JP2015034491A - 車両用触媒の保護装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両用触媒の保護装置において、燃料欠乏状態に近づき燃料希薄状態であるときに、運転者に燃料充填を促進すると同時に、燃料供給不良に伴う触媒溶損防止することにある。
【解決手段】燃料残量検出手段６３により検出された燃料残量が所定値以下であることを検出した場合に燃料残量が所定値以下であることを報知する報知手段６４を備え、エンジン１の点火時期を制御する点火時期制御手段６５を備え、この点火時期制御手段６５は、報知手段６４により報知が実行された時に、点火時期を通常時よりも進角制御する。
【選択図】図１
【解決手段】燃料残量検出手段６３により検出された燃料残量が所定値以下であることを検出した場合に燃料残量が所定値以下であることを報知する報知手段６４を備え、エンジン１の点火時期を制御する点火時期制御手段６５を備え、この点火時期制御手段６５は、報知手段６４により報知が実行された時に、点火時期を通常時よりも進角制御する。
【選択図】図１
Description
この発明は、車両用触媒の保護装置に係り、特に気体燃料車（ＣＮＧ車、ＬＰＧ車）の触媒を保護する車両用触媒の保護装置に関する。
一般に、ガソリン車のような単一燃料で駆動する車両では、燃料給油を怠ったら走行中にガス欠で失火することが知られている。このガス欠で燃料供給不良により、失火して触媒溶損の可能性があることから、ガス欠と判断した場合に、強制的に燃料カットさせたり、速度制限を設けたりする技術が提案されている。
このような技術としては、以下のような先行技術文献がある。
このような技術としては、以下のような先行技術文献がある。
特許文献１に係る内燃機関の触媒コンバータ保護方法は、燃料タンク内の燃料量（残量）が所定値以下で、且つ燃料圧が変動しているときに（ガス欠と判断）、燃料供給を停止（燃料カット）して触媒溶損を回避するものである。
特許文献２に係る触媒保護装置は、燃料タンク内の燃料量（残量）が一定値よりも少なく、且つスロットル開度が一定値よりも大きいときに（ガス欠に近づいたとき）、速度制限をかけたり、排ガスが触媒を通らない経路にバイパスさせるものである。
特許文献２に係る触媒保護装置は、燃料タンク内の燃料量（残量）が一定値よりも少なく、且つスロットル開度が一定値よりも大きいときに（ガス欠に近づいたとき）、速度制限をかけたり、排ガスが触媒を通らない経路にバイパスさせるものである。
ところで、上記の特許文献１では、燃料カットさせた場合に、走行中にエンジンストールが発生するおそれがあったり、ユーザにとって予兆もなく急に燃料カットされると、走行中の運転状態が急変するという不都合があった。
また、上記の特許文献２では、速度制限をかけて高速走行ができなくなるが、高回転高負荷では、触媒温度が高い状態が維持されてしまい、登坂時に高回転高負荷状態になる可能性もあるので、触媒が溶損するおそれがあった。
さらに、排気ガス経路変更（触媒のない経路にバイパス）の場合には、排気ガスを触媒のない経路に通すと、触媒溶損のリスクは完全になくなるが、生ガスが排出されるので、環境的に問題があった。
また、上記の特許文献２では、速度制限をかけて高速走行ができなくなるが、高回転高負荷では、触媒温度が高い状態が維持されてしまい、登坂時に高回転高負荷状態になる可能性もあるので、触媒が溶損するおそれがあった。
さらに、排気ガス経路変更（触媒のない経路にバイパス）の場合には、排気ガスを触媒のない経路に通すと、触媒溶損のリスクは完全になくなるが、生ガスが排出されるので、環境的に問題があった。
そこで、この発明は、燃料欠乏状態に近づき燃料希薄状態であるときに、運転者に燃料充填を促進すると同時に、燃料供給不良に伴う触媒溶損防止することができる車両用触媒の保護装置を提供することを目的とする。
この発明は、エンジンから排出される排気ガスを浄化する触媒と、燃料タンク内の燃料の残量を検出する燃料残量検出手段と、前記燃料残量検出手段により検出された燃料残量が所定値以下であることを検出した場合に燃料残量が所定値以下であることを報知する報知手段とを備えた車両用触媒の保護装置において、前記エンジンの点火時期を制御する点火時期制御手段を備え、前記点火時期制御手段は、前記報知手段により報知が実行された時に、点火時期を通常時よりも進角制御することを特徴とする。
この発明は、燃料欠乏状態に近づき燃料希薄状態であるときに、運転者に燃料充填を促進すると同時に、燃料供給不良に伴う触媒溶損防止することができる。
この発明は、燃料欠乏状態に近づき燃料希薄状態であるときに、運転者に燃料充填を促進すると同時に、燃料供給不良に伴う触媒溶損防止する目的を、燃料残量が所定値以下であることが報知された時に、点火時期を通常時よりも進角制御して実現するものである。
図１〜図７は、この発明の実施例を示すものである。
図１に示すように、車両には、多気筒用のエンジン１が搭載される。このエンジン１は、シリンダブロック２と、シリンダヘッド３と、シリンダヘッドカバー４とを備える。
シリンダブロック２には、ピストン５が備えられている。このピストン５とシリンダヘッド３との間には、燃焼室６が形成されている。
シリンダヘッド３には、吸気ポート７と、排気ポート８とが形成されている。
エンジン１は、シリンダヘッド３に軸支した吸気カム軸９及び排気カム軸１０で夫々吸気弁１１及び排気弁１２を駆動し、各気筒の燃焼室６に連通する吸気ポート７及び排気ポート８を夫々開閉する。
エンジン１は、吸気カム軸９に、バルブタイミング可変装置のバルブタイミング可変アクチュエータ１３を設けている。バルブタイミング可変アクチュエータ１３は、油圧制御バルブ１４により動作油圧を制御され、クランク軸に対する吸気カム軸９の位相を変化させる。
図１に示すように、車両には、多気筒用のエンジン１が搭載される。このエンジン１は、シリンダブロック２と、シリンダヘッド３と、シリンダヘッドカバー４とを備える。
シリンダブロック２には、ピストン５が備えられている。このピストン５とシリンダヘッド３との間には、燃焼室６が形成されている。
シリンダヘッド３には、吸気ポート７と、排気ポート８とが形成されている。
エンジン１は、シリンダヘッド３に軸支した吸気カム軸９及び排気カム軸１０で夫々吸気弁１１及び排気弁１２を駆動し、各気筒の燃焼室６に連通する吸気ポート７及び排気ポート８を夫々開閉する。
エンジン１は、吸気カム軸９に、バルブタイミング可変装置のバルブタイミング可変アクチュエータ１３を設けている。バルブタイミング可変アクチュエータ１３は、油圧制御バルブ１４により動作油圧を制御され、クランク軸に対する吸気カム軸９の位相を変化させる。
エンジン１は、吸気装置として、エアクリーナ１５と吸気管１６とスロットルボディ１７とサージタンク１８と吸気マニホルド１９の各分岐管２０とを順次に接続し、各吸気ポート７に連通する吸気通路２１を設けている。スロットルボディ１７の吸気通路２１には、スロットルバルブ２２を設けている。このスロットルバルブ２２は、例えば、メカニカルスロットル装置のものである。
また、エンジン１は、排気装置として、排気マニホルド２３の各分岐管２４と触媒コンバータ２５と排気管２６とを順次に接続し、各排気ポート８に連通する排気通路２７を設けている。触媒コンバータ２５は、エンジン１から排出される排気ガスを浄化する触媒２５Ａを備える。
エンジン１は、スロットルバルブ２２を迂回して吸気通路２１を連通するアイドル空気通路２８を設け、このアイドル空気通路２８の途中にアイドル空気量を調整するアイドル空気量制御バルブ２９を設けている。エンジン１は、点火装置として、シリンダヘッドカバー４に各気筒毎の点火コイル３０を取り付けている。この点火コイル３０は、各気筒の燃焼室６に臨ませた点火プラグに飛び火させる。
また、エンジン１には、シリンダヘッドカバー４内をＰＣＶバルブ３１を介してサージタンク１８の吸気通路２１に連通するサージタンク側ブローバイガス通路３２を設け、シリンダヘッドカバー４内をエアクリーナ１５内に連通するエアクリーナ側ブローバイガス通路３３を設けている。
また、エンジン１は、排気装置として、排気マニホルド２３の各分岐管２４と触媒コンバータ２５と排気管２６とを順次に接続し、各排気ポート８に連通する排気通路２７を設けている。触媒コンバータ２５は、エンジン１から排出される排気ガスを浄化する触媒２５Ａを備える。
エンジン１は、スロットルバルブ２２を迂回して吸気通路２１を連通するアイドル空気通路２８を設け、このアイドル空気通路２８の途中にアイドル空気量を調整するアイドル空気量制御バルブ２９を設けている。エンジン１は、点火装置として、シリンダヘッドカバー４に各気筒毎の点火コイル３０を取り付けている。この点火コイル３０は、各気筒の燃焼室６に臨ませた点火プラグに飛び火させる。
また、エンジン１には、シリンダヘッドカバー４内をＰＣＶバルブ３１を介してサージタンク１８の吸気通路２１に連通するサージタンク側ブローバイガス通路３２を設け、シリンダヘッドカバー４内をエアクリーナ１５内に連通するエアクリーナ側ブローバイガス通路３３を設けている。
エンジン１には、触媒コンバータ２５の触媒２５Ａの保護装置３４が設けられる。
この保護装置３４は、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）や液化石油ガス（ＬＰＧ）等の気体燃料（以下「燃料」という）を供給する燃料供給装置３５を備える。
この燃料供給装置３５は、燃料を貯留する燃料タンク３６を備えている。この燃料タンク３６には、燃料供給管３７の一端側を接続している。この燃料供給管３７は、他端側を燃料デリバリパイプ３８に接続している。この燃料デリバリパイプ３８には、吸気マニホルド１９の各分岐管２０に取り付けられた各気筒毎の燃料噴射弁３９を接続している。
燃料供給管３７には、燃料タンク３６側から順次に、主止弁４０と第１燃料圧力センサ４１と減圧弁４２と燃料温度センサ４３と第２燃料圧力センサ４４とを介装している。
主止弁４０は、エンジン１の停止時に燃料を遮断する。
第１燃料圧力センサ４１は、主止弁４０と一体に設けられ、燃料の残量確認用に燃料タンク３６の圧力を検出する。
減圧弁４２は、減圧室４５とダイヤフラム室４６とを備え、ダイヤフラム室４６を導圧通路４７によりスロットルボディ１７のスロットルバルブ２２よりも下流側の吸気通路２１に連通している。
減圧弁４２は、吸気通路２１からダイヤフラム室４６に作用する吸気圧力に対して減圧室４５の圧力が一定の圧力差を保つ構造となっており、燃料圧力を吸気圧力に対して一定の圧力差に減圧して適正な圧力・流量に調整する。
燃料温度センサ４３は、燃料噴射弁３９に供給される燃料の温度を検出する。
第２燃料圧力センサ４４は、燃料噴射弁３９に供給される燃料の圧力を検出する。
この保護装置３４は、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）や液化石油ガス（ＬＰＧ）等の気体燃料（以下「燃料」という）を供給する燃料供給装置３５を備える。
この燃料供給装置３５は、燃料を貯留する燃料タンク３６を備えている。この燃料タンク３６には、燃料供給管３７の一端側を接続している。この燃料供給管３７は、他端側を燃料デリバリパイプ３８に接続している。この燃料デリバリパイプ３８には、吸気マニホルド１９の各分岐管２０に取り付けられた各気筒毎の燃料噴射弁３９を接続している。
燃料供給管３７には、燃料タンク３６側から順次に、主止弁４０と第１燃料圧力センサ４１と減圧弁４２と燃料温度センサ４３と第２燃料圧力センサ４４とを介装している。
主止弁４０は、エンジン１の停止時に燃料を遮断する。
第１燃料圧力センサ４１は、主止弁４０と一体に設けられ、燃料の残量確認用に燃料タンク３６の圧力を検出する。
減圧弁４２は、減圧室４５とダイヤフラム室４６とを備え、ダイヤフラム室４６を導圧通路４７によりスロットルボディ１７のスロットルバルブ２２よりも下流側の吸気通路２１に連通している。
減圧弁４２は、吸気通路２１からダイヤフラム室４６に作用する吸気圧力に対して減圧室４５の圧力が一定の圧力差を保つ構造となっており、燃料圧力を吸気圧力に対して一定の圧力差に減圧して適正な圧力・流量に調整する。
燃料温度センサ４３は、燃料噴射弁３９に供給される燃料の温度を検出する。
第２燃料圧力センサ４４は、燃料噴射弁３９に供給される燃料の圧力を検出する。
保護装置３４には、エンジン１および車両に関する様々な駆動条件を検知する検知手段として、第１燃料圧力センサ４１と燃料温度センサ４３と第２燃料圧力センサ４４とを設け、さらに、吸気通路２１の吸気温を検出する吸気温センサ４８を設け、スロットルバルブ２２のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ４９を設け、吸気通路２１の吸気圧を検出する吸気圧センサ５０を設け、エンジン１の冷却水温を検出する水温センサ５１を設け、ノッキングを検出するノッキングセンサ５２を設け、排気通路２７の排気空燃比を検出する空燃比センサ５３を設け、排気通路２７の排気酸素濃度を検出するＯ２センサ５４を設け、エンジン回転数を検出するためのクランク角を検出するクランク角センサ５５を設け、気筒を判別するためのカム角を検出するカム角センサ５６を設けている。なお、クランク角センサ５５は、点火時期を進角させた場合に、失火判定に使用され、エンジン角速度を検出する角速度検出手段としての機能をも有する。
なお、図１において、符合５７はメインスイッチ、５８はフューズ、符合５９はバッテリである。
なお、図１において、符合５７はメインスイッチ、５８はフューズ、符合５９はバッテリである。
保護装置３４は、検知手段である前記各センサ４１、４３、４４、４８〜５６により得られた条件に基づいて、燃料供給装置３５を制御する燃料供給制御手段として、主燃料供給制御手段６０に従燃料供給制御手段６１を併設している。主燃料供給制御手段６０と従燃料供給制御手段６１とは、車内通信網（ＣＡＮ）６２で接続している。
主燃料供給制御手段６０には、油圧制御バルブ１４、アイドル空気量制御バルブ２９、点火コイル３０、吸気温センサ４８、スロットル開度センサ４９、吸気圧センサ５０、水温センサ５１、ノッキングセンサ５２、空燃比センサ５３、Ｏ２センサ５４、クランク角センサ５５、カム角センサ５６を接続し、メインスイッチ５７及びフューズ５８を介してバッテリ５９を接続している。
主燃料供給制御手段６０には、油圧制御バルブ１４、アイドル空気量制御バルブ２９、点火コイル３０、吸気温センサ４８、スロットル開度センサ４９、吸気圧センサ５０、水温センサ５１、ノッキングセンサ５２、空燃比センサ５３、Ｏ２センサ５４、クランク角センサ５５、カム角センサ５６を接続し、メインスイッチ５７及びフューズ５８を介してバッテリ５９を接続している。
主燃料供給制御手段６０は、図１に示すように、燃料タンク３６内の燃料の残量を検出する燃料残量検出手段６３に接続するとともに、この燃料残量検出手段６３により検出された燃料残量が所定値以下であることを検出した場合に燃料残量が所定値以下であることを報知する報知手段６４に接続している。
燃料残量検出手段６３は、燃料がＣＮＧの場合には高圧センサであり、燃料がＬＰＧの場合にはレベルゲージであり、燃料タンク３６内の燃料残量をモニタする。
報知手段６４は、燃欠直前判定されたときに、ユーザーに充填を促すためのコーション（点灯）を発する充填ランプ６４Ａと、燃欠直前判定されたときには、ユーザーに充填を促すためのコーション（音）を発するブザー６４Ｂとを備える。
また、主燃料供給制御手段６０は、図１に示すように、エンジン１の点火時期を制御する点火時期制御手段６５を備える。この点火時期制御手段６５は、報知手段６４により報知が実行された時に、点火時期を通常時よりも進角制御する。また、点火時期制御手段６５は、進角制御を実行中であり、且つクランク角センサ（角速度検出手段）５５により検出されたエンジン角速度が所定値以上の場合に、遅角制御を実行する。
更に、主燃料供給制御手段６０は、図１に示すように、アイドル回転速度を目標アイドル回転速度になるように制御するエンジン回転速度制御手段６６を備える。このエンジン回転速度制御手段６６は、報知手段６４により報知が実行された時に、目標アイドル回転速度を通常時よりも低くなるように設定する。
また、主燃料供給制御手段６０は、図１に示すように、燃料欠乏直前を判定する燃料欠乏直前判定手段６７を備える。
燃料残量検出手段６３は、燃料がＣＮＧの場合には高圧センサであり、燃料がＬＰＧの場合にはレベルゲージであり、燃料タンク３６内の燃料残量をモニタする。
報知手段６４は、燃欠直前判定されたときに、ユーザーに充填を促すためのコーション（点灯）を発する充填ランプ６４Ａと、燃欠直前判定されたときには、ユーザーに充填を促すためのコーション（音）を発するブザー６４Ｂとを備える。
また、主燃料供給制御手段６０は、図１に示すように、エンジン１の点火時期を制御する点火時期制御手段６５を備える。この点火時期制御手段６５は、報知手段６４により報知が実行された時に、点火時期を通常時よりも進角制御する。また、点火時期制御手段６５は、進角制御を実行中であり、且つクランク角センサ（角速度検出手段）５５により検出されたエンジン角速度が所定値以上の場合に、遅角制御を実行する。
更に、主燃料供給制御手段６０は、図１に示すように、アイドル回転速度を目標アイドル回転速度になるように制御するエンジン回転速度制御手段６６を備える。このエンジン回転速度制御手段６６は、報知手段６４により報知が実行された時に、目標アイドル回転速度を通常時よりも低くなるように設定する。
また、主燃料供給制御手段６０は、図１に示すように、燃料欠乏直前を判定する燃料欠乏直前判定手段６７を備える。
即ち、ガス燃料専用車（ＣＮＧやＬＰＧ）では、燃料欠乏状態の場合に、燃料希薄状態となり、最終的には触媒溶損につながる。
そこで、この実施例では、触媒２５Ａを溶損させないために、燃料残量が所定値以下になったときに、充填ランプ６４Ａやブザー６４Ｂの報知手段６４でユーザーに促し、更に、点火時期を通常時よりも進角させ、つまり、点火時期を進角させると触媒温度が下がる効果を利用することで、触媒温度を低下させて触媒溶損リスクを低減させることを可能にした。また、点火時期を進角させることで、エンジン出力が低下されるので、これを狙い、通常時の点火時期よりもマイルドな走行とし、燃費が悪化するような運転をさせないことで、燃費にも有利に働き、充填所に行くまでの燃費を延ばして、可能走行距離を稼げるような制御し、充填所で燃欠するリスクを低減させるものである。
そこで、この実施例では、触媒２５Ａを溶損させないために、燃料残量が所定値以下になったときに、充填ランプ６４Ａやブザー６４Ｂの報知手段６４でユーザーに促し、更に、点火時期を通常時よりも進角させ、つまり、点火時期を進角させると触媒温度が下がる効果を利用することで、触媒温度を低下させて触媒溶損リスクを低減させることを可能にした。また、点火時期を進角させることで、エンジン出力が低下されるので、これを狙い、通常時の点火時期よりもマイルドな走行とし、燃費が悪化するような運転をさせないことで、燃費にも有利に働き、充填所に行くまでの燃費を延ばして、可能走行距離を稼げるような制御し、充填所で燃欠するリスクを低減させるものである。
図２には、この実施例に係る燃欠直前燃費走行制御判定方法を示す。
図２に示すように、プログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、先ず、燃欠直前フラグ（Ｆｏｖｅｒ）が立ったか否か（Ｆｏｖｅｒ＝１？）を判断する（ステップＡ０２）。
このステップＡ０２がＮＯの場合には、燃料レベル現在値（ＦＬｃ）が燃欠直前燃料レベル判定値（ＦＬｊｄｇ１）未満か否か（ＦＬｃ＜ＦＬｊｄｇ１）を判断する（ステップＡ０３）。つまり、このステップＡ０３では、燃料タンク３６の燃料の残量が、十分あるか、あるいは少ないかを判断する。
このステップＡ０３がＹＥＳで、燃料タンク３６の燃料の残量が少ない場合には、報知手段６４をオン、つまり、充填ランプ６４Ａを点灯し（ステップＡ０４）、ブザー６４Ｂを起動する（燃欠時ブザー発信時間（Ｔｂｚ）後停止する）（ステップＡ０５）。
そして、アイドル回転数を、図４のマップに示すように、通常時アイドル回転数テーブル値（水温テーブル：Ｒｅｖ１）から燃欠直前回転テーブル値（水温テーブル：Ｒｅｖ２）へ変更する（Ｒｅｖ１→Ｒｅｖ２）（ステップＡ０６）。
また、点火時期進角マップの変更として、図５、図６のマップに示すように、通常時点火時期マップ（回転−負荷マップ：Ｉｇ１）を燃欠直前点火時期マップ（回転−負荷マップ：Ｉｇ２）へ変更し（Ｉｇ１→Ｉｇ２）、この燃欠直前点火時期マップ（Ｉｇ２）を最終点火時期（ＩｇＦ）とする（ＩｇＦ＝Ｉｇ２）（ステップＡ０７）。
そして、燃欠直前フラグ（Ｆｏｖｅｒ）を立てる（Ｆｏｖｅｒ＝１）（ステップＡ０８）。
一方、前記ステップＡ０２がＹＥＳの場合には、点火時期を進角させる際の失火の有無を判定するように、先ず、失火検出回転変動変化量が、エンジン角速度変動（ＦＬｅｎｇ）＞失火判定エンジン角速度変動値（ＦＬｊｄｇ２）か否かを判断する（ステップＡ０９）。
このステップＡ０９がＹＥＳの場合には、点火時期学習マップ（回転−負荷マップ）の更新として、図７に示すように、点火時期学習マップ（減量側：Ｉｇｌ）を点火時期学習更新量（減少：ＩｇＭ）でマップに反映する（ステップＡ１０）。
一方、このステップＡ０９がＮＯの場合には、点火時期学習マップ（回転−負荷マップ）の更新として、点火時期学習マップ（増加側：Ｉｇｌ）を点火時期学習更新量（増加：ＩｇＰ）でマップに反映する（ステップＡ１１）。
つまり、前記ステップＡ１０と前記ステップＡ１１とにおいて、点火時期を進角すると、失火する可能性が高いので、基本として、ＩｇＭ＞ＩｇＰで定数を設定する。そして、燃欠直前であると判断されたら、失火状況を確認しながら、点火時期学習を実施する。この場合、更新量は、ＩｇＭとＩｇＰとで実施する。各マップの学習エリアは、任意に設定可能である。例えば、１面のみとか、４面、６面、８面、１０面、１２面とし、点火時期マップと同格子数等で設定可能である。
前記ステップＡ１０の処理後、又は前記ステップＡ１１の処理後は、最終点火時期（ＩｇＦ）を、ＩｇＦ＝Ｉｇ２＋Ｉｇｌとする（ステップＡ１２）。
前記ステップＡ０８の処理後、前記ステップＡ０３がＮＯの場合、又は前記ステップＡ１１の処理後は、プログラムをリターンする（ステップＡ１３）。
なお、この図２では、一点鎖線で示す前記ステップＡ０６〜Ａ０９において、燃費制御アイテムを入れることで、さらに燃費を優位に働かせることが可能となる。
図２に示すように、プログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、先ず、燃欠直前フラグ（Ｆｏｖｅｒ）が立ったか否か（Ｆｏｖｅｒ＝１？）を判断する（ステップＡ０２）。
このステップＡ０２がＮＯの場合には、燃料レベル現在値（ＦＬｃ）が燃欠直前燃料レベル判定値（ＦＬｊｄｇ１）未満か否か（ＦＬｃ＜ＦＬｊｄｇ１）を判断する（ステップＡ０３）。つまり、このステップＡ０３では、燃料タンク３６の燃料の残量が、十分あるか、あるいは少ないかを判断する。
このステップＡ０３がＹＥＳで、燃料タンク３６の燃料の残量が少ない場合には、報知手段６４をオン、つまり、充填ランプ６４Ａを点灯し（ステップＡ０４）、ブザー６４Ｂを起動する（燃欠時ブザー発信時間（Ｔｂｚ）後停止する）（ステップＡ０５）。
そして、アイドル回転数を、図４のマップに示すように、通常時アイドル回転数テーブル値（水温テーブル：Ｒｅｖ１）から燃欠直前回転テーブル値（水温テーブル：Ｒｅｖ２）へ変更する（Ｒｅｖ１→Ｒｅｖ２）（ステップＡ０６）。
また、点火時期進角マップの変更として、図５、図６のマップに示すように、通常時点火時期マップ（回転−負荷マップ：Ｉｇ１）を燃欠直前点火時期マップ（回転−負荷マップ：Ｉｇ２）へ変更し（Ｉｇ１→Ｉｇ２）、この燃欠直前点火時期マップ（Ｉｇ２）を最終点火時期（ＩｇＦ）とする（ＩｇＦ＝Ｉｇ２）（ステップＡ０７）。
そして、燃欠直前フラグ（Ｆｏｖｅｒ）を立てる（Ｆｏｖｅｒ＝１）（ステップＡ０８）。
一方、前記ステップＡ０２がＹＥＳの場合には、点火時期を進角させる際の失火の有無を判定するように、先ず、失火検出回転変動変化量が、エンジン角速度変動（ＦＬｅｎｇ）＞失火判定エンジン角速度変動値（ＦＬｊｄｇ２）か否かを判断する（ステップＡ０９）。
このステップＡ０９がＹＥＳの場合には、点火時期学習マップ（回転−負荷マップ）の更新として、図７に示すように、点火時期学習マップ（減量側：Ｉｇｌ）を点火時期学習更新量（減少：ＩｇＭ）でマップに反映する（ステップＡ１０）。
一方、このステップＡ０９がＮＯの場合には、点火時期学習マップ（回転−負荷マップ）の更新として、点火時期学習マップ（増加側：Ｉｇｌ）を点火時期学習更新量（増加：ＩｇＰ）でマップに反映する（ステップＡ１１）。
つまり、前記ステップＡ１０と前記ステップＡ１１とにおいて、点火時期を進角すると、失火する可能性が高いので、基本として、ＩｇＭ＞ＩｇＰで定数を設定する。そして、燃欠直前であると判断されたら、失火状況を確認しながら、点火時期学習を実施する。この場合、更新量は、ＩｇＭとＩｇＰとで実施する。各マップの学習エリアは、任意に設定可能である。例えば、１面のみとか、４面、６面、８面、１０面、１２面とし、点火時期マップと同格子数等で設定可能である。
前記ステップＡ１０の処理後、又は前記ステップＡ１１の処理後は、最終点火時期（ＩｇＦ）を、ＩｇＦ＝Ｉｇ２＋Ｉｇｌとする（ステップＡ１２）。
前記ステップＡ０８の処理後、前記ステップＡ０３がＮＯの場合、又は前記ステップＡ１１の処理後は、プログラムをリターンする（ステップＡ１３）。
なお、この図２では、一点鎖線で示す前記ステップＡ０６〜Ａ０９において、燃費制御アイテムを入れることで、さらに燃費を優位に働かせることが可能となる。
次いで、図３には、燃欠直前燃費走行制御判定方法を示す。
図３に示すように、プログラムがスタートすると（ステップＢ０１）、先ず、燃料レベルが、燃料レベル現在値（ＦＬｃ）＞燃料充填判定値（Ｆｃｈｒｇｅ）か否かを判断する（ステップＢ０２）。ここで、燃料充填判定値（Ｆｃｈｒｇｅ）は、Ｆｃｈｒｇｅ≧ＦＬｊｄｇである。
このステップＢ０２がＹＥＳの場合には、燃欠直前フラグ（Ｆｏｖｅｒ）を倒す（Ｆｏｖｅｒ＝０）とする（ステップＢ０３）。
また、点火時期進角マップの変更として、燃欠直前点火時期マップ（回転−負荷マップ：Ｉｇ２）を通常点火時期マップ（回転−負荷マップ：Ｉｇ１）へ変更し（Ｉｇ２→Ｉｇ１）、この通常点火時期マップ（Ｉｇ１）を最終点火時期（ＩｇＦ）とする（ＩｇＦ＝Ｉｇ１）（ステップＢ０４）。
そして、図７のマップに示すように、点火時期学習をオールクリアとする（Ｉｇ１＝０）（ステップＢ０５）。
その後、充填ランプ６４Ａを消灯する（ステップＢ０６）。
一方、前記ステップＢ０２がＮＯの場合には、ブザー６４Ｂを起動する（燃欠時ブザー発信時間（Ｔｂｚ）後停止する）（ステップＢ０７）。
前記ステップＢ０６の処理後、又は前記ステップＢ０７の処理後は、プログラムをエンドとする（ステップＢ０８）。
図３に示すように、プログラムがスタートすると（ステップＢ０１）、先ず、燃料レベルが、燃料レベル現在値（ＦＬｃ）＞燃料充填判定値（Ｆｃｈｒｇｅ）か否かを判断する（ステップＢ０２）。ここで、燃料充填判定値（Ｆｃｈｒｇｅ）は、Ｆｃｈｒｇｅ≧ＦＬｊｄｇである。
このステップＢ０２がＹＥＳの場合には、燃欠直前フラグ（Ｆｏｖｅｒ）を倒す（Ｆｏｖｅｒ＝０）とする（ステップＢ０３）。
また、点火時期進角マップの変更として、燃欠直前点火時期マップ（回転−負荷マップ：Ｉｇ２）を通常点火時期マップ（回転−負荷マップ：Ｉｇ１）へ変更し（Ｉｇ２→Ｉｇ１）、この通常点火時期マップ（Ｉｇ１）を最終点火時期（ＩｇＦ）とする（ＩｇＦ＝Ｉｇ１）（ステップＢ０４）。
そして、図７のマップに示すように、点火時期学習をオールクリアとする（Ｉｇ１＝０）（ステップＢ０５）。
その後、充填ランプ６４Ａを消灯する（ステップＢ０６）。
一方、前記ステップＢ０２がＮＯの場合には、ブザー６４Ｂを起動する（燃欠時ブザー発信時間（Ｔｂｚ）後停止する）（ステップＢ０７）。
前記ステップＢ０６の処理後、又は前記ステップＢ０７の処理後は、プログラムをエンドとする（ステップＢ０８）。
つまり、この実施例においては、以下の手順に従って触媒２５Ａの保護を実施する。
（１）、燃料残量をモニタし、所定量（ＣＮＧは圧力、ＬＰＧはレベルゲージ）以下で燃欠直前判定を実施する。
（２）、燃欠直前判定が成立すると、ユーザーに燃欠直前であることを促すために、充填ランプ６４Ａの点灯やブザー６４Ｂ（数秒後に発信停止）が起動する。
（３）、燃欠直前判定が成立すると、アイドル運転時の目標エンジン回転数を下げることで燃費モードに切り換わる。
（４）、同様に、点火時期も通常時よりも進角設定れた点火時期に切り換わる。点火時期を進角させることで、触媒温度は低下し、また、エンジントルクも落ちることから、ユーザーに燃欠直前の印象（無料充填が必要であるという印象）を与えることができる。また燃費も通常時よりも改善されることから、この間にガススタンドを探して充填することができる（燃料カットだと使用不能になってしまう）。
（５）、点火時期を過度に進角させると失火のおそれもあることから、エンジン角速度をモニタし、失火判定として使用する。失火を検知（エンジン角速度が所定より大きくなった場合）したら、点火時期を遅角し最適な点火位置で制御することで、触媒溶損防止と燃費向上を両立させる。
（６）、エンジン始動毎に、燃料充填判定を実施する。充填判定が成立すれば、通常時のアイドル回転数や点火時期に復帰されて、本来の出力性能に復帰することができる。充填されないと判断されれば、燃欠直前であることをブザー６４Ｂでアナウンスし、点火時期も低出力・燃費モードのままで制御を行う。
（１）、燃料残量をモニタし、所定量（ＣＮＧは圧力、ＬＰＧはレベルゲージ）以下で燃欠直前判定を実施する。
（２）、燃欠直前判定が成立すると、ユーザーに燃欠直前であることを促すために、充填ランプ６４Ａの点灯やブザー６４Ｂ（数秒後に発信停止）が起動する。
（３）、燃欠直前判定が成立すると、アイドル運転時の目標エンジン回転数を下げることで燃費モードに切り換わる。
（４）、同様に、点火時期も通常時よりも進角設定れた点火時期に切り換わる。点火時期を進角させることで、触媒温度は低下し、また、エンジントルクも落ちることから、ユーザーに燃欠直前の印象（無料充填が必要であるという印象）を与えることができる。また燃費も通常時よりも改善されることから、この間にガススタンドを探して充填することができる（燃料カットだと使用不能になってしまう）。
（５）、点火時期を過度に進角させると失火のおそれもあることから、エンジン角速度をモニタし、失火判定として使用する。失火を検知（エンジン角速度が所定より大きくなった場合）したら、点火時期を遅角し最適な点火位置で制御することで、触媒溶損防止と燃費向上を両立させる。
（６）、エンジン始動毎に、燃料充填判定を実施する。充填判定が成立すれば、通常時のアイドル回転数や点火時期に復帰されて、本来の出力性能に復帰することができる。充填されないと判断されれば、燃欠直前であることをブザー６４Ｂでアナウンスし、点火時期も低出力・燃費モードのままで制御を行う。
以上、この発明の実施例について説明してきたが、上述の実施例の構成を請求項毎に当てはめて説明する。
先ず、請求項１に係る発明において、エンジン１の点火時期を制御する点火時期制御手段６５は、報知手段６４により報知が実行された時に、点火時期を通常時よりも進角制御する。
これにより、燃料欠乏直前では、エンジン１の点火時期を進角させることにより、触媒２５Ａの温度を低下させ、また、エンジン１の点火時期の進角制御に体うエンジン出力の低下により、省燃費運転に切り替わったことを運転者が体感的に認識でき、運転者に燃料充填を促す効果がある。
また、請求項２に係る発明では、エンジン角速度を検出するクランク角センサ（角速度検出手段）５５を備え、点火時期制御手段６５は、進角制御を実行中であり、且つエンジン角速度が所定値以上になる場合に、遅角制御を実行する。
これにより、点火時期の進角制御を実行中において、エンジン角速度が過上昇した際には遅角制御を実行し、エンジン１の失火を防止することができ、また、進角制御と遅角制御との協調制御により、触媒保護と燃費向上の両立が可能となる。
また、請求項３に係る発明では、アイドル回転速度を目標アイドル回転速度になるように制御するエンジン回転速度制御手段６６を備え、エンジン回転速度制御手段６６は、報知手段６４により報知が実行された時に、前記目標アイドル回転速度を通常時よりも低くなるように設定する。
これにより、燃料欠乏直前では、アイドリング時のエンジン回転速度を下げて燃費走行に切り替えることで、走行可能距離を伸ばし、燃料が充填されるまでの走行距離を確保する。
先ず、請求項１に係る発明において、エンジン１の点火時期を制御する点火時期制御手段６５は、報知手段６４により報知が実行された時に、点火時期を通常時よりも進角制御する。
これにより、燃料欠乏直前では、エンジン１の点火時期を進角させることにより、触媒２５Ａの温度を低下させ、また、エンジン１の点火時期の進角制御に体うエンジン出力の低下により、省燃費運転に切り替わったことを運転者が体感的に認識でき、運転者に燃料充填を促す効果がある。
また、請求項２に係る発明では、エンジン角速度を検出するクランク角センサ（角速度検出手段）５５を備え、点火時期制御手段６５は、進角制御を実行中であり、且つエンジン角速度が所定値以上になる場合に、遅角制御を実行する。
これにより、点火時期の進角制御を実行中において、エンジン角速度が過上昇した際には遅角制御を実行し、エンジン１の失火を防止することができ、また、進角制御と遅角制御との協調制御により、触媒保護と燃費向上の両立が可能となる。
また、請求項３に係る発明では、アイドル回転速度を目標アイドル回転速度になるように制御するエンジン回転速度制御手段６６を備え、エンジン回転速度制御手段６６は、報知手段６４により報知が実行された時に、前記目標アイドル回転速度を通常時よりも低くなるように設定する。
これにより、燃料欠乏直前では、アイドリング時のエンジン回転速度を下げて燃費走行に切り替えることで、走行可能距離を伸ばし、燃料が充填されるまでの走行距離を確保する。
なお、この発明においては、以下に示すように、種々応用改変が可能である。
上記の実施例では、メカニカルスロットル装置であったが、電子スロットル装置の場合は、スロットル開度の操作が自由に変化させられるので、より細かな制御によって燃費走行を実現することができる。例えば、急加速のような過渡的なアクセル操作に対して、スロットル開度をゆっくりと操作することで、より燃費走行が実現できる。また、燃費にとって有利な負荷で頭打ちさせることもできることから、より燃費走行が可能になるので航続距離を伸ばすことができる。ユーザーにとってアクセル操作に対する走行性能ギャップがより鮮明になることから、燃料充填を急ぐことを意識させることができる（スロットル制御の追加は、図２のフローチャートの破線枠に追加すればよい。また、点火時期進角制御と入れ替えても可）。また、完全燃欠直前で、徐々にスロットル開度を小さくすることで、急な燃料カットを避け、路肩等に安全に車両を走行させることができる（急な燃料カットだと道路の真ん中で止まってしまう危険がある）。
また、図２のフローチャートの破線枠内に燃費関連項目を追加すれば、さらに、充填スタンドを探すまでの航続距離を伸ばすことができる。具体的には、燃欠直前だけ１次的に数％電装部品の出力を抑える。例えば、ライトの輝度を押さえることや、空調装置のファンの出力を低下、あるいは、自動変速機をロックアップさせる等がある。
上記の実施例では、メカニカルスロットル装置であったが、電子スロットル装置の場合は、スロットル開度の操作が自由に変化させられるので、より細かな制御によって燃費走行を実現することができる。例えば、急加速のような過渡的なアクセル操作に対して、スロットル開度をゆっくりと操作することで、より燃費走行が実現できる。また、燃費にとって有利な負荷で頭打ちさせることもできることから、より燃費走行が可能になるので航続距離を伸ばすことができる。ユーザーにとってアクセル操作に対する走行性能ギャップがより鮮明になることから、燃料充填を急ぐことを意識させることができる（スロットル制御の追加は、図２のフローチャートの破線枠に追加すればよい。また、点火時期進角制御と入れ替えても可）。また、完全燃欠直前で、徐々にスロットル開度を小さくすることで、急な燃料カットを避け、路肩等に安全に車両を走行させることができる（急な燃料カットだと道路の真ん中で止まってしまう危険がある）。
また、図２のフローチャートの破線枠内に燃費関連項目を追加すれば、さらに、充填スタンドを探すまでの航続距離を伸ばすことができる。具体的には、燃欠直前だけ１次的に数％電装部品の出力を抑える。例えば、ライトの輝度を押さえることや、空調装置のファンの出力を低下、あるいは、自動変速機をロックアップさせる等がある。
この発明に係る保護装置を、各種エンジンの排気系に適用可能である。
１ エンジン
３０ 点火コイル
２５ 触媒コンバータ
２５Ａ 触媒
３４ 保護装置
３５ 燃料供給装置
３６ 燃料タンク
３７ 燃料供給管
３９ 燃料噴射弁
５５ クランク角センサ（角速度検出手段）
６０ 主燃料供給制御手段
６１ 従燃料供給制御手段
６３ 燃料残量検出手段
６４ 報知手段
６４Ａ 充填ランプ
６４Ｂ ブザー
６５ 点火時期制御手段
６６ エンジン回転速度制御手段
６７ 燃料欠乏直前判定手段
３０ 点火コイル
２５ 触媒コンバータ
２５Ａ 触媒
３４ 保護装置
３５ 燃料供給装置
３６ 燃料タンク
３７ 燃料供給管
３９ 燃料噴射弁
５５ クランク角センサ（角速度検出手段）
６０ 主燃料供給制御手段
６１ 従燃料供給制御手段
６３ 燃料残量検出手段
６４ 報知手段
６４Ａ 充填ランプ
６４Ｂ ブザー
６５ 点火時期制御手段
６６ エンジン回転速度制御手段
６７ 燃料欠乏直前判定手段
Claims (3)
- エンジンから排出される排気ガスを浄化する触媒と、燃料タンク内の燃料の残量を検出する燃料残量検出手段と、前記燃料残量検出手段により検出された燃料残量が所定値以下であることを検出した場合に燃料残量が所定値以下であることを報知する報知手段とを備えた車両用触媒の保護装置において、前記エンジンの点火時期を制御する点火時期制御手段を備え、前記点火時期制御手段は、前記報知手段により報知が実行された時に、点火時期を通常時よりも進角制御することを特徴とする車両用触媒の保護装置。
- エンジン角速度を検出する角速度検出手段を備え、前記点火時期制御手段は、進角制御を実行中であり、且つ前記角速度検出手段により検出されたエンジン角速度が所定値以上の場合に、遅角制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の車両用触媒の保護装置。
- エンジンから排出される排気ガスを浄化する触媒と、燃料タンク内の燃料の残量を検出する燃料残量検出手段と、前記燃料残量検出手段により検出された燃料残量が所定値以下であることを検出した場合に燃料残量が所定値以下であることを報知する報知手段とを備えた車両用触媒の保護装置において、アイドル回転速度を目標アイドル回転速度になるように制御するエンジン回転速度制御手段を備え、前記エンジン回転速度制御手段は、前記報知手段により報知が実行された時に、前記目標アイドル回転速度を通常時よりも低くなるように設定することを特徴とする車両用触媒の保護装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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2014
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