燃料冷却装置
【課題】車両のソーク中において燃料冷却を行うことで、蒸発燃料が大気へ放出するのを防ぐとともに、走行中における燃料冷却に要する電力消費低減することが可能な燃料冷却装置を提供する。
【解決手段】燃料冷却装置は、燃料タンクと、燃料タンク内の燃料の冷却を行う冷却器と、を備える。冷却器は、車両の充電中において、外部電源から供給された電力により燃料タンクを冷却する。このようにすることで、車両のソーク中においても、蒸発燃料を大気へ放出するのを防ぐことができる。また、車両のソーク中に燃料温度を予め低温にすることで、走行中において燃料冷却に要する電力消費量を低減することができる。さらに、ソーク中において、バッテリを駆動電源とせず冷却処理を行うことで、燃料冷却装置は、バッテリの劣化を防ぐことが可能となる。
【解決手段】燃料冷却装置は、燃料タンクと、燃料タンク内の燃料の冷却を行う冷却器と、を備える。冷却器は、車両の充電中において、外部電源から供給された電力により燃料タンクを冷却する。このようにすることで、車両のソーク中においても、蒸発燃料を大気へ放出するのを防ぐことができる。また、車両のソーク中に燃料温度を予め低温にすることで、走行中において燃料冷却に要する電力消費量を低減することができる。さらに、ソーク中において、バッテリを駆動電源とせず冷却処理を行うことで、燃料冷却装置は、バッテリの劣化を防ぐことが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料の冷却を行う燃料冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両に装備される燃料タンクにおいては、燃料タンク内で発生する蒸発燃料を低減するために、燃料タンク内の冷却が行われている。例えば、特許文献１には、燃料タンクから発生した蒸発燃料を冷却することで凝縮し、凝縮した燃料を燃料タンクへ戻す技術が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−７３８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、通常のハイブリッド車両の場合、バッテリの容量が限られており、車両のソーク中において燃料冷却を行うことは困難である。また、バッテリ容量内で冷却を行っても、繰り返し冷却処理を行うことで、バッテリの劣化を招く。また、走行中において燃料冷却を行う場合、ハイブリッド車両は、走行に要する電力量に加え、燃料冷却に要する電力量が必要となり、走行中におけるバッテリ消費量が悪化してしまう。特許文献１には、上述の問題は、何ら検討されていない。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、車両のソーク中において燃料冷却を行うことで、蒸発燃料が大気へ放出するのを防ぐとともに、走行中における燃料冷却に要する電力消費を低減することが可能な燃料冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点では、外部電源からバッテリに充電した電力を動力として使用するハイブリッド車両に適用される燃料冷却装置であって、燃料タンクと、前記燃料タンク内の燃料の冷却を行う冷却器と、を備え、前記冷却器は、前記ハイブリッド車両の充電中において、外部電源から供給された電力により前記燃料タンクを冷却する。
【０００７】
上記の燃料冷却装置は、外部電源からバッテリに充電した電力を動力として使用する、いわゆるプラグインハイブリッド車両に適用される。燃料冷却装置は、燃料タンクと、燃料タンク内の燃料の冷却を行う冷却器と、を備える。冷却器は、車両の充電中において、外部電源から供給された電力により燃料タンクを冷却する。このようにすることで、車両のソーク中においても、蒸発燃料を大気へ放出するのを防ぐことができる。また、車両のソーク中に燃料温度を予め低温にすることで、走行中において燃料冷却に要する電力消費量を低減することができる。さらに、ソーク中において、バッテリを駆動電源とせず冷却処理を行うことで、燃料冷却装置は、バッテリの劣化を防ぐことが可能となる。
【０００８】
上記の燃料冷却装置の一態様は、前記燃料タンクに連通するキャニスタと、目標燃料温度に従って前記冷却器の駆動制御を行うとともに、エンジンとモータを兼用するＨＶ走行中において、前記キャニスタが捕集した蒸発燃料のパージ制御を行う制御手段と、をさらに備え、前記制御手段は、ソーク中における前記バッテリのバッテリ残量に基づき、前記目標燃料温度を設定する。
【０００９】
上記の燃料冷却装置は、キャニスタと、制御手段と、をさらに備える。制御手段は、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）によって実現される。制御手段は、車両のＨＶ走行中においてパージを実行する制御を行う。さらに、制御手段は、燃料温度の目標温度である所定の目標燃料温度に従って、走行中において、冷却器の駆動制御を行う。制御手段は、上述の目標燃料温度を車両のソーク中におけるバッテリ残量に基づき設定する。上記の燃料冷却装置を搭載するハイブリッド車両は、ソーク中において、バッテリの充電を行う。しかし、バッテリの充電が十分でない場合に再び車両を始動させた場合、車両は、ＥＶ走行からＨＶ走行へ切り替えるタイミングが早くなる。即ち、この場合、パージが可能となるまでの時間が短くなる。従って、制御手段は、バッテリ残量に基づき目標燃料温度を設定する。即ち、制御手段は、バッテリ残量に基づき燃料冷却する度合を決定する。このようにすることで、燃料冷却装置は、バッテリ残量に応じて適切にパージ制御を行うことができるとともに、効率よく燃料冷却を行うことができる。
【００１０】
好適には、前記制御手段は、前記バッテリ残量が多いほど前記目標燃料温度を低く設定する。このようにすることで、燃料冷却装置は、ソーク中の充電量が少なく、ＥＶ走行が短いと予測される場合には、燃料冷却の目標燃料温度を高く設定し、消費電力を低減することができる。また、燃料冷却装置は、ソーク中の充電量が多く、ＥＶ走行が長い場合において、目標燃料温度を低く設定し、蒸発燃料を大気へ放出することを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１２】
［第１実施形態］
第１実施形態に係る燃料冷却装置について説明する。第１実施形態に係る燃料冷却装置は、プラグインハイブリッド車両に好適に適用される。
【００１３】
（概略構成）
図１は、第１実施形態に係る燃料冷却装置の概略構成の一例を示すブロック図である。燃料冷却装置１００は、燃料タンク１０と、冷却器８と、バッテリ１０１と、外部電源９と、を含む。
【００１４】
燃料タンク１０は、給油口５８から給油される燃料３を貯蔵している。この燃料３は、図示しないエンジンの燃焼に供する。ここで給油される燃料３は、例えばガソリン又はアルコール、あるいはその混合燃料である。燃料タンク１０は、その内部に温度センサ７が設置されている。温度センサ７は、燃料３の温度（以後、「燃料温度」と呼ぶ。）を計測するセンサである。温度センサ７は、計測した燃料温度の検出値を冷却駆動部１５へ送信する。
【００１５】
冷却器８は、電気により冷気を発生させ、燃料タンク１０内の燃料３の冷却（以後、「冷却処理」と呼ぶ。）を行う装置である。冷却器８は、冷却駆動部１５と、ホース６と、冷却部５と、冷媒４と、を有する。
【００１６】
冷却駆動部１５は、冷媒４を冷却し、ホース６を介して冷却部５へ冷却された冷媒を循環させる要素である。冷却駆動部１５は、後述する外部電源９から供給される電気により駆動が可能である。また、車両の走行中において、冷却駆動部１５は、後述するバッテリ１０１から電気の供給を受けて駆動する。
【００１７】
冷却部５は、燃料タンク１０内の燃料３を冷却するための部材（容器）であり、燃料タンク１０の底面に設置される。冷却部５は、内部に冷媒４を収容する。
【００１８】
冷媒４は、冷却器８内、即ち冷却駆動部１５及び冷却部５内を循環する液状または気体状の媒体である。そして冷却駆動部１５と冷却部５とを接続するホース６を介して、冷媒４は冷却駆動部１５で発生した冷気を冷却部５へ運ぶ。
【００１９】
バッテリ１０１は、ハイブリッド車両が備えるモータを駆動するための電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。また、バッテリ１０１は、外部電源９から供給された電気、または走行によりモータで発生した電気の充電を行う。したがって、バッテリ１０１は、モータの駆動用電源として機能するとともに、冷却器８の駆動用電源として機能する。バッテリ１０１に残存している充電量を、以後「バッテリ残量」とも呼ぶ。
【００２０】
外部電源９は、冷却器８へ電気を供給するためのプラグであり、主に車両の駐車中（ソーク中）にコンセントに差し込むことにより電気を車内へ供給することが可能となる。
【００２１】
なお、図１に示す燃料冷却装置１００の構成は一例であり、本発明は必ずしもこれに限定されない。例えば、冷却部５は、燃料タンク１０の内部に配置されていてもよい。
【００２２】
（冷却処理方法）
以上のように燃料冷却装置１００を構成することにより、燃料冷却装置１００は、燃料冷却装置１００を搭載した車両（以後、「搭載車両」と呼ぶ。）がソーク中であっても、燃料タンク１０内の燃料３を冷却することができる。具体的には、燃料冷却装置１００は、搭載車両のソーク中において、冷却器８を外部電源９から供給される電気により駆動させ、燃料タンク１０を冷却する。これにより、車両ソーク中において燃料温度は上昇しないため、燃料冷却装置１００は、車両ソーク中においても、蒸発燃料（エバポガス）の発生を抑制することができる。
【００２３】
また、車両ソーク中において燃料温度を所定温度以下に抑えることで、燃料冷却装置１００は、結果として、搭載車両の走行中においても燃料冷却に係る電力消費を低減することができる。即ち、燃料冷却装置１００は、搭載車両の走行開始時において、冷却処理により燃料温度を既に所定値以下に抑えている。従って、燃料冷却装置１００は、走行中にのみ冷却処理を行う場合と比較して、燃料温度を走行中に大幅に下げる必要がなくなり、冷却処理に要する消費電力を低減することができる。
【００２４】
これについて図２に示す具体例を用いて説明する。図２は、時間変化に伴う搭載車両のバッテリ消費量及び燃料温度の変化のグラフの一例を示す。図２中の実線のグラフ７０及び７１が第１実施形態における変化のグラフ、即ち搭載車両のソーク中においても燃料冷却を行う場合に対応するグラフを示し、破線のグラフ７０ｘ及び７１ｘが搭載車両の走行中のみ燃料冷却を行う場合（以後、「比較例」と呼ぶ。）に対応するグラフを示す。なお、図２における時刻ｔ１は、搭載車両がソーク中から走行中へ切り替わる時刻、即ち搭載車両が走行を開始する時刻を示し、時刻ｔ２は、搭載車両が走行中からソーク中へ切り替わる時刻、即ち搭載車両が走行を停止する時刻を示す。
【００２５】
まず、第１実施形態に係る燃料冷却装置１００は、時刻ｔ１までの搭載車両のソーク中において、冷却処理を行う。これにより、燃料冷却装置１００は、燃料温度を、所定温度（以下、「第１の温度」と呼ぶ。）以下に抑える（グラフ７１参照）。第１の温度は、例えば、エバポガスが発生しない温度に設定され、図２では３０℃に設定されている。これにより、燃料冷却装置１００は、エバポガスの発生を抑制し、搭載車両のソーク中において、図示しないキャニスタがエバポガスにより飽和するのを防ぐことができる。また、第１実施形態において、燃料冷却装置１００は、外部電源９から供給された電気により冷却処理を行う。従って、冷却処理を行う場合と、冷却処理を行わない場合とにおいて、バッテリ消費量は変わらない（グラフ７０、７０ｘ参照）。即ち、燃料冷却装置１００は、冷却処理において、バッテリ１０１を使用しない。これにより、燃料冷却装置１００は、冷却処理によるバッテリ１０１の電池劣化を防ぐことができる。一方、比較例の場合、燃料温度は、外気温等の影響を受け、エバポガスが発生する温度に推移する（グラフ７１ｘ参照）。
【００２６】
次に、搭載車両の走行中である時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間において、燃料冷却装置１００は、外部電源９から供給された電気を用いて冷却処理を行うことができない。よって、燃料冷却装置１００は、冷却処理を停止し、燃料温度が第１の温度に達した場合に再び冷却処理を開始する。このとき、燃料冷却装置１００は、バッテリ１０１を電源として冷却処理を行う。しかし、燃料冷却装置１００は、搭載車両のソーク中において既に燃料温度を第１の温度（図２では３０℃）以下に抑えている。従って、燃料冷却装置１００は、走行中において、冷却処理に要するバッテリ消費量を低減することができる。また、搭載車両は、プラグインハイブリッド車両であるため、バッテリ残量が所定の充電量Ｂ１（以後、「第１の充電量Ｂ１」と呼ぶ。）より多い場合にはモータによる走行（ＥＶ走行）を行い、バッテリ残量が第１の充電量Ｂ１以下の場合にはエンジンとモータとを兼用したハイブリッド走行（ＨＶ走行）を行う。第１の充電量Ｂ１は、各搭載車両に対し適正な値が設定される。従って、第１実施形態における搭載車両は、冷却処理に要するバッテリ消費量を低減することで、バッテリ１０１の電力をＥＶ走行に費やすことができ、燃費を向上させることができる。
【００２７】
一方、比較例の場合、走行開始時の時刻ｔ１における燃料温度は、搭載車両のソーク中に冷却処理を行った場合と比較して高温である（グラフ７０ｘ、７０参照）。よって、この場合、走行中において高温の燃料温度を第１の温度以下にするため、比較例に係る車両は、走行中におけるバッテリ消費量が第１実施形態と比べて大きい。結果として、比較例に係る車両は、バッテリ１０１の充電量を冷却処理に多く費やすことになり、その分、ＥＶ走行を継続できず、ＨＶ走行へ早期に切りかえることになる。
【００２８】
そして、搭載車両が再びソーク中となる時刻ｔ２以後において、第１実施形態に係る燃料冷却装置１００は、再び外部電源９から供給された電気を用いて冷却処理を行う。これにより、再び搭載車両が走行を開始する場合に、燃料冷却装置１００は、冷却処理に要するバッテリ消費量を低減することができる。
【００２９】
（処理フロー）
次に、フローチャートを用いて第１実施形態に係る処理の手順について説明する。図３は、冷却処理に係る処理手順を表すフローチャートである。この処理は、搭載車両が外部電源９より充電を開始後、ＥＣＵ６０によって実行される。
【００３０】
まず、ＥＣＵ６０は、外部電源９の電力で冷却処理を行う(ステップＳ１)。これにより、ＥＣＵ６０は、搭載車両のソーク中においてエバポガスの発生を抑えることができる。また、ＥＣＵ６０は、冷却処理にバッテリ１０１を使用しないため、冷却処理に起因するバッテリ１０１の電池劣化を防ぐことができる。次に、ＥＣＵ６０は、搭載車両が走行を開始したか否か確認する（ステップＳ２）。即ち、搭載車両は発進後においてＥＶ走行を行うため、ＥＣＵ６０は、搭載車両がＥＶ走行を開始したか確認する。そして、走行を開始しない場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、ＥＣＵ６０は、継続して外部電源９から電力の供給を受け、冷却処理を行う（ステップＳ１）。
【００３１】
一方、搭載車両が走行を開始した場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０は、搭載車両のＥＶ走行中において、燃料温度が第１の温度より低いか否か確認する（ステップＳ３）。そして、燃料温度が第１の温度より低い場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０は冷却処理をする必要がないと判断し、ステップＳ５へ処理を進める。一方、燃料温度が第１の温度に達している場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、ＥＣＵ６０は、バッテリ１０１の電力で冷却処理を行う（ステップＳ４）。これにより、ＥＣＵ６０は、ＥＶ走行中において、エバポガスの発生を抑制する。なお、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１において車両のソーク中に冷却処理を行っていたため、結果としてステップＳ４の冷却処理に要する電気消費量を低減することができる。
【００３２】
次に、ＥＣＵ６０は、ＥＶ走行中において、バッテリ残量が第１の充電量Ｂ１以下であるか否か判定する（ステップＳ５）。そして、バッテリ残量が第１の充電量Ｂ１より大きい場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、ＥＣＵ６０は継続してＥＶ走行を行い、必要に応じて冷却処理を行う（ステップＳ３、ステップＳ４）。
【００３３】
一方、バッテリ残量が第１の充電量Ｂ１以下であると判定した場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０は、ＥＶ走行からＨＶ走行へ変更する（ステップＳ６）。ＨＶ走行中において、エンジンは間欠運転を行うため、ＥＣＵ６０は、ＨＶ走行中においてエバポガスのパージを行う。ＥＣＵ６０は、以上の処理を実行することで、搭載車両のソーク中及びＥＶ走行中においてエバポガスを大気へ放出するのを防ぐことができ、かつ走行中の冷却処理に要する電気消費量を低減することができる。
【００３４】
［第２実施形態］
第２実施形態に係る燃料冷却装置について説明する。上述の搭載車両において、バッテリ１０１の充電を十分に行う前に、ユーザが再び搭載車両の走行を開始する場合がある。この場合、バッテリ１０１を十分に行った場合に比べ、搭載車両は、ＥＶ走行による走行距離は短くなり、ＨＶ走行への切り替わりが早くなる。一方、ＨＶ走行において、搭載車両は、エンジンの間欠運転を行うため、パージを行うことが可能である。そこで、第２実施形態に係る燃料冷却装置は、ソーク中におけるバッテリ残量に基づき、冷却処理の目標値である燃料３の目標温度（以後、「目標燃料温度」と呼ぶ。）を変更する。このようにすることで、第２実施形態に係る燃料冷却装置は、車両ソーク中にバッテリ１０１の充電を十分に行っていない場合であっても、パージを適切に実行するとともに、電力消費を低減することが可能となる。
【００３５】
（概略構成）
図４は、第２実施形態に係る燃料冷却装置の概略構成の一例を示すブロック図である。第２実施形態に係る燃料冷却装置２００は、図１に示す第１実施形態に係る燃料冷却装置１００の構成に加えて、キャニスタ２６と、タンク内圧センサ１２と、ＥＣＵ６０と、を含む。
【００３６】
キャニスタ２６は、エバポ通路２０を介して、燃料タンク１０から供給される燃料３のエバポガスを吸着する。詳しくは、キャニスタ２６内の吸着材にエバポガスが吸着される。キャニスタ２６は、さらにパージ通路３４及び大気通路５４に接続し、大気通路５４から供給される大気を受け入れるとともに、パージ通路３４によりエバポガスを図示しないサージタンクへ供給する。
【００３７】
燃料タンク１０には、燃料タンク１０内の圧力（以後、「タンク内圧」と呼ぶ。）を測定するためのタンク内圧センサ１２が設置されている。タンク内圧センサ１２は、大気圧に対する相対圧としてタンク内圧を検出し、その検出値に応じた出力を発生するセンサである。タンク内圧センサ１２は、検出した圧力に対応する検出信号Ｓ３をＥＣＵ６０に供給する。
【００３８】
エバポ通路２０は、燃料タンク１０とキャニスタ２６とを連結する通路である。エバポ通路２０上には、封鎖弁２８が設置されている。封鎖弁２８は、エバポ通路２０を封鎖する弁である。封鎖弁２８の閉弁状態において、エバポガスは、燃料タンク１０からキャニスタ２６へ供給されない。そして、封鎖弁２８は、燃料タンク１０の内圧が所定値Ｐ（以後、「開弁圧Ｐ」と呼ぶ。）以上に達した場合に開弁する。封鎖弁２８の開弁状態において、エバポガスは、エバポ通路２０を介して燃料タンク１０からキャニスタ２６へ供給される。
【００３９】
ＥＣＵ６０は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを備える。ＥＣＵ６０は、必要に応じ、キャニスタ２６のエバポガスのパージを行う。具体的には、パージ通路３４上の図示しないパージ弁をＥＣＵ６０が開くと、吸気負圧に起因して大気通路５４からキャニスタ２６内に大気が流入し、パージ通路３４からサージタンクへの空気の流れが発生する。これにより、キャニスタ２６内の活性炭に吸着したエバポガスが離脱し、サージタンクへ送られる。そして、キャニスタ２６から離脱したエバポガスは、図示しないサージタンクで貯蔵され、エンジンの燃料として利用されることになる。また、ＥＣＵ６０は、後述するように、冷却駆動部１５から送信される燃料温度の検出信号Ｓ２と、タンク内圧センサ１２から送信されるタンク内圧の検出信号Ｓ３と、バッテリ１０１から供給されるバッテリ残量の検出信号Ｓ４と、に基づき、冷却駆動部１５に対し制御信号Ｓ１を送信することで冷却器８の駆動制御を行う。従って、ＥＣＵ６０は、本発明における制御手段として機能する。
【００４０】
（制御方法）
次に、第２実施形態においてＥＣＵ６０が行う制御について述べる。上述の第１実施形態において示したように、燃料冷却装置２００は、ソーク中において冷却処理を行うことで、走行中におけるバッテリ消費量を低減することができる。一方、バッテリ１０１の充電を十分に行う前に再び搭載車両が走行を行う場合（以後、「充電未完了時」と呼ぶ。）と、ソーク時間が十分にあり、バッテリ１０１の充電量が十分にある状態で搭載車両が走行を行う場合（以後、「充電完了時」と呼ぶ。）と、において、搭載車両がＥＶ走行からＨＶ走行へ切り替えるタイミングが異なる。
【００４１】
従って、第２実施形態において、ＥＣＵ６０は、搭載車両のソーク中におけるバッテリ残量に基づき、目標燃料温度を設定する。そして、ＥＣＵ６０は、走行中において、設定した目標燃料温度に基づき冷却処理を実行する。また、ＥＣＵ６０は、搭載車両がＥＶ走行からＨＶ走行へ切り替わった場合には、パージを行う。このようにすることで、燃料冷却装置２００は、車両ソーク中のバッテリ残量に基づきパージを適切に実行するとともに、電力消費を低減することが可能となる。
【００４２】
より具体的には、ＥＣＵ６０は、充電未完了時において、搭載車両が早期にＨＶ走行に切り替わることでパージが実行可能になると判断し、走行時における目標燃料温度を高めにして冷却処理を行う。即ち、ＥＣＵ６０は、充電未完了時において、ソーク中におけるバッテリ残量から車両が早期にＨＶ走行に切り替わることを予測し、エバポガスが発生してもＨＶ走行においてパージが可能と判断する。そして、ＥＣＵ６０は、走行中における目標燃料温度を高めにし、燃料３の冷却を抑える。これにより、燃料冷却装置２００は、充電未完了時において、冷却処理に要する消費電力を抑えることができる。
【００４３】
一方、ＥＣＵ６０は、充電完了時においては、搭載車両がＥＶ走行をしばらく継続すると判断し、走行時における目標燃料温度を低めにして冷却処理を行う。即ち、ＥＣＵ６０は、充電完了時において、ソーク中におけるバッテリ残量から車両がＥＶ走行を暫く継続することを予測し、エバポガスの発生を抑える必要があると判断する。そして、ＥＣＵ６０は、走行中における目標燃料温度を低めにし、充電未完了時に比べ燃料３の冷却を強くする。これにより、搭載車両は、ＥＶ走行中において、エバポガスが大気へ放出されるのを防ぐことができる。具体的な目標燃料温度の設定方法については、例えば、各バッテリ残量に対応する、設定すべき目標燃料温度を予め実験または計算等により計測または算出しておき、ＥＣＵ６０が予めマップとして保持しておく。そして、ＥＣＵ６０は、車両発進時において、検出したバッテリ残量から目標燃料温度を上述のマップから取得する。
【００４４】
次に、図５を用いて第２実施形態の具体例を示す。図５は、バッテリ残量、燃料温度、及びタンク内圧の時間経過に伴う変化のグラフの一例を示す。図５中の実線のグラフ７５ｘ、７６ｘ及び７７ｘが、充電完了時に対応する変化のグラフを示し、破線のグラフ７５ｙ、７６ｙ及び７７ｙが、充電未完了時に対応する変化のグラフを示す。図５において、時刻ｔ０が、充電完了時の搭載車両がソークを開始した時刻を示し、時刻ｔ１が、充電未完了時の搭載車両がソークを開始した時刻を示し、時刻ｔ２が、搭載車両がＥＶ走行を開始した時刻を示し、時刻ｔ３が、充電未完了時の搭載車両がＨＶ走行を開始した時刻を示し、時刻ｔ４が、充電完了時の搭載車両がＨＶ走行を開始した時刻を示す。
【００４５】
充電完了時において、搭載車両は、時刻ｔ０から時刻ｔ２までにおいて、ソーク中に充電を行う。これにより、搭載車両は、ソーク中において、バッテリ１０１の充電量を最大容量まで蓄積する（グラフ７５ｘ参照）。一方、充電未完了時の搭載車両は、時刻ｔ０以後の時刻ｔ１から時刻ｔ２までにおいて、ソーク中に充電を行う。この場合、搭載車両は、充電量を最大容量まで蓄積することができていない（グラフ７５ｙ参照）。また、充電未完了時及び充電完了時において、燃料冷却装置２００は、ソーク中において、外部電源９から供給された電気により冷却処理を行う。これにより、ソーク時間に応じて、それぞれ燃料温度とタンク内圧が下がる（グラフ７６ｘ、７６ｙ、７７ｘ、７７ｙ参照）。
【００４６】
次に、時刻ｔ２において、搭載車両はバッテリ１０１を駆動電源としてＥＶ走行を開始する。このとき、ＥＣＵ６０は、ソーク中（厳密には、車両発進直前時）のバッテリ残量に応じて目標燃料温度を設定する。そして、時刻ｔ２以後、ＥＣＵ６０は、設定した目標燃料温度に応じてバッテリ１０１を電源とした冷却処理を行う。具体的には、充電完了時におけるＥＣＵ６０は、目標燃料温度を低く設定し、充電未完了時におけるＥＣＵ６０は、目標燃料温度を高く設定する。これにより、充電未完了時の搭載車両は、冷却処理に要する消費電力を抑えることができる。また、充電完了時の搭載車両は、ＥＶ走行中において、エバポガスが大気へ放出されるのを防ぐことができる。また、ＥＣＵ６０は、充電未完了時及び充電完了時において、タンク内圧が開弁圧Ｐに達する時刻と、バッテリ残量が第１の充電量Ｂ１になる時刻とが同時刻になるような目標燃料温度を設定するのが好ましい。即ち、封鎖弁２８が開弁し、キャニスタ２６へエバポガスが供給される時刻と、ＨＶ走行になり、パージを実行可能な時刻と、が同時刻になるように、ＥＣＵ６０は、冷却処理を行うことが好ましい。これにより、ＥＣＵ６０は、ＨＶ走行へ切り替わる前に封鎖弁２８が開弁することに起因するキャニスタ２６のエバポガスによる飽和を確実に防ぎ、かつ、冷却処理に要する消費電力を抑えることができる。そして、充電未完了時の搭載車両は、時刻ｔ３までＥＶ走行を行うとともに、設定した目標燃料温度に基づき冷却処理を行う。同様に、充電完了時の搭載車両は、時刻ｔ４までＥＶ走行を行うとともに、設定した目標燃料温度に基づき冷却処理を行う。
【００４７】
そして、充電未完了時の搭載車両は、時刻ｔ３において、バッテリ残量が第１の充電量Ｂ１になり、ＨＶ走行へ切り替える（グラフ７５ｙ参照）。そして、時刻ｔ３とほぼ同時刻に、燃料温度の上昇に伴いタンク内圧が開弁圧Ｐに達することにより封鎖弁２８が開弁する（グラフ７７ｙ参照）。そして、ＥＣＵ６０は、パージを実行する。これにより、搭載車両は、キャニスタ２６へ供給されたエバポガスをエンジン燃料として消費する。また、ＥＣＵ６０は、目標燃料温度を高めに設定したことにより、タンク内圧の上昇を緩やかにしか抑えることができず、タンク内圧は開弁圧Ｐに早期に達する。しかし、バッテリ残量も早期に第１の充電量Ｂ１に達し、ＨＶ走行になるため、ＥＣＵ６０は、燃料タンク１０からキャニスタ２６へ供給されたエバポガスを適切にパージすることができる。また、ＥＣＵ６０は、目標燃料温度を高めに設定したことにより、冷却処理に要する消費電力を低減することもできる。
【００４８】
一方、充電完了時の搭載車両は、時刻ｔ４において、バッテリ残量が第１の充電量Ｂ１になり、ＨＶ走行へ切り替える（グラフ７５ｘ参照）。そして、時刻ｔ４とほぼ同時刻に、タンク内圧が開弁圧Ｐに達することにより、封鎖弁２８が開弁する（グラフ７７ｘ参照）。これにより、燃料タンク１０内のエバポガスは、キャニスタ２６へ供給される。ここで、ＥＣＵ６０は、搭載車両がＨＶ走行によりエンジンを稼働していることから、パージを実行する。これにより、搭載車両は、ＥＶ走行中において、エバポガスが大気へ放出されるのを防ぐことができる。
【００４９】
なお、上述の説明では、ＥＣＵ６０は、走行中における冷却処理の目標値として目標燃料温度を設定した。しかし、本発明が適用可能な例はこれに限られない。例えば、ＥＣＵ６０は、冷却処理の目標値としてタンク内圧の目標値を設定してもよい。この場合、ＥＣＵ６０は、車両ソーク中におけるバッテリ残量に基づきタンク内圧の目標値を設定する。そして、ＥＣＵ６０は、設定したタンク内圧の目標値に基づき、走行中において冷却処理を行う。
【００５０】
（処理フロー）
次に、フローチャートを用いて第２実施形態に係る処理の手順について説明する。図６は、ＥＣＵ６０が行う制御の処理手順を表すフローチャートである。この処理は、搭載車両が外部電源９より充電を開始した後、ＥＣＵ６０によって実行される。
【００５１】
まず、ＥＣＵ６０は、第１実施形態と同様に、搭載車両のソーク中において、外部電源９の電力で冷却処理を行う（ステップＳ１０１、ステップＳ１０２）。これにより、ＥＣＵ６０は、搭載車両のソーク中においてエバポガスの発生を抑えることができる。また、ＥＣＵ６０は、冷却処理にバッテリ１０１を使用しないため、冷却処理によるバッテリ１０１の電池劣化を防ぐことができる。
【００５２】
そして、搭載車両が走行を開始した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０は、ソーク中のバッテリ残量に基づいて目標燃料温度を設定する（ステップＳ１０３）。具体的には、ＥＣＵ６０は、ソーク中のバッテリ残量が多い程、目標燃料温度を低く設定する。即ち、ＥＣＵ６０は、ソーク中バッテリ残量が多い場合、ＥＶ走行を行う期間が長いと判断し目標燃料温度を低く設定する。一方、ソーク中のバッテリ残量が少ない場合、ＥＣＵ６０は目標燃料温度を高く設定する。そして、ＥＣＵ６０は、ＥＶ走行中において、設定した目標燃料温度に基づき冷却処理を行う（ステップＳ１０４）。具体的には、例えば燃料温度が目標燃料温度より高い場合、ＥＣＵ６０は、冷却処理を行い、燃料温度を目標燃料温度以下にする。これにより、ＥＣＵ６０は、ソーク中のバッテリ残量が多い場合には、ＥＶ走行中においてエバポガスが大気へ放出されるのを防ぐことができ、ソーク中のバッテリ残量が少ない場合には、走行中の冷却処理に要する消費電力を抑えることができる。
【００５３】
そして、ＥＣＵ６０は、ＥＶ走行中において、バッテリ残量が第１の充電量Ｂ１以下であるか否か判定する（ステップＳ１０５）。そして、バッテリ残量が第１の充電量Ｂ１より大きい場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１０４の冷却処理を継続する。一方、バッテリ残量が第１の充電量Ｂ１以下である場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０は、ＥＶ走行からＨＶ走行へ切り替え、パージを行う（ステップＳ１０６）。これにより、搭載車両は、キャニスタ２６に捕集されたエバポガスをエンジン燃料として消費することができる。従って、ＥＣＵ６０がステップＳ１０３において目標燃料温度を高く設定した場合であっても、搭載車両は、ソーク中のバッテリ残量が少ないため、早期にＥＶ走行からＨＶ走行へ切り替わる。即ち、この場合においても、搭載車両は、走行中に発生したエバポガスを適切に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１実施形態に係る燃料冷却装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１実施形態における、時間経過に伴うバッテリ消費量及び燃料温度の変化のグラフの一例を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る処理手順を表すフローチャートの一例である。
【図４】第２実施形態に係る燃料冷却装置の概略構成を示す図である。
【図５】第２実施形態における、時間経過に伴うバッテリ残量、燃料温度、及びタンク内圧の変化のグラフの一例を示す図である。
【図６】第２実施形態に係る処理手順を表すフローチャートの一例である。
【符号の説明】
【００５５】
３ 燃料
７ 温度センサ
８ 冷却器
１０ 燃料タンク
１５ 冷却駆動部
２６ キャニスタ
２８ 封鎖弁
６０ ＥＣＵ
１００、２００ 燃料冷却装置
１０１ バッテリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料の冷却を行う燃料冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両に装備される燃料タンクにおいては、燃料タンク内で発生する蒸発燃料を低減するために、燃料タンク内の冷却が行われている。例えば、特許文献１には、燃料タンクから発生した蒸発燃料を冷却することで凝縮し、凝縮した燃料を燃料タンクへ戻す技術が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−７３８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、通常のハイブリッド車両の場合、バッテリの容量が限られており、車両のソーク中において燃料冷却を行うことは困難である。また、バッテリ容量内で冷却を行っても、繰り返し冷却処理を行うことで、バッテリの劣化を招く。また、走行中において燃料冷却を行う場合、ハイブリッド車両は、走行に要する電力量に加え、燃料冷却に要する電力量が必要となり、走行中におけるバッテリ消費量が悪化してしまう。特許文献１には、上述の問題は、何ら検討されていない。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、車両のソーク中において燃料冷却を行うことで、蒸発燃料が大気へ放出するのを防ぐとともに、走行中における燃料冷却に要する電力消費を低減することが可能な燃料冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点では、外部電源からバッテリに充電した電力を動力として使用するハイブリッド車両に適用される燃料冷却装置であって、燃料タンクと、前記燃料タンク内の燃料の冷却を行う冷却器と、を備え、前記冷却器は、前記ハイブリッド車両の充電中において、外部電源から供給された電力により前記燃料タンクを冷却する。
【０００７】
上記の燃料冷却装置は、外部電源からバッテリに充電した電力を動力として使用する、いわゆるプラグインハイブリッド車両に適用される。燃料冷却装置は、燃料タンクと、燃料タンク内の燃料の冷却を行う冷却器と、を備える。冷却器は、車両の充電中において、外部電源から供給された電力により燃料タンクを冷却する。このようにすることで、車両のソーク中においても、蒸発燃料を大気へ放出するのを防ぐことができる。また、車両のソーク中に燃料温度を予め低温にすることで、走行中において燃料冷却に要する電力消費量を低減することができる。さらに、ソーク中において、バッテリを駆動電源とせず冷却処理を行うことで、燃料冷却装置は、バッテリの劣化を防ぐことが可能となる。
【０００８】
上記の燃料冷却装置の一態様は、前記燃料タンクに連通するキャニスタと、目標燃料温度に従って前記冷却器の駆動制御を行うとともに、エンジンとモータを兼用するＨＶ走行中において、前記キャニスタが捕集した蒸発燃料のパージ制御を行う制御手段と、をさらに備え、前記制御手段は、ソーク中における前記バッテリのバッテリ残量に基づき、前記目標燃料温度を設定する。
【０００９】
上記の燃料冷却装置は、キャニスタと、制御手段と、をさらに備える。制御手段は、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）によって実現される。制御手段は、車両のＨＶ走行中においてパージを実行する制御を行う。さらに、制御手段は、燃料温度の目標温度である所定の目標燃料温度に従って、走行中において、冷却器の駆動制御を行う。制御手段は、上述の目標燃料温度を車両のソーク中におけるバッテリ残量に基づき設定する。上記の燃料冷却装置を搭載するハイブリッド車両は、ソーク中において、バッテリの充電を行う。しかし、バッテリの充電が十分でない場合に再び車両を始動させた場合、車両は、ＥＶ走行からＨＶ走行へ切り替えるタイミングが早くなる。即ち、この場合、パージが可能となるまでの時間が短くなる。従って、制御手段は、バッテリ残量に基づき目標燃料温度を設定する。即ち、制御手段は、バッテリ残量に基づき燃料冷却する度合を決定する。このようにすることで、燃料冷却装置は、バッテリ残量に応じて適切にパージ制御を行うことができるとともに、効率よく燃料冷却を行うことができる。
【００１０】
好適には、前記制御手段は、前記バッテリ残量が多いほど前記目標燃料温度を低く設定する。このようにすることで、燃料冷却装置は、ソーク中の充電量が少なく、ＥＶ走行が短いと予測される場合には、燃料冷却の目標燃料温度を高く設定し、消費電力を低減することができる。また、燃料冷却装置は、ソーク中の充電量が多く、ＥＶ走行が長い場合において、目標燃料温度を低く設定し、蒸発燃料を大気へ放出することを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１２】
［第１実施形態］
第１実施形態に係る燃料冷却装置について説明する。第１実施形態に係る燃料冷却装置は、プラグインハイブリッド車両に好適に適用される。
【００１３】
（概略構成）
図１は、第１実施形態に係る燃料冷却装置の概略構成の一例を示すブロック図である。燃料冷却装置１００は、燃料タンク１０と、冷却器８と、バッテリ１０１と、外部電源９と、を含む。
【００１４】
燃料タンク１０は、給油口５８から給油される燃料３を貯蔵している。この燃料３は、図示しないエンジンの燃焼に供する。ここで給油される燃料３は、例えばガソリン又はアルコール、あるいはその混合燃料である。燃料タンク１０は、その内部に温度センサ７が設置されている。温度センサ７は、燃料３の温度（以後、「燃料温度」と呼ぶ。）を計測するセンサである。温度センサ７は、計測した燃料温度の検出値を冷却駆動部１５へ送信する。
【００１５】
冷却器８は、電気により冷気を発生させ、燃料タンク１０内の燃料３の冷却（以後、「冷却処理」と呼ぶ。）を行う装置である。冷却器８は、冷却駆動部１５と、ホース６と、冷却部５と、冷媒４と、を有する。
【００１６】
冷却駆動部１５は、冷媒４を冷却し、ホース６を介して冷却部５へ冷却された冷媒を循環させる要素である。冷却駆動部１５は、後述する外部電源９から供給される電気により駆動が可能である。また、車両の走行中において、冷却駆動部１５は、後述するバッテリ１０１から電気の供給を受けて駆動する。
【００１７】
冷却部５は、燃料タンク１０内の燃料３を冷却するための部材（容器）であり、燃料タンク１０の底面に設置される。冷却部５は、内部に冷媒４を収容する。
【００１８】
冷媒４は、冷却器８内、即ち冷却駆動部１５及び冷却部５内を循環する液状または気体状の媒体である。そして冷却駆動部１５と冷却部５とを接続するホース６を介して、冷媒４は冷却駆動部１５で発生した冷気を冷却部５へ運ぶ。
【００１９】
バッテリ１０１は、ハイブリッド車両が備えるモータを駆動するための電源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。また、バッテリ１０１は、外部電源９から供給された電気、または走行によりモータで発生した電気の充電を行う。したがって、バッテリ１０１は、モータの駆動用電源として機能するとともに、冷却器８の駆動用電源として機能する。バッテリ１０１に残存している充電量を、以後「バッテリ残量」とも呼ぶ。
【００２０】
外部電源９は、冷却器８へ電気を供給するためのプラグであり、主に車両の駐車中（ソーク中）にコンセントに差し込むことにより電気を車内へ供給することが可能となる。
【００２１】
なお、図１に示す燃料冷却装置１００の構成は一例であり、本発明は必ずしもこれに限定されない。例えば、冷却部５は、燃料タンク１０の内部に配置されていてもよい。
【００２２】
（冷却処理方法）
以上のように燃料冷却装置１００を構成することにより、燃料冷却装置１００は、燃料冷却装置１００を搭載した車両（以後、「搭載車両」と呼ぶ。）がソーク中であっても、燃料タンク１０内の燃料３を冷却することができる。具体的には、燃料冷却装置１００は、搭載車両のソーク中において、冷却器８を外部電源９から供給される電気により駆動させ、燃料タンク１０を冷却する。これにより、車両ソーク中において燃料温度は上昇しないため、燃料冷却装置１００は、車両ソーク中においても、蒸発燃料（エバポガス）の発生を抑制することができる。
【００２３】
また、車両ソーク中において燃料温度を所定温度以下に抑えることで、燃料冷却装置１００は、結果として、搭載車両の走行中においても燃料冷却に係る電力消費を低減することができる。即ち、燃料冷却装置１００は、搭載車両の走行開始時において、冷却処理により燃料温度を既に所定値以下に抑えている。従って、燃料冷却装置１００は、走行中にのみ冷却処理を行う場合と比較して、燃料温度を走行中に大幅に下げる必要がなくなり、冷却処理に要する消費電力を低減することができる。
【００２４】
これについて図２に示す具体例を用いて説明する。図２は、時間変化に伴う搭載車両のバッテリ消費量及び燃料温度の変化のグラフの一例を示す。図２中の実線のグラフ７０及び７１が第１実施形態における変化のグラフ、即ち搭載車両のソーク中においても燃料冷却を行う場合に対応するグラフを示し、破線のグラフ７０ｘ及び７１ｘが搭載車両の走行中のみ燃料冷却を行う場合（以後、「比較例」と呼ぶ。）に対応するグラフを示す。なお、図２における時刻ｔ１は、搭載車両がソーク中から走行中へ切り替わる時刻、即ち搭載車両が走行を開始する時刻を示し、時刻ｔ２は、搭載車両が走行中からソーク中へ切り替わる時刻、即ち搭載車両が走行を停止する時刻を示す。
【００２５】
まず、第１実施形態に係る燃料冷却装置１００は、時刻ｔ１までの搭載車両のソーク中において、冷却処理を行う。これにより、燃料冷却装置１００は、燃料温度を、所定温度（以下、「第１の温度」と呼ぶ。）以下に抑える（グラフ７１参照）。第１の温度は、例えば、エバポガスが発生しない温度に設定され、図２では３０℃に設定されている。これにより、燃料冷却装置１００は、エバポガスの発生を抑制し、搭載車両のソーク中において、図示しないキャニスタがエバポガスにより飽和するのを防ぐことができる。また、第１実施形態において、燃料冷却装置１００は、外部電源９から供給された電気により冷却処理を行う。従って、冷却処理を行う場合と、冷却処理を行わない場合とにおいて、バッテリ消費量は変わらない（グラフ７０、７０ｘ参照）。即ち、燃料冷却装置１００は、冷却処理において、バッテリ１０１を使用しない。これにより、燃料冷却装置１００は、冷却処理によるバッテリ１０１の電池劣化を防ぐことができる。一方、比較例の場合、燃料温度は、外気温等の影響を受け、エバポガスが発生する温度に推移する（グラフ７１ｘ参照）。
【００２６】
次に、搭載車両の走行中である時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間において、燃料冷却装置１００は、外部電源９から供給された電気を用いて冷却処理を行うことができない。よって、燃料冷却装置１００は、冷却処理を停止し、燃料温度が第１の温度に達した場合に再び冷却処理を開始する。このとき、燃料冷却装置１００は、バッテリ１０１を電源として冷却処理を行う。しかし、燃料冷却装置１００は、搭載車両のソーク中において既に燃料温度を第１の温度（図２では３０℃）以下に抑えている。従って、燃料冷却装置１００は、走行中において、冷却処理に要するバッテリ消費量を低減することができる。また、搭載車両は、プラグインハイブリッド車両であるため、バッテリ残量が所定の充電量Ｂ１（以後、「第１の充電量Ｂ１」と呼ぶ。）より多い場合にはモータによる走行（ＥＶ走行）を行い、バッテリ残量が第１の充電量Ｂ１以下の場合にはエンジンとモータとを兼用したハイブリッド走行（ＨＶ走行）を行う。第１の充電量Ｂ１は、各搭載車両に対し適正な値が設定される。従って、第１実施形態における搭載車両は、冷却処理に要するバッテリ消費量を低減することで、バッテリ１０１の電力をＥＶ走行に費やすことができ、燃費を向上させることができる。
【００２７】
一方、比較例の場合、走行開始時の時刻ｔ１における燃料温度は、搭載車両のソーク中に冷却処理を行った場合と比較して高温である（グラフ７０ｘ、７０参照）。よって、この場合、走行中において高温の燃料温度を第１の温度以下にするため、比較例に係る車両は、走行中におけるバッテリ消費量が第１実施形態と比べて大きい。結果として、比較例に係る車両は、バッテリ１０１の充電量を冷却処理に多く費やすことになり、その分、ＥＶ走行を継続できず、ＨＶ走行へ早期に切りかえることになる。
【００２８】
そして、搭載車両が再びソーク中となる時刻ｔ２以後において、第１実施形態に係る燃料冷却装置１００は、再び外部電源９から供給された電気を用いて冷却処理を行う。これにより、再び搭載車両が走行を開始する場合に、燃料冷却装置１００は、冷却処理に要するバッテリ消費量を低減することができる。
【００２９】
（処理フロー）
次に、フローチャートを用いて第１実施形態に係る処理の手順について説明する。図３は、冷却処理に係る処理手順を表すフローチャートである。この処理は、搭載車両が外部電源９より充電を開始後、ＥＣＵ６０によって実行される。
【００３０】
まず、ＥＣＵ６０は、外部電源９の電力で冷却処理を行う(ステップＳ１)。これにより、ＥＣＵ６０は、搭載車両のソーク中においてエバポガスの発生を抑えることができる。また、ＥＣＵ６０は、冷却処理にバッテリ１０１を使用しないため、冷却処理に起因するバッテリ１０１の電池劣化を防ぐことができる。次に、ＥＣＵ６０は、搭載車両が走行を開始したか否か確認する（ステップＳ２）。即ち、搭載車両は発進後においてＥＶ走行を行うため、ＥＣＵ６０は、搭載車両がＥＶ走行を開始したか確認する。そして、走行を開始しない場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、ＥＣＵ６０は、継続して外部電源９から電力の供給を受け、冷却処理を行う（ステップＳ１）。
【００３１】
一方、搭載車両が走行を開始した場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０は、搭載車両のＥＶ走行中において、燃料温度が第１の温度より低いか否か確認する（ステップＳ３）。そして、燃料温度が第１の温度より低い場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０は冷却処理をする必要がないと判断し、ステップＳ５へ処理を進める。一方、燃料温度が第１の温度に達している場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、ＥＣＵ６０は、バッテリ１０１の電力で冷却処理を行う（ステップＳ４）。これにより、ＥＣＵ６０は、ＥＶ走行中において、エバポガスの発生を抑制する。なお、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１において車両のソーク中に冷却処理を行っていたため、結果としてステップＳ４の冷却処理に要する電気消費量を低減することができる。
【００３２】
次に、ＥＣＵ６０は、ＥＶ走行中において、バッテリ残量が第１の充電量Ｂ１以下であるか否か判定する（ステップＳ５）。そして、バッテリ残量が第１の充電量Ｂ１より大きい場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、ＥＣＵ６０は継続してＥＶ走行を行い、必要に応じて冷却処理を行う（ステップＳ３、ステップＳ４）。
【００３３】
一方、バッテリ残量が第１の充電量Ｂ１以下であると判定した場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０は、ＥＶ走行からＨＶ走行へ変更する（ステップＳ６）。ＨＶ走行中において、エンジンは間欠運転を行うため、ＥＣＵ６０は、ＨＶ走行中においてエバポガスのパージを行う。ＥＣＵ６０は、以上の処理を実行することで、搭載車両のソーク中及びＥＶ走行中においてエバポガスを大気へ放出するのを防ぐことができ、かつ走行中の冷却処理に要する電気消費量を低減することができる。
【００３４】
［第２実施形態］
第２実施形態に係る燃料冷却装置について説明する。上述の搭載車両において、バッテリ１０１の充電を十分に行う前に、ユーザが再び搭載車両の走行を開始する場合がある。この場合、バッテリ１０１を十分に行った場合に比べ、搭載車両は、ＥＶ走行による走行距離は短くなり、ＨＶ走行への切り替わりが早くなる。一方、ＨＶ走行において、搭載車両は、エンジンの間欠運転を行うため、パージを行うことが可能である。そこで、第２実施形態に係る燃料冷却装置は、ソーク中におけるバッテリ残量に基づき、冷却処理の目標値である燃料３の目標温度（以後、「目標燃料温度」と呼ぶ。）を変更する。このようにすることで、第２実施形態に係る燃料冷却装置は、車両ソーク中にバッテリ１０１の充電を十分に行っていない場合であっても、パージを適切に実行するとともに、電力消費を低減することが可能となる。
【００３５】
（概略構成）
図４は、第２実施形態に係る燃料冷却装置の概略構成の一例を示すブロック図である。第２実施形態に係る燃料冷却装置２００は、図１に示す第１実施形態に係る燃料冷却装置１００の構成に加えて、キャニスタ２６と、タンク内圧センサ１２と、ＥＣＵ６０と、を含む。
【００３６】
キャニスタ２６は、エバポ通路２０を介して、燃料タンク１０から供給される燃料３のエバポガスを吸着する。詳しくは、キャニスタ２６内の吸着材にエバポガスが吸着される。キャニスタ２６は、さらにパージ通路３４及び大気通路５４に接続し、大気通路５４から供給される大気を受け入れるとともに、パージ通路３４によりエバポガスを図示しないサージタンクへ供給する。
【００３７】
燃料タンク１０には、燃料タンク１０内の圧力（以後、「タンク内圧」と呼ぶ。）を測定するためのタンク内圧センサ１２が設置されている。タンク内圧センサ１２は、大気圧に対する相対圧としてタンク内圧を検出し、その検出値に応じた出力を発生するセンサである。タンク内圧センサ１２は、検出した圧力に対応する検出信号Ｓ３をＥＣＵ６０に供給する。
【００３８】
エバポ通路２０は、燃料タンク１０とキャニスタ２６とを連結する通路である。エバポ通路２０上には、封鎖弁２８が設置されている。封鎖弁２８は、エバポ通路２０を封鎖する弁である。封鎖弁２８の閉弁状態において、エバポガスは、燃料タンク１０からキャニスタ２６へ供給されない。そして、封鎖弁２８は、燃料タンク１０の内圧が所定値Ｐ（以後、「開弁圧Ｐ」と呼ぶ。）以上に達した場合に開弁する。封鎖弁２８の開弁状態において、エバポガスは、エバポ通路２０を介して燃料タンク１０からキャニスタ２６へ供給される。
【００３９】
ＥＣＵ６０は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを備える。ＥＣＵ６０は、必要に応じ、キャニスタ２６のエバポガスのパージを行う。具体的には、パージ通路３４上の図示しないパージ弁をＥＣＵ６０が開くと、吸気負圧に起因して大気通路５４からキャニスタ２６内に大気が流入し、パージ通路３４からサージタンクへの空気の流れが発生する。これにより、キャニスタ２６内の活性炭に吸着したエバポガスが離脱し、サージタンクへ送られる。そして、キャニスタ２６から離脱したエバポガスは、図示しないサージタンクで貯蔵され、エンジンの燃料として利用されることになる。また、ＥＣＵ６０は、後述するように、冷却駆動部１５から送信される燃料温度の検出信号Ｓ２と、タンク内圧センサ１２から送信されるタンク内圧の検出信号Ｓ３と、バッテリ１０１から供給されるバッテリ残量の検出信号Ｓ４と、に基づき、冷却駆動部１５に対し制御信号Ｓ１を送信することで冷却器８の駆動制御を行う。従って、ＥＣＵ６０は、本発明における制御手段として機能する。
【００４０】
（制御方法）
次に、第２実施形態においてＥＣＵ６０が行う制御について述べる。上述の第１実施形態において示したように、燃料冷却装置２００は、ソーク中において冷却処理を行うことで、走行中におけるバッテリ消費量を低減することができる。一方、バッテリ１０１の充電を十分に行う前に再び搭載車両が走行を行う場合（以後、「充電未完了時」と呼ぶ。）と、ソーク時間が十分にあり、バッテリ１０１の充電量が十分にある状態で搭載車両が走行を行う場合（以後、「充電完了時」と呼ぶ。）と、において、搭載車両がＥＶ走行からＨＶ走行へ切り替えるタイミングが異なる。
【００４１】
従って、第２実施形態において、ＥＣＵ６０は、搭載車両のソーク中におけるバッテリ残量に基づき、目標燃料温度を設定する。そして、ＥＣＵ６０は、走行中において、設定した目標燃料温度に基づき冷却処理を実行する。また、ＥＣＵ６０は、搭載車両がＥＶ走行からＨＶ走行へ切り替わった場合には、パージを行う。このようにすることで、燃料冷却装置２００は、車両ソーク中のバッテリ残量に基づきパージを適切に実行するとともに、電力消費を低減することが可能となる。
【００４２】
より具体的には、ＥＣＵ６０は、充電未完了時において、搭載車両が早期にＨＶ走行に切り替わることでパージが実行可能になると判断し、走行時における目標燃料温度を高めにして冷却処理を行う。即ち、ＥＣＵ６０は、充電未完了時において、ソーク中におけるバッテリ残量から車両が早期にＨＶ走行に切り替わることを予測し、エバポガスが発生してもＨＶ走行においてパージが可能と判断する。そして、ＥＣＵ６０は、走行中における目標燃料温度を高めにし、燃料３の冷却を抑える。これにより、燃料冷却装置２００は、充電未完了時において、冷却処理に要する消費電力を抑えることができる。
【００４３】
一方、ＥＣＵ６０は、充電完了時においては、搭載車両がＥＶ走行をしばらく継続すると判断し、走行時における目標燃料温度を低めにして冷却処理を行う。即ち、ＥＣＵ６０は、充電完了時において、ソーク中におけるバッテリ残量から車両がＥＶ走行を暫く継続することを予測し、エバポガスの発生を抑える必要があると判断する。そして、ＥＣＵ６０は、走行中における目標燃料温度を低めにし、充電未完了時に比べ燃料３の冷却を強くする。これにより、搭載車両は、ＥＶ走行中において、エバポガスが大気へ放出されるのを防ぐことができる。具体的な目標燃料温度の設定方法については、例えば、各バッテリ残量に対応する、設定すべき目標燃料温度を予め実験または計算等により計測または算出しておき、ＥＣＵ６０が予めマップとして保持しておく。そして、ＥＣＵ６０は、車両発進時において、検出したバッテリ残量から目標燃料温度を上述のマップから取得する。
【００４４】
次に、図５を用いて第２実施形態の具体例を示す。図５は、バッテリ残量、燃料温度、及びタンク内圧の時間経過に伴う変化のグラフの一例を示す。図５中の実線のグラフ７５ｘ、７６ｘ及び７７ｘが、充電完了時に対応する変化のグラフを示し、破線のグラフ７５ｙ、７６ｙ及び７７ｙが、充電未完了時に対応する変化のグラフを示す。図５において、時刻ｔ０が、充電完了時の搭載車両がソークを開始した時刻を示し、時刻ｔ１が、充電未完了時の搭載車両がソークを開始した時刻を示し、時刻ｔ２が、搭載車両がＥＶ走行を開始した時刻を示し、時刻ｔ３が、充電未完了時の搭載車両がＨＶ走行を開始した時刻を示し、時刻ｔ４が、充電完了時の搭載車両がＨＶ走行を開始した時刻を示す。
【００４５】
充電完了時において、搭載車両は、時刻ｔ０から時刻ｔ２までにおいて、ソーク中に充電を行う。これにより、搭載車両は、ソーク中において、バッテリ１０１の充電量を最大容量まで蓄積する（グラフ７５ｘ参照）。一方、充電未完了時の搭載車両は、時刻ｔ０以後の時刻ｔ１から時刻ｔ２までにおいて、ソーク中に充電を行う。この場合、搭載車両は、充電量を最大容量まで蓄積することができていない（グラフ７５ｙ参照）。また、充電未完了時及び充電完了時において、燃料冷却装置２００は、ソーク中において、外部電源９から供給された電気により冷却処理を行う。これにより、ソーク時間に応じて、それぞれ燃料温度とタンク内圧が下がる（グラフ７６ｘ、７６ｙ、７７ｘ、７７ｙ参照）。
【００４６】
次に、時刻ｔ２において、搭載車両はバッテリ１０１を駆動電源としてＥＶ走行を開始する。このとき、ＥＣＵ６０は、ソーク中（厳密には、車両発進直前時）のバッテリ残量に応じて目標燃料温度を設定する。そして、時刻ｔ２以後、ＥＣＵ６０は、設定した目標燃料温度に応じてバッテリ１０１を電源とした冷却処理を行う。具体的には、充電完了時におけるＥＣＵ６０は、目標燃料温度を低く設定し、充電未完了時におけるＥＣＵ６０は、目標燃料温度を高く設定する。これにより、充電未完了時の搭載車両は、冷却処理に要する消費電力を抑えることができる。また、充電完了時の搭載車両は、ＥＶ走行中において、エバポガスが大気へ放出されるのを防ぐことができる。また、ＥＣＵ６０は、充電未完了時及び充電完了時において、タンク内圧が開弁圧Ｐに達する時刻と、バッテリ残量が第１の充電量Ｂ１になる時刻とが同時刻になるような目標燃料温度を設定するのが好ましい。即ち、封鎖弁２８が開弁し、キャニスタ２６へエバポガスが供給される時刻と、ＨＶ走行になり、パージを実行可能な時刻と、が同時刻になるように、ＥＣＵ６０は、冷却処理を行うことが好ましい。これにより、ＥＣＵ６０は、ＨＶ走行へ切り替わる前に封鎖弁２８が開弁することに起因するキャニスタ２６のエバポガスによる飽和を確実に防ぎ、かつ、冷却処理に要する消費電力を抑えることができる。そして、充電未完了時の搭載車両は、時刻ｔ３までＥＶ走行を行うとともに、設定した目標燃料温度に基づき冷却処理を行う。同様に、充電完了時の搭載車両は、時刻ｔ４までＥＶ走行を行うとともに、設定した目標燃料温度に基づき冷却処理を行う。
【００４７】
そして、充電未完了時の搭載車両は、時刻ｔ３において、バッテリ残量が第１の充電量Ｂ１になり、ＨＶ走行へ切り替える（グラフ７５ｙ参照）。そして、時刻ｔ３とほぼ同時刻に、燃料温度の上昇に伴いタンク内圧が開弁圧Ｐに達することにより封鎖弁２８が開弁する（グラフ７７ｙ参照）。そして、ＥＣＵ６０は、パージを実行する。これにより、搭載車両は、キャニスタ２６へ供給されたエバポガスをエンジン燃料として消費する。また、ＥＣＵ６０は、目標燃料温度を高めに設定したことにより、タンク内圧の上昇を緩やかにしか抑えることができず、タンク内圧は開弁圧Ｐに早期に達する。しかし、バッテリ残量も早期に第１の充電量Ｂ１に達し、ＨＶ走行になるため、ＥＣＵ６０は、燃料タンク１０からキャニスタ２６へ供給されたエバポガスを適切にパージすることができる。また、ＥＣＵ６０は、目標燃料温度を高めに設定したことにより、冷却処理に要する消費電力を低減することもできる。
【００４８】
一方、充電完了時の搭載車両は、時刻ｔ４において、バッテリ残量が第１の充電量Ｂ１になり、ＨＶ走行へ切り替える（グラフ７５ｘ参照）。そして、時刻ｔ４とほぼ同時刻に、タンク内圧が開弁圧Ｐに達することにより、封鎖弁２８が開弁する（グラフ７７ｘ参照）。これにより、燃料タンク１０内のエバポガスは、キャニスタ２６へ供給される。ここで、ＥＣＵ６０は、搭載車両がＨＶ走行によりエンジンを稼働していることから、パージを実行する。これにより、搭載車両は、ＥＶ走行中において、エバポガスが大気へ放出されるのを防ぐことができる。
【００４９】
なお、上述の説明では、ＥＣＵ６０は、走行中における冷却処理の目標値として目標燃料温度を設定した。しかし、本発明が適用可能な例はこれに限られない。例えば、ＥＣＵ６０は、冷却処理の目標値としてタンク内圧の目標値を設定してもよい。この場合、ＥＣＵ６０は、車両ソーク中におけるバッテリ残量に基づきタンク内圧の目標値を設定する。そして、ＥＣＵ６０は、設定したタンク内圧の目標値に基づき、走行中において冷却処理を行う。
【００５０】
（処理フロー）
次に、フローチャートを用いて第２実施形態に係る処理の手順について説明する。図６は、ＥＣＵ６０が行う制御の処理手順を表すフローチャートである。この処理は、搭載車両が外部電源９より充電を開始した後、ＥＣＵ６０によって実行される。
【００５１】
まず、ＥＣＵ６０は、第１実施形態と同様に、搭載車両のソーク中において、外部電源９の電力で冷却処理を行う（ステップＳ１０１、ステップＳ１０２）。これにより、ＥＣＵ６０は、搭載車両のソーク中においてエバポガスの発生を抑えることができる。また、ＥＣＵ６０は、冷却処理にバッテリ１０１を使用しないため、冷却処理によるバッテリ１０１の電池劣化を防ぐことができる。
【００５２】
そして、搭載車両が走行を開始した場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０は、ソーク中のバッテリ残量に基づいて目標燃料温度を設定する（ステップＳ１０３）。具体的には、ＥＣＵ６０は、ソーク中のバッテリ残量が多い程、目標燃料温度を低く設定する。即ち、ＥＣＵ６０は、ソーク中バッテリ残量が多い場合、ＥＶ走行を行う期間が長いと判断し目標燃料温度を低く設定する。一方、ソーク中のバッテリ残量が少ない場合、ＥＣＵ６０は目標燃料温度を高く設定する。そして、ＥＣＵ６０は、ＥＶ走行中において、設定した目標燃料温度に基づき冷却処理を行う（ステップＳ１０４）。具体的には、例えば燃料温度が目標燃料温度より高い場合、ＥＣＵ６０は、冷却処理を行い、燃料温度を目標燃料温度以下にする。これにより、ＥＣＵ６０は、ソーク中のバッテリ残量が多い場合には、ＥＶ走行中においてエバポガスが大気へ放出されるのを防ぐことができ、ソーク中のバッテリ残量が少ない場合には、走行中の冷却処理に要する消費電力を抑えることができる。
【００５３】
そして、ＥＣＵ６０は、ＥＶ走行中において、バッテリ残量が第１の充電量Ｂ１以下であるか否か判定する（ステップＳ１０５）。そして、バッテリ残量が第１の充電量Ｂ１より大きい場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１０４の冷却処理を継続する。一方、バッテリ残量が第１の充電量Ｂ１以下である場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０は、ＥＶ走行からＨＶ走行へ切り替え、パージを行う（ステップＳ１０６）。これにより、搭載車両は、キャニスタ２６に捕集されたエバポガスをエンジン燃料として消費することができる。従って、ＥＣＵ６０がステップＳ１０３において目標燃料温度を高く設定した場合であっても、搭載車両は、ソーク中のバッテリ残量が少ないため、早期にＥＶ走行からＨＶ走行へ切り替わる。即ち、この場合においても、搭載車両は、走行中に発生したエバポガスを適切に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１実施形態に係る燃料冷却装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１実施形態における、時間経過に伴うバッテリ消費量及び燃料温度の変化のグラフの一例を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る処理手順を表すフローチャートの一例である。
【図４】第２実施形態に係る燃料冷却装置の概略構成を示す図である。
【図５】第２実施形態における、時間経過に伴うバッテリ残量、燃料温度、及びタンク内圧の変化のグラフの一例を示す図である。
【図６】第２実施形態に係る処理手順を表すフローチャートの一例である。
【符号の説明】
【００５５】
３ 燃料
７ 温度センサ
８ 冷却器
１０ 燃料タンク
１５ 冷却駆動部
２６ キャニスタ
２８ 封鎖弁
６０ ＥＣＵ
１００、２００ 燃料冷却装置
１０１ バッテリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源からバッテリに充電した電力を動力として使用するハイブリッド車両に適用される燃料冷却装置であって、
燃料タンクと、
前記燃料タンク内の燃料の冷却を行う冷却器と、を備え、
前記冷却器は、前記ハイブリッド車両の充電中において、外部電源から供給された電力により前記燃料タンクを冷却することを特徴とする燃料冷却装置。
【請求項２】
前記燃料タンクに連通するキャニスタと、
目標燃料温度に従って前記冷却器の駆動制御を行うとともに、エンジンとモータを兼用するＨＶ走行中において、前記キャニスタが捕集した蒸発燃料のパージ制御を行う制御手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、車両ソーク中における前記バッテリのバッテリ残量に基づき、前記目標燃料温度を設定する請求項１に記載の燃料冷却装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記バッテリ残量が多いほど前記目標燃料温度を低く設定する請求項２に記載の燃料冷却装置。
【請求項１】
外部電源からバッテリに充電した電力を動力として使用するハイブリッド車両に適用される燃料冷却装置であって、
燃料タンクと、
前記燃料タンク内の燃料の冷却を行う冷却器と、を備え、
前記冷却器は、前記ハイブリッド車両の充電中において、外部電源から供給された電力により前記燃料タンクを冷却することを特徴とする燃料冷却装置。
【請求項２】
前記燃料タンクに連通するキャニスタと、
目標燃料温度に従って前記冷却器の駆動制御を行うとともに、エンジンとモータを兼用するＨＶ走行中において、前記キャニスタが捕集した蒸発燃料のパージ制御を行う制御手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、車両ソーク中における前記バッテリのバッテリ残量に基づき、前記目標燃料温度を設定する請求項１に記載の燃料冷却装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記バッテリ残量が多いほど前記目標燃料温度を低く設定する請求項２に記載の燃料冷却装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２８１３１２（Ｐ２００９−２８１３１２Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３５２６０（Ｐ２００８−１３５２６０）
【出願日】平成２０年５月２３日（２００８．５．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１１６５７４）愛三工業株式会社 (1,018)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２３日（２００８．５．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００１１６５７４）愛三工業株式会社 (1,018)
【Ｆターム（参考）】
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