(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（２０）のタンク（２１）に水素を充填するための充填ホース（２）と該充填ホース（２）に接続された充填ノズル（３）を有する水素充填装置において、前記充填ホース（２）は水素供給源（１）に充填される水素ガスの温度を低下させる冷却装置（６）と水素充填を中止する水素充填中止機構（４）とが水素供給管（５）を介して接続され、前記冷却装置（６）の下流側には水素供給配管温度計測装置（８）と水素供給配管圧力計測装置（９）とが設けられ、前記水素供給配管温度計測装置（８）と前記水素供給配管圧力計測装置（９）とに接続されて前記冷却装置（６）と前記水素充填中止機構（４）とを制御する制御装置（１０Ａ）を有しており、当該制御装置（１０Ａ）は、水素充填装置側の充填ノズル（３）を車両のタンク（２１）のコネクタ（２２）に接続し、車両のタンク（２１）の容量を推定し、初期圧力を測定推定して（Ｓ１）、車両のタンク（２１）の初期圧力、外気温度から昇圧率、充填停止圧力を設定し（Ｓ２）、充填を開始した後に、各サイクル毎に水素供給配管（５）の温度および圧力を水素供給配管温度計測装置（８）および水素供給配管圧力計測装置（９）で計測し（Ｓ２４）、計測された水素供給配管（５）の温度から記憶装置（１４）の記憶により水素供給配管（５）の温度を車両のタンク（２１）内の温度との関係に基づいて車両のタンク（２１）内の温度を推定し、かつ計測された圧力から記憶装置（１４）の記憶により車両のタンク（２１）内の圧力の関係に基づいて車両のタンク（２１）内の圧力を推定し（Ｓ２５）、推定された車両のタンク（２１）内の温度から記憶装置（１４）に記憶された充填率１００％となる圧力温度特性（β）に基づいて当該制御サイクルにおける充填率１００％となる圧力を決定し（Ｓ２６）、前記推定した車両のタンク（２１）内の圧力と前記決定した充填率１００％となる圧力とを比較し（Ｓ２７）、推定した車両のタンク（２１）内の圧力が充填率１００％となる圧力を超えた場合は安全に水素充填ができる範囲から外れたと判断し（Ｓ９）、推定した車両のタンク（２１）内の圧力が充填率１００％となる圧力以下の場合は、前記推定した車両のタンク（２１）内の圧力と記憶装置（１４）に記憶された充填終了圧力とを比較し（Ｓ２８）、前記推定した車両のタンク（２１）内の圧力が充填終了圧力に達しない場合は前記水素供給配管（５）の温度および圧力の計測に戻り、推定した車両のタンク（２１）内の圧力が充填終了圧力以上になった場合は、水素充填が正常に終了と判断（Ｓ１２）する機能を有することを特徴とする水素充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば燃料電池自動車の燃料タンクのような圧力容器に水素を充填する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８で示すように、燃料電池自動車３００の燃料タンク３０１へ水素を充填する水素供給設備では、水素供給（充填）装置２００から水素充填ホース２０１、水素充填ノズル２０２を介して、車両の燃料タンク３０１内に水素が充填される。充填に際しては、水素充填ノズル２０２は図８では図示しない車両側のコネクタと一体的に結合されている。
水素供給（充填）装置２００は、水素供給配管（図８では図示せず）を介して水素供給源（図８では図示せず）と連通しており、その内部には車両側に供給される水素を冷却する冷却装置（図８では図示せず：例えば、特許文献１参照）が内蔵されている。
【０００３】
燃料電池自動車の燃料タンクへ水素を充填するための規格では、充填率（ＳＯＣ）を管理することが求められている。
係る規格に対応するため、従来技術では、燃料電池自動車の燃料タンク内の温度と圧力を計測し、計測された温度と圧力からその時点（制御サイクル）における水素の圧縮係数と密度を求めている。そして、燃料タンク内の圧力７０ＭＰａ、温度１５℃の密度（４０．２ｇ／Ｌ）を充填率１００％として、水素の充填中に充填率１００％に到達した場合に、水素充填を停止している。
ここで、計測された温度と圧力からその時点（制御サイクル）における水素の圧縮係数を求める演算は非常に複雑であり、高度な演算機能を有する情報処理機器が必要となる。
しかし、水素供給設備に高度な演算機能を有する情報処理機器を設置することは困難である。一方、一般的なレベルの演算機能を有する情報処理機器を備えた水素供給設備では、水素充填の制御に際して、制御機構に大きな負荷を強いることになり、水素供給設備の稼動に悪影響を及ぼしてしまう。
【０００４】
その他の従来技術として、水素が車両タンクに入る以前の段階で冷却する技術が存在する（特許文献１参照）。
しかし、係る技術においても、制御サイクル毎に密度を演算する必要があるため、水素供給装置の制御機構に大きな負荷が掛かるという上述の問題を解消してはいない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０７１６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、制御機構に大きな負荷が掛かけることなく、水素充填中に充填率１００％に到達した場合に水素充填を確実に停止することが出来る水素充填装置及び充填方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者は、充填率１００％となった際の圧力と、その時点における温度の間には、相関関係があることに着目した。
本発明は係る知見に基づいて創作された。
【０００９】
また本発明によれば、車両（２０）のタンク（２１）に水素を充填するための充填ホース（２）と該充填ホース（２）に接続された充填ノズル（３）を有する水素充填装置において、前記充填ホース（２）は水素供給源（１）に充填される水素ガスの温度を低下させる冷却装置（６）と水素充填を中止する水素充填中止機構（４）とが水素供給管（５）を介して接続され、前記冷却装置（６）の下流側には水素供給配管温度計測装置（８）と水素供給配管圧力計測装置（９）とが設けられ、前記水素供給配管温度計測装置（８）と前記水素供給配管圧力計測装置（９）とに接続されて前記冷却装置（６）と前記水素充填中止機構（４）とを制御する制御装置（１０Ａ）を有しており、当該制御装置（１０Ａ）は、水素充填装置側の充填ノズル（３）を車両のタンク（２１）のコネクタ（２２）に接続し、車両のタンク（２１）の容量を推定し、初期圧力を測定推定して（Ｓ１）、車両のタンク（２１）の初期圧力、外気温度から昇圧率、充填停止圧力を設定し（Ｓ２）、充填を開始した後に、各サイクル毎に水素供給配管（５）の温度および圧力を水素供給配管温度計測装置（８）および水素供給配管圧力計測装置（９）で計測し（Ｓ２４）、計測された水素供給配管（５）の温度から記憶装置（１４）の記憶により水素供給配管（５）の温度を車両のタンク（２１）内の温度との関係に基づいて車両のタンク（２１）内の温度を推定し、かつ計測された圧力から記憶装置（１４）の記憶により車両のタンク（２１）内の圧力の関係に基づいて車両のタンク（２１）内の圧力を推定し（Ｓ２５）、推定された車両のタンク（２１）内の温度から記憶装置（１４）に記憶された充填率１００％となる圧力温度特性（β）に基づいて当該制御サイクルにおける充填率１００％となる圧力を決定し（Ｓ２６）、前記推定した車両のタンク（２１）内の圧力と前記決定した充填率１００％となる圧力とを比較し（Ｓ２７）、推定した車両のタンク（２１）内の圧力が充填率１００％となる圧力を超えた場合は安全に水素充填ができる範囲から外れたと判断し（Ｓ９）、推定した車両のタンク（２１）内の圧力が充填率１００％となる圧力以下の場合は、前記推定した車両のタンク（２１）内の圧力と記憶装置（１４）に記憶された充填終了圧力とを比較し（Ｓ２８）、前記推定した車両のタンク（２１）内の圧力が充填終了圧力に達しない場合は前記水素供給配管（５）の温度および圧力の計測に戻り、推定した車両のタンク（２１）内の圧力が充填終了圧力以上になった場合は、水素充填が正常に終了と判断（Ｓ１２）する機能を有している。
【発明の効果】
【００１４】
上述の構成を具備する本発明によれば、充填中の各瞬間あるいは各制御サイクル（例えば、１００ｍｓｅｃ毎に行われる制御サイクル）において、車両タンク（２１）の温度を計測し、その温度に対応する「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を求め、その瞬間あるいは制御サイクルにおける車両タンク内圧力と、「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」とを比較し、車両タンク内圧力が「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」以下である場合に、水素の充填を行なっている。そして本発明によれば、車両タンク内圧力が「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を超えた場合には、直ちに充填を中止している。
そのため本発明によれば、水素の充填中、安全な水素充填を行うことが出来る領域（図１の特性βよりも下方の領域で、且つ、タンク内温度作動限界θよりも右側の領域）を外れてしまうことはない。
【００１５】
本発明において、車両タンク内圧力が「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」以下の状態を保持したまま、充填終了圧力（終了圧力）に到達したならば、水素充填が正常に終了したと判断して、水素充填終了に必要な所定の処理を行うことが出来る。
すなわち本発明によれば、水素の充填中、安全な水素充填を行うことが出来る領域（図１の特性βよりも下方の領域で、且つ、タンク内温度作動限界θよりも右側の領域）を外れてしまうことがなく、水素充填を安全に終了させることが出来る。
【００１６】
ここで、「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」は、制御サイクル毎に、車両タンク内温度の計測結果より、予め決定された特性（例えば、図１の特性β：車両タンク内温度−「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」特性）、テーブル（車両タンク内温度と「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」との関係を表示するテーブル、表）、数式（車両タンク内温度と「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」との関係を表示する数式）を用いて、容易に演算、決定することが出来る。
そして、制御サイクル毎に決定された「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」と車両タンク内圧力とを比較すれば、その制御サイクルにおいて水素充填を続行するか否かを判断することが出来る。
そのため本発明によれば、従来技術における密度演算のような複雑を演算を行う必要が無く、制御装置（１０）に多大な負担を掛けてしまう情報処理は行なわれず、その結果、水素充填の制御や設備に悪影響を及ぼしてしまうこともない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の作動原理を説明する温度−圧力特性図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態で用いられる制御装置を示す機能ブロック図である。
【図４】第１実施形態における水素充填の制御フローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態で用いられる制御装置を示す機能ブロック図である。
【図７】第２実施形態における水素充填の制御フローチャートである。
【図８】燃料電池自動車に水素を充填する状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
最初に図１を参照して、図示の実施形態における作動原理を説明する。
図１は「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）−温度特性」を示している。
図１において、横軸は車両タンク内温度、縦軸は圧力を示している。上述した様に、充填率１００％（燃料タンク内の圧力７０ＭＰａ、温度１５℃の密度が４０．２ｇ／Ｌ）となる圧力と車両タンク内温度との間には相関関係があり、当該相関関係は図１では特性βとして示されている。
図１において、符号θは、車両タンク内温度の許容限界値であるタンク内温度作動限界（図１では符号θで示す：例えば８５℃）を示している。
図１において、特性βよりも下方の領域であり、且つ、タンク内温度作動限界θ（例えば８５℃）よりも左側の領域（図１において、ラインマーカーの点線で囲った領域α）の範囲内であれば、安全に水素を充填することが出来る。
【００１９】
図１における特性δ及び特性εは、水素充填特性の例示である。
特性δで示す水素充填においては、充填中、特性βよりも下方の領域で且つタンク内温度作動限界θよりも左側の領域を外れてしまうことはなく、特性βで示す充填率１００％に対応する圧力まで到達して、終了する。すなわち特性δで示す水素充填により、安全な水素充填が行われる。
一方、特性εで示す水素充填では、符号εεで示す領域において、圧力が特性線βを超過している。すなわち、特性εで示す水素充填では、領域εεに入った時点で充填率１００％に対応する圧力を越えてしまっており、領域εεに入った時点で充填率１００％を超過しているので、水素充填が中止されている。
【００２０】
水素充填において、充填中の各瞬間あるいは各制御サイクル（例えば、１００ｍｓｅｃ毎の制御サイクル）において、車両タンク内の温度が計測されていれば、その計測結果と図１の特性βから、当該瞬間あるいは制御サイクルにおける「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を求めることが出来る。
ここで、特性β（温度−圧力のしきい値特性）のみならず、車両タンク内温度の計測結果と「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」の関係（特性）を示すテーブル（図示せず）や数式から、「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を求めることが可能である。
なお、温度と「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」との特性βは例示であり、図１の特性線に限定されるものではない。同様に、温度と「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」との関連を示すテーブル（図示せず）や数式も、種々の条件によりケース・バイ・ケースに決定されるべきである。
【００２１】
「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を求めたならば、次にその瞬間あるいは制御サイクルにおける車両タンク内圧力と、「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」とを比較する。
その結果、車両タンク内圧力が「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」以下であれば、特性δで示す水素充填と同様に、安全な範囲内で充填がされていると判断される。従って、さらに水素充填を継続することが出来る。
一方、車両タンク内圧力が「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を超えた場合（例えば、特性εで示す領域εεに入った場合）、安全に水素充填を出来る領域から外れたと判断して、充填を中止する。
【００２２】
図１を参照して上述した様に、図示の実施形態における制御では、制御サイクル毎に、当該制御サイクルにおける車両タンク内温度に対応する「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を決定し、当該制御サイクルにおける車両タンク内圧力と「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を比較し、車両タンク内圧力が「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」以下であれば充填を続行し、車両タンク内圧力が「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を越えていれば充填を中止するようにしている。
これにより、領域α（安全に水素が充填できる領域）内でのみ、水素充填を行うことが可能になる。
ここで、上述した水素充填における制御では、「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」は、充填中（制御サイクル毎に）、常に変動する。図示の実施形態では、当該変動するしきい値と、車両タンク内圧力とを比較して、充填を続けるべきであるか中止するべきであるかを判断する。
【００２３】
次に図２〜図４を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図２は、本発明の第１実施形態の概要を示している。
図２において全体を符号１００で示す水素充填装置は、水素供給源１(水素タンク)、充填ホース２（水素充填ホース）、充填ノズル３（水素充填ノズル）、水素充填中止機構４（例えば、開閉弁）、制御装置１０、表示装置７を有している。水素供給源１と充填ホース２とは水素供給配管５により連結されている。
【００２４】
図２の水素充填装置１００は、水素充填が正常に終了した際の終了処置を実行するための水素充填終了機構（３５：図３参照）を有しているが、当該水素充填終了機構は、図２では示されていない。
制御装置１０と水素充填中止機構４とは、制御信号ラインＳｏ１で接続され、制御装置１０と表示装置７とは制御信号ラインＳｏ２で接続される。
図２において、符号６は、水素供給配管５に設けた適用可能な公知の冷却装置を示し、制御装置１０と制御信号ラインＳｏ３で接続される。冷却装置６は、車両タンク２１が充填される際に、充填される水素ガスの温度を低下する機能を有している。
【００２５】
図２において、全体を符号２０で示す車両には、水素充填装置１００から供給された水素を貯蔵する車両タンク２１、車両タンク内温度計測装置（車両タンク内温度センサ）２３及び車両タンク内圧力計測装置（車両タンク内圧力センサ）２４が設けられている。
車両タンク内温度計測装置２３は、車両タンク２１内の温度を計測し、入力信号ラインＳｉ１及び通信装置２５を介して、水素充填装置１００の制御装置１０に伝送する。
車両タンク内圧力計測装置２４は、車両タンク２１内の圧力を計測し、入力信号ラインＳｉ２及び通信装置２５を介して、水素充填装置１００の制御装置１０に伝送する。
車両２０には車両タンク２１用のコネクタ２２が設けられており、コネクタ２２は水素充填装置１００の充填ノズル３と連結される。
【００２６】
図２〜図４の第１実施形態では、車両側の各種パラメータを外部（図示の実施形態では水素充填装置１００の制御装置１０）に伝送する車両通信機能を備えている。通信装置２５は車両通信機能を実行するための部材であり、水素充填装置１００と車両側との情報伝達を担っている。
換言すれば、車両通信機能により、車両タンク内温度計測装置２３及び車両タンク内圧力計測装置２４の計測結果が、水素充填装置１００の制御装置１０に直接入力される。そのため、水素充填装置１００の制御装置１０は、車両タンク２１内の温度データ、圧力データを直接取得することができる。
【００２７】
水素供給源１に貯蔵されている水素は、水素供給配管５により、水素充填中止機構４、充填ホース２を流過し、充填ノズル３、車両側コネクタ２２を介して、車両タンク２１内に供給される。
車両タンク２１へ水素充填（供給）を行う際に、制御装置１０は、水素充填中止機構４の作動を制御し、安全で適切な水素充填を行う機能を奏する（図３、図４）。
水素充填中止機構は、「開」の状態で水素充填を継続し、「閉」の状態で水素充填を中止する機能を有している。
表示装置７は、各種パラメータを表示する機能を有しており、例えば、車両タンク内の温度、圧力データ、充填の継続・中止の判断結果、等を表示する。
【００２８】
図２において、水素充填装置１００の水素供給配管５には、水素供給配管温度計測装置８（供給配管温度センサ）と、水素供給配管圧力計測装置９（供給配管圧力センサ）を介装している。そして、水素供給配管温度計測装置８は供給配管５内の温度を計測し、その計測結果を入力信号ラインＳｉ２８により制御装置１０に伝送する。
水素供給配管圧力計測装置９は供給配管５内の圧力を計測し、その計測結果を入力信号ラインＳｉ２９により制御装置１０に伝送する。
【００２９】
水素供給配管温度計測装置８、水素供給配管圧力計測装置９、入力信号ラインＳｉ２８、Ｓｉ２９は、第２実施形態について後述するのと同様に、水素充填装置１００における水素供給配管５の温度、圧力から、車両タンク内温度及び車両タンク内圧力の推定値を求め、当該推定値に基づいて制御を行うために設けられている。
例えば、水素充填装置１００側の車両通信機能及び／又は車両２０側の車両通信機能が故障した場合や、車両通信機能がない車両に水素充填を行う場合には、制御装置１０が車両タンク２１内の温度データ、圧力データを取得することが出来ない。そのような場合には、水素供給配管温度計測装置８、水素供給配管圧力計測装置９で計測した水素供給配管５の温度、圧力から、車両タンク内温度及び車両タンク内圧力の推定値を求め、当該推定値に基づいて制御を行なう。
なお、水素供給配管温度計測装置８、水素供給配管圧力計測装置９、入力信号ラインＳｉ２８、Ｓｉ２９は省略することが可能である。
【００３０】
図３を参照して、制御装置１０を説明する。
図３において全体を符号１０で示す制御装置は、圧力しきい値決定ブロック１１、充填圧力比較ブロック１２、終了圧力比較ブロック１３、記憶装置１４、入力側インターフェイス１５及び出力側インターフェイス１６を備えている。
図３は機能ブロック図であり、制御装置１０は例えばＰＣ等で構成されている。そして、制御装置１０内は各ブロック毎に物理的に仕切られていても良いし、物理的な仕切りが存在しない状態であっても良い。
【００３１】
記憶装置１４には、特性β、すなわち「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」と車両タンク内温度との特性が記憶されている。また、記憶装置１４には、タンク内温度作動限界θ（例えば８５℃）が記憶されている。
また記憶装置１４には、水素充填が正常に終了したか否かを判断するための充填終了圧力（終了圧力）が記憶されている。
なお、上記の特性βに代えて、温度と「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」との関係（特性）を示すテーブル（図示せず）あるいは数式を、記憶装置１４に記憶させることも可能である。
【００３２】
車両タンク内温度計測装置２３（車両タンク内温度センサ）と車両タンク内圧力計測装置２４（車両タンク内圧力センサ）からの計測信号は、それぞれ信号ラインＳｉ１と、Ｓｉ２と入力側インターフェイス１５を介して、制御装置１０に送信される。
制御装置１０に入力された車両タンク内温度計測装置２３の計測結果は、圧力しきい値決定ブロック１１に送信される。
圧力しきい値決定ブロック１１では、車両タンク２１内の温度の計測結果と、記憶装置１４から取り込んだ特性βに基づいて、車両タンク内温度計測装置２３の計測結果を取り込んだ制御サイクルにおける「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を決定し、その結果を充填圧力比較ブロック１２に送信する機能を有する。
【００３３】
制御装置１０に入力された車両タンク内圧力計測装置（車両タンク内圧力センサ）２４の計測結果は、充填圧力比較ブロック１２及び終了圧力比較ブロック１３に送信される。
充填圧力比較ブロック１２では、車両タンク２１内の圧力の計測結果と、圧力しきい値決定ブロック１１から送信された「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」と比較する。そして、車両タンク２１内の圧力が「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を超えた場合に、水素充填を中止する旨の制御信号を、信号ラインＳｏ１及び出力側インターフェイス１６を介して、水素充填中止機構４に送信する。
一方、車両タンク２１内の圧力が「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」以下であれば、その旨の比較結果を終了圧力比較ブロック１３に送信する。
【００３４】
終了圧力比較ブロック１３では、充填圧力比較ブロック１２における「車両タンク２１内の圧力が充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）以下である」旨の比較結果を受信する。それと共に、車両タンク２１内の圧力の計測結果を受信して、記憶装置１４から取込んだ充填終了圧力（終了圧力）と比較する。
そして、当該比較結果に基づき、車両タンク２１内の圧力が充填終了圧力（終了圧力）に達した場合に、水素充填を終了する旨の制御信号を、信号ラインＳｏ４及び出力側インターフェイス１６を介して、水素充填終了機構３５に発信する。
【００３５】
次に主として図４を参照して、図１、図３をも参照しつつ、第１実施形態における水素充填の制御を説明する。
図４のステップＳ１では、水素充填装置１００側の充填ノズル（水素充填ノズル）３を車両側の車両タンクのコネクタ２２に接続させ、水素供給源１から車両タンク２１に水素ガスの充填（供給）が可能な状態にする。その際に、車両通信を成立させて、車両タンク２１に関するデータ（例えば、温度データや圧力データ）を取得する。そしてステップＳ２に進む。
なお、車両通信により通信される前記車両からのデータは、所定の制御サイクル毎に（例えば、１００ｍｓｅｃ毎に）、車両２０から制御装置１０へ送信される。
【００３６】
ステップＳ２では車両タンク２１の容量、初期圧力、外気温度から昇圧率、充填停止圧力を設定し、ステップＳ３で車両タンク２１への水素充填を開始する。そしてステップＳ４に進む。
ステップＳ４では、制御装置１０は、車両通信機能により取得した車両タンク内温度計測装置２３の計測結果（車両タンク内温度）や、車両タンク内圧力計測装置２４の計測結果（車両タンク内圧力）を受信したか否かを判断する。
車両タンク内温度、車両タンク内圧力を受信していれば（ステップＳ４が「ＹＥＳ」）ステップＳ５に進む。受信していない場合には（ステップＳ４が「ＮＯ」）には、ステップＳ４が「ＮＯ」のループを繰り返す。
【００３７】
ステップＳ５では、制御装置１０は車両タンク内温度データを取得する。
続くステップＳ６では、ステップＳ５で取得した車両タンク内温度データに対応する「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を、その制御サイクルにおける圧力のしきい値として、特性βを参照して求める。
ここで、特性ベータを用いることなく、図示しないテーブルや数式から、車両タンク内温度と「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を求めてもよい。
【００３８】
ステップＳ７では、制御装置１０が、当該制御サイクルにおける車両タンク内圧力計測装置（車両タンク内圧力センサ）２４の計測結果である車両タンク内の圧力データを取得する。
なお、ステップＳ７は、ステップＳ５の前でも、ステップＳ５とステップＳ６の間でも良い。さらに、ステップＳ５とステップＳ７を同時に行なってもよい。
【００３９】
次のステップＳ８では、ステップＳ７で取得した車両タンク内の圧力（計測値）と、ステップＳ６で求めた「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」とを比較する。
「車両タンク内の圧力」が、「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を超えた場合は（ステップＳ８が「ＹＥＳ」）、ステップＳ９に進む。
一方、「車両タンク内の圧力」が、「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」以下の場合は（ステップＳ８が「ＮＯ」）、ステップＳ１１に進む。
【００４０】
ステップ９（「車両タンク内の圧力」が、「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を超えた場合）では、車両タンクにおける水素の充填率が１００％を超えており、安全に水素充填が出来る状態ではないと判断し、「水素充填中に異常あり」と判断して、ステップＳ１０に進む。
ステップＳ１０では、車両タンクにおける水素の充填率が１００％を超えたことを受け、水素充填中止機構４を作動し（「閉」の状態にせしめ）、車両タンク２１への水素充填を中止する。それと同時に、水素充填を中止した旨の警報を、表示装置７等から出力して、制御を終了する。
【００４１】
一方、ステップＳ１１（「車両タンク内の圧力」が、「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」以下の場合）では、車両タンク２１内の圧力（計測値）と、記憶装置１４から取込んだ充填終了圧力（終了圧力）と比較する。
「車両タンク内の圧力」が、「充填終了圧力（終了圧力）」以上となった場合（ステップＳ１１が「ＹＥＳ」）は、ステップＳ１２に進む。
一方、「車両タンク内の圧力」が、「充填終了圧力（終了圧力）」に達しない場合（ステップＳ１１が「ＮＯ」）は、水素充填は安全に行われているが、必要な充填は完了していない旨の判断をして、ステップＳ４に戻り、水素充填を継続する。
【００４２】
ステップＳ１２では、車両タンク２１における充填圧力が、充填終了圧力（終了圧力）に達した（以上となった）と判断し、水素充填が正常に終了したと判断して、ステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３では、別途定められた充填終了のシーケンスに従って、車両タンク２１への水素充填を終了する。
【００４３】
上述した様に、水素充填装置１００側の車両通信機能及び／又は車両２０側の車両通信機能が故障した場合や、車両通信機能がない車両に水素充填を行う場合には、制御装置１０が車両タンク２１内の温度データ、圧力データを取得することが出来ない。
その場合には、図４では示されていないが、第２実施形態で後述するのと同様に、水素供給配管温度計測装置８、水素供給配管圧力計測装置９で計測した水素供給配管５の温度、圧力から、車両タンク内温度及び車両タンク内圧力の推定値を求め、当該推定値に基づいて制御を行なう。
【００４４】
図２〜図４の第１実施形態によれば、充填中の各制御サイクル（例えば、１００ｍｓｅｃ毎に行われる制御サイクル）において、車両タンク２１の温度を計測し、計測された車両タンク２４内の温度に対応する「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を当該制御サイクルにおける車両タンク内圧力のしきい値として求める。そして、車両タンク内圧力の計測結果と、「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」とを比較する。
その結果、車両タンク内圧力が「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」以下である場合には、水素充填を安全に行うことが出来る状態にあると判断して、水素の充填を続行する。一方、車両タンク内圧力が「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を超えた場合には、水素充填を安全に行うことが出来る状態ではないと判断して、直ちに充填を中止する。
そのため第１実施形態によれば、水素の安全な充填が実行される。
【００４５】
図示の第１実施形態では、特性β（或いは図示しないテーブルや数式）と車両タンク２１内の温度に基づいて「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を決定し、その「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」と車両タンク２１内の圧力を比較しており、従来技術における密度演算のような複雑な演算は行っていない。
そのため、制御装置１０に多大な負担を掛けてしまうこともなく、水素充填の制御や水素充填設備に悪影響を及ぼしてしまうこともない。 
【００４６】
次に図５〜図７を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態の説明に際しては、図２〜図４の第１実施形態と異なる点を主として説明する。
図２〜図４の第１実施形態では、車両通信機能により、車両タンク内温度計測装置（車両タンク内温度センサ）２３の計測結果（車両タンク内温度）と、車両タンク内圧力計測装置１７の計測結果（車両タンク内圧力）が、水素充填装置１００の制御装置１０に直接入力される。
それに対して図５〜図７の第２実施形態では、車両通信機能が存在せず、そのため、車両タンク内温度計測装置（車両タンク内温度センサ）２３の計測結果（車両タンク内温度）と車両タンク内圧力計測装置（車両タンク内圧力センサ）２４の計測結果（車両タンク内圧力）を、水素充填装置１００の制御装置１０に直接入力することは出来ない。
そのため、図５〜図７の第２実施形態では、水素充填装置１００における水素供給配管５の温度、圧力から、車両タンク内温度及び車両タンク内圧力の推定値を求め、当該推定値に基づいて制御を行なっている。
【００４７】
そのため第２実施形態では、予め（車両２０に水素を充填する以前の段階で）、水素充填装置１００の水素供給配管５の温度と車両タンク内温度との関係（特性）と、水素充填装置１００の水素供給配管５の圧力と車両タンク内圧力との関係（特性）を、特性線、テーブル、数式等で決定する。
そして、当該予め決定された関係に基づいて、水素充填装置１００の水素供給配管５の温度から車両タンク２１内の温度を決定（推定）し、水素充填装置１００の水素供給配管５の圧力から車両タンク２１内の圧力を決定（推定）する。
そして、決定（或いは推定）されたタンク内温度から、図１の特性β、テーブル（図示せず）或いは特性を用いて「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を決定する。そして当該圧力しきい値と決定（推定）されたタンク内圧力を比較して、そのサイクルにおける水素充填は、安全に水素充填が出来る状態で行なわれているか否かを判断する。
【００４８】
図５を参照して、第２実施形態の概要を説明する。
第２実施形態では車両通信機能を備えていないため、水素充填装置１００側に、水素供給配管５に水素供給配管温度計測装置８（供給配管温度センサ）と、水素供給配管圧力計測装置９（供給配管圧力センサ）を設けている。
水素供給配管温度計測装置８（供給配管温度センサ）は、供給配管５内の温度を計測し、その計測結果を入力信号ラインＳｉ３により制御装置１０に伝送する。水素供給配管圧力計測装置９（供給配管圧力センサ）は、供給配管５内の圧力を計測し、その計測結果を入力信号ラインＳｉ４により制御装置１０に伝送する。
供給配管温度計測装置８及び水素供給配管圧力計測装置９は、水素供給配管５において、冷却装置６よりも充填ノズル３側の領域に配置される。
【００４９】
図６を参照して、第２実施形態で用いられる制御装置１０Ａを説明する。図６において、第１実施形態と同様なブロックについては、同様な符号を付している。
制御装置１０Ａは、圧力しきい値決定ブロック１１、充填圧力比較ブロック１２、終了圧力比較ブロック１３、記憶装置１４、入力側インターフェイス１５及び出力側インターフェイス１６を備えている。
記憶装置１４は、「充填率１００％となる圧力−温度特性」β（あるいは、「充填率１００％となる圧力−温度特性」を示すテーブル、数式）、タンク内温度作動限界（例えば８５℃）、充填終了圧力（終了圧力）を記憶している。それに加えて制御装置１０Ａは、水素供給配管５の温度と車両タンク２１内の温度との関係（特性）、水素供給配管５の圧力と車両タンク２１内の圧力との関係（特性）が、特性あるいはテーブルとして記憶されている。
【００５０】
第２実施形態では、さらに、車両タンク内温度決定ブロック１７及び車両タンク内圧力決定ブロック１８を備えている。
水素供給配管温度計測装置８（供給配管温度センサ）と水素供給配管圧力計測装置９（供給配管圧力センサ）からの計測信号が、信号ラインＳｉ３、Ｓｉ４を介して、制御装置１０Ａに送信される。
水素供給配管温度計測装置８から送信された水素供給配管５の温度は、車両タンク内温度決定ブロック１７に送信される。
【００５１】
車両タンク内温度決定ブロック１７では、水素供給配管５の温度と、記憶装置１４に記憶された水素供給配管５の温度と車両タンク２１内の温度との関係（特性、テーブル、数式等）に基づいて、水素供給配管５の温度から車両タンク２１内の温度を決定し、決定された車両タンク２１内の温度を圧力しきい値決定ブロック１１に送信する。
【００５２】
水素供給配管圧力計測装置９で計測された水素供給配管５の圧力は、車両タンク内圧力決定ブロック１８に送信される。
車両タンク内圧力決定ブロック１８では、水素供給配管５の圧力と、記憶装置１４に記憶された水素供給配管５の圧力と車両タンク内圧力との関係（特性、テーブル、数式）に基づいて、水素供給配管５の圧力から車両タンク内圧力を決定し、決定された車両タンク２１内の圧力を充填圧力比較ブロック１２及び終了圧力比較ブロック１３に送信する。
【００５３】
圧力しきい値決定ブロック１１では、車両タンク内温度決定ブロック１７で決定された車両タンク２１内の温度と、記憶装置１４に記録されている特性β（充填率１００％となる圧力−温度特性）に基づいて、その制御サイクルにおける「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を決定する。
換言すれば、圧力しきい値決定ブロック１１では、車両タンク内温度決定ブロック１７で決定（推定）された車両タンク２１内の温度に対応する「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を決定する。
そして、決定された「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を、充填圧力比較ブロック１２に送信する。
【００５４】
充填圧力比較ブロック１２では、前記車両タンク内圧力決定ブロック１８で決定（推定）された車両タンク２１内の圧力と、圧力しきい値決定ブロック１１で求められた「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」とを比較する。
車両タンク２１内の圧力（決定或いは推定された車両タンク内圧力）「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を超えた場合に、水素充填を中止する制御信号を、信号ラインＳｏ１及び出力側インターフェイス１６を介して、水素充填中止機構４に発信する。
【００５５】
終了圧力比較ブロック１３では、前記車両タンク内圧力決定ブロック１８で決定（推定）された車両タンク２１内の圧力と、記憶装置１４から取込んだ充填終了圧力（終了圧力）とを比較する。
決定（推定）された車両タンク２１内の圧力が充填終了圧力に達した場合には、水素充填を終了する制御信号を、信号ラインＳｏ４及び出力側インターフェイス１６を介して、水素充填終了機構３５に発信する。
【００５６】
主として図７を参照して、第２実施形態における水素充填の制御について説明する。
ステップＳ１では、水素充填に先立ち、水素充填装置１００側の充填ノズル３を車両側の車両タンクのコネクタ２２に接続し、車両タンク２１の容量を推定し、初期圧力を測定する。
続くステップＳ２では、車両タンク２１の容量、初期圧力、外気温度から昇圧率、充填停止圧力を設定する。そしてステップＳ３で、車両タンク２１への水素充填を開始する。
【００５７】
ステップＳ２４では、水素供給配管５の温度を水素供給配管温度計測装置８で計測し、水素供給配管５の圧力を水素供給配管圧力計測装置９で計測する。そしてステップＳ２５に進む。
ステップＳ２５では、車両タンク内温度決定ブロック１７において、ステップＳ４で計測された水素供給配管５の温度から、水素供給配管５の温度と車両タンク２１内の温度との関係（特性、テーブル、数式：記憶装置１４に記憶）に基づいて、車両タンク２１内の温度を決定（推定）する。
また、車両タンク内圧力決定ブロック１８において、ステップＳ４で計測された水素供給配管５の圧力から、水素供給配管５の圧力と車両タンク２１内の圧力との関係（特性、テーブル、数式：記憶装置１４に記憶）に基づいて、車両タンク２１内の圧力を決定（推定）する。
【００５８】
ステップＳ２６では、圧力しきい値決定ブロック１１において、ステップＳ２５で決定された車両タンク内温度から、記憶装置１４に記憶させた「充填率１００％となる圧力−温度特性」βに基づいて、その制御サイクルにおける「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」（ステップＳ２５で推定された車両タンク内温度に対応する圧力のしきい値）を決定する。
そしてステップＳ２７に進む。
【００５９】
ステップＳ２７では、ステップＳ２５で決定（推定）した車両タンク２１内の圧力と、ステップＳ２６で算出した充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」とを比較し、「ステップＳ２５で決定（推定）した車両タンク内の圧力」が、「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を超えた場合は（ステップＳ２７が「ＹＥＳ」）、ステップＳ９に進む。
一方、「ステップＳ２５で決定（推定）した車両タンク内の圧力」が、「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」以下の場合は（ステップＳ２７が「ＮＯ」）、ステップＳ２８に進む。
【００６０】
ステップＳ９（「ステップＳ２５で決定（推定）した車両タンク内の圧力」が、「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」を超えた場合）は、車両タンクにおける水素の充填率が１００％を超えており、安全に水素充填が出来る範囲から外れたと判断して、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０については、図４を参照して説明したのと同様であるため、説明は省略する。
【００６１】
一方、ステップＳ２８（「ステップＳ２５で決定（推定）した車両タンク内の圧力」が、「充填率１００％となる圧力（圧力のしきい値）」以下の場合）では、ステップＳ２５で決定（推定）した車両タンク２１内の圧力と、記憶装置１４に記憶された充填終了圧力（終了圧力）を比較する。
そして、「ステップＳ２５で決定（推定）した車両タンク内の圧力」が、「充填終了圧力（終了圧力）」以上となった場合は、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２、Ｓ１３については、図４を参照して説明したのと同様であるため、説明は省略する。
一方、「ステップＳ２５で決定（推定）した車両タンク内の圧力」が「充填終了圧力（終了圧力）」に達しない場合は、ステップＳ２４に戻り、水素充填を継続する。
【００６２】
第２実施形態によれば、車両通信機能が存在せず、車両タンク２１における温度、圧力が水素充填装置１００における制御機構１０Ａに送信されない場合であっても、安全に水素充填が出来る状態で行なわれているか否かを判断して、水素充填を継続するか否かを自動的に判断することが出来る。
図５〜図７の第２実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図２〜図４の第１実施形態と同様である。
【００６３】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
例えば、車両タンク内温度データがタンク内温度作動限界θ（例えば８５℃）よりも高温となった場合に、「異常」と判断して充填を中止する制御を実行することが可能である。
また、図示の実施形態では、コンピュータ等の情報処理装置で構成された制御装置１０、１０Ａにより自動制御がされているが、オペレータによる判断に基づいて水素充填を継続するか中止するかを判断することが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１・・・水素タンク
２・・・水素充填ホース
３・・・水素充填ノズル
４・・・水素充填中止機構
５・・・水素供給配管
６・・・冷却装置
７・・・表示装置
８・・・水素供給配管温度センサ
９・・・水素供給配管圧力センサ
１０・・・制御装置
２１・・・車両タンク
２２・・・水素充填用コネクタ
２３・・・車両タンク内温度センサ
２４・・・車両タンク内圧力センサ
２５・・・通信装置
１００・・・水素充填装置
【図１】
0006083535.tif 000002
【図２】
0006083535.tif 000003
【図３】
0006083535.tif 000004
【図４】
0006083535.tif 000005
【図５】
0006083535.tif 000006
【図６】
0006083535.tif 000007
【図７】
0006083535.tif 000008
【図８】
0006083535.tif 000009