JP7357337B2 - brake structure - Google Patents
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Description
本発明は、緊急時に作動するブレーキ構造に関するものである。 The present invention relates to a brake structure that operates in an emergency.
従来、運転席前方に配設されたブレーキペダル等の操作部材に対してブレーキ操作することで、車輪を制動する流体圧を用いたブレーキ構造が知られている。このようなブレーキ構造では、故障や不具合等の異常が生じても、運転者のブレーキ操作で車輪を制動できるようにするための技術が提案されている。例えば特許文献1には、マスタシリンダのシリンダ内に、操作部材の操作力を加圧ピストンに伝達可能なバックアップピストンを移動自在に支持させることで反力室を区画し、反力制御弁によりマスタシリンダの作動状態に応じて反力室に対する油圧を制御するようにした車両用制動装置が提案されている。この車両用制動装置では、電源系統や油圧供給源が失陥したときに、操作部材の操作によりバックアップピストンを移動させて加圧ピストンを加圧できるため、車輪に適正な制動力を付与できるとされている。 BACKGROUND ART Conventionally, a brake structure is known that uses fluid pressure to brake wheels by performing a brake operation on an operating member such as a brake pedal disposed in front of a driver's seat. In such a brake structure, techniques have been proposed to enable the wheels to be braked by the driver's brake operation even if an abnormality such as a failure or malfunction occurs. For example, in Patent Document 1, a reaction force chamber is defined by movably supporting a backup piston that can transmit the operating force of an operating member to a pressurizing piston in the cylinder of a master cylinder, and a reaction force chamber is defined by a reaction force control valve. 2. Description of the Related Art A vehicle braking device has been proposed in which the hydraulic pressure applied to a reaction force chamber is controlled according to the operating state of a cylinder. In this vehicle braking system, when the power supply system or hydraulic supply source fails, the backup piston can be moved by operating the operating member and the pressure piston can be pressurized, so it is possible to apply appropriate braking force to the wheels. has been done.
しかしながら、故障や不具合等の異常が生じても車輪を制動できるようにした従来のブレーキ構造では、異常時であっても操作入力部にブレーキ操作を行うことで車輪を制動できるようにするものであるため、ブレーキ操作が行えないような緊急時に十分な制動を行うことは困難であった。例えば、自動運転制御により走行中に制御部に電力が給電されなくなるような場合には、操作入力部にブレーキ操作が行われないため車輪を制動することができなかった。 However, with conventional brake structures that allow the wheels to be braked even if an abnormality such as a breakdown or malfunction occurs, it is not possible to brake the wheels by performing a brake operation on the operation input section even in the event of an abnormality. Therefore, it has been difficult to apply sufficient braking in an emergency when brake operation cannot be performed. For example, when electric power is not supplied to the control unit during driving due to automatic driving control, the wheels cannot be braked because no brake operation is performed on the operation input unit.
そこで本発明では、操作入力部に進退動作を入力できなくなるような緊急事態が生じても、安全で確実に車輪を制動させるブレーキ構造を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a brake structure that safely and reliably brakes the wheels even if an emergency situation occurs in which it becomes impossible to input forward and backward movements to the operation input section.
上記目的を達成する本発明のブレーキ構造は、車両の運転席前方に配設されて通常時のブレーキ操作により進退動作が入力される操作入力部と、操作入力部の進退動作により車輪を制動するブレーキ本体部と、を備えたブレーキ構造において、流体圧機器からなる緊急時駆動源と、流体圧機器からなり、緊急時駆動源からの作動流体の圧力が伝達されて,操作入力部を進退動作させる緊急時作動部と、緊急時駆動源と緊急時作動部との間を接続する流体圧回路と、を備え、緊急時駆動源は、シリンダと、シリンダ内に配置されて回転自在なネジ軸と、ネジ軸の回転により進退可能な状態でシリンダ内に配置されてシリンダ室を仕切るピストンと、シリンダ室の容積を減少する方向にピストンを付勢する付勢部と、通電状態ではシリンダ室の容積の増加方向にピストンが移動するようにネジ軸を回転させて停止状態で維持し、緊急時の非通電状態ではネジ軸を自由回転させる電動部と、を備え、通常時に通電状態で作動流体をシリンダに保持し、緊急時に非通電状態で作動流体を流体圧回路に放出するように構成され、流体圧回路は、作動流体を貯留して緊急時駆動源及び緊急時作動部に作動流体を供給する貯留部に接続されるとともに、緊急時駆動源からの作動流体の圧力を貯留部側又は緊急時作動部側に択一的に導く切替部を有し、切替部が緊急状態のときに緊急時作動部側に切り替わるように構成されている。 The brake structure of the present invention that achieves the above object includes an operation input section that is disposed in front of the driver's seat of a vehicle and receives forward and backward motions through normal brake operation, and a brake structure that brakes wheels by the forward and backward motion of the operation input section. A brake structure comprising a brake body, an emergency drive source made of a fluid pressure device , and a pressure of working fluid from the emergency drive source is transmitted to move the operation input section forward and backward. and a fluid pressure circuit connecting between the emergency drive source and the emergency operation section, and the emergency drive source includes a cylinder and a rotatable screw shaft arranged in the cylinder. , a piston that is arranged in the cylinder so as to be movable back and forth by the rotation of the screw shaft and partitions the cylinder chamber; a biasing section that biases the piston in a direction to reduce the volume of the cylinder chamber; It is equipped with an electric part that rotates the screw shaft so that the piston moves in the direction of increasing volume and maintains it in a stopped state, and freely rotates the screw shaft in a de-energized state in an emergency, and a motorized part that rotates the screw shaft freely so that the piston moves in the direction of increasing volume. is held in a cylinder and is configured to release working fluid into a fluid pressure circuit in a de-energized state in an emergency, and the fluid pressure circuit stores the working fluid and supplies the working fluid to the emergency drive source and the emergency actuation part. It has a switching part that is connected to the supply storage part and selectively guides the pressure of the working fluid from the emergency drive source to the storage part side or the emergency operation part side, and when the switching part is in an emergency state. It is configured to switch to the emergency operating section side.
前記緊急時作動部は、操作入力部に非接合状態で設けられているのがよい。前記緊急時駆動源は、通電されることで駆動力を生成して保持し、通電が遮断されることで駆動力を解除して放出するように構成されているのがよい。 It is preferable that the emergency operation section is provided in an unattached state to the operation input section. It is preferable that the emergency drive source is configured to generate and hold a driving force when energized, and release and release the driving force when the energization is cut off.
本発明のブレーキ構造では、車両が手動運転モードと自動運転モードとを切り替え可能に構成され、緊急時駆動源が自動運転モードのときに動作可能であるのがよい。また本発明のブレーキ構造では、車両は、少なくとも車輪の制動を制御可能な自動運転制御部と、緊急時駆動源の動作を制御可能な駆動源制御部と、を備え、駆動源制御部がイグニッションスイッチがオン状態で、自動運転制御部の予め設定された緊急時に駆動力を解除して放出するように構成されるのが好ましい。 In the brake structure of the present invention, it is preferable that the vehicle is configured to be able to switch between a manual driving mode and an automatic driving mode, and that the emergency drive source is operable in the automatic driving mode. Further, in the brake structure of the present invention, the vehicle includes an automatic operation control section that can control at least braking of the wheels, and a drive source control section that can control the operation of the emergency drive source, and the drive source control section is configured to control the ignition. It is preferable that the automatic driving control unit is configured to release and release the driving force in the event of a preset emergency when the switch is in the on state.
本発明のブレーキ構造によれば、通常時に駆動力を保持して緊急時に駆動力を放出する緊急時駆動源と、通常時にブレーキ操作が入力される操作入力部を緊急時駆動源からの駆動力により進退動作させる緊急時作動部と、を備えている。そのため、緊急時には緊急時駆動源から通常時に保持した駆動力が放出され、この駆動力を用いて緊急時作動部が操作入力部を進退動作させることができる。よって、緊急時に確実に車輪を制動することが可能である。 According to the brake structure of the present invention, the emergency drive source that maintains driving force during normal times and releases the driving force during emergencies, and the operation input section to which brake operations are input during normal times, are connected to the driving force from the emergency drive source. and an emergency actuation section that moves forward and backward. Therefore, in the event of an emergency, the driving force held during normal times is released from the emergency driving source, and the emergency actuation section can move the operation input section forward or backward using this driving force. Therefore, it is possible to brake the wheels reliably in an emergency.
さらに本発明によれば、緊急時駆動源から放出される駆動力により、通常時にブレーキ操作が入力される操作入力部を進退動作させる構造であるので、車輪の制動が必要となった後で異常を検知して車輪を制動する場合に比べ、より早い段階で安全に車輪を制動できるとともに、通常時と同様に車輪を制動させることができる。 Further, according to the present invention, the operation input section, which normally inputs the brake operation, is moved forward and backward by the driving force released from the emergency drive source, so that if there is an abnormality after it becomes necessary to brake the wheels, Compared to the case where the wheels are braked based on the detection, the wheels can be braked earlier and safely, and the wheels can be braked in the same way as normal.
従って、本発明のブレーキ構造によれば、操作入力部に進退動作を入力できなくなるような緊急事態が生じても、安全で確実に車輪を制動させるブレーキ構造を提供することができる。 Therefore, according to the brake structure of the present invention, it is possible to provide a brake structure that safely and reliably brakes the wheels even if an emergency situation occurs in which forward and backward movements cannot be input to the operation input section.
本発明において、緊急時作動部が操作入力部に非接合状態で設けられていれば、通常時にブレーキ操作される操作入力部を緊急時作動部により進退動作させるように構成していても、通常時のブレーキ操作による操作入力部の進退動作が緊急時作動部により阻害されない。よって、緊急時作動部を配設しても、通常時の運転が阻害されることがないため、後付けで既存の車両に装着できる。 In the present invention, if the emergency actuation section is provided in a non-coupled state with the operation input section, even if the operation input section, which normally operates the brake, is configured to be moved forward and backward by the emergency actuation section, normally The forward and backward movement of the operation input section due to the brake operation at the time is not obstructed by the emergency actuation section. Therefore, even if the emergency operating section is provided, normal driving will not be hindered, so it can be retrofitted to an existing vehicle.
本発明において、緊急時駆動源が通電されることで駆動力を生成して保持し、通電が遮断されることで駆動力を放出するように構成されていれば、通電状態だけで通常時と緊急時との動作を切り替えることができ、制御を簡素化できる。
本発明のブレーキ構造において、車両が手動運転モードと自動運転モードとを切り替え可能に構成され、緊急時駆動源が自動運転モードのときに動作可能であれば、自動運転モードの安全性が格段に向上できる。
In the present invention, if the emergency drive source is configured to generate and hold the driving force when energized, and release the driving force when the energization is cut off, then the emergency drive source can be used in normal conditions just by being energized. Operation can be switched between emergency and emergency situations, simplifying control.
In the brake structure of the present invention, if the vehicle is configured to be able to switch between manual driving mode and automatic driving mode, and the emergency drive source is operable in automatic driving mode, the safety of automatic driving mode will be significantly improved. You can improve.
本発明のブレーキ構造において、車両が少なくとも車輪の制動を制御可能な自動運転制御部と、緊急時駆動源の動作を制御可能な駆動源制御部と、を備え、駆動源制御部は、イグニッションスイッチがオン状態で自動運転制御部に予め設定された緊急時に駆動力を放出するように構成されているのがよい。このようにすれば自動運転制御部が車輪の制動を制御不能となることが予め想定されている事態が生じた時点で緊急時駆動源から車輪を制動することができる。そのため緊急事態が生じてから制動するのに比べて、早期に車輪を制動して車両を停止させて未然に危険を回避できる。 In the brake structure of the present invention, the vehicle includes an automatic operation control section that can control at least braking of wheels, and a drive source control section that can control the operation of an emergency drive source, and the drive source control section is configured to control an ignition switch. It is preferable that the automatic driving control unit is configured to release the driving force in an emergency set in advance in the automatic operation control unit when the automatic driving control unit is in the on state. In this way, the wheels can be braked from the emergency drive source at the time when a situation in which the automatic driving control section is expected to be unable to control the braking of the wheels occurs. Therefore, compared to braking only after an emergency situation occurs, it is possible to brake the wheels earlier to stop the vehicle and avoid danger.
前記緊急時駆動源と緊急時作動部が流体圧機器からなるとともに、両者間が流体圧回路により接続されていれば、操作入力部及び緊急時作動部から離間した任意の位置に緊急時駆動源を配置でき、流体圧回路により確実に作動可能に接続できる。そのため緊急時駆動源の配置の自由度が高く、ブレーキ構造を容易に車両に装着できる。 If the emergency drive source and the emergency actuation section are composed of fluid pressure equipment and are connected by a fluid pressure circuit, the emergency drive source can be placed at an arbitrary position away from the operation input section and the emergency actuation section. can be located and reliably operably connected by a hydraulic circuit. Therefore, there is a high degree of freedom in the arrangement of the emergency drive source, and the brake structure can be easily installed on the vehicle.
本発明において、流体圧回路が、作動流体を貯留して流体圧機器に供給する貯留部と、流体圧機器からの作動流体により作動する緊急時作動部と、に接続されるとともに、流体圧機器からの作動流体を貯留部側又は緊急時作動部側に択一的に導く切替部を有し、切替部が緊急状態のときに緊急時作動部側に切り替わるように構成されている。 In the present invention, the fluid pressure circuit is connected to a storage part that stores working fluid and supplies it to the fluid pressure equipment, and an emergency operation part that is operated by the working fluid from the fluid pressure equipment, and is connected to the fluid pressure equipment. It has a switching part that selectively guides the working fluid from the storage part to the storage part side or the emergency actuation part side, and the switching part is configured to switch to the emergency actuation part side in an emergency state.
このようにすれば緊急時駆動源等の故障や誤作動により緊急時以外に作動流体が放出されても、貯留部側に導くことができ、加圧流体が緊急時作動部へ導かれることを防止できる。その結果、走行中に緊急時作動部が作動して車輪が制動されることを防止でき、通常時の異常な動作を防止して安全性を向上できる。 In this way, even if the working fluid is released in a non-emergency situation due to a failure or malfunction of the emergency drive source, it can be guided to the reservoir side, and the pressurized fluid can be guided to the emergency operating part. It can be prevented. As a result, it is possible to prevent the emergency operating unit from operating and braking the wheels while the vehicle is running, and it is possible to prevent abnormal operation during normal operation and improve safety.
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施形態では、既存の車両に後付けした例について説明する。図1及び図2に示すように、本実施形態の車両は、既存の車両に装着された自動運転制御部10及びブレーキ構造11を備え、このブレーキ構造11に本実施形態の構造が組み込まれている。図中、12はダッシュパネル、13はAピラーである。
Embodiments of the present invention will be described in detail below. In this embodiment, an example will be described in which the system is retrofitted to an existing vehicle. As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle of this embodiment includes an automatic
既存の車両に装着されているブレーキ構造11は、車両の運転席14前方に配設され、通常時にブレーキ操作により進退動作が入力される操作入力部21と、操作入力部21の進退動作により車両の各車輪15を制動するブレーキ本体部22と、ブレーキ操作時に各種の装置の動作を補助する動作補助部23と、を備えている。
The
既存の車両に装着されている自動運転制御部10は、車両の走る動作、曲がる動作、及び止まる動作に使用される各種の装置を制御して、手動運転走行、レベル3やレベル4等の自動運転走行或いは無人走行が可能に構成される。本実施形態では、手動運転モードと自動運転モードとを自動運転制御部10において切り替え可能に構成され、自動運転モードが選択された場合には、自動運転制御部10によりブレーキ構造11の操作入力部21又はブレーキ本体部22を制御することで車輪15を制動する。自動運転制御部10は、車両のメインスイッチであるイグニッションスイッチ24に連動しており、イグニッションスイッチ24がON状態のときに制御動作が可能で、各種設定及び操作が行われることで自動運転制御が実行される。
The automatic
本実施形態のブレーキ構造11は、例えば油圧機器等の流体圧機器25からなり、通常時に駆動力を保持して緊急時に放出する緊急時駆動源26と、緊急時駆動源26からの駆動力により操作入力部21を進退動作させる緊急時作動部27と、緊急時駆動源26と緊急時作動部27との間を繋ぐ流体圧回路31と、を備えている。
The
ここで本実施形態における通常時とは、運転者の運転操作により、又は自動運転制御部10により各部が制御されて車両が走行しているときに、運転者によるブレーキ操作や自動運転制御部10からの出力によるブレーキ操作により、ブレーキ本体部22が作動して各車輪15を制動可能な状態である。
Here, the normal state in this embodiment refers to when the vehicle is running due to the driver's driving operation or when each part is controlled by the automatic
一方、緊急時とは、運転者が運転操作できない状態や操作入力部21への入力が不可能な状態、或いは自動運転制御部10の制御やブレーキ本体部22への入力が不可能な状態などである。例えば、車両に装着された各種のセンサ等の情報に基づいて車輪15の制動が必要な場合に、運転者による入力操作や自動運転制御部10からの入力が検出できないとき、自動運転制御部10が故障したとき、自動運転制御部10への信号や電力が供給されないときなどであってもよい。本実施形態では、自動運転制御部10に電力が供給されない事態が発生した時点を、緊急時として予め設定している。
On the other hand, an emergency situation includes a state in which the driver is unable to perform driving operations, a state in which input to the
操作入力部21は、運転席14の足元に配置されてブレーキ操作が入力されるブレーキペダル32と、ブレーキペダル32を支持し、支点33を中心に進退動作するとともに、運転者側に付勢されるブレーキアーム34と、を備えている。
The
ブレーキ本体部22は、操作入力部21に入力された進退動作を伝達又は送信し、これに基づいて増幅又は発生させた圧力を用いて各車輪15を制動する。本実施形態では、操作入力部21の進退動作の入力を作動流体圧に変換及び増幅するブースタ35と、作動流体圧を分配するマスタシリンダ36と、マスタシリンダ36から各車輪15に作動流体圧を伝達するブレーキラインとを有している。ブレーキラインの先には、各車輪15を制動するためのディスクブレーキやドラムブレーキ等の動作部37が装着されている。
The brake
動作補助部23は、既存の車両に種々設けられた構造であり、ブレーキ操作が行われた際に走行安定性を確保し、車体の安定性を向上し、制動力を増加するなど、各種の目的で種々の機器の動作を補助する構造で、本実施形態では、詳細な図示は省略しているが、例えば横滑り防止機構やABS機構が装着される。
The
流体圧機器25からなる緊急時駆動源26は、図1、図3及び図4に示すように、中空のシリンダ41と、シリンダ41に貫通配置されたボールスクリューからなるネジ軸42と、ネジ軸42に螺合したボールスクリューナット42cに支持されることで、ネジ軸42の回転により進退可能な状態でシリンダ41内に配置されてシリンダ室43を仕切るピストン44と、ピストン44を軸方向に付勢する圧縮バネからなる付勢部45と、ネジ軸42を回転、停止及び開放する電動部46と、を備えている。
As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the emergency drive source 26 made of the fluid pressure equipment 25 includes a
この緊急時駆動源26には、駆動源制御部28が設けられ、駆動源制御部28により動作制御可能である。駆動源制御部28には、緊急時と通常時との識別情報と、自動運転モードと手動運転モードとの切替情報と、が自動運転制御部10から伝達され、さらにバッテリー16からの通電情報と、イグニッションスイッチ24のオン情報と、シリンダ41のピストン44の検知情報と、バッファ61の作動流体の貯留情報と、が伝達され、これらに基づいて後述する切替バルブ66及びモータ71の動作を制御して、予め設定されている緊急時に緊急時駆動源26から駆動力を放出する。
This emergency drive source 26 is provided with a drive
シリンダ41は、断面円形で軸方向に延びる中空部47を有し、両端部41a,41bは作動流体が透過不能に閉塞されている。ネジ軸42は、軸に沿って配置され、軸方向に移動不能で回転自在となるようにシリンダ41の両端部41a,41bで支持されている。シリンダ41の一端部41aでは、ネジ軸42が流体密に貫通配置されて、ネジ軸42の端部側がシリンダ41の外部に突出して配置されている。
The
ピストン44はネジ軸42に螺合してシリンダ41の中空部47に収容され、例えばシリンダ41内に軸方向に設けられた筋状のガイド部などに周方向に係止されて回転不能に配置されている。ピストン44の外周はシリンダ41の中空部47の内周面にシール材を介して摺動可能に接し、軸方向に進退自在に配置されている。本実施形態では、シリンダ41のピストン44の上死点と下死点とに、それぞれピストン44の位置を検出するリードスイッチやリミットスイッチからなる検知部48が装着されている。ピストン44の位置を検知することで、シリンダ41における作動流体の吸引及び放出等が検出される。
The
付勢部45は、シリンダ41の一端部41a側の中空部47に収容されて、ネジ軸42周りに配置された圧縮バネからなる。この付勢部45は、ピストン44をシリンダ室43の容積を減少する方向、即ち、他端部41b側に向けて付勢している。本実施形態では、付勢部45の付勢力は、流体圧回路31により接続した他の流体圧機器25の目的とする動作を実現可能な作動流体の流量及び流体圧が得られるように設定されている。
The biasing
本実施形態の付勢部45には、ピストン44に負荷される付勢力を直接又は間接に検知するための検知部が設けられていてもよく、付勢部45の付勢力をピストン44の位置、回転回数等を検出してもよい。自動運転制御部10では、付勢部45の付勢力が所定値未満の状態では、自動走行の制御が実行されないように構成されている。
The biasing
緊急時作動部27は、流体圧回路31を介して流体圧機器25からなる緊急時駆動源26と接続されている。緊急時作動部27は、操作入力部21近傍の車体、具体的には押圧部材53によりブレーキアーム34を進退動作できるブレーキアーム34の車両後方側の位置に装着されている。この緊急時作動部27は、流体圧により進退する押圧シリンダ51と、押圧シリンダ51のロッド51aに接続され、操作入力部21を押圧可能に非接合状態で配置された押圧部材53と、を備えた流体圧機器からなる。
The
流体圧回路31は、作動流体を貯留するオイルタンク等の貯留部60と、緊急時駆動源26のシリンダ41と、緊急時作動部27の押圧シリンダ51と、の間に接続され、シリンダ41のシリンダ室43に対して作動流体を供給及び放出する。流体圧回路31には、貯留部60と連通して設けられて十分量の作動流体を流体圧回路31に供給及び回収し易くするバッファ61と、貯留部60からシリンダ41のシリンダ室43に作動流体を供給可能にシリンダ41の他端部41bに接続された供給流路62と、シリンダ室43から加圧流体を放出して緊急時作動部27へ導く作動圧流路63と、が備えられる。流体圧回路31の供給流路62及び作動圧流路63には、それぞれ逆止弁64が設けられる。
The
本実施形態の流体圧回路31には、作動圧流路63と分岐して加圧流体を貯留部60側へ返送する返送流路65と、作動圧流路63と返送流路65とを択一的に流動を許容するための切替バルブ66と、が設けられている。本実施形態の切替バルブ66は、通常状態で通電されているときと緊急状態で通電されていないときとで、切り替わるように構成されている。そのため切替バルブ66及び逆止弁64により、通常状態では貯留部60とシリンダ41のシリンダ室43との間の流動が許容されるとともに、シリンダ室43と緊急時作動部27の押圧シリンダ51との間の流動が阻止される。一方、緊急状態では貯留部60とシリンダ室43との間の流動が阻止されて、シリンダ室43と押圧シリンダ51との間の流動が許容されるように構成される。
The
電動部46は、シリンダ41の外部に並設されて一体に固定されたステップモータ等のモータ71を有する。モータ71の回転軸72とネジ軸42の端部とは伝達部を介して連結され、具体的には両者にタイミングプーリー73が装着されるとともに、タイミングベルト74が架け渡されている。モータ71は、通電時に回転軸72を一方に回転駆動し、非通電時には回転自在となる。また通電時に駆動力が大きくなると回転が停止して回転不能となり、その状態を維持するように構成されている。
The
このモータ71は、通電によりモータ71の回転軸72が回転するとシリンダ41に貫通配置されたネジ軸42が従動回転し、通常状態としての通電状態では、モータ71の回転軸72が停止するとネジ軸42も停止する。また緊急状態としての非通電状態では、回転軸72が回転自在となるため、ネジ軸42が回転するとモータ71の回転軸72が従動回転する。
In this
この電動部46は、車両のイグニッションスイッチ24と自動運転モードの切替とに連動し、イグニッションスイッチ24がONになると、電動部46が自動運転制御部10と一体に通電されて駆動し、モータ71の回転軸72が回転する。一方、イグニッションスイッチ24がOFFになると、自動運転制御部10の自動運転モードが解除されるとともに、電動部46の電力が切断される。
This
本実施形態の流体圧機器25では、付勢部45の付勢力と、ピストン44の慣性モーメントと、ネジ軸42及びピストン44のネジピッチと、電動部46のモータ71の駆動力と、の相関を予め所定の範囲に設定することにより、作動流体圧及び放出速度などが適宜調整される。
In the fluid pressure device 25 of this embodiment, the correlation between the urging force of the urging
次に、このような流体圧機器25を用いたブレーキ構造11の動作について説明する。
まず車両を自動走行させるため、自動運転モードでイグニッションスイッチ24をONにする。これにより自動運転制御部10とともに電動部46に通電され、モータ71の回転軸72が自動で回転駆動される。
Next, the operation of the
First, in order to drive the vehicle automatically, the
すると図4に示すように、貯留部60からバッファ61に十分量の作動流体が収容される。シリンダ41の中空部47ではネジ軸42にピストン44が螺合しているため、モータ71の回転軸72が回転してネジ軸42が従動回転すると、図5に示すように、シリンダ室43の容積の増加方向にピストン44が移動する。シリンダ室43には流体圧回路31により貯留部60からの作動流体が吸引される。ピストン44が付勢部45の付勢力に抗してシリンダ41の一端部41a側に移動することで、付勢部45によるピストン44の付勢力も増大し、その結果、シリンダ室43には、高い流体圧で十分な量の作動流体が収容されて貯留される。
Then, as shown in FIG. 4, a sufficient amount of working fluid is stored in the
モータ71により供給する駆動力が大きくなった時点、例えば回転回数が所定数以上に達し、回転トルクが所定圧以上に達し、又は回転が不可能な状態に達したときに、通電状態のままでモータ71が回転を停止し、その状態が維持される。自動運転制御部10には、付勢力の情報が伝達されることで自動運転の制御が実行される。そして規定の操作を実施することで、無人で自動運転により車両が走行し、車両の走る動作、曲がる動作、及び止まる動作などが自動運転制御部10により制御される。
When the driving force supplied by the
車両の走行中に、例えば自動運転制御部10に電力が供給されない事態が生じた場合には、自動運転制御部10とともに通電されている電動部46にも電力が供給されなくなる。すると図6に示すように、流体圧機器25では、モータ71が非通電状態になるとモータ71の回転軸72が自由回転可能となる。ピストン44が十分な付勢力で付勢されているため、この付勢力により、ネジ軸42を回転させつつ、ピストン44がシリンダ室43の容積を減少する方向に移動する。これにより、付勢部45の付勢力で加圧された作動流体が、シリンダ室43から流体圧回路31に放出される。
For example, if a situation occurs in which power is not supplied to the automatic
流体圧回路31では、切替バルブ66が通常時には通電状態で作動圧流路63側を閉塞して返送流路65側に開放しているが、異常時に非通電状態となると、返送流路65側を閉塞する。そのためシリンダ室43から放出された作動流体の圧力は、作動圧流路63により緊急時作動部27の押圧シリンダ51に伝達される。そして、押圧部材53により操作入力部21を押圧して進退動作をブレーキ本体部22に入力することで、各車輪15を制動して車両の走行が停止する。
In the
本実施形態では、種々のフェールセーフ機構が設けられ、ブレーキ構造11の誤動作が防止される。例えばシリンダ41に検知部48が装着されているので、通常時に検知部48によりシリンダ41における作動流体の放出が検出された場合には、シリンダ41や制御系の誤作動等のため、例えば切替バルブ66により作動圧流路63側を閉塞して、返送流路65側を開放した状態に切り替えることで、作動圧流路63側に作動流体が供給されることを防止できる。
In this embodiment, various fail-safe mechanisms are provided to prevent malfunction of the
以上のような本実施形態のブレーキ構造11によれば、通常時に駆動力を保持し、緊急時に駆動力を放出する緊急時駆動源26と、通常時にブレーキ操作が入力される操作入力部21を緊急時駆動源26からの駆動力により進退動作させる緊急時作動部27と、を備えている。そのため操作入力部21に進退動作が入力できなくなるような緊急時であっても、緊急時駆動源26から通常時に保持した駆動力が放出され、この駆動力を用いて緊急時作動部27が操作入力部21を進退動作させることができる。従って、緊急時に確実に車輪15を制動することが可能である。
According to the
さらに、緊急時駆動源26から駆動力が放出され、この駆動力を用いて、通常時にブレーキ操作が入力される操作入力部21を進退動作させている。そのため、車輪15の制動が必要となった後で異常を検知して車輪15を制動する場合に比べて、より早い段階で安全に車輪15を制動させることができるとともに、通常のブレーキ操作時と同様の構造を用いるため確実に車輪15を制動させ得る。また通常のブレーキ操作の構造を使用するため、既存のブレーキ構造を有する車両に対して、緊急時に作動する構造を容易に後付けで装着できる。
Further, a driving force is released from the emergency driving source 26, and this driving force is used to move the
しかも通常時にブレーキ操作が入力される操作入力部21を進退動作すれば、ブレーキ操作に対して安定して車輪15を制動するABS機構等のような各種の動作補助部23を、緊急時にも有効に活用して車輪15を制動でき、例えばより安全性を向上するなど、動作補助部23に応じた制動性能が得られる。
Furthermore, by moving the
従って、このブレーキ構造11によれば、操作入力部21に進退動作を入力できなくなるような緊急事態が生じても、安全で確実な動作で車輪15を制動して車両を停止させることができる。
Therefore, according to this
本実施形態のブレーキ構造11では、緊急時作動部27が操作入力部21に非接合状態で設けられている。そのため通常時にブレーキ操作される操作入力部21を緊急時作動部27により進退動作させるようにしても、通常時のブレーキ操作による操作入力部21の進退動作が緊急時作動部27により阻害されない。これにより、緊急作動部27を配設しても、通常時の運転が阻害されることがないため、既存の車両に装着し易い。
In the
本実施形態のブレーキ構造11では、緊急時駆動源26が通電されることで駆動力を生成して保持し、通電が遮断されることで駆動力を放出する。従って通電状態だけで通常時と緊急時との動作を切え替えることができ、制御を簡素化できる。
In the
本実施形態のブレーキ構造11では、車両が少なくとも車輪の制動を制御可能な自動運転制御部10と、緊急時駆動源26の動作を制御可能な駆動源制御部28と、を備える。駆動源制御部28はイグニッションスイッチがオンで自動運転モードのとき、自動運転制御部10に予め設定された緊急時に駆動力を放出する。よって、自動運転モードで自動運転制御部10が車輪15の制動を制御不能となることが予め想定されている事態が生じてから制動するのに比べて、早期に車輪15を制動して車両を停止させて未然に危険を回避できる。
In the
本実施形態のブレーキ構造11では、緊急時駆動源26と緊急時作動部27が流体圧機器からなるとともに、両者間が流体圧回路31により接続されている。そのため、緊急時駆動源26を操作入力部21及び緊急時作動部27から離間した任意の位置に配置しても、流体圧回路31により確実に作動するよう接続できる。これにより緊急時駆動源26の配置の自由度が高く、ブレーキ構造11を車両に装着し易い。
In the
本実施形態のブレーキ構造11では、流体圧回路31が作動流体を貯留して流体圧機器25に供給する貯留部60と、流体圧機器25からの作動流体により作動する押圧シリンダ51と、に接続されるとともに、流体圧機器25からの作動流体を貯留部60側又は押圧シリンダ51側に択一的に導く切替バルブ66を有し、切替バルブ66が緊急状態のときに押圧シリンダ51側に切り替わるようにしている。そのため、緊急時駆動源26等の故障や誤作動により緊急時以外に加圧流体が放出されたとしても、返送流路65の切替バルブ66が通常時のまま開放されているので、緊急時以外に放出された加圧流体を貯留部60側に導くことができ、作動圧流路63により加圧流体が緊急時作動部27へ導かれることを防止できる。よって、走行中に緊急時作動部27が作動して車輪15が制動されることを防止でき、通常時の異常な動作を防止して安全性を向上できる。
In the
上記実施形態は本発明の範囲内において適宜変更可能である。
例えば上記実施形態では、貯留部60と連通して設けられて十分量の作動流体を流体圧回路31に供給及び回収し易くするためのバッファ61を設けた例について説明したが、特に限定されるものではなく、図7の変形例に示すように、バッファ61を設けることなく構成し、又は検出部48を設けることなくシリンダ41を用いることもできる。
The above embodiments can be modified as appropriate within the scope of the present invention.
For example, in the above embodiment, an example has been described in which the
上記実施形態では、貯留部60側とシリンダ41側との間に逆止弁64を備えたバイパス路を設けて、切替バルブ66によりシリンダ室43からの作動流体を貯留部60側と押圧シリンダ51側とに択一的に導くように構成したが、図8に示すように、バイパス路を設けることなく切替バルブ66を配置して構成することも可能である。
In the above embodiment, a bypass path equipped with a
流体圧機器25の各構成も同様に適宜変更可能である。例えば上記実施形態では、ネジ軸42をシリンダ41内に軸方向に変位不能な状態で回転可能に配置し、このネジ軸42にピストン44を螺合することで軸方向に進退可能に配置し、モータ71によりネジ軸42を回転させてピストン44だけを進退させている。この構成について、例えば図9及び図10に示す流体圧機器25のように、ネジ軸42をシリンダ41に回転可能且つ軸方向に進退可能に配置し、このネジ軸42に螺合したボールスクリューナット42cをギア75を介してモータ71で正逆方向に回転駆動することで、ネジ軸42自体を進退させるよう構成してもよい。その場合、ネジ軸42の端部に回転自在にピストン44が連結されることで、ピストン44を軸方向に進退させることができる。
また上記実施形態では、シリンダ41の一端部41a側の中空部47に収容した付勢部45によりピストン44を直接付勢しているが、図9及び図10に示す流体圧機器25のように、シリンダ41の外部に付勢部45を配置し、付勢部45によりネジ軸42を軸方向に付勢し、このネジ軸42を介して間接にピストン44を付勢してもよい。これらの構成であっても上記実施形態と同様の作用効果が得られる。
Similarly, each configuration of the fluid pressure device 25 can be changed as appropriate. For example, in the embodiment described above, the threaded
Further, in the embodiment described above, the
上記実施形態では、自動運転制御部10により走る動作、曲がる動作、及び止まる動作を行うための装置を制御して無人で走行する車両の例を説明したが、運転者が上記各装置を操作して走行する車両であってもよい。
上記実施形態では、緊急時作動部27として、押圧シリンダ51及び押圧部材53をブレーキアーム34の車両後方側に配設した例について説明したが、特に限定されない。例えばブレーキアーム34の車両前方側や車両側方側に流体圧で駆動する各種のアクチュエータを配置して、引張動作や回転動作などによりブレーキアーム34を進退駆動させることも可能である。
本発明は、油圧を利用して動作する機器類や装置の動作停止構造や、車両を含む移動体の制動構造に広く適用又は利用可能である。
In the above embodiment, an example of a vehicle that runs unmanned by controlling devices for running, turning, and stopping by the automatic
In the embodiment described above, an example has been described in which the
INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be widely applied or utilized to the operation|movement stop structure of the equipment or apparatus which operate|moves using hydraulic pressure, and the braking structure of a moving body including a vehicle.
10 自動運転制御部
11 ブレーキ構造
12 ダッシュパネル
13 Aピラー
14 運転席
15 車輪
16 バッテリー
21 操作入力部
22 ブレーキ本体部
23 動作補助部
24 イグニッションスイッチ
25 流体圧機器
26 緊急時駆動源
27 緊急時作動部
28 駆動源制御部
31 流体圧回路
32 ブレーキペダル
33 支点
34 ブレーキアーム
35 ブースタ
36 マスタシリンダ
37 動作部
41 シリンダ
41a 一端部
41b 他端部
42 ネジ軸(ボールスクリュー)
42c ボールスクリューナット
43 シリンダ室
44 ピストン
45 付勢部
46 電動部
47 中空部
48 検知部
51 押圧シリンダ
51a ロッド
53 押圧部材
60 貯留部
61 バッファ
62 供給流路
63 作動圧流路
64 逆止弁
65 返送流路
66 切替バルブ
71 モータ
72 回転軸
73 タイミングプーリー
74 タイミングベルト
75 ギア
10 Automatic
42c
Claims (6)
流体圧機器からなる緊急時駆動源と、
流体圧機器からなり、前記緊急時駆動源からの作動流体の圧力が伝達されて前記操作入力部を進退動作させる緊急時作動部と、
前記緊急時駆動源と前記緊急時作動部との間を接続する流体圧回路と、を備え、
前記緊急時駆動源は、シリンダと、前記シリンダ内に配置されて回転自在なネジ軸と、前記ネジ軸の回転により進退可能な状態で前記シリンダ内に配置されてシリンダ室を仕切るピストンと、前記シリンダ室の容積を減少する方向に前記ピストンを付勢する付勢部と、通電状態では前記シリンダ室の容積の増加方向に前記ピストンが移動するように前記ネジ軸を回転させて停止状態で維持し、緊急時の非通電状態では前記ネジ軸を自由回転させる電動部と、を備え、通常時に通電状態で前記作動流体を前記シリンダに保持し、緊急時に非通電状態で前記作動流体を前記流体圧回路に放出するように構成され、
前記流体圧回路は、前記作動流体を貯留して前記緊急時駆動源及び前記緊急時作動部に該作動流体を供給する貯留部に接続されるとともに、前記緊急時駆動源からの前記作動流体の圧力を前記貯留部側又は前記緊急時作動部側に択一的に導く切替部を有し、前記切替部が前記緊急状態のときに前記緊急時作動部側に切り替わるように構成されている、ブレーキ構造。 A brake structure comprising: an operation input section disposed in front of a driver's seat of a vehicle and into which forward and backward motions are input by normal brake operation; and a brake body section that brakes wheels by forward and backward motions of the operation input section. ,
an emergency drive source consisting of fluid pressure equipment ;
an emergency actuation section comprising a fluid pressure device, to which pressure of working fluid from the emergency drive source is transmitted to move the operation input section forward and backward;
a fluid pressure circuit connecting between the emergency drive source and the emergency operation section,
The emergency drive source includes a cylinder, a rotatable screw shaft arranged in the cylinder, a piston arranged in the cylinder so as to be movable forward and backward by rotation of the screw shaft and partitioning a cylinder chamber; a biasing portion that biases the piston in a direction that decreases the volume of the cylinder chamber; and a biasing portion that rotates the screw shaft so that the piston moves in a direction that increases the volume of the cylinder chamber when energized and maintains the screw shaft in a stopped state; and an electric part that freely rotates the screw shaft in a de-energized state in an emergency, which holds the working fluid in the cylinder in a energized state in a normal state, and transfers the working fluid to the cylinder in a de-energized state in an emergency. configured to discharge into a pressure circuit;
The fluid pressure circuit is connected to a storage section that stores the working fluid and supplies the working fluid to the emergency drive source and the emergency actuation section, and the fluid pressure circuit is connected to a storage section that stores the working fluid and supplies the working fluid to the emergency drive source and the emergency operation section. comprising a switching part that selectively guides the pressure to the storage part side or the emergency activation part side, and the switching part is configured to switch to the emergency activation part side in the emergency state; Brake structure.
前記駆動源制御部は、イグニッションスイッチがオン状態で、前記自動運転制御部に予め設定された緊急時に前記作動流体を前記流体圧回路に放出する、請求項1乃至4の何れかに記載のブレーキ構造。 The vehicle includes an automatic driving control unit that can control at least braking of the wheels, and a drive source control unit that can control the operation of the emergency drive source,
The brake according to any one of claims 1 to 4, wherein the drive source control unit releases the working fluid to the fluid pressure circuit in an emergency preset in the automatic operation control unit when an ignition switch is on. structure.
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