JP3721837B2

JP3721837B2 - Negative pressure control device for brake booster

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Publication number: JP3721837B2
Application number: JP07264599A
Authority: JP
Inventors: 恭司水谷; 芳久山田; 司朗門崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2019-03-17
Also published as: JP2000264194A

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、ブレーキ装置の制動性能が低下した場合にも必要な制動力を確保するのに好適なブレーキブースタ用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１０−１６７０４７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）を用い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、スロットル弁を開弁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、スロットル弁が開弁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。このため、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基準値を下回ると、スロットル開度を減少させて大きな吸気管負圧を発生させることとしている。
【０００３】
しかしながら、スロットル開度を減少させた場合には、エンジン出力の低下によるトルク変化を招くと共に、エンジンの燃焼状態がストイキ燃焼へ切り替わることによる燃費の悪化を招く。そこで、上記従来の負圧制御装置では、車速に応じて上記基準値を変更することにより、トルク変化や燃費の悪化を抑制しつつ所要の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、例えばフェード等の異常がブレーキ装置に生ずると、制動性能は低下する。かかる場合には、ブレーキブースタの負圧を増大させ、ブレーキブースタによる助勢量を大きくすることにより制動力を確保することが望ましい。しかしながら、上記従来の負圧制御装置では、制動性能の低下を考慮してブレーキブースタの負圧を制御することについては顧みられていなかった。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、ブレーキ装置の制動性能が低下した場合にも、所要の制動力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。
【０００６】
【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、エンジンの吸気管より得られる負圧を用いてブレーキペダルの踏み込みを助勢するブレーキブースタ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、
ブレーキ装置のフェード状態を、ブレーキシューとブレーキドラム、又は、ブレーキパッドとブレーキロータの摩擦面の温度上昇に基づいて判定するフェード判定手段を備え、
前記エンジンは、ストイキ燃料モードと成層燃焼モードを有し、前記ストイキ燃料モードの場合には前記吸気管のスロットルの開度をアクセル操作に応じて変更し、前記成層燃焼モードの場合には前記スロットルを全開にし、
前記フェード判定手段によりフェード状態であると判定された場合に、前記エンジンは前記ストイキ燃料モードとされることを特徴と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。
【０００７】
請求項１記載の発明において、フェード状態ではブレーキ装置の制動性能が低下する。かかる場合にエンジンはストイキ燃料モードとされることで、ブレーキブースタによって十分な助勢を行うことが可能となる。従って、本発明によれば、フェードにより制動性能が低下した場合にも所要の制動力を確保することができる。
【０００８】
この場合、フェード状態はブレーキ操作が繰り返されることにより生ずる。従って、請求項２に記載する如く、フェード判定手段は、ブレーキ操作の履歴に基づいてフェード状態を判定することができる。
また、上記の目的は、請求項３に記載する如く、エンジンの吸気管より得られる負圧を用いてブレーキペダルの踏み込みを助勢するブレーキブースタ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、
ブレーキ操作部材の操作状態を検出するブレーキ操作状態検出手段と、
車両の減速状態を検出する減速状態検出手段と、
前記ブレーキ操作状態と前記減速状態とに基づいてブレーキ装置の性能低下を判定する性能低下判定手段とを有し、
前記エンジンは、ストイキ燃料モードと成層燃焼モードを有し、前記ストイキ燃料モードの場合には前記吸気管のスロットルの開度をアクセル操作に応じて変更し、前記成層燃焼モードの場合には前記スロットルを全開にし、
ブレーキ装置の性能低下が判定された場合に、前記エンジンは前記ストイキ燃料モードとされることを特徴と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。
【０００９】
請求項３記載の発明において、ブレーキ装置の性能が低下すると、ブレーキ操作状態に見合った減速度が生じなくなる。従って、ブレーキ操作状態と減速状態とに基づいてブレーキ装置の性能低下を判定できる。ブレーキ装置の性能低下が判定されると、エンジンはストイキ燃料モードとされることで、ブレーキブースタによる十分な助勢力が確保される。従って、本発明によればブレーキ装置の性能が低下した場合にも所要の制動力を確保することができる。
【００１０】
【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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
ブースタ負圧室４４ａには、負圧センサ４７が配設されている。負圧センサ４７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は負圧センサ４７の出力信号に基づいてブースタ負圧ＰＢを検出する。
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。
【００１６】
マスタシリンダ５０の上部には、リザーバタンク５１が設けられている。リザーバタンク５１にはブレーキフルードが貯留されている。マスタシリンダ５０の各液室は、ブレーキペダル４８のストロークが所定値を超える場合にリザーバタンク５１と連通する。リザーバタンク５１の内部には、リザーバレベルスイッチ５２が配設されている。リザーバレベルスイッチ５２は、リザーバタンク５１に貯留されているブレーキフルードの油面の高さが所定値を下回ると、所定の警告信号をブレーキＥＣＵ６０に向けて出力する。ブレーキＥＣＵ６０は、かかる警告信号の有無に基づいて、リザーバタンク５１に貯留されるブレーキフルードのレベル低下を判別する。
【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、液圧ブレーキ装置５８が連通している。液圧ブレーキ装置５８は油圧ポンプ５８ａを備えている。液圧ブレーキ装置５８は、また、各車輪に対応して設けられたホイルシリンダ６２を備えている。液圧ブレーキ装置５８は、ブレーキＥＣＵ６０から供給される制御信号に応じて、マスタシリンダ５０又は油圧ポンプ５８ａの何れかを液圧源としてホイルシリンダ６２の液圧（以下、ホイルシリンダ圧Ｐ_W/Cと称す）を制御する。そして、ホイルシリンダ圧Ｐ_W/Cに応じた力でブレーキパッドをディスクロータに押圧することによりホイルシリンダ圧Ｐ_W/Cに応じた制動力を発生させる。
【００１８】
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。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。
【００１９】
配管５４にはマスタ圧センサ６６が配設されている。マスタ圧センサ６６はマスタシリンダ圧Ｐ_M/Cに応じた電気信号をブレーキＥＣＵ６０に向けて出力する。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。
ブレーキペダル４８には踏力センサ６２が装着されている。踏力センサ６２は、ブレーキペダル４８に付与される踏力（以下、ペダル踏力Ｆと称す）に応じた電気信号をブレーキＥＣＵ６０に向けて出力する。ブレーキＥＣＵ６０は、踏力センサ６２の出力信号に基づいてペダル踏力Ｆを検出する。
【００２０】
液圧ブレーキ装置５８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、通常ブレーキ制御に比して大きな制動力を発生させる助勢制御を実行する機能を有している。通常ブレーキ制御は、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実現される。また、助勢制御は油圧ポンプ５８ａを液圧源としてホイルシリンダ圧Ｐ_W/Cを増圧することにより実現される。なお、助勢制御は、例えば、車両の減速度Ｇｘが所定値を超える急制動時、又は、ブレーキブースタ４４に異常が生じた場合に実行される。
【００２１】
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。
【００２２】
本実施例のシステムにおいて、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を大きくし、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行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。
【００２３】
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が大きくされることで、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、吸気管３２に吸入される空気量（以下、吸入空気量Ｑと称す）が燃料噴射量に対して不足し、成層燃焼を実現することができなくなる。
【００２４】
そこで、エンジンＥＣＵ１２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、圧縮行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ＥＣＵ１２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、吸気行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。
【００２５】
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、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４６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。従って、成層燃焼モードでは、下流側吸気通路３２ａからブレーキブースタ４４の負圧室４４ｂに十分な負圧を供給することができないため、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。このため、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。
【００２６】
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、この負圧が負圧室４４ｂ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。
【００２７】
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り燃費が悪化すると共にエンジン出力が低下し、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ことにより、燃費は一層悪化してしまう。従って、良好な燃費を実現する観点から、ブースタ負圧制御による負圧の生成は必要最小限の範囲で行われることが望ましい。
【００２８】
一方、液圧ブレーキ装置５８には、フェード等の異常が生ずる場合がある。かかる異常が生ずると、液圧ブレーキ装置５８は所期の制動力を発生することができなくなり、制動性能が低下してしまう。従って、液圧ブレーキ装置５８に異常が生じた場合にも必要な制動力を確保すべく、ブースタ負圧ＰＢを増大させてブレーキブースタ４４による助勢を十分に行うことが必要である。
【００２９】
本実施例のシステムは、上記の点に鑑み、液圧ブレーキ装置５８の制動性能の低下が検出された場合にブースタ負圧制御を実行することにより、必要な制動力を確保するものである。以下、図２及び図３を参照して、本実施例においてブレーキＥＣＵ６０及びエンジンＥＣＵ１２が実行する処理の内容について説明する。
【００３０】
図２は、本実施例においてブレーキＥＣＵ６０が実行するルーチンのフローチャートである。図２に示すルーチンはその処理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。
ステップ１００では、ブースタ負圧ＰＢが所定値ＰＢ０を下回っているか否かが判別される。その結果、ＰＢ＜ＰＢ０が成立する場合は、ブースタ負圧ＰＢが不足しており、ブースタ負圧制御を実行すべきと判断されて、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ＰＢ＜ＰＢ０が不成立であれば、次にステップ１０４の処理が実行される。
【００３１】
ステップ１０４では、リザーバレベルスイッチ５２から警告信号が出力されているか否かが判別される。その結果、警告信号が出力されている場合は、例えば液圧ブレーキ装置５８の油漏れ等のために、リザーバタンク５２内のブレーキフルードのレベルが正常時よりも低下していると判断される。この場合、液圧ブレーキ装置５８が発生し得る制動力が低下する可能性があり、ブースタ負圧制御を実行すべきと判断されて、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、リザーバレベルスイッチ５２から警告信号が出力されていなければ、次にステップ１０６の処理が実行される。
【００３２】
ステップ１０６では、液圧ブレーキ装置５８に異常が生じているか否かが判別される。本実施例のシステムのイニシャルチェックでは、液圧ブレーキ装置５８の異常判定が行われ、ステップ１０６での判別処理は、かかるイニシャルチェックでの判定結果に基づいて行われる。液圧ブレーキ装置５８の異常には、例えば、油圧ポンプ５８ａの異常等がある。イニシャルチェックにおける油圧ポンプ５８ａの異常判定は、例えば油圧ポンプ５８ａを駆動するモータへ通電を行い、モータが回転するか否かに基づいて行われる。液圧ブレーキ装置５８の異常には、油圧ポンプ５８ａの異常の他、電磁弁の異常等、各種の異常が含まれる。
【００３３】
上述の如く、液圧ブレーキ装置５８は、車両の減速度Ｇｘが所定値を越える場合、又は、ブレーキブースタ４４に異常が生じている場合に、油圧ポンプ５８ａを液圧源として助勢制御を実行する。しかしながら、液圧ブレーキ装置５８に異常が生ずると助勢制御を実行できず、制動力が不足する可能性がある。そこで、ステップ１０８において、液圧ブレーキ装置に異常が生じていると判別された場合は、ブースタ負圧制御を実行すべきと判断されて、次にステップ１０２の処理が実行される。一方、ステップ１０６において液圧ブレーキ装置５８に異常が生じていなければ、次にステップ１０８の処理が実行される。
【００３４】
ステップ１０８では、ブレーキブースタ４４に異常が生じているか否かが判別される。かかる判別は、例えばペダル踏力Ｆとマスタシリンダ圧Ｐ_M/Cとの関係に基づいて行うことができる。すなわち、ブレーキブースタ４４に異常が生ずると、ブレーキブースタ４４による助勢量が減少することで、一定のペダル踏力Ｆに対して発生するマスタシリンダ圧Ｐ_M/Cは正常時よりも低下する。従って、例えばペダル踏力Ｆに対するマスタシリンダ圧Ｐ_M/Cの比率が所定値を下回る場合に、ブレーキブースタ４４に異常が生じていると判定することができる。
【００３５】
ステップ１０８において、ブレーキブースタ４４に異常が生じていると判別された場合は、所要の制動力を確保するためにブースタ負圧ＰＢを正常時よりも増加させる必要があると判断される。この場合、ブースタ負圧制御を実行すべきと判断されて、次にステップ１０２の処理が実行される。一方、ステップ１０８において、ブレーキブースタ４４は正常である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。
【００３６】
ステップ１１０では、液圧ブレーキ装置５８にフェードが生じているか否かが判別される。フェードは、制動操作が繰り返し行われた場合等に、ブレーキパッドとディスクロータとの摩擦面（又は、ブレーキシューとブレーキドラムとの摩擦面）の温度上昇に伴って摩擦係数が減少し、制動力が低下する現象である。ステップ１１０では、例えば、所定時間内における制動操作の回数、又は、マスタシリンダ圧Ｐ_M/C又はペダル踏力Ｆが所定値を越えて上昇した回数をカウントしておき、そのカウント値が基準値を超えた場合にフェードが生じていると判定することができる。また、マスタシリンダ圧Ｐ_M/C又はペダル踏力Ｆを所定時間にわたって積分し、その積分値が基準値を超えた場合にフェードが生じていると判定することとしてもよい。すなわち、ブレーキ操作の過去の履歴に基づいてフェードの判定を行うことができる。あるいは、ホイルシリンダ圧Ｐ_W/Cを検出するセンサを設け、ホイルシリンダ圧Ｐ_W/Cに見合った減速度Ｇｘが生じていない場合にフェードが生じていると判定してもよい。
【００３７】
ステップ１１０において、フェードが生じていると判別された場合は、制動力が不足する可能性があると判断される。この場合、ブースタ負圧制御を実行すべき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１１０において、フェードは生じていないと判別された場合は、今回のルーチンは終了される。
【００３８】
ステップ１０２では、ブースタ負圧室４４ａに供給すべき負圧値（以下、負圧生成要求値Ｐ_reqと称す）を含む負圧生成要求信号がエンジンＥＣＵ１２に向けて送信される。なお、負圧生成要求値Ｐ_reqは固定値であってもよく、あるいは、例えば車速Ｖ、マスタシリンダ圧Ｐ_M/C、又はペダル踏力Ｆが大きいほど負圧生成要求値Ｐ_reqを大きな値に設定することとしてもよい。ステップ１０２の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００３９】
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３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３に示すルーチンは、その処理が終了する毎に繰り返し起動される。図３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。
【００４０】
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。
【００４１】
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Ｐ_req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ＳＣ（以下、目標スロットル開度ＳＣc 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ＳＣ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Ｐ_reqとに基づいて目標スロットル開度ＳＣc 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。
【００４２】
ステップ１６０では、目標スロットル開度ＳＣc 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ＳＣが目標スロットル開度ＳＣc 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。
【００４３】
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ＳＣを目標スロットル開度ＳＣc 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Ｐ_req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Ｐ_req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Ｐ_req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ＳＣ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。
【００４４】
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ＳＣ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Ｐ_req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Ｐ_req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Ｐ_req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。
【００４５】
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、ブースタ負圧ＰＢが所定値ＰＢ０を下回った場合のみならず、リザーバタンク５１内のフルードレベルの低下、油圧ポンプ５８ａの異常、ブレーキブースタ４４の異常、又は、フェードの発生により液圧ブレーキ装置５８の制動性能が低下したと判断される場合に負圧生成要求信号が発せられる。そして、エンジンＥＣＵ１２は、この負圧生成要求信号に応答して、ブースタ負圧ＰＢを負圧生成要求値Ｐ_reqに向けて制御すべくブースタ負圧制御を実行する。ブースタ負圧制御が実行されると、大きなブースタ負圧ＰＢが確保されることでブレーキブースタ４４によるブレーキ操作の助勢は十分に行われる。従って、本実施例によれば、液圧ブレーキ装置５８の制動性能が低下した場合にも、ブレーキブースタ４４の助勢により所要の制動力を確保することができる。
【００４６】
次に、本発明の第２実施例について説明する。本実施例では、ペダル踏力Ｆと車両の減速度Ｇｘとに基づいて液圧ブレーキ装置５８の制動性能の低下を検出する。図４は、ペダル踏力Ｆと減速度Ｇｘとの関係を、液圧ブレーキ装置５８が正常である場合、及び、制動性能が低下した場合について、それぞれ、実線及び破線で示す。図４に示す如く、液圧ブレーキ装置５８の制動性能が低下した場合には、正常時に比して、一定のペダル踏力Ｆに対する減速度Ｇｘは小さくなる。そこで、本実施例では、ペダル踏力Ｆに見合った減速度Ｇｘが生じていない場合に液圧ブレーキ装置５８の制動性能が低下していると判断する。
【００４７】
本実施例のシステムは、上記第１実施例のシステムにおいて、ブレーキＥＣＵ６０が図２に示すルーチンに代えて図５に示すルーチンを実行することにより実現される。なお、図５に示すルーチンにおいて図２に示すルーチンと同様の処理を行うステップには同一の符号を付してその説明を省略する。
図５に示すルーチンでは、ステップ１００においてＰＢ＜ＰＢ０が不成立である場合は、次にステップ２００の処理が実行される。
【００４８】
ステップ２００では、車輪速ＶＷに基づいて車輪加速度が演算され、更にこの車輪加速度に基づいて減速度Ｇｘが演算される。ステップ２００に続くステップ２０２では、ペダル踏力Ｆが検出される。
ステップ２０４では、上記の手法により、ペダル踏力Ｆと減速度Ｇｘとに基づいて液圧ブレーキ装置５８の制動性能が低下しているか否かが判別される。その結果、制動性能が低下していないと判別された場合は、今回のルーチンは終了される。一方、ステップ２０４において、制動性能は低下していないと判別された場合は、次にステップ１０２において、負圧生成要求信号を送信する処理が実行された後、今回のルーチンは終了される。
【００４９】
上述の如く、本実施例によれば、減速度Ｇｘとペダル踏力Ｆとに基づいてブレーキ装置５８の制動性能の低下が判定され、制動性能が低下している場合にブースタ負圧ＰＢが負圧生成要求値Ｐ_reqに向けて制御される。従って、本実施例のシステムにおいても、液圧ブレーキ装置５８の制動性能が低下した場合に、ブレーキブースタ４４の助勢により所要の制動力を確保することができる。
【００５０】
なお、上記第２実施例では、減速度Ｇｘを車輪速ＶＷに基づいて演算するものとしたが、減速度Ｇｘを直接検出する減速度センサ、又は、減速度が所定値に達した際にオン・オフ状態が切り替わる減速度スイッチを設けることとしてもよい。
また、上記実施例では、ペダル踏力Ｆと減速度Ｇｘとに基づいて制動性能の低下を判定するものとしたが、ペダル踏力Ｆに代えてマスタシリンダ圧Ｐ_M/Cを用いてもよい。あるいは、ブレーキペダル４８のストロークを検出するストロークセンサを設け、ペダル踏力Ｆに代えてペダルストロークを用いることとしてもよい。同様に、上記第１及び第２実施例において、踏力センサ６２に代えて、ペダル踏力Ｆが所定値に達した場合にオン・オフ状態が切り替わる踏力スイッチを設けることとしてもよい。
【００５１】
なお、上記第１及び第２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１１０の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載したフェード判定手段が、図５に示すルーチンのステップ２００の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した減速状態検出手段が、ステップ２０２の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載したブレーキ操作状態検出手段が、ステップ２０４の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した性能低下判定手段が、それぞれ実現されており、また、ブレーキペダル４８が特許請求の範囲に記載したブレーキ操作部材に相当している。
【００５２】
【発明の効果】
請求項１及び２記載の発明によれば、フェードにより制動性能が低下した場合にも、ブレーキブースタの助勢により所要の制動力を確保することができる。
また、請求項３記載の発明によれば、ブレーキ装置の性能が低下した場合にも、ブレーキブースタの助勢により所要の制動力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フローチャートである。
【図３】本実施例においてエンジンＥＣＵが実行するルーチンのフローチャートである。
【図４】ペダル踏力Ｆと減速度Ｇｘとの関係を、液圧ブレーキ装置が正常な場合及び制動性能が低下した場合について示す図である。
【図５】本発明の第２実施例においてブレーキＥＣＵが実行するルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１２エンジンＥＣＵ
４４ブレーキブースタ
４８ブレーキペダル
６０ブレーキＥＣＵ
６２踏力センサ
６４車輪速センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a negative pressure control device for a brake booster, and more particularly to a negative pressure control device for a brake booster suitable for securing a necessary braking force even when the braking performance of the brake device is lowered.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-167047, a negative pressure control device for controlling the negative pressure of a brake booster is known. The brake booster uses a negative pressure in the intake pipe downstream of the engine throttle valve (hereinafter referred to as intake pipe negative pressure) to assist the depression of the brake pedal and generate a large braking force. The conventional negative pressure control device is applied to a direct injection engine (hereinafter referred to as a direct injection engine) that includes a fuel injection valve in a combustion chamber and directly injects fuel into the combustion chamber. According to the direct injection engine, for example, during low load operation, the throttle valve is opened and a large amount of air is supplied to the combustion chamber, so that fuel efficiency can be improved by stratified combustion. Therefore, in the direct injection type engine, even if the accelerator operation is not performed, the intake pipe negative pressure is reduced by opening the throttle valve, and a sufficient negative pressure may not be supplied to the brake booster. For this reason, in the conventional negative pressure control device, when the negative pressure of the brake booster falls below the reference value, the throttle opening is decreased to generate a large intake pipe negative pressure.
[0003]
However, when the throttle opening is decreased, torque change due to a decrease in engine output is caused, and fuel consumption is deteriorated due to switching of the combustion state of the engine to stoichiometric combustion. In view of this, in the conventional negative pressure control device, the reference value is changed in accordance with the vehicle speed to secure a required negative pressure while suppressing torque change and fuel consumption deterioration.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, for example, when an abnormality such as a fade occurs in the brake device, the braking performance deteriorates. In such a case, it is desirable to ensure the braking force by increasing the negative pressure of the brake booster and increasing the amount of assistance by the brake booster. However, in the conventional negative pressure control device described above, no consideration has been given to controlling the negative pressure of the brake booster in consideration of a decrease in braking performance.
[0005]
The present invention has been made in view of the above points, and provides a negative pressure control device for a brake booster capable of ensuring a required braking force even when the braking performance of the brake device is lowered. With the goal.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The above-described object is a negative pressure control device for a brake booster that controls the negative pressure of a brake booster that assists the depression of a brake pedal by using a negative pressure obtained from an intake pipe of an engine. ,
Fade determination means for determining the fade state of the brake device based on the temperature increase of the friction surface of the brake shoe and the brake drum or the brake pad and the brake rotor ,
The engine has a stoichiometric fuel mode and a stratified combustion mode. In the stoichiometric fuel mode, the throttle opening of the intake pipe is changed according to an accelerator operation, and in the stratified combustion mode, the throttle Fully open
When the fade determination means determines that the engine is in a fade state, the engine is set to the stoichiometric fuel mode, and this is achieved by a brake booster negative pressure control device.
[0007]
In the first aspect of the invention, the braking performance of the brake device is reduced in the fade state. In such a case, the engine is set to the stoichiometric fuel mode, so that the brake booster can sufficiently assist the engine . Therefore, according to the present invention, a required braking force can be ensured even when the braking performance is reduced by fading.
[0008]
In this case, the fade state occurs when the brake operation is repeated. Therefore, as described in claim 2, the fade determination means can determine the fade state based on the history of brake operation.
Further, the above object is to provide a negative pressure control device for a brake booster that controls the negative pressure of the brake booster that assists the depression of the brake pedal by using the negative pressure obtained from the intake pipe of the engine. There,
Brake operation state detection means for detecting the operation state of the brake operation member;
Deceleration state detecting means for detecting a deceleration state of the vehicle;
A performance deterioration determining means for determining a performance deterioration of the brake device based on the brake operation state and the deceleration state;
The engine has a stoichiometric fuel mode and a stratified combustion mode. In the stoichiometric fuel mode, the throttle opening of the intake pipe is changed according to an accelerator operation, and in the stratified combustion mode, the throttle Fully open
The engine is set to the stoichiometric fuel mode when it is determined that the performance of the brake device is deteriorated.
[0009]
In the third aspect of the present invention, when the performance of the brake device decreases, the deceleration corresponding to the brake operation state does not occur. Therefore, it is possible to determine the performance degradation of the brake device based on the brake operation state and the deceleration state. When it is determined that the performance of the brake device has deteriorated, the engine is set to the stoichiometric fuel mode, thereby ensuring a sufficient assisting force by the brake booster. Therefore, according to the present invention, a required braking force can be ensured even when the performance of the brake device is deteriorated.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a system according to an embodiment of the present invention. The system of this embodiment includes an engine 10. The engine 10 is controlled by the engine ECU 12. The engine 10 includes a cylinder block 13. A cylinder 14 is formed inside the cylinder block 13.
[0011]
A piston 16 is disposed inside the cylinder 14. The piston 16 can slide in the vertical direction in FIG. A combustion chamber 18 is defined above the piston 16 inside the cylinder 14. An injection port of the fuel injection valve 20 is exposed in the combustion chamber 18. The fuel injection valve 20 is connected to the engine ECU 12. The fuel injection valve 20 injects fuel into the combustion chamber 18 in accordance with a control signal supplied from the engine ECU 12. That is, the engine 10 of the present embodiment is a direct injection engine.
[0012]
An exhaust pipe 24 communicates with the combustion chamber 18 via an exhaust valve 22. Each branch pipe of an intake manifold 28 communicates with the combustion chamber 18 via an intake valve 26. The intake manifold 28 communicates with the surge tank 30 on the upstream side. An intake pipe 32 communicates with the upstream side of the surge tank 30.
A throttle valve 34 is disposed in the intake pipe 32. The throttle valve 34 is connected to a throttle motor 36. The throttle motor 36 is connected to the engine ECU 12. The throttle motor 36 changes the opening degree of the throttle valve 34 in accordance with a control signal supplied from the engine ECU 12. A throttle opening sensor 38 is disposed in the vicinity of the throttle valve 34. The throttle opening sensor 38 outputs an electric signal corresponding to the opening of the throttle valve 34 (hereinafter referred to as throttle opening SC) to the engine ECU 12. The engine ECU 12 detects the throttle opening SC based on the output signal of the throttle opening sensor 38.
[0013]
An intake pressure sensor 40 is disposed in a portion of the intake pipe 32 downstream of the throttle valve 34 (hereinafter referred to as a downstream intake passage 32a). The intake pressure sensor 40 outputs an electrical signal corresponding to the negative pressure in the downstream side intake passage 32a (hereinafter referred to as intake pipe negative pressure PM) to the engine ECU 12. The engine ECU 12 detects the intake pipe negative pressure PM based on the output signal of the intake pressure sensor 40.
[0014]
One end of a negative pressure supply passage 42 is connected to the downstream side intake passage 32a. The other end of the negative pressure supply passage 42 is connected to a negative pressure chamber of the brake booster 44 (hereinafter referred to as a booster negative pressure chamber 44a). A check valve 46 is disposed in the negative pressure supply passage 42. The check valve 46 is a one-way valve that allows only air flow from the booster negative pressure chamber 44a side to the intake pipe 32 side. Therefore, when the intake pipe negative pressure PM is larger than the negative pressure in the booster negative pressure chamber 44a (hereinafter referred to as booster negative pressure PB), the intake pipe negative pressure PM is supplied to the booster negative pressure chamber 44a, When the intake pipe negative pressure PM is smaller than the booster negative pressure PB, the booster negative pressure PB is prevented from escaping to the intake pipe 32 side. In the present specification, “negative pressure” is expressed as a pressure difference from atmospheric pressure. Therefore, “large negative pressure” means that the pressure difference from the atmospheric pressure is large, that is, the absolute pressure is low.
[0015]
A negative pressure sensor 47 is disposed in the booster negative pressure chamber 44a. The negative pressure sensor 47 outputs an electric signal corresponding to the booster negative pressure PB to the engine ECU 12. The engine ECU 12 detects the booster negative pressure PB based on the output signal of the negative pressure sensor 47.
A brake pedal 48 and a master cylinder 50 are connected to the brake booster 44. The brake booster 44 assists the depression of the brake pedal 48 using the booster negative pressure PB as a power source, and generates a large fluid pressure in each fluid chamber provided in the master cylinder 50. Hereinafter, the fluid pressure generated in each fluid chamber of the master cylinder 50 is referred to as master cylinder pressure P _{M / C.}
[0016]
A reservoir tank 51 is provided above the master cylinder 50. Brake fluid is stored in the reservoir tank 51. Each fluid chamber of the master cylinder 50 communicates with the reservoir tank 51 when the stroke of the brake pedal 48 exceeds a predetermined value. A reservoir level switch 52 is disposed inside the reservoir tank 51. The reservoir level switch 52 outputs a predetermined warning signal to the brake ECU 60 when the oil level of the brake fluid stored in the reservoir tank 51 falls below a predetermined value. The brake ECU 60 determines a decrease in the level of the brake fluid stored in the reservoir tank 51 based on the presence or absence of the warning signal.
[0017]
A hydraulic brake device 58 communicates with each fluid chamber of the master cylinder 50 via pipes 54 and 56, respectively. The hydraulic brake device 58 includes a hydraulic pump 58a. The hydraulic brake device 58 also includes a wheel cylinder 62 provided corresponding to each wheel. In accordance with a control signal supplied from the brake ECU 60, the hydraulic brake device 58 uses the hydraulic pressure of the wheel cylinder 62 (hereinafter referred to as wheel cylinder pressure P _{W / C) using} either the master cylinder 50 or the hydraulic pump 58a as a hydraulic pressure source. Control). Then, to generate a braking force corresponding to the wheel cylinder pressure P _{W / C} by pressing the brake pad to the disk rotor with a force corresponding to the wheel cylinder pressure P _{W / C.}
[0018]
A wheel speed sensor 64 is disposed in the vicinity of each wheel. The wheel speed sensor 64 outputs a pulse signal corresponding to the wheel speed VW to the brake ECU 60. The brake ECU 60 detects the wheel speed VW based on the output signal of the wheel speed sensor 64. FIG. 1 shows only a wheel cylinder 62 and a wheel speed sensor 64 for one wheel.
[0019]
A master pressure sensor 66 is disposed in the pipe 54. The master pressure sensor 66 outputs an electric signal corresponding to the master cylinder pressure P _{M / C} to the brake ECU 60. The brake ECU 60 detects the master cylinder pressure P _{M / C} based on the output signal of the master pressure sensor 66.
A brake force sensor 62 is attached to the brake pedal 48. The pedaling force sensor 62 outputs an electrical signal corresponding to the pedaling force applied to the brake pedal 48 (hereinafter referred to as pedaling force F) to the brake ECU 60. The brake ECU 60 detects the pedal effort F based on the output signal of the pedal effort sensor 62.
[0020]
The hydraulic brake device 58 has a function of executing a normal brake control that generates a braking force according to the amount of brake operation and an assist control that generates a braking force larger than that of the normal brake control. The normal brake control is realized by supplying the master cylinder pressure P _{M / C} to each wheel cylinder 62. Further, the assist control is realized by increasing the wheel cylinder pressure P _{W / C} using the hydraulic pump 58a as a hydraulic pressure source. The assist control is executed, for example, during sudden braking when the vehicle deceleration Gx exceeds a predetermined value, or when an abnormality occurs in the brake booster 44.
[0021]
As shown in FIG. 1, the engine 10 is provided with a rotation speed sensor 68. The rotation speed sensor 68 outputs a pulse signal corresponding to the engine rotation speed Ne toward the engine ECU 12. The engine ECU 12 detects the engine rotational speed Ne based on the pulse signal supplied from the rotational speed sensor 68.
An accelerator opening sensor 72 is disposed in the vicinity of the accelerator pedal 70. The accelerator opening sensor 72 outputs an electric signal corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 70 (hereinafter referred to as accelerator opening AC) to the engine ECU 12. The engine ECU 12 detects the accelerator opening degree AC based on a signal supplied from the accelerator opening degree sensor 72.
[0022]
In the system of the present embodiment, the engine 10 operates in either a stratified combustion mode or a stoichiometric combustion mode depending on the load state. In the stoichiometric combustion mode, stoichiometric combustion is realized in the combustion chamber 18 by controlling the throttle opening SC in accordance with the accelerator opening AC and supplying air to the combustion chamber 18 at a flow rate corresponding to the accelerator opening AC. It is an operation mode. On the other hand, in the stratified combustion mode, the throttle opening SC is increased, a large amount of air is supplied to the combustion chamber 18, and fuel corresponding to the accelerator opening AC is injected in the compression stroke, thereby stratifying in the combustion chamber 18. This is an operation mode for realizing combustion.
[0023]
According to the stratified combustion mode, the fuel consumption of the engine 10 is improved by performing combustion at a larger air-fuel ratio than stoichiometric combustion. Furthermore, according to the stratified combustion mode, the throttle opening SC is increased, so that the fuel consumption is improved by reducing the pumping loss of the engine 10. Therefore, from the viewpoint of improving the fuel consumption of the engine 10, it is desirable to operate the engine 10 in the stratified combustion mode as much as possible. However, when the load of the engine 10 (that is, the accelerator opening degree AC) increases, the amount of fuel to be injected by the fuel injection valve 20 also increases. In this case, when the fuel injection amount exceeds a certain value, the amount of air sucked into the intake pipe 32 (hereinafter referred to as intake air amount Q) is insufficient with respect to the fuel injection amount even when the throttle opening SC is fully opened. Therefore, it becomes impossible to realize stratified combustion.
[0024]
Therefore, the engine ECU 12 determines the fuel injection amount based on the accelerator opening AC, and determines whether or not stratified combustion is possible based on the fuel injection amount. If it is determined that stratified combustion is possible, the throttle opening SC is fully opened and the fuel injection valve 20 injects fuel in an amount corresponding to the accelerator opening AC in the compression stroke. Realize the mode. On the other hand, when it is determined that stratified combustion is impossible, the engine ECU 12 controls the throttle opening SC to a value corresponding to the accelerator opening AC, and at the same time, an amount corresponding to the throttle opening SC in the intake stroke. By injecting fuel with the fuel injection valve 20, the stoichiometric combustion mode is realized.
[0025]
As described above, in the stratified combustion mode, the throttle opening SC is fully opened regardless of the accelerator opening AC. When the throttle opening SC is fully opened, the intake pipe negative pressure PM decreases. On the other hand, as described above, the brake booster 44 assists the depression of the brake pedal 46 using the booster negative pressure PB as a power source. When assistance by the brake booster 44 is performed, the booster negative pressure PB is consumed as the braking force increases. Accordingly, in the stratified combustion mode, a sufficient negative pressure cannot be supplied from the downstream side intake passage 32a to the negative pressure chamber 44b of the brake booster 44, so that the booster negative pressure PB gradually decreases as the brake operation is performed. For this reason, when the brake operation is performed when the engine 10 is operating in the generation combustion mode, the booster negative pressure PB may be insufficient, and a situation where the brake booster 44 cannot perform sufficient assistance may occur.
[0026]
Such a situation can be avoided by reducing the throttle opening SC and generating a large intake pipe negative pressure PM. That is, if a large intake pipe negative pressure PM is generated, this negative pressure is supplied to the negative pressure chamber 44b, so that a large booster negative pressure PB can be secured. Hereinafter, the control for generating the large booster negative pressure PB by reducing the throttle opening SC is referred to as booster negative pressure control.
[0027]
However, as described above, when the throttle opening SC is throttled in the stratified combustion mode, the fuel consumption deteriorates due to an increase in the pumping loss, the engine output decreases, and the throttle opening SC is further increased until the stratified combustion mode cannot be maintained. When the throttle is reduced, the operation mode of the engine 10 is switched to the stoichiometric combustion mode, so that the fuel consumption is further deteriorated. Therefore, it is desirable that the generation of the negative pressure by the booster negative pressure control is performed in the minimum necessary range from the viewpoint of realizing good fuel efficiency.
[0028]
On the other hand, the hydraulic brake device 58 may have an abnormality such as a fade. When such an abnormality occurs, the hydraulic brake device 58 cannot generate the desired braking force, and the braking performance is degraded. Therefore, it is necessary to increase the booster negative pressure PB and sufficiently assist the brake booster 44 in order to ensure the necessary braking force even when an abnormality occurs in the hydraulic brake device 58.
[0029]
In view of the above points, the system of this embodiment secures a necessary braking force by executing booster negative pressure control when a decrease in braking performance of the hydraulic brake device 58 is detected. Hereinafter, with reference to FIG.2 and FIG.3, the content of the process which brake ECU60 and engine ECU12 perform in a present Example is demonstrated.
[0030]
FIG. 2 is a flowchart of a routine executed by the brake ECU 60 in the present embodiment. The routine shown in FIG. 2 is repeatedly started every time the process is completed. When the routine shown in FIG. 2 is started, first, the process of step 100 is executed.
In step 100, it is determined whether or not the booster negative pressure PB is below a predetermined value PB0. As a result, when PB <PB0 is satisfied, it is determined that the booster negative pressure PB is insufficient and the booster negative pressure control should be executed, and then the process of step 102 is executed. On the other hand, if PB <PB0 is not established in step 100, the process of step 104 is executed next.
[0031]
In step 104, it is determined whether or not a warning signal is output from the reservoir level switch 52. As a result, if a warning signal is output, it is determined that the level of brake fluid in the reservoir tank 52 is lower than normal due to, for example, oil leakage from the hydraulic brake device 58. In this case, there is a possibility that the braking force that can be generated by the hydraulic brake device 58 may be reduced, and it is determined that the booster negative pressure control should be executed, and then the processing of step 102 is executed. On the other hand, if a warning signal is not output from the reservoir level switch 52 at step 104, the processing at step 106 is executed next.
[0032]
In step 106, it is determined whether or not an abnormality has occurred in the hydraulic brake device 58. In the initial check of the system according to the present embodiment, the abnormality determination of the hydraulic brake device 58 is performed, and the determination process in step 106 is performed based on the determination result in the initial check. Examples of the abnormality of the hydraulic brake device 58 include an abnormality of the hydraulic pump 58a. The abnormality determination of the hydraulic pump 58a in the initial check is performed based on, for example, whether the motor that drives the hydraulic pump 58a is energized and the motor rotates. The abnormality of the hydraulic brake device 58 includes various abnormalities such as an abnormality of a solenoid valve in addition to an abnormality of the hydraulic pump 58a.
[0033]
As described above, the hydraulic brake device 58 performs assist control using the hydraulic pump 58a as a hydraulic pressure source when the vehicle deceleration Gx exceeds a predetermined value or when an abnormality occurs in the brake booster 44. . However, if an abnormality occurs in the hydraulic brake device 58, the assist control cannot be executed, and the braking force may be insufficient. Therefore, if it is determined in step 108 that an abnormality has occurred in the hydraulic brake device, it is determined that booster negative pressure control should be executed, and then the processing in step 102 is executed. On the other hand, if there is no abnormality in the hydraulic brake device 58 in step 106, the process of step 108 is executed next.
[0034]
In step 108, it is determined whether or not an abnormality has occurred in the brake booster 44. Such a determination can be made based on the relationship between the pedal depression force F and the master cylinder pressure P _{M / C} , for example. That is, when an abnormality occurs in the brake booster 44, the amount of assistance by the brake booster 44 is reduced, so that the master cylinder pressure P _{M / C} generated with respect to a certain pedal depression force F is lower than normal. Therefore, for example, when the ratio of the master cylinder pressure P _{M / C to} the pedal depression force F is lower than a predetermined value, it can be determined that an abnormality has occurred in the brake booster 44.
[0035]
If it is determined in step 108 that an abnormality has occurred in the brake booster 44, it is determined that the booster negative pressure PB needs to be increased more than normal in order to ensure a required braking force. In this case, it is determined that the booster negative pressure control should be executed, and then the process of step 102 is executed. On the other hand, if it is determined in step 108 that the brake booster 44 is normal, the process of step 110 is performed next.
[0036]
In step 110, it is determined whether or not the hydraulic brake device 58 has faded. In the fade, when the braking operation is repeated, the friction coefficient decreases as the temperature of the friction surface between the brake pad and the disc rotor (or the friction surface between the brake shoe and the brake drum) increases, and the braking force Is a phenomenon that decreases. In step 110, for example, the number of braking operations within a predetermined time, or the number of times that the master cylinder pressure P _{M / C} or the pedal depression force F has risen beyond a predetermined value is counted, and the count value becomes the reference value. When it exceeds, it can be determined that a fade has occurred. Alternatively, the master cylinder pressure P _{M / C} or the pedal depression force F may be integrated over a predetermined time, and it may be determined that a fade has occurred when the integrated value exceeds a reference value. That is, the fade can be determined based on the past history of the brake operation. Alternatively, a sensor for detecting the wheel cylinder pressure P _{W / C} is provided, it may be determined that the fade occurs when the deceleration Gx commensurate with the wheel cylinder pressure P _{W / C} is not generated.
[0037]
If it is determined in step 110 that a fade has occurred, it is determined that the braking force may be insufficient. In this case, it is determined that the booster negative pressure control should be executed, and then the process of step 102 is executed. On the other hand, if it is determined in step 110 that no fade has occurred, the current routine is terminated.
[0038]
In step 102, a negative pressure generation request signal including a negative pressure value (hereinafter referred to as a negative pressure generation request value _Preq ) to be supplied to the booster negative pressure chamber 44a is transmitted to the engine ECU 12. The negative pressure generation request value P _req may be a fixed value or, for example, the negative pressure generation request value P _req increases as the vehicle speed V, the master cylinder pressure P _{M / C} , or the pedal effort F increases. It may be set. When the process of step 102 is finished, the current routine is finished.
[0039]
Next, the content of the process which engine ECU12 performs in a present Example is demonstrated. FIG. 3 is a flowchart showing an example of a routine executed by the engine ECU 12 to realize booster negative pressure control in this embodiment. The routine shown in FIG. 3 is repeatedly started every time the process is completed. When the routine shown in FIG. 3 is started, the process of step 150 is first executed.
[0040]
In step 150, it is determined whether or not the engine 10 is operating in the stratified combustion mode. As a result, if a negative determination is made, that is, if the engine 10 is operating in the stoichiometric combustion mode, it is determined that the booster negative pressure control cannot be executed without reducing the engine output. In this case, the current routine is terminated without any further processing thereafter. On the other hand, if the engine 10 is operating in the stratified combustion mode in step 150, the process of step 156 is then executed.
[0041]
In step 156, it is determined whether or not a negative pressure generation request signal is transmitted from the brake ECU 60. As a result, if the negative pressure generation request signal is not transmitted, the current routine is terminated. On the other hand, if the negative pressure generation request signal is transmitted in step 156, the process of step 158 is then executed.
In step 158, the negative pressure generation demand value P _req equal intake pipe negative pressure PM throttle opening for generating a SC (hereinafter, referred to as the target throttle opening SCc) is determined. The intake pipe negative pressure PM decreases as the intake air amount Q increases, and increases as the engine speed Ne increases. Further, the intake air amount Q is substantially proportional to the throttle opening SC. Therefore, in step 158, the target throttle opening SCc is determined based on the engine speed Ne and the negative pressure generating demand value P _req. When the processing of step 158 is completed, the routine proceeds to step 160.
[0042]
In step 160, the intake air amount Q0 corresponding to the target throttle opening SCc is calculated, and in the subsequent step 162, the fuel injection amount F corresponding to the accelerator opening AC in the stratified combustion mode (that is, the engine output requested by the driver). The fuel injection amount F) necessary for realizing the above is calculated. Note that when the throttle opening SC is reduced to the target throttle opening SCc, the amount of fuel injection required to obtain a constant engine output increases due to an increase in pumping loss. In step 162, the fuel injection amount F is determined in consideration of the increase in the fuel injection amount due to the pumping loss. When the process of step 162 ends, the process proceeds to step 164.
[0043]
In step 164, it is determined whether or not the stratified combustion mode can be maintained by the intake air amount Q0 and the fuel injection amount F while maintaining the current engine speed Ne. As a result, if it is determined that the stratified combustion mode can be maintained, then in step 166, a process for reducing the throttle opening SC to the target throttle opening SCc is executed. When the process of step 166 is executed, the intake pipe negative pressure PM starts to increase toward the negative pressure generation request value P _req while the stratified combustion mode is maintained. In step 168 following step 166, it is determined whether or not the intake pipe negative pressure PM has reached the negative pressure generation request value Preq. As a result, if the intake pipe negative pressure PM has not reached the negative pressure generation request value _Preq , the process of step 168 is executed again. On the other hand, if the intake pipe negative pressure PM reaches the negative pressure generation request value P _req in step 168, then in step 170, the throttle opening SC is fully opened again, and the pumping loss is reduced accordingly. A process for reducing the fuel injection amount is executed. When the process of step 170 is finished, the current routine is finished.
[0044]
On the other hand, if it is determined in step 164 that the stratified combustion mode cannot be maintained, then in step 172, a process for switching the operation mode of the engine 10 to the stoichiometric combustion mode is executed. In the stoichiometric combustion mode, the throttle opening SC is controlled to a value corresponding to the accelerator opening AC, so that a larger intake pipe negative pressure PM is generated than in the stratified combustion mode. Therefore, when the process of step 172 is executed, the intake pipe negative pressure PM starts to rise. In step 174 following step 172, it is determined whether or not the intake pipe negative pressure PM has reached the negative pressure generation request value _Preq . As a result, if the intake pipe negative pressure PM has not reached the negative pressure generation request value _Preq , the process of step 174 is executed again. On the other hand, if the intake pipe negative pressure PM has reached the negative pressure generation request value P _req in step 174, then the process of step 176 is executed. In step 176, a process for returning the operation mode of the engine 10 from the stoichiometric combustion mode to the stratified combustion mode is executed. When the processing of step 176 is terminated, the current routine is terminated.
[0045]
As described above, the brake ECU 60 executes the routine shown in FIG. 2, so that not only when the booster negative pressure PB falls below the predetermined value PB0, the fluid level in the reservoir tank 51 decreases, the hydraulic pump 58a malfunctions, A negative pressure generation request signal is issued when it is determined that the braking performance of the hydraulic brake device 58 has deteriorated due to an abnormality in the brake booster 44 or the occurrence of a fade. In response to the negative pressure generation request signal, the engine ECU 12 executes booster negative pressure control to control the booster negative pressure PB toward the negative pressure generation request value _Preq . When the booster negative pressure control is executed, the brake booster 44 sufficiently assists the brake operation by securing a large booster negative pressure PB. Therefore, according to this embodiment, even when the braking performance of the hydraulic brake device 58 is lowered, the required braking force can be ensured by the assistance of the brake booster 44.
[0046]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, a decrease in braking performance of the hydraulic brake device 58 is detected based on the pedal effort F and the vehicle deceleration Gx. FIG. 4 shows the relationship between the pedal effort F and the deceleration Gx with a solid line and a broken line, respectively, when the hydraulic brake device 58 is normal and when the braking performance is deteriorated. As shown in FIG. 4, when the braking performance of the hydraulic brake device 58 is lowered, the deceleration Gx with respect to a certain pedal depression force F is smaller than in the normal state. Therefore, in this embodiment, it is determined that the braking performance of the hydraulic brake device 58 has deteriorated when the deceleration Gx corresponding to the pedal depression force F has not occurred.
[0047]
The system of this embodiment is realized by executing the routine shown in FIG. 5 in place of the routine shown in FIG. 2 by the brake ECU 60 in the system of the first embodiment. In the routine shown in FIG. 5, steps that perform the same processing as in the routine shown in FIG.
In the routine shown in FIG. 5, if PB <PB0 is not established in step 100, the process of step 200 is executed next.
[0048]
In step 200, the wheel acceleration is calculated based on the wheel speed VW, and the deceleration Gx is further calculated based on the wheel acceleration. In step 202 following step 200, the pedal effort F is detected.
In step 204, it is determined whether or not the braking performance of the hydraulic brake device 58 is deteriorated based on the pedal depression force F and the deceleration Gx by the above method. As a result, if it is determined that the braking performance has not deteriorated, the current routine is terminated. On the other hand, if it is determined in step 204 that the braking performance has not deteriorated, then in step 102, a process for transmitting a negative pressure generation request signal is executed, and then this routine is terminated.
[0049]
As described above, according to the present embodiment, a decrease in the braking performance of the brake device 58 is determined based on the deceleration Gx and the pedal effort F, and the booster negative pressure PB is a negative pressure when the braking performance is reduced. Control is performed toward the generation request value P _req . Therefore, also in the system of the present embodiment, when the braking performance of the hydraulic brake device 58 is lowered, the required braking force can be ensured by the assistance of the brake booster 44.
[0050]
In the second embodiment, the deceleration Gx is calculated based on the wheel speed VW. However, it is turned on when the deceleration sensor that directly detects the deceleration Gx or when the deceleration reaches a predetermined value. -It is good also as providing the deceleration switch which switches an OFF state.
Further, in the above embodiment, the deterioration of the braking performance is determined based on the pedal depression force F and the deceleration Gx, but the master cylinder pressure P _{M / C} may be used instead of the pedal depression force F. Alternatively, a stroke sensor that detects the stroke of the brake pedal 48 may be provided, and the pedal stroke may be used instead of the pedal depression force F. Similarly, in the first and second embodiments, instead of the pedal force sensor 62, a pedal force switch that is switched on / off when the pedal pedal force F reaches a predetermined value may be provided.
[0051]
In the first and second embodiments, the fade ECU 60 executes the process of step 110 of the routine shown in FIG. 2 so that the fade determination means described in the claims is the step of the routine shown in FIG. By executing the process of 200, the deceleration state detecting means described in the claims executes the process of step 202, and the brake operation state detecting means described in the claims of the claims executes the process of step 204 By doing so, the performance deterioration determining means described in the claims is realized, respectively, and the brake pedal 48 corresponds to the brake operating member described in the claims.
[0052]
【The invention's effect】
According to the first and second aspects of the invention, even when the braking performance is deteriorated due to the fade, the required braking force can be ensured by the assistance of the brake booster.
According to the invention described in claim 3 , even when the performance of the brake device is deteriorated, the required braking force can be ensured by the assistance of the brake booster.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a routine executed by a brake ECU in the present embodiment.
FIG. 3 is a flowchart of a routine executed by an engine ECU in the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between pedal depression force F and deceleration Gx when the hydraulic brake device is normal and when braking performance is reduced.
FIG. 5 is a flowchart of a routine executed by a brake ECU in a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
12 Engine ECU
44 Brake booster 48 Brake pedal 60 Brake ECU
62 Treading force sensor 64 Wheel speed sensor

Claims

エンジンの吸気管より得られる負圧を用いてブレーキペダルの踏み込みを助勢するブレーキブースタ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、
ブレーキ装置のフェード状態を、ブレーキシューとブレーキドラム、又は、ブレーキパッドとブレーキロータの摩擦面の温度上昇に基づいて判定するフェード判定手段を備え、
前記エンジンは、ストイキ燃料モードと成層燃焼モードを有し、前記ストイキ燃料モードの場合には前記吸気管のスロットルの開度をアクセル操作に応じて変更し、前記成層燃焼モードの場合には前記スロットルを全開にし、
前記フェード判定手段によりフェード状態であると判定された場合に、前記エンジンは前記ストイキ燃料モードとされることを特徴とするブレーキブースタ用負圧制御装置。 A negative pressure control device for a brake booster that controls negative pressure of a brake booster that assists depression of a brake pedal using negative pressure obtained from an intake pipe of an engine ,
Fade determination means for determining the fade state of the brake device based on the temperature increase of the friction surface of the brake shoe and the brake drum or the brake pad and the brake rotor ,
The engine has a stoichiometric fuel mode and a stratified combustion mode. In the stoichiometric fuel mode, the throttle opening of the intake pipe is changed according to an accelerator operation, and in the stratified combustion mode, the throttle Fully open
The brake booster negative pressure control device according to claim 1, wherein the engine is set to the stoichiometric fuel mode when the fade determination means determines that the engine is in a fade state.

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、
前記フェード判定手段は、ブレーキ操作が所定量を超えた場合に、フェード状態であると判定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。The negative pressure control device for a brake booster according to claim 1,
The negative pressure control device for a brake booster , wherein the fade determination means determines that the vehicle is in a fade state when the brake operation exceeds a predetermined amount .

エンジンの吸気管より得られる負圧を用いてブレーキペダルの踏み込みを助勢するブレーキブースタ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、
ブレーキ操作部材の操作状態を検出するブレーキ操作状態検出手段と、
車両の減速状態を検出する減速状態検出手段と、
前記ブレーキ操作状態と前記減速状態とに基づいてブレーキ装置の性能低下を判定する性能低下判定手段とを有し、
前記エンジンは、ストイキ燃料モードと成層燃焼モードを有し、前記ストイキ燃料モードの場合には前記吸気管のスロットルの開度をアクセル操作に応じて変更し、前記成層燃焼モードの場合には前記スロットルを全開にし、
ブレーキ装置の性能低下が判定された場合に、前記エンジンは前記ストイキ燃料モードとされることを特徴とするブレーキブースタ用負圧制御装置。 A negative pressure control device for a brake booster that controls negative pressure of a brake booster that assists depression of a brake pedal using negative pressure obtained from an intake pipe of an engine ,
Brake operation state detection means for detecting the operation state of the brake operation member;
Deceleration state detecting means for detecting a deceleration state of the vehicle;
A performance deterioration determining means for determining a performance deterioration of the brake device based on the brake operation state and the deceleration state;
The engine has a stoichiometric fuel mode and a stratified combustion mode. In the stoichiometric fuel mode, the throttle opening of the intake pipe is changed according to an accelerator operation, and in the stratified combustion mode, the throttle Fully open
A negative pressure control device for a brake booster, wherein the engine is placed in the stoichiometric fuel mode when it is determined that the performance of the brake device has deteriorated.