JP2013502344A - 非接触式センサを有するブレーキペダルアッセンブリ - Google Patents

Abstract

非接触式位置センサを使用し、カム面に載るばね付勢式ローラを活用して従来式ブレーキペダルの感触をシミュレートするアッセンブリが提供されている。ペダルアッセンブリは、カム面を有する細長いブレーキサポートブラケットと、ばね付勢式ローラを有するペダルアームを含んでいる。ばね付勢式ローラアッセンブリは、ペダルアームの内方面又は近傍に取り付けられているか、又はペダルアームの両面に取り付けられている。ローラアッセンブリは、ペダルアームの内側面から伸張する固定脚と、ペダルアームに枢動式に取り付けられている可動脚を含んでいる。ローラに対する付勢力を生成するように、付勢部材がサポートの上を固定脚と可動端の間に伸張している。ペダルが押し下げられると、ローラがサポートブラケットのカム面に沿って動かされ、それによって、従来式ペダルアッセンブリの「感触」が作り出される。
【選択図】図１

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２００９年８月１８日出願の米国仮特許出願第６１／２３４，８２２号の優先権を主張し、同仮特許出願をここに参考文献として援用する。

本発明は、概括的にはブレーキペダルに、より厳密には非接触式センサを有するブレーキペダルアッセンブリに関する。

ブレーキペダルやアクセルペダルの様な「バイ・ワイヤ」車両制御用のペダルアッセンブリで位置センサが使用されることは知られている。位置センサは、ペダルの押し下げ量を表す電気信号を生成する。制御装置がこの信号を使用して、スロットル又は制動用アッセンブリの作動を制御する。しかし一方で、これらのペダルアッセンブリには、押し下げに対する抵抗又は従来式ペダルアッセンブリの場合とよく似た「感触」を持たせるのが望ましい。従って、車両用のペダルアッセンブリにおいて、位置センサを使用して従来式のブレーキペダルの感触をシミュレートし、軽量で、製造費用の安いペダルアッセンブリを提供するのが望ましい。

米国仮特許出願第６１／２３４，８２２号 米国特許第７，２２１，１５４号 米国特許第７，２７６，８９７号 米国特許第７，３４５，４７３号

非接触式位置センサを使用し、カム面に載るばね付勢式ローラを活用して従来式ブレーキペダルの感触をシミュレートするペダルアッセンブリが提供されている。ペダルアッセンブリは、カム面を有する細長いブレーキサポートブラケットと、ばね付勢式ローラを有するペダルアームを含んでいる。ブラケットの一端からは一対のアームが伸張している。アームは、ペダルアームの頂部分を受け入れるように離間されている。枢軸ロッドが、アーム及びペダルアームを貫いて、ペダルアームを枢動可能に支持するべく伸張している。アームのうち一方のアームに非接触式回転位置センサが取り付けられている。

ペダルアームは、一端を枢軸ロッドに支持され他端にペダルパッドを有する細長い部材である。ばね付勢式ローラアッセンブリが、ペダルアームの内方面又は近傍に取り付けられている。ローラアッセンブリは、ペダルアームの内側面から伸張する固定脚と、ペダルアームに枢動式に取り付けられている可動脚を含んでいる。ローラサポートは、ローラを支持するための一対の離間されたフランジを有しており、ローラサポートの一端は可動脚の自由端に取り付けられ他端は固定脚に枢動式に取り付けられている。

ローラに対する付勢力を生成するように、付勢部材がサポートの上を固定脚と可動端の間に伸張している。ペダルが押し下げられると、ローラがサポートブラケットのカム面に沿って動かされる。カムの曲率半径は、従来式ブレーキペダルアッセンブリの感触をシミュレートする荷重を発生させるように、ばねの力と協調がとられている。

本発明は以下の詳細な説明を添付図面と関連付けて読みながら考察することによって理解が深まるものであり、添付図面では幾つかの図に跨って同様の符号は同様の部分を指している。

ペダルアームが押し下げられていない状態のペダルアッセンブリの斜視図である。 ペダルアームが一杯まで押し下げられた状態の、非接触式位置センサを有するペダルアッセンブリの斜視図である。 非接触式位置センサを有するペダルアッセンブリの或る代わりの実施形態の斜視図である。

非接触式位置センサを使用したペダルアッセンブリ１０は、従来式ブレーキペダルの感触をシミュレートするために、カム面に載るばね付勢式ローラを活用している。ペダルアッセンブリ１０は、特に、ハイブリッド車両に適している。ペダルが押し下げられてゆくと、ペダルを更に押し下げるのに要する荷重量が増加する。

ペダルアッセンブリ１０は、ブレーキサポートブラケット１１と、カム面１２を有するサポート２６を含んでいる。ペダルアッセンブリ１０は、更に、図１に示されている様に、ばね付勢式ローラ２８を有するペダルアーム１４を含んでいる。サポート２６は、ベースブラケット１１を有する細長い部材である。ペダルアッセンブリ１０は、車両への取付用の孔１８を有している。一対のアーム２０が、１つのペダルアッセンブリ１０から伸張している。アーム２０はペダルアーム１４の頂部分を受け入れるように離間されている。

枢軸ロッド２２が、アーム２０とペダルアーム１４を貫いて、ペダルアーム１４を枢動可能に支持するべく伸張している。枢軸ロッド２２とアーム２０とペダルアーム１４の間の相互作用が枢軸ロッド２２に枢軸点を形成し、当該枢軸点を中心にペダルアーム１４は容易に枢動することができる。プッシュナット１９が枢軸ロッド２２を保定している。

図２に示されている様に、アーム２０のうち一方のアームには非接触式回転位置センサ２３が取り付けられている。非接触式位置センサは、渦電流センサやホール効果センサの様な多くの異なった型式のものを使用することができるが、好適な実施形態では、本発明の譲受人の所有である米国特許第７，２２１，１５４号、同第７，２７６，８９７号、及び同第７，３４５，４７３号に開示されている型式の位置センサを使用することができる。

クルーズコントロールの非活動化を制御するためのスイッチ用の取付区域２４も提供されている。ベース部分の中間部分からは、クルーズ非活動化スイッチを支持するための取付区域２４が伸張している。

同様にベースから上向きに、カム面１２を有するサポート２６が伸張している。カム面は、以下に更に詳しく論じられているが、ペダルアーム側に取り付けられているローラ２８を支持する。サポート２６とカム面１２は、プラスチック、ポリマー、又は金属材料で作られている。カム面１２には、運転者が作動させたときに従来式ブレーキペダルの感触をシミュレートするべくペダルアッセンブリ１０の感触を更に巧みに操作してゆくように、より滑らかな面又はより粗い面の様な異なった仕上げが施されていてもよい。サポート２６は適したプラスチックで成形されているのが望ましく、カム面１２は金属基板の上からプラスチックを成形して形成されていてもよい。

ペダルアッセンブリ１０の長さに見て孔１８の反対側にはピン３０があって、ペダルアームのストッパの役目を果たすべく外向きに伸張している。ピン３０は、ペダルアーム１４を損傷させないように、プラスチック、ポリマー、又は軟質材料で作られている。ピン３０は同様に金属で作られていてもよい。

図１に示されている様に、ペダルアーム１４は、一端を枢軸ロッド２２に支持され他端にペダルパッド３２を有する細長い部材である。ペダルパッド３２は、運転者の履物がペダルアームを捕え易くなるように、プラスチック又はポリマー材料を含んでいる。ペダルアーム１４の内方面又は近傍に、ばね付勢式ローラ２８とローラサポート４０とばね４２が取り付けられている。固定脚３６がペダルアーム１４の内側面から伸張しており、可動脚３８がペダルアーム１４に枢動式に取り付けられている。ローラサポート４０は、ローラを支持するための一対の離間されたフランジを有しており、ローラサポート４０の一端は可動脚の自由端に取り付けられ他端は固定脚３６に枢動式に取り付けられている。ローラサポート４０は、添付図に示されている様に構成は様々である。

ばね４２は、ばねサポート４３（可動脚３８に枢動式に連係）とローラサポート４０の間に伸張していて、ローラ２８に対する付勢力を生成する。ローラ２８には、カム面に沿って均一に動けるようにベアリングと滑らかな面が設けられている。ペダルアーム１４が押し下げられると、ローラ２８がサポートブラケット１１のカム面１２に沿って動かされる。

カム面１２の曲率は、ローラが内方へ固定脚３６に向かって付勢されてばねを圧縮し、荷重又は押し下げへの抵抗を増加させるような曲率である。カム面１２の曲率半径は、従来式ブレーキペダルの感触をシミュレートする荷重を発生させるように、ばねの力と協調がとられている。カム面の曲率半径を高くしたり低くしたりすることで、運転者が感じる力の衝撃を異ならせて発生させることができる。ローラ２８とばね４２とカム面１２によって発生させる力の変動度は、運転者の要求に従って修正される。

図２に示されている様に、ペダル１４は押し下げられた位置にある。押圧されたペダルアーム１４は、車両の運転者が従来式制動モードでの最大容量まで制動を掛けたときのペダルアームの位置を表している。ペダルパッド３２を有するペダルアーム１４は、枢軸ロッド２２の枢軸点を中心に枢動する。一方のアーム２０の枢軸ロッド２２の枢軸点の上方又は付近にはセンサ２３が設置されている。ペダルアッセンブリ１０は、更に、ペダルアッセンブリ１０を車両に取り付けるために孔１８を含んでいる。ペダルアッセンブリ１０のアーム２０は車両運転者に向かって伸張している。本実施形態では、ペダルアッセンブリ１０は、丸みの付けられた端部分２１を有する２つのアーム２０を含んでいる。

図３に示されている或る代わりの実施形態では、固定脚６１及び可動脚６３と関連付けて使用されている付勢部材又はばね４２を有するペダルアッセンブリ８０が提供されている。ばね４２は、ばねサポート４３と枢動式ローラサポート４０の間を伸張していて、ローラ２８に対する付勢力を生成する。上ストッパボルト６２を含んでいるカム面７２が提供されている。サポート６０は上部分５８を含んでおり、そこではボルト６２が開口部又は受入部６４によってサポート６０に接続している。ボルト６２はカム５８から上方へ伸張していて、センサ２３のための定位置を設定するべくペダルアーム１４を貫いて突き出ている。連結ナット６６がボルト６２をカムに固着して、ペダルアーム１４の正しい定位置が設定されるようにしている。

ばね４２はローラサポート４０に接続されている。ローラサポート４０は、サポート６０のカム面７２を転がるように作動するローラ２８に接続されている。カム面７２のローラ２８の転がりと、ボルト６２と、ばね４２の押し下げとが一体に協働して、従来式ブレーキペダルの感触をシミュレートする。

ばね４２は、ゴム、エラストマー、又はワイヤなどで作られている。本実施形態では、ばね４２は、天然ゴム圧縮ばねである。天然ゴム圧縮ばね４２では、ヒステリシスが加わり、従来式ブレーキシステムの感触がより忠実にシミュレートされる。エラストマーをプラスチック又は鋼のリング８４、８６と組み合わせることもできるであろう。図３に示されている様に、ばね４２には円筒形リング８４、８６が設けられている。円筒形リング８４、８６は、ばねが圧壊するのを防止している。ばね４２には円筒形リング８４、８６を保定する半径方向の切り込み又は突起が追加されていて、それによってばね４２の圧壊防止が図られている。

更に、ばね４２の断面は、圧縮時の荷重に変動を与えるためにその長さ全体に亘って変化していてもよい。溝、面取り、半径は、初期ばね力を削減するが、設定された圧縮がばね４２の全寿命を通して実現されるようにする。

ブレーキロッドは、ペダルアームの孔４４に取り付けることができる。ブレーキロッドは、積極的に制動を掛ける状況では、ブレーキロッドを使用して車両のブレーキを起動させるようにトグルされる。

本発明は、以上に記載されている例証的な実施例及び実施形態に限定されない。実施形態は、本発明の範囲に制限を課そうとするものではない。ここに記載されている方法、装置、組成などは、例示であって、本発明の範囲に制限を課そうとするものではない。当業者には、本発明の範囲内での変更及び他の使用が想起されるであろう。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって定義されている。

１０ ペダルアッセンブリ
１１ ブレーキサポートブラケット
１２ カム面
１４ ペダルアーム
１８ 車両への取付用の孔
１９ プッシュナット
２０ アーム
２１ アームの丸みの付けられた端部分
２２ 枢軸ロッド
２３ 非接触式回転位置センサ
２４ クルーズコントロール非活動化スイッチ取付区域
２６ サポート
２８ ばね付勢式ローラ
３０ ピン
３２ ペダルパッド
３６ 固定脚
３８ 可動脚
４０ ローラサポート
４２ ばね
４３ ばねサポート
４４ ペダルアームの孔
５８ カム、サポートの上部分
６０ サポート
６１ 固定脚
６２ 上ストッパボルト
６３ 可動脚
６４ 開口部又は受入部
６６ 連結ナット
７２ カム面
８０ ペダルアッセンブリ
８４、８６ 円筒形リング

Claims (24)

1. 非接触式位置センサを有し、ペダルアームが第１枢軸点周りに枢動式にブラケットに取り付けられていて、従来式ブレーキペダルの感触をシミュレートするよう作動する、ブレーキペダルアッセンブリにおいて、
   前記ブラケットに取り付けられているペダルアームと、
   ローラと、
   前記ブラケットか前記ペダルアームの何れか一方に取り付けられているカム面と、を備えており、前記ローラは前記ブラケットか前記ペダルアームの何れか他方に取り付けられている、ブレーキペダルアッセンブリ。
2. 前記ペダルアームには、前記ローラを前記カム面に対して付勢するべく付勢部材が取り付けられている、請求項１に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
3. 前記付勢部材はばねである、請求項２に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
4. 前記ばね内に少なくとも１つの円筒形リングが一体化されている、請求項３に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
5. 前記ばねは、前記少なくとも１つの円筒形リングの配置を支援するため、溝を含んでいる、請求項４に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
6. 前記ばねは、前記少なくとも１つの円筒形リングの配置を支援するため、突起を含んでいる、請求項４に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
7. 前記ばねは天然ゴムである、請求項３に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
8. 前記ばねの断面は、当該ばねの長さ全体に亘って寸法が変化している、請求項３に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
9. 付勢部材はダンパである、請求項２に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
10. サポートは第１端と第２端を有し、前記第１端は前記ペダルアームに取り付けられている、請求項１に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
11. 前記ローラは前記ペダルアームの第２端に取り付けられている、請求項１０に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
12. 前記ペダルアームに固定脚が取り付けられている、請求項１１に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
13. 前記サポート部材の前記第２端は、前記固定脚に枢動式に取り付けられている、請求項１３に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
14. 前記ペダルアームと前記ローラの間に可動脚が配置されている、請求項１に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
15. 前記可動脚は前記ペダルアームに枢動式に接続されている、請求項１５に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
16. 前記可動脚は前記ローラに枢動式に接続されている、請求項１５に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
17. 前記可動脚は細長い部材である、請求項１５に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
18. 前記カムの第１面は第１曲率半径を有している、請求項１に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
19. 前記ペダルアッセンブリは２つのアームを含んでいる、請求項１に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
20. 前記ペダルアームは前記２つのアームの間に枢動式に取り付けられている、請求項２０に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
21. 前記位置センサは、前記２つのアームのうち一方のアームに取り付けられている、請求項２０に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
22. 前記ペダルアッセンブリは、前記ペダルアームの位置を維持するボルトを更に含んでいる、請求項１に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
23. 前記ボルトは前記ペダルアームに接続している、請求項１８に記載のブレーキペダルアッセンブリ。
24. 前記ボルトは細長である、請求項２４に記載のブレーキペダルアッセンブリ。

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