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技術 負圧ポンプ制御装置

出願人 三菱自動車工業株式会社
発明者 原田顕生鈴木賢一恩田圭輔
出願日 2015年11月18日 (5年1ヶ月経過) 出願番号 2015-225467
公開日 2017年6月1日 (3年6ヶ月経過) 公開番号 2017-094758
状態 特許登録済
技術分野 ブレーキシステム(弁・付属装置)
主要キーワード インレットマニホールド 駆動継続 ブースタシリンダ 長時間通電 バルブプランジャ 使用上限温度 初期時刻 故障後
関連する未来課題
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図面 (8)

課題

負圧ポンプ故障が生じた場合でも継続的に一定のブレーキアシスト力を得られるようにすること。

解決手段

負圧ポンプ制御装置10は、車両20のブレーキブースタ26内に負圧を発生させる負圧ポンプ32の駆動を制御する。駆動制御部12は、ブレーキブースタ26内の負圧が所定の制御範囲PC内となるように負圧ポンプ32の駆動を制御する。故障検出部14は、負圧ポンプ32の故障を検出する。駆動制御部12は、負圧ポンプ32の故障が検出された場合、制御範囲PCの下限値PLまたは上限値PHの少なくともいずれかを大気圧P0に近い値へと変更する。

概要

背景

従来、エンジンを搭載した車両には、スロットルバルブよりも下流側の吸気管内に発生する負圧を用いて、運転者によるブレーキ装置操作力アシストするブレーキブースタが搭載されている。このブレーキブースタでは、吸気管内の負圧と大気圧との差圧を用いてブレーキ装置の操作力がアシストされる。

また、電気自動車ハイブリッド自動車などの電動車では、ブレーキブースタで用いる負圧を発生させるための負圧ポンプが搭載されている。このような負圧ポンプを制御する技術は、例えば特許文献1に開示されている。
特許文献1の技術は、ブレーキブースタの負圧が上限値を超えるとポンプの作動を停止させ、ブレーキブースタの負圧が下限値以下になるとポンプを作動させるものである。このように、負圧を発生させるポンプを間欠的に作動させることで、ブレーキブースタの負圧を上限値と下限値との間の所定の制御範囲に収めることができる。

概要

負圧ポンプの故障が生じた場合でも継続的に一定のブレーキアシスト力を得られるようにすること。負圧ポンプ制御装置10は、車両20のブレーキブースタ26内に負圧を発生させる負圧ポンプ32の駆動を制御する。駆動制御部12は、ブレーキブースタ26内の負圧が所定の制御範囲PC内となるように負圧ポンプ32の駆動を制御する。故障検出部14は、負圧ポンプ32の故障を検出する。駆動制御部12は、負圧ポンプ32の故障が検出された場合、制御範囲PCの下限値PLまたは上限値PHの少なくともいずれかを大気圧P0に近い値へと変更する。

目的

本発明は、上述した従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、負圧ポンプの故障が生じた場合でも継続的に一定のブレーキアシスト力を得られるようにすることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

車両のブレーキブースタ内に負圧を発生させる負圧ポンプの駆動を制御する負圧ポンプ制御装置であって、前記ブレーキブースタ内の負圧が所定の制御範囲内となるように前記負圧ポンプの駆動を制御する駆動制御部と、前記負圧ポンプの故障を検出する故障検出部と、を備え、前記駆動制御部は、前記負圧ポンプの故障が検出された場合、前記制御範囲の下限値または上限値の少なくともいずれかを大気圧に近い値へと変更する、ことを特徴とする負圧ポンプ制御装置。

請求項2

前記駆動制御部は、前記ブレーキブースタ内の負圧が前記下限値未満になると前記負圧ポンプの駆動を開始し、前記ブレーキブースタ内の負圧が前記上限値を超えると前記負圧ポンプの駆動を停止し、前記負圧ポンプの故障が検出された場合には前記負圧ポンプの駆動時間が故障検出前よりも短くなるように前記下限値または前記上限値の少なくともいずれかを変更する、ことを特徴とする請求項1記載の負圧ポンプ制御装置。

請求項3

前記駆動制御部は、前記負圧ポンプの故障が検出された場合、前記下限値および前記上限値の両方を前記大気圧に近い値へと変更する、ことを特徴とする請求項1または2記載の負圧ポンプ制御装置。

請求項4

前記駆動制御部は、変更後の前記下限値と前記上限値との差分が、変更前の前記下限値と前記上限値との差分よりも小さくなるように前記下限値および前記上限値を変更する、ことを特徴とする請求項3記載の負圧ポンプ制御装置。

請求項5

前記駆動制御部は、変更後の前記下限値と前記上限値との差分が、変更前の前記下限値と前記上限値との差分と等しくなるように前記下限値および前記上限値を変更する、ことを特徴とする請求項3記載の負圧ポンプ制御装置。

請求項6

前記駆動制御部は、前記負圧ポンプの故障が検出された場合、前記上限値を前記大気圧に近い値へと変更する、ことを特徴とする請求項1または2記載の負圧ポンプ制御装置。

請求項7

前記駆動制御部は、前記下限値または前記上限値の少なくともいずれかを変更した後も前記負圧ポンプの故障が検出された場合は、前記下限値または前記上限値の少なくともいずれかを更に前記大気圧に近い値へと変更する、ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の負圧ポンプ制御装置。

請求項8

前記駆動制御部は、前記ブレーキブースタ内の負圧が前記下限値未満になると前記負圧ポンプの駆動を開始し、前記ブレーキブースタ内の負圧が前記上限値を超えると前記負圧ポンプの駆動を停止し、前記故障検出部は、前記負圧ポンプの駆動継続時間が所定時間以上となった場合に前記負圧ポンプが故障していると判定する、ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項記載の負圧ポンプ制御装置。

請求項9

前記故障検出部は、前記負圧ポンプの温度が所定温度以上となった場合に前記負圧ポンプが故障していると判定する、ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項記載の負圧ポンプ制御装置。

技術分野

0001

本発明は、車両のブレーキブースタ内に負圧を発生させる負圧ポンプの駆動を制御する負圧ポンプ制御装置に関する。

背景技術

0002

従来、エンジンを搭載した車両には、スロットルバルブよりも下流側の吸気管内に発生する負圧を用いて、運転者によるブレーキ装置操作力アシストするブレーキブースタが搭載されている。このブレーキブースタでは、吸気管内の負圧と大気圧との差圧を用いてブレーキ装置の操作力がアシストされる。

0003

また、電気自動車ハイブリッド自動車などの電動車では、ブレーキブースタで用いる負圧を発生させるための負圧ポンプが搭載されている。このような負圧ポンプを制御する技術は、例えば特許文献1に開示されている。
特許文献1の技術は、ブレーキブースタの負圧が上限値を超えるとポンプの作動を停止させ、ブレーキブースタの負圧が下限値以下になるとポンプを作動させるものである。このように、負圧を発生させるポンプを間欠的に作動させることで、ブレーキブースタの負圧を上限値と下限値との間の所定の制御範囲に収めることができる。

先行技術

0004

特開昭60−82474号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ここで、負圧ポンプが長時間通電状態となった場合や高温状態となった場合など、負圧ポンプの故障が疑われる場合、従来は即座に負圧ポンプの駆動を制限あるいは停止させた上で故障を報知している。
しかしながら、負圧ポンプの駆動を停止すると、ブレーキ作動頻度によってはブレーキブースタに供給される負圧が減少して、ブレーキアシスト力が小さくなっていくという課題がある。
特に、負圧の蓄積量が少ない状態で負圧ポンプの駆動が停止すると、ブレーキアシスト力が急激に低くなり、運転者に違和感を与える可能性がある。
本発明は、上述した従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、負圧ポンプの故障が生じた場合でも継続的に一定のブレーキアシスト力を得られるようにすることを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

上述の目的を達成するため、請求項1の発明にかかる負圧ポンプ制御装置は、車両のブレーキブースタ内に負圧を発生させる負圧ポンプの駆動を制御する負圧ポンプ制御装置であって、前記ブレーキブースタ内の負圧が所定の制御範囲内となるように前記負圧ポンプの駆動を制御する駆動制御部と、前記負圧ポンプの故障を検出する故障検出部と、を備え、前記駆動制御部は、前記負圧ポンプの故障が検出された場合、前記制御範囲の下限値または上限値の少なくともいずれかを大気圧に近い値へと変更する、ことを特徴とする。
請求項2の発明にかかる負圧ポンプ制御装置は、前記駆動制御部は、前記ブレーキブースタ内の負圧が前記下限値未満になると前記負圧ポンプの駆動を開始し、前記ブレーキブースタ内の負圧が前記上限値を超えると前記負圧ポンプの駆動を停止し、前記負圧ポンプの故障が検出された場合には前記負圧ポンプの駆動時間が故障検出前よりも短くなるように前記下限値または前記上限値の少なくともいずれかを変更する、ことを特徴とする。
請求項3の発明にかかる負圧ポンプ制御装置は、前記駆動制御部は、前記負圧ポンプの故障が検出された場合、前記下限値および前記上限値の両方を前記大気圧に近い値へと変更する、ことを特徴とする。
請求項4の発明にかかる負圧ポンプ制御装置は、前記駆動制御部は、変更後の前記下限値と前記上限値との差分が、変更前の前記下限値と前記上限値との差分よりも小さくなるように前記下限値および前記上限値を変更する、ことを特徴とする。
請求項5の発明にかかる負圧ポンプ制御装置は、前記駆動制御部は、変更後の前記下限値と前記上限値との差分が、変更前の前記下限値と前記上限値との差分と等しくなるように前記下限値および前記上限値を変更する、ことを特徴とする。
請求項6の発明にかかる負圧ポンプ制御装置は、前記駆動制御部は、前記負圧ポンプの故障が検出された場合、前記上限値を前記大気圧に近い値へと変更する、ことを特徴とする。
請求項7の発明にかかる負圧ポンプ制御装置は、前記駆動制御部は、前記下限値または前記上限値の少なくともいずれかを変更した後も前記負圧ポンプの故障が検出された場合は、前記下限値または前記上限値の少なくともいずれかを更に前記大気圧に近い値へと変更する、ことを特徴とする。
請求項8の発明にかかる負圧ポンプ制御装置は、前記駆動制御部は、前記ブレーキブースタ内の負圧が前記下限値未満になると前記負圧ポンプの駆動を開始し、前記ブレーキブースタ内の負圧が前記上限値を超えると前記負圧ポンプの駆動を停止し、前記故障検出部は、前記負圧ポンプの駆動継続時間が所定時間以上となった場合に前記負圧ポンプが故障していると判定する、ことを特徴とする。
請求項9の発明にかかる負圧ポンプ制御装置は、前記故障検出部は、前記負圧ポンプの温度が所定温度以上となった場合に前記負圧ポンプが故障していると判定する、ことを特徴とする。

発明の効果

0007

請求項1の発明によれば、負圧ポンプの故障が検出された場合、ブレーキブースタ内の負圧の制御範囲の下限値または上限値の少なくともいずれかを大気圧に近い値へと変更するので、負圧ポンプが故障して性能が低下している場合であっても、負圧ポンプの負荷を軽減しつつ負圧の発生を継続してブレーキ操作のアシストを行う上で有利となる。
請求項2の発明によれば、負圧ポンプの故障が検出された場合には負圧ポンプの駆動時間が故障検出前よりも短くなるようにするので、負圧ポンプにかかる負荷を軽減して故障が進まないようにする上で有利となる。
請求項3の発明によれば、制御範囲の下限値および上限値の両方を大気圧に近い値へと変更するので、制御範囲の幅を故障検出前から大きく変更せずに負圧ポンプの負荷を軽減する上で有利となる。
請求項4の発明によれば、変更後の下限値と上限値との差分、すなわち制御範囲の幅を変更前よりも小さくするので、負圧ポンプの1回当たりの駆動時間を短くする上で有利となる。
請求項5の発明によれば、変更後の下限値と上限値との差分、すなわち制御範囲の幅を変更前と等しくするので、負圧ポンプの駆動頻度を故障検出前と同等にする上で有利となる。
請求項6の発明によれば、制御範囲の上限値のみを大気圧に近い値へと変更するので、制御範囲の幅が変更前よりも小さくなり、負圧ポンプの1回当たりの駆動時間を短くする上で有利となる。
請求項7の発明によれば、制御範囲の下限値または上限値の少なくともいずれかを変更した後も負圧ポンプの故障が検出された場合は、下限値または上限値を更に変更するので、負圧ポンプの性能がどの程度低下しているか不明であっても適切な下限値および上限値を設定することができる。
請求項8の発明によれば、負圧ポンプの駆動継続時間が所定時間以上となった場合に負圧ポンプが故障していると判定するので、負圧ポンプの出力が低下して制御範囲の上限値まで負圧を発生できない場合に故障を検出する上で有利となる。
請求項9の発明によれば、負圧ポンプの温度が所定温度以上となった場合に負圧ポンプが故障していると判定するので、負圧ポンプに流れる電流量が増加したり、素子発熱等が発生した際に故障を検出する上で有利となる。

図面の簡単な説明

0008

実施の形態にかかる負圧ポンプ制御装置10を適用した車両20の構成を示す説明図である。
ブレーキ装置の構成を示す説明図である。
通常時における負圧ポンプ32の駆動状態を示す説明図である。
故障時における負圧ポンプ32の駆動状態の一例を示す説明図である。
故障時における負圧ポンプ32の駆動状態の一例を示す説明図である。
故障時における負圧ポンプ32の駆動状態の一例を示す説明図である。
故障時における負圧ポンプ32の駆動状態の一例を示す説明図である。

実施例

0009

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる負圧ポンプ制御装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
本実施の形態では、電動自動車である車両20に対して、本発明にかかる負圧ポンプ制御装置を適用した場合の例について説明する。
図1は、実施の形態にかかる負圧ポンプ制御装置10を適用した車両20の構成を示す説明図である。なお、図1では車両20に対する負圧ポンプ制御装置10の適用と関係しない構成については、図示を省略している。
車両20には、ブレーキスイッチ(ブレーキSW)22が付設されたブレーキペダル24、ブレーキブースタ26、マスタシリンダ28、ディスクブレーキ30および負圧ポンプ32を有するブレーキ装置が設けられている。

0010

ブレーキペダル24は、運転者の踏力動作力)によるブレーキ操作によって車両を制動するためのものである。このブレーキペダル24は、ブレーキブースタ26に接続されている。
ブレーキスイッチ22は、ブレーキペダル24の踏込み操作(以下、ブレーキ操作という)の有無を検出するセンサである。このブレーキスイッチ22は、ブレーキ操作がされたときにON信号を出力し、ブレーキ操作がされていないときにOFF信号を出力する。これらのON/OFF信号は、負圧ポンプ制御装置10に伝達される。
ブレーキブースタ26は、負圧を利用してブレーキ操作にかかる踏力をアシストするものである。このブレーキブースタ26には、負圧ポンプ32が接続され、負圧センサ(負圧検出部)36が付設されている。

0011

負圧ポンプ32は、ブレーキブースタ26に負圧を発生させるものであり、その駆動状態を後述する負圧ポンプ制御装置10に制御される。
負圧ポンプ32は、図示しないバッテリから電力の供給を受けて稼働する電動ポンプである。負圧ポンプ32への電力供給ラインには、図示しない電流計および電圧計が設けられており、負圧ポンプ32に供給される電流量および負圧ポンプ32に印加される電圧を検出する。
また、負圧ポンプ32には温度センサ37が取付されており、負圧ポンプ32本体の温度を検出する。この温度センサ37で検出された温度の情報は、負圧ポンプ制御装置10に伝達される。
負圧センサ36は、負圧ポンプ32が発生させた負圧、すなわちブレーキブースタ26内の負圧を検出するものである。この負圧センサ36で検出された負圧の情報は、負圧ポンプ制御装置10に伝達される。

0012

マスタシリンダ28は、ブレーキブースタ26から伝達されたブレーキ踏力油圧に変える装置である。このマスタシリンダ28の油圧は、図示省略のブレーキ作動油路を経由してディスクブレーキ30に伝達される。
ディスクブレーキ30は、図示しないブレーキパッド及びディスクロータを有し、マスタシリンダ28から伝達された油圧によりディスクロータをブレーキパッドで挟みつけることにより発生する摩擦力で、車両のブレーキ力を得る装置である。

0013

したがって、ブレーキ装置では、ブレーキペダル24に入力された踏力が、負圧ポンプ32の接続されたブレーキブースタ26でアシストされてマスタシリンダ28に伝達され、このマスタシリンダ28から伝達された油圧によりディスクブレーキ30が作動し、車両にブレーキ力が発生する。

0014

つぎに、図2を用いて、ブレーキ装置のブレーキペダル24、ブレーキブースタ26、負圧ポンプ32および負圧センサ36の構成を説明する。なお、図2には、ブレーキ操作がされた状態のものを示している。
ブレーキペダル24は、基端部2402を車体側に設けられた軸(図示略)に軸支されて揺動自在に設けられる。ブレーキペダル24の先端部2404は運転者により踏込まれる部位であり、この踏込みにより、運転者の踏力によるブレーキ操作が行なわれる。
ブレーキペダル24はバルブオペレーティングロッド25に接続され、ブレーキペダル24が揺動するとバルブオペレーティングロッド25は図2中の左右方向に往復動する。

0015

ブレーキブースタ26は、それぞれ空気を収容するバルブボデー2602とブースタシリンダ2604とを有する。
バルブボデー2602の内部には、バルブプランジャ2606が摺動可能に設けられ、ブースタシリンダ2604の内部には、ブースタピストン2608が摺動可能に設けられている。これらのバルブプランジャ2606とブースタピストン2608とは、連動して図2中の左右方向に摺動する。

0016

バルブプランジャ2606には、その摺動と連動して往復動するバルブオペレーティングロッド25が接続され、ブースタピストン2608には、その摺動と連動して往復動するプッシュロッド2610が接続されている。
バルブボデー2602は、その内部を摺動するバルブプランジャ2606の位置(図2中では左右方向位置)に応じて開閉されるエアバルブ2602Aおよびバキュームバルブ2602Bを有する。

0017

なお、エアバルブ2602Aは、空気(大気)を導入する流入路27が接続された一方のエアバルブ(図2中では下方の2602A)と、バルブボデー2602の内部とブースタシリンダ2604の内部とを連通する連通路29が接続された他方のエアバルブ(図2中では上方の2602A)とから構成されている。
また、バキュームバルブ2602Bは、インレットマニホールド38Aが接続された一方のバキュームバルブ(図2では下方の2602B)と、連通路29が接続された他方のバキュームバルブ(図2では上方の2602B)とから構成されている。

0018

ブースタシリンダ2604は、その内部を摺動するブースタピストン2608で仕切られた負圧室2604A(図2中では左側)と空気室2604B(図2中では右側)とを有する。これらの室2604A,2604Bは、ブースタピストン2608およびこれに付設されたダイアフラム(図示略)等によりブースタシリンダ2604内での空気の往来が不可能に仕切られている。

0019

ブースタシリンダ2604の空気室2604Bとバルブボデー2602の内部とは、連通路29を介して接続されている。この連通路29は、空気室2604Bからバルブボデー2602に向けて二分岐しており、他方のエアバルブ2602Aと他方のバキュームバルブ2602Bとに接続されている。

0020

ブースタシリンダ2604の負圧室2604Aおよびバルブボデー2602の内部は、インレットマニホールド38Aを介してタンク38に接続されている。このインレットマニホールド38Aは、一方のバキュームバルブ2602Bに接続されている。
タンク38は、負圧を蓄える蓄圧器である。このタンク38には、負圧ポンプ32と負圧センサ36とが付設されている。
負圧ポンプ32は、タンク38内の空気を吸引し、このタンク38外に吐出するバキュームポンプである。よって、負圧ポンプ32により空気を吸引吐出されたタンク38内には、負圧が発生する。

0021

なお、負圧とは、ブレーキブースタ26の空気室2604Bの気圧と負圧室2604Aの気圧との相対圧である。
具体的には、空気室2604Bの気圧を基準に、小さくなる方向を正方向とする圧力の大きさが負圧である。空気室2604Bの気圧は大気圧であり、負圧室2604Aの気圧はタンク38内の気圧であるため、本実施形態でいう負圧とは、大気圧(約100kPa)とタンク38内の気圧との差圧に対応するものである。例えば、タンク38内の気圧の値が40kPaであれば、負圧の値は60kPaである。
よって、「負圧が大きい」とは大気圧とタンク38内の気圧との差圧が大きいことを、「負圧が小さい」とは大気圧とタンク38内の気圧との差圧が小さいことを示すものとする。
負圧センサ36は、タンク38内に蓄えられた負圧を検出するものである。具体的には、負圧センサ36は、大気圧とタンク38内の気圧との差圧を負圧として検出する。

0022

運転者によりブレーキ操作がされると、このブレーキ操作よるバルブオペレーティングロッド25の往復動に連動してバルブプランジャ2606が摺動して変位し、エアバルブ2602Aが開放され、バキュームバルブ2602Bが閉鎖される。これにより、空気室2604Bは大気が流入し大気圧となるとともに、負圧室2604Aはバルブボデー2602内との連通が遮断されてタンク38内の圧力になる。つまり、負圧室2604Aと空気室2604Bとの差圧(負圧)によりブースタピストン2608を踏力伝達方向に押す力が作用する。このように、ブレーキブースタ26は、負圧により運転者の踏力を軽減しアシストする。

0023

一方、ブレーキ操作がされていないときには、エアバルブ2602Aが閉鎖され、バキュームバルブ2602Bが開放されることにより、バルブボデー2602の内部は、大気の流入出が遮断されるとともに、連通路29を介してブースタシリンダ2604の空気室2604Bと連通し、インレットマニホールド38Aを介して負圧室2604Aと連通する。よって、負圧室2604A及び空気室2604Bの圧力はタンク38内の圧力と等しくなり、ブースタピストン2608を移動させる力は作用しない。

0024

このようなブレーキブースタ26の構造であるため、運転者によりブレーキ操作がされると、ブレーキ踏力は、運転者のブレーキ操作に伴って往復動するバルブオペレーティングロッド25から、伝達方向順に、バルブプランジャ2606,ブースタピストン2608およびプッシュロッド2610を介して図1に示すマスタシリンダ28に伝達される。

0025

図1の説明に戻り、負圧ポンプ制御装置10は、負圧ポンプ32の駆動を制御する制御部であり、CPU、制御プログラムなどを格納・記憶するROM、制御プログラムの作動領域としてのRAM、各種データを書き換え可能に保持するEEPROM周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
負圧ポンプ制御装置10は、例えばブレーキ装置に関する広汎なシステムを制御するブレーキECUの一機能として実現される。
負圧ポンプ制御装置10は、上記CPUが上記制御プログラムを実行することによって、駆動制御部12および故障検出部14を実現する。

0026

駆動制御部12は、ブレーキブースタ26内の負圧が所定の制御範囲内となるように負圧ポンプ32の駆動を制御する。
本実施の形態では、駆動制御部12は、ブレーキブースタ26内の負圧が制御範囲の下限値未満になると負圧ポンプ32の駆動を開始し、ブレーキブースタ26内の負圧が制御範囲の上限値を超えると負圧ポンプ32の駆動を停止することによって、ブレーキブースタ26内の負圧を制御範囲内に維持する。

0027

図3は、通常時における負圧ポンプ32の駆動状態を示す説明図である。
なお、通常時とは、後述する故障時に該当しない状態であり、負圧ポンプ32が負圧ポンプ制御装置10の制御通りに稼働可能な状態を指す。
図3において、縦軸はブレーキブースタ26内の負圧(以下、単に「負圧」という)、横軸は時間である。
符号PLで示すのは負圧ポンプ32の通常時の性能曲線である。初期時刻T0にタンク38内が大気圧P0である場合、初期時刻T0から負圧ポンプ32の駆動を開始すると、時間の経過とともにタンク38内の負圧が大きくなり、最終的には臨界負圧PX1まで負圧を発生させることが可能である。負圧の変化率は、負圧ポンプ32の駆動開始直後が最も大きく、時間の経過とともに小さくなっている。

0028

実際には、駆動制御部12は、タンク38内の負圧を臨界負圧PX1まで上げずに、所定の制御範囲PC(図3ではPC1)内となるように負圧ポンプ32を駆動させる。
図3では、制御範囲PC1を下限値PL(図3ではPL1)以上かつ上限値PH(図3ではPH1)以下の範囲としている。
また、図3下段に負圧ポンプ32のオンオフ状態およびブレーキペダル24のオンオフ状態を示している。
例えば、初期時刻T0にタンク38内が大気圧P0である場合、初期時刻T0から負圧ポンプ32の駆動を開始(負圧ポンプ32:ON)すると、時刻T1に負圧が上限値PH1に達する。すると、駆動制御部12は負圧ポンプ32の駆動を停止する(負圧ポンプ32:OFF)。

0029

時刻T2にブレーキペダル24が操作されるまでは、負圧は上限値PH1を保っている。時刻T2にブレーキペダル24が操作されると(ブレーキ操作B1)、タンク38内の負圧がブレーキブースタ26で消費されて負圧が下がる。同様に、時刻T3にブレーキペダル24が操作されると(ブレーキ操作B2)、タンク38内の負圧がブレーキブースタ26で消費されて更に負圧が下がる。
そして、時刻T4のブレーキ操作(ブレーキ操作B3)の最中である時刻T5には、負圧が下限値PL1より小さくなる。すると、駆動制御部12は負圧ポンプ32の駆動を再度開始する(負圧ポンプ32:ON)。
負圧ポンプ32の駆動によってタンク38内の負圧が上昇し、時刻T6に負圧が上限値PH1に達すると、駆動制御部12は負圧ポンプ32の駆動を停止する(負圧ポンプ32:OFF)。
なお、ブレーキ操作中に負圧ポンプ32を駆動した場合には、負圧の上がり具合はブレーキ操作の強さ(ブレーキブースタ26での負圧の消費量)によって変化する。
このように、駆動制御部12は、ブレーキ操作時にブレーキブースタ26へ制御範囲PC内の負圧を供給できるように、タンク38内の負圧を監視し、負圧ポンプ32のオンオフ切り換えている。

0030

故障検出部14は、負圧ポンプ32の故障を検出する。
負圧ポンプ32の故障とは、例えば負圧ポンプ32の物理的な破損や電源断線ショート等により、意図した出力ができない状態である。また、負圧ポンプ32の故障が疑われる状態とは、例えば性能が低下して長時間通電状態となった場合や、負圧ポンプ32の温度が所定の使用上限温度以上となった場合、負圧ポンプに高電圧がかかった場合などが挙げられる。
なお、故障検出部14で故障が検出された場合には、図示しない報知部により運転者に負圧ポンプ32の故障を報知するのが望ましい。

0031

故障検出部14は、例えば負圧ポンプ32の駆動継続時間が所定時間以上となった場合に負圧ポンプ32が故障していると判定する。
図4は、故障時における負圧ポンプ32の駆動状態の一例を示す説明図である。
符号PBで示すのは故障時の負圧ポンプ32の性能曲線の一例であり、符号PLで示す通常時の負圧ポンプ32の性能曲線と比較して臨界負圧PX2が低くなっている。
なお、以降図4図7の性能曲線PB,PLは同一のグラフである。
故障後の臨界負圧PX2が上限値PH1以下になると、駆動制御部12は負圧ポンプ32の駆動を停止することができず、結果として負圧ポンプ32が長時間駆動状態となる。
よって、故障検出部14は、負圧ポンプ32の駆動継続時間を監視することによって負圧ポンプ32の故障を検出することができる。

0032

また、故障検出部14は、例えば負圧ポンプ32の温度が所定温度以上となった場合に負圧ポンプ32が故障していると判定する。所定温度以上とは、例えば負圧ポンプ32に設定されている使用上限温度である。
故障検出部14は、例えば負圧ポンプ32に設けられた温度センサ37の検出値に基づいて故障を検出する。また、故障検出部14は、負圧ポンプ32に流れる電流値モニタして負圧ポンプ32の温度を推定するようにしてもよい。

0033

負圧ポンプ32の故障が検出された場合、駆動制御部12は、制御範囲PCの下限値PLまたは上限値PHの少なくともいずれかを大気圧P0に近い値へと変更する。
これは、故障状態にある負圧ポンプ32の駆動時間が、故障検出前よりも短く(または故障検出前と同等に)なるようにするためである。
例えば、図4の例では、制御範囲PCの下限値PLおよび上限値PHの両方を大気圧P0に近い値へと変更している。
より詳細には、図4の例では故障検出後の制御範囲PC2の下限値PL2を、故障検出前の制御範囲PC1の下限値PL1と比較して大気圧P0に近い値としている(PL1>PL2)。また、故障検出後の制御範囲PC2の上限値PH2を、故障検出前の制御範囲PC1の上限値PH1と比較して大気圧P0に近い値としている(PH1>PH2)。
図4に示すように、上限値PH2が故障後の臨界負圧PX2未満になれば、故障後の負圧ポンプ32でも上限値PH2まで負圧を発生させることが可能となり、変更前のような長時間駆動状態を回避することができる。

0034

さらに、図4では、変更後の下限値PL2と上限値PH2との差分(制御範囲PC2の幅)を、変更前の下限値PL1と上限値PH2との差分(制御範囲PC1の幅)と等しくなるように下限値PL1および上限値PH2を変更している。
すなわち、下限値PL2および上限値PH2の大気圧P0方向への変更量は同値としており、このため故障検出前後における下限値PLと上限値PH間との差分(制御範囲PCの幅)は同じとなっている(PC1=PC2)。
よって、図4では差分を維持した状態で負圧ポンプ32の負荷を下げることができる。

0035

また、図5に示すように、制御範囲PCの下限値PLおよび上限値PHの両方を大気圧P0に近い値へと変更するともに、変更後の下限値PL2と上限値PH2との差分が、変更前の下限値PL1と上限値PH1との差分よりも小さくなるように下限値PLおよび上限値PHを変更してもよい。
より詳細には、図5では図4と同様に、故障検出後の制御範囲PC2の下限値PL2を、故障検出前の制御範囲PC1の下限値PL1と比較して大気圧P0に近い値としている(PL1>PL2)。また、故障検出後の制御範囲PC2の上限値PH2を、故障検出前の制御範囲PC1の上限値PH1と比較して大気圧P0に近い値としている(PH1>PH2)。
上限値PH2が故障後の臨界負圧PX2未満になれば、故障後の負圧ポンプ32でも上限値PH2まで負圧を発生させることが可能となり、変更前のような長時間駆動状態を回避することができる。

0036

また、図5では下限値PL2および上限値PH2の大気圧P0方向への変更量が異なり、上限値PH2の方が下限値PL2よりも大気圧P0方向への変更量を大きくしている。よって、このため故障検出後における下限値PL2と上限値PH2間との差分(制御範囲PC2の幅)は、故障検出前における下限値PL1と上限値PH1間との差分(制御範囲PC1の幅)よりも小さくなっている(PC1>PC2)。
これにより、負圧ポンプ32の1回当たりの駆動時間を短くすることができる。

0037

また、図6に示すように、制御範囲PCの上限値PHのみを大気圧P0に近い値へと変更してもよい。
より詳細には、図6では故障検出後の制御範囲PC2の下限値PL2を、故障検出前の制御範囲PC1の下限値PL1のまま維持している(PL1=PL2)。一方で、故障検出後の制御範囲PC2の上限値PH2は、故障検出前の制御範囲PC1の上限値PH1と比較して大気圧P0に近い値としている(PH1>PH2)。
このように、制御範囲PCの上限値PHのみを変更して故障検出後の臨界負圧PX2未満とすることもでき、この場合でも故障後の負圧ポンプ32でも上限値PH2まで負圧を発生させることが可能となり、変更前のような長時間駆動状態を回避することができる。

0038

また、図6では上限値PH2のみを大気圧P0方向へ変更しているため、故障検出後における下限値PL2と上限値PH2間との差分(制御範囲PC2の幅)は、故障検出前における下限値PL1と上限値PH1間との差分(制御範囲PC1の幅)よりも小さくなっている(PC1>PC2)。
これにより、故障検出後の制御範囲PC2が故障検出前よりも小さくなり、負圧ポンプ32の1回当たりの駆動時間を短くすることができる。

0039

また、駆動制御部12は、制御範囲PCの下限値PLまたは上限値PHの少なくともいずれかを変更した後も負圧ポンプ32の故障が検出された場合は、下限値PLまたは上限値PHの少なくともいずれかを更に大気圧P0に近い値へと変更するようにしてもよい。
これは、故障後の負圧ポンプ32に適切な負荷を設定するためである。
例えば故障検出部14が負圧ポンプ32の駆動継続時間を用いて故障を検出する場合、制御範囲PCを適切に(変更後の上限値PHが故障後の臨界負圧PX2以下となるように)設定された場合には故障の検出がなされなくなる。一方で、変更後の上限値PHが故障後の臨界負圧PX2以下となっていない場合には、負圧ポンプ32の駆動が長時間継続して故障の検出が継続してなされる。
また、故障検出部14が負圧ポンプ32の温度を用いて故障を検出する場合にも、制御範囲PCの変更により負圧ポンプ32の負荷(駆動時間や頻度など)を適切に低減できれば負圧ポンプ32の温度が低下して故障の検出がなされなくなる。一方で、負荷の軽減が十分ではない場合は負圧ポンプ32の温度が閾値温度(所定温度)まで下がらず、故障の検出が継続されるためである。
なお、制御範囲PCの変更により故障検出部14で故障検出されなくなった場合であっても、上述した報知部による故障を報知は継続するのが望ましい。

0040

例えば図7は、下限値PLおよび上限値PHの両方を大気圧P0に近い値へと変更する場合について図示している。
まず、駆動制御部12は、負圧ポンプ32の故障が検出されると、故障検出前の制御範囲PC1の下限値PL1を下げて下限値PL2とし(PL1>PL2)、また故障検出前の制御範囲PC1の上限値PH1を下げて上限値PH2として(PH1>PH2)、故障検出後の制御範囲PC2を設定する。
しかしながら、変更後の上限値PH2が故障後の臨界負圧PX2以上の場合には、負圧ポンプ32で上限値PH2まで負圧を発生させることができず、長時間駆動状態となる。
この場合、駆動制御部12は、制御範囲PC2の下限値PL2を更に下げて下限値PL3とし(PL2>PL3)、また制御範囲PC2の上限値PH2を下げて上限値PH3として(PH2>PH3)、制御範囲PC3を設定する。
上限値PH3が故障後の臨界負圧PX2未満になれば、故障後の負圧ポンプ32でも上限値PH3まで負圧を発生させることが可能となり、変更前のような長時間駆動状態を回避することができる。
このように、故障後の負圧ポンプ32の性能が不明な場合であっても、制御範囲PCの下限値PLや上限値PHを徐々に大気圧P0に近づけることによって、故障後の負圧ポンプ32の性能に即した制御範囲PCを設定することができる。

0041

また、負圧ポンプ32の性能曲線は傾きが一定ではないため、制御範囲PCの幅が一定であっても、下限値PLおよび上限値PHの取り方によって負圧ポンプ32の稼働時間が異なる。
図7を用いて説明すると、例えば臨界負圧PX2に近い箇所に設定した制御範囲PN1では、負圧ポンプ32の駆動時間はTαとなる。一方、制御範囲PN1よりも大気圧P0に近い箇所に設定した制御範囲PN2では、性能曲線の傾きが相対的に大きいため、負圧ポンプ32の駆動時間はTβ(<Tα)となる。なお、制御範囲PN1の幅および制御範囲PN2の幅は、それぞれ等しい。
このように、故障検出後の負圧ポンプ32の性能曲線は傾きに基づいて制御範囲PCを設定してもよい。
この場合、駆動制御部12は、例えば故障検出前の負圧ポンプ32の性能曲線および故障後の負圧ポンプ32臨界負圧PX2から故障検出後の性能曲線を推定する。また、例えば負圧ポンプ32の故障検出後にタンク38内の負圧が大気圧P0に近くなるまで放出し、その後臨界負圧PX2となるまで負圧ポンプ32を駆動して、タンク38内の負圧と駆動時間との関係を計測して性能曲線を算出するようにしてもよい。

0042

以上説明したように、実施の形態にかかる負圧ポンプ制御装置10は、負圧ポンプ32の故障が検出された場合、ブレーキブースタ26内の負圧の制御範囲PCの下限値PLまたは上限値PHの少なくともいずれかを大気圧P0に近い値へと変更するので、負圧ポンプ32が故障して性能が低下している場合であっても、負圧ポンプ32の負荷を軽減しつつ負圧の発生を継続してブレーキ操作のアシストを行う上で有利となる。
また、負圧ポンプ制御装置10は、負圧ポンプ32の故障が検出された場合には負圧ポンプ32の駆動時間が故障検出前よりも短くなるようにするので、負圧ポンプ32にかかる負荷を軽減して故障が進まないようにする上で有利となる。
また、負圧ポンプ制御装置10において、制御範囲PCの下限値PLおよび上限値PHの両方を大気圧P0に近い値へと変更するようにすれば、制御範囲PCの幅を故障検出前から大きく変更せずに負圧ポンプ32の負荷を軽減する上で有利となる。
また、負圧ポンプ制御装置10において、変更後の下限値PLと上限値PHとの差分、すなわち制御範囲PCの幅を変更前よりも小さくするようにすれば、負圧ポンプ32の1回当たりの駆動時間を短くする上で有利となる。
また、負圧ポンプ制御装置10において、変更後の下限値PLと上限値PHとの差分、すなわち制御範囲PCの幅を変更前と等しくするようにすれば、負圧ポンプ32の駆動頻度を故障検出前と同等にする上で有利となる。
また、負圧ポンプ制御装置10において、制御範囲PCの上限値PHのみを大気圧P0に近い値へと変更するようにすれば、制御範囲PCの幅が変更前よりも小さくなり、負圧ポンプ32の1回当たりの駆動時間を短くする上で有利となる。
また、負圧ポンプ制御装置10において、制御範囲PCの下限値PLまたは上限値PHの少なくともいずれかを変更した後も負圧ポンプ32の故障が検出された場合は、下限値PLまたは上限値PHを更に変更するようにすれば、負圧ポンプ32の性能がどの程度低下しているか不明であっても適切な下限値PLおよび上限値PHを設定することができる。
また、負圧ポンプ制御装置10において、負圧ポンプ32の駆動継続時間が所定時間以上となった場合に負圧ポンプ32が故障していると判定するようにすれば、負圧ポンプ32の出力が低下して制御範囲PCの上限値PHまで負圧を発生できない場合に故障を検出する上で有利となる。
また、負圧ポンプ制御装置10において、負圧ポンプ32の温度が所定温度以上となった場合に負圧ポンプ32が故障していると判定するようにすれば、負圧ポンプ32に流れる電流量が増加したり、素子の発熱等が発生した際に故障を検出する上で有利となる。

0043

10……負圧ポンプ制御装置、12……駆動制御部、14……故障検出部、20……車両、26……ブレーキブースタ、28……マスタシリンダ、30……ディスクブレーキ、32……負圧ポンプ、36……負圧センサ、37……温度センサ、38……タンク、P0……大気圧、PB,PL……性能曲線、PC(PC1〜PC3)……制御範囲、PH(PH1〜PH3)……上限値、PL(PL1〜PL3)……下限値、PX1,PX2……臨界負圧。

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