(57)【要約】【課題】車両とガス充填ステーション間の通信を必要とせずに、高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両のガス充填時における高圧ガス燃料タンクの過剰な温度上昇を確実に防ぐことを課題とする。【解決手段】ハイブリッド車両１は、水素ガスを高圧で貯蔵する高圧水素タンク１２と、このタンク１２に貯蔵された水素ガスの供給を受けて電気エネルギーを発電する発電装置（エンジン１３と発電機１４との組合せ）と、この発電装置１３，１４により発電された電気エネルギーを蓄電する電池１１と、発電装置１３，１４により発電された電気エネルギー又は電池１１に蓄電された電気エネルギーにより駆動される電動機１０と、タンク１２に水素ガスが補充されることが予測されたとき、タンク１２に貯蔵された水素ガスの消費量を増加させて発電装置１３，１４の発電量を増加させるコントロールユニット３０とを備える。【選択図】図１
2007327380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス燃料を高圧で貯蔵する高圧ガス燃料タンクと、この高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の供給を受けて電気エネルギーを発電する発電装置と、この発電装置により発電された電気エネルギーを蓄電するバッテリーと、前記発電装置により発電された電気エネルギー又は前記バッテリーに蓄電された電気エネルギーにより駆動される電動機とを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記高圧ガス燃料タンクにガス燃料が補充されることを予測する予測手段と、
この予測手段によりガス燃料の補充が予測されたとき、前記高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の消費量を増加させて前記発電装置の発電量を増加させる制御手段とを有することを特徴とする高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記高圧ガス燃料タンクの温度を検出する温度検出手段が備えられ、
前記制御手段は、この温度検出手段で検出された温度が所定の境界温度よりも高いときにのみ、前記高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の消費量を増加させることを特徴とする高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記請求項２に記載の高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記高圧ガス燃料タンクの燃料残量を検出する燃料残量検出手段が備えられ、
前記制御手段は、この燃料残量検出手段で検出された燃料残量が少ないほど前記境界温度を低くすることを特徴とする高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記請求項１に記載の高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記高圧ガス燃料タンクの温度を検出する温度検出手段、及び、前記高圧ガス燃料タンクの燃料残量を検出する燃料残量検出手段の少なくともいずれかが備えられ、
前記制御手段は、前記温度検出手段で検出された温度が高いほど、及び／又は、前記燃料残量検出手段で検出された燃料残量が少ないほど、前記高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の消費量を大きく増加させることを特徴とする高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記請求項１に記載の高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記バッテリーの蓄電残量を検出する蓄電残量検出手段が備えられ、
前記制御手段は、この蓄電残量検出手段で検出された蓄電残量が所定の境界残量よりも低いときにのみ、前記高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の消費量を増加させることを特徴とする高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
前記請求項５に記載の高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記制御手段は、前記蓄電残量検出手段で検出された蓄電残量が所定の境界残量よりも高いときは、前記バッテリーに蓄電された電気エネルギーの消費量を増加させて前記バッテリーの蓄電残量を前記境界残量よりも低くしたのち、前記高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の消費量を増加させることを特徴とする高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
前記請求項１に記載の高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
自車両とガス燃料充填設備との間の距離を検出する距離検出手段が備えられ、
前記予測手段は、この距離検出手段で検出された距離が短くなっていくことをもって前記高圧ガス燃料タンクにガス燃料が補充されることを予測することを特徴とする高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置。
【請求項８】
前記請求項７に記載の高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記バッテリーの蓄電残量を検出する蓄電残量検出手段が備えられ、
前記制御手段は、この蓄電残量検出手段で検出された蓄電残量が所定の境界残量よりも高いときは、前記距離検出手段で検出された距離が第１の判定距離とこの第１判定距離よりも短い第２の判定距離との間にあるうちに、前記バッテリーに蓄電された電気エネルギーの消費量を増加させて前記バッテリーの蓄電残量を前記境界残量よりも低くし、前記距離検出手段で検出された距離が第２判定距離よりも短くなったのちに、前記高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の消費量を増加させることを特徴とする高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置。
【請求項９】
前記請求項１から８のいずれかに記載の高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記発電装置は、ガス燃料の供給を受けて駆動力を発生する内燃機関と、この内燃機関により駆動されて電気エネルギーを発生する発電機との組合せ、又は、ガス燃料の供給を受けて電気エネルギーを発生する燃料電池であることを特徴とする高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置、特に、ガス燃料の充填時における高圧ガス燃料タンクの過昇温を防ぐようにしたハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水素や天然ガス等のガス燃料を用いて走行するハイブリッド車両が提案されている。このような車両は、一般に、ガス燃料を高圧で貯蔵する高圧ガス燃料タンクと、この高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の供給を受けて電気エネルギーを発電する発電装置と、この発電装置により発電された電気エネルギーを蓄電するバッテリーと、前記発電装置により発電された電気エネルギー又は前記バッテリーに蓄電された電気エネルギーにより駆動される電動機とを備えている。そして、高圧ガス燃料タンクの燃料残量が少なくなれば、ガス充填ステーションにおいて、高圧ガス燃料タンクへのガス燃料の補充作業が行われる。その場合、ガス充填が進むに伴いタンク圧力が上昇し、タンク圧力が所定の満充填圧力まで上昇したときにガス充填が停止される。このガス充填を作業の効率化の要請により短時間に行うと、一時的にガス燃料が断熱的に圧縮されるため、ガス温度ひいてはタンク温度が急上昇する。その結果、タンクの樹脂部分が熱劣化してタンク強度が低下したり（その温度を「タンク許容温度」という）、あるいは、車両火災時等にタンクの破裂を防止するためガスを大気中に逃がす安全弁が作動してガス燃料が車外に放出されてしまう（同「安全弁作動温度」という）。このような問題は高圧ガス燃料タンクの温度が高いほど起こり易くなる。
【０００３】
そこで、特許文献１には、ガス充填時にいったんタンクからガス燃料を放出してタンクを冷却してからガス充填を行うことが記載されている。しかし、これでは、ガス充填時に車両側からステーション側へガス燃料を放出するための設備が必要となり、コストアップや制御の複雑化を招く。また、充填作業者がタンク温度を監視しながらガス充填することも考えられるが、人為的なミスが免れず、作業精度及び確実性に欠ける。さらに、車両側でタンク温度を検出し、これをステーション側へ送信して、ステーション側でタンク温度がタンク許容温度や安全弁作動温度に上昇する前にガス充填を自動停止することが提案される。しかし、これでは、車両とステーションとの間で情報交換をするための通信設備が必要となり、やはりコストアップや制御の複雑化を招いてしまう。
【特許文献１】特開２００４−１１６５４号公報（段落０００６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両のガス充填時における前記のような不具合に対処するもので、車両とガス充填ステーション間の通信を必要とせずに、確実に、ガス充填時における高圧ガス燃料タンクの過剰な温度上昇を防ぐことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本願の請求項１に記載の発明は、ガス燃料を高圧で貯蔵する高圧ガス燃料タンクと、この高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の供給を受けて電気エネルギーを発電する発電装置と、この発電装置により発電された電気エネルギーを蓄電するバッテリーと、前記発電装置により発電された電気エネルギー又は前記バッテリーに蓄電された電気エネルギーにより駆動される電動機とを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記高圧ガス燃料タンクにガス燃料が補充されることを予測する予測手段と、この予測手段によりガス燃料の補充が予測されたとき、前記高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の消費量を増加させて前記発電装置の発電量を増加させる制御手段とを有することを特徴とする。
【０００６】
次に、本願の請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記高圧ガス燃料タンクの温度を検出する温度検出手段が備えられ、前記制御手段は、この温度検出手段で検出された温度が所定の境界温度よりも高いときにのみ、前記高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の消費量を増加させることを特徴とする。
【０００７】
なお、前記温度検出手段は、文字通り高圧ガス燃料タンクの温度を検出するものの他、例えば、高圧ガス燃料タンクに貯蔵されているガス燃料の温度や、高圧ガス燃料タンクの設置部位の周辺温度、あるいは、単に外気温度を検出するもの等であってもよい。
【０００８】
次に、本願の請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載の高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記高圧ガス燃料タンクの燃料残量を検出する燃料残量検出手段が備えられ、前記制御手段は、この燃料残量検出手段で検出された燃料残量が少ないほど前記境界温度を低くすることを特徴とする。
【０００９】
なお、前記燃料残量検出手段は、文字通り高圧ガス燃料タンクの燃料残量を検出するものの他、例えば、高圧ガス燃料タンク内の圧力（タンク圧力）を検出するもの等であってもよい。
【００１０】
次に、本願の請求項４に記載の発明は、前記請求項１に記載の高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記高圧ガス燃料タンクの温度を検出する温度検出手段、及び、前記高圧ガス燃料タンクの燃料残量を検出する燃料残量検出手段の少なくともいずれかが備えられ、前記制御手段は、前記温度検出手段で検出された温度が高いほど、及び／又は、前記燃料残量検出手段で検出された燃料残量が少ないほど、前記高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の消費量を大きく増加させることを特徴とする。
【００１１】
次に、本願の請求項５に記載の発明は、前記請求項１に記載の高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記バッテリーの蓄電残量を検出する蓄電残量検出手段が備えられ、前記制御手段は、この蓄電残量検出手段で検出された蓄電残量が所定の境界残量よりも低いときにのみ、前記高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の消費量を増加させることを特徴とする。
【００１２】
次に、本願の請求項６に記載の発明は、前記請求項５に記載の高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記制御手段は、前記蓄電残量検出手段で検出された蓄電残量が所定の境界残量よりも高いときは、前記バッテリーに蓄電された電気エネルギーの消費量を増加させて前記バッテリーの蓄電残量を前記境界残量よりも低くしたのち、前記高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の消費量を増加させることを特徴とする。
【００１３】
次に、本願の請求項７に記載の発明は、前記請求項１に記載の高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、自車両とガス燃料充填設備との間の距離を検出する距離検出手段が備えられ、前記予測手段は、この距離検出手段で検出された距離が短くなっていくことをもって前記高圧ガス燃料タンクにガス燃料が補充されることを予測することを特徴とする。
【００１４】
次に、本願の請求項８に記載の発明は、前記請求項７に記載の高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記バッテリーの蓄電残量を検出する蓄電残量検出手段が備えられ、前記制御手段は、この蓄電残量検出手段で検出された蓄電残量が所定の境界残量よりも高いときは、前記距離検出手段で検出された距離が第１の判定距離とこの第１判定距離よりも短い第２の判定距離との間にあるうちに、前記バッテリーに蓄電された電気エネルギーの消費量を増加させて前記バッテリーの蓄電残量を前記境界残量よりも低くし、前記距離検出手段で検出された距離が第２判定距離よりも短くなったのちに、前記高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の消費量を増加させることを特徴とする。
【００１５】
そして、本願の請求項９に記載の発明は、前記請求項１から８のいずれかに記載の高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記発電装置は、ガス燃料の供給を受けて駆動力を発生する内燃機関と、この内燃機関により駆動されて電気エネルギーを発生する発電機との組合せ、又は、ガス燃料の供給を受けて電気エネルギーを発生する燃料電池であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
まず、請求項１に記載の発明によれば、ガス燃料を高圧で貯蔵する高圧ガス燃料タンクと、この高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の供給を受けて電気エネルギーを発電する発電装置と、この発電装置により発電された電気エネルギーを蓄電するバッテリーと、前記発電装置により発電された電気エネルギー又は前記バッテリーに蓄電された電気エネルギーにより駆動される電動機とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、高圧ガス燃料タンクにガス燃料が補充されることが予測されたときは、高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の消費量を増加させて発電装置の発電量を増加させるようにしたから、高圧ガス燃料タンクにガス燃料が補充される前に高圧ガス燃料タンクからのガス燃料の放出量が増加され、これにより高圧ガス燃料タンクが冷却され、ガス充填中のガス温度ひいてはタンク温度の急上昇が抑制されて、タンク温度がタンク許容温度や安全弁作動温度に上昇する前にタンク圧力が満充填圧力まで上昇してガス充填が停止されることになる。これにより、車両とガス充填ステーション間で通信をすることなく、ガス充填時における高圧ガス燃料タンクの過剰な温度上昇を確実に防ぐことができる。
【００１７】
しかも、ガス燃料の消費量を増加させた分に相当する発電量の増加分はバッテリーに蓄電しておくことができるから、後の走行に再利用でき、無駄にならず、燃費の低下も抑制される。
【００１８】
その場合に、請求項２に記載の発明によれば、高圧ガス燃料タンクの温度が所定の境界温度よりも高いときにのみ、高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の消費量を増加させるようにしたから、高圧ガス燃料タンクの温度が所定の境界温度よりも低く、高圧ガス燃料タンクを冷却する必要がないときは、たとえガス燃料の消費量増加分に相当する発電量の増加分をバッテリーに蓄電して後の走行に再利用することができるにしても、わざわざ不必要にガス燃料の消費量を増加させて発電装置の発電量を増加させなくて済むことになる。
【００１９】
また、その場合に、請求項３に記載の発明によれば、高圧ガス燃料タンクの燃料残量が少ないほど前記境界温度を低くするようにしたから、高圧ガス燃料タンクの燃料残量が少なく、ガス燃料の補充量が多くなって、ガス充填中のガス温度ひいてはタンク温度の上昇分が相対的に大きくなるときは、タンク温度が相対的に低くても高圧ガス燃料タンクが冷却されることになり、タンク温度がタンク許容温度や安全弁作動温度まで上昇することが精度よく合理的に回避される。
【００２０】
一方、請求項４に記載の発明によれば、高圧ガス燃料タンクの温度が高いほど、及び／又は、高圧ガス燃料タンクの燃料残量が少ないほど、高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の消費量を大きく増加させるようにしたから、高圧ガス燃料タンクの温度が高く、タンクをより一層冷却する必要のあるときや、高圧ガス燃料タンクの燃料残量が少なく、ガス充填中のガス温度ひいてはタンク温度の上昇分が相対的に大きくなるときには、それらに対応するように、高圧ガス燃料タンクがより一層冷却されることになり、タンク温度がタンク許容温度や安全弁作動温度まで上昇することが精度よく合理的に回避される。
【００２１】
次に、請求項５に記載の発明によれば、バッテリーの蓄電残量が所定の境界残量よりも低いときにのみ、高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の消費量を増加させるようにしたから、バッテリーの過充電が防止され、バッテリーの破損が回避される。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明によれば、バッテリーの蓄電残量が所定の境界残量よりも高いときは、バッテリーに蓄電された電気エネルギーの消費量を増加させてバッテリーの蓄電残量を境界残量よりも低くしたのち、高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の消費量を増加させるようにしたから、バッテリーの過充電防止及びバッテリーの破損回避のためにガス燃料の消費量増加を制限するという前記の不利益が少なくなる。
【００２３】
次に、請求項７に記載の発明によれば、自車両とガス燃料充填設備との間の距離が短くなっていくことをもって高圧ガス燃料タンクにガス燃料が補充されることを予測するようにしたから、自車両がガス燃料充填設備に接近することで、ガス燃料の補充が良好に予測されることになる。
【００２４】
なお、高圧ガス燃料タンクにガス燃料が補充されることの予測は、これ以外にも、例えば、自車両がガス燃料充填設備の敷地内に停車したことや、自車両の燃料充填口の蓋が開いたこと、あるいは自車両にガス燃料補充時に操作するスイッチ類を設けておき、そのスイッチ類が操作されたこと、等により行ってもよい。
【００２５】
さらに、請求項８に記載の発明によれば、バッテリーの蓄電残量が所定の境界残量よりも高いときは、自車両とガス燃料充填設備との間の距離が第１の判定距離とこの第１判定距離よりも短い第２の判定距離との間にあるうちに、バッテリーに蓄電された電気エネルギーの消費量を増加させてバッテリーの蓄電残量を境界残量よりも低くし、自車両とガス燃料充填設備との間の距離が第２判定距離よりも短くなったのちに、高圧ガス燃料タンクに貯蔵されたガス燃料の消費量を増加させるようにしたから、自車両がガス燃料充填設備に次第に接近していく期間中に、段階的に、適正なタイミングで、まず、バッテリーの過充電防止及びバッテリーの破損回避のためにガス燃料の消費量増加を制限するという不利益が排除され、しかる後、ガス燃料の消費量増加が実行されて高圧ガス燃料タンクが確実に冷却されることになる。
【００２６】
そして、請求項９に記載の発明によれば、発電装置が、ガス燃料の供給を受けて駆動力を発生する内燃機関と、この内燃機関により駆動されて電気エネルギーを発生する発電機との組合せ、又は、ガス燃料の供給を受けて電気エネルギーを発生する燃料電池であるハイブリッド車両において、前記請求項１から８の発明の効果が得られることになる。以下、発明の最良の実施形態を通して本発明をさらに詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本実施形態に係るハイブリッド車両１のシステム構成図である。このハイブリッド車両１は、所謂パラレル型のエンジン・電気ハイブリッド車両であって、主たる構成要素として、水素を高圧で貯蔵する高圧水素タンク１２と、この高圧水素タンク１２に貯蔵された水素の供給を受けて電気エネルギーを発電する発電装置（本実施形態では、発電装置は、水素の供給を受けて駆動力を発生するエンジン１３と、このエンジン１３により駆動されて電気エネルギーを発生する発電機１４との組合せで構成されている［請求項９の構成に相当］）と、この発電装置１３，１４により発電された電気エネルギーを蓄電するハイブリッド電池１１と、前記発電装置１３，１４により発電された電気エネルギー又は前記ハイブリッド電池１１に蓄電された電気エネルギーにより駆動される電動機１０とを備えている。
【００２８】
エンジン１３には、高圧水素タンク１２から水素供給ライン１５が導かれ、高圧水素タンク１２に貯蔵された水素がこのライン１５と水素インジェクタ１６とを介してエンジン１３に供給され、エンジン１３はこのガス燃料を燃焼爆発させて駆動力を発生する。その場合に、水素供給ライン１５には、高圧水素タンク１２に貯蔵された高圧水素ガスの圧力をエンジン噴射に適切な圧力に調整するための減圧弁１７が配設されている。また、高圧水素タンク１２には、水素充填ライン１８が接続され、外部の高圧ガス充填設備（ステーション）４０から設備側コネクタ４１及び車両側コネクタ２０を介して高圧水素タンク１２に水素が充填される。さらに、高圧水素タンク１２には、水素放出ライン１９が接続され、このライン１９にタンク圧力開放装置（PRD：Pressure Relief Device）２１が配設されて、このハイブリッド車両１の火災時等には、高圧水素タンク１２の破裂を防止するため、前記タンク圧力開放装置（安全弁）２１が作動してタンク１２内の高圧水素ガスが大気中に放出される。
【００２９】
そして、このハイブリッド車両１には、高圧水素タンク１２の圧力（タンク１２内の圧力）を検出するためのタンク圧力センサ２２と、高圧水素タンク１２の温度を検出するためのタンク温度センサ２３と、外気温度を検出するための外気温センサ２４とが配置されており、このハイブリッド車両１のコントロールユニット３０は、これらのセンサ２２〜２４からの信号と、ナビゲーションシステム２５からの信号と、電池コントロールユニット２６からの信号とに応じて、エンジン１３の水素インジェクタ１６と、発電機１４と、電動機１０とに制御信号を出力する。
【００３０】
ここで、タンク圧力と高圧水素タンク１２の水素残量とは相関関係にあり、高圧水素タンク１２の水素残量Ｑは、次式に従い、タンク圧力Ｐに基いて演算できる。なお、Ｑは高圧水素タンク１２の水素残量、Ｃは定数、Ｐはタンク圧力、Ｖはタンク容積、Ｚは圧縮係数、Ｔはタンク温度である。
Ｑ＝（Ｃ×Ｐ×Ｖ）／（Ｚ×Ｔ）
【００３１】
前記コントロールユニット３０が解決しようとする問題と解決するための方策とを図２を参照して説明する。いま、タンク温度がＴ１で、タンク圧力がＰ１であるとする。前述したように、タンク圧力と高圧水素タンク１２の水素残量とは相関関係にあり、タンク圧力がＰ１のとき、水素残量はＱ１である。この状態で、時刻ｔ１に、高圧水素タンク１２への水素の充填を開始する（タンク温度の破線参照、タンク圧力の実線参照）。充填が進むにつれてタンク圧力が増加していき、時刻ｔ２にタンク圧力が満充填圧力に達するので、水素の充填を停止する。このとき、タンク温度も上昇し（破線参照）、符号アで示すように、時刻ｔ２に至る前に、つまりタンク圧力が満充填圧力に達する前に、タンク温度はタンク許容温度（高圧水素タンク１２の樹脂部分が熱劣化してタンク強度が低下する温度）やＰＲＤ作動温度（タンク圧力開放装置２１が作動してタンク内の高圧水素ガスが車外に放出される温度）を超えてしまう。
【００３２】
そこで、タンク温度が比較的高いＴ１であるときは、タンク温度を比較的低いＴ２まで冷却する。前記と同じ速度で水素を充填していくと（タンク温度の実線参照、タンク圧力の実線参照）、符号イで示すように、前記時刻ｔ２では、タンク温度はまだタンク許容温度やＰＲＤ作動温度まで上昇していない。よって、高圧水素タンク１２の強度低下やタンク圧力開放装置２１の誤作動等の問題が生じることなく、水素の充填が良好に完了する。そして、このタンク温度のＴ１からＴ２への冷却は、高圧水素タンク１２に貯蔵された水素の消費（放出）ないし水素の消費量（放出量）の増加によって達成される。
【００３３】
つまり、タンク温度がタンク許容温度やＰＲＤ作動温度まで上昇する前の時刻ｔ２に、タンク圧力が満充填圧力に達するように、最初のタンク温度を低くしておけばよい。図例では、最初のタンク温度をＴ１からＴ２まで低くしておくことが示されている。こうすれば、水素充填時にはタンク圧力が満充填圧力に達するまで通常通り水素充填を行えばよく、新たな設備や複雑な制御が不要となってコストアップが抑制され、かつ、水素充填時における高圧水素タンク１２の過剰な温度上昇を確実に防ぐことができる。その後は、タンク温度は、大気への放熱により周辺温度まで下降することになる。
【００３４】
図３は、前記コントロールユニット３０が行う具体的制御動作の１例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１で、各種信号を読み込んだうえで、ステップＳ２で、タンク温度Ｔが所定の境界温度ｆ（Ｑ）より高いか否かを判定する。ここで、図４に示すように、境界温度ｆ（Ｑ）は、高圧水素タンク１２の水素残量Ｑに応じて変化し、高圧水素タンク１２の水素残量Ｑが少ないほど、境界温度ｆ（Ｑ）は低い値に設定される［請求項３の構成に相当］。なお、図４において、境界温度ｆ（Ｑ）より下の領域が、高圧水素タンク１２を冷却する必要の無い領域であり、境界温度ｆ（Ｑ）より上の領域が、高圧水素タンク１２を冷却する必要の有る領域である。
【００３５】
図３に戻り、ステップＳ２でタンク温度Ｔが所定の境界温度ｆ（Ｑ）より高くないときは、そのままリターンする一方、ステップＳ２でタンク温度Ｔが所定の境界温度ｆ（Ｑ）より高いときには、ステップＳ３で、自車両と高圧ガス充填設備との間の距離Ｌが第１の判定距離Ｌ１より短いか否かを判定する。なお、このような距離情報は、ナビゲーションシステム２５から得ることができる（距離検出手段）。すなわち、図５に符号（ｉ）で例示するように、自車両Ｖが最寄の高圧ガス充填設備Ｓから第１判定距離Ｌ１より離れていれば、ステップＳ３でＮＯと判定され、そのままリターンする。これに対し、図５に符号（ｉｉ）や（ｉｉｉ）で例示するように、自車両Ｖが最寄の高圧ガス充填設備Ｓから第１判定距離Ｌ１より近づいていれば、ステップＳ３でＹＥＳと判定され、ステップＳ４に進む。
【００３６】
次いで、ステップＳ４で、自車両と高圧ガス充填設備との間の距離Ｌが第１判定距離Ｌ１よりも短い第２の判定距離Ｌ２より短いか否かを判定する。すなわち、図５に符号（ｉｉ）で例示するように、自車両Ｖが最寄の高圧ガス充填設備Ｓから第２判定距離Ｌ２より離れていれば、ステップＳ４でＮＯと判定され、ステップＳ５に進む。これに対し、図５に符号（ｉｉｉ）で例示するように、自車両Ｖが最寄の高圧ガス充填設備Ｓから第２判定距離Ｌ２より近づいていれば、ステップＳ４でＹＥＳと判定され、ステップＳ８に進む。
【００３７】
まず、ステップＳ５では、つまり、図５に符号（ｉｉ）で例示したように、自車両Ｖが最寄の高圧ガス充填設備Ｓから第１判定距離Ｌ１より近づき第２判定距離Ｌ２より離れているときは、ハイブリッド電池１１の蓄電残量ＳＯＣ（State of Charge）が所定の境界残量ＳＯＣ１より低いか否かを判定する。ここで、前記境界残量ＳＯＣ１は、例えば、後述するステップＳ９で、高圧水素タンク１２に貯蔵された水素の消費量を増加させて発電装置１３，１４の発電量を増加させても、ハイブリッド電池１１が過充電にならない限界の値が採用される。なお、このような蓄電残量情報は、電池コントロールユニット２６から得ることができる（蓄電残量検出手段）。
【００３８】
その結果、ハイブリッド電池１１の蓄電残量ＳＯＣが境界残量ＳＯＣ１より低いときは、つまり、ステップＳ９で高圧水素タンク１２に貯蔵された水素の消費量を増加させて発電装置１３，１４の発電量を増加させてもハイブリッド電池１１が過充電にならないときは、ステップＳ５からステップＳ６の通常制御のサブルーティンを経てリターンする。ここで、通常制御とは、電動機１０による車両１の走行（ハイブリッド電池１１の蓄電残量ＳＯＣが減少する走行）を行うと共に、エンジン１３による車両１の走行（ハイブリッド電池１１の蓄電残量ＳＯＣが減少しない走行）も許可する制御のことである。
【００３９】
一方、ステップＳ５でハイブリッド電池１１の蓄電残量ＳＯＣが境界残量ＳＯＣ１より高いときは、つまり、ステップＳ９で高圧水素タンク１２に貯蔵された水素の消費量を増加させて発電装置１３，１４の発電量を増加させるとハイブリッド電池１１が過充電になってしまうときは、ステップＳ５からステップＳ７のバッテリ残量減少制御のサブルーティンを経てリターンする。ここで、バッテリ残量減少制御とは、電動機１０による車両１の走行（ハイブリッド電池１１の蓄電残量ＳＯＣが減少する走行）のみ行い、エンジン１３による車両１の走行（ハイブリッド電池１１の蓄電残量ＳＯＣが減少しない走行）を禁止する制御のことである。
【００４０】
これらに対し、ステップＳ８では、つまり、図５に符号（ｉｉｉ）で例示したように、自車両Ｖが最寄の高圧ガス充填設備Ｓから第２判定距離Ｌ２より近づいているときは、前記ステップＳ５と同様、ハイブリッド電池１１の蓄電残量ＳＯＣが所定の境界残量ＳＯＣ１より低いか否かを判定する。その結果、ハイブリッド電池１１の蓄電残量ＳＯＣが境界残量ＳＯＣ１より高いときは、つまり、ステップＳ９で高圧水素タンク１２に貯蔵された水素の消費量を増加させて発電装置１３，１４の発電量を増加させるとハイブリッド電池１１が過充電になってしまうときは、ステップＳ８から前記ステップＳ７のバッテリ残量減少制御のサブルーティンを経てリターンする。
【００４１】
一方、ステップＳ８でハイブリッド電池１１の蓄電残量ＳＯＣが境界残量ＳＯＣ１より低いときは、つまり、ステップＳ９で高圧水素タンク１２に貯蔵された水素の消費量を増加させて発電装置１３，１４の発電量を増加させてもハイブリッド電池１１が過充電にならないときは、ステップＳ８からステップＳ９の水素消費量増加制御のサブルーティンを経てリターンする。
【００４２】
ここで、水素消費量増加制御は、図６に示すフローチャートに従って行われる。まず、ステップＳ１１で、高圧水素タンク１２の水素残量Ｑとタンク温度Ｔとから目標水素流量、つまり高圧水素タンク１２からの水素の放出量の目標値（タンク１２の冷却に必要な水素放出量）Ｆｔを演算する。ここで、図７に示すように、目標水素流量Ｆｔは、高圧水素タンク１２の水素残量Ｑとタンク温度Ｔとに応じて変化し、高圧水素タンク１２の水素残量Ｑが少ないほど、目標水素流量Ｆｔは大きい値に設定され、また、タンク温度Ｔが高いほど、目標水素流量Ｆｔは大きい値に設定される［請求項４の構成に相当］。なお、図７において、図４で示した境界温度ｆ（Ｑ）より下の領域が、目標水素流量Ｆｔがゼロの領域であり、境界温度ｆ（Ｑ）より上の領域が、目標水素流量Ｆｔが順にα，β，γ（α＜β＜γ）となる領域である。
【００４３】
図６に戻り、次いで、ステップＳ１２で、前記目標水素流量Ｆｔが実現するようにエンジン１３の出力を増加させ、そして、ステップＳ１３で、前記エンジン出力に相当する電力を発電機１４で発電する。その結果、例えば、電動機１０はアクセル開度に応じた出力を出し、余剰の電力が自動的にハイブリッド電池１１に充電される。
【００４４】
このように、本実施形態によれば、水素を高圧で貯蔵する高圧水素タンク１２と、この高圧水素タンク１２に貯蔵された水素の供給を受けて電気エネルギーを発電するエンジン１３及び発電機１４の組合せと、このエンジン１３及び発電機１４の組合せにより発電された電気エネルギーを蓄電するハイブリッド電池１１と、前記エンジン１３及び発電機１４の組合せにより発電された電気エネルギー又は前記ハイブリッド電池１１に蓄電された電気エネルギーにより駆動される電動機１０とを備えたハイブリッド車両１において、高圧水素タンク１２に水素が補充されることが予測されたときは（予測手段：図３のステップＳ４でＹＥＳ）、高圧水素タンク１２に貯蔵された水素の消費量を増加させてエンジン１３及び発電機１４の組合せの発電量を増加させるようにしたから（制御手段：図３のステップＳ９）［請求項１の構成に相当］、高圧水素タンク１２に水素が補充される前に高圧水素タンク１２からの水素の放出量が増加され、これにより高圧水素タンク１２が冷却され、水素ガス充填中の水素ガス温度ひいてはタンク温度の急上昇が抑制されて、タンク温度がタンク許容温度や安全弁作動温度に上昇する前にタンク圧力が満充填圧力まで上昇して水素ガス充填が停止されることになる（図２の符号イ参照）。これにより、ハイブリッド車両１と高圧ガス充填設備４０間で通信をすることなく、水素ガス充填時における高圧水素タンク１２の過剰な温度上昇を確実に防ぐことができる。
【００４５】
しかも、水素の消費量を増加させた分に相当する発電量の増加分はハイブリッド電池１１に蓄電しておくことができるから、後の走行に再利用でき、無駄にならず、燃費の低下も抑制される。
【００４６】
その場合に、高圧水素タンク１２の温度Ｔが所定の境界温度ｆ（Ｑ）よりも高いときにのみ（図３のステップＳ２でＹＥＳ）、高圧水素タンク１２に貯蔵された水素の消費量を増加させるようにしたから（図３のステップＳ９）［請求項２の構成に相当］、高圧水素タンク１２の温度Ｔが所定の境界温度ｆ（Ｑ）よりも低く、高圧水素タンク１２を冷却する必要がないときは（図３のステップＳ２でＮＯ）、たとえ水素の消費量増加分に相当する発電量の増加分をハイブリッド電池１１に蓄電して後の走行に再利用することができるにしても、わざわざ不必要に水素の消費量を増加させてエンジン１３及び発電機１４の組合せの発電量を増加させなくて済むことになる。
【００４７】
また、その場合に、高圧水素タンク１２の水素残量Ｑが少ないほど前記境界温度ｆ（Ｑ）を低くするようにしたから（図４参照）［請求項３の構成に相当］、高圧水素タンク１２の水素残量Ｑが少なく、水素の補充量が多くなって、水素充填中のガス温度ひいてはタンク温度の上昇分が相対的に大きくなるときは、タンク温度が相対的に低くても高圧水素タンク１２が冷却されることになり、タンク温度がタンク許容温度や安全弁作動温度まで上昇することが精度よく合理的に回避される。
【００４８】
一方、高圧水素タンク１２の温度Ｔが高いほど、及び／又は、高圧水素タンク１２の水素残量Ｑが少ないほど、高圧水素タンク１２に貯蔵された水素の消費量Ｆｔを大きく増加させるようにしたから（図７参照）［請求項４の構成に相当］、高圧水素タンク１２の温度Ｔが高く、タンク１２をより一層冷却する必要のあるときや、高圧水素タンク１２の水素残量Ｑが少なく、水素充填中のガス温度ひいてはタンク温度の上昇分が相対的に大きくなるときには、それらに対応するように、高圧水素タンク１２がより一層冷却されることになり、タンク温度がタンク許容温度や安全弁作動温度まで上昇することが精度よく合理的に回避される。
【００４９】
次に、ハイブリッド電池１１の蓄電残量ＳＯＣが所定の境界残量ＳＯＣ１よりも低いときにのみ（図３のステップＳ８でＹＥＳ）、高圧水素タンク１２に貯蔵された水素の消費量を増加させるようにしたから（図３のステップＳ９）［請求項５の構成に相当］、ハイブリッド電池１１の過充電が防止され、ハイブリッド電池１１の破損が回避される。
【００５０】
また、ハイブリッド電池１１の蓄電残量ＳＯＣが所定の境界残量ＳＯＣ１よりも高いときは（図３のステップＳ５，Ｓ８でＮＯ）、ハイブリッド電池１１に蓄電された電気エネルギーの消費量を増加させてハイブリッド電池１１の蓄電残量ＳＯＣを境界残量ＳＯＣ１よりも低くしたのち（図３のステップＳ７）、高圧水素タンク１２に貯蔵された水素の消費量を増加させるようにしたから（図３のステップＳ９）［請求項６の構成に相当］、ハイブリッド電池１１の過充電防止及びハイブリッド電池１１の破損回避のために水素の消費量増加を制限するというような不利益が低減される。
【００５１】
次に、自車両Ｖとガス燃料充填設備Ｓとの間の距離Ｌが短くなっていくことをもって高圧水素タンク１２に水素が補充されることを予測するようにしたから（予測手段：図３のステップＳ３及びＳ４でＹＥＳ）［請求項７の構成に相当］、自車両Ｖがガス燃料充填設備Ｓに接近することで、水素の補充が良好に予測されることになる。
【００５２】
さらに、ハイブリッド電池１１の蓄電残量ＳＯＣが所定の境界残量ＳＯＣ１よりも高いときは（図３のステップＳ５でＮＯ）、自車両Ｖとガス燃料充填設備Ｓとの間の距離Ｌが第１の判定距離Ｌ１とこの第１判定距離Ｌ１よりも短い第２の判定距離Ｌ２との間にあるうちに（図３のステップＳ４でＮＯ）、ハイブリッド電池１１に蓄電された電気エネルギーの消費量を増加させてハイブリッド電池１１の蓄電残量ＳＯＣを境界残量ＳＯＣ１よりも低くし（図３のステップＳ７）、自車両Ｖとガス燃料充填設備Ｓとの間の距離Ｌが第２判定距離Ｌ２よりも短くなったのちに（図３のステップＳ４でＹＥＳ）、高圧水素タンク１２に貯蔵された水素の消費量を増加させるようにしたから（図３のステップＳ９）［請求項８の構成に相当］、自車両Ｖがガス燃料充填設備Ｓに次第に接近していく期間中に（図５参照）、段階的に、適正なタイミングで、まず、ハイブリッド電池１１の過充電防止及びハイブリッド電池１１の破損回避のために水素の消費量増加を制限するという不利益が排除され（図５の符号（ｉｉ））、しかる後、水素の消費量増加が実行されて高圧水素タンク１２が確実に冷却されることになる（図５の符号（ｉｉｉ））。
【００５３】
前記実施形態は、本発明の最良の実施形態ではあるが、特許請求の範囲を逸脱しない限り、さらに種々の修正や変更を施してよいことはいうまでもない。例えば、前記実施形態では、高圧水素タンク１２に水素が補充されることの予測は、自車両Ｖとガス燃料充填設備Ｓとの間の距離Ｌが短くなっていくことをもって行っていたが（図３のステップＳ３及びＳ４でＹＥＳ）、これに限らず、例えば、自車両Ｖがガス燃料充填設備Ｓの敷地内に停車したことや、自車両Ｖの燃料充填口の蓋が開いたこと、あるいは自車両Ｖにガス燃料補充時に操作するスイッチ類を設けておき、そのスイッチ類が操作されたこと、等をもって行うことも可能である。
【００５４】
また、前記実施形態では、ハイブリッド車両１は、パラレル型のエンジン・電気ハイブリッド車両であったが（図１参照）、これに代えて、図８に示すように、シリーズ型のエンジン・電気ハイブリッド車両であってもよい（第２の実施形態）。
【００５５】
この場合、図３のステップＳ６の通常制御は、ハイブリッド電池１１に蓄電された電気エネルギーを消費して電動機１０を駆動させると共に（ハイブリッド電池１１の蓄電残量ＳＯＣが減少する電動機１０の駆動）、発電装置（エンジン１３と発電機１４との組合せ）の駆動により発電された電気エネルギーを用いて電動機１０を駆動させること（ハイブリッド電池１１の蓄電残量ＳＯＣが減少しない電動機１０の駆動）も許可する制御となる。また、図３のステップＳ７のバッテリ残量減少制御は、ハイブリッド電池１１に蓄電された電気エネルギーを消費して電動機１０を駆動させること（ハイブリッド電池１１の蓄電残量ＳＯＣが減少する電動機１０の駆動）のみ行い、発電装置（エンジン１３と発電機１４との組合せ）の駆動により発電された電気エネルギーを用いて電動機１０を駆動させること（ハイブリッド電池１１の蓄電残量ＳＯＣが減少しない電動機１０の駆動）は禁止する制御となる。
【００５６】
さらに、前記実施形態では、発電装置が、水素の供給を受けて駆動力を発生するエンジン１３と、このエンジン１３により駆動されて電気エネルギーを発生する発電機１４との組合せで構成されていたが（図１参照）、これに代えて、図９に示すように、発電装置が、高圧水素タンク１２からの水素の供給と大気中の酸素の供給とを受けて電気エネルギーを発生する燃料電池５０で構成されていてもよい（電池・電池ハイブリッド車両：第３の実施形態）［請求項９の構成に相当］。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上、具体例を挙げて詳しく説明したように、本発明は、高圧ガス燃料タンクを備えたハイブリッド車両のガス充填時において、車両とガス充填ステーション間の通信を必要とせずに、高圧ガス燃料タンクの過剰な温度上昇を確実に防ぐことが可能な技術であるから、水素や天然ガス等のガス燃料を用いて走行するハイブリッド車両の技術分野において広範な産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の最良の実施の形態に係るハイブリッド車両（パラレル型のエンジン・電気ハイブリッド車両で、発電装置が内燃機関と発電機との組合せ）のシステム構成図である。
【図２】前記ハイブリッド車両のガス充填中のタンク温度及びタンク圧力の変化を示すタイムチャートである。
【図３】前記ハイブリッド車両のコントロールユニットが行う具体的制御動作の１例を示すフローチャートである。
【図４】前記制御動作で用いる特性図である。
【図５】前記ハイブリッド車両に備えられたナビゲーションシステムの画面の説明図である。
【図６】前記制御動作における水素消費量増加制御のサブルーティンの１例を示すフローチャートである。
【図７】前記サブルーティンで用いる特性図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るハイブリッド車両（シリーズ型のエンジン・電気ハイブリッド車両で、発電装置が内燃機関と発電機との組合せ）のシステム構成図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係るハイブリッド車両（電池・電池ハイブリッド車両で、発電装置が燃料電池）のシステム構成図である。
【符号の説明】
【００５９】
１      ハイブリッド車両
１０    電動機
１１    ハイブリッド電池（バッテリー）
１２    高圧水素タンク（高圧ガス燃料タンク）
１３    エンジン（内燃機関：発電装置）
１４    発電機（発電装置）
２２    タンク圧力センサ（燃料残量検出手段）
２３    タンク温度センサ（温度検出手段）
２４    外気温センサ（温度検出手段）
２５    ナビゲーションシステム（距離検出手段）
２６    電池コントロールユニット（蓄電残量検出手段）
３０    コントロールユニット（予測手段、制御手段）
５０    燃料電池（発電装置）
Ｌ１    第１判定距離
Ｌ２    第２判定距離
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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