JP2018173851A - 荷重制御装置 - Google Patents

荷重制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2018173851A
JP2018173851A JP2017071978A JP2017071978A JP2018173851A JP 2018173851 A JP2018173851 A JP 2018173851A JP 2017071978 A JP2017071978 A JP 2017071978A JP 2017071978 A JP2017071978 A JP 2017071978A JP 2018173851 A JP2018173851 A JP 2018173851A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load
check valve
valve
reaction force
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017071978A
Other languages
English (en)
Inventor
亮祐 永谷
Ryosuke NAGAYA
亮祐 永谷
彰一 山崎
Shoichi Yamazaki
彰一 山崎
靖久 岩崎
Yasuhisa Iwasaki
靖久 岩崎
雄輝 汲川
Yuki Kumikawa
雄輝 汲川
槙史 大久保
Makifumi Okubo
槙史 大久保
雄士 森田
Yushi Morita
雄士 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP2017071978A priority Critical patent/JP2018173851A/ja
Priority to PCT/JP2018/006236 priority patent/WO2018180042A1/ja
Publication of JP2018173851A publication Critical patent/JP2018173851A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/40Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition comprising an additional fluid circuit including fluid pressurising means for modifying the pressure of the braking fluid, e.g. including wheel driven pumps for detecting a speed condition, or pumps which are controlled by means independent of the braking system
    • B60T8/4072Systems in which a driver input signal is used as a control signal for the additional fluid circuit which is normally used for braking
    • B60T8/4081Systems with stroke simulating devices for driver input
    • B60T8/409Systems with stroke simulating devices for driver input characterised by details of the stroke simulating device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/02Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for main transmission clutches
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K26/00Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles
    • B60K26/02Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles of initiating means or elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T15/00Construction arrangement, or operation of valves incorporated in power brake systems and not covered by groups B60T11/00 or B60T13/00
    • B60T15/02Application and release valves
    • B60T15/36Other control devices or valves characterised by definite functions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00Brake-action initiating means
    • B60T7/02Brake-action initiating means for personal initiation
    • B60T7/04Brake-action initiating means for personal initiation foot actuated
    • B60T7/06Disposition of pedal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00Fluid-actuated clutches
    • F16D25/08Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00Check valves
    • F16K15/18Check valves with actuating mechanism; Combined check valves and actuated valves
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/30Controlling members actuated by foot
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/03Means for enhancing the operator's awareness of arrival of the controlling member at a command or datum position; Providing feel, e.g. means for creating a counterforce

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
  • Arrangement And Mounting Of Devices That Control Transmission Of Motive Force (AREA)
  • Valves And Accessory Devices For Braking Systems (AREA)
  • Braking Elements And Transmission Devices (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Check Valves (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)
  • Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

【課題】バイワイヤ技術を搭載した車両において、運転者が操作ペダルを踏み込んでも、操作ペダル側から反力を感じることができ、且つ、運転者による操作ペダルの操作性も向上させた荷重制御装置を提供すること。
【解決手段】荷重制御装置(1)は、操作ペダル(10)の踏力に対応して第1の荷重を発生させる操作ペダルシリンダ(20)と、第2の荷重を発生させる反力発生部(100)と、第1の荷重を伝達する第1の流路(30)と、第2の荷重を伝達する第2の流路(40)と、第1の流路(30)上に配置される第1の逆止弁(200)と、第2の流路(40)上に配置される第2の逆止弁(300)と、を具備し、第1の荷重によって第1の逆止弁(200)が閉状態から開状態へと遷移する場合、及び第2の荷重によって第2の逆止弁(300)が閉状態から開状態へと遷移する場合、の少なくとも一方の場合に、第1の荷重及び第2の荷重の少なくとも一方が減少する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、バイワイヤ技術を搭載した車両において用いられ、運転者による操作ペダルの操作時に発生させる荷重を制御する荷重制御装置に関する。
バイワイヤとは、電気信号を用いて各種装置の開閉、断接等を制御する方法であって、近年車両用としても多く利用されている。昨今では、クラッチバイワイヤ、ブレーキバイワイヤ、ドライブバイワイヤ等、運転者のペダル操作が必要となる領域において、多くのバイワイヤが提案されている。
具体的には、例えば、マニュアルトランスミッションを搭載した車両においては、通常、クラッチペダルに連結されたシリンダからクラッチまで流体(例えば、作動油)の流路(油路)が設けられており、運転者がクラッチペダルを踏むことによって、シリンダから流体が押し出され、押し出された流体によってクラッチカバーを操作(開閉)させることにより、クラッチを切断する方法が一般的である。他方、マニュアルトランスミッションを搭載した車両の燃費を向上させるために、アクチュエータを用いて自動的にクラッチを切断し、かつ、エンジンが停止した状態で惰性走行する機能(「フリーラン機能」と称されることがある)が設けられたバイワイヤ方式(クラッチバイワイヤ)の車両が、従来から知られている。
前述のような車両においては、クラッチの切断又は係合がアクチュエータによって制御されている間に、運転者がクラッチペダルを踏み込んだとしても、クラッチペダル側から反力を感じない等の違和感を運転者が覚えることがないよう、クラッチペダルに対して荷重(反力)を発生させる方式を採用した車両が提案されている。例えば特許文献1には、シリンダに係合するピストンと、ピストンとシリンダの端部との間に配置されたスプリングと、ピストンに形成され先端から中央部に向かって漸増し中央部から後端に向かって漸減する外径を有するカム部と、シリンダ内においてカム部に対向して設けられた筒状部材と、を含む荷重発生装置が開示されている。
独国特許出願公開第102014225996号明細書
しかしながら、一般的なマニュアルトランスミッションを搭載した車両におけるクラッチペダルの荷重特性とは異なり、特許文献1に記載の荷重発生装置は、物理的不可避の微小なヒステリシス(エネルギー損失)を除けば、実質的なヒステリシスを意図的に設ける旨設計されていない。したがって、特許文献1に記載の荷重発生装置が搭載された車両において、運転者がクラッチペダルを踏み込むと、クラッチペダルの踏力に応じた反力が荷重発生装置によって発生され、運転者は当該反力を感じて操作感を得ることができる一方で、クラッチペダルの荷重特性(クラッチペダルのストローク量とクラッチペダル荷重との関係)にヒステリシスが存在しないため、例えば半クラッチの操作等、クラッチペダルの操作が困難なものとなっている。
本発明は、上記のようなクラッチペダルを含む操作ペダルの操作性に関する課題に鑑みてなされたもので、バイワイヤ技術を搭載した車両において、運転者が操作ペダルを踏み込んだとしても、操作ペダル側から反力を感じることができ、且つ、運転者による操作ペダルの操作性をも向上させた荷重制御装置を提供する。
本発明の一態様に係る荷重制御装置は、操作ペダルの踏力に対応して第1の荷重を発生させる操作ペダルシリンダと、前記第1の荷重の反力として、第2の荷重を発生させる反力発生部と、前記操作ペダルシリンダと前記反力発生部とを連通させ、前記第1の荷重を前記操作ペダルシリンダから前記反力発生部へと伝達する第1の流路と、前記反力発生部と前記操作ペダルシリンダとを連通させ、前記反力発生部で発生した前記第2の荷重を、前記反力発生部から前記操作ペダルシリンダへと伝達する第2の流路と、前記第1の流路上に配置される第1の逆止弁と、前記第2の流路上に配置される第2の逆止弁と、を具備し、前記第1の荷重によって前記第1の逆止弁が閉状態から開状態へと遷移する場合、及び前記第2の荷重によって前記第2の逆止弁が閉状態から開状態へと遷移する場合、の少なくとも一方の場合に、前記第1の荷重及び前記第2の荷重の少なくとも一方が減少するものである。
この構成によれば、前記操作ペダルの荷重特性に、意図的にヒステリシスを設けることができる。具体的には、運転者が前記操作ペダルを踏み込んだ際の踏力に対応する第1の荷重、及び前記反力発生部によって発生される反力に対応する第2の荷重の少なくとも一方が、前記第1の逆止弁を閉状態から開状態へと遷移させる場合及び前記第2の逆止弁を閉状態から開状態へと遷移させる場合の少なくとも一方の場合に減少することによって、運転者は、前記操作ペダルを踏み込んだ際の踏力の大きさとは異なる大きさの反力を感じることができる。これにより、運転者はヒステリシスを実感することができ、このヒステリシスを手がかりにすることで、運転者による前記操作ペダルの操作性を向上させることができる。
また、本発明の前記荷重制御装置において、前記反力発生部は、筐体と、前記筐体内で摺動する摺動部と、前記摺動部に接続される弾性部材と、前記第1の流路及び前記第2の流路の少なくとも一方と前記摺動部とを連通させる連通路と、を備えることが好ましい。
この構成によれば、前記操作ペダルシリンダにおいて発生された前記第1の荷重を、前記第1の流路を経由して、前記反力発生部へと確実に伝達することができる。また、前記反力発生部で発生された前記第2の荷重を、前記操作ペダルへと確実に案内することができる。さらに、前記反力発生部は、前記筐体内を摺動可能な前記摺動部と、前記摺動部に接続される前記弾性部材とを備えることで、前記第1の流路を経由して前記第1の荷重(又は前記第1の逆止弁において減少した前記第1の荷重)が伝達されると、前記第1の荷重の反力として前記第2の荷重を確実に発生させることができる。
また、本発明の前記荷重制御装置において、前記第1の逆止弁及び前記第2の逆止弁の少なくとも一方の弁体には、前記弁体を弁座の方向に向かって付勢する付勢部材が接続されることが好ましい。
この構成によれば、前記第1の逆止弁及び前記第2の逆止弁の少なくとも一方の弁体に前記付勢部材が接続されることにより、前記第1の逆止弁を閉状態から開状態へと遷移させる場合及び前記第2の逆止弁を閉状態から開状態へと遷移させる場合の少なくとも一方の場合に、運転者が前記クラッチペダルを踏み込んだ際の踏力に対応する第1の荷重、及び前記反力発生部によって発生される反力に対応する第2の荷重の少なくとも一方が、確実に減少する。これによって、前記操作ペダルの荷重特性に、意図的にヒステリシスを設けることができる。また、前記付勢部材として、例えばコイルばねを用いれば、かかるコイルばねのばね定数を変更するだけで、かかる減少機能の程度を容易に可変することも可能となる。
また、本発明の前記荷重制御装置において、前記摺動部は、一端に磁石を含み、前記第1の逆止弁及び前記第2の逆止弁のいずれか一方の弁体には、前記弁体を弁座の方向に向って付勢する付勢部材が接続され、前記弁体に前記付勢部材が接続される前記第1の逆止弁及び前記第2の逆止弁のいずれか一方には、磁性体が含まれ、前記第1の逆止弁及び前記第2の逆止弁のいずれか一方と、前記摺動部の一端との間において磁力が発生するようにしてもよい。
この構成により、前記第1の荷重及び前記第2の荷重の少なくとも一方は、前記付勢部材によって減少されるだけでなく、前記第1の逆止弁及び前記第2の逆止弁のいずれか一方と、前記摺動部の一端との間において発生する前記磁力によっても減少される。ここで、前記磁力の大きさは、前記摺動部の一端と前記第1の逆止弁又は前記第2の逆止弁との距離に依存する。したがって、前記摺動部の一端と前記第1の逆止弁又は前記第2の逆止弁との距離が最も近くなる場合を境にして、前記磁力が次第に大きくなる領域と、前記磁力が次第に小さくなる領域と、の2つの磁力の大きさの勾配を発生させることができる。この2つの磁力の大きさの勾配を利用すれば、前記操作ペダルのストローク量に応じて、ヒステリシスの程度を可変する前記操作ペダルの荷重特性を付与することが可能となる。これにより、例えばクラッチバイワイヤを搭載した車両においては、運転者はヒステリシスの程度が切替る境を手がかりにすることで、半クラッチに対応する前記操作ペダル(クラッチペダル)の位置を容易に把握することができる。
また、本発明の前記荷重制御装置において、前記第1の逆止弁及び前記第2の逆止弁のいずれか一方の弁体に、磁性体が含まれることが好ましい。
この構成により、前記第1の逆止弁及び前記第2の逆止弁のいずれか一方と、前記摺動部の一端との間で、確実に磁力を発生させることができる。
また、本発明の前記荷重制御装置において、前記第1の逆止弁及び前記第2の逆止弁のいずれか一方の弁体には、前記弁体を弁座の方向に向って付勢する付勢部材が接続され、前記弁体に前記付勢部材が接続される前記第1の逆止弁及び前記第2の逆止弁のいずれか一方には、前記付勢部材の一端に接続し、弁箱内を可動する可動部が設けられ、前記摺動部の外壁は、前記可動部に当接して前記可動部の可動を案内するようにしてもよい。
この構成により、前記第1の荷重及び前記第2の荷重の少なくとも一方は、前記付勢部材によって減少されるだけでなく、前記摺動部の外壁からの押圧力が前記可動部を通じて前記付勢部材に伝達されるため、前記押圧力(実際には前記付勢部材が圧縮されることによる、前記付勢部材の付勢力の増加)によっても減少されることとなる。ここで、前記押圧力の大きさは、前記摺動部の外壁の形状や前記摺動部の摺動に必要とされる荷重が関係する。本発明の前記荷重制御装置においては、前記摺動部の外壁の形状に着目し、前記押圧力が次第に大きくなる領域と、前記押圧力が次第に小さくなる領域と、を設けて、前記押圧力の大きさの勾配を発生させる。これによって、前記摺動部の摺動運動の制御が不要であり、簡易な構成で前記押圧力の大きさの勾配を発生させることができる。前記押圧力の大きさの勾配を利用すれば、前記操作ペダルのストローク量に応じて、ヒステリシスの程度を可変する前記操作ペダルの荷重特性を付与することが可能となる。これにより、例えばクラッチバイワイヤを搭載した車両においては、運転者はヒステリシスの程度が切替る境を手がかりにすることで、半クラッチに対応する前記操作ペダル(クラッチペダル)の位置を容易に把握することができる。
また、本発明の前記荷重制御装置において、前記摺動部の外壁には、少なくとも1つの凸部が設けられることが好ましい。
この構成により、前記摺動部の摺動と連動して、前記摺動部の外壁から前記可動部から前記付勢部材へと伝達される前記押圧力の大きさが次第に大きくなる領域と、次第に小さくなる領域と、を確実に発生させることができる。
また、本発明の前記荷重制御装置において、前記第1の逆止弁及び前記第2の逆止弁の少なくとも一方は、前記反力発生部における前記筐体内に設けられてもよい。
この構成によれば、前記荷重制御装置全体の大きさをコンパクトなものとすることができ、また、部品点数を減らすことが可能となる。
本発明によれば、バイワイヤ技術を搭載した車両において、運転者が操作ペダルを踏み込んだとしても、操作ペダル側から反力を感じることができ、且つ、運転者による操作ペダルの操作性をも向上させた荷重制御装置を提供することができる。
本発明の第1の実施形態に係る荷重制御装置の基本的な構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第1の実施形態に係るクラッチペダルの荷重特性及び荷重段差特性を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る荷重制御装置の基本的な構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第2の実施形態に係るクラッチペダルの荷重特性及び荷重段差特性を示す図である。 本発明の第3の実施形態に係る荷重制御装置の基本的な構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第3の実施形態に係る荷重制御装置の基本的な構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第3の実施形態に係る荷重制御装置の基本的な構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第4の実施形態に係る荷重制御装置の基本的な構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第4の実施形態に係る荷重制御装置の基本的な構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第4の実施形態に係る荷重制御装置の基本的な構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第3の実施形態及び第4の実施形態に係るクラッチペダルの荷重特性及び荷重段差特性を示す図である。 本発明の一実施形態に係る荷重制御装置の変形例の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る荷重制御装置の変形例の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る第1の逆止弁及び第2の逆止弁の変形例を示す図である。
以下、添付図面を参照して本発明の様々な実施形態を説明する。なお、本発明の各実施形態においては、一例として荷重制御装置をクラッチペダル(クラッチバイワイヤ)に適用する場合を例示しつつ、以下説明することとする。また、図面において共通した構成要件には同一の参照符号が付されている。さらにまた、或る図面に表現された構成要素が、説明の便宜上、別の図面においては省略されていることがある点に留意されたい。さらにまた、添付した図面が必ずしも正確な縮尺で記載されている訳ではないということに注意されたい。
1.第1の実施形態に係る荷重制御装置の構成
図1は、本発明の第1の実施形態に係る荷重制御装置1の基本的な構成を示す概略ブロック図である。荷重制御装置1は、運転者が操作するクラッチペダル10(操作ペダル)と、クラッチペダル10に連結し、運転者のクラッチペダル10に対する踏力に対応して第1の荷重(流体圧)を発生させるクラッチシリンダ20(操作ペダルシリンダ)と、クラッチシリンダ20によって発生した第1の荷重に基づいて、第1の荷重の反力としての第2の荷重(流体圧)を発生させる反力発生部100と、作動油等の流体が通る流路であって、第1の荷重をクラッチシリンダ20から反力発生部100へと伝達する第1の流路30と、作動油等の流体が通る流路であって、第2の荷重を反力発生部100からクラッチシリンダ20へと伝達する第2の流路40と、第1の流路30上に設けられる第1の逆止弁200と、第2の流路40上に設けられる第2の逆止弁300と、を具備する。
1−1.クラッチシリンダ20
クラッチシリンダ20は、一般的に用いられる作動油等の流体が充填されたピストン構造を用いることができる。クラッチシリンダ20におけるピストンは、クラッチペダル10と連結されている。これにより、運転者がクラッチペダル10を所定の踏力で踏込むと、かかる踏力によってピストンがクラッチシリンダ20内の流体を押し込むことで、かかる踏力と略同等の第1の荷重(流体圧)が生成される。なお、生成された第1の荷重は、後述する第1の流路30によって、最終的には反力発生部100まで伝達される。
1−2.第1の流路30
図1に示すように、第1の流路30の一端は、クラッチシリンダ20に連結している。これにより、クラッチシリンダ20にて生成された第1の荷重(流体圧)は、第1の流路に伝達される。一方、第1の流路30の他端は、後述する反力発生部100の連通路150に連結している。これにより、第1の荷重は、最終的には反力発生部100まで伝達される。なお、第1の流路30上には、後述する第1の逆止弁200が設けられており、第1の荷重は、反力発生部100にまで伝達される過程で、第1の逆止弁200を通過する。
1−3.反力発生部100
図1に示すように、反力発生部100は、筐体110と、筐体110内で摺動(図1においては紙面左右方向に摺動)する摺動部120と、摺動部120に接続される、ばね等の弾性部材140と、連通路150と、を備える。筐体110は筒状であって、内部に摺動部120を収容すべく、筐体110の長手方向に延びる空間を有する。
摺動部120は、一般的なピストン構造を有する。摺動部120の他端面122は、連通路150と対向するように筐体110内において配置される。また、摺動部120には、例えばコイルばねのような弾性部材140が接続されている。弾性部材140の一端は摺動部120に接続(摺動部120に係止されているかどうかは問わない)され、他端は、筐体110に固定される固定部材160に支持されている。これにより、第1の流路30を経由して第1の荷重(流体圧)が連通路150に伝達されると、摺動部120(他端面122)は第1の荷重に押圧され、弾性部材140の付勢力に抗して、筐体110内において所定距離摺動する(図1においては紙面右方向へ摺動する)。ここで、弾性部材140の付勢力は、予め大きな値になるように設計されており、第1の荷重によって摺動部120が所定距離摺動した後に、弾性部材140の付勢力によって、摺動部120は元の位置に戻る方向(図1においては紙面左方向へ摺動し、図1の状態に戻る)へ摺動する。これによって、第1の荷重と略同等の、第1の荷重の反力となる第2の荷重(流体圧)が、摺動部120において生成される。なお、生成された第2の荷重は、連通路150を経由して、後述する第2の流路40へと伝達される。
なお、摺動部120の内部には、作動油等の流体の漏れを防止するシール部125が設けられている。これにより、連通路150に伝達される第1の荷重(流体圧)が、摺動部120の他端面122に確実に(漏れることなく)伝達される。
連通路150は、第1の流路30の他端、及び後述する第2の流路40の一端と、それぞれ連結される。これにより、第1の荷重(流体圧)を反力発生部100へと伝達し、且つ、第2の荷重(流体圧)を第2の流路40へと伝達する。なお、第1の流路30上には第1の逆止弁200が設けられるため、第2の荷重が、反力発生部100から第1の流路30を経由してクラッチシリンダ20へと伝達されることはない。他方、第2の流路40上には第2の逆止弁300が設けられるため、第1の荷重が、クラッチシリンダ20から第2の流路40を経由して反力発生部100へと伝達されることはない。
1−4.第2の流路40
図1に示すように、第2の流路40の一端は、反力発生部100の連通路150に連結している。これにより、反力発生部100の摺動部120(摺動部120の他端面122)により生成された第2の荷重(流体圧)は、第2の流路40に伝達される。一方、第2の流路40の他端は、クラッチシリンダ20に連結している。これにより、第2の荷重は、最終的にはクラッチシリンダ20まで伝達される。これにより、運転者は、クラッチシリンダ20に連結されたクラッチペダル10を通して、第2の荷重を感じることができる。なお、第2の流路40上には、後述する第2の逆止弁300が設けられており、第2の荷重は、クラッチシリンダ20まで伝達される過程で、第2の逆止弁300を通過する。
1−5.第1の逆止弁200
図1に示すように、第1の逆止弁200は、一般的なポペット弁を使用することができ、第1の流路30上に設けられる。第1の逆止弁200は、第1の入口部202と、第1の出口部204と、第1の弁体210と、第1の弁座220と、第1の弁箱240と、を含む。第1の入口部202、第1の出口部204、及び第1の弁箱240は、第1の流路30をも兼ねている。クラッチシリンダ20にて生成され第1の流路30に伝達される第1の荷重(流体圧)は、まず第1の入口部202へと伝達され、第1の荷重により第1の弁体210を開状態にした後、第1の弁箱240内を経由して、第1の出口部204から再度第1の流路30へと伝達される。
第1の弁体210は、第1の荷重が第1の入口部202に伝達されていない状態においては、第1の弁座220に当接して第1の逆止弁200を閉状態に維持している。第1の弁体210の形状は、特に制限はないが、図9に示すような、ボール状、ニードル状、平板状のものを使用することができる。
第1の弁体210の重量は、第1の荷重に押圧されることによって、第1の弁座220との当接関係を解消して第1の逆止弁200を開状態とすることができるように、適宜選択することができる。例えば、微小な第1の荷重(流体圧)によっても第1の逆止弁200を開状態とすることができるように、極めて軽量なものとしても良いし、所定の大きさの第1の荷重が伝達されない限り第1の逆止弁200を開状態とすることができないように、相当程度の重量をもったものとしてもよい。第1の弁体210の重量は、後述するとおり、クラッチペダル10の荷重特性に影響する。具体的には、第1の弁体210の重量を極めて軽量なものとすれば、第1の逆止弁200においては、第1の荷重の減少は実質的に発生しない(第1の弁体210を開状態とするために、第1の荷重が消費されることはない)。他方、第1の弁体210の重量を相当程度大きくすれば、第1の逆止弁200を開状態とするために、第1の荷重の一部が消費されることとなるため、当該消費分が第1の荷重の減少分となる。第1の逆止弁200を閉状態から開状態へと遷移させる際に発生する第1の荷重の減少は、クラッチペダル10の荷重特性に直接関係することから、第1の弁体210の重量を相当程度大きくして、クラッチペダル10の荷重特性に意図的にヒステリシスを設けてもよい。
クラッチペダル10の荷重特性に意図的にヒステリシスを設ける手段として、図1に示すように、第1の弁体210に、予圧縮されたコイルばね230を付勢部材として接続させることが好ましい。これにより、第1の逆止弁200において閉状態から開状態へと遷移させるためには、第1の荷重が、コイルばね230の付勢力に抗して、第1の弁体210を移動(図1においては紙面下方向)させる必要がある。この際、コイルばね230のばね荷重(付勢力)に相当するエネルギーが、第1の逆止弁200を開状態へと遷移させる際に必要となり、第1の荷重から当該エネルギー分が消費(減少)されることとなる。なお、一旦第1の逆止弁200が閉状態から開状態へと遷移した後、第1の荷重が第1の弁体210に伝達されなくなると、コイルばね230の付勢力によって、第1の弁体210は再び第1の弁座220に当接する位置まで戻り、第1の逆止弁200は開状態から閉状態へと遷移することとなる。
第1の弁箱240は、図1に示すように、コイルばね230を収容可能な大きさを有していればよい。また、第1の入口部202に伝達された第1の荷重が第1の出口部204から第1の流路30へと伝達される過程において、第1の弁体210を移動させて第1の逆止弁200を閉状態から開状態とする際に第1の荷重を意図的に減少させる目的以外で、第1の荷重が減少されることがないよう、できる限り簡易な構成とすることが好ましい。
1−6.第2の逆止弁300
図1に示すように、第2の逆止弁300の基本的な構成は第1の逆止弁200と同様であり、一般的なポペット弁を使用することができ、第2の流路40上に設けられる。第2の逆止弁300は、第2の入口部302と、第2の出口部304と、第2の弁体310と、第2の弁座320と、第2の弁箱340と、を含む。第2の入口部302、第2の出口部304、及び第2の弁箱340は、第2の流路40をも兼ねている。反力発生部100にて生成され第2の流路40に伝達される第2の荷重(流体圧)は、まず第2の入口部302へと伝達され、第2の荷重により第2の弁体310を開状態にした後、第2の弁箱340内を経由して、第2の出口部304から再度第2の流路40へと伝達される。
第2の弁体310は、第1の逆止弁200の第1の弁体210と同様、第2の荷重が第2の入口部302に伝達されていない状態においては、第2の弁座320に当接して第2の逆止弁300を閉状態に維持している。第2の弁体310の形状は、特に制限はないが、図9に示すような、ボール状、ニードル状、平板状のものを使用することができる。
第2の弁体310の重量は、第1の逆止弁200の第1の弁体210と同様、第2の荷重に押圧されることによって、第2の弁座320との当接関係を解消して第2の逆止弁300を開状態とすることができるように、適宜選択することができる。例えば、微小な第2の荷重によっても第2の逆止弁300を開状態とすることができるように、極めて軽量なものとしても良いし、所定の大きさの第2の荷重が伝達されない限り第2の逆止弁300を開状態とすることができないように、相当程度の重量をもったものとしてもよい。ただし、図1における本発明の第1の実施形態においては、第2の荷重が第2の流路40上で実質的に減少されることがないよう、第2の弁体310の重量は極めて軽量なものが用いられている。
なお、一旦第2の逆止弁300が閉状態から開状態へと遷移した後、第2の荷重が第2の弁体310に伝達されなくなると、第2の弁体310は、第2の入口部302と第2の弁箱340との間の圧力差によって、再び第2の弁座320に当接する位置まで戻るように設計されており、第2の逆止弁300は開状態から閉状態へと遷移することとなる。
1−7.第1の実施形態に係るクラッチペダル10の荷重特性及び荷重段差特性
次に、第1の実施形態に係る荷重制御装置1におけるクラッチペダル10の荷重特性について、図2を参照しつつ説明する。
クラッチペダル10の荷重特性は、図2に示すように、クラッチペダル10のストローク量を横軸、クラッチペダル10の各ストローク量に対応する荷重を縦軸、とした相関グラフとなる。
図2における点線は、運転者がクラッチペダル10を操作する(クラッチペダル10を踏込む)際に、クラッチペダル10のストローク量毎に、負荷としてかかる荷重を示す荷重特性(以下、往路荷重特性という)である。クラッチペダル10の操作において、ストローク量毎に、どの程度の踏力(第1の荷重)を発生させる必要があるかを示すもの、と言い換えることができる。
他方、図2における実線は、運転者がクラッチペダル10を実際に操作(踏込み)した際において、クラッチペダル10の各ストローク量に応じて、運転者が反力として感じる荷重(第2の荷重)を示す荷重特性(以下、復路荷重特性という)である。より具体的には、第2の流路40によって、クラッチペダル10へと伝達される第2の荷重の特性を示すものといえ、運転者がクラッチペダル10を所定ストローク量操作(踏込み)した後に、当該ストローク量でクラッチペダル10を維持する際に必要となる荷重の特性ともいえる。
往路荷重特性は、クラッチシリンダ20におけるピストンを押し込む際に、クラッチシリンダ20内に充填された作動油等の流体に由来する負荷、第1の逆止弁200における第1の弁体210の重量、第2の逆止弁300における第2の弁体310の重量、及び反力発生部100の摺動部120を摺動させる際に必要となる負荷、等の要素が関係する。更に、図1に示すように、第1の逆止弁200における第1の弁体210に、予圧縮されたコイルばね230を付勢部材として接続させる場合においては、当該コイルばね230のばね荷重も一要素として関係する。
前述の各要素を考慮すると、図2における点線で示すように、クラッチペダル10における往路荷重特性は、クラッチペダル10の各ストローク量に応じて、直線的に荷重が増加するよう設計される。これは、従来から一般的に用いられるマニュアルトランスミッション(主にアクチュエータを用いて、自動的にクラッチを切断及び継合する形式ではなく、運転者がクラッチペダルを操作することによってクラッチを切断及び継合する形式)を搭載した車両における、クラッチペダルの荷重特性を概ね踏襲するものである。
図2に示すように、第1の実施形態に係るクラッチペダル10の復路荷重特性は、基本的に、往路荷重特性と同様の傾斜勾配で、直線的に荷重が減少(増加)するよう設計される。しかしながら、第1の実施形態に係る荷重制御装置1においては、第1の逆止弁200における第1の弁体210に、予圧縮されたコイルばね230が付勢部材として接続されているため、クラッチペダル10にて発生した第1の荷重は、当該コイルばね230によって減少され、反力発生部100へ伝達されることとなる。例えば、当該コイルばね230が接続された第1の弁体210を有する第1の逆止弁200を閉状態から開状態とするために、W(kN)の荷重(ばね荷重)が必要となるように第1の逆止弁200を設計した場合において、クラッチペダル10においてX(kN)の第1の荷重(踏力)が発生した場合においては、X−W(kN)の荷重が反力発生部100へと伝達されることとなり、X−W(kN)の第2の荷重が生成されることとなる。ここで、かかるW(kN)分が、X(kN)の第1の荷重が減少した部分に対応し、この減少した分だけ、復路荷重特性と往路荷重特性との間には差異が生じる(図2においては紙面下方向)こととなる。なお、上記Wの値を可変させることにより、復路荷重特性と往路荷重特性との間の差異の大きさを可変することができることは、言うまでもない。
前述の往路荷重特性と復路荷重特性との差異は、クラッチペダル10の荷重特性のヒステリシスに相当する。運転者はかかるヒステリシスを不感帯として感知し、各ストローク量に応じたクラッチペダル10の踏込み位置を、容易に維持することができ、運転者による前記クラッチペダル10の操作性を向上させることができる。
なお、クラッチペダル10における各ストローク量に対応する往路荷重特性と復路荷重特性との差異を荷重段差特性として図2に示す。図2に示すように、往路荷重特性と復路荷重特性との差異は、クラッチペダル10のストローク量に関係なく一定である。これは、前述のW(kN)の荷重が、クラッチペダル10のストローク量に関係なく、常に一定であることに起因する。
2.第2の実施形態に係る荷重制御装置の構成
次に、図3及び図4を参照しつつ、本発明の第2の実施形態に係る荷重制御装置1の基本的な構成を説明する。ただし、第2の実施形態に係る荷重制御装置1は、第1の実施形態に係る荷重制御装置1と、その構成の多くは共通しているため、かかる共通する構成については、図3においては同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
2−1.第1の逆止弁200及び第2の逆止弁300
第2の実施形態に係る第1の逆止弁200には、第1の実施形態に係る第1の逆止弁と異なり、第1の弁体210に、予圧縮されたコイルばね230が付勢部材として接続されていない。一方で、第1の実施形態に係る第2の逆止弁300とは異なり、第2の実施形態に係る第2の逆止弁300の第2の弁体310には、予圧縮されたコイルばね330が付勢部材として接続されている。その他の点においては、第2の実施形態に係る第1の逆止弁200及び第2の逆止弁300は、第1の実施形態に係る第1の逆止弁200及び第2の逆止弁300と共通する。
第2の実施形態においては、第1の実施形態とは異なり、クラッチペダル10の荷重特性に意図的にヒステリシスを設ける手段として、図3に示すように、第2の逆止弁300における第2の弁体310に、予圧縮されたコイルばね330を付勢部材として接続させている。これにより、第2の逆止弁300において閉状態から開状態へと遷移させるためには、第2の荷重が、コイルばね330の付勢力に抗して、第2の弁体310を移動(図3においては紙面下方向)させる必要がある。この際、コイルばね330のばね荷重(付勢力)に相当するエネルギーが、第2の逆止弁300を開状態へと遷移させる際に必要となり、第2の荷重から当該エネルギー分が消費(減少)されることとなる。なお、一旦第2の逆止弁300が閉状態から開状態へと遷移した後、第2の荷重が第2の弁体310に伝達されなくなると、コイルばね330の付勢力によって、第2の弁体310は再び第2の弁座320に当接する位置まで戻り、第2の逆止弁300は開状態から閉状態へと遷移することとなる。
一方、第2の実施形態における第1の逆止弁200の第1の弁体210には、前述のとおり、付勢部材としてのコイルばね230が接続されていない。したがって、第1の逆止弁200において、第1の荷重を減少させることを意図していないため、第1の逆止弁200における第1の弁体210の重量は極めて軽量なものが用いられる。
2−2.第2の実施形態に係るクラッチペダル10の荷重特性及び荷重段差特性
次に、第2の実施形態に係る荷重制御装置1におけるクラッチペダル10の荷重特性について、図4を参照しつつ説明する。
クラッチペダル10の荷重特性は、図2と同様、クラッチペダル10のストローク量を横軸、クラッチペダル10の各ストローク量に対応する荷重を縦軸、とした相関グラフとなる。なお、図2における点線と実線と同じく、図4における点線は往路荷重特性を示し、実線は復路荷重特性を示す。
図2と図4を比較して分かるように、第1の実施形態に係るクラッチペダル10の荷重特性と、第2の実施形態に係るクラッチペダル10の荷重特性は、全く同じとなる。これは、第1の実施形態において用いられた付勢部材としてのコイルばね230と、第2の実施形態において用いられた付勢部材としてのコイルばね330は、同一のもの(ばね荷重が同一のもの)を使用したものと仮定しているためである。つまり、第1の実施形態においては、前述のとおり、クラッチペダル10においてX(kN)の第1の荷重(踏力)が発生した場合においては、X−W(kN)の荷重が反力発生部100へと伝達されることとなり、X−W(kN)の第2の荷重が生成されることとなる。他方、第2の実施形態においては、クラッチペダル10においてX(kN)の第1の荷重(踏力)が発生した場合においては、第1の荷重X(kN)がそのまま反力発生部100へと伝達されて、X(kN)の第2の荷重が生成されることとなる。しかしながら、X(kN)の第2の荷重は、クラッチペダル10へと伝達される過程において、第2の逆止弁300を閉状態から開状態へと遷移させる際に、W(kN)の荷重が必要となるため、かかるW(kN)分だけ減少されることとなる。したがって、クラッチペダル10へと伝達される第2の荷重は、X−W(kN)となり、結果的に、第1の実施形態の場合と同じとなる。
なお、図2と同様、往路荷重特性と復路荷重特性との、クラッチペダル10における各ストローク量に対応する差異を、荷重段差特性として図4に示す。図4に示すように、往路荷重特性と復路荷重特性との差異も、クラッチペダル10のストローク量に関係なく一定である。これは、前述のW(kN)の荷重が、クラッチペダル10のストローク量に関係なく、常に一定であることに起因する点で、第1の実施形態の場合と同じとなる。
前述のとおり、第1の実施形態においては、第1の逆止弁200の第1の弁体210にコイルばね230を接続し、第2の実施形態においては、第2の逆止弁300の第2の弁体310にコイルばね330を接続させたが、第1の逆止弁200の第1の弁体210、及び第2の逆止弁300の第2の弁体310の両方にコイルばね230及び330を接続させてもよい。この場合、コイルばね230及びコイルばね330のばね荷重が、それぞれW(kN)のものを使用すれば(コイルばね230及びコイルばね330のばね荷重は、それぞれ適宜選択すればよい)、クラッチペダル10においてX(kN)の第1の荷重(踏力)が発生した場合においては、第1の荷重X(kN)は、第1の逆止弁200においてW(kN)分減少され、X−W(kN)の第1の荷重が反力発生部100へと伝達されることとなり、X−W(kN)の第2の荷重が生成されることとなる。さらに、X−W(kN)の第2の荷重は、クラッチペダル10へと伝達される過程において、第2の逆止弁300においてW(kN)分だけ減少されるため、クラッチペダル10へと伝達される第2の荷重は、X−2W(kN)となる。
3.第3の実施形態に係る荷重制御装置の構成
次に、図5A乃至図5C、及び図7を参照しつつ、本発明の第3の実施形態に係る荷重制御装置1の基本的な構成を説明する。ただし、第3の実施形態に係る荷重制御装置1は、第1の実施形態に係る荷重制御装置1及び第2の実施形態に係る荷重制御装置1と、その構成の多くは共通しているため、かかる共通する構成については、図5A乃至図5Cにおいては同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
3−1.反力発生部100
第3の実施形態に係る反力発生部100は、第1の実施形態及び第2の実施形態に係る反力発生部100と、その構成の多くは共通するが、第1の実施形態及び第2の実施形態とは異なり、摺動部120の一端に磁石126が設けられている。さらに、後述するとおり、第3の実施形態に係る第1の逆止弁200は、摺動部120の一端の近傍に配置され、第1の逆止弁200には磁性体が含まれている。これによって、摺動部120の一端に設けられた磁石126と、第1の逆止弁200に含まれる磁性体との間で磁力が発生するよう設計されている。なお、磁力についての詳細は後述する。
3−2.第1の逆止弁200
第3の実施形態に係る第1の逆止弁200は、第1の実施形態に係る第1の逆止弁200と、その構成の多くが共通する。しかし、第1の実施形態とは異なり、第1の逆止弁200には磁性体が含まれており、更に第1の逆止弁200自体が、反力発生部100における摺動部120(磁石126)の近傍に配置されている。これにより、摺動部120に設けられる磁石126と、第1の逆止弁200に含まれる磁性体との間で磁力を発生させることができる。なお、磁性体は、第1の逆止弁200において、付勢部材としてのコイルばね230の一端に接続し、第1の弁箱240内を可動する可動部250に設けてもよいが、摺動部120(磁石126)との物理的距離を考慮すれば、第1の弁体210に含まれることが好ましい。
3−3.磁力の大きさの推移
まず、摺動部120は、第1の荷重(流体圧)が連通路150に伝達されると、摺動部120(他端面122)は第1の荷重に押圧され、弾性部材140の付勢力に抗して、筐体110内において所定距離摺動する(図5Aにおいては紙面右方向へ摺動する)。図5Aはクラッチペダル10がストロークされていない初期状態を示し、図5Bは、クラッチペダル10が半分程度ストロークされた中間状態を示し、図5Cは、クラッチペダル10が完全にストロークされた完踏状態(完全に踏込まれた場合)を示すものである。また、図5Bは、摺動部120(磁石126)と第1の逆止弁200(第1の弁体210)との物理的距離が最も近い状態である。
摺動部120の一端に設けられた磁石126と、第1の逆止弁200に含まれる磁性体との間で磁力が発生するが、かかる磁力の大きさは、磁石126と第1の逆止弁200(例えば第1の弁体210)との物理的距離に依存する。したがって、摺動部120が図5Aの状態から図5Bの状態へと遷移する際には、磁石126と第1の逆止弁200との物理的距離が次第に近くなるから、かかる磁力は次第に大きくなる。一方、図5Bの状態から図5Cの状態へと遷移する際には、磁石126と第1の逆止弁200との物理的距離が次第に遠くなるから、かかる磁力は次第に小さくなる。なお、図5Bの状態が、磁力が最も大きくなる点となる。
3−4.第3の実施形態に係るクラッチペダル10の荷重特性及び荷重段差特性
次に、第3の実施形態に係る荷重制御装置1におけるクラッチペダル10の荷重特性について、図7を参照しつつ説明する。
クラッチペダル10の荷重特性は、図2及び図4と同様、クラッチペダル10のストローク量を横軸、クラッチペダル10の各ストローク量に対応する荷重を縦軸、とした相関グラフとなる。なお、図2及び図4における点線と実線と同じく、図7における点線は往路荷重特性を示し、実線は復路荷重特性を示す。
往路荷重特性は、第1の実施形態及び第2の実施形態と同様、クラッチシリンダ20におけるピストンを押し込む際に、クラッチシリンダ20内に充填された作動油等の流体に由来する負荷、第1の逆止弁200における第1の弁体210の重量、第2の逆止弁300における第2の弁体310の重量、反力発生部100の摺動部120を摺動させる際に必要となる負荷、及び予圧縮されたコイルばね230のばね荷重、等が要素として関係する。しかし第3の実施形態においては、更に磁力の大きさが関係する。磁力は、前述のとおり、摺動部120の移動量(クラッチペダル10のストローク量)によって、次第に大きくなる領域と、次第に小さくなる領域が発生するため、図7に示すように、往路荷重特性においては、勾配の異なる2つの直線を観察することができる。なお、かかる2つの直線の分岐点Kは、図5Bの状態を示し、磁力が最も大きな状態を示す。
他方、復路荷重特性は、往路荷重特性から磁力の大きさに係る荷重を差し引いた分となる。これは、図5A乃至図5Cに示すように、第2の逆止弁300においては、第1の逆止弁200とは異なり、磁力は発生しないためである。したがって、第1の逆止弁200に設けられるコイルばね230のばね荷重が、第1の実施形態におけるコイルばね230のばね荷重と同一であるならば、第3の実施形態に係る復路荷重特性は、第1の実施形態における復路荷重特性と同じとなる。したがって、図7における復路荷重特性は、図2における復路荷重特性と同じとなる。
なお、図2及び図4と同様、往路荷重特性と復路荷重特性との、クラッチペダル10における各ストローク量に対応する差異を、荷重段差特性として図7に示す。図2及び図4とは異なり、往路荷重特性においては、勾配の異なる2つの直線を含む一方で、復路荷重特性は直線的な荷重特性であるから、荷重段差特性は、クラッチペダル10のストローク量に応じて次第に大きくなる部分と、クラッチペダル10のストローク量に応じて次第に小さくなる部分とを観察することができる。なお、往路荷重特性における分岐点Kは、当然に、荷重段差特性においても観察することができる。このような荷重特性を有するクラッチペダル10においては、運転者によるクラッチペダル10の操作性が向上するだけでなく、ヒステリシスの程度がクラッチペダル10のストローク量に応じて可変するため、ヒステリシスの程度が切替る境を手がかりにすることで、運転者は半クラッチに対応するクラッチペダル10の位置を容易に把握することができる。
4.第4の実施形態に係る荷重制御装置の構成
次に、図6A乃至図6C、及び図7を参照しつつ、本発明の第4の実施形態に係る荷重制御装置1の基本的な構成を説明する。ただし、第4の実施形態に係る荷重制御装置1は、第3の実施形態に係る荷重制御装置1と、その構成の多くは共通しているため、かかる共通する構成については、図6A乃至図6Cにおいては同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。なお、第4の実施形態は、第3の実施形態における磁力の代用として利用可能であり、第3の実施形態に比べて、簡易且つ安価の構成で第3の実施形態と同様の効果を発揮することができる。
4−1.反力発生部100
第4の実施形態に係る反力発生部100は、第3の実施形態において反力発生部100に磁石126を設ける代わりに、摺動部120の外壁に凸部127が設けられる。さらに、後述するとおり、第1の逆止弁200は、摺動部120の近傍に配置され、且つ、コイルばね230の一端に接続し第1の弁箱240内を可動する第1の逆止弁における可動部250が、摺動部120の外壁に当接するように配置される。これによって、図6Bに示すように、摺動部120がクラッチペダル10のストローク量に応じて所定量摺動すると(図6Aにおいては紙面右方向)、可動部250は、摺動部120の外壁に設けられる凸部127に押圧されて、第1の弁箱240内を可動する。この可動部250の可動に際し、凸部127から伝達される押圧力が、可動部250を経由してコイルばね230に伝達されて、コイルばね230を圧縮することにより、コイルばねのばね荷重を増加させる。なお、凸部127の形状は、図6A乃至図6Cに示すように、断面略三角形状のものとしてもよく、断面略台形状のものとしてもよい。断面三角形状の凸部127を設けた場合の、摺動部120の外壁から可動部250へと伝達される押圧力についての詳細は後述する。
4−2.第1の逆止弁200
第4の実施形態に係る第1の逆止弁200は、第3の実施形態に係る第1の逆止弁200と、その構成の多くが共通する。しかし、第3の実施形態とは異なり、第1の逆止弁200には、前述のとおり、可動部250が設けられる。更に、可動部250が摺動部120の外壁と当接できるように、第1の逆止弁200が摺動部120の近傍に配置されている。これにより、可動部250は、摺動部120の外壁の形状に沿って、第1の弁箱240内を可動することができる。
4−3.コイルばね230のばね荷重の増加
まず、摺動部120は、第1の荷重(流体圧)が連通路150に伝達されると、摺動部120(他端面122)は第1の荷重に押圧され、弾性部材140の付勢力に抗して、筐体110内において所定距離摺動する(図6Aにおいては紙面右方向へ摺動する)。図6Aはクラッチペダル10がストロークされていない初期状態を示し、図6Bは、クラッチペダル10が半分程度ストロークされた中間状態を示し、図6Cは、クラッチペダル10が完全にストロークされた完踏状態(完全に踏込まれた場合)を示すものである。また、図6Bは、摺動部120の外壁に設けられる凸部127の頂部と第1の逆止弁200における可動部250とが当接している状態である。
摺動部120の外壁に設けられる凸部127によって、可動部250が押圧されると、当該押圧力は、可動部250を経由してコイルばね230へと伝達されて、コイルばね230を圧縮する。ここで、凸部127は、頂部を境にして登り面127aと下り面127bを有している。したがって、摺動部120が図6Aの状態から図6Bの状態へと遷移する際には、可動部250は登り面127aに当接して第1の弁箱240内を可動(図6Aにおいては紙面上方向へ可動)する。これに対応して、コイルばね230は可動部250に押圧されて次第に圧縮される(ばね荷重が増加する)。一方、図6Bの状態から図6Cの状態へと遷移する際には、可動部250は下り面127bに当接して第1の弁箱240内を可動(図6Bにおいては紙面下方向へ可動)する。これにより、コイルばね230の圧縮の程度は次第に緩和される(ばね荷重が減少する)。なお、図6Bの状態は、凸部127が可動部250をもっとも押し込む状態であるため、コイルばね230が最も圧縮される点となる。
4−4.第4の実施形態に係るクラッチペダル10の荷重特性及び荷重段差特性
第4の実施形態に係る荷重制御装置1におけるクラッチペダル10の荷重特性及び荷重段差特性については、第3の実施形態に係る図7と同様である。
前述したとおり、第4の実施形態に係る荷重制御装置は、第3の実施形態における磁力を、コイルばね230の圧縮に置き換えたものである。したがって、第3の実施形態において、往路荷重特性において、磁力に基いて勾配の異なる2つの直線を観察することができたのと同様に、第4の実施形態においても同様に、勾配の異なる2つの直線を観察することができる。また、これに対応して、勾配の異なる2つの直線を含む荷重段差特性を観察することができる。したがって、第3の実施形態と同様に、運転者にとっては、ヒステリシスの程度が切替る境を手がかりにすることで、半クラッチに対応する前記クラッチペダル位置を容易に把握することができる。
5.変形例
本発明の第1の実施形態乃至第4の実施形態の変形例として、第1の逆止弁200及び第2の逆止弁300の少なくとも一方を、反力発生部100における筐体110の内部に設けてもよい。例えば図8A及び図8Bは、第1の実施形態及び第2の実施形態の変形例として、第1の逆止弁200及び第2の逆止弁300の両方が、筐体110の内部に設けられた場合を示す。このような形態とすることで、荷重制御装置1全体の大きさをコンパクトなものとすることができ、また、部品点数を減らすことが可能となる。なお、図8Aにおいては、第1の流路30及び第2の流路40を形成するにあたり、分岐配管を用いる必要があるが、図8Bにおいては、かかる分岐配管を用いる必要がない点で、図8Bにおける形態の方が好ましい。なお、筐体110を、本発明の各実施形態で例示したものに比べて大きなものとすれば、第3の実施形態及び第4の実施形態の変形例として、第1の逆止弁200及び第2の逆止弁300の少なくとも一方を、筐体110の内部に設けることができる。
また、上述した通り、本発明の各実施形態においては、一例として荷重制御装置1をクラッチペダル(クラッチバイワイヤ)に適用する場合を例示したが、運転者のペダル操作が発生するブレーキペダル(ブレーキバイワイヤ)やアクセルペダル(ドライブバイワイヤ)等にも適用することが可能である。なお、この場合におけるブレーキペダルやアクセルペダルの荷重特性及び荷重段差特性は、コイルばね230(又はコイルばね330)のばね荷重を適宜選択して、上述のようなクラッチペダルの荷重特性及び荷重段差特性とは異なるものとすることができる。
以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数等は適宜変更して実施することができる。荷重制御装置の各部の配置や構成等は、上記実施形態には限定されない。
1 荷重制御装置
10 操作ペダル(クラッチペダル)
20 操作ペダルシリンダ(クラッチシリンダ)
30 第1の流路
40 第2の流路
100 反力発生部
110 筐体
120 摺動部
122 摺動部の他端面
125 シール部
126 磁石
127 凸部
140 弾性部材
150 連通路
200 第1の逆止弁
210 第1の弁体
220 第1の弁座
230,330, 付勢部材(コイルばね)
240 第1の弁箱
250 可動部
300 第2の逆止弁
310 第2の弁体
320 第2の弁座
340 第2の弁箱

Claims (8)

  1. 操作ペダルの踏力に対応して第1の荷重を発生させる操作ペダルシリンダと、
    前記第1の荷重の反力として、第2の荷重を発生させる反力発生部と、
    前記操作ペダルシリンダと前記反力発生部とを連通させ、前記第1の荷重を前記操作ペダルシリンダから前記反力発生部へと伝達する第1の流路と、
    前記反力発生部と前記操作ペダルシリンダとを連通させ、前記反力発生部で発生した前記第2の荷重を、前記反力発生部から前記操作ペダルシリンダへと伝達する第2の流路と、
    前記第1の流路上に配置される第1の逆止弁と、
    前記第2の流路上に配置される第2の逆止弁と、
    を具備し、
    前記第1の荷重によって前記第1の逆止弁が閉状態から開状態へと遷移する場合、及び前記第2の荷重によって前記第2の逆止弁が閉状態から開状態へと遷移する場合、の少なくとも一方の場合に、前記第1の荷重及び前記第2の荷重の少なくとも一方が減少する荷重制御装置。
  2. 前記反力発生部は、筐体と、前記筐体内で摺動する摺動部と、前記摺動部に接続される弾性部材と、前記第1の流路及び前記第2の流路の少なくとも一方と前記摺動部とを連通させる連通路と、を備える、請求項1に記載の荷重制御装置。
  3. 前記第1の逆止弁及び前記第2の逆止弁の少なくとも一方の弁体には、前記弁体を弁座の方向に向かって付勢する付勢部材が接続される、請求項1又は2に記載の荷重制御装置。
  4. 前記摺動部は、一端に磁石を含み、
    前記第1の逆止弁及び前記第2の逆止弁のいずれか一方の弁体には、前記弁体を弁座の方向に向って付勢する付勢部材が接続され、
    前記弁体に前記付勢部材が接続される前記第1の逆止弁及び前記第2の逆止弁のいずれか一方には、磁性体が含まれ、前記第1の逆止弁及び前記第2の逆止弁のいずれか一方と、前記摺動部の一端との間において磁力が発生する、請求項2に記載の荷重制御装置。
  5. 前記第1の逆止弁及び前記第2の逆止弁のいずれか一方の弁体に、磁性体が含まれる、請求項4に記載の荷重制御装置。
  6. 前記第1の逆止弁及び前記第2の逆止弁のいずれか一方の弁体には、前記弁体を弁座の方向に向って付勢する付勢部材が接続され、
    前記弁体に前記付勢部材が接続される前記第1の逆止弁及び前記第2の逆止弁のいずれか一方には、前記付勢部材の一端に接続し、弁箱内を可動する可動部が設けられ、
    前記摺動部の外壁は、前記可動部に当接して前記可動部の可動を案内する、請求項2に記載の荷重制御装置。
  7. 前記摺動部の外壁には、少なくとも1つの凸部が設けられる、請求項6に記載の荷重制御装置。
  8. 前記第1の逆止弁及び前記第2の逆止弁の少なくとも一方は、前記反力発生部における前記筐体内に設けられる、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の荷重制御装置。
JP2017071978A 2017-03-31 2017-03-31 荷重制御装置 Pending JP2018173851A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017071978A JP2018173851A (ja) 2017-03-31 2017-03-31 荷重制御装置
PCT/JP2018/006236 WO2018180042A1 (ja) 2017-03-31 2018-02-21 荷重制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017071978A JP2018173851A (ja) 2017-03-31 2017-03-31 荷重制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018173851A true JP2018173851A (ja) 2018-11-08

Family

ID=63677628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017071978A Pending JP2018173851A (ja) 2017-03-31 2017-03-31 荷重制御装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2018173851A (ja)
WO (1) WO2018180042A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7332357B2 (ja) 2019-06-25 2023-08-23 株式会社 資生堂 化粧シート

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5947130U (ja) * 1982-09-22 1984-03-29 トヨタ自動車株式会社 クラツチ装置
JPH03168337A (ja) * 1989-11-27 1991-07-22 Nippondenso Co Ltd 車両用アクセルペダル
JPH11291894A (ja) * 1998-04-06 1999-10-26 Jidosha Kiki Co Ltd 電気制御ブレーキシステムのブレーキ制御方法
JP4313243B2 (ja) * 2004-04-26 2009-08-12 豊田鉄工株式会社 車両用電気式操作装置
WO2011083825A1 (ja) * 2010-01-08 2011-07-14 本田技研工業株式会社 制動装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7332357B2 (ja) 2019-06-25 2023-08-23 株式会社 資生堂 化粧シート

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018180042A1 (ja) 2018-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110418740B (zh) 用于机动车辆的踏板仿真器
US20150166023A1 (en) Pedal feeling adjusting device
KR101855289B1 (ko) 가변 페달감 조절 장치
JP2008529892A (ja) 原動機を備えた車両用のブレーキ装置
JP4907338B2 (ja) 自動車用液圧式制動システム用の制動力発生器及び自動車用液圧式制動システム
JPS5835893B2 (ja) 流体圧利用の倍力装置
JP6702248B2 (ja) 制動操作装置
WO2018180042A1 (ja) 荷重制御装置
KR101402712B1 (ko) 유압 브레이크 배력장치
JP5819979B2 (ja) 液圧式貯蔵エネルギースプリング機構用の貯蔵モジュール
EP1950448A4 (en) POSITIONING DEVICE FOR BRAKE CYLINDER AND BRAKE CYLINDER THEREOF
JP2017515069A (ja) 車両の操作要素に加わる力のシミュレーション装置、好適にはペダルシミュレータ、および電気的なクラッチシステムを操作する装置
KR101568426B1 (ko) 회생제동용 제동장치의 공압타입 페일-세이프구현기구
CN103562027A (zh) 行程仿真器、具有该行程仿真器的主缸、以及使用该主缸的制动系统
WO1991017372A1 (en) Force or pressure augmenting device
JP2013256263A (ja) ブレーキストロークシミュレータ
JP2017520445A (ja) 車両の操作要素に加わる力のシミュレーション装置、好適にはペダルシミュレータ、および電気的なクラッチシステムを操作する装置
US5579882A (en) Clutch assist mechanism
KR101337233B1 (ko) 유압 브레이크 부스터
KR20230031535A (ko) 전동식 부스터 제동 이질감 개선 제어 방법
CN107366694B (zh) 离合器操作装置
KR101672037B1 (ko) 페달감 개선을 위한 차량의 제동장치의 제어방법
KR20190049032A (ko) 클러치 작동기구용 댐핑장치
JP2005163992A (ja) 油圧式クラッチ操作装置
JP2006168418A (ja) ブレーキ制御装置