JP5273717B2 - オルガンタイプ加速ペダル装置 - Google Patents

Description

本発明は、オルガンタイプ加速ペダル装置に係り、より詳しくは、車両の走行速度が道路の走行制限速度を超過したり、前車との車間距離が設定値以下に狭まったりするなど、事故を誘発する危険性がある事態が発生するときに、フットプレートに強制振動を発生させ、また、フットプレートに踏力を提供することにより、運転手の注意を喚起できるようにするオルガンタイプ加速ペダル装置に関する。

一般的に、車両の加速ペダル装置は、ガソリンエンジンでは混合器の吸入量を調節し、ディーゼルエンジンでは燃料の噴射量を調節することによって、エンジンの回転数を調整するための装置であり、装着構造によって、ダッシュパネルに吊着して設置するペンダントタイプ（ｐｅｎｄａｎｔ ｔｙｐｅ）と、フロアパネルに設置するオルガンタイプ（ｏｒｇａｎ ｔｙｐｅ）とがある。

現在、広く用いられている加速ペダル装置としては、ペンダントタイプが主流となってはいるが、ペンダントタイプの加速ペダル装置は、操作時、運転手に、粗末な構造で操作感が良好ではないといった感覚を与えることがあり、これによって運転手の疲労感が増すという短所がある。

オルガンタイプ加速ペダル装置は、ペンダントタイプの短所を解消できるものであり、操作安定性を向上させることで運転手の疲労感を減らすことができ、スロットルバルブのより精密な操作を可能にすることで経済性と安定性を同時に満たすことができる上に、車内の美感を向上させることで車両の高級化を図ることができるという長所がある。このため、オルガンタイプ加速ペダル装置は最近では高級車両への適用が増える傾向にある。

一般的なオルガンタイプ加速ペダル装置の例を図１に示した。このオルガンタイプ加速ペダル装置は、運転席下部のフロアパネルに固定設置されるハウジング１と、このハウジング１に一端がヒンジ結合され、他端側は運転手の踏力によってハウジング１の上下方向に回動するようにフットプレート２が設置されている。このフットプレート２の動作に連動してハウジング１内でシーソー運動をするように、中間部位が中心軸３ａに支持される回転アーム３が設けられている。また、ハウジング１の上面を貫通するように設けられ、両端がフットプレート２および回転アーム３の一端に連結するように設置されたキャリア４と、回転アーム３とハウジング１の内側面（対向面）に両端が支持、固定され、回転アーム３のシーソー運動に弾性的な復元力を付与するスプリング５とを含んで構成される。

このようなオルガンタイプ加速ペダル装置が電子的に作動される形式の場合、例えば、回転アーム３のシーソー運動動作による出力値の変化を、ハウジング１に装着されたセンサ（図示せず）が検出してスロットル制御ユニット（ＴＣＵ）に電気信号を送るようになり、スロットル制御ユニットは、制御信号を送ってアクチュエータを駆動させてスロットルバルブを開閉させることで、エンジンへの燃料供給量を調節するようになる。

また、上記のようなオルガンタイプ加速ペダル装置が機械的に作動される形式の場合、例えば、回転アーム３がシーソー運動をするように設けられる。回転アーム３がシーソー運動する際に、一端が回転アーム３に結合したコネクティングケーブル（図示せず）が設けられ（引かれ）る。このコネクティングケーブルに連動するようにコネクティングケーブルの他端に一端が連結されるアクセルケーブル（図示せず）が設けられ（引かれ）る。このアクセルケーブルの他端がスロットルバルブの駆動側に連結され、アクセルケーブルに連動するようにスロットルバルブを開閉させることで、エンジンへの燃料供給量を調節するようになる。
特開２００３−３３５１４６号公報

本発明は、上述のようなオルガンタイプ加速ペダル装置において、車両運行中に事故を誘発する可能性が高い状態にあることを運転手に知らせるようにする機能を付加し、運転手の注意を喚起させることによって安全運行を援助できるオルガンタイプ加速ペダル装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明によるオルガンタイプ加速ペダル装置は、ハウジング（１）の一側面に固定設置されたモータ（１０）と、モータ（１０）と隣接したハウジング（１）の一側面に設けられると共に、フットプレート（２）と結合したキャリア（４）に連結され、モータ（１０）とはベルト（１１）を介して連結されて、モータ（１０）の動力でキャリア（４）を上昇および下降させる振動発生モジュール（２０）と、ハウジング（１）に固定設置されるソレノイド（３０）と、ソレノイド（３０）とソレノイドロード（３１）を介して連結されると共に、ソレノイド（３０）の作動によって弾力的な直線往復移動ができるように設置され、振動発生モジュール（２０）との接触時に、フットプレート（２）に踏力を付与する踏力発生モジュール（４０）と、グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）から入力を受けた道路の走行制限速度と、車速センサ（５２）から入力を受けた走行速度とを比較し、前記走行速度が前記走行制限速度を超過する場合に、モータ（１０）が駆動するように制御信号を発生すると共に、車間距離センサ（５３）から信号の伝達を受け、前車との車間距離が設定値以下に狭まった場合に、ソレノイド（３０）が駆動するように制御信号を発生する制御部（６０）と、ハウジング（１）に固定設置され、モータ（１０）と振動発生モジュール（２０）を覆って保護すると共に、ソレノイド（３０）と踏力発生モジュール（４０）が設置されるケース（７０）と、を含み、振動発生モジュール（２０）は、モータ（１０）の動力をベルト（１１）を介して伝達を受けて回転できるように、一端がハウジング（１）に回転可能に結合し、他端がベルト（１１）と結合したカム軸（２１）と、このカム軸（２１）に結合し、カム軸（２１）とともに回転するカム（２２）と、一端はキャリア（４）に結合し、ハウジング（１）の側面を貫通した他端側にカム（２２）と接触する振動伝達板（２３）を備えたキャリアロード（２４）と、カム（２２）の両側面に夫々が位置するようにケース（７０）に固定設置されると共に、キャリア（４）の移動によるカム軸（２１）の上昇移動および下降移動を案内する第１ガイドホール（２５ａ）が形成された第１支持板（２５）、及びキャリアロード（２４）の上昇移動および下降移動を案内する第２ガイドホール（２６ａ）が形成された第２支持板（２６）と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、走行中の車両の走行速度が道路の走行制限速度を超過したり、前車との車間距離が設定値以下に狭まったりするなど、事故を誘発する危険性がある事態が発生したときに、これを運転手に知らせることで、運転手が常に安全運行に万全を期することができる効果がある。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態のオルガンタイプ加速ペダル装置は、図２乃至図５に示すように、運転席下部のフロアーパネルに固定設置されるハウジング１と、一端はハウジング１にヒンジ結合し、他端は運転手の踏力によってハウジング１の上下方向に回動可能に設置されるフットプレート２と、ハウジング１を貫通し、一端がフットプレート２に結合したキャリア４とから成る基本構成を含んでいる。
また、本実施形態のオルガンタイプ加速ペダル装置は、図１に示した基本構成を有するものであっても良い。すなわち、運転席下部のフロアパネルに固定設置されるハウジング１と、このハウジング１に一端がヒンジ結合され、他端側は運転手の踏力によってハウジング１の上下方向に回動するようにフットプレート２が設置されている。以上の構成については、図２乃至図５に示した構成と同様であるが、図１の装置では、フットプレート２の動作に連動してハウジング１内でシーソー運動をするように、中間部位が中心軸３ａに支持される回転アーム３が設けられている。また、ハウジング１の上面を貫通するようにキャリア４が設けられ、このキャリア４は、一端がフットプレート２の長さ方向中間の裏面に連結され、他端が回転アーム３の一端に連結されている。そして、回転アーム３とハウジング１との内側面（対向面）に両端が支持、固定され、回転アーム３のシーソー運動に弾性的な復元力を付与するスプリング５を含んで構成することができる。また、スロットルバルブを開閉させる機構については、特に限定されず公知の機構を適用すれば良い。例えば、上述した一般的なオルガンタイプ加速ペダル装置におけるセンサ、ＴＣＵ、アクチュエータによる電子的機構、コネクティングケーブル、アクセルケーブルによる機械的機構、又はこれらを適宜組み合わせた機構などを適用することができ、回転アーム３を用いない構成とする場合には、キャリア４に適用することもできる。

本実施形態のオルガンタイプ加速ペダル装置は、図２乃至図５、或は図１に示した上記基本構成のうち、ハウジング１、フットプレート２、キャリア４を少なくとも備えるオルガンタイプ加速ペダル装置において、制御部６０の制御によってキャリア４を反復的に上昇及び下降させる振動発生モジュール２０と、制御部６０の制御によってフットプレート２に踏力を付与する踏力発生モジュール４０が設けられている。ここで、踏力とは、フットプレート２の踏込み方向に対して反対方向に抗する反力又はこの反力を含むものとすることができる。振動発生モジュール２０は、反復的に上下運動できる軸部を有し、この軸部の上下運動によってキャリア４を反復的に上昇及び下降させるように構成することができる。本実施形態では（後段落でより具体的に説明するように）、上記軸部は、カム２２を有するカム軸２１とし、カム軸２１を回転駆動させるモータ１０を別途設けているが、例えば、ソレノイドや、流体圧により上記軸部を直接上下運動させるアクチュエータを用いる構成とすることもできる。軸部の反復的上下運動は、例えば、０．０１秒乃至１秒に１回程度の短い周期で周期的に上下運動させることが好ましく、キャリア４は上記軸部と同一の短い周期で上昇及び下降されることとなる。振動発生モジュール２０の軸部を上下運動させる機構は、踏力発生モジュール４０の機構構造との関係上からは、カム軸２１を回転駆動させるモータ１０を別途設ける構成がより好ましい。踏力発生モジュール４０は、制御部６０の制御によって、振動発生モジュール２０の上記軸部の下面に踏力発生ブロック部４４が接触する位置に移動できるように設けられ、フットプレート２に踏力を付与することができれば、その具体的構成は特に限定されない。本実施形態では、ソレノイド３０の本体から延びるソレノイドロード３１の先端側が踏力発生モジュール４０のスプリングボックス４１に結合され、ソレノイドロード３１を直線的に進退（直線往復移動）させることによって、振動発生モジュール２０の上記軸部に、踏力発生ブロック４４が接触する位置に移動するように構成しているが、ソレノイドに替えて、例えば、エアやオイルなどの流体圧で作動するアクチュエータを用いることもできる。なお、ソレノイドロード３１は、その形状的特徴からソレノイドロッドと呼称することもできるものである。制御部６０は、グローバル・ポジショニング・システム５１（ＧＰＳ）から入力される走行中道路の走行制限速度と車速センサ５２から入力を受けた走行速度とを比較し、走行速度が走行制限速度を超過する場合に、モータ１０が駆動するように制御信号を発生する。ここで、ＧＰＳ５１に替えて、例えば、道路標識を撮影するカメラなどの撮影器と撮影された制限速度の数字を文字認識する画像処理器によって走行中道路の走行制限速度を検知しても良い。また、制御部６０は、車間距離センサ５３から信号の伝達を受け、前車との車間距離が設定値以下に狭まった場合に、ソレノイド３０が駆動するように制御信号を発生する。

以下、本実施形態に係るオルガンタイプ加速ペダル装置について、実施例を示してより具体的に説明する。この実施例のオルガンタイプ加速ペダル装置は、図２乃至５に示したとおりの装置であり、モータ１０がハウジング１の一側面に固定設置され、このモータ１０と隣接したハウジング１の一側面に振動発生モジュール２０が設置されている。振動発生モジュール２０は、フットプレート２と結合したキャリア４と連結し、モータ１０とはベルト１１を介して連結され、モータ１０の動力で回転するカム軸２１を備えており、カム軸２１の回転により振動発生モジュール２０は、キャリア４を短い周期で上昇および下降させる。また、ソレノイド３０が、ハウジング１一側面におけるモータ１０の周辺（下方）位置に固定設置され、踏力発生モジュール４０が、ソレノイド３０とソレノイドロード（ソレノイドロッド）３１を介して連結されて、ソレノイド３０の動作によって弾力的な直線往復移動ができるように設置されており、踏力発生モジュール４０は、振動発生モジュール２０との接触時にフットプレート２に踏力を提供する。そして、グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）５１、車速センサ５２、車間距離センサ５３、制御部６０を備えており、制御部６０は、ＧＰＳ５１から入力を受けた走行中道路の走行制限速度と、車速センサ５２から入力を受けた走行速度とを比較し、入力を受けた走行速度が走行中道路の走行制限速度を超過する場合に、モータ１０が駆動するように制御信号を発生する。また、制御部６０は、車間距離センサ５３から信号の伝達を受け、前車との車間距離が設定値以下に狭まった場合に、ソレノイド３０が駆動するように制御信号を発生する。さらに、ケース７０がハウジング１に固定設置されている。ケース７０はモータ１０と振動発生モジュール２０を覆って保護するとともに、ケース７０にはソレノイド３０と踏力発生モジュール４０が設置されている。

振動発生モジュール２０は、モータ１０の動力をベルト１１を介して伝達を受けて回転できるように、一端がハウジング１に回転可能に結合し、他端がベルト１１と結合したカム軸２１と、このカム軸２１に一体に結合し、カム軸２１とともに回転するカム２２と、一端がキャリア４と一体に結合し、ハウジング１の側面を貫通した他端にカム２２と接触を成す振動伝達板２３を備えたキャリアロード２４と、カム２２の両側面に位置するようにケース７０に固定設置されるとともに、キャリア４の移動によるカム軸２１の上昇移動および下降移動を案内する第１ガイドホール２５ａと、キャリアロード２４の上昇移動および下降移動を案内する第２ガイドホール２６ａをそれぞれ備えた第１、第２支持板２５、２６とを含んで構成される。

第１、第２ガイドホール２５ａ、２６ａは、キャリア４が上昇および下降移動するときの経路と同じ経路を有するように、湾曲（屈曲）する形状に形成された構造である。

踏力発生モジュール４０は、ソレノイド３０の動作によってカム軸２１の下部から外れた位置で、カム軸２１の下部に位置できるように、ソレノイドロード３１と結合され、ケース７０内に設置されたスプリングボックス４１を備えている。このスプリングボックス４１に一端が結合し、ケース７０に他端が結合して、スプリングボックス４１の移動に弾力的な復元力を付与するリターンスプリング４２と、スプリングボックス４１内に具備された踏力発生スプリング４３によって支持されるように踏力発生ブロック４４が設置されている。この踏力発生ブロック４４は、カム軸２１との接触によって、スプリングボックス４１に沿って弾力的な上昇および下降移動ができるように設置される。

以下、本実施形態によるオルガンタイプ加速ペダル装置の作用（作動の流れ）について説明する。
車両が走行を始めれば、制御部６０は、ＧＰＳ５１から道路の走行制限速度の入力を受けるようになり、これと同時に、車速センサ５２から走行速度の入力を受け、車両の走行速度が走行中の道路の走行制限速度を超過するか否かを判断する（Ｓ１０）。

段階Ｓ１０において、制御部６０が、車両の走行速度が走行中の道路の走行制限速度を超過する状況であると判断すれば、制御部６０は制御信号を送ってモータ１０を駆動（回転）させるようになる。

モータ１０が駆動すれば、ベルト１１を通じてモータ１０の動力がカム軸２１に伝達され、カム軸２１は、カム２２とともに一体で軸回転をするようになる。

カム２２が回転すれば、振動伝達板２３が短い周期で反復的な上昇および下降運動をするようになり、振動伝達板２３の運動は、キャリアロード２４を通じてフットプレート２に伝達される。

この結果、フットプレート２を踏んでいる運転手は、フットプレート２の強い震え（振動）の伝達を受けることによって、走行中の車両の走行速度が道路の走行制限速度を超過する状況であることを容易に認識できるようになる。

したがって、運転手は、フットプレート２に加えていた踏力を徐々に弱めて車速を下げることによって、車両の走行速度が道路の走行制限速度を超過しないように調節することができる。

また、車両が走行を始めれば、制御部６０は、車間距離センサ５３から信号の伝達を受け、前車との車間距離が設定値以下に狭まった状況であるか否かを判断するようになる（Ｓ２０）。

段階Ｓ２０において、制御部６０が、前車との車間距離が設定値以下に狭まった状況であると判断するようになれば、制御信号を送ってソレノイド３０を動作させるようになる。

ソレノイド３０が動作すれば、ソレノイドロード３１が、図４に示された状態で、ソレノイド３０がある左側に移動することによって、スプリングボックス４１も左側に移動するようになる。これにより、踏力発生ブロック４４は、図５に示したように、カム軸２１の下端に位置するようになる。

スプリングボックス４１がカム軸２１の下端に位置するように移動すれば、リターンスプリング４２は、全体の長さが伸びるように伸張した状態を維持するようになる。

スプリングボックス４１がカム軸２１の下端に位置するように移動した状態であるときに、運転手が前車との車間距離が危険な状態まで狭まった状況であると認識することができずに、フットプレート２をより大きい圧力（踏力）を加えて踏み込もうとすれば、フットプレート２と結合したキャリア４は、下降移動をするようになる。

キャリア４の下降移動は、キャリアロード２４→振動伝達板２３→カム２２→カム軸２１に伝達されながら、カム軸２１は、第１ガイドホール２５ａに沿って下降移動するようになる。

カム軸２１が第１ガイドホール２５ａに沿って下降移動している間に、踏力発生ブロック４４と接触するようになれば、このときから、踏力発生スプリング４３の弾性力による反力が、カム軸２１→カム２２→振動伝達板２３→キャリアロード２４→キャリア４を介して順次フットプレート２に伝達される。

この結果、フットプレート２を踏んでいる運転手は、踏力発生スプリング４３の弾性力による反力の伝達を受けるようになることで、前車との車間距離が危険な状態まで狭まった状況であることを容易に認識できるようになる。

したがって、運転手は、前記フットプレート２に加えていた踏力を徐々に除去して車速を低めることによって、前車との車間距離を危険でない状況まで十分に確保できるようになる。

このように、本実施形態によるオルガンタイプ加速ペダル装置は、走行中の車両の走行速度が道路の走行制限速度を超過したり、前車との車間距離が設定値以下に狭まったりするなど、事故を誘発する危険性がある事態が発生するときに、これを運転手に知らせるようにすることで、運転手が常に安全運行に万全を期することができるという長所がある。

一般的なオルガンタイプ加速ペダル装置の構成図である。 本発明に係る振動発生モジュールおよび踏力発生モジュールを備えたオルガンタイプ加速ペダル装置の斜視図である。 同、オルガンタイプ加速ペダル装置の構成図を含む斜視図である。 同、オルガンタイプ加速ペダル装置の要部斜視図である。 同、オルガンタイプ加速ペダル装置の要部側面図である。

符号の説明

１ ハウジング
２ フットプレート
４ キャリア
１０ モータ
１１ ベルト
２０ 振動発生モジュール
２１ カム軸
２２ カム
２３ 振動伝達板
２４ キャリアロード
２５ 第１支持板
２５ａ 第１ガイドホール
２６ 第２支持板
２６ａ 第２ガイドホール
３０ ソレノイド
３１ ソレノイドロード
４０ 踏力発生モジュール
４１ スプリングボックス
４２ リターンスプリング
４３ 踏力発生スプリング
４４ 踏力発生ブロック
５１ グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）
５２ 車速センサ
５３ 車間距離センサ
６０ 制御部
７０ ケース

Claims (3)

1. ハウジング（１）の一側面に固定設置されたモータ（１０）と、
   モータ（１０）と隣接したハウジング（１）の一側面に設けられると共に、フットプレート（２）と結合したキャリア（４）に連結され、モータ（１０）とはベルト（１１）を介して連結されて、モータ（１０）の動力でキャリア（４）を上昇および下降させる振動発生モジュール（２０）と、
   ハウジング（１）に固定設置されるソレノイド（３０）と、
   ソレノイド（３０）とソレノイドロード（３１）を介して連結されると共に、ソレノイド（３０）の作動によって弾力的な直線往復移動ができるように設置され、振動発生モジュール（２０）との接触時に、フットプレート（２）に踏力を付与する踏力発生モジュール（４０）と、
   グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）から入力を受けた道路の走行制限速度と、車速センサ（５２）から入力を受けた走行速度とを比較し、前記走行速度が前記走行制限速度を超過する場合に、モータ（１０）が駆動するように制御信号を発生すると共に、車間距離センサ（５３）から信号の伝達を受け、前車との車間距離が設定値以下に狭まった場合に、ソレノイド（３０）が駆動するように制御信号を発生する制御部（６０）と、
   ハウジング（１）に固定設置され、モータ（１０）と振動発生モジュール（２０）を覆って保護すると共に、ソレノイド（３０）と踏力発生モジュール（４０）が設置されるケース（７０）と、を含み、
   振動発生モジュール（２０）は、
   モータ（１０）の動力をベルト（１１）を介して伝達を受けて回転できるように、一端がハウジング（１）に回転可能に結合し、他端がベルト（１１）と結合したカム軸（２１）と、
   このカム軸（２１）に結合し、カム軸（２１）とともに回転するカム（２２）と、
   一端はキャリア（４）に結合し、ハウジング（１）の側面を貫通した他端側にカム（２２）と接触する振動伝達板（２３）を備えたキャリアロード（２４）と、
   カム（２２）の両側面に夫々が位置するようにケース（７０）に固定設置されると共に、キャリア（４）の移動によるカム軸（２１）の上昇移動および下降移動を案内する第１ガイドホール（２５ａ）が形成された第１支持板（２５）、及びキャリアロード（２４）の上昇移動および下降移動を案内する第２ガイドホール（２６ａ）が形成された第２支持板（２６）と、を含むことを特徴とするオルガンタイプ加速ペダル装置。
   
2. 第１、２ガイドホール（２５ａ、２６ａ）は、
   キャリア（４）の上昇および下降移動時の経路と同じ経路を有するように、湾曲する形状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のオルガンタイプ加速ペダル装置。
   
3. 踏力発生モジュール（４０）は、
   ソレノイド（３０）の動作によってカム軸（２１）の下部から外れた位置とカム軸（２１）の下部位置とを移動できるようにソレノイドロード（３１）に結合され、ケース（７０）内に設置されたスプリングボックス（４１）と、
   スプリングボックス（４１）に一端が結合し、ケース（７０）に他端が結合して、スプリングボックス（４１）の移動に弾性的な復元力を付与するリターンスプリング（４２）と、
   スプリングボックス（４１）内に具備された踏力発生スプリング（４３）によって支持されると共に、カム軸（２１）との接触により、スプリングボックス（４１）に沿って弾力的な上昇および下降移動ができるように設置された踏力発生ブロック（４４）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のオルガンタイプ加速ペダル装置。
   

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