(57)【要約】【課題】吸気負圧を利用したブレーキブースターを備えた自動車において、スロットルバルブが開いたままになる等のトラブルが生じてブレーキブースターが機能不全に陥った場合、自動車を強制的に減速させる。【解決手段】内燃機関は、クランク軸による駆動が継断自在なオルタネータ１５等の動力継断式附属機器を備えている。吸気通路の圧力が大気圧側に固定された状態のままで運転者の制動要求があった場合は、オルタネータ１５等の動力継断式附属機器を強制的に駆動する。内燃機関に負荷が掛かることで自動車は減速し、運転者は安全性を高めた状態で退避行動を採ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路と動力継断式附属機器とを有する内燃機関が走行動力源として搭載されており、ブレーキペダルの踏み込み力が前記吸気通路の負圧を利用したブレーキブースターで増幅される構成であって、
前記内燃機関の回転数が予め定めた設定値以上でかつ前記ブレーキペダルの踏み込み又はその他の制動要求が存在している状態で前記ブレーキブースターに作用する負圧が正常値より大気側に低くなっている場合、前記附属機器が強制的に駆動される、
自動車。
【請求項２】
吸気通路と動力継断式附属機器とを有する内燃機関が走行動力源として搭載されていると共に、ブレーキペダルの踏み込み力を前記吸気通路の負圧を利用して増幅させるブレーキブースターとを備えており、前記吸気通路には流量を制御するスロットルバルブが配置されている構成であって、
前記内燃機関の回転数が予め定めた設定値以上でかつ前記ブレーキペダルの踏み込み又はその他の制動要求が存在している状態で、前記スロットルバルブの開閉が異常であると判定されると共に前記ブレーキブースターに作用する負圧が正常値より大気側に低くなっている場合、前記附属機器が強制的に駆動される、
自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ブレーキペダルの踏み込み力を増幅させる負圧式ブレーキブースターを備えた自動車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用車等の自動車ではブレーキペダルの踏み込みで走行にブレーキが掛かるが、人力のみでは必要な制動力を確保し難いため、ブレーキペダルの踏み込み力を増幅させるブレーキブースターを設けている。このブレーキブースターは気体駆動式であって、駆動気体として内燃機関の吸気を利用した負圧式になっており、吸気負圧と大気圧との圧力差を利用してブレーキブースターのパワーピストンを駆動するように構成されている。
【０００３】
自動車において制動力の低下は重大なトラブルであり、運転者が制動力の低下を感じたら、道路の脇に寄る等の退避行動をとって安全を確保することになる。制動力の低下要因は様々であり、特許文献１では、電子スロットルが故障した場合の対策として、点火時期を進角側に進めて制動力（エンジンブレーキ）を確保することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３２８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子スロットルは、故障した場合は開度が低い基準角度（オープナ開度）にばね手段で戻るように設定されており、従って、スロットルバルブが開閉可能な状態で制御系統やアクチェータが故障したに過ぎない場合は、特許文献１の対策でも効果はあると云える。
【０００６】
しかし、例えば何らかの理由で吸気中に異物が混入して、これがスロットルバルブに噛み込むことでスロットルバルブが開いたままで閉じ不能に固定されてしまうと、ブレーキブースターに負圧を効かせること自体が不能又は不完全になるため、特許文献１では対応不能になってしまう。
【０００７】
本願発明はかかる現状を改善すべく成されたものであり、ブレーキブースターの機能が停止又は減退した状態であっても、運転者ができるだけ安全に退避行動を採り得るようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成すべく請求項１の発明では、吸気通路と動力継断式附属機器とを有する内燃機関が走行動力源として搭載されており、ブレーキペダルの踏み込み力が前記吸気通路の負圧を利用したブレーキブースターで増幅される構成において、前記内燃機関の回転数が予め定めた設定値以上でかつ前記ブレーキペダルの踏み込み又はその他の制動要求が存在している状態で前記ブレーキブースターに作用する負圧が正常値より大気側に低くなっている場合、前記附属機器が強制的に駆動されるようになっている。
【０００９】
請求項２の発明では、吸気通路と動力継断式附属機器とを有する内燃機関が走行動力源として搭載されていると共に、ブレーキペダルの踏み込み力を前記吸気通路の負圧を利用して増幅させるブレーキブースターとを備えており、前記吸気通路には流量を制御するスロットルバルブが配置されている構成において、前記内燃機関の回転数が予め定めた設定値以上でかつ前記ブレーキペダルの踏み込み又はその他の制動要求が存在している状態で、前記スロットルバルブの開閉が異常であると判定されると共に前記ブレーキブースターに作用する負圧が正常値より大気側に低くなっている場合、前記附属機器が強制的に駆動されるになっている。
【００１０】
本願発明において動力継断式附属機器とは、クランク軸の動力で駆動されつつその動力を遠隔的に継断できるものをいい、その代表としてオルタネータやエアコンのコンプレッサが挙げられる。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明では、例えばスロットルバルブが閉じ不能に固定されてしまったり吸気通路に穴が空いたりして、ブレーキブースターが全く機能しなくなったり増幅の程度が正常な状態より弱くなったりしても、クランク軸の回転に附属機器の負荷が掛かることにより、機関にエンジンブレーキを効かせることができるため、運転者が自動車を減速させて退避行動を採るに際してドライバビリティを向上できる。
【００１２】
また、附属機器の強制駆動は予め定めた設定回転数以上で実行されるため、アイドリング回転数のような低回転域で走行している状態で附属機器が強制駆動されてエンジンストールに至ることを防止できる。従って、本願発明は、運転者が自動車を制御できなくなってしまう事態を招来することなく、運転者の退避行動をサポートできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本願発明の実施形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
(1).内燃機関・走行駆動系
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、内燃機関の構造と走行駆動系を説明する。自動車には３気筒の内燃機関１が搭載されており、内燃機関１は、シリンダブロックとシリンダヘッドとを主要要素とする機関本体２を備えている。機関本体２を構成するシリンダヘッドの一側面には吸気マニホールド３が固定されて、シリンダヘッドの他側面には、排気通路の一部を構成する排気マニホールド４が固定されている。
【００１５】
吸気マニホールド３には、エアクリーナ５を始端とする吸気通路６が接続されており、吸気通路６には、スロットルバルブ７とその下流側のサージタンク８とを設けている。スロットルバルブ７は電動モータ等のアクチェータ９で開閉制御されるようになっており、スロットルバルブ７の開度は第１及び第２の開度センサ１０，１１で検知される。
【００１６】
機関本体２の一側面２ａには、動弁機構駆動用のタイミングチェーンを覆うチェーンカバー１２が固定されており、チェーンカバー１２の外側に、補機駆動プーリ１３に巻き掛けされた補機駆動ベルト１４を配置している。補機駆動プーリ１３はクランク軸の一端部に固定されており、補機駆動ベルト１４により、オルタネータ１５やエアコン用コンプレッサ１６、ウォータポンプ１７が駆動されている。
【００１７】
オルタネータ１５とエアコン用コンプレッサ１６とは動力継断式附属機器の一例であり、オルタネータ１５はコイルの励磁によって遠隔的に駆動と駆動停止とを選択できる。また、エアコン用コンプレッサ１６は、内蔵したクラッチの継断によって動力を継断できる。
【００１８】
オルタネータ１５は、通常はバッテリーの充電量やヘッドライト等の電力使用量に応じて駆動されるが、本実施形態では、バッテリー等からの要求とは関係なく強制的に駆動することができる。他方、エアコン用コンプレッサ１６も、通常はエバポレータの温度等に応じて駆動が自動的にＯＮ・ＯＦＦ制御されるが、本実施形態では、エバポレータの温度等の要求とは関係なく強制的に駆動することができる。
【００１９】
機関本体２の他側面２ａには、ＣＶＴ方式等のトランスミッション１９を固定している。トランスミッション１９の主軸２０の回転動力は、複数の笠歯車２１及び複数の伝動軸２２を介して後ろの車輪（駆動輪）２３に伝達される。各車輪２３が固定された車軸２４にはブレーキディスク２５を固定しており、ブレーキディスク２５を油圧駆動式パッド装置２６で挟むことで、自動車に制動力が付与される。
【００２０】
(2).制動機構
次に、ブレーキ回りの構造を説明する。自動車の運転フロアには、運転手が足で踏むブレーキペダル２８がその上端部を中心にして回動するように取り付けられている。ブレーキペダル２８のうち回動支点より下方の部分には略水平姿勢のブレーキロッド２９が相対動自在に連結されており、ブレーキロッド２９の前進力は、ブレーキブースター３０によって増幅される。
【００２１】
ブレーキブースター３０は、ブレーキロッド２９が貫通した増幅室３１及び制御室３２を備えており、増幅室３１にはパワーピストン３３がスライド自在に嵌まって、制御室３２には制御用バルブプランジャ３４がスライド自在に嵌まっている。
【００２２】
パワーピストン３３と制御用バルブプランジャ３４とは、ブレーキロッド２９に一体に設けるか、又は別部材として固定しており、いずれにしても、パワーピストン３３と制御用バルブプランジャ３４とはブレーキロッド２９と一緒にスライドする。
【００２３】
ブレーキロッド２９の先端は、マスターシリンダ３５に内蔵したメインピストン３６に当接している。マスターシリンダ３５と油圧駆動式パッド装置２６とは油圧管路３７で接続されており、メインピストン３６が前進すると油圧が油圧駆動式パッド装置２６に作動して、パッドでブレーキディフク２５が挟まれる。これによって自動車の走行にブレーキが掛かる。
【００２４】
ブレーキブースター３０は駆動源として内燃機関１の吸気負圧が使用されており、そこで、例えば吸気マニホールド３と増幅室３１の先端部とを負圧導入通路３８で接続している。負圧導入通路３８のうち増幅室３１に接続された部分からは枝通路３８ａが分岐しており、枝通路３８ａは制御室３２の中途部に接続されている。
【００２５】
また、増幅室３１のうち制御室３２に近い端部には制御管３９の一端部が接続されており、制御管３９の他端部は２つに枝分かれして、一方の枝部３９ａは制御室３２の前部に接続されて、他方の枝部３９ｂは制御室３２のうちブレーキペダル２８に近い後部に接続されている。制御室３２のうちブレーキペダル２８に近い後部には、大気に開放された大気開放管４０が接続されている。大気開放管４０は、制御管３９のうち他方の枝部３９ｂと同じ位置に接続されている。
【００２６】
図１はブレーキペダル２８を踏み込んだ状態を示しており、この状態では、吸気通路６取り込まれた負圧は増幅室３２のうち前室３２ａに流入してパワーピストン３３を吸引する。これにより、ブレーキペダル２８の踏み込み力が増幅される。
【００２７】
また、この状態では、制御用バルブプランジャ３４は前進しているため、制御室３２の後部は空いていて制御管３９と大気開放管４０とは連通しており、このため、増幅室３１の後室３１ｂは大気に開放されていて、後室３１ｂに溜まっていた空気は大気に放出される。従って、パワーピストン３３は、抵抗を受けることなく吸気負圧で吸引動される。
【００２８】
ブレーキペダル２８が図示しないばねで戻ると、制御室３２はその後部が制御用バルブプランジャ３３で塞がれて前部はオープンになり、吸気負圧は制御管３９を介して増幅室３１の後室３１ｂに作用し、このため、増幅室３１の前室３１ａと後室３１ｂとには圧力差はなくなって、制御用バルブプランジャ３３はばねの力で容易に後退する。
【００２９】
車両のうち運転席の近くには、サイドブレーキ４１と走行シフトレバー４２とを設けており、これらサイドブレーキ４１及び走行シフトレバー４２の動きは、それぞれ作動検知センサ３２，４４で検知される。ブレーキペダル２８の踏み込みは、ペダルセンサ４５で検知される。
【００３０】
(3).スロットルバルブ故障時の制御
内燃機関１は、制御装置としてＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）４６を備えている。良く知られているように、ＥＣＵ４６は、ＣＰＵや揮発性及び不揮発性メモリー等を備えている。そして、スロットルバルブ７の開度センサ１０，１１、ペダルセンサ４５、サイドブレーキ作動検知センサ４３，走行シフトレバー位置検知センサ４４が接続されている。スロットルバルブ７のアクチェータ９、オルタネータ１５、アエコン用コンプレッサ１６もＥＣＵ４６に電気的に接続されている。また、機関本体２のうちチェーンカバー１２を設けた一側部には、クランク軸の回転数を検知する回転センサ４８を設けており、この回転センサ４８もＥＣＵ４６に接続されている。
【００３１】
また、吸気通路６のうち例えばサージタンク８に吸気圧センサ４７を設けており、吸気圧センサ４７もＥＣＵ４６に電気的に接続されている。本実施形態では、吸気圧センサ４７は、ブレーキブースター用負圧の圧力を検知するセンサとしても機能している。ブレーキブースター用負圧の検知手段としては、例えば、増幅室３１や負圧導入通路３８に圧力センサを設けてもよい。
【００３２】
スロットルバルブ７の開度は第１及び第２の開度センサ１０，１１で検知されるが、２つ設けているのは、いずれか一方が故障しても他方のみでも検知できるようにするためである。通常は、２つの開度センサ１０，１１によって、スロットルバルブ７の開度を正確に検知している。本実施形態では、開度センサ１０，１１はスロットルバルブ７の開き異常（電子スロットルの異常）を検出する手段として機能している。
【００３３】
また、ペダルセンサ４５とサイドブレーキ作動検知センサ４３、走行シフトレバー位置検知センサ４４とは、自動車を停止させたい（或いは減速させたい）という、運転者の制動意思を検知する制動要求検知手段として機能している。
【００３４】
さて、スロットルバルブ７は例えばバタフライバルブ方式であるが、支軸と軸受けとの間に異物が混入したり、粘着性の液体が付着したりするなどして、スロットルバルブ７が大きく開いた状態のままに固定されてしまい、アクチェータ９に閉じ信号を発しても、アクチェータが動かずにスロットルバルブ７を閉じ制御できなくなることが予想される。その場合は、吸気通路６が大気圧に近い低い負圧状態に保持されてしまうため、ブレーキブースター３１を全く又は殆ど機能させることができずに、自動車を殆ど制動できなくなるという由々しき事態が発生するおそれがある。
【００３５】
そこで、ペダルセンサ４５がＯＮで、しかもアクチェータ９に閉じ信号が発せられているにもかかわらずスロットルバルブ７が開いたままに維持されている場合（アクチェータ９の制御信号に追従して開度センサ１０，１１がスロットルバルブ７の閉じ動を検知しない場合）は、機関の回転数が附属装置をフル駆動してもエンジンストールに至らない回転数（設定回転数）以上であることと、吸気負圧が正常値よりも大気圧側に低くなっていることとを条件として、運転者の制動要求があるにもかかわらずスロットルバルブ７が異常（故障）でブレーキブースター３０が機能不全になっていると判断し、オルタネータ１５及びエアコン用コンプレッサ１６が駆動されていない場合はこれらを強制的に駆動して、内燃機関１に負荷（エンジンブレーキ）を強制的に掛ける。
【００３６】
これにより、車輪２３に伝わる駆動力が抑制されて自動車は減速し、運転者は安全性を高めた状態で道路脇に寄る等の退避行動を採ることができる。下り坂でない場合は、ブレーキを踏み込んだ状態が維持されることで車速はどんどん低下し、やがて停止に至ることも可能である。
【００３７】
フットブレーキが効かないと、運転者はサイドブレーキ４１を引いたり（足踏み式の場合は踏んだり）、走行シフトレバー４２を低速（ＬやＢ）にダウンしたりすることが多いので、ブレーキペダル４５のＯＮに加えて（又はこれに代えて）、サイドブレーキ作動検知センサ４３がＯＮになることと、走行シフトレバー位置検知センサ４４がシフトダウンを検知することとのいずれか一方又は両方を契機として、オルタネータ１５等の強制駆動を実行することも可能である。
【００３８】
２つの開度センサ１０，１１を備えている場合は、スロットルバルブ７の異常検知態様としては、いずれか一方の開度センサ１０，１１が異常を検知したら強制駆動を実行してもよいし、両方の開度センサ１０，１１が異常を検知することを条件にオルタネータ１５等の強制駆動を実行してもよい。吸気センサ４６による検出値が大気圧側に高止まりして変化しないことは異常事態の検知として重要であるので、吸気圧センサ４７による検出値が大気圧側に高止まりしている場合は、いずれか片方のみの開度センサ１０，１１が異常信号を発したらオルタネータ１５等の強制駆動を実行してもよい。
【００３９】
なお、オルタネータ１５が発電量可変式であって、低い発電量で駆動されている状態でスロットルバルブ７の故障が検知された場合は、オルタネータ１５の発電量を最大化するように制御したらよい。オルタネータ１５の発電量が消費電力に依存している場合は、ヘッドライトを強制点灯させたりラジェータファンを強制駆動したりして、消費電力を最大化することも可能である。
【００４０】
ブレーキブースター３０に作用する負圧が正常か否かは、スロットルバルブ７に対するＥＣＵ４６からの指示信号に基づいて、吸気圧センサ４７の検出値を予め設定したマップ（正常値、基準値）と比較することで判断できる。
【００４１】
すなわち、運転者がブレーキペダル２８を踏んでいる状態では、運転者の足はアクセルペダルから離れているのでスロットルバルブ７には閉じ信号が発せられているが、実際にスロットルバルブ７が正常に閉じて、ブレーキブースター３０が所期の増幅力を発揮する状態に吸気負圧が真空側に高くなっている状態を正常な状態としてそのときの吸気負圧を正常値（基準値）として記憶させておき、この正常値に比べて実際の吸気負圧（吸気圧センサ４７の検出値）が大気圧側に高くなるように設定幅以上に乖離している場合は、ブレーキブースター３０に負圧が正常に作用していないと判断したらよい。
【００４２】
ブレーキブースター３０に負圧が正常に作用していない原因としては、スロットルバルブ７にＥＣＵ４６から閉じ信号が発せられているのにスロットルバルブ７が閉じずに開いたままになっている場合と、スロットルバルブ７はＥＣＵ４６からの指示とおりに閉じているが、吸気通路６に穴が空く等して漏れが発生している場合との２種類が考えられるが、ブレーキペダル２８を踏んでいるのに吸気圧センサ４７による検出値が基準値（正常値）より大気圧側に異常に低い場合は、どちらが原因であってもオルタネータ１５等の強制駆動によって回転を抑制できる。
【００４３】
上記のとおり、オルタネータ１５やエアコン用コンプレッサ１６の強制駆動は、それらのフル駆動によってエンジンストールに至る低回転域では行われないが、例えば設定回転数を第１設定回転数とこれより高い第２設定回転数との２段階に設定して、実際の回転数が第２回転数より高い場合はオルタネータ１５とエアコン用コンプレッサ１６との両方を駆動し、実際の回転数が第１回転数と第２回転数との間にある場合はオルタネータ１５とエアコン用コンプレッサ１６とのうちいずれか一方のみを強制駆動し、実際の回転数が第１回転数より低い場合は両者とも強制駆動しない、というように制御することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本願発明は、内燃機関で駆動される自動車に適用して具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１  内燃機関
２  シリンダブロックとシリンダヘッドを主要要素とする機関本体
３  吸気マニホールド
６  吸気通路
７  スロットルバルブ
９  スロットルバルブ開閉用のアクチェータ
１０，１１  スロットルバルブの開度センサ
１４  補機駆動ベルト
１６  動力継断式附属機器の一例としてオルタネータ
１７  動力継断式附属機器の一例としてエアコン用コンプレッサ
２３  車輪
２５  ブレーキディスク
２８  ブレーキペダル
３０  ブレーキブースター
３１  増幅室
３３  パワーピストン
３４  制御用バルブプランジャ
３８  負圧導入通路
４０  ＥＣＵ（制御装置）
４１  サイドブレーキ
４２  走行シフトレバー
４３  サイドブレーキ作動検知センサ
４４  走行シフトレバー位置検知センサ
４５  ペダルセンサ
４７  吸気圧センサ
【図１】
2014152610.tif 000003