JP3948721B2 - Pneumatic detection device for hydraulic brake for vehicles - Google Patents
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Description
【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ブレーキペダルに対する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、この変位量センサ及び荷重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し、このプロットデータの近似処理により連続曲線状の特性曲線データを作成するデータ作成手段と、特性曲線データを踏込み量について2階微分して2階微分曲線データを作成し、その変曲点に相当する踏込み量についての標準の踏力に対する特性曲線データ上の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。これにより、双方の検知信号を逐次取り込んで作成したプロットデータを基に踏込み量に対する踏力の連続曲線状の特性曲線データが作成され、その踏込み量について2階微分された2階微分曲線データの変曲点に相当する踏込み量について標準の踏力に対する特性曲線データ上の踏力の差を基にエア入りが判断される。
【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ブレーキペダル5に対する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】
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。
【0022】
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。
【0023】
【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。エア入りの判断に際して、踏力自体の差をエア入り自動検知の指標とすることにより、高信頼度の判断結果が得られるようになる。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。
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, in order to detect the entry of air into the brake pipe from the master cylinder, which controls the hydraulic pressure by the brake pedal, to the wheel cylinder, whether or not the change in the pedaling force with respect to the change in the stepping amount deviates from the standard pedaling force change. The present invention relates to an intrusion detection device for a hydraulic brake for a vehicle which is adapted to determine the inflow of air exceeding a predetermined amount based on the above.
[0002]
[Prior art]
According to
[0003]
As a result, when air bubbles are present, the spring characteristics are added in series with the original spring characteristics, and the spring constant is delayed in the compression process of the brake system spring, so that the spring constant is the rate of change in the pedaling force. It is possible to automatically detect a predetermined amount of air mixed in the brake system by determining whether or not the change rate of the vehicle is lower than the standard change rate by a predetermined amount.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-145042
[Problems to be solved by the invention]
In this air entering detection device, the accuracy of the measured change characteristic data affects the detection accuracy, and therefore, the movement of the brake pedal is fixed at a constant speed so that the data sampling intervals are equal to improve the accuracy of the change characteristic data. Is preferably carried out. On the other hand, in the booster operating state, the brake pedal reaction force does not fluctuate greatly by assisting the pedaling force with a negative pressure, so that the brake pedal can be driven without a large speed fluctuation by a constant output actuator. If the measurement in the non-operating state is to be realized with high accuracy, the reaction force of the brake pedal fluctuates greatly, leaving room for improvement in terms of data sampling accuracy.
[0006]
In view of these points, the present invention provides an air for a hydraulic brake for vehicles of the kind described at the beginning, which can automatically determine air mixing in a short time and with high accuracy even when the booster is not operating. An object of the present invention is to provide an incoming detection device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, according to the present invention, in order to detect the entry of air exceeding a predetermined amount into the brake pipe from the master cylinder to the wheel cylinder, the hydraulic pressure of which is controlled by the brake pedal. In a pneumatic detection device for a hydraulic brake for a vehicle that determines whether or not a change in the pedaling force with respect to a change in the pedaling amount deviates from a standard pedaling force change, an actuator that drives the brake pedal to be driven at a constant speed, A load sensor for detecting the depression force to the brake pedal and a displacement sensor for detecting the depression amount, and detection data of the displacement sensor and the load sensor are sequentially taken to create plot data of the change characteristic of the depression force with respect to the depression amount. , A characteristic curve data that creates a continuous curve by approximating the plot data. The second-order differential curve data is created by second-order differentiation of the characteristic curve data with respect to the depression amount, and the difference in the depression force on the characteristic curve data with respect to the standard depression force for the depression amount corresponding to the inflection point is It is characterized by comprising a judging means for judging whether the air enters depending on whether or not it exceeds a predetermined amount, and an output means for outputting the judgment result.
[0008]
By driving the brake pedal at a constant speed regardless of the reaction force, the actuator can measure the pedaling force for the same amount of pedaling change at each sampling. As a result, characteristic curve data of a continuous curve of the pedaling force with respect to the depression amount is created based on the plot data created by sequentially acquiring both detection signals, and the second-order differential curve data obtained by second-order differentiation with respect to the depression amount is changed. With respect to the stepping amount corresponding to the inflection point, it is determined whether the air is entered based on the difference in the pedaling force on the characteristic curve data with respect to the standard pedaling force.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An in-air detection device for a hydraulic brake for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As is well known, the vehicle hydraulic brake is increased by a booster 4 in which the brake fluid stored in the
[0010]
The air entry detection device depresses and drives the
[0011]
The
[0012]
The signal processing device 20 is configured by using a personal computer in which a program for determining whether air enters is installed. The detection signals of the
[0013]
The data creation means 21 sequentially takes the detection signals of the
[0014]
The standard data storage means 22 averages similar plot data that has been tested a plurality of times for a standard brake system in a normal inflated state, performs similar approximation processing, and performs a standard characteristic curve of the pedaling force F with respect to the depression amount x. Data A (see FIG. 2) is stored.
[0015]
The determining means 23 includes differential processing means 23a for creating second-order differential curve data obtained by second-order differentiation of the characteristic curve data B (see FIG. 2) obtained by approximating the measured x-F change characteristic data with respect to the amount of depression, and its change. Treading force difference calculating means 23b for determining whether or not the air is entered depending on whether or not the difference in the treading force F on the measured characteristic curve data B with respect to the standard treading force F with respect to the stepping amount x corresponding to the inflection point exceeds a predetermined amount. Yes.
[0016]
That is, the characteristic curve data A shown in FIG. 2 will be described. The initial step area where the rate of change is small and the spring constant of the brake system gradually increase and become almost constant due to the play of the
[0017]
The operation of the pneumatic detection apparatus configured as described above is as follows. In the middle of the manufacturing process in which the engine is not yet mounted, the
[0018]
As a result, the data creating means 21 samples the digitized forward detection signals of the
[0019]
That is, the brake pad from the
[0020]
The determination result is displayed on the
[0021]
FIG. 3 shows an actuator according to another embodiment, in which a
[0022]
In addition, with the air detection device according to the present invention, while the booster 4 is in an operating state, it is possible to inspect the air input state with a relatively small output actuator with high accuracy, but it is difficult to detect a small amount of air of about 0.2cc Become.
[0023]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the invention, when the brake pedal is driven at a constant speed, the change characteristic data of the treading force with respect to the depression amount is measured with high accuracy. By determining the deviation, it is possible to detect air entering with high accuracy. When determining whether to enter the air, the difference in the pedaling force itself is used as an index for automatic detection of the air entering, so that a highly reliable determination result can be obtained. According to the invention of claim 2, measurement is performed under constant speed drive even when the booster is not in operation, and inspection can be performed at any stage of the manufacturing stage. It becomes possible to inspect with accuracy. According to invention of Claim 3 or Claim 4, a motor or an air or a hydraulic cylinder can be used as an actuator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an air entry detection device for a hydraulic brake for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the apparatus.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an actuator according to another embodiment of the same device.
[Explanation of symbols]
3 Master Cylinder 4
Claims (4)
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前記ブレーキペダルに対する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、この変位量センサ及び前記荷重センサの検知信号を逐次取り込んで前記踏込み量に対する前記踏力の変化特性のプロットデータを作成し、このプロットデータの近似処理により連続曲線状の特性曲線データを作成するデータ作成手段と、前記特性曲線データを前記踏込み量について2階微分して2階微分曲線データを作成し、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特性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。In order to detect air inflow exceeding a predetermined amount into the brake pipe from the master cylinder to the wheel cylinder where the hydraulic pressure is controlled by the brake pedal, whether the pedal force change with respect to the change in the pedal deviates from the standard pedal force change In the pneumatic detection device of the vehicle hydraulic brake to determine whether or not,
An actuator that drives the brake pedal to depress at a constant speed, a load sensor that detects the pedal force applied to the brake pedal, a displacement sensor that detects the amount of depression, and a detection of the displacement sensor and the load sensor. Data creation means for sequentially taking in signals and creating plot data of change characteristics of the pedal force with respect to the depression amount, and creating characteristic curve data of a continuous curve shape by approximation processing of the plot data, and the depression of the characteristic curve data Whether or not the difference in the pedaling force on the characteristic curve data with respect to the standard pedaling force for the stepping amount corresponding to the inflection point exceeds a predetermined amount this having determining means for determining Kaniyori air remaining, and output means for outputting the determination result Air entering the detection device for a vehicle hydraulic brake according to claim.
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