JP3584972B2 - 希薄燃焼内燃機関 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジン本体の吸入空気量制御機構の下流側から取り出される負圧を利用して作動する負圧アクチエータを備えた自動車用エンジンに係り、特にエンジン本体内における空燃比を希薄化して燃費の向上を図るようにした、所謂リーンバーン・エンジンにおいて、その運転状態に応じて前記負圧アクチエータの確実な作動を保証する制御手法を導入した希薄燃焼内燃機関に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
自動車においては、その駆動源であるエンジン本体の吸入空気量制御機構（スロットル弁）の下流側の、例えば吸気マニホルドに発生する負圧を利用したブレーキ機構が用いられる。具体的には、負圧アクチエータを構成するブレーキ機構の負圧倍力装置を、スロットル弁と吸気マニホルドとを結ぶサージタンクに連接し、ブレーキ操作がなされたときに上記サージタンク（吸気マニホルド）に発生している負圧を用いて前記ブレーキ機構を作動させることが行われている。また上記負圧を利用してブローバイガスをクランクケースから排出し、エンジンの吸気系に再循環させて浄化することも行われている。
【０００３】
一方、最近ではエンジン本体に供給する混合気を希薄化することで、燃費（燃料消費率）の向上を図ったリーンバーン・エンジンが実用化されている。特に混合気の空燃比を２０程度までリーン化可能な希薄燃焼エンジンや、エンジン本体内での層状燃焼を実現することで、上記希薄燃焼エンジンよりも更に空燃比を希薄化（空燃比２５以上）した筒内噴射型エンジンが実用化されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで通常のＭＰＩ（マルチ・ポイント・インジェクション）エンジンよりも空燃比が大きく設定されたリーンバーン・エンジンにおいては、リーンバーン運転時にエンジン本体内に導入される吸気量が多いので、これに伴って吸入空気量制御機構（スロットル弁）の下流側での負圧が低下することが否めない。また前記筒内噴射型エンジンにあっては、予混合燃焼から層状燃焼へと燃焼形態を切り換えることで超希薄燃焼が実現されるが、この場合にも大量に吸気されるのでエンジン本体の吸入空気量制御機構の下流側の負圧が低下する虞がある。特にこれらのエンジンにＥＧＲ（排気ガス再循環）系を組み込んだ場合、負圧が低下した吸気系にＥＧＲガスが滞留し易くなり、滞留したＥＧＲガスによって更に負圧が低下する虞もある。
【０００５】
ちなみに吸気系の負圧が大幅に低下すると、前述した負圧アクチエータの作動が損なわれる虞があり、例えば上記負圧を利用しているブレーキ機構の場合、その制動に要する踏力が増大することがある。従ってこの種の負圧アクチエータを備えたエンジンにあっては、該エンジンの運転状態を考慮して上記負圧アクチエータの作動を保証し得る範囲に前記吸入空気量制御機構の下流側の負圧を確保することが重要な課題となる。
【０００６】
尚、例えば特開昭５８−２３２４４号公報には、ディーゼル・エンジンに組み込まれた負圧アクチュエータ、特に負圧倍力装置における吸気管内の負圧を確保するための手法として、ブレーキの作動により負圧低下が生じることに着目し、ブレーキ信号を検出して吸気絞り弁を閉じる技術が開示される。また特開平６−１１７２８０号公報には、吸入空気量制御機構の下流側の圧力をセンサにより検出し、その検出信号に基づいてスロットル弁および吸気弁の作動を制御する技術が開示される。更には特開平７−２４７８６６号公報には、負圧低下の要素となる電動ファンやコンプレッサ等を、圧力センサの出力に基づいて所定時間停止させる技術が開示される。
【０００７】
しかし上記各公報に開示される技術は、空燃比をリーンとリッチとの間で変化させたり、或いは燃焼形態を層状燃焼と予混合燃焼とで切り換えて希薄燃焼を実現するリーンバーン・エンジンに適用したものではない。仮にこれらの技術をリーンバーン・エンジンに適用すると、希薄燃焼自体が損なわれて燃費を悪化させたりドライバビリティの劣化を招き、更には負圧を十分に確保することができなくなる等の不具合を生じる虞がある。
【０００８】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、リーンバーン・エンジンの運転状態に応じて、燃費やドライバビリティの悪化を招くことなく、しかも吸入空気量制御機構の下流側の負圧を安定に確保して負圧アクチュエータの作動を保証することのできる制御手法を導入した希薄燃焼内燃機関を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するべく請求項１に記載の発明は、ストイキオ燃焼運転またはリーン燃焼運転可能なエンジンと、このエンジンへの吸入空気量を調整する吸入空気量制御機構と、この吸入空気量調整機構の下流側から取り出される負圧を利用して作動する負圧アクチュエータと、この負圧アクチュエータに作用する負圧の低下を検出する負圧低下検出手段と、この負圧低下検出手段の検出値に応じて前記エンジンをストイキオ燃焼運転またはリーン燃焼運転のいずれかに切り換える燃焼制御手段とを具備した希薄燃焼内燃機関であって、
特に前記負圧低下検出手段が故障している場合には、前記リーン燃焼運転を禁止することを特徴とするものである。
【００１０】
即ち、負圧アクチュエータに作用する負圧の低下を検出する負圧低下検出手段の故障時にはリーン燃焼運転を禁止し、ストイキオ燃焼運転とすることで、負圧アクチュエータの負圧を確実に確保し、その作動を保証し得るようにしたことを特徴としている。
また請求項２に記載の発明は、前記負圧低下検出手段は、前記負圧アクチュエータに作用する負圧を検出する負圧センサからなり、この負圧センサの出力値が所定範囲外にあるときに故障と判定することを特徴とし、負圧センサの故障を適切に判定するようにしている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る希薄燃焼内燃機関について説明する。
図１はこの実施形態に係る希薄燃焼内燃機関（エンジン）の概略的な構成を示すもので、１はエンジン本体である。エンジン本体１のシリンダヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ３および電磁式の燃料噴射弁４が取り付けられており、燃料噴射弁４から燃焼室５内に燃料が直接噴射されるようになっている。尚、図中６はシリンダ７内を上下動するピストンであり、８は吸気弁、また９は排気弁である。またシリンダヘッド２には、前記吸気弁８および排気弁９をそれぞれ駆動するカムシャフト間に位置して吸気ポート１０が略直立方向に形成されており、その側部には略水平方向に向けて排気ポート１１が形成され、更に斜め方向に分岐してＥＧＲポート１２が形成されている。
【００１２】
しかして上記エンジン本体１の吸気ポート１０には、サージタンク２０を備えた吸気マニホルド２１を介して吸入空気量制御機構が接続されている。この吸入空気量制御機構は、例えばアクセル操作に連動して開閉するバタフライ式のスロットル・バルブ２２をその吸気通路に内蔵し、エアクリーナ２３を介して導入した吸入気の流量を調節して前記吸気マニホルド２１に供給するスロットル・ボディ２４と、このスロットル・ボディ２４の上記スロットル・バルブ２２を迂回して設けられたエア・バイパス・パイプ２５とを備えて構成される。
【００１３】
尚、スロットル・ボディ２４には、スロットル・バルブ２２を迂回するバイパス通路が形成されている。このバイパス通路には第１のエア・バイパス・バルブ（＃１ＡＢＶ）２６が設けられており、主にアイドル時における吸入気量が制御されるようになっている。また前記エア・バイパス・パイプ２５は前記スロットル・ボディ２４の吸気通路に準ずる流路面積を有したもので、その管路にソレノイド式の第２のエア・バイパス・バルブ（＃２ＡＢＶ）２７が設けられている。これらの＃１ＡＢＶ２６と＃２ＡＢＶ２７は、その調整によって前記エンジン本体１の低中速域で要求される量の吸入気を補助的に流通させる役割を担う。
【００１４】
さて前述したサージタンク２０を有する吸気マニホルド２１は、上述した如く構成される吸入空気量制御機構の下流側に位置して設けられている。そしてサージタンク２０には、エンジン本体１の作動によりその内部に生じる負圧（吸気管圧力）を利用して作動するブレーキ機構３０が連接されている。このブレーキ機構３０は、その負圧倍力装置３２内の負圧室（図示せず）に前記サージタンク２０から導かれて蓄圧されている負圧を利用して、ブレーキペダル３１の踏力を増大させてマスタシリンダ３５を作動させ、車両に対する制動力を生起するものであり、所謂負圧アクチエータを構成している。尚、この負圧アクチエータに利用される負圧は、例えば負圧倍力装置３２に組み込まれた負圧（ブースト圧）センサ３７により検出され、モニタされている。
【００１５】
一方、前記ＥＧＲポート１２は、ＥＧＲパイプ１４を介して前記吸気マニホールド２１の上流側（サージタンク２０）に接続されており、前記エンジン本体１の排気ガスの一部がサージタンク２０に導入されて再循環されて、浄化されるようになっている。この排気ガスの再循環量は、上記ＥＧＲパイプ１４の管路に設けられたステップモータ式のＥＧＲバルブ１５により制御される。
【００１６】
尚、図中３６は中央処理装置（ＣＰＵ）や記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ），更にはタイマカウンタ等を備えたエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）である。このＥＣＵ３６は、基本的には各種センサにより求められる前記エンジン本体１の運転状態や、運転操作によって示される運転意図等に従い、例えば燃料噴射弁４による燃料の噴射モードの制御やその燃料噴射量の制御を始めとして、点火プラグ３の点火時期を制御し、更には前記ＥＧＲバルブ１５を介するＥＧＲガスの再循環量を決定する等して、エンジン装置の総合的な制御を行う。そしてこのＥＣＵ３６により前記ＥＧＲバルブ１５の作動や、前記第１のエア・バイパス・バルブ（＃１ＡＢＶ）２６および第２のエア・バイパス・バルブ（＃２ＡＢＶ）２７等がエンジン本体１の運転状態に応じてそれぞれ制御される。
【００１７】
尚、上記燃料噴射モードの制御は、主に吸気行程中に燃料を噴射し、理論空燃比近傍で予混合燃焼を行うストイキオモード、また主に吸気行程中に燃料を噴射し、理論空燃比よりもリーンな空燃比側で予混合燃焼を行う第１運転モード、更に主に圧縮行程時に燃料噴射し、第１運転モードよりもリーンな空燃比で層状燃焼を行う第２運転モードの切り換えを行う等の制御からなる。
【００１８】
基本的には上述した如く、吸入空気量制御機構の下流側（吸気マニホールド２１）に生じる負圧を利用して作動する負圧アクチエータ（ブレーキ機構３０）を備え、前述した第１運転モードや第２運転モードにより希薄燃焼運転される希薄燃焼内燃機関（エンジン）において、この発明の実施形態が特徴とする点は、燃費やドライバビリティの悪化を考慮し、吸入空気量制御機構の下流側に位置する吸気マニホールド２１およびサージタンク２０内の気体の充填状態を調整して、上記ブレーキ機構３０の作動を保証する負圧を確保するようにした点にある。
【００１９】
即ち、ＥＣＵ３６は、前記ブレーキ機構３０の負圧倍力装置３２に組み込まれた負圧（ブースト圧）センサ３７により負圧アクチュエータに作用する負圧を検出してモニタしている。またＥＣＵ３６は、更に前記ブレーキ機構３０の負圧倍力装置３２に組み込まれた負圧スイッチ（Ｖ−ＳＷ）３３のオン・オフ、またブレーキペダル３１の踏み込みを検出するブレーキ・スイッチ（ＢＫ−ＳＷ）３４のオン・オフ等を検出している。尚、上記負圧スイッチ３３は、例えば負圧が所定値を下回ったときにオン動作し、所定値以上の負圧が確保されている場合にはオフ動作するものである。またブレーキ・スイッチ３４は、ブレーキ・ペダル３１が踏圧されたときにオン動作するものである。
【００２０】
そしてＥＣＵ３６は基本的には上記各スイッチ３３，３４のオン・オフ情報、また吸入空気量制御機構によって調整される空燃比（Ａ／Ｆ）やその継続時間、更にはＥＧＲ量（排気ガス環流量）等に従って、以下に説明するように前記ブレーキ機構３０の作動を保証し得る負圧を前記吸気マニホルド２１（サージタンク２０）内に確保するべく、その制御を行うものとなっている。
【００２１】
以下、ＥＣＵ３６による負圧制御について、リーン運転の禁止制御を例に説明する。この第１の実施形態に示す装置にあっては、例えばブレーキ・スイッチ３４または負圧スイッチ３３がオンとなったときにリーン運転を禁止し、このリーン運転禁止期間が一定時間（例えば２秒間）を経過したとき、或いは上記負圧スイッチ３３が短時間の内にオフに復帰したときには、そのオフ時から所定時間後（例えば０．５秒後）に上記リーン運転の禁止を解除する。このリーン運転の禁止は前記エンジン本体１に対する前述した第１および第２運転モードにおけるリーン噴射を禁止することによって、換言すればストイキオ運転（ストイキオモード）に戻すことによってなされる。即ち、ストイキオ運転すると言うことは、第２のエア・バイパス・バルブ２７で代表される吸入空気量調整機構を閉じ側に駆動して、吸入空気量（吸気量）を絞り込むことを意味している。
【００２２】
ちなみにリーン運転禁止の場合（リーン運転からストイキオ運転に移行する場合）、ドライバビリティが悪化するような出力変動が生じないように前記燃料噴射弁４からの燃料噴射量が制御される。例えば運転状態が変更されたときには、その基本噴射量をほぼ一定とし、吸入空気量を減量したことによりポンピングロスが増大する分、燃料噴射量を増量するように補正制御する。逆にリーン運転禁止が解除された場合（ストイキオ運転からリーン運転に移行する場合）にはポンピングロスが減るので、その分、燃料噴射量が減少するように補正制御する。
【００２３】
具体的には、ブレーキ・スイッチ３４のオン・オフに着目した場合には、図２に示すようにブレーキ・スイッチ３４のオン時点を基準として、リトリガブル（再トリガ）的に２秒間に亘ってリーン運転を禁止することによりなされる。また負圧スイッチ３３のオン・オフに着目した場合には、図３に示すように負圧スイッチ３３のオン時点を基準として、基本的には２秒間に亘ってリーン運転を禁止し、また負圧スイッチ３３が短時間の内にオフ状態に戻った場合であっても、最低０．５秒間はリーン運転を禁止するように、そのオフ時点から０．５秒の遅延を施した上でリーン運転禁止を解除するものとなっている。
【００２４】
尚、この図３に示す例では、リーン運転禁止期間中に再度負圧スイッチ３３がオンとなったとき、そのオン時点を基準としてリトリガブルにリーン運転禁止モードを設定しているが、最初の負圧スイッチ３３のオン信号でリーン運転禁止が２秒間以上継続していることを条件として、そのオン信号直後の負圧スイッチ３３によるその再トリガを省略して連続的にリーン運転禁止とならないように設定しても良い。
【００２５】
しかしてブレーキ・スイッチ３４と負圧スイッチ３３とを併用した場合には、上記各スイッチ３３，３４のセンシング情報をどの様に重み付けするか、つまりその制御アルゴリズムの構築の仕方によって多少制御形態が変化するが、例えば図４に示すようにブレーキ・スイッチ３４または負圧スイッチ３３がオンとなった時点を基準として２秒間ずつリトリガブル的にリーン運転を禁止する。そしてリーン運転禁止期間中に負圧スイッチ３３がオフに戻ったときには、負圧がある程度確保されたと判断して、そのオフ時点から０．５秒後に上記リーン運転禁止を解除する。
【００２６】
かくしてこのようなリーン運転禁止に基づく負圧確保制御を行えば、ブレーキ・スイッチ３４のオンによって検出されるブレーキ機構３０の作動から、これによって生じる吸気マニホルド２１内の負圧低下が推定される時点で、或いは負圧スイッチ３３のオンによって該吸気マニホルド２１内の負圧低下が直接的に判定された時点でリーン運転が禁止されて、吸気マニホルド２１内における気体の充填状態が調整される。つまり負圧確保の妨げの要因となるリーン運転時の吸入気量の増大化が中止され、ストイキオ運転によって吸気マニホルド２１内の負圧が回復される。これによってブレーキ機構３０の作動を保証する定常負圧を確保することが可能となる。
【００２７】
しかも上述した２秒間程度のリーン運転の禁止制御であれば、エンジン本体１のリーン運転が一時的に中断されるだけで、ほぼ連続的にリーン運転状態が継続していると看做し得るので、リーン運転モード（第１運転モード，第２運転モード）の導入による全体的な燃費向上性が犠牲となることもない。つまり燃費の悪化が殆ど生じることがない。
【００２８】
尚、上記ブレーキ・スイッチ３４や負圧スイッチ３３の出力に基づいて、上記リーン運転の禁止制御に代えて、ＥＧＲに対する制御を行うようにしても良い。即ち、排気ガスの一部を吸気マニホルド２１側に戻して再循環させるＥＧＲは、当然のことながら吸気マニホルド２１内の負圧低下、即ち、負圧倍力装置３２内の負圧がブレーキの作動により低下したとき、その負圧が回復できなくなる要因となる。従って上述した如く各スイッチ３３，３４によって検出されるブレーキ機構３０の作動状態や負圧の状態に応じて前記ＥＧＲバルブ１５を制御して吸気マニホルド２１内における気体の充填状態を調整するようにしても良い。具体的にはＥＧＲ量を低減したり、或いはＥＧＲ自体を禁止することでＥＧＲに起因する吸気マニホルド２１内の負圧低下をなくし、該吸気マニホルド２１内の負圧を前記ブレーキ機構３０の作動を保証する範囲に確保するようにしても良い。
【００２９】
この場合であってもＥＧＲの低減（禁止）制御に基づく負圧確保制御を、前述したリーン運転の禁止制御と同様に２秒間を基本として実行するようにすれば、この制御によって排気ガスの浄化能力が大幅に低下することがなく、全体的にはＥＧＲによる浄化作用を維持することができる。特にリーン運転中に導入しているＥＧＲ量を減少またはその導入を禁止するようにすれば、リーン運転による燃費の向上を図りながら、ブレーキ機構３０の作動を保証する負圧を効果的に確保することが可能となる。尚、ＥＧＲは圧縮行程噴射時に大量に導入される為、ＥＧＲの低減（禁止）制御については、特に第２運転モードに示されるように圧縮行程で燃料噴射を行う筒内噴射型のリーンバーン内燃機関に有効である。
【００３０】
図５乃至図８は上述した作用原理に基づいて実行される本発明に係るエンジン装置において実行される負圧確保制御の具体的な処理手順を示す図である。この制御は前述した負圧スイッチ３３およびブレーキ・スイッチ３４のオン・オフ状態のみならず、車速条件に応じてリーン運転の禁止とＥＧＲのカットとを実行するものとなっている。
【００３１】
即ち、この処理手順に示す負圧確保制御では、図９のタイミング図に示されるように車速が所定値（例えば２．５〜２０ｋｍ／ｈの範囲で設定された基準速度Ｖｏ）を越えているときには前記各スイッチ３３，３４の状態に応じて第１および第２運転モードによるリーン運転の禁止制御を実行し、上記車速が基準速度Ｖｏ以下の場合にはＥＧＲカット制御を実行する。また上記各制御については、負圧スイッチ３３のオン後、２秒を経過するまでの期間、または負圧スイッチ３３のオフ後、０．５秒を経過するまでの期間、更にはブレーキ・スイッチ３４のオン後、２秒を経過するまでの期間に亘って実行される。
【００３２】
この処理手順を図９に示すタイミング図を参照しながら説明すると、先ず最初に現時点での車速が前記基準速度Ｖｏを越えているか否かを判定する（ステップＳ１）。そして車速が基準速度Ｖｏを越えている場合には、負圧スイッチ（Ｖ−ＳＷ）３３がオンであるか否かを判定し（ステップＳ２）、オンである場合には該負圧スイッチ３３が既にオン状態であることを示すフラグＤを判定する（ステップＳ３）。このフラグＤはブレーキ作動にとって必要最低限の負圧値以上の負圧が確保されているかを示すものであり、リーン運転禁止モードが所定時間（例えば２秒）経過したことにより、十分な負圧が確保されたとして［１］にセットされる。
【００３３】
尚、ステップＳ２において負圧スイッチ３３がオフであることが確認されたならば、その時点で該フラグＤを［０］にセットする（ステップＳ４）。従ってステップＳ３においてフラグＤが［０］であることが判定されたとき、これによって負圧スイッチ３３がオフからオンに変化したこと、つまりオンとなったことが確認される。但し、負圧スイッチ３３のオン・オフ閾値は、上述した必要最低限の負圧値よりも、ブレーキ作動にとって余裕のある負圧値として設定されている。
【００３４】
しかして負圧スイッチ３３のオンが検出されたならば、次にリーン運転禁止モードの設定を示すフラグＡを判定する（ステップＳ５）。そしてフラグＡが［０］でリーン運転禁止モードが設定されていない場合には、リーン運転禁止モードを設定し（ステップＳ６）、前記フラグＡを［１］に設定した後（ステップＳ７）、該負圧スイッチ３３のオン検出に基づくリーン運転禁止モードを管理する第１のタイマを、例えば２秒にセットする（ステップＳ８）。この第１のタイマは、後述する他のタイマを含めて時間経過と共にカウントされる。尚、ステップＳ５においてフラグＡが既に［１］にセットされていることが確認されたならば、ステップＳ６〜Ｓ８の手順は省略される。
【００３５】
一方、前記ステップＳ２において負圧スイッチ３３がオフであることが確認され、ステップＳ４にてフラグＤを［０］にセットしたならば、次に前記リーン運転禁止モードの設定を示すフラグＡを判定する（ステップＳ９）。そしてフラグＡが［１］で既にリーン運転禁止モードが設定されていた場合には、負圧スイッチ３３のオフ後、所定時間に亘って上記リーン運転禁止モードを継続させるべく第２のタイマを、例えば０．５秒にセットする（ステップＳ１０）。その後、前記フラグＡを［０］に設定すると共に（ステップＳ１１）、前記負圧スイッチ３３のオフ後のリーン運転禁止モードの解除を管理する為のフラグＢを［１］にセットする（ステップＳ１２）。尚、ステップＳ９においてリーン運転禁止モードの設定が検出されない場合、つまりリーン運転禁止モードが設定されていないことが判定されたならば、上記ステップＳ１０〜Ｓ１２の手順を省略する。
【００３６】
以上のステップＳ２〜Ｓ１２の処理手順により、車速が基準速度Ｖｏを越えている場合における負圧スイッチ３３のオン・オフ状態（オン・オフの変化）に応じたリーン運転禁止モードの設定、即ち、第２のエアバイパス・バルブ２７で代表される吸入空気量調整機構を閉じ側に駆動して吸気量を絞り込む設定と、これに伴うフラグＡ，Ｂ，Ｄのセット、および第１および第２のタイマのセットが行われる。
【００３７】
しかる後、次にブレーキ・スイッチ（ＢＫ−ＳＷ）３４がオンであるか否かを判定し（ステップＳ１３）、ブレーキ・スイッチ３４がオンであるならばフラグＥを判定して既に該ブレーキ・スイッチ３４がオン状態であったか否かを判定する（ステップＳ１４）。このフラグＥは、上記ステップＳ１３においてブレーキ・スイッチ３４がオフであることが確認されたときに［０］にセットされるものである（ステップＳ１５）。従ってステップＳ１４においてフラグＥが［０］であることが確認されたとき、これによってブレーキ・スイッチ３４がオンに変化したことが検出される。即ち、このフラグＥはブレーキのポンピングに対処するフラグである。このフラグＥによって、仮にリーン運転禁止モード中にブレーキ・スイッチ３４のオン・オフが繰り返された場合であっても、オン信号が検出される毎に後述する第３のタイマがリセットされ、最終的にオン信号が出力された時点から所定時間（２秒間）に亘ってリーン運転禁止モードが実行される。
【００３８】
しかしてブレーキ・スイッチ３４のオン動作が検出されたならば、これに伴ってリーン運転禁止モードを設定し（ステップＳ１６）、車速が基準速度Ｖｏを越えている場合での、リーン運転禁止モードを示すフラグＣを［１］に設定する（ステップＳ１７）。同時にブレーキのポンピングに対処する為のフラグＥを［１］に設定した後（ステップＳ１８）、該ブレーキ・スイッチ３４のオン検出に基づくリーン運転禁止モードを管理する第３のタイマを、例えば２秒にセットする（ステップＳ１９）。
【００３９】
尚、ステップＳ１４において既にフラグＥが［１］となっていることが確認された場合には、上述したステップＳ１６〜Ｓ１９の処理手順は省略される。そして以上のステップＳ１３〜Ｓ１９に示す処理手順により、車速が基準速度Ｖｏを越えている場合におけるブレーキ・スイッチ３４のオン・オフ状態（オフからオンへの変化）に応じたリーン運転禁止モードの設定と、これに伴うフラグＣ，Ｅのセット、および第３のタイマのセットが行われる。
【００４０】
一方、ステップＳ１において車速が基準速度Ｖｏ以下であることが確認された場合には、図６に示すように負圧スイッチ３３のオン・オフ状態、およびブレーキ・スイッチ３４のオン状態に応じて前述したリーン運転禁止モードの設定に代えてＥＧＲカット・モードの設定が行われる。このＥＧＲカットの制御は基本的には上記ステップＳ２〜Ｓ１９の手順と同様に実行される。即ち、図６においてステップＳ２２〜Ｓ３９に示すようにその処理手続きが進められる。但し、この場合には、フラグＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅにそれぞれ相当するフラグとして、フラグＦ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊが用いられる。また第１乃至第３のタイマにそれぞれ相当するものとして第４乃至第６のタイマが用いられる。
【００４１】
そして上述した如く車速や負圧スイッチ３３およびブレーキ・スイッチ３４のオン・オフ状態に応じて、リーン運転禁止またはＥＧＲのカットのモード設定の処理が終了すると、次に図７および図８に示す上記各モードの解除制御が実行される。
これらのモードの解除制御は、先ず前記フラグＡが［０］であるか否かを判定し（ステップＳ４１）、フラグＡが［１］であって負圧スイッチ３３のオンに基づくリーン運転禁止モードが設定されている場合には、前記第１のタイマが２秒経過したか否かを判定する（ステップＳ４２）。そして第１のタイマが２秒を経過している場合には、前記フラグＡを［０］にセットすると共に（ステップＳ４３）、前記フラグＤを［１］にセットする（ステップＳ４４）。尚、ステップＳ４１においてフラグＡが［０］であること、つまり負圧スイッチ３４のオンに基づくリーン運転禁止モードが設定されていない場合、或いは前記第１のタイマが２秒経過前であるならば、ステップＳ４３，Ｓ４４でのフラグ処理を行うことなく、次の処理手続きに移行する。
【００４２】
しかる後、前記フラグＢが［０］であるか否かを判定し（ステップＳ４５）、該フラグＢが［１］であって前記負圧スイッチ３３がオフとなっていることが判定されたならば、前記第２のタイマが０．５秒以上経過したか否かを判定する（ステップＳ４６）。そして第２のタイマが０．５秒以上経過している場合には、前記フラグＢ，Ｃをそれぞれ［０］にセットした後（ステップＳ４７，Ｓ４８）、前述した如く設定したリーン運転禁止モードを解除する（ステップＳ４９）。
【００４３】
これに対して前記フラグＢが［０］であり負圧スイッチ３３がオン状態のままである場合、或いはフラグＢが［１］で負圧スイッチ３３がオフとなっていても前記第２のタイマが０．５秒を経過していない場合には、次に前記フラグＣを調べて前記ブレーキ・スイッチ３４のオンに基づくリーン運転禁止モードが設定されているか否かを判定する（ステップＳ５０）。そしてフラグＣが［１］であり、リーン運転禁止モードが設定されている場合には、前記第３のタイマが２秒以上経過しているか否かを判定し（ステップＳ５１）、２秒以上の経過が判定されたならば、該フラグＣを［０］にセットする（ステップＳ５２）。
【００４４】
その後、前記フラグＣが［０］である場合、或いはフラグＣが［１］であっても第３のタイマが２秒を経過していない場合を含めて、前記フラグＡ，Ｂ，Ｃの全てが［０］であるか否かを判定する（ステップＳ５３）。そして上記フラグＡ，Ｂ，Ｃの全てが［０］であることが確認されたとき、前述したリーン運転禁止モードを解除する（ステップＳ５４）。つまり負圧スイッチ３３のオンによって設定されるリーン運転禁止モードが２秒以上経過し、またブレーキ・スイッチ３４のオンによって設定されるリーン運転禁止モードが２秒以上経過したとき、或いは負圧スイッチ３３がオフとなった後、０．５秒以上に亘ってリーン運転禁止モードが継続したことが確認された時点で、初めて該リーン運転禁止モードを解除するものとなっている。
【００４５】
一方、前述した如く設定されたＥＧＲカットのモードも、基本的には上記ステップＳ４１〜Ｓ５４に示される処理手順と同様に、図８に示すステップＳ６１〜Ｓ７４に示す判定処理手順の下で解除される。即ち、前述したフラグＦ，Ｇ，Ｈの判定の下で、前記第４乃至第６のタイマの経過時間を判定する。そして負圧スイッチ３３のオンによって設定されるＥＧＲカットモードが２秒以上経過し、またブレーキ・スイッチ３４のオンによって設定されるＥＧＲカットモードが２秒以上経過したとき、或いは負圧スイッチ３３がオフとなった後、０．５秒以上に亘ってＥＧＲカットモードが継続したことが確認された時点で、初めて該ＥＧＲカットモードが解除されるようになっている。
【００４６】
かくして上述した如く実行される処理手順（制御処理）によれば、車速に応じてリーン運転を禁止し、或いはＥＧＲをカットすることにより吸気マニホルド２１（サージタンク２０）内における気体の充填状態を制御して、ブレーキ機構３０の作動を保証する負圧を確保するものとなっている。つまりバキューム・ポンプ等の負圧発生装置を新たに設けることなしに、必要な負圧を簡易に、且つ効果的に確保することができる。しかも負圧スイッチ３３のオンを検出して設定するリーン運転禁止（ＥＧＲカット）と、ブレーキ・スイッチ３４のオンを検出して設定するリーン運転禁止（ＥＧＲカット）とを別のタイマによって管理し、更に負圧スイッチ３３のオフ後のリーン運転禁止（ＥＧＲカット）の継続を更に別のタイマにより管理しながら、これらの相互関係の下でその解除を制御しているので、上記各スイッチ３３，３４のオン・オフ状態に応じた効率的な負圧制御を行い得る。
【００４７】
特に負圧スイッチ３３のオフ後、所定時間に亘ってリーン運転禁止（ＥＧＲカット）を継続して実行するので、負圧スイッチ３３のオン・オフ動作閾値よりも十分余裕を持つレベルまで負圧を回復させることができ、負圧スイッチ３３の動作に余裕を持たせることができる。従って負圧スイッチ３３の不本意なオン・オフ動作の繰り返しを未然に防ぎながら、ブレーキ機構３０の動作を保証するに必要な負圧を安定に確保することが可能となる。
【００４８】
ところで上述した第１の実施形態においては、吸気マニホルド２１から負圧倍力装置３２（負圧アクチュエータ）に加えられる負圧が、その作動を保証するに十分なレベルであるか否かを負圧スイッチ３３を用いて検出し、その検出結果に基づいてエンジン本体１に対する燃焼制御（吸気マニホルド２１内における気体の充填状態の制御）を行った。しかし負圧スイッチ３３を負圧センサ３７に置き換え、この負圧センサ３７により負圧倍力装置３２の図示しない負圧室の負圧をリニア（アナログ的）に検出し、その検出結果（負圧レベル）に基づいて上述した制御を実行するようにしても良い。
【００４９】
即ち、負圧センサ３７により検出される負圧レベルから負圧の不足の度合を判定し、その判定結果に応じてリーン運転禁止制御やＥＧＲの減量制御（ＥＧＲカット）を行うようにしても良い。具体的には負圧の不足の度合と、そのときの運転状態とに応じた最適な燃焼モードを設定するようにし、例えば頻繁な燃焼モードの切り換えを防ぐことで、ドライバビリティの悪化を招来することなしに負圧アクチュエータの作動に必要な負圧を確保するようにすれば良い。
【００５０】
図１０はこのような観点に立脚した第２の実施形態としての負圧確保の為の制御形態を一覧形式で示したもので、特に負圧不足のレベルと運転状態（停車／走行）とに応じて変更される処理形態の例を示している。
具体的には始動時や不慮のエンジン・ストップ（エンスト）時にはリーン禁止制御およびＥＧＲカット制御を行わず、また負圧センサ３７が故障している（故障していると想定される）場合には、リーン禁止制御だけを実行する。ちなみに負圧センサ３７の故障判定は、例えば負圧センサ３７の動作電圧が５Ｖである場合、その出力として０．２〜４．５Ｖの出力電圧（センサ出力）が得られた場合に負圧センサ３７が正常動作しており、上記範囲を外れた出力が得られた場合には故障していると看做される。
【００５１】
またエンスト・始動外であってエンジン本体１が正常に運転動作しており、負圧センサ３７が正常に作動している場合には該負圧センサ３７の出力に応じてその負圧の不足レベル（度合）が判定される。この負圧の不足度合は、該負圧センサ３７によって検出される負圧レベル（センサ出力）が、負圧倍力装置３２内の負圧であり、この負圧はエンジン本体１の運転状況により作り出される絶対的なものであること、また負圧倍力装置３２（負圧アクチュエータ）に蓄圧される負圧はマスタシリンダ３５に作用するものであり、大気圧との差として作用する相対的なものである点に鑑み、この実施形態においては上記負圧の大気圧に対する相対値から負圧不足の大なる状態を判定し、また前記負圧の絶対値（直接値）から負圧不足の小なる状態を判定するものとしている。
【００５２】
具体的には、負圧センサ３７の出力レベルがＢｖで示されるとき、
Ｂｍｉｎ （＝０．２Ｖ） ＜ Ｂｖ ＜ Ｂｍａｘ （＝４．５Ｖ）
として先ず負圧センサ３７の故障判定が行われる。そして負圧センサ３７が正常であるとき、例えば標準大気圧（１気圧）からのマイナス（負）側への変化分としての出力Ｂｖと、大気圧を検出する大気圧センサの出力Ａｖとから、負圧アクチュエータに作用する負圧力（相対値）ＢｖＲを、例えば
ＢｖＲ ＝ Ｂｖ ＋（Ａｖ−［７６０ｍｍＨｇ］）
として求める。
【００５３】
尚、実際的には、標準大気圧（１気圧；７６０ｍｍＨｇ）は定数として与えられるので、その相対的な負圧（相対圧）を
ＢｖＲ ＝ Ｂｖ ＋Ａｖ
として等価的に求めるようにしても良い。
しかして前記負圧の相対圧ＢｖＲは所定の判定値Ｂ２（Ｂ２ｓ）と比較され、負圧不足のレベルが判定される。そして上記相対圧ＢｖＲがその判定値Ｂ２（Ｂ２ｓ）よりも低いとき、負圧の不足レベルが大であると判定される。また前記負圧センサ３７の出力である負圧の絶対値（絶対圧）Ｂｖは、別に設定された所定の判定値Ｂ１（Ｂ１Ａ，Ｂ１ｓ，Ｂ１ｓＡ）と比較され、負圧倍力装置３２内における負圧レベルが直接的に判断される。そして上記負圧の絶対圧Ｂｖがその判定値Ｂ１（Ｂ１Ａ，Ｂ１ｓ，Ｂ１ｓＡ）よりも低い場合、負圧の不足レベルが小であると判定される。そしてこのようにして負圧の不足が判定された場合、該負圧倍力装置３２内における負圧を確保するべく、以下に示すようにエンジン本体１に対する運転モードが変更制御され、具体的には第１の実施形態と同様にリーン運転禁止やＥＧＲカットによる負圧確保制御が行われる。特にエンジン本体１の運転状態に応じて、具体的には車両が走行中であるか、或いは停車中であるかに応じて上記リーン運転禁止やＥＧＲカットの制御を行うものとなっている。
【００５４】
この一連の運転制御（負圧確保制御；リーン運転禁止およびＥＧＲカット制御）について、図１１乃至図１７を参照して以下に説明する。この処理は、図１１にメインルーチンを示すように、先ず車速Ｖ，エンジン本体１の回転数Ｎｅ，大気圧Ａｖを検出することから開始される（ステップＳ１０１）。尚、上記大気圧Ａｖは前述したように標準大気圧（１気圧）からのマイナス側への変化分として検出される。しかる後、負圧センサ３７の出力Ｂｖを検出し（ステップＳ１０２）、前述した如く負圧倍力装置３２内の負圧レベルＢｖと、前記大気圧Ａｖとの相対圧ＢｖＲを求める（ステップＳ１０３）。
【００５５】
以上の前処理が終了したならば、次にエンスト・始動時の状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。この判定は、例えばイグニッション・スイッチの状態を調べる等して行われる。ちなみにエンジン本体１がエンスト状態、或いは始動時であることが判定されたならば、リーン禁止制御を行うことなく（ステップＳ１０５）、またＥＧＲカット制御も行うことなく（ステップＳ１０６）、該メインルーチンを抜けてステップＳ１０１に示す処理に戻る。つまりリーン禁止制御およびＥＧＲカット制御を実行することなく、その処理を終了する。即ち、負圧確保制御は行われず、運転状態に応じた空燃比制御およびＥＧＲ制御等が実行される。
【００５６】
一方、エンスト、或いは始動時でない場合には、次に前記負圧センサ３７から正常な検出値が求められているか否か、つまり負圧センサ３７が正常に機能しているか否かを判定する（ステップＳ１０７）。仮に負圧センサ３７が故障している場合には、安全サイドから必要な負圧を確保するべくリーン禁止制御を実行する（ステップＳ１０８）。具体的にはこのリーン禁止制御は、第１の実施形態と同様に、吸入空気量を減量して空燃比をストイキオ近傍に設定し、ドライバビリティに悪影響が生じないように、即ち、出力変動が大きく変化しないように、その空燃比に応じた燃料制御が実行される。つまりエンジン本体１のリーン運転を禁止し、ストイキオ制御モードでの運転により、吸気マニホルド２１内および負圧アクチュエータにおける必要な負圧を確保する。尚、この場合にはＥＧＲカット制御は実行しない（ステップＳ１０６）。
【００５７】
以上のようにして負圧センサ３７が正常に機能していることが確認されたならば、次に車速Ｖを判定する（ステップＳ１０９）。この車速Ｖの判定は、例えば５ｋｍ／ｈ以上の速度で走行中であるか否かを判断することによって行われ、車速Ｖが上記判定速度に満たない場合には、停車中である或いは停車時と変わらない運転状態であると判定する。そして走行中であると判定された場合には、後述する走行時における負圧確保制御を実行し（ステップＳ１１０）、また停車中（低速走行時）である場合には、停車時における負圧確保制御を実行する（ステップＳ１４０）。つまり車両（エンジン本体１）の運転状態に応じて、走行時または停車時の負圧確保制御（ステップＳ１１０，Ｓ１４０）をサブルーチン処理としてそれぞれ実行する。
【００５８】
さて走行時におけるリーン禁止制御（ステップＳ１１０）は、例えば図１２に示すように実行される。この処理は、先ず前述した如く求めた負圧の相対圧ＢｖＲを所定の判定レベルＢ２と比較することから開始される（ステップＳ１１１）。そして相対圧ＢｖＲが上記判定レベルＢ２よりも低いとき、つまり負圧が小さいとき、これを負圧の不足度合（不足レベル）が大であると判定する（ステップＳ１１２）。
【００５９】
これに対して相対圧ＢｖＲが上記判定レベルＢ２よりも高いとき（不足度合が大きくないとき）には、次にエンジン本体１の負荷となるエアコンデショナー等のアクセサリー機器がオン状態であるか否かを判定する（ステップＳ１１３）。そしてアクセサリー機器がオン状態であるか否かに応じて、前記負圧のレベル（絶対圧）Ｂｖと、所定の判定レベルＢ１，Ｂ１Ａとを比較し（ステップＳ１１４，Ｓ１１５）、その絶対圧Ｂｖが判定レベルＢ１，Ｂ１Ａよりも低いとき、これを負圧の不足度合（不足レベル）が小であると判定する（ステップＳ１１６）。即ち、負圧アクチュエータの作動に必要な負圧が或る程度確保されているが、十分なる負圧の確保には至っていないと判断する。尚、負圧の絶対圧Ｂｖが判定レベルＢ１，Ｂ１Ａよりも高い場合には、負圧倍力装置３２内に負圧が十分に確保されており、負圧の不足なしと判断される（ステップＳ１１７）。
【００６０】
尚、上記負圧の判定レベルＢ１，Ｂ１Ａ，Ｂ２は、後述する判定レベルＢ１ｓ，Ｂ１ｓＡ，Ｂ２ｓと共にエンジン回転数Ｎｅや車速Ｖ等の運転状態に応じて設定されるものであり、例えばマップデータとして与えられる。またその添字［１］は、負圧の絶対圧に対する判定レベルを、また［２］は相対圧に対する判定レベルであることを表しており、更に［ｓ］は停車時における判定レベルであること、また［Ａ］はアクセサリー機器がオン状態であるときの判定レベルであることを示している。
【００６１】
さて上述した如くして走行時における負圧の不足レベルが大であると判定された場合には（ステップＳ１１２）、リーン禁止制御が実行される（ステップＳ１１８）。即ち、運転状態に応じて前述した第１運転モードの予混合燃焼によるリーン運転や、第２運転モードの層状燃焼によるリーン運転が行われている場合であっても、そのリーン運転自体が禁止される（リーン禁止モード）。そしてリーン運転禁止制御の実行を示すフラグｈを［１］に設定した後（ステップＳ１１９）、次にＥＧＲカット制御を実行する（ステップＳ１２０）。そしてＥＧＲカット制御の実行を示すフラグｉを［１］に設定する（ステップＳ１２１）。
【００６２】
このリーン禁止モードは、リーン運転の禁止によって、例えば吸気マニホルド２１内の負圧が確保される。これに伴って負圧倍力装置３２内の負圧がブレーキ作動に十分な負圧レベルまで確保される。そして後述するリーン禁止解除制御が実行されるまで、このリーン禁止モードが継続される。
一方、前述したように負圧の不足レベルが小であると判定された場合には（ステップＳ１１６）、次にブレーキ・スイッチ（ＢＫ−ＳＷ）３４がオン状態であるか否かが判定される（ステップＳ１２２）。つまりブレーキペダルが踏み込み操作され、負圧を利用した制動が実行中であるか否かの判定が行われる。そしてブレーキ・スイッチ３４がオンである場合には、リーン禁止モードを設定し（ステップＳ１２３）、前記フラグｈを［１］に設定する（ステップＳ１２４）。
【００６３】
尚、ブレーキ・スイッチがオフである場合には、更にスロットル・バルブ２２に連動するアイドルスイッチ（ＩＤ−ＳＷ）の状態からスロットル・バルブ２２が閉状態であるか否かを判定する（ステップＳ１２５）。そしてアイドル運転状態であることが確認された場合には、タイマ管理のパラメータＴとして、例えば［２秒］を設定し（ステップＳ１２６）、タイマ管理の下でリーン禁止制御を実行する（ステップＳ１２７）。つまりパラメータＴとして設定された期間［２秒］に亘ってリーン禁止制御を実行する。
【００６４】
ちなみにこのリーン禁止のタイマ制御（ステップＳ１２７）は、図１３に示すように、タイマ管理の下でのリーン禁止の実行を示すフラグａを判定し（ステップＳ１３１）、フラグａが［１］でないことを条件としてリーン禁止制御が開始される（ステップＳ１３２）。そしてこのリーン禁止制御の開始に伴って上記フラグａを［１］にセットし（ステップＳ１３３）、タイマによる計時をスタートさせて（ステップＳ１３４）、該リーン禁止制御をタイマ管理する。そして上記タイマが前述した如くセットされたパラメータＴに示される時間に到達したか否かを判定し（ステップＳ１３５）、そのタイマ管理時間が経過した時点でそのリーン禁止制御を解除する（ステップＳ１３６）。そして前記フラグａを［０］に戻した上で（ステップＳ１３７）、元の処理手順に復帰する。
【００６５】
このようなタイマ管理の下でのリーン禁止制御の実行は、前述した負圧不足なしとの判定結果を得た場合であっても（ステップＳ１１７）、ブレーキ・スイッチ３４のオン状態を判定し（ステップＳ１２８）、ブレーキ・スイッチ３４がオン状態である場合には前記パラメータＴとして、例えば［１秒］を設定し（ステップＳ１２９）、同様にして負圧確保制御としてのリーン禁止制御を実行する（ステップＳ１２７）。従ってこの場合には、１秒間に亘ってリーン禁止が行われることになる。
【００６６】
尚、アイドルスイッチがオンでない場合や（ステップＳ１２５）、負圧不足がない状態でブレーキ・スイッチがオンでない場合には、リーン禁止モードの解除が行われる（ステップＳ１３０）。このリーン禁止モードの解除処理は、後述する停車時の負圧確保制御におけるリーン禁止モードの解除を含めて図１７に示すようにして実行される。この処理について後述する。
【００６７】
一方、前述した走行モードの判定処理（ステップＳ１０９）において停車中であると判定された場合には、図１４に示す停車時の負圧確保制御が実行される（ステップＳ１４０）。この処理は前述した走行時の負圧確保制御の場合とほぼ同様に、先ず負圧の不足の度合を判断することから開始される。即ち、前述した如く求めた負圧の相対圧ＢｖＲを、所定の判定レベルＢ２ｓと比較し（ステップＳ１４１）、上記相対圧ＢｖＲが上記判定レベルＢ２ｓよりも低いとき、これを負圧の不足度合（不足レベル）が大であると判定する（ステップＳ１４２）。
【００６８】
これに対して相対圧ＢｖＲが上記判定レベルＢ２ｓよりも高いときには、アクセサリー機器がオン状態であるか否かを判定し（ステップＳ１４３）、その判定結果に応じて前記負圧のレベル（絶対圧）Ｂｖと、所定の判定レベルＢ１ｓ，Ｂ１ｓＡとを比較する（ステップＳ１４４，Ｓ１４５）。そして絶対圧Ｂｖが判定レベルＢ１ｓ，Ｂ１ｓＡよりも低いとき、これを負圧の不足レベルが小であると判定し（ステップＳ１４６）、また判定レベルＢ１ｓ，Ｂ１ｓＡよりも高いときには負圧の不足なしと判定する（ステップＳ１４７）。
【００６９】
さて停車時において負圧の不足レベルが大であると判定された場合には（ステップＳ１４２）、図１５に示すようにタイマ管理の下で負圧確保制御を実行する（ステップＳ１４８）。具体的にはタイマ管理の下で負圧確保制御の実行タイミングを制御する為のフラグｇを判定し（ステップＳ１６１）、フラグｇが［１］でないとき、第２のタイマによる計時をスタートさせる（ステップＳ１６２）。そして第２のタイマによる計時の開始を示す上記フラグｇを［１］にセットする（ステップＳ１６３）。そしてこの場合には、先ずＥＧＲカットの制御を駆動した上で（ステップＳ１６４）、元の処理（メインルーチン）に戻る。
【００７０】
その後、次の制御サイクルにおいて再びこの処理に戻ったならば、次に第２のタイマによる計時時間が所定の燃焼行程時間ＩＧを経たか否かを判定し（ステップＳ１６５）、上記燃焼行程時間ＩＧの経過を確認した上で、先ず前記フラグｇを［０］に戻した上で（ステップＳ１６６）、リーン禁止制御を実行する（ステップＳ１６７）。即ち、停車時において負圧の不足が大であると判断された場合には、先ずＥＧＲカットによる負圧確保の制御を行いながら、所定の燃焼行程時間ＩＧの経過後、リーン禁止制御を開始する。
【００７１】
これに対して図１４に戻って、負圧の不足レベルが小であると判定された場合には（ステップＳ１４６）、次にブレーキ・スイッチ（ＢＫ−ＳＷ）３４がオン状態であるか否かを判定し（ステップＳ１４９）、更にアイドルスイッチ（ＩＤ−ＳＷ）がオン状態であるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。そしてブレーキ・スイッチ３４がオンである場合、或いはブレーキ・スイッチ３４がオフ状態であっても、アイドルスイッチがオン状態である場合には、前述したタイマ管理用のパラメータＴとして［２秒］を設定し（ステップＳ１５１）、タイマ管理の下でのリーン禁止制御を実行する（ステップＳ１５２）。またブレーキ・スイッチ３４がオフで、且つアイドルスイッチもオフである場合には、リーン禁止モードの解除処理を実行する（ステップＳ１５３）。
【００７２】
尚、負圧不足がなしと判定された場合においても（ステップＳ１４７）、ブレーキ・スイッチ３４がオン状態であるか否を判定する（ステップＳ１５４）。そしてブレーキの操作が検出された場合には前記タイマ管理用のパラメータＴを、この場合には［１秒］に設定し（ステップＳ１５５）、前記タイマ管理の下でのリーン禁止制御を実行する（ステップＳ１５２）。またブレーキ・スイッチ３４がオフである場合には、前記リーン禁止モードの解除処理を実行する（ステップＳ１５３）。このリーン禁止モードの解除処理は、前述したステップＳ１３０に示す処理手続と全く同様なものである。
【００７３】
ここで停車時においてタイマ管理の下で実行されるリーン禁止制御（ステップＳ１５２）について説明すると、この処理は図１６に示すようにタイマ管理の下でのリーン禁止制御の実行を示すフラグｄを判定し（ステップＳ１７１）、更に上記リーン禁止制御の開始時点をタイマ管理する為のフラグｃを判定する（ステップＳ１７２）。そして最初にこのルーチンに入った場合には、リーン禁止制御が開始されていないので、先ず第３のタイマをセットし（ステップＳ１７３）、上記フラグｃを［１］にセットする（ステップＳ１７４）。このようにして第３のタイマを起動した後、フラグｆの下でＥＧＲカットに対する制御を行う。但し、このＥＧＲカットの制御については、上記リーン禁止の制御の説明の後に説明する。
【００７４】
しかして前述したように第３のタイマをセットした後、再度この処理ルーチンに戻った場合には、フラグｃからリーン禁止制御の準備が進められていることが判定されるので（ステップＳ１７２）、次に上記第３のタイマが所定の燃焼行程時間ＩＧを経過したか否かを判定する（ステップＳ１７５）。そして所定の燃焼行程時間ＩＧの経過が検出されたとき、フラグｃを［０］にリセットした後（ステップＳ１７６）、リーン禁止制御を実行する（ステップＳ１７７）。そしてリーン禁止制御の実行を示す前記フラグｄを［１］にセットし（ステップＳ１７８）、その後、第４のタイマを起動する（ステップＳ１７９）。
【００７５】
すると次の段階においてこの処理ルーチンに戻ると、既にフラグｄが［１］にセットされているので、リーン禁止制御が実行中であることが判定される（ステップＳ１７１）。そこでこの場合には、前記第４のタイマによって計時される時間が、前述した如くパラメータＴとして設定された時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ１８０）。そして所定の時間に亘ってリーン禁止制御が実行されたことが確認された場合、そのリーン禁止制御のモードを解除し（ステップＳ１８１）、更に前記フラグｄを［０］にリセットする（ステップＳ１８２）。即ち、停車時において負圧の不足が小であると判定された場合、或いは負圧の不足がない場合であっても、ブレーキ操作が検出された場合には、その検出時点から所定の燃焼行程時間ＩＧを経過した後、パラメータＴで示される期間に亘ってリーン禁止制御を実行する。
【００７６】
さて上述したリーン禁止制御と同時に実行されるＥＧＲカットの制御は、先ずＥＧＲカット制御の実行を示すフラグｆが［０］であるかを調べることから開始される（ステップＳ１８３）。そしてフラグｆが［０］である場合には、ＥＧＲカット制御を実行し（ステップＳ１８４）、上記フラグｆを［１］にセットすると共に（ステップＳ１８５）、第５のタイマをスタートさせる（ステップＳ１８６）。しかる後、上記第５のタイマによって計時される時間が、前述したパラメータＴに示される時間と所定の燃焼行程時間ＩＧとの和により示される時間を経過したか監視し（ステップＳ１８７）、当該時間の経過が検出されたとき、上記ＥＧＲカットの制御モードを解除して通常のＥＧＲ制御モードに戻す（ステップＳ１８８）。そしてこのＥＧＲカットモードの解除に伴い、前記フラグｆを［０］にリセットして（ステップＳ１８９）、その処理手続を終了する。
【００７７】
従ってここでのＥＧＲカットの制御は、前述したように停車時において負圧の不足が小であると判定された場合、或いは負圧の不足がない場合であっても、ブレーキ操作が検出されたとき、その検出時点から所定の燃焼行程時間ＩＧとパラメータＴで示される期間（１秒または２秒）との和によって示される期間に亘って実行される。即ち、上記条件下においては先ずＥＧＲカットだけが開始され、所定の燃焼行程時間ＩＧの経過後、上記ＥＧＲカットの制御と並行してリーン禁止制御が実行されることになる。
【００７８】
次に前述したリーン禁止の解除制御（ステップＳ１３０，Ｓ１５３）について説明すると、この制御は図１７に示す手順に従って実行される。この処理は、先ず前述したリーン禁止制御の実行を示すフラグａ，ｄ，ｈを順に調べることから開始される（ステップＳ１９０，Ｓ１９１，Ｓ１９２）。これらの各フラグａ，ｄ，ｈが共に［１］でない場合には、当然のことがらリーン禁止制御自体が実行されていないので、そのモードの解除処理も行われない。
【００７９】
しかしてフラグａが［１］である場合には、前述した走行時における負圧不足のレベルが小であると判定されたときのリーン禁止制御なので、第１のタイマによって計測された時間が前述した如くパラメータＴによって設定された所定時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ１９３）。またフラグｄが［１］である場合には、前述した停止時における負圧不足のレベルが小であると判定されたときのリーン禁止制御なので、第４のタイマによって計測された時間が前述した如くパラメータＴによって設定された所定時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ１９４）。
【００８０】
そしてこれらの第１或いは第４のタイマにより、各条件下でのリーン禁止制御の実行時間の経過が判定されたとき（ステップＳ１９３，Ｓ１９４）、或いは前記フラグｈによって走行時における負圧不足が大の場合でのリーン禁止制御の実行が判定された場合（ステップＳ１９２）、そのリーン禁止制御を解除し（ステップＳ１９５）、上記各フラグａ，ｄ，ｈをそれぞれ［０］にリセットする（ステップＳ１９６）。
【００８１】
一方、上述したようにリーン禁止モードを解除したならば、次にＥＧＲカットの制御モードを解除するか否かを判定する。この判定は、先ず前記フラグｆ，ｉを調べることから開始される（ステップＳ１９７，Ｓ１９８）。上記各フラグｆ，ｉが［１］でない場合には、ＥＧＲカットの制御が行われていないので、当然のことながら、そのままその処理手続を終了する。しかしフラグｆが［１］である場合には、前記第５のタイマによって計時される時間が、前述したパラメータＴによって示される時間と所定の燃焼行程時間ＩＧとの和によって示される時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ１９９）。そして上記時間経過が検出されたとき、或いはフラグｉが［１］であるとき、ＥＧＲカットの制御モードを解除して通常のＥＧＲ制御モードに戻す（ステップＳ２００）。そして上記フラグｆ，ｉを［０］にリセットして（ステップＳ２０１）、その処理手続を終了する。
【００８２】
かくして上述した如く図１１〜図１７に示す一連の処理手続にて示されるリーン運転の禁止制御、およびＥＧＲカットの制御によれば、図１０に一覧としてまとめたように、吸気マニホルド２１における負圧の不足の度合に応じて、更には車速Ｖやブレーキ・スイッチ３４およびアイドルスイッチの状態によって示される運転状態に応じてリーン運転が適切に禁止される。またＥＧＲのカット制御も実行されることになる。しかも負圧の不足の度合を判定し、その度合に応じたリーン禁止とＥＧＲカットとが行われることになる。
【００８３】
従って先の実施形態に示されるように、負圧の低下を一義的に判定してリーン禁止制御する場合に比較して、極め細かいレベルでの負圧の制御が可能となり、エンジン本体１に対する運転モードの急激な切り換えを回避することが可能となる。例えば負圧が或る程度低下した時点で、軽くリーン運転を禁止制御するだけで負圧の不足を補うことが可能となる。換言すれば負圧アクチュエータが必要とする負圧が大幅に不足する前に、短期間だけリーン運転を禁止するだけでその負圧不足を効果的に補うことが可能となる。従って先の実施形態に示した制御以上に、リーン運転の禁止に伴うドライバビリティの悪化を軽減することが可能となる。
【００８４】
更にはこの実施形態においては、負圧センサ３４の出力から負圧の絶対的なレベルと大気圧に対する相対的なレベルとを求め、絶対圧と相対圧とを使い分けて負圧不足を解消するリーン禁止制御を実行するようにしているので、リーン運転による燃費向上の特徴を活かしながら、つまり燃費を犠牲にすることなくブレーキの安定した作動に必要な負圧を確実に確保し得ると言う効果が奏せられる。
【００８５】
また前述した実施形態においては、例えば負圧の不足レベルが小である場合、リーン運転の禁止に先立ってＥＧＲカットの制御だけ所定時間に亘って実行するようにしている。従ってこのＥＧＲカットだけによって所定の負圧を確保し得る場合もある。この場合にはリーン運転の禁止を省略することができるので、運転モードを切り換えない分、ドライバビリティの悪化要因を軽減することが可能となる。更には主にＥＧＲカットした後、所定時間経過後にリーン運転を禁止するので、吸気管内にＥＧＲが滞留しなくなり、空燃比や燃料噴射量等の制御パラメータを把握し易く、燃焼状態を的確に捉えることが可能となるので、制御の安定化を図ることが可能となる等の効果も奏せられる。
【００８６】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば負圧スイッチ３３およびブレーキ・スイッチ３４の一方の出力だけを利用してリーン運転禁止またはＥＧＲカット制御を実行することも勿論可能である。例えば第１の実施形態では、負圧スイッチ３３またはブレーキ・スイッチ３４の出力によりリーン運転を禁止しているが、必ずしも運転モードの切換えによってリーン運転を禁止（ストイキオモード）しなくても良い。例えば負圧スイッチ３３またはブレーキ・スイッチ３４等の出力に応じて運転モードを第２運転モードから第１運転モードに切り換えて吸気量を低下させるように設定しても良い。また運転モードの切り換えと言う概念によらず、単に空燃比を小さくするように絞り弁を閉方向に駆動するようにしても良い。更にＥＧＲに関しても、上記各スイッチ３３，３４の出力によってＥＧＲをカットしなくても、ＥＧＲ量を所定量低減するようにしても良い。
【００８７】
またこのようなスイッチ出力に代えて、第２の実施形態に示したように空燃比（Ａ／Ｆ）の状態やその継続時間等のエンジン運転状態の情報等に基づいて負圧倍力装置３２内の負圧を推定或いは検出し、その推定或いは検出結果に基づいて上記リーン運転禁止（空燃比の変更）やＥＧＲカット制御を実行することも可能である。また負圧倍力装置３２内の負圧レベルに応じてＥＧＲ量のみを制御したり、またはリーン運転禁止（空燃比の変更）のみを制御したり、或いはそれぞれの制御を適宜組み合わせた制御を行って全運転域での負圧を確保するようにしても良い。
【００８８】
更にはスロットル開度と回転数等に基づく目標空燃比（Ａ／Ｆ）の情報や、ＥＧＲ導入量の情報等から負圧アクチュエータに作用する負圧レベルを推定し、その結果に基づいて負圧確保制御を行うようにしても良い。この場合、負圧スイッチや負圧センサ等を設ける必要がなくなるので、コスト低減を図る上で有利である。
【００８９】
また前述したブレーキ・スイッチ３４に代えて、例えばアクセル・スロットの戻りを検出して前述した負圧確保制御を行うことも可能である。また吸入空気量制御機構としての電磁スロットル弁（通常、ドライブバイワイヤと称される）を備え、この電磁スロットル弁によりアクセル開度とは独立に吸入空気量を制御する構成のものにも適用可能なことは言うまでもない。また負圧アクチエータとしてはブレーキ機構用のものに限らず、他の装置、例えばエア・コンディショナやパワー・ステアリング用のアイドル・アップ装置等、吸気管長を可変とする吸気管長可変装置や、スワール比を可変とする可変吸気装置の駆動装置用のものであっても良い。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ストイキオ燃焼運転またはリーン燃焼運転可能なエンジンと、このエンジンへの吸入空気量を調整する吸入空気量制御機構と、この吸入空気量調整機構の下流側から取り出される負圧を利用して作動する負圧アクチュエータと、この負圧アクチュエータに作用する負圧の低下を検出する負圧低下検出手段と、この負圧低下検出手段の検出値に応じて前記エンジンをストイキオ燃焼運転またはリーン燃焼運転のいずれかに切り換える燃焼制御手段とを具備した希薄燃焼内燃機関であって、
前記負圧低下検出手段が故障している場合には、前記リーン燃焼運転を禁止するので、負圧アクチュエータへの負圧を安定に、しかも確実に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動車用エンジン装置の概略的な構成を示す図。
【図２】本発明の負圧確保制御の形態を示す、ブレーキ・スイッチのオン・オフに対するリーン運転禁止モードの関係を示す図。
【図３】本発明の負圧確保制御の形態を示す、負圧スイッチのオン・オフに対するリーン運転禁止モードの関係を示す図。
【図４】本発明の負圧確保制御の形態を示す、ブレーキ・スイッチと負圧スイッチのオン・オフに対するリーン運転禁止モードの関係を示す図。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る負圧確保制御の実行手順を示す図で、特にリーン運転禁止モードの設定手順を示す図。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る負圧確保制御の実行手順を示す図で、特にＥＧＲカットモードの設定手順を示す図。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る負圧確保制御の実行手順を示す図で、特にリーン運転禁止モードの設定解除手順を示す図。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る負圧確保制御の実行手順を示す図で、特にＥＧＲカットモードの設定解除手順を示す図。
【図９】図５乃至図８に示す制御手順によって実行される負圧確保制御の動作タイミングを示す図。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る運転状態と負圧の不足レベルに応じた処理の形態の一覧を示す図。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る負圧確保制御の実行手順を示す図で、全体的な処理の流れ（メインルーチン）を示す図。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る負圧確保制御の実行手順を示す図で、特に走行時における負圧確保制御の手順を示す図。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る負圧確保制御の実行手順を示す図で、特に走行時における負圧確保制御における第１のタイマ管理による制御処理の手順を示す図。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る負圧確保制御の実行手順を示す図で、特に停車時における負圧確保制御の手順を示す図。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る負圧確保制御の実行手順を示す図で、特に停車時における負圧確保制御における第２のタイマ管理による制御処理の手順を示す図。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る負圧確保制御の実行手順を示す図で、特に停車時における負圧確保制御における第３のタイマ管理による制御処理の手順を示す図。
【図１７】本発明の第２の実施形態に係る負圧確保制御の実行手順を示す図で、特にリーン禁止モードの解除処理の手順を示す図。
【符号の説明】
１ エンジン本体
１５ ＥＧＲバルブ
２０ サージタンク
２１ 吸気マニホルド
２４ スロットル・ボディ（吸入空気量制御機構）
２５ エア・バイパス・パイプ（吸入空気量制御機構）
３０ ブレーキ機構（負圧アクチエータ）
３３ 負圧スイッチ
３４ ブレーキ・スイッチ
３６ エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
３７ 負圧センサ

Claims (2)

1. ストイキオ燃焼運転またはリーン燃焼運転可能なエンジンと、
   このエンジンへの吸入空気量を調整する吸入空気量制御機構と、
   この吸入空気量調整機構の下流側から取り出される負圧を利用して作動する負圧アクチュエータと、
   この負圧アクチュエータに作用する負圧の低下を検出する負圧低下検出手段と、
   この負圧低下検出手段の検出値に応じて前記エンジンをストイキオ燃焼運転またはリーン燃焼運転のいずれかに切り換える燃焼制御手段と
   を具備した希薄燃焼内燃機関であって、
   前記負圧低下検出手段が故障している場合には、前記リーン燃焼運転を禁止することを特徴とする希薄燃焼内燃機関。
2. 請求項１に記載の希薄燃焼内燃機関において、
   前記負圧低下検出手段は、前記負圧アクチュエータに作用する負圧を検出する負圧センサからなり、
   この負圧センサの出力値が所定範囲外にあるときに故障と判定することを特徴とする希薄燃焼内燃機関。

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