JP2006123798A - Brake system - Google Patents
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Description
本発明は、信頼性を向上させたブレーキシステムに関する。 The present invention relates to a brake system with improved reliability.
従来、エンジンにより駆動される負圧ポンプと、エンジン停止時に負圧ポンプを駆動する発電機とを備える発電機制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。負圧ポンプはブレーキ倍力装置に負圧を供給する。
しかしながら、上記従来の発電機制御装置においては、発電機はエンジン駆動時には発電機に使用され、エンジン停止時には負圧ポンプの駆動に使用されることから、作動耐久性が要求され故障の確立も高くなる。また、故障が生じた場合に発電および負圧ポンプのいずれの機能も果たせなくなるおそれがある。 However, in the above-described conventional generator control device, the generator is used for the generator when the engine is driven, and is used for driving the negative pressure pump when the engine is stopped. Become. In addition, when a failure occurs, there is a possibility that neither the power generation nor the negative pressure pump can function.
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、ブレーキシステムの信頼性を向上させることを主たる目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and its main object is to improve the reliability of the brake system.
上記目的を達成するための本発明の一態様は、内燃機関により駆動され、ブレーキブースタに負圧を供給する負圧ポンプと、上記ブレーキブースタに負圧を供給する電動負圧ポンプと、上記電動負圧ポンプの駆動を制御する制御手段と、を備えるブレーキシステムであって、上記制御手段は上記内燃機関が駆動停止状態にあるときに、上記電動負圧ポンプを駆動させて、上記ブレーキブースタに上記負圧を供給することを特徴とするブレーキシステムである。 One aspect of the present invention for achieving the above object is a negative pressure pump that is driven by an internal combustion engine to supply negative pressure to a brake booster, an electric negative pressure pump that supplies negative pressure to the brake booster, and the electric motor And a control means for controlling the driving of the negative pressure pump, wherein the control means drives the electric negative pressure pump to cause the brake booster to operate when the internal combustion engine is in a drive stop state. A brake system that supplies the negative pressure.
なお、この一態様において、例えば上記負圧を供給するとは上記負圧を導入することである。 In this embodiment, for example, supplying the negative pressure means introducing the negative pressure.
この一態様によれば、上記制御手段は上記内燃機関が駆動状態にあるときに、上記電動負圧ポンプを駆動させて、上記ブレーキブースタに上記負圧を供給する。これにより、上記電動負圧ポンプの稼動率を低減することができ、上記電動負圧ポンプに対する負荷を軽減することができる。したがって、上記電動負圧ポンプの故障率を低減でき、ブレーキシステムの信頼性を向上させることができる。 According to this aspect, the control means drives the electric negative pressure pump to supply the negative pressure to the brake booster when the internal combustion engine is in a driving state. Thereby, the operation rate of the electric negative pressure pump can be reduced, and the load on the electric negative pressure pump can be reduced. Therefore, the failure rate of the electric negative pressure pump can be reduced, and the reliability of the brake system can be improved.
また、この一態様において、上記ブレーキブースタの負圧レベルを検出する負圧検出手段を更に備え、上記制御手段は上記負圧検出手段からの上記負圧レベルが所定値以下のとき、上記電動負圧ポンプが駆動して、上記ブレーキブースタに負圧を供給してもよい。これにより、ポンピングブレーキのような連続的なブレーキ使用状態等においても、上記ブレーキブースタに十分な負圧を供給することができる。したがって、ブレーキシステムをより確実に作動させることが可能となり、ブレーキシステムの信頼性がより向上する。 Further, in this aspect, the apparatus further includes negative pressure detecting means for detecting a negative pressure level of the brake booster, and the control means is configured to detect the electric negative when the negative pressure level from the negative pressure detecting means is a predetermined value or less. A pressure pump may be driven to supply negative pressure to the brake booster. Thereby, a sufficient negative pressure can be supplied to the brake booster even in a continuous brake use state such as a pumping brake. Therefore, the brake system can be operated more reliably, and the reliability of the brake system is further improved.
なお、上記負圧レベルが所定値以下とは、上記負圧レベルの絶対値が上記所定値の絶対値以下となることである。 The negative pressure level being equal to or less than a predetermined value means that the absolute value of the negative pressure level is equal to or less than the absolute value of the predetermined value.
さらに、この一態様において、例えば、上記内燃機関の駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段を更に備え、上記制御手段は上記回転数検出手段からの上記駆動軸の回転数が0のとき、上記内燃機関が上記駆動停止状態にある判断する。なお、上記回転数検出手段からの上記駆動軸の回転数が0より大きいとき、上記負圧ポンプが駆動して、上記ブレーキブースタに上記負圧を供給する。 Further, in this aspect, for example, the engine further includes a rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the drive shaft of the internal combustion engine, and the control means is when the rotation speed of the drive shaft from the rotation speed detection means is zero. Then, it is determined that the internal combustion engine is in the drive stop state. When the rotational speed of the drive shaft from the rotational speed detection means is greater than 0, the negative pressure pump is driven to supply the negative pressure to the brake booster.
上記目的を達成するための本発明の一態様は、車速を検出する車速検出手段と、内燃機関により駆動され、ブレーキブースタに負圧を供給する負圧ポンプと、上記ブレーキブースタに負圧を供給する電動負圧ポンプと、上記車速検出手段からの上記車速に基づいて、上記電動負圧ポンプが供給する上記負圧を制御する制御手段と、を備えるブレーキシステムであって、上記制御手段は上記車速検出手段からの車速が0のとき、上記電動負圧ポンプが駆動して、上記ブレーキブースタに上記負圧を供給することを特徴とするブレーキシステムであってもよい。 One aspect of the present invention for achieving the above object is a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, a negative pressure pump driven by an internal combustion engine for supplying negative pressure to the brake booster, and supplying negative pressure to the brake booster. And a control means for controlling the negative pressure supplied by the electric negative pressure pump based on the vehicle speed from the vehicle speed detection means. When the vehicle speed from the vehicle speed detecting means is 0, the electric negative pressure pump is driven to supply the negative pressure to the brake booster.
本発明によれば、ブレーキシステムの信頼性を向上させることができる。 According to the present invention, the reliability of the brake system can be improved.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、車両用ブレーキシステムおよびハイブリッド車両の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the basic concept, main hardware configuration, operating principle, basic control method, and the like of the vehicle brake system and the hybrid vehicle are known to those skilled in the art and will not be described in detail.
図1は、本発明の一実施例に係るブレーキシステムのシステム構成の概略図である。本一実施例に係るブレーキシステム1は、例えばエンジンと電動モータとを併用して駆動される所謂ハイブリッド車両に搭載されている。
FIG. 1 is a schematic diagram of a system configuration of a brake system according to an embodiment of the present invention. The
本一実施例に係るブレーキシステム1は圧力室内に供給された負圧を倍力源としてブレーキペダル3の踏力を補助するブレーキブースタ(ブレーキ倍力装置)5を備える。ブレーキブースタ5にはブレーキブースタ5の圧力室内の負圧レベルを検出する負圧センサ等の負圧検出手段7が取り付けられている。ブレーキブースタ5には、負圧配管9を介して電動負圧(バキューム)ポンプ11が接続され、電動負圧ポンプ11はブレーキブースタ5に負圧を供給している。なお、負圧配管9には配管内部の流体を一方向にのみ流動させる一方向弁9aが取り付けられている。この一方向弁9aにより、電動負圧ポンプ11からブレーキブースタ5に負圧が的確に供給される。
The
電動負圧ポンプ11には蓄電装置13が接続され、蓄電装置13から電動負圧ポンプ11に電力が供給されている。また蓄電装置13には三相誘電モータ等の発電電動機15が接続され、発電電動機15は遊星歯車機構17及び後述するトランスミッション19を介してエンジン等の内燃機関21に連結され、駆動される。蓄電装置13はバッテリ13aと、インバータ13bとを有している。バッテリ13aに蓄えられた電力はインバータ13bにより交流電流に変換されて発電電動機15に供給され、発電電動機15は電動機として駆動することもできる。また、発電電動機15が発電機として駆動されることにより発電された電力は、インバータ13bにより直流電流に変換され、バッテリ13aに蓄えられる。
A
なお、遊星歯車機構17は外歯歯車のサンギヤと、サンギヤと同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤと、サンギヤに噛合すると共にリングギヤに噛合する複数のピニオンギヤと、複数のピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持するキャリアとを有している。回転要素であるサンギヤ、リングギヤおよびキャリアは差動している。
The
エンジン21にはトランスミッション(変速装置)19が連結され、トランスミッション19にはプロペラシャフト23が連結されている。なお、トランスミッション19は自動制御される自動変速装置であり、後述するECU25からの制御信号に基づいて、車両走行に最適な変速シフトが行われるように構成されている。またプロペラシャフト23にはディファレンシャル装置27を介してドライブシャフト(駆動軸)29が連結され、ドライブシャフト29には駆動輪31が連結されている。
A transmission (transmission) 19 is connected to the
トランスミッション19には負圧ポンプ33が連結され、負圧ポンプ33はトランスミッション19により駆動される。負圧ポンプ33は負圧配管9を介してブレーキブースタ5に接続され、ブレーキブースタ5に負圧を供給している。なお、負圧配管9には一方向弁9aが取付けられている。
A
電動負圧ポンプ11には、電動負荷ポンプ11の駆動を制御するECU等の制御手段25が接続されている。ECU(Electronic Control Unit)25はマイクロコンピュータによって構成されており、制御プログラムを格納するROM、演算結果等を格納する読書き可能なRAM、タイマ、カウンタ、入力インターフェイス、及び出力インターフェイスを有している。
The electric
また、ECU25にはエンジン21のクランクシャフトの回転数を検出する回転センサ等の回転数検出手段35が接続されている。
Further, the
ECU25は、回転センサ35からの回転数および負圧センサ7からの負圧レベルに基づいて、電動負圧ポンプ11を駆動させ、ブレーキブースタに負圧が供給されるように制御している。
The ECU 25 controls the electric
次にブレーキブースタ5への負圧の供給方法について説明する。 Next, a method for supplying negative pressure to the brake booster 5 will be described.
エンジン駆動時には、エンジン21の駆動軸の回転力は、トランスミッション19を介して負圧ポンプ33の駆動軸に伝達され、負圧ポンプ33は駆動される。負圧ポンプ33が駆動されると、負圧ポンプ33は負圧配管9を介して、ブレーキブースタ5の圧力室に負圧を供給する。ブレーキブースタ5は供給された負圧を倍力源として、ブレーキペダル3の踏力を補助する。
When the engine is driven, the rotational force of the drive shaft of the
図2は電動負圧ポンプ11が駆動開始する制御方法を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a control method in which the electric
図2に示すように、ECU25は回転センサ35からの回転数に基づいて、クランクシャフトの回転数が0である否かを判定する(S100)。ECU25は回転センサ35からの回転数が0である(駆動停止状態)と判定したとき、電動負圧ポンプ11に駆動開始するように駆動開始信号を送信する。駆動開始信号を受信した電動負圧ポンプ11は駆動を開始して、負圧配管9を介して負圧をブレーキブースタ5の圧力室に供給する(S120)。また、エンジン21が駆動停止状態から駆動状態に変わった場合を想定する。この場合、ECU25は回転センサ35からの回転数が0より大きいと判定したとき、電動負圧ポンプ11に駆動停止信号を送信する。駆動停止信号を受信した電動負圧ポンプ11は駆動を停止して、負圧をブレーキブースタ5の圧力室に供給するのを停止する。なお、このとき上述したように、エンジン21により負圧ポンプ33が駆動され、負圧ポンプ33からブレーキブースタ5に負圧が供給される。
As shown in FIG. 2, the
なお、本一実施例に係るハイブリット車両は、燃費向上およびCO2削減を目的として、軽負荷領域および車両停止中はエンジンを自動停止させる構成となっている。 Note that the hybrid vehicle according to the present embodiment is configured to automatically stop the engine during the light load region and when the vehicle is stopped for the purpose of improving fuel consumption and reducing CO 2 .
また、ECU25は負圧センサ7からの負圧に基づいて、ブレーキブースタ5の圧力室内の負圧レベルが所定値以下であるか否かを判定する(S110)。ECU25は負圧センサ7からの負圧レベルが所定値以下であると判定したとき、電動負圧ポンプ11に駆動開始信号を送信する。駆動開始信号を受信した電動負圧ポンプ11は駆動を開始して、負圧配管9を介して負圧をブレーキブースタ5の圧力室に供給する(S120)。これにより、ポンピングブレーキのような連続的なブレーキ使用状態等においても、ブレーキブースタ5の圧力室内に十分な負圧を供給することができる。したがって、ブレーキシステム1をより確実に作動させることが可能となり、ブレーキシステム1の信頼性がより向上する。さらに、ブレーキ操作力の低減につながることから、ブレーキ操作性の向上につながる。なお、ブレーキブースタ5の圧力室内の負圧レベルが所定値以下となる場合として、例えばアイドル回転等のエンジン回転数が低い状態、負圧ポンプ33または負圧配管9に異常が生じている状態等が挙げられる。
Further, the
以上、ECU25は回転センサ35からの回転数が0である(駆動停止状態)と判定したとき、電動負圧ポンプ11を駆動させる。また、ECU25は負圧センサ7からの負圧レベルが所定値以下であると判定したとき、電動負圧ポンプ11を駆動させる。これにより、電動負圧ポンプ11の稼動率を低減することができ、電動負圧ポンプ11に対する負荷を軽減することができる。したがって、電動負圧ポンプ11の故障率を低減でき、信頼性の向上につながる。また、従来のブレーキシステムのように電動負圧ポンプ11を常時駆動させる場合と比較して、本一実施例に係るブレーキシステム1は電動負圧ポンプ11を常時駆動させる必要がないことから、作動耐久性の良い電動負圧ポンプを用いずとも、耐久性の仕様を満足させることができる。一般に作動耐久性の良い電動負圧ポンプは高価であることから、電動負圧ポンプ11のコスト低減が可能となり、車両製造コストの低減につながる。
As described above, when the
さらに、蓄電装置13の蓄電量の減少を抑制できることから、例えば当該ブレーキシステム1をハイブリット車両に搭載した場合に、ハイブリット車両の実走行距離を向上させることができる。
Furthermore, since the decrease in the amount of power stored in the
以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 As mentioned above, although the best mode for carrying out the present invention has been described using one embodiment, the present invention is not limited to such one embodiment, and within the scope not departing from the gist of the present invention, Various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiment.
例えば、上記一実施例において、トランスミッション19には負圧ポンプ33が連結され、負圧ポンプ33はトランスミッション19により駆動されているが、プロペラシャフト23に負圧ポンプ33が連結され、負圧ポンプ33はプロペラシャフト23により駆動されてもよい。また、負圧ポンプ33は遊星歯車機構17、ディファレンシャル装置27、またはクランクシャフトに連結され、負圧ポンプ33は遊星歯車機構17、ディファレンシャル装置27またはクランクシャフトにより駆動されてもよい。
For example, in the above embodiment, the
また、上記一実施例において、負圧ポンプ33および電動負圧ポンプ11とブレーキブースタ5との間に負圧タンクが設けられていてもよい。この場合、負圧ポンプ33および電動負圧ポンプ11より供給された負圧は、一度負圧タンク内に蓄積され、負圧タンクからブレーキブースタ5へ安定的に負圧が供給される。したがって、ブレーキシステム1の信頼性向上につながる。
In the above embodiment, a negative pressure tank may be provided between the
さらに上記一実施例の(S100)において、ECU25は回転センサ35からの回転数に基づいて、クランクシャフトの回転数が0である否かを判定しているが、ECU25車速センサ等の車速検出手段が接続され、この車速センサからの車速に基づいて、電動負圧ポンプ11の駆動を制御してもよい。具体的には、車速センサからの車速が0であるとき、ECU25は電動負圧ポンプ11を駆動させ、ブレーキブースタ5に負圧を供給してもよい。また、車速センサからの車速が所定値以下であるとき、ECU25は電動負圧ポンプ11を駆動させ、ブレーキブースタ5に負圧を供給してもよい。
Furthermore, in (S100) of the above embodiment, the
なお、上記一実施例において、ECU25は蓄電装置13のバッテリ13aに蓄電され蓄電量に基づいて、電動負圧ポンプ11を駆動させ、ブレーキブースタ5に負圧を供給してもよい。例えば、蓄電装置13は蓄電量と放電量とをモニタ管理するバッテリ制御部を有し、ECU25はバッテリ制御部からのバッテリ13aの蓄電量に基づいて、電動負圧ポンプ11を駆動させ、ブレーキブースタ5に負圧を供給してもよい。具体的には、ECU25はバッテリ13aの蓄電量が所定値以下であるときは、電動負圧ポンプ11に駆動開始信号を送信することなく、電動負圧ポンプ11を駆動させないようにしてもよい。なお、バッテリ制御部はバッテリ13aに設けられた電流センサからの充放電電流の積算値および電圧センサからの端子間電圧に基づいて、蓄電量(残容量)を算出している。
In the above embodiment, the
上記一実施例において、ECU25は(S100)および(S120)のみ処理をおこなってもよいし、(S110)および(S120)のみ処理を行ってもよい。
In the above embodiment, the
上記一実施例において、エンジン21により駆動される負圧ポンプ33により、ブレーキブースタ5に負圧を供給しているが、エンジン21の吸気管に生じる負圧をブレーキブースタ5に供給してもよい。具体的には、エンジン21の吸気管を負圧配管9および一方向弁9aを介して、ブレーキブースタ5に接続してもよい。この場合、エンジン21のスロットル開度を減少させれば、吸気管内の負圧レベルが高くなり、ブレーキブースタ5に供給される負圧は増加する。
In the above embodiment, negative pressure is supplied to the brake booster 5 by the
上記一実施例において、ECU25はエンジン21が駆動状態にあるか否かを、吸気管に取り付けられた空気流量計(エアフローセンサ)からの流量に基づいて、判断してもよい。具体的には、ECU25は空気流量計からの流量が所定値以上であるときに、エンジン21は駆動状態にあると判断してもよい。
In the above embodiment, the
上記一実施例において、本発明の一実施例に係るブレーキシステムはエンジン21と電動モータ(発電電動機)15とを併用して駆動されるハイブリッド車両に適用されているが、エンジン21のみによって駆動される車両、または所謂エコラン車両にも適用可能である。
In the above embodiment, the brake system according to an embodiment of the present invention is applied to a hybrid vehicle that is driven by using the
本発明は、車両用のブレーキシステムに利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。 The present invention can be used for a brake system for a vehicle. The appearance, weight, size, running performance, etc. of the vehicle to be mounted are not limited.
1 ブレーキシステム
3 ブレーキペダル
5 ブレーキブースタ
7 負圧センサ(負圧検出手段)
11 電動負圧ポンプ
19 トランスミッション
21 エンジン(内燃機関)
23 プロペラシャフト
25 ECU(制御手段)
33 負圧ポンプ
35 回転センサ(回転数検出手段)
DESCRIPTION OF
11 Electric
23
33 Negative pressure pump 35 Rotation sensor (Rotation speed detection means)
Claims (5)
前記ブレーキブースタに負圧を供給する電動負圧ポンプと、
前記電動負圧ポンプの駆動を制御する制御手段と、を備えるブレーキシステムであって、
前記制御手段は前記内燃機関が駆動停止状態にあるときに、前記電動負圧ポンプを駆動させて、前記ブレーキブースタに前記負圧を供給することを特徴とするブレーキシステム。 A negative pressure pump driven by an internal combustion engine to supply negative pressure to the brake booster;
An electric negative pressure pump for supplying negative pressure to the brake booster;
A brake system comprising: control means for controlling the drive of the electric negative pressure pump,
The control system drives the electric negative pressure pump to supply the negative pressure to the brake booster when the internal combustion engine is in a drive stop state.
前記ブレーキブースタの負圧レベルを検出する負圧検出手段を更に備え、
前記負圧検出手段からの前記負圧レベルが所定値以下のとき、前記制御手段は前記電動負圧ポンプが駆動して、前記ブレーキブースタに負圧を供給することを特徴とするブレーキシステム。 The brake system according to claim 1,
A negative pressure detecting means for detecting a negative pressure level of the brake booster;
When the negative pressure level from the negative pressure detecting means is below a predetermined value, the control means drives the electric negative pressure pump to supply negative pressure to the brake booster.
前記内燃機関の駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段を更に備え、
前記制御手段は前記回転数検出手段からの前記駆動軸の回転数が0のとき、前記内燃機関が前記駆動停止状態にあると判断することを特徴とするブレーキシステム。 The brake system according to claim 1 or 2,
A rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the drive shaft of the internal combustion engine;
The brake system according to claim 1, wherein the control means determines that the internal combustion engine is in the drive stop state when the rotational speed of the drive shaft from the rotational speed detection means is zero.
前記回転数検出手段からの前記駆動軸の回転数が0より大きいとき、前記負圧ポンプが駆動して、前記ブレーキブースタに前記負圧を供給することを特徴とするブレーキシステム。 The brake system according to claim 3, wherein
The brake system according to claim 1, wherein when the rotational speed of the drive shaft from the rotational speed detection means is greater than 0, the negative pressure pump is driven to supply the negative pressure to the brake booster.
内燃機関により駆動され、ブレーキブースタに負圧を供給する負圧ポンプと、
前記ブレーキブースタに負圧を供給する電動負圧ポンプと、
前記車速検出手段からの前記車速に基づいて、前記電動負圧ポンプが供給する前記負圧を制御する制御手段と、を備えるブレーキシステムであって、
前記制御手段は前記車速検出手段からの車速が0のとき、前記電動負圧ポンプが駆動して、前記ブレーキブースタに前記負圧を供給することを特徴とするブレーキシステム。 Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed;
A negative pressure pump driven by an internal combustion engine to supply negative pressure to the brake booster;
An electric negative pressure pump for supplying negative pressure to the brake booster;
Control means for controlling the negative pressure supplied by the electric negative pressure pump based on the vehicle speed from the vehicle speed detection means, and a brake system comprising:
When the vehicle speed from the vehicle speed detection means is 0, the control means drives the electric negative pressure pump to supply the negative pressure to the brake booster.
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