专利名称：气体填充系统和车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将气体从气体站填充到例如在车辆上安装的燃料罐中的气体填充系统，并且还涉及一种配备有这种燃料罐的车辆。
背景技术：
如上所述的已知气体站包括将氢气填充到燃料电池车辆的氢气罐中的氢气站(例如见日本专利申请公布No. 2005-069327 (JP-A-2005-069327)和日本专利申请公布 No. 2007-321572 (JP-A-2007-321572))。在日本专利申请公布 No. 2005-069327(JP-A-2005-069327)中，车辆和氢气站经由适配器而被电连接，并且在氢气站侧掌握着关于车辆的氢气罐的最大工作压力的信息从而控制氢气填充使得将不超过最大工作压力。在氢气正被填充时，期望监视氢气罐中的温度和压力，它们与氢气填充相关联地升高。与这个方面相结合地，已经考虑了这样一种构造，其中，通过使用通信设备，根据需 要，关于燃料罐中的温度等的信号被从车辆侧和氢气站发送，并且在超过氢气罐的容许温度(参考值)之前，氢气站自动地停止氢气填充(见日本专利申请公布No. 2007-321572(JP-A-2007-321572))。顺便提一句，根据条件，氢气填充有时要求长的时间。例如，在炽热太阳下的白天期间，氢气罐暴露于其温度高于正常温度的环境。如果鉴于这种情况，以比正常温度下更慢的填充速度执行氢气填充，使得氢气罐的温度将不超过它的容许温度，则填充时间变长。如果在这种长时间填充期间，根据需要，有关例如氢气罐中的温度等的数据被从车辆侧发射到氢气站侧，则有可能处于非工作状态中的车辆的电源可能电力不足。
发明内容
本发明提供一种气体填充系统和一种车辆，该气体填充系统和该车辆减少在气体填充期间消耗的电力。根据本发明的第一方面的气体填充系统包括车辆，具有燃料罐、发射器和被连接到发射器的控制装置；和气体站，具有接收来自发射器的信号的接收器，其中，该控制装置根据关于燃料罐的内部的状态量，来改变在从气体站到燃料罐的气体填充期间从发射器发射到接收器的信号的发射周期。根据本发明的第二方面的车辆包括燃料罐，在该燃料罐中填充来自具有接收器的气体站的气体；发射器；和控制装置，该控制装置被连接到发射器，并且根据关于燃料罐的内部的状态量，来改变在从气体站到燃料罐的气体填充期间从发射器发射到接收器的信号的发射周期。根据本发明的第一和第二方面，在气体填充期间使用的信号发射周期不是固定的，而是根据关于燃料罐内部的状态量而改变。由于这个构造，例如在燃料罐的内部具有使得填充时间是长的这种状态量的情形中，长发射周期的选择性使用将整体上减少在气体填充的单个操作中用于从发射器发射需要的电力。因此，在气体填充期间的电力消耗能够被减少。在本发明的第一和第二方面中，关于燃料罐的内部的状态量可以包括燃料罐中的温度和压力，并且如果燃料罐中的温度大于或者等于第一阀值并且燃料罐中的压力小于或者等于第二阀值，则与如果燃料罐中的温度小于第一阀值或者如果燃料罐中的压力大于第二阀值相比，控制装置可以使得发射周期更长。根据这个构造，在前一情形中，其中填充时间将比后一情形中更长，更长的发射周期能够用于减少在气体填充期间的电力消耗。具体地，因为燃料罐中的温度和压力这两者均与它们相应的阀值相比较，所以在燃料罐中的状态能够被精确地掌握，从而发射周期的长度能够被适当地确定。在这里应该指出，第一阀值和第二阀值每一个均根据气体种类而改变。在填充氢气的示例情形中，第一阀值是60 V，并且第二阀值是2MPa。该车辆可以进一步包括检测燃料罐中的温度的温度传感器；检测燃料罐中的压 力的压力传感器，并且与第一阀值相比较的燃料罐中的温度可以是在气体填充开始之前温度传感器检测的温度，并且与第二阀值相比较的燃料罐中的压力可以是在气体填充开始之前压力传感器检测的压力。根据这个构造，基于在气体填充开始之前掌握的燃料罐中的温度和压力确定了在气体填充期间信号发射周期的长度。这使得能够从气体填充开始使用长信号发射周期，从而能够进一步减少电力消耗。在气体填充期间从发射器发射到接收器的信号可以包括与由温度传感器和压力传感器在气体填充期间所检测到的燃料罐中的温度和压力相关的检测信息。根据这个构造，能够在抑制由发射器执行的发射所需的电力消耗的同时，在气体站侧在气体填充期间检测燃料罐中的温度和压力。气体站可以具有连接到接收器的站侧控制装置，并且站侧控制装置可以基于接收器所接收到的检测信号来控制到燃料罐中的气体填充。根据这个构造，能够改变在气体填充期间适合于燃料罐中的压力和温度的气体填充中的至少一个条件，例如填充速度和填充数量中的至少一个。在前面的构造中，在气体填充期间，如果在预定周期期间接收器没有接收到来自发射器的信号，则站侧控制装置可以确定已经发生了发射错误，并且控制装置可以将发射周期设置为小于预定周期的一半。根据这个构造，即使在使用长发射周期的情形中，如果发射错误的发生是首次发生，则能够就以下控制执行处理，其中尽管实际发生了发射错误，但是也确定在发射器中无任何异常发生。该车辆可以具有向温度传感器、压力传感器、发射器和控制装置供应电力的电力存储装置。因为如上所述提供了用于在气体填充期间减少电力消耗的措施，所以在气体填充期间电力存储装置的电力不足能够被抑制。这抑制了例如温度传感器等不能输入信息的事件的发生。如果气体填充开始后经过的时间小于或者等于第三阀值，则控制装置可以使用第一发射周期，并且如果经过的时间超过第三阀值，则控制装置可以使用比第一发射周期更长的第二发射周期。根据这个构造，在比第三阀值持续更长的长时间气体填充的情形中，能够减少在气体填充期间的电力消耗。发射器和接收器可以是红外通信仪器。这个构造减少了在对其使用红外通信的气体填充期间的电力消耗。附图简要说明将在下面参考附图描述本发明的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中类似的标号表示类似的元件，并且其中图I是根据本发明的一个实施例的气体填充系统的示意图；
图2是根据本发明的实施例的气体填充系统的构造图；图3是示出在开始填充气体之前根据本发明的实施例的气体填充系统执行的操作过程的流程图；图4是示出根据本发明的实施例的第一修改确定发射周期的操作过程的流程图；并且图5是示出根据本发明的实施例的第二修改确定发射周期的操作过程的流程图。
具体实施例方式将在下文中参考绘图描述本发明的实施例。将与气体填充系统的一个示例相结合地给出以下说明，在该气体填充系统中，氢气被从氢气站填充到配备有燃料电池系统的燃料电池车辆的燃料罐中。附带说一句，该燃料电池系统包括通过在燃料气体(例如，氢气)和氧化气体(例如，空气)之间的电化学反应产生电力的燃料电池。此外，氢气的填充是将氢气从氢气站供应到燃料罐中的一种方式。如在图I中所示，气体填充系统I包括例如作为气体站的氢气站2，和车辆3，从氢气站2向车辆3供应氢气。如在图2中所示，车辆3包括燃料罐30、容器32、压力传感器36、温度传感器38、显示装置42，通信仪器44和控制装置46。燃料罐30是用于燃料电池的燃料气体供应源，并且例如是能够在35MPa或者70Mpa下存储氢气的高压罐。在多个燃料罐30被安装在车辆3中的情形中，燃料罐30被并联连接到燃料电池。燃料罐30中的氢气通过供应通道52被供应到燃料电池50。在另一方面，氢气到燃料罐30的供应是通过氢气站2经由容器32将氢气释放到填充通道34中来执行的。填充通道34由气体管线和通道部分构成，其中气体管线设置在燃料罐30外侧，通道部分设置在附接到燃料罐30的开口部分的阀门组件(未示出)中。此外，填充通道34设置有用于抑制氢气的反向流动的止回阀35。压力传感器36检测从氢气站2释放的氢气的压力，并且被设置在填充通道34中。例如，压力传感器36被设置在前述被设置在止回阀35的下游侧并且就在燃料罐30的上游的气体管线中，并且检测基本反映在燃料罐30内的氢气的压力(在下文中，被称作“罐压力”)的压力。温度传感器38被设置在阀门组件中的通道部分中，并且被置放在燃料罐30内。温度传感器38检测反映在燃料罐30内的氢气温度(在下文中，被称作“罐温度”)的温度。附带说一句，在其它实施例中，压力传感器36还可以被置放在燃料罐30内。此外，在燃料罐30中置放温度传感器38的位置不受特别地限制，只要该位置允许基本上检测到罐温度。优选的是将温度传感器38设置为靠近将氢气导引到燃料罐30中的喷出开口。显示装置42能够例如被用作汽车导航系统的一部分，并且在它的显示屏幕中显示各种信息。通信仪器44被设置用于与氢气站2通信，并且例如用作用于诸如红外通信等的无线通信的通信接口。通信仪器44被内置于容器32中或者被固定在车辆3的有盖子盒子内，从而能够在氢气站2的填充喷嘴12被连接到容器32时进行通信。控制装置46被构造成在其中具有CPU、ROM和RAM的微型计算机。控制装置46控制车辆3。CPU根据控制程序执行所期望的计算，从而执行各种处理和控制，诸如改变通信仪器44的发射周期。ROM存储由CPU处理的控制程序和控制数据。RAM主要用作用于控制处理的各种工作空间。控制装置46被连接到压力传感器36、温度传感器38、显示装置42、通信仪器44等，并且通过使用通信仪器44向氢气站2发送例如由压力传感器36和温度传感器38检测的信息。 控制燃料电池50的输出电压的高电压DC/DC转换器54被连接到燃料电池50。用于燃料电池50的操作的各种高电压附件56电连接在燃料电池50和高电压DC/DC转换器54之间。高电压附件56是需要高电压(例如，高于12V的电压)的附件，例如将氧化气体压力馈送到燃料电池50的空气压缩机、以循环方式向燃料电池50供应氢气尾气的氢气泵。电力存储装置58是起到高电压电力存储装置作用的可充电-可放电二次电池。电力存储装置58与燃料电池50并联地经由高电压DC/DC转换器54而被连接到例如车辆3的牵引马达。低电压DC/DC转换器60电连接在高电压DC/DC转换器54和电力存储装置58之间。低电压DC/DC转换器60降低高电压电路侧的直流电力的一部分的电压，并且向低电压电路侦彳供应电压降低的电力。电压降低的直流电力部分用于对低电压蓄电池62充电，并且部分被用作驱动低电压附件64的电力。低电压蓄电池62起到低电压(例如，12V)的电力存储装置的作用，并且是由例如镍金属氢化物电池、锂离子电池代表的二次电池。低电压附件64是以低电压驱动的各种电器，并且不同于高电压附件56。被视为低电压附件64的例如有压力传感器36、温度传感器38、显示装置42、通信仪器44等。当从作为供电源的低电压蓄电池62供应电力时，低电压附件64和控制装置46也被驱动。例如，在车辆3处于点火断开状态(在下文中，被称作“ IG0FF”)中时，燃料电池50并不产生电力，并且因此用于低电压附件64和控制装置46的电力是从低电压蓄电池62供应的。氢气站2包括控制被设置在氢气站2处的各种电器等的控制装置5、用于与车辆3通信的通信仪器6、在它的显示屏幕中显示各种信息的显示装置7，和在安设氢气站2的位置处检测外部空气温度的外部空气温度传感器8。通信仪器6依照车辆3的通信仪器44的类型，并且向通信仪器44发送并从其接收各种信息。显示装置7显示信息，诸如在填充操作期间的填充速度(填充流速)和填充量等。此外，显示装置7的显示屏幕配备有允许操作人员或者使用者(在下文中，一起被称作“使用者”)在其上输入所期望的填充条件的操作面板。即，允许使用者经由显示装置7的操作面板指定罐的完全填充(完全填充)、期望的填充量、期望的为单个填充操作支付的花费等，作为期望的填充条件。附带说一句，在其它实施例中，还容许采用能够通过使用不同于显示装置7的装置接收从使用者输入的填充条件的构造。此外，氢气站2具有存储氢气的罐组(气体供应源)11、朝向安装在车辆3中的燃料罐30释放氢气的填充喷嘴12，和将罐组11和填充喷嘴12连接的气体通道13。填充喷嘴12还被称为填充联结，并且当氢气被填充到车辆3中时被连接到车辆3的容器32。填充喷嘴12和容器32形成连接氢气站2和燃料罐32的连接单元。此外，填充喷嘴12设置有检测氢气站2向燃料罐30供应的氢气的压力 和温度的压力传感器9和温度传感器10。由于在填充喷嘴12上设置这些传感器9和10，能够利用一种简单的构造获取实际上从氢气站2供应到燃料罐30的氢气的实际压力和实际温度。此外，优选的是温度传感器10被设置在填充喷嘴12的远端(填充喷嘴12的燃料罐30侧部分)。气体通道13设置有压缩机14、蓄压器15、预冷却器16、流量控制阀17、流量计18和分配器19。压缩机14压缩来自罐组11的氢气，并且将其排出。蓄压器15存储其压力已经被压缩机14升高到预定压力的氢气。预冷却器16将来自蓄压器15其温度大致等于室温的氢气冷却到预定的低温(例如，_20°C或者-40°C)。流量控制阀17是电驱动阀门，并且根据来自控制装置5的命令调节来自蓄压器15的氢气的流量。由此，氢气到燃料罐30的填充流速(填充速度)受到控制。这个受到控制的填充流速由流量计18测量。响应于测量结果，控制装置5执行流量控制阀17的反馈控制从而实现期望的填充流速。附带说一句，可以使用除了流量控制阀17之外的流速控制装置。分配器19向填充喷嘴12发送出氢气。例如，如果填充喷嘴12的触发杆被拉动，则分配器19被致动从而变得能够从填充喷嘴12朝向燃料罐30排放氢气。附带说一句，虽然未在图中示出，但是在填充操作期间打开气体通道13的截流阀被设置在蓄压器15中或者蓄压器15的下游侧。控制装置5被构造成在其中具有CPU、ROM和RAM的微型计算机。CPU根据控制程序执行期望的计算从而执行各种处理和控制。ROM存储由CPU处理的控制程序和控制数据。RAM主要用作用于控制处理的各种工作空间。控制装置5被电连接到通信仪器6、显示装置
7、外部空气温度传感器8、压力传感器9、温度传感器10、流量控制阀17、流量计18、蓄压器15等，它们通过由图2中的短划单点线示出的控制线路连接。例如，控制装置5将压力传感器36和温度传感器38检测的压力和温度识别为车辆3的燃料罐30中的压力和温度(即，罐压力和罐温度)，并且相应地控制氢气的填充。具体地，控制装置5基于控制装置5从通信仪器6接收到的关于车辆3侧的罐压力和罐温度的信息，来控制打开流量控制阀17的程度。此外，控制装置5通过使用通信仪器6向车辆3的通信仪器44发送能够在氢气站2处获得的息。因此，通信仪器6和44起到相互间接收和发射包括各种信息的信号的接收器和发射器的作用。作为通信仪器6和44，能够使用每一个均包括发射元件和接收元件的红外通信仪器。每一个通信仪器的发射元件和接收元件均可以分别地例如由红外发光二极管和光电二极管来构造。在上述气体填充系统I中，当氢气将被填充到车辆3中时，填充喷嘴12首先被连接到容器32，并且然后在其间的连接得以维持时，分配器19被致动。然后，氢气被从填充喷嘴12朝向燃料罐30释放，并且因此被填充到燃料罐30中。在这个实施例的气体填充系统I中，在填充开始之前，掌握了关于燃料罐30的内部的状态量。如果该状态量满足预定条件，则从车辆3到氢气站2的通信仪器44的发射周期被延长(即，下一次发射定时被延迟)。以此方式，在气体填充期间的电力消耗被最小化。下面，将参考图3描述在气体填充系统I中确定通信仪器44的发射周期的操作过程。图3所示过程是在开始将来自氢气站2的氢气填充到燃料罐30中之前执行的。首先，车辆3的控制装置46的电力源被打开(步骤SI)。这是通过从低电压蓄电池62向控制装置46供应电力执行的。打开控制装置46的电力源的触发的示例包括利用传感器(未示出)检测到已执行了连接填充喷嘴12和容器32的操作。还容许通过使用不同于前面的方法的方法，利用传感器检测车辆3的有盖盒子的燃料盖已经被打开。当控制装置46的电力源打开时，压力传感器36、温度传感器38和通信仪器44被激活。通过从低电压蓄电池62供应电力执行这些装置的激活等。然后，在压力传感器36和温度传感器38的激活完成之后，输入罐压力P1和罐温度T1 (在下文中，有时分别被称作“初始罐压力”和“初始罐温度”)作为在填充开始之前发生的燃料罐30的状态量。关于输入的罐压力P1和罐温度T1的信息被暂时存储到例如控制装置46的RAM中。在另一方面，与压力传感器36和温度传感器38的激活完成同时地或者之
前地或者随后地，通信仪器44的激活得以完成。此时，如果连接填充喷嘴12和容器32的操作已经完成，则建立了在氢气站2和车辆3之间能够进行无线通信的状态。接着，在步骤S2中，确定罐温度T1是否大于或者等于阀值Tth。这个确定是由控制装置46执行的。阀值Tth是通过对于填充时间加以考虑而预先确定的，并且被预先存储在控制装置46的ROM中。具体地，通过预先执行的评价测试或者模拟，能够掌握对应于各种罐温度和各种罐压力的填充时间的大致长度。例如，通过先前的评价，已经确认了当燃料罐的罐温度大于或者等于60°C并且其罐压力小于或者等于2MPa时，要求的填充时间大于或者等于40分钟。罐温度越高，填充时间趋向于越长。因此，当罐温度大约是正常温度时，不要求大于或者等于40分钟的长填充时间。鉴于以上所述，在该实施例中的阀值Tth被设定为已经通过先前的评价等而被确认为要求长填充时间(例如，40分钟或者更多)的罐温度。阀值Tth的一个示例是60 °C。然而，阀值Tth取决于燃料罐30的特性(热耗散特性)并且还取决于燃料罐30的参考温度(容许温度)、预冷却器16的冷却能力等改变。即，这些因素的差异改变填充时间。例如，在铝被用作燃料罐30的衬里的情形中，与在树脂(聚乙烯等)被用作衬里的情形相比，燃料罐30的热耗散特性更好。因此，在前一情形中，能够增加阀值Tth的。此外，能够由预冷却器16实现的氢气的温度越低，能够使得由填充引起的罐温度的升高越小。因此，预冷却器16的冷却能力越高，也能够使得阀值Tth越大。因此，尽管在步骤S2中的阀值Tth可以是固定数值(如在前面的示例中60°C)，但是还能够基于燃料罐30的特性等改变阀值Tth。附带说一句，应该清楚，在填充的气体是种类不同于氢气的气体的情形中，使用的阀值Tth也不同于填充的气体是氢气的情形中使用的阀值。如果在步骤S2中确定罐温度T1小于阀值Tth (在步骤S2中为否)，则认为要求的填充时间不是非常长的。因此，控制装置46确定将要使用发射周期Ta，而不考虑罐压力P1(步骤S3)。在另一方面，如果罐温度T1高于或者等于阀值Tth (在步骤S2中为是)，则认为将要求长的填充时间。因此，控制装置46将罐压力P1与阀值Fth进行比较(步骤S4)。阀值Fth，类似于阀值Tth，是通过对于填充时间加以考虑预先确定的，并且被预先存储在控制装置46的ROM中。在此情形中，罐压力越低，填充时间趋向于长。在该实施例中的阀值Pth被设定为已经通过先前的评价等而被确认为要求长填充时间(例如，40分钟或者更多)的罐压力。阀值Pth的一个示例是2MPa。在这里应该指出，阀值Pth，类似于阀值Tth，可以是固定数值，或者还可以基于燃料罐30的特性(热耗散特性)、燃料罐30的参考温度(容许温度)或者预冷却器16的冷却能力等而改变。如果在步骤S4中确定罐压力P1大于阀值Fth (在步骤S4中为否)，则认为填充时间将不长，并且因此确定使用信号发射周期Ta (步骤S3)。在另一方面，如果罐压力P1小于或者等于阀值Fth(在步骤S4中为是)，则认为填充时间将是长的。因此，控制装置46确定使用比发射周期Ta更长的信号发射周期Tb (步骤S5)。
将描述发射周期Ta和Tb。术语“发射周期Ta和Tb”指的是通信仪器44向通信仪器6发射的信号的周期时段。即，从通信仪器44向通信仪器6发射信号时到通信仪器44向通信仪器6发射下一个信号时的持续时间是发射周期。发射周期Ta和Tb被用于在填充期间在通信仪器44和通信仪器6之间的通信，并且被预先存储在控制装置46的诸如ROM的存储部分等之中。在一个示例中，发射周期Ta是100ms，并且比发射周期Ta更长的发射周期Tb是200ms、300ms或者400ms。然而，如果存在填充期间的发射周期的最大长度的标准，则在满足标准最大长度并且不影响填充的周期范围内设定发射周期Ta和Tb。优选的是确定是否发生了通信仪器44的发射错误。作为用于该确定的指标，可取的是使用在固定时段期间存在/不存在来自通信仪器6的信号的接收。例如，如果在500ms的固定时段(预定周期)期间，通信仪器6没有接收到来自通信仪器44的信号，则能够确定已经发生了通信仪器44的发射错误。这个确定能够在填充期间由控制装置5执行。因此，在控制装置5具有用于确定通信仪器44的发射错误是否已经发生的基准的情形中，优选的是将发射周期Ta和Tb设置为小于根据前面的基准使用的预定周期时段的一半。具体地，在前面的示例中，在预定周期时段是500ms的情形中，优选的是发射周期Tb被设定为200ms，这小于250ms。这个设置使得控制装置5能够就下述控制执行处理其中发射错误如果是首次发生则假设在通信仪器44中无任何异常发生。在通信可靠性低的情形中，这个设置特别有用。附带说一句，在通信可靠性高的情形中，发射周期Tb可以被设定为预定周期时段的一半或者更大。在发射周期Ta或者Tb得以确定(步骤S3或者S5)之后，以确定的发射周期执行在填充期间的通信。更加具体地，在确定发射周期之后，关于初始罐压力和初始罐温度的信息被传送到氢气站2的控制装置5。接着，控制装置5在填充速度映射中查询接收到的初始罐压力和初始罐温度，并且开始填充从而实现对应于初始罐压力和温度的填充速度。在填充期间，根据需要输入罐压力和罐温度，并且包含关于输入的罐压力和罐温度的信息的信号被以确定的发射周期Ta或者Tb从通信仪器44发射到通信仪器6。由此，控制装置5在填充期间监视罐压力和罐温度。然后，控制装置5在填充速度映射中查询控制装置5监视的罐压力和罐温度，并且控制打开流量控制阀17的程度从而根据需要改变填充速度。附带说一句，在填充期间，车辆3处于IGOFF状态，从而用于通信仪器44的电力由低电压蓄电池62供应。随着填充操作完成了满足使用者已经指定的期望的填充条件的填充，氢气到燃料罐30的供应停止，并且填充结束。在这之后，填充喷嘴12被从容器32拆离，并且压力传感器36、温度传感器38和通信仪器44的电源被关闭，即，结束从低电压蓄电池62向其供应电力。然后，控制装置46的电力源也关闭。
将描述前面的实施例的操作和效果。在燃料罐30的基于通信的填充期间，被用于车辆3中的通信仪器44等的电力源是低电压蓄电池62。因此，如果，在其填充时间为长填充时间的填充期间使用比较短的发射周期Ta，则出现低电压蓄电池62的电力不足的可能性。在该实施例中，在从初始罐温度和初始罐压力确定填充时间将是长填充时间的情形中，在填充期间，使用比较长的发射周期Tb。因此，在整个单次填充操作期间，用于经由通信仪器44的通信需要的电力降低，从而在填充期间的电力消耗能够减少。因此，能够抑制低电压蓄电池62进入所谓的停滞状态。附带说一句，虽然在前面的实施例中，在填充开始之前确定了发射周期，但是也能够在填充开始之后执行图3中的步骤S2到S4。在此情形中，发射周期的长度是在填充开始之后从关于燃料罐30的内部的状态量(罐温度、罐压力)确定的，并且然后得以使用。[修改]将描述前面的实施例的修改。以下修改能够被应用于彼此。
[第一修改]图4所不第一修改不同于前面的实施例之处主要在于,基于在填充中经过的时间确定发射周期Ta和Tb。首先，在执行与图3中的步骤SI中相同的处理(步骤Sll)之后，从填充速度映射选择对应于初始罐压力和初始罐温度的填充速度，并且相应地开始燃料罐30的填充(步骤S12 )。接着，计时器(未示出)测量填充开始之后经过的时间(在下文中，被称作“经过的填充时间”)，并且检查经过的填充时间是否大于预定阀值(第三阀值)(步骤S13)。这个检查能够由车辆3的控制装置46执行。预定阀值能够被任意地设定；例如，它能够被设定为20分钟或者40分钟。如果在步骤S13中，检查到经过的填充时间小于或者等于预定阀值(在步骤S13中为否)，则确定使用发射周期Ta，并且填充相应地继续(步骤S14)。在另一方面，如果经过的填充时间比预定阀值更长(在步骤S13中为是)，则确定使用比发射周期Ta更长的发射周期Tb，并且填充相应地继续(步骤S15)。因此，根据第一修改，在其填充时间超过预定阀值的长时间填充的情形中，能够减少在填充期间的电力消耗。附带说一句，在步骤S13中，还容许将通信仪器44的激活时间与阀值(例如，20分钟或者40分钟)进行比较。在此情形中，当在步骤S12中开始填充时，氢气站2尚未掌握初始罐压力和初始罐温度，并且因此以通过对于安全性加以考虑而设定的填充速度开始填充。例如，通过使用从氢气站2供应的氢气的压力(例如，在喷嘴12处检测的)或者更高的压力作为初始罐压力，并且使用外部空气温度(由外部空气温度传感器8检测的值)或者低于检测值的温度作为初始罐温度，来开始填充。第一修改能够独立于图3所示的操作过程来执行，或者还能够被结合到图3所示过程中。在后一情形中，在图3所示步骤S3和S5的处理之后结合
图15所示步骤S12到S15的处理。[第二修改]图5所示第二修改不同于前面的实施例之处主要在于，基于作为用于附件的蓄电池的低电压蓄电池62的电压确定发射周期Ta和Tb。首先，在步骤S21中，执行与在图3中的步骤SI中相同的处理。接着，在步骤S22中，低电压蓄电池62的电压(其充电状态)由SOC传感器(未示出)检测，并且检查检测到的低电压蓄电池62的电压是否小于或者等于预定阀值(步骤S22)。这个检查能够由车辆3侧控制装置46执行。用于在步骤S22中的比较使用的预定阀值能够被任意地设定；例如，它能够被设定为对应于全电压(全充电状态)的20%或者30%的电压。如果在步骤S22中检查到低电压蓄电池62的电压大于预定阀值(在步骤S22中为否)，则确定在填充期间蓄电池停滞将不会发生，并且确定使用发射周期Ta (步骤S23)。在另一方面，如果低电压蓄电池62的电压小于或者等于预定阀值(在步骤S22中为是)，则确定在填充期间蓄电池停滞将会发生，并且确定使用比发射周期Ta更长的发射周期Tb。因此，根据第二修改，能够减少在填充期间的电力消耗。第二修改能够独立于图3所示的过程来执行，并且还能够被结合到图3所示过程中。在后一情形中，在开始填充之前执行图3所示过程，并且在填充期间，通过监视低电压蓄电池62的电压来执行图5所示步骤S22到S24的处理。[第三修改]也能够采用其中车辆3侧控制装置46的功能是用于两个控制装置，并且其中两个控制装置均从低电压蓄电池62接收电力的构造。例如，在其中使用用于为燃料电池50的电力产生控制使用的燃料电池控制装置和用于为基于通信的填充的控制使用 的填充控制装置的构造中，填充控制装置配备有在前面的实施例中由控制装置46执行的前述基于通信的填充需要的功能(为了执行图3到5所示过程而需要的功能)就足够了。在这个构造中，在图3到5的步骤SI、Sll和S21中示出的“打开车辆侧控制装置的电源”的处理仅仅为填充控制装置执行，并且不需要为燃料电池控制装置执行。本发明的气体填充系统和车辆能够不仅被应用于氢气，而且还能够被应用于其它燃料气体诸如天然气等。此外，本发明不仅能够被应用于轮式车辆，而且还能够被应用于配备有作为从外部填充燃料气体的目标的燃料罐的其它移动单元，诸如航行器、船和艇、机器人等。
权利要求
1.一种气体填充系统，包括 车辆，所述车辆具有燃料罐、发射器和被连接到所述发射器的控制装置；和 气体站，所述气体站具有接收来自所述发射器的信号的接收器， 其中，所述控制装置根据关于所述燃料罐的内部的状态量，来改变在从所述气体站到所述燃料罐的气体填充期间从所述发射器发射到所述接收器的信号的发射周期。
2.根据权利要求I所述的气体填充系统,其中， 所述关于所述燃料罐的内部的状态量包括所述燃料罐中的温度和压力，并且， 如果所述燃料罐中的温度大于或者等于第一阀值并且所述燃料罐中的压力小于或者 等于第二阀值，则与如果所述燃料罐中的温度小于所述第一阀值或者如果所述燃料罐中的压力大于所述第二阀值的情况相比，所述控制装置使得所述发射周期更长。
3.根据权利要求2所述的气体填充系统，其中， 所述车辆具有检测所述燃料罐中的温度的温度传感器和检测所述燃料罐中的压力的压力传感器，并且， 与所述第一阀值相比较的所述燃料罐中的温度是在气体填充开始之前所述温度传感器检测到的温度，并且与所述第二阀值相比较的所述燃料罐中的压力是在气体填充开始之前所述压力传感器检测到的压力。
4.根据权利要求3所述的气体填充系统，其中， 在所述气体填充期间从所述发射器发射到所述接收器的信号包括与由所述温度传感器和所述压力传感器在所述气体填充期间所检测到的在所述燃料罐中的温度和压力相关的检测信息。
5.根据权利要求4所述的气体填充系统，其中， 所述气体站具有连接到所述接收器的站侧控制装置，并且， 所述站侧控制装置基于所述接收器所接收到的所述检测信号来控制到所述燃料罐中的所述气体填充。
6.根据权利要求2至5中任何一项所述的气体填充系统，其中， 所述气体站具有连接到所述接收器的站侧控制装置，并且， 在所述气体填充期间，如果在预定周期期间所述接收器没有接收到来自所述发射器的所述信号，则所述站侧控制装置确定已经发生发射错误，并且所述控制装置将所述发射周期设置为小于所述预定周期的一半。
7.根据权利要求3至6中任何一项所述的气体填充系统，其中， 所述车辆具有向所述温度传感器、所述压力传感器、所述发射器和所述控制装置供应电力的电力存储装置。
8.根据权利要求2至7中任何一项所述的气体填充系统，其中， 如果所述气体填充开始后经过的时间小于或者等于第三阀值，则所述控制装置使用第一发射周期作为所述发射周期，并且， 如果所述经过的时间超过所述第三阀值，则所述控制装置使用比所述第一发射周期长的第二发射周期作为所述发射周期。
9.根据权利要求2至8中任何一项所述的气体填充系统，其中， 所述发射器和所述接收器是红外通信仪器。
10.一种车辆，包括 燃料罐，在所述燃料罐中填充来自具有接收器的气体站的气体； 发射器；和 控制装置，所述控制装置被连接到所述发射器，并且根据关于所述燃料罐的内部的状态量，来改变在从所述气体站到所述燃料罐的气体填充期间从所述发射器发射到所述接收器的信号的发射周期。
11.根据权利要求10所述的车辆，其中， 所述关于所述燃料罐的内部的状态量包括所述燃料罐中的温度和压力，并且如果所述燃料罐中的温度大于或者等于第一阀值并且所述燃料罐中的压力小于或者等于第二阀值，则与如果所述燃料罐中的温度小于所述第一阀值或者如果所述燃料罐中的压力大于所述第二阀值相比，所述控制装置使得所述发射周期更长。
12.根据权利要求11所述的车辆，进一步包括 检测所述燃料罐中的温度的温度传感器； 检测所述燃料罐中的压力的压力传感器，其中， 与所述第一阀值相比较的所述燃料罐中的温度是在气体填充开始之前所述温度传感器检测的温度，并且与第二阀值相比较的所述燃料罐中的压力是在气体填充开始之前所述压力传感器检测的压力。
13.根据权利要求12所述的车辆，其中， 所述发射器向所述接收器发射信号，所述信号包括在气体填充期间或者在气体填充之前经由所述温度传感器和所述压力传感器检测的信息。
14.根据权利要求12或者13所述的车辆，进一步包括 向所述温度传感器、所述压力传感器、所述发射器和所述控制装置供应电力的电力存储装置。
全文摘要
一种车辆，包括燃料罐，从具有接收器的气体站向该燃料罐中填充气体；发射器；和连接到发射器的控制装置。该控制装置根据关于燃料罐的内部的状态量在从气体站到燃料罐的气体填充期间改变从发射器发射到接收器的信号的发射周期。
文档编号F17C5/00GK102741604SQ201180007519
公开日2012年10月17日 申请日期2011年1月18日 优先权日2010年1月29日
发明者森智幸 申请人:丰田自动车株式会社