JP2020133625A - ブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた空燃比制御方法 - Google Patents

ブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた空燃比制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】空燃比を制御する場合に、ブレーキブースタ４から吸気マニホールド１３に流入する新鮮空気を、空燃比制御に反映させて制御の正確度を向上させることができる空燃比制御方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 ＭＡＰセンサによって測定された前記吸気マニホールドの実測圧力と、エアフローセンサの測定値を用い吸気マニホールドのモデル圧力との偏差発生時に、前記偏差がブレーキ作動によって発生した偏差であるか否かを判定し、偏差がブレーキ作動によって発生した偏差である場合はブレーキブースタから前記吸気マニホールドに流入する流量を反映して吸入空気量を補正し、補正された吸入空気量に基づいて空燃比制御を実施し、前記偏差がブレーキ作動によって発生した偏差ではないと判定された場合は、前記ブレーキブースタによる流入空気量を０として空燃比制御を実施することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた空燃比制御方法に係り、より詳しくは、ブレーキブースタから吸気マニホールドに流入する空気の流量を反映させた空燃比制御方法に関する。
空燃比は、各サイクルごとにエンジンの燃焼室内に流入する空気と燃料との比を示すものであって、空燃比値は、エンジンの好適な作動を確保するために特定の範囲内に維持されなければならない。このためには、吸気マニホールドに流入する空気量を正確に測定することが重要である。
図１は、エンジンの吸気系および排気系を概略的に示す図である。
従来は、特許文献１に開示されているように、吸気マニホールドに流入する空気量をモデリングするために、図１に示されたＭＡＰセンサ３（ｍａｎｉｆｏｌｄ ａｂｓｏｌｕｔｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒ）で吸気マニホールドのサージタンクの絶対圧Ｐｓを測定し、これを空気量に換算する方式を使用した。
ところが、排気ガスによる環境汚染問題に対応するためにＥＧＲクーラ１１及びＥＧＲバルブ１２からなる排気ガス再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ、ＥＧＲ）装置が車両に装着されるのに伴い、吸気マニホールド１３に流入されるＥＧＲガスの存在によって、ＭＡＰセンサ３だけで空気量をモデリングした場合には空気量モデルの正確性が低下するようになった。従って、空気量モデルの正確性を改善するために、スロットルバルブ２の前段に空気量を直接測定するエアフロー（Ｍａｓｓ Ａｉｒ Ｆｌｏｗ、ＭＡＦ）センサ１を設け、このＭＡＦセンサ１を用いてエンジンに流入する新鮮空気の流量を直接測定し、これを空気量の演算に用いるようになった。
韓国登録特許第１０−０２０３０９３号明細書
図１に示すように、運転者が車両のブレーキペダル５を踏んでブレーキを作動させる時に、マスタシリンダの力を増加させるためにブレーキブースタ４が車両に備えられる。そして、マスタシリンダの力を増加させるために、ブレーキブースタ４は、負圧が形成された吸気マニホールド１３に連結されて吸気マニホールドの負圧を用いるようにしている。
これによって、運転者がブレーキペダル５を踏んでブレーキを作動させた場合、ブレーキブースタ４から吸気マニホールド１３の内部に一定量の新鮮空気が流入する。従って、運転者がブレーキを繰り返し操作する苛酷モードでは、多量の新鮮空気が吸気マニホールド１３に流入する。
ところが、前述したように、ＭＡＦセンサ１の取付位置は、スロットルバルブ２の前段であるので、吸気マニホールド１３に流入する空気量を反映させることが困難である。従って、ブレーキが繰り返し操作されてブレーキブースタ４から多量の新鮮空気が吸気マニホールド１３に流入する場合にも、ＭＡＦセンサ１では検出することができず、よって、実際の空気量と、ＭＡＦセンサ１の測定値からモデリングされた空気量と、の偏差が大きくなる。その結果、空燃比の制御が正確に行われず、失火現象が発生する恐れがある。
一方、この場合には、実際の空気量がモデリングされた空気量より大きくなるので、エンジン６の燃焼室の内部は希薄な燃焼状態になる。この時、エンジン６の後段の排気系に設けられたラムダセンサ７の排気ガスのラムダ測定値に基づいて、ラムダ制御器８がフィードバック制御（ラムダ制御）を実施して燃料量を増大させて失火を防止する。従って、ブレーキブースタ４から流入する空気量が少ない場合には、ラムダ制御によってある程度希薄な燃焼状態を補償することができる。しかし、ブレーキブースタ４から多量の新鮮空気が流入して空燃比値が所定の限界値（例えば、１．５）を超える希薄燃焼状態になると、ラムダ制御器８によるフィードバック制御が中断されることから、ラムダ制御による失火防止も困難になる。
本発明は、上記の従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、ブレーキブースタ４から吸気マニホールド１３に流入する新鮮空気を、空燃比制御に反映させて制御の正確度を向上させることができる空燃比制御方法を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するための、本発明に係る空燃比制御方法は、車両の吸気マニホールドの絶対圧を測定するＭＡＰセンサ（ｍａｎｉｆｏｌｄ ａｂｓｏｌｕｔｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒ）によって測定された吸気マニホールドの実測圧力と、エアフローセンサの測定値を用いた吸気マニホールドのモデル圧力との所定以上の大きさの偏差発生の有無を判断するステップと、実測圧力とモデル圧力との間の偏差発生時に偏差がブレーキ作動によって発生した偏差であるか否かを判定するステップと、偏差がブレーキ作動によって発生した偏差であると判断される場合にはブレーキブースタから吸気マニホールドに流入する流量を反映して吸入空気量を補正するステップと、補正された吸入空気量に基づいてシリンダ吸入空気量を演算するステップと、演算されたシリンダ吸入空気量に基づいて空燃比制御を実施するステップと、を含むことを特徴とする。
好ましくは、吸入空気量を補正するステップは、ブレーキ流入流量マップを用いて吸入空気量を補正する。より具体的には、実測圧力とモデル圧力との間の圧力偏差を入力値とし、ブレーキブースタによる流入空気量を出力値とするマップを用いて、ブレーキブースタによる流入空気量を算出し、算出されたブレーキブースタによる流入空気量を用いて、エアフローセンサによって測定された流入空気量を補正する。
一方、偏差がブレーキ作動によって発生した偏差ではないと判定される場合、エアフローセンサの測定結果を信頼して、流入空気量の補正を実施しない。即ち、ブレーキブースタによる流入空気量を０とする。
あるいは、吸入空気量を補正するステップでは、吸気マニホールドの補正圧力値を算出して吸入空気量を補正することもできる。具体的には、偏差量から定常状態での有効圧力偏差を引いた値を圧力補正量として算出し、エアフローセンサの測定値を用いた吸気マニホールドのモデル圧力に前記圧力補正量を合算して、吸気マニホールドのモデル圧力を補正する一方、シリンダ吸入空気量を演算するステップでは、補正された吸気マニホールドのモデル圧力を用いてシリンダ吸入空気量を演算する。
一方、この場合にも、偏差がブレーキ作動によって発生した偏差ではないと判定されると、エアフローセンサの測定結果を信頼して、流入空気量の補正を実施しない。即ち、前記圧力補正量を０とする。
上記の課題を解決するための、本発明の他の好ましい実施形態に係る空燃比制御方法は、吸気マニホールドの絶対圧を測定するＭＡＰセンサによって測定された吸気マニホールドの実測圧力及びエアフローセンサの測定値を用いた吸気マニホールドのモデル圧力の所定以上の大きさの偏差発生の有無を判断するステップと、実測圧力とモデル圧力との間の偏差発生時に、偏差がブレーキ作動によって発生した偏差であるか否かを判定するステップと、偏差がブレーキ作動によって発生した偏差であると判断される場合、ＭＡＰセンサによって測定された吸気マニホールドの実測圧力を用いてシリンダ吸入空気量を演算するステップと、演算されたシリンダ吸入空気量に基づいて空燃比制御を実施するステップと、を含むことを特徴とする。
一方、前記偏差がブレーキ作動によって発生した偏差ではないと判定された場合は、吸気マニホールドの実測圧力ではなく、エアフローセンサの測定値を用いた吸気マニホールドのモデル圧力を用いてシリンダ吸入空気量を演算し、演算されたシリンダ吸入空気量に基づいて空燃比制御を実施する。
好ましくは、吸入空気量を補正するステップでは、ブレーキブースタの基本容量と繰り返し回数とを用いて吸入空気量を補正することができる。より具体的には、ブレーキブースタの基本容量とブレーキの繰り返し回数とを入力値とし、ブレーキブースタによる流入空気量を出力値とするマップを用いてブレーキブースタによる流入空気量を算出し、算出されたブレーキブースタによる流入空気量を用いて、エアフローセンサによって測定された流入空気量を補正する。
好ましくは、吸入空気量を補正するステップでは、吸気マニホールドの実測圧力の時間あたりの変化量を用いて吸入空気量を補正することができる。より具体的には、ＭＡＰセンサによって測定された吸気マニホールドの実測圧力の時間あたりの変化量を入力値とし、ブレーキブースタによる流入空気量を出力値とするマップを用いて、ブレーキブースタによる流入空気量を算出し、算出されたブレーキブースタによる流入空気量を用いて、エアフローセンサによって測定された流入空気量を補正する。
一方、補正された吸入空気量が多すぎてラムダ制御限界を超えると、ラムダ制御が不可能になるという問題が発生する。従って、このような問題を予め防止するように、偏差がブレーキ作動によって発生した偏差であると判断される場合には、ブレーキブースタから吸気マニホールドに流入する流量に対応し、吸入空気量ではなく目標噴射燃料量を補正して、補正された目標噴射燃料量に基づいて空燃比制御を実施することもできる。
また、車両が、空燃比が所定の範囲内にあることを活性化条件として、ラムダセンサの測定値に基づいて空燃比をフィードバック制御するラムダ制御器を備える場合には、ブレーキブースタの流入流量を考慮した空燃比制御ステップは、空燃比が所定の範囲を外れた希薄条件の場合にもラムダセンサの測定値に基づいて空燃比をフィードバック制御するようにすることで、ラムダ制御が不可能になるという問題を解決することもできる。
そして、好ましくは、実測圧力とモデル圧力との間の偏差発生時に、車両が停止状態にあり、エンジンがアイドル状態にあり、ブレーキペダルセンサによってブレーキが作動中であると判断される場合には、偏差がブレーキ作動によって発生した偏差であると判断する。
前記本発明によれば、ブレーキブースタから流入する空気量を反映してエンジンの燃焼室に流入する空気量を正確に演算することができて、安定した空燃比制御を実施することができる。
好ましくは、吸入空気量の補正可能条件を満足するか否かを判断するステップを更に含み、吸入空気量の補正可能条件を満足した時に、吸入空気量を補正するようにする。そして、好ましくは、エンジンの冷却水温が予め定められた一定範囲内にあり、始動後一定時間ＭＡＰセンサ及びエアフローセンサが正常作動している場合に、吸入空気量の補正可能条件を満足したと判定する。
前記本発明によれば、車両の運転状態が、ブレーキブースタから吸気マニホールドに流入する空気量を空燃比制御に適用するのに適した状態ではない場合には、流入空気量の補正が実施されないようにして、安定した空燃比制御を可能にする。
また、ブレーキブースタの流入流量による空燃比制御問題は、車両が停車状態にあり、アイドル状態にある場合に問題になることから、好ましくは、エンジンのアイドル状態及び停車状態にあるか否かを確認するステップを更に含み、エンジンがアイドル状態及び停車状態にあると判断される場合、ブレーキブースタからの流入空気量を反映させた空燃比制御を実施するようにする。
本発明に係る空燃比制御方法によれば、ブレーキブースタから流入する空気量を反映させることによって、エンジンの燃焼室に流入する空気量を正確に測定することができ、安定した燃焼を維持することができる。
また、本発明に係る空燃比制御方法によれば、空燃比制御の失敗による失火の発生を抑制することができ、失火に起因する排出ガス問題を減少させることができる。
エンジンの吸気系及び排気系を概略的に示す図である。 本発明の好ましい一実施形態に係る空燃比制御方法を示すフローチャートである。 本発明の他の好ましい一実施形態に係る空燃比制御方法を示すフローチャートである。 本発明の他の好ましい一実施形態に係る空燃比制御方法を示すフローチャートである。 本発明例と比較例におけるエンジンの回転数、ＭＡＰセンサによる実測圧力とＭＡＦセンサによるモデル圧力との偏差及び失火ラフネスを対比した結果を示すグラフである。
以下に、添付した図面を参照して本発明を詳細に説明する。但し、本発明の要旨を不必要に曖昧にし得る公知の機能及び構成に関する詳細な説明は省略する。
図２は、本発明の好ましい一実施形態に係る空燃比制御方法を示すフローチャートである。
図２に示すように、本発明に係る空燃比制御方法を行う場合は、まず、吸入空気量の補正可能要件が充足されているか否かを判断（Ｓ１０）することが好ましい。吸入空気量の補正可能要件とは、エンジンの運転状態が、ブレーキブースタ４から吸気マニホールド１３に流入する空気量を空燃比制御に適用するのに適した状態であるか否かを判断するための要件である。
例えば、エンジンが冷却状態であるか、又は本発明に係る制御方法を行うために必要なＭＡＰセンサ３及び／又はＭＡＦセンサ１の動作状態に異常が発生した場合は、本発明に係る制御を実施するのに不適当である。従って、好ましくは、エンジンの冷却水温が予め定められた一定範囲内にあり、始動後一定時間、ＭＡＰセンサ３及びＭＡＦセンサ１が正常作動している場合に、吸入空気量の補正可能要件が充足されていると判定する。
吸入空気量の補正可能要件が充足されていると判断された場合は、車両に備えられたエンジン制御器（ＥＣＵ）は、ＭＡＰセンサ３を制御して吸気マニホールド１３のサージタンク内の絶対圧力（実測圧力）を測定（Ｓ１１）させ、ＭＡＦセンサ１が測定した吸入空気量に基づいて吸気マニホールド１３内のモデル圧力を算出（Ｓ１２）する。
吸気マニホールド１３内のモデル圧力は、測定された吸入空気量を予め定められたマップに入力して算出される。例えば、気体状態方程式によれば、吸気マニホールド１３内のサージタンクの圧力Ｐｓと吸入空気量Ｇとは、式（１）のような関係を有する。
式（１）中、Ｒは気体定数、Ｔは吸気マニホールド内の温度、ηはエンジン負荷とマップによってＥＣＵに記憶されている吸入空気の体積効率、ＶＣはシリンダ容積、Ｎｅはエンジン回転速度である。
前記の関係を利用して、ＭＡＦセンサ１から測定された吸入空気量から吸気マニホールド１３内のモデル圧力を算出することができる。
吸気マニホールド１３内の実測圧力とモデル圧力とが導出されると、ＥＣＵは、吸気マニホールド１３内の実測圧力とモデル圧力との間に所定以上の大きさの偏差が発生したか否かを判断する（Ｓ１３）。ブレーキブースタ４の作動のような外乱が存在しない定常状態でも、吸気マニホールド１３内の実測圧力とモデル圧力との間には所定の圧力偏差が存在する。
図５は、本発明例と比較例におけるエンジンの回転数、ＭＡＰセンサによる実測圧力とＭＡＦセンサによるモデル圧力との偏差及び失火ラフネスを対比した結果を示すグラフである。
図５のグラフの左部分にも示すように、ブレーキブースタ４が作動して吸気マニホールド１３内に空気が流入すると、このような空気の流入を検知できないＭＡＦセンサ１に基づくモデル圧力と、実測圧力との間には、定常状態の圧力偏差より大きい値の圧力偏差が発生する。
ＥＣＵは、吸気マニホールド１３内の実測圧力とモデル圧力との間に予め定められた所定以上の大きさの偏差が発生したと判断した場合には、このような偏差がブレーキ動作によるか否かを判定する（Ｓ１４）。例えば、ＥＣＵは、実測圧力とモデル圧力との間に所定以上の大きさの偏差が発生した時に、車両が停止状態にあり、エンジンがアイドル状態であり、ブレーキペダルセンサによってブレーキが作動中であると判断した場合には、前記偏差がブレーキの作動によって発生した偏差であると判定する。
ＥＣＵは、実測圧力とモデル圧力との間の偏差がブレーキの動作によると判断した場合には、予め定められたブレーキ流入流量マップを用いてブレーキブースタ４から吸気マニホールド１３に流入するブレーキの流入流量を算出する（Ｓ１５）。ここで、ブレーキ流入流量マップは、予め行われた学習を通じて得られた実測圧力とモデル圧力との間の圧力偏差と、ブレーキブースタから吸気マニホールドに流入する空気量と、の関係に関するマップである。ＥＣＵに保存された前記マップに、実測圧力とモデル圧力との間の圧力偏差を入力値として入力すると、ブレーキブースタによる流入空気量値を得ることができる。
ブレーキブースタによる流入空気量値が得られると、ＥＣＵは、ＭＡＦセンサ１によって測定された吸入空気量を、得られたブレーキの流入流量によって補正する（Ｓ１６）。即ち、ＭＡＦセンサ１によって測定された吸入空気量にブレーキの流入流量を加えて算出した値を、補正された吸入空気量とする。
一方、実測圧力とモデル圧力との間の偏差がブレーキ動作によるとは判断されない場合には、ＥＣＵは、ＭＡＦセンサ１による吸気マニホールドのモデル圧力結果を信頼して、前記補正を実施しない。従ってこの場合には、ブレーキの流入流量を０に設定する（Ｓ１９）。
ＥＣＵは、得られたブレーキの流入流量でＭＡＦセンサ１によって測定された吸入空気量を補正した後、補正された流入空気量を用いてシリンダ吸入空気量を演算する（Ｓ１７）。具体的には、補正された吸入空気量に基づいて吸気マニホールドのモデル圧力値を算出し、算出されたモデル圧力を用いてシリンダに流入する空気量を算出する。シリンダに流入する空気量は、例えば、次の式（２）によって決定される。
ＧＣＹＬ＝ａ×ＰＭＯＤＥＬ＋ｂ．．．（２）

式（２）中、ＧＣＹＬは、シリンダ流入空気量、ＰＭＯＤＥＬは、補正された吸気マニホールドのモデル圧力、ａ、ｂは、吸気マニホールドの温度、吸／排気バルブの開放及び閉鎖時点、並びにエンジンの回転速度によって定められる変数であって、繰り返し試験によって決定される。
シリンダ吸入空気量が演算されると、ＥＣＵは、演算されたシリンダ吸入空気量に基づいて適正空燃比を満足するように、燃料ノズルなどを制御して燃料量を調節する空燃比制御を実施する（Ｓ１８）。
図３は、本発明の他の好ましい一実施形態に係る空燃比制御方法を示すフローチャートである。図３に示す実施形態は、吸気マニホールド１３内の実測圧力とモデル圧力との間に所定以上の大きさの偏差がブレーキ動作によって発生したと判定される場合に、これを空燃比制御に反映するための具体的な方法において、図２に示された実施形態と一部相違する。
従って、図３に示したステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２５は、それぞれ図２に示したステップＳ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４と実質的に同一である。従って、これに関する重複した説明は省略する。
ステップＳ２５において、ブレーキ動作によって吸気マニホールド１３内の実測圧力とモデル圧力との間に所定以上の大きさの偏差が発生したと判定した場合には、ＥＣＵは、ＭＡＦセンサ１を用いて算出した吸気マニホールド１３のモデル圧力を補正するための補正圧力値を算出する（Ｓ２６）。前述のように、ブレーキブースタ４の作動のような外乱が存在しない定常状態でも、吸気マニホールド１３内の実測圧力とモデル圧力との間には所定の圧力偏差が存在する。従って、実測圧力と定常状態のモデル圧力との偏差は、ブレーキブースタ４から流入した空気による圧力増加量と見なすことができる。これを用いて、実測圧力とモデル圧力との間の圧力偏差量から定常状態での有効圧力偏差を引いた値を圧力補正値として算出することができる。
ＥＣＵは、圧力補正値が算出されると、この圧力補正値を用いて吸気マニホールドのモデル圧力値を補正する（Ｓ２７）。具体的には、ＭＡＦセンサ１によって測定された吸入空気量に基づいて算出された吸気マニホールド１３のモデル圧力値に、算出された圧力補正値を加えた値を補正されたモデル圧力値とする。
一方、実測圧力とモデル圧力との間の偏差がブレーキ動作によるとは判断されない場合には、ＥＣＵは、ＭＡＦセンサ１による吸気マニホールドのモデル圧力結果を信頼して、前記モデル圧力値の補正を実施しない。従って、この場合には、圧力補正値を０に設定する（Ｓ３０）。
補正された吸気マニホールドのモデル圧力値が算出されると、ＥＣＵは、補正されたモデル圧力を用いてシリンダに流入する空気量を算出する（Ｓ２８）。シリンダに流入する空気量は、前述した式（２）を用いて算出される。
そして、シリンダ吸入空気量が演算されると、ＥＣＵは、演算されたシリンダ吸入空気量に基づいて適正空燃比を満足するように、燃料ノズルなどを制御して燃料量を調節する空燃比制御を実施する（Ｓ２９）。
図４は、本発明の好ましい他の一実施形態に係る空燃比制御方法を示すフローチャートである。図４に示す実施形態は、吸気マニホールド１３内の実測圧力とモデル圧力との間にブレーキ動作によって所定以上の大きさの偏差が発生したと判定された場合に、これを空燃比制御に反映するための具体的な方法において、図２及び図３に示した実施形態と一部相違する。
従って、図４に示したステップＳ３１、Ｓ３２、Ｓ３３、Ｓ３４、Ｓ３５は、それぞれ図１に示されたステップＳ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４と実質的に同一である。従って、これに関する重複した説明は省略する。
ステップＳ３５において、吸気マニホールド１３内の実測圧力とモデル圧力との間に、ブレーキ動作によって所定以上の大きさの偏差が発生したと判定された場合には、ＥＣＵは、ＭＡＦセンサ１の測定結果の信頼性には問題があることから、ＭＡＦセンサ１を用いた吸気マニホールドのモデル圧力ではなく、ＭＡＰセンサ３によって実際に測定した圧力値（実測圧力値）を用いてシリンダ吸入空気量を算出する（Ｓ３６）。例えば、式（２）で補正されたモデル圧力を実測圧力に代替した次の式（３）によってシリンダ吸入空気量が算出される。
ＧＣＹＬ＝ａ×ＰＡＣＴ＋ｂ．．．（３）
式（３）中、ＧＣＹＬはシリンダ流入空気量、ＰＡＣＴは吸気マニホールドの実測圧力、ａ、ｂは吸気マニホールドの温度、吸／排気バルブの開放及び閉鎖時点、並びにエンジンの回転速度によって定められる変数であって、繰り返し試験によって決定される。
一方、実測圧力とモデル圧力との間の偏差がブレーキ動作によるとは判断されない場合には、ＥＣＵは、ＭＡＦセンサ１による吸気マニホールドのモデル圧力結果を信頼して吸気マニホールドのモデル圧力結果に基づいてシリンダ吸入空気量を演算する（Ｓ３８）。
シリンダ吸入空気量が演算されると、ＥＣＵは、演算されたシリンダ吸入空気量に基づいて適正空燃比を満足するように、燃料ノズルなどを制御して燃料量を調節する空燃比制御を実施する（Ｓ３７）。
図５は、本発明例と比較例とにおけるエンジンの回転数、ＭＡＰセンサによる実測圧力とＭＡＦセンサによるモデル圧力との偏差、及び失火ラフネスを対比した結果を示すグラフである。より具体的には、図１による実施形態によって空燃比制御を実施した場合（発明例）と、ブレーキブースタからの空気流入流量を反映させない従来の場合（比較例）と、を対比した結果を示している。
図５の比較例に示すように、従来は、ブレーキブースタの流入流量を全く考慮していなかった。従って、ブレーキブースタの流入流量によって吸気マニホールド１３内のモデル圧力と実測圧力との差が大きいにもかかわらず、ブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた空燃比制御を実施しなかった結果、ブレーキ作動時にエンジンの運転状態（回転数）は不安定になり、失火の可能性（失火ラフネス）が著しく高まる。
これとは異なり、本発明例によれば、ブレーキブースタの流入流量をモデリングにより算出し、吸気マニホールド１３内のモデル圧力と実測圧力との差を減少させることができた。また、本発明例によれば、シリンダ吸入空気量を正確に算出することができて、これを空燃比制御に反映させることにより、エンジンの運転状態が安定になり、失火の可能性も低くなった。
以上、図２〜図５を参照して、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されない。
例えば、吸気マニホールド１３内の実測圧力とモデル圧力との間に、ブレーキ動作によって所定以上の大きさの偏差が発生したと判定される場合は、これを空燃比制御に反映させるために、実際のブレーキブースタの流入流量をモデリングすることもできる。
このためには、複数回の学習を通じてＥＣＵに予め保存された、ブレーキブースタの基本容量及びブレーキの繰り返し回数を入力値としブレーキブースタによる流入空気量を出力値とするマップを用いることができる。この場合、ブレーキブースタの基本容量は予め定められた値であるので、ブレーキブースタの流入流量は、ブレーキの繰り返し踏圧回数を測定してこれを入力して算出することができる。
ブレーキブースタによる実際の流入空気量が算出されると、この実際の流入空気量及びＭＡＦセンサ１によって測定された流入空気量を合わせて補正された流入空気量とすることができる。そして、この補正された流入空気量を用いて、図２のステップ１７で
に示すシリンダ吸入空気量を演算することが可能になる。
一方、ブレーキペダルを複数回踏圧してブレーキを動作させた場合は、ブレーキブースタ４から流入する空気量が急激に増加し、それによって、ＭＡＰセンサ３によって測定される吸気マニホールドの実測圧力が急激に変化する。従って、これを用いてブレーキブースタ４による流入空気量を算出することも可能である。
具体的には、複数回の学習を通じてＥＣＵに予め保存された、ＭＡＰセンサ３によって測定された吸気マニホールドの実測圧力の時間あたりの変化量を入力値としブレーキブースタによる流入空気量を出力値とするマップを用いて、ブレーキブースタ４による流入空気量を算出することもできる。
前記のように、図２〜図４に示した実施形態では、ブレーキブースタ４によって流入する空気量を反映してシリンダ吸入空気量を補正して空燃比制御するようにしている。
ところが、ブレーキブースタ４から流入する空気量が過剰な場合は、エンジンの燃焼状態は、希薄燃焼状態になる。従って、場合によっては、前述のようなラムダ制御が不可能になって、失火発生の可能性が著しく高まる。
従って、失火現象をより積極的に防止するためという側面で、ブレーキブースタから吸気マニホールドに流入する流量を反映させて、シリンダ吸入空気量ではなく目標噴射燃料量を補正することもできる。即ち、所定のブレーキブースタ４から流入する空気量に反映させて燃料噴射量を増加させる制御を実施することができる。この場合、シリンダ吸入空気量を増量させ、それによって噴射燃料量を増加させて空燃比制御する場合とは異なり、エンジンが所定の空燃比を超える希薄状態ではなくなるので、ラムダ制御が不可能になるという問題も解消することができる。
あるいは、ブレーキ動作によって吸気マニホールド１３内の実測圧力とモデル圧力との間に所定以上の大きさの偏差が発生したと判定された場合に、ＥＣＵは、空燃比がラムダ制御の制限がかかる所定の空燃比範囲を外れた希薄条件の場合にも、ラムダセンサの測定値に基づいて空燃比を強制フィードバック制御するようにすることができる。これにより、失火発生の確率を更に減少させることが可能になる。
１ エアフロー（ＭＡＦ）センサ
２ スロットルバルブ
３ ＭＡＰセンサ
４ ブレーキブースタ
５ ブレーキペダル
６ エンジン
７ ラムダセンサ
８ ラムダ制御器
９ マニホールド触媒コンバータ
１０ アンダーボディ触媒コンバータ
１１ ＥＧＲクーラ
１２ ＥＧＲバルブ
１３ 吸気マニホールド

Claims (15)

  1. 車両の吸気マニホールドの絶対圧を測定するＭＡＰセンサ（ｍａｎｉｆｏｌｄ ａｂｓｏｌｕｔｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒ）によって測定された前記吸気マニホールドの実測圧力と、エアフローセンサの測定値を用いた前記吸気マニホールドのモデル圧力との所定以上の大きさの偏差発生の有無を判断するステップと、
    前記実測圧力と前記モデル圧力との間の偏差発生時に、前記偏差がブレーキ作動によって発生した偏差であるか否かを判定するステップと、
    前記偏差が前記ブレーキ作動によって発生した偏差であると判断された場合は、ブレーキブースタから前記吸気マニホールドに流入する流量を反映して、吸入空気量を補正するステップと、
    前記補正された吸入空気量に基づいてシリンダ吸入空気量を演算するステップと、
    前記演算されたシリンダ吸入空気量に基づいて空燃比制御を実施するステップと、を含むことを特徴とするブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた空燃比制御方法。
  2. 前記吸入空気量を補正するステップでは、
    前記実測圧力と前記モデル圧力との間の圧力偏差を入力値とし、前記ブレーキブースタによる流入空気量を出力値とするマップを用いて、前記ブレーキブースタによる流入空気量を算出し、
    算出された前記ブレーキブースタによる流入空気量を用いて、前記エアフローセンサによって測定された流入空気量を補正することを特徴とする請求項１に記載のブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた空燃比制御方法。
  3. 前記偏差が前記ブレーキ作動によって発生した偏差ではないと判定された場合は、前記ブレーキブースタによる流入空気量を０とすることを特徴とする請求項２に記載のブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた空燃比制御方法。
  4. 前記吸入空気量を補正するステップは、
    前記偏差から定常状態での有効圧力偏差を引いた値を圧力補正量として算出するステップと、
    前記エアフローセンサの測定値を用いた前記吸気マニホールドのモデル圧力に前記圧力補正量を合算して前記吸気マニホールドのモデル圧力を補正するステップと、を含み、
    前記シリンダ吸入空気量を演算するステップは、補正された前記吸気マニホールドのモデル圧力を用いて前記シリンダ吸入空気量を演算することを特徴とする請求項１に記載のブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた空燃比制御方法。
  5. 前記偏差が前記ブレーキ作動によって発生した偏差ではないと判定された場合は、前記圧力補正量を０とすることを特徴とする請求項４に記載のブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた空燃比制御方法。
  6. 吸気マニホールドの絶対圧を測定するＭＡＰセンサによって測定された前記吸気マニホールドの実測圧力と、エアフローセンサの測定値を用いた前記吸気マニホールドのモデル圧力と、の所定以上の大きさの偏差発生の有無を判断するステップと、
    前記実測圧力と前記モデル圧力との間の偏差発生時に、前記偏差がブレーキ作動によって発生した偏差であるか否かを判定するステップと、
    前記偏差が前記ブレーキ作動によって発生した偏差であると判断された場合は、前記ＭＡＰセンサによって測定された前記吸気マニホールドの実測圧力を用いて前記シリンダ吸入空気量を演算するステップと、
    演算された前記シリンダ吸入空気量に基づいて空燃比制御を実施するステップと、
    を含むことを特徴とするブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた空燃比制御方法。
  7. 前記偏差が前記ブレーキ作動によって発生した偏差ではないと判定された場合は、
    前記エアフローセンサの測定値を用いた前記吸気マニホールドのモデル圧力を用いて、前記シリンダ吸入空気量を演算し、演算された前記シリンダ吸入空気量に基づいて空燃比制御を実施することを特徴とする請求項６に記載のブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた空燃比制御方法。
  8. 前記吸入空気量を補正するステップは、
    ブレーキブースタの基本容量とブレーキの繰り返し回数とを入力値とし前記ブレーキブースタによる流入空気量を出力値とするマップを用いて、前記ブレーキブースタによる流入空気量を算出し、
    算出された前記ブレーキブースタによる流入空気量を用いて、前記エアフローセンサによって測定された流入空気量を補正することを特徴とする請求項１に記載のブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた空燃比制御方法。
  9. 前記吸入空気量を補正するステップは、
    前記ＭＡＰセンサによって測定された前記吸気マニホールドの実測圧力の時間あたりの変化量を入力値とし前記ブレーキブースタによる流入空気量を出力値とするマップを用いて、前記ブレーキブースタによる流入空気量を算出し、
    算出された前記ブレーキブースタによる流入空気量を用いて、前記エアフローセンサによって測定された流入空気量を補正することを特徴とする請求項１に記載のブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた空燃比制御方法。
  10. 前記偏差が前記ブレーキ作動によって発生した偏差であると判断された場合、前記ブレーキブースタから前記吸気マニホールドに流入する流量を反映して、目標噴射燃料量を補正するステップと、
    前記補正された目標噴射燃料量に基づいて空燃比制御を実施するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載のブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた空燃比制御方法。
  11. 前記車両は、空燃比が所定の範囲内にあることを活性化条件として、ラムダセンサの測定値に基づいて、空燃比をフィードバック制御するラムダ制御器を備え、
    前記ブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた前記空燃比制御ステップでは、空燃比が前記所定範囲を外れた希薄条件の場合にも、ラムダセンサの測定値に基づいて空燃比をフィードバック制御するようにすることを特徴とする請求項１に記載のブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた空燃比制御方法。
  12. 前記吸入空気量の補正可能条件を満足するか否かを判断するステップを更に含み、前記吸入空気量の補正可能条件を満足した時に、前記吸入空気量を補正することを特徴とする請求項１又は６に記載のブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた空燃比制御方法。
  13. エンジンの冷却水温が予め定められた一定範囲内にあり、始動後一定時間、前記ＭＡＰセンサ及び前記エアフローセンサが正常作動している場合に、前記吸入空気量の補正可能条件を満足したと判定することを特徴とする請求項１２に記載のブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた空燃比制御方法。
  14. 実測圧力とモデル圧力との間の偏差発生時に、車両が停止状態にあり、エンジンがアイドル状態にあり、ブレーキペダルセンサによってブレーキが作動中であると判断された場合は、前記偏差が前記ブレーキ作動によって発生した偏差であると判断することを特徴とする請求項１又は６に記載のブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた空燃比制御方法。
  15. エンジンのアイドル状態及び停車状態にあるか否かを確認するステップを更に含み、
    エンジンがアイドル状態及び停車状態にあると判断された場合は、前記ブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた前記空燃比制御を実施することを特徴とする請求項１又は６に記載のブレーキブースタからの空気流入流量を反映させた空燃比制御方法。
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