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JP2020059304A - Vehicle collision avoidance device - Google Patents

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寛 松岡
隆登志 菅野
Takatoshi Sugano
隆登志 菅野
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Abstract

To provide an automobile collision avoidance device that mechanically and directly operates a brake pedal by an actuator to apply braking without operating a brake system of a vehicle in a driving state.SOLUTION: An automobile collision avoidance device includes: an existing brake mechanism 22 mounted in a vehicle 1; an actuator 2 configured to operate the brake mechanism 22; a rider 6 mounted in the vehicle 1 to monitor an object ahead of the vehicle; an environment monitoring apparatus such as a monocular camera 7; and a control device 3 configured to determine information from the environment monitoring apparatus and control operation of the actuator 2. The actuator 2 is disposed close to a brake pedal 9 included in the brake mechanism 22 and is configured to mechanically and directly drive the brake pedal 9.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は,例えば,車両に搭載した前方監視機器の信号に応答して作動し,ブレーキペダルに対して直接駆動するアクチュエータを備えた自動車の衝突回避装置に関する。   The present invention relates to a vehicle collision avoidance device including an actuator that operates in response to a signal from a front monitoring device mounted on a vehicle and that directly drives a brake pedal, for example.

従来,高齢者等のドライバーによるアクセルペダルとブレーキペダルとの踏み間違いによる自動車事故が増大しているが,それはドライなーによる車両の前方認識や前方確認の遅れが原因になっている。そのため,近年では,自動車には,衝突回避装置が取り付けられている場合が多い。   Conventionally, automobile accidents due to mistaken pedaling of the accelerator pedal and brake pedal by a driver such as the elderly have been increasing, but this is caused by a delay in vehicle front recognition and front confirmation due to dry road. Therefore, in recent years, automobiles are often equipped with collision avoidance devices.

従来,車両衝突回避装置として,車両が障害物に衝突する危険を未然に検知し,車両の方向転換時の誤作動を防止するものが知られている。該車両衝突回避装置は,障害物までの距離を非接触で測定する距離センサと,車両の回転を検出する角加速度センサと,車両の速度に比例して衝突危険距離を判定する基準信号とを備えている。上記車両衝突回避装置は,距離センサと基準信号とを比較して車両の現在位置が障害物に対し衝突危険な位置にあるか否かを検出すると共に,角加速度センサからの信号により,吸入空気量,燃料制御及び制動機制御を行うことにより,車両の方向転換時の誤作動を防止するものである。(例えば,特許文献2参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a vehicle collision avoidance device, there has been known a device that detects a risk of a vehicle colliding with an obstacle in advance and prevents a malfunction when the vehicle turns. The vehicle collision avoidance device includes a distance sensor that measures the distance to an obstacle in a non-contact manner, an angular acceleration sensor that detects the rotation of the vehicle, and a reference signal that determines the collision risk distance in proportion to the speed of the vehicle. I have it. The vehicle collision avoidance device compares the distance sensor with a reference signal to detect whether or not the current position of the vehicle is in a position where there is a danger of collision with an obstacle. The quantity, fuel control and brake control are performed to prevent malfunctions when the vehicle changes direction. (For example, refer to Patent Document 2).

また,物体認識装置として,他車両の周囲の通過可能物体を適切に認識するものが知られている。該物体認識装置は,自車両に搭載されたライダーの検出点情報に基づいて,自車両の周辺を走行する他車両を認識すると共に,他車両の大きさを認識する他車両認識部と,ライダーの検出点情報に基づいて,他車両をトラッキングする他車両追跡部と,トラッキングしている他車両の大きさが拡大したか否かを判定する拡大判定部と,他車両の大きさが拡大したと判定された場合に,ライダーの検出点情報に基づいて,他車両の近傍の近傍物体をロストしたか否かを判定するロスト判定部と,拡大判定部によって他車両の大きさが拡大したと判定された場合であって,ロスト半定部により近傍物体をロストしたと判定されないとき,ライダーの検出した検出点のうち,拡大前の他車両の周囲に位置する検出点を通過可能物体として認識する通過可能物体認識部とを備えている(例えば,特許文献2参照)。   Further, as an object recognition device, a device that appropriately recognizes a passable object around another vehicle is known. The object recognition device recognizes another vehicle traveling around the own vehicle based on the detection point information of the rider mounted on the own vehicle, and the other vehicle recognition unit for recognizing the size of the other vehicle, and the rider. Based on the detection point information of the other vehicle, the other vehicle tracking section for tracking the other vehicle, the enlargement determination section for determining whether or not the size of the other vehicle being tracked has been enlarged, and the size of the other vehicle has been enlarged. If it is determined that the size of the other vehicle is enlarged by the lost determination unit that determines whether or not a nearby object near the other vehicle is lost, and the enlargement determination unit, based on the detected point information of the rider. If it is determined, and if it is not determined that the nearby object is lost by the lost semi-definite part, then among the detection points detected by the rider, the detection points located around the other vehicle before expansion are recognized as passable objects. Do And a possible object recognition unit (e.g., see Patent Document 2).

また,車両の衝突の可能性が高い場合に,対向車両との衝突回避を実行する車両における衝突回避装置が知られている。該衝突回避装置は,対象物を検出する対象物検出部と,対象物検出部による検出結果を用いて,対向車両の属性を取得する属性取得部と,属性取得部によって取得された属性を用いて,対向車両が中央線をはみ出していると判定した場合に,衝突可能性の報知および衝突回避操作の少なくともいずれか一方を実行する衝突回避実行部とを備えている(例えば,特許文献3参照)。   Further, there is known a vehicle collision avoidance device for avoiding a collision with an oncoming vehicle when the possibility of a vehicle collision is high. The collision avoidance device uses an object detection unit that detects an object, an attribute acquisition unit that acquires an attribute of an oncoming vehicle using the detection result of the object detection unit, and an attribute acquired by the attribute acquisition unit. And a collision avoidance execution unit that performs at least one of a collision possibility notification and a collision avoidance operation when it is determined that the oncoming vehicle is off the center line (see, for example, Patent Document 3). ).

特開平8−72639号公報JP-A-8-72639 特開2018−115990号公報JP, 2018-115990, A 特開2018−97648号公報JP, 2008-97648, A

ところで,既存の自動車の衝突回避装置は,警告,警報を発信すうものが大半であり,自動車のブレーキペダルに取り付けたアクチュエータを用いて,車両の減速,強制停止させ,発進できないようにする装置は,従来の自動車には存在しない。また,使用過程車に搭載するアクチュエータとしては,ブレーキ力を作動させるには,ブレーキの油圧回路に増圧装置を取り付ける方法が考えられるが,使用過程車に取り付けるには,作業のバラツキが大きいため,油漏れ等の問題が発生し,好ましい方法ではない。また,車両のブレーキの油圧回路に加圧装置を追加するも容易にできることであり,車両毎の改造も容易に行えることであるが,ブレーキ回路を改造する場合に,万が一の油漏れ等が発生すると,通常のブレーキが作動しなくなるおそれがある。そこで,自動車の衝突回避装置として,使用過程車のブレーキシステムに一切手を加えることなく,環境監視機器の信号に応じて制御装置の判断によりブレーキを作動させることが望まれている。   By the way, most of the existing vehicle collision avoidance devices issue warnings and alarms, and there is no device for decelerating or forcibly stopping the vehicle by using an actuator attached to the brake pedal of the vehicle to prevent the vehicle from starting. , It doesn't exist in the conventional car. In addition, as an actuator to be mounted on an in-use vehicle, a method of attaching a pressure booster to the hydraulic circuit of the brake can be considered in order to operate the braking force, but there is a great deal of variation in the work to attach to the in-use vehicle. However, there is a problem such as oil leakage, which is not a preferable method. In addition, it is easy to add a pressure device to the hydraulic circuit of the vehicle brake, and it is easy to modify each vehicle. However, if the brake circuit is modified, an oil leak or the like should occur. Then, the normal brake may not work. Therefore, as a collision avoidance device for automobiles, it is desired to operate the brakes based on the judgment of the control device according to the signal of the environment monitoring device without any modification to the braking system of the in-use car.

この発明の目的は,上記の問題を解決することであり,衝突回避装置が搭載されている新車を購入することなく,既存の自動車即ち使用過程車に安価に後付けできる衝突回避装置を提供することであり,衝突回避装置が誤ってアクセルペダルを踏み込んでも,ブレーキペダルが踏まれた時点で,アクセルよりブレーキの作動が優先することに着目し,車両に搭載されている前方環境監視機器からの情報を受信してその情報を人工知能(AI)で学習した結果,制御装置が危険状態であると判断したら,アクチュエータでブレーキペダルを機械的に直接作動してブレーキをかける衝突回避装置であり,使用過程車のブレーキシステムに一切,手を加えることなく,環境監視機器の信号に応じて制御装置の判断によりアクチュエータを駆動してブレーキを作動させることであり,環境監視機器として単眼カメラ,ライダー(LIDAR),ミリ波レーダー,車速センサー等からの情報を基にしてAIの技術により,車両の前方の障害物等の環境を判断し,ブレーキ力の強弱を制御し,必要に応じては緊急停止を行うことができる自動車の衝突回避装置を提供することである。   An object of the present invention is to solve the above problems, and to provide a collision avoidance device which can be retrofitted to an existing automobile, that is, an in-use vehicle inexpensively without purchasing a new vehicle equipped with the collision avoidance device. Therefore, even if the collision avoidance device mistakenly depresses the accelerator pedal, when the brake pedal is depressed, attention is paid to the fact that the brake operation has priority over the accelerator pedal. Is a collision avoidance device that mechanically directly actuates the brake pedal with an actuator to brake when the controller determines that the control device is in a dangerous state as a result of learning the information by AI and learning the information using artificial intelligence (AI). Without any modification to the brake system of the in-process car, the actuator is driven according to the signal of the environment monitoring device and judged by the control device. This is to activate the brake, and as the environment monitoring equipment, AI technology is used to monitor the environment such as obstacles in front of the vehicle based on the information from the monocular camera, lidar (LIDAR), millimeter wave radar, vehicle speed sensor, etc. It is an object of the present invention to provide a vehicle collision avoidance device capable of making a judgment, controlling the strength of braking force, and performing an emergency stop if necessary.

この発明は,使用過程車の車両に装備されたブレーキ機構,前記ブレーキ機構を作動させるアクチュエータ,前記車両に搭載されて前記車両の前方の物体を検知する監視機器,及び前記監視機器からの情報を判断して前記アクチュエータの作動を制御する制御装置を備えており,前記アクチュエータは,前記制御装置からの指令に応答して前記ブレーキ機構が備えている既存のブレーキペダルを機械的に直接駆動することから成る自動車の衝突回避装置に関する。   The present invention provides a brake mechanism mounted on a vehicle of a process vehicle, an actuator for operating the brake mechanism, a monitoring device mounted on the vehicle for detecting an object in front of the vehicle, and information from the monitoring device. A control device for controlling the operation of the actuator based on a judgment, and the actuator mechanically directly drives an existing brake pedal included in the brake mechanism in response to a command from the control device. The invention relates to a vehicle collision avoidance device.

また,前記アクチュエータは,前記ブレーキペダルの踏込み領域に干渉しない位置に設定されているものである。また,前記アクチュエータは,モータ,前記モータの出力軸の回転速度を減速する減速機,前記減速機の出力軸に連結され且つ前記ブレーキペダルに直接当接して前記ブレーキペダルを踏み込む方向に駆動するカム軸に設けたカムを有するカム機構,及び前記カムの変位を電圧に変換するポテンショメータを備えており,前記アクチュエータは前記制御装置からの指令に応答して前記モータを駆動して前記ブレーキペダルを踏み込む方向に前記カムを機械的に直接駆動するものである。更に,前記カム機構は,前記カム軸に設けた前記カム,又は前記カム軸に設けたクランクと前記クランクの先端に設けたベアリングで形成された前記カムから構成されている。   Further, the actuator is set at a position that does not interfere with the depression area of the brake pedal. The actuator is a motor, a speed reducer that reduces the rotational speed of the output shaft of the motor, and a cam that is connected to the output shaft of the speed reducer and directly contacts the brake pedal and drives the brake pedal in a stepping direction. A cam mechanism having a cam provided on the shaft and a potentiometer for converting the displacement of the cam into a voltage are provided, and the actuator drives the motor and depresses the brake pedal in response to a command from the control device. Mechanically directly driving the cam in the direction. Further, the cam mechanism is composed of the cam provided on the cam shaft, or the cam formed by a crank provided on the cam shaft and a bearing provided at the tip of the crank.

また,前記車両に搭載された前記監視機器は,前方の環境を確認するカメラ,前記車両の速度を検知する前記使用過程車が備えている車速センサー,及び光を使って前方の物体を検知して対象物までの距離を計測するライダーであり,前記制御装置は,前記カメラ,前記車速センサー及び前記ライダーからの情報の検出信号を受けて,前記アクチュエータを駆動して前記ブレーキペダルを駆動するものである。。   Further, the monitoring device mounted on the vehicle detects a front object using a camera for confirming a front environment, a vehicle speed sensor included in the in-use vehicle for detecting a speed of the vehicle, and light. A rider that measures a distance to an object, and the control device drives the actuator to drive the brake pedal by receiving a detection signal of information from the camera, the vehicle speed sensor, and the rider. Is. .

この発明による自動車の衝突回避装置は,上記のように,使用過程車のブレーキシステムに一切手を加えることなく,ブレーキペダルの近傍に既存のブレーキとは独立して,ブレーキペダルを直接駆動するアクチュエータを設置し,車両に搭載した環境監視機器の信号に応答して,制御装置の判断により前記アクチュエータを作動してブレーキをかけることができ,高齢者等による車両の前方の認識の遅れや,アクセルペダルとブレーキペダルとの踏み間違いによる車両の前方の物体への衝突や,特に,人身事故を伴う車両衝突を回避することができる。アクチュエータは,モータの回転を減速機を通じてトルクを挙げるので,カム機構のカムを確実に迅速に駆動することができ,そのカム駆動によって直ちにブレーキかけることができ,車両が物体に衝突することを回避することができる。   As described above, the vehicle collision avoidance device according to the present invention is an actuator that directly drives the brake pedal in the vicinity of the brake pedal, independently of the existing brake, without modifying the brake system of the in-use vehicle. In response to a signal from an environment monitoring device installed in a vehicle, the controller can actuate the actuator to apply the brakes, which may delay the recognition of the front of the vehicle by the elderly or the accelerator. It is possible to avoid a collision with an object in front of the vehicle due to a wrong pedaling of the pedal and the brake pedal, and in particular, a vehicle collision involving a personal injury. The actuator raises the torque of the rotation of the motor through the speed reducer, so that the cam of the cam mechanism can be driven reliably and quickly, and the cam drive can immediately brake the vehicle, avoiding collision of the vehicle with an object. can do.

この発明による衝突回避装置を搭載した自動車の実施例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the Example of the motor vehicle carrying the collision avoidance apparatus by this invention. 図1の自動車に搭載されているブレーキ機構であり,ブレーキペダルに対してアクチュエータを取り付け,アクチュエータが駆動していない状態を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing a brake mechanism mounted on the automobile of FIG. 1, showing a state where an actuator is attached to a brake pedal and the actuator is not driven. 図1の自動車に搭載されているブレーキ機構であり,ブレーキペダルに対してアクチュエータを取り付け,アクチュエータが駆動した状態を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing a brake mechanism installed in the automobile of FIG. 1, in which an actuator is attached to a brake pedal and the actuator is driven. この自動車の衝突回避装置におけるアクチュエータを構成するカム機構の実施例を示す側面図である。It is a side view which shows the Example of the cam mechanism which comprises the actuator in this vehicle collision avoidance apparatus. この自動車の衝突回避装置におけるアクチュエータを構成するカム機構の実施例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the Example of the cam mechanism which comprises the actuator in this vehicle collision avoidance apparatus.

以下,図面を参照して,この発明による自動車の衝突回避装置の実施例について説明する。この自動車の衝突回避装置は,使用過程車のブレーキシステムに一切手を加えることなく,使用過程車のブレーキペダル9の近傍に既存のブレーキ10とは独立して,ブレーキペダル9を機械的に直接駆動するアクチュエータ2を設けたことに特徴を有している。アクチュエータ2は,ブレーキシステムを構成する使用過程車の車両(自動車)1に装備された既存のブレーキ機構22を機械的に直接駆動するものである。この発明による自動車の衝突回避装置は,車両1には,その前方の障害物,人等の物体を検知する単眼カメラ7,ライダー(LIDAR)6,ミリ波レーダー(図示せず),車速センサー8等の環境監視機器が搭載されている。この発明による自動車の衝突回避装置では,アクチュエータ2は,AI(人工知能,artificial intelligence )4を持つ制御装置3の判断に応答してブレーキペダル9を機械的に直接駆動するものである。AI4は,監視機器からの情報を信号として受信し,それらの信号を論理推論して機械学習して学習結果から推論規則,即ち,種々の学習結果からマップを作成し,そのマップを基にして,制御装置3はアクチュエータ2に駆動の指示を出すものである。即ち,アクチュエータ2は,ブレーキ機構22が備えているブレーキペダル9を機械的に直接駆動するものである。   An embodiment of a vehicle collision avoidance device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. This vehicle collision avoidance device mechanically connects the brake pedal 9 mechanically directly in the vicinity of the brake pedal 9 of the in-use vehicle independently of the existing brake 10 without any modification to the brake system of the in-use vehicle. The feature is that the actuator 2 for driving is provided. The actuator 2 mechanically directly drives the existing brake mechanism 22 provided in the vehicle (automobile) 1 of the in-use vehicle constituting the brake system. The vehicle collision avoidance device according to the present invention includes a monocular camera 7, a lidar (LIDAR) 6, a millimeter wave radar (not shown), and a vehicle speed sensor 8 for detecting obstacles in front of the vehicle 1, objects such as people. Environmental monitoring equipment such as. In the vehicle collision avoidance apparatus according to the present invention, the actuator 2 mechanically directly drives the brake pedal 9 in response to the judgment of the controller 3 having the AI (artificial intelligence) 4. The AI4 receives information from the monitoring equipment as signals, logically infers those signals and machine-learns them, creates inference rules from the learning results, that is, creates a map from various learning results, and based on the map. The control device 3 issues a drive instruction to the actuator 2. That is, the actuator 2 mechanically directly drives the brake pedal 9 included in the brake mechanism 22.

この自動車の衝突回避装置では,アクチュエータ2は,ブレーキペダル9を人が踏込む領域に干渉しない位置,例えば,図示のように,ブレーキペダル9の上部に隙間19を存在させて設置されている。アクチュエータ2は,概して,モータ11,モータ11の出力軸21の回転速度を減速する減速機12,減速機12の出力軸に連結され且つブレーキペダル9に直接当接してブレーキペダル9を踏み込む方向に駆動するカム13を備えたカム機構5,及びカム13の変位を電圧に変換するポテンショメータを備えている。ポテンショメータは,例えば,カム13の回転と同期するブラシを抵抗体に取り付け,抵抗体の両端に一定電圧を掛け,抵抗体の一端とブラシとの間の抵抗変化を読み取り,抵抗変化を電圧に変換して,カム13の位置,例えば,カム13の回転角や移動量を検出するものである。また,アクチュエータ2は,制御装置3からの指令に応答してモータ11を駆動してカム13をブレーキペダル9を踏み込む方向に機械的に直接駆動するものである。従って,こ制御装置3は,車両1の前方の状況を監視機器で検出してポテンショメータの測定結果を受けてアクチュエータ2の作動状態を制御するものである。   In this vehicle collision avoidance device, the actuator 2 is installed at a position where the brake pedal 9 does not interfere with the area where a person steps on, for example, as shown in the figure, a gap 19 exists above the brake pedal 9. The actuator 2 is generally connected to the output shaft of the motor 11, the speed reducer 12 that reduces the rotation speed of the output shaft 21 of the motor 11, the output shaft of the speed reducer 12, and is in direct contact with the brake pedal 9 to depress the brake pedal 9. It is provided with a cam mechanism 5 having a driving cam 13 and a potentiometer for converting the displacement of the cam 13 into a voltage. In the potentiometer, for example, a brush that synchronizes with the rotation of the cam 13 is attached to a resistor, a constant voltage is applied to both ends of the resistor, the resistance change between one end of the resistor and the brush is read, and the resistance change is converted into a voltage. Then, the position of the cam 13, for example, the rotation angle and the movement amount of the cam 13 are detected. In addition, the actuator 2 drives the motor 11 in response to a command from the control device 3 to mechanically directly drive the cam 13 in the direction in which the brake pedal 9 is depressed. Therefore, the control device 3 detects the situation in front of the vehicle 1 with the monitoring device and receives the measurement result of the potentiometer to control the operating state of the actuator 2.

また,この自動車の衝突回避装置では,図1に示すように,車両1に搭載された監視機器は,前方の環境を確認する単眼カメラ7,車両1の速度を検知する車速センサー8,本装置の機能開始の時のON表示と機能しない時のOFF表示をするモニター23,及び光を使って前方の物体を検知して対象物までの距離を計測するライダー6を備えている。この自動車の衝突回避装置は,ライダー6と単眼カメラ7を用いて二重に車両1の前方を監視しているが,ライダー6は光パルスを照射し,その反射を感知しているので,対象物の形はわかりますが,それが何かは判断されない。ライダー6は夜間でも有効である。一方,カメラ7は対象物を人間の目のように見れるので,その対象物が何かを判断し易いが,夜間は感度が落ちる。また,制御装置3は,カメラ7,車速センサー8及びライダー6からの情報の検出信号を受けて,アクチュエータ2を駆動してブレーキペダル9を駆動するものである。この自動車の衝突回避装置では,ライダー6と単眼カメラ7とからの検出信号は,結線ライン20を通じてAI4に送り込まれて,判断処理される。車速センサー8からの検出信号は,結線ライン20を通じて制御装置3に送り込まれる。制御装置3は,結線ライン20を通じて,アクチュエータ2を駆動制御する。この自動車の衝突回避装置では,車両1の車輪29に対して車速センサー8が取り付けられ,車輪29には,ブレーキディスク17及びブレーキ10が設けられている。モニター23は,車両1に搭載されており,例えば,ON表示が緑ランプで,OFF表示が赤ランプで表示することができる。   Further, in this vehicle collision avoidance device, as shown in FIG. 1, the monitoring device mounted on the vehicle 1 is a monocular camera 7 for checking the environment in front, a vehicle speed sensor 8 for detecting the speed of the vehicle 1, the present device. The monitor 23 displays an ON display when the function starts and an OFF display when the function does not work, and a rider 6 that detects an object in front by using light and measures the distance to the object. This vehicle collision avoidance device double-monitors the front of the vehicle 1 using the rider 6 and the monocular camera 7, but the rider 6 emits a light pulse and senses its reflection. I know the shape of an object, but I can't judge what it is. Rider 6 is also effective at night. On the other hand, since the camera 7 can see the target object like human eyes, it is easy to determine what the target object is, but the sensitivity is reduced at night. Further, the control device 3 receives the detection signals of information from the camera 7, the vehicle speed sensor 8 and the rider 6 and drives the actuator 2 to drive the brake pedal 9. In this vehicle collision avoidance device, the detection signals from the rider 6 and the monocular camera 7 are sent to the AI 4 through the connection line 20 and subjected to judgment processing. The detection signal from the vehicle speed sensor 8 is sent to the control device 3 through the connection line 20. The control device 3 drives and controls the actuator 2 through the connection line 20. In this vehicle collision avoidance device, the vehicle speed sensor 8 is attached to the wheels 29 of the vehicle 1, and the wheels 29 are provided with a brake disc 17 and a brake 10. The monitor 23 is mounted on the vehicle 1. For example, the ON display can be displayed by a green lamp and the OFF display can be displayed by a red lamp.

図2及び図3には,車両1に設けられたブレーキシステムのブレーキ機構が示されている。ブレーキペダル9は,エンジンの吸気負圧でブレーキペダル9の踏み込む力を倍増するマスタバック18に,支点軸30で枢動するように取り付けられている。図2は,この自動車の衝突回避装置について,ブレーキ10が掛かっていないブレーキペダル9を示しており,図3は,この自動車の衝突回避装置について,ブレーキ10が掛かっているブレーキペダル9を示しており,アクチュエータ2によってブレーキペダル9がフルストロークに移動した状態が示されている。   2 and 3 show the brake mechanism of the brake system provided in the vehicle 1. The brake pedal 9 is attached to a master back 18 that doubles the depression force of the brake pedal 9 by the intake negative pressure of the engine so as to pivot on a fulcrum shaft 30. FIG. 2 shows the brake pedal 9 without the brake 10 in the vehicle collision avoidance device, and FIG. 3 shows the brake pedal 9 with the brake 10 in the vehicle collision avoidance device. The actuator 2 moves the brake pedal 9 to the full stroke.

この自動車の衝突回避装置に設けた減速機12は,例えば,図4及び図5に示すように,減速3段式の歯車機構に構成されているが,更に減速段を増やして5段に構成してもよいものである。図5では,ハウジング24内にモータ11と減速機12は収容されている。減速機12は,モータ11の出力軸21に減速機12の第1段の歯車列25が連結されてモータ11の回転が減速され,次いで,歯車列25は第2段の歯車列26に連結されて歯車列25の出力側の回転が更に減速され,更に,歯車列26は第3段の歯車列27に連結されて歯車列26の出力側の回転が更に減速される。次いで,歯車列27の出力側の出力軸28は,カム機構5のカム軸14を構成している。また,カム機構5は,図4及び図5に示すように,カム軸14に設けたクランク31とクランク31の先端に設けたベアリング16で形成されたカム13,或いは,図示していないが,カム軸14に設けた一般的な卵形で偏芯したカムから構成されている。カム機構5を構成する図示されたカム13は,カム軸5から延びた一種のクランク31であり,クランク31の先端にはベアリング16が取り付けられている。カム機構5は,カム13として機能するベアリング16を設けることによって,カム13がブレーキペダル9に容易に乗り上げることができ,アクチュエータ2の駆動に応じて直ちにブレーキペダル9を押し下げてブレーキ10をかけることができる。   The speed reducer 12 provided in the collision avoidance device for an automobile is configured to have a three-speed reduction gear mechanism, for example, as shown in FIGS. 4 and 5, but further reduction speeds are increased to five speeds. You can do it. In FIG. 5, the motor 11 and the speed reducer 12 are housed in the housing 24. In the speed reducer 12, the output shaft 21 of the motor 11 is connected to the first-stage gear train 25 of the speed reducer 12 to reduce the rotation of the motor 11, and then the gear train 25 is connected to the second-stage gear train 26. The rotation of the gear train 25 on the output side is further reduced, and the gear train 26 is further connected to the gear train 27 of the third stage to further reduce the rotation of the gear train 26 on the output side. Next, the output shaft 28 on the output side of the gear train 27 constitutes the cam shaft 14 of the cam mechanism 5. The cam mechanism 5 is, as shown in FIGS. 4 and 5, a cam 13 formed of a crank 31 provided on the cam shaft 14 and a bearing 16 provided at the tip of the crank 31, or although not shown, It is composed of a general oval-shaped eccentric cam provided on the cam shaft 14. The illustrated cam 13 constituting the cam mechanism 5 is a kind of crank 31 extending from the cam shaft 5, and a bearing 16 is attached to the tip of the crank 31. The cam mechanism 5 is provided with the bearing 16 which functions as the cam 13, so that the cam 13 can easily ride on the brake pedal 9, and the brake pedal 9 is immediately pushed down according to the drive of the actuator 2 to apply the brake 10. You can

この自動車の衝突回避装置について,アクチュエータ2は,モータ11の回転を減速機12によって20〜50倍程度に減速し,カム軸14に伝達し,同時にカム軸14の回転トルクを高めることができる。この自動車の衝突回避装置は,AI4の学習結果から制御装置3が判断して,制御装置3からアクチュエータ2のモータ11に指令を出して短時間でモータ11を回転させ,カム機構5のカム13を予め決められた所定の回転角に駆動する。本衝突回避装置では,ブレーキ力は,ブレーキペダル9の位置で0であり,ブレーキペダル9の最大踏込み時,即ち,ブレーキフルストロークの位置15で200N程度である。また,ブレーキペダル9の最大踏込みストロークは20mm程度である。ブレーキペダル9のレバー比は4程度であるので,マスターバック18のレバーを踏み込むところでの荷重は800N,最大変位は5mm程度になる。ブレーキペダル9を踏み込む場合に,油圧アクチュエータで押し込む場合は,初期より最大荷重の800Nでの作動となる。一方,本衝突回避装置では,カム機構5を用いた駆動では,初期は荷重はほぼ0であり,偏芯量は5mmに設定されているとすると,回転モーメントは0である。また,ブレーキペダル9をフルに踏み込む時は,800Nであるが,偏芯量は0になるので,駆動トルクはほぼ0になる。   In this vehicle collision avoidance device, the actuator 2 can reduce the rotation of the motor 11 by the speed reducer 12 to about 20 to 50 times and transmit it to the cam shaft 14, and at the same time increase the rotational torque of the cam shaft 14. In this vehicle collision avoidance device, the control device 3 judges from the learning result of AI4, and the control device 3 issues a command to the motor 11 of the actuator 2 to rotate the motor 11 in a short time, thereby causing the cam 13 of the cam mechanism 5 to rotate. Is driven at a predetermined rotation angle. In this collision avoidance device, the braking force is 0 at the position of the brake pedal 9 and is about 200 N at the maximum depression of the brake pedal 9, that is, at the position 15 of the brake full stroke. The maximum stroke of the brake pedal 9 is about 20 mm. Since the lever ratio of the brake pedal 9 is about 4, the load when the lever of the master back 18 is depressed is 800 N and the maximum displacement is about 5 mm. When the brake pedal 9 is stepped on by the hydraulic actuator, the maximum load from the initial stage is 800 N. On the other hand, in the collision avoidance device, in the drive using the cam mechanism 5, the load is almost 0 in the initial stage, and if the eccentricity amount is set to 5 mm, the rotational moment is 0. When the brake pedal 9 is fully depressed, the driving torque is 800 N, but the eccentricity is 0, so the driving torque is almost 0.

この自動車の衝突回避装置については,カム機構5のカム軸14,即ち,クランク軸の回転の速度と回転角は,AI4の判定による運転の危険度により判断されて駆動するように設定されている。AI4の判定について,車両1の走行が危険ではあるが,アクチュエータ2のポテンショメータからの検出信号により,車両1の減速でよいという判断では,,それなりのカム軸14の回転速度とカム13の回転角になるように設定する。車両1の前に急に人が飛び出してきた時も,その危険度によってブレーキ強度を加減するように設定する。アクチュエータ2のポテンショメータからの検出信号により,人の極めて危険な飛び出しには,最高速度によってブレーキペダル9のブレーキフルストローク位置15まで一気に駆動する。制御装置3では,車両1の運転の安全が確保される限り,過度のブレーキ10を避けるようにプログラミングされている。その理由は,車両1の搭乗者の安全に配慮するためである。車両1の急ブレーキでは,運転者がハンドルにぶつかったり,助手席の搭乗者がフロントガラスにぶつかるのを避けるためである。しかしながら,アクチュエータ2は,車外の人に危害が加わると判断したら,容赦なく緊急ブレーキを最高速度でブレーキフルストローク位置15まで駆動する。それは,車内の人が受ける衝撃よりも,車外の人の人命が圧倒的に優先度が高いためである。   In this vehicle collision avoidance device, the rotation speed and rotation angle of the cam shaft 14 of the cam mechanism 5, that is, the crank shaft, are set so that the vehicle is driven by being judged according to the driving risk according to the AI4 judgment. . Regarding the determination of AI4, when the traveling of the vehicle 1 is dangerous, but it is determined by the detection signal from the potentiometer of the actuator 2 that deceleration of the vehicle 1 is sufficient, the rotation speed of the cam shaft 14 and the rotation angle of the cam 13 are appropriate. To be set. Even when a person suddenly jumps out in front of the vehicle 1, the braking strength is adjusted according to the degree of danger. In response to a detection signal from the potentiometer of the actuator 2, when the person is extremely dangerous to jump out, the brake pedal 9 is driven all at once to the brake full stroke position 15 of the brake pedal 9 at the maximum speed. The controller 3 is programmed to avoid excessive braking 10 as long as the driving safety of the vehicle 1 is ensured. The reason is to consider the safety of the passengers of the vehicle 1. This is to prevent the driver from hitting the steering wheel or the passenger in the passenger seat hitting the windshield when the vehicle 1 is suddenly braked. However, if the actuator 2 determines that a person outside the vehicle will be injured, the actuator 2 will relentlessly drive the emergency brake at the maximum speed to the brake full stroke position 15. This is because the lives of people outside the vehicle are overwhelmingly higher in priority than the impacts of people inside the vehicle.

また,この自動車の衝突回避装置は,車両1のミスシフトや,車両1のコンビニに前向きに停車し,バックにシフトした積もりで,運転者がアクセルベダルを踏むと,車両1が直進してコンビニ店内に突き込むことになるが,この場合には,本発明に設けたライダー6や単眼カメラ7等の監視機器が車両1の前方を監視しているので,本衝突回避装置が作動して車両1は緊急停止ることができる。運転者がアクセルペダルとブレーキペダル9を踏み間違えて,停車の積もりでアクセルペダルを踏み込んでしまった場合も,車両1の前方を監視しており,車両1の物体への衝突の危険と判断すれば,本衝突回避装置が作動して車両1の障害物への衝突を回避する。既存の衝突回避装置は,どんにアクセルペダルを踏み込んでも,ブレーキペダル9が踏まれた時点で,アクセルよりブレーキ10の作動が優先するように設定されている。それは,アクセルペダルは,エンジンを直接制御しておらず,アクセルの回度を信号に置き換えてエンジンを制御しているために上記の設定が成り立っている。アクセル信号に対してブレーキペダル9が踏まれたブレーキ信号が優先するということである。   In addition, this vehicle collision avoidance device is a mis-shift of the vehicle 1 or the vehicle 1 stops at the convenience store in the forward direction, and when the driver shifts to the back, the vehicle 1 goes straight ahead when the driver steps on the accelerator pedal, However, in this case, since the monitoring device such as the rider 6 and the monocular camera 7 provided in the present invention monitors the front of the vehicle 1, the collision avoidance device operates and the vehicle 1 operates. You can make an emergency stop. Even when the driver missteps the accelerator pedal and the brake pedal 9 and depresses the accelerator pedal due to the accumulation of the stopped vehicle, the front of the vehicle 1 is monitored and it is judged that there is a risk of collision with an object of the vehicle 1. For example, the collision avoidance device operates to avoid collision of the vehicle 1 with an obstacle. The existing collision avoidance device is set so that the operation of the brake 10 has priority over the accelerator when the brake pedal 9 is depressed no matter how much the accelerator pedal is depressed. The above setting is established because the accelerator pedal does not directly control the engine but replaces the accelerator speed with a signal to control the engine. This means that the brake signal obtained by pressing the brake pedal 9 has priority over the accelerator signal.

この発明による自動車の衝突回避装置は,,使用過程車のブレーキペダルの近傍に既存のブレーキとは独立して取り付けたアクチュエータであって,例えば,使用過程車のブレーキシステムに独立して設けることが好ましいものである。   The vehicle collision avoidance device according to the present invention is an actuator installed in the vicinity of the brake pedal of the in-use vehicle independently of the existing brake, and may be provided independently of the brake system of the in-use vehicle, for example. It is preferable.

1 車両
2 アクチュエータ
3 制御装置
4 AI
5 カム機構
6 ライダー
7 単眼カメラ
8 車速センサー
9 ブレーキペダル
10 ブレーキ
11 モータ
12 減速機
13 カム
14 カム軸
15 ブレーキ降るストローク位置
16 ベアリング
19 隙間
22 ブレーキ機構
23 モニター
31 クランク
1 Vehicle 2 Actuator 3 Controller 4 AI
5 Cam Mechanism 6 Rider 7 Monocular Camera 8 Vehicle Speed Sensor 9 Brake Pedal 10 Brake 11 Motor 12 Reducer 13 Cam 14 Cam Shaft 15 Brake Down Stroke Position 16 Bearing 19 Gap 22 Brake Mechanism 23 Monitor 31 Crank

Claims (5)

使用過程車の車両に装備されたブレーキ機構,前記ブレーキ機構を作動させるアクチュエータ,前記車両に搭載されて前記車両の前方の物体を検知する監視機器,及び前記監視機器からの情報を判断して前記アクチュエータの作動を制御する制御装置を備えており,前記アクチュエータは,前記制御装置からの指令に応答して前記ブレーキ機構が備えている既存のブレーキペダルを機械的に直接駆動することから成る自動車の衝突回避装置。   A brake mechanism installed in a vehicle of an in-use vehicle, an actuator that operates the brake mechanism, a monitoring device that is mounted on the vehicle and detects an object in front of the vehicle, and the information from the monitoring device is determined to determine the information. A vehicle having a control device for controlling the operation of an actuator, wherein the actuator mechanically directly drives an existing brake pedal provided in the brake mechanism in response to a command from the control device. Collision avoidance device. 前記アクチュエータは,前記ブレーキペダルの踏込み領域に干渉しない位置に設定されていることから成る請求項1に記載の自動車の衝突回避装置。   2. The vehicle collision avoidance device according to claim 1, wherein the actuator is set at a position that does not interfere with a depression area of the brake pedal. 前記アクチュエータは,モータ,前記モータの出力軸の回転速度を減速する減速機,前記減速機の出力軸に連結され且つ前記ブレーキペダルに直接当接して前記ブレーキペダルを踏み込む方向に駆動するカム軸に設けたカムを有するカム機構,及び前記カムの変位を電圧に変換するポテンショメータを備えており,前記アクチュエータは前記制御装置からの指令に応答して前記モータを駆動して前記ブレーキペダルを踏み込む方向に前記カムを機械的に直接駆動することから成る請求項1又は2に記載の自動車の衝突回避装置。   The actuator is a motor, a speed reducer that reduces the rotational speed of the output shaft of the motor, and a cam shaft that is connected to the output shaft of the speed reducer and that is in direct contact with the brake pedal and drives the brake pedal in the stepping direction. A cam mechanism having a provided cam and a potentiometer for converting the displacement of the cam into a voltage are provided, and the actuator drives the motor in response to a command from the control device to move the brake pedal in the direction of depression. 3. The vehicle collision avoidance device according to claim 1, which comprises directly driving the cam mechanically. 前記カム機構は,前記カム軸に設けた前記カム,又は前記カム軸に設けたクランクと前記クランクの先端に設けたベアリングで形成された前記カムから構成されていることから成る請求項3に記載の自動車の衝突回避装置。   4. The cam mechanism according to claim 3, wherein the cam mechanism includes the cam provided on the cam shaft, or the cam formed by a crank provided on the cam shaft and a bearing provided at a tip of the crank. Car collision avoidance device. 前記車両に搭載された前記監視機器は,前方の環境を確認するカメラ,前記車両の速度を検知する前記使用過程車が備えている車速センサー,及び光を使って前方の物体を検知して対象物までの距離を計測するライダーであり,前記制御装置は,前記カメラ,前記車速センサー及び前記ライダーからの情報の検出信号を受けて,前記アクチュエータを駆動して前記ブレーキペダルを駆動することから成る請求項1〜4のいずれか1項に記載の自動車の衝突回避装置。   The monitoring device mounted on the vehicle detects a front object using a camera for confirming a front environment, a vehicle speed sensor included in the in-use vehicle for detecting a speed of the vehicle, and a light to detect a front object. A rider that measures a distance to an object, wherein the control device receives a detection signal of information from the camera, the vehicle speed sensor, and the rider, and drives the actuator to drive the brake pedal. The vehicle collision avoidance device according to any one of claims 1 to 4.
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