JP2015169095A - 車両用燃料供給制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料供給の中断及び再開が繰り返されるハンチングを適切に抑制すること。
【解決手段】車両用燃料供給制御装置は、車速を検出する車速センサと、車速と目標車速との関係に基づいて要求駆動力を算出し、算出した要求駆動力に基づいてエンジンに対する燃料供給を中断及び再開する通常制御中に、前記要求駆動力の増減に伴ってエンジンに対する燃料供給の中断及び再開が繰り返されるハンチングを検出した場合に、前記通常制御に代えてハンチング抑制制御を実行する処理装置とを含み、前記ハンチング抑制制御は、エンジンに対する燃料供給の中断中は、車速が前記目標車速よりも第１の所定値以上小さくなった場合に燃料供給を再開し、エンジンに対する燃料供給中は、車速が前記目標車速よりも第２の所定値以上大きくなった場合に燃料供給を中断することを含む。
【選択図】図１

Description

本開示は、車両用燃料供給制御装置に関する。

従来から、要求駆動力が燃料カット閾値以下の場合に内燃機関に対する燃料供給を中断するとともに、燃料供給中断時に要求駆動力が燃料カット閾値よりも大きい燃料カットのオフ閾値以上となった場合に内燃機関への燃料供給を再開する車両用燃料供給制限装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両用燃料供給制限装置では、要求駆動力が燃料カット閾値以下となり内燃機関に対する燃料供給が中断された場合には、燃料カットのオフ閾値よりも小さい制限された要求駆動力を出力する。

特開2009-108798号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載の構成では、燃料供給の中断中に要求駆動力が制限されるだけであるので、燃料供給の中断及び再開が繰り返されるハンチングを適切に抑制できない虞がある。

そこで、本開示は、燃料供給の中断及び再開が繰り返されるハンチングを適切に抑制することができる車両用燃料供給制御装置の提供を目的とする。

本開示の一局面によれば、車速を検出する車速センサと、
車速と目標車速との関係に基づいて要求駆動力を算出し、算出した要求駆動力に基づいてエンジンに対する燃料供給を中断及び再開する通常制御中に、前記要求駆動力の増減に伴ってエンジンに対する燃料供給の中断及び再開が繰り返されるハンチングを検出した場合に、前記通常制御に代えてハンチング抑制制御を実行する処理装置とを含み、
前記ハンチング抑制制御は、エンジンに対する燃料供給の中断中は、車速が前記目標車速よりも第１の所定値以上小さくなった場合に燃料供給を再開し、エンジンに対する燃料供給中は、車速が前記目標車速よりも第２の所定値以上大きくなった場合に燃料供給を中断することを含む、車両用燃料供給制御装置が提供される。

本開示によれば、燃料供給の中断及び再開が繰り返されるハンチングを適切に抑制することができる車両用燃料供給制御装置が得られる。

車両用燃料供給制御装置１の一例を示す構成図である。 処理装置１０の状態遷移図である。 通常制御状態からハンチング抑制制御状態への遷移条件を示すフローチャートである。 ハンチング抑制制御状態から通常制御状態への遷移条件を示すフローチャートである。 ハンチング抑制制御の一例を示すフローチャートである。 処理装置１０による制御例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。

図１は、車両用燃料供給制御装置１の一例を示す構成図である。尚、図１における各要素の接続態様は、任意である。例えば、接続態様は、CAN（controller area network）などのバスを介した接続であってもよいし、他のＥＣＵ等を介した間接的な接続であってもよいし、直接的な接続であってもよいし、無線通信可能な接続態様であってもよい。

車両用燃料供給制御装置１は、処理装置１０と、車速センサ３０とを含む。

処理装置１０は、ＣＰＵを含む演算処理装置により構成されてもよい。処理装置１０の各種機能（以下で説明する機能を含む）は、任意のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの組み合わせにより実現されてもよい。例えば、処理装置１０の機能の任意の一部又は全部は、特定用途向けＡＳＩＣ（application-specific integrated circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（digital signal processor）により実現されてもよい。また、処理装置１０は、複数の処理装置（センサ内の処理装置を含む）により実現されてもよい。

車速センサ３０は、車輪速センサである。車速センサ３０は、トランスミッションの出力軸の回転数を検出するセンサやＧＰＳ受信機等、車速に関連する情報を検出するセンサであってもよい。

処理装置１０には、エンジン４０が接続される。処理装置１０は、エンジン４０に対する燃料供給状態を制御する。

図１に示す例では、処理装置１０は、エンジン制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２と、運転支援制御ＥＣＵ１４とを含む。エンジン制御ＥＣＵ１２は、クルーズ制御部１２１と、エンジンＴ／Ｍ（トランスミッション）制御部１２２と、スロットル制御部１２３とを含む。運転支援制御ＥＣＵ１４は、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）制御部１４１を含む。

ＡＣＣ制御部１４１は、車両前方を監視するレーダセンサ（図示せず）又はカメラからの車間距離情報（先行車両との車間距離）と、車速センサ３０からの車速信号とに基づいて、目標加速度を算出し、算出した目標加速度を表す信号（目標加速度信号）をエンジン制御ＥＣＵ１２に出力する。尚、目標加速度の算出方法は、任意であり、例えばＡＣＣ（アダプティブクルーズコントロール）又はその類で採用される算出方法が使用されてよい。例えば、目標加速度は、先行車と自車との間の車間距離が所定の目標距離となるように決定されてもよいし、先行車と自車との間の車間時間（＝車間距離／車速）が所定の目標車間時間となるように決定されてもよい。後者の場合、目標車間時間は、車速（自車の車速）毎に設定されてよい。

クルーズ制御部１２１は、クルーズコントロールスイッチ（図示せず）がオン状態の時に動作する。クルーズ制御部１２１は、目標速度と車速（車速信号）とに基づいて、要求駆動力を算出する。例えば、クルーズ制御部１２１は、目標速度と車速との偏差が０になるように要求駆動力を算出する。このフィードバック制御には、ＰＩＤ（Proportional Integral Derivative Controller)等が使用されてもよい。目標速度は、ユーザにより設定される速度やデフォルト値が使用されてもよい。また、クルーズ制御部１２１は、ＡＣＣ制御部１４１から目標加速度信号が入力されているときは、かかる目標加速度信号を考慮して、要求駆動力を算出してもよい。また、クルーズ制御部１２１は、先行車と自車との間の車間時間が所定時間以下になった場合には、車間時間が適正な値になるように要求駆動力を算出してよい。

エンジンＴ／Ｍ制御部１２２は、要求駆動力に基づいて、エンジン４０及びトランスミッション（図示せず）の制御目標値を算出する。制御目標値は、例えばエンジン４０の目標エンジントルクや目標ギア段等であってよい。

スロットル制御部１２３は、エンジン４０の目標エンジントルクを目標スロットル開度に変換し、この目標スロットル開度に基づいてエンジン４０を制御する。スロットル制御部１２３は、要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１を下回った場合は、エンジン４０に対する燃料供給を中断する。スロットル制御部１２３は、この中断を表す情報（即ちフューエルカットオン信号）を生成する。アベイラビリティ下限値Ｆ１は、エンジン４０への燃料供給状態で発生可能な最少駆動力であって、現在形成中のギア段で実現可能な最少駆動力に対応する。従って、アベイラビリティ下限値Ｆ１は、現在形成中のギア段に応じて設定されてよい。また、スロットル制御部１２３は、燃料供給中断中に、要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１以上となった場合、エンジン４０に対する燃料供給を再開する。スロットル制御部１２３は、この再開を表す情報（即ちフューエルカットオフ信号）を生成する。尚、要求駆動力と目標スロットル開度とは、現在形成中のギア段に応じて一対一の対応関係を持つ。従って、要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１を下回るときに算出される目標スロットル開度は、燃料噴射が中断されるようなスロットル開度となる。

図２は、処理装置１０の状態遷移図である。

処理装置１０は、図２に示すように、通常制御状態と、ハンチング抑制制御状態との間で状態遷移する。

通常制御状態では、クルーズ制御部１２１は、上述の如く、目標速度と車速との偏差が０になるように要求駆動力を算出し、エンジンＴ／Ｍ制御部１２２は、要求駆動力に基づいて、エンジン４０及びトランスミッションの制御目標値を算出する。また、スロットル制御部１２３は、要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１を下回った場合は、燃料供給の中断状態を検出してフューエルカットオン信号を生成する。スロットル制御部１２３は、燃料供給中断中に、要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１以上となった場合、燃料供給状態を検出してフューエルカットオフ信号を生成する。フューエルカットオン信号及びフューエルカットオフ信号は、クルーズ制御部１２１に供給される。

通常制御状態では、クルーズ制御部１２１は、フューエルカットオフ信号とフューエルカットオン信号とが短時間に繰り返して生成されるハンチングが生じているか否かを監視（判定）する。ハンチングの判定方法は、任意である。例えば、フューエルカットオン信号から次のフューエルカットオン信号までの時間が所定時間以下である場合が所定回数以上連続した場合に、ハンチングを検出することとしてよい。所定時間及び所定回数は、防止したいハンチングの特性に応じて設定され、試験等により適合されてよい。或いは、フューエルカットオフ信号から次のフューエルカットオフ信号までの時間が所定時間以下である場合が所定回数以上連続した場合に、ハンチングを検出することとしてよい。或いは、所定期間内にフューエルカットオフ信号及び／又はフューエルカットオン信号が所定回数以上生成された場合にハンチングを検出することとしてよい。

ハンチング抑制制御状態では、ハンチングを抑制する制御（ハンチング抑制制御）が実行される。ハンチング抑制制御は、エンジン４０に対する燃料供給を中断した状態（中断状態）と、燃料供給を再開した状態（再開状態）との間を遷移する。中断状態、即ちエンジン４０に対する燃料供給の中断中は、車速が目標車速よりも第１の所定値ΔＶ１以上小さくなった場合に燃料供給を再開する。再開状態、即ちエンジン４０に対する燃料供給中は、車速が目標車速よりも第２の所定値ΔＶ２以上大きくなった場合に燃料供給を中断する。第１の所定値ΔＶ１と第２の所定値ΔＶ２とは、典型的には、同一の値であるが、異なる値であってもよい。第１の所定値ΔＶ１と第２の所定値ΔＶ２は、典型的には、通常制御状態において生じる目標速度と車速との偏差よりも有意に大きい値とされる。

ハンチング抑制制御状態では、例えば、クルーズ制御部１２１は、エンジン４０に対する燃料供給の中断中は、車速が目標車速よりも第１の所定値ΔＶ１以上小さくなるまで、要求駆動力をアベイラビリティ下限値Ｆ１よりも小さい値（例えば固定値）に設定（維持）する。また、クルーズ制御部１２１は、エンジン４０に対する燃料供給中は、車速が目標車速よりも第２の所定値ΔＶ２以上大きくなるまで、要求駆動力をアベイラビリティ下限値Ｆ１以上の値（例えば固定値）に設定（維持）する。

図３は、通常制御状態からハンチング抑制制御状態への遷移条件を示すフローチャートである。通常制御状態において、ハンチングが検出されると（ステップ３００のＹＥＳ）、ハンチング抑制制御状態へと遷移する（ステップ３０２）。即ち、通常制御状態からハンチング抑制制御状態への遷移条件は、ハンチングが検出されることである。

図４は、ハンチング抑制制御状態から通常制御状態への遷移条件を示すフローチャートである。図４の処理は、ハンチング抑制制御状態において所定周期毎に実行されてよい。

ステップ４００では、ハンチング抑制制御状態の継続時間が所定継続時間以上であるか否かを判定する。ハンチング抑制制御状態の継続時間が所定継続時間以上である場合は、ステップ４０８に進み、それ以外の場合は、ステップ４０２に進む。

ステップ４０２では、車速が目標車速よりも第３の所定値ΔＶ３以上小さいか否かを判定する。第３の所定値ΔＶ３は、第１の所定値ΔＶ１よりも大きい。車速が目標車速よりも第３の所定値ΔＶ３以上小さい場合は、ステップ４０８に進み、それ以外の場合は、ステップ４０４に進む。

ステップ４０４では、車速が目標車速よりも第４の所定値ΔＶ４以上大きいか否かを判定する。第４の所定値ΔＶ４は、第２の所定値ΔＶ２よりも大きい。車速が目標車速よりも第４の所定値ΔＶ４以上大きい場合は、ステップ４０８に進み、それ以外の場合は、次の処理周期でステップ４００から開始する。

図５は、処理装置１０により実行されるハンチング抑制制御の一例を示すフローチャートである。図５に示す処理ルーチンは、ハンチング抑制制御状態にある間、所定周期毎に繰り返し実行されてよい。

ステップ５０２では、中断状態（エンジン４０に対する燃料供給を中断した状態）か否かを判定する。中断状態である場合は、ステップ５０４に進み、それ以外の場合は、ステップ５１０に進む。

ステップ５０４では、車速が目標車速よりも第１の所定値ΔＶ１以上小さいか否かを判定する。車速が目標車速よりも第１の所定値ΔＶ１以上小さい場合は、ステップ５０８に進み、それ以外の場合は、中断状態を維持して（ステップ５０６）、次の処理周期でステップ５０４の判定を再度行う。尚、中断状態では、上述の如く、要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１より小さい値に維持される。

ステップ５０８では、エンジン４０に対する燃料供給を再開する。即ち、要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１以上の値に変更され、中断状態から再開状態に遷移する。ステップ５０８の処理を終了すると、次の処理周期でステップ５１０から開始する。

ステップ５１０では、車速が目標車速よりも第２の所定値ΔＶ２以上大きいか否かを判定する。車速が目標車速よりも第２の所定値ΔＶ２以上大きい場合は、ステップ５１４に進み、それ以外の場合は、再開状態を維持して（ステップ５１２）、次の処理周期でステップ５１０の判定を再度行う。尚、再開状態では、上述の如く、要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１以上の値に維持される。

ステップ５１４では、エンジン４０に対する燃料供給を中断する。即ち、要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１より小さい値に変更され、再開状態から中断状態へと遷移する。ステップ５１４の処理を終了すると、次の処理周期でステップ５０４から開始する。

図６は、処理装置１０による制御例を示す図であり、（Ａ）は、車速Ｖｎと目標車速Ｖｍの時系列の一例を示す図であり、（Ｂ）は、フューエルカットオン／オフ指令の時系列の一例を示す図である。図６に示す例では、目標車速Ｖｍは一定である。

時刻ｔ４以前では、通常制御状態が形成される。図６に示す例では、時刻ｔ１にて要求駆動力（図示せず）がアベイラビリティ下限値Ｆ１を下回りフューエルカットオン信号が出されるが、時刻ｔ２にて要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１以上となりフューエルカットオフ信号が出される。また、その後、直ぐに、時刻ｔ３にて要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１を下回りフューエルカットオン信号が出されるが、時刻ｔ４にて要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１以上となりフューエルカットオフ信号が出される。また、その後、直ぐに、時刻ｔ５にて要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１を下回りフューエルカットオン信号が出されるが、時刻ｔ６にて要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１以上となりフューエルカットオフ信号が出される。また、その後、直ぐに、時刻ｔ７にてアベイラビリティ下限値Ｆ１を下回りフューエルカットオン信号が出される。この時点ｔ７にてハンチングが検出され、通常制御状態からハンチング抑制制御状態へと移行する。

時刻ｔ７にてフューエルカットオン信号が出されると、エンジン４０への燃料供給が中断されるので、車速Ｖｎが徐々に低減し、目標車速Ｖｍよりも車速Ｖｎが小さくなっていく。しかしながら、ハンチング抑制制御状態であるので、目標車速Ｖｍに対する車速Ｖｎの差が大きくなっても、車速Ｖｎが目標車速Ｖｍよりも第１の所定値ΔＶ１以上小さくなるまでは、要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１よりも小さい値に維持される。これにより、中断状態が比較的長く維持され、ハンチングが抑制される。時刻ｔ８にて、車速Ｖｎが目標車速Ｖｍよりも第１の所定値ΔＶ１以上小さくなり、これに伴い、アベイラビリティ下限値Ｆ１以上となる要求駆動力が生成され、フューエルカットオフ信号が出される。時刻ｔ８にてフューエルカットオフ信号が出されると、エンジン４０への燃料供給が再開されるので、車速Ｖｎが徐々に増加し、車速Ｖｎが目標車速Ｖｍを超え、目標車速Ｖｍよりも車速Ｖｎが大きくなっていく。しかしながら、ハンチング抑制制御状態であるので、目標車速Ｖｍに対する車速Ｖｎの差が大きくなっても、車速Ｖｎが目標車速Ｖｍよりも第２の所定値ΔＶ２以上大きくなるまでは、要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１以上の値に維持される。これにより、再開状態が比較的長く維持され、ハンチングが抑制される。

時刻ｔ９にて、車速Ｖｎが目標車速Ｖｍよりも第２の所定値ΔＶ２以上大きくなり、これに伴い、アベイラビリティ下限値Ｆ１よりも小さい要求駆動力が生成され、フューエルカットオン信号が出される。時刻ｔ９にてフューエルカットオン信号が出されると、エンジン４０への燃料供給が中断されるので、車速Ｖｎが徐々に低減し、車速Ｖｎが目標車速Ｖｍを下回り、目標車速Ｖｍよりも車速Ｖｎが小さくなっていく。図６に示す例では、時刻ｔ１０にて、ハンチング抑制制御状態の継続時間が所定継続時間以上となり、ハンチング抑制制御状態から通常制御状態へと遷移する。

以上説明した本実施例の車両用燃料供給制御装置１によれば、フューエルカットオフ信号とフューエルカットオン信号とが短時間内に交互に繰り返して生成されるハンチングを検出した場合に、ハンチング抑制制御状態が形成される。これにより、かかるハンチングを適切に抑制することができる。

また、本実施例の車両用燃料供給制御装置１によれば、ハンチング抑制制御状態では、中断状態（車速低減中）及び再開状態（車速増加中）の双方が比較的長く維持されるので、適切にハンチングを抑制することが可能である。その結果、ハンチング抑制制御状態においても、目標車速に車速を比較的高い追従性で追従させることが可能である。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

例えば、上述した実施例では、要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１を下回った場合は、エンジン４０に対する燃料供給を中断し、燃料供給中断中に、要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１以上となった場合、エンジン４０に対する燃料供給を再開する。しかしながら、中断時と再開時で異なる閾値を用いてもよい。即ち、ヒステリシスを持たさせてもよい。例えば、要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１を下回った場合は、エンジン４０に対する燃料供給を中断し、燃料供給中断中に、要求駆動力が所定値（＞アベイラビリティ下限値Ｆ１）以上となった場合、エンジン４０に対する燃料供給を再開してもよい。この場合、ハンチング抑制制御状態において、エンジン４０に対する燃料供給中は、車速が目標車速よりも第２の所定値ΔＶ２以上大きくなるまで、要求駆動力を所定値（＞アベイラビリティ下限値Ｆ１）以上の値（例えば固定値）に設定されてよい。

また、上述した実施例では、中断状態においては、車速が目標車速よりも第１の所定値ΔＶ１以上小さくなるまで、要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１よりも小さい値に維持され、再開状態では、車速が目標車速よりも第２の所定値ΔＶ２以上大きくなるまで、要求駆動力がアベイラビリティ下限値Ｆ１以上の値に維持されることで、ハンチングが抑制されている。しかしながら、ハンチング抑制制御状態において、要求駆動を変更せずに単に無効化し（あるいは要求駆動力とアベイラビリティ下限値Ｆ１との比較結果を無効化し）、要求駆動力に基づくことなく燃料供給を制御してもよい。即ち、中断状態においては、車速が目標車速よりも第１の所定値ΔＶ１以上小さくなるまで、燃料供給の中断状態を維持し、再開状態においては、車速が目標車速よりも第２の所定値ΔＶ２以上大きくなるまで、所定の燃料供給状態を維持することとしてよい。

また、上述した実施例では、要求駆動力とアベイラビリティ下限値Ｆ１とを比較してエンジンに対する燃料供給の中断及び再開しているが、要求駆動力以外のパラメータであって、要求駆動力と一対一に対応するパラメータ（例えば目標エンジントルクや目標スロットル開度等）と、該パラメータに対応する同様のアベイラビリティ下限値とを比較してエンジンに対する燃料供給の中断及び再開してもよい。

なお、上述した実施例において、ＡＣＣ中は、先行車が存在しないときの定速制御時に、ハンチングが検出された場合にハンチング抑制制御が実行されてもよい。

１ 車両用燃料供給制御装置
１０ 処理装置
３０ 車速センサ
４０ エンジン

Claims (5)

1. 車速を検出する車速センサと、
   車速と目標車速との関係に基づいて要求駆動力を算出し、算出した要求駆動力に基づいてエンジンに対する燃料供給を中断及び再開する通常制御中に、前記要求駆動力の増減に伴ってエンジンに対する燃料供給の中断及び再開が繰り返されるハンチングを検出した場合に、前記通常制御に代えてハンチング抑制制御を実行する処理装置とを含み、
   前記ハンチング抑制制御は、エンジンに対する燃料供給の中断中は、車速が前記目標車速よりも第１の所定値以上小さくなった場合に燃料供給を再開し、エンジンに対する燃料供給中は、車速が前記目標車速よりも第２の所定値以上大きくなった場合に燃料供給を中断することを含む、車両用燃料供給制御装置。
2. 前記通常制御中及び前記ハンチング抑制制御中、前記処理装置は、前記要求駆動力が所定中断閾値よりも小さい場合に、エンジンに対する燃料供給を中断し、前記要求駆動力が所定再開閾値以上の場合に、エンジンに対する燃料供給を行い、
   前記ハンチング抑制制御中、前記処理装置は、エンジンに対する燃料供給の中断中は、車速が前記目標車速よりも第１の所定値以上小さくなるまで、前記要求駆動力を前記所定中断閾値よりも小さい値に維持し、エンジンに対する燃料供給中は、車速が前記目標車速よりも第２の所定値以上大きくなるまで、前記要求駆動力を前記所定再開閾値以上の値に維持する、請求項１に記載の車両用燃料供給制御装置。
3. 前記ハンチング抑制制御中、前記処理装置は、車速が前記目標車速よりも第３の所定値以上小さくなった場合、又は、車速が前記目標車速よりも第４の所定値以上大きくなった場合、前記ハンチング抑制制御から前記通常制御に切り替え、前記第３の所定値は、前記第１の所定値よりも大きく、前記第４の所定値は、前記第２の所定値よりも大きい、請求項１又は２に記載の車両用燃料供給制御装置。
4. 前記処理装置は、燃料供給の中断から次の燃料供給の中断までの時間が所定時間以下である場合が所定回数以上連続した場合に、前記ハンチングを検出する、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の車両用燃料供給制御装置。
5. 前記ハンチング抑制制御中、前記処理装置は、前記ハンチング抑制制御の継続時間が所定継続時間以上となった場合に、前記ハンチング抑制制御から前記通常制御に切り替える、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の車両用燃料供給制御装置。

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