわち、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に対して大きな値側（Ａ側）の各領域（Ａ側第１〜第３領域）では、調節弁の開度を、その時の開度から下げる調節を行う。一方、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に対して小さな値側（Ｂ側）の各領域（Ｂ側第１〜第３領域）では、調節弁の開度を、その時の開度から上げる調節を行う。
【００４０】  図２は、本発明を適用した一実施形態であるガス充填方法における調節弁の制御方法の一例を示す図である。ここで、図２中の横軸は時間ｔ［ｓｅｃ］を、縦軸は下側から順に、調節弁の開度、調整弁の開速度又は閉速度、実際の充填量（充填圧力）Ｐ［ＭＰａ］をそれぞれ示している。
【００４１】  図２に示すように、本実施形態のガス充填方法では、実際の充填量（充填圧力）Ｐを予め定められた時間間隔ごとに測定して実測値を得る。そして、その測定時の圧力値Ｐが、上述した領域のどこにあるかを判定する。ここで、本実施形態のガス充填方法において、実際の充填量を測定する時間間隔としては、特に限定されるものではなく、例えば、０．０５〜３．０秒の範囲内で適宜設定することができる。なお、以下の説明では、上記時間間隔を０．１秒に設定した場合を一例として説明する。
【００４２】  より具体的には、先ず、充填開始からの経過時間ｔにおいて、実際の充填量（圧力の実測値）Ｐを測定し、充填量Ｐがどの領域に属しているのかを判定する。図２に示すように、経過時間ｔ１では、実充填量の実測値Ｐ１は、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に対して小さな値側（Ｂ側）の第２領域に存在する。この場合、実充填量の実測値を理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に近づける必要があるため、次の実充填量の測定までの０．１秒間は、調整弁の開度を開速度Ｂ２［％／ｓｅｃ］で引き上げる。
【００４３】  次に、経過時間ｔ１から０．１秒経過した後に、再び実測値Ｐがどの領域に属しているのかを判定する。仮に、経過時間ｔ１から０．１秒経過した後も、Ｂ側第２領域に属する場は、さらに、次の測定までの０．１秒間、調整弁の開度を引き続き開速度Ｂ２［％／ｓｅｃ］で開度を上げる。
【００４４】  次に、実充填量の実測値Ｐと、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）との乖離差がさらに大きくなった場合について、説明する。すなわち、図２に示すように、経過時間ｔ２において、実測値Ｐ２が理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）からさらに乖離してＢ側第３領域に移行した場合は、調整弁の開度を、開速度Ｂ２よりも大きな開速度Ｂ３［％／ｓｅｃ］で引き上げる。
【００４５】  以上のように、実充填量の実測値Ｐが、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に対して小さな値側（Ｂ側）にある場合では、調整弁の開度を引き上げるように制御する。そして、実測値Ｐと、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）との乖離幅が大きくなるにしたがって、より大きな開速度（Ｂ１＜Ｂ２＜Ｂ３）を選択して開度を引き上げながらガスの充填を行うように制御する。
【００４６】  次に、経過時間ｔ３において、実測値Ｐ３と理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）との乖離幅が縮小して、当該実測値Ｐ３がＢ側第３領域からＢ側第２領域に移行した場合は、開速度Ｂ３から少し緩やかな開速度Ｂ２［％／ｓｅｃ］に変更して、調整弁の開度を引き上げながらガスの充填を続ける。
【００４７】  次に、経過時間ｔ４において、実測値Ｐ４と理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）との乖離幅がさらに縮小して、当該実測値Ｐ４がＢ側第２領域からＢ側第１領域に移行した場合、開速度Ｂ２からさらに緩やかな開速度Ｂ１［％／ｓｅｃ］に変更して、調整弁の開度を引き上げながらガスの充填を続ける。
【００４８】  次に、経過時間ｔ５において、実測値Ｐ５が理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に対して大きな値側（Ａ側）、すなわち、当該実測値Ｐ５がＢ側第１領域からＡ側第１領域に移行した場合、開速度Ｂ１から閉速度Ａ１［％／ｓｅｃ］に変更して、調整弁の開度を引き下げながらガスの充填を続ける。
【００４９】  次に、経過時間ｔ６において、実測値Ｐ６と理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）との乖離幅が拡大して、当該実測値Ｐ６がＡ側第１領域からＡ側第２領域に移行した場合、閉速度Ａ１からより急な閉速度Ａ２［％／ｓｅｃ］に変更して、調整弁の開度をさらに引き下げながらガスの充填を続ける。
【００５０】  次に、経過時間ｔ７において、実測値Ｐ７と理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）との乖離幅が縮小して、当該実測値Ｐ７がＡ側第２領域からＡ側第１領域に移行した場合、閉速度Ａ２からより緩やかな閉速度Ａ１［％／ｓｅｃ］に変更して、調整弁の開度を緩やかに引き下げながらガスの充填を続ける。
【００５１】  そして、充填開始から十分な経過時間ｔ８において、実測値Ｐ８が理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）と近接している場合、当該実測値Ｐ８がＡ側第１領域に属する限り、閉速度Ａ１［％／ｓｅｃ］を継続して選択して、調整弁の開度を緩やかに引き下げながらガスの充填を続ける。
【００５２】  以上のように、実充填量の実測値Ｐが、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に対して大きな値側（Ａ側）にある場合では、調整弁の開度を引き下げるように制御する。そして、実測値Ｐと、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）との乖離幅が大きくなるにしたがって、より大きな閉速度（Ａ１＜Ａ２＜Ａ３）を選択して開度を引き下げながらガスの充填を行うように制御する。
【００５３】  本実施形態のガス充填方法は、水素自動車の車載タンクに充填する際に適用することができるが、これに限定されない。適用可能な充填容器としては、具体的には、例えば、カードルやローダー等が挙げられる。
【００５４】  また、本実施形態のガス充填方法は、水素自動車の車載タンクに水素ガスを充填する際に適用することができるが、これに限定されない。適用可能なガスとしては、具体的には、例えば、窒素ガスや酸素ガス等が挙げられる。
【００５５】  さらに、本実施形態のガス充填方法は、水素ガスが蓄圧された蓄圧器から、ガス充填ラインを介して水素自動車の車載タンクに差圧充填する差圧充填方法に適用することができるが、これに限定されない。供給側の態様としては、具体的には、例えば、ポンプによる圧縮充填等が挙げられる。
【００５６】  以上説明したように、本実施形態のガス充填方法によれば、充填開始から充填終了までの各経過時間について、充填開始から所要時間が経過したときの理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に対して大きな値側に３つの領域（Ａ側第１〜第３領域）を、小さな値側に３つの領域（Ｂ側第１〜第３領域）をそれぞれ設け、タンク内の実充填量Ｐの値が属する領域に設定された開速度（Ｂ１〜Ｂ３）又は閉速度（Ａ１〜Ａ３）でガス充填ラインに設けた調節弁の開度を制御する構成であるため、圧力値の瞬間的な変動や、様々な初期条件にも柔軟に対応することができる。したがって、充填時間の短縮を図る場合であっても、充填プロトコルで定められた昇圧率からのズレ幅を抑制して、より安全な充填が可能となる。
【００５７】  また、本実施形態のガス充填方法によれば、実充填量の実測値Ｐが、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に対して小さな値側（Ｂ側）にある場合では、調整弁の開度を引き上げるように制御する。そして、実測値Ｐと、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）との乖離幅が大きくなるにしたがって、より大きな開速度（Ｂ１＜Ｂ２＜Ｂ３）を選択して開度を引き上げながらガスの充填を行うように制御するため、実測値Ｐと、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）との乖離幅を小さくすることができる。
【００５８】  また、本実施形態のガス充填方法によれば、実充填量の実測値Ｐが、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）に対して大きな値側（Ａ側）にある場合では、調整弁の開度を引き下げるように制御する。そして、実測値Ｐと、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）との乖離幅が大きくなるにしたがって、より大きな閉速度（Ａ１＜Ａ２＜Ａ３）を選択して開度を引き下げながらガスの充填を行うように制御するため、実測値Ｐと、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）との乖離幅を小さくすることができる。
【００５９】  なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。上述した実施形態のガス充填方法においては、開速度（Ｂ１〜Ｂ３）又は閉速度（Ａ１〜Ａ３）が設定される各境界線について、理想充填量Ｐｏ（ｔ）を圧力軸方向に並行移動させた線を用いたが、これに限定されるものではない。
【００６０】  具体的には、例えば、図３に示すように、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）よりも高圧側（Ａ側）をより精度よく充填することを目的として、充填開始直後では理想充填量Ｐｏ（ｔ）との差が大きく、充填時間が経つにつれ理想充填量Ｐｏ（ｔ）との差が小さくなるような境界線としてもよい。また、図３に示すように、理想充填量の値Ｐｏ（ｔ）よりも低圧側（Ｂ側）を予め定められた充填時間ｔａ〜ｔｂの間で不連続となるように設けてもよい。
【００６１】  以下、実施例を用いて本発明の効果を詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例の内容に限定されるものではない。
【００６２】＜比較例＞
ＰＩＤ制御によるガス充填を行った。ガス充填を行う際の条件は、以下の通りである。
（初期条件）
・蓄ガス器：１０００Ｌ、８２ＭＰａ
・車載タンク：１００Ｌ、９ＭＰａ
・初期Ｐ値＝１０、初期Ｉ値＝１０、初期Ｄ値＝０
・操作変化量＝±３．５％
【００６３】  図４は、従来のＰＩＤ制御を用いたガス充填方法における、充填圧力の時間変化を示す図である。
図４に示すように、充填時間３分で、車載タンクに６０ＭＰａまで一次関数の充填プロトコルに従って差圧充填した場合、ＰＩＤ制御では、理想充填量Ｐｏ（ｔ）に対して、＋２ＭＰａ、−４ＭＰａの振れ幅が生じた。
【００６４】＜実施例＞
本発明のガス充填方法によってガス充填を行った。ガス充填を行う際の条件は、以下の通りである。
（初期条件）
・蓄ガス器：１０００Ｌ、８２ＭＰａ
・車載タンク：１００Ｌ、９ＭＰａ
【００６５】  図５は、本発明の実施例のガス充填方法における、充填圧力の時間変化を示す図である。
図５に示すように、充填時間３分で、車載タンクに６０ＭＰａまで一次関数の充填プロトコルに従って充填した場合、本発明のガス充填方法では、理想充填量Ｐｏ（ｔ）に対して、＋１ＭＰａ、−１ＭＰａの振れ幅であった。
【００６６】  以上より、本発明のガス充填方法によれば、従来のＰＩＤ制御によるガス充填方法よりも理想充填量Ｐｏ（ｔ）とのズレ幅が小さいことを確認した。すなわち、より安全な充填ができることを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００６７】  本発明のガス供給方法は、特に、水素自動車の車載タンク（燃料タンク）等へ水素ガスを充填する設備に利用可能性を有する。
【図１】
0006719954.tif 000002
【図２】
0006719954.tif 000003
【図３】
0006719954.tif 000004
【図４】
0006719954.tif 000005
【図５】
0006719954.tif 000006