JPH10315938A

JPH10315938A - 自動車用緊急自動ブレーキ装置

Info

Publication number: JPH10315938A
Application number: JP14449497A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Taniguchi; 哲夫谷口
Original assignee: Ship Research Institute
Current assignee: Ship Research Institute
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1997-05-20
Publication date: 1998-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】自動車の緊急制動時における停止距離を短縮
し、衝突等の事故を回避し、または事故発生時の車両の
速度を低減して安全性を向上する。【解決手段】緊急の制動動作時、足１５がアクセル・
ペダル８からブレーキ・ペダル９に踏み替える動作をア
クセル位置センサ１２とかかと部接地センサ１３とで検
出する。検出結果からブレーキ制御装置２９で緊急制動
であると判定すると、制動力負荷装置１７へ制御信号を
送出する。制動力負荷装置１７ではソレノイドバルブ２
２の作動により、ブレーキ用圧力源装置１８から緊急ブ
レーキ・パイプ１９に加えられている油圧をソレノイド
バルブ２２、緊急ブレーキ・パイプ２０を介してブレー
キ・パイプ１１に加え、ホイール・シリンダ７、ブレー
キ・シュー５を作動させる。運転者がブレーキ・ペダル
９を操作する前にブレーキ装置を作動させて車両の制動
力を発生させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の運転者が
緊急の制動動作を行おうとした際に自動的にブレーキを
動作させるために用いる自動車用緊急自動ブレーキ装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な自動車では、車両の加速と制動
を行うに際し、別々の操作ペダルを共に右足で操作する
方式のものが多い。この方式の自動車において、走行中
に運転者がブレーキをかけようとするときには、右足を
アクセル・ペダルから離し、ブレーキ・ペダルの方へ踏
み替える必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようにアクセル・
ペダルからブレーキ・ペダルに踏み替える方式では、運
転者がブレーキ操作の必要性のあることを判断した後、
実際にブレーキが動作するまでの間には、アクセル・ペ
ダルからブレーキ・ペダルへ踏み替える時間と、ブレー
キ・ペダルを踏み込む時間とが必要とされる。この時間
は、一般に空走時間と言われており、緊急を要する制動
では、この時間の間、運転者は制動を意図しているにも
かかわらず、車両としては制動待ちの空走状態となって
いる。

【０００４】したがって、この空走時間を短くすること
は、緊急制動時における車両の停止距離を短縮し、安全
性を高めるために非常に重要な問題とされてきた。この
ため、従来において、各ペダルの動作高さ、位置関係な
どが検討されてきたが、ペダル踏み替え時間自体はこの
種の運転方法による限り、必要とするものであり、これ
を飛躍的に短くする方法は実現できていないのが実状で
ある。

【０００５】本発明は、上記のような従来の問題を解決
するものであり、自動車の緊急制動時における停止距離
を短縮することができ、したがって、衝突等の事故を回
避し、または事故発生時の車両の速度を低減して安全性
を向上させることができるようにした自動車用緊急自動
ブレーキ装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の自動車用緊急自動ブレーキ装置は、アクセル
・ペダルの戻り速度を検出するアクセル位置センサと、
上記アクセル・ペダルの下方床面に配置され、上記アク
セル・ペダルを操作する足のかかと部の接地状態の変化
を検出するかかと部接地センサと、制動力を発生させる
ための制動力負荷装置と、上記アクセル位置センサおよ
びかかと部接地センサからの出力をもとに運転者が緊急
制動を行おうとしている状態であるか否かを判定し、緊
急制動を行おうとしている状態であると判定すると、上
記制動力負荷装置を動作させるブレーキ制御装置とを備
えたものである。

【０００７】上記課題を解決するために本発明の他の自
動車用緊急自動ブレーキ装置は、上記構成において、ブ
レーキ・ペダルの操作の有無を検出するブレーキ操作セ
ンサを備え、ブレーキ制御装置が、上記ブレーキ操作セ
ンサからの出力をもとに制動力負荷装置により緊急自動
ブレーキがかけられた後、一定時間内に上記ブレーキ・
ペダルが操作されなかったと判定した場合および上記ブ
レーキ・ペダルが操作されたが、その後、その操作を止
めたと判定した場合に、上記制動力負荷装置の動作を解
除するように構成したものである。

【０００８】そして、上記構成において、制動力負荷装
置が、ブレーキ用圧力源装置と、このブレーキ用圧力源
装置とブレーキ・ペダルの操作に伴うブレーキ用流体を
供給するブレーキ・ペダルとの間でブレーキ用流体の供
給と復帰を行うための緊急ブレーキ・パイプと、この緊
急ブレーキ・パイプをブレーキ制御装置からの制御信号
により上記ブレーキ・パイプと選択的に連通させ、若し
くは遮断する切替手段とを備えることができ、または制
動力負荷装置が、ブレーキ・ペダルとマスタ・シリンダ
との間に挿入されたバキューム・ブースタにおけるパワ
ーピストンの片側の負圧室に気体を流入させるパイプ
と、このパイプの途中に設けられ、ブレーキ制御装置か
らの制御信号により開閉する切替手段とを備えることが
できる。

【０００９】上記のように構成された本発明によれば、
自動車の運転者が緊急の制動動作を行おうとするとき、
足がアクセル・ペダルからブレーキ・ペダルに踏み替え
る動作をアクセル位置センサとかかと部接地センサとで
検出し、この検出結果をもとにブレーキ制御装置が緊急
制動であると判定すると、運転者がブレーキ・ペダルを
操作する前に制動力負荷装置を動作させて車両の制動力
を発生させることができ、これにより自動車の緊急制動
時における停止距離を短縮することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。まず、本発明の第１の
実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施
形態による自動車用緊急自動ブレーキ装置を示す概略構
成図である。

【００１１】図１において、１は自動車の車輪であり、
タイヤ２の内側にブレーキ・ドラム３が設けられ、ブレ
ーキ・ドラム３の内側にライニング４が設けられ、ライ
ニング４の内側で一対のブレーキ・シュー５が回動可能
に支持され、ブレーキ・シュー５がばね６によりライニ
ング４から離隔する側に付勢されている。一対のブレー
キ・シュー５間にはホイール・シリンダ７の両側に突出
するピストンロッド７ａが連結されている。８は右側の
足で操作することにより自動車の走行速度を加減するこ
とができるアクセル・ペダル、９は右側の足で操作する
ブレーキ・ペダル、１０はブレーキ・ペダル９の操作に
よりピストンロッド１０ａが作動されるマスタ・シリン
ダ、１１はマスタ・シリンダ１０とホイール・シリンダ
７とを連通するブレーキ・パイプである。そして、ブレ
ーキ・ペダル９を踏み込むことにより、マスタ・シリン
ダ１０のピストンロッド１０ａおよびピストン（図示省
略）が押され、油圧がブレーキ・パイプ１１の中を伝わ
り、各車輪１のホイール・シリンダ７のピストン（図示
省略）およびピストンロッド７ａを作動させ、ブレーキ
・シュー５をばね６の弾性に抗して押し広げ、ブレーキ
・ドラム３の内側のライニング４に圧着し、その摩擦で
車輪１の回転を停止させることができる。

【００１２】１２はアクセル・ペダル８の戻り速度を検
出するアクセル位置センサ、１３はかかと部接地センサ
であり、アクセル・ペダル８の下方床面１４に配置さ
れ、アクセル・ペダル８を操作する右側の足１５のかか
と部１５ａの接地状態である接地力、あるいは接地位置
の変化を検出する。１６はブレーキ・ペダル９の操作の
有無を検出するブレーキ操作センサである。

【００１３】１７は制動力負荷装置であり、ブレーキ用
圧力源装置１８と、このブレーキ用圧力源装置１８から
圧油をブレーキ・パイプ１１に供給し、ブレーキ・パイ
プ１１から圧油をブレーキ用圧力源装置１８へ復帰させ
るための第１、第２、第３の緊急ブレーキ・パイプ１
９、２０、２１と、緊急ブレーキ・パイプ１９、２０、
２１をブレーキ・パイプ１１と選択的に連通させ、若し
くは遮断するように切替えるソレノイドバルブ２２とか
ら構成されている。ブレーキ用圧力源装置１８は圧油タ
ンク２３と、この圧油タンク２３内の圧油２４を送り出
すポンプ２５と、このポンプ２５を駆動するモータ２６
と、ポンプ２５から送り出す圧油２４の逆流を防止する
逆止弁２７と、逆止弁２７から送り出された圧油の第１
の緊急ブレーキ・パイプ１９に対する圧力保持（蓄圧）
を行うためのアキュムレータ２８とから構成されてい
る。モータ２６はアキュムレータ２８の作動によりこれ
に連通されている第１の緊急ブレーキ・パイプ１９内が
所定の圧力になると駆動停止してポンプ２５の駆動を停
止させ、圧力が低下すると自動的に駆動してポンプ２５
を駆動させるように構成されている。そして、第２の緊
急ブレーキ・パイプ２０がブレーキ・パイプ１１に連通
され、第３の緊急ブレーキ・パイプ２１が圧油タンク２
３に開放されている。また、上記ソレノイドバルブ２２
は緊急ブレーキ・パイプ１９、２０、２１を遮断し、緊
急ブレーキ・パイプ１９と２０を連通させ、緊急ブレー
キ・パイプ２０と２１を連通させることができるように
構成されている。

【００１４】２９はブレーキ制御装置であり、メモリ部
３０と論理回路部３１と制御出力部３２とから構成され
ている。メモリ部３０はアクセル位置センサ１２、かか
と部接地センサ１３、ブレーキ操作センサ１６から出力
される検出信号を一時的に記憶することができる。論理
回路部３１はメモリ部３０に記憶されている検出信号を
もとに運転者が緊急制動を行おうとしている状態である
か否かを判定するとともに、制動の解除について判定す
ることができる。出力制御部３２は論理回路部３１によ
る判定結果をもとに制御信号を送出してソレノイドバル
ブ２２の切替え動作を制御する。すなわち、平常時には
第１、第２、第３の緊急ブレーキ・パイプ１９、２０、
２１をすべて遮断し、自動ブレーキ動作時には第１と第
２の緊急ブレーキ・パイプ１９と２０を連通させ、自動
ブレーキ解除時には第２と第３の緊急ブレーキ・パイプ
２０と２１を連通させることができる。

【００１５】以上の構成について、以下、その動作と共
に更に詳細に説明する。本装置が立上がると、モータ２
６によりポンプ２５を駆動し、圧油タンク２３内の圧油
２４を逆止弁２７を介して第１の緊急ブレーキ・パイプ
１９に圧送する。そして、アキュムレータ２８が所定の
圧力を蓄積すると、モータ２６およびポンプ２５が駆動
停止し、この状態を保持する。ここで、運転者が緊急制
動を行おうとしてアクセル・ペダル８からブレーキ・ペ
ダル９に踏み替えたとすると、まず、アクセル位置セン
サ１２により運転者操作によるアクセル・ペダル８の戻
り速度が一定値以上であることおよびアクセル・ペダル
８が元位置（オフ位置）に復帰したことを検出し、続い
て、かかと部接地サンセ１３により運転者の足１５のか
かと部１５ａの接地力、あるいは接地位置に変化がある
ことを検出する。

【００１６】これらの検出信号はブレーキ制御装置２９
のメモリ部３０に一時的に格納し、これらの検出信号を
もとに論理回路部３１において、アクセル位置センサ１
２およびかかと部接地センサ１３の両者の検出が一定の
短時間内であり、運転者が緊急制動を行おうとしている
状態であると予測・判定すると、制御出力部３２から制
御信号を出力してソレノイドバルブ２２を作動させ、第
１の緊急ブレーキ・パイプ１９と第２の緊急ブレーキ・
パイプ２０とをブレーキ・パイプ１１に連通させて圧力
を加える。これに伴い、ホイール・シリンダ７のピスト
ンおよびピストンロッド７ａを作動させ、ブレーキ・シ
ュー５をばね６の弾性に抗して押し広げ、ブレーキ・ド
ラム３の内側に圧着させて制動状態とすることができ
る。そして、運転者がブレーキ・ペダル９を踏み込んだ
後においては、上記のようにマスタ・シリンダ１０の作
動によりブレーキ・パイプ１１に圧力を加え、緊急ブレ
ーキ・パイプ１９、２０から加わる圧力とで制動状態を
継続し、車両を停止させることができる。

【００１７】このように、緊急制動時に運転者がアクセ
ル・ペダル８を戻し、ブレーキ・ペダル９に踏み替える
動作を判定し、逸速く車両を制動状態とすることができ
る。したがって、従来のブレーキ操作において必要であ
ったペダル踏み替えによる空走時間をほとんど無くすこ
とが可能となる。

【００１８】一般に、上記空走時間は、０．１秒〜０．
４秒程度と言われているが、５９人の運転者により実験
した結果、各被検者について５回ずつ行った実験の空走
時間（踏み替え時間＋踏み込み時間）の最大値は、平均
で約０．３秒であった。空走時間の短縮を０．３秒と
し、本装置による制動の減速度を１Ｇとすれば、緊急制
動が必要なとき、走行速度をブレーキ操作が行われる前
に約１０ｋｍ／ｈ減速させておけることとなる。また、
このことを停止距離で言えば、速度６０ｋｍ／ｈで走行
していた車両であれば約５ｍ手前で、同じく１２０ｋｍ
／ｈであれば約１０ｍ手前で停止できることになる。

【００１９】また、ブレーキ操作センサ１６からの検出
信号の有無を論理回路部３１がメモリ部３０において確
認し、本装置による制動動作後、短時間内に運転者によ
りブレーキ・ペダル９が操作されなかったと判定した場
合および運転者によりブレーキ・ペダル９が操作された
が、その後、その操作を止めたと判定した場合、制御出
力部３２から制御信号を出力させ、ソレノイドブルブ２
２を作動させて第２の緊急ブレーキ・パイプ２０と第３
の緊急ブレーキ・パイプ２１を連通させ、ブレーキ・パ
イプ１１に対する加圧を解除する。これに伴い、ブレー
キシュー５をばね６の反撥弾性によりブレーキ・ドラム
３から離隔させ、ホイール・シリンダ７のピストンロッ
ド７ａの後退に伴ってホイール・シリンダ７から排出さ
れた圧油を第２の緊急ブレーキ・パイプ２０、ソレノイ
ドバルブ２２、第３の緊急ブレーキ・パイプ２１を介し
て圧油タンク２３に戻す。一方、ブレーキ制御装置２９
においては論理回路部３１がメモリ部３０をクリアす
る。解除後、制御出力部３２からの制御信号によりソレ
ノイドバルブ２２を復帰作動させて第１、第２、第３の
緊急ブレーキ・パイプ１９、２０、２１を遮断して通常
動作状態に復帰させ、次回の緊急ブレーキに対応させ
る。

【００２０】次に、本発明の第２の実施形態において説
明する。図２は本発明の第２の実施形態による自動車用
緊急自動ブレーキ装置を示す要部の概略構成図である。

【００２１】本実施形態の特徴とするところは、図２に
示すように、制動力負荷装置１７がブレーキ・ペダル９
とマスタ・シリンダ１０との間に挿入されたブレーキの
バキュームサーボ用のバキューム・ブースタ３３と、こ
のバキューム・ブースタ３３を作動させるために連通さ
れ、大気を供給するエアクリーナ３４および緊急ブレー
キ・パイプ３５と、この緊急ブレーキ・パイプ３５の途
中に挿入され、ブレーキ制御装置２９（図１参照）から
の制御信号により制御されるソレノイドバルブ３６とか
ら構成された点にある。その他の構成については上記第
１の実施形態と同様である。

【００２２】本実施形態によれば、上記第１の実施形態
と同様に、緊急制動時にブレーキ制御装置２９から出力
された制御信号によりソレノイドバルブ３６を開けるこ
とにより、エアクリーナ３４、緊急ブレーキ・パイプ３
５を介してバキューム・ブースタ３３のパワーピストン
の片側の負圧室に大気を流入させ、これにより上記第１
の実施形態と同様にブレーキを動作させることができ
る。

【００２３】本実施形態によれば、あらかじめバキュー
ム・ブースタ３３を備えた形式の自動車にあっては補助
ブレーキ・パイプ３５を接続することにより、特に、簡
単に、かつ安価に実現することができるが、あらかじめ
バキューム・ブースタ３３を備えていない形式の自動車
にあっては、バキューム・ブースタ３３等を新たに備え
ればよい。

【００２４】上記各実施の形態では、走行する車両の路
面の状態如何にかかわらず、所定の制動動作を行うこと
になるので、滑りやすい路面等において車両の運動が不
安定にならないようにするために、必要に応じ、車輪の
スリップ等を検知し、ブレーキ・パイプ１１に対する圧
力を制御してブレーキ力を制御する調整装置（ＡＢＳシ
ステム）を併用することができる。

【００２５】なお、本発明は、緊急制動を必要とすると
きに少しでも早く車両を制動状態とするためのものであ
るので、ブレーキ制御装置２９からの信号出力後にブレ
ーキ装置を制動状態とするための制動力負荷装置１７自
体については、上記第１、第２の実施形態以外の方式を
採用することができる。また、ブレーキ装置も油圧方式
に限定されるものではなく、それ以外にも空気圧方式
等、種々の方式のものに適用することができ、また、ブ
レーキ形態もディスク式等、種々の形態のものに適用す
ることができる。また、緊急制動の解除についてはブレ
ーキ操作センサ１６によるブレーキ・ペダル９の検出に
替えてスイッチの操作等により実現することもできる。
本発明は、このほか、その基本的技術思想を逸脱しない
範囲で種々設計変更することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、自
動車の運転者が緊急の制動動作を行おうとするとき、足
がアクセル・ペダルからブレーキ・ペダルに踏み替える
動作をアクセル位置センサとかかと部接地センサとで検
出し、この検出結果をもとにブレーキ制御装置が緊急制
動であると判定すると、運転者がブレーキ・ペダルを操
作する前に制動力負荷装置を動作させて車両の制動力を
発生させることができ、これにより自動車の緊急制動時
における停止距離を短縮することができる。したがっ
て、衝突等の事故を回避し、または事故発生時の車両の
速度を低減して安全性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による自動車用緊急
自動ブレーキ装置を示す概略構成図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態による自動車用緊急
自動ブレーキ装置を示す要部の概略構成図である。

【符号の説明】

１車輪３ブレーキ・ドラム５ブレーキ・シュー７ホイール・シリンダ８アクセル・ペダル９ブレーキ・ペダル１０マスタ・シリンダ１１ブレーキ・パイプ１２アクセル位置センサ１３かかと部接地センサ１６ブレーキ操作センサ１７制動力負荷装置１８ブレーキ用圧力源装置１９緊急ブレーキ・パイプ２０緊急ブレーキ・パイプ２１緊急ブレーキ・パイプ２２ソレノイドバルブ２８アキュムレータ２９ブレーキ制御装置３３バキューム・ブースタ３５緊急ブレーキ・パイプ３６ソレノイドバルブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクセル・ペダルの戻り速度を検出する
アクセル位置センサと、上記アクセル・ペダルの下方床
面に配置され、上記アクセル・ペダルを操作する足のか
かと部の接地状態の変化を検出するかかと部接地センサ
と、制動力を発生させるための制動力負荷装置と、上記
アクセル位置センサおよびかかと部接地センサからの出
力をもとに運転者が緊急制動を行おうとしている状態で
あるか否かを判定し、緊急制動を行おうとしている状態
であると判定すると、上記制動力負荷装置を動作させる
ブレーキ制御装置とを備えた自動車用緊急自動ブレーキ
装置。
【請求項２】ブレーキ・ペダルの操作の有無を検出す
るブレーキ操作センサを備え、ブレーキ制御装置が、上
記ブレーキ操作センサからの出力をもとに制動力負荷装
置の動作により緊急自動ブレーキがかけられた後、一定
時間内に上記ブレーキ・ペダルが操作されなかったと判
定した場合および上記ブレーキ・ペダルが操作された
が、その後、その操作を止めたと判定した場合に、上記
制動力負荷装置の動作を解除するように構成された請求
項１記載の自動車用緊急自動ブレーキ装置。
【請求項３】制動力負荷装置が、ブレーキ用圧力源装
置と、このブレーキ用圧力源装置とブレーキ・ペダルの
操作に伴うブレーキ用流体を供給するブレーキ・パイプ
との間でブレーキ用流体の供給と復帰を行うための緊急
ブレーキ・パイプと、この緊急ブレーキ・パイプをブレ
ーキ制御装置からの制御信号により上記ブレーキ・パイ
プと選択的に連通させ、若しくは遮断する切替手段とを
備えた請求項１または２記載の自動車用緊急自動ブレー
キ装置。
【請求項４】制動力負荷装置が、ブレーキ・ペダルと
マスタ・シリンダとの間に挿入されたバキューム・ブー
スタにおけるパワーピストンの片側の負圧室に気体を流
入させるパイプと、このパイプの途中に設けられ、ブレ
ーキ制御装置からの制御信号により開閉する切替手段と
を備えた請求項１または２記載の自動車用緊急自動ブレ
ーキ装置。