JP2006063959A - 車両の燃料残量推定装置及び車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低残量状態の燃料残量を好適に検出できる車両の燃料残量推定装置を提供する。
【解決手段】ＥＣＵ４０は、その都度の空燃比が所定のリーン状態になったか否かを判定すると共に横加速度及び前後加速度にて車両の挙動変化を検出し、空燃比が所定のリーン状態になったことが判定されると、検出した横加速度及び前後加速度に基づいて燃料タンク３１内の燃料残量を推定する。すなわち、低残量状態において車両に横加速度や前後加速度が作用することで燃料タンク３１内の燃料が片寄って燃料ポンプ３２により吸い上げが不能となる状態になると、燃圧が低下してリーンとなる。この現象に着目し、燃料残量と加速度の大きさとの関係によるリーン発生状況を把握し、これに基づいて作成した推定テーブルをＥＣＵ４０が持つことで、ＥＣＵ４０は、リーン判定時の加速度の大きさに基づいて、燃料残量（この場合、その最大値）を推定できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両に搭載される燃料タンク内の燃料残量を推定し、低残量時の燃料残量を検出するのに好適な燃料残量推定装置、及び燃料低残量時において好適な車両制御装置に関するものである。

燃料タンク内の燃料残量の検出には、従来よりフロート式燃料センサが用いられている。フロート式燃料センサは、燃料に浮くフロート部材を用い、そのフロート部材の浮き位置に基づいて燃料残量を検出するものである。そのため、フロート式燃料センサは、その構造上、燃料残量が少なくなった低残量状態においてはフロート部材の作動が液面の変化に追従できなくなり、その検出精度が悪化する。

そこで、フロート式燃料センサの検出精度を保証できない低残量状態の燃料残量を検出する技術としては、例えば特許文献１にて開示されているようなものがある。この文献の技術では、燃料タンク内の燃料残量が減少して燃料ポンプが燃料を吸い上げられなくなり、これにより燃料圧力が低下してリーンとなり、更にこのリーン状態が一定期間連続したら、燃料残量が実質的にゼロになったと判断するようになっている。

しかしながら、上記のような燃料低残量状態の検出は、安定した車両挙動状態において燃料液面が吸込口より完全に下がって、燃料が吸い上げられなくなった状態を想定している。つまり、フロート式燃料センサの検出精度を保証できない燃料残量から該燃料残量が実質的ゼロになるまでの中間部分の燃料残量を検出することができず、燃料残量の実質的ゼロが検出された時点で、既に燃料タンク内の燃料残量が安定した車両挙動状態で燃料が吸い上げられない状態となっており、このような状態では、もはや車両が走行することは不可能となっている。従って、この文献にて示されているように、燃料残量の実質的ゼロが検出されると、現在使用していた通常の燃料タンクから予備の燃料タンクに切り替えられるようになっている。そのため、予備の燃料タンクや該タンクに燃料供給通路を切り替える切替装置等が別途必要となり、コストアップを招くという問題がある。
実開平２−１４４５９号公報

本発明は、低残量状態の燃料残量を好適に検出することができる車両の燃料残量推定装置を提供することを目的とする。

またこれに加え、所定の低残量状態での走行可能距離の延長を可能とし、所望でない場所で燃料切れ状態になることを極力低減することができる車両制御装置を提供することを目的とする。

以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、効果等を示しつつ説明する。

手段１．車両は、燃料タンク内の燃料を燃料ポンプにより燃料噴射弁に加圧供給し、該燃料噴射弁により噴射される燃料を内燃機関の燃焼室で燃焼させる構成を有しており、燃料残量推定装置は、その車両に搭載された燃料タンク内の燃料残量を推定するものである。燃料残量推定装置には、その都度の空燃比が所定のリーン状態になったか否かを判定するリーン判定手段と、車両の挙動変化を検出する挙動変化検出手段と、空燃比が所定のリーン状態になったことが判定されると、検出した車両の挙動変化に基づいて燃料タンク内の燃料残量を推定する燃料残量推定手段とが備えられている。

すなわち、手段１では、低残量状態において車両の挙動変化により燃料タンク内の燃料が片寄って燃料ポンプにより吸い上げが不能となる状態になると、燃料圧力（燃圧）が低下してリーンとなる。この現象に着目し、燃料残量と車両の挙動変化の大きさとの関係によるリーン発生状況を把握しておけば、リーン判定時の車両の挙動変化の大きさに基づいて、燃料残量（この場合、その最大値）が推定可能である。これにより、フロート式燃料センサが検出精度を保証できない低残量状態であっても、燃料残量を検出（推定）することができる。

手段２．上記手段１において、その都度の空燃比と目標空燃比との偏差に応じて空燃比補正項（例えば、空燃比補正係数）を算出すると共に、該空燃比補正項を基に燃料噴射量をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段が備えられており、リーン判定手段は、空燃比補正項に基づいてリーン判定を行う。

すなわち、手段２では、空燃比補正項は燃圧の低下変動に対応して変動し、その変動に基づいてリーン判定が行われるので、リーン判定をより正確に行うことができる。

手段３．上記手段１又は２において、挙動変化検出手段は、車両の挙動変化に対応した物理量を検出する車載センサで構成される。

すなわち、手段３では、車両の挙動変化に対応した物理量を検出するセンサは車両にいくつか搭載されており、その車載センサにて車両の挙動変化が検出され、これを用いて燃料残量が検出される構成としているので、燃料残量を検出するための特別な検出手段を用意する必要がない。

手段４．上記手段１〜３のいずれかに記載の車両の燃料残量推定装置による燃料タンク内の燃料残量の推定に基づいて、推定した燃料残量が下限値以下の低残量状態になったか否かを判定する低残量判定手段と、低残量状態の判定に基づいて、車両を燃費効率向上側に制御するエコノミーモード制御手段が備えられている。

手段５．上記手段４において、エコノミーモード制御手段は、車両に搭載される内燃機関を燃費効率向上側に制御する。

手段６．上記手段５において、エコノミーモード制御手段は、内燃機関の発生トルクの立ち上がりを緩やかとするなまし処理、及び運転者の要求よりも内燃機関の発生トルクの大きさを制限するガード処理の少なくとも一方を実施する。

すなわち、手段４では、上記した燃料残量推定装置によりフロート式燃料センサが検出精度を保証できない低残量状態の燃料残量が検出（推定）され、推定した燃料残量が下限値以下の低残量状態になると判定されると、エコノミーモード制御手段により車両が燃費効率向上側に制御される。つまり、下限値以下の低残量状態が判定された時点で燃料残量はかなり少ない状況であるので、この判定に基づいて車両を燃費効率向上側に制御することで、走行可能距離が長くなり、所望でない場所で燃料切れになることを極力減少させることができる。

因みに、エコノミーモード制御手段は、例えば手段５のように、内燃機関を燃費効率向上側に制御する。またこれ以外では、エコノミーモード制御手段は、例えばトランスミッションをギヤ比の低い側に制御する。これによっても、内燃機関の機関回転数が抑制され、内燃機関の燃費効率が向上する。

更に、エコノミーモード制御手段は、内燃機関を燃費効率向上側に制御する場合、例えば手段６のように、内燃機関の発生トルクの立ち上がりを緩やかとする制御、及び運転者の要求よりも内燃機関の発生トルクの大きさを制限する制御の少なくとも一方を実施する。これにより、加速が制限されて、燃費効率が向上する。

手段７．上記手段４〜６のいずれかにおいて、低残量状態の判定に基づいて、運転者に低残量状態になったことを通知する低残量通知手段が備えられている。

すなわち、手段７では、下限値以下の低残量状態が判定された時点で燃料残量はかなり少ない状況であるので、この判定に基づいて低残量状態になったことを通知すれば、運転者に確実に給油を促すことができる。また、この判定に基づいてエコノミーモード制御手段の制御に切り替えられた場合、明らかに通常の走行フィーリングよりも悪い状況になるため、この制御の切り替えも運転者に伝えることができる。

手段８．上記手段４〜７のいずれかにおいて、低残量状態の判定に基づいて、エコノミーモード制御手段による制御への切り替えを選択可能とする走行モード選択手段が備えられている。

すなわち、手段８では、例えば給油可能な場所が比較的近くにあって、明らかに通常の走行フィーリングよりも悪い状況となるエコノミーモード制御に切り替えたくない場合等、走行モード選択手段によりエコノミーモード制御手段による制御への切り替えを選択可能とすることで、運転者の意志が反映可能となる。これにより、運転者の使い勝手が向上する。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、内燃機関であるガソリンエンジンや電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中心とした車両制御システムの全体概略構成図を説明する。

図１に示すエンジン１０において、吸気管１１の最上流部にはエアクリーナ１２が設けられ、このエアクリーナ１２の下流側には吸入空気量を検出するためのエアフローメータ１３が設けられている。エアフローメータ１３の下流側には、ＤＣモータ等のアクチュエータによって開度調節されるスロットルバルブ１４と、スロットル開度を検出するためのスロットル開度センサ１５とが設けられている。スロットルバルブ１４の下流側にはサージタンク１６が設けられ、このサージタンク１６には吸気管圧力を検出するための吸気管圧力センサ１７が設けられている。また、サージタンク１６には、エンジン１０の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１８が接続されており、吸気マニホールド１８において各気筒の吸気ポート近傍には燃料を噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁１９が取り付けられている。

燃料噴射弁１９は、車両に搭載される燃料タンク３１から燃料ポンプ３２及び燃料配管３３を通じて燃料供給を受けている。燃料タンク３１は、所定量の燃料（ガソリン）を収容可能に構成されている。燃料タンク３１内には燃料ポンプ３２が備えられており、該ポンプ３２の吸込口３２ａは燃料タンク３１の下部に設定されている。燃料ポンプ３２は、燃料タンク３１の下部に位置する吸込口３２ａから燃料を吸い上げ、吸い上げた燃料を燃料配管３３に加圧供給している。また、この燃料ポンプ３２は、フロート式燃料センサ３４を有している。フロート式燃料センサ３４は、燃料に浮くフロート部材の浮き位置に基づいて燃料残量を検出するものである。

エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートにはそれぞれ吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設けられており、吸気バルブ２１の開動作により空気と燃料との混合気が燃焼室２３内に導入され、排気バルブ２２の開動作により燃焼後の排ガスが排気管２４に排出される。

エンジン１０のシリンダヘッドには気筒毎にそれぞれ点火プラグ２５が取り付けられており、点火プラグ２５には、点火コイル等よりなる点火装置２６を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ２５の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２３内に導入した混合気が着火され燃焼に供される。また、エンジン１０のシリンダブロックには、主にエンジン１０内を循環する冷却水の水温を検出するための冷却水温センサ２９や、クランク位置（回転角）やエンジン回転数等を検出するために所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状となるクランク角信号を出力するクランク角度センサ３０が取り付けられている。

排気管２４には、排ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための三元触媒等の触媒２７が設けられ、この触媒２７の上流側には排ガスを検出対象として混合気の空燃比を検出するための空燃比センサ２８が設けられている。

ＥＣＵ４０は、周知の通りＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ４０には、前記各種センサの他、車両に搭載される各種センサから随時入力される各種の検出信号等に基づいてエンジン運転状態や運転者の要求を把握し、それに応じた各種制御を制御プログラムに従って実行している。

具体的に、ＥＣＵ４０は、前記空燃比センサ２８からの検出信号に基づいて空燃比を検出している。この空燃比の検出に基づいて、ＥＣＵ４０は、通常、目標空燃比がストイキ（理論空燃比）であって、その都度の空燃比と目標空燃比との偏差に応じて空燃比補正係数ＦＡＦを算出し、算出した空燃比補正係数ＦＡＦをベース燃料噴射量に乗算して次の燃料噴射量を設定する空燃比フィードバック制御を行っている。すなわち、空燃比がリッチ側にシフトすると、ＥＣＵ４０は、空燃比をストイキに維持しようと空燃比補正係数ＦＡＦを小さくし、次の燃料噴射量を減少させる。空燃比がリーン側にシフトすると、ＥＣＵ４０は、空燃比をストイキに維持しようと空燃比補正係数ＦＡＦを大きくし、次の燃料噴射量を増量させる。また、このように変動する空燃比補正係数ＦＡＦにより、ＥＣＵ４０は、空燃比補正係数ＦＡＦが大きくなり予め定めたリーン判定値以上になると、所定のリーン状態が発生したと判定している。

また、ＥＣＵ４０は、前記フロート式燃料センサ３４からの検出信号に基づいて燃料タンク３１内の燃料残量を検出している。ところで、このフロート式燃料センサ３４は、その構造上、燃料残量が少なくなった低残量状態においてはフロート部材の作動が液面の変化に追従できなくなり、その検出精度が悪化する。そこで、ＥＣＵ４０は、フロート式燃料センサ３４の検出精度が悪化する（検出精度が保証できない）前から、車両挙動状態が安定して燃料液面が安定した状態で燃料ポンプ３２による燃料の吸い上げが不能になる実質的ゼロとなるまでの間において、燃料残量を推定する燃料残量推定処理を実施している。

ここで、図２に示すように、燃料タンク３１内の燃料残量が減少して一時的に燃料ポンプ３２が燃料を吸い上げられない状況になると、燃料配管３３への燃料の供給が停止される。そのため、燃料噴射が実施される度に燃料配管３３内の燃料圧力（燃圧）が低下していき、燃料噴射を予定時間行っても燃料噴射量が不足する。このときＥＣＵ４０は、上記したように空燃比をストイキに維持させようと燃料噴射量が不足する分、空燃比補正係数ＦＡＦを次第に大きくしていく。因みに、空燃比補正係数ＦＡＦは、燃圧の低下変動にリニアに変動する。そして、燃圧の低下と共に数値が大きくなる空燃比補正係数ＦＡＦがやがてリーン判定値を超えると、ＥＣＵ４０は、所定のリーン状態が発生したと判定する。

またこのとき、ＥＣＵ４０は、車両の横方向（左右方向）の加速度を検出するために車両に搭載される横加速度センサ４５及び車両の前後方向の加速度を検出するために車両に搭載される前後加速度センサ４６から出力された各検出信号に基づいて横加速度及び前後加速度を把握し、車両の挙動変化を検出している。

すなわち、車両に横加速度が生じると、燃料タンク３１内にも略同等の横加速度が生じ、これにより燃料タンク３１内の燃料が一側面側に片寄る。すると、車両挙動状態が安定して燃料液面が安定した状態で燃料ポンプ３２による燃料の吸い上げが可能な状態であっても、横加速度を受けて燃料液面が大きく傾いて、燃料ポンプ３２による燃料の吸い上げが不能となりリーンが発生する場合がある。例えば図３（ａ）は、燃料残量ｙ１の燃料タンク３１に横加速度Ｇｙ１が作用してまさにリーンが発生した状態であり、図３（ｂ）も、燃料残量ｙ２（＞ｙ１）の燃料タンク３１に横加速度Ｇｙ２（＞Ｇｙ１）が作用してまさにリーンが発生した状態であって、これらがリーン発生の境界となる。これに対して、図３（ｃ）は、図３（ａ）（ｂ）よりも燃料残量に対して横加速度が小さい（横加速度に対して燃料残量が多い）燃料残量ｙ２、横加速度Ｇｙ１であると、リーンは発生しない。

このようなリーン発生の境界は、横加速度の大きさと燃料残量とが比例した直線上となり、横加速度の大きさを横軸とした場合、このリーン発生境界線の下側の領域がリーン発生領域となる。このような関係を踏まえて図４に示す推定テーブルが作成される。図４に示す推定テーブルにおいて、図３（ａ）に対応する点をｘ１、図３（ｂ）に対応する点をｘ２、図３（ｃ）に対応する点をｘ３として示している。また、この推定テーブルは、フロート式燃料センサ３４の検出精度が保証できなくなる前から燃料残量を推定可能に設定されている。このような推定テーブルは、燃料タンク３１の車両搭載位置や燃料タンク３１の形状、燃料ポンプ３２の吸込口３２ａの位置・形状が決定すれば一意的に決まるため、予め車両毎にそれらを調査することで、車両毎の推定テーブルが容易に作成可能である。なお詳述はしないが、前後加速度についても横加速度と同様な現象が起こるため、上記のようにして前後加速度用の推定テーブルも作成されている。

そして、これら両加速度用の推定テーブルをＥＣＵ４０内のメモリに保持することで、ＥＣＵ４０は、所定のリーン状態が発生した際の横加速度及び前後加速度を用い、それぞれの推定テーブルから求められる燃料残量（この場合、その最大値）を例えば平均することで燃料残量を推定している。

更に、ＥＣＵ４０は、推定した燃料残量が通常の運転に支障を来す虞のある下限値以下の低残量状態となったか否かを判定している。ＥＣＵ４０は、推定した燃料残量が下限値よりも上回っていれば車両走行制御を通常モード制御のまま維持するが、推定した燃料残量が下限値以下になると、警告ランプや警告音・音声発生装置等にて構成される低残量通知装置５０を作動させて、運転者にその旨を知らせて給油を促す。それと共に、ＥＣＵ４０は、車両走行制御を通常モード制御からエコノミーモード制御（エコモード制御）に切り替えるための走行モード切替スイッチ５１を動作可能状態、すなわち走行モード切替スイッチ５１が通常モード制御側からエコモード制御側に切り替え操作されると、エコモード制御処理を実行する。なお、低残量通知装置５０及び走行モード切替スイッチ５１は、運転席周りの所定場所に設けられる。

ところで、ＥＣＵ４０は、運転者のアクセルペダルの踏み込み操作量に対応するアクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ４７から出力された検出信号に基づいてアクセル開度を把握しており、そのアクセル開度に基づいて運転者の要求加速度を算出し、それを基に要求トルクを算出している。ＥＣＵ４０は、通常モード制御処理では、その算出した要求トルクを満足するようにその都度の燃料噴射量を設定する。

これがエコモード制御処理に切り替わると、ＥＣＵ４０は、図５に示すように、算出した要求加速度の立ち上がり（正側、すなわち加速側）をなます要求加速度なまし処理を実施する。なおこの場合、ＥＣＵ４０は、要求加速度の立ち下がり（負側、すなわち減速側）は通常モード制御時のままとし、要求加速度のなまし処理を行わない。また、ＥＣＵ４０は、エコモード用ガード値を設定し、要求加速度の大きさをそのガード値にて制限するガード処理も行っている。ＥＣＵ４０は、なまし処理とガード処理とを行った要求加速度を基に要求トルクを算出し、その都度の燃料噴射量を設定している。

このようにＥＣＵ４０は、エコモード制御処理を実施することで、通常モード制御時よりもアクセル開度変化に対するエンジン１０の発生トルクの上昇を緩やかとし、また発生トルクの上限も抑制してトルクが過大となることを防止し、燃費効率を向上させている。また、要求加速度の立ち下がりのなまし処理を行わないようにすることで、通常モード制御時と同様にエンジン１０の発生トルクの下降がアクセル開度変化と同様に急峻になり、これによっても燃費効率が向上するが、これに加え、要求加速度の立ち下がりは車両の減速側であるので、なまし処理を行わないようにすることで、減速側では運転者の要求に確実に従うようになっている。

次に、上記したＥＣＵ４０の燃料残量推定処理及びエコモード制御処理について、図６及び図７に示す各処理フローに従って説明する。

図６の燃料残量推定処理において、先ずステップＳ１０１では、所定のリーン状態が発生したか否かを判定する。すなわち、空燃比補正係数ＦＡＦとリーン判定値とを比較しており、空燃比補正係数ＦＡＦが大きくなってリーン判定値以上になると、所定のリーン状態が発生したと判定する。但し、空燃比フィードバック制御が停止される場合では、空燃比補正係数ＦＡＦに代わって空燃比がリーン変化し、これによりリーン状態を判定する。

ステップＳ１０２では、車両の挙動変化を判定するためのパラメータとして横加速度と前後加速度とを読み込む。

ステップＳ１０３では、所定のリーン状態が発生した際の横加速度及び前後加速度を用い、図４に示す推定テーブルから求められる燃料残量（この場合、最大値）を例えば平均して燃料タンク３１内の燃料残量を推定する。

図７のエコモード制御処理において、先ずステップＳ１１１では、推定した燃料残量が通常の運転に支障を来す虞のある下限値以下の低残量状態となったか否かを判定する。推定した燃料残量が低残量状態でないと判定すると、処理を終了する。推定した燃料残量が低残量状態であると判定すると、低残量通知装置５０を作動させる。それと共に、車両走行制御を通常モード制御からエコモード制御に切り替え可能とする。

ステップＳ１１２では、エコモード制御が選択されたか否かを判定する。エコモード制御が選択されていないと判定すると、通常モード制御のまま維持する。エコモード制御が選択されたと判定すると、ステップＳ１１３に進む。

ステップＳ１１３では、アクセル開度に基づいて算出している運転者の要求加速度のなまし処理を実施する。すなわち、算出した要求加速度の立ち上がり（正側、すなわち加速側）をアクセル開度変化に対して緩やかになるようになます。

ステップＳ１１４では、エコモード用ガード値を設定し、次いでステップＳ１１５において、要求加速度の大きさをそのガード値にて制限するガード処理を実施する。

ステップＳ１１６では、なまし処理とガード処理とを行った要求加速度を基に要求トルクを算出する。そして、ステップＳ１１７において、算出した要求トルクに応じた燃料噴射量を設定し、設定した燃料噴射量に基づいた燃料噴射を実施してエコモード制御を実施している。

このようにＥＣＵ４０は、リーン判定時の車両の挙動変化（横加速度及び前後加速度）に応じて燃料残量を推定する燃料残量推定処理と、燃料低残量時のエコモード選択時においては、要求加速度（要求トルク）の立ち上がりのなまし処理と上限値のガード処理とを含めたエコモード制御処理を実施し、エンジン１０の発生トルクの急激な立ち上がりと過大なトルクの発生を抑制して燃費効率の向上を図っている。

以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

本実施の形態では、ＥＣＵ４０は、その都度の空燃比が所定のリーン状態になったか否かを判定すると共に横加速度及び前後加速度にて車両の挙動変化を検出し、空燃比が所定のリーン状態になったことが判定されると、検出した横加速度及び前後加速度に基づいて燃料タンク３１内の燃料残量を推定する。すなわち、低残量状態において車両に横加速度や前後加速度が作用することで燃料タンク３１内の燃料が片寄って燃料ポンプ３２により吸い上げが不能となる状態になると、燃圧が低下してリーンとなる。この現象に着目し、燃料残量と加速度の大きさとの関係によるリーン発生状況を把握し、これに基づいて作成した図４のような推定テーブルをＥＣＵ４０が持つことで、ＥＣＵ４０は、リーン判定時の加速度の大きさに基づいて、燃料残量（この場合、その最大値）を推定できる。これにより、フロート式燃料センサ３４が検出精度を保証できない低残量状態であっても、燃料残量を検出（推定）することができる。

本実施の形態では、ＥＣＵ４０のリーン判定は、空燃比フィードバック制御に用いる空燃比補正係数ＦＡＦに基づいて行っている。すなわち、空燃比補正係数ＦＡＦは燃圧の低下変動に対してリニアに変動し、その変動に基づいてリーン判定が行われるので、リーン判定をより正確に行うことができる。

本実施の形態では、車両の挙動変化に対応した物理量を検出するセンサは車両にいくつか搭載されており、その内の横加速度センサ４５及び前後加速度センサ４６により横加速度及び前後加速度にて車両の挙動変化を検出し、これを用いて燃料残量を検出している。そのため、燃料残量を検出するための特別な検出手段を用意する必要がなく、コストアップを抑えることができる。

本実施の形態では、ＥＣＵ４０は、推定した燃料残量が下限値以下の低残量状態になったと判定すると、エンジン１０を燃費効率向上側に制御するエコモード制御を実施可能に有している。このエコモード制御では、本実施の形態では、エンジン１０の発生トルクの立ち上がりを緩やかとすべく要求加速度のなまし処理、及びエンジン１０の発生トルクの大きさを制限すべく要求加速度のガード処理が実施される。これにより、加速が制限されて、燃費効率が向上する。そして、上記したように下限値以下の低残量状態が判定された時点で燃料残量はかなり少ない状況であるので、この判定に基づいてエンジン１０を燃費効率向上側に制御することで、走行可能距離が長くなり、所望でない場所で燃料切れになることを極力減少させることができる。

本実施の形態では、低残量状態の判定に基づいて、運転者に低残量状態になったことを通知する低残量通知装置５０が備えられている。すなわち、下限値以下の低残量状態が判定された時点で燃料残量はかなり少ない状況であるので、この判定に基づいて低残量状態になったことを通知すれば、運転者に確実に給油を促すことができる。また、この判定に基づいてエコモード制御に切り替えられた場合、明らかに通常の走行フィーリングよりも悪い状況になるため、この制御の切り替えも運転者に伝えることができる。

本実施の形態では、低残量状態の判定に基づいて、エコモード制御への切り替えを選択可能とする走行モード切替スイッチ５１が備えられている。すなわち、例えば給油可能な場所が比較的近くにあって、明らかに通常の走行フィーリングよりも悪い状況となるエコモード制御に切り替えたくない場合等、走行モード切替スイッチ５１によりエコモード制御への切り替えを選択可能とすることで、運転者の意志が反映可能となる。これにより、運転者の使い勝手を向上することができる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。

上記実施の形態では、車両の挙動変化に対応した物理量である横加速度と前後加速度との両方を用いて車両の挙動変化を検出したが、いずれか一方であってもよい。また横加速度と前後加速度以外に、車両に搭載されている各センサから車両の挙動変化を検出可能なステアリングの操舵量や車速、車両ロール角、車両ピッチ角、車両傾斜角をはじめ、ナビゲーションシステムを搭載している車両では、そのナビゲーションシステムからの道路勾配情報により車両の挙動変化を検出するようにしても良い。

上記実施の形態では、空燃比補正係数ＦＡＦからリーン判定を行ったが、燃圧センサを有するエンジンであれば、その燃圧センサから出力される検出信号からリーン判定を行うようにしても良い。

上記実施の形態では、要求加速度（要求トルク）に応じた燃料噴射量を設定したが、要求加速度（要求トルク）に応じた吸入空気量、すなわちスロットル開度を設定しても良い。

上記実施の形態では、要求加速度になまし処理やガード処理を実施したが、要求加速度を基に算出される要求トルクになまし処理やガード処理を実施しても良い。また、要求加速度や要求トルクの代わりに、吸入空気量やスロットル開度、燃料噴射量に対して実施しても良い。

上記実施の形態では、加速を制限して燃費効率を向上させたが、車速を制限して燃費効率を向上させても良い。例えば、市街地道路走行時を判定した場合では車速の上限を４０ｋｍ／ｈに抑え、高速道路走行時を判定した場合では、車速の上限を８０ｋｍ／ｈに抑えるようにしても良い。

上記実施の形態では、エンジン１０を直接的に燃費効率向上側に制御したが、これに限定されるものではなく、例えば図示しないがトランスミッションをギヤ比の低い側に制御してエンジン回転数を抑制し、エンジン１０を間接的に燃費効率向上側に制御するようにしても良い。

上記実施の形態では、走行モード切替スイッチ５１を設けてエコモード制御への切り替えを選択可能としたが、該スイッチ５１を省略して選択不能とし、強制的にエコモード制御に移行するようにしても良い。

上記実施の形態では、低残量通知装置５０を警告ランプや警告音・音声発生装置等で構成したが、これ以外の通知手段を用いても良い。また、低残量通知装置５０を省略しても良い。

発明の実施の形態における車両制御システムの概略を示す構成図である。 燃料ポンプの吸い込み異常によるリーンの発生を説明するための図である。 リーン発生時の燃料残量と横加速度との関係を説明するための図である。 燃料残量を推定する推定テーブルを示す図である。 アクセル開度に対する要求加速度の変化を説明するための図である。 燃料残量推定処理を示すフロー図である。 エコモード制御処理を示すフロー図である。

符号の説明

１０…エンジン（内燃機関）、１９…燃料噴射弁、２３…燃焼室、３１…燃料タンク、３２…燃料ポンプ、４０…ＥＣＵ（リーン判定手段、挙動変化検出手段、燃料残量推定手段、低残量判定手段、エコノミーモード制御手段）、４５…横加速度センサ（挙動変化検出手段）、４６…前後加速度センサ（挙動変化検出手段）、５０…低残量通知装置（低残量通知手段）、５１…走行モード切替スイッチ（走行モード選択手段）、ＦＡＦ…空燃比補正係数（空燃比補正項）。

Claims (8)

1. 燃料タンク内の燃料を燃料ポンプにより燃料噴射弁に加圧供給し、該燃料噴射弁により噴射される燃料を内燃機関の燃焼室で燃焼させる構成を有する車両において、その燃料タンク内の燃料残量を推定する燃料残量推定装置であって、
   その都度の空燃比が所定のリーン状態になったか否かを判定するリーン判定手段と、
   前記車両の挙動変化を検出する挙動変化検出手段と、
   前記空燃比が所定のリーン状態になったことが判定されると、検出した前記車両の挙動変化に基づいて前記燃料タンク内の燃料残量を推定する燃料残量推定手段と
   を備えたことを特徴とする車両の燃料残量推定装置。
2. その都度の空燃比と目標空燃比との偏差に応じて空燃比補正項を算出すると共に、該空燃比補正項を基に燃料噴射量をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段を備えており、
   前記リーン判定手段は、前記空燃比補正項に基づいてリーン判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の車両の燃料残量推定装置。
3. 前記挙動変化検出手段は、前記車両の挙動変化に対応した物理量を検出する車載センサで構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の燃料残量推定装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の車両の燃料残量推定装置による前記燃料タンク内の燃料残量の推定に基づいて、推定した燃料残量が所定値以下の低残量状態になったか否かを判定する低残量判定手段と、
   前記低残量状態の判定に基づいて、車両を燃費効率向上側に制御するエコノミーモード制御手段を備えたことを特徴とする車両制御装置。
5. 前記エコノミーモード制御手段は、車両に搭載される内燃機関を燃費効率向上側に制御することを特徴とする請求項４に記載の車両制御装置。
6. 前記エコノミーモード制御手段は、内燃機関の発生トルクの立ち上がりを緩やかとする制御、及び運転者の要求よりも内燃機関の発生トルクの大きさを制限する制御の少なくとも一方を実施することを特徴とする請求項５に記載の車両制御装置。
7. 前記低残量状態の判定に基づいて、運転者に低残量状態になったことを通知する低残量通知手段を備えたことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の車両制御装置。
8. 前記低残量状態の判定に基づいて、エコノミーモード制御手段による制御への切り替えを選択可能とする走行モード選択手段を備えたことを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の車両制御装置。

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