(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関負圧を用いて倍力を行う倍力装置と自動変速装置とを備えた車両における内燃機関の負圧制御装置において、
前記倍力装置に作用する機関負圧を検出する負圧検出手段と、
前記内燃機関の機関回転数を検出する回転数検出手段と、
前記機関負圧と前記機関回転数がともに所定値以下であるときに、前記自動変速装置のトルクコンバータの作動油圧を減圧して前記内燃機関の機関回転数を上昇させて前記機関負圧を増大させる動力伝達制御手段と、
を備えていることを特徴とする内燃機関の負圧制御装置。
【請求項２】
機関負圧を用いて倍力を行う倍力装置と自動変速装置とを備えた車両における内燃機関の負圧制御装置において、
前記自動変速装置は、ロックアップクラッチの結合力を可変制御するロックアップクラッチ制御手段を備えており、
前記倍力装置に作用する機関負圧を検出する負圧検出手段と、
前記内燃機関の機関回転数を検出する回転数検出手段と、
前記機関負圧と前記機関回転数がともに所定値以下であり、かつ、車両減速時である場合に、前記ロックアップクラッチ制御手段を制御して、前記ロックアップクラッチの結合力を強制的に上昇させて前記内燃機関の機関回転数を上昇させて前記機関負圧を増大させる動力伝達制御手段と、
を備えていることを特徴とする内燃機関の負圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の負圧を利用して倍力を行う倍力装置を備えた車両において倍力装置に供給する負圧を制御するための負圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ステアリングやブレーキ操作の際に要する人力を補助して軽減するための倍力装置を備えた車両が増えているが、こうした倍力装置としては、内燃機関の吸気管側に発生する負圧を利用するタイプのものが一般的である。そして、倍力装置により発生する倍力は供給される負圧に依存するから、適切な倍力効果を得るためにはこの負圧を所定値以上に保持する必要がある。この負圧は内燃機関の機関回転数が低下した状態、例えばアイドリング状態、では低下してしまう。そこで、機関回転数が低下している状態でも負圧を回復するための種々の技術が提案されている。
【０００３】
特開平４−１３２８４１号公報に開示された技術は、ブレーキ作動時に内燃機関への吸気量や空燃比、点火条件等の燃焼条件を制御して機関回転数を増大させることにより負圧を回復するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの技術には、それぞれ以下のような問題点があった。まず、燃焼条件を制御する手法は、減速フューエルカット時のような非燃焼状態では効果がなく、また燃焼状態でも燃焼条件を強制的に変更すると燃焼状態が悪化して機関制御性が低下してしまう虞があるため、燃焼状態によって制御可能な範囲が限定されてしまい、適合性が低いという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みて、適合性が高い負圧回復を図ることのできる内燃機関の負圧制御装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の内燃機関の負圧制御装置は、機関負圧を用いて倍力を行う倍力装置と自動変速装置とを備えた車両における内燃機関の負圧制御装置において、この倍力装置に作用する機関負圧を検出する負圧検出手段と、内燃機関の機関回転数を検出する回転数検出手段と、機関負圧と機関回転数がともに所定値以下であるときに、自動変速装置のトルクコンバータの作動油圧を減圧して内燃機関の機関回転数を上昇させて機関負圧を増大させる動力伝達制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
トルクコンバータの作動油圧を低下させることで、内燃機関の負荷が低減され、機関回転数が増大し、機関負圧も増大する。
【００１１】
または、自動変速装置は、ロックアップクラッチの結合力を可変制御するロックアップクラッチ制御手段を備えており、動力伝達制御手段は、機関回転数が所定値以下でかつ車両の減速時である場合に、ロックアップクラッチ制御手段を制御して、ロックアップクラッチの結合力を強制的に上昇させるものである。
【００１２】
ロックアップクラッチの結合力を上昇させることにより、機関回転数を増大せしめ、負圧を回復させることができる。低速時に長時間ロックアップを行うと、車両振動が発生する虞があるが、本発明によれば、負圧回復を短時間で行うことができるので、ロックアップを長時間続ける必要はなく、不快な車両振動が起こらずにすむ。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。図１は、本発明の内燃機関の負圧制御装置を搭載した車両の主要部分の構成図である。
【００１４】
内燃機関１は、いわゆる成層燃焼内燃機関であり、図示していないが気筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備えている。この内燃機関１の駆動力は、自動変速装置２を介して駆動輪に伝達される。そして、この自動変速装置２は、ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ（以下、トルコンと呼ぶ）２１と、このトルコン２１のロックアップ機構を制御するロックアップコントロールバルブ２２と、トルコン２１の油圧を制御する油圧バルブ２３と、油温センサ２４と、インプット回転数センサ２５とを備えている。
【００１５】
内燃機関１に接続される燃焼用空気を供給するためのインテークマニホールド（以下、インマニと呼ぶ）１１には、スロットル弁１２を介して外気が供給される。そして内燃機関１内には、機関回転数センサ１３と、冷却水の水温センサ１４とが、スロットル弁１２には、スロットルセンサ１５が配されている。
【００１６】
ブレーキペダル３１の踏力を増倍するブレーキブースタ３２の真空側は、接続配管３３を介してインマニ１１に接続されている。この接続配管３３の中間には、インマニ１１側からブレーキブースタ３２側への空気流入を遮断する逆止弁３４が設けられている。ブレーキペダル３１には、ブレーキペダル３１のＯＮ／ＯＦＦを検出するブレーキスイッチ３５が、接続配管３３には、ブレーキブースタ３２の真空側の負圧を検出するバキュームセンサ３６が配されている。
【００１７】
また内燃機関１には、車両内の電気機器用の電力を発電する発電機５０が接続されており、この発電機５０は、各種の電動式、電気式の補機５１に接続されている。
【００１８】
エンジンコントロールコンピューター（ＥＣＣ）４は、車速、アクセル開度、機関回転数等を参照して、燃料噴射時期、スロットル開度、シフト状態、クラッチ状態などを適切に制御する。
【００１９】
内燃機関１の作動時には、各気筒がポンプとして機能するため、インマニ１１内は大気圧以下の負圧に保たれる。以下、インマニ側の真空度が高く、大気圧との差が大きい状態をインマニ負圧が大きいと称し、インマニ側の真空度が低下して、大気圧との差が小さい状態をインマニ負圧が小さいと称することとする。ブレーキブースタ３２はこのインマニ負圧を利用してブレーキペダル３１の踏力を増倍して各ブレーキに伝達する。このインマニ負圧は図２に示されるように、機関回転数が一定のときには、スロットル開度が大きいほど低下し、図３に示されるようにスロットル開度が一定のときには、機関回転数が高いほど増大する。ブレーキブースタ３２で効果的な増倍力を得るためには、インマニ負圧は高いほど好ましいが、機関回転数が６５０ｒｐｍ程度になるアイドリング時には、このインマニ負圧が１００ｍｍＨｇ以下に低下する。ブレーキ解除後には、通常ブレーキブースタ３２の真空側の負圧はインマニ負圧に戻るため、必要な増倍力を得るためには、このインマニ負圧を一時的に上げることにより、ブレーキブースタ３２の負圧を回復する必要がある。
【００２０】
以下、図４のフロー図を参照して、本発明による負圧制御装置を用いたブレーキブースタ３２の負圧回復方法について説明する。この負圧回復方法はＥＣＣ４により判定、制御が行われる。
【００２１】
ブレーキブースタ３２の負圧をバキュームセンサ３６により監視しておき、ステップ１０１では、この負圧が所定値以下で、かつ、アクセルペダルがオフの状態、かつ、機関回転数が所定値、例えば１０００ｒｐｍ以下であれば、負圧生成条件にあると判定し、いずれかが条件を満たしていない場合には、負圧生成条件にないと判定する。ブレーキブースタ３２の負圧が不足していても、アクセルペダルがオンの状態であれば機関回転数は増大する。そして機関回転数が高くなると、インマニ負圧が増大し、結果的にブレーキブースタ３２の負圧は自動的に回復するので、負圧回復措置を採る必要がないからである。
【００２２】
負圧回復措置を採る場合は、車両状態に応じて好適な回復措置の判定を行なう。まず、ステップ１０３では、車速信号を基にして車速による分岐を行なう。車速が４ｋｍ／ｈ以下の場合は、次にステップ１１１で制動中かつ機関回転数が８００ｒｐｍ以下であるかを判定する。制動中であるか否かはブレーキスイッチ３５の状態により判定し、機関回転数は機関回転数センサ１３により判定する。この条件を満たす場合は、ステップ１１３に進み、油圧バルブ２３を制御してトルコン２１の油圧を減圧する。油圧減圧により、トルコン２１での伝達力が減少し、この結果、内燃機関１の負荷が軽減されるので、機関回転数は増大する。この結果、インマニ負圧が増大して、ブレーキブースタ３２の負圧が回復する。
【００２３】
ステップ１０３で車速が１０〜４０ｋｍ／ｈであった場合は、次に、ステップ１２１でエンジンブレーキ中であるかを判定する。エンジンブレーキ中であるかの判定は、シフト状態、機関回転数、自動変速機２の出力側の回転数、車速等を基にして判定する。エンジンブレーキ中であれば、次にステップ１２３で制動中かつシフトダウン可能な状態であるかを判定する。条件を満たしている場合は、ステップ１２５で自動変速機２を制御して自動的にシフトダウンを行なう。シフトダウンを行なうことにより、ギア比が変更され、自動変速機２の出力側回転数が同一でも高い機関回転数が必要となり、機関回転数が上がる。したがって、インマニ負圧が増大し、ブレーキブースタ３２の負圧が回復させやすい。
【００２４】
ステップ１２３で条件を満たさない場合、すなわち、制動中でないか、シフトダウン不可、例えばシフト状態が１速の場合は、次にステップ１３１で機関回転数が８５０ｒｐｍ以上かつロックアップ可能であるかを判定する。特に、滑りを許容してロックアップを行なうフレックスロックアップを行なう場合は、より低速域までロックアップを行なうことができる。条件を満たす場合には、ステップ１３３でロックアップコントロールバルブ２２を制御することによりトルクコンバータ２１のロックアップクラッチの結合力を増すロックアップを行なう。これにより、内燃機関１と自動変速機２は直結状態に近くなり、機関回転数が上昇してインマニ負圧が増大し、ブレーキブースタ３２の負圧が回復する。
【００２５】
以上の条件を満たさない場合は、ステップ１４１に進み、補機、例えば、エアコン、リヤウィンドウデフォッガー等を停止させる。これにより、発電機５０の負荷が軽減され、間接的に内燃機関１の負荷も軽減されるので、機関回転数が上昇して、インマニ負圧が増大し、ブレーキブースタ３２の負圧が回復する。
【００２６】
以上の負圧回復措置実行後はステップ１５１に進み、負圧生成終了条件を達成しているかを判定する。この負圧生成終了条件は、ブレーキブースタの負圧が所定圧力に回復しているか、あるいは、負圧回復措置実行後、所定の時間が経過したかのいずれかの条件を満たしたときに終了条件を達成したものと判定する。本発明による負圧回復手段であるトルコン油圧減圧（ステップ１１３）、シフトダウン（ステップ１２５）、ロックアップ（ステップ１３３）の場合は、通常、数秒でブレーキブースタ３２の負圧は回復する。したがって、所定時間経っても負圧が回復しない場合は、回復措置が適正に行われていない場合があるからである。また、補機停止の場合は、他の回復手段に比べて回復効果が低いため、時間条件はより緩やかにすることが好ましい。しかし、長時間停止を続けることは好ましくないため、この場合も時間的な条件を附すことが好ましい。
【００２７】
負圧生成終了条件を満たしていない場合は、ステップ１５５に示すように負圧回復手段を継続する。一方、負圧生成終了条件を達成している場合は、ステップ１５３に示されるように負圧回復手段を解除して、処理を終了する。この結果、短時間で負圧を回復して、ブレーキペダル３１の踏力を増強するブレーキブースタ３２の倍力効果を増強せしめ、効果的な制動力を確保することができる。
【００２８】
本発明によれば、ブレーキブースタの負圧が低下したときに、機関回転数を上昇せしめ、インマニ負圧を増大することで、ブレーキブースタの負圧を増大させることができる。機関回転数を上昇させるのに、トルコン油圧減圧、シフトダウン、ロックアップ等を行なうことにより、短時間で効果的な負圧回復を行なうことができる。特に、低速時にロックアップを長時間行なうと車両振動が発生する虞があるが、本発明による負圧回復手段は短時間で効果を達成できることから、長時間のロックアップを行なう必要はなく、車両振動が発生する前にロックアップを解除できるので、振動発生は問題にならない。
【００２９】
負圧回復方法の判定フローは、上記の判定フローに限られるものではなく、内燃機関、自動変速装置、トルクコンバーター等の構成に応じて適宜変更することが可能である。各負圧回復手段は、同時に行なうことも可能ではあるが、特に、シフトダウンは簡単かつ効果的に負圧を回復することができるため、条件を満たす場合には、他の回復手段より優先的に適用することが好ましい。
【００３０】
以上の説明では、ブレーキブースタの負圧制御について説明してきたが、他の負圧を利用した倍力装置についても適用可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、倍力装置に作用する機関負圧を検出し、機関負圧と機関回転数が所定値以下であるときに、内燃機関と自動変速装置との動力伝達状態を制御すること、例えば、トルクコンバータの油圧を低減したり、ロックアップ結合力を増大させることにより、内燃機関の機関回転数を増大させることにより、内燃機関の機関負圧を増大せしめ、倍力装置に作用する機関負圧を回復させる。
【００３２】
なお、特開平７−２４７８６６号公報にはエアコン等の補機を停止させることにより機関負荷を軽減して、機関回転数を増大させることにより負圧を回復する技術が記載されている。しかしながら、この技術は停止可能な補機が動作している条件でしか用いることができず、また、機関回転数増大量も限られている。また，特開平８−１６４８４０号公報にはスロットル弁を開弁して負圧を増大させる技術が開示されているが、負圧増大の応答性が悪いという問題がある。
【００３３】
本発明による機関負圧回復手段は、いずれも適用性、応答性が高く、十分な負圧回復を図ることが可能である。特に、ブレーキブースタの負圧制御手段として採用した場合は、減速時に負圧が不足した場合でも負圧を効果的に回復して、制動力を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関の負圧制御装置を採用した車両の主要部分の概略構成図である。
【図２】スロットル開度とインマニ負圧の関係を示すグラフである。
【図３】エンジン回転数とインマニ負圧の関係を示すグラフである。
【図４】本発明の負圧制御装置の負圧回復のフロー図である。
【符号の説明】
１…内燃機関、２…自動変速機、４…エンジンコントロールコンピュータ、１１…インテークマニホールド、１２…スロットル弁、２１…トルクコンバータ、２２…ロックアップコントロールバルブ、２３…油圧バルブ、３１…ブレーキペダル、３２…ブレーキブースタ、３３…接続配管、３４…逆止弁、３５…ブレーキスイッチ、５０…発電機、５１…補機。
【図１】
0003700408.tif 000002
【図２】
0003700408.tif 000003
【図３】
0003700408.tif 000004
【図４】
0003700408.tif 000005