JP2002145044A - ブレーキブースタの圧力推定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブレーキブースタの圧力を低コストでかつ正
確に推定することのできる、ブレーキブースタの圧力推
定装置を提供する。 【解決手段】 ブレーキペダル２の操作をエンジン６の
負圧を利用して助勢するブレーキブースタ１３の圧力推
定装置であって、ブレーキペダル２のストローク量を検
出するストロークセンサ３と、ブレーキペダル２のスト
ローク量とブレーキブースタ１３の圧力変化量との関係
をデータとして記憶するメモリ１８と、メモリ１８に記
憶されたデータに基づいて、ストロークセンサ３によっ
て検出されたブレーキペダル２のストローク量からブレ
ーキブースタ１３の圧力変化量を決定し、この圧力変化
量に基づいてブレーキブースタ１３の圧力推定量を算出
する電子制御ユニット１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、車両におけるブ
レーキブースタの圧力を推定するための圧力推定装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】車両において、エンジンの負圧を利用し
て車両の制動を行うためのブレーキブースタでは、エン
ジンの負圧が下がると、ブレーキブースタの圧力が高く
なり、ブレーキの効きが低下する。そのため、従来で
は、ブレーキブースタの圧力を検知し、その検知出力が
所定値を超えれば、たとえば空調装置のコンプレッサを
一時停止し、エンジンの負圧の回復を図るとともに、ブ
レーキブースタの圧力を低くすることにより、ブレーキ
の効きを向上させている。

【０００３】また、直接噴射式エンジン等では、スロッ
トル弁を開けたたままで燃焼させる、いわゆる希薄燃焼
が行われるが、この希薄燃焼を行うと、通常、エンジン
負圧が下がり、ブレーキブースタの圧力が高くなる。そ
のため、この場合も、ブレーキブースタの圧力を検知す
るようにし、その検知出力が所定値を超えれば、希薄燃
焼を通常の燃焼に切り換えて、エンジンの負圧の回復を
図るとともに、ブレーキブースタの圧力を低くすること
により、ブレーキの効きを向上させている。

【０００４】上記のような空調装置や内燃機関の制御を
適切に行うには、ブレーキブースタの圧力を正確に検出
することが必要となる。たとえば特開平１０−１７５４
６３号公報には、吸気管から分岐されブレーキブースタ
に達する管路に圧力センサを設け、この圧力センサによ
ってブレーキブースタの圧力を検出することが開示され
ている。また、同公報には、車速、ブレーキスイッチの
状態、勾配の度合い等から車両の減速度を求め、必要に
応じてエンジンブレーキによる減速度等を加味して、ブ
レーキブースタの圧力を推定する方法が開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような圧力センサは、一般に高価であり、部品コストの
増大を招く。また、上記ブレーキブースタの圧力を推定
する方法では、車速等の種々の要因に基づいて圧力の推
定を行うため、制御が複雑になる。また、通常、車両の
減速度からはブレーキブースタの圧力との定性的な関係
が導き難く、正確な値を推定することは困難である。

【０００６】

【発明の開示】本願発明は、上記した事情のもとで考え
出されたものであって、ブレーキブースタの圧力を低コ
ストでかつ正確に推定することのできる、ブレーキブー
スタの圧力推定装置を提供することを、その課題とす
る。

【０００７】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。

【０００８】本願発明によって提供されるブレーキブー
スタの圧力推定装置は、ブレーキペダルの操作をエンジ
ンの負圧を利用して助勢するブレーキブースタの圧力推
定装置であって、ブレーキペダルの動作相当量を検出す
るセンサと、ブレーキペダルの動作相当量とブレーキブ
ースタの圧力変化量との関係をデータとして記憶する記
憶手段と、記憶手段に記憶されたデータに基づいて、セ
ンサによって検出されたブレーキペダルの動作相当量か
らブレーキブースタの圧力変化量を決定する決定手段
と、決定手段によって決定された圧力変化量に基づい
て、ブレーキブースタの圧力推定量を算出する算出手段
とを備えることを特徴とするものである。

【０００９】上記構成によれば、センサによってブレー
キペダルの動作相当量、たとえばブレーキペダルのスト
ローク変化量を検出し、検出されたストローク変化量に
基づいてブレーキブースタの圧力変化量を決定する。こ
こで、ブレーキペダルのストローク変化量とブレーキブ
ースタの圧力変化量との関係は、予め車両の走行実験等
により求められてメモリ等に記憶されているため、ブレ
ーキブースタの圧力変化量は容易に求められる。そし
て、ブレーキブースタの圧力変化量から、たとえば直前
のブレーキブースタの圧力推定値に加算することによ
り、その時点におけるブレーキブースタの圧力推定値を
算出する。このように、上記制御によれば、ブレーキブ
ースタの圧力推定値を容易に求めることができ、従来の
構成のような高価な圧力センサが不要となるので、コス
トの低減化を図ることができる。

【００１０】本願発明の好ましい実施の形態によれば、
センサは、ブレーキペダルのストローク量を検出するも
のである。このように、ブレーキペダルの動作相当量を
検出するために、ブレーキペダルのストロークセンサを
用いれば、このストロークセンサを、たとえばＡＢＳ制
御、横すべり制御等の他の制御に利用することができ
る。そのため、装置の汎用性を高めることができる。

【００１１】本願発明のその他の特徴および利点は、添
付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より
明らかとなろう。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。

【００１３】図１は、本願発明に係るブレーキブースタ
の圧力推定装置の一例を示す説明図である。この圧力推
定装置は、車両に搭載されている電子制御ユニット１
と、ブレーキペダル２と、そのブレーキペダル２が踏み
込まれる際のストローク量を検出するストロークセンサ
３とによって構成される。以下、この圧力制御装置を、
その周辺の構成を含めて詳細に説明する。

【００１４】同図によれば、エンジン６には、図示しな
いエアクリーナから吸入された空気が流通する吸気管８
が接続され、吸気管８の途中には、吸気管８内における
吸気量を調整するためのスロットルバルブ９が設けられ
ている。エンジン６近傍の吸気管８には、吸気管８の圧
力を検知するための圧力センサ１０が設けられている。
この圧力センサ１０は、点火時期の制御や燃料噴射の制
御等といったエンジン制御に用いられるものである。

【００１５】吸気管８には、管路１２が分岐されて接続
され、管路１２の先端には、ブレーキブースタ１３が接
続されている。管路１２の途中には、流体の一方向の流
れのみを許容する逆止弁としてのチェックバルブ１４が
設けられている。このチェックバルブ１４の働きによ
り、ブレーキブースタ１３には、管路１２を介して吸気
管８の負圧が作用し、ブレーキブースタ１３は、この負
圧と大気圧との差に応じてブレーキペダル２の踏力を増
幅させる。

【００１６】ブレーキブースタ１３には、車室側におい
てブレーキペダル２がプッシュロッド１６を介して連結
されている。ブレーキペダル２には、それが踏み込まれ
たときのストロークを検出するストロークセンサ３と、
ブレーキペダル２が操作されたときにオンするブレーキ
スイッチ１７とが取り付けられている。

【００１７】ストロークセンサ３は、たとえばブレーキ
ペダル２の踏み込み時の回転軸２ａの回転角度に基づい
て、ブレーキペダル２のストローク量を検出するもので
あるが、ストローク量を検出できるものであればその構
成については特に限定されない。

【００１８】電子制御ユニット１（以下、「ＥＣＵ１」
という）は、エンジン６の運転制御を行うものであり、
ＲＯＭ、ＲＡＭあるいはＥＥＰＲＯＭ等からなるメモリ
１８を有している。メモリ１８には、エンジンの運転制
御プロブラムの他に、ブレーキブースタ１３の圧力推定
値、および搭乗者によるブレーキペダル２の踏込量をブ
レーキブースタ１３の圧力変化量に変換するための変換
テーブル等が記憶されている。

【００１９】通常、ブレーキペダル２が踏み込まれる
と、ブレーキブースタ１３の圧力が上がるが、上記変換
テーブルには、ブレーキペダル２の踏込量（ストローク
量）の値に応じたブレーキブースタ１３の圧力変化量
（圧力増加量）が記憶されている。この変換テーブルに
記憶された値は、当該車両の走行実験等により予め求め
られた値である。なお、メモリ１８には、上記変換テー
ブルに代わり、ブレーキペダル２の踏込量と、ブレーキ
ブースタ１３の圧力変化量との関係を表した関数式等が
記憶されていてもよい。

【００２０】ＥＣＵ１には、上記した圧力センサ１０、
ストロークセンサ３、ブレーキスイッチ１７が接続され
ている。ＥＣＵ１には、上記したセンサ等以外の機器類
やスイッチ類も接続されており、ＥＣＵ１は、メモリ１
８に記憶された運転制御プログラムおよび各センサや各
スイッチから送られた検出信号等に基づいて、運転制御
における所定の処理を行う。

【００２１】次に、上記ＥＣＵ１における動作制御を、
図２に示すフローチャートを参照して説明する。なお、
この説明においては、図３のブレーキブースタの圧力推
定値を示すタイミングチャートを適宜参照する。また、
図２のフローチャートに示すルーチンは、たとえば約６
〜８μｓｅｃの周期で繰り返し行われる。

【００２２】まず、イグニッションスイッチが搭乗者に
よりオンされて運転が開始されると、ＥＣＵ１は、吸気
管８の圧力センサ１０から出力される検知信号を入力し
（ステップＳ１）、吸気管８の圧力を認識する。次い
で、吸気管８の圧力がブレーキブースタ１３の圧力推定
値より小であるか否かの判別を行う（ステップＳ２）。
なお、運転開始時においては、この圧力推定値に代わ
り、予め設定された初期値が代入されて判別が行われ
る。初期値は、任意の値に設定されたものであり、予め
メモリ１８に記憶されている。

【００２３】ＥＣＵ１は、ブレーキブースタ１３の圧力
推定値（または初期値）が吸気管８の圧力より大である
と判別した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、圧力センサ
１０で検知された、実測値である吸気管８の圧力をブレ
ーキブースタ１３の圧力推定値とする（ステップＳ
３）。たとえば、図３において、初期値は圧力値ａであ
る場合、吸気管８の圧力値ｂに変更される。なお、ステ
ップＳ２において、初期値が吸気管８の圧力より小であ
れば、ステップＳ４に進む。

【００２４】次いで、ＥＣＵ１は、ブレーキスイッチ１
７がオンされたか否か、換言すれば搭乗者によってブレ
ーキペダル２が踏まれたか否かの判別を行う（ステップ
Ｓ４）。ブレーキスイッチ１７がオフであれば、ＥＣＵ
１は、ブレーキペダル２が踏まれていないと判別し（ス
テップＳ４：ＮＯ）、ステップＳ１に戻る。

【００２５】このように、ブレーキペダル２が踏込まれ
る前の期間（図３の期間Ａ参照）において、搭乗者によ
ってたとえばアクセルが踏み込まれ車速が増すと、エン
ジン負圧が上がるとともに吸気管８の圧力が下がり、こ
れにともない、ブレーキブースタ１３の圧力も下がる。
そのため、この期間Ａにおいては、ブレーキブースタ１
３の圧力推定値は、吸気管８の圧力と等しくなるように
制御される。

【００２６】一方、搭乗者によってブレーキペダル２が
踏み込まれ、ブレーキスイッチ１７がオンになれば、Ｅ
ＣＵ１は、ブレーキペダル２が踏み込まれたと判別する
（ステップＳ４：ＹＥＳ）。次いで、ＥＣＵ１は、スト
ロークセンサ３の出力を検知し（ステップＳ５）、ブレ
ーキペダル２が搭乗者によって踏み込まれたときのスト
ローク変化量を認識する。

【００２７】次に、ＥＣＵ１は、ステップＳ６におい
て、メモリ１８に記憶されている変換テーブルから、上
記ストローク変化量に対応するブレーキブースタ１３の
圧力変化量を読み出し、その圧力変化量を一旦、メモリ
１８に記憶する。この場合、ブレーキペダル２が踏み込
まれると、ブレーキブースタ１３の圧力は上がるが、上
述したように、ブレーキペダル２のストローク変化量に
対するブレーキブースタ１３の圧力変化量は、予め走行
実験等により求められた値が用いられるため、精度の高
い値である。

【００２８】なお、図２のステップＳ６においては、ブ
レーキペダル２のストローク変化量と、ブレーキブース
タ１３の圧力変化量との関係は、比例関係にあるように
示されているが、両者の関係はこれに限るものではな
く、関数的な関係あるいはこれ以外の関係でもよい。

【００２９】次に、ＥＣＵ１は、変換テーブルから読み
出されメモリ１８に記憶されたブレーキブースタ１３の
圧力変化量と、前回のブレーキブースタ１３の圧力推定
値とを加算し、その加算した値を現在のブレーキブース
タ１３の圧力推定値として更新しメモリ１８に記憶す
る。ここで、前回のブレーキブースタ１３の圧力推定値
とは、前回のルーチンにおいて求められたブレーキブー
スタ１３の圧力推定値をいう。

【００３０】このように、前回のブレーキブースタ１３
の圧力推定値に、前回から今回までにおけるブレーキペ
ダル２のストローク変化量に対するブレーキブースタ１
３の圧力変化量を加えることにより、現在におけるブレ
ーキブースタ１３の圧力推定値が求められる。そして、
このようにして求められたブレーキブースタ１３の圧力
推定値は、次のルーチンにおけるブレーキブースタ１３
の圧力推定値として用いられる。この場合、ステップＳ
１〜３により、仮にブレーキブースタ１３の圧力推定値
が吸気管８の圧力より高い場合は、ブレーキブースタ１
３の圧力推定値は、吸気管８の圧力値とされる。

【００３１】なお、ブレーキブースタ１３の圧力推定値
は、図３によれば、ブレーキペダル２の踏み込みストロ
ーク（期間Ｂ参照）において大きく変化し、その後ほぼ
一定になる。そして、ブレーキペダル２の戻りストロー
ク（期間Ｃ参照）においては、ブレーキペダル２が踏み
込まれたことにより車速が下がり、それにともなって吸
気管６の負圧が下がるため、それに応じてブレーキブー
スタ１３の圧力は、再びその変化が大きくなる。

【００３２】以上のように、上記制御によって、ブレー
キペダル２が踏み込まれていない場合には、ブレーキブ
ースタ１３の圧力推定値が吸気管８の圧力より高いと
き、圧力推定値は吸気管８の圧力とされる。一方、ブレ
ーキペダル２が踏込まれた場合には、そのストローク量
よりブレーキブースタ１３の圧力変化量を取得してそれ
に基づいてブレーキブースタ１３の圧力推定値が求めら
れる。これにより、実際のブレーキブースタ１３の圧力
に応じた、より精度の高い圧力推定値を得ることができ
る。

【００３３】また、上記制御によれば、従来の構成のよ
うに比較的高価である圧力センサを用いる必要はなく、
既存の構成を用いて容易に圧力推定値を得ることができ
るので、部品コストの低減化を図ることができる。

【００３４】また、上記圧力推定値を、たとえば空調装
置の駆動制御や内燃機関の制御において用いれば、適切
な状態のときに空調装置をオフさせたり、燃焼方法を変
更したりすることができる。そのため、ブレーキブース
タ１３の効きが向上するための制御を適切に行うことが
できる。また、上記制御によれば、従来のように車速等
の種々の要因によって圧力を推定するといった制御を行
わないため、より制御が容易となり、プログラムの簡略
化が図られる。

【００３５】また、本実施形態では、ストロークセンサ
３を用いて上記制御を行っているが、上記ストロークセ
ンサ３は、他の制御にも活用することができる。たとえ
ば、ストロークセンサ３は、ＡＢＳ（Antilock Brake S
ystem）、車両の横すべり制御、またはブレーキアシス
ト制御等に用いることができるので、この圧力推定装置
の汎用性を高めることができる。

【００３６】もちろん、この発明の範囲は上述した実施
の形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施
形態では、ブレーキブースタ１３の圧力変化量を決定す
るために、ブレーキペダル２のストローク量を検出する
ストロークセンサ３を用いたが、これに代わり、ブレー
キペダル２に接続されるプッシュロッド１６のストロー
ク量を検出するためのセンサを用いてもよいし、ブレー
キペダル２における踏力を検出する踏力センサを用いて
もよいし、あるいは、ブレーキオイルの液圧センサを用
いるようにしてもよい。この場合、これらのセンサの出
力からブレーキペダル２のストローク量を求めてブレー
キブースタ１３の圧力変化量を決定するようにしてもよ
いし、あるいは、これらのセンサの出力から直接、ブレ
ーキブースタ１３の圧力変化量を決定するようにしても
よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係るブレーキブースタの圧力推定装
置の一例を示す説明図である。

【図２】電子制御ユニットの制御動作を示すフローチャ
ートである。

【図３】ブレーキブースタの圧力推定値のタイミングチ
ャートである。

【符号の説明】

１ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） ２ ブレーキペダル ３ ストロークセンサ ６ エンジン ８ 吸気管 １２ 管路 １３ ブレーキブースタ １７ ブレーキスイッチ １８ メモリ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブレーキペダルの操作をエンジンの負圧
   を利用して助勢するブレーキブースタの圧力推定装置で
   あって、 上記ブレーキペダルの動作相当量を検出するセンサと、 上記ブレーキペダルの動作相当量と上記ブレーキブース
   タの圧力変化量との関係をデータとして記憶する記憶手
   段と、 上記記憶手段に記憶されたデータに基づいて、上記セン
   サによって検出された上記ブレーキペダルの動作相当量
   から上記ブレーキブースタの圧力変化量を決定する決定
   手段と、 上記決定手段によって決定された上記圧力変化量に基づ
   いて、上記ブレーキブースタの圧力推定量を算出する算
   出手段とを備えることを特徴とする、ブレーキブースタ
   の圧力推定装置。
2. 【請求項２】 上記センサは、上記ブレーキペダルのス
   トローク量を検出するものである、請求項１に記載のブ
   レーキブースタの圧力推定装置。