KR102559463B1 - 자동차용 페달 스트로크 검출 장치 및 자동차용 제어 유닛 - Google Patents

자동차용 페달 스트로크 검출 장치 및 자동차용 제어 유닛 Download PDF

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Abstract

스트로크 센서로부터 출력된 마그넷의 자속에 관한 물리량에 기초하여 푸시 로드의 변위에 대한 마그넷의 자속 밀도의 크기에 관한 물리량인 제1값을 구하고, 제1값과, 미리 설정된 푸시 로드의 변위에 대한 마그넷의 자속 밀도의 크기에 관한 물리량인 제2값을 비교한다.

Description

자동차용 페달 스트로크 검출 장치 및 자동차용 제어 유닛
본 발명은, 자동차용 페달 스트로크 검출 장치 및 자동차용 제어 유닛에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 마스터 실린더의 피스톤에 설치된 마그넷과, 마그넷과 대향하여 설치된 스트로크 센서에 의해 브레이크 페달의 스트로크를 검출하는 자동차용 페달 스트로크 검출 장치가 개시되어 있다.
특허문헌 1 : 미국특허출원공개 제2004/0020201호 명세서
그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 자동차용 페달 스트로크 검출 장치에 있어서는, 홀 IC가 받는 자력선에 기초하여 마그넷의 스트로크를 검출하고 있기 때문에, 마그넷과 홀 IC의 상대 위치가 규정 위치로부터 어긋나는 것에 의해, 스트로크의 검출 정밀도가 악화될 우려가 있었다.
본 발명의 목적의 하나는, 스트로크 센서의 검출 정밀도의 악화를 억제할 수 있는 자동차용 페달 스트로크 검출 장치 및 자동차용 제어 유닛을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일실시형태에서의 자동차용 페달 스트로크 검출 장치는, 스트로크 센서로부터 출력된 마그넷의 자속에 관한 물리량에 기초하여 로드의 변위에 대한 마그넷의 자속 밀도의 크기에 관한 물리량인 제1값을 구하고, 제1값과, 미리 설정된 로드의 변위에 대한 마그넷의 자속 밀도의 크기에 관한 물리량인 제2값을 비교한다.
따라서, 본 발명의 일실시형태에 의하면, 스트로크 센서의 검출 정밀도의 악화를 억제할 수 있다.
도 1은 실시형태 1의 브레이크 제어 장치(1)의 개략 구성도이다.
도 2는 실시형태 1의 마스터 실린더(3)의 요부 단면도이다.
도 3은 홀 IC에 의한 자력선의 각도의 검출 원리를 나타내는 도면이다.
도 4는 2방향으로 배치한 홀 소자에서 자속 밀도의 크기를 측정하고, 아크탄젠트 연산으로 자력선의 각도를 구하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 5는 원환형으로 배치한 홀 소자에서 자속 밀도의 크기를 측정하고, 제로크로스점에서 자력선의 각도를 구하는 방법이다.
도 6은 실시형태 1의 이상 판정 처리를 실시하기 위한 규격 중앙치를 설정하는 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.
도 7은 푸시 로드(204)의 스트로크에 따른 규격 중앙치의 특성도이다.
도 8은 실시형태 1에서의 스트로크 센서(90)의 이상 판정 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.
도 9는 푸시 로드(204)의 스트로크와 스트로크 센서(90)로부터 취득하는 자력선의 각도로부터 산출한 스트로크의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10은 푸시 로드(204)의 스트로크와 자속 밀도의 크기의 관계를 나타내는 도면이다.
도 11은 실시형태 2에서의 스트로크 센서(90)의 이상 판정 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.
도 12는 실시형태 2에서의 스트로크 센서(90)의 이상 판정 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.
도 13은 실시형태 2에서의 스트로크 센서(90)의 이상 판정 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.
도 14는 실시형태 2에서의 스트로크 센서(90)의 이상 판정 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.
도 15는 드라이버가 브레이크 페달(2)을 밟았을 때의 푸시 로드(204)의 스트로크 및 자속 밀도의 크기의 타임차트이다.
도 16은 푸시 로드(204)의 스트로크에 대한 자속 밀도의 크기 및 자속 밀도의 크기를 스트로크로 미분한 값과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 17은 실시형태 3의 브레이크 제어 장치(1A)의 개략 구성도이다.
도 18은 실시형태 4의 자동차용 페달 스트로크 검출 장치(1B)의 개략 구성도이다.
〔실시형태 1〕
도 1은, 실시형태 1의 브레이크 제어 장치(1)의 개략 구성도이다. 브레이크 제어 장치(1)는, 전동 차량에 적합한 액압식 브레이크 제어 장치이다. 전동 차량은, 차륜을 구동시키는 원동기로서, 엔진 외에 모터 제네레이터를 구비한 하이브리드 자동차나, 모터 제네레이터만을 구비한 전기 자동차 등이다. 또, 엔진만을 구동력원으로 하는 차량에 브레이크 제어 장치(1)를 적용해도 좋다. 브레이크 제어 장치(1)는, 차량의 각 차륜(좌측 전륜(FL), 우측 전륜(FR), 좌측 후륜(RL), 우측 후륜(RR))에 설치된 휠실린더(제동력 부여부)(8)에 브레이크액을 공급하여 브레이크 액압(휠실린더 액압 Pw)을 발생시킨다. 이 휠실린더 액압 Pw에 의해 마찰 부재를 이동시키고, 마찰 부재를 차륜측의 회전 부재에 압박함으로써 마찰력을 발생시킨다. 이것에 의해, 각 차륜(FL∼RR)에 제동력을 부여한다. 여기서, 휠실린더(8)는, 디스크 브레이크 기구에서의 유압식 브레이크 캘리퍼의 실린더 외에, 드럼 브레이크 기구의 휠실린더이어도 좋다. 브레이크 제어 장치(1)는, 2계통, 즉 P(프라이머리) 계통 및 S(세컨더리) 계통의 브레이크 계통(브레이크 배관)을 갖고 있고, 예컨대 X 배관 형식을 채용하고 있다. 또, 전후 배관 등 다른 배관 형식을 채용해도 좋다. 이하, P 계통에 대응하여 설치된 부재와 S 계통에 대응하는 부재를 구별하는 경우는, 각각의 부호의 말미에 첨자 P, S를 붙인다.
브레이크 페달(2)은, 드라이버의 브레이크 조작의 입력을 받는 브레이크 조작 부재이다. 브레이크 페달(2)은 소위 현수형이며, 그 기단이 축(201)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 브레이크 페달(2)의 선단에는, 드라이버가 밟는 대상이 되는 페달 패드(202)가 설치되어 있다. 브레이크 페달(2)의 축(201)과 페달 패드(202) 사이의 기단측에는, 푸시 로드(로드)(204)의 일단이 축(203)에 의해 회전 가능하게 접속되어 있다.
마스터 실린더(3)는, 드라이버에 의한 브레이크 페달(2)의 조작(브레이크 조작)에 의해 작동하고, 브레이크 액압(마스터 실린더 액압 Pm)을 발생시킨다. 또, 브레이크 제어 장치(1)는, 차량의 엔진이 발생시키는 흡기 부압을 이용하여 브레이크 조작력(브레이크 페달(2)의 답력 F)을 배력 또는 증폭하는 부압식의 배력 장치를 구비하지 않는다. 이 때문에, 브레이크 제어 장치(1)를 소형화 가능하고, 또한, 부압원(대부분의 경우는 엔진)을 갖지 않는 전동 차량에 최적이다. 마스터 실린더(3)는, 푸시 로드(204)를 통해 브레이크 페달(2)에 접속됨과 더불어, 리저버 탱크(4)로부터 브레이크액이 보급된다.
리저버 탱크(4)는, 브레이크액을 저류하는 브레이크액원이며, 대기압에 개방되는 저압부이다. 리저버 탱크(4)의 내부에서의 바닥부측(수직 방향 하측)은, 소정의 높이를 갖는 복수의 칸막이 부재에 의해, 프라이머리 액압실용 공간(41P)과, 세컨더리 액압실용 공간(41S)과, 펌프 흡입용 공간(42)으로 구획(획성)되어 있다. 리저버 탱크 내에는, 리저버 탱크 내 브레이크액량의 레벨을 검출하는 액면 센서(94)가 설치되어 있다. 액면 센서(94)는, 리저버 탱크(4) 내의 액면 저하를 경보하기 위해 이용되며, 고정 부재와 플로우트 부재로 이루어지고, 액면 레벨을 이산적으로 검출한다. 고정 부재는, 리저버 탱크(4)의 내벽에 고정되어 있고, 스위치를 갖고 있다. 스위치는, 액면 레벨과 대략 동일한 높이가 되는 위치에 설치되어 있다. 플로우트 부재는, 브레이크액에 대하여 부력을 갖고 있고, 브레이크액량(액면 레벨)의 증감에 따라서 고정 부재에 대하여 상하로 이동하도록 설치되어 있다. 리저버 탱크(4) 내의 브레이크액량이 감소하고, 플로우트 부재가 소정 액면 레벨까지 저하되도록 이동하면, 고정 부재에 설치된 스위치가 오프 상태로부터 온 상태로 전환된다. 이것에 의해, 액면 레벨의 저하를 검출한다. 또, 액면 센서(94)의 구체적인 양태는 상기와 같이 액면 레벨을 이산적으로 검출하는 것(스위치)에 한정되지 않고, 액면 레벨을 연속적으로 검출하는 것(아날로그 검출)이어도 좋다.
마스터 실린더(3)는, 탠덤형이며, 브레이크 조작에 따라서 축방향으로 이동하는 마스터 실린더 피스톤으로서, 프라이머리 피스톤(32P)과 세컨더리 피스톤(32S)을 직렬로 구비하고 있다. 프라이머리 피스톤(32P)은 푸시 로드(204)에 접속되어 있다. 세컨더리 피스톤(32S)는 프리피스톤형이다. 마스터 실린더(3)에는 스트로크 센서(90)가 설치되어 있다. 스트로크 센서(90)는, 브레이크 페달(2)(푸시 로드(204))의 변위량(페달 스트로크 S)에 상관하는 물리량으로서, 프라이머리 피스톤(32P)의 이동량(스트로크)에 따른 센서 신호를 출력한다. 푸시 로드(204)의 변위량은, 프라이머리 피스톤(32P)의 변위량과 대략 동일하다. 스트로크 센서(90)는, 센서 신호를 2계통으로 출력하는 2출력 타입의 센서이다. 페달 스트로크 S는, 푸시 로드(204) 또는 프라이머리 피스톤(32P)의 축방향 변위량(스트로크)에 브레이크 페달의 페달비 K를 곱한 것에 상당한다. K는, 프라이머리 피스톤(32P)의 스트로크에 대한 S의 비율이며, 소정의 값으로 설정되어 있다. K는, 예컨대, 축(201)으로부터 축(203)까지의 거리에 대한, 축(201)으로부터 페달 패드(202)까지의 거리의 비에 의해 산출할 수 있다.
스트로크 시뮬레이터(5)는, 드라이버의 브레이크 조작에 따라서 작동한다. 스트로크 시뮬레이터(5)는, 드라이버의 브레이크 조작에 따라서 마스터 실린더(3)의 내부로부터 유출된 브레이크액이 스트로크 시뮬레이터(5) 내에 유입됨으로써, 페달 스트로크 S를 발생시킨다. 마스터 실린더(3)로부터 공급된 브레이크액에 의해 스트로크 시뮬레이터(5)의 피스톤(52)이 실린더(50) 내에서 축방향으로 작동한다. 이것에 의해, 스트로크 시뮬레이터(5)는 드라이버의 브레이크 조작에 따르는 조작 반력을 생성한다.
액압 유닛(6)은, 드라이버에 의한 브레이크 조작과는 독립적으로 브레이크 액압을 발생 가능한 제동 제어 유닛이다. 전자 제어 유닛(자동차량 제어 유닛이며, 이하, ECU라고 함)(100)은, 액압 유닛(6)의 작동을 제어하는 제어 유닛이다. 액압 유닛(6)은, 리저버 탱크(4) 또는 마스터 실린더(3)로부터 브레이크액의 공급을 받는다. 액압 유닛(6)은, 휠실린더(8)와 마스터 실린더(3) 사이에 설치되어 있고, 각 휠실린더(8)에 마스터 실린더 액압 Pm 또는 제어 액압을 개별적으로 공급 가능하다. 액압 유닛(6)은, 제어 액압을 발생시키기 위한 액압 기기로서, 펌프(액압원)(7)의 모터(72) 및 복수의 제어 밸브(차단 밸브(21) 등)를 갖고 있다. 펌프(7)는, 마스터 실린더(3) 이외의 브레이크액원(리저버 탱크(4) 등)으로부터 브레이크액을 흡입하여, 휠실린더(8)를 향해 토출한다. 펌프(7)는 예컨대 플런저 펌프나 기어 펌프이다. 펌프(7)는 양 계통에서 공통으로 이용되며, 동일한 구동원으로서의 전동식의 모터(72)에 의해 회전 구동된다. 모터(72)로서, 예컨대 브러시가 있는 직류 모터나 브러시리스 모터 등이다. 차단 밸브(21) 등은, 제어 신호에 따라서 개폐 동작하여, 액로(11) 등의 연통 상태를 전환한다. 이것에 의해, 브레이크액의 흐름을 제어한다. 액압 유닛(6)은, 마스터 실린더(3)와 휠실린더(8)의 연통을 차단한 상태로, 펌프(7)가 발생시키는 액압에 의해 휠실린더(8)를 가압 가능하다. 또한, 액압 유닛(6)은, Pm, Pw, 펌프(7)의 토출압을 검출하는 액압 센서(91∼93)를 구비하고 있다.
ECU(100)에는, 스트로크 센서(90) 및 액압 센서(91∼93)로부터 보내는 검출치, 및 차량측으로부터 보내는 주행 상태에 관한 정보가 입력된다. ECU(100)는, 이들 각종 정보에 기초하여, 내장된 프로그램에 따라서 정보 처리를 행한다. 또한, 이 처리 결과에 따라서 액압 유닛(6)의 각 액츄에이터에 지령 신호를 출력하여, 이들을 제어한다. 구체적으로는, 차단 밸브(21) 등의 개폐 동작이나, 모터(72)의 회전수(즉 펌프(7)의 토출량)를 제어한다. 이것에 의해 각 차륜(FL∼RR)의 휠실린더 액압 Pw를 제어함으로써 각종 브레이크 제어를 실현한다. 예컨대, 배력 제어, 안티록 제어, 차량 운동 제어를 위한 브레이크 제어, 자동 브레이크 제어, 회생 협조 브레이크 제어 등을 실현한다. 배력 제어는, 드라이버의 브레이크 조작력으로는 부족한 제동력을 발생시켜 브레이크 조작을 보조한다. 안티록 제어는, 제동에 의한 차륜(FL∼RR)의 슬립(록 경향)을 억제한다. 차량 운동 제어는, 사이드슬립 등을 방지하는 차량 거동 안정화 제어(ESC)이다. 자동 브레이크 제어는 선행차 추종 제어 등이다. 회생 협조 브레이크 제어는, 회생 브레이크와 협조하여 목표 감속도(목표 제동력)를 달성하도록 휠실린더 액압 Pw를 제어한다.
마스터 실린더(3)의 양 피스톤(32P, 32S) 사이에는, 프라이머리 액압실(31P)이 구획되어 있다. 프라이머리 액압실(31P)에는 압축 코일 스프링(33P)이 설치되어 있다. 피스톤(32S)과 실린더(30)의 x축 정방향 단부 사이에 세컨더리 액압실(31S)이 구획되어 있다. 세컨더리 액압실(31S)에는 압축 코일 스프링(33S)이 설치되어 있다. 각 액압실(31P, 31S)에는 제1 액로(접속 액로)(11)가 개구되어 있다. 각 액압실(31P, 31S)은, 배관(10P, S10S)을 통해 액압 유닛(6)의 제1 액로(11P, 11S)와 접속하고, 휠실린더(8)와 연통 가능하게 설치되어 있다.
드라이버에 의한 브레이크 페달(2)의 답입 조작에 의해 피스톤(32)이 스트로크하고, 액압실(31)의 용적의 감소에 따라서 액압 Pm이 발생한다. 양 액압실(31P, 31S)에는 대략 동일한 Pm이 발생한다. 이것에 의해, 액압실(31)로부터 제1 액로(11)를 통해 휠실린더(8)를 향해 브레이크액이 공급된다. 마스터 실린더(3)는, 프라이머리 액압실(31P)에 발생한 Pm에 의해 P 계통의 액로(제1 액로(11P))를 통해 P 계통의 휠실린더(8a, 8d)를 가압 가능하다. 또한, 마스터 실린더(3)는, 세컨더리 액압실(31S)에 발생한 Pm에 의해 S 계통의 액로(제1 액로(11S))를 통해 S 계통의 휠실린더(8b, 8c)를 가압 가능하다.
다음으로, 스트로크 시뮬레이터(5)의 구성을 도 1에 기초하여 설명한다. 스트로크 시뮬레이터(5)는, 실린더(50)와 피스톤(52)과 스프링(53)을 갖고 있다. 도 1에서는, 스트로크 시뮬레이터(5)의 실린더(50)의 축심을 통과하는 단면을 나타낸다. 실린더(50)는 통형이며, 원통형의 내주면을 갖고 있다. 실린더(50)는, 비교적 소직경의 피스톤 수용부(501) 및 비교적 대직경의 스프링 수용부(502)를 갖고 있다. 스프링 수용부(502)의 내주면에는 후술하는 제3 액로(13)(13A)가 항상 개구되어 있다. 피스톤(52)은, 피스톤 수용부(501)의 내주측에, 그 내주면을 따라 축방향 이동 가능하게 설치되어 있다. 피스톤(52)은, 실린더(50) 내를 적어도 2실(정압실(511)과 배압실(512))로 분리한다. 정압실(511)는 제2 액로(12)와 연통하고, 배압실(512)은 액로(13A)와 연통한다.
피스톤(52)의 외주에는, 피스톤(52)의 축심의 둘레 방향(주위 방향)으로 연장되도록 피스톤 시일(54)이 설치되어 있다. 피스톤 시일(54)은, 실린더(50)(피스톤 수용부(501))의 내주면에 슬라이딩 접촉하여, 피스톤 수용부(501)의 내주면과 피스톤(52)의 외주면 사이를 시일한다. 피스톤 시일(54)은, 정압실(511)과 배압실(512) 사이를 시일함으로써 이들을 액체가 밀봉되게 분리하는 분리 시일 부재이며, 피스톤(52)의 상기 분리 부재로서의 기능을 보완한다. 스프링(53)은, 배압실(512) 내에 설치된 압축 코일 스프링이며, 정압실(511)의 용적이 축소하는 방향으로 피스톤(52)을 항상 압박한다. 스프링(53)은, 피스톤(52)의 변위량(스트로크)에 따라서 반력을 발생 가능하다. 스프링(53)은, 제1 스프링(531)과 제2 스프링(532)을 갖는다. 제1 스프링(531)은, 제2 스프링(532)보다 소직경이고 단척이며, 선직경이 작다. 제1 스프링(531)의 스프링 정수는 제2 스프링(532)보다 작다. 제1 및 제2 스프링(531, 532)은, 피스톤(52)과 실린더(50)(스프링 수용부(502)) 사이에 리테이너 부재(530)를 통해 직렬로 배치되어 있다.
다음으로, 액압 유닛(6)의 액압 회로를 도 1에 기초하여 설명한다. 각 차륜(FL∼RR)에 대응하는 부재에는, 그 부호의 말미에 각각 첨자 a∼d를 붙여 적절하게 구별한다. 제1 액로(11)는, 마스터 실린더(3)의 액압실(31)과 휠실린더(8)를 접속한다. 차단 밸브(21)는, 제1 액로(11)에 설치된 상시 개방형의(비통전 상태로 개방) 비례 제어 밸브이다. 비례 제어 밸브는, 솔레노이드에 공급되는 전류에 따라서 밸브의 개방도가 조정되는 전자 밸브이다. 제1 액로(11)는, 차단 밸브(21)에 의해, 마스터 실린더(3)측의 액로(11A)와 휠실린더(8)측의 액로(11B)로 분리된다. 솔레노이드 인 밸브(SOL/V IN)(25)는, 제1 액로(11)에서의 차단 밸브(21)보다 휠실린더(8)측(액로(11B))에, 각 차륜(FL∼RR)에 대응하여(액로(11a∼11d)에) 설치된 상시 개방형의 비례 제어 밸브이다. SOL/V IN(25)를 바이패스하여 제1 액로(11)와 병렬로 바이패스 액로(110)가 설치되어 있다. 바이패스 액로(110)에는, 휠실린더(8)측으로부터 마스터 실린더(3)측으로의 브레이크액의 흐름만을 허용하는 체크 밸브(250)가 설치되어 있다.
흡입액로(15)는, 내부 웅덩이(29)와 펌프(7)의 흡입부(70)를 접속한다. 내부 웅덩이(29)는, 흡입 배관(10R)을 통해 리저버 탱크(4)(펌프 흡입용 공간(42))와 접속한다. 토출액로(16)는, 펌프(7)의 토출부(71)와, 제1 액로(11B)에서의 차단 밸브(21)와 SOL/V IN(25)의 사이를 접속한다. 체크 밸브(160)는, 토출액로(16)에 설치되고, 펌프(7)의 토출부(71)의 측(상류측)으로부터 제1 액로(11)의 측(하류측)으로의 브레이크액의 흐름만을 허용한다. 체크 밸브(160)는, 펌프(7)가 구비하는 토출 밸브이다. 토출액로(16)는, 체크 밸브(160)의 하류측에서 P 계통의 액로(16P)와 S 계통의 액로(16S)로 분기되어 있다. 각 액로(16P, 16S)는 각각 P 계통의 제1 액로(11P)와 S 계통의 제1 액로(11S)에 접속한다. 액로(16P, 16S)는, 제1 액로(11P, 11S)를 서로 접속한다. 연통 밸브(26P)는, 액로(16P)에 설치된 상시 폐쇄형의(비통전 상태로 폐쇄) 온오프 밸브이다. 온오프 밸브는, 밸브의 개폐가 2치적으로 전환 제어되는 전자 밸브이다. 연통 밸브(26S)는, 액로(16S)에 설치된 상시 폐쇄형의 온오프 밸브이다. 펌프(7)는, 리저버 탱크(4)로부터 공급되는 브레이크액에 의해 제1 액로(11)에 액압을 발생시켜 휠실린더 액압 Pw를 발생 가능한 제2 액압원이다. 펌프(7)는, 상기 연통액로(토출액로(16P, 16S)) 및 제1 액로(11P, 11S)를 통해 휠실린더(8a∼8d)와 접속해 있고, 연통액로(토출액로(16P, 16S))에 브레이크액을 토출함으로써 휠실린더(8)를 가압 가능하다.
제1 감압액로(17)는, 토출액로(16)에서의 체크 밸브(160)와 연통 밸브(26)의 사이와 흡입액로(15)를 접속한다. 조압 밸브(27)는, 제1 감압액로(17)에 설치된 상시 개방형의 비례 제어 밸브이다. 또, 조압 밸브(27)는 상시 폐쇄형이어도 좋다. 제2 감압액로(18)는, 제1 액로(11B)에서의 SOL/V IN(25)보다 휠실린더(8)측과, 흡입액로(15)를 접속한다. 솔레노이드 아웃 밸브(SOL/V OUT)(28)는, 제2 감압액로(18)에 설치된 제2 감압 밸브로서의 상시 폐쇄형의 온오프 밸브이다.
제2 액로(12)는, S 계통의 제1 액로(11A)로부터 분기되어 스트로크 시뮬레이터(5)에 접속한다. 제2 액로(12)는, 제1 액로(11A)와 함께, 마스터 실린더(3)의 세컨더리 액압실(31S)과 스트로크 시뮬레이터(5)의 정압실(511)을 접속한다. 제3 액로(13)는, 스트로크 시뮬레이터(5)의 배압실(512)과 S 계통의 제1 액로(11B)를 접속한다. 구체적으로는, 제3 액로(13)는, 제1 액로(11S)(액로(11B))에서의 차단 밸브(21S)와 SOL/V IN(25)의 사이에서 분기되어 배압실(512)에 접속한다. 스트로크 시뮬레이터 인 밸브 SS/V IN(23)은, 제3 액로(13)에 설치된 상시 폐쇄형의 온오프 밸브이다. 제3 액로(13)는, SS/V IN(23)에 의해, 배압실(512)측의 액로(13A)와 제1 액로(11)측의 액로(13B)로 분리된다. SS/V IN(23)를 바이패스하여 제3 액로(13)와 병렬로 바이패스 액로(130)가 설치되어 있다. 바이패스 액로(130)는, 액로(13A)와 액로(13B)를 접속한다. 바이패스 액로(130)에는 체크 밸브(230)가 설치되어 있다. 체크 밸브(230)는, 배압실(512)측(액로(13A))으로부터 제1 액로(11)측(액로(13B))으로 향하는 브레이크액의 흐름을 허용하고, 역방향으로의 브레이크액의 흐름을 억제한다.
제4 액로(14)는, 스트로크 시뮬레이터(5)의 배압실(512)과 리저버 탱크(4)를 접속한다. 제4 액로(14)는, 제3 액로(13)에서의 배압실(512)과 SS/V IN(23)의 사이(액로(13A))와, 흡입액로(15)(또는, 조압 밸브(27)보다 흡입액로(15)측의 제1 감압액로(17)나, SOL/V OUT(28)보다 흡입액로(15)측의 제2 감압액로(18))를 접속한다. 또, 제4 액로(14)를 배압실(512)이나 리저버 탱크(4)에 직접적으로 접속해도 좋다. 스트로크 시뮬레이터 아웃 밸브(시뮬레이터 컷트 밸브) SS/V OUT(24)는, 제4 액로(14)에 설치된 상시 폐쇄형의 온오프 밸브이다. SS/V OUT(24)를 바이패스하여, 제4 액로(14)와 병렬로 바이패스 액로(140)가 설치되어 있다. 바이패스 액로(140)에는, 리저버 탱크(4)(흡입액로(15))측으로부터 제3 액로(13A)측, 즉 배압실(512)측으로 향하는 브레이크액의 흐름을 허용하고, 역방향으로의 브레이크액의 흐름을 억제하는 체크 밸브(240)가 설치되어 있다.
제1 액로(11S)에서의 차단 밸브(21S)와 마스터 실린더(3)의 사이(액로(11A))에는, 이 개소의 액압(마스터 실린더 액압 Pm 및 스트로크 시뮬레이터(5)의 정압실(511) 내의 액압)을 검출하는 액압 센서(91)가 설치되어 있다. 제1 액로(11)에서의 차단 밸브(21)와 SOL/V IN(25)의 사이에는, 이 개소의 액압(휠실린더 액압 Pw)을 검출하는 액압 센서(92)가 설치되어 있다. 토출액로(16)에서의 펌프(7)의 토출부(71)(체크 밸브(160))와 연통 밸브(26)의 사이에는, 이 개소의 액압(펌프 토출압)을 검출하는 액압 센서(93)가 설치되어 있다.
차단 밸브(21)가 밸브 개방 방향으로 제어된 상태로, 마스터 실린더(3)의 액압실(31)과 휠실린더(8)를 접속하는 브레이크 계통(제1 액로(11))은, 제1 계통을 구성한다. 이 제1 계통은, 답력 F를 이용하여 발생시킨 마스터 실린더 액압 Pm에 의해 휠실린더 액압 Pw를 발생시킴으로써, 답력 브레이크(비배력 제어)를 실현 가능하다. 한편, 차단 밸브(21)가 밸브 폐쇄 방향으로 제어된 상태로, 펌프(7)를 포함하고, 리저버 탱크(4)와 휠실린더(8)를 접속하는 브레이크 계통(흡입액로(15), 토출액로(16) 등)은, 제2 계통을 구성한다. 이 제2 계통은, 펌프(7)를 이용하여 발생시킨 액압에 의해 휠실린더 액압 Pw를 발생시키는, 소위 브레이크 바이 와이어 장치를 구성하고, 브레이크 바이 와이어 제어로서 배력 제어 등을 실현 가능하다. 브레이크 바이 와이어 제어(이하, 단순히 바이 와이어 제어라고 함)시에, 스트로크 시뮬레이터(5)는, 드라이버의 브레이크 조작에 따르는 조작 반력을 생성한다.
ECU(100)는, 바이 와이어 제어부(101), 답력 브레이크부(102) 및 페일 세이프부(103)를 구비하고 있다. 바이 와이어 제어부(101)는, 드라이버의 브레이크 조작 상태에 따라서, 차단 밸브(21)를 폐쇄하고, 펌프(7)에 의해 휠실린더(8)를 가압한다. 바이 와이어 제어부(101)는, 브레이크 조작 상태 검출부(104)와, 목표 휠실린더 액압 연산부(105)와, 휠실린더 액압 제어부(106)를 구비하고 있다.
브레이크 조작 상태 검출부(104)는, 스트로크 센서(90)가 검출한 값의 입력을 받아, 드라이버에 의한 브레이크 조작량으로서의 페달 스트로크 S를 검출한다. 또한, 브레이크 조작 상태 검출부(104)는, S에 기초하여, 드라이버의 브레이크 조작중인지 아닌지(브레이크 페달(2)의 조작 유무)를 검출한다. 마스터 실린더(3), 제1 액로(11), 차단 밸브(21), 펌프(7), 마그넷(96), 스트로크 센서(90), ECU(100)는, 자동차용 페달 스트로크 검출 장치를 구성한다.
목표 휠실린더 액압 연산부(105)는, 목표 휠실린더 액압 Pw*을 산출한다. 예컨대, 배력 제어시에는, 검출된 페달 스트로크 S(브레이크 조작량)에 기초하여, 소정의 배력비에 따라서 S와 드라이버의 요구 브레이크 액압(드라이버가 요구하는 차량 감속도) 사이의 이상적인 관계(브레이크 특성)를 실현하는 목표 휠실린더 액압 Pw*을 산출한다. 예컨대, 통상 사이즈의 부압식 배력 장치를 구비한 브레이크 제어 장치에 있어서, 부압식 배력 장치의 작동시에 실현되는 페달 스트로크 S와 휠실린더 액압 Pw(제동력) 사이의 소정의 관계를, 목표 휠실린더 액압 Pw*을 산출하기 위한 상기 이상적인 관계로 한다.
휠실린더 액압 제어부(106)는, 차단 밸브(21)를 밸브 폐쇄 방향으로 제어함으로써, 액압 유닛(6)의 상태를, 펌프(7)(제2 계통)에 의해 휠실린더 액압 Pw를 발생(가압 제어) 가능한 상태로 한다. 이 상태에서, 액압 유닛(6)의 각 액츄에이터를 제어하여 목표 휠실린더 액압 Pw*을 실현하는 액압 제어(예컨대 배력 제어)를 실행한다. 구체적으로는, 차단 밸브(21)를 밸브 폐쇄 방향으로 제어하고, 연통 밸브(26)를 밸브 개방 방향으로 제어하고, 조압 밸브(27)를 밸브 폐쇄 방향으로 제어함과 더불어, 펌프(7)를 작동시킨다. 이와 같이 제어함으로써, 리저버 탱크(4)측으로부터 원하는의 브레이크액을 흡입액로(15), 펌프(7), 토출액로(16) 및 제1 액로(11)를 경유하여 휠실린더(8)에 보내는 것이 가능하다. 펌프(7)가 토출하는 브레이크액은 토출액로(16)를 통해 제1 액로(11B)에 유입된다. 이 브레이크액이 각 휠실린더(8)에 유입됨으로써, 각 휠실린더(8)가 가압된다. 즉, 펌프(7)에 의해 제1 액로(11B)에 발생시킨 액압을 이용하여 휠실린더(8)를 가압한다. 이 때, 액압 센서(93)의 검출치가 목표 휠실린더 액압 Pw*에 근접하도록 펌프(7)의 회전수나 조압 밸브(27)의 밸브 개방 상태(개방도 등)를 피드백 제어함으로써, 원하는 제동력이 얻어진다. 즉, 조압 밸브(27)의 밸브 개방 상태를 제어하고, 토출액로(16) 또는 제1 액로(11)로부터 조압 밸브(27)를 통해 흡입액로(15)에 브레이크액을 적절하게 누설함으로써, 휠실린더 액압 Pw를 조절할 수 있다.
실시형태 1에서는, 기본적으로, 펌프(7)(모터(72))의 회전수가 아니라 조압 밸브(27)의 밸브 개방 상태를 변화시키는 것에 의해 휠실린더 액압 Pw를 제어한다. 이 때, 차단 밸브(21)를 밸브 폐쇄 방향으로 제어하여, 마스터 실린더(3)측과 휠실린더(8)측을 차단함으로써, 드라이버의 브레이크 조작으로부터 독립하여 휠실린더 액압 Pw를 제어하는 것이 용이해진다. 또한, SS/V OUT(24)를 밸브 개방 방향으로 제어한다. 이것에 의해, 스트로크 시뮬레이터(5)의 배압실(512)과 흡입액로(15)(리저버 탱크(4))측이 연통한다. 따라서, 브레이크 페달(2)의 답입 조작에 따라 마스터 실린더(3)로부터 브레이크액이 토출되고, 이 브레이크액이 스트로크 시뮬레이터(5)의 정압실(511)에 유입되면, 피스톤(52)이 작동한다. 이것에 의해, 페달 스트로크 Sp가 발생한다. 정압실(511)에 유입되는 액량과 동등한 액량의 브레이크액이 배압실(512)로부터 유출된다. 이 브레이크액은 제3 액로(13A) 및 제4 액로(14)를 통해 흡입액로(15)(리저버 탱크(4))측으로 배출된다. 또, 제4 액로(14)는 브레이크액이 유입 가능한 저압부에 접속하고 있으면 되며, 반드시 리저버 탱크(4)에 접속하고 있을 필요는 없다. 또한, 스트로크 시뮬레이터(5)의 스프링(53)과 배압실(512)의 액압 등이 피스톤(52)을 누르는 힘에 의해, 브레이크 페달(2)에 작용하는 조작 반력(페달 반력)이 발생한다. 즉, 스트로크 시뮬레이터(5)는, 바이 와이어 제어시에, 브레이크 페달(2)의 특성(F에 대한 S의 관계인 F-S 특성)을 생성한다.
답력 브레이크부(102)는, 차단 밸브(21)를 개방하고, 마스터 실린더(3)에 의해 휠실린더(8)를 가압한다. 차단 밸브(21)를 밸브 개방 방향으로 제어함으로써, 액압 유닛(6)의 상태를, 마스터 실린더 액압 Pm(제1 계통)에 의해 휠실린더 액압 Pw를 발생 가능한 상태로 하고, 답력 브레이크를 실현한다. 이 때, SS/V OUT(24)를 밸브 폐쇄 방향으로 제어함으로써, 드라이버의 브레이크 조작에 대하여 스트로크 시뮬레이터(5)를 비작동으로 한다. 이것에 의해, 마스터 실린더(3)로부터 브레이크액이 효율적으로 휠실린더(8)를 향해 공급된다. 따라서, 드라이버가 답력 F에 의해 발생시키는 휠실린더 액압 Pw의 저하를 억제할 수 있다. 구체적으로는, 답력 브레이크부(102)는, 액압 유닛(6)에서의 전체 액츄에이터를 비작동 상태로 한다. 또, SS/V IN(23)를 밸브 개방 방향으로 제어해도 좋다.
페일 세이프부(103)는, 브레이크 제어 장치(1)에서의 이상(실함 또는 고장)의 발생을 검출한다. 예컨대, 브레이크 조작 상태 검출부(104)로부터의 신호나, 각 센서로부터의 신호에 기초하여, 액압 유닛(6)에서의 액츄에이터(펌프(7) 또는 모터(72)나 조압 밸브(27) 등)의 실함을 검출한다. 또는, 브레이크 제어 장치(1)에 전원을 공급하는 차재 전원(배터리)이나 ECU(100)의 이상을 검출한다. 페일 세이프부(103)는, 바이 와이어 제어중에 이상의 발생을 검출하면, 이상의 상태에 따라서 제어를 전환한다. 예컨대, 바이 와이어 제어에 의한 액압 제어가 계속 불가능하다고 판단된 경우는, 답력 브레이크부(102)를 작동시켜, 바이 와이어 제어로부터 답력 브레이크로 전환한다. 구체적으로는, 액압 유닛(6)에서의 전체 액츄에이터를 비작동 상태로 하고, 답력 브레이크로 이행시킨다. 여기서, 차단 밸브(21)는 상시 개방 밸브이므로, 전원 실함시에는 차단 밸브(21)가 밸브 개방됨으로써, 답력 브레이크를 자동적으로 실현하는 것이 가능하다. 또한, SS/V OUT(24)는 상시 폐쇄 밸브이므로, 전원 실함시에는 SS/V OUT(24)가 밸브 폐쇄됨로써, 스트로크 시뮬레이터(5)가 자동적으로 비작동이 된다. 또한, 연통 밸브(26)는 상시 폐쇄형이므로, 전원 실함시에 양 계통의 브레이크 액압계를 서로 독립으로 하여, 각 계통에서 별개의 답력 F에 의한 휠실린더 가압이 가능해진다.
또한, 페일 세이프부(103)는, 액면 센서(94)가 리저버 탱크의 액면 저하를 검출한 경우는, 2개의 브레이크 계통 중 액누설 실함이 발생한 브레이크 계통(액누설 계통)을 검출하기 위한 동작을 행한다. 또, 브레이크 계통의 액누설 개소는, 액압 유닛(6)의 하우징과 휠실린더(8)를 접속하는 브레이크 배관 등이지만, SOL/V OUT(28)의 개방 고착 등에 의해서도 브레이크 계통의 액압이 저하된다. 따라서, 실시형태 1에서는, SOL/V OUT(28)의 개방 고착 등에 의한 액압 저하도 브레이크 계통의 액누설로서 취급하는 것으로 한다. 바이 와이어 제어부(101)는, 페일 세이프부(103)에 의해 액누설 계통이 검출된 경우, 액누설 실함이 발생하지 않은 브레이크 계통(정상 계통)만으로 바이 와이어 제어를 행한다(이것을 편계통 배력 제어라고 함). 편계통 배력 제어에서는, 차단 밸브(21), 조압 밸브(27) 및 펌프(7)의 동작은 통상 제어(통상의 바이 와이어 제어)와 동일하지만, 액누설 계통측의 연통 밸브(26)를 밸브 폐쇄하여 액누설 계통측의 연통액로를 차단한다. 이것에 의해, 정상 계통의 휠실린더 액압 Pw를 제어할 수 있다.
다음으로, 스트로크 센서(90)의 구성을 도 2에 기초하여 설명한다. 도 2는, 실시형태 1의 마스터 실린더(3)의 요부 단면도이다.
스트로크 센서(90)는, 검출부(95) 및 마그넷(96)을 갖는다. 검출부(95) 및 마그넷(96)은 서로 근접 배치되어 있다. 검출부(95)는, 마스터 실린더 하우징(34)의 외주면에 부착되어 있다. 검출부(95)는 복수의 홀 소자 및 연산 증폭기가 일체화된 홀 IC를 갖는다. 홀 IC은, 홀 효과(물질에 흐르는 전류에 대하여 수직 방향으로 자장을 가하면, 전류와 자장의 양쪽에 직교하는 방향으로 기전력이 나타나는 현상)를 이용하여, 마그넷(96)의 위치, 즉 푸시 로드(204)의 스트로크를 검출한다. 홀 IC는, 자력선의 각도를 검출하고, 자력선의 각도에 기초하는 센서 신호를 출력한다. 마그넷(96)은, 예컨대 네오디뮴 자석이며, 합성 수지제의 마그넷 홀더(97)를 통해 프라이머리 피스톤(32P)에 고정되어 있다. 검출부(95)(의 홀 소자)와 마그넷(96)은, 직경 방향으로 대향한다. 마그넷 홀더(97)는, 고리형부(98) 및 마그넷 유지부(99)를 갖는다. 고리형부(98)는, 프라이머리 피스톤(32P)의 단부에 고정되어 있다. 고리형부(98)는, 고리형으로 형성되고, 내주측에 푸시 로드(204)가 관통한다. 고리형부(98)는, 도시하지 않은 배플에 의해, 프라이머리 피스톤(32P)에 대한 상대 회전이 규제되어 있다. 마그넷 유지부(99)는, 고리형부(98)의 외주측에 위치하고, 마그넷(96)을 유지한다.
다음으로, 스트로크 센서(90)의 홀 IC에 의한 자력선의 각도의 검출 원리를 설명한다.
드라이버가 브레이크 페달을 밟으면, 홀 IC에 대한 마그넷의 상대 위치가 변화되기 때문에, 홀 IC를 통과하는 자력선의 각도(방향)가 변화한다. 예컨대, 도 3의 (a)와 같이, 마그넷이 초기 위치에 있을 때, 홀 IC를 통과하는 자력선의 각도는 0°이지만, 마그넷이 소정치 a만큼 스트로크하면, 홀 IC를 통과하는 자력선의 각도는 90°로 변화한다(도 3의 (b)). 마그넷이 소정치 b만큼 더 스트로크하면, 홀 IC를 통과하는 자력선의 각도는 120°로 변화한다(도 3의 (c)). 이와 같이, 마그넷의 스트로크에 따라서 홀 IC를 통과하는 자력선의 각도가 변화하기 때문에, 자력선의 각도를 구하는 것에 의해 마그넷의 스트로크를 검출할 수 있다.
다음으로, 자력선의 각도의 검출 방법의 구체예를 2개 나타내지만, 스트로크 센서(90)에 의한 자력선의 각도의 검출 방법은, 하기의 2가지 방법의 어느 쪽을 이용해도 좋다.
첫번째 구체예는, 2방향으로 배치한 홀 소자에서 자속 밀도의 크기를 측정하고, 아크탄젠트 연산으로 자력선의 각도를 구하는 방법이다.
도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 마그넷의 스트로크 방향(X 방향)에서의 자속 밀도의 크기 Bx에 따른 전압을 발생시키도록 전극을 배치한 홀 소자와, 직경 방향(Z 방향)에서의 자속 밀도의 크기 Bz에 따른 전압을 발생시키도록 전극을 배치한 홀 소자를 이용하여, X 방향에 대응하는 홀 소자 및 Z 방향에 대응하는 홀 소자의 전극 사이의 전압을 각각 측정하는 것에 의해, X 방향 및 Z 방향에서의 자속 밀도의 크기 Bx, Bz가 얻어진다. 다음으로, Bx를 Bz로 나눈 값 Bx/Bz의 아크탄젠트를 연산한다. 이것에 의해, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같은 스트로크[mm]에 따른 자력선의 각도 α[deg]가 얻어진다. 아크탄젠트 연산에 의해 얻어지는 자력선의 각도 α의 특성은, 스트로크가 증대될수록 커지는 곡선이 되므로, 사용할 때에는 직선 보정을 행한다. 또, 아크탄젠트 연산 이후의 처리는, 검출부(95)가 행해도 좋고, ECU(100)가 행해도 좋다. 즉, 자력선의 각도 α의 연산은, 스트로크 센서(90)측에서 행해도 좋고, ECU(100)측에서 행해도 좋다.
두번째 구체예는, 원환형으로 배치한 홀 소자에서 자속 밀도의 크기를 측정하고, 제로크로스점에서 자력선의 각도를 구하는 방법이다.
도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 복수의 홀 소자를 원환형으로 배치하고, 각 전극(전극 번호 0∼64)의 전압치를 계측한다. 이것에 의해, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 각 전극 번호 0∼64에 대응한 전압치가 얻어진다. 다음으로, 전압치가 제로가 되는 2점(제로크로스점)을 연결하는 방향에 대하여 직교하는 방향을 구하고, 2개의 제로크로스점 사이의 전압치의 부호를 참조하여, 스트로크에 따른 자력선의 각도 α를 구한다. 또, 제로크로스점의 연산 이후의 처리는, 검출부(95)가 행해도 좋고, ECU(100)가 행해도 좋다. 즉, 자력선의 각도 α의 연산은, 스트로크 센서(90)측에서 행해도 좋고, ECU(100)측에서 행해도 좋다.
실시형태 1의 브레이크 제어 장치(1)에서는, 마그넷(96)과 홀 IC의 상대 위치가 규정 위치로부터 어긋나는 것에 따르는 스트로크 센서(90)의 검출 정밀도의 악화를 억제하는 것을 목표로 하여, ECU(100)의 페일 세이프부(103)에 있어서, 스트로크 센서(90)로부터 취득한 자속 밀도의 크기를, 미리 설정된 규격치와 비교하는 것에 의해, 마그넷(96)과 홀 IC의 상대 위치가 규정 위치로부터 어긋나는 것에 따르는 스트로크의 검출 이상(로드의 변위에 관한 이상이며, 이하 「위치 어긋남 이상」이라고 함)을 포함하는 스트로크 센서(90)의 이상을 판정하는 이상 판정 처리를 실시한다.
도 6은, 실시형태 1의 이상 판정 처리를 실시하기 위한 규격 중앙치를 설정하는 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다. 이 처리는, 스트로크 센서(90)의 2출력이 일치한 상태에서 행해진다.
단계 S1에서는, 스트로크 센서(90)로부터 스트로크치 St0을 취득한다.
단계 S2에서는, 스트로크치 St0이, 푸시 로드(204)의 스트로크 0[mm] 위치(스트로크 초기값)인지를 판정하기 위해, 스트로크치 St0이 임계치 Stmin 이하인지를 판정한다. YES인 경우는 단계 S3으로 진행하고, NO인 경우는 본 처리를 종료한다. 여기서, 임계치 Stmin은, 푸시 로드(204)의 스트로크 0[mm]에 마스터 실린더(3)와 스트로크 센서(90)의 치수 공차나 조립 오차, 스트로크 센서(90)의 치수 오차, 스트로크 센서(90)의 검출 오차, 마그넷(96)의 자속 밀도의 각도 오차를 더한 값이다.
단계 S3에서는, 스트로크 센서(90)로부터 스트로크치 St0시의 자속 밀도의 크기 Brst0을 취득한다.
단계 S4에서는, 스트로크 센서(90)의 자속 밀도의 크기 Brst0의 건전성을 확인하기 위해, 자속 밀도의 크기 Brst0이 하한 임계치 Brst0_min 이상이고 상한 임계치 Brst0_max(>Brst0_min) 이하인지를 판정한다. YES인 경우는 단계 S5로 진행하고, NO인 경우는 단계 S6으로 진행한다. 여기서, 하한 임계치 Brst0_min 및 상한 임계치 Brst0_max는, 푸시 로드(204)의 스트로크 0[mm] 위치에서의 스트로크 센서(90)의 자속 밀도의 크기의 임계치이다. 이 임계치는 단계 S2에서 설명한 오차에 더하여, 온도와 내구 열화에 의한 마그넷(96)의 자속 밀도의 크기 오차로부터 설정된다.
단계 S5에서는, Brst0을 기준으로, 스트로크에 대한 자속 밀도의 크기의 특성에 기초하여, 스트로크에 따른 규격 중앙치 Brtol_center를 설정하고, 메모리에 기억한다. 스트로크에 대한 자속 밀도의 크기의 특성은, 마그넷(96)과 홀 IC의 상대 위치가 규정 위치에 있을 때의 스트로크와 자속 밀도의 크기의 관계에 기초하여, 미리 실험 등에 의해 구한 특성이며, 메모리에 기억되어 있다. 도 7은, 푸시 로드(204)의 스트로크에 따른 규격 중앙치 Brtol_center의 특성도이다. 스트로크에 따른 규격 중앙치 Brtol_center의 특성은, 3개의 변곡점을 갖는 물결형의 곡선이며, 자속 밀도의 크기가 큰 쪽으로 볼록해지는 2개의 영역 사이에, 자속 밀도가 작은 쪽으로 볼록해지는 영역이 끼인 형상을 갖는다.
이상의 처리에 의해, 개개의 브레이크 제어 장치(1)에 따른 푸시 로드(204)의 스트로크에서의 규격 중앙치 Brtol_center를 설정할 수 있다.
도 8은, 실시형태 1에서의 스트로크 센서(90)의 이상 판정 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.
단계 S11에서는, 스트로크 센서(90)로부터 스트로크 raw값 Stx1_raw, Stx2_raw 및 자속 밀도의 크기 raw값 Brx1_raw, Brx2_raw를 취득한다.
단계 S12에서는, 취득한 스트로크 raw값 Stx1_raw, Stx2_raw 및 자속 밀도의 크기 raw값 Brx1_raw, Brx2_raw에 필터 처리를 하여, 스트로크의 필터값 Stx1, Stx2 및 자속 밀도의 크기 필터값 Brx1, Brx2를 취득한다.
단계 S13에서는, 2개의 스트로크의 필터값 Stx1, Stx2의 차분(Stx1-Stx2)이, 하한 임계치 Stred_min 이상이고 상한 임계치 Stred_max(>Stred_min) 이하이며, 2개의 자속 밀도의 크기 필터값 Brx1, Brx2의 차분(Brx1-Brx2)이, 하한 임계치 Brred_min 이상이고 상한 임계치 Brred_max(>Brred_min) 이하인지를 판정하여, YES인 경우는 단계 S14로 진행하고, NO인 경우는 단계 S18로 진행한다. 각 임계치 Stred_min, Stred_max, Brred_min, Brred_max는, 스트로크 센서(90)의 스트로크 측정 오차에 기초하여 설정한다. 단계 S13은, 위치 어긋남 이상을 제외한 스트로크 센서(90)의 이상이 발생하지 않은 것을 판정하는 단계이다.
단계 S14에서는, 도 3의 단계 S5에서 설정한 스트로크에 따른 규격 중앙치 Brtol_center가 메모리에 기억되어 있는지를 판정한다. YES인 경우는 단계 S15로 진행하고, NO인 경우는 단계 S11로 되돌아간다.
단계 S15에서는, 스트로크에 따른 규격 중앙치 Brtol_center에 기초하여, 스트로크의 필터값 Stx(Stx1 또는 Stx2)에서의 규격 중앙치 Brtol_center를 취득한다.
단계 S16에서는, 규격 중앙치 Brtol_center로부터 규격 상한치 Brtol_max 및 규격 하한치 Brtol_min을 계산한다. 계산 방법은, 규격치 Brtol_center에 스트로크 센서(90)의 검출 오차, 마그넷(96)의 온도와 내구 열화에 의한 자속 밀도의 크기 오차를 더하여 산출한다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 규격 상한치 Brtol_max 및 규격 하한치 Brtol_min은, 규격 중앙치 Brtol_center를 상하로 오프셋한 물결형이 된다.
단계 S17에서는, 자속 밀도의 크기 필터값 Brstx(Brx1 또는 Brx2)이, 규격 하한치 Brtol_min 이상이고 규격 상한치 Brtol_max 이하인지를 판정한다. YES인 경우는 본 처리를 종료하고, NO인 경우는 단계 S18로 진행한다.
단계 S18에서는, 스트로크 센서(90)에 이상이 발생했는지 판정하고, 본 제어를 종료한다.
다음으로, 실시형태 1의 작용 효과를 설명한다.
브레이크 페달의 스트로크를 검출하는 스트로크 센서에 있어서, 조립시나 주행중, 마그넷과 홀 IC의 상대 위치가 규정 위치로부터 어긋나는 경우가 있다. 이 상대 위치 어긋남에 의해 홀 IC에 대한 마그넷의 방향이 변화하면, 어떤 스트로크 위치에서 홀 IC가 받는 자력선의 각도는, 상대 위치가 규정 위치에 있을 때에 홀 IC가 받는 자력선의 각도와는 상이한 각도가 된다. 상기 상대 위치 어긋남은 스트로크의 검출 정밀도의 악화를 초래하여, 바이 와이어 제어에 의한 액압 제어를 계속할 수 없게 되므로, 예컨대 바이 와이어 제어로부터 답력 브레이크로 전환하는 등의 페일 세이프가 필요하다. 그러나, 상기 상대 위치 어긋남에 따르는 스트로크의 검출 이상(위치 어긋남 이상)은, 스트로크 센서로부터 취득하는 자력선의 각도만으로서는 검출할 수 없다. 도 9는, 푸시 로드(204)의 스트로크(푸시 로드 스트로크)와 스트로크 센서(90)로부터 취득하는 자력선의 각도로부터 산출한 스트로크(스트로크 센서 스트로크)의 관계를 나타내는 도면이다. 위치 어긋남 이상이 발생하면, 스트로크 센서 스트로크는 푸시 로드 스트로크로부터 괴리되는데, 스트로크 센서 스트로크가 정확한 값인가 아닌지는 스트로크 센서 스트로크의 값만으로는 판단할 수 없다.
이것에 대하여, 실시형태 1의 자동차용 페달 스트로크 검출 장치에 있어서, ECU(100)는, 스트로크 센서(90)로부터 스트로크 raw값 Stx1_raw, Stx2_raw에 더하여, 자속 밀도의 크기 raw값 Brx1_raw, Brx2_raw를 취득한다. ECU(100)는, 취득한 자속 밀도의 크기 raw값 Brx1_raw, Brx2_raw를 필터 처리하고, 자속 밀도의 크기 필터값 Brstx와, 미리 설정된 규격 중앙치 Brtol_center를 비교한다. 도 10은, 푸시 로드(204)의 스트로크와 자속 밀도의 크기의 관계를 나타내는 도면이다. 위치 어긋남 이상이 발생하면, 푸시 로드 스트로크에 대한 자속 밀도의 크기의 특성은, 정상시의 특성, 즉 푸시 로드 스트로크에 대한 규격 중앙치 Brtol_center의 특성으로부터 괴리되는 특성을 나타낸다. 따라서, 규격 중앙치 Brtol_center에 대한 필터값 Brstx의 어긋남을 보는 것에 의해 위치 어긋남 이상을 검출할 수 있다. 그 결과, 스트로크 센서(90)의 검출 정밀도의 악화를 억제할 수 있고, 페달 스트로크 S의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 자속 밀도의 크기 필터값 Brstx와 규격 중앙치 Brtol_center의 비교에 기초하여, 위치 어긋남 이상을 판정하는 것에 의해, 자동차용 페달 스트로크 검출 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 실시형태 1에서는, 자속 밀도의 크기로 비교하는 것에 의해, 브레이크 조작의 유무에 상관없이, 위치 어긋남 이상을 검출할 수 있다. 즉, 드라이버가 브레이크 페달(2)을 밟지 않은 상태(푸시 로드(204)가 스트로크하지 않은 상태)라 하더라도, 위치 어긋남 이상을 검출할 수 있다.
ECU(100)는, 자속 밀도의 크기 필터값 Brstx가, 규격 하한치 Brtol_min 이상이고 규격 상한치 Brtol_max 이하인지를 판정한다. 스트로크 센서(90)에는 소정의 검출 오차가 있고, 마그넷(96)에는 온도 변화나 내구 열화에 의한 자속 밀도의 크기 오차가 있다. 이들 오차를 고려하여 규격치를 설정하는 것에 의해, 위치 어긋남 이상을 보다 정밀하게 검출할 수 있다.
ECU(100)는, 스트로크 초기값에서의 자속 밀도의 크기 Brst0에 기초하여, 스트로크에 따른 규격 중앙치 Brtol_center를 산출한다. 이것에 의해, 차량의 발진전의 드라이버가 브레이크 페달(2)을 밟지 않은 상태로 규격 중앙치 Brtol_center를 설정할 수 있기 때문에, 브레이크 조작이 행해지기 전에 위치 어긋남 이상을 검출할 수 있다.
ECU(100)는, 스트로크 초기값에서의 자속 밀도의 크기 Brst0가 하한 임계치 Brst0_min 이상이고 상한 임계치 Brst0_max 이하인지 아닌지에 기초하여, 스트로크 초기값에서의 자속 밀도의 크기 Brst0의 이상을 판정한다. 스트로크 센서(90)에는 소정의 검출 오차가 있고, 마그넷(96)에는 온도 변화나 내구 열화에 의한 자속 밀도의 크기 오차가 있다. 이들 오차를 고려하여 Brst0의 이상을 판정하는 것에 의해, 보다 적정한 규격 중앙치 Brtol_center를 설정할 수 있다.
ECU(100)는, 브레이크 조작의 유무에 상관없이 위치 어긋남 이상을 검출한다. 즉, 브레이크 페달(2)이 비조작 상태일 때에도 위치 어긋남 이상을 검출할 수 있기 때문에, 위치 어긋남 이상이 검출된 경우에는, 브레이크 조작이 행해지기 전에 바이 와이어 제어로부터 답력 브레이크로 전환하여 안전성의 향상을 도모할 수 있다.
스트로크 센서(90)는 2출력 타입이며, ECU(100)는, 2개의 스트로크의 필터값 Stx1, Stx2의 차분(Stx1-Stx2) 및 2개의 자속 밀도의 크기 필터값 Brx1, Brx2의 차분(Brx1-Brx2)에 기초하여, 스트로크 센서(90)의 이상을 판정한다. 위치 어긋남 이상을 제외한 스트로크 센서(90)의 이상이 발생하지 않은 경우, 2개의 스트로크의 필터값 Stx1, Stx2 및 2개의 자속 밀도의 크기 필터값 Brx1, Brx2는, 각각 동일한 값이 된다. 이 때문에, 2개의 스트로크의 필터값 Stx1, Stx2 또는 2개의 자속 밀도의 크기 필터값 Brx1, Brx2의 적어도 한쪽이 상이한 값이 되는 경우에는, 스트로크 센서(90)에 이상이 발생했다고 판정할 수 있다.
실시형태 1의 자동차용 페달 스트로크 검출 장치는, 브레이크 제어 장치(1)에서의 브레이크 페달(2)의 스트로크를 검출한다. 브레이크 제어 장치(1)는, 스트로크 센서(90)에 의해 검출된 브레이크 페달(2)의 스트로크에 기초하여, 각 휠실린더(8)의 목표 휠실린더 액압을 생성하고, 목표 휠실린더 액압이 얻어지도록 펌프(7)를 작동시키는 브레이크 바이 와이어 장치이다. 이 때문에, 스트로크 센서(90)의 위치 어긋남 이상을 검출하는 것에 의해, 바이 와이어 제어의 제어 정밀도를 향상시킬 수 있고, 드라이버의 제동 의도에 보다 합치한 제동력의 부여를 실현할 수 있다.
〔실시형태 2〕
실시형태 2의 기본적인 구성은 실시형태 1과 동일하기 때문에, 실시형태 1과 상이한 부분만 설명한다.
도 11∼도 14는, 실시형태 2에서의 스트로크 센서(90)의 이상 판정 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다. 또, 도 8의 플로우차트와 동일한 처리를 행하는 단계에는, 동일한 단계 번호를 붙이고 설명은 생략한다.
단계 S21에서는, 1점째의 스트로크치 Stx1_1과 자속 밀도의 크기 Brx1_1에 값이 기억되어 있는지를 판정한다. YES인 경우는 단계 S13으로 진행하고, NO인 경우는 단계 S18로 진행한다.
단계 S22는, 1점째의 스트로크치 Stx1과 자속 밀도의 크기 Brx1_1을 2점째의 스트로크치 Stx1_2와 자속 밀도의 크기 Brx1_2로서 메모리에 기억한다. 기억하는 스트로크 센서(90)의 출력은, 용장 출력의 다른 한쪽의 스트로크치 Stx2와 자속 밀도의 크기 Brx2이어도 좋지만, 1점째에서 기억한 쪽의 출력과 동일하게 하는 편이 바람직하다.
단계 S23은, 2점째의 스트로크치 Stx1_2가 1점째의 스트로크치 Stx1_1로부터 변화했는지를 판정한다. YES인 경우는 단계 S24로 진행하고, NO인 경우는 단계 S37로 진행한다. Stx1_2가 Stx1_1로부터 변화한 경우는, 자속 밀도의 크기를 스트로크로 미분한 값 ΔBrx{(Brx1_2-Brx1_1)/(Stx1_2-Stx1_1)}을 평가할 수 있다.
단계 S24는, 2점의 스트로크치의 간격 Stx1_1-Stx1_2가 임계치 Stwidth 이상인지를 판정한다. YES인 경우는 S26으로 진행하고, NO인 경우는 본 처리를 종료한다. 임계치 Stwidth는, ΔBrx를 계산할 수 있는 스트로크치의 간격이 되도록 설정한다.
단계 S25에서는, 스트로크치 Stx1을 Stx1_1, 자속 밀도의 크기 Brx1을 Brx1_1로서 메모리에 기억한다. 기억하는 스트로크 센서(90)의 출력은, 2출력의 다른 한쪽의 스트로크치 Stx2와 자속 밀도의 크기 Brx2이어도 좋다.
단계 S26에서는, 메모리에 기억한 스트로크치 Stx1_1, Stx1_2가 모두 임계치 Sta보다 작은지를 판정한다. YES인 경우는 단계 S27로 진행하고, NO인 경우는 단계 S28로 진행한다. 이 단계는, 스트로크치 Stx1_1, Stx1_2가 모두 푸시 로드(204)의 스트로크 범위에서의 스트로크 구간 A에 있는지를 판정하는 단계이다. 임계치 Sta는, 마스터 실린더(3)와 스트로크 센서(90)의 치수 공차나 조립 오차, 스트로크 센서(90)의 치수 오차, 스트로크 센서(90)의 검출 오차, 마그넷(96)의 자속 밀도의 크기 오차로부터, 자속 밀도의 크기의 파형이 위로 볼록해지는 구간의 스트로크 위치로부터 계산하여 설정한다.
단계 S27에서는, 자속 밀도의 크기를 스트로크로 미분한 값 ΔBrx가 규격치 ΔBr+Amin 이상인지를 판정한다. YES인 경우는 단계 S36으로 진행하고, NO인 경우는 단계 S18로 진행한다. 이 단계는, ΔBrx가 스트로크 구간 A에서 상정되는 범위 내에 있는지를 판정하는 단계이다.
단계 S28에서는, 메모리에 기억한 스트로크치 Stx1_1, Stx1_2의 한쪽이 임계치 Sta보다 작고 다른쪽이 임계치 Sta 이상이고 임계치 Stb(>Sta) 미만인지를 판정한다. YES인 경우는 단계 S29로 진행하고, NO인 경우는 단계 S30으로 진행한다. 이 단계는, 스트로크치 Stx1_1, Stx1_2의 한쪽이 스트로크 구간 A에 있고, 다른쪽이 스트로크 구간 B에 있는지를 판정하는 단계이다. 임계치 Stb는, 마스터 실린더(3)와 스트로크 센서(90)의 치수 공차나 조립 오차, 스트로크 센서(90)의 치수 오차, 스트로크 센서(90)의 검출 오차, 마그넷(96)의 자속 밀도의 크기 오차로부터, 자속 밀도의 크기의 파형이 위로 볼록해지는 구간의 스트로크 위치로부터 계산하여 설정한다.
단계 S29에서는, 자속 밀도의 크기를 스트로크로 미분한 값 ΔBrx가 규격치 ΔBr-Bmin 이상인지를 판정한다. YES인 경우는 단계 S36으로 진행하고, NO인 경우는 단계 S18로 진행한다. 이 단계는, ΔBrx가 스트로크 구간 A와 스트로크 구간 B에 걸친 구간에서 상정되는 범위 내에 있는지를 판정하는 단계이다.
단계 S30에서는, 메모리에 기억한 스트로크치 Stx1_1과 Stx1_2가 모두 임계치 Sta 이상이고 임계치 Stb 이하인지를 판단한다. YES인 경우는 단계 S31로 진행하고, NO인 경우는 단계 S32로 진행한다. 이 단계는, 스트로크치 Stx1_1, Stx1_2가 모두 푸시 로드(204)의 스트로크 범위에서의 스트로크 구간 B에 있는지를 판정하는 단계이다.
단계 S31에서는, 자속 밀도의 크기를 스트로크로 미분한 값 ΔBrx가 규격치 ΔBr-Bmin 이상이고 규격치 ΔBr+Bmin 이하인지를 판단한다. YES인 경우는 단계 S36으로 진행하여, NO인 경우는 단계 S18로 진행한다. 이 단계는, ΔBrx가 스트로크 구간 B에서 상정되는 범위 내에 있는지를 판정하는 단계이다.
단계 S32에서는, 메모리에 기억한 스트로크치 Stx1_1, Stx1_2의 한쪽이 임계치 Sta 이상이고 임계치 Stb보다 작고, 또한 다른쪽이 임계치 Stb 이상인지를 판정한다. 이 단계는, 스트로크치 Stx1_1, Stx1_2의 한쪽이 스트로크 구간 B에 있고, 다른쪽이 스트로크 구간 C에 있는지를 판정하는 단계이다.
단계 S33에서는, 자속 밀도의 크기를 스트로크로 미분한 값 ΔBrx가 규격치 ΔBr+Bmin 이하인지를 판단한다. YES인 경우는 단계 S36으로 진행하고, NO인 경우는 단계 S18로 진행한다. 이 단계는, ΔBrx가 스트로크 구간 B와 스트로크 구간 C에 걸친 구간에서 상정되는 범위 내에 있는지를 판정하는 단계이다.
단계 S34에서는, 메모리에 기억한 스트로크치 Stx1_1과 Stx1_2가 모두 임계치 Stb 이상인지를 판단한다. YES인 경우는 단계 S35로 진행하고, NO인 경우는 단계 S36으로 진행한다. 이 단계는, 스트로크치 Stx1_1, Stx1_2가 모두 푸시 로드(204)의 스트로크 범위에서의 스트로크 구간 C에 있는지를 판정하는 단계이다.
단계 S35에서는, 자속 밀도의 크기를 스트로크로 미분한 값 ΔBrx가 규격치 ΔBr-Cmin 이하인지를 판정한다. YES인 경우는 단계 S36으로 진행하고, NO인 경우는 단계 S18로 진행한다. 이 단계는, ΔBrx가 스트로크 구간 C에서 상정되는 범위 내에 있는지를 판정하는 단계이다.
단계 S36에서는, 2점째의 스트로크치 Stx1_2와 자속 밀도의 크기 Brx1_2를 1점째의 스트로크치 Stx1과 자속 밀도의 크기 Brx1로서 메모리에 기억한다.
단계 S37에서, 자속 밀도의 크기의 차분 Brx1-Brx2가 규격 하한치 Brtol_min 이상이고 규격 상한치 Brtol_max 이하인지를 판정한다. YES인 경우는 단계 S36으로 진행하고, NO인 경우는 단계 S18로 진행한다.
다음으로, 실시형태 2의 작용 효과를 설명한다.
도 15는, 드라이버가 브레이크 페달(2)을 밟았을 때의 푸시 로드(204)의 스트로크 및 자속 밀도의 크기의 타임차트이다. ECU(100)는, 스트로크치가 Stx1_1로부터 Stx1_2까지 변화했을 때의 자속 밀도의 크기 Brx1-2, Brx1_1로부터, 자속 밀도의 크기를 스트로크로 미분한 값 ΔBrx{(Brx1_2-Brx1_1)/(Stx1_2-Stx1_1)}을 구한다. 계속해서, ECU(100)는, 스트로크치 Stx1_1, Stx1_2가 푸시 로드(204)의 스트로크 범위에서 어느 스트로크 구간에 있는 것인지를 판정하여, 미리 설정된, 상기 스트로크 구간에서 상정되는 자속 밀도의 크기의 규격치와, 자속 밀도의 크기를 스트로크로 미분한 값 ΔBrx를 비교한다. 도 16은, 푸시 로드(204)의 스트로크에 대한 자속 밀도의 크기 및 자속 밀도의 크기를 스트로크로 미분한 값과의 관계를 나타내는 도면이다. 실시형태 2에서는, 스트로크에 대하여 홀 IC가 검출하는 자속 밀도의 크기의 특성이, 자속 밀도가 큰 쪽으로 볼록해지는 곡선이 되도록 설정되어 있다.
위치 어긋남 이상이 발생하면, 푸시 로드 스트로크에 대한 자속 밀도의 크기를 스트로크로 미분한 값 ΔBrx의 특성은, 정상시의 특성으로부터 괴리되는 특성을 나타낸다. 따라서, 규격치와 ΔBrx를 비교함으로써, 위치 어긋남 이상을 검출할 수 있다. 일례를 들면, 스트로크치 Stx1_1, Stx1_2가 스트로크 구간 A에 있는 경우, 위치 어긋남 이상이 발생하지 않았을 때에는, 자속 밀도의 크기를 스트로크로 미분한 값 ΔBrx는 규격치 ΔBr+Amin 이상의 값을 나타내기 때문에, ΔBrx가 ΔBr+Amin 미만이면, 위치 어긋남 이상이 발생했다고 판정할 수 있다. 또한, 실시형태 2에서는, 자속 밀도의 변화율로 비교하는 것에 의해, 자속 밀도의 크기로 비교하는 경우와 비교하여, 센서 노이즈 등에 의한 오검출을 억제할 수 있고, 위치 어긋남 이상의 판정 정밀도를 향상시킬 수 있다.
실시형태 2에서는, 2점째의 스트로크치 Stx1_2가 1점째의 스트로크치 Stx1_1로부터 변화하지 않은 경우, 자속 밀도의 크기의 차분 Brx1-Brx2와 규격치 Brtol_min, Brtol_max의 비교에 기초하여 위치 어긋남 이상을 판정한다. 즉, 자속 밀도의 크기를 스트로크로 미분한 값 ΔBrx을 구할 수 없는 경우에는, 자속 밀도의 크기로 비교하는 것에 의해, 브레이크 페달(2)이 조작되기 전에 위치 어긋남 이상을 판정할 수 있다. 또, 2점째의 스트로크치 Stx1_2가 1점째의 스트로크치 Stx1_1로부터 변화한 경우라 하더라도, 변화량이 임계치 Stwidth 미만인 경우에는, 위치 어긋남 이상의 판정을 실시하지 않는다. 이것에 의해, 이 처리는, 2점의 스트로크치 Stx1_1, Stx1_2의 간격이 지나치게 좁아 값 ΔBrx를 계산할 수 없게 되는 것을 방지할 수 있다.
푸시 로드(204)의 스트로크에 대하여 홀 IC가 검출하는 자속 밀도의 크기의 특성은, 자속 밀도가 큰 쪽으로 볼록해지는 곡선이 되도록 설정되어 있다. 여기서, 가령 스트로크에 대한 자속 밀도의 크기의 특성을, 스트로크에 비례 또는 반비례하는 특성으로 한 경우, 스트로크 변화에 대하여 자속 밀도의 크기의 변화율은 거의 변화하지 않기 때문에, 위치 어긋남 이상의 판정은 어렵다. 이것에 대하여, 스트로크에 대한 자속 밀도의 크기의 특성에 변곡점을 부여하는 것에 의해, 스트로크 변화에 대하여 자속 밀도의 크기의 변화율이 크게 변화하기 때문에, 각 스트로크 구간에서 상이한 규격치를 설정할 수 있고, 위치 어긋남 이상을 정밀하게 판정할 수 있다.
〔실시형태 3〕
도 17은, 실시형태 3의 브레이크 제어 장치(1A)의 개략 구성도이다.
브레이크 제어 장치(1A)는 전동식 브레이크 제어 장치이다. 각 차륜(FL∼RR)에는, 디스크 브레이크형의 전동 캘리퍼(80)가 설치되어 있다. ECU(100)는, 스트로크 센서(90)에 의해 검출된 피스톤 본체(821)의 스트로크(푸시 로드(204)의 변위량)에 기초하여 전동 모터(81)를 회전 구동시키는 것에 의해, 전동 캘리퍼(80)를 작동시키고, 각 차륜(FL∼RR)에 제동력을 부여한다. 스트로크 센서(90)의 구성은 실시형태 1과 동일하다. 푸시 로드(204)는 피스톤 본체(821)와 연결한다. 스트로크 시뮬레이터(83)는, 실린더(84), 피스톤(82), 스프링(85) 및 고무 댐퍼(86)를 갖는다. 실린더(84)는, 원통형의 내주면을 갖는 실린더 본체(841)와 플러그(842)를 갖는다. 피스톤(82)은, 피스톤 본체(821) 및 스템(822)을 갖는다. 스프링(85)은 압축 코일 스프링이다. 고무 댐퍼(86)는, 중공 형상을 갖는 고무제의 탄성체이다. 또, 플러그(842)는, 실린더 본체(841)의 개방 단부에 비틀어 넣어져 실린더(84)의 일부를 구성한다. 스템(822)은, 축부재(8221) 및 리테이너(8223)를 갖는다. 축부재(8221)는, 리테이너(8223)의 구멍(8222)을 관통한다. 리테이너(8223)는, 축부재(8221)에 대하여 실린더(84)의 축선 방향으로 이동 가능하다. 실린더 본체(841)는, 피스톤 본체(82)를 수용하는 수용부(8411)를 갖는다. 플러그(842)는, 스템(822), 고무 댐퍼(86)를 수용하는 수용부(8421)를 갖는다.
피스톤(82)의 외주에는, 피스톤의 축방향 이동을 원활하게 지지하는 가이드 부재(부시나 스러스트 베어링 등)(87)가 2개 설치되어 있다. 가이드 부재(87)는, 수용부(8411)의 내주면에 접촉하고, 수용부(8411)의 내주면 및 피스톤 본체(821)의 외주면 사이를 시일한다. 스프링(85)은, 피스톤 본체(82)를 푸시 로드(204)를 향해 압박한다. 스프링(85)은, 압축량에 따라서 반력을 발생시킨다. 스프링(85)은, 피스톤 본체(82) 및 리테이너(8223) 사이에 배치되어 있다. 스프링(85)의 압박력을 받는 리테이너(8223)는, 피스톤 본체(82)에 고정되어 있는 축부재(8221)에 결합하여, 그 이상의 이동이 규제되어 있다. 고무 댐퍼(86)는, 플러그(842)에 형성된 수용부(8421)에, 고무 댐퍼(86)의 외주면이 수용부(8421)의 내주면에 압접하도록 삽입되어 있다. 고무 댐퍼(86)는, 스템(822)의 리테이너(8223) 및 플러그(842) 사이에 배치되어 있다. 고무 댐퍼(86)는, 압축량에 따라서 반력을 발생시킨다. 고무 댐퍼(86)는, 수용부(8421)의 내주면에 압접하는 것에 의해, 위치 결정, 유지되어 있다. 고무 댐퍼(86)의 관통 구멍(861) 내에 삽입되는 축부재(8221)의 외주면은, 관통 구멍(861)의 내주면과는 소정 거리 떨어져 있다. 따라여, 스프링(85) 및 고무 댐퍼(86)는, 피스톤 본체(82) 및 플러그(842) 사이에, 리테이너(8223)를 통해 직렬로 배치된다. 또, 스프링(85)의 스프링 정수는, 고무 댐퍼(86)의 스프링 정수에 비교하여 매우 작다. 이것에 의해, 스트로크 시뮬레이터(83)는, 드라이버의 브레이크 조작에 따라 작동하고, 브레이크 페달(2)에 반력 및 스트로크를 부여한다.
ECU(100)는, 스트로크 센서(90)에 대하여, 실시형태 1 또는 실시형태 2에 나타낸 이상 판정 처리를 실시한다. 이것에 의해, 스트로크 센서(90)의 위치 어긋남 이상을 검출할 수 있고, 실시형태 1 또는 실시형태 2와 동일한 작용 효과가 얻어진다.
〔실시형태 4〕
도 18은, 실시형태 4의 자동차용 페달 스트로크 검출 장치(1B)의 개략 구성도이다.
액셀레이터 페달(205)은, 드라이버의 액셀레이터 조작의 입력을 받는 액셀레이터 조작 부재이다. 액셀레이터 페달(205)은 소위 현수형이며, 그 기단이 축(206)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 액셀레이터 페달(205)의 선단에는, 드라이버가 밟는 대상이 되는 페달 패드(207)가 설치되어 있다. 액셀레이터 페달(205)의 축(206)과 페달 패드(207)의 사이에는, 푸시 로드(로드)(208)의 일단이 접속되어 있다. 푸시 로드(208)의 타단은, 실린더(209)의 내부에서 축방향으로 이동 가능한 도시하지 않은 피스톤의 일단과 접속되어 있다. 실린더(209)에는 스트로크 센서(90)가 설치되어 있다. 스트로크 센서(90)는, 액셀레이터 페달(205)(푸시 로드(208))의 변위량(액셀레이터 스트로크)에 상관하는 물리량으로서, 피스톤의 이동량(스트로크)에 따른 센서 신호를, 도시하지 않은 엔진 제어 유닛에 출력한다. 스트로크 센서(90)의 구성은, 실시형태 1과 동일하다.
엔진 제어 유닛은, 스트로크 센서(90)에 대하여, 실시형태 1 또는 실시형태 2에 나타낸 이상 판정 처리를 실시한다. 이것에 의해, 스트로크 센서(90)의 위치 어긋남 이상을 검출할 수 있고, 실시형태 1 또는 실시형태 2와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
〔다른 실시형태〕
이상, 본 발명을 실시하기 위한 실시형태를 설명했지만, 본 발명의 구체적인 구성은 실시형태의 구성에 한정되지 않고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 변경 등이 있더라도 본 발명에 포함된다.
예컨대, 스트로크 센서에 의해 검출되는, 자속 밀도의 크기에 관한 물리량은, 자속 밀도의 크기나 그 변화율에 한정되지 않는다.
마그넷 및 홀 IC의 레이아웃, 형상 및 갯수는 실시형태에 한정되지 않는다. 예컨대, 미국특허출원공개 제2004/0020201호 명세서에 기재된 스트로크 센서와 같이, 마그넷이 피스톤에 설치된 구성 이외에, 국제공개 제2009/129887호에 기재된 피스톤과 병렬로 마그넷이 설치된 구성으로 해도 좋다.
실시형태 2에서, 푸시 로드(204)의 스트로크에 대하여 홀 IC가 검출하는 자속 밀도의 크기의 특성을, 도 7에 나타낸 스트로크에 대한 규격 중앙치의 특성으로 해도 좋다. 이것에 의해, 변곡점의 갯수가 증가하고, 스트로크 구간 및 규격치를 늘릴 수 있기 때문에, 위치 어긋남 이상을 보다 정밀하게 판정할 수 있다. 또, 변곡점을 증가시킴에 있어서 마그넷을 복수개 탑재해도 좋다.
이상 설명한 실시형태로부터 파악할 수 있는 기술적 사상에 관해, 이하에 기재한다.
자동차용 페달 스트로크 검출 장치는, 그 하나의 양태에 있어서, 페달의 조작에 의해 축방향으로 이동하는 로드의 이동에 따라서, 상기 축방향으로 변위하는 마그넷과, 상기 마그넷의 자속에 관한 물리량을 검출하는 스트로크 센서와, 제어 유닛에 있어서, 상기 스트로크 센서로부터 출력된 상기 마그넷의 자속에 관한 물리량을 취득하고, 얻어된 상기 마그넷의 자속에 관한 물리량에 기초하여 상기 로드의 변위에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기에 관한 물리량인 제1값을 구하고, 상기 제1값과, 미리 설정된 상기 로드의 변위에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기에 관한 물리량인 제2값을 비교하는 상기 제어 유닛을 구비한다.
보다 바람직한 양태에서는, 상기 양태에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 제1값과 상기 제2값의 비교에 기초하여 상기 로드의 변위에 관한 이상을 판정한다.
다른 바람직한 양태에서는, 상기 양태의 어느 하나에 있어서, 상기 제1값은, 취득된 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기이고, 상기 제2값은, 상기 미리 설정된 상기 로드의 변위에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기이다.
또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 양태의 어느 하나에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 제1값이, 상기 제2값을 포함하는 소정 범위 내에 있는지 아닌지에 기초하여, 상기 로드의 변위에 관한 이상을 판정한다.
또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 양태의 어느 하나에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 미리 설정된 상기 로드의 스트로크 초기값에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기에 기초하여 상기 제2값을 구한다.
또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 양태의 어느 하나에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 스트로크 초기값에서의 상기 제1값이, 상기 소정 범위 내에 있는지 아닌지에 기초하여, 상기 스트로크 초기값에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기의 이상을 판정한다.
또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 양태의 어느 하나에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 페달이 비조작 상태일 때, 상기 로드의 위치 어긋남 이상을 판정한다.
또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 양태의 어느 하나에 있어서, 상기 제1값은, 취득된 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기의 변화율이고, 상기 제2값은, 상기 미리 설정된 상기 로드의 변위에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기의 변화율이다.
또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 양태의 어느 하나에 있어서, 상기 제어 유닛은, 취득된 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기의 변화율인 제1값을 구할 수 없을 때에는, 취득된 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기와, 상기 미리 설정된 상기 로드의 변위에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기의 비교에 기초하여, 상기 로드의 변위에 관한 이상을 판정한다.
또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 양태의 어느 하나에 있어서, 상기 미리 설정된 상기 로드의 변위에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도는, 자속 밀도의 크기가 큰 쪽으로 볼록해지거나 또는 작은 쪽으로 볼록해지는 특성으로 한다.
또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 양태의 어느 하나에 있어서, 상기 스트로크 센서는 2출력 타입이며, 상기 제어 유닛은, 상기 2출력의 값의 차에 기초하여 상기 스트로크 센서의 이상을 판정한다.
또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 양태의 어느 하나에 있어서, 상기 페달은 브레이크 페달이다.
또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 양태의 어느 하나에 있어서, 상기 로드와 접속하는 피스톤과, 상기 피스톤이 내부에 배치되는 실린더를 갖는 마스터 실린더와, 브레이크 액압에 따라서 차륜에 제동력을 부여하는 제동력 부여부를 접속하는 접속 액로와, 상기 접속 액로에 설치된 차단 밸브와, 상기 접속 액로 중의 상기 차단 밸브와 상기 제동력 부여부 사이의 액로에 브레이크액을 공급하는 액압원을 구비한다.
또한, 다른 관점에서, 자동차용 제어 유닛은, 페달의 조작에 의해 축방향으로 이동하는 로드의 이동에 따라서, 상기 축방향으로 변위하는 마그넷의 자속에 관한 물리량을 검출하는 스트로크 센서로부터 출력된 상기 마그넷의 자속에 관한 물리량을 취득하고, 취득된 상기 마그넷의 자속에 관한 물리량에 기초하여 상기 로드의 변위에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기에 관한 물리량인 제1값을 구하고, 상기 제1값과, 미리 설정된 상기 로드의 변위에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기에 관한 물리량인 제2값을 비교한다.
바람직하게는, 상기 양태에 있어서, 상기 제1값과 상기 제2값의 비교에 기초하여, 상기 로드의 변위에 관한 이상을 판정한다.
또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 변형예가 포함된다. 예컨대, 상기 실시형태는 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위해 상세히 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것이 아니다. 또한, 어떤 실시형태의 구성의 일부를 다른 실시형태의 구성으로 치환하는 것이 가능하고, 또한, 어떤 실시형태의 구성에 다른 실시형태의 구성을 더하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시형태의 구성의 일부에 관해, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것이 가능하다.
본원은, 2018년 12월 3일자 출원의 일본특허출원 제2018-226677호에 기초하는 우선권을 주장한다. 2018년 12월 3일자 출원의 일본특허출원 제2018-226677호의 명세서, 특허청구범위, 도면 및 요약서를 포함하는 모든 개시 내용은, 참조에 의해 본원에 전체 삽입된다.
FL∼RR : 차륜
1 : 브레이크 제어 장치
2 : 브레이크 페달
3 : 마스터 실린더
7 : 펌프(액압원)
8 : 휠실린더(제동력 부여부)
11 : 제1 액로(접속 액로)
21 : 차단 밸브
30 : 실린더
32 : 피스톤
90 : 스트로크 센서
96 : 마그넷
100 : ECU(제어 유닛)
204 : 푸시 로드(로드)

Claims (15)

  1. 자동차용 페달 스트로크 검출 장치에 있어서,
    상기 자동차용 페달 스트로크 검출 장치는,
    페달의 조작에 의해 축방향으로 이동하는 로드의 이동에 따라서, 상기 축방향으로 변위하는 마그넷과,
    상기 마그넷의 자속에 관한 물리량을 검출하는 스트로크 센서와,
    제어 유닛
    을 구비하고,
    상기 제어 유닛은,
    상기 스트로크 센서로부터 출력된 상기 마그넷의 자속에 관한 물리량을 취득하고, 취득된 상기 마그넷의 자속에 관한 물리량에 기초하여, 상기 로드의 변위에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기에 관한 물리량인 제1값을 구하고,
    상기 제1값과, 미리 설정된 상기 로드의 변위에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기에 관한 물리량인 제2값을 비교하는 것인 자동차용 페달 스트로크 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 제1값과 상기 제2값의 비교에 기초하여, 상기 로드의 변위에 관한 이상(異常)을 판정하는 것인 자동차용 페달 스트로크 검출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1값은, 취득된 상기 로드의 변위에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기이고,
    상기 제2값은, 상기 미리 설정된 상기 로드의 변위에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기인 것인 자동차용 페달 스트로크 검출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 제1값이, 상기 제2값을 포함하는 사전에 정해진 범위 내에 있는지 아닌지에 기초하여, 상기 로드의 변위에 관한 이상을 판정하는 것인 자동차용 페달 스트로크 검출 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 미리 설정된 상기 로드의 스트로크 초기값에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기에 기초하여 상기 제2값을 구하는 것인 자동차용 페달 스트로크 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 스트로크 초기값에서의 상기 제1값이 상기 사전에 정해진 범위 내에 있는지 아닌지에 기초하여, 상기 스트로크 초기값에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기의 이상을 판정하는 것인 자동차용 페달 스트로크 검출 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 페달이 비조작 상태일 때, 상기 로드의 위치 어긋남 이상을 판정하는 것인 자동차용 페달 스트로크 검출 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1값은, 취득된 상기 로드의 변위에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기의 변화율이고,
    상기 제2값은, 상기 미리 설정된 상기 로드의 변위에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기의 변화율인 것인 자동차용 페달 스트로크 검출 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 취득된 상기 로드의 변위에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기의 변화율인 제1값을 구할 수 없을 때에는, 취득된 상기 로드의 변위에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기와, 상기 미리 설정된 상기 로드의 변위에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기의 비교에 기초하여, 상기 로드의 변위에 관한 이상을 판정하는 것인 자동차용 페달 스트로크 검출 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 미리 설정된 상기 로드의 변위에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도는, 자속 밀도의 크기가 큰 쪽으로 볼록해지거나 또는 작은 쪽으로 볼록해지는 특성으로 하는 것인 자동차용 페달 스트로크 검출 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 스트로크 센서는 2출력 타입이고,
    상기 제어 유닛은, 상기 2출력의 값의 차에 기초하여 상기 스트로크 센서의 이상을 판정하는 것인 자동차용 페달 스트로크 검출 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 페달은 브레이크 페달인 것인 자동차용 페달 스트로크 검출 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 자동차용 페달 스트로크 검출 장치는 접속 액로를 구비하고,
    상기 접속 액로는,
    상기 로드와 접속하는 피스톤과, 상기 피스톤이 내부에 배치되는 실린더를 갖는 마스터 실린더와,
    브레이크 액압에 따라서 차륜에 제동력을 부여하는 제동력 부여부
    를 접속하고 있고,
    상기 자동차용 페달 스트로크 검출 장치는, 또한,
    상기 접속 액로에 설치된 차단 밸브와,
    상기 접속 액로 중의 상기 차단 밸브와 상기 제동력 부여부 사이의 액로에 브레이크액을 공급하는 액압원
    을 구비하는 것인 자동차용 페달 스트로크 검출 장치.
  14. 자동차용 제어 유닛으로서,
    페달의 조작에 의해 축방향으로 이동하는 로드의 이동에 따라서, 상기 축방향으로 변위하는 마그넷의 자속에 관한 물리량을 검출하는 스트로크 센서로부터 출력된 상기 마그넷의 자속에 관한 물리량을 취득하고,
    취득된 상기 마그넷의 자속에 관한 물리량에 기초하여, 상기 로드의 변위에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기에 관한 물리량인 제1값을 구하고, 상기 제1값과, 미리 설정된 상기 로드의 변위에 대한 상기 마그넷의 자속 밀도의 크기에 관한 물리량인 제2값을 비교하는 자동차용 제어 유닛.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1값과 상기 제2값의 비교에 기초하여, 상기 로드의 변위에 관한 이상을 판정하는 자동차용 제어 유닛.
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