(57)【要約】車両用電動ブレーキブースタの真空ポンプは、車両の現在の標高における最大到達真空度の割合に応じて決定された停止レベルを有する。作動レベルは、同じ方法で決定することができる。本発明は、確実に、高所においてより早く真空ポンプをオンに切り替え、低い大気圧においてオフ切替値に到達可能にする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用真空ブレーキブースタの電動真空ポンプを停止する方法であって、前記方法は、
ブレーキブースタ内の真空レベルを検出するステップと、
周囲の大気圧を検出するステップと、
検出された前記大気圧を参照することにより、最大到達真空度の割合としてポンプ停止閾値を決定するステップと、
前記レベルが前記停止閾値に達したとき、前記ポンプを停止するステップと、を有する
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記停止閾値は、標高にかかわらず一定である
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記停止割合閾値は、所定の範囲内に設定可能である
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記停止閾値は、７５〜８５％の範囲にある
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記電動真空ポンプを作動させる方法をさらに含む方法であって、
検出された前記大気圧を参照することにより、最大到達真空度の割合としてポンプ作動閾値を決定するステップと、
前記レベルが前記作動閾値に達したとき、前記ポンプを作動させるステップと、を有する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記作動閾値は、標高にかかわらず一定である
ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記作動割合は、所定の範囲内で設定可能である
ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記作動割合は、６０〜７０％の範囲内である
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ポンプ停止閾値は、定期的に決定される
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記ポンプ作動閾値は、定期的に決定される
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記電動ポンプの故障の監視動作を含み、
故障が検出された場合、前記電動ポンプを停止させるのと実質的に同時に、機械式ポンプを作動させる
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記機械式ポンプは、内燃機関により駆動される
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記故障は、
前記電動ポンプが温度閾値を超えたこと、
前記電動ポンプが所定の実行時間を超えたこと、及び
前記車両車輪ブレーキの所定の適用回数の後に前記電動ポンプが作動しないこと、の少なくとも１つの検出を含む
ことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法を実行するように構成されたポンプ。
【請求項１５】
ブレーキブースタ用電動真空ポンプ、
ブレーキブースタ内の前記真空レベルを示す真空信号を提供するセンサ、
周囲の大気圧を示す圧力信号を提供するセンサ、及び
前記真空及び圧力信号を受信するように構成されたコントローラを備える車両であって、
前記コントローラは、周囲の大気圧において最大到達真空度の割合として前記ポンプの停止閾値を計算し、前記真空信号が前記停止閾値に達した場合に前記ポンプを停止させるように構成された
ことを特徴とする車両。
【請求項１６】
前記コントローラは、周囲の大気圧において最大到達真空度の割合として前記ポンプの作動閾値を計算し、前記真空信号が前記作動閾値に達した場合に前記ポンプを停止させるように構成された
ことを特徴とする請求１５に記載の車両。
【請求項１７】
内燃機関、バッテリ及び電気駆動モータを備えたハイブリッド車両である
ことを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の車両。
【請求項１８】
添付図面である図２を参照しながら本明細書に記載されているように実質的に構成及び／または配置された
ことを特徴とする方法、ポンプまたは車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ブレーキブースタの真空ポンプ、特に電動真空ポンプに関する。本発明の実施態様は、方法及び車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力車両は、通常、ブレーキシステムのサーボ支援機構を有し、これは所定の制動効果を得るためのブレーキペダルに与える負荷を比例的に低減するものである。数多くの異なる種類のサーボ支援機構が提案されているが、真空ブレーキブースタによる真空式の支援機構が最も一般的である。
【０００３】
このようなブースタでは、ダイヤフラムにより分割されたブレーキブースタチャンバを真空排気する。ダイヤフラムの一方を大気中に開放することにより、ダイヤフラムによって油圧ブレーキ回路のピストンに正味の力をかけることができる。適切な制御手段を用いることにより、ブレーキペダルに与える負荷が比例的となるように支援することができる。通常、真空源は、車両のエンジン及び／またはエンジンの吸気口マニホールドの減圧によって機械的に駆動される真空ポンプである。
【０００４】
ごく最近では、電動真空ポンプは、車両のエンジンから独立しており、エンジンの設計、エンジンルームの利用（パッケージング）をより柔軟にできるので、より望ましいものとなった。また、電動真空ポンプは、要求に応じてオン／オフを切り替えることができ、これによって機械的に駆動されるポンプの空回りによる無駄なエネルギ消費をなくすことができ、また、要求に応じた切り替えによってポンプの耐用年数が潜在的により長くなる。
【０００５】
車両用ブレーキブースタの従来の電動真空ポンプは、真空スイッチまたは真空センサをブレーキブースタに至る真空ライン内、またはブレーキブースタチャンバ内に組み込んでいる。センサがブースタ内の実現可能な減圧を示すアナログ電気信号を出力するのに対し、スイッチは単純なオン／オフ制御を行うものであり、両方の装置を用いて、ブースタの要求に応じてポンプのオン／オフを切り替えることができる。制御システムは、断続的にポンプが作動／停止しないように、ある程度のヒステリシスを有しており、固定したオン／オフ値を有している。
【０００６】
１つの切替方法は（海面での大気圧が１０１ｋＰａであると仮定した場合）、通常、−１０１ｋＰａである絶対真空度の割合（百分率）に基づく。
【０００７】
オン及びオフ切替値は、真空センサまたは真空スイッチに示されるように、この最大到達真空度（ＭＡＶ）の例えば６５％及び８０％に選択される。この構成において、オン切替は−６５．６ｋＰａ（＝−１０１ｋＰａ×０．６５）のときに起こり、オフ切替は−８０．８ｋＰａ（＝−１０１ｋＰａ×０．８０）のときに起こる。これらの固定した切替点は、車両ブレーキシステムのパラメータ及び車両の意図する負荷に応じて選択される。オフ切替値は、良好な状態にポンプにある到達真空度に対応するように設定されており、ＭＡＶの約８５％であってもよい。
【０００８】
高地では大気圧が小さくなるため、一旦オンに切り替えられると、電気真空ポンプは、オフ切替点がポンプによって到達可能な最大減圧に近づき、またはこれを超えても、オフに切り替わらない場合がある。ポンプの連続運転は、ポンプ効率を低下させ、ポンプ寿命に影響し、ポンプが高温になる可能性がある。これらの高地での影響を改善または解消する解決策を提供することは有益なことであろう。
【０００９】
真空ポンプを組み込んだ車両システムにおいて、標高を補償することは知られている。
【００１０】
特許文献１には、大気圧センサと、真空ポンプが作動及び停止する減圧値を規定するルックアップテーブルとが開示されている。標高が高くなるにつれて、作動及び停止の両方の値が減少する。この構成は、作動値及び停止値を段階的に変化させ、必要な制御及び記憶装置、並びに初期較正を必要とする点でやや複雑である。
【００１１】
特許文献２には、電動真空ポンプのオン／オフを切り替えるように動作可能な内部コイルばねを有するダイヤフラムセンサが開示されている。このセンサは、標高に関して補償するものであるが、標高にかかわらず固定されたオン／オフ範囲を有する。その結果、海面に適したオン／オフ範囲は、高所でやや幅広のオン／オフ範囲となり、これは、オフ値が真空ポンプの能力の範囲内であれば、高所でのポンプは所望するほど減圧しない可能性があることを意味する。しかし、高所でのポンプがオン値でより大きく減圧すようにオン／オフ範囲を小さくすると、真空ポンプは、特に低地において、望んでいるよりも頻繁に稼働してしまう可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第２００５／０１７８６６２号明細書
【特許文献２】米国特許第４４１２４１６号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一実施態様によれば、車両の真空ブレーキブースタの電動真空ポンプを停止する方法が提供され、前記方法は、ブレーキブースタ内の真空レベルを検出するステップと、周囲の大気圧を検出するステップと、検出された大気圧を参照することによって最大到達真空度の割合としてポンプ停止閾値を決定するステップと、前記真空レベルが前記ポンプ停止閾値に達した際に前記ポンプを停止するステップと、を含む。
【００１４】
したがって、本発明の実施形態によって確実に、例えば海面での大気圧に応じて予め設定された値はなく、大気圧に応じて停止閾値を設定する。これにより、真空ポンプは、高地で停止閾値を満たすことがより可能となり、ポンプの延長または連続運転の影響を回避することができる。
【００１５】
本発明は、本発明の時点での最新車両に組み入れることが特に経済的である。ブレーキブースタ真空圧力スイッチまたはセンサは、固定された海面閾値に応じて電動真空ポンプを作動及び停止するための基準条件を提供する。大気圧センサは、内燃（ＩＣ）エンジン排気の管理のために設けられている。したがって、追加のセンサは必要ないが、単にポンプ制御システムのいくつかの異なるプログラミングとポンプ制御システムへ現在の気圧の信号を供給することが必要である。電動真空ポンプの制御システムは、例えばＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）制御モジュールの一部であってもよい。
【００１６】
周囲圧力を参照することにより停止閾値を決定する最大到達真空度の割合は、固定されていてもよいし、所定の範囲内で設定可能であってもよい。通常、本発明の方法は、車両のソフトウェアに組み込まれ、前記割合は固定値であってもよいし、あるいは、ルックアップテーブルなどから選択される車両固有の値であってもよい。また、前記割合は、例えば使用する国の自動車メーカによってエンドユーザーに合うように設定可能であってもよい。車両が最初に高地の地域で販売されている場合、後者が好ましいことがある。
【００１７】
一実施形態では、閾値は、標高にかかわらず一定である最大到達真空度の割合である。換言すれば、車両が到達し得る任意の標高において適用可能な事前設定割合を車両が有する。「標高」には、負の標高（海面下）も含まれる。
【００１８】
電動真空ポンプの作動は、任意の適切な方法によって行うことができるが、通常、ブレーキブースタ内の真空度の減少レベルの検出にも依存する。
【００１９】
また、本発明の方法は、検出された大気圧を参照することにより、最大到達真空度の割合とすることができる閾値に応じたポンプの作動を有してもよい。この作動閾値は、標高にかかわらず一定であって、停止閾値が設定可能であるのと同様に設定可能であってもよい。
【００２０】
通常の閾値の設定は、車両位置で最大到達真空度の６５％での作動と、車両位置で最大到達真空度の８０％での停止である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の効果は、真空ポンプの動作範囲（オン値とオフ値の差）が標高と共に徐々に減少することである。これによって、共通のポンプオフ値を選択し、一定のオン／オフ範囲を与えた場合よりも、より大きい減圧の値においてポンプを保護する。初期キャリブレーションは必要ない。
【００２２】
本発明の他の実施態様によれば、真空ブレーキブースタの電動真空ポンプ、ブレーキブースタ内の真空レベルを示すセンサ、大気圧を示すセンサ及び本発明の方法を実行するコントローラを備えた車両が提供される。
【００２３】
車両は、バッテリ、トラクションモータ及び内燃機関を有するハイブリッドであってもよい。制御方法は、電動真空ポンプの故障を検出した場合、電気自動車モードを停止し、真空がＩＣエンジンによって提供されるＩＣエンジンモードに切り替えてもよい。
【００２４】
本出願の範囲内において、以上の段落、特許請求の範囲、及び／または、以下の詳細な説明及び図面に記載された種々の実施態様、実施形態、実施例、特徴及び代替は、独立して、またはそれらを任意に組み合わせて解釈することが想定されている。例えば、特徴の非互換性がない限り、一実施形態に関して開示された特徴は、全ての実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
本発明に係る実施形態の以下の詳細な説明、および一例としてのみ添付する図面から、本発明の他の特徴が明らかとなる。
【図１】大気圧の変化を伴う真空ポンプのオン／オフ切替を示すグラフである。
【図２】電動ブースタの真空ポンプを備えたハイブリッド車両の制御方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、標高が海面から４０００ｍまで高くなるときの一般的な電動真空ポンプの特性を示す。低下する大気圧をＹ軸上に示したので、海面での大気圧は約１０１ｋＰａである。したがって、海面での最大到達真空度は、約−１０１ｋＰａである。
【００２７】
直線Ａは、標高が高くなるにつれて大気圧が低下することを示している。４０００ｍにおいて、大気圧は約６３ｋＰａまで低下する。
【００２８】
直線Ｂは、典型的な従来技術のポンプの停止を示し、このとき停止設定値は海面での大気圧以下の固定的な割合（百分率）の値である。
【００２９】
直線Ｃは、典型的な電動ポンプによって到達可能な最大減圧を示す。当然のことながら、真空ポンプの性能は、仕様の事項であるが、直線Ｃは、典型的な自動車の設計及びコストの制約内で、合理的に到達可能であるもの、通常、海面でのＭＡＶの約８５％を示している。
【００３０】
ポンプは停止しないが、従来技術の制御方法の下では連続的に稼働する標高を点Ｄで示す。これ以上の標高での停止圧力は、ポンプによって実現可能な最小値よりも低い。したがって、点Ｄは、車両を動作させようとする最大標高よりも低くなるように選択されるべきである。
【００３１】
直線Ｅは、同ポンプの停止真空度を示すものであり、停止真空度は、車両の位置／標高における大気圧に対して実現可能な最大真空度の８０％に設定される。すなわち、海面での停止真空度は、−８０ｋＰａ（−１０１ｋＰａの８０％）であり、ポンプは、絶対圧力が約２０ｋＰａで停止する。４０００ｍにおける停止真空度は、−５０ｋＰａ（−６３ｋＰａの８０％）であり、ポンプは、絶対圧力が約１３ｋＰａで停止する。ポンプは、最大、絶対圧力が約９ｋＰａとなるまで減圧することができるので、約１３ｋＰａの停止閾値は実現可能である。直線Ｃ及びＥが一致しないので、良好な状態にある真空ポンプは、オフに切り替えるための十分な真空度を実現し、信頼できるものである。
【００３２】
電動真空ポンプは、性能、コスト、デューティ及び必要な技能を持った技術者に知られている他のパラメータに応じて選択される。本発明によれば、車両が使用時に到達し得る全ての標高において実現可能な減圧限界内で動作するポンプを設計し、選択することができる。
【００３３】
従来技術による固定した割合値に基づく場合、作動圧力特性ラインは、直線Ａ及びＢとの間に位置し、これらと実質的に平行である。海面での大気圧に基づく固定した百分率の作動値（直線Ｇ）は、海面でのオン切替値が約５５ｋＰａの絶対圧力であるとして、理想的には、車両の最大標高における停止直線Ｅと交差するか、そのすぐ上に位置すべきである。このオン切替値は、常に望ましいレベルのブレーキアシスト機能を実現するのに十分な真空度を確保できないことがあり、絶対圧力が約４０ｋＰａのオン切替のためには、より低い真空度が必要になることがある。しかし、後者の場合、作動点は、約２５００ｍの標高で直線Ｅに一致し、その結果、真空ポンプは、オンに切り替えられるが、オフ切替を生じさせるのに十分な真空を提供できないので連続的に稼働する。この状況を解決するため、制御ソフトウェアは、（大気圧の測定値により示される）所定の標高より上方において低い割合（百分率）のオン切替値、例えば海面でのＭＡＶの５５％のオン切替値を用いて実行してもよい。設定されたオン切替値を周囲の大気圧に応じて決定されたオフ切替値と組み合わせるために、いくつかのこのような段階的変化を有する作動特性を用いてプログラム実行してもよい。
【００３４】
しかし、択一的には、大気圧を参照することによって最大到達真空度の割合に応じて作動を決定してもよく、直線Ｆの特性が生成される。このような特性は、直線Ｅの上方にあり、実質的に平行であるが、標高が高くなるにつれて直線Ｅに徐々に近づく。海面での絶対圧力を約３５ｋＰａとし、４０００ｍでの絶対圧力を約２２ｋＰａとして、６５％の作動設定値が図示されている。
【００３５】
作動設定値及び停止設定値は、例えば「イグニッションオン」または「始動」の各々の時に、通常、定期的に再計算される。択一的または追加的な方法によれば、車両使用中に大気圧が設定量だけ変化するか否か、再計算する。他の方法も可能である。
【００３６】
本発明の方法は、内燃機関と走行用バッテリ／電動機の両方を有するハイブリッド車両の電動真空ポンプを制御するのに特に適している。内燃機関が選択されると、ブレーキブースタの真空は、通常、機械的なエンジン駆動式真空ポンプにより提供される。
【００３７】
電動トラクションモードでは、内燃機関は作動せず、そのため適切な電動真空ポンプが設けられている。このような電動ポンプの制御方法を図２に示す。
【００３８】
車両の使用が要求されると（１０）、制御システムはすぐにＥＶ（電気自動車）モードが選択されているか否かを判断する（１１）。選択されてない場合、ｅ−Ｖａｃ（電動真空式支援機構）が停止していると判断される（１２）。
【００３９】
ＹＥＳの場合、ｅ−Ｖａｃシステムは動作中と判断され（１３）、ブースタ真空レベル（１４）及び大気圧（１５）のセンサからデータを得る。作動閾値及び停止閾値を割合設定値に応じて算出し（１６）、電動ポンプを作動するべきか否かを決定するためにブースタ真空レベルと比較をする（１７）。
【００４０】
ＹＥＳの場合、ポンプを作動し（１８）、真空レベルを上昇させる。ブースタ真空レベルの監視を継続し（１９）、反復的にまたは連続的に停止閾値と比較を行い（２０）、停止閾値に達すると、ポンプを停止し（２１）、システムは監視ステップ及び閾値算出ステップに戻る（１４〜１６）。
【００４１】
ポンプ作動中、チェックルーチンを行い、ポンプ応答を反復的にまたは連続的に監視する（２２）。所定の判断基準で故障検出ルーチン（２３）を行い、故障の有無を判定し、ＥＶモードを停止して、車両を内燃機関モードに設定した場合（２４）、機械的真空ポンプまたは吸気口マニホールドを用いて減圧し、車両用ブレーキブースタに真空を与えてもよい。ダッシュボードディスプレイを介して、車両の運転者に適切な警告を与えてもよい。
【００４２】
電動ポンプの故障の判断基準には、
過度のポンプ温度と、
過度のポンプ稼働時間と、
例えば、車両用ブレーキライトのブレーキ圧力スイッチから検出された車両車輪ブレーキの所定の適用回数（例えば、３）の後の電動ポンプ作動の故障と
が含まれてもよい。
【００４３】
車両がＥＶモードではない場合、電動真空ポンプは、機械的にエンジン駆動される真空ポンプを補助または代替してもよい。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
2014522768.tif 000005
2014522768.tif 000006