JP2012225783A - 内容量推定装置及びそれを有する内容量推定システム - Google Patents

Abstract

【課題】容器内にある液体又は固体の内容量を正確に推定できる小型で安価な内容量推定装置およびそれを有する内容量推定システムを提供する。
【解決手段】車両燃料システム１では、気密タンク２０が、燃料タンク１０と別体で設けられるとともに燃料タンク１０内の気相部１７に接続されているので、気密タンク２０内の圧力と気相部１７の圧力との圧力差が、例えば、大気圧と気相部１７の圧力との圧力差などと比べて、小さくなり、そして、ポンプ４０が、気相部１７との圧力差が小さい気密タンク２０内の気体を、気相部１７に押し込み可能に設けられている。これにより、ポンプ４０において気相部１７に気体の押し込むために必要な力を小さくすることができ、そのため、小型化でき、また、ポンプ４０における高圧対策を不要として、製造コストを低減できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、ガソリン、液化ガス、又は、各種薬液などの液体、又は、樹脂ペレット、木質ペレット、又は、粉砕ガラスなどの固体を収容する容器内にある前記液体又は前記固体の内容量を推定する内容量推定装置及びその内容量推定装置を有する内容量推定システムに関するものである。

従来、車両に搭載される内容量推定装置としての燃料残量検出装置は、容器としての燃料タンク内の燃料の液位（即ち、液面高さ）を検出する液位検出手段を有する。この液位検出手段としては、燃料液面上に浮かぶフロートの位置に応じて抵抗体上を摺動する接点を有し、抵抗体の両端に印加した電圧を分圧した電圧を接点に出力するような構成のものなどが一般に採用されている。そして、燃料残量検出装置は、液位検出手段の電気的特性、すなわち前記接点から出力される電圧に基づいて内容量としての燃料の残量を検出していた。

しかしながら、このような燃料残量検出装置は、車両が傾斜したり、振動したりすることによって、車両の燃料タンク内の液面が変動するので、燃料タンク内の液面変動にフロートが追随してフロートの高さが変動し、そのため、燃料計の表示に誤差が生じてしまうという問題があった。また、車室空間の拡大化の要請などを背景に、車両内スペースの効率化が求められる車両などにおいては、車両内の隙間を利用して燃料タンクが搭載されることがあり、そのため、燃料タンクの形状が複雑になって、液面高さに基づいて燃料残量を正確に検出することが難しいという問題があった。そして、このような問題を解決する技術が特許文献１に開示されている。

特許文献１に提案されている燃料残量計測装置９０１は、図１３に示すように、箱状のタンク本体９０３を有している。このタンク本体９０３の内側空間は、柔らかな袋状体９０５によって、燃料Ｆを収容する燃料貯留室９０７と、大気に連通する圧力調整室９０９と、に区画されている。さらに、燃料残量計測装置９０１は、圧力調整室９０９内へ空気を送出することで圧力調整室９０９内の圧力を上昇させる機能を果たす加圧器アッセンブリ９１３と、圧力調整室９０９内における空気の圧力に応じた圧力信号を出力する圧力計９１５と、制御装置と、を有している。加圧器アッセンブリ９１３は、流通路９３７を介して圧力調整室９０９と接続されたシリンダ９２７と、シリンダ９２７内を往復移動されるピストン９２５と、を有している。

燃料残量計測装置９０１の制御装置は、加圧器アクチュエータによりピストンロッド９２３を介して、ピストン９２５をシリンダ９２７内で上方から下方に移動させて、圧力調整室９０９へ所定量の大気を押し込むとともに、この所定量の大気の押し込み前後での圧力調整室９０９の圧力を圧力計９１５によって測定する。そして、制御装置は、圧力調整室９０９に押し込んだ大気の量と、圧力計９１５によって測定した押し込み前後での圧力調整室９０９の圧力と、に基づいて、ボイルの法則から圧力調整室９０９の容積を算出して、この圧力調整室９０９の容積をタンク本体９０３の容積から差し引いて、燃料貯留室９０７の容積、即ち、燃料Ｆの残量を検出していた。これにより、液面の変動や燃料タンクの形状の影響を受けることなく、燃料タンク内の燃料の残量を正確に検出することができた。

また、燃料残量計測装置９０１においては、タンク本体９０３の内側空間を、袋状体９０５によって燃料貯留室９０７と圧力調整室９０９とに区画する構成であったが、例えば、液化石油ガス（ＬＰＧ）などの液化ガスを燃料Ｆとする場合、袋状体９０５内で燃料Ｆが気化してしまう場合があるなど、燃料Ｆの残量を正確に検出することができないことがある。そのため、液化ガスを燃料Ｆとする場合等には、図１４に示すように、袋状体９０５を備えずにタンク本体９０３に直接燃料Ｆを収容して、液相部を燃料貯留室９０７とし、気相部を圧力調整室９０９とした構成の燃料残量計測装置９０１Ａを用いていた。

特開平９−２８０９２０号公報

しかしながら、上述した燃料残量計測装置９０１Ａでは、例えば、液化ガスを燃料Ｆとした場合など、圧力調整室９０９内で燃料Ｆが気化して圧力が非常に高くなる（液化石油ガスの場合、最大３ＭＰａ程度）ので、燃料調整室９０９内の圧力と大気の圧力との圧力差が非常に大きくなり、そのため、圧力調整室９０９に大気を押し込むようにピストン９２５を移動させるためには非常に大きな力が必要になって、装置が大型化してしまうという問題があった。また、高圧下におけるピストン９２５とシリンダ９２７と間の気密を確保するなどの高圧対策が必要となって、製造コストが増加してしまうという問題があった。

本発明は、上記課題に係る問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、容器内にある液体又は固体の内容量を正確に推定できる小型で安価な内容量推定装置およびそれを有する内容量推定システムを提供することを目的としている。

請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、容器内にある液体又は固体の内容量を推定する内容量推定装置であって、前記容器と別体で設けられるとともに前記容器内の気相部に接続された気密タンクと、前記気密タンク内の気体を前記気相部に押し込み可能に設けられた気体押込手段と、前記気相部の圧力を測定するように設けられた気相部圧力測定手段と、前記気相部に前記気密タンク内の気体が押し込まれるように前記気体押込手段を駆動するとともに、前記気体押込手段が駆動されることにより前記気相部に前記気密タンク内の気体が押し込まれる前後のそれぞれにおいて前記気相部圧力測定手段によって測定された前記気相部の圧力、及び、前記気相部に押し込まれた気体量、に基づいて、前記内容量を推定する内容量推定手段と、を有していることを特徴とする内容量推定装置である。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記気相部と前記気密タンクとの間で気体を移送可能に設けられた気体移送手段と、前記内容量推定手段によって前記気体押込手段が駆動される前に、前記気相部と前記気密タンクとの間で、前記気相部の圧力と前記気密タンク内の圧力との圧力差が小さくなる方向に気体が移送されるように前記気体移送手段を駆動する圧力調整手段と、を有していることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記内容量推定手段が、前記気体押込手段が駆動されることにより前記気相部に前記気密タンク内の気体が押し込まれる前、及び、前記気相部に前記気密タンク内の気体が押し込まれた後の時点から、前記気相部の温度が前記気相部に前記気密タンク内の気体が押し込まれる前の温度に復帰するための所定の気相部温度復帰時間を経過した後、のそれぞれにおいて前記気相部圧力測定手段によって測定された前記気相部の圧力、並びに、前記気相部に押し込まれた気体量、に基づいて、前記内容量を推定するように構成されていることを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、上記目的を達成するために、容器と、前記容器内にある液体又は固体の内容量を推定する内容量推定装置と、を有する内容量推定システムにおいて、前記内容量推定装置が、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内容量推定装置で構成されていることを特徴とする内容量推定システムである。

請求項１に記載された発明によれば、気密タンクが、容器と別体で設けられるとともに容器内の気相部に接続されているので、気密タンク内の圧力と前記気相部の圧力との圧力差が小さくなり、そして、気体押込手段が、前記気相部との圧力差が小さい気密タンク内の気体を、当該気相部に押し込み可能に設けられている。

請求項２に記載された発明によれば、圧力調整手段によって、内容量推定手段による気体押込手段の駆動前、即ち、容器内にある液体又は固体の内容量の推定に際して前記気相部に気密タンク内の気体が押し込こまれる前に、前記気相部と気密タンクとの間で、前記気相部の圧力と気密タンク内の圧力との圧力差が小さくなる方向に気体が移送されるように気体移送手段を駆動する。つまり、容器内の内容量を推定するために気体押込手段が前記気相部に気密タンク内の気体を押し込む前に、前記気相部の圧力と気密タンク内の圧力との圧力差をさらに小さくする。

請求項３に記載された発明によれば、内容量推定手段によって、容器内にある液体又は固体の内容量の推定に際して前記気相部に気密タンク内の気体が押し込まれる前、及び、前記気相部に気密タンク内の気体が押し込まれた後の時点から所定の気相部温度復帰時間を経過した後、のそれぞれにおいて気相部圧力測定手段によって測定された前記気相部の圧力、並びに、前記気相部に押し込まれた気体量、に基づいて、容器内の内容量を推定する。この気相部温度復帰時間は、前記気相部の温度が、前記気相部に前記気密タンク内の気体が押し込まれる前の温度に、復帰するための待ち時間である。即ち、前記気相部に気密タンク内の気体が押し込まれたとき、前記気相部の圧力が上昇するとともに前記気相部の温度も一時的に上昇して圧力不安定状態になるが、前記気相部に気密タンク内の気体が押し込まれた後の時点から所定の気相部温度復帰時間を経過した後は、前記気相部の温度が低下して温度上昇前と同一の状態、即ち、圧力安定状態（定常状態）となり、この状態において気相部圧力測定手段によって測定された前記気相部の圧力を容器内の内容量の推定に用いる。

請求項４に記載された発明によれば、内容量推定システムが有する内容量推定装置が、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内容量推定装置で構成されている。つまり、内容量推定システムが有する内容量推定装置は、気密タンクが、容器と別体で設けられるとともに容器内の気相部に接続されているので、気密タンク内の圧力と前記気相部の圧力との圧力差が小さくなり、そして、気体押込手段が、前記気相部との圧力差が小さい気密タンク内の気体を、当該気相部に押し込み可能に設けられている。

以上より、請求項１に記載された発明によれば、気体押込手段が、前記気相部との圧力差が小さい気密タンク内の気体を、当該気相部に押し込み可能に設けられているので、気体押込手段において前記気相部に気体の押し込むために必要な力を小さくすることができ、そのため、小型化でき、また、気体押込手段における高圧対策を不要として、製造コストを低減できる。

請求項２に記載された発明によれば、容器内の内容量を推定するために気体押込手段が前記気相部に気密タンク内の気体を押し込む前に、前記気相部の圧力と気密タンク内の圧力との圧力差をさらに小さくするので、気体押込手段において前記気相部に気体を押し込むために必要な力をさらに小さくすることができ、より一層小型化できるとともに、製造コストをより低減できる。

請求項３に記載された発明によれば、前記気相部に気密タンク内の気体が押し込まれた後の時点から所定の気相部温度復帰時間を経過した後は、前記気相部の温度が低下して温度上昇前と同一の状態、即ち、圧力安定状態（定常状態）となり、この状態において気相部圧力測定手段によって測定された前記気相部の圧力を容器内の内容量の推定に用いるので、気相部の温度などによる圧力の補正が不要となり、簡易且つ安価に構成することができる。

請求項４に記載された発明によれば、内容量推定システムが有する内容量推定装置は、気密タンクが、容器と別体で設けられるとともに容器内の気相部に接続されているので、気密タンク内の圧力と前記気相部の圧力との圧力差が小さくなり、そして、気体押込手段が、前記気相部との圧力差が小さい気密タンク内の気体を、当該気相部に押し込み可能に設けられているので、気体押込手段において前記気相部に気体の押し込むために必要な力を小さくすることができ、そのため、小型化でき、また、気体押込手段における高圧対策を不要として、製造コストを低減できる。

本発明の第１の実施形態である車両燃料システムを示す構成図である。 図１の車両燃料システムの制御部の機能ブロック図である。 図２の制御部のＣＰＵが実行する本発明に係る処理（内容量推定処理１）の一例を示すフローチャートである。 図１の車両燃料システムの変形例の構成を示す構成図である。 本発明の第２の実施形態である車両燃料システムを示す構成図である。 図５の車両燃料システムの制御部の機能ブロック図である。 図６の制御部のＣＰＵが実行する本発明に係る処理（内容量推定処理２）の一例を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態である車両燃料システムを示す構成図である。 図８の車両燃料システムの制御部の機能ブロック図である。 図９の制御部のメモリに格納された気相部容積関係情報の一例を示すグラフである。 図９の制御部のメモリへの複数の気相部容積関係情報の格納状態を模式的に示す図である。 図９の制御部のＣＰＵが実行する本発明に係る処理（内容量推定処理３）の一例を示すフローチャートである。 従来の燃料残量検出装置を示す図である。 従来の他の燃料残量検出装置を示す図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の内容量推定システムの第１の実施形態である車両燃料システムを、図１〜図４を参照して説明する。

以下に説明する車両燃料システムは、車両に搭載されて、液化石油ガス（ＬＰＧ）を当該車両の燃料Ｆとして収容する燃料タンクを備えるとともに、当該燃料タンク内の燃料Ｆの液量（内容量）を推定するシステムである。この車両燃料システムでは、液量を推定する際に燃料タンク内に気体を押し込むことで燃料タンク内の圧力を上昇させ、燃料タンク内の上昇前後の圧力及び押し込まれた気体量に基づいて、燃料Ｆの液量を推定する。

ＬＰＧなどの液化ガスを燃料Ｆとして収容した燃料タンク内では、周囲温度により圧力が０．１ＭＰａ〜３ＭＰａ程度まで変化するので、上述した従来の燃料残量検出装置などにおいてはこのような非常に高い圧力に対抗して気体を押し込むための駆動力確保が困難であり、液化ガスを燃料とした車両に用いるには不適当であった。そして、以下に説明する本発明の車両燃料システムは、液化ガスを燃料とした車両に適したものである。

図１に示すように、車両燃料システム（図中、符号１で示す）は、容器としての燃料タンク１０と、燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量を推定する内容量推定装置としての液量推定装置６と、を有している。

燃料タンク１０は、例えば、車両の床下などに配置されて、当該車両の燃料Ｆを収容する周知の車両部品であり、本実施形態においては、直方体の箱形状で容積１００Ｌとなるように形成されている。燃料タンク１０の上壁１０ａには、図示しない車両の燃料充填口に接続されて、燃料供給スタンドなどから供給される燃料Ｆを燃料タンク１０内に流入させるための流入管１１と、この流入管１１を開放及び閉塞する、電磁弁で構成された流入弁１２と、が設けられている。燃料タンクの側壁１０ｂの下端には、図示しない内燃機関に燃料Ｆを供給するためのインジェクション装置等に接続されて、燃料タンク１０内の燃料Ｆを当該インジェクション装置等に向けて流出させる流出管１３と、この流出管１３を開放及び閉塞する、電磁弁で構成された流出弁１４と、が設けられている。燃料タンク１０内には、気化した燃料Ｆ等からなる気相部１７と、液体状の燃料Ｆからなる液相部１８と、が存在する。燃料タンク１０内には、燃料Ｆが空の場合は気相部１７のみ存在し、また、燃料Ｆが満量の場合でも若干の空間が設けられ、即ち、気相部１７が存在する。

液量推定装置６は、気密タンク２０と、配管３０と、気体押込手段及び気体移送手段としてのポンプ４０と、気相部圧力測定手段としての第１圧力センサ５１と、気密タンク圧力測定手段としての第２圧力センサ５２と、制御部６０と、を有している。

気密タンク２０は、燃料タンク１０と別体で設けられ、当該燃料タンク１０に近接して配置されており、本実施形態においては、直方体の箱形形状で容積１Ｌとなるように形成されている。気密タンク２０は、配管３０によって燃料タンク１０に接続されている。この配管３０は、その一端３０ａが、燃料タンク１０の側壁１０ｂの上端に接続され、他端３０ｂが、気密タンク２０の下壁２０ｃに接続されている。つまり、気密タンク２０は、燃料タンク１０と別体で設けられるとともに、燃料タンク１０の上部、即ち、燃料タンク１０内の気相部１７（以下、単に気相部１７という）に接続されている。これにより、気密タンク２０には、気相部１７と同じ気体が充填される。

ポンプ４０は、例えば、双方向に気体を移送可能な真空加圧ポンプなどで構成されており、配管３０の中央部分に設けられている。ポンプ４０は、燃料タンク１０内の液量を推定する際に、配管３０を通じて、気密タンク２０内の気体を気相部１７に移送することにより、気相部１７の圧力を上昇させるために用いられる。つまり、ポンプ４０は、燃料タンク１０内の液量を推定する際に気密タンク２０内の気体を気相部１７に押し込み可能に設けられている。また、ポンプ４０は、燃料タンク１０内の液量を推定する際に気密タンク２０内の気体を気相部１７に押し込む前に、配管３０を通じて、気密タンク２０内と気相部１７との間で双方向に気体を移送して、気密タンク２０内の圧力と気相部１７の圧力との圧力差を小さくするために用いられる。つまり、ポンプ４０は、気相部１７と気密タンク２０との間で気体を移送可能に設けられている。ポンプ４０は、後述する制御部６０に電気的に接続されており、当該制御部６０からの制御信号によって駆動される。

第１圧力センサ５１は、例えば、半導体式の圧力センサなどで構成されて、燃料タンク１０の上壁１０ａに設けられており、気相部１７の圧力を測定する。本実施形態において、第１圧力センサ５１は、気相部１７の圧力範囲である０．１ＭＰａ〜３ＭＰａを５０Ｐａ単位で計測可能な分解能を有するものを用いている。勿論、第１圧力センサ５１は、このようなものに限定されるものではなく、ポンプ４０によって気相部１７に気体が押し込まれる前後のそれぞれにおける相対的な圧力を測定できるものであればよい。第１圧力センサ５１は、後述する制御部６０に電気的に接続されており、測定した気相部１７の圧力に応じた電気信号を制御部６０に出力する。

第２圧力センサ５２は、第１圧力センサ５１と同様に、例えば、半導体式の圧力センサなどで構成されて、気密タンク２０の上壁２０ａに設けられており、気密タンク２０内の圧力を測定する。本実施形態において、第２圧力センサ５２は、気相部１７の圧力範囲、即ち、気密タンク２０の圧力範囲である０．１ＭＰａ〜３ＭＰａを５０Ｐａ単位で計測可能な分解能を有するものを用いている。勿論、第２圧力センサ５２は、このようなものに限定されるものではない。第２圧力センサ５２は、後述する制御部６０に電気的に接続されており、測定した気密タンク２０内の圧力に応じた電気信号を制御部６０に出力する。

制御部６０は、図２に示すように、周知の組み込み機器用のマイクロコンピュータ６１などで構成されている、このマイクロコンピュータ６１は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）６２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）６３と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）６４と、メモリ６５と、を備えている。

ＣＰＵ６２は、車両燃料システム１における各種制御を司り、ＲＯＭ６３に記憶されている各種制御プログラムにしたがって本実施形態に係る制御を含む各種の処理を実行する。ＲＯＭ６３は、前記制御プログラムやこの制御プログラムに参照されるパラメータなどの各種情報を記憶している。特に、ＲＯＭ６３は、ＣＰＵ６２を、内容量推定手段、圧力調整手段、気体量算出手段、などの各種手段として機能させるための制御プログラムを記憶している。そして、ＣＰＵ６２は、この制御プログラムを実行することで前述した各種手段として機能する。ＲＡＭ６４は、ＣＰＵ６２が各種の処理を実行する上において必要なデータ、プログラム等が適宜記憶される。メモリ６５は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）やフラッシュメモリなどの電源断となってもデータを保持できる不揮発性のメモリで構成されている。このメモリ６５には、後述する内容量推定処理で用いられる数式やパラメータ（後述する気体移動時間、気体押込時間、温度復帰時間ｔｒなど）等の各種情報が記憶されている。

また、マイクロコンピュータ６１は、図示しないインタフェース部を備えている。このインタフェース部は、ポンプ４０、第１圧力センサ５１、及び、第２圧力センサ５２と、ＣＰＵ６２と、を接続しており、これら間での各種信号の送受を可能としている。また、図示していないが、インタフェース部は、上述した流入弁１２及び流出弁１４と、ＣＰＵ６２と、をさらに接続しており、ＣＰＵ６２は、例えば、後述する内容量推定処理実行中は、流入管１１及び流出管１３を閉塞するように流入弁１２及び流出弁１４を制御して、燃料タンク１０内の圧力が漏出しないようにするなど、必要に応じて、流入弁１２及び流出弁１４を制御して、流入管１１及び流出管１３を開放及び閉塞する。また、インタフェース部は、図示しない燃料計と、ＣＰＵ６２と、をさらに接続しており、ＣＰＵ６２は、推定した燃料Ｆの液量を当該燃料計に表示させる。

次に、上述したＣＰＵ６２が実行する本発明に係る処理（内容量推定処理１）の一例を、図３に示すフローチャートを参照して説明する。

車両のイグニッションスイッチがオンされると、車両燃料システム１に電源が供給されて制御部６０のＣＰＵ６２が動作を開始し、ＣＰＵ６２は、所定の初期化処理を実行する。そして、ＣＰＵ６２は、初期化処理が終了した後に、例えば、一定周期などの所定のタイミングで、図３のフローチャートに示すステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０では、気相部１７の圧力が安定している状態において、第１圧力センサ５１から出力された電気信号に基づいて、第１圧力センサ５１によって測定された気相部１７の圧力Ｐｍ１を検出し、気密タンク２０内の圧力が安定している状態において、第２圧力センサ５２から出力された電気信号に基づいて、第２圧力センサ５２によって測定された気密タンク２０内の圧力Ｐｓ１を検出する。そして、ステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１２０では、気相部１７の圧力Ｐｍ１と、気密タンク２０内の圧力Ｐｓ１と、を比較して、これら圧力Ｐｍ１と圧力Ｐｓ１とが同一であるとき、ステップＳ１４０に進み（Ｓ１２０でＹ）、同一でないときステップＳ１３０に進む（Ｓ１２０でＮ）。なお、本明細書において、圧力が同一とは、互いに比較される圧力が、厳密に同一な場合を含む所定の基準範囲内にあることを意味し、つまり、圧力Ｐｍ１と圧力Ｐｓ１との圧力差が、装置構成などに応じて定められる所定の基準値（即ち、基準範囲の幅）以下の場合に、圧力Ｐｍ１と圧力Ｐｓ１とが同一であるとしている。

ステップＳ１３０では、気相部１７と気密タンク２０内との間で気体を移送する。具体的には、ステップＳ１１０で検出した気相部１７の圧力Ｐｍ１と気密タンク２０内の圧力Ｐｓ１とを比較して、圧力の高い方から低い方に気体を移送して気密タンク２０内の圧力と気相部１７の圧力とが同一になるように（即ち、圧力差が小さくなるように）、ポンプ４０を圧力差に応じた所定の気体移動時間駆動させるための制御信号を、当該ポンプ４０に送出する。そして、再度ステップＳ１１０に戻る。

本実施形態では、上述のようにポンプ４０を用いて気密タンク２０と気相部１７との間で気体を移送することにより、気密タンク２０内の圧力と気相部１７の圧力とが同一になるようにするものであったが、これに限定されるものではない。例えば、気密タンク２０と燃料タンク１０内の気相部１７とを連通するバイパス管と、このバイパス管を開放又は閉塞する電磁弁と、を別途設けて、通常時はこの電磁弁によりバイパス管を閉塞するとともに、このステップＳ１３０において、電磁弁によりバイパス管を開放して、気密タンク２０内の圧力と気相部１７の圧力とが同一になるようにしてもよい。

ステップＳ１４０では、気密タンク２０内の気体を当該気相部１７に押し込むように、ポンプ４０を所定の気体押込時間駆動させるための制御信号を、当該ポンプ４０に送出する。これにより、ポンプ４０は、燃料タンク１０内の液量を検出する際の気相部１７への気体の押し込みを行う。なお、これに限らず、例えば、第２圧力センサ５２によって測定された気密タンク２０内の圧力を検出しつつ、ポンプ４０を連続駆動させるための制御信号を当該ポンプ４０に送出して、この気密タンク２０内の圧力が所定の気体押込後圧力値となったときにポンプ４０を停止させるための制御信号を当該ポンプに送出するなど、気相部１７への気体押し込みのためのポンプ４０の制御方法は任意である。そして、ステップＳ１５０に進む。

ステップＳ１５０では、温度復帰時間ｔｒが経過するまで待つ。この温度復帰時間ｔｒは、気相部１７の温度が、気相部１７に気体が押し込まれる前に当該気相部１７の圧力Ｐｍ１を検出したときの温度に戻るための時間で、且つ、気密タンク２０内の温度が、気相部１７に気体が押し込まれる前に気密タンク２０の圧力Ｐｓ１を検出したときの温度に戻るための時間である。この温度復帰時間ｔｒは、請求項中の気相部温度復帰時間及び気密タンク温度復帰時間に相当する。

気密タンク２０内の気体が気相部１７に押し込まれる前は、気相部１７の圧力及び気密タンク２０内の圧力は安定状態にあり、気密タンク２０内の気体が気相部１７に押し込まれた後は、気相部１７では、圧力の上昇に伴って一時的に温度が上昇して、この温度が上昇前の温度に復帰するために徐々に変化することにより圧力不安定状態になり、また、気密タンク２０では、圧力の低下に伴って一時的に温度が低下して、同様に圧力不安定状態になる。そのため、このステップＳ１５０では、気相部１７の温度及び気密タンク２０の温度が、気相部１７に気体が押し込まれたことによる温度変化前の圧力安定状態（定常状態）の温度に戻るまで待つ。この温度復帰時間ｔｒは、燃料タンク１０及び気密タンク２０の材質、形状、液化ガスの種類など、車両燃料システム１の構成等に応じて適宜設定される。そして、温度復帰時間ｔｒが経過した後、ステップＳ１６０に進む。

本実施形態においては、気相部温度復帰時間及び気密タンク温度復帰時間として共通の温度復帰時間ｔｒを用いているが、これに限定されるものではなく、気相部１７に気体が押し込まれた後の当該気相部１７の圧力の検出、及び、気密タンク２０の圧力の検出において、それぞれ別々に気相部温度復帰時間及び気密タンク温度復帰時間を設定して、これら時間を経過した後に各圧力をそれぞれ別々に検出するようにしてもよい。または、気相部１７に気体が押し込まれた後の気相部１７の温度上昇、気密タンク２０の温度低下が、燃料Ｆの液量の推定に影響を与えない程度に小さいものであれば、温度復帰時間ｔｒを０、即ち、待ち時間なしとして、ステップＳ１５０を省略してもよい。

ステップＳ１６０では、第１圧力センサ５１から出力された電気信号に基づいて、第１圧力センサ５１によって測定された気相部１７の圧力Ｐｍ２を検出し、第２圧力センサ５２から出力された電気信号に基づいて、第２圧力センサ５２によって測定された気密タンク２０内の圧力Ｐｓ２を検出する。そして、ステップＳ１７０に進む。

ステップＳ１７０では、上記各ステップで検出した気密タンク２０内の圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２に基づいて、気相部１７に押し込まれた気体量ΔＶｍを算出する。この気体量ΔＶｍは、気相部１７の気体の増加量であるとともに、気密タンク２０内の気体の減少量でもある。

ここで、気密タンク２０の容積をＶｓ、気密タンク２０内の気体が気相部１７に押し込まれる前の気密タンク２０内の気体の分子数をｎ１、押し込まれた後の気密タンク２０内の気体の分子数をｎ２、気体定数をＲ、気密タンク２０内の定常状態の温度をＴ、とすると、気密タンク２０内の気体が気相部１７に押し込まれる前及び押し込まれた時点から温度復帰時間ｔｒを経過した後において、気密タンク２０では以下に示す気体の状態方程式が成立する。
気体が押し込まれる前： Ｐｓ１×Ｖｓ＝ｎ１×Ｒ×Ｔ・・・（１．１）
温度復帰時間経過後 ： Ｐｓ２×Ｖｓ＝ｎ２×Ｒ×Ｔ・・・（１．２）
そして、これら（１．１）、（１．２）式から、
ｎ２＝（Ｐｓ２／Ｐｓ１）×ｎ１・・・（１．３）
が導かれる。

そして、一般的に、気体量は気体の分子数と比例関係にあり、気体が押し込まれる前後で気密タンク２０内の気体の分子数がｎ１からｎ２に変化したものと考えると、その差分が気密タンク２０から出て行った気体量、つまり、気相部１７に押し込まれた気体量ΔＶｍとなり、
ΔＶｍ＝（１−（Ｐｓ２／Ｐｓ１））×Ｖｓ・・・（１．４）
として表すことができる。ここで、気体量ΔＶｍは、気体が押し込まれる前の圧力Ｐｓ１（即ち、圧力Ｐｍ１と略同一）下で且つ定常状態における気体の体積を示している。この（１．４）式を用いて、気密タンク２０から気相部１７に押し込まれた気体量ΔＶｍを算出する。そして、ステップＳ１８０に進む。

ステップＳ１８０では、ステップＳ１７０で算出された気体量ΔＶｍと、ステップＳ１１０で検出された気相部１７の圧力Ｐｍ１と、ステップＳ１６０で検出された気相部１７の圧力Ｐｍ２と、に基づいて、燃料タンク１０の容積ＶＴのうち気相部１７に対応する部分の容積ＶＡ（以下、気相部容積ＶＡという）を算出する。

具体的には、ボイルの法則から次の式が成立し、
Ｐｍ１×（ＶＡ＋ΔＶｍ）＝Ｐｍ２×ＶＡ
ＶＡ＝（−Ｐｍ１×ΔＶｍ）／（Ｐｍ１−Ｐｍ２）・・・（１．５）
この（１．５）式を用いて、気相部容積ＶＡを算出する。そして、ステップＳ１９０に進む。

ステップＳ１９０では、燃料タンク１０内の容積ＶＴからステップＳ１８０で算出した気相部容積ＶＡを差し引くことにより、当該燃料タンク１０の容積ＶＴのうち液相部１８に対応する部分の容積ＶＬ（以下、液相部容積ＶＬという）を算出し、この液相部容積ＶＬを燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量ＶＬとする。そして、車両に搭載された図示しない燃料計に、液量ＶＬを表示するための信号を送出する。そして、本フローチャートの処理を終了する。

上述したステップＳ１３０が、請求項中の圧力調整手段に相当し、ステップＳ１７０が、請求項中の気体量算出手段に相当し、ステップＳ１４０、Ｓ１８０、Ｓ１９０が、請求項中の内容量推定手段に相当する。

次に、上述した車両燃料システム１における本発明に係る動作例について説明する。

車両のイグニッションスイッチがオンされると、車両燃料システム１は動作を開始して、周期的（例えば、１分毎）に燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量の推定を行う。この液量の推定において、まず、気相部１７の圧力Ｐｍ１と気密タンク２０内の圧力Ｐｓ１とが同一になるように圧力調整しながら圧力Ｐｍ１、Ｐｓ１を検出して（Ｓ１１０〜Ｓ１３０）、ポンプ４０によって気密タンク２０内の気体を当該気相部１７に押し込む（Ｓ１４０）。そして、温度復帰時間ｔｒが経過した後（Ｓ１５０）、気相部１７の圧力Ｐｍ２と気密タンク２０内の圧力Ｐｓ２とを検出する（Ｓ１６０）。

そして、気相部１７に気体を押し込む前の気密タンク２０内の圧力Ｐｓ１、及び、押し込んだ時点から温度復帰時間ｔｒを経過した後の気密タンク２０内の圧力Ｐｓ２を用いて、気相部１７に押し込んだ気体量ΔＶｍを算出する（Ｓ１７０）。そして、気相部１７に押し込んだ気体量ΔＶｍと、気相部１７に気体を押し込む前の圧力Ｐｍ１と、気相部１７の気体を押し込んだ時点から温度復帰時間ｔｒを経過した後の圧力Ｐｍ２と、を用いて、燃料タンク１０の気相部容積ＶＡを算出し（Ｓ１８０）、この気相部容積ＶＡを燃料タンク１０の容積ＶＴから差し引くことで液相部容積ＶＬを算出して、この液相部容積ＶＬを、燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量ＶＬとして求めて、燃料計に表示する（Ｓ１９０）。

次に、車両燃料システム１における燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量ＶＬの推定例を示す。

燃料タンク１０の容積ＶＴが１００Ｌ、気密タンク２０の容積Ｖｓが１Ｌ、であり、上述した内容量推定処理において、気密タンク２０内の圧力Ｐｓ１と気相部１７の圧力Ｐｍ１とを同一にしたときにそれぞれが０．１０ＭＰａとなり、そして、ポンプ４０によって気密タンク２０内の気体が当該気相部１７に押し込まれた後の時点から温度復帰時間ｔｒを経過した後の当該気相部１７の圧力Ｐｍ２が０．１２ＭＰａ、気密タンク２０内の圧力Ｐｓ２が０．０５ＭＰａ、となったものとする。

このとき、上記（１．４）式から、気相部１７に押し込んだ気体量ΔＶｍは、
ΔＶｍ＝（１−（０．０５／０．１０））×１
＝０．５０Ｌ
となり、上記（１．５）式から、気相部容積ＶＡは、
ＶＡ＝（−０．１０×０．５０）／０．１０−０．１２）
＝２．５０Ｌ
となり、この気相部容積ＶＡを燃料タンク１０の容積ＶＴから差し引くと、液相部容積ＶＬ、即ち、燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量ＶＬは、
ＶＬ＝１００−２．５０＝９７．５０Ｌ
となる。このようにして、燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量ＶＬを推定する。

以上より、本実施形態によれば、気密タンク２０が、燃料タンク１０と別体で設けられるとともに燃料タンク１０内の気相部１７に接続されているので、気密タンク２０内の圧力と気相部１７の圧力との圧力差が、例えば、大気圧と気相部１７の圧力との圧力差などと比べて、小さくなり、そして、ポンプ４０が、気相部１７との圧力差が小さい気密タンク２０内の気体を、気相部１７に押し込み可能に設けられている。これにより、ポンプ４０において気相部１７に気体の押し込むために必要な力を小さくすることができ、そのため、小型化でき、また、ポンプ４０における高圧対策を不要として、製造コストを低減できる。

また、ＣＰＵ６２によって、燃料タンク１０内の液量の推定に際して気相部１７に気密タンク２０内の気体が押し込こまれる前に、気相部１７と気密タンク２０との間で、気相部１７の圧力と気密タンク２０内の圧力との圧力差が小さくなる方向に気体が移送されるようにポンプ４０を駆動する。つまり、燃料タンク１０内の液量を推定するためにポンプ４０が気相部１７に気密タンク２０内の気体を押し込む前に、気相部１７の圧力と気密タンク２０内の圧力との圧力差をさらに小さくするので、ポンプ４０において気相部１７に気体を押し込むために必要な力をさらに小さくすることができ、より一層小型化できるとともに、製造コストをより低減できる。

また、ＣＰＵ６２によって、燃料タンク１０内の液量の推定に際して気相部１７に気密タンク２０内の気体が押し込まれる前、及び、気相部１７に気密タンク２０内の気体が押し込まれた後の時点から所定の温度復帰時間ｔｒを経過した後、のそれぞれにおいて第１圧力センサ５１によって測定された気相部１７の圧力Ｐｍ１、Ｐｍ２、並びに、気相部１７に押し込まれた気体量ΔＶｍ、に基づいて、燃料タンク１０内の液量を推定する。この温度復帰時間ｔｒは、気相部１７の温度が、気相部１７に気密タンク２０内の気体が押し込まれる前の温度に、復帰するための待ち時間である。即ち、気相部１７に気密タンク２０内の気体が押し込まれたとき、気相部１７の圧力が上昇するとともに気相部１７の温度も一時的に上昇して圧力不安定状態になるが、気相部１７に気密タンク２０内の気体が押し込まれた後の時点から所定の温度復帰時間ｔｒを経過した後は、気相部１７の温度が低下して温度上昇前と同一の状態、即ち、圧力安定状態（定常状態）となり、この状態において第１圧力センサ５１によって測定された気相部１７の圧力Ｐｍ２を燃料タンク１０内の液量の推定に用いるので、気相部１７の温度などによる圧力の補正が不要となり、液量推定装置６、即ち、車両燃料システム１を簡易且つ安価に構成することができる。

また、ＣＰＵ６２によって、燃料タンク１０内の液量の推定に際してポンプ４０が駆動されることにより気相部１７に気密タンク２０内の気体が押し込まれる前、及び、気相部１７に気密タンク２０内の気体が押し込まれた後の時点から所定の温度復帰時間ｔｒを経過した後、のそれぞれにおいて第２圧力センサ５２によって測定された気密タンク２０の圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２に基づいて、気相部１７に押し込まれた気体量ΔＶｍを算出する。この所定の温度復帰時間ｔｒは、気密タンク２０内の温度が、気相部１７に気密タンク２０内の気体が押し込まれる前の温度に復帰するための待ち時間である。即ち、気相部１７に気密タンク２０内の気体が押し込まれたとき、気密タンク２０内の圧力が低下するとともに当該気密タンク２０内の温度も一時的に低下して圧力不安定状態になるが、気相部１７に気密タンク２０内の気体が押し込まれた後の時点から所定の温度復帰時間ｔｒを経過した後は、気密タンク２０内の温度が上昇して温度低下前と同一の状態、即ち、圧力安定状態（定常状態）となり、この状態において第２圧力センサ５２によって測定された気密タンク２０内の圧力Ｐｓ２を前記気相部に押し込まれた気体量の算出に用いるので、気密タンク２０内の温度などによる圧力の補正が不要となり、液量推定装置６、即ち、車両燃料システム１を簡易且つ安価に構成することができる。また、気密タンク２０内の圧力に基づいて、気相部１７に押し込まれた気体量ΔＶｍを算出するので、気体量ΔＶｍが少ない場合でも正確な気体量ΔＶｍを取得できる。

本実施形態においては、燃料タンク１０が直方体の箱形状に形成されたものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、図４に示すように、上述した燃料タンク１０に代えて、第１タンク部分１０１、第２タンク部分１０２からなる燃料タンク１０Ａを用いてもよい。第１タンク部分１０１と第２タンク部分１０２とには、それぞれ気相部１７と液相部１８があり、管路１０３によって気相部１７同士が接続され、管路１０４によって液相部１８同士が接続されている。本発明によれば、このような複雑な形状の燃料タンク１０Ａを用いた場合においても、燃料タンク１０Ａ内の燃料Ｆの液量ＶＬを正確に推定することができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の内容量推定システムの第２の実施形態である車両燃料システムを、図５〜図７を参照して説明する。

図５、図６に示すように、車両燃料システム（図中、符号２で示す）は、容器としての燃料タンク１０と、燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量を推定する内容量推定装置としての液量推定装置７と、を有している。なお、第２の実施形態において、上述した第１の実施形態と同一の部分には同一の符号を付して、説明を省略する。

液量推定装置７は、気密タンク２０と、配管３０と、気体押込手段としてのポンプ４０と、気相部圧力測定手段としての第１圧力センサ５１と、気密タンク圧力測定手段としての第２圧力センサ５２と、制御部６０と、を有しており、これらに加えて、さらに気相部温度測定手段としての第１温度センサ５３と、気密タンク温度測定手段としての第２温度センサ５４と、を有している。

第１温度センサ５３は、例えば、サーミスタや熱電対などで構成されて、燃料タンク１０の上壁１０ａに設けられており、気相部１７の温度を測定する。第１温度センサ５３は、後述する制御部６０（即ち、ＣＰＵ６２）に電気的に接続されており、測定した気相部１７の温度に応じた電気信号を制御部６０に出力する。

第２温度センサ５４は、第１温度センサ５３と同一に構成されて、気密タンク２０の上壁２０ａに設けられており、気密タンク２０内の温度を測定する。第２温度センサ５４は、後述する制御部６０（即ち、ＣＰＵ６２）に電気的に接続されており、測定した気密タンク２０内の温度に応じた電気信号を制御部６０に出力する。

次に、上述したＣＰＵ６２が実行する本発明に係る処理（内容量推定処理２）の一例を、図７に示すフローチャートを参照して説明する。

車両のイグニッションスイッチがオンされると、車両燃料システム２に電源が供給されて制御部６０のＣＰＵ６２が動作を開始し、ＣＰＵ６２は、所定の初期化処理を実行する。そして、ＣＰＵ６２は、初期化処理が終了した後に、例えば、一定周期などの所定のタイミングで、図７のフローチャートに示すステップＴ１１０に進む。

ステップＴ１１０では、気相部１７の圧力が安定している状態において、第１圧力センサ５１から出力された電気信号に基づいて、第１圧力センサ５１によって測定された気相部１７の圧力Ｐｍ１を検出し、気密タンク２０内の圧力が安定している状態において、第２圧力センサ５２から出力された電気信号に基づいて、第２圧力センサ５２によって測定された気密タンク２０内の圧力Ｐｓ１を検出する。そして、ステップＴ１２０に進む。

ステップＴ１２０では、気相部１７の圧力Ｐｍ１と、気密タンク２０内の圧力Ｐｓ１と、を比較して、これら圧力Ｐｍ１と圧力Ｐｓ１とが同一であるとき、ステップＴ１３５に進み（Ｔ１２０でＹ）、同一でないときステップＴ１３０に進む（Ｔ１２０でＮ）。

ステップＴ１３０では、気相部１７と気密タンク２０内との間で気体を移送する。具体的には、ステップＴ１１０で検出した気相部１７の圧力Ｐｍ１と気密タンク２０内の圧力Ｐｓ１とを比較して、圧力の高い方から低い方に気体を移送して気密タンク２０内の圧力と気相部１７の圧力とが同一になるように（即ち、圧力差が小さくなるように）、ポンプ４０を圧力差に応じた所定の気体移動時間駆動させるための制御信号を、当該ポンプ４０に送出する。そして、再度ステップＴ１１０に戻る。なお、第１の実施形態でも示したように、バイパス管と電磁弁とを別途設けて、通常時はこの電磁弁によりバイパス管を閉塞するとともに、このステップＴ１３０において、電磁弁によりバイパス管を開放して、気密タンク２０内の圧力と気相部１７の圧力とが同一になるようにしてもよい。

ステップＴ１３５では、第１温度センサ５３から出力された電気信号に基づいて、第１温度センサ５３によって測定された気相部１７の温度Ｔｍ１を検出し、第２温度センサ５４から出力された電気信号に基づいて、第２温度センサ５４によって測定された気密タンク２０内の温度Ｔｓ１を検出する。なお、本実施形態においては、気相部１７と気密タンク２０内とは互いに近接して配置されているとともに互いの間で気体が移動されるので、気相部１７の温度Ｔｍ１と気密タンク内の温度Ｔｓ１とは、略同一の温度となっている。そして、ステップＴ１４０に進む。

ステップＴ１４０では、気密タンク２０内の気体を当該気相部１７に押し込むように、ポンプ４０を所定の気体押込時間駆動させるための制御信号を、当該ポンプ４０に送出する。これにより、ポンプ４０は、燃料タンク１０内の液量を検出する際の気相部１７への気体の押し込みを行う。なお、これに限らず、例えば、第２圧力センサ５２によって測定された気密タンク２０内の圧力を検出しつつ、ポンプ４０を連続駆動させるための制御信号を当該ポンプ４０に送出して、この気密タンク２０内の圧力が所定の気体押込後圧力値となったときにポンプ４０を停止させるための制御信号を当該ポンプに送出するなど、気相部１７への気体押し込みのためのポンプ４０の制御方法は任意である。そして、ステップＴ１６０に進む。

ステップＴ１６０では、第１圧力センサ５１から出力された電気信号に基づいて、第１圧力センサ５１によって測定された気相部１７の圧力Ｐｍ２を検出し、第２圧力センサ５２から出力された電気信号に基づいて、第２圧力センサ５２によって測定された気密タンク２０内の圧力Ｐｓ２を検出する。そして、ステップＴ１６５に進む。

ステップＴ１６５では、第１温度センサ５３から出力された電気信号に基づいて、第１温度センサ５３によって測定された気相部１７の温度Ｔｍ２を検出し、第２温度センサ５４から出力された電気信号に基づいて、第２温度センサ５４によって測定された気密タンク２０内の温度Ｔｓ２を検出する。そして、ステップＴ１７０に進む。

ステップＴ１７０では、上記各ステップで検出した気密タンク２０内の圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２と、温度Ｔｓ１、Ｔｓ２と、に基づいて、気相部１７に押し込まれた気体量ΔＶｍを算出する。この気体量ΔＶｍは、気相部１７の気体の増加量であるとともに、気密タンク２０内の気体の減少量でもある。

ここで、気密タンク２０の容積をＶｓ、気密タンク２０内の気体が気相部１７に押し込まれる前の気密タンク２０内の気体の分子数をｎ１、押し込まれた後の気密タンク２０内の気体の分子数をｎ２、気体定数をＲ、気密タンク２０内の気体が気相部１７に押し込まれる前（即ち、圧力Ｐｓ１が測定されたとき）の気密タンク２０内の温度をＴｓ１、押し込まれた後（即ち、圧力Ｐｓ２が測定されたとき）の気密タンク２０内の温度をＴｓ２、とすると、気密タンク２０内の気体が気相部１７に押し込まれる前及び押し込まれた後において、気密タンク２０では以下に示す気体の状態方程式が成立する。
気体が押し込まれる前： Ｐｓ１×Ｖｓ＝ｎ１×Ｒ×Ｔｓ１・・・（２．１）
気体が押し込まれた後： Ｐｓ２×Ｖｓ＝ｎ２×Ｒ×Ｔｓ２・・・（２．２）
そして、これら（２．１）、（２．２）式から、
ｎ２＝（Ｐｓ２／Ｐｓ１）×（Ｔｓ１／Ｔｓ２）×ｎ１・・・（２．３）
が導かれる。

そして、一般的に、気体量は気体の分子数と比例関係にあり、気体が押し込まれる前後で気密タンク２０内の気体の分子数がｎ１からｎ２に変化したものと考えると、押し込まれた気体量ΔＶｍは、
ΔＶｍ＝（１−（Ｐｓ２／Ｐｓ１）×（Ｔｓ１／Ｔｓ２））×Ｖｓ・・・（２．４）
として表すことができる。ここで、気体量ΔＶｍは、気体が押し込まれる前の圧力Ｐｓ１（即ち、圧力Ｐｍ１と略同一）下で且つ温度Ｔｓ１下における気体の体積を示している。

この（２．４）式では、見方を変えると、気相部１７に気体が押し込まれた後の気密タンク内の圧力Ｐｓ２を、気体が押し込まれる前後の気密タンク内の温度Ｔｓ１、Ｔｓ２で補正している。つまり、補正後の圧力をＰｓ２’とすると、
Ｐｓ２’＝（Ｔｓ１／Ｔｓ２）×Ｐｓ２
となり、上記（２．４）式は、
ΔＶｍ＝（１−（Ｐｓ２’／Ｐｓ１））×Ｖｓ
と表すことができ、第１の実施形態で示した（１．４）式と同様の形となる。上記（２．４）式を用いて、気密タンク２０から気相部１７に押し込まれた気体量ΔＶｍを算出する。そして、ステップＴ１７５に進む。

ステップＴ１７５では、ステップＴ１６０で検出された気相部１７の圧力Ｐｍ２を補正する。気密タンク２０内の気体が気相部１７に押し込まれると、気相部１７の圧力Ｐｍ１が圧力Ｐｍ２に上昇して、それに伴い温度Ｔｍ１が温度Ｔｍ２に一時的に上昇するので、圧力Ｐｍ２を、上昇前の温度Ｔｍ１における圧力Ｐｍ２’に補正する必要がある。

ここで、燃料タンク１０の容積ＶＴのうち気相部１７に対応する部分の容積をＶＡ、気相部１７の気体の分子数をｎ、気体定数をＲ、気密タンク２０内の気体が気相部１７に押し込まれる前（即ち、圧力Ｐｍ１が測定されたとき）の当該気相部１７の温度をＴｍ１、押し込まれた後（即ち、圧力Ｐｍ２が測定されたとき）の当該気相部１７の温度をＴｍ２、気密タンク２０内の気体が気相部１７に押し込まれた後の当該気相部１７の圧力をＰｍ２、気相部１７が温度Ｔｍ１に復帰したときの当該気相部１７の圧力をＰｍ２’とすると、気密タンク２０内の気体が気相部１７に押し込まれた直後、及び、押し込まれた後に気相部１７が上昇前の温度（温度Ｔｍ１）に復帰したときにおいて、気相部１７では以下に示す気体の状態方程式が成立する。
気体が押し込まれた直後 ： Ｐｍ２×ＶＡ＝ｎ×Ｒ×Ｔｍ２・・・（２．５）
上昇前の温度に復帰したとき： Ｐｍ２’×ＶＡ＝ｎ×Ｒ×Ｔｍ１・・・（２．６）
となり、そして、これら（２．５）、（２．６）式から、
Ｐｍ２’＝（Ｔｍ１／Ｔｍ２）×Ｐｍ２・・・（２．７）
が導かれる。この（２．７）式を用いて、ステップＴ１６０で検出された燃料タンク１０内の気相部１７の圧力Ｐｍ２を補正した圧力Ｐｍ２’を算出する。そして、ステップＴ１８０に進む。

ステップＴ１８０では、ステップＴ１７０で算出された気体量ΔＶｍと、ステップＴ１１０で検出された燃料タンク１０内の気相部１７の圧力Ｐｍ１と、ステップＴ１７５で算出された補正後の燃料タンク１０内の気相部１７の圧力Ｐｍ２’と、に基づいて、燃料タンク１０の容積ＶＴのうち気相部１７に対応する部分の容積ＶＡ（以下、気相部容積ＶＡという）を算出する。

具体的には、ボイルの法則から次の式が成立し、
Ｐｍ１×（ＶＡ＋ΔＶｍ）＝Ｐｍ２’×ＶＡ
ＶＡ＝（−Ｐｍ１×ΔＶｍ）／（Ｐｍ１−Ｐｍ２’）・・・（２．８）
この（２．８）式を用いて、気相部容積ＶＡを算出する。そして、ステップＴ１９０に進む。

ステップＴ１９０では、燃料タンク１０内の容積ＶＴからステップＴ１８０で算出した気相部容積ＶＡを差し引くことにより、当該燃料タンク１０の容積ＶＴのうち液相部１８に対応する部分の容積ＶＬ（以下、液相部容積ＶＬという）を算出し、この液相部容積ＶＬを燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量ＶＬとする。そして、車両に搭載された図示しない表示装置としての燃料計に、液量ＶＬを表示するための信号を送出する。そして、本フローチャートの処理を終了する。

上述したステップＴ１３０が、請求項中の圧力調整手段に相当し、ステップＴ１７０が、請求項中の気体量算出手段に相当し、ステップＴ１７５が、請求項中の気相部圧力補正手段に相当し、ステップＴ１４０、Ｔ１８０、Ｔ１９０が、請求項中の内容量推定手段に相当する。

次に、上述した車両燃料システム２における本発明に係る動作例について説明する。

車両のイグニッションスイッチがオンされると、車両燃料システム２は動作を開始して、周期的（例えば、１分毎）に燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量ＶＬの推定を行う。この液量ＶＬの推定において、まず、気相部１７の圧力Ｐｍ１と気密タンク２０内の圧力Ｐｓ１とが同一になるように圧力調整しながら圧力Ｐｍ１、Ｐｓ１を検出して（Ｔ１１０〜Ｔ１３０）、このときの気相部１７の温度Ｔｍ１及び気密タンク２０内の温度Ｔｓ１を検出したのち（Ｔ１３５）、ポンプ４０によって気密タンク２０内の気体を当該気相部１７に押し込む（Ｔ１４０）。そして、気相部１７の圧力Ｐｍ２と気密タンク２０内の圧力Ｐｓ２とを検出して、このときの気相部１７の温度Ｔｍ２と気密タンク２０内の温度Ｔｓ２と検出する（Ｔ１６０、Ｔ１６５）。

そして、気相部１７に気体を押し込む前の気密タンク２０内の圧力Ｐｓ１、気体を押し込んだ後の気密タンク２０内の圧力Ｐｓ２、気相部１７に気体を押し込む前（即ち、圧力Ｐｓ１を測定したとき）の気密タンク２０内の温度Ｔｓ１、及び、気体を押し込んだ後（即ち、圧力Ｐｓ２を測定したとき）の気密タンク２０内の温度Ｔｓ２から、気相部１７に送り込んだ気体量ΔＶｍを算出する（Ｔ１７０）。そして、気相部１７に気体を押し込んだ後に検出した当該気相部１７の圧力Ｐｍ２を、気相部１７に気体を押し込む前の当該気相部１７の温度Ｔｍ１及び気体を押し込んだ後の当該気相部１７の温度Ｔｍ２を用いて補正した圧力Ｐｍ２’を算出する（Ｔ１７５）。そして、気相部１７に押し込んだ気体量ΔＶｍと、気相部１７に気体を押し込む前の圧力Ｐｍ１と、補正した圧力Ｐｍ２’と、を用いて、燃料タンク１０の気相部容積ＶＡを算出し（Ｔ１８０）、この気相部容積ＶＡを燃料タンク１０の容積ＶＴから差し引くことで液相部容積ＶＬを算出して、この液相部容積ＶＬを、燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量ＶＬとして求めて、燃料計に表示する（Ｔ１９０）。

次に、車両燃料システム２における燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量ＶＬの推定例を示す。

燃料タンク１０の容積ＶＴが１００Ｌ、気密タンク２０の容積Ｖｓが１Ｌ、であり、上述した内容量推定処理において、燃料タンク１０内の気相部１７の圧力Ｐｍ１と気密タンク２０内の圧力Ｐｓ１とを同一にしたとき、それぞれが０．１０ＭＰａとなり、このときの気相部１７の温度Ｔｍ１と気密タンク２０内の温度Ｔｓ１とがそれぞれ２９３Ｋとなり、そして、ポンプ４０によって気密タンク２０内の気体を気相部１７に押し込んだ後の当該気相部１７の圧力Ｐｍ２が０．１２ＭＰａ、気密タンク２０内の圧力Ｐｓ２が０．０５ＭＰａとなり、このときの気相部１７の温度Ｔｍ２が２９５Ｋ、気密タンク２０内の温度Ｔｓ２が２７３Ｋ、となったものとする。

このとき、上記（２．４）式から、気相部１７に送り込んだ気体量ΔＶｍは、
ΔＶｍ＝（１−（０．０５／０．１０）×（２９３／２７３））×１
＝０．５４Ｌ
となり、上記（２．７）式から、補正した圧力Ｐｍ２’は、
Ｐｍ２’＝（２９３／２９５）×０．１２＝０．１１９
となり、上記（２．８）式から、気相部容積ＶＡは、
ＶＡ＝（−０．１０×０．５４）／０．１０−０．１１９）
＝２．８４Ｌ
となり、この気相部容積ＶＡを燃料タンク１０の容積ＶＴから差し引くと、液相部容積ＶＬ、即ち、燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量ＶＬは、
ＶＬ＝１００−２．８４＝９７．１６Ｌ
となる。このようにして、燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量ＶＬを推定する。

以上より、本実施形態によれば、気密タンク２０が、燃料タンク１０と別体で設けられるとともに燃料タンク１０内の気相部１７に接続されているので、気密タンク２０内の圧力と気相部１７の圧力との圧力差が、例えば、大気圧と気相部１７の圧力との圧力差などと比べて、小さくなり、そして、ポンプ４０が、気相部１７との圧力差が小さい気密タンク２０内の気体を、気相部１７に押し込み可能に設けられている。これにより、ポンプ４０において気相部１７に気体の押し込むために必要な力を小さくすることができ、そのため、小型化でき、また、ポンプ４０における高圧対策を不要として、製造コストを低減できる。

また、ＣＰＵ６２によって、燃料タンク１０内の液量の推定に際して気相部１７に気密タンク２０内の気体が押し込こまれる前に、気相部１７と気密タンク２０との間で、気相部１７の圧力と気密タンク２０内の圧力との圧力差が小さくなる方向に気体が移送されるようにポンプ４０を駆動する。つまり、燃料タンク１０内の液量を推定するためにポンプ４０が気相部１７に気密タンク２０内の気体を押し込む前に、気相部１７の圧力と気密タンク２０内の圧力との圧力差をさらに小さくするので、ポンプ４０において気相部１７に気体を押し込むために必要な力をさらに小さくすることができ、より一層小型化できるとともに、製造コストをより低減できる。

また、ＣＰＵ６２によって、燃料タンク１０内の液量の推定に際して気相部１７に気密タンク２０内の気体が押し込まれる前後のそれぞれにおいて第１温度センサ５３によって測定された気相部１７の温度Ｔｍ１、Ｔｍ２に基づいて、気相部１７に気密タンク２０内の気体が押し込まれた後に第１圧力センサ５１によって測定された気相部１７の圧力Ｐｍ２を補正して圧力Ｐｍ２’を得る。そして、ＣＰＵ６２によって、気相部１７に気密タンク２０内の気体が押し込まれる前に第１圧力センサ５１によって測定された気相部１７の圧力Ｐｍ１、及び、ＣＰＵ６２によって補正された気相部１７の圧力Ｐｍ２’、並びに、気相部１７に押し込まれた気体量ΔＶｍ、に基づいて、燃料タンク１０内の液量を推定する。即ち、ポンプ４０によって気相部１７に気体が押し込まれたとき、気相部１７の圧力が上昇するとともに気相部１７の温度も一時的に上昇して圧力不安定状態になるが、気相部１７に気密タンク２０内の気体が押し込まれる前後に、即ち、第１圧力センサ５１によって気相部１７の圧力Ｐｍ１、Ｐｍ２が測定されるのと同時期に、第１温度センサ５３によって測定された気相部１７の温度Ｔｍ１、Ｔｍ２を用いて、気相部１７への気体の押し込み後に測定した気相部１７の圧力Ｐｍ２を補正して圧力Ｐｍ２’を得ることで、温度上昇前と同一の状態、即ち、圧力安定状態（定常状態）において測定したものとみなすことができる。これにより、このＣＰＵ６２によって補正された気相部１７の圧力Ｐｍ２’を燃料タンク１０内の液量の推定に用いることで、気相部１７が定常状態に復帰するのを待たずに圧力測定することができ、そのため、液量の推定に要する時間を短縮できる。

また、ＣＰＵ６２によって、燃料タンク１０内の液量の推定に際してポンプ４０が駆動されることにより気相部１７に気密タンク２０内の気体が押し込まれる前後のそれぞれにおいて、第２圧力センサ５２によって測定された気密タンク内の圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２、及び、第２温度センサ５４によって測定された気密タンク２０内の温度、に基づいて、気相部１７に押し込まれた気体量ΔＶｍを算出する。即ち、ポンプ４０によって気密タンク２０内の気体が気相部１７に押し込まれたとき、気密タンク２０内の圧力が低下するとともに当該気密タンク２０内の温度も一時的に低下して圧力不安定状態になるが、気相部１７に気密タンク２０内の気体が押し込まれる前後に、即ち、第２圧力センサ５２によって気密タンク２０内の圧力Ｐｓ１、Ｐｓ２が測定されるのと同時期に、第２温度センサ５４によって測定された気密タンク２０内の温度Ｔｓ１、Ｔｓ２を、気体量ΔＶｍの算出に用いることで、気相部１７に気密タンク２０内の気体が押し込まれた後に測定された気密タンク２０内の圧力Ｐｓ２を補正して、温度低下前と同一の状態、即ち、圧力安定状態（定常状態）において測定したものとみなすことができる。これにより、気密タンク２０内が定常状態に復帰するのを待たずに圧力測定することができ、そのため、液量の推定に要する時間を短縮できる。また、気密タンク２０内の圧力及び温度に基づいて、気相部１７に押し込まれた気体量ΔＶｍを算出するので、気体量ΔＶｍが少ない場合でも正確な気体量ΔＶｍを取得できる。

（第３の実施形態）
以下、本発明の内容量推定システムの第３の実施形態である車両燃料システムを、図８〜図１２を参照して説明する。

図８、図９に示すように、車両燃料システム（図中、符号３で示す）は、容器としての燃料タンク１０と、燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量を推定する内容量推定装置としての液量推定装置８と、を有している。なお、第３の実施形態において、上述した第１及び第２の実施形態と同一の部分には同一の符号を付して、説明を省略する。

液量推定装置８は、気密タンク２０Ａと、配管３０と、気体押込手段としてのピストンユニット４０Ａと、気相部圧力測定手段としての第１圧力センサ５１Ａと、制御部６０と、を有している。

気密タンク２０Ａは、燃料タンク１０に近接して配置されており、本実施形態においては、両端面部２０ａ、２０ｃが塞がれた円筒形状で容積１Ｌとなるように形成されている。気密タンク２０Ａは、配管３０によって燃料タンク１０に接続されている。配管３０は、その一端３０ａが、燃料タンク１０の側壁１０ｂの上端に接続され、他端３０ｂが、気密タンク２０Ａの下端面部２０ｃに接続されている。つまり、気密タンク２０Ａは、燃料タンク１０と別体で設けられるとともに、燃料タンク１０の上部、即ち、燃料タンク１０内の気相部１７に接続されている。

ピストンユニット４０Ａは、ピストン４１と、ピストンロッド４２と、アクチュエータ４３と、気体移送手段としての圧力調整弁４４と、を備えている。

ピストン４１は、気密タンク２０Ａの内部空間における横断面形状と同一となる円柱形状に形成されている。ピストン４１は、気密タンク２０Ａ内に収容されるとともに、その両端面４１ａ、４１ｂが、気密タンク２０Ａの両端面部２０ａ、２０ｃに平行で且つ気密タンク２０Ａの軸方向（図８の上下方向）に移動可能に収容されている。ピストンロッド４２は、一端がピストン４１の上端面４１ａに固定され、他端がアクチュエータ４３に支持されている。

アクチュエータ４３は、気密タンク２０Ａの上端面部２０ａの内面に設けられており、ピストンロッド４２を突没することにより、ピストン４１を気密タンク２０Ａの軸方向に移動させる。アクチュエータ４３は、制御部６０（即ち、ＣＰＵ６２）に電気的に接続されており、当該制御部６０からの制御信号によって駆動される。圧力調整弁４４は、ピストン４１に設けられた、上端面４１ａと下端面４１ｂとを貫通する貫通孔４１ｃ内に設けられており、この貫通孔４１ｃを開放及び閉塞する電磁弁で構成されている。圧力調整弁４４は、制御部６０（即ち、ＣＰＵ６２）に電気的に接続されており、当該制御部６０からの制御信号によって駆動される。

アクチュエータ４３によって、貫通孔４１ｃが閉塞された状態でピストン４１が下端面部２０ｃに近づくように移動されると、気密タンク２０Ａ内の気体が、配管３０を通じて、燃料タンク１０内の気相部１７に押し込まれる。気密タンク２０Ａは、ピストン４１に対するシリンダとして機能し、つまり、ピストンユニット４０Ａは、気密タンク２０Ａの気体を気相部１７に押し込むように設けられている。気相部１７に押し込まれる気体量ΔＶｍは、アクチュエータ４３によるピストン４１の移動距離に比例する。具体的には、ピストン４１の下端面４１ｂの面積に移動距離を乗じたものが気体量ΔＶｍとなる。このピストン４１の移動距離は、燃料タンク１０の容積及び気密タンク２０Ａの容積等に応じて予め定められている。本実施形態では、気相部１７に押し込まれる気体量ΔＶｍが０．５Ｌとなるように上記移動距離が設定されており、この気体量ΔＶｍについてもメモリ６５に予め格納されている。このピストン４１の移動距離、即ち、気相部１７に押し込まれる気体量ΔＶｍについては、燃料タンク１０や気密タンク２０Ａの容量等の装置の構成に応じて適宜定められ、また、気相部１７の圧力などに応じて可変としてもよい。

また、圧力調整弁４４によって貫通孔４１ｃが開放されると、気密タンク２０Ａ内におけるピストン４１の上端面４１ａ側と下端面４１ｂ側とが連通されて圧力差がなくなるように気相部１７と気密タンク２０との間で気体が移送されて、気密タンク２０Ａ内の圧力と気相部１７の圧力とが同一になる。

第１圧力センサ５１Ａは、例えば、半導体式の圧力センサなどで構成されて、燃料タンク１０の上壁１０ａに設けられており、気相部１７の圧力を測定する。本実施形態において、第１圧力センサ５１Ａは、気相部１７の圧力範囲である０．１ＭＰａ〜３ＭＰａを５０Ｐａ単位で計測可能な分解能を有するものを用いている。また、第１圧力センサ５１Ａは、気相部１７の絶対圧力（真空を基準とした圧力）を測定できるものを用いる。第１圧力センサ５１Ａは、後述する制御部６０（即ち、ＣＰＵ６２）に電気的に接続されており、測定した気相部１７の圧力に応じた電気信号を制御部６０に出力する。

制御部６０のマイクロコンピュータ６１が備えるメモリ６５には、図１０に一例を示すように、気相部１７の所定の圧力（押込前圧力）のときに所定の気体量（押込気体量）が気相部１７に押し込まれた後の燃料タンク１０内の気相部１７の圧力（気相部圧力）と、そのときの燃料タンク１０内のうち気相部１７に対応する部分の容積（気相部容積）と、の関係を示す気相部容積関係情報Ｊが格納されている。この気相部容積関係情報Ｊは、グラフを示す関数やデータテーブルなどであり、例えば、予備計測やシミュレーションなどによって、気相部１７に気体が押し込まれる前の圧力毎及び押し込まれた気体量毎に、複数個設けられている。本実施形態では、図１１に模式的に示すように、気相部１７に気体が押し込まれる前の圧力（押込前圧力）が０．１０ＭＰａから３．００ＭＰａまで０．０１ＭＰａ毎に、且つ、押し込まれた気体量（押込気体量）が０．１Ｌから１．０Ｌまで０．１Ｌ毎に、複数個の気相部容積関係情報Ｊが格納されている。

次に、上述したＣＰＵ６２が実行する本発明に係る処理（内容量推定処理３）の一例を、図１２に示すフローチャートを参照して説明する。

車両のイグニッションスイッチがオンされると、車両燃料システム３に電源が供給されて制御部６０のＣＰＵ６２が動作を開始し、ＣＰＵ６２は、所定の初期化処理を実行する。そして、ＣＰＵ６２は、初期化処理が終了した後に、例えば、一定周期などの所定のタイミングで、図１２のフローチャートに示すステップＵ１１０に進む。

ステップＵ１１０では、ピストン４１が、所定の押込前位置Ｐ１に移動するように、アクチュエータ４３に制御信号を送出する。そして、ステップＵ１２０に進む。

ステップＵ１２０では、ピストン４１の貫通孔４１ｃが、所定の圧力調整時間開放されるように、圧力調整弁４４に制御信号を送出する。この圧力調整時間は、気密タンク２０Ａの圧力と気相部１７の圧力とが同一にするための弁開時間であり、気相部１７の圧力が安定するまでの待ち時間も含まれている。そして、圧力調整時間経過後に、貫通孔４１ｃが閉塞されるように、圧力調整弁４４に制御信号を送出する。そして、ステップＵ１３０に進む。

ステップＵ１３０では、第１圧力センサ５１Ａから出力された電気信号に基づいて、第１圧力センサ５１Ａによって測定された気相部１７の圧力Ｐｍ１を検出する。そして、ステップＵ１４０に進む。

ステップＵ１４０では、ピストン４１が、上記押込前位置Ｐ１より下端面部２０ｃ寄りに設定された押込後位置Ｐ２に移動するように、アクチュエータ４３に制御信号を送出する。これにより、ピストン４１は、押込前位置Ｐ１から押込後位置Ｐ２まで移動されて、気密タンク２０Ａ内からピストン４１の移動距離に応じた量の気体が押し出されるとともに、配管３０を通じて気相部１７に押し込まれる。つまり、ピストンユニット４０Ａは、燃料タンク１０内の液量を検出する際の気相部１７への気体の押し込みを行う。そして、ステップＵ１５０に進む。

ステップＵ１５０では、気相部温度復帰時間ｔｋが経過するまで待つ。この気相部温度復帰時間ｔｋは、気相部１７の温度が、気相部１７に気体を押し込む前の温度に戻るための時間である。

気密タンク２０Ａ内の気体を気相部１７に押し込むと、気相部１７では、圧力の上昇に伴って一時的に温度が上昇して圧力不安定状態になる。そのため、このステップＵ１５０では、気相部１７の温度が、気相部１７に気体を押し込む前の圧力安定状態（定常状態）の温度に戻るまで待つ。この気相部温度復帰時間ｔｋは、燃料タンク１０の材質、形状、液化ガスの種類など、車両燃料システム３の構成等に応じて適宜設定される。そして、気相部温度復帰時間ｔｋが経過した後、ステップＵ１６０に進む。なお、気相部１７に気体が押し込まれた後の気相部１７の温度上昇が、燃料Ｆの液量の推定に影響を与えない程度に小さいものであれば、気相部温度復帰時間ｔｋを０、即ち、待ち時間なしとして、ステップＵ１５０を省略してもよい。

ステップＵ１６０では、第１圧力センサ５１Ａから出力された電気信号に基づいて、第１圧力センサ５１Ａによって測定された気相部１７の圧力Ｐｍ２を検出する。そして、ステップＵ１７０に進む。

ステップＵ１７０では、メモリ６５に格納されている、気相部１７に押し込まれた気体量ΔＶｍを読み出す、即ち、気体量ΔＶｍを取得する。そして、ステップＵ１８０に進む。

なお、本実施形態では、予め定められた気体量ΔＶｍをメモリ６５から読み出すものであったが、これに限定されるものではない。例えば、上述した第１及び第２の実施形態のように、気密タンク２０Ａ内の圧力に基づいて気体量ΔＶｍを算出してもよく、又は、ピストン４１の移動距離を測定するとともに当該移動距離に応じた電気信号を出力するリニアエンコーダなどを別途設けて、このリニアエンコーダにより出力された電気信号に基づいて検出したピストン４１の移動距離を用いて、気体量ΔＶｍを算出するなどしてもよく、本発明の目的に反しない限り、気体量ΔＶｍを取得する構成については任意である。

ステップＵ１８０では、ステップＵ１７０で取得された気体量ΔＶｍと、ステップＵ１３０で検出された気相部１７の圧力Ｐｍ１と、ステップＵ１６０で検出された気相部１７の圧力Ｐｍ２と、に基づいて、燃料タンク１０の容積ＶＴのうち気相部１７に対応する部分の容積ＶＡ（以下、気相部容積ＶＡという）を算出する。

具体的には、気相部１７に気体が押し込まれる前の当該気相部１７の圧力Ｐｍ１と、気相部１７に押し込まれた気体量ΔＶｍと、によって特定される気相部容積関係情報Ｊに、上記気体が押し込まれた後の当該気相部１７の圧力Ｐｍ２を当てはめることにより、この気相部容積関係情報Ｊから気相部容積ＶＡを取得する。

気相部容積ＶＡの取得の一例を示すと、気相部１７に気体が押し込まれる前の圧力Ｐｍ１が０．１ＭＰａで、気相部１７に押し込まれた気体量ΔＶｍが０．５Ｌのとき、気相部容積関係情報Ｊとして、図１０のグラフが特定され、そして、気相部１７に気体が押し込まれた後の気相部１７の圧力Ｐｍ２（定常状態の圧力）が０．１０１００ＭＰａとなったとすると、上記グラフから、気相部容積ＶＡを４８Ｌとして取得する。そして、ステップＵ１９０に進む。

ステップＵ１９０では、燃料タンク１０内の容積ＶＴからステップＵ１８０で算出した気相部容積ＶＡを差し引くことにより、当該燃料タンク１０の容積ＶＴのうち液相部１８に対応する部分の容積ＶＬ（以下、液相部容積ＶＬという）を算出し、この液相部容積ＶＬを燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量ＶＬとする。そして、車両に搭載された図示しない燃料計に、液量ＶＬを表示するための信号を送出する。そして、本フローチャートの処理を終了する。

上述した内容量推定処理では、ステップＵ１５０において、所定の気相部温度復帰時間が経過するまで待つものであったが、これに限定されるものではない。例えば、このステップＵ１５０を省略して、代わりに、燃料タンク１０内の気相部１７の温度を測定する温度センサを別途設けるとともに、この温度センサの出力に基づいて、ステップＵ１４０におけるピストンを所定の押込後位置Ｐ２に移動させる前後、即ち、気相部１７に気体が押し込まれる前後の気相部１７の温度を検出して、この検出した気相部１７の温度を用いて、気相部１７に気体が押し込まれた後に測定された気相部１７の圧力を補正するようにしてもよい。このようにすることで、これにより、気相部１７が定常状態に復帰するのを待たずに圧力測定することができ、そのため、液量の推定に要する時間を短縮できる。

上述したステップＵ１２０が、請求項中の圧力調整手段に相当し、ステップＵ１４０、Ｕ１８０、Ｕ１９０が、請求項中の内容量推定手段に相当する。

次に、上述した車両燃料システム３における本発明に係る動作例について説明する。

車両のイグニッションスイッチがオンされると、車両燃料システム３は動作を開始して、周期的（例えば、１分毎）に燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量ＶＬの推定を行う。この液量ＶＬの推定において、まず、ピストン４１を所定の押込前位置Ｐ１に移動させて（Ｕ１１０）、ピストン４１に設けられた貫通孔４１ｃを開放することにより、気密タンク２０Ａの圧力と気相部１７の圧力とを同一にして（Ｕ１２０）、気相部１７の圧力Ｐｍ１を検出する（Ｕ１３０）。そして、貫通孔４１ｃを閉塞し、ピストン４１を押込後位置Ｐ２に移動させて、気密タンク２０Ａ内の気体を気相部１７に押し込む（Ｕ１４０）。そして、気相部温度復帰時間ｔｋが経過した後（Ｕ１５０）、気相部１７の圧力Ｐｍ２を検出する（Ｕ１６０）。

そして、メモリ６５から気体量ΔＶｍを読み出して（Ｕ１７０）、気相部１７に押し込まれた気体量ΔＶｍと、気相部１７に気体を押し込む前の圧力Ｐｍ１と、気相部１７の気体を押し込んだ時点から気相部温度復帰時間ｔｋを経過した後の圧力Ｐｍ２と、を用いて、燃料タンク１０の気相部容積ＶＡを取得し（Ｕ１８０）、この気相部容積ＶＡを燃料タンク１０の容積ＶＴから差し引くことで液相部容積ＶＬを算出して、この液相部容積ＶＬを、燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量ＶＬとして、燃料計に表示する（Ｕ１９０）。

次に、車両燃料システム３における燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量ＶＬの推定例を示す。

燃料タンク１０の容積ＶＴが１００Ｌ、気密タンク２０Ａの容積Ｖｓが１Ｌ、であり、上述した内容量推定処理において、気密タンク２０Ａ内の圧力と気相部１７の圧力とを同一にしたとき、気相部１７の圧力Ｐｍ１が０．１０ＭＰａとなり、そして、ピストンユニット４０Ａによって気密タンク２０Ａ内の気体を当該気相部１７に押し込んだ後の当該気相部１７の圧力Ｐｍ２が０．１０２５０ＭＰａとなったものとする。

このとき、気相部１７に気体が押し込まれる前の当該気相部１７の圧力Ｐｍ１が、０．１０ＭＰａであり、気相部１７に押し込んだ気体量ΔＶｍが、予め定められた０．５Ｌであるので、気相部容積関係情報Ｊとして、図１０に示すグラフが特定される。そして、このグラフに、気相部１７に気体が押し込まれた後の当該気相部１７の圧力Ｐｍ２である０．１０２５０ＭＰａを当てはめると、気相部容積ＶＡが２０Ｌとして取得される。そして、この気相部容積ＶＡを燃料タンク１０の容積ＶＴから差し引くと、液相部容積ＶＬ、即ち、燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量ＶＬは、
ＶＬ＝１００−２０＝８０Ｌ
となる。このようにして、燃料タンク１０内の燃料Ｆの液量ＶＬを推定する。

以上より、本実施形態によれば、気密タンク２０Ａが、燃料タンク１０と別体で設けられるとともに燃料タンク１０内の気相部１７に接続されているので、気密タンク２０Ａ内の圧力と気相部１７の圧力との圧力差が、例えば、大気圧と気相部１７の圧力との圧力差などと比べて、小さくなり、そして、ピストンユニット４０Ａが、気相部１７との圧力差が小さい気密タンク２０Ａ内の気体を、気相部１７に押し込み可能に設けられている。これにより、ピストンユニット４０Ａにおいて気相部１７に気体の押し込むために必要な力を小さくすることができ、そのため、小型化でき、また、ピストン４１と気密タンク２０Ａとの間の気密を確保するなどのピストンユニット４０Ａにおける高圧対策を不要として、製造コストを低減できる。

また、ＣＰＵ６２によって、燃料タンク１０内の液量の推定に際して気相部１７に気密タンク２０Ａ内の気体が押し込こまれる前に、気相部１７と気密タンク２０Ａとの間で、気相部１７の圧力と気密タンク２０Ａ内の圧力との圧力差が小さくなる方向に気体が移送されるように圧力調整弁４４を駆動する。つまり、燃料タンク１０内の液量を推定するためにピストンユニット４０Ａが気相部１７に気密タンク２０Ａ内の気体を押し込む前に、気相部１７の圧力と気密タンク２０Ａ内の圧力との圧力差をさらに小さくするので、ピストンユニット４０Ａにおいて気相部１７に気体を押し込むために必要な力をさらに小さくすることができ、より一層小型化できるとともに、製造コストをより低減できる。

また、ＣＰＵ６２によって、燃料タンク１０内の液量の推定に際して気相部１７に気密タンク２０Ａ内の気体が押し込まれる前、及び、気相部１７に気密タンク２０Ａ内の気体が押し込まれた後の時点から所定の気相部温度復帰時間ｔｋを経過した後、のそれぞれにおいて第１圧力センサ５１Ａによって測定された気相部１７の圧力Ｐｍ１、Ｐｍ２、並びに、気相部１７に押し込まれた気体量ΔＶｍ、に基づいて、燃料タンク１０内の液量を推定する。この気相部温度復帰時間ｔｋは、気相部１７の温度が、気相部１７に気密タンク２０Ａ内の気体が押し込まれる前の温度に、復帰するための待ち時間である。即ち、気相部１７に気密タンク２０Ａ内の気体が押し込まれたとき、気相部１７の圧力が上昇するとともに気相部１７の温度も一時的に上昇して圧力不安定状態になるが、気相部１７に気密タンク２０Ａ内の気体が押し込まれた後の時点から所定の気相部温度復帰時間ｔｋを経過した後は、気相部１７の温度が低下して温度上昇前と同一の状態、即ち、圧力安定状態（定常状態）となり、この状態において第１圧力センサ５１Ａによって測定された気相部１７の圧力Ｐｍ２を燃料タンク１０内の液量の推定に用いるので、気相部１７の温度などによる圧力の補正が不要となり、液量推定装置８、即ち、車両燃料システム３を簡易且つ安価に構成することができる。

上述した各実施形態においては、気相部１７に気体を押し込む前に、気相部１７の圧力と気密タンク２０内の圧力とを同一にするように、ポンプ等を制御するものであったが、これに限定されるものではない。燃料タンク１０の気相部１７と気密タンク２０とは配管３０で互いに接続されているので、気相部１７の圧力と気密タンク２０内の圧力との圧力差はあまり大きくなく、そのため、装置構成等によっては、この圧力差よりもポンプ等の押し込み能力の方が高い場合もあり、そのような場合などにおいては、気相部１７の圧力と気密タンク２０内の圧力とを同一にすることなく、気相部１７に気体を押し込むようにしてもよい。

上述した各実施形態は、車両に搭載され、液化ガスを収容するとともにその液量を推定する車両燃料システムを説明するものであったが、これに限定されるものではない。例えば、工場や家庭などに設置され、灯油やガソリン、各種薬液などを収容するとともにその液量を推定する液量推定システムなどであってもよく、本発明の目的に反しない限り、本発明を適用する装置及びシステムは任意である。また、液量の推定対象となる液体についても、液化石油ガスに限らず、例えば、液体窒素、液体酸素、アンモニアのなどの工業用途の液化ガス、又は、常温常圧で液状となる燃料（灯油、ガソリン等）、各種薬液等、本発明の目的に反しない限り、その種類は任意である。

また、容器としてのタンク内の液量（内容量）の推定に限らず、例えば、ホッパーなどの容器内にある樹脂ペレット、木質ペレット、又は、粉砕ガラスなど粒状物や粉体等（以下、粒状物等という）の固体の内容量を測定するようにしても良い。この場合も、上述した本実施形態と同様に、容器内の気相部容積を算出して、容器の容積から気相部容積を差し引くことにより内容量を推定する。但し、粒状物等の固体はそれら間に空間が存在するため、当該空間が気相部容積に含まれることを考慮するとともに当該空間が粒状物等と共に占める体積を考慮して上述した各実施形態で示した内容量推定処理を適用することで、液量と同様に容器内の内容量を推定することができる。具体的には、所定空間内に粒状物等を満量充填したときに粒状物等のみが上記所定空間内で占める体積割合がＸ％で且つ粒状物等を除く空間が上記所定空間内で占める体積割合が（１００−Ｘ）％となる場合に、この粒状物等が収容される容器の容積をＶ、気相部容積をＶＡとすると、粒状物等及びそれら間の空間が上記容器内で占める内容量ＶＳは、次式により求めることができる。
ＶＳ＝（Ｖ−ＶＡ）／（Ｘ／１００）

例えば、１．０ｍ³の単位収容空間内に粒状物を満量充填したときに、当該粒状物が占める体積が０．８ｍ³（８０％）で且つ粒状物間の空間が占める体積が０．２ｍ³（２０％）となる場合に、この粒状物が収容される容器の容積を１０．０ｍ³とすると、上述した内容量推定処理を適用して気相部容積ＶＡを求めたときに、気相部容積ＶＡが９．２ｍ³であれば、粒状物の内容量ＶＳが容器の１０分の１（（１０．０−９．２）／（８０／１００）＝１．０ｍ³）となり、気相部容積ＶＡが６．０ｍ³であれば、粒状物の内容量ＶＳが容器の半量（（１０．０−６．０）／（８０／１００）＝５．０ｍ³）となり、気相部容積ＶＡが２．０ｍ³であれば、粒状物の内容量ＶＳが容器の満量（（１０．０−２．０）／（８０／１００）＝１０．０ｍ³）となる。また、このような粒状物や粉体に限らず、例えば、容器としての倉庫内の貨物量（内容量）を推定するなど、本発明の目的に反しない限り、本発明を適用する装置及びシステムは任意であり、また、容器内の内容量の推定対象となる固体の種類、形状等は任意である。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１、２、３ 車両燃料システム（内容量推定システム）
６、７、８ 液量推定装置（内容量推定装置）
１０ 燃料タンク（容器）
１７ 燃料タンク内の気相部（気相部）
１８ 燃料タンク内の液相部
２０、２０Ａ 気密タンク
３０ 配管
４０ ポンプ（気体押込手段、気体移送手段）
４０Ａ ピストンユニット（気体押込手段）
４１ ピストン
４３ アクチュエータ
４４ 圧力調整弁（気体移送手段）
５１、５１Ａ 第１圧力センサ（気相部圧力測定手段）
５２ 第２圧力センサ（気密タンク圧力測定手段）
５３ 第１温度センサ（気相部温度測定手段）
５４ 第２温度センサ（気密タンク温度測定手段）
６０ 制御部
６２ ＣＰＵ（圧力調整手段、気体量算出手段、気相部圧力補正手段、内容量推定手段）
Ｐｍ１、Ｐｍ２ 気相部の圧力
Ｐｓ１、Ｐｓ２ 気密タンク内の圧力
Ｔｍ１、Ｔｍ２ 気相部の温度
Ｔｓ１、Ｔｓ２ 気密タンク内の温度
ｔｒ 温度復帰時間（気相部温度復帰時間、気密タンク温度復帰時間）
ｔｋ 気相部温度復帰時間
ΔＶｍ 気相部に押し込まれた気体量

Claims (4)

1. 容器内にある液体又は固体の内容量を推定する内容量推定装置であって、
   前記容器と別体で設けられるとともに前記容器内の気相部に接続された気密タンクと、
   前記気密タンク内の気体を前記気相部に押し込み可能に設けられた気体押込手段と、
   前記気相部の圧力を測定するように設けられた気相部圧力測定手段と、
   前記気相部に前記気密タンク内の気体が押し込まれるように前記気体押込手段を駆動するとともに、前記気体押込手段が駆動されることにより前記気相部に前記気密タンク内の気体が押し込まれる前後のそれぞれにおいて前記気相部圧力測定手段によって測定された前記気相部の圧力、及び、前記気相部に押し込まれた気体量、に基づいて、前記内容量を推定する内容量推定手段と、を有している
   ことを特徴とする内容量推定装置。
2. 前記気相部と前記気密タンクとの間で気体を移送可能に設けられた気体移送手段と、
   前記内容量推定手段によって前記気体押込手段が駆動される前に、前記気相部と前記気密タンクとの間で、前記気相部の圧力と前記気密タンク内の圧力との圧力差が小さくなる方向に気体が移送されるように前記気体移送手段を駆動する圧力調整手段と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の内容量推定装置。
3. 前記内容量推定手段が、前記気体押込手段が駆動されることにより前記気相部に前記気密タンク内の気体が押し込まれる前、及び、前記気相部に前記気密タンク内の気体が押し込まれた後の時点から、前記気相部の温度が前記気相部に前記気密タンク内の気体が押し込まれる前の温度に復帰するための所定の気相部温度復帰時間を経過した後、のそれぞれにおいて前記気相部圧力測定手段によって測定された前記気相部の圧力、並びに、前記気相部に押し込まれた気体量、に基づいて、前記内容量を推定するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内容量推定装置。
4. 容器と、前記容器内にある液体又は固体の内容量を推定する内容量推定装置と、を有する内容量推定システムにおいて、
   前記内容量推定装置が、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内容量推定装置で構成されている
   ことを特徴とする内容量推定システム。

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