CN101479135A - 踏板操作量检测设备 - Google Patents

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CN101479135A CNA2007800237941A CN200780023794A CN101479135A CN 101479135 A CN101479135 A CN 101479135A CN A2007800237941 A CNA2007800237941 A CN A2007800237941A CN 200780023794 A CN200780023794 A CN 200780023794A CN 101479135 A CN101479135 A CN 101479135A
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Abstract

本发明公开了一种踏板操作量检测设备，其中制动踏板(11)及紧固在操作杆(15)的端部处的马蹄夹(16)通过连接轴(18)可枢转地连接在一起，套筒(22)布置在制动踏板(11)与连接轴(18)之间，检测器(24a，24b，25a，25b)安装在套筒(22)的可弹性变形的套筒主体(22a)的外周表面上，并且ECU(26)基于由各个检测器(24a，24b，25a，25b)检测到的负载来计算踏板踩踏力。该设备具有简化的结构，提高了安装便利性并能以高精度检测操作量。

Description

踏板操作量检测设备
技术领域
本发明涉及踏板操作量检测设备，其对通过使操作踏板的枢转操作转换为操作杆的直线操作而传递至操作目标单元的踏板操作量进行检测。
背景技术
例如，公知一种电控制动器(ECB)作为车辆的制动设备，具体而言，作为根据从制动踏板输入的操作量(例如，踏板行程和踩踏力)对由制动设备施加的制动力(即，供应至对制动设备进行驱动的轮缸的制动油压)进行电控制的电控制动设备。
ECB在蓄液器中存储由泵升高的油压，并根据操作者的制动要求将调节后的压力作为制动油压供应至轮缸。更具体而言，当操作者踩踏制动踏板时，主缸与制动踏板的操作量相对应地产生油压。同时，一部分操作油流入行程模拟器以与制动踏板的踩踏力相对应地调节制动踏板的操作量。另一方面，制动ECU根据踏板行程来设定车辆的目标减速度，确定施加至车轮的制动力的分配，并从蓄液器向各个轮缸供应预定油压。
在上述电控制动设备中，要求以较高精度来检测从制动踏板输入的操作量(例如踏板行程及踩踏力)。下述专利文献1描述了一种用于检测制动踏板的操作量的常规设备。
在下述专利文献1中描述的制动设备中，制动踏板具有由车体以可枢转的方式支撑的上端部、以及经由马蹄夹可枢转地连接至输入杆的端部的中部，并且枢转杆被可枢转地设置，并保持踩踏力开关，使得枢转杆的端部能够推压踩踏力开关的可动杆。制动踏板的操作使得枢转杆枢转并推压踩踏力开关的可动杆，由此可以检测踏板力。
专利文献1：日本专利申请早期公开No.2000-168532
发明内容
本发明解决的问题
上述对制动设备中的制动踏板的操作量进行检测的常规设备要求枢转杆将制动踏板的操作力传递至踩踏力开关，由此使得结构变复杂，并且增大了制造成本。此外，为了对踏板踩踏力进行高精度检测，就必须确保枢转杆的高制造精度及装配精度，并且牺牲了安装便利性。
为了解决上述问题完成了本发明，且本发明的目的在于提供一种踏板操作量检测设备，其可实现简化的结构、提高的安装便利性、以及对操作量的高精度检测。
解决问题的手段
为了解决上述问题并实现发明目的，根据本发明的踏板操作量检测设备是一种踏板操作量检测设备，其对在操作踏板的枢转操作被转换为操作杆的直线操作时传递至操作目标单元的踏板操作量进行检测，所述踏板操作量检测设备包括：连接构件，其将所述操作踏板与所述操作杆连接；负载检测单元，其布置在所述操作踏板与所述连接构件之间或者布置在所述连接构件与所述操作杆之间，以对在两者之间施加的负载进行检测；相位获取单元，其获得所述负载检测单元在所述操作踏板的枢转方向上的相位；以及踏板操作量计算单元，其根据由所述负载检测单元检测得到的所述负载以及由所述相位获取单元获取的所述相位来计算所述踏板操作量。
在根据本发明的踏板操作量检测设备中，所述负载检测单元对施加至所述操作踏板与所述连接构件相互接触的部分或者施加至所述连接构件与所述操作杆相互接触的部分的负载进行检测。
在根据本发明的踏板操作量检测设备中，所述连接构件是将所述操作踏板与固定于所述操作杆端部的马蹄夹连接的连接轴，所述负载检测单元对所述连接轴的周向上的多个不同位置处的负载进行检测，所述相位获取单元获取对所述负载进行检测的所述多个不同位置处的相位差，并且所述踏板操作量计算单元根据所述多个位置处的所述负载以及其间的所述相位差来计算所述踏板操作量。
在根据本发明的踏板操作量检测设备中，所述负载检测单元在所述连接轴的所述周向上以90度间隔布置在多个位置处。
在根据本发明的踏板操作量检测设备中，所述相位获取单元设置有踏板位移量检测单元，所述踏板位移量检测单元对所述操作踏板的位移量进行检测，所述踏板操作量计算单元根据由所述负载检测单元检测得到的所述负载以及由所述踏板位移量检测单元检测得到的所述踏板位移量来计算所述踏板操作量。
在根据本发明的踏板操作量检测设备中，所述连接构件是将所述操作踏板与固定于所述操作杆端部的马蹄夹连接的连接轴，并且所述负载检测单元在所述连接轴的所述周向上以180度间隔布置在多个位置处。
在根据本发明的踏板操作量检测设备中，所述负载检测单元布置在跨过所述操作杆的负载输入位置的、在所述连接轴的所述周向上的相对两侧的至少两个位置处，其间的布置角度等于或者大于所述操作踏板的最大枢转操作角度。
在根据本发明的踏板操作量检测设备中，所述负载检测单元在所述连接轴的所述周向上布置在两个位置处，其间的布置角度等于或者小于45度，并且所述踏板操作量计算单元根据基于由位于多个位置的所述负载检测单元检测得到的所述负载以及由所述相位获取单元获取的所述相位差的八次均方根来计算所述踏板操作量。
发明效果
在根据本发明的踏板操作量检测设备的情况下，操作踏板与操作杆通过连接构件相互连接，并且踏板操作量检测设备包括：布置在操作踏板与连接构件之间或者布置在连接构件与操作杆之间的负载检测单元；获得负载检测单元在所述操作踏板的枢转方向上的相位的相位获取单元；以及根据负载以及相位来计算踏板操作量的踏板操作量计算单元。当操作踏板被操作时，负载检测单元对在操作踏板与连接构件之间施加的负载或者在连接构件与操作杆之间施加的负载进行检测，相位获取单元获得负载检测单元的相位，并且踏板操作量计算单元根据检测到的负载以及获得的相位来计算踏板操作量。因此，无需额外构件来将操作踏板的操作量传递至负载检测单元，由此可以实现简化的结构、提高的安装便利性、以及对操作量的高精度检测。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的踏板操作量检测设备的示意性构造的水平剖视图(沿图3的线I-I所取的剖视图)；
图2是沿图1的线II-II所取的剖视图，示出了根据第一实施例的踏板操作量检测设备的检测器的布置；
图3是根据第一实施例的踏板操作量检测设备的正视图；
图4是根据第一实施例的踏板操作量检测设备的负载检测单元的输出电压的视图；
图5是根据本发明的第二实施例的踏板操作量检测设备的示意性构造的水平剖视图；
图6是沿图5的线VI-VI所取的剖视图，示出了根据第二实施例的踏板操作量检测设备的检测器的布置；
图7是根据第二实施例的踏板操作量检测设备的负载检测单元的输出电压的曲线图；
图8是在根据本发明的第三实施例的踏板操作量检测设备中将制动踏板与操作杆连接的部分的剖视图；
图9-1是用于基于一次均方根来计算踏板踩踏力的平均输出系数的曲线图；并且
图9-2是用于基于八次均方根来计算踏板踩踏力的平均输出系数的曲线图。
附图标记说明
11     制动踏板(操作踏板)
15     操作杆
16     马蹄夹
18     连接轴(连接构件)
21     连接孔
22     套筒
24a，24b，25a，25b，31，32      检测器(负载检测单元)
26    电子控制单元(ECU；操作量计算单元)
33    踏板操作角度传感器(枢转角度检测单元)
具体实施方式
以下将参考附图来详细描述根据本发明的踏板操作量检测设备的示例性实施例。但是，应当注意，本发明并不限于这些实施例。
第一实施例
图1是根据本发明的第一实施例的踏板操作量检测设备的示意性构造的水平剖视图(沿图3的线I-I所取的剖视图)，图2是沿图1的线II-II所取的剖视图，示出了根据第一实施例的踏板操作量检测设备的检测器的布置，图3是根据第一实施例的踏板操作量检测设备的正视图，并且图4是根据第一实施例的踏板操作量检测设备的负载检测单元的输出电压的曲线图。
在图1至图3所示的第一实施例的踏板操作量检测设备中，起操作踏板作用的制动踏板11具有上端部和下端部，上端部由车体侧的安装支架12上的支撑轴13以可枢转并悬架的方式支撑，并且踏板14以驾乘者可在踏板14上踩踏的方式安装在下端部上。另一方面，操作杆15具有末端部，该末端部连接至主缸和制动助力器(未示出)，主缸和制动助力器(brake booster)是操作目标，其操作对制动设备进行控制。
此外，操作杆15具有形成在基端部的螺纹部15a。螺纹部15a拧入马蹄夹16，而锁止螺母17拧在操作杆15上并与马蹄夹16进行接触，由此防止操作杆15(螺纹部15a)相对于马蹄夹16的拧紧状态发生松动。马蹄夹16具有臂部16a，16b。臂部16a，16b以两者间具有预定距离的状态分别布置在制动踏板11中部的两侧。连接轴18穿过制动踏板11以及两个臂部16a，16b，由此以可枢转的方式连接马蹄夹16和制动踏板11。
由此，当驾乘者踩踏制动踏板11时，制动踏板11绕支撑轴13枢转，并且制动踏板11的操作量(操作力)经由连接轴18和马蹄夹16传递至操作杆15。然后，操作杆15沿轴向运动，使得制动助力器以及主缸工作。
在第一实施例中，本发明的将制动踏板11和操作杆15连接的连接构件被构造为连接轴18。
当制动踏板11的枢转操作被转换为操作杆15的直线操作时，第一实施例的踏板操作量检测设备检测传递至主缸及制动助力器的踏板操作量。第一实施例的踏板操作量检测设备包括：布置在制动踏板11与连接轴18(即，连接构件)之间以检测施加在制动踏板11与连接轴18之间的负载的负载检测单元、获得负载检测单元在制动踏板11的枢转方向上的相位的相位获取单元、以及基于由负载检测单元检测到的负载和由相位获取单元获得的相位来计算踏板操作量(踏板踩踏力)的踏板操作量计算单元。在这里，负载检测单元对施加在制动踏板11与连接轴18接触所处的部分上的负载进行检测。
连接孔21形成在制动踏板11的中部，并具有其直径大于连接轴18的外径的圆形截面。连接孔21具有位于轴向(制动踏板11的厚度方向)上的一端侧的小直径部分21a以及位于轴向上的另一端侧的大直径部分21b。呈圆筒形的套筒22包括其内径及外径均沿轴向保持均一的套筒主体22a，以及从套筒主体22a的一个轴向端部呈环状向外突伸且其外径沿轴向保持均一的凸缘22b。凸缘22b的外径被设定为大于套筒主体22a的外径。套筒22的套筒主体22a起弹性体的作用，其在外力下可变形。
套筒22设置在制动踏板11的连接孔21内，使得套筒主体22a在存在预定间隙的情况下松配合在小直径部分21a及连接孔21内，而凸缘22b装配至大直径部分21b。由此，套筒22紧固至制动踏板11而类似单个单元。此外，在存在预定间隙的情况下，连接轴18穿过紧固至制动踏板11的套筒22，并进一步穿过马蹄夹16的两个臂部16a，16b。圆筒形衬套23在套筒22的轴向上的一端侧处固定至套筒主体22a的内周表面。衬套23的内周表面能够以可滑动的方式与连接轴18的外周表面接触。
在套筒22的套筒主体22a的外周表面上，四个检测器24a，24b，25a及25b被安装为在轴向上的另一端侧与凸缘22b接触。在第一实施例中，两个检测器24a及24b在连接有操作杆15的一侧安装到套筒主体22a的外周表面上。另两个检测器25a及25b安装在相对一侧。在沿周向等角布置(以90度间隔)的情况下，检测器24a，24b，25a及25b可检测在连接轴18的周向上的不同位置处的负载。
当抵抗施加至套筒22的凸缘22b的负载而踩踏制动踏板11时，通过操作杆15将反作用力的负载经由马蹄夹16、连接轴18及衬套23施加至套筒22的套筒主体22a。由此，套筒主体22a变形。在变形时，检测器24a及24b检测拉伸负载而检测器25a及25b检测压缩负载。
起上述相位获取单元及踏板操作量计算单元作用的电子控制单元(ECU)26接收由各个检测器24a，24b，25a及25b获得的检测结果的输入。在考虑检测负载的检测器24a，24b，25a及25b的各个位置之间的相位差的情况下，ECU 26基于由检测器24a，24b，25a及25b检测到的负载来计算制动踏板11的操作量(换言之，踏板踩踏力)。
当制动踏板11被踩踏时，套筒主体22a以套筒22中的凸缘22b为基点发生变形。因此，检测器24a及24b检测拉伸负载f1a及f1b，而检测器25a及25b检测压缩负载f2a及f2b。基于由检测器24a及24b检测到的拉伸负载f1a及f1b以及由检测器25a及25b检测到的压缩负载f2a及f2b，ECU 26根据下述数学表达式来计算踏板踩踏力F。在该表达式中，A表示转换系数。
Fa＝f2a-f1a
Fb＝f2b-f1b
F＝A(Fa2+Fb2)1/2
在该情况下，如图4所示，当踏板踩踏力F增大时，由检测器24a及24b检测到的与拉伸负载f1a及f1b分别对应的输出电压E1a及E1b升高，而由检测器25a及25b检测到的与压缩负载f2a及f2b分别对应的输出电压E2a及E2b降低。
因此，如图1至图3所示，当驾乘者踩踏制动踏板11时，制动踏板11因沿图3中顺时针方向的踩踏力而绕支撑轴13枢转。然后，踩踏力从制动踏板11经由连接轴18输入至马蹄夹16。踩踏力进而从马蹄夹16传递至操作杆15，操作杆15因此而前进。
在套筒22中的套筒主体22a根据从制动踏板11输入的踩踏力而发生位移的情况下，检测器24a及24b检测拉伸负载，而检测器25a及25b检测压缩负载。在考虑各个检测器24a，24b，25a及25b之间的相位差的情况下，ECU 26基于由检测器24a，24b，25a及25b检测到的负载来计算制动踏板11的踏板踩踏力。
如上所述，在第一实施例的踏板操作力检测设备中，制动踏板11经由连接轴18可枢转地连接到马蹄夹16，马蹄夹16紧固在操作杆15的端部，套筒22布置在制动踏板11与连接轴18之间，检测器24a，24b，25a及25b安装在套筒22的可弹性变形的套筒主题22a的外周表面上，并且ECU 26基于由检测器24a，24b，25a和25b检测到的负载以及各个检测器24a，24b，25a和25b之间的相位差，来计算踏板才塔里
因此，当制动踏板11被踩踏时，检测器24a，24b，25a及25b检测作用在制动踏板11与连接轴18之间的负载，并且ECU 26基于由检测器24a，24b，25a，及25b检测到的拉伸负载及压缩负载来计算踏板踩踏力。因此，无需用于将制动踏板11的踩踏力传递至检测器24a，24b，25a及25b的额外构件，由此可以实现简化的结构、提高的安装便利性和对踩踏力的高精度检测。
此外，因为检测器24a，24b，25a及25b对作用在制动踏板11与连接轴18彼此接触的部分上的负载进行检测，故可方便地安装检测器24a，24b，25a及25b，由此可以实现简化的结构和提高的安装便利性。此外，当多个检测器24a，24b，25a及25b沿连接轴18的周向以90度间隔布置、由此来检测连接轴18的周向上的多个不同位置处的负载时，无论制动踏板11的枢转角度如何，均能够以高精度来检测踏板踩踏力。
第二实施例
图5是根据本发明的第二实施例的踏板操作量检测设备的示意性构造的水平剖视图，图6是沿图5的线VI-VI所取的剖视图，示出了根据第二实施例的踏板操作量检测设备的检测器的布置，并且图7是根据第二实施例的踏板操作量检测设备的负载检测单元的输出电压的曲线图。将以相同的附图标记来表示具有与第一实施例所述的那些相同功能的元件，并将不再重复对其的描述。
在第二实施例的踏板操作量检测设备中，如图5及图6所示，制动踏板11由支撑轴13以可枢转的方式支撑，而操作杆15具有拧入马蹄夹16并被锁止螺母17紧固的螺纹部15a。制动踏板11与操作杆15通过连接轴18而彼此连接，连接轴18穿过马蹄夹16的两个臂部16a，16b以及制动踏板11。
在第二实施例中，负载检测单元布置在制动踏板11与连接轴18之间以检测作用于其间的负载，并且踏板枢转角度检测单元被布置为检测制动踏板11的枢转角度。踏板操作量计算单元基于由负载检测单元检测到的负载、由踏板位移量检测单元检测到的踏板位移量、以及由相位获取单元获得的相位，来计算踏板操作量(踏板踩踏力)。
连接孔21形成在制动踏板11的中部内，并且连接孔21具有小直径部分21a及大直径部分21b。套筒22包括套筒主体22a及凸缘22b。套筒22布置在制动踏板11的连接孔21中，使得套筒主体22a在其间存在预定缝隙的情况下松配合在小直径部分21a及连接孔21内，而凸缘22b装配至大直径部分21b。由此，将套筒22紧固至制动踏板11而类似单个单元。此外，在其间存在预定缝隙的情况下，连接轴18穿过马蹄夹16的两个臂部16a，16b，进而穿过紧固至制动踏板11的套筒22。在套筒22的套筒主体22a的内周表面上，衬套23紧固在轴向上的一端侧。衬套23的内周表面与连接轴18的外周表面以可滑动方式彼此接触。
起上述负载检测单元作用的两个检测器31及32安装在套筒22的套筒主体22a的外周表面上，由此在轴向上的另一端侧与凸缘22b接触。在第二实施例中，检测器31安装在连接有操作杆15的一侧处，而检测器32在相对的一侧安装在套筒主体22a的外周表面上。检测器31及32沿周向等角(以180度间隔)布置，由此检测连接轴18的周向上的不同位置处的负载。
当抵抗施加至套筒22的凸缘22b的负载而踩踏制动踏板11时，反作用力的负载从操作杆15经由马蹄夹16、连接轴18及衬套23施加至套筒22的套筒主体22a。因此，套筒主体22a发生变形。此时，当检测器31检测拉伸负载时，检测器32检测压缩负载。
此外，在制动踏板11的支撑轴13上，安装踏板操作角度传感器33作为上述踏板位移量检测单元。当制动踏板11被踩踏时，踏板操作角度传感器33可以检测制动踏板11的枢转角度。本发明的踏板位移量检测单元并不限于踏板操作角度传感器33。例如，可基于由安装至主缸的踏板行程传感器或活塞行程传感器检测到的制动踏板11的踏板行程、或者主缸的压力来进行计算。
起上述相位获取单元及踏板操作量计算单元作用的ECU 26接收由检测器31及32获得的检测结果的输入，以及由踏板操作角度传感器33获得的检测结果的输入。ECU 26基于由检测器31及32检测到的负载、由踏板操作角度传感器33检测到的枢转角度、以及检测器31及32之间的相位差，来计算制动踏板11的操作量(换言之，踏板踩踏力)。换言之，ECU 26根据检测器31及32检测到的制动踏板11的踏板踩踏力、基于检测器31及32的位置(相位)计算得到的相位差、以及由踏板操作角度传感器33检测到的枢转角度，来计算制动踏板11的踏板踩踏力。
具体而言，当制动踏板11被踩踏时，套筒22的套筒主体22a以凸缘22b为基点发生变形，并且检测器31检测拉伸负载f11，而检测器32检测压缩负载f12。此外，踏板操作角度传感器33检测枢转角度θL1。基于由检测器31检测到的f11、由检测器32检测到的f12、以及由踏板操作角度传感器33检测到的θL1，ECU 26根据下述数学表达式来计算踏板踩踏力F。这里，L2表示从支撑轴13的中心到连接轴18的中心的距离，L3表示从操作杆15的末端到连接轴18的中心的距离，Lh表示从操作杆15的中心线到支撑轴13的中心的高度，θL20表示从操作杆15的中心线到制动踏板11的初始位置的角度，θL23表示沿反作用力的负载从操作杆15传递的方向的轴线相对于制动踏板11的初始位置的角度，θL30表示操作杆15的中心线与反作用力的负载从操作杆15传递的方向之间的角度差，而θLos是在操作中操作杆15在可检测方向上的偏移角度，而A表示转换系数。
θL23＝θL20+θL1+sin-1(Lh-sin(θL20+θL1)/L3)
θLos＝θL23-θL20-θL30
F＝A(f11-f12)/cosθLOS
如图7所示，当踏板踩踏力F增大时，由检测器31检测到的拉伸负载f11的输出电压E1升高，而由检测器32检测到的压缩负载f12的输出电压E2降低。
因此，如图5及图6所示，当驾乘者踩踏制动踏板11并且制动踏板11因踩踏力而绕支撑轴13枢转时，踩踏力经由连接轴18从制动踏板11输入至马蹄夹16，进而从马蹄夹16传递至操作杆15，由此使操作杆15前进。
此时，因为套筒22的套筒主体22a因从制动踏板11输入的踩踏力而发生位移，故检测器31检测到拉伸负载，检测器32检测到压缩负载，而踏板操作角度传感器33检测到枢转角度θL1。ECU 26基于由检测器31及32检测到的负载以及由踏板操作角度传感器33检测到的枢转角度，来计算制动踏板11的踏板踩踏力。
在根据第二实施例的踏板操作力检测设备中，制动踏板11及紧固在操作杆15的端部处的马蹄夹16通过连接轴18可枢转地彼此连接，并且套筒22布置在制动踏板11与连接轴18之间，检测器31及32安装在套筒22的可弹性变形的套筒主体22a的外周表面上，并且ECU 26基于由检测器31及32检测到的负载及由踏板操作角度传感器33检测到的枢转角度，来计算踏板踩踏力。
因此，当踩踏制动踏板11时，检测器31及32检测在制动踏板11与连接轴18之间施加的负载，踏板操作角度传感器33检测枢转角度，而ECU 26基于分别由检测器31及32检测到的拉伸负载及压缩负载以及由踏板操作角度传感器33检测到的枢转角度来计算踏板踩踏力。因此，无需额外构件来将制动踏板11的踩踏力传递至检测器31及32，由此可以实现简化的结构，提高的安装便利性，以及对踩踏力的高精度检测。
此外，因为多个检测器(即，两个检测器31及32)沿连接轴18的周向以180度间隔布置并且在沿连接轴18的周向的多个不同位置处检测负载，故无论制动踏板11的枢转角度如何均能够以高精度检测踏板踩踏力。当设布置两个检测器31及32并根据由踏板操作角度传感器33检测到的枢转角度对检测到的负载进行校正时，能够以高精度检测踏板踩踏力。
第三实施例
图8是在根据本发明的第三实施例的踏板操作量检测设备中制动踏板与操作杆连接所处的部分的剖视图，图9-1是表示用于利用一次均方根来计算踏板踩踏力的平均输出系数的图表，而图9-2是表示用于利用八次均方根来计算踏板踩踏力的平均输出系数的曲线图。根据第三实施例的踏板操作量检测设备的整体构造与上述第一实施例大致相同，并将参考图1及图3进行描述。将以相同的附图标记来表示具有与第一实施例所述的那些相同功能的元件，并将不再重复对其的描述。
在根据第三实施例的踏板操作量检测设备中，如图1、3及8所示，制动踏板11的上端部以可枢转并悬架的方式支撑在车体侧。操作杆15具有拧入马蹄夹16并由锁止螺母17紧固的螺纹部15a。马蹄夹16具有以预定距离间隔布置的两个臂部16a，16b。操作杆15与马蹄夹16通过连接轴18可枢转地彼此连接，连接轴18穿过制动踏板11以及两个臂部16a，16b。
根据第三实施例的踏板操作量检测设备用于检测在制动踏板11的枢转操作被转换为操作杆15的直线操作时传递的踏板操作量。踏板操作量检测设备包括：布置在制动踏板11与连接轴18之间以检测在制动踏板11与连接轴18之间施加的负载的负载检测单元、获得负载检测单元在制动踏板11的枢转方向上的相位的相位获取单元、以及基于由负载检测单元检测到的负载以及由相位获取单元获得的相位来计算踏板操作量(踏板踩踏力)的踏板操作量计算单元。负载检测单元对施加至制动踏板11与连接轴18彼此接触处的部分的负载进行检测。
连接孔21形成在11的中部内。连接孔21具有位于一端侧的小直径部分21a以及位于另一端侧的大直径部分21b。套筒22具有套筒主体22a以及形成在套筒主体22a上的凸缘22b。套筒22布置在制动踏板11的连接孔21内，使得套筒主体22a在其间存在预定间隙的情况下松配合在小直径部分21a及连接孔21内，而凸缘22b装配至大直径部分21b，由此将套筒22紧固至制动踏板11而类似单个单元。此外，连接轴18穿过马蹄夹16的两个臂部16a，16b，进而穿过紧固至制动踏板11的套筒22。衬套23紧固至套筒22的内周表面，使得衬套23的内周表面与连接轴18的外周表面以可滑动的方式进行接触。
在套筒22的套筒主体22a的外周表面上，将四个检测器24a，24b，25a及25b作为上述负载检测单元安装为与位于轴向上的另一端侧的凸缘22b接触。在第三实施例中，两个检测器24a及24b在连接有操作杆15的一侧处安装在套筒主体22a的外周表面上，而两个检测器25a及25b则安装在相对一侧处。两个检测器24a及24b分别布置在跨过操作杆15的负载输入位置的、沿连接轴18的周向的相对两侧。两个检测器24a及24b之间的布置角度β等于或大于制动踏板11的最大枢转操作角α。此外，检测器25a及25b以关于连接轴18的中心与检测器24a及24b对称的方式布置。两个检测器25a及25b之间的布置角度β等于或大于制动踏板11的最大枢转操作角α。在第三实施例中，制动踏板11的最大枢转操作角α约为30度，而检测器25a及25b之间以及检测器24a及24b之间的布置角度β为45度，由此可在连接轴18的周向上的不同位置处检测负载。
因此，当制动踏板11被踩踏时，当负载施加至套筒22的凸缘22b时，反作用力的负载从操作杆15经由马蹄夹16、连接轴18及衬套23施加至套筒22的套筒主体22a。然后，套筒主体22a发生变形。检测器24a及24b检测拉伸负载，而检测器25a及25b检测压缩负载。
在考虑对负载进行检测的检测器24a，24b，25a及25b的位置的相位差的情况下，ECU 26基于由检测器24a，24b，25a及25b检测到的负载来计算制动踏板11的操作量(换言之，踏板踩踏力)。
当制动踏板11被踩踏时，套筒22的套筒主体22a以凸缘22b为基点发生变形。然后，检测器24a及24b检测拉伸负载f1a及f1b，而检测器25a及25b检测压缩负载f2a及f2b。基于由检测器24a及24b检测到的拉伸负载f1a及f1b以及由检测器25a及25b检测到的压缩负载f2a及f2b，ECU 26根据下述数学表达式来计算踏板踩踏力F。在这里，A表示转换系数。
此外，在第三实施例中，基于由检测器24a，24b，25a及25b在四个位置检测到的负载以及各个检测器24a，24b，25a及25b之间的相位差，ECU 26根据其转换系数A最小的多次均方根(具体而言，八次均方根)来计算踏板踩踏力F。
Fa＝f2a-f1a
Fb＝f2b-f1b
F＝A(Fa8+Fb8)1/8
当基于分别由检测器24a，24b，25a及25b在四个位置检测到的负载以及其间的相位差而根据一次均方根来计算踏板踩踏力F时，如图9-1所示，平均输出系数(转换系数)A根据制动踏板11的操作角度而在1.7至1.85的范围内显著地波动。另一方面，当基于分别由检测器24a，24b，25a及25b在四个位置检测到的负载以及其间的相位差而根据八次均方根来计算踏板踩踏力F时，如图9-2所示，平均输出系数(转换系数)A根据制动踏板11的操作角度而在1.0075至1.011的范围内收敛。
因此，如图1、2及8所示，当驾乘者踩踏制动踏板11时，制动踏板11因踩踏力而绕支撑轴13枢转。然后，踩踏力从制动踏板11经由连接轴18输入至马蹄夹16，并传递至操作杆15，操作杆15由此前进。在这里，在套筒22的套筒主体22a因制动踏板11输入的踩踏力而变形的情况下，检测器24a及24b检测拉伸负载，而检测器25a及25b检测压缩负载。在考虑各个检测器24a，24b，25a及25b之间相位差的情况下，ECU 26基于由检测器24a，24b，25a及25b检测到的负载来计算制动踏板11的踏板踩踏力。
在根据第三实施例的踏板操作力检测设备中，制动踏板11及紧固在操作杆15的端部处的马蹄夹16经由连接轴18可枢转地彼此连接，套筒22布置在制动踏板11与连接轴18之间，两个检测器24a及24b分别沿连接轴18的周向、跨过操作杆15的负载输入位置的相对两侧布置在套筒22的外周表面上，使得两者间的布置角度β等于或大于制动踏板11的最大枢转操作角α，并且ECU 26基于由检测器24a及24b检测到的负载以及其间的相位差来计算踏板踩踏力。
因此，当制动踏板11被踩踏时，检测器24a，24b，25a及25b检测在制动踏板11与连接轴18之间施加的负载，并且ECU 26基于由检测器24a，24b，25a及25b检测到的拉伸负载及压缩负载来计算踏板踩踏力。由此，无需额外构件来将制动踏板11的踩踏力传递至检测器24a，24b，25a及25b，从而实现了简化的结构、提高的安装便利性以及对踩踏力的高精度检测。
此外，在根据第三实施例的踏板操作力检测设备中，基于由检测器24a，24b，25a及25b在四个位置检测到的负载以及各个检测器24a，24b，25a及25b之间的相位差，在使转换系数A最小的情况下根据八次均方根来计算踏板踩踏力F。因此，减小了因制动踏板的操作角(换言之，各个检测器24a，24b，25a及25b之间的相位差)造成的波动，由此能够以更高的精度来检测踏板踩踏力。
在上述实施例中，套筒22布置在制动踏板11与连接轴18之间，而检测器24a，24b，25a，25b，31及32布置在套筒22上。但是，可替代的，检测器24a，24b，25a，25b，31及32可布置在连接轴18与操作杆15之间，例如马蹄夹16与连接轴18之间，或马蹄夹16与操作杆15之间。
此外，在上述实施例中，检测器24a，24b，25a，25b，31及32分别布置在连接轴18的周向上的多个不同位置，来检测负载。但是，以上并非限制。例如，在使套筒与制动踏板的连接孔类似于单个单元可一起转动的情况下，以可绕连接轴的外周部转动的方式布置套筒。换言之，可以使套筒的截面形状成为椭圆形而非正圆形，由此可通过套筒与制动踏板的连接孔之间的曲面或平面来形成缝隙，并将检测器(负载检测单元)布置在其中。尽管检测器(负载检测单元)布置在沿连接轴的周向的多个不同位置，但所述周向并不限于正圆形的周向，检测器可布置在任何位置，只要该位置在相对于连接轴径向的周向上略微偏移即可。
工业实用性
从以上可知，根据本发明的踏板操作量检测设备包括布置在操作踏板与连接构件之间或布置在连接构件与操作杆之间以检测施加在其间的负载的负载检测单元，并基于由负载检测单元检测到的负载来计算踏板操作量，由此实现简化的结构、提高的安装便利性、以及对操作量的高精度检测，由此适用于任何踏板操作量检测设备。

Claims (8)

1.一种踏板操作量检测设备，其对在操作踏板的枢转操作被转换为操作杆的直线操作时传递至操作目标单元的踏板操作量进行检测，所述踏板操作量检测设备包括：
连接构件，其将所述操作踏板与所述操作杆连接；
负载检测单元，其布置在所述操作踏板与所述连接构件之间或者布置在所述连接构件与所述操作杆之间，以对在两者之间施加的负载进行检测；
相位获取单元，其获得所述负载检测单元在所述操作踏板的枢转方向上的相位；以及
踏板操作量计算单元，其根据由所述负载检测单元检测得到的所述负载以及由所述相位获取单元获取的所述相位来计算所述踏板操作量。
2.根据权利要求1所述的踏板操作量检测设备，其中
所述负载检测单元对施加至所述操作踏板与所述连接构件相互接触的部分或者施加至所述连接构件与所述操作杆相互接触的部分的负载进行检测。
3.根据权利要求1或2所述的踏板操作量检测设备，其中
所述连接构件是将所述操作踏板与固定于所述操作杆端部的马蹄夹连接的连接轴，
所述负载检测单元对所述连接轴的周向上的多个不同位置处的负载进行检测，
所述相位获取单元获取对所述负载进行检测的所述多个不同位置处的相位差，并且
所述踏板操作量计算单元根据所述多个位置处的所述负载以及其间的所述相位差来计算所述踏板操作量。
4.根据权利要求3所述的踏板操作量检测设备，其中
所述负载检测单元在所述连接轴的所述周向上以90度间隔布置在多个位置处。
5.根据权利要求1所述的踏板操作量检测设备，其中
所述相位获取单元设置有踏板位移量检测单元，所述踏板位移量检测单元对所述操作踏板的位移量进行检测，
所述踏板操作量计算单元根据由所述负载检测单元检测得到的所述负载以及由所述踏板位移量检测单元检测得到的所述踏板位移量来计算所述踏板操作量。
6.根据权利要求5所述的踏板操作量检测设备，其中
所述连接构件是将所述操作踏板与固定于所述操作杆端部的马蹄夹连接的连接轴，并且
所述负载检测单元在所述连接轴的所述周向上以180度间隔布置在多个位置处。
7.根据权利要求3所述的踏板操作量检测设备，其中
所述负载检测单元布置在跨过所述操作杆的负载输入位置的、在所述连接轴的所述周向上的相对两侧的至少两个位置处，其间的布置角度等于或者大于所述操作踏板的最大枢转操作角度。
8.根据权利要求7所述的踏板操作量检测设备，其中
所述负载检测单元在所述连接轴的所述周向上布置在两个位置处，其间的布置角度等于或者小于45度，并且
所述踏板操作量计算单元根据基于由位于多个位置的所述负载检测单元检测得到的所述负载以及由所述相位获取单元获取的所述相位差的八次均方根来计算所述踏板操作量。
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