JP3210302B2 - ブースターの限界状態及びペダル踏力の推定工程を有するブレーキ制御方法 - Google Patents

ブースターの限界状態及びペダル踏力の推定工程を有するブレーキ制御方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気的にアシスト
される真空ブーストブレーキシステムに係り、より詳し
くは、ペダル踏力及び真空ブースターの限界状態を正確
に検出するための制御方法に関する。
【０００２】
【従来技術】自動車のブレーキシステムでは、マスター
シリンダーは、ドライバーが行使したブレーキペダル踏
力をこれに相当する油圧に転換し、該油圧はフロントブ
レーキ及びリヤブレーキの間に配分される。いわゆるパ
ワーアシストブレーキシステムでは、マスターシリンダ
ーに印加された力を増幅させるためペダルとマスターシ
リンダーとの間に真空ブースターが介在される。真空ブ
ースターは、エンジン真空への通路を持ち、マスターシ
リンダーに連結された１又は複数のダイヤフラムに亘る
圧力差を制御することによってドライバーの踏力を増幅
させる。典型的なシステムでは、ダイヤフラムのマスタ
ーシリンダー側に配置された真空チャンバーがエンジン
真空に連結され、ダイヤフラムのブレーキペダル側に配
置された適用チャンバーはエンジン真空と大気圧との間
で該チャンバーの圧力を変動させるバルブに連結されて
いる。これらのシステムでは、適用チャンバーが大気圧
にあるとき、ブレーキペダル踏力の更なる増幅が不可能
であるためブースターは「限界（run-out）」状態に達
したとみなされる。
【０００３】より精緻なブレーキシステムでは、真空ブ
ースターの踏力増幅は、電気的に制御される圧力モジュ
レータにより変更され、及び／又は、増補される。該モ
ジュレータの制御は、ペダル踏力と、特にブースターが
限界状態で作動しているか否かに関する真空ブースター
の作動状態とに関する知識を必要とする。この点に関す
る従来のアプローチは、必要なパラメータを各々測定す
るための専用センサを使用することである。例えば、限
界状態の差し迫まりが適用チャンバーの測定圧力が大気
圧に達したときとして検出される場合に、ペダル踏力を
測定するため踏力センサを使用することができ、適用チ
ャンバーの圧力を測定するため圧力センサを使用するこ
とができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のアプローチは、センサを追加することによるコスト
上の不利益を伴い、ひいてはシステム全体のコストを上
昇させるという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、真空ブースタ
ーの限界状態及びペダル踏力がマスターシリンダー圧力
及びエンジン真空の関数として正確に予測され、これに
よって追加の専用センサにかかる費用を削減した、電気
的に補助される型式の改善されたブレーキ制御方法を指
向する。本発明によれば、エンジン真空（即ち、マニホ
ルドの絶対圧力）とマスターシリンダー圧力との測定値
に基づいて、少なくとも適用チャンバーの圧力と、好ま
しくはオペレータのブレーキペダル踏力とを推定するた
めに真空ブースターの数学的モデルが使用される。真空
ブースターの限界ポイントは、推定された適用チャンバ
ーの圧力が大気圧に達するポイントとして検出すること
ができる。本発明の好ましい実施形態では、力の平衡の
アプローチが、正確な推定であるが自動車に搭載された
マイクロコントローラで特に実時間制御になじみ易い簡
単な態様で実行するために使用される。本発明の制御方
法によれば、以前のシステムでは必要とされた、様々な
ペダル踏力のセンサやブースターの圧力センサを省略す
ることができ、コスト的に効率の良いブレーキ制御シス
テムに寄与する。
【０００６】
【発明の実施の形態】図面を参照すると、図１はブレー
キシステム１０を示しており、このシステム中では真空
ブースターの限界状態の検出時に電気的に作動されるモ
ジュレータ２０が増補のブレーキ油圧力を供給する。対
角線車輪分割ブレーキシステム（diagonally split bra
king system）が例示の実施形態として示されている
が、本発明は、例えばフロント／リヤ分割システム又は
４チャンネルシステムなどの他の型式のブレーキシステ
ムにも容易に応用可能である。ブレーキシステム１０
は、プッシュロッド１５を介して真空ブースター１４に
入力される力を提供するブレーキペダル１２を備えてい
る。ペダル１２によりプッシュロッド１５に印加される
力は、真空ブースター１４により増幅され、マスターシ
リンダー１６に伝達される。マスターシリンダー１６
は、ブレーキシステム１０に必要な流体を供給するため
の流体リザーバー１７を備えている。マスターシリンダ
ー１６は、従来の二重ピストン型式であり、マスターシ
リンダーピストンの運動がブレーキ配管１８及び１９を
介して分割ブレーキシステムに伝達される油圧を生成す
る。ブレーキ配管１８及び１９は、モジュレータ２０を
通って延び、４つの車輪ブレーキ２５〜２８に接続され
るブレーキ配管２１〜２４へと分岐する。モジュレータ
２０は、例えばブレーキ配管２１〜２４に分配されるマ
スターシリンダーブレーキ圧力を変更制御することがで
きるモータ作動型式のピストンなどの電気油圧装置であ
る。
【０００７】電子コントローラ３０は、ブレーキシステ
ム１０の作動を首尾良く処理するために提供される。コ
ントローラ３０は、モジュレータ２０と連通し、またエ
ンジンマニホルド空気圧力センサ３５並びにマスターシ
リンダー１６により生成されるブレーキ配管１８中の流
体圧力を測定する圧力センサ３１とも連通している。エ
レメント３４は、ブースター１４からエンジン１１のマ
ニホルドへの空気の一方向流れを可能にする真空逆止バ
ルブである。コントローラ３０には、従来の手段を介し
て車輪ブレーキ２５〜２８における圧力用のブレーキ配
管圧力信号も提供されるようにしてもよい。真空ブース
ター１４の数学的モデルの使用によって、コントローラ
３０は、ブレーキペダル１２に印加される力を推定し、
真空ブースターの限界ポイントを検出することができ
る。限界状態を検出することは、増補のブレーキ圧力を
供給するようにモジュレータ２０を作動させるために使
用され、推定ペダル踏力は、限界状態にも係わらずブレ
ーキ力がペダル踏力と共に線形に変化するようにモジュ
レータ２０を制御するために使用される。
【０００８】図２は、図１の真空ブースター１４をより
詳細に表している。真空ブースター１４は例示された本
実施形態では二重ダイヤフラムの真空作動型ブースター
であるが、本発明は、単一のダイヤフラムの真空ブース
ターを備えたシステムにも適用可能である。図２は、こ
こでの議論の目的のため、真空ブースター１４の事実上
半分の断面を示している。残りの図示されていない部分
は、実質的にそれの鏡像である。真空ブースター１４
は、前部ハウジング５４及び後部ハウジング５５を結合
させることにより形成される。前部ハウジング５４及び
後部ハウジング５５は、例えば金属或いはプラスティッ
クなどの従来の材料から形成される。後部ハウジング５
５は、前部ハウジング５４の外向きフランジ６８と結合
される軸方向に延在するフランジ６２を備え、ハウジン
グ５４、５５を一緒に係止する。後部ハウジング５５の
最内側の縁部５６には、シール部５７が提供される。後
部ハウジング５５の端部は、最内側縁部５６上に受け入
れられたブート５８により包まれている。別のシール部
５９が、前部ハウジング５４の最内側の縁部６３におけ
る領域を密封している。シール部５９は、マスターシリ
ンダー１６（図１を見よ）の後方端部と前部ハウジング
５４との間に取り付け固定される。
【０００９】ハウジング分割部材７０は、内部のキャビ
ティを夫々前部チャンバー７１及び後部チャンバー７２
に分割する。ハウジング分割部材７０は、前部ハウジン
グ５４及び後部ハウジング５５の間に係合される外側周
辺フランジを備えている。ハウジング分割部材７０は、
環状シール部７７を載せる最内側の縁部も備えている。
パワーピストン８０は環状シール部５７及び７７を通っ
て延在し、環状シール部５７及び７７内で前方及び後方
に摺動することができる。環状シール部５７及び７７
は、側面方向でパワーピストン８０を支持する軸受けと
して機能する。
【００１０】パワーピストン８０は、後方に向けられた
壁８３を備えており、該壁に対して、支持プレート８４
がダイヤフラム８５を支持する。ダイヤフラム８５は、
パワーピストン８０と係合する一体成形の最内側環状シ
ール部８９を備えている。ダイヤフラム８５は、チャン
バー７１を真空チャンバー８７と適用チャンバー８８と
に分割する。パワーピストン８０は、後方に向けられた
壁９１も備えており、該壁に対して、支持プレート９２
がダイヤフラム９３を支持する。ダイヤフラム９３は、
パワーピストン８０と係合する一体成形の最内側環状シ
ール部９４を備えている。ダイヤフラム９３は、後方チ
ャンバー７２を真空チャンバー９５と適用チャンバー９
６とに分割する。
【００１１】ダイヤフラム８５及び９３、並びに、それ
らの各々の支持プレート８４及び９２は、真空チャンバ
ー８７及び９５内に真空圧力が存在するように使用可能
であり、該真空圧力はエンジン１１により真空逆止バル
ブ３４を介して該チャンバー内に生成される。空気バル
ブ６０を介して大気中の空気を導入することにより生成
される圧力差に応じてパワーピストン８０を選択的に前
方に移動させるため適用チャンバー８８及び９６内に可
変の圧力が存在する。適用チャンバー８８及び９６内の
可変の圧力は、各々のダイヤフラム８５及び９３の上に
選択的に力を生成する。支持プレート８４及び９２は、
パワーピストン８０の各々後方に向けられた壁８３及び
９１に、ダイヤフラム８５及び９３の力を適用する。こ
れに応答して、パワーピストン８０は、図示のように戻
りスプリング９８を圧縮し、マスターシリンダー１６に
力を印加するため環状シール部７７及び７８内でパワー
ピストン８０を摺動させてロッド９９を押し進める。
【００１２】適用チャンバー８８及び９６内の可変圧力
は、空気バルブ６０の作動によって増加される。空気バ
ルブ６０は、大気圧が適用チャンバー８８及び９６に入
ることを可能にする開位置で図示されており、かくして
ダイヤフラム８５及び９３に亘る圧力差を生成する。一
方側の真空チャンバー８７及び９５と、他方側の適用チ
ャンバー８８及び９６との間の最大圧力差は、エンジン
真空と大気圧との差である。
【００１３】真空ブースター１４に入る大気中の空気は
フィルター７５を通過し、真空ブースター１４から引き
出された真空は、前部ハウジング５４に収容された真空
逆止バルブ３４を通過して流出する。パワーピストン８
０は複数の空気通路を備え、該通路を通る流れは従来の
態様で方向付けられている。真空ブースター１４は、空
気バルブ６０が全開して係止部６６に対して肩部６５が
当たった状態までスプリング６４が圧縮されたことを表
す限界状態で示されている。パワーピストン８０は、ス
プリング９８が圧縮されて追加のパワーブーストが不可
能であるような限界位置にまで、図２で見たときの左方
に移動される。
【００１４】適用チャンバー８８及び９６内の圧力が大
気圧に達したとき、更なる追加の圧力差の増加は可能で
はなくなる。従って、真空ブースター１４は、もはやペ
ダル１２に入力されたドライバー踏力を更に増幅させる
ことはできない。しかしながら、ペダル１２にかかった
追加の踏力は、なおも車輪ブレーキ２５〜２８において
増加した圧力に転換され、この追加の圧力は、真空ブー
スター１４のブースト比率の関数というよりもむしろペ
ダル１２に入力された踏力のみの関数である。パワーピ
ストン８０は、パワーアシストされた力をエレメント７
４及び７６を介してロッド９９に伝達し、該ロッドを介
してマスターシリンダー１６に伝達する。限界状態で
は、パワーピストン８０の更なる移動が可能となる。従
って、ブレーキペダル１２を介してプッシュロッド１５
に印加される増加された力の存在は、その結果として、
接触力（Ｆcontact）として本文中で参照されるよう
に、エレメント７４及び７６を介してロッド９９へと至
る追加の力を印加させる。
【００１５】ブレーキ力印加の後、プッシュロッド１５
が解放されたとき、スプリング６４は、フローティング
制御バルブ（floating control valve）６７で空気バル
ブ６０を強制的に閉じさせ、大気中の空気の真空ブース
ター１４への流れを妨げる。真空逆止バルブ３４を通っ
て出る真空の流れは、ダイヤフラム８５及び９３の両側
で圧力を再度等しくさせる。圧力差が減少したとき、戻
りスプリング９８は、パワーピストン８０を後方に摺動
させ、静止位置にまで戻らせる。
【００１６】図１及び図２を組み合わせて参照すると、
真空ブースター１４が限界状態にあるとき、ブレーキ力
印加をアシスト即ち制御するためモジュレータ２０が作
動する。限界状態にあるとき、真空ブースター１４は、
ペダル１２上にかかったドライバーの踏力による入力を
もはやこれ以上増幅させることができない。この点にお
いて、ブレーキシステム１０は、車輪ブレーキ２５〜２
８に印加されたブレーキ力を増大するためモジュレータ
２０を使用する。モジュレータ２０の使用によって、ブ
レーキ圧力は増大され、ブレーキペダル１２に印加され
た踏力と、真空ブースター１４の限界ポイントを超える
ブレーキ力との間に線形関係が維持される。
【００１７】本発明によれば、真空ブースター１４のモ
デルが、ペダル踏力、並びに、検出されたマスターシリ
ンダー圧力及びエンジンマニホールド絶対圧力（ＭＡ
Ｐ）に基づくブースターの限界状態を正確に推定するた
め使用される。これらの信号は、エンジン制御システム
及び／又は電気的にアシストされるブレーキシステムに
おける制御又は診断目的のため慣習的に提供されるもの
なので、余分のセンサを更に必要とするわけではない。
このモデルの概略的な表現が図３に与えられる。このモ
デルで表現されたものは、適用チャンバー（チャンバー
８８、９６に相当する）、真空チャンバー（チャンバー
８７、９５に相当する）、チャンバー相互間バルブ（空
気制御バルブ６０により作用を及ぼされる、内部パワー
ピストン通路に相当する）、パワーピストン８０、出力
ロッド９９、戻りスプリング９８、逆止バルブ３４、エ
ンジン吸引マニホルド、及びマスターシリンダーＭＣで
ある。空気の流れは、大気から適用チャンバー（ｍ1）
へ、該適用チャンバーから真空チャンバー（ｍ2）へ、
及び該真空チャンバーから吸引マニホルド（ｍ3）へ流
れるように示されている。適用チャンバーの圧力及び真
空チャンバーの圧力は、各々、ｐaおよびｐvとして示さ
れ、Ｘpはパワーピストン８０の変位を表している。
【００１８】本発明の第１の実施形態によれば、適用チ
ャンバー圧力及び真空チャンバー圧力に関するモデルに
基づく微分方程式が同時に解かれ、ペダル踏力を推定す
るために使用される。パワーピストンの変位Ｘpは、経
験的に決定された較正テーブルを使用してマスターシリ
ンダーの圧力Ｐmcの関数として演算され、適用チャンバ
ー圧力及び真空チャンバー圧力に関する第１及び第２の
表現の微分方程式が限界状態を検出しペダル踏力を推定
するために同時に解かれる。これらの値は、順次、コン
トローラ３０によって使用され、ペダル踏力とブレーキ
圧力との間の関係を線形化するように、限界の間に増補
のブレーキアシスト力を提供する。
【００１９】適用チャンバー圧力Ｐaに関する微分方程
式は、大気から適用チャンバーに入る空気の流量率
ｍ1、適用チャンバーから真空チャンバーに入る空気の
流量率ｍ2及びブースターダイヤフラム８５、９３上で
なされた仕事又は該ダイヤフラムによりなされた仕事を
考慮に入れる。時間に関する適用チャンバー圧力の変化
率、ｄ（Ｐa）／ｄｔは、次式の表現によってモデル化
することができる。
【００２０】 ｄ（Ｐa）/ｄｔ＝１/Ｖa[ＲγＴatm（ｍ1Ψ1−ｍ2Ψ2）−γＰaＡbＸpdot] （１） ここで、Ｖaはダイヤフラムの全面積とパワーピストン
８０の変位の変化との積、Ｒは普遍ガス定数、γは空気
に対するボイル係数（１．４）、Ｔatmは、アンダー状
態（under-hood）の空気温度、ｍ1は空気制御バルブ６
０を通って適用チャンバー８８及び９６に入る空気の流
量率、ｍ2は空気制御バルブ６０を通って適用チャンバ
ー８８及び９６から出る空気の流量率、Ａbはブースタ
ーダイヤフラムの全面積、及びＸpdotはパワーピストン
の変位の時間変化率である。
【００２１】項Ψ1及び項Ψ2は、次のように作動のモー
ドを示している。即ち、Ｘpdot＞０となって図２及び図
３で見られるようなパワーピストン８０の左方側への移
動を示す場合、Ψ1＝１及びΨ2＝０となる。この例で
は、表現（ｍ1Ψ1−ｍ2Ψ2）の値はｍ1に等しくなる。
Ｘpdot＜０となってパワーピストン８０の右方側への移
動を示す場合、Ψ1＝０及びΨ2＝１となり、表現（ｍ1
Ψ1−ｍ2Ψ2）の値はｍ2に等しくなる。Ｘpdot＝０とな
ってパワーピストン８０が移動しない場合、Ψ1＝Ψ2＝
０となり、表現（ｍ1Ψ1−ｍ2Ψ2）の値は０に等しくな
る。
【００２２】ｍ1又はｍ2の両方は、次式の表現により与
えることができる。 ｍ1＝ｍ2＝ＣdＡｐu√[γ/ＲＴu｛（１-ｅ-(B|1-ν|+γ|1-ν|2)）Sign(1-2)｝] （２） ここで、Ｃdは放出係数（discharge coefficient）、Ａ
はパワーピストン８０の内部空気通路の面積、ｐuは空
気通路上流の空気圧、ｐdは空気通路下流の空気圧、ν
はｐuに対するｐdの比率、及び、Ｂは比率νが１に等し
いときの特異値である。ｍ1に対して、ｐu及びｐdは、
大気圧Ｐatm及び適用チャンバーの圧力ｐaを各々示して
いる。ｍ2に対して、ｐu及びｐdは、適用チャンバーの
圧力Ｐa及び真空チャンバーの圧力Ｐvを各々示してい
る。
【００２３】真空チャンバー圧力Ｐvに関する微分方程
式は、真空チャンバーから逆止バルブ３８を通ってエン
ジンまで来た空気の流量率ｍ3、適用チャンバーから真
空チャンバーへの空気の流量率ｍ2、及びブースターの
ダイヤフラム８５及び９３上でなされた仕事又は該ダイ
ヤフラムによりなされた仕事を考慮に入れる。時間に関
する真空チャンバー圧力の変化率、ｄ（Ｐv）／ｄｔ
は、次式の表現によってモデル化することができる。
【００２４】 ｄ（Ｐv）/ｄｔ＝１/Ｖv[ＲγＴatm（ｍ2Ψ2−ｍ3Ψ3）−γｐvＡbＸpdot] （３） ここで、Ｖvは、次式の表現によって与えられる。
【００２５】 Ｖv＝Ａboost［（Ｘpmax/２）−Ｘp（０）−Ｘp）］ （４） 上式の表現において、Ｒは普遍ガス定数、γは空気に対
するボイル係数（１．４）、Ｔatmは、アンダー状態の
空気温度、Ａboostはブースターダイヤフラムの全面
積、及びＸpdotはパワーピストンの変位の時間変化率で
ある。項Ｘpmaxはパワーピストン８０の最大移動可能量
であり、項Ｘp（０）はパワーピストンの初期移動量で
ある。流量率ｍ3は真空チャンバーとエンジン吸引マニ
ホルドとの間の圧力差の関数として経験的に決定され
る。
【００２６】項Ψ2及び項Ψ3は次のように作動のモード
を示している。表現式（１）に関して上記に説明したよ
うに、Ｘpdot ＞０の場合、Ψ2は０であり、Ｘpdot＜０
の場合、Ψ2は１である。Ψ3の値は、真空チャンバーの
圧力Ｐvがエンジン真空圧力より高いとき１であり、そ
れ以外の場合には０である。測定されたエンジンマニホ
ルドの絶対圧力Ｐmapに基づいて、（Ｐv−Ｐmap）＞０
のときΨ3は１である。
【００２７】表現式（１）及び（２）は、簡単なオイラ
ー積分を使用することにより実時間で同時に解くことが
できる。このアプローチに基づく制御アルゴリズムの略
図が図４に示されており、該図ではマスターシリンダー
圧力とエンジン真空圧力（マニホルドの絶対圧力）とが
入力データとして供給されている。マスターチャンバー
圧力Ｐmcがフィルター処理されてから、この圧力値が参
照テーブルによりパワーピストンの位置Ｘpを決定する
ために使用され、該位置Ｘpが微分され、該微分値が適
用チャンバー圧力Ｐa及び真空チャンバー圧力Ｐvのため
の演算ルーチンに、フィルター処理されたエンジン真空
圧力Ｐmapと共に入力データとして供給される。適用チ
ャンバー圧力及び真空チャンバー圧力は、上述したよう
に、順次、ペダル踏力及び限界状態の圧力を演算するた
めに使用され、モジュレータ２０の作動を制御するブー
ストアシストアルゴリズムへの入力データとして供給さ
れる。理論的に聞こえる一方で、このアプローチは、十
分な精度を達成するため典型的に非常に小さい積分時間
ステップを必要とし、従って、典型的な自動車のマイク
ロコントローラにとっては、演算上、非常に重い負荷を
かける傾向がある。
【００２８】本発明の第２の好ましい実施形態によれ
ば、適用チャンバー圧力は、図５にその概略を表された
簡単化された静的力平衡モデルに基づいて計算される。
この力平衡モデルは、プッシュロッド１５及びパワーピ
ストン８０に各々作用する夫々の反対方向の力を示す。
空気バルブスプリング６４は、一旦、限界が起こった場
合に接触力Ｆcontactがそうするように、プッシュロッ
ド１５及びパワーピストン８０上に夫々の反対方向で等
しい力Ｆavを生成する。プッシュロッドの力（即ち、ブ
レーキペダル１２の増幅率Ｒbpを介して作用するペダル
踏力Ｆpedal）は、プッシュロッドの反作用力Ｆrpr、空
気バルブスプリング力Ｆav、及び接触力Ｆcontactの総
和によって対抗される。ブースト力Ｆboost、空気バル
ブスプリング力Ｆav、及び接触力Ｆcontactの総和は、
パワーピストンの反作用力Ｆrpp及び戻りスプリング９
８の力Ｆretの総和によって対抗される。
【００２９】いくつかの力の大きさは、マスターシリン
ダーに入力される力Ｆmcとして力平衡モデルでみなされ
る、測定されたマスターシリンダー圧力Ｐmcから決定す
ることができる。パワーピストンの反作用力Ｆrppは、
マスターシリンダー力Ｆmc及び反作用比率ＲＲ即ちブー
スター１４のゲインの関数である。プッシュロッドの反
作用力Ｆrprは、マスターシリンダーの力Ｆmcとパワー
ピストンの反作用力Ｆr ppとの差に従って順次決定され
る。マスターシリンダーの圧力Ｐmcの関数としても決定
されるパワーピストン８０の位置Ｘpは、戻りスプリン
グ力Ｆretを演算するために使用される。空気バルブス
プリング力Ｆavは、一定値として取り扱われる。
【００３０】例えばブースト力Ｆboost、一定力Ｆ
contact、及びペダル踏力Ｆpedalなどの他の力は、適用
チャンバーの圧力Ｐa及び真空チャンバーの圧力Ｐvの知
識を必要とする。ブースト力Ｆboostは圧力差Ｐa−Ｐv
の関数であり、接触力Ｆcontactを演算するために使用
される。一定力Ｆcontactは、空気バルブスプリング力
Ｆav及びプッシュロッドの反作用力Ｆrprと共に、ペダ
ル踏力Ｆpedalを演算するために使用される。解の回帰
的な性質の故に、これらの力は、以前に演算された値、
即ち、本明細書中で夫々Ｐa(last）及びＰv(last)とし
て示されるＰa及びＰvの最後の値に基づいて演算され
る。
【００３１】上述された力の観点からは、適用チャンバ
ーの圧力Ｐaが大気圧Ｐatmに達したとき、ブースターの
限界状態が発生する。そのような作動ポイントでは、接
触力Ｆcontactはパワーピストンの反作用力Ｆrpp及び戻
りスプリング力Ｆretの総和が空気バルブスプリング力
Ｆav及びブースト力Ｆboostの総和を超える量に従って
決定される。
【００３２】限界状態の間、適用チャンバーは大気圧に
対して開放され、従ってその圧力はＰatmに等しい。限
界以前では、適用チャンバーの圧力Ｐaは、次式の表現
に従い、パワーピストン８０に作用する力に基づいて演
算される。
【００３３】 Ｐa＝Ｐv(last)＋（Ｆrpp＋Ｆret−Ｆav−Ｆcontact）/Ａboost （５） 次に、ｄ（Ｐv）/ｄｔに関する表現式（３）を解き、次
いでその結果を積分することによって真空チャンバーの
圧力Ｐvが決定される。逆止バルブ３４を通過する流れ
ｍ3は逆止バルブ３４を横切る圧力差の関数として決定
される。しかしながら、Ｐv(last)が測定されたＰmapよ
り小さいか又は等しい場合、流れは存在せず、ｍ3＝０
となる。解放モードの間の適用チャンバーから真空チャ
ンバーへの流れｍ2は、圧力比率Ｐv(last)/Ｐaの関数と
して決定される。
【００３４】上述されたアプローチのブロック図が図６
に表されており、該図中では、Ｐma p及びＰmcが測定入
力データとして示され、Ｐa及びＦpedalがブーストアシ
ストアルゴリズムへの出力データとして示されている。
初期条件ブロックＩＣがＰa及びＰvの初期値をＰmapの
測定値に基づいて設定し、その後、Ｐa及びＰvの演算値
が演算ブロックＣＡＬＣ１及びＣＡＬＣ２で示される様
々な力及び圧力の項を演算するために使用される。演算
ブロックＣＡＬＣ３で示される、ｄ（Ｐv）/ｄｔの積分
は、任意の多数の従来技術によって数値的に実行され
る。
【００３５】要約すると、本発明は、検出されたエンジ
ン真空及びマスターシリンダー圧力に基づいて真空ブー
スター限界の時点とペダル踏力とが推定される、真空パ
ワーブースターを備えた電気的に増大される型式のブレ
ーキ制御システムを提供する。このことは、従来の電気
的に増大されるブレーキ制御システムで使用される複数
の専用センサを削減し、システム全体にかかるコストを
大幅に減少させる。本発明は、図示の実施形態を参照し
て説明されたが、様々な変更及び代替の構成要素が当業
者には想到できることが理解されよう。例えば、適用チ
ャンバーの圧力Ｐaが限界状態を検出するために決定さ
れ、モジュレータがペダル踏力以外のパラメータに基づ
いて制御される制御方法を実施することも可能である。
この点に関し、本発明の範囲は、図示の実施形態に限定
されるものではなく、添付した請求の範囲によって画定
されることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気補助型式のブレーキ制御シス
テムの概略図である。
【図２】図１に示された、従来の真空ブースターの概略
図である。
【図３】図２の真空ブースターのモデルの概略図であ
る。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る、限界状態検出
及びペダル踏力推定のブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る、限界状態を検
出しペダル踏力を推定するための力図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る、限界状態検出
及びペダル踏力推定の技術のブロック図である。
【符号の説明】
１０ ブレーキシステム １１ エンジン １２ ブレーキペダル １４ 真空ブースター １５ プッシュロッド １６ マスターシリンダー ２０ モジュレータ ３０ コントローラ ３１ 圧力センサ ３４ 真空逆止バルブ ３５ エンジンマニホルド空気圧力センサ ８０ パワーピストン ８７ 真空チャンバー ８８ 適用チャンバー ９５ 真空チャンバー ９６ 適用チャンバー ９８ 戻りスプリング ９９ ロッド（出力部材）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホン−シン・ウェイ アメリカ合衆国ミシガン州48185，ウエ ストランド，レイクヴュー・ブールヴァ ード 6510，アパートメント 13310 (56)参考文献 特開 平９−226565（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−67316（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−35439（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−310049（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−236294（ＪＰ，Ａ) 国際公開96／33084（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60T 13/52

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ブレーキペダル踏力を現出させるための
    ブレーキペダル（１２）と、真空源（１１、３４）に連
    結された真空チャンバー（８７、９５）並びにブレーキ
    ペダル踏力を増幅させるため真空源及び大気圧の両方に
    可変に連結された適用チャンバー（８８、９６）を有す
    る、前記ブレーキペダルに連結された真空ブースター
    （１４）と、増幅されたブレーキペダル踏力に応じてブ
    レーキ圧力を生成するため前記真空ブースターの出力部
    材（９９）に連結されたマスターシリンダー（１６）
    と、該ブレーキ圧力を増加させるため電気的に作動する
    モジュレータ（２０）と、を有するブレーキシステムの
    作動方法であって、 前記真空源の真空圧力を測定し、 前記マスターシリンダーにより生成されるブレーキ圧力
    を測定し、 測定された前記真空圧力及び前記ブレーキ圧力と前記真
    空チャンバー及び前記適用チャンバーの圧力の前の推定
    値とに基づいて、前記真空ブースターの前記適用チャン
    バーの圧力の現在値を推定し、 前記推定された圧力を大気圧と比較して、前記真空ブー
    スターが前記ブレーキペダル踏力を更に増幅させること
    ができない真空ブースターの限界状態を検出し、 前記限界状態の検出に応じて前記ブレーキ圧力を増加さ
    せるように前記モジュレータを作動させる、各工程を含
    む、前記ブレーキシステムの作動方法。
  2. 【請求項２】 測定された前記真空圧力及び前記ブレー
    キ圧力と前記真空チャンバー及び前記適用チャンバーの
    圧力の前の推定値とに基づいて、前記真空ブースターの
    前記真空チャンバーの圧力の現在値を推定し、 前記適用チャンバーの圧力及び前記真空チャンバーの圧
    力の推定値に基づいて前記ブレーキペダル踏力を推定
    し、 増加されるブレーキ圧力が推定された前記ブレーキペダ
    ル踏力に連係して変化するように前記モジュレータを作
    動させる、各工程を更に含む、請求項１に記載のブレー
    キシステムの作動方法。
  3. 【請求項３】 前記適用チャンバーの圧力の現在値を推
    定する工程は、該適用チャンバーの圧力の微分に関する
    第１の表現と、前記真空チャンバーの圧力の微分に関す
    る第２の表現とを同時に解く工程を含む、請求項１に記
    載のブレーキシステムの作動方法。
  4. 【請求項４】 前記適用チャンバーの圧力の現在値を推
    定する工程は、該適用チャンバーの圧力に関する静的表
    現を解く工程と、前記真空チャンバーの圧力の微分に関
    する表現を解く工程とを含む、請求項１に記載のブレー
    キシステムの作動方法。
  5. 【請求項５】 前記適用チャンバーの圧力に関する前記
    静的表現は、前記真空ブースターの前記出力部材に作用
    する夫々反対方向の力の平衡に基づいている、請求項４
    に記載のブレーキシステムの作動方法。
  6. 【請求項６】 前記限界状態の間に、前記真空ブースタ
    ーに連結されたブレーキペダルの踏力の故に前記出力部
    材に作用する接触力を推定する工程を更に含む、請求項
    ５に記載のブレーキシステムの作動方法。
  7. 【請求項７】 前記接触力は、前記真空ブースターの前
    記出力部材に作用する夫々反対方向の力を平衡させるた
    めに必要とされる力として推定される、請求項６に記載
    のブレーキシステムの作動方法。
  8. 【請求項８】 大気圧及び前記静的表現により提供され
    た圧力のうちより小さい方の圧力に従って、前記適用チ
    ャンバーの圧力を推定する工程を含む、請求項４に記載
    のブレーキシステムの作動方法。
  9. 【請求項９】 前記出力部材に作用する夫々反対方向の
    力の平衡に基づく前記適用チャンバーの圧力に関する静
    的表現を解く工程と、 前記真空チャンバーの圧力の微分に関する表現を解く工
    程と、 前記ブレーキペダル踏力と対抗する力の総和に従って前
    記ブレーキペダル踏力を推定する工程と、を含む、請求
    項２に記載のブレーキシステムの作動方法。
  10. 【請求項１０】 前記真空ブースターの限界状態の間に
    前記ブレーキペダル踏力と対抗する力は、前記出力部材
    に作用する力に対抗して平衡するために必要とされる接
    触力を含む、請求項９に記載のブレーキシステムの作動
    方法。
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