JPS5813380B2 - ブレ−キモニタ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はブレーキモニター、特に液圧式制動装置を具え
た車両に於て、ブレーキペダルを操作した際に該制動装
置が正常に作動しなかった場合、ブレーキペダルの踏込
み量に対し制動作用の反力としてのペダル踏力の挙動の
異状を電気的に検知して、制動装置の系統の異常を早期
に警報せしめるブレーキモニターに関するものである。

一般に電気的手段によるブレーキモニターとしては、特
開昭４７−２３７８６号にて開示された如く、ブレーキ
倍力装置を具備したマスタシリンダに於て、マスタシリ
ンダのプッシュロツドを作動させるための補助倍力装置
を前記ブレーキ倍力装置と直列的に配設し、且つ前記作
動装置を所定時間作動させるための電気的制御装置と、
ブレーキ油圧回路の油圧を検出するためのプレツシャス
イッチとを設け、前記補助倍力装置が作動する時に前記
プレツシャスイッチが作動しない場合に前記ブレーキ油
圧回路の異常を警告するものがある。

ところが、この型式のブレーキモニターに於ては、補助
倍力装置によりマスタシリンダのプッシュロツドを作動
させて液圧を上昇させるので、この液圧の上昇が高いと
ブレーキが作動（制動作動）してしまうため車両走行中
にはブレーキモニターを作動させることができないとい
う問題点がある。

また、この問題点を解決すべく補助倍力装置により生ず
る液圧を低くすると、プレツシャスイッチはかなり低い
圧力で作動することが必要とされる。

ところがこのために、ブレーキペダル踏込時、即ち制動
作用時に於て、制動液圧系が故障してペダル踏込みに対
して制動力（液圧）が得られなくなった場合には、その
初期には運転者に気付かせることなく、液圧が大きく減
少して始めて警報がなされるものであった。

本発明はブレーキ液圧系の挙動がペダル踏力に対応する
ことを利用して該踏力をペダル上に誤けた電気的センサ
ーで検出し、一方ペダルの踏込みストロークを他の電気
的センサーで連続的に検出し、ペダルストローク（以下
、ストロークという）の全行程を通じて両者の検出々力
を比較し、両検出値が予め定めた大小の関係を逆転した
とき比較器の出力を以て警報を作動さすもので、該比較
がストロークに沿って連続して行なわれる結果、早期に
警報を発することのできるよう一層安全性を高めたブレ
ーキモニターを提供することをその目的としたものであ
る。

以下、本発明を実施例図に就て説明する。

第１図〜第４図に於て、踏力及びストロークの１検出セ
ンサーとしてストレーンメータ一式のものを用いた例が
示されている。

これを説明すると、ブレーキペタルレバー１はその先端
に近く弾性材料から成る副レバー２が添設されており、
該副レバー２の先端には踏板３が取付られていて、踏板
３が操作者の足（図示せず）を以て踏込まれたときペダ
ルレバーは図示１′の如く回動するが、同時にその負荷
荷重に打勝って変位するために、副レバーは該荷重に相
当して撓められて図示２′の如く屈撓しつつ変位する。

踏力センサー４は周知のストレーンメーターのストレー
ンゲージを用いるもので、図示の如く副レバー２の可撓
面に常法に依って貼付するものである。

即ち踏力センサー４は副レバー２の撓み量を電気的に連
続して検出するもので、副レバー２が弾性材であるとこ
ろから、該センサー４の電気的信号出力は踏板３に加え
られる刻々の踏力に対応したもので、該信号出力はケー
ブル５を経てストレーンメータ一式の踏力アンプ６に導
かれ（第２図）適当な増巾度を以て増巾される。

一方、ストローク検出要素の構成は、車体の適宜部分Ｔ
に基部を適宜固定された弱い弾性材から成るストローク
レバー８の可撓面に同様にしてストレーンゲージを貼付
してストロークセンサー９となしたもので、ペダルレバ
ー１の変位がプッシュロツド１０を経てブレーキマスタ
ーシリンダー１１に伝達される経路の途中を利用して、
該プッシュロツド１０上に設けたアクチュエーター１２
によりストロークレバー８を屈撓させるようにして、ペ
ダルレバー１のストロークに対応した電気的信号出力を
ストロークセンサー９により得られるようにしたもので
あり、該出力はケーブル１３を経て同様にストレーンメ
ータ式のストロークアンプ１４に導かれて適宜増巾され
る。

踏力アンプ６の出力及びストロークアンプ１４の出力の
関係は、踏力アンプ６が前記したようにペダル踏力に対
応した出力を得るものであるが、周知のように液圧式ブ
レーキのペダル踏力のストロークに対する特性はヒステ
レシスを伴った曲線であり、第３図及び第４図に示した
曲線Ｖｆの如きものであり、これが踏力アンプ６の出力
線図を表したものである。

これに対し、ストロークアンプ１４の出力はストローク
に直線的に対応し、同特性図上のＶｓの如くなる。

而して本発明に於ては、踏力側出力Ｖｆがブレーキ系諸
装置が正常の場合には席に、ストローク側出力Ｖｓより
高位の電気信号出力を得るように両アンプ６，１４を調
節するもので、このため第３図に示したように、踏力出
力Ｖｆの始点を予めＢ１なるバイアス点よりスタートす
るように定めることが必要である。

この様に始点にバイアスを与えることは、Ｖｆを電圧と
すればこれにＢ１なる電圧をプラスするだけのことであ
り、亦、ストレーンメータのアンプでは周知の如く出力
の零点を調節すること乃至ずらすことは容易であり、何
れにしても出力曲線■に影響を与えることなくバイアス
Ｂ１を付加し得るものである。

此処で今一度第１図を参照クさせつＮ第３図及び第４図
に就て説明を加える。

ストロークのアクチュエータ１２がストロークレバー８
の先端を押し撓める行程に於て、第１図実線の如くブレ
ーキ操作が行なわれていない場合に、アクチュエータ１
２とストロークレバー８との間の遊隙Ｃを零となるよう
に構成を調節したとき、踏力とストロークの関係は第３
図の如くなり、この場合踏力出力ＶｆにはバイアスＢ１
を付加して、ブレーキ系諸装置の機能正常の間は常に踏
力出力Ｖｆがストローク出力Ｖｓより高位にある如く両
アンプ６，１４を調節する。

こゝで言う迄もなくストローク出力の特性図上の傾きは
ストローク側アンプ１４の増巾度で定まり、この傾きは
既述の如く、本発明がブレーキ液圧系の不調の早期報知
の目的から、ストロークの比較的大なる領域に於て（Ｖ
ｆ＞Ｖｓ）なる関係を監視せしめるのが望ましいところ
から、■ｓはＶｆ曲線の立ち上りの勾配の大となる辺り
から接近するように、両者の増巾度並びにバイアスＢ１
を設定する。

しかし乍ら、アクチュエータ１２とストロークレバー８
との遊隙Ｃを適当に選定して、ストロークに対するスト
ローク出力Ｖｓの始点を適当に遅らすことが出来、この
場合第４図に示すように、出力ＶｓはストロークのＯか
らＳｔｏの区間は零で遊隙Ｃが零となるＳｔｏより立ち
上ったものとなり、容易に理解されるであろうが、遊隙
Ｃの設定は前記第３図例のバイアスＢ１と全く同じ効果
を発揮する。

即ち、■ｓをＯ〜Ｓｔｏを経た折れ線とすることでバイ
アスＢ１を省くことができ、しかも図及び以上の説明か
ら判るようにそれは簡単に得られる。

このようにして踏力出力Ｖｆとストローク出力Ｖｓとは
、ブレーキ液圧系が正常なときは［Ｖｆ＞Ｖｓ）の関係
を保つようにして共に判別器１５に入力され、（第２図
）該判別器１５内に於て（Ｖｆ＞Ｖｓ）が常時監視され
る。

判別器１５は簡単に言えば整流増巾の機能を有するもの
で、二入力が若しも［Ｖｆ＞Ｖｓ）の如く逆転したとき
警報器１６に出力を与えてこれを作動せしめるものであ
る。

警動器１６にはランプやブザーなどを適宜使用する。

以上に説明した構成に依て該実施例の作動を説明すると
、第１図実線の如きブレーキ操作前の状態から運転者（
図示せず）が踏板３を踏み込むと、副レバー２が撓みつ
ゝペダルレバー１は例えば二点鎖線で示したように変位
する。

副レバー２の撓みは踏板３に加えられた踏力に対応し、
踏力センサー４の電気信号出力がこれに伴って得られる
。

ペダルレバー１の変位はプッシュロツド１０、アクチュ
エーター１２を介してストロークレバー８に加えられ、
ストロークレバー８の撓みの存在する期間、そのストロ
ーク量に対応した電気信号出力がストロークセンサー９
によって得られる。

両センサー４，９の信号出力は各々踏力アンプ６及ひス
トロークアンプ１４に依って増巾され、またブレーキ液
圧系諸装置の機能が正常の間は、踏力アンプ６の出力Ｖ
ｆとストロークアンプ１４の出力Ｖｓとの関係が常に［
Ｖｆ＞Ｖｓ）なる関係を保つよう、更にストロークに対
してストローク出力Ｖｓが直線的若しくは折れ線的に得
られるように、前記２つのアンプ６，１４及び遊隙Ｃを
調節しておくものであることに依て、ブレーキ液圧系の
制動操作中の挙動が正常の間は［Ｖｆ＞Ｖｓ］の関係が
保持され、従ってこの場合には、判別器１５に出力はな
く警報器１６は作動しない。

そこで若し仮にブレーキ液圧系に異常が生じた場合、例
えば液洩れ、ペーパーロックやブレーキパイプにエアの
混入したときなどには、ペダル踏力が正常時よりは相対
的に低下したものとなり、ストロークに応じた踏力出力
Ｖｆの値が上昇する程度を減じ、該異常が若干進行した
ところで、第３図〜第４図に例示したように異常踏力出
力Ｖｆ’がストローク出力Ｖｓと交叉するに至る。

この交叉点よりストロークの大きく踏み込まれる領域で
は、前記判別器１５が出力を発して警報器１６を作動さ
せ、運転者に異常を報知する。

以上に述べた如く本発明では、ブレーキのべダルレバー
上に設けた電気的踏力センサー及び該ペダルレバーの踏
込みストロークを同じく電気的に検知するストロークセ
ンサーの手段に依って、ストロークの全行程を通じて両
センサー出力を常に導出し、これを判別器によって監視
して、ストロークに対する踏力の異状発生のとき警報を
発するようにしたものであるが、此処に言う電気的手段
の踏力センサー４及びストロークセンサー９は、所謂物
理量の電気的計測手段としてよく知られている諸方法の
一つの応用であって、叙上の如き踏力及びストロークの
検出手段としては、以上の実施例に説明したストレーン
ゲージに依るものゝ他に、他の電気的物理量計測素子が
同様に使用可能であることは言う迄もないことであって
、以下にそうした他の型式の電気的物理量センサーを利
用した実施例を説明する。

第５図に例示のものは、各々矢印で包括的に示した踏力
センサー４及びストロークセンサー９として、周知の差
動トランス式のものを前記ストレーンゲージ式のものと
ほゞ同様に用い得ることが示されている。

差動トランスについては、シリンダー状のコイル１１内
を軸方向に変位可能にしたコア１８の位置に応じ、その
変位量を電気的に計測し得ることは周知のことであるの
で詳細な説明を省くが、本例の如くセンサー４，９とし
て差動トランスを用いた場合にも、踏力アンブ６、スト
ロークアンプ１４、判別器１５、警報器１６を同様にし
て用い、前記例とほゾ同様にして全体の機能を作用せし
める。

但し、この場合両アンプ６，１４はセンサーが差動トラ
ンスであるところから、それに適合した復調増巾回路に
替えて構成する可きものであることは勿論である。

次に第６図例示のものについて説明する。

同様に矢印で包括的に示した踏力センサー４、ストロー
クセンサー９として、本例では夫々、ロードセル１９、
ポテンショメータ２０を用いたものが示されている。

ロードセル１９としてはストレーンメータ一式のものが
一般的であるが、その他にも例えば、圧電効果体を用い
た物や、或は或種の稀土類元素を含む抵抗体で圧力が加
わると抵抗の変化の現れるものや、ミシンモータ用コン
トローラに例のあるような〔踏力→抵抗変化〕の形の電
気的センサーも亦応用し得るであろうことが考えられる
。

ポテンショメーター２０も亦、変位置を電気的に計測す
るものとして広く知られたものであって、回転角型の物
や直線型の物等があるが、本例では回転角度型ポテンシ
ョメーターのアクチュエータ２１をストロークに依って
回動さすに際し、ストロークに対する回転角度の関係を
特に曲線的に応答するように構成して示したものである
。

図の如くプッシュロツド１０上に植設したピン２２をア
クチュエータ２１上のスロット２３に係合させて、プッ
シュロツド１０の直線的運動を以て、アクチュエータ２
１を実線図示から矢印Ａの方向に回動させると、ポテン
ショメーター２０で得られる電気的信号は、第７図のＶ
ｓｃの如く部分正弦波形の曲線状のものが得られる。

而して本例に於ても亦、従前の例と同様にブレーキ液圧
系正常の間は、踏力出力Ｖｆが常に該ストローク出力曲
線Ｖｓｃより高位にあるように、踏力出力ＶｆにＢ２な
るバイアスを加えておいて、同様に判別器１５を以て［
Ｖ ｆ ＞Ｖｓｃ ］の関係が保たれているかどうか
を監視するのである。

本例の如くストロークセンサ９の信号出力を曲線形とす
ることは、該ストローク曲線Ｖｓｃが踏力Ｖｆの形に近
ずくことを意味し、この様に両特性が近似の形をとるこ
とは、即ち（ Ｖ ｆ ＞Ｖｓｃ ）の関係を監視する
に際し、この関係が逆転したときの識別能力を、直線■
の場合に比してストロークのより広い範囲に於て、より
一層すぐれたものとなし得ることが容易に理解できるで
あろう。

以上詳述した如く踏力センサー４及びストロークセンサ
９は、踏力もしくはストロークなる物理量を、そのまゝ
又は適当に変形して夫々のセンサーに与え、そして該セ
ンサーで電気的信号に変換するもので、其等のセンサー
となる個個の要素の構造及び用法は夫々が公知であり、
其故に個々の実施例に踏力とストロークとの為に２個の
センサーを用いると言っても、其等センサーの組合せは
多様に選択し得られる。

本発明は叙上の如く、ブレーキペダルのストロークの全
行程に直って踏力を監視するもので、従って、該不調発
生の比較的早期に於てこれを報知し得るようになってお
り、このような早期警報を可能となしたことは、制動能
力が極めて危険な状態に迄低下するその以前に、いち早
く異常発生を知ることが出来るので、車両運転に於る安
全上極めて有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の機構要部を略図示した部分
側面図、第２図は本発明の全体の構成をブロック線図で
示したもの、第３図及び第４図は第１図実施例の作動を
説明するための特性図、第５図は第１図に対応する機構
要部の他の実施例を示した原理的略示図、第６図は同様
に第１図対応部分の又他の実施例図で、第γ図はその特
性図である。 １・・・・・・ブレーキペダルレバー、４・・・・・・
踏力センサ、９・・・・・・ストロークセンサ、１５・
・・・・・判別器、１６・・・・・・警報器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ブレーキペダルレバー上に取付けられ、踏力に対応
   して増加する電気的出力■を得る踏カセンサーと、前記
   ペダルレバー踏込み時のストロークに対応して増加する
   電気的出力■Ｓを得るストロークセンサと、前記ストロ
   ークの行程中連続して〔Ｖｆ〉■ｓ〕なる関係が保たれ
   るか否かを識別する判別器と、該判別器が［Ｖｆ＞Ｖｓ
   ）を識別したとき作動する警報器とから成るブレーキモ
   ニター。