JP3911651B2 - ブレーキ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は制動補助装置を備えたブレーキ装置に係わり、特にブレーキペダルの踏込み中に緊急事態が発生してブレーキペダルの踏み増しを行うような場合でも確実に緊急状態を判定し、制動補助装置を作動させるようにしたブレーキ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車のブレーキ装置は、ブレーキペダルを踏む速度と力を大きくしたときに、マスタシリンダからの液圧が車輪側のシリンダに急激に伝わり、車輪に急制動をかける。ブレーキペダルを踏む力には個人差があり、また男性と女性とでは一般的に男性の方が大きいものである。そこで最近の技術として、ブレーキペダルを踏む速度が一定値以上のとき(設定されたしきい値を超えたとき)には緊急事態が発生したものと判断し、そのときにはブレーキペダルを踏む力が足りなくても機械的にその不足分を補って、安定した急制動効果が生ずるようにした制動補助装置が実用化されている。
【0003】
また、同じように急激にブレーキペダルを踏むときでも、アクセルペダルを踏んで走行しているときに急に必要が生じてブレーキペダルを踏む場合と、あらかじめ停止の意思を持ってブレーキペダルを踏んでいるときに、緊急事態でもっと急激に停止させようとしてブレーキペダルを踏み増しするときとでは、ブレーキペダルを踏む速度が異なってくる。そこでブレーキペダルを踏む速度が異なっても緊急事態の発生が判断できるようにすることが望ましい。
【0004】
制動補助装置に関する先行技術としては、特開平7−156789号公報ならびに特開平9−48342号公報に記載されたものがある。前者のものはブレーキストローク速度に着目し、ストローク速度がしきい値を超過したときにこれを緊急ブレーキであると判定するものであり、後者のものではブレーキペダルの踏力速度に着目し、踏力速度がしきい値を超過したときにこれを緊急ブレーキであると判定するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ブレーキペダルの踏み始めの段階のブレーキストロークが小さい領域では、ブレーキ剛性が小さいので速いストローク速度に容易に達成することができるが、ブレーキペダルの踏込み量が大きくなったブレーキストロークの大きい領域ではブレーキ剛性が高くなるので、速いストローク速度は達成しにくくなる。そのため、上記両公報に記載されたもののように一つのしきい値を使っていると、特にブレーキペダルの踏み増しのときに緊急時と通常時の区別がつかないことになる場合が考えられる。
【0006】
そこでこの点を改善するものとしてストロークの増加に応じてしきい値が低くなるように補正することを考えることができるが、実験結果によると高剛性になればなるほど、前記補正を行っても緊急時と通常時との間の領域が狭まってしまい、適切な緊急時判定がしにくくなる問題があった。
【0007】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、高剛性領域ではストローク速度は小さいものの、逆に踏力速度が大きくなることに着目し、踏力センサを設けて、ストロークが大きい領域では踏力速度がしきい値が超えた場合に緊急事態であると判定するようにしたブレーキ装置を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するための手段として、請求項1に記載された発明では、緊急時のブレーキ操作が検出されたときにブレーキペダル位置に応じた値よりも大きい制動力を与えるための制動補助装置を備えたブレーキ装置において、ブレーキペダルの踏力を検出するブレーキ踏力センサと、ブレーキストロークを検出するブレーキストロークセンサと、ブレーキ踏力センサの検出値の単位時間当たりの変化量を演算したブレーキ踏力速度が予め設定されたしきい値を越えているか否かを判定するブレーキ踏力速度判定手段と、ブレーキストロークセンサの検出値が予め設定されたしきい値を越えてブレーキ高剛性領域となっているか否かを判定するブレーキストローク判定手段と、ブレーキストローク判定手段から超過判定出力が供給されてブレーキ高剛性領域となっているとき、ブレーキ踏力速度判定手段から供給される超過判定出力を緊急時ブレーキ操作判定出力として出力する第1の緊急時ブレーキ操作判定手段と、ブレーキストロークセンサの検出値に基づき演算されるブレーキストローク速度が予め設定されたしきい値を越えたか否かを判定し、その超過判定出力を緊急時ブレーキ操作判定出力として出力する第2の緊急時ブレーキ操作判定手段と、第1、第2の緊急時ブレーキ操作判定手段から緊急時ブレーキ操作判定出力が供給されたときには制動補助装置を起動させる起動手段と、を設けたことを特徴とする。
【0009】
また請求項2に記載された発明では、緊急時のブレーキ操作が検出されたときにブレーキペダル位置に応じた値よりも大きい制動力を与えるための制動補助装置を備えたブレーキ装置において、マスタシリンダの圧力を検出するマスタシリンダ圧力センサと、ブレーキストロークを検出するブレーキストロークセンサと、マスタシリンダ圧力センサの単位時間当たりの変化量を演算したマスタシリンダの圧力上昇速度が予め設定されたしきい値を越えているか否かを判定するマスタシリンダの圧力上昇速度判定手段と、ブレーキストロークセンサの検出値が予め設定されたしきい値を越えてブレーキ高剛性領域となっているか否かを判定するブレーキストローク判定手段と、ブレーキストローク判定手段から超過判定出力が供給されてブレーキ高剛性領域となっているとき、マスタシリンダの圧力上昇速度判定手段から供給される超過判定出力を緊急時ブレーキ操作判定出力として出力する第1の緊急時ブレーキ操作判定手段と、ブレーキストロークセンサの検出値に基づき演算されたブレーキストローク速度が予め設定されたしきい値を越えたか否かを判定し、その超過判定出力を緊急時ブレーキ操作判定出力として出力する第2の緊急時ブレーキ操作判定手段と、第1、第2の緊急時ブレーキ操作判定手段から緊急時ブレーキ操作判定出力が供給されたときには制動補助装置を起動させる起動手段と、を設けたことを特徴とする。
【0010】
上記構成とした請求項1に記載の発明によれば、ブレーキ踏力とブレーキストロークの両方にしきい値を設けることによって、特にブレーキペダルの踏み増しのときに緊急時と通常時で区別がつかないということが生じないことになる。また、請求項2に記載のようにマスタシリンダの圧力上昇速度を捉えて制御するようにしても、同様の機能を得ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図1について説明する。図中1はブレーキペダル、2はペダルロッド、3は制動補助装置としての真空倍力装置(以下、倍力装置という)、4はマスタシリンダである。倍力装置3は周知の構造であり、シェル5、ダイヤフラムを備えたパワーピストン6、スプリング7、弁機構が内蔵されたバルブボディ(図示略)、プッシュロッド8等からなり、シェル5に設けられた接続口9はパワーピストン6で画成された一方の室(変圧室)10に、接続口11は他方の室(定圧室)12に開口している。そして接続口9には、開いたときに大気連通する、倍力装置3の、ペダルロッド2の操作に基づき作動するバルブボディ内の弁機構とは別の、起動手段としての開閉弁13が接続され、接続口11は図示しないエンジンの吸気系に接続される。
【0012】
ブレーキペダル1に連係するペダルロッド2の中間部分には、ブレーキペダルの踏力を検知するブレーキ踏力センサ14が設けられている。また倍力装置3のシェル5の室12側にはブレーキストロークセンサ15が設けられ、パワーピストン6の動き量からブレーキストロークを検知するようになっている。ブレーキ踏力センサ14はコントロールユニット16の入力端子16aに、ブレーキストロークセンサ15はコントロールユニット16の入力端子16bに接続されている。コントロールユニット16には出力端子16cがあり、この出力端子16cには開閉弁13の駆動コイル13aが接続されている。
【0013】
コントロールユニット16には、3個の比較器17,18,19が設けられている。このうち、ブレーキペダル踏力速度のしきい値超過判断手段として機能する比較器17の一方の入力端17aには、踏力速度のしきい値の基準値を電圧で発生させる踏力速度のしきい値発生手段20の出力側が接続されており、他方の入力端17bには、入力側をブレーキ踏力センサ14に接続した速度演算器21の出力側が接続されている。また、ブレーキストロークのしきい値超過判断手段としての比較器18の一方の入力端18aにはブレーキストロークセンサ15が接続されており、他方の入力端18bにはブレーキストロークのしきい値を電圧で発生させるブレーキストロークのしきい値発生手段22の出力側が接続されている。
【0014】
さらにブレーキストロークが大の時に、ブレーキ踏力速度のしきい値超過判断を有効とする切替手段として機能する比較器19の一方の入力端19aには、ブレーキストローク速度のしきい値の基準値を電圧で発生させるブレーキストローク速度のしきい値発生手段23の出力側が接続され、他方の入力端19bには、入力側をブレーキストロークセンサ15に接続した速度演算器24の出力側が接続されている。
【0015】
比較器17,18の出力端はアンド回路25の入力端25a,25bに接続され、アンド回路25の出力端25cはオア回路26の一方の入力端26aに接続されている。そしてオア回路26の他方の入力端には比較器19の出力端19cが接続されている。オア回路26の出力端は、出力端子16cを介して開閉弁13の駆動コイル13aに接続されている。
【0016】
次に、コントロールユニット16の動作について説明する。まず、その内部の速度演算器21,24は、ブレーキ踏力センサ14から発生する踏力電圧信号、およびブレーキストロークセンサ15から発生するストローク電圧信号の、それぞれ単位時間当たりの変化量を演算して、踏力速度とストローク速度に変換する。次に、ストローク速度信号がしきい値を超過したか否かを比較器19で判定し、しきい値を超過している場合には、開閉弁13の駆動信号をオア回路26に送る。
【0017】
また、ストローク電圧信号がストロークしきい値を超過しているか否か、即ち、ストロークがブレーキ高剛性領域となっているか否か、を別の比較器18で判定し、この結果をアンド回路25に送る。さらに、踏力速度信号がしきい値を超過したか否かを比較器17で判定し、この結果をアンド回路25に送る。アンド回路25では、ストロークがブレーキ高剛性領域にあり、かつ、踏力速度がしきい値を超過している場合に、開閉弁13の駆動信号をオア回路26に送る。
【0018】
オア回路26では、2つの開閉弁駆動信号のどちらかが成立した場合に開閉弁13を駆動し、倍力装置3の室10に大気圧を導入することにより、ブレーキペダル1の位置から生ずるより大きい制動力を与える。さらに、図示しない解除条件、例えば、ブレーキランプスイッチの消灯等、の解除条件が成立するまで開閉弁13の継続駆動させて、緊急時の停止距離短縮を図る。
【0019】
図2に示すものは、図1に示した回路のうちのペダルの踏力を検知するブレーキ踏力センサ14と、ブレーキ踏力速度が設定されたしきい値を超えたか否かを判断するブレーキ踏力速度のしきい値超過判断手段とに代え、マスタシリンダ4の圧力を検知するマスタシリンダ圧力センサ27と、マスタシリンダ4の圧力上昇速度が設定されたしきい値を超えたか否かを判断するマスタシリンダ圧力上昇速度のしきい値超過判断手段としての比較器17を設けたものである。比較器17が圧力上昇速度を判断するために、比較器17の一つの入力端17aにはマスタシリンダ4の圧力上昇速度のしきい値を電圧で発生させるマスタシリンダ4の圧力上昇速度のしきい値発生手段28が接続されている。
【0020】
この実施の形態では、マスタシリンダ4の圧力上昇速度が設定されたしきい値を超えたか否かの判断がされて一連の作動の基礎とされるほかは、図1に示した実施の形態と同様の作用をし、効果においても大きく変わることがない。ただ、ブレーキペダル1と倍力装置3との結合部分にブレーキ踏力センサ14を設ける必要がないことから、既存の車両に本装置を搭載するときに有利となる。
【0021】
以上説明した実施の形態は、コントロールユニットを具体的な回路で示したが、このようにせず、コントロールユニットをマイクロコンピュータで構成して、ソフトウェアで実現することも可能である。
【0022】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されたブレーキ装置であるから、基準となるしきい値を一つとせずに、ブレーキ踏力のしきい値とブレーキ踏力速度のしきい値、あるいはマスタシリンダ圧力上昇速度のしきい値とブレーキ踏力速度のしきい値の二つにしたことにより、大きなペダル速度が発生しにくい高ストロークの領域、すなわち、ブレーキペダルの踏込み中に緊急事態が発生してブレーキペダルの踏み増しを行うような場合でも、確実に緊急状態を判定することができるので、より確実に緊急状態判別が可能となる。これにより制動補助装置が確実に作動し、緊急時の停止距離を大幅に短縮させることができる。
【0023】
そしてブレーキペダルの踏力を検知するブレーキ踏力センサを設けた請求項1の発明によれば、ブレーキペダルの踏力を直接に検知するので、コントロールユニットによる制動補助作用が正確かつ確実に行われることになる。
【0024】
また、ブレーキ踏力センサに代えてマスタシリンダ圧力センサを用いる請求項2の発明によれば、ブレーキペダル側には変更を加えることなく、マスタシリンダからの配管にセンサを接続すればよいことから、既存車両への追加装備ができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す回路図である。
【図2】本発明の実施の形態の他の例を示す回路図である。
【符号の説明】
1 ブレーキペダル
3 倍力装置
4 マスタシリンダ
6 パワーピストン
8 プッシュロッド
13 開閉弁
14 ブレーキ踏力センサ
15 ブレーキストロークセンサ
16 コントロールユニット
17 比較器
18 比較器
19 比較器
20 踏力速度のしきい値発生手段
21 速度演算器
22 ブレーキストロークのしきい値発生手段
23 ブレーキストローク速度のしきい値発生手段
24 速度演算器
25 アンド回路
26 オア回路
27 マスタシリンダ圧力センサ
Claims (2)
- 緊急時のブレーキ操作が検出されたときにブレーキペダル位置に応じた値よりも大きい制動力を与えるための制動補助装置を備えたブレーキ装置において、
ブレーキペダルの踏力を検出するブレーキ踏力センサと、
ブレーキストロークを検出するブレーキストロークセンサと、
ブレーキ踏力センサの検出値の単位時間当たりの変化量を演算したブレーキ踏力速度が予め設定されたしきい値を越えているか否かを判定するブレーキ踏力速度判定手段と、
ブレーキストロークセンサの検出値が予め設定されたしきい値を越えてブレーキ高剛性領域となっているか否かを判定するブレーキストローク判定手段と、
ブレーキストローク判定手段から超過判定出力が供給されてブレーキ高剛性領域となっているとき、ブレーキ踏力速度判定手段から供給される超過判定出力を緊急時ブレーキ操作判定出力として出力する第1の緊急時ブレーキ操作判定手段と、
ブレーキストロークセンサの検出値に基づき演算されるブレーキストローク速度が予め設定されたしきい値を越えたか否かを判定し、その超過判定出力を緊急時ブレーキ操作判定出力として出力する第2の緊急時ブレーキ操作判定手段と、
第1、第2の緊急時ブレーキ操作判定手段から緊急時ブレーキ操作判定出力が供給されたときには制動補助装置を起動させる起動手段と、
を設けたことを特徴とするブレーキ装置。 - 緊急時のブレーキ操作が検出されたときにブレーキペダル位置に応じた値よりも大きい制動力を与えるための制動補助装置を備えたブレーキ装置において、
マスタシリンダの圧力を検出するマスタシリンダ圧力センサと、
ブレーキストロークを検出するブレーキストロークセンサと、
マスタシリンダ圧力センサの単位時間当たりの変化量を演算したマスタシリンダの圧力上昇速度が予め設定されたしきい値を越えているか否かを判定するマスタシリンダの圧力上昇速度判定手段と、
ブレーキストロークセンサの検出値が予め設定されたしきい値を越えてブレーキ高剛性領域となっているか否かを判定するブレーキストローク判定手段と、
ブレーキストローク判定手段から超過判定出力が供給されてブレーキ高剛性領域となっているとき、マスタシリンダの圧力上昇速度判定手段から供給される超過判定出力を緊急時ブレーキ操作判定出力として出力する第1の緊急時ブレーキ操作判定手段と、
ブレーキストロークセンサの検出値に基づき演算されたブレーキストローク速度が予め設定されたしきい値を越えたか否かを判定し、その超過判定出力を緊急時ブレーキ操作判定出力として出力する第2の緊急時ブレーキ操作判定手段と、
第1、第2の緊急時ブレーキ操作判定手段から緊急時ブレーキ操作判定出力が供給されたときには制動補助装置を起動させる起動手段と、
を設けたことを特徴とするブレーキ装置。
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