JPH10175463A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エンジン負圧を利用して作動力を倍増する手段
の圧力が所定の圧力に達していないとき、所定のエンジ
ン出力の確保と作動力の回復との両立が実現できる制御
装置を提供すること、及び作動力を倍増する手段を有す
る制御装置の異常判定を行うこと。 【解決手段】空気圧力を利用して作動力を倍増する手段
とを有する車両用内燃機関の制御装置において、作動力
を倍増する手段に供給する圧力が所定の真空側圧力に達
していないとき、内燃機関の出力を所定範囲内に維持す
る手段と、内燃機関の吸入空気量を制御する手段により
作動力を倍増する手段に供給する圧力を調整する圧力調
整手段を有する。また、異常判定は、作動力を倍増する
手段に供給する圧力を検出する手段と吸気管圧力を検
出，推定する手段に基づく出力値の比較、又は作動力を
倍増する手段の空気圧力と作動力を倍増する手段の非作
動の状態の比較を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の制御装置
に係り、特に内燃機関に供給する吸入空気量を制御する
手段、空気圧力を利用し作動力を倍増する手段を有する
内燃機関の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気圧力（エンジン負圧）を利用して作
動力の倍増を行う機構のエンジン負圧回復装置として、
特開平7−247866 号公報があり、エンジン負圧が所定値
以下のときに、車両の変速機の変速操作に同期して、エ
ンジン吸入空気量の絞り込み操作により負圧を回復する
ことについての記載がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術は、エ
ンジン又は車両の動作条件が、所定条件にあるとき、つ
まり、車速が所定値を越えると共に変速操作に同期した
条件下において、吸入空気量の絞弁の閉じ操作を行うも
のであるが、前記絞弁閉じ操作に伴うエンジン出力の低
下の積極的な防止、つまり前記絞弁閉じ操作分を補うよ
うなエンジン出力の回復，維持については考慮されてい
ない。

【０００４】本願発明の目的は、空気圧力（エンジン負
圧）を利用して作動力を倍増する手段の圧力が所定の圧
力に達していないときに、所定のエンジン出力を確実に
確保と前記作動力の回復の両立が実現できる制御装置を
提供することにある。

【０００５】また、本願発明の目的は、前記作動力を倍
増する手段を有する、制御装置の異常判定を行うことが
できる制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、内燃機関に
供給する吸入空気量を制御する手段と、空気圧力を利用
して作動力を倍増する手段とを有する車両用内燃機関の
制御装置において、前記作動力を倍増する手段に供給す
る圧力が所定の真空側圧力に達していないとき、前記内
燃機関の出力を所定範囲内に維持する手段と、前記内燃
機関の吸入空気量を制御する手段により前記作動力を倍
増する手段に供給する圧力を調整する圧力調整手段を有
することを特徴とする内燃機関の制御装置によって達成
される。さらに、詳しくは、前記圧力調整手段として、
吸入空気量の流量を減少させ、また、内燃機関の出力を
所定範囲内に維持する手段として、空燃比をリッチにす
ることにより達成される。

【０００７】また、前記制御装置の異常判定は、作動力
を倍増する手段に供給する圧力を検出する手段と吸気管
圧力を検出，推定する手段に基づく出力値の比較、又は
前記作動力を倍増する手段の空気圧力と前記作動力を倍
増する手段の非作動の状態の比較によって達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明による内燃機関の制
御装置について、その一実施態様として、ブレーキの作
動力を倍増するもとについて図示の実施例により詳細に
説明する。

【０００９】図３は本発明が適用されたエンジンシステ
ムの一例を示したもので、図においてエンジンが吸入す
べき空気はエアクリーナ１の入口部２から取り入れら
れ、吸入空気量を制御する絞弁５を設置した絞弁ボディ
６を通り、コレクタ７に入る。ここで、絞弁５は、これ
を駆動するモータ１０と連結しており、モータ１０を駆
動することにより絞弁５を操作して、吸入空気量を制御
できるようになっている。コレクタ７に至った吸入空気
はエンジン８の各シリンダに接続された各吸気管９に分
配され、シリンダ内に導かれる。

【００１０】一方、ガソリンなどの燃料は、燃料タンク
１１から燃料ポンプ１２により吸引，加圧された上で燃
料噴射弁１３，燃圧レギュレータ１４が配管されている
燃料系に供給される。そして、この燃料は上記した燃圧
レギュレータ１４により所定の圧力に調圧され、それぞ
れのシリンダに燃料噴射口を開口している燃料噴射弁１
３からエンジン８のシリンダ内に噴射される。また、空
気流量計３からは吸気流量を表わす記号が出力され、コ
ントロールユニット１５に入力されるようになってい
る。

【００１１】さらに、上記絞弁ボディ６には絞弁５の開
度を検出するスロットルセンサ１８が取り付けられてお
り、その出力もコントロールユニット１５に入力される
ようになっている。

【００１２】次に、１６はクランク角センサであり、カ
ム軸によって回転駆動され、クランク軸の回転位置を表
わす信号を出力する。この信号もコントロールユニット
１５に入力されるようになっている。

【００１３】２０は、排気管に設けられたＡ／Ｆセンサ
で、排気ガスの成分から実運転空燃比を検出，出力し
て、その信号は同じくコントロールユニット１５に入力
されるようになっている。

【００１４】コントロールユニット１５はエンジンの運
転状態を検出する各種のセンサなどからの信号を入力と
して取り込み、所定の演算処理を実行し、この演算結果
として算定された各種の制御信号を出力し、上記した燃
料噴射弁１３や点火コイル１７や絞弁操作のモータ１０
に所定の制御信号を出力し、燃料供給制御，点火時期制
御，吸入空気量制御を実行する。

【００１５】このようなエンジンにおいて、燃焼する混
合気の空燃比を理論空燃比よりリーンに設定すると図２
に示す特性となる。トルク，エンジン回転数を一定に保
ち、空燃比をリーンにすると、吸入空気量が増大するた
めに燃料がエンジン出力に変換される割合である燃料消
費率が向上し、燃費を向上できる。一方、ＮＯｘ排出量
は、空燃比がリーンになることで燃焼温度が低下するた
め低下し、トルク変動で定量的に把握できる燃焼安定度
は空燃比がリーンになることで混合気の着火性が悪くな
るため、ある空燃比まで緩やかに悪化し、それを超える
と着火性が極端に悪化するため急に悪化する。シリンダ
内に直接燃料噴射する機構では、シリンダ内部の燃料を
制御する自由度が高いためリーンな空燃比でも安定した
燃焼を確保でき、空燃比４０以上の状態でも安定した燃
焼ができる。この現象をエンジンに供給する燃料，空気
の量で整理したのが図９である。本図はそれぞれの空
気，燃料を与えたときのエンジン出力を表わしたもの
で、太い実線はエンジン出力が等しい等出力線を表わし
ている。破線はよく用いられている理論空燃比の特性で
あり、本線上を移動して、すなわち空気と燃料の量比を
一定に保ちつつ量を調整することでエンジン出力を調整
するものである。理論空燃比がよく用いられるのは、排
気管に設けられた三元触媒が、有害成分であるＣＯ，Ｈ
Ｃ，ＮＯｘをともに効率よく浄化できる空燃比だからで
ある。

【００１６】ここで、同じ出力を得るのに最も燃料量が
少ない、即ち燃費が最良なのは、図の破線で示したリー
ン限界近くのリーン空燃比領域であることがわかる。こ
の領域で運転しようとすると、同じ出力を得るときに理
論空燃比運転よりはるかに多い空気量が必要であること
がわかる。

【００１７】実際のエンジンの使用条件を考えると、大
きな出力が要求される場合もあり、一方エンジンが吸入
できる空気量には限界があるため、リーンな空燃比と、
理論空燃比または理論空燃比よりリッチな空燃比での運
転の両方が要求される。そこで、本実施例では吸入空気
量を絞弁５を操作し、空燃比によらず運転者の意志に沿
ったエンジン出力を得るような空気量と燃料量とを計算
で求め供給している。以上の現象を考慮したうえでのエ
ンジンの空気，燃料制御を概念的に表わしたのが図４で
ある。エンジン回転数が一定の時のトルクを横軸に取
り、縦軸は、上に吸入空気量，下に理論空燃比を１とし
たときの各空燃比での空気の過剰割合を表わす空気過剰
率λを取っている。図の破線は、上記の理論空燃比一定
でトルクを調整する場合である。トルク最小点から所定
の範囲は、リーン限界近くの空気過剰率を保ったまま空
気を増加させることでトルクを調整することができる。
その範囲を超えるトルク領域では吸入空気量が諸般の制
限から決まる上限に至るため燃料量を増加させる、即ち
λを小さくすることでトルクを調整する。この制御範囲
の上限は、λが小さくなるにつれ増加するＮＯｘ排出量
の許容上限で、それ以上のトルクの範囲は理論空燃比一
定でトルクを調整する場合と同一の動作となる。ここ
で、空気量はトルクを連続して実現するためにλで出力
を調整していた値から急激に減少し、理論空燃比一定で
トルクを調整する場合の空気量に移行する。

【００１８】一方、一般に自動車にはブレーキペダルの
作動力を助勢するブレーキブースタが装備されており、
これはエンジンの絞弁下流で発生する負圧を作動源とし
て機能する。ブレーキブースタの性能特性例を図５に示
す。横軸は、入力の力、例えばブレーキペダルの踏力、
縦軸は、ブレーキブースタが出力する力で、この力で油
圧シリンダを押す。ブレーキブースタの作動源である負
圧が十分にある負圧高の状態では、ブレーキブースタは
図の実線で示す性能特性となる。ここで、上記説明した
ようなリーン運転を行うと、従来の理論空燃比一定で運
転するエンジンでは絞弁の開度が全閉の運転条件、たと
えばアイドル状態でも、より多量の空気を吸入するた
め、吸入負圧は低く、即ち大気側に近づく。このとき負
圧が低くなるにつれ、ブレーキブースタの出力特性は図
の破線のように変化する。即ち、入力のブレーキ踏力に
対し出力が小さくなり、十分なブレーキの利きが得られ
ない状態となる。

【００１９】そこで、本実施例では図６に示すブレーキ
ブースタ５５作動用の負圧を蓄積するバキュームタンク
５３を設けている。絞弁５２が閉じ、吸気管に負圧が発
生したときにチェックバルブ５６を介しバキュームタン
ク５３に負圧を蓄積する。ブレーキを作動させると、ブ
レーキブースタ５５から空気がバキュームタンク５３に
流入し、負圧を消費することでブレーキブースタ５５を
機能させる。

【００２０】このような機構において、ブレーキの作動
や空気漏れによって、バキュームタンク５３にブレーキ
ブースタ５５が作動するための負圧が不足した時の操作
タイミングチャートを図７に示す。バキュームタンク５
３の圧力を直接測定、または推定し、ブレーキの作動で
その値がスライスレベルを越えて大気側に近づくと、絞
弁を操作することにより吸気管に負圧を発生させる。こ
の場合は、空燃比をリーンから理論空燃比に切り換え、
エンジン出力は一定を保ったままで吸入空気量を減ら
す。従って、絞弁を閉じる操作が行われ、吸気管に負圧
が発生する。発生した負圧は、チェックバルブ５６を介
してバキュームタンク５３に導かれるためバキュームタ
ンク５３の負圧が回復し、結局ブレーキ作動ＯＫ限界を
越えて負圧が大気側となることがない。その後は、バキ
ュームタンク５３の負圧がスライスレベルより負圧側に
あるため再びリーン運転を許可し、理論空燃比運転から
リーン運転に切り換える。その際、リーンを許可するま
でに、負圧がスライスレベルを越えてから所定の期間デ
ィレーを設けると、負圧が誤認識などでなく確実にスラ
イスレベルを越えていることの確認ができ、また、ディ
レー期間中も負圧を蓄積できるため、十分な負圧を確保
することができる。

【００２１】また、他の実施例として、スライスレベル
をスロットル戻し側，スロットル開き許可側で別に設け
た時の操作タイミングチャートを図８に示す。各パラメ
ータの動作は、図７と同じであり、同様な制御効果を得
ることができる。異なる点は、リーン運転を許可する判
断が、リーン運転を禁止するスライスレベルより真空側
のスライスレベルを越えることによりなされるところで
ある。

【００２２】以上の操作を行う処理を図１に示す。ステ
ップ１０１でブレーキ作動用の圧力、本実施例ではバキ
ュームタンク圧力を直接、または間接的に検知する。次
にステップ１０２でブレーキ用圧力が要求値未達か判定
する。図７では、スライスレベルを越えて大気側に至っ
ているかの判断となる。さらに、いったん絞弁を操作し
た後では、スライスレベルを越えて真空側に至っている
状態が所定期間連続するに至らないか、の判断となる。
ブレーキ用圧力が要求値未達の場合はステップ１０３に
進みブレーキ用圧力が要求値を満すたように絞弁を操作
する。このとき、絞弁操作、つまり絞弁閉方向に伴う出
力低下を補うように燃料増量による空燃比リッチ等の出
力調整を行う。図７では、理論空燃比運転をすることで
絞弁を閉方向に操作した。以上の処理を所定の間隔で実
行すると、ブレーキ用圧力が不足したときに絞弁を操作
して、バキュームタンク５３に負圧を蓄積し、十分な負
圧が得られると、本制御による絞弁の操作を解除し、本
来の運転状態に復帰する。次に、ブレーキ用圧力を検知
する方法を説明する。図６に、ブレーキ用圧力をバキュ
ームタンク５３に圧力センサ５４を設けることにより測
定する例を示す。圧力センサの出力を図１に示す処理を
実行する、例えばコントロールユニットに入力し、処理
を行う。本構成によれば、直接圧力を測定するため十分
な精度の圧力センサを用いれば、ブレーキ用圧力を精度
よく検知できる。また、ブレーキブースタ５５の動作源
である負圧は、正確には大気と負圧との差圧を作動源と
するので、圧力センサは、バキュームタンクと大気の差
圧を測定する方式が望ましい。

【００２３】一方、圧力センサが故障したときは、それ
を検知すれば、例えばリーン運転を禁止し、理論空燃比
での運転を行うことにより、ブレーキブースタにはアク
セルペダル全閉のときを利用して作動するに十分な負圧
を与えることができる。圧力センサが故障したことの検
知方法は、例えば圧力センサからの出力が、設定値より
大きい、または小さくなることで判定できる。

【００２４】さらに、図１０に示すように、吸気管に圧
力センサ５７を設けている場合は、より詳細な圧力セン
サの異常判定ができる。まず、吸気管圧力と、本実施例
でのブレーキ用圧力の関係を図１１に示す。バキューム
タンク内の圧力は、チェックバルブの動作により、吸気
管圧力より真空側にあるときはそのまの値を保持し、吸
気管圧力より大気側にあるときは吸気管圧力に概略等し
くなるまで吸気管圧力に近づく。従って、図のように絞
弁開度が大などにより吸気管圧力が大気側にあるとき
は、それ以前に蓄積した真空側の圧力を保持する。その
後、絞弁を閉じるなどで吸気管圧力が真空側に近づける
と共に、吸気管圧力をブレーキ用圧力に導入し、ブレー
キ用圧力は、吸気管圧力がブレーキ用圧力より真空側に
なった時点から吸気管圧力とブレーキ用圧力は、概略同
じ挙動を取る。さらに、吸気管負圧が大気側に変化する
と、ブレーキ用圧力は吸気管圧力の真空側最大の圧力を
保持し、吸気管圧力には追従しない。即ち吸気管圧力と
ブレーキ用圧力には、常にブレーキ用圧力が真空側にあ
るか、もしくは同じという関係が成立する。この現象を
利用した異常判定の処理を図１２に示す。

【００２５】まず、ステップ１４１で圧力センサの値
や、諸条件が判定を行うに適した状態にあるかを判定す
る。具体的には、電源投入直後、電源電圧が低い等の電
気的条件が不安定な場合や、ブレーキ作動中、絞弁を急
操作中で圧力が安定していない場合等が考えられる。判
定を行うに良好な条件であると判定できたら、ステップ
１４２へと進み、ブレーキ用圧力が、吸気管圧力より大
気側にあるかの判定を行う。このとき、両圧力センサの
測定誤差等の外乱を見越して、所定値Ａの有意差をもっ
てブレーキ用圧力が吸気管圧力より大気側であるかの判
定を行うと、誤判定を防止することができる。判定が成
立したときはステップ１４３へと進み、異常の判定を行
う。さらに誤判定を避ける場合は、本異常判定が所定回
数または時間継続することを最終異常判定とする方法が
考えられる。

【００２６】さらに、吸気管圧力センサを設定しなくて
も、エンジン回転数，吸入空気量，絞弁開度を検知し
て、吸気管圧力を推定することができる。その場合の実
施例を図１３に示す。ここでは、まずステップ１３１で
絞弁開度とエンジン回転数から吸入負圧を推定する。本
実施例以外の入力として、吸入空気量とエンジン回転
数，絞弁開度，吸入空気量，エンジン回転数の３入力等
があることは先に述べた。次に、図１２のステップ１４
１で説明したと同様の、判定のための条件が整っている
かを判定し、ステップ１３３では、ステップ１４２と同
様の判定を行う。ステップ１３４の異常判定もステップ
１４３の異常判定と同様の方法である。

【００２７】以上の圧力センサの故障検出方法は、例え
ば、バキュームタンクに穴があき空気が漏れる、チェッ
クバルブが詰まり空気が流れない、ブレーキブースタの
故障で空気が漏れる、といった故障と区別ができない場
合があるが、ブレーキブースタと、ブレーキブースタに
負圧を供給する装置に異常があることを検知できるの
で、運転者に警告を発するなどの処理を行うのに有効で
ある。

【００２８】さらに、バキュームタンクに穴があき空気
が漏れるといった故障を検知する方法を図１４により説
明する。まず、ブレーキ操作が行われ、ブレーキ用のタ
ンク圧力が大気側に近づく。これにより絞弁操作を行っ
てタンク圧力を所定の真空側まで回復させる。その後、
装置に異常がない場合はブレーキ操作がない限り回復し
たタンク圧力を保持する。図１４では、バキュームタン
クに穴が開いて大気が流入している場合を示す。このと
きは、空気のタンク内への流入により、タンク圧力が大
気側に近づいていく。したがって、絞弁操作が行われた
直後と、所定時間経過後では図に示すような圧力変化が
生じる。この圧力変化を検知し、判定することで装置に
異常があることを検知できる。

【００２９】前記判定の具体的方法を図２２に示す。ま
ず、ステップ１９１でブレーキ用の圧力を検知する。次
にステップ１９２に移りブレーキ用負圧の不足を回避す
るための絞弁操作を実行する前かの判定を行い、操作前
であれば、ステップ１９３でそのときの圧力をＰ１とし
て記憶しておく。絞弁操作が実行されたときは、ステッ
プ１９２からステップ１９４に移り、そこで絞弁操作が
実行されてから負圧が絞弁操作により回復していると推
定される所定時間経過するまで待機する。所定時間経過
後は、ステップ１９５に進み、ステップ１９３で記憶し
たＰ１、即ちブレーキ用負圧の回復操作前と、現在の圧
力、即ちブレーキ用負圧の回復操作を行い負圧が回復し
ていると推定される状態の圧力を比較する。部品に異常
がないときは、現在の圧力はＰ１に対し真空側になって
いる。部品に異常があるときは、現在の圧力はＰ１に対
し大気側になっている。そこで、ステップ１９５では、
現在の圧力差が、有意差ＺをもってＰ１より大気側にあ
るかの判定を行う。現在の圧力が大気側にあるときは、
絞弁操作にも関わらずブレーキ用圧力が回復しなかった
ので、ステップ１９６で装置が異常であるという判定を
行う。それ以外は、装置に異常があるとは判定できず、
処理を終了する。

【００３０】また、ブレーキ操作がない状態が持続して
いるときにも、バキュームタンクに穴があき空気が漏れ
るといった故障を検知することができる。前述したよう
にブレーキ用負圧は、ブレーキの作動がないときは所定
値を確保する装置構成となっている。ここで、バキュー
ムタンクに穴があき空気が漏れるといったときは、ブレ
ーキ用負圧は所定値を保持することができず、図１４に
示したように大気側に近づいていく。この圧力変化を検
知し、判定することで装置に異常があることを検知でき
る。

【００３１】前記判定の具体的方法を図１５に示す。本
処理は、所定期間毎に実行され、機能を果たす。まず、
ステップ１５１でブレーキ用圧力を検知する。次にステ
ップ１５２で、本判定中の圧力の外乱である、ブレーキ
の作動がなかったかの確認を行い、ブレーキ作動があっ
た場合は、正確な判定ができないため判定を中止する。
次に、ステップ１５３で本判定の基準圧力となる所定時
間の測定始めの圧力をＰ１として記憶したかを判定し、
判定開始時のみステップ１５５に進み、Ｐ１を記憶す
る。その後、所定時間経過する間は、処理はステップ１
５６からＥＮＤへと流れ、時間が経過したとき、ステッ
プ１５７に進み、機銃圧力であるＰ１と所定時間経過後
の現在の圧力を比較する。ここで、圧力の検出誤差や、
異常といえない微小な空気漏れがある場合の誤判定を避
けるため、現在の圧力がＰ１よりＺの有意差をもって大
気側、即ち大きいかで判定を行う。現在の圧力が大きい
場合は、ステップ１５８で異常の判定を行う。

【００３２】また、例えば図６のチェックバルブ５６が
詰まり、吸気管の負圧がバキュームタンク５３に導入で
きない、といった故障を検出することも可能である。そ
の処理を図１６に示す。まず、ブレーキ用圧力が十分に
真空側にある条件を満たしているかを判定する。本実施
例では、ステップ１６１で、図１のステップ１０３で行
うような絞弁操作が、ブレーキ用負圧を確保するに十分
な所定時間行っているか、の判定を行っている。本判定
は、吸気管に十分な負圧が発生しているはずの条件を選
択すれば良く、他には例えば理論空燃比で、アイドル運
転を所定時間以上行っている、ブレーキを使用していな
い、等が考えられる。このような十分な負圧が発生して
いると推定される条件が整っているときはステップ１６
２へ進み、ブレーキ用圧力センサ出力値が推定される十
分な負圧から、推定の誤差を見込んだ所定値より大気
側、即ち大きいかを判定する。大きい場合はステップ１
６３へ進み、例えばチェックバルブ５６の詰まり、バキ
ュームタンク５３の漏れ、ブレーキ用圧力センサ５４の
故障といったことによる異常が発生していると判定す
る。

【００３３】以上、装置の異常を検知する方法を説明し
たが、装置の信頼性が高い場合は、ブレーキ用圧力をセ
ンサを用いて測定するのでなく、間接的に推定すること
ができ、推定値を例えば図１のブロック１０１でブレー
キ用圧力値として使用して、ブレーキ用圧力を確保する
ことができる。上記推定の原理を図１８を用いて説明す
る。

【００３４】図１８は、所定の車速で走行中にブレーキ
を作動させた時のブレーキ用負圧推定例である。ブレー
キは車両の速度を減速する仕事を行うため、車両の速度
を測定し、負の加速度を求めると、それが基本的にはブ
レーキの行った仕事と考えることができる。ブレーキ用
負圧はブレーキの仕事量に応じて消費されるから結局負
圧消費量は、車速の減速値に比例える挙動を示す。ま
た、実際にブレーキが作動していることを確認するため
ブレーキＳＷのＯＮ，ＯＦＦを監視し、ブレーキＳＷが
ＯＮの時の車両減速度から負圧推定すると推定精度を高
くできる。

【００３５】上記推定の具体的推定計算の実施例を図１
７に示す。まず、ステップ１７１で車速を入力し、時間
微分することで車両の加速度を求める。次にステップ１
７２では、他の計算部分で計算されるなどして求めた勾
配とブレーキＳＷからブレーキによる減速度を求める。
ここで、勾配を入力するのは、例えば上り坂ではブレー
キの仕事が小さくても大きい減速度が得られる。下り坂
ではブレーキの仕事が大きくても小さい減速度となる、
といったブレーキの仕事量推定に対し、勾配が外乱とし
て働くので、推定の精度を上げる目的のためである。ブ
レーキＳＷの入力は上記したように、同じく推定精度向
上のためである。他に、図示していないがエンジンブレ
ーキによる減速度も同じく推定することが可能なので、
ステップ１７２でこれを入力しブレーキ仕事の推定精度
を向上することができる。異常で計算したブレーキによ
る減速度から、ステップ１７３で所定時間中のブレーキ
用の負圧消費量を求める。この値をもとに、ステップ１
７４で前回の残存負圧推定結果と併せ現在の残存負圧を
計算する。ここで、図１１で説明したように、吸気管負
圧がブレーキ用負圧より真空側にあるときは、ブレーキ
用負圧は吸気管圧力になるまで負空側に変化するから、
ステップ１７５では吸気管負圧を入力し、上記条件とな
ったときに残存負圧を吸気管負圧に推定し直す処理を行
う。絞弁操作によりブレーキ用負圧を供給した場合にも
本ステップによりブレーキ用負圧を計算する。ます、図
示していないが上記説明したように、チェックバルブの
作動特性などを考慮したより詳細な推定も可能である。
さらに、圧力推定を長く続けると推定誤差が集積される
ため、推定値に十分な信頼性が得られなくなってくる。
そこで、ステップ１７６で推定値の信頼性を検証し、信
頼性ありのときはそのまま推定を続け、信頼性が十分で
ないときはステップ１７７で絞弁操作を行い、ブレーキ
用負圧を供給する。ステップ１７５の具体的判定方法
は、例えば推定が所定期間連続したこと、推定精度が得
にくい運転条件となったことなどが考えられる。以上説
明した方法によれば、圧力センサを用いることなしにブ
レーキ用負圧を知ることができる。

【００３６】次に、ブレーキ用の負圧に要求されるレベ
ルが運転条件によって変化する場合の対応について記述
する。図１９の右側は、車速毎に要求されるブレーキ力
の要求分布を表す例である。車速が低い時は弱いブレー
キ力で容易に停止できるため、ブレーキ力の要求値は小
さい。車速が高くなるにつれ、車両を停止させるために
はより強いブレーキ力が要求される。一方、図１のよう
な絞弁操作は、例えば燃費向上のためにリーンな空燃比
で運転している状態を中断することとなるため、上記絞
弁操作は極力行わない方が望ましい。よって、図７，図
８に示したスライスレベルを上記ブレーキ力変化に合わ
せて変化させ、上記絞弁操作の頻度を低下させることが
可能である。具体的には、図１９の左側に示すように車
速に応じたスライスレベルの設定とすることで簡易的に
実現できる。また、車速に加え、ブレーキの作動頻度が
低いときにスライスレベルを大気側に補正する、といっ
た方法が考えられる。

【００３７】また、図２０に示すように、ブレーキ用負
圧を生成するのに吸入空気量の操作のみでなく、補助と
してポンプ５８のような負圧生成装置を設けることが考
えられる。この場合には、ポンプ５８の作動を必要な時
に限ることにより、ポンプによる余分が動力消費を防ぐ
ことができる。その処理を図２１に示す。図２１と図１
の特徴的違いは、図２１においてブロック１８３で絞弁
操作に加え、ポンプ作動があることである。即ち、絞弁
操作を行うようなブレーキ用負圧が必要となる運転条件
において、ポンプも併せて作動させ、必要な負圧を迅速
に生成させるものである。なお、絞弁操作とポンプ作動
は、両者とも、またはどちらか一方を前記負圧の条件に
より使い分けることも考えられる。例えば、負圧の消費
が多い場合は両者とも、少ない場合はポンプのみ、さら
に少ない場合は絞弁操作のみといった使い分けである。
これにより、常時ポンプを駆動する場合に比べ少ないポ
ンプの動力消費でブレーキ用の負圧を確保することがで
きる。また、ポンプの作動制御の方法は、ポンプを電動
式とし、電動モータの作動，非作動を制御する方法，ポ
ンプの上下流を連通路で連結し、通路を遮断することで
ポンプ作動，連通することでポンプ前後の要諦をなくし
ポンプ非作動とすること等が考えられる。

【００３８】以上の説明は、ブレーキの作動力を倍増す
るものについて説明したが前記作動力を倍増する手段
は、スワールコントロールバルブ等の開閉に使用するサ
ーボダイヤフラム及びクルーズコントロール作動用のア
クチュエータ等についても同様に有効である。

【００３９】なお、以上の説明ではシリンダ内に直接燃
料噴射する構成のエンジンで説明したが、広い空燃比で
安定した燃焼を実現できるエンジンであれば、特に上記
構成を採らずとも本発明は適用できる。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、前記作動力回復と共に
機関出力が確保されるため前記作動力回復に際し、エン
ジンの動作条件及び環境条件に影響されることはなく、
また本来意図する運転を阻害することなしに機関出力の
確保と、必要な作動用圧力の回復の両立が達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す図。

【図２】エンジンの特性例を示す図。

【図３】内燃機関の構成例を示す図。

【図４】内燃機関の動作例を説明する図。

【図５】ブレーキブースタの性能特性例を示す図。

【図６】本発明の一実施の形態を示す図。

【図７】本発明の一実施の形態の動作を示す図。

【図８】本発明の一実施の形態の動作を示す図。

【図９】エンジンの特性例を表わす図。

【図１０】本発明の一実施の形態を示す図。

【図１１】本発明の一実施の形態の動作を示す図。

【図１２】本発明の一実施の形態を示す図。

【図１３】本発明の一実施の形態を示す図。

【図１４】エンジン部品の特性例を示す図。

【図１５】本発明の一実施の形態を示す図。

【図１６】本発明の一実施の形態を示す図。

【図１７】本発明の一実施の形態を示す図。

【図１８】車両の特性例を示す図。

【図１９】本発明の一実施の形態を説明する図。

【図２０】本発明の一実施の形態を示す図。

【図２１】本発明の一実施の形態を示す図。

【図２２】本発明の一実施の形態を示す図。

【符号の説明】

１…エアクリーナ、２…エアクリーナ入り口、３…空気
流量計、５，５２…絞弁、６…絞弁ボディ、７…コレク
タ、８，５１…エンジン、９…吸気管、１０…モータ、
１１…燃料タンク、１２…燃料ポンプ、１３…燃料噴射
弁、１４…燃圧レギュレータ、１５…コントロールユニ
ット、１６…クランク角センサ、１７…点火コイル、２
０…Ａ／Ｆセンサ、２１…ＥＧＲ弁、５３…バキューム
タンク、５４，５７…圧力センサ、５５…ブレーキブー
スタ、５６…チェックバルブ、５８…ポンプ

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関に供給する吸入空気量を制御する
   手段と、空気圧力を利用して作動力を倍増する手段とを
   有する車両用内燃機関の制御装置において、前記作動力
   を倍増する手段に供給する圧力が所定の真空側圧力に達
   していないとき、前記内燃機関の出力を所定範囲内に維
   持する手段と、前記内燃機関の吸入空気量を制御する手
   段により前記作動力を倍増する手段に供給する圧力を調
   整する圧力調整手段を有することを特徴とする内燃機関
   の制御装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記作動力を倍増する
   手段は、ブレーキを作動させる作動力を倍増するもので
   あることを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２のいずれかにおいて、前記
   圧力調整手段は、前記吸入空気量の流量を減少させるこ
   とを特徴とする内燃機関の制御装置。
4. 【請求項４】請求項１から３のいずれかにおいて、前記
   内燃機関の出力を所定範囲内に維持する手段は、空燃比
   をリッチにすることを特徴とする内燃機関の制御装置。
5. 【請求項５】請求項１又は２のいずれかにおいて、前記
   作動力を倍増する手段に供給する圧力が所定の真空側圧
   力に達していないことの判定は、前記圧力と第１のスラ
   イスレベルの比較で行い、前記吸入空気量を制御する手
   段により前記作動力を倍増する手段に供給する圧力を調
   整した後に、前記圧力が所定の真空側圧力に達したこと
   の判定は、第１のスライスレベルより真空側の第２のス
   ライスレベルで行うことを特徴とする内燃機関の制御装
   置。
6. 【請求項６】請求項１又は２のいずれかにおいて、前記
   作動力を倍増する手段に供給する圧力が所定の真空側圧
   力に達していないことの判定は、前記圧力と第１のスラ
   イスレベルの比較で行い、吸入空気量を制御する手段に
   より前記作動力を倍増する手段に供給する圧力を調整し
   た後に、前記圧力が所定の範囲にあることの判定は、第
   １のスライスレベルを前記圧力が越えた時から所定期間
   経過したことにより行うことを特徴とする内燃機関の制
   御装置。
7. 【請求項７】請求項１又は２のいずれかにおいて、前記
   作動力を倍増する手段に供給する圧力が所定の範囲にな
   いことの判定スライスレベルは、前記内燃機関の運転条
   件に基づいて決定されることを特徴とする内燃機関の制
   御装置。
8. 【請求項８】請求項１又は２のいずれかにおいて、ブレ
   ーキの作動力を倍増する手段に供給する圧力を、少なく
   とも車両の速度変化を用いて推定することを特徴とする
   内燃機関の制御装置。
9. 【請求項９】請求項１又は２のいずれかにおいて、前記
   内燃機関の吸気管圧力を検出する手段と、前記作動力を
   倍増する手段に供給する圧力を検出する手段とを有し、
   前記吸気管圧力を検出する手段と前記作動力を倍増する
   手段に供給する圧力を検出する手段からの出力値を比較
   することにより前記制御装置の異常判定を行う手段を有
   することを特徴とする内燃機関の制御装置。
10. 【請求項１０】請求項９において、前記制御装置の異常
    判定を行う手段は、前記内燃機関の吸気管に流れる吸気
    量を少なくして前記吸気管圧力を真空側に近づけると共
    に、前記吸気管圧力を前記作動力を倍増する手段に圧力
    を導入していると推定されるときに、前記出力値を比較
    することにより前記制御装置の異常判定を行う異常判定
    手段を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
11. 【請求項１１】請求項１又は２のいずれかにおいて、前
    記圧力調整手段の圧力を調整を行う前後の、前記圧力を
    比較することにより装置の異常判定を行う異常判定手段
    を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
12. 【請求項１２】請求項１又は２のいずれかにおいて、前
    記圧力調整手段による圧力調整を所定時間行ったとき、
    前記圧力が所定値より大気圧側であるとき前記制御装置
    が異常と判定を行う異常判定手段を有することを特徴と
    する内燃機関の制御装置。
13. 【請求項１３】請求項１又は２のいずれかにおいて、前
    記吸入空気量を制御する手段とは別に前記の作動力を倍
    増する手段に供給する圧力を生成する圧力生成手段を有
    し、前記作動力を倍増する手段に供給する圧力が所定の
    真空側圧力に達していないときに、前記吸入空気量を制
    御する手段により前記作動力を倍増する手段に供給する
    圧力を調整する圧力調整手段と前記圧力生成手段の少な
    くともいずれか一方を用いることを特徴とする内燃機関
    の制御装置。
14. 【請求項１４】請求項１又は２のいずれかにおいて、前
    記吸入空気量を制御する手段とは別に前記作動力を倍増
    する手段に供給する圧力を生成する圧力生成手段を有
    し、前記作動力を倍増する手段に供給する圧力が所定の
    真空側圧力に達していないときに、前記吸入空気量を制
    御する手段により前記作動力を倍増する手段に供給する
    圧力を調整する圧力調整手段により圧力調整を行うと共
    に、前記圧力調整手段による圧力調整後においても、前
    記所定の真空側圧力に達していないときは、前記圧力生
    成手段により圧力調整を行うことを特徴とする内燃機関
    の制御装置。
15. 【請求項１５】空気圧力を利用して作動力を倍増する手
    段と、前記空気圧力を検出する手段と、前記作動力を倍
    増する手段により動作される手段が作動していることを
    検出する手段を有する内燃機関の制御装置において、前
    記作動力を倍増する手段が作動していない状態が所定時
    間連続しているときに、前記空気圧力を検出する手段に
    より検出される圧力の変化を求めることにより前記制御
    装置の異常を判定する異常判定手段を有することを特徴
    とする内燃機関の制御装置。