(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、大気圧と負圧との差を利用してブレーキペダルへの踏力をアシストするためのマスターバッグと、前記内燃機関の回転数が高いほど前記マスターバッグ内の前記負圧を作成する能力が高くなるように駆動する負圧ポンプとを搭載した車両に設けられたブレーキ制御装置であって、
前記内燃機関の回転数が所定の回転数以下となったことを条件に、前記内燃機関の要求トルクを増加するように前記内燃機関を制御し、当該内燃機関の要求トルクを増加した後に、前記内燃機関の回転数が所定の回転数以下であり、前記マスターバッグ内の負圧が所定値よりも大気圧側の場合には、前記内燃機関の要求トルクを低減するように前記内燃機関を制御するブレーキ制御装置。
【請求項２】
エンジン要求トルク計算部をさらに備え、
前記エンジン要求トルク計算部は、前記内燃機関の回転数および前記マスターバッグ内の負圧の少なくとも一方に基づいてエンジン要求トルク値を算出することにより、前記内燃機関の要求トルクを増加または低減する請求項１に記載のブレーキ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスターバッグを備える車両のブレーキ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキペダルとマスターシリンダとの間にマスターバッグ（真空式倍力装置）が設けられていて、マスターバッグによって小さな踏力で大きな制動力を得るように構成されているものがある。また、真空式のマスターバッグによると、エンジンによって駆動される負圧ポンプによってマスターバッグ内に負圧が作成され、この負圧により、ブレーキペダルを軽く踏んでも大きな制動力が得られるようになっている。
【０００３】
このような構成の場合、ブレーキペダルを頻繁に踏むとマスターバッグ内の負圧が減少し、負圧がある設定圧よりも大気圧側に近づくと、マスターバッグによるブレーキペダルを踏む際の補助力が小さくなるため、ブレーキが利きづらくなったと感じる状況が起こり得る。
【０００４】
負圧を発生させる負圧ポンプの負圧発生能力が、マスターバッグ内での負圧の減少よりも高ければ、負圧減少による上記のような状況が起こることはない。しかし、負圧ポンプがエンジンの回転数に対応して駆動されるような構造の場合には、エンジンの回転数が低くなると負圧発生能力も低下するため、負圧減少による上記のような状況が起こることがある。
【０００５】
特許文献１には、エンジンの回転に基づき発生する吸入負圧を倍力源とするブレーキブースタを備えるエンジンの自動停止始動装置において、エンジン停止中に負圧が所定値以下に低下したときにエンジンを始動させるという構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３１０１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、エンジン停止中に、ブレーキブースタの吸入負圧が所定値以下になるとエンジンを始動させるようになっている。しかし、この構成においても、ブレーキペダルを頻繁に踏むとマスターバッグ内の負圧は減少するため、負圧減少による上記のような状況が依然として生じる可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、ブレーキペダルを踏む時間を減少させることができ、これにより、マスターバッグ内の負圧の過度な減少を防止するブレーキ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】
【０００９】
本発明に係るブレーキ制御装置は、内燃機関と、大気圧と負圧との差を利用してブレーキペダルへの踏力をアシストするためのマスターバッグと、前記内燃機関の回転数が高いほど前記マスターバッグ内の前記負圧を作成する能力が高くなるように駆動する負圧ポンプとを搭載した車両に設けられたブレーキ制御装置であって、前記内燃機関の回転数が所定の回転数以下となったことを条件に、前記内燃機関の要求トルクを増加するように前記内燃機関を制御し、当該内燃機関の要求トルクを増加した後に、前記内燃機関の回転数が所定の回転数以下であり、前記マスターバッグ内の負圧が所定値よりも大気圧側の場合には、前記内燃機関の要求トルクを低減するように前記内燃機関を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、ブレーキペダルを踏む時間を減少させることができ、これにより、マスターバッグ内の負圧の過度な減少を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るブレーキ制御装置を備える車両の一部の構成を示す図である。
【図２】図２は、エンジン回転数と負圧ポンプの負圧作成能力との関係の一例を示すグラフである。
【図３】図３は、ブレーキペダルのオン・オフの繰り返しに対応するマスターバッグ内の負圧の変化の一例を示すグラフである。
【図４】図４は、ブレーキペダルの踏み込みの繰り返しに対応するブレーキ踏力と減速度との変化の一例を示すグラフである。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係るブレーキ制御装置によるエンジン要求トルクの低減を行うための処理のフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係るブレーキ制御装置の処理に伴う、マスターバッグ内の負圧、エンジン回転数、エンジン要求トルクおよびアクセルのオン・オフの経時的変化の関係を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１から図６を参照しながら本発明の実施の形態に係るブレーキ制御装置について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係るブレーキ制御装置３０を備えるＥＣＵ２０、車両の一部を構成するブレーキペダル１１等の接続関係を示す。
【００１４】
ブレーキペダル１１には、マスターシリンダ１８内のピストン（図示しない）に連結されたロッド２５が接続されている。ロッド２５は、マスターバッグ１３内を大気圧室１４と負圧室１５とに分けるダイヤフラム１７を貫通しそれに固定されている。
【００１５】
マスターバッグ１３内では、負圧室１５の負圧（大きさを概念的に広い幅の矢印で示す）と大気圧室１４の大気圧（大きさを概念的に狭い幅の矢印で示す）との差によって、ダイヤフラム１７を広い幅の矢印の方向に移動させる力が発生している。
【００１６】
このような構成において、ブレーキペダル１１が踏まれると、ロッド２５が移動してマスターシリンダ１８内のピストンが押され、これにより、制動力が発揮されることになる。この際、マスターバッグ１３における負圧室１５の負圧と大気圧室１４の大気圧との差が、そのブレーキペダル１１を踏む力を援助するため、小さな力で大きな制動力を得ることができる。このように、マスターバッグ１３は、大気圧と負圧との差を利用してブレーキペダルへの踏力をアシスト（支援）するように機能する。
【００１７】
ブレーキペダル１１には、ブレーキペダル１１を踏んでいるか否か、言い換えると、ブレーキペダル１１によりブレーキが機能している（オン）か、もしくは機能していない（オフ）か、を検出するブレーキペダルセンサ１２が設けられている。
【００１８】
マスターバッグ１３には、負圧室１５内の負圧を検出するための負圧センサ１９が設けられている。
【００１９】
内燃機関（または「エンジン」と称す）２３は、ブレーキ制御装置３０からの信号に応答してエンジン要求トルクを生成するためのスロットバルブ２７およびインジェクタ２８を備える。スロットバルブ２７およびインジェクタ２８は、それぞれ、スロットバルブ２７の開度およびインジェクタ２８の燃料噴射量を表す信号をＥＣＵ２０に送信するセンサ（図示していない）を備える。
【００２０】
内燃機関２３には負圧ポンプ２２が接続されている。負圧ポンプ２２は、内燃機関２３の回転数が高いほど負圧を作成する能力が高くなるように駆動する。
【００２１】
負圧ポンプ２２は、一方向弁２４を介して負圧タンク２１に接続されている。負圧ポンプ２２が駆動すると負圧タンク２１に負圧が蓄えられる。負圧タンク２１は、マスターバッグ１３の負圧室１５に接続されている。
【００２２】
ＥＣＵ２０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、入出力インタフェース等を備えるマイクロコンピュータを含むように構成されている。
【００２３】
ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用するとともにＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。また、ＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等が予め記憶されている。
【００２４】
例えば、ＲＯＭには、図５に示すフローチャートを実行するためのプログラムが格納されている。このプログラムにより、ＥＣＵ２０はブレーキ制御装置３０として機能する。
【００２５】
また、ＥＣＵ２０のＲＯＭには、エンジン要求トルクの低減を行うための処理を行う際に使用する、車速が所定の速度より小さいか否かを判別するための車速の設定値、マスターバッグ１３の負圧値が所定の値よりも低下しているか否かを判別するための低下判定値、および、内燃機関２３の回転数が所定の回転数よりも小さいか否かを判別するための判定回転数が格納されている。
【００２６】
ＥＣＵ２０には、ブレーキペダル１１のオン・オフを検出するためのブレーキペダルセンサ１２、負圧室１５内の負圧を検出するための負圧センサ１９および車速検出部３４が接続されている。
【００２７】
また、ＥＣＵ２０には内燃機関２３が接続されていて、内燃機関２３の、例えば、クランクシャフトの近傍に設けられたクランクポジションセンサ（図示していない）からクランクポジションの所定回転角度ごとのパルス信号を受信する。
【００２８】
ＥＣＵ２０は、内燃機関２３からクランクポジションの所定回転角度ごとのパルス信号を受信すると、そのパルス信号から、クランクシャフトの回転数、すなわち、内燃機関２３の回転数を算出する。
【００２９】
また、ブレーキ制御装置３０は、エンジン要求トルク計算部３２を有する。エンジン要求トルク計算部３２は、ＥＣＵ２０によって算出された内燃機関２３の回転数および負圧センサ１９によって検出されたマスターバッグ１３の負圧室１５の負圧の少なくとも一方に基づいてエンジン要求トルク値を算出する。
【００３０】
ブレーキ制御装置３０は、エンジン要求トルク計算部３２の算出したエンジン要求トルク値に基づいて、内燃機関２３の、例えば、スロットルバルブ２７の開度、インジェクタ２８の燃料噴射量を調整し、これにより、内燃機関２３の要求トルクを増加または低減させる。
【００３１】
また、ブレーキ制御装置３０は、内燃機関２３のスロットルバルブ２７またはインジェクタ２８から、スロットルバルブ２７の開度またはインジェクタ２８の燃料噴射量を表す信号を受信して、アクセルペダル（図示していない）が踏まれている（オン）か、アクセルペダルから踏み込みが解除されている（オフ）かを判断する。
【００３２】
図２は、内燃機関２３の回転数（または「エンジン回転数」と称す）と負圧ポンプ２２の負圧作成能力との関係の一例を示すグラフである。このグラフに示されているように、内燃機関２３の回転数が高くなるにつれて、負圧ポンプ２２の負圧作成能力は線形的に比例して高くなる。
【００３３】
図３は、内燃機関２３を起動することなく、ブレーキペダル１１のオン・オフを繰り返して車両を停止したときのマスターバッグ１３の負圧室１５内の圧力の変化を示す。
【００３４】
図３に示すように、ブレーキペダル１１のオン・オフを繰り返すにしたがって、マスターバッグ１３の負圧室１５内の負圧が上昇している。具体的に述べると、ブレーキペダル１１の踏み込み開始時に約−７５ｋＰａであったマスターバッグ１３の負圧室１５内の圧力が、５回のブレーキペダル１１の踏み込みの解除を行った時には、約−１５ｋＰａになっている。このように、ブレーキペダル１１の踏み込みから踏み込みを解除するまでの各回において、約１２ｋＰａの圧力の上昇がある。
【００３５】
マスターバッグ１３の負圧室１５内の圧力が約−２０ｋＰａよりも上昇した場合、言い換えると、約−２０ｋＰａよりも大気圧側に変化した場合には、ブレーキペダル１１を踏み込んだ際に、運転者は、ブレーキハードを感じる、言い換えると、ブレーキが固くなったように感じるようになる。
【００３６】
このため、ＥＣＵ２０のＲＯＭに格納されている、マスターバッグ１３の負圧値が所定の値よりも低下して（言い換えると、大気圧側に近づいて）いるか否かを判別するための低下判定値を例えば−２０ｋＰａとしてもよい。
【００３７】
図４は、内燃機関２３を起動することなく、ブレーキペダル１１のオン・オフを繰り返して車両を停止したときのブレーキ踏力と車両の減速度との関係の一例を示す。
【００３８】
図４に示すように、ブレーキペダル１１を踏む回数が多くなるにつれて、特に、３回を超えると、ブレーキ踏力は急に高くなっている。また、ブレーキペダル１１を踏む回数が２回を超えると、車両の減速度は各回ごとに小さくなっていっている。このように、ブレーキペダル１１を踏む回数が多くなると、ブレーキペダル１１を踏む際に大きな力が必要となるが、減速度は低下していっている。
【００３９】
図３および図４から、内燃機関２３を起動することなく、ブレーキペダル１１のオン・オフを繰り返して車両を停止しようとすると、マスターバッグ１３の負圧室１５内の負圧が大気側に近づくため、ブレーキペダル１１を踏むごとに大きな力が必要となることが分かる。
【００４０】
図５は、このような状況を改善するために、本発明の実施の形態に係るブレーキ制御装置３０によるエンジン要求トルクの低減を行うための処理のフローチャートを示す。
【００４１】
最初に、ブレーキ制御装置３０は、内燃機関２３からクランクポジションの所定回転角度ごとのパルス信号を受信しているか否かにより、内燃機関２３が起動しているか否かを判別する（ステップＳ１）。
【００４２】
ブレーキ制御装置３０は、ステップＳ１において、内燃機関２３が起動していないと判別したときには、ステップＳ１の処理を繰り返す。
【００４３】
ブレーキ制御装置３０は、ステップＳ１において、内燃機関２３が起動していると判別したときには、車速検出部３４から車両の速度を表す信号を得るとともに、ＥＣＵ２０のＲＯＭから所定の設定値を読み出して、車両の速度が所定の設定値よりも小さいか否かを判別する（ステップＳ２）。
【００４４】
ブレーキ制御装置３０は、ステップＳ２において、車両の速度が所定の設定値よりも小さいと判別したときには、内燃機関２３からスロットルバルブ２７の開度またはインジェクタ２８の燃料噴射量を表す信号を受信しているか否かに基づいて、アクセルがオフか否か、すなわち、アクセルペダルが踏まれていないか否かを判別する（ステップＳ３）。
【００４５】
ブレーキ制御装置３０は、ステップＳ３において、アクセルペダルが踏まれていないと判別したときには、負圧センサ１９から、検出した負圧室１５内の負圧値を表す信号を得るとともに、ＥＣＵ２０のＲＯＭから低下判定値を表す信号を読み出して、マスターバッグ１３の負圧室１５内の負圧値が、その低下判定値よりも小さい（言い換えると、大気圧側に近づいている）か否かを判別する（ステップＳ４）。
【００４６】
ブレーキ制御装置３０は、ステップＳ４において、マスターバッグ１３の負圧室１５内の負圧値が、その低下判定値よりも小さい（言い換えると、大気圧側に近づいている）と判別したときには、ＥＣＵ２０が内燃機関２３からクランクポジションの所定回転角度ごとのパルス信号を受信して算出したクランクシャフトの回転数、すなわち、内燃機関２３の回転数と、ＥＣＵ２０のＲＯＭから読み出した判定回転数とから、内燃機関２３の回転数が判定回転数より小さいか否かを判別する（ステップＳ５）。
【００４７】
ブレーキ制御装置３０は、ステップＳ５において、内燃機関２３の回転数が判定回転数より小さいと判別したときには、エンジン要求トルク計算部３２に、算出された内燃機関２３の回転数および負圧センサ１９によって検出したマスターバッグ１３の負圧室１５の負圧値の少なくとも一方に基づいてエンジン要求トルク値を算出させ、その算出されたエンジン要求トルク値に基づいて、例えば、内燃機関２３のスロットルバルブ２７の開度およびインジェクタ２８の燃料噴射量の少なくとも一方を調整し、これにより、内燃機関２３の要求トルクを低減させる（ステップＳ６）。
【００４８】
この結果、運転者がブレーキを踏む時間を短くすることができるようになるため、マスターバッグ１３の負圧の低下（言い換えると、大気圧側への上昇）を防止することができるようになる。
【００４９】
一方、ブレーキ制御装置３０は、ステップＳ２において車両の速度が所定の設定値以上であると判別したとき、ステップＳ３において、アクセルペダルが踏まれていると判別したとき、ステップＳ４において、マスターバッグ１３の負圧室１５内の圧力値が、その低下判定値以上であると判別したとき、または、ステップＳ５において、内燃機関２３の回転数が判定回転数以上であると判別したときには、負圧ポンプ２２の負圧作成能力は十分にあると判断できるため、エンジン要求トルクを通常制御に戻す（ステップＳ７）。
【００５０】
ブレーキ制御装置３０は、通常制御においては、内燃機関２３の回転数が判定回転数以下となった場合に、エンジン要求トルクを増加させることによりエンジン回転数を上昇させ、負圧ポンプの負圧作成能力を向上させる制御を行う。
【００５１】
ブレーキ制御装置３０は、ステップＳ６において、内燃機関２３の要求トルクを低減させた後、または、ステップＳ７において、エンジン要求トルクを通常制御に戻した後には、内燃機関２３が停止されたか、言い換えると、内燃機関２３がオフになっているか否かを判別する（ステップＳ８）。
【００５２】
ブレーキ制御装置３０は、ステップＳ８において、内燃機関２３は停止されていないと判別したときには、ブレーキ制御装置３０によるエンジン要求トルクの低減を行うための処理を継続するため、処理をステップＳ１に戻す。
【００５３】
一方、ブレーキ制御装置３０は、ステップＳ８において、内燃機関２３が停止されていると判別したときには、エンジン要求トルクの低減を行うための処理を終了させる。
【００５４】
図６は、図５に示すブレーキ制御装置の処理に伴う、マスターバッグ１３内の負圧、内燃機関２３の回転数、エンジン要求トルクおよびアクセルのオン・オフの経時的変化の関係を示すタイムチャートを示す。
【００５５】
図６のタイムチャートに示す状況においては、内燃機関２３が起動していて、運転者がブレーキペダル１１を頻繁に踏むことによって車両の停止を行おうとしている。
【００５６】
このような状況において、マスターバッグ１３の負圧室１５の圧力は徐々に上昇しており、アクセルは一定期間オン状態を継続した後オフになっている。エンジン要求トルクは、徐々に低減していて、アクセルがオフになった時に、設定トルクまで低減している。
【００５７】
図６のタイムチャートに示すように、内燃機関２３の回転数が、時間の経過とともに徐々に低下し、アクセルがオフになった後の時間ｔ１において、内燃機関２３の回転数が、判定回転数以下となると、エンジン要求トルクが増加され、これにより、内燃機関２３の回転数を上昇させて、マスターバッグ１３の負圧室１５の圧力の上昇を抑制するようにすることが図られている。
【００５８】
しかし、図６のタイムチャートに示すように、エンジン要求トルクを増加させても内燃機関２３の回転数が上昇せずマスターバッグ１３の負圧室１５の圧力の上昇を抑制することができないため、マスターバッグ１３の負圧室１５の圧力が時間ｔ２において低下判定値を超えて大気圧側に近づいている。
【００５９】
このため、時間ｔ２においてエンジン要求トルクの低減が開始されてその後エンジン要求トルクが設定トルクまで低減されている。これにより、内燃機関２３の駆動力が下がり、ブレーキペダル１１を踏む時間を短くできるようになる。この結果、マスターバッグ１３の負圧室１５の圧力の過度な上昇を抑制することができるようになる。
【００６０】
上述の通り、本発明の実施の形態について説明したが、当業者によって本発明の範囲を逸脱することなく変更、修正または改変が加えられうることは明白である。そのような変更、修正または改変したものおよび等価物が特許請求の範囲に含まれることは意図されている。
【符号の説明】
【００６１】
１１  ブレーキペダル
１２  ブレーキペダルセンサ
１３  マスターバッグ
１４  大気圧室
１５  負圧室
１７  ダイヤフラム
１８  マスターシリンダ
１９  負圧センサ
２０  ＥＣＵ
２１  負圧タンク
２２  負圧ポンプ
２３  内燃機関（またはエンジン）
２４  一方向弁
２５  ロッド
２７  スロットルバルブ
２８  インジェクタ
３０  ブレーキ制御装置
３２  エンジン要求トルク計算部
【図１】
0006331977.tif 000002
【図２】
0006331977.tif 000003
【図３】
0006331977.tif 000004
【図４】
0006331977.tif 000005
【図５】
0006331977.tif 000006
【図６】
0006331977.tif 000007