JP6135655B2 - 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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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じるインテークマニホールドの吸気負圧(以下、インマニ負圧と称す。)を利用し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。
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。
そこで、負圧センサの偏差異常の有無を判定するため、内燃機関を回転させることでインマニ負圧を発生させたうえで、負圧センサからの信号に基づく検出負圧値が閾値よりも正圧側又は真空圧側にあるか否かを判別させ、その負圧センサの異常有無を判定させることが考えられる。
特開2011−122519号公報
しかしながら、上記のインマニ負圧は、インテークマニホールドの上流側の吸気管内に設けられたスロットルバルブの開度(以下、スロットル開度と称す。)に応じて変動する。スロットル開度は、車両の運転状況(具体的には、アクセル操作やエアコン作動有無など)に応じて大きく変化する。このため、インマニ負圧は車両の運転状況に応じて大きく変動する。例えば、フューエルカット時は、スロットル開度は小さく、インマニ負圧は大きくなる。また、真夏においてエアコンが作動しているときは、スロットルバルブは中程度に開いており、インマニ負圧はあまり大きくない。
従って、上記した負圧センサの偏差異常の有無を判定させるための負圧の閾値がスロットル開度に関係なくある一定値に固定されていると、例えば、スロットル開度が比較的大きいときは、負圧センサが大気圧側への偏差異常を起こしていないにもかかわらず、検出負圧がその固定閾値よりも小さくなることで、誤ってその負圧センサが異常状態にあると判定するおそれがある。また逆に、スロットル開度が比較的小さいときは、負圧センサが大気圧側への偏差異常を起こしているにもかかわらず、検出負圧がその固定閾値よりも大きくなることで、その異常判定を行うことができなくなるおそれがある。更に、スロットル開度が比較的大きいときは、負圧センサが真空圧側への偏差異常を起こしているにもかかわらず、検出負圧がその閾値よりも小さくなることで、その異常判定を行うことができなくなるおそれがある。また逆に、スロットル開度が比較的小さいときは、負圧センサが真空圧側への偏差異常を起こしていないにもかかわらず、検出負圧がその閾値よりも大きくなることで、誤って異常判定を行うおそれがある。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、負圧センサの異常有無の判定を正確に行うことが可能な負圧異常検出装置、及び、負圧センサの異常時における内燃機関の自動的な停止の禁止を精度良く行う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、内燃機関の回転により生じるインテークマニホールドの吸気負圧が導かれるブレーキブースタの負圧室の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、前記内燃機関が回転する一方で運転者により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行われていない状態が所定時間以上継続した場合に、前記負圧検出手段により検出される前記負圧が閾値よりも大気圧側又は真空圧側にあるか否かに基づいて、前記負圧センサの異常有無を判定する異常有無判定手段と、前記状態が継続している間における、前記インテークマニホールドの上流側の吸気管内に設けられたスロットルバルブの開度に応じて、前記閾値を変更する閾値変更手段と、を備える負圧異常検出装置である。
本発明によれば、負圧センサの異常有無の判定を正確に行うことができる。また、負圧センサの異常時における内燃機関の自動的な停止の禁止を精度良く行うことができる。
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。 本実施例における車両に搭載される内燃機関とブレーキブースタとの関係を表した構成図である。 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。 本実施例において用いられる閾値スロットル開度C0と閾値時間T0との関係を表したマップの一例である。 本実施例において用いられる閾値スロットル開度C0と負圧閾値P0との関係を表したマップの一例である。
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。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。また、図3は、本実施例における車両16に搭載される内燃機関12とブレーキブースタ22との関係を表した構成図を示す。
図1〜図3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、運転者によるブレーキペダル20の踏み込み操作を補助する倍力装置である。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を介してインテークマニホールド(以下、インマニと称す。)30が接続されている。インマニ30は、吸気口が設けられた吸気管31から内燃機関12の燃焼室へ向けて空気を導入するための配管である。インマニ30には、内燃機関12の回転により、大気圧に比して圧力の低い吸気負圧(以下、インマニ負圧と称す。)が発生する。
吸気管31には、スロットルバルブ32が設けられている。スロットルバルブ32は、インマニ30の上流側に配置されている。スロットルバルブ32は、吸気管31の流路断面積を変化させるために開度調整される絞り弁である。スロットルバルブ32は、車両運転者によるアクセルペダル操作や車両運転状況に応じて開度調整される。上記のインマニ負圧は、スロットルバルブ32の開度(以下、スロットル開度と称す。)に応じて変動する。具体的には、インマニ負圧は、スロットル開度が大きいほど大気圧側の値となり、スロットル開度が小さいほど真空圧側の値となる。
負圧管28の途中には、逆止弁33が設けられている。逆止弁33は、負圧室24側からインマニ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33は、負圧管28の負圧室24側の圧力がインマニ30側の圧力に比して高い場合に開弁する。負圧管28及び負圧室24(すなわち、ブレーキブースタ22)には、インマニ30のインマニ負圧が導かれる。負圧室24には、インマニ負圧に応じた負圧が生じる。
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。
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、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24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、ブレーキブースタ22の負圧室24又は負圧管28(以下、負圧生成箇所と称す。)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、大気圧を基準にした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。尚、上記の所定負圧は、運転者がブレーキペダル20を大きな踏力で踏み込むことなくブレーキブースタ22が自車両の停車を維持させるのに必要な助勢力を発生させるうえで負圧生成箇所に発生させるべき最小の負圧である。
上記した自動始動の指令が行われると、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、ストップランプスイッチ52が接続されている。ストップランプスイッチ52は、運転者によるブレーキペダル20へのブレーキ操作の有無に応じてオンオフされるスイッチであって、ブレーキペダル20が解除状態から踏み込まれている場合にオンし、ブレーキペダル20の解除状態からの踏み込みが行われていない場合にオフする。異常検出ECU42は、ストップランプスイッチ52の状態を検出する。
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。
また、異常検出ECU42には、スロットル開度センサ56が接続されている。スロットル開度センサ56は、スロットルバルブ32のスロットル開度に応じた信号を出力する。スロットル開度センサ56の出力信号は、異常検出ECU42に供給される。異常検出ECU42は、スロットル開度センサ56から供給される信号に基づいてスロットルバルブ32のスロットル開度C(例えば、0%〜100%)を検出する。
次に、図4〜図6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4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。図5は、本実施例において用いられる閾値スロットル開度C0と閾値時間T0との関係を表したマップの一例を示す。また、図6は、本実施例において用いられる閾値スロットル開度C0と負圧閾値P0との関係を表したマップの一例を示す。
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、インマニ30にインマニ負圧が発生することで負圧室24の負圧が大気圧側から真空圧側のゼロ[kPa]へ向けて徐々に上昇する。尚、この負圧室24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、インマニ負圧(具体的には、内燃機関12の回転数やスロットル開度)に依存した状態で行われる。
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、マスタ圧センサ50及びストップランプスイッチ52の出力信号をそれぞれ読み取る(ステップ100)。そして、マスタ圧センサ50からのセンサ値に基づくマスタ圧Pmが所定圧未満である又はストップランプスイッチ52がオフ状態にあるか否かを判別する(ステップ102)。尚、この所定圧は、ブレーキペダル20の解除状態からの踏み込みが行われていると判断できるマスタ圧の最小値であり、予め定められている。
異常検出ECU42は、上記ステップ102においてマスタ圧Pmが所定圧未満である又はストップランプスイッチ52がオフ状態にあると判別した場合は、ブレーキペダル20が解除状態にあって踏み込まれていない状態(ブレーキ操作OFF)にあると判断して、次に、回転数センサ48の出力信号を読み取る(ステップ104)。そして、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が所定数を超えておりかつその回転数NEが一定(所定幅内であればよい。)に維持されている時間が所定時間を超えているか否かを判別する(ステップ106)。
尚、上記の所定数は、内燃機関12がインマニ負圧を発生させる程度まで回転していないことを表す最大回転数であって、例えば回転停止を示す0rpmに設定されていればよい。また、上記の所定時間は、内燃機関12が安定して回転していると判断できない最長時間であって、予め定められている。また、これらの所定数及び所定時間は共に、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、上記ステップ106において内燃機関の回転数NEが所定数を超えた状態で一定に維持されている時間が所定時間を超えていると判別した場合は、内燃機関12がインマニ負圧を発生させる程度で安定して回転していると判断して、次に、スロットル開度センサ56の出力信号を読み取る(ステップ108)。そして、そのスロットル開度センサ56からのセンサ値に基づくスロットル開度(以下、今回スロットル開度と称す。)Cが、過去にそのスロットル開度センサ56を用いて検出したスロットル開度Cの最小値(以下、過去最小スロットル開度と称す。)Cminよりも小さいか否かを判別する(ステップ110)。尚、この過去最小スロットル開度Cminの初期値及びクリア値は、内燃機関12の回転時にインマニ30に確実に負圧を導くことが可能となるスロットル開度であって、例えば予め30%に設定されていればよい。
異常検出ECU42は、上記ステップ110においてC<Cminが成立しないと判別した場合は、現時点でスロットルバルブ32が過去最小スロットル開度Cminまで閉弁しておらず、インマニ負圧が大気圧側にあると判断して、次に、今回スロットル開度Cが設定閾値スロットル開度C0よりも小さいか否かを判別する(ステップ112)。
尚、この設定閾値スロットル開度C0は、後に詳述する如く、負圧センサ46の異常有無の判定に用いるパラメータを変更するためのスロットル開度の閾値であって、スロットルバルブ32の開弁状態に応じて動的に変動される。また、この設定閾値スロットル開度C0の初期値及びクリア値は、内燃機関12の回転時にインマニ30に負圧を導くことが可能となるスロットル開度の最大値であって、予め上記した過去最小スロットル開度Cminの初期値及びクリア値よりも大きな例えば50%に設定されていればよい。
異常検出ECU42は、上記ステップ112においてC<C0が成立すると判別した場合は、現時点でスロットルバルブ32が設定閾値スロットル開度C0未満に閉弁していると判断して、次に、過去最小スロットル開度Cmin及び設定閾値スロットル開度C0をそれぞれその時点の値に維持する処理を行う(ステップ114)。
一方、異常検出ECU42は、上記ステップ110においてC<Cminが成立すると判別した場合は、現時点でスロットルバルブ32が過去最小スロットル開度Cmin未満に閉弁していると判断して、次に、設定閾値スロットル開度C0及び過去最小スロットル開度Cminを更新する処理を行う(ステップ116)。具体的には、設定閾値スロットル開度C0を、その処理開始時点での設定閾値スロットル開度(以下、前回設定閾値スロットル開度と称す。)C0から、過去最小スロットル開度Cminから今回スロットル開度Cを差し引いた値を差し引くことにより得られる値に更新する(C0←C0−(Cmin−C))。またその後、過去最小スロットル開度Cminを今回スロットル開度Cに更新する。
尚、異常検出ECU42は、上記ステップ102においてマスタ圧Pmが所定圧以上でありかつストップランプスイッチ52がオン状態にあると判別した場合、上記ステップ106において内燃機関の回転数NEが所定数以下であり或いは超えた状態で一定に維持されている時間が所定時間に満たないと判別した場合、及び、上記ステップ112においてC≧C0が成立すると判別した場合は、次に、過去最小スロットル開度Cmin及び設定閾値スロットル開度C0をそれぞれクリア値にリセットする処理を行う(ステップ118)。
異常検出ECU42は、上記ステップ114,116の処理を実行した後、次に、維持され又は更新された設定閾値スロットル開度C0に基づいて、負圧センサ46の異常有無の判定タイミングを検知するのに用いる閾値時間T0を演算する(ステップ120)。この閾値時間T0は、インマニ負圧やブレーキブースタ22の負圧が消費されないブレーキ操作OFFにおいて内燃機関12の回転数NEが所定数を超えて一定に維持されている経過時間に対する閾値である。
尚、この閾値時間T0は、設定閾値スロットル開度C0に応じて変更されるものである。具体的には、閾値時間T0は、図5に示す如く、設定閾値スロットル開度C0が大きくなるほど長くなり、その設定閾値スロットル開度C0が所定値C0shを超えると極めて長くなり、また、設定閾値スロットル開度C0が小さくなるほど短くなる。尚、この所定値C0shは、設定閾値スロットル開度C0の初期値及びクリア値であればよい。また、これらの閾値時間T0や所定値C0sh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、上記ステップ120で閾値時間T0を演算した後、ブレーキ操作OFFにおいて内燃機関12の回転数NEが所定数を超えて一定に維持されている経過時間がその閾値時間T0以上に達するか否かを判別する(ステップ122)。その結果、その経過時間が閾値時間T0未満であると判別した場合は、今回のルーチンを終了する。
一方、異常検出ECU42は、上記の経過時間が閾値時間T0以上であると判別した場合は、次に、上記ステップ114,116において維持され又は更新された設定閾値スロットル開度C0に基づいて、負圧センサ46の異常有無(特に、偏差異常有無)を判定するのに用いる負圧閾値P0を演算する(ステップ124)。この負圧閾値P0は、負圧センサ46からのセンサ値に基づく負圧Pvacに対する閾値であって、負圧センサ46に大気圧側への偏差異常が生じているか否かを判別するための負圧閾値Pd0と、真空圧側への偏差異常が生じているか否かを判別するための負圧閾値Pu0と、を含む。負圧センサ46の負圧Pvacの正常範囲は、負圧閾値Pd0と負圧閾値Pu0とに挟まれる範囲である。
尚、これらの負圧閾値Pd0,Pu0は共に、設定閾値スロットル開度C0に応じて変更されるものである。具体的には、負圧閾値Pd0,Pu0は、図6に示す如く、設定閾値スロットル開度C0が大きくなるほど小さくなり、また、設定閾値スロットル開度C0が小さくなるほど大きくなる。また、負圧閾値Pd0,Pu0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、上記ステップ124で負圧閾値Pd0,Pu0を演算した後、負圧センサ46の出力信号を読み取る(ステップ126)。そして、その負圧センサ46からのセンサ値に基づく負圧生成箇所の負圧Pvacがその負圧閾値Pd0以上かつその負圧閾値Pu0以下であるか否かを判別する(Pd0≦Pvac≦Pu0;ステップ128)。
異常検出ECU42は、上記ステップ128においてPd0≦Pvac≦Pu0が成立すると判別した場合は、負圧センサ46のセンサ値に基づく負圧Pvacが正常範囲内にある判断して、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、上記ステップ128においてPd0≦Pvac≦Pu0が成立しないと判別した場合は、負圧センサ46のセンサ値に基づく負圧Pvacが正常範囲から外れていると判断して、負圧センサ46が異常状態にあると判定する(ステップ132)。具体的には、センサ値に基づく負圧Pvacが正常範囲(具体的には、負圧閾値Pd0)に対して大気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。また、センサ値に基づく負圧Pvacが正常範囲(具体的には、負圧閾値Pu0)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定する。
異常検出ECU42は、上記ステップ132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が異常発生後に正常状態に戻れば、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、内燃機関12の回転中かつブレーキペダル20へのブレーキ操作OFF時、負圧センサ46によるセンサ値としての負圧Pvacが負圧閾値Pd0と負圧閾値Pu0との間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、負圧Pvacが負圧閾値Pd0以上かつ負圧閾値Pu0以下である場合は負圧センサ46が正常状態にあると判定し、負圧Pvacが負圧閾値Pd0未満である場合は負圧センサ46が大気圧側への偏差が生じた異常状態にあると判定し、また、負圧Pvacが負圧閾値Pu0を超える場合は負圧センサ46が真空圧側への偏差が生じた異常状態にあると判定することができる。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。
また、本実施例においては、負圧センサ46の異常有無を判定するうえで用いる負圧閾値P0(具体的には、Pd0,Pu0)が、設定閾値スロットル開度C0に応じて変更される。この設定閾値スロットル開度C0は、予め定められたその初期値又はクリア値から、現時点までのスロットル開度センサ56のセンサ値に基づくスロットル開度Cの最小値を差し引いた値である。このため、上記の負圧閾値P0は、スロットル開度Cの最小値に応じた値に設定される。具体的には、負圧閾値P0は、スロットル開度Cの最小値が小さくなるほど大きな値に設定され、スロットル開度Cの最小値が大きくなるほど小さな値に設定される。
スロットル開度Cが大きいほど、インマニ30に生じるインマニ負圧が小さくなるので、ブレーキブースタ22の負圧室24に生じる負圧も小さくなる。この点、負圧センサ46の異常有無の判定を正確に行ううえでは、インマニ負圧すなわちスロットル開度Cに合わせて負圧閾値P0を設定することが適切である。上記の如く、本実施例においては、負圧閾値P0がスロットル開度Cの最小値に応じた値(設定閾値スロットル開度C0)に設定される。
このため、本実施例によれば、スロットル開度Cの最小値が比較的大きいときは、負圧閾値Pd0が小さくなるので、負圧センサ46が大気圧側への偏差異常を起こしていない場合に、検出負圧Pvacが負圧閾値Pd0よりも小さくなるのを回避することができ、負圧センサ46が異常状態にあると誤判定されるのを防止することができる。また逆に、スロットル開度Cの最小値が比較的小さいときは、負圧閾値Pd0が大きくなるので、負圧センサ46が大気圧側への偏差異常を起こしている場合に、検出負圧Pvacが負圧閾値Pd0よりも大きくなるのを回避することができ、負圧センサ46が異常状態にあるとの判定ができなくなるのを防止することができる。
同様に、スロットル開度Cの最小値が比較的大きいときは、負圧閾値Pu0が小さくなるので、負圧センサ46が真空圧側への偏差異常を起こしている場合に、検出負圧Pvacが負圧閾値Pu0よりも小さくなるのを回避することができ、負圧センサ46が異常状態にあるとの判定ができなくなるのを防止することができる。また逆に、スロットル開度Cの最小値が比較的小さいときは、負圧閾値Pu0が大きくなるので、負圧センサ46が真空圧側への偏差異常を起こしていない場合に、検出負圧Pvacが負圧閾値Pu0よりも大きくなるのを回避することができ、負圧センサ46が異常状態にあると誤判定されるのを防止することができる。
従って、本実施例の負圧異常検出装置10によれば、スロットルバルブ32のスロットル開度が変動しても、その変動に合わせて負圧閾値P0を変更することで、負圧センサ46の異常有無の判定を正確に行うことができる。
また、本実施例においては、負圧センサ46の異常有無の判定タイミングを検知するのに用いる閾値時間T0が、設定閾値スロットル開度C0に応じて変更される。上記の如く、この設定閾値スロットル開度C0は、予め定められたその初期値又はクリア値から、現時点までのスロットル開度センサ56のセンサ値に基づくスロットル開度Cの最小値を差し引いた値である。このため、上記の閾値時間T0は、スロットル開度Cの最小値に応じた値に設定される。
スロットル開度Cが大きいほど、インマニ30に生じるインマニ負圧が小さくなるので、ブレーキブースタ22の負圧室24に生じる負圧が大きくなる速度が遅い。この点、この点、負圧センサ46の異常有無の判定を正確に行ううえでは、インマニ負圧すなわちスロットル開度Cに合わせて閾値時間T0を設定することが適切である。上記の如く、本実施例においては、閾値時間T0がスロットル開度Cの最小値に応じた値(設定閾値スロットル開度C0)に設定される。このため、本実施例によれば、スロットルバルブ32のスロットル開度が変動しても、その変動に合わせて閾値時間T0を変更することで、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。
尚、本実施例においては、負圧閾値Pd0,Pu0及び所定時間T0を設定するうえで、スロットル開度Cの最小値(具体的には、過去最小スロットル開度Cmin、又は、今回スロットル開度Cが過去最小スロットル開度Cminよりも小さいときはその今回スロットル開度C)よりも開弁側の値となる設定閾値スロットル開度C0が用いられる。このため、スロットル開度Cが一時的或いはノイズ的に小さくなったときでも、その最小値自体を用いることなく、その最小値よりも開弁側の値となる設定閾値スロットル開度C0を用いて負圧閾値Pd0,Pu0及び所定時間T0を設定することができるので、ブレーキブースタ22の負圧室24に十分な負圧を発生させることができ、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、本実施例においては、内燃機関12が所定数を超える一定回転数で回転しつつインマニ負圧やブレーキブースタ22の負圧が消費されない場合に限り、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、負圧センサ46の異常有無の判定を、ブレーキブースタ22に負圧が生じている筈のタイミングで行うことができるので、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、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の異常有無の判定を正確に行うことができるので、負圧センサ46の偏差異常時における内燃機関12の自動停止の禁止を精度良く行うことができる。
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、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128の処理を実行することが特許請求の範囲に記載した「異常有無判定手段」に、異常検出ECU42がステップ124の処理を実行することが特許請求の範囲に記載した「閾値変更手段」に、異常検出ECU42がステップ120の処理を実行することが特許請求の範囲に記載した「時間変更手段」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の異常として、大気圧側への偏差が生じる偏差異常、及び真空圧側への偏差が生じる偏差異常を検出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、何れか一方の偏差異常を検出するものであってもよい。
また、上記の実施例においては、内燃機関12の回転中かつブレーキ操作OFF中におけるスロットル開度Cの最小値に基づく値(すなわち、設定閾値スロットル開度C0)に応じて負圧閾値Pd0,Pu0及び所定時間T0を変更する。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、その変更を、内燃機関12の回転中かつブレーキ操作OFF中における、スロットル開度Cの最小値自体或いはスロットル開度Cの平均値,時間積分値などに応じて行うものとしてもよい。
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
28 負圧管
30 インテークマニホールド
31 吸気管
32 スロットルバルブ
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 ストップランプスイッチ
54 表示ランプ(MIL)
56 スロットル開度センサ

Claims (7)

  1. 内燃機関の回転により生じるインテークマニホールドの吸気負圧が導かれるブレーキブースタの負圧室の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、
    前記内燃機関が回転する一方で運転者により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行われていない状態が所定時間以上継続した場合に、前記負圧検出手段により検出される前記負圧が閾値よりも大気圧側又は真空圧側にあるか否かに基づいて、前記負圧センサの異常有無を判定する異常有無判定手段と、
    前記状態が継続している間における、前記インテークマニホールドの上流側の吸気管内に設けられたスロットルバルブの開度に応じて、前記閾値を変更する閾値変更手段と、
    を備えることを特徴とする負圧異常検出装置。
  2. 前記閾値変更手段は、前記状態が継続している間における前記開度が小さいほど前記閾値を大きくすることを特徴とする請求項1記載の負圧異常検出装置。
  3. 前記閾値変更手段は、前記状態が継続している間における前記開度の最小値に応じて前記閾値を変更することを特徴とする請求項1又は2記載の負圧異常検出装置。
  4. 前記状態が継続している間における前記開度に応じて前記所定時間を変更する時間変更手段を備え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. 前記時間変更手段は、前記状態が継続している間における前記開度が小さいほど前記所定時間を短くすることを特徴とする請求項4記載の負圧異常検出装置。
  6. 前記時間変更手段は、前記状態が継続している間における前記開度の最小値に応じて前記所定時間を変更することを特徴とする請求項4又は5記載の負圧異常検出装置。
  7. 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6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有無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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