JP3700523B2

JP3700523B2 - 倍力装置の制御装置

Info

Publication number: JP3700523B2
Application number: JP2000054357A
Authority: JP
Inventors: 智倉垣
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2020-02-25
Also published as: DE60039224D1; EP1127762B1; US6609453B2; EP1127762A1; KR100696731B1; KR20010085484A; JP2001233197A; US20010017077A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のブレーキの倍力装置の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
倍力装置は特開平11−129889号に記載されているようなものがある。また、特表平11−505489号には、運転者の意志と関係なく、電気機械的に制御可能なブレーキ倍力装置は、運転者の操作するブレーキペダルに連動して弁機構を開閉する機能に加え、弁機構と連動したソレノイドの電磁気的な力とソレノイドの変位により発生するバネ力のバランスにより弁機構が開閉する機能を持つものが記載されている。弁機構は前記ブレーキ倍力装置の定圧室と作動圧室の間の空気流量を調節し、定圧室と作動圧室の間に圧力差を生じさせ、マスタシリンダ内のブレーキ液に圧力を加える。この圧力が各車輪のスレーブシリンダに伝わり、車両にブレーキがかかる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなブレーキ倍力装置において、運転者の意志と関係なくブレーキをかける際に(以下、自動ブレーキ)、開いている弁機構を通過する空気流量は、ソレノイドの電磁気力とバネ力のバランスで決まる弁機構の開口面積と、定圧室と作動圧室、または作動圧室と大気圧の圧力差に依存する。空気流量は定圧室と作動圧室の圧力差に関係し、マスタシリンダ内圧力の増圧、または減圧の速度に直接関係する。たとえば、定圧室と作動圧室がともに負圧(たとえば３５０［hPa］）で、自動ブレーキを作動させる場合には、ソレノイドに電流を流して弁機構を開き、大気から作動圧室に空気を流入させ、定圧室と作動圧室に圧力差を生じさせる。所望の圧力を達成したらソレノイド電流を止め、弁機構を閉じる。弁機構を閉じている間は定圧室と作動圧室の圧力差は保持され、それに伴いマスタシリンダ内圧力も保持される。さらにマスタシリンダ内圧力を高めようとする場合には、再びソレノイドに電流を流して弁機構を開き、空気を作動圧室に流入させる。このとき、作動圧室の圧力は前に弁機構を開いたときより高くなっており、弁機構の開口面積が同じであっても空気の流入速度が遅くなり、それに伴いマスタシリンダ内圧力の増圧速度も遅くなる。すなわち、作動圧室の圧力によってマスタシリンダ内圧力の増圧または減圧速度が変化してしまう。しかしながら、マスタシリンダ内圧力指令を生成する速度コントローラから見ると、マスタシリンダ内圧力の増圧または減圧速度は変化が少ない方が容易に扱える。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明における倍力装置の制御装置は、ブレーキペダルの入力を増幅してブレーキ装置に出力する機能と、前記ブレーキペダルの入力とは異なる入力信号である自動ブレーキの圧力指令信号に基づいて、内蔵したソレノイドに流れる電流により真空弁または大気弁の空気流量を調節しブレーキ装置に出力する機能とを有する倍力装置の制御装置であって、前記大気弁を開く信号を発生する増圧信号発生手段と、前記真空弁を開く信号を発生する減圧信号発生手段と、前記大気弁と前記真空弁を共に閉じる信号を発生する保持信号発生手段と、前記自動ブレーキ圧力指令信号に基づいて、前記増圧信号発生手段と前記減圧信号発生手段と前記保持信号発生手段を切り換えまたは選択する選択手段とを有するものである。
さらに、本発明における倍力装置の制御装置は、好ましくは、請求項１に記載された倍力装置の制御装置において、前記選択手段は、（ａ）前記自動ブレーキ圧力指令信号がブレーキ圧の増加指令であるときは増圧信号発生手段の信号、（ｂ）前記自動ブレーキ圧力指令信号がブレーキ圧の保持指令であるときは保持信号発生手段の信号、（ｃ）前記自動ブレーキ圧力指令信号がブレーキ圧の減少指令であるときは減圧信号発生手段の信号を選択するものである。
【０００５】
特には、シェル本体内をセンターシェルにより前後２室に分割すると共に、この分割した前・後２室のそれぞれを、ダイアフラムを備えた前・後パワーピストンにより定圧室と作動圧室とに分割し、少なくとも後側パワーピストンに支持されたバルブボデー内に、ブレーキペダルから延ばした入力軸に連結されたプランジャと、該プランジャと連動して前記定圧室と前記作動圧室とに差圧を発生させる弁機構と、前記弁機構の作動を前記プランジャの動きとは独立に制御するソレノイドを内蔵する環状のソレノイドケースとを配設し、前記定圧室と前記作動圧室とに発生する差圧により各パワーピストンを推進して、その推力を前記ソレノイドケースを介して出力軸に伝達し、かつその時の反力の一部を前記ソレノイドケースに保持させたリアクションディスクと前記プランジャとを経て入力軸に伝達するようにしたブレーキ倍力装置と、前記入力軸に連結されたマスターシリンダーと、前記マスターシリンダー内を充満している液体の圧力を計測する圧力センサと、前記ソレノイドに電流を流す電流源と、前記ソレノイドに流す電流指令値を圧力センサと圧力指令から逐次計算する圧力制御手段とでブレーキ装置を構成する。前記圧力制御手段において、少なくとも高速増圧，増圧，保持，減圧の４つの電流指令を計算し、圧力指令Ｐｒと圧力センサの値Ｐｍ，圧力指令の微分ｄＰｒ／ｄｔと、圧力指令Ｐｒと圧力センサの値Ｐｍの偏差ΔＰに基づいて前記４つの電流指令のいずれか一つに切り替えまたは選択して電流指令Ｉｒとする。４つの電流指令Ｉｒはそれぞれの圧力変化に対して最適化してある。特にブレーキを作動させるための増圧には、高速増圧と通常の増圧の２種類を設け、高速増圧の電流指令は、常に弁機構の開口面積が最大になるように設定されており、課題のところで述べた作動圧室の圧力による増圧スピードの減少を補うことが可能となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の倍力装置の制御装置の構成図である。ブレーキペダル１１３と、倍力装置１０１(例えば、特開平11−129889号に記載のようなもの)と、マスタシリンダ１０２と、圧力センサ１０３と、電流源１０４と、高速増圧電流指令手段１０６と、増圧制御手段１０７と、増圧時の圧力−電流指令変換手段１０８と、圧力保持時の圧力−電流指令変換手段１０９と、減圧制御手段１１０と、減圧時の圧力−電流指令変換手段１１１と、電流指令の切り換え（選択）判定手段１０５と、切り換え判定手段１０５の結果に基づいて電流指令を切り換えるまたは選択する電流切り換え手段１１２からなる。倍力装置１０１は、ソレノイドに電流を流すことにより弁機構の開閉を制御し、マスタシリンダ内の圧力を制御する機能を持つ。高速増圧電流指令手段には、弁機構の開口面積が最大になるようにあらかじめ調整してある電流指令を保持している。増圧時の圧力−電流指令変換手段１０８は、あらかじめ測定してある電流と圧力センサの増圧時の関係を使って、圧力指令Ｐｒから電流指令Ｉｒに変換する。減圧時の圧力−電流指令変換手段１１１にも、同様にして電流と圧力センサの減圧時の関係を使って、圧力指令Ｐｒから電流指令Ｉｒに変換する。切り換え判定手段１０５の判断は、図２の状態遷移図をもとに決定される。
【０００７】
初期状態は保持状態２０１の保持であり、圧力センサの値（以下、圧力Ｐｍ）をゼロに保持しており、その時の電流指令Ｉｒはゼロである。圧力指令Ｐｒが増加すると、ｄＰｒ／ｄｔは正の値をとる。あらかじめ設定した値βより小さい場合には、増圧状態２０３に遷移する。これはゆっくりした増圧の時に対応している。一方、あらかじめ設定した値βより大きい場合には、増速増圧状態２０２に遷移する。また、圧力Ｐｍがゼロ以外の値で増圧状態２０３や減圧状態２０４から保持状態２０１に遷移してきたときには、前記ブレーキ装置が発生する制動力を一定に保つように、電流指令Ｉｒを圧力保持時の圧力−電流指令変換手段109から検索される値に保持する。
【０００８】
また、高速増圧状態２０２においては、圧力センサ１０３の変化を観測し、
ｄＰｍ／ｄｔがあらかじめ設定した値αより大きい場合に増圧状態２０３に遷移する。これはマスタシリンダ内の圧力が高速に増圧し、圧力指令Ｐｒの増加速度に近づき、高速増圧状態である必要が無くなったことを意味する。この高速増圧状態２０２においては、電流指令Ｉｒは前記ブレーキ装置が発生する制動力がもっとも高速に増加する値を保持する。
【０００９】
さらに、増圧状態２０３においては、圧力偏差ΔＰと、圧力指令Ｐｒに注目する。圧力偏差ΔＰ＝Ｐｒ−Ｐｍが小さくなり、あらかじめ設定した値Ｐ３より小さくなり、かつ圧力指令Ｐｒの時間微分があらかじめ設定した値βより小さくなった場合には、保持状態２０１に遷移する。これは、圧力指令が増加せず、かつ圧力指令Ｐｒと圧力センサの値Ｐｍが一致したことを示している。一方、圧力指令の時間微分ｄＰｒ／ｄｔが負になった場合、すなわち減圧指令のときには減圧状態２０４に遷移する。この増圧状態２０３においては、圧力指令Ｐｒと圧力Ｐｍに基づいてフィードバック制御を行う。常に変化する圧力指令に追従して増加するよう、圧力指令Ｐｒと圧力Ｐｍから中間圧力指令を計算し、増圧時の圧力−電流指令変換手段１０８から電流指令Ｉｒを検索し、設定する。また、この増圧状態２０３において、電流指令Ｉｒは一定の値でもよい。
【００１０】
減圧状態２０４においても、圧力偏差ΔＰと、圧力指令Ｐｒに注目する。圧力偏差ΔＰ＝Ｐｒ−Ｐｍがあらかじめ設定した値Ｐ３より小さくなり、かつ圧力指令Ｐｒの時間微分があらかじめ設定した値γより大きくなった場合には、保持状態２０１に遷移する。これは、圧力指令が減少せず、かつ圧力指令Ｐｒと圧力センサの値Ｐｍが一致したことを示している。一方、圧力指令の時間微分ｄＰｒ／ｄｔが正になった場合、すなわち増圧指令のときには増圧状態２０３に遷移する。この減圧状態２０４においては、圧力指令Ｐｒと圧力Ｐｍに基づいてフィードバック制御を行う。常に変化する圧力指令に追従して減少するよう、圧力指令Ｐｒと圧力Ｐｍから中間圧力指令を計算し、減圧時の圧力−電流指令変換手段１０８から電流指令Ｉｒを検索し、設定する。また、この減圧状態２０４において、電流指令Ｉｒは一定の値でもよい。
【００１１】
そして、切り換え判定手段１０５の結果であるこれら４つの状態に基づいて電流指令Ｉｒを電流切り換え手段１１２で切り換えまたは選択する。これにより、圧力Ｐｍの増圧スピードが遅い時には高速増圧電流指令を、増圧スピードが十分確保されている場合には増圧電流指令を使い、増圧スピードを減少させることなく圧力制御が可能となる。また、圧力指令Ｐｒが変化していない場合には、保持電流指令を使い、圧力Ｐｍを保持することが可能となる。そして圧力指令Ｐｒが減少している場合には、圧力指令Ｐｒと共に圧力Ｐｍを適切な減圧速度で減少させることが可能となる。
【００１２】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明によれば、増圧スピードが十分確保されている場合には増圧電流指令を使い、増圧スピードを減少させることなく圧力制御が可能となる。また、圧力指令が変化していない場合には、保持電流指令を使い、マスタシリンダ圧力を保持することが可能となる。そして圧力指令が減少している場合には、圧力指令と共にマスタシリンダ圧力を適切な減圧速度で減少させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の制御装置の構成図である。
【図２】電流指令切り換え判断の状態遷移図である。
【符号の説明】
１０１…倍力装置、１０２…マスタシリンダ、１０３…圧力センサ、１０５…電流指令の切り換え（選択）判定手段、１１２…電流指令を切り換えるまたは選択する電流切り換え手段。

Claims

ブレーキペダルの入力を増幅してブレーキ装置に出力する機能と、
前記ブレーキペダルの入力とは異なる入力信号である自動ブレーキの圧力指令信号に基づいて、内蔵したソレノイドに流れる電流により真空弁または大気弁の空気流量を調節しブレーキ装置に出力する機能とを有する倍力装置の制御装置であって、
前記大気弁を開く信号を発生する増圧信号発生手段と、
前記真空弁を開く信号を発生する減圧信号発生手段と、
前記大気弁と前記真空弁を共に閉じる信号を発生する保持信号発生手段と、
前記自動ブレーキ圧力指令信号に基づいて、前記増圧信号発生手段と前記減圧信号発生手段と前記保持信号発生手段を切り換えまたは選択する選択手段とを有する倍力装置の制御装置。
請求項１に記載された倍力装置の制御装置において、
前記選択手段は、
（ａ）前記自動ブレーキ圧力指令信号がブレーキ圧の増加指令であるときは増圧信号発生手段の信号、
（ｂ）前記自動ブレーキ圧力指令信号がブレーキ圧の保持指令であるときは保持信号発生手段の信号、
（ｃ）前記自動ブレーキ圧力指令信号がブレーキ圧の減少指令であるときは減圧信号発生手段の信号
を選択する倍力装置の制御装置。