专利名称:踏板操作量检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测踏板操作量的踏板操作量检测装置，该踏板操作量通过将操作踏板的转动动作变换为操作杆的直线动作而被传递给操作对象单元。
背景技术：
例如，作为车辆的制动装置并作为电子控制式制动装置而公知有 ECB (Electronically Controlled Brake,电子控制制动器)，所述电子控制式制动装置根据从制动踏板输入的操作量(踏板行程或踏力等)而电气地控制由制动装置产生的制动力、即供应给驱动该制动装置的轮缸的制动油压。
该ECB预先将通过泵升压后的油压储存在储能器中，根据驾驶者的制动要求进行调压控制，并作为制动油压供应给轮缸。即，一旦驾驶者踩下了制动踏板，则主缸产生与该操作量相应的油压，并且工作油的一部分流入到行程模拟器中，与制动踏板的踏力相应的制动踏板的操作量被调整，另一方面制动器ECU根据踏板行程来设定车辆的目标减速度， 决定施加给各车轮的制动力分配，并从储能器向各轮缸施加预定的油压。
在这样的电子控制式制动装置中，需要高精度地检测从制动踏板输入的操作量 (踏板行程或踏力等)。作为现有的制动踏板的操作量检测装置，有记载在下述专利文献中的操作量检测装置。
在下述专利文献1所记载的制动装置中，在其上端部被车身可自由转动地支承的制动踏板上，将输入杆的端部经由U形钩可自由转动地与制动踏板的中间部连结而可自由转动地设置转动杆，并且固定踏力开关，通过转动杆的端部能够按下踏力开关的可动杆，转动杆通过制动踏板的操作而转动，并按下踏力开关的可动杆，由此能够检测出踏板踏力。
专利文献1 日本专利文献特开2000-168532号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
在上述现有的制动装置的制动踏板的操作量检测装置中，需要用于将制动踏板的操作力传递给踏力开关的转动杆，从而会导致构造变得复杂，制造成本上升。另外，为了高精度地检测踏板踏力，必须确保该转动杆的高的制造精度和组装精度等，从而存在安装性变差的问题。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够使结构简化而提高了安装性并能够高精度地检测出操作量的踏板操作量检测装置。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题、达到上述目的，本发明提供一种踏板操作量检测装置，检测踏板操作量，该踏板操作量通过操作踏板的转动动作被变换为操作杆的直线动作而被传递给操作对象单元，所述踏板操作量检测装置的特征在于，包括角度推定单元，推定第一直线与第二直线所成的角度，所述第一直线连结所述操作踏板的转动中心和所述操作踏板与所述操作杆的连结点，所述第二直线沿所述操作杆的直线动作方向延伸；以及踏板操作量计算单元，基于由所述角度推定单元推定出的角度来计算出踏板操作量。
本发明的踏板操作量检测装置的特征在于，所述角度推定单元具有载荷检测部， 所述载荷检测部设置在连结所述操作踏板和所述操作杆的连结部上，并检测作用在该连结部上的载荷，所述角度推定单元基于由该载荷检测部检测出的载荷来推定出所述第一直线与所述第二直线所成的角度。
本发明的踏板操作量检测装置的特征在于，所述操作踏板和所述操作杆通过连结部件连结，所述载荷检测部安装在所述操作踏板与所述连结部件之间或所述连结部件与所述操作杆之间。
本发明的踏板操作量检测装置的特征在于，多个所述载荷检测部分别设置在所述操作踏板的转动方向上的不同的位置。
本发明的踏板操作量检测装置的特征在于，在所述操作踏板与所述连结部件之间或所述连结部件与所述操作杆之间设置有衬套，所述载荷检测部检测所述衬套的应变量。
本发明的踏板操作量检测装置的特征在于，在所述操作踏板与所述连结部件之间或所述连结部件与所述操作杆之间设置有衬套，所述载荷检测部检测所述衬套的压缩载荷。
本发明的踏板操作量检测装置的特征在于，所述踏板操作量计算单元基于由所述角度推定单元推定出的角度来计算出作为踏板操作量的踏板踏力。
本发明的踏板操作量检测装置的特征在于，所述踏板操作量计算单元基于由所述角度推定单元推定出的角度来计算出作为踏板操作量的踏板行程。
本发明的踏板操作量检测装置的特征在于，所述角度推定单元基于由所述载荷检测部检测出的载荷的变化来推定出所述第一直线与所述第二直线所成的角度。
本发明的踏板操作量检测装置的特征在于，多个所述载荷检测部分别设置在所述操作踏板的转动方向上的不同的位置，所述角度推定单元基于由所述多个载荷检测部检测出的载荷的比率来推定出所述第一直线与所述第二直线所成的角度。
本发明的踏板操作量检测装置的特征在于，多个所述载荷检测部分别设置在所述操作踏板的转动方向上的不同的位置，所述角度推定单元基于由所述多个载荷检测部检测出的载荷与载荷偏差的比率来推定出所述第一直线与所述第二直线所成的角度。
发明的效果
根据本发明的踏板操作量检测装置，设置了角度推定单元和踏板操作量计算单元，所述角度推定单元推定出第一直线与第二直线所成的角度，所述第一直线连结操作踏板的转动中心和操作踏板与操作杆的连结点，所述第二直线沿操作杆的直线动作方向延伸，踏板操作量计算单元基于由该角度推定单元推定出的角度来计算出踏板操作量，因此当操作踏板被操作了时，角度推定单元推定出第一直线与第二直线所成的角度，踏板操作量计算单元基于被推定出的角度来计算出踏板操作量，从而能够使结构简化而提高了安装性，并且能够高精度地检测出操作量。
[0024]图1是表示本发明的实施例一的踏板操作量检测装置的水平截面简要结构图(图 3的I-I截面图)；
图2是表示实施例一的踏板操作量检测装置中的检测部件的配置结构的图1的 II-II截面图；
图3是实施例一的踏板操作量检测装置的主视图；
图4是表示对应于实施例一的踏板操作量检测装置中的载荷检测器的输出比的角度的曲线图；
图5是表示本发明的实施例二的踏板操作量检测装置中的检测部件的配置结构的截面图；
图6-1是表示对应于本发明的实施例三的踏板操作量检测装置中的载荷变动平均的踏板行程的曲线图；
图6-2是表示对应于实施例三的踏板操作量检测装置中的踏板行程的增压器输入载荷的曲线图；
图6-3是表示对应于实施例三的踏板操作量检测装置中的载荷变动平均的修正系数的曲线图；
图7-1是表示通过一次平均来计算踏板行程的行程变换微分值的曲线图；
图7-2是表示通过一次平均和三角函数变换来计算踏板行程的行程变换微分值的曲线图。
标号说明
11制动踏板(操作踏板)
15操作杆
16U形钩(连结部件)
18连结轴(连结部件)
21连结孔
22、31 衬套
23,24,33,34检测部件(载荷检测部)
25电子控制单元、E⑶(操作量计算单元)
32 套环
38额外载荷调整螺栓(额外载荷调整单元)具体实施方式
以下，基于附图来详细地说明本发明的踏板操作量检测装置的实施例。另外，本发明不受该实施例的限定。
实施例一
图1是表示本发明的实施例一的踏板操作量检测装置的水平截面简要结构图(图 3的I-I截面图)，图2是表示实施例一的踏板操作量检测装置中的检测部件的配置结构的图1的II-II截面图，图3是实施例一的踏板操作量检测装置的主视图，图4是表示对应于实施例一的踏板操作量检测装置中的载荷检测器的输出比的角度的曲线图。
在实施例一的踏板操作量检测装置中，如图1至图3所示，作为操作踏板的制动踏板11的上端部通过支承轴13可自由转动地吊挂在车身侧的安装支架12上并被该安装支架12支承，在该制动踏板11的下端部安装有乘客能够踩踏的踏板14。另一方面，操作杆15 的顶端部与控制制动装置的动作的、作为操作对象单元的主缸和制动增压器(省略图示) 连结。
另外，在操作杆15的基端部形成有螺纹部15a，该螺纹部15a与U形钩16螺合， 锁定螺母17与操作杆15螺合，并且锁定螺母17与U形钩16接触，由此能够防止操作杆 15 (螺纹部15a)相对于U形钩16的螺合状态松弛。该U形钩16具有二股部16a、16b，该二股部16a、16b以预定的间隔位于制动踏板11的中间部的两侧，并通过连结轴18贯穿制动踏板11和二股部16a、16b而彼此可自由转动地连结。
因此，一旦乘客踩下了制动踏板11，则该制动踏板11经由支承轴13转动，其操作量(操作力)经由连结轴18和U形钩16被传递给操作杆15，由此该操作杆15能够在轴向上移动，使制动增压器和主缸动作。
在本实施例中，连结制动踏板11和操作杆15的本发明的连结部包括连结轴18。
本实施例的踏板操作量检测装置检测作为踏板操作量的踏板踏力和踏板行程，该踏板操作量通过将制动踏板11的转动动作变换为操作杆15的直线动作而被传递给主缸和制动增压器。并且，设置有角度推定部，推定第一直线Ll与第二直线L2所成的角度 θ L23，所述第一直线Ll连结制动踏板11的转动中心01和制动踏板11与操作杆15的连结点02，所述第二直线L2沿操作杆15的直线动作方向延伸；以及踏板操作量计算部，基于由该角度推定部推定出的角度θ L23来计算制动踏板操作量。
在该情况下，角度推定部具有载荷检测部，并基于由该载荷检测部检测出的载荷来推定出第一直线Ll与第二直线L2所成的角度θ L23，所述载荷检测部被设置在连结制动踏板11和操作杆15的连结部上，检测作用在连结轴18上的载荷。
S卩，在制动踏板11的中间部上形成有连结孔21，该连结孔21形成为比连结轴18 的外径大的圆形状。形成为圆筒形状的衬套22包括衬套主体22a，内周面与连结轴18的外周面具有预定的间隙，并且外周面与连结孔21的内周面具有预定的间隙；第一支承部 22b，内周面与连结轴18的外周面接触，并且外周面与连结孔21的内周面具有预定的间隙； 以及第二支承部22c，内周面与连结轴18的外周面具有预定的间隙，并且外周面与连结孔 21的内周面接触。在衬套22的第二支承部22c上形成有与制动踏板11的端面接触的凸缘部22d。在该情况下，衬套22的衬套主体2 能够作为弹性部而发挥功能，能够相对于外力发生变形。
该衬套22被配置在制动踏板11的连结孔21中，衬套主体2 相对于连结孔21 以预定的间隙嵌入，第二支承部22c与连结孔21嵌合，凸缘部22d与制动踏板11的端面抵接，由此该衬套22被一体地固定在制动踏板11上。另外，连结轴18贯穿U形钩16的二股部16a、16b，并且贯穿被固定在制动踏板11上的衬套22的内部，相对于衬套主体22a以预定的间隙嵌入，并与第一支承部22b嵌合，由此该衬套22与连结轴18能够互相滑动地接触。
并且，在衬套22中的衬套主体22a的外周面上，在周向上间隔预定的距离而安装有作为上述载荷检测部的两个检测部件23、24。在本实施例中，在衬套主体22a的外周面上，在与连结有操作杆15的一侧相反的一侧安装有两个检测部件23、24，各检测部件23、24在周向上被配置成间隔预定的角度θ F12，由此能够检测出连结轴18的周向上的不同位置处的载荷。
即，一旦踩下了制动踏板11，则对于作用在衬套22的第二支承部22c上的载荷，从操作杆15经由U形钩16、连结轴18向衬套22的第一支承部22b作用反力载荷，因此衬套主体2 发生变形。此时，检测部件23J4检测出应变量(载荷)。
各检测部件23、24的检测结果被输入到作为上述角度推定部和踏板操作量计算部的电子控制单元(ECU) 25中，该ECU25基于由各检测部件23J4检测出的载荷的比率来推定第一直线Ll与第二直线L2所成的角度0L23，并基于该角度θ L23来计算出制动踏板 11的操作量、即踏板踏力。
具体地说，当踩下了制动踏板11时，衬套22的衬套主体22a以各支承部22b、22c 为基点而发生变形，因此检测部件23检测出载荷F1，检测部件M检测出载荷F2。E⑶25基于由检测部件23检测出的载荷Fl与由检测部件M检测出的载荷F2的比率来推定第一直线Ll与第二直线L2所成的角度d θ L23。这里，角度d θ L23是始自初始位置的被初始化的第一直线Ll与第二直线L2所成的角度。即，载荷的比率F2/F1与角度d θ L23的关系为图 4的曲线图所表示的关系。
这里，说明E⑶25基于由检测部件23检测出的载荷Fl与由检测部件M检测出的载荷F2的比率来推定出第一直线Ll与第二直线L2所成的角度d θ L23的方法。
载荷的比率RF12通过下述数学式来规定。
RFl 2 = F2/F1
并且，如果在传感器固体的检验时定义作用有作为基准的载荷时的载荷的比率 RF12k，则通过下述数学式来规定。
RF12k = F2k/Flk
因此，角度d θ L23通过下述数学式来规定。这里JbO是修正作为基准的!^O的修正函数。
d θ L23 = Fa(RF12k)
d θ L23 = Fa (RF 12k) X Fb (Fl)
如果这样被标准化，则通过下述数学式计算出仅使用检测部件23的输出的踏板踏力(操作杆轴向力)F。这里，FdO是修正作为基准的FcO的修正函数。
Fk = FlkXFc (d θ L23)
F = Fl XFc (d θ L23) XFd(Fl)
另一方面，通过下述数学式计算出仅使用检测部件M的输出的踏板踏力(操作杆轴向力)F。这里，FfO是修正作为基准的!^0的修正函数。
Fk = F2k X Fe (d θ L23)
F = F2 X Fe (d θ L23) X Ff (F2)
并且，通过下述数学式计算出使用各检测部件23、24的输出比率的踏板踏力(操作杆轴向力)F。
F= {FIX Fc (d θ L23) X Fd (Fl) +F2 X Fe (d θ L23) X Ff (F2)} /2
另外，通过下述数学式计算出踏板行程S。这里，Fg是与制动踏板11、操作杆15等的组装状态相应的函数。[0077]S = Fg(d θ L23)
因此，如图1至图3所示，一旦乘客踩下了制动踏板11，则该制动踏板11通过该踏力而以支承轴13为中心在图2和图3中按顺时针方向转动。于是，该踏力从制动踏板11 经由连结轴18被输入到U形钩16，并且从该U形钩16被传递给操作杆15，从而使该操作杆15前进。
此时，衬套22的衬套主体2 通过从制动踏板11输入的踏力而变位，由此检测部件23J4检测出应变载荷，ECU25基于由各检测部件23J4检测出的应变载荷的比率来推定出第一直线Ll与第二直线L2所成的角度d θ L23，并基于该角度d θ L23来计算出制动踏板11的操作量、即踏板踏力和踏板行程。
这样，在实施例一的踏板操作量检测装置中，通过连结轴18可自由转动地连结制动踏板11和固定在操作杆15的端部的U形钩16，并将衬套22安装在制动踏板11与连结轴18之间，在该衬套22中的能够发生弹性变形的衬套主体22a的外周面上安装检测部件 23,24, ECU25基于由各检测部件23J4检测出的应变载荷的比率来推定出制动踏板11与操作杆15所成的角度，并基于该角度来计算出制动踏板11的操作量、即踏板踏力和踏板行程。
因此，一旦踩下了制动踏板11，则各检测部件23、对检测出作用在制动踏板11与连结轴18之间的应变载荷，ECU25基于由该检测部件23J4检测出的应变载荷的比率来推定出第一直线Ll与第二直线L2所成的角度θ L23、即制动踏板11与操作杆15所成的角度(所述第一直线Ll连结制动踏板11的转动中心01和制动踏板11与操作杆15的连结点02，所述第二直线L2沿操作杆15的直线动作方向延伸)，并基于该角度来计算出制动踏板11的操作量、即踏板踏力和踏板行程，由此不需要用于将制动踏板11的踏力和踏板行程传递给检测部件23、24的其他部件，因此能够使结构简化而提高了安装性，并且能够提高检测精度。
另外，通过使检测部件23J4检测作用在制动踏板11与连结轴18的接触部分上的应变载荷，能够容易地安装检测部件23、24，并能够使结构简化而能够容易地进行制造。 并且，在连结轴18的周向上以预定的角度配置有多个该检测部件23、24，检测出连结轴18 的周向上的多个不同位置处的应变载荷，由此无论制动踏板11的转动角度如何，均能够高精度地检测出踏板踏力。
实施例二
图5是表示本发明的实施例二的踏板操作量检测装置中的检测部件的配置结构的截面图。另外，本实施例的踏板操作量检测装置的整体结构与上述实施例一大致相同，使用图3来进行说明，并对功能与在实施例一中说明的部件相同的部件标注相同的标号，省略重复的说明。
如图3和图5所示，实施例二的踏板操作量检测装置检测作为踏板操作量的踏板踏力和踏板行程，该踏板操作量通过将制动踏板11的转动动作变换为操作杆15的直线动作而被传递给主缸和制动增压器。并且，设置有角度推定部，推定第一直线Ll与第二直线 L2所成的角度θ L23，所述第一直线Ll连结制动踏板11的转动中心01和制动踏板11与操作杆15的连结点02，所述第二直线L2沿操作杆15的直线动作方向延伸；以及踏板操作量计算部，基于由该角度推定部推定出的角度θ L23来计算制动踏板操作量。[0086]在该情况下，角度推定部具有载荷检测部，并基于由该载荷检测部检测出的载荷来推定出第一直线Ll与第二直线L2所成的角度θ L23，所述载荷检测部被设置在连结制动踏板11和操作杆15的连结部上，检测作用在连结轴18上的载荷。
S卩，在制动踏板11的中间部上形成有连结孔21，该连结孔21形成为比连结轴18 的外径大的圆形状。形成为圆筒形状的衬套31的内周面能够与连结轴18的外周面嵌合。 形成为大致圆筒形状的套环32的外周面能够与连结孔21的内周面嵌合。并且，套环32的内周面形成为多边形，衬套31能够插入。
该套环32的外周面被配置成紧贴制动踏板11中的连结孔21的内周面，衬套31被配置在该套环32内。并且，连结轴18贯穿U形钩16的二股部16a、16b，并且贯穿衬套31 的内部，该衬套31与连结轴18能够互相滑动地接触。
并且，在衬套31的外周面上，在周向上间隔预定的距离而安装有作为上述载荷检测部的两个检测部件33、34。在本实施例中，在衬套31的外周面上，在与连结有操作杆15 的一侧相反的一侧安装有两个检测部件33、34，各检测部件33、34相对于通过连结轴的中心02的直线L3沿周向等间隔地配置在上方侧和下方侧，各检测部件33、34被配置成间隔预定的角度θ F12，由此能够检测出连结轴18的周向上的不同位置处的载荷。另外，在套环32的内周面上与各检测部件33、34相对地形成有平面部32a、32b，各检测部件33、34被衬套31的外周面和套环32的平面部3h、32b夹持，该各检测部件33、34能够在连结轴18 的周向上的不同位置处检测出衬套31与套环32之间的压缩载荷。
另外，在本实施例的踏板操作量检测装置中，设置有向作为载荷检测部的检测部件33、34施加额外载荷的额外载荷施加单元。S卩，在制动踏板11上，在连结有操作杆15的一侧形成有从外部沿直线L3与连结孔21连通的螺纹孔35，并且在与该螺纹孔35相对应的套环32上形成有通孔36，另外在与该通孔36相对应的衬套31的外周部形成有凹部37， 该凹部37形成为与该通孔36大致相同直径的球面形状。并且，作为额外载荷施加单元的额外载荷调整螺栓38与制动踏板11的螺纹孔35螺合，并且其顶端部贯穿通孔36而与衬套31的凹部37配合并按压该衬套31，由此使安装在衬套31的外周面上的各检测部件33、 34无间隙地紧贴套环32的平面部32a、32b，向该检测部件33、34施加额外载荷。在此情况下，通过调整额外载荷调整螺栓38的拧入量来改变衬套31的按压力，由此能够调整施加给检测部件33、34的额外载荷。
S卩，一旦踩下了制动踏板11，则对于作用在衬套31上的载荷，从操作杆15经由U 形钩16向衬套31作用反力载荷，因此检测部件33、34在套环32的内周面与衬套31的外周面之间被压缩，从而能够检测出压缩载荷。
向作为上述角度推定部和踏板操作量计算部的电子控制单元(ECU) 25输入由各检测部件33、34检测出的压缩载荷Fll、F12，该E⑶25基于由各检测部件33、34检测出的压缩载荷Fll、F12的比率来推定出第一直线Ll与第二直线L2所成的角度θ L23,并基于该角度θ L23来计算出制动踏板11的操作量、即踏板踏力和踏板行程。另外，该ECU25基于由各检测部件33、34检测出的压缩载荷的比率来推定出第一直线Ll与第二直线L2所成的角度θ L23的方法、以及基于该角度θ L23来计算出制动踏板11的踏板踏力和踏板行程的方法的具体例子与上述实施例相同，因此省略说明。
因此，一旦乘客踩下了制动踏板11，则该制动踏板11通过该踏力而以支承轴13为中心在图3和图5中以顺时针方向转动。于是，该踏力从制动踏板11经由连结轴18被输入到U形钩16，并且从该U形钩16被传递给操作杆15，从而使该操作杆15前进。
此时，检测部件33、34通过从制动踏板11输入的踏力被压缩而检测出压缩载荷， ECU25基于由各检测部件33、34检测出的压缩载荷的比率来推定出第一直线Ll与第二直线 L2所成的角度d θ L23，并基于该角度d θ L23来计算出制动踏板11的操作量、即踏板踏力和踏板行程。
这样，在实施例二的踏板操作量检测装置中，通过连结轴18可自由转动地连结制动踏板11和固定在操作杆15的端部的U形钩16，并将衬套31和套环32安装在制动踏板 11与连结轴18之间，在该衬套31与该套环32之间安装检测部件33、34，E⑶25基于由各检测部件33、34检测出的压缩载荷的比率来推定出制动踏板11与操作杆15所成的角度， 并基于该角度来计算出制动踏板11的操作量、即踏板踏力和踏板行程。
因此，一旦踩下了制动踏板11，则各检测部件33、34在制动踏板11的连结孔21与连结轴18之间被衬套31和套环32压缩，由此检测出该压缩载荷，ECU25基于由该检测部件33、34检测出的压缩载荷的比率来推定出第一直线Ll与第二直线L2所成的角度θ L23、 即制动踏板11与操作杆15所成的角度(所述第一直线Ll连结制动踏板11的转动中心01 和制动踏板11与操作杆15的连结点02，所述第二直线L2沿操作杆15的直线动作方向延伸)，并基于该角度来计算出制动踏板11的操作量、即踏板踏力和踏板行程，由此不需要用于将制动踏板11的踏力和踏板行程传递给检测部件33、34的其他部件，因此能够使结构简化而提高了安装性，并且能够提高检测精度。
另外，通过使检测部件33、34检测作用在制动踏板11与连结轴18的接触部分上的压缩载荷，能够容易地安装检测部件33、34，并能够使结构简化而能够容易地进行制造。 并且，在连结轴18的周向上以预定的角度配置有多个该检测部件33、34，检测出连结轴18 的周向上的多个不同位置处的应变载荷，由此无论不管制动踏板11的转动角度如何，均能够高精度地检测出踏板踏力。
并且，在制动踏板11上形成有从外部与连结孔21连通的螺纹孔35和通孔36，并且在与该通孔36相对应的衬套31的外周部形成有凹部37，使额外载荷调整螺栓38与该螺纹孔35螺合，使额外载荷调整螺栓38的顶端部与衬套31的凹部37配合而进行按压。因此，使安装在衬套31的外周面上的各检测部件33、34无间隙地紧贴套环32的平面部32a、 32b，向该检测部件33、34施加额外载荷，由此能够恰当地支承衬套31，提高支承刚度，并且检测部件33、34能够高精度地检测出作用在制动踏板11与连结轴18之间的载荷，结果能够实现低成本化。
另外，通过调整该额外载荷调整螺栓38的拧入量来改变衬套31的按压力，由此能够调整施加给检测部件33、34的额外载荷，即使制造精度存在误差，也能够使检测部件33、 34无间隙地紧贴套环32的内周面，从而能够高精度地确保检测部件33、34的检测精度。
实施例三
图6-1是表示对应于本发明的实施例三的踏板操作量检测装置的载荷变动平均的踏板行程的曲线图，图6-2是表示对应于实施例三的踏板操作量检测装置的踏板行程的增速器输入载荷的曲线图，图6-3是表示对应于实施例三的踏板操作量检测装置的载荷变动平均的修正系数的曲线图，图7-1是表示通过一次平均来计算踏板行程的行程变换微分值的曲线图，图7-2是表示通过一次平均和三角函数变换来计算踏板行程的行程变换微分值的曲线图。另外，本实施例的踏板操作量检测装置的整体结构与上述实施例二大致相同， 使用图5来进行说明，并对功能与实施例二中说明的部件相同的部件标注相同的标号，省略重复说明。
如图3和图5所示，实施例三的踏板操作量检测装置检测作为踏板操作量的踏板踏力和踏板行程，该踏板操作量通过将制动踏板11的转动动作变换为操作杆15的直线动作而被传递给主缸和制动增压器。并且，设置有角度推定部，推定第一直线Ll与第二直线 L2所成的角度θ L23，所述第一直线Ll连结制动踏板11的转动中心01和制动踏板11与操作杆15的连结点02，所述第二直线L2沿操作杆15的直线动作方向延伸；以及踏板操作量计算部，基于由该角度推定部推定出的角度θ L23来计算制动踏板操作量。
在该情况下，角度推定部具有载荷检测部，并基于由该载荷检测部检测出的载荷的变化、具体地说即分力的变化来推定出第一直线Ll与第二直线L2所成的角度θ L23，所述载荷检测部被设置在连结制动踏板11和操作杆15的连结部上，检测作用在连结轴18上的载荷。
S卩，向作为角度推定部和踏板操作量计算部的电子控制单元(ECU) 25输入由各检测部件33、34检测出的压缩载荷Fll、F12，该E⑶25基于由各检测部件33、34检测出的压缩载荷F11、F12与该压缩载荷F11、F12的偏差的比率，将其换算成三角函数并进行平均化， 由此推定出第一直线Ll与第二直线L2所成的角度0L23，并基于该角度0L23来计算出制动踏板11的操作量、即踏板踏力和踏板行程。
具体地说，当踩下了制动踏板11时，衬套22的衬套主体22a以各支承部22b、22c 为基点发生变形，因此检测部件23检测出载荷F11，检测部件M检测出载荷F12。E⑶25基于由检测部件23检测出的载荷Fll和由检测部件M检测出的载荷F12与其偏差的比率来推定出第一直线Ll与第二直线L2所成的角度d θ L23。
这里，对以下的方法进行说明Ε⑶25基于由检测部件23检测出的载荷Fll与由检测部件M检测出的载荷F12的比率来推定出第一直线Ll与第二直线L2所成的角度 d θ L23，并根据该角度d θ L23求出踏板踏力F和踏板行程S。
载荷与载荷偏差的比率(载荷变动平均)RFb通过下述数学式来规定。
RF22 = (F12-F11)/F11+(F12-F11)/F20
这里，由于载荷平均F20 = F11+F12，
因此，RF22 = F12/F11-F11/F12
因此，角度d θ L23可以作为基于载荷变动平均RF22的函数来规定。
一旦这样求出了与角度d θ L23相对应的载荷变动平均RF22，则通过下述数学式计算出踏板行程S。这里，F1是与制动踏板11、操作杆15等的组装状态相应的函数，如图 6-1那样进行规定。
S = F1 (RF22)
另外，在踏板行程S与踏力F的关系中，如图6-2所示，传感器值与理论值产生了差异。因此，需要修正系数(行程变换值)，通过下述数学式计算出踏板踏力(操作杆轴向力)F。这里，F2为修正系数(行程变换值)，如图6-3那样进行规定。
F = F20XF3(RF22)[0116]因此，一旦乘客踩下了制动踏板11，则该制动踏板11通过该踏力而以支承轴13为中心在图3和图5中按顺时针方向转动。于是，该踏力从制动踏板11经由连结轴18被输入到U形钩16，并且从该U形钩16被传递给操作杆15，从而使该操作杆15前进。
此时，检测部件33、34通过从制动踏板11输入的踏力被压缩而检测出压缩载荷， ECU25基于由各检测部件33、34检测出的压缩载荷的比率来推定出第一直线Ll与第二直线 L2所成的角度d θ L23，并基于该角度d θ L23来计算出制动踏板11的操作量、即踏板踏力和踏板行程。
在该情况下，当基于由各检测部件33、34检测出的载荷Fll、F12来计算出载荷与载荷偏差的比率(载荷变动平均)RFb，然后根据该载荷变动平均RFb并使用行程变换值F2 来计算出踏板踏力F时，该行程变换值F2根据制动踏板11的动作角而变化。此时，在通过一次平均来计算出踏板踏力F的情况下，如图7-1所示，行程变换微分值根据制动踏板11 的动作角而在-0. 037至-0. 029之间有很大的偏差。另一方面，在通过一次平均和三角函数变换来计算出踏板踏力F的情况下，如图7-2所示，行程变换微分值根据制动踏板11的动作角而收敛在-0. 029至-0. 282之间。
这样，在实施例三的踏板操作量检测装置中，通过连结轴18可自由转动地连结制动踏板11和固定在操作杆15的端部的U形钩16，并将衬套31和套环32安装在制动踏板 11与连结轴18之间，在该衬套31与该套环32之间安装检测部件33、34，E⑶25基于由各检测部件33、34检测出的压缩载荷与载荷偏差的比率来推定出制动踏板11与操作杆15所成的角度，并基于该角度来计算出制动踏板11的操作量、即踏板踏力和踏板行程。
因此，一旦踩下了制动踏板11，则各检测部件33、34在制动踏板11的连结孔21 与连结轴18之间被衬套31和套环32压缩，由此检测出该压缩载荷，ECU25基于由该检测部件33、34检测出的压缩载荷F11、F12与其偏差的比率、即载荷变动平均RF22来推定出制动踏板11与操作杆15所成的角度，并基于该角度来计算出制动踏板11的操作量、即踏板踏力和踏板行程，在该情况下，通过使用一次平均和三角函数变换，能够对特定的制动踏板 11的动作角提高检测精度。
在上述实施例二、三中，将检测部件33、34安装在衬套31的外周面上，检测由该衬套31的外周面与套环32的平面部32a、32b产生的压缩载荷，但是不限于该结构。例如，也可以不设置套环32并将检测部件33、34安装在衬套31的外周面上来检测由该衬套31的外周面与连结孔21的内周面产生的压缩载荷，另外还可以将检测部件33、34安装在衬套31 的内周面上并检测由该衬套31的内周面和连结轴18的外周面产生的压缩载荷。
另外，在上述各实施例中，在制动踏板11与连结轴18之间安装了衬套22、31，在该衬套22、31上设置了检测部件23、24、34，但是也可以设置在连结轴18与操作杆15之间、例如U形钩16与连结轴18之间，或者设置在U形钩16与操作杆15之间。另外，在各实施例中，配置了两个检测部件23、24、33、34，但是不限于该数量，根据安装性、精度来恰当设定即可。
产业上的可利用性
如上所述，本发明的踏板操作量检测装置基于操作踏板与操作杆所成的角度来检测出踏板操作量，由此能够使结构简化而提高了安装性，并且能够高精度地检测出操作量， 无论对于哪种踏板操作量检测装置均有用。
12
权利要求
1.一种踏板操作量检测装置，检测踏板操作量，该踏板操作量通过操作踏板的转动动作被变换为操作杆的直线动作而被传递给操作对象单元，所述踏板操作量检测装置的特征在于，包括角度推定单元，推定第一直线与第二直线所成的角度，所述第一直线连结所述操作踏板的转动中心和所述操作踏板与所述操作杆的连结点，所述第二直线沿所述操作杆的直线动作方向延伸；以及踏板操作量计算单元，基于由所述角度推定单元推定出的角度来计算出踏板操作量，所述踏板操作量检测装置还具有多个载荷检测部，所述载荷检测部设置在连结所述操作踏板和所述操作杆的连结部上，并检测作用在该连结部上的载荷，所述角度推定单元基于由所述载荷检测部检测出的载荷来推定出所述第一直线与所述第二直线所成的角度。
2.如权利要求
1所述的踏板操作量检测装置，其特征在于，所述操作踏板和所述操作杆通过连结部件连结，所述载荷检测部安装在所述操作踏板与所述连结部件之间或所述连结部件与所述操作杆之间。
3.如权利要求
1所述的踏板操作量检测装置，其特征在于，多个所述载荷检测部分别设置在所述操作踏板的转动方向上的不同的位置。
4.如权利要求
1所述的踏板操作量检测装置，其特征在于，所述操作踏板和所述操作杆通过连结部件连结，在所述操作踏板与所述连结部件之间或所述连结部件与所述操作杆之间设置有衬套，所述载荷检测部检测所述衬套的应变量。
5.如权利要求
1所述的踏板操作量检测装置，其特征在于，所述操作踏板和所述操作杆通过连结部件连结，在所述操作踏板与所述连结部件之间或所述连结部件与所述操作杆之间设置有衬套，所述载荷检测部检测所述衬套的压缩载荷。
6.如权利要求
1所述的踏板操作量检测装置，其特征在于，所述踏板操作量计算单元基于由所述角度推定单元推定出的角度来计算出作为踏板操作量的踏板踏力。
7.如权利要求
1所述的踏板操作量检测装置，其特征在于，所述踏板操作量计算单元基于由所述角度推定单元推定出的角度来计算出作为踏板操作量的踏板行程。
8.如权利要求
1所述的踏板操作量检测装置，其特征在于，多个所述载荷检测部分别设置在所述操作踏板的转动方向上的不同的位置，所述角度推定单元基于由所述多个载荷检测部检测出的载荷的比率来推定出所述第一直线与所述第二直线所成的角度。
9.如权利要求
1所述的踏板操作量检测装置，其特征在于，多个所述载荷检测部分别设置在所述操作踏板的转动方向上的不同的位置，所述角度推定单元基于由所述多个载荷检测部检测出的载荷与载荷偏差的比率来推定出所述第一直线与所述第二直线所成的角度。
专利摘要
在踏板操作量检测装置中，通过连结轴(18)可自由转动地连结制动踏板(11)和固定在操作杆(15)的端部的U形钩(16)，将衬套(22)安装在制动踏板(11)与连结轴(18)之间，在该衬套(22)中的能够发生弹性变形的衬套主体(22a)的外周面上安装检测部件(23、24)，ECU(25)基于由各检测部件(23、24)检测出的应变载荷的比率来推定出制动踏板(11)与操作杆(15)所成的角度，并基于该角度来计算出制动踏板(11)的操作量、即踏板踏力和踏板行程，由此能够使结构简化而提高了安装性，并且能够高精度地检测出操作量。
文档编号G05G1/38GKCN101616826 B发布类型授权 专利申请号CN 200880005408
公开日2011年11月9日 申请日期2008年3月14日
发明者矶野宏 申请人:丰田自动车株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan专利引用 (1), 非专利引用 (3),