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JP6642516B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

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Description

この発明は、車両の制御装置に関し、より詳細には、排気通路を流れる排気の一部がEGR通路を介して吸気通路にEGRガスとして導入される内燃機関を搭載する車両を制御するための制御装置に関する。
例えば、特許文献1には、EGR装置を備える内燃機関の吸気系構造が開示されている。このEGR装置は、EGR通路として機能する内部通路を有するEGRチャンバーを備えている。排気(EGRガス)は、気筒毎に設けられた排気分配路を介してEGRチャンバーから各気筒の吸気枝管に分配される。EGRチャンバーの内壁面には、EGRチャンバー内で生じた凝縮水の排気分配路の配列方向の移動を抑制するためのリブが配置されている。
特開2013−019315号公報 特開2009−024685号公報 特開2012−158223号公報
特許文献1の記載の技術によれば、EGRチャンバーの内部で生じた凝縮水に対して車両の旋回または加減速に起因する横加速度または前後加速度が作用する場合であっても、凝縮水の流入が特定の気筒に偏るのを防止でき、失火を抑制できる。しかしながら、EGRチャンバーの内壁面にリブを設ける必要があるため、コストの増加が懸念される。したがって、車両の旋回または加減速に起因する特定気筒への凝縮水の流入の偏りが生じ得る際の失火対策は、上記技術による対策とは異なり、車両の制御装置の改善によってなされることが望ましい。
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、車両の旋回または加減速に起因して特定気筒への凝縮水の流入の偏りが生じ得る状況において失火を抑制または回避させられるようにした車両の制御装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る車両の制御装置は、車両の幅方向に沿って並ぶように配置された複数の気筒と、前記複数の気筒への分岐位置よりも上流側の吸気通路と排気通路とを接続するEGR通路を有するEGR装置とを含む内燃機関を搭載し、かつ、前記車両の道路上の位置を検出する自車位置検出装置を備える前記車両を制御する。
前記制御装置は、前記分岐位置よりも上流側の前記吸気通路および前記EGR通路のうちの少なくとも一方で凝縮水が発生する凝縮水発生条件が成立し、かつ、前記自車位置検出装置からの情報に基づいて前記車両の旋回が予測される場合には、前記旋回中の少なくとも一部の期間において、前記複数の気筒のうちで前記旋回中に最も外側になる気筒を少なくとも対象として、失火を抑制または回避する失火対策処理を実行する。
前記失火対策処理は、前記凝縮水発生条件が成立し、かつ、所定値以上の横加速度が所定時間に渡って継続して発生する前記車両の旋回が予測される場合に実行されてもよい。
前記失火対策処理は、前記吸気通路を流れるEGRガスの量が減少するように前記EGR装置を制御するEGR減少処理であってもよい。
前記失火対策処理は、前記吸気通路を流れるEGRガスの量が減少するように前記EGR装置を制御するEGR減少処理であってもよい。そして、前記制御装置は、前記横加速度が前記所定値に到達するタイミングよりも早いタイミングで前記EGR減少処理を開始してもよい。
前記内燃機関は、燃焼安定性に影響するエンジン制御パラメータの制御に用いられるアクチュエータを含んでもよい。そして、前記失火対策処理は、前記燃焼安定性を向上させる方向に前記エンジン制御パラメータを補正する燃焼安定性向上処理であってもよい。
前記車両は、前記内燃機関とともに電動モータを動力源として備えるハイブリッド車両であってもよい。そして、前記失火対策処理は、前記内燃機関の運転を停止し、かつ、前記内燃機関の停止に伴う車両走行トルクの減少を補うように前記電動モータを制御する動力切替処理であってもよい。
本発明の他の態様に係る車両の制御装置は、車両の前後方向に沿って並ぶように配置された複数の気筒と、前記複数の気筒への分岐位置よりも上流側の吸気通路と排気通路とを接続するEGR通路を有するEGR装置とを含む内燃機関を搭載し、かつ、前記車両の道路上の位置を検出する自車位置検出装置を備える前記車両を制御する。
前記制御装置は、前記車両の加速時には前記前後方向の最も後側に位置する気筒であって減速時には前記前後方向の最も前側に位置する気筒を特定端部気筒と称したときに、前記分岐位置よりも上流側の前記吸気通路および前記EGR通路のうちの少なくとも一方で凝縮水が発生する凝縮水発生条件が成立し、かつ、前記自車位置検出装置からの情報に基づいて前記車両の加速または減速が予測される場合には、前記加速中または前記減速中の少なくとも一部の期間において、前記複数の気筒のうちで前記特定端部気筒を少なくとも対象として、失火を抑制または回避する失火対策処理を実行する。
前記失火対策処理は、前記凝縮水発生条件が成立し、かつ、所定値以上の前後加速度が所定時間に渡って継続して発生する前記車両の加速または減速が予測される場合に実行され
前記失火対策処理は、前記吸気通路を流れるEGRガスの量が減少するように前記EGR装置を制御するEGR減少処理であってもよい。
前記失火対策処理は、前記吸気通路を流れるEGRガスの量が減少するように前記EGR装置を制御するEGR減少処理であってもよい。そして、前記制御装置は、前記前後加速度が前記所定値に到達するタイミングよりも早いタイミングで前記EGR減少処理を開始してもよい。
また、本発明の他の態様に係る車両の制御装置は、車両の前後方向に沿って並ぶように配置された複数の気筒と、前記複数の気筒への分岐位置よりも上流側の吸気通路と排気通路とを接続するEGR通路を有するEGR装置とを含む内燃機関を搭載し、かつ、前記車両の道路上の位置を検出する自車位置検出装置を備える前記車両を制御する。
前記制御装置は、前記車両の加速時には前記前後方向の最も後側に位置する気筒であって減速時には前記前後方向の最も前側に位置する気筒を特定端部気筒と称したときに、前記分岐位置よりも上流側の前記吸気通路および前記EGR通路のうちの少なくとも一方で凝縮水が発生する凝縮水発生条件が成立し、かつ、前記自車位置検出装置からの情報に基づいて前記車両の加速または減速が予測される場合には、前記加速中または前記減速中の少なくとも一部の期間において、前記複数の気筒のうちで前記特定端部気筒のみを対象として、失火を抑制または回避する失火対策処理を実行する。
前記内燃機関は、燃焼安定性に影響するエンジン制御パラメータの制御に用いられるアクチュエータを含。そして、前記失火対策処理は、前記燃焼安定性を向上させる方向に前記エンジン制御パラメータを補正する燃焼安定性向上処理であ
また、前記失火対策処理は、前記凝縮水発生条件が成立し、かつ、所定値以上の前後加速度が所定時間に渡って継続して発生する前記車両の加速または減速が予測される場合に実行されてもよい。
さらに、本発明の他の態様に係る車両の制御装置は、車両の前後方向に沿って並ぶように配置された複数の気筒と、前記複数の気筒への分岐位置よりも上流側の吸気通路と排気通路とを接続するEGR通路を有するEGR装置とを含む内燃機関を搭載し、かつ、前記車両の道路上の位置を検出する自車位置検出装置を備える前記車両を制御する。
前記制御装置は、前記車両の加速時には前記前後方向の最も後側に位置する気筒であって減速時には前記前後方向の最も前側に位置する気筒を特定端部気筒と称したときに、前記分岐位置よりも上流側の前記吸気通路および前記EGR通路のうちの少なくとも一方で凝縮水が発生する凝縮水発生条件が成立し、かつ、前記自車位置検出装置からの情報に基づいて前記車両の加速または減速が予測される場合には、前記加速中または前記減速中の少なくとも一部の期間において、前記複数の気筒のうちで前記特定端部気筒を少なくとも対象として、失火を抑制または回避する失火対策処理を実行する。
前記車両は、前記内燃機関とともに電動モータを動力源として備えるハイブリッド車両であ。そして、前記失火対策処理は、前記内燃機関の運転を停止し、かつ、前記内燃機関の停止に伴う車両走行トルクの減少を補うように前記電動モータを制御する動力切替処理であ
また、前記失火対策処理は、前記凝縮水発生条件が成立し、かつ、所定値以上の前後加速度が所定時間に渡って継続して発生する前記車両の加速または減速が予測される場合に実行されてもよい。
本発明の一態様によれば、車両の旋回に起因して特定気筒への凝縮水の流入の偏りが生じ得る状況において、失火を抑制または回避させられるようになる。また、本発明の他の態様によれば、車両の加速または減速に起因して特定気筒への凝縮水の流入の偏りが生じ得る状況において、失火を抑制または回避させられるようになる。
本発明の実施の形態1に係る車両のシステム構成を説明するための図である。 図1に示す内燃機関の構成を説明するための図である。 車両の旋回時に各気筒に流入する凝縮水の量の差の一例を表したグラフである。 凝縮水量(発生量)とエンジン運転領域との関係を定めた凝縮水量マップの一例を表した図である。 本発明の実施の形態1で実行される失火対策処理(EGR減少処理)の実行時期を説明するためのタイムチャートである。 本発明の実施の形態1に係るエンジン制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態2に係るエンジン制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態3に係る車両のシステム構成を説明するための図である。 本発明の実施の形態3に係る車両制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態4に係る車両のシステム構成を説明するための図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
実施の形態1.
まず、図1〜図6を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。
1.実施の形態1に係る車両のシステム構成
図1は、本発明の実施の形態1に係る車両1のシステム構成を説明するための図である。図1に示す車両1は、一例として、2つの前輪2Fと2つの後輪2Rとを備える4輪車である。車両1には、その動力源として、内燃機関10が搭載されている。
1−1.内燃機関の搭載方式
内燃機関10は、4つの気筒12#1〜12#4を備える直列4気筒型エンジンである。図1に示すように、内燃機関10は、これらの4つの気筒12#1〜12#4が車両1の幅方向に沿って並ぶように車両1に搭載されている。なお、車両1の幅方向に沿って並ぶように配置された複数の気筒を有する限り、内燃機関の気筒数および気筒配置の例は、直列4気筒型に限られない。
1−2.内燃機関の構成例
図2は、図1に示す内燃機関10の構成を説明するための図である。内燃機関10は、一例として、火花点火式内燃機関である。内燃機関10の各気筒12#1〜12#4には、吸気通路14および排気通路16が連通している。
1−2−1.吸排気通路周りの構成
吸気通路14の入口付近には、エアクリーナ18が取り付けられている。エアクリーナ18には、吸気通路14に取り入れられた空気(新気)の流量Gaに応じた信号を出力するエアフローセンサ20が設けられている。
内燃機関10は、吸入空気を過給するための過給機の一例として、ターボ過給機22を備えている。エアクリーナ18よりも下流側の吸気通路14には、ターボ過給機22のコンプレッサ22aが配置されている。
コンプレッサ22aよりも下流側の吸気通路14には、電子制御式のスロットル弁24が設けられている。スロットル弁24の下流側には、吸気マニホールド14aが設けられている。吸気マニホールド14a内の通路は吸気通路14の一部として機能する。
吸気マニホールド14aの集合部(サージタンク)には、コンプレッサ22aによって圧縮された吸気ガスを冷却するためのインタークーラ26が配置されている。インタークーラ26は水冷式であり、冷却水流路28(図2にはその一部のみを図示)とともに、図示省略するウォータポンプおよびラジエータを備えている。より具体的には、インタークーラ26の内部には、エンジン本体(少なくともシリンダブロック)を冷却するためのエンジン冷却水と比べて低温のクーラ冷却水が、冷却水流路28を通って循環するように構成されている。また、冷却水流路28には、その内部を流通するクーラ冷却水の温度に応じた信号を出力するクーラ水温センサ30が取り付けられている。なお、インタークーラ26は、上記の例に代え、スロットル弁24の上流側に配置されてもよい。
排気通路16には、ターボ過給機22のタービン22bが配置されている。タービン22bよりも下流側の排気通路16には、排気の浄化のために、上流側触媒32および下流側触媒(図示省略)が直列に配置されている。
1−2−2.EGR装置
図2に示す内燃機関10は、EGR装置34を備えている。EGR装置34は、EGR通路36と、EGR弁38と、EGRクーラ40とを備える。EGR通路36は、インタークーラ26よりも上流側の吸気通路14と排気通路16とを接続する。より詳細には、EGR通路36は、コンプレッサ22aよりも上流側の吸気通路14と、タービン22bよりも下流側の排気通路16とを接続している。つまり、EGR装置34は、低圧ループ(LPL)方式である。さらに付け加えると、EGR通路36は、上流側触媒32と上記の下流側触媒との間の部位において排気通路16に接続されている。EGR弁38は、一例として電動式であり、EGR通路36に設けられ、EGR通路36を開閉する。EGRクーラ40は、水冷式であり、EGR通路36を流れるEGRガスを冷却する。
EGR弁38が閉じられていると、EGRガスが吸気通路14に導入されないため、コンプレッサ22aを通過する「吸気ガス」は、吸入空気となる。一方、EGR弁38が開いている場合には、コンプレッサ22aを通過する「吸気ガス」は、吸入空気(新気)とEGRガスとの混合ガスとなる。上述したEGR装置34によれば、EGR弁38の開度を調整することでEGR通路36を流れるEGRガスの流量を制御し、その結果、EGR率を制御することができる。EGR率は、気筒内に流入する吸気ガス(上記混合ガス)の量に対するEGRガス量の割合である。さらに付け加えると、EGR装置34によれば、4つの気筒12#1〜12#4への分岐位置よりも上流側の吸気通路14にEGRガスが導入される。
1−3.制御系の構成
さらに、車両1には、図1に示すように、電子制御ユニット(ECU)50が搭載されている。ECU50には、内燃機関10およびこれを搭載する車両1に搭載された各種センサと、内燃機関10の運転を制御するための各種アクチュエータと、車両1に搭載されたナビゲーション装置70とが電気的に接続されている。
ECU50は、プロセッサ50a、メモリ50bおよび入出力インターフェースを備えている。入出力インターフェースは、各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、各種アクチュエータに対して操作信号を出力する。メモリ50bには、各種アクチュエータを制御するための各種の制御プログラムおよびマップが記憶されている。プロセッサ50aは、制御プログラムをメモリから読み出して実行する。これにより、本実施形態に係る「車両の制御装置」の機能が実現される。
1−3−1.センサ
上記の各種センサは、上述したエアフローセンサ20およびクーラ水温センサ30に加え、クランク角センサ52(図2参照)、車速センサ54および車両加速度センサ(Gセンサ)56を含む。クランク角センサ52は、内燃機関10のクランク角に応じた信号を出力する。ECU50は、クランク角センサ52を用いてエンジン回転速度を取得できる。車速センサ54は、車速(車体速度)に応じた車速信号を出力する。車両加速度センサ56は、車両1の左右方向(幅方向)の加速度である横加速度(横G)および前後方向の加速度である前後加速度(前後G)のそれぞれに応じた加速度信号を出力可能に構成されている。
1−3−2.アクチュエータ
上記の各種アクチュエータは、上述したスロットル弁24およびEGR弁38に加え、燃料噴射弁58と点火装置60とを含む。燃料噴射弁58は、一例として、各気筒に配置され、気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁である。点火装置60は、各気筒に配置された点火プラグを用いて、気筒内の混合気に点火する。
1−3−3.ナビゲーション装置
ナビゲーション装置70は、例えば、GPS(Global Positioning System)を用いて道路地図上で車両1の現在位置を取得可能に構成されている。より詳細には、ナビゲーション装置70は、車両1の現在位置から任意の目的地までの走行経路(予測進路)を選定することができる。また、ナビゲーション装置70に記憶された道路情報には、道路のカーブ(交差点を含む)情報が含まれる。このため、ナビゲーション装置70によれば、車両1の現在位置と予測進路上の道路情報とに基づき、カーブの到来を予測し、かつ、車両1の進行方向の前方にあるカーブの情報(カーブの曲率半径など)を取得することができる。このナビゲーション装置70は、本発明に係る「自車位置検出装置」の一例に相当する。
2.凝縮水発生時の課題
2−1.凝縮水の発生
内燃機関10の熱効率向上のためには、EGR率を高めることが有効である。しかしながら、EGRガスが吸気通路14に導入されると、新気とEGRガスとの混合ガスがインタークーラ26において当該混合ガスの露点以下に冷やされた場合には、インタークーラ26の内部で凝縮水が発生する。そして、EGR率の上昇に伴って大量のEGRガスが導入されると、発生する凝縮水の量が多くなる。
2−2.車両旋回時に凝縮水が燃焼に与える影響
インタークーラ26は、各気筒12への吸気通路14(吸気マニホールド14a)の分岐位置よりも上流側に配置されている。このため、インタークーラ26で発生した凝縮水は、基本的には、吸気ガスとともに各気筒12に均等に分配される。ただし、このことには、次のような例外がある。
すなわち、車両1の旋回時には、旋回の外側に向かう遠心力、換言すると、横Gが車両1の各部に作用する。横Gは、インタークーラ26で発生して吸気ガスとともに吸気通路14を流れる凝縮水にも作用する。より詳細には、車両1では、各気筒12#1〜12#4は車両1の幅方向に沿って並ぶように配置されている。このため、吸気通路14を流れる凝縮水に横Gが作用すると、各気筒12への凝縮水の流入量は旋回の外側の気筒12に偏ることになる。つまり、各気筒12への凝縮水の流入量は、旋回の外側の端に近い気筒ほど多くなる。
図3は、車両1の旋回時に各気筒12に流入する凝縮水の量の差の一例を表したグラフである。図3は、大きな横Gが右方向への車両1の旋回中(すなわち、気筒12#1が旋回の外側になる旋回中)に発生した例を示している。旋回中に大きな横Gが継続的に発生すると、旋回の外側の気筒への凝縮水の流入の偏りの程度が大きくなる。そして、大きな横Gの発生により上記の偏りの程度が最も大きくなると、図3に示す例のように、特定の1つの気筒(すなわち、旋回中に最も外側になる気筒12#1または12#4)に凝縮水が集中的に流入するようになる。
凝縮水が気筒12内に流入すると、火炎伝播が凝縮水によって阻害されてしまい、失火を含めて燃焼が不安定となるサイクルが増加する可能性がある。そして、上述のように、旋回に伴って各気筒12への凝縮水の流入量に偏りが生じると、旋回の外側の気筒12において失火(より詳細には、複数の燃焼サイクルで連続的に発生する失火(連続失火))が発生し易くなる。
3.凝縮水発生条件における実施の形態1に係るエンジン制御
上記の課題に鑑み、本実施形態では、インタークーラ26にて凝縮水が発生する凝縮水発生条件が成立し、かつ、所定値Gth以上の横Gが所定時間Tthに渡って継続して発生する車両1の旋回が予測される場合には、次のような制御が実行される。すなわち、一例としてすべての気筒12を対象として、失火を抑制するための失火対策処理が旋回中に実行される。
3−1.凝縮水発生条件の判定手法
図4は、凝縮水量(発生量)とエンジン運転領域との関係を定めた凝縮水量マップの一例を表した図である。エンジン運転領域は、図4に示すようにエンジン負荷(より詳細には、負荷率)とエンジン回転速度とによって特定される。前提として、エンジン運転領域上の各エンジン動作点でのEGR率は、エンジン負荷およびエンジン回転速度と基本EGR率との関係を定めた基本EGR率マップ(図示省略)に記憶されている。EGRガスの導入中の各エンジン動作点においてインタークーラ26で発生する凝縮水の量は、実験もしくはシミュレーションにより求めて、図4に示す例のように表すことができる。
図4中の曲線C1、C2を含む各曲線は、等凝縮水量ラインである。曲線C1は、エンジン運転領域上で凝縮水の発生の有無の境界に相当する。より詳細には、曲線C1よりも低エンジン負荷および低エンジン回転速度側の運転領域R0では凝縮水は発生せず、曲線C1上または曲線C1よりも高エンジン負荷および高エンジン回転速度側の運転領域R1、R2では凝縮水が発生する。
各エンジン動作点での凝縮水量は、前提とするEGR率によって変化するが、概略的には図4に示すようにエンジン負荷およびエンジン回転速度が高くなるにつれて多くなる。曲線C2よりも高エンジン負荷および高エンジン回転速度側の運転領域R2は、発生した凝縮水の全量が1つの気筒12に集中して流入したとすると、失火が確実に発生するような運転領域に相当する。一方、曲線C2上または曲線C2よりも低エンジン負荷および低エンジン回転速度側の運転領域R1は、凝縮水は発生するが上述の凝縮水の集中が生じても失火が確実に発生するとは限らない運転領域に相当する。このように、曲線C2は、特定の1つの気筒12への凝縮水の集中的な流入が生じた場合に、失火が確実に発生してしまう運転領域R2とそうでない運転領域R1とを分ける境界に相当する。
ECU50には、図4に示すような関係を有する凝縮水量マップが記憶されている。これにより、EGRガスの導入中に現在のエンジン負荷KLおよびエンジン回転速度NEでの凝縮水量を凝縮水量マップから取得できるようになる。そこで、本実施形態では、凝縮水量マップに基づいて現在のエンジン動作点が運転領域R0にある場合(すなわち、凝縮水量がゼロである場合)には、凝縮水発生条件は不成立であると判定される。一方、現在のエンジン動作点が運転領域R1またはR2にある場合(すなわち、凝縮水量がゼロよりも多い場合)には、凝縮水発生条件が成立すると判定される。すなわち、本実施形態では、曲線C1を境界として、凝縮水発生条件の成立の有無が切り替えられる。なお、凝縮水量マップは、吸気温度に応じて各マップ値が異なるように決定されていてもよい。
(凝縮水発生条件の判定の他の例)
凝縮水発生条件の成立の有無の境界は、曲線C1ではなく、運転領域R1内(すなわち、曲線C1と曲線C2の間に位置する)の任意の等凝縮水量ラインであってもよい。さらに付け加えると、曲線C1に近い等凝縮水量ラインが境界として選択された場合には、失火対策処理の実施頻度が増えるので、多くの機会で凝縮水の流入の偏りに起因する失火を抑制できるようになる。一方、曲線C2に近い等凝縮水量ラインが境界として選択された場合には、失火対策処理の実施頻度を連続失火の抑制に必要最小限の頻度に減らすことができる。この場合には、本実施形態の例のように失火対策処理としてEGRガスの減量が利用されるときに、EGRガス導入の実施機会の減少を必要最小限に抑えて、EGRガス導入による燃費向上効果をより確保できるようになる。
3−2.横Gの予測手法
本実施形態では、車両1の旋回時に生じる横Gの大きさとその発生期間を道路上の車両1の位置と関連付けて予測するために、ナビゲーション装置70を利用する。具体的には、ECU50は、車両1の走行中に、ナビゲーション装置70と車速センサ54と車両加速度センサ56とを用いて、横G情報の学習処理を実行する。この学習処理は、道路地図上の各カーブの横G情報を計測してECU50に記憶するというものである。このような横Gの予測情報の一例は、道路上の車両1の位置と関連付けられた横Gの波形(時系列データ)である。横G波形(例えば、後述の図5中の旋回パターン1〜3のような波形)の記憶値は、過去に走行履歴のあるカーブであれば、例えば、複数回の横G波形の計測値の平均値(平均波形)が用いられてもよい。なお、横Gの予測情報は、上記の横G波形に代え、例えば、旋回中の横Gの最大値と、後述の所定値Gth以上の大きさの横Gが車両1に継続的に作用する旋回時間であってもよい。また、横Gの学習処理は、曲率半径が所定値以下となるカーブ(すなわち、大きな横Gが生じ易いカーブ)を選定して実行されてもよい。
ECU50は、上記の横G情報の学習がなされているカーブが車両1の進行方向の前方に到来した場合には、このカーブの入口よりも手前の「予測実行位置」において、横G波形(学習値)を読み出して横Gの予測波形として利用する。これにより、車両1がカーブに進入する前に、このカーブの旋回中の各時点の横Gの大きさとその発生期間とを予測できるようになる。
3−3.実施の形態1に係る失火対策処理(EGR減少処理)
本実施形態においては、上述のように、凝縮水発生条件が成立し、かつ、所定値Gth以上の横Gが所定時間Tthに渡って継続して発生する車両1の旋回が予測される場合には、失火対策処理が旋回中に実行される。本実施形態の失火対策処理は、具体的には、吸気通路14を流れるEGRガスの量が減少するようにEGR装置34を制御する「EGR減少処理」である。なお、このようなEGR減少処理は、全気筒を対象として失火対策処理が実行される例に相当する。
より詳細には、本実施形態のEGR減少処理では、一例として、EGR弁38を全閉とすることでEGRガスの導入が停止される。横Gの所定値Gthは、旋回に起因する1つの気筒12への凝縮水の集中的な流入が生じる横Gの下限値に相当する。所定時間Tthは、所定値Gth以上の横Gの下で上記の凝縮水の集中的な流入が生じる旋回時間の下限値に相当する。
図5は、本発明の実施の形態1で実行される失火対策処理(EGR減少処理)の実行時期を説明するためのタイムチャートである。図5に示す動作は、凝縮水発生条件を前提としている。図5には、道路の3つのカーブを旋回する時の横Gの波形(旋回パターン1〜3)が表されている。
図5中の旋回パターン1、2は、旋回中の横G(旋回G)が所定値Gthに到達しない旋回の例に相当する。旋回パターン1、2の例では、凝縮水発生条件が成立していてもEGR減少処理は実行されない。一方、旋回パターン3は、横Gが所定値Gthを超え、かつ、所定時間Tthよりも旋回時間の長い旋回の例に相当する。旋回パターン3の例では、凝縮水発生条件の成立を条件として、EGR減少処理が実行される。
(EGRガスの応答遅れを考慮したEGR減少処理の開始時期)
図5中の時点t2は、旋回パターン3の例において横Gが所定値Gthに到達するタイミングに相当する。失火対策処理としてのEGR減少処理は、この時点t2において開始されてもよい。しかしながら、本実施形態では、次の点を考慮してEGR減少処理の開始時期が時点t2よりも早められる。
図2中に示す記号「L」は、EGRガスの導入口からインタークーラ26の入口までの吸気通路14の長さを示している。この長さLで示される部位の吸気通路容積の存在により、EGRカット信号の発令に伴ってEGR弁38を閉じてからインタークーラ26の位置にて実際にEGRガス量が低下するまでには遅れがある。このため、この吸気通路容積が考慮されずに時点t2においてEGR減少処理が開始されると、この吸気通路容積内に存在するEGRガス由来の凝縮水がインタークーラ26で発生してしまう。
したがって、横Gの発生中に特定気筒に偏って流入される凝縮水の量をより十分に減少させるためには、上記のEGRガスの応答遅れを考慮してEGR減少処理の開始時期(EGRカット信号の発令時期)を早めることが望ましいといえる。図5中の時点t1は、時点t2に対してEGRガスの応答遅れ時間分だけEGRカット信号の発令が早められたタイミングに相当する。本実施形態では、このような時点t1よりも遅れないように、EGR減少処理が開始される。
また、EGR減少処理は、横Gが所定値Gthを下回る時点t3まで継続される。つまり、図5に示す例では、EGR減少処理(失火対策処理)は、旋回中の一部の期間を対象として実行される。なお、この例とは異なり、EGR減少処理の実行期間に対して余裕をより持たせてもよい。すなわち、EGR減少処理は、例えば、車両1がEGR減少処理の対象となるカーブを通過し終えるまで(換言すると、旋回中の全期間に渡って)継続されてもよい。
さらに付け加えると、上記のEGRガスの応答遅れ時間は、上記の吸気通路容積と吸入空気流量Gaに基づいて算出することができる。この吸気通路容積は既知の値であり、吸入空気流量Gaは、例えば、エアフローセンサ20を用いて取得することができる。この応答遅れ時間は、吸入空気流量Gaが少ないほど長くなる。このため、図5中の時点t1は、EGRガスの応答遅れ時間(すなわち、吸入空気流量Ga)に応じて変更するのが良い。そこで、本実施形態では、EGR減少処理の開始時期は、吸入空気流量Gaが多いほど、時点t2に対してより早められる。また、横G情報の「予測実行位置」は、EGRガスの応答遅れを考慮したEGR減少処理の開始時期の変化に対応できるように、余裕を持たせた位置に設定される。また、このようにEGRガスの応答遅れ時間に応じて時点t1を可変とすることで、EGR減少処理によるEGRガスの導入停止時間を必要最小限とすることができる。換言すると、EGRガスの導入時間を出来るだけ長く確保できるので、このような時点t1の可変化は、燃費向上の観点で好ましい。
3−4.凝縮水発生条件における実施の形態1に係るエンジン制御に関するECUの処理
図6は、本発明の実施の形態1に係るエンジン制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。なお、本ルーチンは、EGRガスを導入するEGR導入運転の実行中に所定の制御周期で繰り返し実行される。
図6に示すルーチンでは、ECU50は、まず、凝縮水発生条件が成立するか否かを判定する(ステップS100)。本ステップS100では、凝縮水発生条件の成立の有無は、一例として、図4を参照して上述した凝縮水量マップを利用して判定される。なお、このようなマップを利用する手法に代え、凝縮水発生条件の成立の有無は、例えば、インタークーラ26を通過する吸気ガス(新気とEGRガスとの混合ガス)の露点を算出し、算出した露点がインタークーラ26の温度よりも高いか否かに基づいて判定されてもよい。なお、インタークーラ26の温度は、例えば、クーラ水温センサ30により検出されるクーラ冷却水の温度によって代用することができる。さらには、例えば、所定のパラメータに基づいて凝縮水の発生量が実際に算出され、算出された凝縮水の発生量が所定値以上であるときに、凝縮水発生条件が成立すると判定されてもよい。
ECU50は、ステップS100において凝縮水発生条件が不成立となる場合には、今回のルーチンの処理を速やかに終了する。一方、ECU50は、凝縮水発生条件が成立する場合には、次いで、ナビゲーション装置70(のナビゲーション情報)が利用可能であるか否かを判定する(ステップS102)。
ECU50は、ステップS102においてナビゲーション装置70が利用可能ではないと判定した場合には、今回のルーチンの処理を速やかに終了する。一方、ECU50は、ナビゲーション装置70が利用可能であると判定した場合には、ステップS104に進む。
ステップS104では、車両1の進行方向の前方に位置する予測対象のカーブ(以下、「予測対象カーブ」とも称する)についての横G情報の予測処理が実行される。より詳細には、自車を対象とした予測対象カーブの学習データから、今回の予測対象カーブの旋回中の横G波形(予測波形)が取得される。横G波形が分かれば、旋回中の横Gの大きさが分かる。さらに、また、横Gが所定値Gthを超える例であれば、取得された横G波形の利用により、旋回中に横Gが所定値Gthに到達する時点およびその後に所定値Gthを下回る時点(つまり、所定値Gthを超える横Gが継続的に作用する旋回時間)を道路上の車両1の位置と関連付けて算出することができる。
付け加えると、本ステップS104による個々の予測対象カーブに対する予測処理は、上述のEGRガスの応答遅れ時間を考慮したEGR減少処理の開始時期の変化に対応できるようにするために、個々の予測対象となるカーブの入口に対して余裕を持たせた手前の位置(予測実行位置)でそれぞれ実行される。このため、予測対象カーブが連続していても、個々のカーブに対する予測を、EGRガスの応答遅れへの対処が可能となるように早めたタイミングで実行することができる。
次に、ECU50は、車両1の前方にある直近の予測対象カーブに関して、所定値Gth以上の横Gが所定時間Tthに渡って継続するか否かを判定する(ステップS106)。その結果、ECU50は、ステップS106の判定が不成立となる場合、つまり、凝縮水が特定の1つの気筒12#1または12#4に集中的に流入することはないと判断できる場合には、今回のルーチンの処理を速やかに終了する。
一方、ECU50は、ステップS106の判定が成立する場合、つまり、特定の1つの気筒12#1または12#4への凝縮水の集中的な流入が予測される場合には、退避モードとして、EGRガスの導入を中止する態様でEGR減少処理を実行する(ステップS108)。このため、EGR装置34に対してEGR弁38を全閉させるEGRカット信号が発せられる。
4.凝縮水発生条件における実施の形態1に係るエンジン制御の効果
以上説明した図6に示すルーチンの処理によれば、凝縮水発生条件が成立し、かつ、所定値Gth以上の横Gが所定時間Tthに渡って継続して発生する車両1の旋回が予測される場合には、失火対策処理としてのEGR減少処理が旋回中に実行される。これにより、旋回により凝縮水の流入が特定気筒12#1または12#4に集中し得る状況であっても、インタークーラ26での凝縮水の発生を抑制することで、気筒12#1または12#4への凝縮水の流入を抑制することができる。このため、車両1の旋回に起因して特定気筒12#1または12#4への凝縮水の流入の偏りが生じ得る状況において、失火(より詳細には、特定気筒12#1または12#4での連続的な失火)を抑制させられるエンジン制御(失火対策処理)を実現することができる。
さらに付け加えると、上記ルーチンの処理によれば、EGR減少処理は、上述のEGRガスの応答遅れ時間を考慮して予測対象カーブの入口に対して早められた位置でステップS104の予測処理が実行され、次いで、この予測処理の実行タイミングから遅滞なく実行されるステップS106の判定の成立を受けて速やかに実行される。つまり、EGR減少処理は、横Gが所定値Gthに到達するタイミングよりも早いタイミングで開始される。これにより、凝縮水の発生部位であるインタークーラ26を流れる吸気ガス中のEGRガス量の減少のための余裕時間を確保したうえで車両1が旋回を始められるようになる。より詳細には、上記ルーチンの処理では、望ましい余裕時間の確保のために、EGR減少処理の開始から横Gが所定値Gthに到達するまでの時間がEGRガスの応答遅れの解消に必要な時間よりも長くなるように、予測処理およびEGR減少処理の実行タイミングが決定されている。これにより、EGR減少処理の実行対象となるカーブに進入する前に、上記長さL(図2参照)で特定される吸気通路14の部位のEGR率を下げる(本ルーチンの例では、EGR率をゼロにする)ことができる。
本実施形態の手法とは異なり、例えば、車両加速度センサ56を用いて実際に発生する横Gの検出結果に基づいてEGR減少処理を実行することも考えられる。しかしながら、この例のように所定値Gth以上の横Gを検知してからEGR減少処理を開始したのでは、この開始時点において上記吸気通路容積内に存在するEGRガス由来の凝縮水が特定の1つの気筒12#1または12#4に集中的に流入してしまう可能性がある。これに対し、本ルーチンの処理によれば、EGRガスの応答遅れに起因して生じる凝縮水の集中的な流入をも回避しつつ、失火対策処理を行えるようになる。
4.EGR減少処理の他の例
上述した実施の形態1においては、EGR減少処理として、EGR弁38を全閉とすることでEGRガス量をゼロにする例を挙げた。しかしながら、EGR減少処理は、吸気通路14を流れるEGRガスの量を減少させるものであれば、上記の例に限られず、ゼロ以外のEGR率が得られるようにEGRガス量が制御されてもよい。
5.横Gの他の予測手法
上述した実施の形態1で説明した予測手法の例では、自車の走行履歴に基づく横G情報の学習値が利用される。しかしながら、横G情報の予測は、上記の例に限られず、例えば、以下のように実行されてもよい。
5−1.他車の走行情報を利用する例
他の予測手法の1つは、他車の走行情報を利用するものである。具体的には、前提として、ECU50は、他車の走行情報(自車の走行情報も含み得る)を統計的に取得して管理する外部サーバ(図示省略)と通信可能に構成されているものとする。また、この外部サーバが管理する走行情報には、道路地図上の各カーブに関する横G情報(例えば、横G波形)の統計情報(ビッグデータ)が含まれているものとする。ECU50は、上記の「予測実行位置」において、外部サーバと通信して横G情報を取得するように構成されていてもよい。
5−2.自動運転制御が実行される車両の例
他の予測手法の他の1つは、自動運転制御(より詳細には、自動操舵制御と自動加減速制御)を実行可能なECUを備える車両(図示省略)を前提としている。このような自動運転制御の実行中であれば、ECUは、車両の目標走行経路上に位置するカーブへの進入速度と、旋回中の車速およびステアリングホイールの操舵角とを事前に把握することができる。このため、ECUは、上記の「予測実行位置」において、これらの進入速度および操舵角とナビゲーション装置70から取得されるカーブ情報とに基づいて旋回中に生じる横G情報(例えば、横G波形)を事前に算出することができる。このため、自動運転制御が行われる車両では、ECUは、上記の横G情報の算出値をその予測値として利用してもよい。
実施の形態2.
次に、図7を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
1.実施の形態2に係るシステム構成
以下の説明では、実施の形態2のシステム構成の一例として、図1および図2に示す構成が用いられているものとする。
2.凝縮水発生条件における実施の形態2に係るエンジン制御
2−1.実施の形態2に係る失火対策処理(燃焼安定性向上処理)
本実施形態に係るエンジン制御は、失火対策処理の内容において実施の形態1に係るエンジン制御と相違している。具体的には、本実施形態では、失火対策処理として、「燃焼安定性向上処理」が実行される。内燃機関10は、燃焼安定性に影響するエンジン制御パラメータの一例である点火時期を制御するためのアクチュエータである点火装置60を備えている。燃焼安定性向上処理は、車両1の旋回中に最も外側になる気筒12#1または12#4を対象として、燃焼安定性を向上させる方向に点火時期を補正する処理(より詳細には、点火時期が進角するように点火装置60を制御する処理)である。燃焼安定性向上処理は、少なくとも横Gが所定値Gthを下回るまで継続される。
2−2.凝縮水発生条件における実施の形態2に係るエンジン制御に関するECUの処理
図7は、本発明の実施の形態2に係るエンジン制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。図7に示すルーチン中のステップS100〜S106の処理については、実施の形態1において既述した通りである。
図7に示すルーチンでは、ECU50は、ステップS106の判定が成立する場合、つまり、特定の1つの気筒12への凝縮水の集中的な流入が予測される場合には、燃焼安定性向上処理を実行する(ステップS200)。
具体的には、ステップS200では、ECU50は、まず、車両1が今回の燃焼安定性向上処理の対象となるカーブの旋回中に最も外側になる気筒が気筒12#1および12#4の何れであるかを判定する。この判定は、例えば、ナビゲーション装置70を用いて上記カーブの形状情報を取得することで行うことができる。
そのうえで、燃焼安定性向上処理は、旋回中に最も外側になる気筒であると判定された気筒12#1または12#4を対象として、旋回中に実行される。より詳細には、ECU50には、点火時期の基本制御量とエンジン運転条件(例えば、エンジン負荷とエンジン回転速度)との関係を定めたマップ(図示省略)を記憶している。燃焼安定性向上処理では、最も外側になる気筒12#1または12#4の点火時期が、エンジン運転条件に応じた基本制御量に対して進角するように補正される。
2−3.凝縮水発生条件における実施の形態2に係るエンジン制御の効果
以上説明した図7に示すルーチンの処理によれば、凝縮水発生条件が成立し、かつ、所定値Gth以上の横Gが所定時間Tthに渡って継続して発生する車両1の旋回が予測される場合に、旋回の最も外側になる気筒12#1または12#4を対象として、燃焼安定性向上処理が旋回中に実行される。燃焼安定性向上処理によれば、旋回により凝縮水の流入が特定気筒に集中し得る状況において、この特定気筒に相当する最も外側になる気筒12#1または12#4の点火時期を進角して燃焼安定性を向上させられる。このため、このような失火対策処理によっても、車両1の旋回に起因して特定気筒12#1または12#4への凝縮水の流入の偏りが生じ得る状況において、失火を抑制できるようになる。
3.燃焼安定性向上処理の対象となる他のエンジン制御パラメータ
上述した実施の形態2においては、燃焼安定性を向上させる方向に制御されるエンジン制御パラメータとして、点火時期を例に挙げた。しかしながら、このようなエンジン制御パラメータは、点火時期に限られず、例えば、点火エネルギまたは燃料噴射量であってもよい。また、対象となる複数のエンジン制御パラメータの制御が適宜組み合わされてもよい。
より具体的には、点火時期に代えて点火エネルギが用いられる例では、ECU50は、点火エネルギを高めるように(すなわち、燃焼安定性を向上させる方向に)点火装置60を制御すればよい。また、点火時期に代えて燃料噴射量が用いられる例では、ECU50は、燃料噴射量が増えるように(すなわち、燃焼安定性を向上させる方向に)、燃焼安定性に影響するエンジン制御パラメータの制御に用いられる他のアクチュエータの例である燃料噴射弁58を制御すればよい。なお、点火エネルギは、例えば、放電終了後にコンデンサを充電し、その後に再度放電を行うことにより高めることができ、あるいは、複数の点火コイルを備えておき、放電に利用する点火コイルの数を増やすことによっても高めることができる。
4.燃焼安定性向上処理の対象となる気筒の他の例
上述した実施の形態2においては、最も外側になる気筒12#1または12#4のみが燃焼安定性向上処理の対象となる例を挙げた。しかしながら、燃焼安定性向上処理は、旋回の最も外側になる気筒を少なくとも対象とすることを条件として、他の1または複数の気筒をも対象として実行されてもよい。より詳細には、上述のように、旋回時には、凝縮水は旋回の外側の気筒に偏って流入しようとするため、燃焼安定性向上処理の対象に追加される気筒は、最も外側になる気筒に近いことが望ましい。また、このように複数の気筒が燃焼安定性向上処理の対象となる場合には、点火時期等のエンジン制御パラメータの補正量は、旋回の外側の端に近い気筒ほど、大きくしてもよい。
5.実施の形態1および2の失火対策処理を選択する例
図4に示す凝縮水量マップ中の運転領域R2内の多量の凝縮水が1つの気筒12#1または12#4に集中的に流入する場合には、実施の形態2の失火対策処理である燃焼安定性向上処理では、失火を確実に抑制することは難しい。これに対し、実施の形態1の失火対策処理であるEGR減少処理は、旋回に先立って凝縮水の発生要因となるEGRガスの減量を行うものである。このため、上記運転領域R2内の多量の凝縮水が発生する状況に対しては、EGR減少処理の方が燃焼安定性向上処理よりも優れているといえる。一方、1つの気筒12#1または12#4に流入する凝縮水の量が少量であって、燃焼安定性向上処理によって十分に失火を抑制させられるような場合であれば、EGRガスの導入を停止する必要のない燃焼安定性向上処理は、EGR減少処理よりも優れているといえる。
そこで、EGR減少処理と燃焼安定性向上処理とを、次のような態様で選択的に実行するようにしてもよい。すなわち、ECU50は、例えば、図4中の運転領域R2内の量の凝縮水が発生する凝縮水発生条件においてステップS106の処理が成立する場合には、EGR減少処理を実行し、一方、運転領域R1内の量の凝縮水が発生する凝縮水発生条件においてステップS106の処理が成立する場合には、燃焼安定性向上処理を実行するようにしてもよい。あるいは、ECU50は、例えば、所定値Gth以上の横Gが所定時間Tthに渡って継続して発生する旋回中(すなわち、ステップS106の判定が成立する場合)には、EGR減少処理を実行するようにし、一方、凝縮水発生条件は成立するがステップS106の判定は不成立となる場合(つまり、特定気筒への凝縮水の流入の偏りの程度が低い場合)には、燃焼安定性向上処理を実行するようにしてもよい。なお、後述の実施の形態3の「動力切替処理」と実施の形態2の燃焼安定性向上処理とを、上述の例と同様に組み合わせてもよい。
実施の形態3.
次に、図8および図9を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
1.実施の形態3に係るシステム構成
図8は、本発明の実施の形態3に係る車両3のシステム構成を説明するための図である。なお、図8において、上記図1に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
図8に示す車両3は、図2に示す内燃機関10とともに電動モータ80を動力源として備えるハイブリッド車両である。この車両3においても、車両1と同様に、内燃機関10は、4つの気筒12#1〜12#4が車両3の幅方向に沿って並ぶように搭載されている。
また、車両3は、内燃機関10と電動モータ80との間にクラッチ82を備えている。クラッチ82は、一例として油圧式である。車両3では、クラッチ82が係合されると、内燃機関10の駆動力のみ、または内燃機関10の駆動力と電動モータ80の駆動力との合力を駆動輪である前輪2Fに伝達することができる。また、クラッチ82が切り離されると、電動モータ80の駆動力のみを前輪2Fに伝達することができる。
さらに、車両3には、図8に示すように、ECU90が搭載されている。ECU90には、ECU50と同様に、各種センサ、各種アクチュエータおよびナビゲーション装置70が電気的に接続されている。ECU90には、上述の電動モータ80およびクラッチ82も電気的に接続されており、したがって、ECU90は、内燃機関10の運転だけでなく、車両3のパワートレーン全体の制御を行うものである。
2.凝縮水発生条件における実施の形態3に係る車両制御
2−1.実施の形態3に係る失火対策処理(動力切替処理)
本実施形態に係るエンジン制御は、失火対策処理の内容において実施の形態1、2に係るエンジン制御と相違している。具体的には、本実施形態では、失火対策処理として、「動力切替処理」が実行される。動力切替処理では、横加速度Gが所定値Gthに到達するタイミングよりも早いタイミングで、内燃機関10の運転が停止され、かつ、内燃機関10の停止に伴う車両走行トルクの減少を補うように電動モータ80が制御される。動力切替処理は、少なくとも横Gが所定値Gthを下回るまで継続される。なお、このような動力切替処理は、全気筒を対象として失火対策処理が実行される例に相当する。
2−2.凝縮水発生条件における実施の形態3に係る車両制御に関するECUの処理
図9は、本発明の実施の形態3に係る車両制御に関する処理のルーチンを示すフローチャートである。図9に示すルーチン中のステップS100〜S106の処理については、実施の形態1において既述した通りである。
図9に示すルーチンでは、ECU50は、ステップS106の判定が成立する場合、つまり、特定の1つの気筒12#1または12#4への凝縮水の集中的な流入が予測される場合には、退避モードとして、動力切替処理を実行する(ステップS300)。
具体的には、ステップS300では、ステップS106の処理による予測を受け、車両1が予測対象カーブに進入する前のタイミング(横Gが所定値Gthに到達するタイミングよりも早いタイミングの一例に相当)で、内燃機関10への燃料噴射を停止してエンジン運転が停止される。そして、内燃機関10の停止に伴う車両走行トルクの減少を補うように電動モータ80が制御される。より詳細には、ECU90は、動力切替処理の実行前に内燃機関10のみで車両3が走行していた場合には、車両走行トルクの減少を補うために電動モータ80の作動を開始する。一方、動力切替処理の前に内燃機関10とともに電動モータ80を用いて車両3が走行していた場合には、ECU90は、エンジントルクの消滅を補うトルクを発揮するように電動モータ80のトルクを増大させる。なお、動力切替処理の実行に伴うトルクショックの発生を抑制するために、エンジントルクを徐々に減らしつつ、モータトルクを徐々に増やすことが望ましい。
2−3.凝縮水発生条件における実施の形態3に係る車両制御の効果
以上説明した図9に示すルーチンの処理によれば、凝縮水発生条件が成立し、かつ、所定値Gth以上の横Gが所定時間Tthに渡って継続して発生する車両の旋回が予測される場合には、車両3が予測対象カーブに進入する前に(すなわち、車両3が予測対象カーブの旋回を開始する前に)、上述の動力切替処理が実行される。これにより、所定値Gth以上の横Gが車両3に発生する前に、内燃機関10の運転の停止に伴って吸気通路14内の吸気の流れを停止させることができる。このような失火対策処理によっても、車両1の旋回に起因して特定気筒12#1または12#4への凝縮水の流入の偏りが生じ得る状況において、失火を回避できるようになる。また、内燃機関10の運転停止に伴う車両走行トルクの減少を補うために電動モータ80が制御されるので、車両3の走行性能の低下を招くことなく、失火対策を行える。
3.他の方式のハイブリッド車両の例
上述した実施の形態3に係る動力切替処理は、図8に示す構成を有する車両とは異なり、例えば、内燃機関の運転を停止して電動モータのみで車両走行を行う際に運転停止中の内燃機関が電動モータによって回転駆動される構成を有するハイブリッド車両にも適用することができる。このハイブリッド車両の例では、動力切替処理によって内燃機関の運転が停止されても吸気通路内の吸気ガスの流れは停止しないが、内燃機関の運転が停止されているため失火を抑制できることに変わりはない。
実施の形態4.
次に、図10を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。
1.実施の形態4に係る車両のシステム構成
1−1.内燃機関の搭載方式
図10は、本発明の実施の形態4に係る車両4のシステム構成を説明するための図である。なお、図10において、上記図1に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
本実施形態の車両4は、内燃機関10の搭載方式において、実施の形態1〜3の車両1または3と相違している。すなわち、車両4では、図10に示すように、内燃機関10は、4つの気筒12#1〜12#4が車両4の前後方向に沿って並ぶように搭載されている。
2.凝縮水発生時の課題
車両1、3のように複数の気筒が車両の幅方向に沿って並ぶように内燃機関が搭載された車両では、上述のように、横Gの影響によって特定の気筒への凝縮水の流入の偏りが旋回時に発生し得る。これに対し、複数の気筒12#1〜12#4が車両の前後方向に沿って並ぶように内燃機関10が搭載された車両4では、特定の気筒への凝縮水の流入の偏りは、加速時または減速時に発生し得る。より詳細には、車両4に(正の)加速度が作用する加速時には、凝縮水の流入は、車両4の前後方向の最も後側に位置する気筒(図10に示す例では気筒12#4がこれに相当)に偏り易い。一方、車両4に減速度(負の加速度)が作用する減速時には、凝縮水の流入は、車両4の前後方向の最も前側に位置する気筒(図10に示す例では気筒12#1がこれに相当)に偏り易い。なお、加速時における気筒12#4と減速時における気筒12#1が本発明に係る「特定端部気筒」に相当する。
3.凝縮水発生条件における実施の形態4に係るエンジン制御
本実施形態では、加速時または減速時に発生し得る特定の気筒(上記の特定端部気筒)への凝縮水の流入の偏りに伴う失火を抑制または回避するために、車両4の加速時および減速時を対象として、実施の形態1で説明した失火対策処理(EGR減少処理)が実行される。
具体的には、ECU50は、旋回時を対象とした実施の形態1の予測横Gの波形の取得の場合と同様に、ナビゲーション装置70、車速センサ54および車両加速度センサ56を利用して、道路地図上の任意の位置において、加減速時を対象として車両4の前後加速度(前後G)の波形を取得することができる。そして、このような前後Gの波形を取得できれば、この波形が実際に発生すると予測される位置に車両4が到達する前に、この位置を通過する際に車両4の加速または減速に起因して所定値Gth以上の前後Gが所定時間Tthに渡って継続して発生するか否かを予測することができる。したがって、本実施形態においては、このような予測処理を利用しつつ、実施の形態1の図6に示すルーチンの処理と同様の処理が車両4の加減速時を対象として実行される。さらに付け加えると、実施の形態1と同様に、本実施形態のEGR減少処理も、前後Gが所定値Gthに到達するタイミングよりも早いタイミングで開始される。
以上説明した実施の形態4に係るエンジン制御によれば、車両4の加速または減速により凝縮水の流入が特定端部気筒12#1または12#4に集中し得る状況であっても、インタークーラ26での凝縮水の発生を抑制することで、特定端部気筒12#1または12#4への凝縮水の集中的な流入を抑制することができる。その他、実施の形態1の同様の効果を奏する。
4.他の失火対策処理の実行
複数の気筒12#1〜12#4が車両の前後方向に沿って並ぶように内燃機関10が搭載された車両4を対象とする加減速時の失火対策処理は、上述したEGR減少処理に限られず、旋回時を対象として実施の形態2および3において説明された失火対策処理であってもよい。具体的には、車両4の加減速時を対象として、実施の形態2の図7に示すルーチンの処理と同様の処理が実行されてもよい。すなわち、車両4の加速または減速時に、「特定端部気筒」を少なくとも対象として、燃焼安定性向上処理が実行されてもよい。また、例えば、車両4の内燃機関10に電動モータ80を組み合わせて得られるハイブリッド車両の加減速時を対象として、実施の形態3の図9に示すルーチンの処理と同様の処理が実行されてもよい。すなわち、車両4の加速または減速時に、動力切替処理が実行されてもよい。
他の実施の形態.
(失火対策処理に関する他の実行条件)
上述した実施の形態1〜3においては、失火対策処理は、凝縮水発生条件が成立し、かつ、所定値Gth以上の横Gが所定時間に渡って継続して発生する車両の旋回が予測される場合に実行される。しかしながら、旋回中の特定の気筒への凝縮水の流入の偏り自体は、所定値Gth以上の横Gが所定時間Tthに渡って継続する時でなくても発生し得る。このため、失火対策処理は、必ずしも横Gの大きさの判定を伴って実行される例に限られない。すなわち、失火対策処理は、凝縮水発生条件が成立し、かつ、車両の旋回が予測される場合には、旋回中の少なくとも一部の期間において、複数の気筒のうちで旋回中に最も外側になる気筒を少なくとも対象として実行されればよい。このことは、実施の形態4の車両4のように、加速または減速時に前後Gに起因して特定の気筒への凝縮水の流入の偏りが生じ得る車両に対する失火対策処理についても同様である。
(インタークーラ以外の凝縮水の発生部位の例)
上述した実施の形態1〜4においては、インタークーラ26で生じる凝縮水を対象とする失火対策処理を例に挙げた。しかしながら、インタークーラ26以外の部位であっても、複数の気筒への分岐位置よりも上流側の吸気通路およびEGR通路のうちの少なくとも一方にて凝縮水が発生した場合には、車両の横Gまたは前後Gの影響によって特定の気筒への凝縮水の集中的な流入が生じ得る。このため、例えば、EGRクーラ40などのEGR通路36上の部位で生じる凝縮水、または上記分岐位置よりも上流側の吸気通路14であってインタークーラ26以外の部位で生じる凝縮水が失火対策処理の対象とされてもよい。
また、以上説明した各実施の形態に記載の例および他の各変形例は、明示した組み合わせ以外にも可能な範囲内で適宜組み合わせてもよいし、また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形してもよい。
1、3、4 車両
2F 前輪
2R 後輪
10 内燃機関
12(12#1〜12#4) 気筒
14 吸気通路
16 排気通路
20 エアフローセンサ
22 ターボ過給機
24 スロットル弁
26 インタークーラ
34 EGR装置
36 EGR通路
38 EGR弁
40 EGRクーラ
50、90 電子制御ユニット(ECU)
52 クランク角センサ
54 車速センサ
56 車両加速度センサ
58 燃料噴射弁
60 点火装置
70 ナビゲーション装置
80 電動モータ
80 電動モータ
82 クラッチ

Claims (12)

  1. 車両の幅方向に沿って並ぶように配置された複数の気筒と、前記複数の気筒への分岐位置よりも上流側の吸気通路と排気通路とを接続するEGR通路を有するEGR装置とを含む内燃機関を搭載し、かつ、前記車両の道路上の位置を検出する自車位置検出装置を備える前記車両を制御する制御装置であって、
    前記制御装置は、前記分岐位置よりも上流側の前記吸気通路および前記EGR通路のうちの少なくとも一方で凝縮水が発生する凝縮水発生条件が成立し、かつ、前記自車位置検出装置からの情報に基づいて前記車両の旋回が予測される場合には、前記旋回中の少なくとも一部の期間において、前記複数の気筒のうちで前記旋回中に最も外側になる気筒を少なくとも対象として、失火を抑制または回避する失火対策処理を実行する
    ことを特徴とする車両の制御装置。
  2. 前記失火対策処理は、前記凝縮水発生条件が成立し、かつ、所定値以上の横加速度が所定時間に渡って継続して発生する前記車両の旋回が予測される場合に実行される
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
  3. 前記失火対策処理は、前記吸気通路を流れるEGRガスの量が減少するように前記EGR装置を制御するEGR減少処理である
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の車両の制御装置。
  4. 前記失火対策処理は、前記吸気通路を流れるEGRガスの量が減少するように前記EGR装置を制御するEGR減少処理であって、
    前記制御装置は、前記横加速度が前記所定値に到達するタイミングよりも早いタイミングで前記EGR減少処理を開始する
    ことを特徴とする請求項2に記載の車両の制御装置。
  5. 前記内燃機関は、燃焼安定性に影響するエンジン制御パラメータの制御に用いられるアクチュエータを含み、
    前記失火対策処理は、前記燃焼安定性を向上させる方向に前記エンジン制御パラメータを補正する燃焼安定性向上処理である
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の車両の制御装置。
  6. 前記車両は、前記内燃機関とともに電動モータを動力源として備えるハイブリッド車両であって、
    前記失火対策処理は、前記内燃機関の運転を停止し、かつ、前記内燃機関の停止に伴う車両走行トルクの減少を補うように前記電動モータを制御する動力切替処理である
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の車両の制御装置。
  7. 車両の前後方向に沿って並ぶように配置された複数の気筒と、前記複数の気筒への分岐位置よりも上流側の吸気通路と排気通路とを接続するEGR通路を有するEGR装置とを含む内燃機関を搭載し、かつ、前記車両の道路上の位置を検出する自車位置検出装置を備える前記車両を制御する前記車両の制御装置であって、
    前記制御装置は、
    前記車両の加速時には前記前後方向の最も後側に位置する気筒であって減速時には前記前後方向の最も前側に位置する気筒を特定端部気筒と称したときに、
    前記分岐位置よりも上流側の前記吸気通路および前記EGR通路のうちの少なくとも一方で凝縮水が発生する凝縮水発生条件が成立し、かつ、前記自車位置検出装置からの情報に基づいて前記車両の加速または減速が予測される場合には、前記加速中または前記減速中の少なくとも一部の期間において、前記複数の気筒のうちで前記特定端部気筒を少なくとも対象として、失火を抑制または回避する失火対策処理を実行し、
    前記失火対策処理は、前記凝縮水発生条件が成立し、かつ、所定値以上の前後加速度が所定時間に渡って継続して発生する前記車両の加速または減速が予測される場合に実行される
    ことを特徴とする車両の制御装置。
  8. 前記失火対策処理は、前記吸気通路を流れるEGRガスの量が減少するように前記EGR装置を制御するEGR減少処理である
    ことを特徴とする請求項に記載の車両の制御装置。
  9. 前記失火対策処理は、前記吸気通路を流れるEGRガスの量が減少するように前記EGR装置を制御するEGR減少処理であって、
    前記制御装置は、前記前後加速度が前記所定値に到達するタイミングよりも早いタイミングで前記EGR減少処理を開始する
    ことを特徴とする請求項に記載の車両の制御装置。
  10. 車両の前後方向に沿って並ぶように配置された複数の気筒と、前記複数の気筒への分岐位置よりも上流側の吸気通路と排気通路とを接続するEGR通路を有するEGR装置とを含む内燃機関を搭載し、かつ、前記車両の道路上の位置を検出する自車位置検出装置を備える前記車両を制御する前記車両の制御装置であって、
    前記制御装置は、
    前記車両の加速時には前記前後方向の最も後側に位置する気筒であって減速時には前記前後方向の最も前側に位置する気筒を特定端部気筒と称したときに、
    前記分岐位置よりも上流側の前記吸気通路および前記EGR通路のうちの少なくとも一方で凝縮水が発生する凝縮水発生条件が成立し、かつ、前記自車位置検出装置からの情報に基づいて前記車両の加速または減速が予測される場合には、前記加速中または前記減速中の少なくとも一部の期間において、前記複数の気筒のうちで前記特定端部気筒のみを対象として、失火を抑制または回避する失火対策処理を実行し、
    前記内燃機関は、燃焼安定性に影響するエンジン制御パラメータの制御に用いられるアクチュエータを含み、
    前記失火対策処理は、前記燃焼安定性を向上させる方向に前記エンジン制御パラメータを補正する燃焼安定性向上処理である
    ことを特徴とする車両の制御装置。
  11. 車両の前後方向に沿って並ぶように配置された複数の気筒と、前記複数の気筒への分岐位置よりも上流側の吸気通路と排気通路とを接続するEGR通路を有するEGR装置とを含む内燃機関を搭載し、かつ、前記車両の道路上の位置を検出する自車位置検出装置を備える前記車両を制御する前記車両の制御装置であって、
    前記制御装置は、
    前記車両の加速時には前記前後方向の最も後側に位置する気筒であって減速時には前記前後方向の最も前側に位置する気筒を特定端部気筒と称したときに、
    前記分岐位置よりも上流側の前記吸気通路および前記EGR通路のうちの少なくとも一方で凝縮水が発生する凝縮水発生条件が成立し、かつ、前記自車位置検出装置からの情報に基づいて前記車両の加速または減速が予測される場合には、前記加速中または前記減速中の少なくとも一部の期間において、前記複数の気筒のうちで前記特定端部気筒を少なくとも対象として、失火を抑制または回避する失火対策処理を実行し、
    前記車両は、前記内燃機関とともに電動モータを動力源として備えるハイブリッド車両であって、
    前記失火対策処理は、前記内燃機関の運転を停止し、かつ、前記内燃機関の停止に伴う車両走行トルクの減少を補うように前記電動モータを制御する動力切替処理である
    ことを特徴とする車両の制御装置。
  12. 前記失火対策処理は、前記凝縮水発生条件が成立し、かつ、所定値以上の前後加速度が所定時間に渡って継続して発生する前記車両の加速または減速が予測される場合に実行される
    ことを特徴とする請求項10又は11に記載の車両の制御装置。
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