(57)【要約】【課題】  ハイブリッドブレーキシステムにおいて、制御モジュールが故障しても、ブレーキ力を確保する。【解決手段】  ストロークセンサ１に通信機能を持たせ、ストロークセンサ１のセンサ値を液圧制御ユニット５と電機制御ユニット１０、１３に送信する。液圧制御ユニット５が故障してブレーキ指令の生成が不能になった場合に、電機制御ユニット１０、１３で、液圧制御ユニット５によるブレーキ指令値から、ストロークセンサ１のセンサ値に基づくブレーキ指令値に切り替える。これにより、後２輪に故障がない場合はブレーキ力を相応に発生することが可能になる。また電機制御ユニット１０、１３では、液圧制御ユニット５からの指令値を第一優先に、通信機能を備えたストロークセンサ１からの指令値を第二優先に、指令値ゼロを第三優先に選択し、電機ブレーキキャリパ１１、１４を操作する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキペダルのストロークを検知するストロークセンサと、
油圧によりブレーキ力を発生する油圧ブレーキを制御する液圧制御ユニットと、
前記ストロークセンサおよび前記液圧制御ユニットと通信線で接続され、電機ブレーキキャリパに対するブレーキ指令値として、前記液圧制御ユニットから取得した第一のブレーキ指令値と、前記ストロークセンサのセンサ値から求めた第二のブレーキ指令値とを切り替えて、電機ブレーキを制御する電機制御ユニットと、
を有するブレーキシステム。
【請求項２】
請求項１記載のブレーキシステムであって、
前記電機制御ユニットは、電機ブレーキキャリパに対するブレーキ指令値として、前記液圧制御ユニットから取得した第一のブレーキ指令値と、前記ストロークセンサのセンサ値から求めた第二のブレーキ指令値と、ゼロのブレーキ指令値とを切り替えて、電機ブレーキを制御するブレーキシステム。
【請求項３】
請求項１記載のブレーキシステムであって、
前記電機制御ユニットは、前記第一のブレーキ指令値よりも、前記第二のブレーキ指令値を優先するブレーキシステム。
【請求項４】
請求項１記載のブレーキシステムであって、
前記電機制御ユニットは、前記液圧制御ユニットが故障したことを検知した場合、前記第二のブレーキ指令値により電機ブレーキを制御するブレーキシステム。
【請求項５】
請求項１記載のブレーキシステムであって、
前記液圧制御ユニットは、ポンプとソレノイドバルブを内蔵する液圧ユニットを制御するブレーキシステム。
【請求項６】
請求項１記載のブレーキシステムであって、
前記電機制御ユニットは、モータを内蔵したブレーキキャリパを制御するブレーキシステム。
【請求項７】
請求項１記載のブレーキシステムであって、
前記電機制御ユニットを２つ有し、それぞれ右輪、左輪のブレーキを制御するブレーキシステム。
【請求項８】
ストロークセンサおよび液圧制御ユニットと通信線で接続され、電機ブレーキキャリパに対するブレーキ指令値として、前記液圧制御ユニットから取得した第一のブレーキ指令値と、前記ストロークセンサのセンサ値から求めた第二のブレーキ指令値とを切り替えて、電機ブレーキを制御するブレーキ制御ユニット。
【請求項９】
ブレーキペダルのストロークを検知するストロークセンサと、油圧によりブレーキ力を発生する油圧ブレーキを制御する液圧制御ユニットと、電機ブレーキキャリパを制御することにより電機ブレーキを制御する電機制御ユニットとを接続し、前記ストロークセンサで検知された前記ブレーキペダルのストローク値と、前記液圧制御ユニットで演算されたブレーキ指令値を前記電機制御ユニットに入力する車両用情報ネットワーク。
【請求項１０】
マスター機能を有する第一電子制御ユニットと、スレーブ機能を有する第二電子制御ユニットと、通信機能を備えたセンサとを備え、
前記第二電子制御ユニットは、第一電子制御ユニットからの指令と、通信機能を備えたセンサからの指令のいずれか一方を選択し動作するブレーキシステム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のブレーキシステムであって、
前期第一電子制御ユニットは、ポンプとソレノイドバルブを内蔵する液圧ユニットを制御し、
前記第二電子制御ユニットはモータを内蔵したブレーキキャリパを制御し、かつ少なくとも２台備えられ、
前記第二電子制御ユニットは、前記第一電子制御ユニットからの指令値と、前記通信機能を備えたセンサからの指令値のいずれか一方を選択し、選択した指令値に基づき前記ブレーキキャリパを制御するブレーキシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のブレーキシステムであって、
第一電子制御ユニットからの指令値を第一優先に、通信機能を備えたセンサからの指令値を第二優先に、ブレーキキャリパを制御するブレーキシステム。
【請求項１３】
請求項１１に記載のブレーキシステムであって、
第一電子制御ユニットからの指令値を第一優先に、通信機能を備えたセンサからの指令値を第二優先に、指令値ゼロを第三優先に選択し、ブレーキキャリパを制御するブレーキシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両のブレーキシステム、ブレーキ制御ユニット、及び車両用情報ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、車両の安全性、駆動性を高めることを目的に、より高度な走行制御を実現すべく、ブレーキ等の既存の車両サブシステムのバイワイヤ化（機械的な構成を電子情報によって補助または代替すること）が進んでいる。
【０００３】
そのような中で、自動車に搭載されるブレーキシステムとして、車輪におけるブレーキ力を調節するために、通信系統を介して相互に結合されている少なくとも２つの制御モジュールを備えているものが知られている（例えば特許文献１）。これは電気液圧式ブレーキ・アクチュエータおよび電気機械式ブレーキ・アクチュエータを複合したハイブリッド・ブレーキ装置であって、前車輪ブレーキに関連する第１の制御モジュールがエラーを許容可能に構成されるとともに、後車軸ブレーキに関連する第２の制御モジュールは、制御モジュール内にエラー状態が発生した場合に、外部への作用を行わないように構成されている。
【０００４】
この場合、前車軸を制御する第１の制御モジュールがドライバの操作に基づくブレーキ指令を生成する。第１の制御モジュールが万一故障してブレーキ指令を生成できなくなった場合には、第１の制御モジュールが直接的に電気液圧式ブレーキ・アクチュエータを操作するとともに、第２の制御モジュールと通信することによって、電気機械式ブレーキ・アクチュエータを操作してブレーキ力を発生させる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３４７６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記技術では、第１の制御モジュールがブレーキ指令を生成できない場合、電気液圧式ブレーキ・アクチュエータは運転者の操作力を増加（倍力）することがないので、運転者の操作力がそのまま直接前２輪のブレーキ力となる。一方、第２の制御モジュールはブレーキ指令を受信しないので、後２輪の電気機械式ブレーキ・アクチュエータが作動せず、後２輪にブレーキ力が発生しない。すなわち、前２輪のみのブレーキ力となり、後２輪は故障がないのにブレーキ力ゼロとなってしまうという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、液圧制御ユニットから取得したブレーキ指令値と、ストロークセンサのセンサ値から求めたブレーキ指令値とを切り替えて、電機ブレーキを制御する。
【発明の効果】
【０００８】
制御ユニットが故障しても、ブレーキ力を確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に本発明の一実施形態をなすブレーキ装置のブロック図を示す。
【００１０】
ブレーキペダル３の回転中心にストロークセンサ１が設置してある。ブレーキペダル３は、プッシュロッドを介してマスタシリンダ２を操作する。マスタシリンダ２と液圧ユニット４は２本のブレーキ液配管で接続されている。液圧ユニット４には、ストロークシミュレータ（図示しない）、圧力センサ（図示しない）、ポンプ（図示しない）、モータ
（図示しない）、ソレノイドバルブ（図示しない）が内蔵される。
【００１１】
第一の制御ユニット５（以降、液圧制御ユニット５）は、液圧ユニット４に内蔵した部品を操作するのに必要な電子回路を内蔵している。また、液圧制御ユニット５は圧力センサとストロークセンサ１から通信により取得するブレーキペダルストローク量に応じた４輪のブレーキ指令をそれぞれ生成する。そして生成した前右輪ブレーキ指令と前左輪ブレーキ指令に基づき、液圧ユニットを操作して液圧を上昇させ、制動力を発生している。
【００１２】
通信線１６により液圧制御ユニット５に接続された２つの第二の制御ユニット１０（以降、電機制御ユニット１０および電機制御ユニット１３）は、液圧制御ユニット５より送信される後右輪ブレーキ指令および後左輪ブレーキ指令のそれぞれに基づき、電機ブレーキキャリパ１１、および電機ブレーキキャリパ１４を操作して制動力を発生する。
【００１３】
このようなハイブリッドブレーキシステムは、前後輪のどちらか一方に電気液圧式ブレーキ・アクチュエータを用いることによって既に確立されたブレーキの信頼性を確保し、他方に通常ブレーキ機能と駐車ブレーキ機能を兼ね備えた電気機械式ブレーキ・アクチュエータを用いることによって、別途駐車ブレーキを搭載しなくても良いという長所がある。
【００１４】
図２に、図１のストロークセンサ１の構成を示す。
【００１５】
このストロークセンサは通信機能付きであり、電源部２０１、送信部２０４、送信部２０４への第一電源供給スイッチ２０２、第二電源供給スイッチ２０３、第一マイクロコントローラ２０５、第二マイクロコントローラ２０６、２つの可変抵抗器２０７で構成されている。
【００１６】
可変抵抗器２０７の可動部はブレーキペダル３と連動しており、ブレーキペダル３の動きに伴い抵抗値が変化する構成である。抵抗値の変化は、第一マイクロコントローラ２０５、第二マイクロコントローラ２０６に電圧の変化として入力される。第一マイクロコントローラ２０５と、第二マイクロコントローラ２０６は電圧に基づき、ブレーキペダルのストロークセンサ値として送信部２０４から通信路に出力する。第二マイクロコントローラ２０６は、第一マイクロコントローラ２０５から送信部２０４への出力データをモニタし、第二マイクロコントローラ２０６が算出したストロークセンサ値と比較を行う。比較の結果、所定の範囲を超えて違う場合にはスイッチ２０２を操作し送信部２０４の電源を遮断して送信部２０４から通信路への出力を禁止する。同様に第一マイクロコントローラ２０５は、第二マイクロコントローラ２０６の出力データをモニタし、第一マイクロコントローラ２０５が算出したストロークセンサ値と比較を行う。比較の結果、所定の範囲を超えて違う場合にはスイッチ２０３を操作し送信部２０４の電源を遮断して送信部２０４から通信路への出力を禁止する。
【００１７】
図３に図１の液圧ユニット４と液圧制御ユニット５の構成を示す。
【００１８】
液圧ユニット４は、３つの圧力センサ３０８、３０９、３１０と、アクチュエータ３１１、ストロークシミュレータ（図示しない）で構成される。液圧制御ユニット５は、電源部３０１、スイッチ３０２、送信部３０３、受信部３０４、第三マイクロコントローラ３０５、第四マイクロコントローラ３０６、アクチュエータ駆動回路３０７で構成されている。
【００１９】
圧力センサ３０８は、ストロークシミュレータ内の圧力を計測している。ブレーキペダル３が操作されると、マスタシリンダ２を介して圧力が発生し、配管を通してストロークシミュレータ内に圧力が伝播する。第三マイクロコントローラ３０５および第四マイクロコントローラ３０６は、圧力センサ３０８の示す圧力値と、受信部３０４で受信したストロークセンサ値に従って、四輪それぞれのブレーキ指令を生成する。第四マイクロコントローラ３０６において生成した後右輪ブレーキ指令および後左輪ブレーキ指令は、送信部３０３を介して通信線１６に出力される。送信されたブレーキ指令は、後に説明する図４の電機制御ユニット１０、１３で受信される。第三マイクロコントローラ３０５において生成した後右輪ブレーキ指令および後左輪ブレーキ指令は、第四マイクロコントローラ３０６において生成した後右輪ブレーキ指令および後左輪ブレーキ指令と比較される。圧力センサ３０８から送信部３０３までの情報の流れの中で、故障がなければ、比較結果が所定の範囲内となる。一方、故障がある場合には比較に所定値以上の違いが生じる。第三マイクロコントローラ３０５において所定値以上の違いが生じ、故障と判定した場合には、スイッチ３０２を開き、送信部３０３への電源供給を中止し、後右輪ブレーキ指令および後左輪ブレーキ指令の送信を禁止する。一方、同様に第四マイクロコントローラ３０６において所定値以上の違いが生じ、故障と判定した場合には、後右輪ブレーキ指令および後左輪ブレーキ指令をともにゼロとし、制動力の発生を禁止する。
【００２０】
図４に図１の電機制御ユニット１０と電機ブレーキキャリパ１１の構成を示す。尚、本実施形態では、電気制御ユニット１３と電気ブレーキキャリパ１４も同様の構成とするが、一部の構成が簡略されていても良く、必ずしも同じである必要はない。
【００２１】
電機ブレーキキャリパ１１は、キャリパのクランプ力の源となるモータ４１０と、キャリパのクランプ力を計測する押付力センサ４０８と、モータ４１０の回転角度を計測する回転角センサ４０９を内蔵している。一方、電機制御ユニット１０は、電源部４０１と、送信部４０３と、電源部４０１から送信部４０３に電源供給するスイッチ４０２と、受信部４０４と、第五マイクロコントローラ４０５と、第六マイクロコントローラ４０６と、モータ４１０に電流を供給するインバータ４０７とを内蔵している。
【００２２】
受信部４０４は、液圧制御ユニット５からのブレーキ指令を受信する。受信したブレーキ指令に基づき、第五マイクロコントローラ４０５はブレーキ指令を目標押付力に換算し、さらに目標押付力と押付力センサ４０８の計測値が一致するようにインバータ４０７を制御する。インバータ４０７の制御は、回転角センサ４０９の計測値に基づき、インバータ４０７に内蔵された６つのトランジスタ（図示しない）の何れか３つを通電状態にする。また、送信部４０３を通して、液圧制御ユニット５に、押付力センサ値を報知している。
【００２３】
第六マイクロコントローラ４０６は、ブレーキ指令を目標押付力に換算し、さらに目標押付力と押付力センサ４０８の計測値が一致するようなインバータ４０７の制御指令値を、回転角センサ４０９の計測値を加味して計算する。その後、第五マイクロコントローラ４０５が出力したインバータ４０７を制御する信号を検出し、第六マイクロコントローラ４０６の計算したインバータ４０７の制御指令値と比較する。比較結果が良好（差が想定範囲内）であれば、正常状態と判定する。比較結果が不良（差が想定範囲外）であれば、異常と判定する。比較結果が不良の場合は、インバータ４０７を停止する信号を出力する。また、第五マイクロコントローラ４０５の送信部４０３への出力を検出し、第六マイクロコントローラの計算値（送信部４０３への出力相当値）と比較する。比較結果が不良の場合は、スイッチ４０２を開き、送信部４０３への電源供給を停止する。送信部４０３が動作停止することにより、他の制御ユニットへの報知を停止する。
【００２４】
図５に、図４の第五マイクロコントローラ４０５および第六マイクロコントローラ４０６で実行するブレーキ指令値切り替えのフローチャートを示す。
【００２５】
液圧制御ユニット５からの指令値を第一優先に、通信機能を備えたストロークセンサ１からの指令値を第二優先に、指令値ゼロを第三優先に選択し、電機ブレーキキャリパ１１または電機ブレーキキャリパ１４を動作させている。
【００２６】
ステップ５０１において、液圧制御コントローラ５からのブレーキ指令の有無を判定する。ブレーキ指令がない場合はステップ５０２に、ある場合はステップ５０３に分岐する。
【００２７】
ステップ５０２において、ブレーキ指令無しカウンタが所定値以上か否かを判定する。所定値以上と判定した場合にはステップ５０４へ、所定値未満と判定した場合にはステップ５０５へ分岐する。
【００２８】
ステップ５０４においては、ストロークセンサ１からの通信が断続しているか否かを判定する。通信が継続（断続していない）している場合はステップ５０６へ、通信が断続している場合はステップ５０７へ分岐する。
【００２９】
ステップ５０６で通信断続フラグをクリアし、ステップ５０８で、ストロークセンサ１から送信されるストロークセンサ値に基づき目標押付力を設定し、押付力センサ４０８の計測値が一致するようインバータを制御する。
【００３０】
一方、ステップ５０３では、液圧制御ユニット５からのブレーキ指令が継続的に通信できているか否かを、指令なしカウンタの値で判定する。カウンタ値がゼロの場合はステップ５０９へ、ゼロ以上の場合はステップ５１０へ分岐する。
【００３１】
ステップ５１０では、ブレーキ指令が着信しているので、指令なしカウンタ値をカウントダウンする。
【００３２】
また、ステップ５０５においては、ブレーキ指令が着信していないので、指令なしカウンタ値をカウントアップする。
【００３３】
ステップ５１１においては、正常にブレーキ指令が着信した最後の値に基づいて目標押付力を設定し、押付力センサ４０８の計測値が一致するようインバータを制御する。
【００３４】
さらに、ステップ５０７においては、通信断続フラグをセットし、ステップ５１２で、目標押付力をゼロに設定し、押付力センサ４０８の計測値がゼロとなるようインバータを制御する。
【００３５】
すなわち、液圧制御ユニットからの指令値を第一優先に、通信機能を備えたストロークセンサからの指令値を第二優先に、指令値ゼロを第三優先に選択し、電機ブレーキキャリパを動作させている。
【００３６】
図６に、図１の実施形態においてブレーキ途中に電源Ｅ１の電圧が低下し、液圧制御ユニット５が作動しない場合の動作例のタイムチャートを示す。
【００３７】
時刻Ｔ１においてブレーキペダルが踏まれ、ブレーキを開始する。時刻Ｔ２でブレーキペダルの操作が終了し、ブレーキも終了する。Ｅ１電圧、前右輪、前左輪のブレーキ液圧力の波線は、電源Ｅ１の電圧が正常に供給されている場合である。
【００３８】
今、時刻Ｔ３において液圧制御ユニット５が正常に動作する電圧Ｖ１を下回ってしまった場合の動作を説明する。液圧制御ユニット５が動作停止してしまうので、液圧ユニット４は圧力を保てなくなり、約４倍の倍力が不可能になる。前右輪、前左輪のブレーキ液圧力は倍力なしの圧力（約４分の１）に低下する。同時に電機制御ユニット１０と電機制御ユニット１３へのブレーキ指令も送信しなくなる。電機制御ユニット１０においては、図５のフローチャートに基づき、時刻Ｔ４に、液圧制御ユニット５からのブレーキ指令を、ストロークセンサ１からのストローク量に基づいたブレーキ指令に切り替える。これにより、電機式ブレーキキャリパ１１および１４は、液圧制御ユニット５の故障によらずブレーキペダルの操作量に応じたクランプ力を発生することができる。
【００３９】
表１に、コンポーネントとその作動状態（○：正常または×：故障）に応じた最大制動力を示す。これは、前輪ブレーキに６６％、後右輪に１７％、後左輪に１７％のブレーキ力を配分した例である。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
Ｎｏ．１は正常な状態であり、最大制動力は１００％である。Ｎｏ．２〜Ｎｏ．６はいずれか一つの部品が故障した場合であり、最大制動力はそれぞれ制限される。この中で、Ｎｏ．２が本発明の効果を示している。本発明を適用しない場合、液圧制御ユニット５の故障に伴い電機式ブレーキキャリパ１１および１４も動作できなくなり、最大制動力は１６％に制限される。本発明を適用することにより、表１の通り、最大制動力の低下を５０％に押さえることができる。
【００４２】
このように本実施形態によれば、第１の制御モジュールが故障してブレーキ指令の生成が不能になった場合に、バックアップ用ブレーキ指令を用意し、第２の制御モジュール側でブレーキ指令とバックアップ用ブレーキ指令を切り替えることにより、後２輪に故障がない場合はブレーキ力を相応に発生することが可能になる。
【００４３】
バックアップ用ブレーキ指令は、ブレーキペダルのストロークセンサ値とするのが望ましい。ストロークセンサに通信機能を持たせ、ストロークセンサ値を第一電子制御ユニットと第二電子制御ユニットに送信する。第二電子制御ユニットにおいては、第一電子制御ユニットからの指令値を第一優先に、通信機能を備えたセンサからの指令値を第二優先に、指令値ゼロを第三優先に選択し、電気機械式ブレーキ・アクチュエータ（電機ブレーキキャリパ）を操作する。
【００４４】
また、ブレーキ指令の生成が不能になる原因の一つに、電源の故障が考えられる。本発明においては、第一電源と第二電源を用意し、ポンプとソレノイドバルブを内蔵する液圧ユニットを制御する第一電子制御ユニットには、第一電源から配電する。また、通信機能を備えたストロークセンサと、モータを内蔵したブレーキキャリパを制御する第二電子制御ユニット２台には、第二電源から配電する。
【００４５】
従って、ポンプとソレノイドバルブを内蔵する液圧ユニットを制御する第一電子制御ユニットと、通信機能を備えたセンサと、モータを内蔵したブレーキキャリパを制御する第二電子制御ユニットを少なくとも２台備え、前記第二電子制御ユニットは、前記第一電子制御ユニットからの指令値と、前記通信機能を備えたセンサからの指令値のいずれか一方を選択し、選択した指令値に基づき前記ブレーキキャリパを制御することにより、前２輪が倍力のないブレーキ力となり、後２輪は故障がないのにブレーキ力ゼロとなる可能性を低減することが可能になる。
【００４６】
さらに、第一電子制御ユニットからの指令値を第一優先に、通信機能を備えたセンサからの指令値を第二優先に、指令値ゼロを第三優先に選択し、ブレーキキャリパを制御することにより、前２輪が倍力のないブレーキ力となり、後２輪は故障がないのにブレーキ力ゼロとなる可能性を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態をなすブレーキ装置のブロック図を示す。
【図２】図１のストロークセンサ１の構成を示す。
【図３】図１の液圧ユニット４と液圧制御ユニット５の構成を示す。
【図４】図１の電機制御ユニット１０と電機ブレーキキャリパ１１の構成を示す。
【図５】図４の第五マイクロコントローラ４０５および第六マイクロコントローラ４０６で実行するブレーキ指令値切り替えのフローチャートを示す。
【図６】図１の実施形態においてブレーキ途中に電源Ｅ１の電圧が低下し、液圧制御ユニット５が作動しない場合の動作例のタイムチャートを示す。
【符号の説明】
【００４８】
１…ストロークセンサ、５…液圧制御ユニット、１０，１３…電機制御ユニット、１１，１４…電機式ブレーキキャリパ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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