(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮されたガスを貯蔵するガス蓄圧器と、一端が該ガス蓄圧器に接続され他端がホースの一端に接続されたガス供給管路と、該ガス供給管路の途中に設けられ、該ガス蓄圧器から被充填タンクへ供給されたガスの流量を計測する流量計、及び前記ガス蓄圧器から吐出されるガスの流量制御又は圧力制御を行う制御弁と、前記ガス供給管路の前記制御弁が設けられた位置よりも下流側に設けられ、当該ガス供給管路内のガスの圧力を計測する圧力計と、前記制御弁の開度を制御する制御装置とを有し、前記制御弁の開閉動作により圧縮されたガスを被充填タンクへ供給するガス供給装置において、
前記流量計により計測されたガスの流量、前記圧力計により計測された圧力、及び前記制御弁の開度により弁開度−流量特性データを記憶する記憶手段と、
前記流量計により計測されたガスの流量変化が少なく、且つ、前記制御弁の弁開度の変化が少ないか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が前記流量計により計測されたガスの流量変化が少なく、且つ、前記制御弁の弁開度の変化が少ないと判定したとき、当該流量計により今回のガス供給によって計測されたガスの流量、前記圧力計により計測された圧力、及び前記制御弁の開度により弁開度−流量特性データを作成するデータ作成手段と、
前記記憶手段に記憶された前記弁開度−流量特性データに前記データ作成手段により作成された弁開度−流量特性データを書き換えるデータ書き換え手段と、を備え、
前記制御装置は、前記記憶手段に記憶された弁開度−流量特性データに基づき、前記制御弁の弁開度を制御することを特徴とするガス供給装置。
【請求項２】
前記請求項１記載のガス供給装置であって、
前記制御弁は、前記被充填タンクへの充填初期において、前記データ作成手段により作成された弁開度−流量特性データに基づき、所定の弁開度に開弁することにより、当該被充填タンクに対してガスの供給を開始することを特徴とするガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス供給装置に係り、特に圧縮したガスを被充填タンクに供給するよう構成されたガス供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
天然ガスを圧縮した圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を燃料にして走行する自動車（ＣＮＧ車）の開発と共に圧縮天然ガスを自動車の燃料タンクに供給するガス供給装置の実用化が進められている。この種のガス供給装置では、圧縮されたガスをガス蓄圧器に貯蔵しておき、ガス蓄圧器に貯蔵されたガスをＣＮＧ車の燃料タンクに供給するように構成されている。
【０００３】
従来のガス供給装置では、圧縮天然ガスが供給されるガス供給管路に逆止弁、コンプレッサ、開閉弁、圧力センサ等が配設されている。また、ガス供給管路の下流側端部は、緊急離脱カプラを介してガス供給ホースに連通されており、ガス供給ホースの先端には被充填タンクとして燃料タンクの接続口に接続される接続カプラが接続されている。
【０００４】
ＣＮＧ車に燃料補給する際は、ガス供給ホースを伸ばして接続カプラをＣＮＧ車の燃料タンク（図示せず）に接続する。そして、ガス供給開始釦を押圧操作して開閉弁を開弁させると、コンプレッサにより圧縮されたガスが燃料タンクに供給開始される。
このように圧縮されたガスをＣＮＧ車の燃料タンクに供給するシステムでは、ガスの流量と２次側圧力とを基に制御弁を調整し、燃料タンクへのガス供給量を制御している。このとき、制御弁の弁開度制御は、実験により予め求められた平均的なパラメータを用いた制御弁特性を基に行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、制御弁の開度とＣＶ値の関係には制御弁固有の固体差による違いがあり、製品毎に制御弁特性が安定しない。つまり、制御弁を組み立てる際に手作業で制御弁の弁開度に対する流量特性を調整しており、組み立て完了した制御弁は個々の流量特性が相違している。また、制御弁が配設された管路の曲げ数等により管路の圧力損失が異なり、顧客の要望により種々の機器が装着された場合、管路が他の機器と干渉しないように曲げる必要があるので、各制御弁の流量特性がほぼ一定に調整されていても各装置毎に管路抵抗が相違して各制御弁の流量特性が変化してしまうことが多い。
【０００６】
そのため、以下のような問題がある。
▲１▼  制御弁によって流れ始めるタイミングが違うため、供給開始時の流量特性が安定しない。
▲２▼  制御弁を予め設定された固定弁開度で切り替えるため、各制御弁の特性の違いから切替時の流量変化が大きくなる。
▲３▼  制御弁個体差や配管の違いにより流量／元圧−弁開度特性にバラツキが生じる。
【０００７】
また、従来の装置では、各機器の経年変化や管路に異物が進入して設置当初の流量−弁開度特性が変化してしまい制御弁の開閉動作速度を変更しないと所定のガス供給量を供給することができなくなるといった問題がある。
そこで、本発明は上記問題を解決したガス供給装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有するものである。
上記請求項１の発明は、圧縮されたガスを貯蔵するガス蓄圧器と、一端が該ガス蓄圧器に接続され他端がホースの一端に接続されたガス供給管路と、該ガス供給管路の途中に設けられ、該ガス蓄圧器から被充填タンクへ供給されたガスの流量を計測する流量計、及び前記ガス蓄圧器から吐出されるガスの流量制御又は圧力制御を行う制御弁と、前記ガス供給管路の前記制御弁が設けられた位置よりも下流側に設けられ、当該ガス供給管路内のガスの圧力を計測する圧力計と、前記制御弁の開度を制御する制御装置とを有し、前記制御弁の開閉動作により圧縮されたガスを被充填タンクへ供給するガス供給装置において、
前記流量計により計測されたガスの流量、前記圧力計により計測された圧力、及び前記制御弁の開度により弁開度−流量特性データを記憶する記憶手段と、
前記流量計により計測されたガスの流量変化が少なく、且つ、前記制御弁の弁開度の変化が少ないか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が前記流量計により計測されたガスの流量変化が少なく、且つ、前記制御弁の弁開度の変化が少ないと判定したとき、当該流量計により今回のガス供給によって計測されたガスの流量、前記圧力計により計測された圧力、及び前記制御弁の開度により弁開度−流量特性データを作成するデータ作成手段と、
前記記憶手段に記憶された前記弁開度−流量特性データに前記データ作成手段により作成された弁開度−流量特性データを書き換えるデータ書き換え手段と、を備え、
前記制御装置は、前記記憶手段に記憶された弁開度−流量特性データに基づき、前記制御弁の弁開度を制御することを特徴とするものである。
【０００９】
従って、上記請求項１の発明によれば、制御弁が組み込まれた状態での弁開度−流量特性データが自動的に作成され、記憶手段に記憶されている弁開度−流量特性データを書き換えるので、制御弁固有の個体差や顧客毎に異なる配管による弁開度と流量の関係のバラツキを吸収できる。さらに、流量計により計測されたガスの流量変化が少なく、且つ、前記制御弁の弁開度の変化が少ないと判定したとき弁開度−流量特性データを作成し、記憶手段のデータを更新するため、供給開始時の流量制御が安定し、ガス蓄圧器の切替え時の流量変化が小さくなり、供給制御が安定する。
【００１２】
また、請求項２の発明は、前記請求項１記載のガス供給装置であって、前記制御弁は、前記被充填タンクへの充填初期において、前記データ作成手段により作成された弁開度−流量特性データに基づき、所定の弁開度に開弁することにより、当該被充填タンクに対してガスの供給を開始することを特徴とするものである。
従って、上記請求項２の発明によれば、被充填タンクへの充填初期に弁開度−流量特性データに基づき、所定の弁開度に開弁するため、制御弁固有の個体差や顧客毎に異なる配管による弁開度と流量の関係のバラツキを吸収できる。そのため、供給開始時の流量制御が安定し、ガス蓄圧器の切替え時の流量変化が小さくなり、供給制御が安定し、弁開度−流量特性データに基づく流量制御の信頼性を高めることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の一実施例を説明する。尚、図１は本発明になるガス供給装置の構成図である。
ガス供給装置１１は、コンプレッサ１２により圧縮されたガスを並列に配されたガス蓄圧器１３Ａ、１３Ｂに貯溜させ、ガス蓄圧器１３Ａ、１３Ｂのガスをガス供給管路１４Ａ〜１４Ｃを介してＣＮＧ車の燃料タンクに充填するよう構成されている。尚、ガス蓄圧器１３Ａ、１３Ｂは、文献等で「蓄ガス器」とも呼ばれている。ガス供給管路１４Ａ、１４Ｂは、コンプレッサ１２の吐出側に配設された第１の開閉弁１５Ａ、１５Ｂと、ガス蓄圧器１３Ａ、１３Ｂの上流側に配設された第２の開閉弁１６Ａ、１６Ｂとを有する。
【００２０】
さらに、ディスペンサ本体１７内に延在されたガス供給管路１４には、第３の開閉弁１８、流量計１９、制御弁２０、圧力計２１が配設されている。第１の開閉弁１５Ａ、１５Ｂ、第２の開閉弁１６Ａ、１６Ｂ、第３の開閉弁１８は、夫々電磁弁よりなり、後述するように制御信号により開弁又は閉弁動作する。
そして、ガス供給管路１４の端部は、ホース２２を介して三方弁２３のａポートに接続されている。また、三方弁２３のｂポートには、被充填タンクとしてＣＮＧ車の燃料タンク（図示せず）に接続されるカプラ２４が連通され、三方弁２３のｃポートには、脱圧用ホース２５が連通されている。
【００２１】
ディスペンサ本体１７は側面に非充填中のカプラ２４を掛止するカプラ掛け２６が設けられており、カプラ掛け２６はカプラ２４が掛止されたときオン状態に切り換わるカプラ掛けスイッチ２７を有する。
２８は制御装置で、予めセットされた制御システムに基づいて上記各機器を制御する。２９はメモリで、ガス充填処理の制御システムの制御プログラムと、ＣＮＧ車の燃料タンク（被充填タンク）へ供給されるガスの流量、及び制御弁２０の開度により弁開度−流量特性データを作成するデータ作成プログラム（データ作成手段）とが記憶されている。また、メモリ２９は、弁開度に対する流量特性のデータを記憶する流量特性記憶エリア２９ａ（２９ａ1 〜２９ａn ）を有する。
【００２２】
そのため、制御弁が組み込まれた状態での弁開度−流量特性データが自動的に作成されるので、制御弁２０の固有の個体差や顧客毎に異なる配管抵抗による弁開度と流量の関係のバラツキを吸収できる。よって、供給開始時の流量制御が安定し、ガス蓄圧器の切替え時の流量変化が小さくなり、供給制御が安定する。
３０は液晶パネルよりなる表示装置で、ガス充填を行う際の情報（充填量、充填時間、充填圧力等）を表示する。
【００２３】
３１は充填開始スイッチ釦、３２は充填停止スイッチ釦、３３は非常停止スイッチ釦である。
非充填中、コンプレッサ１２は制御装置２８からの制御信号により起動されて天然ガス（ＣＮＧ）を２４．５ＭＰａの圧力まで圧縮する。そのとき、第１の開閉弁１５Ａ又は１５Ｂが開弁され、且つ第２の開閉弁１６Ａ、１６Ｂが閉弁されているため、コンプレッサ１２から吐出された圧縮ガスは、ガス蓄圧器１３Ａ、１３Ｂに供給される。
【００２４】
尚、コンプレッサ１２は２つの圧力スイッチ（図示せず）を有しており、起動時に圧縮した圧力値を検出して制御装置２８に出力することができる。
カプラ２４がＣＮＧ車の燃料タンクに接続された後、三方弁２３のａポートとｂポートとが連通されるように切り換え操作されて充填開始スイッチ釦３１がオンに操作されると、第３の開閉弁１８が開弁されるため、ガス蓄圧器１３Ａ、１３Ｂのガスはガス供給管路１４Ａ〜１４Ｃ、ホース２２、三方弁２３、カプラ２４を介してＣＮＧ車の燃料タンクに充填される。
【００２５】
その際、流量計１９により流量（瞬時流量、積算流量）が計測されると共に、制御弁２０により供給圧力及び流量が所定値に制御され、圧力計２１により充填圧力が計測される。
そして、ＣＮＧ車の燃料タンクに目標圧力が充填されると、第３の開閉弁１８が閉弁されてガス充填が終了する。
【００２６】
以下、制御装置２８が実行する処理につき図２乃至図５を併せ参照して説明する。
図２は制御装置２８が実行する制御処理の基本動作のＰＡＤである。
図２において、ステップＳ６０（以下「ステップ」を省略する）は永久ループであり、制御装置２８は電源が遮断されるまで以下の処理を実行する。
【００２７】
Ｓ１において、ガス供給装置１１がガス充填中かどうかを判断する。この場合の判断方法は、「充填中フラグ」がオンになっているかどうかでガス充填中か否かを判定する。また、Ｓ１でガス充填中であるとき、すなわちスイッチ「充填中フラグ」がオンになっているときは、Ｓ２に進む。また、Ｓ１でガス充填中でないとき、すなわちスイッチ「充填中フラグ」がオフになっているときは、後述するＳ２１に進む。
【００２８】
Ｓ２において、ガス供給開始から所定時間（本実施例では、３０秒）経過しているかどうかを判断する。Ｓ２でこの経過時間が３０秒以下であればＳ３に進み、経過時間が３０秒以上であればＳ６に進む。
また、Ｓ３において、制御弁２０の弁開度をチェックし、ガスが流れ始める所定の弁開度になっているかどうかを判断する。ここで、流れ始める所定弁開度は、制御弁２０の流量特性（後述するＳ２０にて取得）から求める。但し、初期設定は、予め実験により求められた平均的な値が設定されている。
【００２９】
このＳ３で制御弁２０の弁開度がガスが流れ始める所定弁開度以下の場合は、Ｓ４に進み、流量計１９によりガス供給開始による流量が測定されるまで制御弁２０の弁開度を開方向に駆動させる。その後、後述するＳ１１に移行する。
また、Ｓ３で制御弁２０の弁開度がガスが流れ始める所定弁開度以上の場合は、Ｓ５に進み、被充填タンクとしての燃料タンクに１５ｋＰａ／秒でガス供給が行われるように制御弁２０の弁開度を制御する。その後、後述するＳ１１に進む。
【００３０】
Ｓ６において、ガスが充填される燃料タンクの容器容量の演算が終了しているか否かを判定する。ここで、燃料タンクの容器容量は、次式により求まる。
容器容量＝係数×（現在の圧力−初期圧力）／積算流量  …  （１）
このＳ６で燃料タンクの容器容量の演算が終了している場合は、Ｓ７に進み、流量計１９により計測された流量が所定流量（本実施例では、３kg/min）以下であるか否かを判定する。
【００３１】
また、Ｓ７において、流量計１９により計測された流量が３kg/min以下である場合は、Ｓ８に進み、燃料タンクの容器容量を演算する。しかし、流量が３kg/minを越える場合は、Ｓ９に進み、制御弁２０を徐々に閉めてガス供給流量を下げる。
また、上記Ｓ６において、演算が終了していない場合は、Ｓ１０に進み、燃料タンクの容量演算結果を基に容量に応じた最適なガス供給量となるように制御弁２０の弁開度を制御して満タン（燃料タンクの圧力が目標充填圧力）になるまでガス充填を行う。
【００３２】
上記Ｓ２〜Ｓ１０の処理が終了すると、Ｓ１１に進み、ガス蓄圧器１３Ａに貯蔵されたガスを供給する際の流量が１２kg/min以下、且つ制御弁２０の弁開度が１００％であるか否かを判断する。このＳ１１において、流量が１２kg/min以下の場合、Ｓ１２に進み、燃料タンクに供給されるガス供給流量を記憶する。
その後、Ｓ１３でガス蓄圧器１３Ａ，１３Ｂのうち高圧側（例えばガス蓄圧器１３Ａからガス蓄圧器１３Ｂへ切り替える）へ切り替える際に生じてしまう圧力上昇（ハンチング）を抑えるために上記Ｓ１２で記憶したガス供給流量となるように制御弁２０の弁開度を制御する。ここで、制御弁２０の弁開度は、ガス蓄圧器１３Ａ，１３Ｂの最大充填圧力２４．５ＭＰａ時の開度を選択するように制御される。
【００３３】
その後、Ｓ１４でガス蓄圧器１３Ａの第２開閉弁１６Ａを閉弁させる。続いて、Ｓ１５でガス蓄圧器１３Ｂの第２開閉弁１６Ｂを閉弁させる。
また、上記Ｓ１１において、流量が１２kg/minを越える場合、Ｓ１６に進み、２次側圧力（圧力計２１の指示値）が満タン圧力（本実施例では、１９．６ＭＰａ）に達しているか否かを判定する。
【００３４】
Ｓ１６において、圧力計２１により測定された２次側圧力が満タン圧力に達しているときは、Ｓ１７に進み、全ての開閉弁１５Ａ，１５Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ，１８を閉弁させる。続いて、Ｓ１８に進み、制御弁２０を閉弁させる。そして、Ｓ１９で「充填中フラグ」をオフにして、Ｓ２０で制御弁２０の流量特性、すなわち弁開度に対するガス供給流量の変化特性（弁開度−流量特性データ）を作成してメモリ２９の流量特性記憶エリア２９ａ（２９ａ1 〜２９ａn ）に記憶させる。
【００３５】
また、Ｓ１６において、圧力計２１により測定された２次側圧力が満タン圧力に達していないときは、Ｓ０に戻る。
Ｓ２１において、充填開始スイッチ釦３１がオンに操作されたか否かを判定する。このＳ２１で充填開始スイッチ釦３１がオンに操作された場合は、Ｓ２２に進み、ガス蓄圧器１３Ａの第２開閉弁１６Ａを閉弁させる。その後、Ｓ２３で第３の開閉弁１８を開弁させてガス供給開始に備える。続いて、Ｓ２４で「充填中フラグ」をオンにする。
【００３６】
図３は上記Ｓ２０で実行された流量特性取得方法を説明するためのＰＡＤである。
図３中、Ｓ２６において、メモリ２９のなかの流量特性を記憶する流量特性記憶エリア２９ａを「−１」で初期化する。尚、メモリ２９の流量特性記憶エリア２９ａは、制御弁２０の弁開度の分解能に対応した数の複数の領域を有しており、制御弁２０が全閉から全開までの流量特性を順に記憶する。
【００３７】
次のＳ２７では、単位時間毎に収集した充填データの個数分の回数だけ、演算ループを繰り返す。ここで、充填データのなかには、ガス充填中における単位時間毎の圧力値、流量、制御弁開度等の各データが含まれる。
Ｓ２８では、流量変化が少なく、且つ制御弁２０の弁開度の変化が少ないかどうかを判定する（判定手段）。このＳ２８の条件を満たしていれば、Ｓ２９に進み、制御弁２０が充填データの弁開度のときの流量特性を演算する。この流量特性は、次式により求まる。
【００３８】
流量特性＝瞬時流量／圧力×定数  …  （２）
次のＳ３０では、Ｓ２９で演算した流量特性が既に演算済みの同開度の流量特性よりも大きいかどうかを判断している。尚、流量特性記憶エリア２９ａは、「−１」で初期化されているので、ある弁開度の初めてのデータの場合は、必ず流量特性を記憶し直す。また、同じ弁開度で２つ以上の流量特性が取得された場合、制御弁２０の開け過ぎを防止するため、多く流れる方の流量特性を記憶し直す。従って、既に演算済みの流量特性を記憶する記憶エリアが「−１」で初期化されているため、今回の弁開度の流量特性を初めて演算した場合は必ず条件を満たす。
【００３９】
Ｓ２９で演算した流量特性が既に演算済みの同開度の流量特性よりも大きい場合、この条件が満たされているので、Ｓ３１に進み、演算した流量特性をＳ２６で初期化した記憶エリアに記憶する（データ書き換え手段：図４のグラフを参照）。また、Ｓ３０で上記条件が満たされないときは、Ｓ２７に戻る。Ｓ３２〜Ｓ３９では、上記Ｓ２６〜Ｓ３１で取得できなかった弁開度の流量特性を取得した流量特性で補間している。このとき、制御弁２０を開けているにも拘わらず、流量特性が小さくなっているようなデータは異常値であるので無視している。
【００４０】
すなわち、Ｓ３２では、上記Ｓ２６〜Ｓ３１で取得できなかった制御弁２０の弁開度の分解能を補間する。次のＳ３３では、制御弁２０の弁開度がｉのとき流量特性が「−１」以外かどうかを判定する。そして、Ｓ３３において、弁開度がｉのときの流量特性が「−１」以外であるときは、Ｓ３４に進み、制御弁２０の弁開度がｉのときの流量特性と前回の流量特性が「−１」だったときの差を演算する。
【００４１】
続いて、Ｓ３５で弁開度がｉのときの流量特性と前回の流量特性との差が「０」以下かどうかを判定する。これは、制御弁２０を開けたにも拘わらず、流量特性上流量が減ることは無い（但し、流量が一定で変わらないことはある）。そこで、制御弁２０を開けても流量が減るような流量特性を取得してしまった場合、今回の流量特性が異常値であるので、流量特性を変更しないようにする。
【００４２】
上記Ｓ３５において、弁開度がｉのときの流量特性と前回の流量特性との差が「０」以下かであるときは、Ｓ３６に進み、制御弁２０の弁開度がｉのときの流量特性を前回流量特性が「−１」以外だったときの流量特性とする。
また、Ｓ３７では、前に流量特性が「−１」以外だったときからの制御弁２０の弁開度の差を演算する。そして、Ｓ３８では、Ｓ３７で演算された弁開度の差が２以上かどうかを判定する。
【００４３】
Ｓ３８において、弁開度の差が２以上であるときは、Ｓ３９に進み、制御弁２０の弁開度がｉのときから前回流量特性が「−１」以外だったときの間の流量特性を直線補間する（図５、図６のグラフを参照）。そのため、流量特性の一部が欠落していても上記のようにして流量特性の欠落部分が補間されるので、制御弁２０の弁開度を安定に制御することができる。
【００４４】
Ｓ４０，Ｓ４１では、今まで記憶していた流量特性に今回取得した流量特性を加えている。本実施例では、２０％分だけ書き換え、次回充填時の流量特性としている。すなわち、Ｓ４０において、取得できなかった制御弁２０の弁開度の分解能をチェックする。そして、Ｓ４１で弁開度ｉのときの流量特性を次式から求める。
弁開度ｉのときの流量特性＝（今までの弁開度ｉのときの流量特性×４＋今回取得の弁開度ｉのときの流量特性）／５              …  （３）
このように弁開度ｉのときの流量特性を前回の流量特性に対し今回取得した流量特性の２０％分だけ書き換えるため、今回取得した流量特性が異常値であっても８０％は前回の流量特性のデータが含まれているので、流量特性のデータが異常値となることを防止できる。
【００４５】
図７は前述したＳ１０で実行する充填制御の詳細を示すＰＡＤである。
図７中、Ｓ４３では、上記Ｓ６で演算された燃料タンクの容量の大きさに応じて流量を下げ始める圧力を演算する。次のＳ４４では、Ｓ４３で流量を下げるかどうかを判定しており、流量を下げ始める圧力になったときは、Ｓ４５に進み、３kg/minで定流量充填制御を実行する。また、Ｓ４４で流量を下げ始める圧力に達していないときは、Ｓ４６に進み、規定圧力上昇率３０kPa/秒で定圧力充填制御を実行する。
【００４６】
図８は前述したＳ４５で実行する定流量充填制御の詳細を示すＰＡＤである。
図８中、Ｓ４７では、現在の制御弁２０の弁開度に対する流量特性のグラフの傾きを取得する。続いて、Ｓ４８に進み、「係数×（３kg/min−現在の流量）÷流量特性の傾き」を演算する。そして、Ｓ４９では、制御弁２０の弁開度を上記Ｓ４８の演算値分だけ駆動させる。
【００４７】
図９は前述したＳ４６で実行する定圧力充填制御の詳細を示すＰＡＤである。
図９中、Ｓ５０では、現時点の目標圧力を演算する。ここで、目標圧力は、目標圧力＝初期圧力＋充填時間×圧力上昇率により求まる。続いて、Ｓ５１では、「係数×（目標圧力−現在の圧力）×現在の流量÷流量特性の傾き」を演算する。そして、Ｓ５２では、制御弁２０の弁開度を上記Ｓ５１の演算値分だけ駆動させる。
【００４８】
このように上記Ｓ６で演算された燃料タンクの容量の大きさに応じて制御弁２０の弁開度が調整されて定流量充填制御又は定圧力充填制御が行われるので、燃料タンクの容量に対応した最適な流量又は圧力でガスが充填される。
次に設置現場で試運転（テスト運転）しているときに制御装置２８が実行する制御処理の変形例について説明する。
【００４９】
以下、制御装置２８が実行する制御処理の変形例につき図３乃至図１１を併せ参照して説明する。
本実施例では、制御装置２８の制御処理をアイドラ処理とサンプリング処理に分けて説明する。アイドラ処理では、充填開始やパラメータ設定等の動作モードの変更を行う。サンプリング処理は、０．０１秒毎のタイマ割り込みによって定期的に起動されると共に、ガス充填制御を行う。従って、制御装置２８はアイドラ処理を行うアイドラ部と、サンプリング処理を行うサンプラ部とを有している。
【００５０】
図１０はアイドラ処理のＰＡＤである。
図１０において、Ｓ６０は永久ループであり、制御装置２８は電源が遮断されるまで以下の処理を実行する。
Ｓ６１において、カプラ掛けスイッチ２７が外れていて、且つ充填開始スイッチ釦３１がオンに操作されたかを判断する。そして、Ｓ６１において、上記条件が満たしていたら、Ｓ６２に進み、「カプラＳＷフラグ」の有無を判断する。この「カプラＳＷフラグ」は、カプラ２４がカプラ掛け２６に掛止されてカプラ掛けスイッチ２７がオンのときはオンになっており、カプラ２４がカプラ掛け２６に掛止されていないときはカプラ掛けスイッチ２７がオフであるので「カプラＳＷフラグ」もオフになっている。これは、ガス供給装置１１が有する設定モード機能により変更することができる。
【００５１】
また、「カプラＳＷフラグ」がオンである場合は、Ｓ６４へ進む。また、「カプラＳＷフラグ」がオフの場合は、Ｓ６３へ進む。
そして、Ｓ６３において、カプラ掛けスイッチ２７がオフの場合には、表示装置３０の積算流量をクリアし、ガス充填に備える。
Ｓ６４において、「充填フラグ」をオンにして、ガス充填を開始したことをサンプラ部に伝える。
【００５２】
Ｓ６５は、「充填フラグ」がオフになるまで、すなわち燃料タンクへのガス充填が終了するまで待機している。このとき、充填側の圧力、すなわち圧力計２１の検出値が満タン圧力または設定圧力になったとき、また充填中に異常がなかった場合には充填制御を終了し、「正常終了フラグ」をオンにする。そして、サンプラ部が「充填フラグ」をオフにしたらＳ６６に進む。
【００５３】
Ｓ６６において、流量計１９が計測した積算流量値、すなわち充填量が例えば５ｋｇ以上であり、且つＳ６５において「正常終了フラグ」がオンである場合は、Ｓ６７の制御弁特性の値を書き換える。制御弁特性の更新機能については、前述した方法（図３参照）を使用する。
このように、規定以上のガス量を燃料タンクへ供給したとき、弁開度−流量特性データを作成するため、例えば設置現場で試運転させた場合でも特別なスイッチ操作をせずに規定以上のガス量を燃料タンクへ供給することにより工場で設定した弁開度−流量特性データが作成される。よって、試運転終了後、制御弁固有の個体差や顧客毎に異なる配管による弁開度と流量の関係のバラツキを吸収できる。そのため、試運転のときに様々な流量特性データが作成されても、簡単に元の弁開度−流量特性データを設定することができる。
【００５４】
Ｓ６８において、カプラ掛けスイッチ２７がオフになったかどうかを判定する。これは、カプラ掛けスイッチ２７があるシステムのみ条件を満たすことができる。そして、条件が満たされたときは、Ｓ６９に進み、条件が満たされないときはＳ６０のループに戻る。
Ｓ６９において、カプラ掛け２６からカプラ２４が外されてカプラ掛けスイッチ２７がオフになると、表示装置３０の積算流量をクリアし、これからのガス充填に備える。そして、Ｓ６０のループへ戻る。
【００５５】
図１１はサンプラ部の処理を説明するためのＰＡＤである。
図１１中、Ｓ７０において、流量計１９により計測された瞬時流量値と圧力計２１により検出された圧力値とをＡ／Ｄ変換してメモリ２９のデータ領域である流量特性記憶エリア２９ａ（２９ａ1 〜２９ａn ）に記憶された流量特性のデータを読み込む。
【００５６】
次にＳ７１に進み、「充填フラグ」の変化を監視する。このＳ７１において、前回サンプラ実行時の「充填フラグ」がオフで、且つ今回のサンプラ実行時の「充填フラグ」がオンであるときは、今、ガス供給が開始されたものと判断してＳ７２に進む。
Ｓ７２〜Ｓ７４において、各開閉弁１５Ａ，１６Ａ又は１５Ｂ，１６Ｂ、及び１８を開いてガス充填制御の準備を整える。すなわち、Ｓ７２で開閉弁１８を開弁させる。次にＳ７３でガスを供給するガス蓄圧器１３Ａ又は１３Ｂの出口側の第２開閉弁１６Ａ又は１６Ｂを開弁させる。そして、Ｓ７４でガスを供給しない側の第２開閉弁１６Ｂ又は１６Ａを閉弁させる。
【００５７】
次のＳ７５では、「充填フラグ」のオン・オフを判断する。このＳ７５において、「充填フラグ」がオンであるときは、Ｓ７６に進み、「充填フラグ」がオフであるときは、Ｓ８５に進む。
Ｓ７６において、充填終了の条件を満たしているかを判断する。充填終了の条件は、充填側の圧力、すなわち圧力計２１の検出値が満タン圧力になったとき、あるいは充填停止スイッチ釦３２がオンに操作されたとき、あるいはガス蓄圧器１３Ａ又は１３Ｂの圧力が低下して規定の流量でガスを供給できなくなったとき、すなわち「充填不可能」と判断した場合の３条件である。
【００５８】
この終了条件を満たしていれば、Ｓ７７に進む。しかし、終了条件を満たしていないときはＳ８０に移行する。このＳ８０においては、前述した一連のガス充填処理が正常に終わったことを受けて「正常終了フラグ」を発行する。
次のＳ８１では、ガス蓄圧器１３Ａ又は１３Ｂへの切替条件を満たしているかどうかを判定する。このＳ８１において、切替条件を満たしていればＳ８２に進む。このときの切替条件は、制御弁２０の弁開度が規定値、例えば６０％よりも大きく、このときの流量が例えば２kg/min以下のときとする。この条件を満たしていなければ、Ｓ８５の処理を実行する。
【００５９】
また、Ｓ８２において、切り替えるべきガス蓄圧器１３Ａ又は１３Ｂの有無を判定する。今までガスを供給していたガス蓄圧器とは異なる他のガス蓄圧器１３Ａ又は１３Ｂの圧力が充填可能な規定圧力であるときは、切り替え可能であると判断する。
そして、Ｓ８２において、切り替えるべきガス蓄圧器１３Ａ又は１３Ｂがあるときは（他方のガス蓄圧器の圧力が規定圧力以上であるとき）、Ｓ８３に進み、ガス蓄圧器の切替えを行う。また、Ｓ８２において、切り替えるべきガス蓄圧器１３Ａ又は１３Ｂがないときは（他方のガス蓄圧器の圧力が燃料タンクの圧力以下でガス供給不可能のあるとき）、ガス蓄圧器の切替えを行わずにＳ８４に進み、ガス充填制御を行う関数をメモリ２９から読み込み、この読み込まれた関数に基づいて制御弁２０の弁開度を制御してガス供給を行う。
【００６０】
また、前述したＳ８１において、上記切替条件を満たしていなければＳ８５に進み、Ｓ８４と同様、ガス充填制御を行う関数をメモリ２９から読み込み、この読み込まれた関数に基づいて制御弁２０の弁開度を制御してガス供給を行う。
そして、Ｓ８６では、上記Ｓ８４，Ｓ８５でのガス充填制御において、流量計１９により計測された流量値、圧力計２１により検出された圧力値を表示装置３０に表示させる。
【００６１】
図１２は設置現場で試運転しているときに流量特性を取得する場合の変形例を説明するためのＰＡＤである。
図１２中、前述したＳ６６の処理の代わりにＳ８７，Ｓ８８の処理を実行する。Ｓ８７では、ガス供給装置１１に設けられたディップスイッチ（図示せず）が操作されると、Ｓ８８で制御弁２０の流量特性を取得して更新する。
【００６２】
この場合、ディップスイッチを操作するだけで制御弁２０の流量特性を更新することができるので、例えばガス供給装置１１が設置された現地でどのような試運転をしても工場で調整された最良の制御弁特性が保持される。
図１３は設置現場で試運転しているときに流量特性を取得する場合の別の変形例を説明するためのＰＡＤである。
【００６３】
図１３中、前述したＳ６６，Ｓ６７の処理の代わりにＳ８９〜Ｓ９１の処理を実行する。すなわち、Ｓ８９で充填回数カウンタが１０回以下であるときは、Ｓ９０に進み、制御弁２０の流量特性を取得して更新する。
そして、Ｓ９０で流量特性を更新した後、Ｓ９１に進み、充填回数カウンタをインクリメントしてカウント値を＋１加算する。
【００６４】
従って、試運転しているときは、充填回数が１０回まで流量特性を取得することができ、充填回数が１０回を越えると、試運転が終了して通常のモードに戻る。従って、ガス供給装置１１が設置された現地でどのような試運転をしても充填回数を１０回繰り返すことにより工場で調整された最良の制御弁特性に自動的に戻る。
【００６５】
尚、上記実施例では、都市ガスを圧縮した圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を供給する場合を一例として挙げたが、これに限らず、例えばブタン、プロパン等のガスを供給するのにも適用できるのは勿論である。
また、上記実施例では、ＣＮＧ車の燃料タンクに圧縮されたガスを充填する場合を一例として挙げたが、これに限らず、他の容器等に圧縮されたガスを供給する装置にも適用でき、あるいは単に圧縮されたガスを他の場所に給送するための管路途中に設置する構成の装置にも適用できるのは勿論である。
【００６６】
【発明の効果】
上述の如く、上記請求項１の発明によれば、制御弁が組み込まれた状態での弁開度−流量特性データが自動的に作成され、記憶手段に記憶されている弁開度−流量特性データを書き換えるので、制御弁固有の個体差や顧客毎に異なる配管による弁開度と流量の関係のバラツキを吸収できる。さらに、流量計により計測されたガスの流量変化が少なく、且つ、前記制御弁の弁開度の変化が少ないと判定したとき弁開度−流量特性データを作成し、記憶手段のデータを更新するため、供給開始時の流量制御が安定し、ガス蓄圧器の切替え時の流量変化が小さくなり、供給制御が安定し、弁開度−流量特性データに基づく流量制御の信頼性を高めることができる。
【００６８】
また、請求項２の発明によれば、被充填タンクへの充填初期に弁開度−流量特性データに基づき、所定の弁開度に開弁するため、制御弁固有の個体差や顧客毎に異なる配管による弁開度と流量の関係のバラツキを吸収できる。そのため、供給開始時の流量制御が安定し、ガス蓄圧器の切替え時の流量変化が小さくなり、供給制御が安定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になるガス供給装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】制御装置が実行する制御処理の基本動作のＰＡＤである。
【図３】Ｓ２０で実行された流量特性取得方法を説明するためのＰＡＤである。
【図４】弁開度−流量特性のグラフである。
【図５】流量特性の一部が欠落した状態を示す弁開度−流量特性のグラフである。
【図６】流量特性を直線補間した状態を示す弁開度−流量特性のグラフである。
【図７】Ｓ１０で実行する充填制御の詳細を示すＰＡＤである。
【図８】定流量充填制御の詳細を示すＰＡＤである。
【図９】Ｓ４６で実行する定圧力充填制御の詳細を示すＰＡＤである。
【図１０】設置現場で試運転（テスト運転）しているときに制御装置が実行するアイドラ処理のＰＡＤである。
【図１１】設置現場で試運転（テスト運転）しているときに制御装置が実行するサンプラ部の処理を説明するためのＰＡＤである。
【図１２】設置現場で試運転しているときに流量特性を取得する場合の変形例を説明するためのＰＡＤである。
【図１３】設置現場で試運転しているときに流量特性を取得する場合の別の変形例を説明するためのＰＡＤである。
【符号の説明】
１１  ガス供給装置
１２  コンプレッサ
１３Ａ，１３Ｂ  ガス蓄圧器
１４Ａ，１４Ｂ  ガス供給管路
１５Ａ，１５Ｂ  第１の開閉弁
１６Ａ，１６Ｂ  第２の開閉弁
１８  第３の開閉弁
１９  流量計
２０  制御弁
２１  圧力計
２３  三方弁
２４  カプラ
２６  カプラ掛け
２７  カプラ掛けスイッチ
２８  制御装置
２９  メモリ
２９ａ（２９ａ1 〜２９ａn ）  流量特性記憶エリア
３０  表示装置
３１  充填開始スイッチ釦
３２  充填停止スイッチ釦
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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