JPH11278228A

JPH11278228A - ブレーキ装置

Info

Publication number: JPH11278228A
Application number: JP10087758A
Authority: JP
Inventors: Toshio Takayama; 利男高山; Masaru Sakuma; 賢佐久間
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-12
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: JP4071349B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ストロークセンサや液圧センサを二重に設け
ることなく、それらセンサの故障検出が可能なブレーキ
装置を提供する。【解決手段】ブレーキペダルＢＰの踏み込みに応じた
制動液圧を発生するマスタシリンダ９と、ブレーキペダ
ルの踏み込み量を検出するストロークセンサ１と、マス
タシリンダの発生する制動液圧を検出する液圧センサ１
６、１７とを有するブレーキ装置において、ストローク
センサの出力値と液圧センサの出力値とを比較してスト
ロークセンサまたは液圧センサの故障を判定する故障検
出手段２ａを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ストロークセンサ
と液圧センサを備えたブレーキ装置に係り、特にストロ
ークセンサと液圧センサの故障検出を可能にしたブレー
キ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】運転者のブレーキ操作速度が所定以上の
時に、ペダル位置で定まるブレーキ力よりも大きなブレ
ーキ力を車輪に作用させるブレーキアシスト機能（ＢＡ
機能）を備えたブレーキ装置が知られている（米国特許
５１５８３４３、特開平７−１５６７６７号公報等）。
これは、運転者のブレーキ操作をストロークセンサを用
いて計測し、所定のしきい値より速いブレーキ操作を検
出したとき、これを緊急ブレーキであると判断して、自
動的にフルブレーキを作用させるというものである。

【０００３】また、これとは別に、先行車との車間距離
を調整する目的等に用いる自動ブレーキ機能を備えたブ
レーキ装置が知られている。これは、何らかの判断に基
づいて比較的低いブレーキ力を、特定の条件のときに自
動的に発生させるというものである。この場合、低いブ
レーキ力をスムーズに作用させることが必要であり、目
標とするブレーキ液圧と液圧センサで検出した実際のブ
レーキ液圧が等しくなるように液圧を制御している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のブレ
ーキアシスト機能と自動ブレーキ機能の両方を兼ね備え
た自動ブレーキシステムには、ストロークセンサと液圧
センサの双方が用いられるが、これらのセンサが故障す
ると、意図しない急ブレーキが作用してしまったり、ブ
レーキがかかったままの状態になって発進できなくなっ
たりすることが考えられる。そこで、センサの故障を検
出するために、両センサをそれぞれに二重化し、二重化
したセンサの出力を比較することで、センサの故障を検
出できるようにすることが考えられるが、そうすると、
二重化するゆえにコストアップとなる上、センサの装着
スペースが確保できない等の問題を生じることになる。

【０００５】本発明は、上記事情を考慮し、ストローク
センサや液圧センサを二重に設けることなく、それらセ
ンサの故障検出が可能なブレーキ装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明のブレーキ装置は、ブレーキペダル
の踏み込みに応じた制動液圧を発生するマスタシリンダ
と、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するストローク
センサと、前記マスタシリンダの発生する制動液圧を検
出する液圧センサとを有するブレーキ装置であって、前
記ストロークセンサの出力値と液圧センサの出力値とを
比較してストロークセンサまたは液圧センサの故障を判
定する故障検出手段を備えたことを特徴とする。このブ
レーキ装置では、ストロークセンサと液圧センサが共に
正常な場合、両センサの出力値の間には一定の関係が成
立する。従って、ストロークセンサと液圧センサの出力
値を比較し、両出力値が一定の関係より外れていること
を検出した場合には、センサ故障と判断する。

【０００７】請求項２の発明のブレーキ装置は、請求項
１の発明において、前記故障検出手段が、正常時におけ
る前記ストロークセンサの出力値と液圧センサの出力値
との非線形特性を示すテーブルを記憶しており、前記ス
トロークセンサまたは液圧センサの出力値の一方を前記
テーブルを用いて変換した後、その変換値を他方と比較
して、その偏差がしきい値を超えたときに故障と判定す
るものであることを特徴とする。このブレーキ装置で
は、ストロークセンサと液圧センサが共に正常な場合、
両センサの出力値の間にはブレーキ剛性の影響による非
線形の関係（非線形特性）が成立する。即ち、低液圧領
域（ブレーキ剛性が低い領域）ではブレーキホースや各
部の低剛性部の変形にブレーキ液が多く消費され、液圧
が中高圧領域（ブレーキ剛性が比較的高い領域）に移行
するに従いブレーキ液が実効的な制動力の発生に消費さ
れる。従って、ブレーキペダルの踏み込み量であるスト
ロークセンサの出力値と、液圧センサの出力する制動液
圧の検出値との間には、線形の関係ではなく、非線形の
関係が成立する。故障検出手段は、この非線形特性を示
すデータのテーブルを記憶しており、一方のセンサの出
力値をこのテーブルを用いて変換する。そうすると、こ
の変換値は、前述のブレーキ剛性の影響を補償した値と
なるので、両方のセンサが正常な場合は、他方のセンサ
の出力値とほぼ等しい値となるはずである。そこで、こ
の変換値を他方のセンサの出力値と比較してその偏差を
チェックし、偏差がしきい値より大きいときは、どちら
かのセンサが故障していると判定する。

【０００８】請求項３の発明のブレーキ装置は、請求項
１または２の発明において、前記故障検出手段が、運転
者のブレーキ操作中に故障検出することを特徴とする。
このブレーキ装置では、特別な作業を行わないでも、運
転者のブレーキ操作中に自動的にストロークセンサと液
圧センサの故障検出が行われる。

【０００９】請求項４の発明のブレーキ装置は、請求項
１〜３のいずれかの発明において、前記故障検出手段
が、イグニッションＯＦＦ操作またはイグニッションＯ
ＦＦ後のイグニッションＯＮ操作により過去の故障検出
記憶をリセットすることを特徴とする。このブレーキ装
置の場合、ブレーキエア抜き時等にストロークセンサと
液圧センサの出力が一定の関係を外れることで、一時的
な誤検出を発生することがあるが、その場合でも、イグ
ニッションをＯＦＦしたり、ＯＦＦ後に再ＯＮすれば、
自動的に前の故障記憶が消去される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は実施形態のブレーキ装置の構
成を示すブロック図である。図中符号１はブレーキペダ
ルＢＰの踏み込み量を検出するストロークセンサであ
り、その信号は制御装置２に入力されている。ブレーキ
ペダルＢＰは倍力装置４に連結され、倍力装置４は制動
液圧を発生させるマスタシリンダ９に連結されている。

【００１１】マスタシリンダ９には、発生させた制動液
圧を伝達する二系統の配管２１、２２が接続されてお
り、一方の配管２１はＡＢＳモジュレータ１０を介して
二系統の配管２３、２４に接続され、他方の配管２２も
ＡＢＳモジュレータ１０を介して二系統の配管２５、２
６に接続されている。そして、ＡＢＳモジュレータ１０
以降の各配管２３、２４、２５、２６には、伝達された
制動液圧で制動力を発生させる車輪ブレーキ１１、１
２、１３、１４が接続されている。また、前記配管２
２、２１には、マスタシリンダ９の発生する制動圧力を
検出する液圧センサ１６、１７が設けられている。

【００１２】１５で示すものはＡＢＳコントローラで、
ＡＢＳコントローラ１５は、ＡＢＳモジュレータ１０に
信号を供給することにより、マスタシリンダ９からの制
動液圧の車輪ブレーキ１１、１２、１３、１４側への伝
達を制御し、必要に応じて、各車輪のロック傾向を回避
する。

【００１３】倍カ装置４の各圧力室には圧力導管５、６
が接続され、ブレーキペダルＢＰ側の圧力室（作動圧
室）に通じる圧力導管６は、電磁弁３を介して系統圧力
源（定圧源）７または第２の圧力源（作動圧源）８のい
ずれかに選択的に接続されるようになっている。また、
反対側の圧力室（定圧室）に通じる圧力導管５は、系統
圧力源（定圧源）７に固定的に接続されている。なお、
気体式倍力装置を例に説明すれば、定圧源はエンジンの
インテークマニホールド、作動圧源は大気圧といった具
合に、作動圧源は定圧源よりも高圧に保たれている。

【００１４】制御装置２は、ストロークセンサ１の出力
信号、液圧センサ１６、１７の出力信号、あるいはＡＢ
Ｓコントローラ１５の信号を取り込んで、電磁弁３に制
御信号を与える。例えば、制御装置２は、ストロークセ
ンサ１の信号の速度（ブレーキペダルＢＰの踏み込み速
度）がしきい値を上回ったと判断したときには、ＢＡブ
レーキ（ブレーキアシストによる制動）の開始を決定
し、電磁弁３を駆動して圧力導管６を第２の圧力源８に
接続させ、フルブレーキを作用させて、ＡＢＳモジュレ
ータ１０を介して制動力を車輪ブレーキ１１、１２、１
３、１４に発生させる。また、先行車との車間距離調整
等を目的として比較的低いブレーキ力をスムーズに自動
的に作用させるべきであると判断した場合には、自動ブ
レーキの開始を決定し、目標とするブレーキ液圧と、ブ
レーキ液圧センサ１６、１７で検出した実際のブレーキ
液圧が等しくなるように開閉弁３を制御し、制動液圧を
フィードバック制御する。

【００１５】その他に制御装置２は、ストロークセンサ
１と液圧センサ１６、１７の故障を検出する故障検出手
段２ａとしての機能も果たす。このブレーキ装置の場
合、ストロークセンサ１と液圧センサ１６、１７が共に
正常な場合、両センサの出力値Ｖｓ、Ｖｐの間には、図
２に示すような、ブレーキ剛性の影響による非線形の関
係（非線形特性）が成立する。即ち、低液圧領域（ブレ
ーキ剛性が低い領域）ではブレーキホースや各部の低剛
性部の変形にブレーキ液が多く消費され、液圧が中高圧
領域（ブレーキ剛性が比較的高い領域）に移行するに従
いブレーキ液が実効的な制動力の発生に消費される。従
って、ブレーキペダルの踏み込み量であるストロークセ
ンサ１の出力値Ｖｓと、液圧センサ１６、１７の出力値
Ｖｐとの間には、線形の関係ではなく、非線形の関係が
成立する。

【００１６】制御装置２の中の前記故障検出手段２ａ
は、この非線形特性を示すデータのテーブル（図２の特
性）を記憶している。そして、ストロークセンサ１の出
力値Ｖｓをこのテーブルを用いて変換する。そうする
と、この変換値Ｖ’ｓは、前述のブレーキ剛性の影響を
補償した値となるので、ストロークセンサ１と液圧セン
サ１６、１７のセンサが共に正常な場合は、前記変換値
Ｖ’ｓが液圧センサ１６、１７の出力値Ｖｐとほぼ等し
い値となるはずである。そこで、故障検出手段２ａは、
この変換値Ｖ’ｓと液圧センサ１６、１７の出力値Ｖｐ
とを比較して、その偏差｜Ｖ’ｓ−Ｖｐ｜をチェック
し、偏差がしきい値Ｃより大きいときは、どちらかのセ
ンサが故障していると判定する。

【００１７】次に、上記制御装置２による制御内容をフ
ローチャートを参照しつつ以下に説明する。なお、図３
に示すフローチャートの制御ルーチンは、タイマ割り込
み処理により一定時間間隔毎に起動され実行されるよう
になっている。

【００１８】イグニッションオンスタート後のステップ
１０１では、まず、故障フラグＦ＿Ｆｌａｇをリセット
する。次のステップ１０２では、今回のイグニッション
オン期間中に既に故障が検出されたか否かを判定し、故
障検出済であれば、イグニッションオフされるまでステ
ップ１０２の処理を繰り返す。故障検出されていない場
合には、ステップ１０３、１０４にてそれぞれ、ストロ
ークセンサ値Ｖｓと液圧センサ値Ｖｐを読み込む。ここ
で例えばＶｐは、２個の液圧センサ１６、１７の出力Ｖ
ｐ１とＶｐ２の平均値として算出することができる。

【００１９】次にステップ１０５で駐車ブレーキ作用中
か否かを判定し、駐車ブレーキ作用中の場合には、ステ
ップ１０６で故障検出用に自動ブレーキを所定の圧力ま
で所定の速さで増減させる。ステップ１０５で駐車ブレ
ーキ非作用と判断された場合には、ステップ１０７でＢ
Ａブレーキ（ブレーキアシストによる制動）制御の要否
を判断し、必要な場合にはステップ１０８にてＢＡブレ
ーキを作用させる。さらに、ステップ１０９では、車間
距離調整等の目的で自動ブレーキを作用させるか否かを
判定し、必要な場合には自動ブレーキを作用させる。

【００２０】なお、ステップ１０５、１０７、１０９の
いずれの判断も不要となった場合であっても、ドライバ
のブレーキ操作によるストロークと液圧の増減は発生す
ることは言うまでもない。そして、これらのストローク
と液圧の増減中に、ステップ１１１にて、前述した図２
の非線形変換の入出力テーブルを用いてストロークセン
サ値ＶｓをＶ’ｓに変換して、ステップ１１２でＶｐと
Ｖ’ｓの差が所定のしきい値Ｃを超えたか否かをチェッ
クする。ＶｐとＶ’ｓの差が所定しきい値Ｃを超えた場
合には、ストロークセンサ１、液圧センサ１６、１７の
いずれかに故障が発生したと判定して、ステップ１１３
で故障フラグＦ＿Ｆｌａｇ＝１として、以降イグニッシ
ョンオフされるまでＦ＿Ｆｌａｇ＝１を保持する。

【００２１】次に別の制御例を説明する。図４はその内
容を示すフローチャートである。この例では、２個の液
圧センサ１６、１７とストロークセンサ１の３者の出力
を比較することにより、より的確に故障部位を判定でき
るようにしている。

【００２２】イグニッションスタート後のステップ２０
１では、まず、各センサの故障を表わす故障フラグＦ＿
Ｖｐ１、Ｆ＿Ｖｐ２、Ｆ＿Ｖｓをそれぞれリセットす
る。次のステップ２０２では、今回のイグニッションオ
フ期間中にすでに２個以上のセンサの故障が検出された
か否かを判定し、２個以上のセンサの故障が検出済であ
れば、イグニッションオフされるまで無限ループを実行
する。故障検出されていない場合、及び、１個のセンサ
の故障のみ検出されているような場合には、ステップ２
０３にてそれぞれ、ストロークセンサ値Ｖｓと液圧セン
サ値Ｖｐ１、Ｖｐ２を読み込む。

【００２３】次いでステップ２０４で駐車ブレーキ作用
中と判断された場合には、ステップ２０５で故障検出用
に自動ブレーキを所定の圧力まで所定の速さで増減させ
る。ステップ２０４で駐車ブレーキ非作用と判断された
場合には、ステップ２０６でストロークセンサ１の故障
が検出されているか否かを判定し、ストロークセンサが
故障の場合には、ステップ２０７で液圧センサ値を用い
てＢＡブレーキ制御の要否を判断し、ＢＡブレーキ制御
が必要な場合にはステップ２０８にてＢＡブレーキ制御
を実施する。

【００２４】また、ストロークセンサ１が正常な場合に
は、ステップ２０９でストロークセンサ値を用いてＢＡ
ブレーキ制御の要否を判断し、ＢＡブレーキ制御が必要
な場合はステップ２０８に進む。さらに、ステップ２１
０では、車間距離調整等の目的で自動ブレーキを作用さ
せるか否かを判定し、必要な場合には、ステップ２１１
にて正常な側の液圧センサ値を用いて自動ブレーキを作
用させる。そして、これらのストロークと液圧の増減中
に、図５に示す故障判定処理を行う。

【００２５】図５の故障判定のルーチンでは、まず、ス
テップ２１２にて、前述した図２の非線形変換の入出力
テーブル特性を用いてストロークセンサ値ＶｓをＶ’ｓ
に変換し、さらにステップ２１３にて、液圧センサ１６
の故障フラグＦ＿Ｖｐ１をチェックする。故障フラグＦ
＿Ｖｐ１＝１の場合、即ち、液圧センサ１６に既に故障
が発生している場合には、ステップ２１４でストローク
センサの出力Ｖｓの変換値Ｖ’ｓと残りの液圧センサ１
７の出力値Ｖｐ２を比較する。その差｜Ｖ’ｓ−Ｖｐ２
｜がしきい値Ｃを超える場合は、この時点ではどちらの
センサが故障しているかの判定は不可能なため、ステッ
プ２１５にて液圧センサ１７の故障フラグＦ＿Ｖｐ２＝
１とし、さらにステップ２２４にてストロークセンサ１
の故障フラグＦ＿Ｖｓ＝１とする。

【００２６】同様に、ステップ２１６にて、ストローク
センサ１の故障フラグＦ＿Ｖｓをチェックし、故障フラ
グＦ＿Ｖｓ＝１の場合、即ち、ストロークセンサ１に既
に故障が発生している場合には、ステップ２１７で液圧
センサ１６、１７の出力値Ｖｐ１、Ｖｐ２を比較する。
その差｜Ｖｐ１−Ｖｐ２｜がしきい値Ｃを超える場合
は、この時点ではどちらのセンサが故障しているかの判
定は不可能なため、ステップ２１８にて液圧センサ１６
の故障フラグＦ＿Ｖｐ１＝１とし、さらにステップ２２
７にて液圧センサ１７の故障フラグＦ＿Ｖｐ２＝１とす
る。

【００２７】さらに同様に、ステップ２１９にて、液圧
センサ１７の故障フラグＦ＿Ｖｐ２をチェックし、故障
フラグＦ＿Ｖｐ２＝１の場合、即ち、液圧センサ１７に
既に故障が発生している場合には、ステップ２２０でス
トロークセンサの出力Ｖｓの変換値Ｖ’ｓと残りの液圧
センサ１６の出力値Ｖｐ１を比較する。その差｜Ｖ’ｓ
−Ｖｐ１｜がしきい値Ｃを超える場合は、この時点では
どちらのセンサが故障しているかの判定は不可能なた
め、ステップ２１５にてストロークセンサ１の故障フラ
グＦ＿Ｖｓ＝１とし、さらにステップ２３０にて液圧セ
ンサ１６の故障フラグＦ＿Ｖｐ１＝１とする。

【００２８】ステップ２１３、２１６、２１９を経る段
階で、どのセンサにも故障が発生していないと判断され
た場合は、ステップ２２２及び２２３、ステップ２２５
及び２２６、ステップ２２８及び２２９にて、３つのセ
ンサ出力値を各々比較し、多数決の原理に基づいて故障
判定を行う。即ち、３つのセンサ出力値のうち、２つが
同じで、残りが違う場合は、同じ出力を発生する２つの
センサを正常とし、異なる出力値を示すセンサを故障と
判定する。

【００２９】例えばステップ２２２、２２３では、Ｖ’
ｓをＶｐ１、Ｖｐ２と比べる。Ｖ’ｓがＶｐ１とＶｐ２
に対して共に異なる場合は、ストロークセンサ１の故障
と判断して、ステップ２２４で故障フラグＦ＿Ｖｓ＝１
とする。また、ステップ２２５、２２６では、Ｖｐ２を
Ｖ’ｓ、Ｖｐ１と比べる。Ｖｐ２がＶ’ｓとＶｐ１に対
して共に異なる場合は、液圧センサ１７の故障と判断し
てステップ２２７で故障フラグＦ＿Ｖｐ２＝１とする。
また、ステップ２２８、２２９では、Ｖｐ１をＶ’ｓ、
Ｖｐ２と比べる。Ｖｐ１がＶ’ｓとＶｐ２に対して共に
異なる場合は、液圧センサ１６の故障と判断してステッ
プ２３０で故障フラグＦ＿Ｖｐ１＝１とする。

【００３０】このように、３つのセンサ（ストロークセ
ンサ１と液圧センサ１６、１７）の出力値を比較するこ
とで、センサの故障発生ばかりでなく、どのセンサに故
障が発生したかまでを判断することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、ストロークセンサの出力値と液圧センサの出力
値との間に一定の関係があることに着目し、両出力値を
比較することにより、ストロークセンサまたは液圧セン
サの故障を判定するようにしたので、ストロークセンサ
と液圧センサを二重化することなく、センサの故障を確
実に検知することができる。よって、コストアップとな
らない上、センサの装着スペースの確保の問題も生じな
い。

【００３２】請求項２の発明によれば、ブレーキ剛性に
関するストロークセンサ出力と液圧センサ出力の非線形
特性を考慮した上で両センサ出力を相互に比較するよう
にしたので、正確に両センサの故障検出を行うことがで
きる。

【００３３】請求項３の発明によれば、故障検出手段が
運転者のブレーキ操作中に故障検出するので、特別な作
業を行わないでも、ストロークセンサと液圧センサの故
障検出を行うことができる。

【００３４】請求項４の発明によれば、イグニッション
ＯＦＦ操作、またはイグニッションＯＦＦ後のイグニッ
ションＯＮ操作により、故障検出記憶をリセットするよ
うにしたので、ブレーキエア抜き時等のように一時的に
故障を誤判定する場合があっても、特別な故障記憶消去
操作が不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のブレーキ装置の全体構成
を示すブロック図である。

【図２】同ブレーキ装置の制御装置に記憶されたテー
ブルを示す図である。

【図３】同ブレーキ装置の制御装置の制御内容を示す
フローチャートである。

【図４】同ブレーキ装置の制御装置の制御内容の別の
例を示すフローチャートである。

【図５】図４のフローチャートの中のサブルーチンの
詳細を示すフローチャートである。

【符号の説明】

ＢＰブレーキペダル１ストロークセンサ２制御装置（故障検出手段）２ａ故障検出手段９マスタシリンダ１６，１７液圧センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブレーキペダルの踏み込みに応じた制動
液圧を発生するマスタシリンダと、ブレーキペダルの踏
み込み量を検出するストロークセンサと、前記マスタシ
リンダの発生する制動液圧を検出する液圧センサとを有
するブレーキ装置であって、前記ストロークセンサの出
力値と液圧センサの出力値とを比較してストロークセン
サまたは液圧センサの故障を判定する故障検出手段を備
えたことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項２】前記故障検出手段が、正常時における前
記ストロークセンサの出力値と液圧センサの出力値との
非線形特性を示すテーブルを記憶しており、前記ストロ
ークセンサまたは液圧センサの出力値の一方を前記テー
ブルを用いて変換した後、その変換値を他方と比較し
て、その偏差がしきい値を超えたときに故障と判定する
ものであることを特徴とする請求項１記載のブレーキ装
置。
【請求項３】前記故障検出手段が、運転者のブレーキ
操作中に故障検出することを特徴とする請求項１または
２記載のブレーキ装置。
【請求項４】前記故障検出手段が、イグニッションＯ
ＦＦ操作またはイグニッションＯＦＦ後のイグニッショ
ンＯＮ操作により過去の故障検出記憶をリセットするこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のブレー
キ装置。