(57)【要約】【課題】燃料消費量の増加を伴う強制モードの運転が周期的に実行されても走行可能な航続距離を信頼性高く表示し、運転者が適切な時期に燃料を給油することを可能とする。【解決手段】通常モード消費燃料量算出部４１は通常モードの消費燃料量Ｑ２を算出し、強制モード消費燃料量算出部４２はＤＰＦ再生運転時の消費燃料量Ｑ１を算出する。通常モード航続距離算出部４３ａは車速と通常モードの消費燃料量Ｑ２とに基づいて算出した平均燃費Ａと燃料残量Ｆ１とから通常モードの航続距離Ｄ２を算出し、強制モード実施予測部４３ｂはＤＰＦ再生の実施時期を予測し、通常モードの航続距離Ｄ２の補正を航続距離補正部４３ｃに指示する。航続距離補正部４３ｃは燃料残量Ｆ１からＤＰＦ運転時の消費燃料量Ｑ１を差し引いて通常モードでの航続距離Ｄ２を補正した航続可能距離Ｄ３を算出し、メータに出力する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者の運転操作に応じた通常モードの運転に対して燃料消費量の増加を伴う強制モードの運転を周期的に実行する車両の航続可能距離算出システムにおいて、
燃料タンク内に残存する燃料残量を算出する燃料残量算出部と、
上記通常モードの運転時に消費する燃料量を、通常モード消費燃料量として算出する通常モード消費燃料量算出部と、
上記強制モードの運転時に消費する燃料量を推定し、強制モード消費燃料量として算出する強制モード消費燃料量算出部と、
上記燃料残量と上記通常モード消費燃料量と上記強制モード消費燃料量とに基づいて、車両が走行可能な航続可能距離を算出する航続可能距離算出部と
を備えることを特徴とする車両の航続可能距離算出システム。
【請求項２】
上記航続可能距離算出部は、
上記燃料残量と上記通常モード消費燃料量とから通常モードで走行可能な通常モード航続距離を算出する通常モード航続距離算出部と、
車両の運転状態に基づいて、上記通常モード航続距離内の走行中に上記強制モードの運転が実施されるか否かを推定する強制モード実施予測部と、
上記強制モードの運転の実施の有無に応じて、上記通常モード航続距離を補正して上記航続可能距離を算出する航続距離補正部と
を備えることを特徴とする請求項１記載の車両の航続可能距離算出システム。
【請求項３】
上記強制モードの運転を、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質を捕集するフィルタを再生するための運転とすることを特徴とする請求項１又は２記載の車両の航続可能距離算出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通常モードに対して燃料消費量の増加を伴う強制モードの運転を周期的に実行する車両の航続可能距離算出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両においては、走行条件や運転状態によってエンジンの燃料消費量が変化し、走行可能な航続距離が変化することから、燃料消費率（燃費）の平均値と燃料タンク内の残量とから航続距離を算出するのが一般的である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、蓄燃料からエンジンに供給される燃料の噴射量を減算して残燃料を演算すると共に、車両の走行距離を燃料の噴射量で除算して燃費を演算し、その残燃料と燃費とを乗算して航続距離を演算している。
【特許文献１】国際出願ＷＯ９９／６３２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、自動車のエンジン制御においては、運転者の通常の運転操作に対して、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質（PM;Particulate Matter）を濾過、捕集するフィルタを初期状態に再生するための再生制御や、バッテリー保護のための強制充電制御等を強制的且つ周期的に実行する強制モードの運転を実行する場合がある。
【０００５】
このような強制運転時には、通常運転時よりも燃料を多く消費することから、強制運転を実行する場合と実行しない場合とでは燃費が大きく異なる可能性がある。燃費から算出される航続距離は、ドライバーが燃料補給無しでどれくらい走行できるかの目安としているものであり、通常走行よりも多くの燃料を消費する強制モードの運転が実行されると、特許文献１に開示されているような航続距離では、表示された距離を走行することが困難となる。
【０００６】
このように、従来の技術では、航続距離を算出する際に強制モードの運転が行われているか否か、或いは次の燃料補給までに強制モードの運転が行われるか否かについては一切考慮されておらず、このため、前回の燃料補給から強制モードの運転が行われることが無いまま所定の距離を走行し、燃料残量が少なくなった時点で強制モードの運転が行われるような場合、燃料タンク内に残存する燃料量が少なくなり、ガス欠を引き起こす可能性が高くなる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、燃料消費量の増加を伴う強制モードの運転が周期的に実行されても走行可能な航続距離を信頼性高く表示し、運転者が適切な時期に燃料を給油することを可能とすることのできる車両の航続可能距離算出システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明による車両の航続可能距離算出システムは、運転者の運転操作に応じた通常モードの運転に対して燃料消費量の増加を伴う強制モードの運転を周期的に実行する車両の航続可能距離算出システムにおいて、燃料タンク内に残存する燃料残量を算出する燃料残量算出部と、上記通常モードの運転時に消費する燃料量を、通常モード消費燃料量として算出する通常モード消費燃料量算出部と、上記強制モードの運転時に消費する燃料量を推定し、強制モード消費燃料量として算出する強制モード消費燃料量算出部と、上記燃料残量と上記通常モード消費燃料量と上記強制モード消費燃料量とに基づいて、車両が走行可能な航続可能距離を算出する航続可能距離算出部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、燃料消費量の増加を伴う強制モードの運転が周期的に実行されても、走行可能な航続距離を信頼性高く表示することができ、運転者が適切な時期に燃料を給油することを可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図４は本発明の実施の一形態に係り、図１は航続可能距離算出システムの構成図、図２は航続可能距離算出に係る機能ブロック図、図３は燃料消費量算出処理のフローチャート、図４は航続距離算出処理のフローチャートである。
【００１１】
図１に示すように、本実施の形態における航続可能距離算出システムは、図示しない車両に走行用動力源として搭載されるエンジン１を制御するエンジン制御装置２０と、エンジン１によって走行可能な航続距離を算出し、算出した航続距離を表示装置５０に出力して表示させる航続距離算出装置３０とを基本として構成されている。エンジン制御装置２０、航続距離算出装置３０は、それぞれ、マイクロコンピュータを中心として構成される電子制御装置（ECU；Electric Control Unit）であり、エンジン制御装置２０、航続距離算出装置３０を、それぞれ、エンジンＥＣＵ２０、メータＥＣＵ３０と表記する。また、表示装置５０は、ここでは、運転席のインストルメントパネルに配設されたディスプレイ等によるメータとし、メータ５０と表記する。
【００１２】
エンジン１は、本実施の形態においては、コモンレール式燃料噴射システムによるディーゼルエンジンであり、燃料タンク２から高圧ポンプ３よって圧送される高圧燃料を畜圧するコモンレール（畜圧室）４、コモンレール４に畜圧された高圧燃料を各気筒の燃焼室に噴射するインジェクタ５を備えている。また、エンジン１の排気通路には、排気後処理用として排気コンバータ６が介装されている。排気コンバータ６は、上流側に酸化触媒等の前段触媒６ａを備え、下流側に粒子状物質（PM;Particulate Matter）を濾過、捕集するフィルタとしてのＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）６ｂを備えている。
【００１３】
尚、図示を省略するが、エンジン１には、その他、ＥＧＲ制御系、過給機系等が備えられている。
【００１４】
また、エンジンＥＣＵ２０及びメータＥＣＵ３０は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信プロトコルに基づく車内ネットワーク１００に接続されている。この車内ネットワーク１００には、エンジンＥＣＵ２０、メータＥＣＵ３０の他、ブレーキ油圧を制御して車輪のロックを回避するＡＢＳ（Anti lock Brake System）用ＥＣＵ（ＡＢＳ＿ＥＣＵ）６０等の車両制御を分担する複数のＥＣＵが接続されており、各ＥＣＵは、相互にデータを送受信し、各種情報の授受を行う。
【００１５】
エンジンＥＣＵ２０は、アクセル開度センサ７やクランク角センサ８等の各種のスイッチ・センサ類からの信号、車内ネットワーク１００を介した入力される各種制御情報に基づいて、グロープラグ（図示せず）の通電制御を含む始動制御や燃料噴射制御等のエンジン制御を実行すると共に、以下に説明するように、通常モードでの走行時に消費する燃料量、強制モードでの運転時に消費する燃料量（予測値）を算出し、メータＥＣＵ３０に送信する。
【００１６】
メータＥＣＵ３０は、エンジンＥＣＵ２０で演算された各モードでの消費燃料量、ＡＢＳ＿ＥＣＵ６０で車速センサ９からの信号に基づいて演算された車速を、車内ネットワーク１００を介して受信し、これらのデータと、燃料タンク２内の燃料残量を検出する燃料残量センサ１０からの信号から演算した燃料残量とに基づいて車両の走行可能距離を算出し、メータ５０に表示する。
【００１７】
すなわち、エンジンＥＣＵ２０による通常モードでの制御は、運転者の運転操作に応じた通常走行時の制御であり、クランク角センサ８からの信号に基づくエンジン回転数とアクセル開度センサ７からの信号に基づく負荷とに応じて、マップ参照等により燃料噴射量や噴射時期を決定し、例えばプレ噴射と主噴射とを組み合わせたピストン上死点前後の多段噴射のパターンでインジェクタ５から高圧燃料を噴射させ、燃焼安定化及び排気エミッションの低減を図っている。尚、燃料噴射を終えたインジェクタ５からリークされたリーク燃料は、リターン管路を介して燃料タンク２に戻される。
【００１８】
また、エンジンＥＣＵ２０は、通常のピストン上死点前後の噴射パターンとは別に、ピストン下死点近傍でのポスト噴射を周期的に実行する。このポスト噴射は、エンジンから意図的に不完全燃焼成分を含むガスを排出させて前段触媒６ａで燃焼（酸化）させ、その発生熱によってＤＰＦ６ｂに捕集されている粒子状物質を焼却してＤＰＦ６ｂを再生するための燃料噴射であり、周期的且つ強制的に実行される強制モードの運転状態である。
【００１９】
このＤＰＦ再生運転では、通常走行に加えてＤＰＦ再生用に燃料を余分に消費する。このため、エンジンＥＣＵ２０及びメータＥＣＵ３０によって構成される本航続可能距離算出システムは、図２に示すように、燃料残量算出部４０、通常モード消費燃料量算出部４１、強制モード消費燃料量算出部４２、航続可能距離算出部４３を備え、強制モードの運転時期と、そのときに消費する燃料量とを考慮して航続可能距離を算出し、燃料補給無しで走行可能な航続距離の表示信頼性を向上させ、運転者が適切な時期に燃料を給油することを可能としている。
【００２０】
詳細には、燃料残量算出部４０は、燃料残量センサ１０からの信号に基づいて燃料タンク２内に残存する燃料残量Ｆ１を算出し、通常モード消費燃料量算出部４１は、通常走行時の燃料噴射量に基づいて通常モードの運転時に消費する消費燃料量Ｑ２を算出する。また、強制モード消費燃料量算出部４２は、ＤＰＦ再生の強制モード運転時に消費する消費燃料量Ｑ１を算出する。
【００２１】
航続可能距離算出部４３は、強制モード時の消費燃料量Ｑ２と通常モード時の消費燃料量Ｑ１と燃料残量Ｆ１とに基づいて、航続可能距離Ｄ３を算出する。航続可能距離算出部４３は、詳細には、通常モード航続距離算出部４３ａ、強制モード実施予測部４３ｂ、航続距離補正部４３ｃを備えて構成されている。
【００２２】
すなわち、通常モード航続距離算出部４３ａは、車速ＳＰＤと通常モード時の消費燃料量Ｑ２とに基づいて平均燃料消費率（平均燃費）Ａを算出し、この平均燃費Ａと燃料タンク２の燃料残量Ｆ１とから通常モードで走行可能な航続距離Ｄ２を算出する。
【００２３】
強制モード実施予測部４３ｂは、強制モードであるＤＰＦ再生の実施時期を予測する。この予測は、ＤＰＦ６ｂの粒子状物質の捕集率（ＰＭ捕集率）Ｇに基づいて行い、燃料残量Ｆ１から算出した通常モードの航続距離Ｄ２内でＤＰＦ再生運転を実施すると予測した場合、通常モードの航続距離Ｄ２を補正するよう航続距離補正部４３ｃに指示する。
【００２４】
航続距離補正部４３ｃは、強制モード実施予測部４３ｂにおいて通常モードの航続可能距離内でＤＰＦ再生運転を実施すると予測した場合、燃料タンク２の燃料残量Ｆ１からＤＰＦ再生に使用する消費燃料量Ｑ１を差し引いて有効燃料量とし、この有効燃料量（Ｆ１−Ｑ１）と平均燃費Ａとから通常モードでの航続距離Ｄ２を補正した航続可能距離Ｄ３を算出し、メータ５０に出力する。また、通常モードの航続可能距離内でＤＰＦ再生運転が実施されないと予測される場合には、通常モードの航続距離Ｄ２を実質的に補正することなく航続可能距離Ｄ３として、メータ５０に出力する。
【００２５】
尚、本実施の形態においては、通常モード消費燃料量算出部４１，強制モード実施予測部４３ｂ，強制モード消費燃料量算出部４２の機能は、エンジンＥＣＵ２０で処理され、燃料残量算出部４０，通常モード航続距離算出部４３ａ，航続距離補正部４３ｃの機能がメータＥＣＵ３０で処理されるが、これらの機能は、エンジンＥＣＵ２０とメータＥＣＵ３０とで分担することなく、何れか一方で処理するようにも良い。
【００２６】
以上の航続可能距離算出システムとしての処理は、具体的には、図３のフローチャートに示すエンジンＥＣＵ２０における燃料消費量算出処理、図４のフローチャートに示すメータＥＣＵ３０の航続距離算出処理によって実現される。
【００２７】
先ず、図３に示すエンジンＥＣＵ２０の燃料消費量算出処理について説明する。この燃料消費量算出処理では、最初のステップＳ１において、通常の運転状態における燃料噴射量の演算値から単位時間当たりの消費燃料量Ｑ２を演算し、演算した消費燃料量Ｑ２をメータＥＣＵ３０へ送信する。
【００２８】
次に、ステップＳ２において、エンジンＥＣＵ２０は、現在までのＤＰＦ６ｂの粒子状物質の捕集率（ＰＭ捕集率）Ｇを、例えばテーブル参照によって算出する。このＰＭ捕集率Ｇのテーブルは、例えば、ＤＰＭ４ｂにおける粒子状物質の捕集率とフィルタ上下流の差圧ΔＰとの関係を、エンジン１の排気量やＤＰＦ６ｂの容量やフィルタ性能等を考慮して予め実験或いはシミュレーションによって把握して作成しておく。そして、このテーブルを実測した差圧ΔＰに基づいて参照することで、ＰＭ捕集率Ｇを算出する。
【００２９】
続くステップＳ３では、ＤＰＦ再生のための強制モードの運転を実施するまでの走行距離Ｄ１を算出する。例えば、現在のＰＭ捕集率ＧがＤＰＦ再生運転を必要とする閾値に達するまでの距離を、例えば、エンジン１の排気量やＤＰＦ６ｂの容量やフィルタ性能等を考慮して予め実験或いはシミュレーションによって求めてテーブルを作成しておき、このテーブルを参照して距離Ｄ１を算出する。
【００３０】
尚、本実施の形態においては、ＤＰＦ６ｂに対する再生運転は、燃料タンクの最大容量に対して最大でも１回（満タン当たり１回）程度の再生運転を想定しており、燃料満タン当たり複数回の再生運転は想定していない。
【００３１】
距離Ｄ１を設定した後はステップＳ４へ進んでメータＥＣＵ３０から通常走行（通常モード）の航続距離Ｄ２を受信し、ステップＳ５で通常走行の航続距離Ｄ２と、ＤＰＦ再生運転までの走行距離Ｄ１とを比較する。その結果、Ｄ１＜Ｄ２の場合、ステップＳ６でＤＰＦ再生に要する消費燃料量Ｑ１を算出し、Ｄ１≧Ｄ２の場合、ステップＳ７でＤＰＦ再生に要する消費燃料量Ｑ１を０とする。そして、ステップＳ８でＤＰＦ再生用の消費燃料量Ｑ１をメータＥＣＵ３０へ送信し、本処理を抜ける。
【００３２】
以上のエンジンＥＣＵ２０での処理に対して、メータＥＣＵ３０では、図３の航続距離算出処理によって航続可能距離を算出し、メータ５０に表示する。
【００３３】
この航続距離算出処理では、先ず、ステップＳ１１において、燃料残量センサ１０からの信号に基づいて燃料タンク２内に残存する燃料残量Ｆ１を算出する。次に、ステップＳ１２へ進み、ＡＢＳ＿ＥＣＵ６０が車速センサ９の信号から演算した車速ＳＰＤ、エンジンＥＣＵ２０が演算した通常走行時の消費燃料量Ｑ２及びＤＰＦ再生運転時の消費燃料量Ｑ１を、それぞれ車内ネットワーク１００を介して受信する。
【００３４】
続くステップＳ１３では、車速ＳＰＤと通常走行時の消費燃料量Ｑ２とから平均燃費Ａを算出し、ステップＳ１４で、燃料残量Ｆ１と平均燃費Ａとから通常モードで走行可能な航続距離Ｄ２を算出する（Ｄ２＝Ｆ１×Ａ）。ステップＳ１５で通常走行（通常モード）の航続距離Ｄ２をメータＥＣＵ３０に送信する。
【００３５】
その後、ステップＳ１６へ進み、燃料残量Ｆ１からＤＰＦ再生用の消費燃料量Ｑ１を減算して有効燃料量（Ｆ１−Ｑ１）を算出し、この有効燃料量（Ｆ１−Ｑ１）と平均燃費Ａとから補正後の航続可能距離Ｄ３を算出する（Ｄ３＝（Ｆ１−Ｑ１）×Ａ）。尚、この航続可能距離Ｄ３は、通常モードの航続距離Ｄ２からＤＰＦ再生用の消費燃料量Ｑ１と平均燃費Ａとを乗算した値（Ｑ１×Ａ）を減算することで算出するようにしても良い（Ｄ３＝Ｄ２−Ｑ１×Ａ）。
【００３６】
以上の処理で算出された航続可能距離Ｄ３は、ステップＳ１７でメータ５０に出力され、数値やグラフ等で表示される。このメータ５０に表示される航続可能距離Ｄ３は、ＤＰＦ再生運転の実施が予測される場合には、通常モードの航続距離Ｄ２をＤＰＦ再生用の消費燃料量Ｑ１に基づいて補正した航続距離であり、ＤＰＦ再生運転の実施が無い場合には、実質的に通常モードの航続距離Ｄ２となる。
【００３７】
このように、本実施の形態においては、強制モードの運転の実施の有無と、この強制モードの運転で消費する燃料量とを考慮して通常モードでの航続距離を補正するため、正確な航続距離を表示することができ、表示信頼性を向上すると共に、運転者が適正な燃料補給の機会を失ってガス欠となることを防止することができる。
【００３８】
尚、以上の実施の形態では、通常モードより燃料消費量が増大する強制モードの運転として、ディーゼルエンジン搭載車のＤＰＦ再生制御による運転を例に取って説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、ガソリンエンジンとモータとを併用するハイブリッド車等に本発明を適用し、バッテリー保護のための強制充電制御による運転を強制的且つ周期的に実行する場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】航続可能距離算出システムの構成図
【図２】航続可能距離算出に係る機能ブロック図
【図３】燃料消費量算出処理のフローチャート
【図４】航続距離算出処理のフローチャート
【符号の説明】
【００４０】
１  エンジン
２  燃料タンク
６ｂ  ＤＰＦ（フィルタ）
２０  エンジン制御装置（エンジンＥＣＵ）
３０  航続距離算出装置（メータＥＣＵ）
４０  燃料残量算出部
４１  通常モード消費燃料量算出部
４２  強制モード消費燃料量算出部
４３  航続可能距離算出部
４３ａ  通常モード航続距離算出部
４３ｂ  強制モード実施予測部
４３ｃ  航続距離補正部
５０  表示装置（メータ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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