(57)【要約】【課題】バキュームポンプで発生させた負圧でブレーキ倍力装置を作動させて制動力を発生させる自動車ブレーキ装置において、バキュームポンプの駆動を電動モータを使わずに行って車載のバッテリに蓄えられた電力の消費低減を図ることを課題としている。【解決手段】バキュームポンプ１０とブレーキ倍力装置２を有し、前記バキュームポンプ１０が回転する車軸又は車軸以外の回転軸により駆動され、そのバキュームポンプ１０から供給される負圧でブレーキ倍力装置２が作動するようにした。【選択図】図１
2007223449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バキュームポンプ（１０）とブレーキ倍力装置（２）を有し、前記バキュームポンプ（
１０）が回転する車軸（３３）又は車軸以外の回転軸（３５）により駆動され、そのバキュームポンプから供給される負圧で前記ブレーキ倍力装置が作動することを特徴とする自動車ブレーキ装置。
【請求項２】
電気自動車用又はハイブリッド車用として構成された請求項１に記載の自動車ブレーキ装置。
【請求項３】
ＥＳＣ（８）又はＥＰＢを有し、さらに、バキュームポンプ（１０）とブレーキ倍力装置（２）を有し、前記バキュームポンプ（１０）が回転する車軸（３３）又は車軸以外の回転軸（３５）により駆動され、そのバキュームポンプから供給される負圧で前記ブレーキ倍力装置が作動し、なおかつ、前記ブレーキ倍力装置に供給される負圧が閾値以下になったときに前記ＥＳＣ（８）又はＥＰＢによる助勢がなされて目標制動力に対する制動力の不足量が補われるように構成されたことを特徴とする自動車ブレーキ装置。
【請求項４】
前記バキュームポンプ（１０）の排気をエンジンのインテークマニホールド内又は駆動モータ（３８）内に排出するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動車ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気自動車（所謂ＥＶ）やエンジンとモータを併用するハイブリッド車（所謂ＨＶ）などに採用するのに好適な自動車ブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な自動車ブレーキ装置は、運転者の操作力をブレーキ倍力装置で増幅し、その増幅した力でマスタシリンダを作動させて要求される制動力を発生させる構造になっている。この自動車ブレーキ装置に採用されるブレーキ倍力装置は、負圧で作動させるバキュームブースタが主流をなしている。
【０００３】
バキュームブースタに供給する負圧は、ガソリン車ではエンジンのインテークマニホールドが供給源として利用されている。また、スロットルのないディーゼルエンジン車やエンジンのない電気自動車などでは、バキュームポンプを搭載し、そのバキュームポンプで発生させた負圧をバキュームタンクに一旦蓄えてバキュームタンクからバキュームブースタに供給する方法が採られている。
【０００４】
そのバキュームポンプを採用した自動車ブレーキ装置の従来例として、例えば、下記特許文献１に開示されたものがある。
【０００５】
その特許文献１のブレーキ装置は、バキュームポンプの駆動源が電気モータであり、特に、電気をエネルギーとする電気自動車においては、バキュームポンプの作動が１回の充電による走行可能距離の低減につながる欠点がある。
【０００６】
特許文献１のブレーキ装置は、自動車の減速度が所定値に達したときにバキュームポンプを作動させることで、所謂パニックブレーキ（自動車の高速走行中の急激なブレーキ操作）が行われたときにバキュームブースタ側の負圧が下限値まで急激に低下してブレーキの操作フィーリングが変化することを、前記下限値を高く設定せずに防止しており、前記下限値を高く設定するものに比べて電気消費量の増加が抑えられるものになっている。
【特許文献１】特開平０５−３３８５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
バキュームタンクは、自動車のエンジンルーム内に設置されるので、他の機器、装置類との配置関係からサイズが規制され、負圧の補充がなされないと仮定した場合、数回の制動操作で空になるぐらいの容量しか確保できない。一方、前記特許文献１のブレーキ装置を含めてモータ駆動のバキュームポンプをブレーキ装置に採用した車両では、バキュームポンプを作動させる度に電力が消費されるので、ブレーキ操作が頻繁に行われたり、長い時間継続して行われたりするとバキュームポンプの作動頻度が高まってバキュームポンプよる電力消費が著しくなる。その結果、電気自動車においては１回の充電による走行可能距離が短くなる。
【０００８】
そこで、この発明は、バキュームポンプで発生させた負圧でブレーキ倍力装置を作動させて制動力を発生させる自動車ブレーキ装置において、車載のバッテリに蓄えられた電力の消費低減を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、この発明においては、バキュームポンプとブレーキ倍力装置（バキュームブースタ）を有する自動車ブレーキ装置において、前記バキュームポンプが回転する車軸又は車軸以外の回転軸により駆動され、そのバキュームポンプから供給される負圧で前記ブレーキ倍力装置が作動するようにした。
【００１０】
ここで言う車軸以外の回転軸とは、車両の動力伝達系に含まれる軸や車両が走行するときに従動して回転する軸などを指す。電動モータの出力軸は含まれない。その回転軸は、停車中も回転する軸と、停車中は回転が停止する軸の２種類が考えられる。バキュームポンプの駆動源として利用する軸は停車中も回転する軸が好ましいが、停車中に回転が停止する軸を用いても発明の目的（電気消費量低減）は達成される。
【００１１】
この自動車ブレーキ装置は、電気自動車やハイブリッド車に適用すると顕著な効果が得られる。従って、電気自動車用又はハイブリッド車用として構成したものが好ましい。
【００１２】
また、バキュームポンプを車軸などで駆動すると、停車時の負圧供給量が車軸の回転停止や回転軸の回転数低下によって車両走行中の負圧供給量に比べて減少するため、停車中にブレーキ操作が繰り返されたり、長い間継続してブレーキ操作がなされたりしたときには負圧不足を来たし、ブレーキ倍力装置の出力が低下して得られる制動力が目標制動力を下回ることが考えられる。
【００１３】
この問題に対処するために、ＥＳＣ（車両安定制御）機能やＥＰＢ（電動駐車ブレーキ）を有する車両においては、バキュームポンプが車軸又は停車中も回転する車両の動力系の回転軸に駆動されてそのバキュームポンプから供給される負圧で前記ブレーキ倍力装置が作動するようにし、なおかつ、ブレーキ倍力装置に供給される負圧が閾値以下になったときにＥＳＣ又はＥＰＢによる助勢がなされて目標制動力に対する制動力の不足量が補われるように構成することを推奨する。
【００１４】
なお、バキュームポンプの排気は、排気音低減のためにエンジンのインテークマニホールド内又は駆動モータ内に排出すると好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の自動車ブレーキ装置は、バキュームポンプを車軸や車両の動力伝達系などに含まれる車軸以外の回転軸で駆動するので、バキュームポンプによる電力消費がなくなり
、バッテリに蓄えた電力の消費低減に効果がある。その結果、電気自動車においては１回の充電による走行可能距離が長くできる。
【００１６】
なお、この発明のブレーキ装置はガソリン車にも採用することができるが、ガソリン車
はインテークマニホールドから負圧を供給することができ、バキュームポンプを設けることは経済的に得策でない。一方、電気自動車や、モータ走行モードになったときにエンジンを停止させるハイブリッド車で負圧作動のブレーキ倍力装置を備えるものは、走行中に常時負圧を供給するためにバキュームポンプを備える必要があり、従って、この発明は、電気自動車やハイブリッド車用のブレーキ装置（油圧ブースタを備えていないもの）に適用するとその有効性が特に顕著に現れる。
【００１７】
また、ＥＳＣ（車両安定制御）機能やＥＰＢ（電動駐車ブレーキ）を有する車両において、バキュームポンプから供給される負圧が閾値以下になったときにＥＳＣ又はＥＰＢによる助勢がなされて目標制動力に対する制動力の不足分が補われるようにしたものは、停車中にブレーキ操作が繰り返されるなどしてブレーキ倍力装置に供給する負圧が不足したときにも目標制動力が確保され、制動信頼性が高まる。
【００１８】
このほか、バキュームポンプの排気を、エンジンのインテークマニホールド内又は駆動モータ内に排出するものは、バキュームポンプからの絞られた排気がインテークマニホールドやモータ内の広い空間に排出され、それによるマフラー効果で排気音が低減する効果が得られる。電気自動車やハイブリッド車はエンジン車に比べると騒音が小さく、小さな音でも目立ち易くなる。従って、バキュームポンプの排気音を低減することは極めて有効なことと言える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１の自動車ブレーキ装置は、ＥＳＣ機能を有するものであって、ブレーキペダル１と
、ブレーキ倍力装置２およびリザーバ３を伴うタンデム型のマスタシリンダ４と、第１、第２系統の油圧回路５，６と、各輪のホイールシリンダ７−１〜７−４と、ユニットとして構成されたＥＳＣ８と、ＥＣＵ（電子制御装置）９と、負圧を発生させるバキュームポンプ１０と、バキュームポンプ１０で発生させた負圧を逆止弁１１経由で蓄えるバキュームタンク１２と、そのバキュームタンク経由でブレーキ倍力装置２に供給される負圧の大きさを検出する圧力センサ１３を組み合わせて構成されている。
【００２１】
ＥＳＣ８は、油圧回路５，６に各１個設けられてマスタシリンダから供給される油圧を通電電流に応じた値に制御してホイールシリンダ７−１〜７−４に向けて流すリニア制御弁１４−１，１４−２と、ホイールシリンダ７−１〜７−４の油圧を個別に高める増圧弁１５−１〜１５−４と、ホイールシリンダ７−１〜７−４の油圧を個別に減圧する減圧弁１６−１〜１６−４と、ホイールシリンダ７−１，７−２から減圧弁１６−１，１６−２経由で排出された作動油（ブレーキフルード）を蓄えるリザーバ１７−１と、ホイールシリンダ７−３，７−４から減圧弁１６−３，１６−４経由で排出された作動油を蓄えるリザーバ１７−２と、各リザーバ１７−１，１７−２に蓄えた作動油を汲み上げて油圧回路５，６に還流させるポンプ１８−１，１８−２と、各ポンプを駆動するモータ１９と、ポンプ１８−１，１８−２の吐出回路にそれぞれ挿入する逆止弁２０−１，２０−２と、マスタシリンダ圧（マスタシリンダの出力圧）を検出する圧力センサ２１を組み合わせたものになっている。
【００２２】
このＥＳＣ８のリニア制御弁１４−１，１４−２は、作動油のマスタシリンダ側への流れを阻止する逆止弁２２−１，２２−２と並列に配置され、また、各増圧弁１５−１〜１５−４は、ホイールシリンダからマスタシリンダ側への作動油の流れを許容し、反対向きの流れを阻止する逆止弁２３−１〜２３−４と並列に配置されている。また、リザーバ１７−１，１７−２は、それらのリザーバに作動油が蓄えられていないときにポンプ１８−１，１８−２の吸入口をマスタシリンダ４に連通させるカット弁２４−１，２４−２を伴うものにしてあり（図示のカット弁に代えて電磁開閉弁を使用することもある）、リザーバ１７−１，１７−２に作動油が蓄えられていないときにもマスタシリンダ４からポンプ１８−１，１８−２で作動油を汲み上げて油圧を発生させることができる。
【００２３】
リニア制御弁１４−１，１４−２、増圧弁１５−１〜１５−４、減圧弁１６−１〜１６−４、各ポンプを駆動するモータ１９は、ＥＣＵ９から指令を受けて作動する。ＥＣＵ９は、各輪の車輪速センサ、ヨーレートセンサ、横Ｇセンサ（いずれも図示せず）などの各種センサから車両の挙動情報を取り込んで、例えば、車両がオーバーステア傾向にあるか、アンダーステア傾向にあるかや、各輪がロック傾向にあるかなどを判断し、そのような傾向があると判断したときにその傾向を減少するための制御指令を出す。
【００２４】
図２は、図１の自動車ブレーキ装置にさらに、ブレーキペダル１に加えられた踏力を検出する踏力センサ２５と、ホイールシリンダ圧（ホイールシリンダの油圧）を検出する圧力センサ２６と、制動力の助勢制御のためのＥＣＵ２７を追設して構成されている。踏力センサ２５はペダルストロークを検出するストロークセンサで代替することができる。
【００２５】
この図２の自動車ブレーキ装置では、ＥＣＵ２７が、圧力センサ１３から得られる負圧値と、踏力センサ２５から得られるペダル踏力（これはペダルストロークとマスタシリンダ圧から推定してもよい）と圧力センサ２６からの圧力情報を取り込んでＥＳＣ８による制動力の助勢の必要性を判断し、必要と判断したときに助勢すべき制動力（要求制動力）の大きさを演算し、演算結果をＥＣＵ９に送信する。その信号を受けてＥＣＵ９はＥＳＣ８に要求制動力が助勢されるように制御指令を出す。その助勢のための制御は後に詳しく述べる。その他のＥＳＣによる制御は周知であるので説明を省く。
【００２６】
バキュームポンプ１０は、車両の車軸などを駆動源にして駆動される。自動車用として一般的なバキュームポンプの一例を図３に示す。この図３のバキュームポンプ１０は、ベーンポンプであるが、バンケル式ポンプ（本出願人が提案している特開２００３−３１４４７６号公報や特開２００３−３１４４７９号公報などを参照）やスクロール式ポンプなどであってもよい。
【００２７】
図４に、バキュームポンプ１０の駆動形態の一例を示す。図４の３０は車輪、３１はディスクブレーキ、３２はトランスミッションを示している。ここでは、、フロントドライブシャフト３３の回転をギヤ３４を介して伝えてバキュームポンプ１０を駆動するようにしているが、バキュームポンプ１０の駆動は、プロペラシャフト３５やリヤドライブシャフト３６、ディファレンシャル３７の回転部、また、２輪駆動車では、車両走行時に従動回転する従動輪の車軸などで駆動することもできる。プロペラシャフトやディファレンシャルの回転部は、この発明で言う車軸以外の回転軸である。
さらに、図６に示すようなホイールインモータ３９を有する車両では、ホイールインモータ３９に、そのモータの回転子と一体のモータ軸４０を設け、そのモータ軸４０の回転をギヤ３４を介してバキュームポンプ１０に伝えてバキュームポンプ１０を駆動することもできる。
【００２８】
ここで、バキュームポンプ１０を車軸や車軸以外の回転軸、例えば、前述のプロペラシャフトやホイールインモータのモータ軸などで駆動すると、停車時にバキュームポンプ１０を動かせなくなったり、車両がアイドリング状態になってバキュームポンプ１０の回転数が落ちたりする。
【００２９】
そのため、停車中にブレーキ操作が何回も繰り返されたり、長い間継続してブレーキ操作がなされたりすると、バキュームタンク内の負圧が減少してブレーキ倍力装置に供給する負圧が不足し、得られる制動力が目標制動力を下回ることが考えられるようになる。坂道停車などでそのような事態が起こるのは好ましくないので、ＥＳＣ機能やＥＰＢを有する車両においては、バキュームポンプから供給される負圧が閾値以下になったときにＥＳＣ又はＥＰＢによる制動力の助勢がなされようにしておくのがよい。
【００３０】
図２の自動車ブレーキ装置は、その助勢機能を有している。その助勢のための制御は、以下のようにして行われる。ブースタ倍力比（ブレーキ倍力装置２による倍力比）は事前にわかっている。ＥＣＵ２７は、車輪速センサや前後Ｇセンサなどからの情報で車両停止と判断したら制御を開始し、上記のブースタ倍力比と踏力センサ２５によって検出されたペダル踏力（又はペダルストロークとマスタシリンダ圧から推定したペダル踏力）から、検出されたペダル踏力での目標制動力を演算する。また、圧力センサ１３が検出した負圧が閾値以下に低下したときに、そのときの負圧値にブースタ倍力比を掛けて得られる制動力と目標制動力との差を要求制動力として算出し、ＥＳＣ８のＥＣＵ９に送信する。その信号を受けてＥＣＵ９がＥＳＣ８に制御指令を出す。その指令を受けて、ノーマルオープンのリニア制御弁１４−１，１４−２が閉弁し、さらに、モータ１９が起動されてポンプ１８−１，１８−２が作動し、各ポンプから供給される油圧によって各ホイールシリンダ７−１〜７−４の圧力が上昇する。その昇圧が要求制動力に見合った圧力になるように増圧弁１５−１〜１５−４と減圧弁１６−１〜１６−４が制御される。
【００３１】
その制御によって、目標制動力（図５のホイールシリンダ圧Ｉ）が維持される。負圧を利用して運転者のブレーキ操作力を増幅して発生させた制動力（図５のホイールシリンダ圧II）は、ブレーキペダルが長時間操作されることによってブレーキ倍力装置に供給される負圧が小さくなっていくため、時間の経過に伴って次第に低下していく。この負圧を利用して発生させた制動力と目標制動力の差、即ち、ホイールシリンダ圧Ｉとホイールシリンダ圧IIの差（図５にハッチングを入れた部分）が要求制動力であり、上記の助勢制御でブレーキ倍力装置の出力低下によって制動力が低下した分（要求制動力）が補われて目標制動力による制動が実施される。
【００３２】
なお、上記の助勢制御は、ＥＰＢ（電動駐車ブレーキ）を有する車両でも実施することができる。ＥＰＢは、周知である（例えば、特開２００１−３２２５３７号公報を参照）ので、図とそれに関する詳細説明は省略する。
【００３３】
バキュームポンプ１０は、図３に示す吸気口１０ａと排気口１０ｂを有している。このうち、吸気口１０ａは、図１、図２、図４に示したバキュームタンク１２に接続される。
また、排気口１０ｂは、大気に開放しても差し支えないが、電気自動車では、走行駆動源の駆動モータ３８（図３参照）に接続して排気をその駆動モータ３８のハウジング内に排出すると好ましい。同様に、ハイブリッド車では、排気を駆動モータのハウジング内もしくは併用したエンジン（図示せず）のインテークマニホールド内に排出すると好ましい。
【００３４】
電気自動車やハイブリッド車はエンジン車に比べると騒音が小さく、小さな音でも目立ち易いので、バキュームポンプの排気音はできるだけ小さくするのがよい。バキュームポンプの排気を駆動モータ内或いはエンジンのインテークマニホールド内に排出することで絞られた排気がモータやインテークマニホールド内の広い空間に排出され、それによるマフラー効果で排気音が低減する効果が得られ、上記の要求に応えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の自動車ブレーキ装置の一例の液圧回路図
【図２】この発明の自動車ブレーキ装置の他の例の液圧回路図
【図３】（ａ）：バキュームポンプの一例を示す断面図、（ｂ）：図３（ａ）のＸ−Ｘ線に沿った断面図
【図４】バキュームポンプの駆動法の一例を示す図
【図５】制動力助勢制御での要求制動力を示す図
【図６】バキュームポンプの駆動法の他の例を示す図
【符号の説明】
【００３６】
１                ブレーキペダル
２                ブレーキ倍力装置
３                リザーバ
４                マスタシリンダ
５，６            油圧回路
７−１〜７−４      ホイールシリンダ
８                ＥＳＣ
９，２７          ＥＣＵ
１０              バキュームポンプ
１０ａ            吸気口
１０ｂ            排気口
１１              逆止弁
１２              バキュームタンク
１３，２１，２６  圧力センサ
１４−１，１４−２  リニア制御弁
１５−１〜１５−４  増圧弁
１６−１〜１６−４  減圧弁
１７−１，１７−２  リザーバ
１８−１，１８−２  ポンプ
１９              モータ
２０−１，２０−２  逆止弁
２２−１，２２−２，２３−１〜２３−４  逆止弁
２４−１，２４−２  カット弁
２５              踏力センサ
３０              車輪
３１              ディスクブレーキ
３２              トランスミッション
３３              フロントドライブシャフト
３４              ギヤ
３５              プロペラシャフト
３６              リヤドライブシャフト
３７              ディファレンシャル
３８              駆動モータ
３９              ホイールインモータ
４０              モータ軸
【図１】
2007223449.tif 000003
【図２】
2007223449.tif 000004
【図３】
2007223449.tif 000005
【図４】
2007223449.tif 000006
【図５】
2007223449.tif 000007
【図６】
2007223449.tif 000008