JPH11139270A - Pedal depressing force detection device - Google Patents
Pedal depressing force detection deviceInfo
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- JPH11139270A JPH11139270A JP9307215A JP30721597A JPH11139270A JP H11139270 A JPH11139270 A JP H11139270A JP 9307215 A JP9307215 A JP 9307215A JP 30721597 A JP30721597 A JP 30721597A JP H11139270 A JPH11139270 A JP H11139270A
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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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