(57)【要約】【課題】  燃欠前にエンジンを強制的に停止させる際に、運転者に停車を促すことができると共にエンジン停止までに停車場所を捜す余裕を与えることができるエンジン制御装置を提供する。【解決手段】  燃料タンク１内の燃料の残量を直接的又は間接的に求める燃料残量検出手段１４、Ｓ３と、該手段で求めた燃料残量が第１所定値よりも小さくなったとき、エンジンの出力が通常運転状態よりも低下するように目標燃料噴射量を補正する出力絞り手段Ｓ８、Ｓ９と、上記燃料残量検出手段１４、Ｓ３で求めた燃料残量が更に上記第１所定値よりも小さく、燃料タンク１内の燃料が完全には無くなっていない状態で設定された第２所定値よりも小さくなったとき、エンジンを強制停止させるエンジン停止手段Ｓ１０、Ｓ１１とを備えたもの。【選択図】  図２
2005248749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内の燃料の残量を直接的又は間接的に求める燃料残量検出手段と、
該手段で求めた燃料残量が第１所定値よりも小さくなったとき、エンジンの出力が通常運転状態よりも低下するように目標燃料噴射量を補正する出力絞り手段と、
上記燃料残量検出手段で求めた燃料残量が更に上記第１所定値よりも小さく、燃料タンク内の燃料が完全には無くなっていない状態で設定された第２所定値よりも小さくなったとき、エンジンを強制停止させるエンジン停止手段と
を備えたことを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
上記燃料残量検出手段は、燃料タンク内の燃料の液位が所定値まで低下したことを検出するレベルセンサと、該センサが上記所定値を検出した後の時間を計測するタイマと、該タイマで計測された時間に基づいて燃料残量を間接的に求める推定手段とを有するものである請求項１記載のエンジン制御装置。
【請求項３】
上記燃料残量検出手段で求めた燃料残量が第１所定値よりも少なくなった後、上記出力絞り手段によってエンジンの出力が通常運転状態よりも低下するように目標燃料噴射量を補正する前に、周囲に対する警報を発する警報手段を備えた請求項１又は２記載のエンジン制御装置。
【請求項４】
上記警報手段は、ハザードランプを点滅させるものである請求項３記載のエンジン制御装置。
【請求項５】
燃料タンク内の燃料が所定値まで減ったとき、燃料タンク内の燃料が完全には無くなっていない状態で、エンジンを強制停止させるエンジン制御装置であって、
エンジンを強制停止させる前に、所定時間エンジンの出力を制限する出力絞り手段を備えたことを特徴とするエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク内の燃料が完全に空になる所謂燃欠の前にエンジンを強制的に停止させ、燃料タンクから燃料噴射弁へ向かう燃料経路におけるエアの混入を防止するようにしたエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの運転中に燃料タンク内の燃料が完全に空になり、エンジンが停止に至るまで運転が続けられると、燃料タンクから燃料噴射弁へ向かう燃料経路にエアが混入することがある。
【０００３】
こうなると、特にディーゼルエンジンのように燃料供給ポンプがタンク外部に設けられている様なエンジンでは、タンクに燃料を補給してもすぐにポンプに燃料が達しないので、噴射ポンプのタペット部に焼き付きが生じたり、再始動が困難になる等の問題が生じ得るため、エンジンを再始動させるに先立って、かかるエアの噛み込みを解消する作業（所謂プライミング作業等）を運転者に強いている。これは運転者（ユーザー）に作業の負荷を与えているばかりか、ユーザーが上記作業を行わなかったときには、噴射系にダメージを与えかねない。
【０００４】
そこで、従来、上記エアの噛み込みを未然に防止するため、燃料タンク内の燃料が徐々に減って所定のレベルに達したとき、燃料タンク内に燃料をある程度残した状態で強制的にエンジンを停止させるものや（特許文献１）、このようにエンジンを強制的に停止させる前に警報を発するもの（特許文献２）が知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３０３７０１号公報
【特許文献２】特開平１−２０００５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、これらの先行技術においては、エンジンの停止はドライバーがキーによってエンジンをオフする場合と同様のエンジン停止であるため、前段の先行技術では、通常の走行中に運転者に対する警報なしに突然エンジンが強制停止されることになる。また、後段の先行技術では、事前に警報が有ったとしても、従来から設けられている燃料のエンプティランプが点灯した場合と同様に、通常の走行が可能であるため運転者の判断で限界まで走行が継続される可能性があり、この場合、走行中に突然エンジンが強制停止されることになる。
【０００７】
このように、運転者が通常に運転している間にエンジンが突然強制的に停止されると、車両を停止させるのに不適切な場所で停車を余儀なくされたり、走行中の車両に急減速が生じるため後続車等の周囲に迷惑が掛かることがある。特に、高速走行中には注意を要する。また、走行中にエンジンが突然停止されると、ハンドルやブレーキ等のアシストが抜けることがあるため好ましくない。
【０００８】
そこで、上記課題を解決すべく創案された本発明の目的は、燃欠前にエンジンを強制的に停止させる際に、運転者に停車を促すことができると共にエンジン停止までに停車場所を捜す余裕を与えることができるエンジン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】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、燃料タンク内の燃料の残量を直接的又は間接的に求める燃料残量検出手段と、該手段で求めた燃料残量が第１所定値よりも小さくなったとき、エンジンの出力が通常運転状態よりも低下するように目標燃料噴射量を補正する出力絞り手段と、上記燃料残量検出手段で求めた燃料残量が更に上記第１所定値よりも小さく、燃料タンク内の燃料が完全には無くなっていない状態で設定された第２所定値よりも小さくなったとき、エンジンを強制停止させるエンジン停止手段とを備えたものである。
【００１０】
上記燃料残量検出手段は、燃料タンク内の燃料の液位が所定値まで低下したことを検出するレベルセンサと、該センサが上記所定値を検出した後の時間を計測するタイマと、該タイマで計測された時間に基づいて燃料残量を間接的に求める推定手段とを有するものであってもよい。
【００１１】
上記燃料残量検出手段で求めた燃料残量が第１所定値よりも少なくなった後、上記出力絞り手段によってエンジンの出力が通常運転状態よりも低下するように目標燃料噴射量を補正する前に、周囲に対する警報を発する警報手段を更に備えていてもよい。
【００１２】
上記警報手段は、ハザードランプを点滅させるものであってもよい。
【００１３】
また、燃料タンク内の燃料が所定値まで減ったとき、燃料タンク内の燃料が完全には無くなっていない状態で、エンジンを強制停止させるエンジン制御装置であって、エンジンを強制停止させる前に、所定時間エンジンの出力を制限する出力絞り手段を備えたものであってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、燃料タンク内の燃料の残量が減ってくると、先ず、エンジンの出力が絞られるので、運転者のアクセル操作に応じた運転（車速の維持及び加速）が困難となって運転者に停車を促すことができ、その後、エンジンが強制的に停止されるまでの間、エンジン出力が絞られた状態で車両を停車可能な場所まで移動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
【００１６】
図１は、ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射システムの概要を示すものである。
【００１７】
この噴射システムについて概説すると、燃料タンク１内の燃料は、ポンプ２で汲み上げられてレール（蓄圧容器）３に蓄圧され、インジェクタ（噴射弁）４に供給される。インジェクタ４内の燃料は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）５からの指令によって電磁弁６が開閉制御されることで、運転状態に応じて所定の時期に所定の量だけ燃焼室７に噴射される。なお、上記ポンプ２、レール３及びインジェクタ４における余剰な燃料は、リターン通路８を通って燃料タンク１に戻される。
【００１８】
本実施形態に係るエンジン制御装置は、燃料タンク１内の燃料が空になる所謂燃欠の前に、インジェクタ４から噴射される燃料の噴射量を次のように制御する点に特徴を有する。すなわち、走行によって燃料タンク１内の燃料の残量が減ってきたとき、最終的にタンク１内にある程度の燃料を残した状態で噴射量をゼロにしてエンジンを強制的に停止させる点では先行技術と同様であるが、このように噴射量をゼロにする前に、噴射量を通常運転時に対して制限することで、出力を絞る制御を行う点に特徴を有する。
【００１９】
かかる噴射量の制御によりエンジンの出力が絞られると、運転者のアクセル操作に応じた運転（車速の維持及び加速）が困難となるため、運転者に停車を促すことができる。そして、エンジンが強制的に停止されるまでの間、エンジン出力が絞られた状態で車両を停車可能な場所まで移動させることができる。また、停車までの間、噴射量が絞られた状態でエンジンが運転され続けられるため、エンジンが停止される場合に比べれば減速度が小さくなって後続車両等の周囲への迷惑が小さくなると共に、走行中にエンジンが停止されることによるハンドルやブレーキ等のアシスト抜けの問題を解消できる。
【００２０】
燃欠時の様子を図３を用いて説明すると、燃料タンク１内の燃料残量Fuelが所定値F1以下となると、先ず運転室内のエンプティーランプ９が点灯され、運転者（ユーザー）に燃欠の注意を促す。その後、ユーザーの都合により、エンプティーランプ９の点灯後も走行が続けられた場合に、本実施形態の特徴となる噴射量の制御がなされる。すなわち、エンプティーランプ９の点灯後、燃欠までの時間内において、次に述べる各制御ロジックが夫々ＥＣＵ５に設定されている。
【００２１】
第１に、エンプティーランプ９の点灯後の経過時間をタイマでカウントするロジックが設定されている。第２に、このカウントが開始されてから所定時間Ｔdown経過した後に、インジェクタ４から噴射される燃料の噴射量を通常運転時に対して制限し、エンジンを停止させることなく出力を制限するロジックが設定されている。
【００２２】
このロジックが作動すると、加速や最高速度が制限されるため車両１０はその運転状態によっては減速状態となることがあり、たとえば高速走行中等であると後続車両等の周囲に迷惑が掛かる事態が懸念される。よって、第３に、エンジン出力を低下させる数秒前（タイマのカウント開始から所定時間Ｔhazard経過後）に車両１０のハザードランプ１１を点滅させるロジックが設定されている。
【００２３】
第４に、エンジン出力が低下されハザードランプ１１が点滅された状態で更に走行が続けられた場合、タイマのカウント開始から所定時間Ｔstop経過後、インジェクタ４からの噴射量をゼロとしてエンジンを停止させるロジックが設定されている。ここで、Ｔhazard＜Ｔdown＜Ｔstopとなっており、所定時間Ｔstopは燃欠となることが予想される時間より前に設定されていることは勿論である。
【００２４】
以上の各制御ロジックが加わることで、既述したように、エンジンの出力が絞られたとき、運転者のアクセル開度に応じた運転（車速の維持及び加速）が困難となるため、運転者に停車を促すことができる。そして、運転者はエンジン出力の低下からエンジン停止までの間に車両を路肩等に停止させることができる。
【００２５】
また、走行中にエンジンが突然停止されるわけではなく、一旦はエンジン出力が制限された状態となるので、車両１０に生じる減速度が小さくなり、後続車等の周囲に対する迷惑が小さくなる。また、この減速前にハザードランプ１１が点滅されるため、周囲の車両に対する警報を発することができる。
【００２６】
また、路肩に停車するまでの間、噴射量が絞られた状態でエンジンが運転され続けられるため、走行中にエンジンが停止されることはなく、走行中にエンジンが停止されることによるハンドルやブレーキ等のアシスト抜けの問題を解消できる。
【００２７】
また、停車時には、燃料タンク１からインジェクタ４に向かう燃料経路１２（燃料配管１３、フィルタ、インジェクタ４内部等）の全てに燃料が満たされた状態を保てるので、経路１２に対するエアの混入の懸念が少なくなり、プライミング作業を廃止できると共に、噴射系にダメージが生じる可能性も小さくなることは勿論である。
【００２８】
上述したエンジン制御装置を図１及び図２を用いて詳述する。
【００２９】
エンジン制御装置は、運転状態（少なくともアクセル開度及びエンジン回転速度）に応じて、インジェクタ４から噴射される目標基本噴射量Ｑbaseを演算する基本噴射量演算手段をＥＣＵ５に有する。この目標基本噴射量Ｑbaseに基づいて図１に示す電磁弁６が開閉制御され、インジェクタ４からの噴射量が制御される。
【００３０】
また、エンジン制御装置は、燃料タンク１内の燃料残量を直接的又は間接的に求める燃料残量検出手段を有する。この手段は、図例では、燃料タンク１内の燃料の液位が所定値F1まで低下したことを検出するレベルセンサ１４と、このセンサ１４が上記所定値F1を検出した後の時間の経過を計測するタイマと、このタイマで計測された時間に基づいて上記燃料残量を間接的に求める推定手段とからなる。なお、タイマ及び推定手段はＥＣＵ５に備えられている。
【００３１】
また、エンジン制御装置は、燃料残量検出手段で求めた燃料残量が第１所定値よりも小さくなったとき、エンジンの出力が通常運転状態よりも低下するように目標燃料噴射量を補正する出力絞り手段を有する。
【００３２】
また、エンジン制御装置は、燃料残量検出手段で求めた燃料残量が更に上記第１所定値よりも小さく、燃料タンク１内の燃料が完全には無くなっていない状態で設定された第２所定値よりも小さくなったとき、エンジンを強制停止させるエンジン停止手段を有する。
【００３３】
また、エンジン制御装置は、上記燃料残量検出手段で求めた燃料残量が第１所定値よりも少なくなった後、上記出力絞り手段によってエンジンの出力が通常運転状態よりも低下するように目標燃料噴射量を補正する前に、後続車両等の周囲に対する警報としてハザードランプ１１を点滅させる警報手段を有する。
【００３４】
上記出力絞り手段、エンジン停止手段、警報手段は、ＥＣＵ５に備えられている。
【００３５】
次に、かかるエンジン制御装置の制御フローを図２に基づいて説明する。
【００３６】
ステップ１では、センサ１４によって、タンク１内の燃料残量Fuelが検出され、ステップＳ２に向かう。
【００３７】
ステップＳ２では、燃料残量Fuelが所定値F1より少なくなったか否かが判断される。所定値F1は、燃欠前に若干の距離（たとえば給油スタンドまで余裕をもってたどり着ける程度距離）の走行ができる程度に設定される。ステップＳ２で、燃料残量Fuelが所定値F1より多ければリターンとなって通常運転が継続され、燃料残量Fuelが所定値F1以下であればステップＳ３に向かう。
【００３８】
ステップＳ３では、タイマがカウント中か否かが判断される。ノオならばステップＳ４に向かいタイマのカウントが開始されてステップＳ５に向かい、イエスならばそのままステップＳ５に向かう。これにより、燃料残量Fuelが所定値F1以下となったならば、タイマがカウントされ始め、以降エンジンが停止されるまでこのカウントが継続され、時間Ｔが計測されることになる。
【００３９】
ステップＳ５では、運転室内のエンプティーランプ９が点灯される。これにより、運転者（ユーザー）に燃欠に対する注意が促されることになる。その後、ステップＳ６に向かう。
【００４０】
ステップＳ６では、上記検出時間Ｔ（燃料残量Fuelが所定値F1以下となったとき以降の経過時間）が予め設定された所定時間Ｔhazardよりも短いか否かが判断される。この所定時間Ｔhazardは、後述する所定時間Ｔdownよりも数秒前に設定される。検出時間Ｔが所定時間Ｔhazard未満であればリターンとなってエンプティーランプ９の点灯が継続され、検出時間Ｔが所定時間Ｔhazard以上であればステップＳ７に向かう。
【００４１】
ステップＳ７では、ハザードランプ１１が点滅される。これにより、後述するように噴射量が制限されて車両１０が減速されるに先立って、後続車両等の周囲に対して注意を促す警報を発することができる。このステップＳ７及びステップＳ６は、特許請求の範囲の警報手段に相当する。その後、ステップＳ８に向かう。
【００４２】
ステップＳ８では、上記検出時間Ｔが予め設定された所定時間Ｔdownよりも短いか否かが判断される。検出時間Ｔが所定時間Ｔdown未満であればリターンとなってハザードランプ１１の点滅が継続され、検出時間Ｔが所定時間Ｔdown以上であればステップＳ９に向かう。
【００４３】
本実施形態では、検出時間Ｔが所定時間Ｔdownとなったことで、間接的にタンク１内の燃料残量が第１所定値となったと判断し、ステップＳ９に向かうようにしているわけである。但し、これに限らず、上記センサ１４によって直接的にタンク１内の燃料残量が第１所定値となったことを検出し、ステップＳ９に向かうようにしてもよい。
【００４４】
ステップＳ９では、上記基本噴射量演算手段によって少なくともアクセル開度とエンジン回転速度に基づいて演算された目標基本噴射量Ｑbase（以下入力値という）が入力され、これを適宜補正して補正目標基本噴射量Ｑ'base （以下出力値という）として出力する制御が行われる。この補正を説明すると、入力値Ｑbaseが所定の制限噴射量Ｑlimit （以下所定値という）よりも小さいときには、入力値Ｑbaseをそのまま出力値Ｑ'baseとし（ゼロ補正：補正量＝０）、入力値Ｑbaseが所定値Ｑlimit 以上のときには、所定値Ｑlimitを出力値Ｑ'baseとする（置換補正）。
【００４５】
入力値Ｑbaseは、上述したように、少なくともアクセル開度とエンジン回転速度に基づいてエンジンの運転状態に応じて求められ、そのときの運転状態にマッチした噴射量である。他方、所定値Ｑlimit は、車両の低速走行が可能な程度に制限された噴射量制限値である。
【００４６】
かかる補正によれば、入力値Ｑbaseが所定値Ｑlimit未満であれば、出力値Ｑ'base＝入力値Ｑbaseとなるため、運転者のアクセルの踏み込みに応じた加速を得ることができ、操縦性を確保できる。他方、入力値Ｑbaseが所定値Ｑlimit以上であると、出力値Ｑ'baseが所定値Ｑlimitに制限されるため、運転者がアクセルを踏み込んだとしても加速が制限され、最高速度も制限される。
【００４７】
このように、噴射量が制限されてエンジンの出力が制限されるので、運転者のアクセル開度に応じた運転（車速の維持及び加速）が困難となり、運転者に燃欠に備えた停車を促すことができる。なお、エンジンが停止されるわけではないので、車両１０を動かすことができ、ハンドルやブレーキのアシストを確保できることは勿論である。かかるステップＳ９及びステップＳ８は、特許請求の範囲の出力絞り手段に相当する。その後、ステップＳ１０に向かう。
【００４８】
ステップＳ１０では、上記検出時間Ｔが予め設定された所定時間Ｔstopよりも短いか否かが判断される。検出時間Ｔが所定時間Ｔstop未満であればリターンとなって出力ダウンが継続され、検出時間Ｔが所定時間Ｔstop以上であればステップＳ１１に向かう。
【００４９】
本実施形態では、検出時間Ｔが所定時間Ｔstopとなったことで、間接的にタンク１内の燃料残量が第２所定値となったと判断し、ステップＳ１１に向かうようにしているわけである。但し、これに限らず、上記センサ１４によって直接的にタンク１内の燃料残量が第２所定値となったことを検出し、ステップＳ１１に向かうようにしてもよい。この第２所定値は、エア噛み込みが問題とならない程度の燃料残量に設定されていることは勿論である。
【００５０】
ステップＳ１１では、出力値Ｑ'base がゼロとされる。これにより、エンジンが強制的に停止されるが、このときタンク１内に所定の燃料（エア噛み込みが問題とならない程度の燃料）を残した状態となるので、エア噛み込みの問題を回避できる。ここで、所定時間Ｔstopは、単位時間当たりの燃料消費量を考慮しつつ、タンク１内に上記所定の燃料を残すであろう時間に余裕を持って設定される。
【００５１】
また、エンジン出力が制限されてからエンジンが強制的に停止されるまでの間、すなわち所定時間Ｔstop−Ｔdownの時間だけ、エンジン出力が絞られた状態で車両を停車可能な場所まで移動させる余裕を運転者に与えることになる。かかるステップＳ１１及びステップ１０は、特許請求の範囲のエンジン停止手段に相当する。
【００５２】
なお、エンジン停止後には、タイマのカウントがリセットされる。
【００５３】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００５４】
たとえば、本実施形態に係る燃料残量検出手段は、燃料タンク１内の燃料の液位が所定値F1まで低下したことを検出するレベルセンサ１４と、このセンサ１４が上記所定値F1を検出した後の時間の経過を計測するタイマと、このタイマで計測された時間Ｔに基づいて上記燃料残量を間接的に求める推定手段とからなっているが、これに限らず、燃料タンク１にタンク１内の燃料の液位を第１所定値から第２所定値まで検出できるレベルセンサを設け、このセンサから直接的にタンク１内の燃料残量を求めるものであってもよい。
【００５５】
また、燃料残量検出手段は、走行負荷の履歴、エンジン回転変化の履歴、燃圧変化の履歴、燃料噴射量の積算、運転時間の積算の少なくとも一つを用いて燃料タンク１内の燃料残量を推定する推定手段を備えるものであってもよい。また、燃料残量検出手段として、上記レベルセンサ及び／又は上記推定手段を有するものも考えられる。
【００５６】
より詳しくは、本実施形態では、図３に示すように、エンプティーランプ９の点灯以降、ハザードランプ１１の点滅、出力ダウン、エンジン停止の全てをタイマによる時間計測に基づいて制御しているが、これに限らず、エンプティーランプ９の点灯はレベルセンサ１４の検出値に基づいて行い、その後のハザードランプ１１の点滅は、エンプティーランプ９の点灯以降に燃料経路１２に設けた燃料計（図示せず）の計測値の積算を開始し、この積算値が第１の所定値になったときに行うようにしてもよい。更に、エンジンの出力ダウンは上記積算値が第２の所定値になったときに行い、エンジンの停止は上記積算値が第３の所定値になったときに行うようにしてもよい。
【００５７】
その他、図３における、エンプティーランプ９の点灯、ハザードランプ１１の点滅、出力ダウン、エンジン停止のそれぞれについて、上記レベルセンサ、推定手段を単独で或いは組み合わせて用い、たとえば走行条件によって演算で燃料残量の低下を推定する等、様々なパターンが考えられる。
【００５８】
また、本発明は、図１に示すコモンレール式燃料噴射システムへの適用に限られるものではなく、通常の燃料噴射システムやガソリンエンジンの燃料噴射システムに適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施例に係るエンジン制御装置が適用されたコモンレール式燃料噴射システムの概要を示す説明図である。
【図２】上記エンジン制御装置の制御内容を示すフローチャートである。
【図３】上記エンジン制御装置の作用（作動）を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  燃料タンク
１１  ハザードランプ
１４  燃料残量検出手段としてのセンサ
Ｓ５  警報手段
Ｓ９  出力絞り手段
Ｓ１１  エンジン停止手段
【図１】
2005248749.tif 000003
【図２】
2005248749.tif 000004
【図３】
2005248749.tif 000005