JP2012101773A - 電動負圧ポンプの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒルホールド中における電動負圧ポンプの駆動頻度を低く抑えて該電動負圧ポンプの作動音や振動の発生を抑制するとともに、電力消費を抑えて電動負圧ポンプの耐久性向上を図ることができる電動負圧ポンプの制御装置を提供すること。
【解決手段】ブレーキブースタ５に負圧を供給する電動負圧ポンプ１１と、ブレーキのマスタシリンダ６とホイールシリンダ７とを接続する液圧通路８を遮断してブレーキ力を保持するヒルホールド装置を備えた車両の前記電動負圧ポンプ１１のコントローラ（制御装置）１０は、前記ヒルホールド装置によって車両がヒルホールドされている間は前記電動負圧ポンプ１１の駆動頻度を減少制御するようにする。又、前記ヒルホールド装置によって車両がヒルホールドされている間は前記電動負圧ポンプ１１の駆動を開始しないようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、負圧によってブレーキの踏み込み操作力を軽減するためのブレーキブースタ（倍力装置）に負圧を供給する電動負圧ポンプの制御装置に関するものである。

内燃エンジンを駆動源として走行するガソリン車等には、内燃エンジンの吸気負圧を利用してブレーキの踏み込み操作力を軽減するブレーキブースタが設けられているが、例えば電動モータを駆動源として走行する電気自動車にはブレーキブースタに吸気負圧を供給する内燃エンジンが設けられていないため、ブレーキブースタに負圧を供給するための電動負圧ポンプを設ける必要がある。

電動負圧ポンプを備える電気自動車等においては、蓄圧装置（バキュームタンク）やブレーキブースタ内の圧力状態を負圧センサによって検出し、その検出結果に応じて電動負圧ポンプの駆動を制御して必要な負圧を確保している。具体的には、ブレーキブースタに供給すべき負圧が不足する場合には電動負圧ポンプを駆動し、蓄圧装置（バキュームタンク）に負圧が十分に蓄えられているときには電動負圧ポンプの駆動を停止する制御を行っている。

ところで、特許文献１には、電動負圧ポンプの駆動制御において頻繁に開閉動作する制御用圧力スイッチが溶着等によって常閉状態となり、モータリレーが所定時間以上連続して通電状態となるとタイマが作動して出力信号を発し、フェイルセーフリレーの常閉設定を開状態として電動負圧ポンプの駆動を停止し、電動負圧ポンプが駆動し続けることによる動力損失と駆動騒音の増大を防ぐようにした電動負圧ポンプの制御装置が提案されている。

又、特許文献２には、車両走行中に運転者が故意にキースイッチをオフしたり、キースイッチ回路のヒューズが溶断すると、バキュームポンプ（電動負圧ポンプ）を駆動するモータの駆動電源を入り切りするモータスイッチング手段に投入信号を出力して該モータスイッチング手段を駆動し、バキュームポンプを駆動し続けて制動倍力装置（ブレーキブースタ）に負圧を供給して車両の制動性を確保するようにしたバキュームポンプの制御装置が提案されている。

特開平７−１８６９３５号公報 特許第２５７６５４３号公報

ところで、車両には、停止時において、ブレーキのマスタシリンダとホイールシリンダとを接続する液圧通路をヒルホールドバルブ（電磁弁）によって遮断し、ブレーキペダルの踏み込みが解除された後もブレーキ液圧をホイールシリンダに残してブレーキ力を保持すること（ヒルホールド）ができるヒルホールド装置を備えたものがある。このヒルホールド装置によって坂道でのズリ下がりを抑制して発進操作を容易とすることができる。

しかしながら、従来、ヒルホールド装置によるヒルホールドの制御（ヒルホールド制御）と電動負圧ポンプの駆動制御とは関連づけられておらず、両制御は各々独立になされていたために次のような問題があった。即ち、車両が坂道で停止してヒルホールドされているとき（ブレーキ力が保持されているとき）にはブレーキブースタは負圧を必要としないが、このときも電動負圧ポンプが駆動されるために消費電力が大きくなるとともに、電動負圧ポンプの作動音や振動が発生するという問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とする処は、ヒルホールド中における電動負圧ポンプの駆動頻度を低く抑えて該電動負圧ポンプの作動音や振動の発生を抑制するとともに、電力消費を抑えて電動負圧ポンプの耐久性向上を図ることができる電動負圧ポンプの制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ブレーキブースタに負圧を供給する電動負圧ポンプと、ブレーキのマスタシリンダとホイールシリンダとを接続する液圧通路を遮断してブレーキ力を保持するヒルホールド装置を備えた車両の前記電動負圧ポンプの制御装置であって、前記ヒルホールド装置によって車両がヒルホールドされている間は前記電動負圧ポンプの駆動頻度を減少制御することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ヒルホールド装置によって車両がヒルホールドされている間は前記電動負圧ポンプの駆動を開始しないことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ヒルホールド装置によるヒルホールド開始前の車両の状態に応じて前記電動負圧ポンプの駆動制御を変更することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記電動負圧ポンプが発生する負圧の値に応じて該電動負圧ポンプの駆動制御を変更することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項３記載の発明において、車両が停止する路面の勾配に応じて前記電動負圧ポンプの駆動制御を変更することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、車両がヒルホールドされてブレーキ力が保持されている間は運転者はブレーキ操作を行わず、ブレーキブースタは負圧を必要としないため、その間の電動負圧ポンプの駆動頻度を減少制御することによって停車中の電動負圧ポンプの作動音や振動の発生が抑制され、車両の静粛性が向上して商品性が高められるとともに、電力消費が抑えられて車両（電気自動車等）の航続距離が延長される。

請求項２記載の発明によれば、車両がヒルホールドされている間はブレーキブースタは負圧を必要としないため、停止中の電動負圧ポンプの駆動を開始せず、該電動負圧ポンプの「停止状態」から「駆動状態」への移行を止め、乗員が不快を感じる車両の静粛性の急変を抑制して商品性を高めることができる。又、ブレーキブースタに供給すべき負圧が不足しているためにヒルホールド中も電動負圧ポンプが駆動されているときには、該電動負圧ポンプの駆動をそのまま継続することができ、次のブレーキ操作におけるブレーキ力不足の発生を防ぐことができる。

請求項３記載の発明によれば、ヒルホールド開始前の車両の状態に応じて電動負圧ポンプの駆動頻度を変更することができ、ブレーキブースタへの負圧の供給が不要なときには電動負圧ポンプの駆動頻度を下げて作動音や振動の発生と電力消費を抑えることができる。

請求項４記載の発明によれば、電動負圧ポンプの駆動を開始する負圧の下限値（第１の閾値）と電動負圧ポンプの駆動を停止する負圧の上限値（第２の閾値）を例えば通常時の値よりも大気圧に近い側に変更することによって電動負圧ポンプの駆動頻度や駆動時間を一層減少させることができる。

請求項５記載の発明によれば、路面の勾配が小さな坂道や平坦路ではヒルホールド解除後すぐにブレーキ操作される可能性が低く、ヒルホールド中に負圧を蓄えておく必要がないため、電動負圧ポンプの駆動頻度を下げて作動音や振動の発生と電力消費を抑えることができる。これに対して、路面の勾配が大きな坂道ではヒルホールド解除後すぐにブレーキ操作される可能性が高いため、電動負圧ポンプの駆動頻度を減少させる制御は行わない。このように車両が停止する路面の勾配によって運転者が行う操作を予測して電動負圧ポンプの駆動制御を変更することができる。

本発明に係る電動負圧ポンプの制御装置を備える車両の制動系のシステム構成図である。 本発明に係る電動負圧ポンプの制御装置の制御手順を示すフローチャートである。 本発明に係る電動負圧ポンプの制御装置を備える車両が坂道においてヒルホールドされている状態を示す側面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る電動負圧ポンプの制御装置を備える車両の制動系のシステム構成図、図２は同電動負圧ポンプの制御装置の制御手順を示すフローチャート、図３は同電動負圧ポンプの制御装置を備える車両が坂道においてヒルホールドされている状態を示す側面図である。

本実施の形態に係る図３に示す車両は、電動モータを駆動源として走行する電気自動車であって、その制動系は図１に示すように構成されている。即ち、ブレーキ装置２には、上端を中心として前後方向に揺動するブレーキアーム３が設けられており、このブレーキアーム３の下端には運転者が足で踏み込んでブレーキ操作するためのブレーキペダル４が取り付けられている。そして、ブレーキアーム３は、ブレーキ操作時の運転者の踏力を軽減するためのブレーキブースタ５を介してマスタシリンダ６に連結されており、マスタシリンダ６は、運転者によるブレーキペダル４の踏み込み量に応じたブレーキ液圧を発生する。

上記マスタシリンダ６と前輪又は後輪に設けられたホイールシリンダ７とは液圧通路８によって接続されており、液圧通路８にはマスタシリンダ６とホイールシリンダ７との連通を遮断するためのヒルホールドバルブ（電磁弁）９が設けられており、このヒルホールドバルブ９の開閉は制御装置であるコントローラ１０によって制御される。

ここで、上記ヒルホールドバルブ９とこの開閉を制御するコントローラ１０はヒルホールド装置を構成しており、このヒルホールド装置は、図３に示すように車両１が登り坂で停止しているときにヒルホールドバルブ９を閉じてマスタシリンダ６とホイールシリンダ７との連通を遮断し、運転者がブレーキペダル４の踏み込みを解除した後もブレーキ液圧をホイールシリンダ７に残してブレーキ力を保持して車両１の発進時のズリ下がりを防ぐ機能を果たすものである。ブレーキ液圧の保持は、運転者のブレーキペダルからアクセルペダルへの踏み変え時間を考慮して、ブレーキペダルの踏み込みを解除した時から所定時間行うようにしている。又、近年、信号待ち等の停車中にエンジンを止める所謂アイドリングストップ制御を行う車両があり、エンジン停止中に車両が動くことを防止するためにブレーキ液圧の保持を行うことがある（本発明の説明のヒルホールドは、これも含む）。

ところで、前記ブレーキブースタ５は負圧を利用してブレーキ操作時の運転者の踏力を軽減するものであるが、電動モータを駆動源として走行する車両１にあっては内燃エンジンの吸気負圧をブレーキブースタ５に供給することができないため、ブレーキブースタ５に負圧を供給するための電動負圧ポンプ１１と、該電動負圧ポンプ１１が発生する負圧を蓄えておくためのバキュームタンク１２が設けられている。

而して、上記電動負圧ポンプ１１は本発明に係る制御装置を構成する前記コントローラ１０によって駆動制御されるが、このコントローラ１０には、マスタシリンダ６からホイールシリンダ７に供給されるブレーキ液圧を検出するブレーキ液圧センサ１３と、バキュームタンク１２に蓄えられている負圧を検出する負圧センサ１４と、車両１の傾斜（車両１が走行する坂道の傾斜）を検出する傾斜センサ１５がそれぞれ接続されており、コントローラ１０は、これらのブレーキ液圧センサ１３と負圧センサ１４及び傾斜センサ１５から送信される検出信号に基づいて電動負圧ポンプ１１を以下のように駆動制御する。

即ち、車両１がヒルホールド装置によってヒルホールドされている間は運転者はブレーキペダル４から足を離してブレーキ操作していないため、ブレーキブースタ５に負圧を供給する必要性は低い。このため、コントローラ１０は、車両がヒルホールドされている間は電動負圧ポンプ１１の駆動頻度を下げる制御（減少制御）をするようにしている。より具体的には、コントローラ１０は、車両１がヒルホールドされている間は電動負圧ポンプ１１の駆動を開始せず、又、ヒルホールド開始前の車両１の状態に応じて電動負圧ポンプ１１の駆動制御を変更するようにしている。

ここで、ヒルホールド開始前の車両１の状態に応じて電動負圧ポンプ１１の駆動制御を変更する方法としては、電動負圧ポンプ１１が発生する負圧の値（負圧センサ１４の検出値）に応じて該電動負圧ポンプ１１の駆動制御を変更したり、車両１が停止する路面の勾配（図３に示す勾配α）に応じて電動負圧ポンプ１１の駆動制御を変更することが考えられる。

次に、コントローラ１０による電動負圧ポンプ１１の駆動制御手順を図２に示すフローチャートに基づいて以下に説明する。

制御がスタートすると（ステップＳ１）、車両１がヒルホールドされているか否かが判定される（ステップＳ２）．車両１がヒルホールドされているとき（ステップＳ２での判定結果がＹｅｓであるとき）には、傾斜センサ１５によって検出される登坂勾配αがＡ％以下（α≦Ａ）であるか否かが判定される（ステップＳ３）。尚、下り坂に関しても、同様の制御をすることができる。つまり、勾配α、勾配の閾値Ａ％に関し、絶対値を用いれば、α≦Ａにて同様の制御をすることができる。

ヒルホールドされている車両１が図３に示すように停止している坂道の勾配αがＡ％以下で緩やかである場合には、ヒルホールド解除後すぐにブレーキ操作される可能性が低く、ヒルホールド中に負圧を蓄えておく必要がないため、電動負圧ポンプ１１の駆動を禁止する（ステップＳ４）。そして、電動負圧ポンプ１１の駆動の禁止はヒルホールドが解除されるまで継続される（ステップＳ５，Ｓ６）。

他方、車両１がヒルホールドされていないとき（ステップＳ２での判定結果がＮｏであるとき）、車両１がヒルホールドされているときであっても停止している坂道の勾配αがＡ％より大きくて急である場合（ステップＳ３での判断結果がＮｏである場合）及び車両１のヒルホールドが解除されたとき（ステップＳ５での判定結果がＹｅｓであるとき）には運転者がブレーキ操作する可能性が高いため、負圧センサ１５によって検出されるバキュームタンク１２の負圧が所定の閾値以下であるか否か（負圧が不足しているか否か）が判定される（ステップＳ７）。バキュームタンク１２の負圧が閾値以下であって負圧が不足しているとき（ステップＳ７での判定結果がＹｅｓである場合）には電動負圧ポンプ１１が駆動されてバキュームタンク１２に負圧が蓄えられ、この電動負圧ポンプ１１の駆動は負圧センサ１５によって検出される負圧が閾値を超えるまで（ステップＳ７での判定結果がＮｏとなるまで）継続され（ステップＳ９）、負圧が閾値を超えると電動負圧ポンプ１１の駆動が停止されて以上の制御が繰り返される（ステップＳ１０）。尚、実際には、電動負圧ポンプ１１の駆動を開始する負圧の下限値（第１の閾値）と電動負圧ポンプ１１の駆動を停止する負圧の上限値（第２の閾値）が設定されているが、これらの下限値（第１の閾値）と上限値（第２の閾値）を例えば通常時の値よりも大気圧に近い側に変更すれば、電動負圧ポンプ１１の駆動頻度や駆動時間を更に減少させることができる。

以上のように、車両１が比較的緩やかな坂道で停止してヒルホールドされているためにブレーキ力が保持されているときには、運転者はブレーキ操作を行わず、ヒルホールド解除後すぐにブレーキ操作される可能性が低いためにヒルホールド中に負圧を蓄えておく必要がなく、従って、その間は電動負圧ポンプ１１の駆動を停止するようにしたため、停車中の電動負圧ポンプ１１の作動音や振動の発生が抑制され、車両１の静粛性が向上して商品性が高められるとともに、電力消費が抑えられて車両（電気自動車等）１の航続距離が延長される。そして、停止中の電動負圧ポンプ１１の駆動を開始せず、該電動負圧ポンプの１１「停止状態」から「駆動状態」への移行を止めるようにしたため、乗員が不快を感じる車両１の静粛性の急変を抑制することができる。

又、ブレーキブースタ５に供給すべき負圧が不足しているためにヒルホールド中も電動負圧ポンプ１１が駆動されているときには、該電動負圧ポンプ１１の駆動をそのまま継続することができ、次のブレーキ操作におけるブレーキ力不足の発生を防ぐことができる。

更に、本実施の形態では、路面の勾配αが小さな坂道や平坦路ではヒルホールド中に負圧を蓄えておく必要がないため、電動負圧ポンプ１１の駆動頻度を下げて作動音や振動の発生と電力消費を抑え、路面の勾配αが大きな坂道ではヒルホールド解除後すぐにブレーキ操作される可能性が高いために電動負圧ポンプ１１の駆動頻度を減少させる制御は行わないようにしたため、車両１が停止する路面の勾配αによって運転者が行う操作を予測して電動負圧ポンプ１１の駆動制御を変更することができる。

尚、本実施の形態では、坂道の勾配αを検出する専用の傾斜センサ１５を設けたが、変速機の制御に使用されている既設の傾斜センサを共用することもできる。

１ 車両
２ ブレーキ装置
３ ブレーキアーム
４ ブレーキペダル
５ ブレーキブースタ
６ マスタシリンダ
７ ホイールシリンダ
８ 液圧通路
９ ヒルホールドバルブ
１０ コントローラ（制御装置）
１１ 電動負圧ポンプ
１２ バキュームタンク
１３ ブレーキ液圧センサ
１４ 負圧センサ
１５ 傾斜センサ

Claims (5)

1. ブレーキブースタに負圧を供給する電動負圧ポンプと、ブレーキのマスタシリンダとホイールシリンダとを接続する液圧通路を遮断してブレーキ力を保持するヒルホールド装置を備えた車両の前記電動負圧ポンプの制御装置であって、
   前記ヒルホールド装置によって車両がヒルホールドされている間は前記電動負圧ポンプの駆動頻度を減少制御することを特徴とする電動負圧ポンプの制御装置。
2. 前記ヒルホールド装置によって車両がヒルホールドされている間は前記電動負圧ポンプの駆動を開始しないことを特徴とする請求項１記載の電動負圧ポンプの制御装置。
3. 前記ヒルホールド装置によるヒルホールド開始前の車両の状態に応じて前記電動負圧ポンプの駆動制御を変更することを特徴とする請求項１記載の電動負圧ポンプの制御装置。
4. 前記電動負圧ポンプが発生する負圧の値に応じて該電動負圧ポンプの駆動制御を変更することを特徴とする請求項３記載の電動負圧ポンプの制御装置。
5. 車両が停止する路面の勾配に応じて前記電動負圧ポンプの駆動制御を変更することを特徴とする請求項３記載の電動負圧ポンプの制御装置。
   

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