(57)【要約】【課題】移動体が予め設定された目的地に到達するように、残燃料量に対して最適なエンジン制御量を設定するエンジン制御装置を提供する。【解決手段】残移動距離算出手段（Ｓ１２０）は、出発地から目的地までの基準距離と移動体が移動した距離との差を残移動距離として算出する。到達必要量算出手段（Ｓ１２５）は、予め定められた基準燃料量で基準距離を移動するときの燃費を基準燃費とし、基準燃費でエンジンを作動させるときの空燃比を基準空燃比とし、基準空燃比以上の値に設定された空燃比を到達空燃比とし、到達空燃比でエンジンを作動させるときの燃費を到達燃費として、到達燃費でエンジンを作動させた場合に、残移動距離の移動に必要とされる燃料量である到達必要量を算出する。空燃比制御手段（Ｓ１３０−Ｓ１５５）は、残燃料量が到達必要量を超えるようにエンジンの空燃比の制御を行う。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された出発地から目的地までを移動する移動体に搭載されるエンジン制御装置であって、
前記移動体の燃料タンク内の残燃料量を検出する残量検出手段（Ｓ１１０、Ｓ２１０）と、
前記移動体が前記出発地から移動した移動距離を検出する距離検出手段（Ｓ１１５、Ｓ２１５）と、
前記出発地から前記目的地までの距離である基準距離と前記移動距離との差を、残移動距離として算出する残移動距離算出手段（Ｓ１２０、Ｓ２２０）と、
前記燃料タンクの容量以下の予め定められた燃料量を基準燃料量とし、該基準燃料量で前記基準距離を移動するときの燃費を基準燃費とし、該基準燃費となるように前記エンジンを作動させるときの空燃比を基準空燃比とし、該基準空燃比以上の値に設定された空燃比を到達空燃比とし、該到達空燃比で前記エンジンを作動させるときの燃費を到達燃費として、該到達燃費で前記エンジンを作動させた場合に、前記残移動距離の移動に必要とされる燃料量である到達必要量を算出する到達必要量算出手段（Ｓ１２５、Ｓ２２５）と、
前記残燃料量が前記到達必要量を超えるように、前記エンジンの空燃比を制御する空燃比制御手段（Ｓ１３０−Ｓ１５５、Ｓ２３０−Ｓ２６０）と、
を備えることを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
前記空燃比制御手段は、
前記残燃料量と前記到達必要量との差が予め定められた不足判断量以下となる状態を不足推定状態として、該不足推定状態を検出する不足推定検出手段（Ｓ１３０、Ｓ２３０）と、
前記不足推定状態が検出され、且つ前記エンジンの空燃比が前記到達空燃比以外の値に設定されている場合に、前記エンジンの空燃比を前記到達空燃比に設定する到達空燃比設定手段（Ｓ１３５、Ｓ２３５−Ｓ２６０）と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項３】
前記到達空燃比設定手段は、
前記残量検出手段が検出した前記残燃料量、及び前記距離検出手段が検出した前記移動距離から実燃費を算出する実燃費算出手段（Ｓ２３５）と、
前記移動体を前記目的地に到達させるように前記エンジンの空燃比を前記到達空燃比に切り替える切替タイミングを算出する切替タイミング算出手段（Ｓ２４０）と、
前記不足推定状態が検出されたときに、前記エンジンの空燃比として設定されていた前記到達空燃比以外の値を有する空燃比を作動空燃比とし、該作動空燃比に対応する燃費を作動燃費とし、該作動燃費に対する前記実燃費の低下の割合を燃費悪化率として、該燃費悪化率に従って、前記切替タイミングを補正するタイミング補正手段（Ｓ２４５、Ｓ２５０）と、
補正された前記切替タイミングで、前記エンジンの空燃比を前記到達空燃比に設定する到達空燃比実設定手段（Ｓ２５５、Ｓ２６０）と、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン制御装置。
【請求項４】
前記空燃比制御手段は、
前記エンジンの空燃比の変更を指示する信号を空燃比指示信号とし、該空燃比指示信号を受けた状態を変更受付状態として、該変更受付状態を検出する変更受付手段（Ｓ１５０）と、
前記変更受付状態が検出された場合、前記空燃比指示信号に従って前記エンジンの空燃比を制御する変更指示対応手段（Ｓ１５５）と、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン制御装置。
【請求項５】
前記到達空燃比設定手段は、前記不足推定状態が検出された場合、前記変更受付状態の検出の有無に関わらず、前記エンジンの空燃比を前記到達空燃比に設定すること、を特徴とする請求項４に記載のエンジン制御装置。
【請求項６】
前記空燃比制御手段は、前記基準空燃比より小さい値に予め定められた空燃比を過剰空燃比とし、該過剰空燃比でエンジンを作動させるときの燃費を過剰燃費とし、該過剰燃費で前記エンジンを作動させた場合に、前記残移動距離の移動に必要とされる燃料量を過剰燃料量として、前記残燃料量が前記過剰燃料量を下回るように、前記エンジンの空燃比を制御すること、
を特徴とする請求項４又は５に記載のエンジン制御装置。
【請求項７】
前記空燃比制御手段は、
前記残燃料量と前記過剰燃料量との差が予め定められた過剰判断量以下である状態を余り推定状態として、該余り推定状態を検出する余り推定状態検出手段（Ｓ１４０）と、
前記余り推定状態が検出された場合に、前記エンジンの空燃比を前記過剰空燃比に設定する過剰空燃比設定手段（Ｓ１４５）と、
を備え、
前記過剰空燃比設定手段は、前記余り推定状態が検出された場合、前記変更受付状態の検出の有無に関わらず、前記エンジンの空燃比を前記過剰空燃比に設定すること、を特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項８】
前記到達必要量算出手段は、前記エンジンがリーン限界となる空燃比をリーン限界空燃比とし、該リーン限界空燃比に前記到達空燃比のとり得る最大値を設定すること、
を特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項９】
前記到達必要量算出手段は、前記エンジンの出力トルクが最大となるときの空燃比を出力空燃比とし、該出力空燃比に前記過剰空燃比のとり得る最小値を設定すること、
を特徴とする請求項７または８のいずれかに記載のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン制御量の設定を行うエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両や船舶において、空燃比（Ａ／Ｆ）、点火時期といったエンジン制御量の設定を行うエンジン制御装置が知られている。
この種のものとして、例えばレース等においてレースコースを走行する前に、通信を用いて、車両のエンジン制御装置（以下、ＥＣＵという）におけるエンジン制御量の設定を、天候やレースコースに応じて設定（初期設定）するエンジンセッティングシステムがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、例えば船舶では、出航前に、出発地から目的地までの航行距離及び必要とされる燃料量に応じてエンジン制御量を設定（初期設定）するエンジン制御装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１９８４３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のエンジン制御装置では、少なくとも燃料を不足させることなく、車両や船舶といった移動体を目的地に到達させるように、エンジン制御量の初期設定が定められている。
しかしながら、このようなエンジン制御装置では、初期設定どおりにエンジン制御量の制御を行ったとしても、外乱により、初期設定のエンジン制御量で制御を行った場合の燃費と比べて実際の燃費が悪化すると、燃料不足のため、目的地まで到達できないおそれがあった。ここで外乱としては、例えば風向きや、船舶の場合であればさらに潮流等があげられる。
【０００６】
さらに、例えばレース等に用いられるレース車両に適用されるエンジン制御装置では、エンジン制御量である空燃比の設定を変更可能に構成されているものがある。つまり、レース車両については、初期設定に従ってエンジン制御量の制御が行われるのではなく、ドライバ又はピット側のエンジニアによって、レース状況に応じて最適と思われる空燃比が決定され、その都度、空燃比を変更するように制御が行われる。このため仮に、空燃比の算出ミスや変更操作ミス等によって、空燃比がよりリッチ側に設定されると、燃料不足のため、目的地まで到達できないおそれがあった。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、移動体に搭載され、該移動体が少なくとも予め設定された目的地に到達するように、残燃料量に対して最適なエンジン制御量を設定するエンジン制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載のエンジン制御装置は、予め設定された出発地から目的地までを移動する移動体に搭載される。
エンジン制御装置では、残量検出手段が、移動体の燃料タンク内の残燃料量を検出する。また、距離検出手段が、移動体が出発地から移動した移動距離を検出する。さらにまた、残移動距離算出手段が、出発地から目的地までの距離である基準距離と移動距離との差を残移動距離として算出する。
【０００９】
ここで、予め定められた燃料タンク内の燃料量を基準燃料量とし、該基準燃料量で基準距離を移動するときの燃費を基準燃費とし、該基準燃費となるようにエンジンを作動させるときの空燃比を基準空燃比というものとする。また、基準空燃比以上値に予め定められた空燃比を到達空燃比とし、該到達空燃比でエンジンを作動させるときの燃費を到達燃費というものとする。
【００１０】
到達必要量算出手段は、到達燃費でエンジンを作動させた場合に、残移動距離の移動に必要とされる燃料量である到達必要量を算出する。そして、空燃比制御手段は、移動体が基準距離を移動する間、残燃料量が到達必要量より上回るようにエンジンの空燃比を制御する。
【００１１】
このように構成されたエンジン制御装置によると、予め定められた出発地から目的地に到達する迄の間に、残燃料量が到達必要量を超えて保持されるように空燃比が制御されるので、燃料不足となることなく、移動体を少なくとも目的地まで確実に到達させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態のエンジン制御装置の構成を示す説明図である。
【図２】空燃比に対する出力トルクの変化及び燃費率の変化を示す特性図である。
【図３】空燃比に対する燃費の変化を示す特性図である。
【図４】ＣＰＵが実行する処理を説明するフローチャートである。
【図５】空燃比の初期設定を説明する説明図である。
【図６】空燃比制御処理を説明するフローチャートである。
【図７】空燃比が制御される様子（残燃料量が到達必要量に近づいた場合）を説明する説明図である。
【図８】空燃比が制御される様子（残燃料量が過剰燃料量に近づいた場合）を説明する説明図である。
【図９】変形例のエンジン制御装置によって空燃比が制御される様子を説明する説明図である。
【図１０】変形例のエンジン制御装置によって空燃比が制御される様子を説明する説明図である。
【図１１】変形例のエンジン制御装置による空燃比制御処理を説明するフローチャートである。
【図１２】変形例のエンジン制御装置によって空燃比が制御される様子を説明する説明図である。
【図１３】第２実施形態のエンジン制御装置において、ＣＰＵが実行する処理を説明するフローチャートである。
【図１４】空燃比制御処理を説明するフローチャートである。
【図１５】空燃比が制御される様子を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
［１．全体構成］
本実施形態のエンジン制御装置は、レースコースを走行する車両（以下、単に車両という）に搭載された内燃機関としてのガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）の作動状態を制御するエンジン制御システムに適用される。
【００１４】
エンジン制御システム１は、図１に示すように、エンジン２０に加えて、エンジン２０が搭載された車両の状態を検出する各種センサ群３０、ドライバの操作によってドライバの所望するエンジンの空燃比の指示値（以下、空燃比指示信号という）を出力する空燃比指示装置４０を備える。また、エンジン制御システム１は、エンジン２０の作動状態を表すエンジン状態信号、各種センサ群３０からの検出信号、及び空燃比指示信号等に従ってエンジン制御信号を出力し、エンジン２０の作動状態を制御するエンジン制御装置１０を備える。
【００１５】
エンジン２０は、エンジン状態信号を出力し、入力されたエンジン制御信号に従って、エンジン２０内の各種アクチュエータが制御されるように構成されている。
エンジン２０は、エンジン状態信号として、例えば、エンジン２０の吸気管に設けられた吸入空気量を検出するエアフローメータ（図示せず）からの信号や、同じく吸気管に設けられたスロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサ（図示せず）からの信号、エンジン２０の排気管２３に設けられた空燃比センサ２４からの信号、及び車両のイグニションスイッチのオン、オフ状態を表す信号等、種々の信号を出力する。
【００１６】
また、エンジン２０は、エンジン制御信号に従って、例えばスロットル弁の開度を変えるスロットルモータ（図示せず）、各気筒の点火プラグに通電して着火させるための点火コイル２２、及び各気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁２１といった各種アクチュエータを作動させる。
【００１７】
ここで、燃料噴射弁２１は、噴孔を開閉するノズルニードルのリフト時間を制御して燃料の噴射量を制御する公知の電磁弁である。燃料噴射弁２１からの噴射量は、エンジン制御信号（具体的には、エンジン制御装置１０から出力される噴射指令信号）のパルス幅によって制御される。噴射指令信号のパルス幅が長くなると燃料の噴射量が増加する。
【００１８】
なお本実施形態では、エンジン２０は、噴射指令信号のパルス幅に従って、燃料噴射弁２１からの燃料の噴射量を増減して空燃比の制御を行うように構成されている。
ここで、噴射指令信号のパルス幅を長く設定して燃料の噴射量を増加させると、図２の実線に示すように、空燃比はリッチに移行し、空燃比がリッチになるに伴いエンジン２０の出力トルクは上昇する。以下では、エンジン２０の出力トルクが最大となるときの空燃比を出力空燃比（Ａ／Ｆ（Ｐ））という。
【００１９】
一方、噴射指令信号のパルス幅を短く設定して燃料噴射量を減少させると、空燃比はリーンに移行し、空燃比がリーンになるに伴いエンジン２０の出力トルクは低下する。以下では、リーン限界に設定された空燃比をリーン限界空燃比（Ａ／Ｆ（Ｌ））という。
【００２０】
また、単位時間当たりに単位出力（トルク）を得るための燃料重量を表す燃費率（ｇ／ｋｗｈ）は、図２に示す一点鎖線のように、ある空燃比のときに最小値となる。以下では、燃費率が最小値となるときの空燃比を燃費率空燃比（Ａ／Ｆ（Ｂ））という。
【００２１】
そして、エンジン２０の燃費（ｋｍ／Ｌ）は、燃料噴射弁２１からの燃料噴射量の増加に伴って低下する。つまり、図３に示すように、空燃比に対するエンジン２０の燃費（ｋｍ／Ｌ）は、空燃比がリーンであるほど大きく、本実施形態では、燃費が最大となる空燃比がリーン限界空燃比Ａ／Ｆ（Ｌ）となっている。
【００２２】
図１に戻り、センサ群３０は、少なくとも、車輪速センサ３１及び残燃料量センサ３２を備える。車輪速センサ３１は、ここでは車両の各転動輪（左右輪）に設けられており、転動輪の回転速度を検出し、検出結果を回転速度信号としてエンジン制御装置１０に出力する。
【００２３】
また、残燃料量センサ３２は、ここでは車両の燃料タンク内に設けられる燃料計であり、タンク内の残燃料量を検出し、検出結果を残燃料量信号としてエンジン制御装置１０に出力する。なお、残燃料量センサ３２は、初期の給油量が分かっている場合やレース車両の様に燃料タンクの容量が決まっている場合は、これらの値から噴射量の積算値を減じた値を出力するように構成されていてもよい。
【００２４】
空燃比指示装置４０は、車両の運転中にドライバが操作可能な位置に設置されており、ドライバの操作によって、燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ）および出力空燃比Ａ／Ｆ（Ｐ）のうちいずれかの空燃比への切り替えを指示する空燃比指示信号を出力する。空燃比指示信号はエンジン制御装置１０に出力される。
【００２５】
エンジン制御装置１０は、ＣＰＵ１１、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３、および図示しないフラッシュメモリ等からなるマイクロコンピュータを中心に構成されている。また、図示しないが、エンジン制御装置１０は、各種信号を入出力するＩ／Ｆ回路（たとえば、各種センサからの信号を入力する入力回路や各種エンジン制御信号を出力する駆動回路等）を備える。
【００２６】
エンジン制御装置１０は、ＲＯＭ１３またはフラッシュメモリに記憶されている制御プログラムをＣＰＵ１１が実行することにより、各種センサから取り込んだ信号に従って、エンジン制御システム１の各種制御を実行する。該制御の一つとして、エンジン制御装置１０は、車輪速センサ３１、残燃料量センサ３２及び空燃比指示装置４０からの信号を少なくとも含む各種信号に従って、燃料噴射弁２１の噴射量、噴射時期を調整することにより、エンジン２０の空燃比の制御を実行する。
【００２７】
［ＣＰＵでの処理］
次に、空燃比の制御を行うためにＣＰＵ１１が実行する処理について、図４示すフローチャートを用いて説明する。本処理は、予め記憶されているプログラムに従い、ＣＰＵ１１が予め定めたタイミング（例えば、出発地でイグニションスイッチがオンされるタイミング）をきっかけとして実行される。
【００２８】
ＣＰＵ１１は、図４に示す処理を開始すると、まずＳ１０では、予めＲＡＭ１２に記憶されている空燃比の初期設定を読み出し、続くＳ２０では読み出した初期設定に従ってエンジン２０の空燃比の制御を行う。続くＳ３０では、目的地に到達（ゴール）するまで（Ｓ４０：ＹＥＳ）、空燃比制御処理を繰り返し実行し、目的地に到達した場合に本処理を終了する。
【００２９】
Ｓ１０で読み出す初期設定では、走行するレースコースの特徴やレース当日の天候等を考慮して、予め定められた切替タイミング毎に設定すべき空燃比の値が定められている。
具体的には、例えば図５示す点線のように、まず出発地で空燃比を燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ）に設定し、距離ｄ５に到達した時点で空燃比を出力空燃比Ａ／Ｆ（Ｐ）に切り替え、距離ｄ６に到達した時点で空燃比を再び燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ）に切り替え、この後は目的地に到達するまで燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ）を維持するように、空燃比が定められている。
【００３０】
図中の各線分の傾きは、その線分が示す空燃比に対応付けられる燃費の値に相当しており、これらの空燃比と燃費との関係は図３によって対応付けられている。以下では、このような線分を燃費ラインというものとし、例えば、切替タイミング５から切替タイミング６までの線分を燃費ライン５−６のように表すものとする。
【００３１】
このようにして初期設定では、車両が予め定められた距離に到達した時点を切替タイミングとして、車両がスタートしてからゴールするまでに、予め定められた設定燃料残量だけを残して燃料タンク内の燃料を使い切るように、空燃比の切り替えが設定されている。
【００３２】
但し、空燃比の設定は初期設定のまま維持されるわけではなく、レースの状況に応じて、空燃比の切り替えが行われる状況が生じる。つまり、初期設定で空燃比の制御を行っている途中で、一度でも変更受付状態となった場合、それ以降は、Ｓ３０で実行する空燃比制御処理により空燃比の制御を行う。
【００３３】
次に、空燃比制御処理の詳細を、図６を用いて説明する。まずＳ１１０では、残燃料量センサ３２から入力された残燃料量信号から、燃料タンク内の残燃料量（以下、現残量という）を算出する。続くＳ１１５では、車輪速センサ３１から入力された回転速度信号から、出発地からの車両の走行距離を算出する。次にＳ１２０では、予めＲＡＭ１２に記憶されている、レースコースの全走行距離である基準走行距離を読み出し、該基準走行距離とＳ１１５で算出した走行距離との差である残移動距離を算出する。
【００３４】
続くＳ１２５では、予め定められている到達空燃比でエンジン２０を作動させるときの燃費を到達燃費として、該到達燃費でエンジン２０を作動させた場合に、Ｓ１２０で算出された残移動距離の移動に必要とされる到達必要量を算出する。
【００３５】
ここで、燃料タンクの容量以下の予め定められた燃料量（ここでは、燃料タンクの容量と設定燃料残量との差に等しい燃料量とする）を基準燃料量とし、該基準燃料量で基準距離を移動するときの燃費を基準燃費として、該基準燃費となるようにエンジン２０を作動させるときの空燃比を基準空燃比というものとする。
Ｓ１２５の到達空燃比は、該基準空燃比以上の値に予め定められている。
【００３６】
到達空燃比は、本実施形態では燃費が最大となる空燃比、即ちリーン限界空燃比Ａ／Ｆ（Ｌ）に設定されており、Ｓ１２５では、最大の燃費で残移動距離を移動するときに必要とされる燃料量を到達必要量として算出する。なお、本実施形態では、到達空燃比の取りうる範囲の最大値をリーン限界空燃比Ａ／Ｆ（Ｌ）に設定している。
【００３７】
次にＳ１３０では、Ｓ１１０で算出した現残量とＳ１２５で算出した到達必要量との差（ここでは、第１判断対象量という。但し、現残量＞到達必要量。）が予め定められた不足判断量（ここでは、第１閾値という）以下であるか否かを判断する。第１閾値は、レース終了後に燃料タンク内に残しておきたい燃料量である設定燃料残量と予め設定されている偏差α（α＜＜設定燃料残量）との合計値に設定されている。
【００３８】
ここで、第１判断対象量が第１閾値を超えている場合はＳ１４０に移行する。一方、第１判断対象量が第１閾値以下である場合はＳ１３５に移行する。Ｓ１３５では、エンジン２０の空燃比を到達空燃比（ここでは、リーン限界空燃比Ａ／Ｆ（Ｌ））に設定するよう噴射指令信号を出力し、本処理を終了する。
【００３９】
なお以下では、第１判断対象量が第１閾値以下である状態、つまり、このままの空燃比でエンジン２０を作動させると目的地に到達するまでに燃料不足になるおそれがある状態を不足推定状態という。
【００４０】
Ｓ１３０で否定判断されて移行するＳ１４０では、予め定められている過剰空燃比でエンジン２０を作動させるときの燃費を過剰燃費として、該過剰燃費でエンジン２０を作動させた場合に、Ｓ１２０で算出された残移動距離の移動に必要とされる燃料量である過剰燃料量を算出する。
【００４１】
本実施形態では、過剰空燃比は、燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ）及び到達空燃比であるリーン限界空燃比Ａ／Ｆ（Ｌ）の値より小さく、且つ、燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ）でエンジン２０を作動させるときに出力されるトルク値である燃費率トルクより大きいトルク値に対応する空燃比に定められている。具体的には、過剰空燃比は出力空燃比Ａ／Ｆ（Ｐ）に設定されており、このときの燃費、つまり最小の燃費で残移動距離を移動するときに必要とされる燃料量を過剰燃料量として算出する。なお、本実施形態では、過剰空燃比の取りうる範囲の最小値を出力空燃比Ａ／Ｆ（Ｐ）に設定している。
【００４２】
そして、Ｓ１１０で算出した現残量と過剰燃料量との差（以下、第２判断対象量という。但し、現残量＜過剰燃料量。）が予め設定された過剰判断量（ここでは、第２閾値という）以下であるか否かを判断する。第２閾値とは、設定燃料残量と予め設定されている偏差β（β＜＜設定燃料残量）との合計値をいうものとする。
【００４３】
ここで、第２判断対象量が第２閾値を超えている場合はＳ１５０に移行し、一方、第２判断対象量が第２閾値未満である場合はＳ１４５に移行する。Ｓ１４５では、エンジン２０の空燃比を過剰空燃比（ここでは、出力空燃比Ａ／Ｆ（Ｐ））に設定するよう噴射指令信号を出力し、本処理を終了する。
【００４４】
以下では、第２判断対象量が第２閾値を未満である状態、つまり、このままの空燃比でエンジンを作動させると燃料が設定燃料残量以外に過剰に余るおそれがある状態を余り推定状態という。
【００４５】
Ｓ１４０で第２判断対象量が第２閾値を超えている場合に移行するＳ１５０では、変更受付状態であるか否かを判断する。ここで、変更受付状態ではない場合は本処理を終了し、変更受付状態である場合はＳ１５５に移行する。Ｓ１５５では、エンジン２０の空燃比が、空燃比指示信号で指示された空燃比となるように、噴射指令信号を出力し、本処理を終了する。
【００４６】
［効果］
以上説明したように、本実施形態のエンジン制御装置１０は、予め定められた出発地から目的地に到達する迄の間に、残燃料量が、到達必要量を超えて保持されるように、且つ余り燃料量を超えないように、空燃比の制御を行う。
【００４７】
ここで、エンジン制御装置１０が空燃比を制御する例を図７を用いて説明する。なお、図７に示す燃費ラインＳ−Ｇの傾きは、基準燃費に対応する傾きとなっている。エンジン制御装置１０は、図７で点線で示される初期設定に対して、レースの開始後は、例えば一点鎖線で示されるように空燃比を制御する。
【００４８】
つまり、距離ｄ３に到達したタイミングで（以下、距離ｄｎに到達したタイミングを切替タイミングｄｎというものとする。）、他車との競り合いのために大きい出力トルクを得ようと、ドライバがエンジン２０の空燃比を出力空燃比Ａ／Ｆ（Ｐ）に設定するように空燃比指示装置４０を操作した場合、エンジン制御装置１０は、切替タイミングｄ３以降、空燃比が出力空燃比Ａ／Ｆ（Ｐ）となるようにエンジン２０の制御を行う。
【００４９】
また、切替タイミングｄ４で、ドライバがエンジン２０の空燃比を燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ）に設定するように空燃比指示装置４０を操作した場合、エンジン制御装置１０は、切替タイミングｄ４以降、空燃比が燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ）となるようにエンジン２０の制御を行う。
【００５０】
そして、切替タイミングｄ７で、ドライバが再びエンジン２０の空燃比を出力空燃比Ａ／Ｆ（Ｐ）に設定するように空燃比指示装置４０を操作した場合、エンジン制御装置１０は、切替タイミングｄ７以降、空燃比が出力空燃比Ａ／Ｆ（Ｐ）となるようにエンジン２０の制御を実行する。但し、不足推定状態が検出されたタイミング（ここでは切替タイミングｄ８）で、エンジン制御装置１０は、切替タイミングｄ８から目的地に到達する迄は、ドライバによる空燃比指示装置４０に対する操作の有無（変更受付状態の有無）に関係なく、空燃比がリーン限界空燃比Ａ／Ｆ（Ｌ）となるようにエンジン２０の制御を行う。
【００５１】
また、図８に示すように、図７とは異なり切替タイミングｄ７で変更受付状態とならなかった場合、空燃比は切替タイミングｄ７以降も燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ）に維持される。但し、余り推定状態が検出されたタイミング（ここでは切替タイミングｄ１１）で、エンジン制御装置１０は、切替タイミングｄ１１から目的地に到達する迄は、変更受付状態の有無に関係なく、空燃比が出力空燃比Ａ／Ｆ（Ｐ）になるようにエンジン２０の制御を行う。
【００５２】
ここで、図７及び８に示すように、空燃比を、出発地で出力空燃比Ａ／Ｆ（Ｐ）に設定し、その後リーン限界空燃比Ａ／Ｆ（Ｌ）に切り替える場合、目的地で燃料残量を残して燃料タンク内の燃料を使い切った状態とするための切替タイミングをｄ２とする。一方、空燃比を、出発地でリーン限界空燃比Ａ／Ｆ（Ｌ）に設定し、その後出力空燃比Ａ／Ｆ（Ｐ）に切り替える場合、目的地で燃料残量を残して燃料タンク内の燃料を使い切った状態とするための切替タイミングをｄ９とする。
【００５３】
エンジン制御装置１０による空燃比の制御を表す折線は、燃費ラインＳ−２、２−Ｇ、Ｓ−９、９―Ｇで囲まれる範囲内で表される。
また、同図に示すように、空燃比を、出発地で出力空燃比Ａ／Ｆ（Ｐ）に設定し、その後燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ）に切り替える場合、目的地で燃料残量を残して燃料タンク内の燃料を使い切った状態とするための切替タイミングをｄ１とする。また、空燃比を、出発地で燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ）に設定し、その後出力空燃比Ａ／Ｆ（Ｐ）に切り替える場合、目的地で燃料残量を残して燃料タンク内の燃料を使い切った状態とするための切替タイミングをｄ１０とする。
【００５４】
エンジン制御装置１０による空燃比の初期設定を表す折線は、燃費ラインＳ−１、１−Ｇ、Ｓ−１０、１０−Ｇで囲まれる範囲内で表される。さらに、エンジン制御装置１０による空燃比の実際の制御を表す折線は、燃費ラインＳ−２、２−Ｇ、Ｓ−１０、１０−Ｇで囲まれる範囲内で表される。
【００５５】
このように、エンジン制御装置１０は、ドライバの指示（空燃比指示信号）に従って空燃比を自在に変更できる構成となっているが、ドライバの指示の有無に関係なく、自動的に確実に車両を目的地に到達させることができる。これにより、燃料不足のために目的地に未到達となるおそれを意識させることなく、ドライバを運転に集中させることができる。
【００５６】
また、エンジン制御装置１０は、設定燃料残量を残して燃料タンク内の燃料を使い切るように、自動的に空燃比を制御することができる。これにより、レース中はできるだけ車体の重さを軽くしたいという要求を自動的に確実に実現することができる。
【００５７】
さらにまた、エンジン制御装置１０では、到達空燃比をリーン限界空燃比Ａ／Ｆ（Ｌ）に設定しているため、不足推定状態では、高燃費な状態で、且つ失火となるおそれが抑制された状態でエンジン２０を作動させることができる。
【００５８】
また、エンジン制御装置１０では、過剰空燃比を出力空燃比Ａ／Ｆ（Ｐ）に設定しているため、余り推定状態では、高出力な状態で、且つトルクダウンを抑制した状態でエンジン２０を作動させることができる。
【００５９】
なお、エンジン制御装置１０は、エンジン２０の空燃比を変化させるときには、時間をかけてゆっくりと空燃比の値を変化させるように構成されることが望ましい。または、例えば車両の減速時等、エンジン２０が出力トルクを発生していない状態のときに、空燃比の値を変化させるように構成されることが望ましい。これにより、空燃比の変更によるトルクショックを抑制することができる。
【００６０】
また、上記実施形態では、ドライバが空燃比指示装置４０を操作することによって空燃比指示信号が出力されていたが、空燃比指示信号の出力方式はこれに限るものではない。空燃比指示装置は、無線等の通信装置であってもよく、ドライバに限らず、例えばピットからの空燃比指示信号を無線通信により受信し、受信した空燃比指示信号をエンジン制御装置１０に出力するように構成されていてもよい。
【００６１】
［請求項との対応］
Ｓ１１０の処理が残量検出手段に相当し、Ｓ１１５の処理が距離検出手段に相当し、Ｓ１２０の処理が残移動距離算出手段に相当し、Ｓ１２５の処理が到達必要量算出手段に相当し、Ｓ１３０〜Ｓ１５５の処理が空燃比制御手段に相当する。また、Ｓ１３０の処理が不足推定検出手段に相当し、Ｓ１３５の処理が到達空燃比設定手段に相当し、Ｓ１５０の処理が変更受付手段に相当し、Ｓ１５５が変更指示対応手段に相当する。また、Ｓ１４０の処理が余り推定状態検出手段に相当し、Ｓ１４５が過剰空燃比設定手段に相当する。
【００６２】
［変形例１］
上記実施形態では、到達空燃比をリーン限界空燃比Ａ／Ｆ（Ｌ）に設定していたが、到達空燃比を燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ）に設定してもよい。つまり、エンジン制御装置１０は、切替タイミングｄ７以降に、燃料の現残量と燃費ライン１−Ｇ上の値が一致したタイミング（差が偏差α以内となったタイミング。切替タイミングｄ１４。）で、空燃比を燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ）に切り替える制御を行う。
【００６３】
なおこの場合、エンジン制御装置１０による空燃比の実際の制御を表す折線は、図９において、燃費ラインＳ−１、１−Ｇ、Ｇ−１０、１０−Ｓで囲まれる範囲内で表される。
［変形例２］
上記実施形態では、エンジン制御装置１０が、到達空燃比（リーン限界空燃比Ａ／Ｆ（Ｌ））、過剰空燃比（出力空燃比Ａ／Ｆ（Ｐ））、及び燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ）のいずれか一つに、エンジン２０の空燃比を設定するように構成されていた。これに対し、エンジン制御装置を、出力空燃比Ａ／Ｆ（Ｐ）〜リーン限界空燃比Ａ／Ｆ（Ｌ）の範囲内の任意の値に空燃比を設定可能なように構成してもよい。
【００６４】
例えば図１０に示す切替タイミングｄ４のときに、残移動距離（ここでは、ｄＧ−ｄ４）と、現残量と設定燃料残量の差の燃料量とから、設定燃料残量を残して燃料を使い切った状態で目的地に到達するための燃費（値をγとする）を算出し、これに対応する空燃比Ａ／Ｆ（γ）で、切替タイミングｄ４以降のエンジン２０の空燃比を制御するように、エンジン制御装置１０を構成してもよい。
【００６５】
なお、このようなエンジン制御装置に対応して、出力空燃比Ａ／Ｆ（Ｐ）〜リーン限界空燃比Ａ／Ｆ（Ｌ）の範囲内で任意の値を指示する空燃比指示信号を出力するように、空燃比指示装置４０を構成してもよい。
【００６６】
［変形例３］
例えば、エンジン２０の空燃比を初期設定通り燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ）となるように制御している途中（例えば図７に示すように距離ｄ３を走行した時点）に、セーフティカーが導入される等により車速が低下し、その結果燃料の消費量が減少して燃費が向上する場合がある。
【００６７】
このような場合に、できるだけ早く図５に示す初期設定通りの空燃比に戻したいときは、上記実施形態で実行する空燃比制御処理（図６参照）に、図１１に示すＳ２１〜Ｓ２５の処理を追加してもよい。
【００６８】
つまり、Ｓ２１では、空燃比を初期設定から変更したことがあるか否かを判断する。ここで、変更したことがある場合はＳ３０に移行する。一方、変更したことがない場合はＳ２２に移行する。
【００６９】
Ｓ２１にて空燃比を初期設定から変更したことがないと判断されて移行するＳ２２では、残燃料量が初期設定で空燃比を制御したときの燃料残量（初期設定残量という）より予め設定された所定値を超えて上回ったか否かを判断する。以下では、所定値を超えて上回ったと判断された状態を、燃費向上状態というものとする。
【００７０】
ここで、燃費向上状態が検出された場合は、Ｓ２３に移行し、Ｓ２３では、現残量が初期設定残量に一致するまで（Ｓ２４：ＹＥＳ）、エンジン２０の空燃比を出力空燃比Ａ／Ｆ（Ｐ）に制御する。現残量が初期設定残量に一致したらＳ２５に移行する。Ｓ２５では、空燃比を、現時点での走行距離に対応する、初期設定の空燃比に設定し、Ｓ３０に移行する。Ｓ３０以降は、図４と同様の処理を実行する。
【００７１】
これにより、図１２に示すように、初期設定の空燃比に対応する燃費より実際の燃費が向上した場合（切替タイミングｄ１２）には、空燃比を出力空燃比Ａ／Ｆ（Ｐ）に設定する。現残量が初期設定残量に一致した時点で（切替タイミングｄ１３）、走行距離に対応する初期設定空燃比（ここでは、燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ））に空燃比を設定する。このようにして、燃費向上状態が検出された場合に、速やかにもとの燃費設定に戻すことができる。
【００７２】
[第２実施形態]
上記実施形態では、出発地から目的地まで走行する車両について、設定燃料残量を残して過不足なく燃料を消費するようにエンジン２０の空燃比を制御するエンジン制御装置１について説明した。本発明は、これに限ることなく、出発地から目的地まで少なくとも燃料を不足させることなく移動体を移動させる場合、例えば船舶を航行させる場合等にも適用することできる。
【００７３】
本実施形態のエンジン制御システムは、船舶に搭載されるものであり、その構成は図示しないが、移動体（船舶）の操縦士の操作によって空燃比の変更を指示する空燃比指示装置４０を備えない他は、図１に示すエンジン制御システム１と同様の構成となっている。
【００７４】
但し、エンジン２０は、車両の転動輪に代えて、船舶のスクリューを回転させて移動体を推進させるよう構成されている。また、第１実施形態の車輪速センサ３１に代えて、衛星からの電波に基づいて船舶の現在位置を測定するグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）受信器が、出発地から目的地までの距離及び航行距離を算出してエンジン制御装置１０に出力するように構成されている。
【００７５】
なお、本実施形態のエンジン制御システムでは、エンジン制御装置１０にてＣＰＵ１１が行う空燃比制御処理の内容が第１実施形態とは異なる。
具体的には、本実施形態における処理では、図１３に示すように、図４に示すフローチャートにＳ２８が追加されている点、及び、Ｓ３０にて実行する空燃比制御処理（第１実施形態について図６参照）が図１４のフローチャートに示す空燃比制御処理に変更されている点が異なる。
【００７６】
つまりＣＰＵ１１は、図１３に示すように、まずＳ１０では空燃比の初期設定を読み出し、続くＳ２０では読み出した初期設定に従ってエンジンの制御を行う。初期設定では、エンジンの空燃比は一定値に、具体的には燃費率空燃比（Ａ／Ｆ（Ｂ））に定められている。続くＳ２８では、初期設定から空燃比を変更したことがあるか否かを判断する。ここで、空燃比を変更したことがある場合は本処理を終了する。一方、変更がない場合は、Ｓ３０に移行し、目的地に到達したと判断されるまで（Ｓ４０：ＹＥＳ）、Ｓ３０の空燃比制御処理を繰り返す。
【００７７】
Ｓ３０にて実行する空燃比制御処理では、図１４に示すように、まずＳ２０５では、後述する補正切替距離が設定されているか否かを判断する。ここで、補正切替距離が設定されている場合はＳ２５５に移行し、一方、切替距離が設定されていない場合はＳ２１０に移行する。Ｓ２１０〜Ｓ２２５では、図６に示すＳ１１０〜Ｓ１２５と同様の処理を行う。
【００７８】
空燃比の初期設定は、ここでは、出発地から目的地に到達するまで、燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ）に設定されている（図１５に示す燃費ラインＳ−Ｇ参照）。また、到達空燃比は、第１実施形態と同様にリーン限界空燃比Ａ／Ｆ（Ｌ）に設定されている（図１５に示す燃費ラインＳL−Ｇ参照）。
【００７９】
続くＳ２３０では、不足推定状態が検出されるか否かを判断する。具体的には、Ｓ２１０で算出した現残量とＳ２２５で算出した到達必要量との差（以下、第３判断対象量という。但し、現残量＞到達必要量。）が予め定められた不足判断量（ここでは、第３閾値という）以下であるか否かを判断する。第３閾値は、設定燃料残量と予め設定されている所定量ηとの合計値に設定されている（図１５参照）。
【００８０】
ここで、不足推定状態が検出されなかった場合（第３判断対象量＞第３閾値）は、本処理を終了する。一方、不足推定状態が検出された場合（第３判断対象量≦第３閾値）はＳ２３５に移行する。空燃比が一定値（ここでは燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ））に制御されていても、航行中は外乱（潮流や風向き等）により、実際の燃費が悪化する場合がある。Ｓ２３０では、現時点での航行状態（外乱を含む）のまま航行すると、燃料不足により目的地に到達できないおそれがあるか否かを判断している。
【００８１】
次にＳ２３５では、出発してから現時点までに消費した燃料量、つまりＳ２１５で検出した移動距離を移動するまでに消費した燃料量を消費燃料量として、移動距離及び消費燃料量から現時点での実燃費を算出する（図１５に示す、燃費ラインＳ−５を参照。）。
【００８２】
続くＳ２４０では、Ｓ２３５で算出した実燃費で航行した場合、エンジンの空燃比を到達空燃比に切り替えて目的地に到達できる切替タイミングを算出する。第１実施形態と同様に、切替タイミングは出発地からの距離で表される。以下では、Ｓ２３５で算出されて距離を基本切替距離という（図１５に示す、到達空燃比に対応する燃費を表す燃費ラインＳL−Ｇと、燃費ラインＳ−５との交点における距離ｄ３を参照。）。
【００８３】
次にＳ２４５では、燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ）（初期設定値）に対応する燃費である効率燃費に対する実燃費の低下の割合を燃費悪化率として算出する。ここでは燃費悪化率を、（基本切替距離）／（基準距離）として算出する（図１５における、ｄ４／ｄＧに相当。）。
【００８４】
続くＳ２５０では、Ｓ２４５で算出した燃費悪化率に従って、Ｓ２３５で算出した基本切替距離を補正して、補正切替距離を算出する。ここでは補正距離を、（基本切替距離）×（燃費悪化率）として算出する（図１５における、ｄ３×（ｄ４／ｄＧ）に相当）。
【００８５】
次に、Ｓ２５５では、Ｓ２５０算出した補正切替距離に到達したか否かを判断する。ここで、補正切替距離に到達していない場合、本処理を終了する。一方、補正切替距離に到達した場合、Ｓ２６０に移行する。続くＳ２６０では、エンジン２０の空燃比を到達空燃比（リーン限界空燃比Ａ／Ｆ（Ｌ））に設定するよう噴射指令信号を出力し、本処理を終了する。
【００８６】
［効果］
このようにして本実施形態のエンジン制御装置１０では、潮流や風向き等の外乱の影響によって、初期設定の空燃費に対応する燃費と比べて実燃費が悪化した場合には、船舶を目的地に到達させるように、エンジン２０の空燃比が初期設定値から到達空燃比に変更される。空燃比の値は、一度変更された後は、変更後の値である到達空燃比に固定される。
【００８７】
これにより、本実施形態のエンジン制御装置１０は、予め定められた出発地から目的地に到達する迄の間に、現残量が、少なくとも到達必要量を超えて保持されるように、空燃比の制御を行うことができる。従って、本実施形態のエンジン制御装置１０は、外乱の影響により目的地に到達できないおそれがあった移動体を、確実に自動的に目的地まで到達させることができる。
【００８８】
なお、本実施形態のエンジン制御装置１０は、空燃比の設定を到達空燃比に変更した後に、外乱により更に燃費が悪化する事態となった場合（図１５に示す燃費ライン２−６参照）に備えて、そのまま航行を続けると燃料不足になるおそれがあることを画像または音声等により操縦士に報知する報知手段を備えていても良い。これにより、操縦士は、場合によっては引き返すことを選択肢に入れて船舶の操縦を行うことができる。
【００８９】
［請求項との対応］
Ｓ２１０の処理が残量検出手段に相当し、Ｓ２１５の処理が距離検出手段に相当し、Ｓ２２０の処理が残移動距離算出手段に相当し、Ｓ２２５の処理が必要燃料算出手段に相当し、Ｓ２３０〜Ｓ２６０の処理が空燃比制御手段に相当する。また、Ｓ２３５の処理が実燃費算出手段に相当し、Ｓ２４０の処理が切替タイミング算出手段に相当し、Ｓ２４５、Ｓ２５０の処理がタイミング補正手段に相当し、Ｓ２５５、Ｓ２６０の処理が到達空燃比実設定手段に相当する。また、初期設定の空燃比が作動空燃比に相当し、初期設定の空燃比に対応する燃費が作動燃費に相当する。
【００９０】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にて様々な態様で実施することが可能である。
【００９１】
（１）上記実施形態では、本発明がレース用車両及び船舶のエンジンを制御するエンジンシステムに適用されていた。これに限らず本発明は、予め定められた出発地と目的地との間を移動する他の移動体のエンジンを制御するシステムに適用されてもよい。
【００９２】
（２）上記実施形態では、到達空燃比は、リーン限界空燃比Ａ／Ｆ（Ｌ）に設定されていたが、これに限るものではない。同様に、過剰空燃比は、上記実施形態では出力空燃比に設定されていたが、これに限るものではない。また、上記実施形態では燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ）を用いていたが、燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ）に代えて、出力空燃比より大きく且つ到達空燃比より小さい任意の値を用いてもよい。又は、燃費率空燃比Ａ／Ｆ（Ｂ）に代えて、過剰空燃比より大きく、且つ到達空燃比より小さい任意の値を用いても良い。
【００９３】
（３）上記実施形態において、設定燃料残量は、０を含む任意の値に設定して良い。
（４）上記実施形態で例示したエンジン制御装置１０の構成要素は、ハードウェアで実現してもよく、ソフトウェアで実現してもよく、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで実現してもよい。例えば、上述した処理（プログラム）を実行するコンピュータ装置（例えばマイコン）によりエンジン制御装置１０の少なくとも一部を構成してもよい。また、これらの構成要素は機能概念的なものであり、その一部又は全部を、機能的又は物理的に分散又は統合してもよい。
【００９４】
（５）上記実施形態は、本発明が適用された実施形態の一例に過ぎない。本発明は、エンジン制御装置、エンジン制御方法、エンジン制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、そのプログラムを記録した記録媒体、などの種々の形態で実現することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１０・・・エンジン制御装置  ２０・・・エンジン  １１・・・ＣＰＵ  ４０・・・空燃比指示装置
【図１】
2014211106.tif 000003
【図３】
2014211106.tif 000004
【図４】
2014211106.tif 000005
【図６】
2014211106.tif 000006
【図１１】
2014211106.tif 000007
【図１３】
2014211106.tif 000008
【図１４】
2014211106.tif 000009
【図１５】
2014211106.tif 000010
【図２】
2014211106.tif 000011
【図５】
2014211106.tif 000012
【図７】
2014211106.tif 000013
【図８】
2014211106.tif 000014
【図９】
2014211106.tif 000015
【図１０】
2014211106.tif 000016
【図１２】
2014211106.tif 000017