JP6001337B2 - 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 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に本発明を図面に基づきさらに説明する。

一次制御装置が作動可能な場合の本発明による等価回路の機能概略図である。 一次制御装置が故障した場合の本発明による等価回路の機能概略図である。 真空ポンプへの制御信号の出力遅延を示す図である。

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。

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。

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。

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

Claims (10)

1. 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）において、
   該等価回路が、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、前記電気式真空ポンプの一次制御装置（１４０）の基準信号（１２１）を供給するための第２信号入力部（１２０）と、前記電気式真空ポンプ（２００）を制御するための信号出力部（１３０）とを備え、
   前記第１信号入力部（１１０）と前記信号出力部（１３０）とが、前記第１信号入力部（１１０）にブレーキ操作を表す信号が入力された場合に前記電気式真空ポンプ（２００）を始動する信号が前記信号出力部（１３０）で出力されるように相互接続されており、
   前記第２信号入力部（１２０）が、前記一次制御装置（１４０）の作動が可能であることを表す基準信号（１２１）が前記第２信号入力部（１２０）に印加されている場合には前記電気式真空ポンプを始動する信号の出力が前記信号出力部（１３０）で抑制されるように前記信号出力部（１３０）に接続されていること
   を特徴とする、等価回路。
2. ブレーキ操作を表す信号が、ブレーキライト、ブレーキライトスイッチ、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信号である、請求項１に記載の等価回路。
3. 前記等価回路が、前記一次制御装置（１４０）とは別個の電流供給部を備える、請求項１または２に記載の等価回路。
4. 前記別個の電流供給部が、前記信号出力部（１３０）を介した信号の出力時に前記真空ポンプ（２００）にも作動に不可欠な電圧を供給するように設計されている、請求項３に記載の等価回路。
5. 前記等価回路が監視回路を備え、該監視回路により、前記等価回路（１００）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が出力可能である、請求項１から４までのいずれか一項に記載の等価回路。
6. 前記等価回路が遅延モジュール（１５０）を備え、該遅延モジュール（１５０）によって前記電気式真空ポンプ（２００）を始動する信号（１３１）が、前記ブレーキ操作を表す信号（１１１）の入力後に、規定可能な遅延ｔ１をもって前記信号出力部（１３０）で出力可能である、請求項１から５までのいずれか一項に記載の等価回路。
7. 前記電気式真空ポンプ（２００）を始動する信号（１３１）が、前記遅延モジュール（１５０）によって時間ｔ２だけ、ブレーキ操作を表す信号（１１１）の印加時間を超えて前記信号出力部（１３０）で出力可能である、請求項６に記載の等価回路。
8. ブレーキブースタシステム（３００）のＥＳＰ制御器（１４０）による電気式真空ポンプ（２００）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（１１１）を等価回路（１００）に供給するステップと、
   前記ＥＳＰ制御器（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制御器（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。
9. 前記電気式真空ポンプ（２００）を始動する前記信号（１３１）の生成および／または前記等価回路（１００）の前記信号出力部（１３０）における出力を、ブレーキ操作を表す信号（１１１）が時間ｔ１だけ印加されている場合に遅延する、請求項８に記載の方法。
10. 前記電気式真空ポンプ（２００）を始動する信号（１３１）の生成および／または前記等価回路（１００）の前記信号出力部（１３０）における出力が、ブレーキ操作を表す信号（１１１）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前記信号出力部（１３０）で出力される、請求項８または９に記載の方法。

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