JP2014043236A - Accelerator pedal device - Google Patents

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Masayuki Nishimura
雅之 西村
Takeshi Sato
健 佐藤
Kazuki Yasunaga
一樹 安永
Takanori Fujii
隆則 藤井
Tetsuo Yamashita
哲生 山下
Ryota Shimura
良太 志村
Daisuke Yamada
大輔 山田
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Somic Ishikawa KK
Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
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Somic Ishikawa KK
Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an accelerator pedal device that serves to improve power consumption and enhance drivability.SOLUTION: An accelerator pedal device comprises: a mechanism portion for converting a pedal force to a stepping torque through a pedal arm 110; an electronically controlled damper 140 for generating a braking force in a direction opposite to a stepping direction of the pedal arm 110; and a control device 150 for supplying the electronically controlled damper 140 with electric power and controlling the amount of the braking force, where the electronically controlled damper 140 generates the braking force only when the stepping angle of the pedal arm 110 increase. Therefore, the electronically controlled damper 140 does not generate the braking force when the amount of pedal stepping remains unchanged, therefore saving power consumption. During travelling at constant speed, the accelerator pedal divice does not give a braking force to a driver's foot, serving to reduce fatigue of the driver.

Description

本発明は、アクセルペダル装置に関し、特に、電子制御式ダンパーを具備した装置に関する。   The present invention relates to an accelerator pedal device, and more particularly to a device including an electronically controlled damper.

近年、燃費低減の要請のもと、自動車(内燃機関式自動車、EV、HEV、P−HEV)の車載部品の電子制御化が進められている。この電子制御化の要請は、自動車の速度調整を行うアクセルペダル装置についても課された事項である。   In recent years, electronic control of in-vehicle components of automobiles (internal combustion engine type automobiles, EV, HEV, P-HEV) has been promoted under the demand for reduction of fuel consumption. This request for electronic control is also a matter imposed on an accelerator pedal device that adjusts the speed of an automobile.

特開2006−193012号公報(特許文献1)には、其の一例として、反力を発生させるモータを具備したアクセルペダル装置が紹介されている。特許文献1で紹介されている技術について、図6の上段部(先行技術)を参照し説明する。尚、同図は、運転席フロアーに設けられたアクセルペダル装置の挙動を示す概略図である。   As an example, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-193012 (Patent Document 1) introduces an accelerator pedal device including a motor that generates a reaction force. The technique introduced in Patent Document 1 will be described with reference to the upper part (prior art) of FIG. This figure is a schematic diagram showing the behavior of the accelerator pedal device provided on the driver's seat floor.

特許文献1によると、この装置は、アクチュエータとしてのモータを備えており、図6に示したように、加速走行時の場面(ペダルプレート170に踏力(ペダルプレート170を踏み込む力)fgを与えて、ペダルアーム110の踏込角θを増加させる場面)では、モータを作動させて踏込方向(この時にペダルアーム100が回転する方向)とは逆の向き(復帰方向)に反力fmを発生させる。この装置は、初期位置Aからの踏込角θに応じて反力fmを制御する構成であり、ペダルプレート170が初期位置Aから踏込まれていれば其の反力fmを発生させるようになっている。   According to Patent Document 1, this apparatus includes a motor as an actuator. As shown in FIG. 6, a scene during acceleration traveling (a pedaling force (a force to step on the pedal plate 170) fg is applied to the pedal plate 170). In a case where the depression angle θ of the pedal arm 110 is increased), the motor is operated to generate a reaction force fm in a direction (return direction) opposite to the depression direction (the direction in which the pedal arm 100 rotates at this time). This device is configured to control the reaction force fm in accordance with the depression angle θ from the initial position A. If the pedal plate 170 is depressed from the initial position A, the reaction force fm is generated. Yes.

特開2006−193012号公報JP 2006-193012 A

しかしながら、特許文献1に係る技術では、図6に示したように、定速走行時の場面(踏込角θが一定で変わらない場面)であっても、踏込角θが生じていればモータからトルクが出力されるので、運転者の足元に反力fmが与えられてしまう。従って、この装置は、ペダルプレート170が踏み込まれている間、反力fmを常に発生させる為、モータの消費電力が大きくなってしまう。   However, in the technique according to Patent Document 1, as shown in FIG. 6, even when the vehicle is traveling at a constant speed (a scene where the stepping angle θ is constant and does not change), if the stepping angle θ is generated, the motor Since torque is output, a reaction force fm is applied to the driver's feet. Therefore, since this apparatus always generates the reaction force fm while the pedal plate 170 is depressed, the power consumption of the motor increases.

また、踏込角θを一定に維持したい場合、運転者がペダルプレート170を踏み込んでいる間、反力fmが足元に常に与えられる為、運転者は、反力fm(正確には、反力fmには、リターンスプリングの弾性力によって発生するトルクも含まれる。)と釣合うよう踏力fgを調整し続けなければならない。例えば、高速道路での長距離運転では、交通環境の変化が少ない為、ペダルプレート170の踏み込み量を変えずに定速走行させることがある。しかし、特許文献1の技術では、このような定速走行時の場面でもモータからのトルクの出力が続くので、運転者による踏力fgの調整が必要となり、運転者の疲労の度合を大きくさせてしまう。   Further, when the driver wants to keep the stepping angle θ constant, the reaction force fm is always applied to the foot while the driver steps on the pedal plate 170, so that the driver can react with the reaction force fm (more precisely, the reaction force fm). Includes the torque generated by the elastic force of the return spring.) The pedaling force fg must be continuously adjusted to balance the torque. For example, in long-distance driving on an expressway, since there is little change in the traffic environment, the vehicle may be driven at a constant speed without changing the amount of depression of the pedal plate 170. However, in the technique of Patent Document 1, since the output of torque from the motor continues even in such a constant speed driving situation, it is necessary to adjust the pedaling force fg by the driver, and the degree of driver fatigue is increased. End up.

また、モータの使用は、装置の大型化を招くという問題がある。さらに、ペダルアーム110とモータとの間にモータのトルクを伝達する種々の部材が介在することによって、ペダルアーム110の挙動に対する応答性が低下し、操作感が悪化するという問題もある。   In addition, the use of a motor has a problem that the size of the apparatus is increased. Furthermore, since various members that transmit the torque of the motor are interposed between the pedal arm 110 and the motor, there is a problem that the responsiveness to the behavior of the pedal arm 110 is lowered and the operational feeling is deteriorated.

本発明が解決しようとする課題は、電力消費の改善とドライバビリティの向上に資するアクセルペダル装置を提供することである。また、装置の小型化と応答性の向上に資するアクセルペダル装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an accelerator pedal device that contributes to improved power consumption and improved drivability. It is another object of the present invention to provide an accelerator pedal device that contributes to downsizing of the device and improvement of response.

上記課題を解決するため、本発明は、以下のアクセルペダル装置を提供する。
1.ペダルアームを介して踏力を踏込トルクに変換する機構部と、前記ペダルアームの踏込方向逆向きへ制動力を発生させる電子制御式ダンパーと、前記電子制御式ダンパーへ電力を与え前記制動力の大きさを制御する制御装置とを備え、前記電子制御式ダンパーは、前記ペダルアームの踏込角が増加した場合にのみ、前記制動力を発生させることを特徴とするアクセルペダル装置。
2.前記電子制御式ダンパーが、ローター及びステーターを備えて構成される回転電機を用いた可変制動機構であることを特徴とする前記1に記載のアクセルペダル装置。
3.前記電子制御式ダンパーが、磁気粘性流体又は電気粘性流体を用いた可変制動機構であることを特徴とする前記1に記載のアクセルペダル装置。
4.前記制御装置は、前記踏込角に基づいて前記制動力の設定値を決定することを特徴とする前記1に記載のアクセルペダル装置。
5.前記制御装置は、前記踏込角が前記設定値の増加を開始させる第1の臨界角度から前記設定値の変曲点以下に設定される第2の臨界角度に至るまで、前記踏込角に対する前記設定値の増加率を上昇させ続けることを特徴とする前記4に記載のアクセルペダル装置。
6.回動可能に設置されるペダルアームと、該ペダルアームを初期位置に復帰させるリターンスプリングと、前記ペダルアームに作用する制動力を発生させる電子制御式ダンパーとを備え、前記電子制御式ダンパーが、作動媒体として磁気粘性流体を用いた回転型可変制動機構であることを特徴とするアクセルペダル装置。
7.前記電子制御式ダンパーが、前記ペダルアームの回動方向と逆向きの制動力を発生させる(即ち、前記ペダルアームが踏込方向へ回転するときは、復帰方向へ制動力を発生させ、前記ペダルアームが復帰方向へ回転するときは、踏込方向へ制動力を発生させる)ように構成されていることを特徴とする前記6に記載のアクセルペダル装置。
8.前記電子制御式ダンパーが、前記磁気粘性流体が充填される室と、該室内で回動可能な筒状ローターとを備え、前記磁気粘性流体の剪断応力が前記筒状ローターの外周面及び内周面に作用するように構成されていることを特徴とする前記6に記載のアクセルペダル装置。
9.前記電子制御式ダンパーが、前記ペダルアームの回動角度(即ち、前記ペダルアームの踏込角の増加及び減少)を検出し得る変位センサを備えることを特徴とする前記6に記載のアクセルペダル装置。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following accelerator pedal device.
1. A mechanism that converts a pedaling force into a stepping torque via a pedal arm, an electronically controlled damper that generates a braking force in a direction opposite to the stepping direction of the pedal arm, and a magnitude of the braking force that applies electric power to the electronically controlled damper And an electronically controlled damper that generates the braking force only when a depression angle of the pedal arm is increased.
2. 2. The accelerator pedal device according to 1 above, wherein the electronically controlled damper is a variable braking mechanism using a rotating electric machine including a rotor and a stator.
3. 2. The accelerator pedal device according to 1, wherein the electronically controlled damper is a variable braking mechanism using a magnetorheological fluid or an electrorheological fluid.
4). 2. The accelerator pedal device according to claim 1, wherein the control device determines a set value of the braking force based on the depression angle.
5. The control device is configured to set the stepping angle from the first critical angle at which the stepping angle starts to increase to the second critical angle that is set below the inflection point of the setting value. 5. The accelerator pedal device as described in 4 above, wherein the rate of increase of the value is continuously increased.
6). A pedal arm that is rotatably installed; a return spring that returns the pedal arm to an initial position; and an electronically controlled damper that generates a braking force that acts on the pedal arm, the electronically controlled damper comprising: An accelerator pedal device comprising a rotary variable braking mechanism using a magnetorheological fluid as a working medium.
7). The electronically controlled damper generates a braking force in the direction opposite to the rotation direction of the pedal arm (that is, when the pedal arm rotates in the depression direction, the braking force is generated in the return direction, and the pedal arm 7. The accelerator pedal device according to claim 6, wherein the accelerator pedal device is configured to generate a braking force in the depression direction when the motor rotates in the return direction.
8). The electronically controlled damper includes a chamber filled with the magnetorheological fluid, and a cylindrical rotor rotatable in the chamber, and shear stress of the magnetorheological fluid causes an outer peripheral surface and an inner periphery of the cylindrical rotor. 7. The accelerator pedal device according to 6, wherein the accelerator pedal device is configured to act on a surface.
9. The accelerator pedal device according to claim 6, wherein the electronically controlled damper includes a displacement sensor capable of detecting a rotation angle of the pedal arm (that is, an increase and a decrease in a depression angle of the pedal arm).

前記1乃至5に記載の本発明によれば、ペダルアームの踏込角が増加した場合にのみ、踏込方向とは逆の向きへ制動力が働くこととなる。従って、踏み込み量に変化が無い場合には、制動力を発生させないから、電子制御式ダンパーの電力消費量を抑制できる。また、定速走行時の場面では、運転者の足元へ制動力を与えないので、運転者の疲労抑制に資するものとなる。   According to the first to fifth aspects of the present invention, the braking force acts in the direction opposite to the depression direction only when the depression angle of the pedal arm is increased. Therefore, when there is no change in the amount of depression, no braking force is generated, so that the power consumption of the electronically controlled damper can be suppressed. In addition, in a scene during constant speed traveling, no braking force is applied to the driver's feet, which contributes to suppressing the driver's fatigue.

前記6乃至9に記載の本発明によれば、電子制御式ダンパーが、作動媒体として磁気粘性流体を用いた回転型可変制動機構である為、小型でも高トルクを発生させることができ、且つペダルアームにトルクを伝達する構成を至極簡素にし得る。従って、装置の小型化を図ることが可能になる。また、ペダルアームの挙動に迅速に対応した制動力を発生させることが可能になるので、操作感の向上に資するものとなる。   According to the present invention described in 6 to 9, since the electronically controlled damper is a rotary variable braking mechanism using a magnetorheological fluid as a working medium, it is possible to generate a high torque even with a small size, and a pedal. The configuration for transmitting torque to the arm can be extremely simplified. Therefore, it is possible to reduce the size of the apparatus. Further, since it becomes possible to generate a braking force that quickly corresponds to the behavior of the pedal arm, it contributes to an improvement in operational feeling.

図1は、実施例1に係るアクセルペダル装置の分解斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of the accelerator pedal device according to the first embodiment. 図2は、実施例1に係るアクセルペダル装置の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the accelerator pedal device according to the first embodiment. 図3は、実施例1に係るアクセルペダル装置にペダルプレートを取り付けた状態を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating a state in which the pedal plate is attached to the accelerator pedal device according to the first embodiment. 図4は、実施例1で採用した制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating the configuration of the control device employed in the first embodiment. 図5は、制動力の設定値と踏込角との関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the set value of the braking force and the depression angle. 図6は、先行技術の挙動と実施例1の挙動を比較した図である。FIG. 6 is a diagram comparing the behavior of the prior art and the behavior of the first embodiment. 図7は、実施例2に係るアクセルペダル装置の分解斜視図である。FIG. 7 is an exploded perspective view of the accelerator pedal device according to the second embodiment. 図8は、実施例2に係るアクセルペダル装置の斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of the accelerator pedal device according to the second embodiment. 図9は、実施例2で採用した電子制御式ダンパーの斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of the electronically controlled damper employed in the second embodiment. 図10は、実施例2で採用した電子制御式ダンパーの内部構造を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the internal structure of the electronically controlled damper employed in the second embodiment. 図11は、回転軸及び変位センサの配置図である。FIG. 11 is a layout diagram of the rotation shaft and the displacement sensor. 図12は、負荷トルクと踏込角との関係を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing the relationship between the load torque and the depression angle.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。   Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

図1は、実施例1に係るアクセルペダル装置の分解斜視図であり、図2は、同実施例の斜視図である。これらの図に示したように、アクセルペダル装置100は、ペダルアーム110と、ハウジングを構成する第1部材120及び第2部材130と、電子制御式ダンパー140と、制御装置150と、リターンスプリング160とを有して構成される。   FIG. 1 is an exploded perspective view of the accelerator pedal device according to the first embodiment, and FIG. 2 is a perspective view of the same embodiment. As shown in these drawings, the accelerator pedal device 100 includes a pedal arm 110, a first member 120 and a second member 130 constituting a housing, an electronically controlled damper 140, a control device 150, and a return spring 160. And is configured.

ペダルアーム110は、軸受格納部113と、軸受格納部113の前方に存するペダルプレート装着部111と、軸受格納部113の後方に存するリターンスプリング接続部112とを有して構成される。軸受格納部113の内部には、ベアリングまたはスベリ軸受といった軸受が固定されている。当該軸受は、其の内部へ嵌入される軸体との間で生じるラジアル方向の摩擦を緩和する役割を果たす。   The pedal arm 110 includes a bearing storage portion 113, a pedal plate mounting portion 111 that exists in front of the bearing storage portion 113, and a return spring connection portion 112 that exists in the rear of the bearing storage portion 113. A bearing such as a bearing or a sliding bearing is fixed inside the bearing housing 113. The said bearing plays the role which relieve | moderates the friction of the radial direction produced between the shaft bodies inserted in the inside.

図3に示したように、ペダルプレート装着部111には、アクセルペダル装置100の組立後に、ペダルプレート170が装着される。   As shown in FIG. 3, the pedal plate 170 is mounted on the pedal plate mounting portion 111 after the accelerator pedal device 100 is assembled.

図1に戻り、リターンスプリング接続部112には、リターンスプリング160の一端が固定される。本実施例では、リターンスプリング160として圧縮コイルばねが採用されている。リターンスプリング160は、ペダルアーム110が踏込方向へ回転したときに、リターンスプリング接続部112によって圧縮される。従って、リターンスプリング160の弾性力は、リターンスプリング接続部112に与えられる。   Returning to FIG. 1, one end of the return spring 160 is fixed to the return spring connecting portion 112. In this embodiment, a compression coil spring is adopted as the return spring 160. The return spring 160 is compressed by the return spring connecting portion 112 when the pedal arm 110 rotates in the depression direction. Accordingly, the elastic force of the return spring 160 is applied to the return spring connecting portion 112.

第1部材120は、リターンスプリング収容部121、ペダルアーム収容部124及び開窓部122を有して構成される。リターンスプリング収容部121には、リターンスプリング160が格納される。リターンスプリング160の他端は、リターンスプリング収容部121の内面に当接している。   The first member 120 includes a return spring housing part 121, a pedal arm housing part 124, and a fenestration part 122. A return spring 160 is stored in the return spring accommodating portion 121. The other end of the return spring 160 is in contact with the inner surface of the return spring accommodating portion 121.

ペダルアーム収容部124には、摺動軸123が設けられている。摺動軸123は、円柱状の軸体を有する。当該軸体は、軸受格納部113の内部に固定された軸受に嵌入され、これにより、ペダルアーム110は、一定範囲の回動が可能なように第1部材120に取り付けられる。   A sliding shaft 123 is provided in the pedal arm accommodating portion 124. The sliding shaft 123 has a cylindrical shaft body. The shaft body is fitted into a bearing fixed inside the bearing housing 113, whereby the pedal arm 110 is attached to the first member 120 so as to be able to rotate within a certain range.

かかるペダルアーム110は、リターンスプリング160に接続されている為、踏込方向へ回転すると、これに応じてリターンスプリング160の弾性力が増大する。ペダルアーム110は、この弾性力によって、初期位置Aへ戻される。   Since the pedal arm 110 is connected to the return spring 160, when the pedal arm 110 rotates in the stepping direction, the elastic force of the return spring 160 increases accordingly. The pedal arm 110 is returned to the initial position A by this elastic force.

第2部材130は、ペダルアーム収容部134及び開窓部131を有して構成される。ペダルアーム収容部134には、開口部132と複数の貫通穴133が設けられている。開口部132は、軸受格納部113に対応する位置に形成されている。複数の貫通穴133は、開口部132の周りに形成されている。   The second member 130 includes a pedal arm housing part 134 and a fenestration part 131. The pedal arm housing part 134 is provided with an opening 132 and a plurality of through holes 133. The opening 132 is formed at a position corresponding to the bearing storage portion 113. The plurality of through holes 133 are formed around the opening 132.

開窓部131は、開窓部122と対称形である。開窓部131と開窓部122は、第1部材120と第2部材130が組み合わされたときに一つの矩形窓を形成する。図2に示したように、ペダルプレート装着部111は、この矩形窓から外部へ突出するように配置される。矩形窓の開口寸法は、ペダルアーム110の動作範囲に合わせて決められている。   The fenestration part 131 is symmetrical with the fenestration part 122. The fenestration part 131 and the fenestration part 122 form one rectangular window when the first member 120 and the second member 130 are combined. As shown in FIG. 2, the pedal plate mounting portion 111 is disposed so as to protrude from the rectangular window to the outside. The opening size of the rectangular window is determined according to the operating range of the pedal arm 110.

本実施例では、第1部材120と第2部材130が組み合わされることによってハウジングが構成される。また、本実施例では、ペダルアーム110、ハウジング及びリターンスプリング160によって一つの機構部が構成される。かかる機構部は、ペダルプレート170へ踏力が与えられた際、其の力をペダルアーム110を介して踏込トルクに変換する。   In the present embodiment, the first member 120 and the second member 130 are combined to form a housing. In this embodiment, the pedal arm 110, the housing, and the return spring 160 constitute one mechanism. When a pedaling force is applied to the pedal plate 170, the mechanism unit converts the force into a pedaling torque via the pedal arm 110.

電子制御式ダンパー140は、電力が入力されると制動力を発生させるダンパーである。本実施例では、電子制御式ダンパー140としてローター及びステーターを備えて構成される回転電機を用いた可変制動機構が採用されている。当該可変制動機構は、電気角を制御することでローターの固定軸に制動力を発生させる。この動作は、ローターの磁束方向に一致するd軸電流から電気角を遅角させる方法や当該電気角を固定させる方法等を用いて所望の制動力を発生させるものである。   The electronically controlled damper 140 is a damper that generates a braking force when electric power is input. In the present embodiment, a variable braking mechanism using a rotating electric machine configured by including a rotor and a stator is employed as the electronically controlled damper 140. The variable braking mechanism generates a braking force on the fixed shaft of the rotor by controlling the electrical angle. In this operation, a desired braking force is generated by using a method of retarding the electrical angle from the d-axis current coinciding with the magnetic flux direction of the rotor, a method of fixing the electrical angle, or the like.

図2に示したように、電子制御式ダンパー140は、第2部材130に固定される。ローターの固定軸は、開口部132から露出する軸受格納部113に固定される。これにより、ペダルアーム110とローターの動作が連動する。ここで、電子制御式ダンパー140の制動力は、踏込方向とは逆の向きに働く。従って、ペダルプレート170を踏み込む運転者の足元には、踏込方向とは逆の向きの抵抗力が与えられることとなる。そして、電子制御式ダンパー140へ与える電力を調整することで、ペダルプレート170を踏み込む際に足元に与えられる抵抗力が制御される。   As shown in FIG. 2, the electronically controlled damper 140 is fixed to the second member 130. The fixed shaft of the rotor is fixed to the bearing storage portion 113 exposed from the opening 132. Thereby, the operation of the pedal arm 110 and the rotor are interlocked. Here, the braking force of the electronically controlled damper 140 acts in a direction opposite to the stepping direction. Accordingly, a resistance force in a direction opposite to the stepping direction is applied to the feet of the driver who steps on the pedal plate 170. Then, by adjusting the electric power applied to the electronically controlled damper 140, the resistance force applied to the foot when the pedal plate 170 is depressed is controlled.

図1に示したように、電子制御式ダンパー140には、踏込角θを検出するために、回転可変抵抗140aが設けられている。当該回転可変抵抗140aは、ペダルアーム110の回転角度(踏込角θ)を示すポジション信号Sθを出力する。なお、これに限らず、他のセンサーを用いて角度検出を行っても良い。   As shown in FIG. 1, the electronically controlled damper 140 is provided with a rotation variable resistor 140a in order to detect the depression angle θ. The rotation variable resistor 140a outputs a position signal Sθ indicating the rotation angle (depression angle θ) of the pedal arm 110. However, the present invention is not limited to this, and angle detection may be performed using another sensor.

電子制御式ダンパー140は、ペダルアーム110の踏込角θが増加した場合にのみ、制動力を発生させる。即ち、ペダルアーム110に制動力が作用するのは、ペダルプレート170を踏み込む場面のみである。従って、踏込角θを一定に保っている間は、リターンスプリング160の弾性力による抵抗のみが運転者の足元に与えられる。このような電子制御式ダンパー140の動作は、制御装置150によって制御される。   The electronically controlled damper 140 generates a braking force only when the depression angle θ of the pedal arm 110 increases. That is, the braking force acts on the pedal arm 110 only when the pedal plate 170 is depressed. Therefore, only the resistance by the elastic force of the return spring 160 is given to the driver's feet while the depression angle θ is kept constant. The operation of the electronically controlled damper 140 is controlled by the control device 150.

制御装置150は、筐体151、回路基板152及び蓋体153を有して構成される。筐体151は、リターンスプリング収容部121の開口部を閉塞する蓋151a及びコネクタ151bを有して構成される。回路基板152は、筐体151の内部に格納される。蓋体153は、筐体151の開口部を閉塞する。   The control device 150 includes a housing 151, a circuit board 152, and a lid 153. The casing 151 includes a lid 151 a and a connector 151 b that close the opening of the return spring accommodating portion 121. The circuit board 152 is stored inside the housing 151. The lid 153 closes the opening of the housing 151.

かかる制御装置150は、第2部材130の適宜位置に取り付けられる。コネクタ151bには、電子制御式ダンパー140に接続される電力ケーブルが接続される。また、コネクタ151bは、CAN通信ラインにも接続されている。   The control device 150 is attached to an appropriate position of the second member 130. A power cable connected to the electronically controlled damper 140 is connected to the connector 151b. The connector 151b is also connected to a CAN communication line.

回路基板152には、適宜の回路が実装されており、其の回路の各々は、複数のパワートランジスタを実装させたインバータ回路、信号の入出力を行うI/O回路、A/D変換回路並びにCPU及びメモリ等を有して構成される信号処理回路を構成している。   Appropriate circuits are mounted on the circuit board 152. Each of the circuits includes an inverter circuit on which a plurality of power transistors are mounted, an I / O circuit that inputs and outputs signals, an A / D conversion circuit, and A signal processing circuit including a CPU and a memory is configured.

インバータ回路は、外部から供給された電力を適宜に変換し、電子制御式ダンパー140へ供給する為の相電流を制御する。制御装置150は、このインバータ回路の機能によって電気角を制御し、これにより、電子制御式ダンパー140が発揮する制動力の大きさを制御している。   The inverter circuit appropriately converts electric power supplied from the outside and controls the phase current supplied to the electronically controlled damper 140. The control device 150 controls the electrical angle by the function of the inverter circuit, thereby controlling the magnitude of the braking force exerted by the electronically controlled damper 140.

信号処理回路は、メモリ等の記憶装置に種々のプログラムを格納させており、このソフトウェア資源とハードウェア資源が協働することにより、後述する様々な機能を構築させる。かかるプログラムには、当該機能を実現させる為の指令が記述されており、其の指令が順次実行されることで、所望の機能が実現される。かかる動作は、バスラインを介して命令レジスタにプログラム指令情報が読み込まれ、その指令情報に基づいて実行されるべき処理が行われる。   The signal processing circuit stores various programs in a storage device such as a memory, and this software resource and hardware resource cooperate to construct various functions to be described later. In such a program, a command for realizing the function is described, and the desired function is realized by sequentially executing the command. In this operation, program command information is read into the instruction register via the bus line, and processing to be executed is performed based on the command information.

図4は、制御装置150の構成を示すブロック図である。制御装置150の機能は、電子制御式ダンパー140に与える電流の制御に関する。制御装置150は、制動力設定部150a、減算部150b、フィードバック制御部150c、PWM信号生成部150d及び制動力演算部150eを有して構成される。   FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the control device 150. The function of the control device 150 relates to the control of the current applied to the electronically controlled damper 140. The control device 150 includes a braking force setting unit 150a, a subtraction unit 150b, a feedback control unit 150c, a PWM signal generation unit 150d, and a braking force calculation unit 150e.

尚、図4において、符号140bは、電流検出部であり、これは、ホール素子、カレントトランス等を用いて相電流を検出するものである。電流検出部140bで検出された電流値信号は、信号ラインを介して信号処理回路(制動力演算部150e)に出力される。   In FIG. 4, reference numeral 140b denotes a current detection unit, which detects a phase current using a Hall element, a current transformer, or the like. The current value signal detected by the current detection unit 140b is output to the signal processing circuit (braking force calculation unit 150e) via the signal line.

制動力設定部150aは、踏込角θに基づいて制動力の設定値freqを決定する。制動力設定部150aでは、図5に示したように、制動力の設定値freqと踏込角θとの関係が特性曲線によって規定されている。   The braking force setting unit 150a determines a braking force set value freq based on the depression angle θ. In the braking force setting unit 150a, as shown in FIG. 5, the relationship between the braking force set value freq and the depression angle θ is defined by a characteristic curve.

制動力設定部150aは、回転可変抵抗140aからポジション信号Sθを受信し、これにより、踏込角θの情報を取得する。また、制動力設定部150aは、運転モード情報iDMに基づいて、制動力の強さを選択する。   The braking force setting unit 150a receives the position signal Sθ from the rotation variable resistor 140a, and thereby acquires information on the depression angle θ. In addition, the braking force setting unit 150a selects the strength of the braking force based on the operation mode information iDM.

本実施例では、図5に示したように、運転モードをスポーツモードS−mode、通常モードC−mode及び環境保護モードE−modeの中から選択可能とされており、この順に制動力が強くなるよう特性曲線が規定されている。   In this embodiment, as shown in FIG. 5, the driving mode can be selected from the sports mode S-mode, the normal mode C-mode, and the environmental protection mode E-mode, and the braking force is strong in this order. A characteristic curve is defined so that

以下、図5に示した環境保護モードE−modeを参照して、制動力の設定値freqの特性曲線の特徴について説明する。   Hereinafter, the characteristics of the characteristic curve of the braking force set value freq will be described with reference to the environmental protection mode E-mode shown in FIG.

まず、運転者がペダルプレート170を踏むことによって、ペダルアーム110が初期位置Aから踏込方向へ回転すると、踏込角θが初期位置A(θ=0)から増加する。制御装置150は、踏込角θが第1の臨界角度θ1に達すると、設定値freqの増加を開始させる。そして、踏込角θの増加が進むに従って、設定値freqが制動力の下限値faから増加していくとともに、曲線の増加率(踏込角θに対する設定値freqの増加率)も徐々に増加していく。このように、設定値freqの増加率を踏込角θに応じて増加させることで、運転者へ負荷の増加を敏感に感じさせることができる。その結果、オーバースロットルを効果的に排除することができる。   First, when the driver steps on the pedal plate 170 and the pedal arm 110 rotates in the depression direction from the initial position A, the depression angle θ increases from the initial position A (θ = 0). When the stepping angle θ reaches the first critical angle θ1, the control device 150 starts increasing the set value freq. As the depression angle θ increases, the set value freq increases from the lower limit value fa of the braking force, and the curve increase rate (the increase rate of the set value freq with respect to the depression angle θ) gradually increases. Go. Thus, by increasing the increase rate of the set value freq according to the depression angle θ, it is possible to make the driver feel the increase in load sensitively. As a result, overthrottle can be effectively eliminated.

また、本実施例では、制動力の上限値fbが設定されており、制動力が過度に強くならぬよう其の閾値にて飽和させている。制動力の上限値fbを設ける意義は、急加速が必要な緊急の場面を考慮したものである。   In the present embodiment, the upper limit value fb of the braking force is set, and saturation is performed at the threshold value so that the braking force does not become excessively strong. The significance of setting the upper limit value fb of the braking force is in consideration of an emergency scene that requires rapid acceleration.

一方、通常の運転においては、燃費及び安全性を考慮した場合に、フルスロットルに近い運転を極力避けることが望ましい。従って、通常の運転が行われる場面では、踏込角θが次式:
θ1≦θ≦θ2
の範囲に収まるようになっている。
On the other hand, in normal driving, it is desirable to avoid driving close to full throttle as much as possible in consideration of fuel efficiency and safety. Therefore, in a scene where normal driving is performed, the depression angle θ is expressed by
θ1 ≦ θ ≦ θ2
It is designed to be within the range of.

このような事情により、第2の臨界角度θ2は、設定値freqの飽和が開始されない角度に設定されるのが条件とされ、これを満たすには、第2の臨界角度θ2が設定値freqの変曲点以下に設定されると良い。このように設定することで、第2の臨界角度θ2に至るまで、設定値freqの増加率を上昇させ続け、其の範囲において制動力の増加を運転者が敏感に感じ取ることとなる。   Under such circumstances, the second critical angle θ2 is set to an angle at which the saturation of the set value freq is not started, and in order to satisfy this, the second critical angle θ2 is set to the set value freq. It should be set below the inflection point. By setting in this way, the increase rate of the set value freq is continuously increased until the second critical angle θ2 is reached, and the driver perceives an increase in braking force in that range.

尚、本実施例では、E−modeの変曲点に第2の臨界角度θ2が設定されている。これは、C−mode及びS−modeと比較して、E−modeに係るものが一番増加率が高い為であり、こうすることで、全ての運転モードについて、上述した条件を満たすからである。   In the present embodiment, the second critical angle θ2 is set at the inflection point of E-mode. This is because E-mode has the highest rate of increase compared to C-mode and S-mode, and by doing so, the above-mentioned conditions are satisfied for all operation modes. is there.

制動力設定部150aにて制動力の設定値freqが決定すると、当該設定値freqが減算部150bに与えられる。減算部150bでは、実際の制動力finsが与えられており、設定値freqと制動力finsとの差分値Δfを算出する。   When the braking force setting unit 150a determines the braking force setting value freq, the setting value freq is given to the subtraction unit 150b. In the subtracting unit 150b, the actual braking force fins is given, and a difference value Δf between the set value freq and the braking force fins is calculated.

フィードバック制御部150cでは、比例ゲインと積分ゲインが設定されており、入力された差分値Δfに基づいて、d軸電流及びq軸電流を算出する。これらの電流は、電子制御式ダンパー140における電気角を指定するものである。そして、フィードバック制御部150cでは、算出したd軸電流及びq軸電流に基づいて三相電流の指令値を演算し、出力する。   In the feedback control unit 150c, a proportional gain and an integral gain are set, and the d-axis current and the q-axis current are calculated based on the input difference value Δf. These currents specify the electrical angle in the electronically controlled damper 140. Then, the feedback control unit 150c calculates and outputs a three-phase current command value based on the calculated d-axis current and q-axis current.

PWM信号生成部150dでは、三相電流の指令値と搬送波とを比較し、PWM信号Spwmを生成する。PWM信号生成部150dから出力されるPWM信号Spwmは、インバータ回路に提供される。本実施例では、このインバータ回路を介して電子制御式ダンパー140に電力が供給される。   The PWM signal generation unit 150d compares the command value of the three-phase current with the carrier wave to generate the PWM signal Spwm. The PWM signal Spwm output from the PWM signal generation unit 150d is provided to the inverter circuit. In this embodiment, electric power is supplied to the electronically controlled damper 140 through this inverter circuit.

電子制御式ダンパー140は、電力が供給されると、制動力を発生させる。そして、このとき、電力が消費される。一方、制動力が不要とされる場面(即ち、回転可変抵抗140aによって検出されるペダルアーム110の踏込角θが増加していない場面)では、インバータ回路のパワートランジスタが全てオフ状態とされるので、電子制御式ダンパー140の電力消費が抑えられることとなる。   The electronically controlled damper 140 generates a braking force when electric power is supplied. At this time, power is consumed. On the other hand, in a scene where the braking force is unnecessary (that is, a scene where the depression angle θ of the pedal arm 110 detected by the rotation variable resistor 140a is not increased), all the power transistors of the inverter circuit are turned off. Thus, power consumption of the electronically controlled damper 140 is suppressed.

電流検出部140bは、相電流を検出し、相電流を現す検出信号Iinsを制動力演算部150eへ出力する。制動力演算部150eでは、当該検出信号Iinsを受けて、相電流に係る情報を電気角成分(d軸電流及びq軸電流)に変換する。   The current detection unit 140b detects the phase current and outputs a detection signal Iins indicating the phase current to the braking force calculation unit 150e. The braking force calculation unit 150e receives the detection signal Iins and converts information related to the phase current into electrical angle components (d-axis current and q-axis current).

更に、制動力演算部150eでは、当該電気角成分に基づいて、電子制御式ダンパー140から実際に発生している制動力finsを算出する。当該制動力finsは、電気角成分に対してリニアーな関係を有している為、この関係に基づいて算出することが可能である。   Further, the braking force calculation unit 150e calculates the braking force fins actually generated from the electronically controlled damper 140 based on the electrical angle component. Since the braking force fins has a linear relationship with the electrical angle component, it can be calculated based on this relationship.

算出した制動力finsは、減算部150bへフィードバックされる。フィードバック制御部150cでは、比例ゲインに応じて差分値Δfを低下させるよう電気角成分の指令値を算出する。また、フィードバック制御部150cでは、積分ゲインが適宜に設定されており、それにより、制動力の設定値freqの過剰設定を回避している。尚、フィードバック制御部150cでは、PI制御を機能させているが、応答速度を改善したい場合にはPID制御を採用しても良い。   The calculated braking force fins is fed back to the subtraction unit 150b. The feedback control unit 150c calculates a command value for the electrical angle component so as to decrease the difference value Δf according to the proportional gain. Further, in the feedback control unit 150c, the integral gain is appropriately set, thereby avoiding excessive setting of the braking force set value freq. In the feedback control unit 150c, PI control is functioned. However, PID control may be adopted when it is desired to improve the response speed.

上述の如く、本実施例に係るアクセルペダル装置100は、ペダルアーム110の踏込角θが増加した場合にのみ、制動力を発生させる構成である。従って、踏込角θが増加しなければ、運転者の足元へ負荷トルクを与えることは無い。このため、図6に示したように、加速走行時の場面では、運転者は、ペダルアーム110に対して復帰方向に作用する制動力finsよりも大きい踏力fgをペダルプレート170へ与えて踏込角θを増加させなければならない。従って、急発進や急加速を抑制することが可能になる。   As described above, the accelerator pedal device 100 according to the present embodiment is configured to generate the braking force only when the depression angle θ of the pedal arm 110 is increased. Therefore, if the depression angle θ does not increase, load torque is not applied to the driver's feet. For this reason, as shown in FIG. 6, in the scene during acceleration traveling, the driver applies a pedaling force fg larger than the braking force fins acting on the pedal arm 110 in the return direction to the pedal plate 170 to depress the depression angle. θ must be increased. Therefore, sudden start and rapid acceleration can be suppressed.

一方、定速走行時の場面では、運転者は、ペダルプレート170に力を加えずとも(正確には、リターンスプリング160の弾性力によって発生するトルクと釣り合う踏力fgのみで)踏込角θを一定に維持することが可能になる。従って、運転によって与えられる疲労の度合いが低減される。   On the other hand, in the case of constant speed traveling, the driver keeps the stepping angle θ constant without applying force to the pedal plate 170 (to be exact, only by the stepping force fg that balances the torque generated by the elastic force of the return spring 160). Can be maintained. Therefore, the degree of fatigue given by driving is reduced.

また、ペダルプレート170の踏み込み量に変化が無い場合には、インバータ回路から電子制御式ダンパー140への電力供給が停止し、アクセルペダル装置100は制動力を発生させないので、電子制御式ダンパー140の電力消費量を抑制できる。   Further, when there is no change in the depression amount of the pedal plate 170, the power supply from the inverter circuit to the electronically controlled damper 140 is stopped, and the accelerator pedal device 100 does not generate a braking force. Power consumption can be reduced.

更に、通常の運転が行われる場面では、踏込角θが第1の臨界角度θ1と第2の臨界角度θ2との間でアクセルペダル装置100が操作されるので、制動力の設定値freqの特性曲線の増加率が其の範囲において減少することはない。このため、運転者は、ペダルプレート170を踏み込むにつれ、踏込方向とは逆の向きの制動力を敏感に感じ取り、不必要な踏み込み動作を行わなくなる。   Furthermore, in a scene where normal driving is performed, the accelerator pedal device 100 is operated when the depression angle θ is between the first critical angle θ1 and the second critical angle θ2, and therefore, the characteristic of the set value freq of the braking force. The rate of increase of the curve does not decrease in that range. For this reason, as the driver depresses the pedal plate 170, the driver feels sensitively the braking force in the direction opposite to the depressing direction and does not perform unnecessary depressing operation.

以上、本実施例に係るアクセルペダル装置100について説明したが、本発明は本実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記された技術的思想の範囲内において、種々の変更が可能である。   Although the accelerator pedal device 100 according to the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the present embodiment, and various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims. Is possible.

例えば、本実施例では、電子制御式ダンパーが回転電機を用いた可変制動機構であるが、電子制御式ダンパーとして、磁気粘性流体を用いた可変制動機構を採用しても良い。この可変制動機構によっても、上記と同様の制動力を発生させることができる。   For example, in this embodiment, the electronically controlled damper is a variable braking mechanism using a rotating electrical machine, but a variable braking mechanism using a magnetorheological fluid may be adopted as the electronically controlled damper. This variable braking mechanism can also generate a braking force similar to the above.

磁気粘性流体は、通称MRFと呼ばれるもので、磁性微粒子を流体中に分散させた懸濁液である。磁気粘性流体は、磁場が弱い時に見かけ上の粘性が低下し、磁場が強い時に見かけ上の粘性が上昇する性質を有するものである。   The magnetorheological fluid is commonly called MRF and is a suspension in which magnetic fine particles are dispersed in the fluid. A magnetorheological fluid has the property that the apparent viscosity decreases when the magnetic field is weak, and the apparent viscosity increases when the magnetic field is strong.

磁気粘性流体を用いた可変制動機構の一例として、ピストンとシリンダーを有する摺動機構と、該摺動機構に充填される磁気粘性流体と、ピストンの摺動方向両側を連通させるオリフィスと、磁気粘性流体に磁場を与える磁場発生装置と、磁場発生装置を電子的に作動させ磁場の強度を制御するコントローラとを有して構成されるものが挙げられる。   As an example of a variable braking mechanism using a magnetorheological fluid, a sliding mechanism having a piston and a cylinder, a magnetorheological fluid filled in the sliding mechanism, an orifice communicating with both sides in the sliding direction of the piston, and a magnetorheological Examples include a magnetic field generator that applies a magnetic field to a fluid and a controller that electronically operates the magnetic field generator to control the strength of the magnetic field.

この可変制動機構は、電力を与えなければ磁場が発生しないので、磁気粘性流体の見かけの粘性に変化がなく、ピストンの摺動抵抗は低いままである。一方、電力を与えれば、これに応じた磁場が発生するので、磁気粘性流体の見かけの粘性が高くなり、ピストンの摺動抵抗が大きくなる。   Since this variable braking mechanism does not generate a magnetic field unless power is applied, the apparent viscosity of the magnetorheological fluid remains unchanged and the sliding resistance of the piston remains low. On the other hand, when electric power is applied, a magnetic field corresponding to this is generated, so that the apparent viscosity of the magnetorheological fluid increases and the sliding resistance of the piston increases.

この可変制動機構は、リターンスプリング160と並列になるように配置され、ペダルアーム110の回動に応じてピストンがシリンダ内で直線的に往復運動をする。この可変制動機構には、ペダルアーム110の踏込角θが増加した場合にのみ、電力が供給される。可変制動機構に電力が供給されると、磁場発生装置から磁場が発生し、磁気粘性流体の見かけ上の粘性が増大する。そして、この粘性によってピストンの摺動抵抗が大きくなり、踏込方向逆向きへ制動力が発生する。踏込角θが一定の場合には、可変制動機構に電力が供給されない為、制動力が発生することはない。   This variable braking mechanism is arranged in parallel with the return spring 160, and the piston reciprocates linearly in the cylinder in accordance with the rotation of the pedal arm 110. The variable braking mechanism is supplied with electric power only when the depression angle θ of the pedal arm 110 is increased. When electric power is supplied to the variable braking mechanism, a magnetic field is generated from the magnetic field generator, and the apparent viscosity of the magnetorheological fluid increases. This viscosity increases the sliding resistance of the piston, and a braking force is generated in the reverse direction of the stepping direction. When the depression angle θ is constant, no power is supplied to the variable braking mechanism, so that no braking force is generated.

以上の如く、磁気粘性流体を用いた可変制動機構の作用は、回転電機を用いた可変制動機構の作用に近いので、回転電機を用いた可変制動機構で奏されるのと同様の効果が得られることとなる。また、磁気粘性流体を用いた可変制動機構は、流体の連続的な動作によって制動力を発生させるので、回転電機を用いた可変制動機構において発生し得るトルクリップルのようなモータ特有の不具合を招くことがなく、スムーズな操作感覚を運転者に与えることができる。   As described above, since the action of the variable braking mechanism using the magnetorheological fluid is close to the action of the variable braking mechanism using the rotating electric machine, the same effect as that obtained by the variable braking mechanism using the rotating electric machine is obtained. Will be. In addition, since the variable braking mechanism using the magnetorheological fluid generates a braking force by the continuous operation of the fluid, it causes a motor-specific problem such as torque ripple that can occur in the variable braking mechanism using the rotating electrical machine. And a smooth operation feeling can be given to the driver.

電子制御式ダンパーが磁気粘性流体を用いた可変制動機構であるアクセルペダル装置は、ペダルプレート170を踏み込むときには制動力が働き、踏み込み量を減らした場合には、制動力が低下するので、ペダルアーム110が即座に初期位置Aへ戻ることとなる。ここで、踏み込む場面であるか否かを判断するには、踏込角θの変化を検出しておくと良い。   The accelerator pedal device, which is a variable braking mechanism in which the electronically controlled damper uses a magnetorheological fluid, has a braking force when the pedal plate 170 is depressed, and the braking force decreases when the amount of depression is reduced. 110 immediately returns to the initial position A. Here, in order to determine whether or not it is a scene of depression, it is preferable to detect a change in the depression angle θ.

尚、磁気粘性流体を用いた可変制動機構を電気粘性流体を用いた可変制動機構に置換えても良い。この場合、電気粘性流体に与える電界を制御することで、当該流体の粘性を変化させることができる。   Note that a variable braking mechanism using a magnetorheological fluid may be replaced with a variable braking mechanism using an electrorheological fluid. In this case, the viscosity of the fluid can be changed by controlling the electric field applied to the electrorheological fluid.

図7は、実施例2に係るアクセルペダル装置の分解斜視図であり、図8は、同実施例の斜視図である。これらの図に示したように、本実施例に係るアクセルペダル装置200は、回動可能に設置されるペダルアーム210と、ペダルアーム210を初期位置に復帰させるリターンスプリング220と、ペダルアーム210に作用する制動力を発生させる電子制御式ダンパー230とを有して構成される。   FIG. 7 is an exploded perspective view of the accelerator pedal device according to the second embodiment, and FIG. 8 is a perspective view of the same embodiment. As shown in these drawings, the accelerator pedal device 200 according to this embodiment includes a pedal arm 210 that is rotatably installed, a return spring 220 that returns the pedal arm 210 to an initial position, and a pedal arm 210. And an electronically controlled damper 230 that generates a braking force to be applied.

ペダルアーム210は、軸部211と、軸部211の前方に存するペダルプレート装着部212と、軸部211の後方に存するリターンスプリング接続部213とを有して構成される。軸部211は、ペダルアーム210の本体と一体に形成されている。ペダルプレート装着部212には、図8に示したように、ペダルプレート240が装着される。   The pedal arm 210 includes a shaft portion 211, a pedal plate mounting portion 212 that exists in front of the shaft portion 211, and a return spring connection portion 213 that exists in the rear of the shaft portion 211. The shaft portion 211 is formed integrally with the main body of the pedal arm 210. As shown in FIG. 8, the pedal plate 240 is mounted on the pedal plate mounting portion 212.

リターンスプリング接続部213には、リターンスプリング220の一端が固定される。本実施例では、リターンスプリング220として圧縮コイルばねが採用されている。リターンスプリング220は、ペダルアーム210が踏込方向へ回転したときに、リターンスプリング接続部213によって圧縮される。従って、リターンスプリング220の弾性力は、リターンスプリング接続部213に与えられる。   One end of a return spring 220 is fixed to the return spring connection portion 213. In this embodiment, a compression coil spring is adopted as the return spring 220. The return spring 220 is compressed by the return spring connecting portion 213 when the pedal arm 210 rotates in the depression direction. Accordingly, the elastic force of the return spring 220 is applied to the return spring connecting portion 213.

リターンスプリング接続部213は、ハウジング内に収容される。ハウジングは、第1部材250と第2部材260が組み合わされることによって構成される。第1部材250は、リターンスプリング収容部251を備えており、リターンスプリング収容部251には、リターンスプリング220が格納される。リターンスプリング220の他端は、リターンスプリング収容部251の内面に当接している。   The return spring connection portion 213 is accommodated in the housing. The housing is configured by combining the first member 250 and the second member 260. The first member 250 includes a return spring accommodating portion 251, and the return spring 220 is stored in the return spring accommodating portion 251. The other end of the return spring 220 is in contact with the inner surface of the return spring accommodating portion 251.

ペダルアーム210は、一定範囲の回動が可能なように第1部材250に取り付けられる。かかるペダルアーム210は、リターンスプリング220に接続されている為、踏込方向へ回転すると、これに応じてリターンスプリング220の弾性力が増大する。ペダルアーム210は、この弾性力によって、初期位置へ戻される。   The pedal arm 210 is attached to the first member 250 so that it can rotate within a certain range. Since the pedal arm 210 is connected to the return spring 220, when the pedal arm 210 rotates in the stepping direction, the elastic force of the return spring 220 increases accordingly. The pedal arm 210 is returned to the initial position by this elastic force.

ペダルプレート装着部212は、第1部材250と第2部材260が組み合わされたときに形成される矩形窓から外部へ突出するように配置される。矩形窓の開口寸法は、ペダルアーム210の動作範囲に合わせて決められている。   The pedal plate mounting portion 212 is disposed so as to protrude outward from a rectangular window formed when the first member 250 and the second member 260 are combined. The opening size of the rectangular window is determined according to the operating range of the pedal arm 210.

電子制御式ダンパー230は、作動媒体として磁気粘性流体を用いた可変制動機構である。図9は、電子制御式ダンパー230の斜視図であり、図10は、電子制御式ダンパー230の内部構造を示す断面図である。   The electronically controlled damper 230 is a variable braking mechanism that uses a magnetorheological fluid as a working medium. FIG. 9 is a perspective view of the electronically controlled damper 230, and FIG. 10 is a cross-sectional view showing the internal structure of the electronically controlled damper 230.

電子制御式ダンパー230は、ハウジング231、可動体232、第1の内壁233、第2の内壁234、コイル235、磁気粘性流体236及び変位センサ237を有して構成されている。   The electronically controlled damper 230 includes a housing 231, a movable body 232, a first inner wall 233, a second inner wall 234, a coil 235, a magnetorheological fluid 236, and a displacement sensor 237.

ハウジング231は、本体231aと蓋231bとを有して構成されている。本体231aは、非磁性材料から成り、筒状の周壁231cと、周壁231cの一端側を塞ぐ円盤状の端壁231dと、端壁231dから外側に張り出したフランジ231eとを有して構成されている。   The housing 231 includes a main body 231a and a lid 231b. The main body 231a is made of a nonmagnetic material and includes a cylindrical peripheral wall 231c, a disk-shaped end wall 231d that closes one end of the peripheral wall 231c, and a flange 231e that projects outward from the end wall 231d. Yes.

端壁231dには、第1の穴231f、第2の穴231g及び溝231hが形成されている。第1の穴231fは、端壁231dの中央において、端壁231dを貫通するように形成されている。溝231hは、第1の穴231fの周囲において、第1の穴231fと連通するように形成されている。   A first hole 231f, a second hole 231g, and a groove 231h are formed in the end wall 231d. The first hole 231f is formed in the center of the end wall 231d so as to penetrate the end wall 231d. The groove 231h is formed around the first hole 231f so as to communicate with the first hole 231f.

フランジ231eには、固定具270が挿通される穴231iが形成されている。蓋231bは、非磁性材料から成り、周壁231cの他端側を塞ぐように、本体231aに取り付けられる。   The flange 231e is formed with a hole 231i through which the fixture 270 is inserted. The lid 231b is made of a nonmagnetic material and is attached to the main body 231a so as to close the other end of the peripheral wall 231c.

可動体232は、回転軸232a、ローター232b及び連結部232cを有して構成されている。回転軸232aは、非磁性金属から成り、ペダルアーム210に設けられた軸部211と結合する孔部232dを有している。   The movable body 232 includes a rotating shaft 232a, a rotor 232b, and a connecting portion 232c. The rotating shaft 232 a is made of a nonmagnetic metal and has a hole 232 d that is coupled to a shaft 211 provided on the pedal arm 210.

連結部232cは、非磁性金属から成り、回転軸232aと一体に形成されている。連結部232cは、回転軸232aとローター232bの間にあって、両者を連結する役割を果たしている。   The connecting portion 232c is made of a nonmagnetic metal and is formed integrally with the rotating shaft 232a. The connecting portion 232c is located between the rotating shaft 232a and the rotor 232b and plays a role of connecting both.

ローター232bは、軟磁性材料から成り、筒状の本体232eと、本体232eの端部から内側に突出した端壁232fとを有して構成されている。ローター232bは、端壁232fが連結部232cに接着され、回転軸232aと一緒に回転するようになっている。   The rotor 232b is made of a soft magnetic material, and includes a cylindrical main body 232e and an end wall 232f that protrudes inward from the end of the main body 232e. The rotor 232b is configured such that an end wall 232f is bonded to the connecting portion 232c and rotates together with the rotation shaft 232a.

第1の内壁233は、軟磁性材料から成り、回転軸232aが挿通される穴233aを有する筒部233bと、筒部233bの両側からそれぞれ外側に張り出したフランジ部233c,233dとを有して構成されている。第1の内壁233は、ハウジング231の本体231aを構成する端壁231dに接着されている。   The first inner wall 233 is made of a soft magnetic material, and includes a cylindrical portion 233b having a hole 233a through which the rotating shaft 232a is inserted, and flange portions 233c and 233d projecting outward from both sides of the cylindrical portion 233b. It is configured. The first inner wall 233 is bonded to an end wall 231d constituting the main body 231a of the housing 231.

第2の内壁234は、軟磁性材料から成る筒状体である。第2の内壁234は、その外周面がハウジング231の本体231aを構成する周壁231cの内周面に接する程の外径を有し、また、その内周面が、第1の内壁233の外周面(フランジ部233c,233dの外周面)との間に所定の空間を形成する程の内径を有している。   The second inner wall 234 is a cylindrical body made of a soft magnetic material. The second inner wall 234 has an outer diameter such that the outer peripheral surface thereof is in contact with the inner peripheral surface of the peripheral wall 231 c constituting the main body 231 a of the housing 231, and the inner peripheral surface is the outer periphery of the first inner wall 233. It has an inner diameter enough to form a predetermined space between the surfaces (the outer peripheral surfaces of the flange portions 233c and 233d).

コイル235は、第1の内壁233の筒部233bに巻き付けられている。コイル235には、コイル235に電流を流すためのリード線280が接続されている。   The coil 235 is wound around the cylindrical portion 233 b of the first inner wall 233. Connected to the coil 235 is a lead wire 280 for flowing a current through the coil 235.

磁気粘性流体236は、第1の内壁233と第2の内壁234との間に形成される空間(室238)に充填されている。磁気粘性流体236は、合成油等の流体中に磁性粒子を分散させた懸濁液であり、無磁場の状態では液状であるが、磁場を印加すると分散していた粒子が互いに連結して架橋構造を形成し、磁場強度に応じて剪断応力が増加する性質を有するものである。   The magnetorheological fluid 236 is filled in a space (chamber 238) formed between the first inner wall 233 and the second inner wall 234. The magnetorheological fluid 236 is a suspension in which magnetic particles are dispersed in a fluid such as synthetic oil. The magnetic viscous fluid 236 is a liquid in a state where no magnetic field is applied, but the dispersed particles are connected to each other when a magnetic field is applied to crosslink. A structure is formed, and the shear stress increases in accordance with the magnetic field strength.

磁気粘性流体236が充填される室238には、ローター232bが配置される。磁気粘性流体236の漏洩を防止するために、蓋231bと回転軸232aとの間、第1の内壁233と回転軸232aとの間及び第1の内壁233と端壁231dとの間にOリング239a,239b,239cが配置されている。   A rotor 232b is disposed in the chamber 238 filled with the magnetorheological fluid 236. In order to prevent leakage of the magnetorheological fluid 236, an O-ring is provided between the lid 231b and the rotation shaft 232a, between the first inner wall 233 and the rotation shaft 232a, and between the first inner wall 233 and the end wall 231d. 239a, 239b, 239c are arranged.

変位センサ237は、ペダルアーム210の回動角度を検出するものである。本実施例では、軸部211と回転軸232aが結合し、回転軸232aがペダルアーム210の回動と連動して回転する構成である為、変位センサ237の直接の検出対象を回転軸232aに設けている。   The displacement sensor 237 detects the rotation angle of the pedal arm 210. In the present embodiment, since the shaft portion 211 and the rotation shaft 232a are coupled and the rotation shaft 232a rotates in conjunction with the rotation of the pedal arm 210, the direct detection target of the displacement sensor 237 is the rotation shaft 232a. Provided.

即ち、変位センサ237の直接の検出対象は、回転軸232aの外周面の一部に形成された溝の底面232gである。この底面232gは、回転軸232aの回転に従って底面232gと変位センサ237との間の距離が異なるように構成された曲面である。   That is, the direct detection target of the displacement sensor 237 is a bottom surface 232g of a groove formed in a part of the outer peripheral surface of the rotating shaft 232a. The bottom surface 232g is a curved surface configured such that the distance between the bottom surface 232g and the displacement sensor 237 varies according to the rotation of the rotation shaft 232a.

より具体的には、この底面232gは、例えば、図11において、回転軸232aが時計回り方向に回転したときに、回転軸232aの回転に従って底面232gと変位センサ237との間の距離が小さくなる曲面である。   More specifically, the bottom surface 232g has a smaller distance between the bottom surface 232g and the displacement sensor 237 according to the rotation of the rotation shaft 232a, for example, when the rotation shaft 232a rotates clockwise in FIG. It is a curved surface.

本実施例では、変位センサ237として、過電流式変位センサを用いている。変位センサ237は、回転軸232aに形成された溝の底面232gに対向するように、端壁231dに形成された溝231hに配置される。   In this embodiment, an overcurrent type displacement sensor is used as the displacement sensor 237. The displacement sensor 237 is disposed in the groove 231h formed in the end wall 231d so as to face the bottom surface 232g of the groove formed in the rotation shaft 232a.

変位センサ237は、高周波磁界を利用して溝の底面232gと変位センサ237との間の距離を測定する。溝の底面232gと変位センサ237との間の距離は、回転軸232aの回転に従って変化し、この変化は溝の底面232gの変位と比例するため、回転軸232aと一緒に回転する溝の底面232gの位置を検出することができる。   The displacement sensor 237 measures the distance between the bottom surface 232g of the groove and the displacement sensor 237 using a high frequency magnetic field. The distance between the bottom surface 232g of the groove and the displacement sensor 237 changes according to the rotation of the rotation shaft 232a. Since this change is proportional to the displacement of the bottom surface 232g of the groove, the bottom surface 232g of the groove that rotates together with the rotation shaft 232a. Can be detected.

溝の底面232gの変位とペダルアーム210の回動角度は比例するので、変位センサ237が溝の底面232gの位置を検出することによって、ペダルアーム210の回動角度を検出することが可能になる。具体的には、ペダルアーム210の踏込角θが大きくなるに従って変位センサ237から出力される電圧が上昇する為、かかる電圧値を角度に換算することによって、ペダルアームの210の回動角度がわかる。   Since the displacement of the bottom surface 232g of the groove is proportional to the rotational angle of the pedal arm 210, the displacement sensor 237 can detect the rotational angle of the pedal arm 210 by detecting the position of the bottom surface 232g of the groove. . Specifically, since the voltage output from the displacement sensor 237 increases as the depression angle θ of the pedal arm 210 increases, the rotation angle of the pedal arm 210 can be obtained by converting the voltage value into an angle. .

図8に示したように、電子制御式ダンパー230は、ハウジング231が固定具270を用いて第2部材260に固定され、回転軸が第2部材260に形成された開口部132から突出する軸部211に固定される。これにより、ペダルアーム210と筒状ローター232bの動作が連動する。   As shown in FIG. 8, the electronically controlled damper 230 has a housing 231 fixed to the second member 260 using a fixture 270, and a rotating shaft that protrudes from an opening 132 formed in the second member 260. The unit 211 is fixed. Accordingly, the operations of the pedal arm 210 and the cylindrical rotor 232b are interlocked.

電子制御式ダンパー230は、ペダルアーム210の回動方向と逆向きの制動力を発生させる。即ち、ペダルアーム210が踏込方向へ回転するときは、復帰方向へ制動力を発生させ、ペダルアーム210が復帰方向へ回転するときは、踏込方向へ制動力を発生させる。このような電子制御式ダンパー230の動作は、制御装置290によって制御される。   The electronically controlled damper 230 generates a braking force opposite to the direction of rotation of the pedal arm 210. That is, when the pedal arm 210 rotates in the stepping direction, a braking force is generated in the return direction, and when the pedal arm 210 rotates in the return direction, a braking force is generated in the stepping direction. The operation of the electronically controlled damper 230 is controlled by the control device 290.

制御装置290は、電子回路が実装された基板291を有して構成される。基板291は、リターンスプリング収容部251の開口部を閉塞する蓋292及びコネクタ293を有して構成される筐体294の内部に格納される。筐体294の開口部は、蓋295によって閉塞される。   The control device 290 includes a substrate 291 on which an electronic circuit is mounted. The substrate 291 is stored in a housing 294 configured to include a lid 292 and a connector 293 that close the opening of the return spring accommodating portion 251. The opening of the housing 294 is closed with a lid 295.

制御装置290は、第2部材260に取り付けられ、コネクタ293には、リード線280が接続される。制御装置290は、変位センサ237によって検出されるペダルアーム210の回動角度に基づいてコイル235に供給する電流の大きさを制御し、これにより、電子制御式ダンパー230が発揮する制動力の大きさを制御している。   The control device 290 is attached to the second member 260, and the lead wire 280 is connected to the connector 293. The control device 290 controls the magnitude of the current supplied to the coil 235 based on the rotation angle of the pedal arm 210 detected by the displacement sensor 237, and thereby the magnitude of the braking force exerted by the electronically controlled damper 230. Is controlling.

上記のように構成されるアクセルペダル装置200は、ペダルアーム210の踏込角が増加するに従って電子制御式ダンパー230のコイル235に供給される電流が大きくなるように設定されている。   The accelerator pedal device 200 configured as described above is set so that the current supplied to the coil 235 of the electronically controlled damper 230 increases as the depression angle of the pedal arm 210 increases.

コイル235に電流を流すと、コイル235の周囲に磁場が発生し、第1の内壁233、筒状ローター232b及び第2の内壁234が磁化する。また、その磁場が磁気粘性流体236に印加され、筒状ローター232bに作用する磁気粘性流体236の剪断応力が増大し、可動体232の回転速度を減速させる抵抗が生じる。そして、この抵抗が制動力Fins1となってペダルアーム210に作用し、ペダルプレート240を踏み込む運転者の足元へ負荷トルクT1を与える。   When a current is passed through the coil 235, a magnetic field is generated around the coil 235, and the first inner wall 233, the cylindrical rotor 232b, and the second inner wall 234 are magnetized. Further, the magnetic field is applied to the magnetorheological fluid 236, the shear stress of the magnetorheological fluid 236 acting on the cylindrical rotor 232b is increased, and a resistance to reduce the rotational speed of the movable body 232 is generated. Then, this resistance acts as a braking force Fins1 and acts on the pedal arm 210 to apply a load torque T1 to the step of the driver who steps on the pedal plate 240.

図12に示したように、負荷トルクT1には、制動力fins1だけでなく、リターンスプリング220の弾性力によって生じるトルクT0も含まれる。従って、加速走行時の場面では、運転者は、負荷トルクT1よりも大きい踏力をペダルプレート240へ与えてペダルアーム210の踏込角θを増加させなければならない。よって、このアクセルペダル装置200によれば、急発進や急加速を抑制することが可能になる。   As shown in FIG. 12, the load torque T1 includes not only the braking force fins1 but also the torque T0 generated by the elastic force of the return spring 220. Therefore, the driver must increase the depression angle θ of the pedal arm 210 by applying a pedaling force larger than the load torque T1 to the pedal plate 240 in a scene during acceleration traveling. Therefore, according to the accelerator pedal device 200, it is possible to suppress sudden start and sudden acceleration.

一方、ペダルアーム210が復帰方向へ回転するときには、電子制御式ダンパー230の筒状ローター232bが逆回転するが、このときもコイル235に電流が供給され、筒状ローター232bに磁気粘性流体236の剪断応力が作用する為、可動体232の回転速度を減速させる抵抗が生じる。そして、この抵抗が制動力fins2となってペダルアーム210に作用し、ペダルプレート240を介して運転者の足元へ負荷トルクT2を与える。   On the other hand, when the pedal arm 210 rotates in the return direction, the cylindrical rotor 232b of the electronically controlled damper 230 rotates in the reverse direction. At this time as well, current is supplied to the coil 235, and the magnetic viscosity fluid 236 is supplied to the cylindrical rotor 232b. Since the shear stress acts, a resistance that reduces the rotational speed of the movable body 232 is generated. Then, this resistance acts as a braking force fins2 and acts on the pedal arm 210 to apply a load torque T2 to the driver's feet via the pedal plate 240.

図12に示したように、負荷トルクT2は、リターンスプリング220の弾性力によって生じるトルクT0から制動力fins2を減じたトルクである。従って、ペダルプレート240を踏み込んだ後、その踏力を緩めて定速走行に移行したときには、リターンスプリング220の弾性力によって生じるトルクT0よりも小さい負荷トルクT2が運転者の足元へ与えられることになる。   As shown in FIG. 12, the load torque T2 is a torque obtained by subtracting the braking force fins2 from the torque T0 generated by the elastic force of the return spring 220. Therefore, when the pedal plate 240 is depressed and then the pedaling force is relaxed to shift to constant speed running, a load torque T2 smaller than the torque T0 generated by the elastic force of the return spring 220 is applied to the driver's feet. .

その結果、運転者は、負荷トルクT2と釣り合う踏力をペダルプレート170に与えるだけで踏込角θを一定に維持することが可能になるので、運転によって与えられる疲労の度合いが更に低減される。   As a result, the driver can keep the depression angle θ constant only by applying a pedaling force that balances the load torque T2 to the pedal plate 170, so that the degree of fatigue imparted by the driving is further reduced.

上述のように、本実施例に係るアクセルペダル装置200は、電子制御式ダンパーが作動媒体として磁気粘性流体を用いた回転型可変制動機構である。かかる電子制御式ダンパーは、小型でも高トルクを発生させることができる。例えば、この電子制御式ダンパーによれば、ハウジングの外径が約40mmでハウジングの高さが約20mmという大きさのものでも2N・mの出力トルクを得ることが可能であるが、モータでは、その2倍以上の大きさのものでも2N・mの出力トルクを得ることは困難である。   As described above, the accelerator pedal device 200 according to this embodiment is a rotary variable braking mechanism in which an electronically controlled damper uses a magnetorheological fluid as a working medium. Such an electronically controlled damper can generate high torque even when it is small. For example, according to this electronically controlled damper, it is possible to obtain an output torque of 2 N · m even when the outer diameter of the housing is about 40 mm and the height of the housing is about 20 mm. It is difficult to obtain an output torque of 2 N · m even with a size more than twice that.

本実施例では、筒状ローター232bの厚さを薄く(外径と内径との差を小さく)することによって、第1の内壁233及び筒状ローター232bだけでなく、第2の内壁234も磁路を構成するように構成されている。従って、本実施例で採用した電子制御式ダンパー230は、筒状ローター232bの内周面のみならず、筒状ローター232bの外周面にも磁気粘性流体236の剪断応力が作用するので、筒状ロータ−の内周面にのみ磁気粘性流体の剪断応力が作用する構成よりも大きな制動力を発生させることができる。   In this embodiment, by reducing the thickness of the cylindrical rotor 232b (reducing the difference between the outer diameter and the inner diameter), not only the first inner wall 233 and the cylindrical rotor 232b but also the second inner wall 234 are magnetic. It is comprised so that a path | route may be comprised. Therefore, the electronically controlled damper 230 employed in the present embodiment is not limited to the inner peripheral surface of the cylindrical rotor 232b, but the shear stress of the magnetorheological fluid 236 acts on the outer peripheral surface of the cylindrical rotor 232b. A braking force larger than the configuration in which the shear stress of the magnetorheological fluid acts only on the inner peripheral surface of the rotor can be generated.

また、本実施例で採用した電子制御式ダンパー230は、可動体232がペダルアーム210の軸部211に直結される構成である為、ペダルアーム210にトルクを伝達する構成が至極簡素である。従って、装置の小型化を図ることが可能になる。   In addition, the electronically controlled damper 230 employed in the present embodiment has a configuration in which the movable body 232 is directly connected to the shaft portion 211 of the pedal arm 210, so that the configuration for transmitting torque to the pedal arm 210 is extremely simple. Therefore, it is possible to reduce the size of the apparatus.

また、制動力を伝達する構成が簡素であることに加えて、磁気粘性流体の応答性は数msである為、ペダルアーム210の挙動に迅速に対応した制動力を発生させることができる。従って、本実施例に係るアクセルペダル装置は、操作感の向上に資する。   Further, in addition to the simple configuration for transmitting the braking force, the response of the magnetorheological fluid is several ms, so that the braking force corresponding to the behavior of the pedal arm 210 can be generated quickly. Therefore, the accelerator pedal device according to the present embodiment contributes to an improvement in operational feeling.

100 アクセルペダル装置
110 ペダルアーム
111 ペダルプレート装着部
112 リターンスプリング接続部
113 軸受格納部
120 第1部材
121 リターンスプリング収容部
122 開窓部
123 摺動軸
124 ペダルアーム収容部
130 第2部材
131 開窓部
132 開口部
133 貫通穴
134 ペダルアーム収容部
140 電子制御式ダンパー
140a 回転可変抵抗
140b 電流検出部
150 制御装置
150a 制動力設定部
150b 減算部
150c フィードバック制御部
150d PWM信号生成部
150e 制動力演算部
151 筐体
151a 蓋
151b コネクタ
152 回路基板
153 蓋体
160 リターンスプリング
170 ペダルプレート
200 アクセルペダル装置
210 ペダルアーム
211 軸部
212 ペダルプレート装着部
213 リターンスプリング接続部
220 リターンスプリング
230 電子制御式ダンパー
231 ハウジング
231a ハウジングの本体
231b 蓋
231c 周壁
231d 端壁
231e フランジ
231f 第1の穴
231g 第2の穴
231h 溝
231i 穴
232 可動体
232a 回転軸
232b ローター
232c 連結部
232d 孔部
232e ローターの本体
232f 端壁
232g 溝の底面
233 第1の内壁
233a 穴
233b 筒部
233c,233d フランジ部
234 第2の内壁
235 コイル
236 磁気粘性流体
237 変位センサ
238 室
239a,239b,239c Oリング
240 ペダルプレート
250 第1部材
251 リターンスプリング収容部
260 第2部材
261 開口部
270 固定具
280 リード線
290 制御装置
291 基板
292 蓋
293 コネクタ
294 筐体
295 蓋
A 初期位置
fa 制動力の下限値
fb 制動力の上限値
fg 踏力
θ 踏込角
fins 制動力
fm 反力
freq 制動力の設定値
iDM 運転モード情報
S−mode スポーツモード
C−mode 通常モード
E−mode 環境保護モード
θ1 第1の臨界角度
θ2 第2の臨界角度
T0 リターンスプリングの弾性力によって発生するトルク
T1 加速走行時の負荷トルク
T2 定速走行時の負荷トルク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Accelerator pedal apparatus 110 Pedal arm 111 Pedal plate mounting part 112 Return spring connection part 113 Bearing storage part 120 1st member 121 Return spring accommodating part 122 Window opening part 123 Sliding shaft 124 Pedal arm accommodating part 130 Second member 131 Window opening Part 132 Opening part 133 Through hole 134 Pedal arm housing part 140 Electronically controlled damper 140a Rotation variable resistance 140b Current detection part 150 Control device 150a Braking force setting part 150b Subtraction part 150c Feedback control part 150d PWM signal generation part 150e Braking force calculation part 151 Housing 151a Lid 151b Connector 152 Circuit board 153 Lid 160 Return spring 170 Pedal plate 200 Accelerator pedal device 210 Pedal arm 211 Shaft 2 2 Pedal plate mounting part 213 Return spring connecting part 220 Return spring 230 Electronically controlled damper 231 Housing 231a Housing body 231b Lid 231c Peripheral wall 231d End wall 231e Flange 231f First hole 231g Second hole 231h Groove 231i Hole 232 Movable body 232 232a Rotating shaft 232b Rotor 232c Connection portion 232d Hole portion 232e Rotor body 232f End wall 232g Bottom surface of groove 233 First inner wall 233a Hole 233b Tube portion 233c, 233d Flange portion 234 Second inner wall 235 Coil 236 Magnetorheological fluid 237 Displacement Sensor 238 Chamber 239a, 239b, 239c O-ring 240 Pedal plate 250 First member 251 Return spring accommodating portion 260 Second member 261 Mouth 270 the fixture 280 lead 290 controller 291 board 292 lid 293 Connector 294 housing 295 lid
A Initial position fa Lower limit value of braking force fb Upper limit value of braking force fg Treading force θ Depression angle fins Braking force fm Reaction force freq Setting value of braking force iDM Operation mode information S-mode Sports mode C-mode Normal mode E-mode Environment Protection mode θ1 First critical angle θ2 Second critical angle T0 Torque generated by elastic force of return spring T1 Load torque during acceleration travel T2 Load torque during constant speed travel

本発明が解決しようとする課題は、電力消費の改善とドライバビリティの向上に資するアクセルペダル装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an accelerator pedal device that contributes to improved power consumption and improved drivability.

上記課題を解決するため、本発明は、以下のアクセルペダル装置を提供する。
1.ペダルアームを介して踏力を踏込トルクに変換する機構部と、前記ペダルアームの踏込方向逆向きへ制動力を発生させる電子制御式ダンパーと、前記電子制御式ダンパーへ電力を与え前記制動力の大きさを制御する制御装置とを備え、前記電子制御式ダンパーは、前記ペダルアームの踏込角が増加した場合にのみ、前記制動力を発生させることを特徴とするアクセルペダル装置。
2.前記電子制御式ダンパーが、ローター及びステーターを備えて構成される回転電機を用いた可変制動機構であることを特徴とする前記1に記載のアクセルペダル装置。
3.前記電子制御式ダンパーが、磁気粘性流体又は電気粘性流体を用いた可変制動機構であることを特徴とする前記1に記載のアクセルペダル装置。
4.前記制御装置は、前記踏込角に基づいて前記制動力の設定値を決定することを特徴とする前記1に記載のアクセルペダル装置。
5.前記制御装置は、前記踏込角が前記設定値の増加を開始させる第1の臨界角度から前記設定値の変曲点以下に設定される第2の臨界角度に至るまで、前記踏込角に対する前記設定値の増加率を上昇させ続けることを特徴とする前記4に記載のアクセルペダル装置。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following accelerator pedal device.
1. A mechanism that converts a pedaling force into a stepping torque via a pedal arm, an electronically controlled damper that generates a braking force in a direction opposite to the stepping direction of the pedal arm, and a magnitude of the braking force that applies electric power to the electronically controlled damper And an electronically controlled damper that generates the braking force only when a depression angle of the pedal arm is increased.
2. 2. The accelerator pedal device according to 1 above, wherein the electronically controlled damper is a variable braking mechanism using a rotating electric machine including a rotor and a stator.
3. 2. The accelerator pedal device according to 1, wherein the electronically controlled damper is a variable braking mechanism using a magnetorheological fluid or an electrorheological fluid.
4). 2. The accelerator pedal device according to claim 1, wherein the control device determines a set value of the braking force based on the depression angle.
5. The control device is configured to set the stepping angle from the first critical angle at which the stepping angle starts to increase to the second critical angle that is set below the inflection point of the setting value. 5. The accelerator pedal device as described in 4 above, wherein the rate of increase of the value is continuously increased.

前記1乃至5に記載の本発明によれば、ペダルアームの踏込角が増加した場合にのみ、踏込方向とは逆の向きへ制動力が働くこととなる。   According to the first to fifth aspects of the present invention, the braking force acts in the direction opposite to the depression direction only when the depression angle of the pedal arm is increased.

従って、踏み込み量に変化が無い場合には、制動力を発生させないから、電子制御式ダンパーの電力消費量を抑制できる。また、定速走行時の場面では、運転者の足元へ制動力を与えないので、運転者の疲労抑制に資するものとなる。 Therefore, when there is no change in the amount of depression, no braking force is generated, so that the power consumption of the electronically controlled damper can be suppressed. In addition, in a scene during constant speed traveling, no braking force is applied to the driver's feet, which contributes to suppressing the driver's fatigue .

Claims (9)

ペダルアームを介して踏力を踏込トルクに変換する機構部と、前記ペダルアームの踏込方向逆向きへ制動力を発生させる電子制御式ダンパーと、前記電子制御式ダンパーへ電力を与え前記制動力の大きさを制御する制御装置とを備え、前記電子制御式ダンパーは、前記ペダルアームの踏込角が増加した場合にのみ、前記制動力を発生させることを特徴とするアクセルペダル装置。   A mechanism that converts a pedaling force into a stepping torque via a pedal arm, an electronically controlled damper that generates a braking force in a direction opposite to the stepping direction of the pedal arm, and a magnitude of the braking force that applies electric power to the electronically controlled damper And an electronically controlled damper that generates the braking force only when a depression angle of the pedal arm is increased. 前記電子制御式ダンパーが、ローター及びステーターを備えて構成される回転電機を用いた可変制動機構であ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。   The accelerator pedal device according to claim 1, wherein the electronically controlled damper is a variable braking mechanism using a rotating electric machine including a rotor and a stator. 前記電子制御式ダンパーが、磁気粘性流体又は電気粘性流体を用いた可変制動機構であ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。   The accelerator pedal device according to claim 1, wherein the electronically controlled damper is a variable braking mechanism using a magnetorheological fluid or an electrorheological fluid. 前記制御装置は、前記踏込角に基づいて前記制動力の設定値を決定することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のアクセルペダル装置。   The accelerator pedal device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control device determines a set value of the braking force based on the depression angle. 前記制御装置は、前記踏込角が前記設定値の増加を開始させる第1の臨界角度から前記設定値の変曲点以下に設定される第2の臨界角度に至るまで、前記踏込角に対する前記設定値の増加率を上昇させ続けることを特徴とする請求項4に記載のアクセルペダル装置。   The control device is configured to set the stepping angle from the first critical angle at which the stepping angle starts to increase to the second critical angle that is set below the inflection point of the setting value. 5. The accelerator pedal device according to claim 4, wherein the rate of increase of the value is continuously increased. 回動可能に設置されるペダルアームと、該ペダルアームを初期位置に復帰させるリターンスプリングと、前記ペダルアームに作用する制動力を発生させる電子制御式ダンパーとを備え、前記電子制御式ダンパーが、作動媒体として磁気粘性流体を用いた回転型可変制動機構であることを特徴とするアクセルペダル装置。   A pedal arm that is rotatably installed; a return spring that returns the pedal arm to an initial position; and an electronically controlled damper that generates a braking force that acts on the pedal arm, the electronically controlled damper comprising: An accelerator pedal device comprising a rotary variable braking mechanism using a magnetorheological fluid as a working medium. 前記電子制御式ダンパーが、前記ペダルアームの回動方向と逆向きの制動力を発生させるように構成されていることを特徴とする請求項6に記載のアクセルペダル装置。   The accelerator pedal device according to claim 6, wherein the electronically controlled damper is configured to generate a braking force opposite to a rotation direction of the pedal arm. 前記電子制御式ダンパーが、前記磁気粘性流体が充填される室と、該室内で回動可能な筒状ローターとを備え、前記磁気粘性流体の剪断応力が前記筒状ローターの外周面及び内周面に作用するように構成されていることを特徴とする請求項6に記載のアクセルペダル装置。   The electronically controlled damper includes a chamber filled with the magnetorheological fluid, and a cylindrical rotor rotatable in the chamber, and shear stress of the magnetorheological fluid causes an outer peripheral surface and an inner periphery of the cylindrical rotor. The accelerator pedal device according to claim 6, wherein the accelerator pedal device is configured to act on a surface. 前記電子制御式ダンパーが、前記ペダルアームの回動角度を検出し得る変位センサを備えることを特徴とする請求項6に記載のアクセルペダル装置。   The accelerator pedal device according to claim 6, wherein the electronically controlled damper includes a displacement sensor capable of detecting a rotation angle of the pedal arm.
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