JP2019158126A - 水素燃料の充填システム、及び水素燃料の充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】流量調整弁を使用せずとも、供給される水素燃料の流量を調整しながら水素燃料の充填が可能なシステムを提供する。【解決手段】水素燃料の充填システムは、水素燃料が蓄圧された蓄圧器から供給される水素燃料が通過する第１の流路３３ａと、蓄圧器から供給される水素燃料が通過する、第１の流路と並列に配置された第２の流路３３ｂと、第１と第２の流路の一方から他方へ選択的に流路を切り替える、若しくは第１と第２の流路の一方と両方との間で流路を切り替える切り換えバルブ３４ａ，３４ｂと、切り換えバルブの開閉を制御する制御回路４３と、を備え、蓄圧器からの供給途中で切り換えバルブによる流路の切り替えを行いながら、水素燃料を動力源とする燃料電池自動車に水素燃料を充填することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、水素燃料の充填システム、及び水素燃料の充填方法に関し、例えば、水素ガスを燃料とする一般車両が水素ステーションで水素ガスを充填するための充填システム、及び方法に関する。

自動車の燃料として、従来のガソリンを始めとした燃料油の他に、近年、クリーンなエネルギー源として水素燃料が注目を浴びている。これに伴い、水素燃料を動力源とする燃料電池自動車（ＦＣＶ：Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）の開発が進められている。かかる燃料電池自動車（ＦＣＶ）を普及させるためには水素燃料を急速に充填することができる水素ステーションを拡充する必要がある。水素ステーションでは、水素燃料（水素ガス）を急速にＦＣＶ車両に充填するために、圧縮機で高圧に圧縮された水素燃料を蓄圧する複数の蓄圧器による多段蓄圧器を配置する。そして、使用する蓄圧器を切り替えながら充填することで蓄圧器内の圧力とＦＣＶ車両の燃料タンクの圧力との差圧を大きく保ち、蓄圧器から燃料タンクへ差圧によって水素燃料を急速充填する（例えば、特許文献１参照）。

ここで、多段蓄圧器から供給される水素燃料をＦＣＶ車両に充填するディスペンサ筐体内には、種々のバルブが配置される。かかるバルブのうち、流量調整弁は、他のＯＮ／ＯＦＦバルブと異なり、燃料ガスの流量調整のために中間開度で使用される場合が多いので、経時劣化により軸シール部からのリークが生じてしまう。かかるリークが生じにくい高精度な流量調整弁を使用或いは開発するにはコストが高くなってしまう。よって、安価かつ安全に水素燃料を充填することが求められている。

ここで、大型車に燃料ガスを供給する場合に、充填時間を短縮するために普通車に燃料ガスを供給していた経路の他に、バイパス経路も併せて使用するといった手法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、かかる手法でも流量制御弁の開度の調整は行われており、上述した流量制御弁の経時劣化によるリークの発生を防げるものではない。

特開２０１５−１９７７００号公報 特開２０１１−０６４３２８号公報

そこで、本発明の一態様は、流量調整弁を使用せずとも、供給される水素燃料の流量を調整しながら水素燃料の充填が可能なシステム及び方法を提供する。

本発明の一態様の水素燃料の充填システムは、
水素燃料が蓄圧された蓄圧器から供給される水素燃料が通過する第１の流路と、
蓄圧器から供給される水素燃料が通過する、第１の流路と並列に配置された第２の流路と、
第１と第２の流路の一方から他方へ選択的に流路を切り替える、若しくは第１と第２の流路の一方と両方との間で流路を切り替える切り換えバルブと、
切り換えバルブの開閉を制御する制御回路と、
を備え、
蓄圧器からの供給途中で切り換えバルブによる流路の切り替えを行いながら、水素燃料を動力源とする燃料電池自動車に水素燃料を充填することを特徴とする。

また、本発明の他の態様の水素燃料の充填システムは、
水素燃料が蓄圧された複数の蓄圧器内で切り替えられる各蓄圧器から供給される水素燃料が通過する第１の流路と、
切り替えられる各蓄圧器から供給される水素燃料が通過する、第１の流路と並列に配置された第２の流路と、
第１と第２の流路の一方から他方へ選択的に流路を切り替える、若しくは第１と第２の流路の一方と両方との間で流路を切り替える切り換えバルブと、
切り換えバルブの開閉を制御する制御回路と、
を備え、
複数の蓄圧器内で蓄圧器が切り替えられる毎に、切り替えられた蓄圧器からの水素燃料の供給途中で切り換えバルブによる流路の切り替えを行うことにより水素燃料の単位時間あたりの流量を調整しながら、水素燃料を動力源とする燃料電池自動車（ＦＣＶ）に水素燃料を充填することを特徴とする。

また、供給される水素燃料の単位時間あたりの流量を測定する流量計をさらに備え、
制御回路は、測定される流量が下限閾値よりも少なくなった場合に、切り換えバルブによる流路の切り替えを行うと好適である。

或いは、制御回路は、第１と第２の流路の一方若しくは両方を水素燃料が通過する時間が、上限閾値に達した場合に、切り換えバルブによる流路の切り替えを行うように構成しても好適である。

或いは、供給される水素燃料の単位時間あたりの流量を測定する流量計をさらに備え、
制御回路は、測定される流量が下限閾値よりも少なくなり、かつ、第１と第２の流路の一方若しくは両方を水素燃料が通過する時間が上限閾値に達した場合、又は、測定される流量が下限閾値よりも少なくなる若しくは第１と第２の流路の一方若しくは両方を水素燃料が通過する時間が上限閾値に達した場合に、切り換えバルブによる流路の切り替えを行うように構成しても好適である。

また、制御回路は、特定情報を入力し、特定情報に定義される値に応じて下限閾値を可変に設定すると好適である

或いは／及び、制御回路は、特定情報を入力し、特定情報に定義される値に応じて上限閾値を可変に設定すると好適である。

また、特定情報として、燃料電池自動車に搭載される水素貯蔵容器の圧力の情報と、水素燃料の温度の情報と、外気温度の情報と、の少なくとも１つが用いられると好適である。

また、特定情報として、水素貯蔵容器の圧力と外気温度とを対応付けて定義されたテーブル情報が用いられると好適である。

本発明の一態様の水素燃料の充填方法は、
水素燃料が蓄圧された蓄圧器から供給される水素燃料を第１の流路を介して水素燃料を動力源とする燃料電池自動車に水素燃料を充填する工程と、
蓄圧器からの供給途中で、第１の流路から第１の流路と並列に配置された第２の流路へと水素燃料の流路を切り替える、若しくは第１の流路から第１と第２の流路の両方へと水素燃料の流路を切り替える工程と、
切り替えられた流路を介して蓄圧器からＦＣＶに水素燃料を充填する工程と、
を備えたことを特徴とする。

また、本発明の他の態様の水素燃料の充填方法は、
水素燃料が蓄圧された複数の蓄圧器のうち第１の蓄圧器から供給される水素燃料の流路を供給途中で、第１の流路と第１の流路と並列に配置された第２の流路との一方から他方へと選択的に切り替える、若しくは第１と第２の流路の一方から両方へと切り替えることによって、第１の蓄圧器から供給される水素燃料の単位時間あたりの流量を調整しながら水素燃料を動力源とする燃料電池自動車に水素燃料を充填する工程と、
複数の蓄圧器のうち第１の蓄圧器から切り替えられた第２に蓄圧器から供給される水素燃料の流路を供給途中で、第１の流路と第２の流路との一方から他方へと選択的に切り替える、若しくは第１と第２の流路の一方から両方へと切り替えることによって、第２の蓄圧器から供給される水素燃料の単位時間あたりの流量を調整しながら、第１の蓄圧器から供給された水素燃料の充填に引き続き、燃料電池自動車に第２の蓄圧器から供給される水素燃料を充填する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、流量調整弁を使用せずとも、供給される水素燃料の流量を調整しながら水素燃料の充填ができる。よって、安価かつ安全に水素燃料の充填ができる。

実施の形態１における水素ステーションの水素燃料供給システムの構成を示す構成図の一例である。 実施の形態１におけるディスペンサ内の制御回路の内部構成の一例を示す構成図である。 実施の形態１における水素燃料供給システム全体を制御する制御回路の内部構成の一例を示す構成図である。 実施の形態１における並列流路の構成の一例を示す図である。 実施の形態１における並列流路の構成の他の一例を示す図である。 実施の形態１における並列流路の構成の他の一例を示す図である。 実施の形態１における多段蓄圧器を用いて水素燃料の差圧充填を行う場合の充填の仕方を説明するための図である。 実施の形態１における水素燃料の充填方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態１における相関テーブルの一例を示す図である。 実施の形態１における相関テーブルの他の一例を示す図である。 実施の形態２における相関テーブルの一例を示す図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における水素ステーションの水素燃料供給システムの構成を示す構成図の一例である。図１において、水素燃料供給システム５００は、水素ステーション１０２内に配置される。水素燃料供給システム５００は、多段蓄圧器１０１、ディスペンサ３０、圧縮機４０、及び制御回路１００を備えている。多段蓄圧器１０１は、使用下限圧力を多段にした複数の蓄圧器１０，１２，１４により構成される。図１の例では、３つの蓄圧器１０，１２，１４により多段蓄圧器１０１が構成される。図１の例では、蓄圧器１０が、使用下限圧力が低い１ｓｔバンクとして作用する。蓄圧器１２が、使用下限圧力が中間の２ｎｄバンクとして作用する。蓄圧器１４が、使用下限圧力が高い３ｒｄバンクとして作用する。水素ステーション１０２内には、その他、カードル３０２、中間蓄圧器３０４、及び／或いは水素製造装置３０８が配置される。また、水素ステーション１０２内には、水素ガスを充填して配送する水素トレーラー３０６が到来する。

図１において、ディスペンサ３０（充填システムの一例）内には、フィルタ３１、流路３３ａ（第１の流路）、流路３３ｂ（第２の流路）、バルブ３４ａ，３４ｂ、遮断弁３６、流量計３７、冷却器３２（プレクーラー）、遮断弁３８、フィルタ３９、緊急離脱カプラ４１、温度計４２、及び制御回路４３が配置され、ディスペンサ３０には、さらにディスペンサ３０外へと延びるノズル４４が配置される。ディスペンサ３０は、多段蓄圧器１０１から供給される水素燃料（水素ガス）の不純物をフィルタ３１で除去し、流路３３ａ，３３ｂの一方若しくは両方を通過して、遮断弁３６及び流量計３７を介して冷却器３２に送る。その際、多段蓄圧器１０１から供給される水素燃料の単位時間あたりの流量は流量計３７により測定される。そして、冷却器３２により、例えば、−４０℃に冷却する。冷却された水素燃料は、遮断弁３８、フィルタ３９、緊急離脱カプラ４１、及びノズル４４を介して、ＦＣＶ車両２００に搭載された燃料タンク２０２に差圧を利用して充填される。その際、ディスペンサ３０から供給される水素燃料の温度は、ディスペンサ３０の出口付近に配置される温度計４２によって測定される。ディスペンサ３０内の制御回路４３は、バルブ３４ａ，３４ｂ、遮断弁３６，３８、及び脱圧用のバルブの開閉を制御する。また、制御回路４３には、流量計３７、温度計４２、及び外気温を測定する温度計４５が接続される。また、制御回路４３は、水素ステーション１０２に到来したＦＣＶ車両２００（水素燃料を動力源とする燃料電池自動車（ＦＣＶ））内の車載器２０４と通信可能に構成される。例えば、赤外線を用いて無線通信可能に構成される。また、制御回路４３は、水素燃料供給システム５００全体を制御する制御回路１００に接続される。

また、図１において、圧縮機４０の吸込側は、バルブ３２２を介してカードル３０２と配管により接続される。同様に、圧縮機４０の吸込側は、バルブ３２４を介して中間蓄圧器３０４と配管により接続される。同様に、圧縮機４０の吸込側は、バルブ３２６を介して水素トレーラー３０６の充填タンクと配管により接続される。同様に、圧縮機４０の吸込側は、バルブ３２８を介して水素製造装置３０８の吐出側と配管により接続される。

圧縮機４０の吐出側は、バルブ２１を介して蓄圧器１０と配管により接続される。同様に、圧縮機４０の吐出側は、バルブ２３を介して蓄圧器１２と配管により接続される。同様に、圧縮機４０の吐出側は、バルブ２５を介して蓄圧器１４と配管により接続される。

また、蓄圧器１０は、バルブ２２を介してディスペンサ３０と配管により接続される。また、蓄圧器１２は、バルブ２４を介してディスペンサ３０と配管により接続される。また、蓄圧器１４は、バルブ２６を介してディスペンサ３０と配管により接続される。このように、ディスペンサ３０が、多段蓄圧器１０１を構成する蓄圧器１０，１２，１４に共通に接続される。

また、カードル３０２内の圧力は、圧力計３１２によって計測される。中間蓄圧器３０４内の圧力は、圧力計３１４によって計測される。水素トレーラー３０６の充填タンク内の圧力は、圧力計３１６によって計測される。水素製造装置３０８の吐出圧は、圧力計３１８によって計測される。

また、蓄圧器１０内の圧力は、圧力計１１によって計測される。蓄圧器１２内の圧力は、圧力計１３によって計測される。蓄圧器１４内の圧力は、圧力計１５によって計測される。

カードル３０２、中間蓄圧器３０４、或いは水素トレーラー３０６のタンク内に蓄圧された水素燃料は、制御回路１００により制御された図示しないそれぞれのレギュレータによって低圧（例えば、０．６ＭＰａ）に減圧された状態で、圧縮機４０の吸込側に供給される。同様に、水素製造装置３０８で製造された水素燃料は、低圧（例えば、０．６ＭＰａ）の状態で圧縮機４０の吸込側に供給される。圧縮機４０は、制御回路１００による制御のもと、カードル３０２、中間蓄圧器３０４、水素トレーラー３０６、或いは水素製造装置３０８から低圧で供給される水素燃料を圧縮しながら多段蓄圧器１０１の各蓄圧器１０，１２，１４に供給する。圧縮機４０は、多段蓄圧器１０１の各蓄圧器１０，１２，１４内が所定の高圧（例えば、８２ＭＰａ）になるまで圧縮する。言い換えれば、圧縮機４０は、吐出側の２次側圧力Ｐ_ＯＵＴが所定の高圧（例えば、８２ＭＰａ）になるまで圧縮する。圧縮機４０の吸込側に水素燃料を供給する相手が、カードル３０２、中間蓄圧器３０４、水素トレーラー３０６、及び水素製造装置３０８のいずれにするかは、それぞれの配管上に配置された、対応するバルブ３２２，３２４，３２６，３２８の開閉を制御回路１００が制御することによっていずれかに決定されればよい。同様に、圧縮機４０が水素燃料を供給する相手が蓄圧器１０，１２，１４のいずれにするかは、それぞれの配管上に配置された、対応するバルブ２１，２３，２５の開閉を制御回路１００が制御することによっていずれかに決定されればよい。或いは、２以上の蓄圧器に同時に供給するように制御しても良い。

なお、上述した例では、圧縮機４０の吸込側に水素燃料を供給する圧力Ｐ_ＩＮが所定の低圧（例えば、０．６ＭＰａ）に減圧制御されている場合を示したがこれに限るものではない。カードル３０２、中間蓄圧器３０４、或いは水素トレーラー３０６に蓄圧された水素燃料の圧力を減圧せずに、或いは所定の低圧（例えば、０．６ＭＰａ）よりも高い圧力の状態で圧縮機４０の吸込側に与えて圧縮する場合であっても構わない。

多段蓄圧器１０１に蓄圧された水素燃料は、ディスペンサ３０内の冷却器３２によって冷却され、ディスペンサ３０から水素ステーション１０２内に到来したＦＣＶ車両２００に供給される。

図２は、実施の形態１におけるディスペンサ内の制御回路の内部構成の一例を示す構成図である。図２において、ディスペンサ３０内の制御回路４３内には、通信制御回路７０、メモリ９９、ＦＣＶ情報受信部７１、水素温度受信部７２、外気温度受信部７３、しきい値演算部７４、しきい値設定部７７、流量受信部７８、判定部７９、バルブ制御部９０、バンク切換制御部９１、終了圧情報受信部９３、判定部９４、ＦＣＶ情報中継部９５、及び磁気ディスク装置等の記憶装置７５、７６が配置される。ＦＣＶ情報受信部７１、水素温度受信部７２、外気温度受信部７３、しきい値演算部７４、しきい値設定部７７、流量受信部７８、判定部７９、バルブ制御部９０、バンク切換制御部９１、終了圧情報受信部９３、判定部９４、及びＦＣＶ情報中継部９５といった各「〜部」は、処理回路を含み、その処理回路には、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、或いは、半導体装置等が含まれる。また、各「〜部」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いてもよい。或いは、異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。ＦＣＶ情報受信部７１、水素温度受信部７２、外気温度受信部７３、しきい値演算部７４、しきい値設定部７７、流量受信部７８、判定部７９、バルブ制御部９０、バンク切換制御部９１、終了圧情報受信部９３、判定部９４、及びＦＣＶ情報中継部９５内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ９９に記憶される。

図３は、実施の形態１における水素燃料供給システム全体を制御する制御回路の内部構成の一例を示す構成図である。図３において、制御回路１００内には、通信制御回路５０、メモリ５１、受信部５２、終了圧・温度演算部５４、送信部５６、バンク切換コマンド受信部５７、システム制御部５８、復圧制御部６１、供給制御部６３、バンク圧力受信部６６、及び磁気ディスク装置等の記憶装置８０，８４が配置される。復圧制御部６１は、バルブ制御部６０、及び圧縮機制御部６２を有する。供給制御部６３は、ディスペンサ制御部６４及びバルブ制御部６５を有する。受信部５２、終了圧・温度演算部５４、送信部５６、バンク切換コマンド受信部５７、システム制御部５８、復圧制御部６１（バルブ制御部６０、圧縮機制御部６２）、供給制御部６３（ディスペンサ制御部６４、バルブ制御部６５）、及びバンク圧力受信部６６、といった各「〜部」は、処理回路を含み、その処理回路には、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、或いは、半導体装置等が含まれる。また、各「〜部」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いてもよい。或いは、異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。受信部５２、終了圧・温度演算部５４、送信部５６、バンク切換コマンド受信部５７、システム制御部５８、復圧制御部６１（バルブ制御部６０、圧縮機制御部６２）、供給制御部６３（ディスペンサ制御部６４、バルブ制御部６５）、及びバンク圧力受信部６６内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ５１に記憶される。

また、記憶装置８０内には、ＦＣＶ車両２００に搭載された燃料タンク２０２の圧力、温度、及び燃料タンク２０２の容積といったＦＣＶ情報と、ＦＣＶ情報に対応する水素燃料の残量と、燃料タンク２０２に充填すべき最終圧、及び最終温度といった充填情報との相関関係を示す変換テーブル８１が格納される。また、記憶装置８０内には、変換テーブル８１から得られる結果を補正する補正テーブル８３が格納される。

ここで、多段蓄圧器１０１から供給される水素燃料は、ディスペンサによって流量調整を行いながらＦＣＶ車両２００に充填される。そのため、従来のディスペンサ筐体内には、流量調整弁が配置されていた。かかる流量調整弁は、上述したように、ＯＮ／ＯＦＦバルブと異なり、水素燃料ガスの流量調整のために中間開度で使用される場合が多い。そのため、経時劣化により軸シール部からのリークが生じてしまう。かかるリークが生じにくい高精度な流量調整弁を使用或いは開発するにはコストが高くなってしまう。よって、安価かつ安全に水素燃料を充填することが求められている。そこで、実施の形態１では、流量調整弁の代わりに、並列に複数の流路Ａ，Ｂを配置して、流路Ａ，Ｂの切り換えによって、供給される水素燃料の単位時間あたりの流量を調整する。以下、「流量」と記載した場合、「単位時間あたり」との記載がない場合でも単位時間あたりの流量を意味するものとして用いる。

図４は、実施の形態１における並列流路の構成の一例を示す図である。図４では、図１の構成の一部を示している。図４の例では、多段蓄圧器１０１の各蓄圧器１０，１２，１４から順に供給される水素燃料は、フィルタ３１を介して並列に配置された２つの流路Ａ，Ｂを通過可能に構成される。流路Ａでは、流路３３ａの途中にオリフィス３５ａが配置される。また、流路３３ａの途中にバルブ３４ａが配置され、バルブ３４ａの開閉によって流路Ａの通過及び遮断が制御される。流路Ｂでは、流路３３ｂの途中にオリフィス３５ｂが配置される。また、流路３３ｂの途中にバルブ３４ｂが配置され、バルブ３４ｂの開閉によって流路Ｂの通過及び遮断が制御される。流路Ａ（第１の流路）は、図４に示すように、水素燃料が蓄圧された複数の蓄圧器１０，１２，１４内で切り替えられる各蓄圧器１０，１２，１４から供給される水素燃料が通過する。流路Ｂ（第２の流路）は、図４に示すように、流路Ａと並列に配置され、切り替えられる各蓄圧器１０，１２，１４から供給される水素燃料が通過する。そして、バルブ３４ａ，３４ｂは、２つの流路Ａ，Ｂの一方から他方へ選択的に流路を切り替える切り換えバルブに相当する。制御回路４３内のバルブ制御部９０は、かかる切り換えバルブの開閉を制御する。バルブ３４ａ，３４ｂでは、中間開度の制御はせずに、完全開／完全閉（ＯＮ／ＯＦＦ）の２択の制御を行う。流路３３ａ，３３ｂを構成する配管径および長さは、各蓄圧器１０，１２，１４とＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２との差圧によって、十分に水素燃料が流れるサイズに設定される。流路３３ａ，３３ｂは、例えば、同じ配管径及び長さに設定される。図４の例では、オリフィス３５ａ，３５ｂの通過孔サイズによって、２つの流路Ａ，Ｂの流れ易さ（コンダクタンス）を調整する。オリフィスの通過孔の面積が小さければ（開口面積が狭ければ）流れにくくできる。逆にオリフィスの通過孔の面積が大きければ（開口面積が広ければ）流れ易くできる。水素ステーション１０２において、ＦＣＶ車両２００に水素燃料を充填する場合、単位時間あたりの流量（充填速度）が制限されている。オリフィス３５ａは、各蓄圧器１０，１２，１４とＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２との差圧が大きい状態で所望の流量が得られるサイズに設定される。オリフィス３５ｂは、各蓄圧器１０，１２，１４とＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２との差圧がある程度小さくなった状態でも所望の流量が得られるサイズに設定される。具体的には、流路Ａよりも流路Ｂの方が、開口サイズの大きいオリフィスを配置する。これにより、各蓄圧器１０，１２，１４とＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２との差圧が大きい状態では、流路Ａを通過させることで、単位時間あたりの流量を所望の流量に近づけ、差圧が小さくなった段階で、オリフィスの開口サイズの大きい流路Ｂに切り替えることで水素燃料を流れやすくし、単位時間あたりの流量の低下を抑制する。なお、実施の形態１における並列流路の構成はこれに限るものではない。

図５は、実施の形態１における並列流路の構成の他の一例を示す図である。図５の例では、図４と同様、多段蓄圧器１０１の各蓄圧器１０，１２，１４から順に供給される水素燃料は、フィルタ３１を介して並列に配置された２つの流路Ａ，Ｂを通過可能に構成される。流路Ａでは、流路３３ａの途中にバルブ３４ａが配置され、バルブ３４ａの開閉によって流路Ａの通過及び遮断が制御される。流路Ｂでは、流路３３ｂの途中にバルブ３４ｂが配置され、バルブ３４ｂの開閉によって流路Ｂの通過及び遮断が制御される。流路Ａ（第１の流路）は、図５に示すように、水素燃料が蓄圧された複数の蓄圧器１０，１２，１４内で切り替えられる各蓄圧器１０，１２，１４から供給される水素燃料が通過する。流路Ｂ（第２の流路）は、図５に示すように、流路Ａと並列に配置され、切り替えられる各蓄圧器１０，１２，１４から供給される水素燃料が通過する。そして、バルブ３４ａ，３４ｂは、２つの流路Ａ，Ｂの一方から他方へ選択的に流路を切り替える切り換えバルブに相当する。制御回路４３内のバルブ制御部９０は、かかる切り換えバルブの開閉を制御する。バルブ３４ａ，３４ｂでは、中間開度の制御はせずに、完全開／完全閉（ＯＮ／ＯＦＦ）の２択の制御を行う。図５の例では、流路３３ａ，３３ｂの配管径（或いは／及び長さ）に差を設け、かかるサイズの違いによって、２つの流路Ａ，Ｂの流れ易さ（コンダクタンス）を調整する。配管径が細ければ流れにくくできる。逆に配管径が太ければ流れ易くできる。同様に、配管長さが長ければ流れにくくできる。配管長さが短ければ流れ易くできる。流路３３ａは、各蓄圧器１０，１２，１４とＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２との差圧が大きい状態で所望の流量が得られるサイズに設定される。流路３３ｂは、各蓄圧器１０，１２，１４とＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２との差圧がある程度小さくなった状態でも所望の流量が得られるサイズに設定される。具体的には、例えば、流路Ａよりも流路Ｂの方が、サイズの大きい配管径の流路を配置する。これにより、各蓄圧器１０，１２，１４とＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２との差圧が大きい状態では、流路Ａを通過させることで、単位時間あたりの流量を所望の流量に近づけ、差圧が小さくなった段階で、配管径の大きい流路Ｂに切り替えることで水素燃料を流れやすくし、単位時間あたりの流量の低下を抑制する。なお、実施の形態１における並列流路の構成はこれに限るものではない。

図６は、実施の形態１における並列流路の構成の他の一例を示す図である。図６の例では、図５と同様、多段蓄圧器１０１の各蓄圧器１０，１２，１４から順に供給される水素燃料は、フィルタ３１を介して並列に配置された２つの流路Ａ，Ｂを通過可能に構成される。流路Ａは、流路３３ａで構成され、バルブ３４ａは配置されていない。よって、常時、流路Ａの通過が可能である。流路Ｂでは、流路３３ｂの途中にバルブ３４ｂが配置され、バルブ３４ｂの開閉によって流路Ｂの通過及び遮断が制御される。流路Ａ（第１の流路）は、図６に示すように、水素燃料が蓄圧された複数の蓄圧器１０，１２，１４内で切り替えられる各蓄圧器１０，１２，１４から供給される水素燃料が通過する。流路Ｂ（第２の流路）は、図６に示すように、流路Ａと並列に配置され、切り替えられる各蓄圧器１０，１２，１４から供給される水素燃料が通過する。そして、バルブ３４ｂは、２つの流路Ａ，Ｂの一方（ここでは流路Ａ）と両方（流路Ａ＋Ｂ）との間で流路を切り替える切り換えバルブに相当する。制御回路４３内のバルブ制御部９０は、かかる切り換えバルブの開閉を制御する。バルブ３４ｂでは、中間開度の制御はせずに、完全開／完全閉（ＯＮ／ＯＦＦ）の２択の制御を行う。図６の例では、流路の数によって、流れ易さ（コンダクタンス）を調整する。流路３３ａは、各蓄圧器１０，１２，１４とＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２との差圧が大きい状態で所望の流量が得られるサイズに設定される。流路３３ｂは、流路３３ａと同サイズに設定される。これにより、各蓄圧器１０，１２，１４とＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２との差圧が大きい状態では、流路Ａを通過させることで、単位時間あたりの流量を所望の流量に近づけ、差圧が小さくなった段階で、流路Ａの１経路だけであったものを、流路Ｂを加えた２経路に増やすように流路を切り替えることで、通過面積を例えば２倍にして水素燃料を流れやすくし、単位時間あたりの流量の低下を抑制する。流路３３ｂは、流路３３ａと同サイズに限るものではなく、流路Ａ，Ｂの両方で各蓄圧器１０，１２，１４とＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２との差圧がある程度小さくなった状態でも所望の流量が得られるサイズに設定されればよい。よって、流路３３ｂは、流路３３ａよりも大きい場合であっても良いし、小さい場合であってもよい。

以上のように、実施の形態１では、流量調整弁の代わりに、切り換え可能な並列流路Ａ，Ｂを使って、単位時間あたりの流量を調整しながら水素燃料をＦＣＶ車両２００に充填する。

図７は、実施の形態１における多段蓄圧器を用いて水素燃料の差圧充填を行う場合の充填の仕方を説明するための図である。図７において縦軸は圧力を示し、横軸は時間を示す。ＦＣＶ車両２００に水素燃料の差圧充填を行う場合、通常、予め、多段蓄圧器１０１の各蓄圧器１０，１２，１４は、同じ圧力Ｐ０（例えば、８２ＭＰａ）に蓄圧されている。一方、水素ステーション１０２に到来したＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２は圧力Ｐａになっている。かかる状態からＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２に充填を開始する場合について説明する。特に、ディスペンサ３０（水素燃料の充填システム）は、複数の蓄圧器１０，１２，１４内で蓄圧器が切り替えられる毎に、切り替えられた蓄圧器からの水素燃料の供給途中で切り換えバルブによるディスペンサ３０内の流路の切り替えを行うことにより水素燃料の単位時間あたりの流量Ｆを調整しながら、ＦＣＶ車両２００に水素燃料を充填する。ここでは、図４（及び図１）に示した並列流路の構成例を用いて説明する。

まず、１ｓｔバンクとなる蓄圧器１０から燃料タンク２０２に充填を開始する。充填する際には、ディスペンサ３０内で流路Ａを使って充填する。蓄圧器１０と燃料タンク２０２ａとの差圧によって蓄圧器１０内に蓄圧された水素燃料は燃料タンク２０２側へと所望の単位時間あたりの流量ａ１（充填速度）で移動し、燃料タンク２０２の圧力は点線Ｐｔに示すように徐々に上昇していく。それに伴い、蓄圧器１０の圧力（「１ｓｔ」で示すグラフ）は徐々に減少する。そして、差圧の減少に伴い単位時間あたりの流量が低下し、下限閾値Ｆｒａ１を割った蓄圧器１０による供給途中で、ディスペンサ３０内の流路Ａを流路Ｂに切り換える。そして、蓄圧器１０と燃料タンク２０２との差圧によって蓄圧器１０内に蓄圧された水素燃料は燃料タンク２０２側へと所望の単位時間あたりの流量ｂ１（充填速度）で移動し、燃料タンク２０２の圧力は点線Ｐｔに示すようにさらに徐々に上昇していく。そして、蓄圧器１０と燃料タンク２０２との差圧の減少に伴い単位時間あたりの流量が低下し、下限閾値Ｆｒｂ１を割った、充填開始から時間Ｔ１が経過した時点で、蓄圧器１０から２ｎｄバンクとなる蓄圧器１２に使用する蓄圧器が切り替えられる。これにより、蓄圧器１２と燃料タンク２０２との差圧が大きくなるため、充填速度が速い状態を維持できる。また、同時期にディスペンサ３０内の流路Ｂを流路Ａに切り換えることによって流路を流路Ａに戻す。

そして、２ｎｄバンクとなる蓄圧器１２と燃料タンク２０２との差圧によって蓄圧器１２内に蓄圧された水素燃料は燃料タンク２０２側へと所望の単位時間あたりの流量ａ２（充填速度）で移動し、燃料タンク２０２の圧力は点線Ｐｔに示すように徐々にさらに上昇していく。それに伴い、蓄圧器１２の圧力（「２ｎｄ」で示すグラフ）は徐々に減少する。そして、差圧の減少に伴い単位時間あたりの流量が低下し、下限閾値Ｆｒａ２を割った蓄圧器１２による供給途中で、ディスペンサ３０内の流路Ａを流路Ｂに切り換える。そして、蓄圧器１２と燃料タンク２０２との差圧によって蓄圧器１２内に蓄圧された水素燃料は燃料タンク２０２側へと所望の単位時間あたりの流量ｂ２（充填速度）で移動し、燃料タンク２０２の圧力は点線Ｐｔに示すようにさらに徐々に上昇していく。そして、蓄圧器１２と燃料タンク２０２との差圧の減少に伴い単位時間あたりの流量が低下し、下限閾値Ｆｒｂ２を割った、充填開始から時間Ｔ２が経過した時点で、蓄圧器１２から３ｒｄバンクとなる蓄圧器１４に使用する蓄圧器が切り替えられる。これにより、蓄圧器１４と燃料タンク２０２との差圧が大きくなるため、充填速度が速い状態を維持できる。また、同時期にディスペンサ３０内の流路Ｂを流路Ａに切り換えることによって流路を流路Ａに戻す。

そして、３ｒｄバンクとなる蓄圧器１４と燃料タンク２０２との差圧によって蓄圧器１４内に蓄圧された水素燃料は燃料タンク２０２側へと所望の単位時間あたりの流量ａ３（充填速度）で移動し、燃料タンク２０２の圧力は点線Ｐｔに示すように徐々にさらに上昇していく。それに伴い、蓄圧器１４の圧力（「３ｒｄ」で示すグラフ）は徐々に減少する。そして、差圧の減少に伴い単位時間あたりの流量が低下し、下限閾値Ｆｒａ３を割った蓄圧器１４による供給途中で、ディスペンサ３０内の流路Ａを流路Ｂに切り換える。そして、蓄圧器１４と燃料タンク２０２との差圧によって蓄圧器１２内に蓄圧された水素燃料は燃料タンク２０２側へと所望の単位時間あたりの流量ｂ３（充填速度）で移動し、燃料タンク２０２の圧力は点線Ｐｔに示すようにさらに徐々に上昇していく。そして、３ｒｄバンクとなる蓄圧器１４によって燃料タンク２０２の圧力が後述する演算された最終圧ＰＦ（例えば６５〜８１ＭＰａ）になるまで充填する。

なお、各バンクでの流路の切り換え時点の各所望の単位時間あたりの流量ａ１〜ａ３、ｂ１〜ｂ３は、同じ値であっても良いし、異なっても構わない。なお、流路Ａ，Ｂのコンダクタンスは一定なので、生じる差圧によってこれらの値は変化する。通常、ａ１，ｂ１，ａ２，ｂ２，ａ３，ｂ３の順で徐々に小さくなる。

図８は、実施の形態１における水素燃料の充填方法の要部工程を示すフローチャート図である。図８において、実施の形態１における水素燃料の充填方法は、ＦＣＶ情報受信工程（Ｓ１０２）と、最終圧演算工程（Ｓ１０４）と、下限流量（下限閾値Ｆｒａ１）演算工程（Ｓ１０６）と、流路Ａ設定工程（Ｓ１０８）と、１ｓｔバンク設定工程（Ｓ１１０）と、流量判定工程（Ｓ１１２）と、下限流量（下限閾値Ｆｒｂ１）演算工程（Ｓ１１４）と、流路Ｂ切り換え工程（Ｓ１１６）と、流量判定工程（Ｓ１１８）と、下限流量（下限閾値Ｆｒａ２）演算工程（Ｓ１２０）と、流路Ａ切り換え工程（Ｓ１２２）と、２ｎｄバンク切り換え工程（Ｓ１２４）と、流量判定工程（Ｓ１２６）と、下限流量（下限閾値Ｆｒｂ２）演算工程（Ｓ１２８）と、流路Ｂ切り換え工程（Ｓ１３０）と、流量判定工程（Ｓ１３２）と、下限流量（下限閾値Ｆｒａ３）演算工程（Ｓ１３４）と、流路Ａ切り換え工程（Ｓ１３６）と、３ｒｄバンク切り換え工程（Ｓ１３８）と、流量判定工程（Ｓ１４０）と、下限流量（下限閾値Ｆｒｂ３）演算工程（Ｓ１４２）と、流路Ｂ切り換え工程（Ｓ１４４）と、充填完了判定工程（Ｓ１４８）と、いう一連の工程を実施する。

ここで、ディスペンサ３０内の流路Ａ，Ｂを流れる水素燃料の単位時間あたりの流量（ｇ／ｍｉｎ）（充填速度）は、各流路Ａ，Ｂのコンダクタンス、各蓄圧器１０，１２，１４（各バンク）の圧力、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力、外気温度、及び供給される水素燃料の温度によって変化する。そこで、流路Ａ，Ｂ毎、かつ蓄圧器１０，１２，１４（バンク）毎に、単位時間あたりの流量（ｇ／ｍｉｎ）（充填速度）の下限閾値と、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力、外気温度、及び供給される水素燃料の温度とを相関させた相関テーブルを作成する。

図９は、実施の形態１における相関テーブルの一例を示す図である。図９（ａ）では、流路Ａにおける１ｓｔバンク使用時の相関テーブルの一例を示す。図９（ｂ）では、流路Ｂにおける１ｓｔバンク使用時の相関テーブルの一例を示す。また、図９（ｃ）に示すように、以降、同様に、流路Ａにおける２ｎｄバンク使用時の相関テーブル、流路Ｂにおける２ｎｄバンク使用時の相関テーブル、流路Ａにおける３ｒｄバンク使用時の相関テーブル、及び流路Ｂにおける３ｒｄバンク使用時の相関テーブルがそれぞれ作成される。各相関テーブルは、供給される水素燃料の温度別に作成される。例えば、供給される水素燃料の温度が−２６℃〜−１７℃の場合、−３３℃〜−２６℃の場合、及び−４０℃〜−３３℃の場合、の３種類作成されると好適である。供給される水素燃料の温度帯はこれに限るものではない。その他の温度帯で作成しても良い。或いは、データ量が大きくなるが供給される水素燃料の温度毎に作成しても構わない。

図９（ａ）の例では、相関テーブルの縦軸に外気温度（℃）が定義され、横軸にＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力（ＭＰａ）が定義され、外気温度（℃）とＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力（ＭＰａ）とによって指定される領域に、流路Ａにおける１ｓｔバンク使用時の単位時間あたりの流量（ｇ／ｍｉｎ）（充填速度）の下限閾値Ｆｒａ１が定義される。図９（ａ）の例では、例えば、供給される水素燃料の温度が−２６℃〜−１７℃の範囲内にあり、外気温度が０℃でＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力が１０ＭＰａの場合、流路Ａにおける１ｓｔバンク使用時の単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値Ｆｒａ１が１０００ｇ／ｍｉｎと定義される。例えば、供給される水素燃料の温度が−２６℃〜−１７℃の範囲内にあり、外気温度が４０℃でＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力が１０ＭＰａの場合、流路Ａにおける１ｓｔバンク使用時の単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値Ｆｒａ１が５００ｇ／ｍｉｎと定義される。例えば、供給される水素燃料の温度が−２６℃〜−１７℃の範囲内にあり、外気温度が０℃でＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力が５５ＭＰａの場合、流路Ａにおける１ｓｔバンク使用時の単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値Ｆｒａ１が５００ｇ／ｍｉｎと定義される。例えば、供給される水素燃料の温度が−２６℃〜−１７℃の範囲内にあり、外気温度が０℃でＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力が８０ＭＰａの場合、流路Ａにおける１ｓｔバンク使用時の単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値Ｆｒａ１が３００ｇ／ｍｉｎと定義される。例えば、供給される水素燃料の温度が−２６℃〜−１７℃の範囲内にあり、外気温度が４０℃でＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力が８０ＭＰａの場合、流路Ａにおける１ｓｔバンク使用時の単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値Ｆｒａ１が１００ｇ／ｍｉｎと定義される。外気温度、或いは／及び燃料タンク２０２の圧力が高いほど下限閾値Ｆｒａ１を小さくする。他の供給される水素燃料の温度帯でも同様である。また、図９（ａ）の例では、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力が１０ＭＰａ未満の場合の図示が省略されているが、１０ＭＰａ未満の場合の下限閾値Ｆｒａ１が定義されていても構わない。

図９（ｂ）の例では、相関テーブルの縦軸に外気温度（℃）が定義され、横軸にＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力（ＭＰａ）が定義され、外気温度（℃）とＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力（ＭＰａ）とによって指定される領域に、流路Ｂにおける１ｓｔバンク使用時の単位時間あたりの流量（ｇ／ｍｉｎ）（充填速度）の下限閾値Ｆｒｂ１が定義される。流路Ｂにおける１ｓｔバンク使用時は、既に流路Ａを使用した後なので、その分、１ｓｔバンク（蓄圧器１０）の残圧は下がり、逆に燃料タンク２０２の圧力は上がっている。それらを考慮した値が定義される。図９（ｂ）の例では、例えば、供給される水素燃料の温度が−２６℃〜−１７℃の範囲内にあり、外気温度が０℃でＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力が３０ＭＰａの場合、流路Ｂにおける１ｓｔバンク使用時の単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値Ｆｒｂ１が９００ｇ／ｍｉｎと定義される。図９（ａ）の例と同様、外気温度、或いは／及び燃料タンク２０２の圧力が高いほど下限閾値Ｆｒｂ１を小さくする。他の供給される水素燃料の温度帯でも同様である。また、図９（ｂ）の例では、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力が１０ＭＰａ未満の場合の図示が省略されているが、１０ＭＰａ未満の場合の下限閾値Ｆｒａ１が定義されていても構わない。

流路Ａにおける１ｓｔバンク使用時の単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値Ｆｒａ１、流路Ｂにおける１ｓｔバンク使用時の単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値Ｆｒｂ１、流路Ａにおける２ｎｄバンク使用時の単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値Ｆｒａ２、流路Ｂにおける２ｎｄバンク使用時の単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値Ｆｒｂ２、流路Ａにおける３ｒｄバンク使用時の単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値Ｆｒａ３、及び流路Ｂにおける３ｒｄバンク使用時の単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値Ｆｒｂ３、は、それぞれ異なる値が定義される。各値は、予め、実験等により決定すればよい。

ここで、各蓄圧器１０，１２，１４（各バンク）の圧力は、充填開始時において、いずれも同じ圧力Ｐ０（例えば、８２ＭＰａ）に蓄圧されている。言い換えれば、流路Ａを使用する場合、使用開始時の各蓄圧器１０，１２，１４（各バンク）の圧力は、いずれも同じ圧力Ｐ０（例えば、８２ＭＰａ）となる。逆に流路Ｂ（或いは流路Ａ＋Ｂ）を使用する場合、使用開始時の各蓄圧器１０，１２，１４（各バンク）の圧力は、それぞれのバンクにおいて流路Ａで単位時間あたりの流量（ｇ／ｍｉｎ）（充填速度）の下限閾値となる圧力になる。よって、それぞれのバンクにおいて、流路Ｂにおける各条件での下限閾値を決める場合に、使用開始時の各蓄圧器１０，１２，１４（各バンク）の圧力は、流路Ａ使用後の圧力を用いる。

以上のように、予め作成された各相関テーブルの情報は、記憶装置７５に格納しておく。かかる各相関テーブルを作成した後に、ＦＣＶ車両２００への水素燃料の充填を受け付ける。

ＦＣＶ情報受信工程（Ｓ１０２）として、ＦＣＶ情報受信部７１は、水素燃料を動力源とするＦＣＶ車両２００（燃料電池自動車（ＦＣＶ））に搭載された車載器２０４からＦＣＶ車両２００に搭載された燃料タンク２０２（水素貯蔵容器）に関するＦＣＶ情報を受信する。具体的には以下のように動作する。ＦＣＶ車両２００が水素ステーション１０２内に到来し、ユーザ或いは水素ステーション１０２の作業員によってディスペンサ３０のノズル４４がＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の受け口（レセプタクル）に固定されると、車載器２０４と通信制御回路７０との通信が確立される。通信が確立されると、車載器２０４からは、燃料タンク２０２の現在の圧力、温度、及び燃料タンク２０２の容積といったＦＣＶ情報が、リアルタイムで出力（発信）される。ＦＣＶ情報受信部７１は、通信制御回路７０を介してかかるＦＣＶ情報を受信する。また、受信されたＦＣＶ情報は、しきい値演算部７４に出力されると共に受信時刻の情報と相関させて記憶装置７５に格納される。さらに、受信されたＦＣＶ情報は、ＦＣＶ情報中継部９５によって、通信制御回路７０を介して制御回路１００に出力される。制御回路１００内では、受信部５２が、通信制御回路５０を介してＦＣＶ情報を受信する。ＦＣＶ情報は、車載器２０４と制御回路４３（通信制御回路７０）との通信が確立されている間、常時或いは所定のサンプリング間隔で、モニタリングされる。受信されたＦＣＶ情報は、受信時刻の情報と共に、記憶装置８０に記憶される。また、制御回路１００は、温度計４５で測定された外気温度を併せて受信する。外気温度は、制御回路４３を介して受信しても良いし、直接、温度計４５から受信してもよい。或いは、制御回路１００内の図示しない別の温度計で測定しても構わない。

また、車載器２０４と制御回路４３（通信制御回路７０）との通信が確立されると、供給制御部６３は、ディスペンサ３０及びバルブ（例えば、バルブ２２）を制御して初期圧及び供給水素温度を測定する。具体的には、ディスペンサ制御部６４は、ディスペンサ３０内のバルブ制御部９０を制御して、遮断弁３６，３８を瞬間だけ開にする。バルブ制御部６５は、遮断弁３６，３８の動作と同期させてバルブ２２を瞬間だけ開にする。これにより、一瞬だけ水素燃料がＦＣＶ車両２００側に流れることになる。その際、温度計４３は、供給される水素燃料の温度を測定する。また、図示しない圧力計が供給される水素燃料の初期圧を測定する。測定された供給される水素燃料の温度は、水素温度受信部７２によって受信される。また、温度計４５は、外気温度を測定し、測定された外気温度は、外気温度受信部７３によって受信される。供給される水素燃料の温度と外気温度は、車載器２０４と制御回路４３（通信制御回路７０）との通信が確立されている間、常時或いは所定のサンプリング間隔で、モニタリングされる。受信された供給される水素燃料の温度と外気温度は、受信時刻の情報と相関させて、記憶装置７５に記憶される。

最終圧演算工程（Ｓ１０４）として、終了圧・温度演算部５４は、記憶装置８０から変換テーブル８１を読み出し、受信された燃料タンク２０２の受信初期時の圧力、温度、燃料タンク２０２の容積、及び外気温度に対応する最終圧ＰＦと最終温度を演算し、予測する。また、終了圧・温度演算部５４は、記憶装置８０から補正テーブル８３を読み出し、変換テーブル８１によって得られた数値を補正する。変換テーブル８１のデータだけでは、得られた結果に誤差が大きい場合に、実験或いはシミュレーション等により得られた結果に基づいて補正テーブル８３を設ければよい。演算された最終圧ＰＦと最終温度は、送信部５６によって、通信制御回路５０を介してディスペンサ３０内の制御回路４３に出力される。ディスペンサ３０の制御回路４３では、終了圧情報受信部９３が通信制御回路７０を介して制御回路１００から送信された最終圧ＰＦと最終温度の情報を受信する。

下限流量（下限閾値Ｆｒａ１）演算工程（Ｓ１０６）として、制御回路４３は、記憶装置７５に格納された相関テーブル（テーブル情報）を参照して、下限閾値Ｆｒａ１を可変に演算し、設定する。制御回路４３では、特定情報を入力し、特定情報に定義される値に応じて下限閾値を可変に設定する。特定情報として、ＦＣＶ車両２００に搭載される燃料タンク２０２の圧力の情報と、水素燃料の温度の情報と、外気温度の情報と、の少なくとも１つが用いられる。例えば、燃料タンク２０２の圧力と外気温度とを対応付けて定義されたテーブル情報が用いられる。言い換えれば、制御回路４３では、ＦＣＶ車両２００に搭載される燃料タンク２０２の圧力情報を入力し、圧力情報に定義される圧力値に応じて下限閾値を可変に設定する。また、制御回路４３では、水素燃料の温度を入力し、水素燃料の温度に応じて下限閾値を可変に設定する。また、制御回路４３では、外気温度を入力し、外気温度に応じて下限閾値を可変に設定する。具体的には、しきい値演算部７４は、記憶装置７５に格納された、供給される水素燃料の温度と外気温度の情報を読み出し、さらに供給される水素燃料の温度に対応する、流路Ａの１ｓｔバンク用の相関テーブルを読み出し、ＦＣＶ情報に定義される燃料タンク２０２の現在の圧力、外気温度に対応する下限閾値Ｆｒａ１を演算する。演算された下限閾値Ｆｒａ１（しきい値データ）は、記憶装置７６に一時的に格納される。また、しきい値設定部７７は、記憶装置７６に記憶された下限閾値Ｆｒａ１を判定閾値として設定する。

流路Ａ設定工程（Ｓ１０８）として、バルブ制御部９０は、バルブ３４ａを開、バルブ３４ｂを閉に制御することで、ディスペンサ３０内で流路Ａが水素燃料の流路になるように設定する。

１ｓｔバンク設定工程（Ｓ１１０）として、供給部１０６は、ディスペンサ３０を用いて、多段蓄圧器１０１の１ｓｔバンクとなる蓄圧器１０から燃料タンク２０２に水素燃料を充填する（充填を開始する）。供給部１０６は、充填動作に関連する、例えば、多段蓄圧器１０１、バルブ２２，２４，２６、及びディスペンサ３０により構成される。具体的には、以下のように動作する。供給制御部６３は、システム制御部５８による制御のもと、供給部１０６を制御して、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２に蓄圧器１０から水素燃料を供給させる。具体的には、システム制御部５８は、ディスペンサ制御部６４、及びバルブ制御部６５を制御する。ディスペンサ制御部６４は、通信制御回路５０を介してディスペンサ３０の制御回路４３と通信し、ディスペンサ３０の動作を制御する。具体的にはバルブ制御部９０は、ディスペンサ３０内の遮断弁３６，３８を開にする。そして、バルブ制御部６５は、通信制御回路５０を介して、バルブ２２，２４，２６に制御信号を出力し、各バルブの開閉を制御する。具体的には、バルブ２２を開にして、バルブ２４，２６を閉に維持する。これにより、蓄圧器１０から流路Ａを通って燃料タンク２０２に水素燃料が供給される。

かかる水素燃料の供給中、ディスペンサ３０内の流量計３７は、常時或いは所定のサンプリング間隔で、供給される水素燃料の単位時間あたりの流量Ｆ（ｇ／ｍｉｎ）を測定する。測定された単位時間あたりの流量Ｆは、通信制御回路７０を介して流量受信部７８によって受信される。受信された単位時間あたりの流量Ｆは、判定部７９に出力される。

流量判定工程（Ｓ１１２）として、判定部７９は、受信された単位時間あたりの流量Ｆが設定された下限閾値Ｆｒａ１よりも少なくなったかどうかを判定する。単位時間あたりの流量Ｆが下限閾値Ｆｒａ１よりも少なくなった場合、次の工程に進む。単位時間あたりの流量Ｆが下限閾値Ｆｒａ１よりも少なくなっていない場合、単位時間あたりの流量Ｆが下限閾値Ｆｒａ１よりも少なくなるまで流量判定工程（Ｓ１１２）を繰り返す。

下限流量（下限閾値Ｆｒｂ１）演算工程（Ｓ１１４）として、制御回路４３は、記憶装置７５に格納された相関テーブル（テーブル情報）を参照して、下限閾値Ｆｒｂ１を可変に演算し、設定する。具体的には、しきい値演算部７４は、記憶装置７５に格納された、最新の供給される水素燃料の温度と外気温度の情報を読み出し、さらに供給される水素燃料の温度に対応する、流路Ｂの１ｓｔバンク用の相関テーブルを読み出し、ＦＣＶ情報に定義される燃料タンク２０２の現在の圧力、最新の外気温度に対応する下限閾値Ｆｒｂ１を演算する。演算された下限閾値Ｆｒｂ１（しきい値データ）は、記憶装置７６に一時的に格納される。また、しきい値設定部７７は、記憶装置７６に記憶された下限閾値Ｆｒｂ１を判定閾値として設定（更新）する。

流路Ｂ切り換え工程（Ｓ１１６）として、制御回路４３は、測定される流量Ｆが下限閾値Ｆｒａ１よりも少なくなった場合に、切り換えバルブによる流路の切り替えを行う。図４及び図５の例では２つのバルブ３４ａ，３４ｂが切り換えバルブに相当する。図６の例では、バルブ３４ｂが切り換えバルブに相当する。具体的には、バルブ制御部９０が、バルブ３４ａを閉、バルブ３４ｂを開に制御することで、ディスペンサ３０内での水素燃料の流路を流路Ａから流路Ｂに切り換える（設定する）。これにより、蓄圧器１０から流路Ｂを通って燃料タンク２０２に水素燃料が供給される。言い換えれば、蓄圧器１０から燃料タンク２０２への水素充填が継続される。

以上のように、蓄圧器１０からの供給途中で切り換えバルブ（バルブ３４ａ，３４ｂ）による流路の切り替えを行いながら、ＦＣＶ車両２００に水素燃料を充填する。かかる流路の切り替えを行うことにより水素燃料の単位時間あたりの流量Ｆを調整しながら、ＦＣＶ車両２００に水素燃料を充填する。

流量判定工程（Ｓ１１８）として、判定部７９は、受信された単位時間あたりの流量Ｆが設定された下限閾値Ｆｒｂ１よりも少なくなったかどうかを判定する。単位時間あたりの流量Ｆが下限閾値Ｆｒｂ１よりも少なくなった場合、次の工程に進む。単位時間あたりの流量Ｆが下限閾値Ｆｒｂ１よりも少なくなっていない場合、単位時間あたりの流量Ｆが下限閾値Ｆｒｂ１よりも少なくなるまで流量判定工程（Ｓ１１８）を繰り返す。

下限流量（下限閾値Ｆｒａ２）演算工程（Ｓ１２０）として、制御回路４３は、記憶装置７５に格納された相関テーブル（テーブル情報）を参照して、下限閾値Ｆｒａ２を可変に演算し、設定する。具体的には、しきい値演算部７４は、記憶装置７５に格納された、最新の供給される水素燃料の温度と外気温度の情報を読み出し、さらに供給される水素燃料の温度に対応する、流路Ａの２ｎｄバンク用の相関テーブルを読み出し、ＦＣＶ情報に定義される燃料タンク２０２の現在の圧力、最新の外気温度に対応する下限閾値Ｆｒａ２を演算する。演算された下限閾値Ｆｒａ２（しきい値データ）は、記憶装置７６に一時的に格納される。また、しきい値設定部７７は、記憶装置７６に記憶された下限閾値Ｆｒａ２を判定閾値として設定（更新）する。また、バンク切換制御部９１は、通信制御回路７０を介して、制御回路１００に２ｎｄバンクへとバンク切り換えを指示するバンク切り替えコマンドを送信する。

流路Ａ切り換え工程（Ｓ１２２）として、制御回路４３は、測定される流量Ｆが下限閾値Ｆｒｂ１よりも少なくなった場合に、切り換えバルブによる流路の切り替えを行う。図４及び図５の例では２つのバルブ３４ａ，３４ｂが切り換えバルブに相当する。図６の例では、バルブ３４ｂが切り換えバルブに相当する。具体的には、バルブ制御部９０が、バルブ３４ａを開、バルブ３４ｂを閉に制御することで、ディスペンサ３０内での水素燃料の流路を流路Ｂから流路Ａに切り換える（設定する）。

２ｎｄバンク切り換え工程（Ｓ１２４）として、バンク切換コマンド受信部５７は、通信制御回路５０を介してディスペンサ３０からのバンク切り替えコマンドを受信する。バンク切り替えコマンドを受信すると、供給部１０６は、ディスペンサ３０を用いて、多段蓄圧器１０１の２ｎｄバンクとなる蓄圧器１２から燃料タンク２０２に水素燃料を充填する（充填を開始する）。具体的には、以下のように動作する。システム制御部５８は、バンク切り替えコマンドを入力し、供給制御部６３を制御する。供給制御部６３は、システム制御部５８による制御のもと、供給部１０６を制御して、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２に蓄圧器１２から水素燃料を供給させる。具体的には、システム制御部５８は、バルブ制御部６５を制御する。バルブ制御部６５は、通信制御回路５０を介して、バルブ２２，２４，２６に制御信号を出力し、各バルブの開閉を制御する。具体的には、バルブ２４を開にして、バルブ２２，２６を閉にする。これにより、蓄圧器１２から流路Ａを通って燃料タンク２０２に水素燃料が供給される。

流量判定工程（Ｓ１２６）として、判定部７９は、受信された単位時間あたりの流量Ｆが設定された下限閾値Ｆｒａ２よりも少なくなったかどうかを判定する。単位時間あたりの流量Ｆが下限閾値Ｆｒａ２よりも少なくなった場合、次の工程に進む。単位時間あたりの流量Ｆが下限閾値Ｆｒａ２よりも少なくなっていない場合、単位時間あたりの流量Ｆが下限閾値Ｆｒａ２よりも少なくなるまで流量判定工程（Ｓ１２６）を繰り返す。

下限流量（下限閾値Ｆｒｂ２）演算工程（Ｓ１２８）として、制御回路４３は、記憶装置７５に格納された相関テーブル（テーブル情報）を参照して、下限閾値Ｆｒｂ２を可変に演算し、設定する。具体的には、しきい値演算部７４は、記憶装置７５に格納された、最新の供給される水素燃料の温度と外気温度の情報を読み出し、さらに供給される水素燃料の温度に対応する、流路Ｂの２ｎｄバンク用の相関テーブルを読み出し、ＦＣＶ情報に定義される燃料タンク２０２の現在の圧力、最新の外気温度に対応する下限閾値Ｆｒｂ２を演算する。演算された下限閾値Ｆｒｂ２（しきい値データ）は、記憶装置７６に一時的に格納される。また、しきい値設定部７７は、記憶装置７６に記憶された下限閾値Ｆｒｂ２を判定閾値として設定（更新）する。

流路Ｂ切り換え工程（Ｓ１３０）として、制御回路４３は、測定される流量Ｆが下限閾値Ｆｒａ２よりも少なくなった場合に、切り換えバルブによる流路の切り替えを行う。具体的には、バルブ制御部９０が、バルブ３４ａを閉、バルブ３４ｂを開に制御することで、ディスペンサ３０内での水素燃料の流路を流路Ａから流路Ｂに切り換える（設定する）。これにより、蓄圧器１２から流路Ｂを通って燃料タンク２０２に水素燃料が供給される。言い換えれば、蓄圧器１２から燃料タンク２０２への水素充填が継続される。

流量判定工程（Ｓ１３２）として、判定部７９は、受信された単位時間あたりの流量Ｆが設定された下限閾値Ｆｒｂ２よりも少なくなったかどうかを判定する。単位時間あたりの流量Ｆが下限閾値Ｆｒｂ２よりも少なくなった場合、次の工程に進む。単位時間あたりの流量Ｆが下限閾値Ｆｒｂ２よりも少なくなっていない場合、単位時間あたりの流量Ｆが下限閾値Ｆｒｂ２よりも少なくなるまで流量判定工程（Ｓ１３２）を繰り返す。

下限流量（下限閾値Ｆｒａ３）演算工程（Ｓ１３４）として、制御回路４３は、記憶装置７５に格納された相関テーブル（テーブル情報）を参照して、下限閾値Ｆｒａ３を可変に演算し、設定する。具体的には、しきい値演算部７４は、記憶装置７５に格納された、最新の供給される水素燃料の温度と外気温度の情報を読み出し、さらに供給される水素燃料の温度に対応する、流路Ａの３ｒｄバンク用の相関テーブルを読み出し、ＦＣＶ情報に定義される燃料タンク２０２の現在の圧力、最新の外気温度に対応する下限閾値Ｆｒａ３を演算する。演算された下限閾値Ｆｒａ３（しきい値データ）は、記憶装置７６に一時的に格納される。また、しきい値設定部７７は、記憶装置７６に記憶された下限閾値Ｆｒａ３を判定閾値として設定（更新）する。また、バンク切換制御部９１は、通信制御回路７０を介して、制御回路１００に３ｒｄバンクへとバンク切り換えを指示するバンク切り替えコマンドを送信する。

流路Ａ切り換え工程（Ｓ１３６）として、制御回路４３は、測定される流量Ｆが下限閾値Ｆｒｂ２よりも少なくなった場合に、切り換えバルブによる流路の切り替えを行う。具体的には、バルブ制御部９０が、バルブ３４ａを開、バルブ３４ｂを閉に制御することで、ディスペンサ３０内での水素燃料の流路を流路Ｂから流路Ａに切り換える（設定する）。

３ｒｄバンク切り換え工程（Ｓ１３８）として、バンク切換コマンド受信部５７は、通信制御回路５０を介してディスペンサ３０からのバンク切り替えコマンドを受信する。バンク切り替えコマンドを受信すると、供給部１０６は、ディスペンサ３０を用いて、多段蓄圧器１０１の３ｒｄバンクとなる蓄圧器１４から燃料タンク２０２に水素燃料を充填する（充填を開始する）。具体的には、以下のように動作する。システム制御部５８は、バンク切り替えコマンドを入力し、供給制御部６３を制御する。供給制御部６３は、システム制御部５８による制御のもと、供給部１０６を制御して、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２に蓄圧器１４から水素燃料を供給させる。具体的には、システム制御部５８は、バルブ制御部６５を制御する。バルブ制御部６５は、通信制御回路５０を介して、バルブ２２，２４，２６に制御信号を出力し、各バルブの開閉を制御する。具体的には、バルブ２６を開にして、バルブ２２，２４を閉にする。これにより、蓄圧器１４から流路Ａを通って燃料タンク２０２に水素燃料が供給される。

流量判定工程（Ｓ１４０）として、判定部７９は、受信された単位時間あたりの流量Ｆが設定された下限閾値Ｆｒａ３よりも少なくなったかどうかを判定する。単位時間あたりの流量Ｆが下限閾値Ｆｒａ３よりも少なくなった場合、次の工程に進む。単位時間あたりの流量Ｆが下限閾値Ｆｒａ３よりも少なくなっていない場合、単位時間あたりの流量Ｆが下限閾値Ｆｒａ３よりも少なくなるまで流量判定工程（Ｓ１４０）を繰り返す。

下限流量（下限閾値Ｆｒｂ３）演算工程（Ｓ１４２）として、制御回路４３は、記憶装置７５に格納された相関テーブル（テーブル情報）を参照して、下限閾値Ｆｒｂ３を可変に演算し、設定する。具体的には、しきい値演算部７４は、記憶装置７５に格納された、最新の供給される水素燃料の温度と外気温度の情報を読み出し、さらに供給される水素燃料の温度に対応する、流路Ｂの３ｒｄバンク用の相関テーブルを読み出し、ＦＣＶ情報に定義される燃料タンク２０２の現在の圧力、最新の外気温度に対応する下限閾値Ｆｒｂ３を演算する。演算された下限閾値Ｆｒｂ３（しきい値データ）は、記憶装置７６に一時的に格納される。また、しきい値設定部７７は、記憶装置７６に記憶された下限閾値Ｆｒｂ３を判定閾値として設定（更新）する。

流路Ｂ切り換え工程（Ｓ１４４）として、制御回路４３は、測定される流量Ｆが下限閾値Ｆｒａ３よりも少なくなった場合に、切り換えバルブによる流路の切り替えを行う。具体的には、バルブ制御部９０が、バルブ３４ａを閉、バルブ３４ｂを開に制御することで、ディスペンサ３０内での水素燃料の流路を流路Ａから流路Ｂに切り換える（設定する）。これにより、蓄圧器１４から流路Ｂを通って燃料タンク２０２に水素燃料が供給される。言い換えれば、蓄圧器１４から燃料タンク２０２への水素充填が継続される。

充填完了判定工程（Ｓ１４８）として、判定部９４は、充填が完了したかどうかを判定する。具体的には、判定部９４は、ＦＣＶ情報に定義される燃料タンク２０２の現在の圧力が、受信された最終圧ＰＦに到達したかどうかを判定する。ＦＣＶ情報に定義される燃料タンク２０２の現在の圧力が、受信された最終圧ＰＦに到達していない場合、最終圧ＰＦに到達するまで充填完了判定工程（Ｓ１４８）を繰り返す。ＦＣＶ情報に定義される燃料タンク２０２の現在の圧力が、受信された最終圧ＰＦに到達した場合に充填を終了する。具体的には、バルブ制御部９０が遮断弁３６，３８を閉にして、流路を遮断する。また、バルブ制御部６５がバルブ２６を閉じる。

ここで、水素ステーション１０２に到来するＦＣＶ車両２００は、燃料タンク２０２の圧力が十分に低い場合に限るものではない。燃料タンク２０２の圧力が満タン時の例えば１／２より高い場合、例えば２本の蓄圧器１０，１２で足りる場合もあり得る。さらに、燃料タンク２０２の圧力が高い場合、例えば１本の蓄圧器１０で足りる場合もあり得る。いずれにしても、蓄圧器１０，１２，１４の順で使用する蓄圧器を切り替えることになる。燃料タンク２０２の圧力は、ＦＣＶ情報の一部として、車載器２０４と制御回路４３（通信制御回路７０）との通信が確立されている間、常時或いは所定のサンプリング間隔で、モニタリングされる。そして、判定部９４は、ＦＣＶ情報に定義される燃料タンク２０２の現在の圧力が、最終圧ＰＦに到達したかどうかを判定する。燃料タンク２０２の現在の圧力が、最終圧ＰＦに到達した時点で充填を終了する。

以上のように、実施の形態１の水素燃料の充填方法では、水素燃料が蓄圧された蓄圧器から供給される水素燃料を、流路Ａを介して水素燃料を動力源とするＦＣＶ車両２００に水素燃料を充填する工程と、蓄圧器からの供給途中で、流路Ａから流路Ａと並列に配置された流路Ｂへと前記水素燃料の流路を切り替える、若しくは流路Ａから流路Ａ及び流路Ｂの両方へと水素燃料の流路を切り替える工程と、切り替えられた流路を介して蓄圧器からＦＣＶ車両２００に水素燃料を充填する工程と、を実施する。

また、以上のように、実施の形態１の水素燃料の充填方法では、多段蓄圧器１０１を用いる場合に、水素燃料が蓄圧された複数の蓄圧器１０，１２，１４のうち蓄圧器１０から供給される水素燃料の流路を供給途中で、流路Ａから流路Ａと並列に配置された流路Ｂへと選択的に切り替える、若しくは流路Ａから流路Ａ及び流路Ｂの両方へと切り替えることによって、蓄圧器１０から供給される水素燃料の単位時間あたりの流量を調整しながらＦＣＶ車両２００に水素燃料を充填する工程と、蓄圧器１０から切り替えられた蓄圧器１２から供給される水素燃料の流路を供給途中で、流路Ａから流路Ａと並列に配置された流路Ｂへと選択的に切り替える、若しくは流路Ａから流路Ａ及び流路Ｂの両方へと切り替えることによって、蓄圧器１２から供給される水素燃料の単位時間あたりの流量Ｆを調整しながら、蓄圧器１０から供給された水素燃料の充填に引き続き、ＦＣＶ車両２００に蓄圧器１２から供給される水素燃料を充填する工程と、を実施する。同様に、蓄圧器１２から供給された水素燃料の充填に引き続き、ＦＣＶ車両２００に蓄圧器１４から供給される水素燃料を充填する工程を実施する。

以上により、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２への水素燃料の充填（供給）は終了し、ディスペンサ３０のノズル４４をＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の受け口（レセプタクル）から外し、ユーザは、例えば充填量に応じた料金を支払って、水素ステーション１０２から退場することになる。

一方、かかる充填によって、各蓄圧器１０，１２，１４内の水素燃料は減少し、圧力が低下する。そのため、バンク圧力受信部６６は、通信制御回路５０を介して、常時、或いは所定のサンプリング周期で、各蓄圧器１０，１２，１４の圧力を圧力計１１，１３，１５から受信し、記憶装置８０に記憶する。

そして、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２への充填によって、各蓄圧器１０，１２，１４内の圧力が低下しているので、復圧機構１０４は、各蓄圧器１０，１２，１４を復圧する。圧縮機４０、バルブ２１，２３，２５、及びバルブ３２２，３２４，３２６，３２８等が復圧機構１０４を構成する。まず、システム制御部５８は、カードル３０２、中間蓄圧器３０４、水素トレーラー３０６、或いは水素製造装置３０８の中から圧縮機４０の吸込側につなぐ水素燃料の供給元を選択する。そして、復圧制御部６１は、システム制御部５８による制御のもと、復圧機構１０４を制御して、各蓄圧器１０，１２，１４を復圧させる。具体的には、まず、バルブ制御部６０は、システム制御部５８による制御のもと、カードル３０２、中間蓄圧器３０４、水素トレーラー３０６、或いは水素製造装置３０８の中から、選択された水素燃料の供給元となる１つのバルブ（バルブ３２２，３２４，３２６，或いは３２８）を閉じている状態から開の状態に制御する。これにより、圧縮機４０の吸込側に低圧の水素燃料が供給される。

ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２への充填に使用する各バンクの蓄圧器は、充填中に復圧も行われていても良い。しかしながら、規定の圧力まで復圧する時間が足りないため、充填後も復圧を行わなくてはならない。１ｓｔバンク、２ｎｄバンク、３ｒｄバンクの順で切り替わるので、まず、１ｓｔバンクとなる蓄圧器１０を復圧する。バルブ制御部６０は、バルブ２１，２３，２５が閉じた状態から、バルブ２１を開にする。

そして、圧縮機制御部６２は、圧縮機４０を駆動して、低圧（例えば０．６ＭＰａ）の水素燃料を圧縮しながら送り出し、蓄圧器１０の圧力が所定の圧力Ｐ０（例えば、８２ＭＰａ）になるまで蓄圧器１０に水素燃料を充填することで蓄圧器１０を復圧する。

次に、バルブ制御部６０は、バルブ２１を閉じて、代わりにバルブ２３を開にする。

そして、圧縮機制御部６２は、圧縮機４０を駆動して、低圧（例えば０．６ＭＰａ）の水素燃料を圧縮しながら送り出し、蓄圧器１２の圧力が所定の圧力Ｐ０（例えば、８２ＭＰａ）になるまで蓄圧器１２に水素燃料を充填することで蓄圧器１２を復圧する。

次に、バルブ制御部６０は、バルブ２３を閉じて、代わりにバルブ２５を開にする。

そして、圧縮機制御部６２は、圧縮機４０を駆動して、低圧（例えば０．６ＭＰａ）の水素燃料を圧縮しながら送り出し、蓄圧器１４の圧力が所定の圧力Ｐ０（例えば、８２ＭＰａ）になるまで蓄圧器１４に水素燃料を充填することで蓄圧器１４を復圧する。

以上により、次のＦＣＶ車両２００が水素ステーション１０２に到来しても、同様に、水素燃料の供給が可能となる。

ここで、上述した例では、流量Ｆの下限閾値を用いて流路の切り換えを行う場合を説明したが、これに限るものではない。

図１０は、実施の形態１における相関テーブルの他の一例を示す図である。図１０では、流路Ａにおける１ｓｔバンク使用時の相関テーブルの一例を示す。また、流路Ｂにおける１ｓｔバンク使用時の相関テーブル、流路Ａにおける２ｎｄバンク使用時の相関テーブル、流路Ｂにおける２ｎｄバンク使用時の相関テーブル、流路Ａにおける３ｒｄバンク使用時の相関テーブル、及び流路Ｂにおける３ｒｄバンク使用時の相関テーブルがそれぞれ供給される水素燃料の温度別に作成される。各相関テーブルにおいて、単位時間あたりの流量の下限閾値の代わりに、各バンクにおける各流路での水素燃料の供給時間の上限閾値ｔを定義しても好適である。各バンクにおける各流路において、供給開始から単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値に達するまでの時間を演算し、かかる時間を上限閾値として定義すればよい。その他は、図９（ａ）と同様である。

図１０の例では、相関テーブルの縦軸に外気温度（℃）が定義され、横軸にＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力（ＭＰａ）が定義され、外気温度（℃）とＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力（ＭＰａ）とによって指定される領域に、流路Ａにおける１ｓｔバンク使用時の供給時間の上限閾値ｔ（秒）が定義される。図１０の例では、例えば、供給される水素燃料の温度が−２６℃〜−１７℃の範囲内にあり、外気温度が０℃でＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力が１０ＭＰａの場合、流路Ａにおける１ｓｔバンク使用時の供給時間の上限閾値ｔ００１０が定義される。例えば、供給される水素燃料の温度が−２６℃〜−１７℃の範囲内にあり、外気温度が４０℃でＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力が１０ＭＰａの場合、流路Ａにおける１ｓｔバンク使用時の供給時間の上限閾値ｔ４０１０が定義される。例えば、供給される水素燃料の温度が−２６℃〜−１７℃の範囲内にあり、外気温度が０℃でＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力が８０ＭＰａの場合、流路Ａにおける１ｓｔバンク使用時の供給時間の上限閾値ｔ００８０が定義される。例えば、供給される水素燃料の温度が−２６℃〜−１７℃の範囲内にあり、外気温度が４０℃でＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力が８０ＭＰａの場合、流路Ａにおける１ｓｔバンク使用時の供給時間の上限閾値ｔ４０８０が定義される。

そして、制御回路４３は、流路Ａと流路Ｂの一方若しくは両方を水素燃料が通過する時間が、上限閾値に達した場合に、切り換えバルブによる流路の切り替えを行う。制御回路４３では、特定情報を入力し、特定情報に定義される値に応じて上限閾値を可変に設定する。特定情報として、上述したように、ＦＣＶ車両２００に搭載される燃料タンク２０２の圧力の情報と、水素燃料の温度の情報と、外気温度の情報と、の少なくとも１つが用いられる。例えば、燃料タンク２０２の圧力と外気温度とを対応付けて定義されたテーブル情報が用いられる。

上述した下限流量を上限時間、単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値を供給時間の上限閾値と読み替えれば、同様の充填方法が実施できる。

なお、上述した例では、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示した流量Ｆの下限閾値を用いる場合、１ｓｔバンクから３ｒｄバンクまで、バンク毎にそれぞれ異なる相関テーブルを作成する場合について説明したが、これに限るものではない。簡易な相関テーブルとして、供給される水素燃料の温度別に、各バンク共通の流路Ａにおける相関テーブルと、各バンク共通の流路Ｂにおける相関テーブルとを作成する場合でも構わない。さらに、供給される水素燃料の温度別に相関テーブルを作成する場合について説明したが、これに限るものではない。さらに簡易な相関テーブルとして、水素燃料の温度共通、かつ各バンク共通の流路Ａにおける相関テーブルと流路Ｂにおける相関テーブルとを作成する場合でも構わない。

同様に、図１０に示した供給時間の上限閾値を用いる場合、１ｓｔバンクから３ｒｄバンクまで、バンク毎にそれぞれ異なる相関テーブルを作成する場合について説明したが、これに限るものではない。簡易な相関テーブルとして、供給される水素燃料の温度別に、各バンク共通の流路Ａにおける相関テーブルと、各バンク共通の流路Ｂにおける相関テーブルとを作成する場合でも構わない。さらに、供給される水素燃料の温度別に相関テーブルを作成する場合について説明したが、これに限るものではない。さらに簡易な相関テーブルとして、水素燃料の温度共通、かつ各バンク共通の流路Ａにおける相関テーブルと流路Ｂにおける相関テーブルとを作成する場合でも構わない。

以上のように、実施の形態１によれば、流量調整弁を使用せずとも、切り換え可能な並列流路を設けることで、供給される水素燃料の流量を調整しながら水素燃料の充填ができる。よって、安価かつ安全に水素燃料の充填ができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、供給される水素燃料の温度、外気温度、及びＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力に応じた流量の下限閾値を定義した相関テーブルを用いる場合について説明したが、相関テーブルはこれに限るものではない。実施の形態２では、実施の形態１よりも簡易な相関テーブルを用いる場合について説明する。実施の形態２における水素ステーションの水素燃料供給システムの構成は図１と同様である。また、実施の形態２における水素燃料の充填方法の要部工程を示すフローチャート図は図８と同様である。相関テーブル以外の内容は、実施の形態１と同様である。

図１１は、実施の形態２における相関テーブルの一例を示す図である。図１１（ａ）では、流路Ａにおける１ｓｔバンク使用時の相関テーブルの一例を示す。図１１（ｂ）では、流路Ｂにおける１ｓｔバンク使用時の相関テーブルの一例を示す。また、図１１（ｃ）に示すように、以降、同様に、流路Ａにおける２ｎｄバンク使用時の相関テーブル、流路Ｂにおける２ｎｄバンク使用時の相関テーブル、流路Ａにおける３ｒｄバンク使用時の相関テーブル、及び流路Ｂにおける３ｒｄバンク使用時の相関テーブルがそれぞれ作成される。各相関テーブルは、供給される水素燃料の温度別に作成される。例えば、供給される水素燃料の温度が−２６℃〜−１７℃の場合、−３３℃〜−２６℃の場合、及び−４０℃〜−３３℃の場合、の３種類作成されると好適である。供給される水素燃料の温度帯はこれに限るものではない。その他の温度帯で作成しても良い。或いは、データ量が大きくなるが供給される水素燃料の温度毎に作成しても構わない。

図１１（ａ）の例では、相関テーブルとして、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力（ＭＰａ）に対応する、流路Ａにおける１ｓｔバンク使用時の単位時間あたりの流量（ｇ／ｍｉｎ）（充填速度）の下限閾値Ｆｒａ１が定義される。図１１（ａ）の例では、例えば、供給される水素燃料の温度が−２６℃〜−１７℃の範囲内にあり、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力が１０ＭＰａの場合、流路Ａにおける１ｓｔバンク使用時の単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値Ｆｒａ１が１０００ｇ／ｍｉｎと定義される。例えば、供給される水素燃料の温度が−２６℃〜−１７℃の範囲内にあり、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力が８０ＭＰａの場合、流路Ａにおける１ｓｔバンク使用時の単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値Ｆｒａ１が３００ｇ／ｍｉｎと定義される。燃料タンク２０２の圧力が高いほど下限閾値Ｆｒａ１を小さくする。他の供給される水素燃料の温度帯でも同様である。

図１１（ｂ）の例では、相関テーブルとして、ＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力（ＭＰａ）に対応する、流路Ｂにおける１ｓｔバンク使用時の単位時間あたりの流量（ｇ／ｍｉｎ）（充填速度）の下限閾値Ｆｒｂ１が定義される。流路Ｂにおける１ｓｔバンク使用時は、既に流路Ａを使用した後なので、その分、１ｓｔバンク（蓄圧器１０）の残圧は下がり、逆に燃料タンク２０２の圧力は上がっている。図１１（ａ）の例と同様、燃料タンク２０２の圧力が高いほど下限閾値Ｆｒｂ１を小さくする。他の供給される水素燃料の温度帯でも同様である。

流路Ａにおける１ｓｔバンク使用時の単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値Ｆｒａ１、流路Ｂにおける１ｓｔバンク使用時の単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値Ｆｒｂ１、流路Ａにおける２ｎｄバンク使用時の単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値Ｆｒａ２、流路Ｂにおける２ｎｄバンク使用時の単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値Ｆｒｂ２、流路Ａにおける３ｒｄバンク使用時の単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値Ｆｒａ３、及び流路Ｂにおける３ｒｄバンク使用時の単位時間あたりの流量（充填速度）の下限閾値Ｆｒｂ３、は、それぞれ異なる値が定義される。各値は、予め、実験等により決定すればよい。

なお、実施の形態２においても、実施の形態１と同様、流量Ｆの下限閾値を用いる場合、１ｓｔバンクから３ｒｄバンクまで、バンク毎にそれぞれ異なる相関テーブルを作成する場合について説明したが、これに限るものではない。簡易な相関テーブルとして、供給される水素燃料の温度別に、各バンク共通の流路Ａにおける相関テーブルと、各バンク共通の流路Ｂにおける相関テーブルとを作成する場合でも構わない。さらに、供給される水素燃料の温度別に相関テーブルを作成する場合について説明したが、これに限るものではない。さらに簡易な相関テーブルとして、水素燃料の温度共通、かつ各バンク共通の流路Ａにおける相関テーブルと流路Ｂにおける相関テーブルとを作成する場合でも構わない。

また、図１０にて説明した場合と同様、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）の各相関テーブルにおいて、単位時間あたりの流量の下限閾値の代わりに、各バンクにおける各流路での水素燃料の供給時間の上限閾値ｔを定義しても好適である。さらに、単位時間あたりの流量の下限閾値の代わりに供給時間の上限閾値を用いる場合、１ｓｔバンクから３ｒｄバンクまで、バンク毎にそれぞれ異なる相関テーブルを作成する場合について説明したが、これに限るものではない。簡易な相関テーブルとして、供給される水素燃料の温度別に、各バンク共通の流路Ａにおける相関テーブルと、各バンク共通の流路Ｂにおける相関テーブルとを作成する場合でも構わない。さらに、供給される水素燃料の温度別に相関テーブルを作成する場合について説明したが、これに限るものではない。さらに簡易な相関テーブルとして、水素燃料の温度共通、かつ各バンク共通の流路Ａにおける相関テーブルと流路Ｂにおける相関テーブルとを作成する場合でも構わない。

ここで、上述した各実施の形態では、少なくともＦＣＶ車両２００の燃料タンク２０２の圧力に応じた流量の下限閾値（或いは供給時間の上限閾値）を定義した相関テーブルを用いる場合について説明したが、これに限るものではない。他の条件に関わらず、流路Ａに対して固定した流量の下限閾値（或いは供給時間の上限閾値）及び流路Ｂに対して固定した流量の下限閾値（或いは供給時間の上限閾値）を設定しても良い。

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、上述した例では、流量の下限閾値、或いは供給時間の上限閾値のどちらか一方の閾値だけを判定して、流路の切り換えを行う場合を説明したが、これに限るものではない。流量の下限閾値及び供給時間の上限閾値の両方を満たしたと判定された場合に流路の切り換えを行う場合であっても好適である。或いは、流量の下限閾値或いは供給時間の上限閾値のどちらか一方を満たしたと判定された場合に流路の切り換えを行う場合であっても好適である。

また、上述した例では、ＦＣＶ車両１台分の水素燃料の充填に、３つの蓄圧器１０，１２，１４による多段蓄圧器１０１を用いた場合を示したが、これに限るものではない。蓄圧器１０，１２，１４の容積等に応じて、１台分の充填にさらに多くの蓄圧器を用いる場合もあり得る。或いは、逆に１台分の充填に２つの蓄圧器で賄える場合もあり得る。

上述した例では、ディスペンサ３０を１つ配置する場合、及び１台のディスペンサ３０にノズル４４を１つ配置する場合について説明したがこれに限るものではない。ディスペンサ３０の数は、２台以上であってもよい。同様に、１台のディスペンサ３０に配置されるノズル４４の数は、２つ以上であってもよい。

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての水素燃料の充填システム、及び水素燃料の充填方法は、本発明の範囲に包含される。

１０，１２，１４ 蓄圧器
１１，１３，１５ 圧力計
２１，２２，２３，２４，２５，２６ バルブ
３０ ディスペンサ
３１ フィルタ
３２ 冷却器
３３ 流路
３４ バルブ
３６ 遮断弁
３７ 流量計
３８ 遮断弁
３９ フィルタ
４０ 圧縮機
４１ 緊急離脱カプラ
４２ 温度計
４３ 制御回路
５０ 通信制御回路
５１ メモリ
５２ 受信部
５４ 終了圧・温度演算部
５６ 送信部
５７ バンク切換コマンド受信部
５８ システム制御部
６０，６５ バルブ制御部
６２ 圧縮機制御部
６４ ディスペンサ制御部
６６ バンク圧力受信部
７０ 通信制御回路
７１ ＦＣＶ情報受信部
７２ 水素温度受信部
７３ 外気温度受信部
７４ しきい値演算部
７５，７６ 記憶装置
７７ しきい値設定部
７８ 流量受信部
７９ 判定部
８０，８４ 記憶装置
９０ バルブ制御部
９１ バンク切換制御部
９３ 終了圧情報受信部
９４ 判定部
９５ ＦＣＶ情報中継部
９９ メモリ
１００ 制御回路
１０１ 多段蓄圧器
１０２ 水素ステーション
１０４ 復圧機構
１０６ 供給部
２００ ＦＣＶ車両
２０２ 燃料タンク
２０４ 車載器
３０２ カードル
３０４ 中間蓄圧器
３０６ 水素トレーラー
３０８ 水素製造装置
３１２，３１４，３１６，３１８ 圧力計
３２２，３２４，３２６，３２８ バルブ
５００ 水素燃料供給システム

Claims (11)

1. 水素燃料が蓄圧された蓄圧器から供給される水素燃料が通過する第１の流路と、
   前記蓄圧器から供給される水素燃料が通過する、前記第１の流路と並列に配置された第２の流路と、
   前記第１と第２の流路の一方から他方へ選択的に流路を切り替える、若しくは前記第１と第２の流路の一方と両方との間で流路を切り替える切り換えバルブと、
   前記切り換えバルブの開閉を制御する制御回路と、
   を備え、
   前記蓄圧器からの供給途中で前記切り換えバルブによる前記流路の切り替えを行いながら、水素燃料を動力源とする燃料電池自動車に水素燃料を充填することを特徴とする水素燃料の充填システム。
2. 水素燃料が蓄圧された複数の蓄圧器内で切り替えられる各蓄圧器から供給される水素燃料が通過する第１の流路と、
   前記切り替えられる各蓄圧器から供給される水素燃料が通過する、前記第１の流路と並列に配置された第２の流路と、
   前記第１と第２の流路の一方から他方へ選択的に流路を切り替える、若しくは前記第１と第２の流路の一方と両方との間で流路を切り替える切り換えバルブと、
   前記切り換えバルブの開閉を制御する制御回路と、
   を備え、
   前記複数の蓄圧器内で蓄圧器が切り替えられる毎に、切り替えられた蓄圧器からの水素燃料の供給途中で前記切り換えバルブによる前記流路の切り替えを行うことにより水素燃料の単位時間あたりの流量を調整しながら、水素燃料を動力源とする燃料電池自動車（ＦＣＶ）に水素燃料を充填することを特徴とする水素燃料の充填システム。
3. 供給される前記水素燃料の単位時間あたりの流量を測定する流量計をさらに備え、
   前記制御回路は、測定される前記流量が下限閾値よりも少なくなった場合に、前記切り換えバルブによる前記流路の切り替えを行うことを特徴とする請求項１又は２記載の水素燃料の充填システム。
4. 前記制御回路は、前記第１と第２の流路の一方若しくは両方を水素燃料が通過する時間が、上限閾値に達した場合に、前記切り換えバルブによる前記流路の切り替えを行うことを特徴とする請求項１又は２記載の水素燃料の充填システム。
5. 供給される前記水素燃料の単位時間あたりの流量を測定する流量計をさらに備え、
   前記制御回路は、測定される前記流量が下限閾値よりも少なくなり、かつ、前記第１と第２の流路の一方若しくは両方を水素燃料が通過する時間が上限閾値に達した場合、又は、測定される前記流量が下限閾値よりも少なくなる若しくは前記第１と第２の流路の一方若しくは両方を水素燃料が通過する時間が上限閾値に達した場合に、前記切り換えバルブによる前記流路の切り替えを行うことを特徴とする請求項１又は２記載の水素燃料の充填システム。
6. 前記制御回路は、特定情報を入力し、前記特定情報に定義される値に応じて前記下限閾値を可変に設定することを特徴とする請求項３又は５記載の水素燃料の充填システム。
7. 前記制御回路は、特定情報を入力し、前記特定情報に定義される値に応じて前記上限閾値を可変に設定することを特徴とする請求項４又は５記載の水素燃料の充填システム。
8. 前記特定情報として、前記燃料電池自動車に搭載される水素貯蔵容器の圧力の情報と、前記水素燃料の温度の情報と、外気温度の情報と、の少なくとも１つが用いられることを特徴とする請求項６又は７記載の水素燃料の充填システム。
9. 前記特定情報として、水素貯蔵容器の圧力と外気温度とを対応付けて定義されたテーブル情報が用いられることを特徴とする請求項６又は７記載の水素燃料の充填システム。
10. 水素燃料が蓄圧された蓄圧器から供給される水素燃料を第１の流路を介して水素燃料を動力源とする燃料電池自動車に水素燃料を充填する工程と、
    前記蓄圧器からの供給途中で、前記第１の流路から前記第１の流路と並列に配置された第２の流路へと前記水素燃料の流路を切り替える、若しくは前記第１の流路から前記第１と第２の流路の両方へと前記水素燃料の流路を切り替える工程と、
    切り替えられた前記流路を介して前記蓄圧器から前記ＦＣＶに水素燃料を充填する工程と、
    を備えたことを特徴とする水素燃料の充填方法。
11. 水素燃料が蓄圧された複数の蓄圧器のうち第１の蓄圧器から供給される水素燃料の流路を供給途中で、第１の流路と前記第１の流路と並列に配置された第２の流路との一方から他方へと選択的に切り替える、若しくは前記第１と第２の流路の一方から両方へと切り替えることによって、前記第１の蓄圧器から供給される水素燃料の単位時間あたりの流量を調整しながら水素燃料を動力源とする燃料電池自動車に水素燃料を充填する工程と、
    前記複数の蓄圧器のうち前記第１の蓄圧器から切り替えられた第２に蓄圧器から供給される水素燃料の流路を供給途中で、前記第１の流路と前記第２の流路との一方から他方へと選択的に切り替える、若しくは前記第１と第２の流路の一方から両方へと切り替えることによって、前記第２の蓄圧器から供給される水素燃料の単位時間あたりの流量を調整しながら、前記第１の蓄圧器から供給された水素燃料の充填に引き続き、前記燃料電池自動車に前記第２の蓄圧器から供給される水素燃料を充填する工程と、
    を備えたことを特徴とする水素燃料の充填方法。

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