JP6314928B2

JP6314928B2 - 車両用燃料タンクの圧力制御装置

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Publication number: JP6314928B2
Application number: JP2015145564A
Authority: JP
Inventors: 啓太福井; 勇作西村; 龍彦秋田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-12-25
Filing date: 2015-07-23
Publication date: 2018-04-25
Anticipated expiration: 2035-07-23
Also published as: JP2016121674A

Description

本発明は、密閉式の車両用燃料タンクの圧力制御装置に関する。

車両に設けられた密閉式の燃料タンクの内圧が温度上昇等により増加して大気圧以上になると、給油時に燃料タンク内の蒸発燃料（エバポ）が給油口から大気に放出されるおそれがある。蒸発燃料は光化学スモッグの原因物質である炭化水素類を含むことから、その排出は法令により規制されている（いわゆるエバポエミッション規制）。

蒸発燃料の大気放出を防ぐため、タンク内圧を負圧（大気圧未満）に保持する必要がある。このようなタンク内圧制御のために、車両には圧力制御装置が設けられている。この制御装置は蒸発燃料排出抑止装置とも呼ばれ、蒸発燃料の大気放出を防ぎつつタンク内圧を調整可能な機構を備えている。

圧力制御装置は、燃料タンクに接続されたエバポ配管と、エバポ配管と内燃機関の吸気通路とを繋ぐパージ配管を備える。内燃機関の駆動に伴って吸気通路が負圧になると、エバポ配管及びパージ配管を介して燃料タンクの蒸発燃料が引き抜かれて当該燃料タンクの内圧が負圧（大気圧未満）まで下げられる。吸気通路まで引き抜かれた蒸発燃料は内燃機関で燃焼され、大気放出が避けられる。

エバポ配管には封鎖バルブが取り付けられており、タンク内圧に応じた開閉動作が行われる。例えば特許文献１では、燃料タンクの内圧が所定値を超過したときに、封鎖バルブを開弁させてエバポ配管を連通状態にしている。また、特許文献２では、車両衝突時の燃料タンクの破損を防止するため、車両の加速度が所定の加速度閾値以上であって、かつ、燃料タンク内圧が大気圧より大きいときに、封鎖バルブを開弁させている。

また、燃料タンクの圧力制御は、タンク内圧を大気圧以上の状態から負圧まで引き下げる減圧制御のみならず、タンク内圧を過度の負圧（過負圧）から正常負圧（低負圧）まで引き上げる増圧制御（過負圧回復制御）も含む。燃料消費や温度低下等により燃料タンク内圧が過度に低下して燃料の飽和蒸気圧に至った場合、燃料が減圧沸騰のような状態になる。その結果、フューエルポンプ内に蒸発燃料（燃料ガス）が入り込んで燃料供給が滞る、いわゆるベーパーロックが発生するおそれがある。このような場合には、封鎖バルブを開弁させて燃料タンク内に大気を引き込むことで、タンク内圧を過負圧（燃料の飽和蒸気圧付近）から正常負圧まで引き上げる。

増圧制御では、負圧の燃料タンクに大気を引き込ませるのみにて増圧が可能であることから、その実行タイミングは、減圧制御のように吸気通路が負圧のとき、すなわち内燃機関の駆動時に限られないという特徴がある。つまり原理的には、内燃機関の駆動の有無を問わずに、燃料タンクの内圧監視のみにて増圧制御の実行可否を判定することができる。

特許第４８００２７１号公報特許第５２８２９１６号公報

ところで近年、車室内環境の向上に伴い、内燃機関の停止時、つまりエンジンノイズのない状態では、車室内が極めて静粛となる場合がある。内燃機関の停止中は燃料消費に伴う燃料タンクの減圧は生じないが温度低下に伴って燃料タンクが減圧される。例えばハイブリッド車両等において回転電機のみから駆動力を得るＥＶ走行モードの実行中に寒冷地等の低温環境を車両が走行する場合がこれに当たる。このような場合に増圧制御を実行すると、封鎖バルブの作動音が乗員まで伝わっていわゆる騒音特性が悪化するおそれがある。そこで、本発明は、増圧制御の実行に当たり乗員の騒音特性の悪化を抑制可能な、車両用燃料タンクの圧力制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、車両に設けられ負圧に保持される密閉式燃料タンクの負圧制御を行う、車両用燃料タンクの圧力制御装置に関するものである。当該制御装置は、一端が前記燃料タンクに接続され他端が大気開放された大気導入通路と、前記大気導入通路を開閉する封鎖バルブと、前記封鎖バルブの開閉動作を制御する制御部と、を備える。前記制御部は、燃料タンクの圧力が所定負圧まで下回り、かつ、車室音レベルが閾値以上であるときに、前記封鎖バルブを作動させて前記燃料タンクの圧力を前記所定負圧より高圧の正常負圧領域まで上昇させる。

また、上記発明において、前記制御部は、前記車両の内燃機関の回転数が所定値以上であるときに、前記車室音レベルが閾値以上であると判定することが好適である。

また、上記発明において、前記制御部は、前記車両の回転電機の回転数が所定値以上であるときに、前記車室音レベルが閾値以上であると判定することが好適である。

また、上記発明において、前記制御部は、車速が所定値以上であるときに、前記車室音レベルが閾値以上であると判定することが好適である。

また、上記発明において、前記制御部は、前記車両の空調用ブロワモータの回転数が所定値以上であるときに、前記車室音レベルが閾値以上であると判定することが好適である。

また、上記発明において、前記制御部は、前記車両のオーディオ音量が所定値以上であるときに、前記車室音レベルが閾値以上であると判定することが好適である。

また、上記発明において、前記制御部は、前記車両の内燃機関の回転数、回転電機の回転数、車速、空調用ブロワモータの回転数、及びオーディオ音量のそれぞれに対応する車室音レベルの総和が前記閾値以上であるときに、前記封鎖バルブを作動させることが好適である。

本発明によれば、燃料タンク内圧を過負圧から正常負圧まで引き上げる増圧制御の実行の際に、乗員の騒音特性の悪化を抑制することが可能となる。

本実施形態に係る圧力制御装置を搭載した車両の構成を例示する図である。本実施形態に係る、車室音レベルを基にした増圧制御の流れを説明するフローチャートである。本実施形態に係る、内燃機関の回転数を基にした増圧制御の流れを説明するフローチャートである。本実施形態に係る、内燃機関の回転数を基にした増圧制御を説明するタイムチャートである。本実施形態に係る、車速を基にした増圧制御の流れを説明するフローチャートである。本実施形態に係る、車速を基にした増圧制御を説明するタイムチャートである。

＜全体構成＞
図１には、本実施形態に係る圧力制御装置１０を搭載した車両１２の構成図が例示されている。なおこの図では、車両１２の構成のうち、圧力制御装置１０に関連する構成が抜き出されて図示されている。また、一点鎖線は信号線を示している。

圧力制御装置１０は、蒸発燃料排出抑止装置とも呼ばれ、燃料タンク１４に接続されるエバポ配管１６と、エバポ配管１６から分岐されるパージ配管１８及びベント配管２０を備える。パージ配管１８は内燃機関２２に通じる吸気通路２４に接続される。ベント配管２０はフューエルインレットボックス２６まで接続されて大気開放される。

エバポ配管１６には封鎖バルブ２８が設けられている。またパージ配管１８にはパージバルブ３０が設けられている。これらのバルブの開閉動作は、制御部３２によって制御される。

圧力制御装置１０は、燃料タンク１４の負圧制御を行う。負圧制御は、減圧制御及び増圧制御が含まれる。減圧制御では、大気圧以上となった燃料タンク１４の内圧（タンク圧力）を所定の正常負圧まで減圧させる。増圧制御では、過負圧となった燃料タンク１４の内圧（タンク圧力）を正常負圧まで増圧させる。

減圧制御は、内燃機関２２が駆動中であり吸気通路２４が負圧のときに実行される。制御部３２の指令により、封鎖バルブ２８及びパージバルブ３０が開弁されると、燃料タンク１４の蒸発燃料はエバポ配管１６及びパージ配管１８を経由して吸気通路２４まで引き込まれる。引き込まれた蒸発燃料は内燃機関２２内で燃焼される。燃料タンク１４の内圧が所定の正常負圧になると封鎖バルブ２８及びパージバルブ３０が閉弁される。

増圧制御では、制御部３２の指令により、封鎖バルブ２８が開弁される。これにより、ベント配管２０及びエバポ配管１６を経由して燃料タンク１４内に大気が引き込まれる。燃料タンク１４の内圧が所定の正常負圧になると封鎖バルブ２８が閉弁される。

後述するように、制御部３２は、増圧制御に際して、車室音レベルが閾値以上であるときに封鎖バルブ２８を作動（開閉）させている。このようにすることで、封鎖バルブ２８の動作音が車室まで伝わり難くなり、乗員の騒音特性の悪化を抑制することができる。

＜各構成の詳細＞
燃料タンク１４は、密閉耐圧式のタンクであり、例えば金属製または樹脂製のタンクから構成される。上述したように、蒸発燃料の大気放出を防ぐため、燃料タンク１４の内圧は負圧（大気圧未満）に保持される。燃料タンク１４は、端部に給油口３３を備える給油パイプ３５に接続される。また、燃料タンク１４は、タンク内圧センサ３４、燃料ポンプ３６、及び燃料ゲージ３８を備える。

燃料ポンプ３６は、燃料供給配管４０を介してインジェクタ４２に燃料を供給する。例えば、燃料ポンプ３６は、円周流式等の容積型ポンプから構成される。燃料ゲージ３８は、燃料タンク１４の燃料残容量を測定する。燃料ゲージ３８は、例えばフロート式のセンダーゲージから構成される。

タンク内圧センサ３４は、燃料タンク１４の内圧を測定するセンサであって、例えばダイアフラム型の圧力センサから構成される。タンク内圧センサ３４の計測値は制御部３２に送られる。タンク内圧センサ３４を備えることで、燃料タンク１４の内圧が把握できるばかりでなく、燃料タンク１４の一部破損による蒸発燃料のリーク等も検知することが可能となる。

圧力制御装置１０は、燃料タンク１４の内圧を負圧に保持するための圧力制御手段である。圧力制御装置１０は、エバポ配管１６、ベント配管２０、パージ配管１８、キャニスタ４４、バルブユニット４６、及び制御部３２を備える。

エバポ配管１６は、燃料タンク１４に一端が接続され、他端がキャニスタ４４に接続されている。エバポ配管１６は、燃料タンク１４の減圧制御の際に、タンク内の蒸発燃料（エバポ）の通り道として機能する。

エバポ配管１６の、燃料タンク１４側の端部にはＯＲＶＲバルブ４７（Onboard Refueling Vapor Recovery Valve）及びＲＯバルブ４９（Roll Over Valve）が設けられている。ＯＲＶＲバルブ４７及びＲＯバルブ４９は、例えばフロートバルブから構成される。両者とも通常は開弁状態であり、燃料タンク１４の液面レベルが高くなったときに閉弁される。閉弁により、車両１２の横転時等にエバポ配管１６を介した燃料の大気放出が防止される。

バルブユニット４６は、エバポ配管１６に設けられ、当該配管を連通状態と遮断状態とに切り換える。バルブユニット４６は、封鎖バルブ２８及びリリーフバルブ４８Ａ，４８Ｂを備える。

封鎖バルブ２８は、制御部３２の開弁指令／閉弁指令に応じて開閉動作される。封鎖バルブ２８は、例えばソレノイドバルブ等の電磁弁から構成される。封鎖バルブ２８の開閉に伴い、動作音が発生する。例えば開弁時には、封鎖バルブ２８の上流側と下流側との圧力差に基づいて音が発生する。閉弁時には、ソレノイドバルブへの電流供給が遮断されてスプリングの弾性力によりプランジャが着座面に押し当てられる、いわゆる着座音が発生する。後述するように、本実施形態に係る圧力制御装置１０では、車室音レベルに応じた封鎖バルブ２８の開閉を行うことで、当該バルブの動作音の車室への伝達を抑制している。

リリーフバルブ４８Ａ，４８Ｂは、封鎖バルブ２８の故障時であってエバポ配管１６に圧力異常が生じたときに、当該圧力異常を強制的に解消するために設けられる。リリーフバルブ４８Ａ，４８Ｂは、通常は閉弁状態であり、内蔵されたスプリングに所定値以上の圧力が加えられた際に開弁するようになっている。２つのリリーフバルブ４８Ａ，４８Ｂのうち一方のバルブ４８Ａは、キャニスタ４４側が燃料タンク１４側よりも高圧になった場合に開弁されるように構成されている。他方のバルブ４８Ｂは、燃料タンク１４側がキャニスタ４４側よりも高圧になった場合に開弁されるように構成されている。

キャニスタ４４は、蒸発燃料を吸着するための吸着手段であり、エバポ配管１６からベント配管２０及びパージ配管１８に分岐する分岐点に設けられている。例えば内燃機関２２の停止時に燃料タンク１４が高圧になったときに、封鎖バルブ２８を開弁させてベント配管２０と燃料タンク１４とを連通させる。このとき燃料タンク１４から放出される蒸発燃料がキャニスタ４４に吸着される。

また、内燃機関２２の駆動時には、パージバルブ３０を開弁させることでキャニスタ４４に吸着された蒸発燃料を脱離させて吸気通路２４に引き込ませる。これによりキャニスタ４４の吸着能力が回復する。

パージ配管１８は、一端がキャニスタ４４に接続され、他端が吸気通路２４に接続される。吸気通路２４側の接続箇所は、例えばスロットルバルブ５０とサージタンク５２の間に設けられる。

パージバルブ３０は、パージ配管１８に設けられ、パージ配管１８を連通状態と遮断状態とに切り換える。パージバルブ３０は、例えば封鎖バルブ２８と同様に、ソレノイドバルブ等の電磁弁から構成される。

ベント配管２０は、一端がキャニスタ４４に接続され、他端がフューエルインレットボックス２６に接続されて大気開放されている。ベント配管２０及びエバポ配管１６によって、一端が燃料タンク１４に接続されるとともに他端が大気開放された大気導入通路５４が形成される。

ベント配管２０には、エアフィルタ５６、バキュームポンプ５８、通常配管６１、バイパス配管６０、及び切換バルブ６２が設けられている。エアフィルタ５６は大気導入時に大気中の塵埃を吸着する。バキュームポンプ５８はバイパス配管６０に設けられ、減圧制御時に駆動される。これにより大気が積極的にキャニスタ４４に送られて、キャニスタ４４に吸着された蒸発燃料の脱離が促進される。

また切換バルブ６２は、ベント配管２０における大気経路を切り換えるために設けられている。例えば、上述した減圧制御時には（バキュームポンプ５８の駆動を伴う）バイパス配管６０を経由させて大気を導入するようにして、増圧制御時にはバイパス配管６０を経由させずに（バキュームポンプ５８を駆動させずに）通常配管６１から大気を導入させる。切換バルブ６２は、ソレノイドバルブ等の電磁弁から構成され、電流が供給されているとき（開弁状態）にバイパス配管６０を連通状態にし、電流供給が遮断されているとき（閉弁状態）に通常配管６１を連通状態にする。

制御部３２は、後述する増圧制御をはじめ、車両１２の様々な運転制御を行う。制御部３２はコンピュータから構成されてよく、ＣＰＵ、記憶部、機器・センサインターフェースが内部バスを介して互いに接続されている。

制御部３２の記憶部には、後述する増圧制御を実行するためのプログラムや、当該制御を実行するための設定値等が記憶されている。また、車両１２の各駆動状況と車室音とを対応させた車室音マップが記憶されていてもよい。ＣＰＵがこれらのマップやプログラムを実行することで、コンピュータが、後述する増圧制御を実行する制御部３２として機能する。

記憶部に記憶された設定値としては、例えば図４に示された、正常負圧領域の上限値Ｐ_U及び下限値Ｐ_L、燃料飽和蒸気圧Ｐ_SV、ならびに増圧制御判定圧Ｐ_VLが含まれる。

正常負圧領域（Ｐ_L〜Ｐ_U）は、燃料タンク１４の内圧の目標値であって、大気圧Ｐ_Aより若干低い、いわゆる低負圧領域に設定される。つまり、燃料タンク１４内の蒸発燃料が給油時に給油口３３から放出されるのを防止可能な程度の負圧に設定されている。

増圧制御判定圧Ｐ_VLは、増圧制御を実行するトリガーの一つとなる圧力値であって、燃料タンク１４の内圧Ｐ_Tが増圧制御判定圧Ｐ_VLを下回る（Ｐ_T≦Ｐ_VLとなる）領域が増圧制御の実施領域となる。上述したように、増圧制御は燃料タンク１４の内圧が燃料飽和蒸気圧Ｐ_SV以下となって燃料が減圧沸騰することを回避するための制御であることから、増圧制御判定圧Ｐ_VLは、燃料飽和蒸気圧Ｐ_SV付近の値となる。具体的には、増圧制御判定圧Ｐ_VLは、燃料飽和蒸気圧Ｐ_SV以上かつ正常負圧領域の下限値Ｐ_L未満の範囲の値となるように設定される。

図１に戻り、制御部３２は、増圧制御に当たり、封鎖バルブ２８に対して開弁／閉弁を指示する指令信号を送信する。また、減圧制御に当たり、封鎖バルブ２８及びパージバルブ３０に開弁／閉弁の指令信号を送信し、切換バルブ６２に対して通常配管６１／バイパス配管６０の切換を指示する指令信号を送信する。また、バキュームポンプ５８に対して駆動指令を送信する。

また、制御部３２は、スロットルモータ６４に駆動指令を送信してスロットルバルブ５０の開度調整を行う。さらに制御部３２は、燃料ポンプ３６に駆動指令を送信してインジェクタ４２への燃料供給量を調整する。

さらに制御部３２は、機器・センサインターフェースを介して、種々のセンサからの信号を受信する。制御部３２は、燃料タンク１４に関する信号として、タンク内圧センサ３４から燃料タンク１４の内圧を受信する。また燃料ゲージ３８から燃料の残容量を受信する。

また制御部３２は、燃料飽和蒸気圧Ｐ_SVに関する情報として、外気センサ７４から外気温を受信する。燃料飽和蒸気圧Ｐ_SVは温度によって変動することから、制御部３２は、受信した外気温に応じて、燃料飽和蒸気圧Ｐ_SVを変更することが可能となっている。

加えて制御部３２は、内燃機関２２周りの信号として、クランクポジションセンサ６６から内燃機関２２の回転数を受信する。また、エアフローメータ６８から吸気通路２４の吸入空気量を受信する。さらに制御部３２は、車両の回転電機（図示せず）の回転数センサ７０から回転数を受信する。回転電機は、主に発電機として用いられるモータ／ジェネレータ（ＭＧ１）であってもよいし、いわゆるハイブリッド車両などに設けられ、主に駆動源として用いられるモータ／ジェネレータ（ＭＧ２）であってもよい。

また、制御部３２は、スピードセンサ７２から車速を受信し、空調用ブロワモータ（図示せず）のコントローラ７６から当該ブロワモータの回転数を受信する。また、車両のオーディオシステム７８からオーディオ音量を受信する。

加えて、制御部３２は、車室に設けられたナビゲーションシステムの音声認識マイク等の集音マイク７９から、車室音[ｄＢ]を受信する。

＜増圧制御の詳細＞
図２に、制御部３２による増圧制御のフローチャートが例示されている。車両のイグニッションスイッチがオン状態になると、制御部３２（ＥＣＵ）が起動して本フローチャートが開始される。初期条件として、封鎖バルブ２８、パージバルブ３０及び切換バルブ６２への電流供給は遮断されている。すなわち、封鎖バルブ２８及びパージバルブ３０は閉弁状態であり、また切換バルブ６２は通常配管６１を連通状態にする。

制御部３２は、タンク内圧センサ３４を介してタンク内圧Ｐ_T（タンク圧力）を監視する（Ｓ１０）。さらに制御部３２は、タンク内圧センサ３４から取得したタンク内圧Ｐ_Tが増圧制御判定圧Ｐ_VLを下回る（以下となる）か否かを判定する（Ｓ１２）。

タンク内圧Ｐ_Tが増圧制御判定圧Ｐ_VLを超過している場合、ベーパーロックのおそれはないことから、イグニッションスイッチがオフ状態であるか否かを判定し（Ｓ２８）、オン状態であるときには、制御部３２は増圧制御を行わずにタンク内圧Ｐ_Tの監視を継続する（Ｓ１０、Ｓ１２）。タンク内圧Ｐ_Tが増圧制御判定圧Ｐ_VL以下である場合、ベーパーロックのおそれがあることから、制御部３２は増圧制御の実行可否を判定する。具体的には、制御部３２は車室音レベルが所定の閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１４）。

車室音レベルは、例えば音量[ｄＢ]のパラメータであり、上述した集音マイク７９から取得することができる。車室音レベルの閾値は、例えば予め取得した、封鎖バルブ２８の開閉に伴う動作音が車室内に伝達されたときの音量[ｄＢ]（＞０［ｄＢ］）以上の値が設定される。

ステップＳ１４にて車室音レベルが閾値以上である場合、制御部３２は増圧制御として、封鎖バルブ２８を作動（開閉）させる。まず制御部３２は閉弁状態の封鎖バルブ２８に対して開弁指令を送信する（Ｓ２０）。例えばソレノイドバルブのコイルを励磁させる励磁電流を供給する。

さらに制御部３２はタンク内圧センサ３４を介して燃料タンク１４の内圧Ｐ_Tを監視して（Ｓ２２）、内圧Ｐ_Tが正常負圧領域の下限値Ｐ_L以上となるまで上昇したか否かを判定する（Ｓ２４）。内圧Ｐ_Tが正常負圧領域の下限値Ｐ_L未満である場合は封鎖バルブ２８の開弁状態を維持して内圧Ｐ_Tの監視を継続する（Ｓ２２）。内圧Ｐ_Tが正常負圧領域の下限値Ｐ_L以上である場合、制御部３２は封鎖バルブ２８に対して閉弁指令を送信する（Ｓ２６）。例えば封鎖バルブ２８であるソレノイドバルブに対して励磁電流の供給を停止して封鎖バルブ２８を閉弁させる。その後、制御部３２はイグニッションスイッチがオフ状態であるか否かを判定し（Ｓ２８）、オン状態であれば再び内圧Ｐ_Tの監視を継続させ（Ｓ１０）。オフ状態であれば本フローを終了させる。

ステップＳ１４に戻り、車室音レベルが所定の閾値未満である場合、制御部３２はタンク内圧Ｐ_Tを監視し（Ｓ１６）、タンク内圧Ｐ_Tが燃料飽和蒸気圧Ｐ_SV以下であるか否かを判定する（Ｓ１８）。タンク内圧Ｐ_Tが燃料飽和蒸気圧Ｐ_SV以下であるときには、燃料タンク１４の減圧沸騰状態を速やかに解消するために、制御部３２は、車室音レベルに関わらず（強制的に）閉弁状態の封鎖バルブ２８に対して開弁指令を送信する（Ｓ２０）。ステップＳ１８にてタンク内圧Ｐ_Tが燃料飽和蒸気圧Ｐ_SVを超過している場合には、制御部３２はイグニッションスイッチがオフ状態であるか否かを判定し（Ｓ２８）、オン状態であるときには、制御部３２はタンク内圧Ｐ_T及び車室音レベルの監視を継続して（Ｓ１０→Ｓ１２→Ｓ１４）、車室温レベルが閾値以上となるまで増圧制御の実行を保留する。オフ状態であれば本フローを終了させる。

このように、本実施形態における増圧制御では、車室音レベル判定を踏まえて封鎖バルブ２８を作動（開閉）させている。つまり、封鎖バルブ２８の開閉に伴って発生する動作音が、車室音によりマスキングされる。この結果、当該動作音が乗員に伝達されることが防止され、騒音特性の悪化が抑制される。

なお、本実施形態に係る増圧制御は、燃料タンク１４を大気と連通させることで、過負圧である増圧制御判定圧Ｐ_VL以下の状態から、低負圧である正常負圧領域の下限値Ｐ_L以上まで、燃料タンク１４の内圧Ｐ_Tを引き上げる。目標値である正常負圧領域の下限値Ｐ_Lが負圧であることから、燃料タンク１４を大気と連通させた際に、燃料タンク１４の内圧は速やかに（１秒から２秒程度）正常負圧領域の下限値Ｐ_Lまで上昇する。

封鎖バルブ２８の開弁から閉弁までの時間が極めて短時間であることから、本実施形態では、封鎖バルブ２８の開弁時の車室音レベル判定結果をそのまま閉弁時にも活用し、閉弁時の車室音レベル判定を省略している。これにより制御フローが簡素化される。なお、騒音特性の抑制をより高精度に行うために、封鎖バルブ２８の閉弁時に、ステップＳ１４と同様の車室音レベル判定を行ってもよい。

＜車室音レベルの間接判定＞
車室音レベルの判定に際して、上述のように、車室に集音マイク７９を設置して、車室音レベルを直接測定して制御部３２に送信するようにしてもよいが、これに代えて、音源となる各種機器の駆動状況から、間接的に車室音レベルの判定を行ってもよい。

車室音源としては、オーディオ音量、空調音等が挙げられる。そこで、制御部３２は、オーディオシステム７８の設定音量を参照して、オーディオ音量が所定値以上であるときに、車室音レベルが閾値以上であると判定してもよい。また、これに代えて、制御部３２は、空調コントローラ７６による空調用ブロワモータの設定回転数を参照して、当該回転数が所定値以上であるときに、車室音レベルが閾値以上であると判定してもよい。なお、ブロワモータの回転数と車室音レベルとの対応関係は、予め官能検査や集音マイク７９等によって求められていることが好適である。

上記以外の車室音の音源として、エンジンノイズが挙げられる。そこで、制御部３２は、クランクポジションセンサ６６により計測された内燃機関２２の回転数を参照して、当該回転数が所定値（＞０［ｒｐｍ］）以上であるときに、車室音レベルが閾値以上であると判定してもよい。または、内燃機関２２の回転数と連動するパラメータとして吸気通路２４の吸入空気量が挙げられることから、エアフローメータ６８により計測された吸入空気量が所定値（＞０［ｍ³／ｓｅｃ］）以上であるときに、車室音レベルが閾値以上であると判定してもよい。なお、これらの判定に当たり、内燃機関２２の回転数や吸入空気量と車室音レベルとの対応関係を、予め官能検査や集音マイク７９等によって求めることが好適である。

エンジンノイズと並んで、モータノイズも車室音の音源となり得る。そこで、制御部３２は、回転数センサ７０により計測された回転電機の回転数を参照して、当該回転数が所定値（＞０［ｒｐｍ］）以上であるときに、車室音レベルが閾値以上であると判定してもよい。また、この判定に当たり、回転電機の回転数と車室音レベルとの対応関係を、予め官能検査や集音マイク７９等によって求めることが好適である。

また、上記とは異なる車室音の音源として、路面走行時のロードノイズが挙げられる。そこで、制御部３２は、スピードセンサ７２により計測された車速を参照して、当該車速が所定値以上であるときに、車室音レベルが閾値以上であると判定してもよい。ここで、車速の所定値として、車両前進時及び後退時の両者を考慮して、非ゼロの値、つまり正または負の任意の値が設定されてよい。なお、この判定に当たり、車速と車室音レベルとの対応関係を、予め官能検査や集音マイク７９等によって求めることが好適である。

図３には、内燃機関２２のエンジンノイズを車室音の音源として選択したときの、制御部３２による増圧制御のフローチャートが例示され、また図４には、このときのタイムチャートが例示されている。この例では、内燃機関２２を停止状態（回転数０）から始動させるときの、いわゆるクランキングノイズを利用している。なお、図３のフローチャートでは、図２のフローチャートのステップＳ１４の代わりにステップＳ３０及びＳ３２を挿入したものであり、残りのステップについては図２のステップと同一である。

図４を参照し、車両のイグニッションスイッチがオンになる前段階で、外気温の低下等に伴って燃料タンク１４の内圧Ｐ_Tが低下する。その後時刻ｔ０にてイグニッションスイッチがオンになると、制御部３２は燃料タンク１４の内圧Ｐ_Tの監視を開始（図３Ｓ１０→Ｓ１２）する。なお、図４に示す例では、イグニッションスイッチがオンとなった後、車両の走行モードは回転電機のみで車両を駆動させるＥＶ走行モードに設定される。時刻ｔ０以降、制御部３２は燃料タンク１４の内圧Ｐ_Tを監視する（図３Ｓ１２→Ｓ２８→Ｓ１０）。

ＥＶ走行モードのような燃料消費を伴わない走行モードであっても、車両が寒冷地等の低温環境に置かれていると、図４の時刻ｔ０以降も燃料タンク１４の内圧Ｐ_Tは低下する。時刻ｔ１にて燃料タンク１４の内圧Ｐ_Tが増圧制御判定圧Ｐ_VLまで低下すると、制御部３２はクランクポジションセンサ６６から計測値を取得して内燃機関２２の回転数を監視する（Ｓ３０）。図４の例では時刻ｔ１において内燃機関２２は停止しており、回転数は０（＜所定値ｒｐｍ_th）となる。したがって増圧制御は実行されない（Ｓ３２→Ｓ１６）またこのとき、タンク内圧Ｐ_Tは燃料飽和蒸気圧Ｐ_SVを超過していることから増圧制御の強制実施（Ｓ１６→Ｓ１８→Ｓ２０）は回避される。また車両は走行中、つまりイグニッションスイッチはオン状態であることから、制御部３２は燃料タンク１４の内圧Ｐ_T及び内燃機関２２の回転数の監視を継続する（Ｓ１６→Ｓ１８→Ｓ２８→Ｓ１０→Ｓ１２→Ｓ３０→Ｓ３２→Ｓ１６）。

図４の時刻ｔ２において、車両の走行モードがＥＶ走行モードから内燃機関２２の駆動を伴うＨＶ走行モードに切り替わる。このとき、内燃機関２２がクランキングされて、その後時刻ｔ３にて内燃機関２２の回転数が所定値ｒｐｍ_th以上となる。当該所定値ｒｐｍ_thは予め車室音レベルに対応させたものであり、内燃機関２２の回転数が所定値ｒｐｍ_thに到達すると車室音レベルも閾値Ｔｈ以上となる。このとき、制御部３２は閉弁状態の封鎖バルブ２８に対して開弁指令を送信する（Ｓ２０）。このようにすることで、封鎖バルブ２８の作動（開閉）に伴う動作音が、クランキングノイズによってマスキングされる。

さらに制御部３２はタンク内圧センサ３４を介して燃料タンク１４の内圧Ｐ_Tを監視して（Ｓ２２）、内圧Ｐ_Tが正常負圧領域の下限値Ｐ_L以上となるまで上昇したか否かを判定する（Ｓ２４）。時刻ｔ４にて内圧Ｐ_Tが正常負圧領域の下限値Ｐ_L以上になると、制御部３２は封鎖バルブ２８に対して閉弁指令を送信する（Ｓ２６）。以降は図２のフローと同様の制御が実行される。

図５には、車両のロードノイズを車室音の音源として選択したときの、制御部３２による増圧制御のフローチャートが例示され、また図６には、このときのタイムチャートが例示されている。なお、図５のフローチャートでは、図２のフローチャートのステップＳ１４の代わりにステップＳ３４及びＳ３６を挿入したものであり、残りのステップについては図２のステップと同一である。また、図６のタイムチャートについて、車速の第１所定値Ｖ_th1（＞０）及び第２所定値Ｖ_th2（＜０）は車室音レベルに対応させたものであり、車速が第１所定値Ｖ_th1または第２所定値Ｖ_th2に到達すると車室音レベルも閾値Ｔｈ以上となる。

図６を参照し、車両のイグニッションスイッチがオンになる前段階で、外気温等の低下に伴って燃料タンク１４の内圧Ｐ_Tが低下する。その後時刻ｔ１０にてイグニッションスイッチがオンになると、制御部３２は燃料タンク１４の内圧Ｐ_Tの監視を開始（図５Ｓ１０→Ｓ１２）する。なお、図６に示す例では、図４と同様に、イグニッションスイッチがオンとなった後に車両の走行モードはＥＶ走行モードに設定される。時刻ｔ１０以降、制御部３２は燃料タンク１４の内圧Ｐ_Tを監視する（図５Ｓ１２→Ｓ２８→Ｓ１０）。

ＥＶ走行モードのような燃料消費を伴わない走行モードであっても、車両が寒冷地等の低温環境に置かれていると、図６の時刻ｔ１０以降も燃料タンク１４の内圧Ｐ_Tは低下する。図６の時刻ｔ１１にて燃料タンク１４の内圧Ｐ_Tが増圧制御判定圧Ｐ_VLまで低下すると、制御部３２はスピードセンサ７２から計測値を取得して車速を監視する（Ｓ３４）。図６の例では時刻ｔ１１において車速は第１所定値Ｖ_th1及び第２所定値Ｖ_th2のいずれよりもゼロ側となっており、封鎖バルブ２８の開弁条件を満たさない。このとき、タンク内圧Ｐ_Tは燃料飽和蒸気圧Ｐ_SVを超過していることから増圧制御の強制実施（Ｓ１８→Ｓ２０）は回避され、また車両は走行中、つまりイグニッションスイッチはオン状態であることから、制御部３２は燃料タンク１４の内圧Ｐ_T及び内燃機関２２の回転数の監視を継続する（Ｓ１６→Ｓ１８→Ｓ２８→Ｓ１０→Ｓ１２→Ｓ３４→Ｓ３６→Ｓ１６）。

図６の時刻ｔ１２において、車速が第１所定値Ｖ_th1に至ると、車室音レベルが閾値Ｔｈ以上となり、制御部３２は閉弁状態の封鎖バルブ２８に対して開弁指令を送信する（Ｓ２０）。このようにすることで、封鎖バルブ２８の作動（開閉）に伴う動作音がロードノイズによってマスキングされる。

さらに制御部３２はタンク内圧センサ３４を介して燃料タンク１４の内圧Ｐ_Tを監視して（Ｓ２２）、内圧Ｐ_Tが正常負圧領域の下限値Ｐ_L以上となるまで上昇したか否かを判定する（Ｓ２４）。時刻ｔ１３にて内圧Ｐ_Tが正常負圧領域の下限値Ｐ_L以上になると、制御部３２は封鎖バルブ２８に対して閉弁指令を送信する（Ｓ２６）。以降は図２のフローと同様の制御が実行される。

なお、上記実施形態のうち、特に、内燃機関２２の回転数をもとに車室音レベル判定を行う実施形態は、圧力制御装置１０のシステム構成を簡素化できるというメリットがある。すなわち、上述した減圧制御では吸気通路２４が負圧であること、つまり内燃機関２２が駆動中であることを制御実行の前提条件としている。言い換えると減圧制御では内燃機関２２の駆動状態は既にモニタリング対象となっている。このことから、本実施形態に係る増圧制御において内燃機関２２の回転数をもとに車室音レベルを判定する場合、従来の圧力制御装置１０から計測対象を増やすことなく増圧制御の実行可否を判定することが可能となる。

またその一方で、内燃機関２２以外（オーディオ音量、ブロワモータ回転数、回転電機回転数、車速）の音源をもとに車室音レベル判定を行う場合、従来の圧力制御装置１０から見て計測対象が増加するというデメリットがある反面、ベーパーロックによる内燃機関２２のエンジンストールを確実に回避できるという別のメリットがある。上述したように、増圧制御は燃料の減圧沸騰によるベーパーロックを回避するために行われる。ベーパーロックが発生すると、燃料ポンプ３６から内燃機関２２への燃料供給が滞り、内燃機関２２のエンジンストールに繋がるおそれがある。

本実施形態における増圧制御では、車室音レベルが閾値以上となるまで増圧制御の実行が遅延されるから、その間に燃料タンク１４の内圧は徐々に燃料飽和蒸気圧Ｐ_SVに近づくおそれがある。したがって、このような遅延期間中にも内燃機関２２の駆動を要する制御フローよりも、その他の機器の駆動を制御実行の判断基準とする制御フローの方が、内燃機関２２のエンジンストールを確実に回避するという観点から好適である。

また、上述した実施形態では、個々の車室音源に基づいて車室音レベルを判定していたが、この形態に限らない。例えば、上述した車室音源の音量の総和を基にして、車室音レベル判定を行うようにしてもよい。具体的には、内燃機関２２の回転数、回転電機の回転数、車速、空調用ブロワモータの回転数、及びオーディオ音量のそれぞれに対応する車室音レベルを予めマップ等によって記憶させておき、これらの総和が車室音レベルの閾値以上であるときに、封鎖バルブ２８を作動（開閉）させるようにしてもよい。

１０圧力制御装置、１２車両、１４燃料タンク、１６エバポ配管、１８パージ配管、２０ベント配管、２２内燃機関、２８封鎖バルブ、３０パージバルブ、３２制御部、３４タンク内圧センサ、５４大気導入通路、６６クランクポジションセンサ、７０回転電機の回転数センサ、７２スピードセンサ、７６ブロワモータのコントローラ、７８オーディオシステム、７９集音マイク。

Claims

車両に設けられ負圧に保持される密閉式燃料タンクの負圧制御を行う、車両用燃料タンクの圧力制御装置であって、
一端が前記燃料タンクに接続され他端が大気開放された大気導入通路と、
前記大気導入通路を開閉する封鎖バルブと、
前記封鎖バルブの開閉動作を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記燃料タンクの圧力が燃料飽和蒸気圧以下である場合に、車室音レベルに関わらず前記封鎖バルブを作動させて前記燃料タンクの圧力を所定の正常負圧まで上昇させる増圧制御を実行し、
前記燃料タンクの圧力が前記正常負圧未満かつ前記燃料飽和蒸気圧を超過する範囲に含まれる場合に、前記車室音レベルが閾値未満の時には前記増圧制御の実行を保留するとともに、前記車室音レベルが前記閾値以上の時には前記増圧制御を実行する、
車両用燃料タンクの圧力制御装置。
請求項１に記載の、車両用燃料タンクの圧力制御装置であって、
前記制御部は、前記車両の内燃機関の回転数が所定値以上であるときに、前記車室音レベルが前記閾値以上であると判定することを特徴とする、車両用燃料タンクの圧力制御装置。
請求項１に記載の、車両用燃料タンクの圧力制御装置であって、
前記制御部は、前記車両の回転電機の回転数が所定値以上であるときに、前記車室音レベルが前記閾値以上であると判定することを特徴とする、車両用燃料タンクの圧力制御装置。
請求項１に記載の、車両用燃料タンクの圧力制御装置であって、
前記制御部は、車速が所定値以上であるときに、前記車室音レベルが前記閾値以上であると判定することを特徴とする、車両用燃料タンクの圧力制御装置。
請求項１に記載の、車両用燃料タンクの圧力制御装置であって、
前記制御部は、前記車両の空調用ブロワモータの回転数が所定値以上であるときに、前記車室音レベルが前記閾値以上であると判定することを特徴とする、車両用燃料タンクの圧力制御装置。
請求項１に記載の、車両用燃料タンクの圧力制御装置であって、
前記制御部は、前記車両のオーディオ音量が所定値以上であるときに、前記車室音レベルが前記閾値以上であると判定することを特徴とする、車両用燃料タンクの圧力制御装置。
請求項１に記載の、車両用燃料タンクの圧力制御装置であって、
前記制御部は、前記車両の内燃機関の回転数、回転電機の回転数、車速、空調用ブロワモータの回転数、及びオーディオ音量のそれぞれに対応する前記車室音レベルの総和が前記閾値以上であるときに、前記封鎖バルブを作動させることを特徴とする、車両用燃料タンクの圧力制御装置。