JP2018016160A - センサ監視装置、及び、該装置を備える車両の制動制御装置 - Google Patents

センサ監視装置、及び、該装置を備える車両の制動制御装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 複数の制御装置で構成される装置においてセンサの個数が低減されるとともに信頼性が確保され得るセンサ監視装置を提供する。【解決手段】 センサ監視装置は、センサSMNの検出値Smnが第1信号線LMAを介して入力される第1コントローラECAと、検出値Smnが第2信号線LMBを介して入力される第2コントローラECBと、第1コントローラECAと第2コントローラECBとの間で信号伝達を行う通信バスCMBと、を備える。第2コントローラECBは、検出値Smnを第2処理値Smbとして読み込み、第2処理値Smbを、通信バスCMBを介して第1コントローラECAに送信する。第1コントローラECAは、検出値Smnを第1処理値Smaとして読み込みとともに、第2処理値Smbを受信し、第1処理値Smaと第2処理値Smbとに基づいて第1処理値Smaの適否を判定する。【選択図】 図2

Description

本発明は、センサ監視装置、及び、該装置を備える車両の制動制御装置に関する。
特許文献1には、「ストロークセンサの2つの出力値の比較において、ストロークセンサの出力の異常を適切に判定する」ことを目的に、「第1異常判定部90は、第1出力値と第2出力値との和が所定の範囲から外れれば、第1ストロークセンサ46aまたは第2ストロークセンサ46bの出力が異常であると判定する。第2異常判定部92は、第1異常判定部90により第1出力値と第2出力値との和が所定の範囲内にあるとされた場合に、第1出力値と第2出力値との差分の絶対値が所定閾値以下であり、マスタ出力値が所定圧力値より小さければ、第1ストロークセンサ46aまたは第2ストロークセンサ46bの出力が異常であると判定する」ことが記載されている。
特許文献2には、「液圧制御機構と倍力機構との両方でホイールシリンダに液圧が供給されることを抑制する」ことを目的に、「第1のECU26は、電動倍力装置16の電動アクチュエータ20を制御するものである。第2のECU33は、液圧制御装置であるESC31の作動を制御するものである。第2のECU33は、第1のECU26の故障を判定したときに、ESC31を作動させてホイールシリンダ3L,3R,4L,4Rへブレーキ液を供給するバックアップ制御を行う。一方、第1のECU26は、第2のECU33がバックアップ制御を行うようになっているときに、電動アクチュエータ20の制御を行わないようにする」ことが記載されている。
制御装置の信頼性を向上させるために、特許文献1には、複数のセンサ(第1、第2ストロークセンサ)を備えることが記載されている。また、特許文献2には、2つの液圧制御装置を備え、一方の装置が不調になった場合に、他方の装置でバックアップを行うことが記載されている。特許文献2記載の複数制御装置で構成されるものにおいて、その信頼性を向上させるためには、多数のセンサが必要となってくる。このため、簡素な構成で、装置全体の信頼性が確保されたものが望まれている。
特開2010−167970号公報 特開2014−097687号公報
本発明の目的は、複数の制御装置で構成される装置においてセンサの個数が低減されるとともに信頼性が確保され得るセンサ監視装置を提供することである。加えて、該センサ監視装置を車両の制動制御装置に適用し、構成が簡素なものを提供することである。
本発明に係るセンサ監視装置は、センサ(SMN)の検出値(Smn)が、第1信号線(LMA)を介して入力される第1コントローラ(ECA)と、前記検出値(Smn)が、第2信号線(LMB)を介して入力される第2コントローラ(ECB)と、前記第1コントローラ(ECA)と前記第2コントローラ(ECB)との間で信号伝達を行う通信バス(CMB)と、を備える。
本発明に係るセンサ監視装置では、前記第2コントローラ(ECB)は、前記検出値(Smn)を第2処理値(Smb)として読み込み、前記第2処理値(Smb)を、前記通信バス(CMB)を介して前記第1コントローラ(ECA)に送信する。そして、前記第1コントローラ(ECA)は、前記検出値(Smn)を第1処理値(Sma)として読み込みとともに、前記第2処理値(Smb)を受信し、前記第1処理値(Sma)と前記第2処理値(Smb)とに基づいて前記第1処理値(Sma)の適否を判定する。
本発明に係るセンサ監視装置では、前記第1コントローラ(ECA)は、前記第1処理値(Sma)と前記第2処理値(Smb)とが一致する場合には前記第1処理値(Sma)は適正状態であることを判定し、前記第1処理値(Sma)と前記第2処理値(Smb)とが一致しない場合には前記第1処理値(Sma)は不適状態であることを判定する。
上記構成によれば、同種の2つのセンサSMNを備えることなく、1つのセンサSMNによる検出値Smnが、第1、第2コントローラECA、ECBに、夫々、読み込まれる。そして、第1コントローラECAは、ECA自身、及び、通信バスCMBによって、検出値Smnを取得し、これらの比較によってセンサ検出値(読み込み値)Smaの適否が判定される。センサ検出値の相互監視によって、簡素な構成で、センサ監視装置SKSの信頼性が確保され得る。
本発明に係るセンサ監視装置では、前記第1コントローラ(ECA)は、前記信号伝達の時間遅れを補償し、前記第1処理値(Sma)の適否を判定する。また、本発明に係るセンサ監視装置では、前記第1コントローラ(ECA)は、前記第1処理値(Sma)、及び、前記第2処理値(Smb)を少なくとも1以上の演算周期に亘って記憶し、該記憶された第1処理値(Smak)、及び、該記憶された第2処理値(Smbk)に基づいて前記信号伝達の時間遅れを補償する。さらに、本発明に係るセンサ監視装置では、前記第1コントローラ(ECA)、及び、前記第2コントローラ(ECB)のうちの一方が同期信号(Cnt)を送信し、前記第2コントローラ(ECB)は、前記同期信号(Cnt)に基づいて、前記第2処理値(Smb)を送信する。
上記構成によれば、2つのコントローラECA、ECBの間の通信バスCMBの信号伝達遅れが補償され、高精度な判定が行われ得る。
本発明に係る車両の制動制御装置は、車両の制動操作部材(BP)に操作に応じてホイールシリンダ(WC)の制動液圧(Pwc)を調整して車輪(WH)に制動力を発生する。そして、車両の制動制御装置は、「前記制動操作部材(BP)の操作変位(Sbp)を検出する操作変位センサ(SBP)」と、「前記操作変位(Sbp)を、第1変位信号線(LMA)を介して第1変位処理値(Sba)として読み込み、該第1変位処理値(Sba)に基づいて、前記制動液圧(Pwc)を調整する第1液圧ユニット(EAA)」と、「前記操作変位(Sbp)を、第2変位信号線(LMB)を介して第2変位処理値(Sbb)として読み込み、該第2変位処理値(Sbb)に基づいて、前記制動液圧(Pwc)を調整する第2液圧ユニット(EAB)」と、「前記第1液圧ユニット(EAA)と前記第2液圧ユニット(EAB)との間で信号伝達を行う通信バス(CMB)」と、「前記第1変位処理値(Sba)、及び、前記第2変位処理値(Sbb)に基づいて、前記第1変位処理値(Sba)の適否を判定する判定手段(HNA、HNB)」と、を備える。
本発明に係る車両の制動制御装置では、前記第1液圧ユニット(EAA)は、前記判定手段(HNA、HNB)が、前記第1変位処理値(Sba)は適正状態であると判定する場合には、前記第1変位処理値(Sba)に基づいて前記制動液圧(Pwc)を調整し、前記判定手段(HNA、HNB)が、前記第1変位処理値(Sba)は不適状態であると判定する場合には、前記第2変位処理値(Sbb)に基づいて前記制動液圧(Pwc)を調整する。
本発明に係る車両の制動制御装置では、前記第1液圧ユニット(EAA)は、前記制動操作部材(BP)の操作力(Fbp)を検出する操作力センサ(FBP)を備え、前記操作力(Fbp)を第1力処理値(Fba)として読み込み、前記判定手段(HNA、HNB)が、前記第1変位処理値(Sba)は適正状態であると判定する場合には、前記第1変位処理値(Sba)、及び、前記第1力処理値(Fba)に基づいて、前記制動液圧(Pwc)を調整し、前記判定手段(HNA、HNB)が、前記第1変位処理値(Sba)は不適状態であると判定する場合には、前記第1力処理値(Fba)のみに基づいて前記制動液圧(Pwc)を調整する。
上記構成によれば、操作変位センサSBPの信号(操作変位)Bbpが、第1、第2コントローラECA、ECBによって相互監視されるため、簡略化された装置構成で、装置作動の冗長性が確保され得る。
本発明に係るセンサ監視装置の全体構成図である。 第1、第2コントローラでの処理を説明するためのフロー図である。 同期信号による演算周期の位相差補償を説明するための時系列線図である。 本発明に係るセンサ監視装置を備える車両の制動制御装置の第1実施形態を説明するための全体構成図である。 第1コントローラでの処理を説明するための機能ブロック図である。 操作変位の適否判定処理を説明するためのフロー図である。 本発明に係るセンサ監視装置を備える車両の制動制御装置の第2実施形態を説明するための全体構成図である。
<本発明に係るセンサ監視装置の全体構成>
図1の全体構成図を参照して、本発明に係るセンサ監視装置SKSについて説明する。以下の説明で、同一記号を付された構成部材、演算処理、信号、特性、及び、値は、同一機能のものである。従って、重複説明は、省略されることがある。
本発明に係るセンサ監視装置SKSは、2つの制御装置CSA、CSBの間で構成される。第1、第2制御装置CSA、CSBは、第1、第2制御装置CSA、CSBにて共有される主センサSMN、副センサSFK、第1、第2コントローラECA、ECB、第1、第2アクチュエータACA、ACB、及び、報知装置HCにて構成される。
先ず、第1制御装置CSAについて説明する。第1制御装置CSAは、主センサSMN、副センサSFK、第1コントローラECA、第1アクチュエータACA、及び、報知装置HCにて構成される。
主センサSMNによって、主検出値Smnが検出される。また、副センサSFKによって、主検出値Smnとは異なる物理量である副検出値Sfkが検出される。例えば、主検出値Smnとして、「変位」に係る状態量が検出され、副検出値Sfkとして、「力」に係る状態量が検出される。なお、主検出値Smnと副検出値Sfkとは、所定関係で相互に関係している。例えば、所定関係は、弾性体を想定した場合における、「変位と力との関係(ばね定数、縦弾性係数)」である。
第1コントローラECAは、電子制御ユニットであり、主検出値Smn等に基づいて第1アクチュエータACAを制御する。主検出値Smnを取得するため、主センサSMNと第1コントローラECAとは、第1主信号線LMAにて電気接続される。第1主信号線LMAは、ケーブル(絶縁体、保護被覆で覆われた電線、光ファイバの総称)である。主センサSMNが、第1コントローラECAに内蔵される場合には、第1主信号線LMAとしてピン(センサピン)が採用され得る。例えば、第1主信号線LMAでは、主検出値Smnのみが送信され、他の信号は送信されない。
同様に、副検出値Sfkを取得するため、副センサSFKと第1コントローラECAとは、第1副信号線LSAにて電気接続される。第1副信号線LSAとして、ケーブル、又は、センサピン(副センサSFKが第1制御装置CSAに内蔵される構成)が採用される。例えば、第1副信号線LSAでは、副検出値Sfkのみが送信され、他の信号は送信されない。
第1コントローラECAは、第1入力部INA、第1通信部CBA、第1判定部HNA、及び、第1目標演算部TRAにて構成される。第1入力部INAは、主センサSMN、及び、副センサSFKとの入力インタフェイスである。主、副センサSMN、SFKが、アナログ型センサである場合、第1入力部INAにて、アナログ・デジタル変換が行われる。第1入力部INAにて、主検出値Smn、副検出値Sfkが、第1主処理値Sma、第1副処理値Sfaとして読み込まれる(「入力処理」という)。
第1通信部CBAにて、通信バスCMBを介して、第2コントローラECB(特に、第2通信部CBB)との間で通信が行われる。具体的には、第1通信部CBAでは、シリアル通信のための処理が行われる。通信バスCMBは、第1コントローラECAの第1通信部CBAと第2コントローラECBの第2通信部CBBとを連絡する通信バスである。通信バスCMBとして、シリアル通信バスが採用され得る。シリアル通信バスCMBでは、1つの通信経路内で、直列的に1ビットずつデータ送信される。例えば、シリアル通信バスCMBとして、CAN(Controller Area Network)が採用され得る。
通信バスCMBを介して、第1主処理値Sma、第1副処理値Sfa、第2主処理値Smb、及び、第2副処理値Sfbが、第1、第2コントローラECA、ECBの間で相互に通信される。また、第1コントローラECAと第2コントローラECBとの間で通信信号の同期を確保するため、同期信号Cntが通信される。第1主処理値Sma、第1副処理値Sfa、及び、同期信号Cntは、第1通信部CBAから第2通信部CBBに向けて送信される。逆に、第2主処理値Smb、第2副処理値Sfb、及び、同期信号Cntは、第2通信部CBBから第1通信部CBAに向けて送信される。第1コントローラECAでは、主検出値Smn、副検出値Sfkが、第1入力部INAにて第1主処理値Sma、第1副処理値Sfaとして読み込まれる他に、第1通信部CBAにて第2主処理値Smb、第2副処理値Sfbとして読み込まれる。
第1判定部HNAにて、第1入力部INAで取得された第1主処理値Smaが適切であるか、否かが判定される(適否判定処理)。第1判定部HNAでは、第1主処理値Sma自身に基づいて第1主処理値Smaの適否が判定される。例えば、第1主信号線LMAが断線している場合には、第1入力部INAを介して取得された第1主処理値Smaが、「現実にはあり得ない値」として読み込まれる。従って、第1主信号線LMA等の断線が識別され、第1主処理値Smaの不適状態が判定される(断線判定)。
また、第1主処理値Smaが、通信バスCMBを介して送信された第2主処理値Smbと比較され、第1主処理値Smaの適否が判定される。具体的には、第1主処理値Smaと第2主処理値Smbとが一致している場合に第1主処理値Smaの適正状態が判定され、不一致の場合に不適状態が判定される(「対比判定」と称呼)。なお、第2主処理値Smbの適否は、第2コントローラECBにて判定され、第2主処理値Smbの適正状態が判定されている。
さらに、第1主処理値Sma、第1入力部INAで取得された第1副処理値Sfa、及び、上記の所定関係(ばね定数等)に基づいて、第1主処理値Smaの適否が判定される。ここで、所定関係は、「第1主処理値Smaに関する状態量」と、「第1副処理値Sfaに関する状態量」とを相互変換する関係(「変換関係」という)であり、予め設定されている。変換関係によって、第1副処理値Sfaが第1主処理値Smaに係る状態量に変換され、「変換後の値(変換値という)」と第1主処理値Smaとの比較によって、第1主処理値Smaの適否が判定され得る(「変換判定」と称呼)。変換後の第1副処理値Sfa(変換値Smh)と第1主処理値Smaとが一致する場合に第1主処理値Smaの適正状態が判定され、不一致の場合に不適状態が判定される。
第1判定部HNAでは、第1入力部INAにて読み込まれた第1副処理値Sfaの適否判定が、第1主処理値Smaと同様の方法で実行される。例えば、第1副信号線LSAの断線判定である。第1副信号線LSAが断線している状態では、第1副処理値Sfaは非現実的な値となるため、第1副処理値Sfaの不適が判定され得る(断線判定)。同様に、第1副処理値Sfaについても、上述した、対比判定、及び、変換判定が実行され得る。
第1判定部HNAでは、第1入力部INAでの読み込み値(即ち、センサ値)の適否判定に加え、第1コントローラECA、及び、第1アクチュエータACAの作動状況の適否判定が実行される。第1判定部HNAにて、主、副センサSMN、SFK、第1コントローラECA、及び、第1アクチュエータACAのうちの少なくとも1つが不調であると判定される場合には、報知装置HCにて、運転者への報知が行われる。例えば、報知装置HCは、音声、表示等によって、運転者に装置不調の旨が報告される。
第1目標演算部TRAでは、第1制御装置CSAの適正作動時には、「第1主処理値Sma、及び、第1副処理値Sfa」に基づいて、第1アクチュエータACAを制御するための第1目標値Traが演算される。第1判定部HNAにて、第1主処理値Smaの不適状態が判定される場合には、第1目標演算部TRAでは、「第1副処理値Sfaのみ」に基づいて、第1目標値Traが演算される。また、第1目標演算部TRAでは、第1主処理値Smaに代えて、第2主処理値Smb(第2コントローラECBの読み込み値)が採用され、「第2主処理値Smb、及び、第1副処理値Sfa」に基づいて、第1目標値Traが演算される。即ち、第1主処理値Smaが不適、且つ、第1副処理値Sfaが適正である場合には、第1目標値Traは、「第2主処理値Smb、及び、第1副処理値Sfa」、又は、「第1副処理値Sfaのみ」に基づいて決定される。逆に、第1主処理値Smaが適正、且つ、第1副処理値Sfaが不調である場合には、第1目標値Traは、「第1主処理値Sma、及び、第2副処理値Sfb」、又は、「第1主処理値Smaのみ」に基づいて決定される。
第1アクチュエータACAは、第1目標値Traに基づいて制御される。第1アクチュエータACAとして、運転者の制動操作に応じた制動液圧Pwcを制御するものが採用され得る(詳細は後述)。
第2制御装置CSBにおける各構成要素(ECB等)は、第1制御装置CSAにおける各構成要素(ECA等)と対応している。このため、第2制御装置CSBについて、簡単に説明する。第2制御装置CSBは、主センサSMN、副センサSFK、第2コントローラECB、第2アクチュエータACB、及び、報知装置HCにて構成される。
主センサSMNと第2コントローラECBとが、第2主信号線LMBを介して接続される。また、副センサSFKと第2コントローラECBとが、第2副信号線LSBを介して接続される。主センサSMNの主検出値Smn、及び、副センサSFKの副検出値Sfkは、第2コントローラECBの第2入力部INBにて、第2主処理値Smb、第2副処理値Sfbとして読み込まれる。また、通信バスCMBを介して、第2コントローラECBの第2通信部CBBにて、第1主処理値Sma(第2主処理値Smbに対応)、第1副処理値Sfa(第2副処理値Sfbに対応)が読み込まれる。そして、第2判定部HNBにて、「第2主信号線LMB、第2副信号線LSBの断線判定」、「第2主処理値Smb、及び、第1主処理値Smaによる対比判定」、及び、「第2主処理値Smb、及び、第2副処理値Sfbによる変換判定」が、夫々、実行され、第2主処理値Smbの適否が判定される。同様の方法にて、第2判定部HNBでは、第2副処理値Sfbの適否も判定される。
第2目標演算部TRBにて、第2アクチュエータACBを制御するための第2目標値Trbが演算される。第2目標値Trbの演算には、第2判定部HNBでの判定結果が参酌される。第2主処理値Smb、第2副処理値Sfbが共に適正である場合、第2目標値Trbは、「第2主処理値Smb、及び、第2副処理値Sfb」に基づいて演算される。第2主処理値Smbが不適、且つ、第2副処理値Sfbが適正である場合には、第2目標値Trbは、「第1主処理値Sma、及び、第2副処理値Sfb」、又は、「第2副処理値Sfbのみ」に基づいて決定される。逆に、第2主処理値Smbが適正、且つ、第2副処理値Sfbが不調である場合には、第2目標値Trbは、「第2主処理値Smb、及び、第1副処理値Sfa」、又は、「第2主処理値Smbのみ」に基づいて決定される。そして、第2目標値Trbに基づいて、第2アクチュエータACBが制御される。
以上、第2制御装置CSBについて、簡単に説明した。第1制御装置CSAと第2制御装置CSBとは、互いに対応しているため、第1制御装置CSAの説明において、「第1」が「第2」に、「LMA」が「LMB」に、「LSA」が「LSB」に、「ECA」が「ECB」に、「INA」が「INB」に、「CBA」が「CBB」に、「HNA」が「HNB」に、「TRA」が「TRB」に、「ACA」が「ACB」に、夫々、置換されたものが、第2制御装置CSBの説明に対応する。また、第1制御装置CSAの説明において、「Sma」が「Smb」に、「Sfa」が「Sfb」に、「Tra」が「Trb」に、夫々、置換されたものが、第2制御装置CSBの説明に対応している。
1つのセンサSMNが、2つの信号線LMA、LMBを通して、2つのコントローラECA、ECBに、夫々接続される。第1コントローラECAでは、主センサSMNの主検出値Smnが、第1主処理値Smaとして読み込まれる。また、第2コントローラECBでは、主センサSMNの主検出値Smnが、第2主処理値Smbとして読み込まれる。第1コントローラECAと第2コントローラECBとは、通信バスCMBを介して接続され、相互に通信可能である。センサ監視装置SKSの第1コントローラECAでは、第1主信号線LMAを通して読み込んだ第1主処理値Smaと、第2コントローラECBから送信される第2主処理値Smbとが比較される。この比較によって、第1主処理値Smaの適否が判定される(「対比判定」という)。例えば、第1コントローラECAでは、第1主処理値Smaと第2主処理値Smbとが概一致する場合に「第1主処理値Smaは適正状態である」ことが判定され、第1主処理値Smaと第2主処理値Smbとが一致しない場合に「第1主処理値Smaは不適状態である」ことが判定される。センサ監視装置SKSが上記のように構成されるため、2つの同種のセンサSMNを備えた冗長構成が形成されることなく、1つのセンサSMNによって、センサ監視装置SKSの信頼性が確保され得る。
さらに、副センサSFKでは、主センサSMNの主検出値Smnとは異なる物理量である副検出値Sfkが検出される。ここで、主検出値Smnと副検出値Sfkと間には、物理量として、既知の相互関係(例えば、ばね定数)がある。従って、副検出値Sfkは、予め設定された変換特性に基づいて、主検出値Smnと同じ物理量に変換され得る。副センサSFKは、少なくとも第1コントローラECAに接続される。副センサSFKの副検出値Sfkは、第1コントローラECAに第1副処理値Sfaとして読み込まれ、上記変換特性に基づいて、主検出値Smnと同じ物理量の値Smhに変換される。ここで、第1副処理値Sfaの変換後の値Smhが、「変換値」と称呼される。
第1コントローラECAでは、変換値Smhと第1主処理値Smaとの比較に基づいて、第1主処理値Smaの適否が判定される。例えば、センサ監視装置SKSでは、第1主処理値SmaとSmhとが概一致する場合に「第1主処理値Smaは適正状態である」ことが判定され、第1主処理値SmaとSmhとが一致しない場合に「第1主処理値Smaは不適状態である」こと判定される(「変換判定」という)。この変換判定により、上記同様、簡単な構成で、センサ監視装置SKSの信頼性が向上され得る。
変換判定(変換値Smhに基づく判定)は、第1主処理値Smaと第2主処理値Smbとが一致しない場合に採用され得る。変換値Smhに基づく判定によって、第1主処理値Sma、及び、第2主処理値Smbのうちで、何れが不適状態であるかが判別され得る。
上記構成において、第2コントローラECBは、主センサSMNのみに接続され得る。この場合には、第2力信号線LSBは省略される。該構成においても、上記同様の効果を奏する。
以上、第1コントローラECAにおける第1主処理値Smaの判定について説明したが、同様の方法によって、第2コントローラECBにおいて、第2主処理値Smbの判定が行われ得る。即ち、主センサSMNからの信号Sma、Smbについて、第1コントローラECA、及び、第2コントローラECBのうちの少なくとも1つにおいて適否が判定され得る。また、副センサSFKからの信号Sfa、Sfbについても、第1コントローラECA、及び、第2コントローラECBのうちの少なくとも1つにおいて、同様の方法にて適否判定が実行され得る。
<第1、第2コントローラECA、ECBでの処理>
図2のフロー図を参照して、「第1コントローラECAに主、副センサSMN、SFKが接続され、第2コントローラECBに主センサSMNのみが接続され、第1コントローラECAで第1主処理値Smaの適否が判定される」構成を例に、第1、第2コントローラECA、ECBでの処理について説明する。
先ず、第1コントローラECAでの処理について説明する。ステップS110にて、主検出値Smnが第1主処理値Smaとして読み込まれ、副検出値Sfkが第1副処理値Sfaとして読み込まれる。また、通信バスCMBを介して第2主処理値Smbが取得され、第1コントローラECAに読み込まれる。ステップS120にて、第1、第2主処理値Sma、Smbが記憶される。そして、ステップS130にて、「第1主処理値Smaは適正であるか、否か」が判定される。第1主処理値Smaの適否判定の詳細については後述する。
第1主処理値Smaが適正であり、ステップS130が肯定される場合(「YES」の場合)、処理はステップS140に進む。ステップS140にて、第1主処理値Smaが適切である場合の第1目標値Traが演算される。この場合、第1目標値Traは、2つの制御変数Sma、Sfaに基づいて演算される。
一方、第1主処理値Smaが不適であり、ステップS130が否定される場合(「NO」の場合)、処理はステップS150に進む。ステップS150にて、第1主処理値Smaが不適である場合の第1目標値Traが演算される。例えば、ステップS150では、第1目標値Traの演算には、第1主処理値Smaは採用されず、第1副処理値Sfaに限って採用される。即ち、第1目標値Traは、「第1副処理値Sfaのみ」に基づいて演算される。或いは、ステップS150では、第1目標値Traは、「第2主処理値Smb、及び、第1副処理値Sfa」に基づいて演算される。即ち、第1主処理値Smaに代えて、第2主処理値Smbが、第1目標値Traの演算に採用され得る。
ステップS140、S150の処理後、処理はステップS160に進む。ステップS160にて、第1目標値Traに基づいて、第1アクチュエータACAが駆動されて、制御される。
次に、第2コントローラECBでの処理について説明する。ステップS210にて、主検出値Smnが、第2主処理値Smbとして読み込まれる。ステップS220にて、第2主処理値Smbが、通信バスCMBを介して、第2コントローラECBから第1コントローラECAに送信される。このとき、同期信号Cntが同時に送信され得る。ここで、同期信号Cntは、第1コントローラECAと第2コントローラECBとの間の演算周期の位相差を補償し、互いの演算周期を同期させるための信号である。なお、同期信号Cntは、第2コントローラECBから第1コントローラECAに送信されているが、逆に、第1コントローラECAから第2コントローラECBに送信されてもよい。
ステップS240にて、第2主処理値Smbに基づいて、第2目標値Trbが演算される。そして、ステップS260にて、第2目標値Trbに基づいて、第2アクチュエータACBが制御される。以上、第1、第2コントローラECA、ECBでの処理の概要について説明した。
≪第1主処理値Smaの適否判定処理≫
次に、第1主処理値Smaの適否判定(ステップS130の処理)の詳細について説明する。適否判定では、先ず、対比判定によって、第1主処理値Smaと第2主処理値Smbとが比較される。第1主処理値Smaと第2主処理値Smbとが略一致する場合には、第1主処理値Sma、及び、第2主処理値Smbの両方が、適正であると判定される。
一方、第1主処理値Smaと第2主処理値Smbとが不一致である場合には、第1主処理値Sma、及び、第2主処理値Smbのうちの何れか一方が適正であり、他方が不適である蓋然性が高い。この場合、第1主処理値Smaは不適である可能性がある。従って、ステップS150の処理では、疑いがある第1主処理値Smaは採用されず、第1副処理値Sfaのみに基づいて、第1目標値Traが演算される。
ステップS130では、第1副処理値Sfa、及び、上記変換特性に基づいて、変換値Smhが演算される。第1主処理値Smaと第1副処理値Sfaとは異なる物理量であるが、それらの物理量の間には、既知の関係が存在する。このため、予め設定された変換特性(後述する変換マップCHfs)に基づいて、第1副処理値Sfaが変換値Smhに読み換えられる。変換判定によって、第1主処理値Smaと第2主処理値Smbとが不一致である場合に、2つの状態量のうちで、変換値Smhに近い方が適正であると判定される。即ち、第1主処理値Smaが変換値Smhにより近似している場合には、第1主処理値Smaは適正であると判定される。一方、第2主処理値Smbが変換値Smhにより近似している場合には、第1主処理値Smaは不適であると判定される。なお、変換判定によって、「第1主処理値Smaは適正ではないが、第2主処理値Smbは適正である」と判定される場合には、ステップS150の処理において、第1目標値Traは、第1副処理値Sfa、及び、第2主処理値Smbに基づいて演算される。以上、第1主処理値Smaの適否判定処理について説明した。
≪演算周期の位相差補償≫
第1、第2コントローラECA、ECBにおける演算周期の位相差補償について説明する。2つのコントローラECA、ECBの間には、演算遅れ、通信遅れに起因して、演算周期において位相差が発生し得る。例えば、通信バスCMBによる信号伝達の時間遅れが大きい場合、第1コントローラECAでの処理において、第1主処理値Smaに対して第2主処理値Smbは時間的に遅れて読み込まれる。
通信バスCMBを通した信号伝達の時間遅れは、予め予測可能である。このため、今回の第2主処理値Smbと、少なくとも1演算周期前の第1主処理値Smaとが比較され、第1主処理値Smaの適否が判定され得る。例えば、第2主処理値の今回受信値Smb(n)が、第1主処理値の前回(1演算周期前)読み込み値Sma(n-1)と比較される。ここで、カッコ内は演算周期を表し、「n」は今回周期、「n-1」は前回周期を示す。信号伝達遅れが加味された、異なる演算周期の第1、第2主処理値Sma、Smbが対比される。これにより、信号伝達の時間遅れが補償され得る。
また、ステップS120にて第1、第2主処理値Sma、Smbが記憶され、記憶された第1主処理値Sma(第1記憶値Smak)と、記憶された第2主処理値Smb(第2記憶値Smbk)とに基づく比較が実施され、第1主処理値Smaの適否が判定され得る。ここで、第1、第2主処理値Sma、Smbは、少なくとも1以上の演算周期に亘って記憶される。例えば、第1、第2記憶値Smak、Smbkとして、記憶期間における平均値が採用され得る。複数の演算周期に亘って記憶された、第1、第2記憶値Smak、Smbkが対比されるため、信号伝達の時間遅れの影響が緩和され得る。
<同期信号Cntによる演算周期の位相差補償>
図3の時系列線図を参照して、同期信号Cntに基づく、演算周期の位相差補償について説明する。図3は、時間Tの経過において、第1、第2コントローラECA、ECBでの演算周期を図示している。時点(A)(B)は同じタイミングでの読み込みであり、第1コントローラECAにおける演算周期と、第2コントローラECBにおける演算周期とは、演算遅れ、通信遅れのため、同期していない(即ち、位相が一致していない)。具体的には、第1コントローラECAの視点では、第1コントローラECAで処理されたものは時間的に進んでおり、第2コントローラECBで処理されたものは時間的に遅れている。時間遅れが大となる場合には、複数演算周期分のズレが発生する。このため、1演算周期内において決められたタイミングで、第1主処理値Smaと第2主処理値Smbとが対比されると、異なるタイミングで読み込まれた信号が対比される場合があり得る。
第2コントローラECBは、通信バスCMBを介して、第2主処理値Smbの送信に併せて、同時に同期信号Cntを、第1コントローラECAに送信する。第1コントローラECAは、同期信号Cntを受信したタイミングにて、直ちに、第1主処理値Smaを読み込み、第1主処理値Smaと第2主処理値Smbとを比較する。同期信号Cntによって、第1主処理値Smaと第2主処理値Smbとが同期され、同一タイミングの第1主処理値Smaと第2主処理値Smbとが対比される。
同期信号Cntは、第1コントローラECAから第2コントローラECBに向けて送信し得る。この場合、第2コントローラECBは、同期信号Cntを受信したタイミングで、直ちに、第2主処理値Smbを送信する。第1コントローラECAでは、受信値Smbと、同期信号Cntが送信された時点での第1主処理値Smaとが比較される。上記同様、信号伝達の時間遅れが回避され、同一タイミングの第1主処理値Smaと第2主処理値Smbとが比較される。
同期信号Cntの送信は、1演算周期毎に行われる。また、複数の演算周期毎に、同期信号Cntが送信されてもよい。例えば、2演算周期に1度、又は、3演算周期に1度、同期信号Cntが送信され、第1主処理値Smaと第2主処理値Smbとが同期されて比較される。
以上、図2、及び、図3を参照して、第1コントローラECAに主、副センサSMN、SFKが接続され、第2コントローラECBに主センサSMNが接続され、第1コントローラECAで第1主処理値Smaの適否が判定される場合について説明した。副センサSFKは、第1コントローラECAの他に、第2コントローラECBにも接続され得る。また、第1コントローラECAでは、第1主処理値Smaに加えて、第1副処理値Sfaの適否が判定され得る。さらに、第2コントローラECBにて、第2主処理値Smb、及び、第2副処理値Sfbのうちの少なくとも1つの適否が判定され得る。以上、第1、第2主処理値Sma、Smbの位相差補償について説明した。
<センサ監視装置SKSを備える車両の制動制御装置の第1実施形態>
図4の全体構成図、及び、図5の機能ブロック図を参照して、センサ監視装置SKSを備える車両の制動制御装置の第1実施形態について説明する。図4及び図5では、図1乃至図3を参照して説明したセンサ監視装置SKSにおいて、主センサSMNが操作変位センサSBPに相当し、副センサSFKが操作力センサFBPに相当する。上述したように、同一記号を付された構成部材、演算処理、信号、特性、及び、値は、同一機能のものである。
図4に示すように、車両には、2つの異なる液圧ユニットEAA(第1制御装置CSAに相当)、EAB(第2制御装置CSBに相当)が備えられる。この車両には、第1、第2液圧ユニットEAA、EABの他に、制動操作部材BP、操作変位センサSBP(主センサSMNに相当)、操作力センサFBP(副センサSFKに相当)、マスタシリンダMC、ストロークシミュレータSSM、シミュレータ遮断弁VSM、マスタシリンダ遮断弁VMC、流体路(制動配管)HKA、HKB、HKW、及び、報知装置HCが備えられる。さらに、車両の各車輪WHには、ブレーキキャリパCP、ホイールシリンダWC、回転部材KT、及び、摩擦部材が備えられている。
制動操作部材(例えば、ブレーキペダル)BPは、運転者が車両を減速するために操作する部材である。制動操作部材BPが操作されることによって、車輪WHの制動トルクが調整され、車輪WHに制動力が発生される。具体的には、車両の車輪WHには、回転部材(例えば、ブレーキディスク)KTが固定される。回転部材KTを挟み込むようにブレーキキャリパCPが配置される。そして、ブレーキキャリパ(単に、キャリパともいう)CPには、ホイールシリンダWCが設けられている。ホイールシリンダWC内の制動液の圧力が増加されることによって、摩擦部材(例えば、ブレーキパッド)が、回転部材KTに押し付けられる。回転部材KTと車輪WHとは、一体となって回転するよう固定されているため、このときに生じる摩擦力によって、車輪WHに制動トルク(制動力)が発生される。キャリパCPとして、浮動型キャリパ、又は、対向型キャリパが採用され得る。
制動操作部材BPには、操作変位Sbp(主検出値Smnに対応)を検出するよう、操作変位センサSBP(主センサSMNに対応)が設けられる。操作変位Sbpとして、制動操作部材BPの「変位」に係る状態変数が検出される。換言すれば、操作変位センサSBPによって、「変位に係る状態量」が、操作変位Sbpとして検出される。例えば、車体に対して回転可能に固定された制動操作部材BPにおいて、車体に対する制動操作部材BPの回転角が操作変位Sbpとして検出される。この場合、操作変位センサSBPは回転角センサである。また、制動操作部材BPとマスタシリンダMC内のピストンを機械接続するブレーキロッドBRDの車体に対する変位が、操作変位Sbpとして検出され得る。この場合、操作変位センサSBPは、直線変位センサである。
また、制動操作部材BPには、操作力Fbp(副検出値Sfkに対応)を検出するよう、操作力センサFBP(副センサSFKに対応)が設けられる。操作力Fbpとして、制動操作部材BPの「力」に係る状態変数が検出される。換言すれば、操作力センサFBPによって、「力に係る状態量」が、操作力Fbpとして検出される。例えば、制動操作部材BPが足によって操作されるブレーキペダルである場合、踏力センサFBPによって、踏力が操作力Fbpとして検出される。また、シミュレータSSM内(即ち、マスタシリンダMC内)の液圧Psmが、操作力Fbpとして検出され得る。この場合、操作力センサFBPは、圧力センサPSMである。
操作変位センサSBPは、第1変位信号線LMAを介して第1液圧ユニットEAA(特に、第1コントローラECA)に接続される。また、操作変位センサSBPは、第2変位信号線LMBを介して第2液圧ユニットEAB(特に、第2コントローラECB)に接続される。ここで、第1、第2変位信号線LMA、LMBは、ケーブル(例えば、電線)であり、操作変位Sbpに限って送信され、他の信号は送信されない。操作力センサFBPは、第1力信号線LSAを介して第1液圧ユニットEAA(特に、第1コントローラECA)に接続される。例えば、操作力センサFBPであるシミュレータ液圧センサPSMは、第1液圧ユニットEAAに内蔵され得る。この場合、第1力信号線LSAとして、ピン(センサピン)が採用されている。
タンデムマスタシリンダ(単に、マスタシリンダともいう)MCは、制動操作部材BPと、ピストンロッドBRDを介して、接続されている。マスタシリンダMCによって、制動操作部材BPの操作力(ブレーキペダル踏力)が、制動液の圧力に変換される。マスタシリンダMCには、流体路(マスタシリンダ配管)HKAが接続され、制動操作部材BPが操作されると、制動液は、マスタシリンダMCから流体路HKAに排出(圧送)される。
ストロークシミュレータ(単に、シミュレータともいう)SSMが、制動操作部材BPに操作力を発生させるために設けられる。マスタシリンダMC内の液圧室とシミュレータSSMとの間には、シミュレータ遮断弁VSMが設けられる。シミュレータ遮断弁VSMは、開位置と閉位置とを有する2位置の電磁弁である。シミュレータ遮断弁VSMが開位置にある場合には、マスタシリンダMCとシミュレータSSMとは連通状態となり、シミュレータ遮断弁VSMが閉位置にある場合には、マスタシリンダMCとシミュレータSSMとは遮断状態(非連通状態)となる。シミュレータ遮断弁VSMとして、常閉型電磁弁(NC弁)が採用され得る。
シミュレータSSMの内部には、ピストン、及び、弾性体(例えば、圧縮ばね)が備えられる。マスタシリンダMCから制動液がシミュレータSSMに移動され、流入する制動液によりピストンが押される。ピストンには、弾性体によって制動液の流入を阻止する方向に力が加えられる。弾性体によって、制動操作部材BPが操作される場合の操作力(例えば、ブレーキペダル踏力)Fbpが形成される。
操作力Fbpとして、シミュレータ液圧Psmを検出するよう、シミュレータ液圧センサPSMが設けられる。ここで、シミュレータ液圧センサPSMは、操作力センサFBPである。シミュレータ液圧Psmは、第1液圧ユニットEAAの第1コントローラECAに、第1力信号線LSA(センサピン)を介して入力される。
マスタシリンダMCとホイールシリンダWCとを連絡する流体路(マスタシリンダ配管)HKAには、マスタシリンダ遮断弁VMCが設けられる。マスタシリンダ遮断弁VMCは、開位置と閉位置とを有する2位置の電磁弁である。マスタシリンダ遮断弁VMCが開位置にある場合には、マスタシリンダMCとホイールシリンダWCとは連通状態となり、マスタシリンダ遮断弁VMCが閉位置にある場合には、マスタシリンダMCとホイールシリンダWCとは遮断状態(非連通状態)となる。マスタシリンダ遮断弁VMCとして、常開型電磁弁(NO弁)が採用され得る。
≪第1液圧ユニットEAA≫
第1液圧ユニットEAAは、マスタシリンダMCに代わって、車両の4つの車輪WHに備えられたホイールシリンダWCに液圧を発生させる。第1液圧ユニットEAAが作動する場合、マスタシリンダ遮断弁VMCは閉位置にされ、マスタシリンダMCからホイールシリンダWCへの制動液の移動が阻止される。この場合、シミュレータ遮断弁VSMが開位置にされるため、マスタシリンダMCからの制動液は、シミュレータSSMに移動される。第1液圧ユニットEAAは、所謂、ブレーキ・バイ・ワイヤ構成の制動制御装置である。第1液圧ユニットEAAは、第1動力源PUA、第1調圧機構CHA、第1液圧センサPWA、及び、第1コントローラ(電子制御ユニット)ECAにて構成される。
第1動力源PUAにて、運転者の筋力以外を動力源として、制動液の圧力が発生される。例えば、第1動力源PUAは、電気モータによって駆動される液圧ポンプである。この場合、液圧ポンプによって発生された液圧は、蓄圧器に蓄えて利用され得る。また、電気モータによって駆動される流体シリンダ(電動シリンダ)が、第1動力源PUAとして採用され得る。具体的には、電気モータの回転動力が動力変換機構(例えば、ねじ機構)によって直線動力に変換され、これによって電動シリンダ内のピストンが押圧されて、制動液に圧力が発生される。
第1動力源PUAにて発生された液圧は、第1調圧機構CHAによって所望の液圧に制御される。第1調圧機構CHAは、第1コントローラECAによって制御される。例えば、第1調圧機構CHAは、リニア電磁弁で構成される。具体的には、蓄圧器に蓄えられた高圧が、リニア電磁弁にて調圧され、第1調圧機構CHAから出力される。第1動力源PUAとして上記電動シリンダが採用される場合には、第1動力源PUAが第1調圧機構CHAとして機能する。具体的には、上記電動シリンダの電気モータの出力が調整されることによって、液圧制御が行われる。従って、電動シリンダは、第1動力源PUA、及び、第1調圧機構CHAとして作動する。第1液圧ユニットEAA(即ち、第1調圧機構CHA)は、流体路HKBを介して、第2液圧ユニットEABと流体接続される。
第1液圧センサPWAにて、第1調圧機構CHAの調圧結果Pwaが検出される。即ち、第1液圧センサPWAは、第1液圧ユニットEAA(特に、第1調圧機構CHA)の出力液圧Pwaを検出する。出力液圧Pwaは、第1コントローラECAに、実際の制動液圧Pwaとして入力される。
第1コントローラ(電子制御ユニット)ECAにて、第1動力源PUA、及び、第1調圧機構CHAが制御される。また、第1コントローラECAにて、電磁弁VSM、VMCを制御するための信号が演算され、出力される。第1コントローラECAは、マイクロプロセッサにプログラムされた制御アルゴリズムと、該アルゴリズムに応じて電気モータ、電磁弁を駆動する電気回路(駆動回路)と、で構成されている。さらに、第1コントローラECAは、第2液圧ユニットEABの第2コントローラECBと、通信バスCMB(例えば、シリアル通信バス)を介して、第2コントローラECBとの信号伝達が可能な状態で接続されている。例えば、通信バスCMBとして、CAN(Controller Area Network)が採用され得る。
−第1コントローラECAでの演算処理−
図5の機能ブロック図を参照して、第1コントローラECA等での演算処理について説明する。以下で説明する処理は、演算アルゴリズムであり、第1コントローラECAのマイクロコンピュータ内にプログラムされている。
第1コントローラECAの変位変換演算ブロックSBHにて、第1力信号線LSAを介して取得された操作力Fbp(例えば、シミュレータ液圧Psm)が、第1力処理値Fbaとして読み込まれる。変位変換演算ブロックSBHでは、第1力処理値Fba、及び、変換特性CHfsに基づいて、変位変換値Sbh(上記の変換値Smhに対応)が演算される。シミュレータSSMの剛性(例えば、内部の弾性体のばね定数)は既知である。このため、「力に関する状態変数」である第1力処理値Fbaは、シミュレータSSMの剛性に基づいて、「変位に関する状態変数」に変換することが可能である。従って、変換特性(演算マップ)CHfsに基づいて、第1力処理値Fbaが、変位変換値Sbhに変換される。ここで、変位特性CHfsは、第1力処理値Fbaが「0」から増加するのに伴って、変位変換値Sbhが「0」から「上に凸」形状で単調増加するよう、予め設定されている。なお、シミュレータSSMの剛性は、各流体路HKA、HKB、HKWの剛性(ばね定数)、キャリパCPの剛性、摩擦部材の剛性等に対応するように設定されている。
第1判定処理ブロックHNA(センサ監視装置SKSに対応し、判定手段に相当)にて、第1変位信号線LMAを介して得られた操作変位Sbpが、第1変位処理値Sbaとして読み込まれる。また、判定処理ブロックHNAにて、通信バスCMBを介して得られた第2変位処理値Sbbが読み込まれる。さらに、変位変換演算ブロックSBHから、変位変換値Sbhが判定処理ブロックHNAに入力される。判定処理ブロックHNAにて、第1変位処理値Sba、第2変位処理値Sbb、及び、変位変換値Sbhに基づいて、「第1変位処理値Sbaが適正であるか、否か」が判定される。加えて、第1、第2変位処理値Sba、Sbb、及び、変位変換値Sbhに基づいて、合成操作量Bpsが演算される。判定処理ブロックHNAにおける、第1変位処理値Sbaの適否判定の詳細については後述する。
第1変位処理値Sbaが適正である場合には、第1判定処理ブロックHNA内の合成操作量演算ブロックBPSにて、第1変位処理値Sba、及び、変位変換値Sbhに基づいて合成操作量Bpsが演算される。具体的には、合成操作量Bpsは、式(1)にて演算される。
Bps=Ksb×Sba+(1−Ksb)×Sbh …式(1)
ここで、寄与係数Ksbは、「0」以上、「1」以下の係数であり、第1変位処理値Sba(又は、第1力処理値Fba)が増加するに従って減少する。従って、第1変位処理値Sbaが相対的に小さい場合には、合成操作量Bpsにおける第1変位処理値Sbaの寄与度が相対的に大きくされる。第1変位処理値Sbaが増加されるに伴って、第1変位処理値Sbaの寄与度は減少される。そして、第1変位処理値Sbaが、相対的に大きくなる場合に、合成操作量Bpsにおける第1力処理値Fbaの寄与度が相対的に大きくされる。
一方、第1変位処理値Sbaが不適である場合には、第1変位処理値Sbaに代えて第2変位処理値Sbbが採用され、第2変位処理値Sbb、及び、変位変換値Sbhに基づいて合成操作量Bpsが演算される。具体的には、合成操作量Bpsは、上記の寄与係数Ksbを用いて、式(2)にて演算される。
Bps=Ksb×Sbb+(1−Ksb)×Sbh …式(2)
第1コントローラECAの目標液圧演算ブロックPWTでは、合成操作量Bps、及び、演算特性CHpwに基づいて、目標液圧Pwt(第1目標値Traに対応)が演算される。目標液圧Pwtは第1液圧ユニットEAAの出力液圧の目標値である。ここで、演算特性CHpwは、目標液圧Pwtを決定するための、予め設定された演算マップである。
演算特性CHpwでは、合成操作量Bpsが、「0」以上、所定値bpo未満の場合には、目標液圧Pwtは「0」に決定され、合成操作量Bpsが所定値bpo以上には、合成操作量Bpsの増加に従って、目標液圧Pwtは単調増加するように演算される。ここで、所定値bpoは、制動操作部材BPの遊びに相当する値である。
第1コントローラECAは、合成操作量Bpsが所定値bpo以上になった場合に、シミュレータ遮断弁VSMを開位置にする駆動信号を出力するとともに、マスタシリンダ遮断弁VMCを閉位置にする駆動信号を出力する。これらの信号によって、マスタシリンダMCはシミュレータSSMに連通状態にされ、第1液圧ユニットEAAはホイールシリンダWCと連通状態にされる。
第1コントローラECAにて演算される液圧目標値Pwtに基づいて、第1動力源PUA、及び、第1調圧機構CHAを構成する電気モータ(液圧ポンプ駆動用、又は、電動シリンダ用)、リニア電磁弁が制御される。
例えば、第1調圧機構CHAとして、リニア電磁弁SOLが採用される場合、指示通電量演算ブロックIMSにて、目標液圧Pwtに基づいて、リニア電磁弁SOLの指示通電量Imsが決定される。また、液圧フィードバック制御ブロックPFBにて、実際の液圧(検出値)Pwaに基づいて、液圧フィードバック制御が実行される。制動液圧の目標値Pwtと検出値Pwaとの液圧偏差ePwが演算され、この偏差ePwに基づいて、補償通電量演算ブロックIPWにて、補償通電量Ipwが演算される。
目標通電量演算ブロックIMTにて、指示通電量Ims、及び、補償通電量Ipwにて、目標通電量Imtが決定される。目標通電量演算ブロックIMTでは、液圧偏差ePwに基づくPID制御によって、ホイールシリンダ液圧Pwcの実際値Pwaが目標値Pwtに一致するよう、指示通電量Imsが補償通電量Ipwによって微調整される。電磁弁制御ブロックSLCにて、目標通電量Imtに基づいて、リニア電磁弁SOLが制御される。リニア電磁弁SOLの駆動回路には、通電量センサIMAが設けられ、実通電量Ima(例えば、電流値)が検出される。そして、実通電量Imaが目標通電量Imtに一致するよう、電流フィードバック制御が実行される。液圧フィードバック制御、及び、電流フィードバック制御によって、リニア電磁弁SOLによる高精度な液圧制御が実行され得る。以上、第1液圧ユニットEAAについて説明した。
≪第2液圧ユニットEAB≫
図4の全体構成図に戻り、第2液圧ユニットEABについて説明する。車両には、第1液圧ユニットEAAとは別に第2液圧ユニットEABが備えられる。即ち、車両には2つの液圧ユニットEAA、EABが設けられる。第2液圧ユニットEABは、第1液圧ユニットEAAとホイールシリンダWCとの間の流体路に設けられる。第1液圧ユニットEAAと第2液圧ユニットEABとの間の流体路HKBが調圧配管であり、第2液圧ユニットEABとホイールシリンダWCとの間の流体路HKWがホイールシリンダ配管である。即ち、第1液圧ユニットEAAと第2液圧ユニットEABとは、ホイールシリンダWCに対して直列に配置されている。
第2液圧ユニットEABは、車両の旋回状態に基づいて、運転者の制動操作とは独立して、各車輪WHのホイールシリンダWCの液圧Pwcを調整する。従って、第1液圧ユニットEAAが発生している液圧(即ち、出力液圧Pwa)が、第2液圧ユニットEABによって調整され、最終的なホイールシリンダ液圧Pwcが発生される。第2液圧ユニットEABは、所謂、ESC(Electronic Stability Control)用の液圧ユニットである。
第1液圧ユニットEAAと同様に、第2液圧ユニットEABは、第2動力源PUB、第2調圧機構CHB、第2液圧センサPWB、及び、第2コントローラ(電子制御ユニット)ECBにて構成される。第1動力源PUAとは別個の第2動力源PUBにて、制動液の圧力が発生される。例えば、第2動力源PUBは、電気モータによって駆動される液圧ポンプである。
第2動力源PUBにて発生された液圧は、第2調圧機構CHBによって所望の液圧に制御される。第2動力源PUB、及び、第2調圧機構CHBは、第2コントローラECBによって制御される。例えば、第2調圧機構CHBは、リニア電磁弁で構成される。電気モータによって駆動される液圧ポンプによって液圧が増加され、差圧弁(電磁弁)にて液圧が調整される。さらに、増圧用電磁弁、及び、減圧用電磁弁の組み合わせによって各車輪WHのホイールシリンダWC内の液圧Pwcが独立して調整される。
第1コントローラECAと同様に、第2液圧ユニットEABの第2コントローラECBは、マイクロプロセッサにプログラムされた制御アルゴリズムと、該アルゴリズムによって電気モータ、電磁弁を駆動する電気回路(駆動回路)と、で構成されている。
第2コントローラECBには、ヨーレイトセンサYRAからのヨーレイトYra、横加速度センサGYAからの横加速度Gya、操作角センサSWAからの操舵角Swa、及び、車輪速度センサVWAからの車輪速度Vwaが入力される。これらの信号(Yra、Vwa等)に基づいて、車両安定性制御(ヨーレイトYra等に基づいて過度のアンダステア、オーバステアを抑制する制御)、アンチスキッド制御(車輪速度Vwa等に基づいて車輪ロックを抑制する制御)、等を実行するため、各車輪WHにおいて、制動液圧(ホイールシリンダWC内の液圧)の目標値Pwtが演算される。そして、該目標値Pwtが達成されるよう、ホイールシリンダ液圧Pwcの調整が行われる。
第2液圧ユニットEABでは、車両安定性制御等を実行する他に、第1液圧ユニットEAAが不調状態である場合に、制動操作部材BPの操作変位Sbp(即ち、第2変位処理値Sbb)に応じて、ホイールシリンダWCの液圧調整が実行され得る。第2液圧ユニットEABには、第1液圧ユニットEAAとは異なる第2動力源PUB、及び、第2調圧機構CHBが備えられることに因る。
第2コントローラECBには、第2変位信号線LMBを介して操作変位Sbpが入力され、第2変位処理値Sbbとして読み込まれる。また、第2コントローラECBから第1コントローラECAには、通信バスCMB(例えば、シリアル通信バス)を介して、第2変位処理値Sbbが送信される。なお、第2液圧ユニットEABは、第1液圧ユニットEAAが不調である場合には、第2変位処理値Sbbに基づいて、第1液圧ユニットEAAに代わって、ホイールシリンダWC内の液圧Pwcを増加させる。このとき、第1液圧ユニットEAAの作動は停止されている。
第1コントローラECAの第1判定処理ブロックHNA(判定手段に相当)と同様に、第2コントローラECBには、第2判定処理ブロックHNB(判定手段に相当)が形成され得る。第1判定手段HNAと同様の方法によって、第2変位処理値Sbbの適否が判定される。以上、第2液圧ユニットEABについて説明した。
第2液圧ユニットEAB(特に、第1調圧機構CHA)からは、流体路(ホイールシリンダ配管)HKWを介して、各ホイールシリンダWCとの間で調圧された制動液の吐出、流入が行われる。キャリパCPのホイールシリンダWC内の液圧Pwcが調整されることによって、ホイールシリンダWC内のピストンが回転部材KTに対して移動(前進、又は、後退)され、車輪WHの制動力が調整(増加、又は、減少)される。
車両には、報知装置HCが設けられる。第1変位処理値Sba等が不適状態の場合には、報知装置HCによって、運転者に、その旨が伝えられる。例えば、報知装置HCは、音、光等によって、その不適状態を運転者に報知する。
<第1変位処理値Sbaの適否判定処理>
図6のフロー図を参照して、第1コントローラECAでの第1変位処理値Sbaの適否判定処理について説明する。ステップS310にて、第1、第2変位処理値Sba、Sbb、及び、第1力処理値Fba(例えば、シミュレータ液圧Psm)が読み込まれる。ここで、第1変位処理値Sbaは、操作変位センサSBPが検出する操作変位Sbpが、第1変位信号線LMAを介して、第1コントローラECAにて取得されたものである。第2変位処理値Sbbは、操作変位センサSBPが検出する操作変位Sbpが、第2変位信号線LMBを介して第2コントローラECBにて読み込まれ、通信バス(シリアル通信バス)CMBを介して、第1コントローラECAで取得されたものである。第1力処理値Fbaは、操作力センサFBPが検出する操作力Fbpが、第1力信号線LSAを介して、第1コントローラECAにて取得されたものである。第1、第2変位処理値Sba、Sbbでは、図2、及び、図3を参照して説明した方法(対比する演算周期の選択と調整、複数周期に亘る信号記憶、同期信号Cntの送信)に基づいて、通信バスCMBにおける信号伝達の時間遅れの影響が補償されている。
ステップS320にて、「第1変位処理値Sbaと第2変位処理値Sbbとが一致しているか、否か」が判定される(上記「対比判定」に対応)。「Sba≒Sbb(略一致)」であり、ステップS320が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理はステップS350に進む。「Sba≒Sbb」によって、第1、第2変位処理値Sba、Sbbの適正状態が判定される。一方、「Sba≠Sbb」であり、ステップS320が否定される場合(「NO」の場合)には、処理はステップS330に進む。「Sba≠Sbb」によって、第1変位処理値Sba、及び、第2変位処理値Sbbのうちの何れか1つは不適であることが判定される。
ステップS330にて、第1力処理値Fbaが、変位特性CHfs(上記「変換関係」に対応)に基づいて変換され、変位変換値Sbh(上記の「変換値Smh」に対応)が演算される。変位特性CHfsは、シミュレータSSMの剛性(圧縮ばねのばね定数等)に基づいて予め設定される。変位特性CHfsでは、第1力処理値Fbaの増加に対して、「上に凸」の特性で、変位変換値Sbhが決定される。
ステップS340にて、「第1変位処理値Sbaは適正であるか、否か」が判定される。具体的には、第1、第2変位処理値Sba、Sbbが、変位変換値Sbhと比較される(上記「変換判定」に対応)。そして、第1変位処理値Sba、及び、第2変位処理値Sbbのうちで変位変換値Sbhに近い方の値が適正と判定され、変位変換値Sbhから乖離した方の値が不適と判定される。
ステップS340が肯定される場合(「YES」の場合)には、処理はステップS350に進む。ステップS340が否定される場合(「NO」の場合)には、処理はステップS360に進む。ステップS350にて、「第1変位処理値Sbaは適正である」ことが決定される。また、ステップS360では、「第1変位処理値Sbaは不適であるが、第2変位処理値Sbbは適正である」ことが決定される。
ステップS350の処理が実行された場合には、合成操作量演算ブロックBPSでの演算処理(図5参照)にて、第1変位処理値Sba、及び、第1力処理値Fbaが採用される(式(1)参照)。ステップS360の処理が実行された場合には、合成操作量演算ブロックBPSにて、第2変位処理値Sbb、第1力処理値Fbaが採用される(式(2)参照)。合成操作量Bspを演算するための信号Sba、Sbbが、第1、第2コントローラECA、ECBによって相互監視されるため、簡略化された装置構成で、装置作動の冗長性が確保され得る。さらに、第1力処理値Fbaに基づく変換判定によって、操作変位Sbpの信頼性が向上され得る。
適否判定処理において、変換判定に係る処理が省略され得る。対比判定が肯定され、第1変位処理値Sbaの適正状態が判定される場合には、合成操作量演算ブロックBPSにて式(1)が採用される。一方、対比判定が否定される場合には、第1力処理値Fbaのみに基づいて、合成操作量Bpsが演算される。例えば、「Bps=Sbh」として演算される。これは、「Sba≠Sbb」である場合には、第1変位処理値Sbaの信頼度が低いことに因る。この構成であっても、装置は簡略化された上で、相互監視によって、その信頼性は確保され得る。
<センサ監視装置SKSを備える車両の制動制御装置の第2実施形態>
図7の全体構成図を参照して、本発明に係る車両の制動制御装置の第2実施形態について説明する。第1の実施形態では、ホイールシリンダWCは、第1液圧ユニットEAA、及び、マスタシリンダMCのうちの何れか一方によって、選択的に加圧された(所謂、ブレーキ・バイ・ワイヤ構成)。第2の実施形態では、第1液圧ユニットEAAがマスタシリンダMCと制動操作部材BPとの間に設けられ、ホイールシリンダWCの加圧は、常時、マスタシリンダMCを経由して行われる。上述したように、同一の記号が付された部材、演算処理、信号、特性、値、等は、同じものであるため、第1実施形態との相違点を主に説明する。
第1液圧ユニットEAAは、マスタシリンダMCと制動操作部材BPとの間に備えられる。吹出し部の断面図に示すように、マスタシリンダMCはタンデム型であり、第1、第2マスタピストンPSN、PSM、及び、マスタシリンダMCの内壁によって区画される2つのマスタシリンダ室Rmcが形成される。第1マスタピストンPSNと第2マスタピストンPSMとの間には、圧縮ばねSPRが設けられる。マスタシリンダ室Rmcは、流体路HKAを通して、第2液圧ユニットEABに流体接続されている。第1、第2マスタピストンPSN、PSMが前進方向(図では左方向)に移動されると、マスタシリンダ室Rmcの体積が減少され、マスタシリンダMCからホイールシリンダWCに向けて制動液が圧送される。これによって、ホイールシリンダWCの液圧Pwcが上昇する。逆に、マスタピストンPSN、PSMが後退方向(図では右方向)に移動されると、マスタシリンダ室Rmcの体積が増加され、ホイールシリンダWCからマスタシリンダMCに制動液が吸収される。これによって、ホイールシリンダWCの液圧Pwcが減少する。
第1液圧ユニットEAAには、マスタシリンダMC内の第1マスタピストンPSNを押圧するように加圧ピストンPSHが設けられる。第1液圧ユニットEAAの内壁、及び、加圧ピストンPSHによって、加圧室Rkaが形成される。また、第1液圧ユニットEAAの内壁、マスタピストンPSN、及び、加圧ピストンPSHによって、リザーバ室Rrsが形成される。リザーバ室Rrsは、リザーバRSVに接続され、内部圧力が大気圧にされている。加圧室Rkaには、第1調圧機構CHAが流体接続されている。第1動力源PUAによって発生された液圧が、第1調圧機構CHAによって調圧されて、加圧室Rkaに供給される。
加圧室Rka内の液圧が増加されると、加圧ピストンPSHは、マスタピストンPSNを前進方向に押圧する。結果、第1、第2マスタピストンPSN、PSMが前進方向に移動され、ホイールシリンダWCの液圧Pwcが増加される。一方、加圧室Rka内の液圧が減少されると、加圧ピストンPSHによってマスタピストンPSNを前進方向に押圧する力が減少される。結果、戻しばねSPR等によって、第1、第2マスタピストンPSN、PSMが後退方向に移動され、ホイールシリンダWCの液圧Pwcが減少される。
第1の実施形態と同様に、シミュレータSSMが設けられ得る。この場合、制動制御装置は、ブレーキ・バイ・ワイヤ型の構成であり、制動操作部材BPの操作力Fbpは、シミュレータSSMによって発生される。
また、シミュレータSSMが省略された構成が採用され得る。シミュレータSSMを持たない構成では、制動操作部材BPの操作力Fbpは、マスタシリンダMCを介して発生される。ここで、第1液圧ユニットEAAは、倍力装置(ブレーキブースタ)として機能する。この場合、変換特性CHfsは、各流体路HKA、HKWの剛性(即ち、ばね定数)、キャリパCPの剛性、摩擦部材の剛性等に基づいて設定されている。
第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、第1変位処理値Sbaと第2変位処理値Sbbとの比較に基づいて、比較判定が実行される。さらに、第1力処理値Fbaが変位変換値Sbhに変換されて、変換判定が行われる。そして、「第1変位処理値Sbaは不適である」と判定された場合には、「第1力処理値Fbaのみ」、及び、「第2変位処理値Sbbと第1力処理値Fba」のうちの何れか一方に基づいて目標値Imtが演算され、該目標値Imtに基づいてホイールシリンダWCの液圧Pwcが制御される。第2実施形態においても、第1実施形態と同様の効果(構成の簡素化と信頼性の確保)を奏する。
SKS…センサ監視装置、SMN…センサ、LMA…第1信号線、LMB…第2信号線、CMB…通信バス、ECA…第1コントローラ、ECB…第2コントローラ、Sma…第1処理値、Smb…第2処理値、Cnt…同期信号、SBP…操作変位センサ、FBP…操作力センサ。


Claims (7)

  1. センサの検出値が、第1信号線を介して入力される第1コントローラと、
    前記検出値が、第2信号線を介して入力される第2コントローラと、
    前記第1コントローラと前記第2コントローラとの間で信号伝達を行う通信バスと、
    を備えるセンサ監視装置において、
    前記第2コントローラは、前記検出値を第2処理値として読み込み、前記第2処理値を、前記通信バスを介して前記第1コントローラに送信し、
    前記第1コントローラは、前記検出値を第1処理値として読み込みとともに、前記第2処理値を受信し、前記第1処理値と前記第2処理値とに基づいて前記第1処理値の適否を判定する、センサ監視装置。
  2. 請求項1に記載のセンサ監視装置において、
    前記第1コントローラは、
    前記第1処理値と前記第2処理値とが一致する場合には前記第1処理値は適正状態であることを判定し、
    前記第1処理値と前記第2処理値とが一致しない場合には前記第1処理値は不適状態であることを判定する、センサ監視装置。
  3. 請求項1、又は、請求項2に記載のセンサ監視装置において、
    前記第1コントローラは、前記信号伝達の時間遅れを補償し、前記第1処理値の適否を判定する、センサ監視装置。
  4. 請求項3に記載のセンサ監視装置において、
    前記第1コントローラは、
    前記第1処理値、及び、前記第2処理値を少なくとも1以上の演算周期に亘って記憶し、該記憶された第1処理値、及び、該記憶された第2処理値に基づいて前記信号伝達の時間遅れを補償する、センサ監視装置。
  5. 請求項4に記載のセンサ監視装置において、
    前記第1コントローラ、及び、前記第2コントローラのうちの一方が同期信号を送信し、
    前記第2コントローラは、前記同期信号に基づいて、前記第2処理値を送信する、センサ監視装置。
  6. 車両の制動操作部材に操作に応じてホイールシリンダの制動液圧を調整して車輪に制動力を発生する車両の制動制御装置において、
    前記制動操作部材の操作変位を検出する操作変位センサと、
    前記操作変位を、第1変位信号線を介して第1変位処理値として読み込み、該第1変位処理値に基づいて、前記制動液圧を調整する第1液圧ユニットと、
    前記操作変位を、第2変位信号線を介して第2変位処理値として読み込み、該第2変位処理値に基づいて、前記制動液圧を調整する第2液圧ユニットと、
    前記第1液圧ユニットと前記第2液圧ユニットとの間で信号伝達を行う通信バスと、
    前記第1変位処理値、及び、前記第2変位処理値に基づいて、前記第1変位処理値の適否を判定する判定手段と、
    を備え、
    前記第1液圧ユニットは、
    前記判定手段が、前記第1変位処理値は適正状態であると判定する場合には、前記第1変位処理値に基づいて前記制動液圧を調整し、
    前記判定手段が、前記第1変位処理値は不適状態であると判定する場合には、前記第2変位処理値に基づいて前記制動液圧を調整する、車両の制動制御装置。
  7. 車両の制動操作部材に操作に応じてホイールシリンダの制動液圧を調整して車輪に制動力を発生する車両の制動制御装置において、
    前記制動操作部材の操作変位を検出する操作変位センサと、
    前記操作変位を、第1変位信号線を介して第1変位処理値として読み込み、該第1変位処理値に基づいて、前記制動液圧を調整する第1液圧ユニットと、
    前記操作変位を、第2変位信号線を介して第2変位処理値として読み込み、該第2変位処理値に基づいて、前記制動液圧を調整する第2液圧ユニットと、
    前記第1液圧ユニットと前記第2液圧ユニットとの間で信号伝達を行う通信バスと、
    前記第1変位処理値、及び、前記第2変位処理値に基づいて、前記第1変位処理値の適否を判定する判定手段と、
    を備え、
    前記第1液圧ユニットは、
    前記制動操作部材の操作力を検出する操作力センサを備え、
    前記操作力を第1力処理値として読み込み、
    前記判定手段が、前記第1変位処理値は適正状態であると判定する場合には、前記第1変位処理値、及び、前記第1力処理値に基づいて、前記制動液圧を調整し、
    前記判定手段が、前記第1変位処理値は不適状態であると判定する場合には、前記第1力処理値のみに基づいて前記制動液圧を調整する、車両の制動制御装置。
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