(57)【要約】【課題】マスタシリンダ液圧センサによる検出値に基づく場合より、早期に、ブレーキ操作部材の操作開始を検出する。【解決手段】ブレーキペダルが操作されると、バキュームブースタにおいて、パワーピストンが前進し、負圧室の容積が減少する。負圧室の容積の減少に伴って負圧室の負圧が大気圧に近づく。一方、パワーピストンの前進に伴ってマスタシリンダの加圧ピストンが前進し、加圧室の液圧が増加するが、加圧室の液圧の増加は、パワーピストンの前進に対して遅れて検出される。したがって、負圧室の負圧に基づけば、マスタシリンダ液圧センサによる検出値に基づく場合より、早期のブレーキ操作部材の操作開始を検出することができる。【選択図】図７
2010047145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者によって操作可能なブレーキ操作部材と、
(a)マスタシリンダの加圧ピストンに連携させられたパワーピストンと、(b)そのパワーピストンの前方の負圧室および後方の変圧室と、(c)その変圧室を、前記パワーピストンと前記ブレーキ操作部材との相対移動に伴って選択的に前記負圧室と大気とに連通させる制御弁とを備えたバキュームブースタと、
前記負圧室の負圧が、予め定められた設定時間内に、予め定められた設定負圧以上大気圧に近づいた場合に、前記ブレーキ操作部材の運転者による操作が開始されたとする操作開始取得装置と
を含むブレーキ操作装置。
【請求項２】
前記操作開始取得装置が、さらに、前記マスタシリンダの加圧室の液圧が予め定められた設定液圧以上増加した場合に、前記ブレーキ操作部材の操作が開始されたと取得する手段を含む請求項１に記載のブレーキ操作装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のブレーキ操作装置と、
前記マスタシリンダに接続されたブレーキシリンダと、
そのブレーキシリンダの液圧を、前記ブレーキ操作部材の操作状態で決まる目標液圧に達するように制御するブレーキ液圧制御装置と
を含む液圧ブレーキシステムであって、
前記ブレーキ液圧制御装置が、前記操作開始取得装置によって前記ブレーキ操作部材の操作が開始されたことが検出された場合の、前記負圧室の負圧の操作開始前負圧からの変化量に基づいて前記目標液圧を決定する目標液圧決定部を含むことを特徴する液圧ブレーキシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバキュームブースタを備えたブレーキ操作装置、およびそのブレーキ操作装置を含む液圧ブレーキシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、バキュームブースタと、そのバキュームブースタの負圧室に接続され、車両に設けられた回転軸の回転に伴って作動させられる真空ポンプとを含むブレーキ装置が記載されている。真空ポンプがエンジンによって作動させられるものではないため、エンジンを含まない電気自動車、あるいは、エンジンの作動頻度が低いハイブリッド自動車においても、バキュームブースタの負圧室の負圧の低下を抑制することができる。また、ブレーキ操作部材の操作状態は、踏力センサやストロークセンサによって検出される。
特許文献２には、バキュームブースタと、バキュームブースタの助勢限界後に、ブレーキシリンダ圧を、助勢限界前後で特性が同じになるように制御するブレーキ液圧制御装置とを備えたブレーキ装置が記載されている。このブレーキ装置においては、ブレーキ操作部材の操作状態がマスタシリンダ圧センサを利用して検出される。その結果、踏力センサやストロークセンサが不要となり、その分、コストダウンを図ることができる。
特許文献３には、バキュームブースタと、バキュームブースタの助勢限界後に、ブレーキシリンダ圧をマスタシリンダ圧より大きくするブレーキ液圧制御装置とを備えたブレーキ装置が記載されている。このブレーキ装置においては、マスタシリンダ圧センサのゲイン異常が発生した場合に、マスタシリンダ圧の増加勾配が減少してから設定時間が経過した場合に助勢限界に達したとされる。このように、マスタシリンダ圧の増加勾配が減少したことに基づけば、マスタシリンダ圧センサにゲイン異常が生じても、助勢限界に達したことを検出することができる。
【特許文献１】特開２００７−２２３４４９号公報
【特許文献２】特開２００１−３３４９２７号公報
【特許文献３】特開２０００−１６８５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、ブレーキ操作部材のストロークを検出するストロークセンサを用いることなく、マスタシリンダの加圧室の液圧を検出するマスタシリンダ圧センサを用いる場合より、ブレーキ操作部材の操作開始を早期に検出可能とすることである。
【課題を解決するための手段および効果】
【０００４】
請求項１に記載のブレーキ操作装置は、(i)運転者によって操作可能なブレーキ操作部材と、(ii)(a)マスタシリンダの加圧ピストンに連携させられたパワーピストンと、(b)そのパワーピストンの前方の負圧室および後方の変圧室と、(c)その変圧室を、前記パワーピストンと前記ブレーキ操作部材との相対移動に伴って選択的に前記負圧室と大気とに連通させる制御弁とを備えたバキュームブースタと、(iii)前記負圧室の負圧が、予め定められた設定時間内に、予め定められた設定負圧以上大気圧に近づいた場合に、前記ブレーキ操作部材の運転者による操作が開始されたとする操作開始取得装置とを含むものとされる。
バキュームブースタにおいて、ブレーキ操作部材の前進に伴ってパワーピストンが前進させられ、それによって、負圧室の容積が減少して、負圧室の負圧が大気圧に近づく。また、パワーピストンの前進に伴ってマスタシリンダの加圧ピストンが前進させられ、加圧室の液圧が増加させられる。しかし、加圧室の液圧の増加は、パワーピストンの前進に対して遅れて検出される。後述する理由により加圧室の液圧の増加が実際に遅れたり、加圧室の液圧を検出するマスタシリンダ液圧センサに起因して検出が遅れたりするのである。
したがって、負圧室の負圧の変化に基づけば、加圧室の液圧に基づく場合より、ブレーキ操作部材の操作開始を早期に検出することが可能となる。ブレーキ操作部材の操作ストロークを検出するストロークセンサを設けなくても、ブレーキ操作開始を、マスタシリンダの加圧室の液圧を検出するマスタシリンダ液圧センサによる検出値に基づくより、早期に検出することが可能となるのである。その結果、ストロークセンサが不要となり、ブレーキ操作装置のコストダウンを図ることができる。
加圧室の液圧がパワーピストンの前進に対して遅れて増加する理由は以下の通りである。
（理由１）加圧ピストンとパワーピストンとは、一体的に移動可能に連結されているのではなく、これらの間には機械的なクリアランスがある。そのため、パワーピストンが前進しても加圧ピストンが直ちに前進せず、その分、加圧室の液圧の増加が遅れる。
（理由２）ブレーキ回路の構造の影響がある。マスタシリンダの加圧室の作動液は、加圧室に接続された部材（液通路、ブレーキシリンダ等）に供給されるため、これら作動液供給対象装置の状態によっては、加圧室の液圧の増加が遅れることがある。
また、マスタシリンダ液圧センサによる検出値が加圧室の液圧の増加に遅れて増加する理由は以下の通りである。
（理由１）マスタシリンダ液圧センサが設けられた位置（例えば、マスタシリンダからの距離）等に起因して、加圧室に液圧が発生してから、その液圧がマスタシリンダ液圧センサに伝達されるまでに時間を要する場合がある。
（理由２）マスタシリンダ液圧センサの感度等に起因する遅れがある。マスタシリンダ液圧センサの感度が非常に良い場合には、遅れは非常に小さいが、感度が悪い場合には、遅れが大きくなる。
(理由３）マスタシリンダ液圧センサが検出部と処理部とを有する場合において、処理部におけるデータ処理態様、例えば、検出部の出力電圧と加圧室の液圧の検出値との関係が予め定められており、その関係と実際の出力電圧とから検出値が決定される場合において、その関係において、検出値０に対応する出力電圧が大きい場合は、遅れが大きくなるのである。
（理由４）ブースタの負圧室の圧力を検出するブースタ負圧センサとマスタシリンダの加圧室の液圧を検出するマスタシリンダ液圧センサとを比較すると、ブースタ負圧センサによって測定される圧力範囲は大気圧から真空までの間であるのに対し、マスタシリンダ液圧センサによって測定される圧力範囲は０から数ＭＰａの間であり、マスタシリンダ液圧センサによる検出範囲の方が広い。そのため、マスタシリンダ液圧センサは、０近傍の値を精度よく検出できないものとされるのに対して、ブースタ負圧センサは、僅かな変化も検出可能な感度がよいものとすることができる。したがって、加圧室の液圧が僅かに増加した場合に、そのことが、マスタシリンダ液圧センサによって検出できなくても、負圧室の負圧が僅かに変化した場合に、そのことが、ブースタ負圧センサによって検出され得るのである。
請求項１に記載のブレーキ操作装置において、例えば、負圧室の負圧を常時監視し、予め定められた設定時間内に設定負圧以上大気圧に近づいたことが検出された場合に、パワーピストンが前進した、すなわち、ブレーキ操作部材の操作が開始されたと検出される。ブレーキ操作部材が操作されていない状態において、負圧室の負圧は、エンジンの作動状態の影響を受けて変動するが、その変化勾配はそれほど大きくない。負圧室の負圧がエンジンの作動状態に基づいて変化する状態を定常状態にあると称し、定常状態における負圧室の負圧を定常負圧と称する。それに対して、ブレーキ操作部材の前進に伴ってパワーピストンが前進させられると、負圧室の容積が減少させられて、負圧が定常負圧から大気圧に近づく。この場合の負圧の変化は、エンジンの作動状態に基づく変化より大きい。例えば、ブレーキ操作部材が通常の操作速度で操作される場合の負圧室の容積変化速度等に基づいて、設定時間、設定負圧を決定することができる。
設定負圧は、常に一定の固定値としても、定常負圧に基づいて決まる値としてもよい。定常負圧が真空に近い場合は大気圧に近い場合より、パワーピストンの移動量が同じ（容積変化量が同じ）場合の負圧室の負圧の減少量（大気圧に近づく変化量）が小さくなるからである。定常負圧は、定常負圧は、ブレーキ操作部材の非操作状態における負圧室の負圧の平均値としたり、ブレーキ操作部材の操作が行われた場合の、その操作が開始される直前あるいは設定時間前の負圧室の負圧としたりすることができる。定常負圧は、操作開始前負圧と称することもできる。
なお、ブレーキスイッチによっても、ブレーキ操作部材の操作の開始を検出することができる。ブレーキスイッチによれば、ブレーキ操作部材の操作ストロークが設定ストロークに達した場合にＯＮ・ＯＦＦの状態が切り換わるようにされており、設定ストロークが小さい場合は、早期に操作開始を検出することができる。しかし、上述の負圧室の負圧の変化に関する設定時間、設定負圧の大きさによっては、負圧室の負圧の変化に基づく場合の方が、ブレーキスイッチに基づく場合より、早期にブレーキ操作部材の操作開始を検出可能とすることができる。しかし、本願請求項１に記載のブレーキ操作装置において、ブレーキスイッチより早期に操作開始が検出されるようにすることは不可欠ではない。
なお、負圧室の圧力は大気圧より絶対真空側の圧力であり、本明細書において、負圧の低下、減少とは、負圧室の圧力が大気圧に近づくことをいう。
請求項２に記載のブレーキ操作装置においては、前記操作開始取得装置が、さらに、前記マスタシリンダの加圧室の液圧が予め定められた設定液圧以上増加した場合に、前記ブレーキ操作部材の操作が開始されたと取得する手段を含む。
負圧室の負圧とマスタシリンダの加圧室の液圧とに基づけば、より確実にブレーキ操作部材の操作開始を検出することができる。
請求項３に記載の液圧ブレーキシステムは、ブレーキ操作装置、ブレーキシリンダ、ブレーキ液圧制御装置を含み、前記ブレーキ液圧制御装置が、前記操作開始取得装置によって前記ブレーキ操作部材の操作が開始されたことが検出された場合の、前記負圧室の負圧の操作開始前負圧からの変化量に基づいて前記目標液圧を決定する目標液圧決定部を含むものとされる。
前記ブレーキ操作部材の操作が開始された場合には、負圧室の負圧が設定時間内に設定負圧以上大気圧に近づくことになるが、その場合の操作開始前負圧からの負圧の減少量は、パワーピストンの前進ストロークが大きい場合は小さい場合より大きくなる。したがって、操作開始前負圧からの負圧の減少量に基づけば、ブレーキ操作部材の操作ストロークを推定することができる。
また、負圧室の負圧の減少量に基づいてブレーキシリンダの液圧が制御されるようにすれば、操作ストロークに基づいて制御される場合と同様に、ブレーキシリンダの液圧を運転者の意図する大きさに制御することが可能となる。ブレーキシリンダの液圧がマスタシリンダの液圧に基づいて制御される場合には、制御がブレーキ操作部材の操作開始に遅れて開始されるため、ブレーキシリンダ液圧の効き遅れが大きくなる。それに対して、負圧室の負圧の減少量に基づけば、早期にブレーキシリンダの液圧制御を開始できるため、効き遅れを小さくすることができ、速やかにブレーキシリンダ液圧を増加させることができる。
【実施例】
【０００５】
以下、本発明の一実施例であるブレーキ操作装置を備えた液圧ブレーキシステムを図面に基づいて詳細に説明する。
この液圧ブレーキシステムにおいては、図１に示すように、ブレーキ操作部材たるブレーキペダル１０の踏力がバキュームブースタ１２により倍力され、その倍力された踏力に応じた液圧が液圧源たるマスタシリンダ１４に発生させられる。この液圧は、車輪に設けられたブレーキ１６のブレーキシリンダ１８に供給され、ブレーキシリンダ１８が液圧により作動させられて車輪の回転が抑制される。また、ブレーキシリンダ１８とマスタシリンダ１４との間には、ブレーキシリンダ１８の液圧を制御するアクチュエータである液圧制御ユニット２０が設けられている。液圧制御ユニット２０は、電子制御ユニット２４（以下、ブレーキＥＣＵ２４と称する）により制御される。
【０００６】
バキュームブースタ１２は、後述する負圧室においてエンジン３０のインテークマニホルド３２に接続されており、負圧が供給される。インテークマニホルド３２はエンジンの吸気側にあり、電子制御式スロットルバルブ３４を介して大気に連通させられる。
バキュームブースタ１２とインテークマニホルド３２との間にはチェック弁３６が設けられている。チェック弁３６は、インテークマニホルド３２からバキュームブースタ１２への負圧の供給（バキュームブースタ１２の空気がインテークマニホルド３２側へ吸引されること）は許容するが、バキュームブースタ１２からインテークマニホルド３２への負圧の流出（インテークマニホルド３２内の空気がバキュームブースタ１２へ吸引されること）は阻止するように設けられている。そのため、バキュームブースタ１２側の負圧は、インテークマニホルド３２側の負圧より、チェック弁３６の開弁圧分、低く、すなわち大気圧に近くなる。チェック弁３６とバキュームブースタ１２との間にはタンク３８が設けられ、負圧が蓄えられる。タンク３８は容量の小さいものとされている。
また、エンジン３０において、電子制御式スロットルバルブ３４の開度，インジェクタの燃料噴射量，タイミング等が、電子制御ユニット４０（以下、ＥＦＩ−ＥＣＵ４０と称する）により制御される。ＥＦＩ−ＥＣＵ４０には、インテークマニホルド３２の負圧を検出するインテークマニホルド負圧センサ４２，電子制御式スロットルバルブ３４の開度を検出するスロットルポジションセンサ４４，回転数を検出するエンジン回転数センサ４６等が接続されており、それらの検出値に基づいてエンジン３０の作動状態が検出され、電子制御式スロットルバルブ３４，インジェクタ等が制御される。
【０００７】
図２に示すように、マスタシリンダ１４は、ハウジングに、直列に摺動可能に嵌合された２つの加圧ピストン６０ａ，６０ｂを含む。加圧ピストン６０ａ，６０ｂの前方には、それぞれ、２つの加圧室６１ａ，６１ｂが形成される。
バキュームブースタ１２は、中空のハウジング６４と、ハウジング６４内に設けられたパワーピストン６６とを含み、パワーピストン６６によりマスタシリンダ１４の側の負圧室６８とブレーキペダル１０の側の変圧室７０とに仕切られる。
パワーピストン６６は、ブレーキペダル１０の側において、バルブオペレーティングロッド７１を介してブレーキペダル１０と連携させられ、マスタシリンダ１４の側において、ゴム製のリアクションディスク７２を介してブースタピストンロッド７４と連携させられている。ブースタピストンロッド７４はマスタシリンダ１４の加圧ピストン６０ａに連携させられ、パワーピストン６６の作動力を加圧ピストン６０ａに伝達する。
なお、加圧ピストン６０ａは、ストッパがマスタシリンダ１４のハウジングに当接することによって後退端に達するが、その後退端位置において、加圧ピストン６０ａはパワーピストン６６から離間している。そのため、加圧ピストン６０ａは、パワーピストン６６の前進に遅れて前進することになる。
【０００８】
負圧室６８と変圧室７０との間に弁機構７６が設けられている。弁機構７６は、バルブオペレーティングロッド７１とパワーピストン６６との相対移動に基づいて作動するものであり、コントロールバルブ７６ａと、エアバルブ７６ｂと、バキュームバルブ７６ｃと、コントロールバルブスプリング７６ｄとを備えている。エアバルブ７６ｂは、コントロールバルブ７６ａと共同して変圧室７０の大気に対する連通・遮断を選択的に行うものであり、バルブオペレーティングロッド７１に一体的に移動可能に設けられている。コントロールバルブ７６ａは、バルブオペレーティングロッド７１にコントロールバルブスプリング７６ｄによりエアバルブ７６ｂに着座する向きに付勢される状態で取り付けられている。バキュームバルブ７６ｃは、コントロールバルブ７６ａと共同して変圧室７０の負圧室６８に対する連通・遮断を選択的に行うものであり、パワーピストン６６に一体的に移動可能に設けられている。
【０００９】
このように構成されたバキュームブースタ１２においては、非作動状態では、コントロールバルブ７６ａが、エアバルブ７６ｂに着座する一方、バキュームバルブ７６ｃから離間し、それにより、変圧室７０が大気から遮断されて負圧室６８に連通させられる。したがって、この状態では、負圧室６８も変圧室７０も共に等しい高さの負圧（大気圧以下の圧力）とされる。これに対して、作動状態では、バルブオペレーティングロッド７１がパワーピストン６６に対して相対的に接近し、やがてコントロールバルブ７６ａがバキュームバルブ７６ｃに着座し、それにより、変圧室７０が負圧室６８から遮断される。その後、バルブオペレーティングロッド７１がパワーピストン６６に対してさらに相対的に接近すれば、エアバルブ７６ｂがコントロールバルブ７６ａから離間し、それにより、変圧室７０が大気に連通させられる。この状態では、変圧室７０が昇圧し、負圧室６８と変圧室７０との間に差圧が発生し、その差圧によってパワーピストン６６が前進させられ、バキュームブースタ１２により倍力されたブレーキ操作力に応じた液圧がマスタシリンダ１４に発生させられる。
負圧室６８の負圧は、ブースタ負圧センサ７８によって検出され、マスタシリンダ１４の加圧室６１ｂの液圧はマスタシリンダ液圧センサ７９によって検出される。
パワーピストン６６の前進に伴って負圧室６８の容積が減少するため、負圧室６８の負圧であるブースタ負圧は減少する。また、マスタシリンダ液圧センサ７９による検出値は、ブースタ負圧センサ７８による検出値の減少に対して遅れて増加する。
【００１０】
ブースタ負圧センサ７８による検出対象圧力範囲は、真空から大気圧の間で狭いため、感度がよいセンサとすることができる。それに対して、マスタシリンダ液圧センサ７９による検出対象圧力範囲は、大気圧から数ＭＰａの間で広く、特に、大気圧近傍の変化を精度よく検出することができないものである。
【００１１】
液圧ブレーキシステムの回路を図３に基づいて説明する。
本実施例における液圧ブレーキ回路はＸ配管とされており、マスタシリンダ１４の一方の加圧室６１ｂには右前輪ＦＲおよび左後輪ＲＬ用の第１ブレーキ系統が接続され、他方の加圧室６１ａには左前輪ＦＬおよび右後輪ＲＲ用の第２ブレーキ系統が接続されている。それらブレーキ系統は互いに構成が共通するため、以下、第１ブレーキ系統のみを代表的に説明し、第２ブレーキ系統については説明を省略する。
【００１２】
第１ブレーキ系統においては、加圧室６１ｂと、右前輪ＦＲのブレーキシリンダ１８と左後輪ＲＬのブレーキシリンダ１８とが、それぞれ、主通路８０を介して接続されている。主通路８０は、基幹通路８４と個別通路８６とを含む。
個別通路８６の各々にはブレーキシリンダ１８が接続されている。各個別通路８６の途中には常開の電磁開閉弁である増圧弁９０が設けられ、各増圧弁９０と並列に作動液戻り用の逆止弁９４が設けられる。各ブレーキシリンダ１８にはリザーバ通路９６を介してリザーバ９８に接続され、リザーバ通路９６の途中には、それぞれ常閉の電磁開閉弁である減圧弁１００が設けられる。
【００１３】
リザーバ９８にはポンプ通路１０４が接続され、主通路８０の増圧弁９０の上流側に接続される。ポンプ通路１０４には、ポンプ１０６、吸入弁１０８、吐出弁１１０がそれぞれ設けられている。ポンプ１０６の吐出側には、オリフィス１１４、固定ダンパ１１６が設けられ、ポンプ１０６の脈動が軽減される。
また、リザーバ９８は作動液収容部１１８ａと、補給弁１１８ｂとを含む。作動液収容部１１８ａは、ハウジングに摺動可能に設けられた可動部材１１８ｄと、可動部材１１８ｄの一方の側に設けられたスプリング１１８ｅと、可動部材１１８ｄの他方の側に設けられた収容室１１８ｆとを含み、補給弁１１８ｂは、弁子１１９ａおよび弁座１１９ｂと、可動部材１１８ａに設けられた弁駆動部材１１９ｃとを含む。補給弁１１８ｂには補給通路１１９ｄを介してマスタシリンダ１４が接続される。
補給弁１１８ｂは、収容室１１８ｆに作動液が十分に収容されている場合には閉状態にあるが、収容室１１８ｆに収容される作動液量が設定量以下になると、可動部材１１８ｄが移動させられ、弁駆動部材１１９ｃにより開状態に切り換えられる。それによって、補給通路１１９ｄを経てマスタシリンダ１４から収容室１１８ｆに作動液が供給されるのであり、リザーバ９８において作動液不足が生じないようにされている。
【００１４】
前記主通路８０のポンプ通路１０４の接続部とマスタシリンダ１４との間に圧力制御弁１２０が設けられている。圧力制御弁１２０は、ブレーキシリンダ１８側の液圧とマスタシリンダ１４側の液圧との差圧を制御するものであり、マスタシリンダ１４の液圧に対してブレーキシリンダ１８の液圧を差圧だけ高くする。前記ブレーキＥＣＵ２４は、運転者によるブレーキ操作中であって、マスタシリンダ１４の液圧より高い液圧をブレーキシリンダ１８に発生させることが必要である場合に、ポンプ１０６を作動させるとともに圧力制御弁１２０を制御する。
【００１５】
圧力制御弁１２０は、図４に示すように、図示しないハウジングと、弁子１３０および弁座１３２と、それら弁子１３０および弁座１３２の相対移動を制御する磁気力を発生させるソレノイド１３４と、弁子１３０を弁座１３２から離間させる向きに付勢するスプリング１３６とを含む常開弁であり、主通路８０の基幹通路８４に、弁子１３０に、ブレーキシリンダ１８の液圧からマスタシリンダ１４の液圧を引いた大きさの差圧が作用する姿勢で設けられる。
この圧力制御弁１２０において、ソレノイド１３４が励磁されない非作用状態（ＯＦＦ状態）では開状態にある。主通路８０においてマスタシリンダ側とブレーキシリンダ側との間での双方向の作動液の流れが許容され、その結果、ブレーキ操作が行われれば、ブレーキシリンダ液圧はマスタシリンダ液圧と同じとなり、マスタシリンダ液圧の増加に伴って増加させられる。
これに対し、ソレノイド１３４が励磁される作用状態（ＯＮ状態）では、ソレノイド１３４の磁気力によりアーマチュア１３８が吸引される。弁子１３０には、ブレーキシリンダ液圧とマスタシリンダ液圧との差に基づく力Ｆ2 とスプリング１３６の弾性力Ｆ3 との和と、ソレノイド１３４の磁気力に基づく吸引力Ｆ1 とが互いに逆向きに作用する。力Ｆ2 の大きさは、ブレーキシリンダ液圧とマスタシリンダ液圧との差と、弁子１３０がブレーキシリンダ液圧を受ける実効受圧面積との積で表される。
Ｆ2 ＋Ｆ3 ：Ｆ1
ブレーキシリンダ液圧とマスタシリンダ液圧との差圧Ｆ2 は、弾性力Ｆ3 が同じ場合に、吸引力Ｆ1 が大きい場合は小さい場合より大きくなるのであり、ソレノイド１３４への供給電流の制御によって、これらの差圧が制御される。
なお、図３に示すように、圧力制御弁１２０と並列に逆止弁１４４、リリーフ弁１４６が設けられている。逆止弁１４４は、ブレーキシリンダ１８からマスタシリンダ１４への作動液の流れは阻止するが、逆向きの流れは許容するものであり、圧力制御弁１２０が異常であっても、マスタシリンダ１４からブレーキシリンダ１８へ向かう作動液の流れが許容される。リリーフ弁１４６は、ブレーキシリンダ側の液圧がマスタシリンダ側の液圧よりリリーフ圧以上高くなると、ブレーキシリンダ側からマスタシリンダ側への作動液の流れを許容するものであり、ポンプ１０６による吐出圧が過大となることを回避し得る。
本実施形態においては、圧力制御弁１２０，リザーバ９８，ポンプ１０６等が液圧制御ユニット２０を構成している。
【００１６】
前記ブレーキＥＣＵ２４は、図５に示すように、ＰＵ（プロセッシングユニット），ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏ回路，それらを接続するバスを含むコンピュータを主体として構成されている。ブレーキＥＣＵ２４の入力側にブースタ負圧センサ７８，マスタシリンダ液圧センサ７９に加えて、ブレーキスイッチ１５６，車輪速センサ１５８等が接続されている。車輪速センサ１５８は、各輪毎に設けられ、各輪の車輪速を規定する車輪速信号を出力する。
ブレーキＥＣＵ２４の出力側には、前記ポンプ１０６を駆動するポンプモータ１６０が駆動回路１６２を介して接続されている。また、前記圧力制御弁１２０のソレノイド１３４の駆動回路１６４、増圧弁９０および減圧弁１００の各ソレノイド１６６の各駆動回路１６８（図には複数のソレノイド１６６，駆動回路１６８がそれぞれまとめて図示されている）も接続されている。ソレノイド１３４の駆動回路１６４には、ソレノイド１３４の磁気力をリニアに制御するための電流制御信号が出力され、一方、増圧弁９０等の各ソレノイド１６６の各駆動回路１６８にはそれぞれ、ソレノイド１６６をＯＮ／ＯＦＦ駆動するためのＯＮ／ＯＦＦ駆動信号が出力される。図５においてブレーキＥＣＵ２４の出力側についての接続も、第１ブレーキ系統について代表的に図示されており、第２ブレーキ系統については図示を省略する。
ブレーキＥＣＵ２４とＥＦＩ−ＥＣＵ４０とは、ＣＡＮ（Car  Area  Network）１７０を介して接続され、種々の情報の通信が行われる。
【００１７】
ブレーキＥＣＵ２４のＲＯＭには、複数のプログラム、図６(c)，(d)，図８(a)，(b)，(c)等で表されるテーブル等が記憶されており、これらのプログラム等に従って、ブースタ効き特性制御（以下、単に、効き特性制御と称する），制動効果制御、アンチロック制御等がそれぞれ実行される。
増圧弁９０，減圧弁１００は、アンチロック制御ルーチンに従って開閉制御されるが、アンチロック制御についての説明は省略する。
効き特性制御とは、バキュームブースタ１２に助勢限界があること考慮し、車体減速度が、バキュームブースタ１２の助勢限界の前後を問わず、ほぼ同じ勾配で増加するように行われるブレーキシリンダ１８の液圧制御をいう。
バキュームブースタ１２は、ブレーキ操作力がある値まで増加すると、変圧室７０の圧力が大気圧まで上昇し切ってしまい、助勢限界に達する。助勢限界後は、バキュームブースタ１２はブレーキ操作力を倍力することができないから、何ら対策を講じないと、図６(a)のグラフで表されているように、ブレーキの効き、すなわち、同じブレーキ操作力Ｆに対応するブレーキシリンダ液圧Ｐ Wの高さが助勢限界がないと仮定した場合におけるブレーキシリンダ液圧ＰWの高さより低下する。かかる事実に着目して効き特性制御が行われるのであり、具体的には、図６(b)のグラフで表されているように、バキュームブースタ１２が助勢限界に達した後には、ポンプ１０６を作動させてマスタシリンダ液圧ＰM より差圧ΔＰａだけ高い液圧をブレーキシリンダ１８に発生させ、それにより、バキュームブースタ１２の助勢限界の前後を問わず、ブレーキの効きを安定させる。ここに、差圧ΔＰａとマスタシリンダ液圧ＰM との関係は例えば、図６(c)のグラフで表されるものとされる。
尚、図６(d)のグラフは、圧力制御弁１２０のソレノイド１３４への供給電流と差圧ΔＰａとの関係を示す。
また、バキュームブースタ１２が助勢限界に達した場合のマスタシリンダの圧ＰMB （以下、助勢限界標準値と称する）も予め求められてＲＯＭに記憶されており、マスタシリンダ液圧センサ７９によって検出された実際のマスタシリンダ液圧が助勢限界標準値に達した場合に、助勢限界に達したとされて、ポンプ１０６が作動させられ、圧力制御弁１２０が制御される。
【００１８】
制動効果制御は、車体減速度がブレーキペダル１０の操作状態で決まる目標減速度となるように行われるブレーキシリンダ１８の液圧制御をいう。
本実施例においては、ブレーキペダル１０の操作ストロークを検出するストロークセンサが設けられていない。しかし、マスタシリンダ液圧センサ７９による検出値に基づく場合には、ブレーキペダル１０の操作が遅れて検出されるため、ブレーキ操作初期状態において、ブレーキシリンダ液圧ＰBの増加が遅れることがある。一方、ストロークセンサを設けなければ、その分、コストダウンを図ることができる。
そこで、本実施例においては、ブースタ負圧センサ７８による検出値に基づいて、ブレーキペダル１０の操作初期における操作状態が取得されて、制動効果制御が行われる。効き特性制御も、広義には、制動効果制御といい得るが、本実施例における制動効果制御は、バキュームブースタ１２の助勢限界前において行われる制御をいう。
【００１９】
バキュームブースタ１２において、ブレーキペダル１０の前進に伴ってオペレーティングロッド７１がパワーピストン６６に対して相対移動すると、制御弁７６の作動により、変圧室７０が負圧室６８から遮断されて大気に連通させられる。それによって、パワーピストン６６が前進させられ、負圧室６８の容積が減少し、負圧が大気圧に近づく。
一方、マスタシリンダ１４において、加圧室６１ｂの液圧の増加は、パワーピストン６６の移動開始に遅れて検出される。図７(a)に示すように、ブレーキペダル１０の操作が開始されて、ブースタ負圧が減少し、その後に、マスタシリンダ液圧センサ７９による検出値が増加するのである。加圧ピストン６０ａとパワーピストン６６との間のクリアランス、マスタシリンダ液圧センサ７９の取り付け位置、マスタシリンダ液圧センサ７９とブースタ負圧センサ７８との特性の相違等に起因して、ブースタ負圧センサ７８による負圧の減少に遅れてマスタシリンダ液圧センサ７９による検出液圧が０より大きくなるのである。
【００２０】
本実施例においては、ブースタ負圧センサ７８による検出値を常時監視し、ブースタ負圧が予め定められた設定時間内に、予め定められた設定負圧以上減少した場合に、ブレーキペダル１０の操作が開始されたとする。設定負圧（以下、操作開始判定しきい値と称する）、設定時間は、ブレーキペダル１０の操作に起因するパワーピストン６６の前進に基づく負圧室６８の容積変化速度等に基づいて決定される。実験、シミュレーション等により、ブレーキ操作が行われた場合のブースタ負圧の変化が取得され、それに基づいて、操作開始判定しきい値、設定時間等が決定されるのである。
なお、ブレーキペダル１０の操作に起因する負圧の変化は、エンジン３０の作動状態の変化に起因する変化に対して大きい。
また、ブースタ負圧の減少勾配は、図７(b)に示すように、ブレーキペダル１０の操作が開始される前の負圧、すなわち、負圧室６８と変圧室７０とが連通状態にある場合の負圧（操作開始前負圧）ＰB0が真空に近い場合は大気圧に近い場合より緩やかになる。そのため、図８(a)に示すように、操作開始判定しきい値ΔＰthが、操作開始前負圧ＰB0が大きい場合は小さい場合より小さい値に設定されている。
操作開始前負圧ＰB0は、常時監視している場合において、負圧変化が小さい場合（エンジン３０の作動状態の変動とみなし得る範囲内の変化）の負圧の検出値の平均的な値としたり、インティークマニホールド３２の負圧やエンジン３０の作動状態に基づいて推定した値としたり、後述するように、操作開始が検出された時点において、負圧減少量ΔＰBを求める際に使用されたＮ回前の検出値としたりすること等ができる。
さらに、負圧は、図７(a)、(b)に示すように、ブレーキペダル１０のストロークが増加すると減少するが、操作開始前負圧からの負圧の減少量（以下、総負圧減少量と称する）ΔＰB0と操作ストロークＳとの関係は、予め実験等により取得される。その結果、総負圧減少量に基づけば、ストロークセンサによらなくても、ブレーキペダル１０の操作ストロークを取得することができる。また、これらの関係は、前述のように、操作開始前負圧の大きさによって異なるのであり、その場合の一例を図８(b)に示す。
なお、図７，８(a)、(b)のグラフは、ブースタ負圧ＰBと負圧室６８の容積との積が一定であるとして記載した。そのため、現実の変化とは異なることがある。
【００２１】
本実施例においては、総負圧減少量ΔＰB0に基づいて決定されたストロークＳ（厳密にいえば、そのストロークＳに対応するマスタシリンダ液圧）とマスタシリンダ液圧ＰMとの両方に基づいて、制動効果制御におけるブレーキシリンダ１８の目標液圧Ｐrefが、下式に従って決定される。
Ｐref＝α・Ｓ＋（１−α）・ＰM ・・・(a)
上式において、αは、図８(c)に示すように、制動初期において１とされ、その後漸減し、マスタシリンダ液圧が十分に大きくなった場合に０とされる。マスタシリンダ液圧に基づけば、ブレーキ操作力を正確に検出できるため、マスタシリンダ液圧センサ７９による検出値に基づいてブレーキ操作力を検出できるまでの間、総負圧減少量ΔＰB0に基づいて操作状態が取得されて、目標液圧Ｐrefが取得されるのである。
その結果、ブレーキペダル１２の操作早期にブレーキシリンダ１８の液圧を速やかに増加させることができ、効き遅れを小さくすることができる。
【００２２】
図９のフローチャートで表されるブレーキ操作検出プログラムは予め定められたサイクルタイム毎に実行される。
ステップ１（以下、Ｓ１と略称する。他のステップについても同様とする）において、ブースタ負圧センサ７８によってブースタ負圧が検出され、Ｓ２において、ブレーキＯＮフラグがセット状態にあるか否かが判定されるが、最初にＳ２が実行される場合には、セット状態にないため、判定がＮＯとなり、Ｓ３以降が実行される。ブレーキＯＮフラグは、後述するように、制動効果制御が開始されるとセットされ、ブレーキスイッチ１５６がＯＦＦ状態に切りかわるとリセットされるフラグである。
Ｓ３において、予め定められた設定時間内におけるブースタ負圧の減少量ΔＰBが求められる。例えば、設定時間をサイクルタイムのＮ回に相当する時間とし、Ｎ回前に検出されたブースタ負圧から今回検出されたブースタ負圧を引いた値がブースタ負圧の減少量ΔＰBとされる。本実施例においては、Ｎ個のブースタ負圧検出値が記憶されているのである。Ｎは１以上の数である。
Ｓ４において、Ｎ回前のブースタ負圧センサ７８による検出値が暫定操作開始前負圧ＰB0′とされ、暫定操作開始前負圧ＰB0′に基づいて操作開始判定しきい値ΔＰthが図８(a)に示すテーブルに従って取得される。そして、Ｓ５において、負圧減少量ΔＰBが操作開始判定しきい値ΔＰth以上であるか否かが判定される。負圧減少量ΔＰBが操作開始判定しきい値ΔＰthより小さい間、判定はＮＯとなる。以下、Ｓ１〜５が繰り返し実行されるのであるが、ブレーキペダル１０の操作が行われない場合は、エンジン３０の作動状態に基づいて負圧が変化することがあっても変化量は小さいため、判定がＹＥＳとなることはない。
それに対して、ブレーキペダル１０の操作が行われて、負圧減少量ΔＰBが操作開始判定しきい値ΔＰth以上となると、Ｓ５の判定がＹＥＳとなる。Ｓ６において、ブレーキＯＮフラグがセットされ、Ｓ７において、Ｎ回前のブースタ負圧（暫定操作開始前負圧）ＰB0′が操作開始前負圧ＰB0として決定される。
【００２３】
次に、本プログラムが実行される場合には、ブレーキＯＮフラグがセット状態にあるため、Ｓ２の判定がＹＥＳとなり、Ｓ８において、ブレーキ操作が解除されたか否かが判定される。例えば、ブレーキスイッチ１５６がＯＮ状態からＯＦＦ状態になった場合、マスタシリンダ液圧センサ７９によって検出されたマスタシリンダ液圧が正の値から０になった場合に、ブレーキ操作が解除されたと取得される。Ｓ５の判定がＹＥＳとなっても、ブレーキスイッチ１５６がＯＦＦ状態にある場合があり得るため、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り換わったことが条件とされるのである。
ブレーキペダル１０の操作が解除されていない場合には、Ｓ９において、操作開始前負圧ＰB0から今回値を引くことによって総負圧減少量ΔＰB0が取得される。総負圧減少量ΔＰB0は制動効果制御において利用される。以下、ブレーキペダル１０が解除されるまでの間、Ｓ１，２，８，９が繰り返し実行される。
ブレーキ操作の解除が検出された場合には、Ｓ１０において、ブレーキＯＮフラグがリセットされる。
なお、本実施例においては、Ｎ回前の検出値から今回値を引いた値が減少量とされていたが、前回値から今回値を引いた値が減少量としてもよい。Ｎの値は、サイクルタイムと設定時間とに基づいて決まる。
【００２４】
ブレーキ液圧制御は、図１０のプログラムに従って、予め定められた設定時間毎に実行される。
Ｓ３１において、ブレーキＯＮフラグがセットされているか否かが判定される。セットされていない間は、Ｓ３２以降が実行されることはない。
ブレーキＯＮフラグがセット状態にある場合には、Ｓ３２において、マスタシリンダ液圧が検出され、Ｓ３３において、助勢限界標準値ＰMBより大きいか否かが判定される。助勢限界時標準値以下である場合には、制動効果制御が行われ、助勢限界標準値ＰMBより大きい場合には、効き特性制御が行われる。
制動効果制御において、Ｓ３４において、総負圧減少量ΔＰB0が読み込まれ、Ｓ３５において、ブレーキシリンダ１８の目標液圧Ｐrefが前述の式(a)に従って決定される。図８(b)に従って、総負圧減少量ΔＰB0に基づいて操作ストロークＳが推定され、図８(c)に従って、ブレーキＯＮフラグがセットされてからの経過時間に基づいて係数αが決定され、操作ストロークＳ，マスタシリンダ液圧ＰM、係数αに基づいて、目標液圧Ｐrefが式(a)に従って求められるのである。Ｓ３６において、目標液圧Ｐrefとマスタシリンダ液圧ＰMとの差圧ΔＰａが取得され、Ｓ３７において、差圧ΔＰａが０より大きいか否か、すなわち、目標液圧Ｐrefがマスタシリンダ液圧ＰMより大きいか否かが判定される。制動初期状態においては、マスタシリンダ液圧ＰMより大きくなるが、所定時間が経過した後には、マスタシリンダ液圧ＰMと同じ大きさとなる。
差圧ΔＰａが０より大きい場合には、Ｓ３８において、図６(d)のテーブルに従って、圧力制御弁１２０のソレノイド１３４への供給電流が決定され、Ｓ３９において、圧力制御弁１２０が制御され、ポンプ１０６が駆動される。
Ｓ３１〜３７が繰り返し実行され、ブレーキシリンダ１８の目標液圧Ｐrefがマスタシリンダ液圧ＰMと同じになると、Ｓ３７の判定がＮＯとなり、Ｓ４０において、圧力制御弁１２０のソレノイド１３４への供給電流量が０とされ、ポンプ１０６が非作動状態とされる。
ブレーキペダル１０の操作ストロークＳがある程度大きくなって、ファーストフィルが終了すると、マスタシリンダ１４とブレーキシリンダ１８とが連通させられ、ブレーキシリンダ１８にはマスタシリンダ１４の液圧が供給される。
【００２５】
一方、運転者によって緊急制動が行われ、マスタシリンダ液圧ＰMが助勢限界標準値ＰMBより大きくなると、Ｓ３３の判定がＹＥＳとなり、Ｓ４１において、図６(c)に従ってマスタシリンダ液圧ＰMに基づいて目標差圧ΔＰａが取得され、Ｓ３８において、圧力制御弁１２０への供給電流量ＩＰMが図６(d)に従って取得される。その後、上述の場合と同様に、Ｓ３７〜３９が実行されて、圧力制御弁１２０，ポンプ１０６の制御によって、ブレーキシリンダ液圧がマスタシリンダ液圧より差圧ΔＰａより大きくされるのであり、助勢限界前と同じ勾配で増加させられる。
以上のように、本実施例においては、制動初期状態において、ブースタ負圧に基づいてブレーキペダル１２が操作されたことが検出される。その結果、ブレーキペダル１２が操作されたことを、マスタシリンダ液圧センサ７９による場合より早期に検出することができる。また、ブースタ負圧に基づいてブレーキシリンダの液圧制御が行われる。その結果、図１１に示すように、制動初期において、破線が示すように、ブレーキシリンダ１８の液圧を速やかに増加させることが可能となり、ブレーキの効き遅れを小さくすることができる。さらに、ストロークセンサが不要となるため、その分、コストダウンを図ることができる。
その他、本発明は、上述に記載の態様の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例であるブレーキ操作装置を備えた液圧ブレーキシステムをエンジンシステムと共に概略的に示す図である。
【図２】上記液圧ブレーキシステムを構成するバキュームブースタおよびマスタシリンダを示す断面図である。
【図３】上記液圧ブレーキシステムを示す回路図である。
【図４】上記液圧ブレーキシステムを構成する圧力制御弁の構造および作動を説明するための図である。
【図５】上記液圧ブレーキシステムの電気的構成を示すブロック図である。
【図６】(a)上記液圧ブレーキシステムにおけるブレーキ操作力とブレーキシリンダ液圧との関係を示すグラフである。(b)ブレーキ効き特性制御を説明するためのグラフである。(c)ブレーキ効き特性制御におけるマスタシリンダ液圧と、マスタシリンダとブレーキシリンダとの間の液圧差との関係を示すグラフである。(d)マスタシリンダ液圧と圧力制御弁のソレノイドへの供給電流量との関係を示すグラフである。
【図７】(a)、(b)ブレーキ操作に伴うブースタ負圧の低下の状態を示すフラグである。
【図８】(a)暫定操作開始前負圧と操作開始判定しきい値との関係を示すグラフである。(b)ブレーキペダルのストロークと総負圧減少量との関係を示すグラフである。(c)ブレーキシリンダの目標液圧を決定する際の係数と経過時間との関係を示すグラフである。
【図９】上記液圧ブレーキシステムを構成するブレーキＥＣＵのコンピュータのＲＯＭに記憶されたブレーキ操作状態検出ルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】上記ＲＯＭに記憶されたブレーキ液圧制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】上記ブレーキ液圧制御ルーチンが実行された場合のブレーキシリンダ液圧の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２７】
１０：ブレーキペダル  １２：バキュームブースタ  １４：マスタシリンダ  ２４：ブレーキＥＣＵ  ６８：負圧室  ７８：マスタシリンダ液圧センサ  ７９：ブースタ負圧センサ  １２０：圧力制御弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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