JP4492340B2

JP4492340B2 - 車両振動抑制装置

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Publication number: JP4492340B2
Application number: JP2004370205A
Authority: JP
Inventors: 隆宏岡野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2024-12-21
Also published as: JP2006175959A

Description

本発明は車両振動抑制装置および車両制動装置に関し、より詳細には、車両の制動機構に発生する振動を抑制する技術に関する。

従来、自動車等の車両用の制動制御装置として、油圧導管の途中にモータ駆動されるオイルポンプを設け、そのオイルポンプの吐出側の作動液をアキュムレータに蓄積してアキュムレータ圧を高圧に保つものが知られている。この高圧の作動液は、運転者のブレーキペダル操作に応じ、各輪に設けられた電磁流量制御弁のうち増圧弁および作動液通路を経由してホイールシリンダに導入され、所望の制動力が発揮される。

車両の制動機構で生じる振動の車室への伝達を抑制するために、従来では、オイルポンプ駆動モータの回転数を低く設定したり、各部材の締結方法やブレーキホースのクランプ位置を工夫したりしていた。しかし、時間の経過とともに制動機構の各部材の振動特性が変化したりクランプ位置がずれたりして、振動や騒音の伝達が十分に抑制しきれなくなることがあった。

そこで、車両の振動に応じて作動液の液量を調整することによって、振動の発生を抑制する技術がいくつか考案されている。例えば、特許文献１には、制動操作力に応じた液圧を液圧通路によりブレーキシリンダに供給する液圧ブレーキ装置において、液圧通路と並列に制限通路を設け、振動の周波数に応じてこれらを選択的に使用することで、振動の車体への伝達を防止する技術が開示されている。また、特許文献２は、振動の抑制を直接の目的とした発明ではないが、ブレーキシリンダの液圧を電磁制御弁の開度で制御するブレーキ液圧制御装置において、ブレーキシリンダへの作動液の流出入流量を制御する技術が開示されている。
実開昭６３−１０２５６６号公報特開２００３−３３５２２９号公報

しかしながら、上記特許文献１または２に示されているように、振動を抑制するためにブレーキシリンダへの作動液の流量を調節してしまうと、車両の制動機構が本来有している制動性能を発揮しきれない場合が生じうる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、制動機構の制動性能を減じることなく、制動機構から発生する振動または騒音を抑制する技術を提供することにある。

本発明のある態様は、車両振動抑制装置に関する。この装置は、運転者により操作されるブレーキペダルと、車輪に対して制動力を発生するホイールシリンダと、ブレーキペダルの踏み込みに応じてホイールシリンダに作動液を供給するマスタシリンダと、作動液を貯留するリザーバタンクと、モータ駆動され作動液を高圧にするポンプと、高圧にされた作動液を蓄圧するアキュムレータと、を含む制動機構と、車両の走行状態を検出する検出手段と、検出された走行状態に応じて前記制動機構を構成するいずれかの部品の固定強度を調整する固定強度調整手段と、を備えることを特徴とする。

この態様によれば、車両の走行状態に応じて制動機構を構成するいずれかの部品の接合強度を調整して振動を抑制するようにし、モータの動作やポンプの吐出量を制限することがないので、制動性能に影響を与えることなく振動または騒音を抑制することができる。また、車両の走行状態に応じて固定強度を調整するので、振動や騒音の抑制とブレーキ操作感などを両立させることができる。なお「走行状態」とは、車両の加速中や減速中などの加速度、高速走行中や低速走行中などの車速、および停止中や後進中などの車両動作を含む。

固定強度調整手段は、ブレーキペダルに接続されたワイヤの張力を変化させて該ブレーキペダルの固定強度を調整する張力可変手段を含んでもよい。ブレーキペダルの固定強度を調整することで、ポンプやモータから伝達された振動によるブレーキペダルの振動または騒音を抑制することができる。

固定強度調整手段は、前記検出手段により検出された走行状態が、ブレーキペダルの操作感の変化が運転者に与える影響の少ない走行状態であるか否かに応じて、ブレーキペダルの固定強度を変化させるようにしてもよい。

固定強度調整手段は、リザーバタンクを固定するネジの締結力を変化させて該リザーバタンクの固定強度を調整する締結力可変手段を含んでもよい。これによって、例えば、締結力可変手段によりリザーバタンクの固定強度を低くすれば、リザーバタンクから他の部材に伝えられる振動を遮断することができる。

固定強度調整手段は、前記検出手段により検出された走行状態が、ブレーキペダルの操作頻度の少ない走行状態であるか否かに応じて固定強度を調整するようにしてもよい。これによって、ブレーキペダルの操作感の変化により運転者に与える影響を低減することができる。なお、「ブレーキペダルの操作頻度の少ない走行状態」とは、例えば、車両の加速中や高速走行中である。

固定強度調整手段は、制動機構を構成する部品の構造上の安全度に応じて固定強度を変化させてもよい。これによって、例えば、制動機構を構成する部品の固定強度が必要な走行状態であるとき、例えば慣性力が大きく働く走行状態であるときは、部品の固定強度を高くし、固定強度が比較的低くてもよい走行状態であるときは、部品の固定強度を低くすれば、安全性を確保しつつ振動を抑制することができる。

本発明の別の態様も、車両振動抑制装置に関する。この装置は、運転者により操作されるブレーキペダルと、車輪に対して制動力を発生するホイールシリンダと、前記ブレーキペダルの踏み込みに応じて前記ホイールシリンダに作動液を供給するマスタシリンダと、前記マスタシリンダに接合され、作動液を貯留するリザーバタンクと、前記マスタシリンダに接合され、作動液を高圧にするポンプと、高圧にされた作動液を蓄圧するアキュムレータと、を含む制動機構と、車両の走行状態を検出する検出手段と、検出された走行状態に応じて前記制動機構を構成する部品間の接合強度を調整する接合強度調整手段と、を備えることを特徴とする。

この態様によれば、車両の走行状態に応じて制動機構を構成するいずれかの部品の接合強度を調整して振動を抑制するようにし、モータの動作やポンプの吐出量を制限することがないので、制動性能に影響を与えることなく振動または騒音を抑制することができる。

本発明のさらに別の態様も、車両振動抑制装置に関する。この装置は、モータ駆動され作動液を高圧にするポンプと、高圧にされた作動液を蓄圧するアキュムレータと、作動液を貯留するリザーバタンクと、ブレーキペダルの踏み込みに応じて作動液を供給するマスタシリンダと、前記リザーバタンクと前記マスタシリンダとを連結し、これらを離間する方向に伸張可能な伸張手段と、車両の走行状態を検出する検出手段と、検出された走行状態に応じて前記伸張を伸縮動させる動力手段と、を備えることを特徴とする。

この態様によれば、伸張手段によりリザーバタンクとマスタシリンダとを離間させて、リザーバタンクからマスタシリンダへの振動伝達経路を遮断することによって振動または騒音を抑制することができる。

本発明のさらに別の態様は、車両制動装置に関する。モータ駆動され作動液を高圧にするポンプと、高圧にされた作動液を蓄圧するアキュムレータと、を備え、ブレーキペダルの踏み込みに応じて作動液を供給することで制動力を調整する車両制動装置において、車両の走行状態を検出する検出手段と、検出された走行状態に応じて、振動発生源から車内まで振動を伝達する経路の振動伝達特性を変更する伝達特性変更手段と、をさらに備えることを特徴とする。

この態様によれば、車両状態に応じて振動伝達特性を変更するので、車両制動装置の制動性能に影響を与えることなく振動または騒音を抑制することができる。

前記伝達特性変更手段は、前記経路上に存在する構造物の固定強度を調整する固定強度調整手段を含んでもよい。この固定強度調整手段は、前記検出手段により検出された走行状態が、前記ブレーキペダルの操作感の変化が運転者に与える影響の少ない走行状態であるか否かに応じて、前記構造物の固定強度を調整するようにしてもよい。

また、固定強度調整手段は、前記検出手段により検出された走行状態が、ブレーキペダルの操作頻度の少ない走行状態であるか否かに応じて、構造物の固定強度を調整するようにしてもよい。さらに、固定強度調整手段は、前記検出手段により検出された走行状態にしたがって決定される構造上の安全度に応じて、構造物の固定強度を変化させるようにしてもよい。

なお、上述の各要素を適宜組み合わせたものも本発明の範囲に含まれる。

本発明によれば、車両の走行状態に応じて制動機構を構成するいずれかの部品の接合強度を調整して振動を抑制するようにし、モータの動作やポンプの吐出量を制限することがないので、制動性能に影響を与えることなく振動または騒音を抑制することができる。

実施の形態１．
まず、実施の形態１が適用される車両制動システム１００と電子制御ユニット２００（以下、「ＥＣＵ２００」と表記する）の全体構成を説明し、つぎに本発明者が認識した課題を説明し、しかる後、実施の形態１における具体的な装置構成について説明する。なお、以下の説明において、ＥＣＵ２００単独で車両振動抑制装置と捉えてもよいし、車両制動システム１００またはその一部とＥＣＵ２００の組合せを車両振動抑制装置と捉えてもよい。

図１は車両制動システム１００とＥＣＵ２００の全体構成を示す。車両制動システム１００は主にアクチュエータ１２０とアクチュエータ１２０以外のマスタシリンダ１４などを備える。車両制動システム１００は、電子制御式ブレーキシステム（ＥＣＢ）であり、ブレーキペダルの操作量をセンサで検知し、最適なブレーキ油圧を算出して四輪独立してブレーキを作動させることができる。

ブレーキペダル１２にはその踏み込みストロークを検出するストロークセンサ４６が設けられている。マスタシリンダ１４は、運転者によるブレーキペダル１２の踏み込み操作に応じ、作動液であるブレーキオイルを圧送する。

マスタシリンダ１４には右前輪用のブレーキ油圧制御導管１６および左前輪用のブレーキ油圧制御導管１８の一端が接続され、これらのブレーキ油圧制御導管はそれぞれ、右前輪および左前輪の制動力を発揮する右前輪用および左前輪用のホイールシリンダ２０ＦＲ、２０ＦＬに接続されている。右前輪用および左前輪用のブレーキ油圧制御導管１６、１８の途中には、右電磁開閉弁２２ＦＲおよび左電磁開閉弁２２ＦＬが間挿されている。右電磁開閉弁２２ＦＲおよび左電磁開閉弁２２ＦＬは非通電時に開状態にあり、ブレーキ操作を検出した際に閉状態に切り替わる（これを「常開型」という）電磁弁である。

また、ブレーキ油圧制御導管１６、１８の途中には、それぞれ右前輪側および左前輪側のマスタシリンダ液圧を計測する右マスタ圧力センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＬが設けられている。運転者によってブレーキペダル１２が踏まれたとき、ストロークセンサ４６によりその踏み込み操作量が検出されるが、ストロークセンサ４６の故障を想定し、右マスタ圧力センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＬによるマスタシリンダ液圧の計測によってもブレーキペダル１２の踏み込み操作力が検出される。マスタシリンダ液圧を二つの圧力センサで監視するのは、フェイルセーフの観点による。

マスタシリンダ１４にはリザーバタンク２６が接続され、また、開閉弁２３を介して、運転者の操作量や反力を創出するストロークシミュレータ２４が接続される。開閉弁２３は、非通電時に開状態にあり、ブレーキ操作時に開状態に切り替わる常開型の電磁弁である。リザーバタンク２６には油圧給排導管２８の一端が接続される。油圧給排導管２８にはモータ３２により駆動されるオイルポンプ３４が設けられている。オイルポンプ３４の吐出側は高圧導管３０になっており、アキュムレータ５０とリリーフバルブ５３が設けられている。アキュムレータ５０はオイルポンプ３４によって例えば１４〜２２ＭＰａという範囲（以下「制御範囲」という）の高圧にされたブレーキオイルを蓄積する。リリーフバルブ５３は、アキュムレータ圧が異常に高く、例えば２５ＭＰａといった高圧になったとき開き、油圧給排導管２８へ高圧のブレーキオイルを逃がす。

高圧導管３０にはアキュムレータ圧を計測するアキュムレータ圧センサ５１が設けられる。後述のＥＣＵ２００はアキュムレータ圧センサ５１の出力であるアキュムレータ圧を入力し、このアキュムレータ圧が制御範囲に収まるようモータ３２を制御する。

高圧導管３０は、それぞれ非通電時は閉じた状態（これを「常閉型」という）にあり、必要なときにホイールシリンダの増圧用に利用される電磁流量制御弁、すなわちリニア弁である増圧弁４０ＦＲ、４０ＦＬ、４０ＲＲ、４０ＲＬを介し、右前輪のホイールシリンダ２０ＦＲ、左前輪のホイールシリンダ２０ＦＬ、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲ、左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬ（以下、これらを総称して「ホイールシリンダ２０」という）に接続されている。以下、増圧弁４０ＦＲ、４０ＦＬ、４０ＲＲ、４０ＲＬを総称するときは符号４０を用いる。

図示しない車両の右前輪、左前輪、右後輪、左後輪には、ディスクブレーキが設けられており、それぞれホイールシリンダ２０ＦＲ、２０ＦＬ、２０ＲＲ、２０ＲＬの駆動によりブレーキパッドをディスクに押し付けることで制動力を発揮するようになっている。

右前輪のホイールシリンダ２０ＦＲと左前輪のホイールシリンダ２０ＦＬは、必要なときに減圧用に利用される電磁流量制御弁、すなわちリニア弁である常閉型の減圧弁４２ＦＲ、４２ＦＬを介して油圧給排導管２８へ接続されている。また、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲ、左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬは、それぞれ常開型の減圧弁４２ＲＲ、４２ＲＬを介して油圧給排導管２８へ接続されている。以下、減圧弁４２ＦＲ、４２ＦＬ、４２ＲＲ、４２ＲＬを総称するときは符号４２を用いる。

右前輪、左前輪、右後輪、左後輪のホイールシリンダ２０ＦＲ、２０ＦＬ、２０ＲＲ、２０ＲＬ付近には、それぞれホイールシリンダ内の液圧を計測する右前輪用、左前輪用、右後輪用、左後輪用の圧力センサ４４ＦＲ、４４ＦＬ、４４ＲＲ、４４ＲＬが設けられている。

ＥＣＵ２００は、電磁開閉弁２２ＦＲ、２２ＦＬ、開閉弁２３、モータ３２、４個の増圧弁４０ＦＲ、４０ＦＬ、４０ＲＲ、４０ＲＬ、および４個の減圧弁４２ＦＲ、４２ＦＬ、４２ＲＲ、４２ＲＬを制御する。ＥＣＵ２００はマイクロコンピュータによる演算ユニット、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ、およびデータ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭなどを備える。

詳細は図示しないが、演算ユニットには、右前輪用、左前輪用、右後輪用、左後輪用の圧力センサ４４ＦＲ、４４ＦＬ、４４ＲＲ、４４ＲＬから、それぞれ、右前輪のホイールシリンダ２０ＦＲ内の圧力信号、左前輪のホイールシリンダ２０ＦＬ内の圧力信号、右後輪用のホイールシリンダ２０ＲＲ内の圧力信号、左後輪用のホイールシリンダ２０ＲＬ内の圧力信号（以下、総括的にホイールシリンダ液圧信号という）が入力される。さらに、演算ユニットには、ストロークセンサ４６からはブレーキペダル１２の踏み込みストロークを示す信号（以下ストローク信号という）が、右マスタ圧力センサ４８ＦＲおよび左マスタ圧力センサ４８ＦＬからはマスタシリンダ液圧を示す信号（以下マスタシリンダ液圧信号という）が、アキュムレータ圧センサ５１からはアキュムレータ圧を示す信号（以下アキュムレータ圧信号という）が入力される。

ＥＣＵ２００のＲＯＭは所定の制動制御フローを記憶している。演算ユニットはストローク信号とマスタシリンダ液圧信号に基づき車両の目標減速度を演算し、演算された目標減速度に基づいて各輪の目標ホイールシリンダ液圧を演算し、各輪のホイールシリンダ液圧が目標ホイールシリンダ液圧になるよう、増圧弁４０および減圧弁４２を制御する。

モータ３２によって駆動されるオイルポンプ３４は、リザーバタンク２６から油圧給排導管２８を通じてブレーキオイルをくみ上げ、高圧にされたブレーキオイルをアキュムレータ５０に蓄積する。アキュムレータ５０の高油圧は、目標ホイールシリンダ液圧に応じて増圧弁４０を開閉制御することによって、各ホイールシリンダ２０に供給される。

ブレーキペダル１２が踏まれることによってアキュムレータ５０から高油圧のブレーキオイルが消費されると、ＥＣＵ２００は、アキュムレータ５０の圧力が常に制御範囲に収まるように、モータ３２を作動させてオイルポンプを駆動し、アキュムレータ５０に高圧にされたブレーキオイルを蓄積する。以下、この動作のことを「蓄圧動作」と呼ぶ。この蓄圧動作は、アキュムレータ圧センサ５１の検出値にしたがって、自動的に実行される。

本願発明者は、上述したような車両制動システムにおける振動は、二つの事象に分けられることに着目した。第１は、モータやポンプの作動音やペダルの振動音などのように、車両制動システムを構成する部品そのものが振動や騒音を発生させていることである。第２は、モータまたはポンプで発生した振動や騒音が、各種構成部品を経由して車室内にまで伝達されることである。従来から、第１の事象に対処するために、振動や騒音を抑えるべくモータ回転数を予め低く設定することが実施されている。これは比較的簡単な手法であるが、モータの回転数を制限することは、車両制動システムの本来の制動性能を発揮しきれないおそれがある。また、第２の事象に対処するために、モータまたはポンプで発生した振動がなるべく車室内へ伝達されないように、モータやポンプの取り付け位置を調節したり、部品と車体の間に遮音材や防振材を設置したり、ブレーキホースのクランプ位置を調整することが実施されている。しかしながら、車両の走行による振動や車外環境の影響によって、経年的に取り付け状態が変化してしまうことがある。また、遮音材や防振材としてゴムなどの弾性材料を使用していると、長期間の使用によってゴムの硬化などの特性変化が生じ、結果として振動や騒音が当初よりも大きくなってしまうこともある。

そこで、本願発明者は、車両の走行状態を検出し、検出された走行状態に応じて、車両制動システムを構成する部品の固定強度を調整する手法を考案した。

実施の形態１では、モータまたはポンプから伝達されたブレーキペダルの振動を軽減するように、ブレーキペダルの固定強度を調整する。具体的には、ブレーキペダルをワイヤで固定し、ワイヤの張力を変化させてブレーキペダルの固定強度を調整する。

図２は、実施の形態１におけるリザーバタンク、マスタシリンダ、およびブレーキペダルの構造を示す。図中のリザーバタンク２６、マスタシリンダ１４、ブレーキペダル１２は、図１と同様のものを詳細に示している。実施の形態１では、ブレーキペダル１２の固定強度をワイヤ６４で調整することができる。ワイヤ６４は、ブレーキペダルが固定されている車室の壁７０に、その一端が固定されている。ブレーキペダル１２の中程には、ワイヤ６４を引っかけるためのボルト７２が締結されている。ワイヤ６４のもう一端は、例えば車室のコンソール下部に設置された巻き取り装置６０に巻き取られている。この巻き取り装置６０は、モータ６２によって駆動されてワイヤ６４を巻き取ることができる。ワイヤ６４は、その一端が壁７０に固定され、またブレーキペダル１２のボルト７２に引っかけられているので、巻き取り装置６０を作動させてワイヤを巻き取ることでワイヤの張力が増加し、これによってブレーキペダル１２の固定強度を高めることができる。逆に、巻き取り装置６０をワイヤを緩めるように作動させれば、ブレーキペダルの固定強度を低くすることができる。なお、ブレーキペダル１２は、二本以上のワイヤで固定してもよい。

図３は、実施の形態１における、ＥＣＵ２００を中心とした機能ブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

ＥＣＵ２００は、車両の走行状態（例えば、加速時、減速時、後進時など）を参照してブレーキペダル固定強度を調整することで、ブレーキペダルの振動を抑制するよう動作する。車速センサ２１０は、図示しない車両の車輪付近に設置され、車輪の回転数をカウントすることによって車速を検出する。シフトセンサ２１２は、運転者の操作するシフトレバーがいずれの位置にあるかを検出するセンサであり、この実施の形態では、車両が前進しているか後進しているか、すなわちバックギアに入っているか否かを検出する。

走行状態検出部２１４は、車速センサ２１０およびシフトセンサ２１２から検出信号を受け取り、車両の走行状態を検出する。具体的には、車両が加速中、減速中、または後進中のいずれの状態にあるかを検出する。走行状態検出部２１４は、車速を微分することによって加速度を検出することができる。固定強度調整部２１６は、走行状態検出部２１４で検出された走行状態を参照して、ブレーキペダル１２の固定強度を決定する。この具体的方法については後述する。固定強度調整部２１６は、決定した固定強度になるようにモータ６２に対して出力信号を発信し、モータ６２はこれにしたがって巻き取り装置６０を駆動する。巻き取り装置６０はワイヤ６４を巻き取るかまたは緩め、これによってブレーキペダル１２の固定強度が変化する。モータ６２の駆動電流はフィードバック制御部２１８に入力され、フィードバック制御部２１８は適当なゲインをかけてこの信号をフィードバックする。これによって、ブレーキペダル１２の固定強度を精度高く調整することができる。なお、ブレーキペダルの固定強度を高くすると、ブレーキペダルの踏み込みが重くなるという現象も発生する。これは、制動操作の確実さという点では、必ずしも好ましくない。そこで、固定強度調整部２１６は、この点も考慮して固定強度を決定する。

固定強度調整部２１６は、以下のようにしてブレーキペダル１２の固定強度を調整する。
走行状態検出部２１４によって車両が加速中であると判定されると、固定強度調整部２１６はブレーキペダル１２の固定強度を高めるようにモータ６２を作動させる。これは、以下のような理由による。すなわち、車両の加速中は、運転者がブレーキペダルを操作する頻度は低いと考えられる。したがって、ワイヤ６４の巻き取りによってブレーキ操作感が変化しても運転者に与える影響は少ない。また、ブレーキの操作頻度が低いため、車両制動システム１００のアキュムレータ５０が蓄圧動作に入る可能性も低く、この蓄圧動作に伴う振動を運転者が認知する可能性も低い。したがって、車両加速中は、ブレーキ操作感を特に考慮せず、ブレーキペダルの固定強度を高めて振動の抑制を優先させるのである。

走行状態検出部２１４によって車両が減速中であると判定されると、固定強度調整部２１６は、ブレーキペダル１２の固定強度の調整を停止し、ワイヤ６４を緩めるようにモータ６２を作動させる。これによって、ブレーキペダルはワイヤ６４による制約を受けない状態になる。これは、以下のような理由による。一般に、車両の減速中は、ブレーキペダルの操作頻度が高いため、車両制動システム１００のアキュムレータ５０が蓄圧動作に入る可能性が高い。したがって、蓄圧動作に伴う振動を運転者が認知する可能性が高いので、ブレーキペダル１２の固定強度を高めてブレーキペダル１２の振動を抑制することが望ましい。その一方で、ワイヤ６４の巻き取りによってブレーキペダル１２の操作感が変化すると、運転者に違和感を与えて制動操作の妨げになるおそれがある。そこで、この実施の形態では、車両の減速中は制動操作の妨げとなることを極力避ける方が好ましいと判断し、ブレーキペダルの振動が運転者に認知される可能性は高いものの、ブレーキペダルの固定強度を調整しないようにしたのである。

走行状態検出部２１４によって車両が後進中であると判定されると、固定強度調整部２１６は、ブレーキペダル１２の固定強度を高めるようにモータ６２を作動させるが、その固定強度は加速中よりも小さい値に設定する。これは、以下のような理由による。一般に、車両の後進中はブレーキペダルの操作頻度が高く、したがってワイヤ６４の巻き取りによってブレーキペダル１２の操作感を変化させることは好ましくない。しかしながら、車両の後進中は車速が比較的低速であるから、ブレーキ操作感が多少変化しても、運転者の制動操作に与える影響は車両減速中よりも小さいと考えられる。したがって、車両の後進中は一定程度のブレーキ操作感の変化を許容し、ブレーキペダルの固定強度を車両の加速中と減速中の中間の値に設定するのである。以上をまとめると、走行状態と固定強度の関係は、図５に示すようになる。

以上説明したように、実施の形態１によれば、車両の走行状態を検出し、この走行状態に応じてブレーキペダルの固定強度を調整するようにした。ブレーキペダルの操作頻度が低いと考えられる車両加速中においては、ブレーキペダルの固定強度を高めることで、モータまたはポンプから伝達されるブレーキペダル自身の振動を抑えることができる。一方、ブレーキペダルの操作頻度が高いと考えられる車両減速中においては、ブレーキペダルの固定強度を調整せずに通常の状態に戻すので、ブレーキペダルの振動は減らないもののブレーキ操作感が損なわれず、運転者の制動操作を妨げなくなる。このように、車両の走行状態に合わせた適切な振動抑制制御が可能になる。

実施の形態１では、ブレーキペダルの固定強度を車両の走行状態に応じて決定したが、運転者がブレーキペダル１２を操作しているか否か、すなわち、運転者の足がブレーキペダルを踏み込んでいるか否かに応じて、ブレーキペダルの固定強度を決定するようにしてもよい。これについて、図４を参照して説明する。

図４は、この変形例におけるＥＣＵ２００を中心とした機能ブロック図である。なお、リザーバタンク、マスタシリンダ、およびブレーキペダルの構造については、上述の図２と同様であるので説明を省略する。この変形例では、車両の走行状態を検出する代わりに、ブレーキ判定部２２０が、運転者の足がブレーキペダル１２を踏み込んでいるか否かを判定する。具体的には、運転者がブレーキペダルを踏み込んでいる場合はワイヤ６４にその分の張力が発生し、それに応じたモータ６２の駆動電流を検出することによって、ブレーキ判定部２２０はブレーキペダルの踏み込まれているか否かを判定することができる。

固定強度調整部２１６は、ブレーキ判定部２２０の判定結果に応じて、モータ６２に対して出力信号を発信する。ブレーキ判定部２２０においてブレーキペダルが踏み込まれていると判定された場合、運転者がこの後に制動操作を継続するする可能性が高いと考えられるため、固定強度を調整してペダルの振動を抑制するよりもブレーキ操作感を持続することを優先させる。すなわち、固定強度調整部２１６はモータ６２に対して出力信号を送信しない。ブレーキ判定部２２０においてブレーキペダルが踏み込まれていないと判定された場合、運転者がこの直後に制動操作に移行する可能性は低いと考えられるため、ブレーキ操作感の変化を考慮することなく、ブレーキペダル１２の固定強度を変化させる。すなわち、固定強度調整部２１６は、モータ６２に対して出力信号を発信し、巻き取り装置６０を作動させワイヤ６４を巻き取らせて、ブレーキペダル１２の固定強度を高める。これによって、ブレーキペダル１２の振動を抑制することができる。なお、ブレーキペダルの固定強度が高められているときに、ブレーキ判定部２２０がブレーキペダルが踏み込まれるのを検出したときは、固定強度調整部２１６は、直ちにモータ６２に対してワイヤ６４を緩めるように出力信号を発信する。これによって、固定強度が高いためにブレーキペダル１２の踏み込み量が少なくなることがなく、運転者は適切な制動操作を実行することができる。

このように、車速センサ２１０やシフトセンサ２１２を使用して車両の走行状態を検出しなくても、ブレーキペダルの踏み込み状態をモータ６２の駆動電流に基づいて判定することで、ブレーキ操作感を考慮した固定強度の調整を実現することができる。

実施の形態１では、車両の走行状態を加速中、減速中、後進中の３パターンに分けて固定強度を調整しているが、加速度または減速度の値に応じて固定強度を調整するようにしてもよい。この場合、予め加速度または減速度の値によって顕著なブレーキペダルの振動周波数を測定しておき、その振動を抑制するのに最適な固定強度を計算しておく。固定強度調整部２１６は、その計算結果にしたがった固定強度になるように、モータ６２を作動させる。これによって、より効果的な振動抑制が可能になる。

実施の形態２．
実施の形態２では、モータまたはポンプで発生した振動をブレーキペダルへと伝達する経路内の部材の連結部分の固定強度を調整するようにした。

図６は、実施の形態２におけるリザーバタンクとマスタシリンダの構造を示す。ブレーキペダルは省略してある。実施の形態２では、リザーバタンク２６とマスタシリンダ１４の間に固定強度可変部材８４が介装されている。固定強度可変部材８４は、例えばゴムなどの樹脂で中空に形成され内部容積が可変に構成されており、オイル通路８６に連通している。オイル通路８６からオイルを供給され、またはオイルを排出することで、固定強度可変部材８４の内圧を調整することができる。内圧を高めれば、固定強度可変部材８４の固定強度は高くなり、内圧を低くすれば固定強度可変部材８４の固定強度は小さくなる。オイル通路８６の途中には圧力センサ８２が設けられており、この検出値から固定強度可変部材８４の内圧を知ることができる。オイル通路８６は、増圧弁８０および減圧弁８８に接続されている。この増圧弁８０および減圧弁８８は、ＥＣＵ２００からの信号に応じて開閉可能である。オイル通路８６は図示しない専用のオイルポンプに連通しており、増圧弁８０を開くことで高圧のオイルの供給を受けることができる。またオイル通路８６は図示しないオイルタンクにも連通しており、減圧弁８８を開くことで、固定強度可変部材８４内のオイルを排出することができる。なお、増圧弁８０の連通先をアキュムレータ５０とし、減圧弁８８の連通先をリザーバタンク２６にすることも可能である。

図７は、実施の形態２におけるＥＣＵ２００と、センサ、アクチュエータの関係を示す機能ブロック図である。走行状態検出部２３０は、車速センサ２１０から信号を受け取り、車両の走行状態が高速走行中かまたは低速走行中かを検出する。固定強度調整部２３２は、圧力センサ８２の検出値から固定強度可変部材８４の現時点の圧力を得、走行状態検出部２３０により検出された走行状態に応じて、固定強度可変部材８４の固定強度を調整する。固定強度を高めるときは、増圧弁８０に開弁信号を出し、固定強度可変部材８４内にオイルを供給する。そして、圧力センサ８２の検出値が目標値に到達したら、増圧弁８０に閉弁信号を出す。逆に、固定強度を低下させるときは、減圧弁８８に開弁信号を出し、固定強度可変部材８４内のオイルを排出させる。圧力センサ８２の検出値が目標値に到達したら、減圧弁８８に閉弁信号を出す。

固定強度調整部２３２は、車両が高速走行中のときには、リザーバタンク２６の安定性を確保するため、固定強度可変部材８４の固定強度を高くする。車両が低速走行中のときは、リザーバタンク２６の安定性は高速走行時よりは低くてもよいため、固定強度可変部材８４の固定強度を低くする。固定強度可変部材８４の固定強度が低いときは、リザーバタンク２６の振動が固定強度可変部材８４の変形によって吸収されるので、振動または騒音が抑制される。以上をまとめると、走行状態と固定強度の関係は、図８に示すようになる。

リザーバタンク２６とマスタシリンダ１４の間に固定強度可変部材８４を設ける代わりに、モータ３２またはオイルポンプ３４を車体に設置する設置部分に固定強度可変部材を設けるようにしてもよい。こうすれば、モータ３２やオイルポンプ３４の振動を固定強度可変部材で一部吸収し車両に伝達される振動が少なくなるので、振動および騒音の抑制に効果がある。また、マスタシリンダ１４と車体との接合部分に固定強度可変部材を設けるようにしてもよい。

以上説明したように、実施の形態２によれば、リザーバタンク、マスタシリンダまたはモータ間の接合部分、または車体との設置部分に、オイルの出し入れによって固定強度を変化させる固定強度可変部材を設け、車両の走行状態に応じて固定強度を可変にしたことで、振動または騒音の抑制と構造上の安定性の確保を両立することが可能となる。

従来用いられているような弾性材料によるダンパは、長期間使用していると周囲環境によって硬化したりひび割れしたりして、本来の強度または振動減衰特性を確保することが困難になるが、実施の形態２では、圧力センサ８２の検出値にしたがって固定強度可変部材８４にオイルを供給または排出させることで、適正な強度および振動減衰特性を長期間にわたって確保することができる。

なお、上記実施の形態では、固定強度可変部材８４が専用のオイルポンプからオイルの供給を受けることを述べたが、車両制動システム１００のアキュムレータ５０から高圧の作動液の供給を受けて内圧を高めるように構成してもよい。

実施の形態３．
実施の形態３は、リザーバタンクとマスタシリンダとの接合状態を車両の走行状態に合わせて可変とした車両振動抑制装置である。

図９は、実施の形態３におけるリザーバタンクとマスタシリンダの構造を示す。図６と同様に、ブレーキペダルは省略してある。リザーバタンク２６とマスタシリンダ１４の間には、伸縮装置９０が設けられている。この伸縮装置９０は、図示しないアクチュエータを駆動することで伸張または収縮して、図９中の上下方向にリザーバタンク２６を移動させることができる。リザーバタンク２６とマスタシリンダ１４とを離間させて接合状態を変化させることで、リザーバタンク２６からマスタシリンダ１４への振動の伝達を抑制することができる。

図１０は、実施の形態３におけるＥＣＵ２００を中心とした機能ブロック図である。車速センサ２１０およびシフトセンサ２１２は、図３において説明したものと同様であるので同一の符号を付して説明を省略する。走行状態検出部２１４は、車速センサ２１０およびシフトセンサ２１２から受け取る検出信号を参照して、車両の走行状態を検出する。具体的には、車両が高速走行中（例えば、４０ｋｍ／ｈ以上）、低速走行中（例えば、４０ｋｍ／ｈ未満）、停止中、後進中のいずれの状態にあるかを検出する。接合状態調整部２４０は、車両の走行状態に応じて、リザーバタンク２６とマスタシリンダ１４の接合状態を調整する。接合状態調整部２４０は、伸縮装置９０のアクチュエータに対して駆動信号を送信し、この駆動信号に応じて伸縮装置９０が伸縮する。

接合状態調整部２４０は以下のように制御する。走行状態検出部２１４により車両が高速走行中と検出されたときは、接合状態調整部２４０は、リザーバタンク２６の位置を一番低い状態、つまりリザーバタンク２６がマスタシリンダ１４に最も接している状態にする。車両の高速走行中にリザーバタンク２６が高い位置にあると、安定性の面で問題がある。そこで、振動を抑制することはできないが、リザーバタンク２６のマスタシリンダ１４に対する位置を低くして、リザーバタンク２６の安定性の確保を優先する。

走行状態検出部２１４により車両が低速走行中と検出されたとき、接合状態調整部２４０はリザーバタンク２６の位置を高くする。つまり、リザーバタンク２６をマスタシリンダ１４から離した状態にする。低速走行中は、ブレーキペダルが踏まれてもリザーバタンク２６やマスタシリンダ１４にかかる慣性力は高速走行中よりは小さいため、リザーバタンク２６を高い位置においても構造強度上の影響は少ない。また、低速走行中は、ブレーキペダルの操作頻度も高くなるので、車両制動システム１００のアキュムレータ５０の蓄圧動作が開始される頻度も高まり、したがって振動や騒音を防止することの効果が高くなる。そこで、リザーバタンク２６のマスタシリンダ１４に対する位置を高くして、振動の抑制を優先する。

走行状態検出部２１４により車両が停止中と検出されたときも、接合状態調整部２４０はリザーバタンク２６の位置を高くする。停止時は、車両の走行中に発生するロードノイズがないため、モータ３２やオイルポンプ３４から発生する振動や騒音が運転者に認識されやすい。また、停止時は、リザーバタンク２６やマスタシリンダ１４にかかる慣性力を考慮する必要がないので、リザーバタンク２６の位置を高くしても問題はない。

走行状態検出部２１４により車両が後進中と検出されたときも、接合状態調整部２４０はリザーバタンク２６の位置を高く設定する。車両の後進中もロードノイズは小さく、また、アキュムレータの蓄圧動作が開始される可能性が高いので、停止時と同様に振動や騒音が運転者に認識されやすい。そこで、リザーバタンク２６を高い位置にして、リザーバタンク２６からマスタシリンダ１４に伝達される振動を減らすのである。

以上説明したように、実施の形態３によれば、車両の走行状態を参照して、リザーバタンクとマスタシリンダの距離を離すことによって、リザーバタンクからマスタシリンダへの振動の伝達、ひいてはブレーキペダルに振動が伝達されることを抑制することができる。

なお、上記実施の形態３では、接合状態調整部２４０がリザーバタンクの位置を高低の二段階で調整することを説明したが、高中低の三段階で調整するようにしてもよい。この場合、例えば、高速走行中は低位置、低速走行中および後進中は中位置、停止時は高位置のように設定するようにしてもよい。

上記実施の形態３では、リザーバタンク２６をマスタシリンダ１４から離間させることを述べたが、リザーバタンク２６の横方向に遊びを設けるようにしてもよい。こうすると、リザーバタンクの横振動が遊びによって吸収されるため、振動がブレーキペダルに伝達されるのを抑制することができる。この実施例を図１１を参照して説明する。

車速センサ２１０、シフトセンサ２１２、走行状態検出部２１４は、図１０と同様であるため同一の符号を付して説明を省略する。固定強度調整部２４２は、走行状態検出部２１４で検出された車両状態にしたがって、締結力可変装置２４４を制御する。この締結力可変装置２４４は、リザーバタンク２６をマスタシリンダ１４に締結している図示しないボルトに取り付けられ、固定強度調整部２４２からの信号にしたがってモータの回転によりボルトを締めるか緩めることによって、リザーバタンク２６のマスタシリンダ１４に対する締結力を変化させる装置である。ボルトの締結力を緩めると、リザーバタンクの左右方向の遊びが大きくなる。反対に、ボルトの締結力を高めると、リザーバタンクとマスタシリンダ間の固定強度が高くなる。

固定強度調整部２４２は、以下のように制御する。走行状態検出部２１４によって車両が高速走行中と検出されると、固定強度調整部２４２は、締結力可変装置２４４に対して締結力を高めるように指示して、リザーバタンク２６の横方向の遊びを小さくする。これは、高速走行中は慣性力が大きいため、リザーバタンク２６安定性を高める方が好ましいからである。

走行状態検出部２１４によって車両が低速走行中と検出されると、固定強度調整部２４２は、締結力可変装置２４４に対して締結力を高速走行中よりも低下させるように指示する。これは、低速走行中は車両の旋回や減速などにより生じる慣性力が高速走行中よりも小さいと考えられるため、リザーバタンク２６の安定性を減らしてもよいからである。これによって、リザーバタンク２６の振動が締結部分の遊びにより一部吸収されるので、マスタシリンダ１４に伝達される振動を抑制することができる。

走行状態検出部２１４によって車両が停止中と検出されると、固定強度調整部２４２は、締結力可変装置２４４に対して締結力を低速走行中よりもさらに低下させるように指示する。停止時は、慣性力の発生がないため安定性を考慮する必要がないから、リザーバタンク２６の締結部分の遊びをなるべく大きくしてリザーバタンク２６の振動を吸収させるのが好ましいからである。

走行状態検出部２１４によって車両が後進中と検出されると、停止中と同様、車速が小さいために慣性力の発生も小さいと考えられるため、リザーバタンク２６の締結部分の遊びを大きくしてリザーバタンクの振動を吸収させる。

リザーバタンクの位置の変化とリザーバタンクの固定強度の変化を組み合わせて使用してもよい。この組合せ例を図１２に示す。この場合、固定強度を確保すべく、それぞれの変化の度合いについては単独で用いる場合に比べて変更する必要があるが、その程度は実験的に求めることができる。

なお、実施の形態３についても、固定強度を可変にするのはリザーバタンク２６とマスタシリンダ１４の間に限られない。例えば、リザーバタンク２６とマスタシリンダ１４の全体を上下に移動させるように構成してもよい。また、モータ３２やオイルポンプ３４と車体との接合部分に伸縮装置を設けて、走行状態に応じて上下に移動させるようにしてもよい。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

実施の形態では、車両制動システム１００の構成部品の固定強度を変更して振動または騒音を抑制することについて説明した。しかしながら、見方を変えると、振動が伝達される経路、つまり、モータ、オイルポンプ、ブレーキホース、リザーバタンク、マスタシリンダ、ブレーキペダルと伝達される振動経路における振動伝達特性を変更するものとして本発明を捉えることもきる。

このことを図１３を参照して説明する。ＥＣＵ３００は、ＥＣＵ２００と同様に、車両制動システム１００とともに備えられる。走行状態検出部３０２は、車速センサをはじめとする各種センサ３１０の検出値を参照して、車両の走行状態を検出する。伝達特性算出部３０８は、各種センサ３１０の検出値を参照して、振動の伝達経路の伝達特性を算出する。伝達特性変更部３０４は、走行状態を参照して、伝達特性を変更すべきか否かを判断し、変更すべきときは、固定強度調整部３０６に対して目標となる伝達特性を指示する。固定強度調整部３０６は、目標の伝達特性を達成するように、各種可変部材の固定強度を調整する。

例えば、実施の形態１であれば、ブレーキペダルの固定強度を変更することは、ブレーキペダルに仮想的なマスダンパを付加して、振動伝達経路の共振周波数と、ブレーキペダルの共振周波数とが一致しないように、振動伝達特性を変更したものと捉えることができる。

実施の形態２であれば、リザーバタンクとマスタシリンダの接合部分に固定強度変更装置を設置して、これら部品間の振動伝達特性を変更したものと捉えることができる。

実施の形態３であれば、車両の走行状態を参照してリザーバタンクの位置を変えることは、リザーバタンクとマスタシリンダ間の伝達経路を遮断することによって、振動伝達特性を変更したものと捉えることができる。

本発明に係る車両制動システムの全体構成図である。実施の形態１におけるリザーバタンク、マスタシリンダ、ブレーキペダルの構造を示す図である。実施の形態１のＥＣＵを中心とした機能ブロック図である。実施の形態１の変形例の機能ブロック図である。車両の走行状態と固定強度の関係を示すテーブルである。実施の形態２におけるリザーバタンクとマスタシリンダの構造を示す図である。実施の形態２のＥＣＵを中心とした機能ブロック図である。車両の走行状態と接合部材の油圧の関係を示すテーブルである。実施の形態３におけるリザーバタンクとマスタシリンダの構造を示す図である。実施の形態３のＥＣＵを中心とした機能ブロック図である。実施の形態３の変形例の機能ブロック図である。車両の走行状態とリザーバタンク位置、およびリザーバタンク固定強度の関係を示す図である。車両制動システムを伝達特性の観点から見たときの機能ブロック図である。

符号の説明

１２ブレーキペダル、１４マスタシリンダ、２０ホイールシリンダ、２６リザーバタンク、３２モータ、３４オイルポンプ、４０増圧弁、４２減圧弁、４６ストロークセンサ、５０アキュムレータ、５１アキュムレータ圧センサ、５３リリーフバルブ、６０巻き取り装置、６２モータ、６４ワイヤ、７２ボルト、８０増圧弁、８２圧力センサ、８４固定強度可変部材、８８減圧弁、９０伸縮装置、１００車両制動システム、１２０アクチュエータ、２００、３００ＥＣＵ、２１０車速センサ、２１２シフトセンサ、２１４、２３０、３０２走行状態検出部、２１６、２３２、２４２、３０６固定強度調整部、２１８フィードバック制御部、２２０ブレーキ判定部、２４０接合状態調整部、２４４締結力可変装置、３０４伝達特性変更部、３０８伝達特性算出部、３１０センサ。

Claims

運転者により操作されるブレーキペダルと、
車輪に対して制動力を発生するホイールシリンダと、
前記ブレーキペダルの踏み込みに応じて前記ホイールシリンダに作動液を供給するマスタシリンダと、
作動液を貯留するリザーバタンクと、
モータ駆動され作動液を高圧にするポンプと、
高圧にされた作動液を蓄圧するアキュムレータと、を含む制動機構と、
車両の走行状態を検出する検出手段と、
検出された走行状態に応じて前記制動機構を構成するいずれかの部品の固定強度を調整する固定強度調整手段と、
を備え、
前記固定強度調整手段は、前記ブレーキペダルに接続されたワイヤの張力を変化させて該ブレーキペダルの固定強度を調整する張力可変手段であることを特徴とする車両振動抑制装置。
前記固定強度調整手段は、前記検出手段により検出された走行状態が、前記ブレーキペダルの操作感の変化が運転者に与える影響の少ない走行状態であるか否かに応じて、前記ブレーキペダルの固定強度を変化させることを特徴とする請求項１に記載の車両振動抑制装置。
前記固定強度調整手段は、前記検出手段により検出された走行状態が、前記ブレーキペダルの操作頻度の少ない走行状態であるか否かに応じて、固定強度を調整することを特徴とする請求項１に記載の車両振動抑制装置。
前記固定強度調整手段は、前記制動機構を構成する部品の構造上の安全度に応じて、前記固定強度を変化させることを特徴とする請求項１に記載の車両振動抑制装置。
運転者により操作されるブレーキペダルと、
車輪に対して制動力を発生するホイールシリンダと、
前記ブレーキペダルの踏み込みに応じて前記ホイールシリンダに作動液を供給するマスタシリンダと、
作動液を貯留するリザーバタンクと、
モータ駆動され作動液を高圧にするポンプと、
高圧にされた作動液を蓄圧するアキュムレータと、を含む制動機構と、
車両の走行状態を検出する検出手段と、
検出された走行状態に応じて前記制動機構を構成するいずれかの部品の固定強度を調整する固定強度調整手段と、
を備え、
前記固定強度調整手段は、前記リザーバタンクを固定するネジの締結力を変化させて、該リザーバタンクの固定強度を調整する締結力可変手段を含むことを特徴とする車両振動抑制装置。
運転者により操作されるブレーキペダルと、
車輪に対して制動力を発生するホイールシリンダと、
前記ブレーキペダルの踏み込みに応じて前記ホイールシリンダに作動液を供給するマスタシリンダと、
前記マスタシリンダに接合され、作動液を貯留するリザーバタンクと、
前記マスタシリンダに接合され、作動液を高圧にするポンプと、
高圧にされた作動液を蓄圧するアキュムレータと、を含む制動機構と、
車両の走行状態を検出する検出手段と、
検出された走行状態に応じて前記制動機構を構成する部品間の接合強度を調整する接合強度調整手段と、
を備え、
前記接合強度調整手段は、前記制動機構を構成する部品間に介装され内部容積が可変である中空の固定強度可変部材を有し、中空部へのオイルの給排出により該固定強度可変部材の内圧を調整することで部品間の接合強度を調整することを特徴とする車両振動抑制装置。
モータ駆動され作動液を高圧にするポンプと、
高圧にされた作動液を蓄圧するアキュムレータと、
作動液を貯留するリザーバタンクと、
ブレーキペダルの踏み込みに応じて作動液を供給するマスタシリンダと、
前記リザーバタンクと前記マスタシリンダとを連結し、これらを離間する方向に伸張可能な伸張手段と、
車両の走行状態を検出する検出手段と、
検出された走行状態に応じて前記伸張手段を伸縮動させる動力手段と、
を備えることを特徴とする車両振動抑制装置。