(57)【要約】【課題】内燃機関の制御装置において、新たに検出手段（センサ）を追加することなく、また、内燃機関や検出手段のばらつきに影響されずに、マスターバックの作動を精度良く判定することにある。【解決手段】制御手段（５９）は、吸気管圧力を推定する吸気管圧力推定手段（５９Ａ）と、吸気管圧力検出手段（５４）により検出された吸気管圧力と吸気管圧力推定手段（５９Ａ）により推定された吸気管圧力との差の微分値を算出してこの算出された微分値が予め設定された閾値以上の時にはマスターバック（６４）が作動中と判定するマスターバック作動判定手段（５９Ｂ）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気管圧力を利用してブレーキペダルの踏力を増幅するマスターバックを備えた車両の内燃機関の制御装置において、吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段を設け、吸気管圧力を推定する吸気管圧力推定手段と、前記吸気管圧力検出手段により検出された吸気管圧力と前記吸気管圧力推定手段により推定された吸気管圧力との差の微分値を算出してこの算出された微分値が予め設定された閾値以上の時には前記マスターバックが作動中と判定するマスターバック作動判定手段とを備える制御手段を設けたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記内燃機関に吸入される空気量を検出する吸入空気量検出手段に連絡し、前記マスターバック作動判定手段により前記マスターバックが作動中と判定された時には前記吸入空気量検出手段により検出される空気量を補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記内燃機関のアイドル運転時の吸入空気量を調整する吸入空気量調整手段に連絡し、前記マスターバック作動判定手段により前記マスターバックが作動中と判定された時には前記吸入空気量調整手段により調整される空気量を補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特にマスターバックを備えた車両に搭載された内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、内燃機関の吸気管圧力（吸気管負圧）を利用してブレーキペダルの踏力を増幅するマスターバックを設けているものがある。これにより、ブレーキペダルの軽い踏力でも、車両の制動力が十分に得られるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１７４６６５号公報
【特許文献２】特開平７−１９０８６号公報
【０００４】
特許文献１に係る内燃機関の制御装置は、ブレーキスイッチがオンからオフになった場合に、ブレーキ負圧の絶対値と吸気管負圧（吸気管圧力）の絶対値とを比較し、ブレーキ負圧の絶対値が吸気管負圧の絶対値よりも大きい場合に、空燃比の補正を禁止するものである。
特許文献２に係る車両用内燃機関の燃料噴射制御装置は、ブレーキブースタ（マスターバック）を備えた車両において、ブレーキペダルが戻された時に、ブレーキブースタから内燃機関に吸引される過剰な空気を考慮して、燃料噴射を制御するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、吸入空気量検出手段としてのエアフローセンサを用いて吸入空気量を検出している内燃機関では、吸気管負圧（吸気管圧力）を利用してブレーキペダルの踏力を増幅するマスターバックから流入してくる空気量は、エアフローセンサを経由していない。このため、ブレーキペダルの操作時に、何らかの補正を行わないと、検出した空気量と実際の空気量とにずれが生じてしまう場合があった。
従来では、ブレーキスイッチのオン又はオフの状態等でブレーキペダルの操作を検出して空気量の補正を行っていたため、その補正が不要な場合でも、補正が行われることがあった。
また、内燃機関のアイドル運転時には、吸入空気量の検出方法にかかわらず、ブレーキペダルの操作等でマスターバックが作動すると、エンジン回転数が上昇する。この時、アイドル空気量を調整する吸入空気量調整手段としてのアイドル空気量制御（ＩＳＣ）装置のＩＳＣ弁がエンジン回転数を下げるように作動し、このため、マスターバック内の負圧が回復した後に、エンジン回転数が低下するおそれがある。
このため、ブレーキスイッチ等でブレーキペダルの操作を検出し、ＩＳＣ弁による制御を制限していたが、必要以上に空気量の制限を行うために、アイドル回転数の制御性が悪くなるおそれがあり、改善が望まれていた。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、新たに検出手段（センサ）を追加することなく、また、内燃機関や検出手段のばらつきに影響されずに、マスターバックの作動を精度良く判定する内燃機関の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】
【０００７】
この発明は、内燃機関の吸気管圧力を利用してブレーキペダルの踏力を増幅するマスターバックを備えた車両の内燃機関の制御装置において、吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段を設け、吸気管圧力を推定する吸気管圧力推定手段と、前記吸気管圧力検出手段により検出された吸気管圧力と前記吸気管圧力推定手段により推定された吸気管圧力との差の微分値を算出してこの算出された微分値が予め設定された閾値以上の時には前記マスターバックが作動中と判定するマスターバック作動判定手段とを備える制御手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の内燃機関の制御装置は、新たに検出手段（センサ）を追加することなく、また、内燃機関や検出手段のばらつきに影響されずに、マスターバックの作動を精度良く判定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は検出された吸気管圧力と推定された吸気管圧力との差の微分値を算出してマスターバックが作動中か否かを判定するフローチャートである。（実施例）
【図２】図２は微分値等の各信号波形とマスターバックの作動状態を示すタイムチャートである。（実施例）
【図３】図３（Ａ）は、ブレーキペダルを軽く踏んだ後に戻した時の微分値の波形図である。図３（Ｂ）は、ブレーキペダルを強く踏んだ後に戻した時の微分値の波形図である。（実施例）
【図４】図４は内燃機関の制御装置のシステム構成図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明は、新たに検出手段（センサ）を追加することなく、また、内燃機関や検出手段のばらつきに影響されずに、マスターバックの作動を精度良く判定する目的を、検出された吸気管圧力と推定された吸気管圧力との差の微分値を算出して実現するものである。
【実施例】
【００１１】
図１〜図４は、この発明の実施例を示すものである。
図４において、１は車両に搭載される内燃機関である。この内燃機関１は、シリンダブロック２とシリンダヘッド３とシリンダヘッドカバー４とが一体的になって構成されている。
シリンダヘッド３には、吸気側において、吸気ポート５が形成され、また、吸気カム軸６が設置され、さらに、この吸気カム軸６で駆動されて吸気ポート５を開閉する吸気弁７が設けられている。
また、シリンダヘッド３には、排気側において、排気ポート８が形成され、また、排気カム軸９が設置され、さらに、この排気カム軸９で駆動されて排気ポート８を開閉する排気弁１０が設けられている。
【００１２】
内燃機関１は、吸気装置１１を備えている。この吸気装置１１においては、エアクリーナ１２と、このエアクリーナ１２から内燃機関１側に吸入空気を導く吸気通路１３を形成するように、吸気管１４と、スロットル弁１５を備えたスロットルボディ１６と、サージタンク１７が一体でシリンダヘッド３に取り付けられる吸気マニホルド１８とが、順次に接続している。
【００１３】
内燃機関１は、排気装置１９を備えている。この排気装置１９においては、内燃機関１からの排気を導く排気通路２０を形成するように、シリンダヘッド３に取り付けられた排気マニホルド２１と、この排気マニホルド２１に接続された排気管２２とが、順次に設けられている。この排気管２２の途中には、触媒コンバータ２３が設けられている。
【００１４】
内燃機関１は、燃料供給装置２４を備えている。この燃料供給装置２４においては、燃料タンク２５内で電磁式の燃料ポンプ２６が設けられ、また、この燃料ポンプ２６に燃料フィルタ２７と燃料圧力レギュレータ２８とを順次に介して燃料供給管２９の一端が接続している。この燃料供給管２９の他端は、燃料デリバリパイプ３０を介して燃料噴射弁３１に接続している。この燃料噴射弁３１は、シリンダヘッド３に取り付けられて燃料を吸気ポート５へ噴射する。
【００１５】
内燃機関１は、蒸発燃料制御装置３２を備えている。この蒸発燃料制御装置３２においては、燃料タンク２５の上部に二ウェイチェック弁３３が設けられ、この二ウェイチェック弁３３にはエバポ管３４の一端が接続し、このエバポ管３４の他端にキャニスタ３５が設けられている。
このキャニスタ３５には、パージ管３６の一端が接続している。このパージ管３６の他端は、スロットル弁１５の下流側でスロットルボディ１６の内部に開口している。パージ管３６の途中には、パージ弁（ＶＳＶ）３７が設けられている。
【００１６】
また、内燃機関１は、アイドル空気量制御装置（ＩＳＣ装置）３８を備えている。このアイドル空気量制御装置３８においては、スロットル弁１５を迂回するように、一端がスロットル弁１５の上流側でスロットルボディ１６の内部に連通するとともに他端がスロットル弁１５の下流側でスロットルボディ１６の内部に連通するアイドルエア管３９が設けられている。また、このアイドルエア管３９の途中には、吸入空気量調整手段として、内燃機関１のアイドル運転時の吸入空気量を調整するＩＳＣ弁４０が設けられている。
【００１７】
また、内燃機関１は、可変バルブタイミング（ＶＶＴ）装置４１を備えている。この可変バルブタイミング装置４１においては、吸気カム軸６の前端に取り付けられた吸気油圧アクチュエータ４２と、排気カム軸９の前端に取り付けられた排気油圧アクチュエータ４３と、吸気油圧アクチュエータ４２へのオイルを制御する吸気オイル制御弁４４と、排気油圧アクチュエータ４３へのオイルを制御する排気オイル制御弁４５とが設けられている。
【００１８】
シリンダヘッドカバー４には、イグニションコイル４６とＰＣＶ弁４７とが取り付けられている。このＰＣＶ弁４７には、サージタンク１７内に連通するタンク側ブローバイガス管４８が接続している。
また、シリンダヘッドカバー４には、吸気管１４内に連通する吸気管側ブローバイガス管４９が接続している。
【００１９】
シリンダブロック２には、吸気マニホルド１８の一部に形成した冷却水通路５０内の冷却水温度を検出する水温センサ５１と、ノッキングを検出するノッキングセンサ５２とが取り付けられている。
スロットルボディ１６には、スロットル弁１５のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ５３が設けられる。
サージタンク１７には、吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段としての吸気管圧力センサ５４が設けられている。
吸気管１４には、吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段としてのエアフローセンサ５５と、空気の温度を検出する吸気温センサ５６とが取り付けられている。
触媒コンバータ２３の上流側の排気管２２には、排気中の空燃比を検出するヒータ付きの空燃比センサ５７が取り付けられている。
触媒コンバータ２３の下流側の排気管２２には、排気中の酸素濃度を検出するヒータ付きの酸素センサ（Ｏ２センサ）５８が取り付けられている。
【００２０】
燃料ポンプ２６と、燃料噴射弁３１と、パージ弁３７と、ＩＳＣ弁４０と、吸気オイル制御弁４４と、排気オイル制御弁４５と、イグニションコイル４６と、水温センサ５１と、ノッキングセンサ５２と、スロットル開度センサ５３と、吸気管圧力センサ５４と、エアフローセンサ５５と、吸気温センサ５６と、空燃比センサ５７と、酸素センサ５８とは、内燃機関１の制御装置を構成する制御手段（ＥＣＭ：エンジンコントローラモジュール）５９に連絡している。
また、この制御手段５９には、アクセルペダル６０に取り付けたアクセル開度センサ６１と、ブレーキペダル６２に取り付けたブレーキスイッチ６３とが連絡している。このブレーキスイッチ６３は、ブレーキペダル６２が踏み込まれた時にオンする一方、ブレーキペダル６２が戻された時にはオフとなるものである。ブレーキペダル６２には、マスターバック６４が設けられる。このマスターバック６４は、吸気管圧力を利用してブレーキペダル６２の踏力を増幅するものでり、サージタンク１７内の吸気管圧力を導くように一端がサージタンク１７に接続した圧力導入管６５の他端が連結している。
更に、この制御手段５９には、吸気カム軸６のカム角を検出する吸気カム角センサ６６と、排気カム軸９のカム角を検出する排気カム角センサ６７と、クランク角を検出するクランク角センサ６８と、メインスイッチ６９及びフューズ７０を介したバッテリ７１とが連絡している。クランク角センサ６８は、クランク角を検出してこの検出信号を制御手段５９に出力するとともに、エンジン回転数を検出する機能を有している。
【００２１】
また、制御手段５９は、吸気管圧力を推定する吸気管圧力推定手段５９Ａと、吸気管圧力センサ５４により検出された吸気管圧力と吸気管圧力推定手段５９Ａにより推定された吸気管圧力との差の微分値（図３（Ａ）、図３（Ｂ）参照）を算出してこの算出された微分値が予め設定された閾値（図２のＬで示す）以上の時にはマスターバック６４が作動中と判定するマスターバック作動判定手段５９Ｂと、タイマ５９Ｃとを備える。
上記の推定された吸気管圧力は、スロットル弁１５の開度、ＩＳＣ弁４０の開度、エンジン回転数等の各種因子によって求められるものであり、必要に応じて、大気圧による補正や、フィルタリングが行われる。
上記の微分値は、その高さがブレーキペダル６２の操作量と相関関係にあり、図３（Ａ）に示すように、ブレーキペダル６２を軽く踏んだ後に戻した時と、図３（Ｂ）に示すように、ブレーキペダル６２を強く踏んだ後に戻した時とでは異なり、ブレーキペダル６２を強く踏んだ後に戻した時の方が大きく変化するものである。
上記の微分値によってマスターバック６４が作動中か否かを判定する理由としては、単純に、検出された吸気管圧力と推定された吸気管圧力との差によってマスターバック６４が作動中か否かを判定した場合には、マスターバック６４が作動中か否かを判定できないことがあるという不具合を解消するためである。つまり、内燃機関１やセンサのばらつきによりオフセットが生じ、本来検出された吸気管圧力と推定された吸気管圧力とが一致するような状態でも、検出された吸気管圧力の方が推定された吸気管圧力よりも高くなったり、逆に検出された吸気管圧力の方が推定された吸気管圧力よりも低くなったりするためである。
【００２２】
具体的に説明すると、スロットル系（ＩＳＣ用の別通路含む）以外から空気が流入した場合に、スロットル弁１５とＩＳＣ弁４０との合計開度、エンジン回転数、大気圧等から推定された吸気管圧力と、吸気管圧力センサ５４で検出された吸気管圧力との相対値が変化する。この関係を利用してマスターバック６４の作動を検出し、後述のように、空気量の補正、ＩＳＣ制御の補正を行う。但し、単に、検出された吸気管圧力と推定された吸気管圧力との差を取ると、内燃機関１や検出手段（センサ）のばらつきを吸収できないため、検出された吸気管圧力と推定された吸気管圧力と差を微分する。
このため、先ず、スロットル系開度（ＩＳＣ開度含む）、エンジン回転数等から、吸気管圧力を推定し、検出された吸気管圧力から推定された吸気管圧力を引き、この差の値の微分値を求める。
そして、スロットル系以外から空気が流入した場合、検出された吸気管圧力は上昇するが、推定された吸気管圧力値は上昇しない。このため、その差の微分値は、図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、プラス方向に変化する。そして、一定の閾値Ｌ以上でプラス方向になった場合に、ブレーキ操作がされたとし、そこから決められた時間、若しくは微分値が一定の幅に収まって安定するまで、マスターバック６４が作動中とする。
これにより、この実施例では、新たにセンサを追加することなく、マスターバック６４の作動を精度良く判定することができる。
また、検出された吸気管圧力と推定された吸気管圧力との差を微分するため、内燃機関１やセンサのばらつきに影響されずに、マスターバック６４の作動を判定することができる。
【００２３】
また、制御手段５９は、マスターバック作動判定手段５９Ｂによりマスターバック６４が作動中と判定された時にはエアフローセンサ５５により検出される空気量を補正する。この場合、別の手段により、計測される空気量に切り替えることも可能である。
これにより、マスターバック６４から流入してくる空気量の分を補正して、吸入空気量の検出精度を上げることができる。また、精度の低い補正や別の手段の計測結果の使用頻度を下げ、制御精度を向上できる。
【００２４】
更に、制御手段５９は、マスターバック作動判定手段５９Ｂによりマスターバック６４が作動中と判定された時にはＩＳＣ弁４０により調整される空気量を補正する。
これにより、マスターバック６４の作動時のエンジン回転数の上昇を防ぐことができる。また、マスターバック６４の非作動時を作動時と誤判定しないため、アイドル運転時におけるエンジン回転数を目標値へ早く収束させることができる。
【００２５】
次に、この実施例に係る判定制御を、図１のフローチャートに基づいて説明する。
図１に示すように、制御手段５９のプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、検出された吸気管圧力から推定された吸気管圧力を引いて、今回の圧力（ΔＰ）を求める（ステップＡ０２）。
そして、今回の圧力（ΔＰ）から前回の圧力（ΔＰ）を引いた値が設定値（Ａ）以上か否かを判断する（今回の圧力（ΔＰ）−前回の圧力（ΔＰ）≧Ａ）（ステップＡ０３）。
このステップＡ０３がＮＯの場合には、タイマ５９Ｃをデクリメント（減少）させる（ステップＡ０４）。
一方、このステップＡ０３がＹＥＳの場合には、タイマ５９Ｃをセットさせる（ステップＡ０５）。
前記ステップＡ０４の処理後、又は前記ステップＡ０５の処理後は、タイマ５９Ｃが零（０）か否かを判断する（ステップＡ０６）。
このステップＡ０６がＮＯの場合には、マスターバック６４が作動中とする（ステップＡ０７）。
一方、このステップＡ０６がＹＥＳの場合には、マスターバック６４が非作動中とする（ステップＡ０８）。
前記ステップＡ０７の処理後、又は前記ステップＡ０８の処理後は、プログラムをエンドとする（ステップＡ０９）。
【００２６】
次いで、この実施例に係る判定制御を、図２のタイムチャートに基づいて説明する。
吸気管圧力の検出と推定は、常時行なわれている。
ブレーキペダル６２を踏むと、検出された吸気管圧力は変動するが、推定された吸気管圧力は変動しない。このため、検出された吸気管圧力と推定された吸気管圧力との差も変動する。さらに、この差の微分値も変動する。ブレーキスイッチ６３がオン（時間ｔ１）になってから少し遅れて、検出された吸気管圧力から推定された吸気管圧力を引いた差（今回の圧力）は、予め設定された閾値Ｌ以上になる。この時に、マスターバック６４が作動開始と判定する（時間ｔ２）。そして、一定時間が経過し、微分値が閾値Ｌ以下となり一定の範囲内に収まって安定したら、マスターバック６４が非作動中（作動終了）と判定する（時間ｔ３）。
その後、ブレーキペダル６２を戻すと、検出された吸気管圧力は変動するが、推定された吸気管圧力は変動しない。このため、検出された吸気管圧力と推定された吸気管圧力との差も変動する。さらに、この差の微分値も変動する。ブレーキスイッチ６３がオフになると、検出された吸気管圧力から推定された吸気管圧力を引いた差（今回の圧力）は、予め設定された閾値Ｌ以上になる。この時に、マスターバック６４が作動開始と判定する（時間ｔ４）。そして、一定時間が経過し、微分値が閾値Ｌ以下となり一定の範囲内に収まって安定したら、マスターバック６４が非作動中（作動終了）と判定する（時間ｔ５）。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
この発明に係る内燃機関の制御装置を、各種車両に適用可能である。
また、上記の実施例では、ＩＳＣ弁を用いて、アイドル運転時の空気量制御を行っている。しかし、この発明は、電子スロットルを採用し、電子スロットル開度を調整することにより、アイドル運転時の空気量制御を行う場合でも適用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１  内燃機関
１５  スロットル弁
３８  アイドル空気量制御装置
４０  ＩＳＣ弁（吸入空気量調整手段）
５４  吸気管圧力センサ（吸気管圧力検出手段）
５５  エアフローセンサ（吸入吸気量検出手段）
５９  制御手段
５９Ａ  吸気管圧力推定手段
５９Ｂ  マスターバック作動判定手段
５９Ｃ  タイマ
６２  ブレーキペダル
６３  ブレーキスイッチ
６４  マスターバック
６８  クランク角センサ
【図１】
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【図２】
2012127230.tif 000004
【図３】
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【図４】
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