JP3812147B2

JP3812147B2 - ブレーキブースタ用負圧制御装置

Info

Publication number: JP3812147B2
Application number: JP15158498A
Authority: JP
Inventors: 弘昭遠藤; 芳久山田; 良知渡部
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-06-01
Filing date: 1998-06-01
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2018-06-01
Also published as: DE19919150C2; DE19919150A1; US6120414A; JPH11342841A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレーキブースタ用負圧制御装置に関し、特に、エンジンの吸気管負圧を動力源として用いるブレーキブースタの負圧を制御するのに好適な負圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特開平８−１６４８４０号公報に開示される如く、ブレーキブースタの負圧を制御する負圧制御装置が公知である。ブレーキブースタは、エンジンのスロットル弁より下流側の吸気管の負圧（以下、吸気管負圧と称す）を動力源としてブレーキペダルの踏み込みを助勢し、大きな制動力を発生させる。上記従来の負圧制御装置は、燃焼室内に燃料噴射弁を備え、燃料を燃焼室に直接噴射する直接噴射式エンジン (以下、直噴式エンジンと称す）に適用されている。直噴式エンジンによれば、例えば低負荷運転時等において、スロットル弁を全開として多量の空気を燃焼室に供給することにより、成層燃焼による燃費の向上を図ることができる。従って、直噴式エンジンにおいては、アクセル操作が行われていなくとも、スロットル弁が全開にされることで、吸気管負圧が低下し、ブレーキブースタに十分な負圧が供給されなくなる場合がある。そこで、上記従来の負圧制御装置では、ブレーキブースタの負圧が所定値を下回った場合に、スロットル弁を強制的に閉じることにより大きな吸気管負圧を発生させることとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
大きな吸気管負圧を生成すべくスロットル弁が強制的に閉じられると、エンジンの動作状態が変化し、車両の走行性能に支障が生ずる可能性がある。従って、スロットル弁の閉弁による負圧の生成は必要最小限の範囲で行うことが望ましい。一方、ブレーキブースタに確保すべき負圧の大きさは、ブレーキ操作状態等の状況によって変化する。しかしながら、上記従来の負圧制御装置は、単に、ブレーキブースタの負圧が所定値を下回った場合にスロットル弁を閉じるものである。このため、上記従来の負圧制御装置によれば、前記所定値の設定次第では、スロットル弁が不必要に閉じられたり、あるいは、大きな制動力が要求される場合にブレーキブースタの負圧が不足して十分な助勢力が得られない等の不都合を招くことがある。
【０００４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、負圧の生成を不必要に行うことなく、ブレーキブースタに所要の負圧を確保することが可能な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。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、エンジンのスロットル弁より下流側の吸気通路と連通可能とされたブレーキブースタの負圧室の負圧を制御するブレーキブースタ用負圧制御装置であって、
上記エンジンの動作モードが成層燃焼であるとき、該エンジンにおいて現在のエンジン回転数を保ちつつ目標スロットル開度に対応する吸入空気量及びアクセル開度に対応する燃料噴射量により成層燃焼を継続することが可能か否かを判定する成層燃焼判定手段と、
上記成層燃焼判定手段によって成層燃焼が継続可能であると判定されたときには上記スロットル弁の開度を全開から上記目標スロットル開度まで絞ることによって、成層燃焼が継続困難であると判定されたときには上記エンジンの動作モードをストイキ燃焼に切り替えることによって、それぞれ上記負圧室の負圧を所定の目標値に向けて制御する負圧制御手段と、
アクセルペダル及びブレーキペダルの双方が踏まれている場合に、上記負圧室に通常時よりも大きな負圧が必要であると判定する負圧要求判定手段と、
上記負圧要求判定手段により、上記負圧室に通常時よりも大きな負圧が必要であると判定された場合に、上記所定の目標値を通常時よりも大きな値に設定する目標負圧設定手段と、を有するブレーキブースタ用負圧制御装置により達成される。
【０００６】
本発明において、負圧制御手段は、成層燃焼の継続が可能か否かに応じて変更される方法で、ブレーキブースタの負圧室の負圧（以下、ブースタ負圧と称す）を所定の目標値に向けて制御する。ところで、アクセルペダル及びブレーキペダルの双方が踏まれている場合には、アクセルペダルの踏み込みに伴う駆動力と、ブレーキペダルの踏み込みに伴う制動力が共に発生するので、アクセルペダルの踏み込みに伴う駆動力に対抗する分だけ大きな制動力が発生することが必要である。このため、負圧要求判定手段は、アクセルペダル及びブレーキペダルの双方が踏まれている場合に、通常時よりも大きなブースタ負圧が必要であると判定する。目標負圧設定手段は、負圧要求判定手段により通常時よりも大きなブースタ負圧が必要であると判定されると、上記所定の目標値を通常時よりも大きな値に設定する。従って、通常時よりも大きなブースタ負圧が必要とされる場合には、ブースタ負圧は通常時よりも大きな値を目標値として制御される。
【００１０】
本発明において、上記負圧制御手段は、請求項２に記載する如く、上記成層燃焼判定手段によって上記エンジンにおいて成層燃焼が継続可能であると判定されたときには上記スロットル弁の開度を絞ることによって吸気管負圧を上昇させ、成層燃焼が継続困難であると判定されたときには上記エンジンの動作モードをストイキ燃焼に切り替えることによって吸気管負圧を上昇させる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例であるシステムの全体構成図を示す。本実施例のシステムはエンジン１０を備えている。エンジン１０はエンジンＥＣＵ１２により制御される。エンジン１０は、シリンダブロック１３を備えている。シリンダブロック１３の内部には、シリンダ１４が形成されている。エンジン１０は、複数のシリンダを備えている。図１は、複数のシリンダのうち一のシリンダ１４を表す。
【００１２】
シリンダ１４の内部にはピストン１６が配設されている。ピストン１６は、シリンダ１４の内部を、図１における上下方向に摺動することができる。シリンダ１４の内部のピストン１６より上方には燃焼室１８が画成されている。燃焼室１８には燃料噴射弁２０の噴射口が露出している。燃料噴射弁２０はエンジンＥＣＵ１２に接続されている。燃料噴射弁２０はエンジンＥＣＵ１２から供給される制御信号に応じて燃焼室１８内へ燃料を噴射する。すなわち、本実施例のエンジン１０は直噴式エンジンである。
【００１３】
燃焼室１８には、排気弁２２を介して排気管２４が連通している。燃焼室１８には、また、吸気弁２６を介して吸気マニホールド２８の各枝管が連通している。吸気マニホールド２８はその上流側においてサージタンク３０に連通している。サージタンク３０の更に上流側には吸気管３２が連通している。
吸気管３２にはスロットル弁３４が配設されている。スロットル弁３４はスロットルモータ３６に連結されている。スロットルモータ３６はエンジンＥＣＵ１２に接続されている。スロットルモータ３６はエンジンＥＣＵ１２から供給される制御信号に応じてスロットル弁３４の開度を変化させる。スロットル弁３４の近傍には、スロットル開度センサ３８が配設されている。スロットル開度センサ３８はスロットル弁３４の開度（以下、スロットル開度ＳＣと称す）に応じた電気信号をエンジンＥＣＵ１２に向けて出力する。エンジンＥＣＵ１２はスロットル開度センサ３８の出力信号に基づいてスロットル開度ＳＣを検出する。
【００１４】
吸気管３２のスロットル弁３４より下流側の部位（以下、下流側吸気通路３２ａと称す）には、吸気圧センサ４０が配設されている。吸気圧センサ４０は下流側吸気通路３２ａの負圧（以下、吸気管負圧ＰＭと称す）に応じた電気信号をエンジンＥＣＵ１２に向けて出力する。エンジンＥＣＵ１２は吸気圧センサ４０の出力信号に基づいて吸気管負圧ＰＭを検出する。
【００１５】
下流側吸気通路３２ａには、負圧供給通路４２の一端が接続されている。負圧供給通路４２の他端は、ブレーキブースタ４４の負圧室（以下、ブースタ負圧室４４ａと称す）に接続されている。負圧供給通路４２にはチェックバルブ４６が配設されている。チェックバルブ４６はブースタ負圧室４４ａ側から吸気管３２側への空気の流れのみを許容する一方向弁である。従って、吸気管負圧ＰＭがブースタ負圧室４４ａの負圧（以下、ブースタ負圧ＰＢと称す）よりも大きい場合には、吸気管負圧ＰＭがブースタ負圧室４４ａに供給され、一方、吸気管負圧ＰＭがブースタ負圧ＰＢよりも小さい場合には、ブースタ負圧ＰＢが吸気管３２側へ逃げることが防止される。なお、本明細書において、「負圧」は大気圧との圧力差で表されるものとする。従って、「負圧が大きい」とは、大気圧との圧力差が大きいこと、すなわち、絶対的な圧力としては低圧であることを意味する。
【００１６】
ブレーキブースタ４４には、ブレーキペダル４８及びマスタシリンダ５０が連結されている。ブレーキブースタ４４は、ブースタ負圧ＰＢを動力源としてブレーキペダル４８の踏み込みを助勢し、マスタシリンダ５０が備える各液室に大きな液圧を発生させる。以下、マスタシリンダ５０の各液室に発生する液圧をマスタシリンダ圧Ｐ_M/Cと称す。ブースタ負圧室４４ａには、ブースタ圧センサ５２が配設されている。ブースタ圧センサ５２は、ブースタ負圧ＰＢに応じた電気信号をエンジンＥＣＵ１２に向けて出力する。エンジンＥＣＵ１２はブースタ圧センサ５２の出力信号に基づいてブースタ負圧ＰＢを検出する。
【００１７】
マスタシリンダ５０の各液室には、それぞれ配管５４、５６を介して、油圧アクチュエータ５８が連通している。配管５４は後輪側のブレーキ系統に、配管５６は前輪側のブレーキ系統に、それぞれ対応して設けられている。油圧アクチュエータ５８はブレーキＥＣＵ６０により制御される。油圧アクチュエータ５８には各車輪に対応して設けられたホイルシリンダ６２が連通している。また、各車輪の近傍には車輪速センサ６４が配設されている。車輪速センサ６４は車輪速ＶＷに応じたパルス信号をブレーキＥＣＵ６０に向けて出力する。ブレーキＥＣＵ６０は、車輪速センサ６４の出力信号に基づいて車輪速ＶＷを検出すると共に、車輪速ＶＷの変化率に基づいて車輪加速度ＤＶＷを検出する。なお、図１には、一輪分のホイルシリンダ６２及び車輪速センサ６４のみを示している。
【００１８】
後輪側のブレーキ系統に対応する配管５４には、その内部の液圧、すなわち、マスタシリンダ圧Ｐ_M/Cを検出するマスタ圧センサ６６が配設されている。マスタ圧センサ６６の出力信号はブレーキＥＣＵ６０に供給されている。ブレーキＥＣＵ６０はマスタ圧センサ６６の出力信号に基づいてマスタシリンダ圧Ｐ_M/Cを検出する。
【００１９】
ブレーキペダル４８には踏力スイッチ６２が装着されている。踏力スイッチ６２は、ブレーキペダル４８に付与される踏力が所定値を越えた場合にのみ、ブレーキＥＣＵ６０に向けてオン信号を出力する。また、ブレーキペダル４８の近傍にはブレーキスイッチ６４が配設されている。ブレーキスイッチ６４は、ブレーキペダル４８が踏まれた場合にのみ、ブレーキＥＣＵ５６に向けてオン信号を出力する。
【００２０】
本実施例のシステムは、油圧アクチュエータ５８がマスタシリンダ圧Ｐ_M/Cを各ホイルシリンダ６２に供給することにより、ブレーキ操作量に応じた制動力を発生する通常ブレーキ制御を実現する。また、本実施例のシステムは、通常ブレーキ制御の他、ブレーキＥＣＵ６０が車輪のスリップ状態や、車両の減速度及びヨーレート等に関する各種情報に基づいて油圧アクチュエータ５８を制御することにより、制動時の車輪のロックを防止するアンチロックブレーキ制御（ＡＢＳ）、過大な駆動トルクに起因する車輪のスリップを防止するトラクションコントロール（ＴＲＣ）、及び、車両の不安定な挙動を防止する車両安定化制御（ＶＳＣ）等の自動ブレーキ制御を実現することができる。
【００２１】
更に、本実施例のシステムは、急ブレーキ操作が行われた場合に、通常のブレーキ操作時に比して大きな制動力を発生するブレーキアシスト（ＢＡ）制御を実行する機能を有している。ＢＡ制御は、例えばマスタシリンダ圧Ｐ_M/Cの増加勾配に基づいて急ブレーキ操作の有無を判定し、急ブレーキ操作が行われた場合に図示しない高圧供給源（例えばポンプ）を液圧源としてホイルシリンダ圧を増圧することにより実現される。
【００２２】
図１に示す如く、エンジン１０には回転数センサ６８が設けられている。回転数センサ６８は、エンジン回転数Ｎｅに応じたパルス信号をエンジンＥＣＵ１２に向けて出力する。エンジンＥＣＵ１２は、回転数センサ６８から供給されるパルス信号に基づいてエンジン回転数Ｎｅを検出する。
アクセルペダル７０の近傍にはアクセル開度センサ７２が配設されている。アクセル開度センサ７２は、アクセルペダル７０の踏み込み量（以下、アクセル開度ＡＣと称す）に応じた電気信号をエンジンＥＣＵ１２に向けて出力する。エンジンＥＣＵ１２はアクセル開度センサ７２から供給される信号に基づいてアクセル開度ＡＣを検出する。
【００２３】
アクセルペダル７０の近傍には、また、アクセルペダル接点７４が配設されている。アクセルペダル接点７４はブレーキＥＣＵ６０に接続されている。アクセルペダル接点７４は、アクセルペダル７０が踏まれていない場合に閉状態となり、アクセルペダル７０が踏込まれると開状態となる接点である。ブレーキＥＣＵ６０はアクセルペダル接点７４の開閉状態に基づいてアクセルペダル７０の踏込みの有無を検出する。
【００２４】
ブレーキＥＣＵ６０には、また、減速度センサ７６が接続されている。減速度センサ７６は車両減速度Ｇｘに応じた信号をブレーキＥＣＵ６０に向けて出力する。ブレーキＥＣＵ６０は、減速度センサ７６の出力信号に基づいて車両減速度Ｇｘを検出する。
本実施例において、エンジン１０は、その負荷状態に応じて成層燃焼モード又はストイキ燃焼モードの何れかのモードで作動する。ストイキ燃焼モードは、アクセル開度ＡＣに応じてスロットル開度ＳＣを制御し、アクセル開度ＡＣに応じた流量の空気を燃焼室１８に供給することにより、燃焼室１８内でストイキ燃焼を実現する動作モードである。一方、成層燃焼モードは、スロットル開度ＳＣを全開とし、多量の空気を燃焼室１８に供給すると共に、アクセル開度ＡＣに応じた燃料を圧縮工程において噴射することにより、燃焼室１８内で成層燃焼を実現する動作モードである。
【００２５】
成層燃焼モードによれば、ストイキ燃焼よりも大きな空燃比で燃焼が行われることでエンジン１０の燃費が向上する。更に、成層燃焼モードによれば、スロットル開度ＳＣが全開とされることで、エンジン１０のポンピングロスが低減されることによっても燃費が向上する。従って、エンジン１０の燃費を向上させる観点から、エンジン１０を可能な限り成層燃焼モードで作動させることが望ましい。しかしながら、エンジン１０の負荷（すなわち、アクセル開度ＡＣ）が増大すると、燃料噴射弁２０により噴射すべき燃料の量も大きくなる。この場合、燃料噴射量が一定値を越えると、スロットル開度ＳＣを全開としても、燃料噴射量に対して、吸気管３２に吸入される空気量（以下、吸入空気量Ｑと称す）が不足し、成層燃焼を実現することができなくなる。
【００２６】
そこで、エンジンＥＣＵ１０はアクセル開度ＡＣに基づいて燃料噴射量を決定し、その燃料噴射量により成層燃焼が可能か否かを判定する。そして、成層燃焼が可能であると判定した場合には、スロットル開度ＳＣを全開にすると共に、圧縮工程においてアクセル開度ＡＣに応じた量の燃料を燃料噴射弁２０によって噴射させることにより成層燃焼モードを実現する。一方、エンジンＥＣＵ１０は、成層燃焼は不可能であると判定した場合には、スロットル開度ＳＣをアクセル開度ＡＣに応じた値に制御すると共に、吸気工程においてスロットル開度ＳＣに応じた量の燃料を燃料噴射弁２０によって噴射させることにより、ストイキ燃焼モードを実現する。
【００２７】
上述の如く、成層燃焼モードでは、アクセル開度ＡＣにかかわらず、スロットル開度ＳＣは全開にされる。スロットル開度ＳＣが全開にされると、下流側吸気通路３２ａに生ずる負圧、すなわち、吸気管負圧ＰＭは低下する。一方、上述の如く、ブレーキブースタ４４は、ブースタ負圧ＰＢを動力源としてブレーキペダル４８の踏み込みを助勢する。ブレーキブースタ４４による助勢が行われると、制動力が増加するにつれてブースタ負圧ＰＢは消費される。このため、成層燃焼モードでは、下流側吸気通路３２ａからブースタ負圧室４４ａに十分な負圧を供給することができず、ブレーキ操作の実行に伴ってブースタ負圧ＰＢは次第に低下する。従って、エンジン１０が生成燃焼モードで作動している場合にブレーキ操作が行われると、ブースタ負圧ＰＢが不足して、ブレーキブースタ４４による十分な助勢を行うことができない事態が生じ得る。
【００２８】
かかる事態は、スロットル開度ＳＣを絞り、大きな吸気管負圧ＰＭを生成することにより回避することができる。すなわち、大きな吸気管負圧ＰＭが生成されれば、この負圧がブースタ負圧室４４ａに供給されることで、大きなブースタ負圧ＰＢを確保することができる。以下、スロットル開度ＳＣを絞ることにより大きブースタ負圧ＰＢを生成するための制御を、ブースタ負圧制御と称す。
【００２９】
しかしながら、上述の如く、成層燃焼モードにおいてスロットル開度ＳＣが絞られると、ポンピングロスの増加による燃費の低下を招き、更に、成層燃焼モードが維持できなくなるまでスロットル開度ＳＣが絞られると、エンジン１０の動作モードがストイキ燃焼モードに切り替えられる等、エンジン１０の動作に影響を与えてしまう。一方、必要とされるブースタ負圧ＰＢの大きさは、ブレーキ操作状態等の状況によって変化し、例えば、急ブレーキ操作が行われている場合等は、通常時に比して大きなブースタ負圧ＰＢが必要とされる。従って、ブースタ負圧制御により生成されるブースタ負圧ＰＢの大きさを状況に応じて変化させることで、ブースタ負圧制御による負圧の生成を必要最小限の範囲で行うことが望ましい。
【００３０】
これに対して、本実施例のシステムでは、通常時に比して大きなブースタ負圧ＰＢが必要とされる状況であるか否かを判別し、大きなブースタ負圧ＰＢが必要とされる状況下で、ブースタ負圧制御の負圧目標値を高くすることにより、負圧生成を不必要に行うことなく、所要のブースタ負圧ＰＢを確保し得る点に特徴を有している。以下、本実施例の上記特徴部について説明する。
【００３１】
本実施例において、エンジンＥＣＵ１２は、ブースタ負圧ＰＢを示す信号をブレーキＥＣＵ６０に向けて随時送信する。ブレーキＥＣＵ６０はこの信号に基づいてブースタ負圧ＰＢを検出する。そして、ブースタ負圧ＰＢが所定の基準値Ｐ0 を下回ると、ブースタ負圧室４４ａに負圧を供給する必要があると判断し、エンジンＥＣＵ１２に対して、ブースタ負圧室４４ａに供給されるべき負圧（以下、負圧生成要求値Ｐreq と称す）を示す負圧生成要求信号を送信する。エンジンＥＣＵ１２はブレーキＥＣＵ６０から負圧生成要求信号を受信すると、負圧生成要求値Ｐreq に等しい吸気管負圧ＰＭを発生させるべくブースタ負圧制御を実行する。なお、負圧生成要求値Ｐreq は基準値Ｐ0 に比して大きな値となるように設定される。このため、ブースタ負圧ＰＢが基準値Ｐ0 を下回った時点で、基準値Ｐ0 よりも大きな負圧生成要求値Ｐreq を目標値として負圧生成が行われることで、負圧生成が行われる状態と行われない状態との間でハンチングが生ずることが防止される。
【００３２】
ブレーキＥＣＵ６０は、油圧アクチュエータ５８におけるブレーキ液漏れ等のブレーキ系の失陥（以下、ブレーキ失陥と称す）が生じている場合、ブレーキペダル４８及びアクセルペダル７０が共に踏まれている場合、又は、急ブレーキ操作が行われている場合に、通常時よりも大きなブースタ負圧ＰＢが必要であると判断する。大きなブースタ負圧ＰＢが必要であるると判断されると、上記基準値Ｐ0 及び負圧生成要求値Ｐreq は、通常時よりも大きな値となるように設定される。従って、本実施例によれば、大きなブースタ負圧ＰＢが必要とされる状況下では、ブースタ負圧ＰＢが通常時よりも大きな基準値Ｐ0 を下回った時点で、通常時よりも大きな負圧生成要求値Ｐreq を目標値としてブースタ負圧制御が実行される。
【００３３】
以下、本実施例において上記の機能を実現すべくブレーキＥＣＵ６０及びエンジンＥＣＵ１２が実行する具体的な処理の内容について説明する。先ず、図２を参照してブレーキＥＣＵ６０が実行する処理の内容について説明する。図２は、本実施例において、ブレーキＥＣＵ６０が、ブースタ負圧制御の開始条件の判定及び負圧生成要求値Ｐreq の決定を行うべく実行するルーチンの一例のフローチャートである。図２に示すルーチンは、１回の処理サイクルが終了する毎に繰り返し起動される。図２に示すルーチンが起動されると、先ずステップ１００の処理が実行される。
【００３４】
ステップ１００では、ブレーキ失陥が生じているか否かが判別される。ブレーキ液漏れ等のブレーキ失陥が生ずると、ブレーキペダル４８が踏み込まれても、その踏み込み量に対応する制動力が発生されなくなる。ステップ１００では、ブレーキペダル４８の踏み込み量を代表する値としてマスタシリンダ圧Ｐ_M/Cを、車両に生じている制動力を代表する値として車両減速度Ｇｘを、それぞれ用い、マスタシリンダ圧Ｐ_M/Cに対応する車両減速度Ｇｘが生じていない場合に、ブレーキ系統に失陥が生じていると判断することとしている。
【００３５】
ステップ１００において、ブレーキ失陥が生じていると判別された場合は、ブレーキ失陥による制動力の低下を補うべく、ブレーキブースタ４４により大きな助勢力を発生すべきと判断することができる。この場合、通常時よりも大きなブースタ負圧ＰＢが必要であると判断されて、次にステップ１０２の処理が実行される。一方、ステップ１００においてブレーキ失陥が検出されなければ、次にステップ１０４の処理が実行される。
【００３６】
なお、前輪側又は後輪側の何れかの系統のブレーキに失陥が生ずると、その系統に対応するマスタシリンダ圧Ｐ_M/Cは、ブレーキペダル４８の踏み込み量に正しく対応しない。上述の如く、マスタシリンダ圧Ｐ_M/Cを検出するマスタ圧センサ６６は、後輪側ブレーキ系統に対応する配管５４に配設されている。従って、ステップ１００では、前輪側ブレーキ系統における失陥の有無が判別されることとなる。一般に、車両の前輪側には後輪側に比して大きな制動力が配分される。従って、前輪側ブレーキ系統に失陥が生じた場合には、後輪側ブレーキ系統に失陥が生じた場合と比較して、ブレーキペダル４８の一定の踏み込み量に対する車両減速度Ｇｘの低下量は大きくなる。このため、上記ステップ１００では、前輪側の失陥が検出されることで、ブレーキ失陥をより確実に検出することが可能となっている。また、上記の如く、前輪側には後輪側よりも大きな制動力が配分されるので、前輪側にブレーキ失陥が生じた場合には、後輪側にブレーキ失陥が生じた場合よりも、より大きな制動力を確保する必要がある。すなわち、上記ステップ１００では、前輪側のブレーキ失陥が判別されることで、より大きなブースタ負圧ＰＢが必要とされる状況が判定されることになる。
【００３７】
なお、上記ステップ１００では、踏力スイッチ６２の出力信号と車両減速度Ｇｘとに基づいてブレーキ失陥を検出することとしてもよい。上述の如く、踏力スイッチ６２はブレーキペダル４８に所定の踏力が付与された場合にオン信号を出力するように構成されている。すなわち、踏力スイッチ６２がオン信号の出力を開始した時点での車両減速度Ｇｘは、所定の踏力に対して生ずる車両減速度Ｇｘを表すことなる。従って、上記所定の踏力に応じた車両減速度Ｇｘが生じているか否かに基づいてブレーキ失陥の有無を検出することができる。この場合は、前輪側及び後輪側の区別なく、ブレーキ系統全体としての失陥が検出されることとなる。また、上記ステップ１００では、車両に生じている制動力を代表する値として車両減速度Ｇｘを用いているが、これに替えて、車輪減速度ＤＶＷを用いてもよい。
【００３８】
ステップ１０４では、ブレーキペダル４８及びアクセルペダル７０が共に踏まれているか否かが判別される。ブレーキペダル４８及びアクセルペダル７０が共に踏まれている場合は、ブレーキペダル４８の踏み込みに伴う制動力と、アクセルペダル７０の踏み込みに伴う駆動力とが同時に発生する。従って、ステップ１０４においてブレーキペダル４８及びアクセルペダル７０が共に踏まれていると判断された場合は、駆動力に対抗する分だけ大きな制動力を発生させるべく、ブレーキブースタ４４により大きな助勢力を発生すべきと判断することができる。この場合、通常時よりも大きなブースタ負圧ＰＢが必要であると判断されて、次にステップ１０２の処理が実行される。一方、ステップ１０４において、ブレーキペダル４８及びアクセルペダル７０の少なくとも一方は踏まれていないと判別されたならば、次にステップ１０６の処理が実行される。
【００３９】
ステップ１０６では、急ブレーキ操作が行われているか否かが判別される。急ブレーキ操作が行われると、マスタシリンダ圧Ｐ_M/Cは通常のブレーキ操作時よりも大きな勾配で上昇する。そこで、ステップ１０６では、マスタシリンダ圧Ｐ_M/Cの増加勾配ΔＰ_M/C（＝ｄＰ_M/C／ｄｔ）が所定値を越える場合に、急ブレーキ操作が行われていると判別することとしている。なお、上述の如く、本実施例のシステムは、急ブレーキ操作時にＢＡ制御を実行する機能を有している。従って、上記ステップ１０６では、ＢＡ制御が実行されている場合に急ブレーキ操作が行われていると判別することとしてもよい。
【００４０】
ステップ１０６において、急ブレーキ操作が行われていると判別された場合は、大きな制動力が要求されていると判断することができる。この場合、通常時よりも大きなブースタ負圧ＰＢが必要であると判断されて、次にステップ１０２の処理が実行される。一方、ステップ１０６において、急ブレーキ操作が行われていないと判別された場合は、大きなブースタ負圧ＰＢは必要とされていないと判断されて、次にステップ１０８の処理が実行される。
【００４１】
ステップ１０８では、基準値Ｐ0 に所定値ＰL が代入される。ここで、所定値ＰL は通常時において最低限確保しておくべきブースタ負圧ＰＢの値である。一方、上記ステップ１０２では、基準値Ｐ0 に所定値ＰH が代入される。ここで所定値ＰH は、大きなブースタ負圧ＰＢが必要とされる状況下で、最低限確保すべきブースタ負圧ＰＢの値であり、ＰH ＞ＰL となるように設定されている。ステップ１０２又はステップ１０８の処理が終了すると、ステップ１１０の処理が実行される。
【００４２】
ステップ１１０では、負圧生成要求値Ｐreq を決定するための処理が実行される。負圧生成要求値Ｐreq は、下流側吸気通路３２ａからブースタ負圧室４４ａに負圧が供給されない状態で、車両が停止するまでブレーキブースタ４４を作動を確保するうえで必要十分なブースタ負圧ＰＢの大きさとなるように決定される。
【００４３】
図３は、ステップ１２２において負圧生成要求値Ｐreq を決定すべくブレーキＥＣＵ６０が参照するマップの一例を示す。ブレーキＥＣＵ６０は、通常時、すなわち、大きなブースタ負圧ＰＢが要求されていない場合（Ｐ0 ＝ＰL である場合）は、図３の曲線Ａに基づいて負圧生成要求値Ｐreq を決定する。一方、ブレーキＥＣＵ６０は、大きなブースタ負圧ＰＢが要求されている場合は、図３の曲線Ｂに基づいて負圧生成要求値Ｐreq を決定することにより、負圧生成要求値Ｐreq を通常時に比して大きな値とする。
【００４４】
上述の如く、ブースタ負圧ＰＢは、ブレーキ操作に伴う制動力の増加に応じて消費される。また、車速Ｖが高いほど、車両が停止した時点で発生される制動力は大きくなる。従って、車速Ｖが大きいほど車両が停止するまでのブースタ負圧ＰＢの消費量は大きくなる。すなわち、ブースタ負圧室４４ａに負圧を補充することなく、車両が停止するまでブレーキブースタ４４による助勢力を得るために確保すべきブースタ負圧ＰＢの値は、車速Ｖが大きいほど増加する。そこで、図３の曲線Ａ、Ｂに示す如く、車速Ｖが所定速Ｖc 以下の領域では、負圧生成要求値Ｐreq を基準値Ｐ０に等しい値とし、車速Ｖが所定速Ｖc を越える領域では車速Ｖの上昇に応じて負圧生成要求値Ｐreq を増加させることとしている。
【００４５】
ステップ１１０に続くステップ１１２では、ブースタ負圧ＰＢが基準値Ｐ0 に比して大きいか否かが判別される。その結果、ＰＢ＞Ｐ0 が成立するならば、負圧生成は不要であると判断されて今回のルーチンは終了される。一方、ステップ１１２において、ＰＢ＞Ｐ0 が成立する場合は、負圧生成が必要であると判断されて、次にステップ１１４において、負圧生成要求値Ｐreq を示す負圧生成要求信号がエンジンＥＣＵ１２に向けて送信される。ステップ１１４の処理が終了されると、今回のルーチンは終了される。
【００４６】
次に、本実施例においてエンジンＥＣＵ１２が実行する処理の内容について説明する。図４は、本実施例においてエンジンＥＣＵ１２がブースタ負圧制御を実現すべく実行するルーチンの一例を示すフローチャートである。図４に示すルーチンは、１回の処理プロセスが終了する毎に繰り返し起動されるルーチンである。図４に示すルーチンが起動されると、先ずステップ１５０の処理が実行される。
【００４７】
ステップ１５０では、エンジン１０が成層燃焼モードで作動中であるか否かが判別される。その結果、否定判別されたならば、すなわち、エンジン１０がストイキ燃焼モードで作動中ならば、エンジン出力を低下させることなくブースタ負圧制御を実行することはできないと判断される。この場合、以後何ら処理が実行されることなく今回のルーチンは終了される。一方、ステップ１５０において、エンジン１０が成層燃焼モードで作動中ならば、次にステップ１５６の処理が実行される。
【００４８】
ステップ１５６では、ブレーキＥＣＵ６０から負圧生成要求信号が送信されているか否かが判別される。その結果、負圧生成要求信号が送信されていなければ今回のルーチンは終了される。一方、ステップ１５６において負圧生成要求信号が送信されているならば、次にステップ１５８の処理が実行される。
ステップ１５８では、負圧生成要求値Ｐreq に等しい吸気管負圧ＰＭを生成するためのスロットル開度ＳＶ（以下、目標スロットル開度ＳＶc と称す）が決定される。吸気管負圧ＰＭは、吸入空気量Ｑが大きいほど低下し、エンジン回転数Ｎｅが高いほど上昇する。また、吸入空気量Ｑはスロットル開度ＳＶにほぼ比例する。従って、ステップ１５８では、エンジン回転数Ｎｅと負圧生成要求値Ｐreq とに基づいて目標スロットル開度ＳＶc が決定される。ステップ１５８の処理が終了するとステップ１６０へ進む。
【００４９】
ステップ１６０では、目標スロットル開度ＳＶc に対応する吸入空気量Ｑ0 が算出され、続くステップ１６２では、成層燃焼モードにおけるアクセル開度ＡＣに対応する燃料噴射量Ｆ（すなわち、運転者の要求するエンジン出力を実現するのに必要な燃料噴射量Ｆ）が算出される。なお、スロットル開度ＳＶが目標スロットル開度ＳＶc まで絞られると、ポンピングロスが上昇することにより一定のエンジン出力を得るのに必要な燃料噴射量は増加する。ステップ１６２においては、かかるポンピングロスに起因する燃料噴射量の増加をも考慮して、燃料噴射量Ｆが決定される。ステップ１６２の処理が終了すると、ステップ１６４へ進む。
【００５０】
ステップ１６４では、現在のエンジン回転数Ｎｅを保ちつつ、吸入空気量Ｑ0 及び燃料噴射量Ｆにより成層燃焼モードを維持できるか否かが判別される。その結果、成層燃焼モードを維持できると判別された場合は、次にステップ１６６において、スロットル開度ＳＶを目標スロットル開度ＳＶc まで絞るための処理が実行される。ステップ１６６の処理が実行されると、成層燃焼モードが維持された状態で、吸気管負圧ＰＭは負圧生成要求値Ｐreq に向けて上昇を開始する。ステップ１６６に続くステップ１６８では、吸気管負圧ＰＭが負圧生成要求値Ｐreq に達したか否かが判別される。その結果、吸気管負圧ＰＭが負圧生成要求値Ｐreq に達していないならば再びステップ１６８の処理が実行される。一方、ステップ１６８において、吸気管負圧ＰＭが負圧生成要求値Ｐreq に達したならば、次にステップ１７０において、スロットル開度ＳＶを再び全開とすると共に、それに伴うポンピングロスの低下分だけ燃料噴射量を減量するための処理が実行される。ステップ１７０の処理が終了されると、今回のルーチンは終了される。
【００５１】
一方、ステップ１６４において、成層燃焼モードを維持できないと判別されたならば、次にステップ１７２においてエンジン１０の動作モードをストイキ燃焼モードに切り替えるための処理が実行される。ストイキ燃焼モードでは、スロットル開度ＳＶがアクセル開度ＡＣに応じた値に制御されることにより、成層燃焼モードの場合に比して大きな吸気管負圧ＰＭが生成される。従って、ステップ１７２の処理が実行されると吸気管負圧ＰＭが上昇を開始する。ステップ１７２に続くステップ１７４では、吸気管負圧ＰＭが負圧生成要求値Ｐreq に達したか否かが判別される。その結果、吸気管負圧ＰＭが負圧生成要求値Ｐreq に達していないならば再びステップ１７４の処理が実行される。一方、ステップ１７４において吸気管負圧ＰＭが負圧生成要求値Ｐreq に達したならば、次にステップ１７６の処理が実行される。ステップ１７６では、エンジン１０の動作モードをストイキ燃焼モードから成層燃焼モードへ戻すための処理が実行される。ステップ１７６の処理が終了されると今回のルーチンは終了される。
【００５２】
上述の如く、ブレーキＥＣＵ６０が図２に示すルーチンを実行することで、通常時よりも大きなブースタ負圧ＰＢが必要とされる場合に、ブースタ負圧制御の開始条件を規定する基準値Ｐ₀及び負圧生成要求値Ｐ_reqが通常時よりも大きな値に設定される。また、エンジンＥＣＵ１２が図４に示すルーチンを実行することで、吸気管負圧ＰＭは負圧生成要求値Ｐ_reqを目標値として上昇される。従って、本実施例によれば、通常時よりも大きなブースタ負圧ＰＢが要求される状況下で、通常時よりも大きな負圧をブースタ負圧室４４ａに供給することができる。このように、本実施例のシステムによれば、状況に応じて負圧生成が行われることで、負圧生成を不必要に行うことなく、所要のブースタ負圧ＰＢを確保することができる。
【００５３】
なお、上記実施例においては、ブレーキＥＣＵ６０が図２に示すルーチンのステップ１００、１０４、又は１０６の処理を実行することにより請求項に記載した負圧要求判定手段が、ステップ１１０の処理を実行することにより請求項に記載した目標負圧設定手段が、エンジンＥＣＵ１２が図４に示すルーチンのステップ１５８〜１６６及び１７２の処理を実行することにより請求項に記載した負圧制御手段が、エンジンＥＣＵ１２が図４に示すルーチンのステップ１６４の処理を実行することにより請求項に記載した成層燃焼判定手段が、それぞれ実現されている。
【００５４】
なお、上記実施例では、基準値Ｐ0 及び負圧生成要求値Ｐreq を、通常時と、大きなブースタ負圧ＰＢが要求される場合とで、２段階に切り替えることとした。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、必要とされるブースタ負圧ＰＢの大きさに応じて、基準値Ｐ0 及び負圧生成要求値Ｐreq を３段階以上に切り替え、あるいは、連続的に変化させることとしてもよい。
【００５５】
また、上記実施例では、ブースタ負圧ＰＢの確保よりもエンジン出力の確保を優先し、エンジン１０が成層燃焼モードで作動中である場合にのみブースタ負圧制御の実行を許可することとした。しかしながら、ブースタ負圧ＰＢの確保を優先し、ストイキ燃焼モードにおいても、大きなブースタ負圧ＰＢが必要とされる場合には、スロットル開度ＳＣを強制的に閉じることにより負圧生成を行うこととしてもよい。この意味で、本発明は、スロットル開度に応じてエンジン出力が制御される通常のエンジン（すなわち、常時ストイキ燃焼モードで作動するエンジン）にも適用が可能である。
【００５６】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、状況に応じてブースタ負圧の目標値を変化させることができるので、ブースタ負圧の生成を不必要に行うことなく、所要のブースタ負圧を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるシステムの全体構成図である。
【図２】本実施例においてブレーキＥＣＵが実行するルーチンの一例のフローチャートである。
【図３】本実施例においてブレーキＥＣＵが負圧生成要求値を決定すべく参照するマップの一例を示す図である。
【図４】本実施例においてエンジンＥＣＵが実行するルーチンの一例のフローチャートである。
【符号の説明】
１０エンジン
１２エンジンＥＣＵ
３２吸気管
３２ａ下流側吸気通路
３４スロットル弁
４４ブレーキブースタ
４４ａブースタ負圧室
６０ブレーキＥＣＵ

Claims

エンジンのスロットル弁より下流側の吸気通路と連通可能とされたブレーキブースタの負圧室の負圧を制御するブレーキブースタ用負圧制御装置であって、
前記エンジンの動作モードが成層燃焼であるとき、該エンジンにおいて現在のエンジン回転数を保ちつつ目標スロットル開度に対応する吸入空気量及びアクセル開度に対応する燃料噴射量により成層燃焼を継続することが可能か否かを判定する成層燃焼判定手段と、
前記成層燃焼判定手段によって成層燃焼が継続可能であると判定されたときには前記スロットル弁の開度を全開から前記目標スロットル開度まで絞ることによって、成層燃焼が継続困難であると判定されたときには前記エンジンの動作モードをストイキ燃焼に切り替えることによって、それぞれ前記負圧室の負圧を所定の目標値に向けて制御する負圧制御手段と、
アクセルペダル及びブレーキペダルの双方が踏まれている場合に、前記負圧室に通常時よりも大きな負圧が必要であると判定する負圧要求判定手段と、
前記負圧要求判定手段により前記負圧室に通常時よりも大きな負圧が必要であると判定された場合に、前記所定の目標値を通常時よりも大きな値に設定する目標負圧設定手段と、を有する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１記載のブレーキブースタ用負圧制御装置であって、
前記負圧制御手段は、前記成層燃焼判定手段によって前記エンジンにおいて成層燃焼が継続可能であると判定されたときには前記スロットル弁の開度を絞り、成層燃焼が継続困難であると判定されたときには前記エンジンの動作モードをストイキ燃焼に切り替える、ことを特徴とするブレーキブースタ用負圧制御装置。