JP2012011813A - 車両のドライバ操作量検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同じコストで操作量検出精度を向上させること、あるいは、操作量検出精度を同等としながらコスト低減を図ること。
【解決手段】車両のドライバ操作量検出装置は、ドライバ操作量を検出するストロークセンサ１と、検出装置２と、入力回路３２と、制御用ストローク生成部３３と、を備えている。検出装置２は、ストロークセンサ１からの電圧値信号を、２系統のセンサ出力とする。入力回路３２は、センサ出力１を、全ストローク域を検出範囲とする第１ストローク出力Ｓ１に変換し、残る一系統のセンサ出力２を、限定したストローク域を検出範囲とすることで分解能を高めた第２ストローク出力Ｓ２に変換する。制御用ストローク生成部３３は、第１ストローク出力Ｓ１と第２ストローク出力Ｓ２を、ドライバ操作状態に基づいて切り替えることにより制御用ストロークＳｔを生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブレーキペダルのストローク量などのように、車載制御システムの制御情報として用いられるドライバ操作量を検出する車両のドライバ操作量検出装置に関する。

従来、ブレーキペダルの踏み込みストロークSpに基づく目標減速度Gstを演算し、マスタシリンダ圧力Pmに基づく目標減速度Gptを演算し、前回演算された最終目標減速度Gtに基づき目標減速度Gptに対する重みαを演算する。そして、目標減速度Gptおよび目標減速度Gstの重み付け和として最終目標減速度Gｔを演算し、各輪の目標ホイールシリンダ圧力Ptiを最終目標減速度Gtに比例する値として演算する。そして、各輪のホイールシリンダ圧力Piが目標ホイールシリンダ圧力Ptiになるようフィードバック制御する車両の制動力制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−３０１４３４号公報

しかしながら、従来装置にあっては、信頼性および故障検出性の要求から同じ検出範囲をもつ操作量検出器として、ストロークセンサ以外にマスタシリンダ圧センサを冗長として持ち、それぞれの使い方として同じ検出範囲と同じ分解能にて使用される。このため、同じコストで操作量検出精度を向上させること、あるいは、操作量検出精度を同等としながらコスト低減を図ることが難しい、という問題があった。

すなわち、操作量検出精度は、操作量検出器そのものの精度と、操作量検出器の出力を取り込む制御用コントローラの分解能に大きく依存する。しかし、操作量検出器そのものの精度が高いものを用いると、精度の高さにほぼ比例して検出器の価格が高くなる。同様に、制御用コントローラの分解能を高めると、分解能の高さ（ビット数の多さ）に比例して入力回路の価格が高くなる。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、同じコストで操作量検出精度を向上させること、あるいは、操作量検出精度を同等としながらコスト低減を図ることができる車両のドライバ操作量検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の車両のドライバ操作量検出装置は、操作量検出器と、検出装置と、入力回路と、制御用ストローク生成手段と、を備えた手段とした。
前記操作量検出器は、ドライバ操作による操作量を検出する。
前記検出装置は、前記操作量検出器からの操作量信号を、２系統のセンサ出力とする。
前記入力回路は、前記検出装置からの２系統のセンサ出力のうち、一系統のセンサ出力１を、全ストローク域を検出範囲とする第１ストローク出力に変換し、残る一系統のセンサ出力２を、限定したストローク域を検出範囲とすることで分解能を高めた第２ストローク出力に変換する。
前記制御用ストローク生成手段は、前記入力回路からの前記第１ストローク出力と前記第２ストローク出力を、ドライバ操作状態に基づいて切り替えることにより制御用ストロークを生成する。

よって、ドライバ操作による操作量検出時、入力回路において、検出装置からの２系統のセンサ出力のうち、一系統のセンサ出力１が、全ストローク域を検出範囲とする第１ストローク出力に変換される。そして、残る一系統のセンサ出力２が、限定したストローク域を検出範囲とすることで分解能を高めた第２ストローク出力に変換される。そして、制御用ストローク生成手段において、第１ストローク出力と第２ストローク出力を、ドライバ操作状態に基づいて切り替えることにより制御用ストロークが生成される。
例えば、従前と変わらない同じコストの操作量検出器を用いる場合、限定したストローク域が、高分解能である第２ストローク出力を制御用ストロークとする高検出精度領域になる。このため、操作量検出器そのものの精度は変わらないものの、同じコストで操作量検出精度を向上させることができる。
例えば、従前の操作量検出器より低コストで低精度の操作量検出器を用いる場合、高分解能である第２ストローク出力を制御用ストロークとする高検出精度領域を、検出精度が要求されるドライバ操作領域に合致させて設定する。この高検出精度領域の設定により、操作量検出精度を同等としながらコスト低減を図ることができる。

実施例１のドライバ操作量検出装置が適用された車両のブレーキ制御系を示す制御ブロック図である。 実施例１のドライバ操作量検出装置における制御用ストローク生成部で実行される制御用ストローク生成処理の流れを示すフローチャートである。 比較例１のドライバ操作量検出装置が適用された車両のブレーキ制御系を示す制御ブロック図である。 比較例２のドライバ操作量検出装置が適用された車両のブレーキ制御系を示す説明図である。 実施例１のドライバ操作量検出装置における入力回路で変換される第１ストローク出力Ｓ１と第２ストローク出力Ｓ２を示す出力値特性図である。 実施例１のドライバ操作量検出装置における制御用ストローク生成部で用いられるペダルストロークに対する切替ゲイン特性の一例を示す図である。 実施例２のドライバ操作量検出装置における制御用ストローク生成部で用いられる操作速度と車速と切替ゲインの三次元特性の一例を示す図である。 実施例３のドライバ操作量検出装置における制御用ストローク生成部で用いられる操作速度と車速と切替点の三次元特性の一例を示す図である。

以下、本発明の車両のドライバ操作量検出装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例３に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１のドライバ操作量検出装置が適用された車両のブレーキ制御系を示す制御ブロック図である。以下、図１に基づき、全体構成を説明する。

実施例１のドライバ操作量検出装置が適用された車両のブレーキ制御系は、図１に示すように、ストロークセンサ１（操作量検出器）と、検出装置２と、制御コントローラ３と、車速センサ４と、アクチュエータ５と、を備えている。

前記ストロークセンサ１は、ブレーキペダル６に対するドライバ操作によるペダル操作量を検出するために設けられた１つの操作量検出器である。このストロークセンサ１としては、車体とインプットロッドの間隔を検出するポテンショメータ構造等によるセンサが用いられる。

前記検出装置２は、ストロークセンサ１からの電圧値信号（操作量信号）を、２系統のセンサ出力（センサ出力１、センサ出力２）に分ける。
ここで、２系統のセンサ出力のうち、センサ出力１は、図１の検出装置の出力特性に示すように、ペダル解放時を最大電圧とし、ペダル最大踏み込み時をゼロ電圧とする出力電圧特性が決められ、ペダルストローク位置に応じた出力電圧値で与えられる。
一方、２系統のセンサ出力のうち、センサ出力２は、図１の検出装置の出力特性に示すように、ペダル解放時をゼロ電圧とし、ペダル最大踏み込み時を最大電圧とする出力電圧特性が決められ、ペダルストローク位置に応じた出力電圧値で与えられる。

前記制御コントローラ３は、フェールセーフ部３１と、入力回路３２と、制御用ストローク生成部３３（制御用ストローク生成手段）と、制御指令生成部３４と、出力回路３５と、を備えている。

前記フェールセーフ部３１は、図１に示すように、ドリフト検知部３１ａと、断線検知部３１ｂと、ゲイン異常検知部３１ｃと、を有する。そして、検出装置２から出力されるセンサ出力１とセンサ出力２を比較することで、ドリフトや断線やゲイン異常などの故障診断を行う。

前記入力回路３２は、検出装置２からの２系統のセンサ出力のうち、一系統のセンサ出力１を、全ストローク域を検出範囲とする第１ストローク出力Ｓ１に変換し、残る一系統のセンサ出力２を、ストローク初期範囲に限定したストローク域を検出範囲とすることで分解能を高めた第２ストローク出力Ｓ２に変換する。
第１ストローク出力Ｓ１は、アナログ信号であるセンサ出力１をデジタル値に変換すると共に、ペダル解放からペダル最大踏み込みまでの全ストローク域を、予め与えられた量子化ビッド数で振り分けて段階表現した数値である。
第２ストローク出力Ｓ２は、アナログ信号であるセンサ出力２をデジタル値に変換すると共に、ペダル解放からペダル中間踏み込みまでの限定ストローク域を、予め与えられた量子化ビッド数で振り分けて段階表現した数値である。
ここで、「量子化ビッド数」とは、アナログ信号からデジタル信号へＡＤ変換する際に、信号を何段階の数値で表現するかを示す値をいい、同じビッド数であるとき、隣接する段階の間隔が密であるほど分解能が高くなる。したがって、第２ストローク出力Ｓ２の分解能は、例えば、限定ストローク域を全ストローク域の約半分の領域とすると、第１ストローク出力Ｓ１の分解能に比べ、約２倍の分解能に高められる。

前記制御用ストローク生成部３３は、入力回路３２からの第１ストローク出力Ｓ１と第２ストローク出力Ｓ２を、ペダルストロークＳの位置（ドライバ操作状態）等に基づいて切り替えることにより制御用ストロークＳｔを生成する。なお、制御用ストロークＳｔを生成する際の入力情報としては、ドライバ操作状態以外に、車速センサ４からの車速情報（走行状態）も用いられる。
この制御用ストロークＳｔの生成に際しては、ペダルストロークＳがストローク初期領域のとき、第２ストローク出力Ｓ２を制御用ストロークＳｔとし、ペダルストロークＳがストローク後期領域のとき、第１ストローク出力Ｓ１を制御用ストロークＳｔとする。そして、ストローク初期領域とストローク後期領域の間の領域を切替過渡領域とし、この切替過渡領域のとき、第１ストローク出力Ｓ１と第２ストローク出力Ｓ２との間を滑らかに繋ぐ制御用ストロークＳｔを生成する。実施例１では、切替過渡領域のとき、操作速度ΔＳ１が低操作速度であるほど、低分解能である第１ストローク出力Ｓ１の重み付けに比べ、高分解能である第２ストローク出力Ｓ２の重み付けを高く設定している。

前記制御指令生成部３４は、制御用ストローク生成部３３により生成された制御用ストロークＳｔをドライバの要求制動力をあらわす制御入力情報とし、例えば、回生協調ブレーキ制御や電動倍力制御やブレーキバイワイヤ制御、等のための制御指令を生成する。

前記出力回路３５は、制御指令生成部３４からの制御指令を、ブレーキ制御系に設けられたアクチュエータ５へ出力する作動指令（モータ駆動電流、ソレノイド駆動電流、等）に変換する。

図２は、実施例１のドライバ操作量検出装置における制御用ストローク生成部３３で実行される制御用ストローク生成処理の流れを示すフローチャートである。以下、図２の各ステップについて説明する。

ステップS201では、車速センサ４から車速VSPを読み込み、ステップS202へ進む。

ステップS202では、ステップS201での車速読み込みに続き、入力回路３２から第１ストローク出力Ｓ１と第２ストローク出力Ｓ２を読み込み、読み込んだ第１ストローク出力Ｓ１に基づいて操作状態検出を行い、ステップS203へ進む。
ここで、操作状態として、ペダルストロークＳと操作速度ΔＳ１が検出される。読み込まれた第１ストローク出力Ｓ１をペダルストロークＳとする。第１ストローク出力Ｓ１の単位時間当たりの変化である微分演算値を操作速度ΔＳ１とする。

ステップS203では、ステップS202でのストローク出力Ｓ１，Ｓ２の読み込みと操作状態検出に続き、切替過渡領域の開始点になる切替点αの設定と、切替過渡領域の終了点になる補正点βの算出を行い、ステップS204へ進む。
ここで、第２ストローク出力Ｓ２から切替過渡領域を開始するときの「切替点α」は、制御精度（検出精度）が要求されるストローク範囲の上限により予め決められる。
切替過渡領域から第１ストローク出力Ｓ１を開始するときの「補正点β」は、ストローク出力Ｓ１，Ｓ２を切り替えるための移行領域の上限であり、
β＝（Ｓ２の分解能）/（Ｓ１の分解能）×α …(1)
の式により求められる。

ステップS204では、ステップS203での切替点αの設定と補正点βの算出に続き、ペダルストロークＳが、０から切替点α未満の領域であるか否かを判断する。YES（０≦Ｓ＜α）の場合はステップS205へ進み、NO（Ｓ≧α）の場合はステップS206へ進む。

ステップS205では、ステップS204での０≦Ｓ＜αであるとの判断に続き、制御用ストロークＳｔを、高分解能である第２ストローク出力Ｓ２に設定し（Ｓｔ＝Ｓ２）、ステップS211へ進む。

ステップS206では、ステップS204でのＳ≧αであるとの判断に続き、ペダルストロークＳが、補正点β以上の領域であるか否かを判断する。YES（Ｓ≧β）の場合はステップS207へ進み、NO（Ｓ＜β）の場合はステップS208へ進む。

ステップS207では、ステップS206でのＳ≧βであるとの判断に続き、制御用ストロークＳｔを、低分解能である第１ストローク出力Ｓ１に設定し（Ｓｔ＝Ｓ１）、ステップS211へ進む。

ステップS208では、ステップS206でのα≦Ｓ＜βであるとの判断に続き、切替ゲインｋを算出し、ステップS209へ進む。
ここで、切替ゲインｋは、
ｋ＝(α−Ｓ)/(β−α) …(2)
の式により求められる。

ステップS209では、ステップS208での切替ゲインｋの算出に続き、切替ゲインｋと第１ストローク出力Ｓ１と第２ストローク出力Ｓ２とを用い、基本制御ストロークＳtbを算出し、ステップS210へ進む。
基本制御ストロークＳtbは、
Ｓtb＝ｋ・Ｓ２＋(１−ｋ)・Ｓ１ …(3)
の式により求められる。

ステップS210では、ステップS209での基本制御ストロークＳtbの算出に続き、基本制御ストロークＳtbと、ステップS202で求めた操作速度ΔＳ１と、を用い、制御ストロークＳｔを設定し、ステップS211へ進む。
ここで、基本制御ストロークＳtbは、図６の実線に示す切替直線特性である。これに対し、操作速度ΔＳ１が低操作速度であるほど、第２ストローク出力Ｓ２の切替ゲイン特性を凸曲線特性とし、第１ストローク出力Ｓ１の切替ゲイン特性を凹曲線特性とする凹凸加減により、第１ストローク出力Ｓ１に比べ、第２ストローク出力Ｓ２の重み付けを高く設定する。

ステップS211では、ステップS205またはステップS207またはステップS210での制御ストロークＳｔの設定に続き、制御ストロークＳｔを制御指令生成部３４へ出力し、リターンへ進む。

次に、作用を説明する。
まず、「比較例の課題」の説明を行う。続いて、実施例１のドライバ操作量検出装置における作用を、「制御用ストロークの生成作用」、「切替過渡領域での制御ストローク設定作用」に分けて説明する。

［比較例の課題］
図３は、比較例１のドライバ操作量検出装置が適用された車両のブレーキ制御系を示す制御ブロック図である。以下、図３に基づいて、比較例１の課題を説明する。

比較例１は、検出装置からのセンサ出力１とセンサ出力２を、Ａ／Ｄ変換器（入力回路）でストローク出力１とストローク出力２に変換し、ストローク出力１とストローク出力２の平均値を、制御指令生成部での制御ストロークとする構成としている。

すなわち、検出装置からのセンサ出力１とセンサ出力２を、比較診断用として用いる。そして、Ａ／Ｄ変換器からのストローク出力１とストローク出力２は、何れか一方に断線異常が発生した場合、他方をバックアップとして用いるようにしている。

このように、比較例１は、ストローク出力１とストローク出力２を、制御ストロークの生成（平均値）やバックアップ機能（相互）というように、等価に用いる構成である。このため、制御コントローラの入力回路であるＡ／Ｄ変換器は、ストローク出力１とストローク出力２について、同じ精度（同じ分解能）の回路となる。

一方、ストローク検出精度は、ストロークセンサそのものの精度と、ストロークセンサの出力を取り込む制御用コントローラの分解能に大きく依存する。しかし、ストロークセンサそのものの精度が高いものを用いると、精度の高さにほぼ比例してストロークセンサの価格が高くなる。同様に、制御用コントローラの分解能を高めると、分解能の高さに比例してＡ／Ｄ変換器（入力回路）の価格が高くなる。このため、比較例１の構成では、同じコストでストローク検出精度を向上させること、あるいは、ストローク検出精度を同等としながらコスト低減を図ることが難ししい。

図４は、比較例２のドライバ操作量検出装置が適用された車両のブレーキ制御系を示す説明図である。以下、図４に基づいて、比較例２の課題を説明する。

比較例２は、操作量検出器として、ブレーキペダルのストロークを検出するストロークセンサと、ブレーキ操作時にペダル踏力に応じて発生するマスタシリンダ圧力を検出するマスタシリンダ圧センサを用いる構成とした例である。

この比較例２は、マスタシリンダ圧力Pmは、ドライバによるブレーキペダルストロークSpと等価であることを前提としたものあり、ストロークセンサとマスタシリンダ圧センサとから得られる操作量情報は、同じ精度（同じ分解能）とはならない。

しかし、ブレーキシステムによっては、図４の制御が介入した場合のマスタシリンダ圧力特性に示すように、ストロークとマスタシリンダ圧力が一意に決定されない。または、例えば、電動ブースタを用いたブレーキ液圧制御装置等のように、ストロークによってマスタシリンダ圧力を制御するシステムが存在し、それらのシステムではマスタシリンダ圧力をドライバ操作量として扱うことができない。

したがって、マスタシリンダ圧力がドライバ操作量（ストローク）と等価でない場合、または、マスタシリンダ圧力が制御対象である場合は、ストロークを基本としてマスタシリンダ圧力が決まる。このため、ドライバ操作量として、マスタシリンダ圧力を扱うことが困難である。つまり、ドライバ操作量の検出精度が低くなり、ドライバの意図（要求制動力）を検出できない。

また、それ以外のブレーキシステムについては適用可能であるが、マスタシリンダ圧力センサの取り付け部とストロークセンサの取り付け部の動作が連動する必要がある。つまり、比較例２は、２つの操作量検出器を要するだけでなく、２つの取り付け部の動作が連動する構成にする必要があるため、コスト増になる。そして、適用できるブレーキシステムも限られてしまう。

［制御用ストロークの生成作用］
上記課題に対応し、通常のシステム構成において具備されるストロークセンサのみで高精度なドライバ操作要求の検出をする。さらに、制動操作≠マスタシリンダ圧力とならないブレーキシステムにおいてストローク検出精度を安価に実現する（マスタシリンダ圧センサを廃止可能）、ことが重要である。以下、図２および図５に基づき、これを反映する実施例１における制御用ストロークＳｔの生成作用を説明する。

ドライバがブレーキペダル６を踏み込み操作すると、ストロークセンサ１からの電圧値信号が検出装置２に入力される。そして、検出装置２において、入力した電圧値信号に基づき、２系統のセンサ出力１とセンサ出力２とに分けられる。ここで、センサ出力１は、図１の検出装置の出力特性に示すように、ペダルストロークに対し右下がりの出力電圧特性を持ち、センサ出力２は、図１の検出装置の出力特性に示すように、ペダルストロークに対し右上がりの出力電圧特性を持つ。

そして、２系統のセンサ出力１とセンサ出力２を入力する入力回路３２においては、センサ出力１が、全ストローク域を検出範囲とする第１ストローク出力Ｓ１に変換される。また、センサ出力２が、ストローク初期範囲に限定したストローク域を検出範囲とすることで分解能を高めた第２ストローク出力Ｓ２に変換される。

そして、第１ストローク出力Ｓ１と第２ストローク出力Ｓ２を入力する制御用ストローク生成部３３においては、ペダルストロークＳの位置等に基づいて、第１ストローク出力Ｓ１と第２ストローク出力Ｓ２を切り替えることにより制御用ストロークＳｔが生成される。以下、制御用ストロークＳｔの生成処理作用を、図２に基づき説明する。

ペダルストロークＳが０≦Ｓ＜αの場合には、図２のフローチャートにおいて、ステップS201→ステップS202→ステップS203→ステップS204→ステップS205→ステップS211へと進む流れが繰り返される。そして、ステップS205では、制御用ストロークＳｔが、高分解能である第２ストローク出力Ｓ２に設定され、ステップS211では、制御用ストロークＳｔ（＝Ｓ２）が出力される。

次に、ペダルストロークＳがα≦Ｓ＜βの場合には、図２のフローチャートにおいて、ステップS201→ステップS202→ステップS203→ステップS204→ステップS206→ステップS208→ステップS209→ステップS210→ステップS211へと進む流れが繰り返される。そして、ステップS209では、切替ゲインｋと第１ストローク出力Ｓ１と第２ストローク出力Ｓ２とを用いて基本制御ストロークＳtbが算出される。次のステップS210では、基本制御ストロークＳtbと操作速度ΔＳ１を用いて制御ストロークＳｔが設定され、ステップS211では、制御用ストロークＳｔ（＝ｆ（Ｓtb））が出力される。

次に、ペダルストロークＳがＳ≧βの場合には、図２のフローチャートにおいて、ステップS201→ステップS202→ステップS203→ステップS204→ステップS206→ステップS207→ステップS211へと進む流れが繰り返される。そして、ステップS207では、制御用ストロークＳｔが、低分解能である第１ストローク出力Ｓ１に設定され、ステップS211では、制御用ストロークＳｔ（＝Ｓ１）が出力される。

すなわち、ペダルストロークＳが、Ｓ＝０から切替点αとなるまでのストローク初期領域では、図５に示すように、量子化ビッド数Ｎを限られた初期領域に振り分けることで高分解能とした第２ストローク出力Ｓ２が制御ストロークＳｔとされる。
そして、ペダルストロークＳが、切替点αから補正点βまでの切替過渡領域では、図６に示す切替ゲインｋを用い、第１ストローク出力Ｓ１と第２ストローク出力Ｓ２とを滑らかに繋ぐ制御用ストロークＳｔが生成される。
そして、ペダルストロークＳが、補正点β以上でフルストロークとなるまでのストローク後期領域では、図５に示すように、量子化ビッド数Ｎを全ストローク域に振り分けた第１ストローク出力Ｓ１が制御ストロークＳｔとされる。

以上説明したように、実施例１では、入力回路３２は、センサ出力２を、限定したストローク域を検出範囲とすることで分解能を高めた第２ストローク出力Ｓ２に変換する。そして、制御用ストローク生成部３３は、第１ストローク出力Ｓ１と第２ストローク出力Ｓ２を、ペダルストロークＳに基づいて切り替えることにより制御用ストロークＳｔを生成する構成を採用した。
例えば、従前と変わらない同じコストのストロークセンサ１を用いる場合、限定したストローク域が、高分解能である第２ストローク出力Ｓ２を制御用ストロークＳｔとする高検出精度領域になる。このため、ストロークセンサ１そのものの精度は変わらないものの、同じコストで操作量検出精度を向上させることができる。
例えば、従前のストロークセンサより低コストで低精度のストロークセンサ１を用いる場合、高分解能である第２ストローク出力Ｓ２を制御用ストロークＳｔとする高検出精度領域を、検出精度が要求されるストローク領域に合致させて設定する。この高検出精度領域の設定により、操作量検出精度を同等としながらコスト低減を図ることができる。
このため、同じコストでストローク検出精度を向上させること、あるいは、ストローク検出精度を同等としながらコスト低減を図ることができる。

実施例１では、操作量検出器を、ブレーキペダル６のストロークセンサ１とし、入力回路３２は、センサ出力２の検出範囲を、ストローク初期範囲に限定することで分解能を高めた第２ストローク出力Ｓ２に変換する回路とした。そして、制御用ストローク生成部３３は、ドライバ操作によるペダルストロークがストローク初期領域のとき、第２ストローク出力Ｓ２を制御用ストロークＳｔとする構成を採用した。
すなわち、ドライバ操作によるペダルストロークがストローク初期領域は、ドライバにとって低減速度側の領域となり、制動減速度の制御精度を高めたい傾向にある。
これに対し、このストローク初期領域において高分解能の第２ストローク出力Ｓ２を用いることにより、ドライバの運転特性に合致したきめ細かなブレーキ制御を行うことができる。

実施例１では、第１ストローク出力Ｓ１と第２ストローク出力Ｓ２の切り替え前後のストローク領域を切替過渡領域（α＜Ｓ≦β）とした。そして、制御用ストローク生成部３３は、切替過渡領域のとき、第１ストローク出力Ｓ１と第２ストローク出力Ｓ２との間を滑らかに繋ぐ制御用ストロークＳｔを生成する構成を採用した。
すなわち、第１ストローク出力Ｓ１から第２ストローク出力Ｓ２、あるいは、第２ストローク出力Ｓ２から第１ストローク出力Ｓ１へと直接切り替えると、分解能の差異およびセンサ個体差による検出値の差異により、制御用ストロークＳｔが不連続になる。
これに対し、切替過渡領域を設定し、この切替過渡領域では、第１ストローク出力Ｓ１と第２ストローク出力Ｓ２との間を滑らかに繋ぐ制御用ストロークＳｔを生成することにより、制御用ストロークＳｔが不連続になることを防止できる。そして、この制御用ストロークＳｔを用いるブレーキ制御においても制動力落差等を発生させることを防止できる。

［切替過渡領域での制御用ストローク設定作用］
上記のように、切替過渡領域（α＜Ｓ≦β）では、第１ストローク出力Ｓ１と第２ストローク出力Ｓ２の切り替え方に自由度を持つため、ブレーキステムの要求特性に合わせたものとするのが好ましい。以下、図２および図５に基づき、これを反映する実施例１における切替過渡領域での制御用ストローク設定作用を説明する。

まず、図２のステップS209では、切替ゲインｋと第１ストローク出力Ｓ１と第２ストローク出力Ｓ２とを用い、上記式(3)により基本制御ストロークＳtbが算出される。
この基本制御ストロークＳtbは、図６の実線に示す切替直線特性であり、第１ストローク出力Ｓ１の重み付けと、第２ストローク出力Ｓ２の重み付けが等しい。

次のステップS210では、基本制御ストロークＳtbと操作速度ΔＳ１とを用い、制御ストロークＳｔが設定される。
この制御ストロークＳｔは、図６の破線や点線に示す切替曲線特性であり、操作速度ΔＳ１をパラメータとして、凹凸加減を行うことにより決められる。すなわち、操作速度ΔＳ１が低操作速度であるほど、第２ストローク出力Ｓ２の切替ゲイン特性を、凸量が大きな凸曲線特性とし、第１ストローク出力Ｓ１の切替ゲイン特性を、凹量が大きな凹曲線特性とする。すなわち、第１ストローク出力Ｓ１に比べ、第２ストローク出力Ｓ２の重み付けを高く設定する。以下、その理由を説明する。

切替点αは、制御精度（検出精度）が要求されるストローク範囲の上限によって決めるが、補正点βは、上記(1)式から明らかなように、Ｓ１とＳ２の分解能にて決まる。このため、切替点αを変える、つまり高精度での検出範囲を広く取ろうとすると、切替点αによる範囲が狭い場合に比べて分解能が劣化することになる。したがって、切替点αを大きく調節することは得策ではない。

そのため、ブレーキシステム側でストローク検出精度（制御精度）が要求される場合（実施例１では、操作速度ΔＳ１が低操作速度である場合）において、低分解能側の第１ストローク出力Ｓ１の影響を最小限とするため、切替ゲインｋを図６に示すように変化させて対応する。これにより、切替点αを変えないことで分解能を高く保ったまま、操作速度ΔＳ１が低操作速度であるとき、第２ストローク出力Ｓ２による高精度域を拡大することができる。

なお、実施例１のドライバ操作量検出装置において、フェールセーフ部３１は、検出装置２から出力されるセンサ出力１とセンサ出力２を比較することで、ドリフトや断線やゲイン異常などの故障診断を行う。また、センサ出力２が使用できなくなった場合には、センサ出力１に基づく第１ストローク出力Ｓ１を制御用ストロークＳｔとしてバックアップする。さらに、センサ出力１が使用できなくなった場合には、入力回路３２において、分解能を高めることなく、センサ出力２に基づいてＡ／Ｄ変換のみを行った第２ストローク出力Ｓ２を制御用ストロークＳｔとしてバックアップする。このように、実施例１の構成を採用することにより、比較診断機能やバックアップ機能が損なわれることはない。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両のドライバ操作量検出装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) ドライバ操作による操作量を検出する操作量検出器（ストロークセンサ１）と、
前記操作量検出器（ストロークセンサ１）からの操作量信号（電圧値信号）を、２系統のセンサ出力とする検出装置２と、
前記検出装置２からの２系統のセンサ出力のうち、一系統のセンサ出力１を、全ストローク域を検出範囲とする第１ストローク出力Ｓ１に変換し、残る一系統のセンサ出力２を、限定したストローク域を検出範囲とすることで分解能を高めた第２ストローク出力Ｓ２に変換する入力回路３２と、
前記入力回路３２からの前記第１ストローク出力Ｓ１と前記第２ストローク出力Ｓ２を、ドライバ操作状態に基づいて切り替えることにより制御用ストロークＳｔを生成する制御用ストローク生成手段（制御用ストローク生成部３３）と、
を備えた。
このため、同じコストで操作量検出精度（ストローク検出精度）を向上させること、あるいは、操作量検出精度（ストローク検出精度）を同等としながらコスト低減を図ることができる。

(2) 前記操作量検出器は、ブレーキペダル６のストロークセンサ１であり、
前記入力回路３２は、センサ出力２の検出範囲を、ストローク初期範囲に限定することで分解能を高めた第２ストローク出力Ｓ２に変換する回路であり、
前記制御用ストローク生成手段（制御用ストローク生成部３３）は、ドライバ操作によるペダルストロークＳがストローク初期領域のとき、前記第２ストローク出力Ｓ２を制御用ストロークＳｔとする。
このため、(1)の効果に加え、ストローク初期領域において高分解能の第２ストローク出力Ｓ２を用いることにより、ドライバの運転特性に合致したきめ細かなブレーキ制御を行うことができる。

(3) 前記制御用ストローク生成手段（制御用ストローク生成部３３）は、前記第１ストローク出力Ｓ１と前記第２ストローク出力Ｓ２の切り替え前後のストローク領域を切替過渡領域とし、前記切替過渡領域のとき、前記第１ストローク出力Ｓ１と前記第２ストローク出力Ｓ２との間を滑らかに繋ぐ制御用ストロークを生成する（図２のステップS208、ステップS209）。
このため、(2)の効果に加え、第１ストローク出力Ｓ１と第２ストローク出力Ｓ２の切り替えにより生成される制御用ストロークＳｔが不連続にならず、制御用ストロークＳｔを用いるブレーキ制御時、制動力落差や減速度急変、等の発生を防止することができる。

(4) 前記制御用ストローク生成手段（制御用ストローク生成部３３）は、前記切替過渡領域のとき、操作速度ΔＳ１が低操作速度であるほど、低分解能である前記第１ストローク出力Ｓ１の重み付けに比べ、高分解能である前記第２ストローク出力Ｓ２の重み付けを高く設定する（図２のステップS210）。
このため、(3)の効果に加え、切替過渡領域を開始する切替点αを変えないことで分解能を高く保ったまま、操作速度ΔＳ１が低操作速度であるとき、第２ストローク出力Ｓ２による高精度域を拡大することができる。

実施例２は、車速VSPが低車速であるとき、第２ストローク出力Ｓ２による高精度域を拡大するようにした例である。

まず、構成を説明する。
実施例２の場合、実施例１の図２のフローチャートにおいて、ステップS208〜ステップS210にて、制御用ストロークＳｔが下記のように設定される。

ステップS208では、ステップS206でのα≦Ｓ＜βであるとの判断に続き、切替ゲインｋを算出し、ステップS209へ進む。
ここで、切替ゲインｋは、
ｋ＝ｍ・ｋ１＋（１−ｍ）・ｋ２ …(4)
の式を用いて算出される。但し、
ｋ１＝（VSP0・VSP）² ｋ１≦１
ｋ２＝（ΔＳ10・ΔＳ１）² ｋ２≦１
ｍ：車速と操作速度による重み付け係数
VSP0：ゲイン０（またはmin）とする車速
ΔS10：ゲイン０（またはmin）とする操作速度
である。
この切替ゲインｋを、三次元マップにてあらわすと、図７に示すようになる。この三次元マップは、車速VSPが低速であるほど、また、操作速度ΔＳ１が低操作速度であるほど、第２ストローク出力Ｓ２のゲイン特性を凸曲面特性とし、第１ストローク出力Ｓ１のゲイン特性を凹曲面特性とする。この凹凸面加減により、第１ストローク出力Ｓ１の重み付けに比べ、第２ストローク出力Ｓ２の重み付けを高く設定する。

ステップS209では、ステップS208での切替ゲインｋの算出に続き、切替ゲインｋと第１ストローク出力Ｓ１と第２ストローク出力Ｓ２とを用い、基本制御ストロークＳtbを算出し、ステップS210へ進む。
基本制御ストロークＳtbは、
Ｓtb＝ｋ・Ｓ２＋(１−ｋ)・Ｓ１ …(3)
の式により求められる。

ステップS210では、ステップS209での基本制御ストロークＳtbの算出に続き、基本制御ストロークＳtbを、制御ストロークＳｔとして設定し、ステップS211へ進む。
なお、他の構成は、実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。

次に、作用を説明する。
実施例１で述べたように、切替点αを大きく調節することは得策ではない。そのため、ブレーキシステム側でストローク検出精度（制御精度）が要求される場合（実施例２では、車速VSPが低速である場合、操作速度ΔＳ１が低操作速度である場合）において、低分解能側の第１ストローク出力Ｓ１の影響を最小限とするため、切替ゲインｋを図７に示すように変化させて対応する。これにより、切替点αを変えないことで分解能を高く保ったまま、車速VSPが低速であるとき、あるいは、操作速度ΔＳ１が低操作速度であるとき、第２ストローク出力Ｓ２による高精度域を拡大することができる。
なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例２の車両のドライバ操作量検出装置にあっては、下記の効果を得ることができる。

(5) 前記制御用ストローク生成手段（制御用ストローク生成部３３）は、前記切替過渡領域のとき、車速VSPが低車速域であるほど、低分解能である前記第１ストローク出力Ｓ１の重み付けに比べ、高分解能である前記第２ストローク出力Ｓ２の重み付けを高く設定する。
このため、実施例１の(3)の効果に加え、切替過渡領域を開始する切替点αを変えないことで分解能を高く保ったまま、車速VSPが低車速であるとき、第２ストローク出力Ｓ２による高精度域を拡大することができる。

実施例３は、切替点αの変更により第２ストローク出力Ｓ２による高精度域を拡大するようにした例である。

まず、構成を説明する。
実施例３の場合、実施例１の図２のフローチャートにおいて、ステップS203にて切替点αが下記のように設定される。

ステップS203では、ステップS202でのストローク出力Ｓ１，Ｓ２の読み込みと操作状態検出に続き、切替過渡領域の開始点になる切替点αの設定と、切替過渡領域の終了点になる補正点βの算出を行い、ステップS204へ進む。
ここで、第２ストローク出力Ｓ２から切替過渡領域を開始するときの「切替点α」は、
α＝ｍ・α１＋（１−ｍ）・α２ …(5)
の式を用いて算出される。但し、
α１＝−VSP/VSP0＋１
α２＝−ΔＳ１/ΔＳ10＋１
ｍ：車速と操作速度による重み付け係数
VSP0：ゲイン０（またはmin）とする車速
ΔＳ10：ゲイン０（またはmin）とする操作速度
である。
この切替点αを、三次元マップにてあらわすと、図８に示すようになる。この三次元マップは、車速VSPが低速であるほど、また、操作速度ΔＳ１が低操作速度であるほど、第２ストローク出力Ｓ２を制御用ストロークＳｔとする領域を拡大するように設定する。
なお、他の構成は、実施例１と同様であるので、図示並びに説明を省略する。

次に、作用を説明する。
実施例１で述べたように、切替点αを大きく調節することは得策ではないが、高精度が要求される領域の上限にある程度の自由度を持つブレーキシステムの場合、切替点αを自由度の範囲で調節することができる。そのため、ブレーキシステム側でストローク検出精度（制御精度）が要求される場合（実施例３では、車速VSPが低速である場合、操作速度ΔＳ１が低操作速度である場合）において、低分解能側の第１ストローク出力Ｓ１の影響を最小限とするため、切替点αを図８示すように変化させて対応する。これにより、車速VSPが低速であるとき、あるいは、操作速度ΔＳ１が低操作速度であるとき、第２ストローク出力Ｓ２による高精度域を拡大することができる。
なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例３の車両のドライバ操作量検出装置にあっては、下記の効果を得ることができる。

(6) 前記制御用ストローク生成手段（制御用ストローク生成部３３）は、前記第２ストローク出力Ｓ２を制御用ストロークＳｔとする領域から前記切替過渡領域を開始する切替点αを、操作速度ΔＳ１と車速VSPの少なくとも一方により変更設定し、操作速度ΔＳ１が低操作速度であるほど、あるいは、車速VSPが低車速域であるほど、前記第２ストローク出力Ｓ２を制御用ストロークＳｔとする領域を拡大する。
このため、実施例１の(3)の効果に加え、車速VSPが低速であるとき、あるいは、操作速度ΔＳ１が低操作速度であるとき、第２ストローク出力Ｓ２による高精度域を拡大することができる。

以上、本発明の車両のドライバ操作量検出装置を実施例１〜実施例３に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１〜３では、操作量検出器として、ブレーキペダル６のストロークセンサ１とする例を示した。しかし、これに限らず、アクセルペダルやクラッチペダル等のストロークセンサでも適用可能である。

実施例１〜３では、操作速度ΔＳ１と車速VSPにより切替ゲインｋや切替点αを変更調整する例を示した。しかし、液剛性の違いにより切替ゲインｋや切替点αを変更調整する例としても良い。

実施例１〜３では、高分解能側をストローク初期範囲に限定する例を示した。しかし、高分解能側をストローク後期範囲に限定する例としても良い。
高分解能側をストローク後期範囲に限定する場合、切替点αは、制御精度（検出精度）が要求されるストローク範囲の下限とされる。また、補正点βは、高分解能側をストローク初期範囲に限定する場合の式(1)において、分解能の比を逆数とする。さらに、制御ストロークＳｔを求める式としては、
Ｓｔ＝（１−ｋ）・Ｓ２＋ｋ・Ｓ１ …(6)
の式が用いられる。

実施例１〜３では、検出装置として、センサ出力１とセンサ出力２を作り出す１つの検出装置２を用いる例を示した。しかし、センサ出力１を作り出す検出装置と、センサ出力２を作り出す検出装置と、を分けるというように、２つの検出装置を用いるようにしたものであっても良い。

実施例１〜３のドライバ操作量検出装置は、ドライバ操作量情報に基づいて制御する車載制御システムを持つ車両であれば、エンジン車、ハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車、等の様々な車両に適用できる。

１ ストロークセンサ（操作量検出器）
２ 検出装置
３ 制御コントローラ
３１ フェールセーフ部
３２ 入力回路
３３ 制御用ストローク生成部（制御用ストローク生成手段）
３４ 制御指令生成部
３５ 出力回路
４ 車速センサ
５ アクチュエータ
６ ブレーキペダル

Claims (6)

1. ドライバ操作による操作量を検出する操作量検出器と、
   前記操作量検出器からの操作量信号を、２系統のセンサ出力とする検出装置と、
   前記検出装置からの２系統のセンサ出力のうち、一系統のセンサ出力１を、全ストローク域を検出範囲とする第１ストローク出力に変換し、残る一系統のセンサ出力２を、限定したストローク域を検出範囲とすることで分解能を高めた第２ストローク出力に変換する入力回路と、
   前記入力回路からの前記第１ストローク出力と前記第２ストローク出力を、ドライバ操作状態に基づいて切り替えることにより制御用ストロークを生成する制御用ストローク生成手段と、
   を備えたことを特徴とする車両のドライバ操作量検出装置。
2. 請求項１に記載された車両のドライバ操作量検出装置において、
   前記操作量検出器は、ブレーキペダルのストロークセンサであり、
   前記入力回路は、センサ出力２の検出範囲を、ストローク初期範囲に限定することで分解能を高めた第２ストローク出力に変換する回路であり、
   前記制御用ストローク生成手段は、ドライバ操作によるペダルストロークがストローク初期領域のとき、前記第２ストローク出力を制御用ストロークとすることを特徴とする車両のドライバ操作量検出装置。
3. 請求項２に記載された車両のドライバ操作量検出装置において、
   前記制御用ストローク生成手段は、前記第１ストローク出力と前記第２ストローク出力の切り替え前後のストローク領域を切替過渡領域とし、前記切替過渡領域のとき、前記第１ストローク出力と前記第２ストローク出力との間を滑らかに繋ぐ制御用ストロークを生成することを特徴とする車両のドライバ操作量検出装置。
4. 請求項３に記載された車両のドライバ操作量検出装置において、
   前記制御用ストローク生成手段は、前記切替過渡領域のとき、操作速度が低操作速度であるほど、低分解能である前記第１ストローク出力の重み付けに比べ、高分解能である前記第２ストローク出力の重み付けを高く設定することを特徴とする車両のドライバ操作量検出装置。
5. 請求項３に記載された車両のドライバ操作量検出装置において、
   前記制御用ストローク生成手段は、前記切替過渡領域のとき、車速が低車速域であるほど、低分解能である前記第１ストローク出力の重み付けに比べ、高分解能である前記第２ストローク出力の重み付けを高く設定することを特徴とする車両のドライバ操作量検出装置。
6. 請求項３に記載された車両のドライバ操作量検出装置において、
   前記制御用ストローク生成手段は、前記第２ストローク出力を制御用ストロークとする領域から前記切替過渡領域を開始する切替点を、操作速度と車速の少なくとも一方により変更設定し、操作速度が低操作速度であるほど、あるいは、車速が低車速域であるほど、前記第２ストローク出力を制御用ストロークとする領域を拡大することを特徴とする車両のドライバ操作量検出装置。

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