(57)【要約】【課題】フットペダルの踏み込み操作を高精度で検出可能なセンサユニットを、コスト上昇を招くことなく構成する。【解決手段】車両の車内空間ＣＲに配置されたフットペダル１の踏み込み操作時の円弧運動が変換機構Ａによって直線運動に変換されて伝えられる直動部材２を備え、直動部材２の直線運動を車内空間ＣＲにおいて検知する検知部３を備えた。【選択図】図１
2019132754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車内空間に配置されたフットペダルの踏み込み操作時の円弧運動が変換機構によって直線運動に変換されて伝えられる直動部材を備え、
前記直動部材の直線運動を前記車内空間において検知する検知部を備えているセンサユニット。
【請求項２】
前記変換機構が、前記フットペダルに一端が支持され、他端が前記直動部材の端部に押圧力を作用させるロッド部材を有し、前記直動部材が、前記車内空間に配置されたガイド部材によって直線運動を行えるように支持され、
前記検知部が、前記ガイド部材と前記直動部材との一方に永久磁石を備え、他方に磁気センサを備えて構成されている請求項１に記載のセンサユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペダル操作を電気的な信号として検知するセンサユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のように構成されたセンサユニットとして特許文献１には、ブレーキペダルの操作により作動するロッドに応じてマスタシリンダが作動するブレーキ装置において、ピストンの作動量を検出するストロークセンサを備えた技術が記載されている。
【０００３】
この特許文献１のセンサユニットでは、マスタシリンダユニットの一側面に取付られており、このセンサユニットは、永久磁石とホール素子とを有し、プライマリピストンのストロークを磁気により検知するように構成されている。
【０００４】
特許文献２には、ブレーキペダルで操作されるマスタシリンダを有する基体の側面にストロークセンサを備えた技術が記載されている。
【０００５】
この特許文献２では、ストロークセンサにより第１ピストンの作動ストロークを検出できるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−９８２８９号公報
【特許文献２】特開２０１５−１０７７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
自動車等の車両に備えられるフットペダルの一例として、ブレーキペダルを例に挙げると、特許文献１，２に示される技術では、マスタシリンダの内部のピストンの作動量を検出することにより現実のブレーキ操作量を取得できるものである。
【０００８】
しかしながら、マスタシリンダは、内部のピストンによってブレーキオイルに圧力を作用させる構成であるため、圧力に耐えるようにマスタシリンダの筐体は鉄鋳物等の金属材料を用いて製造され、ピストンにも金属材料が用いられる。
【０００９】
また、永久磁石とホール素子等の磁気センサとを組み合わせてストロークセンサを構成するものでは、非接触で所定の精度を得ることも可能であるが、例えば、マスタシリンダの外部にホール素子等の磁気センサを配置し、ピストン等の可動部分に永久磁石を備える構成では、永久磁石と磁気センサとの距離が拡大するため、検出精度の低下に繋がるものであった。
【００１０】
特に、マスタシリンダの筐体が鉄材で形成されるものでは、永久磁石からの磁束がマスタシリンダの筐体に流れやすいため検出感度の低下を招くものとなる。また、例えば、ピストンの近傍にセンサユニットを配置したものではピストンからのブレーキオイルの漏出を抑制するためにシール性の向上を必要とするものであった。
【００１１】
このような不都合を解消するためには、磁束密度が高い高価な永久磁石を用いることや、マスタシリンダの筐体に非磁性体の材料を用いることも考えられるが、コストの上昇を招くものであった。
【００１２】
このような理由から、フットペダルの踏み込み操作を高精度で検出可能なセンサユニットを、コスト上昇を招くことなく得ることが求められる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の特徴は、車両の車内空間に配置されたフットペダルの踏み込み操作時の円弧運動が変換機構によって直線運動に変換されて伝えられる直動部材を備え、
前記直動部材の直線運動を前記車内空間において検知する検知部を備えている点にある。
【００１４】
この特徴構成によると、フットペダルが踏み込み操作された場合には、フットペダルの操作に伴う円弧運動が変換機構によって直線運動に変換されるため、直動部材が直線運動する。この直動部材の直線運動を車両の室内に配置された検知部で検知するため、例えば、非直線的な運動成分を含む部材の変位を検知する構成と比較して変位量の検知精度が向上する。また、この構成では、検知部を車両の車内に備えるため、例えば、車両のブレーキシステムのマスタシリンダのピストンの運動を検知する構成と比較すると、直動部材と静止系の部材との相対的な運動を検知できるように検知部を構成できるため、構成が簡単で小型化も可能であり、配線が容易でメンテナンス性も向上する。
【００１５】
また、マスタシリンダのピストンの運動を検知するように検知部を備えるものではピストンのシール性を考慮する必要がある。更に、マスタシリンダの筐体が磁性体であり、検知部として磁気センサを用いるものでは磁束密度が高い永久磁石の採用を考慮する必要がある。これに対して、本特徴構成では、直動部材のシール性を考慮する必要がなく、磁気センサを用いるものであっても高い磁束密度の永久磁石を用いる必要もない。
従って、フットペダルの踏み込み操作を高精度で検出可能なセンサユニットを、コスト上昇を招くことなく構成できた。
【００１６】
他の構成として、前記変換機構が、前記フットペダルに一端が支持され、他端が前記直動部材の端部に押圧力を作用させるロッド部材を有し、前記直動部材が、前記車内空間に配置されたガイド部材によって直線運動を行えるように支持され、
前記検知部が、前記ガイド部材と前記直動部材との一方に永久磁石を備え、他方に磁気センサを備えて構成されても良い。
【００１７】
これによると、変換機構がロッド部材を有するため、この変換機構の構成が簡素化する。また、車両の車内空間のガイド部材に直動部材が支持され、ガイド部材と直動部材との相対的な運動を検知できるように永久磁石と磁気センサとを配置することにより検知部を構成できるため、検知部の構成が単純化し製造も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】センサユニットの側面図である。
【図２】センサユニットの断面図である。
【図３】検知部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１、図２に示すように、フットペダル１の踏み込み操作時に直線運動する直動部材２と、この直動部材が直動運動する際の変位量を検知する検知部３とを備えてセンサユニットＳが構成されている。このセンサユニットＳは、フットペダル１が踏み込み操作された際にフットペダル１の操作に伴うペダル操作系の円弧運動を変換機構Ａが直線運動に変換して直動部材２に伝えることにより直動部材２を軸芯Ｘに沿う方向へ直線運動させるように構成されている。
【００２０】
同図には自動車等の車両に備えられるブレーキシステムを示している。このブレーキシステムは、制動用のフットペダル１の踏み込み操作時の直動部材２の作動量を検知部３で電気的に検知し、検知部３からの検知信号を、検知ワイヤ５を介して制御ユニット６が取得することで制御ユニット６が必要とする制動力を設定する。そして、設定された制動力を得るように制御ユニット６が出力ワイヤ７を介してブレーキ装置ＢのアクチュエータＢａを制御することにより踏み込み量に対応した制動力での制動を実現する。
【００２１】
このブレーキシステムは、電気制御によってブレーキ装置Ｂを制御するため、ブレーキオイルを用いるシステムのように配管やブレーキオイルを必要とせず、複数のブレーキ装置Ｂの制動タイミングの設定や、制動力の設定を容易に行えるものである。
【００２２】
尚、このセンサユニットＳは、直動部材２の作動をマスタシリンダのピストンに伝え、このピストンからブレーキオイルをブレーキ装置Ｂに供給するように構成されたブレーキシステムにおいて、直動部材２の作動量を検知するために用いても良い。
【００２３】
〔センサユニット〕
図１に示すように、車両のエンジンルームＥＲと、運転座席（図示せず）が配置された車内空間ＣＲとを区画する隔壁１０に支持フレーム１１を備え、この支持フレーム１１に対して横向き姿勢の揺動支軸１２を介して揺動自在にペダルアーム１３を支持している。このペダルアーム１３にフットペダル１が備えられている。
【００２４】
ペダルアーム１３の中間部分にクレビスピン１４ａを介してクレビス１４を支持し、このクレビス１４にロッド部材１５の一端側（図１で右側）を揺動自在に支持し、このロッド部材１５の他端側（図１で左側）を、受圧機構１６を介して直動部材２の端部に当接させている。
【００２５】
ロッド部材１５で変換機構Ａが構成され、この変換機構Ａは、フットペダル１が踏み込み操作された際のフットペダル１の操作に伴うペダル操作系の円弧運動（厳密にはペダルアーム１３の円弧運動）をロッド部材１５が直線的な押し操作力に変換する。この変換を可能にするため、前述したようにロッド部材１５の一方の端部がクレビス１４を介してペダルアーム１３に接続しており、他方の端部に形成されたボール状部１５ａ（図２を参照）を受圧機構１６の内部空間に挿入している。
【００２６】
直動部材２は、全体的に筒状に構成されるガイド部材１７に対し、直線的に移動自在に収容され、このガイド部材１７は、反力ユニット１８に支持されている。尚、ガイド部材１７は軸芯Ｘと同軸芯となる円筒状の内周面を有しており、この内周面に摺接して直線的に移動できるように直動部材２が円筒状のガイド部材１７に収容されている。
【００２７】
反力ユニット１８は、車内空間ＣＲからエンジンルームＥＲに亘る領域に配置されている。この反力ユニット１８は、隔壁１０に連結するためのフランジ部１８ａを備えると共に、内部に、直動部材２の内端（図１で左側）が当接する作動体１８ｂと、この作動体１８ｂに反力を作用させる圧縮コイル形のスプリング等を収容して構成されている。
【００２８】
この反力ユニット１８のフランジ部１８ａと、支持フレーム１１の基端部１１ａとを重ね合わせた状態で、これらが連結ボルト１９により隔壁１０に固定されている。
【００２９】
ガイド部材１７は、反力ユニット１８に隣接する端部にフランジ体１７ａを一体形成しており、このフランジ体１７ａを反力ユニット１８のフランジ部１８ａの外面に当接する状態で、固定ボルト２０により反力ユニット１８に固定されている。
【００３０】
図２、図３に示すように、直動部材２の外端部（図２で右側）に受圧機構１６が螺合により固定されている。この受圧機構１６は、軸芯Ｘと同軸芯で凹部を形成しており、この凹部にロッド部材１５の端部のボール状部１５ａが嵌め込まれている。
【００３１】
ガイド部材１７の素材として、非磁性体の金属、あるいは、エンジニアリングプラスチック等が用いられ、上面に検知部３を構成する検出ケース２５が支持されている。この検出ケース２５の下面側に検出基板２６を備え、この検出基板２６にホール素子を有するホールＩＣ２７（磁気センサの一例）を備えている。また、直動部材２の外周に環状の永久磁石２８を外嵌する状態で、軸芯Ｘに沿う方向で並設している。
【００３２】
尚、エンジニアリングプラスチックとしては、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート等の使用が可能である。検出ケース２５は絶縁性の樹脂で形成されている。
【００３３】
〔検出部での検出形態〕
この構成では、フットペダル１が踏み込み操作された場合には、変換機構Ａを構成するロッド部材１５の一端側は、クレビス１４のクレビスピン１４ａを中心として相対的に揺動する。また、ロッド部材１５の他端側のボール状部１５ａが、受圧機構１６の凹部において相対的に揺動する。これにより、フットペダル１の円弧運動がロッド部材１５によって直線運動に変換され、結果として、直動部材２は直線運動する。
【００３４】
検知部３は、検出基板２６に備えたホールＩＣ２７と、直動部材２に備えた一対の永久磁石２８とで構成されている。この構成から検知部３では、フットペダル１の踏み込み操作に伴い、直動部材２が軸芯Ｘに沿って直線的に作動する際に一対の永久磁石２８からホールＩＣ２７に作用する磁束密度が変化し、この変化に伴いホールＩＣ２７で検出される電圧信号の変化から移動量が高精度で検知される。
【００３５】
〔実施形態の作用効果〕
この構成では、フットペダル１が踏み込み操作された場合に、ペダル操作系の円弧運動が変換機構Ａによって直線運動に変換された状態で直動部材２に伝えられるため、直動部材２は直線運動する。この直線運動を検知部３で検知するため、例えば、非直線的な運動成分を含む部材の変位を検知する構成と比較して変位量の検知精度が向上する。
【００３６】
この構成では、検知部３を車両の車内空間ＣＲに備えるため、例えば、車両のブレーキシステムのマスタシリンダのピストンの運動を検知する構成と比較すると、直動部材２と静止系の部材との相対的な運動を検知できるように検知部３を構成できことから、構成が簡単で小型化も可能であり、配線が容易でメンテナンス性も向上する。
【００３７】
更に、この構成では、検知部３が車内空間ＣＲに配置されるため、エンジンルームＥＲに配置される構成と比較して温度変化が小さく、塵埃が接触する可能性も低い、環境から受ける影響を小さくして破損を招き難い状態を維持できる。
【００３８】
変換機構Ａがロッド部材１５を有して構成されるため、この変換機構Ａの構成が簡素化する。また、車両の車内空間ＣＲに配置されたガイド部材１７に直動部材２が支持され、ガイド部材１７と直動部材２との相対的な運動を検知できるように永久磁石２８と磁気センサとを配置することにより検知部３の構成が単純化し製造も容易となる。
【００３９】
このセンサユニットＳでは、フットペダル１を踏み込み操作した場合には、反力ユニット１８からの反力がフットペダル１に作用するため、踏み込み量や、踏み込み力を運転者の操作感覚から捉えることが可能となる。特に、フットペダル１を踏み込み操作した際の操作反力が上昇するほどブレーキ装置Ｂでの制動力を高めるように制御ユニット６での制御形態を設定することも可能であり、このように制御形態を設定することによりフットペダルを踏み込み操作した際の感覚から制動力を運転者に認識させることも容易となる。
【００４０】
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。
【００４１】
（ａ）磁気センサは、ホール素子やホールＩＣ２７に限らず、磁気抵抗効果素子を用いることや、差動トランス等を用いることが可能である。このように磁気センサを構成してもセンサユニットＳの有効性を損なうことはない。また、磁気センサを直動部材２に備え、ガイド部材１７等の静止系に永久磁石２８を備えて検知部３を構成しても良い。
【００４２】
（ｂ）変換機構Ａは、フットペダル１を操作した際のペダルアーム１３の揺動に伴って回転するピニオンギヤと、これに噛合するラックギヤによりフットペダル１の踏み込み操作時に円弧運動を直線運動に変換する構成や、フットペダル１の操作力を直動部材２に対し流体により直線的に圧力を作用させる構成等を用いることができる。
【００４３】
（ｃ）このセンサユニットＳは、フットペダル１として車両のブレーキを操作するものに限らず、例えば、クラッチペダルや、その他の制御を実現するためのペダルに適用しても良い。また、実施形態中にも記載したように、ブレーキオイルを用いるブレーキシステムのフットペダル１に適用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、ペダル操作を電気的な信号として検知するセンサユニットに利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１          フットペダル
２          直動部材
３          検知部
１５        ロッド部材
１７        ガイド部材
２７        ホールＩＣ（磁気センサ）
２８        永久磁石
Ａ          変換機構
ＣＲ        車内空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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