JP2000110606A

JP2000110606A - 車載内燃機関の負圧制御装置

Info

Publication number: JP2000110606A
Application number: JP10287761A
Authority: JP
Inventors: Nobuyasu Nakanishi; 伸育中西
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-10-09
Filing date: 1998-10-09
Publication date: 2000-04-18

Abstract

(57)【要約】【課題】ブレーキ操作が繰り返し行われたときでも、ブ
レーキブースタの駆動に必要なブレーキ負圧を確保する
ことのできる車載内燃機関の負圧制御装置を提供する。【解決手段】ブレーキペダル５０の踏み込みが繰り返し
行われる、いわゆるポンピングブレーキでは、ブレーキ
操作（オン・オフ）時にブレーキブースタ５０を駆動す
るためのブレーキ負圧が大気圧側へと変化することか
ら、そのブレーキブースタ５０の駆動に必要なブレーキ
負圧を確保することができなくなるおそれがある。しか
し、ポンピングブレーキの開始から終了までブレーキ負
圧に関係なくスロットル閉じ制御が行われるため、その
ポンピングブレーキ中にブレーキ踏込操作間の時間間隔
が短くなっても、ブレーキ負圧がブレーキブースタ５０
の作動に必要な要求値に維持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車載内燃機関の負
圧制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用エンジン等の車載内燃
機関では、吸気通路を介して燃焼室内に吸入される空気
と、燃料噴射弁から噴射される燃料とを混合して混合気
を形成し、その混合気を燃焼室内で燃焼させることで駆
動力を得ている。こうした内燃機関の吸気通路には、燃
焼室に吸入される空気の量を調整するためのスロットル
バルブが設けられている。そして、スロットルバルブの
開度を調節して燃焼室へ吸入される空気の量を調整する
ことにより、燃焼室へ充填される混合気の量が変化し、
内燃機関の出力が調整されるようになる。

【０００３】ところで、近年は、燃費を向上させること
及び十分な機関出力を得ることの両立を図るために、機
関運転状態に応じて燃焼方式を切り換えるタイプの内燃
機関が提案され、実用化されている。

【０００４】こうしたタイプの内燃機関は、高出力が要
求される高回転高負荷時には、空気に対して燃料が均等
に混合された均質混合気を燃焼させる「均質燃焼」を行
い、十分な機関出力を得るようにしている。この「均質
燃焼」は、内燃機関の吸気行程にて燃焼室内に噴射供給
された燃料が同燃焼室内の空気と均等に混ぜ合わされ、
その空気と燃料とから形成された混合気に点火プラグに
より点火がなされることによって実行される。

【０００５】また、あまり高出力が要求されない低回転
低負荷時には、点火プラグ周りの燃料濃度を高めて着火
性を向上させるとともに、混合気の平均空燃比を理論空
燃比よりもリーン側の値にすることで燃費を向上させる
ことが可能な「成層燃焼」を実行する。この「成層燃
焼」は、内燃機関の圧縮行程にて燃焼室内に噴射供給さ
れた燃料がピストン頭部の窪みに当たって点火プラグ周
りに集められ、その集められた燃料と燃焼室内の空気と
からなる混合気に点火プラグにより点火がなされること
によって実行される。こうした「成層燃焼」では、混合
気の平均空燃比を大きくすべくスロットルバルブを「均
質燃焼」の場合に比べて開き側に制御するため、ポンピ
ングロスが低減されるようになる。

【０００６】上記のように内燃機関の燃焼方式を、機関
運転状態に応じて「均質燃焼」と「成層燃焼」との間で
切り換えることにより、燃費を向上させることができる
とともに十分な機関出力が得られるようになる。

【０００７】ところで、車載内燃機関にあっては、吸気
系に生じる負圧を利用して自動車のブレーキ踏込操作力
を軽減するブレーキブースタが設けられる。このブレー
キブースタは、車載内燃機関の吸気系に生じる負圧をブ
レーキ負圧として蓄圧し、そのブレーキ負圧によって駆
動される。こうしたブレーキブースタを上記成層燃焼が
行われる内燃機関に適用することも考えられる。しか
し、この場合には、成層燃焼中のスロットルバルブの開
度が均質燃焼に比べて開き側の値になるため、車載内燃
機関の吸気系に生じる負圧が大気圧側の値になり、上記
ブレーキブースタの駆動に必要なブレーキ負圧を確保す
ることが困難になる。

【０００８】そこで従来は、上記ブレーキブースタを駆
動させるためのブレーキ負圧を確保すべくスロットルバ
ルブの閉じ制御を行うことが提案されている。こうした
スロットルバルブの閉じ制御を行う装置としては、例え
ば特開平１０−１７５４６４号公報や特開平１０−１４
８１５０号公報に記載された負圧制御装置が知られてい
る。これらの公報に記載された負圧制御装置では、ブレ
ーキ負圧がブレーキブースタを駆動するのに必要な要求
値に達していないとき、スロットルバルブを閉じ側に制
御することでブレーキ負圧を要求値に近づけるようにし
ている。更に、特開平１０−１７５４６４号公報に記載
された負圧制御装置では、上記スロットル閉じ制御が行
われてから所定時間が経過した後、スロットルバルブを
元の開度へと復帰させるようにしている。

【０００９】また、自動車のブレーキペダルの踏込操作
中においては、ブレーキブースタが駆動されることによ
ってブレーキ負圧が大気圧側の値へと変化し、特にブレ
ーキペダルの踏込力を弱めたときや踏込量を「０」にし
たとき等には上記ブレーキ負圧が大きく大気圧側の値へ
と変化する。このようにブレーキ負圧が大気圧側の値へ
変化して上記要求値を越えた場合には、スロットルバル
ブの閉じ制御が行われて必要なブレーキ負圧が確保さ
れ、ブレーキブースタの駆動によって再びブレーキ操作
力が軽減されるようになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特に機関回転
数が低いときなどには、スロットルバルブの閉じ制御に
おいてスロットルバルブ開度の変化に対するブレーキ負
圧の変化の応答性が悪くなる。更に、ブレーキの踏込操
作を繰り返し行う、いわゆるポンピングブレーキが行わ
れたときには、ブレーキペダルの踏込力を弱めることや
踏込量を「０」にすることが複数回繰り返して行われる
ため、スロットル閉じ制御が行われたとしてもブレーキ
負圧が大気圧側の値へと変化し、必要なブレーキ負圧が
確保できなくなる。

【００１１】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、ブレーキ操作が繰り返し行
われたときでも、ブレーキブースタの駆動に必要なブレ
ーキ負圧を確保することのできる車載内燃機関の負圧制
御装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、車載内燃機関の吸気系に
生じる負圧をブレーキ負圧として蓄圧し、そのブレーキ
負圧によってブレーキの操作力を軽減すべく駆動される
ブレーキブースタと、前記内燃機関の吸気系に生じる負
圧を調整する負圧調整手段とを備え、前記ブレーキ負圧
が前記ブレーキブースタを作動させるのに必要な要求値
に達しないとき、前記ブレーキ負圧を前記要求値に近づ
けるべく前記負圧調整手段を制御する車載内燃機関の負
圧制御装置において、前記ブレーキ操作の繰り返し開始
を検出するポンピングブレーキ開始検出手段と、前記ブ
レーキ操作の繰り返し終了を検出するポンピングブレー
キ終了検出手段と、前記ポンピングブレーキ開始検出手
段によって前記ブレーキ操作の繰り返し開始が検出され
てから、前記ポンピングブレーキ終了検出手段によって
前記ブレーキ操作の繰り返し終了が検出されるまで、前
記ブレーキ負圧が真空側の値へと変化する方向に前記負
圧調整手段を制御する制御手段とを備えた。

【００１３】同構成によれば、ブレーキ操作の繰り返し
開始から終了まで、ブレーキ負圧が真空側へと変化する
方向に負圧調整手段が制御される。そのため、ブレーキ
負圧の確保が困難なブレーキ操作の繰り返し時において
も、ブレーキブースタを作動させるのに必要なブレーキ
負圧を確保することができるようになる。

【００１４】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、前記ポンピングブレーキ開始検出手段
は、ブレーキ操作が行われてから次回にブレーキ操作が
行われるまでの時間に基づき、ブレーキ操作の繰り返し
開始を検出するものとした。

【００１５】同構成によれば、ブレーキ操作が繰り返し
行われるときには、そのブレーキ操作間の時間間隔が通
常よりも短くなるため、ブレーキ操作が行われてから次
回のブレーキ操作が行われる間での時間に基づき、的確
にブレーキ操作の繰り返しが開始されたことを検出する
ことができるようになる。

【００１６】請求項３記載の発明では、請求項１又は２
記載の発明において、前記ポンピングブレーキ終了検出
手段は、ブレーキ操作が行われてから次回にブレーキ操
作が行われるまでの時間に基づき、ブレーキ操作の繰り
返し終了を検出するものとした。

【００１７】同構成によれば、ブレーキ操作が繰り返し
行われるときには、そのブレーキ操作間の時間間隔が通
常よりも短くなるため、ブレーキ操作が行われてから次
回のブレーキ操作が行われる間での時間に基づき、的確
にブレーキ操作の繰り返しが終了したことを検出するこ
とができるようになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を直列４気筒の自動
車用ガソリンエンジンに適用した一実施形態を図１〜図
４に従って説明する。

【００１９】図１に示すように、エンジン１１は、その
シリンダブロック１１ａ内に往復移動可能に設けられた
合計四つのピストン１２（図１には一つのみ図示）を備
えている。これらピストン１２の頭部には、成層燃焼を
実行するのに必要な窪み１２ａが形成されている。ま
た、これらピストン１２は、コンロッド１３を介して出
力軸であるクランクシャフト１４に連結されている。そ
して、ピストン１２の往復移動は、上記コンロッド１３
によってクランクシャフト１４の回転へと変換されるよ
うになっている。

【００２０】クランクシャフト１４にはシグナルロータ
１４ａが取り付けられている。このシグナルロータ１４
ａの外周部には、複数の突起１４ｂがクランクシャフト
１４の軸線を中心とする等角度毎に設けられている。ま
た、シグナルロータ１４ａの側方には、クランクポジシ
ョンセンサ１４ｃが設けられている。そして、クランク
シャフト１４が回転して、シグナルロータ１４ａの各突
起１４ｂが順次クランクポジションセンサ１４ｃの側方
を通過することにより、同センサ１４ｃからはそれら各
突起１４ｂの通過に対応したパルス状の検出信号が出力
されるようになる。

【００２１】一方、シリンダブロック１１ａの上端には
シリンダヘッド１５が設けられ、シリンダヘッド１５と
ピストン１２との間には燃焼室１６が設けられている。
この燃焼室１６には、シリンダヘッド１５に設けられた
吸気ポート１７と排気ポート１８とが連通している。こ
うした吸気ポート１７及び排気ポート１８には、それぞ
れ吸気バルブ１９及び排気バルブ２０が設けられてい
る。

【００２２】また、図１に示すように、シリンダヘッド
１５には、上記吸気バルブ１９及び排気バルブ２０を開
閉駆動するための吸気カムシャフト２１及び排気カムシ
ャフト２２が回転可能に支持されている。これら吸気及
び排気カムシャフト２１，２２は、タイミングベルト及
びギヤ（共に図示せず）等を介してクランクシャフト１
４に連結され、同ベルト及びギヤ等によりクランクシャ
フト１４の回転が伝達されるようになる。そして、吸気
カムシャフト２１が回転すると、吸気バルブ１９が開閉
駆動されて、吸気ポート１７と燃焼室１６とが連通・遮
断される。また、排気カムシャフト２２が回転すると、
排気バルブ２０が開閉駆動されて、排気ポート１８と燃
焼室１６とが連通・遮断される。

【００２３】シリンダヘッド１５において、吸気カムシ
ャフト２１の側方には、同シャフト２１の外周面に設け
られた突起２１ａを検出して検出信号を出力するカムポ
ジションセンサ２１ｂが設けられている。そして、吸気
カムシャフト２１が回転すると、同シャフト２１の突起
２１ａがカムポジションセンサ２１ｂの側方を通過す
る。この状態にあっては、カムポジションセンサ２１ｂ
から上記突起２１ａの通過に対応して所定間隔毎に検出
信号が出力されるようになる。

【００２４】吸気ポート１７及び排気ポート１８には、
それぞれ吸気管３０及び排気管３１が接続されている。
この吸気管３０内及び吸気ポート１７内は吸気通路３２
となっており、排気管３１内及び排気ポート１８内は排
気通路３３となっている。吸気通路３２の上流部分には
スロットルバルブ２３が設けられている。このスロット
ルバルブ２３は、直流（ＤＣ）モータからなるスロット
ル用モータ２４の駆動により回動されて開度調節がなさ
れる。そして、スロットルバルブ２３の開度（スロット
ル開度）は、スロットルポジションセンサ４４によって
検出される。

【００２５】また、上記スロットル用モータ２４の駆動
は、自動車の室内に設けられたアクセルペダル２５の踏
込量（アクセル踏込量）に基づき制御される。即ち、自
動車の運転者がアクセルペダル２５を踏込操作すると、
アクセル踏込量がアクセルポジションセンサ２６によっ
て検出され、同センサ２６の検出信号に基づきスロット
ル用モータ２４が駆動制御される。このスロットル用モ
ータ２４の駆動制御に基づくスロットルバルブ２３の開
度調節により、吸気通路３２の空気流通面積が変化して
燃焼室１６へ吸入される空気の量が調整されるようにな
る。

【００２６】吸気通路３２においてスロットルバルブ２
３の下流側に位置する部分には、同通路３２内の圧力を
検出するバキュームセンサ３６が設けられている。そし
て、バキュームセンサ３６は検出した吸気通路３２内の
圧力に対応した検出信号を出力する。

【００２７】また、吸気通路３２におけるスロットルバ
ルブ２３よりも下流には、負圧通路４９を介してブレー
キブースタ５０が接続されている。このブレーキブース
タ５０は、自動車のブレーキペダル５１を踏込操作する
ときの操作力を軽減するためのものであって、エンジン
１１の運転時に吸気通路３２内に生じる負圧を利用して
駆動される。即ち、吸気通路３２内の負圧によってブレ
ーキブースタ５０内から負圧通路４９を介して空気が吸
引され、その空気の吸引によってブレーキブースタ５０
内に生じる負圧（ブレーキ負圧Ｖ）に基づき同ブースタ
５０が駆動されるようになる。このブレーキ負圧Ｖは、
ブースタ圧力センサ５０ａによって検出される。更に、
上記ブレーキペダル５１には、ブレーキペダル５１の踏
込量が「０」になったことを検出するためのブレーキス
イッチ５１ａが設けられている。

【００２８】また、図１に示すように、シリンダヘッド
１５には、燃焼室１６内に燃料を噴射供給する燃料噴射
弁４０と、燃焼室１６内に充填される燃料と空気とから
なる混合気に対して点火を行う点火プラグ４１とが設け
られている。この点火プラグ４１による上記混合気への
点火時期は、点火プラグ４１の上方に設けられたイグナ
イタ４１ａによって調整される。そして、燃料噴射弁４
０から燃焼室１６内へ燃料が噴射されると、同燃料が吸
気通路３２を介して燃焼室１６に吸入された空気と混ぜ
合わされ、燃焼室１６内で空気と燃料とからなる混合気
が形成される。更に、燃焼室１６内の混合気は点火プラ
グ４１によって点火がなされて燃焼し、燃焼後の混合気
は排気として排気通路３３に送り出される。

【００２９】一方、吸気通路３２のスロットルバルブ２
３よりも下流側は、排気再循環（ＥＧＲ）通路４２を介
して排気通路３３と連通している。このＥＧＲ通路４２
の途中には、ステップモータ４３ａを備えたＥＧＲバル
ブ４３が設けられている。そして、ＥＧＲバルブ４３
は、ステップモータ４３ａを駆動制御することで開度調
節が行われる。こうしたＥＧＲバルブ４３の開度調節に
より、排気通路３３を介して吸気通路３２へ再循環する
排気の量（ＥＧＲ量）が調整されるようになる。そし
て、エンジン１１の排気が吸気通路３２に再循環される
ことで、燃焼室１６内の温度が下がって窒素酸化物（Ｎ
Ｏx ）の生成が抑制され、エミッションの低減が図られ
る。

【００３０】次に、本実施形態におけるエンジン１１の
負圧制御装置の電気的構成を図２に基づいて説明する。
この負圧制御装置は、燃料噴射量制御、点火時期制御、
及びスロットル開度制御など、エンジン１１の運転状態
を制御するための電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と
いう）９２を備えている。このＥＣＵ９２は、ＲＯＭ９
３、ＣＰＵ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９
６等を備える論理演算回路として構成されている。

【００３１】ここで、ＲＯＭ９３は各種制御プログラム
や、それら各種制御プログラムを実行する際に参照され
るマップ等が記憶されたメモリであり、ＣＰＵ９４はＲ
ＯＭ９３に記憶された各種制御プログラムやマップに基
づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ９５はＣＰＵ
９４での演算結果や各センサから入力されたデータ等を
一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ９
６はエンジン１１の停止時に保存すべきデータを記憶す
る不揮発性のメモリである。そして、ＲＯＭ９３、ＣＰ
Ｕ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９６は、バ
ス９７を介して互いに接続されるとともに、外部入力回
路９８及び外部出力回路９９と接続されている。

【００３２】外部入力回路９８には、クランクポジショ
ンセンサ１４ｃ、カムポジションセンサ２１ｂ、アクセ
ルポジションセンサ２６、バキュームセンサ３６、スロ
ットルポジションセンサ４４、ブースタ圧力センサ５０
ａ、及びブレーキスイッチ５１ａ等が接続されている。
一方、外部出力回路９９には、スロットル用モータ２
４、燃料噴射弁４０、イグナイタ４１ａ、及びＥＧＲバ
ルブ４３等が接続されている。

【００３３】このように構成されたＥＣＵ９２は、バキ
ュームセンサ３６からの検出信号に基づき吸気圧ＰＭを
求め、アクセルポジションセンサ２６からの検出信号に
基づきアクセル踏込量ＡＣＣＰを求める。更に、ＥＣＵ
９２は、クランクポジションセンサ１４ｃからの検出信
号に基づきエンジン回転数ＮＥを求める。そして、上記
のように求められた吸気圧ＰＭとエンジン回転数ＮＥ、
若しくはアクセル踏込量ＡＣＣＰとエンジン回転数ＮＥ
とに基づき、周知のマップを参照して基本燃料噴射量Ｑ
bse をマップ演算する。こうして算出された基本燃料噴
射量Ｑbse は、エンジン回転数ＮＥが高くなるほど大き
い値になるとともに、吸気圧ＰＭ若しくはアクセル踏込
量ＡＣＣＰが大きくなるほど大きい値になる。

【００３４】エンジン１１の機関負荷は、上記基本燃料
噴射量Ｑbse によって表される。そして、ＥＣＵ９２
は、エンジン１１の運転状態が高回転高負荷領域にある
ときに同エンジン１１の燃焼方式を「均質燃焼」とし、
低回転低負荷領域にあるときに同エンジン１１の燃焼方
式を「成層燃焼」とする。このように燃焼方式を変化さ
せるのは、高出力が要求される高回転高負荷時には混合
気の空燃比をリッチ側の値にしてエンジン出力を高め、
あまり高出力を必要としない低回転低負荷時には空燃比
をリーン側の値にして燃費の向上を図るためである。

【００３５】エンジン１１の燃焼方式を「均質燃焼」と
した場合、ＥＣＵ９２は、バキュームセンサ３６からの
検出信号に基づき求められる吸気圧ＰＭとエンジン回転
数ＮＥとに基づき基本燃料噴射量Ｑbse をマップ演算す
る。ＥＣＵ９２は、燃料噴射弁４０を駆動制御すること
により、上記基本燃料噴射量Ｑbse に基づき求められる
最終燃料噴射量Ｑfin に対応した量の燃料をエンジン１
１の吸気行程中に燃料噴射弁４０から噴射させる。こう
した燃料噴射に基づき燃焼室１６内に形成される混合気
においては、その空燃比が理論空燃比若しくは理論空燃
比よりも大きい値となる。更に、ＥＣＵ９２は、スロッ
トル開度、点火時期、及びＥＧＲ量等が「均質燃焼」に
適したものとなるよう、スロットル用モータ２４、イグ
ナイタ４１ａ、及びＥＧＲバルブ４３等を駆動制御す
る。

【００３６】エンジン１１の燃焼方式を「成層燃焼」と
した場合、ＥＣＵ９２は、アクセル踏込量ＡＣＣＰ及び
エンジン回転数ＮＥとから基本燃料噴射量Ｑbse を算出
する。ＥＣＵ９２は、上記基本燃料噴射量Ｑbse から求
められる最終燃料噴射量Ｑfin に基づき燃料をエンジン
１１の圧縮行程中に噴射させる。こうした燃料噴射によ
り燃焼室１６内に形成される混合気においては、その空
燃比が「均質燃焼」時の空燃比よりもリーン側の値とさ
れる。また、ＥＣＵ９２は、スロットル開度、点火時
期、及びＥＧＲ量等が「成層燃焼」に適したものとなる
よう、スロットル用モータ２４、イグナイタ４１ａ、及
びＥＧＲバルブ４３等を駆動制御する。

【００３７】こうした「成層燃焼」時において、エンジ
ン１１の圧縮行程中に燃料噴射弁４０から噴射された燃
料は、ピストン１２の頭部に設けられた窪み１２ａ（図
１）内に入り込み、ピストン１２の移動により点火プラ
グ４１の周りに集められる。このように点火プラグ４１
の周りに燃料を集めることによって、燃焼室１６内の混
合気全体の平均空燃比を「均質燃焼」時よりリーン側の
値にしても、同プラグ４１周りの混合気の空燃比が着火
に適したものとされて良好な混合気への着火が行われ
る。また、燃焼室１６内の混合気全体の平均空燃比を
「均質燃焼」時よりリーン側の値にするためにスロット
ルバルブ２３が開き側に制御されて吸入空気量が多くさ
れるため、「成層燃焼」時にはエンジン１１のポンピン
グロスが低減されるようになる。

【００３８】また、ＥＣＵ９２は、ブレーキ圧力センサ
５０ａからの検出信号に基づきブレーキ負圧Ｖを求め
る。そして、ブレーキ負圧Ｖがブレーキブースタ５０を
作動させるのに必要な要求値ＶL に達していなければ、
即ちブレーキ負圧Ｖが要求値ＶL よりも大気圧側の値で
あれば、スロットル用モータ２４を駆動制御してスロッ
トルバルブ２３を閉じ側に制御する。こうしたスロット
ル閉じ制御により、吸気圧ＰＭ及びブレーキ負圧Ｖが大
気圧側の値になり易い「成層燃焼」時等においても、吸
気圧ＰＭ及びブレーキ負圧Ｖが真空側の値へと変化し、
同ブレーキ負圧Ｖが要求値ＶL に達するようになる。

【００３９】次に、上記のように構成されたＥＣＵ９２
を通じて実行される負圧制御の概要について図３のタイ
ムチャートを参照して説明する。ブレーキペダル５１が
踏み込まれていないとき、上記スロットル閉じ制御によ
ってブレーキ負圧Ｖは要求値ＶL よりも真空側の値に維
持される。そして、ブレーキペダル５１を踏み込む前に
は、自動車の運転者は、アクセルペダル２５から足を離
してアクセル踏込量ＡＣＣＰを「０」にする。

【００４０】その後、ブレーキペダル５１が踏み込まれ
てブレーキブースタ５０が作動されると、図３に実線で
示すようにブレーキ負圧Ｖが大気圧側の値へと変化す
る。このとき、ブレーキ負圧Ｖが大気圧側への変化によ
って要求値ＶL を越えると、スロットル閉じ制御が行わ
れてブレーキ負圧Ｖが要求値ＶL よりも真空側の値へと
戻される。そして、ブレーキ負圧Ｖが要求値ＶL よりも
真空側の値であることを条件に、ＥＣＵ９２は、スロッ
トル用モータ２４を駆動制御してスロットルバルブ２３
を徐々に開き側に制御する。その結果、ブレーキ負圧Ｖ
が要求値ＶL 付近で同要求値ＶL よりも真空側の値に維
持される。

【００４１】また、ブレーキペダル５１の踏込量が
「０」になったときにも、図３に実線で示すようにブレ
ーキ負圧Ｖが大気圧側の値へと変化する。このとき、ブ
レーキ負圧Ｖが大気圧側への変化によって要求値ＶL を
越えると、スロットル閉じ制御が行われてブレーキ負圧
Ｖが要求値ＶL よりも真空側の値へと戻される。そし
て、ブレーキ負圧Ｖが要求値ＶL よりも真空側の値であ
ることを条件に、ＥＣＵ９２は、スロットル用モータ２
４を駆動制御してスロットルバルブ２３を徐々に開き側
に制御する。その結果、ブレーキ負圧Ｖが要求値ＶL 付
近で同要求値ＶL よりも真空側の値に維持される。

【００４２】ところで、自動車を減速する際には、ブレ
ーキペダル５１の踏込操作を繰り返し行う、いわゆるポ
ンピングブレーキが行われることもある。この場合、ポ
ンピングブレーキにおけるブレーキ踏込の間隔が長けれ
ば、上記スロットル閉じ制御によってブレーキ負圧Ｖを
要求値ＶL よりも真空側の値とすることができる。

【００４３】しかし、ポンピングブレーキにおけるブレ
ーキ踏込の間隔が短くなると、上記スロットル閉じ制御
を行ってブレーキ負圧Ｖを真空側に変化させても、その
ブレーキ負圧Ｖが要求値ＶL に達する前にブレーキ操作
（オン・オフ）が行われてブレーキ負圧Ｖが再び大気圧
側に変化してしまう。その結果、図３に二点鎖線で示す
ようにブレーキ負圧Ｖが要求値ＶL に達しなくなり、ブ
レーキブースタ５０の作動に必要なブレーキ負圧Ｖが確
保できなくなる。特に、エンジン回転数ＮＥが低いとき
のポンピングブレーキでは、吸気通路３２内の負圧が大
気圧側の値になるため、上記スロットル閉じ制御に基づ
くブレーキ負圧Ｖの真空側への変化の応答性が悪くな
り、必要なブレーキ負圧Ｖの確保が一層困難になる。

【００４４】そこで本実施形態では、ポンピングブレー
キの開始から終了までブレーキ負圧Ｖに係わらずスロッ
トル閉じ制御を実行し、上記のようにブレーキブースタ
５０の作動に必要なブレーキ負圧Ｖが確保できなくなる
のを防止する。即ち、ＥＣＵ９２は、アクセルペダル２
５が所定値から「０」になった後、ブレーキ踏込操作が
行われてから次回にブレーキ踏込操作が行われるまでの
時間ｔが短い（例えば１秒以下）ことに基づき、ポンピ
ングブレーキの開始を検出する。こうしてポンピングブ
レーキの開始が検出されると、ＥＣＵ９２は、ブレーキ
負圧Ｖに関係なくスロットル閉じ制御を実行する。

【００４５】この場合、例えばブレーキ踏込操作時にブ
レーキ負圧Ｖが要求値ＶL に達しなくなった後、上記ス
ロットル閉じ制御によりブレーキ負圧Ｖが真空側に変化
して要求値ＶL を越えても、そのスロットル閉じ制御が
続行されてブレーキ負圧Ｖが更に真空側の値へと変化す
る。その結果、ポンピングブレーキにおけるブレーキ踏
込の間隔が短くなったとき、ブレーキ負圧Ｖがブレーキ
操作（オン・オフ）時には大気圧側へと変化するもの
の、図３に実線で示すように要求値ＶL よりも真空側の
値に維持されるようになる。

【００４６】一方、ＥＣＵ９２は、ポンピングブレーキ
におけるブレーキ踏込時から次回のブレーキ踏込時まで
の時間ｔが長い（例えば１秒よりも長い）ことに基づ
き、ポンピングブレーキの終了を検出する。こうしてポ
ンピングブレーキの終了が検出されると、ＥＣＵ９２
は、ブレーキ負圧Ｖに関係なく行われる上記スロットル
閉じ制御を終了する。

【００４７】次に、本実施形態における負圧制御手順に
ついて図４を参照して説明する。図４は、エンジン１１
の吸気系に生じる負圧を調整してブレーキ負圧Ｖを制御
するための負圧制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。この負圧制御ルーチンは、ＥＣＵ９２を通じて例え
ば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。

【００４８】同ルーチンにおいてＥＣＵ９２は、ステッ
プＳ１０１の処理として、アクセル踏込量ＡＣＣＰが
「０」か否かを判断する。そして、アクセル踏込量ＡＣ
ＣＰが「０」でなければステップＳ１０５に進み、
「０」であればステップＳ１０２に進む。ＥＣＵ９２
は、ステップＳ１０２の処理として、ブレーキスイッチ
５１ａからの信号に基づきブレーキペダル５１の踏込量
が「０」以外の値（ブレーキオン）であるか否かを判断
する。そして、ブレーキ踏込量が「０」であればステッ
プＳ１０５に進み、「０」以外の値であればステップＳ
１０３に進む。こうしてステップＳ１０３に進むのは、
ブレーキペダル５１が踏み込まれているときである。

【００４９】ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０３の処理と
して、上記ブレーキペダル５１の踏み込みが「ＡＣＣＰ
＝０」になってから一回目のものであるか否かを判断す
る。そして、「ＡＣＣＰ＝０」になってから一回目のブ
レーキ踏込であれば、ステップＳ１０５に進む。ＥＣＵ
９２は、ステップＳ１０５の処理において、ブレーキ負
圧Ｖが要求値ＶL よりも真空側の値であるか否か、即ち
ブレーキ負圧Ｖが要求値ＶL に達しているか否かを判断
する。そして、ブレーキ負圧Ｖが要求値ＶL に達してい
なければステップＳ１０６に進み、ブレーキ負圧Ｖが要
求値ＶL に達していればステップＳ１０７に進む。

【００５０】ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０６の処理で
スロットル用モータ２４を駆動制御してスロットルバル
ブ２３を徐々に閉じ側に制御し、ステップＳ１０７の処
理でスロットル用モータ２４を駆動制御してスロットル
バルブ２３を徐々に開き側に制御する。こうしたステッ
プＳ１０６，Ｓ１０７の処理に基づくスロットル開度制
御により、ブレーキ負圧Ｖが要求値ＶL 付近で且つ同要
求値ＶL よりも真空側の値に維持されるようになる。そ
して、ステップＳ１０６とステップＳ１０７とのいずれ
かの処理が行われた後、ＥＣＵ９２は、この負圧制御ル
ーチンを一旦終了する。

【００５１】一方、上記ステップＳ１０３の処理におい
て、「ＡＣＣＰ＝０」になってから一回目のブレーキ踏
み込みでない、即ち二回目以降のブレーキ踏込である旨
判断されると、ステップＳ１０４に進む。このステップ
Ｓ１０４の処理は、ポンピングブレーキの開始・終了を
判定するためのものである。ＥＣＵ９２は、ステップＳ
１０４の処理として、所定ブレーキ踏込時から次回のブ
レーキ踏込時までの時間ｔが例えば１秒以下か否か判断
する。

【００５２】即ち、ＥＣＵ９２は、ブレーキスイッチ５
１ａからの信号等基づき上記時間ｔを求め、その時間ｔ
が１秒以下であることに基づきポンピングブレーキが開
始されたことを検出する。このように上記時間ｔに基づ
きポンピングブレーキの開始を検出することができるの
は、ポンピングブレーキにおいてはブレーキ踏込から次
回のブレーキ踏込間での時間ｔが短くなるからである。

【００５３】そして、「ｔ≦１ｓ」であることに基づき
ステップＳ１０４の処理でＹＥＳと判断され、ポンピン
グブレーキが開始された旨判断されると、ステップＳ１
０６に進んでスロットル閉じ制御が実行される。従っ
て、ポンピングブレーキ中においては、ステップＳ１０
５の判断処理が行われることなくステップＳ１０６の処
理が実行されるため、ブレーキ負圧Ｖに関係なくスロッ
トル閉じ制御が行われることとなる。

【００５４】また、ＥＣＵ９２は、上記時間ｔが１秒よ
りも長い値になることに基づきポンピングブレーキが終
了したことを検出する。このように上記時間ｔに基づき
ポンピングブレーキの終了を検出することができるの
は、ポンピングブレーキにおいてはブレーキ踏込から次
回のブレーキ踏込間での時間ｔが短くなるからである。

【００５５】そして、「ｔ≦１ｓ」でないことに基づき
ステップＳ１０４の処理でＮＯと判断され、ポンピング
ブレーキが終了した旨判断されると、ステップＳ１０５
に進んで同ステップＳ１０５の判断処理が実行されるよ
うになる。従って、ポンピングブレーキが終了すると、
ブレーキ負圧Ｖに係わらないスロットル閉じ制御は実行
されなくなる。

【００５６】以上詳述した処理が行われる本実施形態に
よれば、以下に示す効果が得られるようになる。（１）ポンピングブレーキの開始から終了までブレーキ
負圧Ｖに関係なくスロットル閉じ制御が実行されるた
め、そのポンピングブレーキ中においてブレーキ操作
（オン・オフ）の間隔が短くなっても、ブレーキブース
タ５０の作動に必要なブレーキ負圧Ｖを確保することが
できる。

【００５７】（２）ポンピングブレーキにおいては、ブ
レーキ踏込操作間の時間間隔が短くなるため、所定のブ
レーキ踏込から次回のブレーキ踏込までの時間ｔに基づ
き、的確にポンピングブレーキが開始されたことや終了
したことを検出することができる。

【００５８】（３）「成層燃焼」においては、理論空燃
比よりもリーン側の空燃比の混合気が燃焼されるため、
スロットルバルブ２３の開度が理論空燃比での「均質燃
焼」を行う場合に比べて開き側の値になる。その結果、
「成層燃焼」では吸気圧ＰＭが大気圧側の値になり易く
ブレーキ負圧Ｖの確保が困難になるが、ポンピングブレ
ーキ中にブレーキ負圧Ｖに関係なくスロットル閉じ制御
を行うことで、「成層燃焼」においてもブレーキブース
タ５０の作動に必要なブレーキ負圧Ｖを確保することが
できる。

【００５９】なお、本実施形態は、例えば以下のように
変更することもできる。・均質燃焼時であっても空燃比がリーンとされスロット
ルバルブ２３が比較的開き側に制御されるときには、ポ
ンピングブレーキ中において必要なブレーキ負圧Ｖを確
保することが困難になる。そこで、このような均質リー
ン燃焼時に上述したポンピングブレーキ中のスロットル
閉じ制御を行って必要なブレーキ負圧Ｖの確保を行って
もよい。

【００６０】・本実施形態では、スロットルバルブ２３
を閉じ側に制御してブレーキ負圧Ｖの調整を行うように
したが、これに代えてＥＧＲバルブ４３を閉じ側に制御
することでブレーキ負圧Ｖの調整を行ってもよい。ま
た、スロットルバルブ２３を迂回するバイパス通路を吸
気通路３２に接続し、そのバイパス通路の空気流通面積
を調整するアイドルスピードコントロールバルブをエン
ジン１１に採用した場合には、そのアイドルスピードコ
ントロールバルブを閉じ側に制御することで、ブレーキ
負圧Ｖの調整を行ってもよい。

【００６１】・本実施形態では、所定のブレーキ踏込か
ら次回のブレーキ踏込までの時間ｔに基づきポンピング
ブレーキの開始及び終了を検出したが、本発明はこれに
限定されない。例えばブレーキ踏込量が「０」（ブレー
キオフ）になってから次回のブレーキオフまでの時間に
基づき、ポンピングブレーキの開始及び終了を検出して
もよい。また、例えばブレーキペダル５１の踏込速度等
に基づき、ポンピングブレーキの開始及び終了を検出し
てもよい。

【００６２】・本実施形態では、ブレーキペダル５１の
踏込量が「０」になったことをブレーキスイッチ５１ａ
によって検出したが、これ代えてブレーキの作動油圧を
検出する油圧センサを設け、その油圧センサからの検出
信号に基づきブレーキペダル５１の踏込量を検出しても
よい。また、ブレーキペダル５１の踏込量を直接検出す
るセンサ等を設けてもよい。

【００６３】次に、以上の実施形態から把握することが
できる請求項以外の技術的思想を、その効果とともに以
下に記載する。（１）請求項１〜３のいずれかに記載の車載内燃機関の
負圧制御装置において、前記内燃機関は希薄燃焼を行う
ものである車載内燃機関の負圧制御装置。

【００６４】理論空燃比よりもリーン側の空燃比の混合
気を燃焼させる希薄燃焼を実行する内燃機関にあって
は、吸気系に生じる負圧が大気圧側の値になり易いた
め、ブレーキ操作の繰り返しによりブレーキブースタの
駆動に必要なブレーキ負圧を確保しにくくなる。しか
し、同構成によれば、ブレーキ操作の繰り返し開始から
終了まで、ブレーキ負圧が真空側の値へと変化する方向
に前記負圧調整手段が制御されるため、ブレーキブース
タの作動に必要なブレーキ負圧を確保することができ
る。

【００６５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ブレーキ
操作の繰り返し開始から終了まで、ブレーキ負圧が真空
側へと変化する方向に負圧調整手段が制御される。その
ため、ブレーキ負圧の確保が困難なブレーキ操作の繰り
返し時においても、ブレーキブースタを作動させるのに
必要なブレーキ負圧を確保することができる。

【００６６】請求項２記載の発明によれば、ブレーキ操
作が繰り返し行われるときには、そのブレーキ操作間の
時間間隔が通常よりも短くなるため、ブレーキ操作が行
われてから次回のブレーキ操作が行われる間での時間に
基づき、的確にブレーキ操作の繰り返しが開始されたこ
とを検出することができる。

【００６７】請求項３記載の発明によれば、ブレーキ操
作が繰り返し行われるときには、そのブレーキ操作間の
時間間隔が通常よりも短くなるため、ブレーキ操作が行
われてから次回のブレーキ操作が行われる間での時間に
基づき、的確にブレーキ操作の繰り返しが終了したこと
を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる負圧制御装置を適用したエンジ
ン全体を示す断面図。

【図２】同負圧制御装置の電気的構成を示すブロック
図。

【図３】ポンピングブレーキが行われたときのブレーキ
負圧の推移を示すタイムチャート。

【図４】本実施形態における負圧制御手順を示すフロー
チャート。

【符号の説明】

１１…エンジン、２３…スロットルバルブ、２４…スロ
ットル用モータ、２５…アクセルペダル、２６…アクセ
ルポジションセンサ、３２…吸気通路、４２…ＥＧＲ通
路、４３…ＥＧＲバルブ、４３ａ…ステップモータ、４
９…負圧通路、５０…ブレーキブースタ、５０ａ…ブー
スタ圧力センサ、５１…ブレーキペダル、５１…ブレー
キスイッチ、９２…電子制御ユニット（ＥＣＵ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 41/12 ３１０Ｂ６０Ｔ 13/52 Ｆターム(参考） 3D041 AA33 AA65 AC27 AD41 AE04 AF01 3D048 BB23 CC26 HH18 HH42 HH66 KK09 QQ07 RR00 RR06 RR21 RR35 3D049 BB00 HH42 KK09 QQ04 RR04 RR09 RR13 3G093 CB07 DA01 DA03 DA06 DB07 DB15 DB21 EA07 EA09 EB04 EC04 FA11 FA12 FB01 FB02 FB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車載内燃機関の吸気系に生じる負圧をブレ
ーキ負圧として蓄圧し、そのブレーキ負圧によってブレ
ーキの操作力を軽減すべく駆動されるブレーキブースタ
と、前記内燃機関の吸気系に生じる負圧を調整する負圧
調整手段とを備え、前記ブレーキ負圧が前記ブレーキブ
ースタを作動させるのに必要な要求値に達しないとき、
前記ブレーキ負圧を前記要求値に近づけるべく前記負圧
調整手段を制御する車載内燃機関の負圧制御装置におい
て、前記ブレーキ操作の繰り返し開始を検出するポンピング
ブレーキ開始検出手段と、前記ブレーキ操作の繰り返し終了を検出するポンピング
ブレーキ終了検出手段と、前記ポンピングブレーキ開始検出手段によって前記ブレ
ーキ操作の繰り返し開始が検出されてから、前記ポンピ
ングブレーキ終了検出手段によって前記ブレーキ操作の
繰り返し終了が検出されるまで、前記ブレーキ負圧が真
空側の値へと変化する方向に前記負圧調整手段を制御す
る制御手段と、を備えることを特徴とする車載内燃機関の負圧制御装
置。
【請求項２】前記ポンピングブレーキ開始検出手段は、
ブレーキ操作が行われてから次回にブレーキ操作が行わ
れるまでの時間に基づき、ブレーキ操作の繰り返し開始
を検出する請求項１記載の車載内燃機関の負圧制御装
置。
【請求項３】前記ポンピングブレーキ終了検出手段は、
ブレーキ操作が行われてから次回にブレーキ操作が行わ
れるまでの時間に基づき、ブレーキ操作の繰り返し終了
を検出する請求項１又は２記載の車載内燃機関の負圧制
御装置。