JP3965617B2 - フルタイムパワーアンチロックブレーキシステム・ハンドリングシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
自動車等車輛のブレーキ装置とハンドル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ア特開平１１−２５５０８３号公報には、二つのブレーキ入力手段を同時に作動させても、必ず一番高い出力信号を選択し、その出力信号に対応したブレーキ力を得ることができるブレーキ圧制御装置として、ブレーキペタル、マスターシリンダ、ストロークアキュムレータ、２位置切換電磁弁、ホイールシリンダ、リニアソレノイドバルブ、流体ポンプ、モータ、アキュムレータ、手動操作部材とからなる装置が開示され、常時、アキュムレータからの流体圧はリニアソレノイドバルブの最小圧力が２位置切換電磁弁で保たれ、タンデムマスターシリンダは２位置切換電磁弁を通してホイールシリンダに連通る構成が示されている。
そして、ブレーキペタル、手動操作部材からの出力信号に応じてアキュムレータの流体圧をリニアソレノイドバルブの開閉で調整し、２位置切換電磁弁４（Ｂ位置をとっている）を介してホイールシリンダに供給している。
ブレーキ開放は、手動操作部材又はブレーキペタルからの出力信号が無くなると、２位置切換電磁弁およびリニアソレノイドバルブが初期位置に復帰し、ホイールシリンダ内の流体は２位置切換電磁弁を介してマスターシリンダに還流されブレーキが開放される。
イ 特公平７−１０９２５５号は本願発明者・出願人によるもので、圧力スイッチのアクチェタにより開閉弁を直接動している装置が開示されている。
ウ 特開２０００−９７０６７号公報には、乗員が運転席を離れた後に再度運転席に戻る場合に、乗員が違和感を持つことを回避することの可能な車輌のエンジン始動装置を提供することを課題とし、車速が零であり、かつ、フットブレーキスイッチがオンされ、かつ、バッテリの充電が所定値以上になった場合にエンジンを自動停止する自動停止判断が成立する。自動停止判断が成立すると各ホイールシリンダに作用するブレーキ油圧が増大しエンジンが自動停止する。上記自動停止条件のうち少なくとも一つが欠如した場合は復帰条件が成立する構成が記載されている。
エ 特開昭６３−６４８５８号公報には、流体圧制御装置をブレーキごとに設けることが記載されている。
オ 特開平１１−４９０１９号公報には、車輪の向きを変えて車輌の方向制御する車輌において、車輪の制動による車輪の回転数差で車輌の方向制御することが記載されている。
従来、車両の常用ブレーキの人力ブレーキ、サーボブレーキ、パワーブレーキは何れもアクセルペタルからブレーキペタルに踏み変えて制動している。
従って、アクセルペタルとブレーキペタルとの踏み違えがあり、又、制動する必要を認識してからブレーキを作動し始めるまで少なくとも１秒前後を要する。
アンチロック制動装置（以下「ＡＢＳ」という。）は常時作動するものはない。又、車輌の方向制御はハンドルで車輪の向きをかえているから、構造が複雑で、ハンドルの回動量と車輪の向きが一致しない。その上悪路等でハンドルを取られる欠点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、指や掌で制御できる流体圧で、しかも、常時ＡＢＳで制動するパワーブレーキ装置（以下［ＦＰＡＢＳ］という）を提供する。
ブレーキ制動を保持すると共にエンジンを停止し、ブレーキの制動を解除すると共にエンジンを始動する。
車輌の方向変換をアンチロックブレーキ制御により行う。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
ア 入口にポンプ９と蓄圧器１０とを接続し、出口にブレーキに連通する流体路１と圧力スイッチ７とを有する流体路の一端を接続した常時閉じている切換弁８と、
入口に流体路の他端を接続し、出口を油槽１７に連通する常時開いているアンチロック切換弁１５と、
制御装置２４から入力したブレーキ信号に対応した量圧縮させる加圧スプリング４と、加圧スプリング４の圧縮力に対抗する方向に流体路の圧力を受けるアクチェタ３と、アクチェタ３が受ける流体路の圧力が加圧スプリング４の圧縮力を越えたときに開く接点２５を有する圧力スイッチ７と、
ブレーキ操作盤２２又はブレーキバー６３の操作に応じたブレーキ信号を受信したとき、圧力スイッチ７の加圧スプリング４をブレーキ信号に対応した量圧縮させる信号を出力すると共に、アンチロック切換弁１５を閉じ、かつ切換弁８を開き、その後、接点２５が開いたとき、切換弁８を閉じる制御装置２４とを備え、
ブレーキ操作盤２２又はブレーキバー６３が通常のブレーキ操作を行う範囲を越えた第１の位置ａまで押されたとき、ブレーキ操作盤２２又はブレーキバー６３を爪４０に係合させて圧力スイッチ７の加圧スプリング４の圧縮量で定まる流体圧をアクチェタ３とブレーキと切換弁８とアンチロック切換弁１５との間で保持すると共にエンジンを停止するスイッチ３８を作動させ、
更に、ブレーキ操作盤２２又はブレーキバー６３を第１の位置ａから第２の位置ｂまで押すことにより爪４０との係合を解除すると共にエンジンを始動する。
イ アンチロック切換弁１５の開閉による間欠制動力で制動する装置をブレーキごとに備える。
ウ アンチロック切換弁１５の開閉による間欠制動力をハンドル２１又はブレーキバー６３の回動角度に応じてブレーキに供給して制動し、車輌の方向制御をする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
【実施例】
本発明の概念を例示した図１乃至図９にもとづいて説明する。尚、始めに説明した構成と同じ構成のものは同一符号を付して説明を省略する。
図１に於いて、下端を流体路１に接し、上端をアクチェタレバー２に接する小径のアクチェタ３と、アクチェタレバー２を押す加圧スプリング４と、加圧スプリング４を圧縮して弾力を変える弾力変換装置５と、前記アクチェタ３の下部に加圧スプリング４に対抗して設けた対抗スプリング６とで圧力スイッチ７を構成する（本体重量約３８０グラム）。流体路１には逆止弁を設けた常時閉の切換弁８（取付寸法３７ミリ角高さ７０ミリ、ミリ秒のオーダで応答する。市販品）を設け、この切換弁８と前記圧力スイッチ７とで流体圧制御装置を構成する。
この流体圧制御装置の作用は、アクチェタレバー２を押す加圧スプリング４の弾力とアクチェタ３を押し上げる対抗スプリング６との弾力とが釣り合った位置を原点とし、その原点の位置近傍で切換弁８を開閉してポンプ９、蓄圧器１０から流体を取り出して流体路１に供給するから、微小な０に近い圧力から高圧の７０ＭＰａ程度の圧力の流体を流体路１に供給することができる。〈特許第２０７９６８９号〉
【０００６】
図１に示す弾力変換装置５は出力５Ｗ程度の小型のモーター１１でスクリュー１２を回動し、スクリュー１２と螺合するナツト１３を移動して加圧スプリング４を圧縮する構成である。移動するナット１３の位置は検出器１４で検出する。
流体路１に常時開のアンチロック切換弁１５（取付寸法３７ミリ角高さ７０ミリ、ミリ秒のオーダで応答する。市販品）を設け、非常用に設けた従来のフットブレーキ装置のシリンダ１６を通って流体路１を油槽１７に連通する。
従って、ブレーキペタル１８を踏み、ピストン１９でシリンダ１６の油を押し出すと、アンチロック切換弁１５は常時開いているから、従来のブレーキ装置と同様に流体路１の端部に設けたブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を作動することが出来る。
【０００７】
車体２０のハンドル２１に設けたブレーキ操作盤２２を指や掌で押すと〈図３参照〉検出器２３はその押し下げ量を、パルス、位置符号、電圧又は抵抗値として制御装置２４に送信し、それを受信した制御装置２４は公知のカウンタ、タイマー、ＰＣ、ＩＣ等に基づく所定の間隔でアンチロック切換弁１５を開閉すると共に、モーター１１でスクリュー１２を回動し、ナット１３を移動して加圧スプリング４を圧縮する。
移動するナット１３がブレーキ操作盤２２の変位量に対応した位置に達したときにモーター１１を停止する。その制御回路はブレーキ操作盤２２とナット１３の位置をそれぞれ抵抗値に置き換えた公知のブリッジ回路等を利用できる。
加圧スプリング４の圧縮による弾力は、アクチェタ３の対抗スプリング６を圧縮してアクチェタレバー３の接点２５を閉じる。その接点２５の閉じた信号で制御装置２４が切換弁８を開くと、ポンプ９、蓄圧器１０の流体をブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４に送り制動作用をする。一方、流体はアクチェタ３を加圧スプリング４の弾力に抗して押し上げて接点２５を開き切換弁８を閉じると、加圧スプリング４の圧縮量で定まる流体路１の流体圧をアクチェタ３とブレーキと切換弁８とアンチロック切換弁１５との間で保持する。この保持した流体路１の流体圧はアンチロック切換弁１５が閉じている間各ブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の制動力を保持し、アンチロック切換弁１５が開くと流体路１が油槽１７に通じて制動を解除する。
しかして、制御装置２４は図示していないがアンチロック切換弁１５を閉じる為に通電する電気回路に接点２５の一方を接続し、接点２５の他方を切換弁８に接続することにより、流体圧制御装置はアンチロック切換弁１５が通電され閉じているときにのみブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４に流体を供給する作用をすることができる。
【０００８】
図２に示すものは、ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４にそれぞれスイッチ７と切換弁８とからなる流体圧制御装とアンチロック切換弁１５とを備え、一つのポンプ９、畜圧器１０からそれぞれ異なる流体圧を取り出して供給することができる。（試験済みである）従って、制御装置２４が車輪２７ごとに設けた公知の回転センサー２８により、各車輪２７の回転数の差違を入力した場合には、公知の比較回路を利用してモーター１１を動かして加圧スプリング４の弾力を変えることにより、車輪２７の制動力を変えたり、アンチロック切換弁１５の開閉時間をそれぞれ変えてブレーキシューの開閉時間を車輪ごとに変えたりすることにより、各車輪２７の回転数が等しくなるように制御して車体２０の安定を保つことができる。
２９、３０はハンドル２１の回動角度を検出する検出器であって、この検出器２９、３０で車体２０の方向制御をする舵取り装置については、図３、図４で説明する。
【０００９】
図３に示すブレーキ操作盤２２は、ハンドル２１に移動可能に支持した複数の軸３２の上端に固定し、スプリング３３で支える。このブレーキ操作盤２２に固定したカム板３４のカム面３５に検出器２３を接触させる。このカム面３５の形状は急ブレーキにならないで、しかも、適切な制動力を得るように設定する。
カム板３４の溝３６にボールプランジャー３７を接触し、この溝３６の範囲で通常のブレーキ操作を行なう。
ブレーキ操作盤２２でカム板３４を、溝３６がボールプランジャー３７を越えて端が鎖線ａの位置まで押し、エンジンを停止するスイッチ３８を作動する。その位置でカム板３４に設けた溝３９と爪４０とを係合させてブレーキ操作盤２２を保持する一方、アンチロック切換弁１５を閉じてブレーキの制動を保つようにする。
爪４０は、ハンドル２１に設けた台４１に固定した軸４２に回動可能に支持してあり、爪４０に固定したピン４３と台４１に固定した軸４４との間にスプリング４５を張設する。
従って、スプリング４５の軸心が軸４２の軸心よりカム板３４の側にあるときは、爪４０はスプリング４５の弾力でカム板３４に接触し、反対側にあるときはカム板３４から離れる。
更に、ブレーキ操作盤２２でカム板３４を鎖線ｂの位置まで押すと、カム板３４の突起４６が爪４０をスプリング４５の軸心が軸４２の軸心を越えるまで押して溝３９から外し、爪４０がエンジンを始動するスイッチ４７を押した位置を保つ。
ブレーキ操作盤２２を押していた指又は掌を放すと、ブレーキ操作盤２２はスプリング３３の弾力で上昇し、カム板３４はエンジンを停止しているスイッチ３８から離れてエンジンを始動できる状態にする。そして、爪４０が押しているスイッチ４７でエンジンのスタートモーターを回動してエンジンを始動する。
更にブレーキ操作盤２２がスプリング３３の弾力で上昇すると、カム板３４の突起４６は爪４０を押して回動し、スイッチ４７から離れて爪４０の先端がスプリング４５の弾力でカム板３４に接触することでブレーキ操作盤２２は原位置に復帰する。
【００１０】
図３、図４、において、ハンドル２１は車体２０に設けたハンドル支持台４８に回動可能に支持し、ハンドル支持台４８に固定した軸４９，５０，５１に支持したスプリング５２と、ハンドル２１に固定した軸５３，５４とでハンドル２１の位置を保持する。従って、ハンドル２１を左右いずれかに回動すると、ハンドル２１に固定した軸５３，５４のいずれかでスプリング５２を撓めて回動し、手を離すとスプリング５２の弾力で復帰する。
ハンドル２１にカム５５，５６を固定し、急ハンドルにならないよう適切に設定したカム面で検出器２９，３０を作動する。
従って、ハンドル２１を回動してカム５５が検出器２９を押すと、その信号を入力した制御装置２４は、片側のブレーキＢ３又はＢ３、Ｂ４をハンドル２１の回動角度とカム５５のカム面に応じた制動力で制動することにより、一対の車輪の回転数差を生じさせて車体２０の向きを変える。
他方の検出器３０のカム５６による信号は、片側のブレーキ装置Ｂ１又はＢ１、Ｂ２を作動し前記と反対方向に車体２０の向きをかえる。
図示していないが検出器２９，３０、カム５５，５６に代えて角度検出器を用いても良い。
尚、この方向制御のときは車輪の廻転数をひとしくする回路は断つようにする。
【００１１】
図５、図６に示すものは、ハンドル２１に代る中空のハンドルバー５７をブラケット５８に固定し、ブラケット５８は台５９のボス６０に回動可能に支持した軸６１に固定する。このブラケット５８は図示していない一対のスプリングで水平を保つように支えてハンドルバー５７が常時垂直に戻る構成になっている。ブラケット５８の両端にカム５５、５６を設け、台５９に固定した検出器２９、３０を作動する。
又ブラケット５８には図３の台４１に相当する台６２を固定して、台４１に設けた検出器２３、スイッチ３８、爪４０、スイッチ４７等と同じものを設ける。
ハンドルバー５７の中にブレーキバー６３を移動可能に貫通し、上部をスプリング６４で支持し下部にカム板３４を固定する。
従って、ブレーキバー６３を指で押すと図３、図４で説明したのと同様な制動作用をし、ハンドルバー５７を左右に傾けるとカム５５、５６が検出器２９、３０のいずれかを作動して図３、図４で説明したのと同様に片側のブレーキの作動による一対の車輪２７の回転数差で車体２０の方向変換をする。
【００１２】
図７、図８に示すものは、ハンドルバー６５で直接圧力スイッチ７を作動して制動と車体２０の方向制御を行なうものである。
車体２０に設けた台６６の図示していない軸の軸心位置６７を中心に回動可能に支持したブラケット６８に軸６９を回動可能に支持し、この軸６９の両端部にハンドルバー６５とアーム７０を設ける。このアーム７０に接するブラケット６８の端面の形状はアーム７０と共に圧力スイッチ７のロット７１を押すことができるようにする。
従って、ハンドルバー６５をＢ方向に倒すと軸６９でアーム７０はＣ方向に回動して圧力スイッチ７のロット７１を押す。ロット７１の端部には図１に示すナツト１３に相当するものが固定してあり、それで加圧スプリング４を圧縮する構造になっている。
又、ロット７１を押すと、図示してないスイッチの作動により信号を入力した制御装置２４は図１で説明したのと同様にアンチロック切換弁１５を開閉する。
ハンドルバー６５をＤ方向に倒した場合には、前記同様アーム７０が他方の圧力スイッチ７のロット７１を押す。
即ち、ハンドルバー６５をＢ方向に倒すとアーム７０をＣ方向に回動して、ブレーキＢ１、Ｂ２側を制動し、ハンドルバー６５をＤ方向に倒すとアーム７０をＥ方向に回動して、ブレーキＢ３、Ｂ４側を制動する車輪の廻転数差で車体２０の向きを変える。
図７においてハンドルバー６５をＦ方向に倒すと、ブラケット６８はアーム７０と共に両方の圧力スイッチ７及びアンチロック切換弁１５を作動して制動作用をする。
【００１３】
制御装置２４には図示してないが次の装置を設けることができる。検出器２３，２９，３０の検出値を増幅、減少、変更してモーター１１を作動することができる。
晴れ、雨、雪等の天候や、砂利道等の状況に応じた制動プログラムをＩＣ等に記録しておき、運転席の押しボタンで予め選択して最適の制動制御を行うか、道路状況を車載のセンサやカメラ等の検知器で検知して自動的に制御プログラムを選択させることができる。
道路に設けた磁性体又は塗料等のセンターライン等の標識を検知器で検知して、それを入力した制御装置２４がモーター１１を制御して、車体２０をセンターラインに保つように自動制御して居眠り運転による事故防止をすることができる。
遠方、近傍の障害物を車載の検知器で検知し、モーター１１を制御して制動することができる。その際モーター１１が作動して圧力スイッチ７のナット１３が原点を離れたときにはアクセルを解除する制御をする。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば次に列記する効果がある。
ハンドルバー５７の揺動でアクセルを作動し、ブレーキバー６３を押したとき作動中のアクセルを解除し、ハンドルバー５７を戻してブレーキバー６３を解放したときアクセルが作動するようにすることができる。
ハンドルバー５７に、点灯、警笛、方向支持、ワイパー等の操作釦を設けることができる。そのハンドルバー５７を左右何れの席から操作出来る位置に設置することにより左右いずれの席からも車両を運転出来る。そして、躰の前には常時緩衝装置を設けて安全を図ることができる。
【００１５】
ハンドルを握りながらブレーキ操作盤を手の指や掌で押すことができ、その変位量に応じた制動力を得ることができるから、従来のブレーキペタルとアクセルペタルの踏違い、更に、踏み替え時間、踏み込み時間を無くして、それによる事故を防止する。
【００１６】
常時ＡＢＳで制動をして安定した制動をする。又、ＡＢＳの振動が手足に伝わらない。
【００１７】
圧力スイッチにバネ常数が異なる加圧スプリングを設けるだけで前輪と後輪とに異なる制動力を付与し安定した制動をすることができる。
【００１８】
モーター１１の制御又はアンチロック切換弁１５の制御で車輪の廻転数が等しくなるように制御でき、制動時の車両の安定を良くする。
【００１９】
ブレーキ操作盤を押した制動位置に保つと共に、エンジンを停止しブレーキ操作盤２２を戻すときにエンジンを始動することにより、排気による環境の悪化防止と燃料の節約をする。
又、脳卒中等でブレーキ操作盤２２にもたれただけでも最大の制動力と車体の方向を維持することができ安全性を拡大する。
【００２０】
車輪の回転数、つまり車両の速度に最も適した制動力のプログラムを制御装置に設けることができるから制動時の安定性を向上する。
【００２１】
車輛の方向制御はハンドルの回動角度に応じた制動力を片側のブレーキ装置に付与した車輪の廻転数差によるから構造が簡単で、しかも、ヘットライトは常に車体の前方を照射し、悪路等でハンドルを取られる事故を無くす。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＦＰＡＢＳの概念図である。
【図２】本発明の他の実施例の概念図である。
【図３】ハンドル装置の断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面矢視図である。
【図５】他のハンドル装置の断面図である。
【図６】図５のＡ矢視した一部断面図である。
【図７】他のハンドル装置の断面図である。
【図８】図７をＡ矢視した本発明の概念図である。
【符号の説明】
７…圧力スイッチ、８…切換弁、１５…アンチロック切換弁、２１…ハンドル、２２…ブレーキ操作盤、２３．２９．３０…検出器、２４…制御装置、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４…ブレーキ、２７…車輪、２８…廻転センサー

Claims (3)

1. 入口にポンプ９と蓄圧器１０とを接続し、出口にブレーキに連通する流体路１と圧力スイッチ７とを有する流体路の一端を接続した常時閉じている切換弁８と、
   入口に流体路の他端を接続し、出口を油槽１７に連通する常時開いているアンチロック切換弁１５と、
   制御装置２４から入力したブレーキ信号に対応した量圧縮させる加圧スプリング４と、加圧スプリング４の圧縮力に対抗する方向に流体路の圧力を受けるアクチェタ３と、アクチェタ３が受ける流体路の圧力が加圧スプリング４の圧縮力を越えたときに開く接点２５を有する圧力スイッチ７と、
   ブレーキ操作盤２２又はブレーキバー６３の操作に応じたブレーキ信号を受信したとき、圧力スイッチ７の加圧スプリング４をブレーキ信号に対応した量圧縮させる信号を出力すると共に、アンチロック切換弁１５を閉じ、かつ切換弁８を開き、その後、接点２５が開いたとき、切換弁８を閉じる制御装置２４とを備え、
   ブレーキ操作盤２２又はブレーキバー６３が通常のブレーキ操作を行う範囲を越えた第１の位置ａまで押されたとき、ブレーキ操作盤２２又はブレーキバー６３を爪４０に係合させて圧力スイッチ７の加圧スプリング４の圧縮量で定まる流体圧をアクチェタ３とブレーキと切換弁８とアンチロック切換弁１５との間で保持すると共にエンジンを停止するスイッチ３８を作動させ、
   更に、ブレーキ操作盤２２又はブレーキバー６３を第１の位置ａから第２の位置ｂまで押すことにより爪４０との係合を解除すると共にエンジンを始動するフルタイムパワーアンチロックブレーキシステム・ハンドリングシステム。
2. アンチロック切換弁１５の開閉による間欠制動力で制動する装置をブレーキごとに備えた請求項１記載のフルタイムパワーアンチロックブレーキシステム・ハンドリングシステム。
3. アンチロック切換弁１５の開閉による間欠制動力をハンドル２１又はブレーキバー６３の回動角度に応じてブレーキに供給して制動し、車輌の方向制御をする請求項１記載のフルタイムパワーアンチロックブレーキシステム・ハンドリングシステム。

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