(57)【要約】【課題】ブレーキペダルにより液圧を制御させるマスタシリンダからホイールシリンダに至るブレーキ配管内への所定量を上廻るエア入りを、ブースタが作動していない状態であっても自動的に短時間で高精度に判断できる車両用液圧ブレーキのエア入り検知装置を提供する。【解決手段】ブレーキペダルを定速で踏込み駆動するモータ駆動装置１０と、このモータ駆動装置にそれぞれ付属して踏力を検知する荷重センサ１２及び踏込み量を検知する変位量センサ１３と、荷重センサ１２及び変位量センサ１３の検知信号を入力として踏込み量に対する踏力の変化特性データを作成するデータ作成手段２１と、変化特性データを基に踏込み量の変化に対する踏力変化が標準の踏力変化特性に対してずれるか否かを判断して所定量を上廻るエア入りを判断する判断手段２３とを備える。【選択図】          図１
2004149082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキペダルにより液圧を制御させるマスタシリンダからホイールシリンダに至るブレーキ配管内への所定量を上廻るエア入りを検知するために、踏込み量の変化に対する踏力変化が標準の踏力変化に対してずれるか否かを判断する車両用液圧ブレーキのエア入り検知装置において、
ブレーキペダルを定速で踏込み駆動するアクチュエータと、このアクチュエータにそれぞれ付属して踏力を検知する荷重センサ及び踏込み量を検知する変位量センサと、前記荷重センサ及び前記変位量センサの検知信号を入力として前記踏込み量に対する前記踏力の変化特性データを作成するデータ作成手段と、前記変化特性データを基に前記踏込み量の変化に対する前記踏力変化が標準の踏力変化特性に対してずれるか否かを判断して所定量を上廻るエア入りを判断する判断手段と、その判断結果を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする車両用液圧ブレーキのエア入り検知装置。
【請求項２】
アクチュエータが、ブースタが作動していない状態でも定速で踏込み駆動し得る出力を有することを特徴とする請求項１記載の車両用液圧ブレーキのエア入り検知装置。
【請求項３】
アクチュエータが、定速回転するモータであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用液圧ブレーキのエア入り検知装置。
【請求項４】
アクチュエータが、定速前進駆動されるシリンダであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両用液圧ブレーキのエア入り検知装置。
【請求項５】
データ作成手段が、荷重センサ及び変位量センサの検知信号を逐次取り込んで踏込み量に対する踏力の変化特性のプロットデータを作成するプロットデータ作成手段と、前記プロットデータを近似処理により連続曲線状の曲線データに変換する曲線データ作成手段とを備え、
判断手段が、前記曲線データを前記踏込み量について２階微分した２階微分曲線データを作成する微分処理手段と、その変曲点に相当する前記踏込み量についての標準の前記踏力に対する前記曲線データ上の前記踏力の差が所定量上廻るか否かによりエア入りを判断する踏力差判断手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか記載の車両用液圧ブレーキのエア入り検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレーキペダルにより液圧を制御させるマスタシリンダからホイールシリンダに至るブレーキ配管内へのエア入りを検知するために、踏込み量の変化に対する踏力変化が標準の踏力変化に対してずれるか否かを基に所定量を上廻るエア入りを判断するようになった車両用液圧ブレーキのエア入り検知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１により、ブレーキ系の本来のばね特性にエア入りによるばね特性が加わると、ブレーキペダルの踏込み時のブレーキ系のばね定数の変化率が変化するのに着眼して、ブレーキペダルを踏込み駆動するアクチュエータと、このアクチュエータにそれぞれ付属して踏力を検知する荷重センサ及び踏込み量を検知する変位量センサと、これらの荷重センサ及び変位量センサの検知信号を入力として踏込み量に対する踏力の特性曲線データを作成するデータ作成手段と、特性曲線データについて、踏込み量の変化に対する踏力の変化率の変化速度が標準の変化速度を所定量下廻るか否かを判断して所定量を上廻るエア入りを判断する判断手段とを備えたこの種の車両用液圧ブレーキのエア入り検知装置が開示されている。
【０００３】
これにより、気泡が存在する場合、そのばね特性が本来のばね特性に直列に加わり、ブレーキ系のばねの圧縮過程でばね定数が略一定化するのが遅れ、したがって踏力の変化率であるばね定数の変化速度が、標準の変化速度を所定量下廻るか否かを判断することにより、ブレーキ系に混入した所定量のエアが自動的に検知可能となる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１４５０４２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このエア入り検知装置では、計測した変化特性データの精度が検知精度を左右することになり、したがって変化特性データの精度向上にはデータのサンプリング間隔を均等にするようにブレーキペダルの移動が定速で行われるのが好ましい。一方、ブースタの作動状態では、負圧にして踏力を補助することにより、ブレーキペダルの反力が大きく変動しないことにより、一定出力のアクチュエータにより大きな速度変動無しでブレーキペダルを駆動できるが、ブースタの非作動状態での計測を高精度で実現可能にしようとすると、ブレーキペダルの反力が大きく変動することにより、データサンプリングの精度の点で改良の余地が残される。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みて、ブースタが作動していない状態であっても自動的にエア混入を短時間で高精度に判断できる冒頭に述べた類の車両用液圧ブレーキのエア入り検知装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、この目的を達成するために、請求項１により、ブレーキペダルにより液圧を制御させるマスタシリンダからホイールシリンダに至るブレーキ配管内への所定量を上廻るエア入りを検知するために、踏込み量の変化に対する踏力変化が標準の踏力変化に対してずれるか否かを判断する車両用液圧ブレーキのエア入り検知装置において、ブレーキペダルを定速で踏込み駆動するアクチュエータと、このアクチュエータにそれぞれ付属して踏力を検知する荷重センサ及び踏込み量を検知する変位量センサと、荷重センサ及び変位量センサの検知信号を入力として踏込み量に対する踏力の変化特性データを作成するデータ作成手段と、変化特性データを基に踏込み量の変化に対する踏力変化が標準の踏力変化特性に対してずれるか否かを判断して所定量を上廻るエア入りを判断する判断手段と、その判断結果を出力する出力手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
アクチュエータは、ブレーキペダルをその反力と無関係に定速で踏込み駆動することにより、サンプリングごとに等量の踏込み量変化に対する踏力が計測可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を基に本発明の実施の形態による車両用液圧ブレーキのエア入り検知装置を説明する。車両用液圧ブレーキは、周知のように、リザーバタンク１に貯えられたブレーキ液が、ブレーキペダル５の踏込みに応動してマスタシリンダ３でエンジンの吸気圧によって踏力の増幅を行うブースタ４により増圧されて、ブレーキホース８を介してホイールシリンダ６に供給されるブレーキ系で構成される。
【００１０】
エア入り検知装置は、リザーバタンク１付きのマスタシリンダ３を経由してホイールシリンダ６に至るブレーキ配管内の液に所定量を上廻って混入するエアを検知するために、ブレーキペダル５を踏込み駆動するアクチュエータとしての歯車機構付のモータ駆動装置１０と、その駆動ロッド１１の先端に設けられて踏力を検知する荷重センサ１２及び踏込み量を検知するためにモータの回転量を検知する変位量センサを用いた駆動ロッド１１の変位量センサ１３と、これらの検知信号を入力とする信号処理装置２０とより構成される。
【００１１】
モータ駆動装置１０は、駆動ロッド１１をブレーキペダル５の足踏面に対接させ得るように傾斜させる基部１５に支持されると共に、始動信号に応答して駆動ロッド１１を所定のストロークだけ前進させ、次いで原位置に復帰させる制御回路が付属している。また、モータ駆動装置１０は、ブースタ４の非作動状態を前提に、減速ギヤを介して負荷の如何に拘らず定速回転を行うようになっている。したがって、ブースタ４の作動時の出力に対して４〜５倍程度大きな出力を有する。
【００１２】
信号処理装置２０はエア入りを判断するためのプログラムがインストールされるパソコンを利用し構成され、荷重センサ１２及び変位量センサ１３の検知信号をインタフェイス部でＡ／Ｄ変換して取り込み、踏込み量ｘに対する踏力Ｆの変化特性である特性曲線データを作成するデータ作成手段２１と、踏込み量ｘに対する踏力Ｆの標準の変化特性データを格納する標準データ格納手段２２と、データ作成手段２１で作成された特性曲線データについて踏込み量の変化に対する踏力変化が標準の踏力変化特性に対してその変化率が小さくなる方向へずれるか否かを判断して所定量を上廻るエア入りを判断する判断手段２３と、画面表示器２４ａで判断データ及び合否結果を報知し、さらに光もしくは音、例えば警報ランプ２４ｂで異常な量のエア入りを報知する出力手段２４と、判断結果をメモリに逐次収録するデータ収録手段２５とを備えている。モータ駆動装置１０には、キーボード２６の操作に応答してインタフェイス部を介して始動信号が供給される。
【００１３】
データ作成手段２１は、荷重センサ１２及び変位量センサ１３の検知信号を逐次取り込んで踏込み量に対する踏力の変化特性のプロットデータを作成するプロットデータ作成手段２１ａと、このプロットデータを近似処理により連続曲線状の特性曲線データに変換する曲線データ作成手段２１ｂとを備えている。近似処理は、踏込みの全ストロークについて例えば４０点程度のプロットデータを基に回帰分析により例えば６次の近似曲線を算出することにより行う。
【００１４】
標準データ格納手段２２には、正常なエア入り状態の標準のブレーキ系について、複数回試験した同様なプロットデータを平均化して同様な近似処理を行って踏込み量ｘに対する踏力Ｆの標準の特性曲線データＡ（図２参照）が格納されている。
【００１５】
判断手段２３は、計測したｘ−Ｆ変化特性データを近似処理した特性曲線データＢ（図２参照）を踏込み量について２階微分した２階微分曲線データを作成する微分処理手段２３ａと、その変曲点に相当する踏込み量ｘについての標準の踏力Ｆに対する計測した特性曲線データＢ上の踏力Ｆの差が所定量上廻るか否かによりエア入りを判断する踏力差算出手段２３ｂとを備えている。
【００１６】
即ち、図２に示す特性曲線データＡについて説明すると、ブレーキペダル５の踏込みの遊び等で変化率の小さな踏込み初期領域及びブレーキ系のばね定数が徐々に大きくなって略一定になり、気泡も殆ど圧縮される踏込み終期領域間に、ブレーキ系の本来の弾性要素が圧縮される過程でそのばね定数を変化させるブレーキの実際の有効作動領域ａが存在する。判断手段２３は、この有効作動領域内において、存在する気泡の容積がブレーキ系の本来の弾性要素と共に圧縮される過程で、本来のばね定数の変化速度をどの程度低下するかを判断するように構成されている。
【００１７】
このように構成されたエア入り検知装置の動作は次の通りである。エンジンが未だ装着されていない製造工程の途中で、検査工程に搬入されてきた車両のブレーキペダル５に、ブースタ４の非作動状態で、駆動ロッド１１の先端に装着された荷重センサ１２を対接させ、モータ駆動装置１０を作動させる。
【００１８】
これにより、データ作成手段２１は、荷重センサ１２及び変位量センサ１３のディジタル化された往動時の検知信号をサンプリングし、さらに近似処理により連続曲線状の特性曲線データＢを作成する。判断手段２３は、この特性曲線データについて、有効作動領域ａにおいて、踏込み量ｘについて１階微分曲線データＣ、次いで２階微分曲線データＤを作成する。続いて、その変曲点ｂを検出して、その踏込み量ｘについての標準の踏力Ｆに対する計測した特性曲線データＢの踏力Ｆに対する踏力差Δｆが、許容踏力差ΔＦを上廻るか否かにより合否を判断する。
【００１９】
即ち、ブレーキペダル５から非作動のブースタ４及びマスタシリンダ３を経由してホイールシリンダ６に至るブレーキ系のブレーキバッド、ブレーキ液の体積弾性率、リザーバタンク１付きのマスタシリンダ３及びホイールシリンダ６間の配管の拡縮剛性等の弾性要素に、気泡のばね特性が直列に加わると、有効作動領域ａにおいて、標準の特性曲線データＡの変化率が徐々に小さくなった後に、再度同程度になる。したがって、気泡の圧縮が顕著に現れて低下した変化率が加速的に復帰する領域の踏込み量ｘが変曲点ｂとして検出され、この踏込み量ｘに対して変化率の低減で生じている標準の踏力Ｆに対する踏力差Δｆが、エア入り度合に対応する指標として検出される。このように、定速駆動下で高精度に計測したｘ−Ｆ特性曲線について、微妙な変化率の比較でなく、圧縮過程後で加速的に変化率が復帰し始める時点での踏力Ｆの低下量を指標とすることにより、高精度の判断が行われる。
【００２０】
その判断結果は、踏力差Δｆの数値、特性曲線データＡ〜Ｄ等と共に画面表示器２４ａに表示され、逐次各車両についてのデータが保存される。図示のように、踏力差Δｆが許容踏力差ΔＦを上廻る場合、警報ランプ２４ｂでも報知される。
【００２１】
尚、データ作成手段としては、前述の特許文献１に開示されているように、判断手段が、特性曲線データから求めた所定の踏込み量での踏力の標準の踏力に対する減算値を基に、或は特性曲線データを踏込み量について１階微分した微分曲線データを作成し、この微分曲線データから求めたばね定数に相当する微分値の標準の微分値に対する減算値を基に、或は特性曲線データを踏込み量について２階微分した２階微分曲線データを作成し、その最大変化速度に相当するピーク値の標準のピーク値に対する減算値を基に変化速度が標準の変化速度を所定量下廻るか否かを判断することもできる。
【００２２】
図３は別の実施の形態によるアクチュエータを示すもので、駆動ロッド３１でブレーキペダル５を駆動するエアシリンダ３０と、そのリニアエンコーダを用いた変位量センサ３３の検知信号をタイマ３６で計時することにより駆動ロッド３１の速度を算出する速度算出手段３５と、エアシリンダ３０に供給する圧縮エアの圧力を制御する圧力調整器３８と、標準定速信号に対する実際の速度信号との偏差に応答して圧力調整器３８を制御する制御手段３７とを備えている。これにより、ブースタ４の非作動状態で、エアシリンダ３０は圧縮エアの圧力制御によりブレーキペダル５を定速駆動する。エアシリンダ３０に代えて、液圧シリンダを用いて同様に構成することもできる。
【００２３】
尚、本発明によるエア入り検知装置により、ブースタ４の作動状態で、相対的に小さな出力のアクチュエータでエア入り状態を高精度に検査できるが、０．２ｃｃ程度の微量のエア入りは検知しにくくなる。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ブレーキペダルが定速駆動されることにより、踏込み量に対する踏力の変化特性データが高精度に計測され、したがってこの変化特性データについて標準変化特性データからの変化状態のずれを判断することにより高精度のエア入り検知が可能となる。請求項２の発明によれば、ブースタの非作動状態でも定速駆動下で計測が行われ、製造段階のいずれの段階でも検査可能となり、また完成車両についても敢えてエンジンを作動させなくても高精度に検査可能となる。請求項３又は請求項４の発明によれば、アクチュエータとしてモータ又はエアもしくは液圧シリンダを用いることができる。請求項５の発明によれば、踏力自体の差をエア入り自動検知の指標として、判断結果の信頼度が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による車両用液圧ブレーキのエア入り検知装置の構成を示す図である。
【図２】同装置の動作を説明する図である。
【図３】同装置の別の実施の形態によるアクチュエータの構成を示す図である。
【符号の説明】
３  マスタシリンダ
４  ブースタ
５  ブレーキペダル
６  ホイールシリンダ
１０  モータ駆動装置
１２  荷重センサ
１３、３３  変位量センサ
３０  エアシリンダ
【図１】
2004149082.tif 000003
【図２】
2004149082.tif 000004
【図３】
2004149082.tif 000005