JP3893679B2

JP3893679B2 - 車両用ブレーキ制御装置

Info

Publication number: JP3893679B2
Application number: JP21366197A
Authority: JP
Inventors: 雅裕塚本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-08-07
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2017-08-07
Also published as: US6231133B1; DE19835881A1; JPH1148945A; DE19835881B4

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用ブレーキ制御装置に関し、特に、運転者のブレーキ操作や車両の走行状態から各車輪に与える制動力を求め、その制動力が発生するようにブレーキアクチュエータを制御するようになっている車両用ブレーキシステムにおいて、ブレーキアクチュエータが正常に動作しない異常が発生した場合でも、正常時と同等の制動が行われるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のブレーキ制御システムとしては、たとえば米国特許第４６５３８１５号明細書に開示されたものがある。かかる従来の装置は、運転者のブレーキペダルの踏力に応じてマスターシリンダで発生する圧力を圧力センサで検出する一方、正常時にはマスタシリンダ圧はホイールシリンダには供給されないようにブレーキ配管を閉状態としておき、圧力センサの出力又はその出力に１以上の係数を乗じた値を目標値として、ホイールシリンダの圧力を調整可能なブレーキアクチュエータを制御する、というものである。
【０００３】
そして、仮にブレーキアクチュエータに異常が発生した場合でも、ブレーキアクチュエータに対する制御を停止する一方で、制動時にはブレーキ配管を閉状態とする弁を開状態とすることにより、運転者のブレーキペダルの踏力に応じたマスタシリンダ圧を直接ホイールシリンダに供給して制動を行う一般的なブレーキシステムに戻すことができるようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、異常発生時に一般的なブレーキシステムに戻すという従来の制御態様は、一見最適なようにも思える。しかしながら、本発明者が鋭意研究したところによれば、上記従来の制御態様は必ずしも最適ではないことが判った。
【０００５】
例えば、ブレーキアクチュエータを四輪各輪毎に有する車両において、ブレーキアクチュエータの故障によって左前輪の圧力が０のまま制御できなくなり、その他の輪は正常に制動力が発生したとすると、車両は制動力の左右差によって運転者の意に反して右方向に曲がろうとする。特に、路面の摩擦係数が低くて正常な三輪がロックした場合には、これらのタイヤは横方向に力を発生することができなくなるため、この傾向がより顕著となる。かかる状態でブレーキ配管を開状態として四輪全てを一般的なブレーキシステムに戻すと、唯一横方向の力を発生していた車輪（故障したブレーキアクチュエータに対応する車輪）までロック傾向になり、車両は横方向の力を失ってしまうのである。
【０００６】
本発明は、このような従来の技術における解決すべき課題に着目してなされたものであって、ブレーキアクチュエータが正常に動作しない異常が発生した場合でも、正常時に出来るだけ近い制動を行うことができる車両用ブレーキ制御装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明である車両用ブレーキ制御装置は、運転者のブレーキ操作及び車両の走行状態の少なくとも一方に基づき各車輪に与える制動力を決定する制動力決定手段と、この制動力決定手段の決定結果に基づき車輪に制動力を与えるブレーキアクチュエータと、前記運転者のブレーキ操作に応じた圧力を発生するマスタシリンダで発生した圧力をホイールシリンダに導くブレーキ配管を開閉可能な開閉弁と、を備えるとともに、前記制動力決定手段は、車両の走行状態に基づいたアンチスキッド制御を実行して各車輪に与える制動力を決定するようになっており、後輪に対応する前記ブレーキアクチュエータに異常が発生した場合に、前輪に対応する前記ブレーキアクチュエータに対しては、アンチスキッド制御を停止した状態で制御を実行し、後輪に対応する前記ブレーキアクチュエータに対しては制御を停止するとともに、後輪に対応する前記ブレーキ配管に設けられた前記開閉弁を開状態とするようになっている。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、ブレーキアクチュエータが正常に作動しない異常によって生じた運転者の意図しない車両挙動を効果的に抑え、かつ制動力を充分に確保することができるとともに、可能な範囲内で制動力制御を続行することができるという効果がある。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態の全体構成を示す概念的な車両平面図である。図中左方が車両前方であり、１FRは右前輪、１FLは左前輪、１RRは右後輪、１RLは左後輪をそれぞれ表している。なお、本発明はブレーキ制御に関するものであるため、本発明とは特に関係のないエンジンやサスペンション等のその他の車両構成の図示及び説明は省略する。
【００５２】
先ず、構成を説明すると、かかる車両は、運転者の足元位置にブレーキペダル１０１が備えられていて、そのブレーキペダル１０１の踏力が、負圧ブースタ１０２Ａで増幅されてマスタシリンダ１０２に入力されるようになっている。負圧ブースタ１０２Ａ及びマスタシリンダ１０２の具体的な構成は公知のものと同様である。
【００５３】
そして、マスタシリンダ１０２で発生した圧力は、前輪側のブレーキ配管１０５Ｆ及び後輪側のブレーキ配管１０５Ｒにそれぞれ供給される。前輪側のブレーキ配管１０５Ｆは、さらに左右のブレーキ配管１０５FR、１０５FLに分岐していて、右前輪１FR用のブレーキ配管１０５FRは、右前輪１FR用のブレーキアクチュエータ１００FRに導入され、左前輪１FL用のブレーキ配管１０５FLは、左前輪１FL用のブレーキアクチュエータ１００FLに導入されている。これに対し、後輪側のブレーキ配管１０５Ｒは、右後輪１RR及び左後輪１RLで共通のブレーキアクチュエータ１００Ｒに導入されている。このように、本実施の形態は、右前輪、左前輪、左右後輪にそれぞれ対応する三系統のブレーキアクチュエータを有している車両に本発明を適用したものである。
【００５４】
また、マスタシリンダ１０２には、前輪側のブレーキ配管１０５Ｆに供給されるマスタシリンダ圧を検出する圧力センサ（図１では図示せず。図２の圧力センサ１０８）と、後輪側のブレーキ配管１０５Ｒに供給されるマスタシリンダ圧を検出する圧力センサ（図１では図示せず。図２の圧力センサ１０８）とが設けられていて、各圧力センサが検出した前輪側のマスタシリンダ圧ＰＭ_F及び後輪側のマスタシリンダ圧ＰＭ_Rが、制動力コントローラ１０に入力されるようになっている。
【００５５】
ここで、図２はブレーキアクチュエータ１００FR、１００FL及び１００Ｒの具体的な構成を示す図である。なお、各ブレーキアクチュエータ１００FR、１００FL及び１００Ｒの構成は同一であるため、図２は一系統のみを示している。
【００５６】
即ち、ブレーキアクチュエータ１００（１００FR、１００FL、１００Ｒ）は、それが対応する車輪１FR〜１RLと一体に回転するディスクロータ１０４の摩擦摺動面にブレーキパッドを押圧可能な各車輪毎のホイールシリンダ１０３と、このホイールシリンダ１０３に連通する下流側のブレーキ配管１０６と、マスタシリンダ圧（ＰＭ_F又はＰＭ_R）を検出する圧力センサ１０８の配設位置よりも下流側に設けられ且つブレーキ配管１０５（１０５FR、１０５FL、１０５Ｒ）を開閉可能な電磁式の開閉弁１０７と、ブレーキ配管１０５及び１０６間に介在するアクチュエータ本体１１０と、を備えて構成されている。
【００５７】
なお、ブレーキ配管１０５の開閉弁１０７とアクチュエータ本体１１０との間には、圧力センサ１０９が設けられていて、この圧力センサ１０９が検出した圧力が、ホイールシリンダ圧ＰＷ（ＰＷ_FR、ＰＷ_FL、ＰＷ_R）として制動力コントローラ１０に供給されるようになっている。
【００５８】
開閉弁１０７は、ソレノイドに駆動電流が供給されていない状態ではスプリングの付勢力によって開状態を維持する一方、ソレノイドに制動力コントローラ１０から指令信号としての駆動電流が供給されるとスプールが移動して閉状態となる開閉弁である。
【００５９】
そして、正常時には、制動力コントローラ１０は、ブレーキペダル１０１が踏み込まれたことを検知したときに開閉弁１０７に指令信号を供給してブレーキ配管１０５を遮断するとともに、圧力センサ１０８により検出したマスタシリンダ１０２の発生圧力に応じて、アクチュエータ本体１１０を作動させてブレーキ圧を制御するようになっている。
【００６０】
アクチュエータ本体１１０は、上部にマニホールド１１１を備えている。マニホールド１１１には、上流側のブレーキ配管１０５に通じるポート１１１ａと、下流側のブレーキ配管１０６に通じるポート１１１ｂとが形成され、そのポート１１１ａ、１１１ｂ間がブレーキ液通路１１１ｃになっている。そして、マニホールド１１１と一体的に制御シリンダ１１２が設けられ、ブレーキ液通路１１１ｃとシリンダ室１１３とが連通している。
【００６１】
また、シリンダ室１１３内に制御ピストン１１４が収容され、この制御ピストン１１４が進退することにより、開閉弁１０７が閉状態にあるときに、ブレーキ配管１０５，１０６の開閉弁１０７とホイールシリンダ１０３との間の部分の容積を増減できるようになっている。
【００６２】
制御シリンダ１１２は、シリンダ室１１３の下部に内向き鍔伏のピストンストッパ１１５が形成され、内側を貫通穴１１５ａとしている。制御ピストン１１４は、その上面に凸状のばねガイド１１４ａを備えるとともに、側面にシリンダ壁１１２ａに対するシール部材１１６が設けられている。そして、制御ピストン１１４とマニホールド１１１との間に、戻しばね１１７が挿入され、制御ピストン１１４は、通常、戻しばね１１７によりピストンストッパ１１５に当接する初期位置に保持されている。ここで、戻しばね１１７の初期荷重は、シリンダ壁１１２ａとシール部材１１６との間に発生する摩擦力よりやや大きい値、例えば摩擦力が３０Ｎであるとき、戻しばね１１７の初期荷重を５０Ｎに設定される。
【００６３】
制御ピストン１１４の下部には、制御ピストン１１４と別体のピストン駆動軸１２０が設けられ、貫通穴１１５ａを通して制御ピストン１１４を昇降させてブレーキ液圧を制御可能になっている。また、ピストン駆動軸１２０は、上部に制御ピストン１１４の下面に当接するフランジ１２１、下部にボールねじ１２２が設けられ、中間部に４個のベアリングローラ１２３が、ピストン駆動軸１２０の軸心と直角方向の軸ピン１２３ａにより取り付けられている。ここで、フランジ１２１の厚さ寸法は、ピストンストッパ１１５の厚さ寸法よりやや小さく設定されている。
【００６４】
そして、ピストン駆動軸１２０は、フランジ１２１の下側軸部がガイドケース１２５に設けたリニアプッシュ１２６に案内される。また、ガイドケース１２５に形成された断面四角形状の案内溝１２７にベアリングローラ１２３が収容されていて、ピストン駆動軸１２０は、ベアリングローラ１２３によってその回転が規制されるとともに、ベアリングローラ１２３外輪の案内溝１２７壁面上の転動を伴って上下動自在になっている。このガイドケース１２５は、基台１３０に取り付けられている。
【００６５】
また、ピストン駆動軸１２０のフランジ１２１とガイドケース１２５との問に、ガイドケース１２５に披るように逆カップ状の可動スプリングシート１３１と、可動スプリングシート１３１をフランジ１２１の下面に当接させ、ピストン駆動軸１２０を常時上方に付勢するバックアップスプリング１３２とが挿入されている。バックアップスプリング１３２は、可動スプリングシート１３１の下部に形成した鍔部１３１ａとガイドケース１２５の下端鍔部１２５ａとの問に挿入されている。そして、ピストン駆動軸１２０が上方に移動して制御ピストン１１４を駆動している状態のときは、可動スプリングシート１３１が制御シリンダ１１２の下面１１２ｂに当接するようになっている。
【００６６】
バックアップスプリング１３２は、可動スプリングシート１３１が制御シリンダ１１２の下面１１２ｂに当接しているとき、初期荷重を発生するように設定される。この初期荷重は、電動モータ１３５のコギングトルクＴｃのビーク値を軸方向推力に換算した値に対してやや上回る値に設定される。ここで、コギングトルクＴｃとは、モータコアが磁石に引きつけられるために発生するトルクと静摩擦トルクとの総和である。具体的に数値を使用して説明すると、例えば、コギングトルクＴｃを０．０５Ｎｍ、ギヤ比Ｋｇを１０、ボールねじ１２２のリードＬｂを１０ｍｍとすると、換算した推力Ｆｃ（Ｎ）は、
Ｆｃ＝Ｔｃ×Ｋｇ×２π／（Ｌｂ／１０００）＝３１４．１６（Ｎ）
となるので、初期荷重は３５０（Ｎ）程度に設定すれぱよいことになる。
【００６７】
ボールねじ１２２は、ピストン駆動軸１２０の下部に雄ねじ部１２２ａが形成され、その雄ねじ部１２２ａに対するボールねじナット１２２ｂが取り付けられている。そして、ボールねじナット１２２ｂにカラー１３３を介してギヤ１３４が一体的に固定されている。
【００６８】
一方、電動モータ１３５はピストン駆動軸１２０の側方に設けられ、その出力軸１３６に設けたピニオン１３７と上記ギヤ１３４とが、軸１３８で基台１３０に文持された中問のギヤ１３９、ピニオン１４０を介して連結されている。
【００６９】
さらに、カラー１３３の上部に鍔部１３３ａが形成され、基台１３０に形成された内向き鍔部１３０ａとの間にボールベアリング１４１が挿入され、ピストン駆動軸１２０の下部が基台１３０に回転自在に支持されている。
【００７０】
そして、マニホールド１１１と基台１３０とは、制御シリンダ１１２、可動スプリングシート１３１、バックアップスプリング１３２などを覆うようにケース１４５で固定されている。また、基台１３０の下部に設けられたボールねじ１２２、ギヤ１３４、１３９、ピニオン１３７、１４０などがカバー１４６で覆われている。
【００７１】
アクチュエータ本体１１０の構成は上記の通りであり、かかるアクチュエータ本体１１０の電動モータ１３５と、制動力コントローラ１０とが、図示しないハーネスを介して接続されている。
【００７２】
ここで、ブレーキアクチュエータ１００に発生する異常の大半は、電動モータ１３５と制動力コントローラ１０とを接続する上記ハーネスの断線異常（ハーネスが切れて電動モータ１３５に電流が供給できない異常）と、ハーネスの短絡異常（ハーネスが車体等に接触導通する異常、又は、電流を制御するパワー素子が破損し電流が勝手に流れてしまう異常等）との二通りであり、特に後者の短絡異常となっても電流を遮断できるように、ブレーキアクチュエータ１００とバッテリとの間には、制動力コントローラ１０によって制御可能な図示しないリレーが設けられている。具体的には、前輪用のブレーキアクチュエータ１００FR及び１００FLと、後輪用のブレーキアクチュエータ１００Ｒとに分け、それぞれの電動モータ１３５及びバッテリ間と、それぞれの開閉弁１０７及びバッテリ間とに計４個のリレーが設けられている。
【００７３】
なお、制動力コントローラ１０には、前輪用の圧力センサ１０８から供給される前輪側のマスタシリンダ圧ＰＭ_Fと、後輪用の圧力センサ１０９から供給される後輪側のマスタシリンダ圧ＰＭ_Rと、右前輪用の圧力センサ１０９から供給される右前輪１FRのホイールシリンダ圧ＰＷ_FRと、左前輪用の圧力センサ１０９から供給される左前輪１FLのホイールシリンダ圧ＰＷ_FLと、後輪用の圧力センサ１０９から供給される後輪１RR，１RLのホイールシリンダ圧ＰＷ_Rと、が入力されるようになっているが、さらに、アンチスキッド制御を実行するために必要な図示しないセンサ（例えば、各車輪１FR〜１RL毎に設けられた車輪センサ）からも信号が供給されるようになっている。
【００７４】
そして、制動力コントローラ１０は、上記のように供給される各信号に基づいて、右前輪用，左前輪用及び後輪用の開閉弁１０７と、右前輪用，左前輪用及び後輪用の電動モータ１３５と、前輪用の二つのブレーキアクチュエータ１００FR及び１００FLの二つの開閉弁１０７に共通に対応するリレーと、前輪用の二つのブレーキアクチュエータ１００FR及び１００FLの二つの電動モータ１３５に共通に対応するリレーと、後輪用のブレーキアクチュエータ１００Ｒの開閉弁１０７に対応するリレーと、後輪用のブレーキアクチュエータ１００Ｒの電動モータ１３５に対応するリレーと、を適宜駆動させることにより、各車輪１FR〜１RLに与える制動力を制御するようになっている。
【００７５】
具体的には、制動力コントローラ１０は、電動モータ１３５に対する指令信号に応じて発生するはずのホイールシリンダ圧と、圧力センサ１０９の検出値である実際のホイールシリンダ圧とを比較することにより、両者が許容範囲を越えて大きく相違するような場合には、そのようなホイールシリンダ圧が相違するブレーキアクチュエータ１００FR〜１００Ｒに異常が発生したと判断するようになっている。
【００７６】
そして、制動力コントローラ１０は、いずれのブレーキアクチュエータ１００FR〜１００Ｒにも異常が発生していないと判断した場合には、全てのリレーを導通状態とし且つ全ての開閉弁１０７を閉状態とするとともに、車輪速センサの出力から各車輪がロック傾向にあるか否かを判断し、ロック傾向にない場合には、圧力センサ１０８から供給される前後輪それぞれのマスタシリンダ圧ＰＭ_F及びＰＭ_Rに応じて、ブレーキ踏力に基づいた前後輪それぞれの目標制動力となるように、各ブレーキアクチュエータ１００FR〜１００Ｒの各電動モータ１３５を駆動させてホイールシリンダ圧を制御する一方、ロック傾向にある場合（各車輪速センサの出力等から判る各車輪１FR〜１RLのスリップ率が大きい場合）には、そのスリップ率が適切な範囲を越えないように目標制動力を決定し電動モータ１３５を駆動させる制御（アンチスキッド制御）を実行するようになっている。
【００７７】
これに対し、制動力コントローラ１０は、ブレーキアクチュエータ１００FR〜１００Ｒのいずれかに異常が発生したと判定した場合には、その異常が発生したブレーキアクチュエータ１００FR〜１００Ｒの位置に応じて、ホイールシリンダ圧の制御内容を、上述したような正常時の制御内容とは異なる制御内容に変更するようになっている。
【００７８】
先ず、前輪側のブレーキアクチュエータ１００FR又は１００FLの少なくとも一方が故障した場合には、制動力コントローラ１０は、それら前輪側のブレーキアクチュエータ１００FR及び１００FLの両方に対する制御を停止するとともに、後輪側のブレーキアクチュエータ１００Ｒに対しては正常時と同じ制御を実行するようになっている。
【００７９】
ここで、ブレーキアクチュエータ１００に対する制御を停止するとは、アクチュエータ本体１１０に対する制御を停止する（電動モータ１３５を非駆動状態とする）とともに、対応する開閉弁１０７に対する駆動電流を停止してブレーキ配管１０５を導通状態にすることにより、マスタシリンダ１０２で発生した圧力がホイールシリンダ１０３に直接供給される状態にすることを意味する。なお、ブレーキアクチュエータ１００に対する制御を停止した際には、無駄な電力消費をなくすために、それに対応するリレーも全てオフ状態にする。
【００８０】
また、後輪側のブレーキアクチュエータ１００Ｒが故障した場合には、制動力コントローラ１０は、前輪側のブレーキアクチュエータ１００FR及び１００FLに対しては、正常時よりも大きなホイールシリンダ圧が発生するように（より具体的には、本来なら後輪で発生すべき制動力が上乗せされた制動力が前輪側に発生するように）、指令値を増加した上で制御を続行するとともに、後輪側のブレーキアクチュエータ１００Ｒに対しては、後輪側のホイールシリンダ圧が実質的に０になるように、その電動モータ１３５に対応するリレーをオフにする制御を実行するようになっている。なお、後輪側のホイールシリンダ圧を０にするためには、マスタシリンダ圧が供給されることも避ける必要があるから、かかる場合には、制動力コントローラ１０は、後輪側のブレーキアクチュエータ１００Ｒに対応する開閉弁１０７は閉状態のままとするようになっている。
【００８１】
図３は制動力コントローラ１０内で実行される処理の概要を示すフローチャートであり、以下、図３に従って本実施の形態の動作を説明する。
即ち、制動力コントローラ１０に図示しないバッテリから電源が供給されてその演算処理が開始されると、先ず、そのステップ２０１において、いずれかのブレーキアクチュエータ１００FR，１００FL及び１００Ｒが正常に作動できない異常が発生しているか否かを診断する。ここでの診断は、各圧力センサ１０９から供給されるホイールシリンダ圧ＰＷ_FR，ＰＷ_FL及びＰＷ_Rと、各電動モータ１３５に対する指令信号に応じて各ホイールシリンダ１０３に発生すべき圧力とを比較し、両者の差が許容値以内にあるか否かによって行う。かかる診断処理を終えたら、ステップ２０２に移行し、ステップ２０１での診断結果に基づきブレーキアクチュエータ１００FR〜１００Ｒに異常が発生しているか否かを判定する。
【００８２】
このステップ２０２での判定が「ＮＯ」の場合、つまり全てのブレーキアクチュエータ１００FR〜１００Ｒが正常に作動していると判定された場合には、ステップ２０３に移行する。
【００８３】
ステップ２０３では、各圧力センサ１０８から供給される前輪側のマスタシリンダ圧ＰＭ_Fと後輪側のマスタシリンダ圧ＰＭ_Rや、各車輪速センサから供給される車輪速等の各出力値を読み込む。そして、ステップ２０４に移行し、ステップ２０３で読み込んだ各センサの出力値に基づいて、各車輪１FR〜１RLに与える制動力を決定する。なお、ステップ２０４では、通常はマスタシリンダ圧ＰＭ_F及びＰＭ_Rのみに基づいて各車輪１FR〜１RLの制動力を決定するが、アンチスキッド制御を実行する状況では、各車輪速と車体速度（例えば、従動輪の車輪速）とに基づいて決定される。
【００８４】
そして、ステップ２０５に移行し、ステップ２０４で決定された制動力に基づいて、各電動モータ１３５に対する指令信号を算出する。かかる指令信号の算出方法としては、例えば、ステップ２０４で決定される制動力に対応する目標ホイールシリンダ圧と、圧力センサ１０９の出力である実際のホイールシリンダ圧との差に基づいた比例演算や、比例＋積分演算等が採用できる。
【００８５】
次いで、ステップ２０６に移行して全てのリレーをオン（導通）状態とし、ステップ２０７で全ての開閉弁１０７を閉状態とし、ステップ２０８で指令信号を各電動モータ１３５に出力して、ホイールシリンダ圧を適宜変化させる。ステップ２０８の処理を終えたら、上記ステップ２０１に戻り、上述の処理を繰り返し実行する。
【００８６】
一方、上記ステップ２０２の判定が「ＹＥＳ」、つまりブレーキアクチュエータ１００FR〜１００Ｒのいずれかが正常に作動できない異常が発生している場合には、ステップ２０３〜２０８の正常時の制御は実行することなく、ステップ２１０に移行する。
【００８７】
ステップ２１０では、異常が発生したブレーキアクチュエータ１００が、前輪側であるか後輪側であるかを判定する。
このステップ２１０において異常発生箇所が前輪側であると判定された場合には、ステップ２１１に移行し、後輪側の圧力センサ１０８から供給されるマスタシリンダ圧ＰＭ_Rや後輪側の車輪速センサの検出値等の、後輪側の制御に必要な各センサ出力を読み込む。
【００８８】
次いで、ステップ２１２に移行し、ステップ２１１で読み込んだ後輪側の各センサの出力値に基づいて、後輪１RR及び１RLに与える制動力を決定する。ここでの演算は、上記ステップ２０４の処理と同様である。そして、ステップ２１３に移行し、ステップ２１２で決定された後輪側の制動力に基づいて、後輪側の電動モータ１３５に対する指令信号を算出する。
【００８９】
つまり、ステップ２０２の判定が「ＹＥＳ」であっても、ステップ２１０の判定が「ＹＥＳ」の場合には、ステップ２１１〜２１３の処理を実行することにより、後輪１RR及び１RLに関しては、正常時のステップ２０３〜２０５の処理と同様の手順で、指令信号が算出されるのである。
【００９０】
そして、ステップ２１４に移行し、前輪側の全てのリレーをオフ（遮断）状態にする。
この結果、前輪側のアクチュエータ本体１１０の電動モータ１３５は駆動不能状態になるから、前輪側のホイールシリンダ圧の制御が不可能になる。しかし、前輪側の開閉弁１０７は開状態となり、ブレーキ配管１０５FR及び１０５FLが導通状態になるから、マスタシリンダ圧ＰＭ_Fが左右前輪のそれぞれのホイールシリンダ１０３に供給される。つまり、前輪側に関しては、ブレーキペダル１０１の踏力に応じた制動力が発生する通常のブレーキシステムに戻ることになる。
【００９１】
そして、ステップ２１５に移行して後輪側の全てのリレーをオン状態にするとともに、ステップ２１６に移行して後輪側の開閉弁１０７を閉状態とする。
この結果、後輪側の開閉弁１０７は閉状態となり、ブレーキ配管１０５Ｒが遮断状態となるから、マスタシリンダ圧ＰＭ_Rは左右後輪のホイールシリンダ１０３には供給されない。しかし、後輪側のアクチュエータ本体１１０の電動モータ１３５には電源の供給が可能である。
【００９２】
そして、ステップ２１７に移行し、後輪側のブレーキアクチュエータ１００Ｒの電動モータ１３５に指令信号を出力して、後輪側のホイールシリンダ圧を適宜変化させる。ステップ２１７の処理を終えたら、上記ステップ２１１に戻り、上述した処理を繰り返し実行する。
【００９３】
一方、上記ステップ２１０の判定が「ＮＯ」の場合、つまり異常発生箇所が後輪側であると判定された場合には、ステップ２２１に移行し、前輪側の圧力センサ１０８から供給されるマスタシリンダ圧ＰＭ_Fや前輪側の車輪速センサの検出値等の、前輪側の制御に必要な各センサ出力を読み込む。
【００９４】
次いで、ステップ２２２に移行し、ステップ２２１で読み込んだ前輪側の各センサの出力値に基づいて、前輪１FR及び１FLに与える制動力を決定する。ここでの演算は、上記ステップ２０４の処理と基本的には同様であるが、その決定される制動力は、正常時に比べて大きな値に設定されるようになっている。具体的には、後述のように後輪側のホイールシリンダ圧を０にすることに伴う車両全体での制動力の減少を補うように、本来なら後輪１RR及び１RLに付与すべき制動力が前輪１FR及び１FLに上乗せされるように、ステップ２２２では前輪側の制動力が決定される。一般的には、車両全体で発生する制動力に対して、前輪１FR及び１FLで発生する制動力が７割程度で、後輪１RR及び１RLで発生する制動力が３割程度であることから、ステップ２２２の処理では、上記ステップ２０４と同様の処理で決定された前輪１FR及び１FLの制動力に１０／７のゲインを乗じることにより求めることもできる。
【００９５】
そして、ステップ２２３に移行し、ステップ２２２で決定された前輪側の制動力に基づいて、前輪側の電動モータ１３５に対する指令信号を算出する。
つまり、ステップ２０２の判定が「ＹＥＳ」であっても、ステップ２１０の判定が「ＮＯ」の場合には、ステップ２２１〜２２３の処理を実行することにより、前輪１FR及び１FLに関しては、正常時のステップ２０３〜２０５の処理と略同様の手順で、正常時よりも割り増しされた指令信号が算出されるのである。
【００９６】
そして、ステップ２２４に移行して前輪側の全てのリレーをオン状態にするとともに、ステップ２２５に移行して前輪側の開閉弁１０７を閉状態とする。
この結果、ブレーキ配管１０５FR及び１０５FLが遮断状態となるから、マスタシリンダ圧ＰＭ_Fは左右前輪のホイールシリンダ１０３には供給されない。しかし、前輪側のアクチュエータ本体１１０の電動モータ１３５には電源の供給が可能である。
【００９７】
次いで、ステップ２２６に移行し、後輪側のリレーのうち、アクチュエータ本体１１０の電動モータ１３５に対応するリレーはオフ状態とし、ステップ２２７に移行し、後輪側のリレーのうち、開閉弁１０７に対応するリレーはオン状態とする。つまり、電動モータ１３５は駆動不可能な状態にするが、開閉弁１０７は制御可能な状態にする。
【００９８】
そして、ステップ２２８に移行し、後輪側の開閉弁１０７を閉状態として、前輪側と同様に、後輪側のホイールシリンダ１０３にもマスタシリンダ圧が供給されないようにする。
【００９９】
次いで、ステップ２２９に移行し、前輪側のブレーキアクチュエータ１００FR及び１００FLの電動モータ１３５に指令信号を出力して、前輪側のホイールシリンダ圧を適宜変化させる。ステップ２２９の処理を終えたら、上記ステップ２２１に戻り、上述した処理を繰り返し実行する。
【０１００】
制動力コントローラ１０内で実行される処理の概要は上述の通りである。そこで、本実施の形態の動作を、具体的な状況を交えてさらに詳述する。
今、前輪側のブレーキアクチュエータ１００FR及び１００FLの一方が正常に作動しなくなり、そのまま制動状態になったとすると、右前輪１FRと左前輪１FLとの間に制動力差が生まれるため、車体には曲がろうとする力が働くことになる。なお、前後重量配分の良いＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車であったとしても、やはり前輪の荷重配分が大きいことから、前輪を中心に後輪が滑って曲がろうとする。ちなみに、従来は、ブレーキアクチュエータ１００FR〜１００Ｒの異常が検出された場合に、全ての開閉弁１０７を開状態とするとともに、全てのアクチュエータ本体１１０を非駆動状態とすることにより、マスタシリンダ圧がそのままホイールシリンダ１０３に伝達される一般的なブレーキシステムに戻していたのである。しかし、本実施の形態のような構成において、これを一般的なブレーキシステムに戻してしまうと、アンチスキッド制御も実行できなくなる。すると、後輪１RR，１RLがロックして横方向のグリップ力がなくなって車両を曲げようとする挙動を抑えることが却って難しくなる可能性があり、現実には好ましくないのである。
【０１０１】
これに対し、本実施の形態にあっては、異常発生時に単純に一般的なブレーキシステムに戻すのではなく、異常が発生したブレーキアクチュエータ１００FR〜１００Ｒの位置に応じて、適切に制御を変更するようになっているから、正常時と略同様の安定した制動を行うことができる。
【０１０２】
即ち、前輪側のブレーキアクチュエータ１００FR及び１００FLの一方が正常に作動しなくなった場合には、上述したステップ２１１〜２１７の処理が実行されるため、前輪側のブレーキアクチュエータ１００FR及び１００FLの両方は制御が停止され、後輪側のブレーキアクチュエータ１００Ｒは正常時の制御が継続して実行される。
【０１０３】
このように制御内容が変更されると、先ず第１に、前輪側のブレーキアクチュエータ１００FR及び１００FLのうちの一方に異常が発生していてもその両方の制御が停止され、左右の前輪１FR及び１FLのホイールシリンダに等しくマスタシリンダ圧ＰＭ_Fが供給されるようになるから、車両左右間の制動力差を解消することができる。
【０１０４】
第２に、後輪１RR及び１RLについてはアンチスキッド制御も続行されるため、制動時に後輪１RR及び１RLがロックすることを防止でき、後輪１RR及び１RLの路面に対する左右方向へのグリップ力が確保され、車両が曲がろうとする挙動を抑制することができる。
【０１０５】
第３に、後輪側のブレーキアクチュエータ１００Ｒについてはそもそも正常時と同様の制御が継続されるし、前輪側はアンチスキッド制御が実行できないが通常のブレーキシステムに戻っているため、正常時と同様に充分な制動力を確保することができる。
【０１０６】
この結果、仮に前輪側のブレーキアクチュエータ１００FR又は１００FLが故障しても、正常時と同様に安定した制動を行うことができるのである。また、このような前輪側のブレーキアクチュエータ１００FR又は１００FLが故障した場合の制御内容は、前輪側の開閉弁１０７が電気的・機械的に閉じなくなる故障が発生した場合であっても、同様に適用できる。つまり、ブレーキアクチュエータ１００の故障に対応してその制御を停止するという対処は、アクチュエータ本体１１０に異常が発生した場合のみならず、開閉弁１０７が閉じなくなる異常が発生した場合についても有効な対処である。
【０１０７】
また、後輪側のブレーキアクチュエータ１００Ｒに対しては正常時と同様の制御が続行されるため、前輪側のブレーキアクチュエータ１００FR又は１００FLに異常が発生しステップ２１１〜２１７の処理が繰り返し実行される状況になったとしても、制動時以外にブレーキアクチュエータ１００Ｒを利用する制御、例えば車間距離を一定に保つクルーズコントロール等の制御も、極端に大きな減速度を必要としない範囲であれば、続行することができるし、後輪側だけでクルーズコントロールする場合などには指令値を大きめに補正することにより正常時により近い制御とすることができる。
【０１０８】
一方、後輪側のブレーキアクチュエータ１００Ｒが正常に作動しなくなった場合には、上述したステップ２２１〜２２９の処理が実行されるため、前輪側のブレーキアクチュエータ１００FR及び１００FLに対しては正常時に比べて大きな制動力が発生する制御が実行され、後輪側のブレーキアクチュエータ１００Ｒに対しては制動力が０になる制御が実行される。
【０１０９】
後輪側が故障した場合は、後輪側のブレーキアクチュエータ１００Ｒは左右で共通であるから、そもそも左右の後輪１RR及び１RL間で制動力に差が生じる可能性が小さいし、しかも後輪１RR及び１RLのホイールシリンダ圧が共に０になるから、車両左右間の制動力差は生じない。
【０１１０】
なお、後輪側が故障した場合にも、前輪側故障時と同様に、後輪側の開閉弁１０７を開状態にして後輪側のみを通常のブレーキシステムに戻すことが考えられるが、これでは、後輪側だけアンチスキッド制御が停止されるため、後輪側がロックして左右方向へのグリップ力が確保できなくなる可能性がある。
【０１１１】
しかし、本実施の形態では、後輪側に異常が発生した場合には、後輪１RR及び１RLの制動力を０にしてしまうため、後輪１RR及び１RLがロックすることを防止でき、後輪１RR及び１RLの路面に対する左右方向へのグリップ力が確保され、車両が曲がろうとする挙動を抑制することができる。
【０１１２】
そして、前輪１FR及び１FLに発生する制動力に、本来後輪１RR及び１RLで発生すべき制動力が上乗せされるから、正常時と同様に充分な制動力を確保することができる。
【０１１３】
この結果、仮に後輪側のブレーキアクチュエータ１００Ｒが故障しても、正常時と同様に安定した制動を行うことができるのである。
なお、後輪側故障時には、後輪１RR及び１RLが前輪１FR及び１FLよりも先にロックするのを防ぐためには、四輪がロックする可能性はあるが、前輪側のアンチスキッド機能を停止した上で、後輪側については開閉弁１０７を開状態として通常のブレーキシステムに戻すことも考えられる。
【０１１４】
また、本実施の形態のように、後輪側故障時に前輪１FR及び１FLのみに制動力を与える場合、車両がロックする限界が下がるので、ある路面で発生できる最大制動力は減少し、最大の減速度も低下する。タイヤの限界で生じる現象なので実用は問題ないが、どうしてもこのことを避けたい場合は、上記実施の形態における制御に加えて、前輪側のアンチスキッド制御を開始したら、その後に、前輪側及び後輪側の両方について開閉弁１０７を開状態として通常のブレーキシステムに戻して全ホイールシリンダ１０３にマスタシリンダ圧ＰＭF ，ＰＭR を供給するようにすることも考えられる。ただし、この制御は開閉弁１０７が閉じなくなる故障を起こした場合は適用できない。この時は前後輪とも制御停止とする。
【０１１５】
なお、この実施の形態における図３に示した制御内容は、図４に示すように、各車輪１FR〜１RL毎に計四系統のブレーキアクチュエータ１００FR〜１００RLを有する車両にも、前輪側故障時に関しては全く同様に適用できる。また、後輪側故障についても、左右の後輪側のブレーキアクチュエータ１００RR及び１００RLが個別に故障する可能性があるため、一方が故障した場合に車両左右間の制動力差を考慮する必要があるが、それでも、左右後輪のうち故障していない車輪側のアンチスキッド制御が働くため、前輪側故障時ほど大きな車両を曲げる力は発生しない。よって、図４の構成であっても、図１の構成の場合とほぼ同様の状況と考えられるから、同じ制御を適用しても同様の作用効果が得られる。
【０１１６】
さらに、本実施の形態における制御内容は、例えば特開平７−２７７１７５号に示されるような電磁弁を用いたシステムにも基本的には適用可能である。ただし、かかる電磁弁を用いたシステムの場合、アクチュエータのポンプ圧力の給排制御を、小さな力で駆動される弁によって行っているため、異常としては、断線異常・短絡異常以外に、異物の噛み込みによるバルブスティックという異常も発生し易い。そして、そのような異常が後輪側の増圧動作中に発生した場合、圧力を０に保持するという制御は、３方弁など新たな弁を付加しないと実現できない。これに対し、本実施の形態であれば、アクチュエータそのものでブレーキの力を発生させているため、少々の異物ではスティックを生じない。したがって新たな弁などの付加を必要とせずに、上記制御を実現できるという利点もある。
【０１１７】
また、故障を生じたということは、当然運転者には知らせるべき情報であり、その方法としては、たとえば図１の車両輪郭と各車輪１FR〜１RLのみを描いた絵（図の左側、つまり車両前方を上に描くと直感的に分かりやすい）を、運転席のインパネ上に設けて、各車輪１FR〜１RL部分にランプを配置した表示装置などが考えられる。正常時はランプがすべて消灯しているが、故障した輪は、たとえば赤ランプの点滅、制御停止輪は緑のランプの点灯、圧力０制御は赤ランプの点灯、指令増加制御は黄色ランプの点灯、などの表示をすれば、故障部位と対処が即座に理解できる。また車両の輪郭部分が点灯したり、制動力の低下に応じて間隔の変化する点滅などをすれば、制動力変化も分かり、運転者のペダルの踏み加減の調節も容易に行える。さらに、音を発して知らせる方法とすれば、運転者がインパネを見ていなくても気づかせることが可能であるし、さらには、異常発生時にブレーキペダルを振動させる方法を用いれば、同乗者には気付かれずに、確実に運転者に異常発生を知らせることも可能である。
【０１１８】
ここで、本実施の形態にあっては、制動力コントローラ１０及び図３の処理によって制動力決定手段が構成され、圧力センサ１０８がマスタシリンダ圧検出手段に対応し、アクチュエータ本体１１０が作動圧調整手段に対応し、ピストン駆動軸１２０，ボールねじ１２２，ベアリングローラ１２３，ギヤ１３４，ピニオン１３７，軸１３８，ギヤ１３９及びピニオン１４０によって動力伝達機構が構成され、ブースタ１０２Ａがブースタ機構に対応する。
【０２１２】
なお、上記実施の形態では、図２に示すような構造のブレーキアクチュエータを適用した場合について説明したが、本発明に適用し得るブレーキアクチュエータの構成はこれに限定されるものではない。
【０２１３】
例えば、図５に示すように、ブレーキ配管１０５及び１０６の開閉弁１０７とホイールシリンダ１０３との間の部分を、液圧ポンプ１６１の出力側に連通させる第１の位置１６０Ａと、リザーバタンク１６２に連通させる第２の位置１６０Ｂと、外部から遮断する第３の位置１６０Ｃとの間で切り換わるようになっており、且つ、制動力コントローラ１０により駆動指せられる電磁式切換弁１６０により、ブレーキアクチュエータを構成することもできる。
【０２１４】
或いは、ホイールシリンダ圧をマスタシリンダ圧よりも高圧又は低圧にすることができるアクチュエータ本体１１０を備えたブレーキアクチュエータ１００ではなく、ブレーキ配管１０５及び１０６の開閉弁１０７とホイールシリンダ１０３との間を減圧することができる減圧機構（作動圧減圧手段）と、ブレーキペダル１０１の踏み込みとは無関係に例えば負圧ブースタ１０２Ａを作動させてマスタシリンダ１０２の出力圧を増圧できる増圧機構（マスタシリンダ増圧手段）とによって、ブレーキアクチュエータ１００を実現することも可能である。この場合、減圧機構としては、公知のアンチスキッド制御装置が備えるホイールシリンダ圧減圧用のアクチュエータが採用できるし、増圧機構としては、電動モータ等の出力によってブレーキペダル１０１と負圧ブースタ１０２Ａとの間のロッドを進退させる構造によって実現することでき、それら減圧機構及び増圧機構を、制動力コントローラ１０によって駆動できるようにすればよい。
【０２１５】
又は、図６に示すように、ホイールシリンダ１０３とリザーバタンク１６２との間を連通可能なドレン配管１７０と、このドレン配管１７０を閉状態にすることができるドレン開閉弁１７１と、ドレン開閉弁１７１とホイールシリンダ１０３との間に設けられたアクチュエータ本体１１０と、によってブレーキアクチュエータ１００を実現することができる。そして、ドレン開閉弁１７１及びアクチュエータ１１０を制動力コントローラ１０によって制御するのであり、制動力コントローラ１０には、ペダルセンサ１０１Ａの検出信号ＤP を供給する構成とする。アクチュエータ本体１１０としては、上記実施の形態におけるアクチュエータ本体１１０と同様の構成が採用できる。
【０２１６】
或いは、図６の構成において、ドレン開閉弁１７１及びアクチュエータ本体１１０に代えて図５に示した電磁式切換弁１６０を設けた構成、つまり図７に示すような構成によってブレーキアクチュエータ１００とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の全体構成を示す概念的な車両平面図である。
【図２】ブレーキアクチュエータの一例を示す断面図である。
【図３】実施の形態の制動力コントローラ内で実行される処理の概要を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態の変形例を示す概念的な車両平面図である。
【図５】ブレーキアクチュエータの他の例を示す回路図である。
【図６】ブレーキアクチュエータの他の例を示す回路図である。
【図７】ブレーキアクチュエータの他の例を示す回路図である。
【符号の説明】
１FR〜１RL 車輪
１０制動力アクチュエータ（制動力決定手段）
１００FR〜１００RL ブレーキアクチュエータ
１００Ｆ，１００Ｒブレーキアクチュエータ
１０１ブレーキペダル
１０１Ａペダルセンサ（ブレーキ操作検出手段）
１０２マスタシリンダ
１０２Ａ負圧ブースタ（ブースタ機構）
１０３ホイールシリンダ
１０５，１０６ブレーキ配管
１０７開閉弁
１０８圧力センサ（マスタシリンダ圧検出手段）
１０９圧力センサ
１１０アクチュエータ本体（作動圧調整手段）
１３５電動モータ

Claims

運転者のブレーキ操作及び車両の走行状態の少なくとも一方に基づき各車輪に与える制動力を決定する制動力決定手段と、この制動力決定手段の決定結果に基づき車輪に制動力を与えるブレーキアクチュエータと、前記運転者のブレーキ操作に応じた圧力を発生するマスタシリンダで発生した圧力をホイールシリンダに導くブレーキ配管を開閉可能な開閉弁と、を備えるとともに、
前記制動力決定手段は、車両の走行状態に基づいたアンチスキッド制御を実行して各車輪に与える制動力を決定するようになっており、後輪に対応する前記ブレーキアクチュエータに異常が発生した場合に、前輪に対応する前記ブレーキアクチュエータに対しては、アンチスキッド制御を停止した状態で制御を実行し、
後輪に対応する前記ブレーキアクチュエータに対しては制御を停止するとともに、後輪に対応する前記ブレーキ配管に設けられた前記開閉弁を開状態とするようになっていることを特徴とする車両用ブレーキ制御装置。