專利名稱:踏板操作量檢測設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及踏板操作量檢測設備，其對通過使操作踏板的樞轉操作轉換為操作桿 的直線操作而傳遞至操作目標單元的踏板操作量進行檢測。
背景技術：
例如，公知一種電控制動器(ECB)作為車輛的制動設備，具體而言，作為根據(jù)從制 動踏板輸入的操作量(例如，踏板行程和踩踏力)對由制動設備施加的制動力(即，供應至 對制動設備進行驅動的輪缸的制動油壓)進行電控制的電控制動設備。
ECB在蓄液器中存儲由泵升高的油壓，并根據(jù)操作者的制動要求將調(diào)節(jié)后的壓力 作為制動油壓供應至輪缸。更具體而言，當操作者踩踏制動踏板時，主缸與制動踏板的操作 量相對應地產(chǎn)生油壓。同時，一部分操作油流入行程模擬器以與制動踏板的踩踏力相對應 地調(diào)節(jié)制動踏板的操作量。另一方面，制動ECU根據(jù)踏板行程來設定車輛的目標減速度，確 定施加至車輪的制動力的分配，并從蓄液器向各個輪缸供應預定油壓。
在上述電控制動設備中，要求以較高精度來檢測從制動踏板輸入的操作量(例如 踏板行程及踩踏力)。下述專利文獻1描述了一種用于檢測制動踏板的操作量的常規(guī)設備。
在下述專利文獻1中描述的制動設備中，制動踏板具有由車體以可樞轉的方式支 撐的上端部、以及經(jīng)由馬蹄夾可樞轉地連接至輸入桿的端部的中部，并且樞轉桿被可樞轉 地設置，并保持踩踏力開關，使得樞轉桿的端部能夠推壓踩踏力開關的可動桿。制動踏板的 操作使得樞轉桿樞轉并推壓踩踏力開關的可動桿，由此可以檢測踏板力。
專利文獻1 日本專利申請早期公開No. 2000-168532

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題
上述對制動設備中的制動踏板的操作量進行檢測的常規(guī)設備要求樞轉桿將制動 踏板的操作力傳遞至踩踏力開關，由此使得結構變復雜，并且增大了制造成本。此外，為了 對踏板踩踏力進行高精度檢測，就必須確保樞轉桿的高制造精度及裝配精度，并且犧牲了 安裝便利性。
為了解決上述問題完成了本發(fā)明，且本發(fā)明的目的在于提供一種踏板操作量檢測 設備，其可實現(xiàn)簡化的結構、提高的安裝便利性、以及對操作量的高精度檢測。
解決問題的手段
為了解決上述問題并實現(xiàn)發(fā)明目的，根據(jù)本發(fā)明的踏板操作量檢測設備是一種踏 板操作量檢測設備，其對在操作踏板的樞轉操作被轉換為操作桿的直線操作時傳遞至操作 目標單元的踏板操作量進行檢測，所述踏板操作量檢測設備包括連接構件，其將所述操作 踏板與所述操作桿連接；負載檢測單元，其布置在所述操作踏板與所述連接構件之間或者 布置在所述連接構件與所述操作桿之間，以對在兩者之間施加的負載進行檢測；相位獲取 單元，其獲得所述負載檢測單元在所述操作踏板的樞轉方向上的相位；以及踏板操作量計算單元，其根據(jù)由所述負載檢測單元檢測得到的所述負載以及由所述相位獲取單元獲取的 所述相位來計算所述踏板操作量。
在根據(jù)本發(fā)明的踏板操作量檢測設備中，所述負載檢測單元對施加至所述操作踏 板與所述連接構件相互接觸的部分或者施加至所述連接構件與所述操作桿相互接觸的部 分的負載進行檢測。
在根據(jù)本發(fā)明的踏板操作量檢測設備中，所述連接構件是將所述操作踏板與固定 于所述操作桿端部的馬蹄夾連接的連接軸，所述負載檢測單元對所述連接軸的周向上的多 個不同位置處的負載進行檢測，所述相位獲取單元獲取對所述負載進行檢測的所述多個不 同位置處的相位差，并且所述踏板操作量計算單元根據(jù)所述多個位置處的所述負載以及其 間的所述相位差來計算所述踏板操作量。
在根據(jù)本發(fā)明的踏板操作量檢測設備中，所述負載檢測單元在所述連接軸的所 述周向上以90度間隔布置在多個位置處。
在根據(jù)本發(fā)明的踏板操作量檢測設備中，所述相位獲取單元設置有踏板位移量檢 測單元，所述踏板位移量檢測單元對所述操作踏板的位移量進行檢測，所述踏板操作量計 算單元根據(jù)由所述負載檢測單元檢測得到的所述負載以及由所述踏板位移量檢測單元檢 測得到的所述踏板位移量來計算所述踏板操作量。
在根據(jù)本發(fā)明的踏板操作量檢測設備中，所述連接構件是將所述操作踏板與固定 于所述操作桿端部的馬蹄夾連接的連接軸，并且所述負載檢測單元在所述連接軸的所述周 向上以180度間隔布置在多個位置處。
在根據(jù)本發(fā)明的踏板操作量檢測設備中，所述負載檢測單元布置在跨過所述操作 桿的負載輸入位置的、在所述連接軸的所述周向上的相對兩側的至少兩個位置處，其間的 布置角度等于或者大于所述操作踏板的最大樞轉操作角度。
在根據(jù)本發(fā)明的踏板操作量檢測設備中，所述負載檢測單元在所述連接軸的所述 周向上布置在兩個位置處，其間的布置角度等于或者小于45度，并且所述踏板操作量計算 單元根據(jù)基于由位于多個位置的所述負載檢測單元檢測得到的所述負載以及由所述相位 獲取單元獲取的所述相位差的八次均方根來計算所述踏板操作量。
發(fā)明效果
在根據(jù)本發(fā)明的踏板操作量檢測設備的情況下，操作踏板與操作桿通過連接構件 相互連接，并且踏板操作量檢測設備包括布置在操作踏板與連接構件之間或者布置在連 接構件與操作桿之間的負載檢測單元；獲得負載檢測單元在所述操作踏板的樞轉方向上的 相位的相位獲取單元；以及根據(jù)負載以及相位來計算踏板操作量的踏板操作量計算單元。 當操作踏板被操作時，負載檢測單元對在操作踏板與連接構件之間施加的負載或者在連接 構件與操作桿之間施加的負載進行檢測，相位獲取單元獲得負載檢測單元的相位，并且踏 板操作量計算單元根據(jù)檢測到的負載以及獲得的相位來計算踏板操作量。因此，無需額外 構件來將操作踏板的操作量傳遞至負載檢測單元，由此可以實現(xiàn)簡化的結構、提高的安裝 便利性、以及對操作量的高精度檢測。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的踏板操作量檢測設備的示意性構造的水平剖視圖(沿圖3的線I-I所取的剖視圖)；
圖2是沿圖1的線II-II所取的剖視圖，示出了根據(jù)第一實施例的踏板操作量檢 測設備的檢測器的布置；
圖3是根據(jù)第一實施例的踏板操作量檢測設備的正視圖；
圖4是根據(jù)第一實施例的踏板操作量檢測設備的負載檢測單元的輸出電壓的視 圖；
圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的踏板操作量檢測設備的示意性構造的水平剖 視圖；
圖6是沿圖5的線VI-VI所取的剖視圖，示出了根據(jù)第二實施例的踏板操作量檢 測設備的檢測器的布置；
圖7是根據(jù)第二實施例的踏板操作量檢測設備的負載檢測單元的輸出電壓的曲 線圖；
圖8是在根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的踏板操作量檢測設備中將制動踏板與操作 桿連接的部分的剖視圖；
圖9A是用于基于一次均方根來計算踏板踩踏力的平均輸出系數(shù)的曲線圖；并且
圖9B是用于基于八次均方根來計算踏板踩踏力的平均輸出系數(shù)的曲線圖。
附圖標記說明
11制動踏板(操作踏板)
15 操作桿
16 馬蹄夾
18連接軸(連接構件)
21 連接孔
22 套筒
24a，24b，25a，25b，31，32 檢測器(負載檢測單元)
26電子控制單元(EOT ；操作量計算單元)
33踏板操作角度傳感器(樞轉角度檢測單元)
具體實施方式
以下將參考附圖來詳細描述根據(jù)本發(fā)明的踏板操作量檢測設備的示例性實施例。 但是，應當注意，本發(fā)明并不限于這些實施例。
第一實施例
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的踏板操作量檢測設備的示意性構造的水平剖 視圖(沿圖3的線I-I所取的剖視圖)，圖2是沿圖1的線II-II所取的剖視圖，示出了根 據(jù)第一實施例的踏板操作量檢測設備的檢測器的布置，圖3是根據(jù)第一實施例的踏板操作 量檢測設備的正視圖，并且圖4是根據(jù)第一實施例的踏板操作量檢測設備的負載檢測單元 的輸出電壓的曲線圖。
在圖1至圖3所示的第一實施例的踏板操作量檢測設備中，起操作踏板作用的制 動踏板11具有上端部和下端部，上端部由車體側的安裝支架12上的支撐軸13以可樞轉并 懸架的方式支撐，并且踏板14以駕乘者可在踏板14上踩踏的方式安裝在下端部上。另一方面，操作桿15具有末端部，該末端部連接至主缸和制動助力器(未示出)，主缸和制動助 力器(brake booster)是操作目標，其操作對制動設備進行控制。
此外，操作桿15具有形成在基端部的螺紋部15a。螺紋部1 擰入馬蹄夾16，而 鎖止螺母17擰在操作桿15上并與馬蹄夾16進行接觸，由此防止操作桿15 (螺紋部15a) 相對于馬蹄夾16的擰緊狀態(tài)發(fā)生松動。馬蹄夾16具有臂部16a，16b。臂部16a，16b以兩 者間具有預定距離的狀態(tài)分別布置在制動踏板11中部的兩側。連接軸18穿過制動踏板11 以及兩個臂部16a，16b，由此以可樞轉的方式連接馬蹄夾16和制動踏板11。
由此，當駕乘者踩踏制動踏板11時，制動踏板11繞支撐軸13樞轉，并且制動踏板 11的操作量(操作力)經(jīng)由連接軸18和馬蹄夾16傳遞至操作桿15。然后，操作桿15沿 軸向運動，使得制動助力器以及主缸工作。
在第一實施例中，本發(fā)明的將制動踏板11和操作桿15連接的連接構件被構造為 連接軸18。
當制動踏板11的樞轉操作被轉換為操作桿15的直線操作時，第一實施例的踏板 操作量檢測設備檢測傳遞至主缸及制動助力器的踏板操作量。第一實施例的踏板操作量檢 測設備包括布置在制動踏板11與連接軸18(即，連接構件)之間以檢測施加在制動踏板 11與連接軸18之間的負載的負載檢測單元、獲得負載檢測單元在制動踏板11的樞轉方向 上的相位的相位獲取單元、以及基于由負載檢測單元檢測到的負載和由相位獲取單元獲得 的相位來計算踏板操作量(踏板踩踏力)的踏板操作量計算單元。在這里，負載檢測單元 對施加在制動踏板11與連接軸18接觸所處的部分上的負載進行檢測。
連接孔21形成在制動踏板11的中部，并具有其直徑大于連接軸18的外徑的圓形 截面。連接孔21具有位于軸向(制動踏板11的厚度方向)上的一端側的小直徑部分21a 以及位于軸向上的另一端側的大直徑部分21b。呈圓筒形的套筒22包括其內(nèi)徑及外徑均沿 軸向保持均一的套筒主體22a，以及從套筒主體22a的一個軸向端部呈環(huán)狀向外突伸且其 外徑沿軸向保持均一的凸緣22b。凸緣22b的外徑被設定為大于套筒主體22a的外徑。套 筒22的套筒主體2 起彈性體的作用，其在外力下可變形。
套筒22設置在制動踏板11的連接孔21內(nèi)，使得套筒主體2 在存在預定間隙的 情況下松配合在小直徑部分21a及連接孔21內(nèi)，而凸緣22b裝配至大直徑部分21b。由此， 套筒22緊固至制動踏板11而類似單個單元。此外，在存在預定間隙的情況下，連接軸18 穿過緊固至制動踏板11的套筒22，并進一步穿過馬蹄夾16的兩個臂部16a，16b。圓筒形 襯套23在套筒22的軸向上的一端側處固定至套筒主體22a的內(nèi)周表面。襯套23的內(nèi)周 表面能夠以可滑動的方式與連接軸18的外周表面接觸。
在套筒22的套筒主體22a的外周表面上，四個檢測器Ma，24b, 25a及2 被安裝 為在軸向上的另一端側與凸緣22b接觸。在第一實施例中，兩個檢測器2 及24b在連接 有操作桿15的一側安裝到套筒主體22a的外周表面上。另兩個檢測器2 及2 安裝在 相對一側。在沿周向等角布置(以90度間隔)的情況下，檢測器Ma，Mb，2 及2 可檢 測在連接軸18的周向上的不同位置處的負載。
當?shù)挚故┘又撂淄?2的凸緣22b的負載而踩踏制動踏板11時，通過操作桿15將 反作用力的負載經(jīng)由馬蹄夾16、連接軸18及襯套23施加至套筒22的套筒主體22a。由此， 套筒主體2 變形。在變形時，檢測器2 及24b檢測拉伸負載而檢測器2 及2 檢測壓縮負載。
起上述相位獲取單元及踏板操作量計算單元作用的電子控制單元(ECU) 26接收 由各個檢測器Ma，24b, 25a及2 獲得的檢測結果的輸入。在考慮檢測負載的檢測器Ma， 24b, 25a及25b的各個位置之間的相位差的情況下，E⑶沈基于由檢測器Ma，24b, 25a及 25b檢測到的負載來計算制動踏板11的操作量(換言之，踏板踩踏力)。
當制動踏板11被踩踏時，套筒主體22a以套筒22中的凸緣22b為基點發(fā)生變形。 因此，檢測器2 及24b檢測拉伸負載fla及flb，而檢測器2 及2 檢測壓縮負載f2a及 、。基于由檢測器2 及24b檢測到的拉伸負載fla及flb以及由檢測器2 及2 檢測到 的壓縮負載，E⑶沈根據(jù)下述數(shù)學表達式來計算踏板踩踏力F。在該表達式中，A 表示轉換系數(shù)。
Fa = f2a-fla
Fb = f2b-flb
F = A (Fa2+Fb2)1/2
在該情況下，如圖4所示，當踏板踩踏力F增大時，由檢測器2 及24b檢測到的 與拉伸負載fla及flb分別對應的輸出電壓Ela及Elb升高，而由檢測器25a及2 檢測到的 與壓縮負載f2a及f2b分別對應的輸出電壓E2a及降低。
因此，如圖1至圖3所示，當駕乘者踩踏制動踏板11時，制動踏板11因沿圖3中 順時針方向的踩踏力而繞支撐軸13樞轉。然后，踩踏力從制動踏板11經(jīng)由連接軸18輸入 至馬蹄夾16。踩踏力進而從馬蹄夾16傳遞至操作桿15，操作桿15因此而前進。
在套筒22中的套筒主體2 根據(jù)從制動踏板11輸入的踩踏力而發(fā)生位移的情況 下，檢測器2 及24b檢測拉伸負載，而檢測器2 及2 檢測壓縮負載。在考慮各個檢測 器Ma，24b, 25a及25b之間的相位差的情況下，ECU洸基于由檢測器Ma，24b, 25a及25b 檢測到的負載來計算制動踏板11的踏板踩踏力。
如上所述，在第一實施例的踏板操作量檢測設備中，制動踏板11經(jīng)由連接軸18可 樞轉地連接到馬蹄夾16，馬蹄夾16緊固在操作桿15的端部，套筒22布置在制動踏板11與 連接軸18之間，檢測器Ma，Mb，2fe及2 安裝在套筒22的可彈性變形的套筒主題2 的外周表面上，并且E⑶沈基于由檢測器Ma，24b, 25a和2 檢測到的負載以及各個檢測 器Ma，24b, 25a和2 之間的相位差，來計算踏板才塔里
因此，當制動踏板11被踩踏時，檢測器Ma，24b, 25a及2 檢測作用在制動踏板 11與連接軸18之間的負載，并且E⑶沈基于由檢測器Ma，Mb，25a，及2 檢測到的拉伸 負載及壓縮負載來計算踏板踩踏力。因此，無需用于將制動踏板11的踩踏力傳遞至檢測器 Ma，Mb，2 及25b的額外構件，由此可以實現(xiàn)簡化的結構、提高的安裝便利性和對踩踏力 的高精度檢測。
此外，因為檢測器Ma，24b, 25a及2 對作用在制動踏板11與連接軸18彼此接 觸的部分上的負載進行檢測，故可方便地安裝檢測器Ma，Mb，2fe及25b，由此可以實現(xiàn)簡 化的結構和提高的安裝便利性。此外，當多個檢測器Ma，Mb，2fe及2 沿連接軸18的周 向以90度間隔布置、由此來檢測連接軸18的周向上的多個不同位置處的負載時，無論制動 踏板11的樞轉角度如何，均能夠以高精度來檢測踏板踩踏力。
第二實施例[0065]圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的踏板操作量檢測設備的示意性構造的水平剖 視圖，圖6是沿圖5的線VI-VI所取的剖視圖，示出了根據(jù)第二實施例的踏板操作量檢測設 備的檢測器的布置，并且圖7是根據(jù)第二實施例的踏板操作量檢測設備的負載檢測單元的 輸出電壓的曲線圖。將以相同的附圖標記來表示具有與第一實施例所述的那些相同功能的 元件，并將不再重復對其的描述。
在第二實施例的踏板操作量檢測設備中，如圖5及圖6所示，制動踏板11由支撐 軸13以可樞轉的方式支撐，而操作桿15具有擰入馬蹄夾16并被鎖止螺母17緊固的螺紋 部15a。制動踏板11與操作桿15通過連接軸18而彼此連接，連接軸18穿過馬蹄夾16的 兩個臂部16a，16b以及制動踏板11。
在第二實施例中，負載檢測單元布置在制動踏板11與連接軸18之間以檢測作用 于其間的負載，并且踏板樞轉角度檢測單元被布置為檢測制動踏板11的樞轉角度。踏板操 作量計算單元基于由負載檢測單元檢測到的負載、由踏板位移量檢測單元檢測到的踏板位 移量、以及由相位獲取單元獲得的相位，來計算踏板操作量(踏板踩踏力)。
連接孔21形成在制動踏板11的中部內(nèi)，并且連接孔21具有小直徑部分21a及大 直徑部分21b。套筒22包括套筒主體2 及凸緣22b。套筒22布置在制動踏板11的連接 孔21中，使得套筒主體2 在其間存在預定縫隙的情況下松配合在小直徑部分21a及連接 孔21內(nèi)，而凸緣22b裝配至大直徑部分21b。由此，將套筒22緊固至制動踏板11而類似單 個單元。此外，在其間存在預定縫隙的情況下，連接軸18穿過馬蹄夾16的兩個臂部16a， 16b，進而穿過緊固至制動踏板11的套筒22。在套筒22的套筒主體22a的內(nèi)周表面上，襯 套23緊固在軸向上的一端側。襯套23的內(nèi)周表面與連接軸18的外周表面以可滑動方式 彼此接觸。
起上述負載檢測單元作用的兩個檢測器31及32安裝在套筒22的套筒主體2 的外周表面上，由此在軸向上的另一端側與凸緣22b接觸。在第二實施例中，檢測器31安 裝在連接有操作桿15的一側處，而檢測器32在相對的一側安裝在套筒主體22a的外周表 面上。檢測器31及32沿周向等角(以180度間隔)布置，由此檢測連接軸18的周向上的 不同位置處的負載。
當?shù)挚故┘又撂淄?2的凸緣22b的負載而踩踏制動踏板11時，反作用力的負載 從操作桿15經(jīng)由馬蹄夾16、連接軸18及襯套23施加至套筒22的套筒主體22a。因此，套 筒主體2 發(fā)生變形。此時，當檢測器31檢測拉伸負載時，檢測器32檢測壓縮負載。
此外，在制動踏板11的支撐軸13上，安裝踏板操作角度傳感器33作為上述踏板 位移量檢測單元。當制動踏板11被踩踏時，踏板操作角度傳感器33可以檢測制動踏板11 的樞轉角度。本發(fā)明的踏板位移量檢測單元并不限于踏板操作角度傳感器33。例如，可基 于由安裝至主缸的踏板行程傳感器或活塞行程傳感器檢測到的制動踏板11的踏板行程、 或者主缸的壓力來進行計算。
起上述相位獲取單元及踏板操作量計算單元作用的ECU 26接收由檢測器31及32 獲得的檢測結果的輸入，以及由踏板操作角度傳感器33獲得的檢測結果的輸入。ECU沈基 于由檢測器31及32檢測到的負載、由踏板操作角度傳感器33檢測到的樞轉角度、以及檢 測器31及32之間的相位差，來計算制動踏板11的操作量(換言之，踏板踩踏力)。換言 之，ECU 26根據(jù)檢測器31及32檢測到的制動踏板11的踏板踩踏力、基于檢測器31及32的位置(相位)計算得到的相位差、以及由踏板操作角度傳感器33檢測到的樞轉角度，來 計算制動踏板11的踏板踩踏力。
具體而言，當制動踏板11被踩踏時，套筒22的套筒主體22a以凸緣22b為基點發(fā) 生變形，并且檢測器31檢測拉伸負載fn，而檢測器32檢測壓縮負載f12。此外，踏板操作角 度傳感器33檢測樞轉角度0Ll?；谟蓹z測器31檢測到的fn、由檢測器32檢測到的f12、 以及由踏板操作角度傳感器33檢測到的θ L1，ECU沈根據(jù)下述數(shù)學表達式來計算踏板踩 踏力F。這里，L2表示從支撐軸13的中心到連接軸18的中心的距離，L3表示從操作桿15 的末端到連接軸18的中心的距離，Lh表示從操作桿15的中心線到支撐軸13的中心的高 度，θ W1表示從操作桿15的中心線到制動踏板11的初始位置的角度，θ 表示沿反作用 力的負載從操作桿15傳遞的方向的軸線相對于制動踏板11的初始位置的角度，θ L30表示 操作桿15的中心線與反作用力的負載從操作桿15傳遞的方向之間的角度差，而θ L(K是在 操作中操作桿15在可檢測方向上的偏移角度，而A表示轉換系數(shù)。
θ L23 = θ L20+ θ Li+sin-1 (Lh_sin ( θ L20+ θ L1) /L3)
θ Los = θ L23- θ L20- θ L30
F = A (fn-f12) /cos θ Los
7所示，當踏板踩踏力F增大時，由檢測器31檢測到的拉伸負載fn的輸出電壓E1 升高，而由檢測器32檢測到的壓縮負載f12的輸出電壓E2降低。
因此，如圖5及圖6所示，當駕乘者踩踏制動踏板11并且制動踏板11因踩踏力而 繞支撐軸13樞轉時，踩踏力經(jīng)由連接軸18從制動踏板11輸入至馬蹄夾16，進而從馬蹄夾 16傳遞至操作桿15，由此使操作桿15前進。
此時，因為套筒22的套筒主體2 因從制動踏板11輸入的踩踏力而發(fā)生位移，故 檢測器31檢測到拉伸負載，檢測器32檢測到壓縮負載，而踏板操作角度傳感器33檢測到 樞轉角度θ U。ECU沈基于由檢測器31及32檢測到的負載以及由踏板操作角度傳感器 33檢測到的樞轉角度，來計算制動踏板11的踏板踩踏力。
在根據(jù)第二實施例的踏板操作量檢測設備中，制動踏板11及緊固在操作桿15的 端部處的馬蹄夾16通過連接軸18可樞轉地彼此連接，并且套筒22布置在制動踏板11與 連接軸18之間，檢測器31及32安裝在套筒22的可彈性變形的套筒主體22a的外周表面 上，并且ECU 26基于由檢測器31及32檢測到的負載及由踏板操作角度傳感器33檢測到 的樞轉角度，來計算踏板踩踏力。
因此，當踩踏制動踏板11時，檢測器31及32檢測在制動踏板11與連接軸18之 間施加的負載，踏板操作角度傳感器33檢測樞轉角度，而ECU 26基于分別由檢測器31及 32檢測到的拉伸負載及壓縮負載以及由踏板操作角度傳感器33檢測到的樞轉角度來計算 踏板踩踏力。因此，無需額外構件來將制動踏板11的踩踏力傳遞至檢測器31及32，由此可 以實現(xiàn)簡化的結構，提高的安裝便利性，以及對踩踏力的高精度檢測。
此外，因為多個檢測器(即，兩個檢測器31及32)沿連接軸18的周向以180度間 隔布置并且在沿連接軸18的周向的多個不同位置處檢測負載，故無論制動踏板11的樞轉 角度如何均能夠以高精度檢測踏板踩踏力。當設布置兩個檢測器31及32并根據(jù)由踏板操 作角度傳感器33檢測到的樞轉角度對檢測到的負載進行校正時，能夠以高精度檢測踏板 踩踏力。[0083]第三實施例
圖8是在根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的踏板操作量檢測設備中制動踏板與操作桿 連接所處的部分的剖視圖，圖9A是表示用于利用一次均方根來計算踏板踩踏力的平均輸 出系數(shù)的圖表，而圖9B是表示用于利用八次均方根來計算踏板踩踏力的平均輸出系數(shù)的 曲線圖。根據(jù)第三實施例的踏板操作量檢測設備的整體構造與上述第一實施例大致相同， 并將參考圖1及圖3進行描述。將以相同的附圖標記來表示具有與第一實施例所述的那些 相同功能的元件，并將不再重復對其的描述。
在根據(jù)第三實施例的踏板操作量檢測設備中，如圖1、3及8所示，制動踏板11的 上端部以可樞轉并懸架的方式支撐在車體側。操作桿15具有擰入馬蹄夾16并由鎖止螺母 17緊固的螺紋部15a。馬蹄夾16具有以預定距離間隔布置的兩個臂部16a，16b。操作桿 15與馬蹄夾16通過連接軸18可樞轉地彼此連接，連接軸18穿過制動踏板11以及兩個臂 部 16a,16b。
根據(jù)第三實施例的踏板操作量檢測設備用于檢測在制動踏板11的樞轉操作被轉 換為操作桿15的直線操作時傳遞的踏板操作量。踏板操作量檢測設備包括布置在制動 踏板11與連接軸18之間以檢測在制動踏板11與連接軸18之間施加的負載的負載檢測單 元、獲得負載檢測單元在制動踏板11的樞轉方向上的相位的相位獲取單元、以及基于由負 載檢測單元檢測到的負載以及由相位獲取單元獲得的相位來計算踏板操作量(踏板踩踏 力)的踏板操作量計算單元。負載檢測單元對施加至制動踏板11與連接軸18彼此接觸處 的部分的負載進行檢測。
連接孔21形成在11的中部內(nèi)。連接孔21具有位于一端側的小直徑部分21a以及 位于另一端側的大直徑部分21b。套筒22具有套筒主體22a以及形成在套筒主體2 上的 凸緣22b。套筒22布置在制動踏板11的連接孔21內(nèi)，使得套筒主體2 在其間存在預定 間隙的情況下松配合在小直徑部分21a及連接孔21內(nèi)，而凸緣22b裝配至大直徑部分21b， 由此將套筒22緊固至制動踏板11而類似單個單元。此外，連接軸18穿過馬蹄夾16的兩 個臂部16a，16b，進而穿過緊固至制動踏板11的套筒22。襯套23緊固至套筒22的內(nèi)周 表面，使得襯套23的內(nèi)周表面與連接軸18的外周表面以可滑動的方式進行接觸。
在套筒22的套筒主體22a的外周表面上，將四個檢測器Ma，24b, 25a及2 作為 上述負載檢測單元安裝為與位于軸向上的另一端側的凸緣22b接觸。在第三實施例中，兩 個檢測器2 及24b在連接有操作桿15的一側處安裝在套筒主體2 的外周表面上，而兩 個檢測器2 及2 則安裝在相對一側處。兩個檢測器2 及24b分別布置在跨過操作桿 15的負載輸入位置的、沿連接軸18的周向的相對兩側。兩個檢測器2 及24b之間的布置 角度β等于或大于制動踏板11的最大樞轉操作角α。此外，檢測器2 及25b以關于連 接軸18的中心與檢測器2 及24b對稱的方式布置。兩個檢測器2 及2 之間的布置 角度β等于或大于制動踏板11的最大樞轉操作角α。在第三實施例中，制動踏板11的最 大樞轉操作角α約為30度，而檢測器2 及2 之間以及檢測器2 及24b之間的布置 角度β為45度，由此可在連接軸18的周向上的不同位置處檢測負載。
因此，當制動踏板11被踩踏時，當負載施加至套筒22的凸緣22b時，反作用力的 負載從操作桿15經(jīng)由馬蹄夾16、連接軸18及襯套23施加至套筒22的套筒主體22a。然 后，套筒主體2 發(fā)生變形。檢測器2 及24b檢測拉伸負載，而檢測器2 及2 檢測壓縮負載。
在考慮對負載進行檢測的檢測器Ma，24b, 25a及25b的位置的相位差的情況下， E⑶沈基于由檢測器Ma，Mb，2 及2 檢測到的負載來計算制動踏板11的操作量(換 言之，踏板踩踏力)。
當制動踏板11被踩踏時，套筒22的套筒主體22a以凸緣22b為基點發(fā)生變形。然 后，檢測器2 及24b檢測拉伸負載fla及flb，而檢測器2 及2 檢測壓縮負載f2a及f2b。 基于由檢測器2 及24b檢測到的拉伸負載fla及flb以及由檢測器25a及2 檢測到的壓 縮負載，E⑶沈根據(jù)下述數(shù)學表達式來計算踏板踩踏力F。在這里，A表示轉換系 數(shù)。
此外，在第三實施例中，基于由檢測器Ma，24b, 25a及2 在四個位置檢測到的負 載以及各個檢測器Ma，24b, 25a及2 之間的相位差，E⑶沈根據(jù)其轉換系數(shù)A最小的多 次均方根(具體而言，八次均方根)來計算踏板踩踏力F。
Fa = f2a-fla
Fb = f2b-flb
F = A (Fa8+Fb8)1/8
當基于分別由檢測器Ma，Mb，2 及25b在四個位置檢測到的負載以及其間的相 位差而根據(jù)一次均方根來計算踏板踩踏力F時，如圖9A所示，平均輸出系數(shù)(轉換系數(shù))A 根據(jù)制動踏板11的操作角度而在1. 7至1. 85的范圍內(nèi)顯著地波動。另一方面，當基于分 別由檢測器Ma，24b, 25a及2 在四個位置檢測到的負載以及其間的相位差而根據(jù)八次均 方根來計算踏板踩踏力F時，如圖9B所示，平均輸出系數(shù)(轉換系數(shù))A根據(jù)制動踏板11 的操作角度而在1. 0075至1. 011的范圍內(nèi)收斂。
因此，如圖1、2及8所示，當駕乘者踩踏制動踏板11時，制動踏板11因踩踏力而 繞支撐軸13樞轉。然后，踩踏力從制動踏板11經(jīng)由連接軸18輸入至馬蹄夾16，并傳遞至 操作桿15，操作桿15由此前進。在這里，在套筒22的套筒主體22a因制動踏板11輸入的 踩踏力而變形的情況下，檢測器2 及24b檢測拉伸負載，而檢測器2 及2 檢測壓縮 負載。在考慮各個檢測器Ma，Mb，2 及2 之間相位差的情況下，E⑶沈基于由檢測器 24a, 24b, 25a及2 檢測到的負載來計算制動踏板11的踏板踩踏力。
在根據(jù)第三實施例的踏板操作量檢測設備中，制動踏板11及緊固在操作桿15的 端部處的馬蹄夾16經(jīng)由連接軸18可樞轉地彼此連接，套筒22布置在制動踏板11與連接 軸18之間，兩對檢測器Ma、24b和檢測器25a、2^分別沿連接軸18的周向、跨過操作桿15 的負載輸入位置的相對兩側布置在套筒22的外周表面上，使得兩者間的布置角度β等于 或大于制動踏板11的最大樞轉操作角α，并且E⑶沈基于由檢測器Ma，24b, 25a及2 檢測到的負載以及其間的相位差來計算踏板踩踏力。
因此，當制動踏板11被踩踏時，檢測器Ma，24b, 25a及2 檢測在制動踏板11與 連接軸18之間施加的負載，并且E⑶沈基于由檢測器Ma，24b, 25a及2 檢測到的拉伸 負載及壓縮負載來計算踏板踩踏力。
由此，無需額外構件來將制動踏板11的踩踏力傳遞至檢測器Ma，24b, 2 及25b， 從而實現(xiàn)了簡化的結構、提高的安裝便利性以及對踩踏力的高精度檢測。
此外，在根據(jù)第三實施例的踏板操作量檢測設備中，基于由檢測器Ma J4b，25a及2 在四個位置檢測到的負載以及各個檢測器Ma，Mb，2fe及2 之間的相位差，在使 轉換系數(shù)A最小的情況下根據(jù)八次均方根來計算踏板踩踏力F。因此，減小了因制動踏板的 操作角(換言之，各個檢測器Ma，Mb，2fe及2 之間的相位差)造成的波動，由此能夠以 更高的精度來檢測踏板踩踏力。
在上述實施例中，套筒22布置在制動踏板11與連接軸18之間，而檢測器Ma， 24b，25a, 25b，31及32布置在套筒22上。但是，可替代的，檢測器24a，24b，25a, 25b，31及 32可布置在連接軸18與操作桿15之間，例如馬蹄夾16與連接軸18之間，或馬蹄夾16與 操作桿15之間。
此外，在上述實施例中，檢測器Ma，Mb，25a，25b，31及32分別布置在連接軸18 的周向上的多個不同位置，來檢測負載。但是，以上并非限制。例如，在使套筒與制動踏板 的連接孔類似于單個單元可一起轉動的情況下，以可繞連接軸的外周部轉動的方式布置套 筒。換言之，可以使套筒的截面形狀成為橢圓形而非正圓形，由此可通過套筒與制動踏板的 連接孔之間的曲面或平面來形成縫隙，并將檢測器(負載檢測單元)布置在其中。盡管檢 測器(負載檢測單元)布置在沿連接軸的周向的多個不同位置，但所述周向并不限于正圓 形的周向，檢測器可布置在任何位置，只要該位置在相對于連接軸徑向的周向上略微偏移 即可。
工業(yè)實用性
從以上可知，根據(jù)本發(fā)明的踏板操作量檢測設備包括布置在操作踏板與連接構件 之間或布置在連接構件與操作桿之間以檢測施加在其間的負載的負載檢測單元，并基于由 負載檢測單元檢測到的負載來計算踏板操作量，由此實現(xiàn)簡化的結構、提高的安裝便利性、 以及對操作量的高精度檢測，由此適用于任何踏板操作量檢測設備。
權利要求
1.一種踏板操作量檢測設備，其對在操作踏板的樞轉操作被轉換為操作桿的直線操作 時傳遞至操作目標單元的踏板操作量進行檢測，所述踏板操作量檢測設備包括連接構件，其將所述操作踏板與所述操作桿連接；負載檢測單元，其布置在所述操作踏板與所述連接構件之間或者布置在所述連接構件 與所述操作桿之間，以對在兩者之間施加的負載進行檢測；相位獲取單元，其獲得所述負載檢測單元在所述操作踏板的樞轉方向上的相位；以及 踏板操作量計算單元，其根據(jù)由所述負載檢測單元檢測得到的所述負載以及由所述相 位獲取單元獲取的所述相位來計算所述踏板操作量。
2.根據(jù)權利要求
1所述的踏板操作量檢測設備，其中所述負載檢測單元對施加至所述操作踏板與所述連接構件相互接觸的部分或者施加 至所述連接構件與所述操作桿相互接觸的部分的負載進行檢測。
3.根據(jù)權利要求
1或2所述的踏板操作量檢測設備，其中所述連接構件是將所述操作踏板與固定于所述操作桿端部的馬蹄夾連接的連接軸， 所述負載檢測單元對所述連接軸的周向上的多個不同位置處的負載進行檢測， 所述相位獲取單元獲取對所述負載進行檢測的所述多個不同位置處的相位差，并且 所述踏板操作量計算單元根據(jù)所述多個位置處的所述負載以及其間的所述相位差來 計算所述踏板操作量。
4.根據(jù)權利要求
3所述的踏板操作量檢測設備，其中所述負載檢測單元在所述連接軸的所述周向上以90度間隔布置在多個位置處。
5.根據(jù)權利要求
1所述的踏板操作量檢測設備，其中所述相位獲取單元包括踏板位移量檢測單元，所述踏板位移量檢測單元對所述操作踏 板的位移量進行檢測，所述踏板操作量計算單元根據(jù)由所述負載檢測單元檢測得到的所述負載、由所述踏板 位移量檢測單元檢測得到的所述踏板位移量以及由所述相位獲取單元獲取的所述相位來 計算所述踏板操作量。
6.根據(jù)權利要求
5所述的踏板操作量檢測設備，其中所述連接構件是將所述操作踏板與固定于所述操作桿端部的馬蹄夾連接的連接軸，并且所述負載檢測單元在所述連接軸的所述周向上以180度間隔布置在多個位置處。
7.根據(jù)權利要求
3所述的踏板操作量檢測設備，其中所述負載檢測單元布置在跨過所述操作桿的負載輸入位置的、在所述連接軸的所述周 向上的相對兩側的至少兩個位置處，其間的布置角度等于或者大于所述操作踏板的最大樞 轉操作角度。
8.根據(jù)權利要求
7所述的踏板操作量檢測設備，其中所述負載檢測單元在所述連接軸的所述周向上布置在兩個位置處，其間的布置角度等 于或者小于45度，所述操作踏板的最大樞轉操作角度等于或者小于45度，并且 所述踏板操作量計算單元根據(jù)基于由位于所述兩個位置的所述負載檢測單元檢測得 到的所述負載以及由所述相位獲取單元獲取的所述相位差的八次均方根來計算所述踏板操作量。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種踏板操作量檢測設備，其中制動踏板(11)及緊固在操作桿(15)的端部處的馬蹄夾(16)通過連接軸(18)可樞轉地連接在一起，套筒(22)布置在制動踏板(11)與連接軸(18)之間，檢測器(24a，24b，25a，25b)安裝在套筒(22)的可彈性變形的套筒主體(22a)的外周表面上，并且ECU(26)基于由各個檢測器(24a，24b，25a，25b)檢測到的負載來計算踏板踩踏力。該設備具有簡化的結構，提高了安裝便利性并能以高精度檢測操作量。
文檔編號B60T7/02GKCN101479135 B發(fā)布類型授權 專利申請?zhí)朇N 200780023794
公開日2011年7月6日 申請日期2007年11月14日
發(fā)明者磯野宏, 藤原昇 申請人:豐田自動車株式會社, 豐田鐵工株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (2), 非專利引用 (1),