JP2024039482A - 車両のエンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両１０のクルーズコントロール実行中にフューエルカット（Ｆ／Ｃ）を実行するエンジンの制御装置５０に於いて、制御ハンチングの防止のためのＦ／Ｃ禁止域をできるだけ狭く設定して燃費の向上を図ると共に、Ｆ／Ｃ禁止域の下限の設定に於ける工数の軽減を図る。【解決手段】 車両のエンジン制御装置は、クルーズコントロールの実行中に、アベイラビリティ下限よりも高い要求駆動力がアベイラビリティ下限を下回ったときにＦ／Ｃを実行し、フューエルカットの実行中の実駆動力を記憶し、Ｆ／Ｃ実行中の実駆動力の記憶後、要求駆動力が記憶された実駆動力とアベイラビリティ下限との間に在る間に於いて、Ｆ／Ｃの実行を禁止し、要求駆動力が記憶された実駆動力を下回るかアベイラビリティ下限を上回ったときにＦ／Ｃの実行の禁止を解除するよう構成されている。【選択図】 図３

Description

本発明は、自動車等の車両のエンジン制御装置に係り、より詳細には、クルーズコントロール実行中にフューエルカットを実行するエンジンの制御装置に係る。

自動車等の車両のエンジンの制御に於いて、エンジン回転数が或る一定以上であるときに、スロットルバルブが全閉となると、燃費向上のためにエンジンへの燃料の供給を停止するフューエルカット制御が知られており、これに関連して種々の制御構成が提案されている。例えば、特許文献１に於いては、車間距離制御のための車速制御中に於いて、フューエルカット制御のハンチングを防止するために、予め、フューエルカットの実行時に発生する（エンジン回転数に対する）軸トルク（フューエルカット制御実行中の軸トルク予測値）を調べておき、エンジンの運転状態がフューエルカットを実行する条件になった場合でも、車両の走行中に於ける軸トルクの指令値が、フューエルカット制御実行中の軸トルク予測値に基づいて設定された上下限の範囲内にあるときには、フューエルカットの実行を禁止して、フューエルカット制御のＯＮ／ＯＦＦにヒステリシスを設けることが提案されている。

特開平１１－２２７５９２

車両に於いて、アクセルペダルの操作なしで車速を一定に保持するクルーズコントロールが実行される場合、車両が下り坂を走行すると、車速を保持するために要求される駆動力（要求駆動力）が低下し、フューエルカットが実行されることとなる。その場合、フューエルカット実行時に実際に得られる駆動力（実駆動力）の低下幅が大きく、一定速で走行できる駆動力が発生できないことから、要求駆動力が一旦増大して、フューエルカットが直ぐに中止されるが、そうすると、再び、車速が上がるので、要求駆動力が低下し、フューエルカットが実行されることとなり、結局、フューエルカットのＯＮ／ＯＦＦが短周期にて繰返される制御ハンチングが発生し、これにより、乗員にとって不快なショックが発生し得ることとなる。そこで、かかるフューエルカットの制御ハンチングを防止するために、（上記の特許文献１の場合と同様に、）要求駆動力がフューエルカットを実行する基準値（スロットルバルブが全閉状態に相当。「アベイラビリティ下限」と称する。）を下回っても、要求駆動力が更にアベイラビリティ下限を或る程度にて下回るまでは、フューエルカットを禁止する制御を実行することが考えられる。かかるフューエルカットの禁止に関して、従前に於いては、特許文献１の如く、フューエルカットの禁止を解除する要求駆動力の基準値、即ち、フューエルカット禁止域の下限は、予め実験等により調べておいたフューエルカット実行中に得られる駆動力に基づいて、適合により、制御ハンチングができるだけ確実に防止されるようにフューエルカット禁止域がやや広くなるように設定されていた。従って、かかるフューエルカット禁止域の下限の設定に於いては、実験及び適合のための工数が増加することとなり、フューエルカット禁止域が広めに設定されることで、フューエルカットを禁止しなくてもよい条件に於いてもフューエルカットが禁止され、その分、燃費の節約ができないこととなっていた。

ところで、フューエルカット禁止域を設定する理由は、上記の如く、要求駆動力がアベイラビリティ下限に達したときの実駆動力とフューエルカット実行中の実駆動力とに有意な差が在ることに起因する制御ハンチングを防止するためである。要求駆動力がフューエルカット実行中に得られる実駆動力を下回るときには、フューエルカットを実行しても制御ハンチングは発生しない（その場合、エンジンの実駆動力は、最低値となり、要求駆動力は、制動装置による制動力で制御される。）。従って、フューエルカット実行中の実駆動力をフューエルカット禁止域の下限に設定できれば、制御ハンチングを防止する目的のフューエルカット禁止域をできるだけ狭く設定できることとなる。また、フューエルカット実行中の実駆動力は、走行環境に応じて変動するので、あらゆる状況を想定して、予め実験等で調べることは困難であり、限界があるところ、クルーズコントロール中に、要求駆動力がアベイラビリティ下限に下回ったときに、一旦、フューエルカットを実施すれば、そのときの走行環境に対応した実駆動力の値を検出することができる。本発明に於いては、この知見が利用される。

かくして、本発明の主な課題は、クルーズコントロール実行中にフューエルカットを実行するエンジンの制御装置に於いて、制御ハンチングの防止のためのフューエルカット禁止域をできるだけ狭く設定して燃費の向上を図ると共に、フューエルカット禁止域の下限の設定に於ける工数の軽減を図ることである。

本発明によれば、上記の課題は、車両のエンジン制御装置であって、
クルーズコントロールの実行中に要求駆動力を決定する要求駆動力決定手段と、
要求駆動力に基づいてフューエルカットを実行するフューエルカット制御手段とを含み、
前記フューエルカット制御手段が、アベイラビリティ下限よりも高い前記要求駆動力が前記アベイラビリティ下限を下回ったときにフューエルカットを実行し、前記フューエルカットの実行中の実駆動力を記憶し、前記フューエルカットの実行中の実駆動力の記憶後、前記要求駆動力が前記記憶された実駆動力と前記アベイラビリティ下限との間に在る間に於いて、前記フューエルカットの実行を禁止し、前記要求駆動力が前記記憶された実駆動力を下回るか前記アベイラビリティ下限を上回ったときに前記フューエルカットの実行の禁止を解除するよう構成されている装置によって達成される。

上記の構成に於いて、「クルーズコントロール」は、既に述べた如く、アクセルペダルの操作なしで車速を一定に保持する車速制御であってよい。「要求駆動力決定手段」は、任意の態様にてクルーズコントロールで設定された車速の目標値と現在の車速値との差分に基づいて要求駆動力を決定するよう構成されてよい。「フューエルカット制御手段」は、上記の如く要求駆動力に基づき、フューエルカットを実行するか否かを決定し、フューエルカットを実行するときには、エンジンの燃料噴射制御装置に燃料の供給を停止する指示を与えるよう構成されてよい。「アベイラビリティ下限」とは、現在のエンジンの運転状態に於いてスロットルバルブを実質的に全閉した場合に得られる駆動力であり、フューエルカットを実行するか否かの決定に於いて参照される要求駆動力に対する基準値となる。

そして、上記の本発明の構成に於いて、フューエルカット制御手段は、まず、要求駆動力がアベイラビリティ下限よりも高い値からアベイラビリティ下限を下回ったときに、一旦、フューエルカットを実行するよう燃料噴射制御装置へ指示を与える。これに応答して、燃料供給が停止されると、エンジンの実駆動力は、アベイラビリティ下限より低い値に停留することとなるので、そのときの実駆動力が検出され記憶される。しかる後、フューエルカット制御手段は、フューエルカットを中断し、要求駆動力が、その記憶された実駆動力を下回るか、アベイラビリティ下限を上回るまで、フューエルカットの実行を禁止するよう構成される。即ち、記憶された実駆動力とアベイラビリティ下限との間がフューエルカット禁止域として画定される。

上記の構成に於いては、フューエルカットの禁止域の下限は、フューエルカットを一旦実行したときに得られた実駆動力に設定される。かかる構成によれば、先ず、フューエルカットの禁止域の下限の設定のための予めの実験や適合のための工数を軽減することが可能となる。また、既に述べた如く、フューエルカットによる制御ハンチングは、フューエルカットの前後の駆動力差に起因して生じるところ、フューエルカットの禁止域の下限が、そのときのエンジンの運転状態に於けるフューエルカットを一旦実行したときに得られた実駆動力に設定されているので、制御ハンチングを起こさない最大値に設定されることとなり、フューエルカットの禁止域の幅が最も狭く設定できることとなるので、従前に比して燃費の向上を図ることが可能となる。

上記の構成に於いて、要求駆動力がフューエルカット禁止域にある間に於いて、エンジンの実駆動力は、燃料が供給された状態の最低値であるアベイラビリティ下限に制御されてよい。この場合、車両に発生する総駆動力を要求駆動力に一致させるためのアベイラビリティ下限から要求駆動力への駆動力の低減は、ブレーキ装置による制動力の制御で達成されることとなる。要求駆動力が、記憶された実駆動力を下回るとき、即ち、燃料供給が停止された状態のエンジンの実駆動力を下回るときの車両に発生する総駆動力の要求駆動力への制御もブレーキ装置による制動力の制御で達成されることとなる。

かくして、上記の本発明の装置によれば、車両にてクルーズコントロールが実行される場合に於いて、車両が下り坂を走行する際に、フューエルカットが実行される状況となったときに、一旦は、フューエルカットを実行して、そのときの実駆動力を検出して記憶し、フューエルカット禁止域の下限に設定することで、フューエルカットに関わる制御ハンチングが防止されて、乗員にとって不快なショックの発生が抑制できると共に、フューエルカットが実行される運転条件をできるだけ広く設定できることとなり、また、実際にフューエルカットを実行したときの実駆動力を利用することで、実環境に合った良い乗り心地と燃費の両立を図るとともに、適合工数の削減も図られることとなる。

本発明のその他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の説明により明らかになるであろう。

図１（Ａ）は、本実施形態による車両のエンジン制御装置が搭載される車両の模式図である。図１（Ｂ）は、本実施形態による車両のエンジン制御装置の関わるシステムの構成をブロック図の形式にて表した図である。 図２は、本実施形態の車両のエンジン制御装置に於けるフューエルカット制御に関わる処理をフローチャートの形式に表した図である。 図３は、本実施形態の車両のエンジン制御装置の作動による要求駆動力、実駆動力、車速等の各状態の変化をタイムチャート形式で表した図である。

１０…車両、１２ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲ…車輪、１４…アクセルペダル、１６…クルーズコントロールスイッチ、２０…駆動装置、２２…エンジン、２４…トルクコンバータ、２６…自動変速機、２８…差動歯車装置、４０…制動装置、４４…ブレーキペダル、４５…マスタシリンダ、４６…油圧回路、４２ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ…ホイールシリンダ、５０…電子制御装置

車両の構成
図１（Ａ）を参照して、本実施形態のエンジン制御装置の好ましい態様の一つが組み込まれる自動車等の車両１０に於いては、通常の態様にて、左右前輪１２ＦＬ、１２ＦＲと、左右後輪１２ＲＬ、１２ＲＲと、駆動輪に制駆動力を発生する駆動装置２０と、車輪の舵角を制御するための操舵装置（図示せず）と、各輪に制動力を発生する制動装置（ブレーキ）４０とが搭載される。駆動装置２０に於いては、通常の態様にて、運転者によるアクセルペダル１４の踏込みに応答してエンジン２２（エンジンと電動機との双方を有するハイブリッド式の駆動装置であってもよい。）から、トルクコンバータ２４、変速機２６、差動歯車装置２８等を介して、駆動輪である後輪１２ＦＬ、１２ＦＲへ伝達されるよう構成される。操舵装置は、通常の態様にて前輪１２ＦＬ、１２ＦＲを転舵するための構成であってよい。制動装置４０は、運転者によりブレーキペダル４４の踏込みに応答して作動されるマスタシリンダ４５に連通した油圧回路４６によって、各輪に装備をされたホイールシリンダ４２ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ内のブレーキ圧、即ち、各輪に於ける制動力を制御するよう構成された通常の態様の電子制御式の油圧式制動装置であってよい（空気圧式又は電磁式であってもよい。）。また、クルーズコントロールスイッチ１６が操作されて、クルーズコントロールが実行されると、アクセルペダル１４及びブレーキペダル４４の操作によらないで、車速を一定に保持するようエンジン２２とブレーキ４０の作動が制御される。車速は、各輪に設けられた車輪速センサの検出値を用いて任意の態様にて検出されてよい。車両に於ける各装置の作動は、電子制御装置５０によって制御される。電子制御装置５０は、通常の形式の、双方向コモン・バスにより相互に連結されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力ポート装置を有するコンピュータ及び駆動回路を含んでいてよい。後に説明される本実施形態のエンジン制御装置の各部の構成及び作動は、それぞれ、プログラムに従った電子制御装置５０の作動により実現されてよい。電子制御装置５０には、図示の如く、後述の態様にて実行される本実施形態の制御のためのパラメータとして用いられる各輪の状態値がセンサから入力され、駆動装置２０、制動装置４０への制御指令Ｃｄ、Ｃｂなどが出力される。

エンジン制御装置の構成
図１（Ｂ）を参照して、電子制御装置５０に於いて、本実施形態によるエンジン制御装置の構成は、より詳細には、クルーズコントロール部、ブレーキＥＣＵ、エンジンＥＣＵの作動に於いて実現される。具体的には、クルーズコントロール部に於いては、スイッチ１６がＯＮとなると、車速を一定に保持するための加速度の目標値（目標加速度）が算出される（要求演算部）。ブレーキＥＣＵでは、目標加速度を達成する要求駆動力が算出され（要求駆動力演算部）、エンジンＥＣＵに渡されて、これに基づいて、目標スロットル開度が決定され、エンジンのスロットル開度が制御されて、エンジンの駆動力が制御される。そして、エンジンの生ずる駆動力を要求駆動力に一致させるべく、必要であれば、各輪のブレーキが作動される（ブレーキ判断部）。また、本実施形態に於いて、要求駆動力がアベイラビリティ下限を下回ると、後に説明される態様にて、適時、フューエルカットが実行される。かかるフューエルカットの実行の可否の判断とフューエルカットの実行のために、図示の如く、エンジンと変速機の状態を参照して実駆動力を検出する手段（実駆動力検出部）、実駆動力を記憶する手段（実駆動力記憶部）、要求駆動力と実駆動力の記憶値を参照して、フューエルカットの実行の可否を判断する手段（Ｆ／Ｃ判断処理部）、及び、フューエルカットの実行を指示する手段（Ｆ／Ｃ実行部）が設けられてよい。

装置の作動
既に述べた如く、クルーズコントロールの実行中に、車両が下り坂を進入すると、要求駆動力が低下し、スロットル開度が最小となるアベイラビリティ下限を下回ると、燃費向上のためのエンジンに於けるフューエルカットが実行されるところ、通常の場合、エンジンの出力する実駆動力が要求駆動力よりも低くなることから、要求駆動力がアベイラビリティ下限を下回るか否かだけでフューエルカットの実行の判断を行うと、フューエルカットの実行と停止が繰返される制御ハンチングが生ずることとなる。このことから、かかるフューエルカットの制御ハンチングを防止するために、要求駆動力がアベイラビリティ下限を下回っても直ぐにはフューエルカットが実行されないようにフューエルカットを禁止する（要求駆動力に対する）フューエルカット禁止域が設定される。この点に関し、フューエルカットの制御ハンチングは、フューエルカットを実行したときのエンジンの出力する実駆動力が要求駆動力に等しいかそれ以上であれば、発生を防止できるので、フューエルカット禁止域の下限は、フューエルカットを実行したときのエンジンの出力する実駆動力に設定すればよいこととなる。しかしながら、フューエルカットを実行したときのエンジンの出力する実駆動力は、そのときのエンジンの運転状態によって変化するので、予め、精度良く決定しておくことは難しい。

そこで、本実施形態に於いては、クルーズコントロールの実行中に要求駆動力がアベイラビリティ下限を下回ったとき、一旦は、フューエルカットを実行し、そのときのエンジンの出力する実駆動力の検出及び記憶が実行される。しかる後、フューエルカットを中断し、要求駆動力が、記憶された実駆動力とアベイラビリティ下限との間に在る間は、フューエルカットの実行が禁止される。即ち、フューエルカット禁止域の下限がそのときのフューエルカットを実行したときのエンジンの出力する実駆動力に設定されることとなる。かかる構成によれば、制御ハンチングの防止を目的としたフューエルカット禁止域の下限を精度良く設定でき、フューエルカットを禁止する範囲を必要以上に広く設定しておく必要がなくなるので、燃費の更なる向上が期待される。

図２は、上記の本実施形態の装置の処理をフローチャートの形式にて表わしており、同図の処理は、所定サイクル時間にて反復して実行される。同図を参照して、処理に於いては、まず、クルーズコントロールの実行により、定速制御中（ステップ１）に於いて、要求駆動力がアベイラビリティ下限より高い状態からアベイラビリティ下限を下回ると（ステップ２）、フューエルカットが実行される（ステップ４）。なお、ステップ３のｆは、フューエルカット禁止中f=1に設定されるフラッグであり、この時点では、f=0となっている。そうすると、エンジンの出力する実駆動力は速やかに低下して停留するので、実駆動力が停留値になるのを待ってから（スイッチ５）、停留した実駆動力（FCFDRV）が記憶される（ステップ６）。なお、ここで、ｆが１に設定される（ステップ７）。そして、要求駆動力がFCFDRVを上回っている間は、フューエルカットが禁止される（ステップ８、９）。しかる後、要求駆動力がFCFDRVを下回るか（ステップ８）、要求駆動力がアベイラビリティ下限を上回ると、フューエルカットの禁止が解除される（ステップ１０）。この時点で、f=0に設定され（ステップ１１）、処理が最初の状態へ戻ることとなる。

図３は、本実施形態の装置の作動によるクルーズコントロール実行中の車両に於ける要求駆動力、エンジンの出力する実駆動力、車速の変化を模式的に示した図である。同図を参照して、車両の走行路の勾配が下り勾配になると、要求駆動力が低下し、アベイラビリティ下限を下回ると、一旦、フューエルカットが実行される（F/Cフラグ参照）。そうすると、実駆動力は、要求駆動力を下回り、符合ａにて示されている如く、停留値に落ち着くので、その時点の実駆動力がFCFDRVとして記憶される。そして、フューエルカットが禁止され(F/C禁止フラグ)、最小量の燃料の供給が実施されて、実駆動力はアベイラビリティ下限に停留することとなる。この間、エンジンの実駆動力は、要求駆動力を上回るので、車両の駆動力は、ブレーキが作動されて、要求駆動力に一致するよう制御されることとなる（ブレーキフラグ参照）。しかる後、走行路の勾配が更に急になると、要求駆動力が更に低下して、符号ｂに示されている如く、FCFDRVを下回ったときには、フューエルカットの禁止が解除され、フューエルカットが実行される（燃料供給が停止される）。そうすると、エンジンの実駆動力は、FCFDRVに停留することとなるので、車両の駆動力は、ブレーキが作動されて、要求駆動力に一致するよう制御されることとなる。なお、図示していないが、走行路の下り勾配が緩やかになり、又は、下り勾配でなくなり、要求駆動力がアベイラビリティ下限を超えた場合もフューエルカットの禁止が解除される（燃料供給は、要求駆動力を達成するようにそのまま継続される。）。

上記の構成によれば、フューエルカット禁止域の下限に設定されるべきフューエルカット実行時の実駆動力は、その都度、フューエルカットを一旦実施して検出され記憶されることとなるので、予め、実験等の適合をする必要がなくなり、適合のための工数を削減することも可能となる。

以上の説明は、本発明の実施の形態に関連してなされているが、当業者にとつて多くの修正及び変更が容易に可能であり、本発明は、上記に例示された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の概念から逸脱することなく種々の装置に適用されることは明らかであろう。

Claims (1)

1. 車両のエンジン制御装置であって、
   クルーズコントロールの実行中に要求駆動力を決定する要求駆動力決定手段と、
   要求駆動力に基づいてフューエルカットを実行するフューエルカット制御手段とを含み、
   前記フューエルカット制御手段が、アベイラビリティ下限よりも高い前記要求駆動力が前記アベイラビリティ下限を下回ったときにフューエルカットを実行し、前記フューエルカットの実行中の実駆動力を記憶し、前記フューエルカットの実行中の実駆動力の記憶後、前記要求駆動力が前記記憶された実駆動力と前記アベイラビリティ下限との間に在る間に於いて、前記フューエルカットの実行を禁止し、前記要求駆動力が前記記憶された実駆動力を下回るか前記アベイラビリティ下限を上回ったときに前記フューエルカットの実行の禁止を解除するよう構成されている装置。

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