JP2010164314A - 制動支援装置の安全装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 万一の場合には、アクチュエータの制御中にも関わらず緊急制動が可能で、定常走行への迅速な復帰も可能な制動支援装置の安全装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 被試験車両のブレーキペダル２２にアタッチメント２０を介して装着されるアクチュエータ１０を操作して前記被試験車両のブレーキ性能の評価を行うための制動支援装置の安全装置において、前記アクチュエータ１０とアタッチメント２０との間が、所定の踏力以上の力で分離するように構成したことにより、万一の場合には、アクチュエータ１０の制御中にも関わらず乗員がブレーキペダル２２を強い力で踏むことにより、緊急制動が行われるとともに、アクチュエータ１０とアタッチメント２０との間が分離されるので、制動支援装置におけるアクチュエータ１０の制御とは無関係になったブレーキペダル２２を、通常の人力での定常走行制御に迅速に復帰できて安全である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被試験車両のブレーキペダルにアタッチメントを介して装着されるアクチュエータを操作して前記被試験車両のブレーキ性能の評価を行うための制動支援装置の安全装置に関する。

現在、例えば、車両におけるブレーキ性能の評価に使用する支援装置として種々のものが提案されている。そして、ブレーキ性能の評価に関しても、制動器そのものの評価は無論のこと、制動時の鳴きや異音に関する評価試験・制動器の効力特性・制動時のフィーリング評価等、評価技術の高度化に伴い、今までとは異なる複雑で特殊な制動条件に基づく評価試験が要求されるようになってきている。そこで、被試験車両に搭乗して評価試験を行うテストドライバーが、ブレーキペダルを操作して各種の複雑で特殊な制動条件のもとに評価試験を行うことになる。ところが、テストドライバーが特殊な制動を実施するには、テストドライバーの技量や経験に個人差があって、一定で安定した適切な制動を実施するのは困難であった。そのようなことから、ブレーキ性能の評価に使用するいくつかの支援装置が提案された（例えば下記文献等参照）。

Anthony Best Dynamics 「Brake Robot 」（２００７．１１．３０ インターネットにて閲覧。http://www.abd.uk.com/参照）

前記文献１に開示された従来例のＡＢＤブレーキロボットを図１１を用いて簡単に説明する。このブレーキロボットは、ブレーキペダルに装着したリンク部材と乗員シート部に設置したフレームに装着したリンク部材との接続軸支点にアクチュエータのロッド先端を軸支したものが開示されている。そして、人為によることなくアクチュエータを操作することにより、ブレーキ性能の評価試験のための支援装置として機能させるものである。そして、その文献中の試験データ表からも理解されるように、制御項目として、ブレーキペダル踏力、ブレーキペダルストロークおよび車両の加減速度計からの信号入力のもとでフィードバック制御を行って、ブレーキペダルに装着したリンク部材がブレーキペダルを踏動して各種ブレーキ性能評価試験を行うことができる。

ところが、このような従来のブレーキロボットでは、前記アクチュエータを自動制御して所定のブレーキ性能試験を行っているときに、装置の異常や路面上の障害物等によって緊急停止を必要とする場合に、試験ドライバーがブレーキペダル操作により緊急停止ができるような機能を搭載してはいるものの、緊急停止時には、ブレーキペダルを踏み込んだまま保持されてしまい、緊急停止後のアクチュエータの開放を制御装置によって行う必要がある等、定常走行への迅速な復帰が損なわれる虞れがあった。

そこで、本発明は、前記従来の操作支援装置における課題を解決して、万一の場合には、アクチュエータの制御中にも関わらず緊急制動が可能で、定常走行への迅速な復帰も可能な制動支援装置の安全装置を提供することを目的とする。

このため本発明は、被試験車両のブレーキペダルにアタッチメントを介して装着されるアクチュエータを操作して前記被試験車両のブレーキ性能の評価を行うための制動支援装置の安全装置において、前記アクチュエータとアタッチメントとの間が、所定の踏力以上の力で分離するように構成したことを特徴とする。また本発明は、前記アクチュエータとアタッチメントとの間が、所定の磁気力を有する磁石を介在させて磁気接続されていることを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。

本発明によれば、被試験車両のブレーキペダルにアタッチメントを介して装着されるアクチュエータを操作して前記被試験車両のブレーキ性能の評価を行うための制動支援装置の安全装置において、前記アクチュエータとアタッチメントとの間が、所定の踏力以上の力で分離するように構成したことにより、万一の場合には、アクチュエータの制御中にも関わらず乗員がブレーキペダルを強い力で踏むことにより、緊急制動が行われるとともに、アクチュエータとアタッチメントとの間が分離されるので、制動支援装置におけるアクチュエータの制御とは無関係になったブレーキペダルを、通常の人力での定常走行制御に迅速に復帰できて安全である。

また本発明は、前記アクチュエータとアタッチメントとの間が、所定の磁気力を有する磁石を介在させて磁気接続されている場合は、簡素な構造の接続具にも関わらず、非常時の所定の踏力以上でブレーキペダルが踏まれない限りは、人力でのブレーキペダルの踏動にもアクチュエータ側が迅速に追従できて制動支援装置による自動制御に加えて人力でのブレーキ制御を行うことや、アクチュエータによるブレーキ解除動作にも迅速にブレーキペダル側であるアタッチメントが追従できて高精度のブレーキ試験を行えるとともに、ひとたび、乗員によりブレーキペダルが強い力で踏まれて緊急ブレーキ動作がなされると、格別の複雑な解除装置等を用いることなく、アクチュエータとアタッチメントとの間の接続を断つことができる。

本発明の制動支援装置の安全装置の第１実施例を示すもので、図１（Ａ）は一部断面のアクチュエータとブレーキペダル接続部との接続状態を示す要部断面図、図１（Ｂ）は本発明の制動支援装置の安全装置が採用された運転席近傍の斜視図である。 同、本発明の制動支援装置の安全装置が採用された特殊制動支援装置のシステム概略図である。 同、図１（Ｂ）の一部断面側面図である。 同、図１（Ｂ）の一部断面平面図である。 同、シート部を取り外したベースフレーム取付レール部材を示す斜視図である。 同、図１（Ｂ）の正面図である。 本発明の制動支援装置の安全装置の第２実施例を示すもので、本発明の制動支援装置の安全装置が採用された運転席近傍の斜視図である。 同、図７の正面図である。 同、図７の一部断面平面図である。 同、図７の縦断面図である。 従来例のブレーキロボットの説明図である。

以下、本発明に係る制動支援装置の安全装置を実施するための好適な形態を図面に基づいて説明する。本発明の基本的な構成は、図１に示すように、被試験車両のブレーキペダル２２にアタッチメント２０を介して装着されるアクチュエータ１０を操作して前記被試験車両のブレーキ性能の評価を行うための制動支援装置の安全装置において、前記アクチュエータ１０とアタッチメント２０との間が、所定の踏力以上の力で分離するように構成したことを特徴とする。

本発明の制動支援装置の安全装置は、ブレーキ性能試験装置に適用されるのを好適とする。しかしながら、ペダルの踏動方向がペダル動作が解除されるもの、例えばクラッチペダル等にも適用が可能である。図２（Ａ）に示すように、アクチュエータ等の支援装置を取り付ける前の制動装置は、ブレーキペダル２２の踏動によってペダルレバー２１が支軸を中心に揺動し、ペダルレバー２１に一端部が支持されたマスタシリンダ３の図示省略のピストンロッドの押動によって、マスタシリンダ３から出力管６を通じてブレーキ圧油が左右の制動器５、５に作用し、ディスクロータ４、４をそれぞれ挟圧して制動力を発生させる。出力管６内には液圧センサ９が、車両の適宜部位には車両の加減速度を検知する加速度センサ７が配設されている。そして、車輪にはエンコーダーからなる車輪速度センサ８が付設されている。このような制動装置に対してシート取付機構により特殊制動支援装置（Special Brake Assist System ：複雑かつ特殊で多様な制動条件毎に、多岐にわたる評価項目が必要な幅広いブレーキ評価試験に適応させる支援装置。以下制御部あるいはＳＢＡＳという）が取り付けられる。

ブレーキペダル２２を上下から挟持してブレーキペダル接続部（アタッチメント）２０が取り付けられ、該アタッチメント２０に対して、電動モータ等の回転駆動により作動する電動アクチュエータ１０が取り付けられる。アクチュエータ１０の基端部側は、乗員のシート部３０におけるベースフレーム３２に起立植設されたアーム部５０の上端部に取り付けられる。前記アクチュエータ１０は、ＳＢＡＳ制御部２により制御信号を受けて電動制御される。アクチュエータ１０には、ブレーキペダル２２の踏圧に相当する力センサ１２、ブレーキペダル２２のストロークに相当するストロークセンサ１１が設置されている。制御部２は、前記力センサ１２、ストロークセンサ１１、液圧センサ９、車輪速度センサ８および加速度センサ７からの信号を得て、フィードバック制御を行う。加えて、制御部２には、パソコン等の制御設定部１からの制御指令が送出される。

図２（Ｂ）に示すように、制御部２には、パソコン等１のＣＰＵにおける制御パターン設定部１Ａにて設定された多種の制御パターンを記録・選択する制御パターン選択部２Ａと、選択された特定の制御パターンの制御を開始するスタートボタン２Ｂ、その特定の制御パターンについて各センサからのデータを入力しつつフィードバック制御を行う信号処理部２Ｃおよびその制御履歴記録部２Ｄを備える。該制御履歴記録部２Ｄのデータはパソコン等１のＣＰＵにおけるデータ格納部１Ｂに記録される。

制御設定部１において設定される制御指令は、以下に例示するような様々な態様が可能である。
（１）一定制御。
（２）ブレーキペダルを一定割合で徐々に踏み込んでいく追込み制御。
（３）ブレーキペダルを段階的に踏み込む段踏み制御。
（４）熟練者による上記（１）〜（３）等の各制御。
（５）初心者による上記（１）〜（３）等の各制御。
（６）特定のＡ氏による上記（１）〜（３）等の各制御。
（７）ノーズダイブ時にブレーキ鳴きを発生させる制御。
これらの液圧制御のための設定を予め制御設定部１において設定しておくことによって、評価試験のために搭乗する乗員は、制御部２における制御パターン選択部２Ａで制御パターンを選択し、始動のためのボタン２Ｂを押すだけの操作をすれば、各センサからの信号を入力値としたフィードバック制御に加えて、予め設定されるより複雑かつ特殊で多様な制動条件毎に、多岐にわたる評価項目が必要な幅広いブレーキ評価試験に適応させることが可能となる。その際、制御はバラツキのある乗員による制動制御を伴わないので、常に一定で安定した制御データが得られるので、高い評価精度による少ない評価試験回数を実現して評価効率を格段に向上できる。

図１は本発明の制動支援装置の安全装置の第１実施例を示すもので、図１（Ｂ）は本発明の制動支援装置の安全装置が採用された運転席近傍の斜視図である。本実施例１では、ペダルレバー２１の下端部のブレーキペダル２２（図１（Ｂ）の正面図である図６参照）の上下を挟持する形態にて接続板２３が取り付けられる。図６ではペダルレバー２１の下端部におけるブレーキペダル２２を上下から挟持してブレーキペダル接続部（アタッチメント）２０の接続板２３が取り付けられた状態を明瞭に理解することができる。図１（Ｂ）に戻り、接続板２３にはヒンジ部２６を介してマグネット接合筒部２７が取り付けられる。該マグネット接合筒部２７内にはアクチュエータ１０におけるピストンロッド１５の先端の接続金具が挿入されて、後述する磁石により磁気接続される。

アクチュエータ１０の基端部側は、乗員（運転者）のシート３１が載置されたベースフレーム３２にボルト等の固定によって起立植設されたアーム部５０を構成するアクチュエータ固定ブラケット５４の上端部に接続される。アクチュエータ固定ブラケット５４の上端部の接続部５３に軸支して接続されるクイックリリースピン１８の動作・作用については後述の実施例２にて詳述する。本実施例では、運転席近傍の一部断面側面図である図３に示すように、アクチュエータ固定ブラケット５４は揺動することなく固定されているので、アクチュエータ固定ブラケット５４の上端部の接続部５３とアクチュエータ１０の基端部側との間に選択的に介設されるシム（スペーサ）５５の選択により、アクチュエータ１０の基端部のベースフレーム３２に対する高さ、すなわちブレーキペダル２２への作動角度を調整することができる。

図６は運転席近傍の正面図である。この図からも明確に理解されるように、ペダルレバー２１の下端部におけるブレーキペダル２２を上下から挟持してブレーキペダル接続部（アタッチメント）２０の接続板２３が取り付けられており、マグネット接合筒部２７を介してブレーキペダル接続部２０に接続されたアクチュエータ１０の両側に一対のアクチュエータ固定ブラケット５４の上端部が接続されている。図４は運転席近傍の一部断面平面図である。これによると、アクチュエータ１０の両側に一対のアクチュエータ固定ブラケット５４が配設されていることが理解される。

図１（Ａ）は本発明の制動支援装置の安全装置を最もよく理解できる一部断面のアクチュエータとブレーキペダル接続部との接続状態を示す要部断面図である。前記アタッチメント２０に下端部がヒンジ部２６にて軸支されたマグネット接合筒部２７内の底部に設置された永久磁石（例えば２２Ｋｇｆの磁気力）２８に対して、アクチュエータ１０のシリンダ１４内に配設されたピストンロッド１５の先端に固定された接続金具１６が吸着されている。通常のブレーキ性能評価試験におけるブレーキ制御中は、制御部２からの制御信号に応じて電動モータ１３等からの回転駆動に基づき、ピストンロッド１５が進退し、アタッチメント２０を介してブレーキペダル２２を自動操作することになる。符号１１はストロークセンサを示す。

特殊制動支援装置（ＳＢＡＳ）のアクチュエータ１０によるブレーキ性能評価試験中に、何らかの原因により緊急ブレーキを操作する必要が生じた場合には、乗員がアタッチメント２０の接続板２３上に設置された基板２４を強い力で踏動することによって、前記マグネット接合筒部２７内の底部の永久磁石２８とピストンロッド１５の先端の接続金具１６との間の吸着を分離する。接続金具１６がマグネット接合筒部２７内を例えば２０ｍｍスライドすると、アクチュエータ１０が脱落する。これにより、車両はアクチュエータ１０によるブレーキ制御から開放される。アクチュエータ１０のリセットは、基板２４の充分に深い踏動により、ピストンロッド１５の先端の接続金具１６を前記マグネット接合筒部２７内に挿入復帰させることによりなされる。また、アクチュエータ１０が固着した場合には、アクチュエータ１０の基端部におけるロッドエンドベアリング１７を、アクチュエータ固定リンク５１の上端部の接続部５３に軸支して接続しているクイックリリースピン１８を引き抜いてアクチュエータ１０の基端部を取り外した後、前記ピストンロッド１５の先端の接続金具１６を前記マグネット接合筒部２７から取り外すことで、アクチュエータ１０の修理ないし交換を行う。なお、前記永久磁石２８に代えて、前記接続金具１６との間の吸着を電磁石を用い、前記センサ部２５が所定の踏力を検出したとき、電磁石の吸着を開放するように構成することもできる。

次に、シート取付機構について詳述する。図３に示すように、前記アクチュエータ固定ブラケット５４の下端部は、前述したようにベースフレーム３２に固定されている。ベースフレーム３２は、被試験車両の車体の床に取り付けられたベースフレーム取付レール部材４０におけるレール部材４１に取り付けられる。シート部３０を取り外したベースフレーム取付レール部材を示す斜視図である図５に示すように、これらのレール部材４１は被試験車両毎にアタッチメントとして準備される。レール部材４１は、ベースフレーム３２側がベースフレーム３２への共通取付面４１Ａとされ床面側が被試験車両床面への専用取付面４１Ｂとされたアタッチメントとして、アクチュエータ１０およびシート部３０のベースフレーム３２を含む特殊制動支援装置である試験装置と被試験車両の床面との間に介設される。このように被試験車両毎に適合したアタッチメントとしての簡素な構造のレール部材４１の介設により、被試験車両におけるブレーキペダル２２の位置とシート部３０の床への取付部との特有の位置関係が適正に調整されることになる。

本発明の制動支援装置の安全装置が採用される特殊制動支援装置（ＳＢＡＳ）の取付形態の実施例２を詳述する。図７に示すように、ペダルレバー２１の下端部のブレーキペダル２２（図７の正面図である図８参照）の上下を挟持する形態にて接続板２３が取り付けられる。図８はペダルレバー２１の下端部におけるブレーキペダル２２を上下から挟持してブレーキペダル接続部（アタッチメント）２０の接続板２３が取り付けられた状態を明瞭に理解することができる。図７に戻り、接続板２３にはヒンジ部２６を介してマグネット接合筒部２７が取り付けられる。該マグネット接合筒部２７内にはアクチュエータ１０におけるピストンロッド１５の先端の接続金具が挿入されて、磁石により磁気接続される。前記アクチュエータ１０の基端部側は、乗員（運転者）のシート３１が載置されたベースフレーム３２に起立植設されたアーム部５０を構成するアクチュエータ固定リンク５１の上端部の接続部５３に支軸によって接続される。

図１０の縦断面図にてよく理解されるように、アクチュエータ固定リンク５１の中間の適宜部位とベースフレーム３２との間にはアジャスタ機構５２が介設され、アジャスタ機構５２の調整によってアクチュエータ固定リンク５１の傾きを調整することで、ブレーキペダル２２とアクチュエータ１０を介したベースフレーム３２との位置関係を微調整することができる。図９に示すように、前記ベースフレーム３２上に取り付けられたシートレール３３に、スライド自在にシート３１の下部に固定されたシート台座３４が把持される。前記シート台座３４とシートレール３３との間の位置決めロック・解除はシートスライドレバー３５の係脱によってなされる。前記ブレーキペダル２２を挟持して取り付けられる接続板２３には、前述したようにアクチュエータ１０の軸と偏位した位置に基板２４が形成され、該基板２４の表面にはセンサ部２５が設置される。

以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、被試験車両の形状、形式、ブレーキペダルの形状、形式、アタッチメントの形状、形式およびそのブレーキペダルへの装着形態、被試験車両のブレーキ性能の評価形態、アクチュエータの形状、形式、アクチュエータとアタッチメントとの間の接続形態（好適には永久磁石と接続金具の磁気接続であるが、電磁石を用いて所定の踏力以上で解磁するように構成することもできる）、基板の形状、形式およびアタッチメントへの基板の併設形態等については適宜選定できる。実施例に記載の諸元はあらゆる点で単なる例示に過ぎず限定的に解釈してはならない。

１０ アクチュエータ
１１ ストロークセンサ
１２ 力センサ
１３ 駆動モータ
１４ シリンダ
１５ ピストンロッド
１６ 接続金具
１７ ロッドエンドベアリング
１８ クイックリリースピン
２０ ブレーキペダル接続部（アタッチメント）
２１ ペダルレバー
２２ ブレーキペダル
２３ 接続板
２４ 基板
２５ センサ部
２６ ヒンジ部
２７ マグネット接合筒部
２８ 永久磁石
３０ シート部
３１ シート
３２ ベースフレーム
５０ アーム部
５１ アクチュエータ固定リンク
５２ アジャスタ機構
５３ 上端接続部

Claims (2)

1. 被試験車両のブレーキペダルにアタッチメントを介して装着されるアクチュエータを操作して前記被試験車両のブレーキ性能の評価を行うための制動支援装置の安全装置において、前記アクチュエータとアタッチメントとの間が、所定の踏力以上の力で分離するように構成したことを特徴とする制動支援装置の安全装置。
2. 前記アクチュエータとアタッチメントとの間が、所定の磁気力を有する磁石を介在させて磁気接続されていることを特徴とする請求項１に記載の制動支援装置の安全装置。

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