JP6289102B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される内燃機関の燃料噴射量を制御する制御装置に関する。

従来より、車両の制動時に必要となる操作力、即ちブレーキペダルの踏力を軽減するために、内燃機関の吸気通路におけるスロットルバルブの下流側で発生する吸気負圧を利用して踏力を倍力するブレーキブースタが広く採用されている（例えば、下記特許文献を参照）。

ブレーキブースタは、吸気負圧が蓄えられる定圧室と、大気圧が導き入れられる変圧室とを有している。運転者がブレーキペダルを踏んでいないときには、定圧室と変圧室とが連通し、かつ変圧室への大気圧の導入が遮断されている。そして、運転者によりブレーキペダルが踏まれると、定圧室と変圧室とが遮断され、かつ変圧室に大気圧が導入されて、定圧室と変圧室との圧力差による倍力作用が営まれる。

特開２００５−２５５０７２号公報

内燃機関の気筒に対して燃料を噴射する際の噴射量は、気筒に充填される吸気の量に比例して増減させる。気筒に流入する吸気の量は、吸気通路上に流量センサであるエアフローメータを設置して計測するか、または、吸気通路上に圧力センサである吸気圧センサを設置し、当該吸気圧センサを介して計測した吸気圧とそのときのエンジン回転数とに基づいて推算する。エアフローメータは、吸気通路の最上流部、より具体的にはエアクリーナの直下に位置付けられることが多い。

ブレーキブースタが吐出する空気は、内燃機関の吸気通路に流入する。ブレーキブースタの吸気通路への接続箇所は、スロットルバルブの下流である。よって、エアフローメータを使用する方式では、ブレーキブースタから吸気通路に流れ込む空気の量を知ることができない。このため、エアフローメータを介して計測した吸気量と、実際に気筒に充填される吸気量とが乖離し、燃料噴射量が不足して混合気の空燃比がリーン化することがある。

内燃機関の燃料噴射制御では、排気通路上に設置した空燃比センサによってガスの空燃比を計測し、その空燃比を目標空燃比に収束させるべく燃料噴射量を補正するフィードバック制御を実施することが通例である。しかしながら、空燃比フィードバック制御は、ブレーキブースタから流入する空気による空燃比のリーン化、つまり実空燃比と目標空燃比との偏差の発生それ自体を阻止できるものではない。故に、空燃比のリーン化に伴う瞬間的なエンジントルクの低下、エンジン回転数の低落を回避できない。

また、ブレーキブースタからの空気の流入は、運転者によるブレーキペダルの操作に起因して発生することから、これを予知することは困難である。

特に、アイドル運転時やアイドル運転に近い低負荷運転時には、元々の燃料噴射量が少ないため、ブレーキブースタから流入する空気により、混合気の燃焼の不安定化ないし失火を招き、それがエンジンストールにつながるおそれがある。

なお、上に述べた事象は、吸気圧センサを使用して吸気量を推測する方式でも生起し得る。

本発明は、ブレーキブースタが付随している内燃機関の燃料噴射制御において、混合気の空燃比の不適切なリーン化を抑止することを所期の目的とする。

本発明では、車両に搭載される内燃機関の燃料噴射量を制御するものであって、吸気通路におけるブレーキブースタの接続箇所よりも上流側に設置されたエアフローメータの出力信号に基づく推定吸気圧力と、前記接続箇所の近傍若しくはそれよりも下流側またはサージタンクに設置された吸気圧センサの出力信号に基づく実測吸気圧力との差分の大きさに応じて燃料噴射量を補正する、または、吸気通路におけるブレーキブースタの接続箇所よりも上流側に設置されたエアフローメータの出力信号に基づいた実測吸気流量と、前記接続箇所の近傍若しくはそれよりも下流側またはサージタンクに設置された吸気圧センサの出力信号に基づく推定吸気流量との差分の大きさに応じて燃料噴射量を補正することとし、下記の何れか少なくとも一つを満たすことを条件として、前記燃料噴射量の補正を行う内燃機関の制御装置を構成した。
（ｉ）アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブの開度が所定以下であり、かつエンジン回転数が所定以下である
（ii）発電機による発電量が小さい
（iii）シフトポジションが走行レンジであるが、前後進切換装置のフォワードブレーキ及びリバースクラッチをともに切断している
（iv）空燃比センサを介して検出される空燃比が所定以上である

並びに、本発明では、車両に搭載される内燃機関の燃料噴射量を制御するものであって、ブレーキブースタにより増幅されたブレーキ踏力を以て車両のブレーキ装置に作動液を供給するマスタシリンダの作動液圧力の低下量の大きさに応じて燃料噴射量を補正することとし、一定期間内でのマスタシリンダ圧の低下量の積算値が閾値以上であることを条件として、前記燃料噴射量の補正を行う内燃機関の制御装置を構成した。

本発明によれば、ブレーキブースタが付随している内燃機関の燃料噴射制御における、混合気の空燃比の不適切なリーン化を抑止できる。

車両に搭載される内燃機関の概略構成を示す図。 車両に実装される駆動系の構成を示す図。 実測吸気圧力と推定吸気圧力との差分と、エンジン回転数の瞬時値の最低値との関係を示す図。 本発明の一実施形態の制御装置がプログラムに従い実行する処理の手順例を示すフロー図。 運転者のブレーキ操作に基づくマスタシリンダ圧の変動の推移を例示する図。 マスタシリンダ圧の低下量の積算値と、実測吸気圧力と推定吸気圧力との差分との関係を示す図。 本発明の一実施形態の制御装置がプログラムに従い実行する処理の手順例を示すフロー図。

＜第一実施形態＞本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１に、車両用内燃機関の概要を示す。この内燃機関は、火花点火式の４ストロークエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。

吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。

排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。

外部ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置２は、いわゆる高圧ループＥＧＲを実現するものであり、排気通路４における触媒４１の上流側と吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流側とを連通するＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１上に設けたＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲ通路２１を開閉し当該ＥＧＲ通路２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２３とを要素とする。ＥＧＲ通路２１の入口は、排気通路４における排気マニホルド４２またはその下流の所定箇所に接続している。ＥＧＲ通路２１の出口は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流の所定箇所、具体的にはサージタンク３３に接続している。

車両には、ブレーキブースタ５が付帯している。ブレーキブースタ５は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流側の箇所、具体的にはサージタンク３３から吸気負圧を導き入れ、その負圧を用いてブレーキペダルの踏力を倍力する、この分野では広く知られているものである。ブレーキブースタ５は、負圧を蓄える定圧室と、大気圧が加わる変圧室とを有し、定圧室が負圧管路５１を介してサージタンク３３またはその近傍に接続している。負圧管路５１は、スロットルバルブ３２の下流側の吸気負圧を定圧室へと導く。負圧管路５１上には、負圧を定圧室内に留め、定圧室に正圧が加わることを防止するためのチェックバルブ５２を設けてある。

運転者によりブレーキペダルが操作されていないとき、定圧室と変圧室とが連通し、かつ変圧室が大気圧から隔絶される。ブレーキペダルが操作されると、定圧室と変圧室との間が遮断され、かつ変圧室に大気が導入される。結果、定圧室と変圧室との圧力差が、ブレーキペダルの踏力を倍力する制御圧力となる。ブレーキブースタ５により増幅されたブレーキ踏力は、マスタシリンダ６において液圧力に変換される。マスタシリンダ６が出力する作動液圧は、液圧回路（図示せず）を介してブレーキキャリパやホイールシリンダといったブレーキ装置（図示せず）に伝達され、当該ブレーキ装置による車両の制動に用いられる。

図２に、車両が備える駆動系の例を示す。この駆動系は、トルクコンバータ７及び自動変速機８、９を備えてなる。本実施形態では、自動変速機８、９の構成要素として、遊星歯車機構を利用した前後進切換装置８、及び無段変速機の一種であるベルト式ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）９を採用している。

内燃機関が出力する回転トルクは、内燃機関のクランクシャフトからトルクコンバータ７の入力側のポンプインペラ７１に入力され、出力側のタービンランナ７２に伝達される。タービンランナ７２の回転は、前後進切換装置８を介してＣＶＴ９の駆動軸９４に伝わり、ＣＶＴ９における変速を経て従動軸９５を回転させる。従動軸９５の回転は、出力ギア１０１に伝達される。出力ギア１０１は、デファレンシャル装置のリングギア１０２と噛合し、デファレンシャル装置を介して車軸１０３及び駆動輪（図示せず）を回転させる。

前後進切換装置８は、そのサンギア８１がタービンランナ７２と連絡し、リングギア８２が駆動軸９４と連絡している。プラネタリギア８３１を支持するプラネタリキャリア８３と変速機ケースとの間には、断接切換可能な液圧クラッチたるフォワードブレーキ８４を介設している。また、プラネタリキャリア８３とサンギア８１（または、トルクコンバータ７の出力側）との間にも、断接切換可能な液圧クラッチたるリバースクラッチ８５を介設している。

走行レンジのうちのＤレンジでは、フォワードブレーキ８４を締結し、リバースクラッチ８５を切断する。これにより、トルクコンバータ７の出力軸の回転が逆転されかつ減速されて駆動軸９４に伝達され、前進走行となる。翻って、Ｒレンジでは、リバースクラッチ８５を締結し、フォワードブレーキ８４を切断する。これにより、サンギア８１とプラネタリキャリア８３とが一体的に回転し、トルクコンバータ７の出力軸と駆動軸９４とが直結して後進走行となる。フォワードブレーキ８４またはリバースクラッチ８５を断接切換駆動するための作動液圧を制御するソレノイドバルブ（図示せず）は、制御信号ｍを受けてその開度を変化させる流量制御弁である。

非走行レンジであるＮレンジ、Ｐレンジでは、フォワードブレーキ８４及びリバースクラッチ８５をともに切断し、トルクコンバータ７とＣＶＴ９との間の接続を遮断する。また、Ｄレンジにおいても、停車しているアイドル運転中等に、フォワードブレーキ８４及びリバースクラッチ８５を切断して、内燃機関に作用する機械的な負荷（即ち、トルクコンバータ７の負荷）を軽減する「ニュートラル制御」を実行することがある。

ＣＶＴ９は、駆動プーリ９１及び従動プーリ９２と、両プーリ９１、９２に巻き掛けられたベルト９３とを要素とする。駆動プーリ９１は、駆動軸９４に固定した固定シーブ９１１と、駆動軸９１上にローラスプラインを介して軸方向に変位可能に支持させた可動シーブ９１２と、可動シーブ９１２の後背に配設された液圧サーボ９１３とを有する。並びに、従動プーリ９２は、従動軸９５に固設した固定シーブ９２１と、従動軸９５上にローラスプラインを介して軸方向に変位可能に支持させた可動シーブ９２２と、可動シーブ９２２の後背に配設された液圧サーボ９２３とを有する。

車両に実装される各種電気負荷への電力供給の源である発電機（オルタネータ）は、内燃機関のクランクシャフトから回転トルクの伝達を受けて回転駆動され、発電を行う。この発電機が発電し出力する電圧の大きさは、レギュレータを介して制御することができる。レギュレータは、発電機に付随するＩＣ式のもので、発電機のフィールドコイルへの通電をＯＮ／ＯＦＦ切り替えするスイッチング動作を行う。

発電機の出力電圧、即ち発電機のステータコイルに誘起される電圧は、フィールドコイルを流れるフィールド電流のＤＵＴＹ比であるｆＤＵＴＹに比例して大きくなる。レギュレータは、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）０から発電機の出力電圧を指令する信号ｏを受け付け、その指令された出力電圧を実現するようにｆＤＵＴＹを調節するＰＷＭ制御を行う。発電機による発電量、換言すれば電気負荷への給電量及び／または車載のバッテリへの充電量は、ｆＤＵＴＹが高いほど増加し、ｆＤＵＴＹが低いほど減少する。

発電機は、内燃機関から見れば機械的な負荷となる。レギュレータに高い出力電圧を指令すると、エンジン回転に対する発電機の機械負荷が増し、低い出力電圧を指令すると、エンジン回転に対する発電機の機械負荷が減る。

内燃機関の制御装置たるＥＣＵ０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。

入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、吸気通路３（特に、エアクリーナ３１の直下）内の吸気流量を検出するエアフローメータ３５から出力される吸気流量信号ｄ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する吸気温・吸気圧センサ３６から出力される吸気温・吸気圧信号ｅ、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｆ、排気通路４を流れる排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ（Ｏ₂センサまたはリニアＡ／Ｆセンサ）から出力される空燃比信号ｇ、マスタシリンダ６が吐出する作動液の圧力であるマスタシリンダ圧を検出する液圧センサから出力されるマスタシリンダ圧信号ｈ等が入力される。

出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタ１３に対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度制御信号ｋ、ＥＧＲバルブ２３に対して開度制御信号ｌ、フォワードブレーキ８４またはリバースクラッチ８５の断接切換用のソレノイドバルブに対して開度制御信号ｍ、ＣＶＴ９に対して変速比制御信号ｎ、発電機の出力電圧を制御する電圧レギュレータに対して電圧指令信号ｏ等を出力する。

ＥＣＵ０のプロセッサは、メモリに格納しているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング、要求ＥＧＲ率、変速比、発電機の発電量等といった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏを出力インタフェースを介して印加する。

燃料噴射量を決定するにあたり、ＥＣＵ０は、気筒１に充填される吸気量（新気量及びＥＧＲガス量）に見合った基本噴射量ＴＰを決定する。次いで、この基本噴射量ＴＰを、空燃比センサを介して知得される現在のガスの実空燃比と目標空燃比との偏差に応じたフィードバック補正係数ＦＡＦで補正する。さらには、各種環境条件その他に応じて定まる補正係数Ｋ、後述するブレーキブースタ５の作動に起因した補正係数Ｘ、並びにインジェクタ１１の無効噴射時間ＴＡＵＶを加味して、最終的な燃料噴射時間（インジェクタ１１に対する通電時間）Ｔを算定する。燃料噴射時間Ｔは、
Ｔ＝ＴＰ×ＦＡＦ×Ｋ×Ｘ＋ＴＡＵＶ
となる。そして、燃料噴射時間Ｔだけインジェクタ１１に信号ｊを入力、インジェクタ１１を開弁して燃料を噴射させる。

また、ＥＣＵ０は、所定の燃料カット条件が成立したときに、気筒１への燃料供給を一時中止する燃料カットを実施する。このときのＥＣＵ０は、少なくとも、アクセルペダルの踏込量が０または０に近い閾値以下となり、かつエンジン回転数が燃料カット許可回転数以上あることを以て、燃料カット条件が成立したものと判断する。

燃料カット条件の成立後、所定の燃料カット終了条件が成立したときには、燃料カットを終了することとし、気筒１への燃料供給を再開する。このときのＥＣＵ０は、アクセルペダルの踏込量が閾値を上回った、エンジン回転数が燃料カット復帰回転数まで低下した等のうちの何れかを以て、燃料カット終了条件が成立したものと判断する。

既に述べた通り、本実施形態では、基本噴射量ＴＰの根拠となる吸気量を、エアフローメータ３５を介して計測する。エアフローメータ３５は、吸気通路３におけるブレーキブースタ５の接続箇所よりも上流側に設置されている。このことから、エアフローメータ３５の出力信号ｄを参照して知得される吸気量、ひいては基本噴射量ＴＰには、ブレーキブースタ５から吸気通路３に流入し気筒１に吸引される空気の量は加味されていない。

つまり、実際に気筒１に充填される吸気量は、エアフローメータ３５を介して知得される吸気量よりも多い可能性がある。その場合、気筒１のインジェクタ１１から噴射される燃料の量が、当該気筒１に充填された吸気量に見合わず少ないことになり、同気筒１の燃焼室内における混合気の空燃比が目標空燃比よりもリーンになる。さすれば、エンジントルクが低下してエンジン回転数の低落を招くこととなりかねない。

ブレーキブースタ５から吸気通路３に空気が流入するのは、運転者が踏み込んでいたブレーキペダルの踏み込みを緩め、またはブレーキペダルから足を離したときである。運転者がブレーキペダルの踏み込みを緩めることを予知することはできず、そのときにブレーキブースタ５から吸気通路３に流入する空気の量を直接計測することもできない。

そこで、本実施形態のＥＣＵ０は、エアフローメータ３５の出力信号ｄに基づき、気筒１に近いサージタンク３３（または、吸気マニホルド３４）内における吸気圧力を推定する。そして、その推定吸気圧力と、吸気圧センサ３６を介して計測されるサージタンク３３（吸気マニホルド３４）内の実測吸気圧力との差分を求め、当該差分の大きさに応じて燃料噴射量の補正係数Ｘを決定する。

エアフローメータ３５を介して計測される吸気流量と、エンジン回転数及びサージタンク３３内吸気圧との間には、相関関係がある。換言すれば、吸気流量及びエンジン回転数から、サージタンク３３内吸気圧を推定することが可能である。尤も、詳細には、吸気通路３を流れる吸気の温度や大気圧等の影響を考慮する必要がある。

ＥＣＵ０のメモリには、サージタンク３３内吸気圧と、吸気流量、エンジン回転数、吸気温及び大気圧等との関係を規定したマップデータを予め格納してある。ＥＣＵ０は、エアフローメータ３５を介して計測した吸気流量、現在のエンジン回転数、吸気温度及び大気圧等をキーとして当該マップを検索することで、現在の推定吸気圧力を知得する。

その上で、ＥＣＵ０は、吸気通路３におけるブレーキブースタ５の接続箇所の近傍またはその下流に位置する吸気圧センサ３６の出力信号ｅに基づく実測吸気圧力から、上記の推定吸気圧力を減算して両者の差分を求める。この差分は、ブレーキブースタ５から吸気通路３に流入する空気の量を示唆する。即ち、両者の差分が大きいほど、ブレーキブースタ５から多くの空気が吐出され、吸気通路３に流入していると考えられる。ブレーキブースタ５から全く空気が吐出されていないときには、両者の差分は０またはほぼ０となるはずである。

ＥＣＵ０は、上記の差分が大きいほど、つまりはブレーキブースタ５から吸気通路３に流入する空気の量が多いほど、燃料噴射量の補正係数Ｘを大きくして、燃料噴射量Ｔを増量補正する。上記の差分が０またはほぼ０であるならば、補正係数Ｘを最小値（通常は、１）とする。これにより、ブレーキブースタ５の作動に起因した混合気の空燃比の目標空燃比からの逸脱を予防することができる。

尤も、補正係数Ｘを乗ずる燃料噴射量の増量補正は、常時実施する必要はない。ブレーキブースタ５からの流入空気による空燃比のリーン化が問題となるのは、内燃機関のアイドリング中や、アイドリングに近い低負荷領域での運転中である。そのような状況の下では元々、スロットルバルブ３２開度が小さく、気筒１に充填される吸気量及び燃料噴射量が少ない。このとき、ブレーキブースタ５から吸気通路３に空気が流入すると、燃料噴射量に対する吸気の増加量が相対的に大きくなり、混合気の空燃比のリーン化が顕著となって、燃焼が不安定になり、時には失火する。アイドリング中や低負荷運転中における失火の発生は、エンジンストールにつながりかねない。従って、補正係数Ｘを乗ずる燃料噴射量の増量補正は、エンジンストールが懸念される状況下において実施することが望ましい。

図３は、補正係数Ｘを乗ずる燃料噴射量の増量補正を伴わずに内燃機関をアイドリング運転した場合における、実測吸気圧力と推定吸気圧力との差分と、エンジン回転数の瞬時値の最低値とを多数回測定した結果をプロットしたものである。図３中、実線で描画した横線は、エンジンストールに至らないエンジン回転数の許容下限αを表す。測定結果のプロット点のクラスタは、右肩下がりの傾向を示している。即ち、実測吸気圧力と推定吸気圧力との差分が大きいほど、混合気の燃焼が不安定化ないし失火しやすく、エンジン回転数が大きく低落しやすいと言える。

図３中、破線で描画した縦線は、エンジン回転数の瞬時値の最低値が許容下限αを下回るリスクの有無を峻別する、吸気圧力の差分の閾値βを表す。実測吸気圧力と推定吸気圧力との差分がβよりも大きいと、エンジン回転数の瞬時値の最低値が許容下限αを下回るリスクがある。そのリスクは、実測吸気圧力と推定吸気圧力との差分が大きいほど高いものと想像される。よって、当該差分がβよりも大きいときに、補正係数Ｘを乗ずる燃料噴射量の増量補正を実行するべきである。また、当該差分が大きいほど、当該増量補正における燃料噴射量の増量を多くすることが好適である。

図４に、本実施形態のＥＣＵ０が実行する処理の手順例を示す。ＥＣＵ０は、ブレーキブースタ５から吸気通路３に流入する空気による空燃比のリーン化のためにエンジンストールを引き起こす懸念がある状況下で（ステップＳ１及びＳ２）、燃料噴射量の増量補正を行う。より具体的には、吸気圧センサ３６の出力信号ｅを参照して得られる実測吸気圧力からエアフローメータ３５の出力信号ｄを参照して得られる推定吸気圧力を減算した結果の差分が閾値β以上であり（ステップＳ１）、なおかつ下記の条件（ｉ）から（iv）の何れか少なくとも一つを満たす（ステップＳ２）場合に、燃料噴射量の増量補正を行う。
（ｉ）アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度が所定以下であり、かつエンジン回転数が所定以下である（低負荷低回転域またはアイドリング中）
（ii）発電機による発電量が小さい（発電を行わない分、スロットルバルブ３２開度（吸気量）の基本量が小さい）
（iii）シフトポジションが走行レンジであるが、前後進切換装置８のフォワードブレーキ８４及びリバースクラッチ８５をともに切断している「ニュートラル制御」中（内燃機関にかかる負荷を減らしている分、スロットルバルブ３２開度（吸気量）の基本量が小さい）
（iv）空燃比センサを介して検出される空燃比が所定以上である
但し、ステップＳ１及びＳ２がともに真であるとしても、特定の事情に基づく燃料噴射量の増量補正をある一定以上既に行っている（ステップＳ３）場合には、上述の燃料噴射量の増量補正を行わない。例えば、燃料カットの終了直後の時期には、空燃比をリッチ化する燃料増量補正を実行することが多い。これは、燃料カット中に触媒４１に吸蔵された酸素の消費を促すための処置であるが、当該補正の実行中にブレーキブースタ５から吸気通路３に余剰の空気が流入したとしても、失火が発生してエンジンストールに陥る可能性は小さい。故に、当該補正の実行中であるならば、（ステップＳ３を真として、ステップＳ４以降の）さらなる燃料噴射量の増量補正を行わない。

エンジンストールの回避を目的とした燃料噴射量の増量補正（ステップＳ４）では、実測吸気圧力と推定吸気圧力との差分の大きさに応じた増量補正係数Ｘを決定し、これを乗じて燃料噴射量Ｔを算定する。ステップＳ４の結果、燃料噴射量Ｔは、基本噴射量ＴＰに、ブレーキブースタ５から流入して気筒１に吸引された空気量の増分を加味したものとなる。補正係数Ｘは、気筒１に充填された混合気の空燃比が目標空燃比近傍となるように設定される。

そして、上述の燃料噴射量の増量補正は、実測吸気圧力と推定吸気圧力との差分が閾値を下回ったり（ステップＳ５）、上記の条件（ｉ）から（iv）の何れも満たさなくなった（ステップＳ６）場合に終了する。ステップＳ５にて用いる閾値は、ステップＳ２にて用いる閾値βと同じ値としてもよいが、βよりは小さい値に設定することが好ましい。これは、実測吸気圧力と推定吸気圧力との差分がβの近傍で増減したときに、燃料噴射量の増量補正が行われなかったり行われなかったりを繰り返し、エンジン回転数が脈動するような挙動を避ける意図である。

本実施形態では、車両に搭載される内燃機関の燃料噴射量を制御するものであって、吸気通路３におけるブレーキブースタ５の接続箇所よりも上流側に設置されたエアフローメータ３５の出力信号ｄに基づく推定吸気圧力と、前記接続箇所の近傍若しくはそれよりも下流またはサージタンク３３に設置された吸気圧センサ３６の出力信号ｅに基づく実測吸気圧力との差分の大きさに応じて燃料噴射量を補正する内燃機関の制御装置０を構成した。

本実施形態によれば、ブレーキブースタ５が付随している内燃機関の燃料噴射制御において、混合気の空燃比の不適切なリーン化を抑止し、エンジントルクの不当な低下や、エンジン回転数の不当な低落を阻止することが可能となる。加えて、実測吸気圧力と推定吸気圧力との差分が大きいほど燃料噴射量の増量分を多くするとともに、燃料噴射量の増量補正の実行機会をステップＳ１からＳ３に示したように制限しているため、不必要な燃料の増量を行わずに済み、燃費性能を徒に悪化させることがない。

また、ブレーキブースタ５から吸気通路３に流入する空気の量を検出するためのセンサ（ブレーキブースタ圧センサ等）を別途設置する必要がなく、コストの騰貴を招かない。

なお、上記実施形態では、吸気圧センサ３６を介して実測した吸気圧力と、エアフローメータ３５を介して実測した吸気流量から推測される吸気圧力との差分をとり、当該差分を閾値βと比較し、また燃料噴射量の増量補正量の決定に用いていた。これに代えて、吸気圧センサ３６を介して実測した吸気圧力から推測される吸気流量と、エアフローメータ３５を介して実測した吸気流量との差分をとり、当該差分を閾値と比較したり、燃料噴射量の増量補正量の決定に用いたりすることも考えられる。

サージタンク３３に設置された吸気圧センサ３６は、ブレーキブースタ５から吸気通路３に流入して気筒１に吸引される空気の存在を加入した吸気圧力を計測している。翻って、エアクリーナ３１の近傍に設置されたエアフローメータ３５は、ブレーキブースタ５から吸気通路３に流入する空気の存在を感知することはない。吸気圧センサ３６の出力信号ｅとエアフローメータ３５の出力信号ｄとの差は、ブレーキブースタ５から吸気通路３に流入する空気の量を示唆している。上記実施形態では、その差を明らかにするべく、エアフローメータ３５の出力信号ｄを吸気圧に換算して吸気圧センサ３６の出力信号ｅと比較していたが、吸気圧センサ３６の出力信号ｅを吸気流量に換算してエアフローメータ３５の出力信号ｄと比較することも同じ意味を持つ。

吸気圧センサ３６を介して計測される吸気圧と、エンジン回転数及び気筒１に吸引される吸気の流量との間には相関関係があり、吸気圧及びエンジン回転数から、サージタンク３３または吸気マニホールド３４における吸気流量を推定することが可能である。尤も、詳細には、吸気通路３を流れる吸気の温度や大気圧等の影響を考慮する必要がある。

実測吸気流量と推定吸気流量との差分を求める場合には、ＥＣＵ０のメモリに、吸気流量と、サージタンク３３内吸気圧、エンジン回転数、吸気温及び大気圧等との関係を規定したマップデータを予め格納しておく。そして、ＥＣＵ０が、吸気圧センサ３６を介して計測したサージタンク３３内吸気圧、現在のエンジン回転数、吸気温度及び大気圧等をキーとして当該マップを検索することで、現在の推定吸気流量を知得する。その上で、推定吸気流量から、エアフローメータ３５の出力信号ｄに基づく実測吸気流量を減算して差分を求める。この差分を閾値と比較すれば、燃料噴射量の増量補正の要否を判断することができる。加えて、燃料噴射量の増量補正を行う場合にも、当該差分が大きいほど、増量補正における燃料噴射量の増量を多くする。

＜第二実施形態＞次に述べる第二実施形態は、マスタシリンダ６の吐出する作動液圧であるマスタシリンダ圧を根拠として運転者のブレーキペダルの操作量を把握し、これを基にブレーキブースタ５から吸気通路３に流入する空気の量を推し量り、燃料噴射量の増量補正の要否の判断及び増量補正量の決定を行うものである。以下、第一実施形態との相異点を中心に説明する。特に言及しない事項については、上記第一実施形態と同様とすることが可能である。

本実施形態でも、第一実施形態と同様、基本噴射量ＴＰの根拠となる吸気量を、エアフローメータ３５を介して計測する。エアフローメータ３５は、吸気通路３におけるブレーキブースタ５の接続箇所よりも上流側に設置されている。このことから、エアフローメータ３５の出力信号ｄを参照して知得される吸気量、ひいては基本噴射量ＴＰには、ブレーキブースタ５から吸気通路３に流入し気筒１に吸引される空気の量は加味されていない。

そこで、本実施形態のＥＣＵ０は、マスタシリンダ圧の低下量の大きさに応じて、燃料噴射量の補正係数Ｘを決定する。マスタシリンダ圧が低下するということは、運転者がブレーキペダルの踏み込みを緩めたことと同義である。そして、そのマスタシリンダ圧の低下量が大きいほど、ブレーキブースタ５から吸気通路３に多くの量の空気が流入したものと考えられる。

図５に、マスタシリンダ圧の変動の推移の一例を示す。図５は、運転者がブレーキペダルの踏み込みを緩める操作を一定期間内に都合五回行った場合のマスタシリンダ圧の変動の例である。マスタシリンダ圧の極大値から極小値までを低下量と見なすと、マスタシリンダ圧は一定期間内に五回低下しており、一回目の低下量が｜Δｐ１｜、二回目の低下量が｜Δｐ２｜、三回目の低下量が｜Δｐ３｜、四回目の低下量が｜Δｐ４｜、五回目の低下量が｜Δｐ５｜である。

図６は、補正係数Ｘを乗ずる燃料噴射量の増量補正を伴わずに内燃機関をアイドリング運転した場合における、マスタシリンダ圧の低下量の一定期間内の積算値と、実測吸気圧力と推定吸気圧力との差分とを多数回測定した結果をプロットしたものである。マスタシリンダ圧の低下量の積算値は、図５に示す例で言えば、低下量｜Δｐ１｜、｜Δｐ２｜、｜Δｐ３｜、｜Δｐ４｜及び｜Δｐ５｜を合算した値である。実測吸気圧力と推定吸気圧力との差分は、第一実施形態において述べた通り、吸気圧センサ３６の出力信号ｅを参照して得られる実測吸気圧力からエアフローメータ３５の出力信号ｄを参照して得られる推定吸気圧力を減算した値である。

測定結果のプロット点のクラスタは、右肩上がりの傾向を示している。即ち、マスタシリンダ圧の低下量（の積算値）が大きいほど、実測吸気圧力と推定吸気圧力との差分が大きくなり、混合気の燃焼が不安定化ないし失火しやすく、エンジン回転数が大きく低落しやすいと言える。図６中、実線で描画した横線は、第一実施形態において述べた閾値βを表す。

図６中、鎖線で描画した縦線は、吸気圧力の差分が閾値β以上となるか否かを峻別する、マスタシリンダ圧の低下量の積算値の閾値γを表す。マスタシリンダ圧の低下量の積算値の閾値γよりも大きいと、実測吸気圧力と推定吸気圧力との差分がβよりも大きくなり、エンジン回転数の瞬時値の最低値が許容下限αを下回るリスクがある。そのリスクは、マスタシリンダ圧の低下量の積算値が大きいほど高いものと想像される。よって、当該積算値がγよりも大きいときに、補正係数Ｘを乗ずる燃料噴射量の増量補正を実行するべきである。また、当該積算値が大きいほど、当該増量補正における燃料噴射量の増量を多くすることが好適である。

図７に、本実施形態のＥＣＵ０が実行する処理の手順例を示す。ＥＣＵ０は、ブレーキブースタ５から吸気通路３に流入する空気による空燃比のリーン化のためにエンジンストールを引き起こす懸念がある状況下で（ステップＳ７及びＳ８）、燃料噴射量の増量補正を行う。より具体的には、マスタシリンダ圧センサの出力信号ｈを参照して得られる、一定期間内でのマスタシリンダ圧の低下量の積算値がγ以上であり（ステップＳ７）、なおかつ第一実施形態において述べた条件（ｉ）から（iv）の何れか少なくとも一つを満たす（ステップＳ８）場合に、燃料噴射量の増量補正を行う。

但し、ステップＳ７及びＳ８がともに真であるとしても、特定の事情に基づく燃料噴射量の増量補正を既に行っている（ステップＳ９）場合には、上述の燃料噴射量の増量補正を行わない。例えば、燃料カットの終了直後の時期には、空燃比をリッチ化する燃料増量補正を実行することが多い。当該補正の実行中にブレーキブースタ５から吸気通路３に余剰の空気が流入したとしても、失火が発生してエンジンストールに陥る可能性は小さい。故に、当該補正の実行中であるならば、（ステップＳ９を真として、ステップＳ１０以降の）さらなる燃料噴射量の増量補正を行わない。

エンジンストールの回避を目的とした燃料噴射量の増量補正（ステップＳ１０）では、一定期間内でのマスタシリンダ圧の低下量の積算値の大きさに応じた増量補正係数Ｘを決定し、これを乗じて燃料噴射量Ｔを算定する。ステップＳ１０の結果、燃料噴射量Ｔは、基本噴射量ＴＰに、ブレーキブースタ５から流入して気筒１に吸引された空気量の増分を加味したものとなる。補正係数Ｘは、気筒１に充填された混合気の空燃比が目標空燃比近傍となるように設定される。

そして、上述の燃料噴射量の増量補正は、実測吸気圧力と推定吸気圧力との差分が閾値を下回ったり（ステップＳ１１）、上記の条件（ｉ）から（iv）の何れも満たさなくなった（ステップＳ１２）場合に終了する。ステップＳ１１にて用いる閾値は、ステップＳ８にて用いる閾値γと同じ値としてもよいが、γよりは小さい値に設定してもよい。

本実施形態では、車両に搭載される内燃機関の燃料噴射量を制御するものであって、ブレーキブースタ５により増幅されたブレーキ踏力を以て車両のブレーキ装置に作動液を供給するマスタシリンダ６の作動液圧力（マスタシリンダ圧）の低下量の大きさに応じて燃料噴射量を補正する内燃機関の制御装置０を構成した。

本実施形態によれば、ブレーキブースタ５が付随している内燃機関の燃料噴射制御において、混合気の空燃比の不適切なリーン化を抑止し、エンジントルクの不当な低下や、エンジン回転数の不当な低落を阻止することが可能となる。加えて、実測吸気圧力と推定吸気圧力との差分が大きいほど燃料噴射量の増量分を多くするとともに、燃料噴射量の増量補正の実行機会をステップＳ７及びＳ８に示したように制限しているため、不必要な燃料の増量を行わずに済み、燃費性能を徒に悪化させることがない。

また、ブレーキブースタ５から吸気通路３に流入する空気の量を検出するためのセンサを別途設置する必要がなく、コストの騰貴を招かない。

本実施形態では、サージタンク３３（または、吸気マニホルド３４）内の吸気圧を計測する吸気圧センサ３６を使用しないことから、当該吸気圧センサ３６を廃することが可能である。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。各部の具体的構成や具体的な処理の手順は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は、車両に搭載される内燃機関の制御に適用することができる。

０…制御装置（ＥＣＵ）
１…気筒
３…吸気通路
３５…エアフローメータ
３６…吸気圧センサ
５…ブレーキブースタ
６…マスタシリンダ
ｄ…エアフローメータの出力信号
ｅ…吸気圧センサの出力信号
ｈ…マスタシリンダ圧センサの出力信号

Claims (2)

1. 車両に搭載される内燃機関の燃料噴射量を制御するものであって、
   吸気通路におけるブレーキブースタの接続箇所よりも上流側に設置されたエアフローメータの出力信号に基づく推定吸気圧力と、前記接続箇所の近傍若しくはそれよりも下流側またはサージタンクに設置された吸気圧センサの出力信号に基づく実測吸気圧力との差分の大きさに応じて燃料噴射量を補正する、
   または、吸気通路におけるブレーキブースタの接続箇所よりも上流側に設置されたエアフローメータの出力信号に基づいた実測吸気流量と、前記接続箇所の近傍若しくはそれよりも下流側またはサージタンクに設置された吸気圧センサの出力信号に基づく推定吸気流量との差分の大きさに応じて燃料噴射量を補正することとし、
   下記の何れか少なくとも一つを満たすことを条件として、前記燃料噴射量の補正を行う内燃機関の制御装置。
   （ｉ）アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブの開度が所定以下であり、かつエンジン回転数が所定以下である
   （ii）発電機による発電量が小さい
   （iii）シフトポジションが走行レンジであるが、前後進切換装置のフォワードブレーキ及びリバースクラッチをともに切断している
   （iv）空燃比センサを介して検出される空燃比が所定以上である
2. 車両に搭載される内燃機関の燃料噴射量を制御するものであって、
   ブレーキブースタにより増幅されたブレーキ踏力を以て車両のブレーキ装置に作動液を供給するマスタシリンダの作動液圧力の低下量の大きさに応じて燃料噴射量を補正することとし、
   一定期間内でのマスタシリンダ圧の低下量の積算値が閾値以上であることを条件として、前記燃料噴射量の補正を行う内燃機関の制御装置。

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