(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスターシリンダに連結されるダイアフラムを挟んで負圧が導入される負圧室と負圧または大気圧が選択的に導入される変圧室とが画成されると共に、変圧室に負圧を導入する真空弁と大気圧を導入する大気弁とが設けられる負圧ブースタを備えたブレーキ装置において、真空弁と大気弁とを電気的に開閉する電磁弁として形成し、ブレーキペダルの踏込みをそのペダルストロークに基づいて検出する手段と、前記検出手段の出力に基づいて電磁弁を駆動する制御手段とを設け、制御手段は、前記ペダルストロークから算出したブレーキペダルの踏込み速度が所定のしきい値を上回ったときに負圧ブースタの大気弁が開放し真空弁が遮断する位置に電磁弁を作動させる一方、ブレーキペダルが踏み込まれたときは、前記電磁弁作動の有無にかかわらずその後所定時間だけ前記しきい値を減少させるように構成したことを特徴とする緊急ブレーキアシスト装置。
【請求項２】
マスターシリンダに連結されるダイアフラムを挟んで負圧が導入される負圧室と負圧または大気圧が選択的に導入される変圧室とが画成されると共に、変圧室に負圧を導入する真空弁と大気圧を導入する大気弁とが設けられる負圧ブースタを備えたブレーキ装置において、真空弁と大気弁とを電気的に開閉する電磁弁として形成し、ブレーキペダルの踏込みをそのペダル踏力に基づいて検出する手段と、前記検出手段の出力に基づいて電磁弁を駆動する制御手段とを設け、制御手段は、前記ペダル踏力が所定のしきい値を上回ったときに負圧ブースタの大気弁が開放し真空弁が遮断する位置に電磁弁を作動させる一方、ブレーキペダルが踏み込まれたときは、前記電磁弁作動の有無にかかわらずその後所定時間だけ前記しきい値を減少させるように構成したことを特徴とする緊急ブレーキアシスト装置。
【請求項３】
しきい値は所定時間内でのブレーキ踏込み回数の増大に応じて順次小さく設定されることを特徴とする請求項１または２の何れかに記載の緊急ブレーキアシスト装置。
【請求項４】
車両の速度を検出する手段を備え、ブレーキペダルの踏込み速度のしきい値を、車両速度が高いときほど小さく設定すようにしたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の緊急ブレーキアシスト装置。
【請求項５】
ブレーキペダルの踏込みに伴い減少したしきい値を、その後所定時間内に初期値にまで漸増するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の緊急ブレーキアシスト装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、緊急時等にドライバのブレーキ操作を補助して停止距離を短縮することを目的とした緊急ブレーキアシスト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の緊急ブレーキアシスト装置として、例えばUSP5158343lに見られるように、ブレーキの操作速度が所定値以上の時に緊急ブレーキアシスト制御を開始するようにしたものがある。また、特開平7-76267号には、ブレーキペダルストローク量と車速からペダル速度のしきい値Seffを算出し、ペダル速度がしきい値Seffを超過したときのストローク量を起点とし、その時点より所定ストロークdsBの問ペダル速度がSeffを下回らないときに、dsB分だけ踏み増した時点で緊急ブレーキアシスト制御を開始する構成が示されている。また、車速によるしきい値の変化特性として、中間的な車速で最小値つまり最も緊急ブレーキアシスト制御に入りやすい値をとり、その前後で増大する特性が設定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、先行する前車が制動により減速した場合、運転者は前車のブレーキランプの点灯を認識してブレーキペダルを踏むという操作を通常は行う。これに対して、前車のブレーキランプが点灯していないときまたはブレーキランプ点灯以後は車間距離の減少を認識して制動操作の必要性を判断することになる。ところが、この車間距離の把握にはブレーキランプの点灯を認識する場合に比較して時間がかかるため、ブレーキランプの点灯に伴う制動操作の後に遅れて車間距離の急速な減少を認識し、この結果として一旦離したブレーキペダルを急遽踏み直すという２度踏み操作が行われることがある。
【０００４】
このような２度踏みの操作に対して、上記従来の緊急ブレーキアシスト装置では、ほぼ同じ車速でブレーキペダルが開放位置から同じようなストローク速度で踏み込んだ場合に一義的なストローク速度しきい値を選択するため、一連の減速中に２度踏みをするような操作パターンでもそれぞれ同じタイミングで制御を開始してしまい、したがってより緊急を要する２度目のブレーキ操作に対するアシスト制御量が不足してしまうという不都合がある。
【０００５】
また、アシスト制御を開始するしきい値を中間的な車速で最小値となりその前後で増大するような特性のものでは、２度目のブレーキ操作時には車速が通常は小さくなるため、制動時の車速によってはむしろ制御量が減少してしまうおそれがある。
【０００６】
この発明はこのような問題点に着目してなされたもので、より緊急を要する２度目以降のブレーキ操作に対しても確実に充分なアシスト制御を行えるようにした緊急ブレーキアシスト装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、マスターシリンダに連結されるダイアフラムを挟んで負圧が導入される負圧室と負圧または大気圧が選択的に導入される変圧室とが画成されると共に、変圧室に負圧を導入する真空弁と大気圧を導入する大気弁とが設けられる負圧ブースタを備えたブレーキ装置において、真空弁と大気弁とを電気的に開閉する電磁弁として形成し、ブレーキペダルの踏込みをそのペダルストロークに基づいて検出する手段と、前記検出手段の出力に基づいて電磁弁を駆動する制御手段とを設ける。
【０００８】
上記制御手段は、ペダルストロークから算出したブレーキペダルの踏込み速度が所定のしきい値を上回ったときに負圧ブースタの大気弁が開放し真空弁が遮断する位置に電磁弁を作動させる一方、ブレーキペダルが踏み込まれたときは、前記電磁弁作動の有無にかかわらず、その後所定時間だけ前記しきい値を減少させるように構成する。
【０００９】
第２の発明は、マスターシリンダに連結されるダイアフラムを挟んで負圧が導入される負圧室と負圧または大気圧が選択的に導入される変圧室とが画成されると共に、変圧室に負圧を導入する真空弁と大気圧を導入する大気弁とが設けられる負圧ブースタを備えたブレーキ装置において、真空弁と大気弁とを電気的に開閉する電磁弁として形成し、ブレーキペダルの踏込みをそのペダル踏力に基づいて検出する手段と、前記検出手段の出力に基づいて電磁弁を駆動する制御手段とを設ける。
【００１０】
上記制御手段は、ペダル踏力が所定のしきい値を上回ったときに負圧ブースタの大気弁が開放し真空弁が遮断する位置に電磁弁を作動させる一方、ブレーキペダルが踏み込まれたときは、前記電磁弁作動の有無にかかわらず、その後所定時間だけ前記しきい値を減少させるように構成する。
【００１１】
第３の発明は、上記第１または第２の発明におけるしきい値を、所定時間内でのブレーキ踏込み回数の増大に応じて順次小さく設定するようにした。
【００１２】
第４の発明は、上記各発明において、車両の速度を検出する手段を備え、ブレーキペダルの踏込み速度のしきい値を車両速度が高いときほど小さく設定する。
【００１３】
第５の発明は、上記各発明において、ブレーキペダルの踏込みに伴い減少したしきい値を、その後所定時間内に初期値にまで漸増するようにする。
【００１４】
【発明の効果】
マスターシリンダに連結されるダイアフラムを挟んで負圧室と変圧室とを画成した負圧ブースタの構成は一般的なものである。すなわち負圧室には例えばガソリンエンジンのスロットル弁下流に生じる吸気管負圧や真空ポンプからの負圧が作動負圧として常時導入されている。一方の変圧室には、ブレーキ非作動時は大気弁が閉じて大気の導入が遮断されると共に、真空弁が開いて負圧室と同様の負圧が導入され、したがってダイヤフラムの前後には圧力差が発生していない。これに対して、ブレーキペダルが踏み込まれると真空弁が閉じて負圧導入が遮断されると共に、大気弁が開いて変圧室に大気圧が導入される。これにより負圧室と変圧室との間に圧力差が生じ、これが運転者によるブレーキペダル踏力に付加されるアシスト力となってマスターシリンダに作用することから倍力作用が得られる。
【００１５】
このような負圧ブースタを備えたブレーキ装置において、第１の発明では、基本的にはブレーキペダルの踏込み速度が所定のしきい値を超えると上記アシスト力が生じる位置に電磁弁を駆動するように制御装置が作動し、ブレーキペダルの踏込み速度が前記しきい値以下であればアシスト力を生じない位置に電磁弁が保持されるように制御装置が作動する。
【００１６】
次いで、前記１度目のブレーキ踏込み操作から所定時間以内に２度以上のブレーキ踏込み操作が行われた場合には前記１度目のブレーキ踏込み操作時のアシストの有無にかかわらず前記しきい値が前回よりも小さい値に設定されることから、２度目以降の制動操作に対してはより低いブレーキペダル踏込み速度でもアシスト力が作用することになり、これにより緊急度の高い２度目以降のブレーキ操作に対応した十分な制動力が発揮されることになる。
【００１７】
第２の発明は、ブレーキペダルの踏込みを検出する手段として上記第１の発明におけるペダルストロークに代えてブレーキペダル踏力を検出する手段を有し、その踏力としきい値との比較により第１の発明と同様の制御が行われる。
【００１８】
第３の発明では、ある時間内に何度もブレーキペダルが踏み込まれる状況では踏み込まれる回数が増えるほど緊急度が高いと推測されることから、上記第１または第２の発明におけるしきい値を、所定時間内でのブレーキ踏込み回数の増大に応じて順次小さく設定することによりこのような緊急度の増大に対応する。
【００１９】
第４の発明では、２度目以降のブレーキペダル操作に対して車速が高いときほどアシスト制御に入りやすくなるので、車速に応じて的確なブレーキアシスト制御が行われる。
【００２０】
第５の発明によれば、所定時間内でのブレーキペダルの踏込み間隔が短いほど後の踏込み時のしきい値が小さくなる。一般に踏込み間隔が短いほど緊急度が高いと推測されるので、この制御により緊急度に対応した的確なブレーキアシスト制御が行われることになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１，２は、この発明の一実施形態の概略を示したもので、図１は全体の構成図、図２は負圧ブースタの構成図である。
【００２２】
まず構成を説明すると、図１において、２０はドライバの操作するアクセルペダル、２１はドライバの操作するブレーキペダル、２２はアクセルペダルの操作量を検出するアクセルストロークセンサ、２３はブレーキペダルの操作量を検出するブレーキストロークセンサ、２４はエンジン、２５は負圧ブースタである。２６はマスタシリンダ、２７は各車輪で、その回転速度をセンサ２８で検出する。２９は制御装置であり、詳細は後述するが、アクセルストロークセンサ２２、ブレーキストロークセンサ２３、車輪速度センサ２８の検出情報が入力され、負圧ブースタ２５のソレノイド５を駆動する制御信号を出力する。
【００２３】
図２に示すように、負圧ブースタ２５は、マスタシリンダ２６を収縮作動させるパワーピストン１０を備え、パワーピストン１０とダイヤフラム１４によって負圧室２と変圧室１が仕切られる。パワーピストン１０は負圧室２と変圧室１の間に生じる差圧によりダイアフラムリターンスプリング１５に抗して移動し、リアクションディスク９を介してプッシュロッド８およびマスタシリンダ２６に倍力分の荷重を伝達する。
【００２４】
負圧室２は図示しないエンジンの吸気管（スロットル弁下流）や真空ポンプに連通して作動負圧が導入されている。
【００２５】
変圧室１はパワーピストン１０の負圧通路１１を介して負圧室２と連通可能であり、負圧通路１１の開口部が真空弁としての弁体３から離れて開放されると、負圧室２からの負圧が導かれる。
【００２６】
一方、変圧室１は弁体３の大気圧通路部４を介して外部と連通可能であり、この大気圧通路部４が筒状のプランジャ７に設けられた弁座１２から離れて開放されると、大気圧が導かれる。すなわちこの場合、弁体３の大気圧通路部４と弁座１２とで大気弁が構成されている。
【００２７】
ブレーキ非作動時には、リターンスプリング１３ａ及び１３ｂの付勢力により図示したようにプランジャ７の弁座１２が大気圧通路部４に着座してこれを閉ざすと共に、弁体３が負圧通路１１から離れてこれを開いており、したがって負圧室２と変圧室１の圧力は等しくなっている。
【００２８】
ブレーキ作動時には、ブレーキペダル２１が踏み込まれてこれに連動するオペレーティングロッド６がパワーピストン１０の中に押し込まれるのに伴い、リターンスプリング１３ａを支持するプランジャ７がパワーピストン１０に対して図中左方向に所定のストロークだけ前進すると、リターンスプリング１３ａの弾性復元力により弁体３が摺動して負圧通路１１を閉じる。この負圧通路１１の閉じ始めの位置では大気圧通路部４はまだ閉ざされており、この位置からさらにプランジャ７が前進すると、弁体３は負圧通路１１の開口部に着座した状態でそれ以上は移動できないので、プランジャ７の弁座１２が弁体３から離れて大気圧通路部４が開く。これにより変圧室１に大気圧が導かれ、負圧室２と変圧室１の圧力差によりパワーピストン１０がスプリング１５に抗して図中左方向に押されて、マスタシリンダ２６を収縮方向に付勢する。
【００２９】
一方、緊急時に負圧ブースタ２５を自動的に作動させるブレーキアシストを行うため、プランジャ７を電磁的に駆動するソレノイド５がパワーピストン１０に設けられる。
【００３０】
すなわち、制御装置２９によってソレノイド５に所定の駆動電流を供給すると、ソレノイド５の電磁力によりプランジャ７がスプリング１６に抗して図中左方向に吸引されて、負圧通路１１を閉じると共に大気圧通路部４が開放する位置に前進し、これによりパワーピストン１０がマスタシリンダ２６を収縮方向に付勢する。
【００３１】
次に上記構成における緊急時のブレーキアシスト作用につき、制御装置２９の演算処理動作を示す図３または図４の流れ図に沿って説明する。なお、図３の制御はブレーキペダルの踏込をそのストロークから検出するようにしたもの、図４の制御は同じく踏力から検出するようにしたもので、両者の相違はこの点のみであるので、以下では主として図３のものについて説明をし、図４のものによる相違点がある部分については括弧書きにて示すものとする。
【００３２】
図３または図４に示した制御ルーチンは所定周期で実行される割り込み処理ルーチンである。まずステップ１０１でブレーキストローク値（ブレーキペダル踏力）が、ステップ１０２で車両速度がそれぞれ読み込まれる。
【００３３】
次にステップ１０３で前記ストローク値（踏力値）からブレーキペダルが踏み込まれているか否かが判断され、踏み込まれている場合はステップ１０４へ進み、そうでない場合はステップｌ１４へ進む。
【００３４】
ステップｌ０４ではブレーキストローク変化量△ＢＳ（ブレーキ踏力変化量△ＰＳ）を算出し、ステップ１０５にて過去の記憶された△ＢＳとの比較を行なうことにより、その最大値△ＢＳmax（△ＰＳmax）の更新を行なう。すなわち△ＢＳmax（△ＰＳmax）は一連の制動中で発生した最大ブレーキストローク速度（最大踏力）を表していることになる。
【００３５】
次にステップｌ０６で、後述のステップｌｌ９、ｌ２０で決定したタイマに基づいてしきい値決定用係数ｋ１が設定される。このタイマは、アシスト制御が作動した後のブレーキオフの時間で管理される積算カウンタである。ｋｌの決定は、図５に例示すようにタイマ値が２秒以内では小さい値ｋ１ｓを選択し２秒以上では大きい値（この場合初期値）ｋｌｂを選択するようにする。あるいは図６で示すように、ブレーキオフ時間の経過にしたがってｋ１ｓからｋ１ｂへとリニアに増加して復帰するような特性としても良い。
【００３６】
ステップｌ０７では、車速に基づいてしきい値決定用係数ｋ２が設定される。ｋ２は、図７で示すように車速が高くなるにつれて小さな値を選択するようにする。ステップ１０８では、ステップｌ０６及びステップ１０７で得られた係数ｋｌ，ｋ２とからブレーキストローク速度しきい値（ブレーキ踏力しきい値）ｋを決定する。この場合、ｋ＝ｋｌ＊ｋ２としている。
【００３７】
ステップｌ０９では、ステップ１０５で得られた制動中の最大ブレーキストローク速度△ＢＳmax（△ＰＳmax）がしきい値ｋよりも大きいか否かの判断を行い、大きい場合はステップｌｌ０でアシスト制御を行ったかどうかを示すフラグ１をセットし、ステップｌ１２にてブレーキアシスト制御を開始する。すなわち、負圧ブースタの真空弁が閉、大気弁が開となるようにソレノイド５を駆動し、変圧室１に大気を導入することにより負圧室２との差圧を発生させてマスタシリンダ〜ホイルシリンダで液圧を発生させる。
【００３８】
ステップｌ０９の判断で最大ブレーキストローク速度△ＢＳmax（△ＰＳmax）がしきい値ｋ以下である場合はステップｌｌｌにてフラグｌをクリアし、ステップｌｌ３で負圧ブースタの真空弁が開、大気弁が閉の初期位置となるようにソレノイド５を駆動して制御を終了する。なお、ソレノイド５の通電を遮断するだけでもスプリング１３ａ，１３ｂの付勢力で前記初期位置となるため制御終了の目的は達せられる。
【００３９】
ステップｌ０３でブレーキが踏み込まれていないと判断された場合は、ステップｌｌ４で最大ブレーキストローク速度△ＢＳmax（△ＰＳmax）をクリアする。次にステップｌｌ５でアシスト制御を行ったかどうかを示すフラグｌがセットされているか否かの判断を行い、リセットされている場合はステップｌ２０でアシスト制御が作動した後のブレーキオフの時間で管理されるタイマをクリアして制御を終了する。フラグ１がセットされている場合はステップｌｌ６で車速が所定値以下ならばステップ１２０でアシスト制御が作動した後のブレーキオフの時間で管理されるタイマをクリアして制御を終了する。これは、車速が高くて緊急度が高い場合のみ本頗の要点である２度目踏み込み時の制御を行うものである。
【００４０】
次にステップｌｌ７ではタイマが所定値、この場合２秒間を越えたか否かの判断を行い、越えていなければステップ１１９でタイマのインクリメントをおこない、そうでないならばステップｌｌ８でフラグｌをクリアし、ステップｌ２０でタイマをクリアして制御を終了する。ステップｌｌ７の意味は、ブレーキオフの時間がある程度経てから再度ブレーキを踏んだパターンはブレーキアシストを行うべき緊急ブレーキ操作ではなく通常のブレーキ操作であるとの判断をするためのものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態の全体の概略構成図。
【図２】 本発明の一実施形態の倍力装置の概略構成図。
【図３】 本発明の一実施形態の制御動作内容を示す流れ図。
【図４】 本発明の一実施形態の制御動作内容を示す流れ図。
【図５】 ブレーキペダル踏込み速度に対するしきい値の設定例を示す特性線図。
【図６】 ブレーキペダル踏込み速度に対するしきい値の他の設定例を示す特性線図。
【図７】 車速に応じたしきい値の設定例を示す特性線図。
【符号の説明】
１ 変圧室
２ 負圧室
３ 弁体（真空弁）
４ 大気圧通路部
５ ソレノイド（電磁弁）
６ オペレーティングロッド
７ プランジャ
８ プッシュロッド
９ リアクションディスク
１０ パワーピストン
１１ 負圧通路
１２ 弁座（大気弁）
１３ａ リターンスプリング
１３ｂ リターンスプリング
１４ ダイアフラム
１５ ダイアフラムリターンスプリング
１６ スプリング
２０ アクセルペダル
２１ ブレーキペダル
２２ アクセルストロークセンサ
２３ ブレーキストロークセンサ
２４ エンジン
２５ 負圧ブースタ
２６ マスターシリンダ
２７ 車両の車輪
２８ 車輪の回転速度センサ２８
２９ 制御装置
【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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