(57)【要約】【課題】ブレーキブースタに用いる負圧を適切に確保しつつ低排気エミッションを実現することができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】車両制御システム１は、吸気管１１と、吸入空気量制御手段と、ブレーキ倍力手段と、負圧量検出手段と、負圧量判断手段と、負圧供給手段とによって、ブレーキブースタ４１の使用できる負圧量が所定のしきい値以上（絶対値がしきい値以下）である場合に、各気筒に独立して接続された吸気管１１のいずれか一つを通過する空気量を所定量に減少させてブレーキブースタ４１へ負圧を供給する制御を実行することで、ブレーキブースタ４１へ負圧を供給しつつ、他の吸気管１１と接続している気筒の点火時期を遅角させて浄化触媒１７の暖気を促進させることができる。よって、ブレーキブースタ４１に用いる負圧を適切に確保しつつ低排気エミッションを実現することができる。【選択図】  図１
2010144663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の各気筒に独立して接続され、前記各気筒に空気を導入する吸気管と、
スロットル弁の下流にあって、前記吸気管を通過する空気量を制御する吸入空気量制御手段と、
前記吸入空気量制御手段の下流の吸気管に発生する負圧を用いて、運転者のブレーキ操作力を低減させるブレーキ倍力手段と、
前記ブレーキ倍力手段が使用できる負圧量を検出する負圧量検出手段と、
前記負圧量検出手段の検出結果が第１しきい値以上であるか否かを判断する負圧量判断手段と、
前記負圧量判断手段の判断結果が第１しきい値以上である場合に、前記吸入空気量制御手段によって前記吸気管のいずれか一つを通過する空気量を所定量に減少させることで、前記ブレーキ倍力手段に負圧を供給する負圧供給手段と、
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】
前記内燃機関の各気筒から発生するトルクを検出するトルク検出手段と、
前記トルク検出手段の検出結果に基づいて、前記負圧供給手段によって負圧を供給した吸気管が接続された気筒から発生するトルクと、他の気筒から発生するトルクとの差分を算出するトルク差分算出手段と、
前記トルク差分算出手段の算出結果に基づいて、前記負圧供給手段によって負圧を供給する吸気管が接続された気筒から発生するトルクを補正するトルク補正手段と、
を更に備え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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のブレーキの操作力を補助するために、内燃機関の吸気経路から取り出される負圧を利用したブレーキブースタが広く適用されている。ブレーキブースタを適時作動させるためには、運転者のブレーキ踏力を軽減させるための負圧を確保するために、吸気経路の負圧を増加させる必要がある。
【０００３】
吸気経路の負圧を増加させる手段としては、スロットル弁の下流側にバルブを設け、負圧不足と判断した場合に、スロットル下流側バルブを開放しつつスロットル弁を小開度とすることで、スロットル弁とスロットル下流側バルブとの間を負圧状態にする技術が特許文献１に開示されている。
また、多気筒エンジンの吸気管に絞り弁を設け、吸気順序が連続しない気筒同士で構成される気筒群に属する各気筒を絞り弁の下流部分で相互に連通させつつ、連通部分に負圧採取ラインを設けて、ブレーキ負圧不足を判断したときに絞り弁を閉じて吸気管内を負圧状態にすることで、各気筒間における吸気充填量のバラツキを抑えながら負圧を確保する技術が特許文献２に開示されている。
更に、多気筒エンジンのサージタンクに仕切り弁を設け、仕切られたサージタンクのそれぞれの上流側に絞り弁を設置し、一方の絞り弁の下流側に負圧採取ラインを設けて、ブレーキ負圧不足を判断したときに仕切り弁を閉じつつ負圧採取ラインが設けられた部屋の絞り弁を小開度とすることで、サージタンクの一方の部屋に接続される気筒群でリーン運転を実行し、もう一方の部屋に接続される気筒群でストイキ運転を実行しつつ吸気管から負圧を確保する技術が特許文献３に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−１８７２３７号公報
【特許文献２】特開平１０−２２０３１０号公報
【特許文献３】特開２０００−１２０４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、世界的な環境問題を受けて、車両の排気エミッション規制が高い要求レベルで設けられている。このような厳しい排気エミッション規制を達成する手段の一つとして、浄化触媒の暖気を促進させることが有効であることが知られており、そのために内燃機関の点火時期を遅角させる制御が広く実行されている。点火時期を遅角させる制御を実行すると内燃機関のトルクが低下することから、エンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）は、要求トルクを確保するためにスロットルを開放する方向に制御して吸入空気量を増加させる。よって、内燃機関の吸気経路の負圧が低下することから、遅角制御中はブレーキブースタに充分な負圧を供給することができない。
ここで、特許文献１〜３の技術では、運転者のブレーキ使用頻度が高いときなど、ブレーキブースタへの負圧確保が優先される場合には、吸気経路を負圧状態にする制御が優先的に実行されることから、浄化触媒の暖気促進に必要とされる点火時期の遅角量が確保できない場合がある、といった問題点がある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ブレーキブースタに用いる負圧を適切に確保しつつ低排気エミッションを実現することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の制御装置は、内燃機関の各気筒に独立して接続され、前記各気筒に空気を導入する吸気管と、スロットル弁の下流にあって、前記吸気管を通過する空気量を制御する吸入空気量制御手段と、前記吸入空気量制御手段の下流の吸気管に発生する負圧を用いて、運転者のブレーキ操作力を低減させるブレーキ倍力手段と、前記ブレーキ倍力手段が使用できる負圧量を検出する負圧量検出手段と、前記負圧量検出手段の検出結果が第１しきい値以上であるか否かを判断する負圧量判断手段と、前記負圧量判断手段の判断結果が第１しきい値以上である場合に、前記吸入空気量制御手段によって前記吸気管のいずれか一つを通過する空気量を所定量に減少させることで、前記ブレーキ倍力手段に負圧を供給する負圧供給手段と、を備えることを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
また、本発明の内燃機関の制御装置は、前記内燃機関の各気筒から発生するトルクを検出するトルク検出手段と、前記トルク検出手段の検出結果に基づいて、前記負圧供給手段によって負圧を供給した吸気管が接続された気筒から発生するトルクと、他の気筒から発生するトルクとの差分を算出するトルク差分算出手段と、前記トルク差分算出手段の算出結果に基づいて、前記負圧供給手段によって負圧を供給する吸気管が接続された気筒から発生するトルクを補正するトルク補正手段と、を更に備えることを特徴とすることができる（請求項２）。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の内燃機関の制御装置によれば、ブレーキブースタが使用できる負圧量が所定のしきい値以上（負圧量の絶対値が所定のしきい値以下）である場合に、各気筒に独立して接続された吸気管のいずれか一つを通過する空気量を所定量に減少させて負圧を得ることができることから、空気量を減少させた吸気管からブレーキブースタに負圧を供給しつつ、その他の吸気管と接続している気筒の点火時期を遅角させて浄化触媒の暖気を促進させることができる。よって、ブレーキブースタに用いる負圧を適切に確保しつつ低排気エミッションを実現することができる。
【００１０】
また、本発明の内燃機関の制御装置によれば、各気筒から発生するトルクの検出結果から、空気量を減少させた吸気管と接続された気筒のトルクとその他の気筒のトルクとの差分を算出し、算出した差分に基づいて空気量を減少させた吸気管と接続された気筒のトルクを補正することができることから、負圧を供給する吸気管と接続された気筒のトルクを他の気筒のトルクと合わせることができる。よって、負圧の確保時のトルク変動によるドライバビリティ悪化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
本発明の実施例１について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の内燃機関の制御装置を組み込んだ車両制御システム１の概略構成を示した構成図である。なお、図１にはエンジンの１気筒の構成のみを示している。
【００１３】
図１に示す車両制御システム１は、動力源であるエンジン１００を備えており、エンジン１００の運転動作を総括的に制御するエンジンＥＣＵ１０を備えている。エンジンＥＣＵ１０は、電源ラインを通じてオルタネータおよびバッテリから電力の供給を受けて稼動し、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信プロトコルに従って、その他のＥＣＵや各電装品の制御装置と通信を行う。また、車両制御システム１は、各気筒と独立に接続された吸気管１１の一つに絞り弁２５を備えており、吸気管１１を通過する空気量を所定量に減少させることで下流側を負圧状態とする。更に、車両制御システム１は、ブレーキブースタ４１を備えており、絞り弁２５の下流側の負圧を用いて、運転者のブレーキ操作力を低減させる。
【００１４】
エンジン１００は、車両に搭載される多気筒エンジンであって、各気筒は燃焼室１３を構成するピストンを備えている。各燃焼室のピストンはそれぞれコネクティングロッドを介して出力軸であるクランクシャフトの軸に連結されており、ピストンの往復運動がコネクティングロッドによってクランクシャフトの回転へと変換される。吸気通路２６からサージタンク２４を通じて導入された吸入空気は吸気ポート１２にてインジェクタ１８から噴射された燃料と混合し、ピストンの上昇運動により燃焼室１３内で圧縮される。エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１からのピストンの位置、およびカム角センサからのカム軸回転位相の情報に基づき、燃焼室１３内の点火プラグ１９を点火させて圧縮混合ガスを着火させ、燃焼室１３内を膨張させてピストンを下降させる。これがコネクティングロッドを介してクランクシャフトの軸回転に変更されることにより、エンジン１００は動力を得る。
【００１５】
クランクシャフトの軸の近傍には、クランク角センサ３１が設けられている。クランク角センサ３１はクランクシャフト軸の回転角度を検出するように構成されており、検出結果をエンジンＥＣＵ１０に送信する。それにより、エンジンＥＣＵ１０は、運転時のエンジン回転数や回転角速度など、クランク角に関する情報を取得することができる。
【００１６】
吸気ポートに備えられたインジェクタ１８には、燃料ポンプより燃料配管を通じて高圧の燃料が供給されており、エンジンＥＣＵ１０の指示により吸気ポートへ燃料を噴射供給する。エンジンＥＣＵ１０は、エアフロメータ２１およびスロットルポジションセンサ２３からの吸入空気量の情報、吸気カム角センサからのカム軸回転位相や筒内圧検出センサからの筒内圧の情報に基づき、燃料噴射量と噴射タイミングを決定しインジェクタ１８に信号を送る。インジェクタ１８はエンジンＥＣＵ１０の指令に従って、吸気ポートへ指示された燃料噴射量・噴射タイミングにて燃料を高圧噴射する。高圧噴射された燃料は霧化し吸入空気と混合され、エンジン１００の燃焼に適した混合ガスとなり、吸気弁が開いた際に燃焼室１３へと供給される。そして、インジェクタ１８のリーク燃料は、リリーフ配管を通って燃料タンク（図示しない）へと戻される。
この場合、インジェクタ１８は、エンジン１００の各気筒に設けられることで直接エンジン気筒内の燃焼室１３に燃料を噴射供給する構成としてもよい。
【００１７】
各気筒の排気通路１５は下流で合流して合流排気通路１６を形成し、合流排気通路１６の先には浄化触媒１７が設けられている。浄化触媒１７は、エンジン１００の排ガスを浄化するために用いられるもので、例えば三元触媒やＮＯｘ吸蔵還元型触媒などが適用される。浄化触媒１７は、エンジン１００の排気量、使用地域等の違いによって複数個組み合わせて用いられる場合もある。燃焼後の排気ガスは、排気弁が開いた際に排気ポート１４、排気通路１５を通って合流排気通路１６で合流し、浄化触媒１７を通過してエンジン１００の外部へと排出される。
合流排気通路１６には排気温センサ３２、図示しないＡ／Ｆセンサ、Ｏ２センサが設けられており、燃焼室１３から排出される排気ガスの温度、空燃比を検出し、その結果をエンジンＥＣＵ１０へと送信する。また、浄化触媒１７には触媒温度センサ３３が設けられており、浄化触媒の温度を検出し、その結果をエンジンＥＣＵ１０へと送信する。エンジンＥＣＵ１０は、触媒温度センサ３３からの信号を受信することにより、浄化触媒１７の温度を認識し、浄化触媒１７が活性温度域にあるか否かを判断する。
【００１８】
エンジン１００の吸気通路２６にはエアフロメータ２１、スロットルバルブ２２およびスロットルポジションセンサ２３が設置されている。エアフロメータ２１およびスロットルポジションセンサ２３は、それぞれ吸気通路２６を通過する吸入空気量、およびスロットルバルブ２２の開度を検出し、検出結果をエンジンＥＣＵ１０に送信する。エンジンＥＣＵ１０は、送信された検出結果に基づいて吸気ポート１２および燃焼室１３へ導入される吸入空気量を認識し、スロットルバルブ２２の開度を調整することでエンジン１００の運転に必要な吸入空気量を燃焼室１３へ取り込むことができる。
スロットルバルブ２２は、ステップモータを用いたスロットルバイワイヤ方式を適用することが好ましいが、例えばステップモータの代わりにワイヤなどを介してアクセルペダル（図示しない）と連動し、スロットルバルブ２２の開度が変更されるような機械式スロットル機構を適用することもできる。
【００１９】
スロットルバルブ２２の下流側にはサージタンク２４が設置されている。サージタンク２４は吸気通路２６、およびエンジン１００の各気筒に独立に接続された吸気管１１と接続しており、一つの吸気通路２６をエンジン１００の各気筒に対応させて分岐する構成をとっている。サージタンク２４は、吸気通路２６を通過してスロットルバルブ２２で調整された吸入空気を、吸気管１１を通じてエンジン１００の各気筒へ分配供給する。
【００２０】
絞り弁２５は、いずれか一つの吸気管１１に設置され、吸気管１１を通じてエンジン１００の気筒に供給される吸入空気量を所定量へと制御する。絞り弁２５は、スロットルバルブ２２と同様の電動スロットル機構を採用するが、その他機構を採用することで吸入空気量を制御する構成としてもよい。絞り弁２５は、エンジンＥＣＵ１０の指令に従ってスロットル開度を変化させて吸入空気量を所定量へ減少させることで、絞り弁２５の下流側の吸気管１１を負圧状態にする。ここで、絞り弁２５が制御する吸入空気の所定量は、ブレーキブースタ４１が必要としている負圧を供給するのに充分な負圧状態となるよう、負圧センサ４５の検出結果に基づいてエンジンＥＣＵ１０が決定する。よって、例えばブレーキブースタ４１が大量の負圧量を必要とする場合は、より絞り弁２５を閉じる方向に制御することで、絞り弁２５の下流側を大きな負圧状態（負圧量の絶対値が増大する方向）にすることができる。絞り弁２５の下流側の吸気管１１には逆支弁４７を備えた負圧通路４６が接続されており、吸気管１１に生じた負圧をブレーキブースタ４１へ供給する。
なお、絞り弁２５は、本発明の吸入空気量制御手段に相当する。また、負圧通路４６は、本発明の負圧供給手段に相当する。
【００２１】
ブレーキブースタ４１は、ブレーキペダル４２と、マスターシリンダ４３と、図示しないホイルシリンダとを有して構成されている。運転者が車輪の回転を制動するために操作するブレーキペダル４２は、ブレーキブースタ４１の入力ロッド４４と連結されている。ブレーキブースタ４１は、運転者のペダル踏力に対して所定の倍力比でアシスト力を発生させるための構成であり、内部でマスターリシンダ４３側に区画された負圧室が、負圧通路４６を介して絞り弁２５の下流側の吸気管１１に接続されている。ブレーキブースタ４１は、さらにその出力ロッドがマスターシリンダ４３の入力軸と連結されており、マスターシリンダ４３は、ペダル踏力に加えてアシスト力を得たブレーキブースタ４１からの作用力に応じて油圧を発生させる。マスターシリンダ４３は、油圧回路を介して各車輪のディスクブレーキ機構（図示しない）に設けられたホイルシリンダの夫々に接続されており、ホイルシリンダはマスターシリンダ４３から供給された油圧で制動力を発生させる。この場合、ブレーキブースタ４１は気圧式のものであれば特に限定されるものではなく、一般的なものであってよい。
【００２２】
また、ブレーキブースタ４１は、負圧センサ４５を備えており、ブレーキブースタ４１の作動に用いることができる負圧量を検出し、検出結果をエンジンＥＣＵ１０へ送信する。これにより、エンジンＥＣＵ１０は、ブレーキブースタ４１が使用できる負圧量を認識することができることから、適切なタイミングでブレーキブースタ４１へ負圧を供給する制御を実行することができる。
なお、ブレーキブースタ４１は、本発明のブレーキ倍力手段に相当する。また、負圧センサ４５は、本発明の負圧量検出手段に相当する。
【００２３】
エンジンＥＣＵ１０は、演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、データ等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ  Ｖｏｌａｔｉｌｅ  ＲＡＭ）と、を備えるコンピュータである。エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１、カム角センサ、エアフロメータ２１、スロットルポジションセンサ２３、水温センサ３４等の検出結果を読み込み、スロットルバルブ２２の動作、吸気弁、排気弁の動作、インジェクタ１８の動作、点火プラグ１９の点火時期など、エンジン１００の運転動作を統合的に制御する。また、エンジンＥＣＵ１０は、排気温センサ３２、Ａ／ＦセンサおよびＯ２センサの検出結果に基づいて燃焼室１３の燃焼情報を取得し、最適な燃焼状態となるように気筒内への燃料噴射量を調整するフィードバック制御を実行する。
【００２４】
そして、エンジンＥＣＵ１０は、負圧センサ４５の検出結果に基づいて、ブレーキブースタ４１に負圧を供給する制御を実行する。エンジンＥＣＵ１０は、負圧センサ４５の検出結果に基づいて、ブレーキブースタ４１が使用できる負圧量が所定の第１しきい値以上（負圧量の絶対値が第１しきい値以下）であるか否かを判断する。ここで、第１しきい値は、運転者が次回のブレーキ操作を実行する際に充分にブレーキ踏力をアシストできる任意の負圧量を適用することができるが、例えば−４０［ｋＰａ］とすることができる。
つづいて、エンジンＥＣＵ１０は、ブレーキブースタ４１が使用できる負圧量が第１しきい値以上（負圧量の絶対値が第１しきい値以下）であった場合に、絞り弁２５に指令して吸気管１１を通過する吸入空気量を所定量に減少させることで、絞り弁２５の下流側の吸気管１１を負圧状態にする。ここで、絞り弁２５が制御する吸入空気の所定量は前述したために、その詳細な説明は省略する。
あわせて、エンジンＥＣＵ１０は、触媒温度センサ３３の検出結果に基づいて、浄化触媒１７の温度が活性温度域にない場合に、吸入空気量を減少させた吸気管１１と接続された気筒を除いた全気筒の点火時期を所定量遅角させることで、浄化触媒１７を活性温度域まで暖気させる制御を実行する。ここで、点火時期の遅角の所定量は、浄化触媒１７の暖気促進に有効な任意の遅角量を適用することができる。この場合、ブレーキブースタ４１への負圧供給制御を実行する際に、すでに全気筒に対して点火時期の遅角制御が実行されている場合は、吸入空気量を減少させる吸気管１１と接続された気筒のみ点火時期の遅角量を緩和する制御をあわせて実行してもよい。
【００２５】
この制御を実行することにより、ブレーキブースタ４１が使用できる負圧量が所定値以上（負圧量の絶対値が所定値以下）である場合に、エンジン１００の気筒に接続されている吸気管１１のいずれか一つから、ブレーキブースタ４１が使用する負圧を取り出しつつ、その他の吸気管１１と接続している気筒の点火時期を遅角させて浄化触媒の暖気を促進させることができる。よって、ブレーキブースタに用いる負圧を適切に確保しつつ低排気エミッションを実現することができる。
なお、エンジンＥＣＵ１０は、本発明の負圧量判断手段および負圧供給手段に相当する。
【００２６】
つづいて、エンジンＥＣＵ１０の制御の流れに沿って、車両制御システム１の動作を説明する。図２はエンジンＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。本実施例の車両制御システム１は、吸気管と、吸入空気量制御手段と、ブレーキ倍力手段と、負圧量検出手段と、負圧量判断手段と、負圧供給手段とを備えることで、ブレーキブースタが使用できる負圧量が所定のしきい値以上である場合に、各気筒に独立して接続された吸気管のいずれか一つを通過する空気量を所定量に減少させて、ブレーキブースタへ負圧を供給する制御を実行する。
【００２７】
エンジンＥＣＵ１０の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがＯＮにされると開始する。まず、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ１で、負圧センサ４５の検出結果に基づいて、ブレーキブースタ４１が使用できる負圧量を検出する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ１の処理を終えると、次のステップＳ２へ進む。
【００２８】
ステップＳ２で、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ１で検出された負圧量に基づいて、ブレーキブースタ４１が使用できる負圧量が第１しきい値以上（負圧量の絶対値が第１しきい値以下）であるか否かを判断する。ここで、第１しきい値については前述したために、その詳細な説明は省略する。負圧量が第１しきい値以上でない場合（ステップＳ２／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１０はブレーキブースタ４１が使用できる負圧量が充分であると判断し、制御の処理を終了する。負圧量が第１しきい値以上である場合（ステップＳ２／ＹＥＳ）は、エンジンＥＣＵ１０は次のステップＳ３へ進む。
【００２９】
ステップＳ３で、エンジンＥＣＵ１０は、絞り弁２５に指令して吸気管１１を通過する吸入空気量を所定量に減少させることで、絞り弁２５の下流側の吸気管１１を負圧状態にする。ここで、絞り弁２５が制御する吸入空気の所定量は前述したために、その詳細な説明は省略する。この制御を実行することにより、絞り弁２５の下流側の吸気管１１に発生した負圧を、負圧通路４６を通じてブレーキブースタ４１に供給することができる。この場合、全気筒に対して点火時期の遅角制御が実行されている場合は、吸入空気量を減少させる吸気管１１と接続された気筒のみ点火時期の遅角量を緩和する制御をあわせて実行してもよい。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ３の処理を終えると、次のステップＳ４へ進む。
【００３０】
ステップＳ４で、エンジンＥＣＵ１０は、負圧センサ４５の検出結果に基づいて、ブレーキブースタ４１が使用できる負圧量が第２しきい値以下（負圧量の絶対値が第２しきい値以上）であるか否かを判断する。ここで、第２しきい値は、運転者が複数回のブレーキ操作を実行しても充分にブレーキ踏力をアシストできる任意の負圧量を適用することができるが、例えば−５０［ｋＰａ］とすることができる。負圧量が第２しきい値以下でない場合（ステップＳ４／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１０はブレーキブースタ４１が使用できる負圧量が充分でないと判断し、ステップＳ３へ戻り、負圧量が第２しきい値以下となるまで上記の処理を繰り返す。負圧量が第２しきい値以下である場合（ステップＳ４／ＹＥＳ）は、エンジンＥＣＵ１０はブレーキブースタ４１が使用できる負圧量が充分であると判断し、次のステップＳ５へ進む。
【００３１】
ステップＳ５で、エンジンＥＣＵ１０は、絞り弁２５を開放するように指令して、吸気管１１を通過する吸入空気量を通常の量に戻す。この場合、全気筒に対して点火時期の遅角制御が実行されている場合は、吸入空気量を減少させる吸気管１１と接続された気筒の遅角量を他の気筒の遅角量と合致させる制御をあわせて実行する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ５の処理を終えると、制御の処理を終了する。
【００３２】
以上のように、本実施例の車両制御システム１は、吸気管と、吸入空気量制御手段と、ブレーキ倍力手段と、負圧量検出手段と、負圧量判断手段と、負圧供給手段とによって、ブレーキブースタが使用できる負圧量が所定のしきい値以上（負圧量の絶対値が所定のしきい値以下）である場合に、各気筒に独立して接続された吸気管のいずれか一つを通過する空気量を所定量に減少させて、ブレーキブースタへ負圧を供給する制御を実行することで、ブレーキブースタへ負圧を供給しつつ、その他の吸気管と接続している気筒の点火時期を遅角させて浄化触媒の暖気を促進させることができる。よって、ブレーキブースタに用いる負圧を適切に確保しつつ低排気エミッションを実現することができる。
【実施例２】
【００３３】
つづいて、本発明の実施例２について説明する。本実施例の車両制御システム２は、実施例１の車両制御システム１とほぼ同様の構成となっているが、車両制御システム２は、エンジンの各気筒から発生するトルクを検出するトルク検出手段と、負圧を供給する吸気管が接続された気筒から発生するトルクと他の気筒から発生するトルクとの差分を算出するトルク差分算出手段と、吸気管が接続された気筒から発生するトルクを補正するトルク補正手段とを備える点で車両制御システム１と相違している。
【００３４】
本実施例の車両制御システム２は、実施例１と同様に車両内部にエンジンＥＣＵ１０およびクランク角センサ３１を備えている。このエンジンＥＣＵ１０およびクランク角センサ３１が、エンジン１００の各気筒から発生するトルクを検出するトルク検出手段に相当する。
エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１によって検出される角速度の信号を受信し、角速度の変化を微分演算して角速度の変化度合いを求める。そして、各気筒毎の角速度の変化度合いから、各気筒から発生するトルクを求める。これにより、エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１からの出力信号に基づいて各気筒から発生するトルクを認識することができる。この場合、エンジン１００にトルクセンサを設けることで、トルクセンサの検出結果に基づいて各気筒から発生するトルクを認識してもよいし、その他のトルク検出手段を適用することで、各気筒から発生するトルクを認識してもよい。
【００３５】
また、エンジンＥＣＵ１０は、トルク検出手段の検出結果に基づいて、負圧を供給する吸気管１１が接続された気筒から発生するトルクと他の気筒から発生するトルクとの差分を算出するトルク差分算出手段に相当する。
そして、エンジンＥＣＵ１０は、トルク差分算出手段の算出結果に基づいて、吸入空気を減少させた吸気管１１に接続された気筒のトルクを補正するトルク補正手段に相当する。
エンジンＥＣＵ１０は、吸入空気量、燃料噴射量、燃料噴射タイミング、点火時期の少なくとも１つを制御することで、またはこれらの制御を組み合わせることで、負圧確保のために空気量を減少させることによって目標トルクからずれた気筒のトルクを他の気筒のトルクに近づけるよう補正する（図３参照）。この制御を実行することによって、負圧を供給する吸気管と接続された気筒のトルクを他の気筒のトルクと合わせることができることから、負圧の確保時のトルク変動によるドライバビリティ悪化を抑制することができる。
【００３６】
つづいて、エンジンＥＣＵ１０の制御の流れに沿って、車両制御システム２の動作を説明する。図４はエンジンＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。本実施例の車両制御システム２は、各気筒から発生するトルクの検出結果から、空気量を減少させた吸気管と接続された気筒のトルクとその他の気筒のトルクとの差分を算出し、算出した差分に基づいて空気量を減少させた吸気管と接続された気筒のトルクを補正する制御を実行する。
【００３７】
エンジンＥＣＵ１０の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがＯＮにされると開始する。まず、エンジンＥＣＵ１０はステップＳ６で、負圧センサ４５の検出結果に基づいて、ブレーキブースタ４１が使用できる負圧量を検出する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ６の処理を終えると、次のステップＳ７へ進む。
【００３８】
ステップＳ７で、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ６で検出された負圧量に基づいて、ブレーキブースタ４１が使用できる負圧量が第１しきい値以上（負圧量の絶対値が第１しきい値以下）であるか否かを判断する。ここで、第１しきい値については前述したために、その詳細な説明は省略する。負圧量が第１しきい値以上でない場合（ステップＳ７／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１０はブレーキブースタ４１が使用できる負圧量が充分であると判断し、制御の処理を終了する。負圧量が第１しきい値以上である場合（ステップＳ７／ＹＥＳ）は、エンジンＥＣＵ１０は次のステップＳ８へ進む。
【００３９】
ステップＳ８で、エンジンＥＣＵ１０は、絞り弁２５に指令して吸気管１１を通過する吸入空気量を所定量に減少させることで、絞り弁２５の下流側の吸気管１１を負圧状態にする。ここで、絞り弁２５が制御する吸入空気の所定量は前述したために、その詳細な説明は省略する。この制御を実行することにより、絞り弁２５の下流側の吸気管１１に発生した負圧を、負圧通路４６を通じてブレーキブースタ４１に供給することができる。この場合、全気筒に対して点火時期の遅角制御が実行されている場合は、吸入空気量を減少させる吸気管１１と接続された気筒のみ点火時期の遅角量を緩和する制御をあわせて実行してもよい。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ８の処理を終えると、次のステップＳ９へ進む。
【００４０】
ステップＳ９で、エンジンＥＣＵ１０は、クランク角センサ３１の検出結果に基づき、各気筒から発生するトルクを検出する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ９の処理を終えると、次のステップＳ１０へ進む。
【００４１】
ステップＳ１０で、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ９で検出したトルクに基づいて、負圧を供給する吸気管１１が接続された気筒から発生するトルクと他の気筒から発生するトルクとの差分を算出する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ１０の処理を終えると、次のステップＳ１１へ進む。
【００４２】
ステップＳ１１で、エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ１０で算出したトルクの差分に基づいて、吸入空気量、燃料噴射量、燃料噴射タイミング、点火時期の少なくとも１つを制御することで、またはこれらの制御を組み合わせることで、負圧を供給する吸気管１１が接続された気筒のトルクを他の気筒のトルクに近づけるよう補正する（図３参照）。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ１１の処理を終えると、次のステップＳ１２へ進む。
【００４３】
ステップＳ１２で、エンジンＥＣＵ１０は、負圧センサ４５の検出結果に基づいて、ブレーキブースタ４１が使用できる負圧量が第２しきい値以下（負圧量の絶対値が第２しきい値以上）であるか否かを判断する。ここで、第２しきい値については前述したために、その詳細な説明は省略する。負圧量が第２しきい値以下でない場合（ステップＳ１２／ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１０はブレーキブースタ４１が使用できる負圧量が充分でないと判断し、ステップＳ８へ戻り、負圧量が第２しきい値以下となるまで上記の処理を繰り返す。負圧量が第２しきい値以下である場合（ステップＳ１２／ＹＥＳ）は、エンジンＥＣＵ１０はブレーキブースタ４１が使用できる負圧量が充分であると判断し、次のステップＳ１３へ進む。
【００４４】
ステップＳ１３で、エンジンＥＣＵ１０は、絞り弁２５を開放するように指令して、吸気管１１を通過する吸入空気量を通常の量に戻す。この場合、全気筒に対して点火時期の遅角制御が実行されている場合は、吸入空気量を減少させる吸気管１１と接続された気筒の遅角量を他の気筒の遅角量と合致させる制御をあわせて実行する。エンジンＥＣＵ１０は、ステップＳ１３の処理を終えると、制御の処理を終了する。
【００４５】
以上のように、本実施例の車両制御システムは、各気筒から発生するトルクの検出結果から、空気量を減少させた吸気管と接続された気筒のトルクとその他の気筒のトルクとの差分を算出し、算出した差分に基づいて空気量を減少させた吸気管と接続された気筒のトルクを補正する制御を実行することで、負圧を供給する吸気管と接続された気筒のトルクを他の気筒のトルクと合わせることができる。よって、負圧の確保時のトルク変動によるドライバビリティ悪化を抑制することができる。
【００４６】
上記実施例は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００４７】
例えば、図５に示すように、絞り弁２５および負圧通路４６は、いずれか一つの吸気管１１のみならず、すべての吸気管１１に設けることもできる。このような構成とすることで、エンジンＥＣＵ１０は、車両の運転状態に応じて最も運転状態に与える影響が少ない一の気筒に接続された吸気管１１から負圧を取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施例１の車両制御システムの概略構成を示した構成図である。
【図２】実施例１のＥＣＵが行う制御のフローを示している。
【図３】トルク補正用の目標点火時期マップの一例を示している。
【図４】実施例２のＥＣＵが行う制御のフローを示している。
【図５】実施例の変形例を示している。
【符号の説明】
【００４９】
１  車両制御システム
１０  エンジンＥＣＵ（負圧量判断手段，負圧供給手段）
１１  吸気管
１２  吸気ポート
１３  燃焼室
１６  合流排気通路
１７  浄化触媒
１８  インジェクタ
１９  点火プラグ
２１  エアフロメータ
２２  スロットルバルブ
２３  スロットルポジションセンサ
２４  サージタンク
２５  絞り弁（吸入空気量制御手段）
２６  吸気通路
３１  クランク角センサ
３３  触媒温度センサ
４１  ブレーキブースタ
４２  ブレーキペダル
４５  負圧センサ（負圧量検出手段）
４６  負圧通路（負圧供給手段）
１００  エンジン
【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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