JP2007113549A - 車両制御装置，車両制御システム及び車両制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】キャニスタに吸着された蒸発燃料の処理を、車両の状態に応じて迅速かつ適切に行う。
【解決手段】本発明の車両制御装置によれば、ナビゲーション装置から今後走行予定の道路情報が取得され、その道路情報に基づいて今後の車両の状態が予測され、走行予定地点における蒸発燃料のキャニスタへの目標吸着量が設定される（Ｓ１）。そして、その目標吸着量を実現するようにパージ制御スケジュールが設定され、パージ制御が実行される（Ｓ２〜Ｓ９）。すなわち、得られた道路情報から車両の今後の走行状態等を見越した迅速かつ最適なパージ制御が行われる。
【選択図】図６

Description

本発明は、燃料タンクで発生した蒸発燃料をキャニスタに吸着し、車両の運転状態に応じて吸気系に放出してエンジン制御に用いる車両制御装置，車両制御システム及び車両制御方法に関する。

従来より、ガソリン等の高揮発性燃料を利用する車両には、燃料タンクで揮発した蒸発燃料が大気中に放出されるのを防止するための蒸発燃料処理装置が搭載されている。この蒸発燃料処理装置は、燃料タンクで発生した蒸発燃料を一時的に吸着するキャニスタと、このキャニスタとエンジンの吸気管とをつなぐパージ管の途中に設けられたパージ制御弁とを備えている。キャニスタに吸着された蒸発燃料は、エンジンの駆動時にパージ制御弁が開かれることにより、外部から導入された大気とともに吸気管にパージ（放出）される。

このような蒸発燃料処理装置を搭載した車両では、エンジンにおいて所望の空燃比での燃焼を実現するために、パージされた蒸発燃料（以下「パージガス」という）による空燃比への影響をフィードバックし、その空燃比が大きく乱れないようにしている（例えば、特許文献１参照）。

すなわち、車両のエンジン制御においては、車両の運転状態に応じて算出される基本燃料噴射量を、空燃比センサの出力に基づいて変化する空燃比フィードバック補正係数によって補正することにより、空燃比が予め設定した目標空燃比になるように制御している。したがって、パージガスが導入されると、それに伴って空燃比フィードバック補正係数も変化する。そこで、このフィードバック補正係数の変化からパージガスの濃度を逆算して燃料噴射量を補正することにより、パージ実行時においても空燃比が大きく乱れないようにしていた（以下の説明では、この従来のパージ制御を「ベースパージ制御」ともいう）。
特開平５−２４８３１２号公報

しかしながら、このような車両制御は、車両の現時点での最善の目標空燃比を逐次設定して行われるため、例えば車両の走行状態等によって蒸発燃料が急激に発生した場合には制御が間に合わない。その結果、その蒸発燃料がキャニスタに蓄積可能な量を超えて外部に排出されるおそれがある。また、車両の停車時には特に蒸発燃料が発生しやすくなるため、キャニスタに吸着した蒸発燃料が流出してしまうおそれがある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、キャニスタに吸着された蒸発燃料の処理を、今後の車両状態を予測・推定してその車両の状態に応じて迅速かつ適切に行うことができる車両制御装置，車両制御システム及び車両制御方法を提供することを目的とする。

本発明では上記問題を解決するために、車両の状態に応じてパージ装置を制御することにより、燃料タンクで発生してキャニスタに吸着された蒸発燃料をエンジンの吸気管内にパージする車両制御装置において、前記車両が走行予定の道路情報を取得する道路情報取得手段と、前記道路情報に基づいて、前記車両が後に走行する走行予定地点における前記蒸発燃料の前記キャニスタへの目標吸着量を設定し、前記目標吸着量を実現するように前記パージ装置を制御するパージ制御手段と、を備えたことを特徴とする車両制御装置が提供される。

ここでいう「道路情報」は、道路の位置，高度，勾配，市街地であること，道路周辺の天候，温度，湿度，大気圧などの地図情報や、先行車両の渋滞情報といった種々の情報を含み得る。また、「走行予定地点」は、例えば運転者が設定した目的地であってもよいし、その目的地までに走行が予定される途中地点であってもよい。また、目的地が設定されない場合には、現在の走行地点から走行が予測される地点であってもよい。さらに、「パージ装置」は、キャニスタに吸着した蒸発燃料の吸気管側へのパージ量を制御するパージ制御弁などの装置を含み得る。

このような車両制御装置によれば、これから走行予定の道路情報に基づいて、走行予定地点における蒸発燃料のキャニスタへの目標吸着量が設定され、その目標吸着量が実現されるようにパージ制御が実行される。すなわち、道路情報から車両の今後の走行状態等を見越して迅速かつ適切なパージ制御が行われる。

また、本発明では、車両の状態に応じてパージ装置を制御することにより、燃料タンクで発生してキャニスタに吸着された蒸発燃料を、エンジンの吸気管内にパージする制御を行う車両制御システムにおいて、地図情報又は外部から取得した道路状況に基づいて、車両が走行予定の道路情報を取得するナビゲーション装置と、前記ナビゲーション装置と通信可能に接続され、前記道路情報を取得する道路情報取得手段と、前記道路情報に基づいて、前記車両が後に走行する走行予定地点における前記蒸発燃料の前記キャニスタへの目標吸着量を設定し、前記目標吸着量を実現するように前記パージ装置を制御するパージ制御手段とを有する車両制御装置と、を備えたことを特徴とする車両制御システムが提供される。

このような車両制御システムによれば、ナビゲーション装置により取得される走行予定の道路情報に基づいて、走行予定地点における蒸発燃料のキャニスタへの目標吸着量が設定され、その目標吸着量が実現されるようにパージ制御が実行される。

本発明の車両制御装置、車両制御システム及び車両制御方法によれば、これから走行予定の道路情報に基づいて、蒸発燃料のキャニスタへの目標吸着量が事前に設定されるため、迅速かつ適切なパージ制御が行われる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る車両制御システムのエンジン及びその吸排気系の構成を表す概略構成図である。

エンジン１の吸排気系の上流側には吸気管２が接続され、下流側には排気管３が接続されている。吸気管２の上流側端部にはエアクリーナ４が設けられ、その下流側端部には、各気筒毎に吸気通路を分けるインテークマニホルド５がそれぞれ設けられている。エアクリーナ４を介して吸気管２に導入された空気は、各インテークマニホルド５を通って各バンクの各気筒内に吸入される。

吸気管２の中間部にはサージタンク６が設けられ、そのやや上流側に配置されたスロットルバルブ７を迂回するようにバイパス通路８が形成されている。このバイパス通路８には、迂回させる空気の流量を調整するアイドルスピードコントロールバルブ（以下「ＩＳＣＶ」と表記する）９が配置されている。アイドリング時には、このＩＳＣＶ９の開度を制御して吸入空気量を調整することによりエンジン回転数が調整される。

インテークマニホルド５において各気筒毎に設けられた吸気ポートには、燃料噴射弁１０がそれぞれ配置されている。この燃料噴射弁１０は、燃料タンク１１からポンプ１２により汲み上げられて調圧された燃料が供給され、通電制御により開弁して吸気ポート内に燃料を噴射する。このとき噴射された燃料は、上流側から導入される吸入空気と混合されて混合気となり、吸気バルブ１３を介して各気筒の燃焼室１４に供給される。

また、各気筒の燃焼室１４には、スパークプラグ１５がそれぞれ配置されている。このスパークプラグ１５は、イグニッションコイル一体型の点火装置１６により生成された高電圧が印加されて点火用の火花を生成する。この点火により燃焼室１４内の混合気が燃焼し、ピストン１７を介してクランク軸１８に回転駆動力が与えられる。燃焼により発生した排気ガスは、排気バルブ１９を介して各気筒から排出される。

排気管３には、各気筒から排出された排気ガスを集約するエキゾーストマニホルド２０が設けられ、その下流側には、排気ガス浄化用の触媒コンバータ２１が配置されている。触媒コンバータ２１には、排気ガス中の未燃成分の酸化と窒素酸化物の還元とを同時に促進する三元触媒が収容されている。燃焼室１４から排出された排気ガスは、このエキゾーストマニホルド２０を通って排気管３に導出され、触媒コンバータ２１で浄化されて図示しないマフラーへと送られる。

さらに、燃料タンク１１と吸気管２との間にはキャニスタ２２が設けられている。このキャニスタ２２は、内部に蒸発燃料を吸着させるための活性炭等の吸着剤が配設され、また、外部から大気を導入するための大気導入口が設けられている。キャニスタ２２は、導管２３を介して燃料タンク１１の上層部に接続され、またパージ管２４を介して吸気管２のスロットルバルブ７のやや下流側に接続されている。パージ管２４の途中には、管内の通路を開閉するためのパージ制御弁２５が設けられている。このパージ制御弁２５が閉じた状態において燃料タンク１１で発生した蒸発燃料は、導管２３を通ってキャニスタ２２に導入され、一時的に吸着される。これにより、蒸発燃料の大気への放出が防止される。そして、エンジンの駆動状態に応じてパージ制御弁２５が開弁されると、キャニスタ２２に吸着された蒸発燃料が、吸気管２側から発生した負圧によって外部から導入された大気とともに吸気管２にパージされ、各気筒の燃焼室１４内で燃焼処理される。

また、吸気管２の最上流部には、吸気温センサが一体化したエアフローメータ３１が設けられ、吸入空気量と吸気温を検出できるようになっている。また、吸気管２のスロットルバルブ７の近傍には、スロットルバルブ７の開度を検出するスロットル開度センサ３２が設けられている。

また、エンジン１のシリンダブロックには、エンジン冷却水の温度を検出するための水温センサ３３、及び各バンク毎のノッキングを検出するノックセンサ３４が設けられている。また、クランク軸１８の近傍には、エンジン回転数を算出するために、クランク軸１８の回転に伴う所定のクランク角毎にクランク角信号を発生するクランク角センサ３５が配置されている。さらに、排気管３には空燃比センサ３６が設けられ、この空燃比センサ３６により検出される空燃比を理論空燃比に近づける空燃比フィードバック制御により燃料噴射制御が行われている。

車両の各制御対象は、電子制御装置（Electronic Control Unit：以下「ＥＣＵ」という）により制御される。車両制御ＥＣＵ４０（「車両制御装置」に該当する）には、上述したエンジン１を制御するエンジン制御部と図示しない自動変速機を制御する変速制御部が設けられている。なお、ここでは、各制御部を一つのＥＣＵ内に設けた構成を示したが、各制御部が独立したＥＣＵ、つまり、エンジン制御ＥＣＵ、変速制御ＥＣＵとして構成され、所定の通信ラインを介して互いに通信可能に接続されていてもよい。

車両制御ＥＣＵ４０は、マイクロコンピュータからなる演算部を中心に構成された独立した電子制御ユニットであり、各種演算処理を実行するＣＰＵ(Central Processing Unit)，各種の制御演算プログラムやデータを格納したＲＯＭ(Read Only Memory)，演算過程の数値やフラグが所定領域に格納されるＲＡＭ(Random Access Memory)，演算処理の結果などが格納される不揮発性の記憶装置であるＥＥＰＲＯＭ(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)，入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ(Analog/Digital)コンバータ，各種デジタル信号が入出力される入出力インタフェース，及びこれら各機器がそれぞれ接続されるバスラインなどを備えている。

車両制御ＥＣＵ４０には、上述した各センサや、シフトポジションスイッチ，イグニッションスイッチなどのセンサ・スイッチ類が接続され、また、上述した燃料噴射弁１０やパージ制御弁２５を含む各種アクチュエータが接続されている。

さらに、車両制御ＥＣＵ４０には、車両を地図情報や道路状況等に基づいて目的地に導くためのナビゲーション装置５０が接続されている。図２は、ナビゲーション装置の概略構成を表すブロック図である。

ナビゲーション装置５０は、マイクロコンピュータからなる演算部を中心に構成されたナビゲーションＥＣＵ５１を備え、所定の通信ラインＬを介して車両制御ＥＣＵ４０に接続されている。なお、ナビゲーションＥＣＵ５１のおおまかな内部構成は車両制御ＥＣＵ４０と同様であるため、その説明については省略する。

ナビゲーションＥＣＵ５１には、衛星からの電波を受信して車両の位置を検出し、車両にＧＰＳ（Global Positioning System）航法を行わせるためのＧＰＳ受信機５２，トンネル内などＧＰＳ航法が行えないときに自車の位置を割り出し、車両に自律航法を行わせるためのジャイロセンサ５３及び車速センサ５４，地図データが記録されたＣＤ−ＲＯＭ(Compact Disc Read Only Memory)やＤＶＤ(Digital Versatile Disc)といった補助記憶手段を収容して地図情報を入力するための地図情報入力装置５５，ユーザによる所定の操作入力を行うための入力装置５６，地図情報等を表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等からなる表示装置５７等が接続されている。また、ナビゲーションＥＣＵ５１には、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）による路車間通信を実現するためのＶＩＣＳ受信機５８が接続されている。このＶＩＣＳ受信機５８により、一般道路などに設けられた光ビーコン信号、高速道路などに設けられた電波ビーコン信号等を受信して、道路の固定局から道路渋滞等の交通情報を得ることができる。

車両制御ＥＣＵ４０は、ＲＯＭに格納された制御プログラムにしたがって、車両を駆動させるために必要なエンジントルクを発生させるための燃料噴射制御、点火時期制御、吸入空気量制御などの所定のエンジン制御を行うとともに、車両を目標変速比で走行させる所定の変速制御等を行う。

次に、本実施の形態の車両制御方法について説明する。
図３は、車両制御において随時作成される制御用データベースを表す説明図である。図中上段は、車両が走行予定の道路の地図情報及び地図位置毎に予測される平均車速を表している。図中中段は、地図位置毎に予測される高度を表している。図中下段は、地図位置毎に予測されるエンジントルクの変化を表している。各図の横軸は、地図情報に対応した車両の走行地点を表し、縦軸は、平均車速、高度、エンジントルクをそれぞれ表している。図４は、車両制御に用いられる制御マップの例を表す説明図である。（Ａ）は、エンジントルクとエンジンの発熱量との関係を表す制御マップであり、横軸がエンジントルクを表し、縦軸がエンジンの発熱量を表している。（Ｂ）は、エンジンの発熱量と燃料タンク内の熱量変化量との関係を表す制御マップであり、横軸がエンジンの発熱量を表し、縦軸が燃料タンク内の熱量変化量を表している。（Ｃ）は、燃料タンクの温度と蒸発燃料の発生量との関係を表す制御マップであり、横軸が燃料タンクの温度を表し、縦軸が蒸発燃料の発生量を表している。さらに、図５は、車両制御で考慮される車両状態と蒸発燃料の発生量との関係を表す説明図である。なお、本実施の形態の車両制御は、燃料タンク１１で発生した蒸発燃料を処理するためのパージ制御に特徴があるため、以下においてはこのパージ制御を中心に説明する。

車両制御ＥＣＵ４０は、上述したエンジン制御及び変速制御等に並行して、キャニスタ２２に吸着された蒸発燃料を、排気エミッションを良好に保ちながら効率よく処理するパージ制御を行う。このパージ制御は、車両が走行予定の道路情報に基づいて今後の蒸発燃料のキャニスタ２２への吸着量を推定し、車両が目的地に到達するまでに随時発生する蒸発燃料が効率よく処理されるように行われる。

すなわち、図３に示すように、車両制御ＥＣＵ４０は、ナビゲーション装置５０との通信により、出発地Ａと運転者が設定した目的地Ｂを含む道路情報を、地図情報とともに取得する。

この道路情報には、出発地Ａから目的地Ｂに到達するまでに車両の走行が予定される道路の位置，幅，車線数，接続状態，カーブの程度，高度，勾配，市街地であるか否かなどの地図情報や、ＶＩＣＳによる先行車両の渋滞情報などの情報が含まれる。そして、例えば地図位置毎の道路の高度の変化から道路勾配を算出し、その道路を走行する際の平均車速を予測し、その平均車速でその勾配の道路を走行する際に必要なエンジントルクを算出して、ＥＥＰＲＯＭに設定した所定のデータベース領域に格納する。なお、平均車速については、例えば過去一定時間内に同じ道路を通過した先行車両の各地点の平均速度や加減速変化量、あるいは、信号や渋滞等による予想停車時間や加減速変化量に基づいて算出することが可能である。

車両制御ＥＣＵ４０は、このデータベースに格納された地図位置毎のエンジントルクに基づいて、図４（Ａ）の制御マップを参照し、エンジン制御により発生するエンジン１の発熱量を得る。そして、この発熱量に基づいて図４（Ｂ）の制御マップを参照し、その地点の車速が高車速（例えば８０ｋｍ／ｈ以上），中車速（例えば５０ｋｍ／ｈ以上、８０ｋｍ／ｈ未満），低車速（例えば５０ｋｍ／ｈ未満）のいずれであるかを考慮して、燃料タンク１１内の熱量変化量を得る。この熱量変化量から燃料タンク１１内の燃料の温度を算出できるため、その温度に基づいて図４（Ｃ）の制御マップを参照し、蒸発燃料の発生量を得る。

なお、蒸発燃料の発生量は、このような制御マップのみでは正確に予測できず、車両の制御状態，車両の特性及び燃料の状態などの内部情報や、外気温，天候，季節及び道路の混雑状況などの外部情報を考慮する必要がある場合もある。例えば、燃料タンク１１内の熱量は、エンジン１の発熱量のみでなく、車速、外気温、燃料タンク１１の形状、燃料タンク１１内の燃料量や内圧などの影響因子によっても変化する。また、蒸発燃料の発生量は、燃料タンク１１内の熱量変化だけでなく、燃料タンク１１内の燃料と気体との接触面積、燃料タンク１１の内圧、燃料の液面揺れ、燃料の揮発性、燃料タンク１１内のベーパ濃度などの影響因子によっても変化する。すなわち、図５に示すように、燃料タンク１１内の燃料と気体との接触面積が大きいほど、燃料タンク１１の内圧が低いほど、燃料の揮発性が高いほど、また燃料タンク内のベーパ濃度が低いほど、蒸発燃料の発生量も多くなる。このため、厳密にはこれらの影響因子を考慮した適合値や物理式などから蒸発燃料の発生量を推定したりもする。

車両制御ＥＣＵ４０は、このようにして得られる蒸発燃料の発生量に基づき、予め設定された地図位置毎に蒸発燃料のキャニスタ２２への吸着量を推定し、車両が目的地Ｂに到達するまでに随時発生する蒸発燃料が効率よく処理されるように各地点での目標吸着量を設定し、その目標吸着量を実現するようにパージ制御を実行する。

次に、本実施の形態の車両制御処理の流れについて説明する。図６は、車両制御ＥＣＵが実行する車両制御処理の流れを表すフローチャートである。以下、この処理の流れを、ステップ番号（以下「Ｓ」で表記する）を用いて説明する。

車両制御ＥＣＵ４０は、まず、ナビゲーション装置５０から上述した道路情報を取得し、目的地Ｂにおける蒸発燃料のキャニスタ２２への目標吸着量を設定する（Ｓ１）。目的地Ｂでは車両のエンジン停止が予定されているため、基本的にはこの目標吸着量をゼロに設定してもよい。しかし、道路情報により、例えば目的地Ｂまでの距離が短かったり、現在の蒸発燃料の吸着量が多すぎたりして、目標吸着量をゼロに設定してしまうとパージ量が過多になると判断されるような場合には、排気エミッションが悪化しない程度の目標吸着量を設定したりする。

また、例えば目的地Ｂを通過する可能性がある場合や、エンジン停止から間もなく再始動する可能性がある場合には、所定の最低吸着量を残すように設定してもよい。すなわち、エンジン始動時には基本的にパージ制御が実行されるため、キャニスタ２２から吸気管２へ蒸発燃料が送出されずに大気だけが送出された場合、空燃比フィードバック制御が不安定となる可能性がある。これを防止するために、パージガス中に最低量の蒸発燃料を確保するように目標吸着量を設定してもよい。

続いて、この目的地Ｂにおける目標吸着量を実現するために、出発地Ａと目的地Ｂとの間の途中地点で実現すべき目標吸着量をそれぞれ設定し、各目標吸着量に基づいて地図位置毎に最適なパージ制御を順次行っていくためのパージ制御スケジュールを設定する（Ｓ２）。この途中地点の目標吸着量の設定についても、上述した道路情報を加味して行う。

続いて、パージ制御スケジュールに基づいてパージ制御を行った場合の途中地点Ａ１，Ａ２における蒸発燃料の吸着量の予測値であるパージ吸着量を推定する（Ｓ３）。このパージ吸着量の推定値は、Ｓ２で既に目標吸着量として設定されている場合にはこれと同じ値となるが、設定されていない場合には、道路情報に基づいて推定される。そして、パージ制御スケジュールに基づいたパージ制御を実行する（Ｓ４）。

そして、途中地点Ａ１又はＡ２に到達したか否かを判断し（Ｓ５）、途中地点Ａ１又はＡ２である場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、現在のキャニスタ２２への蒸発燃料の吸着量である実パージ吸着量を算出する（Ｓ６）。この実パージ吸着量は、上述したベースパージ制御のときと同様に、現在のパージ制御によるパージガスによる空燃比フィードバック補正係数の変化量を算出し、変化からパージガスの濃度を逆算することにより算出される。なお、このパージガスの濃度と実パージ吸着量との関係は、予め実験等により求められている。

そして、Ｓ３で推定したパージ吸着量の推定値とＳ６で算出した実パージ吸着量との差が所定値以内であるか否かを判定する（Ｓ７）。このとき、その吸着量の差が所定値以内であれば（Ｓ７：ＹＥＳ）、そのままパージ制御を継続する。続いて、道路情報に基づいて目的地Ｂに到達したか否かを判断し（Ｓ９）、目的地Ｂに到達していない場合には（Ｓ９：ＮＯ）、Ｓ４に戻る。

一方、Ｓ７において、途中地点のパージ吸着量の推定値と実パージ吸着量との差が所定値を超えたと判断されると（Ｓ７：ＮＯ）、現在の実パージ吸着量に基づいて現地点と目的地Ｂとの間でパージ制御スケジュールを再度設定し（Ｓ８）、Ｓ９へ移行する。

また、Ｓ５において、途中地点Ａ１又はＡ２に到達していないと判断した場合には（Ｓ５：ＮＯ）、Ｓ９へ移行する。
そして、目的地Ｂに到達したと判断した場合に（Ｓ９：ＹＥＳ）、一連の処理を終了する。

以上に説明したように、本実施の形態の車両制御装置によれば、ナビゲーション装置５０から今後走行予定の道路情報を取得し、その道路情報に基づいて今後の車両の状態が予測され、走行が予定される地点における蒸発燃料のキャニスタ２２への目標吸着量が設定される。そして、その目標吸着量を実現するようにパージ制御スケジュールが設定され、パージ制御が実行される。すなわち、得られた道路情報から車両の今後の走行状態等を見越して迅速かつ最適なパージ制御が行われる。

また、それによってパージ制御の効率が上がるため、小型でより安価なキャニスタを用いても十分に対応することができるようになる。また、キャニスタに吸着された蒸発燃料が蓄積可能な量を超えて外部に排出されることもなくなる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、車両制御処理の流れが異なる以外は上記第１の実施の形態と同様である。このため、第１の実施の形態と同様の部分についてはその説明を省略する。図７は、第２の実施の形態の車両制御処理の流れを表すフローチャートである。以下、この処理の流れを、ステップ番号（以下「Ｓ」で表記する）を用いて説明する。

車両制御ＥＣＵ４０は、まず、道路情報に基づいて、目的地Ｂにおける蒸発燃料のキャニスタ２２への目標吸着量を設定する（Ｓ１１）。続いて、その目標吸着量に基づいて途中地点の目標吸着量を設定し、パージ制御スケジュールを設定する（Ｓ１２）。そして、そのパージ制御スケジュールに基づいてパージ制御を行った場合の途中地点Ａ１，Ａ２における蒸発燃料の吸着量の予測値であるパージ吸着量を推定する（Ｓ１３）。これらＳ１１，Ｓ１２及びＳ１３の処理は、それぞれ図６のＳ１，Ｓ２，Ｓ３の処理の内容と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

そして、出発地Ａ、途中地点Ａ１，Ａ２のいずれかであるか否かを判断し（Ｓ１４）、そのいずれかであれば（Ｓ１４：ＹＥＳ）、実パージ吸着量を算出する（Ｓ１５）。この実パージ吸着量の算出方法は、上述したとおりである。

そして、Ｓ１３で推定した途中地点のパージ吸着量の推定値とＳ１５で算出した実パージ吸着量との差が予め設定した基準値以内であるか否かを判定する（Ｓ１６）。このとき、その吸着量の差が基準値以内であれば（Ｓ１６：ＹＥＳ）、パージ制御の設定を通常のベースパージ制御に保持又は切り替え（Ｓ１７）、パージ制御を実行する（Ｓ２１）。

一方、Ｓ１６において、パージ吸着量の推定値と実パージ吸着量との差が設定値を超えたと判断されると（Ｓ１６：ＮＯ）、続いて、実パージ吸着量の方がパージ吸着量の推定値よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１８）。このとき、実パージ吸着量の方がパージ吸着量の推定値よりも大きければ（Ｓ１８：ＹＥＳ）、蒸発燃料がキャニスタ２２に過度に吸着しているため、パージ量を増加させてその吸着量を積極的に減少させる積極パージ制御に切り替え（Ｓ１９）、パージ制御を実行する（Ｓ２１）。一方、実パージ吸着量の方がパージ吸着量の推定値よりも小さければ（Ｓ１８：ＮＯ）、キャニスタ２２への吸着量に余裕があるため、パージ量を減少させて他の制御を優先させる消極パージ制御に切り替え（Ｓ２０）、パージ制御を実行する（Ｓ２１）。

Ｓ２１のパージ制御が終了すると、道路情報に基づいて目的地Ｂに到達したか否かを判断し（Ｓ２２）、目的地Ｂに到達していない場合には（Ｓ２２：ＮＯ）、Ｓ１４に戻る。そして、目的地Ｂに到達したと判断した場合に（Ｓ２２：ＹＥＳ）、一連の処理を終了する。

以上に説明したように、本実施の形態の車両制御装置では、第１の実施の形態と同様にナビゲーション装置５０から今後走行予定の道路情報を取得し、その道路情報に基づいたパージ制御スケジュールが設定されるが、このパージ制御スケジュールに沿ったパージ制御が積極的に行われるわけではない。すなわち、そのパージ制御スケジュールはあくまでその後のパージ制御の指標であり、基本的には従来と同様のベースパージ制御が実行される。そして、そのパージ制御の過程で、パージ制御スケジュールに基づくパージ吸着量の推定値と実パージ吸着量との差が大きくなった場合に、パージ量の増減を行っていく。このため、パージ制御の結果は設定されたパージ制御スケジュールに沿った制御に近くなる。結果的に、走行が予定される道路情報に基づいて車両の今後の走行状態等を見越した迅速かつ最適なパージ制御が行われる。また、既存のベースパージ制御のアルゴリズムを有効に活用することができる。

なお、上記各実施の形態においては、図６や図７に示したように、パージ制御スケジュールに基づくパージ吸着量の推定値と実パージ吸着量との差分を解消するようにパージ制御を変化させていく例を示した。しかし、種々の要因によりパージ吸着量の推定に精度が得られない場合、制御を継続してもその差分が小さくならないことも想定される。

そこで、パージ吸着量の推定値と実パージ吸着量との差分の全てではなく、一定割合を反映させるようにパージ制御を行っていくことで、確実に目標吸着量に近づけていくようにしてもよい。

また、上記第２の実施の形態においては、図７に示したように、積極パージ制御及び消極パージ制御に切り替えるときの判断の基準値（パージ吸着量の推定値と実パージ吸着量との差）を同じにしたが、異なる基準値を設定してもよい。

さらに、上記各実施の形態においては、運転者が目的地を設定した場合について説明したが、運転者によって目的地が設定されない場合には、現在の走行地点から走行が予測される地点に目標吸着量を設定してもよい。例えば、車両の走行位置の直近にある交差点や踏切り、又は道路交通法の一時停止場所、急勾配の下り場所を走行予定地点として目標吸着量を設定してもよい。

なお、上記各実施の形態においては述べなかったが、例えばナビゲーション装置５０により目的地まで所定距離以内であることの情報が取得されると、蒸発燃料の吸着量がその目的地までに予め定めた量以下になるように、上記パージ制御スケジュールとは別に積極的にパージ制御を行うようにしてもよい。その際、排気エミッションを悪化させないことを前提としてもよい。

また、ナビゲーション装置５０から得られるＶＩＣＳ情報や規定時間内の平均車速情報などによって車両が渋滞道路を走行中であると判断される場合には、蒸発燃料が発生しやすいと考えられるため、パージ制御の頻度を高めるように制御してもよい。

また、ナビゲーション装置５０から得られる季節情報や時間情報などにより、夏季の昼間時であると判断される場合にも、蒸発燃料が発生しやすいと考えられるため、パージ制御の頻度を高めるように制御してもよい。

また、このようにパージ制御の頻度を高める制御を行った場合、空燃比制御が不安定となり、アイドリング状態が不安定になったり、エンジンストールが発生する可能性がある。このため、パージ制御の頻度を高めるに際してエンジン回転数を上昇させるような制御を行うのもよい。

第１の実施の形態に係る車両制御システムのエンジン及びその吸排気系の構成を表す概略構成図である。 ナビゲーション装置の概略構成を表すブロック図である。 車両制御において随時作成される制御用データベースを表す説明図である。 車両制御に用いられる制御マップの例を表す説明図である。 車両制御で考慮される車両状態と蒸発燃料の発生量との関係を表す説明図である。 車両制御ＥＣＵが実行する車両制御処理の流れを表すフローチャートである。 第２の実施の形態の車両制御処理の流れを表すフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ 吸気管
３ 排気管
１０ 燃料噴射弁
１１ 燃料タンク
１４ 燃焼室
１６ 点火装置
１８ クランク軸
２１ 触媒コンバータ
２２ キャニスタ
２３ 導管
２４ パージ管
２５ パージ制御弁
３５ クランク角センサ
３６ 空燃比センサ
４０ 車両制御ＥＣＵ
５０ ナビゲーション装置

Claims (15)

1. 車両の状態に応じてパージ装置を制御することにより、燃料タンクで発生してキャニスタに吸着された蒸発燃料をエンジンの吸気管内にパージする車両制御装置において、
   前記車両が走行予定の道路情報を取得する道路情報取得手段と、
   前記道路情報に基づいて、前記車両が後に走行する走行予定地点における前記蒸発燃料の前記キャニスタへの目標吸着量を設定し、前記目標吸着量を実現するように前記パージ装置を制御するパージ制御手段と、
   を備えたことを特徴とする車両制御装置。
2. 前記パージ制御手段は、前記道路情報取得手段が取得した地図情報の地図位置ごとに予想される車両状態により、前記蒸発燃料の発生量を算出し、前記走行予定地点における前記蒸発燃料の吸着量を推定することを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
3. 前記パージ制御手段は、前記車両状態から前記地図位置ごとの前記燃料タンク内の燃料の温度を推定して後に発生する前記蒸発燃料の発生量を算出することにより、前記蒸発燃料の吸着量を推定することを特徴とする請求項２記載の車両制御装置。
4. 前記車両状態は、前記燃料タンクの温度に影響を与える外気温，天候，季節及び前記道路情報取得手段が取得した道路の混雑状況その他の外部情報の少なくとも一つを含み、
   前記パージ制御手段は、前記車両状態から前記地図位置ごとの前記燃料タンク内の燃料の温度を推定して後に発生する前記蒸発燃料の発生量を算出することにより、前記蒸発燃料の吸着量を推定することを特徴とする請求項２記載の車両制御装置。
5. 前記パージ制御手段は、
   前記目標吸着量に基づいて前記走行予定地点までのパージ制御スケジュールを設定し、
   前記パージ制御スケジュールに基づいたパージ制御を行った場合の所定の途中地点の前記蒸発燃料の吸着量を予め推定しておき、
   前記途中地点において実際の前記蒸発燃料の吸着量を算出して、さらに前記吸着量の推定値との差分を算出し、前記差分が所定値よりも大きい場合に、現地点から前記走行予定地点までのパージ制御スケジュールを再設定すること、
   を特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
6. 前記パージ制御手段は、前記実際の前記蒸発燃料の吸着量と前記吸着量の推定値との差分を一定割合少なくする補正により、前記パージ制御スケジュールを再設定することを特徴とする請求項５記載の車両制御装置。
7. 前記パージ制御手段は、
   前記走行予定地点に、前記車両の目的地を設定し、
   前記途中地点を、前記目的地が設定されて前記車両が走行を開始した走行開始地点から前記目的地までの間に複数設定すること、
   を特徴とする請求項５記載の車両制御装置。
8. 前記パージ制御手段は、前記蒸発燃料の吸着量が前記走行予定地点において予め定めた設定値以下になるように前記パージ装置を制御することを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
9. 前記道路情報取得手段により取得される情報に基づいて、前記パージ制御手段は、前記パージの頻度を高めるように前記パージ装置を制御することを特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
10. 前記パージの頻度を高めるように前記パージ装置が制御された場合に、前記車両のエンジン回転数を上昇させる制御を行うエンジン制御手段を備えたことを特徴とする請求項９記載の車両制御装置。
11. 前記パージ制御手段は、
    前記目標吸着量に基づいて前記走行予定地点までのパージ制御スケジュールを設定し、
    前記パージ制御スケジュールに基づいたパージ制御を行った場合の所定の途中地点の前記蒸発燃料の吸着量を予め推定しておき、
    前記途中地点において前記蒸発燃料の実際の吸着量を算出し、前記実際の吸着量が前記吸着量の推定値よりも第１基準値を超えて大きければ、パージ量を増加させる積極パージ制御を実行し、前記吸着量の推定値が前記実際の吸着量よりも第２基準値を超えて大きければ、パージ量を減少させる消極パージ制御を実行すること、
    を特徴とする請求項１記載の車両制御装置。
12. 前記パージ制御手段は、前記途中地点における前記実際の吸着量と前記吸着量の推定値との差が所定の基準値以内である場合には、前記パージ制御スケジュールによらず、前記実際の吸着量に基づくベースパージ制御を実行することを特徴とする請求項１１記載の車両制御装置。
13. 車両の状態に応じて燃料タンクで発生した蒸発燃料をエンジンの吸気管内にパージするパージ手段を制御する車両制御装置において、
    前記車両が走行予定の道路情報に基づいて前記車両の状態を予測し、その予測した車両の状態に応じて前記パージ手段を制御することを特徴とする車両制御装置。
14. 車両の状態に応じてパージ装置を制御することにより、燃料タンクで発生してキャニスタに吸着された蒸発燃料を、エンジンの吸気管内にパージする制御を行う車両制御システムにおいて、
    地図情報又は外部から取得した道路状況に基づいて、車両が走行予定の道路情報を取得するナビゲーション装置と、
    前記ナビゲーション装置と通信可能に接続され、前記道路情報を取得する道路情報取得手段と、前記道路情報に基づいて、前記車両が後に走行する走行予定地点における前記蒸発燃料の前記キャニスタへの目標吸着量を設定し、前記目標吸着量を実現するように前記パージ装置を制御するパージ制御手段とを有する車両制御装置と、
    を備えたことを特徴とする車両制御システム。
15. 燃料タンクで発生してキャニスタに吸着された蒸発燃料を、車両の状態に応じてエンジンの吸気管内にパージする車両制御方法において、
    前記車両が走行予定の道路情報を取得する道路情報取得ステップと、
    前記道路情報に基づいて、前記車両が後に走行する走行予定地点における前記蒸発燃料の前記キャニスタへの目標吸着量を設定し、前記目標吸着量を実現するように前記パージ装置を制御するパージ制御ステップと、
    を備えたことを特徴とする車両制御方法。

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