JP5391061B2 - 電子制御式ブレーキシステム及び該ブレーキシステムにおけるブレーキ圧制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に基づくブレーキ圧制御方法及び請求項８に基づく電子制御式ブレーキシステムに関するものである。

原動機付き二輪車（以下単に「二輪車」という。）は、この数十年間、安価な移動手段からレジャー用の乗物へと発展してきた。また、この間、安全性及び快適性の向上が強調されてきた。

そして、自動車と同じように、ここ数年、二輪車についてもアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）が装備されてきている。例えば、特許文献１には二輪車用のアンチロックブレーキシステムが開示されている。さらに、特許文献２には二輪車のアンチロックブレーキシステム制御方法及び接着因子の決定方法が開示されている。

従来、二輪車には前輪の液圧回路用及び後輪の液圧回路用にそれぞれ１つずつブレーキ操作手段が設けられており、通常、前輪の液圧回路用にはブレーキレバーが用いられ、後輪用の液圧回路にはブレーキペダルが用いられる。

ここで、二輪車に関連して、「インテグラルブレーキシステム」とは、ブレーキレバー又はブレーキペダルを操作すると、１つの液圧回路だけではなくもう一方の液圧回路にも積極的なブレーキ圧の増圧がなされるようなブレーキシステムをいう。すなわち、１つのブレーキ操作手段を操作することによって両ブレーキが動作することになる。

また、ブレーキレバー及びブレーキペダルの操作によってそれぞれ両ブレーキを動作させるものは、「フルインテグラルブレーキシステム」と呼ばれる。また、種々組み合わせることも可能で、１つのブレーキ操作手段によって１つの車輪を制動し、もう一方のブレーキ操作手段によって２つの車輪を制動するようにすることができる（パーシャリインテグラルブレーキシステム）。なお、このようなインテグラルブレーキシステムは、例えば特許文献３及び特許文献４に記載されている。

そして、向上した安全性及び／又は快適性によって、将来、前輪及び／又は後輪における積極的なブレーキ圧の増圧時に運転者をサポートし、ブレーキ動作を最適化するようなパーシャリインテグラルブレーキシステム及びフルインテグラルブレーキシステムの使用がますます見込まれている。
欧州特許第０５４８９８５号明細書 独国特許出願公開第４０００２１２号明細書 独国特許出願公開第３８０３５６３号明細書 独国特許出願公開第１０３１６３５１号明細書

しかしながら、ブレーキ圧の積極的な増圧には、常に騒音及び磨耗の発生がつきまとう。積極的な増圧には電子制御式ブレーキシステム（ＥＢＳ）における弁及びポンプが必要であるが、これらは大きな騒音発生を考慮したものとはなっていない。そのため、停止した状態又はエンジンがアイドリング状態にある場合には、運転者は騒音を完全に認識するとともにこれを不快に感じることになる。

本発明はこのような問題にかんがみてなされたもので、その目的とするところは、できる限り騒音の発生及び部品の磨耗を抑えることが可能な原動機付き車両の電子制御式ブレーキシステム内、特に原動機付き二輪車のインテグラルブレーキシステム内におけるブレーキ圧制御方法並びに特に原動機付き二輪車のインテグラルブレーキシステムとしての電子制御式ブレーキシステムを提供することにある。

上記目的は、請求項１記載のブレーキ圧制御方法及び請求項８記載の電子制御式ブレーキシステムによって達成される。本発明の基本的な思想は、積極的な増圧を、これが不要な場合には行わないようにすることにある。

また、原動機付き車両、特に二輪車が停止状態又は非常に低速な状態にあれば、このような状態において高い圧力のブレーキ圧は不要であるので、液圧回路における積極的な増圧が不要となるようにするのが好ましい。

本発明は、二輪車用のインテグラルブレーキシステムにおけるブレーキ圧制御方法及びこの二輪車用のインテグラルブレーキシステムに関するものであり、このインテグラルブレーキシステムは、少なくとも１つの車輪に対して積極的なブレーキ圧の増圧を行う少なくとも１つのポンプを含んで構成されている。

また、増圧トリガをブレーキ操作手段の操作とするとともに、該ブレーキ操作手段を、原動機付き車両の前輪ブレーキ及び後輪ブレーキを操作するものとするのが望ましい。従来の技術によれば、インテグラル機能を有するブレーキ操作手段の操作時には、このブレーキ操作手段に直接設けられていない液圧回路にも常に積極的なブレーキ圧の増圧がなされるようになっているが、本発明においては、ブレーキ作用が不要である場合には、上記のような増圧が行われないようになっている。

また、本発明の一実施形態は、原動機付き車両の速度又は車輪回転速度に対応する値が所定値（閾値）を下回ったときに、この原動機付き車両が停止しているか、又はほぼ停止していると判断することを特徴としている。ここで、所定値を適当に選択することによって、停止状態又はほぼ停止状態の検出を多様化することが可能である。特に、この所定値を、原動機付き車両の種類及び／又はモデルに応じて設定するのが望ましい。こうすることで、本発明による方法を車両の特性に適合させることができる。さらに、前記所定値を、この種類及び／又はモデルに加えてあるいはこれに代えて、運転者の意思を反映するように設定するのが好ましい。これにより、各運転者の運転のクセ及び／又は運転の傾向と関連した走行状態に本発明による方法を適用することができる。

また、本発明の好ましい実施形態は、原動機付き車両が停止しているか、又はほぼ停止しているかの判断を前輪又は後輪の少なくとも１つの車輪回転数信号に基づき行うことを特徴としている。通常、車輪回転数信号は、原動機付き車両におけるアンチスキッド制御システムにおいて用いられるが、本発明による方法にも容易に適用することが可能である。特に、原動機付き車両が停止しているか、又はほぼ停止しているかの判断を前輪及び後輪の１つずつの車輪回転数信号に基づき行うのが好ましい。こうすることで、信頼性の高い検出を行うことができる。

また、本発明の一実施形態は、所定の時間内における少なくとも１つの車輪回転数信号のマーカ信号の数が所定の数よりも小さい場合に、原動機付き車両が停止しているか、又はほぼ停止していると判断することを特徴としている。そのため、原動機付き車両の運動検出を精確に行うことが可能である。

ところで、本発明によるブレーキシステムは前輪ブレーキ、後輪ブレーキ及び少なくとも１つのブレーキ操作手段を備えており、このブレーキ操作手段によって前輪ブレーキ及び後輪ブレーキを同時に操作することが可能となっている。また、インテグラルブレーキシステムは、前輪ブレーキ及び後輪ブレーキへのブレーキ圧を制御する電子制御式の制御装置を含んで構成されている。

さらに、このインテグラルブレーキシステムを、前輪及び／又は後輪の車輪回転数を検出する車輪回転数センサを含んで構成するのが好ましい。なお、この車輪回転数センサは制御装置に接続されている。

本発明によるブレーキシステムの一実施形態においては、当該ブレーキシステムが、前輪又は後輪に設けられた第１のホイールブレーキにブレーキ圧制御装置を介して接続された第１のマスタシリンダを操作するための第１のブレーキ操作手段と、第１のホイールブレーキに接続されていない前輪又は後輪に設けられた第２のホイールブレーキとを備えたインテグラルブレーキシステムとして構成されている。そして、第１のブレーキ操作手段を操作することにより、第１及び第２のホイールブレーキを同時に操作することができるようになっている。なお、第１のブレーキ操作手段を操作する際には、ポンプ及び弁の適当な配置によって第２のホイールブレーキに積極的なブレーキ圧の増圧がなされるようになっている。

また、本発明によるブレーキシステムの他の実施形態においては、上記実施形態の構成要素に加えて、第２のホイールブレーキに第２のブレーキ圧制御装置を介して接続された第２のマスタシリンダを操作するための第２のブレーキ操作手段が設けられている。そして、この第２のブレーキ操作手段を操作することにより、第１及び第２のホイールブレーキが同時に操作されるか（フルインテグラルブレーキシステム）、又は第２のホイールブレーキのみが操作される（パーシャリインテグラルブレーキシステム）ようになっている。

本発明によれば、精確な運動検出により二輪車が運動しているか否かを判断することができるため、運転者をサポートする積極的なブレーキ圧の増圧が必要か否かも精確に判断することができる。

また、本発明によれば電子制御式ブレーキシステムにおける騒音の発生を低減することが可能であり、本発明によるブレーキシステムにおいては、停止状態における騒音は認識できない程度となっている。

さらに、本発明によれば、機能を犠牲にすることなくブレーキシステム内における部品の磨耗を低減することも可能である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

本実施の形態においては、パーシャリインテグラルブレーキ（図１）を備えた二輪車について説明するが、所定の増圧条件によりブレーキ圧の積極的な増圧を行う他のブレーキシステムを用いることも可能である。また、本発明による方法を例えばフルインテグラルブレーキシステム又は自動車用のブレーキシステムに適用することも可能である。

図１には、本実施の形態による二輪車用パーシャリインテグラルブレーキシステムの概要が示されている。このブレーキシステムは、第１及び第２の液圧回路１，２と、前輪ＶＲ及び後輪ＨＲにそれぞれ接続された第１及び第２のマスタシリンダ３，４とから成っている。ここで、運転者がブレーキレバー５を操作すると前輪ブレーキ６に直接液圧が供給され、運転者がブレーキペダル７を操作すると後輪ブレーキ８に液圧が供給されるようになっている。

また、第１及び第２の液圧回路１，２にはそれぞれにアンチスキッド制御を行うための電磁式の第１及び第２の切換弁９，１０が設けられており、常開型の第１の切換弁９は、第１及び第２の液圧回路１，２において、第１のマスタシリンダ３と前輪ブレーキ６又は第２のマスタシリンダ４と後輪ブレーキ８を接続している。なお、第２の液圧回路２内には、更に常開型の第３の切換弁１１が配置されている。

しかして、常閉型の第２の切換弁１０はそれぞれ各液圧回路１，２のリターンライン１２内に配置されており、このリターンライン１２は、前輪ブレーキ６又は後輪ブレーキ８を２系統に分割されたポンプ１５の低圧アキュームレータ１３及び吸入管路１４に接続するものである。

ここで、両液圧回路１，２に設けられたポンプ１５は、還流を行うように動作するとともに、その高圧側で各液圧管路１６に接続されている。そのため、アンチスキッド制御時に、必要に応じた量のブレーキフルードを前輪ブレーキ６又は後輪ブレーキ８から液圧管路１６へ還流させることが可能となっている。なお、両ポンプ１５のピストンは、モータ１７によって共通に駆動されるものとなっている。

ところで、第１及び第２の液圧回路１，２は、その回路構造に基づき、共通に、又は個々に独立して動作することができるようになっている。例えば、第１の液圧回路１に接続された第１のマスタシリンダ３を操作すると、前輪ブレーキ６における液圧だけでなく後輪ブレーキ８における液圧も増圧される。これは、第２の液圧回路２における第４の切換弁１８が電気的に開放され、モータ１７によって駆動されるポンプ１５によってブレーキフルードが第２のマスタシリンダ４から後輪ブレーキ８へ供給される一方、第２の液圧回路２内の第３の切換弁１１がポンプ１５の高圧側におけるその第２のマスタシリンダ４との連通を絶たれることによってなされるものである。

図２には二輪車３０の概要が示されており、この二輪車３０は、制御装置３１並びに矢印方向へ移動する前輪ＶＲ及び後輪ＨＲそれぞれに設けられた車輪回転数センサ３２を備えて構成されている。ここで、制御装置３１は、例えばアンチロックブレーキ制御及び／又はインテグラルブレーキシステム制御を行うように設定されている。

ところで、積極的なブレーキ圧の増圧時には、これに付随して騒音及び部品の磨耗が発生する。第３及び第４の切換弁１１，１８並びにポンプ１５は、積極的なブレーキ圧の増圧に必要なものであるとともに、大きな騒音発生に対処するものとなっている。なお、停止した状態又はエンジンがアイドリング状態にある場合には、運転者は騒音を完全に認識するとともにこれを不快に感じることになる。

本実施の形態によるインテグラルブレーキ（図１参照）においては、運転者によるブレーキレバー５の操作によって該ブレーキレバー５に直接接続されていない第２の液圧回路２にも積極的な増圧がなされるため、部品の磨耗を考慮して、ブレーキ作用の達成に必要な圧力のみが増圧されるようになっている。そのため、本発明においては、上記のような騒音及び磨耗に関する問題の観点から、不要なブレーキ増圧が防止されることになる。特に、二輪車３０が停止している場合にはブレーキ圧は不要であるため、このような場合にはブレーキ圧の増圧は行われない。

そこで、できるだけ不要なブレーキ圧の増圧を避けるため、二輪車３０が停止状態にあるかどうかを検出する必要がある。ここで、二輪車３０が運動している状態にあるか（すなわち停止状態でないか）どうかを判断するために、例えば前輪ＶＲ及び後輪ＨＲにおける車輪回転数センサ３２の信号が解析される。

すなわち、所定の演算周期ごとのマーカ信号の数が経過時間に対して設定され、所定の時間内に十分なマーカ信号が計数されれば二輪車３０は停止状態にないと判断され、所定時間内に所定以下のマーカ信号しか計数されないか、又はマーカ信号が全く計数されない場合には、二輪車３０は停止状態にあると判断される。

ここで、二輪車３０が停止状態にあるかどうかの判断の基準である所定のマーカ信号数については、これを例えば２ｋｍ／ｈ以下の車速に対応する値に設定するか、又は所定の車輪回転速度若しくは車輪回転数に設定する。

そして、二輪車３０が停止状態にあると判断された場合には、ブレーキ圧は「パッシブ」の状態となっている。すなわち、ポンプ１５及び第２の液圧回路２における第４の切換弁１８の増圧のための切換がなされないような状態となっているか、又は既に供給されたブレーキ圧が保持されるような状態となっている。そのため、このような状態においては、運転者の意思によりブレーキ圧が維持されるか、又は減圧されることのみ可能となっているが、このほかに、運転者は、ブレーキペダル７を操作することによって第２の液圧回路２における圧力を増圧することが可能となっている。なお、このようにブレーキペダル７の操作によって増圧された圧力は、上述のように、ブレーキシステムによってパッシブな状態に置かれることも可能である。

一方、所定時間内における車輪回転数センサ３２からのマーカ信号の合計が所定値を超えたことにより二輪車３０の運動が検出された場合には、パッシブモードが解除され、ブレーキシステムは運転者の意思に応じて後輪ＨＲにおけるブレーキ圧を増圧することができる状態となる。ここで、基準となる所定時間内のマーカ信号数を適当に設定することによって、二輪車３０の運動の検出についての感度を適宜設定することが可能である。すなわち、（運転者の意思に応じて）わずかな運動でも二輪車３０が運動していると判断するように設定すれば、ブレーキ圧の積極的な増圧が可能となって、二輪車３０をすぐに再び停止させたい場合に都合がよいものとなる。

したがって、特に、二輪車３０を急勾配の坂道で停止させるか、又は適切に扱う必要がある場合には、後輪ＨＲに最適なブレーキ圧を供給することが可能である。このような場合に後輪ＨＲに最大のブレーキ圧力を供給することが可能であるため、これは非常に有効なものとなっている。

上記説明した本発明によれば、ブレーキシステムにおける騒音を停止状態でも認識できない程度まで著しく減少させることが可能であるとともに、機能を犠牲にすることなくブレーキシステム内における部品の磨耗を低減することも可能である。

本発明による方法を実施するための二輪車におけるインテグラルブレーキシステムの概要を示す図である。 二輪車の概要を示す図である。

符号の説明

１ 第１の液圧回路
２ 第２の液圧回路
３ 第１のマスタシリンダ
４ 第２のマスタシリンダ
５ ブレーキレバー
６ 前輪ブレーキ
７ ブレーキペダル
８ 後輪ブレーキ
９ 第１の切換弁
１０ 第２の切換弁
１１ 第３の切換弁
１２ リターンライン
１３ 低圧アキュームレータ
１４ 吸入管路
１５ ポンプ
１６ 液圧管路
１７ モータ
１８ 第４の切換弁
３０ 原動機付き二輪車
３１ 制御装置
３２ 車輪回転数センサ
ＶＲ 前輪
ＨＲ 後輪

Claims (9)

1. 油圧式ブレーキ圧制御装置を介して第１の車輪に接続された第１のブレーキ回路における第１のマスタシリンダを操作するための第１のブレーキ操作要素と、第２の車輪に接続された第２のブレーキ回路における第２のマスタシリンダを操作するための第２のブレーキ操作要素と、二回路に分岐されつつもポンプシリンダが１つの共通のモータで駆動されるポンプとを含んで成る、原動機付き二輪車の電子制御式インテグラルブレーキシステム内におけるブレーキ圧制御方法であって、所定の増圧トリガによって液圧回路（２）内の積極的な増圧がなされる上記ブレーキ圧制御方法において、
   前記原動機付き二輪車が停止しているか、又はほぼ停止している場合には前記所定の増圧トリガを生成せずに、前記液圧回路（２）内で、原動機付き二輪車のインテグラル機能によって増圧がなされないようにする一方、前記増圧トリガが存在するとともに前記原動機付き二輪車の運動が検出される場合には、前記インテグラル機能による積極的な増圧を行うことを特徴とするブレーキ圧制御方法。
2. 前記増圧トリガをブレーキ操作手段（５）の操作とすることを特徴とする請求項１記載のブレーキ圧制御方法。
3. 前記ブレーキ操作手段（５）を、前記原動機付き二輪車の前輪ブレーキ（６）及び後輪ブレーキ（８）を操作するものとすることを特徴とする請求項２記載のブレーキ圧制御方法。
4. 前記第１のブレーキ操作要素を操作する際に、前記ポンプ及び前記インテグラルブレーキシステムにおける複数の弁の適切な切替により、前記第２の車輪に積極的な増圧を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のブレーキ圧制御方法。
5. 前記原動機付き二輪車の速度又は車輪回転速度に対応する値が所定値を下回ったときに、前記原動機付き二輪車が停止しているか、又はほぼ停止していると判断することを特徴とする請求項４記載のブレーキ圧制御方法。
6. 前記原動機付き二輪車が停止しているか、又はほぼ停止しているかの判断を、前輪（ＶＲ）又は後輪（ＨＲ）の少なくとも１つの車輪回転数信号に基づき行うことを特徴とする請求項４又は５記載のブレーキ圧制御方法。
7. 前記原動機付き二輪車が停止しているか、又はほぼ停止しているかの判断を、前輪（ＶＲ）及び後輪（ＨＲ）の１つずつの車輪回転数信号に基づき行うことを特徴とする請求項６記載のブレーキ圧制御方法。
8. 所定の時間内における少なくとも１つの車輪回転数信号のマーカ信号の数が所定の数よりも小さい場合に、前記原動機付き二輪車が停止しているか、又はほぼ停止していると判断することを特徴とする請求項６又は７記載のブレーキ圧制御方法。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載のブレーキ圧制御方法を実行することを特徴とする電子制御式ブレーキシステム。

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