JP2014088832A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大気汚染の防止に配慮した給油作業を、円滑かつ適確に遂行することができる蒸発燃料処理装置を提供する。
【解決手段】蒸発燃料処理装置１１は、燃料タンク１３を大気から遮断する密閉弁４１と、燃料タンク１３に係るタンク内圧を検出するタンク内圧センサ３９と、燃料タンク１３の給油ロ１９ｂを覆うフューエルリッド２５と、給油意思に係る情報を取得する給油意思情報取得部と、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔを算出する時間変化量算出部と、給油意思情報取得部が給油意思ありの情報を取得した場合に、密閉弁４１を開放させる指令を行うと共に、タンク内圧に係る時間変化量が所定の閾値未満に収束した場合に、フューエルリッド２５の開放を許可する制御部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸発燃料を処理するための蒸発燃料処理装置に関する。

例えば、内燃機関を備える車両では、燃料タンクへ給油を行うと、燃料タンクの内部空間における液体燃料の占有体積が増えるため、同内部空間における気相域の占有体積が相対的に減少して、気相域の圧力（以下、“タンク内圧”という。）が大気圧と比べて高くなる。すると、燃料タンク内に滞留していた気相域の蒸発燃料が大気中へ出ようとする。仮に、蒸発燃料が大気中へ放出されると、大気を汚染してしまう。

そこで、蒸発燃料の大気中への放出に起因する大気汚染を防ぐ目的で、従来の蒸発燃料処理装置では、燃料タンクと大気間の連通路に、蒸発燃料を一時的に吸着する吸着材を有するキャニスタを設け、キャニスタの吸着材に蒸発燃料を吸着させることでタンク内圧を低く抑えるようにしている。

例えば、特許文献１には、燃料タンクとキャニスタ間を連通する蒸発燃料の流通路に、燃料タンクとキャニスタ間の導通状態を制御する封鎖弁を設けてなる蒸発燃料処理装置が開示されている。特許文献１に係る蒸発燃料処理技術では、内燃機関が停止している場合、封鎖弁を閉止状態とし、かつ、キャニスタを大気に開放する。内燃機関が停止しており、かつ、タンク内圧と大気圧との間に開弁判定値を超える圧力差が生じている場合、封鎖弁を開放する。そして、封鎖弁の開放前後におけるタンク内圧の変化を検出し、検出したタンク内圧の変化が所定の判定値に満たない場合、封鎖弁が閉故障（閉状態を維持する態様の故障）であると判定する。

特許文献１に係る蒸発燃料処理技術によれば、燃料タンクを密閉するための封鎖弁の閉故障を効率的に検知することができる。

特開２００４−１５６４９４号公報

ところで、特許文献１に係る蒸発燃料処理技術では、給油口を覆うフューエルリッドのロック解除を行う際に操作されるリッドスイッチが操作者により操作されると、まず、蒸発燃料が給油口から大気中へ放出されるのを防ぐために封鎖弁を開放する。この封鎖弁の開放によって、タンク内圧は徐々に低下してゆく。タンク内圧が大気圧付近まで低下すると、フューエルリッドのロックを解除する。そして、操作者の手動によりフューエルリッドが閉止操作されると、この閉止操作がフューエルリッドの開閉状態検知部により検知されて、封鎖弁を閉鎖する。

特許文献１に係る蒸発燃料処理技術では、前記の通り、リッドスイッチが操作されると、封鎖弁を開放し、この封鎖弁の開放に伴って、タンク内圧は徐々に低下してゆく。一般に、タンク内圧は、その特性値が上下に振れながら大気圧付近まで収束してゆく傾向がある。そのため、仮に、タンク内圧の特性値が下振れし、かつ、その下振れした特性値が所定の収束判定条件（大気圧付近）を充足すると、タンク内圧が大気圧付近まで低下したと誤判定してしまう。その結果、大気汚染の防止に配慮した給油作業を行うことができないという問題があった。

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、大気汚染の防止に配慮した給油作業を、円滑かつ適確に遂行することができるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、（１）に係る発明は、内燃機関を備える車両に搭載された燃料タンクと大気間の連通路に設けられ、当該燃料タンクを大気から遮断する密閉弁と、前記燃料タンクに係るタンク内圧を検出するタンク内圧検出部と、前記燃料タンクの給油ロを覆う開閉部材と、給油意思に係る情報を取得する給油意思情報取得部と、前記タンク内圧に係る時間変化量を算出する時間変化量算出部と、前記給油意思情報取得部が給油意思ありの情報を取得した場合に、前記密閉弁を開放させる指令を行うと共に、前記タンク内圧に係る時間変化量が所定の閾値未満に収束した場合に、前記開閉部材の開放を許可する制御部と、を備えることを最も主要な特徴とする。

（１）に係る発明では、制御部は、給油意思情報取得部が給油意思ありの情報を取得した場合に、密閉弁を開放させる指令を行うと共に、タンク内圧に係る時間変化量が所定の閾値未満に収束した場合に、開閉部材の開放を許可する。ここで、タンク内圧に係る時間変化量は、例えば、時々刻々と変化するタンク内圧を時間微分することで算出される。そのため、タンク内圧に係る時間変化量を用いたタンク内圧の収束判定では、タンク内圧そのものを用いたタンク内圧の収束判定と比べて、タンク内圧の特性値がばらつくことに起因するタンク内圧の収束に係る誤判定を抑止することができる。

（１）に係る発明によれば、大気汚染の防止に配慮した給油作業を、円滑かつ適確に遂行することができる。

また、（２）に係る発明は、（１）に記載の蒸発燃料処理装置であって、前記制御部は、前記密閉弁を開放させる指令を行った時点から所定の待機時間が経過した後、前記時間変化量算出部による前記タンク内圧に係る時間変化量の算出を開始させる、ことを特徴とする。

密閉弁の開放直後では、タンク内圧は比較的大きく変化（低下）する。こうした初動期間において、タンク内圧に係る時間変化量を算出したとしても、タンク内圧が収束したと判定される可能性は低い。そのため、前記の初動期間では、タンク内圧に係る時間変化量を算出しなくとも、タンク内圧の収束判定に与える影響はほとんどないと考えられる。
そこで、（２）に係る発明では、制御部は、密閉弁を開放させる指令を行った時点から所定の待機時間が経過した後、時間変化量算出部によるタンク内圧に係る時間変化量の算出を開始させることとした。

（２）に係る発明によれば、所定の待機時間（前記の初動期間を含む）では、時間変化量算出部によるタンク内圧に係る時間変化量の算出を休止させるため、前記の作用効果に加えて、不要な時間変化量の算出工程を省いて節電に貢献することができる。

また、（３）に係る発明は、（１）に記載の蒸発燃料処理装置であって、前記所定の待機時間は、前記密閉弁の開放時点から前記タンク内圧に係る時間変化量が前記所定の閾値未満に収束すると推定される所要時間を考慮して設定される、ことを特徴とする。

（３）に係る発明によれば、前記の作用効果に加えて、不要な時間変化量の算出工程を可及的に省いていっそうの節電に貢献することができる。

本発明に係る蒸発燃料処理装置によれば、大気汚染の防止に配慮した給油作業を、円滑かつ適確に遂行することができる。

本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置の概要を表す全体構成図である。 本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置の概要を表す機能ブロック構成図である。 本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置が実行する、燃料給油時における密閉弁の開閉制御処理の流れを表すフローチャート図である。 自車両が走行を開始したタイミングを捉えて密閉弁を閉止させる動作の説明に供するタイムチャート図である。 給油意思情報取得部が給油意思ありの情報を取得した時点から所定時間が経過したタイミングを捉えて密閉弁を閉止させる動作の説明に供するタイムチャート図である。 タンク内圧を用いた収束判定タイミングと、タンク内圧に係る時間変化量を用いた収束判定タイミングとを対比して表すタイムチャート図である。

以下、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置について、図面を参照して詳細に説明する。

〔本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１の概要〕
はじめに、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１の概要について、駆動源として内燃機関および電動モータ（いずれも不図示）を備えるハイブリッド車両に適用した例をあげて、図面を参照して説明する。
なお、以下に示す図面において、同一の部材または相当する部材間には同一の参照符号を付するものとする。また、部材のサイズおよび形状は、説明の便宜のため、変形または誇張して模式的に表す場合がある。

図１は、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１の概要を表す全体構成図である。図２は、蒸発燃料処理装置１１の概要を表す機能ブロック構成図である。蒸発燃料を処理する役割を果たす蒸発燃料処理装置１１は、図１に示すように、燃料タンク１３で生じた蒸発燃料を吸着する機能を有するキャニスタ１５と、蒸発燃料処理装置１１の統括制御を行うＥＣＵ（ElectronicControl Unit）１７と、などを備える。

ガソリンなどの燃料を貯留する燃料タンク１３には、図１に示すように、フューエルインレットパイプ１９が設けられている。フューエルインレットパイプ１９には、その上流部１９ａと燃料タンク１３との間を連通接続する循環パイプ２０が設けられている。フューエルインレットパイプ１９のうち燃料タンク１３の反対側には、給油ガンのノズル（いずれも不図示）が挿入される給油口１９ｂが設けられる。給油口１９ｂは、不図示の車体における後部フェンダ（不図示）に対して凹形状に設けられるフューエルインレットボックス２１内に収容されている。給油口１９ｂには、ねじ式のフィラーキャップ２３が取り付けられる。

フューエルインレットボックス２１には、フィラーキャップ２３を覆うフューエルリッド２５が、開放または閉止自在に取り付けられている。フィラーキャップ２３およびフューエルリッド２５は、本発明の“開閉部材”に相当する。フューエルリッド２５には、フューエルリッド２５の開放を規制するためのリッドロック機構２７が備えられている。給油時においてリッドロック機構２７のロックを遠隔的に解除させるために、車室内には、操作者により操作されるリッドスイッチ３１が設けられている。

フューエルリッド２５には、フューエルリッド２５の開放または閉止に係る開閉状態を検知するリッドセンサ２９が設けられている。リッドセンサ２９で検知されたフューエルリッド２５の開閉状態に係る情報は、ＥＣＵ１７へと送られる。

給油時以外の通常時では、フューエルリッド２５は、リッドロック機構２７によりロックされて閉止状態を維持している。一方、給油時では、リッドスイッチ３１が操作され、かつ、後記する所定の条件を充足した場合に、ＥＣＵ１７は、リッドロック機構２７のロックを解除させる。これにより、フューエルリッド２５は開放される。操作者は、フューエルリッド２５の開放によりアクセス可能となったフィラーキャップ２３を給油口１９ｂから取り外し、給油ガンのノズル（いずれも不図示）を給油口１９ｂに挿し込んで給油を行うことができる。

燃料タンク１３には、燃料タンク１３内に貯留された燃料を汲み上げて燃料供給通路３３を介して不図示のインジェクタへと送り出す燃料ポンプモジュール３５が設けられている。また、燃料タンク１３には、燃料タンク１３とキャニスタ１５との間を連通接続する蒸発燃料排出通路３７が設けられている。蒸発燃料排出通路３７は、蒸発燃料の流通路としての機能を有する。

蒸発燃料排出通路３７における燃料タンク１３の側は、二股に分岐している。二股に分岐した蒸発燃料排出通路３７のうち一側の通路３７ａには、フロート弁３７ａ１が設けられている。また、前記蒸発燃料排出通路３７のうち他側の通路３７ｂには、カット弁３７ｂ１が設けられている。

フロート弁３７ａ１は、給油に伴う燃料の液面の上昇により、燃料タンク１３内における気相域の圧力であるタンク内圧Ｐｔａｎｋが上昇した場合に閉止するように動作する。具体的には、フロート弁３７ａ１は、燃料タンク１３内に燃料が満たされている満タン時に閉止することにより、燃料が燃料タンク１３から蒸発燃料排出通路３７へ進入するのを防いでいる。

一方、カット弁３７ｂ１は、車両の姿勢が所定の角度を超えて傾いた場合に閉止するように動作する。具体的には、カット弁３７ｂ１は、満タン時には開放しているが、車両の姿勢が所定の角度を超えて大きく傾いた場合に閉止することにより、燃料が燃料タンク１３から蒸発燃料排出通路３７へ進入するのを防いでいる。

蒸発燃料排出通路３７には、タンク内圧センサ３９と、密閉弁４１と、高圧二方弁４３と、がそれぞれ設けられている。

本発明の“タンク内圧検出部”に相当するタンク内圧センサ３９は、燃料タンク１３内における気相域の圧力であるタンク内圧Ｐｔａｎｋを検出する機能を有する。ただし、タンク内圧センサ３９を、燃料タンク１３に対して直に設ける構成を採用してもよい。タンク内圧センサ３９の圧力検出部としては、圧電素子を用いることができる。タンク内圧センサ３９で検出されたタンク内圧Ｐｔａｎｋに係る情報は、ＥＣＵ１７へと送られる。

密閉弁４１は、燃料タンク１３の内部空間を大気から遮断する機能を有する。具体的には、密閉弁４１は、ＥＣＵ１７から送られてくる開閉制御信号に従って動作する常時閉止型の電磁弁である。密閉弁４１は、後で詳しく述べるように、前記の開閉制御信号に従って燃料タンク１３の内部空間を大気から密閉しまたは大気に連通させるように動作する。

高圧二方弁４３は、燃料タンク１３側の圧力、および、キャニスタ１５側の圧力の高低差に基づいて、蒸発燃料の流通方向を制御する機能を有する。具体的には、高圧二方弁４３は、蒸発燃料排出通路３７において密閉弁４１に対して並列に設けられ、ダイアフラム式の正圧弁と負圧弁とを組み合わせた機械式の弁である。

高圧二方弁４３のうち正圧弁は、燃料タンク１３側の圧力が、キャニスタ１５側の圧力と比べて所定圧力だけ高くなったときに開放するように動作する。この開放動作により、燃料タンク１３内で高圧になった蒸発燃料が、高圧二方弁４３のうち正圧弁を介して、キャニスタ１５の側へと送られる。

一方、高圧二方弁４３のうち負圧弁は、燃料タンク１３側の圧力が、キャニスタ１５側の圧力と比べて所定圧力だけ低くなったときに開放するように動作する。この開放動作により、キャニスタ１５に貯えられていた蒸発燃料が、高圧二方弁４３のうち負圧弁を介して、燃料タンク１３側へと戻される。

キャニスタ１５は、蒸発燃料を吸着するための活性炭からなる吸着材（不図示）を内蔵している。キャニスタ１５の吸着材は、蒸発燃料排出通路３７を介して燃料タンク１３側から送られてくる蒸発燃料を吸着する。キャニスタ１５には、蒸発燃料排出通路３７の他に、パージ通路４５、および、大気導入通路４７がそれぞれ連通接続されている。

パージ通路４５のうち、キャニスタ１５の反対側は、不図示のインテークマニホールドに連通接続される。一方、大気導入通路４７のうち、キャニスタ１５の反対側は、大気に連通接続される。大気導入通路４７には、診断モジュール４９が設けられている。診断モジュール４９は、負圧ポンプ、圧力センサ、基準オリフィス、および、大気導入通路４７を開放または閉止する切換弁（いずれも不図示）を備えてなる。診断モジュール４９は、燃料タンク１３、キャニスタ１５、蒸発燃料排出通路３７における蒸発燃料の漏れ診断や密閉弁４１の機能診断を遂行する際に用いられる。

キャニスタ１５は、大気導入通路４７を介して取り入れた空気を、キャニスタ１５の吸着材に吸着された蒸発燃料と共に、パージ通路４５を介してインテークマニホールドへと送るパージ処理を実行するように動作する。

本発明の制御部として機能するＥＣＵ１７には、図２に示すように、入力系として、前記のリッドスイッチ３１、リッドセンサ２９、および、タンク内圧センサ３９、並びに、車速センサ５１がそれぞれ接続されている。車速センサ５１は、自車両（不図示）の速度を検出する機能を有する。車速センサ５１で検出された自車両の速度に係る情報は、ＥＣＵ１７へと送られる。

また、ＥＣＵ１７には、図２に示すように、出力系として、前記密閉弁４１を駆動する密閉弁駆動部５３、前記リッドロック機構２７を駆動するロック解除駆動部５５、および、報知部５７を駆動する報知駆動部５９がそれぞれ接続されている。報知部５７は、給油に関する情報を報知する機能を有する。具体的には、報知部５７としては、車室内に設けられる液晶ディスプレイなどの表示部（不図示）やスピーカなどの音声出力部を好適に用いることができる。

ＥＣＵ１７は、図２に示すように、給油意思情報取得部６１、開閉状態情報取得部６３、走行状態情報取得部６５、時間変化量算出部６７、および、制御部６９を備えて構成される。

ＥＣＵ１７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えたマイクロコンピュータにより構成される。このマイクロコンピュータは、ＲＯＭに記憶されているプログラムやデータを読み出して実行し、ＥＣＵ１７が有する給油意思情報取得機能、開閉状態情報取得機能、走行状態情報取得機能、時間変化量算出機能、および、蒸発燃料処理装置１１全体の統括制御機能を含む各種機能に係る実行制御を行うように動作する。

給油意思情報取得部６１は、給油意思に係る情報を取得する機能を有する。具体的には、給油意思情報取得部６１は、リッドスイッチ３１の操作によるリッドロック機構２７のロック解除要求を、給油意思に係る情報として取得する。リッドスイッチ３１の操作によるリッドロック機構２７のロック解除要求は、誤操作の場合を除き、給油の意思がある際にしか生じないからである。

開閉状態情報取得部６３は、フューエルリッド２５の開閉状態に係る情報を取得する機能を有する。具体的には、開閉状態情報取得部６３は、リッドセンサ２９の検知結果を、開閉状態に係る情報として取得する。

走行状態情報取得部６５は、自車両の走行状態に係る情報を取得する機能を有する。具体的には、走行状態情報取得部６５は、車速センサ５１で検出された自車両の速度に係る情報を、走行状態に係る情報として取得する。

時間変化量算出部６７は、タンク内圧センサ３９で検出される、時々刻々と変化するタンク内圧Ｐｔａｎｋに基づいて、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔを算出する機能を有する。ここで、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔとは、単位時間（予め設定される適宜変更可能な時間長）の経過前後のタンク内圧Ｐｔａｎｋの偏差である。ただし、連続した時刻における３以上のタンク内圧Ｐｔａｎｋの移動平均値も、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔの概念に含む。

時間変化量算出部６７で算出されたタンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔは、後記するように、タンク内圧Ｐｔａｎｋが所定の圧力範囲（例えば、大気圧を挟んで適宜の誤差を含むように設定される圧力範囲）に収束したか否かを判定する際に参照される。

任意の時刻からの経過時間をカウントするためのタイマ（不図示）を内蔵する制御部６９は、給油意思情報取得部６１が給油意思ありの情報を取得した場合に、密閉弁４１を開放させる指令を行うと共に、時間変化量算出部６７で算出されたタンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔが、所定の変化量閾値Ｐｄｔ_ｔｈ未満に収束した場合に、フューエルリッド２５の開放を許可する機能を有する。
なお、所定の変化量閾値Ｐｄｔ_ｔｈは、タンク内圧Ｐｔａｎｋが大気圧付近に収束する際の変化量閾値特性を参照して設定される。

ここで、“フューエルリッド２５の開放を許可する”とは、リッドロック機構２７のロック解除を行うことと同義である。これは、リッドロック機構２７のロック解除を行うと、フューエルリッド２５がリッドロック機構２７による拘束から解き放たれて、フューエルリッド２５の開放が許可されることに基づく。

また、制御部６９は、開閉状態情報取得部６３によりフューエルリッド２５の開閉状態が開放から閉止に移行した旨の情報を取得した場合、すなわち、給油が終了したと考えられる場合に、密閉弁４１の開放状態を維持させる機能を有する。

さらに、制御部６９は、走行状態情報取得部６５により自車両が走行を開始した旨の情報を取得した場合、すなわち、給油が終了したと考えられる場合に、密閉弁４１を閉止させる指令を行う機能を有する。

そして、制御部６９は、給油意思情報取得部６１が給油意思ありの情報を取得した時点から所定時間（例えば３０分などの、給油の所要時間を考慮して適宜設定される時間長である。この所定時間は、制御部６９に内蔵されるタイマにより計測される。）が経過した場合、すなわち、給油が終了したと考えられる場合に、密閉弁４１を閉止させる指令を行う機能を有する。

また、制御部６９は、フューエルリッド２５の開放を許可した時点から、フューエルリッド２５の開閉状態が開放から閉止に移行した旨をリッドセンサ（開閉状態検知部）２９により検知した時点まで、給油可能である旨の情報の報知を報知部５７に行わせる機能を有する。

さらに、制御部６９は、密閉弁４１を閉止させる指令を行った時点から、フューエルリッド２５の開閉状態が開放から閉止に移行した旨をリッドセンサ（開閉状態検知部）２９により検知した時点まで、フューエルリッド２５が開放状態にある旨の警告情報の報知を報知部５７に行わせる機能を有する。

なお、制御部６９は、任意の時刻からの経過時間ＰＴをカウントするためのタイマ（不図示）を内蔵している。このタイマは、後記するように、給油意思情報取得部６１が給油意思ありの情報を取得した時点からの経過時間ＰＴをカウントする際に用いられる。

〔本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１の動作〕
次に、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１の動作について、図３を参照して説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１が実行する、燃料給油時における密閉弁４１の開閉制御処理の流れを表すフローチャート図である。

なお、図３に示す例では、ＥＣＵ１７の動作モードがスリープモードにあるという前提で、燃料給油時における密閉弁４１の開閉制御処理を実行している。ここで、スリープモードとは、リッドスイッチ３１のオン監視に機能を限定することで省電力を実現するＥＣＵ１７の動作モードをいう。

図３に示すステップＳ１１において、ＥＣＵ１７は、給油意思情報取得部６１で取得される給油意思情報に基づいて、給油意思の有無を判定する。ＥＣＵ１７は、給油意思ありの判定が下されるまで、ステップＳ１１の判定処理を繰り返す。ステップＳ１１の判定の結果、給油意思ありの判定が下されると（ステップＳ１１の“Ｙｅｓ”）、ＥＣＵ１７は、処理の流れを次のステップＳ１２へと進ませる。

ステップＳ１２において、ＥＣＵ１７は、ステップＳ１１に係る給油意思ありの判定をトリガとしてウェイクアップし、スリープモードから、各種機能を実行可能な通常モードへと自身の動作モードを移行させる。

ステップＳ１３において、制御部６９は、密閉弁４１を開放させる指令を行う。これを受けて、密閉弁駆動部５３は、密閉弁４１を開放させるように駆動する。

ステップＳ１４において、時間変化量算出部６７は、タンク内圧センサ３９で検出される、時々刻々と変化するタンク内圧Ｐｔａｎｋに基づいて、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔを算出する。

ステップＳ１５において、制御部６９は、ステップＳ１４で算出されたタンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔが、所定の変化量閾値Ｐｄｔ_ｔｈ未満に収束（Ｐｄｔ＜Ｐｄｔ_ｔｈ）したか否かを判定する。

一般に、密閉弁４１が閉止されている給油時以外の通常時において、密閉状態の燃料タンク１３に係るタンク内圧は、大気圧と比べて高くなっている。これは、燃料タンク１３の雰囲気温度が高くなるに伴い、燃料タンク１３に存する燃料（例えばガソリンなど）が揮発して、燃料タンク１３の内部空間のうち気相域の圧力が高まるからである。

仮に、燃料タンク１３に係るタンク内圧が大気圧と比べて高い状態で給油を行うと、燃料タンク１３内の蒸発燃料がフューエルインレットパイプ１９を通じて大気中に放出されてしまうため、好ましくない。そこで、ステップＳ１５では、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔが、所定の変化量閾値Ｐｄｔ_ｔｈ未満に収束（Ｐｄｔ＜Ｐｄｔ_ｔｈ）したか否かを判定することを通じて、大気汚染の防止に配慮した円滑な給油が遂行可能か否かを判定している。

制御部６９は、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔが所定の変化量閾値Ｐｄｔ_ｔｈ未満に収束した旨の判定が下されるまで、ステップＳ１５の判定処理を繰り返す。ステップＳ１５の判定の結果、タンク内圧Ｐｔａｎｋが所定の圧力範囲に収束した旨の判定が下されると（ステップＳ１５の“Ｙｅｓ”）、ＥＣＵ１７は、処理の流れを次のステップＳ１６へと進ませる。

ステップＳ１６において、制御部６９は、リッドロック機構２７のロックを解除させる指令を行う。これを受けて、ロック解除駆動部５５は、リッドロック機構２７のロックを解除させるように駆動する。

ステップＳ１７において、ＥＣＵ１７は、開閉状態情報取得部６３で取得されるフューエルリッド２５の開閉状態に係る情報に基づいて、フューエルリッド２５が開放後閉止されたか否かを判定する。ＥＣＵ１７は、フューエルリッド２５が開放後閉止された旨の判定が下されるまで、ステップＳ１７の判定処理を繰り返す。ステップＳ１７の判定の結果、フューエルリッド２５が開放後閉止された旨の判定が下されると（ステップＳ１７の“Ｙｅｓ”）、ＥＣＵ１７は、処理の流れを次のステップＳ１８Ａへと進ませる。

ステップＳ１８Ａにおいて、ＥＣＵ１７は、走行状態情報取得部６３で取得される自車両の走行状態に係る情報に基づいて、自車両が走行を開始したか（ＶＰ＞ＶＰｔｈ：車速ＶＰが車速閾値ＶＰｔｈを超えたか）否かを判定する。

ステップＳ１８Ａの判定の結果、自車両が走行を開始していない旨の判定が下されると（ステップＳ１８Ａの“Ｎｏ”）、ＥＣＵ１７は、処理の流れを次のステップＳ１８Ｂへと進ませる。

ステップＳ１８Ｂにおいて、制御部６９は、給油意思情報取得部６１が給油意思ありの情報を取得した時点から積算される経過時間ＰＴに係る情報に基づいて、経過時間ＰＴが所定の時間閾値ＰＴｔｈを超えたか（ＰＴ＞ＰＴｔｈ）否かを判定する。

ステップＳ１８Ｂの判定の結果、経過時間ＰＴが所定の時間閾値ＰＴｔｈを超えない旨の判定が下されると（ステップＳ１８Ｂの“Ｎｏ”）、ＥＣＵ１７は、処理の流れをステップＳ１８Ａへと戻し、ステップＳ１８ＡまたはステップＳ１８Ｂに係る判定のいずれかが“Ｙｅｓ”となるまで、ステップＳ１８Ａ〜ステップＳ１８Ｂの判定処理を繰り返す。
ステップＳ１８ＡまたはステップＳ１８Ｂに係る判定のいずれかが“Ｙｅｓ”となると、ＥＣＵ１７は、処理の流れを次のステップＳ１９へと進ませる。

ステップＳ１９において、制御部６９は、密閉弁４１を閉止させる指令を行う。これを受けて、密閉弁駆動部５３は、密閉弁４１を閉止させるように駆動する。その後、ＥＣＵ１７は、図３に示す燃料給油時における密閉弁４１の開閉制御処理の流れを終了させる。

〔本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１の時系列動作〕
次に、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１の時系列動作について、図４Ａ，図４Ｂを参照して詳しく説明する。
図４Ａは、自車両が走行を開始したタイミングを捉えて密閉弁４１を閉止させる動作の説明に供するタイムチャート図である。図４Ｂは、給油意思情報取得部が給油意思ありの情報を取得した時点から所定時間が経過したタイミングを捉えて密閉弁４１を閉止させる動作の説明に供するタイムチャート図である。

本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１の時系列動作の説明に先だって、比較例に係る蒸発燃料処理技術の課題、および、本発明の概要に言及する。比較例に係る蒸発燃料処理技術では、密閉弁４１の開放後において、タンク内圧の特性値が収束判定条件（大気圧付近）を充足するとフューエルリッド２５をロック解除する構成を採用していた。このため、仮に、タンク内圧の特性値が下振れし、かつ、その下振れした特性値が所定の収束判定条件を充足すると、タンク内圧が大気圧付近まで低下したと誤判定してしまう。その結果、大気汚染の防止に配慮した給油作業を行うことができないという問題があった。
この問題は、タンク内圧センサ３９によるタンク内圧Ｐｔａｎｋの検出値が、前記所定の収束判定条件（大気圧付近）を充足した状態で固着した場合にも同様に生じる。

そこで、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１では、密閉弁４１の開放後において、タンク内圧の特性値が所定の収束判定条件を充足したことをトリガとしてフューエルリッド２５をロック解除する比較例に係る蒸発燃料処理技術の構成に代えて、タンク内圧の時間変化量が所定の収束判定条件を充足したことをトリガとしてフューエルリッド２５をロック解除する構成を採用することとした。

また、比較例に係る蒸発燃料処理技術では、フューエルリッド２５の閉止をトリガとして密閉弁４１を閉止する構成を採用していた。このため、仮に、給油中にリッドセンサ２９の開閉検知部に操作者の手指が誤って触れると、フューエルリッド２５が閉止されたと誤検知して密閉弁４１を閉止してしまう。かかる場合に、給油を続けようと試みると、蒸発燃料が大気中へ放出されるため、大気汚染の防止に配慮した円滑な給油作業を遂行することができなくなってしまっていた。

そこで、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１では、フューエルリッド２５の閉止をトリガとして密閉弁４１を閉止する構成に代えて、フューエルリッド２５の閉止時点では密閉弁４１の開放状態を維持させて、車両が走行を開始する（図４Ａ（ｆ）参照）か、または、給油意思ありの情報を取得した時点（図４Ｂ（ａ）の時刻ｔ１参照）から所定時間が経過した（図４Ｂ（ｇ）の時刻ｔ６参照）ことをトリガとして、密閉弁４１を閉止する構成を採用することとした。

前記の構成について詳しく述べると、車両の走行開始をトリガとして密閉弁４１を閉止する構成の蒸発燃料処理装置１１では、時刻ｔ１において、リッドスイッチ３１がオン操作されると（図４Ａ（ａ）参照）、ＥＣＵ１７の動作モードが、スリープモードから通常モードへと移行する（図４Ａ（ｂ）参照）と共に、密閉弁４１が開放（図４Ａ（ｃ）参照）される。この密閉弁４１の開放をトリガとして、タンク内圧Ｐｔａｎｋが徐々に低下（図示省略）してゆく。すると、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔも、右肩下がりの特性で徐々に低下してゆく傾向を示す（図４Ａ（ｄ）参照）。

時刻ｔ２において、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔが、所定の変化量閾値Ｐｄｔ_ｔｈ未満に収束（Ｐｄｔ＜Ｐｄｔ_ｔｈ：図４Ａ（ｄ）参照）すると、リッドロック機構２７のロックが解除される（図４Ａ（ｅ）参照）と共に、フューエルリッド２５が開放（リッドセンサ２９がオン：図４Ａ（ｈ）参照）される。

時刻ｔ１〜ｔ２の期間において、報知部（メータ表示部）５７には、給油開始の待機を依頼する“ＰＬＥＡＳＥ ＷＡＩＴ”が表示（図４Ａ（ｉ）参照）される。

時刻ｔ３において、操作者によりフューエルリッド２５が閉止（リッドセンサ２９がオフ：図４Ａ（ｈ）参照）されると、この時点では、密閉弁４１は、開放状態を維持している（図４Ａ（ｃ）参照）。

時刻ｔ２〜ｔ３の期間において、報知部（メータ表示部）５７には、給油可能である旨の“ＲＥＡＤＹ”が表示（図４Ａ（ｉ）参照）される。

時刻ｔ４において、自車両が走行を開始（ＶＰ＞ＶＰｔｈ：車速ＶＰが車速閾値ＶＰｔｈを超えた：図４Ａ（ｆ）参照）すると、密閉弁４１が閉止（図４Ａ（ｃ）参照）される。

仮に、時刻ｔ５において、操作者によりフューエルリッド２５が閉止（リッドセンサ２９がオフ：図４Ａ（ｈ）の一点鎖線で表す線図参照）されたとする。この場合、時刻ｔ４〜ｔ５の期間において、報知部（メータ表示部）５７には、フューエルリッド２５の閉止を促す旨“ＣＬＯＳＥ ＦＵＥＬ ＬＩＤ”が表示（図４Ａ（ｉ）参照）される。

一方、給油意思ありの情報を取得した時点から所定時間が経過したことをトリガとして密閉弁４１を閉止する構成の蒸発燃料処理装置１１では、図４Ｂに示す時刻ｔ１において、前記と同様に、リッドスイッチ３１がオン操作されると（図４Ｂ（ａ）参照）、給油意思ありの情報を取得したＥＣＵ１７の動作モードが、スリープモードから通常モードへと移行する（図４Ｂ（ｂ）参照）と共に、密閉弁４１が開放（図４Ｂ（ｃ）参照）される。この密閉弁４１の開放をトリガとして、タンク内圧Ｐｔａｎｋが徐々に低下してゆく。すると、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔも、右肩下がりの特性で徐々に低下してゆく傾向を示す（図４Ｂ（ｄ）参照）。

図４Ｂに示す時刻ｔ２において、前記と同様に、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔが、所定の変化量閾値Ｐｄｔ_ｔｈ未満に収束（Ｐｄｔ＜Ｐｄｔ_ｔｈ：図４Ｂ（ｄ）参照）すると、リッドロック機構２７のロックが解除される（図４Ｂ（ｅ）参照）と共に、フューエルリッド２５が開放（リッドセンサ２９がオン：図４Ｂ（ｈ）参照）される。

図４Ｂに示す時刻ｔ１〜ｔ２の期間において、報知部（メータ表示部）５７には、前記と同様に、給油開始の待機を依頼する“ＰＬＥＡＳＥ ＷＡＩＴ”が表示（図４Ｂ（ｉ）参照）される。

図４Ｂに示す時刻ｔ３において、前記と同様に、操作者によりフューエルリッド２５が閉止（リッドセンサ２９がオフ：図４Ｂ（ｈ）参照）されると、この時点では、密閉弁４１は、開放状態を維持している（図４Ｂ（ｃ）参照）。

図４Ｂに示す時刻ｔ２〜ｔ３の期間において、報知部（メータ表示部）５７には、前記と同様に、給油可能である旨の“ＲＥＡＤＹ”が表示（図４Ｂ（ｉ）参照）される。

図４Ｂに示す時刻ｔ６において、給油意思情報取得部６１が給油意思ありの情報を取得した時点からの経過時間ＰＴ（制御部６９に内蔵されたタイマのカウント値）が所定の時間閾値ＰＴｔｈを超える（ＰＴ＞ＰＴｔｈ：図４Ｂ（ｇ）参照）と、密閉弁４１が閉止（図４Ｂ（ｃ）参照）される。
なお、図４Ｂ（ｇ）における縦軸は、それぞれの時刻における時刻ｔ１からの経過時間を表している（図４Ａ（ｇ）も同様）。

仮に、図４Ｂに示す時刻ｔ７において、操作者によりフューエルリッド２５が閉止（リッドセンサ２９がオフ：図４Ｂ（ｈ）の一点鎖線で表す線図参照）されたとする。この場合、時刻ｔ６〜ｔ７の期間において、リッドセンサ２９がオン（フューエルリッド２５が開放）しているため、報知部（メータ表示部）５７には、フューエルリッド２５の閉止を促す旨“ＣＬＯＳＥ ＦＵＥＬ ＬＩＤ”が表示（図４Ａ（ｉ）参照）される。

〔本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１の作用効果〕
次に、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１の作用効果について、図５を参照して説明する。図５は、タンク内圧Ｐｔａｎｋを用いた収束判定タイミングと、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔを用いた収束判定タイミングとを対比して表すタイムチャート図である。図５（ａ）は図４Ａ（ａ），図４Ｂ（ａ）に、図５（ｂ）は図４Ａ（ｃ），図４Ｂ（ｃ）に、図５（ｄ）は図４Ａ（ｄ），図４Ｂ（ｄ）に、図５（ｅ）は図４Ａ（ｅ），図４Ｂ（ｅ）に、それぞれ対応する。そのため、図５（ａ），（ｂ），（ｄ），（ｅ）について、その説明を省略する。図５（ｃ）は、時刻ｔ１における密閉弁４１の開放をトリガとしてタンク内圧Ｐｔａｎｋが大気圧Ｐａｔｍ付近まで徐々に低下する様子を時間を追って表す説明図である。

本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１は、内燃機関を備える車両に搭載された燃料タンク１３と大気間の蒸発燃料排出通路（連通路）３７に設けられ、燃料タンク１３を大気から遮断する密閉弁４１と、燃料タンク１３に係るタンク内圧を検出するタンク内圧センサ（タンク内圧検出部）３９と、燃料タンク１３の給油ロ１９ｂを覆うフューエルリッド（開閉部材）２５と、給油意思に係る情報を取得する給油意思情報取得部６１と、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔを算出する時間変化量算出部６７と、給油意思情報取得部６１が給油意思ありの情報を取得した場合に、密閉弁４１を開放させる指令を行うと共に、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔが所定の閾値Ｐｄｔ_ｔｈ未満に収束した場合に、フューエルリッド（開閉部材）２５の開放を許可する制御部６９と、を備える。

本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１では、制御部６９は、給油意思情報取得部６１が給油意思ありの情報を取得した場合に、密閉弁４１を開放させる指令を行うと共に、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔが所定の閾値Ｐｄｔ_ｔｈ未満に収束した場合に、フューエルリッド（開閉部材）２５の開放を許可する。ここで、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔの特性は、例えば、時々刻々と変化するタンク内圧Ｐｔａｎｋを時間微分することで算出される（図５（ｃ）〜（ｄ）参照）ため、タンク内圧Ｐｔａｎｋそのものの特性と比べて、ばらつきが平準化されている。そのため、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔを用いたタンク内圧の収束判定（図５（ｄ）参照）では、タンク内圧Ｐｔａｎｋそのものを用いたタンク内圧の収束判定（図５（ｃ）参照）と比べて、タンク内圧の特性値がばらつくことに起因するタンク内圧の収束に係る誤判定を抑止することができる。

本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１によれば、大気汚染の防止に配慮した給油作業を、円滑かつ適確に遂行することができる。

また、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔを用いた収束判定では、タンク内圧Ｐｔａｎｋそのものを用いた収束判定と比べて、収束判定タイミングを早めることが期待される（図５（ｃ），図５（ｄ）を対比して参照）。タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔは、タンク内圧Ｐｔａｎｋそのものと比べて、タンク内圧Ｐｔａｎｋが大気圧付近に収束しようとする傾向を早期に提示するからである。

本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１によれば、大気汚染の防止に配慮した給油作業を、少ない待ち時間で円滑かつ速やかに遂行することができる。

さらに、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１によれば、タンク内圧センサ（タンク内圧検出部）３９の検出値が固着する故障が生じた場合であっても、リッドロック機構２７のロック解除が不能になる事態を回避することができるといった副次的な効果を期待することができる。タンク内圧センサ（タンク内圧検出部）３９の検出値が固着する故障モードでは、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔは、タンク内圧Ｐｔａｎｋが大気圧付近に収束する場合と同様に、所定の変化量閾値Ｐｄｔ_ｔｈ未満に収束するからである。

また、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１では、制御部６９は、密閉弁４１を開放させる指令を行った時点から所定の待機時間（図５（ｄ）に表す待機時間ＷＴを参照）が経過した後、時間変化量算出部６７によるタンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔの算出を開始させる、構成を採用してもよい。

密閉弁４１の開放直後では、タンク内圧は比較的大きく変化（低下）する。こうした初動期間において、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔを算出したとしても、タンク内圧が収束したと判定される可能性は低い。そのため、前記の初動期間では、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔを算出しなくとも、タンク内圧の収束判定に与える影響はほとんどないと考えられる。
そこで、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１では、制御部６９は、密閉弁４１を開放させる指令を行った時点から所定の待機時間ＷＴが経過した後（例えば、図５（ｄ）に表す時刻ｔ１１の経過後）、時間変化量算出部６７によるタンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔの算出を開始させることとした。所定の待機時間ＷＴは、前記の初動期間を含む適宜の時間長を設定すればよい。

本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１によれば、所定の待機時間ＷＴ（前記の初動期間を含む）では、時間変化量算出部６７によるタンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔの算出を休止させるため、前記の作用効果に加えて、不要な時間変化量Ｐｄｔの算出工程を省いて節電に貢献することができる。

また、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１では、前記所定の待機時間ＷＴは、密閉弁４１の開放時点からタンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔが所定の閾値Ｐｄｔ_ｔｈ未満に収束すると推定される所要時間を考慮して設定される、構成を採用してもよい。

本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１によれば、前記の作用効果に加えて、不要な時間変化量の算出工程を可及的に省いていっそうの節電に貢献することができる。

〔その他の実施形態〕
以上説明した複数の実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。

例えば、本発明に係る実施形態において、ステップＳ１７の判定の結果、フューエルリッド２５が開放後閉止された旨の判定が下された後であって、ステップＳ１９において、制御部６９が、密閉弁４１を閉止させる指令を行う前に、ステップＳ１８Ａ〜Ｓ１８Ｂの判定処理（車両が走行を開始するか否か、または、給油意思ありの情報を取得した時点から所定時間が経過したか否か）を挿入する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。
本発明は、ステップＳ１７およびステップＳ１９の間から、ステップＳ１８Ａ〜Ｓ１８Ｂの判定処理を省略した態様で実施してもよい。この場合、ステップＳ１７の判定の結果、フューエルリッド２５が開放後閉止された旨の判定が下された直後に、ステップＳ１９において、制御部６９が、密閉弁４１を閉止させる指令を行うことになる。

また、本発明に係る実施形態において、駆動源として内燃機関および電動モータを備えるハイブリッド車両に対して、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１を適用する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。動力源として内燃機関のみを備えた車両に対して、本発明を適用してもよい。

また、本発明に係る実施形態において、給油口１９ｂにフィラーキャップ２３を有する構造の車両に対して、本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置１１を適用する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。給油口１９ｂにフィラーキャップ２３を有しない、いわゆるキャップレス構造の車両に対して、本発明を適用してもよい。

また、本発明は、例えば、タンク内圧に係る時間変化量Ｐｄｔが所定の閾値Ｐｄｔ_ｔｈ未満に収束し、かつ、タンク内圧センサ３９によるタンク内圧の検出値が予め定められる第１の内圧閾値未満に収束したことをトリガとして、フューエルリッド２５のロックを解除する第１変形例の構成を採用してもよい。
前記第１の内圧閾値は、フューエルリッド２５を開放した場合に、給油口１９ｂを通して蒸発燃料が大気中へ放出される事態を未然に防ぐことを考慮して、例えば大気圧付近の値に適宜設定すればよい。
このように構成すれば、フューエルリッド２５の開放により給油口１９ｂを通して蒸発燃料が大気中へ放出される事態を未然に防いで、大気汚染の防止に配慮した給油作業を円滑かつ適確に遂行することができる。

また、本発明は、タンク内圧センサ３９によるタンク内圧の検出値が第２の内圧閾値を超えている場合において、密閉弁４１の開放により、タンク内圧センサ３９によるタンク内圧の検出値が大気圧付近の値まで低下するのに要する時間が所定の時間閾値未満であることをトリガとして、フューエルリッド２５のロックを解除する第２変形例の構成を採用してもよい。
前記第２の内圧閾値は、フューエルリッド２５を開放した場合に、給油口１９ｂを通して蒸発燃料が許容量を超えて大気中へ放出されてしまうような比較的高い圧力値に適宜設定すればよい。また、前記の時間閾値は、密閉弁４１の開放により、タンク内圧センサ３９によるタンク内圧の検出値が、第２の内圧閾値から大気圧付近の値まで低下するのに通常要する時間を考慮して適宜設定すればよい。
このように構成すれば、第１変形例と同様に、フューエルリッド２５の開放により給油口１９ｂを通して蒸発燃料が大気中へ放出される事態を未然に防いで、大気汚染の防止に配慮した給油作業を円滑かつ適確に遂行することができる。

１１ 蒸発燃料処理装置
１３ 燃料タンク
１５ キャニスタ
１７ ＥＣＵ
２５ フューエルリッド（開閉部材）
２７ リッドロック機構
２９ リッドセンサ
３７ 蒸発燃料排出通路（連通路）
３９ タンク内圧センサ（タンク内圧検出部）
４１ 密閉弁
５７ 報知部
６１ 給油意思情報取得部
６５ 走行状態情報取得部
６７ 時間変化量算出部
６９ 制御部

Claims (3)

1. 内燃機関を備える車両に搭載された燃料タンクと大気間の連通路に設けられ、当該燃料タンクを大気から遮断する密閉弁と、
   前記燃料タンクに係るタンク内圧を検出するタンク内圧検出部と、
   前記燃料タンクの給油ロを覆う開閉部材と、
   給油意思に係る情報を取得する給油意思情報取得部と、
   前記タンク内圧に係る時間変化量を算出する時間変化量算出部と、
   前記給油意思情報取得部が給油意思ありの情報を取得した場合に、前記密閉弁を開放させる指令を行うと共に、前記タンク内圧に係る時間変化量が所定の閾値未満に収束した場合に、前記開閉部材の開放を許可する制御部と、
   を備えることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 請求項１に記載の蒸発燃料処理装置であって、
   前記制御部は、前記密閉弁を開放させる指令を行った時点から所定の待機時間が経過した後、前記時間変化量算出部による前記タンク内圧に係る時間変化量の算出を開始させる、
   ことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
3. 請求項１に記載の蒸発燃料処理装置であって、
   前記所定の待機時間は、前記密閉弁の開放時点から前記タンク内圧に係る時間変化量が前記所定の閾値未満に収束すると推定される所要時間を考慮して設定される、
   ことを特徴とする蒸発燃料処理装置。

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