JP2000103325A

JP2000103325A - ブレーキ操作力検出装置

Info

Publication number: JP2000103325A
Application number: JP27553098A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hashimoto; 健橋本; Hiroshi Isono; 宏磯野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-09-29
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 2000-04-11
Anticipated expiration: 2018-09-29
Also published as: JP3531154B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ブレーキ操作力を高精度で検出することので
きるブレーキ操作力検出装置を提供することを目的とす
る。【解決手段】本発明は、ブレーキペダル１０からのブ
レーキ操作力Ｆ_Bを伝達するベース部材３８と、操作力
を受けるブースタ側オペレーティングロッド３４と、こ
れらのベース部材３８及びブースタ側ロッド３４に接続
された棒状部材４０とを備えている。棒状部材４０は、
操作力の伝達方向に対して直角の方向に延び、ベース部
材等の接続部は、その方向において互いに偏倚されてい
る。よって、操作力が加わった場合、棒状部材にはせん
断力が作用し、曲げによる歪が生ずる。この歪は歪ゲー
ジ４６により、操作力に対応するものとして精度よく検
出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両に
用いられるブレーキ装置に関し、特に、ブレーキペダル
に加えられマスタシリンダへと伝えられるブレーキ操作
力の大きさを検出するためのブレーキ操作力検出装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両用ブレーキ装置としては、踏み込ま
れたブレーキペダルから伝えられるブレーキ操作力（以
下、単に「操作力」ともいう）をマスタシリンダにより
油圧等の流体圧に変換し、その流体圧を各車輪ブレーキ
におけるホイールシリンダに伝えて制動力を発生させる
ものが一般的である。

【０００３】また、ＡＢＳ（Anti-lock Braking Syste
m）やブレーキアシストシステム等のブレーキ制御シス
テムを採用するブレーキ装置もある。ここで、ＡＢＳと
は制動時の操縦性・安定性を主目的としたシステム、ブ
レーキアシストシステムとは緊急制動時等に操作力を補
助し確実な制動力を発揮させるためのシステムをいう。
このようなブレーキ制御システムを採用したブレーキ装
置においては、ブレーキペダルの踏込み状態や操作力の
大きさを検出することが必要となる。

【０００４】このため、従来においては、例えば特開平
１０−１４７２２４号公報に開示されているように、ブ
レーキペダルからの操作力をマスタシリンダに伝えるオ
ペレーティングロッドの表面に電気抵抗式の歪ゲージを
貼着してなるブレーキ操作力検出装置が提案されてい
る。このブレーキ操作力検出装置は、操作力がオペレー
ティングロッドに軸方向に沿って作用しオペレーティン
グロッドが圧縮歪を生ずることに鑑みて創案されたもの
であり、歪ゲージにより計測された圧縮歪を操作力とし
て検出するようになっている。

【０００５】また、従来においては、ブレーキペダルに
は曲げが生ずることから、その曲げによる伸び又は縮み
の歪をブレーキペダルの表面に貼着された歪ゲージで検
出しようとする手段も考えられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１０−１４７２２４号公報に開示の従来技術において
は、オペレーティングロッドに生ずる圧縮歪は実際には
極めて小さく、よって歪ゲージでは圧縮歪を正確に検出
することは困難である。

【０００７】また、ブレーキペダルは曲げ剛性が非常に
高いため、ブレーキペダルに生ずる歪は小さく、且つま
た、ねじり等がブレーキペダルに加わるので、ブレーキ
ペダルに歪ゲージを設ける手段も、安定して精度よく操
作力を検出することは困難である。

【０００８】そこで、本発明は、ブレーキ操作力を高精
度で検出することのできるブレーキ操作力検出装置を提
供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、ブレーキペダルからブレー
キ操作力を伝えて制動力を発生させるブレーキ装置にお
いて用いられる、ブレーキ操作力を検出するためのブレ
ーキ操作力検出装置であって、ブレーキ操作力を伝達す
る力伝達部材と、ブレーキ操作力を受ける力受け部材
と、力伝達部材から力受け部材にブレーキ操作力を伝達
するよう力伝達部材及び力受け部材に接続されると共
に、力伝達部材との接続部及び力受け部材との接続部が
ブレーキ操作力の伝達方向に直交する方向において互い
に偏倚されている棒状部材と、棒状部材の、力伝達部材
との接続部及び力受け部材との接続部の間に配置された
歪検出手段とを備えるブレーキ操作力検出装置を特徴と
している。

【００１０】かかる構成において、力伝達部材と力受け
部材との間に配置された棒状部材には各部材からせん断
方向の力が作用し、そのせん断力に対応する曲げが棒状
部材に生ずる。せん断方向の力はブレーキ操作力に対応
するものであり、従って、棒状部材の曲げ歪を歪ゲージ
等の歪検出手段により検出することで、ブレーキ操作力
を検出することが可能となる。

【００１１】棒状部材の取付方法は種々考えられるが、
請求項２に記載のように、棒状部材の一端を力伝達部材
又は力受け部材のいずれか一方に回動可能に接続し、棒
状材の中間部を力伝達部材又は力受け部材の他方に接続
し、更に、棒状部材の他端側の部分に、棒状部材の前記
一端に作用する力の方向と実質的に同じ方向に弾性的な
付勢力が作用するよう、当該部分をばね付勢手段により
支持かるようにしたものが好適である。

【００１２】この構成では、請求項３に記載のように、
ばね付勢手段のばね力を調整可能とすることで、歪検出
手段のゼロ点を調整することができる。

【００１３】また、請求項４に記載したように、ばね付
勢手段による支持点の位置を調整可能とすることで、棒
状部材に生ずる曲げの大きさを調整することが可能とな
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の好適な
実施形態について詳細に説明する。なお、全図を通し、
同一又は相当部分には同一符号を付することとする。

【００１５】図１は、本発明によるブレーキ操作力検出
装置（以下「操作力検出装置」という）の第１実施形態
が適用されたブレーキ装置を示している。このブレーキ
装置は、ブレーキペダル１０からの操作力をブースタ１
２により助勢した後、マスタシリンダ１４において油圧
に変換し、この油圧を複数のソレノイドバルブ及びポン
プ等（図示せず）から構成されたブレーキアクチュエー
タ１６を介して各車輪ブレーキのホイールシリンダ１８
に供給し制動を行うものである。

【００１６】ブレーキペダル１０は、上端部がピン２０
により車体に回動可能に支持されたペダルレバー２２
と、このペダルレバー２２の下端に取り付けられ足で押
動操作されるペダル本体２４とから構成されている。ペ
ダルレバー２２の中間部の適宜位置には、操作力をブー
スタ１２に伝えるためのオペレーティングロッド２６が
クレビス２８を介して連結されている。

【００１７】第１実施形態において、オペレーティング
ロッド２６は、ブレーキペダル側とブースタ側とに適当
な間隙を置いて２分割されている。本発明によるブレー
キ操作力検出装置３０は、このペダル側ロッド３２とブ
ースタ側ロッド３４との間に配設されている。

【００１８】操作力検出装置３０は、その縦断面図であ
る図２に明示するように、ペダル側ロッド３２の端部が
ピン３６により回動可能に支持されるベース部材３８を
備えている。ベース部材３８は、ペダル側ロッド３２か
らの操作力を受けて、その力を力受け部材であるブース
タ側ロッド３４に伝える力伝達部材として機能するもの
であり、また、操作力検出装置３０の構成要素を収容・
支持するケースの形態を採っている。

【００１９】ブースタ側ロッド３４の端部には棒状部材
４０の中間部がピン４２により回動可能に接続されてお
り、この棒状部材４０の一端はベース部材３８にピン４
４により回動可能に支持されている。非踏込み状態にお
いて、棒状部材４０は、オペレーティングロッド２６の
軸方向、すなわち操作力が伝達する方向に対してほぼ直
角に延びるよう配置されることが好ましい。かかる配列
において、ベース部材３８との接続部（４４）と、ブー
スタ側ロッド３４の接続部（４２）は、操作力の伝達方
向に直交する方向において互いに偏倚されることにな
る。

【００２０】棒状部材４０の、ピン４２とピン４４との
間の部分には、棒状部材４０の曲げによる歪を検出する
ための歪検出手段として、電気抵抗式の歪ゲージ４６が
貼着されている。

【００２１】棒状部材４０の他端側の適当な位置には、
ブースタ側ロッド３４からの力に抗して棒状部材４０を
支持する支持部材４８が配置されている。この支持部材
４８は、棒状部材４０のブレーキペダル１０側の面に摺
動可能に接している。また、支持部材４８は、ベース部
材３８に設けられた調整部材５０のシリンダ部分５２内
に配置され、オペレーティングロッド２６の軸方向と平
行な方向（矢印Ａ方向）に沿って移動可能となってい
る。シリンダ部分５２内には圧縮ばね（ばね付勢手段）
５４が配置されており、支持部材４８を棒状部材４０に
常に接するよう付勢している。更に、シリンダ部分５２
内には、圧縮ばね５４の一端を受けるばね受け板５６が
配置されている。このばね受け板５６は、その位置が調
整ねじ５８により調整可能となっており、これにより支
持部材４８の棒状部材４０に対する付勢力を調整するこ
とができる。

【００２２】調整部材５０は、非踏込み状態において、
棒状部材４０とほぼ平行な方向（矢印Ｂ方向）に移動し
得るよう、ベース部材３８に取り付けられている。更
に、ベース部材３８には、調整部材５０を矢印Ｂ方向の
一方に付勢する圧縮ばね６０が取り付けられており、ま
た、圧縮ばね６０とは反対側の位置に、調整部材５０を
受けてその位置を定める調整ねじ６２が配置されてい
る。従って、調整ねじ６２を回すことで、調整部材５０
及び支持部材４８はベース部材３８に対して矢印Ｂ方向
において位置調整が可能となっている。

【００２３】このような構成の操作力検出装置３０の作
用は次の通りである。

【００２４】まず、図１に示すようにブレーキペダル１
０のペダル本体２４を適当な踏力Ｆ_Pで踏むと、ペダル
レバー２２がピン２０を中心にして回動する。そして、
踏力Ｆ_Pがブレーキペダル固有の比率で倍力され、その
力Ｆ_Bが操作力としてオペレーティングロッド２６のペ
ダル側ロッド３２から操作力検出装置３０及びブースタ
側ロッド３４を介してブースタ１４に伝えられる。この
時、操作力Ｆ_Bと同等の大きさであって反対向きの反力
Ｆ_B′がブースタ側ロッド３４から棒状部材４０に作用
する。これにより、棒状部材４０はピン４４を中心にし
てブレーキペダル１０側に回動し、圧縮ばね５４を圧縮
する。圧縮ばね５４は反力Ｆ_B′の大きさに対応した量
だけ圧縮した後、静定状態となる。この静定状態におい
て、棒状部材４０には、反力Ｆ_B′の大きさ、すなわち
操作力Ｆ_Bないしは踏力Ｆ_Pに対応した曲げが生じる。歪
ゲージ４６は、この曲げによる棒状部材４０の歪（伸び
又は縮み）を検出し、当該歪の大きさから操作力Ｆ_B又
は踏力Ｆ_Pを求めることが可能となる。

【００２５】なお、非踏込み状態において調整ねじ５８
を回すと、支持部材４８による支持点に作用するばね付
勢力の初期値が変わり、歪ゲージ４６の出力のゼロ点調
整が可能となる。また、調整ねじ６２を回して支持部材
４８の矢印Ｂ方向の位置調整を行うと、支持部材４８か
らの反力による棒状部材４０に対する曲げモーメントが
変化する。従って、調整ねじ６２によって歪ゲージ４６
のゲイン調整を行うことが可能となる。更に、棒状部材
４０の剛性を適宜選択することにより、曲げによる歪を
適宜増減することができ、検出精度の向上に寄与する。

【００２６】上記の第１実施形態では、オペレーティン
グロッド２６を２分割し、その間に操作力検出装置を配
置することとしているが、操作力が伝わる経路中であれ
ば、いずれ位置においても操作力検出装置を配置するこ
とができる。例えば、図３及び図４に示す本発明の第２
実施形態では、ブレーキペダル１０とクレビス２８との
間に操作力検出装置１３０を配置している。

【００２７】より詳細に述べるならば、第２実施形態に
おいて、クレビス２８のピン７０が通されるブレーキペ
ダル１０の貫通孔７２はオペレーティングロッド２６の
軸方向に延びる長穴となっている。従って、貫通孔７２
に形成されたクリアランス（間隙）Ｃだけ、クレビス２
８とブレーキペダル１０とは相対的に移動自在となる。

【００２８】第２実施形態における操作力検出装置１３
０は、クレビス２８の一部を上下に拡張し、この拡張部
分７２，７４を前記のベース部材として用いている。ま
た、歪ゲージ４６が取り付けられた棒状部材４０は、そ
の一端がクレビス２８の上側拡張部分７２にピン４４に
より枢支され、棒状部材４０の他端側部分には、ブレー
キペダル１０側に圧縮ばね５４の付勢力が作用するよ
う、支持部材４８が接している。なお、この第２実施形
態は、支持部材４８の位置調整や圧縮ばね５４のばね力
の調整のための機構は有していない。

【００２９】更に、棒状部材４０の、歪ゲージ４６と支
持部材４８との間の部分には力伝達部材７８が接続され
ている。この力伝達部材７８は適当に手段によりブレー
キペダル１０に固着されたものである。

【００３０】このような構成の操作力検出装置１３０に
おいては、第１実施形態のようにブレーキペダル１０か
らの操作力の反力が棒状部材４０に作用するのではな
く、ブレーキペダル１０からの操作力が力伝達部材７８
を介して直接、棒状部材４０に作用する。また、ブレー
キペダル１０が、力受け部材であるクレビス２８に対し
てクリアランスＣの範囲内で移動している間に限り、操
作力を検出することが可能となっている。その他の点で
は第１実施形態のものと同様な作用を奏することは理解
されよう。

【００３１】図５は本発明の第３実施形態を示してい
る。第３実施形態の操作力検出装置２３０は、第２実施
形態と同様に、ブレーキペダル１０とクレビス２８との
間に設けられているが、操作力を受ける側（クレビス２
８のピン７０）からの反力が棒状部材４０に作用する構
成を採っている。すなわち、棒状部材４０はブレーキペ
ダル１０に固定された力伝達部材８０に枢支され、クレ
ビス２８のピン７０に取り付けられた力受け部材８２が
棒状部材４０の中間部に接続されている。歪ゲージ４６
及び支持部材４８、圧縮ばね５４の取付位置については
第１実施形態のものと同様な関係としてある。この操作
力検出装置２３０の作用については、ブレーキペダル１
０とクレビス２８との間で相対移動が生じている間に限
って操作力の検出が可能である点を除き、第１実施形態
と同様であり、その説明は省略する。

【００３２】以上、本発明の好適な実施形態について説
明下が、本発明は上記実施形態に限定されないことはい
うまでもない。

【００３３】例えば、上記実施形態では棒状部材４０は
操作力の作用方向に対して直交しているように図示され
ているが、操作力の作用方向に対して直角である必要は
なく、棒状部材４０にせん断方向の力が作用する配置で
あればよい。

【００３４】また、歪検出手段も歪ゲージ４６に限ら
ず、他の周知の歪検出手段を用いることも可能である。

【００３５】更に、棒状部材４０に曲げが生じ、且つ初
期状態に確実に復帰する構成ならば、圧縮ばね等のばね
付勢手段により一端を支持する必要もない。この場合
は、例えば、図２においてピン４４により枢支されてい
る棒状部材４０の端部はベース部材３８に回動不可能に
固定されるような形態を採ることになる。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、操
作力を棒状部材上の２箇所に互いに反対方向のせん断力
として作用させることができ、これにより操作力に対応
する曲げ歪を棒状部材に生じさせることができる。棒状
部材の剛性等を適宜選定することで、曲げによる歪は、
検出するに十分な大きさとすることができ、また、ねじ
り等の歪を含まないため、高精度で歪、ひいては操作力
を検出することができる。

【００３７】また、ばね付勢手段を棒状部材に設け、そ
の位置やばね力を調整可能とするこで、歪検出手段から
の出力を調整することが可能となり、検出精度の更なる
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるブレーキ操作力検出装置の第１実
施形態が適用されたブレーキ装置を概略的に示す説明図
である。

【図２】本発明によるブレーキ操作力検出装置の第１実
施形態を詳細に示す断面図である。

【図３】本発明によるブレーキ操作力検出装置の第２実
施形態を示す一部断面側面図である。

【図４】図３のIV−IV線に沿っての端面図である。

【図５】本発明によるブレーキ操作力検出装置の第２実
施形態を示す一部断面側面図である。

【符号の説明】

１０…ブレーキ、１２…ブースタ、１４…マスタシリン
ダ、１８…ホイールシリンダ、２６…オベレーティング
ロッド、２８…クレビス、３０，１３０，２３０…ブレ
ーキ操作力検出装置、３２…ブレーキ側ロッド、３４…
ブースタ側ロッド（力受け部材）、３８…ベース部材
（力伝達部材）、４０…棒状部材、４６…歪ゲージ（歪
検出手段）、４８…支持部材、５０…調整部材、５４…
圧縮ばね（ばね付勢手段）、５８，６２…調整ねじ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブレーキペダルからブレーキ操作力を伝
えて制動力を発生させるブレーキ装置において用いられ
る、ブレーキ操作力を検出するためのブレーキ操作力検
出装置であって、ブレーキ操作力を伝達する力伝達部材と、ブレーキ操作力を受ける力受け部材と、前記力伝達部材から前記力受け部材にブレーキ操作力を
伝達するよう前記力伝達部材及び前記力受け部材に接続
されると共に、前記力伝達部材との接続部及び前記力受
け部材との接続部がブレーキ操作力の伝達方向に直交す
る方向において互いに偏倚されている棒状部材と、前記棒状部材の、前記力伝達部材との接続部及び前記力
受け部材との接続部の間に配置された歪検出手段とを備
えることを特徴とするブレーキ操作力検出装置。
【請求項２】前記棒状部材の一端が前記力伝達部材又
は前記力受け部材のいずれか一方に回動可能に接続さ
れ、前記棒状材の中間部が前記力伝達部材又は前記力受け部
材の他方に接続され、前記棒状部材の他端側の部分に、前記棒状部材の前記一
端に作用する力の方向と実質的に同じ方向に弾性的な付
勢力が作用するよう、当該部分をばね付勢手段により支
持したことを特徴とする請求項１に記載のブレーキ操作
力検出装置。
【請求項３】前記ばね付勢手段のばね力が調整可能で
あることを特徴とする請求項２に記載のブレーキ操作力
検出装置。
【請求項４】前記ばね付勢手段による支持点の位置が
調整可能であることを特徴とする請求項２又は３に記載
のブレーキ操作力検出装置。