JP5228535B2

JP5228535B2 - ブレーキ性能評価試験装置

Info

Publication number: JP5228535B2
Application number: JP2008048783A
Authority: JP
Inventors: 伸一蔵品; 勝本間; 克巳中都; 秀一伊藤; 勝雄中川; 幸喜安藤; 克実柳
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2028-02-28
Also published as: JP2009204544A

Description

本発明は、ブレーキ性能評価試験装置に関する。

従来のレーキ性能評価試験装置は、通常、運転者によって操作されるブレーキペダルを、押圧装置により自動的に押圧操作することで、車両の状態、すなわちブレーキの聞き具合の評価試験を行っている。このとき用いられている押圧装置は、シリンダピストン装置とシート側固定装置とペダル側固定装置とを有し、一端でシート側固定装置により運転席シートに固定され、他端でペダル側固定装置によりブレーキペダルのペダル部に固定されている（特許文献１）。

また、駆動機構を座席シートの下方に設置して、ブレーキペダルを押圧するものもある（特許文献２）
特開２００２−２８６５９０号公報特開平１１−１３２９１４号公報

しかしながら、従来の装置は、試験途中で緊急停止等をした場合、駆動機構の原点復帰操作が必要になり、緊急発進が難しくなるという問題があった。また、その復帰操作を怠った場合、ブレーキを踏んだままの状態で走行してしまう可能性もある。

さらに押圧装置をシートと、ペダルの間に設置した場合、押圧装置の自重がペダルに加わるため、ペダル踏力をフィードバックさせながら制御する際に、押圧装置の自重の影響で、正確な制御が難しくなるという問題があった。また、シート下に取り付ける場合には、一度シートを取り外す必要があり、試験車両で人が乗り込む場合に、取り付け取り外しに大きな時間的ロスが生じる。

そこで本発明の目的は、試験などの途中でブレーキ踏み込み動作を停止させた場合に、ブレーキペダルを自動的に原点復帰させることのできるブレーキ性能評価試験装置を提供することである。また、他の目的は、取り付け取り外しが容易で、かつブレーキ踏み込み力を正確に制御することのできるブレーキ性能評価試験装置を提供することである。

上記課題を解決するための本発明のブレーキ性能評価試験装置は、ブレーキペダルとシートとの間の床面に設置される支持部と、前記支持部の前記シート側で一端が回転自在に軸支された第１アームと、前記第１アームの他端に、一端が回転自在に接続され、他端が前記ブレーキペダルを押圧する部分と接続された第２アームと、一端が前記支持部のブレーキメダル側に回転自在に軸支され、他端が前記第１アームに接続されていて、伸縮するアクチュエータと、前記第２アームを前記ブレーキペダルを押圧する方向と逆の方向に引き戻す引き戻し手段と、を有し、前記アクチュエータは、縮小する方向に動作することで前記第１アームを起立した位置から前記ブレーキペダル方向に傾倒させることで前記第２アームによって前記ブレーキペダルを押圧させるものであり、前記引き戻し手段は、前記第１アームに接続されたワイヤーと、当該ワイヤーを引っ張る定荷重バネとを有して、前記第１アームが傾倒する方向とは反対方向の起立した位置となる方向へ前記ワイヤーおよび前記定荷重バネにより前記第１アームを引き戻すものである。

本発明によれば、ブレーキ踏み込み動作停止時には確実に、かつ自動的にブレーキペダルを原点位置に戻すことができる。また、ブレーキペダルには装置自体の重さがかからず正確にブレーキペダルへの押圧力を計ることができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本実施形態のブレーキ性能評価試験装置の構成を示す図面である。

本実施形態のブレーキ性能評価試験装置１は、アクチュエータ１１と、このアクチュエータ１１の動作によってブレーキペダル１００を押圧する押圧手段を有する。また、ブレーキ性能評価試験装置１は、押圧手段をアクチュエータ１１の動作によるブレーキペダル押圧方向と逆の方向に引き戻す引き戻し手段を有する。

押圧手段は、第１アーム１２、および第２アーム１３よりなる。第１アーム１２はその一端が第１軸２１によって支持部１５に回転自在に軸支されている。第１アーム１２の他端は第２アーム１３の一端が第２軸２２によって回転自在に接続されている。そして、第２アーム１３の他端がブレーキペダル１００を押圧する。第２アーム１３は全体が伸縮自在で、長さを調整可能となっている。長さ調整後はネジなどによって固定する。この第２アーム１３の伸縮によってブレーキ性能評価試験装置１を設置した際のブレーキペダルまでの長さを調整する。

ブレーキペダル１００と第２アーム１３先端との間にはロードセル３０が設けられている。ロードセル３０によってブレーキペダル１００への押圧力（踏み込み力）が測定される。なお、第２アーム１３先端とロードセル３０は、固定部材３１によりブレーキペダル１００と固定される。

支持部１５は、アクチュエータ１１の一端を第３軸２３によって回転自在に支持している。アクチュエータ１１の他端は第１アーム１２と第４軸２４によって回転自在に接続されている。アクチュエータ１１は、たとえば、空圧シリンダ、油圧シリンダ、モータ式のシリンダなどであり、伸縮自在で、縮小する時に力が働くものであればよい。

引き戻し手段は、たとえば定荷重バネ１６と、この定荷重バネ１６により巻き取られるワイヤー１７よりなる。定荷重バネ１６は、支持部１５の内部に設けられており、支持部１５から第１アーム１２方向にワイヤー１７が延びていて、このワイヤー１７が第１アーム１２と接続されている。このような構造とすることで、定荷重バネ１６の下方向への引っ張り力が第１アーム１２の戻り方向の回転力に変換される。

ワイヤー１７は、強度が十分なものであればどのようなものであってもよい。また、たとえばワイヤー１７に換えて、チェーンや合成樹脂製のベルトやひも部材などであってもよい。

以上のように構成されたブレーキ性能評価試験装置１の基本動作について説明する。

ブレーキ性能評価試験装置１は、図１に示したように、シート２００の座面下、ブレーキペダル１００との間の床面に設置される。固定には、たとえば、ヒモ（ベルト）などで、シート２００に固定すればよい。また、後部荷台から荷物を固縛するベルトを引き出してきて固定してもよい。もちろん試験専用車両の場合には、床面に専用の固定治具を設けて固定するようにしてもよく、ブレーキ性能評価試験装置１の固定方法はなんら限定されない。

ブレーキ性能評価試験装置１の動作は、シリンダ型のアクチュエータ１１が動作して縮むことで、第１アーム１２を引っ張る。それにより第１アーム１２が傾倒し第２アーム１３がブレーキペダル１００方向に押し付けられる。このとき、定荷重バネ１６の弾性力によって、第１アーム１２は常に一定の力でブレーキペダル１００に対して反対方向に引き戻される力が加わっている。

この引き戻し手段によって、ブレーキペダル１００に第１アーム１２および第２アーム１３の重さが加わることがない。したがって、フィードバック制御の際に、ロードセル３０によって正確に押圧力を測定することができ、安定した計測が可能となる。また、試験パターンと路面状態で踏み上げ時と踏力一定のゲインを分けることで繰り返しによるデータ取得と安定した踏み込み動作を実現することができる。

また、通常のバネではアームの動作距離により戻り力が比例的に増加してしまうため、その分、シリンダの出力を動作長さに応じて変化させなければならなくなる。しかし、本実施形態のように、アームの動作距離が変化してもロスを最小限にすることができ、装置出力が増大するのを回避することができる。

そして、この引き戻し手段を設けたことで、緊急停止などアクチュエータ１１の動力が失われた際には、第１アーム１２が元の位置（本実施形態では、図１に示した用に、第１アーム１２が起立した位置）に戻るため、ブレーキペダル１００が確実に原点位置に復帰する。したがって、別途に原点復帰動作を行う必要がなく、即座に車両の退避動作を行うことが可能となる。これは、アクチュエータ１１の動力が失われただけでは、アクチュエータ１１のイナーシャーや摩擦抵抗によって、ブレーキペダル１００のバネ力では原点位置まで戻しきれなかったものが、この引き戻し手段を設けたことで可能となるのである。

なお、引き戻し手段の引き戻し力、すなわち、本実施形態における定荷重バネ１６の力は、アクチュエータ１１のイナーシャーや摩擦抵抗に打ち勝って第１アーム１２を元に位置に引き戻すだけの力があればよい。

次に、このブレーキ性能評価試験装置１を用いた試験の一例を説明する。

図２は試験実施の際の制御フローチャートであり、図３は試験実施の際のパラメータ設定画面の表示例を示す表示図であり、図４は試験における指令値とロードセル３０からの踏み込み力の出力結果を示すグラフである。

この試験は、試験のためのアプリケージョンソフトウェアをパソコンなどによって実行し、図２に示した手順によって行われる。基本的には、車両のブレーキペダル１００をアクチュエータ１１で操作する踏力をフィードバック制御とフィードフォワード制御のＰＩゲインでアクチュエータ１１の踏み込み力制御量を決めて目標値に対して追従させる制御としている。また、外部トリガによりブレーキペダル１００を踏み上げから保持に操作を変えている。

まず、ゲイン入力画面（図３）に試験パターン８項目と路面状態３項目と踏み込み初期状態（スタート）、踏み上げ状態（ムーブ）、保持状態（ホールド）のそれぞれのゲインを設定する（Ｓ１）。これらの値はいったんパソコン内のメモリに格納される。

操作ＢＯＸ（不図示）から運転準備ボタンが押されたら（Ｓ２：Ｙｅｓ）、サーボＯＮ状態になると踏み込み初期状態のＰＩゲインで制御を行う（Ｓ３）。

続いて、スタートトリガボタンが押されると（Ｓ４：Ｙｅｓ）、踏み上げ状態のＰＩゲインをメモリから取り出し（Ｓ５）、踏み上げ状態のＰＩゲインで制御を行う（Ｓ６）。

続いて、外部トリガが入る（Ｓ７：Ｙｅｓ）と、保持状態のＰＩゲインをメモリから取り出し（Ｓ８）、保持状態のＰＩゲインで制御を行う（Ｓ９）。

最後に、終了トリガボタンが押されれば（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、処理が終了となる。

図４から、本実施形態では、指令値に対してロードセル３０からの出力値がほぼ一致していることがわかる。

本実施形態のブレーキ性能評価試験装置１を用いることで、応答性の良い制御が可能となる。このため、試験においては踏み上げから保持まで同じＰＩゲインでは応答性が悪くなったりハンチングを起こしたりすることがあるが、上述した試験動作のように、試験パターンや路面状況によってＰＩ制御ゲインを変更することで安定した動作を行わせることができるようになる。

以上説明したように本実施形態によれば、アクチュエータ１１によるブレーキペダル踏み込み力とは反対方向の力を引き戻し手段によって与えることとした。これにより、ブレーキペダル１００には押圧手段やアクチュエータ１１などの重さがかからず正確に踏み込み力を計ることができる。また、停止時には確実に、かつ自動的にペダルが原点位置に戻るようになっている。

また本実施形態においては、押圧手段を第１アーム１２と第２アーム１３によって構成したことで、アクチュエータ１１の力の方向を容易に転換することができる。

また本実施形態においては、引き戻し手段として定荷重バネ１６を用いたことで、アームの動作距離におうじて力が変わることがないので、アクチュエータ１１の動作力制御が容易である。

また本実施形態においては、ブレーキペダル１００と押圧手段との間に、ブレーキ踏み込み力を測定するロードセル３０を設けたので、上記構成と相まって正確なブレーキ踏み込み力を計測することができる。

ブレーキ性能評価試験装置の構成を示す図面である。試験実施の際の制御フローチャートである。試験実施の際のパラメータ設定画面の表示例を示す表示図である。試験における指令値とロードセルからの踏み込み力の出力結果を示すグラフである。

符号の説明

１ブレーキ性能評価試験装置、
１１アクチュエータ、
１２第１アーム、
１３第２アーム、
１５支持部、
１６定荷重バネ、
１７ワイヤー、
２１第１軸、
２２第２軸、
２２シート、
２３第３軸、
２４第４軸、
３０ロードセル、
３１固定部材、
１００ブレーキペダル。

Claims

ブレーキペダルとシートとの間の床面に設置される支持部と、
前記支持部の前記シート側で一端が回転自在に軸支された第１アームと、
前記第１アームの他端に、一端が回転自在に接続され、他端が前記ブレーキペダルを押圧する部分と接続された第２アームと、
一端が前記支持部のブレーキメダル側に回転自在に軸支され、他端が前記第１アームに接続されていて、伸縮するアクチュエータと、
前記第２アームを前記ブレーキペダルを押圧する方向と逆の方向に引き戻す引き戻し手段と、
を有し、
前記アクチュエータは、縮小する方向に動作することで前記第１アームを起立した位置から前記ブレーキペダル方向に傾倒させることで前記第２アームによって前記ブレーキペダルを押圧させるものであり、
前記引き戻し手段は、前記第１アームに接続されたワイヤーと、当該ワイヤーを引っ張る定荷重バネとを有して、前記第１アームが傾倒する方向とは反対方向の起立した位置となる方向へ前記ワイヤーおよび前記定荷重バネにより前記第１アームを引き戻すものである、ことを特徴とするブレーキ性能評価試験装置。
前記ブレーキペダルと前記第２アームとの間に、前記ブレーキペダルへの押圧力を測定するロードセルを有することを特徴とする請求項１記載のブレーキ性能評価試験装置。