JP3546301B2 - 車載内燃機関の負圧制御装置 - Google Patents
車載内燃機関の負圧制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3546301B2 JP3546301B2 JP2000079699A JP2000079699A JP3546301B2 JP 3546301 B2 JP3546301 B2 JP 3546301B2 JP 2000079699 A JP2000079699 A JP 2000079699A JP 2000079699 A JP2000079699 A JP 2000079699A JP 3546301 B2 JP3546301 B2 JP 3546301B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative pressure
- value
- throttle opening
- brake
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
- B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
- B60T13/66—Electrical control in fluid-pressure brake systems
- B60T13/72—Electrical control in fluid-pressure brake systems in vacuum systems or vacuum booster units
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D41/0005—Controlling intake air during deceleration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
- F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B17/00—Engines characterised by means for effecting stratification of charge in cylinders
- F02B17/005—Engines characterised by means for effecting stratification of charge in cylinders having direct injection in the combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/12—Other methods of operation
- F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
- F02D9/02—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning induction conduits
- F02D2009/0201—Arrangements; Control features; Details thereof
- F02D2009/024—Increasing intake vacuum
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/04—Engine intake system parameters
- F02D2200/0406—Intake manifold pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
- F02D2250/41—Control to generate negative pressure in the intake manifold, e.g. for fuel vapor purging or brake booster
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
- F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
- F02D41/0057—Specific combustion modes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/52—Systems for actuating EGR valves
- F02M26/53—Systems for actuating EGR valves using electric actuators, e.g. solenoids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Braking Systems And Boosters (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Valves And Accessory Devices For Braking Systems (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載内燃機関の負圧制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自動車用エンジン等の車載内燃機関では、吸気通路を介して燃焼室内に吸入される空気と、燃料噴射弁から噴射される燃料とを混合して混合気を形成し、その混合気を燃焼室内で燃焼させることで駆動力を得ている。こうした内燃機関の吸気通路には、燃焼室に吸入される空気の量を調整するためのスロットルバルブが設けられている。そして、スロットルバルブの開度を調節して燃焼室へ吸入される空気の量を調整することにより、燃焼室へ充填される混合気の量が変化し、内燃機関の出力が調整されるようになる。
【0003】
ところで、近年は、燃費を改善すること及び十分な機関出力を得ることの両立を図るために、機関運転状態に応じて燃焼方式を切り換えるタイプの内燃機関が提案され、実用化されている。
【0004】
こうしたタイプの内燃機関は、高出力が要求される高回転高負荷時には、空気に対して燃料が均等に混合された均質混合気を燃焼させる「均質燃焼」を行い、十分な機関出力を得るようにしている。この「均質燃焼」は、内燃機関の吸気行程にて燃焼室内に噴射供給された燃料が同燃焼室内の空気と均等に混ぜ合わされ、その空気と燃料とから形成された混合気に点火プラグにより点火がなされることによって実行される。
【0005】
また、あまり高出力が要求されない低回転低負荷時には、点火プラグ周りの燃料濃度を高めて着火性を向上させるとともに、混合気の平均空燃比を理論空燃比よりもリーン側の値にすることで燃費を改善することが可能な「成層燃焼」を実行する。この「成層燃焼」は、内燃機関の圧縮行程にて燃焼室内に噴射供給された燃料がピストン頭部の窪みに当たって点火プラグ周りに集められ、その集められた燃料と燃焼室内の空気とからなる混合気に点火プラグにより点火がなされることによって実行される。こうした「成層燃焼」では、混合気の平均空燃比を大きくすべくスロットルバルブを「均質燃焼」の場合に比べて開き側に制御するため、ポンピングロスが低減されるようになる。
【0006】
上記のように内燃機関の燃焼方式を、機関運転状態に応じて「均質燃焼」と「成層燃焼」との間で切り換えることにより、燃費を改善することができるとともに十分な機関出力が得られるようになる。
【0007】
ところで、車載内燃機関にあっては、吸気系に生じる負圧を利用して作動する負圧作動装置として、例えば自動車のブレーキ踏込操作力を軽減するためのブレーキブースタが設けられる。このブレーキブースタは、車載内燃機関の吸気系に生じる負圧を作動圧(ブースタ内圧)として蓄圧し、そのブースタ内圧に基づき作動される。こうしたブレーキブースタを上記成層燃焼が行われる内燃機関に適用することも考えられる。しかし、この場合には、成層燃焼中のスロットルバルブの開度が均質燃焼に比べて開き側の値になるため、車載内燃機関の吸気系に生じる負圧が大気圧側の値になり、上記ブレーキブースタの作動に必要なブースタ内圧を確保することが困難になる。
【0008】
そこで従来は、上記ブレーキブースタを作動させるためのブースタ内圧を確保すべくスロットルバルブの閉じ制御を行うことが提案されている。こうしたスロットルバルブの閉じ制御を行う装置としては、例えば特開平10−151970号公報や特開平10−167047号公報に記載された負圧制御装置が知られている。これらの公報に記載された負圧制御装置では、ブースタ内圧がブレーキブースタを作動するのに必要な値に達していないときにスロットルバルブを閉じ側に制御する。このようにスロットル閉じ制御を行うことで、吸気通路に生じる負圧が真空側へと変化し、ブレーキブースタの作動に必要なブースタ内圧が確保されるようになる。
【0009】
また、上記のようなスロットル閉じ制御を行う際には、スロットルバルブが閉じ側に制御されてから、実際に吸気系に生じる負圧が真空側へ変化するのに応答遅れが生じ、必要なブースタ内圧が確保されるまでに上記応答遅れの分だけ余分に時間を要する。しかし、必要なブースタ内圧の確保を行う際には、自動車のブレーキ性能を向上させるために極力素早く行うことが好ましい。従って従来は、通常の「成層燃焼」時におけるスロットルバルブの開度を予めある程度閉じ側の値に設定している。このように「成層燃焼」時のスロットル開度を設定することで、ブースタ内圧の不足が生じたときにおける吸気系の負圧が真空側の値となるため、上記スロットル閉じ制御の開始後にブースタ内圧が短時間で必要な値に達するようになる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように通常の「成層燃焼」時におけるスロットルバルブの開度を予めある程度閉じ側の値に設定することで、ブレーキブースタの作動に必要なブースタ内圧を確保する際、スロットル閉じ制御の開始からブースタ内圧の確保完了までの時間を短くすることができるようにはなる。しかし、ブースタ内圧がブレーキブースタの作動に必要な値に達しているときにも、スロットルバルブの開度がある程度閉じ側に設定されるため、通常の「成層燃焼」時に内燃機関のポンピングロスが増大し、このポンピングロスの増大による燃費の悪化も無視できないものとなる。
【0011】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ブレーキブースタ等の負圧作動装置の作動に必要な作動圧を速やかに確保することと、ポンピングロスの増大による燃費の悪化を抑制することとの両立を図ることのできる車載内燃機関の負圧制御装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、車載内燃機関の吸気系に生じる負圧を作動圧として蓄圧し、その作動圧に基づき作動される負圧作動装置と、前記内燃機関の吸気系に生じる負圧を調整する負圧調整手段とを備え、前記作動圧が前記負圧作動装置を作動させるのに必要な要求値よりも大気圧側の値であるときには、前記内燃機関の吸気系に生じる負圧が真空側に変化するように前記負圧調整手段を制御する車載内燃機関の負圧制御装置において、前記作動圧が前記要求値よりも真空側の値であるとき、前記作動圧に基づき、前記要求値に対して前記作動圧が真空側の値になる度合いが大きいときには、その度合いが小さいときに比べて、前記吸気系に生じる負圧が大気圧側の値となるよう前記負圧調整手段を制御する制御手段を備えた。
【0013】
同構成によれば、前記要求値に対して作動圧が真空側の値になる度合い(余裕度)が小さいときには吸気系に生じる負圧が真空側の値となるように負圧調整手段が制御され、上記余裕度が大きいときには同負圧が大気圧側の値となるように負圧調整手段が制御される。そのため、上記余裕度が小さいときには吸気系に生じる負圧を真空側の値とすることにより、作動圧が要求値よりも大気圧側の値になったときでも、負圧調整手段を制御して速やかに作動圧を要求値へと到達させることができるようになる。一方、上記余裕度が大きいときには、作動圧が要求値よりも大気圧側の値になりにくくなる。そのため、吸気系に生じる負圧を大気圧側の値とすることができ、これにより車載内燃機関のポンピングロスを低減して燃費の悪化を抑制することができる。
【0014】
請求項2記載の発明では、請求項1記載の発明において、前記制御手段は、前記度合いに応じて同度合いが大きいほど前記吸気系に生じる負圧が大気圧側の値となるよう前記負圧調整手段を制御するものとした。
【0015】
同構成によれば、要求値に対する作動圧の余裕度に応じて負圧調整手段が制御されるため、吸気系に生じる負圧を的確に上記余裕度に応じた値へと調整することができる。
【0016】
請求項3記載の発明では、請求項1又は2記載の発明において、前記負圧作動装置は大気圧と前記作動圧との差圧に基づき作動されるものであって、前記制御手段は大気圧を加味して前記負圧調整手段を制御するものとした。
【0017】
同構成によれば、負圧作動装置が大気圧と作動圧との差圧によって作動されるため、負圧作動装置を作動するのに必要な作動圧も大気圧に応じて変化する。しかし、この大気圧を加味して負圧調整手段の制御が行われるため、作動圧が要求値よりも真空側の値であるとき、吸気系に生じる負圧を大気圧も加味した最適な値へと調整することができるようになる。
【0018】
請求項4記載の発明では、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、前記負圧作動装置は、車両に搭載されるブレーキの操作力を軽減するブレーキブースタであるものとした。
【0019】
同構成によれば、前記要求値に対する作動圧の余裕度が小さいときには吸気系に生じる負圧が真空側の値とされ、作動圧が要求値よりも大気圧側の値になったときには速やかに同作動圧がブレーキブースタの作動に必要な要求値に到達するため、ブレーキ性能が向上するようになる。また、上記余裕度が大きいときには吸気系に生じる負圧が大気圧側の値とされるため、車載内燃機関のポンピングロスを低減して燃費の悪化を抑制することができる。
【0020】
請求項5記載の発明では、請求項4記載の発明において、前記制御手段は、前記作動圧が大気圧側の値に変化したときには、前記度合いに係わらず、前記吸気系に生じる負圧が真空側に変化する方向に前記負圧調整手段を所定量だけ制御するものとした。
【0021】
ブレーキブースタが作動する際には、作動圧が大気圧側に大きく変化して要求値よりも大気圧側の値になることが生じる。要求値に対する作動圧の余裕度に応じて負圧調整手段を制御する場合、上記のように作動圧が要求値よりも大気圧側の値になると、吸気系に生じる負圧を負圧調整手段により真空側に変化させるのに応答遅れが生じることから、ブレーキブースタの作動に必要な作動圧を確保するのに時間がかかる。しかし、同構成によれば、作動圧が大気圧側に変化したとき、要求値に対する作動圧の余裕度に関係なく、直ちに吸気系の負圧が真空側に変化するよう負圧調整手段が所定量だけ制御される。そのため、上記のように作動圧が要求値よりも大気圧側の値になったとき、吸気系に生じる負圧を負圧調整手段により真空側に変化させるのに応答遅れが生じたとしても、速やかにブレーキブースタの作動に必要な作動圧を確保することができる。
【0022】
請求項6記載の発明では、請求項4又は5記載の発明において、前記制御手段は、前記ブレーキが操作されたときには、前記度合いに係わらず、前記吸気系に生じる負圧が真空側に変化する方向に前記負圧調整手段を所定量だけ制御するものとした。
【0023】
ブレーキブースタが作動する際には、作動圧が大気圧側に大きく変化して要求値よりも大気圧側の値になることが生じる。要求値に対する作動圧の余裕度に応じて負圧調整手段を制御する場合、上記のように作動圧が要求値よりも大気圧側の値になると、吸気系に生じる負圧を負圧調整手段により真空側に変化させるのに応答遅れが生じることから、ブレーキブースタの作動に必要な作動圧を確保するのに時間がかかる。しかし、同構成によれば、ブレーキが操作されたとき、要求値に対する作動圧の余裕度に関係なく、直ちに吸気系の負圧が真空側に変化するよう負圧調整手段が所定量だけ制御される。そのため、上記のように作動圧が要求値よりも大気圧側の値になったとき、吸気系に生じる負圧を負圧調整手段により真空側に変化させるのに応答遅れが生じたとしても、速やかにブレーキブースタの作動に必要な作動圧を確保することができる。
【0024】
請求項7記載の発明では、請求項4〜6のいずれかに記載の発明において、前記制御手段は、前記度合いの大きさを同作動圧と所定値との比較に基づき判断するものであり、この判断に用いられる前記所定値を前記車両の運動状態に応じて設定するものとした。
【0025】
車両を制動すべくブレーキが操作されてブレーキブースタが作動する際には、蓄圧された作動圧が大気圧側へと変化するようになる。この作動圧の大気圧側への変化は、車両の制動力を大きくすべくブレーキ操作を大きくするほど大きなものとなる。また、要求される制動力の大きさは車両の運動状態によって変化する。従って、余裕度の大きさを判断するのに用いられる所定値を車両の運動状態に応じて設定する上記の構成によれば、余裕度の大きさを的確に判断して同余裕度に基づく負圧調整を的確に行うことができるようになる。即ち、必要とされる制動力が大きくなる車両運動状態のときには、上記所定値を真空側の値に設定することにより、吸気系に生じる負圧を真空側の値とすることができる。この場合、ブレーキによる車両の制動に伴い作動圧が要求値を越えて大気圧側に変化しても、吸気系に生じる負圧が真空側の値となっているため、必要な作動圧を速やかに確保することができ、ブレーキ性能を向上させることができる。また、必要とされる制動力が小さくなる車両運転状態のときには、上記所定値を大気圧側の値に設定することにより、吸気系に生じる負圧を大気圧側の値とすることができる。この場合、内燃機関のポンピングロスが低減されるため、同機関の燃費悪化を抑制することができる。
【0026】
請求項8記載の発明では、請求項7記載の発明において、前記制御手段は、前記所定値を前記車両の速度に応じて設定するものとした。
上記の構成によれば、要求される制動力の大きさに影響を及ぼす車両の速度に応じて余裕度の大きさを的確に判断し、同余裕度の大きさに基づく負圧調整を的確に行うことができるようになる。即ち、車両の速度が大であるときには必要とされる制動力が大きくなるが、この場合には上記所定値を真空側の値に設定して吸気系に生じる負圧を真空側の値とすることができる。これにより、ブレーキによる車両の制動に伴い作動圧が要求値を越えて大気圧側に変化したとき、必要な作動圧を速やかに確保することができ、ブレーキ性能を向上させることができる。また、車両の速度が小であるときには必要とされる制動力が小さくなるが、この場合には上記所定値を大気圧側の値に設定して吸気系に生じる負圧を大気圧側の値とすることができる。これにより、内燃機関のポンピングロスを低減して燃費悪化を抑制することができる。
【0027】
請求項9記載の発明では、請求項7又は8記載の発明において、前記制御手段は、前記所定値を前記車両の加速度に応じて設定するものとした。
上記の構成によれば、要求される制動力の大きさに影響を及ぼす車両の加速度に応じて余裕度の大きさを的確に判断し、同余裕度の大きさに基づく負圧調整を的確に行うことができるようになる。即ち、車両の加速度が大であるときには必要とされる制動力が大きくなるが、この場合には上記所定値を真空側の値に設定して吸気系に生じる負圧を真空側の値とすることができる。これにより、ブレーキによる車両の制動に伴い作動圧が要求値を越えて大気圧側に変化したとき、必要な作動圧を速やかに確保することができ、ブレーキ性能を向上させることができる。また、車両の加速度が小であるときには必要とされる制動力が小さくなるが、この場合には上記所定値を大気圧側の値に設定して吸気系に生じる負圧を大気圧側の値とすることができる。これにより、内燃機関のポンピングロスを低減して燃費悪化を抑制することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、本発明を自動車用直噴ガソリンエンジンに適用した第1実施形態を図1〜図5に従って説明する。
【0029】
図1に示すように、自動車に搭載されるエンジン11は、そのシリンダブロック11a内に往復移動可能に設けられた複数のピストン12(図1には一つのみ図示)を各気筒毎に備えている。これらピストン12の頭部には、成層燃焼を実行するのに必要な窪み12aが形成されている。また、これらピストン12は、コンロッド13を介して出力軸であるクランクシャフト14に連結されている。そして、ピストン12の往復移動は、上記コンロッド13によってクランクシャフト14の回転へと変換されるようになっている。こうしたクランクシャフト14の回転がトランスミッション等を介して自動車の車輪に伝達されると、車輪が回転して自動車が走行するようになる。この自動車の車速は車速センサ53によって検出される。
【0030】
上記クランクシャフト14にはシグナルロータ14aが取り付けられている。このシグナルロータ14aの外周部には、複数の突起14bがクランクシャフト14の軸線を中心とする等角度毎に設けられている。また、シグナルロータ14aの側方には、クランクポジションセンサ14cが設けられている。そして、クランクシャフト14が回転して、シグナルロータ14aの各突起14bが順次クランクポジションセンサ14cの側方を通過することにより、同センサ14cからはそれら各突起14bの通過に対応したパルス状の検出信号が出力されるようになる。
【0031】
また、シリンダブロック11aの上端にはシリンダヘッド15が設けられ、シリンダヘッド15とピストン12との間には燃焼室16が設けられている。この燃焼室16には、シリンダヘッド15に設けられた吸気ポート17と排気ポート18とが連通している。こうした吸気ポート17及び排気ポート18には、それぞれ吸気バルブ19及び排気バルブ20が設けられている。
【0032】
一方、図1に示すように、シリンダヘッド15には、上記吸気バルブ19及び排気バルブ20を開閉駆動するための吸気カムシャフト21及び排気カムシャフト22が回転可能に支持されている。これら吸気及び排気カムシャフト21,22は、タイミングベルト及びギヤ(共に図示せず)等を介してクランクシャフト14に連結され、同ベルト及びギヤ等によりクランクシャフト14の回転が伝達されるようになる。そして、吸気カムシャフト21が回転すると、吸気バルブ19が開閉駆動されて、吸気ポート17と燃焼室16とが連通・遮断される。また、排気カムシャフト22が回転すると、排気バルブ20が開閉駆動されて、排気ポート18と燃焼室16とが連通・遮断される。
【0033】
一方、シリンダヘッド15において、吸気カムシャフト21の側方には、同シャフト21の外周面に設けられた突起21aを検出して検出信号を出力するカムポジションセンサ21bが設けられている。そして、吸気カムシャフト21が回転すると、同シャフト21の突起21aがカムポジションセンサ21bの側方を通過する。この状態にあっては、カムポジションセンサ21bから上記突起21aの通過に対応して所定間隔毎に検出信号が出力されるようになる。
【0034】
吸気ポート17及び排気ポート18には、それぞれ吸気管30及び排気管31が接続されている。この吸気管30内及び吸気ポート17内は吸気通路32となっており、排気管31内及び排気ポート18内は排気通路33となっている。吸気通路32の上流部分にはスロットルバルブ23が設けられている。このスロットルバルブ23は、直流(DC)モータからなるスロットル用モータ24の駆動により回動されて開度調節がなされる。そして、スロットルバルブ23の開度は、スロットルポジションセンサ44によって検出される。
【0035】
また、上記スロットル用モータ24の駆動は、自動車の室内に設けられたアクセルペダル25の踏込量(アクセル踏込量)に基づき制御される。即ち、自動車の運転者がアクセルペダル25を踏込操作すると、アクセル踏込量がアクセルポジションセンサ26によって検出され、同センサ26の検出信号に基づきスロットル用モータ24が駆動制御される。このスロットル用モータ24の駆動制御に基づくスロットルバルブ23の開度調節により、吸気通路32の空気流通面積が変化して燃焼室16へ吸入される空気の量が調整されるようになる。
【0036】
吸気通路32においてスロットルバルブ23の下流側に位置する部分には、同通路32内の圧力を検出するバキュームセンサ36が設けられている。そして、バキュームセンサ36は検出した吸気通路32内の圧力に対応した検出信号を出力する。
【0037】
更に、吸気通路32におけるスロットルバルブ23よりも下流には、負圧通路49を介してブレーキブースタ50が接続されている。このブレーキブースタ50は、自動車のブレーキペダル51を踏込操作するときの操作力を軽減するためのものであって、エンジン11の運転時に吸気通路32内に生じる負圧を利用して作動される。即ち、吸気通路32内の負圧によってブレーキブースタ50内から負圧通路49を介して空気が吸引され、その空気の吸引によってブレーキブースタ50内に生じる負圧が作動圧(ブースタ内圧PV)として蓄圧される。そして、大気圧とブースタ内圧PVとの差圧(ブレーキ負圧PBK)に基づきブレーキブースタ50が作動されるようになる。
【0038】
なお、上記ブースタ内圧PVは、ブースタ圧力センサ50aによって検出される。更に、上記ブレーキペダル51には、ブレーキペダル51が踏み込まれているか否かを検出するためのブレーキスイッチ51aが設けられている。このブレーキスイッチ51aからの信号に基づき、ブレーキペダル51の操作を判断することができる。
【0039】
また、図1に示すように、シリンダヘッド15には、燃焼室16内に燃料を噴射供給する燃料噴射弁40と、燃焼室16内に充填される燃料と空気とからなる混合気に対して点火を行う点火プラグ41とが設けられている。この点火プラグ41による上記混合気への点火時期は、点火プラグ41の上方に設けられたイグナイタ41aによって調整される。
【0040】
そして、燃料噴射弁40から燃焼室16内へ燃料が噴射されると、同燃料が吸気通路32を介して燃焼室16に吸入された空気と混ぜ合わされ、燃焼室16内で空気と燃料とからなる混合気が形成される。更に、燃焼室16内の混合気は点火プラグ41によって点火がなされて燃焼し、燃焼後の混合気は排気として排気通路33に送り出される。
【0041】
一方、吸気通路32のスロットルバルブ23よりも下流側は、排気再循環(EGR)通路42を介して排気通路33と連通している。このEGR通路42の途中には、ステップモータ43aを備えたEGRバルブ43が設けられている。そして、EGRバルブ43は、ステップモータ43aを駆動制御することで開度調節が行われる。こうしたEGRバルブ43の開度調節により、排気通路33を介して吸気通路32へ再循環する排気の量(EGR量)が調整されるようになる。そして、エンジン11の排気が吸気通路32に再循環されることで、燃焼室16内の温度が下がって窒素酸化物(NOx )の生成が抑制され、NOx エミッションの低減が図られる。
【0042】
次に、本実施形態におけるエンジン11の負圧制御装置の電気的構成を図2に基づいて説明する。
この負圧制御装置は、燃料噴射量制御、燃料噴射時期制御、点火時期制御、スロットル開度制御、及びEGR制御など、エンジン11の運転状態を制御するための電子制御ユニット(以下「ECU」という)92を備えている。このECU92は、ROM93、CPU94、RAM95及びバックアップRAM96等を備える算術論理演算回路として構成されている。
【0043】
ここで、ROM93は各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されたメモリであり、CPU94はROM93に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、RAM95はCPU94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するメモリであり、バックアップRAM96はエンジン11の停止時にその記憶されたデータ等を保存する不揮発性のメモリである。そして、ROM93、CPU94、RAM95及びバックアップRAM96は、バス97を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路98及び外部出力回路99と接続されている。
【0044】
外部入力回路98には、クランクポジションセンサ14c、カムポジションセンサ21b、アクセルポジションセンサ26、バキュームセンサ36、スロットルポジションセンサ44、ブースタ圧力センサ50a、ブレーキスイッチ51a、及び車速センサ53等が接続されている。一方、外部出力回路99には、スロットル用モータ24、燃料噴射弁40、イグナイタ41a、及びEGRバルブ43等が接続されている。
【0045】
このように構成されたECU92は、エンジン11の運転状態に応じて燃焼方式を「成層燃焼」と「均質燃焼」との間で切り換える。即ち、ECU92は、クランクポジションセンサ14cからの検出信号に基づきエンジン回転数NEを求める。更に、ECU92は、バキュームセンサ36からの検出信号に基づき吸気圧PMを求めるとともに、アクセルポジションセンサ26からの検出信号に基づきアクセル踏込量ACCPを求める。そして、吸気圧PM若しくはアクセル踏込量ACCPとエンジン回転数NEとに基づき、機関負荷に対応した値である基本燃料噴射量Qbse を算出する。
【0046】
ECU92は、基本燃料噴射量Qbse 及びエンジン回転数NEに基づき、エンジン11の燃焼方式を切り換える。例えば、エンジン11の運転状態が高回転高負荷領域にあるときに「均質燃焼」を行い、低回転低負荷領域にあるときには「成層燃焼」を行う。このように燃焼方式を変化させるのは、高出力が要求される高回転高負荷時には混合気の空燃比をリッチ側の値にしてエンジン出力を高め、あまり高出力を必要としない低回転低負荷時には空燃比をリーン側の値にして燃費の向上を図るためである。
【0047】
エンジン11の燃焼方式を「均質燃焼」とした場合、ECU92は、吸気圧PMとエンジン回転数NEとに基づき基本燃料噴射量Qbse を算出する。そして、燃料噴射弁40を駆動制御してエンジン11の吸気行程中に、基本燃料噴射量Qbse から求められる最終燃料噴射量Qfin に対応した量の燃料を燃焼室16内に噴射供給する。こうした燃料噴射に基づき燃焼室16内に形成される混合気においては、その空燃比が理論空燃比若しくは理論空燃比よりもリッチ側の値になる。なお、混合気の空燃比を理論空燃比へと制御する際には、ECU92は、酸素センサ34からの検出信号に基づき燃料噴射量のフィードバック補正を行う。
【0048】
更に、ECU92は、アクセル踏込量ACCPとエンジン回転数NEとに基づき目標スロットル開度TAtを算出し、スロットルポジションセンサ44からの検出信号に基づき算出される実際のスロットル開度が上記目標スロットル開度TAtに近づくようスロットル用モータ24を駆動制御する。また、ECU92は、吸気圧PMとエンジン回転数NEとに基づき目標点火時期及び目標EGR開度を算出し、これら目標点火時期及び目標EGR開度に基づきイグナイタ41a及びEGRバルブ43を駆動制御する。上記のようにスロットル開度、点火時期、EGR開度(EGR量)を制御することで、これらスロットル開度、点火時期、及びEGR量が「均質燃焼」に適したものになる。
【0049】
エンジン11の燃焼方式を「成層燃焼」とした場合、ECU92は、アクセル踏込量ACCPとエンジン回転数NEとに基づき基本燃料噴射量Qbse を算出する。そして、燃料噴射弁40を駆動制御してエンジン11の圧縮行程中に、基本燃料噴射量Qbse から求められる最終燃料噴射量Qfin に対応した量の燃料を噴射供給する。こうした燃料噴射により燃焼室16内に形成される混合気においては、その空燃比が「均質燃焼」時の空燃比よりもリーン側の値とされる。
【0050】
更に、ECU92は、後述するごとく基本燃料噴射量Qbse 及びエンジン回転数NE等の機関運転状態に基づき目標スロットル開度TAtを算出し、実際のスロットル開度が上記目標スロットル開度TAtに近づくようスロットル用モータ24を駆動制御する。また、ECU92は、基本燃料噴射量Qbse 及びエンジン回転数NE等の機関運転状態に基づき目標点火時期及び目標EGR開度を算出し、これら目標点火時期及び目標EGR開度に基づきイグナイタ41a及びEGRバルブ43を駆動制御する。上記のようにスロットル開度、点火時期、及びEGR開度(EGR量)を制御することで、これらスロットル開度、点火時期、及びEGR開度が「成層燃焼」に適したものになる。
【0051】
上記「成層燃焼」時において、エンジン11の圧縮行程中に燃料噴射弁40から噴射された燃料は、ピストン12の頭部に設けられた窪み12a(図1)に入り、ピストン12の移動によって点火プラグ41の周りに集められる。このように点火プラグ41の周りに燃料を集めることによって、燃焼室16内の混合気全体の平均空燃比を「均質燃焼」時よりリーンにしても、同プラグ41周りの混合気の空燃比が着火に適したものとされて良好な混合気への着火が行われる。また、燃焼室16内の混合気全体の平均空燃比を「均質燃焼」時より大きくするためにスロットル開度が開き側に制御されて吸入空気量が多くされるため、「成層燃焼」時にはエンジン11のポンピングロスが低減されるようになる。
【0052】
次に、スロットル開度の制御手順について図3を参照して説明する。図3は、スロットル開度を制御するための目標スロットル開度TAtを算出するための目標スロットル開度算出ルーチンを示すフローチャートである。この目標スロットル開度算出ルーチンは、ECU92を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。
【0053】
目標スロットル開度算出ルーチンにおいて、ステップS102〜S107の処理は「成層燃焼」時の目標スロットル開度TAtを算出するためのものであり、ステップS108,S109の処理は「均質燃焼」時の目標スロットル開度TAtを算出するためのものである。
【0054】
目標スロットル開度算出ルーチンにおいて、ECU92は、ステップS101の処理として、現在「成層燃焼」が実行されているか否かを判断する。そして、「成層燃焼」が実行されていなければステップS108に進む。ECU92は、ステップS108の処理として、エンジン回転数NEとアクセル踏込量ACCPとに基づき、周知のマップを参照して「均質燃焼」時の基本スロットル開度TAbse を算出する。こうして算出される基本スロットル開度TAbse は、アクセル踏込量ACCPが大きくなるほど大きい値になる。「均質燃焼」時の基本スロットル開度TAbse が算出された後、ステップS109に進む。
【0055】
ECU92は、ステップS109の処理において、基本スロットル開度TAbse にアイドル時のスロットル開度TISCを加算したものを「均質燃焼」時の目標スロットル開度TAtとした後、この目標スロットル開度算出ルーチンを一旦終了する。こうして「均質燃焼」時の目標スロットル開度TAtが算出されると、ECU92は、実際のスロットル開度が上記目標スロットル開度TAtに近づくようにスロットル用モータ24を駆動制御する。このようにスロットル開度制御を行うことで、スロットル開度が「均質燃焼」に適したものとされる。
【0056】
一方、上記ステップS101の処理において、現在「成層燃焼」中である旨判断されると、ステップS102に進む。ステップS102〜S107の処理において、「成層燃焼」時の目標スロットル開度TAtはステップS105の処理によって算出される。即ち、ECU92は、ステップS105の処理として、後述する基本スロットル開度TAbse 及び閉込量DTRBKに基づき、「成層燃焼」時の目標スロットル開度TAtを算出する。
【0057】
上記目標スロットル開度TAtの算出に用いられる基本スロットル開度TAbse 及び閉込量DTRBKは、それぞれステップS102,S104の処理によって算出される。また、ステップS105の処理で算出される目標スロットル開度は、ステップS103の処理で算出される下限ガード値TAmin を用いて、ステップS106,S107の処理によって下限ガードされる。
【0058】
「成層燃焼」時においては、上記下限ガードが行われた後の目標スロットル開度TAtに基づきスロットル開度制御が行われる。即ち、ECU92は、実際のスロットル開度が上記目標スロットル開度TAtに近づくようにスロットル用モータ24を駆動制御する。このようにスロットル開度制御を行うことで、スロットル開度が「成層燃焼」に適したものとされる。
【0059】
目標スロットル開度算出ルーチンにおいて、ECU92は、ステップS102の処理として、基本燃料噴射量Qbse 及びエンジン回転数NE等の機関運転状態に基づき後述するマップを参照して「成層燃焼」時の基本スロットル開度TAbse を算出する。こうして算出される基本スロットル開度TAbse は、基本燃料噴射量Qbse が大きくなるほど大きい値になる。ECU92は、続くステップS103の処理として、基本燃料噴射量Qbse 及びエンジン回転数NEに基づき下限ガード値TAmin を算出する。こうして算出される下限ガード値TAmin は、基本燃料噴射量Qbse 及びエンジン回転数NEが大きくなるほど大きい値になり、後述するステップS106,S107の処理で用いられる。
【0060】
ECU92は、ステップS104の処理で閉込量DTRBKを算出し、ステップS105の処理で基本スロットル開度TAbse から上記閉込量DTRBKを減算して「成層燃焼」時の目標スロットル開度TAtを算出する。更に、ECU92は、ステップS106の処理として、上記目標スロットル開度TAtが下限ガード値TAmin よりも小さいか否かを判断する。そして、「TAt<TAmin 」でなければこの目標スロットル開度算出ルーチンを一旦終了し、「TAt<TAmin 」であれば続くステップS107の処理で下限ガード値TAmin を目標スロットル開度TAtとした後、当該目標スロットル開度算出ルーチンを一旦終了する。
【0061】
上記のように算出される目標スロットル開度TAtは、閉込量DTRBKが大きくなるほど小さい値になる。この閉込量DTRBKは、大気圧からブースタ内圧PVを減算して得られるブレーキ負圧PBKを、ブレーキブースタ50の作動に必要な値へと到達させるためのものであって、同ブレーキ負圧PBKに基づき算出される。なお、上記大気圧はエンジン11の始動時におけるバキュームセンサ36からの検出信号に基づき求められ、ブースタ内圧PVはブースタ圧力センサ50aからの検出信号に基づき求められる。
【0062】
そして、上記閉込量DTRBKは、ブレーキ負圧PBKが不足した直後には目標スロットル開度TAtが下限ガード値TAmin 付近の値となるよう算出され、その後には目標スロットル開度TAtが徐々に小さくなるよう算出される。このように閉込量DTRBKを算出することにより、ブレーキ負圧PBKが不足した直後には、スロットルバルブ23が速やかに閉じ込まれ、その後には徐々に閉じ側へと制御されるようになる。
【0063】
このスロットルバルブ23の閉じ制御が行われると、吸気圧PMが真空側の値となってブレーキブースタ50のブースタ内圧PVも真空側の値となり、ブレーキ負圧PBKがブレーキブースタ50の作動に必要な値に達するようになる。そして、ブレーキブースタ50の作動に必要なブレーキ負圧PBKが確保されると、閉込量DTRBKが徐々に小さくなるよう算出される。その結果、目標スロットル開度TAtが徐々に大きくなり、スロットル開度が上記閉じ制御開始前の状態へと徐々に戻されるようになる。
【0064】
ここで、上記必要なブレーキ負圧PBKを確保するためのスロットル閉じ制御について図5を参照して説明する。図5は、スロットル閉じ制御が行われる際における吸気圧PM、ブレーキ負圧PBK、及び目標スロットル開度TAtの推移を示すタイムチャートである。
【0065】
エンジン11の成層燃焼運転時に、ブレーキペダル51が踏み込まれてブレーキブースタ50が作動するとき等には、ブレーキ負圧PBKが図5(a)に実線L1で示すようにブレーキブースタ50の作動に必要な値(以下、要求値Xという)よりも大気圧側の値になる。このようにブレーキ負圧PBKが不足すると、目標スロットル開度TAtが、図5(b)に示されるように、最初は速やかに下限ガード値TAmin 付近の値とされ、その後に徐々に閉じ側の値とされるようになる。
【0066】
上記のように目標スロットル開度TAtを推移させてスロットルバルブ23を閉じ側へと制御することにより、エンジン11の吸気圧PMが図5(a)に実線L2で示すように徐々に真空側の値へと変化する。こうして吸気圧PMが真空側の値へと変化することにより、ブレーキブースタ50のブースタ内圧PVが真空側へと変化し、大気圧からブースタ内圧PVを減算して求められるブレーキ負圧PBKも真空側の値へと変化する。
【0067】
そして、ブレーキ負圧PBKが上記要求値Xから所定値αだけ真空側の値に達し、ブレーキブースタ50を作動するのに必要なブレーキ負圧PBKが確保されると、目標スロットル開度TAtが図5(b)に示されるように徐々に開き側の値とされ、スロットルバルブ23が上記スロットル閉じ制御開始前の開度へと戻されるようになる。このようにスロットル閉じ制御を実行することで、何らかの原因でブレーキ負圧PBKが不足したときでも、ブレーキブースタ50の作動に必要なブレーキ負圧PBKが確保される。
【0068】
ところで、ブレーキ負圧PBKが不足してから同ブレーキ負圧PBKの確保完了までの時間は、自動車のブレーキ性能を向上させるために極力短くすることが好ましい。そのため、上記ブレーキ負圧PBKの確保に要する時間を短くするために、通常の「成層燃焼」時におけるスロットルバルブ23の開度をある程度閉じ側の値とし、吸気圧PMを予め真空側の値に維持しておくことが考えられる。この場合、「成層燃焼」時の基本スロットル開度TAbse が機関運転状態に応じて求められる際にある程度閉じ側の値として算出されるよう予め設定され、基本スロットル開度TAbse から求められる目標スロットル開度TAtもある程度閉じ側の値とされる。
【0069】
上記のように目標スロットル開度TAtをある程度閉じ側の値とし、吸気圧PMを図5(a)に実線L2で示すように真空側の値に維持しておくことで、ブレーキ負圧PBKの確保を速やかに行ってブレーキ性能を向上させることができるようにはなる。しかし、図5(c)に実線L5で示すように、ブレーキ負圧PBKが要求値Xよりも大幅に真空側の値となっているときにも、二点鎖線L6で示すように吸気圧PMを真空側の値に維持すべくスロットルバルブ23の開度がある程度閉じ側の値とされる。そのため、「成層燃焼」時におけるポンピングロスが増大し、このポンピングロスの増大によってエンジン11の燃費が悪化することとなる。
【0070】
そこで本実施形態では、ブースタ内圧PV等から求められるブレーキ負圧PBKに基づき「成層燃焼」時の基本スロットル開度TAbse を算出する。即ち、目標スロットル開度算出ルーチン(図3)におけるステップS102の処理において、「成層燃焼」時の基本スロットル開度TAbse を基本燃料噴射量Qbse 及びエンジン回転数NEだけでなくブレーキ負圧PBKに基づいて算出する。こうした基本スロットル開度TAbse の算出の際には図4に示されるマップが参照される。なお、図4における実線は、ブレーキ負圧PBKを一定とした条件下において、基本スロットル開度TAbse が一定となる基本燃料噴射量Qbse 及びエンジン回転数NEの組み合わせを示すものである。そして、図4において、図中上方の実線ほど、上記一定とされる基本スロットル開度TAbse が開き側の値となる。
【0071】
図4から明らかなように、基本スロットル開度TAbse は、ブレーキ負圧PBKを一定とした条件のもとでは、基本燃料噴射量Qbse 及びエンジン回転数NEが大きくなるほど、即ち高回転高負荷になるほど開き側の値になる。更に、基本スロットル開度TAbse は、ブレーキ負圧PBKが真空側の値になるほど開き側の値になる。このため、目標スロットル開度算出ルーチン(図3)におけるステップS105の処理によって、基本スロットル開度TAbse に基づき求められる目標スロットル開度TAtがブレーキ負圧PBKに基づき変化する。そして、この目標スロットル開度TAtに基づきスロットル用モータ24を駆動制御することで、スロットルバルブ23がブレーキ負圧PBK(ブースタ内圧PV)に基づき制御されるようになる。
【0072】
即ち、ブースタ内圧PVがブレーキブースタ50の作動に必要な値に達しており、ブレーキ負圧PBKが要求値Xよりも真空側の値であるときには、ブレーキ負圧PBKが要求値Xよりも大気圧側の値になりにくくなる。そのため、同要求値Xに対してブレーキ負圧PBKが真空側の値になるほど(上記必要な値に対するブースタ内圧PVの余裕度が大きくなるほど)、スロットルバルブ23を開き側に制御することができる。このようにスロットル開度制御を行うことで、ブレーキブースタ50の作動に必要な値に対するブースタ内圧PVの余裕度が大きいときには、スロットルバルブ23が開き側の値になって吸気圧PMが大気圧側の値とされる。その結果、エンジン11のポンピングロスが低減され、同ポンピングロスによる燃費の悪化が防止される。
【0073】
これに対し、ブースタ内圧PVがブレーキブースタ50の作動に必要な値に達してはいるが、ブレーキ負圧PBKが要求値Xに近い値であるときには、ブレーキ負圧PBKが要求値Xよりも大気圧側の値になり易くなる。このようにブレーキ負圧PBKが要求値Xに近い(上記ブースタ内圧PVの余裕度が小さい)と、スロットルバルブ23が上記の場合よりも閉じ側に制御される。従って、この状態にあってブレーキ負圧PBKが要求値Xよりも大気圧側の値になったとしても、必要なブレーキ負圧PBKを確保するためのスロットル閉じ制御によって、同ブレーキ負圧PBKが速やかに要求値Xよりも真空側の値となるようにされる。
【0074】
さて、上記のスロットル開度制御においては、図5(c)に実線L5で示すようにブレーキ負圧PBKが要求値Xよりも大幅に真空側の値であれば、目標スロットル開度TAtが図5(b)に実線L4で示されるように、ブレーキ負圧PBKが要求値Xに近い値であるときの目標スロットル開度TAtである二点鎖線L3よりも開き側の値になる。このため、目標スロットル開度TAtに基づき開度制御されるスロットルバルブ23は、ブレーキ負圧PBKが要求値Xに近い値であるときに比べて開き側に制御される。このようにスロットルバルブ23が開き側に制御されることにより、吸気圧PMが図5(c)に実線L7で示すように上記図5(c)の二点鎖線L6よりも大気圧側の値となる。その結果、エンジン11のポンピングロスが低減され、同ポンピングロスによる燃費の悪化が防止される。
【0075】
この状態にあって、何らかの原因により実線L5で示されるように、ブレーキ負圧PBKが大気圧側の値へと変化して要求値Xに近づくと、ブレーキ負圧PBK等に基づき算出される目標スロットル開度TAt (基本スロットル開度TAbse )が、同ブレーキ負圧PBKの要求値Xへ向かう大気圧側への変化に応じて実線L4で示されるように徐々に閉じ側の値になる。そして、ブレーキ負圧PBKが要求値Xに達したときには実線L4で示す目標スロットル開度TAtがほぼ二点鎖線L3上に位置し、実線L7で示す吸気圧PMがほぼ二点鎖線L6上に位置することとなる。更にブレーキ負圧PBKが要求値Xよりも大気圧側の値になると、必要なブレーキ負圧PBKを確保するためのスロットル閉じ制御が行われ、同ブレーキ負圧PBKが速やかに要求値Xよりも真空側の値となるようにされる。
【0076】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)スロットル開度制御に用いられる目標スロットル開度TAt(基本スロットル開度TAbse )を基本燃料噴射量Qbse 及びエンジン回転数NEだけでなく、ブレーキ負圧PBKに基づいても算出するようにした。そのため、要求値Xに対するブレーキ負圧PBKの余裕度、即ちブレーキブースタ50の作動に必要とされる値に対するブースタ内圧PVの余裕度が小さいときにはスロットルバルブ23を閉じ側に制御し、同ブースタ内圧PVの余裕度が大きいときにはスロットルバルブ23を開き側に制御することができる。このようにスロットル開度を制御することで、上記余裕度が小さくブレーキ負圧PBKが要求値X付近の値であるときには吸気圧PMを真空側の値とし、何らかの原因によりブレーキ負圧PBKが要求値Xよりも大気圧側の値になったとき、同ブレーキ負圧PBKを速やかに要求値Xよりも真空側の値にして必要なブレーキ性能を確保することができる。一方、上記余裕度が大きくブレーキ負圧PBKが要求値Xよりも大気圧側の値になりにくいときには吸気圧PMを大気圧側の値とし、エンジン11のポンピングロスを低減して燃費の悪化を防止することができる。
【0077】
(2)ブレーキ負圧PBK等に基づき図4のマップを参照して基本スロットル開度TAbse を算出するため、ブレーキブースタ50の作動に必要な値に対するブースタ内圧PVの余裕度(要求値Xに対するブレーキ負圧PBKの余裕度)に応じて、同余裕度が大きくなるほど吸気圧PMが大気圧側の値となるようスロットルバルブ23が開き側に制御される。従って、上記余裕度に応じて的確にスロットル開度制御を行って吸気圧PMを的確に上記余裕度に応じた値へと調整することができ、的確にブレーキ性能の確保と燃費の悪化防止との両立を図ることができる。
【0078】
(3)ブレーキブースタ50は、大気圧とブースタ内圧PVとの差圧に基づき作動されるため、ブレーキブースタ50を作動するのに必要なブースタ内圧PVも大気圧に応じて変化する。しかし、大気圧とブースタ内圧PVとの差圧であるブレーキ負圧PBKに基づきスロットル開度の制御が行われるため、同スロットル開度制御により吸気圧PMを的確に大気圧も加味した最適な値へと調整することができる。
【0079】
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を図6〜図8に従って説明する。
本実施形態では、「成層燃焼」時において、例えばブレーキ負圧PBKが大気圧側の値に変化したときや、ブレーキペダル51が操作されたとき、要求値Xに対するブレーキ負圧PBKの余裕度に係わらず、吸気圧PMが真空側の値に変化するようスロットルバルブ23を所定量だけ閉じ側に制御する。こうしたスロットル開度制御を行うことにより、ブレーキ負圧PBKが要求値Xよりも大気圧側の値になったとき、同ブレーキ負圧PBKを速やかに要求値よりも真空側の値にし、ブレーキブースタ50の作動に必要なブレーキ負圧PBKを応答遅れが生じることなく確保することができるようになる。
【0080】
なお、本実施形態では、目標スロットル開度算出ルーチンにおける基本スロットル開度TAbse の算出の仕方のみが第1実施形態と異なっている。従って、本実施形態においては、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第1実施形態と同一の部分については詳細な説明を省略する。
【0081】
図6は、本実施形態の目標スロットル開度算出ルーチンを示すフローチャートである。本実施形態の目標スロットル開度算出ルーチンは、第1実施形態の目標スロットル開度算出ルーチン(図3)におけるステップS102に相当する処理(ステップS202)のみが第1実施形態と異なっている。
【0082】
ECU92は、ステップS201の処理として、現在「成層燃焼」が実行されているか否かを判断する。そして、「成層燃焼」が実行されていなければ、ステップS208,S209の処理により、「均質燃焼」時の基本スロットル開度TAbse 、及び目標スロットル開度TAtを算出した後、この目標スロットル開度算出ルーチンを一旦終了する。
【0083】
上記ステップS201の処理において、「成層燃焼」が実行されている旨判断されると、ステップS202の処理で「成層燃焼」時の基本スロットル開度TAbse を算出する。その後、ステップ203,S204の処理で下限ガード値TAmin 及び閉込量DTRBKを算出し、ステップS205〜S207の処理で上記基本スロットル開度TAbse 、下限ガード値TAmin 、及び閉込量DTRBKに基づき目標スロットル開度TAtの算出を行う。こうして「成層燃焼」時の目標スロットル開度TAtを算出した後、ECU92は、この目標スロットル開度算出ルーチンを一旦終了する。
【0084】
次に、目標スロットル開度算出ルーチンにおける上記ステップS202の処理について図7を参照して詳しく説明する。図7は、「成層燃焼」時の基本スロットル開度TAbse を算出するための基本スロットル開度算出ルーチンを示すフローチャートである。この基本スロットル開度TAbse は、目標スロットル開度算出ルーチンのステップS202に進む毎にECU92を通じて実行される。
【0085】
基本スロットル開度算出ルーチンにおいて、ステップS301の処理は、ブレーキブースタ50の作動に必要な値に対するブースタ内圧PVの余裕度、即ち要求値Xに対するブレーキ負圧PBKの余裕度が小さいか否かを判断するためのものである。この余裕度が小さい場合には、スロットル閉じ制御による必要なブレーキ負圧PBKの確保を素早く行うことのできる開度へとスロットルバルブ23が制御される。また、上記余裕度が大きい場合には、ブレーキ負圧PBKに基づくスロットル開度制御を行うことにより、ブレーキ負圧PBKが真空側の値になるほどスロットルバルブ23を開き側に制御し、必要なブレーキ負圧PBKを素早く確保可能な状態で且つポンピングロスの低減が図られるようになる。
【0086】
ECU92は、上記ステップS301の処理として、ブレーキ負圧PBKが所定値aよりも真空側の値であるか否かを判断する。このステップS301の処理において、ブレーキ負圧PBKが所定値aよりも真空側の値でなく要求値Xに対する余裕度が小さい旨判断されると、ステップS305の処理でマップ(図示せず)を参照してエンジン回転数NEと基本燃料噴射量Qbse とに基づき基本スロットル開度TAbse が算出される。このように算出される基本スロットル開度TAbse は、スロットル閉じ制御による必要なブレーキ負圧PBKの確保を素早く行うためのものである。
【0087】
即ち、この基本スロットル開度TAbse から算出される目標スロットル開度TAtに基づきスロットル開度制御を行った状態で、スロットル閉じ制御が開始されるときにはブレーキ負圧PBKの確保を素早く行うことができるよう、上記基本スロットル開度TAbse の算出が行われる。こうして基本スロットル開度TAbse の算出が行われた後、ECU92は、この基本スロットル開度算出ルーチンを一旦終了し、処理を上記目標スロットル開度算出ルーチン(図6)に戻す。
【0088】
一方、上記ステップS301の処理において、ブレーキ負圧PBKが所定値aよりも真空側の値であり要求値Xに対するブレーキ負圧PBKの余裕度が大きい旨判断されると、ステップS302の処理で図4に示されるマップを参照してエンジン回転数NE、基本燃料噴射量Qbse 、及びブレーキ負圧PBKに基づき基本スロットル開度TAbse を算出する。この基本スロットル開度TAbse から算出される目標スロットル開度TAtに基づきスロットル開度制御を行うことで、必要なブレーキ負圧PBKを素早く確保可能な状態で且つポンピングロスの低減が図られるようになる。
【0089】
ここで、ブレーキ負圧PBKに基づくスロットル開度制御について図8を参照して説明する。図8は、必要なブレーキ負圧PBKを確保するためのスロットル閉じ制御が行われる際における吸気圧PM、ブレーキ負圧PBK、及び目標スロットル開度TAtの推移を示すタイムチャートである。
【0090】
図8(a)に実線L8で示すように、ブレーキ負圧PBKが所定値aよりも大気圧側の値であって、要求値Xに対するブレーキ負圧PBKの余裕度が小さいときには、目標スロットル開度TAtが図8(b)に二点鎖線L10で示すように閉じ側の値となるよう、上記ステップS305の処理によって基本スロットル開度TAbse が算出される。上記目標スロットル開度TAtに基づくスロットル開度制御により、吸気圧PMは、図8(a)に実線L9で示すように、スロットル閉じ制御が開始されたときに素早く必要なブレーキ負圧PBKを確保することが可能な値とされる。
【0091】
また、図8(c)に実線L12で示されるように、ブレーキ負圧PBKが所定値aよりも真空側の値であって、要求値Xに対するブレーキ負圧PBKの余裕度が大きいときには、目標スロットル開度TAtが図8(b)に実線L11で示すように開き側の値となるよう、上記ステップS302の処理で基本スロットル開度TAbse が算出される。上記目標スロットル開度TAtに基づくスロットル開度制御によりポンピングロスが低減され、吸気圧PMは、図8(c)に実線L13に示すように、上記実線L9で示される状態に比べて大気圧側の値になる。
【0092】
ところで、ブレーキ負圧PBKが所定値aよりも真空側の値であっても、ブレーキペダル51の踏込操作の開始・終了時には、ブレーキ負圧PBKが図8(c)に実線L12で示すように急激に大気圧側の値へと変化して要求値Xを越えることとなる。このブレーキ負圧PBKの大気圧側への変化(要求値Xに対するブレーキ負圧PBKの余裕度の変化)に対応して、目標スロットル開度TAtを、図8(b)に破線L14で示すように徐々に閉じ側に変化させたとしても、スロットル開度の変化に対して吸気圧PMの変化には応答遅れが生じることから、吸気圧PMは、図8(c)に破線L16で示すように緩やかにしか真空側に変化しない。そのため、ブレーキ負圧PBKは、図8(c)に破線L15で示すように推移することとなり、同ブレーキ負圧PBKが要求値Xから所定値αだけ真空側の値に達し、必要なブレーキ負圧PBKが確保されるのに時間がかかるようになる。
【0093】
そこで本実施形態では、ブレーキ負圧PBKが大気圧側に変化するとき、又はブレーキスイッチ51aからの信号に基づきブレーキペダル51が操作されたことが検出されるとき、要求値Xに対するブレーキ負圧PBKの余裕度に係わらず、基本スロットル開度TAbse をスロットル閉じ制御による必要なブレーキ負圧PBKの確保を素早く行うことが可能な値とする。その結果、上記ブレーキ負圧PBKの大気圧側への急激な変化に対し、目標スロットル開度TAtは、図8(b)に実線L11で示すように、吸気圧PMを真空側に変化させる方向(閉じ方向)に所定量だけ変化するようになる。
【0094】
この実線L11で示すように推移する目標スロットル開度TAtに基づくスロットル開度制御により、吸気圧PMは、スロットル開度の変化に対して応答遅れが生じたとしても、図8(c)に実線L13で示すように速やかに真空側に変化することとなる。このように吸気圧PMが速やかに真空側に変化するため、ブレーキ負圧PBKは、図8(c)に実線L12で示すように推移することとなり、同ブレーキ負圧PBKが要求値Xよりも所定値αだけ真空側の値に達するのに必要な時間が短くなる。従って、必要なブレーキ負圧PBKを速やかに確保し、ブレーキ性能の悪化を抑制することができるようになる。
【0095】
基本スロットル開度算出ルーチン(図7)において、ステップS303,S304の処理は、要求値Xに対するブレーキ負圧PBKの余裕度に係わらず、基本スロットル開度TAbse をスロットル閉じ制御による必要なブレーキ負圧PBKの確保を素早く行うことが可能な値とするためのものである。
【0096】
即ち、ECU92は、ステップS303の処理としてブレーキ負圧PBKが大気圧側に変化したか否かを判断し、ステップS304の処理としてブレーキペダル51が操作されたか否かをブレーキスイッチ51aからの信号が変化したか否かに基づき判断する。
【0097】
そして、ブレーキ負圧PBKの大気圧側への変化がなく、且つブレーキスイッチ51aからの信号に変化がなくブレーキペダル51が操作されていない場合には、上記ステップS303,S304の処理で共に否定判定(NO)がなされ、ECU92は、この基本スロットル開度算出ルーチンを一旦終了し、処理を目標スロットル開度算出ルーチン(図6)に戻す。
【0098】
また、ブレーキ負圧PBKの大気圧側への変化があるか、若しくはブレーキスイッチ51aからの信号に変化がありブレーキペダル51が操作されている場合には、上記ステップS303,S304のいずれかの処理で肯定判定(YES)がなされ、ステップS305の処理が実行される。このステップS305の処理により、基本スロットル開度TAbse がスロットル閉じ制御による必要なブレーキ負圧PBKの確保を素早く行うことが可能な値になる。
【0099】
従って、要求値Xに対するブレーキ負圧PBKの余裕度が大きく、ステップS302の処理でブレーキ負圧PBKに応じた基本スロットル開度TAbse が算出されたとしても、ブレーキ負圧PBKが大気圧側に変化したりブレーキペダル51が操作されたりすると、上記余裕度に係わりなく基本スロットル開度TAbseがスロットル閉じ制御による必要なブレーキ負圧PBKの確保を素早く行うことが可能な値とされる。
【0100】
その結果、ブレーキペダル51の操作に伴い、ブレーキ負圧PBKが所定値aから要求値Xよりも大気圧側の値へとの急激に変化したとき、目標スロットル開度TAtは図8(b)に実線L11で示すように変化し、吸気圧PMは図8(c)に実線L13で示すように速やかに真空側に変化する。このように吸気圧PMが速やかに真空側に変化するため、必要なブレーキ負圧PBKを確保するのに要する時間が短くなり、ブレーキ性能の悪化を抑制することができるようになる。
【0101】
以上詳述した処理が行われる本実施形態によれば、第1実施形態に記載した(1)〜(3)の効果に加え、以下に示す効果が得られるようになる。
(4)要求値Xに対するブレーキ負圧PBKの余裕度が大きい状態にあって、ブレーキペダル51の操作に伴いブレーキ負圧PBKが大気圧側の値へ変化すると、上記余裕度に係わりなく基本スロットル開度TAbse はスロットル閉じ制御による必要なブレーキ負圧PBKの確保を素早く行うことが可能な値になる。その結果、目標スロットル開度TAtが閉じ側に所定量だけ変化し、この目標スロットル開度TAtに基づくスロットル開度制御により、吸気圧PMは、スロットル開度の変化に対して応答遅れが生じたとしても速やかに真空側に変化する。従って、ブレーキペダル51の操作に伴いブレーキ負圧PBKが急激に大気圧側に変化して要求値Xを越えたとしても、必要なブレーキ負圧PBKを速やかに確保してブレーキ性能の悪化を抑制することができる。
【0102】
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を図9〜図11に従って説明する。
本実施形態は、第2実施形態における基本スロットル開度算出ルーチン(図7)の他の例を示すものである。第2実施形態の基本スロットル開度算出ルーチンにおいては、ステップS301の処理で要求値Xよりも真空側の値である所定値aとブレーキ負圧PBKとの比較に基づき、要求値Xに対するブレーキ負圧PBKの余裕度(ブレーキブースタ50の作動に必要とされる値に対するブースタ内圧PVの余裕度)の大きさを判断しているが、本実施形態では上記所定値aが自動車の車速に応じて設定される。
【0103】
ところで、自動車の制動を行うべくブレーキペダル51が踏み込まれてブレーキブースタ50が作動する際、ブレーキ負圧PBKは、自動車の制動力を増すべくブレーキペダル51が大きく踏み込まれるほど大気圧側に大きく変化するようになる。また、要求される制動力は車速が大であるほど大きくなる。従って、自動車の車速は上記余裕度の大きさに影響を及ぼすこととなる。しかし、上記余裕度の大きさを判断するのに用いられる所定値aを車速に応じて設定することで、上記余裕度の大きさを的確に判断して同余裕度に基づくスロットル開度(吸気圧)の制御を的確に行うことができるようになる。
【0104】
このように本実施形態では、要求値Xに対するブレーキ負圧PBKの余裕度の大きさを判断する際、車速を考慮して同判断を行う点が第2実施形態と異なっている。従って、本実施形態においては第2実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第2実施形態と同一の部分については詳細な説明を省略する。
【0105】
図9は、本実施形態における基本スロットル開度算出ルーチンを示すフローチャートである。この基本スロットル開度算出ルーチンにおいては、ステップS401,S402の処理で、ブレーキブースタ50の作動に必要とされる値に対するブースタ内圧PVの余裕度、即ち要求値Xに対するブレーキ負圧PBKの余裕度が大きいか小さいかが判断される。そして、ステップS403の処理で上記余裕度が大きいときの基本スロットル開度TAbse が算出され、ステップS404の処理で上記余裕度が小さいときの基本スロットル開度TAbse が算出される。ステップS404の処理で算出される基本スロットル開度TAbse (余裕度小)は、ステップS403の処理で算出される基本スロットル開度TAbse (余裕度大)よりも閉じ側の値となる。
【0106】
基本スロットル開度算出ルーチンにおいて、ECU92は、ステップS401の処理として、車速センサ53の検出信号から求められる自動車の車速SPDに基づき所定値aを算出する。こうして算出される所定値aは、例えば図10に示すように車速SPDが大となるほど真空側の値になる。続いてECU92は、ステップS402の処理で、ブレーキ負圧PBKが上記所定値aよりも真空側の値であるか否かに基づき、要求値Xに対するブレーキ負圧PBKの余裕度が大きいか否かを判断する。
【0107】
そして、ブレーキ負圧PBKが所定値aよりも真空側の値であって上記余裕度が大きい旨判断されると、ステップS403の処理として、同余裕度が大きいときに対応したマップを参照し、基本燃料噴射量Qbse 及びエンジン回転数NEに基づき基本スロットル開度TAbse を算出する。また、ブレーキ負圧PBKが所定値aよりも大気圧側の値であって上記余裕度が小さい旨判断されると、ステップS403の処理として、同余裕度が小さいときに対応したマップを参照して、基本燃料噴射量Qbse 及びエンジン回転数NEに基づき基本スロットル開度TAbse が算出される。
【0108】
こうしてステップS403とステップS404とのいずれかの処理を実行することにより、基本スロットル開度TAbse を上記余裕度の大小に応じた二種類のマップのいずれかを参照して算出した後、ECU92は、この基本スロットル開度算出ルーチンを一旦終了する。
【0109】
次に、ブレーキ負圧PBKに基づくスロットル開度制御について図11を参照して説明する。図11は、必要なブレーキ負圧PBKを確保するためのスロットル閉じ制御が行われる際における吸気圧PM、ブレーキ負圧PBK、及び目標スロットル開度TAtの推移を示すタイムチャートである。
【0110】
「成層燃焼」時にブレーキ負圧PBKが所定値aよりも真空側の値であって上記余裕度が大きいときには、ブレーキ負圧PBKが所定値aよりも大気圧側の値であって上記余裕度が小さいときに比べて、基本スロットル開度TAbse が開き側の値になる。その結果、図11(a)に実線L17で示すように、上記余裕度が大きいときには小さいときに比べて目標スロットル開度TAtが開き側の値となり、スロットル開度が開き気味に制御されてエンジン11のポンピングロスが低減される。また、上記余裕度が小さいときには大きいときに比べて目標スロットル開度TAtが閉じ側の値になりスロットル開度が閉じ気味に制御される。このときの基本スロットル開度TAbse は、必要なブレーキ負圧PBKを確保するためのスロットル閉じ制御が行われる際、同ブレーキ負圧PBKの確保を素早く行うことのできる値とされる。
【0111】
図11(b)に実線L18で示すように、ブレーキ負圧PBKが所定値aよりも真空側の値であるとき(余裕度大)、ブレーキブースタ50の作動に伴いブレーキ負圧PBKが所定値aを越えて大気圧側に変化して上記余裕度が小さくなると、図11(a)に実線L17で示すように目標スロットル開度TAtが閉じ側に変化する。これは、基本スロットル開度TAbse を算出するためのマップが余裕度大のときに対応したものから、余裕度小のときに対応したものへと切り換えられるためである。そして、目標スロットル開度TAtが閉じ側に変化することにより、図11(b)に実線L19で示すように吸気圧PMが真空側に変化する。
【0112】
その後、ブレーキ負圧PBKが要求値Xを越えて大気圧側に変化すると、スロットル閉じ制御が実行されて目標スロットル開度TAtが実線L17で示すように推移し、これに伴い吸気圧PMが実線L19で示すように真空側へ変化する。このようにPMが真空側に変化することによりブレーキ負圧PBKも真空側に変化し、同ブレーキ負圧PBKが要求値よりも所定値αだけ真空側の値に達する。スロットル閉じ制御の開始時には、基本スロットル開度TAbse が余裕度小に対応したものになっているため、スロットル閉じ制御による必要なブレーキ負圧PBKの確保が短時間ですむようになる。
【0113】
また、上記余裕度の大きさを判断するのに用いられる所定値aは、車速SPDに応じて設定され、車速SPDが大となるほど真空側の値となる。
そのため、ブレーキ負圧PBKを一定とした条件のもとで車速SPDが大(必要とされる制動力が大きくなる状態)であるときには、真空側の値になる所定値aに基づき上記余裕度の大きさが小さいものとして判断される。この場合、閉じ気味の値になる余裕度小に対応した基本スロットル開度TAbse に基づきスロットル開度が制御されることとなる。従って、車速SPD大でのブレーキブースタ50の作動に伴い、ブレーキ負圧PBKが要求値Xを越えて大きく大気圧側に変化しても、スロットル閉じ制御を行うことによって必要なブレーキ負圧PBKを速やかに確保することができる。
【0114】
一方、ブレーキ負圧PBKを一定とした条件のもとで車速SPDが小(必要とされる制動力が小さくなる状態)であるときには、大気圧側の値になる所定値aに基づき上記余裕度の大きさが大きいものとして判断される。この場合、開き気味の値になる余裕度大に対応した基本スロットル開度TAbse に基づきスロットル開度が制御される。これにより、エンジン11のポンピングロスを低減して燃費悪化を抑制することができるようになる。
【0115】
以上詳述した処理が行われる本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(5)自動車の車速SPDが大であるほど要求される制動力が大きくなり、同要求される制動力が大きくなるほどブレーキブースタ50の作動時にブレーキ負圧PBKが大きく大気圧側に変化する。しかし、車速SPDに応じて設定される所定値aを用いて上記余裕度の大きさが判断されるため、同判断を的確に行って余裕度に基づくブレーキ負圧PBKの調整を的確に行うことができるようになる。そして、こうした的確なブレーキ負圧PBKの調整により、エンジン11のポンピングロスに伴う燃費悪化の抑制と、速やかなブレーキ負圧PBKの確保によるブレーキ性能の向上とを一層的確に両立することができる。
【0116】
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・上記各実施形態では、大気圧とブースタ内圧PVとの差圧であるブレーキ負圧PBKに基づき基本スロットル開度TAbse を算出することで、大気圧を加味したスロットル開度制御を行ったが、本発明はこれに限定されない。例えば、ブレーキ負圧PBKに代えてブースタ内圧PVに基づき基本スロットル開度TAbse を算出し、大気圧に基づき算出される補正係数を上記基本スロットル開度TAbse に乗算することにより、大気圧を加味したスロットル開度制御を行ってもよい。
【0117】
・上記第1及び第2実施形態では、要求値Xに対するブレーキ負圧PBKの余裕度に応じて、同余裕度が大きくなるほど、算出される基本スロットル開度TAbse が開き側の値となるようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第3実施形態のように、基本スロットル開度TAbse を算出するためのマップとして、上記余裕度が大きいときに用いられるものと同余裕度が小さいときに用いられるものとで二種類用意し、上記余裕度に応じて基本スロットル開度TAbse の算出に用いるマップを切り換えてもよい。
【0118】
・上記第1及び第2実施形態では、ブレーキ負圧PBKに基づきマップを参照して基本スロットル開度TAbse を算出することで、要求値Xに対するブレーキ負圧PBKの余裕度に応じたスロットル開度制御を行うようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、基本スロットル開度TAbse を基本燃料噴射量Qbse とエンジン回転数NEとに基づき算出するとともに、ブレーキ負圧PBKに応じて補正係数を算出する。そして、基本スロットル開度TAbse 等から目標スロットル開度TAtを算出する際に、上記補正係数を基本スロットル開度TAbse に乗算することにより、ブレーキ負圧PBKの余裕度に応じたスロットル開度制御を行うようにしてもよい。
【0119】
・上記各実施形態では、ブレーキ負圧PBKに応じて吸気圧PMを調整するためにスロットル開度制御を行ったが、これに代えてEGRバルブ43の開度制御によりブレーキ負圧PBKに応じた吸気圧PMの調整を行ってもよい。この場合、「成層燃焼」時の目標EGR開度が基本燃料噴射量Qbse 及びエンジン回転数NEだけでなく、ブレーキ負圧PBKにも基づいて算出される。また、スロットルバルブ23の開度制御とEGRバルブ43の開度制御との両方によってブレーキ負圧PBKに応じた吸気圧PMの調整を行ってもよい。なお、第2実施形態において、EGRバルブ43の開度制御をブレーキ負圧PBKに基づき行う場合には、ブレーキペダル51の操作が行われたとき、若しくはブレーキ負圧PBKが大気圧側に変化したとき、EGRバルブ43の開度を所定量だけ閉じ側に制御し、必要なブレーキ負圧PBKを速やかに確保するようにしてもよい。
【0120】
・上記各実施形態において、スロットルバルブ23やEGRバルブ43の開度制御をブレーキ負圧PBKに基づき行うだけでなく、点火時期制御や燃料噴射時期制御など他の制御をブレーキ負圧PBKに基づき行ってもよい。この場合、吸気圧PMの調整のためにブレーキ負圧PBKに基づきスロットルバルブ23やEGRバルブ43の開度制御が行われる際、これら制御により機関運転状態が悪化するとしても、ブレーキ負圧PBKに基づく上記点火時期や燃料噴射時期制御等によって上記機関運転状態の悪化を抑制することができる。
【0121】
・第2実施形態において、基本スロットル開度算出ルーチン(図7)におけるステップS303の処理とステップS304の処理とのいずれか一方の処理を省略してもよい。
【0122】
・第3実施形態では、自動車の運動状態の一つである車速SPDに応じて所定値aを設定したが、これに代えて自動車における別の運動状態である加速度に応じて所定値aを設定してもよい。この場合、所定値aは、例えば図12に示されるように加速度が大きくなるほど真空側の値になる。これは、加速度が大きくなるほど必要とされる制動力が大きくなり、ブレーキ操作時にブレーキ負圧PBKの大気圧側への変化が大きくなるためである。また、車速SPDと加速度との両方に応じて所定値aを設定してもよい。この場合、所定値aは、例えば図13に示されるように車速SPDが大きくなるほど真空側の値になるとともに、加速度が大きくなるほど真空側の値になる。なお、自動車の加速度は車速SPDに基づき算出することが可能であるが、加速度センサ等を用いて直接検出するようにしてもよい。
【0123】
・第2実施形態において、基本スロットル開度算出ルーチン(図7)のステップS301の処理で、車速SPD及び加速度といった自動車の運動状態に応じて設定される所定値aを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の負圧制御装置が適用されたエンジン全体を示す断面図。
【図2】同負圧制御装置の電気的構成を示すブロック図。
【図3】第1実施形態における目標スロットル開度の算出手順を示すフローチャート。
【図4】基本スロットル開度を算出する際に参照されるマップ。
【図5】第1実施形態において、スロットル閉じ制御が行われる際における吸気圧PM、目標スロットル開度TAt、及びブレーキ負圧PBKの推移を示すタイムチャート。
【図6】第2実施形態における目標スロットル開度の算出手順を示すフローチャート。
【図7】基本スロットル開度の算出手順を示すフローチャート。
【図8】第2実施形態において、スロットル閉じ制御が行われる際における吸気圧PM、目標スロットル開度TAt、及びブレーキ負圧PBKの推移を示すタイムチャート。
【図9】第3実施形態における基本スロットル開度の算出手順を示すフローチャート。
【図10】車速の変化に対する所定値aの推移傾向を示すグラフ。
【図11】第3実施形態において、スロットル閉じ制御が行われる際における吸気圧PM、目標スロットル開度TAt、及びブレーキ負圧PBKの推移を示すタイムチャート。
【図12】加速度の変化に対する所定値aの推移傾向を示すグラフ。
【図13】車速の変化及び加速度の変化に対する所定値aの推移傾向を示すグラフ。
【符号の説明】
11…エンジン、14…クランクポジションセンサ、21b…カムポジションセンサ、23…スロットルバルブ、24…スロットル用モータ、25…アクセルペダル、26…アクセルポジションセンサ、36…バキュームセンサ、44…スロットルポジションセンサ、50…ブレーキブースタ、50a…ブースタ圧力センサ、51…ブレーキペダル、51a…ブレーキスイッチ、53…車速センサ、92…電子制御ユニット(ECU)。
Claims (9)
- 車載内燃機関の吸気系に生じる負圧を作動圧として蓄圧し、その作動圧に基づき作動される負圧作動装置と、前記内燃機関の吸気系に生じる負圧を調整する負圧調整手段とを備え、前記作動圧が前記負圧作動装置を作動させるのに必要な要求値よりも大気圧側の値であるときには、前記内燃機関の吸気系に生じる負圧が真空側に変化するように前記負圧調整手段を制御する車載内燃機関の負圧制御装置において、
前記作動圧が前記要求値よりも真空側の値であるとき、前記作動圧に基づき、前記要求値に対して前記作動圧が真空側の値になる度合いが大きいときには、その度合いが小さいときに比べて、前記吸気系に生じる負圧が大気圧側の値となるよう前記負圧調整手段を制御する制御手段を備える
ことを特徴とする車載内燃機関の負圧制御装置。 - 前記制御手段は、前記度合いに応じて同度合いが大きいほど前記吸気系に生じる負圧が大気圧側の値となるよう前記負圧調整手段を制御する
請求項1記載の車載内燃機関の負圧制御装置。 - 前記負圧作動装置は大気圧と前記作動圧との差圧に基づき作動されるものであって、前記制御手段は大気圧を加味して前記負圧調整手段を制御する
請求項1又は2記載の車載内燃機関の負圧制御装置。 - 前記負圧作動装置は、車両に搭載されるブレーキの操作力を軽減するブレーキブースタである
請求項1〜3のいずれかに記載の車載内燃機関の負圧制御装置。 - 前記制御手段は、前記作動圧が大気圧側の値に変化したときには、前記度合いに係わらず、前記吸気系に生じる負圧が真空側に変化する方向に前記負圧調整手段を所定量だけ制御する
請求項4記載の車載内燃機関の負圧制御装置。 - 前記制御手段は、前記ブレーキが操作されたときには、前記度合いに係わらず、前記吸気系に生じる負圧が真空側に変化する方向に前記負圧調整手段を所定量だけ制御する
請求項4又は5記載の車載内燃機関の負圧制御装置。 - 前記制御手段は、前記度合いの大きさを同作動圧と所定値との比較に基づき判断するものであり、この判断に用いられる前記所定値を前記車両の運動状態に応じて設定する
請求項4〜6のいずれかに記載の車載内燃機関の負圧制御装置。 - 前記制御手段は、前記所定値を前記車両の速度に応じて設定する
請求項7記載の車載内燃機関の負圧制御装置。 - 前記制御手段は、前記所定値を前記車両の加速度に応じて設定する
請求項7又は8記載の車載内燃機関の負圧制御装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000079699A JP3546301B2 (ja) | 1999-07-02 | 2000-03-22 | 車載内燃機関の負圧制御装置 |
US09/605,785 US6321716B1 (en) | 1999-07-02 | 2000-06-27 | Negative pressure control apparatus for engine mounted in vehicle |
EP00113927A EP1065117B1 (en) | 1999-07-02 | 2000-06-30 | Negative pressure control apparatus for engine mounted in vehicle |
DE60007691T DE60007691T2 (de) | 1999-07-02 | 2000-06-30 | Unterdruckregelungsapparat für eine Brennkraftmaschine in einem Fahrzeug |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18900399 | 1999-07-02 | ||
JP11-189003 | 1999-10-28 | ||
JP30765599 | 1999-10-28 | ||
JP11-307655 | 1999-10-28 | ||
JP2000079699A JP3546301B2 (ja) | 1999-07-02 | 2000-03-22 | 車載内燃機関の負圧制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001193529A JP2001193529A (ja) | 2001-07-17 |
JP3546301B2 true JP3546301B2 (ja) | 2004-07-28 |
Family
ID=27326119
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000079699A Expired - Fee Related JP3546301B2 (ja) | 1999-07-02 | 2000-03-22 | 車載内燃機関の負圧制御装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6321716B1 (ja) |
EP (1) | EP1065117B1 (ja) |
JP (1) | JP3546301B2 (ja) |
DE (1) | DE60007691T2 (ja) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10037568B4 (de) * | 2000-08-02 | 2009-07-02 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren,Computerprogramm und Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung des Drucks in einem Unterdruckspeicher eines pneumatisch betriebenen Servoaggregats |
JP2002327639A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の暖機制御装置 |
DE10144670C1 (de) * | 2001-09-11 | 2003-05-08 | Siemens Ag | Verfahren zur Steuerung des Drucks in einer Unterdruckkammer eines Unterdruck-Bremskraftverstärkers |
KR20030034801A (ko) * | 2001-10-27 | 2003-05-09 | 현대자동차주식회사 | 자동 변속기 차량의 급정지시 엔진 제어 방법 |
JP2003172170A (ja) * | 2001-12-03 | 2003-06-20 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関のブレーキ負圧制御装置 |
JP3812653B2 (ja) * | 2002-01-17 | 2006-08-23 | 三菱自動車工業株式会社 | 車両用内燃機関の排気浄化装置 |
JP2004285838A (ja) * | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Advics:Kk | 負圧発生装置 |
DE102005031744A1 (de) * | 2005-07-07 | 2007-01-11 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Vorrichtung zur Unterdruckerzeugung in einem Kraftfahrzeug |
JP4242390B2 (ja) * | 2006-01-31 | 2009-03-25 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP4743711B2 (ja) * | 2006-10-27 | 2011-08-10 | 株式会社デンソー | 内燃機関のブレーキ負圧制御装置 |
US8103431B2 (en) | 2008-01-23 | 2012-01-24 | GM Global Technology Operations LLC | Engine vacuum enhancement in an internal combustion engine |
WO2010137408A1 (ja) * | 2009-05-26 | 2010-12-02 | 日産自動車株式会社 | 車両の制御装置および制御方法 |
US8343011B2 (en) * | 2010-08-24 | 2013-01-01 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for controlling engine air |
US8597160B2 (en) | 2011-07-27 | 2013-12-03 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for controlling an engine |
JP5143271B1 (ja) * | 2011-11-17 | 2013-02-13 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関用ポンピングブレーキ検出制御装置および方法 |
US9103301B2 (en) * | 2013-07-23 | 2015-08-11 | Midwest Motorcycle Supply Distributors Corp. | Exhaust gas recirculation system for a motorcycle engine |
WO2016018197A1 (en) * | 2014-07-28 | 2016-02-04 | Ashmann Marshall | Multi-cycle stratified internal combustion system |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3198972B2 (ja) * | 1996-06-28 | 2001-08-13 | 三菱自動車工業株式会社 | 希薄燃焼内燃機関 |
JP3183225B2 (ja) * | 1996-09-17 | 2001-07-09 | トヨタ自動車株式会社 | 成層燃焼内燃機関の燃料噴射制御装置 |
JP3067668B2 (ja) * | 1996-09-30 | 2000-07-17 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の負圧制御装置 |
JPH10151970A (ja) | 1996-09-30 | 1998-06-09 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の負圧制御装置 |
JP3031270B2 (ja) * | 1996-12-03 | 2000-04-10 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の負圧制御装置 |
JP3218997B2 (ja) * | 1996-12-10 | 2001-10-15 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の負圧制御装置 |
KR100336549B1 (ko) * | 1996-12-16 | 2002-10-25 | 도요다 지도샤 가부시끼가이샤 | 희박연소내연기관의증발연료공급제어장치 |
JP3317228B2 (ja) * | 1998-01-29 | 2002-08-26 | トヨタ自動車株式会社 | 成層燃焼内燃機関の燃焼制御装置 |
DE19908408B4 (de) * | 1999-02-26 | 2007-06-06 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs |
-
2000
- 2000-03-22 JP JP2000079699A patent/JP3546301B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-06-27 US US09/605,785 patent/US6321716B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-06-30 EP EP00113927A patent/EP1065117B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-06-30 DE DE60007691T patent/DE60007691T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1065117B1 (en) | 2004-01-14 |
DE60007691D1 (de) | 2004-02-19 |
DE60007691T2 (de) | 2004-10-21 |
US6321716B1 (en) | 2001-11-27 |
EP1065117A2 (en) | 2001-01-03 |
EP1065117A3 (en) | 2003-03-05 |
JP2001193529A (ja) | 2001-07-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3546301B2 (ja) | 車載内燃機関の負圧制御装置 | |
EP2020495B1 (en) | Engine equipped with adjustable valve timing mechanism | |
US20040093867A1 (en) | Control device for turbocharger with electric motor and control method of same | |
JP3569120B2 (ja) | 希薄燃焼内燃機関の燃焼制御装置 | |
US6443120B1 (en) | Controlling apparatus and method of internal combustion engine | |
JP3317228B2 (ja) | 成層燃焼内燃機関の燃焼制御装置 | |
JP2008019729A (ja) | 筒内噴射式エンジンの制御装置 | |
US7204215B2 (en) | Valve characteristic controller and control method for internal combustion engine | |
JP4114008B2 (ja) | ターボ過給機付火花点火式直噴エンジンの制御装置 | |
JP3807473B2 (ja) | 内燃機関 | |
JP3812138B2 (ja) | ターボ過給機付エンジンの制御装置 | |
JP3546742B2 (ja) | 内燃機関の吸入空気量制御装置 | |
JP3879270B2 (ja) | 車載内燃機関の負圧制御装置 | |
JP2000145524A (ja) | 可変ターボチャージャを備えた内燃機関 | |
JP3337793B2 (ja) | エンジンの制御装置 | |
JP4339599B2 (ja) | 筒内噴射式内燃機関の制御装置 | |
JP2006132399A (ja) | 過給機付エンジンの制御装置および制御方法 | |
JP2000002143A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2000303860A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP3572965B2 (ja) | 車載内燃機関の負圧制御装置 | |
JP2000110606A (ja) | 車載内燃機関の負圧制御装置 | |
JP2000136744A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP4224902B2 (ja) | 排気再循環装置の異常検出装置 | |
JP2002004917A (ja) | 車載内燃機関の制御装置 | |
JP2000104627A (ja) | 内燃機関の排気環流制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040316 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040329 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090423 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090423 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100423 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100423 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110423 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120423 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120423 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130423 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |