JP2012254788A - Equivalent circuit to start electric vacuum pump at failure of controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車におけるブレーキ増幅装置に使用される等価回路に係り、特に制御器の故障時に電気式真空ポンプを始動するための等価回路に関する。 The present invention relates to an equivalent circuit used for a brake amplifying apparatus in an automobile, and more particularly to an equivalent circuit for starting an electric vacuum pump when a controller fails.
現在の自動車では、運転手は制動時にブレーキブースタによって支援される。ブレーキブースタによって、自動車を制動するために不可欠な操作力が低減される。このためにブレーキブースタによって提供される補助力は、一般に自動車で使用される負圧式ブレーキブースタではブレーキブースタ内に形成された負圧と大気圧との間の差圧により生成される。 In current cars, the driver is assisted by a brake booster during braking. The brake booster reduces the operating force essential for braking the vehicle. For this purpose, the auxiliary force provided by the brake booster is generated by a differential pressure between the negative pressure formed in the brake booster and the atmospheric pressure in a negative pressure brake booster generally used in an automobile.
ブレーキブースタを配置した場合にもブレーキペダルは従来の増幅器のないブレーキシステムの場合と同様にブレーキマスタシリンダに直接に作用し、マスタブレーキシリンダは、ブレーキ力を伝達するために使用されるブレーキ液をブレーキと連通する管路システム内に圧送する。ブレーキブースタによって、圧送圧力はシリンダ内のダイアフラムを介して支援され、ブレーキブースタの停止位置で、すなわち、ブレーキが操作されていない場合にダイアフラムの両側に負圧が印加されている。ブレーキペダルの操作により、弁を介して、ペダルに向いた側でダイアフラムに大気圧が印加され、これにより、調節された差圧に基づいて、ペダルに加えられたブレーキ力を同じ作用方向に支援する力が生じる。 Even when a brake booster is installed, the brake pedal acts directly on the brake master cylinder as in the case of a brake system without a conventional amplifier, and the master brake cylinder supplies the brake fluid used to transmit the brake force. Pumps into a pipeline system that communicates with the brake. The brake booster supports the pumping pressure via a diaphragm in the cylinder, and a negative pressure is applied to the stop position of the brake booster, that is, to both sides of the diaphragm when the brake is not operated. When the brake pedal is operated, atmospheric pressure is applied to the diaphragm via the valve on the side facing the pedal, thereby assisting the brake force applied to the pedal in the same direction of action based on the adjusted differential pressure. Force to do.
この場合、ブレーキブースタ内で不可欠な負圧を様々な形式で生成することができる。吸入管路に絞り弁を有する内燃機関では、周辺圧力に対して低減された圧力が絞り弁の後方で生成され、この圧力をブレーキブースタ内に案内することができる。もちろん、この負圧は、エンジンの部分負荷領域にのみ配置されている。絞り弁が完全に開かれている全負荷時には、ブレーキブースタに案内することができる負圧は生じない。 In this case, the negative pressure indispensable in the brake booster can be generated in various forms. In an internal combustion engine having a throttle valve in the suction line, a reduced pressure relative to the ambient pressure is generated behind the throttle valve and this pressure can be guided into the brake booster. Of course, this negative pressure is arranged only in the partial load region of the engine. At full load when the throttle valve is fully open, there is no negative pressure that can be guided to the brake booster.
例えば、ディーゼルエンジンまたはガソリン直接噴射を行う現在のガソリンエンジンの場合のように絞り弁のない内燃機関では、負圧式ブレーキブースタを作動するために不可欠な負圧を他の方法で生成する必要がある。負圧の生成は、例えば機械式真空ポンプ(MVP)または電気式真空ポンプ(EVP)によって行うことができる。一般に、より簡単な構成およびより良好な調整可能性を備えていることにより、現在の車両で不可欠な負圧を生成するためにはEVPが使用される。さらに、EVPは、内燃機関の作動状態とは無関係に真空を生成できるという利点を有する。これは、スタートー・ストップ機能を有する車両、ハイブリッド車両または電動車両においては特に重要である。 For example, in an internal combustion engine without a throttle valve, as in the case of a diesel engine or a current gasoline engine with direct gasoline injection, the negative pressure necessary to operate the negative pressure brake booster must be generated in other ways. . The generation of the negative pressure can be performed by, for example, a mechanical vacuum pump (MVP) or an electric vacuum pump (EVP). In general, EVP is used to generate the negative pressure that is essential in current vehicles by providing a simpler configuration and better adjustability. Furthermore, EVP has the advantage that a vacuum can be generated regardless of the operating state of the internal combustion engine. This is particularly important in a vehicle having a start-stop function, a hybrid vehicle, or an electric vehicle.
ポンプの制御および調整は制御器により行われる。このようなEVPの制御部は、現在では一般に車両に組み込まれているエレクトロニック・スタビリティ・プログラム(ESP)を収容する制御器に様々な形で組み込まれている。ESPは、アンチ・ロックブレーキシステムおよびスリップ制御機構を介して、車両の個々のホイールへの駆動力およびブレーキ力の分配に影響を及ぼす。 The pump is controlled and adjusted by a controller. Such an EVP control unit is incorporated in various forms in a controller that accommodates an electronic stability program (ESP) that is currently generally incorporated in a vehicle. ESP affects the distribution of driving and braking forces to the individual wheels of the vehicle through anti-lock braking systems and slip control mechanisms.
制御器のエラーにより真空ポンプをもはや駆動することができない場合にはブレーキブースタを作動するための負圧が提供されていないので、運転手はブレーキブースタの支援なしに車両を制動しなければならない。このような場合にもブレーキ装置が減速作用に関して法規を充たすことが構造的に保障されている必要がある。しかしながら、減速に関して法規が充たされたとしても、真空が供給されないことより生じるブレーキ装置の操作力は運転手にとって少なくとも不快なものとして感じられ、苛立たしい場合さえもある。 If the vacuum pump can no longer be driven due to a controller error, the driver must brake the vehicle without assistance from the brake booster because no negative pressure is provided to operate the brake booster. Even in such a case, it is necessary to ensure that the brake device satisfies the laws and regulations concerning the deceleration action. However, even if the regulations regarding deceleration are met, the operating force of the braking device resulting from the lack of vacuum is felt at least uncomfortable and even frustrating for the driver.
本発明によれば、ブレーキブースタ装置で電気式真空ポンプを始動するための等価回路が提案され、この等価回路は、ブレーキ操作を表す信号を供給するための第1信号入力部と、例えばESP制御器など電気式真空ポンプの一次制御装置の基準信号を供給するための第2信号入力部と、電気式真空ポンプを制御するための信号出力部とを備え、第1信号入力部と信号出力部とは、第1信号入力部にブレーキ操作を表す信号が入力された場合に電気式真空ポンプを始動する信号が信号出力部で出力されるように相互接続されており、第2信号入力部は、ESP制御器の作動が可能であることを表す基準信号が第2信号入力部に印加されている場合には電気式真空ポンプを始動する信号の出力が信号出力部で抑制されるように信号出力部に接続されている。 According to the present invention, an equivalent circuit for starting an electric vacuum pump with a brake booster device is proposed, the equivalent circuit comprising a first signal input for supplying a signal representing a brake operation, for example an ESP control. A second signal input unit for supplying a reference signal for a primary control device of an electric vacuum pump such as a vacuum vessel, and a signal output unit for controlling the electric vacuum pump, the first signal input unit and the signal output unit Is interconnected so that a signal for starting an electric vacuum pump is output at the signal output unit when a signal representing a brake operation is input to the first signal input unit, and the second signal input unit is When the reference signal indicating that the ESP controller can be operated is applied to the second signal input unit, the signal output unit suppresses the output of the signal for starting the electric vacuum pump. Connect to output It has been.
本発明による等価回路により、EVPの一次制御装置としてのESP制御器が故障または停止した場合にもブレーキ増幅を保持するために十分な真空の供給が確保されている。 The equivalent circuit according to the present invention ensures a sufficient vacuum supply to maintain the brake amplification even when the ESP controller as the EVP primary controller fails or stops.
本発明による等価回路は、ブレーキが操作されたか否かを評価する。このために、例えばブレーキライトスイッチの情報を考慮することができる。代替的および/または付加的に、ブレーキ操作を検出するためにブレーキライト、ブレーキ圧センサ、力センサ、力スイッチ、ペダル距離センサおよび/またはペダル角度センサの情報を考慮することができる。ブレーキ操作が検出された場合、EVPを制御するための制御信号が生成される。ブレーキ操作の評価と並んで、等価回路はEVPの一次制御装置の作動状態もしくは作動可能性に関する情報を基準信号の形式で受け取る。一次制御装置の作動が可能であり、EVPのエラーがない制御が基準信号にしたがって一次制御装置により確保された場合、等価回路によって生成された制御信号のEVPへの出力が抑制される。基準信号がなく、したがって一次制御装置の作動が可能ではないと仮定される場合、等価回路によって生成された制御信号がEVPに出力され、ブレーキブースタへの十分な真空の供給が確保される。 The equivalent circuit according to the invention evaluates whether the brake has been operated. For this purpose, for example, information on the brake light switch can be taken into account. Alternatively and / or additionally, information on brake lights, brake pressure sensors, force sensors, force switches, pedal distance sensors and / or pedal angle sensors can be taken into account for detecting brake operation. When a brake operation is detected, a control signal for controlling the EVP is generated. Along with the evaluation of the brake operation, the equivalent circuit receives information on the operating state or availability of the primary controller of the EVP in the form of a reference signal. When the primary control device is operable and control without an EVP error is ensured by the primary control device according to the reference signal, the output of the control signal generated by the equivalent circuit to the EVP is suppressed. If there is no reference signal, and therefore it is assumed that the primary controller cannot be operated, the control signal generated by the equivalent circuit is output to the EVP, ensuring a sufficient vacuum supply to the brake booster.
本発明の一構成では、等価回路は、一次制御装置(140)とは別個の電流供給部を備える。これにより、作動確実性がさらに高まる。この場合、有利には、別個の電流供給部は、自動車のシステム始動時にこの別個の電流供給部の使用可能性が、大きいタイムラグなしに確保されるように設計されている。 In one configuration of the invention, the equivalent circuit includes a current supply separate from the primary controller (140). This further increases the operational reliability. In this case, the separate current supply is advantageously designed in such a way that the availability of this separate current supply is ensured without a large time lag when the vehicle system is started.
本発明の別の構成によれば、別個の電流供給部は、信号出力部を介した真空ポンプへの信号の出力時に、作動に不可欠な電圧を真空ポンプにも供給するように設計されている。これにより、システムのさらなる冗長性が得られる。 According to another configuration of the invention, the separate current supply is designed to also supply the vacuum pump with the voltage essential for operation when a signal is output to the vacuum pump via the signal output. . This provides additional system redundancy.
本発明の別の構成によれば、等価回路は監視回路を備え、この監視回路により、等価回路の作動可能性を監視することができ、エラー発生時にはエラー信号を出力することができる。これにより、機能不良を早期に突き止め、作動確実性を保障することができる。 According to another configuration of the present invention, the equivalent circuit includes a monitoring circuit, and the monitoring circuit can monitor the operability of the equivalent circuit and can output an error signal when an error occurs. As a result, malfunction can be ascertained early and operational reliability can be ensured.
本発明による等価回路の一構成では、等価回路は遅延モジュールを備え、この遅延モジュールによって電気式真空ポンプを始動する信号を、ブレーキ操作を表す信号の入力後に規定可能な遅延t1をもって信号出力部で出力することができる。これにより、有利には信号の質による不都合な影響を防止することができる。別の一構成では、遅延モジュールによって、時間t2だけブレーキ操作を表す信号の印加時間を超えて、電気式真空ポンプを始動する信号を信号出力部で出力することができる。これにより、ブレーキ解除時にブレーキブースタで生じる真空損失を補償することができる。 In one configuration of the equivalent circuit according to the present invention, the equivalent circuit includes a delay module, and a signal for starting the electric vacuum pump by the delay module is sent to the signal output unit with a delay t1 that can be defined after the signal representing the brake operation is input. Can be output. This advantageously prevents adverse effects due to signal quality. In another configuration, the signal output unit can output a signal for starting the electric vacuum pump by the delay module exceeding the application time of the signal representing the brake operation by the time t2. As a result, it is possible to compensate for the vacuum loss that occurs in the brake booster when the brake is released.
さらに本発明は、ブレーキブースタシステムの一次制御装置による電気式真空ポンプの制御時に機能不良を補償するための方法であって、次の方法ステップ:
ブレーキ操作を表す信号を等価回路に供給するステップと、
一次制御装置の作動可能性を表す基準信号を等価回路に供給するステップと、
電気式真空ポンプを始動する信号を生成するステップと
を含む方法において、
一次制御装置の作動可能性を表す信号が等価回路の信号入力部に印加されている場合には、等価回路の信号出力部で、電気式真空ポンプを始動する信号の出力を抑制することを特徴とする方法に関する。
Furthermore, the present invention is a method for compensating for malfunctions when controlling an electric vacuum pump by a primary controller of a brake booster system, comprising the following method steps:
Supplying a signal representing a brake operation to an equivalent circuit;
Providing a reference signal representative of the operability of the primary controller to the equivalent circuit;
Generating a signal for starting an electric vacuum pump;
When a signal indicating the operability of the primary control device is applied to the signal input section of the equivalent circuit, the signal output section of the equivalent circuit suppresses the output of a signal for starting the electric vacuum pump. It relates to the method.
本発明による方法の一構成では、電気式真空ポンプを始動する信号の生成および/または等価回路の信号出力部における出力は、ブレーキ操作を表す信号が時間t1だけ印加されている場合に遅延される。これにより、信号の質に起因する不都合な影響を回避することができる。 In one configuration of the method according to the invention, the generation of the signal for starting the electric vacuum pump and / or the output at the signal output of the equivalent circuit is delayed when a signal representing the brake operation is applied for a time t1. . This avoids adverse effects due to signal quality.
本発明による方法の別の構成では、電気式真空ポンプを始動する信号の生成および/または等価回路の信号出力部における出力は、ブレーキ操作を表す信号が時間t2だけブレーキ操作を表す信号の印加時間を超えて印加された場合に信号出力部で出力される。これにより、ブレーキの解除によってブレーキブースタに起こり得る真空損失を補償することができる。 In another configuration of the method according to the invention, the generation of the signal for starting the electric vacuum pump and / or the output at the signal output part of the equivalent circuit is the application time of the signal representing the brake operation for a time t2 representing the brake operation Is applied at a signal output unit. Thereby, it is possible to compensate for the vacuum loss that may occur in the brake booster due to the release of the brake.
本発明による方法の別の構成では、一次制御装置の作動準備を示す基準信号が等価回路に印加されていない場合には、電気式真空ポンプを始動する信号が等価回路の信号出力部でブレーキ操作を表す信号の有無とは無関係にパルス状に出力される。これにより、一次制御装置が故障した場合にもブレーキブースタへの連続的な真空供給を確保することができ、ブレーキ操作を確実に監視することができ、このことは、システムのさらなる冗長性ひいては故障に対する安全性に貢献する。 In another configuration of the method according to the invention, a signal for starting the electric vacuum pump is applied to the brake output at the signal output of the equivalent circuit when a reference signal indicating preparation of the primary control device is not applied to the equivalent circuit. Is output in the form of pulses regardless of the presence or absence of a signal representing. This ensures a continuous vacuum supply to the brake booster in the event of a failure of the primary controller and ensures that the brake operation can be monitored, which means that further redundancy of the system and thus failure Contributes to safety against
次に本発明を図面に基づきさらに説明する。 Next, the present invention will be further described with reference to the drawings.
図1は、一次制御装置140が作動可能な場合の本発明による等価回路100の作動概略図を示す。ブレーキブースタ装置300で電気式真空ポンプ200を始動するための等価回路100は、ブレーキ操作を表す信号111を供給するための第1信号入力部110と、電気式真空ポンプ200の一次制御装置140の基準信号121を供給するための第2信号入力部120とを備える。この場合、例えばESP制御器が一次制御装置140としての役割を果たすことができる。さらに等価回路は、電気式真空ポンプ200を制御するための信号出力部130を備える。第1信号入力部110と信号出力部130とは相互に接続されており、ブレーキ操作を表す信号111が第1信号入力部110に入力された場合には電気式真空ポンプ200を始動する信号131が信号出力部130で出力される。第2信号入力部120は信号出力部130に接続されており、一次制御装置140が作動可能であることを表す基準信号121が第2信号入力部120に印加されている場合には、信号出力部130において電気式真空ポンプ200を始動する信号131の出力が抑制される。電気式真空ポンプ200の始動は、作動可能な一次制御装置140によって得られる。さらに等価回路100では、信号131の出力を信号111の入力に対して遅延して行うことができる遅延モジュールが配置されている。
FIG. 1 shows a schematic diagram of the operation of the
図2は、一次制御装置140が故障した場合の本発明による等価回路の作動概略図を示す。一次制御装置140に故障が生じ、これにより、一次制御装置140の作動が可能でない場合、電気式真空ポンプ200を一次制御装置140によって始動することができない。一次制御装置140の作動が可能ではないので信号入力部120には基準信号121が印加されていない。電気式真空ポンプ200を始動するためにブレーキ操作を表す信号111が信号入力部110に印加されているので、等価回路によって生成される制御信号131の出力は抑制されずに信号出力部130を介して電気式真空ポンプ200に出力される。これにより、一次制御装置140の作動が可能ではない場合にもブレーキ操作時には電気式真空ポンプ200が始動され、ブレーキブースタ装置300への十分な真空供給が確保される。
FIG. 2 shows a schematic diagram of the operation of the equivalent circuit according to the invention when the
図3は、真空ポンプへの制御信号の出力遅延を示す。遅延モジュール150は、電気式真空ポンプを始動する信号131の出力を、信号入力部110における信号111の入力に対してt1だけ遅延する。これにより、信号111の質に起因して生じる可能性のある不都合な影響を防止することができる。さらに遅延モジュール150によって、信号131の出力を信号111の印加よりもt2だけ遅延させて行うことができ、これにより、電気式真空ポンプによりブレーキ操作時間を超えても真空が生成され、ブレーキ解除により生じるブレーキブースタにおける真空損失を補償することができる。さらに遅延モジュール150は電気式真空ポンプを始動する信号131をパルス状に出力することができる。このために信号131は時間t3にわたって出力され、時間t4にわたって出力が抑制される。このように電気式真空ポンプを始動する信号131がパルス状に出力されることにより、ブレーキの継続操作時に、真空ポンプが継続的に作動し、これに伴い真空ポンプが熱により過剰に負荷されることが防止される。
FIG. 3 shows the output delay of the control signal to the vacuum pump. The
100 等価回路
110 第1信号入力部
111 信号
120 第2信号入力部
121 基準信号
130 信号出力部
131 信号
140 一次制御信号
150 遅延モジュール
200 電気式真空ポンプ
300 ブレーキブースタ装置
100
Claims (10)
ブレーキ操作を表す信号(111)を等価回路(100)に供給するステップと、
前記ESP制御装置(140)の作動可能性を表す基準信号(121)を前記等価回路(100)に供給するステップと、
前記電気式真空ポンプ(200)を始動する信号(131)を生成するステップと
を含む方法において、
前記ESP制御装置(140)の作動可能性を表す信号が前記等価回路(100)の信号入力部(120)に印加されている場合には、前記等価回路(100)の信号出力部(130)で、前記電気式真空ポンプ(200)を始動する信号(131)の出力を抑制することを特徴とする、方法。 A method for compensating malfunctions when controlling an electric vacuum pump (200) by an ESP device (140) of a brake booster system (300), the following method steps:
Supplying a signal (111) representing a brake operation to the equivalent circuit (100);
Supplying a reference signal (121) representative of the operability of the ESP controller (140) to the equivalent circuit (100);
Generating a signal (131) for starting the electric vacuum pump (200).
When a signal indicating the operability of the ESP control device (140) is applied to the signal input unit (120) of the equivalent circuit (100), the signal output unit (130) of the equivalent circuit (100). And suppressing the output of the signal (131) for starting the electric vacuum pump (200).
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