JP6018015B2 - 車両制御装置及び車両制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、気体燃料が内燃機関に供給されることにより走行する第1のモードと、気体燃料以外の他のエネルギを利用して走行する第2のモードとを有する車両に適用される車両制御装置及び車両制御方法に関する。
特許文献1に記載される気体燃料供給装置には、気体燃料をインジェクタに供給する供給通路が設けられている。この供給通路には、ユーザーによる手動によって開閉動作される手動開閉弁と、手動開閉弁よりも上流に配置される第1の遮断弁と、手動開閉弁よりも下流に配置される第2の遮断弁とが設けられている。なお、各遮断弁は、制御装置による制御によって開閉動作するようになっている。
そして、手動開閉弁及び各遮断弁が開弁状態であるときには、貯留タンクから供給通路に気体燃料が供給され、この供給通路を通じてインジェクタに気体燃料が供給されるようになる。
また、供給通路から気体燃料が漏出しているか否かを判定する漏出判定処理を行う場合には、インジェクタからの気体燃料の噴射が禁止され、各遮断弁が閉弁される。そして、閉弁されている各遮断弁の間の供給通路の圧力変動を監視し、圧力低下が検知されないときには、各遮断弁の間の供給通路から気体燃料が外部に漏出していないと判定される。その一方で、閉弁されている各遮断弁の間の供給通路の圧力低下が検知されたときには、同供給通路から気体燃料が外部に漏出していると判定される。
特開2000−303909号公報
ここで、気体燃料を用いた機関運転によって走行可能な車両としては、気体燃料を用いた運転だけではなく液体燃料を用いた運転も可能なバイフューエル型の内燃機関を備える車両が知られている。このように気体燃料以外の他のエネルギを用いた走行が可能な車両にあっては、気体燃料用の供給通路から気体燃料が外部に漏出しているときには、気体燃料を用いた車両走行から他のエネルギを用いた車両走行に速やかに切り替えることが好ましい。
ところで、こうした車両において気体燃料用の供給通路からの気体燃料の漏出を検出する方法として、特許文献1に記載される漏出判定処理を採用する方法が考えられる。しかしながら、上記漏出判定処理は、インジェクタからの気体燃料の噴射を禁止した上で行うこととなるため、その実行機会が限られてしまう。したがって、気体燃料を用いた車両走行中に供給通路から気体燃料が外部に漏出し始めた場合には、この漏出の検知に遅れが生じ、結果として、気体燃料を用いた車両走行から気体燃料以外の他のエネルギを用いた車両走行への切り替えに遅れが生じるおそれがある。
本発明の目的は、気体燃料を供給する供給通路から気体燃料が外部に漏出しているときには、気体燃料を用いた機関運転を速やかに禁止することができる車両制御装置及び車両制御方法を提供することにある。
上記課題を解決するための車両制御装置は、気体燃料が内燃機関に供給されることにより走行する第1のモードと、気体燃料以外の他のエネルギを利用して走行する第2のモードとを有する車両に適用され、第1のモードが選択されているときに、手動開閉弁が設けられている気体燃料用の供給通路を通じて気体燃料を内燃機関に供給させる制御装置を前提としている。手動開閉弁よりも下流の供給通路には、車両制御装置による制御によって、第1のモードの選択中には開弁される一方で第2のモードの選択中には閉弁される遮断弁が設けられている。そして、この車両制御装置は、第1のモードが選択されている状態で供給通路の圧力が第1の判定速度よりも速く低下する場合、第1のモードの選択を禁止してモードを第1のモードから第2のモードに移行する。また、車両制御装置は、第1のモードの選択の禁止によって第2のモードが選択されている状態で、供給通路の圧力が第2の判定速度よりも速く低下する場合には第2のモードが選択されている状態を継続する一方供給通路の圧力が第2の判定速度よりも遅く低下する場合には手動開閉弁の開弁が検知されたときに第1のモードの選択の禁止を解除する。
上記構成によれば、気体燃料の供給に伴う機関運転中に、供給通路の圧力が第1の判定速度よりも速く低下するか否かを判定する判定処理が行われる。この判定処理では、供給通路の圧力が第1の判定速度よりも速く低下している場合には、供給通路から気体燃料が外部に漏出している可能性があるため、第1のモードの選択が禁止されてモードが第1のモードから第2のモードに移行される。すなわち、供給通路から気体燃料が外部に漏出している可能性がある場合には、気体燃料を用いる機関運転が速やかに終了される。
しかし、供給通路の圧力が第1の判定速度よりも速く低下する場合としては、供給通路からの気体燃料の漏出時の他、手動開閉弁が閉弁している場合が挙げられる。供給通路から気体燃料が漏出している場合、内燃機関に気体燃料を適切に供給できるようにするためには、供給経路から気体燃料が漏出しないように修理を行う必要がある。これに対し、手動開閉弁が単に閉弁している場合、手動開閉弁を開弁させるだけで内燃機関に気体燃料を適切に供給できるようになる。そのため、供給通路の圧力が第1の判定速度よりも速く低下する原因が、供給通路から気体燃料が漏出しているためなのか、手動開閉弁が閉弁しているためなのかを判定する必要がある。
そこで、上記構成では、供給通路の圧力が第1の判定速度よりも速く低下していると判定されたために第1のモードの選択が禁止され、モードが第1のモードから第2のモードに移行された場合には、すなわち気体燃料を用いた機関運転が禁止されている場合には、第2のモードを選択している状態での供給経路の圧力変動を監視している。このとき、供給通路から気体燃料が漏出しておらず、手動開閉弁が閉弁している場合、供給通路の圧力は第2の判定速度よりも遅く低下することとなる(供給経路の圧力が変わらないも含む)。その一方で、供給通路から気体燃料が漏出している場合、供給通路の圧力は第2の判定速度よりも速く低下することとなる。すなわち、供給通路の圧力が第2の判定速度よりも速く低下している場合には、供給通路から気体燃料が漏出していると判定できるため、第2のモードが選択されている状態が継続される、すなわち気体燃料を用いた機関運転の禁止が継続される。したがって、気体燃料を供給する供給通路から気体燃料が外部に漏出しているときには、気体燃料を用いた機関運転を速やかに禁止することができるようになる。
その一方で、供給通路の圧力が第2の判定速度よりも遅く低下している場合(圧力が変わらないも含む。)には、供給通路から気体燃料が漏出しておらず、手動開閉弁が閉弁していると判定できるため、手動開閉弁の開弁が検知されると第1のモードの選択の禁止が解除される。すなわち、気体燃料を用いた機関運転の禁止が解除される。
上記車両制御装置は、第1のモードの選択の禁止によって第2のモードが選択されている状態で供給通路の圧力が第2の判定速度よりも遅く低下する場合、遮断弁を開弁させ、同遮断弁の開弁によって供給通路の圧力が上昇したときに第1のモードの選択の禁止を解除する禁止解除処理を行う。
供給経路の圧力が第2の判定速度よりも遅く低下していること(圧力が変わらないも含む。)が検知されてから、上記禁止解除処理が行われるまでの間で、手動開閉弁が開弁されたとする。すると、この場合、手動開閉弁の開弁によって気体燃料を貯留するタンク内から供給通路に気体燃料を供給可能となるため、遮断弁を開弁させると、供給通路を気体燃料が流れるようになり、同供給通路の圧力が上昇される。すなわち、遮断弁の開弁によって供給通路の圧力が上昇した場合には、手動開閉弁が開弁状態になったと判定することができる。そこで、上記構成では、遮断弁の開弁によって供給通路の圧力が上昇した場合には、第1のモードの選択の禁止を解除することにより、気体燃料の内燃機関への供給を許可するようにしている。そのため、手動開閉弁が閉弁状態であったために第1のモードの選択が禁止されていた場合において、手動開閉弁が開弁されたときには、禁止解除処理の実施によって第1のモードの選択が再び可能となり、気体燃料を用いた車両走行を再開させることができるようになる。
なお、手動開閉弁の開閉は、車両停止中に行われる可能性がある。そのため、第1のモードの選択の禁止によって第2のモードが選択されている状態で供給通路の圧力が第2の判定速度よりも遅く低下することを検知した場合、車両停止後の第2のモードでの車両走行中に禁止解除処理を行うことが好ましい。これによれば、車両停車前に禁止解除処理を行う場合と比較して、手動開閉弁が開弁されたことを検出しやすくなる。したがって、手動開閉弁が開弁された場合には、気体燃料を用いた車両走行を再開させることができるようになる。
また、車両走行開始操作がなされてから車両走行終了操作がなされるまでの期間のことを走行期間としたとする。この場合、上記車両制御装置は、第1のモードの選択の禁止によって第2のモードが選択されている状態で、供給通路の圧力が第2の判定速度よりも遅く低下していると判定した走行期間の数を計数し、同数が規定数以上である場合における走行期間中に第3の判定処理を行うようにしてもよい。
供給通路から気体燃料が外部に漏出している可能性がある場合には、気体燃料を用いた車両走行を禁止することが好ましい。そして、気体燃料以外の他のエネルギを用いて車両が走行しているときに、供給通路から外部に気体燃料が確実に漏出しておらず、且つ手動開閉弁が開弁状態であると判断できた場合に限って、気体燃料を用いた車両走行を許可することが好ましい。この点、上記構成では、供給通路の圧力が第2の低下速度よりも遅く低下している(圧力が変わらないも含む。)と判定した上記走行期間の数が計数され、同数が規定数以上になった場合における上記走行期間中に禁止解除処理が行われる。そして、遮断弁の開弁によって供給通路の圧力が上昇したときに、第1のモードの選択の禁止が解除される。すなわち、供給通路から外部に気体燃料が確実に漏出しておらず、且つ手動開閉弁が開弁状態であると判断できた場合には、気体燃料を用いた車両走行の禁止を解除することができるようになる。
なお、内燃機関としては、気体燃料が供給される場合だけではなく、液体燃料が供給される場合にも運転するバイフューエル型の内燃機関がある。このバイフューエル型の内燃機関を搭載する車両に上記車両制御装置を適用することができる。この場合、第2のモードは、液体燃料が内燃機関に供給されることにより車両が走行するモードであってもよい。この構成によれば、第1のモードの選択が禁止されたために気体燃料を用いた機関運転が禁止された場合であっても、モードが第1のモードから第2のモードに移行されることにより、液体燃料を用いることにより機関運転を継続させることができるようになる。
また、上記課題を解決するための車両制御方法は、気体燃料が内燃機関に供給されることにより走行する第1のモードと、気体燃料以外の他のエネルギを利用して走行する第2のモードとを有する車両に適用され、第1のモードを選択しているときに、手動開閉弁が設けられている供給通路を通じて気体燃料を内燃機関に供給させる制御方法を前提としている。手動開閉弁よりも下流の供給通路には、車両制御装置による制御によって、第1のモードの選択中には開弁される一方で第2のモードの選択中には閉弁される遮断弁が設けられている。そして、この車両制御方法は、車両制御装置に、第1のモードを選択している状態で供給通路の圧力が第1の判定速度よりも速く低下している場合に、第1のモードの選択を禁止させてモードを第1のモードから第2のモードに移行させるステップと、第1のモードの選択の禁止によって第2のモードを選択している状態で、供給通路の圧力が第2の判定速度よりも速く低下する場合には第2のモードを選択している状態を継続させるステップと、第1のモードの選択の禁止によって第2のモードを選択している状態で、供給通路の圧力が第2の判定速度よりも遅く低下する場合には、遮断弁を開弁させ、同遮断弁の開弁によって供給通路の圧力が上昇したときに第1のモードの選択の禁止を解除させるステップと、を実行させる。この構成によれば、上記車両制御装置と同等の作用・効果を得ることができる。
車両制御装置の一実施形態である制御装置と、燃料供給装置と、内燃機関との概略構成を示す模式図。 車両制御装置の一実施形態である制御装置が実行する処理ルーチンを説明するフローチャート。 同制御装置が実行する第1の判定処理ルーチンを説明するフローチャート。 同制御装置が実行する第2の判定処理ルーチンを説明するフローチャート。 同制御装置が実行する第3の判定処理ルーチンを説明するフローチャート。 CNGを用いた機関運転が行われているときに高圧燃料配管内からのCNGの配管外への漏出が発生した場合を示すタイミングチャートであって、(a)は高圧燃料配管内の圧力の推移を示し、(b)は燃圧低下速度の推移を示し、(c)は異常フラグのオン・オフの推移を示す。 手動開閉弁が閉弁している場合を示すタイミングチャートであって、(a)は高圧燃料配管内の圧力の推移を示し、(b)は燃圧低下速度の推移を示し、(c)は異常フラグのオン・オフの推移を示す。 ガソリンを用いた機関運転が行われているときに第3の判定処理が行われる場合を示すタイミングチャートであって、(a)は高圧燃料配管内の圧力の推移を示し、(b)は燃圧上昇速度の推移を示し、(c)は遮断弁の開閉状態の推移を示し、(d)は異常フラグのオン・オフの推移を示す。
以下、気体燃料が内燃機関に供給されることにより走行する第1のモードと、気体燃料以外の他のエネルギを利用して走行する第2のモードとを有する車両に適用される車両制御装置及び車両制御方法を具体化した一実施形態について、図1〜図8に従って説明する。
図1に示すように、車両に搭載される内燃機関10は、気体燃料の一例としてのCNG(圧縮天然ガス)及びCNGの代替燃料である液体燃料の一例としてのガソリンを燃料として利用可能なバイフューエル内燃機関である。すなわち、ガソリンが、CNG以外の「他のエネルギ」に相当する。
内燃機関10の吸気通路11には、CNG用インジェクタ12及びガソリン用インジェクタ13が設けられている。吸気通路11では、CNG用インジェクタ12又はガソリン用インジェクタ13から吸気通路11に噴射された燃料と吸入空気とを含む混合気が生成される。そして、この混合気が気筒14内の燃焼室15に吸入されて燃焼されると、排気が燃焼室15から排気通路16に排出される。
次に、燃料供給装置20について説明する。
燃料供給装置20は、ガソリンタンク31内に貯留されるガソリンを供給するためのガソリン供給系30と、CNGタンク41内に貯留される高圧のCNGを供給するためのCNG供給系40とを備えている。
ガソリン供給系30には、ガソリンタンク31内からガソリンを吸引する燃料ポンプ32と、該燃料ポンプ32から吐出された燃料が圧送されるガソリン用デリバリパイプ33とが設けられている。このガソリン用デリバリパイプ33には、内燃機関10の気筒数と同数のガソリン用インジェクタ13が連結されている。そして、ガソリン用インジェクタ13は、ガソリン用デリバリパイプ33から供給されたガソリンを吸気通路11に噴射するようになっている。
CNG供給系40には、CNGタンク41に接続される気体燃料用の供給通路としての高圧燃料配管42と、該高圧燃料配管42の下流端(図1では右端)に接続されるCNG用デリバリパイプ43とが設けられている。CNGタンク41と高圧燃料配管42との間には、手動式の開閉弁である手動開閉弁44が設けられている。なお、この手動開閉弁44が開弁しているか閉弁しているかは、車両制御装置として機能する制御装置50によって直接的に検知することができない。
また、手動開閉弁44よりも下流の高圧燃料配管42には、制御装置50による制御によって開閉動作される遮断弁45が設けられている。そして、手動開閉弁44及び遮断弁45の双方が開弁している場合には、CNGタンク41から高圧燃料配管42内へのCNGの流入が許可される。一方、手動開閉弁44及び遮断弁45の少なくとも一方の弁が閉弁している場合には、CNGタンク41から高圧燃料配管42内へのCNGの流入が禁止される。
遮断弁45よりも下流の高圧燃料配管42には、CNGタンク41から供給されるCNGの圧力を所定圧力まで減圧させるレギュレータ46が設けられており、所定圧力まで減圧されたCNGがCNG用デリバリパイプ43内に供給される。このCNG用デリバリパイプ43には、内燃機関10の気筒数と同数のCNG用インジェクタ12が連結されている。そして、CNG用インジェクタ12は、CNG用デリバリパイプ43から供給されたCNGを吸気通路11に噴射するようになっている。
なお、CNG供給系40には、遮断弁45よりも下流の高圧燃料配管42内の圧力Paを検出する圧力センサSE1が設けられており、圧力センサSE1は制御装置50に電気的に接続されている。なお、この高圧燃料配管42内の圧力Paが、「供給通路の圧力」に相当する。
制御装置50は、CPU、ROM及びRAMなどで構築されるマイクロコンピュータを備えている。そして、制御装置50は、機関運転に使用する燃料として、CNGとガソリンとを使い分けている。具体的には、制御装置50は、CNGを用いた機関運転によって車両を走行させることのできる第1のモードが選択されている場合、CNG供給系40の遮断弁45を開弁状態にし、CNG用インジェクタ12からCNGを噴射させる。一方、制御装置50は、ガソリンを用いた機関運転によって車両を走行させることのできる第2のモードが選択されている場合、ガソリン供給系30を駆動させ、ガソリン用インジェクタ13からガソリンを噴射させる。なお、第2のモードが選択されている場合、制御装置50は、CNG供給系40の遮断弁45を閉弁状態にさせる。
ところで、CNG供給系40の高圧燃料配管42内からは、同高圧燃料配管42の破損などによってCNGが配管外に漏出することが稀にある。こうしたCNGの漏出が検知された場合には、機関運転を、CNGを用いた機関運転からガソリンを用いた機関運転に速やかに切り替えることが好ましい。すなわち、第1のモードの選択を禁止し、モードを第1のモードから第2のモードに速やかに移行させることが好ましい。
次に、図2に示すフローチャートを参照して、本実施形態の制御装置50が実行する処理ルーチンを説明する。なお、この処理ルーチンは、予め設定されている制御サイクル毎に実行される。
図2に示すように、本処理ルーチンにおいて、制御装置50は、CNGを用いた機関運転を行っているか否かを判定する(ステップS11)。CNGを用いた機関運転を行っていない場合(ステップS11:NO)、制御装置50は、その処理を後述するステップS13に移行する。なお、CNGを用いた機関運転を行っていない場合としては、ガソリンを用いた機関運転を行っている場合、すなわちモードが第2のモードである場合、イグニッションスイッチがオンであるにも拘わらず機関運転が停止している場合などが挙げられる。
一方、CNGを用いた機関運転を行っている場合(ステップS11:YES)、すなわちモードが第1のモードである場合、制御装置50は、図3を用いて後述する第1の判定処理を行う(ステップS12)。この第1の判定処理は、CNGを用いた機関運転が行われている状態で高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出している可能性があるか否かを判定し、CNGが漏出している可能性ありと判定したときにはCNGを用いた機関運転を禁止する処理である。そして、第1の判定処理を行った制御装置50は、その処理を次のステップS13に移行する。
ステップS13において、制御装置50は、CNGを用いた機関運転を行っているか否かを判定する。CNGを用いた機関運転を行っている場合(ステップS13:YES)、すなわちモードが第1のモードである場合、制御装置50は、本処理ルーチンを一旦終了する。一方、CNGを用いた機関運転を行っていない場合(ステップS13:NO)、すなわちモードが第2のモードである可能性がある場合、制御装置50は、図4を用いて後述する第2の判定処理を行う(ステップS14)。この第2の判定処理は、CNGを用いた機関運転が禁止されている状態で高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出しているか否かを判定し、CNGが配管外に漏出していると判定したときにはCNGを用いた機関運転の禁止を継続する処理である。
そして、第2の判定処理を行った制御装置50は、後述する判定履歴カウンタCntが規定数としてのカウント判定値Cnt_Th以上であるか否かを判定する(ステップS15)。このカウント判定値Cnt_Thは、「1」以上の値(たとえば、5)に設定されている。そして、判定履歴カウンタCntがカウント判定値Cnt_Th未満である場合(ステップS15:NO)、制御装置50は、本処理ルーチンを一旦終了する。
一方、判定履歴カウンタCntがカウント判定値Cnt_Th以上である場合(ステップS15:YES)、制御装置50は、図5を用いて後述する第3の判定処理を行う(ステップS16)。この第3の判定処理は、CNGを用いた機関運転の禁止を解除するか否かを判定する処理である。すなわち、第3の判定処理が、「禁止解除処理」に相当する。そして、第3の判定処理を行った制御装置50は、本処理ルーチンを一旦終了する。
次に、図3に示すフローチャートを参照して、上記ステップS12の第1の判定処理ルーチンについて説明する。
図3に示すように、本処理ルーチンにおいて、制御装置50は、圧力センサSE1によって検出される高圧燃料配管42内の圧力Paの低下速度である燃圧低下速度ΔPaを演算する(ステップS101)。この燃圧低下速度ΔPaは、高圧燃料配管42内の圧力Paが低下しているときには正の値となり、圧力Paが上昇しているときには負の値となる。そして、制御装置50は、演算した燃圧低下速度ΔPaが予め設定されている第1の低下速度判定値ΔPa_Th1以上であるか否かを判定する(ステップS102)。なお、この第1の低下速度判定値ΔPa_Th1が、「第1の判定速度」に相当する。すなわち、ステップS102では、高圧燃料配管42内の圧力Paが第1の判定速度よりも速く低下しているか否かを判定している。
CNGを用いた機関運転が行われているときでは、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出していなくても、高圧燃料配管42内の圧力Paが少しずつ低下する。その一方で、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出している場合、高圧燃料配管42内の圧力Paは急激に低下することとなる。すなわち、CNGを用いた機関運転中においては、高圧燃料配管42内の圧力Paの低下態様を監視することにより、高圧燃料配管42内からのCNGの配管外への漏出が発生している可能性があるか否かを判定することができる。そこで、本実施形態の制御装置50では、第1の低下速度判定値ΔPa_Th1が、高圧燃料配管42内からのCNGの配管外への漏出がない状態でのCNGを用いた機関運転中における燃圧低下速度ΔPaよりも大きい値に設定されている。
燃圧低下速度ΔPaが第1の低下速度判定値ΔPa_Th1以上である場合(ステップS102:YES)、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出しているために、高圧燃料配管42内の圧力Paが急激に低下している可能性があると判定することができる。そのため、燃圧低下速度ΔPaが第1の低下速度判定値ΔPa_Th1以上である場合(ステップS102:YES)、制御装置50は、漏出可能性フラグFLG1をオンとする(ステップS103)。漏出可能性フラグFLG1は、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出している可能性がある場合にはオンとされ、CNGの配管外への漏出がない場合にはオフとされるフラグである。そして、制御装置50は、CNGを用いた機関運転からガソリンを用いた機関運転への切り替えを要求するとともに、異常フラグFLG2をオンとする禁止処理を行い(ステップS104)、本処理ルーチンを終了する。なお、制御装置50は、異常フラグFLG2がオンであるときには、CNGを用いた機関運転を禁止し、第2のモードの選択を継続する。
一方、燃圧低下速度ΔPaが第1の低下速度判定値ΔPa_Th1未満である場合(ステップS102:NO)、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出しておらず、高圧燃料配管42内の圧力Paが緩やかに低下していると判定することができる。そのため、燃圧低下速度ΔPaが第1の低下速度判定値ΔPa_Th1未満である場合(ステップS102:NO)、制御装置50は、漏出可能性フラグFLG1をオフとする(ステップS105)。そして、制御装置50は、本処理ルーチンを終了する。
次に、図4に示すフローチャートを参照して、上記ステップS14の第2の判定処理ルーチンについて説明する。
図4に示すように、本処理ルーチンにおいて、制御装置50は、漏出可能性フラグFLG1がオンであるか否かを判定する(ステップS201)。漏出可能性フラグFLG1がオフである場合(ステップS201:NO)、制御装置50は、本処理ルーチンを終了する。一方、漏出可能性フラグFLG1がオンである場合(ステップS201:YES)、すなわち高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出している可能性がある場合、制御装置50は、上記ステップS101と同様に、燃圧低下速度ΔPaを演算する(ステップS202)。続いて、制御装置50は、演算した燃圧低下速度ΔPaが予め設定されている第2の低下速度判定値ΔPa_Th2以上であるか否かを判定する(ステップS203)。なお、この第2の低下速度判定値ΔPa_Th2が、「第2の判定速度」に相当する。すなわち、ステップS202では、高圧燃料配管42内の圧力Paが第2の判定速度よりも速く低下しているか否かを判定している。
第2の判定処理は、第1の判定処理とは異なり、CNGを用いた機関運転が行われていない状態で行われる。そのため、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出しているか否かを判定するための第2の低下速度判定値ΔPa_Th2は、第1の低下速度判定値ΔPa_Th1よりも小さい値(ただし、「0(零)」よりも大きい値)に設定されている。もちろん、第2の低下速度判定値ΔPa_Th2は、第1の低下速度判定値ΔPa_Th1と同一値であってもよいし、第1の低下速度判定値ΔPa_Th1よりも大きい値であってもよい。
燃圧低下速度ΔPaが第2の低下速度判定値ΔPa_Th2以上である場合(ステップS203:YES)とは、CNGを用いた機関運転が行われていない状態でも、高圧燃料配管42内の圧力低下が検知されていることを意味しており、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出していると判定することができる。そのため、燃圧低下速度ΔPaが第2の低下速度判定値ΔPa_Th2以上である場合(ステップS203:YES)、制御装置50は、漏出フラグFLG3をオンとする(ステップS204)。漏出フラグFLG3は、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出していると判定できる場合にはオンとされ、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出していない可能性があると判定できる場合にはオフにされるフラグである。そして、制御装置50は、本処理ルーチンを終了する。なお、漏出フラグFLG3がオンである場合、制御装置50は、CNG漏れが発生している旨を車室内の乗員に報知する処理を行ってもよい。
一方、燃圧低下速度ΔPaが第2の低下速度判定値ΔPa_Th2未満である場合(ステップS203:NO)、すなわち高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出していない可能性がある場合、制御装置50は、漏出フラグFLG3をオフとする(ステップS205)。そして、制御装置50は、車両のイグニッションスイッチがオフになったか否かを判定する(ステップS206)。イグニッションスイッチが未だオンである場合(ステップS206:NO)、制御装置50は、本処理ルーチンを終了する。一方、イグニッションスイッチがオフになった場合(ステップS206:YES)、すなわち機関運転の停止要求がなされた場合、制御装置50は、判定履歴カウンタCntを「1」だけインクリメントし(ステップS207)、本処理ルーチンを終了する。
バイフューエル型の内燃機関10を搭載する車両にあっては、イグニッションスイッチがオンにされると、機関運転が開始されて車両走行が可能となる。また、イグニッションスイッチがオフにされると、機関運転が停止されて車両走行が不能な状態となる。すなわち、イグニッションスイッチをオンにする操作のことを「車両走行開始操作」といい、イグニッションスイッチをオフにする操作のことを「車両走行終了操作」ということができる。そして、この場合、イグニッションスイッチがオンされた時点から、イグニッションスイッチがオフされる時点までの期間が、「走行期間」に相当する。
本実施形態の制御装置50にあっては、漏出可能性フラグFLG1がオンである場合、イグニッションスイッチがオンである間、燃圧低下速度ΔPaが第2の低下速度判定値ΔPa_Th2未満であるか否かを監視している。そして、イグニッションスイッチがオフにされた時点で、すなわち走行期間が終了した時点で、漏出フラグFLG3がオフであった場合には、今回の走行期間では高圧燃料配管42内からのCNGの配管外への漏出を検知できないために、判定履歴カウンタCntを更新するようになっている。つまり、第1の判定処理によって高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出している可能性があると判定された場合、第2の判定処理によって高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出していない可能性があると判定された走行期間の数を計数している。なお、判定履歴カウンタCntが、計数した「走行期間の数」に相当する。
次に、図5に示すフローチャートを参照して、上記ステップS16の第3の判定処理ルーチンについて説明する。
図5に示すように、本処理ルーチンにおいて、制御装置50は、漏出可能性フラグFLG1がオンであるか否かを判定する(ステップS301)。漏出可能性フラグFLG1がオフである場合(ステップS301:NO)、制御装置50は、本処理ルーチンを終了する。一方、漏出可能性フラグFLG1がオンである場合(ステップS301:YES)、制御装置50は、遮断弁45を開弁させる(ステップS302)。そして、制御装置50は、遮断弁45を開弁させてからの高圧燃料配管42内の圧力Paの上昇速度である燃圧上昇速度ΔPbを演算する(ステップS303)。この燃圧上昇速度ΔPbは、遮断弁45を開弁させることにより、高圧燃料配管42内の圧力が上昇したときには正の値となる。続いて、制御装置50は、演算した燃圧上昇速度ΔPbが予め設定されている上昇速度判定値ΔPb_Thを超えているか否かを判定する(ステップS304)。
CNGを用いた機関運転中に行われた第1の判定処理によって、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出している可能性有りと判定されたことにより、ガソリンを用いた機関運転を行っている場合、高圧燃料配管42内の圧力Paは、CNGタンク41内の圧力よりも低くなっている。そのため、手動開閉弁44が開弁している状態で遮断弁45が開弁されると、CNGタンク41内から高圧燃料配管42内にCNGが流入し、高圧燃料配管42内の圧力Paが上昇する。すなわち、高圧燃料配管42内の圧力Paは、CNGタンク41内の圧力とほぼ同程度となる。したがって、燃圧上昇速度ΔPbが上昇速度判定値ΔPb_Thを超えている場合には、手動開閉弁44が開弁していると判定することができる一方、燃圧上昇速度ΔPbが上昇速度判定値ΔPb_Th以下である場合には、手動開閉弁44が閉弁していると判定することができる。
そして、燃圧上昇速度ΔPbが上昇速度判定値ΔPb_Th以下である場合(ステップS304:NO)、すなわち手動開閉弁44の開弁が検知できていない場合、制御装置50は、その処理を後述するステップS306に移行する。一方、燃圧上昇速度ΔPbが上昇速度判定値ΔPb_Thを超えている場合(ステップS304:YES)、すなわち手動開閉弁44の開弁が検知できた場合、制御装置50は、異常フラグFLG2をオフにし、CNGを用いた機関運転の禁止を解除する(ステップS305)。そして、制御装置50は、その処理を次のステップS306に移行する。
ステップS306において、制御装置50は、ガソリンを用いた機関運転が行われているため、遮断弁45を閉弁させる。その後、制御装置50は、本処理ルーチンを終了する。
次に、図6に示すタイミングチャートを参照して、CNGを用いた機関運転が行われているときに高圧燃料配管42内からのCNGの配管外への漏出が発生した場合の作用について説明する。
図6(a),(b),(c)に示すように、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出していない状態でCNGを用いた機関運転が行われている場合、CNGタンク41内の圧力が少しずつ低下するため、高圧燃料配管42内の圧力Paもまた少しずつ低下する。このときの高圧燃料配管42内の圧力Paの低下速度である燃圧低下速度ΔPaは、第1の低下速度判定値ΔPa_Th1未満となるため、異常フラグFLG2はオフのままとなる。
しかし、第1のタイミングt11で高圧燃料配管42内からのCNGの配管外への漏出が発生すると、高圧燃料配管42内の圧力Paは急勾配で低下するようになる。すなわち、燃圧低下速度ΔPaが速くなる。そして、第2のタイミングt12で第1の判定処理が行われると、燃圧低下速度ΔPaが第1の低下速度判定値ΔPa_Th1を超えているため、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出している可能性ありと判定される。その結果、異常フラグFLG2がオンとされ、CNGを用いた機関運転が禁止される。
すると、機関運転が、CNGを用いた機関運転からガソリンを用いた機関運転に切り替る。すなわち、第1のモードの選択が禁止され、モードが第1のモードから第2のモードに移行される。このようにガソリンを用いた機関運転が行われるようになると、高圧燃料配管42に設けられている遮断弁45が閉弁される。しかし、この場合、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出しているため、ガソリンを用いた機関運転が行われている状態で第2の判定処理が行われても、燃圧低下速度ΔPaが第2の低下速度判定値ΔPa_Th2を超えている。そのため、第2の判定処理の実行結果によって、CNGを用いた機関運転の禁止が継続され、ガソリンを用いた機関運転のみが許可されるようになる。
次に、図7に示すタイミングチャートを参照して、手動開閉弁44が閉弁している状態でCNGを用いた機関運転が行われた場合の作用について説明する。
図7(a),(b),(c)に示すように、ガソリンを用いた機関運転が行われている場合、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出していないため、高圧燃料配管42内の圧力Paは変化しない。その結果、燃圧低下速度ΔPaは「0(零)」となる。そして、第1のタイミングt21で、機関運転が、ガソリンを用いた機関運転からCNGを用いた機関運転に切り替ると、すなわちモードが第2のモードから第1のモードに変更されると、高圧燃料配管42に設けられている遮断弁45が開弁される。
そして、この第1のタイミングt21でCNGを用いた機関運転が開始されると、手動開閉弁44が閉弁しているためにCNGタンク41から高圧燃料配管42内にCNGが流入しない。そのため、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出していないにも拘わらず、高圧燃料配管42内の圧力Paが急激に低下する。
そして、第2のタイミングt22で第1の判定処理が行われると、燃圧低下速度ΔPaが第1の低下速度判定値ΔPa_Th1を超えているため、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出している可能性ありと判定される。その結果、異常フラグFLG2がオンとされ、CNGを用いた機関運転が禁止される。すると、機関運転が、CNGを用いた機関運転からガソリンを用いた機関運転に切り替る。すなわち、第1のモードの選択が禁止され、モードが第1のモードから第2のモードに移行される。このようにガソリンを用いた機関運転が行われるようになると、高圧燃料配管42に設けられている遮断弁45が閉弁される。この場合、手動開閉弁44が単に閉弁しているだけで高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出していないため、高圧燃料配管42内の圧力Paは、第2のタイミングt22の圧力で保持される。すなわち、燃圧低下速度ΔPaが「0(零)」となる。
そして、このようにガソリンを用いた機関運転が行われている状態で第2の判定処理が行われると、燃圧低下速度ΔPaが第2の低下速度判定値ΔPa_Th2未満となるため、漏出フラグFLG3がオフされる。その後、イグニッションスイッチがオフにされて今回の走行期間が終了される際には、漏出フラグFLG3がオフであるため、判定履歴カウンタCntが「1」だけインクリメントされる。
次に、図8に示すタイミングチャートを参照して、判定履歴カウンタCntがカウント判定値Cnt_Th以上である状態でガソリンを用いた機関運転が行われている場合の作用について説明する。なお、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出していないとともに、前回の走行期間と今回の走行期間との間で手動開閉弁44が開弁されたものとする。
図8(a),(b),(c),(d)に示すように、ガソリンを用いた機関運転が行われている場合、CNGは内燃機関10で消費されないため、高圧燃料配管42内の圧力Paは変化しない。すなわち、高圧燃料配管42内の圧力Paの上昇速度である燃圧上昇速度ΔPbは「0(零)」となる。そして、第1のタイミングt31で第3の判定処理が行われると、高圧燃料配管42に設けられている遮断弁45が開弁される。すると、手動開閉弁44が開弁しているため、CNGタンク41から高圧燃料配管42内にCNGが流入し、高圧燃料配管42内の圧力Paが上昇する。なお、最終的には、高圧燃料配管42内の圧力Paは、CNGタンク41内の圧力よりも僅かに低い値まで上昇する。
そして、遮断弁45を開弁させることにより燃圧上昇速度ΔPbが上昇速度判定値ΔPb_Thを超えるため、第2のタイミングt32で、異常フラグFLG2がオフとされ、CNGを用いた機関運転の禁止が解除される。すなわち、第1のモードの選択の禁止が解除される。したがって、手動開閉弁44が閉じている状態でCNGを用いた機関運転を行い、CNGを用いた機関運転が禁止された場合であっても、その後に手動開閉弁44の開弁が検知される場合にはCNGを用いた機関運転の禁止を解除させることができる。
上記構成及び作用によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(1)CNGを用いた機関運転が行われているときに第1の判定処理が行われ、燃圧低下速度ΔPaが第1の低下速度判定値ΔPa_Th1以上であった場合には、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出している可能性があるため、CNGを用いた機関運転が禁止され、ガソリンを用いた機関運転が開始される。このようにCNGを用いた機関運転が行われているときに第1の判定処理を行うことにより、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出している可能性がある場合には、CNGを用いた機関運転を速やかに終了させることができる。
(2)しかし、CNGを用いた機関運転中に行われる第1の判定処理では、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出していない場合であっても、手動開閉弁44が閉弁しているときには、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出している可能性ありと誤判定してしまうことがある。そこで、本実施形態の制御装置50にあっては、CNGを用いた機関運転が禁止されている状態でガソリンを用いた機関運転が行われているときに、第2の判定処理を行うようにしている。そして、燃圧低下速度ΔPaが第2の低下速度判定値ΔPa_Th2以上であるときには、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出していると判定でき、CNGを用いた機関運転の禁止が継続される。この場合、内燃機関10は、ガソリンの供給によって運転されることとなる。したがって、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出しているときには、CNGを用いた機関運転を速やかに禁止することができる。
(3)その一方で、第2の判定処理によって、燃圧低下速度ΔPaが第2の低下速度判定値ΔPa_Th2未満であると判定されたときには、手動開閉弁44が閉弁しているだけで、実際には高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出していない可能性があると判定することができる。そのため、こうしたときには、第3の判定処理によって、遮断弁45を開弁させ、同遮断弁45の開弁によって高圧燃料配管42内の圧力Paが上昇したか否かが判定される。そして、遮断弁45の開弁によって高圧燃料配管42内の圧力Paが上昇した場合には、手動開閉弁44が開弁していると判定することができ、CNGを用いた機関運転の禁止が解除される。したがって、実際には高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出しておらず、単に手動開閉弁44が閉弁しているだけである場合には、手動開閉弁44を開弁させることにより、CNGを用いた機関運転を行うことができる。
(4)ただし、手動開閉弁44を開弁させるユーザーの作業は、機関停止中に行われることが多く、機関運転中に行われることが少ない。そこで、第2の判定処理によって、実際には高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出しておらず、単に手動開閉弁44が閉弁しているだけであると判定された場合に、機関停止を経験した後に第3の判定処理を行うようにした。これにより、手動開閉弁44が開弁された後に第3の判定処理に行われる可能性を高くすることができる。したがって、第3の判定処理の実行によって、CNGを用いた機関運転の禁止が解除されやすくすることができる。
(5)高圧燃料配管42内からCNGが配管外に確実に漏出していないと判断できたときに限って、CNGを用いた機関運転の禁止を解除することが好ましい。そこで、本実施形態の制御装置50にあっては、燃圧低下速度ΔPaが第2の低下速度判定値ΔPa_Th2未満であると判定される走行期間の数を計数し、この数が規定数以上になった場合に、すなわち判定履歴カウンタCntがカウント判定値Cnt_Th以上になった場合に、第3の判定処理を行うようにした。これにより、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に確実に漏出しておらず、且つ手動開閉弁が開弁状態であると判断できた場合には、CNGを用いた機関運転の禁止を解除させることができる。
なお、上記実施形態は、以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・図2に示すフローチャートにおいてステップS15の判定処理を省略してもよい。この場合、第2の判定処理によって燃圧低下速度ΔPaが第2の低下速度判定値ΔPa_Th2未満であると判定された場合には、判定履歴カウンタCntに拘わらず、第3の判定処理が実行されることとなる。
・また、ステップS15の判定処理の代わりに、燃圧低下速度ΔPaが第2の低下速度判定値ΔPa_Th2未満であることの継続時間を計測し、この継続時間が所定時間以上になった場合に、第3の判定処理を実行するようにしてもよい。
・第2の判定処理によって燃圧低下速度ΔPaが第2の低下速度判定値ΔPa_Th2未満であると判定された状態で車両が停止し、その後の車両発進後に第3の判定処理を行うようにしてもよい。この場合、車両停止中に手動開閉弁44が開弁された場合には、その後の車両走行中に第3の判定処理が行われることにより、CNGを用いた機関運転の禁止を解除することができる。ここでいう「車両停止」は、機関停止を伴う車両停止だけではなく、機関停止が行われない車両停止も含んでいる。
・第1の低下速度判定値ΔPa_Th1は、予め設定された値ではなく、そのときのCNGを用いた機関運転の態様に応じた値に決定するようにしてもよい。この場合、CNGの消費量が多くなるような機関運転を行っているときほど、第1の低下速度判定値ΔPa_Th1が大きい値となる。
・遮断弁45が閉弁されており、高圧燃料配管42内からCNGが配管外に漏出している場合、高圧燃料配管42内の圧力Paは、大気圧近傍まで低下されてからはほとんど変化しない。この場合、高圧燃料配管42内からCNGが漏出する状態であっても、燃圧低下速度ΔPaが第2の低下速度判定値ΔPa_Th2未満となり、判定履歴カウンタCntが更新される可能性がある。そこで、高圧燃料配管42内の圧力Paが、大気圧よりも僅かに大きい値に設定されている判定値未満であるときには、第3の判定処理を行わないようにしてもよい。この場合、高圧燃料配管42内からCNGが漏出する状態であるときに、ステップS302以降の処理が行われることを抑制できる。
・気体燃料は、CNG以外の他のガス燃料(水素ガスなど)であってもよい。例えば、気体燃料が水素ガスである場合、液体燃料としてはガソリンが挙げられる。また、気体燃料がジメチルエーテル(DME)である場合、液体燃料としては軽油が挙げられる。
・内燃機関10は、CNGを用いた運転が可能なものであればバイフューエル型の内燃機関でなくてもよい。この場合、車両は、内燃機関以外の動力源として、気体燃料以外の他のエネルギの一例である電気エネルギによって駆動するモータを備えたハイブリッド車両であってもよい。この場合、機関停止中においてモータの駆動によって車両を走行させるモードが第2のモードに相当する。そして、こうしたモータを用いた車両走行時に、第2の判定処理及び第3の判定処理を行うようにしてもよい。
次に、上記実施形態及び別の実施形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(イ)車両制御方法は、第1のモードの選択の禁止によって第2のモードを選択している状態で供給通路の圧力が第2の判定速度よりも遅く低下する場合、供給通路に設けられている遮断弁を開弁させ、同遮断弁の開弁によって供給通路の圧力が上昇したときに第1のモードの選択の禁止を解除させるようにしてもよい。
10…内燃機関、42…気体燃料用の供給通路としての高圧燃料配管、44…手動開閉弁、45…遮断弁、50…車両制御装置としての制御装置、Cnt…走行期間の数に相当する判定履歴カウンタ、Cnt_Th…規定数に相当するカウント判定値、Pa…供給経路の圧力としての高圧燃料配管内の圧力、ΔPa…供給経路の圧力の低下速度である燃圧低下速度、ΔPa_Th1…第1の判定速度としての第1の低下速度判定値、ΔPa_Th2…第2の判定速度としての第2の低下速度判定値。

Claims (5)

  1. 気体燃料が内燃機関に供給されることにより走行する第1のモードと、気体燃料以外の他のエネルギを利用して走行する第2のモードとを有する車両に適用され、
    前記第1のモードが選択されているときに、手動開閉弁が設けられている気体燃料用の供給通路を通じて気体燃料を前記内燃機関に供給させる車両制御装置であって、
    前記手動開閉弁よりも下流の供給通路には、前記車両制御装置による制御によって、前記第1のモードの選択中には開弁される一方で前記第2のモードの選択中には閉弁される遮断弁が設けられており、
    当該車両制御装置は、
    前記第1のモードが選択されている状態で前記供給通路の圧力が第1の判定速度よりも速く低下する場合、前記第1のモードの選択を禁止してモードを前記第1のモードから前記第2のモードに移行し、
    前記第1のモードの選択の禁止によって前記第2のモードが選択されている状態で、前記供給通路の圧力が第2の判定速度よりも速く低下する場合には前記第2のモードが選択されている状態を継続する一方、
    前記第1のモードの選択の禁止によって前記第2のモードが選択されている状態で、前記供給通路の圧力が前記第2の判定速度よりも遅く低下する場合には、前記遮断弁を開弁させ、同遮断弁の開弁によって前記供給通路の圧力が上昇したときに前記第1のモードの選択の禁止を解除する禁止解除処理を行う
    ことを特徴とする車両制御装置。
  2. 前記第1のモードの選択の禁止によって前記第2のモードが選択されている状態で前記供給通路の圧力が前記第2の判定速度よりも遅く低下することを検知した場合、車両停止後の前記第2のモードでの車両走行中に前記禁止解除処理を行う
    請求項に記載の車両制御装置。
  3. 車両走行開始操作がなされてから車両走行終了操作がなされるまでの期間のことを走行期間としたとき、
    前記車両制御装置は、
    前記第1のモードの選択の禁止によって前記第2のモードが選択されている状態で、前記供給通路の圧力が前記第2の判定速度よりも遅く低下していると判定した前記走行期間の数を計数し、
    同数が規定数以上である場合における前記走行期間中に前記禁止解除処理を行う
    請求項に記載の車両制御装置。
  4. 前記内燃機関は、液体燃料が供給される場合にも運転するバイフューエル型の内燃機関であって、
    前記第2のモードは、液体燃料が前記内燃機関に供給されることにより車両が走行するモードである
    請求項1〜請求項のうち何れか一項に記載の車両制御装置。
  5. 気体燃料が内燃機関に供給されることにより走行する第1のモードと、気体燃料以外の他のエネルギを利用して走行する第2のモードとを有する車両に適用され、
    前記第1のモードを選択しているときに、手動開閉弁が設けられている供給通路を通じて気体燃料を前記内燃機関に供給させる車両制御方法であって、
    前記手動開閉弁よりも下流の供給通路には、車両制御装置による制御によって、前記第1のモードの選択中には開弁される一方で前記第2のモードの選択中には閉弁される遮断弁が設けられており、
    前記車両制御装置に、
    前記第1のモードを選択している状態で前記供給通路の圧力が第1の判定速度よりも速く低下している場合に、前記第1のモードの選択を禁止させてモードを前記第1のモードから前記第2のモードに移行させるステップと、
    前記第1のモードの選択の禁止によって前記第2のモードを選択している状態で、前記供給通路の圧力が第2の判定速度よりも速く低下する場合には前記第2のモードを選択している状態を継続させるステップと、
    前記第1のモードの選択の禁止によって前記第2のモードを選択している状態で、前記供給通路の圧力が前記第2の判定速度よりも遅く低下する場合には、前記遮断弁を開弁させ、同遮断弁の開弁によって前記供給通路の圧力が上昇したときに前記第1のモードの選択の禁止を解除させるステップと、を実行させる
    ことを特徴とする車両制御方法。
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