JP2020199948A - Accelerator pedal device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両等に適用されるアクセルペダル装置に関し、特に、踏力に対抗する反力を発生するアクティブ制御が可能なアクセルペダル装置に関する。 The present invention relates to an accelerator pedal device applied to a vehicle or the like, and more particularly to an accelerator pedal device capable of active control that generates a reaction force that opposes a pedaling force.
従来のアクセルペダル装置としては、ぺダルアームと、ペダルアームを揺動自在に支持するハウジングと、ペダルアームを休止位置に復帰させる復帰バネと、踏力にヒステリシスを発生させるヒステリシス発生機構と、ペダルアームを休止位置に向けて押し戻すようにアクティブ制御を行うアクティブ制御機構とを備え、アクティブ制御機構が、ペダルアームに当接する戻しレバー、戻しレバーを回転駆動する駆動源、駆動源を制御する制御回路基板を含むものが知られている(例えば、特許文献1を参照)。 Conventional accelerator pedal devices include a pedal arm, a housing that swingably supports the pedal arm, a return spring that returns the pedal arm to the resting position, a hysteresis generation mechanism that generates hysteresis in the pedal effort, and a pedal arm. It is equipped with an active control mechanism that performs active control so as to push it back toward the rest position, and the active control mechanism provides a return lever that contacts the pedal arm, a drive source that rotationally drives the return lever, and a control circuit board that controls the drive source. Those containing are known (see, for example, Patent Document 1).
このアクセルペダル装置においては、アクティブ制御を行わない通常モードの場合、踏力特性としては、図16中の実線で示すように、ヒステリシス発生機構に基づくヒステリシスをなす踏力線NLが得られる。
一方、危険回避時等に、アクティブ制御を行う制御モードの場合、踏力特性としては、図16中の一点鎖線で示すように、アクティブ制御機構に基づくヒステリシスをなす踏力線ALが得られる。
この制御モードにおいて、運転者が感じる踏力は、図16中の矢印で示すように、通常モードにおける踏込み時の踏力線DNLから制御モードにおける戻し時の踏力線RALに移行する。
In this accelerator pedal device, in the normal mode in which active control is not performed, as the pedaling force characteristic, as shown by the solid line in FIG. 16, the pedaling force line NL that performs hysteresis based on the hysteresis generation mechanism is obtained.
On the other hand, in the case of the control mode in which active control is performed at the time of danger avoidance or the like, as the pedaling force characteristic, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 16, the pedaling force line AL forming hysteresis based on the active control mechanism is obtained.
In this control mode, the pedaling force felt by the driver shifts from the pedaling force line DNL at the time of stepping in the normal mode to the pedaling force line RAL at the time of returning in the control mode, as shown by the arrow in FIG.
したがって、運転者の踏力に打ち勝つ大きな反力を発生させて、ペダルアームを休止位置まで押し戻し、又、足が押し戻される感覚を運転者に確実に与えるには、踏力線DNLに対して踏力線RALが大きい、すなわち、踏力差ΔFが大きいことが望ましい。
しかしながら、従来の制御モードにおける踏力線ALでは、踏込み時の踏力線DALと戻し時の踏力線RALとの踏力差ΔFA(ヒステリシス)が大きいため、踏力差ΔFが小さくなっている。
これに対処するべく、図16中の二点鎖線で示すように、踏力線ALを全体的に上側にシフトさせて反力を全体的に大きくすると、踏力差ΔFを大きくできるものの、高トルク発生のための駆動源の大型化、又は、消費電流の増加等を招くことになる。
Therefore, in order to generate a large reaction force that overcomes the driver's pedaling force, push the pedal arm back to the rest position, and surely give the driver the feeling that the foot is pushed back, the pedaling force line RAL is relative to the pedaling force line DNL. Is large, that is, it is desirable that the pedaling force difference ΔF is large.
However, in the pedaling force line AL in the conventional control mode, the pedaling force difference ΔFA (hysteresis) between the pedaling force line DAL at the time of stepping on and the pedaling force line RAL at the time of returning is large, so that the pedaling force difference ΔF is small.
In order to deal with this, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 16, if the pedaling force line AL is shifted upward as a whole to increase the reaction force as a whole, the pedaling force difference ΔF can be increased, but high torque is generated. This will lead to an increase in the size of the drive source or an increase in current consumption.
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、駆動源の大型化、消費電流の増加等を招くことなく、反力を付加するアクティブ制御時において運転者の足が押し戻される感覚を向上させることができるアクセルペダル装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to operate in active control in which a reaction force is applied without causing an increase in size of a drive source or an increase in current consumption. It is an object of the present invention to provide an accelerator pedal device capable of improving the feeling that a person's foot is pushed back.
本発明のアクセルペダル装置は、アクセルペダルの踏力に連動するペダルアームと、ペダルアームを所定の軸線回りに揺動自在に支持するハウジングと、ペダルアームを休止位置に戻す付勢力を及ぼす戻しバネと、アクセルペダルの踏込み操作及び戻し操作における踏力にヒステリシスを発生するヒステリシス発生機構と、アクセルペダルを押し戻す方向に反力を付加するべく,ペダルアームに反力を及ぼす反力レバー及び反力レバーを回転駆動する駆動源を含む反力付加機構とを備え、反力レバーは、円柱状の支軸と、支軸及びペダルアームに対して転がり接触するべく支軸に支持された接触ユニットを含む、構成となっている。 The accelerator pedal device of the present invention includes a pedal arm linked to the pedaling force of the accelerator pedal, a housing that swingably supports the pedal arm around a predetermined axis, and a return spring that exerts a urging force to return the pedal arm to a resting position. , A hysteresis generation mechanism that generates hysteresis in the pedaling force during the depression and return operations of the accelerator pedal, and the reaction force lever and reaction force lever that exert a reaction force on the pedal arm in order to add a reaction force in the direction of pushing back the accelerator pedal. It comprises a reaction force applying mechanism including a driving source to drive, and the reaction force lever includes a columnar support shaft and a contact unit supported by the support shaft for rolling contact with the support shaft and the pedal arm. It has become.
上記アクセルペダル装置において、接触ユニットは、ペダルアームと転がり接触する外輪と、支軸と外輪の間に介在する複数の転動体を含む、構成を採用してもよい。 In the accelerator pedal device, the contact unit may adopt a configuration including an outer ring that is in rolling contact with the pedal arm and a plurality of rolling elements that are interposed between the support shaft and the outer ring.
上記アクセルペダル装置において、接触ユニットは、支軸と転動体の間に介在すると共に支軸に嵌合された内輪を含む、構成を採用してもよい。 In the accelerator pedal device, the contact unit may adopt a configuration including an inner ring interposed between the support shaft and the rolling element and fitted to the support shaft.
上記アクセルペダル装置において、駆動源は、軸線と平行に伸長する駆動軸を含み、反力レバーは、平板状に形成されて駆動軸の端部に固定されるレバー本体を含み、支軸は、レバー本体から駆動源の側に向けて軸線と平行に突出する、構成を採用してもよい。 In the accelerator pedal device, the drive source includes a drive shaft extending parallel to the axis, the reaction lever includes a lever body formed in a flat plate shape and fixed to the end of the drive shaft, and the support shaft includes a support shaft. A configuration may be adopted in which the lever body protrudes in parallel with the axis toward the drive source side.
上記アクセルペダル装置において、駆動源は、駆動軸を有するロータを含み、駆動軸は、軸線と平行な方向においてロータの一端から突出する第1突出軸部と、ロータの他端から突出する第2突出軸部を含み、第1突出軸部及び前記第2突出軸部は、軸受を介してハウジングに支持されている、構成を採用してもよい。 In the accelerator pedal device, the drive source includes a rotor having a drive shaft, and the drive shaft has a first protruding shaft portion protruding from one end of the rotor in a direction parallel to the axis and a second protruding shaft portion protruding from the other end of the rotor. A configuration may be adopted in which the first protruding shaft portion and the second protruding shaft portion are supported by the housing via bearings, including the protruding shaft portion.
上記アクセルペダル装置において、ハウジングは、収容空間を画定するハウジング本体と、収容空間を閉塞するべくハウジング本体に結合されるハウジングカバーと、ハウジング本体の外側において駆動源の一部を覆う補助カバーを含み、ハウジング本体及び補助カバーは、軸受を介して、駆動軸を回動自在に支持する、構成を採用してもよい。 In the accelerator pedal device, the housing includes a housing body that defines the accommodation space, a housing cover that is coupled to the housing body to close the accommodation space, and an auxiliary cover that covers a part of the drive source outside the housing body. The housing body and the auxiliary cover may adopt a configuration in which the drive shaft is rotatably supported via bearings.
上記アクセルペダル装置において、ペダルアームは、ハウジングに支持される被支持部と、被支持部から鉛直方向の上方に伸長する上側アームと、被支持部から鉛直方向の下方に伸長しアクセルペダルを有する下側アームを含み、上側アームは、接触ユニットが転がり接触する接触面を有する、構成を採用してもよい。 In the accelerator pedal device, the pedal arm has a supported portion supported by the housing, an upper arm extending vertically upward from the supported portion, and an accelerator pedal extending downward in the vertical direction from the supported portion. A configuration may be adopted in which the upper arm includes a lower arm and the upper arm has a contact surface with which the contact unit rolls and contacts.
上記アクセルペダル装置において、ヒステリシス発生機構は、ハウジングを摺動するスライダと、スライダを押し戻しつつハウジングに押し付ける付勢力を及ぼす付勢バネを含み、ペダルアームは、上側アームの上方領域においてスライダに当接する当接部と、上側アームの下方領域において戻しバネを受けるバネ受け部と、当接部とバネ受け部の間の中間領域において接触面を有する、構成を採用してもよい。 In the accelerator pedal device, the hysteresis generating mechanism includes a slider that slides on the housing and an urging spring that exerts an urging force that pushes the slider back against the housing, and the pedal arm abuts on the slider in the upper region of the upper arm. A configuration may be adopted in which the contact portion, the spring receiving portion that receives the return spring in the lower region of the upper arm, and the contact surface in the intermediate region between the contact portion and the spring receiving portion.
上記アクセルペダル装置において、接触面には、被膜が形成されている、構成を採用してもよい。 In the accelerator pedal device, a configuration may be adopted in which a coating film is formed on the contact surface.
上記アクセルペダル装置において、被膜は、二硫化モリブデン、グラファイト、ポリテトラフルオロエチレンのいずれかを含む、構成を採用してもよい。 In the accelerator pedal device, the coating may adopt a configuration containing any one of molybdenum disulfide, graphite, and polytetrafluoroethylene.
上記構成をなすアクセルペダル装置によれば、駆動源の大型化、消費電流の増加等を招くことなく、反力を付加するアクティブ制御時において運転者の足が押し戻される感覚を向上させることができる。 According to the accelerator pedal device having the above configuration, it is possible to improve the feeling that the driver's foot is pushed back during active control in which a reaction force is applied, without causing an increase in the size of the drive source and an increase in current consumption. ..
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
一実施形態に係るアクセルペダル装置Mは、車体のダッシュロアパネルに対して、ブラケットを介して固定されるものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The accelerator pedal device M according to one embodiment is fixed to the dash lower panel of the vehicle body via a bracket.
アクセルペダル装置Mは、図1ないし図9に示すように、ハウジング10、カラー20、ペダルアーム30、ペダルアーム30を休止位置に戻す戻しバネ40、踏力にヒステリシスを発生するヒステリシス発生機構50、駆動源60、支軸72及び接触ユニット73を含む反力レバー70、ペダルアーム30の回転角度位置を検出する位置センサ80、回路基板90を備えている。
ここでは、駆動源60及び反力レバー70により、ペダルアーム30に反力を付加する反力付加機構が構成されている。
また、回路基板90に配置された制御部又は車両の制御ユニットから発せられる種々の制御信号に基づいて、駆動源60が適宜駆動制御されることにより、反力を付加するアクティブ制御が行われる。
As shown in FIGS. 1 to 9, the accelerator pedal device M includes a
Here, a reaction force adding mechanism for applying a reaction force to the
Further, the
ハウジング10は、ハウジング本体11と、ハウジング本体11に連結されるハウジングカバー12と、ハウジング本体11の外側に連結される補助カバー13と、ハウジングカバー12の外側に連結される補助カバー14とにより構成されている。
The
ハウジング本体11は、樹脂材料により形成され、図5及び図6に示すように、収容空間Aを画定するべく、側壁11a、前壁11b、奥壁11c、天壁11dを備えている。
また、ハウジング本体11は、支持部11e、軸受孔11f、内壁面11g,11h、ボス部11i,11j,11k、モータ取付け部11m、全開ストッパ11n、バネ受け部11p、バネ受け部11q、4つの連結爪11rを備えている。
The
Further, the
前壁11bは、図4に示すように、ペダルアーム30が休止位置Hpと最大踏込み位置Fpとの間で移動できるように、下方領域の一部が切り欠かれている。
奥壁11cは、その内側面の一部が、図4に示すように、ペダルアーム30の休止位置を規定する休止ストッパ11c1として機能する。
As shown in FIG. 4, the
A part of the inner surface of the
支持部11eは、ペダルアーム30の被支持部31に形成された嵌合凹部31aに嵌合されてペダルアーム30を軸線S回りに揺動自在に支持するべく、軸線Sを中心とする円柱状に形成されている。
軸受孔11fは、図12に示すように、駆動源60の駆動軸61aの第1突出軸部61a1を軸線S2回りに回動自在に支持する軸受61bが嵌合される円形孔をなす。
内壁面11gは、ヒステリシス発生機構50に含まれるスライダ51を摺動自在に支持する。
内壁面11hは、ヒステリシス発生機構50に含まれるスライダ52を摺動自在に支持する。
The
As shown in FIG. 12, the
The
The
ボス部11i、11j,11kは、円筒状のカラー20が嵌合されるべく軸線Sと平行に伸長する貫通孔を画定する。
モータ取付け部11mは、駆動源60のコイル62の一部を収容空間Aに臨ませると共に、駆動源60のヨーク63を固定するように形成されている。
全開ストッパ11nは、ペダルアーム30の当接部33aを受けて、ペダルアーム30の最大踏込み位置Fpを規定する。
The
The
The fully
ハウジングカバー12は、樹脂材料により形成され、ハウジング本体11の収容空間Aを閉塞するべくハウジング本体11に結合されるものであり、図2及び図7に示すように、側壁12a、コネクタ12b、センサ埋設部12c、支持部12e、ボス部12i,12j,12k、基板取付け部12m、4つの連結片12rを備えている。
The
コネクタ12bは、外部のコネクタに接続されるべく、回路基板90から伸びる端子を収容する。
センサ埋設部12cは、位置センサ80の一部をなすステータ83及びホール素子84を埋設すると共に、ペダルアーム30の被支持部31の内側に非接触にて配置されるべく、軸線Sを中心とする円柱状をなす。
支持部12eは、ペダルアーム30の被支持部31に形成された嵌合凸部31bが嵌合されてペダルアーム30を軸線S回りに揺動自在に支持するべく、軸線Sを中心とする円筒状をなす。
ボス部12i,12j,12kは、ボス部11i,11j,11kにそれぞれ接合されるものであり、カラー20が嵌合されるべく軸線Sと平行に伸長する貫通孔を画定する。
The
The sensor embedded
The
The
補助カバー13は、ハウジング本体11の外側面に取り付けられた駆動源60を覆うべく、駆動源60の一部をなすヨーク63に取り付けられる。
また、補助カバー13は、図12に示すように、駆動軸61aの第2突出軸部61bを支持する軸受61cを嵌合する嵌合凹部13aを備えている。
補助カバー14は、ハウジングカバー12の外側面に取り付けられた回路基板90を覆うべく、ハウジングカバー12に取り付けられる。
The
Further, as shown in FIG. 12, the
The
そして、ハウジングカバー12は、ハウジング本体11に嵌合された3つのカラー20がそれぞれボス部12i,12j,12kに嵌合されると共にハウジング本体11に接合され、連結片12rが連結爪11rに係合される。これにより、ハウジングカバー12がハウジング本体11に一体的に結合される。
また、補助カバー13がハウジング本体11の外側に結合され、補助カバー14がハウジングカバー12の外側に結合されることにより、ハウジング10が得られる。
尚、上記ハウジング10を備えたアクセルペダル装置Mは、ボルトBがカラー20に通されて、車体側に固定されるようになっている。
Then, in the
Further, the
In the accelerator pedal device M provided with the
カラー20は、金属材料により円筒状に形成され、ハウジング本体11及びハウジングカバー12の三箇所のボス部11i,12i、11j,12j、11k,12kの貫通孔に嵌合される。
このように、カラー20がハウジング本体11及びハウジングカバー12に嵌合されているため、ハウジング10の収容空間Aを画定する構造が二分割であるにも拘わらず、ハウジング10としての機械的強度を高めることができる。
The
Since the
ペダルアーム30は、樹脂材料により成形され、図4及び図8に示すように、軸線Sを中心とする被支持部31、被支持部31から鉛直方向の上方に伸長する上側アーム32、被支持部31から鉛直方向の下方に伸長する下側アーム33を備えている。
The
被支持部31は、円筒状に形成され、図8に示すように、ハウジング本体11の支持部11eが嵌合される嵌合凹部31a、ハウジングカバー12の支持部12eに嵌合される嵌合凸部31bを備えている。
また、被支持部31には、図4及び図8に示すように、内周面において、位置センサ80の一部をなす環状のアーマチュア81、アーマチュア81の内周面に結合された一対の円弧状の永久磁石82が固定されている。
The supported
Further, as shown in FIGS. 4 and 8, the supported
上側アーム32は、戻しバネ40の端部を受けるバネ受け部32a、ヒステリシス発生機構50のスライダ51に当接する当接部32b、休止位置Hpにおいて休止ストッパ11c1に当接する当接部32c、反力レバー70の接触ユニット73が接触する接触面32dを備えている。
The
バネ受け部32aは、上側アーム32の下方領域に形成されている。
当接部32bは、上側アーム32の上方領域に形成されている。
接触面32dは、当接部32bとバネ受け部32aの間の中間領域に形成されている。
ここで、接触面32dには、低摩擦性に優れた被膜が形成されていてもよい。
被膜としては、二硫化モリブデン、グラファイト、ポリテトラフルオロエチレン等の材料のいずれかが含まれていてもよい。
これによれば、接触ユニット73と接触面32dとの間の接触抵抗を低減でき、又、耐摩耗性、耐久性等を高めることができる。
下側アーム33は、最大踏込み位置Fpにおいて全開ストッパ11nに当接する当接部33a、アクセルペダル33bを備えている。
The
The
The
Here, a film having excellent low frictional properties may be formed on the
As the coating film, any material such as molybdenum disulfide, graphite, or polytetrafluoroethylene may be contained.
According to this, the contact resistance between the
The
戻しバネ40は、図4に示すように、バネ鋼等により形成された圧縮型のコイルバネであり、一端部がハウジング本体11のバネ受け部11pに当接し、他端部がペダルアーム30のバネ受け部32aに当接して、所定の圧縮代に圧縮された状態で取り付けられる。
そして、戻しバネ40は、ペダルアーム20を休止位置Hpに戻す付勢力を及ぼす。
As shown in FIG. 4, the
Then, the
ヒステリシス発生機構50は、図4に示すように、スライダ51、スライダ52、付勢バネ53を備えている。
スライダ51は、樹脂材料、例えば、含油ポリアセタール等の高摺動性材料により形成され、ハウジング10の内壁面11gに摺動自在に接触する接触面51a、スライダ52の傾斜面52bと接触する傾斜面51b、上側アーム部32の係合部32bが離脱可能に係合し得る係合面51cを有する。
スライダ52は、樹脂材料、例えば、含油ポリアセタール等の高摺動性材料により形成され、ハウジング10の内壁面11hに摺動自在に接触する接触面52a、スライダ51の傾斜面51bと接触する傾斜面52b、付勢バネ53の一端部を受ける受け面52cを有する。
As shown in FIG. 4, the
The
The
付勢バネ53は、例えばバネ鋼等により形成された圧縮型のコイルバネであり、一端部がスライダ52の受け面52cに当接しかつ他端部がハウジング10のバネ受け部11qに当接して圧縮された状態で配置される。
そして、付勢バネ53は、スライダ52の傾斜面52bをスライダ51の傾斜面51bに押し付けて、スライダ51,52を内壁面11g,11qに向けて押し付けるようなくさび作用を及ぼし、又、スライダ51,52を介してペダルアーム30を休止位置に戻す付勢力を及ぼす。
The urging
Then, the urging
上記ヒステリシス発生機構50においては、アクセルペダル33bが踏み込まれるとき、スライダ51,52とハウジング10の間において踏込み操作と対抗する向きに摩擦力が生じ、付勢バネ53の圧縮量の増加に伴って増加する。
一方、アクセルペダル33bが戻されるとき、スライダ51,52とハウジング10の間に生じる摩擦力は、踏込み操作の場合と逆向きに生じ、付勢バネ53の圧縮量の減少に伴って減少する。
ここで、戻り操作の踏力は、踏込み操作の踏力よりも小さくなるため、図13中の実線で示すように、踏込み操作時の踏力線DNLと戻し操作時の踏力線RNLにヒステリシスが発生する踏力線NLが得られる。
尚、戻し操作の途中において、スライダ51がスティックして停止したときは、戻しバネ40の付勢力により、ペダルアーム30は休止位置に戻る。
In the
On the other hand, when the
Here, since the pedaling force of the return operation is smaller than the pedaling force of the stepping operation, as shown by the solid line in FIG. 13, the pedaling force that causes hysteresis in the pedaling force line DNL during the stepping operation and the pedaling force line RNL during the returning operation. Line NL is obtained.
If the
駆動源60は、通電する電流の大きさに応じたトルクを発生するトルクモータであり、図3に示すように、一対の永久磁石を有するロータ61、励磁用のコイル62、磁路を形成するヨーク63を備えている。
The
ロータ61は、軸線Sと平行な軸線S2を中心とする駆動軸61aを有する。
駆動軸61aは、図12に示すように、軸線S2方向に伸長する多段円柱状に形成され、ロータ61の一端から突出する第1突出軸部61a1、ロータ61の他端から突出する第2突出軸部61a2、反力レバー70を嵌合する端部としての嵌合部61a3、ナット61dを捩じ込むネジ部61a4を備えている。
The
As shown in FIG. 12, the
そして、駆動軸61aは、第1突出軸部61a1が軸受61bを介してハウジング本体11に支持され、第2突出軸部61a2が軸受61cを介して補助カバー13に支持されることにより、ハウジング10に対して軸線S2回りに回動自在に支持されている。
尚、軸受61bは、ラジアル軸受であり、ハウジング本体11の軸受孔11fに嵌合され、軸受け61cは、ラジアル軸受であり、補助カバー13の嵌合凹部13aに嵌合されている。
Then, in the
The
このように、駆動軸61aは、ロータ61の両側において軸受61b,61cにより支持されているため、軸線S2上から逸脱することなく、軸線S2を中心として回転する。
したがって、駆動軸61aの端部に固定された反力レバー70も傾くことなく、接触ユニット73をペダルアーム30の接触面32dに対して均一に転がり接触させることができる。
As described above, since the
Therefore, the
コイル62は、ヨーク63の一部に保持されたボビンに巻回され、通電により、ヨーク63の磁路に磁力線を発生させる。
ヨーク63は、ロータ61に隙間をおいて対向するように形成され、ハウジング本体11のモータ取付け部11mに固定されている。
そして、ヨーク63には、軸線S2方向の外側から駆動源60の一部を覆うように、補助カバー13が取り付けられる。
The
The
An
反力レバー70は、図9に示すように、レバー本体71、支軸72、接触ユニット73、止め輪74を備えている。
レバー本体71は、軸線S2に垂直な方向に拡がる平板状に形成され、駆動軸61aの嵌合部61a3が嵌合される略矩形の嵌合孔71a、支軸72の嵌合部72aが嵌合される円形の嵌合孔71bを備えている。
As shown in FIG. 9, the
The
支軸72は、軸線S2と平行な軸線S3を中心とする多段円柱状に形成され、鍔付き嵌合部72a、支持部72b、環状溝72cを備えている。
嵌合部72aは、レバー本体71と一体的に軸線S2回りに回動するべく、レバー本体71の嵌合孔71bに嵌合される。
支持部72bは、接触ユニット73の内輪73aを嵌合させることにより、接触ユニット73を支持する。
環状溝72cは、止め輪74をスナップフィットにより嵌め込むべく形成されている。
The
The
The
The
そして、支軸72は、レバー本体71に固定された状態で、図12に示すように、レバー本体71から駆動源60のロータ61の側に向けて軸線S,S2と平行に突出するように配置され、支持部72bが接触ユニット73を支持する。
すなわち、ペダルアーム30と接触する接触ユニット73が、ロータ61側寄りに配置されるため、ロータ61及び駆動軸61aの中心からの偏倚量を小さくできる。これにより、接触ユニット73が駆動軸61aに及ぼす曲げ荷重の発生を防止ないし抑制でき、駆動軸61aの周りに生じる摩擦抵抗を防止ないし抑制できる。
また、その結果として、接触ユニット73を接触面32dに均一に転がり接触させることができ、接触ユニット73と接触面32dとの間の摩擦抵抗を低減することができる。
Then, in a state where the
That is, since the
As a result, the
接触ユニット73は、図10及び図11に示すように、内輪73a、外輪73b、複数の転動体73c、シールド板73d、転動体73cを等間隔に保持するリテーナ(不図示)を備えている。
内輪73aは、円筒状に形成され、その外周面において球体73cを周方向に案合する案内溝73a1を備えている。そして、内輪73aは、支軸72の支持部72bの外周面に嵌合される。
外輪73bは、円筒状に形成され、ペダルアーム30の接触面32dと転がり接触する外周面73b1、その内周面において転動体73cを周方向に案合する案内溝73b2、その両側においてシールド板73dを固定する固定部73b3を備えている。
転動体73cは、球体として形成され、内輪73aと外輪73bの間に介在して、案合溝73a1,73b2に沿って転動する。
止め輪74は、支持部72bから接触ユニット73が抜け落ちるのを規制するべく、支軸72の環状溝72cに嵌め込まれる。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
The
The
The rolling
The retaining
接触ユニット73は、支軸72の支持部72bに内輪73aが嵌合されて支軸72に支持されることにより、外輪73bが、支軸72に対して転動体73cを介して転がり接触すると共に、ペダルアーム30に対して転がり接触する。
In the
そして、反力レバー70は、駆動源60が駆動力を及ぼさないとき、ディテントトルクによりペダルアーム30の揺動に追従し、駆動源60が駆動力を及ぼすとき、踏力に抵抗してペダルアーム30を休止位置Hpに向けて押し戻すか又は踏込みを抑制するように機能する。
Then, when the
上記のように、接触ユニット73は、ペダルアーム30の接触面32dに対して転がり接触するだけでなく、反力レバー70の支軸72に対しても転動体73cを介して転がり接触するため、反力付加機構50としての摩擦抵抗を低減することができる。
それ故に、図13中の一点鎖線で示すように、反力レバー70による反力が付加されるアクティブ制御時の踏力線ALにおいて、踏込み時の踏力線DALと戻し時の踏力線RALとの踏力差ΔFAnを、従来の踏力差ΔFAに比べて小さくすることができる。
As described above, the
Therefore, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 13, in the pedaling force line AL during active control to which the reaction force by the
そして、踏力差ΔFAnを小さくできるが故に、図13に示すように、アクティブ制御が行われない通常モードの踏力線NLにおける踏込み時の踏力線DNLに対して、アクティブ制御が行われる制御モードの踏力線ALにおける戻し時の踏力線RALを従来よりも大きく、すなわち、ΔF(=FRAL−FDNL)を大きく設定することができる。これにより、反力が付加されるアクティブ制御時において、足が押し戻される感覚を運転者に明確に及ぼして、反力フィーリングを向上させることができる。 Since the pedaling force difference ΔFAn can be reduced, as shown in FIG. 13, the pedaling force in the control mode in which active control is performed with respect to the pedaling force line DNL at the time of stepping on the pedaling force line NL in the normal mode in which active control is not performed. The pedaling force line RAL at the time of returning in the line AL can be set larger than before, that is, ΔF (= F RAL −F DNL ) can be set larger. As a result, during active control in which a reaction force is applied, the driver can clearly feel that the foot is pushed back, and the reaction force feeling can be improved.
また、接触ユニット73として、内輪73a、外輪73b、複数の転動体73cを含む構成を採用することにより、汎用のラジアル軸受と同一の構成とすることができる。
すなわち、汎用の軸受を、本来の軸受として利用するのではなく、転がり接触する接触ユニット73として利用することにより、低コスト化、量産化等を達成できる。
Further, by adopting a configuration including an
That is, by using a general-purpose bearing as a
位置センサ80は、非接触式の磁気式センサであり、図4に示すように、ペダルアーム30の被支持部31の内周面に固定された磁性材料からなる環状のアーマチュア81、アーマチュア81の内周面に固定された円弧状の一対の永久磁石82、ハウジングカバー12のセンサ埋設部12cに埋設された磁性材料からなる二つのステータ83及び二つのホール素子84を備えている。
The
そして、位置センサ80は、ペダルアーム30が回動することにより、アーマチュア81及び永久磁石82が、ステータ83及びホール素子84に対して相対的に回転し、ホール素子84が磁束密度の変化を検出して電圧信号として出力することで、ペダルアーム30の角度位置が検出される。
Then, in the
回路基板90は、制御信号を発する制御部、種々の電子部品を含む制御回路、ホール素子84から出力される信号を処理する信号処理回路、ホール素子84を電気的に接続する端子、その他の電子部品を備えている。
そして、回路基板90は、図2に示すように、ハウジングカバー12の基板取付け部12mに取り付けられ、その外側から、回路基板90を覆うように、補助カバー14がハウジングカバー12に取り付けられている。
The
Then, as shown in FIG. 2, the
次に、上記アクセルペダル装置Mの動作について説明する。
先ず、運転者がアクセルペダル33bを踏み込まないとき、戻しバネ40の付勢力により、上側アーム32の当接部32cがハウジング10の休止ストッパ11c1に当接して、ペダルアーム30は休止位置Hpに停止している。
この状態から、反力を付加するアクティブ制御が行われない通常モードにおいて、運転者がアクセルペダル33bを踏み込むと、ペダルアーム30は、戻しバネ40及び付勢バネ53の付勢力に抗しつつ、図13中の踏力線NLの踏込み時の踏力線DNLに沿う抵抗荷重を運転者の足に及ぼしながら、最大踏込み位置Fp(全開位置)まで回転して、下側アーム33の当接部33aがハウジング10の全開ストッパ11nに当接して停止する。
Next, the operation of the accelerator pedal device M will be described.
First, when the driver does not depress the
From this state, when the driver depresses the
逆に、運転者が踏力を緩めると、図13中の踏力線NLの戻し時の踏力線RNLに沿う抵抗荷重を運転者の足に及ぼしながら、ペダルアーム30は戻しバネ40及び付勢バネ53の付勢力により休止位置Hpに向けて移動し、上側アーム32の当接部32cがハウジング10の休止ストッパ11c1に当接して停止する。この戻し動作において、レバー70は、上側アーム32の係合部32dに接触しつつ追従する。
On the contrary, when the driver loosens the pedaling force, the
一方、運転者がアクセルペダル33bを踏み込んだ状態において、危険回避等のために踏込み操作を抑制する必要があると判断された場合は、反力を付加するアクティブ制御が行われるべく、反力付加機構(60,70)が駆動される。
すなわち、反力レバー70が、運転者の踏力に対抗してペダルアーム30を休止位置Hpに向けて押し戻す向きに制御される。
On the other hand, when the driver depresses the
That is, the
この制御モードにおいて、運転者の足に及ぼされる抵抗荷重(踏力)は、図13中の矢印で示すように、通常モードの踏力線NLにおける踏込み時の踏力線DNLから制御モードの踏力線ALにおける戻し時の踏力線RALに移行する。
ここでは、通常モードの踏力線NLにおける踏込み時の踏力線DNLに対して、制御モードの踏力線ALにおける戻し時の踏力線RALが、従来よりも大きくすなわちΔF(=FRAL−FDNL)が従来よりも大きく設定されている。
したがって、アクティブ制御時において、運転者は、足が押し戻される感覚を明確に受けと止めて、強制的な戻し操作を即座に感じ取ることができる。
In this control mode, the resistance load (treading force) applied to the driver's foot is from the pedaling force line DNL at the time of stepping on the pedaling force line NL in the normal mode to the pedaling force line AL in the control mode, as shown by the arrow in FIG. It shifts to the treading line RAL at the time of return.
Here, the pedaling force line RAL at the time of stepping on the pedaling force line NL in the normal mode is larger than the conventional pedaling force line RAL at the pedaling force line AL in the control mode, that is, ΔF (= FRAL −F DNL ). It is set larger than before.
Therefore, at the time of active control, the driver can clearly receive the sensation of the foot being pushed back and immediately feel the forced return operation.
このように、上記構成をなすアクセルペダル装置によれば、駆動源の大型化、消費電流の増加等を招くことなく、反力を付加するアクティブ制御時において運転者の足が押し戻される感覚を向上させることができる。 As described above, the accelerator pedal device having the above configuration improves the feeling that the driver's foot is pushed back during active control in which a reaction force is applied without causing an increase in the size of the drive source and an increase in current consumption. Can be made to.
図14は、アクティブ制御時の踏力特性として他の実施形態を示すものである。
本発明のアクセルペダル装置Mにおいては、反力レバー70の支軸72及びぺダルアーム30に対して転がり接触する接触ユニット73を採用したことにより、踏込み時の踏力線DALと戻し時の踏力線RALとの踏力差ΔFAnを従来に比べて小さくできる。
したがって、例えば、通常モードの踏力線NLにおける踏込み時の踏力線DNLと制御モードの踏力線ALにおける戻し時の踏力線RALとの踏力差ΔFAnが、従来の踏力差ΔFAと同等か僅かに大きいだけでよい場合、図14中の一点鎖線で示すように、制御モードの踏力線ALを全体的に下側にシフトさせて、踏込み時の踏力線DALを小さく設定することができる。
すなわち、最大の反力を小さくできるため、駆動源60の小型化、低トルク化、消費電流の低減、それに伴うコストの低減及び構成部品の簡素化等を行うことができる。
FIG. 14 shows another embodiment as a pedaling force characteristic during active control.
In the accelerator pedal device M of the present invention, by adopting the
Therefore, for example, the pedaling force difference ΔFAn between the pedaling force line DNL at the time of stepping on the pedaling force line NL in the normal mode and the pedaling force line RAL at the time of returning in the pedaling force line AL in the control mode is equal to or slightly larger than the conventional pedaling force difference ΔFA. When it is sufficient, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 14, the pedal effort line AL in the control mode can be shifted downward as a whole, and the pedal effort line DAL at the time of stepping can be set small.
That is, since the maximum reaction force can be reduced, the
図15は、本発明のアクセルペダル装置Mに含まれる接触ユニットの他の実施形態を示すものであり、前述の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
この実施形態において、接触ユニット173は、外輪173b、複数の転動体173c、シールド板173d、転動体173cを等間隔に保持するリテーナ(不図示)を備えている。
FIG. 15 shows another embodiment of the contact unit included in the accelerator pedal device M of the present invention, and the same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
In this embodiment, the
外輪173bは、ペダルアーム30の接触面32dと転がり接触する外周面173b1、転動体173cが転がり接触する内周面173b2、その両側においてシールド板173dを固定する固定部173b3を備えている。
そして、外輪173bは、ペダルアーム30の接触面32dと転がり接触すると共に転動体173cと転がり接触する。
転動体173cは、円柱状に形成され、支軸72の支持部72bと外輪173bの間に介在して、周方向に沿って転動する。
この実施形態では、支軸72の支持部72bが、複数の転動体173cと直接転がり接触して、接触ユニット173を支持する。
The
Then, the
The rolling
In this embodiment, the
そして、接触ユニット173は、支軸72の支持部72bに対して転動体173cが転動自在に直接支持されることにより、外輪73bが、支軸72に対して転動体173cを介して転がり接触すると共に、ペダルアーム30に対して転がり接触する。
すなわち、接触ユニット173は、ペダルアーム30の接触面32dに対して転がり接触するだけでなく、反力レバー70の支軸72に対しても転動体173cを介して転がり接触するため、反力付加機構50としての摩擦抵抗を低減することができる。
それ故に、図13中の一点鎖線で示すように、反力レバー70による反力が付加されるアクティブ制御時の踏力線ALにおいて、踏込み時の踏力線DALと戻し時の踏力線RALとの踏力差ΔFAn(ヒステリシス)を、従来の踏力差ΔFAに比べて小さくすることができる。
Then, in the
That is, the
Therefore, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 13, in the pedaling force line AL during active control to which the reaction force by the
この実施形態によれば、前述同様に、駆動源の大型化、消費電流の増加等を招くことなく、反力を付加するアクティブ制御時において運転者の足が押し戻される感覚を向上させることができ、又、前述の実施形態のような内輪73aを採用しないため、その分だけ、部品点数の削減、構造の簡素化等を達成することができる。
According to this embodiment, as described above, it is possible to improve the feeling that the driver's foot is pushed back during active control in which a reaction force is applied, without causing an increase in the size of the drive source and an increase in current consumption. Further, since the
上記実施形態において、接触ユニット73は、転動体として球体を含む軸受を採用するものであるが、これに限定されるものではなく、転動体として円柱状のローラを含む軸受を採用してもよい。また、接触ユニットとしては、反力レバーの支軸及びペダルアームの両方に対して転がり接触するものであれば、その他の形態をなす接触ユニットを採用してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態においては、ペダルアームがアクセルペダル33bを一体的に備え、アクセルペダル33bの踏力に連動するペダルアーム30を用いる構成を示したが、これに限定されるものではなく、アクセルペダルとペダルアームとが別々に形成され、車両等の床面に揺動自在に支持されたアクセルペダルにペダルアームが連動する構成において、本発明を採用してもよい。
In the above embodiment, the pedal arm is integrally provided with the
上記実施形態においては、ヒステリシス発生機構として、スライダ51,52及び付勢バネ53を備えたヒステリシス発生機構50を示したが、これに限定されるものではなく、踏力にヒステリシスを発生するものであれば、その他の構成をなすヒステリシス発生機構を採用してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態においては、ハウジング10が、ハウジング本体11、ハウジングカバー12、補助カバー13,14により構成された場合を示したが、これに限定されるものではなく、一体的に形成されたハウジングにおいて、本発明を採用してもよい。
In the above embodiment, the case where the
以上述べたように、本発明のアクセルペダル装置は、駆動源の大型化、消費電流の増加等を招くことなく、反力を付加するアクティブ制御時において運転者の足が押し戻される感覚を向上させることができるため、自動車等に適用できるのは勿論のこと、その他の車両等においても有用である。 As described above, the accelerator pedal device of the present invention improves the feeling that the driver's foot is pushed back during active control in which a reaction force is applied, without causing an increase in the size of the drive source and an increase in current consumption. Therefore, it can be applied not only to automobiles and the like, but also to other vehicles and the like.
S 軸線
10 ハウジング
11 ハウジング本体(ハウジング)
A 収容空間
12 ハウジングカバー(ハウジング)
13 補助カバー(ハウジング)
30 ペダルアーム
31 被支持部
32 上側アーム
32a バネ受け部
32b 当接部
32d 接触面
33 下側アーム
33b アクセルペダル
40 戻しバネ
50 ヒステリシス発生機構
51,52 スライダ
53 付勢バネ
60 駆動源(反力付加機構)
61 ロータ
61a 駆動軸
61a1 第1突出軸部
61a2 第2突出軸部
61a3 嵌合部(端部)
61b,61c 軸受
70 反力レバー(反力付加機構)
71 レバー本体
72 支軸
73 接触ユニット
73a 内輪
73b 外輪
73c 転動体
173 接触ユニット
173b 外輪
173c 転動体
A
13 Auxiliary cover (housing)
30
61
61b,
71
Claims (10)
前記ペダルアームを所定の軸線回りに揺動自在に支持するハウジングと、
前記ペダルアームを休止位置に戻す付勢力を及ぼす戻しバネと、
前記アクセルペダルの踏込み操作及び戻し操作における踏力にヒステリシスを発生するヒステリシス発生機構と、
前記アクセルペダルを押し戻す方向に反力を付加するべく,前記ペダルアームに前記反力を及ぼす反力レバー及び前記反力レバーを回転駆動する駆動源を含む反力付加機構と、を備え、
前記反力レバーは、円柱状の支軸と、前記支軸及び前記ペダルアームに対して転がり接触するべく前記支軸に支持された接触ユニットを含む、
ことを特徴とするアクセルペダル装置。 A pedal arm that works with the pedal effort of the accelerator pedal,
A housing that swingably supports the pedal arm around a predetermined axis,
A return spring that exerts a urging force to return the pedal arm to the rest position,
A hysteresis generation mechanism that generates hysteresis in the pedaling force during the depression and return operations of the accelerator pedal.
In order to apply a reaction force in the direction of pushing back the accelerator pedal, a reaction force lever that exerts the reaction force on the pedal arm and a reaction force addition mechanism including a drive source that rotationally drives the reaction force lever are provided.
The reaction force lever includes a columnar support shaft and a contact unit supported by the support shaft for rolling contact with the support shaft and the pedal arm.
Accelerator pedal device characterized by that.
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 contact unit includes an outer ring that makes rolling contact with the pedal arm, and a plurality of rolling elements that are interposed between the support shaft and the outer ring.
The accelerator pedal device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載のアクセルペダル装置。 The contact unit includes an inner ring interposed between the support shaft and the rolling element and fitted to the support shaft.
2. The accelerator pedal device according to claim 2.
前記反力レバーは、平板状に形成されて前記駆動軸の端部に固定されるレバー本体を含み、
前記支軸は、前記レバー本体から前記駆動源の側に向けて前記軸線と平行に突出する、
ことを特徴とする請求項1ないし3いずれか一つに記載のアクセルペダル装置。 The drive source includes a drive shaft extending parallel to the axis.
The reaction force lever includes a lever body formed in a flat plate shape and fixed to an end portion of the drive shaft.
The support shaft projects from the lever body toward the drive source side in parallel with the shaft line.
The accelerator pedal device according to any one of claims 1 to 3, wherein the accelerator pedal device is characterized.
前記駆動軸は、前記軸線と平行な方向において前記ロータの一端から突出する第1突出軸部と、前記ロータの他端から突出する第2突出軸部を含み、
前記第1突出軸部及び前記第2突出軸部は、軸受を介して前記ハウジングに支持されている、
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 drive source includes a rotor having the drive shaft.
The drive shaft includes a first protruding shaft portion that protrudes from one end of the rotor in a direction parallel to the axis line, and a second protruding shaft portion that protrudes from the other end of the rotor.
The first protruding shaft portion and the second protruding shaft portion are supported by the housing via bearings.
The accelerator pedal device according to claim 4.
前記ハウジング本体及び前記補助カバーは、前記軸受を介して、前記駆動軸を回動自在に支持する、
ことを特徴とする請求項5に記載のアクセルペダル装置。 The housing includes a housing body that defines the housing space, a housing cover that is coupled to the housing body to close the housing space, and an auxiliary cover that covers a part of the drive source outside the housing body.
The housing body and the auxiliary cover rotatably support the drive shaft via the bearing.
The accelerator pedal device according to claim 5.
前記上側アームは、前記接触ユニットが転がり接触する接触面を有する、
ことを特徴とする請求項1ないし6いずれか一つに記載のアクセルペダル装置。 The pedal arm has a supported portion supported by the housing, an upper arm extending vertically upward from the supported portion, and a lower portion extending downward in the vertical direction from the supported portion and having the accelerator pedal. Including side arm
The upper arm has a contact surface with which the contact unit rolls and contacts.
The accelerator pedal device according to any one of claims 1 to 6, wherein the accelerator pedal device is characterized.
前記ペダルアームは、前記上側アームの上方領域において前記スライダに当接する当接部と、前記上側アームの下方領域において前記戻しバネを受けるバネ受け部と、前記当接部と前記バネ受け部の間の中間領域において前記接触面を有する、
ことを特徴とする請求項7に記載のアクセルペダル装置。 The hysteresis generating mechanism includes a slider that slides on the housing and an urging spring that exerts an urging force that pushes the slider back and presses it against the housing.
The pedal arm is between an abutting portion that abuts the slider in the upper region of the upper arm, a spring receiving portion that receives the return spring in the lower region of the upper arm, and the abutting portion and the spring receiving portion. Has the contact surface in the intermediate region of
The accelerator pedal device according to claim 7.
ことを特徴とする請求項7又は8に記載のアクセルペダル装置。 A film is formed on the contact surface.
The accelerator pedal device according to claim 7 or 8.
ことを特徴とする請求項9に記載のアクセルペダル装置。
The coating contains any of molybdenum disulfide, graphite or polytetrafluoroethylene.
9. The accelerator pedal device according to claim 9.
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