WO2021182563A1 - アクセル装置 - Google Patents
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Definitions
- This disclosure relates to an accelerator device.
- an accelerator pedal module equipped with an actuator is known.
- an actuator driven by a solenoid engages with a rotating member and applies a force in the return direction.
- Patent Document 1 has a rotating member driven by an actuator, and has a large physique. Further, for example, when it is not necessary to operate the accelerator pedal such as in automatic driving, it is conceivable to store the accelerator device under the floor in order to flatten the vehicle floor. do.
- An object of the present disclosure is to provide an accelerator device capable of adjusting the reaction force of a pedal lever and storing at least a part of components during automatic operation or the like.
- the accelerator device of the present disclosure includes an inner housing, a pedal lever, an urging member, and an actuator.
- the inner housing is supported by the outer housing by the support member.
- the pedal lever is rotatably supported by the inner housing in response to a stepping operation.
- One end of the urging member abuts on the inner housing and the other end abuts on the pedal lever to urge the pedal lever in the closing direction.
- the actuator can drive the inner housing in the opening and closing directions of the pedal lever.
- FIG. 1 is a side view showing an accelerator device according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a side view showing an accelerator device in a state where the pedal lever is depressed according to the first embodiment.
- FIG. 3 is a side view showing an accelerator device in a state where the inner housing is driven according to the first embodiment.
- FIG. 4A is a diagram showing the output of the accelerator opening sensor at the initial position of the inner housing according to the first embodiment.
- FIG. 4B is a diagram showing the output of the housing position sensor in the initial position of the inner housing according to the first embodiment.
- FIG. 4C is a diagram showing the sensor output difference at the initial position of the inner housing according to the first embodiment.
- FIG. 4D is a diagram showing the reaction force felt by the driver at the initial position of the inner housing according to the first embodiment.
- FIG. 5A is a diagram showing the output of the accelerator opening sensor in a state where the inner housing is driven according to the first embodiment.
- FIG. 5B is a diagram showing the output of the housing position sensor in a state where the inner housing is driven according to the first embodiment.
- FIG. 5B is a diagram showing a sensor output difference in a state where the inner housing is driven according to the first embodiment.
- 5D is a diagram showing a reaction force felt by the driver in a state where the inner housing is driven according to the first embodiment.
- FIG. 6 is a side view showing the accelerator device in the retracted state according to the first embodiment.
- FIG. 7 is a side view showing the accelerator device according to the second embodiment.
- FIG. 8 is a side view showing an accelerator device in a state where the pedal lever is depressed according to the second embodiment.
- FIG. 9 is a side view showing an accelerator device in a state where the inner housing is driven according to the second embodiment.
- FIG. 10 is a side view showing the accelerator device in the retracted state according to the second embodiment.
- FIG. 11 is a side view showing the accelerator device according to the third embodiment.
- FIG. 12 is a side view showing an accelerator device in a state where the pedal lever is depressed according to the third embodiment.
- FIG. 13 is a side view showing an accelerator device in a state where the inner housing is driven according to the third embodiment.
- FIG. 14 is a side view showing the accelerator device in the retracted state according to the fourth embodiment.
- the accelerator device 1 includes an inner housing 11, an outer housing 12, a pedal lever 20, a motor 40 as an actuator, a power transmission mechanism 50, and the like.
- a cover (not shown) provided on the front side of the paper surface of the inner housing 11 is removed, and hatching is described at a portion having a cross section on the cover surface.
- the inner housing 11 houses an internal movable mechanism such as a pedal 35 inside.
- the inner housing 11 is movably attached to the outer housing 12 by driving the motor 40.
- the outer housing 12 is fixed to the floor panel FP that forms a part of the vehicle body.
- the pedal lever 20 has a pad 21, an arm 31, and a pedal 35, and is integrally driven by a driver's stepping operation or the like.
- the pad 21 is provided so that it can be stepped on by a driver.
- the pad 21 is rotatably supported by the inner housing 11 by a fulcrum member 23 provided on the inner housing 11.
- the pedal lever 20 of the present embodiment is a so-called "floor-standing type" in which the pad 21 is provided so as to extend in a direction along one surface of the inner housing 11.
- the wall portion of the inner housing 11 facing the pad 21 is referred to as the top wall 111, and the wall portion facing the top wall 111 is referred to as the bottom wall 112.
- the side guard 24 is a member that guards the gap between the pad 21 and the inner housing 11 so that the driver's foot is not sandwiched between the pad 21 and the inner housing 11.
- the arm 31 connects the pad 21 and the pedal 35.
- An opening through which the arm 31 is inserted is formed in the top wall 111 of the inner housing 11.
- the opening through which the arm 31 is inserted is formed so as not to interfere with the arm 31 in the entire range of pedal operation.
- the pedal 35 is housed in the internal space of the inner housing 11 and is rotatably supported by the inner housing 11. One end of the pedal 35 engages the arm 31. As a result, the pad 21, the arm 31, and the pedal 35 are integrally driven by the operation of the pad 21 by the driver.
- the pedal urging member 37 is a compression coil spring, one end of which is fixed to the pedal 35, the other end of which is fixed to the bottom wall 112, and the pedal 35 is urged to the top wall 111 side.
- the state in which the arm 31 is in contact with the fully closed stopper 17 is referred to as the “accelerator fully closed state”
- the state in which the pad 21 is in contact with the fully open stopper is referred to as the “accelerator fully open state”.
- the accelerator opening sensor 39 generates an accelerator opening signal according to the rotation angle of the pedal 35.
- the accelerator opening sensor 39 has, for example, a detection circuit including a Hall element that detects the direction of a permanent magnet embedded in a shaft portion (not shown) of the pedal 35.
- the accelerator opening sensor 39 may be any other than a Hall element as long as it can detect the accelerator opening.
- the accelerator opening signal is output to the ECU 100 via a connector (not shown).
- the motor 40 is, for example, a DC brushless motor, and is provided so as to be accommodated in the outer housing 12 together with the inner housing 11 and the like.
- the ECU 100 controls the drive of the motor 40 based on the detected values of the accelerator opening sensor 39 and the housing position sensor 49.
- the driving force of the motor 40 is transmitted to the outer housing 12 via the power transmission mechanism 50.
- the inner housing 11 is driven by the driving force of the motor 40.
- the inner housing 11 by providing the power transmission mechanism 50, the inner housing 11 is moved in the accelerator closing direction (hereinafter, appropriately “returning direction”) and the accelerator opening direction (hereinafter, appropriately “stepping direction”) by the driving force of the motor 40. It is configured to be actively driveable.
- the accelerator opening sensor 39, the housing position sensor 49 described later, the ECU 100, and the accelerator opening / closing direction are not shown except in FIG.
- the power transmission mechanism 50 includes a feed screw 51, a female screw block 52, a link mechanism 53, and the like.
- the lead screw 51 is housed in the case 46.
- the case 46 is formed in a substantially tubular shape and is fixed to the inner housing 11.
- the feed screw 51 is a male screw and is rotationally driven by the motor 40 via the gear mechanism 410.
- the gear mechanism 410 has a first gear 411 and a second gear 412. The first gear 411 rotates the motor 40 integrally, and the second gear 412 that meshes with the first gear 411 rotates integrally with the feed screw 51. As a result, the feed screw 51 is driven by the motor 40.
- the female screw block 52 is formed in a rectangular shape in a plan view, and a female screw that meshes with the feed screw 51 is formed inside.
- the female screw block 52 moves in the axial direction of the feed screw 51 due to the rotation of the feed screw 51.
- the lead screw 51 side may be a female screw and the screw block side may be a male screw.
- the male and female threads according to the embodiments described later may also be replaced.
- the link mechanism 53 has a housing connecting member 531, a link 532, and a joint 533.
- One end of the housing connecting member 531 is rotatably connected to the inner housing 11, and the other end is slidably connected to the outer housing 12.
- One end of the link 532 is connected to the female thread block 52, and the other end is connected to the housing connecting member 531 via a joint 533.
- the joint 533 rotatably connects the housing connecting member 531 and the link 532.
- the inner housing 11 is rotatably supported with respect to the outer housing 12 by driving the motor 40.
- a housing position sensor 49 that detects the angle of the inner housing 11 with respect to the outer housing 12 is provided.
- the angle of the pedal lever 20 with respect to the inner housing 11 detected by the accelerator opening sensor 39 is defined as the pedal angle ⁇ 1
- the angle of the inner housing 11 with respect to the outer housing 12 is defined as the housing angle ⁇ 2.
- the angle formed by the reference position B and the tread position Ta is defined as the tread angle ⁇ d.
- the tread angle ⁇ d can be regarded as the pedal angle seen from the driver, and if the tread position Ta is constant regardless of the housing angle ⁇ 2, the tread angle ⁇ d is constant.
- FIG. 1 shows the initial state when the accelerator is fully closed.
- the top wall 111 of the inner housing 11 and the open end 121 of the outer housing 12 are located on substantially the same straight line.
- the end face position on the pad 21 side of the inner housing 11 is set as the reference position B, and is indicated by the alternate long and short dash line.
- the pedal angle ⁇ 1 is positive in the stepping direction
- the housing angle ⁇ 2 is positive in the return direction.
- the female screw block 52 In the initial state, the female screw block 52 is located at an initial position where it can move in both directions.
- the length of the lead screw 51 and the initial position of the female screw block 52 are set according to the drive region of the inner housing 11. The same applies to the embodiments described later.
- FIGS. 4A to 4D and 5A to 5D show the relationship between the angles ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ d and the reaction force.
- 4A and 5A show the output V1 of the accelerator opening sensor 39
- FIGS. 4B and 5B show the output V2 of the housing position sensor 49
- the horizontal axis is the angles ⁇ 1 and ⁇ 2
- the vertical axis is the sensor outputs V1 and V2.
- the horizontal axis is the tread angle ⁇ d
- the vertical axis is the sensor output difference ⁇ V.
- the horizontal axis is the angle
- the vertical axis is the reaction force. Further, in FIG. 5D, the relationship between the tread angle ⁇ d and the reaction force is shown on the left side of the paper surface, and the relationship between the pedal angle ⁇ 1 and the reaction force is shown on the right side of the paper surface.
- FIGS. 4A to 4D The case where the inner housing 11 is in the initial position (see FIG. 2) is shown in FIGS. 4A to 4D.
- the output V1 of the accelerator opening sensor 39 has a value V ⁇ corresponding to the pedal angle ⁇ 1.
- the output V2 0 of the housing position sensor 49.
- the sensor output difference ⁇ V V ⁇
- the reaction force by the pedal urging member 37 acts to increase when the pedal lever 20 is depressed, and decreases when the pedal lever 20 is returned.
- a hysteresis loop is drawn so that the reaction force with respect to the angle ⁇ 1 is different between the stepping operation and the return operation.
- FIGS. 5A to 5D The case where the inner housing 11 is driven from the initial position (see FIG. 3) while maintaining the tread position Ta is shown in FIGS. 5A to 5D.
- the pedal angle ⁇ 1 ⁇ + ⁇
- the hysteresis loop is closer to the left side of the paper surface so that the reaction force with respect to the tread angle ⁇ d becomes larger according to the housing angle ⁇ 2 as compared with the case where the inner housing 11 is in the initial position. ..
- the upper limit of the reaction force applied to the pedal lever 20 is defined by the urging force of the pedal urging member 37.
- the output V1 corresponding to the pedal angle ⁇ 1 and the output V2 corresponding to the housing angle ⁇ 2 are output to the ECU 100.
- the tread angle ⁇ d can be calculated by calculating the sensor output difference ⁇ V (see FIG. 5C). Therefore, in the ECU 100, the tread angle ⁇ d can be used for various calculations such as engine control. In other words, in the present embodiment, the tread angle ⁇ d can be calculated by providing the housing position sensor 49 in addition to the accelerator opening sensor 39.
- the slopes of the outputs V1 and V2 with respect to the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are described as being equal, but if they are different, they may be converted as appropriate.
- the link mechanism 53 is folded so that the inner housing 11 and the pedal lever 20 and the like are opened. Together, it moves to the bottom wall 127 side of the outer housing 12.
- the outer housing 12 is formed with a pad contact portion 125 that can come into contact with the pad 21.
- the pad 21 comes into contact with the pad contact portion 125 of the outer housing 12 by driving the motor 40, the inner housing 11, the pedal lever 20, the motor 40, and the power transmission mechanism 50 are housed in the outer housing 12.
- the pad 21 comes into contact with the pad contact portion 125, the surface of the pad 21 becomes the same surface as the vehicle floor.
- “same surface” means that a step of about an assembly error is allowed. For example, by storing the accelerator device 1 during automatic driving or the like, a large space under the driver's feet can be secured, so that comfort is improved.
- the accelerator device 1 includes an inner housing 11, a pedal lever 20, a pedal urging member 37 as an urging member, and a motor 40 as an actuator.
- the inner housing 11 is supported by the outer housing 12 by a link mechanism 53 as a support member.
- the pedal lever 20 is rotatably supported by the inner housing 11 in response to a stepping operation.
- One end of the pedal urging member 37 abuts on the inner housing 11 and the other end abuts on the pedal lever 20 to urge the pedal lever 20 in the closing direction.
- the motor 40 can drive the inner housing 11 in the opening direction and the closing direction of the pedal lever 20. With this configuration, the reaction force of the pedal lever 20 can be adjusted by driving the inner housing 11, and at least a part of the components can be stored in the outer housing 12 during automatic operation or the like. can.
- the reaction force can be adjusted by driving the inner housing 11 in the fully open direction or the closed direction, and by driving the inner housing 11 in the direction approaching the outer housing 12, the inner housing 11 is driven to the outer. It can be stored in the housing 12. Further, since the reaction force adjusting function and the storing function are realized by one motor 40, a relatively simple and compact configuration can be achieved.
- the accelerator device 1 includes an accelerator opening sensor 39 as a first sensor for detecting the depression angle of the pedal lever 20, and a housing position sensor 49 as a second sensor for detecting the angle of the inner housing 11 with respect to the outer housing 12.
- the motor 40 is controlled based on the detected values of the accelerator opening sensor 39 and the housing position sensor 49. Thereby, the reaction force can be appropriately controlled. In particular, the reaction force can be appropriately controlled while the tread surface is maintained.
- the motor 40 generates a rotational force
- the accelerator device 1 includes a power transmission mechanism 50 that converts the rotational force of the motor 40 in the linear motion direction and transmits it to the inner housing 11 side.
- the power transmission mechanism 50 has a lead screw 51 and a female screw block 52 as a screw block.
- the lead screw 51 is driven by a motor 40 to form a male screw.
- the female screw block 52 is formed with a female screw that meshes with the feed screw 51.
- the support member is a link mechanism 53 connected to the female thread block 52, the inner housing 11, and the outer housing 12.
- the inner housing 11 Since the inner housing 11 is moved by the engagement between the male screw and the female screw, the inner housing 11 does not move when the pedal lever 20 is depressed, and the inner housing 11 can be easily positioned. Further, the load on the motor 40 can be reduced.
- the second embodiment is shown in FIGS. 7 to 10. Since the power transmission mechanism of the second embodiment and the third embodiment is different from that of the above embodiment, this point will be mainly described.
- the power transmission mechanism 60 of the accelerator device 2 has a feed screw 61, a cylinder 62, a holder 63, and a roller 64.
- the feed screw 61 is a male screw and is rotationally driven by the motor 40 via the gear mechanism 410.
- the gear mechanism 410 is provided on the pad 21 side, and the inner housing 11, the cylinder 62, and the motor 40 are arranged side by side in this order.
- the inner housing 11 and the cylinder 62 are provided so as to be integrally movable by driving the motor 40.
- the cylinder 62 is formed in a substantially cylindrical shape, and a feed screw 61 is housed therein.
- the holder 63 is formed in a substantially bottomed tubular shape, and a female screw portion 631 that meshes with the feed screw 61 is formed on the opening side.
- the holder 63 is provided so that the end on the opening side is housed in the cylinder 62, the bottom side protrudes from the cylinder 62, and the holder 63 can be moved in the axial direction of the cylinder 62 by the rotation of the feed screw 61.
- a roller 64 is provided at the bottom of the holder 63.
- the roller 64 slidably contacts the bottom wall 127 of the outer housing 12.
- a regulation wall 128 for restricting the movement of the roller 64 is formed on the inner housing 11.
- the holder 63 may be movable along the bottom wall 127 of the inner housing 11, and the roller 64 may be omitted if the bottom surface of the holder 63 is formed so as to be slidable on the bottom wall 127 of the outer housing 12. You may.
- FIG. 7 shows the initial state when the accelerator is fully closed.
- the holder 63 is located at an initial position capable of moving in both directions.
- a reaction force corresponding to the pedal angle ⁇ 1 is applied by the urging force of the pedal urging member 37.
- the inner housing 11 and the pedal lever 20 and the like are integrated to the bottom wall 127 side of the outer housing 12. Moving. When the pad 21 and the pad contact portion 125 of the outer housing 12 come into contact with each other, the inner housing 11, the pedal lever 20, the motor 40, and the power transmission mechanism 60 are housed in the outer housing 12.
- the power transmission mechanism 60 is driven by a motor 40 to form a feed screw 61 on which a male screw is formed and a holder 63 on which a female screw that meshes with the feed screw 61 is formed and is slidably provided on the outer housing 12.
- the holder 63 corresponds to the support member. Even with this configuration, the same effect as that of the above embodiment can be obtained.
- the third embodiment is shown in FIGS. 11 to 15.
- the power transmission mechanism 70 of the accelerator device 3 has a feed screw 71, a jack portion 72, and the like.
- the lead screw 71 is a male screw, and the thread is cut in the opposite direction from the center in the axial direction.
- the feed screw 71 is provided substantially parallel to the bottom wall of the inner housing 11.
- the feed screw 71 is rotationally driven by the motor 40 via the gear mechanism 410.
- the jack portion 72 has female screw blocks 721 and 722, an upper connecting portion 723, a lower connecting portion 724, and links 725 to 728.
- the female screw blocks 721 and 722 have female threads formed inside and mesh with the feed screw 71.
- the female screw block 721 is located closer to the gear mechanism 410 than the center of the feed screw 71
- the female screw block 722 is located closer to the gear mechanism 410 than the center of the feed screw 71.
- the upper connecting portion 723 is fixed to the inner housing 11.
- the lower connecting portion 724 is fixed to the outer housing 12.
- the female screw blocks 721 and 722 are connected by a link 725, an upper connecting portion 723, and a link 726 on the inner housing 11 side of the feed screw 71. Further, the female screw blocks 721 and 722 are connected by a link 727, a lower connecting portion 724, and a link 728 on the outer housing 12 side of the feed screw 71.
- FIG. 11 shows the initial state when the accelerator is fully closed.
- the female thread blocks 721 and 722 are located at initial positions that can be moved in both directions.
- a reaction force corresponding to the pedal angle ⁇ 1 is applied by the urging force of the pedal urging member 37.
- the power transmission mechanism 70 of the present embodiment has a feed screw 71 and a jack portion 72 which is a support member.
- the lead screw 71 is driven by a motor 40, and a male screw whose screw direction is reversed is formed at an intermediate portion.
- the jack portion 72 has female screw blocks 721 and 722 as screw blocks and connecting portions 723 and 724.
- the female screw blocks 721 and 722 are provided on both sides of the intermediate portion of the feed screw 71, and a female screw that meshes with the feed screw 71 is formed.
- the connecting portions 723 and 724 connect the links 725 to 728, which are in contact with the female screw blocks 721 and 722, on both sides of the feed screw 71.
- the inner housing 11 is fixed to the upper connecting portion 723 which is the connecting portion on one side of the feed screw 71, and the outer housing 12 is fixed to the lower connecting portion 724 which is the connecting portion on the other side. Even with this configuration, the same effect as that of the above embodiment can be obtained.
- the actuator is a DC brushless motor.
- the actuator may be a motor of a type other than the DC brushless motor, or an actuator other than the motor such as a solenoid may be used as the actuator.
- the accelerator device has been described as a floor-standing type (so-called “organ type”). In other embodiments, the accelerator device may be of the so-called hanging type (so-called "pendant type"). Further, the power transmission mechanism and the lock mechanism may be configured differently from the above-described embodiment. As described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the present embodiment.
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Abstract
アクセル装置(1、2、3)は、インナーハウジング(11)と、ペダルレバー(20)と、付勢部材(37)と、アクチュエータ(40)と、を備える。インナーハウジング(11)は、支持部材(53、62、72)によりアウターハウジング(12)に支持される。ペダルレバー(20)は、踏み込み操作に応じて回動可能にインナーハウジング(11)に支持される。付勢部材(37)は、ペダルレバー(20)を閉方向に付勢する。アクチュエータ(40)は、インナーハウジング(11)をペダルレバー(20)の開方向および閉方向に駆動可能である。
Description
本出願は、2020年3月13日に出願された特許出願番号2020-044688号に基づくものであり、ここにその記載内容を援用する。
本開示は、アクセル装置に関する。
従来、アクチュエータを備えるアクセルペダルモジュールが知られている。例えば特許文献1では、ソレノイドにより駆動されるアクチュエータが回転部材に係合し、戻し方向に力を加える。
特許文献1では、アクチュエータにより駆動される回転部材を有しており、体格が大きい。また、例えば自動運転等のアクセルペダル操作不要時に、車両フロアをフラットにすべく、アクセル装置をフロア下に格納することが考えられるが、格納用のアクチュエータを別途に設けると、さらに体格が大型化する。本開示の目的は、ペダルレバーの反力を調整可能であって、かつ、自動運転時等に構成部品の少なくとも一部を格納可能なアクセル装置を提供する。
本開示のアクセル装置は、インナーハウジングと、ペダルレバーと、付勢部材と、アクチュエータと、を備える。インナーハウジングは、支持部材により、アウターハウジングに支持される。ペダルレバーは、踏み込み操作に応じて回動可能にインナーハウジングに支持される。付勢部材は、一端がインナーハウジングに当接し、他端がペダルレバーに当接し、ペダルレバーを閉方向に付勢する。アクチュエータは、インナーハウジングをペダルレバーの開方向および閉方向に駆動可能である。これにより、ペダルレバーの反力を調整可能であって、かつ、自動運転時等に構成部品の少なくとも一部をアウターハウジング内に格納することができる。
本開示についての上記目的及びその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図1は、第1実施形態によるアクセル装置を示す側面図であり、
図2は、第1実施形態によるペダルレバーが踏み込まれた状態のアクセル装置を示す側面図であり、
図3は、第1実施形態によるインナーハウジングが駆動された状態のアクセル装置を示す側面図であり、
図4Aは、第1実施形態によるインナーハウジングが初期位置でのアクセル開度センサの出力を示す図であり、
図4Bは、第1実施形態によるインナーハウジングが初期位置でのハウジング位置センサの出力を示す図であり、
図4Cは、第1実施形態によるインナーハウジングが初期位置でのセンサ出力差分を示す図であり、
図4Dは、第1実施形態によるインナーハウジングが初期位置でのドライバが感じる反力を示す図であり、
図5Aは、第1実施形態によるインナーハウジングが駆動されている状態でのアクセル開度センサの出力を示す図であり、
図5Bは、第1実施形態によるインナーハウジングが駆動されている状態でのハウジング位置センサの出力を示す図であり、
図5Bは、第1実施形態によるインナーハウジングが駆動されている状態でのセンサ出力差分を示す図であり、
図5Dは、図5Bは、第1実施形態によるインナーハウジングが駆動されている状態でのドライバが感じる反力を示す図であり、
図6は、第1実施形態による格納状態のアクセル装置を示す側面図であり、
図7は、第2実施形態によるアクセル装置を示す側面図であり、
図8は、第2実施形態によるペダルレバーが踏み込まれた状態のアクセル装置を示す側面図であり、
図9は、第2実施形態によるインナーハウジングが駆動された状態のアクセル装置を示す側面図であり、
図10は、第2実施形態による格納状態のアクセル装置を示す側面図であり、
図11は、第3実施形態によるアクセル装置を示す側面図であり、
図12は、第3実施形態によるペダルレバーが踏み込まれた状態のアクセル装置を示す側面図であり、
図13は、第3実施形態によるインナーハウジングが駆動された状態のアクセル装置を示す側面図であり、
図14は、第4実施形態による格納状態のアクセル装置を示す側面図である。
(第1実施形態)
以下、本開示によるアクセル装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。第1実施形態を図1~図6に示す。図1に示すように、アクセル装置1は、インナーハウジング11、アウターハウジング12、ペダルレバー20、アクチュエータとしてのモータ40、および、動力伝達機構50等を備える。図1等では、インナーハウジング11の紙面手前側に設けられる図示しないカバーを外した状態とし、カバー面で断面となる箇所にはハッチングを記載した。
以下、本開示によるアクセル装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。第1実施形態を図1~図6に示す。図1に示すように、アクセル装置1は、インナーハウジング11、アウターハウジング12、ペダルレバー20、アクチュエータとしてのモータ40、および、動力伝達機構50等を備える。図1等では、インナーハウジング11の紙面手前側に設けられる図示しないカバーを外した状態とし、カバー面で断面となる箇所にはハッチングを記載した。
インナーハウジング11は、内部にペダル35等の内部可動機構を収容する。インナーハウジング11は、モータ40の駆動によりアウターハウジング12に対して駆動可能に取り付けられる。アウターハウジング12は、車両の車体の一部を構成するフロアパネルFPに固定される。
ペダルレバー20は、パッド21、アーム31、および、ペダル35を有し、ドライバの踏込操作等により、一体に駆動される。パッド21は、ドライバにより踏込操作可能に設けられる。パッド21は、インナーハウジング11に設けられる支点部材23によりインナーハウジング11に回動可能に支持される。本実施形態のペダルレバー20は、パッド21がインナーハウジング11の一面に沿う方向に延びて設けられる、いわゆる「床置きタイプ」である。インナーハウジング11のパッド21に対向する側の壁部を頂壁111、頂壁111と対向する壁部を底壁112とする。側面ガード24は、ドライバの足がパッド21とインナーハウジング11との間に挟み込まれないように、パッド21とインナーハウジング11との間の隙間をガードする部材である。
アーム31は、パッド21とペダル35とを連結する。インナーハウジング11の頂壁111には、アーム31が挿通される開口が形成される。アーム31が挿通される開口は、ペダル操作の全範囲において、アーム31と干渉しないように形成される。
ペダル35は、インナーハウジング11の内部空間に収容され、インナーハウジング11に回転可能に支持される。ペダル35の一方の端部は、アーム31と係合する。これにより、ドライバによるパッド21の操作により、パッド21、アーム31およびペダル35が一体となって駆動される。
ペダル付勢部材37は、圧縮コイルばねであって、一端がペダル35に固定され、他端が底壁112に固定され、ペダル35を頂壁111側に付勢する。パッド21がドライバにより踏み込まれていないとき、アーム31は、頂壁111の内側に形成される全閉ストッパ17と当接する。また、パッド21を踏み込むと、パッド21は、頂壁111の外側に形成される図示しない全開ストッパと当接する。以下、アーム31が全閉ストッパ17に当接している状態を「アクセル全閉状態」、パッド21が全開ストッパに当接している状態を「アクセル全開状態」とする。
アクセル開度センサ39は、ペダル35の回転角度に応じたアクセル開度信号を生成する。アクセル開度センサ39は、例えば、ペダル35の図示しないシャフト部に埋め込まれた永久磁石の向きを検出するホール素子を含む検出回路を有する。アクセル開度センサ39は、アクセル開度を検出可能であればよく、ホール素子以外のものを用いてもよい。アクセル開度信号は、図示しないコネクタを経由して、ECU100に出力される。
モータ40は、例えばDCブラシレスモータであって、インナーハウジング11等とともにアウターハウジング12内に収容可能に設けられる。ECU100は、アクセル開度センサ39およびハウジング位置センサ49の検出値等に基づき、モータ40の駆動を制御する。モータ40の駆動力は、動力伝達機構50を介して、アウターハウジング12に伝達される。これにより、インナーハウジング11は、モータ40の駆動力により駆動される。
本実施形態のアクセル装置1は、動力伝達機構50を設けることで、モータ40の駆動力により、インナーハウジング11をアクセル閉方向(以下適宜「戻し方向」)およびアクセル開方向(以下適宜「踏込方向」)に能動的に駆動可能に構成されている。アクセル開度センサ39、後述のハウジング位置センサ49、ECU100およびアクセル開閉方向については、図1以外での図示を省略した。
動力伝達機構50は、送りねじ51、雌ねじブロック52、および、リンク機構53等を有する。送りねじ51は、ケース46に収容される。ケース46は、略筒状に形成され、インナーハウジング11に固定される。送りねじ51は、雄ねじであって、ギア機構410を介してモータ40により回転駆動される。ギア機構410は、第1ギア411および第2ギア412を有する。第1ギア411はモータ40を一体に回転し、第1ギア411と噛み合う第2ギア412は、送りねじ51と一体に回転する。これにより、送りねじ51はモータ40により駆動される。
雌ねじブロック52は、平面視矩形に形成され、内部に送りねじ51と噛み合う雌ねじが形成される。雌ねじブロック52は、送りねじ51の回転により、送りねじ51の軸方向に移動する。なお、送りねじ51側を雌ねじ、ねじブロック側を雄ねじとしてもよい。後述の実施形態に係る雄ねじおよび雌ねじについても、入れ替えても差し支えない。
リンク機構53は、ハウジング接続部材531、リンク532、および、ジョイント533を有する。ハウジング接続部材531は、一端がインナーハウジング11と回転可能に接続され、他端がアウターハウジング12と摺動可能に接続される。リンク532は、一端が雌ねじブロック52に接続され、他端がジョイント533を介してハウジング接続部材531と接続される。ジョイント533は、ハウジング接続部材531とリンク532とを回動可能に接続する。これにより、モータ40の駆動により、インナーハウジング11は、アウターハウジング12に対して回動可能に支持される。
本実施形態では、アウターハウジング12に対するインナーハウジング11の角度を検出するハウジング位置センサ49が設けられている。以下、アクセル開度センサ39にて検出されるインナーハウジング11に対するペダルレバー20の角度をペダル角度θ1、アウターハウジング12に対するインナーハウジング11の角度をハウジング角度θ2とする。また、基準位置Bと踏面位置Taとのなす角度を踏面角度θdとする。踏面角度θdは、ドライバから見たペダル角度と捉えることができ、ハウジング角度θ2によらず、踏面位置Taが一定であれば、踏面角度θdは一定となる。
図1は、アクセル全閉での初期状態を示している。初期状態では、インナーハウジング11の頂壁111と、アウターハウジング12の開口端部121とが、略同一直線上に位置している。本実施形態では、インナーハウジング11のパッド21側の端面位置を基準位置Bとし、二点鎖線で示す。また、ペダル角度θ1は踏込方向を正、ハウジング角度θ2は戻し方向を正とする。
初期状態において、雌ねじブロック52は、両方向に移動可能な初期位置に位置している。送りねじ51の長さおよび雌ねじブロック52の初期位置は、インナーハウジング11の駆動領域に応じて設定される。後述の実施形態も同様である。
図2に示すように、パッド21が踏み込まれると、ペダル角度θ1は、与えられた踏力に応じた値となる。このときのペダル角度θ1=αとする。また、インナーハウジング11は駆動されていないので、ハウジング角度θ2=0である。
図3に示すように、踏面位置Taを維持した状態にて、雌ねじブロック52がギア機構410側に近づく方向にモータ40を駆動すると、インナーハウジング11がパッド21に近づく側に駆動される。このときのハウジング角度θ2=βとする。
角度θ1、θ2、θdと、反力との関係を図4A~図4Dおよび図5A~図5Dに示す。図4Aおよび図5Aはアクセル開度センサ39の出力V1、図4Bおよび図5Bはハウジング位置センサ49の出力V2、図4Cおよび図5Cはセンサ出力差分ΔV=V1-V2、図4Dおよび図5Dはドライバの感じる反力を示している。図4A、図4B、図5A、図5Bでは、横軸を角度θ1、θ2、縦軸をセンサ出力V1、V2とする。図4C、図5Cでは、横軸を踏面角度θd、縦軸をセンサ出力差分ΔVとする。図5D、図5Dでは、横軸を角度、縦軸を反力とする。また、図5Dでは、紙面左側に踏面角度θdと反力との関係、紙面右側にペダル角度θ1と反力との関係を示している。
インナーハウジング11が初期位置にある場合(図2参照)を図4A~図4Dに示す。図4Aに示すように、アクセル開度センサ39の出力V1は、ペダル角度θ1に応じた値Vαとなる。また、図4Bに示すように、インナーハウジング11が初期位置にあるので、ハウジング位置センサ49の出力V2=0となる。また、図4Cに示すように、センサ出力差分ΔV=Vαとなり、ペダル角度θ1および踏面角度θdが一致している。すなわち、θ1=θd=αである。また、図4Dに示すように、ペダル付勢部材37による反力は、ペダルレバー20が踏み込まれるときに増加するように作用し、ペダルレバー20が戻されるときに減少するように作用する。踏み込み作動時と戻し作動時とでは角度θ1に対する反力が異なるように、ヒステリシスループを描く関係となっている。
踏面位置Taを維持した状態にてインナーハウジング11を初期位置から駆動した場合(図3参照)を図5A~図5Dに示す。図5Bに示すように、ハウジング角度θ2=βのとき、ハウジング位置センサ59の出力V2=Vβである。このとき、踏面位置Taが維持されているので、踏面角度θd=αである。一方、図5Aに示すように、ペダル角度θ1=α+βとなり、アクセル開度センサ39の出力V1=Vα+Vβとなる。図5Dの紙面右側に示すように、ペダル付勢部材37の付勢力による反力は、ペダル角度θ1=α+βに応じた値となる。そのため、図5Dの紙面左側に示すように、踏面角度θdに対する反力は、インナーハウジング11が初期位置の場合と比較し、ハウジング角度θ2に応じて大きくなるように、ヒステリシスループが紙面左側に寄る。これにより、ドライバは、踏面位置Taは変わらないが、反力が増加したと感じる。なお、ペダルレバー20に与えられる反力の上限は、ペダル付勢部材37の付勢力により規定される。
ECU100には、ペダル角度θ1に応じた出力V1、および、ハウジング角度θ2に応じた出力V2が出力される。ECU100では、センサ出力差分ΔVを演算することで、踏面角度θdを演算可能である(図5C参照)。したがって、ECU100では、踏面角度θdを、例えばエンジン制御等の各種演算に利用可能である。換言すると、本実施形態では、アクセル開度センサ39に加え、ハウジング位置センサ49を設けることで、踏面角度θdを演算可能である。なお、図4A~図4Dおよび図5A~図5Dの例では、角度θ1、θ2に対する出力V1、V2の傾きが等しいものとして説明しているが、異なる場合は、適宜換算すればよい。
図6に示すように、アクセル全閉状態にて、雌ねじブロック52がギア機構410から離間する方向にモータ40を駆動すると、リンク機構53が折り畳まれることで、インナーハウジング11およびペダルレバー20等が一体となってアウターハウジング12の底壁127側へ移動する。また、アウターハウジング12には、パッド21と当接可能なパッド当接部125が形成されている。モータ40の駆動により、パッド21がアウターハウジング12のパッド当接部125に当接すると、インナーハウジング11、ペダルレバー20、モータ40、および、動力伝達機構50がアウターハウジング12内に格納される。本実施形態では、パッド21がパッド当接部125に当接することで、パッド21の表面が、車両フロアと同一面となる。なお、「同一面」とは、組み付け誤差程度の段差は許容される。例えば自動運転時等にアクセル装置1を格納することで、ドライバの足元のスペースを広く確保できるので、快適性が向上する。
以上説明したように、アクセル装置1は、インナーハウジング11と、ペダルレバー20と、付勢部材としてのペダル付勢部材37と、アクチュエータとしてのモータ40と、を備える。インナーハウジング11は、支持部材としてのリンク機構53によりアウターハウジング12に支持される。ペダルレバー20は、踏み込み操作に応じて回動可能にインナーハウジング11に支持される。ペダル付勢部材37は、一端がインナーハウジング11に当接し、他端がペダルレバー20に当接し、ペダルレバー20を閉方向に付勢する。モータ40は、インナーハウジング11をペダルレバー20の開方向および閉方向に駆動可能である。このように構成することで、インナーハウジング11の駆動によりペダルレバー20の反力を調整可能であって、かつ、自動運転時等に構成部品の少なくとも一部をアウターハウジング12内に格納することができる。
本実施形態では、インナーハウジング11を全開方向または閉方向に駆動することで、反力を調整可能であるとともに、インナーハウジング11がアウターハウジング12に近付く方向に駆動することで、インナーハウジング11をアウターハウジング12に格納可能である。また、1つのモータ40にて反力調整機能および格納機能を実現しているので、比較的簡易で小型の構成とすることができる。
アクセル装置1は、ペダルレバー20の踏み込み角度を検出する第1センサとしてのアクセル開度センサ39と、インナーハウジング11のアウターハウジング12に対する角度を検出する第2センサとしてのハウジング位置センサ49を備え、モータ40は、アクセル開度センサ39およびハウジング位置センサ49の検出値に基づいて制御される。これにより、反力を適切に制御することができる。特に、踏面を維持した状態にて、反力を適切に制御することができる。
モータ40は、回転力を発生するものである、また、アクセル装置1は、モータ40の回転力を直動方向に変換してインナーハウジング11側へ伝達する動力伝達機構50を備える。詳細には、動力伝達機構50は、送りねじ51、および、ねじブロックとしての雌ねじブロック52を有する。送りねじ51は、モータ40により駆動され、雄ねじが形成される。雌ねじブロック52は、送りねじ51に噛み合う雌ねじが形成される。支持部材は、雌ねじブロック52、インナーハウジング11およびアウターハウジング12に接続されるリンク機構53である。
雄ねじと雌ねじとの噛み合いにより、インナーハウジング11を移動させるので、ペダルレバー20の踏み込みによりインナーハウジング11が動くことがなく、インナーハウジング11を容易に位置決め可能である。また、モータ40への負荷を低減可能である。
(第2実施形態)
第2実施形態を図7~図10に示す。第2実施形態および第3実施形態は、動力伝達機構が上記実施形態と異なるので、この点を中心に説明する。アクセル装置2の動力伝達機構60は、送りねじ61、シリンダ62、ホルダ63、および、ローラ64を有する。送りねじ61は、雄ねじであって、ギア機構410を介してモータ40により回転駆動される。
第2実施形態を図7~図10に示す。第2実施形態および第3実施形態は、動力伝達機構が上記実施形態と異なるので、この点を中心に説明する。アクセル装置2の動力伝達機構60は、送りねじ61、シリンダ62、ホルダ63、および、ローラ64を有する。送りねじ61は、雄ねじであって、ギア機構410を介してモータ40により回転駆動される。
本実施形態では、ギア機構410がパッド21側に設けられ、インナーハウジング11、シリンダ62、および、モータ40がこの順で横並びに配列される。インナーハウジング11とシリンダ62とは、モータ40の駆動により一体となって移動可能に設けられる。シリンダ62は、略円筒状に形成され、内部に送りねじ61が収容される。
ホルダ63は、略有底筒状に形成され、送りねじ61と噛み合う雌ねじ部631が開口側に形成される。ホルダ63は、開口側の端部がシリンダ62に収容され、底部側がシリンダ62から突出し、送りねじ61の回転によりシリンダ62の軸方向に移動可能に設けられる。
ホルダ63の底部には、ローラ64が設けられる。ローラ64は、アウターハウジング12の底壁127と、摺動可能に当接する。インナーハウジング11には、ローラ64の移動を規制する規制壁128は形成される。なお、ホルダ63がインナーハウジング11の底壁127に沿って移動可能であればよく、ホルダ63の底面をアウターハウジング12の底壁127に摺動可能な形状に形成すれば、ローラ64を省略してもよい。
図7は、アクセル全閉での初期状態を示している。初期状態において、ホルダ63は、両方向に移動可能な初期位置に位置している。図8に示すように、インナーハウジング11を駆動せず、ペダルレバー20が踏み込まれると、ペダル付勢部材37の付勢力により、ペダル角度θ1に応じた反力がかかる。
図9に示すように、踏面位置Taを維持した状態にて、モータ40を駆動し、ホルダ63を送りねじ61の先端側に移動すると、インナーハウジング11がパッド21に近づく側に駆動される。これにより、踏面位置Taを維持した状態にて、ハウジング角度θ2に応じて反力を調整することができる。
図10に示すように、アクセル全閉状態にて、ホルダ63がシリンダ62に収容される側に駆動すると、インナーハウジング11およびペダルレバー20等が一体となってアウターハウジング12の底壁127側へ移動する。パッド21とアウターハウジング12のパッド当接部125とが当接すると、インナーハウジング11、ペダルレバー20、モータ40および動力伝達機構60がアウターハウジング12内に格納される。
本実施形態では、動力伝達機構60は、モータ40により駆動され、雄ねじが形成される送りねじ61、および、送りねじ61に噛み合う雌ねじが形成され、アウターハウジング12に摺動可能に設けられるホルダ63を有する。本実施形態では、ホルダ63が支持部材に対応する。このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
(第3実施形態)
第3実施形態を図11~図15に示す。アクセル装置3の動力伝達機構70は、送りねじ71およびジャッキ部72等を有する。送りねじ71は、雄ねじであって、軸方向における中央から、ねじ山の切り方が逆向きになっている。送りねじ71は、インナーハウジング11の底壁と略平行に設けられる。送りねじ71は、ギア機構410を介してモータ40に回転駆動される。
第3実施形態を図11~図15に示す。アクセル装置3の動力伝達機構70は、送りねじ71およびジャッキ部72等を有する。送りねじ71は、雄ねじであって、軸方向における中央から、ねじ山の切り方が逆向きになっている。送りねじ71は、インナーハウジング11の底壁と略平行に設けられる。送りねじ71は、ギア機構410を介してモータ40に回転駆動される。
ジャッキ部72は、雌ねじブロック721、722、上側連結部723、下側連結部724、および、リンク725~728を有する。雌ねじブロック721、722は、内側に雌ねじが形成されており、送りねじ71と噛み合う。本実施形態では、雌ねじブロック721が送りねじ71の中心よりもギア機構410から遠い側、雌ねじブロック722が送りねじ71の中心よりもギア機構410に近い側に位置する。
上側連結部723は、インナーハウジング11に固定される。下側連結部724は、アウターハウジング12に固定される。雌ねじブロック721、722は、送りねじ71のインナーハウジング11側にて、リンク725、上側連結部723、および、リンク726にて接続される。また、雌ねじブロック721、722は、送りねじ71のアウターハウジング12側にて、リンク727、下側連結部724、および、リンク728にて接続される。
図11は、アクセル全閉での初期状態を示している。初期状態において、雌ねじブロック721、722は、両方向に移動可能な初期位置に位置している。図12に示すように、インナーハウジング11を駆動せず、ペダルレバー20が踏み込まれると、ペダル付勢部材37の付勢力により、ペダル角度θ1に応じた反力がかかる。
図13に示すように、踏面位置Taを維持した状態にて、モータ40を駆動し、雌ねじブロック721、722を中心側に移動させると、上側連結部723により、インナーハウジング11がパッド21に近付く側に駆動される。これにより、踏面位置Taを維持した状態にて、ハウジング角度θ2に応じて反力を調整することができる。
図14に示すように、アクセル全閉状態にて、雌ねじブロック721、722を送りねじ71の中心から離れる側に移動させると、ジャッキ部72が折り畳まれることで、インナーハウジング11およびペダルレバー20等が一体となってアウターハウジング12の底壁127側へ移動する。パッド21とアウターハウジング12のパッド当接部125とが当接すると、インナーハウジング11、ペダルレバー20、モータ40および動力伝達機構70がアウターハウジング12内に格納される。
本実施形態の動力伝達機構70は、送りねじ71、および、支持部材であるジャッキ部72を有する。送りねじ71は、モータ40により駆動され、中間部にてねじ方向が反転する雄ねじが形成される。ジャッキ部72は、ねじブロックとしての雌ねじブロック721、722、および、連結部723、724を有する。雌ねじブロック721、722は、送りねじ71の中間部を挟んで両側に設けられ、送りねじ71と噛み合う雌ねじが形成される。連結部723、724は、雌ねじブロック721、722に接されるリンク725~728を送りねじ71を挟んで両側で連結する。本実施形態では、送りねじ71の一方側の連結部である上側連結部723にインナーハウジング11が固定され、他方側の連結部である下側連結部724にアウターハウジング12が固定される。このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
(他の実施形態)
上記実施形態では、アクチュエータはDCブラシレスモータである。他の実施形態では、アクチュエータは、DCブラシレスモータ以外の種類のモータであってもよいし、例えばソレノイド等のモータ以外のものをアクチュエータとして用いてもよい。上記実施形態では、アクセル装置は、床置き型(いわゆる「オルガン型」)のものについて説明した。他の実施形態では、アクセル装置は、いわゆるつり下げ型(いわゆる「ペンダント型」)であってもよい。また、動力伝達機構やロック機構は、上記実施形態とは異なるように構成してもよい。以上、本開示は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
上記実施形態では、アクチュエータはDCブラシレスモータである。他の実施形態では、アクチュエータは、DCブラシレスモータ以外の種類のモータであってもよいし、例えばソレノイド等のモータ以外のものをアクチュエータとして用いてもよい。上記実施形態では、アクセル装置は、床置き型(いわゆる「オルガン型」)のものについて説明した。他の実施形態では、アクセル装置は、いわゆるつり下げ型(いわゆる「ペンダント型」)であってもよい。また、動力伝達機構やロック機構は、上記実施形態とは異なるように構成してもよい。以上、本開示は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
本開示は、実施形態に準拠して記述された。しかしながら、本開示は当該実施形態および構造に限定されるものではない。本開示は、様々な変形例および均等の範囲内の変形をも包含する。また、様々な組み合わせおよび形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせおよび形態も、本開示の範疇および思想範囲に入るものである。
Claims (6)
- 支持部材(53、62、72)により、アウターハウジング(12)に支持されるインナーハウジング(11)と、
踏み込み操作に応じて回動可能に前記インナーハウジングに支持されるペダルレバー(20)と、
前記ペダルレバーを閉方向に付勢する付勢部材(37)と、
前記インナーハウジングを前記ペダルレバーの開方向および閉方向に駆動可能なアクチュエータ(40)と、
を備えるアクセル装置。 - 前記ペダルレバーの踏み込み角度を検出する第1センサ(39)と、
前記インナーハウジングの前記アウターハウジングに対する角度を検出する第2センサ(49)と、
を備え、
前記アクチュエータは、前記第1センサおよび前記第2センサの検出値に基づいて制御される請求項1に記載のアクセル装置。 - 前記アクチュエータは、回転力を発生するものであり、
前記アクチュエータの回転力を直動方向に変換して前記インナーハウジング側へ伝達する動力伝達機構(50、60、70)を備える請求項1または2に記載のアクセル装置。 - 前記動力伝達機構(50)は、前記アクチュエータにより駆動され雄ねじまたは雌ねじの一方が形成される送りねじ(51)、および、前記送りねじに噛み合う雄ねじまたは雌ねじの他方が形成されるねじブロック(52)を有し、
前記支持部材は、前記ねじブロック、前記インナーハウジングおよび前記アウターハウジングと接続されるリンク機構(53)である請求項3に記載のアクセル装置。 - 前記動力伝達機構(60)は、前記アクチュエータにより駆動され雄ねじまたは雌ねじの一方が形成される送りねじ(61)、および、前記送りねじに噛み合う雄ねじまたは雌ねじの他方が形成され、前記アウターハウジングに摺動可能に設けられる前記支持部材であるホルダ(62)を有する請求項3に記載のアクセル装置。
- 前記動力伝達機構(70)は、前記アクチュエータにより駆動され中間部にてねじ方向が反転する雄ねじまたは雌ねじの一方が形成される送りねじ(71)、および、前記支持部材であるジャッキ部(72)を有し、
前記ジャッキ部は、前記送りねじの前記中間部を挟んで両側に設けられ前記送りねじと噛み合う雄ねじまたは雌ねじの他方が形成されるねじブロック(721、722)、および、前記ねじブロックに接続されるリンク(725~728)を前記送りねじを挟んで両側で連結する連結部(723、724)を有し、
前記送りねじの一方側の前記連結部に前記インナーハウジングが固定され、他方側の前記連結部に前記アウターハウジングが固定される請求項3に記載のアクセル装置。
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