JP3867404B2 - ブレーキブースタ用負圧制御装置 - Google Patents

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、直接噴射式エンジンの吸気圧を負圧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５−２０８６６３号に開示される如く、ブレーキブースタを備えるブレーキ装置が公知である。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。一般に、アクセル操作量に応じてスロットル弁を開閉させる通常のエンジン（以下、通常エンジンと称す）では、運転者が減速を意図している場合、すなわち、アクセルペダルが踏込まれていない場合には、スロットル弁の開度がほぼ全閉位置まで絞られることで、比較的大きな吸気管負圧が発生する。従って、運転者によるブレーキ操作時には、ブレーキブースタに十分な負圧が供給されることで、ブレーキブースタの動作が確保される。
【０００３】
上記従来のブレーキ装置は、車両前方に障害物が検出された場合に、ブレーキ操作の有無に関わらず制動力を発生させる自動ブレーキ制御を行う機能を有している。上記従来のブレーキ装置において、ブレーキブースタは、自動ブレーキ制御の実行中においても所要の制動力を発生させ得るように構成されている。自動ブレーキ制御は、運転者が加速を意図している状況下、すなわち、スロットル弁が開弁された状況下で実行される場合がある。スロットル弁が開弁されると、エンジンの吸気管負圧が低下する。このため、ブレーキブースタの負圧が不足し、自動ブレーキ制御において、制御性能を発生するための十分な制動力を発生できなくなる可能性がある。そこで、上記従来のブレーキ装置では、自動ブレーキ制御の実行が予測される場合にスロットル弁を強制的に閉じることにより、自動ブレーキ制御の実行するために十分な吸気管負圧を確保することとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両用エンジンとして、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）が知られている。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、ポンピングロスを低減することによって燃費の向上を図ることができる。この時は、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する場合がある。このため、直噴式エンジンを備える車両においては、運転者が減速を意図している場合にも、ブレーキブースタの負圧が不足する事態が生じ得る。
【０００５】
しかしながら、上記従来のブレーキ装置は、通常エンジンに適用され、減速時にはスロットル弁の開度が絞られることにより十分な吸気管負圧が確保されることを前提とするものである。このため、上記従来のブレーキ装置の手法を直噴式エンジンに適用したのでは、運転者がブレーキ操作を行う場合にブレーキブースタの負圧が不足し、十分な制動力が得られなくなる可能性がある。
【０００６】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、直噴式エンジンにおいても、ブレーキブースタに常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。
【０００７】
【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、直接噴射式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、
運転者によるブレーキ操作の実行を予測するブレーキ操作予測手段と、
ブレーキ操作の実行が予測されて負圧生成要求値が生成された場合には、現在のエンジン回転数を保ちつつ、吸入空気量及び燃料噴射量により成層燃焼を維持できるか否かを判断し、維持できる場合はスロットル開度を絞る処理を行い、維持できない場合はストイキ燃焼モードに切り替える処理を行うことで、前記ブレーキブースタの負圧室の負圧を前記負圧生成要求値に制御する負圧制御手段とを備えるブレーキブースタ用負圧制御装置により達成される。
【０００８】
本発明において、ブレーキ操作の実行が予測される場合に、ブレーキブースタの負圧室の負圧は所要の値に制御される。従って、ブレーキ操作時にブレーキブースタの作動が確保されることで、十分な制動力が発生される。
この場合、降坂路の走行中は、運転者が車速を抑制すべくブレーキ操作を行う可能性が高いと考えられる。従って、請求項２に記載する如く、ブレーキ操作予測手段は、車両が降坂路を走行中である場合に、ブレーキ操作の実行が予測されると判定することができる。
【０００９】
また、車両の挙動を制御する車両安定化制御（ＶＳＣ制御）やトラクションコントロール（ＴＲＣ制御）等の車両挙動制御の実行中は、車両を減速させるべく運転者がブレーキ操作を行う可能性が高いと考えられる。従って、請求項３に記載する如く、ブレーキ操作予測手段は、車両挙動制御が実行されている場合に、ブレーキ操作の実行が予測されると判定することができる。
【００１０】
また、前方車両との車間時間（すなわち、前方車両との車間距離を、前方車両との相対接近速度で除した値）が小さい場合は、前方車両への接触を防止すべく運転者がブレーキ操作を行う可能性が高いと考えられる。従って、請求項４に記載する如く、ブレーキ操作予測手段は、前方車両との車間時間が所定値を下回った場合に、ブレーキ操作の実行が予測されると判定することができる。
【００１１】
また、車両が交差点の手前又は高速道路の退出路を走行中は、車両の減速を図るべく運転者がブレーキ操作を行う可能性が高いと考えられる。従って、請求項５に記載する如く、ブレーキ操作予測手段は、車両が交差点の手前又は高速道路の退出路を走行中である場合に、ブレーキ操作の実行が予測されると判定することができる。
【００１２】
また、運転者がシフトダウン操作を行うのは減速を意図する場合であり、この場合は、運転者がブレーキ操作を行う可能性が高いと考えられる。従って、請求項６に記載する如く、ブレーキ操作予測手段は、運転者によるシフトダウン操作が行われた場合に、ブレーキ操作の実行が予測されると判定することができる。また、運転者がアクセルペダルの踏み込み量を急速に減らすのは減速を意図する場合であり、この場合は、運転者がブレーキ操作を行う可能性が高いと考えられる。従って、請求項７に記載する如く、ブレーキ操作予測手段は、アクセルペダルの戻し速度が所定値を越える場合に、ブレーキ操作の実行が予測されると判定することができる。
【００１３】
更に、運転者がシフトレバーをニュートラル位置とし、又は、セレクトレバーをＮレンジとするのは停車を意図する場合であることが多く、この場合は、運転者がブレーキ操作を行う可能性が高いと考えられる。従って、請求項８に記載する如く、ブレーキ操作予測手段は、シフトレバーがニュートラル位置にある場合、又は、セレクトレバーがＮレンジにある場合に、ブレーキ操作の実行が予測されると判定することができる。
【００１４】
また、スロットル弁より下流側の吸気通路の負圧は、スロットル弁の開度に応じて変化する。従って、請求項９に記載する如く、負圧制御手段は、スロットル弁の開度を変化させることにより負圧制御を行うことができる。
【００１５】
【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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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４９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４９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４９の各液室に発生する液圧をマスタシリンダ圧と称す。ブースタ負圧室４４ａには、ブースタ圧センサ５０が配設されている。ブースタ圧センサ５０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５０の出力信号に基づいてブースタ負圧ＰＢを検出する。
【００２１】
ブレーキペダル４８の近傍にはブレーキスイッチ５１が配設されている。ブレーキスイッチ５１は、ブレーキペダル４８が踏込まれた場合にのみオン信号をブレーキＥＣＵ５４に向けて出力する。ブレーキＥＣＵ５４はブレーキスイッチ５１の出力信号に基づいてブレーキ操作が行われているか否かを検出する。
マスタシリンダ４９の各液室には、油圧アクチュエータ５２が連通している。油圧アクチュエータ５２はブレーキＥＣＵ５４により制御される。油圧アクチュエータ５２には各車輪に対応して設けられたホイルシリンダ５６が連通している。また、各車輪の近傍には車輪速センサ５７が配設されている。車輪速センサ５７は車輪速ＶＷに応じたパルス信号をブレーキＥＣＵ５４に向けて出力する。ブレーキＥＣＵ５４は、車輪速センサ５７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５６及び車輪速センサ５７のみを示している。
【００２２】
油圧アクチュエータ５２は、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と、ブレーキ操作量にかかわらず車両の挙動に応じて制動力を制御する車両挙動制御とを実現する機能を有している。本実施例において、通常ブレーキ制御は、マスタシリンダ圧を各ホイルシリンダ５６に供給することにより実現される。一方、車両挙動制御は、ブレーキＥＣＵ５４が油圧アクチュエータ５２が備える電磁バルブを適宜駆動することにより実現される。本実施例において、車両挙動制御には、車両安定化制御（ＶＳＣ）及びトラクションコントロール制御（ＴＲＣ）が含まれる。
【００２３】
ＶＳＣは車両挙動の不安定化傾向を防止するための制御である。すなわち、ブレーキＥＣＵ５４は、運転者による操舵角、車輪の横加速度、車両のヨーレート、減速度、各車輪のスリップ率等に基づいて車両挙動の不安定化傾向を検出するとＶＳＣを開始し、その不安定化傾向が収束するよう各車輪に適当な制動力を付与すべく油圧アクチュエータ５２を制御する。一方、ＴＲＣは車輪の過剰なトルクに起因するスリップ（駆動スリップ）を防止するための制御である。すなわち、ブレーキＥＣＵ５４は、駆動スリップを検出するとＴＲＣ制御を開始し、その駆動スリップが収束するよう各車輪に適当な制動力を付与すべく油圧アクチュエータ５２を制御する。
【００２４】
図１に示す如く、エンジン１０には、回転数センサ５８が設けられている。回転数センサ５８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５８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６０の近傍には、アクセル開度センサ６２が配設されている。アクセル開度センサ６２は、アクセルペダル６０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６２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。
【００２５】
エンジンＥＣＵ１２には、ナビゲーションＥＣＵ６４が接続されている。ナビゲーションＥＣＵ６４は、車両に搭載されたナビゲーション装置の制御を行う制御ユニットである。ナビゲーションＥＣＵ６４は、車両の現在位置情報をエンジンＥＣＵ１２に向けて送信する。
また、ブレーキＥＣＵ５４には、オートクルーズＥＣＵ６６が接続されている。オートクルーズＥＣＵ６６は車両のオートクルーズ走行を制御する制御ユニットである。オートクルーズＥＣＵ６６には、レーダユニット６８が接続されている。レーダユニット６８は前方車両との車間距離を計測する例えば超音波センサや光センサ等の距離センサである。オートクルーズＥＣＵ６６はレーダユニット６８の出力信号に基づいて前方車両との車間距離を検出し、その情報をブレーキＥＣＵ５４に向けて送信する。
【００２６】
本実施例において、エンジン１０は、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に応じた燃料を噴射することにより、燃焼室１８内で成層燃焼を実現するモードである。
【００２７】
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、スロットル弁３４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。
【００２８】
そこで、本実施例において、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、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、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。
【００２９】
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、ブレーキ操作により制動力が増加するのにつれて、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、ブレーキ操作が行われると、ブースタ負圧ＰＢが不足して、十分な制動力を発生し得ない事態が生じ得る。
【００３０】
そこで、本実施例においては、ブレーキ操作が実行されておらず、かつブレーキ操作の実行が予測される状況下では、スロットル開度ＳＣを絞り、更には、必要に応じてエンジン１０の動作モードを成層燃焼モードからストイキ燃焼モードへ切り替えることにより、ブレーキブースタ４４を確実に作動させるために必要なブースタ負圧ＰＢを確保することとしている。
【００３１】
すなわち、スロットル開度ＳＣが絞られると、吸気管負圧ＰＭが上昇する。一方、スロットル開度ＳＣが絞られると吸入空気量Ｑが減少することで、吸入空気量Ｑが燃料噴射量に対して不足し、成層燃焼を実現できなくなる可能性がある。上述の如く、ストイキ燃焼モードでは、スロットル開度ＳＣはアクセル開度ＡＣに応じた値に制御される。従って、成層燃焼を実現できない場合には、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ことで、アクセル開度ＡＣが全開にされていない限り、スロットル開度ＳＣが絞られることにより、吸気管負圧ＰＭが上昇する。このように、スロットル開度ＳＣを絞り、あるいは、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ことにより吸気管負圧ＰＭを上昇させ、この負圧をブースタ負圧室４４ａに供給することにより所要のブースタ負圧ＰＢを常時確保することができるのである。以下、所要のブースタ負圧ＰＢを確保すべく吸気管負圧ＰＭを上昇させる上記制御をブースタ負圧制御と称す。
【００３２】
なお、ブレーキ操作の実行中に、ブースタ負圧制御が実行されると、ブースタ負圧室４４ａの負圧が急増する。この場合、ブレーキペダル４８がブレーキブースタ４４に吸い込まれ、運転者の意図を超える過大な減速度が生ずる等の不都合を招く。このため、本実施例では、上記の如く、ブレーキ操作が実行されておらず、かつ、ブレーキ操作の実行が予測される状況下でのみブースタ負圧制御を実行することとしている。
【００３３】
本実施例において、ブレーキＥＣＵ５４は、ブレーキ操作が行われておらず、かつ、ブレーキ操作の実行が予測される場合に、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ＥＣＵ５４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。また、エンジンＥＣＵ１２は、ブースタ負圧ＰＢ及びアクセル開度ＡＣを示す信号をブレーキＥＣＵ５４に向けて随時送信する。一方、ブレーキＥＣＵ５４は、上記負圧生成要求信号の他、ブレーキ系統に異常が生じた場合に、負圧最大生成要求信号をエンジンＥＣＵ１２に向けて送信する。
【００３４】
以下、本実施例において上記のブースタ負圧制御を実現すべくブレーキＥＣＵ５４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、ブレーキＥＣＵ５４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ＥＣＵ５４が負圧生成要求信号をエンジンＥＣＵ１２に向けて送信す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ルーチンである。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。
【００３５】
ステップ１００では、ブレーキ系統に異常が生じているか否かが判別される。その結果、ブレーキ系統に異常が生じている場合は、ブースタ負圧ＰＢを最大限に確保すべきと判断される。この場合、次にステップ１０１において、負圧最大生成要求信号がエンジンＥＣＵ１２に向けて送信された後、今回のルーチンは終了される。一方、ステップ１００において、ブレーキ系統に異常が生じていなければ、次にステップ１０２の処理が実行される。
【００３６】
ステップ１０２では、ブレーキスイッチ５１の出力信号に基づいて、ブレーキ操作中であるか否かが判別される。その結果、ブレーキ操作中であるならば、ブースタ負圧制御を実行すべきでない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１０２において、ブレーキ操作中でなければ、次にステップ１０３の処理が実行される。
【００３７】
ステップ１０３では、エンジンＥＣＵ１２から送信される信号に基づいてブースタ負圧ＰＢが検出される。ステップ１０２の処理が終了すると、ステップ１０４へ進む。
ステップ１０４では、ブースタ負圧ＰＢが所定値Ｐ０未満であるか否かが判別される。ここで、所定値Ｐ0 は、常時確保しておくべきブースタ負圧ＰＢの下限ガード値である。従って、ステップ１０４においてＰＢ＜Ｐ0 が成立すると判別された場合は、次にステップ１０５において、負圧生成要求値Ｐreq に所定値Ｐ0 が代入される。ステップ１０６の処理が終了されると、今回のルーチンは終了される。一方、ステップ１０４においてＰＢ＜Ｐ０は不成立であると判別された場合は、ステップ１０６以降において、ブレーキ操作の実行が予測されるか否かを判別するための処理が行われる。
【００３８】
ステップ１０６では、車両が降坂路を走行中であるか否かが判別される。車両が降坂路を走行する場合は、平坦路あるいは登坂路を走行する場合と比較して、一定のエンジン出力に対する車両加速度は大きくなる。そこで、ブレーキＥＣＵ５４はステップ１０６において、エンジン出力を表す値としてアクセル開度ＡＣを、車両加速度を表す値として車輪加速度ＤＶＷをそれぞれ用い、車輪加速度ＤＶＷがアクセル開度に応じた基準値よりも大きい場合に、降坂路を走行中であると判別する。降坂路を走行中である場合には、運転者がブレーキ操作を行う可能性が高いと判断することができる。そこで、ステップ１０６において降坂路を走行中であると判別されたならば、ブレーキ操作の実行が予測されると判断されて、次にステップ１０８の処理が実行される。一方、ステップ１０６において降坂路を走行中ではないと判別された場合は、次にステップ１１０の処理が実行される。
【００３９】
ステップ１１０ではＶＳＣ又はＴＲＣが実行されているか否かが判別される。上記の如く、ＶＳＣは車両に不安定な挙動が生じた場合に実行される制御である。車両に不安定な挙動が生じた場合には、これを解消すべく運転者がブレーキ操作を行う可能性が高いと判断することができる。また、上記の如く、ＴＲＣ制御は過大な駆動トルクに起因する駆動スリップが生じた場合に実行される制御である。ＴＲＣ制御が実行されている場合、車輪の駆動スリップにより車両に不安定な挙動が生じ、ＶＳＣ制御が開始される可能性が高いと考えられる。そこで、ステップ１１０においてＶＳＣ制御又はＴＲＣ制御が実行されていると判別された場合には、ブレーキ操作の実行が予測されると判断されて、次にステップ１０８の処理が実行される。一方、ステップ１１０において、ＶＳＣ及びＴＲＣの何れも実行されていないと判別された場合は、次にステップ１１２の処理が実行される。
【００４０】
ステップ１１２では、アクセルペダル６０の戻し速度ＡＶが所定値ＡＶ0 を上回っているか否かが判別される。ここでアクセルペダルの戻し速度ＡＶは、アクセル開度ＡＣの時間減少率である。アクセルペダル６０の踏み込みが高速で解除されている場合は、例えば車両前方における障害物の出現等により，運転者が車両の減速を意図していると判断することができる。そこで、ステップ１１２においてＡＶ＞ＡＶ0 が成立するならば、ブレーキ操作の実行が予測されると判断されて、次にステップ１０８の処理が実行される。一方、ステップ１１２においてＶa ＞Ｖa0が不成立ならば、次にステップ１１４の処理が実行される。
【００４１】
ステップ１１４では、車間時間Ｔc が所定値Ｔ0 より小さいか否かが判別される。ここで、車間時間Ｔc は、前方車両までの車間距離を、前方車両との相対接近速度で除した値、すなわち、現在の相対接近速度が維持されると仮定した場合に前方車両に接触するまでの時間である。車間時間Ｔｃが小さくなると、運転者は前方車両との接触を防止するためブレーキ操作を行う可能性が高いと判断することができる。そこで、ステップ１１４においてＴc ＜Ｔ0 が成立するならば、ブレーキ操作の実行が予測されると判断されて、次にステップ１０８の処理が実行される。一方、ステップ１１４においてＴc ＜Ｔ0 が不成立ならば、次にステップ１１６の処理が実行される。
【００４２】
ステップ１１６では、車両が交差点の手前又は高速道路の退出路を走行中であり、かつ、車速Ｖが所定値Ｖ0 以上であるか否かが判別される。車両が交差点の手前又は高速道路の退出路を走行中であるか否かは、ナビゲーションＥＣＵ６４から送信される位置情報に基づいて判別される。車両が交差点の手前又は高速道路の退出路を一定以上の速度で走行している場合には、運転者が車両の減速を図るべくブレーキ操作を行う可能性が高いと判断することができる。そこで、ステップ１１６において肯定判別されたならば、ブレーキ操作の実行が予測されると判断されて、次にステップ１０８の処理が実行される。一方、ステップ１１６において否定判別された場合は、次にステップ１１８の処理が実行される。
【００４３】
ステップ１１８では、運転者によりシフトダウン操作が行われたか否かが判別される。一般に、運転者は車両の減速を図る場合にシフトダウン操作を実行するものと考えられる。従って、シフトダウン操作が実行された場合は、ブレーキ操作が行われる可能性が高いと判断することができる。そこで、ステップ１１８において、シフトダウン操作が実行されたと判別されたならば、ブレーキ操作の実行が予測されると判断されて、次にステップ１０８の処理が実行される。一方、ステップ１１６において、シフトダウン操作が実行されていないと判別されたならば、次にステップ１２０の処理が実行される。なお、ステップ１１８におけるシフトダウン操作には、マニュアルトランスミッション（ＭＴ）車におけるシフトダウン操作のみならず、オートマッチックトランスミッション（ＡＴ）車におけるシフトダウン操作（例えば、セレクトレバーをＤ３レンジからＤ２レンジにシフトする場合等）も含まれる。
【００４４】
ステップ１２０では、シフトレバーがニュートラル位置（ＡＴ車の場合は、セレクトレバーがＮレンジ）にあり、かつ、車速Ｖが所定値Ｖ1 以上であるか否かが判別される。一般に、運転者がシフトレバーをニュートラル位置に切り替え、又は、セレクトレバーをＮレンジに切り替える場合は、車両停止を意図していることが多いと考えられる。そこで、ステップ１２０において肯定判別された場合は、ブレーキ操作の実行が予測されると判断されて、次にステップ１０８の処理が実行される。一方、ステップ１２０において否定判別された場合は、ステップ１０６、１１０乃至１２０の全てにおいて否定判別されたことになる。この場合、ブレーキ操作の実行は予測されないと判断されて今回のルーチンは終了される。
【００４５】
ステップ１０８では、車速Ｖが所定値Ｖc よりも大きいか否かが判別される。ここで、所定値Ｖc は、上記した下限ガード値Ｐ0 に等しいブースタ負圧ＰＢが確保された場合に、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が作動し得るような車速Ｖの上限値である。従って、Ｖ＞Ｖc が不成立ならば、ブースタ負圧制御を実行すること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１０８においてＶ＞Ｖc が成立するならば、次にステップ１２２の処理が実行される。
【００４６】
ステップ１２２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を作動を確保することができるブースタ負圧ＰＢの下限値となるように決定される。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ＥＣＵ５４が参照するマップの一例を示す。
【００４７】
上述の如く、ブースタ負圧ＰＢは、ブレーキ操作により制動力が増加するの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を作動させ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に示す如く、車速Ｖが上記所定値Ｖc 以下の領域では、負圧生成要求値Ｐreq を下限ガード値Ｐ０に等しい値とし、車速Ｖが上記所定値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。
【００４８】
ステップ１２２又は上記ステップ１０５においてＰreq が決定されると、次にステップ１２４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１２４の処理が終了されると、今回のルーチンは終了される。
次に、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回の処理サイクル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。
【００４９】
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１５１の処理が実行される。
【００５０】
ステップ１５１では、ブレーキＥＣＵ５４から負圧最大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、負圧最大生成要求信号が送信されているならば、次に、ステップ１５２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。上述の如く、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と、スロットル開度ＳＶが絞られることで、大きな吸気管負圧ＰＭが発生する。ステップ１５２の処理が終了されると、今回のルーチンは終了される。一方、ステップ１５１において、負圧最大生成要求信号が送信されていなければ、次にステップ１５４の処理が実行される。
【００５１】
ステップ１５４ではエンジン１０の暖気運転中か否かが判別される。上述の如く、ブースタ負圧制御が実行されるとスロットル開度ＳＶが絞られる。このため、暖気運転中にブースタ負圧制御が実行されると、暖気運転が適正に行われなくなってしまう。そこで、エンジンＥＣＵ１２は暖気運転を優先し、ステップ１５４においてエンジン１０が暖気運転中ならば、ブースタ負圧制御を実行すべきではないと判断して、今回のルーチンを終了する。一方、ステップ１５３において、暖気運転中でないならば、次にステップ１５６の処理が実行される。
【００５２】
ステップ１５６では、ブレーキＥＣＵ５４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。
【００５３】
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。
【００５４】
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により成層燃焼を維持できるか否かが判別される。その結果、成層燃焼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。
【００５５】
一方、ステップ１６４において、成層燃焼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。上記の如く、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。
【００５６】
図４に示すルーチンによれば、負圧生成要求値Ｐreq に等しい吸気管負圧ＰＭを生成することができる。上記の如く、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を作動を確保することができるブースタ負圧ＰＢの下限値となるように決定されている。従って、負圧生成要求値Ｐreq に等しいブースタ負圧ＰＢがいったん生成されると、この負圧がブースタ負圧室４４ａに供給されることで、その後ブレーキ操作が行われた場合に、車両が停止するまでブレーキブースタ４４を確実に作動させることができる。
【００５７】
このように、本実施例によれば、ブレーキ操作の実行が予測される場合に、車両が停止するまでブレーキブースタ４４を作動させるのに必要なブースタ負圧ＰＢを確保することができる。従って、本実施例によれば、直噴式エンジンであるエンジン１０を備えるシステムにおいて、常に、車両が停止するまで十分な制動力を確実に得ることができる。
【００５８】
なお、上記実施例においては、ブレーキＥＣＵ５４が図２に示すルーチンのステップ１０６、１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、又は１２０の処理を実行することにより請求項に記載したブレーキ操作予測手段が、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、それぞれ実現されている。また、上記実施例においては、下流側吸気通路３２ａが請求項に記載した「スロットル弁より下流側の吸気通路」に、ＶＳＣ及びＴＲＣが請求項に記載した車両挙動制御に、それぞれ相当している。
【００５９】
なお、上記実施例においては、負圧供給通路４６が下流側吸気通路３２ａに接続されるものとしたが、これに限らず、サージタンク３０あるいは吸気マニホールド２８に接続されてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、運転者によるブレーキ操作の実行が予測される場合に、ブレーキブースタの負圧室に所要の負圧を供給することができる。従って、本発明によれば、直噴式エンジンを備えるシステムにおいても、ブレーキブースタの負圧室の負圧が不足するのを防止することができ、これにより、常に、十分な制動力を得ることができる。
【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
５４ ブレーキＥＣＵ

Claims (9)

1. 直接噴射式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、
   運転者によるブレーキ操作の実行を予測するブレーキ操作予測手段と、
   ブレーキ操作の実行が予測されて負圧生成要求値が生成された場合には、現在のエンジン回転数を保ちつつ、吸入空気量及び燃料噴射量により成層燃焼を維持できるか否かを判断し、維持できる場合はスロットル開度を絞る処理を行い、維持できない場合はストイキ燃焼モードに切り替える処理を行うことで、前記ブレーキブースタの負圧室の負圧を前記負圧生成要求値に制御する負圧制御手段とを備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。
2. 前記ブレーキ操作予測手段は、車両が降坂路を走行中である場合に、ブレーキ操作の実行が予測されると判定することを特徴とする請求項１記載のブレーキブースタ用負圧制御装置。
3. 前記ブレーキ操作予測手段は、車両挙動制御が実行されている場合に、ブレーキ操作の実行が予測されると判定することを特徴とする請求項１記載のブレーキブースタ用負圧制御装置。
4. 前記ブレーキ操作予測手段は、前方車両との車間時間が所定値を下回った場合に、ブレーキ操作の実行が予測されると判定することを特徴とする請求項１記載のブレーキブースタ用負圧制御装置。
5. 前記ブレーキ操作予測手段は、車両が交差点の手前又は高速道路の退出路を走行中である場合に、ブレーキ操作の実行が予測されると判定することを特徴とする請求項１記載のブレーキブースタ用負圧制御装置。
6. 前記ブレーキ操作予測手段は、運転者によるシフトダウン操作が行われた場合に、ブレーキ操作の実行が予測されると判定することを特徴とする請求項１記載のブレーキブースタ用負圧制御装置。
7. 前記ブレーキ操作予測手段は、アクセルペダルの戻し速度が所定値を越える場合に、ブレーキ操作の実行が予測されると判定することを特徴とする請求項１記載のブレーキブースタ用負圧制御装置。
8. 前記ブレーキ操作予測手段は、シフトレバーがニュートラル位置であり、又は、セレクトレバーがＮレンジにある場合に、ブレーキ操作の実行が予測されると判定することを特徴とする請求項１記載のブレーキブースタ用負圧制御装置。
9. 前記負圧制御手段は、スロットル弁の開度を変化させることにより負圧制御を行うことを特徴とする請求項１記載のブレーキブースタ用負圧制御装置。

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