特開 2024-84241 車両の水素補給システム及び車両の水素補給方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024084241

(43)【公開日】2024-06-25

(54)【発明の名称】車両の水素補給システム及び車両の水素補給方法

(51)【国際特許分類】

   F17C 5/06 20060101AFI20240618BHJP

   F17C 13/00 20060101ALI20240618BHJP

   G08B 21/00 20060101ALI20240618BHJP

【ＦＩ】

F17C5/06

F17C13/00 301Z

G08B21/00 U

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022198400

(22)【出願日】2022-12-13

(71)【出願人】

【識別番号】521537852

【氏名又は名称】ダイムラー トラック エージー

(74)【代理人】

【識別番号】100187322

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 直輝

(72)【発明者】

【氏名】アマラシンフ スーウイン インヅューラ

【テーマコード（参考）】

3E172

5C086

【Ｆターム（参考）】

3E172AA02

3E172AA05

3E172AB01

3E172BA01

3E172BB05

3E172BB13

3E172BB17

3E172BD03

3E172BD05

3E172DA47

3E172EA02

3E172EA14

3E172EA22

3E172EA23

3E172EA24

3E172EA35

3E172EA50

3E172JA01

3E172JA08

3E172KA22

3E172KA23

5C086AA05

5C086AA34

5C086AA43

5C086BA22

5C086CA15

5C086CA30

5C086CB01

5C086DA40

5C086FA06

5C086FA12

5C086FA13

5C086FA17

5C086FA18

(57)【要約】

【課題】水素ガスの補給時に、ドライバーが車両の状態を確実に確認できるようにして、安全に水素ガスの補給を実施できる車両の水素補給システムを提供する。
【解決手段】水素ガスを燃料とした車両１のボデー５に形成され、水素ガス充填用ノズル１０１と接続される水素ガス充填口４３が内部に設けられ、リッド４２により車両１の外部から覆われる水素ガス充填部４と、車両１の異常状態を含む車両１の状態を取得する統合制御部６と、水素ガス充填部４内に設けられ、統合制御部６によって取得された車両１の状態に基づいて、車両１が水素を充填可能であるか否かに関する情報を表示する表示部２６、２７と、を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水素ガスを燃料とした車両のボデーに形成され、水素ガス供給源と接続される水素ガス充填口が内部に設けられる水素ガス充填部と、
前記車両の異常状態を含む前記車両の状態を取得する統合制御部と、
前記水素ガス充填部内に設けられ、前記統合制御部によって取得された前記車両の状態に基づいて、前記車両が水素を充填可能であるか否かに関する情報を表示する表示部と、
を備える、車両の水素補給システム。

【請求項2】

前記水素ガス充填部はその内部を外側から覆うリッドを有し、
前記統合制御部は、前記リッドが開いているときに、前記車両の状態を取得することを特徴とする、
請求項１記載の車両の水素補給システム。

【請求項3】

前記表示部は、前記統合制御部によって取得された前記車両の状態に基づいて、インジケータランプを点灯する第１表示部と、を備えていることを特徴とする、
請求項１記載の車両の水素補給システム。

【請求項4】

前記表示部は、前記統合制御部によって取得された前記車両の状態に基づいて、前記車両が水素を充填可能であるか否かに関するメッセージをディスプレイ上に表示する第２表示部と、を備えていることを特徴とする、
請求項１記載の車両の水素補給システム。

【請求項5】

前記統合制御部は、取得した前記車両の状態に基づき、水素ガスを補給できる状態であるか否かを判定する判定部を備え、
前記表示部は、前記判定部の判定結果に基づき、表示態様を変更することを特徴とする、
請求項１記載の車両の水素補給システム。

【請求項6】

前記判定部は、取得した前記車両の状態に基づき、前記車両に重度の異常が発生している第１状態と、前記車両に軽度の異常が発生している第２状態と、前記車両の状態が正常である第３状態と、のいずれかを判定し、
前記表示部は、前記判定部によって判定された各状態に基づき、表示態様を変更する、
請求項５記載の車両の水素補給システム。

【請求項7】

前記統合制御部は、
前記第１状態と判定されたときは、水素ガスの充填を禁止するメッセージを前記表示部に表示することを特徴とする、
請求項６記載の車両の水素補給システム。

【請求項8】

前記統合制御部は、
前記第２状態と判定されたときは、前記第３状態における充填よりも充填効率を抑制した充填であるメッセージを前記表示部に表示することを特徴とする、
請求項６記載の車両の水素補給システム。

【請求項9】

前記統合制御部は、
前記第３状態と判定されたときは、水素ガスの充填を許可するメッセージを前記表示部に表示することを特徴とする、
請求項６記載の車両の水素補給システム。

【請求項10】

前記第１状態は、前記車両が走行する支障がある異常が発生している状態であることを特徴とする、
請求項６記載の車両の水素補給システム。

【請求項11】

前記第２状態は、前記車両が走行しても支障がない異常が発生している状態であることを特徴とする、
請求項６記載の車両の水素補給システム。

【請求項12】

水素ガスを燃料とした車両のボデーに形成され、水素ガス供給源と接続される水素ガス充填口が内部に設けられる水素ガス充填部と、前記水素ガス充填部内に設けられる表示部と、を備える車両の水素補給方法であって、
前記車両の異常状態を含む前記車両の状態を取得する工程と、
取得された前記車両の状態に基づいて、前記車両が水素を充填可能であるか否かに関する情報を前記表示部に表示する工程と、
を含む車両の水素補給方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の水素補給システム及び車両の水素補給方法に関する。

【背景技術】

【0002】

水素ガスを燃料とした燃料電池車両では、水素ガスを貯蔵する水素タンクが搭載されており、水素タンク内の水素ガスが不足した場合には、水素ガスステーションの水素供給源から水素タンクへ水素ガスが補給（充填）される。この水素ガスの補給は、水素ガスステーションの水素供給源から水素ガスを供給する充填用ノズルと、燃料電池車両側に設けられた水素ガス充填用の充填口とが接続されて行われる。このような燃料電池車両の従来技術として、例えば特許文献１が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－２０８５３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、燃料電池車両では停車し車両の電源スイッチを電源オフしても、しばらく燃料電池システムに係る電気通信等が継続されて作動している場合がある。もし、燃料電池システムや各種コンポーネントに何らかの異常が生じた場合、キャブ内運転席の表示モニタ内に警告灯やメッセージを表示して異常状態をドライバーへ報知する。

【0005】

しかし、水素ガスの補給時、ドライバー（ユーザ）がすぐに車両から降車してしまった場合、車両の異常状態を知らせる警告灯やメッセージを見落としてしまう可能性があった。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、水素ガスの補給時に、ドライバーが車両の状態を確実に確認できるようにして、安全に水素ガスの補給を実施できるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は前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、以下の態様又は適用例として実現することができる。

【0008】

（１）本適用例に係る車両の水素補給システムは、
水素ガスを燃料とした車両のボデーに形成され、水素ガス供給源と接続される水素ガス充填口が内部に設けられる水素ガス充填部と、前記車両の異常状態を含む前記車両の状態を取得する統合制御部と、前記水素ガス充填部内に設けられ、前記統合制御部によって取得された前記車両の状態に基づいて、前記車両が水素を充填可能であるか否かに関する情報を表示する表示部と、を備える。

【0009】

上記適用例に係る車両の水素補給システムは、水素ガス充填部に設けられた表示部により、ユーザは運転席に戻ることなく車両の状態を確認できるとともに水素ガスの補給が可能であるか判断できる。

【0010】

（２）上記（１）の適用例に係る車両の水素補給システムにおいて、前記水素ガス充填部はその内部を外側から覆うリッドを有し、前記統合制御部は、前記リッドが開いているときに、前記車両の状態を取得してもよい。これにより、水素ガスの補給時のみに使用されるセンサ等を電源オフまたはスリープ状態として、省電力に寄与することができる。

【0011】

（３）上記（１）または（２）の適用例に係る車両の水素補給システムにおいて、前記表示部は、前記統合制御部によって取得された前記車両の状態に基づいて、インジケータランプを点灯する第１表示部と、を備えていてもよい。これにより、車両の状態に応じて、水素ガス充填部に設けられた第１表示部のインジケータランプが点灯し、ユーザは運転席に戻ることなく車両の状態を確認できるとともに水素ガスの補給が可能であるか判断できる。

【0012】

（４）上記（１）から（３）のいずれかの適用例に係る車両の水素補給システムにおいて、前記表示部は、前記統合制御部によって取得された前記車両の状態に基づいて、前記車両が水素を充填可能であるか否かに関するメッセージをディスプレイ上に表示する第２表示部と、を備えていてもよい。これにより、水素ガス充填部に設けられた第２表示部に車両の状態に応じたメッセージが表示されるため、ユーザは運転席に戻ることなく車両の具体的な状態を確認できるとともに水素ガスの補給が可能であるか判断できる。

【0013】

（５）上記（１）から（４）のいずれかの適用例に係る車両の水素補給システムにおいて、前記統合制御部は、取得した前記車両の状態に基づき、水素ガスを補給できる状態であるか否かを判定する判定部を備え、前記第１表示部及び前記第２表示部は、前記判定部の判定結果に基づき、表示態様を変更してもよい。これにより、ユーザは車両の状態と水素ガスの補給の可否をより把握しやすくなる。

【0014】

（６）上記（５）の適用例に係る車両の水素補給システムにおいて、前記判定部は、取得した前記車両の状態に基づき、前記車両に重度の異常が発生している第１状態と、前記車両に軽度の異常が発生している第２状態と、前記車両の状態が正常である第３状態と、のいずれかを判定し、前記第１表示部及び前記第２表示部は、前記判定部によって判定された各状態に基づき、表示態様を変更してもよい。これにより、ユーザは水素ガスの補給に関する車両の状態を把握し、車両の状態に応じて対応することができる。

【0015】

（７）上記（６）の適用例に係る車両の水素補給システムにおいて、前記統合制御部は、前記第１状態と判定されたときは、水素ガスの充填を禁止するメッセージを前記表示部に表示してもよい。これにより、ユーザは運転席の表示モニタを確認しに戻ることなく、その場で水素ガスの補給をしてはいけないことを把握できる。

【0016】

（８）上記（６）又は（７）の適用例に係る車両の水素補給システムにおいて、前記統合制御部は、前記第２状態と判定されたときは、前記第３状態における充填よりも充填効率を抑制した充填であるメッセージを前記表示部に表示してもよい。これにより、ユーザは車両に軽微な異常が発生しているものの、抑制された充填効率であれば補給が可能であること、その分時間がかかること、を把握できる。

【0017】

（９）上記（６）から（８）のいずれかの適用例に係る車両の水素補給システムにおいて、前記統合制御部は、前記第３状態と判定されたときは、水素ガスの充填を許可するメッセージを前記表示部に表示してもよい。これにより、ユーザは車両が正常かつ安全に水素ガスの充填ができることを把握できる。

【0018】

（１０）上記（６）から（９）のいずれかの適用例に係る車両の水素補給システムにおいて、前記第１状態は、前記車両が走行する支障がある異常が発生している状態であってもよい。これにより、ユーザは、水素ガスの補給だけでなく走行にも支障がある異常があることを把握し、安全を確保する対応をとることができる。

【0019】

（１１）上記（６）から（１０）のいずれかの適用例に係る車両の水素補給システムにおいて、前記第２状態は、前記車両が走行しても支障がない異常が発生している状態であってもよい。これにより、ユーザは水素ガスの補給と車両の走行の安全性を把握できる。

【0020】

（１２）本適用例に係る車両の水素補給方法は、水素ガスを燃料とした車両のボデーに形成され、水素ガス供給源と接続される水素ガス充填口が内部に設けられる水素ガス充填部と、前記水素ガス充填部内に設けられる表示部と、を備える車両の水素補給方法であって、前記車両の異常状態を含む前記車両の状態を取得する工程と、取得された前記車両の状態に基づいて、前記車両が水素を充填可能であるか否かに関する情報を前記表示部に表示する工程と、を含む

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態に係る車両の水素補給システムを適用した車両の要部の概略図である。

【図2】水素ガス充填部の概略図である。

【図3】車両の水素補給システムのブロック図である。

【図4】車両の水素補給システムの判定部が参照する状態表である。

【図5】水素補給時の表示処理を示すフローチャートである。

【図6】水素補給時の表示処理を示すフローチャートの続きである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。

【0023】

図１は、本発明の一実施形態に係る車両の水素補給システムを適用した車両の要部の概略図である。

【0024】

車両１は、水素ガスを燃料として駆動する燃料電池車両である。車両１は、例えばトラックやバスなどの大型車両である。車両１は、水素をもとに発電する燃料電池モジュール２と、水素ガスを貯蔵する２つの水素タンク３Ａ、３Ｂと、車両１の外から水素ガスを補給するための水素ガス充填部４と、を備える。なお、本実施形態で示す水素タンクの数は例示であり、２つに限定するものではない。

【0025】

燃料電池モジュール２は、水素と酸素との化学反応により発電する燃料電池セルを積層した燃料電池スタックと、燃料電池スタックの駆動に必要な水素の供給や吸気を扱うサブモジュール、冷却回路、電流供給装置を組み合わせたモジュールである。

【0026】

水素タンク３Ａ、３Ｂは、水素ガスを貯蔵する圧力容器である。水素タンク３Ａは、２つのオンタンクバルブ１１Ａ、１２Ａを備える。水素タンク３Ｂは、２つのオンタンクバルブ１１Ｂ、１２Ｂを備える。これら各オンタンクバルブ１１Ａ、１２Ａ、１１Ｂ、１２Ｂは、その開閉状態により水素ガスの流入又は流出を制御する。なお、２つの水素タンク３Ａ、３Ｂの構造や機能、及び、取り付けられるオンタンクバルブは基本的に同じであり、以下区別する必要がない場合にはそれぞれまとめて水素タンク３、オンタンクバルブ１１、オンタンクバルブ１２と呼ぶ。

【0027】

水素ガス充填部４は、車両１のボデー５の外側面に設けられる。水素ガス充填部４は、ボデー５の外面の一部に車室側に窪み空間Ｓを形成する凹部４１と、凹部４１を覆うリッド４２を有する。本実施形態の水素ガス充填部４は、後述する運転席表示部７をその場所からユーザが直接視認できない位置に設けられる。

【0028】

図２は、水素ガス充填部４の概略図である。具体的には、水素ガス充填部４のリッド４２を開いて水素ガス充填部４の内部を示す図である。

【0029】

水素ガス充填部４は、内部の空間Ｓに、水素ガス充填口４３と、開閉センサ４４と、赤外線通信装置４５と、表示灯４６（第１表示部）と、ディスプレイ４７（第２表示部）と、を備える。

【0030】

水素ガス充填口４３は、水素ガスの補給時に、図１に示す水素ガスステーション１００（水素ガス供給源）の水素ガス充填用ノズル１０１と接続する。

【0031】

表示灯４６とディスプレイ４７は、リッド４２が開いた状態で、かつ、水素ガス充填口４３に水素ガス充填用ノズル１０１が接続された状態で、ユーザが視認できる位置に配置される。

【0032】

開閉センサ４４は、リッド４２の開閉状態を検知し、開情報又は閉情報を出力する。開閉センサ４４は、例えばリミットスイッチを用いることができる。

【0033】

赤外線通信装置４５は、赤外線通信によって、水素ガスステーション１００に、車両１の水素タンク３の温度や水素ガスの圧力を送信する。赤外線通信装置４５は、リッド４２が閉じているときは省電力状態（スリープ状態）又は電源オフであり、リッド４２が開くと起動する。

【0034】

水素ガスステーション１００は、赤外線通信装置４５から受信した水素タンク３の温度や水素ガスの圧力に基づいて、水素ガスの供給速度を制御したり、赤外線通信装置４５に充填に関する情報を送信したりする。水素ガスステーション１００は、赤外線通信装置４５と正常に通信し水素タンク３の温度が取得できる場合に、水素タンク３の温度を安全な温度レベルに維持できる最速の充填速度を計算し、充填時間がより短い高速充填を提供する。一方、赤外線通信装置４５と正常に通信できない場合でも、車両１が物理的に水素ガスの補給が可能な場合、水素ガスステーション１００は、充填時間が高速充填に比べて相対的に長くなる低速充填を提供する。

【0035】

表示灯４６は、インジケータランプであり、例えばＬＥＤランプを用いることができる。ディスプレイ４７は、文字情報や画像を表示できる表示手段である。表示灯４６及びディスプレイ４７の表示態様は、後述する統合制御部６により制御される。

【0036】

図１に戻り、車両１は、水素の流路として、図１において太い実線で示された配管系統で構成される充填ライン１０と、通常の実線で示された配管系統で構成される供給ライン２０と、点線で示された配管系統で構成されるリリーフライン３０と、を備える。

【0037】

充填ライン１０は、水素ガス充填部４の水素ガス充填口４３から水素タンク３へ水素を送る配管系統である。充填ライン１０は、水素ガス充填口４３から水素タンク３のオンタンクバルブ１１Ａ、１１Ｂに向かって順に、チェックバルブ１３と、分岐継手１４とを備える。チェックバルブ１３は、水素ガスの逆流を防止する。分岐継手１４は、水素ガス充填口４３からの１本の配管を２本の配管に分岐する。分岐した配管は、それぞれ水素タンク３Ａ、３Ｂに接続する。

【0038】

供給ライン２０は、水素タンク３から燃料電池モジュール２へ水素ガスを供給する配管系統である。供給ライン２０は、水素タンク３のオンタンクバルブ１１Ａ、１１Ｂから燃料電池モジュール２へ向かって順に、分岐継手１４と、フィルタ２１と、第１減圧弁２２と、第２減圧弁２３と、分岐継手２４と、フィルタ２５と、分岐継手２６と、遮断弁２７と、を備える。

【0039】

リリーフライン３０は、各バルブの制御や安全弁による圧力調整のために一部の水素ガスを排出するための配管系統である。リリーフライン３０は、排気管（図示せず）を介して大気に排出する配管系統と、パージ管（図示せず）を介して大気に放出する配管系統がある。排気管を介して大気に排出する配管系統は、水素タンク３Ａのオンタンクバルブ１１Ａ、１２Ａから分岐継手３１Ａを介して排気管に接続する配管系統と、水素タンク３Ｂのオンタンクバルブ１２Ｂ、１２Ｂから分岐継手３１Ｂを介して排気管に接続する配管系統と、分岐継手２４に接続する安全弁３２から分岐継手３１Ａを介して排気管に接続する配管系統と、がある。パージ管を介して大気に放出される配管系統は、分岐継手２６に接続する遮断弁３３からパージ管に接続する配管系統がある。

【0040】

水素タンク３と、水素の流路である充填ライン１０及び供給ライン２０と、には、水素ガスの状態を監視するために、各種センサが設けられる。水素タンク３Ａ、３Ｂは、それぞれ、タンク表面に、温度センサ５３Ａ、５３Ｂが設けられる。温度センサ５３Ａ、５３Ｂは、水素タンク３Ａ、３Ｂそれぞれの表面の温度としてタンク温度を検出する。水素タンク３Ａ、３Ｂの近傍には、水素検知センサ５２が設けられる。水素検知センサ５２は、水素ガスの漏洩検知や燃料電池モジュール２の制御に用いられ、水素ガス検知量（濃度）を検出する。水素検知センサ５２は、例えば、接触燃焼式、気体熱伝導式、半導体式等を適用できる。充填ライン１０及び供給ライン２０に共通の分岐継手１４には、高圧用圧力センサ５１が設けられる。高圧用圧力センサ５１は、充填ライン１０の水素ガスの圧力を検出する。供給ライン２０の分岐継手２４には、低圧用圧力センサ５４が設けられる。低圧用圧力センサ５４は、供給ライン２０の水素ガスの圧力を検出する。

【0041】

燃料電池モジュール２は、電路（図１では細い実線で示す）及び高電圧コンタクタ５５を介して車両駆動用のモータ８に電気的に接続し、燃料電池モジュール２で発生した電力をモータ８に供給する。高電圧コンタクタ５５は、燃料電池モジュール２とモータ８とを電気的に接続する電路の断接を行う電磁接触器であり、当該スイッチの断接を行うことで、燃料電池モジュール２からモータ８への電力の供給や遮断を制御可能である。高電圧コンタクタ５５は、後述する車両電源スイッチ５７の電源オフ操作による燃料電池モジュール２のシャットダウン工程で最終的に開状態となる。

【0042】

車両１は、そのほかに、統合制御部６と、運転席表示部７と、低電圧バッテリ５６と、車両電源スイッチ５７と、を備える。

【0043】

統合制御部６は、電子演算装置から構成される制御ユニットで、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）であり、車両１の各コンポーネントや各種センサとＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信ネットワークや直接配線、無線を介して通信可能である。本実施形態では、統合制御部６は、主に予めインストールされた所定のプログラムに従って動作し、後述する水素補給時表示処理を実行する機能を有する。

【0044】

運転席表示部７は、例えば運転席のインストルメントパネルに設けられる表示手段である。運転席表示部７は、液晶パネル等のモニタ画面及びスピーカーを備え、統合制御部６の指示により警告情報を表示したり、必要に応じて音声を出力したりする。

【0045】

低電圧バッテリ５６は、システム電源やＥＣＵ（コンピュータ）、車内の各種電装品等に電力を供給するための低電圧小容量の二次電池である。

【0046】

車両電源スイッチ５７は、運転席付近に設けられる、例えば押しボタンである。車両電源スイッチ５７は、ユーザの押下操作に伴い、燃料電池モジュール２及びモータ８を含む駆動システムの始動または停止、車両１の電装品の電源のオンまたはオフが可能である。なお、駆動システムを停止しつつ車両１の電装品の電源のみをオンにするアクセサリオン操作が含まれてもよい。本実施形態では説明を簡略化するため、少なくとも車両１の電装品の電源がオンしている状態を車両電源オン、電装品の電源がオフしている状態を車両電源オフとする。また、車両電源スイッチ５７は、イグニッションキーのように回転による操作を伴うものであってもよい。

【0047】

以上のように構成された車両１は、水素ガスの補給時に車両１が水素ガスを補給できる状態であるか否かをユーザに提示する車両の水素補給システム９（以下、単に水素補給システム９という）を備える。

【0048】

図３は、車両の水素補給システム９のブロック図である。本図を参照して、水素補給システム９の構成と機能を以下に説明する。

【0049】

水素補給システム９は、統合制御部６と、統合制御部６に通信可能に接続された燃料電池関連のシステムコンポーネントと、を備える。燃料電池関連のシステムコンポーネント（以下、単にシステムコンポーネントという）は、上記した、燃料電池モジュール２、高圧用圧力センサ５１、低圧用圧力センサ５４、水素検知センサ５２、オンタンクバルブ１１、温度センサ５３、高電圧コンタクタ５５、低電圧バッテリ５６、車両電源スイッチ５７、開閉センサ４４、赤外線通信装置４５、表示灯４６（第１表示部）、ディスプレイ４７（第２表示部）、及び、運転席表示部７である。統合制御部６は、情報取得部６１と、水素管理部６２と、判定部６３と、表示制御部６４と、を含む。

【0050】

情報取得部６１は、現在の車両の状態に関する情報を取得する。

【0051】

情報取得部６１は、車両の状態に関する情報として、システムコンポーネントから各コンポーネントの作動状態や計測値、エラー情報等の各種情報を取得する。具体的には、情報取得部６１は、燃料電池モジュール２から、作動状態を示すオン情報又はオフ情報と、エラー情報と、を取得する。情報取得部６１は、高圧用圧力センサ５１、低圧用圧力センサ５４からそれぞれ水素ガスの圧力情報と、エラー情報とを取得する。情報取得部６１は、水素検知センサ５２から、水素検知量と、エラー情報とを取得する。情報取得部６１は、オンタンクバルブ１１Ａ、１１Ｂそれぞれから、バルブの開閉状態を示す開情報又は閉情報と、エラー情報とを取得する。情報取得部６１は、温度センサ５３Ａ、５３Ｂそれぞれから、水素タンク３Ａ、３Ｂそれぞれのタンク温度と、エラー情報と、を取得する。情報取得部６１は、高電圧コンタクタ５５から、高電圧コンタクタ５５の開閉状態を示す開情報又は閉情報と、エラー情報と、を取得する。情報取得部６１は、低電圧バッテリ５６から、低電圧バッテリ５６の利用可不可状態を示すオン情報又はオフ情報と、エラー情報と、を取得する。情報取得部６１は、車両電源スイッチ５７から、車両電源オン情報又は車両電源オフ情報と、エラー情報と、を取得する。情報取得部６１は、開閉センサ４４から、リッド４２の開閉状態を示す開情報又は閉情報と、エラー情報と、を取得する。情報取得部６１は、赤外線通信装置４５から、水素ガスステーション１００との通信状態が正常か異常かを示す通信正常情報または通信異常情報と、正常な通信状態下で水素ガスステーション１００から受信する充填中情報及び満量情報と、を取得する。

【0052】

水素管理部６２は、情報取得部６１がシステムコンポーネントから取得した情報に基づいて、システムコンポーネントそれぞれの作動状態、計測値、エラーの有無を監視し、監視情報を生成し記憶する。監視情報は、計測値が所定の警告条件を満たした場合や、エラーがある場合に、そのコンポーネントに関する警告情報を含めることができる。例えば、水素管理部６２は、取得したタンク温度が所定の閾値を超過している場合、取得した水素の圧力が所定の圧力を超過している場合、取得した水素検出量が所定量を超過している場合、赤外線通信装置４５から通信異常情報を受信している場合、にそれらに関する警告情報を生成し監視情報に含めて記憶する。警告には、重度な警告と軽度な警告がある。重度な警告としては、水素タンク３Ａ、３Ｂが高温状態や高圧力状態となっている場合、水素ガスが漏洩している場合、主要コンポーネントに重大なシステムエラーが発生している場合などは重度の警告に分類される。それ以外の走行に支障がないシステムコンポーネントのエラーなどは軽度な警告に分類される。

【0053】

水素管理部６２は、充填ライン１０、供給ライン２０、及びリリーフライン３０の各バルブを制御し、開閉状態や作動状態を取得する。具体的には、水素管理部６２は、水素ガスの補給時、オンタンクバルブ１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、遮断弁２７、及び遮断弁３３の開閉状態を制御する。すなわち、リッド４２の開状態が検知されると、水素管理部６２は、燃料電池モジュール２がシャットダウンし、かつ、遮断弁２７と遮断弁３３が閉じていることを確認したうえで、オンタンクバルブ１１Ａ、１２Ａを開く。また、水素管理部６２は、水素タンク３の満量を検知したり、水素ガスステーション１００から満量情報を受信したりすると、オンタンクバルブ１１Ａ、１２Ａを閉じる。水素管理部６２は、高圧用圧力センサ５１から取得した圧力に基づいて、水素タンク３が満量となったことを検知する。

【0054】

判定部６３は、情報取得部６１が取得した車両１の状態に基づいて、車両１が水素ガスを補給可能であるか否かを判定する。具体的には、判定部６３は、システムコンポーネントについて情報取得部６１が取得した情報と、水素管理部６２が生成する監視情報と、に基づいて、車両１が水素ガスを補給可能であるか否かを判定する。

【0055】

図４は、車両の水素補給システムの判定部が参照する状態表である。判定部６３は、図４に示す状態表を記憶している。判定部６３は、統合制御部６が実行する後述の水素補給時表示処理において、情報取得部６１が取得した車両の状態に関する情報と、水素管理部６２が生成した監視情報と、状態表とに基づいて、水素ガスの補給が可能か否かを判定する。

【0056】

図４を参照しながら、状態表について説明する。

【0057】

図４の状態表は、水素ガスを補給する時の車両１の状態を類別する「状態識別コード」と、車両１の状態を示す「状態」、「表示灯」、及び「表示テキスト」の内容を示している。「状態識別コード」は、車両１の状態を示す「状態」に応じて付与されるコードであり、大きく分類すると、第１状態、第２状態、及び第３状態の３段階に分類されている（図４の状態表では単に数字の１、２、３のみ表示）。

【0058】

第１状態は、車両１に重度の異常が発生している状態（重度異常状態）を示す。第１状態は、車両１が走行する支障がある異常が発生している状態である。第２状態は、車両１に軽度の異常が発生している状態（軽度異常状態）を示す。第２状態は、車両１が走行しても支障がない異常が発生している状態である。第３状態は、車両１の状態が正常である状態（正常状態）を示す。

【0059】

第１状態、第２状態、第３状態は、それぞれ、さらに細かく１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３Ａ、３Ｂ、３Ｃと分類されている。なお、「状態識別コード」の数は車両１の状態に応じて適宜設定することが可能である。以下、車両の「状態識別コード」が、例えば１Ａに該当することを、単に「状態１Ａ」と表現する。「表示灯」の項目は、車両１の判定状態ごとに表示灯４６の表示態様が示されている。「表示テキスト」の項目には、車両１の判定状態ごとにディスプレイ４７に表示されるメッセージが示されている。なお、「表示テキスト」のメッセージは例示であり、同等の意味であればほかの表現でも構わない。

【0060】

状態１Ａの判定条件は、車両１の状態として水素タンク３のタンク温度について警告が出ている状態である。水素補給時表示処理において、温度センサ５３から取得したタンク温度が所定の閾値を超過している場合に、判定部６３は車両１が状態１Ａと判定する。状態１Ａの場合、表示灯４６の表示態様は赤色で連続点灯、ディスプレイ４７の表示態様は「警告：タンク高温」である。

【0061】

状態１Ｂの判定条件は、車両１の状態として、水素タンク３の圧力について警告が出ている状態である。水素補給時表示処理において、高圧用圧力センサ５１から取得した水素タンク３の圧力が所定の閾値を超過している場合に、判定部６３は車両１が状態１Ｂと判定する。状態１Ｂの場合、表示灯４６の表示態様は赤色で連続点灯、ディスプレイ４７の表示態様は「警告：タンク高圧」である。

【0062】

状態１Ｃの判定条件は、車両１の状態として、水素ガスの漏洩について警告が出ている状態である。水素補給時表示処理において、水素検知センサ５２から取得した水素検知量が所定の閾値を超過している場合に、判定部６３は車両１が状態１Ｃと判定する。状態１Ｃの場合、表示灯４６の表示態様は赤色で連続点灯、ディスプレイ４７の表示態様は「警告：水素ガス漏れ」である。

【0063】

状態１Ｄの判定条件は、車両１の状態として、その他の重大なシステムエラーについて警告が出ている状態である。水素補給時表示処理において、監視情報に重度な警告情報が含まれている場合に、判定部６３は車両１が状態１Ｄと判定する。状態１Ｄの場合、表示灯４６の表示態様は赤色で連続点灯、ディスプレイ４７の表示態様は「警告：重大なシステムエラー」である。

【0064】

状態２Ａの判定条件は、車両１の状態として、燃料電池モジュール２が作動中、高電圧コンタクタ５５が閉状態、車両電源スイッチ５７がオン状態、の少なくともいずれかに該当する状態である。水素補給時表示処理において、燃料電池モジュール２からオン情報、高電圧コンタクタ５５から閉情報、車両電源スイッチ５７から電源のオン情報、の少なくともいずれかを統合制御部６が受信している場合に、判定部６３は車両１が状態２Ａと判定する。状態２Ａの場合、表示灯４６の表示態様は黄色の速い点滅、ディスプレイ４７の表示態様は「充填の前に電源をオフしてください」である。

【0065】

状態２Ｂの判定条件は、車両１の状態として、赤外線通信装置４５のエラー、高圧用圧力センサ５１又は低圧用圧力センサ５４のエラー、温度センサ５３のエラー、の少なくともいずれかに該当する状態である。水素補給時表示処理において、赤外線通信装置４５のエラー情報、高圧用圧力センサ５１又は低圧用圧力センサ５４のエラー情報、温度センサ５３のエラー情報、の少なくともいずれかを統合制御部６が受信している場合に、判定部６３は車両１が状態２Ｂと判定する。状態２Ｂの場合、表示灯４６の表示態様は黄色でゆっくり点滅、ディスプレイ４７の表示態様は「高速充填が利用できません」である。「高速充填が利用できません」というメッセージは、第２状態における水素ガスの充填が、第３状態における充填よりも充填速度などの充填効率を抑制した充填であることをユーザに対して示している。

【0066】

状態２Ｃの判定条件は、車両１の状態として、その他の軽微なエラーに該当する状態である。水素補給時表示処理において、監視情報に軽度な警告情報が含まれている場合に、判定部６３は車両１が状態２Ｃと判定する。状態２Ｃの場合、表示灯４６の表示態様は黄色で連続点灯、ディスプレイ４７の表示態様は「軽微なシステムエラー」である。

【0067】

状態３Ａの判定条件は、車両１の状態として、燃料電池モジュール２がオフ、高電圧コンタクタ５５が開状態、かつ、すべてのシステムコンポーネントが正常動作、に該当する状態である。水素補給時表示処理において、統合制御部６が燃料電池モジュール２からのオフ情報と高電圧コンタクタ５５からの開情報とを受信し、監視情報に警告情報が含まれていない場合に、判定部６３は車両１が状態３Ａと判定する。状態３Ａの場合、表示灯４６の表示態様は緑色でゆっくり点滅、ディスプレイ４７の表示態様は「充填可能です」である。「充填可能です」というメッセージは水素ガスの充填を許可することをユーザに対して示している。

【0068】

状態３Ｂの判定条件は、車両１の状態として、水素ガスの充填が進行中であることに該当する状態である。水素補給時表示処理において、赤外線通信装置４５が水素ガスステーション１００から充填中信号を受信している場合に、判定部６３は車両１が状態３Ｂと判定する。状態３Ｂの場合、表示灯４６の表示態様は緑色の速い点滅、ディスプレイ４７の表示態様は「充填中」である。

【0069】

状態３Ｃの判定条件は、車両１の状態として、水素タンク３が満量であることに該当する状態である。水素補給時表示処理において、赤外線通信装置４５が水素ガスステーション１００から満量信号を受信した場合に、判定部６３は車両１が状態３Ｃと判定する。状態３Ｃの場合、表示灯４６の表示態様は緑色の連続点灯、ディスプレイ４７の表示態様は「タンク満量到達」である。

【0070】

図３に示す表示制御部６４は、判定部６３の判定結果に基づいて、表示灯４６、ディスプレイ４７、運転席表示部７の表示を制御する。具体的には、表示制御部６４は、判定部６３が判定した車両１の状態に対応する状態表の「表示灯」及び「表示テキスト」の内容を参照し、表示灯４６及びディスプレイ４７の表示態様をそれぞれ変更する。また、表示制御部６４は、判定部６３の判定結果に関する情報を運転席表示部７に表示する。

【0071】

図５と図６は、水素補給時の表示処理を示すフローチャートである。以下これらのフローチャートに沿って統合制御部６が実行する水素補給時表示処理を説明する。当該ルーチンはリッド４２が閉じた状態でスタートする。

【0072】

図５のステップＳ１０１において、情報取得部６１は、車両電源スイッチ５７から車両電源オン情報を取得して、ステップＳ１０２に進む。

【0073】

ステップＳ１０２において、水素管理部６２は、システムコンポーネントの状態を監視していることを確認しステップＳ１０３に進む。

【0074】

ステップＳ１０３において、水素管理部６２は、開閉センサ４４からのリッド４２の開閉情報に基づいて、リッド４２が開状態か否かを判定する。当該判定が真、すなわちリッド４２が開状態である場合、ステップＳ１０４に進む。当該判定が偽、すなわちリッド４２が閉状態である場合、ステップＳ１０２に戻る。

【0075】

ステップＳ１０４において、情報取得部６１はシステムコンポーネントから情報を取得し、水素管理部６２は情報取得部６１が取得した情報に基づいて監視情報を生成し、判定部６３は状態表を参照して、ステップＳ１０５に進む。

【0076】

ステップＳ１０５において、判定部６３は、ステップＳ１０４で取得したシステムコンポーネントの状態情報と、生成された監視情報と、参照した状態表と、に基づいて、車両１が第１状態、すなわち状態１Ａ、状態１Ｂ、状態１Ｃ、状態１Ｄのいずれかに該当するか否かを判定する。当該判定結果が真、すなわち車両１が第１状態に該当する場合、ステップＳ１０６に進む。一方、当該判定結果が偽、すなわち車両１が第１状態に該当しない場合、図６のステップＳ１０９に進む。

【0077】

ステップＳ１０６において、すなわち車両１が第１状態に該当する場合、表示制御部６４は、表示灯４６及びディスプレイ４７に該当する車両１の状態に対応する表示内容を表示させて、ステップＳ１０７に進む。

【0078】

ステップＳ１０７において、水素管理部６２は、判定部６３の車両１の状態についての判定結果をエラーとして記憶する。

【0079】

ステップＳ１０８において、水素管理部６２は、運転席表示部７に判定部６３の車両１の状態についての判定結果に関する警告を表示して、当該ルーチンをリターンする。

【0080】

図６に示すステップＳ１０９において、判定部６３は、ステップＳ１０４で取得したシステムコンポーネントの状態情報と、生成された監視情報と、状態表と、に基づいて、車両１が第２状態、すなわち状態２Ａ、状態２Ｂ、状態２Ｃの少なくともいずれかに該当するか否かを判定する。当該判定結果が真、すなわち車両１が第２状態に該当する場合、ステップＳ１１０に進む。一方、当該判定結果が偽、すなわち車両１が第２状態に該当しない場合、ステップＳ１１２に進む。

【0081】

ステップＳ１１０において、表示制御部６４は、表示灯４６及びディスプレイ４７に該当する車両１の状態に対応する表示内容を表示させて、ステップＳ１１１に進む。状態２Ａ、状態２Ｂ、状態２Ｃの複数に該当する場合は、表示灯４６は２Ａ、２Ｂ、２Ｃの順に表示態様が優先される。ディスプレイ４７については、２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃの全ての表示態様を同時に表示してもよく、所定時間ごとに表示を切り替えてもよい。

【0082】

ステップＳ１１１において、水素管理部６２は、開閉センサ４４からリッド４２の開閉情報を受信し、リッド４２が閉状態か否かを判定する。当該判定が真、すなわちリッド４２が閉状態である場合、図５のステップＳ１０７に進む。当該判定が偽、すなわちリッド４２が閉状態でない（開状態である）場合、ステップＳ１１０に戻る。

【0083】

図６のステップＳ１１２において、判定部６３は、Ｓ１０４で取得したシステムコンポーネントの状態情報と、生成された監視情報と、状態表と、に基づいて、車両１が第３状態、すなわち状態３Ａ、状態３Ｂ、状態３Ｃのいずれかに該当するか否かを判定する。当該判定結果が真、すなわち車両１が第３状態である場合、ステップＳ１１３に進む。一方、当該判定結果が偽、すなわち車両１が第３状態でない場合、ステップＳ１０４に戻る。

【0084】

ステップＳ１１３において、表示制御部６４は表示灯４６及びディスプレイ４７に該当する車両１の状態に対応する表示内容を表示させて、当該ルーチンをリターンする。

【0085】

なお、当該ルーチンの途中で、統合制御部６がリッド４２の閉情報を受信した場合は、統合制御部６は当該ルーチンを強制終了することができる。この際、すでにステップＳ１０７のエラーが記憶されている場合は、ステップＳ１０８の運転席表示部７での警告表示は実行される。

【0086】

以上のように、本実施形態に係る上記構成の水素補給システム９は、車両１が正常状態（状態３Ａ～３Ｃ）、軽度異常状態（状態２Ａ～２Ｃ）、又は、重度異常状態（状態１Ａ～１Ｄ）のどの状態にあるかを判定し、水素ガス充填部４に設けられた表示灯４６及びディスプレイ４７に、判定結果に応じた表示を行う。これにより、水素ガスの補給の作業のためにユーザが車外に出て運転席表示部７の警告を確認できない場合でも、水素ガスの補給をする時点で、又は、水素ガスの補給中に、その場で水素ガスの補給可否に関する判断を行うことができる。また、車両１が重度異常状態の場合は、ユーザに補給を禁止するメッセージを提示するため、安全を確保することができる。また、車両１が軽度異常状態の場合、ユーザは運転席表示部７を確認するために水素ガス充填部４から離れた運転席に戻ることなく、低速充填が利用可能であること、及びそのエラーの内容を把握できる。また、車両１が正常状態の場合は、水素ガスの充填の進行状況を把握できる。まとめると、水素ガス補給時に、車両１が水素ガスを補給できる状態であるか否かを確実に確認することができ、その確認結果によって、安全に水素ガスを補給することができる。

【0087】

以上で本発明に係る車両１の水素補給システム９の実施形態についての説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。

【0088】

例えば、上記実施形態において、車両１が重度異常状態と判定された場合に、水素管理部６２は、リッド４２が開状態であってもオンタンクバルブ１１Ａ、１１Ｂを閉状態のままとする制御をしてもよい。これにより、水素ガス充填口４３に水素ガス充填用ノズル１０１が物理的に接続された場合でも水素タンク３への水素ガスの流入を抑止できる。

【0089】

また、上記実施形態において、ディスプレイ４７を省略してもよい。その際、表示灯４６の近傍に、状態表の内容を簡略化して示したシール（ステッカー）等を貼り付けると良い。

【符号の説明】

【0090】

１ ：車両
２ ：燃料電池モジュール
３Ａ、３Ｂ ：水素タンク
４ ：水素ガス充填部
５ ：ボデー
６ ：統合制御部
７ ：運転席表示部
８ ：モータ
９ ：水素補給システム
１０ ：充填ライン
１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ ：オンタンクバルブ
２０ ：供給ライン
３０ ：リリーフライン
４２ ：リッド
４３ ：水素ガス充填口
４４ ：開閉センサ
４５ ：赤外線通信装置
４６ ：表示灯（表示部）
４７ ：ディスプレイ（表示部）
５１ ：高圧用圧力センサ
５２ ：水素検知センサ
５３Ａ、５３Ｂ ：温度センサ
５４ ：低圧用圧力センサ
５５ ：高電圧コンタクタ
５６ ：低電圧バッテリ
５７ ：車両電源スイッチ
６１ ：情報取得部
６２ ：水素管理部
６３ ：判定部
６４ ：表示制御部
１００ ：水素ガスステーション
１０１ ：水素ガス充填用ノズル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】