(57)【要約】【課題】ドライバーに不快感を与えることなく、車両の減速時に内燃機関が吸入する空気量を制御する内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】周辺環境認識装置からの入力情報に基づいて車両が停止すべき位置までの目標走行距離を取得する目標走行距離取得部と、車両の減速時に当該車両の減速速度から走行可能な減速走行距離を取得する減速走行距離取得部と、車両の減速時に内燃機関の燃料噴射弁による燃料噴射を一時的に停止させる燃料カット部と、燃料カット部により燃料噴射弁による燃料噴射が停止されているときに、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒の触媒温度、および目標走行距離と減速走行距離との比較結果に基づいて、内燃機関が吸入する空気量を増加させる制御を行う空気量制御部と、を備えることを特徴とする、内燃機関の制御装置が提供される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周辺環境認識装置からの入力情報に基づいて車両が停止すべき位置までの目標走行距離を取得する目標走行距離取得部と、
前記車両の減速時に当該車両の減速速度から走行可能な減速走行距離を取得する減速走行距離取得部と、
前記車両の減速時に内燃機関の燃料噴射弁による燃料噴射を一時的に停止させる燃料カット部と、
前記燃料カット部により前記燃料噴射弁による燃料噴射が停止されているときに、前記内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒の触媒温度、および前記目標走行距離と前記減速走行距離との比較結果に基づいて、前記内燃機関が吸入する空気量を増加させる制御を行う空気量制御部と、
を備えることを特徴とする、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記空気量制御部は、前記排気浄化触媒の触媒温度が所定の温度を超え、かつ前記減速走行距離が前記目標走行距離以下のとき、前記内燃機関が吸入する前記空気量を増加することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記目標走行距離取得部は、前記入力情報として、前走車のストップランプの点灯有無を取得することを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記目標走行距離取得部は、前記入力情報として、交通信号機の信号の色を取得することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記目標走行距離取得部は、前記入力情報として、道路標識を取得することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記周辺環境認識装置は、色情報を取得可能なステレオカメラにより撮像されたステレオ画像に基づいて、車両の周辺環境を表す前記入力情報を取得することを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に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、車両の減速時に内燃機関の燃料噴射弁の作動を一時的に停止させる燃料カット処理を実行する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の内燃機関には、排気通路において排気を浄化するために排気浄化触媒が設けられている。排気浄化触媒は、例えば白金等の貴金属触媒を含有してなる。このような排気浄化触媒は、高温で酸素過剰な雰囲気に晒されるとシンタリングを起こし易く、排気浄化能力が低下してしまう。例えば、内燃機関が高負荷運転から減速運転に移行して車両が減速した際、内燃機関に対する燃料噴射を一時的に停止する燃料カット処理が実行されると、排気浄化触媒は高温で酸素過剰な雰囲気に晒される。このため、排気浄化触媒の晒される温度を低くして、排気浄化触媒の熱劣化を抑制している。
【０００３】
例えば特許文献１には、燃料カットが実行されるときに、排気浄化触媒を流通する空気量を増加させることにより排気浄化触媒の温度低下を図る、内燃機関の燃料カット制御装置が開示されている。かかる燃料カット制御装置では、燃料カットが実行されるときに排気浄化触媒を流通する空気量を増加して、排気浄化触媒より低温の空気を流通させることで、排気浄化触媒から空気へ伝達される熱量を増加させ、排気浄化触媒の温度を速やかに低下させている。これにより、内燃機関で燃料カットが実行された場合、排気浄化触媒が高温で酸素過剰な雰囲気に晒される時間を短縮することができるので、排気浄化触媒の劣化を抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２２１９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１では、例えば車両の再加速時に内燃機関への燃料噴射が行われ、内燃機関内の燃料が増加したときに、内燃機関の燃料カット時に増加した空気によって燃料が燃焼する。そうすると、この燃料の燃焼により発生したトルクによって車両が急加速するような状態となってドライバーに衝撃を与えることとなり、ドライバビリティが悪化する。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ドライバーに不快感を与えることなく、車両の減速時に内燃機関が吸入する空気量を制御することが可能な、新規かつ改良された内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、周辺環境認識装置からの入力情報に基づいて車両が停止すべき位置までの目標走行距離を取得する目標走行距離取得部と、車両の減速時に当該車両の減速速度から走行可能な減速走行距離を取得する減速走行距離取得部と、車両の減速時に内燃機関の燃料噴射弁による燃料噴射を一時的に停止させる燃料カット部と、燃料カット部により燃料噴射弁による燃料噴射が停止されているときに、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒の触媒温度、および目標走行距離と減速走行距離との比較結果に基づいて、内燃機関が吸入する空気量を増加させる制御を行う空気量制御部と、を備えることを特徴とする、内燃機関の制御装置が提供される。
【０００８】
本発明によれば、周辺環境認識装置により認識された情報に基づいて、車両が停止すべき位置が取得される。ドライバーがアクセルを離すと、車両の減速が開始され、燃料カット部により燃料カット処理が実行される。このとき、空気量制御部は、排気浄化触媒の触媒温度と、目標走行距離と減速走行距離との比較結果とに基づいて、内燃機関が吸入する空気量を制御する。目標走行距離と減速走行距離との比較結果から、車両の減速中にドライバーがアクセルを踏み足す状況であるか否かを認識することで、空気量制御部は、アクセルを踏み足す状況であるときに内燃機関が吸入する空気量を増加させないようにすることができる。
【０００９】
空気量制御部は、排気浄化触媒の触媒温度が所定の温度を超え、かつ減速走行距離が目標走行距離以下のとき、内燃機関が吸入する空気量を増加する。
【００１０】
目標走行距離取得部は、入力情報として、例えば、前走車のストップランプの点灯有無や交通信号機の信号の色、道路標識等を取得してもよい。
【００１１】
周辺環境認識装置は、色情報を取得可能なステレオカメラにより撮像されたステレオ画像に基づいて、車両の周辺環境を表す入力情報を取得するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明によれば、ドライバーに不快感を与えることなく、車両の減速時に内燃機関が吸入する空気量を制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関の概略構成を示す説明図である。
【図２】同実施形態に係る内燃機関の制御装置であるＥＣＵの構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係るＥＣＵにより実行される燃料カット時空気量制御処理を示すフローチャートである。
【図４】低車速フラグ判定処理を示すフローチャートである。
【図５】減速判定フラグ判定処理を示すフローチャートである。
【図６】空気増量フラグ判定処理を示すフローチャートである。
【図７】通常制御処理を示すフローチャートである。
【図８】空気増量処理を示すフローチャートである。
【図９】目標走行距離および減速走行距離を算出する停止距離算出処理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】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１５】
＜１．内燃機関の制御装置の構成＞
まず、図１および図２を参照して、本発明の実施形態に係る内燃機関の制御装置の概略構成について説明する。なお、図１は、本実施形態に係る内燃機関１の概略構成を示す説明図である。
【００１６】
［１−１．内燃機関の概略構成］
車両の動力源である内燃機関１には、例えば図１に示すように、内燃機関１の上部にシリンダヘッド２が設けられている。シリンダヘッド２には、内燃機関１の燃焼室１ａに連通する吸気ポート３および排気ポート４と、吸気ポート３を開閉する吸気弁５と、排気ポート４を開閉する排気弁６とが設けられている。また、内燃機関１の燃焼室１ａ内には、先端の放電電極を露呈する点火プラグ７が取り付けられている。
【００１７】
吸気ポート３には、吸気マニホルド８が連通されている。吸気マニホルド８の吸気ポート３直上流側には、燃料噴射弁（インジェクタ）９が燃料噴射口を吸気弁５の方向へ指向した状態で配設されている。吸気マニホルド８は吸気通路１０に連通されており、吸気通路１０には内燃機関１が吸入する空気量を調節するためのスロットル弁１１が設けられている。本実施形態に係るスロットル弁１１は、スロットル弁１１の開度（以下、「スロットル開度」ともいう。）が電子的に制御される電子制御式スロットル弁である。このため、車両には、スロットル弁１１を駆動するモータ等のスロットルアクチュエータ２０が設けられている。スロットル弁１１の上流側には、エアクリーナ１２が設けられている。
【００１８】
排気ポート４は、排気マニホルド１３を介して排気通路１４に連通されている。排気通路１４の中途には排気浄化触媒１５が配置されている。
【００１９】
［１−２．ＥＣＵの概略構成］
内燃機関１は、図２に示すＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３０によって電子的に制御される。ＥＣＵ３０は、例えばセンサ出力処理回路や、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータ、Ａ／Ｄ変換器、タイマ、カウンタ、各種ロジック回路等の周辺回路を備えている。
【００２０】
ＥＣＵ３０の入力側は運転状態を検出する各種スイッチ・センサ類と接続されている。ＥＣＵ３０の入力側に接続されるスイッチ・センサ類としては、例えばエアクリーナ１２直下流に設けられ、吸入空気量を検出する吸入空気量センサ２２や、内燃機関１のシリンダヘッドやシリンダブロックに取付けられ、内燃機関１のノック強度を検出するノックセンサ２３等がある。また、このスイッチ・センサ類として、排気通路１４の排気浄化触媒１５上流側に設けられ、排気ガス中の酸素濃度から空燃比を検出する空燃比センサ２４や、クランク軸の回転角からクランク角を検出するクランク角センサ２５、アクセルペダル（図示せず。）の踏込量からアクセル開度を検出するアクセル開度センサ２６等もある。
【００２１】
さらに、このスイッチ・センサ類として、スロットル弁１１の開度を検出するスロットル開度センサ２７、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキ操作検出センサ２８、車両の速度を検出する車速センサ（図２の符号２９）、車両の周辺環境を認識するためのステレオ画像認識装置４０等がスイッチ・センサ類として車両に備えられている。
【００２２】
また、ＥＣＵ３０の出力側は内燃機関１に備えられた各種機器類と接続されている。ＥＣＵ３０の出力側に接続される各種機器類としては、例えば上述の燃料噴射弁９や、スロットルアクチュエータ２０、点火プラグ７に接続される点火コイル（図示せず。）をＯＮ／ＯＦＦするイグナイタ２１等がある。
【００２３】
ＥＣＵ３１は、エンジン運転状態を検出するセンサ・スイッチ類からの信号に基づいて、各種制御量を演算し、燃料噴射量制御、点火時期制御等のエンジン制御を実行する。点火時期制御では、クランク角センサ２５で検出した所定クランク角の間隔時間に基づいて算出したエンジン回転数と、アクセル開度、吸入空気量あるいは燃料噴射量等に基づいて算出したエンジン負荷とに基づき、マップを参照する等して点火時期を設定する。そして、クランク角が点火時期に対応する進角度に達したとき、イグナイタ２１に対し、点火信号を出力して点火プラグ７を火花点火させる。その間、ノックセンサ２３で検出したノック信号を監視し、ノック発生を検出したときは、点火時期を直ちに遅角させて、ノックを回避する。
【００２４】
＜２．制御装置による燃料カット時空気量制御＞
［２−１．燃料カット時空気量制御の概要］
本実施形態に係る内燃機関１の制御装置であるＥＣＵ３０は、車両の減速時に内燃機関１の燃料噴射弁９による燃料噴射を一時的に停止させる燃料カット処理を実行する。これにより余分な燃料消費を抑えることができる。この際、ＥＣＵ３０は、スロットル弁１１のスロットル開度を大きくして、内燃機関１に吸入される空気量を増量する。増量された空気により排気経路１４を流れる空気を低温にして、排気経路１４に設けられた排気浄化触媒１５が高温で酸素過剰な雰囲気に晒されるのを抑制し、排気浄化触媒１５の劣化を抑制する。
【００２５】
ここで、車両の減速時に燃料カット処理が実行された状態で、車両が再加速すると、燃料カット処理が停止し、内燃機関１への燃料噴射が行われ、内燃機関１内の燃料が増加する。これにより、内燃機関１の燃料カット時に増加した空気によって燃料が燃焼する。そうすると、この燃料の燃焼により発生したトルクによって車両が急加速するような状態となり、ドライバーに衝撃を与えてしまう。そこで、本実施形態に係るＥＣＵ３０は、ドライバビリティを悪化させずに、車両の減速時に排気浄化触媒１５が劣化しないように空気量増量制御を行う。
【００２６】
燃料カット処理時の空気量増量制御は、ドライバーがアクセルを踏む状況にあるか否かに基づき行われる。車両が減速された後にドライバーがアクセルを踏み、車両が再加速されると、一時停止されていた燃料噴射弁９からの燃料噴射が開始される。ここで、燃料カット処理時に内燃機関１に空気が吸入されて空気量が増加していると、上述したように燃料が燃焼して車両が急加速してしまい、ドライバビリティが悪化する。
【００２７】
そこで、本実施形態に係るＥＣＵ３０は、車両が減速された後にドライバーがアクセルを踏む可能性がある状況のときには燃料カット処理時に内燃機関１へ吸入される空気量を増量させず、車両が減速された後にドライバーがアクセルを踏む可能性がない状況のときに燃料カット処理時に内燃機関１へ吸入される空気量を増量する。こうして車両減速時に燃料カット処理が実行されているときに内燃機関１へ吸入される空気量を増量させた場合でも車両のドライバビリティが悪化しないように、ＥＣＵ３０によって空気量を制御する。
【００２８】
以下、図２〜図９に基づいて、本実施形態に係るＥＣＵ３０による燃料カット時の空気量制御処理について詳細に説明していく。
【００２９】
［２−２．機能構成］
まず、図２に基づいて、燃料カット時の空気量制御処理を実行するＥＣＵ３０の機能構成について説明する。図２は、本実施形態に係る内燃機関１の制御装置であるＥＣＵ３０の構成を示すブロック図である。なお、図２においては、ＥＣＵ３０が備える各機能部のうち、車両の減速時に実行される燃料カット処理および燃料カット処理時の空気量制御処理を実行する機能部のみを示している。
【００３０】
本実施形態に係るＥＣＵ３０は、車両減速時の燃料カット処理および燃料カット処理時の空気量制御処理を実行する機能部として、図２に示すように、燃料カット部３１と、触媒温度判定部３２と、フラグ設定部３３と、目標走行距離取得部３４と、減速走行距離取得部３５と、空気量制御部３６と、スロットル弁制御部３７とを備える。
【００３１】
燃料カット部３１は、車両の減速時に内燃機関１の燃料噴射弁９による燃料噴射を一時的に停止させる燃料カット処理を実行する。燃料カット部３１は、アクセルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ２６とブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキ操作検出センサ２８とに基づいて、アクセル開度がゼロかどうかを判定する。そして、燃料カット部３１は、アクセル開度がゼロであり減速しているとき、燃料カット処理を実行する。燃料カット部３１が燃料カット処理を実行すると、燃料噴射弁９が一時的に閉じられる。また、燃料カット部３１は、燃料カット処理を実行中であることを、触媒温度判定部３２およびスロットル弁制御部３７へ通知する。
【００３２】
触媒温度判定部３２は、排気浄化触媒１５が劣化する可能性が高くなる高温環境にあるかを判定し、排気浄化触媒１５の冷却要否を判定する。本実施形態において「触媒温度」とは、排気浄化触媒１５の層内温度をいう。触媒温度は直接的に検出することができないため、例えば予め設定されたマップを用いて推定することができる。なお、このマップを用いた触媒温度の推定方法の詳細については後述する。触媒温度判定部３２は、マップを用いて推定された触媒温度推定値が、排気浄化触媒１５が劣化する可能性が高くなる温度（以下、「温度閾値」ともいう。）を超えたか否かを判定する。その判定結果は空気量制御部３６へ出力される。
【００３３】
フラグ設定部３３は、車両の減速時に実行する空気量制御を決定するために用いる各種フラグを設定する。本実施形態において、フラグ設定部３３は、例えば車速センサ２９の検出結果に基づいて車両が低速であるか否かを判定し、低車速フラグに「１」または「０」のいずれかを設定する。また、フラグ設定部３３は、アクセル開度センサ２６およびブレーキペダルの踏み込み状況に基づいて走行中の車両が減速中であるか否かを判定し、減速判定フラグに「１」または「０」のいずれかを設定する。フラグ設定部３３は設定した各フラグを空気量制御部３６へ出力する。
【００３４】
目標走行距離取得部３４は、周辺環境認識装置であるステレオ画像認識装置４０からの入力情報に基づいて、車両が停止すべき位置までの目標走行距離を取得する。ステレオ画像認識装置４０は、左右２つのステレオカメラ４２ａ、４２ｂにより取得されたステレオ画像に基づいて、車両前方の車外環境を認識する装置である。
【００３５】
ステレオ画像認識装置４０は、ステレオカメラ４２ａ、４２ｂによって自車両進行方向を撮像した左右１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって対象物までの距離情報を生成して取得することができる。また、本実施形態に係るステレオカメラ４２ａ、４２ｂは、色情報を取得可能なカラーカメラとしてもよい。ステレオカメラ４２ａ、４２ｂが色情報を取得できるようになることで、ステレオ画像認識装置４０は、例えば、自車両の前方を走行する先行車両のブレーキランプ点灯の有無や交通信号機の信号の色、道路標識等を認識することができるようになる。ステレオ画像認識装置４０は、認識した各種情報を目標走行距離取得部３４へ出力する。
【００３６】
目標走行距離取得部３４は、ステレオ画像認識装置４０からの入力情報のうち距離情報を車両が停止すべき位置までの目標走行距離として取得する。取得された目標走行距離は、目標走行距離取得部３４から空気量制御部３６へ出力される。
【００３７】
減速走行距離取得部３５は、車両の減速時に当該車両の減速度から、車両が停止するまでに走行可能な減速走行距離を取得する。減速走行距離取得部３５は、アクセル開度がゼロである状況において、車速センサ２９が検出する車速の変化から減速度を算出し、現在の車速と減速度とから減速走行距離を演算し取得する。また、減速走行距離取得部３５は、アクセルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ２６、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキ操作検出センサ２８、および車両の速度を検出する車速センサ２９の検出結果に基づいて、減速走行距離を演算し取得してもよい。減速走行距離取得部３５は、取得した減速走行距離を空気量制御部３６へ出力する。
【００３８】
空気量制御部３６は、燃料カット部３１により燃料噴射弁９による燃料噴射が一時的に停止されているときに、触媒温度判定部３２により取得された排気浄化触媒１５の触媒温度、および目標走行距離と減速走行距離との比較結果に基づいて、内燃機関１に吸入される空気量を制御する。空気量制御部３６は、アクセル開度がゼロとなり、燃料カット処理が実行されると、目標走行距離取得部３４にて取得された目標走行距離と減速走行距離取得部３５にて取得された減速走行距離との差分を取り、いずれの距離が大きいかを判定して、ドライバーがアクセルを踏み込んで車両を再加速させる可能性があるか否かを判定する。そして、空気量制御部３６は、ドライバーが再加速させる可能性があるか否かに基づいて、空気量を増量させるか否かを判定する。この内燃機関１が吸入する空気量を増量させるか否かの判定処理の詳細については後述する。空気量制御部３６は、判定結果をスロットル弁制御部３７へ出力する。
【００３９】
スロットル弁制御部３７は、スロットル弁１１を制御して、スロットル開度を調整する。燃料カット部３１からの通知により燃料カット処理が実行中であることを検知すると、スロットル弁制御部３７は、空気量制御部３６から入力された、内燃機関１が吸入する空気量を増量するか否かの判定結果に基づいて、燃料カット処理時にスロットル弁１１を動作させる。スロットル弁制御部３７によりスロットル開度を大きくするようにスロットル弁１１が調整されると、内燃機関１に吸入される空気量が増加し、排気浄化触媒１５が冷却される。
【００４０】
［２−３．燃料カット時空気量制御処理］
次に、図３〜図９に基づき、車両減速時に、ＥＣＵ３０により実行される燃料カット時空気量制御処理について説明する。なお、図３は、本実施形態に係るＥＣＵ３０により実行される燃料カット時空気量制御処理を示すフローチャートである。図４は、低車速フラグ判定処理を示すフローチャートである。図５は、減速判定フラグ判定処理を示すフローチャートである。図６は、空気増量フラグ判定処理を示すフローチャートである。図７は、通常制御処理を示すフローチャートである。図８は、空気増量処理を示すフローチャートである。図９は、目標走行距離および減速走行距離を算出する停止距離算出処理を示すフローチャートである。
【００４１】
（Ｓ１０：触媒温度判定）
図３に示すＥＣＵ３０により実行される燃料カット時空気量制御処理は、車両が減速して燃料カット処理が開始されたときに実行開始される。したがって、図３の処理は、車両減速時に燃料カット処理が行われている状況を前提として説明する。
【００４２】
燃料カット時空気量制御処理は、図３に示すように、まず、触媒温度判定部３２により、排気浄化触媒１５の触媒温度が所定の温度より高いか否かを判定する（Ｓ１０）。排気浄化触媒１５は高温で酸素過剰な雰囲気に晒されると劣化するため、ステップＳ１０では排気浄化触媒１５が劣化する可能性が高くなる高温環境下にあるかを判定し、排気浄化触媒１５の冷却要否を判定する。
【００４３】
排気浄化触媒１５の温度は、例えば、排気温度推定値と触媒反応熱推定値との和により推定可能である。排気温度推定値は、回転数とエンジン負荷との関係から予め排気温度推定値が設定された格子マップ（以下、「排気温度推定マップ」ともいう。）を用いて取得される。排気温度推定マップは予めＥＣＵ３０の記憶部（図示せず。）に記憶されている。初回の排気温度推定値取得時は、現在の運転条件から排気温度推定マップを直接読み、排気温度推定値を取得する。２回目以降の排気温度推定値取得時は、現在の運転条件から排気温度推定マップを読んで取得された排気温度推定値に対して、実際の点火時期による補正項および１サイクル前の排気温度推定値による補正項を加え、排気温度推定値を取得する。
【００４４】
同様に、定常時の触媒反応熱の推定値である触媒反応熱推定値は、吸入空気量と空熱比センサ２４から得られる空燃比の平均値との関係から予め触媒反応熱推定値が設定された格子マップ（以下、「触媒反応熱推定マップ」ともいう。）を用いて取得される。触媒反応熱推定マップも予め記憶部（図示せず。）に記憶されている。初回の触媒反応熱取得時は、現在の運転条件から触媒反応熱推定マップを直接読み、触媒反応熱推定値を取得する。２回目以降の触媒反応熱推定値取得時は、現在の運転条件から触媒反応熱推定マップを読んで取得された触媒反応熱推定値に対して、１サイクル前の触媒反応熱推定値による補正項を加え、排気温度推定値を取得する。なお、燃料カット処理実行時には、これに加え、燃料カット時の触媒反応熱推定値による補正項が加わる。
【００４５】
触媒温度判定部３２は、このようにして取得された排気温度推定値と触媒反応熱推定値とを加算して、排気浄化触媒１５の触媒温度推定値とする。そして、触媒温度判定部３２は、触媒温度と温度閾値とを比較し、触媒温度が高温（温度閾値より高い温度）となるまでは排気浄化触媒１５の冷却をせず、ステップＳ１０の処理を繰り返す。一方、触媒温度が温度閾値を超えると、ステップＳ２０の処理へ進む。
【００４６】
（Ｓ２０、Ｓ３０：低車速判定）
ステップＳ２０では、フラグ設定部３２により、車両が低速であるか否かが判定される。ステップＳ２０の処理の詳細を図４に示す。まず、ＥＣＵ３０のフラグ設定部３２は、車両の現在の車速と予め設定された速度（事前適合値）Ｚとを比較する（Ｓ２１）。現在の車速は、車速センサ２９から取得される。一方、事前適合値Ｚは、車両が停止しているとみなせるか否かを判定するために予め設定される値であって、記憶部（図示せず。）に記憶されている。事前適合値Ｚは、例えば１〜２ｋｍ／ｈ程度に設定される。事前適合値Ｚはゼロであってもよい。
【００４７】
ステップＳ２１の判定の結果、車両の現在の車速が事前適合値Ｚよりも小さいときには、車両はほぼ停止していると判定され、フラグ設定部３２により、車両がほぼ停止している状態であることを示す低車速フラグに「１」が設定される（Ｓ２３）。一方、ステップＳ２１の判定の結果、車両の現在の車速が事前適合値Ｚ以上であるときには、車両は動いている状態にあると判定され、フラグ設定部３２により低車速フラグに「０」が設定される（Ｓ２５）。以上の図４に示す処理により、車両の現在の車速が低速であるか否かが判定される。
【００４８】
図３の説明に戻り、ステップＳ２０で車両の現在の車速が低速であるか否かについて判定されると、ＥＣＵ３０のフラグ判定部３２は、ステップＳ２０において設定された低車速フラグが「１」であるか否かを判定する（Ｓ３０）。低車速フラグが「１」である場合には車両は停止しているものとみなせるため、燃料カット時に内燃機関１への空気量を増量する必要性がない。この場合、フラグ判定部３２は、燃料カット時に空気量の増量は行わない通常制御処理（Ｓ７０）を実行する。ステップＳ７０の処理の説明は後述する。一方、低車速フラグが「０」である場合には車両は走行中であり、排気浄化触媒１５が高温下に晒され続ける可能性がある。そこで、フラグ判定部３２は、ステップＳ４０〜Ｓ６０、Ｓ８０〜Ｓ１００の処理により、燃料カット時に空気量の増量を行うか否かを判定する。
【００４９】
（Ｓ４０：減速判定）
ステップＳ４０では、フラグ設定部３２により、走行中の車両が減速中であるか否かが判定される。ステップＳ４０の処理の詳細を図５に示す。まず、フラグ設定部３２は、ドライバーがアクセルを離し、車両を減速させている状態であり、かつ燃料カット処理実行中であるか否か判定する（Ｓ４１）。フラグ設定部３２は、ドライバーがアクセルを離しているアクセルオフ状態を、アクセル開度センサ２６の検出結果から判断することができる。アクセル開度がゼロであるとき、アクセルオフ状態となる。また、燃料カット処理実行中であるか否かについては、燃料カット部３１により燃料噴射弁９により燃料噴射が一時的に停止されている場合、燃料カット処理実行中であると判断できる。
【００５０】
ステップＳ４１の判定の結果、ドライバーがアクセルを離し、車両を減速させている状態であるときには、走行中の車両は減速していると判定し、フラグ設定部３２は車両が減速中であることを示す減速判定フラグに「１」を設定する（Ｓ４３）。一方、ステップＳ４１の判定の結果、ドライバーがアクセルを離し、車両を減速させている状態ではないときには、走行中の車両は減速していないと判定し、フラグ設定部３２は減速判定フラグに「０」を設定する（Ｓ４５）。以上の図５に示す処理により、走行中の車両が減速中であるか否かが判定される。
【００５１】
（Ｓ５０：空気増量可否判定）
図３の説明に戻り、ステップＳ４０にて車両の減速状態を判定すると、ＥＣＵ３０の空気量制御部３６は、この燃料カット処理時において内燃機関１に吸入される空気量を増加させてもよいか否かを判定する（Ｓ５０）。ステップＳ５０において、空気量制御部３６は、車両の周辺環境を確認した結果に基づき、車両の再加速時にドライバーに与える衝撃が大きくならないように、内燃機関１に吸入される空気量を増加するか否かを判定している。これにより、車両のドライバビリティが悪化するような燃料カット時の空気量増加は行われないようにすることができる。
【００５２】
図６に、ステップＳ５０の処理の詳細を示す。まず、目標走行距離取得部３４は、車両の周辺環境を認識するステレオ画像認識装置４０の認識結果に基づいて、走行中の車両が停止しなければならない状況にあるか否かを確認する。本実施形態では、目標走行距離取得部３４は、まず、ステレオ画像認識装置４０からの入力情報から、前方を走行する車両（前走車両）が存在し、かつ前走車両が存在する場合に前走車両のストップランプが点灯しているか否かを判定する（Ｓ５１）。前走車両が存在するとき、前走車両と自車両とが略同一車速であれば自車両は走行を継続できる。一方、前走車両のストップランプが点灯されているときには、前走車両は、車両を減速させているか、または停止していることになる。このとき、自車両は、前走車両に衝突しないように、自車両を停止させる必要がある。
【００５３】
すなわち、ステップＳ５１において、目標走行距離取得部３４は、前走車両のストップランプの点灯の有無に基づき、自車両を停止させるか否かを判定している。ステップＳ５１で前走車両が存在し、かつ前走車両のストップランプが点灯している場合には、ステップＳ５５の停車距離算出処理が実行される。これにより、車両が停止すべき位置までの目標走行距離および車両の減速速度から走行可能な減速走行距離が取得され、車両の減速時に空気量を増加させてもよいか否かを判定する処理が実行される。なお、ステップＳ５５の処理の説明は後述する。
【００５４】
一方、ステップＳ５１で前走車両が存在しない場合や、前走車両が存在してもその前走車両のストップランプが点灯していない場合には、ステップＳ５３に進み、目標走行距離取得部３４は、ステレオ画像認識装置４０からの入力情報に基づいて交通信号機が赤信号であるか否かを判定する（Ｓ５３）。前方の交通信号機が赤信号のときには車両は停止される。したがって、前方の交通信号機が赤信号のときにはステップＳ５５の停車距離算出処理が実行される。
【００５５】
ここで、図９にステップＳ５５の処理の詳細を示す。図９に示すように、まず、ＥＣＵ３０の減速走行距離取得部３５は、自車両の減速度を算出する（Ｓ５５１）。自車両の減速度は、ブレーキ操作検出センサ２８により検出されたブレーキの踏み込み量に基づき算出される。ブレーキの踏み込み量が大きいほど、減速度は大きくなる。あるいは、車速センサ２９が検出する車速の変化から減速度を算出してもよい。
【００５６】
次いで、減速走行距離取得部３２は、ステップＳ５５１にて算出した現在の減速度で走行可能な距離（すなわち、「減速走行距離」）Ｘを取得する（Ｓ５５２）。減速走行距離取得部３２は、現在の減速度と、車速センサ２９から取得された現在の車速とに基づいて、減速走行距離Ｘを演算し取得する。
【００５７】
また、ＥＣＵ３０の目標走行距離３４は、車両が停止すべき位置までの距離（すなわち、「目標走行距離」）Ｙを取得する（Ｓ５５３）。車両が停止すべき位置およびその位置までの距離Ｙは、ステレオ画像認識装置４０の認識処理により演算され、目標走行距離取得部３４へ出力される。これによって、目標走行距離取得部３４は、ステレオ画像認識装置４０から目標走行距離を取得する。なお、ステップＳ５５２とＳ５５３との処理はいずれを先に実行してもよく、あるいはこれらを並列して処理してもよい。
【００５８】
その後、空気量制御部３６は、ステップＳ５５２で取得された減速走行距離ＸとステップＳ５５３で取得された目標走行距離Ｙとを比較する（Ｓ５５４）。ステップＳ５５４では、車両の減速時にドライバーがアクセルの踏み足しを行う可能性があるかを確認する。ドライバーがアクセルを踏み込むと燃料噴射弁９が開き燃料が噴射されるが、このアクセル踏み込み前に空気量が増加した状況となっていると、燃料が燃焼して内燃機関１が不要なトルクを発生させてしまいドライバビリティの悪化につながる。そこで、本実施形態では、車両の減速時にドライバーがアクセルの踏み足しを行わないと判断される場合にのみ内燃機関１に吸入される空気量を増加させ、ドライバーに不快感を与えることなく空気量を制御する。
【００５９】
具体的には、空気量制御部３６は、減速走行距離Ｘと目標走行距離Ｙとを比較し、減速走行距離Ｘが目標走行距離Ｙ以上のとき、現在の減速度で車両が進むと車両が停止すべき位置を越えてしまう。したがって、空気量制御部３６は、ドライバーによりブレーキが踏み込まれることはあってもアクセルの踏み足しはないと判断し、内燃機関１が吸気する空気量の増加を行うとする。このとき、空気量制御部３６は、空気量の増加の可否を示す空気増量フラグを「１」とする（Ｓ５５５）。
【００６０】
一方、減速走行距離Ｘが目標走行距離Ｙ以上のとき、現在の減速度で車両が進んでも車両が停止すべき位置まで到達しない。したがって、空気量制御部３６は、ドライバーによりアクセルの踏み足される可能性があると判断し、内燃機関１が吸気する空気量は増加させないようにする。このとき、空気量制御部３６は、空気量の増加の可否を示す空気増量フラグを「０」とする（Ｓ５５６）。
【００６１】
図６の説明に戻り、ステップＳ５３にて前方の交通信号機が赤信号以外であるときには、車両は走行を継続すると考えられる。したがって、この場合にも内燃機関１が吸気する空気量の増加は行わないものとし、空気増量フラグを「０」とする（Ｓ５７）。
【００６２】
以上の図６および図９に示す処理により、両が停止すべき位置までの目標走行距離および車両の減速速度から走行可能な減速走行距離を取得し、車両の減速時に空気量を増加させてもよいか否かが判定される。
【００６３】
（Ｓ６０：空気量増加実行判定）
図３の説明に戻り、ステップＳ４０により車両が減速中であることを示す減速判定フラグが設定され、ステップＳ５０により空気量の増加の可否を示す空気増量フラグが設定されると、ＥＣＵ３０は、減速判定フラグが「０」、かつ空気増量フラグが「０」であるか否かを判定する（Ｓ６０）。すなわち、ステップＳ６０では、車両の減速中に燃料カット処理が実行されており、このとき空気量を増加しても車両のドライバビリティが悪化しない状況であるか否かを判定している。ステップＳ６０にて減速判定フラグが「０」、かつ空気増量フラグが「０」であるときには、車両は減速しておらず、ドライバーがアクセルを踏み込む可能性もあるため、空気量を増加させる処理は行わず、通常の空気量制御が行われる（Ｓ７０）。
【００６４】
（Ｓ７０：空気量の通常制御）
図７に、ステップＳ７０の処理の内容を示す。ステップＳ７０においては、車両の減速時に燃料カット処理が実行されている場合には空気の増量は行われず、スロットル弁制御部３５によりスロットル弁１１に対する通常の開閉制御が行われる（Ｓ７１）。そして、ＥＣＵ３０は、空気量が増加されたことを示す空気増量済フラグを「０」にする（Ｓ７３）。ステップＳ７０の処理が終わると、図３に示すように、ステップＳ１０からの処理が再び開始される。
【００６５】
（Ｓ８０、Ｓ９０、Ｓ１００：空気増量実行）
一方、図３のステップＳ６０にて、減速判定フラグまたは空気増量フラグの少なくともいずれか一方が「１」であるときには、ステップＳ８０の処理が実行される。まず、ステップＳ８０では、空気量が増加されたことを示す空気増量済フラグが「０」であるか否かが判定される。ここで、空気増量済フラグが「１」の場合には、車両の減速中に燃料カット処理が実行されているときに、空気量を増加してもよい状態となっている。したがって、空気増量済フラグが「１」の場合には、ステップＳ２０へ戻り、ステップＳ２０からの処理を再び実行する。
【００６６】
ステップＳ８０にて空気増量済フラグが「０」であるとき、ＥＣＵ３０は、次に空気増量フラグが「１」であるか否かを判定する（Ｓ９０）。ステップＳ９０では、ステップＳ５０の処理にて車両の減速中に燃料カット処理が実行されているときに、空気量を増加してもよい状態であるか否かを判定している。これより、空気増量フラグが「０」であるときには、空気量を増加すると車両のドライバビリティが悪化すると考えられるため、空気量の増加は行わず、ステップＳ２０へ戻り、ステップＳ２０からの処理を再び実行する。
【００６７】
一方、ステップＳ９０にて空気増量フラグが「１」であるとき、車両の減速中に燃料カット処理が実行されているときに空気量を増加してもよい状況であるが、まだ空気増量処理が実行されていない状況であると考えられる。そこで、ＥＣＵ３０は、空気量を増加する処理を実行する（Ｓ１００）。空気量を増加する空気増量処理は、図８に示すように行われる。すなわち、まず、スロットル弁制御部３５により、車両の減速中に燃料カット処理が実行されている状況において、スロットル弁１１を開き、空気量を増加させる（Ｓ１０１）。そして、ＥＣＵ３０は、空気増量済フラグを「１」にする（Ｓ１０３）。ステップＳ１００の処理が終わると、図３に示すように、ステップＳ２０からの処理が再び開始される。
【００６８】
以上、図３〜図９に基づき、本実施形態に係るＥＣＵ３０により実行される燃料カット時空気量制御処理について説明した。本実施形態によれば、車両の減速時に燃料カット処理が実行されている際、排気浄化触媒１５の触媒温度を低下させるために内燃機関１が吸気する空気量を増加する処理を行う。この燃料カット時の空気量増加は、減速中の車両が再加速しないと判断される場合に行われる。これにより、車両の再加速時に急加速することがなくなり、ドライバーに不快感を与えることなく排気浄化触媒１５に対する減速時の熱負荷を低減することができる。
【００６９】
また、本実施形態においては、ステレオカメラ４２ａ、４２ｂにより撮像されたステレオ画像を解析した結果に基づいて、車両が停止すべき位置やその位置までの距離を取得する。この際、色情報も取得可能なステレオカメラを用いることで、カラーのステレオ画像から、例えば前走車両のストップランプの点灯の有無や交通信号機の信号の色、道路標識等を認識することが可能となる。したがって、モノクロのステレオ画像を用いる場合よりもより多くの車両の周辺環境情報を得ることができ、内燃機関１をはじめ車両の制御に用いることで、より多様な、あるいは高精度な制御を実現できる。
【００７０】
なお、本実施形態では、車両の減速時に燃料カット処理が行われているときに内燃機関１に吸入される空気量の制御を行う場合について説明したが、図３の処理は車両の減速や加速、前走車両との距離、周辺環境の変化等に応じて、車両の減速時の燃料カット処理において実行されていた空気量増加処理と通常の空気量制御処理とが切り替わる。
【００７１】
例えば、ステレオ画像認識装置４０の解析結果により、前走車両と自車両との距離が認識できる。かかる情報を用いて、例えば前走車両と自車両との距離が略一定以上となったか否かが判断することができる。そこで、車両の減速時の燃料カット処理において空気量増加処理が実行されている状況において、前走車両と自車両との距離が略一定以上となったとき、空気増量フラグを「０」にして、通常の空気量制御に戻すことができる。
【００７２】
あるいは、ステレオ画像認識装置４０の解析結果により、車両の減速中に、点灯していた前走車両のストップランプが消灯したり、交通信号機が赤信号から青信号になったりすることを認識できる。このような状況では、車両が再加速する可能性が高まる。そこで、車両の減速時の燃料カット処理において空気量増加処理が実行されている状況において、車両の周辺環境の変化によって車両が再加速する可能性が高い状況となったとき、空気増量フラグを「０」にして、通常の空気量制御に戻すことができる。
【００７３】
このように、本実施形態に係る燃料カット時空気量制御処理では、車両の減速中にドライバーがアクセルを踏み足す状況にあるか否かをリアルタイムに判断することができる。したがって、減速燃料カット処理時において、車両の再加速時にドライバーに不快感を与えることなく適切に空気量を増加することができる。
【００７４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７５】
例えば、上記実施形態では、図６のステップＳ５１およびＳ５３では、車両が停止される状況の判断に、前走車両のストップランプの点灯と交通信号機の赤信号とを用いたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、ステップＳ５３の交通信号機では赤信号時に加え黄色信号時の場合も車両が減速されるものとして状況判断に加えてもよい。この際、黄色信号の場合には、交通信号機と車両との距離が所定の距離以上の場合に減速されるものとして考えてもよい。あるいは、さらに「とまれ」などの交通標識や踏切などのような車両停止を行う必要のある対象物の検出情報も、車両が停止される状況の判断に加えてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１        内燃機関
１ａ      燃焼室
２        シリンダヘッド
３        吸気ポート
４        排気ポート
５        吸気弁
６        排気弁
７        点火プラグ
８        吸気マニホルド
９        燃料噴射弁（インジェクタ）
１０      吸気通路
１１      スロットル弁
１２      エアクリーナ
１３      排気マニホルド
１４      排気通路
１５      排気浄化触媒
３０      ＥＣＵ
３１      燃料カット部
３２      触媒温度判定部
３３      フラグ設定部
３４      目標走行距離取得部
３５      減速走行距離取得部
３６      空気量制御部
３７      スロットル弁制御部
４０      ステレオ画像認識装置
４２（４２ａ、４２ｂ）  ステレオカメラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015094255.tif 000009
【図８】
2015094255.tif 000010
【図９】
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