(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧ガスタンクから放出されるガスの流量を上限値以下の範囲内で制御するガス制御部を備えるガス制御装置であって、
前記高圧ガスタンク内の前記ガスの温度を示すタンク温度を検出するタンク温度センサを備え、
前記ガス制御部は、前記タンク温度センサにより検出される前記タンク温度が制限開始温度よりも低い場合に、前記タンク温度の低下に応じて前記上限値を低下させる制限制御を行い、また、前記タンク温度センサにより検出される前記タンク温度がガス停止温度よりも低い場合に、前記ガスの放出を停止させる停止制御を行い、
前記制限制御は、前記タンク温度が前記制限開始温度よりも低くかつ制限切替温度よりも高い場合に前記上限値を第１比率で変化させて前記ガスの流量を制限する第１制御と、前記タンク温度が前記制限切替温度以下でありかつ前記ガス停止温度以上である場合に前記上限値を第２比率で変化させて前記ガスの流量を制限する第２制御と、を含み、
前記第１比率および前記第２比率は、前記タンク温度の変化量に対する前記上限値の変化量の比率であり、
前記第２比率は、前記第１比率よりも大きく、
前記高圧ガスタンクは、
前記ガスを貯蔵するためのライナと、
前記ライナに接続され、前記ライナ内への前記ガスの流入または流出のための口金と、
前記口金と前記ライナとの接続部分に設けられるシール部材と、
を有し、
前記ガス停止温度は、前記シール部材の使用可能温度の下限温度以上、かつ、前記制限切替温度以下である、ガス制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガス制御装置であって、
前記制限切替温度は、前記高圧ガスタンクの外部からの受熱と、前記ガスの放出に伴う放熱と、により前記高圧ガスタンク内の熱収支が平衡する温度であり、
前記ガス制御部は、前記制限開始温度から前記制限切替温度にかけて漸次的に前記ガスの流量を制限する、ガス制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のガス制御装置であって、
前記ガス制御部は、前記制限開始温度を前記制限切替温度に応じて設定する、ガス制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス制御装置であって、
前記制限切替温度は、前記使用可能温度の前記下限温度以上、前記下限温度よりも高く、かつ、前記制限開始温度よりも低い温度以下、の温度範囲内に設定される、ガス制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のガス制御装置であって、
前記下限温度よりも高く、かつ、前記制限開始温度よりも低い前記温度は、前記下限温度に対して、前記タンク温度センサに発生する測定誤差量を加えた温度である、ガス制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のガス制御装置であって、
前記ガス制御部は、前記タンク温度が低下して前記制限切替温度に達した場合に、前記タンク温度が前記下限温度よりも低くならないように前記ガスの流量の制限を継続する、ガス制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のガス制御装置であって、
前記ガス制御部は、前記タンク温度が前記制限切替温度よりも低くなった後に前記制限切替温度以上になった場合は、前記制限制御を解除する、ガス制御装置。
【請求項８】
高圧ガスタンクから放出されるガスの流量を上限値以下の範囲内で制御するガス制御方法であって、
タンク温度センサは、前記高圧ガスタンク内の前記ガスの温度を示すタンク温度を検出し、
ガス制御部は、前記タンク温度センサにより検出される前記タンク温度が制限開始温度よりも低い場合に、前記タンク温度の低下に応じて前記上限値を低下させる制限制御を行い、また、前記タンク温度センサにより検出される前記タンク温度がガス停止温度よりも低い場合に、前記ガスの放出を停止させる停止制御を行い、
前記制限制御は、前記タンク温度が前記制限開始温度よりも低くかつ制限切替温度よりも高い場合に前記上限値を第１比率で変化させて前記ガスの流量を制限する第１制御と、前記タンク温度が前記制限切替温度以下でありかつ前記ガス停止温度以上である場合に前記上限値を第２比率で変化させて前記ガスの流量を制限する第２制御と、を含み、
前記第１比率および前記第２比率は、前記タンク温度の変化量に対する前記上限値の変化量の比率であり、
前記第２比率は、前記第１比率よりも大きく、
前記高圧ガスタンクは、
前記ガスを貯蔵するためのライナと、
前記ライナに接続され、前記ライナ内への前記ガスの流入または流出のための口金と、
前記口金と前記ライナとの接続部分に設けられるシール部材と、
を有し、
前記ガス停止温度は、前記シール部材の使用可能温度の下限温度以上、かつ、前記制限切替温度以下である、ガス制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧ガスタンクから放出されるガスの流量を制御するガス制御装置およびガス制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池車両（単に車両ともいう）は、蓄電池および燃料電池スタックから供給される電力により走行用のモータを駆動させる。燃料電池スタックは、高圧ガスタンクから供給される水素と空気中の酸素の電気化学反応により発電する。燃料電池スタックによる発電量は水素の供給量に応じて決まる。このため、ガス制御装置は、車両に必要とされる発電量に応じて高圧ガスタンクから放出される水素ガスの流量を制御する。
【０００３】
高圧ガスタンクから水素ガスが放出されると、高圧ガスタンク内が減圧するため、高圧ガスタンク内の水素ガスの温度が低下する（断熱膨張）。水素ガスの温度低下に伴い高圧ガスタンクの温度が低下すると、高圧ガスタンクおよびタンク周辺の部品は各部品の使用可能温度（保証温度）の下限温度よりも低くなる虞がある。
【０００４】
特許文献１は、高圧ガスタンクから放出される水素ガスの温度に基づいて燃料電池スタックの出力または水素ガスの流量を制限する装置を開示する。特許文献１の装置によれば、高圧ガスタンク内の減圧による熱エネルギーの損失、つまり温度低下を制御することができるため、タンク周辺の部品（遮断弁等）の低温による劣化を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３４４４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の装置は、水素ガスの温度の低下に伴い燃料電池スタックの出力を一定の割合で低下させ、水素ガスの温度が使用可能温度（保証温度）の下限温度よりも低くなった時点で燃料電池の出力を停止させる。このような制御の場合、ユーザはどのようなタイミングで燃料電池の出力が停止されるかを知ることができない。このため、ユーザが乗車時に不安感を抱く虞がある。
【０００７】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ユーザが安心して使用することができるガス制御装置およびガス制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様は、
高圧ガスタンクから放出されるガスの流量を上限値以下の範囲内で制御するガス制御部を備えるガス制御装置であって、
前記高圧ガスタンク内の前記ガスの温度を示すタンク温度を検出するタンク温度センサを備え、
前記ガス制御部は、前記タンク温度センサにより検出される前記タンク温度が制限開始温度よりも低い場合に、前記タンク温度の低下に応じて前記上限値を低下させる制限制御を行い、また、前記タンク温度センサにより検出される前記タンク温度がガス停止温度よりも低い場合に、前記ガスの放出を停止させる停止制御を行い、
前記制限制御は、前記タンク温度が前記制限開始温度よりも低くかつ制限切替温度よりも高い場合に前記上限値を第１比率で変化させて前記ガスの流量を制限する第１制御と、前記タンク温度が前記制限切替温度以下でありかつ前記ガス停止温度以上である場合に前記上限値を第２比率で変化させて前記ガスの流量を制限する第２制御と、を含み、
前記第１比率および前記第２比率は、前記タンク温度の変化量に対する前記上限値の変化量の比率であり、
前記第２比率は、前記第１比率よりも大きく、
前記高圧ガスタンクは、
前記ガスを貯蔵するためのライナと、
前記ライナに接続され、前記ライナ内への前記ガスの流入または流出のための口金と、
前記口金と前記ライナとの接続部分に設けられるシール部材と、
を有し、
前記ガス停止温度は、前記シール部材の使用可能温度の下限温度以上、かつ、前記制限切替温度以下である。
【０００９】
本発明の第２態様は、
高圧ガスタンクから放出されるガスの流量を上限値以下の範囲内で制御するガス制御方法であって、
タンク温度センサは、前記高圧ガスタンク内の前記ガスの温度を示すタンク温度を検出し、
ガス制御部は、前記タンク温度センサにより検出される前記タンク温度が制限開始温度よりも低い場合に、前記タンク温度の低下に応じて前記上限値を低下させる制限制御を行い、また、前記タンク温度センサにより検出される前記タンク温度がガス停止温度よりも低い場合に、前記ガスの放出を停止させる停止制御を行い、
前記制限制御は、前記タンク温度が前記制限開始温度よりも低くかつ制限切替温度よりも高い場合に前記上限値を第１比率で変化させて前記ガスの流量を制限する第１制御と、前記タンク温度が前記制限切替温度以下でありかつ前記ガス停止温度以上である場合に前記上限値を第２比率で変化させて前記ガスの流量を制限する第２制御と、を含み、
前記第１比率および前記第２比率は、前記タンク温度の変化量に対する前記上限値の変化量の比率であり、
前記第２比率は、前記第１比率よりも大きく、
前記高圧ガスタンクは、
前記ガスを貯蔵するためのライナと、
前記ライナに接続され、前記ライナ内への前記ガスの流入または流出のための口金と、
前記口金と前記ライナとの接続部分に設けられるシール部材と、
を有し、
前記ガス停止温度は、前記シール部材の使用可能温度の下限温度以上、かつ、前記制限切替温度以下である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高圧ガスタンクのシール性能を維持することができ、また、ユーザは水素ガスの放出が停止されることを、その停止前に感知することができる。従って、ユーザは製品を安心して使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は燃料電池を使用する車両の構成を示す図である。
【図２】図２は本実施形態に係るガス制御装置の構成を示す図である。
【図３】図３はタンク温度と流量上限値の関係を示す図である。
【図４】図４はタンク温度と流量上限値の関係を示す図である。
【図５】図５はガス制御装置が行う処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るガス制御装置およびガス制御方法について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
［１．車両１０］
図１に示されるように、以下の実施形態では、車両１０の燃料電池システム１２に設けられるガス制御装置１８を想定する。車両１０は、燃料電池車両であり、燃料電池システム１２と、ＰＣＵ（パワーコントロールユニット）１４と、負荷としての走行用のモータ１６と、を有する。燃料電池システム１２は、ガス制御装置１８を有し、水素と酸素の電気化学反応により発電する。ＰＣＵ１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータやインバータを有する。ＰＣＵ１４は、車両１０の駆動系統を制御する走行ＥＣＵ（不図示）の指令信号に応じて燃料電池システム１２の出力を制御してモータ１６に供給する。モータ１６は、車両１０の駆動力を発生させる。
【００１４】
［２．ガス制御装置１８の構成］
図２に示されるように、ガス制御装置１８は、高圧ガスタンク２０とパワープラント３０とタンク温度センサ４６とガス制御ＥＣＵ５０とを有する。
【００１５】
高圧ガスタンク２０は、ライナと補強層と口金（いずれも不図示）とを有する。ライナは、例えば樹脂で形成され、内部に水素ガスを貯蔵する。補強層は、例えばＣＦＲＰで形成され、ライナの外周面を覆う。口金は、例えば金属（アルミ）で形成され、高圧ガスタンク２０のガス流入口とガス流出口にそれぞれ配置される。口金はライナに取り付けられており、口金とライナとの接続部分にはＯリング等のシール部材が設けられる。水素ガスの温度がこのシール部材の使用可能温度（保証温度）の下限温度Ｔｍｉｎよりも低くなると、シール部材が低温で硬化するためガスシール性が低下する。
【００１６】
パワープラント３０は、燃料電池スタック３２とオンオフ弁３４と流量制御弁３６とを有する。燃料電池スタック３２は、複数の発電セル（不図示）を有する。発電セルは、電極構造体と、電極構造体を挟持する１対のセパレータと、を有する。電極構造体は、アノード電極およびカソード電極と、両電極の間に介在する電解質と、を有する。発電セルにおいて、一方のセパレータとアノード電極との間には高圧ガスタンク２０から水素ガスが供給され、他方のセパレータとカソード電極との間には空気（酸素）が供給される。オンオフ弁３４と流量制御弁３６は、例えば電磁弁であり、高圧ガスタンク２０と燃料電池スタック３２とを接続する配管（不図示）に設けられる。オンオフ弁３４は、ガス制御ＥＣＵ５０から出力される制御信号に応じて高圧ガスタンク２０から燃料電池スタック３２への水素ガスの供給と遮断とを切り換える。流量制御弁３６は、ガス制御ＥＣＵ５０から出力される制御信号に応じて高圧ガスタンク２０から燃料電池スタック３２へ放出される水素ガスの流量を変える。
【００１７】
タンク温度センサ４６は、高圧ガスタンク２０に貯蔵される水素ガスの温度を検出する。タンク温度センサ４６は、高圧ガスタンク２０に貯蔵される水素ガスの温度を直接検出してもよいし、高圧ガスタンク２０から放出される水素ガスの温度を検出してもよい。以下では、タンク温度センサ４６が検出する水素ガスの温度をタンク温度と称する。
【００１８】
ガス制御ＥＣＵ５０は、入出力装置５２と演算装置６０と記憶装置７０とを有する。入出力装置５２は、Ａ／Ｄ変換回路、通信インターフェース、ドライバ等により構成される。演算装置６０は、例えばＣＰＵ等を備えるプロセッサにより構成される。演算装置６０は、記憶装置７０に記憶されるプログラムを実行することにより各種機能を実現する。本実施形態において、演算装置６０は、温度監視部６２と流量制御部６４として機能する。温度監視部６２は、タンク温度センサ４６の検出結果に基づいてタンク温度を監視する。流量制御部６４は、制御マップ７２に基づいてタンク温度に対応する水素ガスの流量の上限値（流量上限値という）を求め、高圧ガスタンク２０から放出される水素ガスの流量を流量上限値以下の範囲内で制御する。記憶装置７０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等により構成される。記憶装置７０は、各種プログラムの他に、演算装置６０が行う処理で使用される各種情報を記憶する。ここでは、記憶装置７０は、制御マップ７２を記憶する。
【００１９】
［３．ガス制御装置１８の動作］
［３．１．概要］
図３を用いてガス制御装置１８の動作の概要を説明する。流量制御部６４は、タンク温度が制限開始温度Ｔ１よりも高い場合に通常制御による水素ガスの流量制御を行い、タンク温度が制限開始温度Ｔ１以下である場合に制限制御による水素ガスの流量制御を行う。更に、流量制御部６４は、タンク温度がガス停止温度Ｔ３よりも低い場合に、燃料電池スタック３２に対する水素ガスの供給を停止する停止制御を行う。
【００２０】
通常制御というのは、流量上限値を設定せずに行われる水素ガスの流量制御である。流量制御部６４は、流量上限値を設定しない場合に、水素ガスの流量を設計によって決められる所定の最大許容値Ｆｍａｘまで上昇させることができる。最大許容値Ｆｍａｘは、記憶装置７０に予め記憶される。
【００２１】
制限制御というのは、流量上限値を設定して行われる水素ガスの流量制御であって、予め設定される制御マップ７２に基づいて行われる。流量制御部６４は、制限制御を行う場合に、タンク温度が低くなるほど流量上限値を漸次的に低くする。具体的には、流量制御部６４は、タンク温度が制限開始温度Ｔ１以下でありかつ制限切替温度Ｔ２よりも高い場合に流量上限値を第１比率で変化させて水素ガスの流量を制限する第１制御を行う。また、流量制御部６４は、タンク温度が制限切替温度Ｔ２以下でありかつガス停止温度Ｔ３以上である場合に流量上限値を第２比率で変化させて水素ガスの流量を制限する第２制御を行う。第１比率および第２比率は、タンク温度の変化量に対する流量上限値の変化量の比率（タンク温度の変化量／流量上限値の変化量）である。第１比率としては、車両１０のユーザが流量制限に起因する車速制限（減速）に違和感を覚えない程度の値が設定される。第２比率としては、第１比率よりも大きい値が設定される。
【００２２】
［３．２．制御マップ７２の求め方］
図３は、タンク温度と流量上限値の関係を示す図であり、制御マップ７２の一例を示す図でもある。制御マップ７２は、車両１０毎に記憶装置７０に予め記憶される。制御マップ７２は、次のようにして求められる。
【００２３】
先ず、タンク温度毎に平衡点Ｐｂ（図３の破線）が求められる。平衡点Ｐｂは、タンク温度と流量とで表される。平衡点Ｐｂというのは、高圧ガスタンク２０の内部の熱収支（受熱量と放熱量）が平衡する点のことをいう。例えば、台上試験機に載せられた車両１０は、様々な模擬環境（外部温度、走行風）下で定常走行をする。高圧ガスタンク２０から放出される水素ガスの流量とタンク温度とが定常状態となると、そのタンク温度において、その点（タンク温度、流量）が平衡点Ｐｂとされる。タンク温度毎に求めた平衡点Ｐｂに基づき線形補間が行われ、図３に示されるような直線上に並ぶ平衡点Ｐｂが求められる。
【００２４】
次に、制限切替点Ｐｃが求められる。制限切替点Ｐｃは、タンク温度と流量上限値とで表される。制限切替点Ｐｃにおけるタンク温度は制限切替温度Ｔ２であり、流量上限値は制限切替値Ｆ２である。制限切替点Ｐｃというのは、制限制御を第１制御から第２制御に切り替える点のことをいう。制限切替温度Ｔ２としては、シール部材の使用可能温度の下限温度Ｔｍｉｎ以上、所定温度（≧下限温度Ｔｍｉｎ）以下の値が設定される。例えば、所定温度は、下限温度Ｔｍｉｎに対して、タンク温度センサ４６に発生する測定誤差量を加えた値である。そして、上述した直線上に並ぶ平衡点Ｐｂのうち、選択された制限切替温度Ｔ２をタンク温度とする平衡点Ｐｂの流量が、制限切替点Ｐｃの制限切替値Ｆ２とされる。
【００２５】
次に、制限開始点Ｐｓが求められる。制限開始点Ｐｓも、タンク温度と流量上限値とで表される。制限開始点Ｐｓにおけるタンク温度は制限開始温度Ｔ１であり、流量上限値は最大許容値Ｆｍａｘである。制限切替点Ｐｃから第１比率でタンク温度および流量上限値が上昇し、流量上限値が最大許容値Ｆｍａｘに達する点が制限開始点Ｐｓとされる。
【００２６】
ガス停止温度Ｔ３としては、シール部材の使用可能温度の下限温度Ｔｍｉｎ以上の値であって、制限切替温度Ｔ２以下の値が設定される。
【００２７】
なお、図４に示されるように、制限切替温度Ｔ２とガス停止温度Ｔ３が同じ値であってもよい。この場合、第２制御は、ガス温度が制限切替温度Ｔ２＝ガス停止温度Ｔ３である場合でのみ行われる。
【００２８】
［３．３．処理フロー］
図５を用いてガス制御装置１８が行う処理の流れを説明する。図５に示される処理は、定期的に実行される。タンク温度センサ４６は、タンク温度の検出値をガス制御ＥＣＵ５０に定期的に出力する。
【００２９】
ステップＳ１において、流量制御部６４は、タンク温度と、制御マップ７２に予め設定される制限開始温度Ｔ１と、を比較する。タンク温度≦制限開始温度Ｔ１である場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ３に移行する。一方、タンク温度＞制限開始温度Ｔ１である場合（ステップＳ１：ＮＯ）、処理はステップＳ２に移行する。
【００３０】
ステップＳ２において、流量制御部６４は、通常制御を行う。この場合、流量制御部６４は、流量上限値を設定せずに水素ガスの流量制御を行う。ガス制御ＥＣＵ５０は、オンオフ弁３４に対して開弁を指示する制御信号を出力する。また、ガス制御ＥＣＵ５０は、流量制御弁３６に対して、必要な発電量に応じた流量を得るための制御信号を出力する。オンオフ弁３４は制御信号に応じて開弁し、燃料電池スタック３２へ水素ガスを供給する。なお、必要な発電量は、車両１０の駆動系統を制御する走行ＥＣＵ（不図示）により算出される。
【００３１】
ステップＳ３において、流量制御部６４は、タンク温度と、制御マップ７２に予め設定される制限切替温度Ｔ２と、を比較する。タンク温度≦制限切替温度Ｔ２である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、処理はステップＳ５に移行する。一方、タンク温度＞制限切替温度Ｔ２である場合（ステップＳ３：ＮＯ）、処理はステップＳ４に移行する。
【００３２】
ステップＳ４において、流量制御部６４は、第１制御を行う。この場合、流量制御部６４は、流量上限値を設定して水素ガスの流量制御を行う。流量制御部６４は、制御マップ７２に基づいてタンク温度に対応する流量上限値を求める。ガス制御ＥＣＵ５０は、オンオフ弁３４に対して開弁を指示する制御信号を出力する。オンオフ弁３４は制御信号に応じて開弁し、燃料電池スタック３２へ水素ガスを供給する。また、ガス制御ＥＣＵ５０は、流量制御弁３６に対して、最新の流量上限値を上限とし、必要な発電量に応じた流量を得るための制御信号を出力する。流量制御弁３６は制御信号に応じて水素ガスの流量を制限する。
【００３３】
ステップＳ５において、流量制御部６４は、タンク温度と、制御マップ７２に予め設定されるガス停止温度Ｔ３と、を比較する。タンク温度＜ガス停止温度Ｔ３である場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ７に移行する。一方、タンク温度≧ガス停止温度Ｔ３である場合（ステップＳ５：ＮＯ）、処理はステップＳ６に移行する。
【００３４】
ステップＳ６において、流量制御部６４は、第２制御を行う。この場合、流量制御部６４は、流量上限値を設定して水素ガスの流量制御を行う。流量制御部６４は、制御マップ７２に基づいてタンク温度に対応する流量上限値を求める。ガス制御ＥＣＵ５０は、オンオフ弁３４に対して開弁を指示する制御信号を出力する。オンオフ弁３４は制御信号に応じて開弁し、燃料電池スタック３２へ水素ガスを供給する。また、ガス制御ＥＣＵ５０は、流量制御弁３６に対して、最新の流量上限値を上限とし、必要な発電量に応じた流量を得るための制御信号を出力する。流量制御弁３６は制御信号に応じて水素ガスの流量を制限する。
【００３５】
ステップＳ７において、流量制御部６４は、停止制御を行う。この場合、ガス制御ＥＣＵ５０は、オンオフ弁３４に対して閉弁を指示する制御信号を出力する。オンオフ弁３４は制御信号に応じて閉弁し、燃料電池スタック３２への水素ガスの供給を停止する。
【００３６】
［４．変形例］
制限制御の開始後に、温度監視部６２がタンク温度の変化傾向を監視するようにしてもよい。そして、タンク温度が上昇傾向にある場合に、流量制御部６４は、制限制御を解除してもよい。例えば、流量制御部６４は、タンク温度が制限切替温度Ｔ２よりも低くなった後に制限切替温度Ｔ２以上となった場合に、制限制御を解除してもよい。
【００３７】
［５．実施形態から得られる技術的思想］
上記実施形態から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。
【００３８】
本発明の第１態様は、
高圧ガスタンク２０から放出されるガス（水素ガス）の流量を上限値（流量上限値）以下の範囲内で制御するガス制御部（演算装置６０）を備えるガス制御装置１８であって、
前記高圧ガスタンク２０内の前記ガスの温度を示すタンク温度を検出するタンク温度センサ４６を備え、
前記ガス制御部（演算装置６０）は、前記タンク温度センサ４６により検出される前記タンク温度が制限開始温度Ｔ１よりも低い場合に、前記タンク温度の低下に応じて前記上限値を低下させる制限制御を行い、また、前記タンク温度センサ４６により検出される前記タンク温度がガス停止温度Ｔ３よりも低い場合に、前記ガスの放出を停止させる停止制御を行い、
前記制限制御は、前記タンク温度が前記制限開始温度Ｔ１よりも低くかつ制限切替温度Ｔ２よりも高い場合に前記上限値を第１比率で変化させて前記ガスの流量を制限する第１制御と、前記タンク温度が前記制限切替温度Ｔ２以下でありかつ前記ガス停止温度Ｔ３以上である場合に前記上限値を第２比率で変化させて前記ガスの流量を制限する第２制御と、を含み、
前記第１比率および前記第２比率は、前記タンク温度の変化量に対する前記上限値の変化量の比率であり、
前記第２比率は、前記第１比率よりも大きく、
前記ガス停止温度Ｔ３は、前記高圧ガスタンク２０の使用可能温度の下限温度Ｔｍｉｎ以上、かつ、前記制限切替温度Ｔ２以下である。
【００３９】
上記構成によれば、タンク温度が高圧ガスタンク２０の使用可能温度（保証温度）の下限温度Ｔｍｉｎよりも低くなることがないため、高圧ガスタンク２０のシール性能を維持することができる。また、上記構成によれば、段階的に水素ガスの流量の上限値を下げるため、ユーザは水素ガスの放出が停止されることを、その停止前に感知することができる。従って、ユーザは製品を安心して使用することができる。製品が燃料電池を使用する車両１０の場合、ユーザは車両１０に安心して乗車することができる。
【００４０】
ガス制御装置１８において、
前記制限切替温度Ｔ２は、前記高圧ガスタンク２０の外部からの受熱と、前記ガス（水素ガス）の放出に伴う放熱と、により前記高圧ガスタンク２０内の熱収支が平衡する温度であり、
前記ガス制御部（演算装置６０）は、前記制限開始温度Ｔ１から前記制限切替温度Ｔ２にかけて漸次的に前記ガスの流量を制限してもよい。
【００４１】
上記構成によれば、高圧ガスタンク２０のシール性能を維持することができるとともに、高圧ガスタンク２０に貯蔵される水素を最大限活用できるため、ユーザの利便性が向上する。また、上記構成によれば、制限切替温度Ｔ２は熱収支が平衡する温度であり、その温度を基準として制限開始温度Ｔ１が設定可能であるため、水素タンクの保証温度に対して過不足なく性能を出し切ることができる。
【００４２】
ガス制御装置１８において、
前記ガス制御部（演算装置６０）は、前記制限開始温度Ｔ１を前記制限切替温度Ｔ２に応じて設定してもよい。
【００４３】
上記構成によれば、制限切替温度Ｔ２を適切に設定することにより、制限開始温度Ｔ１を低温側に設定することができる。すると、通常制御の温度範囲が低温側に広がるため、制限制御が行われる可能性を低くすることができる。その結果、車両１０の走行性能を向上させることができる。
【００４４】
ガス制御装置１８において、
前記制限切替温度Ｔ２は、前記使用可能温度の前記下限温度Ｔｍｉｎ以上、かつ、前記下限温度Ｔｍｉｎよりも高い所定温度以下の温度範囲内に設定されてもよい。
【００４５】
上記構成によれば、制限切替温度Ｔ２を使用可能温度の下限温度Ｔｍｉｎ近傍に設定することにより、制限開始温度Ｔ１を低温側に設定することができる。すると、通常制御の温度範囲が低温側に広がるため、制限制御が行われる可能性を低くすることができる。その結果、車両１０の走行性能を向上させることができる。
【００４６】
ガス制御装置１８において、
前記所定温度は、前記下限温度Ｔｍｉｎに対して、前記タンク温度センサ４６に発生する測定誤差量を加えた温度であってもよい。
【００４７】
上記構成によれば、タンク温度センサ４６の精度が低くても、タンク温度が使用可能温度の下限温度Ｔｍｉｎよりも低くなることを防止することができる。
【００４８】
ガス制御装置１８において、
前記ガス制御部（演算装置６０）は、前記タンク温度が低下して前記制限切替温度Ｔ２に達した場合に、前記タンク温度が前記下限温度Ｔｍｉｎよりも低くならないように前記ガスの流量の制限を継続してもよい。
【００４９】
上記構成によれば、制限制御の温度範囲内で一定の走行および水素消費を維持することができる。
【００５０】
ガス制御装置１８において、
前記ガス制御部（演算装置６０）は、前記タンク温度が前記制限切替温度Ｔ２よりも低くなった後に前記制限切替温度Ｔ２以上になった場合は、前記制限制御を解除してもよい。
【００５１】
上記構成によれば、水素ガスの温度が上昇傾向にある場合に、制限制御を解除するため、車両１０の走行性能を素早く復旧させることができる。
【００５２】
本発明の第２態様は、
高圧ガスタンク２０から放出されるガス（水素ガス）の流量を上限値（流量上限値）以下の範囲内で制御するガス制御方法であって、
タンク温度センサ４６は、前記高圧ガスタンク２０内の前記ガスの温度を示すタンク温度を検出し、
ガス制御部（演算装置６０）は、前記タンク温度センサ４６により検出される前記タンク温度が制限開始温度Ｔ１よりも低い場合に、前記タンク温度の低下に応じて前記上限値を低下させる制限制御を行い、また、前記タンク温度センサ４６により検出される前記タンク温度がガス停止温度Ｔ３よりも低い場合に、前記ガスの放出を停止させる停止制御を行い、
前記制限制御は、前記タンク温度が前記制限開始温度Ｔ１よりも低くかつ制限切替温度Ｔ２よりも高い場合に前記上限値を第１比率で変化させて前記ガスの流量を制限する第１制御と、前記タンク温度が前記制限切替温度Ｔ２以下でありかつ前記ガス停止温度Ｔ３以上である場合に前記上限値を第２比率で変化させて前記ガスの流量を制限する第２制御と、を含み、
前記第１比率および前記第２比率は、前記タンク温度の変化量に対する前記上限値の変化量の比率であり、
前記第２比率は、前記第１比率よりも大きく、
前記ガス停止温度Ｔ３は、前記高圧ガスタンク２０の使用可能温度の下限温度Ｔｍｉｎ以上、かつ、前記制限切替温度Ｔ２以下である。
【００５３】
上記構成によれば、第１態様と同じ効果を奏する。
【００５４】
なお、本発明に係るガス制御装置およびガス制御方法は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００５５】
１８…ガス制御装置                    ２０…高圧ガスタンク
４６…タンク温度センサ                ６０…演算装置（ガス制御部）
Ｔ１…制限開始温度                    Ｔ２…制限切替温度
Ｔ３…ガス停止温度
【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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