JP4737469B2 - ペダルストロークセンサの取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、ペダルの振れ角を検知するペダルストロークセンサの取付構造に関する。

自動車（車両）では、運転者の踏込みでブレーキやアクセルなどの操作が行えるよう、ダッシュボードの下側にペダルを組付けることが行われている。
近時では、ペダルの振れ検知するペダルストロークセンサを用いて、ペダルストロークで検知した検知信号から、電気的に機器を制御することが進められている。
こうしたペダルストロークセンサの多くは、特許文献１に示されるようにペダルの回動中心に、ペダルストロークセンサの回動中心が合致するように取付けて、ペダルストロークセンサの入力部をなすセンサアーム（センサの回動中心から半径方向に突き出ている部品）をペダルの一部に係合して、ペダルの振れをペダルストロークセンサに伝えるようにしている。

ところが、ペダルが組み付く運転者の足元前方のダッシュボードは、多くの機器が点在するために、ペダル直近にペダルストロークセンサを取付けられないことがある。
このような場合、ペダルストロークセンサは、ペダルブラケットの、ペダルから離れたブラケット部分に設置し、係合による伝達を踏襲するべく、ペダルに係合部材を取付けて、同係合部材とペダルストロークセンサのセンサアームとを摺動自在に係合させて、ペダルの振れを、邪魔にならない位置にあるペダルストロークセンサにペダルの振れを伝えるという、取付構造を用いる。

特開平３−６７３１５号公報

ところで、ペダルストロークセンサには、初期状態のペダル位置から踏み込まれた位置までのペダル振れ角を高い精度を検知することが求められる。
ところが、センサアームと係合部材間を摺動自在に係合する構造は、センサアームとペダル間の距離が短い場合は行えるものの、かなり離れたような場合、難しい。しかも、ペダルストローク中の両部品同士の接触は一様でなく、両部品間にずれが生じやすい。このため、上記構造が成立したとしても部品間にがたつきが生じやすく、ペダルの当初の位置と、踏んだ後で戻ったペダルの位置とがずれるといった位置ずれが生じ、ペダルストロークセンサでペダル振れ角が精度良く検知できないおそれがある。

そこで、本発明の目的は、ペダルからかなり離れた地点に配置したペダルストロークセンサでも、容易にかつ高精度にペダル振れ角の検知が行えるペダルストロークセンサの取付構造を提供する。

請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、ペダルストロークセンサを、ブレーキペダルから離れ、ペダルストロークセンサの回動中心とブレーキペダルの回動中心とが異なるペダルブラケットの地点に設けておき、離れたブレーキペダルとペダルストロークセンサとの間をリンク機構で連結し、同リンク機構を、支持シャフトの外周面から突き出るように設けた出力アームと、ペダルストロークセンサの入力部に半径方向に突き出るように設けた入力アームと、出力アームの先端部と入力アームの先端部との間を回動自在に連結するリンク部材とを有して構成し、同リンク機構を、ブレーキペダルのペダル振れ角を増幅してペダルストロークセンサへ伝えるように構成するとともに、ブレーキペダルの踏込み始めの油圧が立上がらない踏込み初期時においてペダル振れ角が増幅する設定とした。

同構成によると、簡単な構造のリンク機構の採用により、ペダルストロークセンサが、ペダルからかなり離れた地点に配置されたようなときでも、容易にペダルの振れがペダルストロークセンサへ伝えられる。しかも、リンク機構は、がたつきの発生を伴わないので、高精度なペダル振れ角の検知が行える。そのうえ、ペダルストロークセンサの出力信号から、高い解像度で、ブレーキペダルのペダル振れ角の検知が行える。さらに油圧ブレーキ装置の油圧が立上がりにくいブレーキペダルの踏込み始めから回生ブレーキ制御機器が作動する。

請求項１の発明によれば、リンク機構の採用により、ペダルストロークセンサが、ペダルからかなり離れた地点に配置されたようなときでも、容易にペダルの振れをペダルストロークセンサへ伝えることができる。しかも、リンク機構は、がたつきの発生を伴わずに変位が伝えられるので、ペダルストロークセンサがペダルから離れた位置に配置されていても、誤差の要因となるペダルの位置ずれが生じずにすむ。

それ故、ペダルからかなり離れた地点にあるペダルストロークセンサでも、容易、さらには高精度にペダル振れ角を検知することができる。
しかも、リンク機構は、支持シャフトの外周面に設けた出力アームと、ペダルストロークセンサの入力部に設けた入力アームとの間をリンク部材で連結するという簡単な構造ですむ。

そのうえ、電気自動車においてはペダル振れ角は、増幅されてペダルストロークセンサに伝わるので、高い解像度で、ブレーキペダルのペダル振れ角を検知することができ、高い精度で回生ブレーキ制御機器を制御することができる。
さらに、簡単なリンク機構の設定で、特に油圧ブレーキ機器の油圧が立上がりにくい、ブレーキペダルの踏込み始めから回生ブレーキを行うことができる。

本発明の一実施形態に係るペダルストロークセンサの取付構造を示す斜視図。 同取付構造で用いたリンク機構の側断面図。 同リンク機構がもたらすペダルストロークセンサの振れ挙動を示す線図。

以下、本発明を図１ないし図３に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１は車両、例えば電気自動車における運転席の下側部分に設けられたブレーキペダルユニット１の斜視図を示し、図２は同じく側断面図を示している。
すなわち、電気自動車の車室最前部に有るダッシュパネル２（車室内・外を仕切る部材）の車室外に臨むパネル面の下部には、各車輪に制動力を付与する油圧ブレーキ機器であるところの油圧シリンダなどを有する倍力装置３が据付けられていて、同装置３のオペレーティングロッド３ａがダッシュパネル２を貫通して車室内へ突き出ている。ブレーキペダルユニット１は、このオペレーティングロッド３ａが突き出たダッシュパネル２の車室内のパネル面に設けてある。

同ブレーキペダルユニット１を説明すると、１１はペダルブラケット、１５はブレーキペダル、２０はペダルストロークセンサである。
このうちペダルブラケット１１は、例えばダッシュパネル２のパネル面に沿って配置された板金部材で形成された横壁部１２と、同横壁部１２の車幅方向両端部から車室内へ突き出る板金製の一対の縦壁部１３と、横壁部１２および縦壁部１３の内面に沿って設けた補強部材１４とを有して構成される。そして、横壁部１１の壁面や縦壁部１３の端部がダッシュパネル２にねじ止めなどで固定してある。

ブレーキペダル１５は、例えばパイプ部材で構成された支持シャフト１６と、同支持シャフト１６の片側に取着して吊り下げたペダルアーム１７と、同ペダルアーム１７の下端部に設けた踏み部１７ａと、ペダルアーム１７とは反対側のシャフト部分に取着したレバー部１８とから構成した一体構造が用いてある。このうちの支持シャフト１６の両端部が一対の縦壁部１３にそれぞれ回動自在に支持され、吊り下げたペダルアーム１７を運転席の足元に配置している。またレバー部１８の先端部は、ピン部材１８ａを介して、車室内に突き出ているオペレーティングロッド３ａの先端部に回動自在に連結されている。これで、ブレーキペダル１５の踏み部１７ａを踏み込むと、そのペダルアーム１７の振れが支持シャフト１６、レバー部１８を通じて、倍力装置３へ伝わり、制動に求められる油圧が発生するようにしてある。

またペダルアーム１７の上方には、車両の前方衝突時、ブレーキペダル１５の後退を抑制するペダル後退抑制装置１９を構成する部品として、例えば、ペダルアーム１７を下方へ誘導する誘導部材１９ａが設けられている。
ペダルストロークセンサ２０は、ブレーキペダル１５のペダル振れ角を検知するセンサである。同センサ２０は、ロータリ式検知構造のセンサ本体２１をもち、センサ本体２１の一端部にペダル振れを入力する入力軸部２２をもつ。この回動可能な入力軸部２２にはセンサアーム２４（本願の入力アームに相当）が取付けられている。同センサアーム２４は、ペダルストロークセンサ２０の回動中心となる入力軸部２２の回動中心αから半径方向に突き出るように設けられていて、同センサアーム２４が振れると、同振れが入力軸部２２から入力される。

このペダルストロークセンサ２０は、ブレーキペダルユニット１の周辺に配設してある各種機器（図示しない）と干渉しないよう、ブレーキペダル１５ではなく、ブレーキペダル１５から、かなり離れた地点、ここでは例えばブレーキペダル１５とレバー部１８間の中間に配置してある。同ペダルストロークセンサ２０は、例えば補強部材１４や片側の横壁部１２に固定されたセンサ固定ブラケット２６を用いて、ペダルブラケット１１に支持されている。さらに述べれば、同ペダルストロークセンサ２０は、ブレーキペダル１５の振れが受け入れやすいよう、回動中心αがブレーキペダル１５の回動中心をなす支持シャフト１６の回動中心βとほぼ並行となるように配置してある。

このペダルストロークセンサ２０は、電気自動車に搭載されている回生ブレーキ制御機器２７に接続され、検知した信号を回生ブレーキ制御機器２７へ出力できるようにしている。
この離れたペダルストローク２０とブレーキペダル１５との間がリンク機構３０で連結されている。このリンク機構３０は、図１および図２に示されるようにペダルストロークセンサ２０の入力軸部２２と隣接した支持シャフト１６の外周面の地点に突設したアーム３２（本願の出力アームに相当）の先端部と、ペダルストローク２０の入力部に有るセンサアーム２４の先端部との間を直線状のリンク杆３４（本願のリンク部材に相当）で回動自在に連結した構造となっている。詳しくは、例えばブレーキペダル１５の初期状態のとき、アーム３２はペダルアーム１７の長さ方向に沿う車両前方斜めの向きに配置され、センサアーム２４は同アーム３２の向きとは反対の車両後方斜めの向きに配置される。リンク杆３４は、両端部にそれぞれボールジョイント３５が埋め込まれていて、リンク杆３４の端部から突き出る各ボールジョイント３５の連結用ねじ軸３５ａが上記初期状態のアーム２４，３２の各端部にねじ止め固定されている。これで、離れたアーム２４，３２間を、ボールジョイント３５により位置ずれを吸収しながら、リンク杆３４で連結している。またアーム２４、リンク杆３４、センサアーム３２がなすリンク機構３０の各部は、図２に示されるようにブレーキペダル１５を踏み込んだときのアーム３２がなすペダル振れ角θ１より、センサアーム２４のペダル振れ角θ２が大きくなる設定（例えば数倍）としてある。この振れ角θ１，θ２の差異（θ１＜θ２）により、ブレーキペダル１５のペダル振れ角θ１を増幅させてペダルストロークセンサ２０へ伝え、ペダルストロークセンサ２０の解像度を高めている。特にこのリンク機構３０は、図３の増幅性能を示す線図中のＡ域で示されるようにブレーキペダル１５の踏込み始めの油圧が立上がらない踏込み初期時で、極端にペダル振れ角が大きく変化するように設定されていて、同初期時のときだけ、かなり増幅されたペダル振れ角θ２がペダルストロークセンサ２０に入力される構造にしてある。こうしたリンク機構３０の設定は、リンク杆３４とセンサアーム２４やアーム３２の相対位置（取付角度）や、リンク杆３４とセンサアーム２４とアーム３２の長さ比を適宜に変えることにより行っている。

これにより、かなり離れた位置にあるブレーキペダル１５とペダルストロークセンサ２０との間は、接触が一様で、隙間の発生の無いリンク機構３０で連結される。これにより、誤差の要因となるブレーキペダル１５の位置ずれが生じずに、ブレーキペダル１５のペダル振れ角はペダルストロークセンサ２０へ伝わる。
すなわち、ブレーキ操作（踏込み）により、図１および図２中の矢印に示されるようにペダルアーム１７が支持シャフト１６を支点に回動すると、レバー部１８が回動して倍力装置３を作動させる。これにより、制動に必要な油圧を発生させる。と共に同ペダルアーム１７の振れは、同ペダルアーム１７と一体な支持シャフト１６の外周面のアーム３２から、リンク杆３４を経てセンサアーム２４端に伝わる。このときのセンサアーム２４を回動させるという、リンク杆３４がもたらすリンク動作により、ブレーキペダル１５のペダル振れ角がペダルストロークセンサ２０の入力軸部２２に伝達される。この振れからペダルストロークセンサ２０は、ブレーキペダル１５のペダル振れ角を検知し、回生ブレーキ制御機器２７は同検知信号を受けて、電気自動車に回生ブレーキを付与する。リンク機構３０は、接触が一様であるうえ、がたや隙間などがたつきの発生を伴わず変位の伝達を行うものであるから、ブレーキペダル１５が戻ると、そのまま当初の初期位置まで戻り、ブレーキペダル１５の当初の位置と、踏んだ後で戻ったブレーキペダル１５の位置がずれるという挙動はなくなる。

したがって、リンク機構３０の採用により、ペダルストロークセンサ２０が、ブレーキペダル１５からかなり離れた地点に配置されたときでも、容易にブレーキペダル１５の振れをペダルストロークセンサ２０へ伝えることができるだけでなく、常にペダルストロークセンサ２０において高精度にペダル振れ角を検知することができる。
そのうえ、リンク機構３０は、ブレーキペダル１５の支持シャフト１６の外周面に突設したアーム３２と、ペダルストロークセンサ２０の入力軸部２２の外周面に突設したセンサアーム２４との間をリンク杆３４で回動自在に連結するだけの簡単な構造でよい。特にリンク杆３４と各アーム２４，３２間は、ボールジョイント３５を介してつなぐ構造としたので、ペダルストロークセンサ２０から支持シャフト１６までの相対位置公差を吸収でき、一層、高い精度をセンサストロークセンサ２０にもたらすことができる。

またリンク機構３０は、ブレーキペダル１５のペダル振れ角θ１をペダル振れ角θ２へ増幅してペダルストロークセンサ２０に伝える構造としてあるので、ペダルストロークセンサ２０の解像度が高められる。電気自動車においては、ブレーキペダル１５のペダル振れ角を高精度に検知でき、高い精度で電気自動車の回生ブレーキ制御機器を制御することができる。特にリンク機構３０は、ブレーキペダル１５の踏込み始めの油圧が立上がらない踏込み初期時において極端にペダル振れ角を増幅させる設定にしてあるので、油圧が立上がりにくいブレーキペダル１５の踏込み始めで回生ブレーキを十分に作動させることができ、油圧ブレーキ機器の遅れぎみとなる制動領域を有効に補うことができる。

なお、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば上述した一実施形態では、直線状のリンク杆を用いたが、曲成したリンク杆を用いてもよく、また複数本のリンク杆を用いたリンク機構でも構わない。また一実施形態では、ブレーキペダルの振れを検知する構造に本発明を適用したが、これに限らず、他のペダルの振れを検知する構造に適用しても構わない。例えばアクセルペダルのペダル振れ角を検知するペダルストロークセンサの取付けに本発明を適用することが挙げられる。

２ ダッシュパネル
３ 倍力装置（油圧ブレーキ機器）
１１ ペダルブラケット
１５ ブレーキペダル
２０ ペダルストロークセンサ
２２ 入力軸部（入力部）
２４ センサアーム（入力アーム）
３０ リンク機構
３２ アーム（出力アーム）
３４ リンク杆（リンク部材）
３５ ボールジョイント

Claims (1)

1. 支持シャフトを一体に有し、油圧ブレーキ機器を操作するブレーキペダルと、
   前記ブレーキペダルを前記支持シャフトにより回動自在に支持するペダルブラケットと、
   前記ペダルブラケットに設けられ前記ブレーキペダルの回動中心を中心とした前記ブレーキペダルの振れを入力部で受けて回動変位し前記ブレーキペダルのペダル振れ角を検知し、回生ブレーキ制御機器へ制御信号を出力するペダルストロークセンサとを備え、
   前記ペダルストロークセンサは、前記ブレーキペダルから離れた、同ペダルストロークセンサの回動中心が前記ブレーキペダルの回動中心とは異なり、さらに当該ペダルストロークセンサの回転中心が前記支持シャフトの回動中心と並行となる前記ペダルブラケットの地点に配置されて設けられ、
   離れた前記ブレーキペダルと前記ペダルストロークセンサの入力部との間がリンク機構で連結され、
   かつ前記リンク機構は、前記支持シャフトの外周面から突き出るように設けた出力アームと、前記ペダルストロークセンサの入力部に半径方向に突き出るように設けた入力アームと、前記出力アームの先端部と前記入力アームの先端部との間を回動自在に連結するリンク部材とを有して構成され、
   さらに前記リンク機構は、前記ブレーキペダルのペダル振れ角を増幅して前記ペダルストロークセンサへ伝えるように構成されるとともに、前記ブレーキペダルの踏込み始めの油圧が立上がらない踏込み初期時においてペダル振れ角が増幅する設定にしてある
   ことを特徴とするペダルストロークセンサの取付構造。

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