DE102005004111A1

DE102005004111A1 - Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102005004111A1
Application number: DE200510004111
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Kariya Hayakawa; Kenji Kariya Morikawa; Tetsuo Kariya Imamura
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-01-28
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2005-08-11
Also published as: FR2865442A1; US20050160836A1; JP4609637B2; JP2005239121A; FR2865442B1

Abstract

In einer Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung ist eine Pedalauslegereinheit mit einem ersten Ausleger, an welchem ein Pedal befestigt ist, einem zweiten Ausleger, der von dem Pedal entfernt ist, und einem Verbindungsabschnitt zum Verbinden der ersten und zweiten Ausleger versehen. Ein Lastsensor, der eine Matrix aufweist, die aus einer Keramik besteht, ist zwischen den ersten und zweiten Auslergern befestigt. Wenn das Pedal durch eine Pedalkraft niedergedrückt wird, erreicht der erste Ausleger den zweiten Ausleger aufgrund einer elastischen Deformation, so dass der Lastsensor durch eine Last komprimiert wird. Daher kann die Pedalkraft auf der Grundlage der Last bestimmt werden, die von dem Lastsensor erfasst wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Kraft, die auf ein Pedal in einem Kraftfahrzeug ausgeübt wird.

Im Allgemeinen wird eine elektronische Drosselsteuervorrichtung in einem Kraftfahrzeug zum Steuern eines Öffnungsgrads eines Drosselventils und einer Einspritzmenge von Kraftstoff und dergleichen auf der Grundlage eines elektrischen Signals verwendet, das einem Betätigungsgrad eines Gaspedals entspricht. Das Pedal ist an einem Pedalausleger befestigt, der von einer Drehhalterung drehbar gehalten wird, an welcher ein Drehsensor zum Erfassen einer Drehverschiebung der Drehhalterung angebracht ist. Daher kann der Betätigungsgrad des Pedals auf der Grundlage der erfassten Drehverschiebung bestimmt werden.

In diesem Fall ist es bevorzugt, dass eine Kraft, die auf das Pedal ausgeübt wird, erfasst wird, um zu bestimmen, ob der Fahrer das Pedal absichtlich niederdrückt oder nicht. Zum Beispiel wird es, wenn die Kraft größer als ein vorbestimmter Wert ist, bestimmt, dass der Fahrer das Pedal absichtlich niederdrückt. Daher wird der Öffnungsgrad des Drosselventils eingestellt, um das Fahrzeug zu beschleunigen. Andererseits wird es, wenn die Kraft kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, bestimmt, dass der Fahrer das Pedal unabsichtlich niederdrückt. In diesem Fall sollte der Öffnungsgrad des Drosselventils nicht geändert werden, so dass das Fahrzeug nicht beschleunigt wird. Das heißt, eine tote Zone des Pedals kann eingestellt werden, wenn es bestimmt wird, dass der Fahrer das Pedal unabsichtlich niederdrückt, was daher eine Sicherheit des Fahrzeugs verbessert.

Bei dieser elektronischen Drosselsteuervorrichtung ist eine Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Kraft, das heißt Pedalkraft, erforderlich, die auf das Pedal ausgeübt wird. Zum Beispiel wird in der JP-11-139270A eine Lasterfassungseinheit verwendet, die aus einem supermag netorestriktiven Material besteht. Jedoch wird in diesem Fall eine Gleitreibung zwischen einer Druckstange und einer Wand des Gehäuses der Lasterfassungseinheit eine Hysterese zwischen dem Ausgangssignal der Lasterfassungseinheit und der Pedalkraft erzeugen, so dass die Erfassungsgenauigkeit verringert ist.

Unter Bezugnahme auf eine Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung, die in der JP-3116134 offenbart ist, ist ein Pedalausleger, der aus einem Metall besteht, mit einem Loch versehen, in welches die Lasterfassungseinheit eingebettet ist. Eine Isolationseinheit, die aus einem Harz besteht, ist zwischen die Lasterfassungseinheit und die Innenwand des Lochs gefüllt. In diesem Fall wird, wenn das Pedal intermittierend niedergedrückt wird, um eine intermittierende Last auf die Isolationseinheit auszuüben, ein Riss in dem Harz auftreten, um einen Spalt zwischen der Lasterfassungseinheit und der Isolationseinheit auszubilden, so dass die Pedalkraft nicht ausreichend zu der Lasterfassungseinheit übertragen wird. Deshalb kann die Pedalkraft nicht genau und stabil bestimmt werden.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Lasterfassungseinheit bzw. ein Sensor verringert werden kann, um verschiedenen Anbringungspositionen zu entsprechen und die Herstellungskosten zu verringern. Jedoch ist im Allgemeinen die Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung derart angeordnet, dass die Pedalkraft eine größere Last erzeugt, die auf die Lasterfassungseinheit ausgeübt wird, um die Erfassungsgenauigkeit von dieser zu verbessern. Als ein Ergebnis wird eine große Druckkraft auf die klein ausgelegte Lasterfassungseinheit ausgeübt, was daher die Lebensdauer von dieser verkürzt.

Im Hinblick auf die vorhergehenden Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung zu schaffen, die eine klein ausgelegte Lasterfassungseinheit zum stabilen Erfassen einer Kraft, die auf ein Pedal ausgeübt wird, mit einer ausreichenden Genauigkeit erfasst.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist in einer Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung ein Lastsensor bzw. eine Lasterfassungseinheit mit einer Matrix versehen, die aus einer Keramik besteht, die eine große Druckfestigkeit auf weist, so dass ein klein ausgelegter Lastsensor verwendet werden kann, während eine ausreichende Erfassungsgenauigkeit aufrechterhalten werden kann.

Vorzugsweise ist die Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung mit einer Pedalauslegereinheit versehen, die einen ersten Ausleger, an welchem das Pedal befestigt ist, einen zweiten Ausleger, der von dem Pedal entfernt angeordnet ist, und einen Verbindungsabschnitt zum Verbinden des ersten Auslegers mit dem zweiten Ausleger aufweist. Der Lastsensor ist zwischen dem ersten Ausleger und dem zweiten Ausleger eingefügtt. Wenn das Pedal durch eine Pedalkraft niedergedrückt wird, erreicht der erste Ausleger aufgrund einer elastischen Deformation den zweiten Ausleger, so dass eine Last auf den Lastsensor ausgeübt wird, welcher die Last erfasst, um die Pedalkraft zu bestimmen.

In diesem Fall besteht der Pedalausleger aus den ersten und zweiten Auslegern, zwischen welchen der Lastsensor gebracht ist. Demgemäss kann die Pedalkraft ohne einen Einfluss einer Gleitreibung zu dem Lastsensor übertragen werden.

Vorzugsweise weist jeder des Verbindungsabschnitts und der ersten und zweiten Ausleger eine größere Steifheit in anderen Richtungen auf, die zu der der elastischen Deformation von diesen aufgrund der Pedalkraft unterschiedlich ist. Deshalb kann sowohl eine elastische Deformation als auch ein Brechen der Pedalauslegereinheit in den anderen Richtungen eingeschränkt werden, was daher die Erfassungsgenauigkeit der Pedalkraft verbessert.

Noch bevorzugter ist in der Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung die Pedalauslegereinheit mit dem ersten Ausleger, an welchem das Pedal befestigt ist, und dem zweiten Ausleger versehen, der entfernt von dem Pedal vorgesehen ist. Der zweite Ausleger weist ein Ende auf, das mit dem ersten Ausleger verbunden ist, welcher einen parallelen Abschnitt aufweist, der dem zweiten Ausleger gegenüberliegt, so dass der Lastsensor zwischen den zweiten Ausleger und den parallelen Abschnitt eingefügt ist. Weiterhin ist eine Drehhalterungseinheit zum Halten sowohl des ersten Auslegers als auch des zweiten Auslegers vorgesehen.

Deshalb wird die Drehung der Pedalauslegereinheit auch dann nicht beeinflusst, wenn der zweite Ausleger einen derartigen Bruch aufweist, dass er nicht mit dem ersten Ausleger verbunden ist. In diesem Fall wird ein Betätigungsgrad des Pedals als ein kennzeichnender Parameter erfasst.

Vorzugsweise weist der erste Ausleger einen Endabschnitt auf, welcher von dem Pedal entfernt ist und an den parallelen Abschnitt angrenzt. Der Endabschnitt ist zu der Seite des zweiten Auslegers gebogen. Der zweite Ausleger ist nahe einer Position zwischen dem Endabschnitt und dem parallelen Abschnitt mit dem Endabschnitt verbunden. Zwischen dem zweiten Ausleger und dem parallelen Abschnitt des ersten Auslegers ist der Lastsensor eingefügt. Daher weist der erste Ausleger, wenn die Kraft auf das Pedal ausgeübt wird, eine größere Deformation auf, um eine größere Kraft auf den Lastsensor auszuüben. Deshalb kann die Erfassungsgenauigkeit der Pedalkraft verbessert werden.

Vorzugsweise beinhaltet die Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung weiterhin mindestens ein Sockelteil, das einen konvexen Abschnitt aufweist und zwischen dem Lastsensor und mindestens einem der ersten und zweiten Ausleger angeordnet ist. Das Sockelteil ist im Stande, die Last zu übertragen. Mindestens der eine der ersten und zweiten Ausleger weist einen konkaven Abschnitt auf, um den konvexen Abschnitt des Sockelteils zu berühren, so dass ein Oberflächenkontakt zwischen diesen vorgesehen ist. Demgemäss kann eine Spannungskonzentration in dem Sockelteil und den ersten und zweiten Auslegern aufgrund eines Punktkontakts eingeschränkt werden, was ein Brechen von diesen vermindert.

Vorzugsweise ist die Tiefe des konkaven Abschnitts derart eingestellt, dass eine Anfangslast auf den Lastsensor ausgeübt wird. Deshalb kann der Lastsensor ohne andere Befestigungsteile an der Pedalauslegereinheit angebracht werden. Weiterhin kann auch dann, wenn das Pedal angehoben wird, eingeschränkt werden, dass der Lastsensor die Anbringungsposition verlässt.

Noch weiterhin besteht die Pedalauslegereinheit aus einem Harz und beinhaltet eine Lasterfassungseinheit, einen Lastsensor und ein Halteteil, das auf einem Metall besteht, in welches der Lastsensor eingefügt ist. Das Halteteil wird in der Pedalauslegereinheit beidseitig umfasst, welche integral mit dem Pedal ausgebildet ist, um eine elastische Deformation aufzuweisen, wenn die Pedalkraft auf das Pedal ausgeübt wird. In der Pedalauslegereinheit übt eine interne Spannung aufgrund der elastischen Deformation eine Last auf den Lastsensor aus, welcher die Last erfasst, um die Pedalkraft zu bestimmen.

Da der Lastsensor in das metallische Halteteil eingefügt ist, um nicht direkt die Pedalauslegereinheit aus Harz zu berühren, kann der Einfluss eines Risses des Harzes aufgrund des Erfassens der Pedalkraft eingeschränkt werden.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigt:
1 eine schematische Ansicht eines Pedalaufbaus, in welchen eine Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingebaut ist;
2 eine vergrößerte Teilansicht der Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung in 1;
3 eine schematische Ansicht des Pedalaufbaus, in welchem eine Lasteinstellungseinheit an der Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angebracht ist;
4 eine vergrößerte Teilansicht der Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung in 3;
5 eine schematische erläuternde Ansicht der Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 eine schematische erläuternde Ansicht einer Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausgestaltung des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
7 eine schematische erläuternde Ansicht einer Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausgestaltung des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
8 eine schematische erläuternde Ansicht einer Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausgestaltung des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
9 eine schematische erläuternde Ansicht einer Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausgestaltung des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
10 eine schematische erläuternde Ansicht einer Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausgestaltung des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
11 eine schematische Schnittansicht eines Pedalaufbaus gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
12 eine Vorderansicht eines U-förmigen Teils zum Halten eines Lastsensors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
13 eine Seitenansicht des U-förmigen Teils, in welchem der Lastsensor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gehalten wird;
14 eine schematische Schnittansicht des Pedalaufbaus, in welcher eine Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung beidseitig umfasst wird, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
15 eine vergrößerte Teilansicht der Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung in 14, wie sie in der Richtung XV gesehen wird;
16 eine schematische Ansicht eines Pedalaufbaus, in welchem eine Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung eingebaut ist, gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
17 eine schematische Ansicht eines internen Aufbaus der Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
18 eine vergrößerte Teilansicht der Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung in 17;
19 eine schematische erläuternde Ansicht der Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung in den 17 und 18;
20 eine schematische erläuternde Ansicht der Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung gemäß einer Ausgestaltung des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
21A bis 21E erläuternde Darstellungen, die ein Befestigungsverfahren einer Kugel gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen; und
22 einen Graph einer Beziehung zwischen einer relativen Verschiebung eines zweiten Auslegers zu einem ersten Ausleger und einer Last, die an den ersten und zweiten Auslegern in dem Herstellungsverfahren gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeübt wird.
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Eine Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 10 beschrieben.
Die Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung beinhaltet eine Pedalauslegereinheit 1 und einen Lastsensor 5 und ist in einem Pedalaufbau 100 angeordnet, welcher an einer Fahrzeugkarosserie 90 befestigt ist, wie es in 1 gezeigt ist. Die Pedalauslegereinheit 1 ist mit einer Fahrzeugkarosserie 90 versehen, wie es in 1 gezeigt ist. Die Pedalauslegereinheit 1 ist mit einem ersten Ausleger 2, an welchem ein Pedal 10 angebracht ist, einem zweiten Ausleger 4, der drehbar von einer Drehhalterung 8 gehalten wird, und einem Verbindungsabschnitt 3 versehen, welcher den ersten Ausleger mit dem zweiten Ausleger 4 verbindet. Des Pedal 10 wird durch eine Kraft niedergedrückt, welche eine Komponentenkraft F aufweist, die senkrecht zu der Oberfläche des Pedals ist. Der Lastsensor 5 ist in einen Spalt zwischen dem ersten Ausleger 2 und dem zweiten Ausleger 4 zum Bestimmen der Kraft F eingefügt.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist ein Hubsensor 6 für den Pedalaufbau 100 an einem oberen Abschnitt des zweiten Auslegers 4 vorgesehen und mit dem zweiten Ausleger 4 verbunden, um eine Drehverschiebung von diesem zu erfassen. Der Hubsensor 6 ist zum Beispiel aus einem Drehsensor aufgebaut. Wenn die Kraft auf das Pedal 10 ausgeübt wird, welches mit dem ersten Ausleger 2 verbunden ist, dreht sich die Pedalauslegereinheit 1, die den zweiten Ausleger 4 beinhaltet, um die Drehhalterung 8. Der Hubsensor 6 erfasst die Drehverschiebung, um ein entsprechendes elektrisches Signal zu erzeugen, welches in eine Steuereinheit (nicht gezeigt), wie zum Beispiel eine Fahrzeug-ECU, eingegeben wird. Die Steuereinheit führt ein vorbestimmtes Programm durch, um eine Verschiebung (einen Betätigungsgrad) des Pedals 10 auf der Grundlage des elektrischen Signals zu erfassen.
Es wird auf 2 verwiesen. Eine Vorspannungseinheit, wie zum Beispiel eine Rückholfeder 31 ist zum Vorsehen eines Widerstands bezüglich einer Drehung der Drehhalterung 8 an der Drehhalterung 8 angebracht, so dass die Pedalauslegereinheit 1 zu der Anfangsposition (nicht betätigten Position) von dieser zurückgeführt werden kann, wenn die Kraft, die auf das Pedal 10 ausgeübt wird, null ist. In diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Verbindungsabschnitt 3 mit dem ersten Ausleger 2 integriert und daher kann die Pedalauslegereinheit 1 einfach montiert werden. Der zweite Ausleger 4 ist zum Beispiel durch Schweißen mit dem Verbindungsabschnitt 3 verbunden.
Weiterhin wird, wenn die Kraft F auf das Pedal 10 ausgeübt wird, ein Drehmoment auf den ersten Ausleger 2 ausgeübt. Dann dreht sich der erste Ausleger 2 um die Grenze zwischen dem Verbindungsabschnitt 3 und dem ersten Ausleger 2, so dass der erste Ausleger 2 eine Drehverschiebung (elastische Deformation) zu der Seite des zweiten Auslegers 4 aufweist. Weiterhin wird das Drehmoment auf den Verbindungsabschnitt 3 ausgeübt, so dass sich der Verbindungsabschnitt 3 um die Grenze zwischen dem zweiten Ausleger 4 und dem Verbindungsabschnitt 3 dreht, um eine Drehverschiebung (elastische Deformation) in der Richtung des Drehmoments aufzuweisen. Als ein Ergebnis nähert sich der erste Ausleger 2 dem zweiten Ausleger 4 aufgrund einer Gesamtdeformation des ersten Auslegers 2 und des Verbindungsabschnitts 3, um eine Last W auf den Lastsensor 5 auszuüben. Der Lastsensor 5 erfasst die Last W, um ein entsprechendes elektrisches Signal zu erzeugen, auf dessen Grundlage die Steuereinheit ein vorbestimmtes Programm durchführt, um die Kraft F zu berechnen.
In diesem Fall wird der zweite Ausleger derart eingestellt, dass er eine größere Steifheit als der erste Ausleger aufweist, um eine kleinere Deformation aufzuweisen. Der Lastsensor 5 kann im Wesentlichen von dem zweiten Ausleger 4 gehalten werden.
Wenn die Kraft F derart erhöht wird, dass die Rückholfeder 31 deformierbar ist, um der Drehung des zweiten Auslegers 4 zu widerstehen, wird eine Last, die einer Differenz zwischen der Kraft F und einer Widerstands kraft der Rückholfeder 31 entspricht, auf den Lastsensor 5 ausgeübt, um erfasst zu werden. Andererseits wird, wenn die Kraft F null ist, die Widerstandskraft den ersten Ausleger 2, den Verbindungsabschnitt 3 und den zweiten Ausleger 4 zu den Anfangspositionen von diesen zurückführen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Lastsensor 5 mit einem Lasterfassungsabschnitt versehen, in welchem mehrere Partikel, die aus einem Material bestehen, das einen Druckzieheffekt aufweist, die mit einer elektrischen Stetigkeit in einer Matrix verteilt sind, die aus einem elektrisch isolierenden Material, wie zum Beispiel Keramik, besteht. Wenn eine Last aufgrund der Kraft auf den Lasterfassungsabschnitt ausgeübt wird, wird der ohmsche Widerstand davon geändert. Auf der Grundlage der Änderung des ohmschen Widerstands kann die Last erfasst werden, um die Kraft F zu bestimmen, welche auf das Pedal 10 ausgeübt wird.
Die Keramikmatrix des Lasterfassungsabschnitts kann aus Zirkon (Z_rO₂) bestehen. Alternativ kann ebenso Al₂O₃, MgAl₂O₄, SiO₂, 3Al₂O₃·2SiO₂, Y₂O₃, CeO₂, La₂O₃, Si₃N₄ oder dergleichen verwendet werden. In diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird Zirkon (Z_rO₂) verwendet, da es eine hohe Druckwiderstandsfestigkeit bezüglich eines Brechens aufweist. Daher kann die Last, die auf den Lasterfassungsabschnitt ausgeübt wird, erhöht werden, um die Erfassungsgenauigkeit von diesem zu verbessern, während der Lasterfassungsabschnitt kompakt gehalten wird.
Die Partikel, die den Druckzieheffekt aufweisen, können aus mindestens einem von (Ln_1-xMa_x)_1-yMbO_3-z, (Ln_2-uMa_1+u)_1-vMb₂O_7-F, Si und einer Verbindung hergestellt sein, die aus geringen Mengen eines Zusatzelements und einem von (Ln_1-xMa_x)_1-yMbO_3-z, (Ln_2-uMa_1+u)_1-vMb₂O_7-F und Si bestehen. Hierbei weist (Ln_1-xMa_x)_1-yMbO_3-z eine Perovskit-Struktur auf, in welcher 0 < x ≤ 0,5, 0 ≤ y ≤ 0,2, 0 ≤ z ≤ 0,6 ist, wobei Ln ein seltenes Erdelement ist, Ma aus mindestens einer Art eines alkalischen Erdelements besteht und Mb aus mindestens einer Art eines Übergangsmetallelements besteht. (Ln_2-uMa_1+u)_1-vMb₂O_7-F weist eine schichtartihe Perovskit-Struktur auf, in welcher 0 < u ≤ 1,0 ist, 0 ≤ v ≤ 0,2 ist, 0 ≤ F ≤ 1,0 ist, Ln ein seltenes Erdelement ist, Ma aus mindestens einer Art eines alkalischen Erd elements besteht und Mb aus mindestens einer Art eines Übergangsmetallelements besteht.
In der Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung, die in 3 gezeigt ist, ist eine Lasteinstellungseinheit 7 an dem Lastsensor 5 angebracht, um einen Erfassungsfehler aufgrund einer anfänglichen Installationslast zu verringern, welche bei einem Herstellen auf den Lastsensor 5 ausgeübt worden ist. Das heißt die Lasteinstellungseinheit 7 führt eine Nulleinstellung der anfänglichen Installationslast durch.
Wie es in 4 gezeigt ist, ist die Lasteinstellungseinheit 7 mit einem Sockelteil 71, einer Mutter 74 und einem Außengewinde 73 versehen, das an einer Spitze von ihr eine Kugel 72 aufweist. Das Außengewinde 73 ist in ein Innengewinde geschraubt, das in dem zweiten Ausleger 4 ausgebildet ist, während die Kugel 72 den Lastsensor 5 über das Sockelteil 71 auf den ersten Ausleger 2 niederdrückt, um den Lastsensor 5 zu befestigen. Das Außengewinde 73, das in das Innengewinde eingeführt ist, wird durch die Mutter 74 an einer vorbestimmten Position bezüglich des zweiten Auslegers 4 gehalten. Eine Schraubhöhe des Außengewindes 73 bezüglich des zweiten Auslegers 4 wird eingestellt, um die Last zu ändern, die auf den Lastsensor 5 ausgeübt wird, um die Nulleinstellung für die anfängliche Installationslast vorzusehen. in diesem Fall ist Kugel 72 an der Spitze des Außengewindes 73 zum Vorsehen eines Kugelkontakts mit dem Sockelteil 71 vorgesehen, so dass die Last von dem Außengewinde 73 wirkungsvoll zu dem Lastsensor 5 übertragen werden kann.
Verschiedene Strukturen der Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die 5 bis 10 beschrieben, in welchen die Position, an der die Kraft F ausgeübt wird, der Anbringungsposition des Pedals 10 an dem ersten Ausleger 2 entspricht.
In einer Struktur der Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung, die in 5 gezeigt ist, ist der erste Ausleger 2 elastisch über den Verbindungsabschnitt 3 mit dem zweiten Ausleger 4 verbunden. Der Lastsensor 5 befindet sich in dem Spalt zwischen dem zweiten Ausleger 4 und dem ersten Ausleger 2, der der Anbringungsposition des Pedals 10 entspricht. Das heißt die Kraft F erzeugt ein Drehmoment von null um die Position, an der der Lastsensor 5 angeordnet ist. In dieser Struktur besteht der erste Ausleger 2 aus einem Material, das eine kleinere Steifheit als die des zweiten Auslegers 4 aufweist, so dass der zweite Ausleger 4 eine kleinere elastische Deformation als der erste Ausleger 2 aufweist. Daher kann der zweite Ausleger 4 im Wesentlichen den Lastsensor 5 halten.
Da der erste Ausleger von dem Lastsensor 5 und dem zweiten Ausleger 4 gehalten wird, kann die Biegefestigkeit des ersten Auslegers 2 kleiner als die des zweiten Auslegers 4 eingestellt werden, was den Lastsensor 4 und den Lastsensor 5 hält. Deshalb kann der erste Ausleger 2 eine kleinere Abmessung aufweisen, das heißt er ist in der Richtung der Kraft F dünner als der zweite Ausleger 4, wie es in 6 gezeigt ist. Demgemäss weist bei dieser Struktur der zweite Ausleger 4 eine größere Steifheit als der erste Ausleger 2 auf, um eine kleinere elastische Deformation aufzuweisen, so dass der Lastsensor 5 im Wesentlichen von dem zweiten Ausleger 4 gehalten werden kann.
7 zeigt eine Struktur der Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung, in welcher der zweite Ausleger 2 die gleiche Abmessung (Dicke) in der Richtung der Kraft F wie der zweite Ausleger 4 insgesamt aufweist. Ein Kerbenabschnitt 2a ist an dem ersten Ausleger 2 vorgesehen, so dass der erste Ausleger 2 eine kleinere Steifheit als der zweite Ausleger 4 aufweist. Daher weist der zweite Ausleger 4 eine kleinere elastische Deformation als der erste Ausleger 2 auf, um im Wesentlichen den Lastsensor 5 zu halten.
Es wird auf 8 verwiesen. L1 bezeichnet die Länge des ersten Auslegers 2 von dem Verbindungsabschnitt 3 zu der Anbringungsposition des Pedals 10, an der die Kraft F ausgeübt wird. L2 bezeichnet die Länge des zweiten Auslegers 4 von dem Verbindungsabschnitt 3 zu der Position, an der der Lastsensor 5 gehalten wird. In dieser Struktur wird L1 größer als L2 eingestellt, um die Last, die auf den Lastsensor 5 ausgeübt wird, im Vergleich zu den zuvor beschriebenen Strukturen der Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung in den 5 bis 7 zu erhöhen. Daher wird das entsprechende elektrische Signal, das von dem Lastsensor 5 erzeugt wird, größer, um ein Sig nal/Rauschverhältnis zu verbessern. Deshalb kann der Einfluss von Rauschen auf die Erfassung der Kraft F verringert werden.
Es wird auf 9 verwiesen. Die Länge L3 des Verbindungsabschnitts 3 ist eine Tiefe des Verbindungsabschnitts 3, die von der Vorderseite des Zeichnungsblatts zu sehen ist, wie es in 9 gezeigt ist, welche senkrecht zu der Richtung der Kraft F ist. In dieser Struktur der Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung wird die Länge L3 größer als die Länge L0 in der Richtung der Kraft F des Verbindungsabschnitts 3 eingestellt, so dass der Verbindungsabschnitt 3 eine größere Steifheit in der Richtung der Länge L3 aufweist. Auf eine ähnliche Weise werden der erste Ausleger 2 und der zweite Ausleger 4 ebenso eingestellt, um eine größere Abmessung in der rückseitigen Richtung (Richtung der Länge L3) und des Blatts in 9 aufzuweisen. Daher kann eine elastische Deformation der gesamten Pedalauslegereinheit 1 in der Richtung der Länge L3 eingeschränkt werden und kann dann eine Last aufgrund der elastischen Deformation eingeschränkt werden, die auf den Lastsensor 5 ausgeübt wird. Demgemäss wird die Erfassungsgenauigkeit der Kraft F verbessert. Weiterhin kann ein Brechen der Pedalauslegereinheit in der Richtung der Länge L3 vermindert werden.
Unter Bezugnahme auf 10 sind alle des ersten Auslegers 2, des zweiten Auslegers 4 und des Verbindungsabschnitts 3 integral ausgebildet, um den Aufbau der Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung zu vereinfachen und die Herstellungskosten zu verringern. In dieser Struktur ist eine Kerbe 1a an dem Teil vorgesehen, das dem ersten Ausleger 2 entspricht, um eine kleinere Steifheit als der Teil aufzuweisen, der dem zweiten Ausleger 4 entspricht, um im Wesentlichen den Lastsensor 5 zu halten. Weiterhin kann der zweite Ausleger 4 ebenso mit dem Verbindungsabschnitt 3 integriert werden, während der erste Ausleger 2 getrennt ausgebildet ist.
In diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Drehhalterung 8 an dem Mittenabschnitt der ersten Pedalauslegereinheit 1 gehalten, an der der erste Ausleger 2 parallel zu dem zweiten Ausleger 4 ist und der Lastsensor 5 ist zwischen dem ersten Ausleger 2 und einem Ende des zweiten Auslegers 4 eingefügt. Die Drehhalterung 8 kann ebenso an der Pedalauslegereinheit 1 an dem Endabschnitt von dieser, welcher von dem Pedal 10 entfernt ist, zum Beispiel an dem anderen Ende des zweiten Auslegers 4, angebracht sein.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
In dem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Lastsensor 5 zwischen dem ersten Ausleger 2 und dem zweiten Ausleger 4 eingefügt. In dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das sich auf die 11 bis 15 bezieht, ist die Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung mit einer Lasterfassungseinheit 50 versehen, die in der Pedalauslegereinheit 1, welche aus einem Harz besteht und integral ausgebildet ist, beidseitig umfasst wird.
In einem Pedalaufbau 100, der in 11 gezeigt ist, ist die gesamte Pedalauslegereinheit 1 integral ohne den ersten Ausleger 2 und den zweiten Ausleger 4 ausgebildet. Die Pedalauslegereinheit 1 weist Rippen 11 auf, von denen sich jede in einer Richtung ausdehnt, die senkrecht zu einer Mittenachse der Pedalauslegereinheit 1 ist. Das Pedal 10 ist ebenso mit der Pedalauslegereinheit 1 an einem Ende der Pedalauslegereinheit 1 integriert. Das andere Ende der Pedalauslegereinheit 1 wird drehbar von der Drehhalterung 8 gehalten. Die Vorspannungseinheit (nicht gezeigt), wie zum Beispiel die Rückholfeder, ist an der Pedalauslegereinheit 1 angebracht, um einen Widerstand gegen eine Drehung von dieser vorzusehen. Daher kann die Pedalauslegereinheit 1 an der Anfangsposition gehalten werden, wenn die Kraft, die auf das Pedal 10 ausgeübt wird, null ist.
Die Lasterfassungseinheit 50, die in 12 gezeigt ist, ist zum Erfassen der Kraft F vorgesehen, die auf das Pedal ausgeübt wird. Es wird auf 13 verwiesen. Die Lasterfassungseinheit 50 beinhaltet ein Halteteil 52, das heißt ein U-förmiges Teil, das aus einem Metall besteht, und einen Lastsensor 5, welcher fest in ein Öffnungsende 55 des U-förmigen Teils 52 eingefügt ist. Weiterhin ist, wie es in 12 gezeigt ist, der gesamte Lastsensor innerhalb des Öffnungsendes 55 enthalten.
14 zeigt den Pedalaufbau 100, in welchem das U-förmige Teil 52 in einer Rippe 11 beidseitig umfasst wird. Das U-förmige Teil 52 ist in der Pedalauslegereinheit 1 an einer Position, die von dem Pedal 10 entfernt ist, beidseitig umfasst bzw. eingebettet und das Öffnungsende 55 ist an einem gegenüberliegenden Ende des Pedals 10 angeordnet. Wie es in 15 gezeigt ist, sind die oberen und unteren Oberflächen des U-förmigen Teils 52 senkrecht zu der Mittenachse der Pedalauslegereinheit 1. Das obere Teil, der Lastsensor 5 und das untere Teil sind aufeinanderfolgend von der oberen zu der unteren Richtung angeordnet.
In diesem Fall ist der Lastsensor 5 ohne einen Spalt zwischen diesen in das U-förmige Teil 52 eingefügt und dann ist das U-förmige Teil 52 in die Pedalauslegereinheit 1 eingebettet, um einen Oberflächenkontakt mit Pedalauslegereinheit 1 aufzuweisen. Deshalb kann die Last, die durch das U-förmige Teil 52 auf die Pedalauslegereinheit 1 ausgeübt werden, verringert werden und daher kann ein Riss des Harzes eingeschränkt werden. Demgemäss kann ein Spalt zwischen der Pedalauslegereinheit 1 und dem U-förmigen Teil 52 eingeschränkt werden, so dass die Erfassungsgenauigkeit der Kraft F verbessert wird.
Wie es in 14 gezeigt ist, wird, wenn die Kraft F auf das Pedal 10 ausgeübt wird, die Pedalauslegereinheit 1 um die Drehhalterung 8 durch ein Drehmoment gedreht. Daher wird eine interne Spannung in der Pedalauslegereinheit 1 erzeugt, welche eine elastische Deformation bzw. innere Spannung in der Richtung des Drehmoments aufweisen wird. Als ein Ergebnis wird das Öffnungsende des U-förmigen Teils 52 komprimiert. In diesem Fall ist ein zusammenhängendes bogenförmiges Ende (dem Öffnungsende gegenüberliegend) des U-förmigen Teils 52 steifer als das Öffnungsende 55, so dass das Öffnungsende 55, das eine größere Deformation aufweist, den Lastsensor 5 durch eine Last komprimiert. Auf der Grundlage der Last, die von dem Lastsensor 5 erfasst wird, kann die Kraft F bestimmt werden.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Gemäß dem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Drehhalterung 8 an dem zweiten Ausleger 4 angebracht, um die Pedalauslegereinheit 1 zu halten. In dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in den 16 und 17 gezeigt ist, werden sowohl der erste Ausleger 2 als auch der zweite Ausleger 4 von der Drehhalterung 8 gehalten. Daher wird die Drehung der Pedalauslegereinheit 1 auch dann nicht beeinflusst, wenn der zweite Ausleger 4 einen Bruch aufweist. 16 zeigt den Pedalaufbau 100 bei welchem die Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung, die Pedalauslegereinheit 1 und den Lastsensor 5 aufweist, eingebaut ist.
Wie es in 17 gezeigt ist, ist die Pedalauslegereinheit 1, die den ersten Ausleger 2 und den zweiten Ausleger 4 aufweist, an der Drehhalterung 8 befestigt, welche drehbar von einem Anbringungsabschnitt 91 gehalten wird, der an der Fahrzeugkarosserie 90 befestigt ist. Der erste Ausleger 2 ist der Reihe nach mit einem Pedalendabschnitt 2g, einem Kurvenabschnitt 2a, einem parallelen Abschnitt 2f, einem Krümmungsabschnitt 2b, einem Verbindungsabschnitt 2c und einem Einfügeendabschnitt 2e aufgebaut. Das Pedal 10 ist an dem Pedalendabschnitt 2g befestigt, so dass die Pedalauslegereinheit 1 gedreht wird, wenn die Kraft F auf das Pedal 10 ausgeübt wird. An dem Kurvenabschnitt 2a ist die Pedalauslegereinheit 1 zu der Seite der Fahrzeugkarosserie 90 gebogen. Daher wird die Pedalauslegereinheit 1 eine maximale Drehverschiebung aufweisen, wenn der Kurvenabschnitt 2a die Fahrzeugkarosserie 90 bei einer Drehung berührt, so dass ein Bruch der Drehhalterung 8 aufgrund einer übermäßigen Drehung der Pedalauslegereinheit 1 eingeschränkt werden kann. Der Krümmungswinkel des Kurvenabschnitts 2a wird in Übereinstimmung mit einer zugelassenen maximalen Drehverschiebung der Drehhalterung 8 eingestellt.
Der parallele Abschnitt 2f ist parallel zu dem linearen zweiten Ausleger 4 und liegt diesem gegenüber, wobei ein Ende von ihm mit dem ersten Ausleger 2 an dem Verbindungsabschnitt 2c verbunden ist. Der Verbindungsabschnitt 2c ist innerhalb des Einfügeendabschnitts 2e angeordnet, welcher an den parallelen Abschnitt 2f angrenzt. Der Krümmungsabschnitt 2b ist ein Beginn des Einfügeendabschnitts 2e, welcher zu der Seite der Fahrzeugkarosserie 90 gebogen ist und ist in ein Durchgangsloch 8b eingefügt, das in der Drehhalterung 8 vorgesehen ist. Die Spitze des Einfügeendabschnitts 2e steht von dem Durchgangsloch 8b hervor, um von einem Befestigungsteil 2d (zum Beispiel einer Beilagscheibe) gedrückt und befestigt zu werden, welche zwischen der Drehhalterung 8 und der Spitze eingefügt ist.
In diesem Fall wird der zweite Ausleger 4 von einer Halteoberfläche 8c gehalten, die auf der Drehhalterung 8 ausgebildet ist, so dass die gesamte Pedalauslegereinheit 1 unter Bezugnahme auf 17 vor einem Drehen um die Spitze des Einfügeendabschnitts 2e eingeschränkt wird. Deshalb kann der Lastsensor 5 im Wesentlichen von dem zweiten Ausleger 4 gehalten werden, um die Pedalkraft F zu bestimmen.
Die Drehhalterung 8 wird von dem Anbringungsabschnitt 91 drehbar gehalten, so dass die Drehhalterung 8 um eine Drehachse 8a gedreht werden kann. Die Vorspannungseinheit 31, wie zum Beispiel die Rückholfeder, ist an der Drehhalterung 8 angebracht, um einen Widerstand für die Drehung der Pedalauslegereinheit 1 vorzusehen. Deshalb kann, wenn die Kraft, die auf das Pedal 10 ausgeübt wird, null ist, das Pedal 10 zu der Anfangsposition, das heißt der nicht niedergedrückten Position, zurückkehren.
Der Lastsensor 5 besteht aus dem gleichen Material, wie es in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben ist. Der Lastsensor 5 ist über einen Kommunikationsdraht 5a mit einer Steuereinheit 95, zum Beispiel einer Fahrzeug-ECU, verbunden. Wenn die Kraft F auf das Pedal 10 ausgeübt wird, wird die Last W an dem Lastsensor 5 ausgeübt, um den ohmschen Widerstand von diesem zu ändern, was dann den Strom durch den Lastsensor 5 ändert, an welchem eine vorbestimmte Spannung angelegt ist. Deshalb wird das elektrische Signal, das in die Steuereinheit 95 eingegeben wird, geändert, so dass die Pedalkraft F erfasst wird.
18 zeigt den Lastsensor 5 detaillierter, welcher an der Pedalauslegereinheit 1 angebracht ist. Ein erstes Kugelteil 81 ist zwischen dem Lastsensor 5 und dem parallelen Abschnitt 2f des ersten Auslegers 2 angeordnet und berührt beide von diesen durch einen ebenen Kontakt. Ein zweites Sockelteil 82 und eine Kugel 83 sind der Reihe nach zwischen dem Lastsensor 5 und dem zweiten Ausleger 4 angeordnet. Das zweite Sockelteil 82 berührt den Lastsensor 5 durch einen ebenen Kontakt. Eine ungefähr konische Konkavität 82a ist an dem zweiten Sockelteil 82 auf einer gegenüberliegenden Seite des Lastsensors 5 ausgebildet, um die Kugel 83 zu berühren. Wie es zuvor beschrieben worden ist, ist das eine Ende des zweiten Auslegers 4 mit dem Verbindungsabschnitt 2c des ersten Auslegers 2 verbunden. Das andere Ende des zweiten Auslegers 4 ist gekerbt, um einen ebenen Abschnitt aufzuweisen, und eine Konkavität 84 ist bei dem ebenen Abschnitt ausgebildet, um die Kugel 83 zu berühren. Das heißt, die Kugel 83 befindet sich zwischen der Konkavität 84 und der konischen Konkavität 82a.
Bei einem Anbringen des Lastsensors 5 an der Pedalauslegereinheit 1 werden zuerst das erste Sockelteil 81, der Lastsensor 5 und das zweite Sockelteil 82 zum Beispiel durch Kleben montiert. Dann wird der Aufbau durch Kleben oder dergleichen an dem ersten Ausleger 2 befestigt. Zuletzt wird die Kugel 83 zwischen die Konkavität 84 und die konische Konkavität 82a eingefügt. Ein Befestigungsverfahren der Kugel 83 ist in den 21A bis 21E gezeigt.
Der zweite Ausleger 4, der in den 21A bis 21E gezeigt ist, entspricht einer relativen Position von diesem zu dem ersten Ausleger 2. 22 zeigt eine Beziehung zwischen einer Last, die auf den ersten Ausleger 2 (zweiten Ausleger 4) ausgeübt wird, und einer relativen Verschiebung des zweiten Auslegers 4 zu dem ersten Ausleger 2 in diesem Befestigungsverfahren. Zustandspunkte, die in 22 als A bis E bezeichnet sind, entsprechen den Befestigungszuständen, die jeweils in den 21A bis 21E gezeigt sind.
21A zeigt den zweiten Ausleger 4 (die Pedalauslegereinheit 1), welche nicht deformiert ist, wenn die Kugel 83 nicht befestigt ist. Der zweite Ausleger 4 beginnt, sich elastisch zu deformieren, was von einem Einfügen der Kugel 83 begleitet wird. 21B zeigt den zweiten Ausleger 4, welcher um eine elastische Grenze deformiert ist. Wie es in 21C gezeigt ist, wird die Kugel 83 gedrückt, um den ebenen Abschnitt des anderen Endes des zweiten Auslegers 4 zu berühren, wobei der zweite Ausleger eine maximale Deformationshöhe K aufweist. Wie es in 21D gezeigt ist, hält der zweite Ausleger 4, wenn die Kugel 83 in die Konkavität 84 von dem ebenen Ab schnitt fällt, eine verbleibende Deformationshöhe G bezüglich der Position von diesem (in 21E gezeigt), wenn die Kugel 83 aus der Konkavität 84 entfernt wird, da der zweite Ausleger 4 über die elastische Grenze von diesem bei dem Einführen der Kugel 83 deformiert worden ist. Daher wird eine Last Y, die der verbleibenden Deformationshöhe G entspricht, auf den zweiten Ausleger 4 (die Kugel 83) ausgeübt, wie es in 22 gezeigt ist.
Die Tiefe J der Konkavität 84 und die maximalen Deformation K des zweiten Auslegers 4 können derart eingestellt werden, dass die verbleibende Deformationshöhe G mehr als null ist. Daher kann eine Anfangslast (eine Last Y) auf die Kugel 83 ausgeübt werden und zu den ersten und zweiten Sockelteilen 81, 82 übertragen werden. Jede der Kugel 83 und der ersten und zweiten Sockelteile 81, 82 besteht aus einem Material, das im Stande ist, eine Last zu übertragen, so dass eine Anfangslast auf den Lastsensor 5 ausgeübt wird. Daher kann der Lastsensor 5 bezüglich der Pedalauslegereinheit 1 ohne Verwendung anderer Befestigungsteile befestigt werden und auch dann, wenn das Pedal 10 angehoben wird, vor einem Verlassen der Anbringungsposition eingeschränkt werden.
In diesem Fall ist die Konkavität 84 an dem ebenen Abschnitt des zweiten Auslegers 4 vorgesehen, um einen Oberflächenkontakt zwischen dem zweiten Ausleger 4 und der Kugel 83 vorzusehen. Demgemäss kann eine Spannungskonzentration in der Kugel 83 und dem zweiten Ausleger 4 aufgrund eines Punktkontakts eingeschränkt werden, was daher die Kugel 83 und den zweiten Ausleger 4 schützt.
19 zeigt eine schematische erläuternde Ansicht der Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung, die unter Bezugnahme auf die 16 bis 18 beschrieben worden ist, wobei die Pedalauslegereinheit 1 durch den ersten Ausleger 2 und den zweiten Ausleger 4 montiert ist, welche getrennt ausgebildet sind. Unter Bezugnahme auf 20 kann die Pedalauslegereinheit 1 ebenso integriert ausgebildet werden, um die Montage der Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung zu vereinfachen.
Wie es in 20 gezeigt ist, ist die Pedalauslegereinheit 1 ausgebildet, um der Reihe nach einen Pedalendabschnitt 2g', einen Kurvenabschnitt 2a' (in den 19 und 20 nicht gezeigt), einen parallelen Abschnitt 2f', einen Verbindungsabschnitt 2c', einen Kontaktabschnitt 4' und einen Einfügeendabschnitt 2e' zu beinhalten. Die Pedalkraft F wird auf das Pedal 10 (in 20 nicht gezeigt) ausgeübt, das an dem Pedalendabschnitt 2g' befestigt ist. Der Kurvenabschnitt 2a' ist genauso wie der zuvor beschriebene Kurvenabschnitt 2a ausgebildet. Der parallele Abschnitt 2f' ist parallel zu dem Kontaktabschnitt 4' und liegt diesem gegenüber und der Verbindungsabschnitt 2c' ist zwischen diesen angeordnet. Der Lastsensor 5 ist zwischen dem parallelen Abschnitt 2f' und dem Kontaktabschnitt 4' eingefügt, welcher von der Halteoberfläche 8c der Drehhalterung 8 gehalten wird. Der Einfügeendabschnitt 2e' ist gekrümmt, um in das Durchgangsloch 8b der Drehhalterung 8 eingefügt zu werden. Daher ist die Pedalauslegereinheit 1 bezüglich der Drehhalterung 8 befestigt.
In diesem Fall wird der Lastsensor 5 im Wesentlichen von dem Kontaktabschnitt 4' gehalten, welcher auf der Halteoberfläche 8c befestigt ist, so dass der Lastsensor 5 die Last W erfassen kann, die auf diesen ausgeübt wird, um die Pedalkraft F zu bestimmen.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Die Lasterfassungseinheit des Lastsensors 5 kann ebenso von einer Isolationsschicht bedeckt sein, um elektrisch von äußeren Vorrichtungen isoliert zu sein. Diese Isolationsschicht kann aus Zirckn bzw. Z_rO₂ bestehen, welches das gleiche wie das der Lasterfassungseinheit ist, um die Herstellung zu vereinfachen. Weiterhin kann die Isolationsschicht ebenso aus Al₂O₃, MgAl₂O₄, SiO₂, 3Al₂O₃·2SiO₂, Y₂O₃, CeO₂, La₂O₃, Si₃N₄ oder einem Keramikmaterial bestehen, in welchem ein Material mit einem Druckzieheffekt ohne eine elektrische Stetigkeit verteilt ist.
Der Lastsensor 5 kann ebenso mit einer Matrix versehen sein, die aus einem anderen Material besteht, das im Stande ist, der Last aufgrund der Pedalkraft zu widerstehen.
In dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der Lastsensor 5 zwischen den ersten und zweiten Sockelteilen 81, 82 angeordnet. Jedoch kann das erste Sockelteil 81 weggelassen werden, so dass die Lasterfassungsoberfläche des Lastsensors 5 den ersten Ausleger 2 berührt. Auf eine ähnliche Weise kann das zweite Sockelteil 82 ebenso weggelassen werden. In diesem Fall wird ein Teil der Kugel 83 abgeschnitten, um einen ebenen Abschnitt zum Berühren des Lastsensors 5 auszubilden.
Weiterhin ist in dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Kugel 83 zwischen dem zweiten Sockelteil 82 und dem zweiten Ausleger 4 angeordnet. Jedoch kann die Kugel 83 ebenso zwischen dem ersten Sockelteil 81 und einer Konkavität eingefügt sein, die an dem ersten Ausleger 2 ausgebildet ist, so dass eine verbleibende Deformation bzw. relative Verschiebung in dem ersten Ausleger 2 erzeugt wird, um eine Anfangslast auf den Lastsensor 5 auszuüben. Weiterhin kann die Kugel 83 ebenso ein Bauteil sein, von dem ein Teil eine konvexe Form aufweist, um die Konkavität zu berühren, die an dem ersten Ausleger 2 oder dem zweiten Ausleger 4 ausgebildet ist.
In einer zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung ist eine Pedalauslegereinheit mit einem ersten Ausleger, an welchem ein Pedal befestigt ist, einem zweiten Ausleger, der von dem Pedal entfernt ist, und einem Verbindungsabschnitt zum Verbinden der ersten und zweiten Ausleger versehen. Ein Lastsensor, der eine Matrix aufweist, die aus einer Keramik besteht, ist zwischen den ersten und zweiten Auslegern befestigt. Wenn das Pedal durch eine Pedalkraft niedergedrückt wird, erreicht der erste Ausleger den zweiten Ausleger aufgrund einer elastischen Deformation, so dass der Lastsensor durch eine Last komprimiert wird. Daher kann die Pedalkraft auf der Grundlage der Last bestimmt werden, die von dem Lastsensor erfasst wird.

Claims

Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung für ein Fahrzeug, das ein Pedal (10) aufweist, die aufweist: eine Pedalauslegereinheit (1), welche mit einem Pedal (10) verbunden ist und elastisch deformierbar ist, wenn das Pedal (10) durch eine Kraft niedergedrückt wird; und eine Erfassungseinheit (5), die an der Pedalauslegereinheit (1) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass: die Erfassungseinheit (5) eine Last, die darauf ausgeübt wird, aufgrund einer elastischen Deformation der Pedalauslegereinheit (1) erfasst, um die Kraft zu bestimmen.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Pedalauslegereinheit (1) aufweist: einen ersten Ausleger (2), an welchem das Pedal (10) befestigt ist; einen zweiten Ausleger (4), der von dem Pedal (10) entfernt angeordnet ist; und einen Verbindungsabschnitt (3) zum Verbinden des ersten Auslegers (2) mit dem zweiten Ausleger (4); und die Erfassungseinheit (5) ein Lastsensor (5) ist, der zwischen dem zweiten Ausleger (4) und dem ersten Ausleger (2) eingefügt ist, welcher elastisch verformbar ist, um sich aufgrund der Kraft dem zweiten Ausleger (4) zu nähern.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Verbindungsabschnitt (3) elastisch deformierbar ist, wenn das Pedal (10) durch die Kraft niedergedrückt wird.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Verbindungsabschnitt (3) eine größere Steifheit in Richtungen aufweist, welche von einer Richtung der elastischen Deformation aufgrund der Kraft unterschiedlich sind.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die ersten und zweiten Ausleger (2, 4) eine größere Steifheit in Richtungen aufweisen, welche zu einer Richtung der elastischen Deformation aufgrund der Kraft unterschiedlich ist.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Pedalauslegereinheit (1) eine größere Abmessung in Richtungen aufweist, welche zu einer Richtung der elastischen Deformation aufgrund der Kraft unterschiedlich ist.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei: der erste Ausleger (2) ein Teil aufweist, das parallel zu einem Teil des zweiten Auslegers (4) ist; und der Verbindungsabschnitt (3) senkrecht zu beiden der Teile ist.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei der erste Ausleger (2) eine kleinere Steifheit als der zweite Ausleger (4) aufweist.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der erste Ausleger (2) aus einem Material besteht, das eine kleinere Steifheit als der zweite Ausleger (4) aufweist.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der erste Ausleger (2) in einer Richtung der Kraft dünner als der zweite Ausleger (4) ist.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der erste Ausleger (2) lediglich teilweise ein Teil einer kleineren Steifheit als der zweite Ausleger (4) aufweist.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei der Lastsensor (5) zwischen dem ersten Ausleger (2) und dem zweiten Ausleger (4) an einer Position eingefügt ist, um welche die Kraft ein Drehmoment von null erzeugt.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei eine Länge des ersten Auslegers (2) von dem Verbindungsabschnitt (3) zu einer Position, an welcher das Pedal (10) befestigt ist, länger als eine Länge des zweiten Auslegers (4) von einem Verbindungsabschnitt (3) zu einer Position ist, an welcher der Lastsensor (5) angeordnet ist.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, wobei der Lastsensor (5) eine Einstellungseinheit (7) zum Einstellen einer anfänglichen Installationslast des Lastsensors (5) aufweist.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Pedalauslegereinheit (1) aufweist: einen ersten Ausleger (2), an welchem das Pedal (10) befestigt ist; und einen zweiten Ausleger (4), der von dem Pedal (10) entfernt angeordnet ist; und der zweite Ausleger (4) ein Ende aufweist, das mit dem ersten Ausleger (2) verbunden ist, welcher einen parallelen Abschnitt (2f) aufweist, der dem zweiten Ausleger (4) gegenüberliegt, so dass der Lastsensor (5) zwischen dem zweiten Ausleger (4) und dem parallelen Abschnitt (2f) eingefügt ist.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei: der erste Ausleger (2) einen Endabschnitt (2e) aufweist, welcher von dem Pedal (10) entfernt ist und an den parallelen Abschnitt (2f) angrenzt, wobei der Endabschnitt (2e) zu einer Seite des zweiten Auslegers gebogen ist; und der zweite Ausleger (4) mit dem Endabschnitt (2e) in der Nähe einer Position (2b) zwischen dem Endabschnitt (2e) und dem parallelen Abschnitt (2f) verbunden ist.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 15, die weiterhin eine Vorspannungseinheit (31) zum Halten der Pedalauslegereinheit (1) an einer Anfangsposition aufweist, wenn die auf das Pedal (10) ausgeübte Kraft null ist.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 15, die weiterhin eine Drehhalterungseinheit (8) zum Halten sowohl des ersten Auslegers (2) als auch des zweiten Auslegers (4) aufweist.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Last senkrecht zu einer Kontaktoberfläche zwischen dem ersten Ausleger (2) und dem Lastsensor (5) ist.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 15, die weiterhin ein Sockelteil (83) aufweist, das einen konvexen Abschnitt aufweist und zwischen dem Lastsensor (5) und mindestens einem der ersten und zweiten Ausleger (2, 4) angeordnet ist, welcher das Sockelteil (83) an dem konvexen Abschnitt berührt, wobei das Sockelteil (83) im Stande ist, die Last zu übertragen.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 20, wobei der mindestens eine der ersten und zweiten Ausleger (2, 4) mit einem konkaven Abschnitt (84) versehen ist, um den konvexen Abschnitt zu berühren.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 21, wobei der konkave Abschnitt (84) eine Tiefe aufweist, welche derart eingestellt ist, dass eine Anfangslast auf den Lastsensor (5) ausgeübt wird.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Pedalauslegereinheit (1) aus einem Harz besteht; und die Erfassungseinheit (50) aufweist: einen Lastsensor (5); und ein Halteteil (52); und der Lastsensor in das Halteteil (52) eingefügt ist, welches in der Pedalauslegereinheit (1) beidseitig umfasst wird, so dass der Lastsensor (5) die Last, die auf ihn ausgeübt wird, aufgrund einer elastischen Deformation der Pedalauslegereinheit (1) erfasst, um die Kraft zu bestimmen.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 23, wobei das Pedal (10) integral mit der Pedalauslegereinheit (1) ausgebildet ist, wobei ein Schwerpunkt von dieser zwischen dem Pedal (10) und dem Lastsensor (5) ist.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, wobei das Halteteil (52) aus einem Metall besteht.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 24, wobei das Halteteil (52) ein Öffnungsende (55) aufweist, in welches der Lastsensor (5) eingefügt ist, wobei das Öffnungsende (55) an einer gegenüberliegenden Seite des Pedals (10) bezüglich der Pedalauslegereinheit (1) angeordnet ist.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, wobei der Lastsensor (5) eine Matrix aufweist, die aus einer Keramik besteht.
Pedalkraft-Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei der Lastsensor (5) aus Zirkon und La_1-xSr_xMnO_sbesteht, wobei 0 ≤ x ≤ 1 ist, welches einen Druckzieheffekt aufweist.