JP5646655B2

JP5646655B2 - 車両制御システム

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Publication number: JP5646655B2
Application number: JP2012557597A
Authority: JP
Inventors: アブアル−ラブカリル
Original assignee: アブアル−ラブカリル
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2030-09-15
Also published as: GB201004680D0; AU2016203970A1; KR20170125128A; WO2011114082A1; ZA201207863B; KR20130072197A; US10401892B2; US20130074634A1; AU2018204926A1; RU2541607C2; CN102859463A; EP2548095B1; RU2012144294A; ES2770181T3; AU2010348751A1; JP2013522746A; CN102859463B; AU2018204926B2; AU2010348751A2; EP2548095A1

Description

本発明は、車両制御システムに関し、特にペダルに関するものである。

マニュアル車は、アクセルペダル、ブレーキペダル、及びクラッチペダルを有しているが、オートマチック車は、クラッチペダルを必要としない。ガスペダル又はスロットルとしても知られているアクセルペダルは、自動車であり得る車両のエンジンへの、燃料及び／又は空気の供給を制御する。

いくつかの自動車においては、更にパーキングブレーキペダルを備える。このパーキングブレーキペダルは、ハンドブレーキの代わりに備えられる。

一般的に、ペダルは、起立構成又は懸垂構成のいずれかの構成で備えられている。起立ペダルは、車両の床部から突出し、一方で懸垂ペダルは、車両の座席の足下空間内へと下方に延びる。

各ペダルの後ろの空間は、車両の運転手が、ペダルを押し下げることができるような空間である必要がある。車両の運転手は、足でペダルを押圧し、車両の前方に向かって足を動かすことによってペダルを作動する。

したがって、既知の車両において、ペダル内、周囲、上部及び／下部には空間が存在する。この空間は、車両の動作に危険性をもたらすことがある。ペダル内、若しくはその周囲に物体が挟まるか、又は車両の内部の一部がペダルの適切かつ安全な機能を妨げることがある。このような物体としては、車両の座席の足下空間における、ペダルと絡まるカーペット又はラグが挙げられる。したがって、カーペット（又は他の物体）は、ペダルへの近接を妨害すること、ペダルのメカニズムを妨害すること、若しくはペダルの可動範囲を制限すること、又はヒトの反射を阻害することのいずれかにより、車両の運転手による１つ以上のペダルの適切な動作を阻害し得る。これは、ひいては、運転手が車両を制御できなくなるか、完全に制御できなくなるという結果を生じ得る。

本発明は、車両の内外の者に、車両ペダルがもたらし得る危険性を低減することを目的としている。

第１の態様において、本発明は、制御面及び支点を有する車両用ペダルであって、制御面が支点を中心に枢動し、第１方向における制御面の枢動が、車両の制動システムと関連し、第２方向における制御面の枢動が、車両の加速システムと関連し、支点を中心とした制御面の枢動が、車両の制動又は加速のいずれかを生じ、ユーザーの両足で操作され、片足によって第１方向に枢動させられ、他方の足によって第２方向に枢動させられる車両用ペダルを提供する。

車両用ペダルは、クラッチペダルを更に含んでもよく、クラッチペダルが、第１制御面と車両の運転手との間に位置する。

クラッチペダルが、支点とユーザーの位置との間に位置し得る。

制御面が、ユーザーに対して凹状であり得る。

制御面が、ユーザーの向きに対して略垂直に向けられている。

更なる態様において、本発明は、車両の運転手の両足で操作可能である車両制御装置であって、車両内において、運転手の片方の足によって与えられる、第１制御面の第１側部への圧力が、車両への加速命令を出し、運転手の他方の足によって与えられる、第１制御面の第２側部への圧力が車両への制動命令を出し、加速命令及び制動命令を同時に出すことができない車両制御装置を提供する。

更なる態様において、本発明は、制御面及び支点を有する車両用ペダルであって、制御面が支点を中心に枢動し、第１方向における制御面の枢動が、車両の制動システムと関連し、第２方向における制御面の枢動が、車両の加速システムと関連し、支点を中心とした制御面の枢動が、車両の制動又は加速のいずれかを生じ、支点が、ユーザーの中央線と略平行に向けられ、車両の床部表面と略垂直に設けられた車両用ペダルを提供する。

更なる態様により、本発明は、支点を中心とした枢動運動のために取り付けられた制御面と、枢動方向の変換を決定するための手段と、を有する車両用制御システムであって、車両が、加速システム及び制動システムを有し、制御面が、加速システム及び制動システムに接続され、制御面の第１方向への枢動が車両の加速を生じ、第２方向への枢動が制動を生じ、制動と加速との間、若しくはその逆で変換するか、又は制御面の枢動方向の変換を検出する車両用制御システムを提供する。

制御面の枢動方向の変換を検出するための手段が、制御面と車両の足下空間との間の距離を検出するための手段を含み得る。

制御面の枢動方向の変換を検出するための手段が、リニアシャフトエンコーダを含み得る。

制御面の枢動方向の変換を検出するための手段が、回転シャフトエンコーダを含み得る。

車両が、自動車であり得る。

ペダルの制御面が、懸垂接続又は起立接続のいずれかによって取り付けられ得る。制御面が、座席の足下空間内の位置に固定されてもよく、又は座席の足下空間内におけるその位置を変更するために電子的に又は機械的に調節可能であり得る。

本発明は、マットなど、車両の座席の足下空間の物体によって動かなくなり難い、又はこれと絡まり難い車両用ペダルを提供する。更に、例えば、カーペットなどが、本発明のペダルを少なくとも部分的に被覆する場合においても、ペダルは依然として動作可能である。

支点を中心としたペダルの枢動は、制御信号を生成するために、制御システムの第１側部若しくは端部、又は第２側部若しくは端部のいずれかを押し下げることができる機構を提供する。しかしながら、制御面の両側部又は、両端に対応する複数の制御信号を生成するために、制御面の両側部又は両端部が同時に押し下げられることはない。

本発明の車両用ペダルは、加速及び制動を同時に試みることが不可能であるような、車両制御を提供する。したがって、車両の安全かつより確実な制御が提供されて、ブレーキパッド及びブレーキディスクの不必要な摩耗及び破断が回避される。

本発明の座席の足下空間の実施形態の大きさに相当する本発明の車両用ペダルの面積を提供することにより、運転手が非常時において所望される端部又は側部を誤る可能性が低減する。

車両の操作中における、これらの安全性の向上に加え、本発明の利点には、ペダルの後ろの領域のより良好な使用が挙げられる。車両の座席の足下空間のペダルの後ろの空洞部が減少すると、車両をより短くするか、又は車両のこの部分又は他の部分に更なるゆとりを持たせることが可能となる。

支点を中心に制御面を枢動させるために、運転手により与えられる力を特定するために、１つ以上のセンサーが使用され得る。運転手の動作を車両の制御に変換するため、支点を中心として働く捻り力、又は支点を中心とした回転もまた測定され得る。

更に、制御面のいずれかの側部に対して、運転手によって適用される力を車両の制動又は加速システムに伝達するため、液圧、空気圧、電気又は電子システムが制御面の少なくとも一方の側部の後ろに配置されてもよい。

ここで、本発明は、以下の図面を参照して記載される。

本発明の第１実施形態に係るペダルの正面概略図である。図１のペダルの平面概略図である。本発明の第２実施形態に係るペダルの平面概略図である。本発明の第２実施形態に係るペダルの等角図である。本発明の第２実施形態に係るペダルの平面概略図である。本発明の第３実施形態に係るペダルの一部の平面概略図である。本発明の第４実施形態に係るペダルの平面概略図である。本発明の第２実施形態に係る座席の足下空間のペダル及びフットレストの等角図である。本発明の第５実施形態に係るペダル及び空気圧接続の平面概略図である。本発明の第６実施形態に係るペダルの平面概略図である。車両内に配置された、図１０の実施形態に係る制御面の概略図である。制御面の動作を例示する、本発明の実施形態による制御面の平面図の概略図である。

図１を参照し、ペダル１は、第１側部３及び第２側部４を有する制御面２を備えている。フットレスト６が、第１制御面２に隣接している。第１制御面２は、フットレスト６とは独立して動く。支点５が、制御面２に取り付けられ、第１側部３及び第２側部４を有するように制御面を分割する。

第１制御面２の第１側部３、又は第１制御面２の第２側部４のいずれかに力を加えると、制御面２が、支点５を中心に枢動する。

図２を参照し、ペダル１は、自動車の座席の足下空間９の内部に収容される。支点５は、制御面２の後ろに配置される。図示されている実施形態における支点の配置により、第２側部４が、第１側部３の面積よりも大きな面積を有している。図２に例示されるように、ユーザーの左足２０及び右足２２（双方とも破線による外形で例示される）が、座席の足下空間９の内に位置する。破線２４は、ユーザーの正中線を表し、左足２０及び右足２２が、正中線２４の各側に配置されている。制御面３は、左足２０が第２側部４を操作し、右足２２が第１側部３を操作するように配置される。制御面２が支点５を中心に枢動する際、ユーザーが第１側部３及び第２側部４の両方を同時に押し下げることが不可能であることが理解される。

第１制御面２の第１側部３又は第２側部４のいずれかに加えられる力により、第１制御面２が支点５を中心に枢動する。

支点５を中心とした第１制御面２の枢動は、車両の加速及び制動システムのための入力を与える。例示される実施形態において、加速システム及び制動システムへの入力は、機械的連結によってもたらされる。更なる実施形態において、水圧、空気圧又は電子的連結が提供され得る。機械的連結は、既知の自動車における起立ペダル又は懸垂ペダルと同様に機能し、機械的連結は、第１制御面２を自動車の加速システム及び制動システムに連結する。

電子システムが使用される場合、センサーは、第１制御面２の位置又は運動を検出する。この情報は、加速システム及び／又は制動システムを制御する作動装置に伝達される。

更なる実施形態において、上記の種類の制御システムの組み合わせが使用され得る。加速システム及び制動システムの確実性の増加をもたらすために、複数の制御システムが使用され得る。

図３は、制御面２及びクラッチ７を備える、ペダル１の第２実施形態の平面図を例示する。制御面２は、第１側部３及び第２側部４を備える。

クラッチペダル７は、制御面２及び支点５の両方の前に位置付けられている。クラッチペダル７は、クラッチペダル７が押し下げられる際に動作するクラッチに接続される。

図３において、クラッチペダル７は、運転手によって加えられる力によって動作する。クラッチペダル７が押し下げられた状態８は、破線によって図示されている。

図４は、制御面２及びクラッチペダル７を図示している。この実施形態において、クラッチペダル７によって第１制御面２の最大の高さがさらに高くなることはない。しかしながら、更なる実施形態においては、クラッチペダル７によって第１制御面２の最大の高さがさらに高くなる。

図５は、制御面２及び関連する支点５を図示している。またクラッチ７に示されるように、枢動点１１及びロッド１０は、枢動点１１をクラッチ７に接続する。

この実施形態において、クラッチペダル７は、圧力センサー（図示されない）に連結されている。圧力センサーは、車両の運転手がクラッチペダル７を押し下げるときに、これを検出するように動作可能である。圧力センサーからの信号は、車両のクラッチを制御する作動装置に伝達される。

圧力センサーは、クラッチペダル７と第１制御面２との間に位置している。クラッチペダル７に加えられる力が制御面２を回転させることを避けるため、クラッチプレートは、支点５の前に取り付けられる。更なる実施形態において、制御面２は、クラッチペダルの代わりにクラッチの作動装置に接続された圧力センサーを有している。

枢動点１１は、クラッチ７のいずれかの運動が、枢動点１１の運動を生じる力を提供するような方法で、クラッチ７に連結されている。枢動点１１は、自動車のクラッチに接続されている。この実施形態において、枢動点１１は、機械的連結によりクラッチ７に接続されている。更なる実施形態において、この接続は、水圧、空気圧又は電子でもあり得る。

図５の実施形態において、ロッド１０は第１制御面２を通じて支点５の上に通過する。ロッド１０は、第１制御面２の後部に接触する。いくつかの実施形態において、支点５は、第１制御面２の全体的な垂直の長さには及ばない。

図６において、ロッド１８は支点５を通過しない。その代わりに、この実施形態では、ロッド１８は、（図６に見られるように）支点５の右側の点で第１制御面２を通過する。ロッド１８は、３つのセクションを有する。

図７の実施形態において、枢動点１１は、第１制御面２の前に位置し、ロッド１９は、第１制御面２を通過しない。したがって、ロッド１９は、比較的短い長さにすることができ、それによって枢動点１１はクラッチ７の後側表面に位置付けられる。

図８は、第１制御面２を例示し、クラッチ７及びフットレスト６は車両の座席の足下空間９内に位置付けられる。

図９は、第５実施形態に係る、制御面２、及びクラッチペダル７を例示している。制御面２、７の両方が、空気圧システム１３に接続されている。第２制御面７は、空気圧シリンダー１４及びフローライン１２によって、空気圧システム１３に接続される。ばね１５は、付勢手段を提供し、これは押し下げる力が取り除かれた際に、第２制御面が押し下げられていない状態に確実に戻るようにする。

第１制御面２は、空気圧ばねシリンダー１６によって空気圧システム１３に接続される。これは、ばねと組み合わされた空気圧シリンダーを提供する。

図１０は、本発明のペダル又は制御システムの更なる実施形態を例示する。制御システム又はペダル１００は、図２に例示される実施形態のものと同様の要素を含み、同じ構成を示すために同様の参照符号が使用される。さらに、制御システム１００は、座席の足下空間９の後方壁部２６に取り付けられたリニアシャフトエンコーダ２８を備える。また、リニアシャフトエンコーダ２８は、制御面２に取り付けられている。リニアシャフトエンコーダ２８は、制御面２の後部と、座席の足下空間９の後方壁部２６との間の距離を測定する。したがって、ユーザーが制御面２の第１側部３を押し下げるとき、制御面２の第２側部４と、後方壁部２６との間の距離が増加し、これがリニアシャフトエンコーダ２８によって測定される。同様に、ユーザーが制御面２の第２側部４を押し下げると、制御面２の後部と、座席の足下空間９の後方壁部２６との距離が減少し、これがリニアシャフトエンコーダ２８によって測定される。

図１１は、車両内に配置される制御面１００の配列の概略図である。図１１に例示されるように、制御面１００は、図１０に例示されるリニアエンコーダ２８に取り付けられている。次に、リニアエンコーダ２８が、コントローラ３４に取り付けられる。コントローラ３４は、車両の加速及び制動を制御し、したがって、制動システム３６及び加速システム３８に取り付けられる。図１１に例示される制動システム３６及び加速システム３８が当該技術分野において既知であるものとして理解されるため、本明細書において更に説明はしない。

制御面１００は支点５を中心に枢動し、制御面２と座席の足下空間９の後方壁部２６との間の距離は、上記の様式で変化する。この距離の変化は、リニアエンコーダ２８によって検出されて、コントローラ３４に伝達される。リニアエンコーダ２８によって記録される距離を連続的にモニタリングすることにより、コントローラ３４は、制御面２が枢動する方向が変化する際に、これを判断することができる。すなわち、ユーザーが制御面２の反対の側部を押し下げる際に、これを判断することができる。

コントローラ３４は、加速システム３８と制動システム３６との間の切り替えによって、制御面２の枢動方向が変化したということの判断に対し、反応するように適合される。図１０に例示される実施形態において、制御面２の第１側部３は加速システム３８に接続され、制御面２の第２側部４は制動システム３６に接続される。

ユーザーが、足２２で制御面２の第１側部３を押し下げるとき、コントローラ３４が加速システム３８に係合する。その後、ユーザーが、足２０で第２側部４を押し下げることによって制御面２を反対方向に枢動開始させると、コントローラ３４はこの枢動方向の変換を検出し、加速システム３８から制動システム３６へと即座に切り替える。

このようにして、コントローラは、制御面２の枢動方向の変化を検出し、これを加速と制動との間の切り替えに即座に変換することができる。これは、緊急事態において、当該技術分野において既知の制御面において起こり得る、制動システムが係合する前に、システムが、制御面を最初に中立位置に戻すことによって生じ得る遅延を被る必要がないという利益を有する。

上記の説明は、加速と制度との間の切り替えに対して適用されているが、同一の考察が制動と加速との間においても適用される。更に、上記の実施形態は、ユーザーが制御面２の２つの側部を操作するために、別々の足を使用するものとして記載されているが、ユーザーは、制御面２の２つの側部３と側部４との間で足を動かすことによって片方の足を使用し得る。

制御面２の角変位を測定するために、リニアシャフトエンコーダ２８の代わりに、回転シャフトエンコーダが使用され得る。制御面２の測定距離又は枢動範囲のための、他のシステム及びセンサーもまた使用され得る。

図１２は、制御面の動作を例示する、本発明の実施形態による制御面２及び支点５の平面図の概略図である。図１２において、制御面２は、車両が止まっているときに制御面が占める位置である、中立位置２_Ｎにあるものとして図示される。矢印４０は、加速を生成するために、制御面が動かされる方向を表す。同様に、矢印４２は、制動を生成するために制御面２が動く方向を表す。

図１２の２’に例示される位置は、加速のために最大限に延ばした位置である。すなわち、制御面２が、制御面の側部３が座席の足下空間９の後方壁部２６に隣接する位置２に到達すると、制御面２はそれ以上のこの方向に延びることができないため、この位置は、車両の最大加速に対応する。同様に、位置２”は側部４が座席の足下空間９の後方壁部２６に隣接する、車両の最大制動に対応する位置を表す。

図１２に例示するように、制御面は位置２_Ｎにあり、制御面のいずれかの側部が変位可能な最大直線距離は、図１２における点線によって図示される距離Ｈ_Ｒである。しかしながら、制御面が２’又は２”のいずれかにある場合、対応する側部がそれを通じて変位し得る最大直線距離は、Ｈ_Ｍ（やはり図１２において点線で図示される)である。

したがって、制御面２の位置の直線又は半径方向測定値（図９及び図１０）を用いて、コントローラ３４（図１１に示されるように）は、車両の制動及び加速の全範囲のために、最大距離として制御面が最初に押し下げられる位置から、制御面の移動の利用可能な全範囲を使用することができる。更なる実施形態において、制御面は、同出願人に発行される同時係属出願番号（代理人参照番号Ｐ５２５８２１ＧＢ）に記載される、電気機械インターフェースと共に使用され得る。

実例として、車両が制動を受けたことによって、制御面が図１２の位置２”にあるものと想定される。その後、ユーザーは、制御面の側部３を押し下げることによって加速命令を出す。コントローラ３４は、全体距離Ｈが利用可能であることを判断して、この距離を通じた移動範囲を加速の度合いに対応させることで、利用可能な加速の全体的な動的範囲が、位置２”と２’との間の制御面の位置によって表される。同様に、制御面が位置２_Ｎにあるときに側部３が押し下げられると、コントローラ３４は、利用可能な直線距離Ｈ_Ｒを、加速命令の全体的な動的範囲に対応させる。

これは、図１２に例示される極限位置についてのみ妥当するのではなく、コントローラは、状況により、全ての利用可能な位置を、加速又は制動のために利用可能な範囲へと変換することができる。したがって、加速から制動への、又はその逆の切り替えが、コントローラ３４によって適切に読み取られる。

更なる実施形態において、空気圧システムは、車両の加速及び制動それぞれの別個の空気圧システムを含む。

更なる実施形態において、制御面２、７の両方に減衰特性がまた提供されてもよい。減衰特性は、車両の運転手に、適切かつ最適な触覚反応を提供するように調節され得る。減衰特性は、制御面２、７に接続された、又は空気圧システム１３内の別個の減衰要素を用いて実施され得る。

Claims

第１制御面及び支点を備える車両用ペダルであって、
前記第１制御面が、前記支点を超えるように延在し、
前記第１制御面が、前記支点を中心に枢動し、
前記支点が、ユーザーの正中線と略平行に向けられ、
前記支点を中心とした第１方向における前記第１制御面の枢動が、前記車両の制動システムと関連し、
前記支点を中心とした第２方向における前記第１制御面の枢動が、前記車両の加速システムと関連し、
前記支点を中心とした前記第１制御面の枢動が、前記車両の制動又は加速のいずれかを生じ、
前記ユーザーの前記正中線の両側に前記ユーザーの両足が配置された場合に、前記ユーザーの両足によって前記第１制御面が操作され、
前記第１制御面の全体が、片方の足によって前記支点を中心とした前記第１方向に枢動し、
前記第１制御面の全体が、他方の足によって前記支点を中心とした前記第２方向に枢動する車両用ペダル。
制御を行う前記第１方向における前記第１制御面の移動範囲が、動的である請求項１に記載の車両用ペダル。
制御を行う前記第１方向における前記第１制御面の移動範囲が、前記支点を中心とした前記第１制御面の全体の位置に依存する請求項２に記載の車両用ペダル。
加速を行う前記第２方向における前記第１制御面の移動範囲が、動的である請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用ペダル。
加速を行う前記第２方向における前記第１制御面の移動範囲が、前記支点を中心とした前記第１制御面の全体の位置に依存する請求項４に記載の車両用ペダル。
クラッチペダルをさらに備え、
前記クラッチペダルが、前記第１制御面と前記車両の運転手との間に位置する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両用ペダル。
前記クラッチペダルが、前記支点と前記ユーザーの位置との間に位置する請求項６に記載の車両用ペダル。
前記第１制御面が、前記ユーザーに対して凹状である請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の車両用ペダル。
前記第１制御面が、前記ユーザーの向きに対して略垂直に向けられる請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の車両用ペダル。
前記支点が、前記車両の床部表面と略垂直に設けられた請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の車両用ペダル。
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の車両用ペダルと、
前記第１制御面の枢動方向の変換を決定するための手段と、
を備える車両用制御システムであって、
前記車両が、加速システム及び制動システムを有し、
前記制御面が、前記支点を超えて延在し、
前記制御面が、前記加速システム及び前記制動システムに接続され、
前記制御面の第１方向への枢動が、前記車両の制動を生じ、
第２方向への枢動が、加速を生じ、
制動と加速との間、若しくはその逆で変換するか、又は前記第１制御面の前記枢動方向の前記変換を検出する車両用制御システム。
前記第１制御面の枢動方向の変換を検出するための前記手段が、前記制御面と前記車両の座席の足下空間との間の距離を検出するための手段を有する請求項１１に記載の車両用制御システム。
前記第１制御面の枢動方向の変換を検出するための前記手段が、リニアシャフトエンコーダを有する請求項１１に記載の車両用制御システム。
前記第１制御面の枢動方向の変換を検出するための前記手段が、回転シャフトエンコーダを有する請求項１１に記載の車両用制御システム。