JP4071349B2

JP4071349B2 - ブレーキ装置

Info

Publication number: JP4071349B2
Application number: JP08775898A
Authority: JP
Inventors: 利男高山; 賢佐久間
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: JPH11278228A

Description

【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して二系統の配管に接続され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、前記各配管に設けられ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、前記ブレーキペダルの踏み込み力を助勢して前記マスタシリンダに伝達すると共に制御装置によって前記ブレーキペダルを移動させながら前記マスタシリンダに力を作用させて自動ブレーキを作動させる倍力装置を有し、前記制御装置には、駐車ブレーキ作用中に自動ブレーキを作動させて前記ストロークセンサの出力値と各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各液圧センサのうちのいずれかの故障を多数決により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各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うちの一方を前記テーブルによって変換した後、その変換値を他方の出力値と比較して、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。
【０００９】
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、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、２６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、１２、１３、１４が接続されている。また、前記配管２２、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ＡＢＳ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、１３、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電磁弁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Ｖｐ１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ＢＡ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２０１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２０３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２１０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１７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２２７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。
【００３４】
請求項３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

ブレーキペダルの踏み込みに応じた制動液圧を発生して二系統の配管に接続され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、前記各配管に設けられ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、
前記ブレーキペダルの踏み込み力を助勢して前記マスタシリンダに伝達すると共に制御装置によって前記ブレーキペダルを移動させながら前記マスタシリンダに力を作用させて自動ブレーキを作動させる倍力装置を有し、
前記制御装置には、駐車ブレーキ作用中に自動ブレーキを作動させて前記ストロークセンサの出力値と各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各液圧センサのうちのいずれかの故障を多数決により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。
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各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うちの一方を前記テーブルによって変換した後、その変換値を他方の出力値と比較して、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。
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または２記載のブレーキ装置。