JP2013256277A

JP2013256277A - ブレーキ油圧の補償装置及び方法

Info

Publication number: JP2013256277A
Application number: JP2012270468A
Authority: JP
Inventors: Taeg-Jo Kim; 澤照金; Seong-Yon Ryu; 盛淵柳
Original assignee: Mando Corp; Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp; HL Mando Corp
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2013-12-26
Also published as: DE102012113153A1; US20130332041A1; KR101316874B1

Abstract

【課題】ブレーキペダル踏力センサーなしに制動要求及び制動圧力を判定し、横滑り防止装置（ＥＳＣ）モジュールを用いて制動油圧を補償することにより安定した制動力を提供することのできるブレーキ油圧の補償方法を提供する。
【解決手段】車速とブースター負圧の大きさ及びマスターシリンダーの圧力を検出し（Ｓ１０２−Ｓ１０３）、マスターシリンダーの圧力変化から制動要求を判断し、マスターシリンダーの圧力量から制動圧力を決定する（Ｓ１０５）。ブースター負圧の大きさを適用して制動圧力の補償量を決定し（Ｓ１０６）、横滑り防止装置（ＥＳＣ）モジュールを用いてブレーキ油圧を補償して制動制御を行う（Ｓ１０８）。
【選択図】図２

Description

本発明はブレーキ油圧の補償装置に係り、さらに詳しくは、ブレーキペダル踏力センサーなしに制動要求及び制動圧力を判定し、横滑り防止装置（ＥＳＣ：ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｔａｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌ）モジュールを用いて制動油圧を補償して安定した制動力を提供することのできるブレーキ油圧の補償装置及び方法に関する。

車両には、走行中の状態で、必要に応じて車速を減速若しくは停止するブレーキ装置が設けられる。

ブレーキ装置は、摩擦力を用いて、走行状態で、車両が有している運動エネルギーを熱エネルギーに変換して大気中に放熱することにより制動力を生じさせる。

ブレーキ装置は、ブレーキペダルによる制動要求が発生すると、エンジン負圧に応じてブースターにおいて発生された油圧若しくは空圧が前輪及び後輪のキャリパに取り付けられたブレーキシリンダーを作動させてブレーキパッドでディスクの両側を強く拘束することにより制動力を生じさせる。

エンジン負圧は吸気行程において発生し、負圧性能は、エンジンの機械的な摩擦負荷とトランスミッション（特に、自動変速機）の効率、補機類及び電装品の負荷、吸気系の形状など種々の因子によって決定される。

このため、夏季の運行に際してエアコン装置の使用によって電気負荷が上昇すると、充放電ロジックによってオルタネーター（交流発電機）負荷が上昇し、これによりエンジン負圧が急減して要求される負圧を維持することができなくなってしまい、その結果、安定した制動性能を提供することができない。

エンジン負圧は点火時期に影響されるため点火時期を進角制御するなどしてエンジン負圧の改善を図っているが、点火時期が進角し過ぎると、排ガス規制、動力性能、燃費及び騒音・振動・ハーシュネス（ＮＶＨ：Ｎｏｉｓｅ／Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ／Ｈａｒｓｈｎｅｓｓ）など種々の制約を引き起こしてしまう。

また、負圧増幅装置を付設などしてブースターの負圧向上を図っているが、１．５Ｌ以下の車両に適用する場合には負圧装置（ＩｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒＢｒａｋｅＳｙｓｔｅｍ；ＩＢＳ）を介して余剰の空気がエンジンの内側に流れ込んでエンジン不調を引き起こすことが懸念される。

さらに、カムシャフトに機械式真空ポンプを連結したり電気式真空ポンプを付設したりしてエンジン負圧を補償するなどして安定した制動性能を確保する技術が提供されている。

しかしながら、高価な真空ポンプが付設されることにより製作コストが高騰して価格競争力を弱化させ、レイアウトの設計及び組み立て工程が複雑になって生産性が低下し、重量が嵩張ると共に真空ポンプを駆動するための負荷の分担が発生して燃費悪化及びエンジン出力トルクの低減を招くという不都合がある。

さらにまた、ブレーキブースター内に負圧センサーを付設し、ブースター負圧が設定された目標負圧に至っているか否かに応じて吸気弁の開口面積を増やすように制御してブースター負圧を安定して維持する技術が提供されている（例えば、下記の特許文献１参照）。

しかしながら、同技術は、エンジンの設計及び組み立て工程が複雑になって生産性を低下させ、しかも、製作コストのアップを引き起こして価格競争力を悪化させるという不都合がある。
加えて、運転者によるブレーキペダルのオン／オフを判定するために、従来の車両にはブレーキペダルの踏力を検出するブレーキペダルセンサーが採用されることを余儀なくされるという不都合がある。（例えば特許文献１参照）

特開２００９−０８５１４５号公報

本発明は前記のような問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、ブレーキペダル踏力センサーなしにマスターシリンダーの圧力から制動要求及び制動圧力を判定し、ブースター圧力から負圧の大きさを判断して不足した油圧補償量を決定した後、横滑り防止装置（ＥＳＣ）モジュールを用いた油圧補償により安定した制動力を提供することにある。

このような目的を達成するための本発明の実施形態によるブレーキ油圧の補償装置は、走行車速及びブレーキペダルの作動によるマスターシリンダーの圧力、エンジンの吸気負圧によるブースター圧力、及びエンジンの状態を検出するセンサー部と、マスターシリンダーの圧力から制動要求及び制動圧力を決定し、ブースター負圧の大きさに応じて制動圧力の補償量を決定し、横滑り防止装置（ＥＳＣ）を用いてブレーキ油圧を補償する制御部と、制御部の制御信号に基づいてブレーキ油圧を補償するように横滑り防止装置（ＥＳＣ）モジュールのモーター及び弁を調節する駆動部と、を備えることを特徴とする。

前記センサー部は、各車輪に取り付けられるホイール速度センサーから構成され、各車輪のホイール速度を検出する車速検出部と、ブレーキペダルの作動によるマスターシリンダーの圧力変化を検出するマスターシリンダー圧力検出部と、エンジンの吸気負圧により形成されるブースター負圧を検出するブースター圧力検出部と、加速ペダルの変位、吸気系の状態、運行される地域の高度、及び運転環境を含む情報を検出するエンジン状態検出部と、を備えることが好ましい。

前記制御部は、マスターシリンダーの圧力変化から制動要求を判断し、マスターシリンダーの圧力量から制動圧力を決定することが好ましい。

前記制御部は、各車輪別の減加速度と、エンジンの運転条件及び環境条件に応じて制動圧力を調節することが好ましい。

前記制御部は、ブレーキ踏力によるマスターシリンダーの圧力から制動圧力を決定し、正常負圧の大きさを基準としてマスターシリンダー圧力を一対一で変換した後に、負圧の大きさに応じて制動圧力の補償量を決定することが好ましい。

前記制御部は、車輪別のホイール速度を単位時間当たりの速度変化率で分析することにより速度及び減加速度を推定する速度／減速度推定部と、マスターシリンダーの圧力変化から制動要求を判定し、マスターシリンダーの圧力量に応じてブレーキペダルの踏力を推定することにより制動圧力を決定する制動要求判断部と、ブースターの圧力に応じて負圧の大きさを決定する負圧レベル決定部と、前記制動要求判断部において決定された制動要求による制動圧力と、負圧レベル決定部において決定された負圧の大きさとに応じて制動圧力補償量を決定する補償量決定部と、補償量決定部において決定された油圧補償量に減加速条件、運転条件、及び環境条件を追加することにより制動力制御信号を出力する制御決定部と、を備えることが好ましい。

また、本発明の他の実施形態によるブレーキ油圧の補償方法は、車速とブースター負圧の大きさ及びマスターシリンダーの圧力を検出するステップと、マスターシリンダーの圧力変化から制動要求を判断し、マスターシリンダーの圧力量から制動圧力を決定するステップと、ブースター負圧の大きさを適用して制動圧力の補償量を決定するステップと、横滑り防止装置（ＥＳＣ）モジュールを用いてブレーキ油圧を補償して制動制御を行うステップと、を含むことを特徴とする。

前記ブレーキ油圧の補償方法において、前記ブレーキ踏力によるマスターシリンダーの圧力から制動圧力を決定し、正常負圧の大きさを基準としてマスターシリンダー圧力を一対一で変換した後に、負圧の大きさに応じて制動圧力の補償量を決定することが好ましい。

さらに、本発明の他の実施形態によるブレーキ油圧の補償装置は、各車輪のホイール速度を検出する車速検出部と、ブレーキペダルの作動によるマスターシリンダーの圧力変化を検出するマスターシリンダー圧力検出部と、エンジンの吸気負圧により形成されるブースター負圧を検出するブースター圧力検出部と、加速ペダルの変位、吸気系の状態、運行される地域の高度、及び運転環境を含む情報を検出するエンジン状態検出部と、車輪別のホイール速度を単位時間当たりの速度変化率で分析して速度及び減加速度を推定する速度／減速度推定部と、マスターシリンダーの圧力変化から制動要求を判定し、マスターシリンダーの圧力量に応じてブレーキペダルの踏力を推定することにより制動圧力を決定する制動要求判断部と、ブースターの圧力に応じて負圧の大きさを決定する負圧レベル決定部と、前記制動要求判断部において決定された制動要求による制動圧力と、負圧レベル決定部において決定された負圧の大きさとに応じて制動圧力補償量を決定する補償量決定部と、補償量決定部において決定された油圧補償量に減加速条件、運転条件、及び環境条件を含めることにより制動力制御信号を出力する制御決定部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、マスターシリンダーの圧力変化から制動要求と制動圧力を決定し、ブースター負圧の大きさに応じて制動圧力の補償量を決定した後、横滑り防止装置（ＥＳＣ）モジュールを用いてブレーキ油圧を補償することにより、ブースターの負圧が形成し難い運転状況下でも安定した制動性能が提供可能になる。

また、ブレーキペダル踏力センサーを削減することにより、システムの単純化を図ることができ、これにより、コスト節減及び燃費向上を両立させることができる。

本発明の実施形態によるブレーキ油圧の補償装置を概略的に示す図である。本発明の実施形態によるブレーキ油圧補償の手順を概略的に示すフローチャートである。

以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施形態について本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できる程度に詳述する。

本発明は種々の異なる態様で実現可能であり、ここで説明する実施形態に何ら限定されるものではない。

本発明を明確に説明するために、本発明とは無関係な部分の説明は省略し、明細書の全体を通して同じまたは類似の構成要素に対しては同じ参照符号を付している。

なお、図示の各構成要素は説明の便宜のために任意的に示すものであり、本発明が必ずしも図示のところに限定されるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態によるブレーキ油圧の補償装置を概略的に示す図である。

図１を参照すると、本発明の実施形態によるブレーキ油圧の補償装置は、センサー部１００と、制御部２００及び駆動部３００を備える。

前記センサー部１００は、走行車速とブレーキペダルの作動によるマスターシリンダーの圧力、エンジンの吸気負圧によるブースター圧力、エンジンの状態を検出し、これらに関する情報を電気的な信号として制御部２００に提供する。

前記センサー部１００は、車速検出部１１０と、マスターシリンダー圧力検出部１２０と、ブースター圧力検出部１３０及びエンジン状態検出部１４０を備える。

前記車速検出部１１０は、各車輪に取り付けられるホイール速度センサーから構成され、各車輪のホイール速度を検出し、これに関する情報を電気的な信号として制御部２００に提供する。

マスターシリンダー圧力検出部１２０は、ブレーキペダルの作動によるマスターシリンダーの圧力変化を検出し、これに関する情報を電気的な信号として制御部２００に提供する。

ブースター圧力検出部１３０は、エンジンの吸気負圧により形成されるブースターの負圧を検出し、これに関する情報を電気的な信号として制御部２００に提供する。

エンジン状態検出部１４０は、自動車の運行中に加速ペダルの変位、吸気系の状態、運行される地域の高度、及び運転環境（気候）などを含む情報を検出し、検出された情報を制御部２００に提供する。

制御部２００は、センサー部１００から提供される情報を分析して、マスターシリンダーの圧力変化が検出されると制動要求があると判定し、マスターシリンダーの圧力量に応じてブレーキペダルの踏力を推定して制動圧力を決定し、ブースター負圧の大きさから制動圧力の補償量を決定した後、横滑り防止装置（ＥＳＣ）を用いてブレーキ油圧を補償して安定した制動力を提供する。

前記制御部２００は、各車輪別の減加速度と、エンジンの運転条件及び環境条件に応じて制動圧力を調節する。

前記制御部２００は、設定されたマップデータを適用してブレーキ踏力によるマスターシリンダーの圧力から制動圧力を決定し、正常負圧の大きさを基準としてマスターシリンダー圧力に対して一対一の変換を行った後に、負圧の大きさに応じて制動圧力の補償量を決定してもよい。

前記制御部２００は、速度／減速度推定部２１０と、制動要求判断部２２０と、負圧レベル検出部２３０と、補償量決定部２４０及び制御決定部２５０を備える。

速度／減速度推定部２１０は、車速検出部１１０から提供される各車輪別のホイール速度を単位時間当たりの速度変化率で分析して速度及び減加速度を推定して制御決定部２５０に提供する。

制動要求判断部２２０は、マスターシリンダー圧力検出部１２０から提供されるマスターシリンダーの圧力変化から運転者の制動要求を判定し、マスターシリンダーの圧力量からブレーキペダルの踏力を推定して制動圧力を決定した後、補償量決定部２４０に提供する。

前記制動要求判断部２２０は、マスターシリンダーの圧力によるブレーキペダルの踏力をマップデータとして設定する。

負圧レベル決定部２３０は、ブースター圧力検出部１３０から提供されるブースターの圧力から負圧の大きさを決定して補償量決定部２４０に提供する。

補償量決定部２４０は、前記制動要求判断部２２０から提供される運転者の制動要求による制動圧力と、負圧レベル決定部２３０から提供される負圧の大きさとに応じて制動油圧補償量を決定して制御決定部２５０に提供する。

制御決定部２５０は、補償量決定部２４０から提供される油圧補償量に車両の減加速条件と各種の運転状態条件をさらに含めて制動力制御信号を駆動部３００に出力する。

駆動部３００は、制御部２００に組み付けられる制御決定部２５０から印加される制御信号に基づいて横滑り防止装置（ＥＳＣ）モジュールのモーター及び弁を調節してブレーキ油圧を補償することにより、安定した制動力を提供する。

上述した機能を有する本発明の実施形態によるブレーキ油圧の補償装置におけるブレーキ油圧の補償動作は、下記のようにして行われる。

本発明の実施形態によるブレーキ油圧の補償装置付き車両が運行されると（Ｓ１０１）、制御部２００は、センサー部１００を構成する車速検出部１１０から提供される情報を寄せ集めて車両の速度と減加速度を検出する（Ｓ１０２）。

そして、制御部２００は、ブースター圧力検出部１３０から提供される情報を寄せ集めてブースター負圧の大きさを検出し、マスターシリンダー圧力検出部１２０から提供される情報を寄せ集めてマスターシリンダーの圧力を検出する（Ｓ１０３）。

前記制御部２００は、マスターシリンダーの圧力と車両の速度を確認して、運転者の制動要求が発生したか否かを判断する（Ｓ１０４）。

前記運転者の制動要求は、マスターシリンダーの圧力変化が検出され、且つ、減速度が検出された場合に制動要求があると判断してもよい。

前記Ｓ１０４において、制御部２００は、運転者の制動要求があると判断されれば、設定されたマップデータを適用してマスターシリンダーの圧力量によるブレーキペダルの踏力を推定して制動圧力を決定する（Ｓ１０５）。

そして、制御部２００は、ブースター負圧の大きさを分析して、負圧の大きさに応じて制動圧力に対する補償量を決定する（Ｓ１０６）。

前記Ｓ１０６において、制御部２００は、負圧の大きさによる制動圧力の補償量が決定されると、モーター／弁の作動時間を決定した後、横滑り防止装置（ＥＳＣ）を用いてブレーキ油圧を補償する制動力補償制御を行うことにより安定した制動力を提供する。

以上述べたように、マスターシリンダーの圧力変化から制動要求と制動圧力を決定し、ブースター負圧の大きさに応じて制動圧力の補償量を決定した後、横滑り防止装置（ＥＳＣ）モジュールを用いてブレーキ油圧を補償することにより、ブースターの負圧が形成し難い運転状況下でも安定した制動性能が提供可能になる。

以上、本発明はたとえ限定された実施形態及び図面によって説明されたが、本発明はこれによって何ら限定されるものではなく、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって本発明の技術思想下に記載されるべき特許請求の範囲の均等な範囲内で種々の修正及び変形が可能であるということはいうまでもない。

本発明は、横滑り防止装置モジュールを用いて制動油圧を補償して安定した制動力を提供できるブレーキ油圧の補償装置及び方法の分野に適用できる。

１００：センサー部
２００：制御部
３００：駆動部

Claims

走行車速及びブレーキペダルの作動によるマスターシリンダーの圧力、エンジンの吸気負圧によるブースター圧力、及びエンジンの状態を検出するセンサー部と、
マスターシリンダーの圧力から制動要求及び制動圧力を決定し、ブースター負圧の大きさに応じて制動圧力の補償量を決定し、横滑り防止装置（ＥＳＣ）を用いてブレーキ油圧を補償する制御部と、
制御部の制御信号に基づいてブレーキ油圧を補償するように横滑り防止装置（ＥＳＣ）モジュールのモーター及び弁を調節する駆動部と、
を備えるブレーキ油圧の補償装置。
前記センサー部は、
各車輪に取り付けられるホイール速度センサーから構成され、各車輪のホイール速度を検出する車速検出部と、
ブレーキペダルの作動によるマスターシリンダーの圧力変化を検出するマスターシリンダー圧力検出部と、
エンジンの吸気負圧により形成されるブースター負圧を検出するブースター圧力検出部と、
加速ペダルの変位、吸気系の状態、運行される地域の高度、及び運転環境を含む情報を検出するエンジン状態検出部と、
を備える請求項１に記載のブレーキ油圧の補償装置。
前記制御部は、マスターシリンダーの圧力変化から制動要求を判断し、マスターシリンダーの圧力量から制動圧力を決定することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ油圧の補償装置。
前記制御部は、各車輪別の減加速度と、エンジンの運転条件及び環境条件に応じて制動圧力を調節することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ油圧の補償装置。
前記制御部は、ブレーキ踏力によるマスターシリンダーの圧力から制動圧力を決定し、正常負圧の大きさを基準としてマスターシリンダー圧力を一対一で変換した後に、負圧の大きさに応じて制動圧力の補償量を決定することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ油圧の補償装置。
前記制御部は、車輪別のホイール速度を単位時間当たりの速度変化率で分析することにより速度及び減加速度を推定する速度／減速度推定部と、
マスターシリンダーの圧力変化から制動要求を判定し、マスターシリンダーの圧力量に応じてブレーキペダルの踏力を推定することにより制動圧力を決定する制動要求判断部と、
ブースターの圧力に応じて負圧の大きさを決定する負圧レベル決定部と、
前記制動要求判断部において決定された制動要求による制動圧力と、負圧レベル決定部において決定された負圧の大きさとに応じて制動圧力補償量を決定する補償量決定部と、
補償量決定部において決定された油圧補償量に減加速条件、運転条件、及び環境条件を追加することにより制動力制御信号を出力する制御決定部と、
を備える請求項１に記載のブレーキ油圧の補償装置。
車速とブースター負圧の大きさ及びマスターシリンダーの圧力を検出するステップと、
マスターシリンダーの圧力変化から制動要求を判断し、マスターシリンダーの圧力量から制動圧力を決定するステップと、
ブースター負圧の大きさを適用して制動圧力の補償量を決定するステップと、
横滑り防止装置（ＥＳＣ）モジュールを用いてブレーキ油圧を補償して制動制御を行うステップと、
を含むブレーキ油圧の補償方法。
前記ブレーキ踏力によるマスターシリンダーの圧力から制動圧力を決定し、正常負圧の大きさを基準としてマスターシリンダー圧力を一対一で変換した後に、負圧の大きさに応じて制動圧力の補償量を決定することを特徴とする請求項７に記載のブレーキ油圧の補償方法。
各車輪のホイール速度を検出する車速検出部と、
ブレーキペダルの作動によるマスターシリンダーの圧力変化を検出するマスターシリンダー圧力検出部と、
エンジンの吸気負圧により形成されるブースター負圧を検出するブースター圧力検出部と、
加速ペダルの変位、吸気系の状態、運行される地域の高度、及び運転環境を含む情報を検出するエンジン状態検出部と、
車輪別のホイール速度を単位時間当たりの速度変化率で分析して速度及び減加速度を推定する速度／減速度推定部と、
マスターシリンダーの圧力変化から制動要求を判定し、マスターシリンダーの圧力量に応じてブレーキペダルの踏力を推定することにより制動圧力を決定する制動要求判断部と、
ブースターの圧力に応じて負圧の大きさを決定する負圧レベル決定部と、
前記制動要求判断部において決定された制動要求による制動圧力と、負圧レベル決定部において決定された負圧の大きさとに応じて制動圧力補償量を決定する補償量決定部と、
補償量決定部において決定された油圧補償量に減加速条件、運転条件、及び環境条件を含めることにより制動力制御信号を出力する制御決定部と、
を備えるブレーキ油圧の補償装置。