JP7372801B2 - 車両の燃料装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の燃料装置に関する。

車両には、タンクに燃料を貯蔵し、燃料をエンジンへ供給して燃焼させ続けることにより、エンジンに駆動力を生成させ続けて走行するものがある。
この場合、タンクに貯蔵される燃料は、エンジンでの燃焼により減る。燃料が減ったタンクには、空き領域が生じる。また、タンクへの燃料供給においてフルに燃料を供給しなかった場合にも、タンクには、空き領域が生じる。タンクの空き領域には、タンクの燃料からガスが発生する。
このようにタンクで発生する燃料ガスは、一旦キャニスタに吸着され、キャニスタからエンジンへ燃料ガスとしてパージされる。パージによりエンジンへ供給される燃料ガスは、タンクからエンジンへ供給される燃料とともにエンジンにおいて燃焼される。

特開２０１６－１８０３７１号公報

ところで、キャニスタからエンジンへ燃料ガスをパージするためには、エンジンが動作していることが必要である。近年の自動車では、たとえば電気で走行したり、駐停車中にエンジンが停止したりする。このため、車両においてパージによりエンジンへ燃料ガスを供給する機会が減っている。その結果、キャニスタにおいて燃料ガスが過多となってしまう可能性がある。キャニスタから車外へ燃料ガスが放出される可能性が高くなる。
このため、特許文献１のように、タンクからキャニスタへの経路に密閉弁を設け、この密閉弁を閉じることにより、燃料ガスが車外へ放出され難くすることが考えられる。
しかしながら、タンクからキャニスタへの経路を密閉弁で閉じて、タンクを密閉型にすると、タンクに新たな燃料を供給しようとする際には、タンクで発生している燃料ガスがタンクの供給口へ逆流する可能性がある。燃料供給の際に、タンクで発生している燃料ガスが、タンクの供給口から車外へ放出される可能性がある。
このような燃料ガスについてのタンクの供給口への逆流を削減するためには、燃料供給の前に密閉弁を開き、タンクで生成されている燃料ガスをタンクからキャニスタへ排気することが望ましい。これにより、燃料ガスはキャニスタに吸着される。タンクで発生していた燃料ガスがタンクから車外へ放出され難くなる。しかしながら、この場合、ユーザは、燃料供給のためのスイッチを操作してから、タンクの内圧が大気圧程度まで低下することを待って、タンクへの燃料供給を開始することができる。ユーザは、スイッチを操作した後にタンクの燃料ガスが減ることを待たなければならない。ユーザは、燃料供給のためのスイッチを操作したら、直ちにタンクへの燃料供給を開始することができない。特に、タンクの燃料が減って、タンクの内圧が高くなっている場合、この待機時間は長くなる。

このように車両では、改善が求められている。

本発明に係る車両の燃料装置は、車両のエンジンで使用する燃料を貯蔵するタンクにて生じる燃料ガスを前記タンクからキャニスタへ供給し、さらに前記キャニスタから前記エンジンへパージする車両の燃料装置であって、前記タンクから前記キャニスタへの経路に設けられる密閉弁と、前記タンクへ燃料供給するために操作される操作部材と、燃料供給のために前記操作部材が操作されると閉じている前記密閉弁を開く制御部と、を有し、前記制御部は、前記タンクへの燃料供給の際に前記タンクの内圧を開放する燃料供給処理と、パージを含む前記エンジンへの燃料供給処理と、に加えて、周期的に実行する処理として、前記操作部材の操作によらずに前記タンクの内圧を開放する内圧開放処理を実行し、周期的に実行する前記内圧開放処理において、前記タンクの残燃料量と、前記タンクの内圧と、を判断し、前記タンクの残燃料量が残量閾値以下であり且つ前記タンクの内圧が内圧閾値以上である場合に、前記タンクの最大容量から前記タンクの残燃料量を減算して前記タンクの空き領域の容量を演算し、演算した前記タンクの空き領域の容量と、前記タンクの内圧とから、前記タンクからの燃料ガスの放出量を予測し、前記キャニスタについての燃料ガスの収容余力として、動作する前記エンジンへ前記キャニスタからパージされる燃料ガスのパージ量により増加される前記キャニスタの収容余力を取得し、予測した放出量が、前記キャニスタについての燃料ガスの収容余力以下であるとき、前記操作部材が操作されていない状態において前記密閉弁を開き、前記タンクからの燃料ガスの放出量が前記キャニスタの燃料ガスの収容余力以下でないときに、前記密閉弁を開かない。

好適には、前記制御部は、前記タンクに生じている燃料ガスの放出量として、前記タンクの内圧を解放低圧以下まで低下させる場合での放出量を取得する、とよい。

本発明では、タンクからキャニスタへの経路に設けられる密閉弁を開閉する制御部は、基本的に通常は密閉弁を閉じ、燃料供給のために操作部材が操作されると、閉じている密閉弁を開く。これにより、本発明では、基本的にタンクを密閉型として、タンクで発生した燃料ガスが車外へ放出され難くできる。
しかも、制御部は、タンクの残燃料量が低下する場合に、またはタンクの内圧が上がる場合に、操作部材が操作されていない状態において密閉弁を開く。たとえば、制御部は、タンクの残燃料量が残量閾値以下であり且つタンクの内圧が内圧閾値以上である場合に、操作部材が操作されていない状態において密閉弁を開く。これにより、タンクの内圧は、操作部材が操作される前に予めに低下することができる。その後にユーザが操作部材を操作すると、タンクの内圧は、燃料供給に適した大気圧程度の低い圧力まで直ちに低下できる。したがって、ユーザは、操作部材を操作した後にタンクの内圧が大気圧程度の低い圧力まで低下するまで燃料供給の開始を待つとしても、その待機時間が短くなる。ユーザは、短い待機間の後に速やかに燃料供給を開始することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る自動車の説明図である。 図２は、図１の自動車の燃料装置の概略構成図である。 図３は、タンクの内圧開放を含む、タンクへの燃料供給処理のフローチャートである。 図４は、パージを含む、エンジンへの燃料供給処理のフローチャートである。 図５は、タンク内圧、キャニスタでの燃料ガスの残留量、および収容余力の説明図である。 図６は、燃料供給スイッチの操作によらないで周期的に実行されるタンクの内圧開放処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る自動車１の説明図である。

図１の自動車１は、車両の一例である。自動車１の車体には、エンジン２、タンク３、が設けられる。タンク３は、エンジン２で使用する燃料を貯蔵する。そして、自動車１は、燃料をタンク３からエンジン２へ供給して燃焼させ続けることにより、エンジン２に駆動力を生成させ続けて走行するものがある。この場合、タンク３に貯蔵される燃料は、エンジン２での燃焼により減る。燃料が減ったタンク３には、空き領域が生じる。また、タンク３への燃料供給においてフルに燃料を供給しなかった場合にも、タンク３には、空き領域が生じる。タンク３の空き領域には、タンク３の燃料からガスが発生する。タンク３で発生する燃料ガスは、キャニスタ４を通じて車外へ放出することにより、燃料ガスをキャニスタ４に吸着させている。また、キャニスタ４に吸着した燃料ガスは、キャニスタ４からエンジン２へパージし、エンジン２において他の燃料とともに燃焼される。

ところで、キャニスタ４からエンジン２へ燃料ガスをパージするためには、エンジン２が動作していることが必要である。近年の自動車１では、たとえば電気で走行したり、駐停車中にエンジン２が停止したりする。このため、自動車１においてパージによりエンジン２へ燃料ガスを供給する機会が減っている。その結果、キャニスタ４において燃料ガスが過多となってしまう可能性がある。キャニスタ４から車外へ燃料ガスが放出される可能性が高くなる。
このため、タンク３からキャニスタ４への経路に密閉弁１２を設け、この密閉弁１２を閉じることにより、燃料ガスが車外へ放出され難くすることが考えられる。
しかしながら、タンク３からキャニスタ４への経路を密閉弁１２で閉じて、タンク３を密閉型にすると、タンク３に新たな燃料を供給しようとする際には、タンク３で発生している燃料ガスがタンク３の供給口へ逆流する可能性がある。燃料供給の際に、タンク３で発生している燃料ガスが、タンク３の供給口から車外へ放出される可能性がある。
このような燃料ガスについてのタンク３の供給口への逆流を削減するためには、燃料供給の前に密閉弁１２を開き、タンク３で生成されている燃料ガスをタンク３からキャニスタ４へ排気することが望ましい。これにより、燃料ガスはキャニスタ４に吸着されて、タンク３から車外へ放出されることが起き難くなる。しかしながら、この場合、ユーザは、燃料供給のためのスイッチを操作してから、タンク３の内圧が大気圧程度まで低下することを待って、タンク３への燃料供給を開始することができるようになる。ユーザは、スイッチを操作した後にタンク３の燃料ガスが減ることを待たなければならない。ユーザは、燃料供給のためのスイッチを操作したら、直ちにタンク３への燃料供給を開始することができない。特に、タンク３の燃料が減って、タンク３の内圧が高くなっている場合、この待機時間は長くなる。
このように自動車１では、改善が求められている。

図２は、図１の自動車１の燃料装置１０の概略構成図である。
図２の自動車１の燃料装置１０は、エンジン２、タンク３、キャニスタ４、インジェクタ１１、密閉弁１２、パージ弁１３、フラップ１４、を有する。
また、燃料装置１０は、その制御系として、温度センサ２１、内圧センサ２２、燃料センサ２３、燃料供給スイッチ２４、フラップアクチュエータ２５、およびこれらが接続される入出力ポート２６、を有する。また、入出力ポート２６、ＥＣＵ２７、メモリ２８、およびタイマ２９は、燃料装置１０のシステムバス３０により互いにデータ通信可能に接続される。

インジェクタ１１は、タンク３と接続される。インジェクタ１１は、タンク３に貯蔵されている液体の燃料をエンジン２へ噴出する。これにより、タンク３に貯蔵されている液体の燃料は、噴霧された液状の燃料としてエンジン２へ供給される。

キャニスタ４は、タンク３と接続される。キャニスタ４は、タンク３で生成される燃料ガスを活性炭などに吸着して収容する。キャニスタ４には、キャニスタ管５が接続される。キャニスタ４において燃料ガスを吸着させた後の空気は、キャニスタ管５を通じて、車外へ放出される。

密閉弁１２は、タンク３とキャニスタ４とを接続する燃料ガスの経路に設けられる。密閉弁１２は、タンク３とキャニスタ４との間に接続される。密閉弁１２は、開閉可能である。

パージ弁１３は、キャニスタ４と、たとえばインテークマニホールドといったエンジン２への吸気経路とを接続する燃料ガスの経路に設けられる。パージ弁１３は、キャニスタ４とエンジン２への吸気経路との間に接続される。パージ弁１３は、開閉可能である。

フラップ１４は、タンク３の燃料の供給口を開閉する。フラップ１４は、手動またはフラップアクチュエータ２５により開閉され得る。フラップ１４が開いている場合、タンク３への燃料の供給が可能となる。

フラップアクチュエータ２５は、フラップ１４を開閉する。または、フラップアクチュエータ２５は、フラップ１４の開閉ロックを施錠または開錠する。

温度センサ２１は、キャニスタ４の周囲の環境温度を検出する。周囲の環境温度が高い場合、キャニスタ４に吸着している燃料ガスは、キャニスタ４から脱離しやすくなる。

内圧センサ２２は、タンク３の内圧を検出する。内圧センサ２２は、タンク３の空き領域についての内圧を検出してよい。

燃料センサ２３は、タンク３の残燃料量を検出する。燃料センサ２３は、タンク３に貯蔵されている液状の燃料の量を検出してよい。

タンク３への燃料供給スイッチ２４は、ユーザがタンク３へ新たな燃料供給（補給、給油）しようとする場合に操作されるスイッチである。燃料供給スイッチ２４は、たとえば自動車１の車室に設けられてよい。タンク３への燃料供給スイッチ２４は、タンク３への燃料供給をしようとする場合にユーザにより操作される。

入出力ポート２６には、燃料装置１０の各種のセンサ、各種のアクチュエータや弁が接続される。入出力ポート２６には、たとえば温度センサ２１、内圧センサ２２、燃料センサ２３、タンク３への燃料供給スイッチ２４、フラップアクチュエータ２５、密閉弁１２、パージ弁１３、が接続されてよい。

タイマ２９は、時刻、期間、経過時間などを計測する。

メモリ２８は、ＥＣＵ２７に実行されるプログラムおよびデータを記録する。メモリ２８は、たとえば不揮発性メモリ２８でよい。

ＥＣＵ２７は、メモリ２８に記録されているプログラムを読み込んで実行する。これにより、ＥＣＵ２７は、燃料装置１０の制御部として機能する。
制御部としてのＥＣＵ２７は、たとえば、燃料供給のために燃料供給スイッチ２４が操作されると閉じている密閉弁１２を開き、さらに内圧開放の後に密閉弁１２を閉じる。ＥＣＵ２７は、燃料供給のためにタンク３の内圧開放をしていない場合には密閉弁１２を閉じる。
また、ＥＣＵ２７は、キャニスタ４からの燃料ガスのパージを含めて、エンジン２への燃料供給を制御する。たとえばＥＣＵ２７は、パージ弁１３を開いて、キャニスタ４からエンジン２への燃料ガスのパージを実行する。また、ＥＣＵ２７は、タンク３の液状の燃料を、インジェクタ１１からエンジン２へ直接的に供給する。これらの燃料供給を実行した場合、エンジン２は、これらの燃料供給により供給された燃料および燃料ガスと空気との混合器を燃焼することになる。

図３は、タンク３の内圧開放を含む、タンク３への燃料供給処理のフローチャートである。
ＥＣＵ２７は、タンク３への新たな燃料供給のために、図３の燃料供給処理を繰り返し実行する。

ステップＳＴ１において、ＥＣＵ２７は、タンク３への燃料供給スイッチ２４がＯＮ操作されているか否かを判断する。タンク３への燃料供給スイッチ２４がＯＮ操作されていない場合、ＥＣＵ２７は、図３の処理を終了する。タンク３への燃料供給スイッチ２４がＯＮ操作されている場合、ＥＣＵ２７は、処理をステップＳＴ２へ進める。

ステップＳＴ２において、ＥＣＵ２７は、タンク３への燃料供給処理を開始し、密閉弁１２を開く。密閉弁１２は、タンク３への燃料供給時以外の通常時には閉じていて、タンク３への燃料供給スイッチ２４の操作に基づく本処理により開かれる。タンク３は、密閉弁１２、キャニスタ４を通じて車外と通じる。タンク３の空き領域に生成される燃料ガスは、密閉弁１２、キャニスタ４を通じて車外へ放出され得る。これにより、タンク３への燃料供給が実際に開始される前に、タンク３の内圧が低下し始める。タンク３から放出される燃料ガスは、キャニスタ４を通過する際にキャニスタ４に吸着する。これにより、車外へ放出される空気では、燃料ガスが抑えられる。

ステップＳＴ３において、ＥＣＵ２７は、内圧センサ２２により検出されるタンク３の内圧を取得し、解放後のタンク３の内圧が解放低圧以下となるように低下したか否かを判断する。ここで、解放低圧は、基本的に大気圧と同様でよい。ただし、タンク３の内圧が大気圧となるまでには実際には時間がかかる。このため、大気圧より少し高い圧力を、解放低圧としてよい。タンク３の内圧が解放低圧以下までに低下していない場合、ＥＣＵ２７は、本処理を繰り返す。タンク３からの燃料ガスの排気が進み、タンク３の内圧が解放低圧以下になるとＥＣＵ２７は、処理をステップＳＴ４へ進める。

ステップＳＴ４において、ＥＣＵ２７は、タンク３の内圧開放のために開いた密閉弁１２を閉じる。密閉弁１２が閉じられた後は、タンク３からキャニスタ４へ燃料ガスが供給されない。タンク３は、密閉状態へ戻る。ステップＳＴ２からステップＳＴ４までの処理期間において、タンク３は実際の燃料供給が始まる前に内圧開放される。

ステップＳＴ５において、ＥＣＵ２７は、密閉弁１２を閉じた後にフラップ１４を解除する。ＥＣＵ２７は、フラップアクチュエータ２５を作動させて、フラップ１４を開くことができるように解除する。これにより、ユーザは、フラップ１４を開いて、タンク３の供給口へ燃料供給ノズルを挿入して、タンク３へ燃料を供給することが可能になる。

ステップＳＴ６において、ＥＣＵ２７は供給口のフラップ１４がユーザにより閉じられたか否かを判断する。供給口のフラップ１４は、たとえば燃料供給ノズルが供給口から外されることを検出して、ＥＣＵ２７の制御により閉じられてもよい。供給口のフラップ１４が閉じられていない場合、ＥＣＵ２７は、本処理を繰り返して、フラップ１４が閉じられるのを待つ。フラップ１４が閉じられると、ＥＣＵ２７は、処理をステップＳＴ７へ進める。密閉型のタンク３への燃料供給では、ユーザは、燃料供給スイッチ２４をＯＮ操作した後、ステップＳＴ１からステップＳＴ５までの処理が完了することを待ってフラップ１４を開き、ステップＳＴ５からステップＳＴ６までの間においてタンク３へ新たな燃料を供給することになる。

ステップＳＴ７において、ＥＣＵ２７は、フラップアクチュエータ２５を作動させて、フラップ１４を開くことができないように施錠する。

ステップＳＴ８において、ＥＣＵ２７は、タンク３に新たな燃料が供給されたため、キャニスタ４の収容余力を０にリセットする。キャニスタ４の収容余力とは、キャニスタ４が新たに吸着して収容可能な燃料ガスの量を示すものである。収容余力が０であるとは、キャニスタ４が新たに吸着して収容可能な燃料ガスの量が無いことを意味する。キャニスタ４には、実際に、タンク３の内圧開放により大量の燃料ガスが吸着して収容されている。ＥＣＵ２７は、更新した収容余力をメモリ２８に記録する。

図４は、パージを含む、エンジン２への燃料供給処理のフローチャートである。
図４の燃料供給処理は、インジェクタ１１によりタンク３の液状の燃料をエンジン２へ直接に供給するとともに、必要に応じてキャニスタ４からエンジン２へパージする例である。
ＥＣＵ２７は、エンジン２を動作させる場合、図４の燃料供給処理を繰り返し実行する。

ステップＳＴ１１において、ＥＣＵ２７は、エンジン２を動作させるか否かを判断する。エンジン２を動作させない場合、ＥＣＵ２７は、図４の処理を終了する。エンジン２を動作させる場合、ＥＣＵ２７は、処理をステップＳＴ１２へ進める。

ステップＳＴ１２において、ＥＣＵ２７は、自動車１の走行状態として所望の走行状態を得るための空燃比に基づいて、エンジン２へ供給する目標燃料量を決定する。

ステップＳＴ１３において、ＥＣＵ２７は、キャニスタ４からエンジン２への燃料ガスの供給であるパージが完了したか否かを判断する。ＥＣＵ２７は、たとえば、後述するようにパージごとに増えるように更新されるキャニスタ４の収容余力が、キャニスタ４の最大容量以上であるか否かを判断してよい。そして、キャニスタ４に吸着した収容させた燃料ガスのほぼすべてをエンジン２へ供給し終える程度の回数でパージが実行された場合、ＥＣＵ２７は、これを収容余力がキャニスタ４の最大容量以上となることにより判断できる。ＥＣＵ２７は、パージが完了したと判断して、処理をステップＳＴ１９へ進める。それ以外の場合、ＥＣＵ２７は、パージが完了していないと判断し、処理をステップＳＴ１４へ進める。
なお、ＥＣＵ２７は、パージの完了の判断に加えてさらに、エンジン２の出力変動が小さくなるような走行状態であるか否かを判断し、出力変動が小さくなるような走行状態の場合において、処理をステップＳＴ１４へ進めてもよい。この場合において、出力変動が小さくないときには、ＥＣＵ２７は、処理をステップＳＴ１９へ進めてよい。
また、ＥＣＵ２７は、パージが完了していない場合において、パージを完結的に実行するために、所定の複数回の判断ごとに処理をステップＳＴ１４へ進めてもよい。この場合において、所定の複数回の判断でないときには、ＥＣＵ２７は、処理をステップＳＴ１９へ進めてよい。

ステップＳＴ１４において、ＥＣＵ２７は、パージを実行するために、まず、温度センサ２１により検出されたキャニスタ４の周囲の環境温度を取得する。

ステップＳＴ１５において、ＥＣＵ２７は、パージ時間を決定する。パージ時間は、パージ量と相関関係がある。

ステップＳＴ１６において、ＥＣＵ２７は、キャニスタ４の収容余力を、決定したパージ時間に対応するパージ量により更新する。ＥＣＵ２７は、前回のパージの際に更新した収容余力に、今回のパージ量を加算して、収容余力を更新する。ＥＣＵ２７は、更新した収容余力をメモリ２８に記録する。

ステップＳＴ１７において、ＥＣＵ２７は、インジェクタ１１からエンジン２へ噴射する直燃料量を決定する。パージを実行する場合、ＥＣＵ２７は、目標燃料量からパージ量を減算した値を、直燃料量として決定する。

ステップＳＴ１８において、ＥＣＵ２７は、エンジン２への燃料供給を実行する。パージを実行する場合、ＥＣＵ２７は、パージ弁１３をパージ時間で開き、キャニスタ４から燃料ガスをエンジン２へパージする。また、ＥＣＵ２７は、タンク３の液状の燃料を、インジェクタ１１からエンジン２へ噴射する。ＥＣＵ２７は、直燃料量に相当する燃料を、インジェクタ１１からエンジン２へ噴射する。これにより、エンジン２には、ガス状の燃料と液状由来の燃料とが、目標燃料量で供給される。エンジン２は、所望の混合比の混合器を燃焼できる。

ステップＳＴ１９において、ＥＣＵ２７は、キャニスタ４の収容余力を、キャニスタ４の最大容量で更新する。ＥＣＵ２７は、更新した収容余力をメモリ２８に記録する。キャニスタ４の最大容量は、キャニスタ４のサイズや、キャニスタ４の内部に設ける吸着材に応じて異なる。その後、ＥＣＵ２７は、ステップＳＴ１７において、ＥＣＵ２７は、インジェクタ１１からエンジン２へ噴射する直燃料量を決定する。この場合、パージを実行しないため、ＥＣＵ２７は、目標燃料量を、直燃料量として決定する。ステップＳＴ１８において、ＥＣＵ２７は、エンジン２への燃料供給を実行する。ＥＣＵ２７は、タンク３の液状の燃料を、インジェクタ１１からエンジン２へ噴射する。ＥＣＵ２７は、直燃料量に相当する燃料を、インジェクタ１１からエンジン２へ噴射する。これにより、エンジン２には、液状由来の燃料が、目標燃料量で供給される。エンジン２は、所望の混合比の混合器を燃焼できる。

図５は、タンク内圧、キャニスタ４の燃料ガスの残留量、および収容余力の説明図である。

図５（Ａ）は、内圧開放によるタンク３の内圧の変化の一例の説明図である。図５（Ａ）の横軸は、時間である。縦軸は、タンク３の内圧である。
密閉弁１２を開くと、タンク３の内圧は、低下し始める。タンク３の内圧は、最終的には大気圧まで降下できる。そして、タンク３の内圧が解放低圧以下になると、密閉弁１２は閉じられる。密閉弁１２を開いてから、タンク３の内圧が解放低圧となるまでが、ユーザの待ち時間となる。また、この密閉弁１２が開いている期間において、タンク３からキャニスタ４へ、タンク３で生成された燃料ガスが排気される。排気される燃料ガスが、キャニスタ４への放出量となる。キャニスタ４は、燃料ガスの収容余力がある場合、放出された略すべての燃料ガスを吸着して収容できる。

図５（Ｂ）は、パージによるキャニスタ４の燃料ガスの残留量の変化の一例の説明図である。図５（Ａ）の横軸は、時間である。縦軸は、キャニスタ４の燃料ガスの残留量である。
パージのためにパージ弁１３が開くと、キャニスタ４に吸着して収容されている燃料ガスは、キャニスタ４からエンジン２へ供給される。これにより、キャニスタ４の燃料ガスの残留量は低下する。エンジンの状態に応じてパージ弁１３を開いている総時間に応じて、キャニスタ４の残留量が減る。総時間が長くなると、キャニスタ４に吸着して収容されている燃料ガスは、すべてエンジン２へ供給され得る。また、キャニスタ４の周囲の環境温度が高い場合キャニスタ４に吸着している燃料ガスは、キャニスタ４から脱離しやすくなる。パージを繰り返した場合、キャニスタ４の残留量は、それらの合計のパージ量で減る。

図５（Ｃ）は、キャニスタ４の収容余力の変化の一例の説明図である。図５（Ｃ）の横軸は、時間である。縦軸は、キャニスタ４の収容余力である。収容余力は、上述したようにキャニスタ４の最大容量から、キャニスタ４の残留量を減算したものである。タンク３への新たな燃料供給をすると、それに先立ってタンク３からキャニスタ４へ燃料ガスが放出される。この内圧開放により、たとえばキャニスタ４へその最大容量の燃料ガスが供給されると、キャニスタ４の収容余力は０になる。その後にエンジン２が動作する際にパージをして、キャニスタ４に吸着して収容されている燃料ガスの残留量が減ることにより、キャニスタ４の収容余力は０から増加する。キャニスタ４の収容余力は、パージが繰り返されることにより、キャニスタ４の最大容量となるように増加してゆく。
そして、キャニスタ４の収容余力が増加すると、キャニスタ４は、新たな燃料ガスを吸着して収容できるようになる。たとえば燃料供給しようとするタンク３からの燃料ガスの放出量が、図５（Ｃ）において下側の破線に示すレベルである場合、それよりも収容余力が上回る時点Ｔ１以降であれば、タンク３から燃料ガスを放出してキャニスタ４に吸着して収容させることが可能になる。

図６は、燃料供給スイッチ２４の操作によらないで周期的に実行されるタンク３の内圧開放処理のフローチャートである。
ＥＣＵ２７は、図６の周期的な内圧開放処理を、燃料供給スイッチ２４の操作の有無によらずに、周期的に繰り返し実行する。

ステップＳＴ２１において、ＥＣＵ２７は、燃料センサ２３からタンク３の残燃料量を取得し、現時点での残燃料量が残量閾値以下に低下しているか否かを判断する。燃料の残量閾値は、たとえば一般的にユーザがタンク３への新たな燃料供給をしようと判断する残燃料量、またはそれより少し多い量でよい。このような残量閾値は、通常、タンク３の最大容量の１０～２０％程度とすればよい。燃料の残量閾値は、燃料の警告ランプが点灯する残燃料量と同じでもよい。残燃料量が残量閾値以下でない場合、ＥＣＵ２７は、図６の処理を終了する。残燃料量が残量閾値以下である場合、ＥＣＵ２７は、処理をステップＳＴ２２へ進める。

ステップＳＴ２２において、ＥＣＵ２７は、内圧センサ２２からタンク３の内圧を取得し、現時点でのタンク３の内圧が内圧閾値以上に上がっているか否かを判断する。タンク３の内圧閾値は、その内圧閾値からタンク３の内圧を解放した場合にユーザが不快と感じない待ち時間となるような値とすればよい。このような内圧閾値は、たとえば数秒以内の待ち時間となるような比較的低い圧力の値とするとよい。タンク３の内圧が内圧閾値以上でない場合、ＥＣＵ２７は、図６の処理を終了する。タンク３の内圧が内圧閾値以上である場合、ＥＣＵ２７は、処理をステップＳＴ２３へ進める。
これらの判断処理により、ＥＣＵ２７は、タンク３の残燃料量が残量閾値以下に低下して、かつ、タンク３の内圧が内圧閾値以上に上がっている状態であることを判断する。この場合、ＥＣＵ２７は、以下の燃料供給前の事前解放を実行する。

ステップＳＴ２３において、ＥＣＵ２７は、タンク３からの燃料ガスの放出量を予測により取得する。たとえば、ＥＣＵ２７は、タンク３の最大容量から残燃料量を減算してタンク３の空き領域の容量を演算する。そして、ＥＣＵ２７は、タンク３の空き領域の容量と、内圧センサ２２により検出されるタンク３の内圧とから演算する。

ステップＳＴ２４において、ＥＣＵ２７は、キャニスタ４についての燃料ガスの収容余力を取得する。収容余力は、上述するようにタンク３に新たな燃料が供給される場合、および、パージが実行される場合に更新される。タンク３に新たな燃料が供給されると、収容余力が無いとして基本的に０にリセットされる。パージが実行されると、収容余力は総パージ量の分で増加する。ＥＣＵ２７は、メモリ２８に記録されている最新の収容余力を取得する。

ステップＳＴ２５において、ＥＣＵ２７は、予測した放出量が、キャニスタ４についての燃料ガスの最新の収容余力以下であるか否かを判断する。放出量が収容余力以下でない場合、ＥＣＵ２７は、図６の処理を終了する。放出量が収容余力以下である場合、ＥＣＵ２７は、処理をステップＳＴ２６へ進める。

ステップＳＴ２６において、ＥＣＵ２７は、密閉弁１２を開く。ＥＣＵ２７は、燃料供給スイッチ２４が操作されていない状態において例外的に密閉弁１２を開く。タンク３は、密閉弁１２、キャニスタ４を通じて車外と通じる。タンク３の空き領域に生成される燃料ガスは、密閉弁１２、キャニスタ４を通じて車外へ放出され得る。これにより、燃料供給スイッチ２４が操作されていない状態において、タンク３の内圧が低下し始める。タンク３から排気される燃料ガスは、キャニスタ４を通過する際にキャニスタ４に吸着する。これにより、車外へ放出される空気では、燃料ガスが抑えられる。

ステップＳＴ２７において、ＥＣＵ２７は、内圧センサ２２により検出されるタンク３の内圧を取得し、解放後のタンク３の内圧が解放低圧以下となるように低下したか否かを判断する。タンク３の内圧が解放低圧以下までに低下していない場合、ＥＣＵ２７は、本処理を繰り返す。タンク３からの燃料ガスの排気が進み、タンク３の内圧が解放低圧以下になるとＥＣＵ２７は、処理をステップＳＴ２８へ進める。

ステップＳＴ２８において、ＥＣＵ２７は、タンク３の内圧開放のために開いた密閉弁１２を閉じる。密閉弁１２が閉じられた後は、タンク３からキャニスタ４へ燃料ガスが供給されない。タンク３は、密閉状態へ戻る。ステップＳＴ２６からステップＳＴ２８までの処理期間において、タンク３は、燃料供給スイッチ２４が操作されていない状態において内圧開放される。

この後に、ユーザが燃料供給スイッチ２４をＯＮ操作すると、ＥＣＵ２７は、図３のタンク３への燃料供給処理を実行する。この場合にも、ＥＣＵ２７は、図３のステップＳＴ２からステップＳＴ４においてタンク３の内圧を解放する。しかしながら、図６の周期的な内圧開放処理により既にタンク３の内圧が低下されているため、図３のステップＳＴ２からステップＳＴ４を含むユーザ待ち時間は、短くなる。ユーザ待ち時間は、図６の周期的な内圧開放処理を実行していない場合と比べて、短くなる。

以上のように、本実施形態では、タンク３からキャニスタ４への経路に設けられる密閉弁１２を開閉する制御部は、基本的に通常は密閉弁１２を閉じ、燃料供給のために燃料供給スイッチ２４が操作されると閉じている密閉弁１２を開く。その後、タンク３の内圧開放またはその後の燃料供給が終わると密閉弁１２を閉じる。これにより、本実施形態では、基本的にタンク３を密閉型として、タンク３からキャニスタ４を通じて車外へ燃料ガスが放出され難くできる。
しかも、制御部は、タンク３の残燃料量が低下する場合に、またはタンク３の内圧が上がる場合に、燃料供給スイッチ２４が操作されていない状態において例外的に密閉弁１２を開く。たとえば、制御部は、タンク３の残燃料量が残量閾値以下であり且つタンク３の内圧が内圧閾値以上である場合に、燃料供給スイッチ２４が操作されていない状態において例外的に密閉弁１２を開く。これにより、タンク３の内圧は、燃料供給スイッチ２４が操作される前に予めに低下することができる。その後にユーザが燃料供給スイッチ２４を操作すると、タンク３の内圧は、燃料供給に適した大気圧程度の低い圧力まで直ちに低下できる。したがって、ユーザは、燃料供給スイッチ２４を操作した後にタンク３の内圧が大気圧程度の低い圧力まで低下してフラップ１４のロックが解除されるまで燃料供給の開始を待つとしても、その待機時間が短くなる。ユーザは、短い待機間の後に速やかに燃料供給を開始することができる。

特に、制御部は、タンク３の残燃料量が残量閾値以下であり且つタンク３の内圧が内圧閾値以上である場合に、タンク３からの燃料ガスの放出量を予測する。そして、予測した放出量が、キャニスタ４についての燃料ガスの収容余力以下であるとき、燃料供給スイッチ２４が操作されていない状態において例外的に密閉弁１２を開く。
ここで、制御部は、タンク３に生じている燃料ガスの放出量として、たとえば、タンク３の内圧を大気圧程度の解放低圧以下まで低下させる場合での放出量を取得してよい。これにより、キャニスタ４は、タンク３に生じている燃料ガスを適切に吸着して収容することができる。放出量がキャニスタ４の最大容量を超えてしまうような場合には密閉弁１２を開かないようにすることで、制御部は、事前解放の際に燃料ガスが車外へ放出され難くできる。
また、制御部は、キャニスタ４についての燃料ガスの収容余力として、たとえば、動作するエンジン２へキャニスタ４からパージされる燃料ガスの量により増加するキャニスタ４の収容余力を取得してよい。これに対して仮にたとえば、タンク３への燃料供給からの経過時間に応じて変化するように予め定められた収容余力などを用いる場合、キャニスタ４の実際の収容余力と比較判断に用いる収容余力との差が大きくなる可能性がある。仮に比較判断に用いる収容余力が実際の収容余力より小さくなると、本来的には密閉弁１２を開いてタンク３の内圧を事前に下げることができる状況であるにもかかわらず、比較判断に用いる収容余力が不足して密閉弁１２を開くことができない可能性が生じ易くなる。本実施形態では、このような事態を極力避けることができる。

このように、本実施形態では、燃料ガスを車外へ放出しないようにタンク３からキャニスタ４への経路を、内圧開放または燃料供給の際以外の通常時には密閉弁１２により閉じている密閉型のタンク３としての性能を損なうことなく、タンク３への燃料供給の際のユーザの待機時間を可能な範囲で短くすることができる。

以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明は、これに限定されるのもではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。

たとえば上記実施形態において、ＥＣＵ２７は、図３のタンク３への燃料供給処理のステップＳＴ８において、タンク３への新たな燃料供給後のキャニスタ４の収容余力を０にリセットしている。
この他にもたとえば、ＥＣＵ２７は、図６のステップＳＴ２３と同様に、図３のステップＳＴ８において、新たな燃料供給の際に実際にタンク３からキャニスタ４へ放出される燃料ガスの放出量を予測し、その放出量により収容余力を更新してもよい。この場合の新たな収容余力は、たとえば直前の収容余力からタンク３からの放出量を減算したものとすればよい。

上記実施形態では、タンク３へ新たな燃料を供給する際において密閉弁は、タンク３の内圧を解放する期間において開き、燃料供給中には閉じている。
この他にもたとえば、ＥＣＵ２７は、タンク３へ新たな燃料を供給する際でのタンク３の内圧を解放する期間および燃料供給中において、密閉弁を開いてもよい。この場合、ＥＣＵ２７は、燃料供給後に、密閉弁を閉じればよい。

１…自動車（車両）、２…エンジン、３…タンク、４…キャニスタ、１０…燃料装置、１２…密閉弁、１３…パージ弁、１４…フラップ、２２…内圧センサ、２３…燃料センサ、２４…燃料供給スイッチ（操作部材）、２７…ＥＣＵ（制御部）、２８…メモリ、２９…タイマ

Claims (2)

1. 車両のエンジンで使用する燃料を貯蔵するタンクにて生じる燃料ガスを前記タンクからキャニスタへ供給し、さらに前記キャニスタから前記エンジンへパージする車両の燃料装置であって、
   前記タンクから前記キャニスタへの経路に設けられる密閉弁と、
   前記タンクへ燃料供給するために操作される操作部材と、
   燃料供給のために前記操作部材が操作されると閉じている前記密閉弁を開く制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、
   前記タンクへの燃料供給の際に前記タンクの内圧を開放する燃料供給処理と、パージを含む前記エンジンへの燃料供給処理と、に加えて、周期的に実行する処理として、前記操作部材の操作によらずに前記タンクの内圧を開放する内圧開放処理を実行し、
   周期的に実行する前記内圧開放処理において、
   前記タンクの残燃料量と、前記タンクの内圧と、を判断し、
   前記タンクの残燃料量が残量閾値以下であり且つ前記タンクの内圧が内圧閾値以上である場合に、前記タンクの最大容量から前記タンクの残燃料量を減算して前記タンクの空き領域の容量を演算し、演算した前記タンクの空き領域の容量と、前記タンクの内圧とから、前記タンクからの燃料ガスの放出量を予測し、
   前記キャニスタについての燃料ガスの収容余力として、動作する前記エンジンへ前記キャニスタからパージされる燃料ガスのパージ量により増加される前記キャニスタの収容余力を取得し、
   予測した放出量が、前記キャニスタについての燃料ガスの収容余力以下であるとき、前記操作部材が操作されていない状態において前記密閉弁を開き、
   前記タンクからの燃料ガスの放出量が前記キャニスタの燃料ガスの収容余力以下でないときに、前記密閉弁を開かない、
   車両の燃料装置。
   
2. 前記制御部は、
   前記タンクに生じている燃料ガスの放出量として、前記タンクの内圧を解放低圧以下まで低下させる場合での放出量を取得する、
   請求項１記載の車両の燃料装置。
   
   

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