(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィラーパイプ（１１０）及びシャットオフバルブ（１３０）を備えるタンク（１００）を備える車両用液体貯蔵システムの充填作業を制御するための方法であって、
−  再充填事象の開始を検出するステップ（２１０）と、
−  前記シャットオフバルブが開いている（２１５）間に、前記タンクの測定された充填レベルが所定の充填レベルに達したかどうかを観測するステップ（２２０）と、
−  前記所定の充填レベルに達した場合（２３０）に、
−    充填ノズルのシャットオフを引き起こすために前記シャットオフバルブを閉じるステップ（２４０）と、
−    第１の圧力基準が満たされたときに（２４２）、前記シャットオフバルブを開くステップ（２４５）と、
−    第２の圧力基準が満たされたときに（２５０）、前記シャットオフバルブを閉じるステップ（２６０）と、
を行うステップと、
を備え、
前記第２の圧力基準が、所定の圧力レベル以下の前記タンクの内部の圧力の減少を含み、
前記第１の圧力基準が、前記タンクの内部の圧力の停滞又は減少を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記シャットオフバルブを前記開くステップ（２４５）及び閉じるステップ（２６０）が、複数のノズルのシャットオフ過程のために繰り返されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記所定の圧力レベルが、前記フィラーパイプ内で所定のレベルに達する液体によって引き起こされる流体静力学圧力に実質的に等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記シャットオフバルブを前記閉じるステップ（２６０）の後に起こる圧力変化をモニターするステップと、前記圧力変化の勾配に基づいて液体の分圧特性の推定値を作り出すステップと、をさらに含む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。
【請求項５】
プロセッサに請求項１から４のいずれか一項に記載の方法を実行させるように構成されたコード手段を備えるコンピュータプログラム製品。
【請求項６】
フィラーパイプ（１１０）と、シャットオフバルブ（１３０）と、レベルゲージ（１２０）と、圧力センサ（１２５）と、前記レベルゲージから充填レベルを及び前記圧力センサ（１２６）から圧力レベルを得るように構成され且つ前記シャットオフバルブ（１３０）を制御するように構成された制御装置（１４０）と、を備えるタンク（１００）を備える車両用液体貯蔵システムであって、
前記制御装置が、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成されていることを特徴とする車両用液体貯蔵システム。
【請求項７】
請求項６に記載の車両用液体貯蔵システムを備える自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用液体貯蔵システム、特に燃料タンクシステムの分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、燃料タンクとパージキャニスタとの間の流路を提供するステップと、流路内にバルブを提供するステップと、燃料タンク内の燃料のレベルを表示するための燃料レベルセンサ及び燃料タンク内の燃料蒸気の圧力を表示するための蒸気圧センサを提供するステップと、燃料レベルセンサ及び蒸気圧センサから受信された信号に応えて流路を選択的に開閉するためにバルブを作動させるステップと、を備える、車両内で行われる燃料補給作業中に蒸気を回収するための方法を開示している。
【０００３】
ノズルシャットオフの検出後にバルブが閉じられる時点を規定せず且つ自由に選択することができる点で、従来技術は不利である。バルブの閉鎖が極めて高い内部タンク残圧でなされると、こぼれるリスクが増大する。バルブの閉鎖が極めて低い残圧でなされると、オペレータはいくらかの燃料をさらに加え、従って通気機能が低下させられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７８８２８２４号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１０／０３３２１０８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態の目的は、従来技術の欠点を少なくとも部分的に解消することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面によれば、フィラーパイプ及びシャットオフバルブを備えるタンクを備える車両用液体貯蔵システムの充填作業を制御するための方法であって、再充填事象の開始を検出するステップと、シャットオフバルブが開いている間に、タンクの測定された充填レベルが所定の充填レベルに達したかどうかを観測するステップと、所定の充填レベルに達した場合に、充填ノズルのシャットオフを引き起こすためにシャットオフバルブを閉じるステップと、第１の圧力基準が満たされたときに、シャットオフバルブを開くステップと、第２の圧力基準が満たされたときに、シャットオフバルブを閉じるステップと、を行うステップと、を備え、第２の圧力基準が、所定の圧力レベル以下のタンクの内部の圧力の減少を含むことを特徴とする方法が提供される。
【０００７】
補給が、安全且つ効率的に進行するように、通気機能を損なわないのに十分に小さい所定の量の液体を加えることを可能にすることが、本発明の利点である。
【０００８】
本発明による方法の一実施形態では、シャットオフバルブを開くステップ及び閉じるステップが、複数のノズルのシャットオフ過程のために繰り返される。
【０００９】
充填ノズルオペレータ（運転者又は専門的な充填ステーションオペレータ）の従来のやり方が、対応することができ、実施形態が、いくつかの“補給”過程を可能にすることが、この実施形態の利点である。
【００１０】
本発明による方法の一実施形態では、第１の圧力基準が、タンクの内部の圧力の停滞又は減少を含む。
【００１１】
タンクの内部の圧力の停滞又は減少が生じることは、充填ノズルをシャットオフすることの良好なインジケータとなる。
【００１２】
本発明による方法の一実施形態では、所定の圧力レベルが、フィラーパイプ内で所定のレベルに達する液体によって引き起こされる流体静力学圧力に実質的に等しい。
【００１３】
補給プロセスの各過程で加えられることが許容される液体の量が、フィラーパイプの上部によって収容することができる体積に制限されることが、この実施形態の利点である。
【００１４】
用語“実質的に等しい”は、＋／−５０％、好ましくは＋／−２０％、より好ましくは＋／−１０％の許容範囲内で等しいことを示す。
【００１５】
一実施形態では、本発明による方法は、タンクを密閉するステップの後に起こる圧力変化をモニターするステップと、圧力変化の勾配に基づいて液体の分圧特性の推定値を作り出すステップと、をさらに含む。
【００１６】
同じセットアップが、タンクの内部の液体の分圧特性（例えばリード蒸気圧（ＲＶＰ））を決定するために使用することができることが、この実施形態の利点である。タンクがガソリンを貯蔵するために使用される場合、ＲＶＰは、内燃機関の適切な機能のために必須のパラメータであり、正確な漏れ検出を行うためにこのパラメータの値を知ることが重要である。このために、タンクを密閉することは、シャットオフバルブを閉じること、パージバルブを閉じること、フィラーパイプを閉じること（特に燃料キャップの存在を確認すること）を含む。
【００１７】
本発明の一側面によれば、プロセッサに上述した方法を実行させるコード手段を備えるコンピュータプログラム製品が提供される。
【００１８】
本発明の一側面によれば、フィラーパイプと、シャットオフバルブと、レベルゲージと、圧力センサと、レベルゲージから充填レベルを及び圧力センサから圧力レベルを得るように構成され且つシャットオフバルブを制御するように構成された制御装置と、を備えるタンクを備える車両用液体貯蔵システムであって、制御装置が、上述した方法を実行するように構成されていることを特徴とする、車両用液体貯蔵システムが提供される。
【００１９】
本発明の一側面によれば、上述した車両用液体貯蔵システムを備える自動車が提供される。
【００２０】
本発明によるコンピュータプログラム製品、車両用液体貯蔵システム及び自動車の技術的効果及び利点は、変更すべきところは変更して、本発明による方法の対応する実施形態のものと対応する。
【００２１】
本発明の実施形態のこれら及び他の利点及び技術的側面は、添付の図面を参照してより詳細に説明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を使用することができる車両用液体貯蔵システムの概略図を表す。
【図２】本発明による方法の一実施形態のフローチャートを提供する。
【図３】本発明の一実施形態による方法に従って生じる充填作業の時間的なダイアグラムを提供する。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の車両用液体貯蔵システムは、好ましくは、内燃機関を有する車両のための液体燃料貯蔵システムである（液体燃料タイプは、エタノール、ガソリン、液化石油ガス、ディーゼルオイルなどを含む）。しかしながら、本発明は、排出ガスの処理のための選択接触還元（ＳＣＲ）システムでアンモニア前駆体として使用される水性尿素溶液のような他の車両用液体とともに使用されてもよい。この説明の全体にわたって、用語“燃料補給”は、車両用液体貯蔵システムに液体（燃料、又は場合によっては他のもの）を加えることを示すために広く使用される。
【００２４】
この説明の全体にわたって、用語“シャットオフバルブ”は、燃料補給作業を可能にするか又は停止するために、場合によっては電子信号によって開閉することができる電気的に制御されるバルブを示すために使用され、従って、タンク内で到達することができる最大充填レベルを制御する。
【００２５】
図１は、本発明を使用することができる車両用液体貯蔵システム、好ましくは燃料貯蔵システムの概略図を表している。システムは、タンク１００を備え、レベルゲージ１２０がタンク１００内に配置されている。一般性を失うことなく、極めてシンプルな幾何学的形状のタンク１００が示され、実際には、タンクは、いわゆる“サドルタンク”の場合のような多数の区画を備えている。このケースでは、いくつかのレベルゲージがそれぞれの区画に対して存在し、本発明による方法は、変更すべきところは変更して、最高充填レベルとともに区画からのレベル測定値に基づいて利用される。
【００２６】
一般性を失うことなく、以下の説明は、シャットオフバルブが通常は閉じられているタイプからなるシステムを参照して記載され、バルブは、液体を加えることを可能にするためにその開放位置に作動されなければならない。当業者は、同じ結果が、通常は開いているバルブで達成することができ、バルブが、充填作業の終了を引き起こすためにその閉鎖位置に作動されなければならないことを理解するであろう。
【００２７】
充填作業中に（すなわち、液体がフィラーパイプ１１０を介してタンクに加えられるときに）、液体レベルが所定のレベルＬｍａｘに達すると、レベルゲージ１２０からレベル信号を受信する制御装置１４０が、シャットオフバルブ１３０を閉じさせ、このことは、充填作業を停止させる（大抵、充填ノズル内のセンサがタンク１００及びフィラーパイプ１１０の内部の圧力の上昇を検出するので、ノズルのシャットオフ機構を始動させる）。バルブ１３０は、大抵、通気ラインを介して、選択的に蒸気吸着キャニスタ（図示せず）を介して大気と流体連通している。
【００２８】
圧力平衡が確立されると、タンク１００の内部の蒸気ドームとフィラーヘッド（フィラーヘッドの圧力は大気圧に近い）との間の圧力差Δｐは、流体静力学関係Δｐ＝ρｇΔｈにより、フィラーパイプ１１０内の液柱の余剰高さΔｈに比例する。ここで、ρは液体の密度、ｇは重力加速度定数である。
【００２９】
従って、シャットオフバルブ１３０が閉じられると、フィラーパイプ内の液柱のレベル高さは安定した状態を保つ。
【００３０】
充填作業は、通常、シャットオフバルブ１３０を開いて行われ、この状況では、液体の流入は、蒸気−空気混合体のための利用可能な体積を減少させ、この混合体は、バルブ１３０を通じて強制的に外に出される。退出経路は、蒸気−空気混合体の流れにいくらかの抵抗を提供し、これは、正のΔｐ、従ってフィラーパイプ１１０内に最大で高さΔｈまである程度の液体の蓄積を引き起こす。
【００３１】
シャットオフバルブ１３０が充填作業中に急に閉じられると、Δｐ及びΔｈは、ノズルのシャットオフ機構が始動されるまで増大する。
【００３２】
シャットオフバルブ１３０が開かれて開かれたままであるとされると、ある程度の高さの液柱がフィラーパイプ内にいまだに存在するときに、蒸気ドーム内の圧力が大気圧まで減少し且つΔｈが０に戻るまで、蒸気−空気混合物のいくらかがバルブ１３０を通って大気に向かって（選択的にキャニスタを通って）退出する。完全な平衡には達しないが、圧力と液柱高さとの間の上述した関係は、この緩和プロセス中にはいつでも近似によって持続し、このため、蒸気ドーム内の圧力測定は、フィラーパイプ１１０内の液柱の高さを示すとみなされてもよい。
【００３３】
本発明の実施形態は、充填作業の“補給”段階が、充填作業での終わりのバルブの繰り返される開閉を思慮深く時間を調整することによって、より安全且つより効率的になされるという、発明者の洞察に基づいている。用語“安全”は、充填作業中に液体がこぼれるリスクが低減されたことと、タンクの通気が損なわれていないことと、に言及するために使用される。
【００３４】
特に、本発明の実施形態は、フィラーパイプ１１０内の液体レベルを若干下げるためにバルブ１３０を短く開くことと、その後、通気機能を損なわないように十分に少ない液体の量を加えることを可能にするためにかろうじて十分な空間がフィラーパイプ１１０内に解放された時点で再びバルブを閉じることと、によって、“補給”段階を可能にすることが有利であり、補給が安全且つ効率的に進むという、発明者の洞察に基づいている。このプロセスは、好ましくは２回又は３回、最も好ましくは許容される液体の供給量を減少して繰り返されてもよい。
【００３５】
図２は、本発明の一実施形態による方法のフローチャートを提供する。方法は、再充填事象の開始を検出する（ステップ２１０）ことによって開始する。このような事象が検出されると、シャットオフバルブ１３０が開かれ（ステップ２１５）、これは、液体の流入によって動かされる蒸気−空気混合体が好ましくはキャニスタを介して大気に退出することを可能にする。再充填作業中に、燃料レベルは、レベルセンサによりモニターされる（ステップ２２０）。所定最大レベルに達する（ステップ２３０）と、シャットオフバルブ１３０は第１の時間閉じられる。これは、圧力及び液柱を上昇させ、このことは、続いてノズルのシャットオフ機構を始動させる。この時点で、タンク１００内の圧力は、第１の圧力基準が満たされたかどうかを観測するためにモニターされる（ステップ２４２）。この第１の圧力基準が満たされる（ステップ２４２）と、シャットオフバルブ１３０は再び開かれ（ステップ２４５）、液柱のレベルを下げる。その後、タンク１００内の圧力は、第２の圧力基準が満たされたかどうかを観測するためにモニターされる（ステップ２５０）。この第２の圧力基準が満たされる（ステップ２５０）と、シャットオフバルブ１３０は再び閉じられ（ステップ２６０）、液柱のレベルを決定する。この時点で、車両用液体貯蔵システムは、ノズルが再びシャットオフされる前に、液体の追加的な少量を受ける準備ができる。
【００３６】
さまざまな方策が、バルブを開き（ステップ２４５）且つ閉じる（ステップ２６０）ために基準（２４２，２５０）を選択するために考慮される。時間の消費及びコストのかかる校正プロセスを回避するために、バルブを再び閉じる（ステップ２６０）ために選択される圧力値は、好ましくは、流体静力学液体圧力によって燃料タンクの内部で発生される内部タンク圧力で設定され、流体静力学液体圧力は、＋／−５０％、より正確には＋／−２０％、理想的には＋／−１０％の許容範囲内でフィラーパイプ内の燃料によって引き起こされる。この校正は、こぼれるリスクの限界値と過剰充填からの保護との間の適切なトレードオフを提供するために見つけられた。
【００３７】
ステップ２４０−２６０は、繰り返し適用され、再閉鎖圧力値は、より高いレベルに設定することができ、これにより、オペレータが補給し続けること及びタンクを過剰充填する可能性があることを阻止する。これは、起こりうる使用中の損傷又は過剰充填に起因する破損からタンクを保護する。
【００３８】
図３は、（補給を含む）再充填作業の最終段階での蒸気ドーム圧力及び液体レベルの展開を概略的に表している。再充填プロセスの主要部分の間（段階Ａ）、液体は、定常速度でタンク内に流れており、開いているバルブを介して蒸気−空気混合体を強制的に外に出し、このことは、蒸気ドーム内に所定の一定圧力レベルを引き起こす。タンク内の液体が所定のレベルに達すると、バルブは閉じられる。液体がいまだに流入していると、圧力は迅速に上昇し、従って、液体のレベルはフィラーネック内にある（段階Ｂ）。これは、ノズルをシャットオフさせ、その後、補給が行われるのに十分にフィラーネック内の液体を落下させることを可能にするために、バルブが一時的に再び開かれる（段階Ｃ）。一般性を失うことなく、単一の補給作業が示される（段階Ｄ）。
【００３９】
貯蔵された液体の蒸気圧を決定するために使用されてもよいことが、本明細書で説明されるセットアップの利点である。すべての内燃機関において、燃料噴射量、噴射タイミング、点火タイミング及び他のものを制御するために、燃料蒸気圧を測定する必要がある。このような測定を行うための公知の装置、例えば特許文献２で開示される装置は、リード蒸気圧（ＲＶＰ）の推定値を作り出すために、圧力変化と温度変化との組み合わせに頼っている。本発明の実施形態では、ＲＶＰは、再充填作業の後に起こる（すなわち、キャップが再び設置されたとき又は内部閉鎖機構が適用されたとき及びバルブが閉鎖位置にあるとき）、燃料貯蔵システムを閉じた時点で決定される。貯蔵システムの閉鎖の後に起こる圧力展開は、モニターされる。蒸気ドーム内の初期圧力は、上記で詳細に説明されたように流体静力学平衡によって決定される。燃料システムが密閉されると、燃料蒸気圧は、蒸気圧が平衡に達する時点まで液体燃料の蒸発の結果として変わる。圧力変化の勾配は、燃料の揮発度、従ってＲＶＰを示す。ＲＶＰ推定の精度は、（１つ以上の温度センサが存在する場合に）燃料及び蒸気ドーム温度及び／又は制御装置によって格納された燃料補給パラメータ（例えば、流量、シャットオフする過程の間のタイミング、キャップの据え付けのタイミング、燃料補給前の平衡特性評価）を知ることによってさらに向上される。
【００４０】
さらなる変形例では、圧力変化は、燃料システムを閉じるとすぐにモニターされる。さらに別の変形例では、キャップ閉鎖検出後に短く圧力を解放することが有利である。このキャップ閉鎖検出は、ノズルシャットオフ後の内部タンク圧力の勾配の変化に基づいている。一般的に、圧力減少速度を調整するためにオリフィスが再循環ラインの内部に設けられる。燃料の揮発度の予測の精度をさらに上げるために、内部タンク圧力は、一定の内部タンク圧力限界内で圧力を高めることを開始するために、キャップ閉鎖検出後に短時間の間解放される。
【００４１】
ＲＶＰを決定するための上述したステップは、図２及び図３によって表された方法から独立して使用することもできる。これらステップに関するさらなる細部は、本願と同じ出願人によって同日に出願された“燃料の揮発度を決定するための方法及びシステム”と題される対となる出願に開示されている。
【００４２】
本発明は、上述した方法を実行するように構成された制御装置１４０を備える車両用液体貯蔵システム（図１も参照）にも関する。制御装置１４０は、専用のハードウエア（例えばＡＳＩＣ）、設定可能なハードウエア（例えばＦＰＧＡ）、プログラム可能な構成要素（例えばＤＳＰ又は適切なソフトウエアを有する汎用プロセッサ）又は任意のそれらの組み合わせで実施されてもよい。同じ構成要素は他の機能を含んでもよい。
【００４３】
本発明が特別な実施形態を参照して上記で説明されたが、これは本発明を明確にするためになされたもので、本発明を限定するものではない。当業者は、開示された特性のさまざまな修正及び異なる組み合わせが本発明の範囲から逸脱することなく可能であることを理解するであろう。
【符号の説明】
【００４４】
１００  タンク、１１０  フィラーパイプ、１２０  レベルゲージ、１２５  圧力センサ、１３０  シャットオフバルブ、１４０  制御装置
【図１】
0006697857.tif 000002
【図２】
0006697857.tif 000003
【図３】
0006697857.tif 000004