特開 2023-143033 ブレーキ操作機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023143033

(43)【公開日】2023-10-06

(54)【発明の名称】ブレーキ操作機構

(51)【国際特許分類】

   B60T 7/04 20060101AFI20230928BHJP

   B60T 7/06 20060101ALI20230928BHJP

   B60T 13/74 20060101ALI20230928BHJP

   G05G 1/30 20080401ALI20230928BHJP

   G05G 1/46 20080401ALI20230928BHJP

【ＦＩ】

B60T7/04 B

B60T7/06 D

B60T13/74 D

G05G1/30 E

G05G1/46

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022050222

(22)【出願日】2022-03-25

(71)【出願人】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(71)【出願人】

【識別番号】000110321

【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金子 貴範

(72)【発明者】

【氏名】和田 錦一

(72)【発明者】

【氏名】安藤 敏広

【テーマコード（参考）】

3D048

3D124

3J070

【Ｆターム（参考）】

3D048BB25

3D048BB27

3D048CC41

3D048HH42

3D048HH44

3D048HH53

3D124AA34

3D124BB01

3D124CC11

3D124DD06

3D124DD09

3D124DD29

3D124DD70

3J070AA32

3J070BA11

3J070CB02

3J070CC04

3J070CC61

3J070DA01

(57)【要約】

【課題】手動ブレーキと電動ブレーキを備える車両において、電動ブレーキ動作時に、手動ブレーキのブレーキペダルが動かないようにする。
【解決手段】伝達ロッド４４は、ブレーキペダル１２の動きと、電動アクチュエータ１４の動きをブレーキ装置のマスタシリンダ１６に伝達する。ブレーキペダル１２に固定された係合ピン５０が、伝達ロッド４４の腕部４８に形成された長穴形状の係合穴５２と係合している。プレーキペダル１２が踏み込まれると係合ピン５０を介して伝達ロッド４４が駆動され、この動きがマスタシリンダ１６に伝達する。電動アクチュエータ１４のアクチュエータアーム３２が伝達ロッド４４の基部４６を押すと、この動きがマスタシリンダ１６に伝達する。このとき、係合ピン５０は、係合穴５２に対して相対移動し、伝達ロッド４４の動きがブレーキペダル１２に伝わらず、ブレーキペダル１２は動かない。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のブレーキを作動させる電動アクチュエータと、
ブレーキペダルの動きと、前記電動アクチュエータの動きを前記ブレーキのマスタシリンダに伝達する伝達ロッドと、
前記ブレーキペダルと前記伝達ロッドを係合する係合機構と、
を備え、
前記係合機構は，前記ブレーキペダルと前記伝達ロッドの一方に形成された長穴形状の係合穴と、他方に設けられて前記係合穴に係合する係合ピンと、を有し、さらに前記係合機構は、前記ブレーキペダルが踏まれたときには、前記係合ピンが前記係合穴の第１の端に当接して前記ブレーキペダルの動きを前記伝達ロッドに伝え、前記電動アクチュエータが動作したときには、前記係合ピンが前記係合穴の前記第１の端から離れて前記伝達ロッドの動きが前記ブレーキペダルに伝わらない、
ブレーキ操作機構。

【請求項2】

請求項１に記載のブレーキ操作機構であって、前記伝達ロッドは、基部と、前記基部から互いに平行に延びる２本の腕部とを有し、２本の前記腕部の間に前記電動アクチュエータの動作子が位置し、当該動作子が前記基部を押して前記伝達ロッドが動かされ、２本の前記腕部にそれぞれ前記係合穴が形成されている、ブレーキ操作機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両のブレーキを操作する機構に関し、特に自動ブレーキに対応可能な機構に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、車両の既存のブレーキ装置（２２）に、ブレーキペダル（９）を動作させるアクチュエータ（２）を後付けし、前方の監視結果に基づきアクチュエータ（２）によってブレーキ装置（２２）を作動させる衝突回避装置が示されている。なお、（ ）内の符号は、下記特許文献１で用いられた符号であり、本願の実施形態の説明で用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－５９３０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１においては、ブレーキペダルを介してアクチュエータによってブレーキ装置を動作させている。このため、アクチュエータによりブレーキ装置を動作させるときにブレーキペダルも動くため、運転者が違和感を覚える場合がある。

【0005】

本発明は、アクチュエータによるブレーキ装置の動作時にブレーキペダルが動かないブレーキペダル操作機構を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係るブレーキ操作機構は、車両のブレーキを作動させる電動アクチュエータと、ブレーキペダルの動きと電動アクチュエータの動きをブレーキのマスタシリンダに伝達する伝達ロッドと、ブレーキペダルと伝達ロッドを係合する係合機構とを備える。係合機構は，ブレーキペダルと伝達ロッドの一方に形成された長穴形状の係合穴と、他方に設けられて係合穴に係合する係合ピンとを有する。さらに、係合機構は、ブレーキペダルが踏まれたときには、係合ピンが係合穴の第１の端に当接してブレーキペダルの動きを伝達ロッドに伝える。一方、電動アクチュエータが動作したときには、係合ピンが係合穴の第１の端から離れて伝達ロッドの動きがブレーキペダルに伝わらない。

【0007】

さらに、前記のブレーキ操作機構の伝達ロッドは、基部と、基部から互いに平行に延びる２本の腕部とを有するものとすることができる。２本の腕部の間に電動アクチュエータの動作子が位置し、当該動作子が基部を押して伝達ロッドが動かされる。また、２本の腕部にそれぞれ係合穴が形成されてよい。

【発明の効果】

【0008】

ブレーキペダルと伝達ロッドを係合する係合機構を、長穴形状の係合穴と係合穴に係合する係合ピンからなる機構としたことにより、電動アクチュエータによるブレーキ作動時に、ブレーキペダルが動かないようにできる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態のブレーキ操作機構の一部を破断して示す側面図である。

【図2】図１に示すブレーキ操作機構の正面やや斜め側方から見た斜視図である。

【図3】図１に示すブレーキ操作機構の側方やや斜め上方から見た一部を破断して示す斜視図である。

【図4】図１に示すブレーキ操作機構の一部を破断して示す平面図である。

【図5】連結具を示す側面図である。

【図6】連結具を示す斜視図である。

【図7】ブレーキ操作機構の動作の説明図である。

【図8】ブレーキランプの点灯制御を示す図である。

【図9】他の実施形態のブレーキ操作機構の要部説明図である。

【図10】さらに他の実施形態のブレーキ操作機構の要部説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。以下の説明において、ブレーキを操作する運転者の側を正面、正面の反対側を背面と記す。図１～図４は、本実施形態の車両のブレーキ操作機構１０の概略構成を示す図である。図１は一部を破断して示す側面図、図２は正面やや斜め側方から見た斜視図、図３は側方やや斜め上方から見た一部を破断して示す斜視図、図４は一部を破断して示す平面図である。

【0011】

ブレーキ操作機構１０は、運転者によって操作されるブレーキペダル１２と、制御装置の指令に基づき電動駆動される電動アクチュエータ１４と、ブレーキペダル１２と電動アクチュエータ１４の動きを、ブレーキ装置のマスタシリンダ１６に伝達する伝達ロッド１８を備える。なお、図２以降の各図において、マスタシリンダ１６は図示を省略している。

【0012】

ブレーキペダル１２は、車両の車体、例えばトーボード（不図示）に固定されたペダルブラケット２０に支持されたペダル軸２２によって、ペダルブラケット２０に対して回動可能に支持されている。より詳細には、ブレーキペダル１２は、ペダル軸２２に回動可能に支持されたペダルアーム２４と、ペダルアーム２４の先端部に固定されたペダルパッド２６を含む。運転者は、ペダルパッド２６を踏んでブレーキ装置を操作する。ペダルブラケット２０は、板金を折り曲げて概略コの字形に形成され、コの字形の開口が正面を向くように配置される。ペダル軸２２は、ペダルブラケット２０のコの字形の内側に配置され、両端がペダルブラケット２０に支持されている。運転者がペダルパッド２６を踏み込むと、ペダル軸２２を中心にしてペダルアーム２４が回動し、この動きが伝達ロッド１８を介してマスタシリンダ１６に伝達される。

【0013】

電動アクチュエータ１４は、ペダルブラケット２０に固定されたアクチュエータベース２８に固定されたアクチュエータ本体３０と、アクチュエータ本体３０に内蔵された電気モータ（不図示）により回動駆動される動作子であるアクチュエータアーム３２とを含む。アクチュエータアーム３２は、電気モータに関連した出力軸３４に固定され、出力軸３４と一体に電気モータにより駆動される。アクチュエータベース２８は、ペダルブラケット２０のコの字形の内側に配置されて左右両側においてペダルブラケット２０に固定された横部材３６と、横部材３６の正面側に配置されて横部材３６に固定された縦部材３８とを含む。アクチュエータ本体３０は、アクチュエータベース２８の縦部材３８に固定されている。アクチュエータアーム３２が、図１において時計回りに駆動されると、この動きが伝達ロッド１８を介してマスタシリンダ１６に伝達される。

【0014】

伝達ロッド１８は、マスタシリンダ１６、特にマスタシリンダのピストン４０と係合するプッシュロッド４２と、プッシュロッド４２とねじ結合する連結具４４を含む。連結具４４は、後に詳述するように、プッシュロッド４２とブレーキペダル１２を連結し、またプッシュロッド４２とアクチュエータアーム３２を係合させる。連結具４４の詳細が図５，６に示されている。連結具４４は、基部４６と、基部４６から互いに平行に、正面側に向けて延びる２本の腕部４８とを有している。基部４６の背面側には、ねじ穴４６ａが形成されており、ねじ穴４６ａに、プッシュロッド４２に形成されたねじ軸４２ａ（図４参照）がねじ結合している。ねじ軸４２ａには、さらにナット４９（図４参照）がねじ結合しており、基部４６と共にダブルナットを構成して、プッシュロッド４２と連結具４４を回り止めしている。

【0015】

連結具４４の２本の腕部４８は間隔を開けて配置されており、２本の腕部４８の間にペダルアーム２４の一部が位置している。２本の腕部４８には、ペダルアーム２４に固定された係合ピン５０と係合する係合穴５２が形成されている。係合ピン５０と係合穴５２は、ブレーキペダル１２と伝達ロッド１８を係合する係合機構を構成する。係合穴５２は、腕部４８が延びる方向に長い長穴であり、係合ピン５０は係合穴５２の範囲で腕部４８、つまり連結具４４に対して相対移動可能である。２本の腕部４８の間には、さらに、アクチュエータアーム３２の一部が位置している。アクチュエータアーム３２の端部は連結具４４の基部４６の正面側の面４６ｂに当接可能である（以下、面４６ｂを当接面４６ｂと記す。）。電動アクチュエータ１４が動作するとき、アクチュエータアーム３２が基部４６に当接して、連結具４４を押す。

【0016】

図７は、ブレーキ操作機構１０の動作を説明する模式図である。（ａ）はブレーキが作動していない状態、（ｂ）は自動ブレーキなど電動アクチュエータによりブレーキが作動している状態、（ｃ）は手動ブレーキ、つまり運転者が足によってブレーキを操作している状態を示す。また、（ａ）～（ｃ）の各図において、上側が平面図、下側が側面図である。

【0017】

ブレーキが作動していない状態では、係合ピン５０は、係合穴５２の、背面側の端（第１の端）５２ａに近接して、または接している。また、アクチュエータアーム３２は、基部４６の当接面４６ｂに近接して、または接している。

【0018】

電動アクチュエータによりブレーキが作動する場合には、アクチュエータアーム３２が、図７の各側面図において時計回りに回動されて（矢印Ａ）、アクチュエータアーム３２の先端部が当接面４６ｂに当接して、連結具４４を背面側へ、つまりマスタシリンダ１６に向けて移動させる（矢印Ｂ）。連結具４４の移動と共に、プッシュロッド４２が移動して、マスタシリンダ１６のピストン４０を押す。これによりブレーキが作動する。このとき、係合穴５２の第１の端５２ａは係合ピン５０から離れ、連結具４４が移動する一方、係合ピン５０の位置は維持される。係合ピン５０が固定されているペダルアーム２４、そしてブレーキペダル１２も動かない。したがって、運転者は、ブレーキペダル１２が独自に動くという違和感を覚えることがない。

【0019】

ブレーキペダル１２によってブレーキが作動する場合には、ブレーキペダル１２が踏み込まれることによって、係合ピン５０が背面側へと移動し（矢印Ｃ）、係合穴５２の第１の端５２ａを押して、連結具４４をマスタシリンダ１６に向けて移動させる（矢印Ｄ）。これにより、ブレーキが作動する。このとき、アクチュエータアーム３２と基部４６の当接面４６ｂは離れる。

【0020】

図８は、自動ブレーキ装置と手動ブレーキ装置を備えた車両のブレーキランプの制御に関する説明図である。自動ブレーキ装置は、車両前方の障害物などの監視を行うライダ（LIDAR:light detection and ranging）などの前方監視装置と、前方監視装置の監視結果に基づき車両のブレーキを作動させる自動ブレーキ制御装置５６を含む。自動ブレーキ制御装置５６は、電動アクチュエータ１４を制御してマスタシリンダ１６を駆動し、ブレーキ作動時は、ブレーキランプ５４を点灯させる。また、制動力が第１の所定値以上のときのみブレーキランプ５４を点灯させるようにしてよい。さらに、制動力が、第１の所定値以上、第２の所定値未満であるときには連続的な点灯とし、第２の所定値以上のときには点滅させるなど、制動力によって点灯の態様を変えるようにしてもよい。

【0021】

手動ブレーキ装置は、運転者の足がブレーキペダル１２を踏み込むことにより作動する。ブレーキペダル１２が踏み込まれるとマスタシリンダ１６が駆動される。また、ブレーキペダル１２の近傍には、ブレーキスイッチ５８が配置され、ブレーキペダル１２が踏み込まれると、ブレーキスイッチ５８が押下されてブレーキランプ５４が点灯する。

【0022】

自動ブレーキ制御装置５６にブレーキスイッチ５８からの信号を入力することにより、運転者のブレーキ操作に対する介入意図を検知することができる。

【0023】

図９は、他の実施形態のブレーキ操作機構７０を示す斜視図である。前述のブレーキ操作機構１０と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。ブレーキ操作機構７０は、電動アクチュエータ７２のアクチュエータ本体７４がペダルブラケット２０の外側に配置され、固定されている。アクチュエータ本体７４の出力軸がカップリング７６を介してアーム軸７８に接続されている。アーム軸７８の先端は、ペダルブラケット２０に固定されたベアリング８０に支持されている。アーム軸７８には、アクチュエータアーム８２が結合されている。アクチュエータアーム８２は、前述のアクチュエータアーム３２と同様の機能を有し、アクチュエータ本体７４に内蔵された電気モータ（不図示）により駆動されて、伝達ロッド１８を介してマスタシリンダ１６を駆動する。

【0024】

図１０は、さらに他の実施形態のブレーキ操作機構９０を一部を破断した状態で示す側面図である。前述のブレーキ操作機構１０と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。ブレーキ操作機構９０は、伝達ロッド１８を駆動する動作子の構成がブレーキ操作機構１０と相違する。電動アクチュエータ９２は、伝達ロッド１８を動作させる動作子としてアクチュエータアーム９４と共に中間レバー９６を有する。電動アクチュエータ９２は、中間レバー９６を介して伝達ロッド１８を駆動する。中間レバー９６は、ペダル軸２２に回動可能に支持され、ペダル軸２２側から連結具４４の２本の腕部４８の間を通って反対側に延びている。アクチュエータアーム９４が図１０において時計回りに回動すると、アクチュエータアーム９４の先端部が中間レバー９６の先端部に当接して、中間レバー９６を反時計回りに回動させる。回動する中間レバー９６が、伝達ロッド１８を介してマスタシリンダ１６を駆動する。

【0025】

中間レバー９６に関し、ペダル軸２２（支点）から伝達ロッド１８に接する点（作用点）までの距離が、ペダル軸２２からアクチュエータアーム９４が当接する点（力点）までの距離より短い。このため、直接伝達ロッド１８を駆動する場合に比して、より小出力の、つまり小形の電気モータにより駆動することができ、電動アクチュエータ９２を小形とすることができる。また、アクチュエータアーム９４が当接する点の変位よりも、伝達ロッド１８に接する点の変位が小さくなるので、制動力の細かな調整が可能になる。

【0026】

既存の車両のブレーキ操作機構のプッシュロッドと、プッシュロッドとブレーキペダルを連結する連結具とを、上述のプッシュロッド４２および連結具４４と交換し、電動アクチュエータを追加装着することで、既存の車両に電動ブレーキを装備することができる。このとき、電動アクチュエータ１４によるブレーキ作動時にブレーキペダル１２は動かない。

【0027】

上述した各実施形態において、伝達ロッド１８に長穴の係合穴５２を設け、ブレーキペダル１２に係合ピン５０を設けるように構成したが、これとは逆に伝達ロッド側に係合ピンを、ブレーキペダル側に長穴の係合穴を設けるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0028】

１０，７０，９０ ブレーキ操作機構、１２ ブレーキペダル、１４，７２，９２ 電動アクチュエータ、１６ マスタシリンダ、１８ 伝達ロッド、２０ ペダルブラケット、２２ ペダル軸、２４ ペダルアーム、２８ アクチュエータベース、３０，７４ アクチュエータ本体、３２，８２，９４ アクチュエータアーム（動作子）、３４ 出力軸、４２ プッシュロッド、４４ 連結具、４６ 基部、４６ｂ 当接面、４８ 腕部、５０ 係合ピン（係合機構）、５２ 係合穴（係合機構）、５２ａ 第１の端、７６ カップリング、９６ 中間レバー。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】