JPWO2012017482A1 - ストロークセンサ異常判定装置 - Google Patents
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Abstract
ストロークセンサ異常判定装置200は、ブレーキペダルのストローク量に応じて変化する電気信号を検出することにより、ブレーキペダルのストローク量を検出するストロークセンサ46と、少なくともストローク量に基づいて目標となる車両の減速度と相関のある全体目標値を算出する減速度算出部と、ストロークセンサ46によって検出された電気信号に基づいてストロークセンサが異常か否かを判定し、ストロークセンサ46が異常であると判定された場合にはストロークセンサ46が異常であることを示す信号を出力可能な異常判定部104と、を備える。異常判定部104は、ストローク量の変化があった場合に全体目標値の変化が所定の閾値以下のとき、ストロークセンサ46が異常であることを示す信号を出力しない。
Description
本発明はストロークセンサ異常判定装置に関し、特に、ブレーキペダルのストローク量を検出するストロークセンサに異常があるか否かを判定するストロークセンサ異常判定装置に関する。
従来、ブレーキペダルのストローク量やマスタシリンダ圧に基づいて目標制動力を算出し、所望の制動力をホイールシリンダによって発生させるべく、装置が備える開閉弁を制御するブレーキ制御装置が知られている。このような装置では、ブレーキペダルのストローク量を検出するためにストロークセンサが用いられている。
ブレーキ制御装置が備えるストロークセンサに異常がある場合、精度の高い制動制御が難しくなることがある。そのため、ストロークセンサに異常がある場合、通常モードの制動制御とは異なるモードの制動制御に切り替えることが考えられる。
しかしながら、制動制御のモードの切り替えは、ブレーキフィーリングの向上という観点からはなるべく抑制することが好ましい。そこで、ブレーキペダルのストローク端部の近傍にブレーキペダルが位置している場合には、ストロークセンサの異常を判定しないストロークセンサ異常判定装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。これにより、ブレーキフィーリングの向上が図られている。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ブレーキフィーリングの更なる改善に寄与するストロークセンサ異常判定装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様のストロークセンサ異常判定装置は、ブレーキペダルのストローク量に応じて変化する電気信号を検出することにより、ブレーキペダルのストローク量を検出するストロークセンサと、少なくとも前記ストローク量に基づいて目標となる車両の減速度と相関のある全体目標値を算出する減速度算出手段と、前記ストロークセンサによって検出された電気信号に基づいて前記ストロークセンサが異常か否かを判定し、該ストロークセンサが異常であると判定された場合にはストロークセンサが異常であることを示す信号を出力可能な異常判定手段と、を備える。前記異常判定手段は、ストローク量の変化があった場合に前記全体目標値の変化が所定の閾値以下のとき、あるいは、ストローク量の変化に対する前記全体目標値の変化が所定の閾値以下のとき、前記ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しない。
例えば、摺動式ストロークセンサでは、抵抗体上をブラシが摺動するため、ブラシと抵抗体との間にブラシや抵抗体の摩耗粉が蓄積する場合がある。この摩耗粉は、ブレーキペダルのストローク量と検出される電気信号(例えば、電圧値)との間の関係に影響を与え、ストロークセンサの適切な異常判定を阻害する可能性がある。一方、目標となる車両の減速度と相関のある全体目標値を算出する際、ストローク量と全体目標値との関係によっては、ストローク量が変化しても全体目標値がほとんど変化しない場合もある。このような場合、仮に異常なストロークセンサによって検出されたストローク量に基づいて全体目標値を算出しても、全体目標値の精度や変化には影響がほとんどない。つまり、ストロークセンサが異常であると判定して、それまでの制動制御を変更する必要性が少ない。そこで、この態様によると、異常判定手段は、ストローク量の変化があった場合に全体目標値の変化が所定の閾値以下のとき、あるいは、ストローク量の変化に対する全体目標値の変化が所定の閾値以下のとき、ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しない。これにより、必要性の少ない制動制御の変更が抑制され、制動制御の変更によるブレーキフィーリングの違和感が軽減されるため、ブレーキフィーリングの更なる改善に寄与することができる。
ここで、「目標値」とは、例えば、車両に必要とされる制動力(換言すると減速度)を算出するにあたり、制動力と相関のある値として定義される。具体的には、目標制動力、目標制動トルク、目標油圧など、減速度と相関のある指標が挙げられる。また、「全体目標値」とは、一以上の目標値に基づいて制動力と相関のある値として最終的に算出されたものということができる。また、「ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しない」とは、そもそもストロークセンサが異常であることについての判定がなされておらず、ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力できない場合だけでなく、ストロークセンサが異常であることについての判定が暫定的になされてはいるが、その結果を示す信号は出力しない場合も含まれる。また、「所定の閾値」としては、実験やシミュレーションにより適切な値が設定される。例えば、ストローク量の変化によって生じる全体目標値の変化がブレーキフィーリングに影響を与えるか否かによって閾値を設定してもよい。
本発明の別の態様もまた、ストロークセンサ異常判定装置である。この装置は、ブレーキペダルのストローク量に応じて変化する電気信号を検出することにより、ブレーキペダルのストローク量を検出するストロークセンサと、少なくとも前記ストローク量に基づいて目標となる車両の減速度と相関のある全体目標値を算出する減速度算出手段と、前記ストロークセンサによって検出された電気信号に基づいて前記ストロークセンサが異常か否かを判定し、該ストロークセンサが異常であると判定された場合にはストロークセンサが異常であることを示す信号を出力可能な異常判定手段と、を備える。前記異常判定手段は、前記全体目標値を算出する際に用いられる、ストローク量と相関のある関数の寄与が所定の割合以下の場合、前記ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しない。
前述のように、摺動式ストロークセンサでは、蓄積した摩耗粉が、ブレーキペダルのストローク量と検出される電気信号との間の関係に影響を与え、ストロークセンサの適切な異常判定を阻害する可能性がある。一方、目標となる車両の減速度と相関のある全体目標値を算出する際、ストローク量の影響が実質的にない場合、ストローク量が変化しても全体目標値がほとんど変化しないことになる。このような場合、仮に異常なストロークセンサによって検出されたストローク量に基づいて全体目標値を算出しても、全体目標値の精度や変化には影響がほとんどない。つまり、ストロークセンサが異常であると判定して、それまでの制動制御を変更する必要性が少ない。そこで、この態様によると、異常判定手段は、全体目標値を算出する際に用いられる、ストローク量と相関のある関数の寄与が所定の閾値以下の場合、ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しない。これにより、必要性の少ない制動制御の変更が抑制され、制動制御の変更によるブレーキフィーリングの違和感が軽減されるため、ブレーキフィーリングの更なる改善に寄与することができる。ここで、「所定の割合」としては、実験やシミュレーションにより適切な値が設定される。例えば、ストローク量と相関のある関数の寄与が全体目標値に与える影響を考慮し、全体目標値の変化がブレーキフィーリングに影響を与えるか否かによって割合を設定してもよい。
前記減速度算出手段は、前記ストロークセンサによって検出された電気信号に基づいて算出された第1の目標値と、前記ストロークセンサとは異なる他のセンサによって検出された電気信号に基づいて算出された第2の目標値とを用い、該第1の目標値と該第2の目標値とを条件に応じた所定の割合で加算することで前記全体目標値を算出し、前記異常判定手段は、前記全体目標値を算出する際の前記第1の目標値の割合が所定の閾値以下の場合、前記ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しない。これにより、仮にストロークセンサに異常があっても必要性の少ない制動制御の変更が抑制されるとともに、主として他のセンサによって検出された電気信号に基づいて全体目標値が算出されるため、通常の制動制御を精度良く維持することが可能となる。
前記他のセンサは、ブレーキペダルのストローク量に応じて液圧を発生させるマスタシリンダの圧力を検出するマスタ圧センサであってもよい。
本発明のさらに別の態様は、ストロークセンサ異常判定装置である。この装置は、ブレーキペダルのストローク量に応じて変化する電気信号を検出することにより、ブレーキペダルの第1のストローク量を検出する第1のストロークセンサと、ブレーキペダルのストローク量に応じて変化する電気信号を検出することにより、ブレーキペダルの第2のストローク量を検出する第2のストロークセンサと、少なくとも前記第1のストローク量および前記第2のストローク量に基づいて目標となる車両の減速度と相関のある全体目標値を算出する減速度算出手段と、前記第1のストロークセンサおよび前記第2のストロークセンサによって検出された各電気信号に基づいて、少なくとも前記第1のストロークセンサおよび前記第2のストロークセンサのいずれか一方が異常か否かを判定し、少なくともいずれか一方のストロークセンサが異常であると判定された場合にはストロークセンサが異常であることを示す信号を出力可能な異常判定手段と、を備える。前記減速度算出手段は、前記第1のストローク量の関数であって、少なくとも飽和している範囲が定義された関数である第1の目標値と、前記第2のストローク量の関数であって、少なくとも飽和している範囲が定義された関数である第2の目標値と、を算出し、前記異常判定手段は、前記第1の目標値と前記第2の目標値との差が所定の閾値以下の場合、前記ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しない。ここで、「飽和」とは、例えば、ストローク量の変化に対して各目標値の変化が小さくなるような、より好ましくは変化が実質的に0となるような関係をいう。
前述のように、摺動式ストロークセンサでは、蓄積した摩耗粉が、ブレーキペダルのストローク量と検出される電気信号との間の関係に影響を与え、ストロークセンサの適切な異常判定を阻害する可能性がある。そこで、複数のストロークセンサを用いることで、ストロークセンサの異常を簡便に判定することができる。例えば、複数のストロークセンサの各電気信号を比較して大きく相違していれば、少なくともいずれか一方のストロークセンサが異常であることが推定される。一方、目標となる車両の減速度と相関のある全体目標値を算出する際に、各ストロークセンサで検出されたストローク量を共に用いることで、全体目標値を精度良く算出することができる。全体目標値は、例えば、ストローク量と相関のある第1の目標値と第2の目標値とを用いて算出される。この場合、各ストロークセンサによって検出された各電気信号あるいは各ストローク量の値に大きな差があれば、ストロークセンサが異常であることが推定される。
しかしながら、第1のストローク量の関数である第1の目標値が、少なくとも飽和している範囲が定義された関数である場合、第1のストローク量の変化に対して第1の目標値がほぼ一定となる範囲があることになる。また、同様に、第2のストローク量の関数である第2の目標値が、少なくとも飽和している範囲が定義された関数である場合、第2のストローク量の変化に対して第2の目標値がほぼ一定となる範囲があることになる。なお、第1のストローク量の関数および第2のストローク量の関数は共通であってもよい。この場合、仮に検出される各ストローク量に大きな差があっても、第1の目標値および第2の目標値に大きな差が生じないことになる。つまり、仮にいずれか一方のストロークセンサが異常であり、正常なストロークセンサが検出したストローク量と異常なストロークセンサが検出したストローク量が大きく異なっていても、第1の目標値および第2の目標値がほぼ同じ値となるのであれば、異常なストロークセンサによって検出されたストローク量の関数を用いて全体目標値を算出しても、全体目標値の精度には影響がほとんどない。したがって、ストロークセンサが異常であると判定して、それまでの制動制御を変更する必要性が少ない。そこで、この態様によると、異常判定手段は、第1の目標値と第2の目標値との差が所定の閾値以下の場合、ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しない。これにより、必要性の少ない制動制御の変更が抑制され、制動制御の変更によるブレーキフィーリングの違和感が軽減されるため、ブレーキフィーリングの更なる改善に寄与することができる。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明によれば、ブレーキフィーリングの更なる改善に寄与するストロークセンサ異常判定装置を提供することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態に係るブレーキ制御装置10の系統図である。ブレーキ制御装置10には電子制御式ブレーキシステム(ECB)が採用されており、運転者によるブレーキ操作部材としてのブレーキペダル12の操作に応じて車両の4輪のブレーキを独立かつ最適に設定する。また、本実施の形態に係るブレーキ制御装置10が搭載された車両は、4つの車輪のうちの操舵輪を操舵する図示されない操舵装置や、これら4つの車輪のうちの駆動輪を駆動する図示されない内燃機関やモータ等の走行駆動源等を備えるものである。
図1は、第1の実施の形態に係るブレーキ制御装置10の系統図である。ブレーキ制御装置10には電子制御式ブレーキシステム(ECB)が採用されており、運転者によるブレーキ操作部材としてのブレーキペダル12の操作に応じて車両の4輪のブレーキを独立かつ最適に設定する。また、本実施の形態に係るブレーキ制御装置10が搭載された車両は、4つの車輪のうちの操舵輪を操舵する図示されない操舵装置や、これら4つの車輪のうちの駆動輪を駆動する図示されない内燃機関やモータ等の走行駆動源等を備えるものである。
本実施の形態に係るブレーキ制御装置10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、ブレーキ制御装置10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。本実施の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。なお、ブレーキ制御装置としては、液圧制動のみで所望の制動力を発生させるものであってもよい。
制動力付与機構としての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。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25とブレーキキャリパに内蔵されたホイールシリンダ20FR〜20RLを含む。そして、各ホイールシリンダ20FR〜20RLは、それぞれ異なる流体通路を介して油圧アクチュエータ80に接続されている。なお以下では適宜、ホイールシリンダ20FR〜20RLを総称して「ホイールシリンダ20」という。
ブレーキ制御装置10においては後述の右マスタカット弁22FRおよび左マスタカット弁22FL、増圧弁40FR〜40RL、減圧弁42FR〜42RL、オイルポンプ34、アキュムレータ50等を含んで油圧アクチュエータ80が構成されている。ホイールシリンダ20に油圧アクチュエータ80からブレーキフルードが供給されると、車輪とともに回転するブレーキディスク25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、本実施の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20を含む他の制動力付与機構を用いてもよい。あるいは、流体力により摩擦部材の押圧力を制御するのではなく、例えば電動モータ等の電動の駆動機構を用いて摩擦部材の車輪への押圧力を制御する制動力付与機構を用いることもできる。
ブレーキペダル12は、運転者による踏み込み操作に応じて作動液としてのブレーキフルードを送り出すマスタシリンダ14に接続されている。マスタシリンダ14は、ブレーキペダルのストローク量に応じて液圧を発生させる。また、ブレーキペダル12には、その踏込ストロークを検出するストロークセンサ46が設けられている。ストロークセンサ46は、2系統のセンサすなわち出力系統が並列に設けられている。ストロークセンサ46のこれら2つの出力系統は、踏み込みストロークをそれぞれ独立かつ並列的に計測して出力する。複数の出力系統を備えることにより、いずれの出力系統が故障したとしても踏み込みストロークを測定することができるのでフェイルセーフ性を高める上で有効である。また、複数の出力系統からの出力を加味して(例えば平均して)ストロークセンサ46の出力とすることにより、一般に信頼性の高い出力を得ることができる。
ストロークセンサ46としては、例えば、摺動式のセンサを用いてもよい。摺動式のストロークセンサ46は、ブレーキペダル12のストローク量に応じて変化する電気信号を検出することにより、ブレーキペダル12のストローク量を検出する。ストロークセンサの各出力系統から並列的に出力された計測値は、例えば、電子制御ユニット(以下「ECU」という)100にそれぞれ入力され、ECU100は入力された計測値を利用してストローク量を演算する。演算されたストローク量は例えば目標減速度の演算に用いられる。なお、ストロークセンサ46は、3つ以上の出力系統を並列に備えていてもよい。また、ストロークセンサ46は複数の接点を有して、見かけ上複数のセンサであるかのように複数の測定値をECU100に並列に出力するように構成されていてもよい。
マスタシリンダ14の一方の出力ポートには、運転者によるブレーキペダル12の操作力に応じた反力を創出するストロークシミュレータ24が接続されている。マスタシリンダ14とストロークシミュレータ24とを接続する流路の中途には、シミュレータカット弁23が設けられている。シミュレータカット弁23は、非通電時に閉状態にあり、運転者によるブレーキペダル12の操作が検出された際に開状態に切り替えられる常閉型の電磁開閉弁である。なお、シミュレータカット弁23を設置することは必須ではなく、ストロークシミュレータ24がシミュレータカット弁23を介することなくマスタシリンダ14に直接接続されていてもよい。
マスタシリンダ14の一方の出力ポートには更に右前輪用のブレーキ油圧制御管16が接続されており、ブレーキ油圧制御管16は、図示されない右前輪に対して制動力を付与する右前輪用のホイールシリンダ20FRに接続されている。また、マスタシリンダ14の他方の出力ポートには、左前輪用のブレーキ油圧制御管18が接続されており、ブレーキ油圧制御管18は、図示されない左前輪に対して制動力を付与する左前輪用のホイールシリンダ20FLに接続されている。
右前輪用のブレーキ油圧制御管16の中途には、右マスタカット弁22FRが設けられており、左前輪用のブレーキ油圧制御管18の中途には、左マスタカット弁22FLが設けられている。なお、以下では適宜、右マスタカット弁22FRおよび左マスタカット弁22FLを総称して、マスタカット弁22という。
マスタカット弁22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22は、マスタシリンダ14と前輪側のホイールシリンダ20FRおよび20FL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22が閉弁されるとブレーキフルードの流通は遮断される。
また、右前輪用のブレーキ油圧制御管16の中途には、右前輪側のマスタシリンダ圧を検出する右マスタ圧センサ48FRが設けられており、左前輪用のブレーキ油圧制御管18の途中には、左前輪側のマスタシリンダ圧を計測する左マスタ圧センサ48FLが設けられている。ブレーキ制御装置10では、運転者によってブレーキペダル12が踏み込まれた際、ストロークセンサ46によりその踏み込み操作量が検出されるが、これらの右マスタ圧センサ48FRおよび左マスタ圧センサ48FLによって検出されるマスタシリンダ圧からもブレーキペダル12の踏み込み操作力(踏力)を求めることができる。このように、ストロークセンサ46の故障を想定して、マスタシリンダ圧を2つの圧力センサ48FRおよび48FLによって監視することは、フェイルセーフの観点からみて好ましい。なお、以下では適宜、右マスタ圧センサ48FRおよび左マスタ圧センサ48FLを総称して、マスタ圧センサ48という。
また、マスタシリンダ14には、ブレーキフルードを貯留するためのリザーバタンク26が接続されている。リザーバタンク26には、油圧給排管28の一端が接続されており、この油圧給排管28の他端には、モータ32により駆動されるオイルポンプ34の吸込口が接続されている。オイルポンプ34の吐出口は、高圧管30に接続されており、この高圧管30には、アキュムレータ50とリリーフバルブ53とが接続されている。本実施の形態では、オイルポンプ34として、モータ32によってそれぞれ往復移動させられる2体以上のピストン(図示せず)を備えた往復動ポンプが採用される。また、アキュムレータ50としては、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に変換して蓄えるものが採用される。なお、モータ32、オイルポンプ34、およびアキュムレータ50は、油圧アクチュエータ80とは別体のパワーサプライユニットとして構成されて油圧アクチュエータ80の外部に設けられていてもよい。
アキュムレータ50は、オイルポンプ34によって例えば14〜22MPa程度にまで昇圧されたブレーキフルードを蓄える。また、リリーフバルブ53の弁出口は、油圧給排管28に接続されており、アキュムレータ50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53が開弁し、高圧のブレーキフルードは油圧給排管28へと戻される。さらに、高圧管30には、アキュムレータ50の出口圧力、すなわち、アキュムレータ50におけるブレーキフルードの圧力を検出するアキュムレータ圧センサ51が設けられている。
そして、高圧管30は、増圧弁40FR,40FL,40RR,40RLを介して右前輪用のホイールシリンダ20FR、左前輪用のホイールシリンダ20FL、右後輪用のホイールシリンダ20RRおよび左後輪用のホイールシリンダ20RLに接続されている。以下適宜、増圧弁40FR〜40RLを総称して「増圧弁40」という。増圧弁40は、リニアソレノイドおよびスプリングを有しており、いず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の電磁流量制御弁(リニア弁)である。増圧弁40は、上流側のアキュムレータ圧と下流側のホイールシリンダ圧との差圧が当該弁を開弁させようとする力として作用するように設置されている。増圧弁40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。増圧弁40を通じて上流圧すなわちアキュムレータ圧が供給されホイールシリンダ20は増圧される。
また、右前輪用のホイールシリンダ20FRと左前輪用のホイールシリンダ20FLとは、それぞれ前輪側の減圧弁42FRまたは42FLを介して油圧給排管28に接続されている。減圧弁42FRおよび42FLは、必要に応じてホイールシリンダ20FR,20FLの減圧に利用される常閉型の電磁流量制御弁(リニア弁)である。減圧弁42FRおよび42FL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、いずれもソレノイドが非通電状態にある場合に閉とされ、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。減圧弁42FRおよび42FLは、上流側のホイールシリンダ圧と下流側のリザーバ圧(大気圧)との差圧が当該弁を開弁させようとする力として作用するように設置されている。
一方、右後輪用のホイールシリンダ20RRと左後輪用のホイールシリンダ20RLとは、常開型の電磁流量制御弁である減圧弁42RRまたは42RLを介して油圧給排管28に接続されている。後輪側の減圧弁42RRまたは42RL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、いずれもソレノイドが非通電状態にある場合に開とされ、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。また、電流の大きさがホイールシリンダ圧に応じて定まる所定の電流値を超えた場合には閉弁される。減圧弁42RRおよび42RLは、上流側のホイールシリンダ圧と下流側のリザーバ圧(大気圧)との差圧が当該弁を開弁させようとする力として作用するように設置されている。以下、適宜、減圧弁42FR〜42RLを総称して「減圧弁42」という。
また、右前輪用、左前輪用、右後輪用および左後輪用のホイールシリンダ20FR〜20RL付近には、それぞれ対応するホイールシリンダ20に作用するブレーキフルードの圧力であるホイールシリンダ圧を検出するホイールシリンダ圧センサ44FR,44FL,44RRおよび44RLが設けられている。以下、適宜、ホイールシリンダ圧センサ44FR〜44RLを総称して「ホイールシリンダ圧センサ44」という。
油圧アクチュエータ80は、本実施の形態における制御部としてのECU100によって制御される。ECU100は、各種演算処理を実行するCPU、各種制御プログラムを格納するROM、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるRAM、入出力インターフェース、メモリ等を備えるものである。
ECU100には、ストロークセンサ46、マスタ圧センサ48、ホイールシリンダ圧センサ44が接続される。ストロークセンサ46、マスタ圧センサ48、ホイールシリンダ圧センサ44は測定値を示す信号を出力し、ECU100は各センサの出力信号を入力信号として受ける。各センサの検出値は、所定時間おきにECU100に与えられ、ECU100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ブレーキ制御装置10は、例えばブレーキ回生協調制御を実行することができる。ブレーキ制御装置10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12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。ECU100は、制動オン条件が成立した場合に、運転者によるブレーキ操作が開始され制動要求が発生したものと判定する。また、ECU100は、制動オフ条件が成立した場合に、運転者によるブレーキ操作が解除され制動要求も解除されたものと判定する。ECU100は、例えば、制動オン条件が不成立となった場合に制動オフ条件が成立したと判定してもよい。
制動要求を受けてECU100はブレーキペダル12の踏み込みストローク量とマスタシリンダ圧とから目標減速度すなわち要求制動力を演算する。ECU100は、要求制動力から回生による制動力を減じることによりブレーキ制御装置10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、回生による制動力は、上位のハイブリッドECU(図示せず)からブレーキ制御装置10に供給される。そして、ECU100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20FR〜20RLの目標液圧を算出する。ECU100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により増圧弁40や減圧弁42に供給する制御電流の値を決定する。ECU100は、目標減速度および目標液圧の演算と各制御弁の制御とを制動中に所定周期で繰り返し実行する。
その結果、ブレーキ制御装置10においては、ブレーキフルードがアキュムレータ50から増圧弁40を介して各ホイールシリンダ20に供給され、車輪に所望の制動力が付与される。また、各ホイールシリンダ20からブレーキフルードが減圧弁42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。このようにして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。
このとき右マスタカット弁22FRおよび左マスタカット弁22FLは通常は閉状態とされる。ブレーキ回生協調制御中は、マスタカット弁22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。運転者によるブレーキペダル12の踏み込みによりマスタシリンダ14から送出されたブレーキフルードは、ストロークシミュレータ24に流入する。これにより適切なペダル反力が生成される。
本実施の形態においてはブレーキシステムが正常な場合、ECU100は、運転者のブレーキ操作入力として例えばペダルストロークが制動オン判定閾値を超えたことを条件として制動オンであるとする。例えば、ECU100は、ストロークセンサ46の各出力系統の検出値に基づいてそれぞれ算出されるペダルストロークが共に制動オン判定閾値を超えたことを条件として制動オンであるとする。また、ECU100はブレーキ操作入力として例えば右マスタ圧センサ48FRおよび左マスタ圧センサ48FLのそれぞれの測定値を利用して制動オンか否かを判定する。ECU100は、右マスタ圧センサ48FRおよび左マスタ圧センサ48FLのそれぞれの測定値が共にあらかじめ設定された液圧閾値を超えたことを条件として制動オンであるとしてもよい。
また、ブレーキシステムが正常な場合、目標減速度は例えば次のように演算される。まずECU100は、ストロークセンサ46により測定されたペダルストロークSTおよびマスタ圧センサ48により測定されたマスタシリンダ圧PMCを読み込む。なお、測定値として2つのマスタ圧センサ48のいずれの測定値を用いてもよいし、2つの測定値の平均値を用いてもよい。また、ECU100はこれらの入力信号にローパスフィルタを適宜かけて滑らかな信号としてもよい。
ECU100は、ペダルストロークSTの測定値からストロークに基づくストローク目標減速度GSTを求める。例えば、ECU100には、ペダルストロークSTとストロークに基づくストローク目標減速度GSTとの関係があらかじめマップ化されて記憶されている。一例ではペダルストロークSTが増加するとともにストローク目標減速度GSTの増加率が大きくなるように両者の関係が設定されている。
さらにECU100は、マスタシリンダ圧PMCの測定値からマスタシリンダ圧に基づくマスタシリンダ圧目標減速度GPMCを求める。ECU100には、同様にマスタシリンダ圧PMCとマスタシリンダ圧に基づくマスタシリンダ圧目標減速度GPMCとの関係があらかじめマップ化されて記憶されている。例えばマスタシリンダ圧PMCとマスタシリンダ圧目標減速度GPMCとがほぼリニアとなるように両者の関係が設定されている。
ECU100は、上述のストローク目標減速度GSTおよびマスタシリンダ圧目標減速度GPMCの重み付け平均値として、式(1)により全体目標減速度G0を算出する。
G0=α・GPMC+(1−α)・GST・・・式(1)
G0=α・GPMC+(1−α)・GST・・・式(1)
ここで、係数αは、マスタシリンダ圧に基づくマスタシリンダ圧目標減速度GPMCに対する重みであり、0以上1以下のいずれの値である。ECU100は、例えば、マスタシリンダ圧目標減速度GPMCに基づいて係数αを算出する。ECU100には、マスタシリンダ圧に基づくマスタシリンダ圧目標減速度GPMCの値と係数αとの関係があらかじめ設定されて記憶されている。
ECU100は更に、算出された全体目標減速度G0に基づいて各ホイールシリンダ20における目標液圧を演算し、ホイールシリンダ圧が目標液圧となるように増圧弁40および減圧弁42を制御する。
なお、本実施の形態に係るブレーキ制御装置10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、当然制動力を制御することができる。ブレーキ回生協調制御を実行しているか否かにかかわらず、増圧弁40および減圧弁42により制動力を制御する制御モードを以下では適宜「リニア制御モード」と称する。あるいは、ブレーキバイワイヤによる制御と呼ぶ場合もある。ブレーキシステムが正常である場合には通常リニア制御モードが選択されて制動力が制御される。
リニア制御モードでの制御中に、例えば作動液圧の応答遅れやオーバーシュート等によりホイールシリンダ圧が目標液圧から乖離してしまう場合がある。ECU100は、例えばホイールシリンダ圧センサ44の測定値に基づいてホイールシリンダ圧の応答異常の有無を周期的に判定している。ECU100は、例えばホイールシリンダ圧測定値の目標液圧からの乖離量が基準を超える状態が所定時間以上継続した場合にホイールシリンダ圧の制御応答に異常があると判定する。ホイールシリンダ圧の制御応答に異常があると判定された場合には、ECU100は、リニア制御モードを中止してバックアップ用のブレーキモードに制御モードを切り替える。あるいはブレーキシステムのいずれの箇所に故障(例えばセンサ故障)が生じる場合もある。このような場合にもECU100は、リニア制御モードを中止してバックアップ用のブレーキモードに制御モード(以下では、適宜「バックアップ制御モード」と称する)を切り替えてもよい。
バックアップ制御モードにおいては、運転者のブレーキペダル12への入力が液圧に変換され機械的にホイールシリンダ20に伝達されて車輪に制動力が付与される。ECU100は、増圧弁40および減圧弁42の制御を中止する。このため増圧弁40および減圧弁42の開閉状態は初期状態となる。つまり増圧弁40はいずれも閉弁され、減圧弁42のうちフロント側の減圧弁42FR、42FLは閉弁され、減圧弁42のうちリヤ側の減圧弁42RR、42RLは開弁される。またマスタカット弁22は開弁される。なお本実施の形態では、各輪に増圧弁40および減圧弁42が設けられているので、ECU100は、ホイールシリンダ圧の応答異常を各輪で判定し、異常が検出されたホイールシリンダのみをバックアップ制御モードに移行してもよい。
図2は、第1の実施の形態に係るストロークセンサ46の一部の構成を示す図である。ストロークセンサ46は摺動式ストロークセンサであり、抵抗体82およびブラシ84を有する。ブラシ84はブレーキペダル12に固定されており、ブレーキペダル12のストローク量に応じた距離だけブラシ84が抵抗体82上を摺動する。
図3は、第1の実施の形態に係るストロークセンサ46の回路図である。ストロークセンサ46には、抵抗体82とブラシ84とが2対設けられている。以下、これらを第1抵抗体82A、第2抵抗体82B、第1ブラシ84A、および第2ブラシ84Bとして説明する。
第1抵抗体82Aと第2抵抗体82Bとは並列に接続され、両端に所定の電圧が印加されている。第1ブラシ84Aは、ブレーキペダル12の回転に応じて第1抵抗体82A上を摺動し、第2ブラシ84Bは、ブレーキペダル12の回転に応じて第2抵抗体82B上を摺動する。第1ブラシ84Aおよび第2ブラシ84BはECU100に接続されており、各々は抵抗を介して接地されている。こうして、第1ブラシ84Aの第1抵抗体82Aとの接点と、ECU100内部の接地点との間には、ブレーキペダル12のストローク量に応じた電圧が生じる。この電圧を第1電圧V1とし、第1電圧V1が生じるこのような構成を第1電圧検出部86とする。また、第2ブラシ84Bと第2抵抗体82Bとの接点と、ECU100内部の接地点との間にも、ブレーキペダル12のストローク量に応じた電圧が生じる。この電圧を第2電圧V2とし、第2電圧V2が生じるこのような構成を第2電圧検出部88とする。
図4は、ブレーキペダル12の回転角度と、第1電圧V1および第2電圧V2の各々との関係を示す図である。図4に示すように、第1電圧V1は、ブレーキペダル12の回転角度、すなわちストローク量が増加するにしたがって直線的に増加する。また、第2電圧V2は、ブレーキペダル12のストローク量が増加するにしたがって直線的に減少する。第1の実施の形態においては、第1電圧V1+第2電圧V2=5(V)の関係が成立する。
ECU100は、第1電圧検出部86および第2電圧検出部88に生じる第1電圧V1および第2電圧V2の双方をモニタし、双方の電圧値を利用してブレーキペダル12のストローク量を取得する。ECU100は、第1電圧検出部86と第2電圧検出部88のいずれに異常が生じた場合には、正常な方の電圧値を採用してブレーキペダル12のストローク量を取得する。このようにブレーキペダル12のストローク量に応じて変化する2つの電気的特性を取得することにより、一方に不具合が生じた場合においても、ブレーキペダル12のストローク量の検出を可能としている。
しかし、第1ブラシ84Aは第1抵抗体82A上を摺動するため、ブレーキペダル12の踏み込み操作を繰り返すことにより、両者の摩耗粉が発生する。第2ブラシ84Bと第2抵抗体82Bについても同様である。摩耗粉が第1ブラシ84Aと第1抵抗体82Aとの間、または第2ブラシ84Bと第2抵抗体82Bとの間に付着すると、ストローク量と第1電圧V1との関係、またはストローク量と第2電圧V2との関係が変化する。
ブレーキペダル12は、ストローク量が0°の位置であるストローク開始エンドと、最大ストローク量まで踏み込んだときのブレーキペダル12の位置であるストローク終了エンドとの間で回動可能となっている。このため、摩耗粉は、ブレーキペダル12の踏み込み操作を繰り返すことによって、ブレーキペダル12がストローク開始エンドにあるときの第1ブラシ84Aおよび第2ブラシ84Bの先端位置、およびブレーキペダル12がストローク終了エンドにあるときの第1ブラシ84Aおよび第2ブラシ84Bの先端位置に蓄積しやすい。
例えば、ブレーキペダル12がストローク開始エンドに位置するときの第1ブラシ84Aの先端位置に摩耗粉が蓄積すると、図4のPに示すように、ブレーキペダル12の回転角度が0°となる周辺において第1電圧V1が低下する。また、ブレーキペダル12がストローク開始エンドに位置するときの第2ブラシ84Bの先端位置に摩耗粉が蓄積すると、図4のQに示すようにブレーキペダル12の回転角度が0°となる周辺において第2電圧V2が低下する。
ECU100は、イグニッションスイッチ(図示せず)がオンにされている間、第1電圧V1および第2電圧V2を常時モニタし、両者のバランスをみることにより、ストロークセンサ46に異常が生じたか否かを判定する。具体的には、ECU100は、例えば第1電圧V1と第2電圧V2との和が所定の電圧よりも低下したときなどに、第1電圧V1および第2電圧V2の少なくとも一方に異常が生じたと判定する。ECU100は、第1電圧V1および第2電圧V2に異常が生じ、ストロークセンサ46の検出値によっては正確なストローク量を取得することができないと判定した場合、通常実施している正常時制動制御をキャンセルし、マスタカット弁22を開弁させてマスタシリンダ圧を右前輪用ホイールシリンダ20FRおよび左前輪用ホイールシリンダ20FLに直接伝えるバックアップ制御モード(異常時制動制御)を実施する。一方、このようにストローク開始エンドに対応するブラシ位置に摩耗粉が蓄積して第1電圧V1および第2電圧V2が異常な値となった場合、実際のストローク量が増加するにしたがって第1電圧V1および第2電圧V2は正常な値に戻る。ECU100は、第1電圧V1および第2電圧V2が正常な値に戻ると、キャンセルしていたリニア制御モード(正常時制動制御)を再び実施する。
正常時制動制御が実施されているときは、運転者によるブレーキペダル12の踏み込み操作力はストロークシミュレータ24によって制御されるのに対し、異常時制動制御が実施されているときは、運転者によるブレーキペダル12の踏み込み操作力はマスタシリンダ14を介してダイレクトに右前輪用ホイールシリンダ20FRおよび左前輪用ホイールシリンダ20FLに伝えられる。このため、ブレーキペダル12のストローク量を変化させていく過程で正常時制動制御と異常時制動制御が切り換わると、ブレーキペダル12の踏み込み操作力にも影響が生じ、運転者のブレーキフィーリングに違和感を与える可能性がある。
そこで、ストロークセンサ46の異常判定手順において、ストロークエンド近傍にブレーキペダル12が位置していると判定した場合は、第1電圧V1または第2電圧V2の値にかかわらず、ストロークセンサ46に異常が発生したと判定しない制御が考えられる。この場合、ストロークセンサの出力電圧にかかわらず正常時制動制御が継続されることになる。
また、摩耗粉が存在すると、ストロークセンサの測定値が正常範囲から外れる場合だけでなく、測定値が振動する場合がある。例えば、踏み込まれたブレーキペダルのわずかな動きや、ブレーキペダルの踏み込み量が一定の場合にも、ストロークセンサの出力電圧が大きく振動することがある。この場合、ペダルストロークSTの測定値から求められるストローク量に基づくストローク目標減速度GSTも大きく振動するため、式(1)に基づいて算出される全体目標減速度G0も大きく振動することがある。
ストロークセンサ46における第1電圧V1または第2電圧V2の変動が、ストロークセンサ46に異常が生じたと判定されるような値の範囲ではない場合、正常時制動制御が継続される。つまり、ECU100は、算出された全体目標減速度G0に基づいて各ホイールシリンダ20における目標液圧を演算し、ホイールシリンダ圧が目標液圧となるように増圧弁40および減圧弁42を制御する。その結果、例えば、運転者がブレーキペダルの踏み込み量をほぼ一定に維持した場合でも、振動する全体目標減速度G0に応じた制御により制動力(減速度)が振動するため、運転者のブレーキフィーリングに違和感を生じさせる一因となりうる。
このように、ストロークセンサが異常と判定されない場合であっても、ストロークに基づくストローク目標減速度GSTが振動することで制動力に変化が生じる可能性がある。そこで、本発明者らは、全体目標減速度G0を算出する式(1)において、ストロークに基づくストローク目標減速度GSTの重みである係数(1−α)に着目した。つまり、係数(1−α)が小さければ小さいほど、ストロークセンサの出力に基づいて算出されたストローク目標減速度GSTの振動が全体目標減速度G0に与える影響が小さくなる点に着目した。そして、本発明者らは、このような点を考慮してストロークセンサの異常判定を行うストロークセンサ異常判定装置を考案した。
以下、ストロークセンサ46の異常判定を実施すべく設けられるストロークセンサ異常判定装置の構成、およびストロークセンサ46の異常判定手順について、図5および図6に関連して詳細に説明する。
図5は、第1の実施の形態に係るストロークセンサ異常判定装置200の構成を示す機能ブロック図である。なお、図5においてECU100は、各種演算処理を実行するCPU、各種制御プログラムを格納するROM、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用される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。
ストロークセンサ異常判定装置200は、ストロークセンサ46、右マスタ圧センサ48FR、左マスタ圧センサ48FL、およびECU100を有する。ECU100は、制動制御部102、異常判定部104、および減速度算出部106を有する。制動制御部102は、マスタカット弁22、増圧弁40、および減圧弁42の各々の開弁および閉弁を制御する。異常判定部104は、ストロークセンサ46の第1電圧検出部86および第2電圧検出部88による電気信号に基づいた検出結果を利用して、ストロークセンサ46に異常が発生したか否かを判定し、ストロークセンサ46が異常であると判定された場合にはストロークセンサ46が異常であることを示す信号を出力可能に構成されている。減速度算出部106は、ペダルのストローク量やマスタシリンダ圧による検出結果を利用して、目標となる車両の減速度と相関のある全体目標値、本実施の形態では全体目標減速度G0、を算出する。
なお、「目標値」としては、車両に必要とされる制動力(換言すると減速度)を算出するにあたり、制動力と相関のある値として定義される。具体的には、本実施の形態で用いられる目標減速度以外に、目標制動力、目標制動トルク、目標油圧など、減速度と相関のある指標が挙げられる。また、「全体目標値」とは、本実施の形態に係る全体目標減速度G0のように、一以上の目標値(ストローク目標減速度GSTおよびマスタシリンダ圧目標減速度GPMC)に基づいて制動力と相関のある値として最終的に算出されたものということができる。
図6は、第1の実施の形態に係るストロークセンサ異常判定装置200によるストロークセンサ46の異常判定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、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施される。
まず、減速度算出部106は、ストロークセンサ46からペダルストロークSTを検出する(S10)とともに、右マスタ圧センサ48FRおよび左マスタ圧センサ48FLからマスタシリンダ圧PMCを検出する(S12)。減速度算出部106は、前述のようにマップ化されているペダルのストローク量STとストローク量に基づくストローク目標減速度GSTとの関係や、同様にマップ化されているマスタシリンダ圧PMCとマスタシリンダ圧に基づくマスタシリンダ圧目標減速度GPMCとの関係などから、式(1)に基づいて全体目標減速度G0を算出する(S14)。
ここで、摺動式のストロークセンサ46では、抵抗体上をブラシが摺動するため、ブラシと抵抗体との間にブラシや抵抗体の摩耗粉が蓄積する場合がある。この摩耗粉は、ブレーキペダル12のストローク量と検出される電気信号(例えば、電圧値)との間の関係に影響を与え、ストロークセンサ46の適切な異常判定を阻害する可能性がある。一方、全体目標減速度G0を算出する際、式(1)に示すようにストローク量と全体目標減速度G0との関係によっては、ストローク量が変化しても全体目標減速度G0がほとんど変化しない場合もある。このような場合、仮に、検出されたストローク量に基づいて全体目標減速度G0を算出しても、全体目標減速度G0の変化には影響がほとんどない。つまり、ストロークセンサが異常であると判定して、それまでの制動制御を変更する必要性が少ない。
そのため、ストロークセンサの出力に基づいて算出されたストローク目標減速度GSTの振動が全体目標減速度G0に与える影響が小さい場合、換言すれば、検出されるストローク量の変化が所定の閾値以上であったにもかかわらず全体目標減速度G0の変化が小さい場合、あるいは、検出されるストローク量の変化に対し、全体目標減速度G0の変化が所定の閾値以下の場合、ストロークセンサが異常であるとした制動制御を行う必要性が少ない。
そこで、異常判定部104は、全体目標減速度G0が算出された後に、ストローク量STに変化があるか否かを判定する(S16)。異常判定部104は、前回のストローク量STの値と比較して今回のストローク量STの値との差が所定の閾値より変化している場合、ストローク量STに変化があると判定する(S16のYes)。一方、異常判定部104は、前回検出したストローク量STの値と比較して今回検出したストローク量STの値との差が所定の閾値より変化していない場合、ストローク量STに変化がないと判定する(S16のNo)。
ストローク量STに変位があると判定された場合、異常判定部104は、前回算出した全体目標減速度G0’と今回算出した全体目標減速度G0との差ΔG0が所定の閾値A以下であるか否かを判定する(S18)。異常判定部104は、全体目標減速度G0の変化ΔG0が所定の閾値A以下のとき(S18のYes)、ストロークセンサ46に異常が発生したか否かを判定せず、ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しないで本フローチャートにおける処理を一旦終了する。その際、制動制御部102は、正常時制動制御や異常時制動制御への変更を実施することなく、本フローチャートにおける処理を一旦終了する。
このように、異常判定部104は、ある程度のストローク量の変化があった場合に全体目標減速度G0の値の変化ΔG0が所定の閾値A以下のとき、ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しない。これにより、必要性の少ない制動制御の変更が抑制され、制動制御の変更によるブレーキフィーリングの違和感が軽減されるため、ブレーキフィーリングの更なる改善に寄与することができる。
ここで、所定の閾値Aは、実験やシミュレーションにより適切な値が設定されている。例えば、ストローク量の変化によって生じる全体目標減速度の変化ΔG0がブレーキフィーリングに影響を与えるか否かによって閾値が設定される。このような観点から、所定の閾値Aを例えば0に設定することが好適である。この場合、仮にストロークセンサの異常により検出したストロークに振動が生じていたとしても、そもそも全体目標減速度の変化ΔG0は0となる。そのため、ブレーキ制御装置10は、ストロークセンサ46に異常が発生したか否かを判定せずにそのまま全体目標減速度G0に基づいて制動制御を継続しても、運転者のブレーキフィーリングに対してストロークセンサの異常による違和感を与えることがない。
ストローク量STに変化があると判定されない場合(S16のNo)、または、全体目標減速度G0の変化ΔG0が所定の閾値A以下の場合(S18のNo)、異常判定部104は、検出された第1電圧V1および第2電圧V2を利用してストロークセンサ46に異常が発生しているか否かを判定する(S20)。ストロークセンサ46は正常と判定された場合(S20のYes)、制動制御部102は、正常時制動制御を実施し(S22)、ストロークセンサ46に異常が発生したと判定された場合(S20のNo)、制動制御部102は、異常時制動制御を実施する(S24)。
正常時制動制御では、制動制御部102は、マスタカット弁22を閉弁させた状態で、まずストロークセンサ46によって検出されるブレーキペダル12のストローク量およびマスタ圧センサ48によって検出されるマスタシリンダ圧に基づいて全体目標減速度G0を算出し、その後ホイールシリンダ20の各々の目標ホイールシリンダ圧を算出する。制動制御部102は、ホイールシリンダ20の各々ホイールシリンダ圧が目標ホイールシリンダ圧となるよう、増圧弁40および減圧弁42の各々の開弁および閉弁を制御する。正常時制動制御は公知の技術であるため、正常時制動制御に関するこれ以上の詳細な説明は省略する。
異常時制動制御では、制動制御部102は、増圧弁40および減圧弁42によるホイールシリンダ20の各々のホイールシリンダ圧の制御を中断し、マスタカット弁22を開弁させてマスタシリンダ14のマスタシリンダ圧を右前輪用ホイールシリンダ20FRおよび左前輪用ホイールシリンダ20FLの各々に直接伝達させる。異常時制動制御は公知の技術であるため、その詳細な説明は省略する。ストロークセンサ46に異常が発生したと判定された場合にこのような異常時制動制御を実施することによって、異常が発生したストロークセンサ46による検出結果に基づいてホイールシリンダ圧が制御されることを回避することができる。
なお、図6のフローチャートに示すストロークセンサ46の異常判定手順では、所定の条件下(ステップS16およびステップS18の判定が共にYesの場合)ではストロークセンサが異常であることについての判定がなされておらず、そもそもストロークセンサが異常であることを示す信号を出力できない例である。しかしながら、「ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しない」とは、例えば、ストロークセンサが異常であることについての判定が暫定的になされてはいるが、その結果を示す信号は出力しない場合であってもよい。具体的には、図6に示すステップS10の後でストロークセンサ46に異常が発生したか否かを暫定的に判定し、ステップS18においてΔG0≦Aの条件が満たされた場合には、仮にステップS10の後でストロークセンサ46に異常が発生していると暫定的に判定されていても、異常判定部104は、ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しないように構成してもよい。
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態に係るストロークセンサ異常判定装置200によるストロークセンサ46の異常判定手順では、全体目標減速度G0の変化に着目したが、第2の実施の形態では、全体目標減速度G0を算出するにあたり、ストローク量と相関のある関数であるストローク目標減速度GSTが寄与する割合(1−α)に着目する。ストロークセンサの値が異常であっても、ストロークセンサの値から算出されるストローク目標減速度GSTが全体目標減速度G0の算出に与える影響が小さければ、つまり割合(1−α)が小さければ、ストロークセンサを異常として判定し、異常時判定制動制御を行う必要性は少ない。
第1の実施の形態に係るストロークセンサ異常判定装置200によるストロークセンサ46の異常判定手順では、全体目標減速度G0の変化に着目したが、第2の実施の形態では、全体目標減速度G0を算出するにあたり、ストローク量と相関のある関数であるストローク目標減速度GSTが寄与する割合(1−α)に着目する。ストロークセンサの値が異常であっても、ストロークセンサの値から算出されるストローク目標減速度GSTが全体目標減速度G0の算出に与える影響が小さければ、つまり割合(1−α)が小さければ、ストロークセンサを異常として判定し、異常時判定制動制御を行う必要性は少ない。
図7は、第2の実施の形態に係るストロークセンサ異常判定装置200によるストロークセンサ46の異常判定手順を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、第1の実施の形態で説明したステップと同様のステップについては説明を適宜省略する。
減速度算出部106は、右マスタ圧センサ48FRおよび左マスタ圧センサ48FLからマスタシリンダ圧PMCを検出する(S26)。次に、減速度算出部106は、マップ化されているマスタシリンダ圧PMCとマスタシリンダ圧に基づくマスタシリンダ圧目標減速度GPMCとの関係からマスタシリンダ圧目標減速度GPMCを算出するとともに(S28)、同様にマップ化されているマスタシリンダ圧目標減速度GPMCの値と係数αとの関係から係数αを算出する(S30)。
ここで、式(1)に示す全体目標減速度G0を算出する際にストローク目標減速度GSTの寄与が小さければ、ストローク目標減速度GSTが変化しても全体目標減速度G0がほとんど変化しない場合もある。このような場合、仮に、算出されたストローク目標減速度GSTに基づいて全体目標減速度G0を算出しても、全体目標減速度G0の変化には影響がほとんどない。つまり、ストロークセンサが異常であると判定して、それまでの制動制御を変更する必要性が少ない。
つまり、ストロークセンサの出力に基づいて算出されたストローク目標減速度GSTの振動が全体目標減速度G0に与える影響が小さい場合、換言すれば、全体目標減速度G0を算出する際のストローク目標減速度GSTの寄与が小さい場合、ストロークセンサが異常であるとして制動制御を行う必要性が少ない。
そこで、異常判定部104は、係数αが算出された後に、ストローク目標減速度GSTの寄与を示す係数(1−α)が所定の割合B以下であるか否かを判定する(S32)。異常判定部104は、係数(1−α)が所定の割合B以下のとき(S32のYes)、ストロークセンサ46に異常が発生したか否かを判定せず、ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しないで本フローチャートにおける処理を一旦終了する。その際、制動制御部102は、正常時制動制御や異常時制動制御への変更を実施することなく、本フローチャートにおける処理を一旦終了する。
このように、異常判定部104は、ストローク目標減速度GSTの寄与を示す係数(1−α)が所定の割合B以下のとき、ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しない。これにより、必要性の少ない制動制御の変更が抑制され、制動制御の変更によるブレーキフィーリングの違和感が軽減されるため、ブレーキフィーリングの更なる改善に寄与することができる。
ここで、所定の割合Bは、実験やシミュレーションにより適切な値が設定されている。例えば、ストローク目標減速度GSTの寄与が全体目標減速度G0に影響を与える影響を考慮し、全体目標減速度G0の変化がブレーキフィーリングに影響を与えるか否かによって所定の割合が設定される。このような観点から、所定の割合Bを例えば0.1以下に設定することが好適である。より好ましくは0に設定することが好適である。この場合、仮にストロークセンサの異常により検出したストロークに振動が生じていたとしても、全体目標減速度G0を算出する際にストローク目標減速度GSTは全く寄与していない。そのため、ブレーキ制御装置10は、ストロークセンサ46に異常が発生したか否かを判定せずにそのまま全体目標減速度G0に基づいて制動制御を継続しても、運転者のブレーキフィーリングに対してストロークセンサの異常による違和感を与えることがない。
係数(1−α)が所定の割合Bより大きいと判定された場合(S32のNo)、異常判定部104は、第1の実施の形態に示すステップS20と同様にストロークセンサ46に異常が発生しているか否かを判定する(S34)。ストロークセンサ46が正常と判定された場合(S34のYes)、制動制御部102は、正常時制動制御を実施し(S36)、ストロークセンサ46に異常が発生したと判定された場合(S34のNo)、制動制御部102は、異常時制動制御を実施する(S38)。
なお、前述の式(1)に示すように、本実施の形態に係る減速度算出部106は、ストロークセンサ46によって検出された電気信号に基づいて算出されたストローク目標減速度GSTと、マスタ圧センサ48によって検出された電気信号に基づいて算出されたマスタシリンダ圧目標減速度GPMCとを用い、ストローク目標減速度GSTとマスタシリンダ圧目標減速度GPMCとを条件に応じた所定の割合(1−α:α)で加算することで全体目標減速度G0を算出している。これにより、仮にストロークセンサ46に異常があっても必要性の少ない制動制御の変更が抑制されるとともに、主としてマスタ圧センサ48によって検出された電気信号に基づいて全体目標減速度G0が算出されるため、通常の制動制御を精度良く維持することが可能となる。
なお、図7のフローチャートに示すストロークセンサ46の異常判定手順では、所定の条件下(ステップS32の判定がYesの場合)ではストロークセンサが異常であることについての判定がなされておらず、そもそもストロークセンサが異常であることを示す信号を出力できない例である。しかしながら、「ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しない」とは、例えば、ストロークセンサが異常であることについての判定が暫定的になされてはいるが、その結果を示す信号は出力しない場合であってもよい。具体的には、図7に示すステップS26の前または後でストロークセンサ46に異常が発生したか否かを暫定的に判定し、ステップS32において1−α≦Bの条件が満たされた場合には、仮にストロークセンサ46に異常が発生していると暫定的に判定されていても、異常判定部104は、ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しないように構成してもよい。
(第3の実施の形態)
前述のように、摺動式ストロークセンサでは、蓄積した摩耗粉が、ブレーキペダルのストローク量と検出される電気信号との間の関係に影響を与え、ストロークセンサの適切な異常判定を阻害する可能性がある。そこで、複数のストロークセンサを用いることで、ストロークセンサの異常を簡便に判定することができる。例えば、複数のストロークセンサの各電気信号を比較して大きく相違していれば、少なくともいずれか一方のストロークセンサが異常であることが推定される。
前述のように、摺動式ストロークセンサでは、蓄積した摩耗粉が、ブレーキペダルのストローク量と検出される電気信号との間の関係に影響を与え、ストロークセンサの適切な異常判定を阻害する可能性がある。そこで、複数のストロークセンサを用いることで、ストロークセンサの異常を簡便に判定することができる。例えば、複数のストロークセンサの各電気信号を比較して大きく相違していれば、少なくともいずれか一方のストロークセンサが異常であることが推定される。
加えて、全体目標減速度を算出する際に、各ストロークセンサで検出されたストローク量を共に用いることで、全体目標減速度を精度良く算出することができる。全体目標減速度は、例えば、2系統のストロークセンサが検出するストローク目標減速度とマスタシリンダ圧目標減速度とを用いて算出される。この場合、各ストロークセンサによって検出された各電気信号あるいは各ストローク量の値に大きな差があれば、ストロークセンサが異常であることが推定される。
本発明者らは、このような2系統のストロークセンサを有するストロークセンサ異常判定装置によって、ブレーキペダルの踏み込み量が一定の場合にストロークセンサが検出したストローク量(出力電圧)が大きく振動するときであっても、ストロークセンサが異常であるとした場合の異常時制動制御を行う必要性の少ない条件を見いだした。
図8は、第3の実施の形態に係るストロークセンサ異常判定装置300の構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態に係るストロークセンサ異常判定装置300は、前述の制動制御部102と異常判定部104と減速度算出部106と、ブレーキペダルのストローク量に応じて変化する電気信号を検出することにより、ブレーキペダルの第1のストローク量ST1を検出する第1ストロークセンサ108と、ブレーキペダルのストローク量に応じて変化する電気信号を検出することにより、ブレーキペダルの第2のストローク量ST2を検出する第2ストロークセンサ110とを有する。
図9は、各ストロークセンサにより検出されるストローク量STとストローク目標減速度GSTとの関係を示した図である。本実施の形態では、図9に示す関係は2つのストロークセンサ両方に適用される。図9に示すように、第1のストローク目標減速度GST1は、第1のストローク量ST1の関数であり、ストローク終了エンドまでの一定の範囲(STa≦ST≦STb)で値が飽和している。同様に第2のストローク目標減速度GST2は、第2のストローク量ST2の関数であり、ストローク終了エンドまでの一定の範囲(STa≦ST≦STb)で値が飽和している。ここで、「飽和」とは、例えば、ストローク量STの変化に対して各目標減速度GSTの変化が小さくなるような状態をいう。より好ましくは変化が実質的に0、換言すれば、ストローク量が変化してもストローク目標減速度GSTが一定となるような関係がよい。
ストローク量STとストローク目標減速度GSTとの間に図9に示すような関係が定義されている場合、一定の範囲(STa≦ST≦STb)では、第1のストローク量ST1が変化しても第1のストローク目標減速度GST1がほぼ一定となる。同様に、一定の範囲(STa≦ST≦STb)では、第2のストローク量ST2が変化しても第2のストローク目標減速度GST2がほぼ一定となる。この場合、仮に検出される各ストローク量に大きな差があっても、第1のストローク目標減速度GST1および第2のストローク目標減速度GST2のそれぞれに大きな変化が生じないとともに、第1のストローク目標減速度GST1と第2のストローク目標減速度GST2との間にほとんど差が生じないことになる。つまり、仮にいずれか一方のストロークセンサが異常であり、正常なストロークセンサが検出したストローク量と異常なストロークセンサが検出したストローク量が大きく異なっていても、第1のストローク目標減速度GST1および第2のストローク目標減速度GST2に大きな変化が生じず、共にほぼ同じ値となるのであれば、異常なストロークセンサによって検出されたストローク量の関数を用いて全体目標減速度G0を算出しても、全体目標減速度G0の変化や精度には影響がほとんどない。したがって、ストロークセンサが異常であると判定して、それまでの制動制御を変更する必要性が少ない。
そこで、本実施の形態に係る減速度算出部106は、少なくとも第1のストローク量ST1および第2のストローク量ST2を用いて全体目標減速度G0を算出する。この場合、減速度算出部106は、第1のストローク目標減速度GST1と第2のストローク目標減速度GST2とを平均することで、ストローク目標減速度GSTを算出してもよい。
異常判定部104は、第1ストロークセンサ108および第2ストロークセンサ110によって検出された各電気信号に基づいて、少なくとも第1ストロークセンサ108および第2ストロークセンサ110のいずれか一方が異常か否かを判定する。そして、異常判定部104は、少なくともいずれか一方のストロークセンサが異常であると判定された場合にはストロークセンサが異常であることを示す信号を出力可能に構成されている。
図10は、第3の実施の形態に係るストロークセンサ異常判定装置によるストロークセンサの異常判定手順を示すフローチャートである。
減速度算出部106は、ストロークセンサ108,110の検出値に基づいて第1のストローク量ST1および第2のストローク量ST2を検出する(S40,S42)。次に、減速度算出部106は、図9に示すストローク量STとストローク目標減速度GSTとの関係に基づいて、第1のストローク目標減速度GST1および第2のストローク目標減速度GST2を算出する(S44)。
異常判定部104は、第1のストローク目標減速度GST1および第2のストローク目標減速度GST2の差(|GST1−GST2|)が所定の閾値C以下であるか否かを判定する(S46)。異常判定部104は、|GST1−GST2|が所定の閾値C以下のとき(S46のYes)、各ストロークセンサに異常が発生したか否かを判定せず、ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しない。その際、制動制御部102は、正常時制動制御や異常時制動制御への変更を実施することなく、本フローチャートにおける処理を一旦終了する。
これにより、必要性の少ない制動制御の変更が抑制され、制動制御の変更によるブレーキフィーリングの違和感が軽減されるため、ブレーキフィーリングの更なる改善に寄与することができる。
ここで、所定の閾値Cは、実験やシミュレーションにより適切な値が設定されている。例えば、ストローク量とストローク目標減速度との関係を考慮し、ストローク量の変化によって生じる全体目標減速度の変化ΔG0がブレーキフィーリングに影響を与えるか否かによって閾値が設定される。このような観点から、所定の閾値Cを例えば0に設定することが好適である。この場合、仮に一方のストロークセンサの異常により検出した一方のストローク量に振動が生じていたとしても、そもそもストローク目標減速度の変化は0となる。そのため、ブレーキ制御装置10は、ストロークセンサ108,110に異常が発生したか否かを判定せずにそのまま全体目標減速度G0に基づいて制動制御を継続しても、運転者のブレーキフィーリングに対してストロークセンサの異常による違和感を与えることがない。
第1のストローク目標減速度GST1および第2のストローク目標減速度GST2の差(|GST1−GST2|)が所定の閾値Cより大きいと判定された場合(S46のNo)、異常判定部104は、第1の実施の形態に示すステップS20と同様にストロークセンサ46に異常が発生しているか否かを判定する(S348)。いずれのストロークセンサ108,110も正常と判定された場合(S48のYes)、制動制御部102は、正常時制動制御を実施し(S50)、ストロークセンサ108,110の少なくとも一方に異常が発生したと判定された場合(S48のNo)、制動制御部102は、異常時制動制御を実施する(S52)。
本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施の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各実施の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の形態も本発明の範囲に含まれうる。
10 ブレーキ制御装置、 12 ブレーキペダル、 14 マスタシリンダ、 20 ホイールシリンダ、 22 マスタカット弁、 24 ストロークシミュレータ、 25 ブレーキディスク、 26 リザーバタンク、 44 ホイールシリンダ圧センサ、 46 ストロークセンサ、 48 マスタ圧センサ、 80 油圧アクチュエータ、 82 抵抗体、 82A 第1抵抗体、 82B 第2抵抗体、 84 ブラシ、 84A 第1ブラシ、 84B 第2ブラシ、 86 第1電圧検出部、 88 第2電圧検出部、 100 ECU、 102 制動制御部、 104 異常判定部、 106 減速度算出部、 108 第1ストロークセンサ、 110 第2ストロークセンサ、 200 ストロークセンサ異常判定装。
Claims (5)
- ブレーキペダルのストローク量に応じて変化する電気信号を検出することにより、ブレーキペダルのストローク量を検出するストロークセンサと、
少なくとも前記ストローク量に基づいて目標となる車両の減速度と相関のある全体目標値を算出する減速度算出手段と、
前記ストロークセンサによって検出された電気信号に基づいて前記ストロークセンサが異常か否かを判定し、該ストロークセンサが異常であると判定された場合にはストロークセンサが異常であることを示す信号を出力可能な異常判定手段と、を備え、
前記異常判定手段は、ストローク量の変化に対する前記全体目標値の変化が所定の閾値以下のとき、前記ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しないことを特徴とするストロークセンサ異常判定装置。 - ブレーキペダルのストローク量に応じて変化する電気信号を検出することにより、ブレーキペダルのストローク量を検出するストロークセンサと、
少なくとも前記ストローク量に基づいて目標となる車両の減速度と相関のある全体目標値を算出する減速度算出手段と、
前記ストロークセンサによって検出された電気信号に基づいて前記ストロークセンサが異常か否かを判定し、該ストロークセンサが異常であると判定された場合にはストロークセンサが異常であることを示す信号を出力可能な異常判定手段と、を備え、
前記異常判定手段は、前記全体目標値を算出する際に用いられる、ストローク量と相関のある関数の寄与が所定の割合以下の場合、前記ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しないことを特徴とするストロークセンサ異常判定装置。 - 前記減速度算出手段は、
前記ストロークセンサによって検出された電気信号に基づいて算出された第1の目標値と、前記ストロークセンサとは異なる他のセンサによって検出された電気信号に基づいて算出された第2の目標値とを用い、該第1の目標値と該第2の目標値とを条件に応じた所定の割合で加算することで前記全体目標値を算出し、
前記異常判定手段は、
前記全体目標値を算出する際の前記第1の目標値の割合が所定の閾値以下の場合、前記ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しないことを特徴とする請求項2に記載のストロークセンサ異常判定装置。 - 前記他のセンサは、ブレーキペダルのストローク量に応じて液圧を発生させるマスタシリンダの圧力を検出するマスタ圧センサであることを特徴とする請求項3に記載のストロークセンサ異常判定装置。
- ブレーキペダルのストローク量に応じて変化する電気信号を検出することにより、ブレーキペダルの第1のストローク量を検出する第1のストロークセンサと、
ブレーキペダルのストローク量に応じて変化する電気信号を検出することにより、ブレーキペダルの第2のストローク量を検出する第2のストロークセンサと、
少なくとも前記第1のストローク量および前記第2のストローク量に基づいて目標となる車両の減速度と相関のある全体目標値を算出する減速度算出手段と、
前記第1のストロークセンサおよび前記第2のストロークセンサによって検出された各電気信号に基づいて、少なくとも前記第1のストロークセンサおよび前記第2のストロークセンサのいずれか一方が異常か否かを判定し、少なくともいずれか一方のストロークセンサが異常であると判定された場合にはストロークセンサが異常であることを示す信号を出力可能な異常判定手段と、を備え、
前記減速度算出手段は、
前記第1のストローク量の関数であって、少なくとも飽和している範囲が定義された関数である第1の目標値と、前記第2のストローク量の関数であって、少なくとも飽和している範囲が定義された関数である第2の目標値と、を算出し、
前記異常判定手段は、前記第1の目標値と前記第2の目標値との差が所定の閾値以下の場合、前記ストロークセンサが異常であることを示す信号を出力しないことを特徴とするストロークセンサ異常判定装置。
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