JP2009127548A - Internal combustion engine control device and internal combustion engine control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料タンク内の燃料残量に応じて内燃機関の運転状態を通常走行モードと燃費優先モードとに切り替え可能な内燃機関制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control device capable of switching an operation state of an internal combustion engine between a normal traveling mode and a fuel efficiency priority mode in accordance with the remaining amount of fuel in a fuel tank.
車両走行中に燃料タンク内の燃料残量が所定値以下の状態(低残量状態)となった場合に、ガス欠により内燃機関が停止(エンスト)して走行不能状態になるおそれを低減すべく、従来より特許文献1等に記載の制御が知られている。すなわち、低残量状態となった場合に、燃料消費率(燃費)を向上させる燃費優先モードに切り替える制御である。
しかしながら、車両の走行状態によっては、低残量状態であっても燃費優先モードに切り替えない方が望ましい場合もあり、ドライバビリティ悪化や機関回転速度(エンジン回転速度)の不安定化に対して運転者が強い不満を抱く場合がある。 However, depending on the running state of the vehicle, it may be desirable not to switch to the fuel efficiency priority mode even in a low remaining amount state, so driving is performed against deterioration in drivability and instability of engine speed (engine speed). May have strong dissatisfaction.
具体的には、運転者が加速要求するようアクセル操作しているにも拘わらず燃費優先モードに切り替っていると、運転操作内容に応じたドライバビリティが十分に発揮されないことに対して運転者が不満を抱くことが挙げられる。また、アイドル運転時のようにエンジン回転速度が不安定な状態(瞬時回転速度の変動が大きい状態)の時に燃費優先モードに切り替えてしまうと、エンジン回転速度がさらに不安定となり、運転者が不満を抱く程に内燃機関の振動が増大し、場合によっては内燃機関の停止状態(エンスト)を招いてしまう。 Specifically, if the driver is accelerating to request acceleration, the driver will not be able to fully demonstrate the drivability according to the driving operation when the fuel consumption priority mode is switched. May be dissatisfied. In addition, if the engine speed is unstable (when the fluctuation in the instantaneous rotational speed is large), such as during idling, if you switch to the fuel efficiency priority mode, the engine speed will become even more unstable and the driver will be dissatisfied. The vibration of the internal combustion engine increases as the engine is held. In some cases, the internal combustion engine is stopped (engine stalled).
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、燃料の低残量状態時に内燃機関の運転状態を燃費優先モードに切り替えることを実行しつつも、ドライバビリティ向上及び機関回転速度の安定性向上を図った内燃機関制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and its object is to improve drivability while switching the operating state of the internal combustion engine to the fuel efficiency priority mode when the remaining amount of fuel is low. An object of the present invention is to provide an internal combustion engine control device that improves the stability of engine rotation speed.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
請求項1記載の発明では、
燃料タンク内の燃料を内燃機関の燃焼室で燃焼させることにより得られた燃焼エネルギを駆動源として走行する車両に適用され、
前記内燃機関の運転状態を、通常走行モードと、該通常走行モードに比べて燃料消費率を向上させる燃費優先モードとに切り替えるモード切替手段と、
前記燃料タンク内の燃料残量が予め設定された所定値以下となる低残量状態であるか否かを判定する残量判定手段と、
前記車両の走行状態が予め設定された燃費優先許可走行状態であるか否かを判定する走行状態判定手段と、
を備え、
前記モード切替手段は、前記低残量状態かつ前記燃費優先許可走行状態であると判定された場合に、前記燃費優先モードに切り替えることを特徴とする。
In invention of Claim 1,
Applied to a vehicle that travels using combustion energy obtained by burning fuel in a fuel tank in a combustion chamber of an internal combustion engine as a drive source;
Mode switching means for switching the operating state of the internal combustion engine between a normal travel mode and a fuel consumption priority mode that improves the fuel consumption rate compared to the normal travel mode;
A remaining amount determining means for determining whether or not the remaining amount of fuel in the fuel tank is in a low remaining amount state where the fuel remaining amount is not more than a predetermined value set in advance;
Traveling state determination means for determining whether the traveling state of the vehicle is a preset fuel consumption priority permitted traveling state;
With
The mode switching means switches to the fuel efficiency priority mode when it is determined that the low remaining amount state and the fuel efficiency priority permitted travel state are set.
これによれば、低残量状態であるだけでは燃費優先モードに切り替えず、車両の走行状態が予め設定された燃費優先許可走行状態であると判定されたことを条件として低残量状態の場合に燃費優先モードに切り替える。よって、ドライバビリティ悪化や機関回転速度(エンジン回転速度)の不安定化に対して運転者が強い不満を抱かないよう燃費優先許可走行状態を設定することで、低残量状態であるだけで燃費優先モードに切り替える特許文献1記載の制御に比べてドライバビリティ向上及び機関回転速度の安定性向上を図ることができる。 According to this, in the case of the low remaining amount state on the condition that it is determined that the traveling state of the vehicle is the preset fuel consumption priority permitted traveling state only by being in the low remaining amount state and not being switched to the fuel consumption priority mode. Switch to the fuel efficiency priority mode. Therefore, by setting the fuel consumption priority permission driving state so that the driver does not have a strong dissatisfaction with the deterioration of drivability and the instability of the engine rotation speed (engine rotation speed), the fuel consumption is reduced only in the low remaining amount state. Compared with the control described in Patent Document 1 for switching to the priority mode, it is possible to improve the drivability and improve the stability of the engine rotation speed.
ここで、通常走行モードから燃費優先モードに切り替わると内燃機関の出力が低下することとなるが、このような出力低下が運転者の高負荷運転要求時に生じると、ドライバビリティ悪化に対する運転者の不満は大きい。この点を鑑み請求項2記載の発明では、前記走行状態判定手段は、所定値以上の高負荷で前記内燃機関を運転させるよう運転者が要求する高負荷運転要求状態に対しては、前記燃費優先許可走行状態でないと判定することを特徴とする。そのため、運転者の高負荷運転要求時には、燃費優先モードへの切り替えが禁止されて内燃機関の出力低下が回避されるので、ドライバビリティ悪化に対する運転者の不満を回避できる。 Here, when the normal driving mode is switched to the fuel efficiency priority mode, the output of the internal combustion engine decreases. However, when such a decrease in output occurs at the time of a driver's high-load driving request, the driver's dissatisfaction with deterioration of drivability occurs. Is big. In view of this point, in the invention according to claim 2, the traveling state determination means is configured to reduce the fuel consumption for a high load driving request state that a driver requests to operate the internal combustion engine at a high load of a predetermined value or more. It is determined that the vehicle is not in the priority-permitted running state. Therefore, when the driver demands high load driving, switching to the fuel efficiency priority mode is prohibited, and a decrease in the output of the internal combustion engine is avoided, so that the driver's dissatisfaction with the deterioration in drivability can be avoided.
上述の「高負荷運転要求状態」の具体例として以下の発明が挙げられる。すなわち、加速走行状態(請求項3記載の発明)、車速が所定値以上となる高速走行状態(請求項4記載の発明)、スロットルバルブの開度を大きくして前記燃焼室への吸気量を増大させるにあたり、前記開度の変化量が設定値より大きい状態(請求項5記載の発明)、スロットルバルブの開度が第1設定値より大きい状態(請求項6記載の発明)。 The following invention is mentioned as a specific example of the above-mentioned “high load operation request state”. That is, the acceleration travel state (the invention according to claim 3), the high speed travel state where the vehicle speed becomes a predetermined value or more (the invention according to claim 4), the opening of the throttle valve is increased, and the amount of intake air to the combustion chamber is reduced. When increasing, the change amount of the opening is larger than a set value (invention of claim 5), and the opening of the throttle valve is larger than a first set value (invention of claim 6).
ここで、スロットルバルブの開度が小さい状態では、機関回転速度が不安定な状態(瞬時回転速度の変動が大きい状態)となりやすく、このような不安定状態時に通常走行モードから燃費優先モードに切り替わると、機関回転速度がさらに不安定となり、運転者が不満を抱く程に内燃機関の振動が増大し、場合によっては内燃機関の停止状態(エンスト)を招いてしまう。 Here, when the opening degree of the throttle valve is small, the engine rotational speed is likely to be unstable (a state where the fluctuation of the instantaneous rotational speed is large), and in such an unstable state, the normal driving mode is switched to the fuel consumption priority mode. As a result, the engine rotational speed becomes more unstable, and the vibration of the internal combustion engine increases as the driver becomes dissatisfied. In some cases, the internal combustion engine is stopped (engine stalled).
この点を鑑み請求項7記載の発明では、前記走行状態判定手段は、前記燃焼室への吸気量を調整するスロットルバルブの開度が第2設定値より小さい状態(例えば、低速走行運転やアイドル運転の状態)に対しては、前記燃費優先許可走行状態でないと判定することを特徴とする。そのため、スロットルバルブ開度が小さい時には、燃費優先モードへの切り替えが禁止されて機関回転速度の不安定化助長が回避されるので、機関回転速度の不安定化助長に対する運転者の不満を回避できる。 In view of this point, in the invention according to claim 7, the travel state determination means is in a state where the opening of the throttle valve for adjusting the intake air amount to the combustion chamber is smaller than a second set value (for example, low speed travel operation or idle The driving state is determined not to be the fuel consumption priority permission traveling state. Therefore, when the throttle valve opening is small, switching to the fuel efficiency priority mode is prohibited and the engine rotation speed destabilization promotion is avoided, so that the driver's dissatisfaction with the engine rotation speed destabilization promotion can be avoided. .
特に、走行が停止した状態でスロットルバルブ開度が小さくなっているアイドル運転時においては、同じバルブ開度であっても走行状態時に比べて失火にともなうエンストが生じやすい。この点を鑑み請求項8記載の発明では、アイドル運転状態に対しては前記燃費優先許可走行状態でないと判定することを特徴とする。そのため、このようにエンストが生じやすいアイドル運転状態時には、燃費優先モードへの切り替えが禁止されて機関回転速度の不安定化の助長が回避されるので、機関回転速度の不安定化助長に起因したエンスト発生のおそれを回避できる。 In particular, during idle operation in which the throttle valve opening is small when traveling is stopped, an engine stall due to misfire is more likely to occur even when the valve opening is the same. In view of this point, the invention according to claim 8 is characterized in that it is determined that the idling operation state is not the fuel consumption priority permission traveling state. Therefore, in the idling state in which engine stall is likely to occur, switching to the fuel efficiency priority mode is prohibited and the promotion of instability of the engine rotation speed is avoided. The risk of engine stalls can be avoided.
請求項9記載の発明では、前記走行状態判定手段は、前記内燃機関の暖機運転が完了した状態に対しては前記燃費優先許可走行状態であると判定することを特徴とする。そのため、暖機運転が完了していなければ燃費優先モードへの切り替えが禁止されるので、燃費優先モードへの切り替えによる暖機運転完了の遅延を回避できる。 The invention according to claim 9 is characterized in that the traveling state determination means determines that the fuel consumption priority permitted traveling state is in a state where the warm-up operation of the internal combustion engine is completed. Therefore, if the warm-up operation has not been completed, switching to the fuel efficiency priority mode is prohibited, so that a delay in completion of the warm-up operation due to switching to the fuel efficiency priority mode can be avoided.
請求項10記載の発明では、前記走行状態判定手段は、前記内燃機関の出力軸の回転速度変動が所定変動より大きい状態に対しては、前記燃費優先許可走行状態でないと判定することを特徴とする。そのため、機関回転速度変動が大きい状態(不安定な状態)の時には燃費優先モードへの切り替えが禁止されて不安定化の助長が回避されるので、機関回転速度の不安定化助長に起因したエンスト発生のおそれを回避できる。
The invention according to
請求項11記載の発明では、前記燃費優先モードは、燃料消費率を向上させる度合いが異なる複数のモードにレベル分けされており、前記燃費優先許可走行状態とは、複数の走行条件のうち少なくとも1つを満たしている状態であり、前記モード切替手段は、前記複数の走行条件のいずれを満たしているかに応じて、前記燃費優先モードのうち異なるレベルのモードに切り替えることを特徴とする。 In the invention according to claim 11, the fuel efficiency priority mode is classified into a plurality of modes having different degrees of improvement in the fuel consumption rate, and the fuel efficiency priority permitted travel state is at least one of a plurality of travel conditions. The mode switching means switches to a mode at a different level from among the fuel efficiency priority modes depending on which of the plurality of driving conditions is satisfied.
これによれば、走行条件毎に燃費向上度合い(燃費重要度)の異なる燃費優先モードに切り替えるので、燃費向上度合いを車両走行状態に応じてきめ細かく設定できる。しかも、燃費優先モードの中でも燃費向上度合いを多段階に切り替えるので、内燃機関の運転状態が急激に変化することを抑制できる。 According to this, since the mode is switched to the fuel efficiency priority mode having a different fuel efficiency improvement degree (fuel efficiency importance level) for each driving condition, the fuel efficiency improvement degree can be finely set according to the vehicle driving state. In addition, since the degree of improvement in fuel efficiency is switched to multiple levels even in the fuel efficiency priority mode, it is possible to suppress a sudden change in the operating state of the internal combustion engine.
燃費優先モードによる内燃機関の運転状態の具体例として、以上の如く非同期噴射の禁止、増量補正の禁止、空燃比のリーン化が挙げられ、これらを実行することで、燃費優先モードにおいて燃費を向上させることを容易に実現できる。 Specific examples of the operating state of the internal combustion engine in the fuel efficiency priority mode include prohibition of asynchronous injection, prohibition of increase correction, and leaning of the air-fuel ratio. By executing these, fuel efficiency is improved in the fuel efficiency priority mode. Can be easily realized.
すなわち、請求項12記載の発明では、前記通常走行モードでは、前記内燃機関のクランク角度に同期して燃料噴射を行う同期噴射に加え、運転者の加速要求タイミングで燃料噴射を行う非同期噴射が実行可能であり、前記燃費優先モードでは、前記非同期噴射を禁止することを特徴とする。請求項13記載の発明では、前記通常走行モードでは、運転者の加速要求タイミングで燃料噴射量を増量補正する加速増量補正が実行可能であり、前記燃費優先モードでは、前記増量補正を禁止することを特徴とする。請求項14記載の発明では、前記燃費優先モードでは、前記通常走行モードに比べて空燃比をリーンにすることを特徴とする。
That is, in the invention according to
請求項15記載の発明では、前記燃費優先モードに切り替えた状態で前記内燃機関を運転している時に、その旨を運転者に報知する報知手段を備えることを特徴とする。これによれば、内燃機関の運転状態が自動的に切り替わることで運転者が違和感を覚えることを抑制できる。
The invention according to
請求項16記載の発明では、上記内燃機関制御装置と、燃料タンク内の燃料残量を検出する残量検出手段、及び車両の走行状態を検出する走行状態検出手段の少なくとも1つと、を備えることを特徴とする内燃機関制御システムである。この内燃機関制御システムによれば、上述の各種効果を同様に発揮することができる。 According to a sixteenth aspect of the present invention, the internal combustion engine control device includes at least one of a remaining amount detecting unit that detects a remaining amount of fuel in the fuel tank and a traveling state detecting unit that detects a traveling state of the vehicle. Is an internal combustion engine control system. According to this internal combustion engine control system, the various effects described above can be exhibited in the same manner.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、内燃機関であるガソリンエンジンを走行駆動源とした二輪車両を対象としており、はじめに、エンジン及び電子制御ユニット(以下、ECUという)を中心としたエンジン制御システムの全体概略構成図を、図1を用いて説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is intended for two-wheeled vehicles that use a gasoline engine, which is an internal combustion engine, as a travel drive source. First, an overall schematic configuration diagram of an engine control system centering on an engine and an electronic control unit (hereinafter referred to as an ECU) is shown. This will be described with reference to FIG.
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、スロットルバルブ開度を検出するためのスロットルバルブ開度センサ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、多気筒エンジンの場合には、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がサージタンク16に接続されており、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。
In the
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。
The
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。ECU40は、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内の燃料残量を算出する。
The
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。
An
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。
A
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)やエンジン回転速度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。
The cylinder block of the
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装置27が設けられ、この触媒装置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。
The
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。
As is well known, the
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。
Specifically, the
また、ECU40は、以下の如く基本噴射量に各種補正を行って目標燃料噴射量を算出する。すなわち、クランク角度センサ30の検出値から算出されるエンジン回転速度と、エンジン負荷に基づいて基本噴射量を算出する。エンジン負荷は、スロットルバルブ開度センサ15の検出値から算出されるスロットルバルブ開度や、エアフローメータ13の検出値から算出される吸入空気量等から算出する。基本噴射量に対する補正には、加速応答性を向上させるための加速増量の他、始動後増量、暖気増量等が挙げられる。
Further, the
また、減速走行時には燃料噴射量をゼロにする燃料カットを実行する。また、燃料の噴射タイミングに関し、通常走行時にはクランク角度に同期したタイミングで噴射する同期噴射を実行し、加速走行時等、エンジン負荷の大きい時にはクランク角度に拘わらず噴射する非同期噴射を実行する。 In addition, a fuel cut is executed to reduce the fuel injection amount to zero during traveling at a reduced speed. As for fuel injection timing, synchronous injection is performed at a timing synchronized with the crank angle during normal traveling, and asynchronous injection is performed when the engine load is large, such as during acceleration traveling, regardless of the crank angle.
ところで、車両走行中に燃料タンク内の燃料残量が所定値以下の状態(低残量状態)となった場合に、ガス欠によりエンジンが停止(エンスト)して走行不能状態になるおそれが生じる。特に二輪車両においては、ユーザがこのようなガス欠状態に陥ってしまう頻度が四輪車両に比べて高い。このようなガス欠を回避すべく、本実施形態では以下のモード切替制御を実行する。 By the way, when the remaining amount of fuel in the fuel tank becomes a predetermined value or less (low remaining amount state) while the vehicle is running, there is a risk that the engine will stop due to lack of gas and become unable to run. . Particularly in a two-wheeled vehicle, the frequency of the user falling into such a gas-out state is higher than that in a four-wheeled vehicle. In order to avoid such a gas shortage, the following mode switching control is executed in the present embodiment.
すなわち、燃料タンク31内の燃料残量が予め設定された所定値より多い場合には通常走行モードにてエンジン制御を実行し、燃料残量が所定値以下となる低残量状態になると、後述する各種条件を満たす場合には、通常走行モードに比べて燃費を向上させるエコモード(燃費優先モード)に切り替えてエンジン制御を実行する。
That is, when the remaining amount of fuel in the
次に、このようなモードの切替処理について、図2のフローチャートを用いて詳細に説明する。図2に示す一連の処理は、イグニッションスイッチがオン操作されたことをトリガとして、所定周期(例えば先述のCPUが行う演算周期)又は所定のクランク角度毎にECU40のマイコンが繰り返し実行する処理である。
Next, such mode switching processing will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. The series of processes shown in FIG. 2 is a process repeatedly executed by the microcomputer of the
まずステップS10において、通常走行モード及びエコモードのいずれか一方から他方に切り替えてから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過していないと判定された場合(S10:NO)には、図2の一連の処理を一旦終了することでモードの切り替えを禁止し、所定時間が経過していると判定された場合(S10:YES)には、ステップS11以降の処理を実行する。これにより、頻繁にモードが切り替わって走行状態(モードの状態)が不安定になることを防止している。 First, in step S10, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since switching from one of the normal travel mode and the eco mode to the other. When it is determined that the predetermined time has not elapsed (S10: NO), it is determined that the predetermined time has elapsed since the series of processes in FIG. In the case (S10: YES), the processing after step S11 is executed. This prevents the driving state (mode state) from becoming unstable due to frequent switching of modes.
続くステップS11では、フロート式燃料センサ34からの検出信号に基づいて算出した燃料残量が、予め設定された所定値以下となる低残量状態であるか否かを判定する。低残量状態ではないと判定された場合(S11:NO)には、ステップS18(モード切替手段)にて通常走行モードへ切り替え、低残量状態であると判定された場合(S11:YES)には、以降のステップS12〜S16(走行状態判定手段)の条件を全て満たした車両走行状態である場合にステップS17(モード切替手段)にてエコモードに切り替える。 In subsequent step S11, it is determined whether or not the remaining amount of fuel calculated based on the detection signal from the float type fuel sensor 34 is in a low remaining amount state in which the amount is not more than a predetermined value set in advance. When it is determined that it is not in the low remaining amount state (S11: NO), it is switched to the normal running mode in step S18 (mode switching means), and when it is determined that it is in the low remaining amount state (S11: YES). In step S17 (mode switching unit), the mode is switched to the eco mode when the vehicle is in a vehicle traveling state that satisfies all the conditions of the subsequent steps S12 to S16 (running state determination unit).
以下、エコモードへの切り替え条件である各ステップS12〜S16の内容について説明する。ステップS12では、エンジン始動後に実行される暖機運転が完了したことをエコモードへの切り替え条件とする。これにより、暖機運転中にエコモードに切り替えることを禁止して、暖機運転の早期完了を図る。換言すれば、低残量状態時であっても、暖機運転の早期完了を低燃費化よりも優先させる。なお、暖機運転完了の判定は、例えばエンジン冷却水温が所定値以上まで上昇したことをもって暖機運転完了と判定してもよいし、エンジン始動後、予め設定した時間(例えば10000ms)が経過したことをもって暖機運転完了と判定してもよい。 Hereinafter, the contents of steps S12 to S16, which are conditions for switching to the eco mode, will be described. In step S12, the completion of the warm-up operation executed after the engine is started is set as a condition for switching to the eco mode. This prohibits switching to the eco mode during the warm-up operation, thereby achieving early completion of the warm-up operation. In other words, priority is given to the early completion of the warm-up operation over the reduction in fuel consumption even in the low remaining amount state. The determination of the completion of the warm-up operation may be, for example, determined as the completion of the warm-up operation when the engine coolant temperature has risen to a predetermined value or more, or a preset time (for example, 10,000 ms) has elapsed after the engine is started. It may be determined that the warm-up operation is complete.
ステップS13〜S16では、所定値以上の高負荷でエンジンを運転させるよう運転者が要求する高負荷運転要求状態である場合に、エコモードへの切り替えを禁止する。これにより、低残量状態時であっても、運転者による高負荷運転要求を低燃費化よりも優先させる。よって、高負荷運転要求時において、エコモード切り替えによるドライバビリティ悪化に対する運転者の不満を回避できる。 In steps S13 to S16, switching to the eco mode is prohibited in a high load operation request state in which the driver requests that the engine be operated with a high load of a predetermined value or more. Thus, even when the remaining amount is low, the high load driving request by the driver is given priority over the reduction in fuel consumption. Therefore, the driver's dissatisfaction with the deterioration of drivability due to the eco-mode switching can be avoided at the time of high load driving request.
以下、各条件を具体的に説明すると、ステップS13では、スロットルバルブ開度が、予め設定された第1開度TH1(第1設定値)よりも大きい場合には、高負荷運転要求状態であるとみなしてエコモードへの切り替えを禁止する。なお、スロットルバルブ開度に替えて、運転者が操作するアクセル操作量が設定値よりも大きい場合に高負荷運転要求状態であるとみなしてもよい。 Hereinafter, each condition will be specifically described. In step S13, when the throttle valve opening is larger than a preset first opening TH1 (first set value), it is a high load operation request state. And switching to the eco mode is prohibited. In place of the throttle valve opening, it may be considered that the high-load operation request state exists when the accelerator operation amount operated by the driver is larger than a set value.
ステップS14では、スロットルバルブ14の開度を大きくして吸入空気量を増大させるにあたり、スロットルバルブ開度の変化量が、予め設定された第1開度変化量ΔTH1よりも大きい場合には、高負荷運転要求状態であるとみなしてエコモードへの切り替えを禁止する。なお、スロットルバルブ開度変化量に替えて、アクセル操作変化量が設定値よりも大きい場合に高負荷運転要求状態であるとみなしてもよい。
In step S14, in order to increase the intake air amount by increasing the opening degree of the
ステップS15では、車両が加速走行している場合において、車両の加速度ΔVが、予め設定された第1加速度ΔV1より大きい場合に、高負荷運転要求状態であるとみなしてエコモードへの切り替えを禁止する。ステップS16では、車速Vが、予め設定された第1速度V1より大きい場合に、高負荷運転要求状態であるとみなしてエコモードへの切り替えを禁止する。 In step S15, when the vehicle is accelerating and the vehicle acceleration ΔV is greater than a preset first acceleration ΔV1, it is considered that the vehicle is in a high load driving request state and switching to the eco mode is prohibited. To do. In step S16, when the vehicle speed V is higher than the first speed V1 set in advance, the high-load driving request state is considered and switching to the eco mode is prohibited.
ステップS17にてエコモードに切り替えられると、エコモードに切り替えて制御している旨を運転者に報知するモード状態表示装置50(報知手段)を点灯又は点滅させる。なお、当該報知手段として、表示の他に警告音を発するようにしてもよい。また、本実施形態では、運転者により手動操作される走行モード切替スイッチ51を備えている。当該スイッチ51による操作内容は図2に示すモード切替処理に優先され、ECU40は、スイッチ51の操作内容に基づき通常走行モードとエコモードとを切り替える。
When the mode is switched to the eco mode in step S17, the mode state display device 50 (notification unit) for notifying the driver that the control is switched to the eco mode is turned on or blinked. In addition to the display, a warning sound may be emitted as the notification means. In the present embodiment, a travel
エコモードに切り替えられると、通常走行モードに比べて燃費を向上させるようエンジン制御内容が変更されるが、本実施形態に係るエコモードは、燃費を向上させる度合いが異なる複数のモードにレベル分けされている。具体的には、車両走行状態に応じて、燃費向上度合いの小さいレベル1と燃費向上度合いの大きいレベル2とに切り替える(レベルの切替条件については後に詳述する)。 When the mode is switched to the eco mode, the engine control content is changed so as to improve the fuel efficiency as compared with the normal driving mode. However, the eco mode according to the present embodiment is divided into a plurality of modes having different degrees of improving the fuel efficiency. ing. Specifically, the level is switched between level 1 where the degree of improvement in fuel efficiency is small and level 2 where the degree of improvement in fuel efficiency is high according to the vehicle running state (level switching conditions will be described in detail later).
そして、エコモードでは通常走行モードに比べて燃費を向上させるようエンジン制御内容が変更されるが、レベル1のエコモード時におけるエンジン制御変更点として、前述した非同期噴射の禁止と、加速増量補正の禁止又は加速増量の減量とを実施している。さらにレベル2では、レベル1の変更点に加え、目標空燃比のリーン側への変更(空燃比のリーン化)を実施している。 In the eco mode, the engine control content is changed so as to improve the fuel efficiency compared to the normal driving mode. However, the engine control change points in the level 1 eco mode are the prohibition of asynchronous injection and the acceleration increase correction described above. Prohibition of ban or accelerated increase is implemented. Further, in level 2, in addition to the change in level 1, the target air-fuel ratio is changed to the lean side (air-fuel ratio is made lean).
ここで、空燃比をリーン化すると、燃費を向上できるものの、その背反として、大きな出力トルクを得ることができないとともに、アイドル運転時のようにエンジン回転速度が不安定な状態(燃焼が不安定な状態)においてはその不安定状態を助長してしまう。そこで、後に詳述する如く、大きな出力トルクを要しないことやエンジン回転速度が安定していること等を条件として、燃費向上度合いの大きいレベル2に切り替えている。 Here, when the air-fuel ratio is made lean, fuel efficiency can be improved, but as a contradiction, a large output torque cannot be obtained and the engine rotation speed is unstable as in idle operation (combustion is unstable). In the state), the unstable state is promoted. Therefore, as will be described in detail later, the level is switched to level 2 where the degree of improvement in fuel efficiency is large, on condition that a large output torque is not required and that the engine speed is stable.
以下、エコモードのレベルを切り替える処理について、図3のフローチャートを用いて詳細に説明する。図3に示す一連の処理は、図2のステップS17の処理によりエコモードへ切り替えられている期間中、所定周期(例えば先述のCPUが行う演算周期)又は所定のクランク角度毎にECU40のマイコンが繰り返し実行する処理である。
Hereinafter, the process of switching the level of the eco mode will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. The series of processes shown in FIG. 3 is performed by the microcomputer of the
まずステップS20において、レベル1及びレベル2のいずれか一方から他方に切り替えてから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過していないと判定された場合(S20:NO)には、図3の一連の処理を一旦終了することでレベルの切り替えを禁止し、所定時間が経過していると判定された場合(S20:YES)には、ステップS21以降の処理を実行する。これにより、頻繁にエコレベルが切り替わって走行状態が不安定になることを防止している。 First, in step S20, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since switching from one of level 1 and level 2 to the other. If it is determined that the predetermined time has not elapsed (S20: NO), it is determined that the predetermined time has elapsed since the series of processes in FIG. In the case (S20: YES), the processing after step S21 is executed. This prevents the eco-level from switching frequently and the running state from becoming unstable.
そして、以降のステップS21〜S27(走行状態判定手段)の条件を全て満たした車両走行状態である場合にステップS28にてエコモードのレベルをレベル2に切り替え、ステップS21〜S27の条件を1つでも満たしていない場合にはステップS29にてエコモードのレベルをレベル1に切り替える。なお、モード状態表示装置50(報知手段)により、エコモード時においてレベル1及びレベル2のいずれでエコモードが実行されているかを表示するようにしてもよい。また、走行モード切替スイッチ51の操作内容に基づきレベル1とレベル2とを切り替えるように構成してもよい。
Then, when the vehicle is in a vehicle running state that satisfies all the conditions of subsequent steps S21 to S27 (running state determination means), the level of the eco mode is switched to level 2 in step S28, and one condition of steps S21 to S27 is set. However, if not satisfied, the level of the eco mode is switched to level 1 in step S29. Note that the mode state display device 50 (notification unit) may display whether the eco mode is being executed at level 1 or level 2 in the eco mode. Further, the level 1 and the level 2 may be switched based on the operation content of the travel
以下、エコモードへの切り替え条件である各ステップS21〜S27の内容について説明する。ステップS21では、アクセル操作量ゼロ及び車速ゼロの状態でエンジンを運転するアイドル運転状態でないことをレベル2への切り替え条件とし、エンジン回転速度が不安定となっているアイドル運転中にレベル2に切り替えることを禁止している。このようなアイドル運転中であれば上述した不安定状態を助長するおそれがあるため、その場合にはレベル1に切り替えて、低燃費化よりもエンジン回転速度の安定性を優先させている。 Hereinafter, the contents of steps S21 to S27, which are conditions for switching to the eco mode, will be described. In step S21, the condition for switching to level 2 is that the engine is not in an idling state where the accelerator operation amount is zero and the vehicle speed is zero, and the level is switched to level 2 during idling where the engine speed is unstable. Is prohibited. During such idling, there is a risk of promoting the unstable state described above. In this case, the engine speed is switched over to level 1 to give priority to the stability of the engine speed over the reduction of fuel consumption.
ステップS22では、車速が所定値以上の中高速で加速及び減速のない安定した走行(定常走行)の状態であることをレベル2への切り替え条件とし、加減速のある通常走行状態ではレベル1に切り替える。このような定常走行状態でなければ上述した不安定状態を助長するおそれがあるため、その場合にはレベル1に切り替えて、低燃費化よりもエンジン回転速度の安定性を優先させている。 In step S22, the condition for switching to level 2 is that the vehicle speed is at a medium to high speed that is equal to or higher than a predetermined value and the vehicle is in a stable running (steady running) state without acceleration and deceleration. Switch. If the vehicle is not in such a steady running state, the above-described unstable state may be promoted. In this case, the level is switched to level 1 to prioritize the stability of the engine speed over the reduction in fuel consumption.
ステップS23では、エンジン回転速度の1燃焼サイクル中に生じる変動が所定変動より大きい状態でないことをレベル2への切り替え条件とし、変動が大きい場合にはレベル1に切り替える。このような変動が大きい状態では上述した不安定状態を助長するおそれがあるため、その場合にはレベル1に切り替えて、低燃費化よりもエンジン回転速度の安定性を優先させている。 In step S23, the switching condition to level 2 is that the fluctuation occurring during one combustion cycle of the engine rotation speed is not greater than the predetermined fluctuation. If the fluctuation is large, switching to level 1 is performed. In such a large fluctuation state, the above-described unstable state may be promoted. In this case, the level is switched to level 1, and the stability of the engine speed is prioritized over the reduction in fuel consumption.
ステップS24〜S27では、所定値以上の高負荷でエンジンを運転させるよう運転者が要求する高負荷運転要求状態である場合に、レベル2への切り替えを禁止する。これにより、運転者による高負荷運転要求をある程度満足させつつ低燃費化を図る。よって、高負荷運転要求時において、レベル2への切り替えによるドライバビリティ悪化に対する運転者の不満を抑制できる。 In steps S24 to S27, switching to level 2 is prohibited in a high-load operation request state where the driver requests that the engine be operated with a high load equal to or greater than a predetermined value. As a result, fuel efficiency is reduced while satisfying the high load driving request by the driver to some extent. Therefore, the driver's dissatisfaction with the deterioration of drivability due to switching to level 2 can be suppressed at the time of a high load driving request.
以下、各条件を具体的に説明すると、ステップS24では、スロットルバルブ開度が、予め設定された第2開度TH2(第2設定値)よりも大きい場合には、高負荷運転要求状態であるとみなしてレベル2への切り替えを禁止する。この第2開度TH2の値は、図2のステップS13に係る第1開度TH1の値に比べて小さい値に設定されている。なお、スロットルバルブ開度に替えて、運転者が操作するアクセル操作量が設定値よりも大きい場合に高負荷運転要求状態であるとみなしてもよい。 Hereinafter, each condition will be described in detail. In step S24, when the throttle valve opening is larger than a preset second opening TH2 (second set value), it is a high load operation request state. And switching to level 2 is prohibited. The value of the second opening TH2 is set to a value smaller than the value of the first opening TH1 according to step S13 in FIG. In place of the throttle valve opening, it may be considered that the high-load operation request state exists when the accelerator operation amount operated by the driver is larger than a set value.
ステップS25では、スロットルバルブ14の開度を大きくして吸入空気量を増大させるにあたり、スロットルバルブ開度の変化量が、予め設定された第2開度変化量ΔTH2よりも大きい場合には、高負荷運転要求状態であるとみなしてレベル2への切り替えを禁止する。この第2開度変化量ΔTH2の値は、図2のステップS14に係る第1開度変化量ΔTH1の値に比べて小さい値に設定されている。なお、スロットルバルブ開度変化量に替えて、アクセル操作変化量が設定値よりも大きい場合に高負荷運転要求状態であるとみなしてもよい。
In step S25, when increasing the amount of intake air by increasing the opening of the
ステップS26では、車両が加速走行している場合において、車両の加速度ΔVが、予め設定された第2加速度ΔV2より大きい場合に、高負荷運転要求状態であるとみなしてレベル2への切り替えを禁止する。この第2加速度ΔV2の値は、図2のステップS15に係る第1加速度ΔV1の値に比べて小さい値に設定されている。ステップS27では、車速Vが、予め設定された第2速度V2より大きい場合に、高負荷運転要求状態であるとみなしてエコモードへの切り替えを禁止する。この第2速度V2の値は、図2のステップS16に係る第1速度V1の値に比べて小さい値に設定されている。 In step S26, when the vehicle is accelerating and the acceleration ΔV of the vehicle is larger than the preset second acceleration ΔV2, it is regarded as a high-load driving request state and switching to level 2 is prohibited. To do. The value of the second acceleration ΔV2 is set to a value smaller than the value of the first acceleration ΔV1 according to step S15 in FIG. In step S27, when the vehicle speed V is higher than the preset second speed V2, it is considered that the vehicle is in a high load operation request state, and switching to the eco mode is prohibited. The value of the second speed V2 is set to a value smaller than the value of the first speed V1 according to step S16 in FIG.
以上により、本実施形態によれば、燃料タンク31の燃料が低残量状態である場合において、このような低残量状態であるだけではエコモードに切り替えず、車両の走行状態がステップS12〜S16の条件を満たした場合にエコモードに切り替える。そして、これらの条件は、ドライバビリティ悪化やエンジン回転速度の不安定化に対して運転者が強い不満を抱かないよう設定されているので、ドライバビリティ向上及びエンジン回転速度の安定性向上を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, when the fuel in the
さらに本実施形態では、エコモードを実施するにあたり、燃費向上度合いの小さいレベル1と燃費向上度合いの大きいレベル2とにレベル分けして切り替えられるので、走行条件毎に燃費向上度合い(燃費優先度合い)が切り替えられる。よって、燃費向上度合いを車両走行状態に応じてきめ細かく設定できる。 Furthermore, in the present embodiment, when the eco mode is executed, the level is switched between level 1 where the degree of improvement in fuel efficiency is small and level 2 where the degree of improvement in fuel efficiency is high. Is switched. Therefore, it is possible to finely set the fuel efficiency improvement degree according to the vehicle running state.
また、本実施形態において、通常走行モードからエコモードに切り替える場合には、レベル2への切り替えを禁止してレベル1への切り替えのみを許可するように制御すれば、ドラビリ性が急激に低下することを抑制できるので、運転者に与える違和感を低減でき、好適である。同様にして、レベル2から通常走行モードへの切り替えを禁止して、レベル2からはレベル1への切り替えのみを許可するように制御すれば、ドラビリ性が急激に向上することを抑制できるので、運転者に与える違和感を低減でき、好適である。 Further, in this embodiment, when switching from the normal travel mode to the eco mode, the drivability is drastically lowered if the control is performed so that the switching to the level 2 is prohibited and only the switching to the level 1 is permitted. Since this can be suppressed, the uncomfortable feeling given to the driver can be reduced, which is preferable. Similarly, if the switching from the level 2 to the normal driving mode is prohibited and only the switching from the level 2 to the level 1 is permitted, it is possible to suppress drastic improvement in the drivability. The feeling of strangeness given to the driver can be reduced, which is preferable.
(他の実施形態)
上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。また、本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、各実施形態の特徴的構造をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
(Other embodiments)
The above embodiments may be implemented with the following modifications. Further, the present invention is not limited to the description of the above embodiment, and the characteristic structures of the embodiments may be arbitrarily combined.
・エコモード時におけるエンジン制御変更点として次の制御を行ってもよい。すなわち、エコモードでは、スロットルバルブ開度の応答性を遅くさせる加速なましを実施するようにしてもよい。また、所定の上限値を超えないよう加速制限を実施するにあたり、その上限値を低くするようにしてもよい。また、所定の上限値を超えないよう車速制限を実施するにあたり、その上限値を低くするようにしてもよい。また、クランクシャフトの回転速度を減速する減速ギアのギア比を設定するにあたり、低速側にシフトするように設定変更してもよい。 -The following control may be performed as an engine control change point in the eco mode. That is, in the eco mode, acceleration annealing that slows down the response of the throttle valve opening may be performed. Further, when the acceleration restriction is performed so as not to exceed the predetermined upper limit value, the upper limit value may be lowered. Further, when the vehicle speed restriction is performed so as not to exceed the predetermined upper limit value, the upper limit value may be lowered. Further, when setting the gear ratio of the reduction gear that reduces the rotational speed of the crankshaft, the setting may be changed so as to shift to the low speed side.
・エコモードを実施するにあたり、レベル1での運転状態が所定時間以上継続した場合には、レベル2の条件を満たしていなくてもレベル2に自動的に切り替えて、燃費向上度合いの大きいレベルでの運転を促すようにしてもよい。なお、このようにレベル2に自動的に切り替わった場合には、運転者がスロットル操作量を大きくするよう操作したことを条件としてレベル1に戻すようにすればよい。 -When the eco-mode is implemented, if the driving state at level 1 continues for a predetermined time or longer, even if the level 2 condition is not satisfied, the mode is automatically switched to level 2 and the fuel efficiency improvement level is high. You may be prompted to drive. In addition, when it switches to level 2 automatically in this way, what is necessary is just to make it return to level 1 on condition that the driver | operator operated so that the amount of throttle operation may be enlarged.
・本発明が適用されるエンジンは多気筒エンジンに限らず単気筒エンジンであってもよい。また、二輪車両に限らず四輪車両に適用してもよい。 The engine to which the present invention is applied is not limited to a multi-cylinder engine, and may be a single-cylinder engine. Moreover, you may apply not only to a two-wheel vehicle but to a four-wheel vehicle.
10…エンジン(内燃機関)、31…燃料タンク、S11…残量判定手段、S12,S13,S14,S15,S16…走行状態判定手段、S17,S18…モード切替手段。
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記内燃機関の運転状態を、通常走行モードと、該通常走行モードに比べて燃料消費率を向上させる燃費優先モードとに切り替えるモード切替手段と、
前記燃料タンク内の燃料残量が予め設定された所定値以下となる低残量状態であるか否かを判定する残量判定手段と、
前記車両の走行状態が予め設定された燃費優先許可走行状態であるか否かを判定する走行状態判定手段と、
を備え、
前記モード切替手段は、前記低残量状態かつ前記燃費優先許可走行状態であると判定された場合に、前記燃費優先モードに切り替えることを特徴とする内燃機関制御装置。 Applied to a vehicle that travels using combustion energy obtained by burning fuel in a fuel tank in a combustion chamber of an internal combustion engine as a drive source;
Mode switching means for switching the operating state of the internal combustion engine between a normal travel mode and a fuel consumption priority mode that improves the fuel consumption rate compared to the normal travel mode;
A remaining amount determining means for determining whether or not the remaining amount of fuel in the fuel tank is in a low remaining amount state where the fuel remaining amount is not more than a predetermined value set in advance;
Traveling state determination means for determining whether the traveling state of the vehicle is a preset fuel consumption priority permitted traveling state;
With
The internal combustion engine control apparatus according to claim 1, wherein the mode switching means switches to the fuel efficiency priority mode when it is determined that the low remaining amount state and the fuel efficiency priority permitted travel state are established.
前記燃費優先許可走行状態とは、複数の走行条件のうち少なくとも1つを満たしている状態であり、
前記モード切替手段は、前記複数の走行条件のいずれを満たしているかに応じて、前記燃費優先モードのうち異なるレベルのモードに切り替えることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1つに記載の内燃機関制御装置。 The fuel efficiency priority mode is divided into a plurality of modes with different degrees of improving the fuel consumption rate,
The fuel consumption priority permission traveling state is a state that satisfies at least one of a plurality of traveling conditions,
The said mode switching means switches to the mode of a different level among the said fuel consumption priority modes according to which of these driving conditions is satisfy | filled, The any one of Claims 1-10 characterized by the above-mentioned. The internal combustion engine control device.
前記燃費優先モードでは、前記非同期噴射を禁止することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1つに記載の内燃機関制御装置。 In the normal running mode, in addition to synchronous injection that performs fuel injection in synchronization with the crank angle of the internal combustion engine, asynchronous injection that performs fuel injection at the driver's acceleration request timing can be executed.
The internal combustion engine control device according to any one of claims 1 to 11, wherein the asynchronous injection is prohibited in the fuel consumption priority mode.
前記燃費優先モードでは、前記増量補正を禁止することを特徴とする請求項1〜12のいずれか1つに記載の内燃機関制御装置。 In the normal traveling mode, acceleration increase correction for increasing the fuel injection amount at the driver's acceleration request timing can be executed,
The internal combustion engine control device according to any one of claims 1 to 12, wherein the increase correction is prohibited in the fuel consumption priority mode.
燃料タンク内の燃料残量を検出する残量検出手段、及び車両の走行状態を検出する走行状態検出手段の少なくとも1つと、
を備えることを特徴とする内燃機関制御システム。 An internal combustion engine control device according to any one of claims 1 to 15,
At least one of remaining amount detecting means for detecting the remaining amount of fuel in the fuel tank, and traveling state detecting means for detecting the traveling state of the vehicle;
An internal combustion engine control system comprising:
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