填充装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于填充燃料气体(如氢气)的填充装置。


背景技术：

2.近年来，随着配备燃料电池的车辆(燃料电池车辆：fcv)的发展和普及，提高加氢站的数量变得重要(参见例如公开公告第2000
‑
166635号日本专利)。加氢站设有加氢装置，且该装置在预定的压力范围内向到达加氢站的车辆的车内储罐内填充氢。
3.传统上，当燃料电池车辆在加氢站加氢时，最初从加氢装置至后部设施(燃料气体供给侧，初级侧)所需的压力(所需压力)固定为最大值(例如80mpa)。也就是说，初始所需压力被设置为不需要后部设施侧上的更高压力的压力(最大值)。这里，燃料电池车辆的储罐中的压力不能是最大压力(例如80mpa)，并且在向后部设施请求最大值(例如80mpa)之后，所需压力立即降低(例如30mpa)。因此，在启动加氢后，所需压力立即显著下降(例如压力降低50mpa)，这会导致向后部设施施加大负载的问题。
4.另一方面，如果建立了通信填充，则燃料电池车辆等的储罐中的压力被传输到加氢装置侧，从而也可以设置从加氢装置到通信的储罐压力的最初所需压力。然而，根据车辆型号，在通信填充时，设置将与罐中的实际压力不同的值传送到加氢装置侧，并且在启动气体填充之后立即传送储罐中的准确压力。在这种类型中，如果将初始所需压力设置为燃料电池车辆等的储罐内部的压力，则如果储罐内的实际压力高于作为储罐内压力而通讯的值，则不能加氢。
5.公开公告第2000
‑
166635号日本专利的全部内容通过引用并入本文。


技术实现要素：

6.本发明要解决的问题
7.本发明是针对现有技术的上述问题而提出的，其目的是提供一种填充装置，其能够可靠地对燃料电池车辆或类似车辆加氢，而不会在加氢启动后立即显著降低所需压力。
8.本发明的填充装置(100)包括控制单元(10)，所述控制单元(10)的特征在于，具有提高从所述加氢装置(100)对后部设施(200：燃料气体供给侧：初级侧)的所需要的压力(所需压力)，直至完成初始压力测量的功能。这里，初始压力是在即将填充之前在填充软管中存在氢的状态下的填充装置(100)的排放压力，并且由填充装置(100)的排放压力计(12)测量，且对应于侧储罐(21：例如燃料电池车辆的储罐)中的压力。
9.在本发明的填充装置(100)中，优选的是，控制单元(10)具有功能：判定是否建立了通信填充，如果建立了通信填充，将比从车辆侧接收到的储罐内压高出预定压力(例如5mpa)的压力，设置为在初始填充阶段至后部设施(200)的所需压力。或者，优选地，在本发明的填充装置(100)中，控制单元(10)具有功能：判定是否建立了通信填充，当没有建立通信填充时，将最大值(例如80mpa)的30～60％(例如35mpa)的压力设置为在初始填充阶段至后部设施(200)的所需压力。
10.此外，在本发明的填充装置(100)中，优选的是，控制单元(10)具有功能：如果待填充的气体的流量(质量流量)小于预定值(例如100g/min)，则提高从填充装置(100)至后部设施(200)的所需压力。此外，在本发明中，优选的是，控制单元(10)具有功能：在初始压力测量完成之后，将至后部设施(200)的所需压力设置为比测得的车辆侧储罐的内压高出恒定压力(例如10mpa)。
11.本发明的填充方法的特征在于具有：判定初始压力测量是否完成的步骤，以及提高从加氢装置(100)至后部设施(200：燃料气体供给侧：初级侧)的所需压力直到完成初始压力测量的步骤。
12.优选的是，本发明的填充方法包括步骤：判定是否建立了通信填充，如果建立了通信填充，则将比从车辆侧接收的储罐的内压高出预定压力(例如5mpa)的压力设置为在初始填充阶段至后部设施(200)的所需压力。或者，优选的是，本发明的填充方法包括步骤：判定是否建立了通信填充，当没有建立通信填充时，将最大值(例如80mpa)的30到60％(例如35mpa)的压力设置为在初始填充阶段至后部设施(200)的所需压力。
13.此外，在本发明的填充方法中，如果待填充的气体的流量(质量流量)小于预定值(例如100g/min)，则优选提高从填充装置(100)至后部设施(200)的所需压力。此外，在本发明的填充方法中，在完成初始压力测量之后，优选将至后部设施(200)的所需要的压力(所需压力)设置为比测量的车辆侧储罐的内压高出恒定压力(例如10mpa)的压力。
14.在实施上述发明时，在填充装置(100
‑
1)中，单个燃料气体(例如氢)供给系统(初级侧供给系统)分支为多个填充系统(例如a侧填充系统1a和b侧填充系统1b)，并可提供用于控制多个填充系统中的每个填充的多个控制单元(例如a侧控制单元10a和b侧控制单元10b)，以及在填充系统的控制单元之间协调(例如在a侧控制单元10a和b侧控制单元10b之间协调)的协调控制单元(10c)。
15.在这种情况下，协调控制单元(10c)具有功能:当在填充系统(例如b侧的填充系统1b)启动填充，同时另一填充系统(例如a侧的填充系统1a)正在填充时，将从启动填充的控制单元(例如b侧的控制单元10b)传输的填充启动信号发送到实施填充的控制单元(例如a侧的控制单元10a)，优选的是实施填充的控制单元(例如a侧的控制单元10a)具有功能:当接收到经由协调控制单元(10c)传输的填充启动信号时，传输用于降低填充侧的填充系统的压力(例如流经a侧的填充系统1a的氢气的压力)的控制信号(例如用于降低流量调节阀2a的开度的控制信号)。然后，优选的是，中间控制单元(10c)具有功能:在填充侧的控制单元(例如a侧控制单元10a)传输用于降低压力的控制信号后的预定时间(例如3秒)后，发送由启动操作的那侧的控制单元(例如b侧控制单元10b)传输的填充启动信号至燃料气体供应侧(后部设施侧：初级侧)。
16.优选的是，中间控制单元(10c)具有功能:在填充系统(例如a侧的填充系统1a)完成填充，同时多个填充系统(例如a、b侧的填充系统1a、1b)正在填充时，传输指示填充系统(例如a侧的填充系统1a)完成填充的填充完成信号至继续填充的另一控制单元(例如b侧的控制单元10b)，并且优选地，继续填充的控制单元(例如b侧的控制单元10b)具有功能：当接收到通过中间控制单元(10c)传输的表示另一填充系统(例如a侧的填充系统1a)处填充的填充完成信号时，传输提高填充侧的填充系统的压力(例如流经b侧的填充系统1b的氢气的压力)的控制信号(例如用于提高流量调节阀2a的开度的控制信号)。
17.此外，还可以安装综合协调控制单元，用于相互连接(协调)设置在多个填充装置(100
‑
1)中的每一个填充装置中的协调控制单元(10c)。并且，可以提供三个或更多填充装置(100
‑
1)。
18.发明的效果
19.在本发明具有上述结构的情况下，提高从加氢装置(100)至后部设施(200：燃料气体供给侧：初级侧)的所需的压力(所需压力)，直到完成初始压力测量。因此，不需要像现有技术那样将所需压力固定为最大值(例如80mpa)，并且该压力远低于该最大值，例如仅比从车辆侧接收到的储罐中的压力高出预定值(例如5mpa)的压力，或者最大值的30％到60％的压力(例如35mpa)。因此，可以将所需值设置为远低于最大值。相应地，可以防止在启动加氢之后立即显著地降低所需压力，并且还可以防止向后部设施(200)施加大负载。
20.在本发明中，即使所需的值被设置为远低于最大值，例如，如果待填充的气体的流量(质量流量)小于预定值(例如100g/min)，则所需压力被提高，使车内的储罐可靠地填充气体(诸如氢)。因此，避免了所需压力过低而不能充填气体的情况。
21.这里，当多辆车到达加氢站时，为了提高填充效率，需要在多个系统(例如加氢装置正面的供给系统和背面的供给系统)中加氢。为了使用加氢装置加氢，排放压力在填充期间必须保持在预定的压力范围内。然而，如果在加氢装置的一侧正在加氢，同时在另一侧启动加氢，则加氢侧的排放压力波动，使得难以将压力保持在预定压力范围内。在本发明中，当单个燃料气体(例如氢)供给系统(初级侧供给系统)分支成多个填充系统(例如a侧填充系统1a和b侧填充系统1b)时，和控制多个填充系统中的每个填充系统的填充的控制单元(例如a侧控制单元10a、b侧控制单元10b)，以及在填充系统的控制单元之间协调的中间控制单元10c(例如在a侧控制单元10a和b侧控制单元10b之间协调)，单个燃料气体(例如氢)供给系统分支成多个填充系统(例如a侧填充系统1a和b侧填充系统1b)，从而使得即使在填充装置内没有提供储氢气瓶或储氢罐，也可以根据与填充目标侧(例如车辆侧储罐21)的压差在所需压力下填充燃料气体。然后，单个填充装置(100
‑
1)可以向多个填充目标供给燃料气体。此外，由于提供了在填充系统的控制单元(例如a侧的控制单元10a和b侧的控制单元10b)之间进行协调的中间控制单元(10c)，即使当燃料气体被供给到多个填充目标时，填充过程中的排放压力可以保持在预定的压力范围内(低于上限且高于下限)，这允许安全填充。
22.具体而言，当在一个填充系统中启动填充，同时另一个填充系统正在填充时，供给至填充装置(100
‑
1)的燃料气体的压力由于填充的启动而提高，并且存在填充期间填充系统侧的排放压力可能超过上限的风险。另一方面，协调控制单元(10c)将从启动填充侧的控制单元(例如b侧的控制单元10b)传输的启动信号，发送到填充侧的控制单元(例如a侧的控制单元10a)，且填充侧控制单元(例如a侧的控制单元10a)在接收到经由协调控制单元(10c)传输的填充启动信号时传输用于降低压力(例如流经a侧填充系统1a的氢气压力)的控制信号(例如用于降低流量调节阀2a的开度的控制信号)，这避免了填充期间填充系统侧(例如a侧的填充系统1a侧)的排放压力提高并超过上限。这里，当启动填充的信号传输到燃料气体供给侧(初级侧)时，燃料气体供给侧的压力上升。因此，如果启动填充的信号被传送到燃料气体供给侧的时刻和用于在填充期间降低填充系统侧的压力(例如流经a侧的填充系统1a侧的氢气的压力)的控制信号被传送的时刻相同，则填充期间燃料气体供给侧的压
力和填充系统侧上的排放压力提高的时间，比填充期间填充系统侧的减压更早，系统侧的排放压力可能超过上限。然而，如果协调控制单元(10c)具有功能：在填充系统侧控制单元(例如a侧的控制单元10a)传输用于减压(例如降低流量调节阀2a的开度)的控制信号之后的预定时间(例如3秒)之后，将启动填充的控制系统(例如b侧的控制单元10b)的填充启动信号传输至燃料气体供给侧(后部设施侧：初始侧)，填充系统侧(例如a侧的填充系统1a侧)的减压时刻，总是比填充期间燃油供给侧的压力和填充系统侧的排放压力提高的时刻更早，这必定会防止填充期间填充系统侧的排放压力超过上限。
23.此外，当在多个填充系统填充，其中一个填充系统中完成填充时，燃料气体供给侧的压力急剧下降，并且存在继续填充的填充系统的排放压力将下降到低于下限的风险。然而，当协调控制单元(10c)具有向继续填充的另一填充系统(例如b侧的控制单元10b)传输指示在填充系统(例如a侧的填充系统1a)处完成填充的控制信号的功能时，且继续填充的填充系统的控制单元(例如b侧的控制单元10b)具有在通过协调控制单元(10c)接收指示另一侧的填充系统(例如a侧的填充系统1a)完成填充的控制信号时，传输用于提高填充系统的压力的控制信号(例如用于提高流量调节阀2b的开度)的功能时，防止继续填充的填充系统(例如b侧的填充系统1b)的排放压力可能降到低于下限。
附图说明
24.[图1]示出根据本发明的第一实施例的填充装置的概况的说明图。
[0025]
[图2]示出第一实施例中的控制的流程图。
[0026]
[图3]示出根据本发明的第二实施例的填充装置的概况的说明图。
[0027]
[图4]根据第二实施例的填充装置的框图。
[0028]
[图5]用于说明第二实施例中的填充模式的特征图。
[0029]
[图6]用于说明在同时传输b侧的填充系统中的填充请求和a侧的压力调节阀的控制信号时产生的不便的特征图。
[0030]
[图7]示出第二实施例中的控制的流程图。
具体实施方式
[0031]
以下，将参考附图描述本发明的实施例。在所示的实施例中，示出了待填充的气体是氢的情况，但是根据所示实施例的填充装置也可以应用于其他气体的填充。首先，将参考图1和2描述本发明的第一实施例。在图1中，由附图标记100表示的填充装置包括氢供给管1、流量计4、流量调节阀2(压力调节阀)、冷却单元6(气体管道冷却单元)、截止阀3和控制单元10。氢供给管1的上游侧通过存储器16连接到氢气供给源200(后部设施，初级侧)，并且氢供给管1的下游侧通过填充软管8和填充喷嘴9连接到车辆20(燃料电池车辆)的车辆侧储罐21(图1示出填充时间)。流量计4、流量调节阀2、冷却单元6和截止阀3插置在氢供给管1中。储存在氢气供给源200(后部设施)中的氢流经氢供给管1并通过流量计4、流量调节阀2、冷却单元6、截止阀3、填充软管8和填充喷嘴9而被供给至车辆侧储罐21。
[0032]
控制单元10通过测量信号线li1获取流量计4的测量结果，并通过控制信号线lo1向流量调节阀2(压力调节阀)传输控制信号。传统上已知的冷却单元6具有当车辆侧储罐21填充氢时降低被填充的氢的温度的功能，并且冷却单元6例如是现有的热交换装置类型。当
填充结束或停止时，控制单元10分别通过控制信号线lo1和lo2向流量调节阀2和截止阀3传输控制信号，并关闭流量调节阀2和截止阀3。车辆侧储罐21配备有测量车辆侧储罐21内部的压力的压力传感器(未示出)和测量车辆侧储罐21内部的温度的温度传感器(未示出)。当建立通信填充时，车辆侧储罐21中的压力和温度信息经由车辆侧控制单元和连接器(未示出)以及测量信号线li2传输到控制单元10。当建立通信填充时，填充装置100(控制单元10)从车辆20侧获取车辆侧储罐21的信息(压力、温度等)，并控制填充装置100侧上的每个设备(流量调节阀2、截止阀3、流量计4等)，或接收测量信号，以根据填充协议在适当的压力范围内向车辆侧储罐21供给氢气，即执行加氢。
[0033]
在图1中，加氢装置100的氢供给管1具有入口压力计11(入口压力传感器)和排放压力计12(排放压力传感器)。入口压力计11测量氢供给管1中的氢气供给源200侧(后部设施侧)上的压力，并经由测量信号线li3将测量结果传送到控制单元10。排放压力计12测量氢供给管1中的填充喷嘴9侧的压力，并通过测量信号线li4将测量结果传送到控制单元10。进一步地，在氢供给管1中插入出口侧温度计13(温度传感器)，出口侧温度计13测量氢供给管1中的温度，并经由测量信号线li5将测量结果传输到控制单元10。
[0034]
在图1中，填充装置100的控制单元10通过控制信号线lo3连接到后部设施200(氢气供给源，初级侧)，并且控制单元10具有:在初始压力测量完成之前的一段时间内，通过控制信号线lo3将所需压力(由后部设施200供给到填充装置的氢气压力)的控制信号传输至后部设施200的功能。这里，初始压力是在即将填充之前填充软管中存在氢的状态下的填充装置(100)的排放压力，并且用填充装置(100)的排放压力计(12)测量，并且该压力对应于车辆侧储罐(21：例如燃料电池车辆的储罐)在那时的压力。如上所述，控制单元10具有判定在填充装置100和车辆侧储罐21之间是否建立了通信填充系统的功能。如下文所述，当控制单元10提高至后部设施200(氢气供给源，初级侧)的需求压力时，在建立通信填充系统时的控制模式与未建立通信填充系统时的控制模式不同。
[0035]
控制单元10(填充装置100)具有将比从车辆20侧接收到的压力高出预定压力(例如5mpa)的压力设置为用于后部设施200的所需压力，直到建立通信填充系统时(当控制单元10接收到车辆侧储罐21中的压力和温度时)完成初始压力测量。如稍后将在图2中描述的，在初始压力测量阶段，控制单元10具有根据需要执行用于逐渐提高所需压力的控制的功能。在图2中稍后描述的示例中，所需压力按照“所接收的储罐压力 5mpa
”→“
所接收的储罐压力 15mpa
”→“
所需压力80mpa”的顺序被提高。逐渐提高所需压力的控制基于氢流量(质量流量)执行。也就是说，在车辆侧储罐21中的压力测量完成并且建立通信填充系统之前的期间内，如果基于来自流量计4的流量测量值待填充的流量(质量流量)小于预定值(例如100g/min)，则控制单元10逐渐提高至后部设施200(氢气供给侧)的所需压力/需求压力。稍后将参考图2描述细节。初始压力测量是否完成通过常规已知方法来执行。
[0036]
控制单元10具有:当通信填充系统未建立时(当控制单元10未接收到车辆侧储罐21中的压力和温度时)，将最大值(例如80mpa)的30％到60％的压力(例如35mpa)，设置为在填充初期向后部设施200请求的压力(后部设施200供给至填充装置100的氢气压力)的功能。即使尚未建立通信填充系统，控制单元10也具有执行控制以在初始压力测量过程中根据需要逐渐提高所需压力的功能。例如，所需压力按“35mpa
”→“
50mpa
”→“
80mpa”的顺序提高。在建立通信填充系统的情况下，根据氢流量(质量流量)执行逐渐提高所需压力的控制。
也就是说，在车辆侧储罐21中的压力测量完成并且没有建立通信填充系统之前的期间内，在待填充的氢流量(质量流量)小于预定值(例如100g/min)时，控制单元10基于来自流量计4的流量测量值逐步提高至后部设施200的所需压力。
[0037]
此外，在图1中，控制单元10具有这样的功能:在完成车辆侧储罐21中的压力测量后，当建立通信填充系统或未建立通信填充系统时，将至后部设施200的所需压力设置为比车辆侧储罐21中的测量压力高出恒定压力(例如10mpa)的压力。这是为了顺利切换到随后的填充控制。
[0038]
在图1中，加氢装置100配备有开关单元14，开关单元14包括在启动加氢时操作的加注启动开关14a和在结束加氢和停止填充时操作的填充停止开关14b，以及在紧急停止时操作的紧急停止开关14c。开关单元14中的每个开关14a到14c的操作经由输入信号线li6传送到控制单元10。此外，加氢装置100设有显示器15，该显示器15具有获取从控制单元10经由控制信号线lo4传输的控制信号并显示各种参数(当时在车辆中填充的氢质量等)的功能。
[0039]
接下来，将参考图2描述第一实施例中的控制。在图2中，在步骤s1中，通过排放压力计12开始测量初始压力。然后，流程进行到步骤s2。在步骤s2中，判定是否建立了车辆通信填充(控制单元10是否接收到车辆侧储罐21中的压力和温度)。该判定由控制单元10执行。如果建立了车辆通信填充(步骤s2为“是”)，则流程进行到步骤s3，如果没有建立车辆通信填充(步骤s2为“否”)，则流程进行到步骤s10。
[0040]
在步骤s3中(当建立车辆通信填充时)，至后部设施200的所需压力(由后部设施200供给到填充装置100的氢气压力)被设置为比从车辆侧接收到的储罐内的压力高出例如5mpa(预定压力)。作为控制单元10的功能，执行这样的设置。然后，流程进行到步骤s4。
[0041]
在步骤s4中，控制单元10判定自所需压力被设置为比在步骤s3中从车辆侧接收到的储罐压力高5mpa的压力以来已过5秒时，初始压力测量是否完成。同时，在步骤s4中，判断氢流量(质量流量)是否例如小于100g/min(预定值)。控制单元10获取流量计4的测量结果并执行判定。当自设定所需压力以来已过5秒仍未完成初始压力的测量，并且待填充的氢流量(质量流量)小于100g/min(预定值)(步骤s4为“是”)时，流程进入步骤s5。另一方面，初始压力的测量在所需压力设定后5秒内完成，或者待填充的氢流量(质量流量)不小于100g/min(预定值)(步骤s4为“否”)，流程进行到步骤s8。
[0042]
在步骤s5中(当初始压力测量在所需压力设置后5秒后仍未完成，且待填充的氢质量流量小于100g/min时)，将至后部设施200的所需压力设置为比从车辆侧接收到的储罐压力的压力高出例如15mpa(从步骤s3时提高所需压力：“储罐压力 5mpa
”→“
储罐压力 15mpa”)。通过将控制信号从控制单元10向后部设施200传输来执行设置。然后，流程进行到步骤s6。
[0043]
在步骤s6中，当自步骤s5中将所需压力设置为比在从车辆侧接收到的储罐压力高出15mpa的压力以来已过5秒时，判断初始压力测量是否完成。同时，判断待填充的氢流量(质量流量)是否小于例如100g/min。当在所需压力设置后5秒仍未完成初始压力测量，并且待填充的氢流量小于100g/min(步骤s6为“是”)时，流程进入步骤s7。另一方面，初始压力的测量在所需压力设定后5秒内完成，或者待填充的氢流量不小于100g/min(步骤s6为“否”)，流程进行到步骤s8。
[0044]
在步骤s7中(当初始压力测量在所需压力设定后5秒后仍未完成，且待填充的氢流量小于100g/min时)，至后部设施200的所需压力设定为，例如80mpa的最大值。该设定还可通过将控制信号从控制单元10传输到后部设施200来被执行。然后，流程进行到步骤s8。在步骤s8中，完成初始压力的测量，并且流程进行到步骤s9。在步骤s9中，将至后部设施200的所需压力设置为比所测量的初始压力高出例如10mpa(恒定压力)。然后，流程进行到步骤s18。
[0045]
如上所述，在图2中，如果尚未建立通信填充系统，则流程进行到步骤s10。在步骤s10中，将至后部设施200的所需压力设置为例如35mpa。这里，将35mpa设置为在最大值(例如80mpa)的30％到60％的范围内的压力的示例。然后，流程进行到步骤s11。
[0046]
在步骤s11中，判定初始压力的测量是否在设定所需压力(至35mpa)后5秒内完成。同时，判定待填充的氢质量流量是否小于例如100g/min。当在所需压力设置后5秒仍未完成初始压力测量，并且待填充的氢流量(质量流量)小于100g/min(步骤s11为“是”)时，流程进入步骤s12。另一方面，初始压力的测量在所需压力设定后5秒内完成，或者待填充的氢流量(质量流量)不小于100g/min(预定值)(步骤s11为“否”)，流程进入步骤s15。
[0047]
在下一步骤s12中(当初始压力的测量在所需压力设置后5秒仍未完成且待填充的氢流量(质量流量)小于100g/min时)，将至设备200的所需压力设置为例如50mpa。在步骤s12中，所需压力高于步骤s10中的压力(“35mpa
”→“
50mpa”)。然后，流程进行到步骤s13。
[0048]
在步骤s13中，当自步骤s12中设置所需压力(至50mpa)以来已过5秒时，判定初始压力的测量是否完成。同时，判定待填充的氢流量(质量流量)是否小于，例如100g/min。当自设定所需压力以来已过5秒时，初始压力的测量仍未完成，并且待填充的氢质量流量小于100g/min(步骤s13为“是”)，流程进行到步骤s14。另一方面，当在所需压力设定后5秒内完成初始压力的测量，或者待填充的氢质量流量不是100g/min(步骤s13为“否”)时，流程进入步骤s15。
[0049]
在步骤s14中(当自设定所需压力以来已过5秒，初始压力的测量仍未完成，且待填充的氢质量流量小于100g/min时)，将至后部设施200的所需压力设定为例如80mpa的最大值。该设置同样通过将控制信号从控制单元10传输到后部设施200来执行。然后，流程进行到步骤s15。在步骤s10至s14中，根据需要逐渐提高所需压力以确保车辆侧储罐21填充有氢气。
[0050]
在步骤s15中，完成初始压力的测量，并且流程进入步骤s16。在步骤s16中，将至后部设施200的所需压力设置为比所测量的初始压力高出例如10mpa(恒定压力)。然后，流程进行到步骤s17。在步骤s17中，执行估测车辆侧储罐21的容量的流程(例如判定车辆侧储罐21的质量容量是在2到10kg的范围内还是超过10kg的流程)。由于在步骤s17中没有建立通信填充，因此需要这样的处理。在执行储罐容量估测流程之后，流程进入步骤s18。在步骤s18中，执行填充控制。稍后将参考关于第二实施例的图7的流程图来描述填充控制的具体控制过程。
[0051]
在图1和2所示的第一实施例中，从控制单元10(加氢装置100)对后部设施200(燃料气体供给侧，初级侧)要求的压力(所需压力)被提高，直到车辆侧储罐21中的压力测量完成。当建立通信填充系统时，从控制单元10(填充装置100)对后部设施200要求的压力被设置为比在填充启动时控制单元10从车辆侧接收到的储罐压力高出例如5mpa(预定压力)的
压力。之后，在初始压力测量过程中，当待填充的氢流量(质量流量)小于例如100g/min(预定值)时，所需压力逐渐提高到例如“接收到的储罐内压 15mpa”并且进一步提高到“80mpa”。另一方面，当尚未建立通信填充系统时，在填充启动时将从控制单元10至后部设施200的所需压力设置为例如35mpa。之后，在初始压力测量过程中，当待填充的氢流量(质量流量)小于例如100g/min时，所需压力逐渐提高到例如“50mpa”并且进一步提高到“80mpa”。执行此控制消除了在现有技术中的将所需压力固定到最大值(例如80mpa)的需要，并且可以将其设置为更低的压力，例如比从车辆侧接收到的储罐压力高出5mpa(当建立通信填充系统时)或35mpa(当未建立通信填充系统时)的压力。此外，如有必要，可将压力设置为比从车辆侧接收到的储罐压力高出15mpa(当建立通信填充系统时)或50mpa(当未建立通信填充系统时)。因此，可以将所需值设置为远低于最大值。由此，可以防止在启动加氢之后立即显著降低所需压力，并且还可以防止向后部设施200施加大负载。
[0052]
然后，在第一实施例中，即使将所需压力值设置为远低于80mpa的最大值的压力，如果氢质量流量小于例如100g/min，则判定所需压力过低并且氢优选地不被填充，并且所需压力被提高。因此，车内的储罐可以可靠地充填氢等气体。此外，在第一实施例中，在完成车辆侧储罐21中的压力测量之后，将至后部设施200的所需压力设置为比车辆侧储罐21的内压高出例如10mpa(恒定压力)的压力。因此，可以平滑地切换到随后的填充控制。
[0053]
接下来，将参考图3
‑
7描述本发明的第二实施例。在图3中，填充装置100
‑
1连接到单个氢供给系统(初级侧供给系统)(未示出)，并且在填充装置100
‑
1内不提供用于存储氢的气瓶或罐。填充装置100
‑
1具有多个系统(第二实施例中为两个系统)(如图4所示，a侧的填充系统1a和b侧的填充系统1b)(或分支成两个填充系统)，并且a侧和b侧构成填充装置100
‑
1的前表面和后表面。在图3的示例中，填充装置100
‑
1的前表面侧(图3(a)侧)是a侧，后表面侧(图3(b)侧)是b侧。
[0054]
在填充装置100
‑
1中，当使用氢作为燃料填充到车辆(未示出)中时，在所需压力下供给氢，同时根据与安装在车辆上的氢罐的工作压力的压差进行控制。在图3的填充装置100
‑
1中，在两侧(图3(a)中的a侧和图3(b)中的b侧)上总共设置了三个填充喷嘴。这里，图3中的标志“h70”表示70mpa的填充喷嘴，标志“h35”表示35mpa的填充喷嘴。在图3的填充装置中，提供了两个用于70mpa的填充喷嘴h70和一个用于35mpa的填充喷嘴h35。例如在图3(a)所示的a侧，提供用于70mpa的填充喷嘴h70和用于35mpa的填充喷嘴h35。氢通过填充软管4a1从初级侧(未示出)的氢供给系统供给至填充喷嘴h70，并通过填充软管4a2从填充装置100
‑
1的填充系统1a(见图4)供给至填充喷嘴h35。例如，在图3(b)的b侧仅提供一个用于70mpa的填充喷嘴h70，并且通过填充装置100
‑
1的填充系统1b和填充软管4b从初级侧(未示出)的氢供给系统向填充喷嘴h70供给氢。图3(a)中的a侧具有操作面板5a，图3(b)中的b侧具有操作面板5b。图3中的附图标记7a1、7a2和7b表示喷嘴挂钩。
[0055]
在填充装置100
‑
1的a侧和b侧，可以用两个填充喷嘴同时填充氢。例如，使用a侧的用于70mpa的填充喷嘴h70和b侧的用于70mpa的填充喷嘴h70，可以同时在a侧和b侧填充两辆车(未显示)。或者，使用a侧的用于35mpa的填充喷嘴h35和b侧的用于70mpa的填充喷嘴h70，可以同时填充两辆车。尽管未被清楚地示出，但其配置使得不能使用a侧的用于70mpa的填充喷嘴h70和用于35mpa的填充喷嘴h35同时填充，例如，填充被停止。换言之，其被配置成不能由同一侧(图3中的a侧)上的两个填充喷嘴同时填充。因此，a侧和b侧可以由总共两
个系统同时填充，但是a侧不能由两个系统同时填充。在实际装置中，如果在a侧的填充期间，a侧的第二填充喷嘴取下，则判定a侧的两个填充喷嘴正试图填充，并且填充停止。
[0056]
在图4中，填充装置100
‑
1连接到初级侧供给系统，该系统是单个氢气供给系统。这里，初级侧的供给系统是填充装置100
‑
1的后部设施侧，并且位于图4中的左侧。在填充装置100
‑
1中，与初级侧的供给系统连通的供给路径在分支点b1处分支为两个填充系统，即，a侧的填充系统1a和b侧的填充系统1b。在填充时，a侧的填充系统1a通过填充喷嘴h70和h35连接到车辆(未示出)的储罐(未示出：存在于图4中的右侧)。另一方面，b侧的填充系统1b在填充时经由填充喷嘴h70连接到车辆(未示出)的储罐(未示出：存在于图4的右侧)。
[0057]
a侧的填充系统1a在分支点b2处进一步分支为两个填充系统1a
‑
1和1a
‑
2。填充系统1a
‑
1与用于70mpa的填充喷嘴h70连接，填充系统1a
‑
2与用于35mpa的填充喷嘴h35连接。在本说明书中，分支点b2的上游侧(初级侧)上的填充系统1a、填充系统1a
‑
1和填充系统1a
‑
2可统称为“填充系统1a”。b侧的填充系统1b与用于70mpa的填充喷嘴h70连接。a侧和b侧的填充喷嘴h70和h35配有喷嘴开关sw70和sw35(启动开关)。启动填充时，用户将“打开”喷嘴开关sw70和sw35。如图4中清楚地示出的，仅存在一个用于向根据第二实施例的填充装置100
‑
1供给氢的初级侧供给系统，但是该一个系统的初级侧氢供给系统在到达填充喷嘴之前在单个点或多个点(例如图4中的两个分支点b1和b2)处分支并与多个加氢喷嘴h70或h35连通，从而构成填充系统。在图3和4所示的第二实施例中，配置有三个填充系统。与根据现有技术的填充装置不同，气体燃料(氢气)不是从多个气体供给源经由多个供给系统供给到填充装置。与传统填充装置不同，根据所示实施例的填充装置100
‑
1并不用于向车辆供给cng气体。然而，可以应用所示实施例来供给cng气体。
[0058]
同样在图4中，入口压力计pa1、流量调节阀2a(压力调节阀)和冷却单元6被布置在a侧填充系统1a的分支点b1和分支点b2之间的区域中。截止阀3a1、排放压力计pa21和出口侧温度计ta1被布置在填充系统1a
‑
1中的填充喷嘴h70和分支部分b2之间的区域中。此外，截止阀3a2、排放压力计pa22和出口侧温度计ta2被布置在填充系统1a
‑
2的分支部分b2和填充喷嘴h35之间的区域中。在b侧的填充系统1b中，在分支点b1和填充喷嘴h70之间的区域中，设置有入口压力计pb1、流量调节阀2b、冷却单元6、截止阀3b、排放压力计pb2和出口侧温度计tb。
[0059]
在图4中，入口压力计pa1和pb1检测填充装置100
‑
1的初级侧上靠近供给系统侧(上游侧)的区域中填充系统1a和1b中的氢气压力，即氢气供给压力。流量调节阀2a和2b具有通过增大或减小填充系统1a和1b的开度来增大或减小流经填充系统1a和1b的氢气流量的功能，从而调节氢气的压力。冷却单元6具有冷却流经填充系统1a和1b的氢气以降低温度的功能。这里，使用现有的热交换器型冷却单元6，但优选使用大功率冷却单元，因为它冷却流经两个加氢系统1a和1b的氢。此外，当使用填充喷嘴h70或h35填充时，截止阀3a1、3a2和3b打开，填充完毕后关闭，从而停止氢气供给。
[0060]
排放压力计pa21、pa22和pb2分别检测填充系统1a
‑
1、1a
‑
2和1b的填充喷嘴h70和h35附近区域的氢气压力(排放压力)。出口侧温度计ta1、ta2和tb分别检测填充系统1a
‑
1、1a
‑
2和1b中的填充喷嘴h70和h35附近区域的氢气温度。在填充系统1a
‑
2中的截止阀3a2的上游侧(分支部分b2侧)上提供用于将70mpa的氢压力降低到40mpa的调节器(未示出)。在a侧和b侧的每个操作面板上设置读卡器pβ。读卡器pβ具有读取由填充装置100
‑
1的用户插入
的专用卡的功能，并且基于读卡器pβ是否读取出专用卡来判定用户是会员还是非会员。也就是说，如果读卡器pβ读取出专用卡，则填充装置100
‑
1的用户判定其为会员，如果其未读取出，则判定其为非会员。
[0061]
在图4中，填充装置100
‑
1具有a侧控制单元10a、b侧控制单元10b和中间控制单元10c。a侧控制单元10a在a侧的填充系统1a、填充系统1a
‑
1和1a
‑
2中执行填充控制。b侧控制单元10b控制b侧填充系统1b的填充。协调控制单元10c具有在填充系统1a中的a侧控制单元10a和填充系统1b中的b侧控制单元10b之间进行协调的功能，并且使得a侧控制单元10a和b侧控制单元10b能够在两个方向上传输信息。a侧控制单元10a通过测量信号线、检测信号线和控制信号线连接到a侧的填充系统1a的部件。即，a侧控制单元10a通过测量信号线l1连接到入口压力计pa1，通过控制信号线l2连接到流量调节阀2a(压力调节阀)，通过控制信号线l3连接到截止阀3a1，通过测量信号线l4连接到排放压力计pa21，通过测量信号线l5连接到出口侧温度计ta1，通过检测信号线l6连接到喷嘴开关sw70(启动开关)。此外，a侧控制单元10a通过控制信号线l7连接到截止阀3a2，通过测量信号线l8连接到排放压力计pa22，通过测量信号线l9连接到出口侧温度计ta2，通过检测信号线l10连接到喷嘴开关sw35(启动开关)。信号线l1到l10中的每一个独立地连接到a侧的控制单元10a，但是为了避免复杂化，在图4中，在多条信号线平行的区域中可以仅显示一条信号线。
[0062]
b侧控制单元10b通过测量信号线、检测信号线和控制信号线连接到b侧填充系统1b的部件。即，b侧控制单元10b通过测量信号线l11连接到入口压力计pb1，通过控制信号线l12连接到流量调节阀2b，通过控制信号线l13连接到截止阀3b，通过测量信号线l14连接到排放压力计pb2，通过测量信号线l15连接到出口侧温度计tb，通过检测信号线l16连接到喷嘴开关sw70(启动开关)。信号线l11到l16中的每一个独立地连接到b侧的控制单元10b，但是为了避免复杂化，在多条信号线平行的区域中，可以以与a侧相同的方式仅显示一条信号线。a侧控制单元10a和协调控制单元10c与能够在两个方向上传输信息或各种信号的信号线l17连接。b侧控制单元10b和协调控制单元10c还与能够传输双向信息或各种信号的信号线l18连接。尽管在图4中未示出，但是在后部设施(氢气初级侧的供给系统)中也设置有控制单元，并且初级侧的控制单元、a侧控制单元10a、b侧控制单元10b和中间控制单元10c在填充装置100
‑
1中执行填充控制。
[0063]
a侧控制单元10a具有与a侧的填充系统1a的每个部件(压力计、流量调节阀等)交换信息和控制信号的功能，并且响应例如与车辆侧储罐内部的压差，从而以适当的压力供给氢气。同样的设置适用于b侧控制单元10b。然后，填充装置100
‑
1可以同时向多个车辆填充氢气。尽管未清楚地示出，但是在填充时，将待填充氢气的车辆侧的储罐的压力和温度通过通信填充系统传输到填充装置100
‑
1侧。这里，从初级侧的供给系统供给到填充装置100
‑
1的氢气压力是基于a侧和b侧中的较高的所需填充压力来确定的。例如，当35mpa的氢气被供给到a侧并且70mpa的氢气被供给到b侧时，初级侧供气系统的压力为较高的压力70mpa。在这种情况下，在a侧，调节(节流)流量控制阀2a的开度，从而供给的氢气的压力从70mpa降低到35mpa。
[0064]
在图4中，a侧的控制单元10a和b侧的控制单元10b通过协调控制单元10c执行用于彼此交换关于加氢的信息的控制。如上所述，通过双向信号线l17和l18执行信息交换。将描述当a侧和b侧的填充系统1a和1b在预定压力范围内向车辆储罐填充氢气时，由a侧和b侧的
控制单元10a和10b以及协调控制单元10c执行的控制。
[0065]
控制单元10a和10b向中间控制单元10c传输填充系统1a和1b中的填充状态或其信息。即，控制单元10a和10b在启动填充时向协调控制单元10c传输填充启动信号，在填充完成时传输填充结束信号。协调控制单元10c具有向后部设施侧(氢气供给设备侧：初级侧)传输填充启动信号和填充结束信号的功能。然后，协调控制单元10c具有:当在a侧的填充系统1a中正执行填充，同时b侧的填充系统1b中启动填充时，将控制单元10b传输的填充启动信号发送到正执行填充的填充系统1a的控制单元10a的功能。利用该功能，控制单元10a和10b可以获得另一侧的填充信息。在下文中，参考图4至6，将描述其中在a侧的填充系统1a执行填充的同时b侧的填充系统1b启动填充的情况。这里，如上所述，由于a侧的填充系统1a
‑
1和填充系统1a
‑
2没有同时填充，因此在下面参考图4到6的说明中，从分支点b2分支的填充系统1a
‑
1和1a
‑
2统一表示为“填充系统1a”。
[0066]
稍后将参考图5和6描述细节，但是在图4中，a侧的控制单元10a具有：在接收到从控制单元10b经由协调控制单元10c传输的填充启动信号时，将控制信号(减小流量调节阀2a的开度以降低氢气压力的控制信号)传输到流量调节阀2a以降低a侧的填充系统1a中的氢气压力的功能。然后，协调控制单元10c具有这样的功能：在执行填充的a侧的控制单元10a传输用于减压的控制信号(控制信号到流量调节阀2a)之后的预定时间(例如3秒)之后，将由启动填充的b侧控制单元10b传输的填充启动信号发送到后部设施(氢气的初级侧供给系统)(未示出)的控制单元。稍后将参考图5和6描述，从传输用于降低a侧的氢气压力的控制信号，到将b侧的填充启动信号传输到后部设施的控制单元，存在预定时间(例如3秒)的时差的原因。
[0067]
此外，在图4中，中间控制单元10c具有这样的功能：在a侧和b侧的填充系统1a和1b中同时进行填充以及例如在a侧的填充系统1a中完成填充时，传输指示a侧完成填充的控制信号至控制单元10b。然后，当接收到经由中间控制单元10c传输的控制信号(指示在a侧完成填充的控制信号)时，继续填充的b侧的控制单元10b传输用于提高流经b侧的控制单元10b的流道的氢气的压力的控制信号，以通过增加流量调节阀2b的开度来提高氢气的压力。
[0068]
接下来，将参考图5和6进一步描述控制单元10a和10b以及协调控制单元10c的控制。图5和图6说明了a侧和b侧实施70mpa的填充的情况。在图5中，横轴示出经过的时间，纵轴示出待填充的氢气的各种压力或阀开度，并且通过压力
‑
时间特征示出a侧和b侧的填充模式。具体而言，这些图显示了启动填充后的所需压力(每个填充系统中填充所需的压力)、实际供给压力(初始压力：由图4中的入口压力计pa1和pb1测量)、排放压力(由排放压力计pa21、pa22、pb2测量)以及a侧填充系统1a和b侧填充系统1b各自允许的压力上限值、允许的压力下限值、流量调节阀(2a、2b)的开度以何种方式变化。
[0069]
在图5中，首先，在由附图标记(1)指示的阶段，存在用于a侧的填充系统1a的填充请求，并且所需压力和供给压力根据所需氢气压力而提高。这里，在附图标记(1)的阶段，待填充的车辆侧储罐中的压力未知，并且执行控制直到完成第一实施例中的初始压力的测量为止。图5示出了建立通信填充的情况，并且将比从车辆侧接收到的储罐压力高出例如5mpa(预定压力)的压力设置为所需压力。如果未优选地进行加氢(当初始测量未完成且氢气流量小于100g/min时：参见图2)，则所需压力被设置为比从车辆侧接收到的储罐中的压力高出例如15mpa。此外，如果仍然没有以优选的方式进行加氢，则所需压力被设置为例如80mpa
的最大值。初始压力测量完成后，将所需压力设置为比所测储罐压力高出例如10mpa的压力。在图5中，在附图标记(1)的阶段，将a侧的填充系统1a中的所需压力(必要压力)设置为例如35mpa。在图5中，当在附图标记(1)的阶段将供给压力设置为35mpa时，表示供给压力的特征线和表示所需压力的特征线重叠，并且仅显示表示所需压力的实心特征线。另外，当在图5中没有建立通信填充时，根据上面参照图2描述的控制，在附图标记(1)的阶段设置a侧填充系统1a中的所需压力。
[0070]
在符号(2)指示的阶段，车辆侧储罐的压力通过通信填充传输到填充装置100
‑
1侧，以便将符号(1)阶段的35mpa所需压力(必要压力)和初级侧的供给压力纠正为与车辆侧储罐压力的压差相对应的压力。修正后的压力远低于最大值80mpa。之后，当充入氢气时，供给压力根据附图标记(3)所示的所需压力(必要压力)逐渐提高，并且a侧的排放压力也相应地逐渐提高以填充氢气。此时，控制填充，使得排放压力变得在允许的压力上限值和允许的压力下限值之间。在附图标记(4)的阶段，压力值(流量调节阀2a的开度)波动，但是这是与泄漏检查控制有关的行为，并且与所示实施例无关，因此将省略对其的描述。当a侧被填充时，填充系统1a的流量调节阀2a被控制为打开和关闭，并且压力逐渐提高。与流量调节阀开度相关的指数显示被省略。
[0071]
加氢请求信号被传输到b侧用于在b侧填充，并且在附图标记(5)的阶段，b侧上的所需压力基本上垂直上升，并且所需压力被提高到80mpa。在附图标记(5)的阶段，a侧的排放压力高，并且在所示的第二实施例中，初级侧的供给系统是单个的。因此，在附图标记(5)的阶段，所需压力被提高到80mpa的最大值。这里，当a侧的供给压力上升到80mpa时，填充系统1a的排出压力也上升，并且有可能超过压力允许上限值。因此，如符号(β)所示，a侧的流量调节阀2a的开度被缩小以降低填充系统1a的压力(排放压力)。即使在附图标记(5)的阶段供给压力突然上升到80mpa，a侧的排放压力也不会超过允许的压力上限。为了执行这种控制，需要在a侧控制单元10a(图4)和b侧控制单元10b(图4)之间交换信息，并且经由协调控制单元10c(图4)交换信号或信息。
[0072]
这里，出于下面参考图6描述的原因，将a侧的流量调节阀2a的开度缩小的控制所需时间，比通过b侧的加氢请求将供给压力提高到80mpa的控制所需时间，长出时间t。这是因为如果同时传送b侧的填充系统1b中的加氢请求和a侧的填充系统1a的流量调节阀2a(压力调节阀)的控制信号，将造成不便。将参考图6来描述这种不便。图6是与图5相似的特征图，其示出了从图5中a侧的填充启动到由附图标记(5)指示的阶段。图6显示了当b侧的填充请求信号和a侧的填充系统1a的流量调节阀2a(压力调节阀)的控制信号被同时传输时的特征。图5中的附图标记(5)指示的步骤在图6中由附图标记“5
‑
1”指示。在图6中，在附图标记5
‑
1所示的区域中，当同时传输b侧的填充请求和a侧的流量调节阀2a的控制信号(用于降低开度以降低氢气压力的控制信号)时，如符号(α)所示，供给压力(初级侧压力)提高，且如符号γ所示，填充系统1a的排放压力(a侧排放压力)提高。这里，从在b侧传输填充请求信号到a侧的排放压力提高的时间短于从a侧传输流量调节阀2a的控制信号到流量调节阀2a的开度减小和氢气压力降低的时间。因此，在图6的区域5
‑
1中，由于符号(α)所示的供给压力提高，符号γ所示的填充系统1a的排放压力超过允许的压力上限。当排放压力(符号γ)超过允许的压力上限时，a侧控制单元10a判定“发生了错误”，将强制关闭填充系统1a的流量调节阀2a，并且强制终止使用填充系统1a在a侧加氢。
[0073]
为了防止排放压力(符号γ)超过图6中由附图标记5
‑
1指示的区域中的允许的压力上限，在所示实施例中，如图5所示，当在a侧正进行填充的同时存在来自b侧的填充请求时，经由协调控制单元10c将填充请求向后部设施(初级侧供给系统)的控制单元传输的时机，从控制单元10a传输用于减小调节阀2a的开度的控制信号的时机起被延迟预定时间t(例如3秒)。在图5中的附图标记(6)所示的区域中执行延迟控制。也就是说，从流量调节阀2a的控制信号的时机开始，b侧的填充请求的信息传输时机被延迟预定时间t(例如3秒)，并且在流量调节阀2a的开度减小之后，在预定时间t的延迟之后，b侧的所需压力根据b侧的填充要求而提高，因此供给压力提高到80mpa。这里，由于a侧的流量调节阀2a的开度已经减小，所以即使供给压力提高到80mpa，并且氢气压力已经减小，流量调节阀2a的开度也很小。因此，在图5中由附图标记(5)和(6)表示的区域中，填充系统1a的排放压力不超过允许的压力上限。
[0074]
这里，即使流量调节阀2a的开度减小，填充系统1a的排放压力减小，并且由符号(α)指示的供给压力提高，预定时间t是防止填充系统1a的排放压力提高的必要且充分的时间，且预定时间t设置为例如“3秒”。换句话说，如图6的区域(5
‑
1)所示，为了防止填充系统1a的排出压力超过允许的压力上限，预定时间t(例如3秒)是必要的。在发明人的模拟和使用实际装置的实验中，从传输控制信号至流量调节阀2a到流量调节阀2a的开度变窄的时间是1到2秒，到流量调节阀2a的时间是1到2秒。在控制信号传输后的3秒内，流量调节阀2a的开度在a侧排放压力由于初级侧供给压力(α)的提高而提高之前的阶段必定减小，并且氢气的压力可被降低。尽管在图5中未示出，即使在b侧传输加氢请求信号的时机(α)早于图5所示的时刻(图5中靠近左端部的区域)。例如，根据上面参照图2描述的控制，将b侧的所需压力设置为低于80mpa的值。在这种情况下，由于a侧的排放压力低，因此不需要用以从a侧的流量调节阀2a的控制信号的时机开始将b侧的填充请求的信息的传输时机延迟预定时间t(例如3秒)的控制。
[0075]
在图5中的附图标记(7)所示的阶段，流量调节阀2a的开度已经降低，但是填充系统1a的排放压力没有降低那么多。在图5所示的情况下，在由符号(α)指示的供给压力上升的时机，待填充的车辆侧储罐(未示出)中的压力已经被提高到一定程度，使得填充系统1a的排放压力，即，排放系统1a
‑
1的填充喷嘴h70附近的压力，不会降低到低于车辆侧储罐中的压力。如果供给压力上升的时机(α)早于图5所示的时刻(图5左侧的区域)，则车辆侧储罐侧的压力低，并且供给压力也低。据估计，当流量调节阀2a的开度变窄时，排放压力也降低。
[0076]
在图5中的附图标记(8)所示的阶段，a侧的填充被完成。当a侧的填充系统1a的填充被完成时，初级侧供给压力变为b侧填充系统1b填充所需的差压(所需压力)。因此，在步骤(8)之前，a侧的所需压力(必要压力)高于b侧的所需压力，并且供给压力为80mpa或更高，而在由附图标记(8)指示的时刻，如符号(ε)指示，供给压力响应b侧填充系统1b的所需压力而梯度下降。然后，完成填充的a侧的排放压力下降至零。由于供给压力是基于步骤(8)之后的b侧所需压力而设置的，因此不必像步骤(8)之前那样多地减小b侧流量调节阀2b的开度。这里，在步骤(8)之后，如果流量调节阀2b的开度保持与步骤(8)之前一样小(当保持所谓的“节流”状态时)，则存在填充系统1b的排放压力将下降到低于允许的下限值的风险。
[0077]
为了防止填充系统1b的排放压力下降到允许的下限值以下，当a侧的加氢完成时，控制单元10a发送指示a侧的加氢完成的控制信号。控制单元10c传输指示a侧的加氢完成的
控制信号，且协调控制单元10c向b侧的控制单元10b传输指示a侧的加氢完成的控制信号。当接收到控制信号后，控制单元10b向流量调节阀2b发送用于提高开度的控制信号，以提高流经填充系统1b的氢气的压力，使得填充系统1b的排放压力不降至低于允许的下限值。由于该控制，如图5中的附图标记(9)所示，在完成a侧的填充之后(在附图标记(8)之后)，与步骤(9)相比，b侧的流量调节阀2b的开度迅速提高。因此，防止在步骤(8)之后b侧的排放压力降到允许的下限值以下。在图5中的附图标记(10)所示的阶段，根据充填填充系统1b所需的压力，供给压力随着时间的推移而提高，并且b侧的排放压力也提高。在图5所示的氢气填充中，排放压力被控制从而处于允许的压力上限值和允许的压力下限值之间的范围内。
[0078]
接下来，将主要参考图7来描述图3到6所示的第二实施例中的填充控制程序。在参考图7执行的填充控制的描述中，将其中a侧正被填充并且b侧即将启动填充的情况作为示例进行描述。当然，即使在相反的情况下(当b侧正在填充并且a侧即将启动填充时)，也可以应用图7的控制。在图7中，在步骤s21中，填充装置100
‑
1判定是否对车辆的储罐进行填充。当在步骤s21中执行填充时(步骤s21为“是”)，流程进行到步骤s22，并且当不执行填充时(步骤s21为“否”循环)，流程返回到步骤s21。在步骤s22，判定填充装置100
‑
1的用户是否将专用卡(pos卡)插入操作面板的读卡器pβ(图4)，以及读卡器pβ是否读取pos卡，即，用户的卡是否是会员专用卡。如果在步骤s22中“读取了pos卡”(步骤s22为“是”)，则流程进入步骤s23，如果没有读取pos卡(步骤s22为“否”)，则流程进入步骤s24。
[0079]
在步骤s23中，在读取pos卡时，允许用户填充。另一方面，在步骤s24中不允许填充。然而，也可以设置为允许向非会员填充，并且在这种情况下，如果在步骤s22中没有读取pos卡(步骤s22为“否”)，则向后部设施(未示出)传输指示“由非会员填充”的信息，并且流程进行到步骤s23。在步骤s25中，被允许填充的用户从喷嘴挂钩7a1、7a2和7b卸下填充喷嘴(图4中的h70和h35)。这里，只有在步骤s23中允许填充并且满足从喷嘴挂钩7a1、7a2和7b卸下填充喷嘴h70和h35的条件时，喷嘴启动sw才有效。在步骤s26中，将计数器(未示出)重置为零，并且可被填充的喷嘴的填充启动开关(喷嘴开关：图4中的sw70、sw35)闪烁。在步骤s27中，用户按下要使用的喷嘴的启动开关以将其置于“开”的状态。
[0080]
尽管在图7的流程图中没有示出，但是在步骤s27之后，执行参照图2描述的初始压力测量(第一实施例)的控制。通过执行初始压力测量的控制，初始填充阶段的供给压力(基于所需压力)变为例如约35mpa(图5中的附图标记(1))。然后，流程进行到步骤s28。在步骤s28，当b侧填充启动时，判定a侧(另一侧，不是启动填充的侧)是否正被填充。基于指示a侧的控制单元10a是否正在执行填充控制的信号被传输到用于协调的控制单元10c(图4)来实施该判定。如果步骤s28为“正填充另一侧(a侧)”(步骤s28为“是”)，则流程进行到步骤s29，并且如果“另一侧(a侧)没在填充”(步骤s28为“没有填充”，“否”)，流程进行到步骤s31。
[0081]
在图7的步骤s29中(当“另一侧(a侧)正被填充时”)，传输用于降低正被填充的a侧的流量调节阀2a的开度的控制信号。在下一步骤s30中，从步骤s29中传输用于减小a侧的流量调节阀2a的开度的控制信号起经过3秒(图5中的预定时间t)，然后传输b侧的填充系统1b(填充请求信号)。在步骤s29和s30的控制中，在步骤s29，协调控制单元10c将从控制单元10b获取的b侧的填充启动信息(填充请求)传输到a侧的控制单元10a，并且a侧的控制单元10a传输用于减小流量调节阀2a的开度的控制信号。然后，在控制单元10a传输用于减小流量调节阀2a的开度的控制信号(步骤s29)后的3秒，协调控制单元10c传输b侧的填充启动信
号到燃料气体供给侧的控制单元(步骤s30)。通过执行步骤s29和s30中的控制，a侧的流量调节阀2a的开度变窄，a侧的排放压力降低，然后供给压力响应于b侧的填充请求而迅速提高(在图5和6的示例中，压力提高到80mpa)，从而防止填充系统1a的排放压力超过允许的压力上限的情况(参见图5中的附图标记(5)和(6))。
[0082]
另一方面，在步骤s31(当“另一侧(a侧)未正被填充”)中，在b侧的填充启动开关被打开之后，协调控制单元10c立即向后部设施侧的控制单元发送b侧的填充启动信号。然而，如在步骤s30中，也可以在b侧的填充启动开关打开后的3秒传输填充启动信号。在将b侧的填充启动信号传输到后部设施侧的控制单元后，启动b侧的加氢。在步骤s32中，判定在a侧的填充系统1a中是否启动填充。在步骤s32中，控制单元10a判定是否启动a侧的填充，并且将该判定传输到协调控制单元10c。在步骤s32中，如果“a侧启动填充”(步骤s32为“是”)，流程进行到步骤s33，并且如果“a侧没有启动填充”(步骤s32为“否”)，则流程进行到步骤s35。
[0083]
在步骤s33(当a侧启动填充时)，被传输提示“a侧启动填充”的控制信号的中间控制单元10c，将控制信号发送到正被填充的b侧的控制单元10b，并且控制单元10b传输用于减小(压缩)流量调节阀2b(图4)的开度的控制信号，以降低流经填充系统1b的氢气的压力。然后，流程进入步骤s34。在步骤s34中，自步骤s33中b侧的控制单元10b传输用于减小流量调节阀2b的开度的控制信号起3秒(预定时间t：图5)之后，中间控制单元10c向后部设施的控制单元发送a侧填充请求信号。然后，流程进行到步骤s36。通过执行步骤s33和s34中的控制，由于自b侧上的流量调节阀2b的开口被缩小并且流经填充系统1b的氢气的压力被降低起已经过3秒时，a侧的填充请求被传送到后部设施的控制单元，所以当供给压力提高(在图5和6的示例中高达80mpa)时，流经填充系统1b的氢气的压力降低，从而防止其中填充系统1b的排放压力超过允许的压力上限的情况。
[0084]
在步骤s35(当在a侧没有启动填充时)，判定正被填充的b侧是否完成了氢气的填充。判定由b侧的控制单元10b执行，并且判定结果被传输到协调控制单元10c。当步骤s35为“填充完成”(步骤s35为“是”)时，终止b侧的填充控制。当“填充未完成”(步骤s35为“否”)时，流程返回到步骤s32。
[0085]
在接收步骤s30和s34的判定结果的步骤s36中，判定在b侧和a侧填充系统中都执行填充的状态下a侧是否完成填充。判定由a侧的控制单元10a执行，并且判定结果被传输到中间控制单元10c。在步骤s36中，如果“a侧完成填充”(步骤s36为“是”)，则流程进行到步骤s37，如果“a侧未完成填充”(步骤s36为“否”)，则流程进行到步骤s38。
[0086]
在步骤s37，当在步骤s36中“a侧完成填充”时，传输用于提高流量调节阀2b的开度的控制信号，以提高正在填充的b侧的填充系统1b中的氢气压力。即，协调控制单元10c将从控制单元10a获取的关于a侧的填充完成的信息传输到b侧的控制单元10b，并且接收该信息的控制单元10b发送用于提高流量调节阀2b的开度的控制信号。在步骤s37，当a侧的填充完成后，填充系统1b的流量调节阀2b的开度也提高，且氢气压力提高，从而如图5中的附图标记(9)所示，防止其中系统1b的排放压力降到低于允许的下限值的情况。当步骤s37完成时，流程进入步骤s35。
[0087]
图7的步骤s38是在步骤s36中“a侧未完成填充”的情况。在步骤s38，判定填充期间b侧的填充是否完成。判定由b侧的控制单元10b执行，且判定结果被传输到协调控制单元10c。当步骤s38中的判定结果为“填充完成”(步骤s38为“是”)时，终止b侧的填充控制。如果
“
填充未完成”(步骤s38为“否”)，则流程返回到步骤s36。
[0088]
根据如图3至7所示的第二实施例的填充装置100
‑
1，由于单种燃料气体(例如氢)的初级侧的供给系统分支为a侧的填充系统1a和b侧的填充系统，且a侧的填充系统1a分支为填充系统1a
‑
1和填充系统1a
‑
2，即使在填充装置内没有提供用于存储氢的气瓶或罐，也可以在与填充对象(例如车辆侧储罐)的压差相对应的所需压力下供给氢气。然后，可以使用单个填充装置100
‑
1将氢气供给到多个填充对象。此外，由于提供了在a侧控制单元10a和b侧控制单元10b之间进行协调的协调控制单元10c，因此当在a侧填充系统1a和b侧填充系统1b中同时填充氢气时，填充过程中的排放压力可以保持在预定的压力范围内(低于上限且高于下限)，并且可以安全地进行填充。
[0089]
具体来说，当一个填充系统(例如b侧的填充系统1b)启动填充，同时另一个填充系统(例如a侧的填充系统1a)正填充时，填充的启动可提高供给至填充装置100
‑
1的燃料气体的压力，且在填充过程中，存在填充系统侧的排放压力可能超过上限的风险。另一方面，在附图所示的第二实施例中，协调控制单元10c将由b侧传输的用于在b侧启动填充的控制信号发送到正填充的a侧的控制单元10a，当接收到经由协调控制单元10c传输的b侧的填充启动信号时，a侧的控制单元10a传输用于降低a侧的流量调节阀2a的开度的控制信号，以降低流经填充系统1a的氢气的压力。因此，即使供给压力急剧上升，也可以防止填充过程中a侧的排放压力超过上限。
[0090]
这里，当启动填充的信号传输到后部设施侧(燃料气体供给侧：初级侧)时，氢气供给压力立即上升。因此，启动填充的信号被传输到后部设施侧的时机和用于在填充期间降低a侧的填充系统1a侧的流量调节阀2a的开度的控制信号被传输的时机是相同的，在流量调节阀2a的开度减小之前的时刻，供给压力提高，填充系统1a侧的排放压力在填充期间提高，且填充系统1a侧的排放压力在填充期间将超过上限。另一方面，在图中所示的第二实施例中，由于协调控制单元10c具有功能：在自填充a侧控制单元10a传输用于降低流量调节阀2a的开度的控制信号起经过预定的时间(例如3秒)之后，将来自启动填充的b侧的控制单元10b的填充启动信号传输至后部设施传输，因此，填充系统1a的填充系统1a侧上的氢气压力降低的时机，早于在填充期间a侧的供给压力和排放压力提高的时刻，这必定可以防止a侧的排放压力在填充期间超过上限。
[0091]
此外，当a侧的填充系统1a和b侧的填充系统1b中进行填充，并且a侧的填充系统1a中完成填充时，供给压力急剧下降，并且存在正在进行填充的b侧的填充系统1b的排放压力降低至低于下限的风险。然而，在所示的第二实施例中，协调控制单元10c向继续填充的b侧的控制单元10b传输指示a侧的填充完成的控制信号。当接收到控制信号时，b侧的控制单元10b传输用于增大填充系统1b的流量调节阀2b的开度的控制信号，以提高b侧的填充系统1b的排放压力，这防止了b侧的排放压力继续下降到低于下限。
[0092]
补充说明，所示实施例仅为示例，并非是旨在限制本发明的技术范围的描述。例如，所示的实施例是指单个氢气(燃料气体)供给系统具有一个填充装置的情况(然而，填充系统可以是单个或多个)。当在单个氢气(燃料气体)供给系统中提供多个(两个或三个或更多)填充装置时，本发明也适用。在这种情况下，可以在每个填充装置中提供根据第二实施例的协调控制单元，并且可以提供控制多个协调控制单元的综合协调控制单元。
[0093]
附图标记
[0094]
1a
ꢀꢀ
a侧填充系统
[0095]
1b
ꢀꢀ
b侧填充系统
[0096]
2a、2b
ꢀꢀ
流量控制阀(压力控制阀)
[0097]
10
ꢀꢀ
控制单元
[0098]
10a
ꢀꢀ
a侧控制单元
[0099]
10b
ꢀꢀ
b侧控制单元
[0100]
10c、10f
ꢀꢀ
协调控制单元
[0101]
10g
ꢀꢀ
综合协调控制单元
[0102]
21
ꢀꢀ
车辆侧储罐
[0103]
100，100
‑1ꢀꢀ
填充装置
[0104]
200
ꢀꢀ
后部设施(燃料气体供给侧)