(57)【要約】【課題】内燃機関において燃料カットが実施される場合に、燃料カットの実施に関する情報を外部に向けて表示することによって内燃機関とともに協調制御される他の車両用制御デバイスにおいて不都合が生じることを事前に回避できるようにする。【解決手段】燃料カットを実施するための前提条件が成立した場合には、燃料カットが実施されるまでの残余時間を表示する。表示する残余時間は、要求トルクがアイドルトルクよりも大きい間は、アイドルトルクとＦＣ実施トルクとのトルク差から計算し、要求トルクがアイドルトルクまで減少した後は、アイドルトルクから所定の速度で漸減する目標トルクとＦＣ実施トルクとのトルク差から計算する。【選択図】図２
2011106402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に対して要求されるトルク（以下、要求トルク）を取得する要求トルク取得手段と、
燃料カットを実施するための前提条件が成立したかどうか判定する手段と、
前記要求トルクが所定の燃料カット準備基準トルクよりも大きい間は、前記要求トルクに基づいて前記内燃機関に出力させる目標トルクを設定し、前記要求トルクが前記燃料カット準備基準トルクまで減少した後は、前記目標トルクを前記燃料カット準備基準トルクから漸減させていく目標トルク設定手段と、
前記目標トルクが所定の燃料カット実施トルクまで減少した場合には前記内燃機関に対して燃料カットを実施させる燃料カット手段と、
前記前提条件が成立した場合には燃料カットが実施されるまでの残余時間を計算して表示する残余時間表示手段とを備え、
前記残余時間表示手段は、前記要求トルクが前記燃料カット準備基準トルクよりも大きい間は、前記燃料カット準備基準トルクと前記燃料カット実施トルクとのトルク差から前記残余時間を計算し、前記要求トルクが前記燃料カット準備基準トルクまで減少した後は、前記目標トルクと前記燃料カット実施トルクとのトルク差から前記残余時間を計算することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記目標トルク設定手段による前記目標トルクの漸減速度を外部からの要求に応じて変更する目標トルク漸減速度変更手段、
をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記目標トルク設定手段による前記目標トルクの漸減の実施と、前記燃料カット手段による燃料カットの実施とを外部からの要求に応じて禁止する禁止手段、
をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、トルクがある値まで減少した場合には内燃機関に燃料カットを実施させる制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の惰力走行時には、内燃機関に燃料カットを実施させている。燃料カットを行うことで無駄な燃料消費を抑えることができる。ただし、燃料カットを行うと内燃機関が出力するトルクはステップ的にゼロになるため、燃料カット直前に出力されていたトルクの大きさによってはショックが発生する可能性がある。この点に関して、特開２００９−１６２１８５号公報に開示された技術では、内燃機関がトルクを出力可能な最小トルクまで減少させてから燃料カットを実施させている。
【０００３】
内燃機関は、変速機を含む他の車両制御デバイスとともに協調制御されている。このような協調制御は車両の運転を最適化する上で必要であることから、燃料カットを実施する場合にも他の車両制御デバイスとの協調制御は行われている。例えば、特開２００７−０６４４７７号公報や特開２００５−１６３７５９号公報には、燃料カットを実施する場合の変速機との協調制御について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６２１８５号公報
【特許文献２】特開２００７−０６４４７７号公報
【特許文献３】特開２００５−１６３７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
変速機との協調制御では、トルクショックの発生を防止するために燃料カットのタイミングに応じてロックアップの解除が行われる。ただし、ロックアップの解除のためには事前にソレノイドバルブを作動させる必要があるので、急にはロックアップを解除することはできない。このため、燃料カットを実施する条件が整った場合でも直ぐには実施することはできず、ロックアップの解除に必要な時間分だけ燃料カットの実施を待つ必要があった。そして、このような状況は、変速機以外の車両用制御デバイスとの協調制御においても生じうる。内燃機関と協調制御される車両用制御デバイスにおいて燃料カットの実施に伴う不都合が生じることを回避するためには、車両用制御デバイス側において準備が整うのを待ってから燃料カットを実施せざるを得ない。
【０００６】
しかし、燃料カットの実施を遅らせると、その分、無駄な燃料消費を生じさせることになる。無駄な燃料消費は可能な限り無くしたいが、そのためには燃料カットの実施を遅らせる必要がないよう、車両用制御デバイスの側での準備を先行して行なうことが求められる。ところが、そのような先行した準備を可能にするには、燃料カットが何時のタイミングで実施されるのかという情報が車両用制御デバイスの側に提示されている必要がある。燃料カットに関する従来の技術では、そのような情報を如何に生成し表示するかについての検討はなされていなかった。
【０００７】
本発明は上述のような課題に鑑みなされたもので、内燃機関において燃料カットが実施される場合に、燃料カットの実施に関する情報を外部に向けて表示することによって内燃機関とともに協調制御される他の車両用制御デバイスにおいて不都合が生じることを事前に回避できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、第１の発明の内燃機関の制御装置は、
内燃機関に対して要求されるトルク（以下、要求トルク）を取得する要求トルク取得手段と、
燃料カットを実施するための前提条件が成立したかどうか判定する手段と、
前記要求トルクが所定の燃料カット準備基準トルクよりも大きい間は、前記要求トルクに基づいて前記内燃機関に出力させる目標トルクを設定し、前記要求トルクが前記燃料カット準備基準トルクまで減少した後は、前記目標トルクを前記燃料カット準備基準トルクから漸減させていく目標トルク設定手段と、
前記目標トルクが所定の燃料カット実施トルクまで減少した場合には前記内燃機関に対して燃料カットを実施させる燃料カット手段と、
前記前提条件が成立した場合には燃料カットが実施されるまでの残余時間を計算して表示する残余時間表示手段とを備え、
前記残余時間表示手段は、前記要求トルクが前記燃料カット準備基準トルクよりも大きい間は、前記燃料カット準備基準トルクと前記燃料カット実施トルクとのトルク差から前記残余時間を計算し、前記要求トルクが前記燃料カット準備基準トルクまで減少した後は、前記目標トルクと前記燃料カット実施トルクとのトルク差から前記残余時間を計算することを特徴としている。
【０００９】
第２の発明の内燃機関の制御装置は、第１の発明の内燃機関の制御装置において、
前記目標トルク設定手段による前記目標トルクの漸減速度を外部からの要求に応じて変更する目標トルク漸減速度変更手段、
をさらに備えることを特徴としている。
【００１０】
第３の発明の内燃機関の制御装置は、第１の発明の内燃機関の制御装置において、
前記目標トルク設定手段による前記目標トルクの漸減の実施と、前記燃料カット手段による燃料カットの実施とを外部からの要求に応じて禁止する禁止手段、
をさらに備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明の内燃機関の制御装置によれば、燃料カットを実施するための前提条件が成立した場合には、以後燃料カットが実施されるまでの間、燃料カットが実施されるまでの残余時間が表示される。表示する残余時間は、要求トルクが燃料カット準備基準トルクよりも大きい間は、燃料カット準備基準トルクと燃料カット実施トルクとのトルク差から計算される。この間計算される残余時間は、今すぐに目標トルクの漸減が始まったとしても確実に確保することが可能な時間を意味する。そして、要求トルクが燃料カット準備基準トルクまで減少した後は、燃料カット準備基準トルクから所定の速度で漸減する目標トルクと燃料カット実施トルクとのトルク差から計算される。この間計算される残余時間は、燃料カットが実施されるまでの正確な残り時間を意味する。このような残余時間が外部に向けて表示されることで、内燃機関とともに協調制御される他の車両用制御デバイスでは、表示された残余時間に合わせて燃料カットへの対策を開始することが可能となる。
【００１２】
第２の発明の内燃機関の制御装置によれば、表示された残余時間から判断して他の車両用制御デバイスでの燃料カットへの対策が間に合わないのであれば、目標トルクの漸減速度を遅らせることによって残余時間を緊急的に延ばすことができる。これにより、他の車両用制御デバイスにおいて燃料カットへの対策が間に合わなくなることを確実に防止することができる。
【００１３】
第３の発明の内燃機関の制御装置によれば、表示された残余時間から判断して他の車両用制御デバイスでの燃料カットへの対策が間に合わないのであれば、目標トルクの漸減の実施とその後の燃料カットの実施とを緊急的に取り止めることができる。これにより、他の車両用制御デバイスの側での準備が整っていないにもかかわらず内燃機関の側で燃料カットが実施されてしまうことを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の車両の制御システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかるＦＣ前制御の内容とＦＣまでの残余時間の計算方法とを説明するためのタイムチャートである。
【図３】本発明の実施の形態にかかる残余時間の計算手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図１乃至図３の各図を参照して説明する。
【００１６】
図１は本実施の形態の車両の制御システムを示すブロック図である。本実施の形態の車両の制御システムは、内燃機関（以下、エンジンという）を直接制御するエンジンコントローラと、変速機を直接制御する変速機コントローラと、エンジンコントローラ及び変速機コントローラの上位に位置して車両全体を総合的に制御する車両コントローラとから構成されている。なお、車両コントローラにはその他の車両用制御デバイスも接続されているが、ここでは変速機及び変速機コントローラにのみ着目して説明を行なうものとする。
【００１７】
図１中に示す矢印線は制御システム内の情報の流れを示している。車両コントローラからエンジンコントローラには、エンジンへの要求トルクが供給される。この要求トルクには、アクセルペダルの開度から計算されるドライバ要求トルクの他、変速機、ＶＳＣ、ＴＲＣ等の車両用制御デバイスからの要求トルクも含まれている。エンジンコントローラは、取得した要求トルクに基づいてエンジンに出力させる目標トルクを設定する。そして、目標トルクからエンジンの各アクチュエータの操作量を決定し、各アクチュエータを操作するための指令信号をエンジンに供給する。アクチュエータの代表例としては、エンジンが火花点火式である場合には、点火装置とスロットルとが挙げられる。
【００１８】
一方、エンジンからエンジンコントローラには、エンジンの運転状態を示す情報が供給される。それらの情報は、エンジン本体やその周囲に取り付けられた各種のセンサによって取得される。エンジンコントローラから車両コントローラには、エンジンの運転状態を示す情報の他、エンジンの制御状況を示す情報も供給される。
【００１９】
車両コントローラと変速機コントローラとの間や、変速機コントローラと変速機との間でもエンジンの制御系と同様の情報のやり取りが行なわれる。すなわち、車両コントローラから変速機に向けては制御信号や操作信号が供給され、変速機から車両コントローラに向けては運転状態や制御状況を示す情報が供給されている。
【００２０】
図１中には、情報の流れを示す矢印線に加えて、その情報の一部に関する内容が表示されている。図１中に内容が示されているのは、エンジンにおいて燃料カット（より詳しくは、アイドルスイッチがオンになったときに実施される燃料カット）が実施される場合に制御システム内でやり取りされる情報である。それら情報の流れから推察できるように、本実施の形態の車両の制御システムでは、エンジンにおいて燃料カットが実施される際には、エンジン側の制御系のみならず変速機側の制御系にも燃料カットの実施に関する情報が供給されるようになっている。以下、燃料カットの実施の前後に実施されるエンジン制御の説明と合わせて、制御システム内でやり取りされる情報の内容についてタイムチャートを用いて説明する。
【００２１】
図２のタイムチャートにおいて、その上段にはエンジンコントローラで設定される目標トルクが示されている。また、アイドルトルクを示す曲線とＦＣ実施トルクを示す曲線とが併せて載せられている。アイドルトルクはエンジンをアイドル運転するのに必要なトルクであり、その値はエンジンの運転条件によって変動する。エンジンコントローラは、アイドルトルクの計算を現在のエンジンの運転条件に基づいて一定の制御周期で行なっている。ＦＣ実施トルクは燃料カットの実施が決定されるときのトルクであり、本実施の形態ではエンジンが出力可能な最小トルクに設定されている。最小トルクの値はエンジンの運転条件によって変動するので、エンジンコントローラは、ＦＣ実施トルクの計算を現在のエンジンの運転条件に基づいて一定の制御周期で行なっている。
【００２２】
エンジンコントローラは、車両コントローラから供給される要求トルクとアイドルトルクとを比較する。要求トルクがアイドルトルクよりも大きい間は、要求トルクに基づいて目標トルクを設定する。したがって、要求トルクに変動成分が含まれている場合には、図に示すように目標トルクもその変動成分の影響で変動する。要求トルクがアイドルトルクまで減少した後は、エンジンコントローラは、目標トルクをアイドルトルクから一定の速度で漸減させていく。図には、単位時間ＴＱＴＩＭＥでのトルクの減少量がＴＱＤＷＮであることが示されている。図示は省略するが、エンジンの側では、目標トルクを漸減させるようにスロットルが閉じられ、さらには点火時期の遅角が行なわれる。やがて、目標トルクがＦＣ実施トルクまで減少したら、エンジンコントローラは、エンジンに燃料カットを実施させる。その場合、エンジンの目標トルクはゼロとされる。
【００２３】
図２のタイムチャートの中段には、２種類のフラグの設定が示されている。ＦＣ前提条件フラグは、燃料カットを実施するための前提条件が成立したかどうかを示すフラグである。前提条件とは車両の運転に不都合を生じさせること無く燃料カットを実施するための条件であり、例えば、アイドルスイッチがオンであること、ブレーキがオフであること、車速が所定値以下であること等が前提条件に含まれる。エンジンコントローラは、前提条件が成立したかどうかを判定し、前提条件が成立した場合にはＦＣ前提条件フラグをＯＮにセットする。
【００２４】
ＦＣ前制御実施フラグは、要求トルクがアイドルトルクまで低下した場合にオンにされるフラグである。このＦＣ前制御実施フラグのＯＮを受けて、前述のように目標トルクを一定の速度で漸減することが行なわれる。エンジンコントローラは、ＦＣ前提条件フラグのＯＮ／ＯＦＦ、ＦＣ前制御実施フラグのＯＮ／ＯＦＦを車両コントローラに向けて表示している。以下、ＦＣ前提条件フラグがＯＮになってからＦＣ前制御実施フラグがＯＮになるまでの制御領域をＦＣ前制御待機領域と呼び、ＦＣ前制御実施フラグがＯＮになってから実際に燃料カットが実施されるまでの制御領域をＦＣ前制御実施領域と呼ぶ。
【００２５】
図２のタイムチャートの下段には、エンジンコントローラで計算される残余時間が示されている。ここでいう残余時間とは、燃料カットが実施されるまでの残余時間である。図に示すように、残余時間は通常は無効な最大値（ＭＡＸ）に設定されていて、ＦＣ前提条件フラグがＯＮになった場合に有効な値の計算が開始される。そして、燃料カットが実施されたら残余時間は再び最大値（ＭＡＸ）に戻される。
【００２６】
残余時間の計算は、制御領域に応じた方法で行なわれる。ＦＣ前制御実施領域では、目標トルクはＦＣ実施トルクに向けて一定の速度で漸減されている。したがって、目標トルクとＦＣ実施トルクとのトルク差分（図中にＢで示す）を計算し、そのトルク差分Ｂを目標トルクの減少速度で除算することによって残余時間を正確に計算することができる。
【００２７】
一方、ＦＣ前制御待機領域では、目標トルクは要求トルクに基づいて設定される。要求トルクは様々な車両用制御デバイスからの要求トルクが加え合わされたものであるため、その軌道は必ずしも一定ではない。したがって、ＦＣ前制御待機領域での目標トルクの変化は一定ではなく、単純に目標トルクとＦＣ実施トルクとのトルク差から残余時間を計算することはできない。そこで、アイドルトルクとＦＣ実施トルクとのトルク差分（図中にＡで示す）を計算し、そのトルク差分ＡをＦＣ前制御実施領域での目標トルクの減少速度で除算することによって推定の残余時間を計算する。
【００２８】
以上説明した残余時間の計算手順をフローチャートにしたのが図３である。最初のステップＳ２では、ＦＣ前提条件フラグがオンになっているかどうかの判定と、燃料カットの実施中でないかどうかの判定とが行われる。ＦＣ前提条件フラグがオンであり、且つ、燃料カットの実施中でない場合のみ、ステップＳ４に進んで次の判定が行なわれる。ＦＣ前提条件フラグが未だオフの場合には、ステップＳ１２において残余時間は最大値（ＭＡＸ）に維持される。
【００２９】
ステップＳ４では、ＦＣ前制御実施フラグがオンになっているかどうかの判定が行われる。ＦＣ前制御実施フラグがオフの場合、すなわち、現在の制御領域がＦＣ前制御待機領域にある場合には、ステップＳ６を経てステップＳ１０の処理が行われる。一方、ＦＣ前制御実施フラグがオンの場合、すなわち、現在の制御領域がＦＣ前制御実施領域にある場合には、ステップＳ８を経てステップＳ１０の処理が行われる。ステップＳ１０では、次の式によって残余時間の計算が行なわれる。
残余時間＝（Ｘ／ＴＱＤＷＮ）×ＴＱＴＩＭＥ
【００３０】
上記の式において、ＴＱＴＩＭＥは単位時間であり、ＴＱＤＷＮは単位時間当たりのトルクの減少量である。これらは固定値であってその値はＦＣ前制御における目標トルクの漸減速度に対応している。ＸはＦＣ実施トルクに対するトルク差分であって、その値はステップＳ６或いはＳ８で決定される。
【００３１】
ステップＳ６では、トルク差分ＸとしてアイドルトルクとＦＣ実施トルクとのトルク差分Ａが選択される。現在の制御領域がＦＣ前制御待機領域にある場合、ステップＳ１０では、上記のトルク差分Ａから残余時間が計算される。こうして計算される残余時間は、今すぐにＦＣ前制御が開始されて目標トルクの漸減が始まったとしても確実に確保することが可能な燃料カットまでの時間を意味している。
【００３２】
ステップＳ８では、トルク差分Ｘとして目標トルクとＦＣ実施トルクとのトルク差分Ｂが選択される。現在の制御領域がＦＣ前制御実施領域にある場合、ステップＳ１０では、上記のトルク差分Ｂから残余時間が計算される。こうして計算される残余時間は、燃料カットが実施されるまでの正確な残り時間を意味している。
【００３３】
エンジンコントローラは、上記のような方法で計算した残余時間を車両コントローラに向けて表示している。車両コントローラは、エンジンコントローラから受け取った残余時間を燃料カットの予告とともに変速機コントローラへ供給している。これにより、変速機コントローラの側では、表示された残余時間に合わせて燃料カットへの対策、具体的には、変速機のロックアップの解除を開始することが可能となる。
【００３４】
なお、変速機のロックアップの解除に要する時間が表示された残余時間よりも短い場合には、ロックアップの解除を燃料カットの実施に間に合わせることができない可能性がある。そこで、変速機コントローラは、表示された残余時間から判断して変速機のロックアップ解除が間に合わない場合には、車両用コントローラに向けてトルク制御の変更を要請する。要請を受けた車両用コントローラは、エンジンコントローラに対してＦＣ前制御での目標トルクの漸減速度を遅らせるよう指示する。目標トルクの漸減速度を遅らせる、具体的には上記のＴＱＤＷＮの値を小さくすることによって、燃料カットまでの残余時間を緊急的に延ばすことができる。これにより、変速機のロックアップの解除が燃料カットの実施に間に合わなくなることを確実に防止することが可能となる。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、変速機のロックアップの解除が燃料カットの実施に間に合わない場合の対策としては、燃料カットの実施自体を取り止めることでもよい。その場合、変速機コントローラから要請を受けた車両用コントローラは、エンジンコントローラに対してＦＣ前制御の実施と燃料カットの実施とを禁止する。これにより、変速機の側での準備が整っていないにもかかわらずエンジンの側で燃料カットが実施されてしまうことを確実に防止することが可能となる。
【図１】
2011106402.tif 000003
【図２】
2011106402.tif 000004
【図３】
2011106402.tif 000005