(57)【要約】【課題】エンジン１がポート噴射インジェクタ１３および筒内噴射インジェクタ１４を備えている場合に、バキュームポンプ５の故障によって十分なポンプ負圧が得られなくなっても、ブレーキ負圧の不足を抑制する。【解決手段】ブレーキブースタ２の負圧室２６における負圧がブレーキ要求に対して不足することを判定すれば（ステップＳＴ２でＹＥＳ：判定手段）、ポート噴射インジェクタ１３による燃料噴射量の比率が減少し、筒内噴射インジェクタ１４による燃料噴射量の比率が増大するように、燃料噴射制御部１００ｂによる制御を補正し（ステップＳＴ４：燃料比率補正手段）、スロットルバルブ１２の開度が小さくなるように、スロットル制御部１００ａによる制御を補正する（ステップＳＴ７：スロットル補正制御手段）。【選択図】図４
2017110505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気通路からブレーキブースタに供給される負圧を制御するブレーキ負圧制御装置であって、
前記エンジンは、前記吸気通路の吸気の流れを絞るスロットル弁と、このスロットル弁よりも下流側の吸気通路に燃料を噴射する第１の燃料噴射弁と、気筒内に燃料を噴射する第２の燃料噴射弁と、を備えており、
前記スロットル弁の開度を制御するスロットル制御手段と、前記第１および第２の燃料噴射弁による燃料の噴射を制御する燃料噴射制御手段と、を有するエンジン制御器が車両に搭載されており、
前記ブレーキ負圧制御装置は、
前記ブレーキブースタの負圧室における負圧がブレーキ要求に対して不足することを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定時に、前記第１の燃料噴射弁による燃料噴射量の比率が減少し、前記第２の燃料噴射弁による燃料噴射量の比率が増大するように、前記燃料噴射制御手段による制御を補正する燃料比率補正手段と、
前記判定手段による判定時に、前記スロットル弁の開度が小さくなるように前記スロットル制御手段による制御を補正するスロットル補正制御手段と、を備えていることを特徴とする車両のブレーキ負圧制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両のブレーキ負圧制御装置において、
前記ブレーキブースタの負圧室の圧力を検出するための圧力センサを備え、
前記判定手段は、前記圧力センサによる検出値が所定値よりも高圧値のときに、負圧が不足していると判定する、車両のブレーキ負圧制御装置。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載の車両のブレーキ負圧制御装置において、
前記ブレーキブースタの負圧室に負圧を供給するように負圧ポンプが接続され、
前記判定手段は、前記負圧ポンプの故障時に負圧が不足すると判定する、車両のブレーキ負圧制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両のブレーキ負圧制御装置において、
前記判定手段による判定時に、前記第２の燃料噴射弁による燃料噴射の開始時期を所定時期よりも遅角側に設定する噴射時期設定手段を備える、車両のブレーキ負圧制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の車両のブレーキ負圧制御装置において、
前記判定手段による判定時に、前記第２の燃料噴射弁による燃料噴射の圧力を所定値よりも高く設定する噴射圧設定手段を備える、車両のブレーキ負圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のブレーキブースタに供給されるエンジンの吸気負圧を制御する装置に関し、特にその吸気負圧を増大させるための制御の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より一般的に車両のブレーキシステムは、エンジンの吸気通路の負圧（吸気負圧）をブレーキブースタに供給して、ブレーキ踏力を増幅するためのアシスト力を発生させるようにしている。例えば特許文献１に記載の筒内噴射エンジンでは、スロットル弁がほぼ全開とされる成層燃焼モードにおいて、吸気負圧が非常に小さく（吸気圧が高く）なることに着目し、燃料カットの際にスロットル弁を閉じて、吸気負圧を最大限に増大させて、ブレーキブースタに蓄えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１８２５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで近年、ガソリンエンジンにおいては燃料消費率の低減を図るべく、低中負荷の運転領域において可変動弁機構により、吸気弁の閉じ時期を遅角側に変更し、スロットル弁によるポンピングロスを低減するようにしている。吸気弁の閉じ時期を遅角させると、気筒内から吸気通路への吸気の吹き返しが生じることになり、ポンピングロスは低減する一方で、吸気負圧があまり大きくならないことから、十分なブレーキ負圧を確保できない場合がある。
【０００５】
このように吸気負圧があまり大きくならないのは、前記従来例（特許文献１）に記載されたエンジンの成層燃焼モードのときと同様であるから、燃料カットの際にスロットル弁を閉じて、できるだけ吸気負圧を増大させることは考えられる。しかしながら、吸気負圧を増大させる必要があるときに、必ずしも燃料カットが行われるわけではないので、やはり吸気負圧が不足する事態は起こり得る。
【０００６】
そこで、例えば電動のバキュームポンプ（負圧ポンプ）を装備し、前記のようにエンジンからブレーキブースタに吸気負圧を供給するだけでなく、これと並行してバキュームポンプからも負圧（ポンプ負圧）を供給することも考えられるが、この場合にはバキュームポンプの故障によってブレーキ負圧を確保できなくなることが懸念される。
【０００７】
このような実状を考慮して本発明の目的は、燃料を吸気通路および気筒内の両方に噴射するようにしたエンジンにおいて、ブレーキブースタの負圧不足を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために本発明では、気筒内への燃料噴射の方が吸気通路への噴射に比べて吸気の冷却効果が高くなり、気筒への充填効率が向上することに着目し、その分、スロットル弁を閉じて吸気負圧を増大させるようにした。
【０００９】
すなわち、本発明は、エンジンの吸気通路からブレーキブースタに供給される負圧を制御するブレーキ負圧制御装置を対象として、前記エンジンが、前記吸気通路の吸気の流れを絞るスロットル弁と、このスロットル弁よりも下流側の吸気通路に燃料を噴射する第１の燃料噴射弁と、気筒内に燃料を噴射する第２の燃料噴射弁と、を備えるとともに、車両には、前記スロットル弁の開度を制御するスロットル制御手段と、前記第１および第２の燃料噴射弁による燃料の噴射を制御する燃料噴射制御手段と、を有するエンジン制御器が搭載されているものとする。
【００１０】
そして、前記ブレーキ負圧制御装置は、前記ブレーキブースタの負圧室における負圧がブレーキ要求に対して不足することを判定する判定手段と、この判定手段による判定時に、前記第１の燃料噴射弁による燃料噴射量の比率が減少し、前記第２の燃料噴射弁による燃料噴射量の比率が増大するように、前記燃料噴射制御手段による制御を補正する燃料比率補正手段と、前記判定手段による判定時に、前記スロットル弁の開度が小さくなるように前記スロットル制御手段による制御を補正するスロットル補正制御手段と、を備えている。
【００１１】
前記構成のブレーキ負圧制御装置によると、まず、通常は第１の燃料噴射弁によって燃料が吸気通路に噴射されるようなエンジンの運転状態において、その吸気通路の負圧がブレーキブースタの負圧室に供給され、これに応じてブレーキブースタが、ブレーキ踏力を増幅するためのアシスト力を発生する。このとき、通常は吸気負圧が十分に大きくなっており、ブレーキ要求に対して不足のないアシスト力が得られる。
【００１２】
これに対し、例えば負圧室へ負圧を供給する配管の漏れなど、何らかの理由で十分な負圧が得られないときには、このことが判定手段によって判定され、燃料比率補正手段およびスロットル補正制御手段によりそれぞれ、エンジン制御器の燃料噴射制御手段およびスロットル制御手段による制御の補正が行われる。これにより、前記第１の燃料噴射弁による燃料噴射量の比率が減少し、第２の燃料噴射弁による燃料噴射量の比率が増大するとともに、スロットル弁の開度が小さくなる。
【００１３】
このようにして第２の燃料噴射弁から気筒内に直接、噴射される燃料が増大すると、その気化潜熱による吸気の冷却効果が高くなって、気筒への充填効率が向上するので、エンジンのトルクは増大傾向となるが、スロットル弁の開度が小さくなることによってトルクの増大は減殺される。つまり、エンジンのトルクは維持しつつ、スロットル弁を閉じて吸気負圧を増大させることができる。
【００１４】
したがって、何らかの不具合によってブレーキブースタの負圧が不足しそうなときに、吸気負圧の増大によってブレーキブースタの負圧不足を抑制することができ、ブレーキ要求を満たすようなアシスト力を得ることが可能になる。しかも、そのためにスロットル弁の開度を小さくしてもエンジンのトルクは維持されるので、ドライバビリティの低下を招くことがない。
【００１５】
好ましくは前記ブレーキブースタの負圧室の圧力を検出するための圧力センサを備え、前記判定手段は、前記圧力センサによる検出値が所定値よりも高圧値のときに、負圧が不足していると判定するようにする。こうすれば、ブレーキブースタの負圧室の圧力がブレーキ要求に対して不足していることを精度良く判定できる。なお、車両に大気圧センサが装備されている場合には、これにより検出される大気圧と前記圧力センサによる検出値との差圧（絶対値）を所定値と比較することが、より好ましい。
【００１６】
また、前記ブレーキブースタの負圧室に負圧を供給するように負圧ポンプが接続されている場合に、前記判定手段は、前記負圧ポンプの故障時に負圧が不足すると判定するようにしてもよい。こうすれば、負圧ポンプの故障によってブレーキブースタに十分なポンプ負圧を供給できなくなったときに、その負圧不足を抑制することができる。
【００１７】
また、好ましいのは、前記判定手段による判定時（負圧が不足すると判定されたとき）に、前記第２の燃料噴射弁による燃料噴射の開始時期を所定時期よりも遅角側に設定する噴射時期設定手段を備えることである。すなわち、第２の燃料噴射弁による燃料噴射は、気筒の吸気行程で行われるので、その開始時期を所定時期（例えば吸気上死点後６０°〜９０°ＣＡ）よりも遅角側とすることで、燃料噴霧のピストンへの付着量が減少し、吸気の冷却効果がより高くなるからである。
【００１８】
さらに、好ましくは前記判定手段による判定時に、前記第２の燃料噴射弁による燃料噴射の圧力を所定値よりも高く設定する噴射圧設定手段を備えることであり、こうすれば、第２の燃料噴射弁から気筒内に噴射される燃料噴霧の微粒化が促進されて、吸気の冷却効果がより高くなる。なお、燃料噴射圧力が高いほど、燃料噴霧の微粒化を促進できるが、これに伴う貫徹力の増大によって燃料噴霧のピストンへの付着量が増大するおそれもあるので、両者の影響を勘案して前記の所定値を設定するのがよい。
【発明の効果】
【００１９】
以上より、本発明に係る車両のブレーキ負圧制御装置によると、燃料を吸気通路および気筒内の両方に噴射するようにしたエンジンにおいて、ブレーキブースタに供給される負圧が不足しそうなときには気筒内への燃料噴射の比率を増大させることによって、吸気の充填効率を向上させるとともに、その分、スロットル弁の開度を小さくする。これにより吸気負圧を増大させて、ブレーキブースタにより十分なアシスト力を得ることが可能になる。しかも、そのためにスロットル弁の開度を小さくしても、エンジンのトルクは維持することができ、ドライバビリティの低下を招くことがない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態に係るブレーキ負圧制御装置の概略構成図である。
【図２】エンジンの運転状態と噴射モードの切り替えとの関係を示す図である。
【図３】ポート噴射インジェクタおよび筒内噴射インジェクタのそれぞれの噴射タイミングを示す模式図である。
【図４】バキュームポンプの故障時に吸気負圧を増大させる制御ルーチンの一例を示すフローチャート図である。
【図５】燃料の噴き分け率と吸気負圧との関係を調べた実験結果のグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態に係るブレーキ負圧制御装置について図面を参照して説明する。まず、図１に模式的に示すように、本実施の形態のブレーキシステムは、図示しない車両に搭載されたエンジン１の吸気通路１０の負圧（吸気負圧）と、バキュームポンプ５（負圧ポンプ）によって生成した負圧（ポンプ負圧）とをそれぞれブレーキブースタ２に供給するようにしたものである。
【００２２】
−エンジンの概略構成−
本実施の形態においてエンジン１は例えばガソリンエンジンであり、図１には模式的に示すように、複数の気筒１ａのそれぞれ（図には１つのみ示す）に収容されたピストン１ｂが、コネクティングロッドによってクランクシャフト１ｃに連結されている。このクランクシャフト１ｃの近傍には、その回転角（クランク角）を検出するためのクランク角センサ１０１が配設されている。
【００２３】
そして、各気筒１ａ毎にピストン１ｂの上方には燃焼室が形成され、その天井部における吸気側（図１の右側）の傾斜面には、燃焼室に臨んで吸気ポート１ｄが開口している。この開口部には吸気バルブ１ｅが配設され、ここから斜め上向きに延びる吸気ポート１ｄは、図１に表れているように吸気通路１０における吸気の流れの下流側の端部を構成している。
【００２４】
すなわち、吸気ポート１ｄよりも上流側（吸気の流れの上流側）において吸気通路１０は、まず、各気筒１ａ毎の独立吸気通路とサージタンク１１とが一体になって吸気マニホルドを構成している。そして、そのサージタンク１１よりも上流側にスロットルバルブ１２（スロットル弁）が配設され、電動のスロットルモータ１２ａによって動作されて吸気の流れを絞るようになっている。
【００２５】
そのスロットルバルブ１２よりも上流側の吸気通路１０には、吸気の流量を計測するエアフロメータ１０２などが配設されている一方、スロットルバルブ１２よりも下流側には、図示の例ではサージタンク１１に吸気圧センサ１０３が設けられている。すなわち、スロットルバルブ１２によって吸気の流れが絞られると、その下流側の吸気通路１０、即ちサージタンク１１や吸気ポート１ｄ内の圧力が低下し、この圧力（吸気負圧）が吸気圧センサ１０３により検出される。
【００２６】
また、そうして負圧となる吸気ポート１ｄ内に燃料を噴射するように、各気筒１ａ毎にポート噴射インジェクタ１３（第１の燃料噴射弁）が配設されている。図示の例ではポート噴射インジェクタ１３は、吸気バルブ１ｅの傘部の裏側に向かって燃料を噴射するように配設されており、図３を参照して後述するように、主に気筒１ａの膨張行程から排気行程にかけて燃料を噴射する。
【００２７】
さらに、本実施の形態では各気筒１ａ毎の燃焼室内に直接、燃料を噴射するように筒内噴射インジェクタ１４（第２の燃料噴射弁）が配設されている。この筒内噴射インジェクタ１４は、気筒１ａの吸気側の周縁部から中心線に向かって斜め下向きに燃料を噴射するように配置されており、図３を参照して後述するように、主に気筒１ａの吸気行程において吸気バルブ１ｅが開いているときに燃料を噴射する。
【００２８】
それらのポート噴射インジェクタ１３および筒内噴射インジェクタ１４にはそれぞれ、複数の気筒１ａに共通のデリバリパイプ１３ａ，１４ａから燃料が供給されるようになっている。ポート噴射インジェクタ１３に接続されたデリバリパイプ１３ａは、図示は省略するが、燃料タンクから電動ポンプによって吸い上げた燃料を供給する低圧燃料供給系に接続されている。
【００２９】
一方、筒内噴射インジェクタ１４に接続されたデリバリパイプ１４ａには高圧燃料供給系が接続されており、前記の低圧燃料供給系から分岐する通路によって供給される燃料が高圧燃料ポンプ１５によって昇圧されて、供給されるようになっている。また、こうして昇圧された燃料の圧力（燃圧）を検出するための燃圧センサ１０４が例えばデリバリパイプ１４ａに配設されている。
【００３０】
そして、前記ポート噴射インジェクタ１３および筒内噴射インジェクタ１４の少なくとも一方から噴射された燃料は、吸気と混合されて気筒１ａ内に可燃性の混合気を形成し、点火プラグ１ｆによって点火されて燃焼する。この燃焼ガスがピストン１ｂを押し下げることによって、クランクシャフト１ｃからエンジントルクが出力される。また、燃焼ガスは、排気バルブ１ｇが開弁すると排気ポート１ｈから排気通路に流出する。
【００３１】
−ブレーキシステム−
前記したようにエンジン１の吸気通路１０において、スロットルバルブ１２により吸気の流れが絞られると、その下流側の吸気通路１０、即ちサージタンク１１や吸気ポート１ｄに負圧（吸気負圧）が生成される。本実施の形態では、この吸気負圧を車両のブレーキシステムのブレーキブースタ２に供給して、ブレーキ踏力のアシスト力を発生させるようになっている。
【００３２】
すなわち、ブレーキブースタ２は、車両の運転者によって踏み操作されるブレーキペダル３の踏力（ブレーキ操作入力）を増幅する真空倍力装置であり、入力ロッド２１と出力ロッド２２との間に介在されたピストン２３が、ダイアフラム２４によってハウジング２０に取り付けられている。また、そのダイアフラム２４によってハウジング２０の内部が、入力側の大気圧室２５と出力側の負圧室２６とに仕切られており、ブレーキペダル３の踏み操作に応じて入力ロッド２１が押し込まれると、大気圧室２５に大気圧が導入されるようになっている。
【００３３】
ブレーキブースタ２においては、そうして大気圧室２５に導入された大気圧と、負圧室２６の負圧との差圧に比例するアシスト力が発生し、これにより、入力ロッド２１に加えられた踏力が増幅されて、出力ロッド２２からマスターシリンダ４へ入力される。そして、その入力、即ちブレーキペダル３の踏力およびブレーキブースタ２のアシスト力に応じて、マスターシリンダ４がブレーキ油圧（マスターシリンダ圧）を発生させると、このブレーキ油圧が図示しない油圧回路を介して車両の各車輪毎のホイルシリンダに供給され、制動力を発生させる。
【００３４】
そのようなブレーキブースタ２の負圧室２６は、第１の負圧通路１６によってエンジン１の吸気通路（図例ではサージタンク１１）に接続されている。すなわち、前記のようにスロットルバルブ１２によって吸気の流れが絞られることにより、サージタンク１１に生成された吸気負圧が、第１の負圧通路１６によってブレーキブースタ２の負圧室２６に供給されるようになっている。なお、第１の負圧通路１６と負圧室２６との接続部にはチェックバルブ１７が配設されている。
【００３５】
また、前記負圧室２６は、第２の負圧通路１８によって電動のバキュームポンプ５にも接続されており、このバキュームポンプ５からはポンプ負圧が供給されるようになっている。なお、第２の負圧通路１８と負圧室２６との接続部にもチェックバルブ１７が配設されている。さらに、ブレーキブースタ２の負圧室２６には、その負圧の大きさ、即ちブースタ圧を検出するためのブースタ圧センサ１０５が配設されている。
【００３６】
−エンジン制御器−
車両にはエンジン制御器として公知の電子制御ユニット１００（Electronic Control Unit：以下、ＥＣＵ１００）が搭載されている。ＥＣＵ１００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびバックアップＲＡＭなどを備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶し、バックアップＲＡＭは例えばエンジン１の停止時に保存すべきデータ等を記憶する。
【００３７】
また、ＥＣＵ１００には、前記のクランク角センサ１０１、エアフロメータ１０２、吸気圧センサ１０３、燃圧センサ１０４、ブースタ圧センサ１０５などの他に、大気圧センサ１０６や車両のアクセルセンサ１０７などが接続されている。そして、これらの各種センサやスイッチなどから入力する信号に基づいてＥＣＵ１００は、種々の制御プログラムを実行することにより以下のようにエンジン１の運転制御を実行し、また、ブレーキ負圧の制御を実行する。
【００３８】
まず、ＥＣＵ１００はエンジン１の運転中に、スロットルモータ１２ａによるスロットル開度の制御（即ち、吸気量の制御）と、ポート噴射インジェクタ１３および筒内噴射インジェクタ１４による燃料噴射制御とを実行する。言い換えるとＥＣＵ１００は、スロットルバルブ１２の開度を制御するスロットル制御部１００ａ（スロットル制御手段）と、ポート噴射インジェクタ１３および筒内噴射インジェクタ１４を制御する燃料噴射制御部１００ｂ（燃料噴射制御手段）と、をソフトウエアの態様で備えている。
【００３９】
なお、詳しくは図４を参照して後述するが、本実施の形態においてＥＣＵ１００は、バキュームポンプ５の故障を判定する判定部１００ｃ（判定手段）と、その判定に応じて、燃料噴射比率を補正する燃料比率補正部１００ｄ（燃料比率補正手段）と、その際に燃料噴射時期を遅角側に設定する噴射時期設定部１００ｅ（噴射時期設定手段）と、燃料の噴射圧力を高めに設定する噴射圧設定部１００ｆ（噴射圧設定手段）と、前記判定部１００ｃの判定に応じて、スロットルバルブ１２の開度を小さくなるように補正するスロットル補正制御部１００ｇ（スロットル補正制御手段）と、をそれぞれソフトウエアの態様で備えている。
【００４０】
より具体的には、例えば前記スロットル制御部１００ａは、クランク角センサ１０１の信号から算出したエンジン回転数と、エンジン１への要求トルクとに基づいて目標スロットル開度を計算し、スロットルモータ１２ａに制御信号を出力する。これによりスロットル開度が制御され、スロットルバルブ１２による吸気の絞り度合いが変更されて、気筒１ａ内に所要量の混合気が充填されるようになる（即ち所要の負荷率となる）。
【００４１】
また、燃料噴射制御部１００ｂは、エアフロメータ１０２によって検出される吸気の流量とエンジン回転数とに基づいて、気筒１ａの実際の吸気充填効率を算出し、これに対応して理論空燃比となるように目標燃料噴射量を算出する。さらに、燃料噴射制御部１００ｂは、その目標燃料噴射量をポート噴射インジェクタ１３および筒内噴射インジェクタ１４によってそれぞれ噴射させる比率（噴き分け率）を算出する。
【００４２】
すなわち、本実施の形態では、ポート噴射インジェクタ１３および筒内噴射インジェクタ１４の動作を、エンジン１の運転状態に応じて例えば図２に示すようにポート噴射モード、筒内噴射モードおよび共用噴射モードのいずれかに切り替えるようにしている。エンジン１への要求トルクが比較的小さな低負荷側の運転領域（ＰＦＩ）はポート噴射モードとされ、ポート噴射インジェクタ１３から燃料を噴射して主に吸気ポート１ｄ内で吸気と混合させる。
【００４３】
このときには、一例を図３の中段に模式的に示すように主に気筒１ａの膨張行程から排気行程にかけて燃料を噴射させ、負圧になっている吸気ポート１ｄ内で燃料噴霧を蒸発させて、吸気と混ぜ合わせる。こうすることで、高圧燃料ポンプ１５の動作に伴うエンジン１の駆動損失を減らすことができるとともに、燃料噴霧が気筒１ａの内壁やピストン１ｂに付着して、エミッションの悪化を招くおそれがない。なお、図３に破線で示すように、ポート噴射インジェクタ１３により気筒１ａの吸気行程で燃料を噴射させる場合もある。
【００４４】
一方、エンジン１への要求トルクが比較的大きな高負荷側の運転領域（ＤＩ）は筒内噴射モードとされ、図３の下段に示すように気筒１ａの吸気行程において筒内噴射インジェクタ１４により燃料を噴射させる。こうすると燃料噴霧は、吸気ポート１ｄから気筒１ａ内に流入する高速の気流に沿うようになって、吸気の流動が強化されるとともに、燃料噴霧の気化潜熱によって吸気を効果的に冷却し、充填効率を高めることができるので、高出力化に有利になる。
【００４５】
さらに、それらの中間の運転領域（ＰＦＩ＋ＤＩ）は共用噴射モードとされ、前記のようにポート噴射インジェクタ１３から噴射した燃料を吸気ポート１ｄ内で吸気と混合するとともに、気筒１ａの吸気行程において筒内噴射インジェクタ１４から燃料を噴射させる。この際、それぞれの噴射量、即ち燃料噴射の比率は、負荷率が大きいほどポート噴射インジェクタ１３による燃料噴射量の比率が減少し、筒内噴射インジェクタ１４による燃料噴射量の比率が増大するようになる。
【００４６】
−ブレーキ負圧の制御−
前記のようなエンジン１の運転制御の他にＥＣＵ１００は、ブレーキブースタ２の負圧室２６にポンプ負圧を供給するために、エンジン１の運転中に必要に応じてバキュームポンプ５を動作させる。すなわち、ブースタ圧センサ１０５からの信号により検出されるブースタ圧（空気圧）、即ち負圧室２６内の負圧の大きさと、大気圧センサ１０６により検出される大気圧との差圧（絶対値）が所定値未満になると、バキュームポンプ５を動作させる。
【００４７】
こうしてバキュームポンプ５が動作すると、第２の負圧通路１８を介してブレーキブースタ２の負圧室２６から空気が吸引されるようになり、言い換えると負圧室２６にポンプ負圧が供給される。しかしながら、例えばバキュームポンプ５の故障や第２の負圧通路１８からの漏れによって負圧室２６に十分なポンプ負圧が供給されず、ブレーキ要求に対して負圧が不足する場合がある。
【００４８】
そこで、ＥＣＵ１００は、図２を参照して説明したポート噴射モード（ＰＦＩ）または共用噴射モード（ＰＦＩ＋ＤＩ）のいずれかの運転領域において、何らかの不具合によってブレーキブースタ２に十分なポンプ負圧が供給されないと判定すれば、筒内噴射インジェクタ１４による燃料の噴射比率を高めるとともに、スロットル開度を小さくすることによって、吸気負圧を増大させる制御（以下、吸気負圧増大制御という）を行う。
【００４９】
以下では図４を参照して、前記のようにエンジン１の吸気負圧を増大させる制御について説明する。この制御のルーチンは、例えば車両のイグニッションスイッチがＯＮになっている間、所定のタイミングで繰り返し実行される。
【００５０】
まず、スタート後のステップＳＴ１においてエンジン１の運転中であるか否か判定し、エンジン１が停止していれば否定判定（ＮＯ）して、ルーチンを終了する（エンド）一方、エンジン１が運転中であれば肯定判定（ＹＥＳ）してステップＳＴ２に進み、ここではバキュームポンプ５が故障しているか否か判定する。これは例えば、バキュームポンプ５を動作させ、ブースタ圧センサ１０５から出力される信号の変化によって判定することができる。
【００５１】
そして、判定がＮＯ（否定判定）であればルーチンを終了する（エンド）一方、バキュームポンプ５が故障していると肯定判定すれば（ＹＥＳ）ステップＳＴ３に進んで、エンジン１がポート噴射モードまたは共用噴射モードのいずれかの運転領域（図２を参照）にあるか否か判定する。そして、筒内噴射モードの運転領域にあって否定判定すれば（ＮＯ）、噴き分け率は筒内噴射１００％であり、これ以上は筒内噴射の比率を増大することができないので、後述のステップＳＴ８に進む。
【００５２】
一方、ポート噴射モードまたは共用噴射モードのいずれかの運転領域であれば、噴き分け率は筒内噴射１００％ではなく、これを筒内噴射の比率が高まるように変更できるので、肯定判定（ＹＥＳ）してステップＳＴ４に進み、噴き分け率を筒内噴射１００％に設定する。つまり、ポート噴射インジェクタ１３は動作させず、筒内噴射インジェクタ１４のみによって燃料の噴射を行うように設定し、続いてステップＳＴ５において、筒内噴射インジェクタ１４による燃料の噴射開始時期を所定時期よりも遅角側に設定する。
【００５３】
すなわち、筒内噴射インジェクタ１４による燃料の噴射は通常、吸気行程の前期（吸気行程を前期、中期、後期に３等分したうちの前期）に開始されるが、こうすると燃料噴霧の一部が一旦、ピストン１ｂの冠面に付着した後に蒸発して、混合気を形成するようになり、その燃料はピストン１ｂを冷却することになるので、その分は吸気の冷却効率が低下する。そこで、例えば燃料の噴射開始時期を吸気上死点後６０°ＣＡ（好ましくは吸気上死点後９０°ＣＡ）よりも遅角側に設定し、燃料噴霧のピストン１ｂへの付着を極力、抑えることによって、吸気の冷却効果をより高くすることができる。
【００５４】
さらに、続くステップＳＴ６においては燃圧の目標値を所定圧以上に設定する。これは、筒内噴射インジェクタ１４によって気筒１ａ内に噴射する燃料噴霧の微粒化を促進して、吸気の冷却効果をより高くするためである。燃圧が高いほど燃料噴霧の微粒化を促進できるが、これに伴う貫徹力の増大によって燃料噴霧のピストン１ｂへの付着量が増大する可能性があるので、前記の所定圧は、燃料噴霧の付着量増大による吸気冷却効果の低下と、燃料噴霧の微粒化の促進による吸気冷却効果の向上とを実験などによって調べて、最適値に設定したものである。
【００５５】
こうして、気筒１ａ内への燃料の噴射比率を１００％とし、その噴射時期を遅角させてピストン１ｂへの燃料付着量を減らすとともに、燃圧の上昇によって燃料噴霧の微粒化を促進することにより、その気化潜熱による吸気の冷却効果がかなり高くなる。これにより、気筒１ａへの充填効率が高くなってエンジン１のトルクは増大傾向となるので、ステップＳＴ７では、スロットル開度を小さくなるように補正し、吸気の流量を減少させることによって、前記トルクの増大を減殺する。
【００５６】
すなわち、エンジン１の運転状態に応じて、前記のように吸気の冷却効果が高くなることによる充填効率の向上分を予め実験、シミュレーションによって調べておき、これを打ち消すようなスロットル開度の減少補正量を適合して、マップとして設定しておく。このマップはＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されており、前記ステップＳＴ７では、そのマップを参照して、スロットル開度を補正する。
【００５７】
これにより、エンジン１のトルクを維持したまま、スロットルバルブ１２の開度を小さくして、吸気負圧を増大させることができ、ドライバビリティの低下を招くことがない。そして、その吸気負圧が供給される負圧室２６の負圧が大きくなって、ブレーキブースタ２においてより大きなアシスト力が発生するようになる。そこで、ステップＳＴ８に進んでバキュームポンプ５の故障を車両の運転者に報知した後に、ルーチンを終了する（エンド）。
【００５８】
前記図４のフローのステップＳＴ２を実行することによってＥＣＵ１００は、バキュームポンプ５が故障しており、ブレーキ負圧がブレーキ要求に対して不足することを判定する判定部１００ｃ（図１を参照）を構成する。また、ステップＳＴ４を実行することによってＥＣＵ１００は、前記の判定時にポート噴射インジェクタ１３による燃料噴射量の比率が減少し、筒内噴射インジェクタ１４による燃料噴射量の比率が増大するように、燃料噴射制御部１００ｂによる制御を補正する燃料比率補正部１００ｄを構成する。
【００５９】
さらに、ＥＣＵ１００は、ステップＳＴ５を実行することによって、前記のようにバキュームポンプ５の故障が判定されたときに、筒内噴射インジェクタ１４による燃料噴射の開始時期を所定時期よりも遅角側に設定する噴射時期設定部１００ｅを構成し、ステップＳＴ６を実行することによって、筒内噴射インジェクタ１４による燃料の噴射圧力を所定圧よりも高く設定する噴射圧設定部１００ｆを構成する。
【００６０】
その上さらにＥＣＵ１００は、前記図４のフローのステップＳＴ７を実行することによって、前記のようにバキュームポンプ５の故障が判定されたときに、スロットルバルブ１２の開度が小さくなるように、スロットル制御部１００ａによる制御を補正するスロットル補正制御部１００ｇを構成する。
【００６１】
以上、説明したように本実施の形態に係るブレーキ負圧制御装置によると、エンジン１がポート噴射インジェクタ１３および筒内噴射インジェクタ１４を備える場合に、バキュームポンプ５の故障によってブレーキブースタ２に供給される負圧が不足しそうであると判定すれば、筒内噴射インジェクタ１４による気筒１ａ内への燃料の噴射比率を増大させることにより、吸気の充填効率を向上させ、その分、スロットルバルブ１２の開度を小さくすることによって、吸気負圧を増大させることができる。
【００６２】
すなわち、図５には燃料の噴射比率（噴き分け率）の変化によって、吸気負圧が変化する様子を調べた実験結果の一例を示すように、筒内噴射１００％（噴き分け率が１）とすれば、ポート噴射１００％（噴き分け率が０）のときに比べて、５％くらい吸気負圧が増大することが分かった。よって、こうして増大させた吸気負圧を供給することで、バキュームポンプ５が故障していても、ブレーキブースタ２に所用の負圧を供給し、ブレーキ要求を満たすようなアシスト力を得ることが可能になる。
【００６３】
特に、本実施の形態では、筒内噴射インジェクタ１４による燃料の噴射比率を１（即ち筒内噴射１００％）とするとともに、その噴射開始時期を遅角側に設定して、燃料噴霧のピストン１ｂへの付着を低減し、かつ、燃圧を高くすることによって燃料噴霧の微粒化を促進している。よって、これらの相乗的な効果で吸気の冷却効率を可及的に高め、充填効率を最大限に向上させることができるので、その分、スロットルバルブ１２の開度をかなり小さくして、吸気負圧を十分に増大させることができる。
【００６４】
−他の実施形態−
上述した実施の形態はあくまで例示に過ぎず、本発明の構成や用途などについても限定することを意図しない。例えば前記実施の形態では、図４のフローチャートのステップＳＴ２において、バキュームポンプ５が故障しているか否か判定するようにしているが、これに代えて、または、これに加えて、ブースタ圧センサ１０５の検出値からブレーキ負圧が不足していることを判定するようにしてもよい。
【００６５】
すなわち、検出されたブースタ圧と大気圧との差圧が、予め設定したブレーキ要求値に満たないときに、ブレーキ負圧が不足していると判定してもよく、こうすれば、例えばブレーキブースタ２の負圧室２６へ負圧を供給する配管（第１および第２の負圧通路１６，１８）の漏れなどによって、十分なブレーキ負圧が得られないことも判定できる。
【００６６】
また、前記実施の形態では、吸気負圧を増大させるために、筒内噴射インジェクタ１４による燃料の噴射比率を１（即ち筒内噴射１００％）とするとともに、その噴射開始時期を遅角側に設定し、かつ、燃圧を高くしているが、これにも限定されない、例えば、燃料噴射開始時期の遅角化や燃圧の上昇のいずれかを行わなくてもよいし、筒内噴射の比率についても１００％にはせず、例えば９０％、８０％など予め設定した比率としてもよい。      
【００６７】
すなわち、燃料の筒内噴射の比率が高くなると、これに伴い混合気の濃度分布の偏りが大きくなり、燃焼状態が悪化する懸念があるので、このような悪影響をできるだけ招くことなく、前記のように筒内噴射の比率を高めることによって、吸気負圧を増大させる効果が高くなるような比率を実験などによって適合するのが好ましい。
【００６８】
また、そうして筒内噴射の比率を増大させるときに、筒内噴射インジェクタ１４による燃料噴射を複数回に分割して行うようにしてもよい。複数回に分割して噴射された燃料の噴霧は吸気と混合しやすく、前記のような混合気の濃度分布の偏りを抑制することができるとともに、吸気の冷却効果がさらに高くなるからである。
【００６９】
さらに、前記実施の形態のブレーキシステムでは、ブレーキブースタ２の負圧室２６に吸気負圧およびポンプ負圧をそれぞれ供給するようにしているが、これにも限定されず、例えばバキュームポンプ５が装備されておらず、ブレーキブースタ２には吸気負圧のみを供給するようにしたブレーキシステムにも、本発明は適用可能である。
【００７０】
また、前記実施の形態のエンジン１は、ポート噴射インジェクタ１３の他に、気筒１ａの吸気側に筒内噴射インジェクタ１４を備えているが、これにも限定されず、例えば点火プラグ１ｆの近傍から気筒１ａの中心線に沿うように燃料を噴射するように、筒内噴射インジェクタを配置してもよい。
【００７１】
さらにまた、前記実施の形態では、一例としてガソリンエンジン１を搭載する車両に本発明を適用した場合について説明したが、これにも限定されず本発明は、例えばアルコール燃料やガス燃料を使用するエンジンを搭載した車両にも適用することができ、それらのエンジンと共に走行用の電動モータを搭載したハイブリッド車両にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、例えばバキュームポンプの故障によってブレーキ負圧が不足しそうなときに、一時的に吸気負圧を増大させてブレーキ負圧を確保するようにしたので、例えば乗用車のブレーキシステムに適用して効果が高い。
【符号の説明】
【００７３】
１          エンジン
１ｄ        吸気ポート（吸気通路）
１０      吸気通路
１２      スロットルバルブ（スロットル弁）
１３      ポート噴射インジェクタ（第１の燃料噴射弁）
１４      筒内噴射インジェクタ（第２の燃料噴射弁）
２          ブレーキブースタ
２６      負圧室
５          バキュームポンプ（負圧ポンプ）
１００      ＥＣＵ（エンジン制御器）
１００ａ    スロットル制御部（スロットル制御手段）
１００ｂ    燃料噴射制御部（燃料噴射制御手段）
１００ｃ    判定部（判定手段）
１００ｄ    燃料比率補正部（燃料比率補正手段）
１００ｅ    噴射時期設定部（噴射時期設定手段）
１００ｆ    噴射圧設定部（噴射圧設定手段）
１００ｇ    スロットル補正制御部（スロットル補正制御手段）
１０５      ブースタ圧センサ（圧力センサ）
【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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