JPH11139270A - Pedal depressing force detection device - Google Patents
Pedal depressing force detection deviceInfo
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Landscapes
- Braking Elements And Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ペダルの踏力を検
出して前記ペダルの踏力に応じた信号を出力するペダル
踏力検出装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pedal depression force detecting device for detecting a pedal depression force and outputting a signal corresponding to the pedal depression force.
【0002】[0002]
【従来の技術】最近の車両のブレーキ装置は、アンチロ
ックブレーキシステムの装備や、トラクションコントロ
ールシステムの装備など、ブレーキ機能のインテリジェ
ント化が活発に行われ、このようなインテリジェント化
への対応のため、ブレーキ装置の電動化が進められてい
る。2. Description of the Related Art In recent years, brake systems for vehicles have been actively equipped with an intelligent brake function such as an anti-lock brake system and a traction control system. Brake devices are being electrified.
【0003】このブレーキ装置の電動化では、運転者の
要求通りにブレーキ装置を作動させるために、運転者に
よるブレーキペダルの踏下状態を正確に検出するペダル
踏力検出装置や、該ペダル踏力検出装置からの信号に基
づいてブレーキ装置の動作を制御するコントロール・ユ
ニットの性能がブレーキ性能を左右する重要なポイント
となる。In order to operate the brake device according to the driver's request, a pedal depression force detecting device for accurately detecting a driver's depression of a brake pedal, and a pedal depression force detection device are disclosed. The performance of the control unit, which controls the operation of the brake device based on the signal from the vehicle, is an important point that determines the braking performance.
【0004】例えば、従来では、ペダル踏力検出装置と
して、図5に示すように、車両のブレーキペダル1の踏
下部1aに、運転者によるブレーキペダル1の踏力を検
出する踏力センサ2を装備する構成のものが開発されて
いる。前記ブレーキペダル1自体は、通常、運転者が踏
下した時に所定の操作反力(ブレーキフィーリング)が
得られ、さらに、運転者がブレーキペダル1から足を離
した時には速やかにブレーキペダル1が初期位置に復帰
するように、ペダル付勢バネ3によって弾性支持されて
いる。以上の踏力センサ2は、運転者の踏力に応じた電
気信号を出力するもので、例えば、既存のロードセルな
どが利用される。For example, in the related art, as shown in FIG. 5, as a pedal depression force detecting device, a depression force sensor 2 for detecting the depression force of the brake pedal 1 by a driver is provided in a depression portion 1a of a brake pedal 1 of a vehicle. Things are being developed. The brake pedal 1 itself normally provides a predetermined operation reaction force (brake feeling) when the driver steps down, and furthermore, when the driver releases his / her foot from the brake pedal 1, the brake pedal 1 It is elastically supported by the pedal urging spring 3 so as to return to the initial position. The above-described treading force sensor 2 outputs an electric signal according to the treading force of the driver, and for example, an existing load cell is used.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、既存のロー
ドセルを利用した従来のペダル踏力検出装置では、踏力
センサ2自体が比較的に大きな寸法になり、ペダル装置
の大型化を招くという問題があった。また、センサが、
外部からの電磁的なノイズや振動などに弱いという問題
もあった。However, in the conventional pedal depression force detecting device using an existing load cell, there is a problem that the pedal force sensor 2 itself has a relatively large size, which leads to an increase in the size of the pedal device. . Also, the sensor
There is also a problem that it is weak against external electromagnetic noise and vibration.
【0006】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、ペダル装置の小型化を図ることができるだけでな
く、電磁的ノイズなどの外乱に強く、ペダルに加えられ
た踏力を安定して高精度に検出することができ、車両の
ブレーキ装置の電動化等に最適なペダル踏力検出装置を
提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and can not only reduce the size of the pedal device, but also is resistant to disturbances such as electromagnetic noise and can stably apply the pedaling force applied to the pedal with high precision. It is an object of the present invention to provide a pedal depression force detection device which can be detected at the same time and which is most suitable for electricization of a brake device of a vehicle.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るペダル踏力検出装置は、所定の装置をペ
ダルの踏力に応じて動作させるために、ペダルの踏力を
検出して前記所定の装置の動作を制御するコントロール
・ユニットに前記ペダルの踏力に応じた信号を出力する
ペダル踏力検出装置であって、ペダルと、前記ペダルに
加えられた踏力を受けるセンサユニットと、前記センサ
ユニットを介して前記ペダルをその休止位置方向に押圧
する弾性手段とを備え、前記センサユニットは、圧縮荷
重に応じて磁界を発生する超磁歪材料と、この超磁歪材
料の周囲に配備されて磁界変化に応じた信号を前記コン
トロール・ユニットに出力するコイルと、前記ペダルに
加えられる踏力を前記超磁歪材料に圧縮力として伝える
プッシュロッドとを具備したことを特徴とするものであ
る。According to the present invention, there is provided a pedal depressing force detecting device for detecting a pedal depressing force in order to operate a predetermined device in accordance with a pedal depressing force. A pedal depression force detection device that outputs a signal according to the depression force of the pedal to a control unit that controls the operation of the device, wherein the pedal, a sensor unit that receives the depression force applied to the pedal, and the sensor unit Resilient means for pressing the pedal in the direction of its rest position through the sensor unit, wherein the sensor unit is provided with a giant magnetostrictive material that generates a magnetic field in accordance with a compressive load, and is arranged around the giant magnetostrictive material to change the magnetic field. A coil that outputs a corresponding signal to the control unit, and a push rod that transmits a pedaling force applied to the pedal to the giant magnetostrictive material as a compressive force. It is characterized in that it has provided.
【0008】そして、上記構成によれば、ペダルに加え
られる踏力はプッシュロッドを介してセンサユニットを
構成している超磁歪材料に圧縮荷重として作用する。そ
して、ペダルに加えられる踏力の変化は、超磁歪材料に
加えられる圧縮荷重の変化となり、超磁歪材料から発生
される磁束密度(磁界強度)に変化与える。そして、超
磁歪材料から発生される磁束密度が変化すると、それに
応じてコイルが出力する電気信号に変動が生じるため、
該コイルの出力する電気信号を監視することで、コント
ロール・ユニットはペダルの踏力変化を検知することが
でき、ペダルの踏力に応じた所定の制御信号を所定の装
置に出力することができる。そして、例えば、車両のブ
レーキペダルの踏力検出等に使用することを想定した場
合、センサユニットを構成している超磁歪材料は、負荷
変動に対する応答速度が50〜100μsと高速である
だけでなく、直径が1mmで長さが20mm程度のかな
り小さなもので、十分なセンシング性能を発揮できる。
さらに、圧縮荷重に応じて変化する磁束密度を発生する
センサは、電源からの給電を一切不要にできる。According to the above structure, the pedaling force applied to the pedal acts as a compressive load on the giant magnetostrictive material constituting the sensor unit via the push rod. The change in the pedaling force applied to the pedal results in a change in the compressive load applied to the giant magnetostrictive material, and changes the magnetic flux density (magnetic field strength) generated from the giant magnetostrictive material. When the magnetic flux density generated from the giant magnetostrictive material changes, the electric signal output from the coil fluctuates accordingly,
By monitoring the electric signal output from the coil, the control unit can detect a change in the pedal effort and can output a predetermined control signal corresponding to the pedal effort to a predetermined device. And, for example, when it is assumed that the sensor unit is used for detecting the depression force of the brake pedal of the vehicle, the giant magnetostrictive material constituting the sensor unit has not only a high response speed to a load change of 50 to 100 μs but also a high speed. It is quite small with a diameter of 1 mm and a length of about 20 mm, and can exhibit sufficient sensing performance.
Further, a sensor that generates a magnetic flux density that changes in accordance with a compression load can eliminate the need for power supply from a power supply at all.
【0009】なお、前記弾性手段は、弾性力の異なる複
数個のバネで形成するとよい。このようにすると、例え
ば、複数個のバネを多段に配置することにより、ペダル
の反力特性を、ペダルの踏力に応じて動作する装置の出
力特性に相応させることが可能になる。The elastic means may be formed by a plurality of springs having different elastic forces. In this case, for example, by arranging a plurality of springs in multiple stages, it is possible to make the reaction force characteristics of the pedal correspond to the output characteristics of the device that operates according to the pedaling force of the pedal.
【0010】また、前記コントロール・ユニットには、
前記超磁歪材料の磁界変化により前記コイルから出力さ
れた信号を積分する積分回路を設けるとよい。前記超磁
歪材料の磁界変化により前記コイルから出力される信号
を積分すると、実際にペダルの加えられた踏力の変化
を、電圧変化として高精度に復元することができる。[0010] The control unit includes:
It is preferable to provide an integrating circuit for integrating a signal output from the coil due to a magnetic field change of the giant magnetostrictive material. When the signal output from the coil is integrated by the change in the magnetic field of the giant magnetostrictive material, the change in the pedaling force actually applied to the pedal can be accurately restored as a voltage change.
【0011】更に、前記超磁歪材料及び前記コイルを収
容保持すると共にこれらを覆って閉磁気回路を形成する
ヨークを備え、前記ヨークに前記プッシュロッドを挿通
した構成とすると良い。このようにすると、ヨーク内の
コイルや超磁歪材料は、外部から電磁的に遮断されて、
外乱による検出精度の低下がなくなり、ペダルに加えら
れた踏力を安定して高精度に検出することができる。Further, it is preferable that a yoke for accommodating and holding the giant magnetostrictive material and the coil and covering them to form a closed magnetic circuit is provided, and the push rod is inserted through the yoke. In this way, the coil and the giant magnetostrictive material in the yoke are electromagnetically shielded from the outside,
The detection accuracy does not decrease due to disturbance, and the pedaling force applied to the pedal can be detected stably and with high accuracy.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るペダル踏力検
出装置の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明
する。図1は本発明に係るペダル踏力検出装置を搭載し
た車両の要部側面図、図2はそのペダル踏力検出装置の
構成図、図3はペダル踏力検出装置のセンサユニットの
構成を示す縦断面図、図4はブレーキ踏力とセンサユニ
ットの出力信号との相関を示すグラフである。この一実
施形態のペダル踏力検出装置6は、図1に示すように、
ブレーキペダル7を支持し、該ペダル7に加えられた踏
力Fを検出して、ペダル7に加えられた踏力に応じた信
号をコントロール・ユニット8(図3参照)に送る。前
記コントロール・ユニット8は、ブレーキ装置の動作を
ペダル7に加えられた踏力に応じて制御するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a pedal depression force detecting device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 is a side view of a main part of a vehicle equipped with a pedal depression force detection device according to the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of the pedal depression force detection device, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a sensor unit of the pedal depression force detection device. FIG. 4 is a graph showing the correlation between the brake depression force and the output signal of the sensor unit. As shown in FIG. 1, the pedal depression force detection device 6 of this embodiment
The brake pedal 7 supports the brake pedal 7, detects the pedaling force F applied to the pedal 7, and sends a signal corresponding to the pedaling force applied to the pedal 7 to the control unit 8 (see FIG. 3). The control unit 8 controls the operation of the brake device according to the pedaling force applied to the pedal 7.
【0013】前記ペダル踏力検出装置6は、図2に示す
ように、前記ペダル7と、前記ペダル7を踏下可能に支
持するために車体に固定される支持枠10と、該支持枠
10内に収容・保持されて前記ペダル7に加えられた踏
力を受けるセンサユニット12と、前記センサユニット
12を介して前記ペダル7をその休止位置方向に押圧す
る弾性手段14と、前記弾性手段14の付勢方向とは逆
方向に前記センサユニット12を付勢してペダル7への
踏力解除時に前記センサユニット12の端面が支持枠1
0に衝突することを防止する間隙保持手段16とで構成
されている。As shown in FIG. 2, the pedal depression force detecting device 6 includes a pedal 7, a support frame 10 fixed to a vehicle body to support the pedal 7 so that the pedal 7 can be stepped down, and A sensor unit 12 that is housed and held in the pedal and receives a pedaling force applied to the pedal 7, an elastic unit 14 that presses the pedal 7 toward the rest position via the sensor unit 12, and an elastic unit 14. The sensor unit 12 is urged in a direction opposite to the urging direction so that the end surface of the sensor unit 12 is
And gap maintaining means 16 for preventing collision with zero.
【0014】前記センサユニット12は、図3に示すよ
うに、外部より加えられる圧縮荷重に応じて磁界を発生
する略棒状の超磁歪材料121と、この超磁歪材料12
1の周囲に配備されて磁界変化に応じた信号を前記コン
トロール・ユニット8に出力するコイル122と、一端
が前記超磁歪材料121に当接すると共に他端が前記ブ
レーキペダル7に連結されて前記ペダル7に加えられる
踏力を前記超磁歪材料121に圧縮力として伝えるプッ
シュロッド123と、前記超磁歪材料121及び前記コ
イル122と前記プッシュロッド123の一端部を収容
保持すると共にこれらを覆って閉磁気回路を形成するヨ
ーク125と、該ヨーク125のペダル側の端壁材12
6と前記プッシュロッド123の一端部との間に圧縮状
態で装備されて前記プッシュロッド123を介して前記
超磁歪材料121に補助的に圧縮荷重を付与する予負荷
バネ127とで構成されている。As shown in FIG. 3, the sensor unit 12 comprises a substantially rod-shaped giant magnetostrictive material 121 for generating a magnetic field in response to a compressive load applied from the outside,
1 and a coil 122 for outputting a signal corresponding to a change in the magnetic field to the control unit 8. One end of the coil 122 is in contact with the giant magnetostrictive material 121 and the other end is connected to the brake pedal 7. 7, a push rod 123 for transmitting the treading force applied to the giant magnetostrictive material 121 to the giant magnetostrictive material 121 as a compressive force, and accommodating and holding the giant magnetostrictive material 121, the coil 122, and one end of the push rod 123, and covering and covering them. 125 and the end wall member 12 on the pedal side of the yoke 125
6 and one end of the push rod 123 in a compressed state, and is constituted by a preload spring 127 for applying an auxiliary compressive load to the giant magnetostrictive material 121 through the push rod 123. .
【0015】前記プッシュロッド123は、一端面が前
記超磁歪材料121の端部に当接すると共に他端面が前
記予負荷バネ127が着座するバネ受け部として機能す
る基盤部123aと、該基盤部123aの中心部から突
出すると共に前記端壁材126を挿通した軸部123b
とを一体形成したもので、端壁材126から外部に突出
した軸部123bは更に支持枠10の外に突出して、該
軸部123bの先端に前記ペダル7が連結されている。
前記軸部123bの支持枠10から突出した部分には、
蛇腹状のブーツ18が被せられている。The push rod 123 has one end surface abutting on the end of the giant magnetostrictive material 121 and the other end surface functioning as a spring receiving portion on which the preload spring 127 is seated. A shaft portion 123b protruding from the center of the shaft member and penetrating the end wall material 126.
The shaft portion 123b projecting outside from the end wall member 126 further projects outside the support frame 10, and the pedal 7 is connected to the tip of the shaft portion 123b.
A portion of the shaft portion 123b protruding from the support frame 10 includes:
A bellows-shaped boot 18 is covered.
【0016】前記予負荷バネ127は、二枚の皿バネを
逆向きに重ねたもので、超磁歪材料121に予め一定の
圧縮荷重を作用させておくことで、踏力に対する超磁歪
材料121の応答を良好にするものである。The preload spring 127 is formed by stacking two disc springs in opposite directions, and by applying a constant compressive load to the giant magnetostrictive material 121 in advance, the response of the giant magnetostrictive Is good.
【0017】前記弾性手段14は、前記ペダル踏力検出
装置6が収容されている前記支持枠10の収容部101
の内底部102と前記センサユニット12との間に圧縮
状態で装備されており、弾性力の異なる2個の圧縮バネ
141、142を直列に配置して構成される。前記間隙
保持手段16は、前記プッシュロッド123の軸部12
3bが挿通する前記収容部101の上端壁103と前記
センサユニット12の端壁材126との間に配置された
圧縮バネで、ペダル7が休止位置に復帰する時に、前記
センサユニット12が前記上端壁103に干渉しないよ
うに、前記弾性手段14とは逆向きの方向に前記センサ
ユニット12を付勢している。The elastic means 14 is provided in a housing 101 of the support frame 10 in which the pedal depression force detecting device 6 is housed.
Are mounted in a compressed state between the inner bottom portion 102 and the sensor unit 12, and are configured by arranging two compression springs 141 and 142 having different elastic forces in series. The gap holding means 16 is provided on the shaft 12 of the push rod 123.
When the pedal 7 returns to the rest position, a compression spring is disposed between the upper end wall 103 of the housing portion 101 through which the insertion portion 3b is inserted and the end wall member 126 of the sensor unit 12. The sensor unit 12 is urged in a direction opposite to the elastic means 14 so as not to interfere with the wall 103.
【0018】前記コイル122の出力に基づいてブレー
キ装置の動作を制御する前記コントロール・ユニット8
には、前記超磁歪材料121の磁界変化により前記コイ
ル122から出力された信号を積分する不図示の積分回
路が内蔵されており、該積分回路によって、図4に示す
ように、ペダル7に加えられた踏力変化を電圧に変えて
積分し、ブレーキ装置の動作を制御する。The control unit 8 for controlling the operation of the brake device based on the output of the coil 122
Has a built-in integrating circuit (not shown) that integrates a signal output from the coil 122 due to a change in the magnetic field of the giant magnetostrictive material 121. The integrating circuit adds a signal to the pedal 7 as shown in FIG. The operation of the brake device is controlled by integrating the change in the applied pedal force into a voltage.
【0019】以上のペダル踏力検出装置6によれば、ペ
ダル7に加えられる踏力はプッシュロッド123を介し
てセンサユニット12を構成している超磁歪材料121
に圧縮荷重として作用する。そして、ペダル7に加えら
れる踏力の変化は、超磁歪材料121に加えられる圧縮
荷重の変化となり、超磁歪材料121から発生される磁
束密度(磁界強度)に変化与える。そして、超磁歪材料
121から発生される磁束密度が変化すると、それに応
じてコイル122が出力する電気信号に変動が生じるた
め、該コイル122の出力する電気信号を監視すること
で、コントロール・ユニット8はペダル7の踏力変化を
検知することができ、ペダル7の踏力に応じて積分し得
られた制御信号を所定の装置に出力することができる。According to the pedal force detecting device 6 described above, the pedal force applied to the pedal 7 is transmitted through the push rod 123 to the giant magnetostrictive material 121 constituting the sensor unit 12.
Acts as a compressive load. Then, the change in the pedaling force applied to the pedal 7 changes the compressive load applied to the giant magnetostrictive material 121, and changes the magnetic flux density (magnetic field intensity) generated from the giant magnetostrictive material 121. When the magnetic flux density generated from the giant magnetostrictive material 121 changes, the electric signal output from the coil 122 fluctuates in accordance with the change. Therefore, by monitoring the electric signal output from the coil 122, the control unit 8 Can detect a change in the pedaling force of the pedal 7, and can output a control signal obtained by integration according to the pedaling force of the pedal 7 to a predetermined device.
【0020】そして、センサユニット12を構成してい
る超磁歪材料121は、負荷変動に対する応答速度が5
0〜100μsと高速であるため、高速な踏力検出が可
能になる。そして、前記超磁歪材料121は、例えば、
車両のブレーキペダル7の踏力検出等に使用することを
想定した場合、直径が1mmで長さが20mm程度のか
なり小さなもので、十分なセンシング性能を発揮する。
また、圧縮荷重の変化に応じて発生する磁束密度を変化
させるというセンサとしての作動には、駆動用の電源が
一切不要である。従って、センサユニット12の小型化
によりペダル7装置の小型化を図ることができる。The giant magnetostrictive material 121 forming the sensor unit 12 has a response speed of 5 to load variation.
Since the speed is as fast as 0 to 100 μs, high-speed pedal force detection is possible. The giant magnetostrictive material 121 is, for example,
When it is assumed to be used for detecting the depression force of the brake pedal 7 of the vehicle or the like, it is a very small one having a diameter of 1 mm and a length of about 20 mm, and exhibits sufficient sensing performance.
Further, the operation as a sensor for changing the magnetic flux density generated according to the change in the compression load does not require any driving power supply. Therefore, downsizing of the pedal 7 device can be achieved by downsizing the sensor unit 12.
【0021】また、前記弾性手段14が弾性力の異なる
2個のバネを直列に配置しているため、ペダル7の反力
特性を、ペダル7の踏力に応じて動作する装置の出力特
性に相応させるなど、優れた操作フィーリングを付与す
ることが可能になる。Further, since the elastic means 14 has two springs having different elastic forces arranged in series, the reaction force characteristic of the pedal 7 is made to correspond to the output characteristic of the device which operates according to the pedaling force of the pedal 7. For example, it is possible to provide an excellent operation feeling.
【0022】また、制動時にペダル7に加えられる踏力
(N)変化が図4の(a)のグラフに示す形態の場合、
センサユニット12内の超磁歪材料121が出力する磁
束密度(T)の変化は、ブレーキを僅かに緩めただけで
図4の(b)のグラフに示す形態となり、そのままでは
踏力の変化との対応が解りにくい。しかし、本実施形態
の場合、前記コントロール・ユニット8には、前記超磁
歪材料121の磁界変化により前記コイル122から出
力された信号を積分する積分回路が設けられて、実際に
ペダル7の加えられた踏力の変化を、図4の(c)に示
す電圧変化として高精度に復元することができ、ペダル
7に加えられた踏力の検出精度を向上させることができ
る。In the case where the change in the pedaling force (N) applied to the pedal 7 during braking is in the form shown in the graph of FIG.
The change in the magnetic flux density (T) output from the giant magnetostrictive material 121 in the sensor unit 12 becomes the form shown in the graph of FIG. 4 (b) by only slightly releasing the brake. Is difficult to understand. However, in the case of the present embodiment, the control unit 8 is provided with an integrating circuit that integrates a signal output from the coil 122 due to a change in the magnetic field of the giant magnetostrictive material 121. The change in the pedaling force can be restored with high accuracy as the voltage change shown in FIG. 4C, and the detection accuracy of the pedaling force applied to the pedal 7 can be improved.
【0023】更に、前記超磁歪材料121及び前記コイ
ル122を収容保持すると共にこれらを覆って閉磁気回
路を形成するヨーク125を備え、前記ヨーク125に
前記プッシュロッド123を挿通した構成のため、ヨー
ク125内のコイル122や超磁歪材料121は外部か
ら完全に遮断されて、外部の電磁的なノイズの影響によ
る検出精度の低下がなくなり、ペダル7に加えられた踏
力を安定して高精度に検出することができる。従って、
外乱に強く、ブレーキペダル7の踏力を電圧信号として
安定して高精度に検出することができ、ブレーキ装置の
電動化等に最適なブレーキペダル装置を実現することが
できる。Further, a yoke 125 for accommodating and holding the giant magnetostrictive material 121 and the coil 122 and covering them to form a closed magnetic circuit is provided, and the push rod 123 is inserted through the yoke 125. The coil 122 and the giant magnetostrictive material 121 in the 125 are completely shut off from the outside, so that the detection accuracy does not decrease due to the influence of external electromagnetic noise, and the pedaling force applied to the pedal 7 is stably detected with high accuracy. can do. Therefore,
It is resistant to disturbance, can detect the pedaling force of the brake pedal 7 as a voltage signal stably and with high accuracy, and can realize a brake pedal device that is most suitable for electrification of the brake device and the like.
【0024】なお、本発明のペダル踏力検出装置は、自
動車や鉄道車両や産業機械等のブレーキペダルに広く利
用可能である。また、ブレーキペダルに限らず、アクセ
ルペダルなどにも利用可能である。The pedal depression force detecting device of the present invention can be widely used for brake pedals of automobiles, railway vehicles, industrial machines and the like. Further, the present invention can be used not only for a brake pedal but also for an accelerator pedal and the like.
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明のペダル踏力検出装置によれば、
ペダルに加えられる踏力はプッシュロッドを介してセン
サユニットを構成している超磁歪材料に圧縮荷重として
作用する。そして、ペダルに加えられる踏力の変化は、
超磁歪材料に加えられる圧縮荷重の変化となり、超磁歪
材料から発生される磁束密度(磁界強度)に変化与え
る。そして、超磁歪材料から発生される磁束密度が変化
すると、それに応じてコイルが出力する電気信号に変動
が生じるため、該コイルの出力する電気信号を監視する
ことで、コントロール・ユニットはペダルの踏力変化を
検知することができ、ペダルの踏力に応じた所定の制御
信号を所定の装置に出力することができる。そして、セ
ンサユニットを構成している超磁歪材料は、負荷変動に
対する応答速度が50〜100μsと高速であるため、
高速な踏力検出が可能になる。そして、前記超磁歪材料
は、例えば、車両のブレーキペダルの踏力検出等に使用
することを想定した場合、直径が1mmで長さが20m
m程度のかなり小さなもので、十分なセンシング性能を
発揮する。従って、センサユニットに小型化によりペダ
ル装置の小型化を図ることができるため、取り付け構造
の単純化によりコストの低減を図ることができる。According to the pedal depression force detecting device of the present invention,
The pedaling force applied to the pedal acts as a compressive load on the giant magnetostrictive material constituting the sensor unit via the push rod. And the change in pedaling force applied to the pedal is
The change in the compressive load applied to the giant magnetostrictive material changes the magnetic flux density (magnetic field intensity) generated from the giant magnetostrictive material. When the magnetic flux density generated from the giant magnetostrictive material changes, the electric signal output from the coil fluctuates accordingly. By monitoring the electric signal output from the coil, the control unit can determine the pedaling force of the pedal. The change can be detected, and a predetermined control signal corresponding to the pedal effort can be output to a predetermined device. Since the giant magnetostrictive material constituting the sensor unit has a high response speed to a load change of 50 to 100 μs,
High-speed treading force detection becomes possible. The supermagnetostrictive material has a diameter of 1 mm and a length of 20 m, for example, assuming that the material is used for detecting the depression force of a brake pedal of a vehicle.
It is quite small, about m, and exhibits sufficient sensing performance. Therefore, the size of the pedal device can be reduced by reducing the size of the sensor unit, so that the cost can be reduced by simplifying the mounting structure.
【0026】また、前記弾性手段を弾性力の異なる複数
個のバネで形成すると、例えば、複数個のバネを多段に
配置することにより、ペダルの反力特性を、ペダルの踏
力に応じて動作する装置の出力特性に相応させるなど、
優れた操作フィーリングを付与することが可能になる。Further, when the elastic means is formed by a plurality of springs having different elastic forces, for example, by arranging the plurality of springs in multiple stages, the reaction force characteristic of the pedal is operated according to the pedaling force of the pedal. Such as matching the output characteristics of the device,
An excellent operation feeling can be provided.
【0027】また、前記コントロール・ユニットには、
前記超磁歪材料の磁界変化により前記コイルから出力さ
れた信号を積分する積分回路を設けた構成とすれば、実
際にペダルの加えられた踏力の変化を、電圧変化として
高精度に復元することができ、ペダルに加えられた踏力
の検出精度を向上させることができる。The control unit includes:
With a configuration provided with an integration circuit that integrates a signal output from the coil due to a change in the magnetic field of the giant magnetostrictive material, a change in the pedaling force actually applied to the pedal can be accurately restored as a voltage change. The detection accuracy of the pedaling force applied to the pedal can be improved.
【0028】更に、前記超磁歪材料及び前記コイルを収
容保持すると共にこれらを覆って閉磁気回路を形成する
ヨークを備え、前記ヨークに前記プッシュロッドを挿通
した構成とすると、ヨーク内のコイルや超磁歪材料は外
部の電磁的なノイズから完全に遮断されて、外部の電磁
的なノイズの影響による検出精度の低下がなくなり、ペ
ダルに加えられた踏力を安定して高精度に検出すること
ができる。従って、例えば車両のブレーキペダルの踏力
検出に利用すれば、外乱に強く、ブレーキペダルの踏力
を電圧信号として安定して高精度に検出することがで
き、ブレーキ装置の電動化等に最適なブレーキペダル装
置を実現することができる。Further, when a yoke for accommodating and holding the giant magnetostrictive material and the coil and covering them to form a closed magnetic circuit is provided and the push rod is inserted through the yoke, the coil and the ultra The magnetostrictive material is completely shielded from external electromagnetic noise, so that the detection accuracy does not decrease due to the influence of external electromagnetic noise, and the pedaling force applied to the pedal can be detected stably and with high accuracy. . Therefore, for example, if the brake pedal is used for detecting the depression force of the brake pedal of a vehicle, the brake pedal is strong against disturbance, and can detect the depression force of the brake pedal as a voltage signal stably and with high accuracy. The device can be realized.
【図1】本発明に係るペダル踏力検出装置を装備した車
両の要部側面図である。FIG. 1 is a side view of a main part of a vehicle equipped with a pedal depression force detecting device according to the present invention.
【図2】図1のペダル踏力検出装置の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of the pedal depression force detection device of FIG. 1;
【図3】図2におけるセンサユニットの構成を示す縦断
面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a sensor unit in FIG.
【図4】図1のペダル踏力検出装置における、踏力と、
磁界と、センサユニット出力の電圧との変化の相関を示
すグラフである。FIG. 4 shows the pedaling force in the pedaling force detection device of FIG.
6 is a graph showing a correlation between a change in a magnetic field and a voltage of a sensor unit output.
【図5】従来のペダル踏力検出装置の概略構成図であ
る。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional pedal depression force detection device.
【符号の説明】 6 ペダル踏力検出装置 7 ペダル 8 コントロール・ユニット 10 支持枠 12 センサユニット 14 弾性手段 16 間隙保持手段 18 ブーツ 121 超磁歪材料 122 コイル 123 プッシュロッド 125 ヨーク 127 予負荷バネ[Description of Signs] 6 Pedal depression force detection device 7 Pedal 8 Control unit 10 Support frame 12 Sensor unit 14 Elastic means 16 Gap holding means 18 Boot 121 Giant magnetostrictive material 122 Coil 123 Push rod 125 Yoke 127 Preload spring
Claims (4)
させるために、ペダルの踏力を検出して前記所定の装置
の動作を制御するコントロール・ユニットに前記ペダル
の踏力に応じた信号を出力するペダル踏力検出装置であ
って、 ペダルと、前記ペダルに加えられた踏力を受けるセンサ
ユニットと、前記センサユニットを介して前記ペダルを
その休止位置方向に押圧する弾性手段とを備え、 前記センサユニットは、圧縮荷重に応じて磁界を発生す
る超磁歪材料と、この超磁歪材料の周囲に配備されて磁
界変化に応じた信号を前記コントロール・ユニットに出
力するコイルと、前記ペダルに加えられる踏力を前記超
磁歪材料に圧縮力として伝えるプッシュロッドとを具備
したことを特徴とするペダル踏力検出装置。1. A signal corresponding to a pedaling force of a pedal is output to a control unit that detects the pedaling force of a pedal and controls the operation of the predetermined device in order to operate the predetermined device in accordance with the pedaling force of the pedal. A pedal depression force detecting device, comprising: a pedal; a sensor unit for receiving a depression force applied to the pedal; and elastic means for pressing the pedal toward the rest position via the sensor unit. Is a giant magnetostrictive material that generates a magnetic field in accordance with a compressive load, a coil disposed around the giant magnetostrictive material and outputs a signal corresponding to a magnetic field change to the control unit, and a pedaling force applied to the pedal. A push rod for transmitting a compressive force to the giant magnetostrictive material.
バネで形成したことを特徴とする請求項1記載のペダル
踏力検出装置。2. The pedal depression force detecting device according to claim 1, wherein said elastic means is formed by a plurality of springs having different elastic forces.
イルから出力された信号を積分する積分回路を前記コン
トロール・ユニットに設けたことを特徴とする請求項1
記載のペダル踏力検出装置。3. The control unit according to claim 1, wherein an integration circuit for integrating a signal output from the coil due to a magnetic field change of the giant magnetostrictive material is provided.
The pedal depression force detection device according to any one of the preceding claims.
持すると共にこれらを覆って閉磁気回路を形成するヨー
クを備え、前記ヨークに前記プッシュロッドを挿通した
ことを特徴とする請求項1記載のペダル踏力検出装置。4. A yoke for accommodating and holding said giant magnetostrictive material and said coil and covering them to form a closed magnetic circuit, wherein said push rod is inserted through said yoke. Pedal force detection device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9307215A JPH11139270A (en) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | Pedal depressing force detection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9307215A JPH11139270A (en) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | Pedal depressing force detection device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11139270A true JPH11139270A (en) | 1999-05-25 |
Family
ID=17966438
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9307215A Withdrawn JPH11139270A (en) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | Pedal depressing force detection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11139270A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011011659A (en) * | 2009-07-02 | 2011-01-20 | Honda Motor Co Ltd | Brake device |
WO2018061895A1 (en) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | 株式会社デンソー | Pedal device |
-
1997
- 1997-11-10 JP JP9307215A patent/JPH11139270A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011011659A (en) * | 2009-07-02 | 2011-01-20 | Honda Motor Co Ltd | Brake device |
WO2018061895A1 (en) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | 株式会社デンソー | Pedal device |
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