KR102111168B1

KR102111168B1 - 브레이크 제어 장치 및 차량 제어 장치

Info

Publication number: KR102111168B1
Application number: KR1020130113401A
Authority: KR
Inventors: 마사유키 기카와; 다이스케 고토; 겐타로 우에노; 도시유키 인나미; 다츠지 오쿠보
Original assignee: 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2020-05-14
Anticipated expiration: 2033-09-24
Also published as: DE102013219589A1; KR20140042682A; CN103707875B; CN103707875A; JP5961513B2; DE102013219589B8; DE102013219589B4; US20140095044A1; US10065622B2; JP2014069742A

Abstract

본 발명은 검출 수단의 이상 유무를 2개의 제어 회로에서 개별적으로 행할 수 있어, 제어 회로마다의 제어 신뢰성을 확보할 수 있도록 하는 것을 과제로 한다.
제2 ECU(32)는 액압 센서(29)의 검출치에 기초하여 제1 주기로 액압 센서(29)의 이상 유무를 판단하고, 센서 이상을 판단했을 때에는 신호선(27)에 의해 제1 ECU(26)에 대하여 이상 확정 신호를 출력한다. 제1 ECU(26)는, 제2 ECU(32)로부터 신호선(27)을 통해 액압 센서(29)의 검출치를 통신에 의해 수신하여, 상기 제1 주기보다 짧은 제2 주기로 액압 센서(29)의 이상 유무를 판단한다. 제1 ECU(26)는 액압 센서(29)가 이상이라고 판단했을 때에, 이상으로 된 액압 센서(29)의 검출치를 이용하는 일없이, 조작량 검출 센서(7)로부터의 제동 지령에 기초하여 전동 액추에이터(20)를 구동 제어한다.

Description

브레이크 제어 장치 및 차량 제어 장치{BRAKE CONTROL APPARATUS AND VEHICLE CONTROL APPARATUS}

본 발명은 예컨대 사륜 자동차 등의 차량에 적합하게 이용되는 차량 제어 장치 및 브레이크 제어 장치에 관한 것이다.

예컨대, 사륜 자동차 등의 차량에 탑재되는 브레이크 제어 장치는, 운전자의 브레이크 조작량에 기초하여 전동 액추에이터에 의해 마스터 실린더 내에 발생하는 마스터 실린더 압력을 제어하는 마스터 실린더 압력 제어 장치(즉, 제1 제동 기구)와, 이 제1 제동 기구의 전동 액추에이터를 전기적으로 구동 제어하는 제1 제어 회로와, 차량의 각 차륜측에 배치된 제동용 휠 실린더와 상기 마스터 실린더의 사이에 설치되며 상기 제1 제동 기구에 의해 발생한 상기 마스터 실린더 압력을 차륜마다의 휠 실린더 압력으로서 가변으로 제어하여 각 차륜의 휠 실린더에 개별적으로 공급하는 휠 실린더 압력 제어 장치(즉, 제2 제동 기구)와, 이 제2 제동 기구를 전기적으로 구동 제어하는 제2 제어 회로를 구비하고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

상기 제1 제어 회로와 제2 제어 회로의 사이에는, 마스터 실린더 내에 발생하는 마스터 실린더 압력을 검출하는 액압 센서가 설치되어 있다. 상기 제1 제어 회로는 액압 센서의 검출치에 기초하여 제1 제동 기구의 전동 액추에이터를 구동 제어함으로써 마스터 실린더 압력을 제어하고, 상기 제2 제어 회로는 액압 센서의 검출치에 기초하여 제2 제동 기구에 의해 각 차륜측의 휠 실린더 압력을 제어하는 것이다.

일본 특허 공개 2011-73535호 공보

그런데, 전술한 종래 기술에서는, 액압 센서 등의 센서 개수를 줄이기 위해서 하나의 액압 센서에 의한 검출 신호를 상기 제1 제어 회로에 의한 마스터 실린더 압력의 제어에 이용하고, 상기 제2 제어 회로에 의한 휠 실린더 압력의 제어에도 이용하는 구성을 갖고 있다. 이에, 예컨대 제1 제어 회로에 의해 액압 센서의 검출 신호가 이상인지 여부를 판정하는 경우, 만일 센서 이상이 검출되었다고 해도, 제2 제어 회로측에서는, 액압 센서의 검출 신호를 이용하여 제어를 계속하는 경우가 있어, 제어의 신뢰성을 확보하기가 어렵다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제에 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 검출 수단의 이상 유무를 2개의 제어 회로에서 개별적으로 판정할 수 있어, 제어 회로마다의 제어 신뢰성을 확보할 수 있도록 한 차량 제어 장치 및 브레이크 제어 장치를 제공하는 것이다.

전술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 의한 차량 제어 장치는, 차량에 설치된 제1 기구를 제어하는 제1 제어 회로와, 차량에 설치된 제2 기구를 제어하는 제2 제어 회로와, 이 제2 제어 회로에 전기적으로 접속되어, 차량의 상태(차량의 조작 상태, 운동 상태 등)를 검출하는 검출 수단과, 상기 제1 제어 회로와 상기 제2 제어 회로를 전기적으로 접속하여, 상기 검출 수단의 검출 신호를 통신시키기 위한 신호선을 갖고, 상기 제2 제어 회로는 상기 검출 수단의 검출치에 기초하여 정해진 판단 기준으로 상기 검출 수단의 이상 유무를 판단하고, 상기 제1 제어 회로는, 상기 제2 제어 회로로부터 상기 신호선을 통해 상기 검출 수단의 검출치를 통신에 의해 수신하고, 이 통신에 의해 수신된 검출 신호에 기초하여 상기 제2 제어 회로의 정해진 판단 기준과는 상이한 다른 판단 기준에 의해 상기 검출 수단의 이상 유무를 판단하는 구성을 갖고 있다.

또한, 본 발명에 의한 브레이크 제어 장치는, 차량의 제동력을 발생시키기 위한 제1 제동 기구를 제어하는 제1 제어 회로와, 상기 제1 제동 기구와는 별도로 차량의 제동력을 발생시키기 위한 제2 제동 기구를 제어하는 제2 제어 회로와, 이 제2 제어 회로에 전기적으로 접속되어, 발생하는 제동력을 산출하기 위한 액압을 검출하는 액압 센서와, 상기 제1 제어 회로와 제2 제어 회로를 전기적으로 접속하여, 상기 액압 센서의 검출치에 기초한 검출 신호를 통신시키기 위한 신호선을 갖고, 상기 제2 제어 회로는 상기 액압 센서의 검출치에 기초하여 상기 액압 센서의 이상 유무를 판단하고, 상기 제1 제어 회로는 상기 제2 제어 회로로부터 상기 신호선을 통해 상기 액압 센서의 검출 신호를 통신에 의해 수신하고, 이 통신에 의해 수신된 검출 신호에 기초하여 상기 제2 제어 회로의 판단 시기보다 빠른 시기에 상기 액압 센서의 이상 유무를 판단하는 구성을 갖고 있다.

본 발명에 따르면, 제2 제어 회로는 검출 수단의 이상 유무를, 상기 검출 수단의 검출치를 정해진 임계치와 비교하여 판단할 수 있고, 상기 제1 제어 회로는 신호선을 통해 통신에 의해 수신된 상기 검출 수단의 검출 신호를, 상기 제2 제어 회로의 정해진 임계치와는 상이한 다른 임계치와 비교함으로써 상기 검출 수단의 이상 유무를 판단할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 차량 제어 장치로서의 브레이크 제어 장치를 도시하는 전체 구성도이다.
도 2는 2개의 제어 회로와 액압 센서와의 결선 관계를 도시하는 회로 블록도이다.
도 3은 제1 실시형태에 의한 센서의 이상 판정을 도시하는 특성선도이다.
도 4는 제2 실시형태에 의한 센서의 이상 판정을 도시하는 특성선도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 의한 차량 제어 장치 및 브레이크 제어 장치를, 사륜 자동차에 탑재되는 브레이크 제어 장치를 예로 들어 첨부 도면에 따라서 상세히 설명한다.

여기서, 도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 브레이크 제어 장치를 도시하고 있다. 도 1에서, 좌측, 우측의 전륜(1L, 1R)과 좌측, 우측의 후륜(2L, 2R)은 차량의 보디를 구성하는 차체(도시하지 않음)의 아래쪽에 설치되어 있다. 좌측, 우측의 전륜(1L, 1R)에는 각각 전륜측 휠 실린더(3L, 3R)가 설치되고, 좌측, 우측의 후륜(2L, 2R)에는 각각 후륜측 휠 실린더(4L, 4R)가 설치되어 있다. 이들 휠 실린더(3L, 3R, 4L, 4R)는 액압식의 디스크 브레이크 또는 드럼 브레이크의 실린더를 구성하여, 각각의 차륜[전륜(1L, 1R) 및 후륜(2L, 2R)]마다 제동력을 부여하는 것이다.

브레이크 페달(5)은 차체의 프론트 보드(도시하지 않음)측에 설치되고, 이 브레이크 페달(5)은 차량의 브레이크 조작시에 운전자에 의해서 도 1 중의 화살표 A 방향으로 답입 조작된다. 브레이크 페달(5)에는 브레이크 스위치(6)와 조작량 검출 센서(7)가 설치되어 있다. 브레이크 스위치(6)는 차량의 브레이크 조작의 유무를 검출하여, 예컨대 브레이크 램프(도시하지 않음)를 점등, 소등시키는 것이다. 또한, 조작량 검출 센서(7)는 브레이크 페달(5)의 답입 조작량을 스트로크량으로서 검출하여, 그 검출 신호를 후술하는 ECU(26, 32) 및 차량 데이터 버스(28) 등에 출력한다. 브레이크 페달(5)의 답입 조작은 후술하는 전동 배력 장치인 부스터(16)를 통해 마스터 실린더(8)에 전달된다. 한편, 본 실시형태에서는, 조작량 검출 센서(7)를, 브레이크 페달(5)의 답입 조작량을 스트로크량으로 검출하는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 브레이크 페달(5)의 답입 조작량을 답력(踏力)으로 검출하는 것으로 하더라도 좋다.

여기서, 마스터 실린더(8)는 일측이 개구단으로 되고 타측이 바닥부로 되어 폐색된 바닥을 지닌 통 형상의 실린더 본체(9)를 갖고 있다. 이 실린더 본체(9)는 그 개구단측이 후술하는 부스터(16)의 부스터 하우징(17)에 복수의 장착 볼트(도시하지 않음) 등을 이용하여 착탈 가능하게 고착되어 있다. 마스터 실린더(8)는, 실린더 본체(9)와, 제1 피스톤[후술하는 부스터 피스톤(18)과 입력 피스톤(19)] 및 제2 피스톤(10)과, 제1 액압실(11A)과, 제2 액압실(11B)과, 제1 복귀 스프링(12)과, 제2 복귀 스프링(13)을 포함하여 구성되어 있다.

이 경우, 마스터 실린더(8)에 있어서, 상기 제1 피스톤이 후술하는 부스터 피스톤(18)과 입력 피스톤(19)에 의해 구성되고, 실린더 본체(9) 내에 형성되는 제1 액압실(11A)은 제2 피스톤(10)과 부스터 피스톤(18)[및 입력 피스톤(19)]의 사이에 구획 형성되어 있다. 제2 액압실(11B)은 실린더 본체(9)의 바닥부와 제2 피스톤(10) 사이에서 실린더 본체(9) 내에 구획 형성되어 있다.

제1 복귀 스프링(12)은 제1 액압실(11A) 내에 위치해 부스터 피스톤(18)과 제2 피스톤(10)의 사이에 배치되어, 부스터 피스톤(18)을 실린더 본체(9)의 개구단측을 향해 압박한다. 제2 복귀 스프링(13)은 제2 액압실(11B) 내에 위치해 실린더 본체(9)의 바닥부와 제2 피스톤(10)의 사이에 배치되어, 제2 피스톤(10)을 제1 액압실(11A)측을 향해 압박한다.

마스터 실린더(8)의 실린더 본체(9)는, 브레이크 페달(5)의 답입 조작에 따라서 부스터 피스톤(18)[입력 피스톤(19)]과 제2 피스톤(10)이 실린더 본체(9)의 바닥부를 향해 변위할 때에, 제1, 제2 액압실(11A, 11B) 내의 브레이크액에 의해 마스터 실린더 압력으로서의 액압을 발생시킨다. 한편, 브레이크 페달(5)의 조작을 해제한 경우에는, 부스터 피스톤(18)[및 입력 피스톤(19)]과 제2 피스톤(10)이 제1, 제2 복귀 스프링(12, 13)에 의해 실린더 본체(9)의 개구부를 향해 화살표 B 방향으로 변위해 나갈 때에, 리저버(14)로부터 브레이크액을 보급받으면서 제1, 제2 액압실(11A, 11B) 내의 액압을 해제해 간다.

마스터 실린더(8)의 실린더 본체(9)에는, 내부에 브레이크액이 수용되어 있는 작동액 탱크로서의 리저버(14)가 설치되고, 이 리저버(14)는 실린더 본체(9) 내의 제1, 제2 액압실(11A, 11B)에 브레이크액을 배급한다. 또한, 마스터 실린더(8)의 제1, 제2 액압실(11A, 11B) 내에 발생한 마스터 실린더 압력으로서의 액압은 예컨대 한 쌍의 실린더측 액압 배관(15A, 15B)을 통해 후술하는 액압 공급 장치인 ESC(30)에 보내진다.

차량의 브레이크 페달(5)과 마스터 실린더(8)의 사이에는 브레이크 페달(5)의 조작력을 증대시키는 전동 배력 장치로서 부스터(16)가 설치되어 있다. 한편, 이 부스터(16)와 ECU(26)에 의해 전동 배력 장치가 구성된다. 이 부스터(16)는, 조작량 검출 센서(7)의 출력에 기초하여 ECU(26)가 후술하는 전동 액추에이터(20)를 구동 제어함으로써, 마스터 실린더(8)와 함께 마스터 실린더(8)에서 발생하는 액압(즉, 마스터 실린더 압력)을 제어하는 마스터 실린더 압력 제어 기구(즉, 제1 기구 또는 제1 제동 기구)를 구성한다.

제1 제동 기구로서의 부스터(16)는, 차체의 프론트 보드인 차실 전방벽(도시하지 않음)에 고정하여 설치되는 부스터 하우징(17)과, 이 부스터 하우징(17)에 이동 가능[즉, 마스터 실린더(8)의 축 방향으로 진퇴 이동 가능]하게 설치된 구동 피스톤으로서의 부스터 피스톤(18)과, 이 부스터 피스톤(18)에 부스터 추력을 부여하는 후술하는 전동 액추에이터(20)를 포함하여 구성되어 있다.

부스터 피스톤(18)은 마스터 실린더(8)의 실린더 본체(9) 내에 개구단측으로부터 축 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 끼워진 통 형상 부재에 의해 구성되어 있다. 부스터 피스톤(18)의 내주측에는, 브레이크 페달(5)의 조작에 따라서 직접적으로 밀려 움직여, 마스터 실린더(8)의 축 방향(즉, 화살표 A, B 방향)으로 진퇴 이동하는 축 부재를 포함하는 입력 피스톤(19)이 미끄럼 이동 가능하게 끼워져 있다. 입력 피스톤(19)은 부스터 피스톤(18)과 함께 마스터 실린더(8)의 제1 피스톤을 구성하고, 실린더 본체(9) 내부는 제2 피스톤(10)과 부스터 피스톤(18) 및 입력 피스톤(19)과의 사이에 제1 액압실(11A)이 구획 형성되어 있다.

부스터 하우징(17)은, 후술하는 감속 기구(23) 등을 내부에 수용하는 통 형상의 감속기 케이스(17A)와, 이 감속기 케이스(17A)와 마스터 실린더(8)의 실린더 본체(9)의 사이에 설치되며 부스터 피스톤(18)을 축 방향으로 미끄럼 이동 변위 가능하게 지지한 통 형상의 지지 케이스(17B)와, 감속기 케이스(17A)를 사이에 두고 지지 케이스(17B)와는 축 방향의 반대쪽(축 방향 일측)에 배치되어 감속기 케이스(17A)의 축 방향 일측의 개구를 폐색하는 단차식 통 형상의 덮개(17C)에 의해 구성되어 있다. 감속기 케이스(17A)의 외주측에는, 후술하는 전동 모터(21)를 고정적으로 지지하기 위한 지지판(17D)이 설치되어 있다.

입력 피스톤(19)은 덮개(17C)측으로부터 부스터 하우징(17) 안으로 삽입되어, 부스터 피스톤(18) 안에서 제1 액압실(11A)을 향해 축 방향으로 뻗어 있다. 입력 피스톤(19)의 선단측(축 방향 타측)의 단부면은 브레이크 조작시에 제1 액압실(11A) 내에 발생하는 액압을 브레이크 반력으로서 수압(受壓)하고, 입력 피스톤(19)은 이것을 브레이크 페달(5)에 전달한다. 이에 따라, 차량의 운전자에게는 브레이크 페달(5)을 통해 적정한 밟는 느낌이 주어져, 양호한 페달 필링(브레이크의 효력)을 얻을 수 있다. 이 결과, 브레이크 페달(5)의 조작감을 향상시킬 수 있어, 페달 필링(밟는 느낌)을 양호하게 유지할 수 있다.

부스터(16)의 전동 액추에이터(20)는, 부스터 하우징(17)의 감속기 케이스(17A)에 지지판(17D)을 사이에 두고 설치된 전동 모터(21)와, 이 전동 모터(21)의 회전을 감속하여 감속기 케이스(17A) 내의 통 형상 회전체(22)에 전하는 벨트 등의 감속 기구(23)와, 통 형상 회전체(22)의 회전을 부스터 피스톤(18)의 축 방향 변위(진퇴 이동)로 변환하는 볼나사 등의 직동 기구(24)에 의해 구성되어 있다. 부스터 피스톤(18)과 입력 피스톤(19)은, 각각의 전단부(축 방향 타측의 단부)를 마스터 실린더(8)의 제1 액압실(11A)로 향하게 하여, 브레이크 페달(5)로부터 입력 피스톤(19)에 전달되는 답력(추력)과 전동 액추에이터(20)로부터 부스터 피스톤(18)에 전달되는 부스터 추력에 의해 마스터 실린더(8) 내에 브레이크 액압을 발생시킨다.

즉, 부스터(16)의 부스터 피스톤(18)은 조작량 검출 센서(7)의 출력(즉, 제동 지령)에 기초하여 전동 액추에이터(20)에 의해 구동되어, 마스터 실린더(8) 내에 브레이크 액압(마스터 실린더 압력)을 발생시키는 펌프 기구를 구성하고 있다. 또한, 부스터 하우징(17)의 지지 케이스(17B) 내에는, 부스터 피스톤(18)을 제동 해제 방향(도 1 중의 화살표 B 방향)으로 상시 압박하는 복귀 스프링(25)이 설치되어 있다. 부스터 피스톤(18)은, 브레이크 조작 해제시에 전동 모터(21)가 역방향으로 회전하고, 복귀 스프링(25)의 압박력에 의해 도 1에 도시하는 초기 위치까지 화살표 B 방향으로 되돌려지는 것이다.

전동 모터(21)는 예컨대 DC 브러시리스 모터를 이용하여 구성되고, 전동 모터(21)에는 리졸버라고 불리는 회전 센서(21A)가 설치되어 있다. 이 회전 센서(21A)는 전동 모터(21)(모터 축)의 회전 위치(회전 각도)를 검출하여, 그 검출 신호를 제1 제어 회로인 컨트롤 유닛[이하, 제1 ECU(26)라고 함]에 출력한다. 제1 ECU(26)는 이 회전 위치 신호에 의해 피드백 제어를 한다. 또한, 회전 센서(21A)는 검출된 전동 모터(21)의 회전 위치에 기초하여, 차체에 대한 부스터 피스톤(18)의 절대 변위를 검출하는 회전 검출 수단으로서의 기능을 구비하고 있다.

또한, 회전 센서(21A)는 조작량 검출 센서(7)와 함께, 부스터 피스톤(18)과 입력 피스톤(19)과의 상대 변위량을 검출하는 변위 검출 수단을 구성하고, 이들 검출 신호는 제1 ECU(26)에 송출된다. 한편, 상기 회전 검출 수단은 리졸버 등의 회전 센서(21A)에 한정되지 않고, 절대 변위(회전 각도)를 검출할 수 있는 회전형의 포텐셔미터 등에 의해 구성하더라도 좋다. 감속 기구(23)는 벨트 등에 한정되지 않고, 예컨대 톱니바퀴 감속 기구 등을 이용하여 구성하더라도 좋다. 또한, 감속 기구(23)는 반드시 설치할 필요는 없으며, 예컨대, 통 형상 회전체(22)에 모터 축을 일체로 설치하고, 전동 모터의 스테이터를 통 형상 회전체(22) 주위에 배치하여, 전동 모터에 의해 직접 통 형상 회전체(22)를 회전시키도록 하더라도 좋다.

제1 ECU(26)는 예컨대 마이크로 컴퓨터 등을 포함하며, 제1 제동 기구인 부스터(16)의 전동 액추에이터(20)를 전기적으로 구동 제어하는 제1 제어 회로를 구성한다. 제1 ECU(26)의 입력측은 브레이크 페달(5)의 조작량 또는 답력을 검출하는 조작량 검출 센서(7)와, 전동 모터(21)의 회전 센서(21A)와, 예컨대 L-CAN이라고 불리는, 통신이 가능하며 차량에 탑재된 신호선(27)과, 급전 및 다른 차량 기기의 ECU로부터의 신호를 주고받는 차량 데이터 버스(28) 등에 접속되어 있다. 차량 데이터 버스(28)는 차량에 탑재된 V-CAN이라고 불리는 시리얼 통신부이며, 차량 탑재를 위한 다중 통신을 행하는 것이다. 한편, 도면에서, 두 줄의 사선이 붙여진 선은 신호선이나 전원선 등의 전기계의 선을 나타내고 있다.

검출 수단으로서의 액압 센서(29)는 예컨대 실린더측 액압 배관(15A) 내의 액압을 검출하는 것으로, 마스터 실린더(8)로부터 실린더측 액압 배관(15A)을 통해 후술하는 ESC(30)에 공급되는 브레이크 액압을 검출한다. 액압 센서(29)는 후술하는 제2 ECU(32)에 전기적으로 접속되고, 액압 센서(29)에 의한 검출 신호는 제2 ECU(32)로부터 신호선(27)을 통해 제1 ECU(26)에도 통신에 의해 송신된다.

제1 ECU(26)의 출력측은 전동 모터(21), 차량 탑재 신호선(27) 및 차량 데이터 버스(28) 등에 접속되어 있다. 그리고, 제1 ECU(26)는 조작량 검출 센서(7), 액압 센서(29)로부터의 검출 신호에 따라서 부스터(16)에 의해 마스터 실린더(8) 내에 발생시키는 브레이크 액압을 가변으로 제어하고, 제1 제동 기구인 부스터(16)가 정상적으로 동작하고 있는지 여부 등을 판별하는 것이다.

즉, 부스터(16)에서는, 브레이크 페달(5)이 조작되면, 마스터 실린더(8)의 실린더 본체(9) 내부를 향해 입력 피스톤(19)이 전진하고, 이때의 움직임이 조작량 검출 센서(7)에 의해서 검출된다. 제1 ECU(26)는 조작량 검출 센서(7)로부터의 검출 신호에 의해 전동 모터(21)에 기동 지령을 출력하여 전동 모터(21)를 회전 구동하고, 그 회전이 감속 기구(23)를 통해 통 형상 회전체(22)에 전달되며, 통 형상 회전체(22)의 회전은 직동 기구(24)에 의해 부스터 피스톤(18)의 축 방향 변위로 변환된다.

이때, 부스터 피스톤(18)은 마스터 실린더(8)의 실린더 본체(9) 내부를 향해 입력 피스톤(19)과 일체적으로 전진하여, 브레이크 페달(5)로부터 입력 피스톤(19)에 부여되는 답력(추력)과 전동 액추에이터(20)로부터 부스터 피스톤(18)에 부여되는 부스터 추력에 따른 브레이크 액압이 마스터 실린더(8)의 제1, 제2 액압실(11A, 11B) 내에 발생한다. 또한, 제1 ECU(26)는 액압 센서(29)로부터의 검출 신호를 신호선(27)으로부터 수신함으로써 마스터 실린더(8)에 발생한 액압을 감시할 수 있어, 부스터(16)가 정상적으로 동작하고 있는지 여부를 판별할 수 있다.

이어서, 차량의 각 차륜[전륜(1L, 1R) 및 후륜(2L, 2R)]측에 배치된 휠 실린더(3L, 3R, 4L, 4R)와 마스터 실린더(8)의 사이에 설치된 제2 제동 기구로서의 액압 공급 장치(30)[이하, ESC(30)라고 함]에 관해서 설명한다.

제2 제동 기구로서의 ESC(30)는 부스터(16)에 의해 마스터 실린더(8)[제1, 제2 액압실(11A, 11B)] 내에 발생한 마스터 실린더 압력으로서의 액압을, 차륜마다의 휠 실린더 압력으로서 가변으로 제어하여 각 차륜의 휠 실린더(3L, 3R, 4L, 4R)에 개별적으로 공급하는 휠 실린더 압력 제어 장치를 구성한다.

즉, ESC(30)는 마스터 실린더(8)로부터 실린더측 액압 배관(15A, 15B) 등을 통해 휠 실린더(3L, 3R, 4L, 4R)를 향해 공급하는 브레이크 액압이 부족한 경우, 또는 각종 브레이크 제어[예컨대, 전륜(1L, 1R), 후륜(2L, 2R)마다 제동력을 배분하는 제동력 배분 제어, 안티록 브레이크 제어, 차량 안정화 제어 등]를 각각 행하는 경우에, 필요 충분한 브레이크 액압을 보상하여 휠 실린더(3L, 3R, 4L, 4R)에 공급하는 브레이크 어시스트 장치를 구성하는 것이다.

여기서, ESC(30)는, 마스터 실린더(8)[제1, 제2 액압실(11A, 11B)]로부터 실린더측 액압 배관(15A, 15B)을 통해 출력되는 액압을, 브레이크측 배관부(31A, 31B, 31C, 31D)를 통해 휠 실린더(3L, 3R, 4L, 4R)에 분배, 공급한다. 이에 따라, 전술한 바와 같이 차륜[전륜(1L, 1R), 후륜(2L, 2R)]마다 각각 독립된 제동력이 개별적으로 부여된다. ESC(30)는 후술하는 각 제어 밸브(37, 37', 38, 38', 39, 39', 42, 42', 43, 43', 50, 50')와, 액압 펌프(44, 44')를 구동하는 전동 모터(45) 등을 포함하여 구성되어 있다.

제2 ECU(32)는 ESC(30)(제2 제동 기구)를 전기적으로 구동 제어하는 제2 제어 회로로서의 액압 공급 장치용 컨트롤러(ESC ECU)이다. 이 제2 ECU(32)는 그 입력측이 액압 센서(29), 신호선(27) 및 차량 데이터 버스(28) 등에 접속되어 있다. 제2 ECU(32)의 출력측은 후술하는 각 제어 밸브(37, 37', 38, 38', 39, 39', 42, 42', 43, 43', 50, 50'), 전동 모터(45), 신호선(27) 및 차량 데이터 버스(28) 등에 접속되어 있다.

여기서, 제2 ECU(32)는 ESC(30)의 각 제어 밸브(37, 37', 38, 38', 39, 39', 42, 42', 43, 43', 50, 50') 및 전동 모터(45) 등을 후술하는 바와 같이 개별적으로 구동 제어한다. 이에 따라, 제2 ECU(32)는 브레이크측 배관부(31A~31D)로부터 휠 실린더(3L, 3R, 4L, 4R)에 공급하는 브레이크 액압을 감압, 유지, 증압 또는 가압하는 제어를, 휠 실린더(3L, 3R, 4L, 4R)마다 개별적으로 행하는 것이다.

즉, 제2 ECU(32)는, ESC(30)을 작동 제어함으로써, 예컨대 차량의 제동시에 접지 하중 등에 따라서 각 차륜에 적절히 제동력을 배분하는 제동력 배분 제어, 제동시에 각 차륜의 제동력을 자동적으로 조정하여 차륜의 록을 방지하는 안티록 브레이크 제어, 주행중인 차륜의 사이드 슬립을 검지하여 브레이크 페달(5)의 조작량에 상관없이 각 차륜에 부여하는 제동력을 적절하게 자동적으로 제어하면서, 언더스티어 및 오버스티어를 억제하여 차량의 거동을 안정시키는 차량 안정화 제어, 언덕길(특히 오르막길)에서 제동 상태를 유지하여 발진을 보조하는 언덕길 발진 보조 제어, 발진시 등에 있어서 차륜의 공전을 방지하는 트랙션 제어, 선행 차량에 대하여 일정한 차량 간격을 유지하는 차량 추종 제어, 주행 차선을 유지하는 차선 일탈 회피 제어, 차량 전방 또는 후방의 장해물과의 충돌을 피하는 장해물 회피 제어 등을 실행할 수 있다.

제2 제동 기구(휠 실린더 압력 제어 장치)인 ESC(30)은, 마스터 실린더(8)의 한쪽의 출력 포트[즉, 실린더측 액압 배관(15A)]에 접속되어 좌측 전륜(FL)측의 휠 실린더(3L)와 우측 후륜(RR)측의 휠 실린더(4R)에 액압을 공급하는 제1 액압 계통(33)과, 다른 쪽의 출력 포트[즉, 실린더측 액압 배관(15B)]에 접속되어 우측 전륜(FR)측의 휠 실린더(3R)와 좌측 후륜(RL)측의 휠 실린더(4L)에 액압을 공급하는 제2 액압 계통(33')의 2 계통의 액압 회로를 구비하고 있다. 여기서, 제1 액압 계통(33)과 제2 액압 계통(33')은 동일한 구성을 갖고 있기 때문에, 이하의 설명은 제1 액압 계통(33)에 관해서만 하고, 제2 액압 계통(33')에 관해서는 각 구성 요소의 부호에 「'」를 붙이며, 각각의 설명을 생략한다.

ESC(30)의 제1 액압 계통(33)은 실린더측 액압 배관(15A)의 선단측에 접속된 브레이크 관로(34)를 가지며, 브레이크 관로(34)는 제1 관로부(35) 및 제2 관로부(36)의 2개로 분기되어, 휠 실린더(3L, 4R)에 각각 접속되어 있다. 브레이크 관로(34) 및 제1 관로부(35)는 브레이크측 배관부(31A)와 함께 휠 실린더(3L)에 액압을 공급하는 관로를 구성하고, 브레이크 관로(34) 및 제2 관로부(36)는 브레이크측 배관부(31D)와 함께 휠 실린더(4R)에 액압을 공급하는 관로를 구성한다.

브레이크 관로(34)에는 브레이크 액압의 공급 제어 밸브(37)가 설치되고, 이 공급 제어 밸브(37)는 브레이크 관로(34)를 개폐하는 통상시 개방형 전자(電磁) 변환 밸브에 의해 구성되어 있다. 제1 관로부(35)에는 증압 제어 밸브(38)가 설치되고, 이 증압 제어 밸브(38)는 제1 관로부(35)를 개폐하는 통상시 개방형 전자 변환 밸브에 의해 구성되어 있다. 제2 관로부(36)에는 증압 제어 밸브(39)가 설치되고, 이 증압 제어 밸브(39)는 제2 관로부(36)를 개폐하는 통상시 개방형 전자 변환 밸브에 의해 구성되어 있다.

한편, ESC(30)의 제1 액압 계통(33)은 휠 실린더(3L, 4R)측과 액압 제어용 리저버(49)를 각각 접속하는 제1, 제2 감압 관로(40, 41)를 가지며, 이들 감압 관로(40, 41)에는 각각 제1, 제2 감압 제어 밸브(42, 43)가 설치되어 있다. 제1, 제2 감압 제어 밸브(42, 43)는 감압 관로(40, 41)를 각각 개폐하는 통상시 폐쇄형 전자 변환 밸브에 의해 구성되어 있다.

또한, ESC(30)는 액압원인 액압 발생 수단으로서의 액압 펌프(44)를 구비하고, 이 액압 펌프(44)는 전동 모터(45)에 의해 회전 구동된다. 여기서, 전동 모터(45)는 제2 ECU(32)로부터의 급전에 의해 구동되고, 급전 정지에는 액압 펌프(44)와 함께 회전 정지된다. 액압 펌프(44)의 토출측은 역지 밸브(46)를 통해 브레이크 관로(34) 중 공급 제어 밸브(37)보다 하류측이 되는 위치[즉, 제1 관로부(35)와 제2 관로부(36)가 분기되는 위치]에 접속되어 있다. 액압 펌프(44)의 흡입측은 역지 밸브(47, 48)를 통해 액압 제어용 리저버(49)에 접속되어 있다.

액압 제어용 리저버(49)는 잉여의 브레이크액을 일시적으로 저류하기 위해서 설치되고, 브레이크 시스템[ESC(30)]의 ABS 제어시에 한정되지 않고, 그 밖의 브레이크 제어시에도 휠 실린더(3L, 4R)의 실린더실(도시하지 않음)로부터 흘러나오는 잉여의 브레이크액을 일시적으로 저류하는 것이다. 또한, 액압 펌프(44)의 흡입측은 역지 밸브(47) 및 평상시 폐쇄형 전자 변환 밸브인 가압 제어 밸브(50)를 통해 마스터 실린더(8)의 실린더측 액압 배관(15A)[즉, 브레이크 관로(34) 중 공급 제어 밸브(37)보다 상류측이 되는 위치]에 접속되어 있다.

ESC(30)를 구성하는 각 제어 밸브(37, 37', 38, 38', 39, 39', 42, 42', 43, 43', 50, 50') 및 액압 펌프(44, 44')를 구동하는 전동 모터(45)는 제2 ECU(32)로부터 출력되는 제어 신호에 따라서 각각의 동작 제어가 미리 정해진 순서로 이루어진다.

즉, ESC(30)의 제1 액압 계통(33)은, 운전자의 브레이크 조작에 의한 통상의 동작시에, 부스터(16)에 의해서 마스터 실린더(8)에서 발생한 액압을, 브레이크 관로(34) 및 제1, 제2 관로부(35, 36)를 통해 휠 실린더(3L, 4R)에 직접 공급한다. 예컨대, 안티스키드 제어 등을 실행하는 경우는, 증압 제어 밸브(38, 39)를 닫아 휠 실린더(3L, 4R)의 액압을 유지하고, 휠 실린더(3L, 4R)의 액압을 감압할 때에는, 감압 제어 밸브(42, 43)를 열어 휠 실린더(3L, 4R)의 액압을 액압 제어용 리저버(49)에 피난시키는 식으로 배출한다.

또한, 차량 주행시의 안정화 제어(사이드 슬립 방지 제어) 등을 하기 위해서, 휠 실린더(3L, 4R)에 공급하는 액압을 증압할 때에는, 공급 제어 밸브(37)를 닫은 상태에서 전동 모터(45)에 의해 액압 펌프(44)를 작동시키고, 이 액압 펌프(44)로부터 토출된 브레이크액을 제1, 제2 관로부(35, 36)를 통해 휠 실린더(3L, 4R)에 공급한다. 이때, 가압 제어 밸브(50)가 열려 있음으로써, 마스터 실린더(8)측으로부터 액압 펌프(44)의 흡입측으로 리저버(14) 내의 브레이크액이 공급된다.

이와 같이, 제2 ECU(32)는 차량 운전 정보 등에 기초하여 공급 제어 밸브(37), 증압 제어 밸브(38, 39), 감압 제어 밸브(42, 43), 가압 제어 밸브(50) 및 전동 모터(45)[즉, 액압 펌프(44)]의 작동을 제어하여, 휠 실린더(3L, 4R)에 공급하는 액압을 적절히 유지하거나, 감압 또는 증압하거나 한다. 이에 따라, 전술한 제동력 분배 제어, 차량 안정화 제어, 브레이크 어시스트 제어, 안티스키드 제어, 트랙션 제어, 언덕길 발진 보조 제어 등의 브레이크 제어가 실행된다.

한편, 전동 모터(45)[즉, 액압 펌프(44)]를 정지한 상태에서 행하는 통상의 제동 모드에서는, 공급 제어 밸브(37) 및 증압 제어 밸브(38, 39)를 열고, 감압 제어 밸브(42, 43) 및 가압 제어 밸브(50)를 닫는다. 이 상태에서, 브레이크 페달(5)의 답입 조작에 따라서 마스터 실린더(8)의 제1 피스톤[즉, 부스터 피스톤(18), 입력 피스톤(19)]과 제2 피스톤(10)이 실린더 본체(9) 내에서 축 방향으로 변위할 때에, 제1, 제2 액압실(11A) 내에 발생한 브레이크 액압이 실린더측 액압 배관(15A)측으로부터 ESC(30)의 제1 액압 계통(33), 브레이크측 배관부(31A, 31D)를 통해 휠 실린더(3L, 4R)에 공급된다. 제2 액압실(11B) 내에 발생한 브레이크 액압은 실린더측 액압 배관(15B)측으로부터 제2 액압 계통(33'), 브레이크측 배관부(31B, 31C)를 통해 휠 실린더(3R, 4L)에 공급된다.

또한, 제1, 제2 액압실(11A, 11B) 내에 발생한 브레이크 액압[즉, 액압 센서(29)에 의해 검출된 실린더측 액압 배관(15A) 내의 액압]이 불충분할 때에 행하는 브레이크 어시스트 모드에서는, 가압 제어 밸브(50)와 증압 제어 밸브(38, 39)를 열고, 공급 제어 밸브(37) 및 감압 제어 밸브(42, 43)를 적절하게 열고 닫는다. 이 상태에서, 전동 모터(45)에 의해 액압 펌프(44)를 작동시켜, 이 액압 펌프(44)로부터 토출되는 브레이크액을 제1, 제2 관로부(35, 36)를 통해 휠 실린더(3L, 4R)에 공급한다. 이에 따라, 마스터 실린더(8)측에서 발생하는 브레이크 액압과 함께, 액압 펌프(44)로부터 토출되는 브레이크액에 의해서 휠 실린더(3L, 4R)에 의한 제동력을 발생시킬 수 있다.

한편, 액압 펌프(44)로서는, 예컨대 플런저 펌프, 트로코이드 펌프, 기어 펌프 등의 공지된 액압 펌프를 이용할 수 있는데, 차량 탑재성, 정숙성, 펌프 효율 등을 고려하면, 기어 펌프로 하는 것이 바람직하다. 전동 모터(45)로서는, 예컨대 DC 모터, DC 브러시리스 모터, AC 모터 등의 공지된 모터를 이용할 수 있지만, 본 실시형태에서는 차량 탑재성 등의 관점에서 DC 모터로 하고 있다.

또한, ESC(30)의 각 제어 밸브(37, 38, 39, 42, 43, 50)는 그 특성을 각각의 사용 양태에 따라서 적절하게 설정할 수 있는데, 이 중 공급 제어 밸브(37) 및 증압 제어 밸브(38, 39)를 통상시 개방형 밸브로 하고, 감압 제어 밸브(42, 43) 및 가압 제어 밸브(50)를 통상시 폐쇄형 밸브로 함으로써, 제2 ECU(32)로부터의 제어 신호가 없는 경우에도, 마스터 실린더(8)로부터 휠 실린더(3L, 4R)에 액압을 공급할 수 있다. 따라서, 브레이크 장치의 페일 세이프 및 제어 효율의 관점에서, 이러한 구성을 갖는 것이 바람직하다.

차량에 탑재된 차량 데이터 버스(28)에는 전력 충전용의 회생 협조 제어 장치(51)가 접속되어 있다. 회생 협조 제어 장치(51)는 차량의 감속시 및 제동시 등에 각 차륜의 회전에 의한 관성력을 이용하여, 발전기(도시하지 않음)를 구동 제어함으로써 운동 에너지를 전력으로서 회수하는 것이다. 회생 협조 제어 장치(51)는 차량 데이터 버스(28)를 통해 제1 ECU(26)와 제2 ECU(32)에 접속되어 있다.

이어서, 도 2를 참조하여 제1, 제2 ECU(26, 32)와 액압 센서(29)와의 결선 관계에 관해서 설명한다. 여기서, 액압 센서(29)는 부스터(16)측, 상세하게는 마스터 실린더(8)에 고정하여 설치되고, 제2 ECU(32)로부터 전원 라인(52)을 통해 급전이 이루어진다. 그리고, 액압 센서(29)의 검출 신호는 신호 라인(53)을 통해, 아날로그치로 마스터 실린더 압력의 계측치가 제2 ECU(32)에 출력된다. 그리고, 제2 ECU(32)는 액압 센서(29)로부터의 검출 신호를 일정한 제어 주기로 디지털 변환한다. 한편, 제1 ECU(26)는 제2 ECU(32)에서 디지털 변환된 검출 신호를, 통신 회선인 신호선(27)으로부터 통신 신호로서 수신함으로써, 마스터 실린더(8)의 액압실(11A), 실린더측 액압 배관(15A) 내에 발생한 마스터 실린더 압력으로서의 액압을 검출(감시)할 수 있다.

도 3은 액압 센서(29)의 이상 판정을 도시하는 특성선도이며, 이들의 판정은, 브레이크 페달(5)이 조작되고 있지 않고, 부스터(16)가 액압 발생 작동을 하고 있지 않을 때, 즉 마스터 실린더 압력이 발생하지 않은 상태에서 행해지게 된다. 도 3에 도시하는 특성선(54)은 액압 센서(29)로부터 출력되는 검출 신호를 액압치(P)로서 표시한 것으로, 액압치(P)가 미리 정해진 이상 임계치(α)보다 작을 때에는 액압 센서(29)의 검출치는 정상이며, 이상 임계치(α)를 넘으면 이상 발생으로서 판단한다. 특성선(54)에서는, 시간 0~t1의 범위, 시간 t3~t5의 범위에서 액압 센서(29)의 액압치(P)는 정상이고, 시간 t1~t3의 범위, 시간 t5 이후에는 액압 센서(29)의 액압치(P)가 이상으로 되어 있다. 상기 이상 임계치(α)는 마스터 실린더 압력이 발생하고 있지 않음에도 불구하고, 검출 신호가 출력되고 있지 않은지를 판단하기 위해서 설정되어 있고, 액압 센서(29)의 개체차나 온도 드리프트 등을 고려하여, 액압 센서(29)의 최대 출력치의 반 정도의 값으로서 설정된다.

여기서, 제2 ECU(32)는 액압 센서(29)의 검출치에 기초하여 정해진 제1 주기(T1)로 액압 센서(29)의 이상 유무를 판단한다. 그리고, 제2 ECU(32)는 도 3 중 특성선(55)으로 도시하는 바와 같이, 액압치(P)가 제1 주기(T1)인 동안, 이상 임계치(α)를 넘어서 계속해서 출력되고 있는 경우, 시간 t7에 센서 이상을 판단하여, 신호선(27)에 의해 제1 ECU(26)에 대하여 이상 확정 신호를 출력한다. 여기서, 제1 주기(T1)는 액압치(P)가 안정적으로 출력되고 있는지를 판단하기 위한 시간으로서 설정되어 있고, 예컨대, 500 ㎳ 정도로 설정된다. 또한, 제1 주기(T1)는 ECU(26, 32)의 제어 주기나 ECU(26)와 ECU(32)의 통신 주기보다 훨씬 긴 시간으로서 설정되어 있다.

한편, 제1 ECU(26)는 제2 ECU(32)로부터 신호선(27)을 통해 액압 센서(29)의 검출치를 통신에 의해 수신하고, 이 통신에 의해 수신된 검출 신호에 기초하여 상기 제1 주기보다 짧은 제2 주기(T2)로 액압 센서(29)의 이상 유무를 판단한다. 그리고, 제1 ECU(26)는 도 3 중 특성선(56)으로 도시하는 바와 같이, 액압치(P)가 제2 주기(T2)인 동안, 이상 임계치(α)를 넘어서 계속해서 출력되고 있는 경우, 시간 t2에 액압 센서(29)가 이상이라고 선행 판단한다. 이때에, 이상 선행 판단에 의한 후술하는 보완 처리를 한다. 한편, 상기 선행 판단의 결과는 신호선(27)을 통해 제1 ECU(26)로부터 제2 ECU(32)로 송신하도록 하더라도 좋다.

상기 보완 처리는, 이상으로 된 액압 센서(29)의 검출치를 이용하는 일없이, 조작량 검출 센서(7)로부터의 검출 신호(제동 지령)에 기초하여 제1 ECU(26)가 전동 액추에이터(20)를 구동 제어하는 것으로 되어 있다. 한편, 제2 주기(T2)는 제1 주기(T1)와 마찬가지로, ECU(26, 32)의 제어 주기나 ECU(26)와 ECU(32)의 통신 주기보다 훨씬 긴 시간으로서 설정되어 있다. 또한, 제2 주기(T2)를 제1 주기(T1)보다 짧은 주기로 한 것은, 전술한 바와 같이, 제1 주기(T1)는 액압치(P)가 안정적으로 출력되고 있는지를 판단하기 위한 시간으로서 설정되어 있는 데 대하여, 제2 주기(T2)는 제1 ECU(26)의 제어에 사용하는 액압치(P)가 조금이라도 이상인 경우에는, 전동 액추에이터(20)를 정밀도 좋게 구동 제어할 수 없는 형편상, 이를 위해, 조금이라도 빠르게 액압 센서(29)의 이상을 인식해 두기 위해서 짧은 주기로 설정되어 있다.

이와 같이, 본 실시형태에서는, 제2 ECU(32)에 있어서의 액압 센서(29)의 이상 유무를 판단하는 정해진 판단 기준으로서 상기 제1 주기(T1)가 설정되어 있고, 또한, 제1 ECU(26)에 있어서의 액압 센서(29)의 이상 유무를 판단하는 다른 판단 기준으로서 상기 제1 주기(T1)보다 짧은 제2 주기(T2)가 설정되어 있다. 바꿔 말하면, 제1 ECU(26)는 제2 ECU(32)의 판단 시기보다 빠른 시기에 액압 센서(29)의 이상 유무를 판단하도록 되어 있다.

그 후, 시간 t3에 특성선(54)으로 도시하는 액압치(P)가 이상 임계치(α) 이하까지 작아지면, 시간 t4에 이상 임계치(α) 이하의 계속 시간이 제2 주기(T2)를 넘은 단계에서, 제1 ECU(26)에 의한 액압 센서(29)의 이상 선행 판단은 중지되고, 제1 ECU(26)는 액압 센서(29)의 검출치를 정상이라고 선행 판단한다. 이에, 시간 t4 이후(후술하는 시간 t6까지)는 상기 보완 처리가 중지되고, 제1 ECU(26)는 조작량 검출 센서(7)와 액압 센서(29) 양쪽의 검출 신호에 기초하여 전동 액추에이터(20)를 구동 제어한다.

그 후, 시간 t5에 특성선(54)이 다시 이상 임계치(α)를 넘고, 그 계속 시간이 제2 주기(T2)를 넘은 시간 t6 단계에서, 제1 ECU(26)는 이상을 선행 판단한다. 이때, 제1 ECU(26)는 특성선(56)으로 도시하는 바와 같이, 시간 t6부터 이상 선행 판단에 의한 보완 처리를 전술한 바와 같이 행한다. 그리고, 시간 t6부터 시간 t7까지의 제1 주기(T1)와 제2 주기(T2) 간의 차분 간격(T3)이 경과하면, 전술한 바와 같이 제2 ECU(32)는 시간 t7에 센서 이상을 확정하고, 신호선(27)에 의해 제1 ECU(26)에 대하여 이상 확정 신호를 출력한다. 그리고, 도 3 중 특성선(57)으로 도시하는 바와 같이, 제1 ECU(26)는 이상 확정부터 통신이나 통신 신호 해석에 걸리는 일정 시간(T4)이 경과한 시간 t8에, 액압 센서(29)의 이상을 확정하고, 제1 ECU(26)에서도 센서의 고장 코드를 기억시키며, 센서 이상을 다른 통지 램프(도시하지 않음) 등을 이용하여 통지한다.

제1 실시형태에 의한 브레이크 제어 장치는 전술한 바와 같은 구성을 갖는 것으로, 이어서 그 작동에 관해서 설명한다.

우선, 차량의 운전자가 브레이크 페달(5)을 답입 조작하면, 이에 따라 입력 피스톤(19)이 화살표 A 방향으로 밀려 들어가고, 부스터(16)의 전동 액추에이터(20)가 제1 ECU(26)에 의해 작동 제어된다. 즉, 제1 ECU(26)는, 조작량 검출 센서(7)로부터의 검출 신호에 의해 전동 모터(21)에 기동 지령을 출력하여 전동 모터(21)를 회전 구동하고, 그 회전이 감속 기구(23)를 통해 통 형상 회전체(22)에 전달되며, 통 형상 회전체(22)의 회전은 직동 기구(24)에 의해 부스터 피스톤(18)의 축 방향 변위로 변환된다.

이에 따라, 부스터(16)의 부스터 피스톤(18)은 마스터 실린더(8)의 실린더 본체(9) 내부를 향해 입력 피스톤(19)과 일체적으로 전진하여, 브레이크 페달(5)로부터 입력 피스톤(19)에 부여되는 답력(추력)과 전동 액추에이터(20)로부터 부스터 피스톤(18)에 부여되는 부스터 추력에 따른 브레이크 액압이 마스터 실린더(8)의 제1, 제2 액압실(11A, 11B) 내에 발생한다.

또한, 제1 ECU(26)는 액압 센서(29)로부터의 검출치를 통신 신호로서 신호선(27)으로부터 수신함으로써 마스터 실린더(8)에 발생한 액압을 감시하여, 부스터(16)의 전동 액추에이터(20)[전동 모터(21)의 회전]를 피드백 제어한다. 이에 따라, 마스터 실린더(8)의 제1, 제2 액압실(11A, 11B) 내에 발생하는 브레이크 액압을 브레이크 페달(5)의 답입 조작량에 대응하여 가변으로 제어할 수 있다. 또한, 제1 ECU(26)는 조작량 검출 센서(7)와 액압 센서(29)의 검출치에 따라서 부스터(16)(전동 배력 장치)가 정상적으로 동작하고 있는지 여부를 판별할 수 있다.

한편, 브레이크 페달(5)에 연결된 입력 피스톤(19)은 제1 액압실(11A) 내의 압력을 수압하여, 이것을 브레이크 반력으로서 브레이크 페달(5)에 전달한다. 이 결과, 차량의 운전자에게는 입력 피스톤(19)을 통해 밟는 느낌이 주어지게 되고, 이에 따라, 브레이크 페달(5)의 조작감을 향상시킬 수 있어, 페달 필링을 양호하게 유지할 수 있다.

이어서, 각 차륜[전륜(1L, 1R) 및 후륜(2L, 2R)]측의 휠 실린더(3L, 3R, 4L, 4R)와 마스터 실린더(8) 사이에 설치된 제2 제동 기구로서의 ESC(30)는, 부스터(16)에 의해 마스터 실린더(8)[제1, 제2 액압실(11A, 11B)] 내에 발생한 마스터 실린더 압력으로서의 액압을, 실린더측 액압 배관(15A, 15B)으로부터 ESC(30) 내의 액압 계통(33, 33') 및 브레이크측 배관부(31A, 31B, 31C, 31D)를 통해 휠 실린더(3L, 3R, 4L, 4R)에 가변으로 제어하면서 차륜마다의 휠 실린더 압력으로서 분배하여 공급한다. 이에 따라, 차량의 차륜[각 전륜(1L, 1R), 각 후륜(2L, 2R)]마다 휠 실린더(3L, 3R, 4L, 4R)를 통해 적정한 제동력이 부여된다.

여기서, ESC(30)를 제어하는 제2 ECU(32)는 조작량 검출 센서(7)로부터의 검출 신호를 신호선(27)으로부터 수신할 수 있고, 이 경우에는, 브레이크 페달(5)의 답입 조작량을 감시할 수 있다. 그리고, 브레이크 조작시에는, 조작량 검출 센서(7)로부터의 검출 신호를 통신으로 수신함으로써, 제2 ECU(32)로부터 전동 모터(45)에 제어 신호를 출력하여 액압 펌프(44, 44')를 작동할 수 있고, 각 제어 밸브(37, 37', 38, 38', 39, 39', 42, 42', 43, 43', 50, 50')를 선택적으로 개폐함으로써 휠 실린더(3L, 3R, 4L, 4R)의 액압을 제어할 수 있다.

이 때문에, 차량의 제동시 등에는, 브레이크 페달(5)의 답입 조작에 따라서 마스터 실린더(8)[및/또는 액압 펌프(44, 44')]로부터 휠 실린더(3L, 3R, 4L, 4R)에 각각 공급하는 브레이크 액압을 개별적으로 증압, 유지 또는 감압할 수 있어, 브레이크 페달(5)의 답입 조작, 차량의 운전 상태 등에 대응한 브레이크 액압을 휠 실린더(3L, 3R, 4L, 4R)에 공급할 수 있고, 차량의 제동력을 높은 정밀도로 제어할 수 있다.

이렇게 하여, 제1 실시형태에 따르면, 마스터 실린더(8)의 액압실(11A)[실린더측 액압 배관(15A)] 내에 발생한 액압을 검출하는 액압 센서(29)를 부스터(16)측에 고정하여 설치하고, 이 액압 센서(29)에는 전원 라인(52)을 통해 제2 ECU(32)로부터 급전이 이루어지며, 액압 센서(29)로부터의 검출 신호를 신호 라인(53)을 통해 제2 ECU(32)에 출력하는 구성을 갖는다. 그리고, 제2 ECU(32)는 액압 센서(29)의 검출치에 기초하여 정해진 제1 주기(T1)로 액압 센서(29)의 이상 유무를 판단하고, 예컨대 도 3 중에 도시하는 특성선(55)과 같이, 시간 t7에 센서 이상을 판단했을 때에는 신호선(27)에 의해 제1 ECU(26)에 대하여 이상 확정 신호를 출력한다.

한편, 제1 ECU(26)는 제2 ECU(32)로부터 신호선(27)을 통해 액압 센서(29)의 검출치를 통신에 의해 수신하고, 이 통신에 의해 수신된 검출 신호에 기초하여 상기 제2 주기(T2)로 액압 센서(29)의 이상 유무를 판단한다. 그리고, 제1 ECU(26)는 액압 센서(29)의 검출치가 정상이라고 판단하는 동안은 조작량 검출 센서(7)와 액압 센서(29) 양쪽의 검출 신호에 기초하여 전동 액추에이터(20)를 구동 제어할 수 있다.

또한, 제1 ECU(26)는 도 3 중에 도시하는 특성선(56)과 같이, 액압 센서(29)가 이상이라고 판단했을 때에, 이상 선행 판단에 의한 보완 처리를 함으로써, 이상으로 된 액압 센서(29)의 검출치를 이용하는 일없이, 조작량 검출 센서(7)로부터의 검출 신호(제동 지령)에 기초하여 전동 액추에이터(20)를 구동 제어할 수 있다. 그리고, 제2 ECU(32)에서도, 액압 센서(29)의 이상 상태가 제1 주기(T1)를 넘었다고 해서, 예컨대 시간 t7에 센서 이상을 확정하면, 제1 ECU(26)는 예컨대 시간 t8에 액압 센서(29)의 이상을 확정한다.

따라서, 제1 실시형태에 따르면, 제1 ECU(26)와 제2 ECU(32)에서 액압 센서(29)의 이상 유무를 개별적으로 판단할 수 있어, 제어 회로[즉, 제1, 제2 ECU(26, 32)]마다 행하는 제어의 신뢰성을 확보할 수 있다.

한편, 제1 실시형태에서는, 제2 ECU(32)에 있어서의 액압 센서(29)의 이상 유무를 판단하는 정해진 판단 기준으로서 상기 제1 주기(T1)가 설정되어 있고, 또한, 제1 ECU(26)에 있어서의 액압 센서(29)의 이상 유무를 판단하는 다른 판단 기준으로서 상기 제1 주기(T1)보다 짧은 제2 주기(T2)를 설정하고 있다. 그러나, 제1 ECU(26)는 제2 ECU(32)가 이상 판단하는 것보다도 빠르게 액압 센서(29)의 이상 유무를 판단하도록 되어 있으면, 제1 ECU(26)에 있어서의 액압 센서(29)의 이상 유무를 판단하는 다른 판단 기준으로서 이상 임계치(α)보다 작은 이상 임계치(α1)에 의해서 액압치(P)의 이상을 판단하도록 하더라도 좋다.

이어서, 도 4는 본 발명의 제2 실시형태를 나타내며, 제2 실시형태의 특징은 제2 제어 회로에서 센서 신호치의 이상 유무를 판정하고, 제1 제어 회로는 제2 제어 회로로부터 통신에 의해 수신된 신호를 바탕으로 제어하는 구성으로 한 데에 있다. 한편, 제2 실시형태에서는, 전술한 제1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일 부호를 붙이며, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

여기서, 도 4는 제2 실시형태에서 채용한 제1, 제2 제어 회로[즉, 제1, 제2 ECU(26, 32)]에 의한 액압 센서(29)의 이상 판정 처리를 나타내고 있다. 도 4에 도시하는 특성선(61)은 액압 센서(29)로부터 출력되는 검출 신호를 액압치(P)로서 표시한 것으로, 액압치(P)가 이상 임계치(α)보다 작을 때에는 액압 센서(29)의 검출치는 정상이며, 이상 임계치(α)를 넘으면 이상 발생으로서 판단한다. 특성선(61)에서는, 시간 0~t1의 범위, 시간 t3~t5의 범위에서 액압 센서(29)의 검출치는 정상이고, 시간 t1~t3의 범위, 시간 t5 이후에는 액압 센서(29)의 검출치가 이상으로 되어 있다.

여기서, 제2 ECU(32)는 도 4 중의 특성선(62)과 같이, 액압 센서(29)의 검출치에 기초하여 정해진 제1 주기(T1)로 액압 센서(29)의 이상 유무를 판단한다. 또한, 제2 ECU(32)는 도 4 중의 특성선(63)과 같이, 상기 제1 주기보다 짧은 제2 주기(T2)로 액압 센서(29)의 이상 유무를 선행 판단한다. 시간 t1에 액압치(P)가 이상 임계치(α)를 넘어, 이상 발생으로부터 제2 주기(T2) 경과 후인 시간 t2에 있어서, 제2 ECU(32)측의 선행 판단이 센서 이상으로서 성립하면, 제2 ECU(32)는 이 선행 판단 결과를 이상 신호로서 신호선(27)에 의해 제1 ECU(26)에 송신한다. 또한, 제2 ECU(32)는 상기한 액압 센서(29)의 이상 유무의 선행 판단과 함께, 제2 주기(T2)로 액압 센서(29) 이외의 회로 중의 이상 유무를 선행 판단하여, 제2 ECU(32)측의 선행 판단이 회로 이상으로서 성립하면, 제2 ECU(32)는 이 선행 판단 결과를 이상 신호로서 신호선(27)에 의해 제1 ECU(26)에 송신한다.

여기서, 액압 센서(29) 이외의 회로 중의 이상 유무를 선행 판단하는 것은, 액압 센서(29) 이외의 회로 중에 이상이 있었던 경우, 액압 센서(29)에 이상이 없더라도, 제1 ECU(26)에 송신되는 통신 신호의 액압치(P)가 실제의 액압치와 다르게 되는 경우가 있다. 이 경우에는, 전동 액추에이터(20)를 정밀도 좋게 구동 제어할 수 없는 형편상, 회로 이상을 이상 신호로서 제1 ECU(26)에 송신하도록 한다.

제1 ECU(26)는 특성선(64)으로 도시하는 바와 같이 제2 ECU(32)로부터 선행 판단 결과를 수신했을 때에, 제1 실시형태에서 설명한 보완 처리와 같은 식의 보완 처리를 한다. 이 보완 처리에 의해 제1 ECU(26)는 이상으로 된 액압 센서(29)의 검출치를 이용하는 일없이, 조작량 검출 센서(7)로부터의 검출 신호(제동 지령)에 기초하여 전동 액추에이터(20)를 구동 제어한다.

그 후, 시간 t3에 액압치(P)가 이상 임계치(α) 이하가 되고, 시간 t4에 이상 임계치(α) 이하의 계속 시간이 상기 제2 주기(T2)를 넘으면, 특성선(63)과 같이 제2 ECU(32)에서의 선행 판단이 성립하지 않고, 제1 ECU(26)는 선행 판단 비성립을 수신함으로써, 특성선(64)과 같이 액압 센서(29)의 검출치가 정상이라고 하는 판단으로 복귀한다. 이 때문에, 시간 t4 이후(후술하는 시간 t6까지)는 상기 보완 처리가 중지되고, 제1 ECU(26)는 조작량 검출 센서(7)와 액압 센서(29) 양쪽의 검출 신호에 기초하여 전동 액추에이터(20)를 구동 제어한다.

그러나, 그 후의 시간 t5에 다시 센서 이상이 발생하여, 전술한 경우와 마찬가지로 시간 t6에 센서 이상이라는 선행 판단이 성립하면, 제1 ECU(26)는 이 선행 판단 결과를 제2 ECU(32)로부터 수신하여 보완 처리를 실시한다. 그리고, 시간 t7에 이상 발생 상태가 제1 주기(T1)를 경과했을 때에, 제2 ECU(32)는 특성선(62)과 같이 액압 센서(29)의 검출치가 이상이라고 하여 이상 확정하며, 고장 코드를 기억시키고, 센서 이상을 통지 램프(도시하지 않음) 등에 의해 통지한다.

이와 같이, 제2 ECU(32)는 시간 t7에 센서 이상을 확정하면, 신호선(27)에 의해 제1 ECU(26)에 대하여 이상 확정 신호를 출력한다. 그리고, 제1 ECU(26)는 이상 확정으로부터 일정 시간(T4)이 경과한 시간 t8에, 특성선(65)으로 도시하는 바와 같이 액압 센서(29)의 이상을 확정하며, 제1 ECU(26)에서도 센서의 고장 코드를 기억시키고, 센서 이상을 다른 통지 램프(도시하지 않음) 등을 이용하여 통지한다.

이렇게 하여, 이와 같이 구성되는 제2 실시형태에서도, 제1 ECU(26)와 제2 ECU(32)로 액압 센서(29)의 이상 유무를 판단할 수 있어, 전술한 제1 실시형태와 마찬가지로 제어 회로[즉, ECU(26, 32)]마다의 제어 신뢰성을 확보할 수 있다.

한편, 상기 각 실시형태에서는, 차량 제어 장치를, 사륜 자동차에 탑재되는 브레이크 제어 장치에 적용하는 경우를 예로 들어 설명했다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 예컨대 액압 공급 장치[ESC(30)]와 엔진 제어 장치가 차륜 속도 센서의 검출치를 공유하는 경우와 같이, 브레이크 제어 장치 이외의 차량 제어 장치에도 적용할 수 있는 것이다.

이상의 실시형태에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 차량 제어 장치에 따르면, 제1 제어 회로와 제2 제어 회로는 이상 판정 후의 처리를 각각 독립적으로 행하는 구성을 갖는다. 본 발명의 차량 제어 장치에 따르면, 상기 제1 또는 제2 제어 회로에 의해 상기 검출 수단의 이상을 판단했을 때에, 상기 제1 제어 회로는 상기 검출 수단의 검출 신호에 기초한 제어를 정지하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제1 제어 회로에 의해 상기 검출 수단의 이상을 판단했을 때에, 이상 경보를 발하지 않고, 상기 제2 제어 회로에 의해 상기 검출 수단의 이상을 판단했을 때에 이상 경보를 발하는 구성을 갖는다.

한편, 본 발명의 브레이크 제어 장치에 따르면, 상기 제1 제어 회로는, 상기 액압 센서의 이상 없음을 검출했을 때에, 상기 제1 제동 기구에의 제동 지령과 상기 액압 센서의 검출치에 기초하여 상기 제1 제동 기구를 제어하고, 상기 액압 센서의 이상을 검출했을 때에, 상기 제동 지령에 기초하여 제1 제동 기구를 제어하는 구성을 갖는다. 본 발명의 브레이크 제어 장치는, 상기 제2 제어 회로에서도 상기 액압 센서의 이상을 검출하여, 이상인 경우에 상기 액압 센서의 고장을 확정하는 구성을 갖는다.

또한, 본 발명에 의한 브레이크 제어 장치는, 차량의 제동력을 발생시키기 위한 제1 제동 기구를 제어하는 제1 제어 회로와, 상기 제1 제동 기구와는 별도로 차량의 제동력을 발생시키기 위한 제2 제동 기구를 제어하는 제2 제어 회로와, 이 제2 제어 회로에 전기적으로 접속되어, 발생하는 제동력을 산출하기 위한 액압을 검출하는 액압 센서와, 상기 제1 제어 회로와 제2 제어 회로를 전기적으로 접속하여, 상기 액압 센서의 검출치를 통신시키기 위한 신호선을 갖고, 상기 제2 제어 회로는, 상기 액압 센서의 검출치에 기초하여 정해진 제1 주기로 상기 액압 센서의 이상 유무를 판단하고, 상기 정해진 제1 주기보다 짧은 제2 주기로 상기 액압 센서 이외의 회로 중의 이상 유무를 판단하여, 이상 판단을 했을 때에 상기 신호선에 의해 상기 제1 제어 회로에 이상 신호를 출력하고, 상기 제1 제어 회로는, 상기 제2 제어 회로로부터 상기 신호선을 통해 상기 액압 센서의 검출치를 통신에 의해 수신하고, 이 통신에 의해 수신된 검출 신호에 기초하여 상기 제2 주기로 상기 액압 센서의 이상 유무를 판단하며, 상기 액압 센서의 이상을 검출했을 때에, 상기 제1 제동 기구에의 제동 지령에 기초하여 상기 제1 제동 기구를 제어하고, 상기 제2 제어 회로로부터 상기 신호선을 통해 상기 이상 신호를 수신했을 때에, 상기 액압 센서 또는 상기 제2 제어 회로가 고장이 났다고 판정하는 구성을 갖는다.

상기 실시형태에서는, 구동 대상물을 구동하는 구동원을 제어하는 제1 제어 기구(마스터 실린더 압력 제어 기구) 및 제2 제어 기구(휠 실린더 압력 제어 기구)와, 상기 구동원의 물리량을 검출하는 물리량 검출기(액압 센서)와, 이 물리량 검출기로부터의 신호를 입력으로 하여 상기 제1 제어 기구를 제어하는 제1 제어 수단(제1 ECU)과, 상기 물리량 검출기로부터의 신호를 입력으로 하여 상기 제2 제어 기구를 제어하는 제2 제어 수단(제2 ECU)과, 상기 제1 제어 수단에 설치된 상기 물리량 검출기를 진단하는 제1 진단 기능(선행 판단)과, 상기 제2 제어 수단에 설치된 상기 물리량 검출기를 진단하는 제2 진단 기능(이상 판단)을 구비하고, 상기 제1 진단 기능과 상기 제2 진단 기능은 상이한 진단 기준[제1 주기(T1), 제2 주기(T2), 이상 임계치(α), 이상 임계치(α1)]에 의해 진단을 하는 구동 대상물(브레이크)의 제어 기구라고 하는 개념을 포함하고 있다.

1L, 1R: 전륜(차륜) 2L, 2R: 후륜(차륜)
3L, 3R, 4L, 4R: 휠 실린더 5: 브레이크 페달
7: 조작량 검출 센서 8: 마스터 실린더
9: 실린더 본체 11A, 11B: 액압실
14: 리저버(작동액 탱크) 16: 부스터(제1 기구, 제1 제동 기구)
17: 부스터 하우징 18: 부스터 피스톤
19: 입력 피스톤 20: 전동 액추에이터
21: 전동 모터 23: 감속 기구
24: 직동 기구 26: 제1 ECU(제1 제어 회로)
27: 신호선 28: 차량 데이터 버스
29: 액압 센서(검출 수단) 30: ESC(제2 기구, 제2 제동 기구)
32: 제2 ECU(제2 제어 회로)
37, 37', 38, 38', 39, 39', 42, 42', 43, 43', 50, 50': 제어 밸브
44, 44': 액압 펌프 45: 전동 모터
49, 49': 액압 제어용 리저버

Claims

차량의 제동력을 발생시키기 위한 제1 제동 기구를 제어하는 제1 제어 회로와,
상기 제1 제동 기구와는 별도로 차량의 제동력을 발생시키기 위한 제2 제동 기구를 제어하는 제2 제어 회로와,
상기 제2 제어 회로에 전기적으로 접속되어, 발생하는 제동력을 산출하기 위한 액압을 검출하는 액압 검출 수단과,
상기 제1 제어 회로와 제2 제어 회로를 전기적으로 접속하여, 상기 액압 검출 수단의 검출치에 기초한 검출 신호를 통신시키기 위한 신호선을 갖는 브레이크 제어 장치에 있어서,
상기 제2 제어 회로는 상기 액압 검출 수단의 검출치에 기초하여 상기 액압 검출 수단의 이상 유무를 판단하고,
상기 제1 제어 회로는, 상기 제2 제어 회로로부터 상기 신호선을 통해 상기 액압 검출 수단의 검출 신호를 통신에 의해 수신하고, 이 통신에 의해 수신된 검출 신호에 기초하여 상기 제2 제어 회로의 판단 시기보다 빠른 시기에 상기 액압 검출 수단의 이상 유무를 판단하는 구성으로 되어 있고,
상기 제1 제어 회로는, 상기 액압 검출 수단의 이상 없음을 검출했을 때에, 상기 제1 제동 기구에의 제동 지령과 상기 액압 검출 수단의 검출치에 기초하여 상기 제1 제동 기구를 제어하고, 상기 제1 또는 제2 제어 회로에 의해 상기 액압 검출 수단의 이상을 검출했을 때에, 상기 제1 제어 회로는, 상기 액압 검출 수단의 검출 신호에 기초한 제어를 정지하고, 상기 제동 지령에 기초하여 제1 제동 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 제어 회로와 상기 제2 제어 회로는 이상 판정 후의 처리를 각각 독립적으로 행하고,
상기 제2 제어 회로는, 상기 액압 검출 수단의 이상 유무의 판단 결과를 상기 신호선에 의해 제1 제어 회로와 서로 통신하는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 제어 회로에 의해 상기 액압 검출 수단의 이상을 판단했을 때에, 이상 경보를 발하지 않고, 상기 제2 제어 회로에 의해 상기 액압 검출 수단의 이상을 판단했을 때에, 이상 경보를 발하는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 제어 회로와 상기 제2 제어 회로는 서로 상기 액압 검출 수단의 이상 유무의 판단 결과를 상기 신호선에 의해 통신하고, 이상 판정 후의 처리를 각각 독립적으로 행하는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 제어 회로에서도 상기 액압 검출 수단의 이상을 검출하여, 이상인 경우에 상기 액압 검출 수단의 고장을 확정하는 것을 특징으로 하는 브레이크 제어 장치.
차량에 설치된 제1 기구를 제어하는 제1 제어 회로와,
차량에 설치된 제2 기구를 제어하는 제2 제어 회로와,
상기 제2 제어 회로에 전기적으로 접속되어, 차량의 상태를 검출하는 검출 수단과,
상기 제1 제어 회로와 상기 제2 제어 회로를 전기적으로 접속하여, 상기 검출 수단의 검출 신호를 통신시키기 위한 신호선을 갖는 차량 제어 장치에 있어서,
상기 제2 제어 회로는, 상기 검출 수단의 검출치에 기초하여 미리 정해진 판단 기준으로 상기 검출 수단의 이상 유무를 판단하고,
상기 제1 제어 회로는, 상기 제2 제어 회로로부터 상기 신호선을 통해 상기 검출 수단의 검출치를 통신에 의해 수신하고, 이 통신에 의해 수신된 검출 신호에 기초하여 상기 제2 제어 회로의 판단 시기보다 빠른 시기에 상기 제2 제어 회로의 미리 정해진 판단 기준과는 상이한 다른 판단 기준에 의해 상기 검출 수단의 이상 유무를 판단하는 구성으로 되어 있고,
상기 제1 또는 제2 제어 회로에 의해 상기 검출 수단의 이상을 검출했을 때에, 상기 제1 제어 회로는, 상기 검출 수단의 검출 신호에 기초한 제어를 정지하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
제6항에 있어서, 상기 제1 제어 회로와 상기 제2 제어 회로는, 이상 판정 후의 처리를 각각 독립적으로 행하고,
상기 제2 제어 회로는, 상기 검출 수단의 이상 유무의 판단 결과를 상기 신호선에 의해 제1 제어 회로와 서로 통신하는 것을 특징으로 하는 차량 제어 장치.
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