(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
均質燃焼と成層燃焼とに燃焼状態が切り換えられるエンジンが搭載される車両において、前記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、
前記倍力装置内の負圧を検出する負圧センサを備え、前記負圧センサで検出された負圧が閾値を下回るときに、前記均質燃焼への強制的な切換えを行うと共に、
ブレーキペダルの踏み操作時に、そのとき状態に基づいてブレーキペダルを戻したときの前記倍力装置内の負圧を予測し、該予測したブレーキ戻し時の負圧が前記閾値を下回るときに、ブレーキペダルの戻し操作に先立って前記均質燃焼への強制的な切換えを行うことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項２】
ブレーキペダルの踏み操作時に、そのときのエンジンの吸入負圧，倍力装置内の負圧及びブレーキストローク量に基づいて、ブレーキを戻したときの前記倍力装置内の負圧を予測することを特徴とする請求項１記載の車両用ブレーキ装置。
【請求項３】
ブレーキペダルの踏み増しが行われたときに、前記負圧の予測をやり直すことを特徴とする請求項２記載の車両用ブレーキ装置。
【請求項４】
均質燃焼と成層燃焼とに燃焼状態が切り換えられるエンジンが搭載される車両において、前記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、
前記倍力装置内の負圧を検出する倍力負圧検出手段と、
前記倍力負圧検出手段で検出された負圧が閾値を下回るときに、前記均質燃焼への強制的な切換えを行う燃焼切り換え手段と、
エンジンの吸入負圧を検出する吸入負圧検出手段と、
ブレーキのストローク量を検出するストローク量検出手段と、
ブレーキペダルの踏み操作時に、前記検出されたエンジンの吸入負圧，倍力装置内の負圧及びブレーキストローク量に基づいて、ブレーキを戻したときの前記倍力装置内の負圧を予測する戻し時負圧予測手段と、
該戻し時負圧予測手段で予測された負圧が前記閾値を下回るときに、ブレーキの戻し操作に先立って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戻し時燃焼切り換え手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする車両用ブレーキ装置。
【請求項５】
前記戻し時負圧予測手段が、ブレーキペダルの踏み増しが行われたときに、前記負圧の予測をやり直すことを特徴とする請求項４記載の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、均質燃焼と成層燃焼とに燃焼状態が切り換えられるエンジンが搭載される車両に備えられ、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。一方、車両用のエンジンにおいて、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、点火栓の周囲に濃い混合気を形成させて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直噴式ガソリンエンジンが知られている（特開昭５９−３７２３６号公報等参照）。
【０００３】
ここで、前記成層燃焼時には、スロットル弁をより開けて空気を均質燃焼時以上に取り込む必要があるが、これによって、エンジンの吸入負圧が減少（大気圧に近づく方向への変化）するため、前記倍力装置（バキュームサーボ）に均質燃焼時ほどの負圧を確保できなくなってしまうという問題が生じる。そこで、倍力装置（バキュームサーボ）内の負圧をセンサで検出して、該負圧が閾値よりも下回るときに、成層燃焼から均質燃焼に強制的に切り換えることで、エンジンの吸入負圧を増大させ、以て、倍力装置（バキュームサーボ）に供給される負圧を増大させる構成の装置が提案されている（特開平８−１６４８４０号公報等参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように倍力装置内の負圧が閾値を下回っていることが検出されてから、成層燃焼から均質燃焼に切り換える構成であると、実際に倍力装置内の負圧が閾値を上回るようになるまでの応答遅れが大きく、特に、倍力装置内の負圧がブレーキ戻し時に閾値以下に低下したときには、前記応答遅れの間に次のブレーキ操作が行われると、大きな踏力が要求されるようになってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、ブレーキ戻し時の負圧低下を抑制できるようにして、次のブレーキ操作が行われる前に倍力装置内に負圧が確保できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのため請求項１記載の発明は、均質燃焼と成層燃焼とに燃焼状態が切り換えられるエンジンが搭載される車両において、前記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、前記倍力装置内の負圧を検出する負圧センサを備え、前記負圧センサで検出された負圧が閾値を下回るときに、前記均質燃焼への強制的な切換えを行うと共に、ブレーキペダルの踏み操作時に、そのとき状態に基づいてブレーキペダルを戻したときの前記倍力装置内の負圧を予測し、該予測したブレーキ戻し時の負圧が前記閾値を下回るときに、ブレーキペダルの戻し操作に先立って前記均質燃焼への強制的な切換えを行う構成とした。
【０００７】
かかる構成によると、ブレーキペダルの踏み操作が行われると、そのときの状態（戻し操作時の負圧に関与する状態）に基づいて、戻し操作時における倍力装置内の負圧が予測される。負圧センサで検出される倍力装置内の負圧が閾値を下回っているときに成層燃焼から均質燃焼への切り換え（成層燃焼の禁止）を行わせるが、前記予測した戻し操作時の負圧が閾値を下回るときには、たとえ現状の負圧が閾値を上回っていても、戻し操作時の負圧低下に対応すべく、ブレーキペダルの戻し操作に先立って成層燃焼から均質燃焼への切り換えを行わせる。
【０００８】
請求項２記載の発明では、ブレーキペダルの踏み操作時に、そのときのエンジンの吸入負圧，倍力装置内の負圧及びブレーキストローク量に基づいて、ブレーキを戻したときの前記倍力装置内の負圧を予測する構成とした。かかる構成によると、ブレーキの踏み操作が行われると、そのときのエンジンの吸入負圧，倍力装置内の負圧，ブレーキストロークに基づいてブレーキ戻し操作時の倍力装置内の負圧が予測される。
【０００９】
請求項３記載の発明では、ブレーキペダルの踏み増しが行われたときに、前記負圧の予測をやり直す構成とした。かかる構成によると、ブレーキペダル踏み込み時のストローク量に対して、踏み増しによってストローク量が増大変化したときには、該増大変化によって戻し時の負圧も変化することになるので、あらためて戻し時の負圧の予測を行わせ、踏み込みじの予測結果からは、戻し時に負圧が閾値を下回ることがないと判断された場合であっても、踏み増しに伴う新たな予測結果が閾値を下回るときには、ブレーキペダルの戻し操作に先立って均質燃焼への切り換えを行わせる。
【００１０】
請求項４記載の発明は、均質燃焼と成層燃焼とに燃焼状態が切り換えられるエンジンが搭載される車両において、前記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、倍力負圧検出手段は前記倍力装置内の負圧を検出し、吸入負圧検出手段はエンジンの吸入負圧を検出し、ストローク量検出手段はブレーキのストローク量を検出する。
【００１１】
ここで、燃焼切り換え手段は、前記倍力負圧検出手段で検出された負圧が閾値を下回るときに、前記均質燃焼への強制的な切換えを行い、戻し時負圧予測手段は、ブレーキペダルの踏み操作時に、前記検出されたエンジンの吸入負圧，倍力装置内の負圧及びブレーキストローク量に基づいて、ブレーキを戻したときの前記倍力装置内の負圧を予測する。そして、戻し時燃焼切り換え手段は、戻し時負圧予測手段で予測された負圧が前記閾値を下回るときに、ブレーキの戻し操作に先立って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。
【００１２】
かかる構成によると、ブレーキの踏み込み時に、エンジンの吸入負圧，倍力装置内の負圧及びブレーキストローク量をそれぞれ検出し、これらに基づいてブレーキの戻し操作が行われたときの倍力装置内の負圧を予測する。この予測した負圧が閾値を下回るときには、実際に戻し操作が行われて負圧が閾値を下回る前に、ブレーキの戻し操作に先立って成層燃焼から均質燃焼への切り換えを行う。
【００１３】
請求項５記載の発明では、前記戻し時負圧予測手段が、ブレーキペダルの踏み増しが行われたときに、前記負圧の予測をやり直す構成とした。かかる構成によると、ブレーキ踏み操作時に戻し操作時の負圧が予測された後で、ブレーキペダルの踏み増し（ブレーキストロークの増大）が行われると、戻し時負圧予測手段が、再度、エンジンの吸入負圧，倍力装置内の負圧及びブレーキストローク量に基づく負圧の予測を行う。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、ブレーキ踏み操作時に予め戻し操作時における倍力装置内の負圧を予測し、戻し操作に伴って負圧が閾値を下回るようになると予測されるときに、ブレーキの戻し操作に先立って成層燃焼から均質燃焼に切り換えてエンジン吸入負圧を増大させるので、ブレーキの戻し操作時における負圧の低下を抑止して、負圧の早期回復を図ることができ、以て、次回のブレーキ操作前に倍力装置の負圧を確保しておくことができるという効果がある。
【００１５】
請求項２記載の発明によると、ブレーキ戻し時における倍力装置内の負圧を、踏み操作時におけるエンジンの吸入負圧，倍力装置内の負圧及びブレーキストローク量に基づいて精度良く予測できるという効果がある。請求項３記載の発明によると、ブレーキペダルの踏み増しが行われた場合に、ブレーキ戻し時の負圧予測をやり直すので、踏み増しが行われても、ブレーキ戻し時の負圧の予測精度を維持できるという効果がある。
【００１６】
請求項４記載の発明によると、ブレーキ踏み操作時に、戻し操作時における倍力装置内の負圧をエンジンの吸入負圧，倍力装置内の負圧及びブレーキストローク量に基づいて予測し、戻し操作に伴って負圧が閾値を下回るようになると予測されるときに、ブレーキの戻し操作に先立って成層燃焼から均質燃焼に切り換えてエンジン吸入負圧を増大させるので、ブレーキの戻し操作時における負圧の低下を精度良く予測して、ブレーキの戻し操作に先立って均質燃焼に切り換え、次回のブレーキ操作前に倍力装置の負圧を確保しておくことができるという効果がある。
【００１７】
請求項５記載の発明によると、ブレーキペダルの踏み増しが行われた場合に、ブレーキ戻し時の負圧予測がやり直されるので、踏み増しが行われても、ブレーキ戻し時の負圧の予測精度を維持できるという効果がある。
【００１８】
【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。エンジン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（吸気絞り弁）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。
【００１９】
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。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。
【００２０】
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。スロットル弁３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。
【００２１】
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。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の吸入空気量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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、前記バキュームサーボ21ａにエンジンの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。
【００２４】
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。尚、前記配管22をスロットル弁３下流側でかつスワール制御弁９の上流側に接続させる構成であっても良い。
【００２５】
前記配管22の途中には、機械式の１方向弁（チェックバルブ）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内に負圧が閉じ込められるようになっている。
【００２６】
ブレーキペダル24には、該ブレーキペダル24の踏み操作時にＯＮとなるブレーキスイッチ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。また、前記マスターバック21には、バキュームサーボ21ａ内の負圧を検出する負圧センサ26（倍力負圧検出手段）と、ブレーキストローク量を検出するストロークセンサ27（ストローク量検出手段）が設けられており、この負圧センサ26，ストロークセンサ27からの信号も前記コントロールユニット10に入力される。
【００２７】
上記のように、本実施の形態におけるブレーキ装置には、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の倍力源となる吸入負圧が一般的に小さくなってしまう。そこで、コントロールユニット10は、負圧センサ26で検出される負圧が閾値（許容最小値）を下回るときには、成層燃焼から均質燃焼へ強制的に切り換えて（成層燃焼を禁止して）、前記バキュームサーボ21ａ内の負圧が確保されるようにする。
【００２８】
更に、前記切り換え制御に対する負圧回復の応答遅れに対処すべく、図２のフローチャートに示すようにして負圧確保のための燃焼切り換えを実行するようになっている。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、負圧センサ26で検出されたバキュームサーボ21ａ内の負圧を読み込む。
【００２９】
ステップ２では、前記読み込んだバキュームサーボ21ａ内の負圧と、閾値とを比較し、バキュームサーボ21ａ内の負圧が閾値を下回るときには、成層燃焼を禁止し、成層燃焼中であれば均質燃焼への強制的な切り換えを行う（燃焼切り換え手段）。一方、バキュームサーボ21ａ内の負圧が閾値以上であれば、ステップ４へ進み成層燃焼を許可し、運転条件に応じて通常に成層燃焼と均質燃焼との切り換えを行わせる。
【００３０】
次のステップ５では、成層燃焼状態であるか否かを判別し、成層燃焼中であれば、ステップ６へ進み、ブレーキスイッチ25のＯＦＦ→ＯＮ切り換えの判別によって、ブレーキペダル24の踏み込み時を検出する。ブレーキペダルの踏み込み時であるときには、ステップ７へ進み、エアフローメータ15で検出されたエンジン１の吸入空気量を読み込み、次のステップ８では、スロットルセンサ16で検出されたスロットル弁（吸気絞り弁）３の開度を読み込む。
【００３１】
そして、ステップ９では、前記ステップ７，８で読み込んだ吸入空気量，スロットル弁開度に基づいて、エンジンの吸入負圧を演算する（吸入負圧検出手段）。尚、吸入負圧を検出するセンサを設けて、直接的にエンジンの吸入負圧を検出する構成としても良い。ステップ10では、ストロークセンサ27で検出されたブレーキストローク量を読み込む。
【００３２】
ステップ11では、前記ステップ１で読み込んだバキュームサーボ21ａ内の負圧，前記ステップ９で演算したエンジンの吸入負圧，ステップ10で読み込んだブレーキストローク量に基づいて、ブレーキペダル24を戻したときのバキュームサーボ21ａ内の負圧を予測演算する（戻し時負圧予測手段）。ステップ12では、前記予測したブレーキ戻し時のバキュームサーボ21ａ内の負圧と、前記閾値とを比較する。
【００３３】
ここで、前記予測したブレーキ戻し時のバキュームサーボ21ａ内の負圧が閾値下回るときには、ステップ13へ進み、成層燃焼から均質燃焼への強制的な切り換え（成層燃焼の禁止）を行わせる（戻し時燃焼切り換え手段）。即ち、現時点（ブレーキ踏み込み時）の負圧が閾値以上であっても、前記戻し時における負圧が閾値を下回ると予測されるときには、予め成層燃焼を禁止して均質燃焼に切り換えておくものである。
【００３４】
そして、戻し時の予測負圧に基づいて成層燃焼を禁止した場合には、実際に戻し操作が行われるまで、そのときの負圧とは無関係に均質燃焼状態を保持させるべく、ステップ14へ進み、ブレーキスイッチ25のＯＮ→ＯＦＦ切り換えによってブレーキ戻し操作が検出されるまで、強制的な均質燃焼状態を保持させる。一方、ステップ12で、前記予測したブレーキ戻し時のバキュームサーボ21ａ内の負圧が閾値以上であると判別されたときには、ステップ15へ進み、成層燃焼を許可する。
【００３５】
また、上記のように、ブレーキ踏み込み操作時に予測したブレーキ戻し時のバキュームサーボ21ａ内の負圧が閾値以上であっても、ステップ16でブレーキ作動中であると判別され、次のステップ17でブレーキの踏み増し（ブレーキストローク量の増大）が検出されると、ステップ７以降へ進むことで、再度、戻し時の負圧を予測する。そして、予測した戻し時の負圧が閾値を下回るときには、踏み増し時から均質燃焼に切り換え、戻し操作時の負圧低下に備えるようにする。
【００３６】
ステップ13，14の機能によって戻し操作に先立って均質燃焼に切り換えた場合には、ブレーキ戻し操作後にそのときのバキュームサーボ内の負圧が閾値以上であると判別されるまで均質燃焼状態（成層禁止状態）を保持させ、負圧が閾値以上であるとステップ２で判別されてステップ４へ進んだときに、成層燃焼を許可する。
【００３７】
このように、ブレーキ戻し時のバキュームサーボ21ａ内の負圧をブレーキ踏み操作時に予測し、該予測した負圧が閾値を下回るときには、予め成層燃焼を禁止して均質燃焼に切り換えることで、ブレーキ戻し操作に伴ってバキュームサーボ21ａ内の負圧が落ち込むことを抑止でき、以て、次のブレーキ操作前に必要な負圧を確保しておくことが可能となる（図３参照）。
【００３８】
ブレーキ戻し操作に伴ってバキュームサーボ21ａ内の負圧が閾値を下回るようになってから均質燃焼に切り換えたのでは、応答遅れによって負圧の回復が遅れることになるが、上記のように戻し時に負圧が閾値を下回ることを予測して予め均質燃焼に切り換える構成であれば、戻し操作に伴う負圧の落ち込み（大気圧に近づく方向への変化）を抑止して、負圧の回復を早めることができるものである。
【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】実施の形態における負圧確保のための燃焼切り換え制御を示すフローチャート。
【図３】実施の形態における燃焼切り換え制御の様子を示すタイムチャート。
【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
16…スロットルセンサ
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
26…負圧センサ
27…ストロークセンサ
【図１】
0003972421.tif 000002
【図２】
0003972421.tif 000003
【図３】
0003972421.tif 000004