ブレーキブースタ制御装置
【課題】ブレーキブースタにおけるアシスト機構の作動の適正化を図り、ブレーキブースタの寿命を向上させる。
【解決手段】イグニッションスイッチがオンの状態での車両の停止中にブレーキペダル３が踏み込まれると、大気導入弁４が開弁され、変圧室１３に大気が速やかに導入される。その結果、仮にブレーキペダル３の踏力が大きくても、入力ロッド２２とパワーピストン２１との相対変位が小さくなるため、ブレーキブースタ２のアシスト機構の作動が抑制される。
【解決手段】イグニッションスイッチがオンの状態での車両の停止中にブレーキペダル３が踏み込まれると、大気導入弁４が開弁され、変圧室１３に大気が速やかに導入される。その結果、仮にブレーキペダル３の踏力が大きくても、入力ロッド２２とパワーピストン２１との相対変位が小さくなるため、ブレーキブースタ２のアシスト機構の作動が抑制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制動を補助するブレーキブースタの動作を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用ブレーキ装置には一般に、運転者のブレーキ操作を補助するブレーキブースタが搭載されている。このブレーキブースタは、マスタシリンダとブレーキペダルとの間に配置されて圧力室を構成するハウジング、一端がマスタシリンダのピストンに連結されるプッシュロッド、プッシュロッドの他端に接続されて運転者によるブレーキペダルへの踏力を伝達するパワーピストン等を備える。
【０００３】
ハウジングは、パワーピストンを支持するダイヤフラムによってマスタシリンダ側の定圧室とブレーキペダル側の変圧室とに仕切られている。定圧室は、内燃機関の吸気管に連通されており、その吸気管内で発生する負圧により真空状態に保持される。ブレーキペダルが踏み込まれていない状態においては、真空弁の開弁により定圧室と変圧室とが連通されるため、変圧室も真空状態に保持される。この状態から運転者によってブレーキペダルが踏み込まれると、その真空弁が閉弁するとともに大気弁が開弁し、変圧室側に大気が導入される。これにより、ダイヤフラムの前後に差圧が発生してパワーピストンが前方に押され、運転者によるブレーキ操作がアシストされる。
【０００４】
このようなブレーキブースタには、さらにブレーキアシスト機構を備えたものがある（例えば特許文献１）。ブレーキアシスト機構は、例えば、運転者による緊急制動時において、ブレーキの操作速度は速いものの強く踏めず小さな制動力しか出せないような場合であっても、制動力を確保する。このようなブレーキアシスト機構においては、入力ロッドの動きによりロック部がはずれることで作動が行われる。
【特許文献１】特開２００５−１３８６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなブレーキアシスト機構は、ブレーキペダルの操作速度に反応して作動するが、緊急制動時以外であっても、運転者が停車時に強くブレーキペダルを踏んだ場合やブレーキ操作を何度か繰り返した場合等、ある値以上の入力が加わった場合にも作動してしまうことがある。このように緊急制動時以外にブレーキアシスト機構が作動する回数が多くなると、ブレーキアシスト機構の作動を規制しているロック部が摺動により摩耗し、ブレーキアシスト機構が緊急制動時以外の通常の制動時においても作動しやすくなってしまう。そのため、運転者に対して制動時に違和感を与えたり、ブレーキアシスト機構が作動する際の異音が発生したりする。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ブレーキブースタにおけるアシスト機構の作動の適正化を図り、ブレーキブースタの寿命を向上する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のブレーキブースタ制御装置は、車両のブレーキペダルの操作を補助可能なものである。このブレーキブースタ制御装置は、ハウジング内を負圧が導入される定圧室と大気を導入可能な変圧室とに区画するとともに、ハウジング内にて変位可能な隔壁部材と、隔壁部材に支持される一方、変圧室と定圧室との差圧によって前後進可能であり、その前進時に制動装置の流体圧を高めるパワーピストンと、変圧室への大気の導入が可能となるように、パワーピストンに設けられた大気導入部と変圧室とを連通する通路を開放させる弁機構を作動させる入力ロッドと、入力ロッドとパワーピストンとの一定量の相対変位の発生で作動し、通路が開放するように弁機構の動きを補助するアシスト機構と、車両の停止中であり、かつブレーキペダルが踏み込まれていることを条件に、入力ロッドとパワーピストンとの相対変位を小さくさせるアシスト抑制手段と、を備える。
【０００８】
この態様では、ブレーキペダルの踏み込みによって入力ロッドが動作し、それにより弁機構が通路を開放すると、変圧室に大気が導入される。その結果、定圧室と変圧室との間に差圧が発生し、それによりパワーピストンが隔壁部材とともに前進して制動力を発揮させる。このとき、例えばブレーキペダルの踏力が大きくて入力ロッドとパワーピストンとの相対変位が一定量を超えると、アシスト機構によりブレーキペダルの操作がさらにアシストされる。
【０００９】
この態様によれば、ブレーキペダルが踏み込まれていても、車両が停止中であれば入力ロッドとパワーピストンとの相対変位が小さくなるようにされ、アシスト機構の作動が抑制される。その結果、アシスト機構を含むブレーキブースタの寿命を向上させることができる。
【００１０】
アシスト抑制手段は、パワーピストンを入力ロッドの動作方向と同方向に変位させることにより、入力ロッドとパワーピストンとの相対変位を小さくさせてもよい。例えば、パワーピストンを入力ロッドの動作方向に直接変位させるようにしてもよいし、隔壁部材を入力ロッドの動作方向に変位させることにより、結果的にパワーピストンを同方向に変位させるようにしてもよい。
【００１１】
具体的には、アシスト抑制手段は、弁機構とは別にハウジングに設けられ、電磁駆動により開弁して変圧室へ大気を導入可能な大気導入弁と、大気導入弁を開閉制御する制御部と、車両の停止状態を検出する停止状態検出手段と、ブレーキペダルの踏み込み状態を検出するペダル状態検出手段とを含んでもよい。そして、制御部は、停止状態検出手段により車両の停止状態が検出され、かつペダル状態検出手段によりブレーキペダルの踏み込み状態が検出された場合に、大気導入弁を開弁させるようにしてもよい。
【００１２】
この態様によれば、大気導入弁を開弁させることにより、ハウジングの変圧室へ直接大気を導入することができる。このため、パワーピストンに設けられた大気導入部から大気を導入するよりも速やかに変圧室の圧力が高まり、パワーピストンを入力ロッドの動作方向に速やかに変位させることができる。すなわち、大気導入部に導入された大気は弁機構等を経由して変圧室に流入するため、入力ロッドの動作に対して時間的な遅れがあり、アシスト機構が作動してしまう可能性があるが、この態様によれば、大気が変圧室に速やかに導入されるため、アシスト機構の作動を阻止することができる。
【００１３】
より具体的には、パワーピストン内においてその軸線方向に変位可能に支持され、定圧室と変圧室とを連通又は遮断する第１弁部を構成する第１弁座と、変圧室へ大気を導入又は遮断する第２弁部を構成する第２弁座とがそれぞれ形成された弁座形成部材と、パワーピストンと入力ロッドとの間に、パワーピストンに同軸状かつ軸線方向に変位可能に配設され、第１弁座に着脱可能なスライドバルブと、入力ロッドとともにパワーピストンに同軸状かつ軸線方向に変位可能に配設され、第２弁座に着脱可能なエアバルブと、入力ロッドのパワーピストンに対する前進量が所定値以下の場合にはスライドバルブを所定位置に保持する一方、入力ロッドのパワーピストンに対する前進量が所定値より大きい場合にはスライドバルブを開放して所定位置よりも後方に変位させるロック機構と、を備えていてもよい。
【００１４】
この態様では、エアバルブと第２弁座とによって変圧室へ大気を導入又は遮断する第２弁部が構成される。エアバルブは入力ロッドとともに変位するが、スライドバルブはこれらと独立に変位可能である。ロック機構は、入力ロッドのパワーピストンに対する前進量が所定値より大きい場合にはスライドバルブを開放して所定位置よりも後方に変位させる。その結果、このスライドバルブによって第１弁部の閉弁状態が保持されたまま、弁座形成部材が後方に押されてエアバルブと第２弁座との隙間、つまり第２弁部の開度を大きくする。このため、第２弁部を介した大気の導入量が増えて変圧室の圧力を速やかに高める。つまり、ロック機構の解除によるスライドバルブの開放がアシスト機構を動作させる。
【００１５】
この態様によれば、車両の停止中においては入力ロッドとパワーピストンとの相対変位が小さくされるため、ロック機構の解除が阻止され、アシスト機構の作動が抑制される。その結果、ロック機構を構成する部材の摺動による摩耗を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ブレーキブースタにおけるアシスト機構の作動の適正化を図り、ブレーキブースタの寿命を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態に係るブレーキブースタ制御装置の概略を示す全体構成図である。図２は、図１のコントロールバルブ部を示す部分拡大断面図である。
図１に示すように、ブレーキブースタ制御装置１は、エンジンの負圧を利用する真空式のブレーキブースタ２を制御するものである。ブレーキブースタ制御装置１は、制動装置のマスタシリンダ（図示略）とブレーキペダル３との間に配設されるブレーキブースタ２、ブレーキブースタ２に設置された大気導入弁４、および大気導入弁４を通電制御する制御部としての電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）５とを備える。
【００１９】
ブレーキブースタ２は、圧力室を構成するハウジング１０と、ハウジング１０内の圧力を調整するコントロールバルブ部２０とを備える。
ハウジング１０は、その内部が隔壁部材としての可撓性のあるダイヤフラム１１により定圧室１２と変圧室１３とに仕切られている。定圧室１２はチェック弁１４を介して図示しないエンジンの吸気管につながる配管に連通している。このため、エンジンが始動されると、その配管を通じて定圧室１２内に負圧が導入される。定圧室１２内には、また、ブレーキペダル３の踏み込み前の状態に復帰させるためのスプリング１５が配設されている。一方、変圧室１３には、上述した大気導入弁４が設けられている。大気導入弁４は常閉型の電磁弁であり、その開弁により変圧室１３に大気が導入される。
【００２０】
コントロールバルブ部２０は、ダイヤフラム１１に支持されたパワーピストン２１、ブレーキペダル３に接続された入力ロッド２２、およびマスタシリンダのピストンに連結されるプッシュロッド２３等を含む。運転者によるブレーキペダル３の踏力は、入力ロッド２２、パワーピストン２１、プッシュロッド２３等を介してマスタシリンダのピストンに伝達され、制動装置の流体圧が高められる。
【００２１】
図２に示すように、パワーピストン２１は、段付円筒状の本体を有し、ハウジング１０の後端部に気密的かつ前後方向へ移動可能に組み付けられており、上記スプリング１５によって後方、つまりブレーキペダル３側（図の右側）に付勢されている。パワーピストン２１は、その前端部の外周面がダイヤフラム１１の中央部に組み付けられて支持されている。ハウジング１０の後端部内周面にはゴムからなるシール部材２５が固定され、このシール部材２５によりパワーピストン２１が気密かつ摺動可能に支持されている。
【００２２】
このパワーピストン２１は、その前半部に２重管構造を備えており、その前端部には、上述したプッシュロッド２３が取り付けられている。パワーピストン２１の内部には、前方からリアクションディスク３１、ガイド部材３２、ロック部材３３、エアバルブ３４、スライドバルブ３５、弁座形成部材３６、ばね受け部材３７、フィルタ３８等が配設されている。パワーピストン２１の前半部の２重管構造の部分には、そのパワーピストン２１の内部と定圧室１２とを連通させる連通孔５５が形成されており、その２重管構造の後端に第１弁部を構成する弁形成部５７が形成されている。また、パワーピストン２１の側部の数カ所には、その内部と変圧室１３とを連通させるための連通孔５６が形成されている。さらに、パワーピストン２１には、位置決め部材４３が挿通されている。この位置決め部材４３は、パワーピストン２１が軸線方向に変位するときの限界位置を規制するものである。位置決め部材４３は、ハウジング１０の後端部のシール部材２５に突き当たって係止されると、その位置でパワーピストン２１の後方への変位を規制する。
【００２３】
また、ハウジング１０の後端には、パワーピストン２１の摺動部を外側から覆うようにして保護するベローズ３９が設けられている。このベローズ３９は、可撓性部材からなり、その前端がハウジング１０の後端に装着され、後端が入力ロッド２２の外周面の所定位置に嵌合するように装着されている。ベローズ３９の後端面の複数箇所には通気孔４０が形成されており、パワーピストン２１の後端開口部（「大気導入部」に該当する）から内部への大気の導入を可能にしている。
【００２４】
リアクションディスク３１は、ゴムからなる円板状の部材であり、プッシュロッド２３の後端部に設けられた円筒状の収容部に収容された状態でパワーピストン２１の前端面に当接している。このリアクションディスク３１と入力ロッド２２との間には、当接部材４１およびエアバルブ３４が軸線方向に支持されつつ介装されている。ガイド部材３２は、段付円筒状をなし、パワーピストン２１の先端開口部とリアクションディスク３１との間に挟まれるように配設されている。ガイド部材３２は、その後端部にてエアバルブ３４の先端部を軸支している。
【００２５】
ロック部材３３は、ガータスプリング４２を介してガイド部材３２の外周面に回動可能に取り付けられている。本実施の形態において、このロック部材３３は、径方向に対向配置された一対の係止部材からなり、それぞれが、ガイド部材３２の外周面に突設された回動支点を中心に回動可能となっている。このロック部材３３の後端部には、半径方向内向きに突出したフック部６１が形成されている。このフック部６１は、後述するロック機構を構成する。
【００２６】
エアバルブ３４は、その後半部が筒状に形成されており、入力ロッド２２の先端部が挿通されて加締め接合されている。入力ロッド２２に伝達された力は、その球状の先端部を介してエアバルブ３４に伝達されてその前方への推進力となり、さらに当接部材４１およびリアクションディスク３１を介してプッシュロッド２３に伝達される。エアバルブ３４の後端は、後述する弁座形成部材３６の弁座４６に着脱可能となっており、変圧室１３へ大気を導入又は遮断する弁部を構成する。
【００２７】
スライドバルブ３５は、パワーピストン２１と入力ロッド２２との間に同軸状かつ前後進可能に配設されている。スライドバルブ３５の後端部にはシールリング５０が嵌着されており、パワーピストン２１に対して気密に摺動可能に構成されている。また、スライドバルブ３５は、パワーピストン２１との間に介装されたスプリング５１により後方に付勢されている。スライドバルブ３５の後端は、後述する弁座形成部材３６の弁座４５に着脱可能となっており、弁形成部５７よりも後方に変位することで弁座形成部材３６を押圧してより後方に変位させることができる。スライドバルブ３５の前端部には、半径方向外向きに突出したフック部６２が形成されている。このフック部６２は、上述したロック部材３３のフック部６１とともに後述するロック機構を構成する。なお、スライドバルブ３５の後方への移動限界も位置決め部材４３によって規制されている。
【００２８】
弁座形成部材３６は、円筒状の本体の前端部に内方に延出したフランジ部６５を有し、後端部にリング状の支持部材６６が一体的に形成されている。フランジ部６５の前面にはゴムからなるリング状の弁座４５（第１弁座）が貼着され、支持部材６６の前面には同じくゴムからなるリング状の弁座４６（第２弁座）が貼着されている。つまり、弁座４５、４６は、その前後に所定の間隔をあけて配置されており、それぞれ弁形成部５７またはスライドバルブ３５の後端が着脱する第１弁部、エアバルブ３４の後端が着脱する第２弁部を構成する。これら第１弁部および第２弁部により、弁機構が構成されている。
【００２９】
ばね受け部材３７は、パワーピストン２１の後端部近傍の内周に圧入されたリング状の部材からなる。ばね受け部材３７と弁座形成部材３６との間には、弁座形成部材３６を前方に付勢するスプリング５２が介装されている。また、ばね受け部材３７と弁座形成部材３６との間には、前後方向に伸縮可能なゴムからなるシール部材４８が配置されており、パワーピストン２１の後端から導入された大気が連通孔５５を介して定圧室１２へ漏洩するのを防止している。
【００３０】
フィルタ３８は、パワーピストン２１の後端開口部に配設されて外部からのゴミ等の流入を防止している。ベローズ３９の通気孔４０から導入された大気は、このフィルタ３８を通ってパワーピストン２１の内部に流入する。フィルタ３８の中央には入力ロッド２２が内挿されており、その前面側には板状のばね座４９が配設されている。ばね座４９とばね受け部材３７との間には、ばね座４９を介して入力ロッド２２およびフィルタ３８を後方に付勢するスプリング５３が介装されている。
【００３１】
図３は、アシスト機構を構成するロック機構の構成および動作を表す部分拡大断面図である。
上述のように、ロック部材３３の後端部にはフック部６１が形成され、スライドバルブ３５の前端部にはフック部６２が形成されている。また、ロック部材３３の内面には、フック部６１と同方向に延出するとともに軸線方向に対して傾斜した受圧面７１が形成されている。一方、この受圧面７１に対向するエアバルブ３４の位置にも軸線方向に対して傾斜した押圧面７２が形成されている。スライドバルブ３５のフック部６２は、ロック部材３３のフック部６１に対して係合離脱可能であり、エアバルブ３４の押圧面７２は、ロック部材３３の受圧面７１に係合離脱可能である。
【００３２】
ここで、入力ロッド２２のパワーピストン２１に対する前進量が所定値以下の場合には、押圧面７２が受圧面７１に係合しないため、図示のように、フック部６２がフック部６１との係合状態を保持する。その結果、スライドバルブ３５が図２に示した所定の前方位置に保持される。一方、入力ロッド２２のパワーピストン２１に対する前進量が所定値より大きい場合には、図中矢印にて示すように押圧面７２が受圧面７１の方向に相対変位し、その受圧面７１に係合してこれを押圧する。その結果、ロック部材３３がガータスプリング４２の付勢力に抗してその前端部を支点に回動して外側に開き、フック部６２とフック部６１との係合状態が解除される。これにより、スライドバルブ３５がロック部材３３から開放され、スプリング５１の付勢力によって後方に変位させられる（図４参照）。その結果、スライドバルブ３５が閉弁状態となるとともに、エアバルブ３４の開度が拡大される。この詳細については後述する。
【００３３】
次に、ブレーキブースタの動作について説明する。図４は、アシスト機構が作動したときのブレーキブースタの作動状態を示す断面図である。なお、既に説明した図２は、アシスト機構が作動していない通常のブレーキ時のブレーキブースタの作動状態を示している。
【００３４】
ブレーキ操作が行われていない状態（図示せず）では、定圧室１２と変圧室１３とは互いに連通した状態で負圧を維持している。この状態で、操作者がブレーキペダル３を踏むと、図２に示すように、ブレーキペダル３に連結された入力ロッド２２が矢印方向（図中左方向）に向かって移動する。
【００３５】
通常のブレーキ時においては、図２に示すように、入力ロッド２２とパワーピストン２１との相対変位、つまりパワーピストン２１に対する入力ロッド２２の前方への移動量が小さい。このため、エアバルブ３４の押圧面７２はロック部材３３の受圧面７１に係合せず、スライドバルブ３５はロック部材３３によって軸線方向の動きが規制され、図示の所定位置に保持される。したがって、アシスト機構が作動しない一般的なブレーキ作動が得られる。つまり、弁形成部５７が弁座４５に着座し、第１弁部が閉弁状態となって定圧室１２と変圧室１３との連通を遮断する一方、エアバルブ３４が開弁状態となるため、変圧室１３に大気が導入される。その結果、定圧室１２と変圧室１３との差圧が発生し、それによりパワーピストン２１がブレーキペダル３の踏み込みを補助する方向に動作する。その結果、運転者によるブレーキペダル３の操作がある程度アシストされる。
【００３６】
一方、緊急ブレーキ時には、図４に示すように、入力ロッド２２とパワーピストン２１との相対変位、つまりパワーピストン２１に対する入力ロッド２２の前方への移動量が所定値より大きくなる。このときには、エアバルブ３４の押圧面７２がロック部材３３の受圧面７１に係合し、ロック部材３３がガータスプリング４２の付勢力に抗して半径方向外方に押し広げられる。これにより、スライドバルブ３５のフック部６２とロック部材３３のフック部６１との係合状態が解除され、スライドバルブ３５がスプリング５１の付勢力によって所定量後方に移動させられる。
【００３７】
このとき、スライドバルブ３５の後端が弁座４５に着座して定圧室１２と変圧室１３との連通を遮断する。また、エアバルブ３４が入力ロッド２２とともに前方へ移動する一方、スライドバルブ３５が弁座形成部材３６を後方へ押圧するため、エアバルブ３４の後端と弁座４６とが急速に離間して大きく開弁する。その結果、通常のブレーキ時より大きな推進力を得ることができ、ブレーキペダル３の操作がさらにアシストされる。
【００３８】
この状態からブレーキペダル３が戻されると、エアバルブ３４は、位置決め部材４３とともに後方に移動する。位置決め部材４３がシール部材２５に当接すると、スライドバルブ３５の後方への移動が規制される。そして、スプリング１５（図１参照）の付勢力によりパワーピストン２１が所定位置に戻ると、ロック部材３３がガータスプリング４２の付勢力により内方に押されてロック部材３３のフック部６１がスライドバルブ３５のフック部６２に再び係合する。
【００３９】
ＥＣＵ５は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、所定のデータの記憶を保持しておくための不揮発性のバックアップＲＡＭ、入出力インターフェース等を備える。図１にも示されるように、ＥＣＵ５には、上述した大気導入弁４等の各種アクチュエータが所定の通信ラインを介して接続されている。また、ＥＣＵ５には、ブレーキペダル３の踏み込み状態を検出するブレーキペダルスイッチ（ペダルＳＷ）６や、車速を検出する車輪速センサ等の各種センサ・スイッチ類が所定の通信ラインを介して接続されている。ＥＣＵ５は、各種センサ・スイッチ類から取得した情報に基づいて所定の演算処理を行い、各アクチュエータを駆動制御する。
【００４０】
次に、本実施の形態のブレーキブースタの制御方法について説明する。
本実施の形態では、上述したブレーキブースタ２のアシスト機構（ロック機構）が頻繁に作動してフック部６１、６２が摩耗し、緊急制動時以外の通常の制動時においてもアシスト機構が作動して運転者に違和感を与えるのを防止する。すなわち、本実施の形態では、車両の停止時における不必要なアシスト機構の作動を防止する制御を行う。
【００４１】
ＥＣＵ５は、車両の停止状態においてブレーキペダル３が踏み込まれると、大気導入弁４を開弁させ、ブレーキブースタ２の変圧室１３へ直接大気を導入させる。これにより、パワーピストン２１の後端開口部から大気を導入するよりも速やかに変圧室１３の圧力が高まり、パワーピストン２１を入力ロッド２２の動作方向と同方向に速やかに変位させることができる。すなわち、大気を変圧室１３に速やかに導入して入力ロッド２２とパワーピストン２１との相対変位を小さく保持できるため、アシスト機構の作動頻度を抑制することができる。
【００４２】
次に、本実施の形態のブレーキブースタ制御処理の流れについて説明する。
図５は、ＥＣＵが実行するブレーキブースタ制御処理の主要部の流れを表すフローチャートである。この処理は、車両の図示しないイグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）がオンにされた後に、ＥＣＵ５が所定の周期で繰り返し実行する。
【００４３】
ＥＣＵ５は、イグニッションスイッチがオンであれば（Ｓ１０のＹ）、続いて、車輪速センサの出力信号に基づき、車両が停止中か否かを判定する（Ｓ１２）。車両が停止中であれば（Ｓ１２のＹ）、続いて、ブレーキペダルスイッチ６の出力信号に基づき、ブレーキペダル３が踏み込まれているか否かを判定する（Ｓ１４）。このとき、ブレーキペダル３が踏み込まれていれば（Ｓ１４のＹ）、大気導入弁４を通電制御して開弁させる（Ｓ１６）。これにより、仮に停車中にブレーキペダル３が強く踏み込まれても、入力ロッド２２とパワーピストン２１との相対変位を小さくできる。
【００４４】
一方、イグニッションスイッチがオフ（Ｓ１０のＮ）、車両が停止中でない（Ｓ１２のＮ）、あるいはブレーキペダル３が踏み込まれていなければ（Ｓ１４のＮ）、一連の処理を終了する。
【００４５】
以上に説明したように、本実施の形態においては、ブレーキペダル３が踏み込まれていても、車両が停止中であれば大気導入弁４を開弁され、変圧室１３に速やかに大気が導入される。その結果、入力ロッド２２とパワーピストン２１との相対変位が小さくなり、ブレーキブースタ２のアシスト機構の作動が抑制される。その結果、アシスト機構を構成する部材の摺動による摩耗を抑えることができ、ブレーキブースタの寿命を向上させることができる。
【００４６】
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【００４７】
例えば、上記実施の形態では、ハウジング１０に大気導入弁４を直接設置して大気を導入し、ダイヤフラム１１ひいてはパワーピストン２１を入力ロッド２２と同方向に速やかに変位させてその相対変位が小さくなるようにした。変形例においては、たとえばパワーピストン２１を直接駆動して入力ロッド２２との相対変位が小さくなるようにしてもよい。
【００４８】
また、上記実施の形態では、ブレーキペダル３の踏み込み状態を、その踏み込みの有無を検出するブレーキペダルスイッチ６の出力信号に基づいて判定する例を示したが、たとえばブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキストロークセンサの出力信号に基づいて判定するようにしてもよい。また、車両の停止状態を車輪速センサの出力信号に基づいて判定した例を示したが、例えば車輪に設置した遠心力スイッチ（加速度センサ）等その他の検出手段に基づいて判定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態に係るブレーキブースタ制御装置の概略を示す全体構成図である。
【図２】図１のコントロールバルブ部を示す部分拡大断面図である。
【図３】アシスト機構を構成するロック機構の構成および動作を表す部分拡大断面図である。
【図４】アシスト機構が作動したときのブレーキブースタの作動状態を示す断面図である。
【図５】ＥＣＵが実行するブレーキブースタ制御処理の主要部の流れを表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１ ブレーキブースタ制御装置、 ２ ブレーキブースタ、 ３ ブレーキペダル、 ４ 大気導入弁、 ５ ＥＣＵ、 ６ ブレーキペダルスイッチ、 １０ ハウジング、 １１ ダイヤフラム、 １２ 定圧室、 １３ 変圧室、 ２０ コントロールバルブ部、 ２１ パワーピストン、 ２２ 入力ロッド、 ２３ プッシュロッド、 ３３ ロック部材、 ３４ エアバルブ、 ３５ スライドバルブ、 ３６ 弁座形成部材、 ３９ ベローズ、 ４０ 通気孔、 ４２ ガータスプリング、 ４５ 弁座、 ４６ 弁座、 ５５ 連通孔、 ５６ 連通孔、 ６１ フック部、 ６２ フック部、 ６６ 支持部材、 ７１ 受圧面、 ７２ 押圧面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制動を補助するブレーキブースタの動作を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用ブレーキ装置には一般に、運転者のブレーキ操作を補助するブレーキブースタが搭載されている。このブレーキブースタは、マスタシリンダとブレーキペダルとの間に配置されて圧力室を構成するハウジング、一端がマスタシリンダのピストンに連結されるプッシュロッド、プッシュロッドの他端に接続されて運転者によるブレーキペダルへの踏力を伝達するパワーピストン等を備える。
【０００３】
ハウジングは、パワーピストンを支持するダイヤフラムによってマスタシリンダ側の定圧室とブレーキペダル側の変圧室とに仕切られている。定圧室は、内燃機関の吸気管に連通されており、その吸気管内で発生する負圧により真空状態に保持される。ブレーキペダルが踏み込まれていない状態においては、真空弁の開弁により定圧室と変圧室とが連通されるため、変圧室も真空状態に保持される。この状態から運転者によってブレーキペダルが踏み込まれると、その真空弁が閉弁するとともに大気弁が開弁し、変圧室側に大気が導入される。これにより、ダイヤフラムの前後に差圧が発生してパワーピストンが前方に押され、運転者によるブレーキ操作がアシストされる。
【０００４】
このようなブレーキブースタには、さらにブレーキアシスト機構を備えたものがある（例えば特許文献１）。ブレーキアシスト機構は、例えば、運転者による緊急制動時において、ブレーキの操作速度は速いものの強く踏めず小さな制動力しか出せないような場合であっても、制動力を確保する。このようなブレーキアシスト機構においては、入力ロッドの動きによりロック部がはずれることで作動が行われる。
【特許文献１】特開２００５−１３８６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなブレーキアシスト機構は、ブレーキペダルの操作速度に反応して作動するが、緊急制動時以外であっても、運転者が停車時に強くブレーキペダルを踏んだ場合やブレーキ操作を何度か繰り返した場合等、ある値以上の入力が加わった場合にも作動してしまうことがある。このように緊急制動時以外にブレーキアシスト機構が作動する回数が多くなると、ブレーキアシスト機構の作動を規制しているロック部が摺動により摩耗し、ブレーキアシスト機構が緊急制動時以外の通常の制動時においても作動しやすくなってしまう。そのため、運転者に対して制動時に違和感を与えたり、ブレーキアシスト機構が作動する際の異音が発生したりする。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ブレーキブースタにおけるアシスト機構の作動の適正化を図り、ブレーキブースタの寿命を向上する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のブレーキブースタ制御装置は、車両のブレーキペダルの操作を補助可能なものである。このブレーキブースタ制御装置は、ハウジング内を負圧が導入される定圧室と大気を導入可能な変圧室とに区画するとともに、ハウジング内にて変位可能な隔壁部材と、隔壁部材に支持される一方、変圧室と定圧室との差圧によって前後進可能であり、その前進時に制動装置の流体圧を高めるパワーピストンと、変圧室への大気の導入が可能となるように、パワーピストンに設けられた大気導入部と変圧室とを連通する通路を開放させる弁機構を作動させる入力ロッドと、入力ロッドとパワーピストンとの一定量の相対変位の発生で作動し、通路が開放するように弁機構の動きを補助するアシスト機構と、車両の停止中であり、かつブレーキペダルが踏み込まれていることを条件に、入力ロッドとパワーピストンとの相対変位を小さくさせるアシスト抑制手段と、を備える。
【０００８】
この態様では、ブレーキペダルの踏み込みによって入力ロッドが動作し、それにより弁機構が通路を開放すると、変圧室に大気が導入される。その結果、定圧室と変圧室との間に差圧が発生し、それによりパワーピストンが隔壁部材とともに前進して制動力を発揮させる。このとき、例えばブレーキペダルの踏力が大きくて入力ロッドとパワーピストンとの相対変位が一定量を超えると、アシスト機構によりブレーキペダルの操作がさらにアシストされる。
【０００９】
この態様によれば、ブレーキペダルが踏み込まれていても、車両が停止中であれば入力ロッドとパワーピストンとの相対変位が小さくなるようにされ、アシスト機構の作動が抑制される。その結果、アシスト機構を含むブレーキブースタの寿命を向上させることができる。
【００１０】
アシスト抑制手段は、パワーピストンを入力ロッドの動作方向と同方向に変位させることにより、入力ロッドとパワーピストンとの相対変位を小さくさせてもよい。例えば、パワーピストンを入力ロッドの動作方向に直接変位させるようにしてもよいし、隔壁部材を入力ロッドの動作方向に変位させることにより、結果的にパワーピストンを同方向に変位させるようにしてもよい。
【００１１】
具体的には、アシスト抑制手段は、弁機構とは別にハウジングに設けられ、電磁駆動により開弁して変圧室へ大気を導入可能な大気導入弁と、大気導入弁を開閉制御する制御部と、車両の停止状態を検出する停止状態検出手段と、ブレーキペダルの踏み込み状態を検出するペダル状態検出手段とを含んでもよい。そして、制御部は、停止状態検出手段により車両の停止状態が検出され、かつペダル状態検出手段によりブレーキペダルの踏み込み状態が検出された場合に、大気導入弁を開弁させるようにしてもよい。
【００１２】
この態様によれば、大気導入弁を開弁させることにより、ハウジングの変圧室へ直接大気を導入することができる。このため、パワーピストンに設けられた大気導入部から大気を導入するよりも速やかに変圧室の圧力が高まり、パワーピストンを入力ロッドの動作方向に速やかに変位させることができる。すなわち、大気導入部に導入された大気は弁機構等を経由して変圧室に流入するため、入力ロッドの動作に対して時間的な遅れがあり、アシスト機構が作動してしまう可能性があるが、この態様によれば、大気が変圧室に速やかに導入されるため、アシスト機構の作動を阻止することができる。
【００１３】
より具体的には、パワーピストン内においてその軸線方向に変位可能に支持され、定圧室と変圧室とを連通又は遮断する第１弁部を構成する第１弁座と、変圧室へ大気を導入又は遮断する第２弁部を構成する第２弁座とがそれぞれ形成された弁座形成部材と、パワーピストンと入力ロッドとの間に、パワーピストンに同軸状かつ軸線方向に変位可能に配設され、第１弁座に着脱可能なスライドバルブと、入力ロッドとともにパワーピストンに同軸状かつ軸線方向に変位可能に配設され、第２弁座に着脱可能なエアバルブと、入力ロッドのパワーピストンに対する前進量が所定値以下の場合にはスライドバルブを所定位置に保持する一方、入力ロッドのパワーピストンに対する前進量が所定値より大きい場合にはスライドバルブを開放して所定位置よりも後方に変位させるロック機構と、を備えていてもよい。
【００１４】
この態様では、エアバルブと第２弁座とによって変圧室へ大気を導入又は遮断する第２弁部が構成される。エアバルブは入力ロッドとともに変位するが、スライドバルブはこれらと独立に変位可能である。ロック機構は、入力ロッドのパワーピストンに対する前進量が所定値より大きい場合にはスライドバルブを開放して所定位置よりも後方に変位させる。その結果、このスライドバルブによって第１弁部の閉弁状態が保持されたまま、弁座形成部材が後方に押されてエアバルブと第２弁座との隙間、つまり第２弁部の開度を大きくする。このため、第２弁部を介した大気の導入量が増えて変圧室の圧力を速やかに高める。つまり、ロック機構の解除によるスライドバルブの開放がアシスト機構を動作させる。
【００１５】
この態様によれば、車両の停止中においては入力ロッドとパワーピストンとの相対変位が小さくされるため、ロック機構の解除が阻止され、アシスト機構の作動が抑制される。その結果、ロック機構を構成する部材の摺動による摩耗を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ブレーキブースタにおけるアシスト機構の作動の適正化を図り、ブレーキブースタの寿命を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態に係るブレーキブースタ制御装置の概略を示す全体構成図である。図２は、図１のコントロールバルブ部を示す部分拡大断面図である。
図１に示すように、ブレーキブースタ制御装置１は、エンジンの負圧を利用する真空式のブレーキブースタ２を制御するものである。ブレーキブースタ制御装置１は、制動装置のマスタシリンダ（図示略）とブレーキペダル３との間に配設されるブレーキブースタ２、ブレーキブースタ２に設置された大気導入弁４、および大気導入弁４を通電制御する制御部としての電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）５とを備える。
【００１９】
ブレーキブースタ２は、圧力室を構成するハウジング１０と、ハウジング１０内の圧力を調整するコントロールバルブ部２０とを備える。
ハウジング１０は、その内部が隔壁部材としての可撓性のあるダイヤフラム１１により定圧室１２と変圧室１３とに仕切られている。定圧室１２はチェック弁１４を介して図示しないエンジンの吸気管につながる配管に連通している。このため、エンジンが始動されると、その配管を通じて定圧室１２内に負圧が導入される。定圧室１２内には、また、ブレーキペダル３の踏み込み前の状態に復帰させるためのスプリング１５が配設されている。一方、変圧室１３には、上述した大気導入弁４が設けられている。大気導入弁４は常閉型の電磁弁であり、その開弁により変圧室１３に大気が導入される。
【００２０】
コントロールバルブ部２０は、ダイヤフラム１１に支持されたパワーピストン２１、ブレーキペダル３に接続された入力ロッド２２、およびマスタシリンダのピストンに連結されるプッシュロッド２３等を含む。運転者によるブレーキペダル３の踏力は、入力ロッド２２、パワーピストン２１、プッシュロッド２３等を介してマスタシリンダのピストンに伝達され、制動装置の流体圧が高められる。
【００２１】
図２に示すように、パワーピストン２１は、段付円筒状の本体を有し、ハウジング１０の後端部に気密的かつ前後方向へ移動可能に組み付けられており、上記スプリング１５によって後方、つまりブレーキペダル３側（図の右側）に付勢されている。パワーピストン２１は、その前端部の外周面がダイヤフラム１１の中央部に組み付けられて支持されている。ハウジング１０の後端部内周面にはゴムからなるシール部材２５が固定され、このシール部材２５によりパワーピストン２１が気密かつ摺動可能に支持されている。
【００２２】
このパワーピストン２１は、その前半部に２重管構造を備えており、その前端部には、上述したプッシュロッド２３が取り付けられている。パワーピストン２１の内部には、前方からリアクションディスク３１、ガイド部材３２、ロック部材３３、エアバルブ３４、スライドバルブ３５、弁座形成部材３６、ばね受け部材３７、フィルタ３８等が配設されている。パワーピストン２１の前半部の２重管構造の部分には、そのパワーピストン２１の内部と定圧室１２とを連通させる連通孔５５が形成されており、その２重管構造の後端に第１弁部を構成する弁形成部５７が形成されている。また、パワーピストン２１の側部の数カ所には、その内部と変圧室１３とを連通させるための連通孔５６が形成されている。さらに、パワーピストン２１には、位置決め部材４３が挿通されている。この位置決め部材４３は、パワーピストン２１が軸線方向に変位するときの限界位置を規制するものである。位置決め部材４３は、ハウジング１０の後端部のシール部材２５に突き当たって係止されると、その位置でパワーピストン２１の後方への変位を規制する。
【００２３】
また、ハウジング１０の後端には、パワーピストン２１の摺動部を外側から覆うようにして保護するベローズ３９が設けられている。このベローズ３９は、可撓性部材からなり、その前端がハウジング１０の後端に装着され、後端が入力ロッド２２の外周面の所定位置に嵌合するように装着されている。ベローズ３９の後端面の複数箇所には通気孔４０が形成されており、パワーピストン２１の後端開口部（「大気導入部」に該当する）から内部への大気の導入を可能にしている。
【００２４】
リアクションディスク３１は、ゴムからなる円板状の部材であり、プッシュロッド２３の後端部に設けられた円筒状の収容部に収容された状態でパワーピストン２１の前端面に当接している。このリアクションディスク３１と入力ロッド２２との間には、当接部材４１およびエアバルブ３４が軸線方向に支持されつつ介装されている。ガイド部材３２は、段付円筒状をなし、パワーピストン２１の先端開口部とリアクションディスク３１との間に挟まれるように配設されている。ガイド部材３２は、その後端部にてエアバルブ３４の先端部を軸支している。
【００２５】
ロック部材３３は、ガータスプリング４２を介してガイド部材３２の外周面に回動可能に取り付けられている。本実施の形態において、このロック部材３３は、径方向に対向配置された一対の係止部材からなり、それぞれが、ガイド部材３２の外周面に突設された回動支点を中心に回動可能となっている。このロック部材３３の後端部には、半径方向内向きに突出したフック部６１が形成されている。このフック部６１は、後述するロック機構を構成する。
【００２６】
エアバルブ３４は、その後半部が筒状に形成されており、入力ロッド２２の先端部が挿通されて加締め接合されている。入力ロッド２２に伝達された力は、その球状の先端部を介してエアバルブ３４に伝達されてその前方への推進力となり、さらに当接部材４１およびリアクションディスク３１を介してプッシュロッド２３に伝達される。エアバルブ３４の後端は、後述する弁座形成部材３６の弁座４６に着脱可能となっており、変圧室１３へ大気を導入又は遮断する弁部を構成する。
【００２７】
スライドバルブ３５は、パワーピストン２１と入力ロッド２２との間に同軸状かつ前後進可能に配設されている。スライドバルブ３５の後端部にはシールリング５０が嵌着されており、パワーピストン２１に対して気密に摺動可能に構成されている。また、スライドバルブ３５は、パワーピストン２１との間に介装されたスプリング５１により後方に付勢されている。スライドバルブ３５の後端は、後述する弁座形成部材３６の弁座４５に着脱可能となっており、弁形成部５７よりも後方に変位することで弁座形成部材３６を押圧してより後方に変位させることができる。スライドバルブ３５の前端部には、半径方向外向きに突出したフック部６２が形成されている。このフック部６２は、上述したロック部材３３のフック部６１とともに後述するロック機構を構成する。なお、スライドバルブ３５の後方への移動限界も位置決め部材４３によって規制されている。
【００２８】
弁座形成部材３６は、円筒状の本体の前端部に内方に延出したフランジ部６５を有し、後端部にリング状の支持部材６６が一体的に形成されている。フランジ部６５の前面にはゴムからなるリング状の弁座４５（第１弁座）が貼着され、支持部材６６の前面には同じくゴムからなるリング状の弁座４６（第２弁座）が貼着されている。つまり、弁座４５、４６は、その前後に所定の間隔をあけて配置されており、それぞれ弁形成部５７またはスライドバルブ３５の後端が着脱する第１弁部、エアバルブ３４の後端が着脱する第２弁部を構成する。これら第１弁部および第２弁部により、弁機構が構成されている。
【００２９】
ばね受け部材３７は、パワーピストン２１の後端部近傍の内周に圧入されたリング状の部材からなる。ばね受け部材３７と弁座形成部材３６との間には、弁座形成部材３６を前方に付勢するスプリング５２が介装されている。また、ばね受け部材３７と弁座形成部材３６との間には、前後方向に伸縮可能なゴムからなるシール部材４８が配置されており、パワーピストン２１の後端から導入された大気が連通孔５５を介して定圧室１２へ漏洩するのを防止している。
【００３０】
フィルタ３８は、パワーピストン２１の後端開口部に配設されて外部からのゴミ等の流入を防止している。ベローズ３９の通気孔４０から導入された大気は、このフィルタ３８を通ってパワーピストン２１の内部に流入する。フィルタ３８の中央には入力ロッド２２が内挿されており、その前面側には板状のばね座４９が配設されている。ばね座４９とばね受け部材３７との間には、ばね座４９を介して入力ロッド２２およびフィルタ３８を後方に付勢するスプリング５３が介装されている。
【００３１】
図３は、アシスト機構を構成するロック機構の構成および動作を表す部分拡大断面図である。
上述のように、ロック部材３３の後端部にはフック部６１が形成され、スライドバルブ３５の前端部にはフック部６２が形成されている。また、ロック部材３３の内面には、フック部６１と同方向に延出するとともに軸線方向に対して傾斜した受圧面７１が形成されている。一方、この受圧面７１に対向するエアバルブ３４の位置にも軸線方向に対して傾斜した押圧面７２が形成されている。スライドバルブ３５のフック部６２は、ロック部材３３のフック部６１に対して係合離脱可能であり、エアバルブ３４の押圧面７２は、ロック部材３３の受圧面７１に係合離脱可能である。
【００３２】
ここで、入力ロッド２２のパワーピストン２１に対する前進量が所定値以下の場合には、押圧面７２が受圧面７１に係合しないため、図示のように、フック部６２がフック部６１との係合状態を保持する。その結果、スライドバルブ３５が図２に示した所定の前方位置に保持される。一方、入力ロッド２２のパワーピストン２１に対する前進量が所定値より大きい場合には、図中矢印にて示すように押圧面７２が受圧面７１の方向に相対変位し、その受圧面７１に係合してこれを押圧する。その結果、ロック部材３３がガータスプリング４２の付勢力に抗してその前端部を支点に回動して外側に開き、フック部６２とフック部６１との係合状態が解除される。これにより、スライドバルブ３５がロック部材３３から開放され、スプリング５１の付勢力によって後方に変位させられる（図４参照）。その結果、スライドバルブ３５が閉弁状態となるとともに、エアバルブ３４の開度が拡大される。この詳細については後述する。
【００３３】
次に、ブレーキブースタの動作について説明する。図４は、アシスト機構が作動したときのブレーキブースタの作動状態を示す断面図である。なお、既に説明した図２は、アシスト機構が作動していない通常のブレーキ時のブレーキブースタの作動状態を示している。
【００３４】
ブレーキ操作が行われていない状態（図示せず）では、定圧室１２と変圧室１３とは互いに連通した状態で負圧を維持している。この状態で、操作者がブレーキペダル３を踏むと、図２に示すように、ブレーキペダル３に連結された入力ロッド２２が矢印方向（図中左方向）に向かって移動する。
【００３５】
通常のブレーキ時においては、図２に示すように、入力ロッド２２とパワーピストン２１との相対変位、つまりパワーピストン２１に対する入力ロッド２２の前方への移動量が小さい。このため、エアバルブ３４の押圧面７２はロック部材３３の受圧面７１に係合せず、スライドバルブ３５はロック部材３３によって軸線方向の動きが規制され、図示の所定位置に保持される。したがって、アシスト機構が作動しない一般的なブレーキ作動が得られる。つまり、弁形成部５７が弁座４５に着座し、第１弁部が閉弁状態となって定圧室１２と変圧室１３との連通を遮断する一方、エアバルブ３４が開弁状態となるため、変圧室１３に大気が導入される。その結果、定圧室１２と変圧室１３との差圧が発生し、それによりパワーピストン２１がブレーキペダル３の踏み込みを補助する方向に動作する。その結果、運転者によるブレーキペダル３の操作がある程度アシストされる。
【００３６】
一方、緊急ブレーキ時には、図４に示すように、入力ロッド２２とパワーピストン２１との相対変位、つまりパワーピストン２１に対する入力ロッド２２の前方への移動量が所定値より大きくなる。このときには、エアバルブ３４の押圧面７２がロック部材３３の受圧面７１に係合し、ロック部材３３がガータスプリング４２の付勢力に抗して半径方向外方に押し広げられる。これにより、スライドバルブ３５のフック部６２とロック部材３３のフック部６１との係合状態が解除され、スライドバルブ３５がスプリング５１の付勢力によって所定量後方に移動させられる。
【００３７】
このとき、スライドバルブ３５の後端が弁座４５に着座して定圧室１２と変圧室１３との連通を遮断する。また、エアバルブ３４が入力ロッド２２とともに前方へ移動する一方、スライドバルブ３５が弁座形成部材３６を後方へ押圧するため、エアバルブ３４の後端と弁座４６とが急速に離間して大きく開弁する。その結果、通常のブレーキ時より大きな推進力を得ることができ、ブレーキペダル３の操作がさらにアシストされる。
【００３８】
この状態からブレーキペダル３が戻されると、エアバルブ３４は、位置決め部材４３とともに後方に移動する。位置決め部材４３がシール部材２５に当接すると、スライドバルブ３５の後方への移動が規制される。そして、スプリング１５（図１参照）の付勢力によりパワーピストン２１が所定位置に戻ると、ロック部材３３がガータスプリング４２の付勢力により内方に押されてロック部材３３のフック部６１がスライドバルブ３５のフック部６２に再び係合する。
【００３９】
ＥＣＵ５は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭ、所定のデータの記憶を保持しておくための不揮発性のバックアップＲＡＭ、入出力インターフェース等を備える。図１にも示されるように、ＥＣＵ５には、上述した大気導入弁４等の各種アクチュエータが所定の通信ラインを介して接続されている。また、ＥＣＵ５には、ブレーキペダル３の踏み込み状態を検出するブレーキペダルスイッチ（ペダルＳＷ）６や、車速を検出する車輪速センサ等の各種センサ・スイッチ類が所定の通信ラインを介して接続されている。ＥＣＵ５は、各種センサ・スイッチ類から取得した情報に基づいて所定の演算処理を行い、各アクチュエータを駆動制御する。
【００４０】
次に、本実施の形態のブレーキブースタの制御方法について説明する。
本実施の形態では、上述したブレーキブースタ２のアシスト機構（ロック機構）が頻繁に作動してフック部６１、６２が摩耗し、緊急制動時以外の通常の制動時においてもアシスト機構が作動して運転者に違和感を与えるのを防止する。すなわち、本実施の形態では、車両の停止時における不必要なアシスト機構の作動を防止する制御を行う。
【００４１】
ＥＣＵ５は、車両の停止状態においてブレーキペダル３が踏み込まれると、大気導入弁４を開弁させ、ブレーキブースタ２の変圧室１３へ直接大気を導入させる。これにより、パワーピストン２１の後端開口部から大気を導入するよりも速やかに変圧室１３の圧力が高まり、パワーピストン２１を入力ロッド２２の動作方向と同方向に速やかに変位させることができる。すなわち、大気を変圧室１３に速やかに導入して入力ロッド２２とパワーピストン２１との相対変位を小さく保持できるため、アシスト機構の作動頻度を抑制することができる。
【００４２】
次に、本実施の形態のブレーキブースタ制御処理の流れについて説明する。
図５は、ＥＣＵが実行するブレーキブースタ制御処理の主要部の流れを表すフローチャートである。この処理は、車両の図示しないイグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）がオンにされた後に、ＥＣＵ５が所定の周期で繰り返し実行する。
【００４３】
ＥＣＵ５は、イグニッションスイッチがオンであれば（Ｓ１０のＹ）、続いて、車輪速センサの出力信号に基づき、車両が停止中か否かを判定する（Ｓ１２）。車両が停止中であれば（Ｓ１２のＹ）、続いて、ブレーキペダルスイッチ６の出力信号に基づき、ブレーキペダル３が踏み込まれているか否かを判定する（Ｓ１４）。このとき、ブレーキペダル３が踏み込まれていれば（Ｓ１４のＹ）、大気導入弁４を通電制御して開弁させる（Ｓ１６）。これにより、仮に停車中にブレーキペダル３が強く踏み込まれても、入力ロッド２２とパワーピストン２１との相対変位を小さくできる。
【００４４】
一方、イグニッションスイッチがオフ（Ｓ１０のＮ）、車両が停止中でない（Ｓ１２のＮ）、あるいはブレーキペダル３が踏み込まれていなければ（Ｓ１４のＮ）、一連の処理を終了する。
【００４５】
以上に説明したように、本実施の形態においては、ブレーキペダル３が踏み込まれていても、車両が停止中であれば大気導入弁４を開弁され、変圧室１３に速やかに大気が導入される。その結果、入力ロッド２２とパワーピストン２１との相対変位が小さくなり、ブレーキブースタ２のアシスト機構の作動が抑制される。その結果、アシスト機構を構成する部材の摺動による摩耗を抑えることができ、ブレーキブースタの寿命を向上させることができる。
【００４６】
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【００４７】
例えば、上記実施の形態では、ハウジング１０に大気導入弁４を直接設置して大気を導入し、ダイヤフラム１１ひいてはパワーピストン２１を入力ロッド２２と同方向に速やかに変位させてその相対変位が小さくなるようにした。変形例においては、たとえばパワーピストン２１を直接駆動して入力ロッド２２との相対変位が小さくなるようにしてもよい。
【００４８】
また、上記実施の形態では、ブレーキペダル３の踏み込み状態を、その踏み込みの有無を検出するブレーキペダルスイッチ６の出力信号に基づいて判定する例を示したが、たとえばブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキストロークセンサの出力信号に基づいて判定するようにしてもよい。また、車両の停止状態を車輪速センサの出力信号に基づいて判定した例を示したが、例えば車輪に設置した遠心力スイッチ（加速度センサ）等その他の検出手段に基づいて判定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態に係るブレーキブースタ制御装置の概略を示す全体構成図である。
【図２】図１のコントロールバルブ部を示す部分拡大断面図である。
【図３】アシスト機構を構成するロック機構の構成および動作を表す部分拡大断面図である。
【図４】アシスト機構が作動したときのブレーキブースタの作動状態を示す断面図である。
【図５】ＥＣＵが実行するブレーキブースタ制御処理の主要部の流れを表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１ ブレーキブースタ制御装置、 ２ ブレーキブースタ、 ３ ブレーキペダル、 ４ 大気導入弁、 ５ ＥＣＵ、 ６ ブレーキペダルスイッチ、 １０ ハウジング、 １１ ダイヤフラム、 １２ 定圧室、 １３ 変圧室、 ２０ コントロールバルブ部、 ２１ パワーピストン、 ２２ 入力ロッド、 ２３ プッシュロッド、 ３３ ロック部材、 ３４ エアバルブ、 ３５ スライドバルブ、 ３６ 弁座形成部材、 ３９ ベローズ、 ４０ 通気孔、 ４２ ガータスプリング、 ４５ 弁座、 ４６ 弁座、 ５５ 連通孔、 ５６ 連通孔、 ６１ フック部、 ６２ フック部、 ６６ 支持部材、 ７１ 受圧面、 ７２ 押圧面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のブレーキペダルの操作を補助可能なブレーキブースタ制御装置であって、
ハウジング内を負圧が導入される定圧室と大気を導入可能な変圧室とに区画するとともに、前記ハウジング内にて変位可能な隔壁部材と、
前記隔壁部材に支持される一方、前記変圧室と前記定圧室との差圧によって前後進可能であり、その前進時に制動装置の流体圧を高めるパワーピストンと、
前記変圧室への大気の導入が可能となるように、前記パワーピストンに設けられた大気導入部と前記変圧室とを連通する通路を開放させる弁機構を作動させる入力ロッドと、
前記入力ロッドと前記パワーピストンとの一定量の相対変位の発生で作動し、前記通路が開放するように前記弁機構の動きを補助するアシスト機構と、
前記車両の停止中であり、かつ前記ブレーキペダルが踏み込まれていることを条件に、前記入力ロッドと前記パワーピストンとの相対変位を小さくさせるアシスト抑制手段と、
を備えることを特徴とするブレーキブースタ制御装置。
【請求項２】
前記アシスト抑制手段は、前記パワーピストンを前記入力ロッドの動作方向と同方向に変位させることにより、前記入力ロッドと前記パワーピストンとの相対変位を小さくさせることを特徴とする請求項１に記載のブレーキブースタ制御装置。
【請求項３】
前記アシスト抑制手段は、
前記弁機構とは別に前記ハウジングに設けられ、電磁駆動により開弁して前記変圧室へ大気を導入可能な大気導入弁と、
前記大気導入弁を開閉制御する制御部と、
前記車両の停止状態を検出する停止状態検出手段と、
前記ブレーキペダルの踏み込み状態を検出するペダル状態検出手段と、
を含み、
前記制御部は、停止状態検出手段により車両の停止状態が検出され、かつ前記ペダル状態検出手段により前記ブレーキペダルの踏み込み状態が検出された場合に、前記大気導入弁を開弁させること、
を特徴とする請求項２に記載のブレーキブースタ制御装置。
【請求項４】
前記パワーピストン内においてその軸線方向に変位可能に支持され、前記定圧室と前記変圧室とを連通又は遮断する第１弁部を構成する第１弁座と、前記変圧室へ大気を導入又は遮断する第２弁部を構成する第２弁座とがそれぞれ形成された弁座形成部材と、
前記パワーピストンと前記入力ロッドとの間に、前記パワーピストンに同軸状かつ軸線方向に変位可能に配設され、前記第１弁座に着脱可能なスライドバルブと、
前記入力ロッドとともに前記パワーピストンに同軸状かつ軸線方向に変位可能に配設され、前記第２弁座に着脱可能なエアバルブと、
前記入力ロッドの前記パワーピストンに対する前進量が所定値以下の場合には前記スライドバルブを所定位置に保持する一方、前記入力ロッドの前記パワーピストンに対する前進量が所定値より大きい場合には前記スライドバルブを開放して前記所定位置よりも後方に変位させるロック機構と、
を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のブレーキブースタ制御装置。
【請求項１】
車両のブレーキペダルの操作を補助可能なブレーキブースタ制御装置であって、
ハウジング内を負圧が導入される定圧室と大気を導入可能な変圧室とに区画するとともに、前記ハウジング内にて変位可能な隔壁部材と、
前記隔壁部材に支持される一方、前記変圧室と前記定圧室との差圧によって前後進可能であり、その前進時に制動装置の流体圧を高めるパワーピストンと、
前記変圧室への大気の導入が可能となるように、前記パワーピストンに設けられた大気導入部と前記変圧室とを連通する通路を開放させる弁機構を作動させる入力ロッドと、
前記入力ロッドと前記パワーピストンとの一定量の相対変位の発生で作動し、前記通路が開放するように前記弁機構の動きを補助するアシスト機構と、
前記車両の停止中であり、かつ前記ブレーキペダルが踏み込まれていることを条件に、前記入力ロッドと前記パワーピストンとの相対変位を小さくさせるアシスト抑制手段と、
を備えることを特徴とするブレーキブースタ制御装置。
【請求項２】
前記アシスト抑制手段は、前記パワーピストンを前記入力ロッドの動作方向と同方向に変位させることにより、前記入力ロッドと前記パワーピストンとの相対変位を小さくさせることを特徴とする請求項１に記載のブレーキブースタ制御装置。
【請求項３】
前記アシスト抑制手段は、
前記弁機構とは別に前記ハウジングに設けられ、電磁駆動により開弁して前記変圧室へ大気を導入可能な大気導入弁と、
前記大気導入弁を開閉制御する制御部と、
前記車両の停止状態を検出する停止状態検出手段と、
前記ブレーキペダルの踏み込み状態を検出するペダル状態検出手段と、
を含み、
前記制御部は、停止状態検出手段により車両の停止状態が検出され、かつ前記ペダル状態検出手段により前記ブレーキペダルの踏み込み状態が検出された場合に、前記大気導入弁を開弁させること、
を特徴とする請求項２に記載のブレーキブースタ制御装置。
【請求項４】
前記パワーピストン内においてその軸線方向に変位可能に支持され、前記定圧室と前記変圧室とを連通又は遮断する第１弁部を構成する第１弁座と、前記変圧室へ大気を導入又は遮断する第２弁部を構成する第２弁座とがそれぞれ形成された弁座形成部材と、
前記パワーピストンと前記入力ロッドとの間に、前記パワーピストンに同軸状かつ軸線方向に変位可能に配設され、前記第１弁座に着脱可能なスライドバルブと、
前記入力ロッドとともに前記パワーピストンに同軸状かつ軸線方向に変位可能に配設され、前記第２弁座に着脱可能なエアバルブと、
前記入力ロッドの前記パワーピストンに対する前進量が所定値以下の場合には前記スライドバルブを所定位置に保持する一方、前記入力ロッドの前記パワーピストンに対する前進量が所定値より大きい場合には前記スライドバルブを開放して前記所定位置よりも後方に変位させるロック機構と、
を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のブレーキブースタ制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１６８７２４（Ｐ２００８−１６８７２４Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４４８（Ｐ２００７−２４４８）
【出願日】平成１９年１月１０日（２００７．１．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１０日（２００７．１．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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