CN105365800B - 电动式真空泵的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动式真空泵的控制装置，即使在车辆位于大气压低的场所的情况下，也能够可靠地使真空泵的动作停止。若助力器负压(△P)为泵动作开始阈值(△Pstart)以下，则泵ECU使真空泵开始动作(S11～S13)。泵ECU计算表示助力器负压(△P)的增加梯度的负压增加梯度(△P’)，在负压增加梯度(△P’)为停止梯度阈值(△P’stop)以下时，使真空泵停止动作(S14～S17)。

Description

电动式真空泵的控制装置

技术领域

本发明涉及使车辆的制动助力器的负压室内产生负压的电动式真空泵的控制装置。

背景技术

在以往，公知一种利用由电动式真空泵产生的负压来进行动作的制动助力器。专利文献1中提出了一种使得制动助力器内的负压不会不充分的电动式真空泵的控制装置。该控制装置在制动器装置从动作状态变为非动作状态时，使电动式真空泵开始动作，在由负压传感器检测到的制动助力器内的负压(在本说明书以及权利要求书等中，“负压”作为表示“负压大小”的术语使用。)为上限设定值以上时，使电动式真空泵停止动作。由此，即使负压开关不动作的程度的制动助力器内的负压降低，也能够可靠地使电动式真空泵动作，能够以免产生制动力不足。

专利文献1：日本特开昭63-212162号公报

但是，因为在海拔高的地方大气压下降，所以利用电动式真空泵(以下，简单地称为“真空泵”)能够产生的负压也会降低。换句话说，无法增大制动助力器内的气压与大气压之差(负压)。图7(a)表示在标准大气压(101.3kPa)中，通过真空泵能够在制动助力器内产生的负压的范围。图7(b)表示在大气压低的高原，通过真空泵能够在制动助力器内产生的负压的范围。以下，将通过真空泵产生的制动助力器内的气压与大气压之差的大小称为“助力器负压△P”。

真空泵的控制装置在使真空泵动作之后，例如如图7(a)所示，在助力器负压△P超过阈值△Pstop时使真空泵停止。但是，在车辆移动到高原的情况下，如图7(b)所示，因为通过真空泵能够在制动助力器内产生的负压变小，所以有可能助力器负压△P不到达阈值△Pstop，无法使真空泵停止。在该情况下，消耗不必要的电力，导致燃油消耗率降低。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，即使在车辆位于大气压低的场所的情况下，也能够在确保适当负压的基础上可靠地使真空泵停止动作。

为了实现上述目的，本发明的特征在于，在使车辆的制动助力器(10)的负压室内产生负压的电动式真空泵(30)的动作开始并且使上述动作停止的电动式真空泵的控制装置(40)中，具备：负压检测单元(50)，其检测助力器负压，上述助力器负压表示上述负压室内的气压与大气压之差的大小；负压增加梯度检测单元(S15)，其检测由上述负压检测单元检测到的上述助力器负压的增加梯度；以及梯度对应泵停止单元(S16、Sl7)，其在上述电动式真空泵进行动作的过程中，在由上述负压增加梯度检测单元检测到的助力器负压的增加梯度为预先设定的停止梯度阈值以下时，使上述电动式真空泵的动作停止。

本发明的电动式真空泵的控制装置控制使车辆的制动助力器的负压室内产生负压的电动式真空泵的动作，具备负压检测单元、负压增加梯度检测单元以及梯度对应泵停止单元。负压检测单元检测表示制动助力器的负压室内的气压与大气压之差的大小(差压)的助力器负压。为了使制动助力器适当地动作，需要将助力器负压维持在规定范围，但因为在海拔高的地方大气压下降，所以利用电动式真空泵能够产生的助力器负压也变小。因此，若基于由负压检测单元检测到的助力器负压控制电动式真空泵的动作，则有可能助力器负压始终都达不到停止阈值。

因此，在本发明中，负压增加梯度检测单元检测由负压检测单元检测到的助力器负压的增加梯度。若使电动式真空泵动作，则制动助力器内的压力与大气压之差的大小逐渐增加，换句话说助力器负压逐渐增加。随着电动式真空泵逐渐填充负压(即，随着时间流逝)，该助力器负压的增加梯度(每单位时间的负压增加量，即负压的时间增加率)降低。

梯度对应泵停止单元在电动式真空泵进行动作的过程中，在由负压增加梯度检测单元检测到的助力器负压的增加梯度为预先设定的停止梯度阈值以下时，使电动式真空泵的动作停止。因此，根据本发明，能够不管车辆位置的海拔如何，都在确保适当负压的基础上可靠地使电动式真空泵的动作停止。

此外，关于电动式真空泵的起动(动作开始)，能够在任意时机实施。例如，能够采用具备起动单元的构成等，该起动单元在由负压检测单元检测到的助力器负压为动作开始阈值以下时，使电动式真空泵的动作开始。或者，起动单元也可以在制动操作结束后，使电动式真空泵的动作开始。

本发明的一个方面的特征在于，具备：助力器负压存储单元(S19)，其存储上述梯度对应泵停止单元使上述电动式真空泵的动作停止时的上述助力器负压；制动操作检测单元(60)，其检测制动操作；以及制动器动作时泵停止单元(S18、S20、S21、Sl7)，其在上述制动操作被检测到的情况下，代替上述梯度对应泵停止单元，在由上述负压检测单元检测到的助力器负压为停止负压阈值以上时，使上述电动式真空泵的动作停止，上述停止负压阈值根据存储于上述助力器负压存储单元的最近一次的上述电动式真空泵的动作停止时的助力器负压而设定。

若进行了制动操作，则制动助力器内的负压降低(一般来说，称为负压被消耗掉)。因此，即使电动式真空泵动作，由于制动操作对负压的消耗和电动式真空泵对负压的供给相抵消，从而尽管助力器负压较小，也存在助力器负压的增加梯度为停止梯度阈值以下的可能性。在该情况下，电动式真空泵的动作在比最初的目标小的助力器负压处停止。

因此，在本发明的一个方面中，具备助力器负压存储单元、制动操作检测单元以及制动器动作时泵停止单元。助力器负压存储单元存储梯度对应泵停止单元使电动式真空泵的动作停止时的助力器负压。

制动操作检测单元检测制动操作。例如，既可以使用停止灯开关、制动踏板行程传感器、主缸压传感器等来检测制动操作，也能够基于由检测车体前后方向的加速度的加速度传感器检测到的减速度来检测制动操作。

制动器动作时泵停止单元在检测到制动操作的情况下，代替梯度对应泵停止单元，使电动式真空泵的动作停止。在该情况下，制动器动作时泵停止单元在由负压检测单元检测到的助力器负压为根据存储于助力器负压存储单元的最近一次的“梯度对应泵停止单元的电动式真空泵的动作停止时”的助力器负压设定的停止负压阈值以上时，使电动式真空泵的动作停止。该停止负压阈值可以被设定为与存储于助力器负压存储单元的最近一次的电动式真空泵的动作停止时的助力器负压相同的值、或者与上述助力器负压相同程度的值。

因此，电动式真空泵在未进行制动操作时，被梯度对应泵停止单元停止，在进行了制动操作时，被制动器动作时泵停止单元停止。其结果，根据本发明的一个方面，不管制动操作有无，即使在高原，也能够使电动式真空泵的动作适当地停止。

此外，在上述说明中，为了帮助理解发明，而对于与实施方式对应的发明的构成，用括号添加了在实施方式中使用的附图标记，但发明的各构成要件并不局限于被上述附图标记规定的实施方式。

附图说明

图1是本实施方式的制动增力装置的概略结构图。

图2是表示泵ECU实施的泵控制程序的第1实施方式的流程图。

图3是真空泵的动作说明图。

图4是表示助力器负压的推移的曲线图。

图5是表示泵ECU实施的泵控制程序的第2实施方式的流程图。

图6是制动助力器的动作原理图。

图7是表示真空泵的负压可产生范围的图。

附图标记说明

1...制动增力装置；2...制动踏板；10...制动助力器；11...动力缸(powercylinder)；11a...负压室；11b...大气压室；12...动力活塞；13...阀机构；20...真空软管；30...电动式真空泵；40...泵控制装置(泵ECU)；50...负压传感器；60...制动操作检测装置；△P...助力器负压；△Pstart...泵动作开始阈值；△P’...负压增加梯度；△P’stop...停止梯度阈值；△Pmemo...停止助力器负压。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的一个实施方式的电动式真空泵的控制装置进行说明。图1是本实施方式的真空式的制动增力装置1的概略结构图。制动增力装置1具备：真空式的制动助力器10；经由真空软管20将负压供给至制动助力器10(后述的负压室11a)的电动式真空泵30；以及控制电动式真空泵30的动作的泵控制装置40。在制动助力器10，在真空软管20的连接端口设置有单向阀21。以下，将电动式真空泵30简单地称为“真空泵30”。

制动助力器10是设置于车辆的制动踏板2与主缸(省略图示)之间，辅助驾驶员的踏板操作，用比踏板踏力大的力来使推杆4前进从而使主缸的活塞动作的装置。因为制动助力器是公知的装置，所以对于其构造，不使用附图进行详细说明，但这里仅对其原理进行说明。

如图6所示，制动助力器10例如在内部具备动力缸11，在该动力缸11内设置有动力活塞12，由此，动力缸11被分隔成负压室11a和大气压室11b。动力活塞12经由阀操作杆3与制动踏板2连结。负压室11a总是经由真空软管20与真空泵30连通。大气压室11b构成为通过阀机构13的动作，在制动踏板2未被踏下时，经由真空软管20与真空泵30连通，在制动踏板2被踏下时，与真空泵30的连通被切断，与大气连通。因此，在制动踏板2未被踏下时，负压室11a与大气压室11b同压，但若制动踏板2被踏下，则大气流入大气压室11b，在负压室11a与大气压室11b之间产生差压。通过该差压，来产生利用动力活塞12使推杆4前进的辅助力。另外，制动助力器10构成为在制动踏板2的踏入行程被维持为恒定时，差压被保持为恒定。

若再次参照图1，则在制动助力器10设置有压力传感器50，该压力传感器50检测制动助力器10内的负压(负压室11a的气压)与大气压的差压△P。以下，将该差压△P称为助力器负压△P，将压力传感器50称为负压传感器50。助力器负压△P表示“差压△P的大小(绝对值)”。

泵控制装置40是电子控制单元，具备：具备微型计算机作为主要部分的运算电路；以及驱动真空泵30的电动马达的驱动电路。以下，将泵控制装置40称为泵ECU40。压力传感器50的检测信号输入至泵ECU40。另外，制动操作检测装置60的检测信号输入至泵ECU40。制动操作检测装置60输出能够判定进行了驾驶员的制动踏板操作这一情况的检测信号，例如能够采用停止灯开关、制动踏板行程传感器、主缸压传感器等。另外，也能够采用检测车体前后方向的加速度的加速度传感器，作为制动操作检测装置60。这是因为，由于通过制动踏板操作会在车体产生减速度，所以能够基于该减速度通过推断来检测制动踏板操作。

<第1实施方式的泵控制程序>

接下来，对泵ECU40所具备的CPU实施的泵控制程序进行说明。图2表示泵控制程序的第1实施方式的流程图。若泵控制程序起动，则泵ECU40首先在步骤S11中，读取负压传感器50的输出信号来检测助力器负压△P，在步骤S12中，判断助力器负压△P是否是泵动作开始阈值△Pstart以下。泵ECU40在助力器负压△P比泵动作开始阈值△Pstart大的情况下，将该处理返回到步骤S11。泵ECU40按照规定的计算周期反复进行这样的处理，若检测到助力器负压△P为泵动作开始阈值△Pstart以下(S12：是)这一情况，则在接下来的步骤S13中，使真空泵30的动作开始。此外，在真空泵30的动作中执行了本程序的情况下，步骤S11至S13的处理不被执行，而直接执行步骤S14的处理。

制动助力器10是根据大气压室11b与负压室11a的差压来产生辅助力的装置，所以需要预先将助力器负压△P确保为规定值以上。该规定值被设定为泵动作开始阈值△Pstart。泵动作开始阈值△Pstart不管车辆所在的地点的大气压如何都被设定为恒定的值。因此，如图3所示，在车辆位于低地的情况下，换句话说，大气压为标准大气压的情况(a)、以及车辆位于高原的情况，换句话说，大气压比标准大气压低的情况(b)下，真空泵30的动作开始时负压室11a的内压(绝对压)低于车辆位于高原的情况。在该例中，在时刻t1a或者时刻t1b，助力器负压△P为泵动作开始阈值△Pstart以下，从而真空泵30起动。此外，在附图中，助力器负压△P由从大气压开始的负向的高度表示。

若泵ECU40使真空泵30的动作开始，则在接下来的步骤S14，读取负压传感器50的输出信号，在接下来的步骤S15，计算根据该输出检测到的助力器负压△P的增加梯度，换句话说，计算用时间对助力器负压△P进行微分得到的值。接着，泵ECU40在步骤S16，判断助力器负压△P的增加梯度亦即负压增加梯度△P’是否是预先设定的停止梯度阈值△P’stop以下。泵ECU40在负压增加梯度△P’比停止梯度阈值△P’stop大的情况下，将该处理返回到步骤S14。泵ECU40按照规定的计算周期反复进行这样的处理，若检测到负压增加梯度△P’为停止梯度阈值△P’stop以下(S16：是)这一情况，则在接下来的步骤S17，使真空泵30的动作停止，在使泵控制程序暂时结束后，再次使泵控制程序开始。

图4表示从制动助力器10的内压为大气压的状态开始使真空泵30动作时的助力器负压△P的推移。线L1表示大气压为标准大气压(101.3kPa)的情况下的推移特性，线L2表示大气压比标准大气压低的情况下的推移特性。助力器负压△P在真空泵30的动作开始最初，以较快的速度增加，但增加速度逐渐降低，最终趋向恒定值。在该情况下，如图的线L1、L2所示，在大气压不同的情况下，最终要趋向的助力器负压△P不同，但如果着眼于制动助力器10的内压(绝对压)，则趋向相同的值。

在现有装置中，采用在助力器负压△P超过预先设定的停止阈值△Pstop时使真空泵停止的构成。但是，在车辆在高原行驶，大气压变低的情况下，根据真空泵30动作的不同，即便助力器负压△P趋向最大值，也存在助力器负压△P不超过停止阈值△Pstop的情况。与此相对，在本实施方式中，因为采用使用由负压传感器50检测到的助力器负压△P的负压增加梯度△P’来使真空泵30停止的构成，所以与大气压的高低无关，一定会得到负压增加梯度△P’为停止梯度阈值△P’stop以下的时机。

例如，在图3的例子中，在大气压为标准大气压的情况(a)下，在时刻t2a，负压增加梯度△P’为停止梯度阈值△P’stop以下，能够使真空泵30停止。另一方面，在大气压比标准大气压低的情况(b)下，在时刻t2b，负压增加梯度△P’为停止梯度阈值△P’stop以下，能够使真空泵30停止。在现有的装置中，如果将停止阈值△Pstop设定得较小，则车辆在高原行驶的情况下也能够使真空泵30停止，但与此相伴，即使在大气压为标准大气压的情况下，也无法确保较大的助力器负压。与此相对，在本实施方式中，如图3(a)所示，能够确保较大的助力器负压△P。

根据以上说明的第1实施方式的泵控制程序，不管车辆位置的海拔如何，均能够在确保适当负压的基础上可靠地使真空泵30停止。因此，能够防止真空泵30的不必要的电力消耗、燃油消耗率的降低。

<第2实施方式的泵控制程序>

接下来，对第2实施方式的泵控制程序进行说明。若进行了制动操作，则制动助力器10内的负压被消耗掉。因此，即使真空泵30动作，由于制动操作的负压的消耗与真空泵30的负压的供给相相抵，从而尽管助力器负压△P小，也存在负压增加梯度△P’为停止梯度阈值△P’stop以下。在该情况下，真空泵30的动作在比最初的目标小的助力器负压△P处停止。在第2实施方式的泵控制程序中，改进了这点。

图5表示第2实施方式的泵控制程序。对于与第1实施方式的泵控制程序相同的处理，标注附图中共通的步骤符号，仅进行简单的说明。若泵控制程序起动，则泵ECU40读取负压传感器50的输出信号来检测助力器负压△P，判断助力器负压△P是否是泵动作开始阈值△Pstart以下(S11～S12)。若检测到助力器负压△P为泵动作开始阈值△Pstart以下，则泵ECU40使真空泵30的动作开始(S13)。之后，泵ECU40也读取负压传感器50的输出信号，来检测助力器负压△P(S14)。

接着，泵ECU40在步骤S18中，读取制动操作检测装置60所输出的检测信号，判断制动踏板操作是否被驾驶员进行。例如，泵ECU40在停止灯开关接通的情况、制动器踏板行程传感器的检测值是踏板操作判定用阈值以上的情况、主缸压传感器的检测值是踏板操作判定用阈值以上的情况下，判定为进行了制动器踏板操作。或者，在由加速度传感器检测到的车体减速度是踏板操作判定用阈值以上的情况下，判定为进行了制动器踏板操作。

泵ECU40在判定为未进行制动器踏板操作的情况(S18：否)下，计算表示助力器负压△P的增加梯度的负压增加梯度△P’(S15)，判断负压增加梯度△P’是否是预先设定的停止梯度阈值△P’stop以下(S16)。泵ECU40在负压增加梯度△P’比停止梯度阈值△P’stop大的情况下，将该处理返回到步骤S14。泵ECU40按照规定的计算周期反复进行这样的处理，若检测到负压增加梯度△P’为停止梯度阈值△P’stop以下这一情况(S16：是)，则将该处理前进到步骤S19。泵ECU40在步骤S19，将当前时刻的助力器负压△P作为停止助力器负压△Pmemo存储到非易失性存储器(省略图示)。在非易失性存储器存储有最近一次的步骤S19的处理的停止助力器负压△Pmemo。因此，在步骤S19中，停止助力器负压△Pmemo被更新存储为最新的值。

接着，泵ECU40在步骤S17中，使真空泵30的动作停止，在使泵控制程序暂时结束之后，再次开始泵控制程序。在该情况下，步骤S17的处理与步骤S19几乎同时进行，所以在步骤S19中存储的停止助力器负压△Pmemo相当于使真空泵30的动作停止时的助力器负压△P。此外，步骤S19的处理也可以在步骤S17的处理之后立刻执行。这是因为无论在使真空泵30的动作即将停止之前还是在刚刚停止之后，助力器负压△P实际上是相同的值。

另一方面，若在真空泵30动作的过程中进行了制动踏板操作，则步骤S18的判断为“是”，泵ECU40将该处理前进到步骤S20。泵ECU40在步骤S20中，读取存储于非易失性存储器的停止助力器负压△Pmemo，在接下来的步骤S21中，判断当前时刻的助力器负压△P(在步骤S14中检测到的助力器负压△P)是否是停止助力器负压△Pmemo以上。泵ECU40在助力器负压△P小于停止助力器负压△Pmemo的情况(S21：否)下，将该处理返回到步骤S14，反复进行上述的处理。

若在制动踏板操作中，判定为助力器负压△P为停止助力器负压△Pmemo以上这一情况(S21：是)，则泵ECU40将该处理前进到步骤S17使真空泵30的动作停止，并使泵控制程序暂时结束。泵ECU40等待规定的计算周期，来使泵控制程序重新开始。

根据该第2实施方式的泵控制程序，在没有检测到制动踏板操作的情况下，在负压增加梯度△P为停止梯度阈值△P’stop以下时，停止了真空泵30的动作。另外，该真空泵30的动作停止时的助力器负压△P被作为停止助力器负压△Pmemo存储。另一方面，在检测到制动踏板操作的情况下，代替负压增加梯度△P与停止梯度阈值△P’stop的关系，使用助力器负压△P与停止助力器负压△Pmemo的关系，在助力器负压△P为停止助力器负压△Pmemo以上时，停止真空泵30的动作。

因此，在通过制动踏板操作消耗了制动助力器内的负压的状况下，使用助力器负压△P与停止助力器负压△Pmemo的关系来停止真空泵30，所以能够减少真空泵30比最初的目标更早地停止这一情况。因此，不管制动踏板操作有无，即使在高原中也能够适当地使真空泵30停止。

以上，对本发明的电动式真空泵的控制装置的实施方式进行了说明，但本发明并不局限于上述实施方式，只要不脱离本发明的目的，能够进行各种变更。

例如，在第2实施方式的泵控制程序中，将存储于非易失性存储器的停止助力器负压△Pmemo作为使真空泵30的动作停止的阈值保持原样使用，但作为该阈值，也不一定需要为与停止助力器负压△Pmemo完全相同的值，是根据停止助力器负压△Pmemo设定的与停止助力器负压△Pmemo相当的值即可。

Claims (2)

1.一种电动式真空泵的控制装置，使电动式真空泵的动作开始或者使所述动作停止，所述电动式真空泵使车辆的制动助力器的负压室内产生负压，其中，

所述电动式真空泵的控制装置具备：

负压检测单元，其检测助力器负压，所述助力器负压表示所述负压室内的气压与大气压之差的大小；

负压增加梯度检测单元，其检测由所述负压检测单元检测到的所述助力器负压的增加梯度，所述助力器负压的增加梯度是用时间对所述助力器负压进行微分而得到的值；以及

梯度对应泵停止单元，其在所述电动式真空泵进行动作的过程中，在由所述负压增加梯度检测单元检测到的助力器负压的增加梯度为预先设定的停止梯度阈值以下时，使所述电动式真空泵的动作停止。

2.根据权利要求1所述的电动式真空泵的控制装置，其中，

所述电动式真空泵的控制装置具备：

助力器负压存储单元，其存储所述梯度对应泵停止单元使所述电动式真空泵的动作停止时的所述助力器负压；

制动操作检测单元，其检测制动操作；以及

制动动作时泵停止单元，其在所述制动操作被检测到的情况下，代替所述梯度对应泵停止单元，在由所述负压检测单元检测到的助力器负压为停止负压阈值以上时，使所述电动式真空泵的动作停止，所述停止负压阈值根据存储于所述助力器负压存储单元的最近一次的所述电动式真空泵的动作停止时的助力器负压而设定。