JP5452108B2 - アクセルペダル装置 - Google Patents
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Description
このようなアクセルペダル装置としては、アクセルペダルを一体的に有しハウジング(筐体ブラケット)に対して揺動自在に支持されたペダルアーム、ペダルアームを揺動自在に支持する支軸、ペダルアームを休止位置に戻すコイル状のリターンスプリング等を備え、アクティブ制御機構として、リターンスプリングの中を通すように配置されてペダルアームの上端部に当接し得るロッド、ロッドとロッドをペダルアーム側に向けて付勢する第2のスプリングとを保持するスライダ、スライダを往復駆動するべくハウジングに回動自在に支持されかつギヤを一体的に有するリードスクリュー、リードスクリューのギヤに噛合するウォームギヤを回転駆動するべくハウジングに固定されたモータ等を備えたもの(アクセル規制手段)が知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、このアクティブ制御機構は、ウォームギヤ→ギヤ及びリードスクリュー→スライダ及びロッドという駆動力(押し戻し力)の伝達経路を採用しているため、構造が複雑で装置の大型化を招き、又、即座に危険回避等が要求される場合に、応答性が悪くて(応答速度が遅くて)好ましくない。
また、ペダルアームが支軸を中心として揺動(回動)するのに対して、アクセル制御機構のロッドは直線的に往復動するようになっている。したがって、ペダルアームの上端部が円弧状の軌跡を描くのに対してロッドの先端部が直線状の軌跡を描くため、ロッドの先端部がペダルアームの上端部に当接する際の当接状態がペダルアームの角度に応じて変化し、好ましい規制力(押し戻し力)が得られない虞がある。
したがって、構造が簡単で小型化を図れ、ヒステリシス発生機構とアクティブ制御機構がそれぞれ独立して確実に機能し得ると共に応答性に優れたアクティブ制御が可能なアクセルペダル装置の開発が望まれている。
この構成によれば、操作者(運転者)がアクセルペダルを操作して、ペダルアームを休止位置と最大踏み込み位置の間で揺動させる際に、ヒステリシス発生機構によりヒステリシスを生じるような踏力が得られ、かつ、所定条件下で(例えば、車両の運転中に危険回避あるいは危険告知等が必要なった場合に)はアクティブ制御機構が作動して、操作者(運転者)の踏力に対抗してペダルアームを押し戻すような押し戻し力を発生させることができ、又、通常の動作においては、ヒシテリシス発生機構の復帰バネによりスライダを介してペダルアームを休止位置に戻すことができる。
ここで、ヒステリシス発生機構は、そのスライダがペダルアームの上端部に形成された係合部と離脱可能に係合し、かつ、アクティブ制御機構は、その戻しレバーがペダルアームの上端部に形成された受入溝と離脱可能に係合しているため、それぞれの機構が独立してペダルアームに作用し、一方の機構が他方の機構に影響を及ぼすのを防止でき、踏力において所望のヒステリシス特性を得ることができ、又、ヒステリシス発生機構又はアクティブ制御機構が仮に作動不良になっても、戻しレバーはペダルアームに対して離脱可能であるため、ペダルアームの安全側(休止位置)への戻りを確実に保証することができる。
また、アクティブ制御機構が、駆動源(例えば、トルクモータ等)と、駆動源に連動してペダルアームの揺動と同方向に回転しペダルアームの上端部に形成された受入溝に離脱可能に係合し得る戻しレバーにより構成されているため、アクティブ制御機構の簡素化及び装置の小型化等を達成しつつ、所定条件下でアクティブ制御が必要になった場合の応答性を高めることができる。
また、戻しレバーの先端部がペダルアームの上端部に係合する際に受入溝に入り込むため、当接位置のバラツキを規制することができ、ペダルアームに対して安定した押し戻し力を及ぼすことができる。
この構成によれば、戻しレバーとペダルアームの受入溝との係合領域に滑りを生じる場合に、摩擦低減部材(例えば、潤滑性能の高い樹脂部材あるいは金属部材等)が両者間に介在することで、摺動による摩擦抵抗を低減することができ、それ故に、駆動源を省電力化及び小型化できる。
この構成によれば、ハウジングに制御ユニットを一体化したことにより、配線等が短くなり、信頼性も高くなる。また、車両側において大幅な変更を伴うことなく、アクティブ制御機構を備えたアクセルペダル装置を容易に搭載することができる。
このアクセルペダル装置は、図1ないし図5に示すように、自動車等の車体に固定されるハウジング10、アクセルペダル22を有しハウジング10により規定される所定の揺動軸線L1を中心として揺動自在に支持されたペダルアーム20、ペダルアーム20を休止位置に戻す付勢力を及ぼす復帰バネ30、ペダルアーム20を休止位置に戻す付勢力を及ぼすと共に踏力(ペダル荷重)にヒステリシスを発生させるための(第1スライダ41,第2スライダ42,及び復帰バネ43等を含む)ヒステリシス発生機構40、ペダルアーム20の回転角度位置を検出する位置センサ50、所定条件下においてペダルアーム20を休止位置に向けて押し戻す押し戻し力を生じさせるための(駆動源61,戻しレバー62,位置センサ63等を含む)アクティブ制御機構60、駆動源61の駆動制御を行う制御ユニット70等を備えている。
ハウジング半体11は、図3及び図4に示すように、ペダルアーム20を揺動軸線L1回りに揺動自在に支持する支軸11a、復帰バネ30の一端部を受ける受け部11b、ヒステリシス発生機構40を収容する凹部11c、ペダルアーム20を休止位置に停止させる休止ストッパ11d、戻しレバー62の回動を許容する切り欠き部11e、位置センサ63を収容するセンサ収容部11f等を備えている。
ハウジング半体12は、図1及び図2に示すように、駆動源61を収容する収容部12a、ペダルアーム20を全開位置(最大踏込み位置)に停止させる全開ストッパ12b、位置センサ50を収容するセンサ収容部12c、制御ユニット70を覆うカバー部12d等を備えている。
円筒部21は、図4に示すように、ハウジング10の支軸11aが嵌合されて、揺動軸線L1回りに回動自在となっている。
上端部23は、図5に示すように、ヒステリシス発生機構40の第1スライダ41と離脱可能に係合する係合部23a、戻しレバー62の先端部62aを離脱可能に受け入れる受入溝23b、ハウジング10の休止ストッパ11dに当接し得る当接部23cを画定するように形成されている。
第1スライダ41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)により形成されており、図5に示すように、ハウジング半体11(凹部11c)の下側内壁面11c´に摺動自在に接触し、第2スライダ42の傾斜面42aと接触する傾斜面41a、(ペダルアーム20の)上端部23の係合部23aが離脱可能に係合し得る係合面41b等を備えている。
第2スライダ42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)により形成されており、図5に示すように、ハウジング半体11(凹部11c)の上側内壁面11c´´に摺動自在に接触し、第1スライダ41の傾斜面41aと接触する傾斜面42a、復帰バネ43の一端部を受ける受け面42b等を備えている。
復帰バネ43は、図3ないし図5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、その一端部が第2スライダ42の受け面42bに係合し、その他端部がハウジング10(の凹部11c)の側壁に係合して、所定の圧縮代に圧縮された状態で取り付けられて、第2スライダ42の傾斜面42aを第1スライダ41の傾斜面41aに押し付けて、第1スライダ41及び第2スライダ52を下側内壁面11c´及び上側内壁面11c´´に向けて押し付けるようなくさび作用を及ぼすと共に、二つのスライダ42,41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ようになっている。
一方、ペダルアーム20が、復帰バネ30(及び復帰バネ43)の付勢力に応じて休止位置に向けて戻される場合は、傾斜面41a,42aのくさび作用により生じる摩擦力(摺動抵抗)は小さくなり、復帰バネ43の付勢力により第1スライダ41及び第2スライダ42が元の位置に向けて図4中の右向きに移動するに連れて、復帰バネ43の付勢力が減少することで摩擦力が直線的に減少する。ここで、戻り動作の際の摩擦力は、踏込み動作の際の摩擦力よりも小さくなるため、踏込み動作から戻し動作までの全体の踏力(ペダル荷重)にヒステリシスを発生させることができる。
尚、戻り動作の途中において、第1スライダ41がスティックして停止したときは、復帰バネ30の付勢力により、上端部23が第1スライダ41(の係合面41b)から離脱することで、ペダルアーム20は所定の休止位置に戻るようになっている。
位置センサ50は、例えば非接触式の磁気式センサであり、ペダルアーム20の円筒部21の領域に設けられた磁性材料からなる環状のアマチャ、アマチャの内周面に結合された円弧状の一対の永久磁石、ハウジング半体12に埋設された磁性材料からなる二つのステータ、二つのステータ間に配置された2つのホール素子等により形成され、その他に関連する部品として、端子、種々の電子部品が実装された回路基板等が設けられている。
そして、位置センサ50は、ペダルアーム20が回動することにより、磁束密度の変化をホール素子で検出して電圧信号として出力し、ペダルアーム20の角度位置を検出するようになっている。
そして、戻しレバー62は、駆動源61が駆動力(回転トルク)を及ぼさないとき、ペダルアーム20の揺動に追従するように、すなわち、上端部23の移動に対して抵抗力を及ぼすことなく追従するように自由に回動し、一方、駆動源61が駆動力(回転トルク)を及ぼすとき、踏力に抵抗してペダルアーム20を休止位置に向けて押し戻す押し戻し力を上端部23に対して及ぼすようになっている。
また、戻しレバー62とペダルアーム20の配置関係については、図4に示すように、戻しレバー62は、ペダルアーム20が休止位置に戻る際の回転方向(図4において時計回り)と同一方向に回転してペダルアーム20の上端部23に係合するように形成されている。
すなわち、戻しレバー62がペダルアーム20の休止位置への回転方向と同一方向に回転することで押し戻し力を及ぼすようになっているため、ペダルアーム20の揺動軸線L1と戻しレバー62の回動軸線L2とを近付けて配置することができ、構造の集約化、装置の小型化に寄与する。また、戻しレバー62の動きにペダルアーム20を円滑に追従させて押し戻し力を円滑に伝達させることができ、その結果、安定した押し戻し力を発生させることができる。
ここでは、アクティブ制御機構60が、駆動源61(トルクモータ)と、駆動源61により回転駆動されてペダルアーム20の上端部23に対して離脱可能に係合し得る戻しレバー62により構成されているため、アクティブ制御機構60の簡素化及び装置の小型化等が達成され、所定条件下でアクティブ制御が必要になった場合の応答性を高めることができる。
さらに、戻しレバー62がペダルアーム20の上端部23と同様に円弧を描いて回動するので、戻しレバー62からペダルアーム20へ印加される押し戻し力がペダルアーム20の角度に因らず略一定となり、好ましい規制力(押し戻し力)を得ることができる。
この配置構成によれば、ヒステリシス発生機構40,位置センサ50,及びアクティブ制御機構60のそれぞれの機能を確保しつつも、部品を集約して配置でき、装置の小型化等を達成することができる。
このように、制御ユニット70をハウジング10に一体化したことにより、配線等が短くなり、信頼性も高くなる。また、車両側において大幅な変更を伴うことなく、アクティブ制御機構60を備えたアクセルペダル装置を容易に搭載することができる。
これによれば、戻しレバー62とペダルアーム20(の上端部23)との接触領域に滑りを生じる場合に、摩擦低減部材が両者間に介在することで、摺動による摩擦抵抗を低減することができ、それ故に、駆動源61を省電力化及び小型化することができる。
また、ヒステリシス発生機構40又はアクティブ制御機構60が仮に作動不良になっても、第1スライダ41及び戻しレバー62はペダルアーム20に対して離脱可能であるため、ペダルアーム20の安全側(休止位置)への戻りを確実に保証することができる。
さらに、アクティブ制御機構60が、駆動源61(例えば、トルクモータ等)と、駆動源61により回転駆動されてペダルアーム20に離脱可能に係合し得る戻しレバー62により構成されているため、アクティブ制御機構60の簡素化及び装置の小型化等を達成しつつ、所定条件下でアクティブ制御が必要になった場合の応答性を高めることができる。
先ず、操作者(運転者)がアクセルペダル22を踏み込まない休止位置にあるとき、復帰バネ30の付勢力により、上端部23の当接部23cが休止ストッパ11dに当接して、ペダルアーム20は図4で示す休止位置に停止している。このとき、ペダルアーム20の上端部23は、第1スライダ41の係合面41bと離脱可能に係合した状態にある。また、戻しレバー62の先端部62aは、上端部23に戻し力を及ぼさない状態で係合した状態にある。
これにより、危険回避又は危険告知等のためにアクティブ制御が必要になった場合に、その応答性を高めることができる。
また、アクティブ制御機構60が仮に作動不良になっても、戻しレバー62はペダルアーム20の上端部23に対して離脱可能であるため、ペダルアーム20の安全側(休止位置)への戻りを確実に保証することができる。
さらに、ヒシテリシス発生機構40及びアクティブ制御機構60が作動不良になっても、復帰バネ30が直接付勢力を及ぼしているため、ペダルアーム20の安全側(休止位置)への戻りを確実に保証することができる。
上記実施形態においては、戻しレバー62とペダルアーム20の回転方向を同一方向にするように配置した場合を示したが、これに限定されるものではなく、戻しレバーがペダルアーム20の回転方向と逆向きの方向に回転して上端部23に押し戻し力を及ぼすように構成してもよい。
上記実施形態においては、ヒステリシス発生機構40の第1スライダ41とアクティブ制御機構60の戻しレバー62とが、ペダルアーム20の上端部23に離脱可能に係合する場合を示したが、上端部23を含めた上端部23の近傍に限定されるものではなく、ペダルアーム20に対して離脱可能に係合するのであれば、その他の領域であってもよい。
上記実施形態においては、アクセルペダル22に連動するペダルアーム20として、アクセルペダル22がペダルアーム20に一体的に設けられた場合を示したが、これに限定されるものではなく、アクセルペダルが車両等の床面に揺動自在に支持され、ペダルアームがリンク機構等を介してアクセルペダルに連動するように構成されてもよい。
上記実施形態においては、制御ユニット70をハウジング10に一体的に取り付けた場合を示したが、これに限定されるものではなく、ハウジング10から切り離して別体として取り扱ってもよい。
L2 戻しレバーの回動軸線
10 ハウジング
11 ハウジング半体
11a 支軸
11b 受け部
11c 凹部
11c´ 下側内壁面
11c´´上側内壁面
11d 休止ストッパ
11e 切り欠き部
11f センサ収容部
12 ハウジング半体
12a 収容部
12b 全開ストッパ
12c センサ収容部
12d カバー部
20 ペダルアーム
21 円筒部
22 アクセルペダル
23 上端部
23a 係合部
23b 受入溝
23c 当接部
24 受け部
25 当接部
30 復帰バネ
40 ヒステリシス発生機構
41 第1スライダ
41a 傾斜面
41b 係合面
42 第2スライダ
42a 傾斜面
42b 受け面
43 復帰バネ
50 位置センサ
60 アクティブ制御機構
61 駆動源
S ロータの軸
62 戻しレバー
62a 先端部
63 位置センサ
70 制御ユニット
Claims (3)
- アクセルペダルに連動するペダルアームと、
前記ペダルアームを休止位置と最大踏込み位置の間で所定の揺動軸線回りに回動可能に支持するハウジングと、
前記ペダルアームを前記休止位置に戻す付勢力を発生する復帰バネ及び前記復帰バネと前記ペダルアームの間に設けられると共に前記ハウジングの内壁面に摺動自在に接触するスライダを含み前記アクセルペダルの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、
前記揺動軸線と前記ヒステリシス発生機構との間において前記ハウジングに設けられた駆動源及び前記駆動源に連動して前記ペダルアームの揺動と同方向に回動し前記ペダルアームに離脱可能に係合する戻しレバーを含み所定条件下で前記ペダルアームを前記休止位置に向けて押し戻すように制御するアクティブ制御機構と、を備えたアクセルペダル装置であって、
前記ペダルアームの上端部は、前記スライダを離脱可能に係合させる係合部と、前記戻しレバーの先端部を離脱可能に係合させる受入溝を有する、
ことを特徴とするアクセルペダル装置。 - 前記受入溝と前記戻しレバーの少なくとも一方には、摩擦低減部材が設けられている、
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。 - 前記ハウジングには、前記駆動源を制御する制御ユニットが設けられている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のアクセルペダル装置。
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