JP5293418B2

JP5293418B2 - ブレーキ異常検出装置

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Publication number: JP5293418B2
Application number: JP2009133873A
Authority: JP
Inventors: 宏司中岡; 隆宏岡野; 大輔中田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-06-03
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2029-06-03
Also published as: JP2010280258A

Description

本発明は、ブレーキ異常検出装置に関し、特に、ホイールシリンダに圧を増減させるホイールシリンダ圧制御系統の異常を検出するブレーキ異常検出装置に関する。

例えば、ホイールシリンダの目標圧を設定し、ホイールシリンダに作用する制御圧を目標圧に近づけるよう、ホイールシリンダ圧制御系統の作動を制御する電子制御ブレーキ装置が知られている。このような電子制御ブレーキ装置では、一般に制動要求直後の目標値は通常リニアに増大するのに対し、制御圧は目標圧よりも低く乖離しがちとなる。このため、制御圧と基準圧力との比較に基づいてホイールシリンダ圧制御系統に異常があるか否かを判定するブレーキ制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、目標液圧とホイールシリンダ圧との偏差に基づいて故障部位を特定するブレーキ液圧制御装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−１１２２９３号公報特開平１１−１８０２９４号公報

例えば減圧弁の開弁の故障やキャリパからの作動液の漏れなどホイールシリンダ圧制御系統に異常が発生したときには、制御圧を目標圧まで適切に昇圧させることが困難となり得る。このためこのような異常は正確に検出し、異常が発生したときにはフェール処理に速やかに移行させる必要がある。このとき、例えば目標圧より低い値に設定された閾値まで制御圧が昇圧しない状態が継続する場合にホイールシリンダ圧制御系統に異常が発生したと判定する対応が考えられる。

しかしながら、例えば極低温時ではホイールシリンダ圧制御系統の作動液の粘性が高くなり、制動要求が発生したときから制御圧が昇圧するまでに時間がかかる可能性がある。このため上述のような異常判定方法を採用した場合、異常がない場合であってもホイールシリンダ圧制御系統に異常が発生したと誤判定される虞がある。ホイールシリンダ圧制御系統の異常時の制御では、正常時の制御とは運転者に与えるブレーキフィーリングが異なるものとなり得るため、このような誤判定の頻度は出来る限り低くする必要がある。

そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ホイールシリンダ圧制御系統の異常を適切に検出することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のブレーキ異常検出装置は、ホイールシリンダに作用する制御圧を検出する制御圧検出手段と、ホイールシリンダの目標圧を設定し、前記制御圧を増減させるホイールシリンダ圧制御系統の作動を制御して前記制御圧を前記目標圧に近づけるホイールシリンダ圧制御を実行するホイールシリンダ圧制御手段と、前記ホイールシリンダ圧制御系統の異常を判定するための異常判定閾値を設定し、前記制御圧と前記異常判定閾値との比較に基づいて前記ホイールシリンダ圧制御系統に異常が生じたか否かを判定する異常判定手段と、前記制御圧の増圧に利用されるアキュムレータ圧を検出するアキュムレータ圧検出手段と、を備える。前記異常判定手段は、前記ホイールシリンダ圧制御の実行中において前記アキュムレータ圧と前記制御圧との関係が前記異常判定閾値を変更すべき閾値変更条件を満たしたときに、前記閾値変更条件を満たさないときとは異なる値に前記異常判定閾値を設定する。

発明者による鋭意なる研究開発の結果、アキュムレータ圧と制御圧との関係に着目することにより、例えば目標圧まで制御圧が速やかに昇圧しない場合であっても、それがホイールシリンダ圧制御系統の異常によるものなのか、極低温時などにおける制御圧の昇圧遅れによるものなのかを適切に切り分けることができることが判明した。したがってこの態様によれば、極低温時などによる異常誤判定の頻度を抑制することができ、ホイールシリンダ圧制御系統の異常を適切に検出することが可能となる。

前記異常判定手段は、前記ホイールシリンダ圧制御の実行中において前記アキュムレータ圧と前記制御圧との関係が前記閾値変更条件を満たしたときに、前記閾値変更条件を満たさないときより低い値に前記異常判定閾値を設定し、前記異常判定閾値より前記制御圧が低いときに前記ホイールシリンダ圧制御系統に異常が生じたと判定してもよい。

この態様によれば、例えば減圧弁の開弁の故障やキャリパからの作動液の漏れなどにより目標圧まで制御圧が昇圧しないホイールシリンダ圧制御系統の異常を適切に検出することができる。

前記異常判定手段は、前記ホイールシリンダ圧制御の実行中において前記異常判定閾値より前記制御圧が低い状態が予め設定された期間継続したときに前記ホイールシリンダ圧制御系統に異常が生じたと判定してもよい。

この態様によれば、例えばホイールシリンダ圧制御系統に異常が生じていないにもかかわらず短期間異常判定閾値より制御圧が低くなることによりホイールシリンダ圧制御系統に異常が生じていると判定される可能性を低減させることができる。このため、ホイールシリンダ圧制御系統の異常をより適切に検出することができる。

前記異常判定手段は、前記ホイールシリンダ圧制御の実行中において前記アキュムレータ圧および前記制御圧の双方が増圧している場合に前記閾値変更条件を満たしたと判定し、双方が減圧している場合に前記閾値変更条件を満たさないと判定してもよい。

例えば減圧弁の開弁の故障やキャリパからの作動液の漏れなどの異常がホイールシリンダ圧制御系統に生じている場合は、アキュムレータ圧と制御圧の双方が減圧する。一方、発明者による鋭意なる研究開発の結果、極低温時などにおいて制御圧が緩やかに昇圧する場合は、アキュムレータ圧と制御圧の双方が増圧することが確認された。したがってこの態様によれば、アキュムレータ圧と制御圧とのこのような関係を利用して、ホイールシリンダ圧制御系統に異常が発生したか、極低温時などにおいて制御圧の昇圧遅れが発生したかを適切に切り分けることができる。

前記異常判定手段は、前記閾値変更条件を満たすときは、前記アキュムレータ圧を利用して前記異常判定閾値を設定してもよい。

発明者による鋭意なる研究開発の結果、例えば極低温時における制御圧の昇圧特性はアキュムレータ圧に関連することが判明した。このためこの態様によれば、アキュムレータ圧を利用して簡易に適切な異常判定閾値を設定することができる。

前記異常判定手段は、前記閾値変更条件を満たさないときは、前記目標圧からその目標圧に基づいて算出した偏差圧を引いた値を前記異常判定閾値として設定してもよい。

この態様によれば、極低温時などではない通常の状態において異常判定値を簡易かつ適切に設定することができる。

前記異常判定手段は、前記閾値変更条件を満たすときは、前記目標圧から前記偏差圧を引いて算出した前記異常判定閾値と、前記アキュムレータ圧を利用して算出した前記異常判定閾値と、のうち小さい方を前記異常判定閾値として設定してもよい。

この態様によれば、閾値変更条件を満たさない場合よりも満たす場合の方が異常判定閾値が大きな値となることを回避することができる。このため、ホイールシリンダ圧制御系統の異常をより適切に検出することができる。

本発明によれば、ホイールシリンダ圧制御系統の異常を適切に検出することができる。

本実施形態に係る制動制御装置を示す系統図である。本実施形態に係るブレーキ異常検出装置の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態に係るブレーキ異常検出装置による異常検出処理の手順を示すフローチャートである。図３におけるＳ１２の異常判定閾値Ｐｍｉｎ設定処理の詳細な手順を示すフローチャートである。図４におけるＳ４２の閾値変更条件を示す図である。ホイールシリンダ圧制御系統に異常が生じているときに通常の環境下において制動要求が与えられたときの制御圧Ｐｆｒおよびアキュムレータ圧Ｐａｃｃの変化を示す図である。ホイールシリンダ圧制御系統に異常がないときに極低温下において制動要求が与えられたときの制御圧Ｐｆｒおよびアキュムレータ圧Ｐａｃｃの変化を示す図である。ホイールシリンダ圧制御系統に異常がないときに極低温下において制動要求が与えられたときの制御圧Ｐｆｒおよびアキュムレータ圧Ｐａｃｃの変化を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という。）について詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る制動制御装置２０を示す系統図である。同図に示される制動制御装置２０は、車両用の電子制御式ブレーキシステム（ＥＣＢ）を構成しており、車両に設けられた４つの車輪に付与される制動力を制御する。本実施形態に係る制動制御装置２０は、例えば、走行駆動源として電動モータと内燃機関とを備えるハイブリッド車両に搭載される。このようなハイブリッド車両においては、車両の運動エネルギを電気エネルギに回生することによって車両を制動する回生制動と、制動制御装置２０による液圧制動とのそれぞれを車両の制動に用いることができる。本実施形態における車両は、これらの回生制動と液圧制動とを併用して所望の制動力を発生させるブレーキ回生協調制御を実行することができる。

制動制御装置２０は、図１に示されるように、各車輪に対応して設けられたディスクブレーキユニット２１ＦＲ，２１ＦＬ、２１ＲＲおよび２１ＲＬ（以下、必要に応じて「ディスクブレーキユニット２１」と総称する）と、マスタシリンダユニット２７と、動力液圧源３０と、液圧アクチュエータ４０とを含む。

ディスクブレーキユニット２１ＦＲ，２１ＦＬ、２１ＲＲおよび２１ＲＬは、車両の右前輪、左前輪、右後輪、および左後輪のそれぞれに制動力を付与する。本実施形態におけるマニュアル液圧源としてのマスタシリンダユニット２７は、ブレーキ操作部材としてのブレーキペダル２４の運転者による操作量に応じて加圧されたブレーキフルードをディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬに対して送出する。動力液圧源３０は、動力の供給により加圧された作動流体としてのブレーキフルードを、運転者によるブレーキペダル２４の操作から独立してディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬに対して送出することが可能である。液圧アクチュエータ４０は、動力液圧源３０またはマスタシリンダユニット２７から供給されたブレーキフルードの液圧を適宜調整してディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬに送出する。これにより、液圧制動による各車輪に対する制動力が調整される。

ディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬ、マスタシリンダユニット２７、動力液圧源３０、および液圧アクチュエータ４０のそれぞれについて以下で更に詳しく説明する。各ディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬは、それぞれブレーキディスク２２とブレーキキャリパに内蔵されたホイールシリンダ２３ＦＲ〜２３ＲＬを含む。そして、各ホイールシリンダ２３ＦＲ〜２３ＲＬは、それぞれ異なる流体通路を介して液圧アクチュエータ４０に接続されている。なお以下では適宜、ホイールシリンダ２３ＦＲ〜２３ＲＬを総称して「ホイールシリンダ２３」という。

ディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬにおいては、ホイールシリンダ２３に液圧アクチュエータ４０からブレーキフルードが供給されると、車輪と共に回転するブレーキディスク２２に摩擦部材としてのブレーキパッドが押し付けられる。これにより、各車輪に制動力が付与される。なお、本実施形態においてはディスクブレーキユニット２１ＦＲ〜２１ＲＬを用いているが、例えばドラムブレーキ等のホイールシリンダ２３を含む他の制動力付与機構を用いてもよい。

マスタシリンダユニット２７は、本実施形態では液圧ブースタ付きマスタシリンダであり、液圧ブースタ３１、マスタシリンダ３２、レギュレータ３３、およびリザーバ３４を含む。液圧ブースタ３１は、ブレーキペダル２４に連結されており、ブレーキペダル２４に加えられたペダル踏力を増幅してマスタシリンダ３２に伝達する。動力液圧源３０からレギュレータ３３を介して液圧ブースタ３１にブレーキフルードが供給されることにより、ペダル踏力は増幅される。そして、マスタシリンダ３２は、ペダル踏力に対して所定の倍力比を有するマスタシリンダ圧を発生する。

マスタシリンダ３２とレギュレータ３３との上部には、ブレーキフルードを貯留するリザーバ３４が配置されている。マスタシリンダ３２は、ブレーキペダル２４の踏み込みが解除されているときにリザーバ３４と連通する。一方、レギュレータ３３は、リザーバ３４と動力液圧源３０のアキュムレータ３５との双方と連通しており、リザーバ３４を低圧源とすると共に、アキュムレータ３５を高圧源とし、マスタシリンダ圧とほぼ等しい液圧を発生する。レギュレータ３３における液圧を以下では適宜、「レギュレータ圧」という。なお、マスタシリンダ圧とレギュレータ圧とは厳密に同一圧にされる必要はなく、例えばレギュレータ圧のほうが若干高圧となるようにマスタシリンダユニット２７を設計することも可能である。

マスタシリンダ３２とレギュレータ３３には、いわゆるアイドルストロークがある。アイドルストロークとは、ブレーキ操作がなされていない状態からブレーキペダル２４が踏み込まれてマスタシリンダ３２及びレギュレータ３３のそれぞれとリザーバ３４との接続が遮断されるまでのストロークである。アイドルストロークの間はリザーバ３４に連通されているためマスタシリンダ３２及びレギュレータ３３の液圧は上がらない。本実施形態のマスタシリンダユニット２７は、ブレーキペダル踏込当初はストローク増加につれて初めにレギュレータ３３のアイドルストロークが縮まり、次いでマスタシリンダ３２のアイドルストロークが縮まるように構成されている。つまり、レギュレータ３３、マスタシリンダ３２の順にリザーバ３４との接続が遮断される。

以下では便宜上、レギュレータ３３とリザーバ３４との接続が遮断されるときのペダルストロークを第１遮断ストロークと称し、マスタシリンダ３２とリザーバ３４との接続が遮断されるときのストロークを第２遮断ストロークと称する。本実施形態においては第２遮断ストロークのほうが第１遮断ストロークよりも大きい。ペダルストロークが第１遮断ストロークと第２遮断ストロークの間にある場合には、レギュレータ３３のほうがマスタシリンダ３２よりも高圧となり２つの作動液室間に差圧が生じる。これは、レギュレータ３３はリザーバ３４から遮断されてストロークに応じて作動液が加圧されるのに対し、マスタシリンダ３２はリザーバ３４に接続されて液圧が上がらないからである。

動力液圧源３０は、アキュムレータ３５およびポンプ３６を含む。アキュムレータ３５は、ポンプ３６により昇圧されたブレーキフルードの圧力エネルギを窒素等の封入ガスの圧力エネルギ、例えば１４〜２２ＭＰａ程度に変換して蓄えるものである。ポンプ３６は、駆動源としてモータ３６ａを有し、その吸込口がリザーバ３４に接続される一方、その吐出口がアキュムレータ３５に接続される。ポンプ３６により、アキュムレータ圧は維持されるべき設定範囲（本明細書ではこれを許容範囲という場合もある）に保たれる。ブレーキＥＣＵ７０は、アキュムレータ圧センサ７２の測定値に基づいて、アキュムレータ圧が許容範囲の下限を下回った場合にポンプ３６をオンとしてアキュムレータ圧を加圧し、アキュムレータ圧が許容範囲の上限を超えた場合にポンプ３６をオフとして加圧を終了する。

また、アキュムレータ３５は、マスタシリンダユニット２７に設けられたリリーフバルブ３５ａにも接続されている。アキュムレータ３５におけるブレーキフルードの圧力が異常に高まって例えば２５ＭＰａ程度になると、リリーフバルブ３５ａが開弁し、高圧のブレーキフルードはリザーバ３４へと戻される。

上述のように、制動制御装置２０は、ホイールシリンダ２３に対するブレーキフルードの供給源として、マスタシリンダ３２、レギュレータ３３およびアキュムレータ３５を有している。そして、マスタシリンダ３２にはマスタ配管３７が、レギュレータ３３にはレギュレータ配管３８が、アキュムレータ３５にはアキュムレータ配管３９が接続されている。これらのマスタ配管３７、レギュレータ配管３８およびアキュムレータ配管３９は、それぞれ液圧アクチュエータ４０に接続される。

液圧アクチュエータ４０は、複数の流路が形成されるアクチュエータブロックと、複数の電磁制御弁を含む。アクチュエータブロックに形成された流路には、個別流路４１、４２，４３および４４と、主流路４５とが含まれる。個別流路４１〜４４は、それぞれ主流路４５から分岐されて、対応するディスクブレーキユニット２１ＦＲ、２１ＦＬ，２１ＲＲ，２１ＲＬのホイールシリンダ２３ＦＲ、２３ＦＬ，２３ＲＲ，２３ＲＬに接続されている。これにより、各ホイールシリンダ２３は主流路４５と連通可能となる。

また、個別流路４１，４２，４３および４４の中途には、ＡＢＳ保持弁５１，５２，５３および５４が設けられている。各ＡＢＳ保持弁５１〜５４は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングをそれぞれ有しており、何れもソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁制御弁である。開状態とされた各ＡＢＳ保持弁５１〜５４は、ブレーキフルードを双方向に流通させることができる。つまり、主流路４５からホイールシリンダ２３へとブレーキフルードを流すことができるとともに、逆にホイールシリンダ２３から主流路４５へもブレーキフルードを流すことができる。ソレノイドに通電されて各ＡＢＳ保持弁５１〜５４が閉弁されると、個別流路４１〜４４におけるブレーキフルードの流通は遮断される。

更に、ホイールシリンダ２３は、個別流路４１〜４４にそれぞれ接続された減圧用流路４６，４７，４８および４９を介してリザーバ流路５５に接続されている。減圧用流路４６，４７，４８および４９の中途には、ＡＢＳ減圧弁５６，５７，５８および５９が設けられている。各ＡＢＳ減圧弁５６〜５９は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングをそれぞれ有しており、何れもソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。各ＡＢＳ減圧弁５６〜５９が閉状態であるときには、減圧用流路４６〜４９におけるブレーキフルードの流通は遮断される。ソレノイドに通電されて各ＡＢＳ減圧弁５６〜５９が開弁されると、減圧用流路４６〜４９におけるブレーキフルードの流通が許容され、ブレーキフルードがホイールシリンダ２３から減圧用流路４６〜４９およびリザーバ流路５５を介してリザーバ３４へと還流する。なお、リザーバ流路５５は、リザーバ配管７７を介してマスタシリンダユニット２７のリザーバ３４に接続されている。

主流路４５は、中途に分離弁６０を有する。この分離弁６０により、主流路４５は、個別流路４１および４２と接続される第１流路４５ａと、個別流路４３および４４と接続される第２流路４５ｂとに区分けされている。第１流路４５ａは、個別流路４１および４２を介して前輪用のホイールシリンダ２３ＦＲおよび２３ＦＬに接続され、第２流路４５ｂは、個別流路４３および４４を介して後輪用のホイールシリンダ２３ＲＲおよび２３ＲＬに接続される。

分離弁６０は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、ソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。分離弁６０が閉状態であるときには、主流路４５におけるブレーキフルードの流通は遮断される。ソレノイドに通電されて分離弁６０が開弁されると、第１流路４５ａと第２流路４５ｂとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。

また、液圧アクチュエータ４０においては、主流路４５に連通するマスタ流路６１およびレギュレータ流路６２が形成されている。より詳細には、マスタ流路６１は、主流路４５の第１流路４５ａに接続されており、レギュレータ流路６２は、主流路４５の第２流路４５ｂに接続されている。また、マスタ流路６１は、マスタシリンダ３２と連通するマスタ配管３７に接続される。レギュレータ流路６２は、レギュレータ３３と連通するレギュレータ配管３８に接続される。

マスタ流路６１は、中途にマスタカット弁６４を有する。マスタカット弁６４は、マスタシリンダ３２から各ホイールシリンダ２３へのブレーキフルードの供給経路上に設けられている。マスタカット弁６４は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、規定の制御電流の供給を受けてソレノイドが発生させる電磁力により閉弁状態が保証され、ソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁制御弁である。開状態とされたマスタカット弁６４は、マスタシリンダ３２と主流路４５の第１流路４５ａとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。ソレノイドに規定の制御電流が通電されてマスタカット弁６４が閉弁されると、マスタ流路６１におけるブレーキフルードの流通は遮断される。

また、マスタ流路６１には、マスタカット弁６４よりも上流側において、シミュレータカット弁６８を介してストロークシミュレータ６９が接続されている。すなわち、シミュレータカット弁６８は、マスタシリンダ３２とストロークシミュレータ６９とを接続する流路に設けられている。シミュレータカット弁６８は、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、規定の制御電流の供給を受けてソレノイドが発生させる電磁力により開弁状態が保証され、ソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。シミュレータカット弁６８が閉状態であるときには、マスタ流路６１とストロークシミュレータ６９との間のブレーキフルードの流通は遮断される。ソレノイドに通電されてシミュレータカット弁６８が開弁されると、マスタシリンダ３２とストロークシミュレータ６９との間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。

ストロークシミュレータ６９は、複数のピストンやスプリングを含むものであり、シミュレータカット弁６８の開放時に運転者によるブレーキペダル２４の踏力に応じた反力を創出する。ストロークシミュレータ６９としては、運転者によるブレーキ操作のフィーリングを向上させるために、多段のバネ特性を有するものが採用されると好ましい。

レギュレータ流路６２は、中途にレギュレータカット弁６５を有する。レギュレータカット弁６５は、レギュレータ３３から各ホイールシリンダ２３へのブレーキフルードの供給経路上に設けられている。レギュレータカット弁６５も、ＯＮ／ＯＦＦ制御されるソレノイドおよびスプリングを有しており、規定の制御電流の供給を受けてソレノイドが発生させる電磁力により閉弁状態が保証され、ソレノイドが非通電状態にある場合に開とされる常開型電磁制御弁である。開状態とされたレギュレータカット弁６５は、レギュレータ３３と主流路４５の第２流路４５ｂとの間でブレーキフルードを双方向に流通させることができる。ソレノイドに通電されてレギュレータカット弁６５が閉弁されると、レギュレータ流路６２におけるブレーキフルードの流通は遮断される。

液圧アクチュエータ４０には、マスタ流路６１およびレギュレータ流路６２に加えて、アキュムレータ流路６３も形成されている。アキュムレータ流路６３の一端は、主流路４５の第２流路４５ｂに接続され、他端は、アキュムレータ３５と連通するアキュムレータ配管３９に接続される。

アキュムレータ流路６３は、中途に増圧リニア制御弁６６を有する。また、アキュムレータ流路６３および主流路４５の第２流路４５ｂは、減圧リニア制御弁６７を介してリザーバ流路５５に接続されている。増圧リニア制御弁６６と減圧リニア制御弁６７とは、それぞれリニアソレノイドおよびスプリングを有しており、何れもソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされる常閉型電磁制御弁である。増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７は、それぞれのソレノイドに供給される電流に比例して弁の開度が調整される。

増圧リニア制御弁６６は、各車輪に対応して複数設けられた各ホイールシリンダ２３に対して共通の増圧制御弁として設けられている。また、減圧リニア制御弁６７も同様に、各ホイールシリンダ２３に対して共通の減圧制御弁として設けられている。つまり、本実施形態においては、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７は、動力液圧源３０から送出される作動流体を各ホイールシリンダ２３へ給排制御する１対の共通の制御弁として設けられている。このように増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７を各ホイールシリンダ２３に対して共通化すれば、ホイールシリンダ２３ごとにリニア制御弁を設けるのと比べて、コストの観点からは好ましい。

なお、ここで、増圧リニア制御弁６６の出入口間の差圧は、アキュムレータ３５におけるブレーキフルードの圧力と主流路４５におけるブレーキフルードの圧力との差圧に対応し、減圧リニア制御弁６７の出入口間の差圧は、主流路４５におけるブレーキフルードの圧力とリザーバ３４におけるブレーキフルードの圧力との差圧に対応する。また、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７のリニアソレノイドへの供給電力に応じた電磁駆動力をＦ１とし、スプリングの付勢力をＦ２とし、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７の出入口間の差圧に応じた差圧作用力をＦ３とすると、Ｆ１＋Ｆ３＝Ｆ２という関係が成立する。従って、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７のリニアソレノイドへの供給電力を連続的に制御することにより、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７の出入口間の差圧を制御することができる。

制動制御装置２０において、動力液圧源３０および液圧アクチュエータ４０は、本実施形態における制御部としてのブレーキＥＣＵ７０により制御される。ブレーキＥＣＵ７０は、ＣＰＵを含むマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に各種プログラムを記憶するＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポートおよび通信ポート等を備える。そして、ブレーキＥＣＵ７０は、上位のハイブリッドＥＣＵ（図示せず）などと通信可能であり、ハイブリッドＥＣＵからの制御信号や、各種センサからの信号に基づいて動力液圧源３０のポンプ３６や、液圧アクチュエータ４０を構成する電磁制御弁５１〜５４，５６〜５９，６０，６４〜６８を制御する。

また、ブレーキＥＣＵ７０には、レギュレータ圧センサ７１、アキュムレータ圧センサ７２、および制御圧センサ７３が接続される。レギュレータ圧センサ７１は、レギュレータカット弁６５の上流側でレギュレータ流路６２内のブレーキフルードの圧力、すなわちレギュレータ圧を検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。アキュムレータ圧センサ７２は、増圧リニア制御弁６６の上流側でアキュムレータ流路６３内のブレーキフルードの圧力、すなわちアキュムレータ圧を検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。制御圧センサ７３は、主流路４５の第１流路４５ａ内のブレーキフルードの圧力を検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。主流路４５はホイールシリンダ２３に接続されているため、制御圧センサ７３は、ホイールシリンダ２３に作用する制御圧を検出することになる。各圧力センサ７１〜７３の検出値は、所定時間おきにブレーキＥＣＵ７０に順次与えられ、ブレーキＥＣＵ７０の所定の記憶領域に格納保持される。

分離弁６０が開状態とされて主流路４５の第１流路４５ａと第２流路４５ｂとが互いに連通している場合、制御圧センサ７３の出力値は、増圧リニア制御弁６６の低圧側の液圧を示すと共に減圧リニア制御弁６７の高圧側の液圧を示すので、この出力値を増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７の制御に利用することができる。また、増圧リニア制御弁６６および減圧リニア制御弁６７が閉鎖されていると共に、マスタカット弁６４が開状態とされている場合、制御圧センサ７３の出力値は、マスタシリンダ圧を示す。更に、分離弁６０が開放されて主流路４５の第１流路４５ａと第２流路４５ｂとが互いに連通しており、各ＡＢＳ保持弁５１〜５４が開放される一方、各ＡＢＳ減圧弁５６〜５９が閉鎖されている場合、制御圧センサの７３の出力値は、各ホイールシリンダ２３に作用する作動流体圧、すなわちホイールシリンダ圧を示す。

さらに、ブレーキＥＣＵ７０に接続されるセンサには、ブレーキペダル２４に設けられたストロークセンサ２５も含まれる。ストロークセンサ２５は、ブレーキペダル２４の操作量としてのペダルストロークを検知し、検知した値を示す信号をブレーキＥＣＵ７０に与える。

また、ブレーキＥＣＵ７０にはストップランプスイッチが接続されている。ストップランプスイッチはブレーキペダル２４が踏み込まれるとオン状態となる。これによりストップランプが点灯される。また、ブレーキペダル２４の踏込が解除されるとストップランプスイッチはオフ状態となり、ストップランプは消灯される。ストップランプスイッチの点灯状態を示す信号がストップランプスイッチからブレーキＥＣＵ７０へと所定時間おきに入力され、ブレーキＥＣＵ７０の所定の記憶領域に格納保持される。

上述のように構成された制動制御装置２０は、ブレーキ回生協調制御を実行することができる。制動制御装置２０は制動要求を受けて制動を開始する。制動要求は、例えば運転者がブレーキペダル２４を操作した場合など、車両に制動力を付与すべきときに生起される。制動要求を受けてブレーキＥＣＵ７０は要求制動力を演算し、要求制動力から回生による制動力を減じることにより制動制御装置２０により発生させるべき制動力である要求液圧制動力を算出する。ここで、回生による制動力の実効値は、ハイブリッドＥＣＵから制動制御装置２０に供給される。そして、ブレーキＥＣＵ７０は、算出した要求液圧制動力に基づいて各ホイールシリンダ２３ＦＲ〜２３ＲＬの目標液圧を算出する。ブレーキＥＣＵ７０は、ホイールシリンダ圧が目標液圧となるように、フィードバック制御則により増圧リニア制御弁６６や減圧リニア制御弁６７に供給する制御電流の値を決定する。

その結果、制動制御装置２０においては、ブレーキフルードが動力液圧源３０から増圧リニア制御弁６６を介して各ホイールシリンダ２３に供給され、車輪に制動力が付与される。また、各ホイールシリンダ２３からブレーキフルードが減圧リニア制御弁６７を介して必要に応じて排出され、車輪に付与される制動力が調整される。制動制御装置２０において、マスタシリンダユニット２７、動力液圧源３０、液圧アクチュエータ４０、およびディスクブレーキユニット２１は、制御圧を増減させることによりホイールシリンダ圧を増減させるホイールシリンダ圧制御系統として機能する。このホイールシリンダ圧制御系統によりいわゆるブレーキバイワイヤ方式の制動力制御が行われる。なお、本実施形態に係る制動制御装置２０は、回生制動力を利用せずに液圧制動力だけで要求制動力をまかなう場合にも、当然ホイールシリンダ圧制御系統により制動力を制御することができる。

ブレーキバイワイヤ方式の制動力制御を行う場合には、ブレーキＥＣＵ７０は、レギュレータカット弁６５を閉状態とし、レギュレータ３３から送出されるブレーキフルードがホイールシリンダ２３へ供給されないようにする。更にブレーキＥＣＵ７０は、マスタカット弁６４を閉状態とするとともにシミュレータカット弁６８を開状態とする。これは、運転者によるブレーキペダル２４の操作に伴ってマスタシリンダ３２から送出されるブレーキフルードがホイールシリンダ２３ではなくストロークシミュレータ６９へと供給されるようにするためである。ブレーキ回生協調制御中は、レギュレータカット弁６５及びマスタカット弁６４の上下流間には、回生制動力の大きさに対応する差圧が作用する。またブレーキＥＣＵ７０は、分離弁６０を開状態とする。これにより各ホイールシリンダ圧が共通の液圧に制御される。

ここで、例えば減圧リニア制御弁６７の開弁の故障や各ディスクブレーキユニットのキャリパからの作動液の漏れなど、ホイールシリンダ圧制御系統に異常が発生したときには、制御圧が目標圧まで適切に昇圧しない場合が生じ得る。このため、制動制御装置２０が搭載された車両には、このような異常を検出すべくブレーキ異常検出装置が設けられている。

図２は、本実施形態に係るブレーキ異常検出装置１００の構成を示す機能ブロック図である。なお、図２においてブレーキＥＣＵ７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのハードウェア、およびソフトウェアの連携によって実現される機能ブロックが描かれている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェアおよびソフトウェアの組合せによって様々な形で実現することができる。

ブレーキ異常検出装置１００は、ブレーキＥＣＵ７０、ストロークセンサ２５、レギュレータ圧センサ７１、アキュムレータ圧センサ７２、および制御圧センサ７３を備える。ブレーキＥＣＵ７０は、ホイールシリンダ圧制御部１０２および異常判定部１０４を有する。

ホイールシリンダ圧制御部１０２は、制動要求があったときにストロークセンサ２５やレギュレータ圧センサ７１などの検出結果を利用して目標圧を設定する。ホイールシリンダ圧制御部１０２は、液圧アクチュエータ４０やモータ３６ａの作動を制御して制御圧を目標圧に近づけるホイールシリンダ圧制御を実行する。目標圧の算出方法や制御圧の増減方法は公知であるため説明を省略する。

ホイールシリンダ圧制御部１０２は、ストロークセンサ２５の検出結果に基づいてブレーキペダル２４が踏み込まれたと判定したときに制動要求があったと判定する。なお、制動要求があったと判定されるのはこの場合に限られないことは勿論である。例えば車両の挙動制御によってストロークセンサ２５などの検出結果にかかわらず車輪に制動力を与える必要があると判定された場合に、ホイールシリンダ圧制御部１０２は制動要求があったと判定してもよい。このような車両の挙動制御もまた公知であるため説明を省略する。

異常判定部１０４は、設定された目標圧や取得したアキュムレータ圧Ｐａｃｃの検出結果などを利用してホイールシリンダ圧制御系統の異常を判定するための異常判定閾値を設定する。異常判定部１０４は、制御圧センサ７３によって検出された制御圧と設定した異常判定閾値との比較に基づいてホイールシリンダ圧制御系統に異常が生じたか否かを判定する。具体的には、異常判定部１０４は、異常判定閾値より制御圧が低いときにホイールシリンダ圧制御系統に異常が生じたと判定する。

図３は、本実施形態に係るブレーキ異常検出装置１００による異常検出処理の手順を示すフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、車両のイグニッションスイッチがオンにされたときに開始し、その後車両のイグニッションスイッチがオフにされるまで所定時間毎に繰り返し実行される。

異常判定部１０４は、ストロークセンサ２５の検出結果などを利用して制動要求があるか否かを判定する（Ｓ１０）。制動要求がある場合（Ｓ１０のＹ）、異常判定部１０４は、異常判定閾値Ｐｍｉｎ設定処理を実行して異常判定閾値Ｐｍｉｎを設定する（Ｓ１２）。異常判定閾値Ｐｍｉｎ設定処理については後述する。

異常判定閾値Ｐｍｉｎが設定されると、異常判定部１０４は、制御圧Ｐｆｒが異常判定閾値Ｐｍｉｎより低いか否かを判定する（Ｓ１４）。制御圧Ｐｆｒが異常判定閾値Ｐｍｉｎより低い場合（Ｓ１４のＹ）、異常判定部１０４は、ホイールシリンダ圧制御系統に異常が生じている可能性があることを示す準異常状態と判定する。準異常状態と判定した場合、異常判定部１０４は、自身が保持する異常判定カウンタＮｃをインクリメントし（Ｓ１６）、異常判定カウンタＮｃが基準回数Ｎｒｅｆより大きいか否かを判定することにより、準異常状態が予め設定された期間継続したか否かを判定する（Ｓ１８）。異常判定カウンタＮｃが基準回数Ｎｒｅｆ以下の場合（Ｓ１８のＮ）、準異常状態は予め設定された期間まで継続していないと判定され、それ以降の処理がスキップされる。

異常判定カウンタＮｃが基準回数Ｎｒｅｆを超えた場合（Ｓ１８のＹ）、異常判定部１０４は、準異常状態が予め設定された期間継続したと判定し、ホイールシリンダ圧制御系統に異常が発生したと判定する（Ｓ２０）。このように異常判定部１０４は、ホイールシリンダ圧制御の実行中において異常判定閾値Ｐｍｉｎより制御圧Ｐｆｒが低い状態が予め設定された期間継続したときにホイールシリンダ圧制御系統に異常が生じたと判定する。これにより、一時的に制御圧Ｐｆｒが低下することでホイールシリンダ圧制御系統に異常が生じたと判定されることを回避することができる。

ホイールシリンダ圧制御系統に異常が発生したと判定された場合、ホイールシリンダ圧制御部１０２は、フェール処理を実行する。このフェール処理においては、ホイールシリンダ圧制御部１０２は増圧リニア制御弁６６を閉弁させると共にレギュレータカット弁６５を開弁させる。これにより、ブレーキペダル２４の踏み込み操作によってレギュレータ流路６２を通じてホイールシリンダ圧を直接増圧可能な状態となる。このようなフェール処理は公知であるため説明を省略する。フェール処理が実行されると、増圧リニア制御弁６６などによる制動制御は終了される。

制動要求がない場合（Ｓ１０のＮ）、または制御圧Ｐｆｒが異常判定閾値Ｐｍｉｎ以上の場合（Ｓ１４のＮ）、異常判定部１０４は、異常判定カウンタＮｃがゼロより大きいか否かを判定する（Ｓ２２）。異常判定部１０４は、異常判定カウンタＮｃがゼロより大きい場合は（Ｓ２２のＹ）異常判定カウンタＮｃをゼロにリセットし（Ｓ２４）。異常判定カウンタＮｃがゼロの場合は（Ｓ２２のＮ）異常判定カウンタＮｃをそのまま維持する。

図４は、図３におけるＳ１２の異常判定閾値Ｐｍｉｎ設定処理の詳細な手順を示すフローチャートである。異常判定部１０４は、まず目標圧Ｐｒｅｆを予め設定された関数に入力して偏差圧Ｐｂを算出する（Ｓ４０）。偏差圧Ｐｂは、例えば目標圧Ｐｒｅｆに所定の値を掛けて算出した値であってもよい。このような偏差圧Ｐｂの設定方法は公知であるため説明を省略する。偏差圧Ｐｂが算出されると、異常判定部１０４は、閾値変更条件を満たすか否かを判定する（Ｓ４２）。

図５は、図４におけるＳ４２の閾値変更条件を示す図である。図５において、ｄＰａｃｃ／ｄｔはアキュムレータ圧Ｐａｃｃの変圧勾配であり、ｄＰｆｒ／ｄｔは制御圧Ｐｆｒの変圧勾配である。異常判定部１０４は、図３の異常判定処理の繰り返し間隔ｔ１ごとにアキュムレータ圧Ｐａｃｃおよび制御圧Ｐｆｒをサンプリングして保持する。異常判定部１０４は、こうしてサンプリングされたアキュムレータ圧Ｐａｃｃおよび制御圧Ｐｆｒを用いて、最小二乗法によりアキュムレータ圧の変圧勾配ｄＰａｃｃ／ｄｔおよび制御圧の変圧勾配ｄＰｆｒ／ｄｔを算出する。なお、これらの算出方法が最小二乗法に限られないことは勿論である。

図５において「＋」は正の値であることを示し、「−」は負の値であることを示す。図５においてゼロは正の値に含めるものとする。このように異常判定部１０４は、ホイールシリンダ圧制御の実行中においてアキュムレータ圧および制御圧の双方が増圧している場合に閾値変更条件を満たしたと判定し、双方が減圧している場合に閾値変更条件を満たさないと判定する。

例えば減圧弁の開弁の故障やキャリパからの作動液の漏れなどの異常がホイールシリンダ圧制御系統に生じている場合は、アキュムレータ圧と制御圧の双方が減圧する。一方、例えば極低温時などにおいて作動液の粘性が高くなると、増圧リニア制御弁６６を開弁させても制御圧Ｐｆｒは急峻に昇圧せず緩やかに昇圧する。このような場合は、アキュムレータ圧Ｐａｃｃと制御圧Ｐｆｒの双方が増圧することが発明者による鋭意なる研究開発の結果確認されている。したがって、このようにアキュムレータ圧Ｐａｃｃと制御圧Ｐｆｒとの関係を利用することにより、車両が置かれる環境が極低温か否かを簡易に判定することができる。

なお、本実施形態では、アキュムレータ圧の変圧勾配ｄＰａｃｃ／ｄｔと制御圧の変圧勾配ｄＰｆｒ／ｄｔがプラスとマイナスの組み合わせ、およびマイナスとプラスの組み合わせのいずれの場合においても、車両が置かれる環境が極低温にある可能性があるものとして閾値変更条件を満たすものとしている。

図４に戻る。制御圧Ｐｆｒを目標圧Ｐｒｅｆに近づけるホイールシリンダ圧制御の実行中において閾値変更条件を満たさない場合（Ｓ４２のＮ）、異常判定部１０４は、極低温ではない通常の状態と判定し、目標圧Ｐｒｅｆから偏差圧Ｐｂを引いた値を異常判定閾値Ｐｍｉｎとして設定する（Ｓ４８）。

図６は、ホイールシリンダ圧制御系統に異常が生じているときに通常の環境下において制動要求が与えられたときの制御圧Ｐｆｒおよびアキュムレータ圧Ｐａｃｃの変化を示す図である。図６において横軸は時間ｔを示し、縦軸は圧力Ｐを示す。極低温ではない通常の環境下では、図６に示すように異常判定閾値Ｐｍｉｎは目標圧Ｐｒｅｆから偏差圧Ｐｂを引いた値に設定される。

例えばホイールシリンダ圧制御系統のいずれかにおいて作動液の漏れなどの異常が発生した場合、制御圧Ｐｆｒは目標圧Ｐｒｅｆに達することができず、徐々に低下していく。このとき、アキュムレータ圧Ｐａｃｃも徐々に低下していく。異常判定部１０４は、制御圧Ｐｆｒが異常判定閾値Ｐｍｉｎ未満となる期間が、基準時間Ｔｒｅｆ（Ｔｒｅｆ＝Ｎｒｅｆ×ｔ１）に達したときに、ホイールシリンダ圧制御系統に異常が生じたと判定する。

図７は、ホイールシリンダ圧制御系統に異常がないときに極低温下において制動要求が与えられたときの制御圧Ｐｆｒおよびアキュムレータ圧Ｐａｃｃの変化を示す図である。極低温時では、ホイールシリンダ圧制御系統の作動液の粘性が高くなり、制動要求が発生しても図７に示すように制御圧Ｐｆｒが緩やかに昇圧する。この場合、通常の環境下と同様に異常判定閾値Ｐｍｉｎを設定すると、ホイールシリンダ圧制御系統に異常がないにもかかわらず制御圧Ｐｆｒが異常判定閾値Ｐｍｉｎ未満となる場合が生じ得る。さらにその状態が基準時間Ｔｒｅｆ継続すると、ホイールシリンダ圧制御系統に異常が生じたと判定される虞がある。

図４に戻る。そこで異常判定部１０４は、ホイールシリンダ圧制御の実行中においてアキュムレータ圧と制御圧との関係が異常判定閾値を変更すべき閾値変更条件を満たしたときに、閾値変更条件を満たさないときとは異なる値に異常判定閾値を設定する。具体的には、異常判定部１０４は、ホイールシリンダ圧制御の実行中において閾値変更条件を満たす場合（Ｓ４２のＹ）、まずアキュムレータ圧Ｐａｃｃを利用して最小供給能力圧Ｐｘを算出する（Ｓ４４）。本実施形態では、異常判定部１０４はアキュムレータ圧Ｐａｃｃから所定圧力を引くことにより最小供給能力圧Ｐｘを算出している。次に異常判定部１０４は、ＭＩＮ（Ｐｒｅｆ−Ｐｂ、Ｐｘ）、すなわち目標圧Ｐｒｅｆから偏差圧Ｐｂを引いて算出した異常判定閾値Ｐｍｉｎと、アキュムレータ圧Ｐａｃｃを利用して算出した異常判定閾値Ｐｍｉｎと、のうち小さい方を異常判定閾値Ｐｍｉｎとして設定する。（Ｓ４６）。

図８は、ホイールシリンダ圧制御系統に異常がないときに極低温下において制動要求が与えられたときの制御圧Ｐｆｒおよびアキュムレータ圧Ｐａｃｃの変化を示す図である。異常判定部１０４は、ホイールシリンダ圧制御の実行中において閾値変更条件を満たしたときに、閾値変更条件を満たさないときより低い値に異常判定閾値を設定する。このとき、異常判定閾値Ｐｍｉｎは、アキュムレータ圧Ｐａｃｃを利用して図８に示すように緩やかに傾斜する閾値として設定される。これにより、制御圧Ｐｆｒが緩やかに昇圧してもホイールシリンダ圧制御系統が正常であれば異常判定閾値Ｐｍｉｎを下回ることを回避することができ、極低温時における異常誤判定の発生頻度を抑制することができる。

本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を本実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。

２０制動制御装置、２３ホイールシリンダ、２５ストロークセンサ、３５アキュムレータ、６６増圧リニア制御弁、６７減圧リニア制御弁、７０ブレーキＥＣＵ、７１レギュレータ圧センサ、７２アキュムレータ圧センサ、７３制御圧センサ、１００ブレーキ異常検出装置、１０２ホイールシリンダ圧制御部、１０４異常判定部。

Claims

ホイールシリンダに作用する制御圧を検出する制御圧検出手段と、
ホイールシリンダの目標圧を設定し、前記制御圧を増減させるホイールシリンダ圧制御系統の作動を制御して前記制御圧を前記目標圧に近づけるホイールシリンダ圧制御を実行するホイールシリンダ圧制御手段と、
前記ホイールシリンダ圧制御系統の異常を判定するための異常判定閾値を設定し、前記制御圧と前記異常判定閾値との比較に基づいて前記ホイールシリンダ圧制御系統に異常が生じたか否かを判定する異常判定手段と、
前記制御圧の増圧に利用されるアキュムレータ圧を検出するアキュムレータ圧検出手段と、
を備え、
前記異常判定手段は、前記ホイールシリンダ圧制御の実行中において前記アキュムレータ圧と前記制御圧との関係が前記異常判定閾値を変更すべき閾値変更条件を満たしたときに、前記閾値変更条件を満たさないときとは異なる値に前記異常判定閾値を設定することを特徴とするブレーキ異常検出装置。
前記異常判定手段は、前記ホイールシリンダ圧制御の実行中において前記アキュムレータ圧と前記制御圧との関係が前記閾値変更条件を満たしたときに、前記閾値変更条件を満たさないときより低い値に前記異常判定閾値を設定し、前記異常判定閾値より前記制御圧が低いときに前記ホイールシリンダ圧制御系統に異常が生じたと判定することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ異常検出装置。
前記異常判定手段は、前記ホイールシリンダ圧制御の実行中において前記異常判定閾値より前記制御圧が低い状態が予め設定された期間継続したときに前記ホイールシリンダ圧制御系統に異常が生じたと判定することを特徴とする請求項２に記載のブレーキ異常検出装置。
前記異常判定手段は、前記ホイールシリンダ圧制御の実行中において前記アキュムレータ圧および前記制御圧の双方が増圧している場合に前記閾値変更条件を満たしたと判定し、双方が減圧している場合に前記閾値変更条件を満たさないと判定することを特徴とする請求項２または３に記載のブレーキ異常検出装置。
前記異常判定手段は、前記閾値変更条件を満たすときは、前記アキュムレータ圧を利用して前記異常判定閾値を設定することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のブレーキ異常検出装置。
前記異常判定手段は、前記閾値変更条件を満たさないときは、前記目標圧からその目標圧に基づいて算出した偏差圧を引いた値を前記異常判定閾値として設定することを特徴とする請求項５に記載のブレーキ異常検出装置。
前記異常判定手段は、前記閾値変更条件を満たすときは、前記目標圧から前記偏差圧を引いて算出した前記異常判定閾値と、前記アキュムレータ圧を利用して算出した前記異常判定閾値と、のうち小さい方を前記異常判定閾値として設定することを特徴とする請求項６に記載のブレーキ異常検出装置。