JP2013208957A - 車両用ブレーキ圧制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】センサや搭載車種の変更があっても、容易に対応可能とする車両用ブレーキ圧制御装置を提供する。
【解決手段】車両の動特性量を検出するセンサ210が検出した動特性量に基づいてブレーキ圧を制御する車両用ブレーキ圧制御装置である。車両用ブレーキ圧制御装置は、センサ210が検出した動特性量が入力され、当該動特性量に応じて制御量を決定し、ブレーキ圧を発生させる制御手段100を備える。制御手段100は、センサ210から出力される情報を入力する入力部190と、入力部190で入力された情報を規格化された形式に変換する変換処理部110と、変換処理部110で規格化された形式に変換された情報を、車両に応じた補正処理を行う補正処理部120とを備える
【選択図】図6

Description

本発明は、車両用ブレーキ圧制御装置に関し、特に、車両の動特性量を検出するセンサの出力値に基づいてブレーキ圧を制御する車両用ブレーキ圧制御装置に関する。
従来、制御装置の回路基板に動特性量を検出するセンサ、例えば、加速度センサを設けた車両用ブレーキ圧制御装置として、特許文献1に開示された発明が知られている。このようなセンサから得られる値は、センサを車両に対しどのような姿勢で取り付けるかによって、出力値の大きさや符号(正、負)が変化する。そのため、搭載された車両の前後、左右に合った適切な動特性量を得るために、車両用ブレーキ圧制御装置内で、センサから出力された値を変換する必要がある。
特開2006−56406号公報
ところで、車両用ブレーキ圧制御装置においては、仕様の改善やコスト削減を目的としてセンサを変更することがある。また、同じ車両用ブレーキ圧制御装置を、複数種類の車両に搭載することがある。
センサを変更した場合、変更前のセンサと変更後のセンサとでは、回路基板に対する取付の向き、出力方式、出力特性などが異なるため、センサの変更に伴い、制御装置で利用可能なように変換をする必要がある。また、車両用ブレーキ圧制御装置を異なる車種に搭載する場合、既に搭載済みの車種とは搭載姿勢などが異なることがあり、これによっても出力値の換算をする必要があった。
そして、従来は、センサを変更しただけの場合や、搭載車種を変更しただけの場合のいずれにおいても、センサの出力値が、その車両にとって適切な出力値となるように、センサの出力特性と、車両の特性の両方を考慮して変換処理全体を見直さなければならなかった。
本発明は、以上のような背景に鑑みてなされたものであり、センサや搭載車種の変更があっても、容易に対応可能とする車両用ブレーキ圧制御装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決する本発明は、車両の動特性量を検出するセンサが検出した前記動特性量に基づいてブレーキ圧を制御する車両用ブレーキ圧制御装置であって、前記センサが検出した前記動特性量が入力され、当該動特性量に応じて制御量を決定し、ブレーキ圧を発生させる制御手段を備え、前記制御手段は、前記センサから出力される情報を入力する入力部と、前記入力部で入力された情報を規格化された形式に変換する変換処理部と、前記変換処理部で規格化された形式に変換された情報に対し、前記車両に応じた補正処理を行う補正処理部とを備えることを特徴とする。
このような構成によると、センサから出力される情報を、センサの特性および車両の特性に応じてまとめて変換処理をするのではなく、変換処理部で規格化された形式で出力し、補正処理部が、車両に応じた補正処理を変換処理部とは別に行う。このため、仕様改善やコストダウンなどのためにセンサが変更される場合には、新しいセンサから入力された情報を予め決めてある規格化された形式に変換するように変換処理部を変更すればよく、補正処理部を変更する必要がない。また、搭載車種が変更になった場合には、新しい車種への搭載方法や、車両の特性に応じて、補正処理部を変更すればよく、変換処理部は変更する必要がない。したがって、上記の構成によれば、センサや、搭載車種の変更に対し、容易に対応することができる。
なお、本発明において、変換と補正は、厳密に区別される語ではなく、情報に対する何らかの調整処理を変換または補正という。
前記した装置においては、前記センサは、前記車両用ブレーキ圧制御装置に搭載され、前記変換処理部は、入力された動特性量を、前記センサの前記車両用ブレーキ圧制御装置に搭載されたときの姿勢に応じて変換して出力し、前記補正処理部は、前記車両用ブレーキ圧制御装置が車両に搭載されたときの姿勢に応じて前記補正処理を行う構成とすることができる。
この構成によれば、センサの、車両用ブレーキ圧制御装置に搭載されたときの姿勢と、車両用ブレーキ圧制御装置が車両に搭載されたときの姿勢とが、それぞれ変換処理部と補正処理部により別に考慮されて情報が変換または補正されるので、センサの変更または車種の変更があった場合において、センサの姿勢に関する変換または補正の変更を容易に行うことができる。
前記した装置においては、前記変換処理部は、前記センサの信号特性を特定の信号特性に変換する第1フィルタを有し、前記補正処理部は、前記変換処理部から出力された信号を前記車両に応じた信号特性に変換する第2フィルタを有する構成とすることができる。
この構成によれば、情報の一例としての信号を、センサの信号特性に応じて第1フィルタで規格化された形式に変換するとともに、車両の特性に応じて第2フィルタで補正するため、センサの変更または車種の変更があった場合において、信号特性に関する変換の変更を容易に行うことができる。
本発明によれば、センサや、搭載車種の変更に対し、容易に対応することができる。
車両用ブレーキ圧制御装置のブレーキ液圧回路を示す構成図である。 車両用ブレーキ圧制御装置を備える車両の側面図である。 一例に係る車両用ブレーキ圧制御装置の外観斜視図である。 回路基板に設けた(a)第1センサおよび(b)第2センサの出力軸を説明する図である。 車両に搭載された車両用ブレーキ圧制御装置を上から見た図である。 本発明を説明する車両用ブレーキ圧制御装置のブロック図である。 第1フィルタおよび第2フィルタにより信号を変換する場合を説明する図である。
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図1に示すように、車両用ブレーキ液圧制御装置S(以下、「液圧制御装置S」という。)は、ブレーキペダルBPに加える踏力に応じたブレーキ液圧を発生するマスタシリンダMCと車輪ブレーキFL,RR,RL,FRとの間に配置されており、通常時は液圧制御装置S内の入口ポート121から出口ポート122までが連通した油路となっていることで、ブレーキペダルBPの踏力が各車輪ブレーキFL,RR,RL,FRに伝達されるようになっている。
液圧制御装置Sには、マスタシリンダMCの出力ポートM1から始まる油路(以下、「第一系統」という。)に各車輪ブレーキFL,RRに対応して二つの制御弁手段V,Vが設けられており、同様に、出力ポートM2から始まる油路(以下、「第二系統」という。)に各車輪ブレーキRL,FRに対応して二つの制御弁手段V,Vが設けられている。また、この液圧制御装置Sには、第一系統および第二系統のそれぞれに、リザーバ3、ポンプ4、オリフィス5a、調圧弁R、吸入弁7が設けられており、さらに、第一系統のポンプ4と第二系統のポンプ4とを駆動するための共通の電動モータ9を備えている。また、本実施形態では、第二系統にのみ圧力センサ8が設けられている。
なお、以下では、マスタシリンダMCの出力ポートM1,M2から各調圧弁Rに至る油路を「出力液圧路A1」と称し、第一系統の調圧弁Rから車輪ブレーキFL,RRに至る油路および第二系統の調圧弁Rから車輪ブレーキRL,FRに至る油路をそれぞれ「車輪液圧路B」と称する。また、出力液圧路A1からポンプ4に至る油路を「吸入液圧路C」と称し、ポンプ4から車輪液圧路Bに至る油路を「吐出液圧路D」と称し、さらに、車輪液圧路Bから吸入液圧路Cに至る油路を「解放路E」と称する。
制御弁手段Vは、車輪液圧路Bを開放しつつ解放路Eを遮断する状態、車輪液圧路Bを遮断しつつ解放路Eを開放する状態および車輪液圧路Bを遮断しつつ解放路Eを遮断する状態を切り換える機能を有しており、常開型の電磁弁からなる入口弁1、常閉型の電磁弁からなる出口弁2、チェック弁1aを備えて構成されている。
リザーバ3は、各出口弁2が開放されることによって逃がされるブレーキ液圧を吸収する機能を有している。また、リザーバ3とポンプ4との間には、リザーバ3側からポンプ4側へのブレーキ液の流入のみを許容するチェック弁3aが介設されている。
ポンプ4は、リザーバ3で貯留されているブレーキ液を吸入して吐出液圧路Dに吐出する機能を有している。これにより、リザーバ3によるブレーキ液圧の吸収によって減圧された出力液圧路A1や車輪液圧路Bの圧力状態が回復される。さらに、このポンプ4は、後述するカット弁6が出力液圧路A1から車輪液圧路Bへのブレーキ液の流入を遮断し、且つ、後述する吸入弁7が吸入液圧路Cを開放しているときに、マスタシリンダMC、出力液圧路A1および吸入液圧路Cに貯留されているブレーキ液を吸入して吐出液圧路Dに吐出する機能を有している。これにより、非ペダル操作時において各車輪ブレーキFL,RR,RL,FRにブレーキ液圧を作用させることが可能となる。
オリフィス5aは、ポンプ4から吐出されたブレーキ液の圧力の脈動を減衰させている。
調圧弁Rは、出力液圧路A1から車輪液圧路Bへのブレーキ液の流入を許容する状態および遮断する状態を切り換える機能と、出力液圧路A1から車輪液圧路Bへのブレーキ液の流入が遮断されているときに車輪液圧路Bおよび吐出液圧路Dのブレーキ液圧を設定値以下に調節する機能とを有しており、常開型の電磁弁からなるカット弁6およびチェック弁6aを備えて構成されている。
吸入弁7は、常閉型の電磁弁であり、吸入液圧路Cを開放する状態および遮断する状態を切り換えるものである。吸入弁7は、非ペダル操作時であってカット弁6が出力液圧路A1から車輪液圧路Bへのブレーキ液の流入を遮断する状態にあるとき、言い換えれば、非ペダル操作時において各車輪ブレーキFL,RR,RL,FRにブレーキ液圧を作用させるときに図6に示す制御手段100により開放(開弁)される。
圧力センサ8は、出力液圧路A1のブレーキ液圧を計測するものであり、その計測結果は制御手段100に随時取り込まれる。
以上のような液圧制御装置Sの基本的な動作について簡単に説明する。各車輪がロックする可能性のない通常のブレーキ時(通常時)においては、調圧弁Rは出力液圧路A1から車輪液圧路Bへのブレーキ液の流入を許容する状態にあり、吸入弁7は吸入液圧路Cを遮断する状態にあり、制御弁手段Vは車輪液圧路Bを開放しつつ解放路Eを遮断する状態にある。つまり、ブレーキペダルBPの踏力に起因して発生したブレーキ液圧は、そのまま車輪ブレーキFL,RR,RL,FRに作用する。
ブレーキペダルBPを踏み込んでいる最中に、車輪がロック状態に入りそうになると、制御手段100によりアンチロックブレーキ制御が開始される。車輪ブレーキFL,RR,RL,FRに作用するブレーキ液圧を減圧する場合には、制御手段100により入口弁1を励磁して閉塞(閉弁)状態にするとともに、出口弁2を励磁して開放(開弁)状態にする。このようにすると、車輪ブレーキFL,RR,RL,FRに通じる車輪液圧路Bのブレーキ液が解放路Eを通ってリザーバ3に流入し、その結果、車輪ブレーキFL,RR,RL,FRに作用していたブレーキ液圧が減圧される。
車輪ブレーキFL,RR,RL,FRに作用するブレーキ液圧を一定に保持する場合は、制御手段100により入口弁1を励磁して閉塞(閉弁)状態にするとともに、出口弁2の励磁を停止して閉塞(閉弁)状態にする。このようにすると、車輪ブレーキFL,RR,RL,FR、入口弁1および出口弁2で閉じられた油路内にブレーキ液が閉じ込められることになり、その結果、車輪ブレーキFL,RR,RL,FRに作用していたブレーキ液圧が一定に保持される。
車輪ブレーキFL,RR,RL,FRに作用するブレーキ液圧を増圧する場合は、制御手段100により入口弁1の励磁を停止して開放(開弁)状態にするとともに、出口弁2の励磁を停止して閉塞(閉弁)状態にする。このようにすると、ブレーキペダルBPの踏力に起因して発生したブレーキ液圧が車輪ブレーキFL,RR,RL,FRに直接作用することになり、その結果、車輪ブレーキFL,RR,RL,FRに作用するブレーキ液圧が増圧される。
なお、アンチロックブレーキ制御中は、電動モータ9が駆動し、これに伴ってポンプ4が作動する。そして、ポンプ4によりリザーバ3に貯留されたブレーキ液が吐出液圧路Dを介して車輪液圧路Bに還流される。
また、非ペダル操作時においては、車両の状態に応じて横滑り制御やトラクション制御が開始される。非ペダル操作時において、例えば、左前側の車輪を制動する場合は、制御手段100によりカット弁6を励磁して閉塞(閉弁)状態にするとともに、吸入弁7を励磁して開放(開弁)状態にし、さらに、制動したい車輪に対応する制御弁手段V以外の制御弁手段Vにおいて入口弁1を励磁して閉塞(閉弁)状態にし、かかる状態において、ポンプ4を作動させるべく電動モータ9を駆動させる。このようにすると、マスタシリンダMCおよびリザーバ3に貯留されているブレーキ液がポンプ4により吐出液圧路Dに吐出される。さらに、カット弁6が閉塞状態にされ、車輪ブレーキFLに通じる入口弁1が開放状態にされているため、吐出液圧路Dに供給されたブレーキ液が車輪ブレーキFLに通じる車輪液圧路Bのみに流入し、その結果、車輪ブレーキFLにブレーキ液圧が作用し、左前側の車輪が制動されることになる。
以上のような基本構成を有する液圧制御装置Sは、図2に示すように、車両CRの所定箇所、例えば、ボンネット内に配置される。そして、液圧制御装置Sは、一例として、図3に示すような外観を有する。図3に示すように、前記した液圧ユニット10は、アルミニウムのブロックに、油路を形成したもので、この液圧ユニット10の図3における下に、電動モータ9が固定されている。また、液圧ユニット10の上には、図示しない電磁弁が差し込まれ、この電磁弁を覆う樹脂製のカバー21が設けられている。カバー21の内部には、電磁弁を制御する制御手段100が配置されている。また、液圧制御装置Sは、液圧ユニット10の側面に車両CRに取り付けるときの基準面となる取付面10Aを有している。なお、取付面10Aは、車両CRに取り付けるときには、図1に示すように下向きにされる。
制御手段100は、回路基板101に、電磁弁を駆動するための図示しないコイルが配置されるとともに、センサ210が配置されている。センサ210は、車両の動特性量を検出する素子であり、本実施形態では、一例として、加速度とヨーレートを検出するセンサとする。
このセンサ210は、図4(a)に示すように、例えば、回路基板101の面に沿う方向と回路基板101に垂直な方向の2つの加速度G1,G2を検出可能となっている。加速度G1は、例えば、回路基板101の長手方向に直交する方向で図4(a)の手前向きの方向であり、加速度G2は、回路基板101に直交する方向で図4(a)の上向きの方向である。
また、センサ210は、回路基板101の長手方向に沿った軸回りのヨーレートであって、図4(a)において時計回りの方向を正とするヨーレートを検出する。
このような制御手段100は、仕様の改善やコストダウンなどを目的として、センサを変更することがある。このとき、図4(b)に示すセンサ220のように、検出される加速度G1,G2の向きおよびヨーレートを検出する向きが異なることがある。センサ220は、センサ210とは異なり、加速度G1は、回路基板101に直交する方向で図4(b)の下に向かう方向であり、加速度G2は、回路基板101の長手方向に直交する方向で図4(b)の手前向きの方向である。また、センサ220は、回路基板101の長手方向に沿った軸回りのヨーレートであって、図4(b)において反時計回りの方向を正とするヨーレートを検出する。
また、液圧制御装置Sは、搭載される車種によって、車の前後左右に対する取付姿勢が異なることがある。例えば、図1および図5に示すように、取付面10Aを、車両CRの所定の取付面(図示せず)に合わせて取り付ける。このとき、車両CRに設けられた取付面の向きやボルト孔の配置が変わる結果、センサ210で検出する加速度G1,G2の向きおよび大きさが変化する。
以上のような、センサの仕様の違いや、液圧制御装置Sが搭載される車種の違いに応じて動特性量を適切な値に変換するため、また、センサの変更や、搭載車種の変更に対して容易に対応できるようにするため、制御手段100は、図6のような構成を有する。
制御手段100は、センサ210が検出した動特性量が入力され、当該動特性量に応じて制御量を決定し、電動モータ9や各電磁弁を駆動することでブレーキ圧を発生させる制御手段であり、センサ210から出力される情報を入力する入力部190(回路上のインタフェース)と、変換処理部110と、補正処理部120と、制御量算出部130とを有する。
変換処理部110は、入力部190から入力された情報を規格化された形式に変換する手段である。本実施形態においては、この情報として、動特性量である加速度G1,G2およびヨーレートYを例示している。また、本実施形態における規格化された形式とは、動特性量の方向(正負を含む)を、取付面10Aに対して特定の向きに合わせることを意味している。例えば、取付面10Aに対し、図4(a)のような向きで加速度G1,G2およびヨーレートYを得ることを標準の形式(規格化された形式)であるとすると、変換処理部110は、出力する加速度g1,g2およびヨーレートyを、入力されたそのままの値とする。すなわち、
g1=G1
g2=G2
y =Y
とする。
また、図4(b)に示したセンサ220を使用する場合には、取付面10Aに対して同じ向きで値を出力するため、変換処理部110の構成を変更して、入力値である加速度G1,G2およびヨーレートYに対し、
g1=G2
g2=−G1
y =−Y
という変換を行って出力する。
補正処理部120は、変換処理部110で規格化された形式に変換された情報を、車両に応じた補正処理を行う手段であり、本実施形態では、変換処理部110から入力された動特性量を、液圧制御装置Sが車両に搭載されたときの姿勢に応じて適切な方向および大きさに変換(補正)する。ここでは、簡単のため、図5のように、ヨーレートの軸が鉛直方向を向いている場合で説明する。図5の例では、取付面10Aに直交する向きで出力された加速度g1の向きが、車両の左方向に対して角度θで傾いている。この場合、前向きを正とする前後方向加速度Gは、
=−g1・sinθ−g2・cosθ
で算出でき、左向きを正とする横加速度Gは、
=g1・cosθ−g2・sinθ
で算出することができる。
搭載される車両により、このθの値が変更された場合には、上記の式において角度θ(特定の車種においては定数となる)を変更することで、対応することができる。
なお、この実施形態では、ヨーレートについては角度θに応じて補正をする必要がないので、補正後のヨーレートYは、ヨーレートyの値をそのまま用いればよい。すなわち、Y=yとする。
制御量算出部130は、補正処理部120から出力された動特性量に基づいて、付与すべきブレーキ圧を計算する手段であり、公知の手段を採用することができる。この制御量は、例えば、主として車体速度、車輪速度、前後方向加速度Gを用いて車輪のロックを抑制するアンチロックブレーキ制御の場合のブレーキ圧であったり、操舵角から推定されるヨーレートと測定したヨーレートとから、それらの偏差が無くなるように一部の車輪に制動力を付与する車両安定化制御におけるブレーキ圧であったりする。
制御量算出部130が、車輪ブレーキFL,RR,RL,FRに付与するブレーキ圧を決定し、この制御量にしたがって液圧ユニット10により車輪ブレーキFL,RR,RL,FRを駆動することで、アンチロックブレーキ制御や、車両安定化制御が実現される。
以上のような構成の液圧制御装置Sによれば、センサから入力される生の情報である加速度G1,G2やヨーレートYを、車両CRに適した量(方向および大きさ)に直接換算するのではなく、変換処理部110により、一度、規格化された形式に変換するので、仮に、センサを変更した場合には、変換処理部110による変換処理を変更すれば、補正処理部120に変更を加えることなく、センサの変更に対応することができる。一方、液圧制御装置Sの搭載車種が変更された場合には、変換処理部110に変更を加えることなく、液圧制御装置Sの車両CRに対する取付姿勢に応じて変換処理(補正処理)をすれば、搭載車種の変更に対応することができる。したがって、本実施形態の液圧制御装置Sによれば、センサや、搭載車種の変更に対し、容易に対応することができる。
以上に本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。
例えば、前記実施形態においては、変換処理部110が取り扱う情報は、動特性量の一例としての加速度およびヨーレートの値そのものであったが、この動特性量の時間的変化を考慮した信号であってもよい。この場合、図7に示すように、変換処理部110は、センサ210の信号特性を特定の信号特性に変換する第1フィルタ310を有し、補正処理部120は、変換処理部110から出力された信号を車両CRに応じた信号特性に変換する第2フィルタ320を有する構成とすることができる。
ここでの第1フィルタ310は、例えば、センサ210やセンサ220などの、特定の種類のセンサの出力値の大きさ(感度)や、ノイズ特性に応じて決定されるフィルタであり、例えば、図7のように、ヨーレートYに対して、第1フィルタ310をかけることで規格化された特性、例えば、特定周波数以上の高周波成分が除去されているなどの特性の信号となるヨーレートyが得られる。そして、第2フィルタ320は、例えば、液圧制御装置Sを車両CRに取り付けるブラケットの振動特性に応じて発生するノイズを除去するフィルタであり、変換処理部110から出力されるヨーレートyに対して第2フィルタ320をかけることで、制御量算出部130が使用するのに適した信号特性のヨーレートYを得ることができる。
この構成によれば、情報の一例としての信号を、センサの信号特性に応じて第1フィルタ310で規格化された形式に変換するとともに、車両CRの特性に応じて第2フィルタ320で変換するため、センサの変更があった場合には、第1フィルタ310のみを変更すればよく、搭載車種の変更をする場合には、第2フィルタ320のみを変更すればよい。このため、センサの変更または車種の変更があった場合に、信号特性に関する変換の変更を容易に行うことができる。
前記実施形態において、ブレーキ圧を付与するための構成として、液圧による場合を例示したが、ブレーキ圧は、液圧によらない方法で付与してもよい。
10 液圧ユニット
10A 取付面
100 制御手段
101 回路基板
110 変換処理部
120 補正処理部
130 制御量算出部
190 入力部
210 センサ
220 センサ
310 第1フィルタ
320 第2フィルタ
CR 車両
S 車両用ブレーキ液圧制御装置

Claims (3)

  1. 車両の動特性量を検出するセンサが検出した前記動特性量に基づいてブレーキ圧を制御する車両用ブレーキ圧制御装置であって、
    前記センサが検出した前記動特性量が入力され、当該動特性量に応じて制御量を決定し、ブレーキ圧を発生させる制御手段を備え、
    前記制御手段は、
    前記センサから出力される情報を入力する入力部と、
    前記入力部で入力された情報を規格化された形式に変換する変換処理部と、
    前記変換処理部で規格化された形式に変換された情報に対し、前記車両に応じた補正処理を行う補正処理部とを備えることを特徴とする車両用ブレーキ圧制御装置。
  2. 前記センサは、前記車両用ブレーキ圧制御装置に搭載され、
    前記変換処理部は、入力された動特性量を、前記センサの前記車両用ブレーキ圧制御装置に搭載されたときの姿勢に応じて変換して出力し、
    前記補正処理部は、前記車両用ブレーキ圧制御装置が車両に搭載されたときの姿勢に応じて前記補正処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の車両用ブレーキ圧制御装置。
  3. 前記変換処理部は、前記センサの信号特性を特定の信号特性に変換する第1フィルタを有し、
    前記補正処理部は、前記変換処理部から出力された信号を前記車両に応じた信号特性に変換する第2フィルタを有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用ブレーキ圧制御装置。
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