JP2011021972A - Pressure measurement device and vehicle including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水素の圧力を測定する技術に関する。 The present invention relates to a technique for measuring the pressure of hydrogen.
高圧な気体の圧力を検出する圧力センサとして、例えば、特許文献1に開示された圧力センサがある。特許文献1に記載の圧力センサは、42アロイ等の低熱膨張金属からなる金属部材に深い穴が形成された構造を有している。この圧力センサでは、前述した穴に、測定対象となる高圧な気体を導入し、その穴の底部の変形を歪みゲージで検出することで、気体の圧力を測定している。特許文献1に記載の圧力センサは、このような構造の金属部材を採用することにより、高圧な気体に対する耐圧強度を高めている。
As a pressure sensor for detecting the pressure of a high-pressure gas, for example, there is a pressure sensor disclosed in
しかし、このような圧力センサによって、高圧な水素ガスの圧力を測定しようとすると、金属部材の内部を水素が透過する現象が生じる場合があった。特に、透過した水素が、金属部材と歪みゲージとの間に滞留すると、滞留した水素の圧力によって、歪みゲージの出力が変動し、圧力センサからの出力値に誤差が生じるという問題があった。 However, when such a pressure sensor is used to measure the pressure of high-pressure hydrogen gas, a phenomenon that hydrogen permeates through the metal member may occur. In particular, if the permeated hydrogen stays between the metal member and the strain gauge, there is a problem that the output of the strain gauge fluctuates due to the pressure of the staying hydrogen, resulting in an error in the output value from the pressure sensor.
このような問題を考慮し、本発明が解決しようとする課題は、深い穴が形成された金属部材を有する圧力センサによって水素の圧力を測定する際に、圧力センサから出力される圧力値を的確に補正することにある。 Considering such problems, the problem to be solved by the present invention is to accurately determine the pressure value output from the pressure sensor when the pressure of hydrogen is measured by a pressure sensor having a metal member in which a deep hole is formed. There is to correct it.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]水素の圧力を測定する圧力測定装置であって、水素消費装置に供給する水素が貯えられる水素貯留部と、一端が開口し他端に底を有する穴部であって前記水素貯留部から供給された水素の少なくとも一部が導入される穴部を備えた金属部材と、前記金属部材の外面の、前記穴部の底面に対向する位置に設けられた圧力検出素子と、前記圧力検出素子によって得られた電気信号を、前記水素の圧力を示す圧力値として出力する出力部と、を備える圧力センサと、前記圧力センサから出力された圧力値が所定値以上の場合に、該圧力値を補正する補正部とを備える圧力測定装置。 [Application Example 1] A pressure measuring device for measuring the pressure of hydrogen, which is a hydrogen storage portion for storing hydrogen to be supplied to the hydrogen consuming device, and a hole portion having one end opened and a bottom at the other end. A metal member provided with a hole into which at least a part of hydrogen supplied from the reservoir is introduced, a pressure detection element provided at a position of the outer surface of the metal member facing the bottom surface of the hole, and An output unit that outputs an electrical signal obtained by the pressure detection element as a pressure value indicating the hydrogen pressure; and when the pressure value output from the pressure sensor is equal to or greater than a predetermined value, A pressure measurement device comprising a correction unit that corrects a pressure value.
このような態様の圧力測定装置であれば、圧力センサによって検出された水素の圧力値が所定値以上の場合に限ってその圧力値を補正する。そのため、圧力センサの測定誤差に影響を与える圧力値の下限値を所定値として設定すれば、圧力センサの測定誤差に影響を与えないような低い圧力値に対してまで補正を行うことがないので、的確に圧力値を補正することが可能になる。 With such a pressure measuring device, the pressure value is corrected only when the pressure value of hydrogen detected by the pressure sensor is equal to or greater than a predetermined value. Therefore, if the lower limit value of the pressure value that affects the measurement error of the pressure sensor is set as a predetermined value, correction is not performed even for a low pressure value that does not affect the measurement error of the pressure sensor. The pressure value can be accurately corrected.
[適用例2]適用例1に記載の圧力測定装置であって、更に、前記水素貯留部に前記水素が充填されたことを検出する充填検出部を備え、前記圧力補正部は、前記水素貯留部に前記水素が充填された時点から前記水素の圧力値が前記所定値未満となった時点までの時間を前記充填の度に積算し、該積算された時間に応じて前記水素の圧力値を補正する、圧力測定装置。 [Application Example 2] The pressure measurement device according to Application Example 1, further including a filling detection unit that detects that the hydrogen storage unit is filled with the hydrogen, and the pressure correction unit includes the hydrogen storage unit. The time from when the hydrogen is filled into the part to the time when the pressure value of the hydrogen becomes less than the predetermined value is accumulated every time the filling is performed, and the pressure value of the hydrogen is determined according to the accumulated time. Pressure measuring device to correct.
このような態様の圧力測定装置であれば、圧力センサを、所定値以上の圧力値において使用した時間に応じて圧力値を補正することができる。そのため、圧力センサから出力される圧力値に経年変化が生じていたとしても、その圧力値を的確に補正することが可能になる。 If it is a pressure measuring device of such an aspect, a pressure value can be amended according to time when a pressure sensor was used in a pressure value more than a predetermined value. Therefore, even if the pressure value output from the pressure sensor has changed over time, the pressure value can be accurately corrected.
[適用例3]適用例1に記載の圧力測定装置であって、該圧力測定装置は、車両に備えられており、更に、前記水素貯留部に前記水素が充填されたことを検出する充填検出部と、前記充填された水素の圧力値と、単位圧力当たりに走行可能な距離を示す所定の燃費とに基づいて、前記水素の圧力が前記所定値に達するまでに前記車両が走行可能な距離である推定走行距離を求める推定走行距離算出部とを備え、前記圧力補正部は、前記水素貯留部に前記水素が充填されてからの走行距離が、前記推定走行距離に達するまでの時間を積算し、該積算された時間に応じて前記水素の圧力値を補正する、圧力測定装置。 [Application Example 3] The pressure measurement device according to Application Example 1, wherein the pressure measurement device is provided in a vehicle, and further, filling detection for detecting that the hydrogen storage unit is filled with the hydrogen. Distance on which the vehicle can travel before the hydrogen pressure reaches the predetermined value on the basis of the pressure portion, the pressure value of the charged hydrogen, and a predetermined fuel consumption indicating a distance travelable per unit pressure An estimated mileage calculation unit for obtaining an estimated mileage, and the pressure correction unit integrates the time until the mileage after the hydrogen storage unit is filled with the hydrogen reaches the estimated mileage. And a pressure measuring device for correcting the pressure value of the hydrogen according to the accumulated time.
このような態様の圧力測定装置であれば、誤差の含まれ得る圧力センサからの圧力値ではなく、車両の走行距離に応じて圧力センサの使用時間を積算することができる。そのため、圧力センサから出力される圧力値に経年変化が生じていたとしても、その圧力値を的確に補正することが可能になる。 With such a pressure measuring device, the usage time of the pressure sensor can be integrated according to the travel distance of the vehicle, not the pressure value from the pressure sensor that may contain an error. Therefore, even if the pressure value output from the pressure sensor has changed over time, the pressure value can be accurately corrected.
[適用例4]適用例2または適用例3に記載の圧力測定装置であって、前記充填検出部は、前記圧力センサから出力された前記水素の圧力値の変動に基づいて、前記水素貯留部に前記水素が充填されたか否かを検出する、圧力測定装置。このような態様の圧力測定装置であれば、水素貯留部から供給される水素の圧力変動に基づいて、水素が充填されたかを検出することが可能になる。 [Application Example 4] The pressure measuring device according to Application Example 2 or Application Example 3, wherein the filling detection unit is configured to perform the hydrogen storage unit based on a change in the pressure value of the hydrogen output from the pressure sensor. A pressure measuring device for detecting whether or not the hydrogen is filled in the battery. With such a pressure measuring device, it is possible to detect whether hydrogen has been filled based on the pressure fluctuation of the hydrogen supplied from the hydrogen reservoir.
[適用例5]適用例2または適用例3に記載の圧力測定装置であって、更に、前記水素貯留部に貯えられる水素の温度を検出する温度センサを備え、前記充填検出部は、前記温度センサによって検出された温度の変動に基づいて、前記水素貯留部に前記水素が充填されたか否かを検出する、圧力測定装置。このような態様の圧力測定装置であれば、水素貯留部に水素を充填する際に生じる水素の温度変化に基づいて、水素が充填されたかを検出することが可能になる。 [Application Example 5] The pressure measurement device according to Application Example 2 or Application Example 3, further including a temperature sensor that detects a temperature of hydrogen stored in the hydrogen storage unit, wherein the filling detection unit includes the temperature A pressure measurement device that detects whether or not the hydrogen storage unit is filled with the hydrogen based on a change in temperature detected by a sensor. With this type of pressure measurement device, it is possible to detect whether hydrogen has been filled based on a change in the temperature of hydrogen generated when the hydrogen reservoir is filled with hydrogen.
[適用例6]適用例2または適用例3に記載の圧力測定装置であって、更に、前記水素貯留部に水素を充填する水素充填装置と通信を行う通信部を備え、前記充填検出部は、前記通信に基づいて、前記水素貯留部に前記水素が充填されたか否かを検出する、圧力測定装置。このような態様の圧力測定装置であれば、水素貯留部に水素を充填する水素充填装置との通信に基づいて、水素が充填されたかを検出することが可能になる。 [Application Example 6] The pressure measurement device according to Application Example 2 or Application Example 3, further including a communication unit that communicates with a hydrogen filling device that fills the hydrogen storage unit with hydrogen, and the filling detection unit includes: A pressure measuring device that detects whether or not the hydrogen reservoir is filled with the hydrogen based on the communication. With such a pressure measurement device, it is possible to detect whether hydrogen has been filled based on communication with a hydrogen filling device that fills the hydrogen reservoir with hydrogen.
[適用例7]適用例1ないし適用例6のいずれか一項に記載の圧力測定装置であって、前記補正部は、前記積算された時間に加えて、前記水素の温度に基づいて、前記補正を行う、圧力測定装置。 [Application Example 7] In the pressure measurement device according to any one of Application Examples 1 to 6, the correction unit is configured based on the temperature of the hydrogen in addition to the accumulated time. Pressure measuring device that performs correction.
このような態様の圧力測定装置であれば、圧力センサが使用された時間だけではなく、水素の温度をも加味して圧力値を補正するので、より的確に水素の圧力値を補正することが可能になる。 With such a pressure measuring device, the pressure value is corrected by taking into account not only the time when the pressure sensor is used but also the temperature of hydrogen, so that the pressure value of hydrogen can be corrected more accurately. It becomes possible.
[適用例8]適用例1ないし適用例7のいずれか一項に記載の圧力測定装置と、前記水素消費装置としての燃料電池と、前記燃料電池によって発電された電力によって駆動されるモータと、前記圧力測定装置から出力された補正後の圧力値に基づいて、前記水素貯留部内の水素の残量を算出する残量算出部とを備える車両。 [Application Example 8] The pressure measurement device according to any one of Application Examples 1 to 7, a fuel cell as the hydrogen consuming device, a motor driven by electric power generated by the fuel cell, A vehicle comprising: a remaining amount calculation unit that calculates a remaining amount of hydrogen in the hydrogen storage unit based on a corrected pressure value output from the pressure measurement device.
このような態様の車両であれば、燃料電池に供給する水素の圧力を的確に補正することができるので、水素貯留部内の水素の残量を精度良く算出することが可能になる。 With such a vehicle, the pressure of hydrogen supplied to the fuel cell can be accurately corrected, so that the remaining amount of hydrogen in the hydrogen reservoir can be calculated with high accuracy.
なお、本発明は、上述した圧力測定装置や車両としての構成のほか、圧力測定装置を備える燃料電池システムや、圧力測定方法としても構成することができる。 The present invention can be configured as a fuel cell system including a pressure measuring device and a pressure measuring method in addition to the above-described configuration as a pressure measuring device and a vehicle.
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づき次の順で説明する。
A.第1実施例:
A−1.電気自動車の概略構成:
A−2.圧力センサの構成:
A−3.圧力測定処理:
B.第2実施例:
C.第3実施例:
D.第4実施例:
E.第5実施例:
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. First embodiment:
A-1. General configuration of electric vehicle:
A-2. Configuration of pressure sensor:
A-3. Pressure measurement process:
B. Second embodiment:
C. Third embodiment:
D. Fourth embodiment:
E. Example 5:
A.第1実施例:
A−1.電気自動車の概略構成:
図1は、本発明の実施例としての圧力測定装置100を備える電気自動車10の概略構成を示す説明図である。電気自動車10は、圧力測定装置100のほか、水素貯留部としての水素タンク12や、エアコンプレッサ14、水素消費装置としての燃料電池16、二次電池18、モータ20、インバータ22、制御装置50などを備えている。
A. First embodiment:
A-1. General configuration of electric vehicle:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an
水素タンク12には、充填口26が接続されている。水素タンク12には、この充填口26を通じて、水素ステーション等に設置されている水素ディスペンサ(図示せず)から約70MPaの水素ガスが充填される。水素タンク12から遮断弁13を通じて出力された水素ガスは、圧力調整弁30によって1.5MPa程度まで減圧され、燃料電池16に供給される。遮断弁13の近傍には、水素タンク12から出力される水素ガスの圧力を検出する圧力センサ60が取り付けられている。以下の説明において、「水素ガスの圧力」という場合には、圧力調整弁30によって減圧される前の水素ガスの圧力のことをいう。なお、図1には、水素タンク12を1つだけ示したが、その数は特に限定されない。
A filling
燃料電池16は、水素タンク12から供給された水素ガスと、エアコンプレッサ14から供給された空気中の酸素との電気化学反応によって発電を行う。燃料電池16としては、固体高分子型燃料電池や固体酸化物型燃料電池など、種々のものを適用可能である。燃料電池16によって発電された電力は、モータ20の駆動に利用されると共に、二次電池18の充電に利用される。二次電池18は、燃料電池16とともにモータ20を駆動する電力源として用いられる。
The
インバータ22は、燃料電池16や二次電池18が出力する直流電流を、三相交流に変換し、モータ20に供給する。モータ20は、インバータ22を介して電力の供給を受けると、図示していない車輪を回転させて電気自動車10を走行させる。
The
制御装置50は、CPUやRAM、ROM、EEPROMを備える論理回路によって構成されている。制御装置50には、イグニッションスイッチ31や、アクセルポジションセンサ32、車速センサ34、インバータ22、インストルメントパネル36、圧力測定装置100が接続されている。制御装置50は、電気自動車10の動作全般を制御する装置であり、例えば、アクセルポジションセンサ32によって検出されたアクセルの踏み込み量に応じて、インバータ22を制御し、モータ20の駆動力を調整する。なお、イグニッションスイッチ31からの信号は、制御装置50を通じて、圧力測定装置100にも伝達される。
The
制御装置50は、上述した論理回路によって実現される機能ブロックとして、残量算出部52と走行距離算出部54とを備えている。
The
残量算出部52は、圧力測定装置100から水素の圧力値を受信し、この圧力値に応じて、水素タンク12内の水素の残量を算出する。算出した水素ガスの残量は、インストルメントパネル36に表示する。残量算出部52は、例えば、圧力測定装置100から入力した圧力値が70MPaの場合に、水素の残量を100%と算出し、圧力値が70MPaから低くなるほど残量が100%から0%に近づく所定の関数やマップを用いて、水素ガスの残量を算出する。
The remaining
走行距離算出部54は、車速センサ34から受信したパルス信号に応じて、電気自動車10の走行距離を算出する。そして、この走行距離を、水素ガスの残量と同様に、インストルメントパネル36に表示する。走行距離算出部54は、算出した走行距離を、後述する圧力測定処理の実行のために圧力測定装置100に伝達する。また、走行距離算出部54は、イグニッションスイッチがオフにされた場合に、算出した走行距離を、自身が備えるEEPROMに記録する。
The travel
圧力測定装置100は、CPUやRAM、ROM、EEPROM等を備える論理回路によって構成されている。圧力測定装置100は、圧力センサ60から出力された水素ガスの圧力値の誤差を補正する機能を備えている。圧力測定装置100は、この機能を実現するために、前述した論理回路によって実現される機能ブロックとして、充填検出部110と、推定走行距離算出部120と、圧力補正部130とを備えている。また、圧力測定装置100が備えるROMには、圧力センサ60から出力された圧力値を補正するために用いる補正マップ140が記憶されている。なお、圧力測定装置100が備えるEEPROMには、例えば、イグニッションスイッチ31がオフにされる直前に検出された水素の圧力値などが書き込まれる(詳細は後述)。
The
充填検出部110は、水素タンク12に水素ガスが充填されたか否かを検出する。本実施例では、後述のように、圧力センサ60によって検出した水素ガスの圧力の変動に基づいて、水素ガスが充填されたかを検出する。
The filling detection unit 110 detects whether or not the
推定走行距離算出部120は、充填された水素の圧力値と、単位圧力当たりに電気自動車10が走行可能な距離を示す所定の燃費とに基づいて、水素の圧力が所定の閾値Ptに達するまでに走行可能な距離(以下、「推定走行距離Dm」という)を算出する。
The estimated travel
圧力補正部130は、圧力センサ60から受信した水素の圧力値が、所定の閾値Pt以上の場合に、この圧力値を、圧力センサ60の使用時間と補正マップ140とに基づいて補正する。本実施例において、圧力センサ60の使用時間とは、圧力センサ60が、前述した閾値Pt以上の圧力で使用された時間のことをいう。閾値Ptは、圧力センサ60の特性上、その出力値に誤差が含まれ得る圧力を実験的に求め、こうして求められた圧力に基づいて設定されている。
When the hydrogen pressure value received from the
圧力測定装置100は、圧力補正部130によって補正した水素ガスの圧力値を、制御装置50に送信する。制御装置50はこうして送信された補正後の圧力値に基づいて、残量算出部52によって、水素タンク12内の水素の残量を算出する。もちろん、残量算出部52は、圧力補正部130によって水素ガスの圧力値が補正されなかった場合には、補正されていない圧力値に基づいて水素の残量を算出する。
The
なお、上述した充填検出部110や、推定走行距離算出部120、圧力補正部130、補正マップ140の詳細な機能や働きについては、後述する「圧力測定処理」の説明で詳しく述べる。
The detailed functions and functions of the filling detection unit 110, the estimated travel
A−2.圧力センサの構成:
図2は、圧力センサ60の概略構成を示す断面図である。圧力センサ60は、42アロイ等のFe−Ni系合金や、コバール、SUS等の低熱膨張金属により形成された金属ステム62を備えている。圧力センサ60は、更に、水素ガスが流れる配管への取り付けに用いられるハウジング64や、金属ステム62をハウジング64の内部に固定するネジ部材66、圧力測定装置100が電気的に接続される金属端子68などから構成される。
A-2. Configuration of pressure sensor:
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
金属ステム62は、下端が開口し、上端に底を有する穴部72を備えた略円筒状の部材である。この穴部72には、ハウジング64の下部に設けられた孔74を通じて、水素タンク12から出力された水素ガスが導入される。穴部72の内径は、約2.5mmであり、その底部は、0.2〜1.0mmの薄肉状に形成されている。以下では、薄肉状の底部のことを、ダイアフラム76と呼ぶ。
The metal stem 62 is a substantially cylindrical member having a
ダイアフラム76の上面には、圧力検出素子として歪みゲージ78が実装されたセンサ基板80が低融点ガラスによって接着されている。歪みゲージ78から出力された電気信号は、金属端子68を通じて、圧力測定装置100に入力される。
A
以上のように構成された圧力センサ60には、上述したように、最大70MPaの水素ガスが導入される。すると、この水素ガスの圧力によってダイアフラム76が変形する。ダイアフラム76が変形すると、その上面に接着されたセンサ基板80に実装されている歪みゲージ78も変形する。すると、歪みゲージ78からは、その変形度合いに応じた電気信号が圧力値として出力され、その圧力値が圧力測定装置100に伝達される。
As described above, hydrogen gas of a maximum of 70 MPa is introduced into the
図3は、圧力センサ60の出力特性を示すグラフである。このグラフには、70MPaの水素ガスの圧力を測定した場合の圧力センサ60の出力誤差を「%FS(フルスケール)」によって示している。このグラフによれば、圧力センサ60への水素ガスの供給を開始してから、その使用時間が経過するにつれて、圧力センサ60の出力値が本来の出力値よりも大きい値を示すようになることがわかる。図3によれば、例えば、5年以上、圧力センサ60を使用すると、+4.0%FS前後の出力誤差が生じることになる。これは、高圧の水素ガスを圧力センサ60に導入すると、水素ガスが金属ステム62中を透過して、ダイアフラム76と歪みゲージ78との間の低融点ガラス内に滞留する現象が生じ、これにより、歪みゲージ78の出力が、本来の圧力値よりも高い圧力値を示すからである。そこで、本実施例では、以下に説明する圧力測定処理において、この圧力センサ60の出力誤差の補正を行う。
FIG. 3 is a graph showing output characteristics of the
A−3.圧力測定処理:
図4および図5は、第1実施例における圧力測定処理のフローチャートである。この圧力測定処理は、イグニッションスイッチ31がオンにされた場合に、圧力測定装置100によって実行される。以下、この圧力測定処理について、水素タンク12から出力される水素ガスの圧力変化を示す図6を参照しながら説明する。
A-3. Pressure measurement process:
4 and 5 are flowcharts of the pressure measurement process in the first embodiment. This pressure measurement process is executed by the
この圧力測定処理が実行されると、まず、圧力測定装置100の充填検出部110は、前回、イグニッションスイッチ31がオフにされる直前に圧力センサ60によって検出された圧力値を、圧力測定装置100が備えるEEPROMから読み込む。ここで読み込まれる圧力値は、前回、当該圧力測定処理が実行されたことによって補正された補正後の圧力値Pcである。そして、充填検出部110は、この圧力値Pcが、所定の閾値Pt未満であるかを判断する(ステップS100)。この閾値Ptは、圧力センサ60の出力に影響を与える水素の圧力値に基づいて予め定められており、図6に示すように、例えば、35MPaとすることができる。
When this pressure measurement process is executed, first, the filling detection unit 110 of the
EEPROMから読み込んだ圧力値Pcが閾値Pt未満である場合には、充填検出部110は、圧力センサ60から、現在の水素ガスの圧力値Pnを取得する。そして、取得した現在の圧力値Pnが、前述した閾値Pt以上であるかを判断する(ステップS102)。現在の圧力値Pnが閾値Pt以上であれば、充填検出部110は、イグニッションスイッチ31がオフにされている間に、水素タンク12に水素ガスが充填されたと判断する。水素タンク12に水素ガスが充填されると、例えば、図6のタイミングt0やタイミングt2に示すように、水素ガスの圧力は、70MPaまで上昇する。充填検出部110によって、水素ガスが充填されたことが判断されると、続いて、圧力測定装置100の圧力補正部130が、圧力センサ60のこれまでの使用時間Ttと補正マップ140とに基づき、圧力値Pnを補正するための補正係数Kを決定する(ステップS104)。つまり、本実施例では、圧力測定装置100は、水素タンク12に水素が充填される毎に、補正係数Kの決定を行っている。
When the pressure value Pc read from the EEPROM is less than the threshold value Pt, the filling detection unit 110 acquires the current hydrogen gas pressure value Pn from the
図7は、補正マップ140の一例を示す説明図である。この図の横軸は、圧力センサ60の使用時間Ttを示し、縦軸は補正係数Kを示している。この図に示すように、本実施例では、圧力センサ60の使用時間Ttが長いほど、補正係数Kが低くなるよう設定されている。この補正マップ140は、丁度、図3に示した圧力センサ60の出力変動を打ち消すように、補正係数Kが、圧力センサ60の使用時間Ttに応じて設定されている。使用時間Ttの詳細な計算方法については後述する。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the
上述のように補正係数Kの決定を行うと、圧力測定装置100は、制御装置50の走行距離算出部54に所定のリセット信号を送信し、電気自動車10の走行距離Dnを「0」にリセットさせる(ステップS106)。圧力測定装置100は、こうして走行距離Dnをリセットさせると、続いて、推定走行距離算出部120によって、水素ガスの圧力値が閾値Ptに達するまでに電気自動車10が走行可能な距離(推定走行距離Dm)を下記式(1),(2)に基づき算出する(ステップS108)。
When the correction coefficient K is determined as described above, the
Pc=K・Pn ・・・(1)
Dm=(Pc−Pt)・Fc ・・・(2)
Pc = K · Pn (1)
Dm = (Pc−Pt) · Fc (2)
これらの式では、圧力測定装置100は、圧力センサ60から取得した現在の水素ガスの圧力値Pnに対して、ステップS104で決定した補正係数Kを乗じて、補正後の圧力値Pcを求める。そして、この補正後の圧力値Pcから前述した閾値Ptを差し引き、この差し引かれた値に対して、予め定められた電気自動車10の燃費Fc(単位圧力当たりの走行距離)を乗算する。このような演算を行うことで、圧力測定装置100は、推定走行距離Dmを算出することができる。
In these equations, the
なお、上述したステップS100においてEEPROMから読み込んだ圧力値が閾値Pt以上である場合には、今回のイグニッションスイッチのオフ時には、水素ガスは充填されていないことになる。この場合、水素ガスの充填直後に実行された前回以前の当該圧力測定処理によって、補正係数Kや推定走行距離Dmは既に決定されている。そのため、この場合には、圧力測定装置100は、上述したステップS102〜S108の処理をスキップする。
If the pressure value read from the EEPROM in step S100 described above is equal to or greater than the threshold value Pt, the hydrogen gas is not filled when the ignition switch is turned off this time. In this case, the correction coefficient K and the estimated travel distance Dm are already determined by the pressure measurement process performed immediately before the hydrogen gas filling and before the previous time. Therefore, in this case, the
以上で説明した一連の処理は、イグニッションスイッチ31がオンになる度に、その直後に1回だけ実行される処理である。以下では、イグニッションスイッチ31がオフにされるまで、電気自動車10の運転中に常時実行される処理について説明する。
The series of processes described above is a process that is executed only once immediately after the
上述した処理によって、補正係数Kや推定走行距離Dmが決定されると、圧力測定装置100の圧力補正部130は、圧力センサ60から現在の水素ガスの圧力値Pnを取得する(ステップS110)。圧力値Pnを取得すると、圧力補正部130は、取得された圧力値Pnに、上記ステップS104で決定された補正係数Kを乗じて補正を行う。そして、補正された圧力値Pcを制御装置50に出力する(ステップS112)。こうすることで、制御装置50の残量算出部52は、水素タンク12内の水素の残量を正確に算出することができる。
When the correction coefficient K and the estimated travel distance Dm are determined by the above-described processing, the
補正した圧力値Pcを出力すると、圧力測定装置100の圧力補正部130は、制御装置50の走行距離算出部54から現在の走行距離Dnを取得する(ステップS114)。そして、取得された現在の走行距離Dnが、ステップS108で算出された推定走行距離Dm以下であるかを判断する(ステップS116)。走行距離Dnが、推定走行距離Dm以下であれば、圧力補正部130は、下記式(3)に基づいて、圧力センサ60の使用時間Ttを積算する(ステップS118)。一方、走行距離Dnが、推定走行距離Dmを超えていれば、圧力補正部130は、圧力センサ60の使用時間Ttの積算を中断する(ステップS120)。
When the corrected pressure value Pc is output, the
Tt’=Tt+Δt ・・・(3)
なお、Tt’は、積算後の新たな使用時間を表し、Δtは、ステップS118の処理が前回実行されてから今回実行されるまでに経過した時間を表す。
Tt ′ = Tt + Δt (3)
Tt ′ represents a new usage time after integration, and Δt represents a time elapsed from the previous execution of the process of step S118 to the current execution.
本実施例では、上述のように、走行距離Dnと推定走行距離Dmとを対比することで、水素ガスが充填された時点から、水素ガスの圧力が閾値Ptに達する時点までの圧力センサ60の使用時間Ttを積算することができる。なお、使用時間Ttは、圧力センサ60が、閾値Pt以上の圧力の水素ガスに晒されている限り積算される値である。そのため、この使用時間Ttは、電気自動車10が停車している場合も積算される。例えば、図6のタイミングt0で、水素ガスが水素タンク12に充填されると、電気自動車10が走行しているか停車しているかに拘わらず、圧力値が閾値Ptに達するタイミングt1まで使用時間Ttは積算される。そして、その後、また、水素ガスが充填されると、その充填のタイミングt2以降、引き続き、使用時間Ttは積算されていく。
In the present embodiment, as described above, by comparing the travel distance Dn and the estimated travel distance Dm, the
続いて、圧力測定装置100は、イグニッションスイッチ31がオフにされたかを判断する(ステップS122)。イグニッションスイッチ31がオフにされれば、圧力測定装置100は、補正した圧力値Pcと、推定走行距離Dmと、使用時間TtとをEEPROMに記録して(ステップS124)、当該圧力測定処理を終了する。このとき、走行距離Dnについては、制御装置50によって記録が行われる。一方、イグニッションスイッチ31がオフにされなければ、圧力測定装置100は、上述したステップS110〜S122の処理を繰り返し実行する。
Subsequently, the
なお、上述したステップS110〜S124の処理は、ステップS102において、現在の圧力値Pnが閾値Pt以上と判断された場合に実行される処理である。これに対して、ステップS102において、現在の水素ガスの圧力値Pnが閾値Pt未満であると判断されれば、水素ガスの充填が行われていないか、もしくは、水素ガスが充填されても、その圧力が閾値Pt未満に留まったことになり、圧力センサ60から出力される圧力値には誤差が含まれないか、もしくは、含まれていても無視し得る程度となる。そこで、この場合には、補正係数Kを決定することなく、図5に示す処理を電気自動車10の運転中、常時実行する。すなわち、圧力センサ60から水素ガスの圧力値Pnを取得し(ステップS140)、取得された圧力値Pnをそのまま制御装置50に出力する(ステップS142)。そして、このステップS140とステップS142の処理を、イグニッションスイッチ31がオフにされるまで、常時実行する(ステップS144)。
In addition, the process of step S110-S124 mentioned above is a process performed when it is judged in step S102 that the present pressure value Pn is more than threshold value Pt. On the other hand, if it is determined in step S102 that the current hydrogen gas pressure value Pn is less than the threshold value Pt, hydrogen gas is not filled, or hydrogen gas is filled, The pressure stays below the threshold value Pt, and the pressure value output from the
以上で説明した本実施例の圧力測定装置100は、水素タンク12から出力される水素ガスの圧力値Pnが所定の閾値Pt以上の場合に限り、圧力センサ60によって検出した水素ガスの圧力値Pnを補正する。そのため、圧力センサ60の特性上、その出力に誤差が含まれないような圧力に対してまで補正を行うことがないので、水素ガスの圧力を的確に補正することが可能になる。
The
また、本実施例の圧力測定装置100は、高圧の水素ガスの充填によって圧力センサ60から出力される圧力値Pnに誤差が含まれたとしても、その誤差を、圧力センサ60の使用時間Ttに応じて決定される補正係数Kによって補正することができる。そのため、圧力センサ60から出力される圧力値に含まれる誤差が経年変化したとしても、的確にその補正を行うことが可能になる。
Moreover, even if the
また、本実施例の圧力測定装置100は、充填後の水素ガスが閾値Ptに達するまでに走行することのできる距離(推定走行距離Dm)を、電気自動車10の燃費に基づいて求める。そして、この推定走行距離Dmと現在の走行距離Dnとを対比することで、水素ガスの圧力が閾値Ptにまで低下したかを判断する。そのため、誤差が含まれ得る圧力センサ60からの出力値を用いることなく、水素ガスの圧力が閾値Ptにまで低下したかを判断することができる。
Further, the
B.第2実施例:
続いて、本発明の第2実施例について説明する。上述した第1実施例では、使用時間Ttを積算する際に、予め算出した推定走行距離Dmと現在の走行距離Dnとを対比することで水素ガスの圧力が閾値Ptにまで低下したかを判断した。これに対して、第2実施例では、圧力センサ60によって検出した圧力値Pnをそのまま用いて、水素ガスの圧力が閾値Ptにまで低下したかを判断する。なお、第2実施例の圧力測定装置100は、その構成から推定走行距離算出部120(図1参照)を省略することができる。
B. Second embodiment:
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, when the usage time Tt is integrated, it is determined whether the hydrogen gas pressure has decreased to the threshold value Pt by comparing the estimated travel distance Dm calculated in advance with the current travel distance Dn. did. On the other hand, in the second embodiment, the pressure value Pn detected by the
図8は、第2実施例における圧力測定処理のフローチャートである。第2実施例の圧力測定処理は、第1実施例と同様に、イグニッションスイッチ31がオンにされた場合に、圧力測定装置100によって実行される。この圧力測定処理が実行されると、まず、圧力測定装置100の充填検出部110は、前回、イグニッションスイッチ31がオフにされる直前に圧力センサ60によって検出された圧力値を、圧力測定装置100が備えるEEPROMから読み込む。そして、充填検出部110は、この圧力値Pcが、所定の閾値Pt未満であるかを判断する(ステップS200)。
FIG. 8 is a flowchart of the pressure measurement process in the second embodiment. The pressure measurement process of the second embodiment is executed by the
EEPROMから読み込んだ圧力値Pcが閾値Pt未満である場合には、充填検出部110は、圧力センサ60から、現在の水素ガスの圧力値Pnを取得する。そして、取得した現在の圧力値Pnが、前述した閾値Pt以上であるかを判断する(ステップS202)。現在の圧力値Pnが閾値Pt以上であれば、充填検出部110は、イグニッションスイッチ31がオフにされている間に、水素タンク12に水素ガスが充填されたと判断する。充填検出部110によって、水素ガスが充填されたと判断されると、圧力測定装置100の圧力補正部130が、圧力センサ60のこれまでの使用時間Ttと補正マップ140とに基づき、圧力値Pnを補正するための補正係数Kを決定する(ステップS204)。
When the pressure value Pc read from the EEPROM is less than the threshold value Pt, the filling detection unit 110 acquires the current hydrogen gas pressure value Pn from the
なお、上述したステップS200においてEEPROMから読み込んだ圧力値が閾値Pt以上である場合には、水素ガスの充填直後に実行された前回以前の当該圧力測定処理によって、補正係数Kが既に決定されていることになる。そのため、この場合には、圧力測定装置100は、上述したステップS202〜S204の処理をスキップする。
When the pressure value read from the EEPROM in step S200 described above is equal to or greater than the threshold value Pt, the correction coefficient K has already been determined by the previous pressure measurement process performed immediately after the hydrogen gas filling. It will be. Therefore, in this case, the
上述した処理によって、補正係数Kが決定されると、圧力測定装置100の圧力補正部130は、圧力センサ60から現在の水素ガスの圧力値Pnを取得する(ステップS210)。圧力値Pnを取得すると、圧力補正部130は、取得された圧力値Pnに、上記ステップS204で決定された補正係数Kを乗じて補正を行う。そして、補正された圧力値Pcを制御装置50に出力する(ステップS212)。
When the correction coefficient K is determined by the above-described processing, the
補正した圧力値Pcを出力すると、圧力測定装置100の圧力補正部130は、ステップS210で取得した現在の圧力値Pnが、閾値Pt以上であるかを判断する(ステップS216)。圧力値Pnが閾値Pt以上であれば、圧力補正部130は、使用時間Ttの積算を行う(ステップS218)。一方、圧力値Pnが閾値Pt未満であれば、圧力補正部130は、使用時間Ttの積算を中断する(ステップS220)。
When the corrected pressure value Pc is output, the
続いて、圧力測定装置100は、イグニッションスイッチ31がオフにされたかを判断する(ステップS222)。イグニッションスイッチ31がオフにされれば、圧力測定装置100は、補正した圧力値Pcと、使用時間TtとをEEPROMに記録して(ステップS224)、当該圧力測定処理を終了する。一方、イグニッションスイッチ31がオフにされなければ、圧力測定装置100は、上述したステップS210〜S222の処理を繰り返し実行する。
Subsequently, the
なお、ステップS102において、現在の水素ガスの圧力値Pnが閾値Pt未満であると判断されれば、水素ガスの充填が全く行われていないか、もしくは、水素ガスが充填されても、その圧力が閾値Pt未満に留まったことになり、圧力センサ60からの出力される圧力値には誤差が含まれないか、もしくは、含まれていても無視し得る程度となる。そこで、この場合には、第1実施例と同様に、補正係数Kを決定することなく、図5に示す処理を電気自動車10の運転中、常時実行する。
If it is determined in step S102 that the current hydrogen gas pressure value Pn is less than the threshold value Pt, the hydrogen gas is not filled at all, or even if hydrogen gas is filled, the pressure Remains below the threshold value Pt, and the pressure value output from the
以上で説明した第2実施例では、圧力センサ60によって検出した圧力値Pnをそのまま用いて水素ガスの圧力が閾値Ptまで低下したかを判断している。そのため、推定走行距離Dmの算出を省略することができるので、処理内容を簡略化することが可能になる。図3に示したように、圧力センサ60から出力される圧力値の経年変化は、年単位の長期間に亘って現れるものである。これに対して、水素タンク12に充填された水素ガスが閾値Ptにまで低下するのは、長くて1〜2ヶ月という期間である。そのため、本実施例のように圧力センサ60によって検出した圧力値Pnをそのまま用いて水素ガスの圧力が閾値Ptに達したかを判断しても、使用時間Ttの積算を行う上で、実用上、問題となることはない。
In the second embodiment described above, the pressure value Pn detected by the
C.第3実施例:
続いて本発明の第3実施例について説明する。上述した第1実施例や第2実施例では、イグニッションスイッチ31がオンにされた直後に、水素ガスの圧力変化を検出することで、水素タンク12に水素ガスが充填されたか否かを判断した。これに対して、第3実施例では、水素タンク12に充填される水素ガスの温度変化に基づいて、水素ガスが充填されたかを判断する。
C. Third embodiment:
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the first and second embodiments described above, immediately after the
図9は、第3実施例における電気自動車10cの構成を示す図である。図9に示すように、本実施例の水素タンク12には温度センサ61が内蔵されており、この温度センサ61は圧力測定装置100cに接続されている。その他の構成は、圧力測定装置100cが推定走行距離算出部120を備えていない点を除いて第1実施例と同様である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an
図10は、水素タンク12に水素ガスが充填される際の水素ガスの温度変化と圧力変化とを示すグラフである。一般的に、水素タンク12に対して水素ガスを充填するのに要する時間は、10分程度である。水素タンク12には、この10分の間に、外部の水素ディスペンサから水素ガスが断熱圧縮されて供給される。そのため、この断熱圧縮によって、水素タンク12内の水素の温度は急激に上昇し、充填開始から数分の間に、その温度は、80〜85度程度まで上昇することになる。水素ガスの充填が完了すると、この温度は、徐々に低下し、周囲の外気温と同等になる。そこで、本実施例では、この水素ガスの温度変化を検出することで、水素タンク12に水素が充填されたかを判断する。
FIG. 10 is a graph showing changes in temperature and pressure of hydrogen gas when the
図11は、第3実施例において実行される充填検出処理のフローチャートである。この充填検出処理は、イグニッションスイッチ31がオフにされている間に、圧力測定装置100cによって繰り返し実行される。つまり、本実施例では、イグニッションスイッチ31がオフにされている場合にも、圧力測定装置100cには二次電池18から電源が供給される。
FIG. 11 is a flowchart of the filling detection process executed in the third embodiment. This filling detection process is repeatedly executed by the
この充填検出処理が実行されると、圧力測定装置100cの充填検出部110は、温度センサ61によって、水素タンク12内の水素ガスの温度Tを検出する(ステップS300)。そして、検出された温度Tが70℃以上であるかを判断する(ステップS302)。検出された温度Tが70℃以上であれば、充填検出部110は、水素タンク12に水素が充填されたと判断し、水素ガスの充填がなされた旨を示すフラグ(以下、「充填フラグ」という)をオンにして、そのフラグの状態をEEPROMに記録する(ステップ304)。一方、検出された温度Tが70℃未満であれば、ステップS304の処理をスキップする。続いて、充填検出部110は、イグニッションスイッチ31がオンにされたかを判断する(ステップS306)。イグニッションスイッチ31がオンにされれば、充填検出部110は、当該充填検出処理を終了する。一方、イグニッションスイッチ31がオフのままであれば、充填検出部110は、上述したステップS300〜S306の処理を繰り返し実行する。以上で説明した充填検出処理によれば、圧力測定装置100cは、イグニッションスイッチ31がオフにされている間に、水素タンク12に水素ガスが充填されたかを監視することができる。
When this filling detection process is executed, the filling detection unit 110 of the
図12は、第3実施例において実行される圧力測定処理のフローチャートである。この圧力検出処理は、イグニッションスイッチ31がオンにされた場合に、圧力測定装置100によって実行される処理である。つまり、本実施例では、図11に示した充填検出処理が終了すると、引き続き、当該圧力測定処理が実行されることになる。なお、第3実施例の圧力測定処理は、第1実施例の圧力測定処理(図4)に対して、ステップS100とステップS102とステップS124との処理が異なるだけである。そのため、図12には、図4に示した処理内容と同じ処理内容について、図4と同じステップ番号を付している。
FIG. 12 is a flowchart of the pressure measurement process executed in the third embodiment. This pressure detection process is a process executed by the
この圧力測定処理が実行されると、圧力測定装置100cは、まず、圧力センサ60から水素ガスの圧力値Pnを取得し、この圧力値Pnが、閾値Pt以上であるかを判断する(ステップS100b)。圧力値Pnが閾値Pt未満であれば、圧力値Pnを補正する必要がないので、図5に示した処理を実行する。一方、圧力値Pnが閾値Pt以上であれば、圧力測定装置100cは、EEPROMに記録された充填フラグの状態がオンであるかを判断する(ステップS102b)。充填フラグがオンであれば、イグニッションスイッチ31がオフの間に水素タンク12に水素ガスが充填されたことになる。そこで、圧力測定装置100cは、ステップS104〜S108において、補正係数Kの決定などの処理を行う。一方、充填フラグがオフであれば、前回以前の当該圧力測定処理によって、すでに、補正係数K等が決定されていることになるので、ステップS104〜S108の処理をスキップする。以下、本実施例では、第1実施例の圧力測定処理のステップS110〜S122と同様の処理が実行される。最後にイグニッションスイッチ31がオフにされると(ステップS122)、本実施例では、圧力測定装置100は、補正後の圧力値Pcと推定走行距離Dmと使用時間TtとをEEPROMに記録するとともに、充填フラグをオフにして、そのフラグの状態をEEPROMに書き込む(ステップS124b)。
When this pressure measurement process is executed, the
以上で説明した第3実施例の圧力測定装置100cによれば、水素タンク12内の水素ガスの温度変化に基づいて、水素タンク12に水素が充填されたかを判断することが可能になる。なお、本実施例の圧力測定処理では、図12に示したステップS100b、S102bおよびS124b以外の処理は、第1実施例の圧力測定処理と同様の処理を実行することとしたが、第2実施例の処理(具体的には、ステップS204〜S222)と同様の処理を実行することとしてもよい。つまり、水素ガスの温度変化に基づいて水素ガスの充填を判断する手法は、第1実施例に対しても第2実施例に対しても同様に適用可能である。
According to the
なお、本実施例では、水素ガスの充填時に、水素タンク12内の水素の温度が80〜85度程度まで上昇する場合について説明したが、この上昇温度は、水素タンク12の種類や、水素ガスの温度上昇を抑制するために水素ステーション側に設置されているプレクーラーの冷却能力に応じて異なる。そのため、図11に示した充填検出処理のステップS302の比較対象となる温度(本実施例では70℃)は、水素タンク12の種類やプレクーラーの冷却能力に応じて、適宜、他の値とすることが可能である。
In the present embodiment, the case where the temperature of the hydrogen in the
また、本実施例では、水素タンク12内の水素ガスの温度が所定の温度まで上昇した場合に、水素が充填されたと判断したが、かかる判断は他の方法によっても実現可能である。例えば、単位時間(例えば、1秒〜1分)当たりに上昇した水素ガスの温度が、所定値(例えば、5〜20度の間の温度)以上である場合に、水素ガスが充填されたと判断することも可能である。
Further, in this embodiment, when the temperature of the hydrogen gas in the
D.第4実施例:
上述した第3実施例では、水素ガスの温度変化に基づいて、水素タンク12に水素ガスが充填されたかを判断した。これに対して、第4実施例では、水素ステーション等に設置されている水素ディスペンサ90と直接的に通信を行うことで、水素タンク12に水素ガスが充填されたかを判断する。
D. Fourth embodiment:
In the third embodiment described above, it was determined whether the hydrogen gas was filled in the
図13は、第4実施例における電気自動車10dの構成を示す図である。本実施例では、水素ディスペンサ90が接続される充填口26に、赤外線送信機27が内蔵されている。圧力測定装置100dは、この赤外線送信機27を介して、水素ディスペンサ90側に設けられた赤外線受信機91と直接的に通信することができる。なお、本実施例では、水素タンク12は、第3実施例と同様に、温度センサ61を内蔵している。
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of an
図14は、第4実施例において実行される充填検出処理のフローチャートである。この充填検出処理は、イグニッションスイッチ31がオフにされている間に、圧力測定装置100cによって実行される。つまり、本実施例では、イグニッションスイッチ31がオフにされている場合にも、圧力測定装置100cには二次電池18から電源が供給される。
FIG. 14 is a flowchart of the filling detection process executed in the fourth embodiment. This filling detection process is executed by the
この充填検出処理が実行されると、圧力測定装置100dの充填検出部110は、イグニッションスイッチ31がオフであるかを判断する(ステップS400)。イグニッションスイッチ31がオンにされた場合には、圧力測定装置100dは、当該充填検出処理を終了する。これに対して、イグニッションスイッチ31がオフの場合には、充填検出部110は、充填口26に備えられた赤外線送信機27を用いて、水素ディスペンサ90側の赤外線受信機91との通信を試み、充填口26に水素ディスペンサ90が接続されたかを判断する(ステップS402)。水素ディスペンサ90が接続されていなければ、圧力測定装置100dは、処理をステップS400に戻す。
When this filling detection process is executed, the filling detection unit 110 of the
充填口26に水素ディスペンサ90が接続されると、圧力測定装置100dは、水素充填処理を実行する(ステップS404)。この水素充填処理は、「SAE J2799」の規格に基づいて、圧力測定装置100dと水素ディスペンサ90とが、相互に通信を行いながら水素ガスの充填を行う処理である。具体的には、圧力測定装置100dは、水素ディスペンサ90に対して、水素タンク12内に流入した水素ガスの温度と圧力とを示す情報を逐次送信する。水素ディスペンサ90は、この情報を受信すると、水素ガスの温度が85℃以上に上昇しないように、水素ガスの供給スピード(圧力)を調整して、水素タンク12に水素ガスを供給する。圧力測定装置100dと水素ディスペンサ90とは、このように、相互に通信を行うことで、水素ガスの温度上昇を抑制しながら、水素ガスの充填を迅速に行うことができる。
When the
充填検出部110は、ステップS404において実行された水素充填処理により、水素ガスの充填が完了したかを判断する(ステップS406)。水素ガスの充填が完了すれば、充填検出部110は、充填フラグをオンにして(ステップS408)、そのフラグの状態をEEPROMに書き込み、当該充填検出処理を終了する。水素ガスの充填が完了していなければ、充填検出部110は、処理をステップS404に戻して、水素充填処理を続行する。 The filling detection unit 110 determines whether the filling of hydrogen gas is completed by the hydrogen filling process executed in step S404 (step S406). When the filling of hydrogen gas is completed, the filling detection unit 110 turns on the filling flag (step S408), writes the state of the flag in the EEPROM, and ends the filling detection process. If the filling of hydrogen gas is not completed, the filling detecting unit 110 returns the process to step S404 and continues the hydrogen filling process.
本実施例では、以上で説明した充填検出処理が終了すると、第3実施例において説明した圧力測定処理と同様の処理が実行される。つまり、EEPROMに記録された充填フラグの状態に基づいて、補正係数K等を決定するか否かが判断される。以上で説明した本実施例の圧力測定装置100dによれば、水素ディスペンサ90と直接的に通信を行うことで、水素タンク12に水素ガスが充填されたかを判断するので、正確に、水素ガスが充填されたかを判断することが可能になる。
In the present embodiment, when the filling detection process described above is completed, a process similar to the pressure measurement process described in the third embodiment is executed. That is, it is determined whether or not to determine the correction coefficient K or the like based on the state of the filling flag recorded in the EEPROM. According to the
E.第5実施例:
上述した各実施例では、圧力センサ60の使用時間Ttに応じて、圧力値を補正するための補正係数Kを決定した。これに対して、本実施例では、圧力センサ60の使用時間Ttだけではなく、水素ガスの温度Tをも考慮して、補正係数Kを決定する。
E. Example 5:
In each of the above-described embodiments, the correction coefficient K for correcting the pressure value is determined according to the usage time Tt of the
具体的には、例えば、第1実施例の圧力測定処理(図4)のステップS118において、使用時間Ttの積算を行うのに先立ち、圧力測定装置100は、まず、温度センサ61を用いて水素ガスの温度を測定する。そして、この水素ガスの温度に応じた温度係数K2を所定のマップに基づいて決定し、上述した式(3)に替えて下記式(4)に基づいて、使用時間Ttを求める。この式では、Δtに対して、温度係数K2を乗算している。
Specifically, for example, prior to integrating the usage time Tt in step S118 of the pressure measurement process (FIG. 4) of the first embodiment, the
Tt’=Tt+K2・Δt ・・・(4) Tt ′ = Tt + K2 · Δt (4)
図15は、温度係数K2を決定するためのマップの一例を示す図である。この図に示すように、温度係数K2は、水素ガスの温度が高いほど、大きな値を示すように設定されている。 FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a map for determining the temperature coefficient K2. As shown in this figure, the temperature coefficient K2 is set to show a larger value as the temperature of the hydrogen gas is higher.
以上のようにして、ステップS118において、温度係数K2を用いた使用時間Ttの算出が行われると、この使用時間Ttは、水素ガスの温度が高いほど、本来の使用時間よりも長い時間を示すことになる。また、逆に、水素ガスの温度が低ければ、本来の使用時間よりも短い時間を示すことになる。そのため、図4の圧力測定処理のステップS104では、水素ガスの温度と圧力センサ60の使用時間とに応じて、補正係数Kが決定されることになる。
As described above, when the use time Tt is calculated using the temperature coefficient K2 in step S118, the use time Tt indicates a longer time than the original use time as the temperature of the hydrogen gas increases. It will be. Conversely, if the temperature of the hydrogen gas is low, the time is shorter than the original use time. Therefore, in step S104 of the pressure measurement process of FIG. 4, the correction coefficient K is determined according to the temperature of the hydrogen gas and the usage time of the
以上で説明した第5実施例によれば、圧力センサ60の使用時間だけではなく、圧力センサ60の使用時間と、水素ガスの温度とに応じて、圧力センサ60から出力される圧力値を補正することが可能になる。圧力センサ60はその特性上、導入される水素ガスの温度が高いほど、その出力値の経年変化も早く進行することが判明している。そのため、本実施例によれば、より正確に、圧力センサ60の出力値を補正することが可能になる。
According to the fifth embodiment described above, the pressure value output from the
なお、本実施例では、第1実施例の圧力測定処理を例に挙げて、水素ガスの温度を圧力センサ60の出力値に反映させる方法を説明した。しかし、水素ガスの温度を圧力センサ60の出力値に反映させるのは、第1実施例に限らず、他のすべての実施例に対しても適用可能である。
In the present embodiment, the method of reflecting the temperature of the hydrogen gas in the output value of the
また、本実施例では、使用時間Ttを温度係数K2によって調整することで、水素ガスの温度を圧力センサの出力値の補正に反映させた。しかし、このほかにも、例えば、使用時間Ttと水素ガスの温度との2つの要因に応じて補正係数Kが定まるマップや関数によって補正係数Kを求めてもよい。 Further, in this embodiment, the temperature of hydrogen gas is reflected in the correction of the output value of the pressure sensor by adjusting the use time Tt by the temperature coefficient K2. However, in addition to this, for example, the correction coefficient K may be obtained by a map or a function in which the correction coefficient K is determined according to two factors of the use time Tt and the temperature of the hydrogen gas.
以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができる。 Although various embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various configurations can be adopted without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上述した各実施例では、補正係数Kを、1回の水素ガスの充填につき1回だけ決定している。これに対して、例えば、イグニッションスイッチ31がオンにされる度に、補正係数Kを決定することとしてもよい。また、電気自動車10の走行中に逐次積算される使用時間Ttに応じて、リアルタイムに補正係数Kを決定することとしてもよい。
For example, in each of the above-described embodiments, the correction coefficient K is determined only once for each hydrogen gas filling. On the other hand, for example, every time the
また、上述した各実施例では、本発明を、車載用の燃料電池16に供給される水素ガスの圧力値を補正する場合に適用した。しかし、本発明は、車載用の燃料電池16に限らず、据置型の燃料電池や、他の水素消費装置に供給される水素ガスの圧力値を補正する場合についても、同様に適用可能である。
In each of the above-described embodiments, the present invention is applied to the case where the pressure value of hydrogen gas supplied to the in-
10,10c,10d…電気自動車
12…水素タンク
13…遮断弁
14…エアコンプレッサ
16…燃料電池
18…二次電池
20…モータ
22…インバータ
26…充填口
27…赤外線送信機(車両側)
30…圧力調整弁
31…イグニッションスイッチ
32…アクセルポジションセンサ
34…車速センサ
36…インストルメントパネル
50…制御装置
52…残量算出部
54…走行距離算出部
60…圧力センサ
61…温度センサ
62…金属ステム
64…ハウジング
66…ネジ部材
68…金属端子
72…穴部
76…ダイアフラム
78…歪ゲージ
80…センサ基板
90…水素ディスペンサ
91…赤外線受信機(水素ディスペンサ側)
100,100c,100d…圧力測定装置
110…充填検出部
120…推定走行距離算出部
130…圧力補正部
140…補正マップ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,100c, 100d ... Pressure measuring device 110 ... Filling
Claims (8)
水素消費装置に供給する水素が貯えられる水素貯留部と、
一端が開口し他端に底を有する穴部であって前記水素貯留部から供給された水素の少なくとも一部が導入される穴部を備えた金属部材と、前記金属部材の外面の、前記穴部の底面に対向する位置に設けられた圧力検出素子と、前記圧力検出素子によって得られた電気信号を、前記水素の圧力を示す圧力値として出力する出力部と、を備える圧力センサと、
前記圧力センサから出力された圧力値が所定値以上の場合に、該圧力値を補正する補正部と
を備える圧力測定装置。 A pressure measuring device for measuring the pressure of hydrogen,
A hydrogen reservoir for storing hydrogen to be supplied to the hydrogen consuming device;
A metal member provided with a hole having one end opened and a bottom at the other end into which at least a part of hydrogen supplied from the hydrogen reservoir is introduced, and the hole on the outer surface of the metal member A pressure sensor comprising: a pressure detection element provided at a position facing the bottom surface of the unit; and an output unit that outputs an electrical signal obtained by the pressure detection element as a pressure value indicating the hydrogen pressure;
A pressure measurement device comprising: a correction unit that corrects the pressure value when the pressure value output from the pressure sensor is equal to or greater than a predetermined value.
更に、前記水素貯留部に前記水素が充填されたことを検出する充填検出部を備え、
前記補正部は、前記水素貯留部に前記水素が充填されたことが検出された時点から前記水素の圧力値が前記所定値にまで低下する時点までの時間を積算し、該積算された時間に応じて前記圧力値を補正する、圧力測定装置。 The pressure measuring device according to claim 1,
Furthermore, a filling detection unit that detects that the hydrogen storage unit is filled with the hydrogen,
The correction unit integrates the time from the time when it is detected that the hydrogen storage unit is filled with the hydrogen to the time when the pressure value of the hydrogen decreases to the predetermined value. A pressure measuring device that corrects the pressure value accordingly.
該圧力測定装置は、車両に備えられており、
更に、前記水素貯留部に前記水素が充填されたことを検出する充填検出部と、
前記水素貯留部に前記水素が充填されたことが検出された際の前記水素の圧力値と、単位圧力当たりに前記車両が走行可能な距離を示す所定の燃費とに基づいて、前記水素の圧力値が前記所定値に達するまでに前記車両が走行可能な距離である推定走行距離を求める推定走行距離算出部とを備え、
前記補正部は、前記水素貯留部に前記水素が充填されたことが検出された時点からの前記車両の走行距離が、前記推定走行距離に達するまでの時間を積算し、該積算された時間に応じて前記圧力値を補正する、圧力測定装置。 The pressure measuring device according to claim 1,
The pressure measuring device is provided in a vehicle,
Further, a filling detection unit that detects that the hydrogen storage unit is filled with the hydrogen,
Based on the pressure value of the hydrogen when it is detected that the hydrogen reservoir is filled with the hydrogen and the predetermined fuel consumption indicating the distance that the vehicle can travel per unit pressure, the pressure of the hydrogen An estimated mileage calculating unit for obtaining an estimated mileage that is a distance that the vehicle can travel before the value reaches the predetermined value;
The correction unit integrates the time until the travel distance of the vehicle reaches the estimated travel distance from the time when it is detected that the hydrogen storage unit is filled with the hydrogen, and the accumulated time is A pressure measuring device that corrects the pressure value accordingly.
前記充填検出部は、前記圧力センサから出力された前記圧力値の変動に基づいて、前記水素貯留部に前記水素が充填されたか否かを検出する、圧力測定装置。 The pressure measuring device according to claim 2 or 3, wherein
The filling detection unit is a pressure measurement device that detects whether or not the hydrogen storage unit is filled with the hydrogen based on a change in the pressure value output from the pressure sensor.
更に、前記水素貯留部に貯えられる水素の温度を検出する温度センサを備え、
前記充填検出部は、前記温度センサによって検出された温度の変動に基づいて、前記水素貯留部に前記水素が充填されたか否かを検出する、圧力測定装置。 The pressure measuring device according to claim 2 or 3, wherein
Furthermore, a temperature sensor for detecting the temperature of hydrogen stored in the hydrogen storage unit is provided,
The pressure detector is configured to detect whether or not the hydrogen storage unit is filled with the hydrogen based on a change in temperature detected by the temperature sensor.
更に、前記水素貯留部に水素を充填する水素充填装置と通信を行う通信部を備え、
前記充填検出部は、前記通信に基づいて、前記水素貯留部に前記水素が充填されたか否かを検出する、圧力測定装置。 The pressure measuring device according to claim 2 or 3, wherein
And a communication unit that communicates with a hydrogen filling device that fills the hydrogen storage unit with hydrogen.
The filling detection unit is a pressure measurement device that detects whether or not the hydrogen storage unit is filled with the hydrogen based on the communication.
前記補正部は、前記積算された時間に加えて、前記水素の温度に基づいて、前記補正を行う、圧力測定装置。 The pressure measuring device according to any one of claims 1 to 6,
The pressure measurement device, wherein the correction unit performs the correction based on the temperature of the hydrogen in addition to the accumulated time.
前記水素消費装置としての燃料電池と、
前記燃料電池によって発電された電力によって駆動されるモータと、
前記圧力測定装置から出力された補正後の圧力値に基づいて、前記水素貯留部内の水素の残量を算出する残量算出部と
を備える車両。 A pressure measuring device according to any one of claims 1 to 7,
A fuel cell as the hydrogen consuming device;
A motor driven by the power generated by the fuel cell;
A vehicle comprising: a remaining amount calculation unit that calculates a remaining amount of hydrogen in the hydrogen storage unit based on a corrected pressure value output from the pressure measurement device.
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|---|---|---|---|---|
| US20130146176A1 (en) * | 2010-08-20 | 2013-06-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Gas supply system and correction method |
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- 2009-07-15 JP JP2009166628A patent/JP2011021972A/en active Pending
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