JP2010162914A - Vacuum pump control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車両のブレーキブースタで用いる負圧を生成するバキュームポンプの制御装置に関するものである。 The present invention relates to a vacuum pump control device that generates negative pressure used in a brake booster of a vehicle such as an automobile.
自動車用のブレーキ装置は、エンジンの吸気管負圧を利用して制動力を増幅するブレーキブースタを備えている。また、エンジンの吸気管負圧を得られない場合があるエンジン−電気ハイブリッド車両や、エンジンを搭載しない電気自動車の場合には、電動のバキュームポンプを用いて負圧を生成することが知られている。 BACKGROUND ART A brake device for an automobile includes a brake booster that amplifies a braking force using an intake pipe negative pressure of an engine. In addition, it is known that an engine-electric hybrid vehicle in which the intake pipe negative pressure of the engine cannot be obtained or an electric vehicle not equipped with an engine generates negative pressure using an electric vacuum pump. Yes.
上述したようなバキュームポンプは、通常ブレーキブースタの負圧チャンバの内圧に応じて作動及び停止が行われ、車両の走行中に間歇的に作動するようになっているが、何らかの原因により仮に連続運転が行われるとその寿命が著しく短くなる。
これに対し、例えば特許文献1には、負荷不使用時におけるバキュームポンプモータの駆動回数等が予め定められた設定値以上である場合には負圧のリークが生じていると判定してその旨を表示し、ユーザにバキュームポンプ及びそのモータの保護を促すバキュームポンプ制御装置が記載されている。
また、特許文献2には、負圧のリーク及び負圧センサの固着を判定するとともに、異常が生じた場合には電動負圧ポンプを不作動としてモータ等を保護する車両の負圧システムが記載されている。
The vacuum pump as described above is normally operated and stopped according to the internal pressure of the negative pressure chamber of the brake booster, and is intermittently operated while the vehicle is running. If this is performed, the lifetime is remarkably shortened.
On the other hand, for example, in Patent Document 1, when the number of times of driving the vacuum pump motor when the load is not used is equal to or greater than a predetermined set value, it is determined that a negative pressure leak has occurred and that is the reason. And a vacuum pump control device that prompts the user to protect the vacuum pump and its motor.
Patent Document 2 describes a negative pressure system for a vehicle that determines whether a negative pressure leak and a negative pressure sensor are stuck, and protects a motor and the like by disabling an electric negative pressure pump when an abnormality occurs. Has been.
特許文献2に記載されたように負圧センサに不具合が生じた際に、バキュームポンプを不作動とした場合、ブレーキブースタで用いる負圧が生成されなくなって倍力機能が損なわれ、ブレーキの効きが低下してしまう。
これに対し、例えば負圧センサの故障時にバキュームポンプを連続的に作動させたり、一定の周期でオンオフを断続的に繰り返すことが考えられるが、この場合にはドライバによるブレーキング操作がなく負圧が利用されないときでもバキュームポンプが作動するので、バキュームポンプの作動頻度が増大して寿命が短くなり、最悪の場合バキュームポンプの故障によってブレーキブースタの倍力機能が損なわれてしまう。また、バキュームポンプの作動頻度が増大することによって、消費電力も多くなってしまう。
本発明の課題は、バキュームポンプの作動頻度を低下させかつブレーキブースタによる倍力機能を確保したバキュームポンプ制御装置を提供することである。
As described in Patent Document 2, if a vacuum pump malfunctions when a malfunction occurs in the negative pressure sensor, the negative pressure used in the brake booster is not generated and the boosting function is impaired, and the braking effect is reduced. Will fall.
On the other hand, for example, it is conceivable that the vacuum pump is continuously operated when the negative pressure sensor breaks down, or the on / off is repeated intermittently at a constant cycle. Since the vacuum pump operates even when the engine is not used, the operating frequency of the vacuum pump is increased and the service life is shortened. In the worst case, the boost function of the brake booster is impaired due to failure of the vacuum pump. In addition, power consumption increases as the operating frequency of the vacuum pump increases.
The subject of this invention is providing the vacuum pump control apparatus which reduced the operating frequency of the vacuum pump and ensured the boosting function by a brake booster.
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項1の発明は、負圧式ブレーキブースタで用いられる負圧を生成するバキュームポンプを制御するバキュームポンプ制御装置であって、ドライバによる減速操作を検出する減速操作検出手段を備え、前記減速操作制御手段によって検出された前記減速操作の開始と終了との少なくとも一方に応じて、前記バキュームポンプを所定期間にわたって作動させその後停止させることを特徴とするバキュームポンプ制御装置である。
The present invention solves the above-described problems by the following means.
The invention of claim 1 is a vacuum pump control device for controlling a vacuum pump for generating a negative pressure used in a negative pressure type brake booster, comprising a deceleration operation detecting means for detecting a deceleration operation by a driver, wherein the deceleration operation control In accordance with at least one of the start and end of the deceleration operation detected by the means, the vacuum pump is operated for a predetermined period and then stopped.
請求項2の発明は、負圧式ブレーキブースタで用いられる負圧を生成するバキュームポンプを制御するバキュームポンプ制御装置であって、前記ブレーキブースタの負圧室内の負圧を検出する負圧センサと、前記負圧センサの異常を検出する異常検出手段と、ドライバによる減速操作を検出する減速操作検出手段とを備え、前記異常検出手段が前記負圧センサの異常を検出しない場合には前記負圧センサの出力に応じて前記バキュームポンプの作動及び停止を行う第1の制御を行い、前記異常検出手段が前記負圧センサの異常を検出した場合には前記減速操作制御手段によって検出された前記減速操作の開始と終了との少なくとも一方に応じて、前記バキュームポンプを所定期間にわたって作動させその後停止させる第2の制御を行うことを特徴とするバキュームポンプ制御装置である。 The invention of claim 2 is a vacuum pump control device that controls a vacuum pump that generates a negative pressure used in a negative pressure type brake booster, the negative pressure sensor detecting a negative pressure in a negative pressure chamber of the brake booster, An abnormality detection means for detecting an abnormality of the negative pressure sensor and a deceleration operation detection means for detecting a deceleration operation by a driver, and the negative pressure sensor when the abnormality detection means does not detect an abnormality of the negative pressure sensor In response to the output of the vacuum pump, the first control for operating and stopping the vacuum pump is performed, and the deceleration operation detected by the deceleration operation control means when the abnormality detection means detects an abnormality of the negative pressure sensor. Performing a second control for operating the vacuum pump for a predetermined period and then stopping the vacuum pump according to at least one of the start and end of A vacuum pump control apparatus according to symptoms.
請求項3の発明は、前記減速操作検出手段は、前記ドライバによるブレーキ装置の操作を検出することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のバキュームポンプ制御装置である。
The invention according to
本発明によれば、ドライバによる減速操作の開始と終了との少なくとも一方に応じて、バキュームポンプを所定期間にわたって作動させその後停止させることによって、負圧が消費されるブレーキングの開始時や終了時に負圧を生成し、負圧式ブレーキブースタによる倍力機能を確保できる。また、負圧が消費されない一定速走行時等にはバキュームポンプが作動しないので、モータの焼損等を防止してバキュームポンプの寿命を長くすることができる。また、バキュームポンプの作動頻度が低減されて消費電力が低減されることによって、電動車両等の場合には走行用の電力を温存して航続距離を伸ばすことができ、エンジン付き車両の場合には発電負荷を軽減させて燃料消費率を改善することができる。 According to the present invention, the vacuum pump is operated for a predetermined period in accordance with at least one of the start and end of the deceleration operation by the driver and then stopped, so that at the start or end of braking where negative pressure is consumed. A negative pressure is generated, and a boosting function can be secured by a negative pressure type brake booster. In addition, since the vacuum pump does not operate when traveling at a constant speed where no negative pressure is consumed, the motor can be prevented from burning and the life of the vacuum pump can be extended. In addition, by reducing the operating frequency of the vacuum pump and reducing the power consumption, in the case of an electric vehicle etc., it is possible to preserve the electric power for traveling and extend the cruising distance, and in the case of a vehicle with an engine It is possible to reduce the power generation load and improve the fuel consumption rate.
本発明は、バキュームポンプの作動頻度を低下させかつブレーキブースタによる倍力機能を確保したバキュームポンプ制御装置を提供する課題を、ブレーキランプスイッチの状態がオンとオフとの間で遷移した後、所定時間にわたってバキュームポンプを作動させ、その後停止することによって解決した。 The present invention provides a vacuum pump control device that reduces the frequency of operation of a vacuum pump and secures a boosting function by a brake booster. After the state of a brake lamp switch transitions between on and off, a predetermined The problem was solved by turning on the vacuum pump over time and then shutting it down.
以下、本発明を適用したバキュームポンプ制御装置の実施例について説明する。
図1は、実施例のバキュームポンプ制御装置を有する自動車用のブレーキ装置の構成を示す図である。なお、図1において、機械的な力の流れを実線矢印で示し、バキュームポンプ駆動用電力の流れを点線矢印で示し、各種信号の流れを一点鎖線矢印で示している。
ブレーキ装置1は、例えば、負圧発生源としてのエンジンを持たない電気自動車や、エンジンを停止した状態で走行する電気自動車走行モードを有するエンジン−電気ハイブリッド自動車等の乗用車に設けられる。
Embodiments of a vacuum pump control apparatus to which the present invention is applied will be described below.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an automobile brake device including a vacuum pump control device according to an embodiment. In FIG. 1, the flow of mechanical force is indicated by solid arrows, the flow of vacuum pump driving power is indicated by dotted arrows, and the flow of various signals is indicated by dashed-dotted arrows.
The brake device 1 is provided in a passenger vehicle such as an electric vehicle that does not have an engine as a negative pressure generation source and an engine-electric hybrid vehicle that has an electric vehicle traveling mode in which the engine is stopped.
ブレーキ装置1は、ブレーキペダル2、ブレーキランプスイッチ(BLS)3、ブレーキブースタ4、負圧センサ5、マスタシリンダ6、バキュームポンプ7、バッテリ8、リレー9、コントローラ10等を備えて構成されている。
The brake device 1 includes a brake pedal 2, a brake lamp switch (BLS) 3, a brake booster 4, a
ブレーキペダル2は、ドライバが足で踏み込むことによってブレーキング操作を行う操作入力部である。
BLS3は、ブレーキペダル2に組み込まれ、ドライバがブレーキペダル2を踏み込んだときにオンになり、ドライバがブレーキペダル2を放した場合にはオフとなるスイッチである。BLS3の出力は、図示しないブレーキランプリレー、及び、コントローラ10に入力される。BLS3は、ドライバによるブレーキング操作を検出する本発明にいう減速操作検出手段として機能する。
The brake pedal 2 is an operation input unit that performs a braking operation when the driver steps on the foot.
BLS3 is a switch that is incorporated in the brake pedal 2 and is turned on when the driver depresses the brake pedal 2, and is turned off when the driver releases the brake pedal 2. The output of BLS3 is input to a brake lamp relay (not shown) and the
ブレーキブースタ4は、バキュームポンプ7が生成する負圧を利用してブレーキペダル2からの入力にアシスト力を付加し、その合力をマスタシリンダ6に伝達する真空倍力装置である。
負圧センサ5は、ブレーキブースタ4の負圧チャンバ内の圧力に応じた出力信号をコントローラ10に伝達する。
マスタシリンダ6は、ブレーキブースタ4からの入力に応じて、液圧式サービスブレーキのブレーキフルードを加圧し、各車輪のブレーキキャリパに設けられたホイールシリンダにブレーキパッド等の摩擦材の押圧を行わせて制動力を発生させる。
The brake booster 4 is a vacuum booster that applies assist force to the input from the brake pedal 2 using the negative pressure generated by the
The
The master cylinder 6 pressurizes the brake fluid of the hydraulic service brake in response to the input from the brake booster 4 and causes the wheel cylinders provided in the brake calipers of the wheels to press the friction material such as brake pads. Generate braking force.
バキュームポンプ7は、ブレーキブースタ4で用いられる負圧を生成する電動のポンプである。
バッテリ8は、例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の2次電池であって、車両外に設けられる充電用施設や、車両に搭載されたジェネレータによって充電されるとともに、車両の走行用電力及びバキュームポンプ7の駆動用電力等を供給するものである。
リレー9は、バッテリ8からバキュームポンプ7へ電力を供給する配線に設けられ、コントローラ10からの制御電流に応じて通電又は遮断を切り換えるものである。
The
The
The relay 9 is provided in a wiring for supplying electric power from the
コントローラ10は、BLS3及び負圧センサ5等からの入力に基づいて、リレー9を介してバキュームポンプ7の作動、停止を制御するものである。コントローラ10は、例えば、RAM、ROM等の記憶手段、CPU等の情報処理手段、及び、入出力インターフェイス等を備えて構成されている。
また、コントローラ10は、負圧センサ5の故障、断線等の異常を検出する異常検出手段としても機能する。負圧センサ5の異常は、その出力値の異常に基づいて診断され、例えば、出力電圧値が一定の電圧値に固着していた場合等に異常であると判定する。
The
The
コントローラ10は、負圧センサ5の異常が検出されない場合には、負圧センサ5が検出する負圧に基づいたバキュームポンプ7の通常制御(第1の制御)を行う。具体的には、負圧センサ5の検出値が所定のバキュームポンプ作動閾値よりも高圧となった(大気圧に近づいた)場合にバキュームポンプ7を作動させ、その後負圧センサ5の検出値が所定のバキュームポンプ停止閾値よりも低圧となった場合にバキュームポンプ7を停止する。
When the abnormality of the
また、コントローラ10は、負圧センサ5の異常が検出された場合には、以下説明するフェイルセーフ制御(第2の制御)を行う。
図2は、フェイルセーフ制御を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
Further, when an abnormality of the
FIG. 2 is a flowchart showing fail-safe control.
Hereinafter, the steps will be described step by step.
<ステップS01:BLS判断>
コントローラ10は、BLS3がオンであるか否かを判断し、オンである場合はステップS02に進み、BLS3がオフである場合はステップS07に進む。
<Step S01: BLS determination>
The
<ステップS02:カウンタ2=8sec>
コントローラ10は、BLS3がオンからオフに遷移した後のバキュームポンプ7の作動時間を管理するタイマであるカウンタ2のカウンタ値を8secにセットする。
その後、ステップS03に進む。
<Step S02: Counter 2 = 8 sec>
The
Thereafter, the process proceeds to step S03.
<ステップS03:カウンタ1判断>
コントローラ10は、BLS3がオフからオンに遷移した後のバキュームポンプ7の作動時間を管理するタイマであるカウンタ1のカウンタ値がゼロを超えているか否かを判断する。そして、カウンタ1のカウンタ値がゼロ超である場合はステップS04に進み、ゼロである場合はステップS06に進む。
<Step S03: Counter 1 judgment>
The
<ステップS04:カウンタ1ディクリメント>
コントローラ10は、カウンタ1のカウンタ値を所定の値だけ減少させる。
その後、ステップS05に進む。
<Step S04: Counter 1 decrement>
The
Thereafter, the process proceeds to step S05.
<ステップS05:バキュームポンプオン>
コントローラ10は、リレー9を制御してバキュームポンプ7への通電を行わせ、バキュームポンプ7を作動させる。
その後、リターンし、ステップS01に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。
<Step S05: Vacuum pump on>
The
Thereafter, the process returns, the process returns to step S01, and the subsequent processing is repeated.
<ステップS06:バキュームポンプオフ>
コントローラ10は、リレー9を制御してバキュームポンプ7への通電を遮断し、バキュームポンプ7を停止させる。
その後、リターンし、ステップS01に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。
<Step S06: Vacuum pump off>
The
Thereafter, the process returns, the process returns to step S01, and the subsequent processing is repeated.
<ステップS07:カウンタ1=8sec>
コントローラ10は、上述したカウンタ1のカウンタ値を8secにセットする。
その後、ステップS08に進む。
<Step S07: Counter 1 = 8 sec>
The
Thereafter, the process proceeds to step S08.
<ステップS08:カウンタ2判断>
コントローラ10は、上述したカウンタ2のカウンタ値がゼロを超えているか否かを判断する。そして、カウンタ2のカウンタ値がゼロ超である場合はステップS09に進み、ゼロである場合はステップS11に進む。
<Step S08: Determination of Counter 2>
The
<ステップS09:カウンタ2ディクリメント>
コントローラ10は、カウンタ2のカウンタ値を所定の値だけ減少させる。
その後、ステップS10に進む。
<Step S09: Counter 2 decrement>
The
Then, it progresses to step S10.
<ステップS10:バキュームポンプオン>
コントローラ10は、リレー9を制御してバキュームポンプ7への通電を行わせ、バキュームポンプ7を作動させる。
その後、リターンし、ステップS01に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。
<Step S10: Vacuum pump on>
The
Thereafter, the process returns, the process returns to step S01, and the subsequent processing is repeated.
<ステップS11:バキュームポンプオフ>
コントローラ10は、リレー9を制御してバキュームポンプ7への通電を遮断し、バキュームポンプ7を停止させる。
その後、リターンし、ステップS01に戻ってそれ以降の処理を繰り返す。
<Step S11: Vacuum pump off>
The
Thereafter, the process returns, the process returns to step S01, and the subsequent processing is repeated.
図3は、上述したフェイルセーフ制御を行う場合におけるバキュームポンプの作動を示すタイミングチャートである。
図3に示すように、バキュームポンプ7は、BLS3がオンからオフに遷移した直後から8秒間作動して停止し、また、BLS3がオフからオンに遷移した直後から8秒間作動して停止する。
なお、バキュームポンプ7の作動時間(実施例では8秒間)は、例えば、ブレーキブースタ4の負圧室がほぼ大気圧の状態から、必要な制動アシスト力が得られる圧力(負圧)までバキュームポンプ7が真空吸引をするのに必要な時間を考慮して設定される。
FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the vacuum pump when the above-described fail-safe control is performed.
As shown in FIG. 3, the
The operating time of the vacuum pump 7 (8 seconds in the embodiment) is, for example, from a state where the negative pressure chamber of the brake booster 4 is almost atmospheric pressure to a pressure (negative pressure) at which a necessary braking assist force can be obtained. 7 is set in consideration of the time required for vacuum suction.
以上説明した実施例によれば、ブレーキペダル2が操作され、BLS3の状態がオンとオフとの間で遷移した後、例えば8秒間にわたってバキュームポンプ7を作動させその後停止することによって、負圧が消費されるブレーキングの開始時や終了時に負圧を生成し、ブレーキブースタ4による倍力機能を確保できる。また、負圧が消費されない一定速走行時等にはバキュームポンプ7が駆動されないので、バキュームポンプ7の寿命を長くすることができる。
また、バキュームポンプ7の作動頻度を低減することによって、消費電力を低減して車両の航続距離を伸ばすことができる。
According to the embodiment described above, after the brake pedal 2 is operated and the state of the
Further, by reducing the operation frequency of the
(変形例)
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)実施例では、ドライバによる制動操作の開始時及び終了時の両方でバキュームポンプを作動させているが、本発明はこれに限らず、制動操作の開始時又は終了時のいずれか一方でのみバキュームポンプを作動させてもよい。また、バキュームポンプを作動させる時間も特に限定されない。
(2)実施例では、ドライバの制動操作をブレーキランプスイッチのオンオフに基づいて検出しているが、制動操作を検出する方法はこれに限定されない。例えば、ブレーキフルードの圧力やブレーキペダルのストロークに基づいてブレーキ操作を検出してもよい。また、アクセルペダルの全閉操作や、車速センサによって検出される車速の変化、車体に作用する前後加速度等に基づいてドライバの減速操作を検出してもよい。
(3)実施例では、負圧センサの異常を出力値の固着に基づいて検出しているが、負圧センサの異常を検出する手法は特に限定されない。例えば、複数の負圧センサを設けて、その出力値の差に基づいて異常を検出してもよい。
(4)実施例では車両は例えば電気自動車やエンジン−電気ハイブリッド車両であったが、搭載対象となる車両はこれに限らず、例えばスロットルバルブではなく吸気バルブで出力調整を行うガソリンエンジンや、燃料噴射量で出力調整を行うディーゼルエンジンのように吸気管負圧を得にくいエンジンを搭載した車両であってもよい。
(Modification)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the technical scope of the present invention.
(1) In the embodiment, the vacuum pump is operated both at the start and at the end of the braking operation by the driver. However, the present invention is not limited to this, either at the start or at the end of the braking operation. Only the vacuum pump may be activated. Further, the time for operating the vacuum pump is not particularly limited.
(2) In the embodiment, the driver's braking operation is detected based on on / off of the brake lamp switch, but the method of detecting the braking operation is not limited to this. For example, the brake operation may be detected based on the pressure of the brake fluid or the stroke of the brake pedal. Further, the driver's deceleration operation may be detected based on a full closing operation of the accelerator pedal, a change in the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor, a longitudinal acceleration acting on the vehicle body, or the like.
(3) In the embodiment, the abnormality of the negative pressure sensor is detected based on the fixed output value, but the method for detecting the abnormality of the negative pressure sensor is not particularly limited. For example, a plurality of negative pressure sensors may be provided, and an abnormality may be detected based on the difference between the output values.
(4) In the embodiment, the vehicle is, for example, an electric vehicle or an engine-electric hybrid vehicle. However, the vehicle to be mounted is not limited to this. The vehicle may be equipped with an engine in which intake pipe negative pressure is difficult to obtain, such as a diesel engine that adjusts the output by the injection amount.
1 ブレーキ装置 2 ブレーキペダル
3 ブレーキランプスイッチ 4 ブレーキブースタ
5 負圧センサ 6 マスタシリンダ
7 バキュームポンプ 8 バッテリ
9 リレー 10 コントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Brake device 2
Claims (3)
ドライバによる減速操作を検出する減速操作検出手段を備え、
前記減速操作制御手段によって検出された前記減速操作の開始と終了との少なくとも一方に応じて、前記バキュームポンプを所定期間にわたって作動させその後停止させること
を特徴とするバキュームポンプ制御装置。 A vacuum pump control device that controls a vacuum pump that generates negative pressure used in a negative pressure brake booster,
A deceleration operation detecting means for detecting a deceleration operation by the driver is provided.
The vacuum pump control device, wherein the vacuum pump is operated for a predetermined period and then stopped according to at least one of the start and end of the deceleration operation detected by the deceleration operation control means.
前記ブレーキブースタの負圧室内の負圧を検出する負圧センサと、
前記負圧センサの異常を検出する異常検出手段と、
ドライバによる減速操作を検出する減速操作検出手段とを備え、
前記異常検出手段が前記負圧センサの異常を検出しない場合には前記負圧センサの出力に応じて前記バキュームポンプの作動及び停止を行う第1の制御を行い、前記異常検出手段が前記負圧センサの異常を検出した場合には前記減速操作制御手段によって検出された前記減速操作の開始と終了との少なくとも一方に応じて、前記バキュームポンプを所定期間にわたって作動させその後停止させる第2の制御を行うこと
を特徴とするバキュームポンプ制御装置。 A vacuum pump control device that controls a vacuum pump that generates negative pressure used in a negative pressure brake booster,
A negative pressure sensor for detecting negative pressure in the negative pressure chamber of the brake booster;
An abnormality detecting means for detecting an abnormality of the negative pressure sensor;
A deceleration operation detecting means for detecting a deceleration operation by a driver,
When the abnormality detection means does not detect an abnormality of the negative pressure sensor, a first control is performed to operate and stop the vacuum pump according to the output of the negative pressure sensor, and the abnormality detection means When a sensor abnormality is detected, a second control for operating the vacuum pump for a predetermined period and then stopping it according to at least one of the start and end of the deceleration operation detected by the deceleration operation control means. A vacuum pump control device characterized in that:
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載のバキュームポンプ制御装置。 The vacuum pump control device according to claim 1, wherein the deceleration operation detection unit detects an operation of the brake device by the driver.
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