JP2016113023A - 負圧異常検出装置及び内燃機関の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、負圧異常検出装置及び内燃機関の制御装置に係り、負圧センサの偏差異常を検出すること、及び、負圧センサの偏差異常が生じているときに内燃機関の自動的な停止が実行されることに伴う不都合を回避することにある。【解決手段】負圧異常検出装置は、内燃機関の回転を利用して負圧生成手段により生成される、車両運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作を補助するのに必要な負圧に応じた信号を出力する負圧センサと、その負圧センサからの信号に基づいて負圧を検出する負圧検出手段と、内燃機関の停止状態が継続している間に、ブレーキペダルに対して負圧を消費する負圧消費操作が所定回数以上若しくは所定時間以上行われた状況、又は、負圧消費操作の総操作量が所定量以上である状況において、負圧検出手段により検出される負圧が大気圧近傍の正常範囲を外れる場合に、負圧センサが異常状態にあると判定する異常判定手段と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、負圧異常検出装置及び内燃機関の制御装置に関する。
従来、負圧センサの異常を判定する負圧異常検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる異常検出装置は、負圧に応じた信号を出力する負圧センサを備え、その負圧センサからの信号に基づいて負圧を検出する。そして、その負圧検出の結果に基づいて負圧センサの異常有無を判別する。具体的には、負圧センサからの信号が断線や電源ショート，グランドショートなどに起因して所望の正常範囲を外れる状態が所定時間以上継続した場合に、負圧センサが異常状態にあると判定する。
また、上記特許文献１記載の負圧異常検出装置を搭載する車両は、内燃機関の回転により生成される負圧を用いて運転者のブレーキ操作を補助するブレーキブースタを有している。また、この車両は、所定の停止条件が成立する場合に内燃機関を自動的に停止させると共に、その自動停止後、所定の再始動条件が成立する場合に内燃機関を自動的に再始動させるアイドリングストップ車両である。そして、上記の如く負圧センサが異常状態にあると判定されると、内燃機関の自動的な停止が禁止される。
特開２０１１−１２２５１９号公報
ところで、負圧センサの異常としては、上記した断線や電源ショート，グランドショート以外に、負圧センサ自体は負圧に応じて変化する信号を出力する一方で、温度特性や経年変化などによるゲインずれやオフセットずれなどが生じている偏差異常がある。しかしながら、上記した特許文献１記載の制御装置では、負圧センサの出力信号が上記した所望の正常範囲を外れる状態まで達しなければ異常が生じていると判定することができないので、負圧センサの出力信号がその所望の正常範囲内に収まる程度にゲインずれやオフセットずれが比較的少ないときはその負圧センサの偏差異常が検出することができない。このため、負圧センサに偏差異常が生じているにもかかわらず、その偏差異常を負圧センサの異常として検出することができないおそれがある。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、負圧センサの偏差異常を検出することが可能な負圧異常検出装置、及び、負圧センサの偏差異常が生じているときに内燃機関の自動的な停止が実行されることに伴う不都合を回避することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、内燃機関の回転を利用して負圧生成手段により生成される、車両運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作を補助するのに必要な負圧に応じた信号を出力する負圧センサと、前記負圧センサからの信号に基づいて前記負圧を検出する負圧検出手段と、前記内燃機関の停止状態が継続している間に、前記ブレーキペダルに対して前記負圧を消費する負圧消費操作が所定回数以上若しくは所定時間以上行われた状況、又は、前記負圧消費操作の総操作量が所定量以上である状況において、前記負圧検出手段により検出される前記負圧が大気圧近傍の正常範囲を外れる場合に、前記負圧センサが異常状態にあると判定する異常判定手段と、を備える負圧異常検出装置である。
また、本発明の一態様は、内燃機関の回転を利用して負圧生成手段により生成される、車両運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作を補助するのに必要な負圧に応じた信号を出力する負圧センサと、前記負圧センサからの信号に基づいて前記負圧を検出する負圧検出手段と、前記内燃機関の停止状態が所定時間以上継続した際、前記負圧検出手段により検出される前記負圧が大気圧近傍の正常範囲を外れる場合に、前記負圧センサが異常状態にあると判定する異常判定手段と、を備える負圧異常検出装置である。
尚、これらの発明の態様において、「（内燃機関の）停止状態」とは、内燃機関が完全に停止されている状態に加えて、内燃機関が負圧生成手段に負圧を生成させない程度に回転されている状態を含むものであってもよい。
本発明によれば、負圧センサの偏差異常を検出することができる。また、負圧センサの偏差異常が生じているときに内燃機関の自動的な停止が実行されることに伴う不都合を回避することができる。
本発明の一実施例である負圧異常検出装置及び内燃機関の制御装置を搭載する車両のシステム構成図である。 本実施例における車両に搭載されるブレーキシステムの構成図である。 本実施例の負圧異常検出装置及び内燃機関の制御装置において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。 本発明の変形例である負圧異常検出装置及び内燃機関の制御装置において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。
以下、図面を用いて、本発明に係る負圧異常検出装置及び内燃機関の制御装置の具体的な実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施例である負圧異常検出装置１０及び内燃機関１２の制御装置１４を搭載する車両１６のシステム構成図を示す。また、図２は、本実施例における車両１６に搭載されるブレーキシステム１８の構成図を示す。
図１及び図２に示す如く、本実施例の車両１６は、内燃機関１２と、ブレーキシステム１８と、を有している。内燃機関１２は、燃料を爆発燃焼させることで車両動力を得る熱機関である。内燃機関１２は、ガソリンエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。内燃機関１２は、車載バッテリからの電力供給により駆動されるエンジンスタータにより始動されることが可能である。
ブレーキシステム１８は、ブレーキペダル２０と、ブレーキブースタ２２と、を有している。ブレーキペダル２０は、車両１６の運転者（具体的には、足）により制動操作されるものであって、運転者が車両１６のブレーキ力を増加させるために踏み込み力や踏み込み量を増加させるブレーキ踏込操作を行い、また、その踏み込みが行われた状態から車両１６のブレーキ力を減少させるために踏み込み力や踏み込み量を減少させるブレーキ戻し操作を行うペダルである。ブレーキペダル２０には、ブレーキブースタ２２が連結されている。
ブレーキブースタ２２は、その内部にダイヤフラムにより隔成された負圧室２４及び変圧室２６を有している。負圧室２４には、負圧管２８を介して直動負圧ポンプ３０が接続されている。負圧管２８の途中には、負圧室２４側から直動負圧ポンプ３０側へ向かう空気の流れのみを許容する一方向弁である逆止弁３２が設けられている。逆止弁３２は、負圧管２８の負圧室２４側の圧力が直動負圧ポンプ３０側の圧力に比して高い場合に開弁する。
直動負圧ポンプ３０は、内燃機関１２の回転に応じて作動することで負圧管２８及び負圧室２４（すなわち、ブレーキブースタ）に大気圧に比して圧力の低い負圧を導くポンプである。尚、以下では、「負圧が大きい」とは圧力がゼロ［ｋＰａ］（真空圧）に近い側にあることを意味し、「負圧が小さい」とは圧力が大気圧に近い側にあることを意味し、「負圧上昇」とは圧力がゼロに近い側へ変化することを意味し、「負圧低下」とは圧力が大気圧側へ変化することを意味するものとする。
直動負圧ポンプ３０は、内燃機関１２のカムに接続されており、内燃機関１２の回転数に対して例えばその半分の回転数で回転することで負圧管２８に負圧を導く。負圧管２８に導かれた負圧は、負圧室２４に供給される。負圧室２４には、直動負圧ポンプ３０の回転すなわち内燃機関１２の回転に応じた負圧が生成される。直動負圧ポンプ３０は、内燃機関１２の回転数が所定以上である状態が所定時間以上継続した場合に、負圧室２４に所定レベル以上（具体的には、ゼロ［ｋＰａ］近傍）の負圧を生成することが可能な特性を有している。
ブレーキペダル２０が踏み込まれていない場合すなわちブレーキペダル２０の踏み込みが解除されている場合は、ブレーキブースタ２２の変圧室２６に、負圧室２４の負圧が導入される。この場合は、変圧室２６と負圧室２４との間に差圧はあまり生じない。一方、ブレーキペダル２０が踏み込まれている場合は、変圧室２６にブレーキペダル２０へのブレーキ踏力に応じて大気が導入される。この場合は、変圧室２６と負圧室２４との間にブレーキ踏力に応じた差圧が発生する。この差圧は、ブレーキペダル２０へのブレーキ踏力に対して所定の倍力比を有する助勢力として作用する。
従って、ブレーキブースタ２２は、直動負圧ポンプ３０の回転中すなわち内燃機関１２の回転中においてブレーキペダル２０が踏み込み操作された際に、負圧室２４の負圧を用いて運転者のブレーキブースタ２２へのブレーキ踏力を補助する助勢力を発生する。尚、ブレーキブースタ２２の負圧室の負圧は、内燃機関１２の駆動時間や停止時間，ブレーキペダル２０の操作に応じて変化する。
ブレーキブースタ２２には、ブレーキオイルが充填される液圧室を有するマスタシリンダ３４が連結されている。マスタシリンダ３４の液圧室には、ブレーキ踏力とブレーキブースタ２２の助勢力との合力に応じたマスタシリンダ圧が発生する。マスタシリンダ３４には、各車輪３６に設けられるホイルシリンダ３８が接続されている。各ホイルシリンダ３８はそれぞれ、マスタシリンダ３４のマスタシリンダ圧に応じたブレーキ力を車輪３６に対して付与する。
車両１６に搭載される制御装置１４は、マイクロコンピュータを主体に構成されるエンジン制御用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵと称す。）４０を備えている。エンジンＥＣＵ４０には、燃料噴射のためのインジェクタや燃料ポンプなどの内燃機関１２の有するアクチュエータやエンジンスタータなどが電気的に接続されている。エンジンＥＣＵ４０は、内燃機関１２の各アクチュエータの駆動／停止やエンジンスタータの始動／停止などを制御する。
また、エンジンＥＣＵ４０は、所定の停止条件が成立する場合に内燃機関１２を自動的に停止させると共に、その内燃機関１２の自動停止後、所定の再始動条件が成立する場合に内燃機関１２を自動的に始動（再始動）させる制御を実行することが可能である。以下、この制御をストップ＆スタート（Ｓ＆Ｓ）制御と称す。すなわち、車両１６は、Ｓ＆Ｓ制御を実行するアイドリングストップ車両である。Ｓ＆Ｓ制御によれば、所定の停止条件が成立する場合に内燃機関１２を自動停止することができるので、車両１６の燃費を向上させることができる。
Ｓ＆Ｓ制御における所定の停止条件としては、内燃機関１２が始動されて車両１６の走行が開始された後、運転者がブレーキペダル２０を踏み込むブレーキ踏み込み操作が行われることを含めて車両１６が減速すること（例えば、車速が所定車速以下まで低下することや車両１６の減速度が所定減速度以上になることを含んでもよい。）である。また、所定の再始動条件としては、Ｓ＆Ｓ制御の実行開始後、上記のブレーキペダルの戻し操作が行われることやアクセル操作が行われること，車載電気負荷が所定以上に大きくなることなどである。
また、車両１６に搭載される負圧異常検出装置１０は、マイクロコンピュータを主体に構成される負圧異常検出用電子制御ユニット（以下、異常検出ＥＣＵと称す。）４２を備えている。異常検出ＥＣＵ４２と上記のエンジンＥＣＵ４０とは、車内ＬＡＮ（Local Area Network）４４を介して互いに接続されている。車内ＬＡＮ４４は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）などの通信バスである。異常検出ＥＣＵ４２とエンジンＥＣＵ４０とは、車内ＬＡＮを介して相互にデータを授受することが可能である。
異常検出ＥＣＵ４２には、負圧センサ４６が接続されている。負圧センサ４６は、内燃機関１２の回転すなわち直動負圧ポンプ３０の回転により負圧が生成される箇所（例えば、ブレーキブースタ２２の負圧室２４や負圧管２８）に配設されている。負圧センサ４６は、負圧生成箇所に生じている負圧（圧力）に応じた信号を出力する。負圧センサ４６は、負圧生成箇所の負圧をモニタするためのセンサである。負圧センサ４６の出力信号は、異常検出ＥＣＵ４２に供給される。異常検出ＥＣＵ４２は、負圧センサ４６から供給される信号に基づいて負圧生成箇所の負圧Ｐｖａｃを検出する。
異常検出ＥＣＵ４２は、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止中において上記の如く検出した負圧Ｐｖａｃが所定負圧以上に確保されていない場合（すなわち、所定負圧に対して大気圧側の値である場合）に、その自動停止の解除によって内燃機関１２を自動始動させて負圧室２４の負圧を確保させる処理を行う。具体的には、車内ＬＡＮ４４を介してエンジンＥＣＵ４０に対して内燃機関１２を自動始動させる指令を行う。かかる指令が行われると、エンジンＥＣＵ４０は、Ｓ＆Ｓ制御により自動停止されている内燃機関１２を自動始動させる。このため、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止中に負圧室２４の負圧低下が生じた場合、内燃機関１２が自動始動されるので、その負圧室２４の負圧を回復させることができる。
また、異常検出ＥＣＵ４２は、上記の如く検出した負圧Ｐｖａｃを示すデータを、車内ＬＡＮ４４を介してエンジンＥＣＵ４０へ送信することとしてもよい。この場合、エンジンＥＣＵ４０は、負圧Ｐｖａｃを内燃機関１２の各アクチュエータの駆動などの制御に用いることとすればよい。尚、これに代えて、負圧Ｐｖａｃを示すデータは、負圧センサ４６から直接にエンジンＥＣＵ４０へ供給されることとし、内燃機関１２の各アクチュエータの駆動などの制御に用いられてもよい。
異常検出ＥＣＵ４２には、回転数センサ４８が接続されている。回転数センサ４８は、内燃機関１２のクランクシャフト又はカムなどに配設されている。回転数センサ４８は、内燃機関１２のクランク角又はカム角に応じた信号を出力する。回転数センサ４８の出力信号は、異常検出ＥＣＵ４２に供給される。異常検出ＥＣＵ４２は、回転数センサ４８から供給される信号に基づいて内燃機関１２のクランク角又はカム角を検出すると共に、その内燃機関１２の回転数ＮＥを検出する。
異常検出ＥＣＵ４２には、マスタ圧センサ５０が接続されている。マスタ圧センサ５０は、マスタシリンダ３４の液圧室に配設されている。マスタ圧センサ５０は、マスタシリンダ３４の液圧室に生じている圧力に応じた信号を出力する。マスタ圧センサ５０の出力信号は、異常検出ＥＣＵ４２に供給される。異常検出ＥＣＵ４２は、マスタ圧センサ５０から供給される信号に基づいてマスタシリンダ３４の液圧室の圧力（以下、マスタ圧と称す。）Ｐｍを検出する。また、異常検出ＥＣＵ４２は、その検出したマスタ圧Ｐｍに基づいて、ブレーキペダル２０が全く踏み込まれていない時をゼロ基準とした運転者によるブレーキ操作踏力を検出することができる。
異常検出ＥＣＵ４２には、ペダルストロークセンサ５２が接続されている。ペダルストロークセンサ５２は、運転者によるブレーキペダル２０へのブレーキ操作ストローク量に応じた信号を出力するセンサである。ペダルストロークセンサ５２の出力信号は、異常検出ＥＣＵ４２に供給される。異常検出ＥＣＵ４２は、ペダルストロークセンサ５２から供給される信号に基づいて、ブレーキペダル２０が全く踏み込まれていない時をゼロ基準としたブレーキ操作ストローク量を検出する。また、異常検出ＥＣＵ４２は、その検出したブレーキ操作ストローク量の時間変化に基づいて、ブレーキ踏み込み量とブレーキ戻し量とを区別して検出する。
異常検出ＥＣＵ４２には、運転者の視認可能な例えばメータ内に設けられる表示ランプ（ＭＩＬ）５４が接続されている。異常検出ＥＣＵ４２は、上記の如く検出した負圧室２４の負圧Ｐｖａｃに基づいて、後に詳述する如く、負圧センサ４６が異常状態（尚、この異常状態には、ゲインずれやオフセットずれなどの偏差異常状態を含む。）にあるか否かを判別する。異常検出ＥＣＵ４２は、負圧センサ４６が異常状態にあると判別した場合は、車内ＬＡＮ４４を介してエンジンＥＣＵ４０に対してＳ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止を禁止する指令を行うと共に、その負圧センサ４６の異常を示すダイアグ記憶を行い、かつ、その負圧センサ４６の異常又は内燃機関１２の自動停止禁止を知らせるべくＭＩＬ５４を点灯表示させる。
次に、図３を参照して、本実施例の負圧異常検出装置１０及び内燃機関１２の制御装置１４の動作について説明する。
図３は、本実施例の負圧異常検出装置１０及び内燃機関１２の制御装置１４において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。
本実施例のブレーキシステム１８において、ブレーキペダル２０に対するブレーキ操作位置（すなわち、ブレーキ操作ストローク量やブレーキ操作踏力）が変化している間は、負圧室２４の負圧が消費される。具体的には、ブレーキペダル２０が踏み込まれるブレーキ踏込操作が行われると、ブレーキブースタ２２の負圧室２４の容量が減少することで、負圧室２４の負圧が小さくなって大気圧側へ低下する。また、ブレーキペダル２０が踏み込まれている状態からその踏み込みが解除されてそのブレーキ戻し操作が行われると、ブレーキ踏力が減少して負圧室２４の負圧がブレーキブースタ２２の変圧室２６に導かれることで、負圧室２４の負圧が急激に小さくなって大気圧側へ低下する。
また、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止中にブレーキペダル２０のブレーキ戻し操作が行われると、上記した所定の再始動条件の成立により内燃機関１２が自動始動されることで、内燃機関１２の回転上昇が負圧室２４の負圧低下に遅れて発生する。内燃機関１２が回転すると、直動負圧ポンプ３０の回転作動により負圧室２４の負圧が大気圧側からゼロ［ｋＰａ］へ向けて徐々に上昇する。尚、この負圧の上昇は、ブレーキペダル２０のブレーキ操作の変化がほとんど無いときすなわちブレーキ踏込操作及びブレーキ戻し操作の双方が行われないときは、直動負圧ポンプ３０の性能に依存した状態で安定して行われる。
本実施例の負圧異常検出装置１０において、異常検出ＥＣＵ４２は、予め定められた時間ごとに、負圧センサ４６、回転数センサ４８、マスタ圧センサ５０、及びペダルストロークセンサ５２の出力信号をそれぞれ読み取って、それらのセンサ値をそれぞれ検出する。そして、異常検出ＥＣＵ４２は、その検出したセンサ値を用いて、負圧生成箇所に負圧が生じていないと予想される状態を検出すると共に、その検出状態で負圧センサ４６によるセンサ値に基づいて負圧生成箇所に負圧が生じているか否かを判別して、その判別結果に基づいてその負圧センサ４６が異常状態にあるか否かを判別する。
具体的には、異常検出ＥＣＵ４２は、回転数センサ４８からのセンサ値である内燃機関１２の回転数ＮＥを検出し、負圧生成箇所に負圧が生じていないと予想される状態としてまず、その回転数ＮＥが所定値ＮＥ０以下であるか否かを判別する（ステップ１００）。尚、この所定値ＮＥ０は、内燃機関１２が吸気負圧を発生する程度まで回転していないことを表す最大回転数であればよく、例えば回転停止を示す０ｒｐｍに設定されていればよい。また、この所定値ＮＥ０は、内燃機関１２の性能やブレーキブースタ２２の性能などに応じて設定されていればよい。異常検出ＥＣＵ４２は、ＮＥ≦ＮＥ０が成立しないすなわちＮＥ＞ＮＥ０が成立すると判別した場合は、内燃機関１２の回転によって負圧生成箇所に負圧が生じ得る状態にあると判定して、以後の処理を終了する。
一方、異常検出ＥＣＵ４２は、ＮＥ≦ＮＥ０が成立すると判別した場合は、内燃機関１２の回転低下又は停止によって負圧生成箇所に負圧が導かれない状態にあると判定して、次に、ブレーキペダル２０に対してその負圧生成箇所内の負圧が消費される操作が行われる状態が所定条件を満たすか否かを判別する（ステップ１１０）。
尚、上記した所定条件としては、例えば、ペダルストロークセンサ５２又はマスタ圧センサ５０によるセンサ値に基づくブレーキ操作回数（例えば、ブレーキ戻し操作の回数）が所定回数に達すること、ペダルストロークセンサ５２又はマスタ圧センサ５０によるセンサ値に基づくブレーキ操作の時間（例えば、ブレーキ戻し操作が行われた総時間）が所定時間に達すること、ペダルストロークセンサ５２又はマスタ圧センサ５０によるセンサ値に基づくブレーキ操作総量（例えば、ブレーキ戻し操作ごとの戻し操作量の合計）が所定量に達すること、などである。また、上記の所定回数や所定時間，所定量は、内燃機関１２の性能やブレーキブースタ２２の性能などに応じて設定されていればよい。
また、上記したブレーキ操作回数は、例えば、ペダルストロークセンサ５２によるセンサ値に基づくブレーキ操作ストローク量が第１所定値以上になった後、その第１所定値よりも小さい第２所定値以下になった場合に"１"だけインクリメントされるものであればよい。また、上記したブレーキ操作総量は、例えば、ペダルストロークセンサ５２によるセンサ値に基づくブレーキ操作ストローク量が増加し始めて（すなわち、ブレーキペダル２０が踏み込まれ始めて）からその増加が終了した時（すなわち、ブレーキペダル２０が最も踏み込まれた時）のブレーキ操作ストローク量の値と、その後における、ブレーキ操作ストローク量が減少し始めて（すなわち、ブレーキペダル２０が戻され始めて）からその減少が終了した時（すなわち、ブレーキペダル２０が戻し終わった時）のブレーキ操作ストローク量の値と、の差を求めたうえで、その一ブレーキ戻し操作ごとの差をすべて足し合わせたブレーキ戻し操作の総操作量であればよい。
尚、上記の所定条件として上記のブレーキ操作総量を用いる構成によれば、上記のブレーキ操作回数を用いる構成とは異なり、ブレーキ操作回数にカウントされないブレーキペダル２０の微小な負圧消費操作が行われるときにも、その操作を、負圧が消費される操作としての条件に含めることが可能となり、負圧センサ４６の異常有無の判定を速やかに行うことが可能となる。
異常検出ＥＣＵ４２は、上記ステップ１１０においてブレーキペダル２０に対してその負圧生成箇所内の負圧が消費される操作が行われる状態が所定条件を満たしていないと判別した場合は、負圧生成箇所に負圧が残存している可能性があると判定して、以後の処理を終了する。
一方、異常検出ＥＣＵ４２は、上記ステップ１１０においてブレーキペダル２０に対してその負圧生成箇所内の負圧が消費される操作が行われる状態が所定条件を満たしたと判別した場合は、次に、負圧センサ４６によるセンサ値に基づく負圧生成箇所の負圧Ｐｖａｃが大気圧近傍の正常範囲にあるか否かを判別する（ステップ１２０）。尚、この正常範囲は、基準となる大気圧を挟んだ正圧側と負圧側との間の閾値範囲であって、予め実験的や理論的に定められた値である。この正常範囲によれば、負圧センサ４６が偏差異常を起こしているか否かが区別される。
上記ステップ１２０の処理の結果、異常検出ＥＣＵ４２は、センサ値に基づく負圧Ｐｖａｃが正常範囲内にあると判別した場合は、負圧センサ４６が正常状態にあると判定する（ステップ１３０）。一方、センサ値に基づく負圧Ｐｖａｃが正常範囲から外れると判別した場合は、負圧センサ４６が異常状態にあると判定する（ステップ１４０）。
具体的には、異常検出ＥＣＵ４２は、センサ値に基づく負圧Ｐｖａｃが正常範囲に対して真空圧側にあると判別した場合は、負圧センサ４６にセンサ値が実際の負圧よりも真空圧側に偏差する偏差異常が生じていると判定する。また、センサ値に基づく負圧Ｐｖａｃが正常範囲に対して正圧側にあると判別した場合は、負圧センサ４６にセンサ値が実際の負圧よりも正圧側に偏差する偏差異常が生じていると判定する。
異常検出ＥＣＵ４２は、上記ステップ１４０において負圧センサ４６が異常状態にあると判定すると、次に、異常処理として、車内ＬＡＮ４４を介してエンジンＥＣＵ４０に対してＳ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止を禁止する指令を行うと共に、その負圧センサ４６の異常を示すダイアグ記憶を行い、かつ、運転者にその負圧センサ４６の異常又は内燃機関１２の自動停止禁止を知らせるべくＭＩＬ５４を点灯表示させる。尚、この負圧センサ４６の異常判定に伴う内燃機関１２の自動停止の禁止は、内燃機関１２の自動停止中に負圧センサ４６が異常状態にあると判定された場合に内燃機関１２を自動始動させることを含むものとしてもよい。
また、異常検出ＥＣＵ４２は、上記ステップ１３０において負圧センサ４６が正常状態にあると判定すると、次に、正常処理として、車内ＬＡＮ４４を介してエンジンＥＣＵ４０に対してＳ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止の禁止を解除する指令を行うと共に、運転者への負圧センサ４６の異常又は内燃機関１２の自動停止禁止の通知を解除すべくＭＩＬ５４を消灯させる。
内燃機関１２の制御装置１４において、エンジンＥＣＵ４０は、異常検出ＥＣＵ４２からＳ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止を禁止する指令を受けると、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止を禁止する。このため、負圧センサ４６の異常時にＳ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止を禁止することができる。また、エンジンＥＣＵ４０は、異常検出ＥＣＵ４２からＳ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止の禁止を解除する指令を受けると、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止の禁止を解除する。このため、負圧センサ４６が正常状態に戻れば、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止の禁止を解除して、その自動停止を許可することができる。
このように、本実施例の負圧異常検出装置１０においては、負圧生成箇所に負圧が生じていないと予想される状態で、負圧センサ４６によるセンサ値としての負圧Ｐｖａｃが大気圧近傍の正常範囲にあるか否かに基づいて、その負圧センサ４６が異常状態にあるか否かを判別することができる。
具体的には、内燃機関１２が直動負圧ポンプ３０に負圧を生成させない回転低下又は停止された状態が検出され、その状態が継続している間に、ブレーキペダル２０に対して負圧生成箇所に生じている負圧を消費する操作が所定条件を満たした状況（例えば、ブレーキ操作回数が所定回数に達した際や、ブレーキ操作の時間が所定時間に達した際、ブレーキ操作総量が所定量に達した際）において、負圧センサ４６によりセンサ値として負圧Ｐｖａｃが大気圧近傍の正常範囲内にある場合は、負圧センサ４６が正常状態にあると判定し、一方、その負圧Ｐｖａｃがその正常範囲を外れる場合は、負圧センサ４６が異常状態にあると判定することができる。
内燃機関１２が回転低下され又は停止されかつ負圧生成箇所の負圧が消費されるブレーキ操作が行われることで負圧生成箇所に負圧が生じていないと予想される状況では、負圧センサ４６のセンサ値が大気圧近傍の正常範囲から外れていれば、その負圧センサ４６が偏差異常を起こしていると判断できる。例えば、センサ値に基づく負圧Ｐｖａｃが正常範囲に対して真空圧側にある場合は、負圧センサ４６にセンサ値が実際の負圧よりも真空圧側に偏差する偏差異常が生じていると判断できる。また、センサ値に基づく負圧Ｐｖａｃが正常範囲に対して正圧側にあると判別した場合は、負圧センサ４６にセンサ値が実際の負圧よりも正圧側に偏差する偏差異常が生じていると判断できる。
従って、本実施例の負圧異常検出装置１０によれば、負圧センサ４６の偏差異常を検出することができる。特に、偏差異常として、負圧センサ４６による負圧値が実際の負圧よりも正圧側に偏差するオフセットずれが生じていても、また、負圧センサ４６による負圧値が実際の負圧よりも真空圧側に偏差するオフセットずれが生じていても、それらの両偏差異常を検出することができる。
また、本実施例においては、例えば車両のイグニションオフやエンスト，Ｓ＆Ｓ制御による自動停止などによって内燃機関１２が回転低下又は停止される状態が継続することで、負圧生成箇所に負圧が生じていない筈のタイミングで、負圧センサ４６の異常有無が判定される。かかる構成によれば、負圧生成箇所に負圧が生じていなくても、負圧センサ４６の異常有無を判定することができるので、その負圧センサ４６の異常有無の判定機会を増やすことができる。また、かかる構成によれば、負圧センサ４６に実際に偏差異常が生じた後、Ｓ＆Ｓ制御による自動停止などによって内燃機関１２が回転低下又は停止されているタイミングでその負圧センサ４６の異常有無を判定することができるので、その負圧センサ４６の偏差異常を速やかに検出することができる。
また、本実施例においては、内燃機関１２が回転低下又は停止される状態が継続している間に、負圧生成箇所の負圧が消費されるブレーキ操作が行われる状態が所定条件を満たした場合に限り、負圧センサ４６の異常有無が判定される。かかる構成によれば、内燃機関１２の回転低下後又は停止後、負圧センサ４６の異常有無を判定するうえで、ブレーキ操作に伴う負圧消費によって負圧生成箇所に負圧が生じていないことを保証することができるので、負圧センサ４６の異常有無の判定精度を向上させることができる。
また、かかる構成によれば、内燃機関１２の回転低下中又は停止中に負圧センサ４６の異常有無を判定するのに負圧生成箇所の負圧が消費されることを条件とする。このため、負圧生成箇所の負圧が消費されることを条件としない構成に比べて、内燃機関１２の回転低下後又は停止後、ブレーキ操作に伴う負圧消費によって負圧生成箇所の負圧が減る速度を早めることができるので、負圧センサ４６の異常有無の判定を速やかに実行することが可能である。
また、本実施例において、負圧異常検出装置１０は、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止中に負圧センサ４６を用いて検出される負圧生成箇所の負圧Ｐｖａｃが所定負圧に比して大気圧側の値となることを検知した場合に、異常検出ＥＣＵ４２から車内ＬＡＮ４４を介して制御装置１４のエンジンＥＣＵ４０に対して、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動始動させる指令を発する。更に、負圧センサ４６が異常状態にあることを判定した場合に、異常検出ＥＣＵ４２から車内ＬＡＮ４４を介して制御装置１４のエンジンＥＣＵ４０に対して、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止を禁止させる指令を発する。
このため、本実施例によれば、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止中に負圧生成箇所の負圧が所定負圧よりも大気圧側になったことでそのままでは車両１６の停車を維持することが困難になったときに、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止を解除してその内燃機関１２を自動始動させることができるので、ブレーキブースタ２２への負圧供給を再開して車両１６の停車を確保するだけの助勢力をそのブレーキブースタ２２に発生させることが可能である。
また、負圧センサ４６に真空圧側への偏差異常が生じているときは、実際の負圧が上記の所定負圧よりも大気圧側になっているにもかかわらず、負圧センサ４６によるセンサ値としての負圧が上記の所定負圧以上に確保されていることがある。この場合は、上記の如き、負圧が所定負圧よりも大気圧側にあるか否かに基づいてＳ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止を解除してその内燃機関１２を自動始動させる制御だけでは、内燃機関１２の自動停止を解除できず、内燃機関１２を自動始動させることができないので、車両１６の停車を確保するだけの助勢力の発生が困難となるおそれがある。
これに対して、本実施例によれば、負圧センサ４６が真空圧側へのオフセットずれを含む偏差異常を検出した場合、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止を禁止して内燃機関１２を駆動させることができるので、ブレーキブースタ２２への負圧供給を実行して車両１６の停車を確保するだけの助勢力をそのブレーキブースタ２２に発生させることが可能である。従って、本実施例の内燃機関１２の制御装置１４によれば、負圧センサ４６の真空圧側を含む偏差異常が生じているときに内燃機関１２の自動停止が実行されることに伴う上記不都合を回避することができる。
また、本実施例においては、上記の如く負圧センサ４６が異常状態にあると判定されると、負圧センサ４６の異常がダイアグ記憶される。このため、本実施例によれば、負圧センサ４６の異常発生後、車両ディーラーなどで車両１６の異常箇所を容易に特定することが可能となる。
また、本実施例においては、上記の如く負圧センサ４６が異常状態にあると判定され或いはその負圧センサ４６の異常判定に伴ってＳ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止が禁止されると、以後、負圧センサ４６の異常又は内燃機関１２の自動停止禁止を知らせるべくＭＩＬ５４が点灯表示される。この場合、運転者は、そのＭＩＬ５４を見れば、負圧センサ４６の異常又は内燃機関１２の自動停止禁止を知ることができる。従って、本実施例によれば、負圧センサ４６の異常発生時に、その負圧センサ４６の異常又はその異常に伴う内燃機関１２の自動停止の禁止がＭＩＬ５４により運転者へ速やかに知らされるので、異常を起こした負圧センサ４６の交換ないしは修理を促すことができる。
更に、本実施例においては、一旦、負圧センサ４６が異常状態にあると判定された後、その負圧センサ４６が正常状態にあると判定された場合は、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止の禁止が解除されると共に、ＭＩＬ５４が消灯される。従って、本実施例によれば、負圧センサ４６が異常状態から正常状態へ戻った後は、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止が許容されることで燃費の向上を図ることができると共に、負圧センサ４６の無駄な交換や修理などを排除することができる。
尚、上記の実施例においては、直動負圧ポンプ３０が特許請求の範囲に記載した「負圧生成手段」に、負圧異常検出装置１０の異常検出ＥＣＵ４２が負圧センサ４６から供給される信号に基づいて負圧生成箇所の負圧Ｐｖａｃを検出することが特許請求の範囲に記載した「負圧検出手段」に、異常検出ＥＣＵ４２が図３に示すルーチン中ステップ１４０の処理を実行することが特許請求の範囲に記載した「異常判定手段」に、それぞれ相当している。
また、上記の実施例においては、制御装置１４のエンジンＥＣＵ４０がＳ＆Ｓ制御を実行することが特許請求の範囲に記載した「自動制御手段」に、エンジンＥＣＵ４０が異常検出ＥＣＵ４２からの指令に従ってＳ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止を禁止することが特許請求の範囲に記載した「自動停止禁止手段」に、それぞれ相当している。
ところで、上記の実施例においては、負圧センサ４６の異常有無の判定を、内燃機関１２が回転低下又は停止される状態が継続している間に、負圧生成箇所の負圧が消費されるブレーキ操作が行われる状態が所定条件を満たした状況に行うこととしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、図４に示す如く、負圧センサ４６の異常有無の判定を、内燃機関１２が回転低下又は停止される状態が所定時間経過した際に行うこととしてもよい。
図４は、本発明の変形例である負圧異常検出装置及び内燃機関の制御装置において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。尚、図４において、上記図３に示すルーチン中のステップと同一の処理を実行するステップについては、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略する。
すなわち、異常検出ＥＣＵ４２は、上記ステップ１００においてＮＥ≦ＮＥ０が成立すると判別した場合は、次に、その回転数センサ４８からのセンサ値に基づく内燃機関１２の回転数ＮＥが所定値ＮＥ０以下である状態が所定時間Ｔ０継続するか否かを判別する（ステップ２００）。尚、この所定時間Ｔ０は、内燃機関１２が所定値ＮＥ０以下に低下した後、負圧生成箇所の負圧がほぼ大気圧になると推定される、その内燃機関１２が所定値ＮＥ０以下である状態が継続する時間であって、予め実験的或いは理論的に設定されている。また、この所定時間Ｔ０は、内燃機関１２の性能やブレーキブースタ２２の性能などに応じて設定されていればよい。
そして、異常検出ＥＣＵ４２は、上記ステップ２００において回転数ＮＥが所定値ＮＥ０以下である状態が所定時間Ｔ０継続していないと判別した場合は、負圧生成箇所に負圧が残存している可能性があると判定して、以後の処理を終了する。一方、異常検出ＥＣＵ４２は、上記ステップ２００において回転数ＮＥが所定値ＮＥ０以下である状態が所定時間Ｔ０継続したと判別した場合は、次に、負圧センサ４６によるセンサ値に基づく負圧生成箇所の負圧Ｐｖａｃが大気圧近傍の正常範囲にあるか否かを判別する（ステップ１２０）。
このように、本変形例においても、負圧生成箇所に負圧が生じていないと予想される状態で、負圧センサ４６によるセンサ値としての負圧Ｐｖａｃが大気圧近傍の正常範囲にあるか否かに基づいて、その負圧センサ４６が異常状態にあるか否かを判別することができる。具体的には、内燃機関１２が直動負圧ポンプ３０に負圧を生成させない回転低下又は停止された状態が所定時間Ｔ０継続した状況において、負圧センサ４６によりセンサ値として負圧Ｐｖａｃが大気圧近傍の正常範囲内にある場合は、負圧センサ４６が正常状態にあると判定し、一方、その負圧Ｐｖａｃがその正常範囲を外れる場合は、負圧センサ４６が異常状態にあると判定することができる。
従って、本変形例の負圧異常検出装置１０においても、負圧センサ４６の偏差異常を検出することができる。特に、偏差異常として、負圧センサ４６による負圧値が実際の負圧よりも正圧側に偏差するオフセットずれが生じていても、また、負圧センサ４６による負圧値が実際の負圧よりも真空圧側に偏差するオフセットずれが生じていても、それらの両偏差異常を検出することができる。
また、本変形例においては、例えば車両のイグニションオフやエンスト，Ｓ＆Ｓ制御による自動停止などによって内燃機関１２が回転低下又は停止される状態が所定時間Ｔ０継続することで、負圧生成箇所に負圧が生じていない筈のタイミングで、負圧センサ４６の異常有無が判定される。かかる構成においても、負圧生成箇所に負圧が生じていなくても、負圧センサ４６の異常有無を判定することができるので、その負圧センサ４６の異常有無の判定機会を増やすことができる。また、かかる構成においては、負圧センサ４６に実際に偏差異常が生じた後、Ｓ＆Ｓ制御による自動停止などによって内燃機関１２が回転低下又は停止されたタイミングでその負圧センサ４６の異常有無を判定することができるので、その負圧センサ４６の偏差異常を速やかに検出することができる。
更に、本変形例においては、上記の実施例と同様に、負圧異常検出装置１０が、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止中に負圧センサ４６を用いて検出される負圧生成箇所の負圧Ｐｖａｃが所定負圧に比して大気圧側の値となることを検知した場合にも、また、負圧センサ４６が異常状態にあることを判定した場合にも、その負圧異常検出装置１０の異常検出ＥＣＵ４２から車内ＬＡＮ４４を介して制御装置１４のエンジンＥＣＵ４０に対して、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止を禁止させる指令或いは自動始動させる指令を発する。このため、本変形例においても、上記の実施例と同様の効果を得ることができる。
また、上記の実施例においては、ブレーキブースタ２２に導く負圧を生成する負圧生成手段として、内燃機関１２の回転を利用して回転される直動負圧ポンプ３０を用いることとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、内燃機関１２が有するインテークマニホールドを用いることとしてもよい。
また、上記の実施例においては、負圧センサ４６が異常状態にあると判定された場合、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止を禁止することとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、負圧センサ４６が異常状態にあると判定された場合にも、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止を制限的に許可することとしてもよい。例えば、負圧センサ４６が異常状態にあると判定された場合、センサの０点補正や、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関１２の自動停止を許可する作動許可閾値の変更などを実施することとしてもよい。尚、この作動許可閾値の変更は、例えば、負圧センサ４６が正常状態にあるときに使用される作動許可閾値に対して、負圧センサ４６の精度低下に対応した余裕代を付加することとしてもよい。
また、上記の実施例においては、負圧センサ４６の異常又はその異常に伴う内燃機関１２の自動停止の禁止を運転者に知らせる手段として、メータ内に設けられる表示ランプであるＭＩＬ５４を用いることとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、他の表示手段を用いることとしてもよいし、また、視覚による手段に代えて或いは視覚による手段と共に聴覚による手段を用いることとしてもよい。
更に、上記の実施例においては、負圧異常検出装置１０の異常検出ＥＣＵ４２と、内燃機関１２の制御装置１４のエンジンＥＣＵ４０と、が別個独立したものとし、車内ＬＡＮ４４を介して互いに接続されたものとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、異常検出ＥＣＵ４２とエンジンＥＣＵ４０とを同じＥＣＵで構成することとしてもよい。
１０ 負圧異常検出装置
１２ 内燃機関
１４ 制御装置
１６ 車両
１８ ブレーキシステム
２２ ブレーキブースタ
３０ 直動負圧ポンプ
４０ エンジンＥＣＵ
４２ 異常検出ＥＣＵ
４６ 負圧センサ
４８ 回転数センサ
５０ マスタ圧センサ
５２ ペダルストロークセンサ
５４ 表示ランプ（ＭＩＬ）

Claims (5)

  1. 内燃機関の回転を利用して負圧生成手段により生成される、車両運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作を補助するのに必要な負圧に応じた信号を出力する負圧センサと、
    前記負圧センサからの信号に基づいて前記負圧を検出する負圧検出手段と、
    前記内燃機関の停止状態が継続している間に、前記ブレーキペダルに対して前記負圧を消費する負圧消費操作が所定回数以上若しくは所定時間以上行われた状況、又は、前記負圧消費操作の総操作量が所定量以上である状況において、前記負圧検出手段により検出される前記負圧が大気圧近傍の正常範囲を外れる場合に、前記負圧センサが異常状態にあると判定する異常判定手段と、
    を備えることを特徴とする負圧異常検出装置。
  2. 前記負圧消費操作は、前記ブレーキペダルを踏み込んだ状態から戻すブレーキ戻し操作を含むことを特徴とする請求項１記載の負圧異常検出装置。
  3. 内燃機関の回転を利用して負圧生成手段により生成される、車両運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作を補助するのに必要な負圧に応じた信号を出力する負圧センサと、
    前記負圧センサからの信号に基づいて前記負圧を検出する負圧検出手段と、
    前記内燃機関の停止状態が所定時間以上継続した際、前記負圧検出手段により検出される前記負圧が大気圧近傍の正常範囲を外れる場合に、前記負圧センサが異常状態にあると判定する異常判定手段と、
    を備えることを特徴とする負圧異常検出装置。
  4. 前記異常判定手段は、前記負圧検出手段により検出される前記負圧が前記正常範囲に比して真空圧側の値である場合に、前記負圧センサが、真値に対して真空圧側に偏差する信号を出力する異常状態にあると判定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の負圧異常検出装置。
  5. 回転により前記負圧生成手段に前記負圧を生成させることが可能な前記内燃機関の制御装置であって、
    所定の停止条件が成立する場合に前記内燃機関を自動的に停止させると共に、所定の再始動条件が成立する場合に前記内燃機関を自動的に再始動させる自動制御手段と、
    請求項１乃至４の何れか一項記載の負圧異常検出装置が備える前記異常判定手段により前記負圧センサが異常状態にあると判定された場合に、前記自動制御手段による前記内燃機関の自動的な停止を禁止する自動停止禁止手段と、
    を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
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