ブースタ装置および液圧ブレーキ装置
【課題】バキュームブースタの負圧室の圧力を検出するブースタ負圧センサの異常を検出する。
【解決手段】ブースタが助勢限界に達した場合のマスタシリンダ液圧は、ブレーキ操作開始前のブースタの負圧室の圧力で決まる。また、ブースタが助勢限界に達する前は、マスタシリンダ液圧は、ブースタの構造等で決まる倍力率でブレーキ操作力が倍力された大きさに対応する大きさとなり、助勢限界に達した後は倍力効果は得られないため、操作力の増加に応じて増加する。したがって、ブレーキ操作開始前のブースタ負圧センサによって検出されたブースタ負圧に基づけば、助勢限界後の操作力が予め定められた設定値FMである場合のマスタシリンダ液圧を推定することができる。実際のマスタシリンダ液圧が推定値で決まる設定範囲内にない場合には、ブースタ負圧センサが異常であるとされる。
【解決手段】ブースタが助勢限界に達した場合のマスタシリンダ液圧は、ブレーキ操作開始前のブースタの負圧室の圧力で決まる。また、ブースタが助勢限界に達する前は、マスタシリンダ液圧は、ブースタの構造等で決まる倍力率でブレーキ操作力が倍力された大きさに対応する大きさとなり、助勢限界に達した後は倍力効果は得られないため、操作力の増加に応じて増加する。したがって、ブレーキ操作開始前のブースタ負圧センサによって検出されたブースタ負圧に基づけば、助勢限界後の操作力が予め定められた設定値FMである場合のマスタシリンダ液圧を推定することができる。実際のマスタシリンダ液圧が推定値で決まる設定範囲内にない場合には、ブースタ負圧センサが異常であるとされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はバキュームブースタを備えたブースタ装置およびそのブースタ装置を備えた液圧ブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、バキュームブースタと、バキュームブースタの助勢限界後に、ブレーキシリンダ圧を、助勢限界前後で特性が同じになるように制御するブレーキ液圧制御装置とを備えた液圧ブレーキ装置が記載されている。特許文献1に記載の液圧ブレーキ装置においては、マスタシリンダ液圧が設定値より大きくなった場合に助勢限界に達したとされる。
特許文献2には、バキュームブースタと、バキュームブースタの助勢限界後に、ブレーキシリンダ圧を、助勢限界前後で特性が同じになるように制御するブレーキ液圧制御装置とを備えた液圧ブレーキ装置が記載されている。この液圧ブレーキ装置においては、マスタシリンダ液圧の増加勾配が減少してから設定時間が経過した場合に助勢限界に達したとされる。マスタシリンダ液圧の増加勾配が減少したことに基づけば、マスタシリンダ液圧センサにゲイン異常が生じても、助勢限界に達したことを検出することができる。
特許文献3には、バキュームブースタと、そのバキュームブースタの負圧室に接続され、車両に設けられた回転軸の回転に伴って作動させられる真空ポンプとを含むブレーキ装置が記載されている。真空ポンプがエンジンによって作動させられるものではないため、エンジンを含まない電気自動車、あるいは、エンジンの作動頻度が低いハイブリッド自動車においても、バキュームブースタの負圧室の負圧の低下を抑制することができる。
【特許文献1】特開2001−334927号公報
【特許文献2】特開2000−168543号公報
【特許文献3】特開2007−223449号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の課題は、バキュームブースタの負圧室の圧力を検出するブースタ負圧センサの異常を検出することである。
【課題を解決するための手段および効果】
【0004】
請求項1に記載のブースタ装置は、(1)ブレーキ操作部材と、(2)(a)パワーピストンと、(b)そのパワーピストンの前方の負圧室および後方の変圧室と、(c)その変圧室を、前記パワーピストンと前記ブレーキ操作部材との相対移動に伴って選択的に前記負圧室と大気とに連通させる制御弁とを備えたバキュームブースタと、(3)前記パワーピストンに連携させられた加圧ピストンを備え、前記加圧ピストンの前方の加圧室に液圧を発生させるマスタシリンダと、(4)前記負圧室の圧力を検出するブースタ負圧センサと、(5)前記マスタシリンダの前記加圧室の液圧を検出するマスタシリンダ液圧センサと、(6)前記ブースタ負圧センサの異常の有無を検出するセンサ異常検出装置とを含むブースタ装置であって、前記センサ異常検出装置が、前記バキュームブースタが助勢限界に達する時以後の予め定められた異常検出時における前記マスタシリンダ液圧センサによる検出値が、予め定められた標準状態における前記ブースタ負圧センサによる検出値に基づいて決まる設定範囲内にある場合に、前記ブースタ負圧センサが正常であるとする助勢限界以後センサ異常検出部を含むものとされる。
図7(a)に示すように、バキュームブースタ(以下、単にブースタと略称する)の負圧室の圧力は、ブレーキ操作部材の操作に伴って、すなわち、マスタシリンダ液圧の増加に伴って大気圧に近づく。また、ブースタが助勢限界に達した場合のマスタシリンダの液圧(以下、助勢限界時液圧と称する)は、ブレーキ操作開始前(標準状態の一態様)における負圧室の圧力が真空に近い場合は大気圧に近い場合より大きくなる{図7(b)参照}。さらに、ブースタが助勢限界に達する以前のブレーキ操作力に対するマスタシリンダ液圧の増加勾配は、ブースタの構造等によって一義的に決まり、助勢限界に達した後においては、倍力効果が得られなくなるため、ブレーキペダルに加えられた操作力の増加勾配に応じた勾配でマスタシリンダ液圧が増加する。
以上の事情に基づけば、標準状態における負圧室の圧力がPB00である場合の、ブレーキ操作部材の操作に伴うマスタシリンダの液圧の変化を推定することができる。標準状態における負圧室の圧力がPB00であることから助勢限界時液圧がPMB0であることがわかり、マスタシリンダの液圧は、ブレーキ操作力の増加に伴って、図8(a)、(b)の実線に従って変化することがわかる。また、標準状態における負圧室の圧力がPB0+である場合(より真空に近い場合)には助勢限界時液圧はPMB+であるため、マスタシリンダの液圧は破線が示すように変化し、PB0-である場合(大気圧に近い場合)には助勢限界時液圧はPMB-であるため、一点鎖線が示すように変化することがわかる。
一方、ブースタ負圧センサ個々の特性のバラツキ等に起因して、ブースタ負圧センサの出力値にもバラツキがある。例えば、ブースタ負圧センサによる検出値(負圧室の圧力)がPB00であっても、実際の圧力がPB0+〜PB0-の間にある場合がある。
そのため、標準状態において、ブースタ負圧センサによって検出された負圧室の圧力がPB00である場合には、理論的には、マスタシリンダ液圧は、実線で示すように変化するはずであるが、ブースタ負圧センサのバラツキ等を考慮すると、実際には、一点鎖線と破線との間で変化することがあり得る。換言すれば、マスタシリンダ液圧が一点鎖線と破線との間で変化する場合には、ブースタ負圧センサは正常である(標準状態においてブースタ負圧センサによって検出された値PB00はほぼ正確な値であった)が、一点鎖線と破線とで決まる領域から外れて変化する場合には、ブースタ負圧センサは異常である(標準状態においてブースタ負圧センサによって検出された値PB00が不正確な値であった)とすることができる。
そこで、請求項1に記載のブースタ装置においては、ブースタが助勢限界に達した時以後の、予め定められた異常検出時におけるマスタシリンダの実際の液圧が、標準状態において、ブースタ負圧センサによって検出された負圧室の圧力から決まる設定範囲内にある場合には、ブースタ負圧センサは正常であるとされ、これらの間の範囲内にない場合には、異常であるとされる。
換言すれば、標準状態において、ブースタ負圧センサによって検出された負圧室の圧力に基づいて、助勢限界後の異常検出時のマスタシリンダ液圧が推定され、異常検出時の実際のマスタシリンダ液圧が、推定されたマスタシリンダ液圧で決まる設定範囲内にある場合に、ブースタ負圧センサが正常であるとされ、範囲内にない場合に、異常であるとされるのである。
標準状態は、ブースタが助勢限界に達する前の予め定められた状態であり、例えば、ブレーキ操作部材の非操作状態とすることができる。ブレーキ操作部材の非操作状態においては、負圧室の圧力は、エンジンの作動状態に基づいて変化するが、その変化は小さいため、定常状態と称することができる。ブレーキ操作部材の非操作状態には、操作直前の状態も含まれる。また、標準状態は、操作開始から設定時間が経過した時とすることもできる。
異常検出時は、助勢限界に達した時であっても、助勢限界に達した後のブレーキ操作力が予め定められた設定値に達した時等であってもよい。
請求項2に記載のブースタ装置においては、前記助勢限界以後センサ異常検出部が、前記ブレーキ操作部材に加えられた操作力が予め定められた設定操作力に達するとOFF状態とON状態との間で切り換わる操作力スイッチを含み、その操作力スイッチがOFF状態とON状態との間で切り換わった時点を前記異常検出時として、前記ブースタ負圧センサの異常を検出するものである。
操作力スイッチは、ブレーキ操作力が予め定められた設定値に達した場合に、OFF状態からON状態に切り換わるスイッチであっても、ON状態からOFF状態に切り換わるスイッチであってもよい。設定値は、ブースタが正常であり、負圧室の圧力が正常範囲内にある場合に、ブースタの助勢限界後の操作力に対応する大きさに設定されている。操作力スイッチは、操作力センサより安価であるため、操作力スイッチを利用すれば、その分、ブースタ装置のコストダウンを図ることができる。
請求項3に記載の液圧ブレーキ装置は、(1)請求項1または2に記載のブースタ装置と、(2)前記マスタシリンダに接続されたブレーキシリンダと、(3)動力液圧源と、(4)前記ブレーキ操作部材に加えられる操作力に対する前記ブレーキシリンダの液圧の増加勾配が前記バキュームブースタが助勢限界に達する前後で同じになるように、前記バキュームブースタが助勢限界に達した後に、前記動力液圧源の液圧を利用して、前記ブレーキシリンダの液圧を制御するブレーキ液圧制御装置であって、前記バキュームブースタの前記標準状態における前記負圧室の圧力と、前記バキュームブースタが助勢限界に達した場合の前記マスタシリンダの液圧である助勢限界時液圧との関係を記憶する記憶部を備え、実際に取得された前記標準状態における前記負圧室の圧力と、前記関係とから前記助勢限界時液圧を取得し、実際のマスタシリンダの液圧が前記助勢限界時液圧に達した場合に、前記ブレーキシリンダの液圧制御を開始するブレーキ液圧制御装置とを含むものであって、前記ブレーキ液圧制御装置が、前記助勢限界以降センサ異常検出部によって前記ブースタ負圧センサの異常が検出されなかった場合に、前記異常検出時に前記マスタシリンダ液圧センサによって検出されたマスタシリンダ液圧と、前記標準状態において前記ブースタ負圧センサによって実際に検出された前記負圧室の圧力とから前記関係を取得し、前記記憶部に記憶させる関係記憶部を含むものとされる。
液圧ブレーキ装置においては、標準状態における負圧室の圧力と、助勢限界時液圧(ブースタが助勢限界に達した場合のマスタシリンダ液圧)との関係が記憶されており、実際に取得された標準状態における負圧室の圧力と、記憶部に記憶された関係とに基づいて助勢限界時液圧が求められ、実際のマスタシリンダ液圧が助勢限界時液圧に達した場合に、ブースタが助勢限界に達したとされて、ブレーキシリンダの液圧制御が開始される。そのため、標準状態における負圧室の圧力が変化しても、助勢限界に達したことを正確に検出することができる。
一方、従来、記憶部には、多数の車両について同じ関係(以下、共通関係と称することがある)が記載されていた。しかし、この関係は、多数の車両すべてについて同じであるとは限らず、車両個々で異なることがある。例えば、ブースタやマスタシリンダの特性の機械的なバラツキ、ブースタ負圧センサ、マスタシリンダ液圧センサの特性のバラツキ、コンピュータにおけるA/D変換誤差等に起因して、関係が、車両個々において異なるのである。また、ブースタ負圧センサ、マスタシリンダ液圧センサの特性が、温度、熱等による電子回路の変化等により、経時的に変化することもあり、関係が、経時的に変化することもある。いずれにしても、予め記憶されている関係と、実際の関係とが異なる場合には、ブースタが助勢限界に達したことを正確に検出することができず、実際に助勢限界に達していなくても(助勢限界に達する前に)ブレーキシリンダの液圧制御が開始されたり、実際に助勢限界に達した後、遅れて開始されたりすることがあり、運転者のブレーキフィーリングが低下するという問題があった。
そこで、請求項3に記載の液圧ブレーキ装置においては、ブースタ負圧センサが正常である場合に、関係が実際に取得され、その取得された実際の関係(以下、実関係と称することがある)が記憶部に記憶される。実関係に基づけば、ブースタが助勢限界に達したことを正確に検出することが可能となる。また、ブレーキシリンダの液圧制御を、ブースタが実際に助勢限界に達した時に開始することが可能となり、運転者のブレーキフィーリングの低下を抑制することができる。
実関係は、実際に取得された標準状態における負圧室の圧力と、異常検出時に検出された実際のマスタシリンダ液圧とに基づいて取得される。例えば、図8(a)に示すように、標準状態の負圧室の負圧がPB00である場合において、ブースタの助勢限界後の異常検出時のマスタシリンダ液圧がPM*である場合には、助勢限界時のマスタシリンダ液圧がPMB*として求められる。その場合の実関係は、図9の一点鎖線で示す関係となる。請求項3に記載の液圧ブレーキ装置においては、その取得された実関係が記憶部に記憶されるのである。
「記憶部に実関係が記憶される」ことには、車両の出荷前に実関係が取得されて、記憶部に記憶されること、出荷後に実関係が取得され、記憶されている共通関係に代わって実関係が記憶されること(実関係に修正されること)が含まれる。出荷後、実関係は少なくとも1回取得されればよいが、定期的に取得されて、修正されるようにすることもできる。
なお、取得された実関係が、予め記憶された共通関係で決まる領域内にある場合には、修正されず、領域から外れた場合に修正されるようにすることもできる。
また、ブレーキシリンダの液圧制御においては、(a)ブレーキシリンダの液圧が動力液圧源の液圧を利用して直接制御されるようにしても、(b)マスタシリンダの液圧が動力液圧源の液圧を利用して制御されることにより、ブレーキシリンダの液圧が制御されるようにしてもよい。
さらに、負圧室の圧力は、大気圧より絶対真空側の圧力であり、負圧である。以下、本明細書において、負圧室の圧力が大気圧に近づくことを、負圧が減少、あるいは、低下すると称することがある。
【実施例】
【0005】
以下、本発明の一実施例であるブースタ装置を備えた液圧ブレーキ装置としての液圧ブレーキシステムを図面に基づいて詳細に説明する。
この液圧ブレーキシステムにおいては、図1に示すように、ブレーキペダル10の操作力(踏力)がバキュームブースタ12により倍力され、その倍力された操作力に応じた液圧がマスタシリンダ14に発生させられる。この液圧は、車輪に設けられたブレーキ16のブレーキシリンダ18に供給され、ブレーキシリンダ18が液圧により作動させられて車輪の回転が抑制される。また、ブレーキシリンダ18とマスタシリンダ14との間には、ブレーキシリンダ18の液圧を制御するアクチュエータである液圧制御ユニット20が設けられている。液圧制御ユニット20は、電子制御ユニット24(以下、ブレーキECU24と称する)により制御される。電子制御ユニット24には、ブレーキペダル10が操作されたことを検出するブレーキスイッチ26,ブレーキペダル10に加えられた操作力が設定値FM以上である場合にON状態にある操作力スイッチ(踏力スイッチと称することもできる)27,マスタシリンダ14の液圧を検出するマスタシリンダ液圧センサ28等が接続される。
【0006】
バキュームブースタ(以下、単にブースタと略称する)12は、後述する負圧室においてエンジン30のインテークマニホルド32に接続されており、負圧が供給される。インテークマニホルド32はエンジンの吸気側にあり、電子制御式スロットルバルブ34を介して大気に連通させられる。
ブースタ12とインテークマニホルド32との間にはチェック弁36が設けられている。チェック弁36は、インテークマニホルド32からブースタ12への負圧の供給(ブースタ12の空気がインテークマニホルド32側へ吸引されること)は許容するが、ブースタ12からインテークマニホルド32への負圧の流出(インテークマニホルド32内の空気がブースタ12へ吸引されること)は阻止するように設けられている。そのため、ブースタ12側の負圧は、インテークマニホルド32側の負圧より、チェック弁36の開弁圧分、低く、すなわち大気圧に近くなる。チェック弁36とブースタ12との間にはタンク38が設けられ、負圧が蓄えられる。タンク38は容量の小さいものとされている。
また、エンジン30において、電子制御式スロットルバルブ34の開度,インジェクタの燃料噴射量,タイミング等が、電子制御ユニット40(以下、EFI−ECU40と称する)により制御される。EFI−ECU40には、インテークマニホルド32の負圧を検出するインテークマニホルド負圧センサ42,電子制御式スロットルバルブ34の開度を検出するスロットルポジションセンサ44,回転数を検出するエンジン回転数センサ46等が接続されており、それらの検出値に基づいてエンジン30の作動状態が検出され、電子制御式スロットルバルブ34,インジェクタ等が制御される。
【0007】
図2に示すように、マスタシリンダ14は、ハウジングに、直列に摺動可能に嵌合された2つの加圧ピストン60a,60bを含む。加圧ピストン60a,60bの前方には、それぞれ、2つの加圧室61a,61bが形成される。
ブースタ12は、中空のハウジング64と、ハウジング64内に設けられたパワーピストン66とを含み、パワーピストン66によりマスタシリンダ14の側の負圧室68とブレーキペダル10の側の変圧室70とに仕切られる。
パワーピストン66は、ブレーキペダル10の側において、バルブオペレーティングロッド71を介してブレーキペダル10と連携させられ、マスタシリンダ14の側において、ゴム製のリアクションディスク72を介してブースタピストンロッド74と連携させられている。ブースタピストンロッド74はマスタシリンダ14の加圧ピストン60aに連携させられ、パワーピストン66の作動力を加圧ピストン60aに伝達する。
【0008】
負圧室68と変圧室70との間に弁機構76が設けられている。弁機構76は、バルブオペレーティングロッド71とパワーピストン66との相対移動に基づいて作動するものであり、コントロールバルブ76aと、エアバルブ76bと、バキュームバルブ76cと、コントロールバルブスプリング76dとを備えている。エアバルブ76bは、コントロールバルブ76aと共同して変圧室70の大気に対する連通・遮断を選択的に行うものであり、バルブオペレーティングロッド71に一体的に移動可能に設けられている。コントロールバルブ76aは、バルブオペレーティングロッド71にコントロールバルブスプリング76dによりエアバルブ76bに着座する向きに付勢される状態で取り付けられている。バキュームバルブ76cは、コントロールバルブ76aと共同して変圧室70の負圧室68に対する連通・遮断を選択的に行うものであり、パワーピストン66に一体的に移動可能に設けられている。
【0009】
このように構成されたブースタ12においては、非作動状態では、コントロールバルブ76aが、エアバルブ76bに着座する一方、バキュームバルブ76cから離間し、それにより、変圧室70が大気から遮断されて負圧室68に連通させられる。したがって、この状態では、負圧室68も変圧室70も共に等しい高さの圧力(大気圧以下の圧力)とされる。これに対して、作動状態では、バルブオペレーティングロッド71がパワーピストン66に対して相対的に接近し、やがてコントロールバルブ76aがバキュームバルブ76cに着座し、それにより、変圧室70が負圧室68から遮断される。その後、バルブオペレーティングロッド71がパワーピストン66に対してさらに相対的に接近すれば、エアバルブ76bがコントロールバルブ76aから離間し、それにより、変圧室70が大気に連通させられる。この状態では、変圧室70の圧力が大気圧に近づき、負圧室68と変圧室70との間に差圧が発生し、その差圧によってパワーピストン66が前進させられ、ブースタ12により倍力されたブレーキ操作力に応じた液圧がマスタシリンダ14に発生させられる。
負圧室68の圧力(以下、ブースタ負圧と略称することがある)は、ブースタ負圧センサ78によって検出される。
パワーピストン66の前進に伴って負圧室68の容積が減少するため、負圧室68の負圧であるブースタ負圧は減少する(大気圧に近づく)。
【0010】
液圧ブレーキシステムの液圧ブレーキ回路を図3に基づいて説明する。
本実施例における液圧ブレーキ回路はX配管とされており、マスタシリンダ14の一方の加圧室61bには右前輪FRおよび左後輪RL用の第1ブレーキ系統が接続され、他方の加圧室61aには左前輪FLおよび右後輪RR用の第2ブレーキ系統が接続されている。それらブレーキ系統は互いに構成が共通するため、以下、第1ブレーキ系統のみを代表的に説明し、第2ブレーキ系統については説明を省略する。
【0011】
第1ブレーキ系統においては、加圧室61bと、右前輪FRのブレーキシリンダ18と左後輪RLのブレーキシリンダ18とが、それぞれ、主通路80を介して接続されている。主通路80は、基幹通路84と個別通路86とを含み、個別通路86の各々にはブレーキシリンダ18が接続されている。各個別通路86の途中には常開の電磁開閉弁である増圧弁90が設けられ、各増圧弁90と並列に作動液戻り用の逆止弁94が設けられる。各ブレーキシリンダ18にはリザーバ通路96を介してリザーバ98に接続され、リザーバ通路96の途中には、それぞれ常閉の電磁開閉弁である減圧弁100が設けられる。
【0012】
リザーバ98にはポンプ通路104が接続され、主通路80の増圧弁90の上流側に接続される。ポンプ通路104には、ポンプ106、吸入弁108、吐出弁110、オリフィス114、固定ダンパ116が設けられる。
また、リザーバ98は作動液収容部118aと、補給弁118bとを含む。作動液収容部118aは、ハウジングと、そのハウジングに摺動可能に設けられた可動部材118dと、可動部材118dの一方の側に設けられたスプリング118eと、可動部材118dの他方の側に設けられた収容室118fとを含み、補給弁118bは、弁子119aおよび弁座119bと、可動部材118aに設けられた弁駆動部材119cとを含む。補給弁118bには補給通路119dを介してマスタシリンダ14が接続される。
補給弁118bは、収容室118fに作動液が十分に収容されている場合には閉状態にある。収容室118fに収容される作動液量が設定量以下になると、可動部材118dが移動させられ、弁駆動部材119cにより補給弁118bが開状態に切り換えられる。それによって、補給通路119cを経てマスタシリンダ14から収容室118fに作動液が供給されるのであり、リザーバ98において作動液不足が生じないようにされている。
【0013】
前記主通路80のポンプ通路104の接続部とマスタシリンダ14(補給通路119cの接続部)との間に圧力制御弁120が設けられている。圧力制御弁120は、ブレーキシリンダ18側の液圧とマスタシリンダ14側の液圧との差圧を制御するものであり、マスタシリンダ14の液圧に対してブレーキシリンダ18の液圧を差圧だけ高くする。前記ブレーキECU24は、運転者によるブレーキ操作中であって、マスタシリンダ14の液圧より高い液圧をブレーキシリンダ18に発生させることが必要である場合に、ポンプ106を作動させるとともに圧力制御弁120を制御する。
【0014】
圧力制御弁120は、図4に示すように、図示しないハウジングと、弁子130および弁座132と、それら弁子130および弁座132の相対移動を制御する磁気力を発生させるソレノイド134と、弁子130を弁座132から離間させる向きに付勢するスプリング136とを含む常開弁であり、主通路80の基幹通路84に、弁子130に、ブレーキシリンダ18の液圧からマスタシリンダ14の液圧を引いた大きさの差圧が作用する姿勢で設けられる。
この圧力制御弁120において、ソレノイド134が励磁されない非作用状態(OFF状態)では開状態にある。主通路80においてマスタシリンダ側とブレーキシリンダ側との間での双方向の作動液の流れが許容され、その結果、ブレーキ操作が行われれば、ブレーキシリンダ圧はマスタシリンダ液圧と同じとなり、マスタシリンダ液圧の増加に伴って増加させられる。
これに対し、ソレノイド134が励磁される作用状態(ON状態)では、弁子130に、ブレーキシリンダ圧とマスタシリンダ液圧との差に基づく力F2 とスプリング136の弾性力F3 との和と、ソレノイド134の磁気力に基づく吸引力F1 とが互いに逆向きに作用する。ブレーキシリンダ圧とマスタシリンダ液圧との差圧F2 は、弾性力F3 が同じ場合に、吸引力F1 が大きい場合は小さい場合より大きくなるのであり、ソレノイド134への供給電流の制御によって、これらの差圧が制御される。
なお、図3に示すように、圧力制御弁120と並列に逆止弁144、リリーフ弁146が設けられている。逆止弁144は、ブレーキシリンダ18からマスタシリンダ14への作動液の流れは阻止するが、逆向きの流れは許容するものであり、圧力制御弁120が異常であっても、マスタシリンダ14からブレーキシリンダ18へ向かう作動液の流れが許容される。リリーフ弁146は、ブレーキシリンダ側の液圧がマスタシリンダ側の液圧よりリリーフ圧以上高くなると、ブレーキシリンダ側からマスタシリンダ側への作動液の流れを許容するものであり、ポンプ106による吐出圧が過大となることを回避し得る。
本実施形態においては、圧力制御弁120,リザーバ98,ポンプ106(動力液圧源)等が液圧制御ユニット20を構成している。
【0015】
前記ブレーキECU24は、図5に示すように、PU(プロセッシングユニット),ROM,RAM,I/O回路,それらを接続するバスを含むコンピュータを主体として構成されている。ブレーキECU24の入力側に前記ブレーキスイッチ26,操作力スイッチ27,マスタシリンダ液圧センサ28、ブースタ負圧センサ78等に加えて、車輪速センサ158等が接続されている。車輪速センサ158は、各輪毎に設けられ、各輪の車輪速を規定する車輪速信号を出力する。
ブレーキECU24の出力側には、前記ポンプ106を駆動するポンプモータ160が駆動回路162を介して接続されている。また、前記圧力制御弁120のソレノイド134の駆動回路164、増圧弁90および減圧弁100の各ソレノイド166の各駆動回路168(図には複数のソレノイド166,駆動回路168がそれぞれまとめて図示されている)も接続されている。ソレノイド134の駆動回路164には、ソレノイド134の磁気力をリニアに制御するための電流制御信号が出力され、一方、増圧弁90等の各ソレノイド166の各駆動回路168にはそれぞれ、ソレノイド166をON/OFF駆動するためのON/OFF駆動信号が出力される。図5においてブレーキECU24の出力側についての接続も、第1ブレーキ系統について代表的に図示されており、第2ブレーキ系統については図示を省略する。
ブレーキECU24とEFI−ECU40とは、CAN(Car Area Network)170を介して接続され、種々の情報の通信が行われる。
【0016】
ブレーキECU24のROMには、複数のプログラム、テーブル等が記憶されており、これらのプログラムに従って、ブースタ効き特性制御(以下、単に、効き特性制御と称する),アンチロック制御等がそれぞれ実行される。
増圧弁90,減圧弁100は、アンチロック制御ルーチンに従って開閉制御されるが、アンチロック制御についての説明は省略する。
効き特性制御とは、ブースタ12に助勢限界があることを考慮し、車体減速度が、ブースタ12の助勢限界の前後を問わず、ほぼ同じ勾配で増加するように行われるブレーキシリンダ18の液圧制御をいう。
ブースタ12は、ブレーキ操作力がある値まで増加すると、変圧室70の圧力が大気圧まで上昇し切ってしまい、助勢限界に達する。助勢限界後は、ブースタ12はブレーキ操作力を倍力することができないから、何ら対策を講じないと、図6(a)のグラフで表されているように、ブレーキの効き、すなわち、同じブレーキ操作力Fに対応するブレーキシリンダ圧P Wの高さが助勢限界がないと仮定した場合におけるブレーキシリンダ圧PWの高さより低下する。かかる事実に着目して効き特性制御が行われるのであり、具体的には、図6(b)のグラフで表されているように、ブースタ12が助勢限界に達した後には、ポンプ106を作動させてマスタシリンダ液圧PM より差圧ΔPaだけ高い液圧をブレーキシリンダ18に発生させ、それにより、ブースタ12の助勢限界の前後を問わず、ブレーキの効きを安定させる。ここに、差圧ΔPa(目標差圧)とマスタシリンダ液圧PM との関係は、予めROMに記憶されており、例えば、図6(c)のグラフで表されるものとされる。
尚、図6(d)のグラフは、圧力制御弁120のソレノイド134への供給電流と目標差圧ΔPaとの関係を示し、この関係も予めROMに記憶されている。
【0017】
ブースタ12において、ブースタ負圧は、図7(a)に示すように、ブレーキペダル10の操作に伴ってパワーピストン66が前進すると、負圧室68の容積が減少するため、大気圧に近づく。この場合に、ブレーキペダル10の非操作状態(操作開始直前の状態も含む。ブレーキペダル10の非操作状態は特許請求の範囲に記載の標準状態の一態様であるため、以下、単に標準状態と称する。)におけるブースタ負圧PB0が真空に近い場合は大気圧に近い場合より、ブースタ12が助勢限界に達した場合のマスタシリンダ液圧PMB (以下、助勢限界時液圧と称する)が高くなることがわかる。また、これらの間には、図7(b)に示すように、直線で表される関係があり、本実施例においては、関係(図9の実線で表される関係)が予めROMに記憶されている。
本液圧ブレーキシステムにおいて、標準状態(ブレーキペダル10の非操作状態)におけるブースタ負圧PB0が取得され、そのブースタ負圧PB0と図9の実線が示す関係とに基づいて、助勢限界液圧PMBが取得され、マスタシリンダ液圧センサ28によって検出された実際のマスタシリンダ液圧PMが助勢限界時液圧PMBに達した場合に、ブースタ12が助勢限界に達したとされて、ポンプ106が作動させられ、圧力制御弁120が制御される(効き特性制御が開始されるのである)。
【0018】
本液圧ブレーキシステムにおいては、ブースタ負圧センサ78の異常の有無が検出される。なお、ブースタ12に失陥はなく正常であること、および、マスタシリンダ液圧センサ28が正常であることは、別の手段で予め確かめられている。
上述のように、助勢限界時液圧PMBは、標準状態におけるブースタ負圧PB0が大気圧に近い場合は真空に近い場合より小さくなる。また、ブースタ負圧センサ78のバラツキ等に起因して、検出値がPB00であっても、実際には、PB0+〜PB0-の間にあると考えられ、助勢限界時液圧も、図7(b)に示すようにPMB-〜PMB+の間にあると考えられる。
また、マスタシリンダ液圧のブレーキペダル10に加えられる操作力に対する増加勾配は、助勢限界前においては、ブースタ12の構造等で決まる倍力率で決まり、助勢限界後は、倍力効果が得られないため、ブレーキペダル10の操作力の増加勾配で決まる。
以上の事情から、標準状態におけるブースタ負圧がPB00である場合には、助勢限界時液圧がPMB0であることがわかり、ブースタ負圧センサ78のバラツキ等を考慮しなければ、マスタシリンダ液圧が図8(b)の実線に従って変化すると推定することができる。
しかし、実際には、ブースタ負圧センサ78のバラツキ等に起因して、一点鎖線と破線との間で変化する場合がある。
換言すれば、助勢限界後に、マスタシリンダ液圧が一点鎖線と破線との間で変化した場合には、ブースタ負圧センサ78は正常(標準状態における検出値が正確な値であった)とすることができる。
このように、本実施例においては、標準状態のブースタ負圧に基づいて助勢限界液圧が取得され、その助勢限界液圧に基づいて助勢限界後の、ブレーキペダル10に加えられる操作力が設定値FMである場合のマスタシリンダ液圧が推定され、実際のマスタシリンダ液圧が、その推定されたマスタシリンダ液圧で決まる範囲内にある場合には、ブースタ負圧センサ78が正常であるとされ、範囲内にない場合には、ブースタ負圧センサ78が異常であるとされるのである。
【0019】
また、ブースタ負圧センサ78が正常である場合には、図9の実線が示す関係が学習によって修正される。
図9の実線が示す関係は、多数の車両について同じとされているが、実際には、車両個々で異なることがある。例えば、ブースタ12やマスタシリンダ14の特性の機械的なバラツキ、ブースタ負圧センサ78、マスタシリンダ液圧センサ28の特性のバラツキ、ブレーキECU24におけるA/D変換誤差等に起因して、関係が、車両個々において異なるのである。また、ブースタ負圧センサ78、マスタシリンダ液圧センサ28の特性が、温度、熱等による電子回路の変化等により、経時的に変化することもあり、関係が、経時的に変化することもある。
いずれにしても、予め記憶されている関係と、実際の関係とが異なる場合には、ブースタ12が助勢限界に達したことを正確に検出することができず、実際に助勢限界に達する前に効き特性制御が開始されたり、実際に助勢限界に達した後、遅れて開始されることがあり、運転者のブレーキフィーリングが低下するという問題があった。
そこで、実際の関係(以下、実関係と称することがある)が取得され、予め記憶されている関係(以下、共通関係と称することがある)が修正されるのである。
【0020】
ブースタ負圧センサ78の異常検出時、すなわち、操作力スイッチ27がOFF状態からON状態に切り換わった際に、マスタシリンダ液圧センサ28によってマスタシリンダ液圧PM*が検出される。そして、図8(a)に示すように、設定値FMとマスタシリンダ液圧PM*とで決まる点を通り、予め定められた傾き(助勢限界後の傾き:操作力の増加勾配に応じた勾配)の線を引いて、助勢限界前の操作力とマスタシリンダ液圧との関係を表す直線Lとの交点Xが求められ、その交点Xのマスタシリンダ液圧が助勢限界時液圧PMB*とされる。このようにして、標準状態のブースタ負圧、助勢限界時液圧の組(PB00、PMB*)が取得される。
本実施例においては、複数の組が取得された後に、複数の組を近似する直線が(例えば、回帰法により)取得されて、実関係とされる。
また、実関係は、少なくとも1回取得されればよい。1回取得されれば、車両個々のバラツキに起因する相違を修正をすることができる。
さらに、実関係は、定期的に取得されるようにすることもできる(例えば、数日毎、数ヶ月毎、数年毎等)。そのようにすれば、関係が経時的に変化しても、修正することが可能となる。この場合には、予め定められた実関係取得条件(例えば、数日毎、数ヶ月毎、数年毎等)が満たされた場合に、実関係が取得されることになる。
【0021】
ブレーキシリンダの液圧は、図10のフローチャートで表されるブレーキ液圧制御プログラムの実行に従って制御される。
ステップ1(以下、S1と略称する。他のステップについても同様とする)において、ブレーキスイッチ26がON状態にあるか否かが判定される。ブレーキペダル10が踏み込まれていない場合には、判定がNOとなり、S2〜5において、ブースタ負圧センサ78によりブースタ負圧PBが検出され、平均値<PB>取得されて、標準状態のブースタ負圧PB0とされる。そして、図9の関係に従って、助勢限界時液圧PMBが決定される。また、圧力制御弁120がOFFとされ、ポンプ106が停止状態とされる。ブレーキペダル10の非操作状態において、S1〜5が繰り返し実行され、常に、最新の助勢限界時液圧PMBが取得されて、記憶されることになる。
S1〜5が繰り返し実行される間に、ブレーキペダル10が踏み込まれて、ブレーキスイッチ26がON状態になると、S1の判定がYESとなる。S6において、マスタシリンダ液圧センサ28によりマスタシリンダ液圧PMが検出され、S7において、助勢限界時液圧PMB以上になったか否かが判定される。助勢限界時液圧PMBより小さい場合には、S5において、圧力制御弁120がOFFとされ、ポンプ106が停止状態とされる。S1,6,7,5が繰り返し実行されるうちに、実際のマスタシリンダ液圧PMが助勢限界時液圧PMB以上になると、S7の判定がYESとなり、S8において、実際のマスタシリンダ液圧PMと図6(c)に示す関係とに基づいて、目標差圧ΔPaが取得され、S9において、図6(d)に示す関係に従って、圧力制御弁120への供給電流量IPMが取得され、S10において、それに応じて圧力制御弁120が制御され、ポンプ106が作動させられる。
それによって、ブースタ12の助勢限界後も、助勢限界前と同じ勾配で、ブレーキシリンダ液圧、すなわち、減速度を増加させることが可能となる。
【0022】
次に関係の学習について説明する。本実施例においては、定期的(数日、数ヶ月、数年等の予め定められた設定時間が経過する毎)に実関係が取得される場合について説明する。
図11のフローチャートで表される関係学習プログラムは、予め定められた設定時間毎に実行される。S21において、実関係取得中フラグがセットされているか否かが判定される。セットされていない場合には、S22において、実関係取得条件が満たされたか否かが判定される。実関係取得条件は、数日、数ヶ月、数年等の予め定められた設定時間が経過した場合に満たされたとされる。実関係取得中フラグ(以下、単にフラグと略称する)は、実関係取得条件が満たされた場合にセットされ、実関係が取得された場合、ブースタ負圧センサ78の異常が検出された場合にリセットされるフラグである。
実関係取得条件が満たされない間は、S21,22が繰り返し実行される。実関係取得条件が満たされた場合には、S23において、フラグがセットされ、S24において、ブレーキスイッチ26がON状態にあるか否かが判定される。ON状態にない場合には、S25、26において、ブースタ負圧センサ78によってブースタ負圧PBが検出され、平均値<PB>が取得され、平均値<PB>(=PB0)に基づいて助勢限界時液圧、助勢限界後の操作力が設定値FMである場合のマスタシリンダ液圧が推定される。
実関係取得条件が満たされた後、ブレーキスイッチ26がOFF状態である間、S21,24〜26が繰り返し実行されて、平均値<PB>、助勢限界時液圧、マスタシリンダ液圧の推定値が取得されて記憶される。RAMには、常に最新の平均値<PB>等が記憶されることになる。
そのうちに、ブレーキスイッチ26がON状態に切り換えられると、S26の判定がYESとなり、S27において、さらに、操作力スイッチ27がON状態に切り換わったか否かが判定される。操作力スイッチ27がOFF状態の間、S21,24,27が繰り返し実行されるが、ON状態に切り換わると、S28において、マスタシリンダ液圧センサ28によってマスタシリンダ液圧PMが検出され、S29において、図8(b)の一点鎖線と破線との間の領域内にあるか否か、すなわち、S26において推定されたマスタシリンダ液圧で決まる設定範囲内にあるか否かが判定される。領域内にない場合には、判定はNOとなり、S30において異常であると判定され、S31において、フラグがリセットされる。ブースタ負圧センサ78が異常であるため、実関係を取得することができないからである。
それに対して、領域内にある場合には、S32において、ブースタ負圧センサ78は正常であると判定され、S33において、そのマスタシリンダ液圧PMと操作力FMとに基づき、上述のように助勢限界時液圧PMB*が取得される。そして、取得された助勢限界時液圧PMB*と、S26において取得された最新の平均値<PB>が標準状態におけるブースタ負圧PB0とされ、これらの組が記憶される。
このように取得された組(PMB*、PB0)が予め定められた設定個数以上になったか否かが、S34において判定される。設定個数より少ない場合には、実関係が取得されることなく、S21〜34が繰り返し実行される。それらの組が設定個数以上取得された場合には、S34の判定がYESとなって、S35において、複数の点に基づいて、近似直線が取得され、実関係が取得される。そして、S36において、ROMに実際に記憶されている共通関係が実関係に修正され、S37において、フラグがリセットされる。例えば、図9に示すように、共通関係(実線)が実関係(一点鎖線)に修正されるのである。なお、実関係が2回目以降に取得された場合においては、その時点において、既に記憶されている関係(記憶関係)が、実際に取得された実関係に変更されることになる。この意味において、共通関係は記憶関係に含まれる概念であるとすることができる。
この修正後の実関係に基づけば、助勢限界時液圧PMBを正確に取得することができるため、ブースタ12が助勢限界に達したことを正確に取得することができる。その結果、効き特性制御を、適正な時期に開始することができ、運転者のブレーキフィーリングの低下を抑制することができる。
【0023】
以上のように、本実施例においては、液圧制御ユニット20,ブレーキECU24の図10のフローチャートで表されるブレーキ液圧制御プログラムを記憶する部分、実行する部分等によりブレーキ液圧制御装置が構成される。また、ブレーキECU24の図11のフローチャートで表される関係学習プログラムを記憶する部分、実行する部分等により関係記憶部が構成される。また、ブレーキECU24の関係学習プログラムのうちS24〜32を記憶する部分、実行する部分等により助勢限界以後センサ異常検出部が構成される。
【0024】
なお、実関係は、1つの組に基づいて取得することもできる。例えば、原点と、実際に取得された1点とを通る直線を実関係としたり、実際に取得された点を通り、共通関係を表す直線と同じ傾きの直線(平行な直線)を実際関係としたりすることもできる。
また、標準状態のブースタ負圧は、ブレーキ操作直前のブースタ負圧の値を採用することもできる。
さらに、実関係は、車両の出荷前に取得して、記憶部に記憶されておくこともできる。 その他、本発明は、上述に記載の態様の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明の一実施例であるブレーキ操作装置を備えた液圧ブレーキシステムをエンジンシステムと共に概略的に示す図である。
【図2】上記液圧ブレーキシステムを構成するブースタおよびマスタシリンダを示す側面断面図である。
【図3】上記液圧ブレーキシステムを示す回路図である。
【図4】上記液圧ブレーキシステムを構成する圧力制御弁の構造および作動を説明するための図である。
【図5】上記液圧ブレーキシステムの電気的構成を示すブロック図である。
【図6】(a)上記液圧ブレーキシステムにおけるブレーキ操作力とブレーキシリンダ圧との関係を示すグラフである。(b)ブレーキ効き特性制御を説明するためのグラフである。(c)ブレーキ効き特性制御におけるマスタシリンダ液圧と、マスタシリンダとブレーキシリンダとの間の液圧差との関係を示すグラフであり、上記液圧ブレーキシステムを構成するブレーキECUのコンピュータのROMに記憶されている。(d)マスタシリンダ液圧と圧力制御弁のソレノイドへの供給電流量との関係を示すグラフであり、上記ROMに記憶されている。
【図7】(a)上記液圧ブレーキシステムにおけるブレーキ操作に伴うブースタ負圧の変化を表す図である。(b)上記液圧ブレーキシステムにおける、標準状態のブースタ負圧と助勢限界時液圧との関係を示す図である。
【図8】(a)ブレーキ操作に伴うマスタシリンダ液圧の変化を表す図であり、助勢限界時液圧を取得する方法を示す図である。(b)ブレーキ操作に伴うマスタシリンダ液圧の変化を表す図であり、ブースタ負圧センサが正常であるか異常であるかを判定する場合の領域を示す図である。
【図9】上記ROMに記憶された標準状態のブースタ負圧と助勢限界時液圧との関係を示す図である。
【図10】上記ROMに記憶されたブレーキ液圧制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図11】上記ROMに記憶された関係学習ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【0026】
10:ブレーキペダル 12:ブースタ 14:マスタシリンダ 24:ブレーキECU 27:操作力スイッチ 28:マスタシリンダ液圧センサ 68:負圧室 78:ブースタ負圧センサ 120:圧力制御弁
【技術分野】
【0001】
本発明はバキュームブースタを備えたブースタ装置およびそのブースタ装置を備えた液圧ブレーキ装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、バキュームブースタと、バキュームブースタの助勢限界後に、ブレーキシリンダ圧を、助勢限界前後で特性が同じになるように制御するブレーキ液圧制御装置とを備えた液圧ブレーキ装置が記載されている。特許文献1に記載の液圧ブレーキ装置においては、マスタシリンダ液圧が設定値より大きくなった場合に助勢限界に達したとされる。
特許文献2には、バキュームブースタと、バキュームブースタの助勢限界後に、ブレーキシリンダ圧を、助勢限界前後で特性が同じになるように制御するブレーキ液圧制御装置とを備えた液圧ブレーキ装置が記載されている。この液圧ブレーキ装置においては、マスタシリンダ液圧の増加勾配が減少してから設定時間が経過した場合に助勢限界に達したとされる。マスタシリンダ液圧の増加勾配が減少したことに基づけば、マスタシリンダ液圧センサにゲイン異常が生じても、助勢限界に達したことを検出することができる。
特許文献3には、バキュームブースタと、そのバキュームブースタの負圧室に接続され、車両に設けられた回転軸の回転に伴って作動させられる真空ポンプとを含むブレーキ装置が記載されている。真空ポンプがエンジンによって作動させられるものではないため、エンジンを含まない電気自動車、あるいは、エンジンの作動頻度が低いハイブリッド自動車においても、バキュームブースタの負圧室の負圧の低下を抑制することができる。
【特許文献1】特開2001−334927号公報
【特許文献2】特開2000−168543号公報
【特許文献3】特開2007−223449号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の課題は、バキュームブースタの負圧室の圧力を検出するブースタ負圧センサの異常を検出することである。
【課題を解決するための手段および効果】
【0004】
請求項1に記載のブースタ装置は、(1)ブレーキ操作部材と、(2)(a)パワーピストンと、(b)そのパワーピストンの前方の負圧室および後方の変圧室と、(c)その変圧室を、前記パワーピストンと前記ブレーキ操作部材との相対移動に伴って選択的に前記負圧室と大気とに連通させる制御弁とを備えたバキュームブースタと、(3)前記パワーピストンに連携させられた加圧ピストンを備え、前記加圧ピストンの前方の加圧室に液圧を発生させるマスタシリンダと、(4)前記負圧室の圧力を検出するブースタ負圧センサと、(5)前記マスタシリンダの前記加圧室の液圧を検出するマスタシリンダ液圧センサと、(6)前記ブースタ負圧センサの異常の有無を検出するセンサ異常検出装置とを含むブースタ装置であって、前記センサ異常検出装置が、前記バキュームブースタが助勢限界に達する時以後の予め定められた異常検出時における前記マスタシリンダ液圧センサによる検出値が、予め定められた標準状態における前記ブースタ負圧センサによる検出値に基づいて決まる設定範囲内にある場合に、前記ブースタ負圧センサが正常であるとする助勢限界以後センサ異常検出部を含むものとされる。
図7(a)に示すように、バキュームブースタ(以下、単にブースタと略称する)の負圧室の圧力は、ブレーキ操作部材の操作に伴って、すなわち、マスタシリンダ液圧の増加に伴って大気圧に近づく。また、ブースタが助勢限界に達した場合のマスタシリンダの液圧(以下、助勢限界時液圧と称する)は、ブレーキ操作開始前(標準状態の一態様)における負圧室の圧力が真空に近い場合は大気圧に近い場合より大きくなる{図7(b)参照}。さらに、ブースタが助勢限界に達する以前のブレーキ操作力に対するマスタシリンダ液圧の増加勾配は、ブースタの構造等によって一義的に決まり、助勢限界に達した後においては、倍力効果が得られなくなるため、ブレーキペダルに加えられた操作力の増加勾配に応じた勾配でマスタシリンダ液圧が増加する。
以上の事情に基づけば、標準状態における負圧室の圧力がPB00である場合の、ブレーキ操作部材の操作に伴うマスタシリンダの液圧の変化を推定することができる。標準状態における負圧室の圧力がPB00であることから助勢限界時液圧がPMB0であることがわかり、マスタシリンダの液圧は、ブレーキ操作力の増加に伴って、図8(a)、(b)の実線に従って変化することがわかる。また、標準状態における負圧室の圧力がPB0+である場合(より真空に近い場合)には助勢限界時液圧はPMB+であるため、マスタシリンダの液圧は破線が示すように変化し、PB0-である場合(大気圧に近い場合)には助勢限界時液圧はPMB-であるため、一点鎖線が示すように変化することがわかる。
一方、ブースタ負圧センサ個々の特性のバラツキ等に起因して、ブースタ負圧センサの出力値にもバラツキがある。例えば、ブースタ負圧センサによる検出値(負圧室の圧力)がPB00であっても、実際の圧力がPB0+〜PB0-の間にある場合がある。
そのため、標準状態において、ブースタ負圧センサによって検出された負圧室の圧力がPB00である場合には、理論的には、マスタシリンダ液圧は、実線で示すように変化するはずであるが、ブースタ負圧センサのバラツキ等を考慮すると、実際には、一点鎖線と破線との間で変化することがあり得る。換言すれば、マスタシリンダ液圧が一点鎖線と破線との間で変化する場合には、ブースタ負圧センサは正常である(標準状態においてブースタ負圧センサによって検出された値PB00はほぼ正確な値であった)が、一点鎖線と破線とで決まる領域から外れて変化する場合には、ブースタ負圧センサは異常である(標準状態においてブースタ負圧センサによって検出された値PB00が不正確な値であった)とすることができる。
そこで、請求項1に記載のブースタ装置においては、ブースタが助勢限界に達した時以後の、予め定められた異常検出時におけるマスタシリンダの実際の液圧が、標準状態において、ブースタ負圧センサによって検出された負圧室の圧力から決まる設定範囲内にある場合には、ブースタ負圧センサは正常であるとされ、これらの間の範囲内にない場合には、異常であるとされる。
換言すれば、標準状態において、ブースタ負圧センサによって検出された負圧室の圧力に基づいて、助勢限界後の異常検出時のマスタシリンダ液圧が推定され、異常検出時の実際のマスタシリンダ液圧が、推定されたマスタシリンダ液圧で決まる設定範囲内にある場合に、ブースタ負圧センサが正常であるとされ、範囲内にない場合に、異常であるとされるのである。
標準状態は、ブースタが助勢限界に達する前の予め定められた状態であり、例えば、ブレーキ操作部材の非操作状態とすることができる。ブレーキ操作部材の非操作状態においては、負圧室の圧力は、エンジンの作動状態に基づいて変化するが、その変化は小さいため、定常状態と称することができる。ブレーキ操作部材の非操作状態には、操作直前の状態も含まれる。また、標準状態は、操作開始から設定時間が経過した時とすることもできる。
異常検出時は、助勢限界に達した時であっても、助勢限界に達した後のブレーキ操作力が予め定められた設定値に達した時等であってもよい。
請求項2に記載のブースタ装置においては、前記助勢限界以後センサ異常検出部が、前記ブレーキ操作部材に加えられた操作力が予め定められた設定操作力に達するとOFF状態とON状態との間で切り換わる操作力スイッチを含み、その操作力スイッチがOFF状態とON状態との間で切り換わった時点を前記異常検出時として、前記ブースタ負圧センサの異常を検出するものである。
操作力スイッチは、ブレーキ操作力が予め定められた設定値に達した場合に、OFF状態からON状態に切り換わるスイッチであっても、ON状態からOFF状態に切り換わるスイッチであってもよい。設定値は、ブースタが正常であり、負圧室の圧力が正常範囲内にある場合に、ブースタの助勢限界後の操作力に対応する大きさに設定されている。操作力スイッチは、操作力センサより安価であるため、操作力スイッチを利用すれば、その分、ブースタ装置のコストダウンを図ることができる。
請求項3に記載の液圧ブレーキ装置は、(1)請求項1または2に記載のブースタ装置と、(2)前記マスタシリンダに接続されたブレーキシリンダと、(3)動力液圧源と、(4)前記ブレーキ操作部材に加えられる操作力に対する前記ブレーキシリンダの液圧の増加勾配が前記バキュームブースタが助勢限界に達する前後で同じになるように、前記バキュームブースタが助勢限界に達した後に、前記動力液圧源の液圧を利用して、前記ブレーキシリンダの液圧を制御するブレーキ液圧制御装置であって、前記バキュームブースタの前記標準状態における前記負圧室の圧力と、前記バキュームブースタが助勢限界に達した場合の前記マスタシリンダの液圧である助勢限界時液圧との関係を記憶する記憶部を備え、実際に取得された前記標準状態における前記負圧室の圧力と、前記関係とから前記助勢限界時液圧を取得し、実際のマスタシリンダの液圧が前記助勢限界時液圧に達した場合に、前記ブレーキシリンダの液圧制御を開始するブレーキ液圧制御装置とを含むものであって、前記ブレーキ液圧制御装置が、前記助勢限界以降センサ異常検出部によって前記ブースタ負圧センサの異常が検出されなかった場合に、前記異常検出時に前記マスタシリンダ液圧センサによって検出されたマスタシリンダ液圧と、前記標準状態において前記ブースタ負圧センサによって実際に検出された前記負圧室の圧力とから前記関係を取得し、前記記憶部に記憶させる関係記憶部を含むものとされる。
液圧ブレーキ装置においては、標準状態における負圧室の圧力と、助勢限界時液圧(ブースタが助勢限界に達した場合のマスタシリンダ液圧)との関係が記憶されており、実際に取得された標準状態における負圧室の圧力と、記憶部に記憶された関係とに基づいて助勢限界時液圧が求められ、実際のマスタシリンダ液圧が助勢限界時液圧に達した場合に、ブースタが助勢限界に達したとされて、ブレーキシリンダの液圧制御が開始される。そのため、標準状態における負圧室の圧力が変化しても、助勢限界に達したことを正確に検出することができる。
一方、従来、記憶部には、多数の車両について同じ関係(以下、共通関係と称することがある)が記載されていた。しかし、この関係は、多数の車両すべてについて同じであるとは限らず、車両個々で異なることがある。例えば、ブースタやマスタシリンダの特性の機械的なバラツキ、ブースタ負圧センサ、マスタシリンダ液圧センサの特性のバラツキ、コンピュータにおけるA/D変換誤差等に起因して、関係が、車両個々において異なるのである。また、ブースタ負圧センサ、マスタシリンダ液圧センサの特性が、温度、熱等による電子回路の変化等により、経時的に変化することもあり、関係が、経時的に変化することもある。いずれにしても、予め記憶されている関係と、実際の関係とが異なる場合には、ブースタが助勢限界に達したことを正確に検出することができず、実際に助勢限界に達していなくても(助勢限界に達する前に)ブレーキシリンダの液圧制御が開始されたり、実際に助勢限界に達した後、遅れて開始されたりすることがあり、運転者のブレーキフィーリングが低下するという問題があった。
そこで、請求項3に記載の液圧ブレーキ装置においては、ブースタ負圧センサが正常である場合に、関係が実際に取得され、その取得された実際の関係(以下、実関係と称することがある)が記憶部に記憶される。実関係に基づけば、ブースタが助勢限界に達したことを正確に検出することが可能となる。また、ブレーキシリンダの液圧制御を、ブースタが実際に助勢限界に達した時に開始することが可能となり、運転者のブレーキフィーリングの低下を抑制することができる。
実関係は、実際に取得された標準状態における負圧室の圧力と、異常検出時に検出された実際のマスタシリンダ液圧とに基づいて取得される。例えば、図8(a)に示すように、標準状態の負圧室の負圧がPB00である場合において、ブースタの助勢限界後の異常検出時のマスタシリンダ液圧がPM*である場合には、助勢限界時のマスタシリンダ液圧がPMB*として求められる。その場合の実関係は、図9の一点鎖線で示す関係となる。請求項3に記載の液圧ブレーキ装置においては、その取得された実関係が記憶部に記憶されるのである。
「記憶部に実関係が記憶される」ことには、車両の出荷前に実関係が取得されて、記憶部に記憶されること、出荷後に実関係が取得され、記憶されている共通関係に代わって実関係が記憶されること(実関係に修正されること)が含まれる。出荷後、実関係は少なくとも1回取得されればよいが、定期的に取得されて、修正されるようにすることもできる。
なお、取得された実関係が、予め記憶された共通関係で決まる領域内にある場合には、修正されず、領域から外れた場合に修正されるようにすることもできる。
また、ブレーキシリンダの液圧制御においては、(a)ブレーキシリンダの液圧が動力液圧源の液圧を利用して直接制御されるようにしても、(b)マスタシリンダの液圧が動力液圧源の液圧を利用して制御されることにより、ブレーキシリンダの液圧が制御されるようにしてもよい。
さらに、負圧室の圧力は、大気圧より絶対真空側の圧力であり、負圧である。以下、本明細書において、負圧室の圧力が大気圧に近づくことを、負圧が減少、あるいは、低下すると称することがある。
【実施例】
【0005】
以下、本発明の一実施例であるブースタ装置を備えた液圧ブレーキ装置としての液圧ブレーキシステムを図面に基づいて詳細に説明する。
この液圧ブレーキシステムにおいては、図1に示すように、ブレーキペダル10の操作力(踏力)がバキュームブースタ12により倍力され、その倍力された操作力に応じた液圧がマスタシリンダ14に発生させられる。この液圧は、車輪に設けられたブレーキ16のブレーキシリンダ18に供給され、ブレーキシリンダ18が液圧により作動させられて車輪の回転が抑制される。また、ブレーキシリンダ18とマスタシリンダ14との間には、ブレーキシリンダ18の液圧を制御するアクチュエータである液圧制御ユニット20が設けられている。液圧制御ユニット20は、電子制御ユニット24(以下、ブレーキECU24と称する)により制御される。電子制御ユニット24には、ブレーキペダル10が操作されたことを検出するブレーキスイッチ26,ブレーキペダル10に加えられた操作力が設定値FM以上である場合にON状態にある操作力スイッチ(踏力スイッチと称することもできる)27,マスタシリンダ14の液圧を検出するマスタシリンダ液圧センサ28等が接続される。
【0006】
バキュームブースタ(以下、単にブースタと略称する)12は、後述する負圧室においてエンジン30のインテークマニホルド32に接続されており、負圧が供給される。インテークマニホルド32はエンジンの吸気側にあり、電子制御式スロットルバルブ34を介して大気に連通させられる。
ブースタ12とインテークマニホルド32との間にはチェック弁36が設けられている。チェック弁36は、インテークマニホルド32からブースタ12への負圧の供給(ブースタ12の空気がインテークマニホルド32側へ吸引されること)は許容するが、ブースタ12からインテークマニホルド32への負圧の流出(インテークマニホルド32内の空気がブースタ12へ吸引されること)は阻止するように設けられている。そのため、ブースタ12側の負圧は、インテークマニホルド32側の負圧より、チェック弁36の開弁圧分、低く、すなわち大気圧に近くなる。チェック弁36とブースタ12との間にはタンク38が設けられ、負圧が蓄えられる。タンク38は容量の小さいものとされている。
また、エンジン30において、電子制御式スロットルバルブ34の開度,インジェクタの燃料噴射量,タイミング等が、電子制御ユニット40(以下、EFI−ECU40と称する)により制御される。EFI−ECU40には、インテークマニホルド32の負圧を検出するインテークマニホルド負圧センサ42,電子制御式スロットルバルブ34の開度を検出するスロットルポジションセンサ44,回転数を検出するエンジン回転数センサ46等が接続されており、それらの検出値に基づいてエンジン30の作動状態が検出され、電子制御式スロットルバルブ34,インジェクタ等が制御される。
【0007】
図2に示すように、マスタシリンダ14は、ハウジングに、直列に摺動可能に嵌合された2つの加圧ピストン60a,60bを含む。加圧ピストン60a,60bの前方には、それぞれ、2つの加圧室61a,61bが形成される。
ブースタ12は、中空のハウジング64と、ハウジング64内に設けられたパワーピストン66とを含み、パワーピストン66によりマスタシリンダ14の側の負圧室68とブレーキペダル10の側の変圧室70とに仕切られる。
パワーピストン66は、ブレーキペダル10の側において、バルブオペレーティングロッド71を介してブレーキペダル10と連携させられ、マスタシリンダ14の側において、ゴム製のリアクションディスク72を介してブースタピストンロッド74と連携させられている。ブースタピストンロッド74はマスタシリンダ14の加圧ピストン60aに連携させられ、パワーピストン66の作動力を加圧ピストン60aに伝達する。
【0008】
負圧室68と変圧室70との間に弁機構76が設けられている。弁機構76は、バルブオペレーティングロッド71とパワーピストン66との相対移動に基づいて作動するものであり、コントロールバルブ76aと、エアバルブ76bと、バキュームバルブ76cと、コントロールバルブスプリング76dとを備えている。エアバルブ76bは、コントロールバルブ76aと共同して変圧室70の大気に対する連通・遮断を選択的に行うものであり、バルブオペレーティングロッド71に一体的に移動可能に設けられている。コントロールバルブ76aは、バルブオペレーティングロッド71にコントロールバルブスプリング76dによりエアバルブ76bに着座する向きに付勢される状態で取り付けられている。バキュームバルブ76cは、コントロールバルブ76aと共同して変圧室70の負圧室68に対する連通・遮断を選択的に行うものであり、パワーピストン66に一体的に移動可能に設けられている。
【0009】
このように構成されたブースタ12においては、非作動状態では、コントロールバルブ76aが、エアバルブ76bに着座する一方、バキュームバルブ76cから離間し、それにより、変圧室70が大気から遮断されて負圧室68に連通させられる。したがって、この状態では、負圧室68も変圧室70も共に等しい高さの圧力(大気圧以下の圧力)とされる。これに対して、作動状態では、バルブオペレーティングロッド71がパワーピストン66に対して相対的に接近し、やがてコントロールバルブ76aがバキュームバルブ76cに着座し、それにより、変圧室70が負圧室68から遮断される。その後、バルブオペレーティングロッド71がパワーピストン66に対してさらに相対的に接近すれば、エアバルブ76bがコントロールバルブ76aから離間し、それにより、変圧室70が大気に連通させられる。この状態では、変圧室70の圧力が大気圧に近づき、負圧室68と変圧室70との間に差圧が発生し、その差圧によってパワーピストン66が前進させられ、ブースタ12により倍力されたブレーキ操作力に応じた液圧がマスタシリンダ14に発生させられる。
負圧室68の圧力(以下、ブースタ負圧と略称することがある)は、ブースタ負圧センサ78によって検出される。
パワーピストン66の前進に伴って負圧室68の容積が減少するため、負圧室68の負圧であるブースタ負圧は減少する(大気圧に近づく)。
【0010】
液圧ブレーキシステムの液圧ブレーキ回路を図3に基づいて説明する。
本実施例における液圧ブレーキ回路はX配管とされており、マスタシリンダ14の一方の加圧室61bには右前輪FRおよび左後輪RL用の第1ブレーキ系統が接続され、他方の加圧室61aには左前輪FLおよび右後輪RR用の第2ブレーキ系統が接続されている。それらブレーキ系統は互いに構成が共通するため、以下、第1ブレーキ系統のみを代表的に説明し、第2ブレーキ系統については説明を省略する。
【0011】
第1ブレーキ系統においては、加圧室61bと、右前輪FRのブレーキシリンダ18と左後輪RLのブレーキシリンダ18とが、それぞれ、主通路80を介して接続されている。主通路80は、基幹通路84と個別通路86とを含み、個別通路86の各々にはブレーキシリンダ18が接続されている。各個別通路86の途中には常開の電磁開閉弁である増圧弁90が設けられ、各増圧弁90と並列に作動液戻り用の逆止弁94が設けられる。各ブレーキシリンダ18にはリザーバ通路96を介してリザーバ98に接続され、リザーバ通路96の途中には、それぞれ常閉の電磁開閉弁である減圧弁100が設けられる。
【0012】
リザーバ98にはポンプ通路104が接続され、主通路80の増圧弁90の上流側に接続される。ポンプ通路104には、ポンプ106、吸入弁108、吐出弁110、オリフィス114、固定ダンパ116が設けられる。
また、リザーバ98は作動液収容部118aと、補給弁118bとを含む。作動液収容部118aは、ハウジングと、そのハウジングに摺動可能に設けられた可動部材118dと、可動部材118dの一方の側に設けられたスプリング118eと、可動部材118dの他方の側に設けられた収容室118fとを含み、補給弁118bは、弁子119aおよび弁座119bと、可動部材118aに設けられた弁駆動部材119cとを含む。補給弁118bには補給通路119dを介してマスタシリンダ14が接続される。
補給弁118bは、収容室118fに作動液が十分に収容されている場合には閉状態にある。収容室118fに収容される作動液量が設定量以下になると、可動部材118dが移動させられ、弁駆動部材119cにより補給弁118bが開状態に切り換えられる。それによって、補給通路119cを経てマスタシリンダ14から収容室118fに作動液が供給されるのであり、リザーバ98において作動液不足が生じないようにされている。
【0013】
前記主通路80のポンプ通路104の接続部とマスタシリンダ14(補給通路119cの接続部)との間に圧力制御弁120が設けられている。圧力制御弁120は、ブレーキシリンダ18側の液圧とマスタシリンダ14側の液圧との差圧を制御するものであり、マスタシリンダ14の液圧に対してブレーキシリンダ18の液圧を差圧だけ高くする。前記ブレーキECU24は、運転者によるブレーキ操作中であって、マスタシリンダ14の液圧より高い液圧をブレーキシリンダ18に発生させることが必要である場合に、ポンプ106を作動させるとともに圧力制御弁120を制御する。
【0014】
圧力制御弁120は、図4に示すように、図示しないハウジングと、弁子130および弁座132と、それら弁子130および弁座132の相対移動を制御する磁気力を発生させるソレノイド134と、弁子130を弁座132から離間させる向きに付勢するスプリング136とを含む常開弁であり、主通路80の基幹通路84に、弁子130に、ブレーキシリンダ18の液圧からマスタシリンダ14の液圧を引いた大きさの差圧が作用する姿勢で設けられる。
この圧力制御弁120において、ソレノイド134が励磁されない非作用状態(OFF状態)では開状態にある。主通路80においてマスタシリンダ側とブレーキシリンダ側との間での双方向の作動液の流れが許容され、その結果、ブレーキ操作が行われれば、ブレーキシリンダ圧はマスタシリンダ液圧と同じとなり、マスタシリンダ液圧の増加に伴って増加させられる。
これに対し、ソレノイド134が励磁される作用状態(ON状態)では、弁子130に、ブレーキシリンダ圧とマスタシリンダ液圧との差に基づく力F2 とスプリング136の弾性力F3 との和と、ソレノイド134の磁気力に基づく吸引力F1 とが互いに逆向きに作用する。ブレーキシリンダ圧とマスタシリンダ液圧との差圧F2 は、弾性力F3 が同じ場合に、吸引力F1 が大きい場合は小さい場合より大きくなるのであり、ソレノイド134への供給電流の制御によって、これらの差圧が制御される。
なお、図3に示すように、圧力制御弁120と並列に逆止弁144、リリーフ弁146が設けられている。逆止弁144は、ブレーキシリンダ18からマスタシリンダ14への作動液の流れは阻止するが、逆向きの流れは許容するものであり、圧力制御弁120が異常であっても、マスタシリンダ14からブレーキシリンダ18へ向かう作動液の流れが許容される。リリーフ弁146は、ブレーキシリンダ側の液圧がマスタシリンダ側の液圧よりリリーフ圧以上高くなると、ブレーキシリンダ側からマスタシリンダ側への作動液の流れを許容するものであり、ポンプ106による吐出圧が過大となることを回避し得る。
本実施形態においては、圧力制御弁120,リザーバ98,ポンプ106(動力液圧源)等が液圧制御ユニット20を構成している。
【0015】
前記ブレーキECU24は、図5に示すように、PU(プロセッシングユニット),ROM,RAM,I/O回路,それらを接続するバスを含むコンピュータを主体として構成されている。ブレーキECU24の入力側に前記ブレーキスイッチ26,操作力スイッチ27,マスタシリンダ液圧センサ28、ブースタ負圧センサ78等に加えて、車輪速センサ158等が接続されている。車輪速センサ158は、各輪毎に設けられ、各輪の車輪速を規定する車輪速信号を出力する。
ブレーキECU24の出力側には、前記ポンプ106を駆動するポンプモータ160が駆動回路162を介して接続されている。また、前記圧力制御弁120のソレノイド134の駆動回路164、増圧弁90および減圧弁100の各ソレノイド166の各駆動回路168(図には複数のソレノイド166,駆動回路168がそれぞれまとめて図示されている)も接続されている。ソレノイド134の駆動回路164には、ソレノイド134の磁気力をリニアに制御するための電流制御信号が出力され、一方、増圧弁90等の各ソレノイド166の各駆動回路168にはそれぞれ、ソレノイド166をON/OFF駆動するためのON/OFF駆動信号が出力される。図5においてブレーキECU24の出力側についての接続も、第1ブレーキ系統について代表的に図示されており、第2ブレーキ系統については図示を省略する。
ブレーキECU24とEFI−ECU40とは、CAN(Car Area Network)170を介して接続され、種々の情報の通信が行われる。
【0016】
ブレーキECU24のROMには、複数のプログラム、テーブル等が記憶されており、これらのプログラムに従って、ブースタ効き特性制御(以下、単に、効き特性制御と称する),アンチロック制御等がそれぞれ実行される。
増圧弁90,減圧弁100は、アンチロック制御ルーチンに従って開閉制御されるが、アンチロック制御についての説明は省略する。
効き特性制御とは、ブースタ12に助勢限界があることを考慮し、車体減速度が、ブースタ12の助勢限界の前後を問わず、ほぼ同じ勾配で増加するように行われるブレーキシリンダ18の液圧制御をいう。
ブースタ12は、ブレーキ操作力がある値まで増加すると、変圧室70の圧力が大気圧まで上昇し切ってしまい、助勢限界に達する。助勢限界後は、ブースタ12はブレーキ操作力を倍力することができないから、何ら対策を講じないと、図6(a)のグラフで表されているように、ブレーキの効き、すなわち、同じブレーキ操作力Fに対応するブレーキシリンダ圧P Wの高さが助勢限界がないと仮定した場合におけるブレーキシリンダ圧PWの高さより低下する。かかる事実に着目して効き特性制御が行われるのであり、具体的には、図6(b)のグラフで表されているように、ブースタ12が助勢限界に達した後には、ポンプ106を作動させてマスタシリンダ液圧PM より差圧ΔPaだけ高い液圧をブレーキシリンダ18に発生させ、それにより、ブースタ12の助勢限界の前後を問わず、ブレーキの効きを安定させる。ここに、差圧ΔPa(目標差圧)とマスタシリンダ液圧PM との関係は、予めROMに記憶されており、例えば、図6(c)のグラフで表されるものとされる。
尚、図6(d)のグラフは、圧力制御弁120のソレノイド134への供給電流と目標差圧ΔPaとの関係を示し、この関係も予めROMに記憶されている。
【0017】
ブースタ12において、ブースタ負圧は、図7(a)に示すように、ブレーキペダル10の操作に伴ってパワーピストン66が前進すると、負圧室68の容積が減少するため、大気圧に近づく。この場合に、ブレーキペダル10の非操作状態(操作開始直前の状態も含む。ブレーキペダル10の非操作状態は特許請求の範囲に記載の標準状態の一態様であるため、以下、単に標準状態と称する。)におけるブースタ負圧PB0が真空に近い場合は大気圧に近い場合より、ブースタ12が助勢限界に達した場合のマスタシリンダ液圧PMB (以下、助勢限界時液圧と称する)が高くなることがわかる。また、これらの間には、図7(b)に示すように、直線で表される関係があり、本実施例においては、関係(図9の実線で表される関係)が予めROMに記憶されている。
本液圧ブレーキシステムにおいて、標準状態(ブレーキペダル10の非操作状態)におけるブースタ負圧PB0が取得され、そのブースタ負圧PB0と図9の実線が示す関係とに基づいて、助勢限界液圧PMBが取得され、マスタシリンダ液圧センサ28によって検出された実際のマスタシリンダ液圧PMが助勢限界時液圧PMBに達した場合に、ブースタ12が助勢限界に達したとされて、ポンプ106が作動させられ、圧力制御弁120が制御される(効き特性制御が開始されるのである)。
【0018】
本液圧ブレーキシステムにおいては、ブースタ負圧センサ78の異常の有無が検出される。なお、ブースタ12に失陥はなく正常であること、および、マスタシリンダ液圧センサ28が正常であることは、別の手段で予め確かめられている。
上述のように、助勢限界時液圧PMBは、標準状態におけるブースタ負圧PB0が大気圧に近い場合は真空に近い場合より小さくなる。また、ブースタ負圧センサ78のバラツキ等に起因して、検出値がPB00であっても、実際には、PB0+〜PB0-の間にあると考えられ、助勢限界時液圧も、図7(b)に示すようにPMB-〜PMB+の間にあると考えられる。
また、マスタシリンダ液圧のブレーキペダル10に加えられる操作力に対する増加勾配は、助勢限界前においては、ブースタ12の構造等で決まる倍力率で決まり、助勢限界後は、倍力効果が得られないため、ブレーキペダル10の操作力の増加勾配で決まる。
以上の事情から、標準状態におけるブースタ負圧がPB00である場合には、助勢限界時液圧がPMB0であることがわかり、ブースタ負圧センサ78のバラツキ等を考慮しなければ、マスタシリンダ液圧が図8(b)の実線に従って変化すると推定することができる。
しかし、実際には、ブースタ負圧センサ78のバラツキ等に起因して、一点鎖線と破線との間で変化する場合がある。
換言すれば、助勢限界後に、マスタシリンダ液圧が一点鎖線と破線との間で変化した場合には、ブースタ負圧センサ78は正常(標準状態における検出値が正確な値であった)とすることができる。
このように、本実施例においては、標準状態のブースタ負圧に基づいて助勢限界液圧が取得され、その助勢限界液圧に基づいて助勢限界後の、ブレーキペダル10に加えられる操作力が設定値FMである場合のマスタシリンダ液圧が推定され、実際のマスタシリンダ液圧が、その推定されたマスタシリンダ液圧で決まる範囲内にある場合には、ブースタ負圧センサ78が正常であるとされ、範囲内にない場合には、ブースタ負圧センサ78が異常であるとされるのである。
【0019】
また、ブースタ負圧センサ78が正常である場合には、図9の実線が示す関係が学習によって修正される。
図9の実線が示す関係は、多数の車両について同じとされているが、実際には、車両個々で異なることがある。例えば、ブースタ12やマスタシリンダ14の特性の機械的なバラツキ、ブースタ負圧センサ78、マスタシリンダ液圧センサ28の特性のバラツキ、ブレーキECU24におけるA/D変換誤差等に起因して、関係が、車両個々において異なるのである。また、ブースタ負圧センサ78、マスタシリンダ液圧センサ28の特性が、温度、熱等による電子回路の変化等により、経時的に変化することもあり、関係が、経時的に変化することもある。
いずれにしても、予め記憶されている関係と、実際の関係とが異なる場合には、ブースタ12が助勢限界に達したことを正確に検出することができず、実際に助勢限界に達する前に効き特性制御が開始されたり、実際に助勢限界に達した後、遅れて開始されることがあり、運転者のブレーキフィーリングが低下するという問題があった。
そこで、実際の関係(以下、実関係と称することがある)が取得され、予め記憶されている関係(以下、共通関係と称することがある)が修正されるのである。
【0020】
ブースタ負圧センサ78の異常検出時、すなわち、操作力スイッチ27がOFF状態からON状態に切り換わった際に、マスタシリンダ液圧センサ28によってマスタシリンダ液圧PM*が検出される。そして、図8(a)に示すように、設定値FMとマスタシリンダ液圧PM*とで決まる点を通り、予め定められた傾き(助勢限界後の傾き:操作力の増加勾配に応じた勾配)の線を引いて、助勢限界前の操作力とマスタシリンダ液圧との関係を表す直線Lとの交点Xが求められ、その交点Xのマスタシリンダ液圧が助勢限界時液圧PMB*とされる。このようにして、標準状態のブースタ負圧、助勢限界時液圧の組(PB00、PMB*)が取得される。
本実施例においては、複数の組が取得された後に、複数の組を近似する直線が(例えば、回帰法により)取得されて、実関係とされる。
また、実関係は、少なくとも1回取得されればよい。1回取得されれば、車両個々のバラツキに起因する相違を修正をすることができる。
さらに、実関係は、定期的に取得されるようにすることもできる(例えば、数日毎、数ヶ月毎、数年毎等)。そのようにすれば、関係が経時的に変化しても、修正することが可能となる。この場合には、予め定められた実関係取得条件(例えば、数日毎、数ヶ月毎、数年毎等)が満たされた場合に、実関係が取得されることになる。
【0021】
ブレーキシリンダの液圧は、図10のフローチャートで表されるブレーキ液圧制御プログラムの実行に従って制御される。
ステップ1(以下、S1と略称する。他のステップについても同様とする)において、ブレーキスイッチ26がON状態にあるか否かが判定される。ブレーキペダル10が踏み込まれていない場合には、判定がNOとなり、S2〜5において、ブースタ負圧センサ78によりブースタ負圧PBが検出され、平均値<PB>取得されて、標準状態のブースタ負圧PB0とされる。そして、図9の関係に従って、助勢限界時液圧PMBが決定される。また、圧力制御弁120がOFFとされ、ポンプ106が停止状態とされる。ブレーキペダル10の非操作状態において、S1〜5が繰り返し実行され、常に、最新の助勢限界時液圧PMBが取得されて、記憶されることになる。
S1〜5が繰り返し実行される間に、ブレーキペダル10が踏み込まれて、ブレーキスイッチ26がON状態になると、S1の判定がYESとなる。S6において、マスタシリンダ液圧センサ28によりマスタシリンダ液圧PMが検出され、S7において、助勢限界時液圧PMB以上になったか否かが判定される。助勢限界時液圧PMBより小さい場合には、S5において、圧力制御弁120がOFFとされ、ポンプ106が停止状態とされる。S1,6,7,5が繰り返し実行されるうちに、実際のマスタシリンダ液圧PMが助勢限界時液圧PMB以上になると、S7の判定がYESとなり、S8において、実際のマスタシリンダ液圧PMと図6(c)に示す関係とに基づいて、目標差圧ΔPaが取得され、S9において、図6(d)に示す関係に従って、圧力制御弁120への供給電流量IPMが取得され、S10において、それに応じて圧力制御弁120が制御され、ポンプ106が作動させられる。
それによって、ブースタ12の助勢限界後も、助勢限界前と同じ勾配で、ブレーキシリンダ液圧、すなわち、減速度を増加させることが可能となる。
【0022】
次に関係の学習について説明する。本実施例においては、定期的(数日、数ヶ月、数年等の予め定められた設定時間が経過する毎)に実関係が取得される場合について説明する。
図11のフローチャートで表される関係学習プログラムは、予め定められた設定時間毎に実行される。S21において、実関係取得中フラグがセットされているか否かが判定される。セットされていない場合には、S22において、実関係取得条件が満たされたか否かが判定される。実関係取得条件は、数日、数ヶ月、数年等の予め定められた設定時間が経過した場合に満たされたとされる。実関係取得中フラグ(以下、単にフラグと略称する)は、実関係取得条件が満たされた場合にセットされ、実関係が取得された場合、ブースタ負圧センサ78の異常が検出された場合にリセットされるフラグである。
実関係取得条件が満たされない間は、S21,22が繰り返し実行される。実関係取得条件が満たされた場合には、S23において、フラグがセットされ、S24において、ブレーキスイッチ26がON状態にあるか否かが判定される。ON状態にない場合には、S25、26において、ブースタ負圧センサ78によってブースタ負圧PBが検出され、平均値<PB>が取得され、平均値<PB>(=PB0)に基づいて助勢限界時液圧、助勢限界後の操作力が設定値FMである場合のマスタシリンダ液圧が推定される。
実関係取得条件が満たされた後、ブレーキスイッチ26がOFF状態である間、S21,24〜26が繰り返し実行されて、平均値<PB>、助勢限界時液圧、マスタシリンダ液圧の推定値が取得されて記憶される。RAMには、常に最新の平均値<PB>等が記憶されることになる。
そのうちに、ブレーキスイッチ26がON状態に切り換えられると、S26の判定がYESとなり、S27において、さらに、操作力スイッチ27がON状態に切り換わったか否かが判定される。操作力スイッチ27がOFF状態の間、S21,24,27が繰り返し実行されるが、ON状態に切り換わると、S28において、マスタシリンダ液圧センサ28によってマスタシリンダ液圧PMが検出され、S29において、図8(b)の一点鎖線と破線との間の領域内にあるか否か、すなわち、S26において推定されたマスタシリンダ液圧で決まる設定範囲内にあるか否かが判定される。領域内にない場合には、判定はNOとなり、S30において異常であると判定され、S31において、フラグがリセットされる。ブースタ負圧センサ78が異常であるため、実関係を取得することができないからである。
それに対して、領域内にある場合には、S32において、ブースタ負圧センサ78は正常であると判定され、S33において、そのマスタシリンダ液圧PMと操作力FMとに基づき、上述のように助勢限界時液圧PMB*が取得される。そして、取得された助勢限界時液圧PMB*と、S26において取得された最新の平均値<PB>が標準状態におけるブースタ負圧PB0とされ、これらの組が記憶される。
このように取得された組(PMB*、PB0)が予め定められた設定個数以上になったか否かが、S34において判定される。設定個数より少ない場合には、実関係が取得されることなく、S21〜34が繰り返し実行される。それらの組が設定個数以上取得された場合には、S34の判定がYESとなって、S35において、複数の点に基づいて、近似直線が取得され、実関係が取得される。そして、S36において、ROMに実際に記憶されている共通関係が実関係に修正され、S37において、フラグがリセットされる。例えば、図9に示すように、共通関係(実線)が実関係(一点鎖線)に修正されるのである。なお、実関係が2回目以降に取得された場合においては、その時点において、既に記憶されている関係(記憶関係)が、実際に取得された実関係に変更されることになる。この意味において、共通関係は記憶関係に含まれる概念であるとすることができる。
この修正後の実関係に基づけば、助勢限界時液圧PMBを正確に取得することができるため、ブースタ12が助勢限界に達したことを正確に取得することができる。その結果、効き特性制御を、適正な時期に開始することができ、運転者のブレーキフィーリングの低下を抑制することができる。
【0023】
以上のように、本実施例においては、液圧制御ユニット20,ブレーキECU24の図10のフローチャートで表されるブレーキ液圧制御プログラムを記憶する部分、実行する部分等によりブレーキ液圧制御装置が構成される。また、ブレーキECU24の図11のフローチャートで表される関係学習プログラムを記憶する部分、実行する部分等により関係記憶部が構成される。また、ブレーキECU24の関係学習プログラムのうちS24〜32を記憶する部分、実行する部分等により助勢限界以後センサ異常検出部が構成される。
【0024】
なお、実関係は、1つの組に基づいて取得することもできる。例えば、原点と、実際に取得された1点とを通る直線を実関係としたり、実際に取得された点を通り、共通関係を表す直線と同じ傾きの直線(平行な直線)を実際関係としたりすることもできる。
また、標準状態のブースタ負圧は、ブレーキ操作直前のブースタ負圧の値を採用することもできる。
さらに、実関係は、車両の出荷前に取得して、記憶部に記憶されておくこともできる。 その他、本発明は、上述に記載の態様の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明の一実施例であるブレーキ操作装置を備えた液圧ブレーキシステムをエンジンシステムと共に概略的に示す図である。
【図2】上記液圧ブレーキシステムを構成するブースタおよびマスタシリンダを示す側面断面図である。
【図3】上記液圧ブレーキシステムを示す回路図である。
【図4】上記液圧ブレーキシステムを構成する圧力制御弁の構造および作動を説明するための図である。
【図5】上記液圧ブレーキシステムの電気的構成を示すブロック図である。
【図6】(a)上記液圧ブレーキシステムにおけるブレーキ操作力とブレーキシリンダ圧との関係を示すグラフである。(b)ブレーキ効き特性制御を説明するためのグラフである。(c)ブレーキ効き特性制御におけるマスタシリンダ液圧と、マスタシリンダとブレーキシリンダとの間の液圧差との関係を示すグラフであり、上記液圧ブレーキシステムを構成するブレーキECUのコンピュータのROMに記憶されている。(d)マスタシリンダ液圧と圧力制御弁のソレノイドへの供給電流量との関係を示すグラフであり、上記ROMに記憶されている。
【図7】(a)上記液圧ブレーキシステムにおけるブレーキ操作に伴うブースタ負圧の変化を表す図である。(b)上記液圧ブレーキシステムにおける、標準状態のブースタ負圧と助勢限界時液圧との関係を示す図である。
【図8】(a)ブレーキ操作に伴うマスタシリンダ液圧の変化を表す図であり、助勢限界時液圧を取得する方法を示す図である。(b)ブレーキ操作に伴うマスタシリンダ液圧の変化を表す図であり、ブースタ負圧センサが正常であるか異常であるかを判定する場合の領域を示す図である。
【図9】上記ROMに記憶された標準状態のブースタ負圧と助勢限界時液圧との関係を示す図である。
【図10】上記ROMに記憶されたブレーキ液圧制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図11】上記ROMに記憶された関係学習ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【0026】
10:ブレーキペダル 12:ブースタ 14:マスタシリンダ 24:ブレーキECU 27:操作力スイッチ 28:マスタシリンダ液圧センサ 68:負圧室 78:ブースタ負圧センサ 120:圧力制御弁
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ブレーキ操作部材と、
(a)パワーピストンと、(b)そのパワーピストンの前方の負圧室および後方の変圧室と、(c)その変圧室を、前記パワーピストンと前記ブレーキ操作部材との相対移動に伴って選択的に前記負圧室と大気とに連通させる制御弁とを備えたバキュームブースタと、
前記パワーピストンに連携させられた加圧ピストンを備え、前記加圧ピストンの前方の加圧室に液圧を発生させるマスタシリンダと、
前記負圧室の圧力を検出するブースタ負圧センサと、
前記マスタシリンダの前記加圧室の液圧を検出するマスタシリンダ液圧センサと、
前記ブースタ負圧センサの異常の有無を検出するセンサ異常検出装置と
を含むブースタ装置であって、
前記センサ異常検出装置が、前記バキュームブースタが助勢限界に達する時以後の予め定められた異常検出時における前記マスタシリンダ液圧センサによる検出値が、助勢限界に達する前の予め定められた標準状態における前記ブースタ負圧センサによる検出値に基づいて決まる設定範囲内にある場合に、前記ブースタ負圧センサが正常であるとする助勢限界以後センサ異常検出部を含むことを特徴とするブースタ装置。
【請求項2】
前記助勢限界以後センサ異常検出部が、前記ブレーキ操作部材に加えられた操作力が予め定められた設定操作力に達するとOFF状態とON状態との間で切り換わる操作力スイッチを含み、その操作力スイッチがOFF状態とON状態との間で切り換わった時点を前記異常検出時として、前記ブースタ負圧センサの異常を検出するものである請求項1に記載のブースタ装置。
【請求項3】
請求項1または2に記載のブースタ装置と、
前記マスタシリンダに接続されたブレーキシリンダと、
動力液圧源と、
前記ブレーキ操作部材に加えられる操作力に対する前記ブレーキシリンダの液圧の増加勾配が前記バキュームブースタが助勢限界に達する前後で同じになるように、前記バキュームブースタが助勢限界に達した後に、前記動力液圧源の液圧を利用して、前記ブレーキシリンダの液圧を制御するブレーキ液圧制御装置であって、前記バキュームブースタの前記標準状態における前記負圧室の圧力と、前記バキュームブースタが助勢限界に達した場合の前記マスタシリンダの液圧である助勢限界時液圧との関係を記憶する記憶部を備え、実際に取得された前記標準状態における前記負圧室の圧力と、前記関係とから前記助勢限界時液圧を取得し、実際のマスタシリンダの液圧が前記助勢限界時液圧に達した場合に、前記ブレーキシリンダの液圧制御を開始するブレーキ液圧制御装置と
を含み、
前記ブレーキ液圧制御装置が、前記助勢限界以後センサ異常検出部によって前記ブースタ負圧センサの異常が検出されなかった場合に、前記異常検出時に前記マスタシリンダ液圧センサによって検出されたマスタシリンダの液圧と、前記標準状態において前記ブースタ負圧センサによって実際に検出された前記負圧室の圧力とから前記関係を取得し、前記記憶部に記憶させる関係記憶部を含むことを特徴とする液圧ブレーキ装置。
【請求項1】
ブレーキ操作部材と、
(a)パワーピストンと、(b)そのパワーピストンの前方の負圧室および後方の変圧室と、(c)その変圧室を、前記パワーピストンと前記ブレーキ操作部材との相対移動に伴って選択的に前記負圧室と大気とに連通させる制御弁とを備えたバキュームブースタと、
前記パワーピストンに連携させられた加圧ピストンを備え、前記加圧ピストンの前方の加圧室に液圧を発生させるマスタシリンダと、
前記負圧室の圧力を検出するブースタ負圧センサと、
前記マスタシリンダの前記加圧室の液圧を検出するマスタシリンダ液圧センサと、
前記ブースタ負圧センサの異常の有無を検出するセンサ異常検出装置と
を含むブースタ装置であって、
前記センサ異常検出装置が、前記バキュームブースタが助勢限界に達する時以後の予め定められた異常検出時における前記マスタシリンダ液圧センサによる検出値が、助勢限界に達する前の予め定められた標準状態における前記ブースタ負圧センサによる検出値に基づいて決まる設定範囲内にある場合に、前記ブースタ負圧センサが正常であるとする助勢限界以後センサ異常検出部を含むことを特徴とするブースタ装置。
【請求項2】
前記助勢限界以後センサ異常検出部が、前記ブレーキ操作部材に加えられた操作力が予め定められた設定操作力に達するとOFF状態とON状態との間で切り換わる操作力スイッチを含み、その操作力スイッチがOFF状態とON状態との間で切り換わった時点を前記異常検出時として、前記ブースタ負圧センサの異常を検出するものである請求項1に記載のブースタ装置。
【請求項3】
請求項1または2に記載のブースタ装置と、
前記マスタシリンダに接続されたブレーキシリンダと、
動力液圧源と、
前記ブレーキ操作部材に加えられる操作力に対する前記ブレーキシリンダの液圧の増加勾配が前記バキュームブースタが助勢限界に達する前後で同じになるように、前記バキュームブースタが助勢限界に達した後に、前記動力液圧源の液圧を利用して、前記ブレーキシリンダの液圧を制御するブレーキ液圧制御装置であって、前記バキュームブースタの前記標準状態における前記負圧室の圧力と、前記バキュームブースタが助勢限界に達した場合の前記マスタシリンダの液圧である助勢限界時液圧との関係を記憶する記憶部を備え、実際に取得された前記標準状態における前記負圧室の圧力と、前記関係とから前記助勢限界時液圧を取得し、実際のマスタシリンダの液圧が前記助勢限界時液圧に達した場合に、前記ブレーキシリンダの液圧制御を開始するブレーキ液圧制御装置と
を含み、
前記ブレーキ液圧制御装置が、前記助勢限界以後センサ異常検出部によって前記ブースタ負圧センサの異常が検出されなかった場合に、前記異常検出時に前記マスタシリンダ液圧センサによって検出されたマスタシリンダの液圧と、前記標準状態において前記ブースタ負圧センサによって実際に検出された前記負圧室の圧力とから前記関係を取得し、前記記憶部に記憶させる関係記憶部を含むことを特徴とする液圧ブレーキ装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2010−116067(P2010−116067A)
【公開日】平成22年5月27日(2010.5.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−291141(P2008−291141)
【出願日】平成20年11月13日(2008.11.13)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】(301065892)株式会社アドヴィックス (1,291)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成22年5月27日(2010.5.27)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年11月13日(2008.11.13)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】(301065892)株式会社アドヴィックス (1,291)
【Fターム(参考)】
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