JP2009227103A - ブレーキ制御システム - Google Patents

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Abstract

【課題】
ブレーキ倍力装置が故障しても、正常時と同様に、運転者の要求通りのブレーキ力を発生させることができるブレーキ制御システムを提供する。
【解決手段】
ブレーキ制御システムは、第１のブレーキ操作量検出装置を有する第１の制御装置と、第１の制御装置とは異なる制御を行い、第２のブレーキ操作量検出装置を有する第２の制御装置を備える。第２の制御装置は、マスタ圧を取得するマスタ圧取得部と、第２のブレーキ操作量検出装置が検出したブレーキ操作量と、マスタ圧取得部が取得したマスタ圧に基づいて、第１の制御装置の故障を検出する故障検出部を備えてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のブレーキ制御システムに関する。
ブレーキ倍力装置としては、真空倍力装置が一般的であり、真空倍力装置では、内燃機関の吸込み圧力が使用されている。内燃機関の吸込み圧力の代用として真空ポンプを用いる場合もあるが、この場合、従来よりもブレーキ倍力装置故障の可能性が大きくなるため、ブレーキ倍力装置の故障時にアンチロックコントロールシステムのポンプを使用して制動力の低下を抑制することが知られている（特許文献１参照）。
特表２００１−５１３０４１号公報
しかし、特許文献１によれば、ブレーキ倍力装置の故障時におけるアンチロックコントロールシステムによる制動力低下の抑制方法が不明確である。仮に、アンチロックコントロールシステムのポンプを使用して制動力の低下を抑制する際、当該システムのマスタ圧センサでブレーキ操作状態を検知し、マスタ圧を目標値として制御するにしても、ブレーキペダル操作でマスタ圧を発生させるまでの踏力及びストロークが大きいため、容易に当該ポンプを使用して制動力の低下を抑制することができない。よって、マスタ圧が発生するまでに、ノーブレーキ状態となり、運転者がパニックを起こす可能性も考えられる。
そこで、本発明の目的は、ブレーキ倍力装置が故障しても、正常時と同様に、運転者の要求通りのブレーキ力を発生させることができるブレーキ制御システムを提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の望ましい態様の一つは次の通りである。
ブレーキ制御システムは、第１のブレーキ操作量検出装置を有する第１の制御装置と、第１の制御装置とは異なる制御を行い、第２のブレーキ操作量検出装置を有する第２の制御装置を備える。
本発明によれば、ブレーキ倍力装置が故障しても、正常時と同様に、運転者の要求通りのブレーキ力を発生させることができるブレーキ制御システムを提供することができる。
以下、図面を用いて、実施例について説明する。
図１は、ブレーキ制御装置の全体構成を示す図である。矢印付きの破線は信号線であり、矢印の向きによって信号の流れを表している。
ブレーキ制御システム１は、マスタ圧制御装置３，マスタ圧制御機構４，ホイール圧制御装置５，ホイール圧制御機構６，インプットロッド７，ブレーキ操作量検出装置８，マスタシリンダ９，リザーバタンク１０、及び、ホイールシリンダ１１ａ〜ｄとからなる。
尚、第１の加減圧部は、ブレーキペダル１００及びインプットロッド７を、第２の加減圧部は、マスタ圧制御装置３，マスタ圧制御機構４、及びプライマリピストン４０を含む。
マスタ圧制御装置３とホイール圧制御装置５とは双方向の通信を行っており、制御指令，車両状態量（ヨーレート，前後加速度，横加速度，ハンドル舵角，車輪速，車体速等，故障情報，作動状態等）を共有している。
マスタ圧制御装置３（ブレーキ倍力装置に相当）は、ブレーキ操作量検出装置８の信号、ホイール圧制御装置５からの制御指令等に基づいて、駆動モータ２０を制御する。
マスタ圧制御機構４は、マスタ圧制御装置３の制御指令に従ってプライマリピストン４０を押圧するものであり、回転トルクを発生する駆動モータ２０、駆動モータ２０の回転トルクを増幅する減速装置２１と、回転動力を並進動力に変換する回転−並進変換装置２５とからなる。
ホイール圧制御装置５（アンチロックコントロールシステムに相当）は、先行車との車間距離，道路情報，車両状態量に基づいて各輪で発生させるべき目標ブレーキ力を算出し、この結果に基づいて、ホイール圧制御機構６を制御する。
ホイール圧制御機構６は、ホイール圧制御装置５の制御指令に従って、マスタシリンダ９で加圧された作動液の各ホイールシリンダ１１ａ〜ｄへの供給を制御する。
インプットロッド７は、ブレーキペダル１００に連結され、その片端がプライマリ液室４２に挿入されている。このような構成を採ることにより、運転者のブレーキ操作によってもマスタ圧を上昇させられるため、万一駆動モータ２０が停止した場合にも、所定のブレーキ力が確保される。又、マスタ圧に応じた力がインプットロッド７を介してブレーキペダル１００に作用し、ブレーキペダル反力として運転者に伝達させられるため、上述の構成を採らない場合に必要となる、バネ等のブレーキペダル反力を生成する装置が不要となる。これにより、ブレーキ制御システム１の小型・軽量化が図られ、車両への搭載性が向上する。
ブレーキ操作量検出装置８は、運転者の要求ブレーキ力を検出するセンサであり、インプットロッド７の変位量を検出する変位センサを複数個組み合わせた構成となっている。
ここで、変位センサでブレーキ操作量を検出する物理量として、インプットロッド７の変位量，ブレーキペダル１００のストローク量，ブレーキペダル１００の移動角度，ブレーキペダル１００の踏力、もしくは、前記複数のセンサ情報を組み合わせて検出しても良い。
又、ブレーキ操作量検出装置８としては、ブレーキペダル１００の踏力を検出する踏力センサを複数個組み合わせた構成や、変位センサと踏力センサを組み合わせた構成であっても良い。これにより、一つのセンサからの信号が途絶えた場合にも、残りのセンサによって運転者のブレーキ要求が検出，認知されるため、フェイルセーフが確保される。
又、ブレーキ操作量検出装置８の内、少なくとも一つのセンサは、ホイール圧制御装置５により、電源供給及び信号入力処理が行われ、残りのセンサは、マスタ圧制御装置３により、電源供給及び信号入力処理が行われる。これにより、マスタ圧制御装置３とホイール圧制御装置５のどちらかにＣＰＵ故障もしくは、電源故障が発生した場合にも、残りのセンサと制御装置により、運転者のブレーキ要求が検出，認知されるため、フェイルセーフが確保される。
図１では、ブレーキ操作量検出装置８を一つの筐体として記載しているが、マスタ圧制御装置３に接続される筐体とホイール圧制御装置に接続される筐体の二つに分けてもよい。
マスタシリンダ９は、プライマリピストン４０によって加圧されるプライマリ液室４２と、セカンダリピストン４１によって加圧されるセカンダリ液室４３の二つの加圧室を有するタンデム式のものであり、プライマリピストン４０の推進によって各加圧室で加圧された作動液が、マスタ配管１０２ａ〜ｂを経由してホイール圧制御機構６に供給されるように構成されている。
リザーバタンク１０は、図示しない隔壁によって仕切られた少なくとも二つの液室を有するものであり、それぞれの液室はマスタシリンダ９の各加圧室と連通可能に接続されている。
ホイールシリンダ１１ａ〜ｄは、図示しないシリンダ，ピストン，パッド、等から構成されており、ホイール圧制御機構６から供給された作動液によってピストンが推進され、ピストンに連結されたパッドがディスクロータ１０１ａ〜ｄに押圧される。ディスクロータ１０１ａ〜ｄは、車輪とともに回転しているため、１０１ａ〜ｄに作用したブレーキトルクは、車輪と路面との間に作用するブレーキ力となる。尚、ＦＬ輪は左前輪、ＦＲ輪は右前輪、ＲＬ輪は左後輪、ＲＲ輪は右後輪、をそれぞれ意味する。
次に、マスタ圧制御機構４の構成と動作について説明する。
駆動モータ２０は、マスタ圧制御装置３の制御指令に基づいて供給される電力によって動作し、所望の回転トルクを発生する。駆動モータ２０としては、ＤＣモータ，ＤＣブラシレスモータ，ＡＣモータ、等が適当であるが、制御性，静粛性，耐久性の点においては、ＤＣブラシレスモータが望ましい。又、駆動モータ２０には、図示しない位置センサが備わっており、この信号がマスタ圧制御装置３に入力されるように構成されている。これにより、マスタ圧制御装置３は、位置センサの信号に基づいて駆動モータ２０の回転角を算出することができ、これに基づいて回転−並進変換装置２５の推進量、即ち、プライマリピストン４０の変位量を算出することができる。
減速装置２１は、駆動モータ２０の回転トルクを自身の減速比分だけ増幅させるものである。減速の方式としては、歯車減速，プーリ減速、等が適当であるが、第１の実施形態では、駆動側プーリ２２と、従動側プーリ２３と、ベルト２４とからなるプーリ減速による方式を採る。又、駆動モータ２０の回転トルクが十分に大きく、減速によるトルクの増幅が必要でない場合には、減速装置２１を備えずに駆動モータ２０と回転−並進変換装置２５とを直結することができる。これにより、減速装置２１の介在に起因して発生する、信頼性，静粛性，搭載性等に係る諸問題を回避することができる。
回転−並進変換装置２５は、駆動モータ２０の回転動力を並進動力に変換してプライマリピストン４０を押圧するものである。変換の機構としては、ラックピニオン，ボールネジ、等が適当であるが、第１の実施形態では、ボールネジによる方式を採る。
ボールネジナット２６の外側には、従動側プーリ２３が嵌合されており、その回転によるボールネジナット２６の回転によりボールネジ軸２７が並進運動し、この推力によって可動部材２８を介してプライマリピストン４０が押圧される。
可動部材２８には、片端が固定部に接続された戻しバネ２９の一端が係合されており、ボールネジ軸２７の推力と逆方向の力が可動部材２８を介してボールネジ軸２７に作用するように構成されている。これにより、ブレーキ中、即ち、プライマリピストン４０が押圧されマスタ圧が加圧されている状態において、駆動モータ２０が停止しボールネジ軸２７の戻し制御が不能となった場合にも、戻しバネ２９の反力によってボールネジ軸２７が初期位置に戻され、マスタ圧が概ね零付近まで低下するため、ブレーキ力の引きずりに起因して車両挙動が不安定になることが回避される。
次に、インプットロッド７の推力の増幅について説明する。
第１の実施形態では、運転者のブレーキ操作によるインプットロッド７の変位量に応じてプライマリピストン４０を変位させることで、インプットロッド７の推力が増幅される形でプライマリ液室４２が加圧される。その増幅比（以下、倍力比と称す）は、インプットロッド７とプライマリピストン４０の変位量の比、インプットロッド７とプライマリピストン４０の断面積（以下、それぞれＡＩＲをＡＰＰと称す）の比、等によって任意の値に決定される。特に、インプットロッド７の変位量と同量だけプライマリピストン４０を変位させた場合には、倍力比は（ＡＩＲ＋ＡＰＰ）／ＡＩＲに一意に定まることが一般に知られている。即ち、必要な倍力比に基づいてＡＩＲとＡＰＰを設定し、変位量がインプットロッド７の変位量に等しくなるようにプライマリピストン４０を制御することで、常に一定の倍力比を得ることができる。尚、プライマリピストン４０の変位量は、図示しない位置センサの信号に基づいてマスタ圧制御装置３によって算出される。
次に、倍力可変機能を実施する際の処理について説明する。
倍力可変制御処理は、インプットロッド７の変位量に比例ゲイン（以下、Ｋ１と称す）を乗じた量だけプライマリピストン４０を変位させる制御処理である。尚、Ｋ１は、制御性の点からは１であることが望ましいが、緊急ブレーキ等により運転者のブレーキ操作量を上回るブレーキ力が必要な場合には、一時的に、１を上回る値に変更することができる。これにより、同量のブレーキ操作量でも、マスタ圧を通常時（Ｋ１＝１の場合）に比べて引き上げられるため、より大きなブレーキ力を発生させることができる。ここで、緊急ブレーキの判定は、例えば、ブレーキ操作量検出装置８の信号の時間変化率が所定値を上回るか否かで判定できる。
以上述べた通り、倍力可変制御処理によれば、運転者のブレーキ要求に従うインプットロッド７の変位量に応じてマスタ圧が増減圧されるため、運転者の要求通りのブレーキ力を発生させることができる。又、Ｋ１を、１を下回る値に変更することで、ハイブリッド車の回生ブレーキ力分液圧ブレーキを減圧する回生協調ブレーキ制御に適用することも可能である。
次に、自動ブレーキ機能を実施する際の処理について説明する。
自動ブレーキ制御処理は、マスタシリンダ９の作動圧を自動ブレーキの要求液圧（以下、自動ブレーキ要求液圧と称す）に調節すべく、プライマリピストン４０を前進及び後退させる処理である。
この場合のプライマリピストン４０の制御方法としては、テーブルとして事前に取得したプライマリピストン４０の変位量とマスタ圧との関係に基づいて、自動ブレーキ要求液圧を実現するプライマリピストン４０の変位量を抽出し、これを目標値とする方法、マスタ圧センサ５７で検出されたマスタ圧をフィードバックする方法等があるが、いずれの方法を採っても構わない。
尚、自動ブレーキ要求液圧は外部ユニットから受信することが可能であり、例えば、車両追従制御，車線逸脱回避制御，障害物回避制御等でのブレーキ制御に適用可能である。
次に、ホイール圧制御機構６の構成と動作について説明する。
ホイール圧制御機構６は、マスタシリンダ９で加圧された作動液の各ホイールシリンダ１１ａ〜ｄへの供給を制御するゲートＯＵＴ弁５０ａ〜ｂ、マスタシリンダ９で加圧された作動液のポンプへの供給を制御するゲートＩＮ弁５１ａ〜ｂ、マスタシリンダ９又はポンプから各ホイールシリンダ１１ａ〜ｄへの作動液の供給を制御するＩＮ弁５２ａ〜ｄ、ホイールシリンダ１１ａ〜ｄを減圧制御するＯＵＴ弁５３ａ〜ｄ、マスタシリンダ９で生成された作動圧を昇圧するポンプ５４ａ〜ｂ、ポンプ５４ａ〜ｂを駆動するモータ５５、及びマスタ圧を検出するマスタ圧センサ５６とからなる。尚、ホイール圧制御機構６としては、アンチロックブレーキ制御用の液圧制御ユニット、車両挙動安定化制御用の液圧制御ユニット等が適当である。
ホイール圧制御機構６は、プライマリ液室４２から作動液の供給を受け、ＦＬ輪とＲＲ輪のブレーキ力を制御する第１のブレーキ系統と、セカンダリ液室４３から作動液の供給を受け、ＦＲ輪とＲＬ輪のブレーキ力を制御する第２のブレーキ系統の、二つの系統から構成されている。このような構成を採ることにより、一方のブレーキ系統が失陥した場合にも、正常なもう一方のブレーキ系統によって対角２輪分のブレーキ力が確保されるため、車両の挙動が安定に保たれる。
ゲートＯＵＴ弁５０ａ〜ｂは、マスタシリンダ９とＩＮ弁５２ａ〜ｄとの間に備えられ、マスタシリンダ９で加圧された作動液をホイールシリンダ１１ａ〜ｄに供給する際に開弁される。ゲートＩＮ弁５１ａ〜ｂは、マスタシリンダ９とポンプ５４ａ〜ｂとの間に備えられ、マスタシリンダ９で加圧された作動液をポンプで昇圧してホイールシリンダ１１ａ〜ｄに供給する際に開弁される。ＩＮ弁５２ａ〜ｄは、ホイールシリンダ１１ａ〜ｄの上流に備えられ、マスタシリンダ９又はポンプで加圧された作動液をホイールシリンダ１１ａ〜ｄに供給する際に開弁される。ＯＵＴ弁５３ａ〜ｄは、ホイールシリンダ１１ａ〜ｄの下流に備えられ、ホイール圧を減圧する際に開弁される。尚、ゲートＯＵＴ弁５０ａ〜ｂ，ゲートＩＮ弁５１ａ〜ｂ，ＩＮ弁５２ａ〜ｄ、及びＯＵＴ弁５３ａ〜ｄは、内部の図示しないソレノイドへの通電によって弁の開閉が行われる電磁式のものであり、ホイール圧制御装置５が行う電流制御によって弁の開閉量が各弁個々に調節される。又、これらは、常開弁，常閉弁のいずれであっても構わないが、第１の実施形態では、ゲートＯＵＴ弁５０ａ〜ｂとＩＮ弁５２ａ〜ｄが常開弁、ゲートＩＮ弁５１ａ〜ｂとＯＵＴ弁５３ａ〜ｄが常閉弁である。このような構成を採ることにより、それぞれの弁への電力供給が停止した場合にも、ゲートＩＮ弁５１ａ〜ｂとＯＵＴ弁５３ａ〜ｄが閉じ、ゲートＯＵＴ弁５０ａ〜ｂとＩＮ弁５２ａ〜ｄが開いて、マスタシリンダ９で加圧された作動液が全てのホイールシリンダ１１ａ〜ｄに到達するため、運転者の要求通りのブレーキ力を発生させることができる。
ポンプ５４ａ〜ｂは、例えば、車両挙動安定化制御，自動ブレーキ、等を行うために、マスタシリンダ９の作動圧を超える圧力が必要な場合に、マスタ圧を昇圧してホイールシリンダ１１ａ〜ｄに供給する。ポンプ５４ａ〜ｂとしては、プランジャポンプ，トロコイドポンプ，ギヤポンプ、等が適当であるが、静粛性の点においては、ギヤポンプが望ましい。
モータ５５は、ホイール圧制御装置５の制御指令に基づいて供給される電力によって動作し、自身に連結されたポンプ５４ａ〜ｂを駆動する。モータ５５としては、ＤＣモータ，ＤＣブラシレスモータ，ＡＣモータ、等が適当であるが、制御性，静粛性，耐久性の点においては、ＤＣブラシレスモータが望ましい。
マスタ圧センサ５６は、セカンダリ側のマスタ配管１０２ｂの下流に備えられており、マスタ圧を検出する圧力センサである。マスタ圧センサ５６の個数及び設置位置に関しては、制御性，フェイルセーフ等を考慮して任意に決定することができる。
図２は、図１におけるマスタ圧制御装置３の回路構成の一例を示す図である。
マスタ圧制御装置３の電気回路は図中太線枠２０１で示し、マスタ圧制御機構４の電気回路は点線枠２０２で示す。又、太線枠２０３は、例えば、ＶＤＣ等のホイール圧制御装置５を示す。
まず、太線枠２０１で囲まれた電気回路は、車両内の電源ラインからＥＣＵ電源リレー２１４を介して供給される電源が５Ｖ電源回路１（２１５）と５Ｖ電源回路２（２１６）に入力されるようになっている。
ＥＣＵ電源リレー２１４は、起動信号と、ＣＡＮ通信Ｉ／Ｆ２１８ａでＣＡＮ受信により生成する起動信号のいずれか一つにより、オンする構成となっており、起動信号は、ドアスイッチ信号，ブレーキスイッチ，ＩＧＮスイッチ信号等を使用することができ、複数使用する場合は、マスタ圧制御装置３に全て取り込み、複数信号のいずれか一つのスイッチがオンした時に、起動信号がＥＣＵ電源リレー２１４をオンする側に作動する回路構成とする。
５Ｖ電源回路１（２１５）によって得られる安定した電源（ＶＣＣ１）は中央制御回路（ＣＰＵ）２１１に供給されるようになっている。又、５Ｖ電源回路２（２１４）によって得られる安定した電源（ＶＣＣ２）は監視用制御回路２１９に供給されるようになっている。
フェイルセーフリレー回路２１３は、車両内の電源ラインから後述の三相モータ駆動回路２２２に供給する電源を遮断できるようになっており、ＣＰＵ２１１と監視用制御回路２１９によって、三相モータ駆動回路２２２への電源の供給と遮断を制御できるようになっている。
フェイルセーフリレー回路２１３を介して電気回路部１２５１内に供給される電源はフィルタ回路２１２を介することによってノイズが除去され、三相モータ駆動回路２２２に供給されるようになっている。
ＣＰＵ２１１には、ＣＡＮ通信Ｉ／Ｆ回路２１８を介してマスタ圧制御装置３以外からの車両情報と自動ブレーキ要求液圧等の制御信号が入力されるようになっているとともに、マスタ圧制御機構４側に配置された回転角検出センサ２０５，モータ温度センサ２０６，変位センサ２０７〜２０８、及びマスタシリンダ圧センサ２０９からの出力が、それぞれ、回転角検出センサＩ／Ｆ回路２２５，モータ温度センサＩ／Ｆ回路２２６，変位センサＩ／Ｆ回路２２７，２２８、及びマスタシリンダ圧センサＩ／Ｆ回路２２９を介して入力されるようになっている。尚、本実施形態では、変位センサを２つ備えているが、複数であっても、１つであっても良い。
このようにして、現時点におけるマスタ圧制御機構４の状況等に関する情報を入力し、マスタ圧制御機構４を制御するとともに、故障状態を検知する。
即ち、ＣＰＵ２１１は、外部装置からの制御信号、及び各センサの検出値に基づいて、三相モータ駆動回路２２２に適切な信号を出力し、モータを制御するようになっている。
この場合、三相モータ駆動回路２２２の三相出力の各相には相電流モニタ回路２２３及び相電圧モニタ回路２２４が具備されており、これら相電流モニタ回路２２３及び相電圧モニタ回路２２４によって、それぞれ相電流及び相電圧を監視し、それらの出力はＣＰＵ２１１を介して三相モータ駆動回路２２２を適切に動作させるようにしている。三相モータ駆動回路２２２は、マスタ圧制御機構４内のモータ２０４に接続されてＣＰＵ２１１による制御に応じた駆動がなされるようになっている。更に、各モニタ値が正常範囲外となった場合、制御指令通りに制御できていない場合等に故障と判断するようになっている。
電気回路２０１には、ＣＰＵ２１１との間で信号の送受がなされる、例えば故障情報等が格納されたＥＥＰＲＯＭからなる記憶回路２３０が備えられ、ＣＰＵ２１１は、検出した故障情報と、マスタ圧制御機構４の制御で用いる学習値（例えば制御ゲイン，各種センサのオフセット値等）等を記憶回路２３０に記憶させることができる。又、電気回路２０１には、ＣＰＵ２１１との間で信号の送受がなされる監視用制御回路２１９が備えられており、監視用制御回路２１９はＣＰＵ２１１の故障、及びＶＣＣ１電圧等を監視している。そして、ＣＰＵ２１１、及びＶＣＣ１電圧等の異常を検出した場合は、速やかにフェイルセーフリレー回路２１３を動作させ、三相モータ駆動回路２２２への電源供給を遮断する。監視用制御回路２１９及びＶＣＣ２電圧の監視は、ＣＰＵ２１１で行っている。
次に、ホイール圧制御装置５によるマスタ圧制御装置３の故障検知方法について説明する。
第一の方法は、マスタ圧制御装置３の内部で検出された故障情報を、通信手段により、ホイール圧制御装置５が検知する方法である。
ここで、ＣＰＵ２１１は、故障を検出した場合、故障情報を、そのままＣＡＮ通信Ｉ／Ｆ２１８を介して送信してもよい。この場合、ホイール圧制御装置５が、当該故障情報を受信して、バックアップ制御をする必要があるか否かを判断する。又は、ＣＰＵ２１１は、故障情報からバックアップする必要があるか否かを判断してもよい。そして、バックアップする必要があると判断した場合、ＣＰＵ２１１は、バックアップ制御要求を、ＣＡＮ通信Ｉ／Ｆ２１８を介して送信する。ホイール圧制御装置５は、当該要求を受信すると、バックアップの必要ありとして、バックアップ制御モードに移行する（図４のＳ１０）。
マスタ圧制御装置３とホイール圧制御装置５は、各々周期的に通信を行うことにより、ＣＰＵ２１１の故障，ＣＰＵ２１１の電源ＶＣＣ１が供給されない故障等が発生した場合、マスタ圧制御装置３との通信が不能となることから、マスタ圧制御装置３とのＣＡＮ通信が不能となった場合にも、マスタ圧制御装置３がバックアップ制御を必要とする故障であると判断する。
ＣＡＮ通信の断線，ＣＡＮ通信Ｉ／Ｆ２１８の故障等が発生した場合は、ＣＰＵ２１１は、ＣＡＮ通信が不能となったことを検知してマスタ圧制御を停止する必要がある。マスタ圧制御装置３はマスタ圧制御が可能であるため、マスタ圧制御装置３とホイール圧制御装置５の双方で制御を行う可能性があるからである。
第二の方法は、ホイール圧制御装置５がブレーキ操作量に対するマスタ圧の関係から検知する方法である。ブレーキ操作量に対するマスタ圧の関係を図３に示す。
図３（ａ）は、ブレーキ操作量がペダルストロークであった場合の特性を、図３（ｂ）は、ブレーキ操作量がペダル踏力であった場合の特性を示す。本特性に基づいて、ホイール圧制御装置５は、ブレーキ操作量に対するマスタ圧の値を、ブレーキ操作量検出装置８とマスタ圧センサ５６から検出し、ブレーキ操作量とマスタ圧の関係が図３もしくは、図４の特性から所定値以上外れた状態が所定時間継続された場合、マスタ圧制御装置３がバックアップ制御を必要とする故障であると判断する。例えば、ＣＰＵ２１１の故障，ＣＰＵ２１１の電源ＶＣＣ１が供給されない故障等が発生した場合、ブレーキ操作量が増加しても、マスタ圧が増加しないことから故障を検知することができる。
この方法を用いる場合、マスタ圧制御装置３とホイール圧制御装置５との通信手段を不要としても良い。但し、この場合、ホイール圧制御装置にブレーキ操作量検出装置８の内少なくとも２つ以上のセンサを結線した方が望ましい。変位センサの物理量に対する出力電圧の特定異常を検知した場合、複数のセンサの信号を比較する必要があるからである。
マスタ圧制御装置３とホイール圧制御装置５との通信手段を有す場合、マスタ圧制御装置３とホイール圧制御装置５の少なくともいずれか一方で、他方の制御装置から通信手段により、ブレーキペダル操作量を取得し、自身の制御装置のブレーキペダル操作量と比較することができる。
以上、ホイール圧制御装置５が、バックアップ制御を必要とするマスタ圧制御装置３の故障を検知する方法について述べたが、第一の方法と第二の方法を組み合わせても良い。
次に、ホイール圧制御装置５によるバックアップ制御について説明する。
図４は、ホイール圧制御装置５の制御モードに関するフローチャートの一例を示す図である。
ホイール圧制御装置５は、まず、バックアップ制御モードに入るか否かを判断し（Ｓ１）、マスタ圧制御装置３のバックアップ必要ありと判断した場合、バックアップ制御モードへ移行し（Ｓ１０）、バックアップの必要なしと判断した場合、通常制御モードへ移行する（Ｓ２０）。ここで、故障情報を受信した場合は、その内容により判断する。例えば、ストロークセンサ故障、あるいはモータ故障の場合、重大な故障であるとしてバックアップ制御モードに入ると判断する。又、温度センサ故障の場合、たいした故障ではないとして通常制御モードに移行する。尚、バックアップ制御要求を受信した場合は、当該要求の内容は、マスタ圧制御装置３においてバックアップの必要ありと判断された結果であるため、そのままバックアップ制御モードに入る。
バックアップ制御モードでは、ブレーキ操作量検出装置８の信号入力によるブレーキ操作量を検出する（Ｓ１１）。通常制御モードでは、通常のホイール圧制御装置５の機能を継続する。
次に、検出したブレーキ操作量を用いて運転者のブレーキ操作の有無を判断する（Ｓ１２）。例えば、ブレーキ操作量が所定値（ここでは、０とする）の場合は、運転者はブレーキ操作を行っていないと判断し、バックアップ制御モードによるホイール圧を増圧させる制御を行わず、通常制御モードへ移行する。
ブレーキ操作量が０より大きい場合は、運転者がブレーキ操作を行っていると判断し、ブレーキ操作量に基づき目標ホイール圧を算出し（Ｓ１３）、目標ホイール圧に基づきゲートＩＮ弁５１ａ〜ｂとゲートＯＵＴ弁５０ａ〜ｂとモータ５５を駆動制御することでホイール圧制御を行う（Ｓ１４）。
以上、ホイール圧制御装置５がブレーキ操作量を検出することで、ブレーキ操作がない時はブレーキ力を発生せず、ブレーキ操作があった場合には、直ちに、ホイール圧を制御してブレーキ操作量に応じたブレーキ力を発生させることができる。又、ブレーキ操作量検出装置８の内、少なくとも一つのセンサを、ホイール圧制御装置５により、電源供給及び信号入力処理を行う構成とすることで、ＣＰＵ２１１の故障，ＣＰＵ２１１の電源ＶＣＣ１が供給されない故障等が発生した場合においても、ブレーキ操作量をブレーキ操作量検出装置８から取得して、目標ホイール圧を算出でき、正常時と同等の無効踏力及び無効ストロークの少ないバックアップブレーキを実現することができる。
図５は、第２の実施形態に係るブレーキ制御システム１の全体構成、及びブレーキ制御システム１に属さない制御装置を示す図である。尚、第１の実施形態と同一部分については、同一番号を付して説明を省略する。
予防安全制御装置１２０は、ブレーキ制御システム１に属さない、プリクラッシュシートベルト等の装置である。プリクラッシュシートベルトは、ブレーキ操作量検出装置８の信号等に基づいて、ブレーキペダルを踏むストローク量，速度，加速度，踏力の何れか、もしくは、複数の物理量の組み合わせから、運転者の急ブレーキ操作を検出し、シートベルトをきつく締める制御等を行う。
マスタ圧制御装置３とホイール圧制御装置５と予防安全制御装置１２０は、双方向の通信を行っており、ブレーキ操作量，制御指令，車両状態量，故障情報，作動状態等を共有している。
ブレーキ操作量検出装置８の内、少なくとも一つのセンサは、予防安全制御装置１２０により、電源供給及び信号入力処理が行われ、残りのセンサは、マスタ圧制御装置３により、電源供給及び信号入力処理が行われる。よって、マスタ圧制御装置３と予防安全制御装置１２０の何れかにＣＰＵ故障もしくは電源故障が発生しても、残りのセンサと制御装置により、運転者のブレーキ要求が検出，認知されるため、フェイルセーフが確保される。尚、ブレーキ操作量検出装置８のセンサが３つ以上ある場合は、各センサに対して、マスタ圧制御装置３と予防安全制御装置１２０とホイール圧制御装置５のそれぞれにより、電源供給及び信号入力処理が行われる構成としても良い。
次に、ホイール圧制御装置５が、予防安全制御装置１２０を用いてマスタ圧制御装置３の故障を検知する方法について説明する。
第一の方法は、基本的に実施例１の第二の方法と同じだが、ブレーキ操作量は、予防安全制御装置１２０から通信手段により取得したデータを用いる。
第二の方法は、予防安全制御装置１２０がブレーキ操作量に対するマスタ圧の関係から検知する方法であり、この場合も、実施例１の第二の方法と同じロジックを予防安全制御装置１２０に組み込むことで実施できるが、ここで使用するマスタ圧は、ホイール圧制御装置５から通信手段により取得したデータを用いる。又、この場合、予防安全制御装置１２０は、マスタ圧制御装置３の故障検知後、ホイール圧制御装置５との通信手段により、マスタ圧制御装置３が故障していることを送信し、ホイール圧制御装置５は、予防安全制御装置１２０からの通信手段により、マスタ圧制御装置３の故障を検知する。尚、実施例１の第一の方法，実施例２の第一及び第二の方法の内、少なくとも２つ以上を組み合わせて使用しても良い。
以上、ブレーキ操作量検出装置８の内、少なくとも一つのセンサを、予防安全制御装置１２０により、電源供給及び信号入力処理を行う構成とすることで、ＣＰＵ２１１の故障，ＣＰＵ２１１の電源ＶＣＣ１が供給されない故障等が発生した場合においても、バックアップ制御モードに使用するブレーキ操作量をブレーキ操作量検出装置８から取得して、目標ホイール圧を算出することができ、正常時と同等の無効踏力及び無効ストロークの少ないバックアップブレーキを実現することができる。
以上より、倍力機能が失陥した際でも、正常時と同等なストローク、もしくは踏力でバックアップブレーキの作動を開始でき、運転者の要求通りのブレーキ力を発生させることができ、安全性が高く、操作性と快適性に優れたブレーキ制御装置を提供することができる。
ブレーキ制御システムの全体構成図。 マスタ圧制御装置３の構成図。 ブレーキ操作量に対するマスタ圧の関係を示す図。 ホイール圧制御装置５の制御モードに関するフローチャート。 第二のブレーキ制御システムの全体構成図。
符号の説明
１ ブレーキ制御システム
３ マスタ圧制御装置
４ マスタ圧制御機構
５ ホイール圧制御装置
６ ホイール圧制御機構
７ インプットロッド
８ ブレーキ操作量検出装置
９ マスタシリンダ
１０ リザーバタンク
１１ａ〜ｄ ホイールシリンダ
２０ 駆動モータ
２１ 減速装置
２２ 駆動側プーリ
２３ 従動側プーリ
２４ ベルト
２５ 回転−並進変換装置
２６ ボールネジナット
２７ ボールネジ軸
２８ 可動部材
２９ 戻しバネ
３０ 伝達部材
４０ プライマリピストン
４１ セカンダリピストン
４２ プライマリ液室
４３ セカンダリ液室
５０ａ〜ｂ ゲートＯＵＴ弁
５１ａ〜ｂ ゲートＩＮ弁
５２ａ〜ｄ ＩＮ弁
５３ａ〜ｄ ＯＵＴ弁
５４ａ〜ｂ ポンプ
５５ モータ
５６，５７ マスタ圧センサ
１００ ブレーキペダル
１０１ａ〜ｄ ディスクロータ
１０２ａ〜ｂ マスタ配管

Claims (10)

  1. ブレーキ操作量を検出する第１のブレーキ操作量検出装置を有する第１の制御装置と、 前記第１の制御装置に通信線を介して接続され、前記第１の制御装置とは異なる制御を行い、前記ブレーキ操作量を検出する第２のブレーキ操作量検出装置を有する第２の制御装置を備える、ブレーキ制御システム。
  2. 前記第２の制御装置は、前記第１の制御装置の故障を判断する故障判断部を更に備え、前記故障判断部が前記第１の制御装置の故障を判断した場合、前記第２のブレーキ操作量検出装置が検出したブレーキ操作量に基づいて、各車輪のホイールシリンダ圧を制御するホイールシリンダ圧制御部を備える、請求項１のブレーキ制御システム。
  3. 前記第１の制御装置はマスタ圧制御装置であり、前記第２の制御装置はホイール圧制御装置である、請求項１又は２記載のブレーキ制御システム。
  4. 前記第１の制御装置と第２の制御装置の少なくともどちらか一方は、
    マスタ圧を取得するマスタ圧取得部を備え、
    前記第１又は第２のブレーキ操作量検出装置が検出したブレーキ操作量と、前記マスタ圧取得部が取得したマスタ圧に基づいて、前記第１の制御装置の故障を検出する故障検出部を更に備える、請求項１乃至３何れか一に記載のブレーキ制御システム。
  5. 前記第１及び第２の制御装置に通信線を介して接続され、前記第１及び第２の制御装置とは異なる制御を行う第３の制御装置を更に備える、請求項１記載のブレーキ制御システム。
  6. 前記第３の制御装置は、前記第１の制御装置の故障を判断する故障判断部を更に備え、前記故障判断部が前記第１の制御装置の故障を判断した場合、前記第２の制御装置から通信で取得する前記第２のブレーキ操作量検出装置が検出したブレーキ操作量に基づいて、各車輪のホイールシリンダ圧を制御するホイールシリンダ圧制御部を備える、請求項５のブレーキ制御システム。
  7. 前記第１の制御装置はマスタ圧制御装置であり、前記第３の制御装置はホイール圧制御装置である、請求項５又は６記載のブレーキ制御システム。
  8. 前記第１の制御装置と前記第２の制御装置と第３の制御装置の少なくとも一つは、
    マスタ圧を取得するマスタ圧取得部を備える、請求項５乃至７何れか一に記載のブレーキ制御システム。
  9. 前記第１の制御装置と前記第２の制御装置と第３の制御装置の少なくとも一つは、
    前記第１又は第２のブレーキ操作量検出装置が検出したブレーキ操作量と、前記マスタ圧取得部が取得したマスタ圧に基づいて、前記第１の制御装置の故障を検出する故障検出部を備える、請求項８記載のブレーキ制御システム。
  10. 前記ブレーキ操作量検出装置は、ブレーキペダルの移動量を検出するストロークセンサ、又は、ブレーキペダルが踏まれる力を検出する踏力センサの何れかである、請求項１乃至９何れか一に記載のブレーキ制御システム。
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