WO2010113557A1 - 車載用の制御装置 - Google Patents

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WO2010113557A1
WO2010113557A1 PCT/JP2010/052468 JP2010052468W WO2010113557A1 WO 2010113557 A1 WO2010113557 A1 WO 2010113557A1 JP 2010052468 W JP2010052468 W JP 2010052468W WO 2010113557 A1 WO2010113557 A1 WO 2010113557A1
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pressure
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PCT/JP2010/052468
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健太郎 上野
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • B60T8/90Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration with failure responsive means, i.e. means for detecting and indicating faulty operation of the speed responsive control means using a simulated speed signal to test speed responsive control means
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    • B60T2230/00Monitoring, detecting special vehicle behaviour; Counteracting thereof
    • B60T2230/06Tractor-trailer swaying

Definitions

  • the present invention relates to an in-vehicle control device mounted on a vehicle.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2003-200822 relates to a self-diagnosis method for a hydraulic sensor in a braking control system.
  • a sensor having a self-diagnosis function has only one hydraulic sensor having high importance and performs self-diagnosis.
  • start timing of the self-diagnosis is immediately before the start of the control or when a certain condition that does not adversely affect the braking control is established.
  • Patent Document 1 when a sensor abnormality is found by a self-diagnosis immediately before the start of control from a stop state of a vehicle, it can be switched to a corresponding backup control that is backed up. However, a more thorough diagnosis is desirable to prevent accidents in the vehicle.
  • the object of the present invention is to provide a control device that performs diagnosis more finely and has high safety.
  • the vehicle-mounted control device has the same physical quantity as the first control device mounted on the vehicle for performing the first control and the second control device mounted on the vehicle for performing the second control.
  • a first sensor and a second sensor for measuring, and a transmission path for transmitting and receiving information between the first control device and the second control device are provided.
  • the output of the first sensor is taken in by the first control device and used for the first control
  • the output of the second sensor is taken in by the second control device to perform the second control.
  • the first controller repeats the diagnosis of the first sensor, the second controller repeats the diagnosis of the second sensor, and each of the first controller and the second controller
  • the measurement result of the physical quantity measured based on the output of one sensor or the output of the second sensor is received via the transmission path.
  • the first control device transmits, instead of the measured value of the physical quantity by the first sensor, based on the diagnostic operation of the first sensor.
  • the first control can be performed based on information from the second control device received via the path.
  • the first control device replaces the measured value of the physical quantity by the first sensor when the first sensor is abnormal.
  • a vehicle-mounted control device includes a first control device that performs a first control for controlling an output pressure of a master cylinder for braking mounted on a vehicle, and a braking device mounted on the vehicle.
  • a second control device for performing a second control for controlling the wheel pressure control mechanism, a first sensor and a second sensor for measuring an output pressure of the master cylinder, and a first control device and a second control device; And a transmission path for transmitting and receiving information between them.
  • the output of the first sensor is taken in by the first control device and used for the first control
  • the output of the second sensor is taken in by the second control device to perform the second control.
  • the first controller repeats the diagnosis of the first sensor
  • the second controller repeats the diagnosis of the second sensor
  • each of the first controller and the second controller The output pressure measurement result of the master cylinder measured based on the output of one sensor or the output of the second sensor is received via the transmission line.
  • a vehicle-mounted control device includes a first control device that performs a first control that controls an output pressure of a master cylinder for controlling braking of a vehicle, and a wheel that receives an output pressure of the master cylinder.
  • a second control device that performs a second control for driving a wheel pressure control mechanism that feeds hydraulic oil that generates a braking force, a first pressure sensor and a second pressure sensor for measuring the output pressure of the master cylinder, It is equipped with.
  • the first control device and the second control device each have a function for transmitting and receiving information, and the output of the first pressure sensor is taken in by the first control device and is first.
  • the output of the second pressure sensor is taken in by the second control device and used for the second control, and the first control device repeatedly performs the diagnosis of the first sensor to perform the second control.
  • the device repeatedly diagnoses the second sensor, and the first control device and the second control device each measure the output pressure of the master cylinder measured based on the output of the first pressure sensor or the output of the second pressure sensor. Send and receive each other.
  • the first control device measures the output pressure of the master cylinder by the first pressure sensor based on the diagnostic operation of the first pressure sensor. Instead of the value, the first control can be performed based on the information received from the second control device.
  • the first control device outputs the master cylinder by the first pressure sensor when the first pressure sensor is abnormal. It is preferable to perform the first control based on information received from the second control device instead of the pressure measurement value.
  • the first control device is configured to perform the first pressure sensor when the first pressure sensor is diagnosed. The first control may be performed based on information received from the second control device instead of the measured value of the output pressure of the master cylinder.
  • a vehicle-mounted control device includes an assist piston that controls output pressure of a master cylinder for controlling braking of a vehicle, an electric motor that moves the assist piston, and a first motor that drives the electric motor.
  • a first control device that performs one control
  • a second control device that performs a second control that drives a wheel pressure control mechanism to send hydraulic oil that generates braking force to the wheels under the output pressure of the master cylinder
  • a master cylinder A first pressure sensor and a second pressure sensor for measuring the output pressure.
  • the first control device and the second control device each have a function for transmitting and receiving information, and the output of the first pressure sensor is taken in by the first control device and is subjected to the first control.
  • the output of the second pressure sensor is taken in by the second control device and used for the second control.
  • the first control device repeatedly performs the diagnosis of the first sensor, and the second control device Repeats the diagnosis of the second sensor, and the first control device obtains a command value related to the output pressure of the master cylinder based on the operation of the brake pedal in the first control, and further results of measurement by the output of the first pressure sensor And the command value, the first control device and the second control device are respectively controlled by the master cylinder measured based on the output of the first pressure sensor or the output of the second pressure sensor. To transmit and receive Chikara ⁇ measurement results with each other.
  • at least one of the first control device and the second control device is used for diagnosis of the first pressure sensor or the second pressure sensor. Based on this, when the output pressure of the master cylinder cannot be measured, it is preferable to perform control using the output pressure of the master cylinder received from another control device.
  • the block diagram of the braking control system of this invention The control block diagram of the electric brake type actuator of this invention.
  • the processing circuit diagram of the master pressure sensor of this invention. The self-diagnosis output waveform figure of the master pressure sensor of this invention.
  • the time series figure of the self-diagnosis of the master pressure sensor of this invention. The control flow figure of the master pressure sensor self-diagnosis of this invention.
  • the control block diagram when the master pressure sensor of this invention is abnormal.
  • the time series figure when the master pressure sensor of the present invention is abnormal.
  • the control block diagram when the petal stroke sensor of this invention is abnormal.
  • FIG. 1 is a block diagram of an automobile braking control apparatus to which the present invention is applied.
  • This braking control device includes an actuator 100 and an actuator control device 200.
  • the actuator 100 includes a master cylinder 102 and an electric motor, and is a mechanism for generating hydraulic pressure of the brake fluid output from the master cylinder 102 based on the operation of the brake petal 20.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a control block of an actuator control apparatus 200 for driving and controlling the actuator 100 shown in FIG.
  • the configuration of the actuator 100 will be described with reference to FIG.
  • the input rod 10 has one end connected to the brake petal 20 and the other end provided with an input piston 12. Since the input piston 12 is configured to be inserted into the primary fluid chamber 103 of the master cylinder 102 based on the operation of the brake petal 20, the output pressure of the master cylinder 102 (hereinafter referred to as “master pressure”) is determined by the driver's brake operation. ) Will rise. Further, a force corresponding to the master pressure acts on the brake petal 20 as a reaction force via the input rod 10 and is transmitted to the driver.
  • master pressure the output pressure of the master cylinder 102
  • the master cylinder 102 is a tandem cylinder having two pressure chambers, a primary liquid chamber 103 pressurized by the input piston 12 and the assist piston 101 and a secondary liquid chamber 105 pressurized by the secondary piston 104.
  • the secondary piston 104 is a free piston and moves so that the pressure on both sides of the piston becomes the same. Therefore, the pressure in the primary liquid chamber 103 and the secondary liquid chamber 105 is always substantially the same pressure.
  • the hydraulic fluid pressurized by the input piston 12 and the assist piston 101 is supplied to a wheel pressure control mechanism 302 including a wheel pressure control valve via master pipes 106 and 107.
  • the wheel pressure control mechanism 302 receives hydraulic pressure from the master pipes 106 and 107, controls the pressure of the hydraulic oil to generate a braking force, and supplies the hydraulic oil to each wheel of the vehicle (not shown). Distribute to the brake wheel cylinder. The wheel cylinder presses the disc rotor of each wheel with a brake pad based on the hydraulic pressure of the hydraulic oil to generate a friction braking force.
  • the foil pressure control mechanism 302 is controlled by the foil pressure control device 300.
  • a hollow rotor 108 of the electric motor is disposed on the outer periphery of the assist piston 101.
  • the outer peripheral surface of the assist piston 101 and the inner peripheral surface of the rotor 108 are engaged with each other via a ball screw 109.
  • the rotor 108 is made of a material constituting a magnetic circuit with little loss, and has a structure in which eddy currents are difficult to be generated.
  • considering the mesh with the ball screw 109 it is desirable to make the rotor 108 with a material with little wear.
  • a portion that engages with the ball screw 109 (hereinafter referred to as a ball screw nut portion) and a portion that acts as a rotor that generates rotational torque are manufactured separately, and these portions are mechanically integrated during assembly.
  • a ball screw nut portion a portion that engages with the ball screw 109
  • a portion that acts as a rotor that generates rotational torque are manufactured separately, and these portions are mechanically integrated during assembly.
  • the rotor 108 the mechanically integrated structure is referred to as the rotor 108 as a representative.
  • the electric motor In order to generate rotational torque in the rotor 108, the electric motor has a stator winding 110. By supplying an alternating current to the stator winding 110, rotational torque is generated in the rotor 108.
  • the rotor 108 is formed with magnetic poles made of permanent magnets for generating rotational torque based on the rotating magnetic field generated by the stator winding 110.
  • the rotational torque of the electric motor can be controlled to push the assist piston 101 into the master cylinder 102 or push it back. Thereby, the output hydraulic pressure of the master cylinder 102 can be controlled and the braking force can be adjusted.
  • the position of the rotor 108 of the electric motor that is, the rotation state is detected by the rotation sensor 111. Therefore, the position and moving speed of the assist piston 101 can be detected from the output of the rotation sensor 111. Based on the detected position and moving speed of the assist piston 101, the braking force by the electric motor and the response speed for approaching the target braking force are controlled. Control of the electric motor included in the actuator 100 is performed by the actuator control device 200.
  • the actuator control device 200 is connected to electrical signals 40 necessary for controlling the actuator 100 such as an excitation signal of the stator 110, an electric motor current signal, and a position signal of the rotation sensor.
  • a stroke sensor 30 for detecting the operation amount of the brake petal 20 and a pressure sensor 50 for detecting the pressure of the master pipe 106 connected to the primary liquid chamber 103 are connected.
  • the stroke sensor 30 includes two identical sensors, a sensor 31 and a sensor 32.
  • the actuator control device 200 calculates a target braking force from the detected value of the stroke sensor 30 representing the brake operation amount.
  • the MC pressure command value is calculated by command value conversion of the target output pressure of the master cylinder 102 (hereinafter referred to as MC pressure).
  • the control deviation is calculated by comparing the MC pressure command value as the control target with the detected value of the pressure sensor 50 indicating the actual MC pressure value, and the compensation calculation is executed based on the calculated control deviation.
  • the current control block controls the drive circuit connected to the stator 110 so that the motor current detected by a sensor (not shown) becomes a control target value. That is, the target MC pressure is calculated based on the operation amount of the brake pedal, and the position of the assist piston 101 is controlled so that the actual pressure becomes the target MC pressure.
  • the position of the assist piston 101 is controlled by controlling the torque generated by the electric motor.
  • braking force is generated by performing so-called regenerative control that operates the vehicle drive motor as a generator. It can.
  • the vehicle braking force control is a combination of both the braking force based on the regeneration control of the vehicle driving motor and the braking force based on the frictional force described above.
  • the electric motor moves the assist piston 101 in the opposite direction to the master cylinder 102 in order to suppress the increase in the hydraulic pressure of the master cylinder 102 generated by the input piston 12.
  • the actuator control device 200 reduces the pressure of hydraulic oil corresponding to regenerative braking. Therefore, the electric motor is controlled in the direction in which the assist piston 101 is pulled back. That is, the electric motor is controlled so as to reduce the hydraulic pressure in the primary liquid chamber 103.
  • These regenerative brake coordination control signals are input to the actuator control device 200 from another control device (not shown) via a CAN (Controller Area Network) 60 that is one of the local area networks. Thereby, a command is given to actuator control device 200. Based on this command, the actuator control device 200 controls the electric motor using a pressure corresponding to a braking force obtained by subtracting the amount of regenerative braking from the target braking force as a target pressure.
  • the braking control in addition to the above-described regenerative cooperative braking force control, that is, the hydraulic pressure control of the master cylinder 102, there is control related to improvement of vehicle traveling safety, such as prevention of a side slip caused by traveling on a curved road or the like.
  • Such control is performed by the wheel pressure control device 300 that adjusts the braking force according to the behavior of the vehicle.
  • coordinated control between the wheel pressure control device 300 and the actuator control device 200 is required.
  • the foil pressure control device 300 and the actuator control device 200 are network-connected by a CAN 60.
  • the pressure of the master pipe 106 connected to the primary liquid chamber 103 is detected by a second pressure sensor 70 that is independent of the pressure sensor 50.
  • a control device used for braking control such as the actuator control device 200 and the wheel pressure control device 300 described above, a pressure sensor that detects the hydraulic pressure of the output of the master cylinder 102, which is a sensor that detects an important control parameter, It is provided for each control device. That is, the actuator control device 200 and the foil pressure control device 300 are provided with corresponding pressure sensors. If the pressure sensor is shared among a plurality of control devices without doing this, all of the control devices sharing the sensor become uncontrollable due to sensor failure.
  • the actuator control device 200 and the wheel pressure control device 300 share a pressure sensor that detects the hydraulic pressure of the master cylinder 102, both control devices cannot be controlled when the sensor fails, and the brake control abnormality cannot be backed up. Therefore, a serious failure may occur. Furthermore, even if the CAN 60 becomes unable to communicate, there is little possibility that a plurality of sensors will fail at the same time. Since each control device can detect a control target by each sensor, if the CAN 60 becomes unable to communicate, the fail safe control can be performed by each control device to reduce the influence of a serious failure.
  • the pressure sensor 50 which is an important control target sensor, is provided independently for controlling the actuator control device 200, and the second pressure sensor 70 is provided independently for controlling the wheel pressure control device 300.
  • the pressure sensor 50 and the second pressure sensor 70 are provided in order to measure the hydraulic pressure of the output of the master cylinder 102 that is the same control target. That is, a plurality of independent detectors are provided for the same measurement object. Since each sensor output is within the error range of the sensor itself, substantially the same detection result is shown. If this characteristic is used, not only a serious failure due to the above-described sensor malfunction is reduced, but also the self-diagnosis of the sensor is easy.
  • FIG. 3 shows a drive circuit for the pressure sensor 50. Since the second pressure sensor 70 has substantially the same circuit configuration and the same operation, the second pressure sensor 70 will be described based on the pressure sensor 50 as a representative.
  • the pressure sensor 50 that detects the control parameter of the actuator control device 200 is connected to the actuator control device 200 by a power line 51 and a GND line 53 in order to receive power supply from the actuator control device 200. Further, the pressure sensor 50 and the actuator control device 200 are connected by an output line 52 for outputting the detection result Vd of the pressure sensor 50.
  • the voltage of the sensor power supply Vs is applied to the power supply line 51 of the pressure sensor 50 via the switch element 202, and the output line 52 of the pressure sensor 50 is connected to the analog input terminal of the microcomputer 201.
  • the 50 GND lines 53 are connected to the GND of the actuator control device 200.
  • a similar circuit configuration is provided between the wheel pressure control device 300 and the second pressure sensor 70.
  • the self-diagnosis of the pressure sensor 50 is performed when the actuator control device 200 is not in control of the actuator 100 that is the original purpose, for example, when the vehicle is started. This self-diagnosis will be described next.
  • the self-diagnosis operation of the second pressure sensor 70 is executed at the same time as the self-diagnosis of the pressure sensor 50 at the time of startup.
  • FIG. 4 shows a known voltage Vd output from the pressure sensor 50 when the voltage of the sensor power supply Vs is applied to the pressure sensor 50 via the switch element 202 when the pressure sensor 50 is normal. Yes.
  • This voltage Vd is used for self-diagnosis of the pressure sensor 50.
  • the pressure sensor 50 is configured to output a known voltage Vd when a voltage is applied when a circuit in the sensor is normal, regardless of the level of the pressure to be measured to be detected.
  • FIG. 4 shows an example thereof, and the switch element 202 is turned on at time t ⁇ b> 1 and the voltage of the sensor power supply Vs is applied to the pressure sensor 50.
  • a known voltage Vd is output from the output terminal of the sensor.
  • the pressure sensor 50 and the second pressure sensor 70 have therein an integrated circuit and an input / output circuit for responding to pressure, a switching circuit for generating a known voltage, and the like.
  • the pressure sensor 50 and the second pressure sensor 70 when an abnormality including disconnection occurs in a circuit including an integrated circuit, it is difficult to output a known voltage Vd.
  • the control microcomputer 201 inside the actuator control device 200 and the foil pressure control device 300 AD converts the MC pressure sent via the output line 52 and uses it for control.
  • the period from the time point t1 to the time point t2, which is a diagnosis period, after application of the voltage of the sensor power supply Vs is several hundreds of milliseconds.
  • this diagnosis period since the pressure sensors 50 and 70 output a known voltage that is not based on the actual output of the master cylinder 102, braking control cannot be performed during this period.
  • a special problem does not occur even if braking control cannot be performed within a short period of several hundreds of milliseconds.
  • FIG. 5 shows a self-diagnosis method not only when the vehicle is started but also when the vehicle is stopped or while the vehicle is running.
  • the self-diagnosis at the time of activation described in FIG. 4 is performed in the period from the time point t1 to t2.
  • the pressure sensors 50 and 70 perform self-diagnosis in parallel at substantially the same time.
  • the period from the time point t2 to the time point t3 is a period in which the pressure sensors 50 and 70 detect the MC pressure regardless of whether the vehicle is stopped or traveling.
  • the actuator control device 200 detects an output Vp that is a detection value of the pressure sensor 50.
  • the wheel pressure control device 300 also detects an output Vp that is a detection value of the second pressure sensor 70. Braking control is performed based on the detection results of the pressure sensor 50 and the second pressure sensor 70.
  • the actuator control device 200 stops applying the voltage from the sensor power source Vs to the pressure sensor 50 by turning off the switch element 202.
  • the switch element 202 is turned on again at the next time t21, a voltage is applied to the pressure sensor 50, and self-diagnosis is performed during the period from time t21 to t22.
  • the pressure sensor 50 outputs the known voltage Vd for diagnosis during the period from the time point t21 to t22, which is the self-diagnosis period, and thus cannot detect the actual MC pressure. Therefore, the actuator control device 200 acquires the MC pressure necessary for control from the second pressure sensor 70 via the foil pressure control device 300 instead of the pressure sensor 50.
  • the wheel pressure control device 300 detects the MC pressure that is the output of the master cylinder 102 by detecting the output of the second pressure sensor 70.
  • the actuator control device 200 acquires this MC pressure from the wheel pressure control device 300 via the CAN 60. Therefore, during the period from time t21 to time t22, the actuator 100 can be controlled despite the pressure sensor 50 being diagnosed.
  • the actuator control device 200 After the time t22 when the self-diagnosis of the pressure sensor 50 ends, until the time t23, the actuator control device 200 detects the output Vp of the pressure sensor 50, and the wheel pressure control device 300 outputs the detection value of the second pressure sensor 70. Vp is detected and braking control is performed independently.
  • the foil pressure control device 300 turns off a switch element provided in the foil pressure control device 300 corresponding to the switch element 202 for diagnosis of the second pressure sensor 70, and supplies the second pressure sensor 70 to the second pressure sensor 70.
  • the voltage application from the sensor power supply Vs is stopped.
  • a switch element corresponding to the switch element 202 provided in the foil pressure control device 300 is turned on, and voltage application to the second pressure sensor 70 is started at time t31.
  • the self-diagnosis of the second pressure sensor 70 is performed in the period from the time point t31 to t32.
  • the wheel pressure control device 300 Since the second pressure sensor 70 cannot detect the output of the master cylinder 102 during the self-diagnosis period from the time point t31 to the time t32, the wheel pressure control device 300 outputs the output of the master cylinder 102 from the actuator control device 200 via the CAN 60. In response to the output Vp, the braking control, which is the control of the wheel pressure control device 300, is performed. At time t32, the self-diagnosis of the second pressure sensor 70 is completed, the actuator control device 200 is based on the output Vp of the pressure sensor 50, and the foil pressure control device 300 is based on the output Vp of the second pressure sensor 70, respectively. Take control.
  • FIG. 6 is a control flow chart when the actuator control device 200 performs a self-diagnosis operation.
  • the control flow in FIG. 6 is repeatedly executed at regular time intervals.
  • step S210 the actuator control device 200 determines whether the vehicle is in an activated state. If the vehicle is in an activated state, the determination in step S210 is YES, and a self-diagnosis subroutine for the pressure sensor 50 is executed in step S211. In the period from the time point t1 to the time point t2, the process proceeds from step S210 to step S211 each time the control flow in FIG. 6 is repeatedly executed at regular time intervals, and the self-diagnosis of the pressure sensor 50 is repeated. At time t2, the self-diagnosis in step S211 with the vehicle in the activated state ends. When the time point t2 ends, in the next control flow, the determination in step S210 is NO and the process proceeds to step S213.
  • step S213 Self-diagnosis of the pressure sensor 50 is not executed during the period from time t2 to time t3 in FIG. Therefore, NO is selected in step S213, and the output Vp of the pressure sensor 50 is detected as the hydraulic pressure of the output of the master cylinder 102 in step S214. This detected value is transmitted to the wheel pressure control device 300, and braking control can be executed in step S212 based on this detected value. If the brake control needs to be performed by operating the brake petal 20 or the like, the control of the actuator 100 is executed in step S212.
  • step S210 is determined to be NO, and the determination is YES in the next step S213.
  • step S215 is executed, and the actuator control device 200 first turns off the switch element 202 shown in FIG. Thereby, supply of the power supply voltage applied to the pressure sensor 50 is stopped. Then, from step S216 to step S212, the execution of the self-diagnosis of the pressure sensor 50 at the timing t3 ends. As described above, since the program of FIG. 6 is executed at regular time intervals, the self-diagnosis execution state is repeated until timing t21 after timing t3.
  • step S216 Since the process always passes through step S216, if the measurement result of the output Vp, which is the output of the master cylinder 102, arrives from the wheel pressure control apparatus 300, the actuator control apparatus 200 receives the measurement result in step S216. If braking control is required in step S212, braking force control is performed based on the output Vp of the master cylinder 102 received in step S216.
  • step S21 YES is determined in the step S213. Based on this determination result, the subroutine of step S215 is executed. This time, the switch element 202 in FIG. 3 is turned on again, and a voltage is applied to the pressure sensor 50. At this time, if the pressure sensor 50 is normal, it outputs a known voltage Vd. The pressure sensor 50 is diagnosed during this period from time t22 to time t22. In the self-diagnosis period from the time t21 to t22, the MC pressure cannot be detected by the pressure sensor 50, and the actuator control device 200 receives the second pressure sensor 70 sent from the foil pressure control device 300 in step S216. Receive measurement results. When braking control is necessary, for example, when the brake petal 20 is operated, the control of the actuator 100 in step S212 is executed using the received measurement result of the second pressure sensor 70.
  • step S213 is determined to be NO.
  • the actuator control device 200 measures the output Vp of the pressure sensor 50 in step S214, and transmits the measurement result to the wheel pressure control device 300 via the CAN 60. If braking control is necessary, the braking control is executed in step S212 using the measurement result in step S214. As described above, since the software in FIG. 6 is executed at regular time intervals, the actuator control device 200 repeats the execution of the process in this route during the period from time t22 to the next self-diagnosis.
  • the operation of the foil pressure control device 300 is basically similar to the operation of the actuator control device 200 described above.
  • the wheel pressure control device 300 determines whether or not the vehicle is in an activated state in step S310. If the vehicle is in an activated state, the determination in step S310 is YES, and a self-diagnosis subroutine for the second pressure sensor 70 is executed in step 311. A period from time t1 to time t2 shown in FIG. 5 is a self-diagnosis period. During this period, every time the control flow of FIG. 6 is repeatedly executed at regular time intervals, the process proceeds from step S310 to step 3211, and the self-diagnosis of the second pressure sensor 70 is repeatedly executed. At time t2, the self-diagnosis in step S311 with the vehicle in the activated state ends. When the time t2 ends, in the next control flow execution, the determination in step S310 is NO and the process proceeds to step S313.
  • step S313 the output Vp of the second pressure sensor 70 is detected as the hydraulic pressure of the output of the master cylinder 102. This detection value is transmitted to the actuator control device 200, and braking control can be executed in step S312 based on this detection value. If the brake control needs to be performed by operating the brake petal 20 or the like, the control of the wheel pressure control device 300 is executed in step S312.
  • step S310 is determined to be NO, and the determination is YES in the next step S313.
  • step S215 is executed, and the foil pressure control device 300 first turns off the switch element provided in the foil pressure control device 300 corresponding to the switch element 202 shown in FIG. As a result, the supply of the power supply voltage applied to the second pressure sensor 70 is stopped. Then, from step S316 to step S312, the execution of the self-diagnosis of the second pressure sensor 70 at the timing t23 ends.
  • step S316 since the program of FIG.
  • step S316 is always passed, if the measurement result of the output Vp, which is the output of the master cylinder 102, arrives from the actuator control device 200, the wheel pressure control device 300 receives the measurement result in step S316.
  • braking control is required in step S312, braking force control is performed based on the output Vp of the master cylinder 102 received in step S316.
  • step S313 YES is determined in the step S313. Based on this determination result, the subroutine of step S315 is executed. This time, the switch element in the foil pressure control device 300 corresponding to the switch element 202 in FIG. 3 is turned on again, and the power supply voltage is applied to the second pressure sensor 70. At this time, if the second pressure sensor 70 is normal, a known voltage Vd is output. The diagnosis of the second pressure sensor 70 is performed from this point to the time point t32. In the self-diagnosis period from time t31 to time t32, the MC pressure cannot be detected by the second pressure sensor 70, and the foil pressure control device 300 receives the pressure sensor 50 sent from the actuator control device 200 in step S316. Receive measurement results. When braking control is necessary, for example, when the brake petal 20 is operated, the control of the wheel pressure control device 300 in step S312 is executed using the received measurement result of the pressure sensor 50.
  • step S313 is determined as NO.
  • the foil pressure control device 300 measures the output Vp of the second pressure sensor 70 in step S314 and transmits the measurement result to the actuator control device 200 via the CAN 60. If braking control is necessary, the braking control is executed in step S312 using the measurement result in step S314. As described above, since the software of FIG. 6 is executed at regular time intervals, the foil pressure control device 300 in this route is in the period from time t2 to t23 and in the period from time t32 to the next self-diagnosis. Repeat the process execution.
  • Self-diagnosis execution period time t1 to time t2, time t23 to time t32 of the second pressure sensor 70 of the wheel pressure control apparatus 300, and self-diagnosis execution period (time t1 to time t2) of the pressure sensor 50 of the actuator control apparatus 200
  • time t1 to time t2 which is the self-diagnosis execution period at the start of the vehicle
  • time t3 to time point t22 the time point t3 to the time point t22. That is, for the pressure sensor 50 and the second pressure sensor 70, self-diagnosis at the time of starting the vehicle is performed at the same time, but self-diagnosis is always executed at different timings after the start of the vehicle.
  • the pressure sensors corresponding to the actuator control device 200 and the foil pressure control device 300 are not self-diagnosed at the same time except during starting. Therefore, when the pressure sensor is self-diagnostic in one control device, the detected value of the pressure sensor in the other control device can be used, so that multiple control devices can execute self-diagnosis of the pressure sensor without interrupting control. There is an effect that can be done. Thereby, safety and reliability related to control are improved.
  • the output waveforms for self-diagnosis of the pressure sensors 50 and 70 are not limited to those shown in FIG. Also, the two self-diagnosis outputs can have different waveforms.
  • the diagnostic mode may be started by adding a diagnostic signal from the control device to each sensor.
  • the self-diagnosis of the pressure sensor 50 is executed at time t21, and the self-diagnosis of the second pressure sensor 70 is executed at time t31. In this way, self-diagnosis is executed alternately at regular intervals. Further, even when the two control devices are executing the braking control, the detection values of the sensors of the different control devices are received and used through the transmission line during the period from the time point t3 to t22 and during the period from the time point t23 to t32. Yes.
  • a malfunction may occur in which the known voltage Vd for self-diagnosis shown in FIG. 4 is output beyond the time point t1 to t2.
  • erroneous braking control may be performed when there is a delay in transmission of the measurement result via the CAN 60 or when a true detection value cannot be transmitted due to noise mixing. If the possibility of these failures can be further reduced, the reliability of the control device is improved.
  • a self-diagnosis is performed by detecting a braking operation state and a non-operation state of the device.
  • the self-diagnosis is performed by combining these detection results with the self-diagnosis for each fixed period.
  • FIG. 7 shows a control flow of self-diagnosis timing, post-diagnosis processing, and MC pressure value Vmc set value in the pressure sensor 50 of the actuator control apparatus 200.
  • the self-diagnosis processing of the pressure sensor 50 shown in FIG. Further, separately from the flow of the self-diagnosis process of FIG. 7, a brake control program shown in FIG. In other words, the self-diagnosis program and the brake control program are executed separately at predetermined execution cycles. Of these controls, the execution of the self-diagnosis program will be described below.
  • step S220 When the self-diagnosis program is executed at regular time intervals, it is determined in step S220 whether or not a brake operation (also referred to as a braking operation) is being performed. If no braking operation is performed, “None” is selected. At this time, the actuator control device 200 first stops application of the sensor power supply Vs in order to perform self-diagnosis in step S221. That is, the switch element 202 in FIG. 3 is turned off. This corresponds to the time point t3 in FIG. By this control, self-diagnosis of the pressure sensor 50 is started. Passing through step S222 and step S223, it is determined in step S224 that the self-diagnosis has not been completed, and execution proceeds from step S220 to step S221 again.
  • a brake operation also referred to as a braking operation
  • step S221 the actuator control device 200 turns on the switch element 202 and supplies a power supply voltage to the pressure sensor 50. This corresponds to time t21 in FIG. As a result, the pressure sensor 50 outputs a known voltage Vd for diagnosis.
  • the actuator control device 200 measures the known voltage Vd output from the pressure sensor 50 for diagnosis in step S222, and diagnoses whether the correct voltage is being output. To do. Based on the diagnosis result of step S222, whether the pressure sensor 50 is abnormal or normal is determined in step S223. That is, if the known voltage Vd is within the expected range, it can be determined that the pressure sensor 50 and the circuit from the pressure sensor 50 to the signal measurement of the microcomputer 201 are normal.
  • step S223 If it is determined in step S223 that it is normal, “NO” is selected, and in step S224, the end of self-diagnosis is determined.
  • the above-described execution is performed in a short cycle, so that the route from step S220 to step S224 is repeated many times. That is, “NO” is selected and steps S220 to S224 are repeated until the diagnosis is completed in step S224.
  • step S224 When the self-diagnosis is completed, “YES” is selected in step S224. Then, the pressure sensor 50 outputs a voltage based on the output Vp that is the output pressure of the master cylinder 102. This output Vp is measured by the microcomputer 201. In step S225, the output Vp of the pressure sensor 50 is measured and held for use in control. Then, the self-diagnosis process ends.
  • step S225 is executed at regular time intervals, the output of the pressure sensor 50 or 70 corresponding to the control device 200 or 300 is A / D converted, and the digital value as the measurement result is stored in the memory. Retained and used for control. If the pressure sensor corresponding to the control device is abnormal, the abnormality is determined in step S223. At this time, the pressure sensor measurement value sent from another control device in step S226 is received and used for control. If a braking operation, that is, a braking operation is performed during the self-diagnosis, the braking operation is detected, and “Yes” is selected in the determination of step S220.
  • the pressure sensor measurement value sent from another control device in step S226 is received and used for control. That is, since the pressure sensor 50 is undergoing self-diagnosis and the detection value Vo50 by the pressure sensor 50 does not represent the MC pressure, the detection value of the second pressure sensor 70 of the foil pressure control device 300 acquired from the CAN 60 in step S226 is used. Set as measured value for control. As described above, if the self-diagnosis result is abnormal in step S223, it is selected and an abnormal process (not shown) is executed, and similarly to the above, the measured values of other sensors are received from other control devices and controlled in step S228. Hold for use.
  • Whether or not the braking operation is performed in step S220 in the second embodiment can be determined by using the following conditions alone or by combining a plurality of the following conditions.
  • the position detection value by the rotation sensor 111 indicates a value in a range where the brake is not operated and the electric motor of the electric brake actuator 100 is not operated.
  • the self-diagnosis is executed at the timing when the brake operation is not performed, that is, the detection value Vo50 of the pressure sensor 50 is not used for the control. There is an effect that braking control is not performed.
  • the braking control can be continued with the detection value Vo70 of the second pressure sensor 70, so that safety is not impaired.
  • step S210, step S310 includes the following description. These can be used alone or in combination.
  • a main control device that controls the overall control of the vehicle is determined, and a system in which a start signal (wake-up) is distributed from the main control device to each control device to notify the start of control is also available. is there. Note that the activation signal (wake-up) may not be via the CAN 60.
  • Example 2 it is determined whether or not the self-diagnosis determination of the pressure sensor 50 is executed based on the presence or absence of the brake operation in Step S220.
  • the present invention can be applied to a method of detecting a condition where the brake is not indirectly operated.
  • the following condition is a method for detecting a condition where the brake is not indirectly operated, that is, a judgment condition.
  • the fourth embodiment is a control method of the actuator control apparatus 200 when the self-diagnosis result is abnormal. It is an embodiment.
  • the pressure sensor 50 or 70 for example, the second pressure sensor 70 becomes abnormal and cannot be used, the self-diagnosis of the pressure sensor 50 is affected. In this case, it is conceivable that the self-diagnosis of the pressure sensor 50 cannot be executed at worst. The reason is that if the self-diagnosis of the pressure sensor 50 is executed, there is no means for detecting the actual MC pressure during that time, and the control shown in FIG. 2 may not be continued. In such a case, when one of the pressure sensors is abnormal, a method is preferred in which the other pressure sensor performs control of the actuator control device 200 while performing self-diagnosis.
  • FIG. 8 is a control block diagram
  • FIG. 9 is a time chart of the self-diagnosis of the pressure sensor 50 and the control of FIG. 8 and 9, the same parts as those in FIGS. 2 and 5 are denoted by the same reference numerals.
  • FIGS. 8 and 9 will be described together with the configuration of FIG. In FIG. 8, during the self-diagnosis period of the pressure sensor 50 shown in FIG. 9, since the detection value Vo70 of the second pressure sensor 70 is not obtained, the actuator control device 200 is controlled as follows.
  • the amount of depression of the brake petal 20 that the driver has depressed is detected by the petal stroke sensor 30, and the detected value is converted into a position command by the position command conversion processing of the input rod 10 in the actuator control device 200.
  • the current of the electric motor 110 is controlled to obtain a rotational force.
  • the rotational force of the electric motor 110 is converted into linear power to propel the assist piston 101 and generate braking force.
  • the control method of the actuator control device 200 is determined from the detected values of the other normal pressure sensor and the petal stroke sensor 30. There is an effect that the braking control can be executed continuously while making the difference.
  • the situation where the detection value Vo70 of the second pressure sensor 70 cannot be obtained is the same as a malfunction of the communication line CAN, for example, a communication error due to disconnection of the communication line CAN, noise mixing, etc. in addition to the abnormality of the sensor 70 itself. Can think. Even in such a situation, there is an effect that the braking control can be continuously executed while changing the control method of the actuator control device 200 as in FIGS.
  • Examples 1 to 4 are methods for controlling the actuator controller 200 while detecting the amount of depression of the brake petal 20 that the driver has depressed with the petal stroke sensor 30 and performing self-diagnosis of the pressure sensors 50 and 70. (See FIGS. 2 and 8).
  • the petal stroke sensor 30 is also an important sensor in addition to the pressure sensor 50, and is a target of failure diagnosis. It is important that the control can be continued even when the petal stroke sensor 30 fails. Become.
  • 10 and 11 show the control method of the actuator control device 200 when a failure is detected in the failure diagnosis of the petal stroke sensor 30 with control blocks.
  • the pressure sensors 50 and 70 are alternately self-diagnosed and determined to be normal.
  • a current command conversion element for estimating the motor current of the actuator 100 to be energized from the detection value of the pressure sensor 50 is added, and the rotation of the motor is controlled by the current command value as an output.
  • a position command conversion element for estimating the position of the assist piston 101 from the detection value of the pressure sensor 50 is added, and the rotation of the motor is controlled by the position of the input rod 10 serving as an output and the deviation value of the rotation sensor 111. Yes.
  • the actuator control device 200 can be controlled while executing self-diagnosis of the pressure sensors 50 and 70 alternately.
  • the control method of the actuator control device 200 when an abnormality is detected as a result of self-diagnosis has been described. This will encourage driving accordingly and improve safety. Therefore, when the result of the self-diagnosis is abnormal, a warning display can be turned on to alert the driver and clarify the abnormal part.
  • the abnormality result due to the self-diagnosis of the pressure sensors 50 and 70 is not overwritten and accumulated for each self-diagnosis.
  • the abnormality result by the self-diagnosis is stored in a nonvolatile memory that can be stored as a history.
  • the self-diagnosis method of the two pressure sensors 50 and 70 and the set value of the MC pressure during the self-diagnosis have been described between the two control devices of the actuator control device 200 and the foil pressure control device 300. Even between two or more control devices does not depart from the scope of the present invention.
  • the master pressure control device for the braking control of the automobile and the embodiment of the self-diagnosis of the master pressure sensor and the stroke sensor in the wheel pressure control device have been described. It is not limited.
  • the present invention can be applied to a self-diagnosis such as a change amount detection sensor shared between the control device and the transmission control device.
  • control for electric motors such as industrial vehicles, railway vehicles, and elevators, auxiliary equipment, consumer equipment, and control equipment are also applied to self-diagnosis of a system having at least two change detection sensors. be able to.
  • the abnormality of the pressure sensor is diagnosed with a known voltage.

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Abstract

 車載用の制御装置は、車両に搭載され第1制御と第2制御をそれぞれ行う第1制御装置および第2制御装置と、同一の物理量をそれぞれ測定するための第1センサおよび第2センサと、第1制御装置と第2制御装置との間で情報を送受信するための伝送路と、を備えている。第1センサと第2センサの出力は、第1制御装置と第2制御装置によってそれぞれ取り込まれて、第1制御と第2制御のためにそれぞれ使用される。第1制御装置と第2制御装置は、第1センサと第2センサの診断をそれぞれ繰り返し行い、それぞれが第1センサの出力または第2センサの出力に基づいて計測した物理量の測定結果を伝送路を介して受信する。

Description

車載用の制御装置
 本発明は、車両に搭載される車載用の制御装置に関する。
 近年、自動車の制御装置では、きめ細かな制御に対応するため、バイワイヤ制御、たとえば、ブレーキバイワイヤ,スロットルバイワイヤ,ステアバイワイヤ等の電動アクチュエータによる制御が採用されるようになってきた。これらの制御装置では種々のセンサが必要となるが、センサが故障すると、制御不能による重大な事故の発生や、不安定な制御により運転者に不安感を与えることになる。そこで、センサの診断を行い、異常なセンサが判定された場合には、安全面からのバックアップが行われる。センサ自身が自己診断機能を有し、決められたタイミングによりセンサから診断信号を取得して異常を診断する方法が特開2003-200822号公報に開示されている。
 特開2003-200822号公報の技術は、制動制御システムにおける油圧センサの自己診断方法に関するものである。この先行技術では、複数のセンサを有する制動制御において、自己診断機能を有するセンサは重要度の高い油圧センサを1つだけ有し、自己診断するようになっている。
 そして、自己診断の開始タイミングは、制御の開始直前や、制動制御に悪影響が生じない一定の条件が成立した時点となっている。
特開2003-200822号公報
 特許文献1では、自動車の停止状態から制御の開始直前の自己診断でセンサ異常が判明した場合には、バックアップされた相応の制動制御に切り替えることができる。しかしながら、車両における事故を防止するために、より徹底した診断が望ましい。
 本発明は、診断をよりきめ細かく行い、安全性の高い制御装置を提供することを目的とする。
 本発明の第1の態様による車載用の制御装置は、車両に搭載され第1制御を行う第1制御装置と、車両に搭載され第2制御を行う第2制御装置と、同一の物理量をそれぞれ測定するための第1センサおよび第2センサと、第1制御装置と第2制御装置との間で情報を送受信するための伝送路と、を備えている。この車載用の制御装置において、第1センサの出力は、第1制御装置によって取り込まれて第1制御のために使用され、第2センサの出力は、第2制御装置によって取り込まれて第2制御のために使用され、第1制御装置は、第1センサの診断を繰り返し行い、第2制御装置は、第2センサの診断を繰り返し行い、第1制御装置と第2制御装置は、それぞれが第1センサの出力または第2センサの出力に基づいて計測した物理量の測定結果を伝送路を介して受信する。
 本発明の第2の態様によると、第1の態様の車載用の制御装置において、第1制御装置は、第1センサの診断動作に基づき、第1センサによる物理量の測定値に代えて、伝送路を介して受信した第2制御装置からの情報に基づいて第1制御を行うことができる。
 本発明の第3の態様によると、第1あるいは第2の態様の車載用の制御装置において、第1制御装置は、第1センサが異常の場合に、第1センサによる物理量の測定値に代えて、伝送路を介して受信した第2制御装置からの情報に基づいて第1制御を行うことが好ましい。
 本発明の第4の態様によると、第1~第3いずれかの態様の車載用の制御装置において、第1制御装置は、第1センサの診断を行っている場合に、第1センサによる物理量の測定値に代えて、伝送路を介して受信した第2制御装置からの情報に基づいて第1制御を行ってもよい。
 本発明の第5の態様による車載用の制御装置は、車両に搭載され制動用のマスタシリンダの出力圧を制御するための第1制御を行う第1制御装置と、車両に搭載され制動用のホイル圧制御機構を制御するための第2制御を行う第2制御装置と、マスタシリンダの出力圧を測定するための第1センサおよび第2センサと、第1制御装置と第2制御装置との間で情報を送受信するための伝送路と、を備えている。この車載用の制御装置において、第1センサの出力は、第1制御装置によって取り込まれて第1制御のために使用され、第2センサの出力は、第2制御装置によって取り込まれて第2制御のために使用され、第1制御装置は、第1センサの診断を繰り返し行い、第2制御装置は、第2センサの診断を繰り返し行い、第1制御装置と第2制御装置は、それぞれが第1センサの出力または第2センサの出力に基づいて計測したマスタシリンダの出力圧測定結果を伝送路を介して受信する。
 本発明の第6の態様による車載用の制御装置は、車両の制動を制御するためのマスタシリンダの出力圧を制御する第1制御を行う第1制御装置と、マスタシリンダの出力圧を受け車輪に制動力を発生する作動油を送るホイル圧制御機構を駆動するための第2制御を行う第2制御装置と、マスタシリンダの出力圧を測定するための第1圧力センサおよび第2圧力センサと、を備えている。この車載用の制御装置において、第1制御装置と第2制御装置とは、情報を送受信するための機能をそれぞれ有し、第1圧力センサの出力は、第1制御装置によって取り込まれて第1制御のために使用され、第2圧力センサの出力は、第2制御装置によって取り込まれて第2制御のために使用され、第1制御装置は、第1センサの診断を繰り返し行い、第2制御装置は、第2センサの診断を繰り返し行い、第1制御装置と第2制御装置は、それぞれが第1圧力センサの出力または第2圧力センサの出力に基づいて計測したマスタシリンダの出力圧測定結果を互いに送受する。
 本発明の第7の態様によると、第6の態様の車載用の制御装置において、第1制御装置は、第1圧力センサの診断動作に基づき、第1圧力センサによるマスタシリンダの出力圧の測定値に代えて、第2制御装置から受信した情報に基づいて第1制御を行うことができる。
 本発明の第8の態様によると、第6あるいは第7の態様の車載用の制御装置において、第1制御装置は、第1圧力センサが異常の場合に、第1圧力センサによるマスタシリンダの出力圧の測定値に代えて、第2制御装置から受信した情報に基づいて第1制御を行うことが好ましい。
 本発明の第9の態様によると、第6~第8いずれかの態様の車載用の制御装置において、第1制御装置は、第1圧力センサの診断を行っている場合に、第1圧力センサによるマスタシリンダの出力圧の測定値に代えて、第2制御装置から受信した情報に基づいて第1制御を行ってもよい。
 本発明の第10の態様による車載用の制御装置は、車両の制動を制御するためのマスタシリンダの出力圧を制御するアシストピストンと、アシストピストンを移動させるための電動機と、電動機を駆動する第1制御を行う第1制御装置と、マスタシリンダの出力圧を受け車輪に制動力を発生する作動油を送るためにホイル圧制御機構を駆動する第2制御を行う第2制御装置と、マスタシリンダの出力圧を測定するための第1圧力センサおよび第2圧力センサと、を備えている。この車載用の制御装置において、第1制御装置と第2制御装置とは情報を送受信するための機能をそれぞれ有し、第1圧力センサの出力は、第1制御装置によって取り込まれて第1制御のために使用され、第2圧力センサの出力は、第2制御装置によって取り込まれて第2制御のために使用され、第1制御装置は、第1センサの診断を繰り返し行い、第2制御装置は、第2センサの診断を繰り返し行い、第1制御装置は、第1制御において、ブレーキペダルの操作に基づき、マスタシリンダの出力圧に関する指令値を求め、さらに第1圧力センサの出力による測定結果と指令値とに基づき、電動機を制御し、第1制御装置と第2制御装置は、それぞれが第1圧力センサの出力または第2圧力センサの出力に基づいて計測したマスタシリンダの出力圧測定結果を互いに送受する。
 本発明の第11の態様によると、第10の態様の車載用の制御装置において、第1制御装置および第2制御装置のいずれか少なくとも一方は、第1圧力センサあるいは第2圧力センサの診断に基づき、マスタシリンダの出力圧を測定できない場合に、他の制御装置から受信したマスタシリンダの出力圧を使用して制御を行うことが好ましい。
 本発明によれば、制御装置の安全性を更に向上できる効果がある。
本発明の制動制御システムのブロック図。 本発明の電動ブレーキ式アクチュエータの制御ブロック図。 本発明のマスタ圧センサの処理回路図。 本発明のマスタ圧センサの自己診断出力波形図。 本発明のマスタ圧センサの自己診断の時系列図。 本発明のマスタ圧センサ自己診断の制御フロー図。 本発明の他のマスタ圧センサ自己診断の制御フロー図。 本発明のマスタ圧センサが異常時の制御ブロック図。 本発明のマスタ圧センサが異常時の時系列図。 本発明のペタルストロークセンサが異常時の制御ブロック図。 本発明のペタルストロークセンサが異常時の他の制御ブロック図。
 以下、本発明の実施形態を説明する。
 図1は本発明が適用された自動車用の制動制御装置の構成図である。この制動制御装置は、アクチュエータ100およびアクチュエータ制御装置200を備えている。アクチュエータ100はマスタシリンダ102および電動機を備え、ブレーキペタル20の操作に基づきマスタシリンダ102が出力するブレーキ液の液圧を発生するための機構である。図2は図1に示すアクチュエータ100を駆動し制御するためのアクチュエータ制御装置200の制御ブロックの構成図である。
 図1によりアクチュエータ100の構成について説明する。インプットロッド10は、一端がブレーキペタル20に連結され、他端にインプットピストン12が設けられている。インプットピストン12はブレーキペタル20の操作に基づいてマスタシリンダ102のプライマリ液室103に挿入されるように構成されているので、運転者のブレーキ操作によってマスタシリンダ102の出力圧(以下マスタ圧と記す)が上昇する。また、マスタ圧に応じた力が反力としてインプットロッド10を介してブレーキペタル20に作用し、運転者に伝達される。
 マスタシリンダ102は、インプットピストン12やアシストピストン101によって加圧されるプライマリ液室103と、セカンダリピストン104によって加圧されるセカンダリ液室105との2つの加圧室を有するタンデム式のシリンダである。セカンダリピストン104はフリーピストンであり、ピストン両側の圧力が同じとなるように移動する。従ってプライマリ液室103とセカンダリ液室105の圧力は常に略同じ圧力となる。インプットピストン12やアシストピストン101により加圧された作動液は、マスタ配管106,107を経由して、ホイル圧制御弁を備えるホイル圧制御機構302に供給される。ホイル圧制御機構302は、マスタ配管106,107からの液圧を受け、制動力を発生するために作動油の圧力を制御して、その作動油を車両の各車輪に設けられた図示しない油圧ブレーキのホイルシリンダへ分配する。ホイルシリンダは作動油の油圧に基づき各車輪のディスクロータをブレーキパッドで押圧し、摩擦制動力を発生する。ホイル圧制御機構302はホイル圧制御装置300によって制御される。
 アシストピストン101の外周には、電動機の中空形状の回転子108が配置されている。アシストピストン101の外周面と回転子108の内周面とは、ボールねじ109を介して噛合うようになっている。これにより、回転子108の回転力がアシストピストン101の直線動力に変換される。回転子108は、損失の少ない磁気回路を構成する材料で作られており、渦電流の発生しがたい構造をしている。一方、ボールねじ109との噛合いを考慮すると、磨耗の少ない材料で回転子108を作ることが望ましい。従って、ボールねじ109と噛合う部分(以下ボールねじナット部と記す)と、回転トルクを発生する回転子として作用する部分とを分けて製造し、これらの部分を組立て時に機械的に一体化することで、回転子108を製造することが望ましい。以下では記載を簡素化するために、上記機械的に一体化された構造を代表して回転子108と呼ぶことにする。
 回転子108に回転トルクを発生するために、電動機は固定子巻線110を有している。この固定子巻線110に交流電流を供給することにより、回転子108に回転トルクが発生する。回転子108には、固定子巻線110が発生する回転磁界に基づいて回転トルクを発生するための永久磁石からなる磁極が形成されている。固定子巻線110に供給される固定子電流を制御することにより、電動機の回転トルクを制御して、アシストピストン101をマスタシリンダ102へ押し込んだり、押し戻したりすることができる。これにより、マスタシリンダ102の出力液圧を制御し、制動力を調整することができる。
 電動機の回転子108の位置すなわち回転状態は、回転センサ111により検出される。従って、回転センサ111の出力からアシストピストン101の位置や移動速度を検知できる。検知されたアシストピストン101の位置や移動速度に基づいて、電動機による制動力および目標制動力に近づけるための応答速度などが制御される。アクチュエータ100が有する電動機の制御は、アクチュエータ制御装置200によって行われる。アクチュエータ制御装置200には、固定子110の励磁信号,電動機電流信号,回転センサの位置信号など、アクチュエータ100の制御に必要な電気信号40が接続されている。さらに、アクチュエータ100の制御に供するセンサ信号として、ブレーキペタル20の操作量を検出するストロークセンサ30,プライマリ液室103に連結されたマスタ配管106の圧力を検出する圧力センサ50が接続されている。なお、ストロークセンサ30はセンサ31とセンサ32の2つの同一のセンサで構成されている。
 次に、図2によりアクチュエータ制御装置200の制御ブロックの構成を説明する。アクチュエータ制御装置200は、ブレーキ操作量を表すストロークセンサ30の検出値から、目標とする制動力を演算する。例えば、目標とするマスタシリンダ102の出力圧力(以下、MC圧と称す)の指令値変換によりMC圧指令値を算出する。制御目標であるMC圧指令値と実際のMC圧の値を示す圧力センサ50の検出値とを比較して制御偏差を算出し、それに基づいて補償演算を実行する。そして、電流制御ブロックにより、図示されないセンサで検出された電動機電流が制御目標の値になるように、固定子110に接続された駆動回路の制御を行っている。すなわち、ブレーキペダルの操作量に基づき、目標MC圧を算出し、実際の圧力が目標MC圧となるようにアシストピストン101の位置を制御する。アシストピストン101の位置の制御は電動機の発生トルクを制御することにより行われる。
 車両駆動用電動機で走行する純粋な電気自動車や車両駆動用電動機とエンジンを併用して走行するハイブリッド車では、車両駆動用電動機を発電機として動作させる、いわゆる回生制御を行うことにより制動力を発生できる。車両の制動力制御は、車両駆動用電動機の回生制御による制動力と、先に説明した摩擦力による制動力との両方の組合せとなる。運転者のブレーキペタル20による操作に対してエネルギー効率を向上する目的で車両駆動用電動機の回生制御のみで制動力の制御を行う場合、摩擦制動が発生しないようにすることが必要である。この場合はインプットピストン12により発生するマスタシリンダ102の液圧上昇を抑えるために、電動機はアシストピストン101をマスタシリンダ102と反対方向に移動する。
 またブレーキペタル20による操作に対して、回生制御により発生する制動力(以下回生制動と記す)と摩擦制動とを併用する場合、アクチュエータ制御装置200は、回生制動に相当する作動油の圧力を減ずるために、アシストピストン101を引き戻す方向に電動機を制御する。すなわち、プライマリ液室103の液圧を低減するように電動機を制御する。これらの回生ブレーキ協調の制御信号は、図示しない他の制御装置からローカルエリアネットワークの1つであるCAN(Controller Area Network)60を経由してアクチュエータ制御装置200に入力される。これにより、アクチュエータ制御装置200に対して指令が与えられる。アクチュエータ制御装置200はこの指令に基づいて、目標制動力から回生制動が受け持つ分を減じた制動力に相当する圧力を目標圧力として電動機を制御する。
 制動制御では、上述した回生協調の制動力制御すなわちマスタシリンダ102の液圧制御の他に、曲線道路等の走行で生ずる横滑りを防止するなど、車両走行安全性の向上に関する制御がある。こうした制御は、車両の挙動によって制動力を調整するホイル圧制御装置300によって行われる。アクチュエータ100が搭載された車両では、ホイル圧制御装置300とアクチュエータ制御装置200との間で協調した制御が必要となる。
 図1においては、ホイル圧制御装置300とアクチュエータ制御装置200は、CAN60でネットワーク接続されている。また、プライマリ液室103に連結されたマスタ配管106の圧力を、圧力センサ50に対して独立した第2圧力センサ70で検出するようになっている。
 車両の制動制御では、安全性の向上,安全性の確保が非常に重要である。そのため、制動制御に供する制御装置、例えば上述したアクチュエータ制御装置200やホイル圧制御装置300等に関して、重要な制御パラメータを検知するセンサであるマスタシリンダ102の出力の液圧を検知する圧力センサは、各制御装置ごとに設けられている。すなわち、アクチュエータ制御装置200やホイル圧制御装置300がそれぞれ対応した圧力センサを備えている。このようにはせず、仮に複数の制御装置間で圧力センサを共用すると、センサの故障によりセンサを共用している制御装置の全てが制御不能となる。例えばアクチュエータ制御装置200とホイル圧制御装置300とがマスタシリンダ102の液圧を検知する圧力センサを共用すると、センサ故障時には両方の制御装置が制御不能となり、ブレーキ制御の異常をバックアップできなくなる。そのため、重大な障害が生ずる可能性がある。さらにまた、CAN60が通信不能となっても、同時に複数のセンサが故障する可能性は少ない。各制御装置はそれぞれのセンサにより制御対象の検出ができるので、CAN60が通信不能となった場合は各制御装置によりフェールセーフ制御を行って、重大な障害の影響を低減させることができる。
 図1では重要な制御対象のセンサである圧力センサ50がアクチュエータ制御装置200の制御用に、第2圧力センサ70がホイル圧制御装置300の制御用にと、それぞれ独立して設けられている。このように、同一の制御対象であるマスタシリンダ102の出力の液圧を測定するために、圧力センサ50と第2圧力センサ70とか設けられている。すなわち、同じ測定対象に対して、独立した複数の検出器が設けられている。それぞれのセンサ出力はセンサ自体の誤差範囲内に収まるため、略同一の検出結果を示す。この特性を利用すれば、上述のセンサの不具合による重大な障害を低減するだけでなく、センサの自己診断も容易である。
 次にセンサの自己診断について説明する。図3は圧力センサ50の駆動回路を示す。第2圧力センサ70も実質同一の回路構成で、動作も同じであるので、代表して圧力センサ50に基づいて説明する。
 アクチュエータ制御装置200の制御パラメータを検出する圧力センサ50は、アクチュエータ制御装置200から電力の供給を受けるために、電源線51とGND線53とでアクチュエータ制御装置200に接続されている。さらに、圧力センサ50の検出結果Vdを出力するための出力線52で、圧力センサ50とアクチュエータ制御装置200とが接続されている。この回路構成で、圧力センサ50の電源線51には、センサ電源Vsの電圧がスイッチ素子202を介して印加され、圧力センサ50の出力線52はマイコン201のアナログ入力端子に接続され、圧力センサ50のGND線53はアクチュエータ制御装置200のGNDに接続されている。ホイル圧制御装置300と第2圧力センサ70との間でも同様の回路構成となっている。
 アクチュエータ制御装置200が本来の目的であるアクチュエータ100に対する制御を行っていない状態であるとき、例えば車両の起動時に、圧力センサ50の自己診断が行われる。この自己診断について次に説明する。なお、ホイル圧制御装置300においても、上記起動時には圧力センサ50の自己診断と略同時に、並行して第2圧力センサ70の自己診断の動作が実行される。これらの自己診断方法は同じであり、代表して圧力センサ50について説明する。
 図4は、圧力センサ50が正常である場合に、センサ電源Vsの電圧がスイッチ素子202を介して圧力センサ50に印加されることにより、圧力センサ50から出力される既知の電圧Vdを示している。この電圧Vdが、圧力センサ50の自己診断用に使用される。圧力センサ50は、センサ内の回路が正常な場合に電圧が印加されると、検出されるべき被測定圧力の高低にかかわらず、既知の電圧Vdを出力するように作られている。図4はその一例で、時点t1でスイッチ素子202が導通してセンサ電源Vsの電圧が圧力センサ50に印加される。この電圧印加で時点t1~時点t2までの間、センサの動作が正常であれば、センサの出力端から既知の電圧Vdが出力される。第2圧力センサ70も同様である。圧力センサ50および第2圧力センサ70は、その内部に、圧力に応答するための集積回路および入出力回路、さらには既知電圧を発生するためのスイッチング回路などを有している。圧力センサ50や第2圧力センサ70において、集積回路を含めた回路に断線を含む異常が発生すると、既知の電圧Vdを出力することが困難となる。
 また仮に圧力センサ50や第2圧力センサ70から正常を示す既知の電圧Vdが出力されたとしても、圧力センサ50や第2圧力センサ70の出力をマイコン201に導く出力線52や、マイコン201内の圧力センサの出力を検出する回路に、異常が発生していると、既知の電圧Vdを正常に検出できない。従って既知の電圧Vdを検出できるかどうかを検査することにより、圧力センサ50や第2圧力センサ70のみならずその出力を検出する回路についても併せて診断することが可能となる。この診断は時点t1から時点t2の間で行われる。その後マスタシリンダ102の出力であるMC圧の検知動作が行われ、MC圧に基づく出力Vpを、出力線52を介してアクチュエータ制御装置200あるいはホイル圧制御装置300に出力する。アクチュエータ制御装置200やホイル圧制御装置300の内部の制御用マイコン201は、上記出力線52を介して送られてきたMC圧をAD変換しそれぞれ制御に利用する。
 センサ電源Vsの電圧の印加後、診断期間である時点t1~時点t2までの期間は、この実施の形態では、数100msである。この診断期間は、圧力センサ50や70は実際のマスタシリンダ102の出力に基づかない既知電圧を出力するので、この期間は制動制御を行うことができない。しかし、車両の起動時においては数100msの短い期間であれば、制動制御を行えなくても、特別問題が生じない。
 次に車両の停止中あるいは車両の走行中での圧力センサ50や70の自己診断について説明する。図5は車両の起動時だけでなく、車両の停止中あるいは車両の走行中での自己診断の方法を示している。図5で、時点t1~t2の期間では図4で説明した起動時の自己診断が行われる。この診断期間では、圧力センサ50,70は、略同時に並列的に自己診断が行われる。一方、時点t2~t3の期間は、車両の停止中および走行中に係らず、圧力センサ50,70がMC圧を検出する期間である。この期間内で、アクチュエータ制御装置200は圧力センサ50の検出値である出力Vpを検出する。ホイル圧制御装置300も同じく第2圧力センサ70の検出値である出力Vpを検出する。上記圧力センサ50や第2圧力センサ70の検出結果に基づき制動制御が行われる。
 時点t3で、アクチュエータ制御装置200は、センサ電源Vsから圧力センサ50への電圧の印加を、スイッチ素子202をオフすることにより停止する。次の時点t21でスイッチ素子202を再びオンすると、圧力センサ50に電圧が印加され、時点t21~t22の期間で自己診断が行われる。上述の通り、自己診断の期間である時点t21~t22の期間では、圧力センサ50は診断のための既知の電圧Vdを出力するので、実際のMC圧を検出できない。従ってアクチュエータ制御装置200は、制御に必要なMC圧を圧力センサ50の代わりに第2圧力センサ70からホイル圧制御装置300を介して取得する。すなわち時点t21~t22の期間では、ホイル圧制御装置300は第2圧力センサ70の出力を検出することで、マスタシリンダ102の出力であるMC圧を検出する。一方、アクチュエータ制御装置200はCAN60を介してこのMC圧をホイル圧制御装置300から取得する。従って時点t21~t22の期間では、圧力センサ50の診断を行っているにもかかわらず、アクチュエータ100を制御することができる。
 圧力センサ50の自己診断が終了する時点t22以降は、時点t23まで、アクチュエータ制御装置200は圧力センサ50の出力Vpを検出し、ホイル圧制御装置300は第2圧力センサ70の検出値である出力Vpを検出し、それぞれ独自に制動制御を行う。
 時点t23で、ホイル圧制御装置300は、第2圧力センサ70の診断のため、スイッチ素子202に相当するホイル圧制御装置300内に設けられたスイッチ素子をオフし、第2圧力センサ70へのセンサ電源Vsからの電圧印加を停止する。その後、ホイル圧制御装置300内に設けられたスイッチ素子202に相当するスイッチ素子をオンし、時点t31で第2圧力センサ70への電圧印加を開始する。この動作により、時点t31~t32の期間で第2圧力センサ70の自己診断が行われる。
 時点t31~t32の自己診断の期間では、第2圧力センサ70はマスタシリンダ102の出力の検知が行えないので、ホイル圧制御装置300は、アクチュエータ制御装置200からCAN60を介してマスタシリンダ102の出力である出力Vpを受け、ホイル圧制御装置300の制御である、制動制御を行う。時点t32で第2圧力センサ70の自己診断が終了し、アクチュエータ制御装置200は圧力センサ50の出力Vpに基づいて、またホイル圧制御装置300は第2圧力センサ70の出力Vpに基づいて、それぞれ制御を行う。
 なお、図5での制御は、もちろん制動制御が必要となったことを前提として説明している。制動制御が必要ない状態、例えばブレーキペタル20が操作されない加速状態では、図5の期間に関係なく、アクチュエータ制御装置200やホイル圧制御装置300は制動制御を行わない。
 図6は、アクチュエータ制御装置200が自己診断の動作を行う際の制御フロー図である。以下では、図5の経過時間を参考として図6を説明する。図6の制御フローは一定時間間隔で繰り返し実行される。アクチュエータ制御装置200は、ステップS210で車両が起動状態かどうかの判定を行う。車両が起動状態であれば、ステップS210の判断はYESとなり、ステップS211で圧力センサ50の自己診断のサブルーチンを実行する。時点t1から時点t2の期間では、図6の制御フローが一定時間間隔で繰り返し実行されるごとにステップS210からステップS211に進み、圧力センサ50の自己診断が繰り返される。時点t2で、車両が起動状態でのステップS211での自己診断が終了する。時点t2が終わると、次の制御フローの実行では、ステップS210の判断はNOとなり、ステップS213に進む。
 図5の時点t2~t3の期間では圧力センサ50の自己診断が実行されない。従ってステップS213でNOが選択され、ステップS214で圧力センサ50の出力Vpがマスタシリンダ102の出力の液圧として検出される。この検出値はホイル圧制御装置300に送信されると共に、この検出値に基づいて、ステップS212で制動制御が実行可能となる。もしブレーキペタル20が操作されるなどにより制動制御の必要が生じた場合に、アクチュエータ100の制御がステップS212で実行される。
 上述のとおり、図6のプログラムは一定時間間隔で実行される。図5の時点t3のタイミングではステップS210がNOと判断され、次のステップS213で判断がYESとなる。このときステップS215のサブルーチンが実行され、アクチュエータ制御装置200は、先ず図3に示すスイッチ素子202をオフする。これにより圧力センサ50に印加されていた電源電圧の供給が停止される。そしてステップS216からステップS212を通り、タイミングt3における圧力センサ50の自己診断の実行が終わる。上述のとおり、図6のプログラムは一定時間間隔で実行されているので、タイミングt3の後タイミングt21まで上記の自己診断の実行状態が繰り返される。なお常にステップS216を通るので、ホイル圧制御装置300からマスタシリンダ102の出力である出力Vpの測定結果が届いていれば、アクチュエータ制御装置200はその測定結果をステップS216で受け取る。ステップS212で制動制御が必要となる場合には、ステップS216で受け取ったマスタシリンダ102の出力Vpに基づいて制動力制御を行う。
 図5に示すタイミングt21になると、ステップS213でYESと判断される。この判断結果に基づいて、ステップS215のサブルーチンが実行される。今度は図3のスイッチ素子202が再びオン状態となり、圧力センサ50に電圧が印加される。このとき圧力センサ50は正常であれば既知の電圧Vdを出力する。ここから時点t22までの期間、圧力センサ50の診断が行われる。時点t21からt22までの自己診断期間では、圧力センサ50によるMC圧の検出が不可能であり、アクチュエータ制御装置200は、ステップS216でホイル圧制御装置300から送られてくる第2圧力センサ70の測定結果を受け取る。ブレーキペタル20が操作されるなどして、制動制御が必要な場合には、受け取った第2圧力センサ70の測定結果を使用してステップS212のアクチュエータ100の制御を実行する。
 図5に示す時点t22から次の自己診断までの期間では、ステップS213はNOと判断される。このときアクチュエータ制御装置200は、ステップS214で圧力センサ50の出力Vpを測定し、その測定結果をCAN60を介してホイル圧制御装置300へ送信する。また制動制御が必要な場合には、ステップS214での測定結果を使用して、ステップS212で制動制御を実行する。上述の通り、図6のソフトは一定時間間隔で実行されるので、時点t22から次の自己診断までの期間では、アクチュエータ制御装置200はこのルートでの処理の実行を繰り返す。
 次にホイル圧制御装置300の制御を説明する。ホイル圧制御装置300の動作は、基本的には、上記で説明したアクチュエータ制御装置200の動作と類似する。
 上述のとおり、図6の制御フローは一定時間間隔で繰り返し実行される。ホイル圧制御装置300は、ステップS310で車両が起動状態かどうかの判定を行う。車両が起動状態であれば、ステップS310の判断はYESとなり、ステップ311で第2圧力センサ70の自己診断のサブルーチンを実行する。図5に示す時点t1から時点t2の期間は自己診断の期間である。この期間では、図6の制御フローが一定時間間隔で繰り返し実行されるごとにステップS310からステップ3211に進み、第2圧力センサ70の自己診断が繰り返し実行される。時点t2で、車両が起動状態でのステップS311での自己診断が終了する。時点t2が終わると、次の制御フローの実行では、ステップS310の判断はNOとなり、ステップS313に進む。
 図5に示す時点t2から時点t23の期間では第2圧力センサ70の自己診断が実行されない。従ってステップS313でNOが選択され、ステップS314に進み、ステップS314で第2圧力センサ70の出力Vpがマスタシリンダ102の出力の液圧として検出される。この検出値はアクチュエータ制御装置200に送信されると共に、この検出値に基づいて、ステップS312で制動制御が実行可能となる。もしブレーキペタル20が操作されるなどにより制動制御の必要が生じた場合に、ホイル圧制御装置300の制御がステップS312で実行される。
 上述のとおり、図6のプログラムは一定時間間隔で実行される。図5の時点t23のタイミングではステップS310がNOと判断され、次のステップS313で判断がYESとなる。このときステップS215のサブルーチンが実行され、ホイル圧制御装置300は、先ず図3に示すスイッチ素子202に相当するホイル圧制御装置300の内部に設けられているスイッチ素子をオフする。これにより第2圧力センサ70に印加されていた電源電圧の供給が停止される。そしてステップS316からステップS312を通り、タイミングt23における第2圧力センサ70の自己診断の実行が終わる。上述のとおり、図6のプログラムは一定時間間隔で実行されているので、タイミングt23の後タイミングt31まで上記の自己診断の実行状態が繰り返される。なお常にステップS316を通るので、アクチュエータ制御装置200からマスタシリンダ102の出力である出力Vpの測定結果が届いていれば、ホイル圧制御装置300はその測定結果をステップS316で受け取る。ステップS312で制動制御が必要となる場合には、ステップS316で受け取ったマスタシリンダ102の出力Vpに基づいて制動力制御を行う。
 図5に示すタイミングt31になると、ステップS313でYESと判断される。この判断結果に基づいて、ステップS315のサブルーチンが実行される。今度は図3のスイッチ素子202に対応するホイル圧制御装置300内のスイッチ素子が再びオン状態となり、第2圧力センサ70に電源電圧が印加される。このとき第2圧力センサ70が正常であれば既知の電圧Vdを出力する。ここから時点t32までの期間、第2圧力センサ70の診断が行われる。時点t31からt32までの自己診断期間では、第2圧力センサ70によるMC圧の検出が不可能であり、ホイル圧制御装置300は、ステップS316でアクチュエータ制御装置200から送られてくる圧力センサ50の測定結果を受け取る。ブレーキペタル20が操作されるなどして、制動制御が必要な場合には、受け取った圧力センサ50の測定結果を使用してステップS312のホイル圧制御装置300の制御を実行する。
 図5に示す時点t2からt23までの期間および時点t32から次の自己診断までは、ステップS313はNOと判断される。このときホイル圧制御装置300は、ステップS314で第2圧力センサ70の出力Vpを測定し、その測定結果をCAN60を介してアクチュエータ制御装置200へ送信する。また制動制御が必要な場合には、ステップS314での測定結果を使用して、ステップS312で制動制御を実行する。上述の通り、図6のソフトは一定時間間隔で実行されるので、時点t2からt23までの期間、および時点t32から次の自己診断までの期間では、ホイル圧制御装置300は、このルートでの処理の実行を繰り返す。
 ホイル圧制御装置300の第2圧力センサ70の自己診断実行期間(時点t1~時点t2、時点t23~時点t32)と、アクチュエータ制御装置200の圧力センサ50の自己診断実行期間(時点t1~時点t2、時点t3~時点t22)とは、図5に示したように、車両の始動時の自己診断実行期間である時点t1~t2の期間のみが重複している。すなわち、圧力センサ50と第2圧力センサ70について、車両の始動時の自己診断は同時に行われるが、車両の始動終了後は必ず異なったタイミングで自己診断が実行される。本発明の実施例1では、各圧力センサの自己診断において、始動時以外では、アクチュエータ制御装置200とホイル圧制御装置300に対応した圧力センサが同時に自己診断されることがない。従って、一方の制御装置において圧力センサを自己診断中のときには、他方の制御装置における圧力センサの検出値を使用できるため、複数の制御装置は共に制御を中断することなく圧力センサの自己診断を実行できる効果がある。これにより、制御に関する安全性や信頼性が向上する。
 圧力センサ50,70の自己診断用の出力波形は図4に限定されるものではなく、いろいろ設定可能である。また2つの自己診断出力を異なった波形とすることもできる。また、センサ電源Vsのオン,オフにより自己診断を開始する以外に、制御装置から各センサへ診断信号を加えることで診断モードが開始されるようにしても良い。
 実施例1では、図5に示したように時点t21で圧力センサ50の自己診断、時点t31で第2圧力センサ70の自己診断をそれぞれ実行している。このように、一定周期ごとに交互に自己診断を実行している。さらに2つの制御装置が制動制御を実行していても、時点t3~t22の期間,時点t23~t32の期間では、それぞれ異なる制御装置のセンサの検出値を伝送路を介して受け取り、使用している。
 実施例1のような一定周期ごとの自己診断では、例えば図4に示した自己診断のための既知の電圧Vdが時点t1~t2を越えて出力するような誤動作が生じる恐れがある。あるいは、CAN60を介した測定結果の伝送に遅れが生じたり、ノイズ混入により真の検出値が伝送できなかったりした場合に、誤った制動制御が行われる恐れがある。これらの障害の可能性を更に減少されることができれば、制御装置の信頼性が向上する。
 以下で説明する実施例2では、制動の操作状況や当該装置の非作動状況を検出し、自己診断を行うようにした。あるいは、これらの検出結果を一定周期ごとの自己診断と組合せることにより、自己診断を行うようにした。図7に、アクチュエータ制御装置200の圧力センサ50における自己診断のタイミング,診断後の処理,およびMC圧値Vmcのセット値の制御フローを示す。
 図7に示す圧力センサ50の自己診断の処理は、アクチュエータ制御装置200により、一定時間ごとに繰り返し実行される。さらに図7の自己診断の処理のフローとは別に、図2や後述するブレーキ制御のプログラムが図7のプログラムの実行と並行して一定時間ごとに実行されている。すなわち、自己診断プログラムとブレーキ制御のプログラムがそれぞれ別々に、予め定められている実行周期で実行されている。これらの制御の内、自己診断プログラムの実行について以下説明する。
 自己診断プログラムが一定時間間隔で実行されると、ステップS220でブレーキ操作(制動操作とも記載する)が行われているかどうかの判断がなされる。制動操作がされていない場合は「なし」が選択される。このときアクチュエータ制御装置200は、ステップS221で自己診断を行うために、センサ電源Vsの印加を先ず停止する。すなわち図3のスイッチ素子202をオフする。これは図5の時点t3に相当する。この制御により、圧力センサ50の自己診断が開始される。ステップS222とステップS223を通りぬけステップS224で自己診断が終了していないと判断されて、再びステップS220からステップS221に実行が移る。
 アクチュエータ制御装置200は、ステップS221で今度は、スイッチ素子202をオンして、圧力センサ50に電源電圧を供給する。これは図5の時点t21に対応する。これにより、圧力センサ50は診断のための既知の電圧Vdを出力する。今回の周期でも良いし、次の周期でも良いが、アクチュエータ制御装置200はステップS222で、圧力センサ50が診断のために出力する既知の電圧Vdを測定し、正しい電圧が出力されているかを診断する。ステップS222の診断結果に基づいて、ステップS223で圧力センサ50の異常,正常の判断を実行する。すなわち既知の電圧Vdが予定していた範囲内の電圧であれば、圧力センサ50および圧力センサ50からマイコン201の信号計測までの回路が正常と判断できる。ステップS223で正常と判断されると「NO」が選択され、ステップS224で自己診断の終了判定が実行される。実際には短い周期で上記実行が行われるので、ステップS220からステップS224のルートを何回も回ることと成る。すなわちステップS224で診断が終了するまでは「NO」が選択されてステップS220~S224が繰り返される。
 自己診断が終了すると、ステップS224で「YES」が選択される。すると圧力センサ50は、マスタシリンダ102の出力圧である出力Vpに基づく電圧を出力する。この出力Vpがマイコン201により測定される。ステップS225で圧力センサ50の出力Vpが測定されて制御に使用されるために保持される。そして自己診断の処理が終了する。
 自己診断されていない期間では、一定時間ごとにステップS225が実行されて、制御装置200や300に対応する圧力センサ50あるいは70の出力がA/D変換され、測定結果であるディジタル値がメモリに保持されて、制御に使用される。制御装置に対応した圧力センサが異常な場合には、ステップS223により異常が判定される。このとき、ステップS226で他の制御装置から送られてきた圧力センサの測定値を受信して制御に利用する。また自己診断実行中にブレーキ操作すなわち制動操作がされると、そのブレーキ操作が検知され、ステップS220の判定で「あり」が選択される。このとき、ステップS226で他の制御装置から送られてきた圧力センサの測定値を受信して制御に利用する。すなわち、圧力センサ50は自己診断中であり、圧力センサ50による検出値Vo50はMC圧を表していないので、ステップS226でCAN60から取得したホイル圧制御装置300の第2圧力センサ70の検出値を制御のための測定値としてセットする。上述のとおり、ステップS223で自己診断結果が異常の場合、選択されて図示しない異常処理を実行すると共に、上述と同様、ステップS228で他のセンサの測定値を他の制御装置から受信して制御に利用するために保持する。
 実施例2におけるステップS220の制動操作の有無判定は、下記条件を単独で用いて、あるいは複数を組み合わせることで判断できる。
(1)ブレーキスイッチがオフの場合。
(2)圧力センサ50の検出値Vo50あるいは第2圧力センサ70の検出値Vo70がブレーキを操作しない、すなわち電動機式アクチュエータ100の電動機が作動しない範囲の値を示す場合。
(3)ストロークセンサ30の検出値が、ブレーキを操作しない、電動機式アクチュエータ100の電動機が作動しない範囲の値を示す場合。
(4)回転センサ111による位置検出値が、ブレーキを操作しない、電動機式ブレーキアクチュエータ100の電動機が作動しない範囲の値を示す場合。
(5)CAN60で伝送されるブレーキ操作量のデータが操作していない範囲を示す場合。
 実施例2においては、実施例1で得られる効果以外に、ブレーキ操作が行われていないタイミング、すなわち、圧力センサ50の検出値Vo50が制御に使用されないタイミングで自己診断を実行するので、誤った制動制御が行われない効果がある。
 また、自己診断中にブレーキ操作が行われても、第2圧力センサ70の検出値Vo70で制動制御が継続できるので、安全性が損なわれることはない。
 なお、実施例1,2における圧力センサ50,70の起動時判定(図6、ステップS210,ステップS310)の方法は、下記記述が含まれる。これらを単独で、あるいは複数を組み合わせて用いることができる。
(1)イグニッションスイッチが動作した場合。
(2)制御装置にバッテリ電圧が供給された場合。
(3)ブレーキスイッチがオンした場合。
(4)ブレーキを踏んだ時にアクチュエータ制御装置200を起動させるような場合、制動制御を実行する以前に自己診断を実行することも可能である。
(5)ドアスイッチが動作した場合。自動車のキーレスシステムでは、イグニッションスイッチが廃止されており、ドアの開閉によって制御装置の電源がオンされるので、このような制御を行っても良い。
(6)CAN60からの起動信号により行っても良い。自動車制御のCAN通信では自動車全体の制御を統括する主制御装置が決められており、主制御装置から各制御装置に起動信号(ウエイクアップ)が配信されて、制御の開始が通知されるシステムもある。なお、起動信号(ウエイクアップ)はCAN60経由でなくても良い。
 実施例2では、ステップS220のブレーキ操作の有無によって、圧力センサ50の自己診断判定を実行するか否かの判定をしている。このようにブレーキを操作した時に変化する情報を直接検出する方法以外に、間接的にブレーキ操作されない条件を検出する方法であっても本発明を適用できる。
 下記条件は、間接的にブレーキ操作されない条件を検出する方法すなわち判断条件である。
(1)自動走行制御(ACC)を搭載した車両において、減速するための液圧指令が発生していない時。
(2)アンチロックブレーキシステム(ABS)やホイル圧制御装置(車両挙動制御(VDC)装置)が作動していない時。
(3)アクチュエータ100の制御において、ストロークセンサ30の情報のみでブレーキ制御をしている時。すなわち、圧力センサ50の検出値Vo50が制動制御に使用されない時。
 実施例1~3では、圧力センサ50,70の自己診断の方法と制動制御の継続方法について述べたが、実施例4は自己診断の結果が異常の場合についてのアクチュエータ制御装置200の制御方法の実施形態である。
 圧力センサ50または70の内、例えば第2圧力センサ70が異常となり使用できなくなると、圧力センサ50の自己診断に影響する。この場合、最悪では圧力センサ50の自己診断が実行できなくなることも考えられる。その理由は、圧力センサ50の自己診断を実行すると、その間に実際のMC圧を検出する手段がなくなり、図2に示した制御が継続できなくなる可能性があるためである。そのような場合、一方の圧力センサが異常の場合、他方の圧力センサは自己診断を行いながらアクチュエータ制御装置200の制御を実行させる方法が望ましい。
 図8は制御ブロック図、図9は圧力センサ50の自己診断と図8の制御のタイムチャートである。図8、9では、図2,図5と同一部分は同一符号で示している。以下、図8,9について図1の構成と共に説明する。図8において、図9に示す圧力センサ50の自己診断期間中t3~t22は、第2圧力センサ70の検出値Vo70が得られないので、アクチュエータ制御装置200は次のように制御される。
 運転者が踏み込んだブレーキペタル20の踏み量をペタルストロークセンサ30で検出して、その検出値をアクチュエータ制御装置200におけるインプットロッド10の位置指令変換の処理により、位置指令に変換する。この位置指令とアクチュエータ100の回転センサ111で検出したインプットロッド10の位置との偏差値により、電動機110の電流を制御して回転力を得るようにしている。電動機110の回転力が直線動力に変換されてアシストピストン101を推進し、制動力を発生させる。
 図9の期間t22~t33では、正常な圧力センサ50の検出値Vo50により図2の制御を実行する。
 実施例4では、圧力センサ50または70の自己診断により一方の圧力センサが異常と判断されても、他方の正常な圧力センサとペタルストロークセンサ30による検出値から、アクチュエータ制御装置200の制御方法を異ならせながら継続して制動制御を実行できる効果がある。なお、第2圧力センサ70の検出値Vo70が得られない状況は、センサ70自身の異常の他に、通信線CANの不具合、たとえば通信線CANの切断,ノイズ混入等による通信エラーなども同様に考えることができる。このような状況においても図8,図9と同様にアクチュエータ制御装置200の制御方法を異ならせながら継続して制動制御を実行できる効果がある。
 実施例1~4は、運転者が踏み込んだブレーキペタル20の踏み量をペタルストロークセンサ30で検出して、圧力センサ50と70の自己診断を実行しながらアクチュエータ制御装置200を制御する方法であった(図2,図8を参照)。
 アクチュエータ制御装置200では、圧力センサ50の他にペタルストロークセンサ30も重要なセンサであり、故障診断の対象となっているが、ペタルストロークセンサ30が故障時にも制御が継続できることが重要な条件となる。
 図10,図11は、ペタルストロークセンサ30の故障診断において、故障が検出された場合のアクチュエータ制御装置200の制御方法を制御ブロックで示したものである。ここでは、圧力センサ50と70が交互に自己診断されて、共に正常と判断されていることが前提要件となっている。
 図10では、圧力センサ50の検出値から通電すべきアクチュエータ100の電動機電流を推定する電流指令変換要素を付加し、出力となる電流指令値で電動機の回転を制御している。
 図11では、圧力センサ50の検出値からアシストピストン101の位置を推定する位置指令変換要素を付加し、出力となるインプットロッド10の位置と回転センサ111の偏差値によって電動機の回転を制御している。これにより、ペタルストロークセンサ30が故障した場合でも、圧力センサ50と70の自己診断を交互に実行しながらアクチュエータ制御装置200を制御できる効果がある。
 実施例4,5では自己診断の結果、異常が検出された場合のアクチュエータ制御装置200の制御方法について説明したが、車両の運転者に対して車両の故障部位を警告することは、安心感やそれ相応の運転を促すことになり、安全性を高めることができる。そこで、自己診断の結果が異常の場合、警告表示を点灯して運転者に注意を促し異常部位を明確にすることができる。
 実施例1~3において、たとえばイグニッションスイッチがオンしてからオフするまでの間、圧力センサ50,70の自己診断による異常結果は、自己診断ごとに上書きされ蓄積されることはない。
 しかし、車両として安全性に対して非常に重要な制動制御では、不測の事態に至らない対応として、異常結果を来歴として残し、異変を知ることは安全性を高めることになる。そこで、自己診断による異常結果を来歴として保存できる不揮発性メモリに保存する。
 実施例1~3はアクチュエータ制御装置200とホイル圧制御装置300の2つの制御装置間で、2つの圧力センサ50,70の自己診断の方法と自己診断中のMC圧のセット値について説明したが、2つ以上の制御装置間であっても本発明の範囲を逸脱するものではない。
 実施例1~5では、自動車の制動制御のマスタ圧制御装置とホイル圧制御装置におけるマスタ圧センサとストロークセンサの自己診断の実施形態について説明したが、制御対象と制御装置、およびセンサはこれに限定されるものではない。
 たとえば、自動車の制御においては、エンジン制御装置における燃料噴射制御と排気還流制御をそれぞれ行うためのA/Fセンサや排気ガス流量センサを少なくとも2つ有しているシステムや,電動式スロットルセンサ,エンジン制御装置と変速機制御装置間で共用される変化量検出センサなどの自己診断に適用することができる。
 また、産業用車両,鉄道車両,エレベータなどの電動機や、補機機器,民生機器,制御機器等の各種制御についても、変化量検出センサを少なくとも2つ有しているシステムの自己診断に適用することができる。
 上述の実施例では、圧力センサの異常を既知の電圧で診断すると説明したが、上述の実施例は圧力センサの異常だけでなく、圧力センサと制御装置の中のA/D変換器までの間の電気的接続の異常も検知できる。電気的な接続に異常があれば、センサが異常かどうかにかかわらず測定が困難と成る。この場合はセンサ出力値が既知の範囲内であるかどうかにより異常の判断が可能である。例えば断線していれば、出力はゼロ値あるいは電源電圧値となるなど、正常値が取り得る既知の範囲を超えた値を示す。車に搭載される装置の場合には、振動が多い環境で使用されたり、また塩分の多い地域を車両が走行する場合などのように厳しい環境で使用されたりすることが想定される。従ってセンサの内部の異常だけでなく、センサとセンサの出力を取込む制御回路の入力端子との間に異常が生じる可能性が多いと思われる。上記実施例はセンサの異常を判定する際に、良く行われる判定方法である予め想定した範囲を測定値が超えていないかどうかを比較機能により比較判断する、すなわち既知の値と計測値とを比較する方法を使用できる。このような不具合の判定方法を制御装置全体として効果的に利用できる。また不具合に対して十分な対応が可能となり、安全性や信頼性が向上する。
 次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
 日本国特許出願2009年第83977号(2009年3月31日出願)
10 インプットロッド
20 ブレーキペタル
31,32 ストロークセンサ
50,70 マスタ圧センサ
60 CAN
100 電動ブレーキ式アクチュエータ
200 アクチュエータ制御装置(マスタ圧制御装置)
300 ホイル圧制御装置

Claims (11)

  1.  車両に搭載され第1制御を行う第1制御装置と、
     前記車両に搭載され第2制御を行う第2制御装置と、
     同一の物理量をそれぞれ測定するための第1センサおよび第2センサと、
     前記第1制御装置と前記第2制御装置との間で情報を送受信するための伝送路と、を備えており、
     前記第1センサの出力は、前記第1制御装置によって取り込まれて前記第1制御のために使用され、
     前記第2センサの出力は、前記第2制御装置によって取り込まれて前記第2制御のために使用され、
     前記第1制御装置は、前記第1センサの診断を繰り返し行い、
     前記第2制御装置は、前記第2センサの診断を繰り返し行い、
     前記第1制御装置と前記第2制御装置は、それぞれが前記第1センサの出力または前記第2センサの出力に基づいて計測した前記物理量の測定結果を前記伝送路を介して受信する車載用の制御装置。
  2.  請求項1に記載の車載用の制御装置において、
     前記第1制御装置は、前記第1センサの診断動作に基づき、前記第1センサによる前記物理量の測定値に代えて、前記伝送路を介して受信した前記第2制御装置からの情報に基づいて前記第1制御を行う。
  3.  請求項1あるいは請求項2に記載の車載用の制御装置において、
     前記第1制御装置は、前記第1センサが異常の場合に、前記第1センサによる前記物理量の測定値に代えて、前記伝送路を介して受信した前記第2制御装置からの情報に基づいて前記第1制御を行う。
  4.  請求項1~請求項3のいずれかに記載の車載用の制御装置において、
     前記第1制御装置は、前記第1センサの診断を行っている場合に、前記第1センサによる前記物理量の測定値に代えて、前記伝送路を介して受信した前記第2制御装置からの情報に基づいて前記第1制御を行う。
  5.  車両に搭載され制動用のマスタシリンダの出力圧を制御するための第1制御を行う第1制御装置と、
     前記車両に搭載され制動用のホイル圧制御機構を制御するための第2制御を行う第2制御装置と、
     前記マスタシリンダの出力圧を測定するための第1センサおよび第2センサと、
     前記第1制御装置と前記第2制御装置との間で情報を送受信するための伝送路と、を備えており、
     前記第1センサの出力は、前記第1制御装置によって取り込まれて前記第1制御のために使用され、
     前記第2センサの出力は、前記第2制御装置によって取り込まれて前記第2制御のために使用され、
     前記第1制御装置は、前記第1センサの診断を繰り返し行い、
     前記第2制御装置は、前記第2センサの診断を繰り返し行い、
     前記第1制御装置と前記第2制御装置は、それぞれが前記第1センサの出力または前記第2センサの出力に基づいて計測した前記マスタシリンダの出力圧測定結果を前記伝送路を介して受信する車載用の制御装置。
  6.  車両の制動を制御するためのマスタシリンダの出力圧を制御する第1制御を行う第1制御装置と、
     前記マスタシリンダの出力圧を受け車輪に制動力を発生する作動油を送るホイル圧制御機構を駆動するための第2制御を行う第2制御装置と、
     前記マスタシリンダの出力圧を測定するための第1圧力センサおよび第2圧力センサと、を備えており、
     前記第1制御装置と前記第2制御装置とは、情報を送受信するための機能をそれぞれ有し、
     前記第1圧力センサの出力は、前記第1制御装置によって取り込まれて前記第1制御のために使用され、
     前記第2圧力センサの出力は、前記第2制御装置によって取り込まれて前記第2制御のために使用され、
     前記第1制御装置は、前記第1センサの診断を繰り返し行い、
     前記第2制御装置は、前記第2センサの診断を繰り返し行い、
     前記第1制御装置と前記第2制御装置は、それぞれが前記第1圧力センサの出力または前記第2圧力センサの出力に基づいて計測した前記マスタシリンダの出力圧測定結果を互いに送受する車載用の制御装置。
  7.  請求項6に記載の車載用の制御装置において、
     前記第1制御装置は、前記第1圧力センサの診断動作に基づき、前記第1圧力センサによる前記マスタシリンダの出力圧の測定値に代えて、前記第2制御装置から受信した情報に基づいて前記第1制御を行う。
  8.  請求項6あるいは請求項7に記載の車載用の制御装置において、
     前記第1制御装置は、前記第1圧力センサが異常の場合に、前記第1圧力センサによる前記マスタシリンダの出力圧の測定値に代えて、前記第2制御装置から受信した情報に基づいて前記第1制御を行う。
  9.  請求項6~請求項8のいずれかに記載の車載用の制御装置において、
     前記第1制御装置は、前記第1圧力センサの診断を行っている場合に、前記第1圧力センサによる前記マスタシリンダの出力圧の測定値に代えて、前記第2制御装置から受信した情報に基づいて前記第1制御を行う。
  10.  車両の制動を制御するためのマスタシリンダの出力圧を制御するアシストピストンと、
     前記アシストピストンを移動させるための電動機と、
     前記電動機を駆動する第1制御を行う第1制御装置と、
     前記マスタシリンダの出力圧を受け車輪に制動力を発生する作動油を送るためにホイル圧制御機構を駆動する第2制御を行う第2制御装置と、
     前記マスタシリンダの出力圧を測定するための第1圧力センサおよび第2圧力センサと、を備えており、
     前記第1制御装置と前記第2制御装置とは情報を送受信するための機能をそれぞれ有し、
     前記第1圧力センサの出力は、前記第1制御装置によって取り込まれて前記第1制御のために使用され、
     前記第2圧力センサの出力は、前記第2制御装置によって取り込まれて前記第2制御のために使用され、
     前記第1制御装置は、前記第1センサの診断を繰り返し行い、
     前記第2制御装置は、前記第2センサの診断を繰り返し行い、
     前記第1制御装置は、前記第1制御において、ブレーキペダルの操作に基づき、前記マスタシリンダの出力圧に関する指令値を求め、さらに前記第1圧力センサの出力による測定結果と前記指令値とに基づき、前記電動機を制御し、
     前記第1制御装置と前記第2制御装置は、それぞれが前記第1圧力センサの出力または前記第2圧力センサの出力に基づいて計測した前記マスタシリンダの出力圧測定結果を互いに送受する車載用の制御装置。
  11.  請求項10に記載の車載用の制御装置において、
     前記第1制御装置および前記第2制御装置のいずれか少なくとも一方は、前記第1圧力センサあるいは前記第2圧力センサの診断に基づき、前記マスタシリンダの出力圧を測定できない場合に、他の制御装置から受信した前記マスタシリンダの出力圧を使用して制御を行う。
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