JP5946293B2 - ブレーキ負圧センサの異常検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブレーキブースタの負圧を検出するためのブレーキ負圧センサの異常検出装置に関する。

自動車などの車両では、ブレーキペダルが踏まれると、ブレーキペダルに入力された力（踏力）がブレーキブースタの負圧によって増幅され、その増幅された力がブレーキブースタからマスタシリンダに伝達される。マスタシリンダでは、ブレーキブースタから入力される力に応じた液圧が発生する。そして、マスタシリンダの液圧が各車輪に設けられたホイールシリンダに伝達され、各ホイールシリンダの液圧により、各ブレーキから車輪に制動力が付与される。

ブレーキブースタの負圧を検出するために、ブレーキ負圧センサが設けられている。ブレーキ負圧センサの検出値に基づいて、たとえば、良好なブレーキ性能を発揮すべく、ブレーキブースタの負圧が制御される。そのため、ブレーキ負圧センサに異常が生じていると、ブレーキブースタの負圧を好適な負圧に制御することができず、ブレーキ性能に影響を及ぼす。

そこで、ブレーキ負圧センサの異常を検出する手法が種々提案されている。その手法の一例では、ブレーキが作動している状態で、ブレーキ負圧センサの検出値がほぼ一定値で変化しない場合（固定された場合）、ブレーキ負圧センサの信号線に断線などの異常が生じたと判断される。

特開平１０−１５７６１３号公報

ところが、前述の手法では、前方の車両などの障害物の存在を検出して、ブレーキを自動的に作動させる機能、いわゆる自動ブレーキ機能を有する車両において、ブレーキ負圧センサの異常を誤検出するおそれがある。

本発明の目的は、自動ブレーキ機能を有する車両において、ブレーキ負圧センサの異常を良好に検出できる、ブレーキ負圧センサの異常検出装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係るブレーキ負圧センサの異常検出装置は、運転者によるブレーキ操作を助勢するブレーキブースタおよび前記ブレーキブースタの負圧を検出するためのブレーキ負圧センサを備え、前記ブレーキ操作と無関係にブレーキを自動的に作動させる自動ブレーキ機能を有する車両に用いられる。前記異常検出装置は、前記自動ブレーキ機能による前記ブレーキの作動中であるか否かを判定する自動ブレーキ作動判定手段と、前記ブレーキの作動中の前記ブレーキ負圧センサの出力の変動量が所定範囲内であるか否かを判定する変動量判定手段と、前記自動ブレーキ作動判定手段によって前記自動ブレーキ機能による前記ブレーキの作動中ではないと判定され、かつ、前記変動量判定手段によって前記変動量が前記所定範囲内であると判定された場合に、固着条件成立カウンタのカウント値をインクリメントし、前記固着成立カウンタのカウント値が１以上の所定値に達すると、前記ブレーキ負圧センサに異常が発生していると判定する異常判定手段とを含む。

ブレーキ負圧センサに異常が発生しているか否かの判定のために、自動ブレーキ機能によるブレーキの作動中であるか否かが判定される。また、ブレーキの作動中のブレーキ負圧センサの出力の変動量が所定範囲内であるか否かが判定される。

自動ブレーキ機能によるブレーキの作動は、運転者によるブレーキ操作とは無関係であるため、自動ブレーキ機能によるブレーキの作動中は、ブレーキ操作を助勢するブレーキブースタの負圧が変動しない。そのため、ブレーキの作動中であっても、ブレーキ負圧センサの出力はほぼ変化しない。したがって、自動ブレーキ機能によるブレーキの作動中に、ブレーキ負圧センサの出力の変動量が所定範囲内であるか否かの判定に基づいて、ブレーキ負圧センサに異常が発生しているか否かを判定すると、ブレーキ負圧センサの異常を誤検出する。

そこで、自動ブレーキ機能によるブレーキの作動中であれば、ブレーキ負圧センサの出力の変動量が所定範囲内であっても、ブレーキ負圧センサに異常が発生しているとは判定されない。そして、自動ブレーキ機能によらないブレーキの作動中、つまり運転者のブレーキ操作によるブレーキの作動中に、ブレーキ負圧センサの出力の変動量が所定範囲内であれば、ブレーキ負圧センサに異常が発生していると判定される。

これにより、自動ブレーキ機能を有する車両において、ブレーキ負圧センサの異常の誤検出を防止して、ブレーキ負圧センサの異常を良好に検出することができる。

本発明によれば、自動ブレーキ機能を有する車両において、ブレーキ負圧センサの異常を良好に検出することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る異常検出装置が適用された車両の構成を示すブロック図である。 図２は、異常判定処理の流れを示すフローチャートである。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る異常検出装置が適用された車両の構成を示すブロック図である。

車両１は、エンジン２を駆動源とする自動車である。

エンジン２の出力は、トルクコンバータ３および無段変速機（ＣＶＴ：Continuously
Variable Transmission）４を介して、車両１の駆動輪に伝達される。

エンジン２に付随して、スタータ（始動用モータ）５が設けられている。停止状態のエンジン２は、スタータ５によるクランキング後に始動する。

エンジン２に関連して、オルタネータ６が設けられている。

オルタネータ６の回転軸（ロータ）には、エンジン２の出力軸の回転が伝達される。オルタネータ６の回転軸が回転すると、その回転が電力に変換されて、オルタネータ６から電力が出力される。

車両１の各車輪には、ブレーキ７が設けられている。車両１の車室内には、運転者（ユーザ）の足で操作されるブレーキペダル８が設けられている。ブレーキペダル８は、マスタシリンダ９と一体的に設けられたブレーキブースタ１０に連結されている。

ブレーキペダル８が踏み込まれると、そのブレーキペダル８に入力された踏力がブレーキブースタ１０に伝達される。ブレーキブースタ１０に伝達された踏力は、ブレーキブースタ１０の負圧によって増幅（倍力）され、ブレーキブースタ１０からマスタシリンダ９に入力される。マスタシリンダ９では、ブレーキブースタ１０から入力される力に応じた液圧が発生する。

マスタシリンダ９の液圧は、ＡＢＳアクチュエータ１１に伝達される。ＡＢＳアクチュエータ１１には、各車輪のブレーキ７に設けられたホイールシリンダの液圧を制御するためのバルブやブレーキフルードをマスタシリンダ９に戻すためのポンプなどが内蔵されている。マスタシリンダ９からＡＢＳアクチュエータ１１に伝達された液圧は、各ブレーキ７のホイールシリンダに分配されて伝達される。そして、ホイールシリンダの液圧により、ブレーキ７から車輪に制動力が付与される。

車両１は、前方の車両などの障害物の存在を検出して、ブレーキ７を自動的に作動させる自動ブレーキ機能を有している。自動ブレーキ機能のために、マスタシリンダ９の液圧とは別系統でＡＢＳアクチュエータ１１に液圧を伝達するための液圧制御バルブ１２が設けられている。ブレーキペダル８の操作と無関係に、液圧制御バルブ１２が開かれて、ＡＢＳアクチュエータ１１に液圧が伝達され、その液圧がＡＢＳアクチュエータ１１から各ブレーキ７のホイールシリンダに分配されることにより、ブレーキ７から車輪に制動力が自動的に付与される。

車両１にはさらに、バッテリ１３が備えられている。

バッテリ１３は、オルタネータ６から出力される電力によって充電される。バッテリ１３には、スタータ５などが電気的に接続されている。スタータ５には、バッテリ１３から駆動電力が供給される。バッテリ１３からスタータ５への給電経路上には、リレー１４が介装されている。

また、車両１には、ＣＰＵおよびメモリを含む構成の複数のＥＣＵ（電子制御ユニット）が備えられている。ＥＣＵには、エンジンＥＣＵ２１、ＣＶＴＥＣＵ２２、ＡＢＳＥＣＵ２３、ＰＣＳＥＣＵ２４およびアイドルストップＥＣＵ２５が含まれる。エンジンＥＣＵ２１、ＣＶＴＥＣＵ２２、ＡＢＳＥＣＵ２３、ＰＣＳＥＣＵ２４およびアイドルストップＥＣＵ２５は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルにより、相互に通信可能である。

エンジンＥＣＵ２１には、エンジン２が制御対象として接続されている。

ＣＶＴＥＣＵ２２には、無段変速機４が制御対象として接続されている。

ＡＢＳＥＣＵ２３には、ＡＢＳアクチュエータ１０および液圧制御バルブ１２が制御対象として接続されている。また、ＡＢＳＥＣＵ２３には、各車輪の回転速度（車輪速）を検出するための車輪速センサ２６、ブレーキブースタ１０の負圧を検出するためのブレーキ負圧センサ２７およびマスタシリンダ９の液圧を検出するための液圧センサ２８が接続されている。ＡＢＳＥＣＵ２３は、車輪速センサ２６から入力される検出信号に基づいて、各車輪の車輪速を演算し、たとえば、各車輪速の平均値を車速（車体速）として取得する。ＡＢＳＥＣＵ２３は、ブレーキ負圧センサ２７から入力される検出信号に基づいて、ブレーキブースタ１０の負圧を取得する。そして、ＡＢＳＥＣＵ２３は、たとえば、ブレーキブースタ１０の負圧が好適な負圧となるように、エンジンＥＣＵ２１にエンジン２の回転数を制御するための指令を送信する。また、ＡＢＳＥＣＵ２３は、液圧センサ２８から入力される検出信号に基づいて、マスタシリンダ９の液圧を取得する。

ＰＣＳＥＣＵ２４には、車両１の前方の車両などの障害物との距離を一定時間ごとに計測するためのレーザレーダ２９が接続されている。また、ＰＣＳＥＣＵ２４には、ＡＢＳＥＣＵ２３から車速が入力される。ＰＣＳＥＣＵ２４は、レーザレーダ２９から入力される検出信号に基づいて、車両１とその前方の障害物との距離を取得し、その距離および車速に基づいて、車両１と障害物との衝突可能性があるかどうかを判断する。

ＰＣＳＥＣＵ２４により、車両１と障害物との衝突可能性があると判断されると、ＰＣＳＥＣＵ２４からＡＢＳＥＣＵ２３に自動ブレーキ指令が送信される。この自動ブレーキ指令を受けて、ＡＢＳＥＣＵ２３により、自動ブレーキ機能のための制御（自動ブレーキ制御）が実行され、液圧制御バルブ１２が制御されて、ブレーキ７から車輪に制動力が自動的に付与される。

アイドルストップＥＣＵ２５には、リレー１４が制御対象として接続されている。車両１は、アイドルストップ機能を有しており、アイドルストップＥＣＵ２５により、アイドルストップ機能のための制御（アイドルストップ制御）が実行される。アイドルストップ制御のために、アイドルストップＥＣＵ２５には、エンジンＥＣＵ２１からエンジンの回転数などの情報が入力され、ＡＢＳＥＣＵ２３から車速およびマスタシリンダ９の液圧が入力され、ＥＰＳＥＣＵ２４からステアリングトルクが入力される。

アイドルストップ制御では、車両１の走行中に、運転者によってブレーキペダル８が踏み込まれて、マスタシリンダ９の液圧が所定圧以上になると、アイドルストップＥＣＵ２５により、所定の停止条件が成立しているか否かが繰り返し判断される。停止条件は、たとえば、車速が零であり、かつ、ブレーキペダル８が一定時間以上踏まれているという条件である。停止条件が成立すると、アイドルストップＥＣＵ２５からエンジンＥＣＵ２１にエンジン停止指令が出力され、エンジンＥＣＵ２１により、エンジン２が停止（アイドルストップ）される。

アイドルストップ制御によるエンジン２の停止中に、たとえば、ブレーキペダル８から足が放されると、再始動条件が成立し、アイドルストップＥＣＵ２５により、リレー１４がオンされる。リレー１４がオンされると、スタータ５によるクランキングを経て、エンジン２が始動する。

図２は、異常判定処理の流れを示すフローチャートである。

車両１のイグニッションキースイッチがオンにされている間、ＡＢＳＥＣＵ２３により、ブレーキ負圧センサ２７に異常が発生しているか否かを判定するための異常判定処理が繰り返し実行される。

異常判定処理では、まず、ブレーキブースタ１０の負圧が変動するような操作が行われたか否かが判断される（ステップＳ１）。具体的には、たとえば、車速の増減が所定回数以上繰り返されたか否かが調べられる。車速は、アクセルペダル（図示せず）およびブレーキペダル８が交互に踏まれることにより増減する。したがって、車速が所定回数以上増減した場合、ブレーキブースタ１０の負圧が変動していると推定されて、ブレーキブースタ１０の負圧が変動するような操作が行われたと判断される。また、ブレーキペダル８が所定時間以上にわたって踏まれた場合にも、ブレーキブースタ１０の負圧が変動していると推定されて、ブレーキブースタ１０の負圧が変動するような操作が行われたと判断される。

ブレーキブースタ１０の負圧が変動するような操作が行われていない場合（ステップＳ１のＮＯ）、異常判定処理が直ちに終了される。

ブレーキブースタ１０の負圧が変動するような操作が行われると（ステップＳ１のＹＥＳ）、自動ブレーキ制御が実行されていないことが確認される（ステップＳ２）。

自動ブレーキ制御が実行されていなければ（ステップＳ２のＹＥＳ）、ブレーキ負圧センサ２７の出力（ブレーキ負圧センサ２７の出力電圧値またはブレーキ負圧センサ２７の検出信号から取得される負圧）の変動量が所定量以下であるか否かが判定される（ステップＳ３）。所定量は、ほぼ０に近い値に設定されている。すなわち、ブレーキ負圧センサ２７の出力がほぼ一定で固定されているか否かが判定される。

ブレーキ負圧センサ２７の出力の変動量が所定量以下でなければ（ステップＳ３のＮＯ）、異常判定処理が終了される。

ブレーキ負圧センサ２７の出力の変動量が所定量以下である場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、ＡＢＳＥＣＵ２３のメモリに設けられた固着条件成立カウンタのカウント値がインクリメント（＋１）される（ステップＳ４）。車両１のイグニッションキースイッチがオンにされたときに、固着条件成立カウンタのカウント値は、０にリセットされている。

その後、固着条件成立カウンタのカウント値が所定値に達したか否かが調べられる（ステップＳ５）。所定値は、１以上の値に設定されている。

固着条件成立カウンタのカウント値が所定値に達していなければ（ステップＳ５のＮＯ）、異常判定処理が終了される。

異常判定処理が繰り返し実行されて、固着条件成立カウンタのカウント値が所定値に達すると（ステップＳ５のＹＥＳ）、ブレーキ負圧センサ２７に何らかの異常、たとえば、ブレーキ負圧センサ２７の信号線の断線などが生じていると判定される（ステップＳ６）。そして、異常判定処理が終了され、たとえば、ブレーキ負圧センサ２７の異常発生時のフェイルセーフ制御が実行される。

ブレーキブースタ１０の負圧が変動するような操作が行われたと判断されたときに、自動ブレーキ制御が実行されている場合には（ステップＳ２のＹＥＳ）、ブレーキ負圧センサ２７の出力の変動量が所定量以下であるか否かの判定は行われず、固着条件成立カウンタのカウント値が０にリセットされて（ステップＳ７）、異常判定処理が終了される。

このように、ブレーキ負圧センサ２７に異常が発生しているか否かの判定のために、自動ブレーキ制御の実行中であるか否かが判定される。また、ブレーキ７の作動中のブレーキ負圧センサ２７の出力の変動量が所定量以下の範囲内であるか否かが判定される。

自動ブレーキ制御によるブレーキ７の作動は、運転者によるブレーキ操作とは無関係であるため、自動ブレーキ制御の実行中は、ブレーキ操作を助勢するブレーキブースタ１０の負圧が変動しない。そのため、ブレーキ７の作動中であっても、ブレーキ負圧センサ２７の出力はほぼ変化しない。したがって、自動ブレーキ制御の実行中に、ブレーキ負圧センサ２７の出力の変動量が所定量以下であるか否かの判定に基づいて、ブレーキ負圧センサ２７に異常が発生しているか否かを判定すると、ブレーキ負圧センサ２７の異常を誤検出する。

そこで、自動ブレーキ制御の実行中であれば、たとえブレーキ負圧センサ２７の出力の変動量が所定量以下であっても、ブレーキ負圧センサ２７に異常が発生しているとは判定されない。そして、自動ブレーキ制御によらないブレーキ７の作動中、つまり運転者のブレーキ操作によるブレーキ７の作動中に、ブレーキ負圧センサ２７の出力の変動量が所定量以下であれば、ブレーキ負圧センサ２７に異常が発生していると判定される。

これにより、自動ブレーキ機能を有する車両１において、ブレーキ負圧センサ２７の異常の誤検出を防止して、ブレーキ負圧センサ２７の異常を良好に検出することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、車両１は、エンジン２を駆動源とする自動車に限らず、エンジンおよびモータを駆動源とするハイブリッドカーであってもよいし、モータを駆動源とする電気自動車であってもよい。

また、アイドルストップ機能を有する車両１を取り上げたが、本発明に係るブレーキ負圧センサの異常検出装置は、当然、アイドルストップ機能を有しない車両に適用可能である。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ 車両
１０ ブレーキブースタ
２３ ＡＢＳＥＣＵ（異常検出装置、自動ブレーキ作動判定手段、変動量判定手段、異常判定手段）
２７ ブレーキ負圧センサ

Claims (1)

1. 運転者によるブレーキ操作を助勢するブレーキブースタおよび前記ブレーキブースタの負圧を検出するためのブレーキ負圧センサを備え、前記ブレーキ操作と無関係にブレーキを自動的に作動させる自動ブレーキ機能を有する車両に用いられて、前記ブレーキ負圧センサの異常を検出する装置であって、
   前記自動ブレーキ機能による前記ブレーキの作動中であるか否かを判定する自動ブレーキ作動判定手段と、
   前記ブレーキの作動中の前記ブレーキ負圧センサの出力の変動量が所定範囲内であるか否かを判定する変動量判定手段と、
   前記自動ブレーキ作動判定手段によって前記自動ブレーキ機能による前記ブレーキの作動中ではないと判定され、かつ、前記変動量判定手段によって前記変動量が前記所定範囲内であると判定された場合に、固着条件成立カウンタのカウント値をインクリメントし、前記固着条件成立カウンタのカウント値が１以上の所定値に達すると、前記ブレーキ負圧センサに異常が発生していると判定する異常判定手段とを含む、ブレーキ負圧センサの異常検出装置。

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