(57)【要約】【課題】スワール制御弁を備える機関において、倍力装置が最大限の負圧供給を得られるようにする。【解決手段】エンジン１のスロットル弁３の下流側に、スワール制御弁９を備える。また、エンジン１の吸入負圧を倍力源とするバキュームサーボ（倍力装置）２１ａをブレーキペダル２４とマスタシリンダ２１ｂとの間に設けてなるマスターバック２１を備えたブレーキ装置が設けられ、前記バキュームサーボ２１ａに倍力源としてのエンジン吸入負圧を導入させる配管２２は、前記スワール制御弁９下流側の吸気管に接続される。【選択図】　図１
2004003473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸入負圧を倍力源とする倍力装置を備えた車両用ブレーキ装置であって、
前記エンジンが、シリンダ内にスワールを発生させるべく吸気管における吸気の流れを制御するスワール制御弁を備えてなり、
前記倍力源としての吸入負圧を、前記スワール制御弁下流側の吸気管から取り出すことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用ブレーキ装置に関し、詳しくは、エンジンの吸入負圧を倍力源とする倍力装置を備えたブレーキ装置において、倍力源としての負圧を確保するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、エンジンの吸入負圧を倍力源とする倍力装置（バキュームサーボ）を備えた車両用ブレーキ装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１のものでは、ブレーキブースタ操作用圧力が大気圧に近づいたことが検出されると、スロットル弁を閉弁することでブレーキブースタと接続されるサージタンク内に負圧を発生させる構成となっていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１６４８４０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにサージタンク内の負圧を倍力源とする構成では、シリンダ内にスワールを発生させるべく吸気管における吸気の流れを制御するスワール制御弁を備える機関の場合、最大限の負圧を供給することにならず、無用にスロットル制御等が行われてしまうことがあるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、スワール制御弁を備える機関において、倍力装置が最大限の負圧供給を得られるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明に係る車両用ブレーキ装置では、エンジンの吸入負圧を倍力源とする倍力装置を備えた車両用ブレーキ装置であって、前記エンジンが、シリンダ内にスワールを発生させるべく吸気管における吸気の流れを制御するスワール制御弁を備えてなり、前記倍力源としての吸入負圧を、前記スワール制御弁下流側の吸気管から取り出す構成とした。
【０００８】
【発明の効果】
上記構成によると、負圧となるスロットル弁下流側であって、より負圧の大きなスワール制御弁の下流側から倍力装置に負圧を導いて倍力源として用いる。
【０００９】
従って、倍力源として最大限の負圧を得られるという効果がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施の形態における車両用エンジン及びブレーキ装置のシステム構成を示す図である。
【００１１】
エンジン（内燃機関）１には、エアクリーナ２で濾過された空気が、電制式のスロットル弁３で計量され、吸気弁４を介してシリンダ内に吸引される。
エンジン１の各気筒には、燃焼室内に直接燃料（ガソリン）を噴射する電磁式の燃料噴射弁５がそれぞれに設けられ、該燃料噴射弁５から噴射された燃料によってシリンダ内に混合気が形成される。
【００１２】
シリンダ内の混合気は、点火栓６による火花点火によって着火燃焼し、燃焼排気は、排気弁７を介して排出され、触媒８で浄化された後大気中に放出される。本実施の形態におけるエンジン１は、上記構成により直噴式火花点火機関（直噴式ガソリン機関）を構成する。
【００１３】
前記スロットル弁３の下流側の吸気管には、シリンダ内にスワールを発生させるべく吸気管における吸気の流れを制御するスワール制御弁９が備えられており、このスワール制御弁９は図示しないアクチュエータによって開閉駆動される。
【００１４】
マイクロコンピュータを内蔵したコントロールユニット１０は、各種センサからの検出信号に基づく演算処理によって、燃料噴射量／時期，点火時期，スロットル弁開度を電子制御する。
【００１５】
前記各種センサとしては、クランク角信号を出力するクランク角センサ１１、アクセルペダル１２の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ１３，車両の走行速度（以下、車速という）を検出する車速センサ１４，エンジン１の吸入空気流量Ｑを検出するエアフローメータ１５，スロットル弁３の開度を検出するスロットルセンサ１６等が設けられている。
【００１６】
前記コントロールユニット１０は、前記燃料噴射弁５による燃料噴射制御において、吸気行程中に燃料を噴射させることで燃料を拡散させ、シリンダ内に均質の混合気を形成させて均質燃焼を行わせる均質燃焼方式と、圧縮行程中に噴射を行わせることで層状給気を行って点火栓６の周囲に濃い混合気を形成させ、成層燃焼を行わせる成層燃焼方式とを運転条件に応じて切り換えるようになっている。
【００１７】
また、本実施の形態における車両には、エンジン１の吸入負圧を倍力源とするバキュームサーボ（倍力装置）２１ａをブレーキペダル２４とマスタシリンダ２１ｂとの間に設けてなるマスターバック２１を備えたブレーキ装置が設けられており、このバキュームサーボ２１ａに倍力源としてのエンジン吸入負圧を導入させる配管２２は、前記スワール制御弁９下流側の吸気管に接続されている。
【００１８】
スワール制御弁９の閉制御時には、スロットル弁３の直下よりもスワール制御弁９下流側の負圧がより高くなるから、スロットル弁３下流側でかつスワール制御弁９上流側の吸気管に前記配管２２を接続させる構成に比べて、より高い負圧を前記バキュームサーボ２１ａに導入させることが可能である。
【００１９】
前記配管２２の途中には、１方向弁２３が介装されており、バキュームサーボ２１ａ側の負圧がエンジン１の吸入負圧よりも低い（大気圧に近い）ときに前記１方向弁２３が開いて倍力源としての負圧の導入が行われる一方、バキュームサーボ２１ａ側の負圧がエンジン１の吸入負圧よりも大きいときには、前記１方向弁２３が閉じてバキュームサーボ２１ａ内の負圧が閉じ込められるようになっている。
【００２０】
ブレーキペダル２４には、該ブレーキペダル２４の操作を検出するためのブレーキスイッチ２５が付設されており、このブレーキスイッチ２５からの信号は、前記コントロールユニット１０に入力されるようになっている。
【００２１】
上記のように、本実施の形態におけるブレーキ装置には、スワール制御弁９下流側の吸入負圧を倍力源とするバキュームサーボ２１ａが備えられているが、超希薄空燃比で燃焼を行わせる成層燃焼時には、均質燃焼時に比べてスロットル弁３を開けて空気をより多く取り込む必要があるため、均質燃焼に比べてバキュームサーボ２１ａの倍力源となる負圧が小さくなってしまう。
【００２２】
従って、バキュームサーボ２１ａにおける必要負圧を確保するには、成層燃焼から均質燃焼に強制的に切り換えることが有効であり、本実施の形態では、図２のフローチャートに示すようにして、前記燃焼方式の切り換え制御を実行させるようになっている。
【００２３】
図２のフローチャートにおいて、ステップ１（図中にはＳ１と記してある。以下同様）では、エンジン１が成層燃焼状態で運転されているか否かを判別し、成層燃焼時であれば、ステップ２へ進む。
【００２４】
ステップ２では、前記ブレーキスイッチ２５のオン・オフ反転を判別し、ブレーキペダル２４の踏み込み操作に伴う前記ブレーキスイッチ２５のオフ→オン変化時、又は、ブレーキペダル２４の戻し操作に伴う前記ブレーキスイッチ２５のオン→オフ変化時には、ステップ３へ進む。
【００２５】
ステップ３では、アクセルが開操作されているか否かを、前記アクセル開度センサ１３による検出結果に基づいて判断する。アクセルが開操作されているときには、ステップ７へ進み、成層燃焼から均質燃焼への強制的な切り換えを行わせることで、エンジン吸入負圧を増大させ、以って、バキュームサーボ２１ａに供給される負圧の増大を図る。
【００２６】
これにより、ブレーキペダルの踏み込み操作時には、該ブレーキペダル操作で得られる制動力を所期通りに確保できるようにし、また、ブレーキペダルの戻し操作時には、戻し操作に伴うバキュームサーボ２１ａ内の負圧低下を抑止して次回のブレーキ操作に備えて予め負圧が確保されるようにする。
【００２７】
前記ステップ２でブレーキ操作状態であることが判別されているから、ステップ３でアクセル開操作が判別されるのは、左足によるブレーキ操作時でアクセルペダルとブレーキペダルとが同時に操作されているときや、アクセルペダルにフロアマットが被さっているときなどであり、この場合には、ブレーキ制動力に余裕があり、成層燃焼から均質燃焼への切り換えの必要性がない場合も想定されるが、負圧不足となることを確実に防止すべく、後述する車速やエンジン回転速度の条件とは無関係に、均質燃焼への切り換えを実行させる。
【００２８】
一方、アクセルが開操作されていないときには、ステップ４へ進み、エンジン回転速度Ｎｅが所定速度以下であるか否かを判別し、所定速度以下であるときには、更にステップ５へ進み車速ＶＳＰが所定車速（例えば１０ｋｍ／ｈ）以下であるか否かを判別する。
【００２９】
エンジン回転速度及び車速がそれぞれ所定値以下であるとき、即ち、エンジンが略アイドル運転状態であって車両がのろのろ走行しているときには、ブレーキ制動力に余裕があるものと判断してステップ６へ進み、ブレーキ操作に伴って均質燃焼への切り換えを行うことなく、成層燃焼をそのまま継続させる。
【００３０】
これにより、ブレーキ制動力の要求が低く、バキュームサーボ２１ａにおいて大きな負圧を必要としないときに、無用に均質燃焼への切り換えが行われて燃費性能が低下することを防止できる。
【００３１】
一方、エンジン回転速度が高いときや、車速が高いときには、大きなブレーキ制動力が要求される可能性があると判断し、前記ステップ７へ進んで、成層燃焼から均質燃焼への強制的な切り換えを行わせることで、バキュームサーボ２１ａに倍力源として導入される負圧を大きくする。
【００３２】
これにより、要求される大きなブレーキ制動力が、バキュームサーボ２１ａにおける負圧の確保によって確実に得られることになる。
図４に示すように、ブレーキ操作に伴って成層から均質燃焼へ切り換える制御を基本とするが、エンジン回転速度及び車速が低い場合（図４中実線示の場合）には、ブレーキ操作が行われても、そのまま成層燃焼を継続させるものであり、更に、エンジン回転速度及び車速が低い場合であっても、そのときにアクセルが開いている場合には、均質燃焼への切り換えを実行させる特性としてある。
【００３３】
前記ステップ７において成層燃焼から均質燃焼への強制的な切り換えを実行すると、次のステップ８では、切り換え後に一定時間（例えば数秒）が経過したか否かを判別し、一定時間が経過すると、ステップ９へ進んで、成層燃焼状態に復帰させる。
【００３４】
尚、ブレーキスイッチ２５のオフ→オン切り換えに伴って均質燃焼に切り換えた場合には、その後ブレーキスイッチ２５のオン→オフ切り換えが発生するまで均質燃焼状態を継続させ、ブレーキの戻し操作後一定時間が経過してから成層燃焼に戻すようにしても良い。
【００３５】
また、ブレーキ制動力の要求が低く、ステップ６へ進んで成層燃焼をそのまま継続させた場合であっても、ステップ１０で、一定時間内におけるブレーキ操作の実施回数が所定回数以上であると判別されたときには、ブレーキ制動の要求が高いものと判断して、ステップ７へ進み、均質燃焼への切り換えを行わせる。
【００３６】
更に、前記ステップ１０でブレーキの操作回数が少ないと判断された場合であっても、バキュームサーボ２１ａ内の負圧を検出する負圧センサ２７を備える構成の場合には、ステップ１１で前記負圧センサ２７で検出されたバキュームサーボ２１ａ内の負圧が所定値よりも低い（スライスレベルよりも大気圧に近い）と判断された場合には、ステップ７へ進み均質燃焼への切り換えを行わせる。
【００３７】
上記図２のフローチャートに示した実施の形態では、成層燃焼から均質燃焼への切り換えを行った後、一定時間経過後に成層燃焼に復帰させる構成としたが、図３のフローチャートに示すようにして、成層燃焼に復帰させるまでの時間を、エンジンの運転条件に応じて変更させる構成としても良い。
【００３８】
図３のフローチャートにおいて、ステップ８Ａ，８Ｂの部分のみが、前記図２のフローチャートと異なるので、同じ処理を行うステップ１〜７，９〜１１の部分の説明を省略し、前記ステップ８Ａ，８Ｂについてのみ説明する。
【００３９】
ステップ７で成層燃焼から均質燃焼への切り換えを実行すると、ステップ８Ａでは、エンジン回転速度Ｎｅとスロットル弁開度ＴＶＯとに基づいて、バキュームサーボ２１ａ内の負圧が、必要レベル（閾値）以上になるまでの時間を予測演算する。
【００４０】
即ち、エンジン回転速度Ｎｅとスロットル弁開度ＴＶＯとに基づいてバキュームサーボ２１ａ内に負圧が溜まる時間が変化するので、均質燃焼に切り換えてからバキュームサーボ２１ａ内に負圧が溜まるまでの時間を、エンジン回転速度Ｎｅとスロットル弁開度ＴＶＯとをパラメータとして記憶したマップを予め備えておき、該マップから前記時間を検索する構成とすれば良い。
【００４１】
尚、好ましくは、エンジン回転速度Ｎｅとスロットル弁開度ＴＶＯと吸入空気量Ｑとから、負圧が溜まるまでの時間（負圧回復時間）を推定すると良い。
ステップ８Ｂでは、前記均質燃焼への切り換えから前記ステップ８Ａで設定した時間が経過したか否かを判別し、前記時間が経過した時点で成層燃焼に復帰させる。
【００４２】
このように、そのときのエンジンの吸入負圧に応じて均質燃焼を行わせる時間を変化させれば、バキュームサーボ２１ａにおける負圧を確保しつつ、無用に均質燃焼が継続されて燃費性能が低下することを抑止できる。
【００４３】
上記実施の形態では、エンジン回転速度と車速とに基づいてブレーキ制動力の要求が低い状態を判別させるようにしたが、車速のみに基づいてブレーキ制動力の要求を判断する構成としても良く、また、ブレーキ制動力の判定レベルを例えば路面傾斜に応じて変化させ、登り勾配が急であるときには、比較的高い車速であっても、成層燃焼を継続させる構成としても良い。
【００４４】
この他、ブレーキ制動力の要求を、車載重量や路面の摩擦係数などに基づいて判断させる構成とすることもできる。
また、上記実施の形態では、ブレーキの踏み込み操作時と戻し操作時との双方で燃焼切り換えを行う構成としたが、いずれか一方のみに限定して行わせる構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態におけるエンジン及びブレーキ装置を示すシステム構成図。
【図２】燃焼方式の切り換え制御を示すフローチャート。
【図３】燃焼方式の切り換え制御の別の例を示すフローチャート。
【図４】実施の形態における前記切り換え制御の特性を説明するためのタイムチャート。
【符号の説明】
１…エンジン
３…スロットル弁
４…吸気弁
５…燃料噴射弁
６…点火栓
７…排気弁
８…触媒
９…スワール制御弁
１０…コントロールユニット
１１…クランク角センサ
１２…アクセルペダル
１３…アクセル開度センサ
１４…車速センサ
１５…エアフローメータ
２１…マスターバック
２１ａ…バキュームサーボ
２１ｂ…マスタシリンダ
２２…配管
２３…１方向弁
２４…ブレーキペダル
２５…ブレーキスイッチ
２７…負圧センサ
【図１】
2004003473.tif 000003
【図２】
2004003473.tif 000004
【図３】
2004003473.tif 000005
【図４】
2004003473.tif 000006