(57)【要約】【課題】前後加速度センサを用いることなく、マスタ油圧センサ等の制動力検出手段の異常を検出する。【解決手段】制動力検出手段は、車両の制動力または制動力を算出可能な値を検出する。操舵トルクセンサ１６はステアリングホイールの操舵トルクを検出する。横加速度センサ４２は車体の横加速度を検出する。旋回制動判定部１０２は、車両が旋回制動状態であるか否かを判定する。異常判定部１０６は、車両が旋回制動状態であると判定されたときに、操舵トルクおよび横加速度に基づき、制動力検出手段の異常を判定する。
2013183089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の制動力または制動力を算出可能な値を検出する制動力検出手段と、
ステアリングホイールの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
車体の横加速度を検出する横加速度検出手段と、
車両が旋回制動状態であるか否かを判定する旋回制動判定手段と、
車両が旋回制動状態であると判定されたときに、操舵トルクおよび横加速度に基づき、前記制動力検出手段の異常を判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする、制動力検出手段の異常検出装置。
【請求項２】
前記制動力検出手段がブレーキ油圧センサであることを特徴とする請求項１に記載の異常検出装置。
【請求項３】
前記異常判定手段は、操舵トルクおよび横加速度に基づきブレーキ油圧の推定値を算出し、前記ブレーキ油圧センサによる検出値と前記推定値との差分が所定値以上であるとき、前記ブレーキ油圧センサが異常と判定することを特徴とする請求項２に記載の異常検出装置。
【請求項４】
前後加速度センサと、
前記前後加速度センサの異常を判定する第２異常判定手段と、をさらに備え、
前記前後加速度センサが異常と判定されたとき、前記異常判定手段が前記制動力検出手段の異常を判定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制動力検出手段の異常を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＥＣＢ（Electronically Controlled Brake）システムなどのバイワイヤブレーキシステムでは、ブレーキペダルセンサで検出される踏み込みストローク量と、マスタ油圧センサで検出されるマスタシリンダ圧とに基づいて、目標減速度を演算することが知られている。そのため、液圧ブレーキシステムにおいては、マスタ油圧センサの異常（例えばゲイン異常）が発生した場合、これを速やかに検出することが求められる。【０００３】
例えば、特許文献１には、ブレーキ液圧検出装置により検出されるブレーキ液圧検出値から第一の車体減速度を推定する手段と、実際の車体減速度である第二の車体減速度を検出する手段と、を備え、第一および第二の車体減速度の乖離程度により、ブレーキ液圧検出値の異常を判断するようにした装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６００４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、ブレーキ液圧検出装置の異常を判断するために車体の減速度を検出する手段が必須となるため、コストアップにつながる可能性がある。【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、前後加速度センサなどの減速度検出手段を用いることなく、マスタ油圧センサ等の制動力検出手段の異常を検出する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は、制動力検出手段の異常検出装置である。この装置は、車両の制動力または制動力を算出可能な値を検出する制動力検出手段と、ステアリングホイールの操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、車体の横加速度を検出する横加速度検出手段と、車両が旋回制動状態であるか否かを判定する旋回制動判定手段と、車両が旋回制動状態であると判定されたときに、操舵トルクおよび横加速度に基づき、制動力検出手段の異常を判定する異常判定手段と、を備える。【０００８】
この態様によると、電動パワーステアリング装置を採用する車両であれば必ず装備されている操舵トルク検出手段を用いて、制動力検出手段の異常を検出することができる。【０００９】
なお、「制動力検出手段」は、車両の制動力と関連する物理量を検出するセンサを含み、例えばマスタ油圧センサ、ホイールシリンダ油圧センサ、ブレーキペダルストロークセンサなどを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、前後加速度センサなどの減速度検出手段を用いることなく、マスタ油圧センサ等の制動力検出手段の異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る、ブレーキ液圧センサの異常検出装置を備えた車両の概略構成を示す図である。
【図２】異常検出ＥＣＵの作用を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る、ブレーキ液圧センサの異常検出装置を備えた車両１０の概略構成を示す。図１は、四輪の車両のうち前輪部分の模式図である。転舵輪である右前輪ＦＲおよび左前輪ＦＬを操舵することによって車両の進行方向が変更される。
【００１３】
車両１０は電動パワーステアリング装置（Electric Power Steering：ＥＰＳ）を備える。ＥＰＳは、ドライバーにより操舵されるステアリングホイール１２と、ステアリングホイールに連結されたステアリングシャフト１４と、ステアリングシャフトの下端に設けられた減速機構４４と、出力軸が減速機構４４に接続された操舵アシスト用モータ２４とを備える。操舵アシスト用モータ２４は、ステアリングシャフト１４を回転駆動することで、ステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する。
【００１４】
ステアリングシャフト１４には、図示しないトーションバーと、トーションバーに生じるトルクを検出する操舵トルクセンサ１６と、ステアリングホイール１２の操舵角を検出する操舵角センサ１８とが設置される。操舵トルクセンサ１６の出力は、ステアリング電子制御ユニット（以下「ステアリングＥＣＵ」と呼ぶ）７０に送信される。
【００１５】
ステアリングシャフト１４は、自在継手３０、３２を介して、インターミディエイトシャフト１７、ピニオンシャフト１９に連結される。ピニオンシャフト１９は、車両の左右方向（車幅方向）に延設され軸長方向に摺動するラックバー２２を含むラックアンドピニオン機構２０と連結されている。インターミディエイトシャフト１７は、ゴムカップリングをその一部として含む。
【００１６】
ラックアンドピニオン機構２０は、ピニオンシャフト１９の一端に形成されたピニオン歯とラック軸とを噛合させることにより構成される。また、ラックアンドピニオン機構２０は、ステアリングギアマウントブシュ２３を介して車両のボデーに支持される。
【００１７】
ドライバーがステアリングホイール１２を操作すると、ステアリングシャフト１４の回転がシャフト１７、１９を通してラックアンドピニオン機構２０に伝達され、ラックアンドピニオン機構２０によってラックバー２２の左右方向への直線運動に変換される。ラックバー２２の両端には、それぞれタイロッド（図示せず）の一端が接続される。タイロッドの他端は、右前輪ＦＲ、左前輪ＦＬを支持するナックルアーム（図示せず）に連結されている。ラックバー２２が直線運動をすると、右前輪ＦＲおよび左前輪ＦＬが転舵される。
【００１８】
車体には、左右方向の加速度を検出する横加速度センサ４２が設けられる。
【００１９】
ステアリングＥＣＵ７０は、アシスト電流値に基づいて操舵トルクのアシストトルクを算出し、これに応じた制御信号を操舵アシスト用モータ２４に出力する。アシストトルクを検出するアシストトルクセンサを設けてもよい。
【００２０】
上記のようなＥＰＳを含む操舵機構自体は周知であるため、本明細書ではこれ以上の詳細な説明を省略する。
【００２１】
ブレーキペダル（図示せず）は、運転者による踏み込み操作に応じて作動液としてのブレーキフルードを送り出すマスタシリンダ（図示せず）に接続される。マスタシリンダから延びるブレーキ油圧制御管に設けられるマスタ油圧センサ８２は、マスタシリンダの油圧を計測し、ブレーキＥＣＵ８０に提供する。ブレーキＥＣＵ８０は、マスタシリンダ油圧等に基づき、車両に制動力を発生させる。
【００２２】
異常検出ＥＣＵ１００は、横加速度センサ４２の検出値、マスタ油圧センサ８２の検出値、操舵トルクセンサ１６の検出値に基づき、マスタ油圧センサ８２の異常を検出する。
【００２３】
図１では、異常検出ＥＣＵ１００が機能ブロック図として示されている。ここに示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や電気回路で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラムなどによって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描かれている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組み合わせによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００２４】
旋回制動判定部１０２は、車両が旋回中かつ制動中であるか否かを各種センサの検出値に基づき判定する。
【００２５】
マスタ油圧推定部１０４は、車両の旋回制動時に、ＥＰＳの操舵トルクおよびアシストトルクと車体の横加速度とから、マスタ油圧を推定する。この推定は、以下のような原理に基づいている。マスタ油圧は、車体に発生する制動力と関連しているので、車体制動時の車両前軸への荷重移動量から推定することができる。次に、車両が旋回している場合、非制動時に比べて制動時のアシストトルクが大きくなることから、車両の旋回中の横加速度とアシストトルクから、車両旋回時の車両前軸への荷重移動量を推定することができる。さらに、上述のように、アシストトルクは操舵トルクに基づきステアリングＥＣＵ７０によって計算される。したがって、操舵トルクセンサ１６と横加速度センサ４２さえ車両に設置されていれば、マスタ油圧を推定することが可能になる。
【００２６】
異常判定部１０６は、マスタ油圧推定部１０４で推定された推定マスタ油圧と、マスタ油圧センサ８２で検出された実測マスタ油圧とを比較し、両者の差分の絶対値が所定のしきい値以上であるとき、マスタ油圧センサ８２が故障していると判定する。
【００２７】
以下、マスタ油圧推定部１０４の作用を説明する。以下の数式では、
Ｇｙ：車体の横加速度
Ｇｘ：車体の前後加速度
ＷＦ：車両前軸の荷重
ＷＲ：車両後軸の荷重
ＭＴ：操舵トルク
ＭＡ：アシストトルク
ＳＡＴ：セルフアライニングトルクの基準値
ΔＳＡＴｙ：基準値からの横加速度変化分
ΔＳＡＴｘ：基準値からの前後加速度変化分
ＰＭＣ：マスタ油圧推定値
ａ〜ｇ：比例係数
を使用する。比例係数ａ〜ｇは、数式を簡略化するために使用するものであり、具体的な値は実車における同定またはシミュレーションで求めることができる。
【００２８】
車両旋回時の横加速度とセルフアライニングの間には、以下の関係がある。
ΔＳＡＴｙ＝ａ・Ｇｙ・ＷＦ      （１）
【００２９】
また、車両制動時の横加速度とセルフアライニングの間には、以下の関係がある。
ΔＳＡＴｘ＝ｂ・Ｇｘ・（ＷＦ＋ＷＲ）      （２）
【００３０】
車両の旋回制動時に操舵系のタイロッドに発生する軸荷重Ｆｓｔｒは、次式で計算される。
Ｆｓｔｒ＝ｃ・ΔＳＡＴｙ＋ｄ・ΔＳＡＴｘ＋ｅ・ＳＡＴ      （３）
式（３）において、第１項が旋回に起因する荷重、第２項が制動に起因する荷重に対応する。
【００３１】
式（３）に式（１）、（２）を代入する。
Ｆｓｔｒ＝ｃ・ａ・Ｇｙ・ＷＦ＋ｄ・ｂ・Ｇｘ・（ＷＦ＋ＷＲ）＋ｅ・ＳＡＴ      （４）
【００３２】
ステアリングホイールの操舵とタイロッドの軸加重との間には、次式の関係がある。
Ｆｓｔｒ＝ｆ・（ＭＴ＋ＭＡ）      （５）
【００３３】
式（４）および（５）により、以下の関係が得られる。
ｆ・（ＭＴ＋ＭＡ）＝ｃ・ａ・Ｇｙ・ＷＦ＋ｄ・ｂ・Ｇｘ・（ＷＦ＋ＷＲ）＋ｅ・ＳＡＴ      （６）
【００３４】
式（６）をＧｘについて変形する。
Ｇｘ＝｛ｆ・（ＭＴ＋ＭＡ）−ｃ・ａ・Ｇｙ・ＷＦ−ｅ・ＳＡＴ｝／｛ｂ・ｄ・（ＷＦ＋ＷＲ）｝      （７）
【００３５】
一方、車体の前後加速度Ｇｘとマスタ油圧ＰＭＣの間には、以下の関係がある。この関係は、車重が大きくなるほど前後加速度は小さくなり、マスタ圧が大きくなるほど前後加速度が小さくなることを表している。
Ｇｘ＝ｇ・ＰＭＣ／（ＷＦ＋ＷＲ）      （８）
【００３６】
式（８）をＰＭＣについて変形する。
ＰＭＣ＝Ｇｘ・（ＷＦ＋ＷＲ）／ｇ      （９）
【００３７】
式（７）を式（９）に代入して、次式が得られる。
ＰＭＣ＝｛ｆ・（ＭＴ＋ＭＡ）−ｃ・ａ・Ｇｙ・ＷＦ−ｅ・ＳＡＴ｝／（ｂ・ｄ・ｇ）      （１０）
【００３８】
したがって、式（１０）を用いて、マスタ油圧の推定値が求められる。なお、式（１０）は、ＳＡＴ≒０の場合、「旋回かつ制動時のＥＰＳによるアシストトルク」と、「非制動かつ旋回時のＥＰＳによるアシストトルク」の差分、すなわち旋回中の制動に起因するアシストトルクが、マスタ油圧に比例することを表していると言える。
【００３９】
図２は、異常検出ＥＣＵ１００の作用を説明するフローチャートである。まず、旋回制動判定部１０２が、車両が旋回中か否か（Ｓ１２）、および車両が制動中か否か（Ｓ１４）を判定する。車両が旋回かつ制動中であるとき、マスタ油圧推定部１０４は、式（１０）に基づきマスタ油圧の推定値を算出する（Ｓ１６）。異常判定部１０６は、マスタ油圧センサ８２によるマスタ油圧の実測値と、Ｓ１６で算出されたマスタ油圧の推定値との差分を計算し（Ｓ１８）、差分の絶対値が所定のしきい値以上であるとき（Ｓ２０のＹ）、マスタ油圧センサが異常であると判定する（Ｓ２０）。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態によると、ＥＰＳの操舵トルクセンサの検出値と横加速度センサの検出値とからマスタ油圧の推定値を算出し、マスタ油圧センサによる実測値との比較からマスタ油圧センサの異常の有無が判定される。このため、検出タイミングが車両の旋回制動時に限定されるものの、ＥＰＳを採用する車両であれば必ず装備されている操舵トルクセンサを利用して、マスタ油圧センサの異常を検出することができる。
【００４１】
本実施形態に係る異常検出ＥＣＵ１００を、車体の前後加速度を検出する前後加速度センサとともに使用してもよい。上述のように、マスタ油圧は車体に発生する制動力と関連しているので、制動時に車体に生じる前後加速度からもこれを推定することができる。したがって、前後加速度センサを有していれば、マスタ油圧の推定値と実測値との比較からマスタ油圧センサの異常を検出するシステムを構築することができる。異常検出ＥＣＵは、前後加速度センサの異常または前後加速度センサを含むシステムの異常発生時に、マスタ油圧センサの異常を検出するためのバックアップとして利用することができる。
【００４２】
上述の各実施形態では、マスタ油圧センサの異常を検出することを例にして本発明を説明した。しかしながら、本発明では、車体に発生する制動力と関連する物理量を検出する任意のセンサの異常を検出することもできる。例えば、車輪毎に設けられるホイールシリンダ５０で発生する油圧を検出するホイールシリンダ油圧センサ、またはブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサなどが含まれる。
【００４３】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態はあくまで例示であり、実施の形態どうしの任意の組み合わせ、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスの任意の組み合わせなどの変形例もまた、本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００４４】
本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などの変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能である。
【００４５】
実施の形態では、ステアリングＥＣＵ７０およびブレーキＥＣＵ８０とは別の異常検出ＥＣＵ１００を設けることを述べたが、ステアリングＥＣＵ７０またはブレーキＥＣＵ８０において制動力検出手段の異常検出を行うように構成してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０  車両、  １６  操舵トルクセンサ、  ８２  マスタ油圧センサ、  １００  異常検出ＥＣＵ、  １０２  旋回制動判定部、  １０４  マスタ油圧推定部、  １０６  異常判定部。
【図１】
2013183089.tif 000003
【図２】
2013183089.tif 000004
【国際調査報告】
2013183089.tif 000005
2013183089.tif 000006