JP2011068175A - アクセルペダル装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1回動軸線S1回りに回動するペダルアーム30、戻しバネ40、ペダルアームを休止位置に戻す方向に反力を付加する反力付加機構(駆動源60、ペダルアームに接触する接触部71を有し第2回動軸線S2回りに回動する回動部材70)を備え、接触部がペダルアームと接触する位置から第1回動軸線までの第1距離は第2回動軸線までの第2距離よりも長く、ペダルアームは、最大踏込み位置に向う回転時に接触部が第1回動軸線から遠ざかるように、休止位置に向う回転時に接触部が第1回動軸線に近づくように、接触部71が接触しつつ変位する接触領域35を有する。これによれば、小型化を図りつつ、応答性に優れたアクティブ制御を行うことができる。
【選択図】図4
Description
ここで、反力付加機構が、駆動源及びペダルアームに離脱可能に接触する接触部を有すると共にペダルアームに接触した状態でペダルアームと同方向に回転する回動部材を含み、駆動源の駆動力により回動部材がペダルアームを休止位置に戻す方向に反力を付加するように形成されているため、構造の簡素化、部品点数の削減、低コスト化、装置全体の小型化等を達成しつつ、応答性に優れたアクティブ制御を行うことができる。
特に、回動部材の接触部がペダルアームと接触する位置からペダルアームの第1回動軸線までの第1距離が、回動部材の接触部がペダルアームと接触する位置から第2回動軸線までの第2距離よりも長く形成され、かつ、ペダルアームが、最大踏込み位置に向けて回転するとき接触部が第1回動軸線から遠ざかるように接触しつつ変位しかつ休止位置に向けて回転するとき接触部が第1回動軸線に近づくように接触しつつ変位するべく形成された接触領域を有するため、回動部材がペダルアームに及ぼす回転トルクの腕の長さを短くして作動角を広くすることができ、それ故に、駆動源の小型化及び装置全体の小型化を達成しつつ、安定した駆動力すなわち反力(抵抗力)又は押し戻し力を生じさせることができる。
このアクセルペダル装置は、図1ないし図3に示すように、自動車等の車体に固定されるハウジング10、車体の床面F等に揺動自在に支持されるアクセルペダル20、アクセルペダル20に連動すると共にハウジング10により規定される所定の第1回動軸線S1を中心として休止位置から最大踏込み位置までの間(の回動範囲)を回動自在に支持されたペダルアーム30、ペダルアーム30を休止位置に戻す付勢力を及ぼす戻しバネ40、ペダルアーム30の回転角度位置を検出する位置センサ50、所定条件下においてペダルアーム30を休止位置に戻す方向に反力を付加する反力付加機構としての駆動源60及びペダルアーム30(の接触領域35)と接触する接触部71を有すると共に駆動源60の駆動軸61aにより規定される第2回動軸線S2回りに回動自在な回動部材70、駆動源60の駆動制御を行う制御ユニット80等を備えている。
ハウジング本体11は、図2に示すように、ペダルアーム30を第1回動軸線S1回りに回動自在に支持する支軸11a、戻しバネ40の一端部を受ける受け部11b、ペダルアーム30の一部及び回動部材70並びに駆動源60を収容する凹部11c、ペダルアーム30を休止位置に停止させる休止ストッパ11d等を備えている。
ハウジングカバー12は、図1に示すように、駆動源60を収容する収容部12a、位置センサ50を収容するセンサ収容部12b、制御ユニット80を覆うカバー部12c等を備えている。
そして、ペダルアーム30は、アクセルペダル20に連動して、図2及び図4に示すように、上端部33aが休止ストッパ11dに当接する休止位置と、全開ストッパ22が床面Fに当接する最大踏込み位置との間の回動範囲を回動するようになっている。
接触領域35は、図4に示すように、ペダルアーム30が最大踏込み位置に向けて回転するとき、回動部材70の接触部71が第1回動軸線S1から遠ざかるように接触しつつ変位し、かつ、ペダルアーム30が休止位置に向けて回転するとき回動部材70の接触部71が第1回動軸線S1に近づくように接触しつつ変位するようなカムプロフィルを画定するように形成されている。
したがって、仮に反力付加機構(駆動源60、回動部材70)が途中で固着して不動になっても、踏力を緩めると戻しバネ40の付勢力により、ペダルアーム30を休止位置に確実に戻すことができる。
位置センサ50は、例えば非接触式の磁気式センサであり、ペダルアーム30の円筒部31の領域に設けられた磁性材料からなる環状のアマチャ(不図示)、アマチャの内周面に結合された円弧状の一対の永久磁石51、ハウジングカバー12に埋設された磁性材料からなる二つのステータ(不図示)、二つのステータ間に配置された2つのホール素子(不図示)等により形成され、その他に関連する部品として、端子、種々の電子部品が実装された回路基板等が設けられている。
そして、位置センサ50は、ペダルアーム30が回動することにより、磁束密度の変化をホール素子で検出して電圧信号として出力し、ペダルアーム30の角度位置を検出するようになっている。
ロータ61は、その駆動軸61aに回動部材70の一端部を直結させて、回動部材70を一体的に回動させるようになっている。
ここで、駆動源(トルクモータ)60の回転角度に対する回転駆動力(モータトルク)の特性は、図6に示すように、休止角度θoに対応するモータ回転角度が小さい領域と最大回転角度θmaxに対応するモータ回転角度が大きい領域における値が、中間角度θmに対応するモータ回転角度の中間回転領域における値よりも小さくなっている。
そして、回動部材70は、接触部(ローラ)71がペダルアーム30の接触領域35に接触した状態で、ペダルアーム30と同方向に回転するべく、第2回動軸線S2(駆動軸61a)回りに回動自在となっている。
また、回動部材70の接触部71は、接触領域35に接触して転動するローラを含み、回動部材(回動レバー)70がペダルアーム30の接触領域35とローラを介して接触するため、接触界面での摩擦又は抵抗を抑制でき、エネルギのロスを低減して、アクティブ制御を効率良く円滑に行うことができる。
先ず、図4に示すように、接触部71がペダルアーム30(の接触領域35)と接触する位置Pから第1回動軸線S1までの第1距離D1は、接触部71がペダルアーム30(の接触領域35)と接触する位置Pから第2回動軸線S2までの第2距離D2よりも長くなるように形成(配置)されている。
また、図4に示すように、ペダルアーム30が(休止位置から)最大踏込み位置に向けて回転するとき、接触部71が第1回動軸線S1から遠ざかるように接触しつつ変位し、ペダルアーム30が(最大踏込み位置から)休止位置に向けて回転するとき、接触部71が第1回動軸線S1に近づくように接触しつつ変位するように構成され、すなわち、ペダルアーム30の接触領域35が上記のような接触部71の変位を生じさせるカムプロフィル形状をなすように形成されている。
このような配置構成故に、回動部材70がペダルアーム30に及ぼす回転トルクの腕の長さを短くして作動角を広くすることができ、それ故に、駆動源の小型化及び装置全体の小型化を達成しつつ、安定した駆動力すなわち反力(抵抗力又は押し戻し力)を生じさせることができる。
これによれば、回動部材70がペダルアーム30に及ぼす回転トルクの腕長さRがペダルアーム30の回動範囲に応じて変化するため、駆動源60の駆動力が回動範囲において変動する場合に、例えば、駆動源60の駆動力が小さい領域では上記腕長さRを短くし、一方、駆動源60の駆動力が大きい領域では上記腕長さRを長くすることで、過負荷により回動部材70の回動が困難になる虞がなく、確実でかつ応答性に優れたアクティブ制御を行うことができる。
これによれば、駆動源の駆動力が、休止位置から最大踏込み位置までの回動範囲の両端近傍に対応する作動領域で小さく、回動範囲の中間領域に対応する作動領域で大きい場合に、両端近傍に対応する作動領域では過負荷を生じることなく円滑に回動部材を回動させることができ、中間領域に対応する作動領域では駆動力に応じた大きな反力又は押し戻し力を得ることができる。
このように、制御ユニット80をハウジング10に一体化したことにより、配線等が短くなり、信頼性も高くなる。また、車両側において大幅な変更を伴うことなく、アクティブ制御を行える機構(反力付加機構)を備えたアクセルペダル装置を容易に搭載することができる。
先ず、操作者(運転者)がアクセルペダル20を踏み込まない休止位置にあるとき、戻しバネ40の付勢力により、ペダルアーム30の上端部33aが休止ストッパ11dに当接して、ペダルアーム30は図2及び図5(a)で示す休止位置に停止している。
このとき、回動部材70の接触部71は、ペダルアーム30に反力を及ぼさない状態で接触領域35に接触した状態にある。
これにより、危険回避又は危険告知等のために、あるいは、燃費向上のために、アクティブ制御が必要になったとき、その応答性を高めることができる。
上記実施形態においては、ペダルアーム30が第1回動軸線S1を中心として下側にペダル側アーム32及び上側に接触側アーム33を一体的に有する場合を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、上端部が回動軸線により回動自在に支持されかつ下端部においてアクセルペダルの踏力が付与されるようなペダルアームにおいて、その中間領域に触領域を設け、この接触領域に接触する接触部をもつ回動部材及び駆動源を、ペダルアームの背後近傍に配置する構成を採用してもよい。
上記実施形態においては、回動部材70の接触部71がローラを含む場合を示したが、これに限定されるものではなく、ローラを廃止して、先端部を円弧状に湾曲させて形成して接触領域35に直接接触させるようにしてもよい。
上記実施形態においては、反力付加機構を構成する駆動源60として、回動部材70を駆動軸61aに直結する場合を示したが、回動部材70に回転駆動力を及ぼすことができるものであれば、その他の形態を採用してもよい。
上記実施形態においては、ペダルアーム30を休止位置に付勢する戻しバネ40として、圧縮型のコイルバネを採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、第1回転軸線S1の周りに配置された捩り式のバネを採用してもよい。
上記実施形態においては、制御ユニット80をハウジング10に一体的に取り付けた場合を示したが、これに限定されるものではなく、ハウジング10から切り離して別体として取り扱ってもよい。
S2 第2回動軸線
D1 第1距離
D2 第2距離
P 接触部が接触する位置
N 接触部が接触する位置での法線
R 腕長さ
θo 休止角度
θm 中間角度
θmax 最大回転角度
10 ハウジング
11 ハウジング本体
11a 支軸
11b 受け部
11c 凹部
11d 休止ストッパ
12 ハウジングカバー
12a 収容部
12b センサ収容部
12c カバー部
20 アクセルペダル
21 リンク部材
22 全開ストッパ
30 ペダルアーム
31 円筒部
32 ペダル側アーム
33 接触側アーム
33a 上端部
34 受け部
35 接触領域
40 戻しバネ
50 位置センサ
60 駆動源(トルクモータ)
61 ロータ
61a 駆動軸
70 回動部材(回動レバー)
71 接触部(ローラ)
80 制御ユニット
Claims (6)
- アクセルペダルに連動するペダルアームと、
前記ペダルアームを休止位置と最大踏込み位置の間で第1回動軸線回りに回動可能に支持するハウジングと、
前記ペダルアームを前記休止位置に戻す戻しバネと、
前記ハウジングに設けられた駆動源,前記ペダルアームに離脱可能に接触する接触部を有すると共に前記ペダルアームに接触した状態で前記ペダルアームと同方向に回転するべく第2回動軸線回りに回動する回動部材を含み,前記駆動源の駆動力により前記回動部材が前記ペダルアームを前記休止位置に戻す方向に反力を付加する反力付加機構と、を備え、
前記接触部が前記ペダルアームと接触する位置から前記第1回動軸線までの第1距離は、前記接触部が前記ペダルアームと接触する位置から前記第2回動軸線までの第2距離よりも長く形成され、
前記ペダルアームは、前記最大踏込み位置に向けて回転するとき前記接触部が前記第1回動軸線から遠ざかるように接触しつつ変位し、前記休止位置に向けて回転するとき前記接触部が前記第1回動軸線に近づくように接触しつつ変位するべく形成された接触領域を有する、
ことを特徴とするアクセルペダル装置。 - 前記ペダルアームの接触領域は、前記第2回動軸線から前記接触部が接触する位置での法線までの腕長さが、前記休止位置から前記最大踏込み位置までの回動範囲において変化するように形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のアクセルペダル装置。 - 前記ペダルアームの接触領域は、前記回動範囲の両端近傍における前記腕長さが、前記回動範囲の中間近傍における前記腕長さよりも短くなるように形成されている、
ことを特徴とする請求項2に記載のアクセルペダル装置。 - 前記ペダルアームは、前記第1回動軸線を挟んで一方側に前記アクセルペダルと連動するペダル側アームと、前記第1回動軸線を挟んで他方側に前記接触領域を画定する接触側アームを有し、
前記第2回動軸線は、前記接触側アーム寄りに配置されている、
ことを特徴とする請求項1ないし3いずれか一つに記載のアクセルペダル装置。 - 前記駆動源は、前記第2回動軸線と同軸上において一体的に回動する駆動軸を有するトルクモータであり、
前記回動部材は、その自由端において前記接触部を画定する回動レバーである、
ことを特徴とする請求項1ないし4いずれか一つに記載のアクセルペダル装置。 - 前記接触部は、前記接触領域に接触して転動するローラを含む、
ことを特徴とする請求項5に記載のアクセルペダル装置。
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