JP6927270B2 - 慣性センサの取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、ＡＢＳ制御に使用される慣性センサの取付構造に関する。

一般に自動二輪車には、急ブレーキ時の車輪のロックを防止するためにＡＢＳ（Antilock Brake System）ユニットが搭載されている。ＡＢＳユニットには、車輪速度を検知するホイールスピードセンサや加速度や角速度を検知する慣性センサからの検知信号等が入力され、検知信号に基づいて前後輪に対するブレーキ圧が制御される（例えば、特許文献１参照）。この種の慣性センサは振動条件が厳しく、振動対策として慣性センサのブラケットが振動吸収材を介して車体フレームに浮動支持されている。車体フレームからの振動が振動吸収材で吸収され、慣性センサに伝わる振動が抑えられている。

特開２００９−２９２３５０号公報

しかしながら、上記したような振動吸収材を用いた浮動支持だけでは、慣性センサの振動条件を満たさない車両も存在する。この場合には、車体フレームから振動が伝達され難い箇所に慣性センサを取り付けるように、慣性センサのレイアウトを検討し直さなければならない。このため、慣性センサのレイアウトが制限されてしまうおそれがあった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で慣性センサへの振動伝搬を十分に抑えることができる慣性センサの取付構造を提供することを目的とする。

本発明の慣性センサの取付構造は、車体フレームから伝搬される振動を吸収する振動吸収材を介して慣性センサを支持する浮動ブラケットを備え、慣性センサは、浮動ブラケットが支持する重量を増加させることで固有振動数を低くして浮動ブラケットを振動し難くする他の部品とともに浮動ブラケットに取り付けられることを特徴とする。

本発明の慣性センサの取付構造によれば、浮動ブラケットに対して慣性センサ及びＡＢＳユニットのような他の部品を取り付けることで、慣性センサに対して効果的に振動対策することができ、鞍乗型車両における慣性センサのレイアウトの自由度を向上させることができる。

本実施の形態に係る車体フレームの斜視図である。 本実施の形態に係るＡＢＳのシステムイメージ図である。 本実施の形態に係るＡＢＳユニットの取付構造の斜視図である。 本実施の形態に係るＡＢＳユニットの取付構造の断面模式図である。 本実施の形態に係る慣性センサの取付構造の斜視図である。 本実施の形態に係る慣性センサの取付構造の断面模式図である。

以下、本実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においては、本発明に係る慣性センサの取付構造を、自動二輪車に適用した例について説明するが、自動二輪車に限定されるものではなく、自動三輪車などの鞍乗型車両に適用することができる。図１は、本実施の形態に係る車体フレームの斜視図である。図２は、本実施の形態に係るＡＢＳのシステムイメージ図である。

図１に示すように、車体フレーム１は、電装系等の各部を搭載する鋼製又はアルミ合金製のツインスパーフレーム１０に、シートレール１８とサブフレーム１９を取り付けて構成されている。ツインスパーフレーム１０は、前端に位置するヘッドフレーム１１から一対のタンクレール１２が左右に分岐して後方に延在し、各タンクレール１２の後端から下方に向かって一対のボディフレーム１３が延在している。ヘッドフレーム１１、タンクレール１２、ボディフレーム１３によってエンジン（不図示）等の収容空間が形成され、これらにエンジンが懸架されることで車体フレーム１が補強される。

一対のボディフレーム１３は、上方側においてアッパブリッジ１４により連結され、下方側においてロアブリッジ１５により連結されている。また、一対のボディフレーム１３には、それぞれスイングアームピボット１６が形成されており、スイングアームピボット１６にリヤホイール（不図示）を支持するスイングアーム１７が上下方向に搖動可能に連結されている。アッパブリッジ１４には後輪懸架用のリヤクッションユニット（不図示）の上部が連結され、ロアブリッジ１５及びスイングアーム１７にはリンク機構を介してリヤクッションユニットの下部が連結されている。

一対のボディフレーム１３の上部には、後上方に延在する一対のシートレール１８が接続されている。一対のシートレール１８は、各ボディフレーム１３の高さ方向の中間部と各シートレール１８の後端部を接続する一対のサブフレーム１９によって補助的に支持されている。一対のシートレール１８及び一対のサブフレーム１９で囲まれた前側空間には、ＡＢＳユニット２０の収容空間になっている。ＡＢＳユニット２０は、前記収容空間に配置され、さらに、車両の前後方向に関し、リヤクッションユニットの後方であって後輪の前端よりも車両の前方となる位置に配置されている。各サブフレーム１９には車体内側に突出するように、一対のフレームブラケット５０が設けられている。ＡＢＳユニット２０は、一対のフレームブラケット５０同士を連結する様に架設された板状部材である浮動ブラケット５１の表面（上面）に取り付けられている。なお、一対または一方のフレームブラケット５０がシートレール１８に車体内側に突出するように設けられていてもよい。

図２に示すように、ＡＢＳユニット２０は、前輪３１及び後輪４１に取り付けられたホイールスピードセンサ３２、４２により車輪速度を検知して、ブレーキを自動的に制御して車輪のロックを防止している。ＡＢＳユニット２０はコントロールユニット２１とハイドロリックユニット（HU: Hydraulic Unit）２２が一体化されている。ハイドロリックユニット２２の油圧回路は、フロント系統とリヤ系統に分かれており、前後輪で別系統になっている。各系統は、インレットソレノイドバルブ２３ａ、２３ｂ、アウトレットソレノイドバルブ２４ａ、２４ｂ、ワンウェイバルブ２５ａ、２５ｂ、リザーバ２６ａ、２６ｂ、ポンプ２７ａ、２７ｂを含んで構成される。

フロント系統では、フロントブレーキレバー３３のマスターシリンダ３４からの油圧を、インレットソレノイドバルブ２３ａを通じてフロントブレーキキャリパ３５に作用させている。また、前輪３１の回転の急激な低下を検知すると、インレットソレノイドバルブ２３ａによってマスターシリンダ３４からの油圧が遮断され、アウトレットソレノイドバルブ２４ａを開放してフロントブレーキキャリパ３５からブレーキ油をリザーバ２６ａに抜くことで、油圧を減じる。リザーバ２６ａで一時的に貯留された油圧はポンプ２７ａによって吸引されてマスターシリンダ３４側に戻される。リヤ系統でもフロント系統と同様にリヤブレーキペダル４３のマスターシリンダ４４からの油圧が制御される。

コントロールユニット２１は、入力側インタフェース、出力側インタフェース、プロセッサ、メモリ等により構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。メモリにはＡＢＳ制御の各種プログラムや各種パラメータが記憶されている。入力側インタフェースには、ブレーキライトスイッチやホイールスピードセンサ３２、４２、慣性センサ７０等が接続されている。出力側インタフェースには、ソレノイドバルブ２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ、インジケータランプ４９、モータ２９等が接続されている。

ＡＢＳユニット２０は、ホイールスピードセンサ３２、４２で検知した前後輪３１、４１の車輪速度や、慣性センサ７０で検知した加速度や角速度等に基づいてソレノイドバルブ２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ及びモータ２９を制御する。すなわち、ＡＢＳユニット２０は、車体の速度に対して前後輪３１、４１の車輪速度が落ちると、ブレーキ圧の維持と減圧を制御して車輪のロックを防止する。一方で、車体の速度に前後輪３１、４１の車輪速度が近付くと、ブレーキ圧を増圧するように制御する。この制御が繰り返されることで、滑り易い路面等で前後輪３１、４１をロックさせずに適切に減速させることが可能になっている。

ところで、ＡＢＳユニット２０の振動対策として、ＡＢＳユニット２０が取り付けられた浮動ブラケット５１が一対のフレームブラケット５０にゴムブッシュ６１を介して浮動支持されている（図３参照）。また、ＡＢＳユニット２０に使用される慣性センサ７０は振動条件が厳しいため、慣性センサ７０も車体フレーム１に対して浮動支持されることが好ましい。しかしながら、浮動支持だけでは車体フレーム１から慣性センサ７０に伝搬する振動を十分に減少させることができず、慣性センサ７０の振動条件を満たさない場合がある。また、慣性センサ７０を車体フレーム１に取り付けるためには別途ブラケットを用意しなければならない。

そこで、本実施の形態では、ＡＢＳユニット２０に使用される浮動ブラケット５１に慣性センサ７０を取り付けてブラケットを共用するとともに、浮動ブラケット５１が支持する重量を増加させることで、固有振動数を低くして浮動ブラケット５１を振動し難くしている。これにより、ＡＢＳユニット２０に対して振動対策するだけでなく、慣性センサ７０に対しても効果的に振動対策することが可能になっている。また、ＡＢＳユニット２０と慣性センサ７０のブラケットを兼用することで、個々のブラケットが不要になり、部品点数を削減して軽量化及びコスト低減することが可能になっている。

以下、図３から図６を参照して、ＡＢＳユニット及び慣性センサの取付構造について説明する。図３は、本実施の形態に係るＡＢＳユニットの取付構造の斜視図である。図４は、本実施の形態に係るＡＢＳユニットの取付構造の断面模式図である。図５は、本実施の形態に係る慣性センサの取付構造の斜視図である。図６は、本実施の形態に係る慣性センサの取付構造の断面模式図である。

図３及び図４に示すように、車両の内方側に突出する様に車体フレーム１に溶接等で固定された車体フレーム１の一対のフレームブラケット５０には、複数のゴムブッシュ６１を介して浮動ブラケット５１が複数のボルト６２で固定されている。詳細には、浮動ブラケット５１の端部及び端部に取り付けられたゴムブッシュ６１は、フレームブラケット５０の上側に配置され取り付けられている。浮動ブラケット５１の左右の端部には筒状のゴムブッシュ６１が装着される貫通孔５４が形成されており、浮動ブラケット５１の裏面５３側には貫通孔５４に連なる凹部５５が形成されている。ゴムブッシュ６１が貫通孔５４に装着されると、ゴムブッシュ６１の上半部が浮動ブラケット５１の表面５２から突出し、ゴムブッシュ６１の下半部が凹部５５内に突出する。このとき、ゴムブッシュ６１の下半部は、浮動ブラケット５１の裏面５３よりも下方にはみ出ている。

ゴムブッシュ６１の内周面には筒状のカラー６３が装着され、このカラー６３の内側にボルト６２の雄ネジが挿通されてフレームブラケット５０の雌ネジに固定される。ゴムブッシュ６１の下半部は裏面５３よりも下方に出ているため、浮動ブラケット５１とフレームブラケット５０の間に隙間が形成されている。ゴムブッシュ６１の上半部は表面５２よりも上方に出ているため、ボルト６２の頭部が浮動ブラケット５１に直に接触することがない。このようにして、フレームブラケット５０に対して浮動ブラケット５１がゴムブッシュ６１を介して浮動支持されている。

図５及び図６に示すように、浮動ブラケット５１の表面５２（上側の面）はＡＢＳユニット２０が取り付けられる第２の取付面になっており、浮動ブラケット５１の裏面５３側から挿通された複数のボルト６４でＡＢＳユニット２０が固定されている。浮動ブラケット５１の裏面５３（下側の面）は慣性センサ７０が取り付けられる第１の取付面になっており、浮動ブラケット５１の一部分５６が後方に部分的に延出して取付面を拡大し慣性センサ７０の設置面を確保している。慣性センサ７０は、センサ本体７２から前後に一対の腕部７１が延出し、一対の腕部７１によってセンサ本体７２が浮動ブラケット５１の裏面５３に直接当接しない様に浮かされている。また、車体の幅中心に関して左側にオフセット配置されたリヤクッションユニットに対して、慣性センサ７０は反対側である車体の幅中心に関して右側にオフセット配置され、後述するハーネスも車体の幅中心に関して慣性センサ７０から右側に配索されている。

浮動ブラケット５１の裏面５３と慣性センサ７０の間には、他の振動吸収材としてゴムシート７３が介在されている。慣性センサ７０は、浮動ブラケット５１との間にゴムシート７３を挟み込んだ状態で、車両の前後方向に延びる一対の腕部７１に挿通されたボルト６５によって浮動ブラケット５１の裏面５３に固定される。このように、フレームブラケット５０と浮動ブラケット５１の間にはゴムブッシュ６１が介在され、浮動ブラケット５１と慣性センサ７０の間にはゴムシート７３が介在されている。よって、慣性センサ７０が、ゴムブッシュ６１とゴムシート７３により車体フレーム１に対して２重に浮動支持されている。

また、慣性センサ７０は、カプラ７４に接続されたハーネス（不図示）を介してＡＢＳユニット２０に検知結果を出力している。慣性センサ７０は、浮動ブラケット５１を挟んでＡＢＳユニット２０の裏側に位置付けられているため、カプラ７４とＡＢＳユニット２０を結ぶハーネスの長さが短縮されている。浮動ブラケット５１はＡＢＳユニット２０と慣性センサ７０で兼用されるため、ＡＢＳユニット２０及び慣性センサ７０用に個別にブラケットを用意する必要がない。詳細には、慣性センサ７０のカプラ７４は、図３及び図５に示すように車両の側方から差込まれことで接続される向きに配置されている。そして、慣性センサ７０に接続されたハーネスは、ゴムブッシュ６１の下方であってフレームブラケット５０の下方に向かって配索される。これによって、浮動ブラケット５１の振動による相対運動が少ない位置にハーネスを配索することができる。

このように、浮動ブラケット５１には、ＡＢＳユニット２０に加えて慣性センサ７０が取り付けられている。ＡＢＳユニット２０及び慣性センサ７０のいずれもゴムブッシュ６１を介在させて車体フレーム１に固定されているため、車体フレーム１からの振動をゴムブッシュ６１で吸収させることができる。加えて、ＡＢＳユニット２０と慣性センサ７０が浮動ブラケット５１に取り付けられて重量が増加することで、浮動ブラケット５１が振動し難くなり、車体フレーム１からＡＢＳユニット２０及び慣性センサ７０に伝搬される振動を効果的に抑えることができる。

また、浮動ブラケット５１の表面５２にＡＢＳユニット２０が取り付けられ、浮動ブラケット５１の裏面５３に慣性センサ７０が取り付けられている。ＡＢＳユニット２０と慣性センサ７０が上下に重なるように配置されるため、ＡＢＳユニット２０の重心Ｏ１に慣性センサ７０の重心Ｏ２が近づけられることで、より効果的にＡＢＳユニット２０及び慣性センサ７０の振動を抑えることができる。さらに、ＡＢＳユニット２０に雌ネジを形成して、この雌ネジにボルトを捩じ込むことで慣性センサ７０を固定するようにしてもよい。これにより、さらに部品点数を削減してコストを低減することができる。

また、ＡＢＳユニット２０は浮動ブラケット５１の表面５２に接するように固定され、慣性センサ７０は浮動ブラケット５１の裏面５３との間にゴムシート７３を介在させている。ＡＢＳユニット２０自体も駆動時に振動を生じさせているため、浮動ブラケット５１の裏面５３にゴムシート７３を介在させることで、ＡＢＳユニット２０の駆動時の振動をゴムシート７３で吸収させてＡＢＳユニット２０から慣性センサ７０に伝搬する振動を抑えることができる。また、上記したように車体フレーム１に対して慣性センサ７０がゴムブッシュ６１とゴムシート７３で２重に浮動支持されるため、車体フレーム１から慣性センサ７０への振動伝搬をより効果的に抑えることができる。

浮動ブラケット５１によってＡＢＳユニット２０の振動が抑えられるため、ＡＢＳユニット２０については振動条件の厳しい位置に配置することが可能である。一方で、慣性センサ７０についても、ＡＢＳユニット２０と同様に浮動ブラケット５１によって振動が抑えられており、振動条件の厳しい位置に配置することが可能であるが、慣性センサ７０の検知精度を考慮すると浮動ブラケット５１が車体フレーム１の中心付近（図１参照）に配置されることが好ましい。そこで、本実施の形態では、浮動ブラケット５１は、ＡＢＳユニット２０及び慣性センサ７０が取り付けられた状態でリヤクッションユニット（不図示）の後方に配置されている。

浮動ブラケット５１が、車体フレーム１の中央付近に固定されることで、車体の重心付近に慣性センサ７０が配置され、慣性センサ７０の検知精度を向上させることが可能になっている。また、浮動ブラケット５１は、車体の幅中心を通り車体前後方向に延びる中心線上に配置されている。このため、ＡＢＳユニット２０及び慣性センサ７０が中心線上に位置付けられるため、車体の重量バランスが幅方向で均等に近付けられて操縦安定性が向上される。ＡＢＳユニット２０と慣性センサ７０が浮動ブラケット５１でユニット化されるため、それぞれ個別に車体フレーム１に取り付ける場合よりも、取り付け作業が容易になる。

以上のように、本実施の形態によれば、浮動ブラケット５１がゴムブッシュ６１を介して車体フレーム１に浮動支持され、車体フレーム１からの振動がゴムブッシュ６１で吸収される。また、浮動ブラケット５１に対して慣性センサ７０と共にＡＢＳユニット２０が取り付けられた分だけ、浮動ブラケット５１で支持される全体の重量が増加して振動し難くなる。よって、車体フレーム１からの振動が慣性センサ７０に伝わり難くなり、慣性センサ７０に対して効果的に振動対策することができる。さらに、振動対策によって慣性センサ７０のレイアウトが制限されることがなく、レイアウトの自由度を向上させることができる。また、慣性センサ７０とＡＢＳユニット２０で浮動ブラケット５１を兼用することで、個々のブラケットが不要になり、部品点数を削減して軽量化及びコスト低減を実現することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記した実施の形態では、浮動ブラケット５１の第１の取付面としての裏面５３に慣性センサ７０が取り付けられ、浮動ブラケット５１の第２の取付面としての表面５２にＡＢＳユニット２０が取り付けられる構成にしたが、この構成に限定されない。浮動ブラケット５１の表面５２に慣性センサ７０が取り付けられ、浮動ブラケット５１の裏面５３にＡＢＳユニット２０が取り付けられてもよい。

また、上記した実施の形態では、浮動ブラケット５１が、裏面５３を第１の取付面とし、表面５２を第２の取付面とする左右方向に平行な平板状に形成されたが、この構成に限定されない。浮動ブラケット５１の形状は特に限定されず、例えば、左右方向に平行な面とこの面の端縁から上下方向に延びて上下方向に平行な面を有してＬ字状に屈曲した板状に形成されてもよい。この場合、車両左右方向に垂直な面となる浮動ブラケット５１の側面を第１の取付面、または第２の取付面にしてもよい。

また、上記した実施の形態では、ＡＢＳユニット２０に使用される慣性センサ７０を例示して説明したが、この構成に限定されない。慣性センサ７０は、トランクションコントロールやウィリー制御等の車体制御やエンジン制御で使用されるセンサーでもよい。すなわち、慣性センサ７０は、加速度センサ、角速度センサ、ヨーレートセンサ等を含む概念である。

また、上記した実施の形態では、振動吸収材としてのゴムブッシュ６１を介して車体フレーム１に浮動ブラケット５１が固定されたが、この構成に限定されない。振動吸収材は、車体フレーム１から浮動ブラケット５１に伝搬される振動を吸収可能な材料で形成されていればよく、例えば、バネ等の弾性体、スポンジ等の発泡体で形成されていてもよい。

また、上記した実施の形態では、他の振動吸収材としてのゴムシート７３を介して浮動ブラケット５１に慣性センサ７０が固定されたが、この構成に限定されない。他の振動吸収材は、浮動ブラケット５１から慣性センサ７０に伝搬される振動を吸収可能な材料で形成されていればよく、例えば、バネ等の弾性体、スポンジ等の発泡体で形成されていてもよく、前記したゴムブッシュ６１と同様な振動吸収材を慣性センサ７０の腕部７１の取付に使用してもよい。

また、上記した実施の形態では、ＡＢＳユニット２０の浮動ブラケット５１に慣性センサ７０が取り付けられる構成にしたが、この構成に限定されない。慣性センサ７０の浮動ブラケットにＡＢＳユニット２０が取り付けられてもよい。また、浮動ブラケット５１は、ＡＢＳユニット２０、慣性センサ７０の他に、ＥＣＵ（Engine Control Unit）や排気バルブアクチュエータが取り付け可能に形成されてもよい。

また、上記した実施の形態では、慣性センサ７０がゴムシート７３を介して浮動ブラケット５１の裏面５３に固定される構成にしたが、この構成に限定されない。車体フレーム１から慣性センサ７０に伝搬される振動をゴムブッシュ６１で十分に吸収可能かつ、ＡＢＳユニット２０の駆動時に生じる振動が問題にならない場合には、ゴムシート７３を介さずに浮動ブラケット５１に慣性センサ７０が固定されてもよい。

また、上記した実施の形態では、浮動ブラケット５１が車体フレーム１の中央付近に固定される構成について説明したが、この構成に限定されない。慣性センサ７０で所定の検出精度を確保できる位置であれば、車体フレーム１のどの位置に浮動ブラケット５１が設置されてもよい。

以上説明したように、本発明は、慣性センサへの振動伝搬を十分に抑えることができるという効果を有し、特に、自動二輪車の慣性センサの取付構造に有用である。

１ 車体フレーム
２０ ＡＢＳユニット
５１ 浮動ブラケット
５２ 浮動ブラケットの表面（第２の取付面）
５３ 浮動ブラケットの裏面（第１の取付面）
６１ ゴムブッシュ（振動吸収材）
７０ 慣性センサ
７３ ゴムシート（他の振動吸収材）

Claims (7)

1. 車体フレームから伝搬される振動を吸収する振動吸収材を介して慣性センサを支持する浮動ブラケットを備え、
   前記慣性センサは、前記浮動ブラケットが支持する重量を増加させることで固有振動数を低くして前記浮動ブラケットを振動し難くする他の部品とともに前記浮動ブラケットに取り付けられることを特徴とする慣性センサの取付構造。
2. 前記浮動ブラケットは、前記車体フレームに固定される別部品を介して前記車体フレームに支持されていることを特徴とする請求項１に記載の慣性センサの取付構造。
3. 鞍乗型車両に対する慣性センサの取付構造であって、前記車体フレームはシートレール又はサブフレームであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の慣性センサの取付構造。
4. 前記浮動ブラケットは、後輪懸架用のリヤクッションユニットの後方に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の慣性センサの取付構造。
5. 前記他の部品は、ＡＢＳユニットであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の慣性センサの取付構造。
6. 前記ＡＢＳユニットは、後輪の前端よりも前方に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の慣性センサの取付構造。
7. 前記浮動ブラケットと前記慣性センサの間には、他の振動吸収材が介在されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の慣性センサの取付構造。

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