JP2018112109A - エンジンの負圧発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンとは別に負圧を発生する装置を備えることなく、ブレーキ用の負圧を確保する。【解決手段】ピストン５#1，５#2が下死点に向かって下降すると、クランク室１５内の圧力が上昇し、クランク室１５内の圧力が吸気マニホールド９内の圧力よりも高くなると、吐出側の逆止弁２０が開弁し、クランク室１５内の気体が吸気マニホールド９に吐出される。また、ピストン５#1，５#2が上死点に向かって上昇し、クランク室１５内の圧力が低下してブレーキブースター３１の圧力室の圧力よりも低くなると、吐出側の逆止弁２０が閉弁した状態で吸入側の逆止弁２１が開弁する。その結果、ブレーキブースター３１の圧力室から負圧ホース２３を介してクランク室１５内に空気が吸引される。このような動作を繰り返すことにより、ブレーキブースター３１の圧力室を大気圧以下の負圧とすることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、ブレーキブースターに負圧を供給するエンジンの負圧発生装置に関する。

自動車等の車両においては、ドライバのブレーキペダルの踏み込み力をアシストして必要な制動力を確保するため、ブレーキペダルの踏み込み力を増幅するブレーキブースターを備えている。このブレーキブースターは、エンジンの吸気負圧を利用する負圧式ブレーキブースターが広く採用されているが、近年では、エンジンの混合気の希薄化が進んで吸気負圧と大気圧との差が小さくなる傾向にあり、吸気負圧の不足を補うための対策が必要となる。

例えば、特許文献１には、スロットル弁上流の吸気通路を内燃機関を介してスロットル弁下流の吸気通路に接続するブローバイガスバイ環流通路に、ＰＣＶバルブと一体に負圧生成用エゼクタを設け、スロットル弁下流の吸気通路に発生する負圧に加えて、負圧生成用エゼクタで発生する負圧をブレーキブースター内に蓄積する技術が開示されている。

特開２０１５−７８６３３号公報

また、近年では、排気ガスの一部を吸気系に還流して再燃焼させるＥＧＲ装置を備えることが一般的となり、大量のＥＧＲガスを導入すると、吸気負圧と大気圧との差がより一層小さくなり、特許文献１に開示される負圧生成用エゼクタのような補助的な装置では、十分な負圧を確保することが困難となる。このため、従来では、負圧ポンプ等の負圧を発生する装置を別途備えなければならず、コスト増加を招くばかりでなく、車両重量が増加して燃費悪化を招く虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、エンジンとは別に負圧を発生する装置を備えることなく、ブレーキ用の負圧を確保することのできるエンジンの負圧発生装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様によるエンジンの負圧発生装置は、クランク軸を中心として対向する一対のピストンを少なくとも一組以上備え、前記一対のピストンが互いに反対方向に往復移動するエンジンの負圧発生装置であって、前記一対のピストンの背面側に形成されるクランク室に、前記クランク室の圧力に応じて開閉する第１の開閉弁と第２の開閉弁とを備え、前記第１の開閉弁を前記エンジンの吸気系に接続するとともに、前記第２の開閉弁をブレーキブースタに接続し、前記一対のピストンの往復運動によって前記ブレーキブースタに負圧を供給する。

本発明によれば、エンジンとは別に負圧を発生する装置を備えることなく、ブレーキ用の負圧を確保することができる。

本発明の実施の第１形態に係り、水平対向２気筒エンジンにおける負圧発生装置の構成図 同上、クランク軸と平行な面からみたエンジンの内部構成を示す説明図 同上、ピストン下降時の動作を示す説明図 同上、ピストン上昇時の動作を示す説明図 同上、２気筒エンジンにおける逆止弁の開閉タイミングを示す説明図 同上、水平対向４気筒エンジンへの適用例を示す説明図 同上、４気筒エンジンにおける逆止弁の開閉タイミングを示す説明図 本発明の実施の第２形態に係り、水平対向２気筒エンジンにおける負圧発生装置の構成図 同上、電磁開閉弁制御ルーチンのフローチャート

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１において、符号１はエンジンであり、同図においては、シリンダブロック２の略中央部に支持されるクランク軸３を中心として、燃焼順で＃１番気筒となるシリンダ４#1と＃２番気筒となるシリンダ４#2とを互いに対向するように水平に配置した水平対向２気筒エンジンを示す。シリンダ４#1，４#2には、それぞれ、ピストン５#1，５#2が摺動自在に挿入されており、これらのピストン５#1，５#2が対となって互いに反対方向に往復移動するよう、コネクティングロッド６#1，６#2を介してクランク軸３に連結されている。

また、ピストン５#1，５#2の上部に形成される燃焼室７#1，７#2に、吸気弁８#1，８#2を介して、各気筒毎に分岐される吸気マニホールド９が連通されると共に、排気弁１０#1,１０#2を介して、各気筒毎に分岐される排気マニホールド１１が連通されている。尚、燃焼室７#1，７#2には、シリンダヘッド１２#1,１２#2に配設される図示しない点火プラグの放電部が露呈され、また、各吸気弁８#1，８#2が配設される吸気ポートの上流側に、燃焼室７#1，７#2内に燃料を噴射する図示しないインジェクタが配設されている。

吸気マニホールド９は、上流側で集合されて吸気通路１３に連通され、この吸気通路１３にスロットル弁１３ａが介装されている。吸気通路１３のスロットル弁１３ａ上流側は、図示しないエアクリーナに連通され、エアクリーナで浄化された新気が燃焼室７#1，７#2内に導入される。一方、排気マニホールド１１は下流側で合流されて排気通路１４から図示しないマフラに連通されている。

ここで、クランク軸３が配置されるシリンダブロック２の内部には、ピストン５#1，５#2の背面側にクランク室１５が形成され、このクランク室１５の下部に、潤滑油を貯留するオイルパン１６が連設されている。図２に示すように、クランク室１５の内部には、クランク軸３を支持する軸受を保持するリブ状のジャーナル部１７−１，１７−２，１７−３が設けられている。

ジャーナル部１７−１は、＃１番気筒のピストン５#1に連結されるコネクティングロッド６#1の外側でクランク軸３を支持する位置に設けられている。ジャーナル部１７−２は、＃１番気筒のピストン５#1に連結されるコネクティングロッド６#1と＃２番気筒のピストン５#2に連結されるコネクティングロッド６#2との間でクランク軸３を支持する位置に設けられている。また、ジャーナル部１７−３は、＃２番気筒のピストン５#2に連結されるコネクティングロッド６#2の外側でクランク軸３を支持する位置に設けられている。

また、シリンダブロック２のクランク室１５が形成される部位には、クランク室１５の圧力に応じて開閉する第１の開閉弁２０と第２の開閉弁２１とが配設されている。後述するように、第１の開閉弁２０はクランク室１５内のブローバイガスを含む空気を外部に吐出するための吐出弁となり、第２の開閉弁はクランク室１５の内部に外部から空気を吸入するための吸入弁となる。

本実施の形態においては、第１の開閉弁２０及び第２の開閉弁２１は、クランク室１５の内部と外部との圧力差によって開閉し、一方向の流れのみを許容する逆止弁によって構成されている。以下では、単に、第１の開閉弁２０を「逆止弁２０」と記載し、第２の開閉弁２１を「逆止弁２１」と記載する。

尚、図１においては、逆止弁２０，２１を、弾性を有する薄板材で形成したリードバルブによって構成する例を図示しているが、リードバルブに限定されることなく、ボールバルブやコーンバルブ等の弁体と、弁体が弁座に当接するように付勢するスプリングとからなる逆止弁で構成するようにしても良い。

逆止弁２０には、シリンダブロック２の外側で排気ホース２２が接続されており、この排気ホース２２の終端がスロットル弁１３ａ下流の吸気系、例えば吸気マニホールド９に接続されている。逆止弁２０は、クランク室１５内の圧力が吸気マニホールド９内の圧力よりも高いときに開弁するように設定されており、クランク室１５から吸気マニホールド９への方向にのみ気体の流れを許容する向きに配置されている。

一方、逆止弁２１には、シリンダブロック２の外側で負圧ホース２３が接続されており、この負圧ホース２３の終端が、ブレーキペダル３０の踏力を負圧で増幅してマスターシリンダ（図示省略）に伝達する周知のブレーキブースター３１の圧力室に接続されている。逆止弁２１は、クランク室１５の圧力がブレーキブースター３１の圧力室の圧力よりも低いときに開弁するように設定されており、逆止弁２０とは逆方向に、ブレーキブースター３１の圧力室からクランク室１５への方向にのみ気体の流れを許容する向きに配置されている。

この場合、クランク室１５内の気体の流動は、クランク室１５上部のシリンダブロック２の壁面と、３箇所のジャーナル部１７−１，１７−２，１７−３と、クランク室１５下部のオイルパン１６に貯留されている潤滑油とによって制限される虞がある。このため、本実施の形態においては、逆止弁２０は、ジャーナル部１７−１とジャーナル部１７−２との間の空間に連通するように配置され、逆止弁２１は、ジャーナル部１７−２とジャーナル部１７−３との間の空間に連通するように配置されている。

以上のエンジン１においては、エンジン運転時に、一対のピストン５#1，５#2が下死点に向かって同時に下降し、また、上死点に向かって同時に上昇する。このため、エンジン１は、クランク軸３から駆動力を出力するのみならず、ピストン５#1，５#2の往復運動によってクランク室１５内の圧力が上昇・下降を繰り返し、逆止弁２０，２１を介して負圧を発生する負圧発生装置としても機能する。

詳細には、図３に示すように、ピストン５#1，５#2が下死点に向かって下降すると、クランク室１５内の圧力が上昇し、クランク室１５内の圧力が吸気マニホールド９内の圧力よりも高くなると、吐出側の逆止弁２０が開弁し、クランク室１５内の気体（ブローバイガスを含む空気）が排気ホース２２を介して吸気マニホールド９内に吐出される。このとき、吸入側の逆止弁２１は閉弁しており、ブレーキブースター３１に対してクランク室１５の圧力が影響を及ぼすことは無い。

また、図４に示すように、ピストン５#1，５#2が上死点に向かって上昇し、クランク室１５内の圧力が低下してブレーキブースター３１の圧力室の圧力よりも低くなると、吐出側の逆止弁２０が閉弁した状態で吸入側の逆止弁２１が開弁する。その結果、ブレーキブースター３１の圧力室から負圧ホース２３を介してクランク室１５内に空気が吸引される。このような動作を繰り返すことにより、ブレーキブースター３１の圧力室を大気圧以下の負圧とすることができる。

クランク室１５の圧力変化に対する逆止弁２０，２１の開閉タイミングは、例えば、図５に例示される。図５に示すように、クランク室１５の圧力Ｐは、ピストン５#1，５#2のピストン位置が１８０°ＣＡ，５４０°ＣＡのクランク角で下死点に達したときに極大になり、ピストン位置が０°ＣＡ，３６０°ＣＡ，７２０°ＣＡのクランク角で上死点に達したときに極小となる。吐出側の逆止弁２０は、クランク室１５の圧力Ｐが極大となる下死点前後で吸気マニホールド９内の圧力よりも高くなる圧力Ｐ1以上の期間Ａで開弁する。また、吸入側の逆止弁２１は、クランク室１５の圧力Ｐが極小となる上死点前後でブレーキブースター３１の圧力室の圧力よりも低くなる圧力Ｐ2以下の期間Ｂで開弁する。

以上の負圧発生機能は、互いに対向する一対のピストンを少なくとも１組以上備える水平対向エンジンで実現することができる。すなわち、水平対向２気筒エンジンに限らず、４気筒以上の水平対向エンジンにおいても、基本的に同様の構成により、上述の負圧発生機能を実現することができる。

４気筒エンジンを例に取ると、図６に示すように、水平対向４気筒エンジンであるエンジン５１は、シリンダブロック５２の前後のバンクに、燃焼順で＃１番気筒となるシリンダ５４#1と＃２番気筒のシリンダ５４#２とが対向し、＃３番気筒のシリンダ５４#3と＃４番気筒のシリンダ５４#4とが対向するように配置されている。本実施の形態においては、前バンクに＃１番気筒と＃２番気筒とが配置され、後バンクに＃３番気筒と＃４番気筒とが配置されるものとする。

＃１番気筒のシリンダ５４#1に挿入されるピストン５５#1と、＃２番気筒のシリンダ５４#2に挿入されるピストン５５#2とは、互いに反対方向に往復移動可能なようにコネクティングロッド５６#1，５６#2を介してクランク軸５３に連結されている。また、＃３番気筒のシリンダ５４#3に挿入されるピストン５５#3と、＃４番気筒のシリンダ５４#4に挿入されるピストン５５#4とは、互いに反対方向に往復移動可能なようにコネクティングロッド５６#3，５６#4を介してクランク軸５３に連結されている。

また、シリンダブロック５２中央のクランク室６５の内部には、クランク軸５３の軸受けを保持するジャーナル部５７−１，５７−２，５７−３，５７−４，５７−５が設けられている。これらのジャーナル部５７−１，５７−２，５７−３，５７−４，５７−５は、第１形態のジャーナル部１７−１，１７−２，１７−３と同様、リブ状に形成されている。

ジャーナル部５７−１は、＃１番気筒のコネクティングロッド５６#1の外側でクランク軸５３を支持する位置に設けられている。ジャーナル部５７−２は、＃１番気筒のコネクティングロッド５６#1と＃２番気筒のコネクティングロッド５６#2との間でクランク軸５３を支持する位置に設けられている。

また、ジャーナル部５７−３は、＃２番気筒のコネクティングロッド５６#2と＃３番気筒のコネクティングロッド５６#3との間でクランク軸５３を支持する位置に設けられている。ジャーナル部５７−４は、＃３番気筒のコネクティングロッド５６#３と＃４番気筒のコネクティングロッド５６#4との間でクランク軸５３を支持する位置に設けられている。更に、ジャーナル部５７−５は、＃４番気筒のコネクティングロッド５６#4の外側でクランク軸５３を支持する位置に設けられている。

この場合、エンジン５１は、前後バンク間で気体の流動性が悪化することが懸念されるため、クランク室６５には、前バンク側に、吸気系に接続される逆止弁２０Ｆとブレーキブースター３１の圧力室に接続される逆止弁２１Ｆとを備え、後バンク側に、吸気系に接続される逆止弁２０Ｒとブレーキブースター３１の圧力室に接続される逆止弁２１Ｒとを備えている。前バンク側の逆止弁２０Ｆ，２１Ｆ、後バンク側の逆止弁２０Ｒ，２１Ｒは、第１形態の逆止弁２０，２１と同様、リードバルブ等で構成することができる。

前バンク側の逆止弁２０Ｆは、ジャーナル部５７−２とジャーナル部５７−３との間の空間に連通するように配置され、逆止弁２１Ｆは、ジャーナル部５７−１とジャーナル部５７−２との間の空間に連通するように配置されている。また、後バンク側の逆止弁２０Ｒは、ジャーナル部５７−３とジャーナル部５７−４との間の空間に連通するように配置され、逆止弁２１Ｒは、ジャーナル部５７−４とジャーナル部５７−５との間の空間に連通するように配置されている。

尚、ブレーキブースター３１の圧力室に接続される逆止弁２１Ｆ，２１Ｒは、前後気筒の影響を避けるため、最も離れた場所に設置されるが、吸気系に接続される逆止弁２０Ｆ，２０Ｒは、１つの逆止弁で代用することも可能である。

このようなエンジン５１では、図７に示すように、＃１番気筒のピストン５５#1及び＃２番気筒のピストン５５#2の前バンクのピストン位置が下死点に達したとき、クランク室６５の前バンクに該当する部位の圧力Ｐfが極大となり、上死点の位置で圧力Ｐfが極小となる。従って、前バンクにおいては、吐出側の逆止弁２０Ｆは、クランク室６５の圧力Ｐfが極大となる下死点前後で吸気マニホールド９内の圧力よりも高くなる圧力Ｐf1以上の期間Ａfで開弁するように設定される。また、吸入側の逆止弁２１Ｆは、クランク室６５の圧力Ｐfが極小となる上死点前後でブレーキブースター３１の圧力室の圧力よりも低くなる圧力Ｐf2以下の期間Ｂfで開弁するように設定される。

一方、後バンクの＃３番気筒のピストン５５#3及び＃４番気筒のピストン５５#4は、図７中に破線で示すように、前バンクの＃１番気筒のピストン５５#1及び＃２番気筒のピストン５５#2に対してクランク角の位相が１８０度ずれた位置で下死点、上死点に達し、ぞれぞれの位置でクランク室６５の後バンクに該当する部位の圧力Ｐrが極大、極小となる。従って、後バンクにおいては、吐出側の逆止弁２０Ｒは、クランク室６５の圧力Ｐrが極大となる下死点前後で吸気マニホールド９内の圧力よりも高くなる圧力Ｐr1以上の期間Ａｒで開弁するように設定され、吸入側の逆止弁２１Ｒは、クランク室６５の圧力Ｐrが極小となる上死点前後でブレーキブースター３１の圧力室の圧力よりも低くなる圧力Ｐr2以下の期間Ｂrで開弁するように設定される。

すなわち、前バンクの＃１番気筒のピストン５５#1と＃２番気筒のピストン５５#2とが下死点に向かって下降する一方、後バンクの＃３番気筒のピストン５５#3と＃４番気筒のピストン５５#4とが上死点に向かって上昇すると、前バンクの吐出側の逆止弁２０Ｆが開弁してクランク室６５内のブローバイガスを含む空気が吸気マニホールド９に吐出されるとともに、後バンクの吸入側の逆止弁２１Ｒが開弁してブレーキブースター３１の圧力室からクランク室６５内に空気が吸引される。

逆に、前バンクの＃１番気筒のピストン５５#1と＃２番気筒のピストン５５#2とが上死点に向かって上昇し、後バンクの＃３番気筒のピストン５５#3と＃４番気筒のピストン５５#4とが下死点に向かって下降すると、前バンクの吸入側の逆止弁２１Ｆが開弁してブレーキブースター３１の圧力室からクランク室６５内に空気が吸引されるともに、後バンクの吐出側の逆止弁２０Ｒが開弁してクランク室６５内のブローバイガスを含む空気が吸気マニホールド９に吐出される。このような動作を繰り返すことにより、クランク室６５及びブレーキブースター３１の圧力室を大気圧以下に保つことができる。

このように本実施の形態においては、水平対向エンジンのピストンの背面側に形成されるクランク室に、吐出弁となる逆止弁と吸入弁となる逆止弁とを配設し、吸入側の逆止弁をブレーキブースターの圧力室に接続すると共に吐出側の逆止弁を吸気系に接続している。これにより、水平対向エンジンを、クランク軸を中心として対向する一対のピストンの往復運動によって負圧を発生し、ブレーキブースターに負圧を供給する負圧発生装置として機能させることができる。

従って、ＥＧＲ等によって吸入負圧が十分に得られない場合であっても、ブレーキ用負圧を発生する電動ポンプやエンジン駆動のポンプを別途備えることなくブレーキ用負圧を確保することができ、コスト低減、軽量化に寄与することができる。しかも、クランク室の内圧を大気圧以下に保って空気密度を低下させることができ、ピストン背面のポンプ損失を低減して燃費低減を図ることが可能となる。

次に、本発明の実施の第２形態について説明する。第２形態は、第１形態における吐出側の逆止弁２０（２０Ｆ、２０Ｒ）及び吸入側の逆止弁２１（２１Ｆ，２１Ｒ）を、それぞれ電磁開閉弁に置き換え、電磁開閉弁をクランク室１５（６５）の圧力に応じて開閉制御するものである。

水平対向２気筒エンジンで代表して説明すると、第１の形態におけるエンジン１のクランク室１５に配設された逆止弁２０，２１に代えて、図８に示すように、クランク室１５に、吐出側の第１の電磁開閉弁２０Ｅと吸入側の第２の電磁開閉弁２１Ｅとを配設する。第１の電磁開閉弁２０Ｅ及び第２の電磁開閉弁２１Ｅは、制御部としての電子制御ユニット（ＥＣＵ）１００により、クランク室１５の圧力に応じて開閉制御される。その他の構成は、第１形態と同様である。

ＥＣＵ１００は、マイクロコンピュータを中心として構成される制御装置であり、図示内しない車載ネットワークを介してエンジン制御装置等の他の制御装置と双方向通信可能に接続されている。ＥＣＵ１００は、スロットル弁１３ａ下流の吸気系の吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ７０、クランク室１５内の圧力（クランク室圧力）を検出するクランク室圧力センサ７１、ブレーキブースター３１の圧力室の圧力（ブレーキブースター圧力）を検出するブレーキブースター圧力センサ７２、クランク角を検出するクランク角センサ７３、その他、図示しないセンサからの信号に基づいて、第１の電磁開閉弁２０Ｅ及び第２の電磁開閉弁２１Ｅを開閉制御する。

尚、吸気管圧力センサ７０による吸気管圧力、クランク角センサ７３によるクランク角は、エンジン制御装置によるエンジン制御情報の一部として車載ネットから受信するようにしても良い。また、ブレーキブースター圧力センサ７２によるブレーキブースター３１の圧力室の圧力も、ブレーキ制御装置でブレーキブースター３１の圧力室の圧力を検知している場合には、車載ネットワークを介して取得することが可能である。

以下、ＥＣＵ１００による電磁開閉弁２０Ｅの開閉制御について、図９に示す電磁開閉弁制御ルーチンのフローチャートに従って説明する。

この電磁開閉弁制御ルーチンは、エンジン始動後、ＥＣＵ１００において所定時間毎に実行されるルーチンである。ＥＣＵ１００は、先ず、最初のステップＳ１において、吸気管圧力センサ７０、クランク室圧力センサ７１、ブレーキブースター圧力センサ７２からの信号に基づいて、それぞれ、吸気管圧力Ｐｍ、クランク室圧力Ｐ、ブレーキブースター圧力Ｐｂを検出する。

次に、ステップＳ２へ進み、クランク室圧力Ｐが吸気管圧力Ｐｍ以上に上昇したか否かを調べる。その結果、Ｐ≧Ｐｍの場合には、ステップＳ３で、吐出側の第１の電磁開閉弁２０Ｅを開弁させると共に、吸入側の第２の電磁開閉弁２１Ｅを閉弁させ、ルーチンを抜ける。これにより、クランク室１５内の気体が吸気マニホールド９に吐出される。

一方、ステップＳ２においてＰ＜Ｐｍである場合には、ステップＳ２からステップＳ４へ進み、クランク室圧力Ｐがブレーキブースター圧力Ｐｂ以下に低下したか否かを調べる。その結果、Ｐ≦Ｐｂの場合には、ステップＳ４からステップＳ５へ進み、吐出側の第１の電磁開閉弁２０Ｅを閉弁させると共に、吸入側の第２の電磁開閉弁２１Ｅを開弁させ、ルーチンを抜ける。その結果、ブレーキブースター３１の圧力室からクランク室１５内に空気が吸引され、ブレーキブースター３１の圧力室の圧力が低下する。

尚、第１，第２の電磁開閉弁２０Ｅ，２１Ｅの開閉に際しては、弁の振動的な動作を防止するため、開弁と閉弁との間に所定のヒステリシスを設けることが望ましい。

また、ステップＳ４において、Ｐ＞Ｐｂの場合、すなわち、クランク室圧力Ｐが吸気管圧力Ｐｍよりも低いが、ブレーキブースター圧力Ｐｂよりは高い場合には、ステップＳ４からステップＳ６へ進み、第１の電磁開閉弁２０Ｅと第２の電磁開閉弁２１Ｅとを共に閉弁させ、ルーチンを抜ける。以上の動作を繰り返すことにより、クランク室５及びブレーキブースター３１の圧力室を大気圧以下に保つことができる。

尚、ステップＳ２においては、クランク室圧力Ｐと吸気管圧力Ｐｍとの差圧（Ｐ−Ｐｍ）が一定の値ΔＰ１（ΔＰ１＞０）以上になったか否かを調べるようにしても良く、（Ｐ−Ｐｍ）＜ΔＰ１のとき、ステップＳ４へ進み、（Ｐ−Ｐｍ）≧ΔＰ１のとき、ステップＳ３で、吐出側の第１の電磁開閉弁２０Ｅを開弁させると共に吸入側の第２の電磁開閉弁２１Ｅを閉弁させるようにしても良い。

同様に、ステップＳ４においても、ブレーキブースター圧力Ｐｂとクランク室圧力Ｐととの差圧（Ｐｂ−Ｐ）が一定の値ΔＰ２（ΔＰ２＞０）以上になったか否かを調べ、（Ｐｂ−Ｐ）＜ΔＰ２のとき、ステップＳ６へ進み、（Ｐｂ−Ｐ）≧ΔＰ２のとき、ステップＳ５で、吐出側の第１の電磁開閉弁２０Ｅを閉弁させると共に吸入側の第２の電磁開閉弁２１Ｅを開弁させるようにしても良い。

以上の電磁開閉弁制御ルーチンにおいては、ＥＣＵ１００は、クランク室１５の内部と外部との圧力差に応じて第１の電磁開閉弁２０Ｅ及び第２の電磁開閉弁２１Ｅを開閉制御するようにしているが、簡易的には、クランク室圧力センサ７１で検出したクランク室圧力、或いはクランク角センサ７３で検出したクランク角により、第１の電磁開閉弁２０Ｅ及び第２の電磁開閉弁２１Ｅを開閉制御することも可能である。

すなわち、クランク室の圧力や吸気管圧力はエンジン毎に予め分かっており、また、必要とされるブレーキブースターの圧力もブレーキシステムの構成によって決まっている。従って、例えば、第１の電磁開閉弁２０Ｅを開弁する圧力値Ｐe1と、第２の電磁開閉弁２１Ｅを開弁する圧力値Ｐe2とを予め定めておき、これらの圧力値Ｐe1，Ｐe2とクランク室１５の圧力Ｐとを比較することにより、吐出側の第１の電磁開閉弁２０Ｅを前述の図５で説明した期間Ａに相当する期間で開弁し、吸入側の第２の電磁開閉２１Ｅを図５の期間Ｂに相当する期間で開弁させることも可能である。

また、クランク室１５の圧力はクランク角に対応して変化するため、上述の圧力値Ｐe1,Ｐe2に対応するクランク角θ1,θ2を予め求めておき、これらのクランク角θ1,θ2とクランク角センサ７３で検出したクランク角θとを比較することにより、第１の電磁開閉弁２０Ｅ及び第２の電磁開閉弁２１Ｅの開弁期間を決定することも可能である。

但し、クランク角による制御では、吸気側からクランク室への逆流を防止するため、スロットル開度、エンジン回転数、吸気温度等のエンジン運転状態に係る制御情報に基づいて、吐出側の第１の電磁開閉弁２０Ｅの作動を制限することが望ましい。また、クランク室からブレーキブースター側への逆流は、ブレーキブースターの負圧導入口に逆止弁を備える場合には、負圧導入口の逆止弁で防止することができ、負圧導入口に逆止弁を備えていない場合には、吸入側の第２の電磁開閉弁２１Ｅの作動を、例えばエンジン始動後の一定時間やコースティング走行時に限定する等して防止することができる。

更に、以上では、水平対向２気筒エンジンで代表して説明したが、４気筒以上の水平対向エンジンについても同様であり、前述の図６における逆止弁２０Ｆ，２１Ｆ，２０Ｒ，２１Ｒを、それぞれ、電磁開閉弁で置き換えることができる。クランク室の圧力を検出する圧力センサは、バンク毎に備えることが望ましい。また、４気筒以上の水平対向エンジンでは、クランク角を用いて電磁開閉弁制御を行う場合、同じクランク角での上死点の気筒と下死点の気筒とが存在するため、気筒判別を行う必要がある。この気筒判別は、通常のエンジン制御におけるカム角センサ等からの信号に基づく気筒判別結果を利用することができる。

第２形態においても、第１形態と同様、水平対向エンジンを、クランク軸を中心として対向する一対のピストンの往復運動によってブレーキブースターに負圧を供給する負圧発生装置として機能させることができる。第２形態は、エンジン毎の相違や機械的なばらつきに対して自由度高く対応することが可能であり、トータル的なコスト低減に寄与することができる。

１，５１ エンジン
３，５３ クランク軸
５，５５#1〜５５＃４ ピストン
９ 吸気マニホールド
１３ 吸気通路
１３ａ スロットル弁
１５，６５ クランク室
２０，２１ 逆止弁
２０Ｆ，２１Ｆ 逆止弁
２０Ｒ，２１Ｒ 逆止弁
２０Ｅ，２１Ｅ 電磁開閉弁
３１ ブレーキブースター
１００ 電子制御ユニット

Claims (4)

1. クランク軸を中心として対向する一対のピストンを少なくとも一組以上備え、前記一対のピストンが互いに反対方向に往復移動するエンジンの負圧発生装置であって、
   前記一対のピストンの背面側に形成されるクランク室に、前記クランク室の圧力に応じて開閉する第１の開閉弁と第２の開閉弁とを備え、
   前記第１の開閉弁を前記エンジンの吸気系に接続するとともに、前記第２の開閉弁をブレーキブースタに接続し、前記一対のピストンの往復運動によって前記ブレーキブースタに負圧を供給することを特徴とするエンジンの負圧発生装置。
2. 前記第１の開閉弁と前記第２の開閉弁とを、それぞれ逆止弁で構成し、各逆止弁を互いに逆方向の流れを許容するように配置したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの負圧発生装置。
3. 前記第１の開閉弁と前記第２の開閉弁とを、それぞれ電磁開閉弁で構成し、各電磁開閉弁を前記クランク室の圧力に応じて開閉制御する制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの負圧発生装置。
4. 前記第１の開閉弁の開弁時期を前記一対のピストンの下死点前後の所定期間とし、前記第２の開閉弁の開弁時期を前記一対のピストンの上死点前後の所定期間とすることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のエンジンの負圧発生装置。