JP6316285B2 - 衝突時に燃料システム内の圧力を解放するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、全体として、自動車内に設置された燃料システムに関する。特に、本発明は、車両が衝突などに巻き込まれた場合に、燃料システム内の圧力を軽減するための方法に関する。

一般に、燃料システムは、燃料タンクと、他の構成要素のうち、（燃料タンクから燃料を汲み出し且つ燃料タンクからの燃料を燃料タンク壁における開口部を通じて送り出す）燃料ポンプ、（燃料タンク内に収容されるか又は燃料タンクから外に送り出された任意の空気又は蒸気がそれを通って移動する）燃料蒸気キャニスタ、（燃料蒸気キャニスタと連通する）１つ以上のバルブ、又は任意の他の燃料システムコンポーネントと、を統合している。

車両の衝突中に、酸素が燃料タンク及び燃料ポンプ環境に加わるリスクがある。酸素をポンプ環境に加えることは、ポンプが衝突後に稼働し続ける場合に爆発を引き起こす可能性がある。衝突した場合にポンプを止めるためにいくつかの解決法が提案されてきた。

衝突中の別の起こりうる問題は、燃料が加圧される燃料システムの近くで出火することである。このような火は、爆発につながる可能性がある。

このような爆発につながる衝突状況の発生がめったにないとしても、本発明の目的は、事故の場合に車両の安全性を向上させる方法を提供することである。

上述した目的及び他の目的を達成するために、本発明は、車両衝撃センサを備える車両に搭載されて取り付けられた燃料システムの減圧を制御するための方法であって、
方法が、
− 車両衝撃センサを使用して車両上に衝撃が存在するかどうかを検出するステップと、
− 車両上で衝撃が検出されたときに、燃料システムの内圧を解放するために、燃料システム内に配置された少なくとも１つのバルブの開放を制御するために少なくとも１つの信号を発生させるための制御装置を使用するステップと、を備える、方法を提供する。

本発明による方法の利点は、衝撃が車両上で生じたとき（例えば衝突などのとき）に燃料システム内の圧力が自動的に軽減されるという事実にある。結果として、爆発のリスク及び／又は起こりうる爆発によって引き起こされる損傷が最小化することができる。

衝撃センサは、いわゆる車両などの衝突を検出することができるセンサである。

本発明の制御装置によって発生される信号は、ＰＷＭ（パルス幅変調された）タイプの信号であってもよい。

減圧は、内部燃料システム圧力と大気圧とを平衡させる事実を意味する。

特別な一実施形態では、燃料システムは、キャニスタに連通方式で接続された燃料タンクを備えている。有利には、本発明の制御装置は、燃料タンク内の燃料蒸気が確実に捕らえられるためにキャニスタに向かって流れることを可能とするために、燃料タンク隔離バルブ（ＦＴＩＶ）の開放を制御するための第１信号を発生させる。

第１の特別な一実施形態では、燃料タンク隔離バルブ（ＦＴＩＶ）が第１放出ラインに配置され、キャニスタが第１放出ラインを通じて大気と連通することができる。

この第１実施形態は、漏れ検出が全体としての燃料システムに対してさらに可能である点で有利であり：燃料タンク隔離バルブの位置は、放出ラインにいかなる燃料タンク隔離バルブもない燃料システムと正確な同じ状態で漏れ検出方法を行うために、完全な燃料システムの内部の測定された内部タンク圧力をモニターすることができ、キャニスタが放出ラインを通じて大気と連通することができるような位置である。

このような漏れ検出方法は、燃料システムの完全性と、不安定な燃料蒸気排出調整の適合性と、を強制的に保証することができる。

燃料システムにおける漏れがないことを検出するためのほとんどの従来技術は、燃料システムに対する内圧の測定を利用している。例えば、公知の検出技術では、燃料システム全体の内部体積に真空を加えることが提案される。真空が作り出されると、システムは閉鎖され、真空が低下する比率を観測することによって漏れに対して検査される。従来の内燃車両では、エンジンインテークマニホールドからの真空が真空を作り出すことを支援するために使用される。

第２の特別な一実施形態では、燃料タンク隔離バルブ（ＦＴＩＶ）が第２放出ラインに配置され、燃料タンクが第２放出ラインを通じてキャニスタと連通することができる。

特別な一実施形態では、燃料システムは、キャニスタに連通方式で接続されたインテークマニホールドを備えている。有利には、本発明の制御装置は、キャニスタ内に収容された燃料蒸気が確実に燃焼されるためにインテークマニホールドに向かって流れることを可能とするために、パージバルブの開放を制御するための第２信号を発生させる。

有利には、本発明の制御装置は、第３放出ラインに配置されたさらなるバルブの開放を制御するための第３信号を発生させ、燃料タンクが第３放出ラインを通じてキャニスタと連通することができる。

有利には、本発明による制御装置によって制御されるバルブのそれぞれは電磁バルブである。

有利な一実施形態では、衝撃センサがエアバッグ衝突センサである。

別の実施形態では、多数の衝突センサが、本発明による制御装置への入力を提供するために使用されてもよい。（衝突の重大性を測定する）可変出力センサが利用可能である場合、これらセンサは、さまざまな程度の応答を提供するために使用されてもよい。

有利な一実施形態では、本発明の制御装置は、車両に搭載されて取り付けられた少なくとも１つの他のセンサにより得られたデータに基づいてバルブ制御信号を発生させる。

燃料システムセンサの中には、通常、燃料レベルセンサ、温度センサ、圧力センサ、炭化水素蒸気センサ、１つ以上の搭載された診断（ＯＢＤ）センサがある。他のタイプのセンサがこのリストの一部であってもよい。

特別な一実施形態では、本発明による制御装置は、例えば燃料タンク環境に配置された温度及び圧力センサによって測定されたデータを分析するように構成されている。この分析の結果に基づいて、制御装置は、例えばＦＴＩＶ及びパージバルブのそれぞれに対して制御信号を発生させることができる。有利な一実施形態では、各信号は、例えばバルブにおける開放瞬間及び開放継続時間に関する情報を含んでいる。第１の一例では、温度及び圧力データを分析した後に、本発明による制御装置は、ＦＴＩＶバルブのみを作動させる（すなわち開放させる）ことを決定してもよい。第２の一例では、温度及び圧力データを分析した後に、制御装置は、第１時点でＦＴＩＶバルブを、より遅い第２時点でパージバルブを作動させる（すなわち開放させる）ことを決定してもよい。従って、本発明による制御装置は、バルブを同時に又は異なる時点で作動させるかどうかを決定することができる。より広く、本発明による制御装置は、燃料システムの稼働及び環境状態に応じてバルブの作動の順番を決定するように構成される。

第１の有利な一実施形態では、本発明による制御装置は、車両にすでに搭載されて存在する燃料システム制御ユニット（ＦＳＣＵ）に含まれる。

特別な一実施形態では、ＦＳＣＵは、適切なデータ通信ネットワーク、例えばＣＡＮ又はＬＩＮを通じてエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）及び／又は衝撃センサと通信する。

コストは、制御される燃料システム内で既存の処理ユニットを使用する（すなわち、ＦＳＣＵ及びデータネットワーク接続を含む）ことと、他のコンポーネントに対する必要性を排除することと、によって減少される。

１つの結果は、激突事態の間での１つ以上のバルブの制御に関するＦＳＣＵにおけるアルゴリズムを変更する能力を通じて設定可能であることが増大されることである。これは、同じハードウエアを多くの異なる車両環境で使用することを可能にする。

衝突情報は、ＥＣＵ（又は任意の他の制御ユニット）から、又は他の通信手段を通じて衝撃センサから直接的にデータネットワークを通じてＦＳＣＵに伝達されてもよい。

衝撃センサは、車両激突又は他の類似する事態の重大性を提供してもよい。この状況では、本発明による制御装置は、燃料システム内の圧力を解放するためにバルブ（ＦＴＩＶ，パージバルブ，．．．）を制御することができる。

第２の有利な一実施形態では、本発明による制御装置は、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）に含まれてもよい。

特別な一実施形態では、車両は（プラグイン）ハイブリッド車両である。

本発明の別の実施形態は、上述した制御装置を備える車両の燃料システムにさらに関する。

別の実施形態では、本発明は、コンピュータ可読の格納手段であって、上述した燃料システムで使用するためのコンピュータプログラムを格納し、上述した燃料システムの減圧を制御するための方法（そのさまざまな実施形態のいずれか１つ）を実施するためにコンピュータによって実行可能な一連の指示を含む、コンピュータ可読の格納手段にさらに関する。

本発明は、上述した燃料システムを備える車両にさらに関する。

本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない、本発明の要旨を説明している。

図１は、本発明の特別な一実施形態による燃料システムを説明している。燃料システムは、車両に搭載されて取り付けられている。燃料システムは、放出ライン４を介してチャコールキャニスタ２と連通している燃料タンク１を備えている。チャコールキャニスタ２は、内燃機関（図示せず）のインテークマニホールドに接続された別の放出ライン５を有している。パージバルブ３が、チャコールキャニスタ２とインテークマニホールド（図示せず）との間の選択的な連通を可能とするために、放出ライン５に配置されている。チャコールキャニスタ２と大気との間でさらに連通している。この連通は、完全に密閉された燃料システムを作り出すために、燃料タンク隔離バルブ又はＦＴＩＶ１３を介して選択的に制御される。

図１で説明される例では、ＦＴＩＶ１３は、放出ライン１６に配置されている。ＦＴＩＶ１３が開放されると、それは、チャコールキャニスタ２が大気と連通することを可能にし、且つ燃料タンク１内の燃料蒸気が確実に捕らえられるためにチャコールキャニスタ２に向かって流れることを可能にする。別の例（図示せず）では、ＦＴＩＶ１３は放出ライン４に配置されてもよく、放出ライン１６は開放されたままとしてもよい。

本発明の好ましい一実施形態では、パージバルブ３及びＦＴＩＶバルブ１３は、内燃機関が稼働され且つキャニスタパージモードを可能とするときにともに開放されている。燃料タンク１にガソリンを加えることによって車両が燃料補給されるときに、パージバルブ３は閉鎖され、ＦＴＩＶバルブ１３は開放される。パージバルブ３及びＦＴＩＶバルブ１３は、内燃機関が稼働され且つキャニスタがパージされないとき、又は機関が稼働されない（車両が駐車した）ときに、ともに閉鎖される。さらに、ハイブリッド車両の場合には、パージバルブ３及びＦＴＩＶバルブ１３は、車両が単にバッテリーの電力を受けて稼働されるときに、ともに閉鎖される。

ＦＴＩＶバルブ１３が放出ライン１６に配置される形態では、さらなるバルブ（図示せず）が、タンク１をキャニスタ２から隔離するために放出ライン４に配置され、これにより、キャニスタパージモード中にエアインテークマニホールドの内部での望ましくない燃料蒸気の吸引を回避することができる。

燃料システムは、燃料タンク１の内部の圧力を測定するように構成された圧力センサ６をさらに備えている。例えば、圧力センサ６は、動作範囲の圧力内に含まれる圧力を測定するように構成される。例えば、これは、従来型の内燃機関における燃料システムに対して−３０ｍｂａｒから＋３０ｍｂａｒの範囲、又はプラグイン車両では−１５０ｍｂａｒから＋３５０ｍｂａｒの範囲である。

燃料システムは、燃料タンク１の内部の温度を測定するように構成された温度センサ７をさらに備えている。燃料システムは、燃料タンク１の内部の燃料レベルを測定するように構成されたフロート式燃料レベルセンサ８をさらに備えている。これらセンサは、診断目的のために使用することができる。

本発明は、車両における衝撃又は衝突を検出した場合に燃料システムの減圧を作動させるために制御装置を使用することにある方法を提案する。以下の説明では、本発明による制御装置が車両の燃料システム制御ユニット（ＦＳＣＵ）に含まれる特別な一実施形態が説明される。この特別な実施形態では、車両の衝突が生じたときに、ＦＳＣＵが、燃料システムのバルブの開放を制御し、これにより、燃料システムの内圧を解放する。

別の実施形態では、本発明による制御装置は、車両の中央制御ユニット（ＣＣＵ）に含まれてもよい。

さらに別の実施形態では、本発明による制御装置は、ＦＳＣＵ又はＣＣＵと異なる特別なマイクロプロセッサに含まれてもよい。

図１を再び参照すると、燃料システム制御ユニット（ＦＳＣＵ）９は、車両が衝突した場合に燃料システム内の圧力を解放するためのアルゴリズムを実行するように構成されている。このために、ＦＳＣＵ９は、パージバルブ３及び／又はＦＴＩＶバルブ１３を開放するための制御信号を発生させることができる。ＦＳＣＵ９は、通信バス１１を介して中央制御ユニット１０（すなわち、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ））と通信する。

ＦＳＣＵ９は、燃料システムにおける稼働状態及び機能的パラメータを管理することができる。ＦＳＣＵは、通常：
− 燃料システムの機能を制御するための手段を有し、
− 信号を送るか又は少なくとも１つの燃料システムコンポーネントから信号を受けるために少なくとも１つの燃料システムコンポーネントと接続され、
− ＦＳＣＵ及び／又はＥＣＵへ信号を送る少なくとも１つのセンサと接続され、
− ＥＣＵと電気的且つ双方向で通信するように構成されている。

ＦＳＣＵは、ＥＣＵと異なり且つＥＣＵから燃料システムの制御を引き受けた独立型制御装置であり、すなわち、ＥＣＵは、もはや燃料システムを直接制御しない。また、ＦＳＣＵは、いかなる燃料システムの故障もＥＣＵに示唆するためにＥＣＵと通信する。

信頼性は、ＥＣＵから切り離す燃料システムの分割制御によって大きくなり、ＥＣＵへの負荷を減少させる。

ＥＣＵ１０は、動作問題が検出されたときに車両のダッシュボード上の故障表示ライト１２（ＭＩＬ）を作動することができる。

図１に示される例では、エアバッグ衝突センサ１４及び／又は他の衝突センサ１５が、衝撃又は他の類似する事態が生じたときに信号を提供するために存在している。この信号は、ＦＳＣＵ９に伝達される。受信すると、ＦＳＣＵ９は、ＦＴＩＶ１３の開放を制御するための信号Ｓ１と、パージバルブ３の開放を制御するための信号Ｓ２と、を発生させる。このように、燃料システム内の圧力は解放され、爆発のリスクを最小化することができる。

別の例では、本発明による制御装置は、放出ライン４に配置されたさらなるバルブの開放を制御するために信号を発生させることができる。

別の実施形態では、センサ１４及び１５によって提供された信号はＥＣＵ１０に直接伝達することができる。そして、ＦＳＣＵ９は、この情報をデータ通信バス１１を介して読み取る。

本発明が、限られた数の実施形態を参照して説明されたが、本発明は、開示された実施形態又は構成に限定されないことが理解されるべきである。それどころか、本発明は、さまざまな修正及び同等な構成を含むよう意図される。

１ 燃料タンク、２ キャニスタ、３ パージバルブ、４ 第３放出ライン、６，７，８ センサ、９，１０ 制御装置、１３ 燃料タンク隔離バルブ、１４，１５ 車両衝撃センサ、１６ 第１放出ライン、Ｓ１ 第１信号、Ｓ２ 第２信号

Claims (19)

1. 車両に搭載されて取り付けられた燃料システムの減圧を制御するための方法であって、
   前記車両が、キャニスタ（２）に連通方式で接続された燃料タンク（１）を備え、且つ車両衝撃センサ（１４，１５）をさらに備え、
   前記方法が、
   − 前記車両衝撃センサを使用して前記車両上に衝撃が存在するかどうかを検出するステップと、
   − 前記車両上で前記衝撃が検出されたときに、前記燃料システムの内圧を解放するために、前記燃料システム内に配置された少なくとも１つのバルブの開放を制御するために少なくとも１つの信号を発生させるための制御装置（９，１０）を使用するステップと、
   を備え、
   前記車両上で前記衝撃が検出されたときに、前記制御装置が、前記燃料タンク内の燃料蒸気が前記キャニスタに向かって流れることを可能とするために、燃料タンク隔離バルブ（ＦＴＩＶ）の開放を制御するための第１信号（Ｓ１）を発生させ、
   前記燃料タンク隔離バルブ（ＦＴＩＶ）が第１放出ラインに配置され、前記キャニスタが前記第１放出ラインを通じて大気と連通することができ、
   前記燃料システムが、前記キャニスタに連通方式で接続されたインテークマニホールドをさらに備え、
   前記車両上で前記衝撃が検出されたときに、前記制御装置が、前記キャニスタ内に収容された燃料蒸気が前記インテークマニホールドに向かって流れることを可能とするために、パージバルブ（３）の開放を制御するための第２信号（Ｓ２）を発生させることを特徴とする方法。
2. 前記制御装置が、第３放出ラインに配置されたさらなるバルブの開放を制御するための第３信号を発生させ、前記燃料タンクが、前記第３放出ラインを通じて前記キャニスタと連通することができることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. １つ以上の前記バルブが電磁バルブであることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記車両衝撃センサがエアバッグ衝突センサ（１４）であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記制御装置が、前記車両に搭載されて取り付けられた少なくとも１つの他のセンサ（６，７，８）により得られたデータに基づいて１つ以上の前記信号を発生させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記制御装置が燃料システム制御ユニット（９）に含まれることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記制御装置が中央制御ユニット（１０）に含まれることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記車両が（プラグイン）ハイブリッド車両であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. キャニスタ（２）に連通方式で接続された燃料タンク（１）と、車両上で衝撃が検出されたときに燃料システムの内圧を解放するために、前記燃料システム内に配置された少なくとも１つのバルブの開放を制御するために少なくとも１つの信号を発生させるための制御装置と、を備える車両の燃料システムであって、
   燃料タンク隔離バルブ（ＦＴＩＶ）及び第１放出ラインをさらに備え、前記キャニスタが前記第１放出ラインを通じて大気と連通することができ、
   前記車両上で前記衝撃が検出されたときに、前記制御装置が、前記燃料タンク内の燃料蒸気が前記キャニスタに向かって流れることを可能とするために、前記燃料タンク隔離バルブ（ＦＴＩＶ）の開放を制御するための第１信号（Ｓ１）を発生させることができ、
   前記燃料タンク隔離バルブ（ＦＴＩＶ）が前記第１放出ラインに配置され、前記キャニスタが前記第１放出ラインを通じて前記大気と連通することができ、
   前記燃料システムが、パージバルブ（３）を介して前記キャニスタに連通方式で接続されたインテークマニホールドをさらに備え、
   前記車両上で前記衝撃が検出されたときに、前記制御装置が、前記キャニスタ内に収容された燃料蒸気が前記インテークマニホールドに向かって流れることを可能にするために、前記パージバルブ（３）の開放を制御するための第２信号（Ｓ２）を発生させることができることを特徴とする燃料システム。
10. 第３放出ラインと、前記第３放出ラインに配置されたさらなるバルブと、をさらに備え、前記燃料タンクが、前記第３放出ラインを通じて前記キャニスタと連通することができ、
    前記制御装置が、前記さらなるバルブの開放を制御するための第３信号を発生させることができることを特徴とする請求項９に記載の燃料システム。
11. １つ以上の前記バルブが電磁バルブであることを特徴とする請求項９又は１０に記載の燃料システム。
12. 前記制御装置が、前記車両に搭載されて取り付けられた少なくとも１つの他のセンサ（６，７，８）により得られたデータに基づいて１つ以上の前記信号を発生させることができることを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の燃料システム。
13. 前記制御装置を含む燃料システム制御ユニット（９）を備えることを特徴とする請求項９から１２のいずれか一項に記載の燃料システム。
14. コンピュータ可読の格納手段であって、請求項９から１３のいずれか一項に記載の燃料システムで使用するためのコンピュータプログラムを格納し、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法を実施するためにコンピュータによって実行可能な一連の指示を含むことを特徴とするコンピュータ可読の格納手段。
15. キャニスタ（２）に連通方式で接続された燃料タンク（１）を備える燃料システムを備える車両であって、
    前記車両が、車両衝撃センサ（１４，１５）をさらに備え、
    前記燃料システムが請求項９から１３のいずれか一項に記載の燃料システムであることを特徴とする車両。
16. 前記車両衝撃センサがエアバッグ衝突センサであることを特徴とする請求項１５に記載の車両。
17. １つ以上の前記バルブが電磁バルブであることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の車両。
18. 前記制御装置が前記車両の中央制御ユニット（１０）に含まれることを特徴とする請求項１５から１７のいずれか一項に記載の車両。
19. 前記車両が、ハイブリッド（プラグイン）車両である請求項１５から１８のいずれか一項に記載の車両。

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