JP3965870B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、より詳細には、内燃機関の吸入負圧を倍力源とするブレーキブースタを備えた車両に搭載される内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、内燃機関においては、排気ガスを浄化すべく排気通路に設けられた触媒の暖機性を向上させるための点火時期遅角制御が導入されつつある。これは、点火時期を遅角すると、燃焼終了時期及び燃焼速度が遅れて排気熱損失が増大し、その結果、高温の排気ガスが触媒に供給されて、触媒の早期暖機が実現されることに基づくものである。そして、点火時期の遅角は、エンジントルクの低下を伴うため、かかる点火時期遅角制御の実行時には、一般に、エンジントルクの低下を防止するために吸入空気量を増加させる制御が同時に実行される（例えば、特開平１１−１０７８２２号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、車両においては、制動時にブレーキペダルの操作力を軽くするためにブレーキブースタが広く採用されている。ブレーキブースタは、一般に、エンジンの吸入負圧を倍力源としている。したがって、触媒暖機のための点火時期遅角制御に対応して吸入空気量を増加させた場合には、スロットルバルブが開かれて吸気管負圧の絶対値が低下（大気圧に近づく）するためにブレーキ性能が低下する可能性がある。
【０００４】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、触媒暖機性の向上とブレーキ性能の確保との間の均衡を図った制御を実現しうる、内燃機関の制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様によれば、内燃機関の吸入負圧を倍力源とするブレーキブースタを備えた車両に搭載されるとともに、所定の運転状態にあるときに内燃機関の点火時期の遅角制御を実行する制御装置であって、点火時期遅角制御実行中においてブレーキブースタの状態を監視するブースタ状態監視手段と、前記ブースタ状態監視手段によって負圧の不足が検出されるときに、内燃機関の運転状態を変化させる制御パラメータを制御して負圧の不足を解消する負圧回復制御手段と、を具備する、内燃機関の制御装置が提供される。
【０００６】
また、本発明の第２の態様によれば、前記第１の態様に係る装置において、前記負圧回復制御手段は、内燃機関の吸入空気量又は点火時期のうちの少なくとも一つを制御するものである。
【０００７】
また、本発明の第３の態様によれば、前記第２の態様に係る装置において、前記負圧回復制御手段は、要求負圧を達成するスロットル開度を算出し、該スロットル開度から吸入空気量を推定し、該吸入空気量とアイドル回転を維持するのに必要なトルクとから点火時期遅角量を算出して、吸入空気量及び点火時期を制御する。
【０００８】
また、本発明の第４の態様によれば、前記第３の態様に係る装置において、該要求負圧が、ブースタ作動時間に応じて決定される。
【０００９】
また、本発明の第５の態様によれば、前記第２の態様に係る装置において、前記負圧回復制御手段は、ブースタ作動時間が所定時間以上となるときに、点火時期遅角制御を中止し、アイドル回転を維持するのに必要なトルクを実現しうるスロットル開度を算出して、吸入空気量及び点火時期を制御する。
【００１０】
また、本発明の第６の態様によれば、前記第１の態様に係る装置において、前記負圧回復制御手段は、内燃機関の電気負荷の作動を一時的に停止させるものである。
【００１１】
また、本発明の第７の態様によれば、前記第６の態様に係る装置において、前記負圧回復制御手段は、電気負荷の作動の停止によっても負圧の不足が解消されない場合に、更なる負圧回復制御として、内燃機関の吸入空気量又は点火時期のうちの少なくとも一つを制御する。
【００１２】
また、本発明の第８の態様によれば、前記第１の態様に係る装置において、前記負圧回復制御手段は、内燃機関の吸気バルブタイミングが最遅角位置に設定されている場合に吸気バルブタイミングを所定量だけ進角させるものである。
【００１３】
また、本発明の第９の態様によれば、前記第８の態様に係る装置において、前記負圧回復制御手段は、吸気バルブタイミングの進角によっても負圧の不足が解消されない場合に、更なる負圧回復制御として、内燃機関の吸入空気量又は点火時期のうちの少なくとも一つを制御する。
【００１４】
また、本発明の第１０の態様によれば、前記第１の態様に係る装置において、前記負圧回復制御手段は、車両の駆動系に変速機を有する場合に該変速機を低速段側にシフトさせるものである。
【００１５】
また、本発明の第１１の態様によれば、前記第１０の態様に係る装置において、前記負圧回復制御手段は、変速機の低速段側へのシフトによっても負圧の不足が解消されない場合に、更なる負圧回復制御として、内燃機関の吸入空気量又は点火時期のうちの少なくとも一つを制御する。
【００１６】
また、本発明の第１２の態様によれば、前記第７、第９又は第１１の態様に係る装置において、前記更なる負圧回復制御は、要求負圧を達成するスロットル開度を算出し、該スロットル開度から吸入空気量を推定し、該吸入空気量とアイドル回転を維持するのに必要なトルクとから点火時期遅角量を算出して、吸入空気量及び点火時期を制御するものである。
【００１７】
また、本発明の第１３の態様によれば、前記第２の態様に係る装置において、前記ブースタ状態監視手段は、ブースタの作動量と作動速度をも監視するものであり、前記負圧回復制御手段は、該作動量と該作動速度とから要求負圧を算出し、該要求負圧を達成するスロットル開度を算出し、該スロットル開度から吸入空気量を推定し、該吸入空気量とアイドル回転を維持するのに必要なトルクとから点火時期遅角量を算出して、吸入空気量及び点火時期を制御する。
【００１８】
また、本発明の第１４の態様によれば、内燃機関の吸入負圧を倍力源とするブレーキブースタを備えた車両に搭載される内燃機関の制御装置であって、ブレーキブースタの作動状況から目標制動力を算出する目標制動力算出手段と、前記目標制動力算出手段によって算出される目標制動力に基づいて制動力が不足しているか否かを判定する制動力判定手段と、前記制動力判定手段によって制動力が不足していると判定されるときに、内燃機関の吸入空気量又は点火時期のうちの少なくとも一つを変化させて内燃機関の吸入負圧を増大させることで制動力の不足を解消する制動力回復制御手段と、を具備する、内燃機関の制御装置が提供される。
【００１９】
また、本発明の第１５の態様によれば、前記第１４の態様に係る装置において、前記制動力判定手段は、前記目標制動力算出手段によって算出される目標制動力と、ブレーキブースタの負圧から推定される実現可能制動力と、の偏差に基づいて制動力の不足を判定するものである。
【００２０】
また、本発明の第１６の態様によれば、前記第１４の態様に係る装置において、前記制動力判定手段は、前記目標制動力算出手段によって算出される目標制動力と、車速の変化状況から推定される実制動力と、の偏差に基づいて制動力の不足を判定するものである。
【００２１】
また、本発明の第１７の態様によれば、前記第１５又は第１６の態様に係る装置において、前記制動力回復制御手段は、前記偏差から要求負圧を算出し、該要求負圧を達成するスロットル開度を算出し、該スロットル開度から吸入空気量を推定し、該吸入空気量とアイドル回転を維持するのに必要なトルクとから点火時期遅角量を算出して、吸入空気量及び点火時期を制御するものである。
【００２２】
また、本発明の第１８の態様によれば、前記第１５又は第１６の態様に係る装置において、前記制動力回復制御手段は、前記偏差から点火時期遅角量を算出して点火時期を制御するものである。
【００２３】
また、本発明の第１９の態様によれば、前記第１５の態様に係る装置において、前記実現可能制動力が、ブレーキブースタの負圧に加え駆動トルクをも考慮して推定される。
【００２４】
また、本発明の第２０の態様によれば、前記各態様に係る装置において、センサ系の異常を検出するとともに、異常が検出された場合に吸入空気量及び／又は点火時期の制御を通常の制御に復帰させる異常処理手段が更に具備される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る制御装置を備えた内燃機関（エンジン）の全体概要図である。エンジン１０は、車両搭載用の直列多気筒４ストロークサイクルレシプロガソリンエンジンである。エンジン１０の吸気ポートには吸気通路１２が接続され、吸気通路１２にはエアクリーナ１４、スロットルバルブ１６、サージタンク１８、吸気マニホルド２０等が設けられている。なお、本実施形態におけるスロットルバルブ１６は、いわゆる電子スロットルであり、運転席のアクセルペダルと直接機械的に結合されることなく、スロットルモータ１７によって駆動せしめられる。
【００２７】
エンジン１０の外部の空気（外気）は、シリンダ内の燃焼室へ向けて吸気通路１２の各部１４，１６，１８及び２０を順に通過する。吸気マニホルド２０には、各吸気ポートへ向けて燃料を噴射するインジェクタ２２が取り付けられている。シリンダ内の混合気に着火するために、シリンダヘッドには点火プラグ２４が取り付けられている。燃焼した混合気は、排気ポートから、排気マニホルド２８、触媒コンバータ３０等を備えた排気通路２６を経て、大気中に排出される。
【００２８】
ブレーキブースタ３２は、ブレーキペダル３４を操作するのに必要な力を軽減するための装置であり、その倍力源をサージタンク１８内の吸入負圧から得ている。なお、ブレーキペダル３４が操作されたときには、ブレーキスイッチ（ストップスイッチ）３６が閉成せしめられ、ストップランプ３８が点灯する。
【００２９】
車両には各種のセンサが取り付けられている。そのうち各実施形態に関連するセンサについて説明する。まず、クランクシャフトの回転速度（回転数）を検出するために回転速度検出用パルスを発生させるクランク角センサ４０が設けられている。また、変速機（トランスミッション）４２の出力軸の回転速度すなわち車速ＳＰＤに比例した数の出力パルスを単位時間当たりに発生する車速センサ４４が取り付けられている。
【００３０】
サージタンク１８には、その内部の圧力を検出するための吸気圧センサ４６が取付けられている。吸気通路１２において、スロットルバルブ１６の近傍には、その軸の回動角度を検出するスロットル開度センサ４８とアクセル踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ５０とが設けられている。
【００３１】
また、ブレーキブースタ３２には、サージタンク１８に連通する部分の圧力を検出するブレーキブースタ圧センサ５２が取り付けられている。また、後述する一部の実施形態では、ブレーキペダル３４の近傍に、ブレーキ踏み込み量を検出するブレーキセンサ５４が設けられることを前提としている。
【００３２】
また、後述する一部の実施形態は、内燃機関の電気負荷としてのエアコン（エアコンディショナ）５６が搭載された車両を前提にしている。エアコンには冷媒ガスを圧縮するためのコンプレッサが備えられており、コンプレッサはエンジンのクランクシャフトプーリとベルトを介して連結されている。したがって、エアコンをＯＮにすれば、エンジンの負荷が増大することとなる。また、別の実施形態では、吸気弁の開閉タイミングを変更するための可変バルブタイミング（ＶＶＴ）機構５８が設けられたエンジンを前提としている。さらに他の実施形態では、変速機（トランスミッション）４２が電子制御式の自動変速機であることを前提としている。
【００３３】
制御装置６０は、燃料噴射制御、点火時期制御等を実行するマイクロコンピュータシステムであり、各種センサからの信号を入力し、その入力信号に基づいて演算処理を実行し、その演算結果に基づきインジェクタ２２、点火プラグ２４等に対する制御信号を出力する。さらに、制御装置６０は、内燃機関の運転状態を変化させるその他の制御パラメータを制御する。
【００３４】
以下、触媒暖機性の向上とブレーキ性能の確保との間の均衡を図った制御装置６０による制御に関する各実施形態について説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係るブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンの処理手順を示すフローチャートであり、図３は、第１実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。両ルーチンとも、制御装置６０において所定時間周期で実行される。
【００３５】
図２のブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンにおいては、まず、ステップ１０２で、排気ガスを浄化すべく排気通路２６に設けられた触媒コンバータ３０の暖機性を向上させるための点火時期遅角制御の実行中であるか否かが判定される。かかる触媒暖機遅角制御は、前述のように、冷間時における触媒の暖機性を向上させるために点火時期を遅角するものであり、アイドル回転数を維持するために遅角量に応じて吸入空気量を増大させる制御が同時に行われるため、ブレーキブースタ３２の負圧の絶対値が低下する可能性がある。遅角制御実行中であればステップ１０４に進む一方、遅角制御実行中でなければステップ１１４に進む。
【００３６】
ステップ１０４では、ブレーキブースタ圧センサ５２によって検出される負圧ＰＢＫを基準値Ｐ0 （例えば、−２６．６ｋＰａ（＝−２００ｍｍＨｇ））と比較し、ＰＢＫ＞Ｐ0 のとき即ち負圧が不足していると判断されるときにはステップ１０６に進む一方、ＰＢＫ≦Ｐ0 のとき即ち負圧が充分であると判断されるときにはステップ１１４に進む。
【００３７】
ステップ１０６では、ブレーキスイッチ３６からの信号ＢＫＳＷがＯＮであるか否かが判定され、ＯＮであるときにはステップ１０８に進む一方、ＯＦＦであるときにはステップ１１４に進む。ステップ１０８では、車速センサ４４の出力に基づいて算出される車速ＳＰＤを基準値Ｓ0 （例えば、４０ｋｍ／ｈ）と比較し、ＳＰＤ＞Ｓ0 のときにはステップ１１０に進む一方、ＳＰＤ≦Ｓ0 のときにはステップ１１４に進む。
【００３８】
ステップ１１０では、アイドルＯＮフラグＥＸＩＤＬ（アクセル開度センサ５０の出力に基づいてアイドル状態にあると判定されるときにＯＮに設定される）がＯＮであるか否かが判定され、ＯＮであるときにはステップ１１２に進む一方、ＯＦＦであるときにはステップ１１４に進む。
【００３９】
ステップ１０２、１０４、１０６、１０８及び１１０の判定結果が全てＹＥＳのときに実行されるステップ１１２では、ブレーキ性能を考慮したエンジン制御を実行すべき状態にあることを示すブレーキ制御実行条件フラグＥＸＢＫに１がセットされる。一方、ステップ１０２、１０４、１０６、１０８又は１１０のいずれかの判定結果がＮＯとなるときに実行されるステップ１１４では、ブレーキ性能を考慮したエンジン制御を実行する必要がない状態にあると判断されるため、ブレーキ制御実行条件フラグＥＸＢＫに０がセットされる。
【００４０】
図３に示される触媒暖機遅角量算出ルーチンでは、まず、ステップ１５２においてブレーキ制御実行条件フラグＥＸＢＫが１であるか否かが判定され、ＥＸＢＫ＝１のときにはステップ１５４に進む一方、ＥＸＢＫ＝０のときには本ルーチンを終了する。
【００４１】
ステップ１５４では、現在のエンジン回転数の下で要求負圧（例えば、−３９．９ｋＰａ（＝−３００ｍｍＨｇ））を達成するスロットル開度が算出される。この算出のために、エンジン回転数と要求負圧とからスロットル開度を求めるためのマップが予め制御装置６０内のメモリに格納されている。そして、スロットル開度センサ４８によって検出されるスロットルバルブ１６の開度が、算出されたスロットル開度となるように、別の制御ルーチンによってスロットルモータ１７が制御される。
【００４２】
次いで、ステップ１５６では、ステップ１５４で算出されたスロットル開度から吸入空気量が推定される。この推定のために、スロットル開度から吸入空気量を求めるためのマップが予め制御装置６０内のメモリに格納されている。
【００４３】
最後のステップ１５８では、ステップ１５６で推定された吸入空気量と、別途求められているアイドル回転維持トルク（アイドル回転を維持するのに必要なトルク）と、から触媒暖機遅角量が算出される。この算出のために、吸入空気量とアイドル回転維持トルクとに応じて触媒暖機遅角量を定めたマップが予め制御装置６０内のメモリに格納されている。この触媒暖機遅角量は、エンジン回転数とエンジン負荷（例えば吸気圧センサ４６によって検出される吸気管圧力）とから決定される基本点火時期（圧縮上死点から進角方向にクランク角で数えた値（点火進角値））に対する減算量として使用される。
【００４４】
上述の制御により、触媒暖機のためのエンジントルクの低下を抑えつつ、吸気管負圧を利用したブースタの性能をも充分に確保することができる。なお、過渡運転時のトルク制御を点火時期によって可能にするためにアイドル状態における点火時期を一旦遅角設定する制御（過渡補正アイドル遅角制御）が行われることがあるが、この場合にも、アイドル回転数を維持するために遅角量に応じて吸入空気量を増大させる制御が同時に行われるため、ブレーキブースタ３２の負圧が低下する可能性がある。この過渡補正アイドル遅角制御に対しても、前述の触媒暖機遅角制御に対するブレーキ制御と全く同一の制御を適用することが可能である。また、以下に説明する実施形態についても同様である。
【００４５】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、第１実施形態におけるブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチン（図２）と同一のルーチンが実行されるとともに、図４に示される触媒暖機遅角量算出ルーチンが実行される。図４におけるステップ２５２、２５６、２５８及び２６０の内容は、第１実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチン（図３）におけるステップ１５２、１５４、１５６及び１５８の内容とそれぞれ同一である。
【００４６】
そして、第１実施形態においては要求負圧が一定値とされたのに対し、第２実施形態では、ブレーキスイッチ３６からの信号ＢＫＳＷのＯＮ時間が求められ、そのＯＮ時間に応じた要求負圧が算出される（ステップ２５４）。この算出のために、図５（Ａ）又は（Ｂ）に示されるようなマップが予め制御装置６０内のメモリに格納されている。ＢＫＳＷのＯＮ時間が長いほどブースタ内の負圧が大きく消費されるため、これらのマップにおいては、ＢＫＳＷのＯＮ時間が長いほど要求負圧が低くなるように設定されている。かくして、第２実施形態では、第１実施形態に比較して、エンジントルクの低下をより小さく抑えることが可能となる。
【００４７】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図６は、第３実施形態に係るブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンの処理手順を示すフローチャートであり、図７は、第３実施形態に係るスロットル開度算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。図６におけるステップ３０２、３０４、３０８、３１０、３１２及び３１４の内容は、第１実施形態に係るブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチン（図２）のステップ１０２、１０４、１０８、１１０、１１２及び１１４の内容とそれぞれ同一である。
【００４８】
一方、図２のステップ１０６では、ブレーキスイッチ３６からの信号ＢＫＳＷがＯＮであるか否かが判定されたのに対し、図６の対応するステップ３０６では、ブレーキスイッチ３６からの信号ＢＫＳＷがＯＮである時間（即ち、ブースタ作動時間）が一定時間経過したか否かが判定される。そのため、図６のブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンによれば、確実なブレーキ操作がなされたときのみ、ブレーキ制御実行条件フラグＥＸＢＫが１にセットされることとなる。
【００４９】
そして、図７のスロットル開度算出ルーチンでは、まず、ステップ３５２においてブレーキ制御実行条件フラグＥＸＢＫが１であるか否かを判定し、ＥＸＢＫ＝１のときにはステップ３５４に進む一方、ＥＸＢＫ＝０のときには本ルーチンを終了する。ステップ３５４では、触媒暖機遅角制御の実行を中止するとともに、触媒暖機遅角制御がなされない状態での通常の要求点火時期を算出する。次いで、ステップ３５６では、アイドル回転維持トルクを実現しうるスロットル開度を設定してスロットルバルブ１６を制御する。かくして、確実なブレーキ操作がなされたときに、ブレーキ性能の確保が重視されて触媒暖機遅角制御が中止されるとともにアイドル回転が維持される。
【００５０】
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態においては、第１実施形態におけるブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチン（図２）と同一のルーチンが実行されるとともに、図８に示されるエアコン操作ルーチンが実行される。エアコン５６等の内燃機関の電気負荷がオンにされた状態ではオフの状態よりも吸入空気量が増加している。そこで、この第４実施形態においては、エアコン５６の作動を一時的に停止することにより、負圧の不足を解消させる。
【００５１】
すなわち、図８のエアコン操作ルーチンでは、まず、ステップ４５２においてエアコン５６が作動中のときにＯＮとなるフラグＥＸＡＣがＯＮであるか否かを判定し、ＥＸＡＣ＝ＯＮのときにはステップ４５４に進む一方、ＥＸＡＣ＝ＯＦＦのときには本ルーチンを終了する。ステップ４５４では、ブレーキ制御実行条件フラグＥＸＢＫが１であるか否かを判定し、ＥＸＢＫ＝１のときにはステップ４５６に進む一方、ＥＸＢＫ＝０のときにはステップ４５８に進む。そして、ステップ４５６ではエアコンをカットする一方、ステップ４５８ではエアコンの作動を復帰させる。なお、エアコン以外の電気負荷についても同様の制御が可能である。
【００５２】
次に、前述の第４実施形態を改造した第５実施形態について説明する。この第５実施形態は、エアコンの作動を停止しても負圧の不足が解消されない場合に、更なる負圧回復制御として、第１実施形態と同様の制御を行おうというものである。第５実施形態では、図２のブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンが実行されるとともに、図９に示される触媒暖機遅角量算出ルーチンが実行される。
【００５３】
そして、図９におけるステップ５５２、５５４、５５６及び５５８の内容は、第４実施形態に係るエアコン操作ルーチン（図８）のステップ４５２、４５４、４５６及び４５８の内容とそれぞれ同一である。そして、ステップ５５６におけるエアコンのカット後に実行されるステップ５６０では、ブレーキブースタ圧センサ５２によって検出される負圧ＰＢＫを基準値Ｐ0 と比較し、ＰＢＫ＞Ｐ0 のとき即ち負圧がなお不足していると判断されるときにはステップ５６２以降に進む一方、ＰＢＫ≦Ｐ0 のとき即ち負圧が回復したと判断されるときには本ルーチンを終了する。ステップ５６２、５６４及び５６６の内容は、第１実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチン（図３）のステップ１５４、１５６及び１５８の内容とそれぞれ同一である。
【００５４】
次に、本発明の第６実施形態について説明する。この第６実施形態では、可変バルブタイミング（ＶＶＴ）機構５８が利用される。図１０は、吸気バルブ及び排気バルブの開閉時期をクランク角により表したバルブタイミング図である。この図に示されるように、排気バルブは、固定の開弁時期ＥＶＯにて開弁せしめられるとともに、固定の閉弁時期ＥＶＣにて閉弁せしめられる。一方、吸気バルブについては、その開弁期間は一定であるが、その開弁時期ＩＶＯ及び閉弁時期ＩＶＣは可変であり、最も遅角側の開閉時期（同図のＩＶＯｒ及びＩＶＣｒ）を基準位置として、ともに進角方向へ任意の量だけ変位したタイミングに設定することができる。そして、この基準位置からのバルブタイミング変位量ＶＴＤが制御量とされる。
【００５５】
第６実施形態においては、第１実施形態におけるブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチン（図２）と同一のルーチンが実行されるとともに、図１１に示されるＶＶＴ機構操作ルーチンが実行される。一般に、吸気バルブタイミングを進角させると、空気がシリンダ内に吸気されやすくなる結果、吸気管負圧の絶対値が増大する。そこで、この第６実施形態においては、吸気バルブタイミングを進角させることで負圧の不足を解消させる。
【００５６】
すなわち、図１１のＶＶＴ機構操作ルーチンでは、まず、ステップ６５２において吸気バルブタイミング変位量ＶＴＤが０であるか否かを判定し、ＶＴＤ＝０のときにはステップ６５４に進む一方、ＶＴＤ≠０のときには本ルーチンを終了する。ステップ６５４では、ブレーキ制御実行条件フラグＥＸＢＫが１であるか否かを判定し、ＥＸＢＫ＝１のときにはステップ６５６に進む一方、ＥＸＢＫ＝０のときにはステップ６５８に進む。そして、ステップ６５６では吸気バルブタイミングを所定角度だけ進角する一方、ステップ６５８では吸気バルブタイミングを最遅角位置に復帰させる。
【００５７】
次に、前述の第６実施形態を改造した第７実施形態について説明する。この第７実施形態は、吸気バルブタイミングを進角させても負圧の不足が解消されない場合に、更なる負圧回復制御として、第１実施形態と同様の制御を行おうというものである。第７実施形態では、図２のブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンが実行されるとともに、図１２に示される触媒暖機遅角量算出ルーチンが実行される。
【００５８】
そして、図１２におけるステップ７５２、７５４、７５６及び７５８の内容は、第６実施形態に係るＶＶＴ機構操作ルーチン（図１１）のステップ６５２、６５４、６５６及び６５８の内容とそれぞれ同一である。そして、ステップ７５６における吸気バルブタイミングの進角操作後に実行されるステップ７６０では、ブレーキブースタ圧センサ５２によって検出される負圧ＰＢＫを基準値Ｐ0 と比較し、ＰＢＫ＞Ｐ0 のとき即ち負圧がなお不足していると判断されるときにはステップ７６２以降に進む一方、ＰＢＫ≦Ｐ0 のとき即ち負圧が回復したと判断されるときには本ルーチンを終了する。ステップ７６２、７６４及び７６６の内容は、第１実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチン（図３）のステップ１５４、１５６及び１５８の内容とそれぞれ同一である。
【００５９】
次に、本発明の第８実施形態について説明する。第８実施形態においては、第１実施形態におけるブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチン（図２）と同一のルーチンが実行されるとともに、図１３に示される変速機操作ルーチンが実行される。一般に、変速機を低速段側へ切り替える（シフトダウン）ことで回転数を上昇させて負圧の絶対値を増大させることができる。そこで、この第８実施形態においては、変速機４２が利用され、シフトダウンにより負圧の不足の解消が図られる。
【００６０】
すなわち、図１３の変速機操作ルーチンでは、まず、ステップ８５２において変速機が１速以外の変速段にあるか否かを判定し、１速以外のときにはステップ８５４に進む一方、１速のときには本ルーチンを終了する。ステップ８５４では、ブレーキ制御実行条件フラグＥＸＢＫが１であるか否かを判定し、ＥＸＢＫ＝１のときにはステップ８５６に進む一方、ＥＸＢＫ＝０のときにはステップ８５８に進む。そして、ステップ８５６ではシフトダウンを実施する一方、ステップ８５８では変速機を通常状態に復帰させる。
【００６１】
次に、前述の第８実施形態を改造した第９実施形態について説明する。この第８実施形態は、シフトダウンを実施しても負圧の不足が解消されない場合に、更なる負圧回復制御として、第１実施形態と同様の制御を行おうというものである。第９実施形態では、図２のブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンが実行されるとともに、図１４に示される触媒暖機遅角量算出ルーチンが実行される。
【００６２】
そして、図１４におけるステップ９５２、９５４、９５６及び９５８の内容は、第８実施形態に係る変速機操作ルーチン（図１３）のステップ８５２、８５４、８５６及び８５８の内容とそれぞれ同一である。そして、ステップ８５６におけるシフトダウンの実施後に実行されるステップ９６０では、ブレーキブースタ圧センサ５２によって検出される負圧ＰＢＫを基準値Ｐ0 と比較し、ＰＢＫ＞Ｐ0 のとき即ち負圧がなお不足していると判断されるときにはステップ９６２以降に進む一方、ＰＢＫ≦Ｐ0 のとき即ち負圧が回復したと判断されるときには本ルーチンを終了する。ステップ９６２、９６４及び９６６の内容は、第１実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチン（図３）のステップ１５２、１５４、１５６及び１５８の内容とそれぞれ同一である。
【００６３】
次に、本発明の第１０実施形態について説明する。図１５は、第１０実施形態に係るブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンの処理手順を示すフローチャートであり、図１６は、第１０実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。図１５におけるステップ１００２、１００４、１００６、１００８、１０１０及び１０１２の内容は、第１実施形態に係るブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチン（図２）のステップ１０２、１０４、１０８、１１０、１１２及び１１４の内容とそれぞれ同一である。また、図１６におけるステップ１０５２、１０５６、１０５８及び１０６０の内容は、第１実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチン（図３）のステップ１５２、１５４、１５６及び１５８の内容とそれぞれ同一である。
【００６４】
すなわち、第１実施形態と比較して、ブレーキスイッチ３６からの信号ＢＫＳＷがＯＮであるか否かを判定するステップ（図２のステップ１０６）が削除される一方、ステップ１０５４（図１６）が追加されている。このステップ１０５４では、ブレーキセンサ５４によってブレーキ踏み込み量（即ち、ブースタの作動量）を検出するとともに、その踏み込み量の時間的変化から踏み込み速度（即ち、ブースタの作動速度）を算出する。そして、予め制御装置６０内のメモリに格納された、図１７に示される如きマップを参照することにより、ブレーキ踏み込み量と踏み込み速度とに応じた要求負圧を算出する。かくして、この第１０実施形態では、要求負圧の算出精度の向上が図られる。
【００６５】
次に、本発明の第１１実施形態について説明する。この第１１実施形態は、目標制動力及び実現可能制動力を求め、実現可能制動力が目標制動力を下回る場合に、触媒暖機遅角量を減少させ、そのときのアイドル回転維持トルクを実現するためのスロットル開度を減少させることにより、負圧の絶対値を高め、制動力を向上させようというものである。図１８は、第１１実施形態に係る目標制動力算出及び実現可能制動力推定ルーチンの処理手順を示すフローチャート、図１９は、図１８の処理で参照されるマップであってブレーキ踏み込み量と踏み込み速度とから目標制動力を求めるためのマップ、図２０は、第１１実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャート、をそれぞれ示している。
【００６６】
図１８の目標制動力算出及び実現可能制動力推定ルーチンでは、まず、ステップ１１０２において、車速センサ４４の出力に基づいて算出される車速ＳＰＤを基準値Ｓ0 と比較し、ＳＰＤ＞Ｓ0 のときにはステップ１１０４に進む一方、ＳＰＤ≦Ｓ0 のときには本ルーチンを終了する。ステップ１１０４では、アイドルＯＮフラグＥＸＩＤＬがＯＮであるか否かを判定し、ＯＮであるときにはステップ１１０６に進む一方、ＯＦＦであるときには本ルーチンを終了する。
【００６７】
ステップ１１０６では、ブレーキセンサ５４によってブレーキ踏み込み量を検出するとともに、その踏み込み量の時間的変化から踏み込み速度を算出し、そして、予め制御装置６０内のメモリに格納された、図１９に示される如きマップを参照することにより、ブレーキ踏み込み量と踏み込み速度とに応じた目標制動力ＴＴＢＫＰを算出する。次いで、ステップ１１０８では、ブレーキブースタ圧センサ５２によって検出される負圧ＰＢＫに基づいて実現可能制動力ＴＢＫＰを算出する。この算出のために、負圧ＰＢＫから実現可能制動力ＴＢＫＰを求めるためのマップが予め制御装置６０内のメモリに格納されている。
【００６８】
次いで、図２０の触媒暖機遅角量算出ルーチンでは、まず、ステップ１１５２において、目標制動力ＴＴＢＫＰと実現可能制動力ＴＢＫＰとを比較し、ＴＴＢＫＰ＞ＴＢＫＰのときにはステップ１１５４に進む一方、ＴＴＢＫＰ≦ＴＢＫＰのときには本ルーチンを終了する。ステップ１１５４では、ＴＴＢＫＰとＴＢＫＰとの偏差から要求負圧を算出する。この算出のために、その偏差から要求負圧を求めるためのマップが予め制御装置６０内のメモリに格納されている。以降のステップ１１５６、１１５８及び１１６０の内容は、第１実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチン（図３）のステップ１５４、１５６及び１５８の内容とそれぞれ同一である。
【００６９】
なお、図２０のルーチンに代えて、図２１に示されるような触媒暖機遅角量算出ルーチンにしてもよい。このルーチンでは、目標制動力ＴＴＢＫＰと実現可能制動力ＴＢＫＰとの偏差ＤＴＢＫＰを算出し（ステップ１１８４）、この偏差ＤＴＢＫＰから直接に触媒暖機遅角量を算出する（ステップ１１８６）。なお、この算出のために、偏差ＤＴＢＫＰから触媒暖機遅角量を求めるためのマップが予め制御装置６０内のメモリに格納されている。
【００７０】
次に、本発明の第１２実施形態について説明する。この第１２実施形態は、目標制動力及び実制動力を求め、実制動力が目標制動力を下回る場合に、触媒暖機遅角量を減少させ、そのときのアイドル回転維持トルクを実現するためのスロットル開度を減少させることにより、負圧の絶対値を高め、制動力を向上させようというものである。図２２は、第１２実施形態に係る目標制動力算出及び実制動力推定ルーチンの処理手順を示すフローチャート、図２３は、図２２の処理で参照されるマップであって減速度から実制動力を求めるためのマップ、図２４は、第１２実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャート、をそれぞれ示している。
【００７１】
図２２の目標制動力算出及び実制動力推定ルーチンにおけるステップ１２０２、１２０４及び１２０６の内容は、前述した図１８におけるステップ１１０２、１１０４及び１１０６の内容とそれぞれ同一である。ステップ１２０８では、車速センサ４４によって検出される車速の時間的変化から減速度を算出し、そして、予め制御装置６０内のメモリに格納された、図２３に示される如きマップを参照することにより、減速度に応じた実制動力ＴＢＫＰＮを算出する。また、図２４の触媒暖機遅角量算出ルーチンは、前述した図２０のルーチンに対し、その中の実現可能制動力ＴＢＫＰを実制動力ＴＢＫＰＮに置き換えたものである。
【００７２】
なお、図２４のルーチンに代えて、図２５に示されるような触媒暖機遅角量算出ルーチンにしてもよい。このルーチンでは、目標制動力ＴＴＢＫＰと実制動力ＴＢＫＰＮとの偏差ＤＴＢＫＰＮを算出し（ステップ１２８４）、この偏差ＤＴＢＫＰＮから直接に触媒暖機遅角量を算出する（ステップ１２８６）。なお、この算出のために、偏差ＤＴＢＫＰＮから触媒暖機遅角量を求めるためのマップが予め制御装置６０内のメモリに格納されている。
【００７３】
次に、本発明の第１３実施形態について説明する。この第１３実施形態は、前述した第１１実施形態を改造したものであり、第１１実施形態に係る目標制動力算出及び実現可能制動力推定ルーチン（図１８）のステップ１１０８が、図２６に示されるステップ１３０８に変更される。すなわち、ステップ１３０８では、ブレーキブースタ圧センサ５２によって検出される負圧ＰＢＫに加えて駆動トルクにも基づいて実現可能制動力ＴＢＫＰを算出する。
【００７４】
この駆動トルクの算出のための処理ルーチンが図２７のフローチャートに示される。このルーチンでは、まず、ステップ１３０２において、実空気量、点火時期及び空燃比（Ａ／Ｆ）からエンジン図示トルクを算出する。次いで、ステップ１３０４では、エンジン図示トルクから、補機損失、ポンプ損失、機械損失を減算することにより、エンジン出力軸トルクを算出する。そして、最後のステップ１３０６では、エンジン出力軸トルク、トルク比、変速比、駆動系伝達効率から駆動トルクを算出する。こうして算出された駆動トルクをも考慮して実現可能制動力ＴＢＫＰを算出することにより、実現可能制動力ＴＢＫＰの算出精度の向上が図られる。
【００７５】
ところで、ブレーキブースタ圧センサ５２やブレーキセンサ５４が故障している場合には、上述の制御を実施しても所望の効果をえることができず、却って悪影響を与えるおそれがある。そこで、かかるセンサ系の故障を検出しうるようにしておくことが好ましい。そこで、例えば、図２８に示されるセンサ系異常処理ルーチンが定期的に実行される。
【００７６】
まず、ステップ１４０２では、吸気圧センサ４６の出力が示す吸気管圧力ＰＭとブレーキブースタ圧センサ５２の出力が示す圧力ＰＢＫとを一定時間モニタする。そして、ステップ１４０４では、ＰＢＫが、ＰＭの値からみて想定し難い異常な値をとる場合には、ブレーキブースタ圧センサ５２に異常があるとみなしてステップ１４１０に進む一方、特に異常が認められない場合には、ステップ１４０６に進む。
【００７７】
ステップ１４０６では、ＰＢＫの変化とブレーキセンサ５４の出力が示すブレーキ踏み込み量の変化とを一定時間モニタする。そして、ステップ１４０８では、踏み込み量の変化がＰＢＫの変化に対応していないと認められる場合には、ブレーキセンサ５４に異常があるとみなしてステップ１４１０に進む一方、特に異常が認められない場合には、本ルーチンを終了する。ステップ１４１０では、触媒暖機遅角制御の実行を禁止する処置をとり、吸入空気量及び点火時期の制御を通常の制御に復帰させる。
【００７８】
以上、述べてきた実施形態はポート噴射式エンジンに関するものであるが、筒内直接噴射方式の希薄燃焼エンジンにおいては、触媒暖機性向上のためにリーン制御が実施されることがある。その場合にも、やはり、吸気管負圧の絶対値が低下し、ブレーキ性能が低下する可能性がある。そこで、希薄燃焼エンジンでは、リーン制御を中止することにより負圧を回復させることができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、触媒暖機性の向上とブレーキ性能の確保との間の均衡を図った制御が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制御装置を備えた内燃機関の全体概要図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）ともに、ブレーキスイッチＯＮ時間から要求負圧を求めるためのマップを示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】第３実施形態に係るスロットル開度算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第４実施形態に係るエアコン操作ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第５実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】吸気バルブ及び排気バルブの開閉時期をクランク角により表したバルブタイミング図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係るＶＶＴ機構操作ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第７実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第８実施形態に係る変速機操作ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第９実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第１０実施形態に係るブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】第１０実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１７】ブレーキ踏み込み量と踏み込み速度とから要求負圧を算出するためのマップを示す図である。
【図１８】本発明の第１１実施形態に係る目標制動力算出及び実現可能制動力推定ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１９】ブレーキ踏み込み量と踏み込み速度とから目標制動力を求めるためのマップを示す図である。
【図２０】第１１実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図２１】第１１実施形態の変形例に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の第１２実施形態に係る目標制動力算出及び実制動力推定ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図２３】減速度から実制動力を求めるためのマップを示す図である。
【図２４】第１２実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図２５】第１２実施形態の変形例に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図２６】本発明の第１３実施形態に係る目標制動力算出及び実現可能制動力推定ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図２７】駆動トルク算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図２８】センサ系異常処理ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…エンジン
１２…吸気通路
１４…エアクリーナ
１６…スロットルバルブ
１７…スロットルモータ
１８…サージタンク
２０…吸気マニホルド
２２…インジェクタ
２４…点火プラグ
２６…排気通路
２８…排気マニホルド
３０…触媒コンバータ
３２…ブレーキブースタ
３４…ブレーキペダル
３６…ブレーキスイッチ
３８…ストップランプ
４０…クランク角センサ
４２…変速機（トランスミッション）
４４…車速センサ
４６…吸気圧センサ
４８…スロットル開度センサ
５０…アクセル開度センサ
５２…ブレーキブースタ圧センサ
５４…ブレーキセンサ
５６…エアコン（エアコンディショナ）
５８…可変バルブタイミング（ＶＶＴ）機構
６０…制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、より詳細には、内燃機関の吸入負圧を倍力源とするブレーキブースタを備えた車両に搭載される内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、内燃機関においては、排気ガスを浄化すべく排気通路に設けられた触媒の暖機性を向上させるための点火時期遅角制御が導入されつつある。これは、点火時期を遅角すると、燃焼終了時期及び燃焼速度が遅れて排気熱損失が増大し、その結果、高温の排気ガスが触媒に供給されて、触媒の早期暖機が実現されることに基づくものである。そして、点火時期の遅角は、エンジントルクの低下を伴うため、かかる点火時期遅角制御の実行時には、一般に、エンジントルクの低下を防止するために吸入空気量を増加させる制御が同時に実行される（例えば、特開平１１−１０７８２２号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、車両においては、制動時にブレーキペダルの操作力を軽くするためにブレーキブースタが広く採用されている。ブレーキブースタは、一般に、エンジンの吸入負圧を倍力源としている。したがって、触媒暖機のための点火時期遅角制御に対応して吸入空気量を増加させた場合には、スロットルバルブが開かれて吸気管負圧の絶対値が低下（大気圧に近づく）するためにブレーキ性能が低下する可能性がある。
【０００４】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、触媒暖機性の向上とブレーキ性能の確保との間の均衡を図った制御を実現しうる、内燃機関の制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様によれば、内燃機関の吸入負圧を倍力源とするブレーキブースタを備えた車両に搭載されるとともに、所定の運転状態にあるときに内燃機関の点火時期の遅角制御を実行する制御装置であって、点火時期遅角制御実行中においてブレーキブースタの状態を監視するブースタ状態監視手段と、前記ブースタ状態監視手段によって負圧の不足が検出されるときに、内燃機関の運転状態を変化させる制御パラメータを制御して負圧の不足を解消する負圧回復制御手段と、を具備する、内燃機関の制御装置が提供される。
【０００６】
また、本発明の第２の態様によれば、前記第１の態様に係る装置において、前記負圧回復制御手段は、内燃機関の吸入空気量又は点火時期のうちの少なくとも一つを制御するものである。
【０００７】
また、本発明の第３の態様によれば、前記第２の態様に係る装置において、前記負圧回復制御手段は、要求負圧を達成するスロットル開度を算出し、該スロットル開度から吸入空気量を推定し、該吸入空気量とアイドル回転を維持するのに必要なトルクとから点火時期遅角量を算出して、吸入空気量及び点火時期を制御する。
【０００８】
また、本発明の第４の態様によれば、前記第３の態様に係る装置において、該要求負圧が、ブースタ作動時間に応じて決定される。
【０００９】
また、本発明の第５の態様によれば、前記第２の態様に係る装置において、前記負圧回復制御手段は、ブースタ作動時間が所定時間以上となるときに、点火時期遅角制御を中止し、アイドル回転を維持するのに必要なトルクを実現しうるスロットル開度を算出して、吸入空気量及び点火時期を制御する。
【００１０】
また、本発明の第６の態様によれば、前記第１の態様に係る装置において、前記負圧回復制御手段は、内燃機関の電気負荷の作動を一時的に停止させるものである。
【００１１】
また、本発明の第７の態様によれば、前記第６の態様に係る装置において、前記負圧回復制御手段は、電気負荷の作動の停止によっても負圧の不足が解消されない場合に、更なる負圧回復制御として、内燃機関の吸入空気量又は点火時期のうちの少なくとも一つを制御する。
【００１２】
また、本発明の第８の態様によれば、前記第１の態様に係る装置において、前記負圧回復制御手段は、内燃機関の吸気バルブタイミングが最遅角位置に設定されている場合に吸気バルブタイミングを所定量だけ進角させるものである。
【００１３】
また、本発明の第９の態様によれば、前記第８の態様に係る装置において、前記負圧回復制御手段は、吸気バルブタイミングの進角によっても負圧の不足が解消されない場合に、更なる負圧回復制御として、内燃機関の吸入空気量又は点火時期のうちの少なくとも一つを制御する。
【００１４】
また、本発明の第１０の態様によれば、前記第１の態様に係る装置において、前記負圧回復制御手段は、車両の駆動系に変速機を有する場合に該変速機を低速段側にシフトさせるものである。
【００１５】
また、本発明の第１１の態様によれば、前記第１０の態様に係る装置において、前記負圧回復制御手段は、変速機の低速段側へのシフトによっても負圧の不足が解消されない場合に、更なる負圧回復制御として、内燃機関の吸入空気量又は点火時期のうちの少なくとも一つを制御する。
【００１６】
また、本発明の第１２の態様によれば、前記第７、第９又は第１１の態様に係る装置において、前記更なる負圧回復制御は、要求負圧を達成するスロットル開度を算出し、該スロットル開度から吸入空気量を推定し、該吸入空気量とアイドル回転を維持するのに必要なトルクとから点火時期遅角量を算出して、吸入空気量及び点火時期を制御するものである。
【００１７】
また、本発明の第１３の態様によれば、前記第２の態様に係る装置において、前記ブースタ状態監視手段は、ブースタの作動量と作動速度をも監視するものであり、前記負圧回復制御手段は、該作動量と該作動速度とから要求負圧を算出し、該要求負圧を達成するスロットル開度を算出し、該スロットル開度から吸入空気量を推定し、該吸入空気量とアイドル回転を維持するのに必要なトルクとから点火時期遅角量を算出して、吸入空気量及び点火時期を制御する。
【００１８】
また、本発明の第１４の態様によれば、内燃機関の吸入負圧を倍力源とするブレーキブースタを備えた車両に搭載される内燃機関の制御装置であって、ブレーキブースタの作動状況から目標制動力を算出する目標制動力算出手段と、前記目標制動力算出手段によって算出される目標制動力に基づいて制動力が不足しているか否かを判定する制動力判定手段と、前記制動力判定手段によって制動力が不足していると判定されるときに、内燃機関の吸入空気量又は点火時期のうちの少なくとも一つを変化させて内燃機関の吸入負圧を増大させることで制動力の不足を解消する制動力回復制御手段と、を具備する、内燃機関の制御装置が提供される。
【００１９】
また、本発明の第１５の態様によれば、前記第１４の態様に係る装置において、前記制動力判定手段は、前記目標制動力算出手段によって算出される目標制動力と、ブレーキブースタの負圧から推定される実現可能制動力と、の偏差に基づいて制動力の不足を判定するものである。
【００２０】
また、本発明の第１６の態様によれば、前記第１４の態様に係る装置において、前記制動力判定手段は、前記目標制動力算出手段によって算出される目標制動力と、車速の変化状況から推定される実制動力と、の偏差に基づいて制動力の不足を判定するものである。
【００２１】
また、本発明の第１７の態様によれば、前記第１５又は第１６の態様に係る装置において、前記制動力回復制御手段は、前記偏差から要求負圧を算出し、該要求負圧を達成するスロットル開度を算出し、該スロットル開度から吸入空気量を推定し、該吸入空気量とアイドル回転を維持するのに必要なトルクとから点火時期遅角量を算出して、吸入空気量及び点火時期を制御するものである。
【００２２】
また、本発明の第１８の態様によれば、前記第１５又は第１６の態様に係る装置において、前記制動力回復制御手段は、前記偏差から点火時期遅角量を算出して点火時期を制御するものである。
【００２３】
また、本発明の第１９の態様によれば、前記第１５の態様に係る装置において、前記実現可能制動力が、ブレーキブースタの負圧に加え駆動トルクをも考慮して推定される。
【００２４】
また、本発明の第２０の態様によれば、前記各態様に係る装置において、センサ系の異常を検出するとともに、異常が検出された場合に吸入空気量及び／又は点火時期の制御を通常の制御に復帰させる異常処理手段が更に具備される。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る制御装置を備えた内燃機関（エンジン）の全体概要図である。エンジン１０は、車両搭載用の直列多気筒４ストロークサイクルレシプロガソリンエンジンである。エンジン１０の吸気ポートには吸気通路１２が接続され、吸気通路１２にはエアクリーナ１４、スロットルバルブ１６、サージタンク１８、吸気マニホルド２０等が設けられている。なお、本実施形態におけるスロットルバルブ１６は、いわゆる電子スロットルであり、運転席のアクセルペダルと直接機械的に結合されることなく、スロットルモータ１７によって駆動せしめられる。
【００２７】
エンジン１０の外部の空気（外気）は、シリンダ内の燃焼室へ向けて吸気通路１２の各部１４，１６，１８及び２０を順に通過する。吸気マニホルド２０には、各吸気ポートへ向けて燃料を噴射するインジェクタ２２が取り付けられている。シリンダ内の混合気に着火するために、シリンダヘッドには点火プラグ２４が取り付けられている。燃焼した混合気は、排気ポートから、排気マニホルド２８、触媒コンバータ３０等を備えた排気通路２６を経て、大気中に排出される。
【００２８】
ブレーキブースタ３２は、ブレーキペダル３４を操作するのに必要な力を軽減するための装置であり、その倍力源をサージタンク１８内の吸入負圧から得ている。なお、ブレーキペダル３４が操作されたときには、ブレーキスイッチ（ストップスイッチ）３６が閉成せしめられ、ストップランプ３８が点灯する。
【００２９】
車両には各種のセンサが取り付けられている。そのうち各実施形態に関連するセンサについて説明する。まず、クランクシャフトの回転速度（回転数）を検出するために回転速度検出用パルスを発生させるクランク角センサ４０が設けられている。また、変速機（トランスミッション）４２の出力軸の回転速度すなわち車速ＳＰＤに比例した数の出力パルスを単位時間当たりに発生する車速センサ４４が取り付けられている。
【００３０】
サージタンク１８には、その内部の圧力を検出するための吸気圧センサ４６が取付けられている。吸気通路１２において、スロットルバルブ１６の近傍には、その軸の回動角度を検出するスロットル開度センサ４８とアクセル踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ５０とが設けられている。
【００３１】
また、ブレーキブースタ３２には、サージタンク１８に連通する部分の圧力を検出するブレーキブースタ圧センサ５２が取り付けられている。また、後述する一部の実施形態では、ブレーキペダル３４の近傍に、ブレーキ踏み込み量を検出するブレーキセンサ５４が設けられることを前提としている。
【００３２】
また、後述する一部の実施形態は、内燃機関の電気負荷としてのエアコン（エアコンディショナ）５６が搭載された車両を前提にしている。エアコンには冷媒ガスを圧縮するためのコンプレッサが備えられており、コンプレッサはエンジンのクランクシャフトプーリとベルトを介して連結されている。したがって、エアコンをＯＮにすれば、エンジンの負荷が増大することとなる。また、別の実施形態では、吸気弁の開閉タイミングを変更するための可変バルブタイミング（ＶＶＴ）機構５８が設けられたエンジンを前提としている。さらに他の実施形態では、変速機（トランスミッション）４２が電子制御式の自動変速機であることを前提としている。
【００３３】
制御装置６０は、燃料噴射制御、点火時期制御等を実行するマイクロコンピュータシステムであり、各種センサからの信号を入力し、その入力信号に基づいて演算処理を実行し、その演算結果に基づきインジェクタ２２、点火プラグ２４等に対する制御信号を出力する。さらに、制御装置６０は、内燃機関の運転状態を変化させるその他の制御パラメータを制御する。
【００３４】
以下、触媒暖機性の向上とブレーキ性能の確保との間の均衡を図った制御装置６０による制御に関する各実施形態について説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係るブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンの処理手順を示すフローチャートであり、図３は、第１実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。両ルーチンとも、制御装置６０において所定時間周期で実行される。
【００３５】
図２のブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンにおいては、まず、ステップ１０２で、排気ガスを浄化すべく排気通路２６に設けられた触媒コンバータ３０の暖機性を向上させるための点火時期遅角制御の実行中であるか否かが判定される。かかる触媒暖機遅角制御は、前述のように、冷間時における触媒の暖機性を向上させるために点火時期を遅角するものであり、アイドル回転数を維持するために遅角量に応じて吸入空気量を増大させる制御が同時に行われるため、ブレーキブースタ３２の負圧の絶対値が低下する可能性がある。遅角制御実行中であればステップ１０４に進む一方、遅角制御実行中でなければステップ１１４に進む。
【００３６】
ステップ１０４では、ブレーキブースタ圧センサ５２によって検出される負圧ＰＢＫを基準値Ｐ0 （例えば、−２６．６ｋＰａ（＝−２００ｍｍＨｇ））と比較し、ＰＢＫ＞Ｐ0 のとき即ち負圧が不足していると判断されるときにはステップ１０６に進む一方、ＰＢＫ≦Ｐ0 のとき即ち負圧が充分であると判断されるときにはステップ１１４に進む。
【００３７】
ステップ１０６では、ブレーキスイッチ３６からの信号ＢＫＳＷがＯＮであるか否かが判定され、ＯＮであるときにはステップ１０８に進む一方、ＯＦＦであるときにはステップ１１４に進む。ステップ１０８では、車速センサ４４の出力に基づいて算出される車速ＳＰＤを基準値Ｓ0 （例えば、４０ｋｍ／ｈ）と比較し、ＳＰＤ＞Ｓ0 のときにはステップ１１０に進む一方、ＳＰＤ≦Ｓ0 のときにはステップ１１４に進む。
【００３８】
ステップ１１０では、アイドルＯＮフラグＥＸＩＤＬ（アクセル開度センサ５０の出力に基づいてアイドル状態にあると判定されるときにＯＮに設定される）がＯＮであるか否かが判定され、ＯＮであるときにはステップ１１２に進む一方、ＯＦＦであるときにはステップ１１４に進む。
【００３９】
ステップ１０２、１０４、１０６、１０８及び１１０の判定結果が全てＹＥＳのときに実行されるステップ１１２では、ブレーキ性能を考慮したエンジン制御を実行すべき状態にあることを示すブレーキ制御実行条件フラグＥＸＢＫに１がセットされる。一方、ステップ１０２、１０４、１０６、１０８又は１１０のいずれかの判定結果がＮＯとなるときに実行されるステップ１１４では、ブレーキ性能を考慮したエンジン制御を実行する必要がない状態にあると判断されるため、ブレーキ制御実行条件フラグＥＸＢＫに０がセットされる。
【００４０】
図３に示される触媒暖機遅角量算出ルーチンでは、まず、ステップ１５２においてブレーキ制御実行条件フラグＥＸＢＫが１であるか否かが判定され、ＥＸＢＫ＝１のときにはステップ１５４に進む一方、ＥＸＢＫ＝０のときには本ルーチンを終了する。
【００４１】
ステップ１５４では、現在のエンジン回転数の下で要求負圧（例えば、−３９．９ｋＰａ（＝−３００ｍｍＨｇ））を達成するスロットル開度が算出される。この算出のために、エンジン回転数と要求負圧とからスロットル開度を求めるためのマップが予め制御装置６０内のメモリに格納されている。そして、スロットル開度センサ４８によって検出されるスロットルバルブ１６の開度が、算出されたスロットル開度となるように、別の制御ルーチンによってスロットルモータ１７が制御される。
【００４２】
次いで、ステップ１５６では、ステップ１５４で算出されたスロットル開度から吸入空気量が推定される。この推定のために、スロットル開度から吸入空気量を求めるためのマップが予め制御装置６０内のメモリに格納されている。
【００４３】
最後のステップ１５８では、ステップ１５６で推定された吸入空気量と、別途求められているアイドル回転維持トルク（アイドル回転を維持するのに必要なトルク）と、から触媒暖機遅角量が算出される。この算出のために、吸入空気量とアイドル回転維持トルクとに応じて触媒暖機遅角量を定めたマップが予め制御装置６０内のメモリに格納されている。この触媒暖機遅角量は、エンジン回転数とエンジン負荷（例えば吸気圧センサ４６によって検出される吸気管圧力）とから決定される基本点火時期（圧縮上死点から進角方向にクランク角で数えた値（点火進角値））に対する減算量として使用される。
【００４４】
上述の制御により、触媒暖機のためのエンジントルクの低下を抑えつつ、吸気管負圧を利用したブースタの性能をも充分に確保することができる。なお、過渡運転時のトルク制御を点火時期によって可能にするためにアイドル状態における点火時期を一旦遅角設定する制御（過渡補正アイドル遅角制御）が行われることがあるが、この場合にも、アイドル回転数を維持するために遅角量に応じて吸入空気量を増大させる制御が同時に行われるため、ブレーキブースタ３２の負圧が低下する可能性がある。この過渡補正アイドル遅角制御に対しても、前述の触媒暖機遅角制御に対するブレーキ制御と全く同一の制御を適用することが可能である。また、以下に説明する実施形態についても同様である。
【００４５】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、第１実施形態におけるブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチン（図２）と同一のルーチンが実行されるとともに、図４に示される触媒暖機遅角量算出ルーチンが実行される。図４におけるステップ２５２、２５６、２５８及び２６０の内容は、第１実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチン（図３）におけるステップ１５２、１５４、１５６及び１５８の内容とそれぞれ同一である。
【００４６】
そして、第１実施形態においては要求負圧が一定値とされたのに対し、第２実施形態では、ブレーキスイッチ３６からの信号ＢＫＳＷのＯＮ時間が求められ、そのＯＮ時間に応じた要求負圧が算出される（ステップ２５４）。この算出のために、図５（Ａ）又は（Ｂ）に示されるようなマップが予め制御装置６０内のメモリに格納されている。ＢＫＳＷのＯＮ時間が長いほどブースタ内の負圧が大きく消費されるため、これらのマップにおいては、ＢＫＳＷのＯＮ時間が長いほど要求負圧が低くなるように設定されている。かくして、第２実施形態では、第１実施形態に比較して、エンジントルクの低下をより小さく抑えることが可能となる。
【００４７】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図６は、第３実施形態に係るブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンの処理手順を示すフローチャートであり、図７は、第３実施形態に係るスロットル開度算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。図６におけるステップ３０２、３０４、３０８、３１０、３１２及び３１４の内容は、第１実施形態に係るブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチン（図２）のステップ１０２、１０４、１０８、１１０、１１２及び１１４の内容とそれぞれ同一である。
【００４８】
一方、図２のステップ１０６では、ブレーキスイッチ３６からの信号ＢＫＳＷがＯＮであるか否かが判定されたのに対し、図６の対応するステップ３０６では、ブレーキスイッチ３６からの信号ＢＫＳＷがＯＮである時間（即ち、ブースタ作動時間）が一定時間経過したか否かが判定される。そのため、図６のブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンによれば、確実なブレーキ操作がなされたときのみ、ブレーキ制御実行条件フラグＥＸＢＫが１にセットされることとなる。
【００４９】
そして、図７のスロットル開度算出ルーチンでは、まず、ステップ３５２においてブレーキ制御実行条件フラグＥＸＢＫが１であるか否かを判定し、ＥＸＢＫ＝１のときにはステップ３５４に進む一方、ＥＸＢＫ＝０のときには本ルーチンを終了する。ステップ３５４では、触媒暖機遅角制御の実行を中止するとともに、触媒暖機遅角制御がなされない状態での通常の要求点火時期を算出する。次いで、ステップ３５６では、アイドル回転維持トルクを実現しうるスロットル開度を設定してスロットルバルブ１６を制御する。かくして、確実なブレーキ操作がなされたときに、ブレーキ性能の確保が重視されて触媒暖機遅角制御が中止されるとともにアイドル回転が維持される。
【００５０】
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態においては、第１実施形態におけるブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチン（図２）と同一のルーチンが実行されるとともに、図８に示されるエアコン操作ルーチンが実行される。エアコン５６等の内燃機関の電気負荷がオンにされた状態ではオフの状態よりも吸入空気量が増加している。そこで、この第４実施形態においては、エアコン５６の作動を一時的に停止することにより、負圧の不足を解消させる。
【００５１】
すなわち、図８のエアコン操作ルーチンでは、まず、ステップ４５２においてエアコン５６が作動中のときにＯＮとなるフラグＥＸＡＣがＯＮであるか否かを判定し、ＥＸＡＣ＝ＯＮのときにはステップ４５４に進む一方、ＥＸＡＣ＝ＯＦＦのときには本ルーチンを終了する。ステップ４５４では、ブレーキ制御実行条件フラグＥＸＢＫが１であるか否かを判定し、ＥＸＢＫ＝１のときにはステップ４５６に進む一方、ＥＸＢＫ＝０のときにはステップ４５８に進む。そして、ステップ４５６ではエアコンをカットする一方、ステップ４５８ではエアコンの作動を復帰させる。なお、エアコン以外の電気負荷についても同様の制御が可能である。
【００５２】
次に、前述の第４実施形態を改造した第５実施形態について説明する。この第５実施形態は、エアコンの作動を停止しても負圧の不足が解消されない場合に、更なる負圧回復制御として、第１実施形態と同様の制御を行おうというものである。第５実施形態では、図２のブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンが実行されるとともに、図９に示される触媒暖機遅角量算出ルーチンが実行される。
【００５３】
そして、図９におけるステップ５５２、５５４、５５６及び５５８の内容は、第４実施形態に係るエアコン操作ルーチン（図８）のステップ４５２、４５４、４５６及び４５８の内容とそれぞれ同一である。そして、ステップ５５６におけるエアコンのカット後に実行されるステップ５６０では、ブレーキブースタ圧センサ５２によって検出される負圧ＰＢＫを基準値Ｐ0 と比較し、ＰＢＫ＞Ｐ0 のとき即ち負圧がなお不足していると判断されるときにはステップ５６２以降に進む一方、ＰＢＫ≦Ｐ0 のとき即ち負圧が回復したと判断されるときには本ルーチンを終了する。ステップ５６２、５６４及び５６６の内容は、第１実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチン（図３）のステップ１５４、１５６及び１５８の内容とそれぞれ同一である。
【００５４】
次に、本発明の第６実施形態について説明する。この第６実施形態では、可変バルブタイミング（ＶＶＴ）機構５８が利用される。図１０は、吸気バルブ及び排気バルブの開閉時期をクランク角により表したバルブタイミング図である。この図に示されるように、排気バルブは、固定の開弁時期ＥＶＯにて開弁せしめられるとともに、固定の閉弁時期ＥＶＣにて閉弁せしめられる。一方、吸気バルブについては、その開弁期間は一定であるが、その開弁時期ＩＶＯ及び閉弁時期ＩＶＣは可変であり、最も遅角側の開閉時期（同図のＩＶＯｒ及びＩＶＣｒ）を基準位置として、ともに進角方向へ任意の量だけ変位したタイミングに設定することができる。そして、この基準位置からのバルブタイミング変位量ＶＴＤが制御量とされる。
【００５５】
第６実施形態においては、第１実施形態におけるブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチン（図２）と同一のルーチンが実行されるとともに、図１１に示されるＶＶＴ機構操作ルーチンが実行される。一般に、吸気バルブタイミングを進角させると、空気がシリンダ内に吸気されやすくなる結果、吸気管負圧の絶対値が増大する。そこで、この第６実施形態においては、吸気バルブタイミングを進角させることで負圧の不足を解消させる。
【００５６】
すなわち、図１１のＶＶＴ機構操作ルーチンでは、まず、ステップ６５２において吸気バルブタイミング変位量ＶＴＤが０であるか否かを判定し、ＶＴＤ＝０のときにはステップ６５４に進む一方、ＶＴＤ≠０のときには本ルーチンを終了する。ステップ６５４では、ブレーキ制御実行条件フラグＥＸＢＫが１であるか否かを判定し、ＥＸＢＫ＝１のときにはステップ６５６に進む一方、ＥＸＢＫ＝０のときにはステップ６５８に進む。そして、ステップ６５６では吸気バルブタイミングを所定角度だけ進角する一方、ステップ６５８では吸気バルブタイミングを最遅角位置に復帰させる。
【００５７】
次に、前述の第６実施形態を改造した第７実施形態について説明する。この第７実施形態は、吸気バルブタイミングを進角させても負圧の不足が解消されない場合に、更なる負圧回復制御として、第１実施形態と同様の制御を行おうというものである。第７実施形態では、図２のブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンが実行されるとともに、図１２に示される触媒暖機遅角量算出ルーチンが実行される。
【００５８】
そして、図１２におけるステップ７５２、７５４、７５６及び７５８の内容は、第６実施形態に係るＶＶＴ機構操作ルーチン（図１１）のステップ６５２、６５４、６５６及び６５８の内容とそれぞれ同一である。そして、ステップ７５６における吸気バルブタイミングの進角操作後に実行されるステップ７６０では、ブレーキブースタ圧センサ５２によって検出される負圧ＰＢＫを基準値Ｐ0 と比較し、ＰＢＫ＞Ｐ0 のとき即ち負圧がなお不足していると判断されるときにはステップ７６２以降に進む一方、ＰＢＫ≦Ｐ0 のとき即ち負圧が回復したと判断されるときには本ルーチンを終了する。ステップ７６２、７６４及び７６６の内容は、第１実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチン（図３）のステップ１５４、１５６及び１５８の内容とそれぞれ同一である。
【００５９】
次に、本発明の第８実施形態について説明する。第８実施形態においては、第１実施形態におけるブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチン（図２）と同一のルーチンが実行されるとともに、図１３に示される変速機操作ルーチンが実行される。一般に、変速機を低速段側へ切り替える（シフトダウン）ことで回転数を上昇させて負圧の絶対値を増大させることができる。そこで、この第８実施形態においては、変速機４２が利用され、シフトダウンにより負圧の不足の解消が図られる。
【００６０】
すなわち、図１３の変速機操作ルーチンでは、まず、ステップ８５２において変速機が１速以外の変速段にあるか否かを判定し、１速以外のときにはステップ８５４に進む一方、１速のときには本ルーチンを終了する。ステップ８５４では、ブレーキ制御実行条件フラグＥＸＢＫが１であるか否かを判定し、ＥＸＢＫ＝１のときにはステップ８５６に進む一方、ＥＸＢＫ＝０のときにはステップ８５８に進む。そして、ステップ８５６ではシフトダウンを実施する一方、ステップ８５８では変速機を通常状態に復帰させる。
【００６１】
次に、前述の第８実施形態を改造した第９実施形態について説明する。この第８実施形態は、シフトダウンを実施しても負圧の不足が解消されない場合に、更なる負圧回復制御として、第１実施形態と同様の制御を行おうというものである。第９実施形態では、図２のブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンが実行されるとともに、図１４に示される触媒暖機遅角量算出ルーチンが実行される。
【００６２】
そして、図１４におけるステップ９５２、９５４、９５６及び９５８の内容は、第８実施形態に係る変速機操作ルーチン（図１３）のステップ８５２、８５４、８５６及び８５８の内容とそれぞれ同一である。そして、ステップ８５６におけるシフトダウンの実施後に実行されるステップ９６０では、ブレーキブースタ圧センサ５２によって検出される負圧ＰＢＫを基準値Ｐ0 と比較し、ＰＢＫ＞Ｐ0 のとき即ち負圧がなお不足していると判断されるときにはステップ９６２以降に進む一方、ＰＢＫ≦Ｐ0 のとき即ち負圧が回復したと判断されるときには本ルーチンを終了する。ステップ９６２、９６４及び９６６の内容は、第１実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチン（図３）のステップ１５２、１５４、１５６及び１５８の内容とそれぞれ同一である。
【００６３】
次に、本発明の第１０実施形態について説明する。図１５は、第１０実施形態に係るブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンの処理手順を示すフローチャートであり、図１６は、第１０実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。図１５におけるステップ１００２、１００４、１００６、１００８、１０１０及び１０１２の内容は、第１実施形態に係るブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチン（図２）のステップ１０２、１０４、１０８、１１０、１１２及び１１４の内容とそれぞれ同一である。また、図１６におけるステップ１０５２、１０５６、１０５８及び１０６０の内容は、第１実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチン（図３）のステップ１５２、１５４、１５６及び１５８の内容とそれぞれ同一である。
【００６４】
すなわち、第１実施形態と比較して、ブレーキスイッチ３６からの信号ＢＫＳＷがＯＮであるか否かを判定するステップ（図２のステップ１０６）が削除される一方、ステップ１０５４（図１６）が追加されている。このステップ１０５４では、ブレーキセンサ５４によってブレーキ踏み込み量（即ち、ブースタの作動量）を検出するとともに、その踏み込み量の時間的変化から踏み込み速度（即ち、ブースタの作動速度）を算出する。そして、予め制御装置６０内のメモリに格納された、図１７に示される如きマップを参照することにより、ブレーキ踏み込み量と踏み込み速度とに応じた要求負圧を算出する。かくして、この第１０実施形態では、要求負圧の算出精度の向上が図られる。
【００６５】
次に、本発明の第１１実施形態について説明する。この第１１実施形態は、目標制動力及び実現可能制動力を求め、実現可能制動力が目標制動力を下回る場合に、触媒暖機遅角量を減少させ、そのときのアイドル回転維持トルクを実現するためのスロットル開度を減少させることにより、負圧の絶対値を高め、制動力を向上させようというものである。図１８は、第１１実施形態に係る目標制動力算出及び実現可能制動力推定ルーチンの処理手順を示すフローチャート、図１９は、図１８の処理で参照されるマップであってブレーキ踏み込み量と踏み込み速度とから目標制動力を求めるためのマップ、図２０は、第１１実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャート、をそれぞれ示している。
【００６６】
図１８の目標制動力算出及び実現可能制動力推定ルーチンでは、まず、ステップ１１０２において、車速センサ４４の出力に基づいて算出される車速ＳＰＤを基準値Ｓ0 と比較し、ＳＰＤ＞Ｓ0 のときにはステップ１１０４に進む一方、ＳＰＤ≦Ｓ0 のときには本ルーチンを終了する。ステップ１１０４では、アイドルＯＮフラグＥＸＩＤＬがＯＮであるか否かを判定し、ＯＮであるときにはステップ１１０６に進む一方、ＯＦＦであるときには本ルーチンを終了する。
【００６７】
ステップ１１０６では、ブレーキセンサ５４によってブレーキ踏み込み量を検出するとともに、その踏み込み量の時間的変化から踏み込み速度を算出し、そして、予め制御装置６０内のメモリに格納された、図１９に示される如きマップを参照することにより、ブレーキ踏み込み量と踏み込み速度とに応じた目標制動力ＴＴＢＫＰを算出する。次いで、ステップ１１０８では、ブレーキブースタ圧センサ５２によって検出される負圧ＰＢＫに基づいて実現可能制動力ＴＢＫＰを算出する。この算出のために、負圧ＰＢＫから実現可能制動力ＴＢＫＰを求めるためのマップが予め制御装置６０内のメモリに格納されている。
【００６８】
次いで、図２０の触媒暖機遅角量算出ルーチンでは、まず、ステップ１１５２において、目標制動力ＴＴＢＫＰと実現可能制動力ＴＢＫＰとを比較し、ＴＴＢＫＰ＞ＴＢＫＰのときにはステップ１１５４に進む一方、ＴＴＢＫＰ≦ＴＢＫＰのときには本ルーチンを終了する。ステップ１１５４では、ＴＴＢＫＰとＴＢＫＰとの偏差から要求負圧を算出する。この算出のために、その偏差から要求負圧を求めるためのマップが予め制御装置６０内のメモリに格納されている。以降のステップ１１５６、１１５８及び１１６０の内容は、第１実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチン（図３）のステップ１５４、１５６及び１５８の内容とそれぞれ同一である。
【００６９】
なお、図２０のルーチンに代えて、図２１に示されるような触媒暖機遅角量算出ルーチンにしてもよい。このルーチンでは、目標制動力ＴＴＢＫＰと実現可能制動力ＴＢＫＰとの偏差ＤＴＢＫＰを算出し（ステップ１１８４）、この偏差ＤＴＢＫＰから直接に触媒暖機遅角量を算出する（ステップ１１８６）。なお、この算出のために、偏差ＤＴＢＫＰから触媒暖機遅角量を求めるためのマップが予め制御装置６０内のメモリに格納されている。
【００７０】
次に、本発明の第１２実施形態について説明する。この第１２実施形態は、目標制動力及び実制動力を求め、実制動力が目標制動力を下回る場合に、触媒暖機遅角量を減少させ、そのときのアイドル回転維持トルクを実現するためのスロットル開度を減少させることにより、負圧の絶対値を高め、制動力を向上させようというものである。図２２は、第１２実施形態に係る目標制動力算出及び実制動力推定ルーチンの処理手順を示すフローチャート、図２３は、図２２の処理で参照されるマップであって減速度から実制動力を求めるためのマップ、図２４は、第１２実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャート、をそれぞれ示している。
【００７１】
図２２の目標制動力算出及び実制動力推定ルーチンにおけるステップ１２０２、１２０４及び１２０６の内容は、前述した図１８におけるステップ１１０２、１１０４及び１１０６の内容とそれぞれ同一である。ステップ１２０８では、車速センサ４４によって検出される車速の時間的変化から減速度を算出し、そして、予め制御装置６０内のメモリに格納された、図２３に示される如きマップを参照することにより、減速度に応じた実制動力ＴＢＫＰＮを算出する。また、図２４の触媒暖機遅角量算出ルーチンは、前述した図２０のルーチンに対し、その中の実現可能制動力ＴＢＫＰを実制動力ＴＢＫＰＮに置き換えたものである。
【００７２】
なお、図２４のルーチンに代えて、図２５に示されるような触媒暖機遅角量算出ルーチンにしてもよい。このルーチンでは、目標制動力ＴＴＢＫＰと実制動力ＴＢＫＰＮとの偏差ＤＴＢＫＰＮを算出し（ステップ１２８４）、この偏差ＤＴＢＫＰＮから直接に触媒暖機遅角量を算出する（ステップ１２８６）。なお、この算出のために、偏差ＤＴＢＫＰＮから触媒暖機遅角量を求めるためのマップが予め制御装置６０内のメモリに格納されている。
【００７３】
次に、本発明の第１３実施形態について説明する。この第１３実施形態は、前述した第１１実施形態を改造したものであり、第１１実施形態に係る目標制動力算出及び実現可能制動力推定ルーチン（図１８）のステップ１１０８が、図２６に示されるステップ１３０８に変更される。すなわち、ステップ１３０８では、ブレーキブースタ圧センサ５２によって検出される負圧ＰＢＫに加えて駆動トルクにも基づいて実現可能制動力ＴＢＫＰを算出する。
【００７４】
この駆動トルクの算出のための処理ルーチンが図２７のフローチャートに示される。このルーチンでは、まず、ステップ１３０２において、実空気量、点火時期及び空燃比（Ａ／Ｆ）からエンジン図示トルクを算出する。次いで、ステップ１３０４では、エンジン図示トルクから、補機損失、ポンプ損失、機械損失を減算することにより、エンジン出力軸トルクを算出する。そして、最後のステップ１３０６では、エンジン出力軸トルク、トルク比、変速比、駆動系伝達効率から駆動トルクを算出する。こうして算出された駆動トルクをも考慮して実現可能制動力ＴＢＫＰを算出することにより、実現可能制動力ＴＢＫＰの算出精度の向上が図られる。
【００７５】
ところで、ブレーキブースタ圧センサ５２やブレーキセンサ５４が故障している場合には、上述の制御を実施しても所望の効果をえることができず、却って悪影響を与えるおそれがある。そこで、かかるセンサ系の故障を検出しうるようにしておくことが好ましい。そこで、例えば、図２８に示されるセンサ系異常処理ルーチンが定期的に実行される。
【００７６】
まず、ステップ１４０２では、吸気圧センサ４６の出力が示す吸気管圧力ＰＭとブレーキブースタ圧センサ５２の出力が示す圧力ＰＢＫとを一定時間モニタする。そして、ステップ１４０４では、ＰＢＫが、ＰＭの値からみて想定し難い異常な値をとる場合には、ブレーキブースタ圧センサ５２に異常があるとみなしてステップ１４１０に進む一方、特に異常が認められない場合には、ステップ１４０６に進む。
【００７７】
ステップ１４０６では、ＰＢＫの変化とブレーキセンサ５４の出力が示すブレーキ踏み込み量の変化とを一定時間モニタする。そして、ステップ１４０８では、踏み込み量の変化がＰＢＫの変化に対応していないと認められる場合には、ブレーキセンサ５４に異常があるとみなしてステップ１４１０に進む一方、特に異常が認められない場合には、本ルーチンを終了する。ステップ１４１０では、触媒暖機遅角制御の実行を禁止する処置をとり、吸入空気量及び点火時期の制御を通常の制御に復帰させる。
【００７８】
以上、述べてきた実施形態はポート噴射式エンジンに関するものであるが、筒内直接噴射方式の希薄燃焼エンジンにおいては、触媒暖機性向上のためにリーン制御が実施されることがある。その場合にも、やはり、吸気管負圧の絶対値が低下し、ブレーキ性能が低下する可能性がある。そこで、希薄燃焼エンジンでは、リーン制御を中止することにより負圧を回復させることができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、触媒暖機性の向上とブレーキ性能の確保との間の均衡を図った制御が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制御装置を備えた内燃機関の全体概要図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）ともに、ブレーキスイッチＯＮ時間から要求負圧を求めるためのマップを示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】第３実施形態に係るスロットル開度算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第４実施形態に係るエアコン操作ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第５実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】吸気バルブ及び排気バルブの開閉時期をクランク角により表したバルブタイミング図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係るＶＶＴ機構操作ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第７実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第８実施形態に係る変速機操作ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第９実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第１０実施形態に係るブレーキ制御実行条件フラグ操作ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】第１０実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１７】ブレーキ踏み込み量と踏み込み速度とから要求負圧を算出するためのマップを示す図である。
【図１８】本発明の第１１実施形態に係る目標制動力算出及び実現可能制動力推定ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図１９】ブレーキ踏み込み量と踏み込み速度とから目標制動力を求めるためのマップを示す図である。
【図２０】第１１実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図２１】第１１実施形態の変形例に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の第１２実施形態に係る目標制動力算出及び実制動力推定ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図２３】減速度から実制動力を求めるためのマップを示す図である。
【図２４】第１２実施形態に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図２５】第１２実施形態の変形例に係る触媒暖機遅角量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図２６】本発明の第１３実施形態に係る目標制動力算出及び実現可能制動力推定ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図２７】駆動トルク算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図２８】センサ系異常処理ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…エンジン
１２…吸気通路
１４…エアクリーナ
１６…スロットルバルブ
１７…スロットルモータ
１８…サージタンク
２０…吸気マニホルド
２２…インジェクタ
２４…点火プラグ
２６…排気通路
２８…排気マニホルド
３０…触媒コンバータ
３２…ブレーキブースタ
３４…ブレーキペダル
３６…ブレーキスイッチ
３８…ストップランプ
４０…クランク角センサ
４２…変速機（トランスミッション）
４４…車速センサ
４６…吸気圧センサ
４８…スロットル開度センサ
５０…アクセル開度センサ
５２…ブレーキブースタ圧センサ
５４…ブレーキセンサ
５６…エアコン（エアコンディショナ）
５８…可変バルブタイミング（ＶＶＴ）機構
６０…制御装置
Claims (5)
- 内燃機関の吸入負圧を倍力源とするブレーキブースタを備えた車両に搭載されるとともに、所定の運転状態にあるときに内燃機関の点火時期の遅角制御を実行する制御装置であって、
点火時期遅角制御実行中においてブレーキブースタの状態を監視するブースタ状態監視手段と、
前記ブースタ状態監視手段によって負圧の不足が検出されるときに、内燃機関の運転状態を変化させる制御パラメータを制御して負圧の不足を解消する負圧回復制御手段と、
を具備し、前記負圧回復制御手段は、内燃機関の吸入空気量又は点火時期のうちの少なくとも一つを制御するものであり、さらに、
前記負圧回復制御手段は、要求負圧を達成するスロットル開度を算出し、該スロットル開度から吸入空気量を推定し、該吸入空気量とアイドル回転を維持するのに必要なトルクとから点火時期遅角量を算出して、吸入空気量及び点火時期を制御する、内燃機関の制御装置。 - 該要求負圧が、ブースタ作動時間に応じて決定される、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
- 内燃機関の吸入負圧を倍力源とするブレーキブースタを備えた車両に搭載されるとともに、所定の運転状態にあるときに内燃機関の点火時期の遅角制御を実行する制御装置であって、
点火時期遅角制御実行中においてブレーキブースタの状態を監視するブースタ状態監視手段と、
前記ブースタ状態監視手段によって負圧の不足が検出されるときに、内燃機関の運転状態を変化させる制御パラメータを制御して負圧の不足を解消する負圧回復制御手段と、
を具備し、前記負圧回復制御手段は、内燃機関の吸入空気量又は点火時期のうちの少なくとも一つを制御するものであり、さらに、
前記負圧回復制御手段は、ブースタ作動時間が所定時間以上となるときに、点火時期遅角制御を中止し、アイドル回転を維持するのに必要なトルクを実現しうるスロットル開度を算出して、吸入空気量及び点火時期を制御する、内燃機関の制御装置。 - 内燃機関の吸入負圧を倍力源とするブレーキブースタを備えた車両に搭載されるとともに、所定の運転状態にあるときに内燃機関の点火時期の遅角制御を実行する制御装置であって、
点火時期遅角制御実行中においてブレーキブースタの状態を監視するブースタ状態監視手段と、
前記ブースタ状態監視手段によって負圧の不足が検出されるときに、内燃機関の運転状態を変化させる制御パラメータを制御して負圧の不足を解消する負圧回復制御手段と、
を具備し、前記負圧回復制御手段は、内燃機関の吸入空気量又は点火時期のうちの少なくとも一つを制御するものであり、さらに、
前記ブースタ状態監視手段は、ブースタの作動量と作動速度をも監視するものであり、前記負圧回復制御手段は、該作動量と該作動速度とから要求負圧を算出し、該要求負圧を達成するスロットル開度を算出し、該スロットル開度から吸入空気量を推定し、該吸入空気量とアイドル回転を維持するのに必要なトルクとから点火時期遅角量を算出して、吸入空気量及び点火時期を制御する、内燃機関の制御装置。 - センサ系の異常を検出するとともに、異常が検出された場合に吸入空気量及び／又は点火時期の制御を通常の制御に復帰させる異常処理手段を更に具備する、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
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