(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキペダルの押下時にブレーキペダルに連結された第１のピストンにより室内の液が加圧される第１の液室と、オリフィスを介して前記第１の液室に連通した第２の液室と、前記第２の液室内の液を第２のピストンで加圧して前記第１及び第２の液室内の液圧力に抗する力を前記第２のピストンに作用するペダル付勢ばねと、前記第１の液室の液圧を検出する第１の液圧センサと、前記第２の液室の液圧を検出する第２の液圧センサと、これらの第１及び第２の液圧センサの検出値により得られる圧力差に応じて制動装置を制御する制御信号を出力するコントロール・ユニットとを備えたことを特徴とするブレーキペダル操作検出装置。
【請求項２】
前記第１の液室と前記第２の液室とを連通する連通路を形成すると共に前記連通路の途中には通路径を絞った弁座部が装備された弁ハウジングと、該弁ハウジングの連通路内を摺動可能な弁体とからなる一方向弁が装備され、
前記弁体は、前記オリフィスが貫通形成された構成を成して、前記第１のピストンによる加圧動作時に前記第１の液室からの液圧により前記弁座部に着座して連通路をオリフィス径に絞ると共に、前記第１のピストンの減圧動作時に前記弁座部から離間して前記連通路の絞りを解除することを特徴とする請求項１記載のブレーキペダル操作検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の制動装置を運転者の要求通りに作動させるために、運転者によるブレーキペダルの操作状態を検出して前記制動装置に所定の制御信号を出力するブレーキペダル操作検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の車両では、アンチロックブレーキシステムの装備や、トラクションコントロールシステムの装備など、ブレーキ機能のインテリジェント化が活発に行われている。
また、このようなブレーキ機能のインテリジェント化に伴い、車両の制動装置を運転者の要求通りに作動させるために、運転者によるブレーキペダルの操作状態を検出して前記制動装置に所定の制御信号を出力するブレーキペダル操作検出装置の研究も活発に行われている。
【０００３】
例えば、従来では、ブレーキペダル操作検出装置として、図５に示すように、車両のブレーキペダル１の踏下部１ａに、運転者によるブレーキペダル１の踏下力を検出する踏力センサ２を装備する構成のものが知られている。
前記ブレーキペダル１自体は、通常、運転者が踏下した時に所定の操作反力（ブレーキフィーリング）が得られ、さらに、運転者がブレーキペダル１から足を離した時には速やかにブレーキペダル１が初期位置に復帰するように、ペダル付勢ばね３によって弾性支持されている。
【０００４】
上記した踏力センサ２は、運転者の踏力に応じた電気信号を出力するものである。
運転者が踏力センサ２に加える踏力は、急制動時では、図６の曲線Ａに示すように急激に増加するが、緩制動時では、曲線Ｂに示すように、緩やかな増加となる。
従って、図７に示すように、前記踏力センサ２の出力する電気信号を微分して、踏力の増加率（図６に示した曲線Ａ、Ｂの傾斜）を求めれば、急制動であるか緩制動であるか判別することができ、判別結果に応じて制動装置の動作を制御することで、運転者の要求する制動動作を実現することが可能になる。
なお、図７において、曲線Ｃは図６における急制動時の曲線Ａに対するもの、曲線Ｄは図６における緩制動時の曲線Ｂに対するものものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図６の例えば曲線Ａに示すように、踏力センサ２の出力には、微小振幅のノイズｎが乗っており、この出力信号を微分することによってノイズｎが図７に示すように増幅されるため、ブレーキペダル１の操作状態の判定（例えば、急制動か否か？）に影響を及ぼして判断を誤らせる虞があった。
このような不都合を回避するために、前記ノイズｎを除去するフィルタ処理を行えば、前記ブレーキペダル１の操作状態の判定をより正確にすることができるが、新たに、フィルタ処理に要する時間のために、制動動作の時間遅れが大きくなるという問題が起こる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、ノイズを除去するフィルタ処理等を行う必要がなく、ブレーキペダルの操作状態を正確に判定できるブレーキペダル操作検出装置を提供し、時間遅れを低減して、運転者の要求する制動力が速やかに実現できることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るブレーキペダル操作検出装置は、ブレーキペダルの押下時にブレーキペダルに連結された第１のピストンにより室内の液が加圧される第１の液室と、オリフィスを介して前記第１の液室に連通した第２の液室と、前記第２の液室内の液を第２のピストンで加圧して前記第１及び第２の液室内の液圧力に抗する力を前記第２のピストンに作用するペダル付勢ばねと、前記第１の液室の液圧を検出する第１の液圧センサと、前記第２の液室の液圧を検出する第２の液圧センサと、これらの第１及び第２の液圧センサの検出値により得られる圧力差に応じて制動装置を制御する制御信号を出力するコントロール・ユニットとを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
あるいは、前記第１の液室と前記第２の液室とを連通する連通路を形成すると共に前記連通路の途中には通路径を絞った弁座部が装備された弁ハウジングと、該弁ハウジングの連通路内を摺動可能な弁体とからなる一方向弁が装備され、前記弁体は、前記オリフィスが貫通形成された構成を成して、前記第１のピストンによる加圧動作時に前記第１の液室からの液圧により前記弁座部に着座して連通路をオリフィス径に絞ると共に、前記第１のピストンの減圧動作時に前記弁座部から離間して前記連通路の絞りを解除することを特徴とするものである。
【０００９】
以上の構成によれば、ブレーキペダルが緩やかに踏下される緩制動時には、第１のピストンによる第１の液室の加圧が緩やかに行われるため、加圧された第１の液室内の液はオリフィスを介して第２の液室に流れ、両液室間に圧力差はそれほど生じない。
これに対して、ブレーキペダルが急激に踏下される急制動時には、第１のピストンによって加圧された第１の液室内の液は、加圧が急速になされたため、前記オリフィスの通過が間に合わず、第２の液室の液圧はわずかしか上昇しないが、第１の液室の液圧は大幅に上昇して、両液室間に大きな圧力差が生じる結果となる。
【００１０】
即ち、第１及び第２の各液室間の圧力差は、運転者のブレーキペダルの操作状態を正確に現す情報で、第１及び第２の各液圧センサの検出値に基づいて第１及び第２の液室の圧力差を検知することで、運転者の要求する制動動作を判定することができる。
【００１１】
また、第１及び第２の液室間に一方向弁を装備し、該一方向弁の弁体に、第１及び第２の液室間相互を連通させる前記オリフィスを装備した構成とすれば、ブレーキペダルが解除された時には、オリフィスよりも大径の連通路により第１及び第２の液室間相互が連通状態となって、第１の液室から第２の液室に流入した液の復帰が速やかになり、ブレーキペダルの初期位置への復帰を早めることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るブレーキペダル操作検出装置の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係るブレーキペダル操作検出装置の第１実施形態を示したものである。
この実施形態のブレーキペダル操作検出装置５は、ブレーキペダル１の押下時にブレーキペダル１に連結された第１のピストン７により室内の液８が加圧される第１の液室９と、小径のオリフィス１１を介して前記第１の液室９に連通した第２の液室１３と、前記第２の液室１３内の液を該第２の液室１３を画成している第２のピストン１５を介して加圧して前記第１及び第２の液室９、１３内の液及び第１のピストン７を介して前記ブレーキペダル１に所定の操作反力を付与するペダル付勢ばね１７と、前記第１の液室９の液圧を検出する第１の液圧センサ１９と、前記第２の液室１３の液圧を検出する第２の液圧センサ２０と、これらの第１及び第２の液圧センサ１９、２０の検出値に基づいて第１及び第２の液室９、１３の圧力差ΔＰを検知し、この検知した圧力差ΔＰ応じて、例えば特公平６−６８３０３号公報で公知であり、制動装置としての電動式ディスクブレーキのモータ２２を制御するための制御信号を出力するコントロール・ユニット２４とを備えて構成される。
【００１３】
前記第１の液室９は、前記第１のピストン７を摺動自在に収容する第１のシリンダ２６及び該第１のピストン７によって画成されている。前記第２の液室１３は、前記第２のピストン１５を摺動自在に収容した第２のシリンダ２７及び該第２のピストン１５によって画成されている。
また、上記構成の第１及び第２の液室９、１３と、これらの液室間相互を連通するオリフィス１１とは、液８を封じ込めたクローズド回路になっている。
【００１４】
以上の操作検出装置５において、ブレーキペダル１が緩やかに踏下される緩制動時には、第１のピストン７による第１の液室９内の液の加圧が緩やかに行われるため、加圧された第１の液室９内の液８はオリフィス１１を介して第２の液室１３に流れ、両液室の液圧は同様に上昇して、両液室間で圧力差ΔＰはそれほど生じない。
これに対して、ブレーキペダル１が急激に踏下される急制動時には、第１のピストン７によって加圧された第１の液室９内の液８は、加圧が急速になされたため、前記オリフィス１１の通過が間に合わず、第２の液室１３内の液圧はわずかしか上昇しないが、第１の液室９の液圧は大幅に上昇し、両液室間に大きな圧力差ΔＰが生じる結果となる。
【００１５】
即ち、第１及び第２の各液室９、１３間の圧力差ΔＰは、運転者のブレーキペダル１の操作状態を正確に現す情報で、図２に示すように、圧力差ΔＰが小さい順に、緩ブレーキ、通常ブレーキ、急ブレーキ、パニックブレーキに相応し、第１及び第２の各液圧センサ１９、２０の検出値に基づいて第１及び第２の液室９、１３の圧力差ΔＰを検知することで、運転者の要求する制動動作を判定することができる。
また、各液圧センサ１９、２０の検出値は、単純に差を算出するだけでよく、微分処理を行わないでよいため、運転者のブレーキペダル１の操作時に加わったノイズが増幅されることもない。
【００１６】
図３及び図４は本発明に係るブレーキペダル操作検出装置の第２実施形態を示したもので、図３は第２実施形態の操作検出装置の構成を示す断面図、図４は図３に示した操作検出装置上の要部の拡大図である。
この実施形態の操作検出装置３０は、前述した第１実施形態のブレーキペダル操作検出装置５におけるオリフィス１１の装備形態を改良したもので、それ以外の構成は第１実施形態のものと共通である。第１実施形態のものと共通する部分には、同番号を付して説明を省略する。
【００１７】
この第２実施形態の操作検出装置３０では、図４にも示すように、前記第１の液室９と前記第２の液室１３とを連通する連通路３２が形成されると共に、前記連通路３２の途中には通路径を絞った弁座部３３が装備された弁ハウジング３５と、該弁ハウジング３５の連通路３２内を摺動可能な弁体３７とからなる一方向弁３８が装備されている。
【００１８】
そして、前記弁体３７は、中心部に前記オリフィス１１が貫通形成された構成からなって、前記第１のピストン７による加圧動作時には前記第１の液室９からの液圧により前記弁座部３３に着座して連通路３２をオリフィス１１径に絞ると共に、前記第１のピストン７の減圧動作（復帰動作）時には前記弁座部３３から離間して連通路３２の絞りを解除する。
なお、前記弁体３７は、前記弁座部３３に着座した状態が維持されるように、弁体付勢ばね３９により弁座部３３に向けて常時付勢されている。
前記弁体付勢ばね３９は、運転者のブレーキペダル１の踏下が解除されて、前記ペダル付勢ばね１７による第２のピストン１５の加圧で第２の液室１３内の液が第１の液室９に戻される時には、この第２の液室１３から第１の液室９に戻る液の液圧によって弁体３７が速やかに弁座部３３から離間して、流路が開放されるように、付勢力が適宜値に設定されている。
【００１９】
以上の操作検出装置３０では、ブレーキペダル１の踏下が解除された時には、オリフィス１１よりも大径の連通路３２により第１及び第２の液室９、１３間相互が連通状態となって、第１の液室９から第２の液室１３に流入した液の復帰が速やかになり、ブレーキペダル１の初期位置への復帰を早めることができ、ブレーキペダル１の操作性が向上する。
【００２０】
図８は制御プログラムのフローチャートである。
ステップＳ１にて各変数ｎ、Ｐ１（ｎ）、Ｐ２（ｎ）及びｌ（ｎ）が初期化される。ステップＳ２にて初期化された制御電流ｌ（ｎ）が制動装置のモータ２２へ送られる。ステップＳ３にてカウンタ変数ｎに１が加算される。ステップＳ４にて第１及び第２の液圧センサ１９、２０により第１及び第２の液室９、１３の液圧Ｐ１（ｎ）、Ｐ２（ｎ）が測定される。第１の液室９の液圧Ｐ１（ｎ）が、ステップＳ５でしきい値ｋ1 と比較され、Ｎｏの場合にはステップＳ１に戻り、Ｙｅｓの場合にはブレーキペダル踏み込みを開始したと判断し、ステップＳ６に進む。ステップＳ６にて、前回測定した第２の液室１３の液圧Ｐ２（ｎ−１）と今回測定した液圧Ｐ２（ｎ）とが比較され、Ｐ２（ｎ）＞Ｐ２（ｎ−１）の場合にはブレーキペダル踏み下げ中と判断されてステップＳ７に進む。ステップＳ７にて、第１の液室９の液圧Ｐ１（ｎ）と第２の液室１３の液圧Ｐ２（ｎ）との差圧ΔＰが演算される。ステップＳ８にて、前回の制御電流値ｌ（ｎ−１）に差圧ΔＰに比例した補正電流値ｆ１（ΔＰ）が加算されて今回の制御電流値ｌ（ｎ）が演算される。ステップＳ９にて制御電流値ｌ（ｎ）が制動装置のモータ２２へ出力され、制御電流値ｌ（ｎ）に比例したブレーキ力が発生する。以後はステップＳ３に戻り、差圧ΔＰに比例した補正電流値ｆ１（ΔＰ）が求められ、緩ブレーキからパニックブレーキまで応答性の良い制御が行われる。なお、第２の液室１３の今回の液圧Ｐ２（ｎ）が前回の液圧Ｐ２（ｎ−１）より低くなったときはブレーキペダル戻し中と判断され、ステップＳ６の判断はＮｏとなってステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０にて第２の液室１３の液圧Ｐ２（ｎ）がしきい値ｋ2 と比較され、しきい値ｋ2 より大である場合には、ステップＳ１１にて液圧Ｐ２（ｎ）に比例した制御電流値ｆ２（Ｐ２（ｎ））が演算され、ステップＳ９にて制動装置へ出力される。ステップＳ１０にてＮｏと判断された場合には、ブレーキペダルを完全に戻したものとみなしてステップＳ１に戻る。
【００２１】
【発明の効果】
本発明のブレーキペダルの操作検出装置によれば、ブレーキペダルの緩やかに踏下される緩制動時には、第１のピストンによる第１の液室内の液の加圧が緩やかに行われるため、加圧された第１の液室内の液はオリフィスを介して第２の液室に流れ、両液室間に圧力差がそれほど生じない。これに対して、ブレーキペダルが急激に踏下される急制動時には、第１のピストンによって加圧された第１の液室内の液は、加圧が急速になされるため、前記オリフィスの通過が間に合わず、第２の液室の液圧はわずかしか上昇しないが、第１の液室の液圧は大幅に上昇し、両液室間に大きな圧力差が生じる結果となる。
即ち、第１及び第２の各液室間の圧力差は、運転者のブレーキペダルの操作状態を正確に現す情報で、第１及び第２の各液圧センサの検出値に基づいて第１及び第２の液室の圧力差を検知することで、運転者の要求する制動動作を判定することができる。
また、各液圧センサの検出値は、単純に差を算出するだけでよく、微分処理を行わないため、運転者のブレーキペダル操作時に加わったノイズが増幅されることもない。即ち、ノイズを除去するフィルタ処理等を行う必要がなく、ブレーキペダルの操作状態を正確に、かつ速やかに判定することができる。
従って、時間遅れを低減させて、運転者の要求する制動動作を速やかに実現することができる。
【００２２】
また、第１及び第２の液室間に一方向弁を装備し、該一方向弁の弁体に、第１及び第２の液室間相互を連通させる前記オリフィスを装備した構成とすれば、ブレーキペダルが解除された時には、オリフィスよりも大径の連通路により第１及び第２の液室間相互が連通状態となって、第１の液室から第２の液室に流入した液の復帰が速やかになり、ブレーキペダルの初期位置への復帰を早めることができ、ブレーキペダルの操作性が向上する。
【００２３】
本発明は、上述した電動式ブレーキのみならず、ブレーキペダル操作量（力）を電気信号に変換して圧力源の圧力を制御するブレーキシステム又はアクチュエータとしてピエゾ素子を利用した制動装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るブレーキペダルの操作検出装置の第１実施形態の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態のブレーキペダルの操作検出装置において、検出した圧力差と運転者の要求する制動動作との対応を示す相関図である。
【図３】本発明に係るブレーキペダルの操作検出装置の第２実施形態の構成を示す断面図である。
【図４】図３に示したブレーキペダルの操作検出装置の要部の拡大図である。
【図５】従来のブレーキペダルの操作検出装置の概略構成図である。
【図６】ブレーキペダルに作用する踏力の急制動時と緩制動時における差異を示す踏力特性図である。
【図７】図６に示した踏力の微分値の説明図である。
【図８】ブレーキペダルの操作検出装置を制御する制御プログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
１  ブレーキペダル
５、３０  ブレーキペダル操作検出装置
７  第１のピストン
９  第１の液室
１１  オリフィス
１３  第２の液室
１５  第２のピストン
１７  ペダル付勢ばね
１９  第１の液圧センサ
２０  第２の液圧センサ
２２  モータ（制動装置）
２４  コントロール・ユニット
２６  第１のシリンダ
２７  第２のシリンダ
３２  連通路
３３  弁座部
３５  弁ハウジング
３７  弁体
３８  一方向弁
３９  弁体付勢ばね
【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】
0003771672.tif 000006
【図６】
0003771672.tif 000007
【図７】
0003771672.tif 000008
【図８】
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