专利名称：气体余量显示控制装置、气体余量显示装置和气体余量显示控制方法
技术领域：
本发明涉及使贮存在罐内的压缩气体的余量显示在预定的显示装置上的技术。
背景技术：
以往，提出了显示贮存在罐内的压缩气体的余量的各种技术(例如，参照日本特 开2005-240854号公报)。例如，在日本特开2005-240854号公报中所记载的技术中，贮存 在罐内的压缩气体燃料(压缩气体)的余量基于压缩气体燃料的压力和/或质量来显示。 另外，作为其他的相关的技术，日本特开2006-226511号公报、日本特开2005-283127号公 报中所记载的技术已为公众所知。然而，考虑到安全性，对于贮存压缩气体的罐，与贮存的压缩气体的压力和温度相 关地决定预定的规格。因此，在将压缩气体填充于罐内时，根据该罐的规格，进行压缩气体 的填充。因此，向罐内的压缩气体填充量(质量)受到罐内的压缩气体的压力或温度的限 制。即，向罐内填充压缩气体时，罐内的压缩气体的温度因绝热压缩而上升，在其温度达到 了规定温度时，即使罐内的压缩气体的压力小于规定压力，也要停止向罐内的压缩气体的 填充。另一方面，也因为绝热压缩，在罐内的温度小于规定温度的情况下，在罐内的压缩气 体的压力达到了规定压力时，停止向罐内的压缩气体的填充。但是，在上述特开2005-240854号公报中记载的技术中，在因罐内的压缩气体的 温度而限制了向罐内的压缩气体的填充量(质量)的情况下，不会做出罐内的压缩气体的 余量为“FULL”(所谓的“满罐”)的显示。另外，即使在罐内的压缩气体的压力达到规定压 力、暂时做出“FULL”的显示的情况下，其后，在随着时间的流逝，罐内的压缩气体的温度降 低，压力降低了的情况下，即使不使用压缩气体，也不会做出“FULL”的显示。因而，对于理 应已填充压缩气体到满罐了，但不做出“FULL”的显示的情况，用户会感觉到不舒服。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而做成的，其目的在于在将压缩气体填充到罐内直 到填充被限制了时，在显示装置可靠地做出“FULL”的显示。本发明为了解决上述课题的至少一部分，可实现为下面的方式或适用例。“适用例1”为将一种气体余量显示控制装置，其使贮存于罐内的压缩气体的余量显示于预定的显示装置上，其中，具备质量算出部、基准值设定部和显示控制部；该质量 算出部，基于上述压缩气体的压力和上述压缩气体的温度计算出上述压缩气体的质量；该 基准值设定部，在向上述罐内填充上述压缩气体时，在上述压缩气体的压力和温度中的至 少一方满足预定条件而停止填充了时，将由上述质量算出部计算出的上述压缩气体的质量 设定为用于使上述余量显示于上述显示装置的基准值；该显示控制部，假定上述基准值为 在上述罐内填充满上述压缩气体时的上述压缩气体的质量，基于由上述质量算出部计算出 的上述压缩气体的质量的相对于上述基准值的比例，使上述余量显示于上述显示装置。
在适用例1的气体余量显示控制装置中，假定在罐内的压缩气体的压力和温度中 的至少一方满足预定的条件而停止了填充时的罐内的压缩气体的质量为在罐内填充满压 缩气体时的压缩气体的质量，基于在向罐内的压缩气体的填充后计算出的压缩气体的质量 相对于此时的压缩气体的质量(基准值)的比例，使罐内的压缩气体的余量显示于显示装 置。通过这样做，在向罐内填充压缩气体直到填充被限制(停止)了时，在没有使用压缩 气体的状态下，即使罐内的压缩气体的温度和/或压力变化，也能在显示装置可靠地做出 “FULL”的显示。另外，可以在使用了罐内的压缩气体时，使从显示“FULL”时起的压缩气体 的使用比例、即罐内的压缩气体的余量显示于显示装置。另外，显示装置的压缩气体余量的 显示方式，例如即可以做成为所谓的模拟显示，也可以做成为数字显示，另外还可做成为百 分比显示。“适用例2”为适用例1中记载的气体余量显示控制装置，其中，上述预定的条件包 含上述压缩气体的压力达到上述罐的容许压力的上限值。在适用例2的气体余量显示控制装置中，填充到压缩气体的压力达到罐的容许压 力的上限值，其后，在不使用压缩气体的状态下，即使在随着时间的流逝罐内的压缩气体的 温度降低、压力降低了的情况下，也能在显示装置上可靠地做出“FULL”的显示。“适用例3”为适用例1中记载的气体余量显示控制装置，其中，上述预定的条件包 含上述压缩气体的温度达到上述罐的容许温度的上限值。在适用例3的气体余量显示控制装置中，即使在填充到压缩气体的温 度达到罐内 容许温度的上限值、向罐内的压缩气体的填充量(质量)被限制了的情况下，也能在显示装 置上可靠地做出“FULL”的显示。“适用例4”为适用例1 3中任意一项所记载的气体余量显示控制装置，对于上 述压缩气体的质量，在能在预定的压力以上从上述罐释放上述压缩气体的范围内设定规定 的下限值，另外，上述显示控制部在上述压缩气体的质量变为了上述下限值以下时，使敦促 用户向上述罐内填充上述压缩气体的显示显示于上述显示装置。在适用例4的气体余量显示控制装置中，可以在变为不能在预定压力以上从罐供 给压缩气体之前，敦促用户向罐内填充压缩气体。作为敦促用户向罐内填充压缩气体的显 示，可以举出例如所谓的“EMPTY”(空罐)的显示和/或EMPTY灯的点亮、闪烁等。另外， “预定的下限值”既可以设为固定值，也可以设为可根据例如罐内的压缩气体的压力和/或 温度变动的值。“适用例5”为一种气体余量显示控制装置，其使贮存于罐内了的压缩气体的余量 显示于预定的显示装置，其特征在于，具备显示控制部，该显示控制部，在向上述罐内填充 上述压缩气体时，在上述压缩气体的压力和温度中的至少一方满足预定的条件而停止了填 充时，使上述余量为最大显示于上述显示装置。采用适用例5的气体余量显示控制装置，在向罐内填充压缩气体直到填充被限制 (停止)时，在没有使用压缩气体的状态下，即使罐内的压缩气体的温度和/或压力变化，也 能在显示装置可靠地做出“FULL”的显示。“适用例6”为适用例5中记载的气体余量显示控制装置，其中，上述预定的条件包 含上述压缩气体的压力达到上述罐的容许压力的上限值。在适用例6的气体余量显示控制装置中，填充到压缩气体的压力达到罐的容许压力的上限值，其后，在不使用压缩气体的状态下，即使在随着时间的流逝罐内的压缩气体的 温度降低、压力降低了的情况下，也能在显示装置上可靠地做出“FULL”的显示。“适用例7”为适用例1中记载的气体余量显示控制装置，其中，上述规定的条件包 含上述压缩气体的温度达到上述罐的容许温度的上限值。在适用例7的气体余量显示控制装置中，即使在填充到压缩气体的温度达到罐内 容许温度的上限值、向罐内的压缩气体的填充量(质量)被限制了的情况下，也能在显示装 置上可靠地做出“FULL”的显示。“适用例8”为一种气体余量显示装置，其显示贮存在罐内的压缩气体的余量，具 备适用例1 7中任意一项所记载的气体余量显示控制装置和上述显示装置。本发明不限于作为上述的气体余量显示控制装置、气体余量显示装置的构成，还 可构成为气体余量显示系统、气体余量显示控制方法的发明。另外，可通过实现它们的计算 机程序、和存储了该程序的存储介质、包含该程序并在载波内被具体实现了的数据信号等 各种方式来实现。另外，在各种方式中，可适用前面所示的各种附加的要素。在将本发明构成为计算机程序或存储了该程序的存储介质等的情况下，既可以构 成为控制气体余量显示控制装置、气体余量显示装置、气体余量显示系统的动作的整个程 序，也可仅构成为实现本发明的功能的部分的技术。另外，作为存储介质，可利用软盘、 CD-ROM、DVD-ROM、磁光盘、IC卡、ROM磁带(ROM cartridge)、穿孔卡片、印刷有条形码等符 号的印刷物、计算机的内部存储装置(RAM和ROM等存储器)和外部存储器等计算机可读取 的各种介质。
图1是表示适用了作为本发明的一实施例的气体余量显示控制装置的气体余量 显示系统1000的概略构成的说明图。图2是表示向氢气罐10内填充压缩氢气时的气体余量显示控制处理的流动的流 程图。图3是表示向氢气罐10内填充压缩氢气之后的气体余量显示控制处理的流动的 流程图。
具体实施例方式以下，基于实施例对本发明的实施方式进行说明。A、气体余量显示系统图1是表示适用了作为本发明的一实施例的气体余量显示控制装置的气体余量 显示系统1000的概略构成的说明图。该气体余量显示系统1000搭载于例如电动汽车，该 电动汽车通过使用从由氢气和氢气的电化学反应发电的燃料电池供给的电力驱动马达而 行驶。如图所示，气体余量显示系统1000具备氢气罐10、气体余量显示控制装置100和 显示装置200。在氢气罐10中具备检测贮存在氢气罐10内的压缩氢气的压力P的压力传感器 12 ；和检测贮存在氢气罐10内的压缩氢气的温度T的温度传感器14。另外，考虑到安全性，关于氢气罐10考虑贮存的压缩氢气的压力或温度来决定预定的规格，例如，当在所谓的氢 气站进行向氢气罐10内的压缩氢气的填充时，在氢气罐10内的压缩氢气的压力达到预定 压力(氢气罐10内的容许压力的上限值(例如、70 (MPa))时，或因绝热压缩氢气罐10内的 压缩氢气的温度达到预定温度(氢气罐10内容许温度的上限值(例如85 (°C ))时，停止填 充。气体余量显示控制装置100具备CPU110、R0M120和未图示的RAM等。在此，R0M120 包含不能擦写的ROM和可擦写的ROM。在R0M120中存储有用于算出氢气罐10内的压缩氢 气的质量的参数和用于显示控制的参数。在本实施例中，作为用于算出氢气罐10内的压缩 氢气的余量的参数，存储氢气的压缩系数ζ、氢气罐10的罐容积V、气体常数R和氢气的分 子量。另外，压缩系数ζ为根据气体的压力和温度变化的值，因此，以映射图的形式存储。另 夕卜，存储后述的基准值和下限值作为用于显示控制的参数。CPUllO具备质量算出部112、基准值设定部114和显示控制部116。这些各功能模 块是通过由CPUllO从R0M120读取规定的程序而构成的。也可由硬件构成这些各功能模块 的至少一部分。质量算出部112基于众所周知的气体的状态方程式，算出氢气罐10内的压缩氢气 的质量。具体来说，质量算出部112取得由压力传感器12检测出的氢气罐10内的压缩氢 气的压力P和由温度传感器14检测出的氢气罐10内的压缩氢气的温度T，使用根据它们的 值所确定的压缩系数ζ、预先规定的氢气罐10的罐容积V、气体常数R和氢气的分子量，算 出氢气罐10内的压缩氢气的质量。即，在上述参数之间存在PV = znRT(n表示氢气的摩尔 数)的关系，因此，n= (PV)/(zRT)，通过在该氢气的摩尔数η上乘以氢气的分子量，可以求 出氢气罐10内的压缩氢气的质量。基准值设定部114，将在向氢气罐10内填充压缩氢气直到氢气罐10的容许压力的 上限值或容许温度的上限值时由质量算出部112算出的氢气罐10内的压缩氢气的质量设 定为基准值，存储在R0M120内。该基准值，如后述用于由显示控制部116使在显示装置200 上显示氢气罐10内的压缩氢气的余量。另外，是否向氢气罐10内填充压缩氢气到了氢气 罐10的容许压力的上限值或容许温度的上限值是通过例如监视压力传感器12的输出和温 度传感器14的输出来进行的。显示控制部166，基于由质量算出部112算出的氢气罐10内的压缩氢气的质量和 存储在R0M120内的基准值，决定应在显示装置200上显示的氢气罐10内的压缩氢气的余 量，将该余量显示于显示装置200。B、气体余量显示控制处理Bi、填充压缩氢气时的气体余量显示控制处理图2是表示向氢气罐10内填充压缩氢气时的气体余量显示控制处理的流程的流 程图。该处理为在向氢气罐10填充压缩氢气、直到达到氢气罐10的容许压力的上限值或 容许温度的上限值为止、即直到用户意识到向氢气罐10填充压缩氢气到所谓满罐时为止， CPUllO所实施的处理。首先，CPUllO取得由压力传感器12检测出的氢气罐10内的压缩氢气的压力P和 由温度传感器14检测出的氢气罐10内的压缩氢气的温度T(步骤S100)。而且，在CPUllO中，由质量算出部112如前面说明的那样算出氢气罐10内的压缩氢气的质量(步骤Sl 10)。接着，在CPUllO中，由基准值设定部114将在步骤110中算出的氢气罐10内的压 缩氢气的质量设定为基准值，并将其存储在R0M120(步骤S120)。另外，该基准值为假定在 向氢气罐10内填充压缩氢气直到达到氢气罐10的容许压力的上限值或容许温度的上限值 时的压缩气体的质量为向氢气罐10内填充满压缩氢气时的压缩气体的质量而设定的值。 因此，上述基准值在每次向氢气罐10内填充压缩氢气直到达到氢气罐10的容许压力的上 限值或容许温度的上限值时被重新设定。而且，在CPUl 10中，由显示控制部116算出在步骤SllO中算出的压缩气体的质量 的相对于上述基准值的比例，基于该值，决定应在显示装置200上显示的压缩氢气的余量， 在显示装置200上显示表示氢气罐10内的压缩氢气为满罐的“F( =FULL)，，(步骤S130)。 在向上述的氢气罐10填充压缩氢气时，上述基准值与在步骤SllO中计算出的压缩氢气的 质量一致，因此，显示控制部116使在显示装置200上显示表示氢气罐10内的压缩氢气为 满罐的 “F( :FULL)”。而且，CPUllO结束压缩气体填充时的气体余量显示控制处理。B2、压缩氢气填充后的气体余量显示控制处理图3是表示向氢气罐10内填充了压缩氢气之后的气体余量显示控制处理的流 程的流程图。该处理为在向氢气罐10内填充了压缩氢气之后、例如压缩氢气的使用中 CPUllO反复实施的处理。首先，CPUllO取得由压力传感器12检测出的氢气罐10内的压缩氢气的压力P和 由温度传感器14检测出的氢气罐10内的压缩氢气的温度T (步骤S200)。而且，在CPUllO中，由质量算出部112如前面说明的那样算出氢气罐10内的压缩 氢气的质量(步骤S210)。接着，在CPUllO中，由显示控制部116判断在步骤S210中算出的氢气罐10内的 压缩氢气的质量是否为R0M120中存储的预定的下限值以下(步骤S220)。另外，在本实施 例中，在能在预定的压力以上从氢气罐10供给压缩氢气的范围内预先设定上述下限值。在氢气罐10内的压缩氢气的质量为预定的下限值以下的情况下(步骤S220 是)，在CPUllO中，由显示控制部116使在显示装置200上显示表示氢气罐10内的压缩氢 气的余量正在变为不能在预定压力以上从氢气罐10供给压缩氢气的“E( :EMPTY) ”。此时， 显示装置200例如可做成具备EMPTY灯的，也可做成使该EMPTY灯点亮或闪烁的。通过这 样做，可以在变为不能在预定的压力以上从氢气罐10供给压缩氢气之前，敦促用户向氢气 罐10内填充压缩氢气。另一方面，在氢气罐10内的压缩氢气的质量比预定的下限值大的情况下(步骤 S220 否)，CPUllO比较存储在R0M120中的基准值和在步骤S210中由质量算出部112算 出的氢气罐10内的压缩氢气的质量，算出上述算出质量相对于上述基准值的比例(步骤 S240)。而且，在CPUllO中，由显示控制部116基于在步骤S240中算出的比例，决定应在 显示装置200上显示的压缩氢气的余量，将氢气罐10内的压缩氢气的余量显示在显示装置 200上(步骤S250)。另外，在向氢气罐10填充压缩氢气之后基本上没有使用压缩氢气的 情况下，在S240中算出的值大致为1，即变为上述基准值和上述质量基本一致，CPUl 10通过显示控制装置部116使表示氢气罐10内的压缩氢气的余量为满罐的“F( =FULL) ”显示在显 示装置200上。在以上说明了的本实施例的气体余量显示控制装置100中，假定氢气罐10内的压 缩氢气的压力和温度的至少一方达到10氢气罐10所容许的上限值从而停止填充时的氢气 罐10内的压缩氢气的质量为向氢气罐10填充满压缩氢气时的压缩氢气的质量，基于向氢 气罐10内填充压缩氢气之后算出的压缩氢气的质量相对于此时的压缩氢气的质量(基准 值)的比例，在显示装置200上显示氢气罐10内的压缩氢气的余量。通过这样做，在向氢 气罐10填充压缩氢气直到填充被限制(停止)时，在没有使用压缩氢气的状态下，即使氢 气罐10内的压缩氢气的温度或压力变化，也可在显示装置200上可靠地进行“FULL”的显 示。其结果，可以消除前面所述的用户的不舒服的感觉。另外，在使用了氢气罐10内 的压 缩氢气时，在显示装置200上显示从“FULL”显示时起的压缩氢气的使用比例、即氢气罐10 内的压缩氢气的余量。C、变形例以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明不限于这样的实施方式，在不 脱离其要旨的范围内能以多种方式实施。例如，可以进行如以下的变形。Cl、变形例 1 在上述实施例中，对在氢气罐10中贮存压缩氢气的情况进行了说明，但本发明不 限于此，本发明还可适用于在其他罐中贮存其他压缩气体的情况。C2、变形例 2 在上述实施例中，质量算出部112基于一般的气体的状态方程式算出氢气罐10内 的压缩氢气的质量；但本发明不限于此，也可做成基于其他方式算出上述质量。C3、变形例 3 在上述实施例中，在图3中所示的气体余量显示控制处理中，用于判断是否在显 示装置200上显示“E =EMPTY"(步骤S220)的“下限值”预先存储在R0M120中，但本发明并 不限定于此。上述下限值只要被设定在能在预定压力以上从氢气罐10供给压缩氢气的范 围内即可，例如，也可做成基于氢气罐10内的压缩氢气的温度T和压力P等随时变更。C4、变形例 4:在上述实施例中，气体余量显示控制装置100和显示装置200彼此独立，但也可使 它们一体化而构成为气体余量显示装置。
权利要求
一种气体余量显示控制装置，使贮存于罐内的压缩气体的余量显示于预定的显示装置，具备质量算出部，该质量算出部基于上述压缩气体的压力和上述压缩气体的温度计算出上述压缩气体的质量；基准值设定部，在向上述罐内填充上述压缩气体时，在上述压缩气体的压力和温度中的至少一方满足预定条件而停止了填充时，该基准值设定部将由上述质量算出部计算出的上述压缩气体的质量设定为用于使上述余量显示于上述显示装置的基准值；和显示控制部，该显示控制部，假定上述基准值为在上述罐内填充满上述压缩气体时的上述压缩气体的质量，基于由上述质量算出部计算出的上述压缩气体的质量相对于上述基准值的比例，使上述余量显示于上述显示装置。
2.根据权利要求1所述的气体余量显示控制装置，其中，上述预定的条件包含上述压 缩气体的压力达到上述罐的容许压力的上限值。
3.根据权利要求1所述的气体余量显示控制装置，其中，上述预定的条件包含上述压 缩气体的温度达到上述罐的容许温度的上限值。
4.根据权利要求1 3中任意一项所述的气体余量显示控制装置，其中，对于上述压缩气体的质量，在能在预定的压力以上从上述罐释放上述压缩气体的范围 内设定预定的下限值；上述显示控制部还在上述压缩气体的质量变为上述下限值以下时，使敦促用户向上述 罐内填充上述压缩气体的显示显示于上述显示装置。
5.一种气体余量显示控制装置，使贮存于罐内的压缩气体的余量显示于预定的显示装 置，其特征在于，具备显示控制部，该显示控制部在向上述罐内填充上述压缩气体时，在上述压缩气体 的压力和温度中的至少一方满足预定的条件而停止了填充时，在上述显示装置上显示上述 余量为最大。
6.根据权利要求5所述的气体余量显示控制装置，其中，上述预定的条件包含上述压 缩气体的压力达到上述罐的容许压力的上限值。
7.根据权利要求5所述的气体余量显示控制装置，其中，上述预定的条件包含上述压 缩气体的温度达到上述罐的容许温度的上限值。
8.一种气体余量显示装置，显示贮存于罐内的压缩气体的余量，其中，具备如权利要 求1 7中任意一项所述的气体余量显示控制装置和上述显示装置。
9.一种气体余量显示控制方法，使贮存于罐内的压缩气体的余量显示于预定的显示装 置，该方法包括取得上述压缩气体的压力和上述压缩气体的温度的取得工序；基于由上述取得工序取得的上述压缩气体的压力和上述压缩气体的温度，算出上述压 缩气体的质量的质量算出工序；在向上述罐内填充上述压缩气体时，在上述压缩气体的压力和温度中的至少一方满足 预定条件而停止了填充时，将由上述质量算出工序计算出的上述压缩气体的质量设定为用 于使上述余量显示于上述显示装置的基准值的基准值设定工序；和假定上述基准值为在上述罐内填充满上述压缩气体时的上述压缩气体的质量，基于由上述质量算出工序计算出的上述压缩气体的质量相对于上述基准值的比例，使上述余量显 示于上述显示装置的显示控制工序。
10. 一种气体余量显示控制方法，使贮存于罐内的压缩气体的余量显示于预定的显示 装置，该方法包括在向上述罐内填充上述压缩气体时，检测上述压缩气体的压力和温度中的至少一方满 足预定条件而停止了填充的情况的检测工序；和在由上述检测工序检测到上述填充停止了时，在上述显示装置上显示上述余量为最大 的显示控制工序。
全文摘要
本发明涉及气体余量显示装置(100)，其具备质量算出部(112)、基准值设定部(114)和(116)。质量算出部(112)取得氢气罐(10)内的压缩氢气的压力P和温度T，计算出氢气罐(10)内的压缩氢气的气体的质量。基准值设定部(114)将满足规定的条件从而停止了向氢气罐(10)的压缩氢气的填充时由质量算出部(112)计算出的压缩气体的质量设定为基准值。显示控制部(116)计算出由质量算出部(112)计算出的压缩气体的质量相对于基准值的比例，基于该比例，使在显示装置(200)显示氢气罐(10)内的压缩氢气的余量。在向氢气罐(10)填充压缩氢气直到填充被限制了时，能在显示装置(200)可靠地做出“FULL”的显示。
文档编号H01M8/04GK101836029SQ200880112778
公开日2010年9月15日 申请日期2008年10月20日 优先权日2007年10月24日
发明者马屋原健司 申请人:丰田自动车株式会社