(57)【要約】【課題】エンジンの運転状態に関わらずにブレーキブースタの機能を維持できるブレーキブースタ用負圧制御装置を提供する。【解決手段】負圧供給装置３０は、吸気通路内に下流方向へ順次配設されたスロットル弁１３ａ及び気流制御弁５８の間の吸気通路と負圧室２５とを連通する導入路３２ａ、３２ｃと、気流制御弁５８よりも下流側の吸気通路と負圧室２５とを連通する導入路３２ｂ、３２ｃとを備え、気流制御弁５８の開度に応じて、導入路３２ａ及び導入路３２ｂの一方を開放し他方を遮断することにより負圧室２５への負圧導入経路を選択的に切り替えるＥＣＵ１とを備えている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路内に発生した負圧をブレーキブースタの負圧室へ導入するブレーキブースタ用負圧制御装置であって、
前記吸気通路内に下流方向へ順次配設された吸気絞り弁及び気流制御弁の間の吸気通路と前記負圧室とを連通する第１導入路と、
前記気流制御弁よりも下流側の吸気通路と前記負圧室とを連通する第２導入路と、
前記気流制御弁の開度に応じて、前記第１及び第２導入路の一方を開放し他方を遮断することにより前記負圧室への負圧導入経路を選択的に切り替える経路切替手段とを備えた、ことを特徴とするブレーキブースタ用負圧制御装置。
【請求項２】
前記経路切替手段は、前記吸気絞り弁及び気流制御弁の間での吸気圧に応じて、負圧導入経路を選択的に切り替える、ことを特徴とする請求項１に記載のブレーキブースタ用負圧制御装置。
【請求項３】
前記第１及び第２導入路は、途中で合流するように形成され、
前記吸気絞り弁及び気流制御弁の間で発生する負圧よりも、前記気流制御弁よりも下流側で発生する負圧が大きい場合に、前記第１及び第２導入路の合流を維持したまま前記第１及び第２導入路と前記負圧室との連通を遮断することにより、前記第１及び第２導入路の掃気を行う掃気処理手段を備えた、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のブレーキブースタ用負圧制御装置。
【請求項４】
前記掃気処理手段は、前記気流制御弁の開度を調整することにより、前記吸気絞り弁及び気流制御弁の間で発生する負圧よりも、前記気流制御弁よりも下流側で発生する負圧を大きくさせる、ことを特徴とする請求項３に記載のブレーキブースタ用負圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキブースタ用負圧制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両において内燃機関の吸気系の吸気通路で発生する負圧を利用するブレーキブースタが知られている（特許文献１乃至３参照）。例えばブレーキブースタの負圧室には、一般にスロットル弁の下流側の吸気通路（例えばインテークマニホールド）に発生した負圧が導入される。導入された負圧はブレーキブースタで運転者のペダル踏力をアシストする機能に利用される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２８３６３７号公報
【特許文献２】特開２００４−００３４７３号公報
【特許文献３】特開平１１−２８７１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この機能は、ブレーキブースタの負圧の大きさが小さくなるとともに低下するが、このような状況は、例えば、エンジンの冷間始動時において暖気運転を実行するときに起こり得る。暖気運転が実行される場合とは、例えば排気通路に配置された触媒を活性化させるような場合である。このような場合には、スロットル弁の開度が通常よりも大きくなるように制御され、スロットル弁の下流側の吸気通路で十分な負圧が発生しない恐れがある。このような場合には、ブレーキブースタの機能が低下する恐れがある。
【０００５】
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、エンジンの運転状態に関わらずにブレーキブースタの機能を維持できるブレーキブースタ用負圧制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、内燃機関の吸気通路内に発生した負圧をブレーキブースタの負圧室へ導入するブレーキブースタ用負圧制御装置であって、前記吸気通路内に下流方向へ順次配設された吸気絞り弁及び気流制御弁の間の吸気通路と前記負圧室とを連通する第１導入路と、前記気流制御弁よりも下流側の吸気通路と前記負圧室とを連通する第２導入路と、前記気流制御弁の開度に応じて、前記第１及び第２導入路の一方を開放し他方を遮断することにより前記負圧室への負圧導入経路を選択的に切り替える経路切替手段とを備えた、ことを特徴とするブレーキブースタ用負圧制御装置によって達成できる。
【０００７】
気流制御弁の下流側で発生する負圧は、気流制御弁の開度に応じて変動する。例えば、気流制御弁の開度が大きいと、気流制御弁よりも下流で発生する負圧は大きなものとなる。
また、エンジンの運転状態によっては、吸気絞り弁及び気流制御弁の間で発生する負圧が低下して、気流制御弁の下流側で発生する負圧の方が、吸気絞り弁及び気流制御弁の間で発生する負圧よりも大きくなる場合がある。
従って、気流制御弁の開度が大きい場合には、導入経路を、第２導入路とすることにより、十分な負圧を負圧室へ導入することができる。
【０００８】
また、上記構成において、前記経路切替手段は、前記吸気絞り弁及び気流制御弁の間での吸気圧に応じて、負圧導入経路を選択的に切り替える、構成を採用できる。
これにより、吸気絞り弁及び気流制御弁の間での吸気圧が、負圧室へ導入するために充分ではない場合には、負圧導入経路を切り替えて、気流制御弁よりも下流側で発生した負圧を負圧室へ導入することができる。
【０００９】
また、上記構成において、前記第１及び第２導入路は、途中で合流するように形成され、前記吸気絞り弁及び気流制御弁の間で発生する負圧よりも、前記気流制御弁よりも下流側で発生する負圧が大きい場合に、前記第１及び第２導入路の合流を維持したまま前記第１及び第２導入路と前記負圧室との連通を遮断することにより、前記第１及び第２導入路の掃気を行う掃気処理手段を備えた、構成を採用できる。
【００１０】
吸気絞り弁及び気流制御弁の間で発生する負圧よりも、気流制御弁よりも下流側で発生する負圧が大きい場合に、第１及び第２導入路の合流を維持したまま第１及び第２導入路と負圧室との連通を遮断することにより、吸気絞り弁及び気流制御弁の間での吸気が、第１及び第２導入路を介して、気流制御弁よりも下流側へと流れる。これにより、第１及び第２導入路内を掃気することができる。特に、第２導入路の導入口は、燃焼室に近い位置にあるため、第２導入路の導入口にデポジットが堆積する恐れがあるが、この掃気処理によって第２導入路の導入口がデポジットにより塞がれるのを抑制できる。
【００１１】
また、上記構成において、前記掃気処理手段は、前記気流制御弁の開度を調整することにより、前記吸気絞り弁及び気流制御弁の間で発生する負圧よりも、前記気流制御弁よりも下流側で発生する負圧を大きくさせる、構成を採用できる。
これにより、意図的に掃気処理を実行できるため、例えばエンジン始動後に周期的に掃気処理を実行することによって、第１及び第２導入路の詰まりの発生を防止できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、エンジンの運転状態に関わらずにブレーキブースタの機能を維持できるブレーキブースタ用負圧制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本実施例に係るエンジンシステムの構成図である。
エンジン５０の吸気系１０は、エアクリーナ１１と、エアフロメータ１２と、電動スロットル１３と、インテークマニホールド１４と、燃焼室Ｎに連通する吸気ポート５２ａと、これらの構成の間に適宜配設される例えば吸気管１５ａ、１５ｂなどを有して構成されている。エアクリーナ１１はエンジン５０の各気筒に供給される吸気を濾過するための構成であり、図示しないエアダクトを介して大気に連通している。エアフロメータ１２は吸入空気量を計測するための構成であり吸入空気量に応じた信号を出力する。
【００１５】
電動スロットル１３は、スロットル弁１３ａと、スロットルボディ１３ｂと、弁軸１３ｃと、電動モータ１３ｄとを有して構成されている。スロットル弁１３ａは、エンジン５０の各気筒に供給する全吸気流量を開度変化により調整するための構成である。スロットルボディ１３ｂは、吸気通路が形成された筒状部材からなる構成であり、この吸気通路に配設されたスロットル弁１３ａの弁軸１３ｃを軸支する。電動モータ１３ｄは、ＥＣＵ１の制御の基、スロットル弁１３ａの開度を変更するための構成である。電動モータ１３ｄはスロットルボディ１３ｂに固定されており、その出力軸（図示省略）は弁軸１３ｃに連結されている。スロットル弁１３ａの開度は、電動スロットル１３に内蔵された図示しないスロットル開度センサからの出力信号に基づき、ＥＣＵ１で検出される。インテークマニホールド１４は、上流側で一つの吸気通路を下流側でエンジン５０の各気筒に対応させて分岐するための構成であり、吸気をエンジン５０の各気筒に分配する。
【００１６】
ブレーキ装置２０は、ブレーキペダル２１と、ブレーキブースタ２２と、マスターシリンダ２３と、逆支弁２４とホイルシリンダ（図示省略）とを有して構成されている。運転者が車輪の回転を制動するために操作するブレーキペダル２１は、ブレーキブースタ２２の入力ロッド（図示省略）と連結されている。
【００１７】
ブレーキブースタ２２は、ペダル踏力に対して所定の倍力比でアシスト力を発生させるための構成であり、内部でマスターリシンダ２３側に区画された負圧室２５が、逆支弁２４、導入路３２ｃ、３２ａを介してインテークマニホールド１４の吸気通路に接続されている。尚、負圧室２５には、負圧室２５内の圧力を検出する負圧センサ２６が設けられている。負圧センサ２６は、ＥＣＵ１に検出結果を出力する。
【００１８】
ブレーキブースタ２２は、さらにその出力ロッド（図示省略）がマスターシリンダ２３の入力軸（図示省略）と連結されており、マスターシリンダ２３は、ペダル踏力に加えてアシスト力を得たブレーキブースタ２２からの作用力に応じて油圧を発生させる。マスターシリンダ２３は、油圧回路を介して各車輪のディスクブレーキ機構（図示省略）に設けられたホイルシリンダ夫々に接続されており、ホイルシリンダはマスターシリンダ２３から供給された油圧で制動力を発生させる。なお、逆支弁２４は逆流を防止するためのものである。また、ブレーキブースタ２２は気圧式のものであれば特に限定されるものではなく、一般的なものであってよい。
【００１９】
エンジン５０は、シリンダブロック５１、シリンダヘッド５２、ピストン５３、吸気弁５４、排気弁５５、コネクティングロッド５６、クランクシャフト５７などを有して構成されている。
【００２０】
燃焼室Ｎは、シリンダブロック５１、シリンダヘッド５２及びピストン５３で囲われた空間として形成される。シリンダヘッド５２には燃焼室Ｎに連通する吸気ポート５２ａ及び排気ポート５２ｂが形成されている。またシリンダヘッド５２には吸気ポート５２ａを開閉するための吸気弁５４及び排気ポート５２ｂを開閉するための排気弁５５が夫々配設されている。
【００２１】
吸気ポート５２ａには気流制御弁５８が配設されている。気流制御弁５８は吸気ポート５２ａ内で吸気を偏流させて燃焼室Ｎに強度の高いタンブル流を生成するための構成であり、弁軸５９によって片持ち状に軸支されている。弁軸５９は、図示しないアクチュエータに連結されている。このアクチュエータはＥＣＵ１の制御のもと、弁軸５９を介して気流制御弁５８の開度を変更する。また、気流制御弁５８の開度を検出する開度センサ（不図示）が設けられており、この開度センサは、ＥＣＵ１にその検出結果を出力する。これにより、ＥＣＵ１は、気流制御弁５８の現在の開度を把握することができる。
【００２２】
なお、気流制御弁５８はスワール流や逆タンブル流やスワール流とタンブル流とを合成したような斜めタンブル流などを生成するものであってもよく、バタフライ式のものであってもよい。ピストン５３の往復運動は、コネクティングロッド５６を介してクランクシャフト５７で回転運動に変換される。エンジン５０には回転数ＮＥを検出するためのクランク角センサ４１や、水温を検出するための水温センサ４２などのほか各種のセンサが配設されている。
【００２３】
次に、負圧供給装置３０について説明する。図２は、負圧供給装置３０を説明するための模式図である。尚、説明に必要な箇所のみを図示しており、その他の構成については省略してある。
負圧供給装置３０は、導入路３２ａ〜３２ｃを有して構成されている。導入路３２ａ〜３２ｃは、それぞれエアホースによって形成されている。
導入路３２ａは、一端がインテークマニホールド１４に接続されるとともに、他端が、導入路３２ｂ、３２ｃと合流している。導入路３２ａはスロットル弁１３ａよりも下流側、且つ気流制御弁５８よりも上流側の吸気通路に連通している。
【００２４】
尚、スロットル弁１３ａよりも下流側、且つ気流制御弁５８よりも上流側の吸気通路には、吸気圧センサ１６が配置されている。吸気圧センサ１６は、ＥＣＵ１にその検出結果を出力する。吸気圧センサ１６は、スロットル弁１３ａよりも下流側、且つ気流制御弁５８よりも上流側に発生した負圧を検出する。
【００２５】
導入路３２ｂは、導入路３２ｂの一端は、吸気ポート５２ａに開口する導入口と接続されるとともに、他端が、導入路３２ａ、３２ｃと合流している。導入路３２ｂは気流制御弁５８よりも下流側の吸気通路に連通している。
導入路３２ｃは、一端が導入路３２ａ、３２ｂに接続されるとともに、他端が逆支弁２４に接続されている。
【００２６】
また、導入路３２ａ〜３２ｃは、それぞれ中腹部に、バルブ３３ａ〜３３ｃが設けられている。バルブ３３ａ〜３３ｃは、それぞれＥＣＵ１によってその開閉状態が制御される。具体的には、ＥＣＵ１は、所定の条件を満たす場合には、バルブ３３ａ、３３ｃを開状態としているときには、バルブ３３ｂを閉じ、バルブ３３ｂ、３３ｃを開状態としているときには、バルブ３３ａを閉じるように制御する。即ち、ＥＣＵ１は、導入路３３ａ及び導入路３３ｂの一方を開放し他方を遮断することにより、負圧室２５への負圧導入経路を選択的に切り替える。
【００２７】
また、ＥＣＵ１は、所定の条件を満たす場合には、バルブ３３ｃを閉じ、バルブ３３ａ、３３ｂを開く。詳しくは後述するが、本実施例では、負圧供給装置３０及びＥＣＵ１が、ブレーキブースタ用負圧制御装置として機能する。また、ＥＣＵ１、バルブ３３ａ〜３３ｃが、経路切替手段及び掃気処理手段として機能する。
【００２８】
ＥＣＵ１は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、入出力回路などを有して構成されている。ＥＣＵ１は主としてエンジン５０を制御するための構成であり、本実施例では電動スロットル１３やバルブ３３ａ〜３３ｃや気流制御弁５８も制御している。ＥＣＵ１には、電動スロットル１３や電磁弁３１や気流制御弁５８用のアクチュエータのほか、各種の制御対象が駆動回路（図示省略）を介して接続されている。また、ＥＣＵ１はスロットル開度センサや、クランク角センサ４１や、水温センサ４２、吸気圧センサ１６、負圧センサ２６などの各種のセンサが接続されている。
【００２９】
次に、ＥＣＵ１が実行する負圧導入処理について説明する。図３は、ＥＣＵ１が実行する負圧導入処理の一例を示したフローチャートである。
【００３０】
ＥＣＵ１は、エンジン５０の始動後であるか否かを判定する（ステップＳ１）。エンジン始動後である場合には、ＥＣＵ１は、負圧センサ２６によって検出された負圧室２５内の圧力値ｐ２が、基準圧力値ｐｓ２よりも大きいかどうかを判定する（ステップＳ２）。小さい場合には、バルブ３３ａ〜３３ｃを閉じる（ステップＳ３）。この場合には、負圧室２５へ負圧を導入する必要はないからである。
【００３１】
圧力値ｐ２が、基準圧力値ｐｓ２よりも大きい場合には、ＥＣＵ１は、気流制御弁５８が作動中であるかどうかを判定する（ステップＳ４）。即ち、気流制御弁５８が吸気通路を閉じるように起立した状態であるか、又は吸気流方向に沿った状態であるかどうかを判定する。具体的には、ＥＣＵ１は、気流制御弁５８の開度を検出する開度センサからの情報に基づいて判定する。
【００３２】
気流制御弁５８が作動中ではない場合には、ＥＣＵ１は、バルブ３３ａ、３３ｃを開き、バルブ３３ｂを閉じる（ステップＳ５）。これにより、導入路３２ａ、３２ｃを介して、スロットル弁１３ａと気流制御弁５８との間で発生した負圧が、負圧室２５へと導入される。
【００３３】
気流制御弁５８が作動中の場合、スロットル弁１３ａと気流制御弁５８との間の圧力値ｐ１が、基準圧力値ｐｓ１よりも大きいかどうかを判定する（ステップＳ６）。この圧力値ｐ１は、吸気圧センサ１６によって検出される。圧力値ｐ１が、基準圧力値ｐｓ１よりも小さい場合には、ステップＳ５の処理を実行する。この場合には、スロットル弁１３ａと気流制御弁５８との間で発生した負圧を負圧室２５へと導入することができるからである。
【００３４】
圧力値ｐ１が、基準圧力値ｐ１よりも大きい場合には、バルブ３３ｂ、３３ｃを開き、バルブ３３ａを閉じる（ステップＳ７）。これにより、導入路３２ｂ、３２ｃを介して、気流制御弁５８よりも下流側で発生した負圧が、負圧室２５へと導入される。このように、スロットル弁１３ａと気流制御弁５８との間で発生した負圧が充分ではない場合には、気流制御弁５８よりも下流側で発生した負圧を負圧室２５へと導入することができる。
ステップＳ５、Ｓ７の処理を実行した後は、再びステップＳ２以降の処理を実行する。
【００３５】
このように、気流制御弁５８が作動している場合であって、スロットル弁１３ａと気流制御弁５８との間で発生した負圧の圧力値が所定の基準値よりも大きい場合には、導入路３２ｂ、３２ｃを介して、負圧を負圧室２５へ導入させる。これにより、ブレーキブースタの機能を維持できる。また、スロットル弁１３ａと気流制御弁５８との間で発生した負圧が低下するような運転状態においても、気流制御弁５８の下流側に発生した負圧を負圧室２５へ導入することができるので、エンジンの運転状態に関わらずにブレーキブースタの機能を維持できる。
【００３６】
尚、気流制御弁５８の開度に応じて、負圧室２５へ負圧を導入する経路を切り替えてもよい。例えば、気流制御弁５８の開度が所定値未満の場合には、スロットル弁１３ａと気流制御弁５８との間で発生する負圧と、気流制御弁５８の下流側で発生する負圧との差圧は小さい場合が多いため、導入路３２ａ、３２ｃを介して負圧を負圧室２５へと導入し、気流制御弁５８の開度が所定値以上の場合には、前記差圧が大きくなり、導入路３２ｂ、３２ｃを介して負圧を負圧室２５へ導入するように構成してもよい。
【００３７】
次に、ＥＣＵ１が実行する掃気処理について説明する。
図４は、ＥＣＵ１が実行する掃気処理の一例を示したフローチャートである。
ＥＣＵ１は、エンジン５０の始動後であるかどうか（ステップＳ１１）、前回実施した掃気処理より一定期間継続したかどうか（ステップＳ１２）、掃気処理が実施可能かどうか（ステップＳ１３）を判定する。
ステップＳ１３は、具体的には、例えば、エンジン５０の運転状態が高負荷の状態であるか、又はエンジンが低温状態であるかどうかなどを判定する。エンジンの運転状態が高負荷時には、又はエンジンが低温状態である場合には、掃気処理は実行されない。
【００３８】
掃気処理が実施可能と判断した場合には、ＥＣＵ１は気流制御弁５８を起立状態にして吸気通路を閉じるように制御する（ステップＳ１５）。これにより、気流制御弁５８よりも下流側での負圧は、スロットル弁１３ａと気流制御弁５８との間での負圧よりも大きいものとなる。
【００３９】
次に、ＥＣＵ１は、バルブ３３ａ、３３ｂを開き、バルブ３３ｃを閉じる（ステップＳ１６）。これにより、気流制御弁５８よりも下流側での負圧は、スロットル弁１３ａと気流制御弁５８との間での負圧との差圧によって、スロットル弁１３ａと気流制御弁５８との間での、導入路３２ａの導入口周囲での吸気が、導入路３２ａ内を流れ、導入路３２ａ、３２ｂの合流部を通過し、導入路３２ｂの導入口へと流れる。
例えば、導入路３２ｂの導入口に、デポジットが堆積したような場合であっても、このように掃気処理を実行することにより、デポジットを吹き飛ばすことができる。
【００４０】
次に、ＥＣＵ１は、掃気処理の継続が可能かどうかを判定する（ステップＳ１７）。可能ではない場合には、気流制御弁５８を開くように制御する（ステップＳ１８）。即ち、気流制御弁５８を吸気通路に沿うような状態に制御する。その後、バルブ３３ａ〜３３ｃを閉じて、この処理を終了する。
【００４１】
掃気処理の継続が可能である場合には、掃気処理の継続が一定期間経過したかどうかを判定する（ステップＳ１９）。一定期間経過した場合には、ＥＣＵ１は、掃気処理を終了し（ステップＳ２０）、ステップＳ１８、Ｓ１４の処理を実行する。一定期間経過していない場合には、ＥＣＵ１は再度ステップＳ１７の処理を実行する。
【００４２】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施例に係るエンジンシステムの構成図である。
【図２】負圧供給装置を説明するための模式図である。
【図３】ＥＣＵが実行する負圧導入処理の一例を示したフローチャートである。
【図４】ＥＣＵが実行する掃気処理の一例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４４】
１                  ＥＣＵ（経路切替手段、掃気処理手段）
１０                吸気系
１３                電動スロットル
１３ａ              スロットル弁
１６                吸気圧センサ
２０                ブレーキ装置
２２                ブレーキブースタ
２５                負圧室
２６                負圧センサ
３０                負圧供給装置
３２ａ〜３２ｃ      導入路
３３ａ〜３３ｃ      バルブ（経路切替手段、掃気処理手段）
５０                エンジン
５８                気流制御弁
【図１】
2008267255.tif 000003
【図２】
2008267255.tif 000004
【図３】
2008267255.tif 000005
【図４】
2008267255.tif 000006