JP2016074420A5

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Publication number: JP2016074420A5
Application number: JP2015196454A
Authority: JP
Filing date: 2015-10-02
Publication date: 2017-07-13
Anticipated expiration: 2035-10-02

Description

車両用の転動距離検出システム及び転動距離検出ストラテジ

本発明は、車両が転動し始めた場合に該車両の電子ブレーキシステム（ＥＢＳ）が圧力形成を開始できるように、停止状態からの車両の転動距離を求めること、特に停止状態からの転動距離を求めるためのストラテジを構成することに関する。

オートマチックビークルホールド（ＡＶＨ）又は全速域アダプティブ（ＦＳＲＡ）クルーズコントールを備える車両用ＥＢＳの場合には、一般的に、停止状態からの転動距離を求める必要がある。車両が転動し始めると、ＥＢＳは（液圧ポンプ又はアクティブブースタ等の作動により）圧力を形成して、車両を停止状態に戻さなければならない。しかしながら、現行の車両転動検出は非常に敏感であるので、ポンプ又はアクティブブースタが頻繁に作動されてしまい、これにより顕著な騒音が生じることとなる。

ポンプの作動を過度に頻繁には要求せず、ひいては車両における騒音、振動、及びハーシュネス（ＮＶＨ）を低減した、改善された転動距離検出構造が必要とされている。

本発明の課題は、上記の要求を実現することである。この課題は、１つの実施形態の原理によれば、停止状態からの車両の転動距離を検出及び制御するシステムを提供することによって解決される。前記システムは、トーンホイールを含み、前記トーンホイールは、前記車両の対応する車輪に、該車輪と一緒に回転するように取り付けられている。各トーンホイールは、該トーンホイールの周囲に実質的に等間隔で配置された複数の符号化部材を有する。各トーンホイールには、１つの速度センサが対応付けられており、前記速度センサは、１つの符号化部材が該速度センサを通過したときに１つの信号を発生するようになっている。ＥＢＳ内の制御ユニットは、前記センサからの前記信号を受信するように構成及び配置されている。前記制御ユニットは、マイクロプロセッサ回路を備える。前記車両が停止状態から転動し、それに伴い、前記車輪が対応する前記トーンホイールを回転させた場合に、前記センサが、前記マイクロプロセッサ回路を備える前記制御ユニットに前記信号を送信するように構成及び配置されており、この際、前記マイクロプロセッサ回路は、前記符号化部材の１つが対応するセンサを通過した時を割り込みとしてカウントする。各車輪において最大許容割り込み回数がカウントされた場合には、前記ＥＢＳ内の制御ユニットが、所要の転動距離に達する前に、前記車両を停止状態に戻して保持するための圧力増加量を、前記ブレーキシステムに供給するよう命令するように構成及び配置されている。

本発明の別の態様によれば、本発明の方法によって、停止状態からの車両の転動距離が検出及び制御される。前記車両は、トーンホイールを含み、前記トーンホイールは、該トーンホイールの周囲に実質的に等間隔で配置された複数の符号化部材を有する。各トーンホイールは、対応する車輪と一緒に回転するように構成及び配置されている。各トーンホイールに概ね隣接して、１つの固定の速度センサが取り付けられている。前記車両は、ブレーキシステムを含む。本方法は、隣り合う符号化部材の間の走行距離を、前記符号化部材の数と、前記車輪のタイヤの円周とに基づいて算出する。停止状態からの前記車両の所要の転動距離が設定される。１つの車輪当たりの最大許容割り込み回数が設定され、但し、この割り込みとは、１つの符号化部材が対応する速度センサを通過する都度のイベントとして定義される。前記車両が実際に停止状態から転動しているかが判定される。前記車両が実際に転動している場合には、各車輪において割り込み回数がカウントされる。各車輪において前記最大許容割り込み回数の発生がカウントされると、前記所要の転動距離に達する前に、前記車両を停止状態に戻して保持するための圧力増加量が、前記ブレーキシステムに供給される。

本発明の他の目的、特色、及び特徴、並びに、動作方法、並びに、本構造の関連要素の作用、各部品の組み合わせの作用、及び製造の経済性の作用は、本明細書の一部を形成する添付図面を参照しながら、以下の詳細な説明及び添付した特許請求の範囲を考慮するとより明確に理解できるであろう。

図面の簡単な説明
本発明は、添付図面に関連した本発明の好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明からより良好に理解される。添付図面における同様の参照符号は、同様の部分を示している。

１つの実施形態に基づく車輪速度センサ構造の概略図である。図１のシステムのトーンホイールに隣接して取り付けられたセンサの部分断面図であり、このトーンホイールは、車軸と一緒に回転するように取り付けられている。図１のシステムの使用に伴った複数の異なる電気信号を示す図である。車両の転動距離を検出及び制御する図１のシステムの使用方法のフローチャートである。

実施形態の詳細な説明
図１を参照すると、１つの実施形態に基づく車輪速度センサシステムの概略図が図示されており、全体として参照符号１０で示されている。このシステム１０は、速度センサ１２を有する。速度センサ１２は、金属製のトーンホイール１４に隣接して取り付けられており、トーンホイール１４は、車輪（図１には図示せず）と一緒に回転するように車輪に関連して取り付けられている。本明細書で使用される“車輪”なる用語は、車軸を含みうる。トーンホイール１４は、好ましくは該トーンホイール１４の周囲に等間隔で配置された歯又は孔の形態の複数の符号化部材１６を含む。

センサ１２は、トーンホイール１４の速度及び回転方向Ａを測定して、車両の路面車輪速度を求めるように構成及び配置されている。本実施形態では、センサ１２は、符号化部材（歯）１６が当該センサ１２を通過する時点を検出する。センサ１２は、電子ブレーキシステム（ＥＢＳ）２０の電子制御ユニット（ＥＣＵ）１８に電気的に接続されている。制御ユニット１８は、以下に説明するロジックを実行するマイクロプロセッサ回路１９を有する。ＥＢＳ２０は、車両のオートマチックビークルホールド（ＡＶＨ）機能２２と、全速域アダプティブ（ＦＳＲＡ）クルーズコントロール機能２３とを支持することができる。

センサ１２は、個々の車輪が回転する速度を求める必要がない場合には、車両のクランクシャフト又はドライブシャフトの回転を監視してもよい。本実施形態では、センサ１２は、各車輪を駆動するケーシング又は車軸２４（図２）の回転を監視する。従って、図２を参照すると、トーンホイール１４は各車軸２４に固定的に結合されており、車軸２４と一緒に車軸２４と同じ速度で回転するようになっている。ボールベアリング２６は、従来のように車軸２４及びトーンホイール１４を回転可能にするために設けられている。センサ１２は、該センサ１２の端部３０がトーンホイール１４の符号化部材（歯１６）に隣接するように、取り付け部材又はナックル２８に対して固定されている。

センサ１２は、トーンホイール１４がスチール製である場合には、好ましくは従来のような磁気式センサである。センサ１２は、可変磁気抵抗センサ又はホール効果センサとすることができる。これら２つの磁気式センサは、スチール製のトーンホイール１４の歯１６が回転してセンサ１２に隣接したときに、これらの歯１６を検出する。可変磁気抵抗センサは、スチール製の歯が近接したときのワイヤコイルのインダクタンスの変化を検出する。ホール効果センサは、印加された磁界の強度に基づく半導体スラブの抵抗の変化を測定する。ホール効果センサ１２は、磁気スイッチと同様に機能する。トーンホイール１４の１つの歯１６が回転してセンサ１２を通過したときに、センサ１２から電流が流れて１つの出力信号３２が形成され、この際に、制御ユニット１８によって、これらの歯がセンサ１２を通過した回数がカウントされる。歯１６を備えるスチール製のトーンホイール１４と磁気センサ１２とを使用する代わりに、センサ１２を従来のような光学式センサとすることもでき、この場合には（符号化部材１６を規定する）ホイールトーンが光学的に符号化される。

オートマチックビークルホールド（ＡＶＨ）又は全速域アダプティブ（ＦＳＲＡ）クルーズコントールを備える車両ＥＢＳにおいては、停止状態からの転動距離を求める必要がある。車両が転動し始めると、ＥＢＳは、液圧ポンプの作動によって圧力を形成して、車両を停止状態に戻さなければならない。従って、１つの実施形態によればまず、１つの歯当たりの走行距離が計算される。例えばトーンホイール１４が５０個の歯１６を有しており、かつタイヤの円周が２ｍ又は２０００ｍｍである場合には、隣り合う歯の間でタイヤ／車輪が走行する距離は、２０００／５０＝４０ｍｍである。従って、この実施例のシステム１０の場合における１つの歯当たりの走行距離は、４０ｍｍである。

ＡＶＨ／ＦＳＲＡの作動中の転動距離に関するカスタマー要求が与えられた場合、センサ構造１０を使用して、各歯１６の間の走行距離に基づいて、転動距離を、各車輪に対して許可された車輪割り込みに変換することができる。図３は、車両の各車輪に設けられた各センサ１２からの出力信号３２，３２’，３２’’，及び３２’’’を示す。各信号３２，３２’，３２’’，３２’’’におけるピークは、車輪割り込み３４を表しており、この車輪割り込み３４において、１つの歯１６が対応するセンサ１２を通過する。

転動距離に関するカスタマー要求の一例は、すなわち、車両の転動が許容される最大距離が、１０％の勾配において１６０ｍｍ未満であるというものである。この要求は、最大許容転動歯数＝１６０ｍｍ／１つの歯当たりの走行距離＝１６０／４０＝４（つの歯）として解釈することができる。従って、１つの歯１６がセンサ１２を通過すると１回の割り込み３４が発生し、それ故、車両が転動しているときに１つの車輪において４回より多い割り込みが検出された場合には、転動距離は１６０ｍｍを超過することとなる。車両を停止状態に戻すための圧力を形成するために充分な時間を確保するために、最大許容割り込み３４の回数（この例では４回）は、１つの車輪当たり約１．５〜２回の割り込み３４の回数まで減らされる。

図３を参照すると、信号３６は停止フラグであり、信号３６のピーク３８又は“高（high）”期間の間には車両が依然として動いていることに留意すべきである。なぜなら、期間Ｔの間に割り込み３４が検出されているからである。それぞれの信号３２，３２’，３２’’，３２’’’に関して、２回の（１つの車輪当たりの最大許容）割り込み３４が全て発生した後、信号３６は“低（low）”に移行し、圧力を形成するためのリクエスト信号４０がＥＢＳ２０によって発生され、ブレーキシステムによって車両が停止状態に戻される。このことは、期間Ｔの後に割り込み３４が存在しないことによって証明されている。

４つの車輪全てが監視されているので、車両が前後に振動している状況（転動とは見なされない）を回避することができる。このように車両が前後に振動している状況では、特定の１つの歯１６が、センサ１２を前後に通過するおそれがあった。４つの車輪を用いれば、各車輪において特定の１つの歯がセンサ１２の周囲で前後に振動するという可能性は非常に低くなり、これによって、転動検出のエラーの危険性が低減される。従って、１つの実施形態によれば、車両が実際に転動しているかを判定するために、システム１０が所定の期間に亘って、４つの車輪全てに関して６回の割り込み３４（１つの車輪当たり１．５回の割り込み×４つの車輪）を監視する。これは、最大許容割り込み合計回数と呼ばれる。

上述したように、車両の転動検出ストラテジは、オートマチックビークルホールド（ＡＶＨ）機能、又は、全速域ＡＣＣ（ＦＳＡ又はＡＣＣストップ＆ゴー）機能、又は、転動距離を必要とする任意の機能によって使用することができる。図３の信号４２は、機能作動フラグであり、この機能作動フラグは、上記の機能の１つが作動される時点、又は、上記の機能の１つによって車両が停止状態に保持される期間を表す。

図４を参照すると、プロセッサ回路１９によって実行されるアルゴリズムの一例が示されている。ステップ４４では、システム１０に関する１つの歯当たりの走行距離が、歯の情報と、車輪のタイヤの円周とに基づいて算出される。例えば、この１つの歯当たりの走行距離は４０ｍｍである。ステップ４６では、カスタマーによって要求された所要の転動距離が取得又は設定される。本実施例では、この所要の転動距離は１６０ｍｍである。ステップ４８では、最大許容転動歯数が計算される。本実施例では、最大許容転動歯数は４つである。ステップ５０では、最大許容転動歯数と、液圧ブレーキの圧力形成時間とに基づいて、１つの車輪当たりの最大許容割り込み３４の回数の値が、最大許容転動歯数の値よりも小さくなるように決定される。本実施例では、１つの車輪当たりの最大許容割り込み回数は、２回の割り込み３４である。ステップ５２では、車両が実際に停止状態から転動しているかが判定される。このことは、上述したように、最大許容割り込み合計回数を監視することによって実施することができる。車両が実際に停止状態から転動していると判定されると、ステップ５４において、センサ１２を用いて各車輪において割り込み回数がカウントされ、センサ１２は、制御ユニット１８及びマイクロプロセッサ回路１９に信号３２を送信する。各車輪において最大許容割り込み回数の発生がカウントされると、ステップ５６において、所要の転動距離に達する前に、車両を停止状態に戻して保持するための液圧増加量が、液圧ブレーキシステムに供給される。

従って、本実施例による車両の転動検出ストラテジは、カスタマーによって要求された所要の転動距離に基づいてカスタマイズすることができる。この車両の転動検出ストラテジは、カスタマーが設定した範囲内で車両が僅かにだけ動いた場合における、不要な圧力形成（ポンプの作動又はアクティブブースタの作動）を回避する。従って、車両における騒音、振動、及びハーシュネス（ＮＶＨ）を回避することができる。

本明細書に記載された動作は、上述したように、ＥＢＳ２０内のマイクロプロセッサ回路１９内で実行可能なコードとして実装することができるか、又は、１つ又は複数の集積回路を用いて実装されたプロセッサ回路によるコード実行に基づいて完成されるスタンドアロンコンピュータ若しくは有形の非一時的機械可読記憶媒体（例えばフロッピーディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等）に格納することができる。本明細書に記載された動作はまた、１つ又は複数の有形の非一時的媒体に実行用に符号化される実行可能なロジックとして実装することもできる（例えば、プログラマブルロジックアレイ、プログラマブルロジックデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイロジック、特定用途向け集積回路等）。

上述した好ましい実施形態は、本発明の構造及び機能原理を説明する目的で、並びに、好ましい実施形態を採用する方法を説明する目的で図示及び記載されたものであり、このような原理から逸脱することなく変更することができる。従って、本発明は、以下の特許請求の範囲の精神に包含される全ての変更を含む。

Claims

停止状態からの車両の転動距離を検出及び制御する方法であって、
前記車両は、トーンホイールを含み、
前記トーンホイールは、該トーンホイールの周囲に実質的に等間隔で配置された複数の符号化部材を有し、
各トーンホイールは、対応する車輪と一緒に回転するように構成及び配置されており、
各トーンホイールに概ね隣接して、１つの固定の速度センサが取り付けられており、
前記車両は、ブレーキシステムを含み、
前記方法は、
隣り合う前記符号化部材の間の走行距離を、前記符号化部材の数と、前記車輪のタイヤの円周とに基づいて算出するステップと、
停止状態からの前記車両の所要の転動距離を設定するステップと、
１つの車輪当たりの最大許容割り込み回数を設定するステップと、但し、この割り込みとは、１つの符号化部材が対応する速度センサを通過する都度のイベントとして定義され、
前記車両が実際に停止状態から転動しているかを判定するステップと、
前記車両が実際に転動している場合には、各車輪において割り込み回数をカウントするステップと、
各車輪において前記最大許容割り込み回数がカウントされると、前記所要の転動距離に達する前に、前記車両を停止状態に戻して保持するための圧力増加量を、前記ブレーキシステムに供給するステップと
を有する、方法において、
前記複数の符号化部材は、各トーンホイールの周囲に設けられた複数の歯であり、
前記走行距離を算出する前記ステップは、前記タイヤの前記円周を前記歯の総数によって除算することを含み、
１つの車輪当たりの最大許容割り込み回数を設定する前記ステップは、
隣り合う前記符号化部材の間の前記走行距離によって前記所要の転動距離を除算することにより、最大許容転動歯数を算出することと、
前記最大許容転動歯数と、液圧ブレーキの圧力形成時間とに基づいて、１つの車輪当たりの前記最大許容割り込み回数の値を、前記最大許容転動歯数の値よりも小さくなるように設定することと、
を含む
ことを特徴とする、方法。
各センサは、ホール効果センサである、
請求項１記載の方法。
前記所要の転動距離を設定する前記ステップは、該所要の転動距離を、１０％の勾配において前記車両が停止状態から転動することが許容される最大距離にセットするステップである、
請求項１記載の方法。
前記車両が実際に転動しているかを判定する前記ステップは、
所定の期間に亘って、最大許容割り込み合計回数を監視することを含み、
但し、前記最大許容割り込み合計回数は、１つの車輪当たりの前記最大許容割り込み回数に、前記車両の車輪数を乗算することによって算出される
請求項１記載の方法。
カウントする前記ステップは、前記センサを使用することを含み、
前記センサは、１つの歯が対応するセンサを通過したときに、マイクロプロセッサ回路を備える電子制御ユニット（ＥＣＵ）に１つの信号を送信する、
請求項２記載の方法。
前記ブレーキシステムが、オートマチックビークルホールド（ＡＶＨ）又は全速域アダプティブ（ＦＳＡ）クルーズコントロールと組み合わせて使用される場合に、請求項１に記載の方法を採用することをさらに含む、方法。
停止状態からの車両の転動距離を検出及び制御するシステムであって、
前記システムは、トーンホイールと、速度センサと、ブレーキシステムとを含み、
前記トーンホイールは、前記車両の対応する車輪に、該車輪と一緒に回転するように取り付けられており、各トーンホイールは、該トーンホイールの周囲に実質的に等間隔で配置された複数の符号化部材を有し、
前記速度センサは、１つの符号化部材が前記センサを通過したときに１つの信号を発生するように、各トーンホイールに対応付けられており、
前記ブレーキシステムは、マイクロプロセッサ回路を備える電子的な制御ユニットを有し、
前記制御ユニットは、前記センサからの前記信号を受信するように構成及び配置されており、
前記車両が停止状態から転動し、それに伴い、前記車輪が対応する前記トーンホイールを回転させた場合に、前記センサが、前記マイクロプロセッサ回路を備える前記制御ユニットに前記信号を送信するように構成及び配置されており、この際、前記マイクロプロセッサ回路は、前記符号化部材の１つが対応するセンサを通過した時を割り込みとしてカウントし、
各車輪において最大許容割り込み回数がカウントされた場合には、前記制御ユニットが、所要の転動距離に達する前に、前記車両を停止状態に戻して保持するための圧力増加量を、前記ブレーキシステムに供給するよう命令するように構成及び配置されている、システムにおいて、
前記複数の符号化部材は、各トーンホイールの周囲に配置された複数の歯であり、
隣り合う符号化部材の間の走行距離を、前記ホイールの円周を前記歯の総数によって除算することによって算出し、
最大許容転動歯数を、前記隣り合う符号化部材の間の走行距離によって前記所要の転動距離を除算することにより算出し、
前記各車輪における最大許容割り込み回数の値を、前記最大許容転動歯数と液圧ブレーキの圧力形成時間とに基づいて、前記最大許容転動歯数の値よりも小さくなるように、設定する、
ことを特徴とする、システム。
各センサは、ホール効果センサである、
請求項７記載のシステム。
前記システムは、前記車両と組み合わせて用いられ、
前記車両の対応する車軸に、各トーンホイールが結合されている、
請求項７記載のシステム。
前記ブレーキシステムは、液圧ブレーキシステムであり、
前記圧力は、液圧である、
請求項７記載のシステム。
前記ブレーキシステムは、オートマチックビークルホールド（ＡＶＨ）を有する電子ブレーキシステムである、
請求項７記載のシステム。
前記ブレーキシステムは、全速域アダプティブ（ＦＳＡ）クルーズコントロールシステムを支持する電子ブレーキシステムである、
請求項７記載のシステム。