JP2023070581A

JP2023070581A - 劣化検出装置

Info

Publication number: JP2023070581A
Application number: JP2021182860A
Authority: JP
Inventors: 秀洋山元; Hidehiro Yamamoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-11-09
Filing date: 2021-11-09
Publication date: 2023-05-19

Abstract

【課題】車輪の上下動に伴う電動式ブレーキの配線の劣化を推定することで、適切に配線の劣化を判定することが可能となる劣化検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】劣化検出装置は、車輪の上下動を検出する手段と、検出された上下動の変位に基づいて、車輪に備えられた電動式ブレーキと車体との間に配策される配線の負荷状態を推定する手段と、推定された負荷状態に基づいて配線の劣化を判定する手段と、判定結果に基づいて警告する手段と、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、電動式ブレーキの配線における劣化検出装置に関する。

特許文献１には、繰り返し屈曲を受けるケーブルの断線を予測するケーブルの断線予測装置が開示されている。このケーブルの断線予測装置は、ケーブルの屈曲回数を計測する屈曲回数計測手段と、屈曲回数計測手段で計測した屈曲回数が、予め設定した屈曲回数上限値以上となったとき、ケーブルに断線の危険があると判断する判定手段と、を備える。

特開２０１４－０５９１５０号公報

特許文献１のケーブルの断線予測装置は、ケーブルの両端部に備えられた加速度偏差に基づいて屈曲を検出しているため、両端に加速度センサを備える必要がある。

本発明は、車輪の上下動に伴う電動式ブレーキの配線の劣化を推定することで、適切に配線の劣化を判定することが可能となる劣化検出装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の劣化検出装置は、車輪の上下動を検出する手段と、検出された上下動の変位に基づいて、前記車輪に備えられた電動式ブレーキと車体との間に配策される配線の負荷状態を推定する手段と、推定された負荷状態に基づいて前記配線の劣化を判定する手段と、判定結果に基づいて警告する手段と、を備える。

請求項１に記載の劣化検出装置は、検出部が車輪の上下動を検出し、推定部が検出された上下動の変位に基づいて、前記車輪に備えられた電動式ブレーキと車体との間に配策される配線の負荷状態を推定し、判定部が推定された負荷状態に基づいて配線の劣化を判定し、警告部が判定結果に基づいて警告する。当該劣化検出装置によれば、車輪の上下動に伴う配線の劣化を推定することで、適切に配線の劣化を判定することが可能となる。

本発明によれば、車輪の上下動に伴う電動式ブレーキの配線の劣化を推定することで、適切に配線の劣化を判定することが可能となる。

実施形態に係る劣化検出システムの概略構成を示す図である。実施形態における車両の概略構成を示す図である。実施形態の車載器におけるＲＯＭの構成を示すブロック図である。実施形態の負荷テーブルの一例を示すグラフである。実施形態のストローク量に対する耐久可能回数の一例を示したグラフである。実施形態の車載器の機能構成を示すブロック図である。実施形態の車載器において実行される劣化検出処理の流れを示すフローチャートである。

本発明の劣化検出装置を含む劣化検出システムについて説明する。

［第１の実施形態］
図１に示されるように、本実施形態の劣化検出システム１０は、車両１２を含んで構成されている。車両１２には劣化検出装置としての車載器２０、及び電動式ブレーキとしてのＥＰＢ（Electromechanical Parking Brake）２１が搭載されている。

ＥＰＢ２１は車両１２に設けられたパーキングブレーキを電動にて作動及び解除する。ＥＰＢ２１は車輪２２の左右後輪に備えられている。

図２は、本実施形態の車両１２に搭載される機器のハードウェア構成を示すブロック図である。図２に示されるように、車両１２は、車載器２０、サブワイヤ２３、ＥＣＵ２４、アクチュエータ２５、ハイトセンサ２６、及び表示部２７を少なくとも含んで構成されている。

ＥＣＵ２４は、サス制御ＥＣＵ２４Ａ、及びＥＰＢ制御ＥＣＵ２４Ｂを含む。

サス制御ＥＣＵ２４Ａは、車両１２に設けられたサスペンションを車両１２の走行状態に応じて制御する制御装置である。サス制御ＥＣＵ２４Ａには、サスペンションの減衰力や車高を調整する油圧バルブ等のサスアクチュエータ２５Ａ、及びサスペンションのストローク量を検出するハイトセンサ２６が接続されている。サス制御ＥＣＵ２４Ａは、ハイトセンサ２６から入力した値を、外部バス２０Ｈを介して送信する。

ＥＰＢ制御ＥＣＵ２４Ｂは、ＥＰＢ２１を制御するＥＣＵである。ＥＰＢ制御ＥＣＵ２４Ｂには、車載装置としての一対のＥＰＢアクチュエータ２５Ｂが接続されている。ＥＰＢアクチュエータ２５ＢはＥＰＢ制御ＥＣＵ２４Ｂによって制御される。また、ＥＰＢ制御ＥＣＵ２４ＢとＥＰＢアクチュエータ２５Ｂとの間には、配線としてのサブワイヤ２３が配策されている。すなわち、サブワイヤ２３は、ＥＰＢ２１と車両１２の車体との間に配策されている。

表示部２７は、インストルメントパネル、又はメータパネル等に設けられ、車両１２の機能に係る作動の提案、及び当該機能の説明に係る画像を表示するための液晶モニタである。表示部２７は、入力スイッチを兼ねたタッチパネルとして設けてもよい。

車載器２０は、ＣＰＵ２０Ａ、ＲＯＭ２０Ｂ、ＲＡＭ２０Ｃ、車内通信Ｉ／Ｆ２０Ｅ、及び入出力Ｉ／Ｆ２０Ｆを含んで構成されている。ＣＰＵ２０Ａ、ＲＯＭ２０Ｂ、ＲＡＭ２０Ｃ、車内通信Ｉ／Ｆ２０Ｅ、及び入出力Ｉ／Ｆ２０Ｆは、バス２０Ｇを介して相互に通信可能に接続されている。

ＣＰＵ２０Ａは、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ２０Ａは、ＲＯＭ２０Ｂからプログラムを読み出し、ＲＡＭ２０Ｃを作業領域としてプログラムを実行する。本実施形態では、ＲＯＭ２０Ｂに、後述する処理プログラム２５０が記憶されている。ＣＰＵ２０Ａは、処理プログラム２５０を実行することで、図６に示す検出部２００、推定部２１０、判定部２２０、及び警告部２３０として機能する。

ＲＯＭ２０Ｂは、各種プログラム及び各種データを記憶している。図３に示されるように、本実施形態のＲＯＭ２０Ｂは、処理プログラム２５０、負荷テーブル２６０、及び負荷総量２７０を記憶している。なお、処理プログラム２５０、負荷テーブル２６０、及び負荷総量２７０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）等のストレージに記憶されていてもよい。

処理プログラム２５０は、後述する劣化検出処理を行うためのプログラムである。

負荷テーブル２６０には、サブワイヤ２３が受ける負荷量（以下、単に「負荷量」ともいう。）が、サスペンションのストローク量（以下、単に「ストローク量」ともいう。）毎に規定されている。図４は負荷テーブル２６０の一例である。

なお、負荷量は、サブワイヤ２３が耐久可能な回数（以下、「耐久可能回数」という。）の逆数である。図５はストローク量に対する耐久可能回数の一例を示したグラフである。なお、フルバウンド状態及びフルリバウンド状態における耐久可能回数は、サブワイヤ２３の屈曲耐久試験により定められた回数である。上記屈曲耐久試験は、車両１２の特性から、フルバウンド状態からフルリバウンド状態までのサスペンションの最大ストローク量を１サイクル当たりのストローク量として行われる試験である。以下では、車両１２の寿命から決定した耐久可能回数の上限値に対応するストローク量をそれぞれ第１の閾値（以下、「ＴＨ１」ともいう。）と第２の閾値（以下、「ＴＨ２」ともいう。）という。

負荷総量２７０は、サブワイヤ２３が受ける負荷量の総量である。負荷総量２７０は、車両１２のイグニッションスイッチがオフになった場合に記憶される。

車内通信Ｉ／Ｆ２０Ｅは、ＥＣＵ２４と接続するためのインタフェースである。当該インタフェースは、ＣＡＮプロトコルによる通信規格が用いられる。車内通信Ｉ／Ｆ２０Ｅは、外部バス２０Ｈに対して接続されている。

入出力Ｉ／Ｆ２０Ｆは、車両１２に搭載される各装置と通信するためのインタフェースである。本実施形態の車載器２０には、表示部２７が接続されている。なお、表示部２７は、バス２０Ｇに対して直接接続されていてもよい。

図６は、ＣＰＵ２０Ａの機能構成の例を示すブロック図である。図６に示されるように、ＣＰＵ２０Ａは、検出部２００、推定部２１０、判定部２２０、及び警告部２３０を有している。各機能構成は、ＣＰＵ２０ＡがＲＯＭ２０Ｂに記憶された処理プログラム２５０を読み出し、これを実行することによって実現される。

検出部２００は、車輪２２の上下動を検出する機能を有している。具体的には、検出部２００は、ハイトセンサ２６から受信した電気信号（以下、「ハイトセンサ信号」ともいう。）によりストローク量を検出する。

推定部２１０は、検出部２００により検出された上下動の変位に基づいてサブワイヤ２３の負荷状態を推定する機能を有している。本実施形態では、推定部２１０は、検出部２００により検出されたストローク量に基づいて、サブワイヤ２３の負荷総量２７０を取得することにより、サブワイヤ２３の負荷状態を推定する。具体的には、推定部２１０は、検出部２００により検出されたストローク量が第１の閾値又は第２の閾値より大きい場合に負荷テーブル２６０を読み出し、当該ストローク量に対する負荷量を取得する。そして、推定部２１０は、取得した負荷量をＲＯＭ２０Ｂから読み出した負荷総量２７０に加算することで負荷総量２７０を更新し、サブワイヤ２３の負荷状態を推定する。

判定部２２０は、推定部２１０により推定された負荷状態に基づいてサブワイヤ２３の劣化を判定する機能を有している。具体的には、判定部２２０は、推定部２１０により更新された負荷総量２７０がサブワイヤ２３の保証限界量を超えた場合に、サブワイヤ２３が劣化していると判定する。一方、推定部２１０により更新された負荷総量２７０がサブワイヤ２３の保証限界量以下である場合に、サブワイヤ２３は劣化していないと判定する。

警告部２３０は、判定部２２０により判定された判定結果に基づいて警告する機能を有している。具体的には、警告部２３０は、判定部２２０によりサブワイヤ２３が劣化していると判定された場合に、表示部２７にサブワイヤ２３を交換することを推奨する旨を表示する。なお、警告部２３０は、判定部２２０によりサブワイヤ２３が劣化していないと判定された場合であっても、サブワイヤ２３の保証限界量と負荷総量２７０との差分を表示部２７に表示してもよい。

（制御の流れ）
本実施形態の車載器２０において実行される劣化検出処理の流れについて、図７を用いて説明する。劣化検出処理は車両１２のイグニッションスイッチがオンになった場合に実行される。同図の処理は、車両１２のＣＰＵ２０Ａが、検出部２００、推定部２１０、判定部２２０、及び警告部２３０として機能することで実現される。

図７のステップＳ１００において、ＣＰＵ２０Ａは車両１２のイグニッションスイッチが先回オフになった場合に記憶した負荷総量２７０を、ＲＯＭ２０Ｂから読み出す。

ステップＳ１０２において、ＣＰＵ２０Ａは、ハイトセンサ信号を受信する。

ステップＳ１０４において、ＣＰＵ２０Ａは受信したハイトセンサ信号からストローク量を検出する。

ステップＳ１０６において、ＣＰＵ２０Ａは検出したストローク量が第１の閾値より大きいか否かを判定する。ＣＰＵ２０Ａは検出したストローク量が第１の閾値より大きい場合は（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、ステップＳ１１０に移行する。一方、ＣＰＵ２０Ａは検出したストローク量が第１の閾値以下である場合は（ステップＳ１０６：ＮＯ）、ステップＳ１０８に移行する。

ステップＳ１０８において、ＣＰＵ２０Ａは検出したストローク量が第２の閾値より大きいか否かを判定する。ＣＰＵ２０Ａは検出したストローク量が第２の閾値より大きい場合は（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、ステップＳ１１０に移行する。一方、ＣＰＵ２０Ａは検出したストローク量が第２の閾値以下である場合は（ステップＳ１０８：ＮＯ）、ステップＳ１０２に戻る。

ステップＳ１１０において、ＣＰＵ２０Ａは負荷テーブル２６０を読み出し、検出したストローク量に対する負荷量を取得する。

ステップＳ１１２において、ＣＰＵ２０Ａは負荷総量２７０を更新する。具体的には、ＣＰＵ２０Ａは取得した負荷量を、ＲＯＭ２０Ｂから読み出した負荷総量２７０に加算する。

ステップＳ１１４において、ＣＰＵ２０Ａは更新した負荷総量２７０が保証限界量より大きいか否かを判定する。ＣＰＵ２０Ａは更新した負荷総量２７０が保証限界量より大きい場合は（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１１８に移行する。一方、ＣＰＵ２０Ａは更新した負荷総量が保証限界量以下である場合は（ステップＳ１１４：ＮＯ）、ステップＳ１１６に移行する。

ステップＳ１１６において、ＣＰＵ２０Ａはサブワイヤ２３が劣化していない状態であると判定し、ステップＳ１０２に戻る。

ステップＳ１１８において、ＣＰＵ２０Ａはサブワイヤ２３が劣化している状態であると判定する。

ステップＳ１２０において、ＣＰＵ２０Ａは表示部２７にサブワイヤ２３を交換することを推奨する旨を表示する。そして、劣化検出処理は終了する。

（第１の実施形態のまとめ）
本実施形態の車載器２０は、検出部２００が車輪２２の上下動を検出し、推定部２１０が検出された上下動の変位に基づいてサブワイヤ２３の負荷状態を推定し、判定部２２０が推定された負荷状態に基づいてサブワイヤ２３の劣化を判定し、警告部２３０が判定結果に基づいて警告する。車載器２０によれば、車輪２２の上下動に伴うサブワイヤ２３の劣化を推定することで、適切にサブワイヤ２３の劣化を判定することが可能となる。

［備考］
なお、上記実施形態では、劣化検出装置として車両１２に搭載された車載器２０を適用していた。しかし、この例に限られない。例えば、劣化検出装置として車両１２に搭載されていないセンタサーバを適用してもよい。この場合、車両１２は、劣化検出装置としてのセンタサーバに、無線通信モジュールを介してハイトセンサ２６の周期的な時系列データ（例えば、１００ｍｓ毎）を送信する。そして、センタサーバは、送信された時系列データから、サブワイヤ２３を交換する前の負荷量を含めないように負荷総量を定期的に（例えば、１週間に１回）算出する。そして、センタサーバは、算出した負荷総量が保証限界量を超えた場合に警告をする。警告を受けたサービススタッフは、車両１２のユーザにサブワイヤ２３の交換を推奨することができる。これにより、すでに量産開始された車両１２に対しても適切にサブワイヤ２３の劣化を判定することが可能となる。

また、上記実施形態では、サス制御ＥＣＵ２４Ａは、ハイトセンサ２６から入力した値を、外部バス２０Ｈを介して送信していた。しかし、この例に限られない。例えば、ＥＰＢ制御ＥＣＵ２４Ｂは、ハイトセンサ２６から値を直接入力してもよい。

また、上記実施形態でＣＰＵ２０Ａがソフトウェア（プログラム）を読み込んで実行した各種処理を、ＣＰＵ以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（Programmable Logic Device）、及びＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、上述した処理を、これらの各種のプロセッサのうちの１つで実行してもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ、及びＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ等）で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。

また、上記実施形態において、各プログラムはコンピュータが読み取り可能な非一時的記録媒体に予め記憶（インストール）されている態様で説明した。例えば、処理プログラム２５０はＲＯＭ２０Ｂに予め記憶されている。しかしこれに限らず、各プログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の非一時的記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。

上記各実施形態における処理は、１つのプロセッサによって実行されるのみならず、複数のプロセッサが協働して実行されるものであってもよい。上記実施形態で説明した処理の流れも、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。

２０車載器（劣化検出装置）
２１ＥＰＢ（電動式ブレーキ）
２２車輪
２３サブワイヤ（配線）
２００検出部
２１０推定部
２２０判定部
２３０警告部

Claims

車輪の上下動を検出する手段と、
検出された前記上下動の変位に基づいて、前記車輪に備えられた電動式ブレーキと車体との間に配策される配線の負荷状態を推定する手段と、
推定された前記負荷状態に基づいて前記配線の劣化を判定する手段と、
判定結果に基づいて警告する手段と、
を備える劣化検出装置。