JP2009120073A - ブレーキ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ストローク量の検出範囲に応じて複数の増幅器の出力値が切り替えて使用されるストロークセンサを有するブレーキ装置において、その切り替えの有無によらず、安定した制動制御を実現できるようにする。
【解決手段】ブレーキ制御装置においては、アンプの切り替えにより検出信号の出力値が不連続に変化して異常値を示しても、前回の出力値に連続的につながる本来の出力値が推定される。すなわち、ストロークセンサの出力値がその検出履歴からみて異常である場合、本来のストローク量に対応した推定値が算出され、制動制御に用いられる。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両の各車輪に制動力を付与するブレーキ装置に関する。

従来より、ブレーキペダルの操作力に応じた液圧を液圧回路内に発生させ、その液圧を配管を通じて各車輪のホイールシリンダに供給することにより車両に制動力を付与するブレーキ制御装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

液圧源と各ホイールシリンダとの間には、ブレーキフルード（作動液）の供給時に開弁される増圧弁、ブレーキフルードの排出時に開弁される減圧弁、ブレーキフルードの供給経路を切り替えるときに開閉される切替弁等の各種電磁弁が設けられている。ブレーキ装置は、ブレーキペダルのストローク量に応じてこれらの電磁弁を開閉制御することによりホイールシリンダへのブレーキフルードの給排量を調整し、その液圧を制御して各車輪に適切な制動力を付与している。
特開平１１−３０１４６３号公報

ところで、ブレーキペダルのストローク量は、そのブレーキペダルに並設されたストロークセンサにより検出され、車両の電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」という）に入力され、制動制御の演算に用いられる。検出対象となるストローク範囲が比較的大きいため、一般にはストロークセンサの検出信号を増幅するアンプ（増幅器）が複数設けられ、ブレーキストロークの大きさに応じて使用するアンプの切り替えが行われる。

しかしながら、このアンプの切り替えの際にその出力が変化するため、実際のストロークがリニアに変化しているにもかかわらず、その切り替え時点において検出信号の出力値が不連続に変化する場合がある。その場合、ＥＣＵによる目標減速度の演算に影響を与え、いわゆるＧ変動を発生させるなどして運転者に違和感を与えるおそれがある。

そこで、本発明は、ストロークセンサにおける複数の増幅器の切り替えの有無によらず、安定した制動制御を実現可能なブレーキ装置を提供することを目的とする。

本発明のある態様のブレーキ装置は、車両の各車輪に対してブレーキ操作部材のストローク量に応じた制動力を付与する。このブレーキ装置は、ストローク量に応じた出力信号を出力する検出部と、その検出部の出力信号を増幅してそれぞれ出力する複数の増幅器とを含むストロークセンサと、ストローク量の検出範囲に応じて複数の増幅器の出力信号を切り替えて取得し、取得された出力信号に基づいてストローク量を演算し、そのストローク量に基づいて目標制動力を得るための制御信号を出力する制御部と、を備える。制御部は、所定のサンプリング周期にて出力信号の出力値を取得するとともに、その出力値が既取得出力値から予め定める異常判定値以上に変化している場合には、これを異常値と判定して破棄し、既取得出力値に基づく推定値を演算してその推定値に基づいてストローク量を演算する。

ここで、「既取得出力値」とは、今回より前に取得された出力値であり、例えば前回値や前々回値であってよい。制御部は、ストロークセンサの各増幅器の出力値のうち、今回のストローク量の大きさを検出範囲に含む増幅器の出力値を取得してストローク量の演算に用いる。すなわち、各増幅器にはストローク量についての検出範囲がそれぞれ設定されており、その検出範囲ごとに増幅器が切り替えられて用いられる。なお、その増幅器の切り替えについては、ストロークセンサそのものが切り替えを行うように構成されていてもよいし、制御部が切り替えるように構成されてもよい。「異常判定値」としては、サンプリング周期における出力値の変化量として、ブレーキ操作部材の操作力によっては変化し得ない値であって、増幅器の切り替えにより発生し得る値が設定されていてもよい。今回の出力値が既取得出力値から異常判定値以上に変化している場合、増幅器の切り替え時に発生した異常値であると判定される。なお、「異常値の破棄」については、その異常値をストローク量の演算に用いなければよいことを意味し、その異常値自体を削除することは必ずしも要しない。

この態様によれば、増幅器の切り替えによりその出力値が不連続に変化して異常値を示しても、既取得出力値に連続的につながる本来の出力値が推定される。すなわち、ストロークセンサの出力値がその検出履歴からみて異常である場合、本来のストローク量に対応した推定値が算出され、制動制御に用いられる。この「推定値」については、例えば既取得出力値のサンプリング周期に対する変化量を算出しておき、既取得出力値にその変化量を加算して算出するようにしてもよい。その結果、制御部からみて制動制御の演算に用いるストローク量に異常な不連続部分が生じることなく、リニアで安定した制動制御を実現することができる。なお、このような異常値が発生しても、その異常値を含めた出力値の平均値を求めることで不連続部分を抑制することも可能ではある。しかし、特にストロークセンサの検出範囲が比較的大きい場合にはその異常値が与える影響も大きくなるため、この態様のように破棄するのが好ましい。

制御部は、次回以降の演算のためにその推定値を既取得出力値として保持してもよい。そして、異常値と推定値との差分値を演算し、異常値の発生以後に取得される出力値についてその差分値を加算または減算した補正値を演算し、その補正値に基づいてストローク量を演算してもよい。

すなわち、上記異常値を境にその異常値発生以後の出力値についても推定値と同様の差分値を考慮する。このようにして得られた補正値は上記推定値とリニアな関係になるため、出力値全体としてリニアな特性を保持することができる。すなわち、既取得出力値に基づいて演算処理を行っても狙いどおりの目標減速度を取得することができる。

より具体的には、制御部は、ストローク量が増加過程および減少過程のいずれにあるかを判定し、増加過程にある場合には出力値に差分値を加算して補正値を算出し、減少過程にある場合には出力値から差分値を減算して補正値を算出してもよい。

その場合、制御部は、ストローク量が増加過程および減少過程のいずれにあるかを、ストローク量とは異なる他の物理量に基づいて判定してもよい。例えば、液圧源から各車輪のホイールシリンダに作動液を供給し、その液圧によって各車輪に制動力を付与するブレーキ装置である場合、ブレーキ操作部材のストローク量に応じて変化する液圧を物理量として検出してもよい。そして、その液圧が増加している場合に増加過程と判定し、液圧が減少している場合に減少過程と判定するようにしてもよい。このように、ストローク量とは別の物理量に基づくことにより、その増幅器の切り替わりの影響を受けることなく判定を行うことができる。

本発明のブレーキ装置によれば、ストロークセンサにおける複数の増幅器の切り替えの有無によらず、安定した制動制御を実現することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るブレーキ装置を示す系統図である。

ブレーキ装置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。ブレーキ装置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、ブレーキ装置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。

ブレーキ装置２０は、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、それらをつなぐ液圧回路とを含む。

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。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の操作量（ストローク量）に応じて加圧された作動液としての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、本実施の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。ブレーキペダル２４への運転者による入力が機械的に伝達されてマスタシリンダ３２のブレーキフルードが加圧される。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。

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として例えば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。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、ブレーキ装置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の切替弁である。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の切替弁である。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、切替弁としての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の切替弁である。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の切替弁である。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用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用制御弁として設けられている。つまり、本実施の形態においては、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等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場合と比べて、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。

ブレーキ装置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、本実施の形態における制御部としてのブレーキＥＣＵ７０（「ブレーキ制御装置」として機能する）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、センサ・スイッチ群から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、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。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所定量ずつ格納保持される。

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（「ブレーキ操作検出部」として機能する）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。ストロークセンサ２５の出力値も、所定時間（サンプリング周期）ごとにブレーキＥＣＵ７０に順次与えられ、ブレーキＥＣＵ７０の所定の記憶領域に逐次格納保持される。なお、ストロークセンサ２５に加え、ブレーキペダル２４の操作力を検出するペダル踏力センサや、ブレーキペダル２４が踏み込まれたことを検出するブレーキスイッチなどを設け、ブレーキＥＣＵ７０に接続してもよい。

上述のように構成されたブレーキ装置２０は、ブレーキ回生協調制御を実行することができる。ブレーキ装置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ブレーキ装置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、回生による制動力は、ハイブリッドＥＣＵからブレーキ装置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、ブレーキ装置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。本実施の形態においては、動力液圧源３０、増圧リニア制御弁６６及び減圧リニア制御弁６７等を含んでホイールシリンダ圧制御系統が構成されている。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。ホイールシリンダ圧制御系統は、マスタシリンダユニット２７からホイールシリンダ２３へのブレーキフルードの供給経路に並列に設けられている。

このとき、ブレーキＥＣＵ７０は、レギュレータカット弁６５及びマスタカット弁６４を閉状態とし、レギュレータ３３及びマスタシリンダ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へ供給されないようにする。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前後差圧が作用する。

なお、ホイールシリンダ圧制御系統による制御中に、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、マニュアル液圧源を用いて機械的に制動力を付与するフェイルセーフ処理が行われる。ブレーキＥＣＵ７０は、このとき全ての電磁制御弁への制御電流の供給を停止する。その結果、ブレーキフルードの供給経路はマスタシリンダ側とレギュレータ側との２系統に分離される。マスタシリンダ圧が前輪用のホイールシリンダ２３ＦＲ及び２３ＦＬへと伝達され、レギュレータ圧が後輪用のホイールシリンダ２３ＲＲ及び２３ＲＬへと伝達される。

図２は、ストロークセンサおよびその周辺の概略構成を表す図である。
ストロークセンサ２５は、例えば渦電流式の変位センサとして構成され、ブレーキペダル２４のストローク量に応じた出力信号を出力する検出部８２と、その出力信号を増幅してブレーキＥＣＵ７０へ出力する増幅部８４とを含んで構成される。検出部８２は、検出コイル、発振回路、整流回路等を含む。検出コイルは、発振回路から供給される高周波電流により交流磁界を発生させる。検出コイルは、ブレーキペダル２４が近づくにつれて（つまり、ストローク角が大きくなるにつれて）渦電流損が増大し、これによりインピーダンスが増大して発振回路の発振振幅を減少させる。整流回路は、発振回路の発振振幅を取り出して直流電圧（検出信号）に変換する。

増幅部８４は、測定精度を確保するために、増幅率は等しいが検出範囲が異なる２つのアンプが並列に配置されて構成されている。アンプ８６は、ブレーキペダル２４のフルストローク分の前半、つまりストローク角の小さい範囲を検出範囲とする。一方、アンプ８８は、フルストローク分の後半、つまりストローク角の大きい範囲を検出範囲とする。すなわち、ストローク量の大きさ（検出範囲）に応じてアンプ８６およびアンプ８８のいずれかに切り替えられ、その出力信号がブレーキＥＣＵ７０にて用いられる。いずれのアンプを使用するかは図示省略のスイッチにより切り替えられる。

ブレーキＥＣＵ７０は、電源電圧比とストローク角とを対応づけた制御マップを保持しており、アンプ８６または８８から取得した出力電圧を電源電圧比の形で取得し、ストローク角を算出する。そして、そのストローク角から算出されるストローク量に基づいて制動制御を実行する。

図３および図４は、ストローク量の演算方法を説明するための図である。図３は、複数のアンプを切り替えてストローク量を検出する場合の問題点を表している。（Ａ）は検出状態が正常な場合を表し、（Ｂ）は検出状態が正常でない場合を表している。図４は、本実施の形態に係るストローク演算方法の主要部を説明するための図である。各図において、横軸はストローク角を表し、縦軸はブレーキＥＣＵ７０がストロークセンサの出力値として取得する電源電圧比を表している。

ストロークセンサ２５の検出状態が正常である場合には、図３（Ａ）に示すように、ストローク角θ１にてアンプ８６からアンプ８８へ切り替えても、ブレーキＥＣＵ７０が取得する電源電圧比はリニアな状態となり、その切り替え時点において不安定な制動制御がなされることはない。しかし、ストロークセンサ２５の検出状態が異常である場合、図３（Ｂ）に示すように、両アンプの切り替え時点において電源電圧比が不連続となるいわゆる「飛び」の現象が発生することがある。なお、同図には便宜上、プラス側の飛びが発生した場合とマイナス側の飛びが発生した場合の両方が示されている。このような飛びが発生すると検出されるストローク量が急変するため、これを用いて演算される目標減速度が大きく変化する。その結果、その目標減速度に基づいて実行された制動制御が不安定になり、運転者にも違和感を与える可能性がある。

そこで、このようなアンプの切り替え時点における電源電圧比の「飛び」を防止するために、図４に示される補正処理が行われる。なお、同図には、プラス側の飛びが発生した場合が例示されている。すなわち、サンプリング周期Ｔごとに電源電圧比が逐次記憶される過程において、例えばストローク角θ１においてアンプの切り替えが行われた場合、今回取得した出力値（電源電圧比）が前回値と比べて大きく変化した場合には、その変化量を補正する。本実施の形態では、サンプリング周期Ｔにおける電源電圧比の変化量のガード値ａが設定されており、今回の電源電圧比と前回値との変化量がガード値ａを超えた場合に、その電源電圧比を異常値として破棄する。このガード値ａは、車両挙動として許容できる範囲が予め設定されている。

そして、図示のように、今回の電源電圧比ｘが前回値ｘ１と比較してガード値ａを超えて変化した場合には、前回値ｘ１と前々回値ｘ２との変化量を前回値ｘ１に加算した値を仮値ｘｕとして算出し、その仮値ｘｕに基づいてストローク角を算出する。このとき、今回の出力値と仮値ｘｕとの差分値αを算出しておく。さらなるアンプの切り替えがない限り、次回以降の検出においても「飛び」の影響が残っていると考えられるため、次回以降の演算においては、図中点線矢印にて示すように、算出された電源電圧比から差分値αを差し引いた値を演算し、これをストローク角の算出に用いるようにする。これにより、図示のように出力値の飛びの発生前後において電源電圧比をリニアな形で取得することができる。

次に、本実施の形態の制動制御処理の流れについて説明する。図５は、制動制御処理の主要部の流れを概略的に表すフローチャートである。この処理は、イグニッションスイッチがオンされた後に所定の制御周期で繰り返し実行される。

ブレーキＥＣＵ７０は、まず制動中であるか否かを判定する。ここでは、ストロークセンサ２５により検出されたストローク量、およびレギュレータ圧センサ７１により検出されたレギュレータ圧がそれぞれ予め設定された判定基準値以上となっている場合に制動中であると判定される。このようにレギュレータ圧をも判定基準とすることにより、ストロークセンサ２５が故障等した場合のフェイルセーフを確保している。なお、制御圧センサ７３により検出されるマスタシリンダ圧に基づいて制動判定を行うこともできる。このとき、制動中であると判定されると（Ｓ１０のＹ）、ブレーキＥＣＵ７０は、ブレーキペダル２４が踏み増し中であるか踏み戻し中であるかを判定する処理を実行する（Ｓ１２）。この踏み増し／戻し処理については後述する。

ブレーキＥＣＵ７０は、続いてストロークセンサ２５の出力値を読み取って電源電圧比ｘを取得し（Ｓ１４）、今回の電源電圧比ｘを演算する（Ｓ１６）。ここでは、検出された電源電圧比ｘから後述する差分値αを差し引いた値を今回の電源電圧比ｘ（＝ｘ−α）として算出する。この差分値αの初期値α0はゼロであるが、制御過程における増幅器の切り替えにより電源電圧比が飛んだ場合には有限値をとる。このように、制御周期（サンプリング周期）ごとに電源電圧比ｘを取得して逐次記憶していく。ブレーキＥＣＵ７０は、また、既に同様にして算出された電源電圧比の前回値ｘ１、前々回値ｘ２およびサンプリング周期Ｔから既取得出力値の変化量ｃ（＝（ｘ１−ｘ２）／Ｔ）を算出しておく（Ｓ１８）。

ブレーキＥＣＵ７０は、今回の電源電圧比ｘの前回値ｘ１からの変化量が上述したガード値ａよりも小さければ（Ｓ２０のＹ）、出力値の飛びは発生していないとして今回の電源電圧比ｘを用いる。そして、次回の演算のために今回の電源電圧比ｘを前回値ｘ１として記憶する一方（Ｓ２２）、今回の電源電圧比ｘを含める過去数回分（例えば４回分）の電源電圧比の平均値を算出し（Ｓ２４）、その平均値に対応したストローク量に基づいて目標減速度を算出する（Ｓ２６）。

一方、Ｓ２０において、今回の電源電圧比ｘの前回値ｘ１からの変化量がガード値ａ以上であれば（Ｓ２０のＮ）、出力値の飛びが発生したとして今回の電源電圧比ｘを破棄する。そして、Ｓ１２の判定処理により踏み増し中であれば（Ｓ２８のＹ）、今回の電源電圧比ｘとして踏み増し用仮値ｘｕを設定する（Ｓ３０）。一方、Ｓ２８において踏み増し中でなければ（Ｓ２８のＮ）、今回の電源電圧比ｘとして踏み戻し用仮値ｘｄを設定する（Ｓ３２）。これら踏み増し用仮値ｘｕおよび踏み戻し用仮値ｘｄは、今回の電源電圧比ｘが異常値を示す場合に、本来の値を推定して算出される推定値であり、下記式（１）により算出される。なお、踏み戻し中である場合、下記式（１）の変化量ｃは負の値をとることになる。

ｘｕ（ｘｄ）＝ｘ１＋ｃ×Ｔ ・・・（１）
ｘ１：前回値
ｃ：変化量
Ｔ：演算周期
ブレーキＥＣＵ７０は、このとき算出された踏み増し用仮値ｘｕまたは踏み戻し用仮値ｘｄと、異常値となった電源電圧比ｘとの差分αを算出し（Ｓ３４）、次回以降のＳ１６の演算にて使用する。また、このとき算出された踏み増し用仮値ｘｕまたは踏み戻し用仮値ｘｄは、次の演算処理のために前回値ｘ１として記憶されるとともに（Ｓ２２）、今回の電源電圧比としてストローク量ひいては目標加速度の算出に用いられる（Ｓ２４，Ｓ２６）。すなわち、次回以後の出力値についてもＳ１６にて差分値αが差し引かれることにより、出力値の飛びの発生前後において電源電圧比ｘをリニアな形で取得することができる。なお、Ｓ１０において制動中でないと判定されると（Ｓ１０のＮ）、一旦処理は終了される。

図６は、図５のＳ１２に係る踏み増し／戻し処理の流れを表すフローチャートである。 上述した踏み増し／戻し処理において、ブレーキＥＣＵ７０は、レギュレータ圧センサ７１の今回の電源電圧比ｙ１を読み取るとともに（Ｓ４０）、前回の電源電圧比ｙ２を読み取る（Ｓ４２）。そして、これらの差分（ｙ１−ｙ２）がゼロまたは正の値であれば（Ｓ４４のＹ）、踏み増し状態にあると判定する（Ｓ４６）。一方、差分（ｙ１−ｙ２）が負の値であれば（Ｓ４４のＮ）、踏み戻し状態にあると判定する（Ｓ４８）。

以上に説明したように、本実施の形態においては、アンプの切り替えにより検出信号の出力値が不連続に変化して異常値を示しても、前回の出力値に連続的につながる本来の出力値が推定される。すなわち、ストロークセンサ２５の出力値がその検出履歴からみて異常である場合、本来のストローク量に対応した推定値が算出され、制動制御に用いられる。その結果、ブレーキＥＣＵ７０からみて制動制御の演算に用いるストローク量に異常な不連続部分が生じることなく、リニアで安定した制動制御を実現することができる。ストロークセンサの電源電圧比が予期せずに飛んだ場合にも、ブレーキフィーリングを良好に保持することができる。

本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を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。

上記実施の形態では、ストロークセンサ２５として渦電流式のものを採用した例を示したが、センサの形式についてはこれに限られず、磁石により放射される磁束をホールＩＣにて読み取り、電圧値として出力するセンサ等、検出信号を複数のアンプを切り替えて使用するものであればよい。また、図２には、ストロークセンサ２５の一態様を示したが、複数のアンプの数や接続構成についてはこれに限られるものではない。同図の例では、検出部８２の出力信号がアンプ８６，８８のいずれかを経由してブレーキＥＣＵ７０に入力されるが、アンプを経由することなくブレーキＥＣＵ７０に入力されるパターンがあってもよい。

上記実施の形態では、特定の液圧制御方式のブレーキ装置を例に挙げたが、ストロークセンサによりブレーキペダルのストローク量を検出して制動制御を行うものであれば、その制御形式に限られるものではない。

本発明の実施の形態に係るブレーキ装置を示す系統図である。 ストロークセンサおよびその周辺の概略構成を表す図である。 ストローク量の演算方法を説明するための図である。 ストローク量の演算方法を説明するための図である。 制動制御処理の主要部の流れを概略的に表すフローチャートである。 図５のＳ１２に係る踏み増し／戻し処理の流れを表すフローチャートである。

符号の説明

２０ ブレーキ装置、 ２２ ブレーキディスク、 ２３ ホイールシリンダ、 ２４ ブレーキペダル、 ２５ ストロークセンサ、 ２７ マスタシリンダユニット、 ３０ 動力液圧源、 ３２ マスタシリンダ、 ３３ レギュレータ、 ３４ リザーバ、 ３５ アキュムレータ、 ３６ ポンプ、 ５１ ＡＢＳ保持弁、 ５６ ＡＢＳ減圧弁、 ６０ 分離弁、 ６４ マスタカット弁、 ６５ レギュレータカット弁、 ６６ 増圧リニア制御弁、 ６７ 減圧リニア制御弁、 ６８ シミュレータカット弁、 ６９ ストロークシミュレータ、 ７０ ブレーキＥＣＵ、 ７１ レギュレータ圧センサ、 ７３ 制御圧センサ、 ８２ 検出部、 ８４ 増幅部、 ８６ アンプ、 ８８ アンプ。

Claims (6)

1. 車両の各車輪に対してブレーキ操作部材のストローク量に応じた制動力を付与するブレーキ装置において、
   前記ストローク量に応じた出力信号を出力する検出部と、その検出部の出力信号を増幅して出力する複数の増幅器とを含むストロークセンサと、
   前記ストローク量の検出範囲に応じて前記複数の増幅器の出力信号を切り替えて取得し、取得された出力信号に基づいて前記ストローク量を演算し、そのストローク量に基づいて目標制動力を得るための制御信号を出力する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、所定のサンプリング周期にて前記出力信号の出力値を取得するとともに、その出力値が既取得出力値から予め定める異常判定値以上に変化している場合には、これを異常値と判定して破棄し、前記既取得出力値に基づく推定値を演算してその推定値に基づいて前記ストローク量を演算することを特徴とするブレーキ装置。
2. 前記制御部は、前記既取得出力値の前記サンプリング周期に対する変化量を算出し、前記既取得出力値に前記変化量を加算して前記推定値を算出することを特徴とする請求項１に記載のブレーキ装置。
3. 前記制御部は、次回以降の演算のために前記推定値を前記既取得出力値として保持するとともに、前記異常値と前記推定値との差分値を演算し、前記異常値の発生以後に取得される出力値について前記差分値を加算または減算した補正値を演算し、その補正値に基づいて前記ストローク量を演算することを特徴とする請求項１または２に記載のブレーキ装置。
4. 前記制御部は、前記ストローク量が増加過程および減少過程のいずれにあるかを判定し、増加過程にある場合には前記出力値に前記差分値を加算して前記補正値を算出し、減少過程にある場合には前記出力値から前記差分値を減算して前記補正値を算出することを特徴とする請求項３のいずれかに記載のブレーキ装置。
5. 前記制御部は、前記ストローク量が増加過程および減少過程のいずれにあるかを、前記ストローク量とは異なるが制動制御に際して取得する他の物理量に基づいて判定することを特徴とする請求項４に記載のブレーキ装置。
6. 前記異常判定値は、前記サンプリング周期における前記出力信号の出力値の変化量として、前記ブレーキ操作部材の操作力によっては変化し得ない値であって、前記増幅器の切り替えにより発生し得る値が設定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のブレーキ装置。

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