(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセルペダルの反力を発生する反力発生手段と、
前記アクセルペダルの操作量に対して前記反力を設定する反力制御手段を有し、
前記反力制御手段は、
所定の操作量範囲において、前記反力を一定の変化率で増加させ、
前記所定の操作量範囲の下限値において、前記一定の変化率より大きい変化率で前記反力を減少させ、
前記所定の操作量範囲の上限値において、前記一定の変化率より大きい変化率で前記反力を増加させることを特徴とする
車両用アクセルペダル反力制御装置。
【請求項２】
前記反力発生手段は、
前記アクセルペダルの変位に連動して変位し、一定の幅の凹部による段差を備える変位部と、
前記変位部を押圧する押圧手段とを有し
前記下限値又は上限値に対する反力は、前記押圧手段の前記段差における押圧力の変化により設定されることを特徴とする
請求項１記載の車両用アクセルペダル反力制御装置。
【請求項３】
前記押圧手段は、前記所定の操作量範囲で回動する前記アクセルペダルに連動して、前記一定の幅の範囲内を相対的に移動することを特徴とする
請求項２記載の車両用アクセルペダル反力制御装置。
【請求項４】
前記アクセルペダルの操作量に応じた車速を設定する車速制御手段をさらに有し、
前記車速制御手段は、
前記所定の操作量範囲で、車速を一定にすることを特徴とする
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用アクセルペダル反力制御装置。
【請求項５】
前記反力制御手段は、
前記所定の操作量範囲において、前記アクセルペダルの踏み込み方向への角速度が大きいほど、前記一定の変化率で増加する前記反力をさらに増加させる
ことを特徴とする
請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用アクセルペダル反力制御装置。
【請求項６】
前記変位部を回動させる変位部回動手段をさらに有し、
前記反力制御手段は、前記変位部回動手段を制御し前記凹部を回動させて、前記下限値又は前記上限値を設定することを特徴とする
請求項２又は３記載の車両用アクセルペダル反力制御装置。
【請求項７】
前記下限値又は上限値における前記反力の変化を操作者に報知する報知手段をさらに有することを特徴とする
請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用アクセルペダル反力制御装置。
【請求項８】
アクセルペダルを第１の所定の位置まで回動し、前記アクセルペダルに対して一定の変化率の反力が発生するステップと、
前記アクセルペダルが前記第１の所定の位置に回動し、前記反力が前記一定の変化率より大きい変化率で減少するステップと、
前記アクセルペダルが前記第１の所定の位置から第２の所定の位置まで回動し、前記一定の変化率の反力が発生するステップと、
前記アクセルペダルが前記第２の所定の位置に回動し、前記反力が前記一定の変化率より大きい変化率で増加するステップを含む
車両用アクセルペダルの反力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用アクセルペダル反力制御装置及び車両用アクセルペダルの反力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペダルの操作位置を知らせる装置について、凸部又は凹部を備えた変位部材に対して、コイルバネによりボールを押圧することで、ペダルの踏み込み又は踏み戻しの際、ペダルの反力を急峻に増減させる車両用ペダル装置が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１７６００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の車両用ペダル装置において、ペダルの操作位置が所定の範囲内に入る場合の反力と、当該所定の範囲から逸脱した場合の反力が同様に変化するため、操作者がペダルの位置を正確に判断できず、操作者が当該所定の範囲内へ意識的にペダルを操作することができないという可能性があった。
【０００５】
そこで本発明は、ペダルの操作位置が所定の範囲に入る場合と、当該所定の範囲から逸脱した場合とを操作者が認識できる車両用アクセルペダル反力制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、アクセルペダルの所定の操作量範囲において、当該範囲の下限値で反力を減少させ、該範囲の上限値で反力を増加させることによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、アクセルペダルの所定の操作量範囲において、当該範囲の下限値で反力を急激に減少させ、当該範囲の上限値で反力を増加させることにより、アクセルペダルが操作され当該所定の範囲に入ったこと、又、当該所定の範囲から逸脱したことを、操作者が認識することができ、その結果、操作者は、ペダルの操作位置を当該所定の範囲に意識的に操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】発明の実施形態に係る車両用アクセルペダル反力制御装置を示すブロック図である。
【図２】図１に示すリターンバネについて、ペダル角に対するペダル反力の特性図である。
【図３】図１に示すモータについて、ペダル角に対するモータ駆動力の特性図である。
【図４】図１に示すアクセルペダルについて、ペダル角に対するペダル反力の特性図である。
【図５】図１に示す車両用アクセルペダル反力制御装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図６】他の発明の実施形態に係る車両用アクセルペダル反力制御装置のブロック図である。
【図７】（ａ）は図６に示すペダル角に対するペダル反力の特性図を、（ｂ）は図６に示すボール２０３と変位部２０１との位置関係を説明するための図をそれぞれ示す。
【図８】他の発明の実施形態に係る車両用アクセルペダル反力制御装置のブロック図である。
【図９】図７に示すモータについて、ペダル角速度に対するモータ駆動力の特性図である。
【図１０】図８に示す車両用アクセルペダル反力制御装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図１１】他の発明の実施形態に係る車両用アクセルペダル反力制御装置のブロック図である。
【図１２】他の発明の実施形態に係る車両用アクセルペダル反力制御装置のブロック図である。
【図１３】他の発明の実施形態に係る車両用アクセルペダル反力制御装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
《第１実施形態》
図１は、本発明の実施形態である車両用アクセルペダル反力制御装置１のブロック図である。本発明の車両用アクセルペダル反力制御装置１は、アクセルペダル１１０と、ブレーキペダル１２０と、アクセルペダル１１０の反力とブレーキペダル１２０の駆動を制御するコントローラ１０１と、アクセルペダル１１０のペダルの角度を検出するアクセルペダル角センサ１０２と、アクセルペダル１１０に連結されるモータ１０３を有する。
【００１１】
アクセルペダル１１０は、操作者からの踏力を受けるペダルプレート１１１と、ペダルプレート１１１を支持するペダルアーム１１２と、ペダルアーム１１２を回動可能に支持する軸１１３と、ペダルアーム１１２を押し戻す方向へ弾性力を発生させつつペダルアーム１１２を支持するリターンバネ１１４と有する。操作者が、ペダルプレート１１１を足により踏み込み、足を放すと、ペダルプレート１１１は、リターンバネ１１４の弾性力による反力を受けて、初期位置に戻る。
【００１２】
アクセルペダル角センサ１０２は、軸１１３に設けられ、アクセルペダル１１０のペダル角を検出し、検出結果をコントローラ１０１へ送信する。なお、アクセルペダルセンサ１０２は、通常のアクセルペダル等に用いられるセンサを用いればよい。また軸１１３には、アクセルペダル１１０の反力の特性を変化及び維持させるモータ１０３が設けられる。アクセルペダル１１０の反力は、ペダルアーム１１２の弾性力とモータ１０３の駆動力により設定される。モータ１０３は、ペダルを踏み込む方向とペダルを戻す方向の両方向に駆動し、アクセルペダル１１０の反力を増加させることも、減少させることもできる。ただし、モータ１０３は、ペダルの反力を減少させる方向に、最大限の出力で駆動させたとしても、当該ペダルの反力をゼロ以上になる範囲内で出力する。
【００１３】
ブレーキペダル１２０について、基本的な構成はアクセルペダル１１０と同様であるため、説明は省略する。ブレーキペダル１２０の軸には、ブレーキペダル角センサ１２２が設けられ、ブレーキペダル１２０のペダル角を検出し、検出結果をブレーキ駆動部１３３へ送信する。
【００１４】
コントローラ１０１は、例えば車両に取り付けられた電子コンロールユニットＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）であり、アクセルペダル反力設定部１０４を含む。アクセルペダル反力設定部１０４は、アクセルペダル角センサ１０２の出力信号に含まれるアクセルペダル角に応じてアクセルペダル１１０のペダルの操作量を算出し、モータ１０３の駆動量を設定する。また、コントローラ１０１は、コントローラ１０１に含まれる車速制御部１０５により、アクセルペダル角に応じて、スロットル開度とブレーキ量を設定する信号を、スロットル駆動部１３１とブレーキ駆動部１３３に、それぞれ出力する。そして、スロットル駆動部１３１及びブレーキ１３３は、コントローラ１０１からの制御信号に応じて、エンジンスロットバルブ１３２とブレーキディスク１３４を駆動する。
【００１５】
次に、車速制御部１０５について、アクセルペダル１１０のペダル角に応じて、減速走行域、一定車速走行域及び加速走行域の三段階に分けて設定される、スロットル開度及びブレーキ量について説明する。ここで、ペダル角はパーセントで表示し、ペダルプレート１１１を完全に踏み込む状態を１００パーセントとし、操作者がペダルプレート１１１から足を外し、ペダルプレート１１１が初期の位置に戻った状態を０パーセントする。アクセルペダル角が０〜Ｘ１（％）である場合（図３及び４を参照）、コントローラ１０１は、減速走行域と判断して、スロットル開度をゼロに設定し、アクセルペダル角の増加と共に、ブレーキ量を最大値からゼロへと比例関係で減少するよう設定する。アクセルペダル角がＸ１〜Ｘ２（％）である場合（図３及び４を参照）、コントローラ１０１は、一定車速走行域と判断して、ブレーキ量をゼロに設定し、車速が定速になるスロットル開度を設定する。またアクセルペダル角がＸ２〜１００（％）である場合、コントローラ１０１は、加速走行域と判断して、ブレーキ量をゼロに設定し、スロットル開度をペダル角の増加と共に、ゼロから最大値へと比例関係で増加するよう設定する。また、ブレーキ駆動部１３３は、ブレーキペダル角センサ１２２から送信される信号に含まれる、ブレーキペダル１２０のペダル角を、コントローラ１０１からの入力信号に含まれるブレーキペダル角に加算して、ブレーキディスク１３４を駆動する。これにより、本例のコントローラ１０１は、アクセルペダル１０１のペダル角に応じて、車速の走行状態を三段階で制御する。
【００１６】
次に、アクセルペダル１１０の反力について、説明する。最初に、ペダルアーム１１４によって生じるペダル反力を、図２を用いて、説明する。図２は、アクセルペダル角に対する反力を示す特性図である。なお、図２は、コントローラ１０１により、ペダル反力の制御がされていない場合の特性である。ペダルの踏み込みの初期段階である、ペダル角０〜Ｘｐ（％）において、ペダル反力は、初期リフレクションにより急激に立ち上がる。そしてペダル角Ｘｐ〜約１００％の間において、ペダル反力は、ペダル角に応じて略線形に増加し、ペダル角１００％の付近で、急上昇する。なお、ペダル角０〜Ｘｐ（％）は、通常のアクセルペダルにも設けられる、遊び部分であって、実質的なアクセルペダルの操作部分に該当しない。またペダル角１００％の付近も、同様に、ペダルの動きを規制する部分であって、実質的なアクセルペダルの操作部分に該当しない。
【００１７】
図３は、アクセルペダル角に対するモータ１０３の駆動力を示す特性図である。図３において、縦軸はモータ１０３の駆動力を示し、上方向がアクセルペダルを戻す方向へのモータ１０３の駆動力であり、下方向がアクセルペダルを踏み込む方向への駆動力である。モータ１０３は、減速走行域と一定車速走行域との境界部分に相当するペダル角Ｘ１（％）付近と、定車速走行域と加速走行域との境界部分に相当するペダル角Ｘ２（％）付近で、駆動する。Ｘ１付近では、モータ１０３は、ペダルの踏み込み方向へ駆動し、モータ１０３の駆動力は谷の特性を有する。また、Ｘ２付近では、モータ１０３は、ペダルの戻し方向へ駆動し、モータ１０３の駆動力は山の特性を有する。
【００１８】
ここで、当該Ｘ１付近をＸ１ａ〜Ｘ１ｂ、当該Ｘ２付近をＸ２ａ〜Ｘ２ｂとして、モータ１０３の駆動力の特性を詳述する。ペダル角が０〜Ｘ１ａ、Ｘ１ｂ〜Ｘ２ａ、Ｘ２ｂ〜１００（％）において、モータ１０３の駆動力はゼロである。ペダル角のＸ１ａからＸ１への増加に伴い、モータ１０３の駆動力は、ペダルを踏み込む方向で、ゼロからＭａに線形に増加し、ペダル角のＸ１からＸ１ｂへの増加に伴い、モータ１０３の駆動力は、ペダルを踏み込む方向で、Ｍａからゼロに線形に減少する。また、ペダル角のＸ２ａからＸ２への増加に伴い、モータ１０３の駆動力は、ペダルを押し戻す方向で、ゼロからＭｂに線形に増加し、ペダル角のＸ２からＸ２ｂへの増加に伴い、モータ１０３の駆動力は、ペダルを押し戻す方向で、Ｍｂからゼロに線形に減少する。駆動力Ｍａは、リターンバネ１１４により生じる反力の大きさより小さく、操作者がペダル角Ｘ１に相当する位置でペダルプレート１１１から足を外した場合、当該ペダルプレート１１１が初期の位置まで戻るように、駆動力Ｍａが設定されている。また駆動力Ｍｂについて、操作者がペダルプレート１１１に足を載せた状態で、ペダルプレート１１１の位置をアクセルペダル角Ｘ２に相当する位置で自然に保ち続けることができ、操作者が踏み込む意志がある場合、容易にアクセルペダルを踏み込めることができるよう、駆動力Ｍｂは設定される。
【００１９】
図４は、リターンバネ１１４の弾性力とモータ１０３の駆動力による、本例のアクセルペダル１１０の反力の特性図を示す。ペダル角が０〜Ｘ１ａ、Ｘ１ｂ〜Ｘ２ａ及びＸ２ｂ〜１００（％）の間、図３に示すように、モータ１０３は駆動しないため、アクセルペダルの反力は、図２に示す、リターンバネ１１４の弾性力による反力の影響を受ける。そのため、ペダル角が０からＸｐ（％）まで増加すると、アクセルペダルの反力は、リターンバネ１１４の初期リフレクションにより急増し、ペダル角がＸｐ（％）からＸ１ａ（％）に達するまで、線形に増加する。そして、ペダル角Ｘ１ａ〜Ｘ１ｂ（％）の間、モータ１０３が駆動するため（図３を参照）、ペダルの反力は、リターンバネ１１４による反力にモータ１０３の駆動力を加える特性となり、ペダル角Ｘ１を中心とする谷の特性を示す。そして、ペダル角Ｘ１ｂ〜Ｘ２ａ（％）の間、リターンバネ１１４の弾性力により、線形に増加する。そして、ペダル角Ｘ２ａ〜Ｘ２ｂ（％）の間、モータ１０３が駆動するため（図３を参照）、ペダルの反力は、リターンバネ１１４による反力にモータ１０３の駆動力を加える特性となり、ペダル角Ｘ１を中心とする山の特性を示し、ペダル角Ｘ２ｂ〜１００（％）の間、リターンバネ１１４の弾性力により、線形に増加し、ペダル角１００％の直前から急増する。ペダル角Ｘ１ａ〜Ｘ１ｂ（％）の間及びペダル角Ｘ２ａ〜Ｘ２ｂ（％）の間におけるペダル反力の変化率は、ペダル角Ｘ１ｂ〜Ｘ２ａ（％）の間におけるペダル反力の変化率より大きく、ペダル反力は、ペダル角Ｘ１及びＸ２付近で、急峻に、増減する。言い換えると、ペダル角Ｘ１ａ〜Ｘ１ｂ（％）の間及びペダル角Ｘ２ａ〜Ｘ２ｂ（％）の間におけるペダル反力の傾きの絶対値は、ペダル角Ｘ１ｂ〜Ｘ２ａ（％）の間におけるペダル反力の傾きの絶対値より大きくなるよう、ペダル反力が設定される。
【００２０】
これにより、操作者が、ペダルプレート１１１に足を載せて（ペダル角０％に相当）踏み込むと、ペダル角Ｘ１（％）付近で、ペダルの移動速度が瞬間的に急増し、元に戻るため、クリック感を感じる。そして、操作者が、アクセルペダル１１０をさらに踏み込むと、ペダル角Ｘ２（％）付近で、ペダル反力が大きくなるため、操作者は壁感を感じる。
【００２１】
次に、本例の車両用のアクセルペダル反力制御装置１の制御手順を図５に示すフローチャートを用いて説明する。図５は、本例のアクセルペダル反力制御装置１の制御手順を示すフローチャートである。なお、下記に示す制御処理は、コントローラ１０１において、例えば１００ｍｓｅｃ毎に行われる。
【００２２】
まず、ステップＳ１１にて、例えば操作者からの制御指令に応じて、本例の制御処理が開始される。アクセルペダル角センサ１０２は、アクセルペダル１１０のペダル角θ（％）を検出し、コントローラ１０１へ出力する。コントローラ１０１は、アクセルペダル角センタ１０２からの検出信号から、当該ペダル角を読み込む（ステップＳ１２）。次に、コントローラ１０１は、読み込んだペダル角に応じて、エンジンスロットルバルブ１３２、ブレーキディスク１３４及びモータ１０３を制御する。ステップＳ１３にて、コントローラ１０１は、ペダル角の角度より、上記に示す走行領域を判断し、スロット開度及びブレーキ量を設定する（ステップＳ１３）。そして、当該スロット開度及びブレーキ量を含む制御信号を、スロットル駆動部１３１とブレーキ駆動部１３３に、それぞれ送信し、スロットル駆動部１３１及びブレーキ駆動部１３３は、当該スロット開度及びブレーキ量に応じて、エンジンスロットルバルブ１３２とブレーキディスク１３４を、それぞれ制御する（ステップＳ４）。また、コントローラ１０１において、アクセルペダル反力設定部１０４は、ペダル角の角度により、図３に示す、モータ１０３の駆動力を設定し、モータ１０３に制御信号を送信する（ステップＳ２３）。そして、ステップＳ２４にて、モータ１０３は、ステップＳ２３にて設定されるモータ１０３の駆動力に応じて、駆動し、アクセルペダル１１０に対して反力を発生する（ステップＳ２４）。そして、本例のコントローラ１０１は制御を終了する（ステップＳ１５）。
【００２３】
上記のように、本例の車両用アクセルペダル反力制御装置は、ペダル角Ｘ１からＸ２までに相当するアクセルペダル１１０の操作量範囲の下限値（ペダル角Ｘ１付近に相当）で、アクセルペダル１１０の反力を急激に減少し、当該操作量範囲の上限値（ペダル角Ｘ２付近に相当）で、アクセルペダル１１０の反力を急激に増加させる。そして、本例は、少なくとも当該操作量範囲の下限値から上限値までの間のペダル反力の特性は、当該下限値又は上限値における反力の変化率より小さい変化率で、略一定に推移する。これにより、当該操作量範囲に相当するペダル角の範囲内に、アクセルペダル１１０が踏み込まれると、ペダルの速度が瞬間的に急増し、元に戻るため、操作者はクリック感を感じ、操作者は当該範囲内に入ったことを認識することができる。また、当該操作量範囲に相当するペダル角の範囲から、アクセルペダル１１０が踏み戻されると、操作者により感じられる圧力が急激に弱まることにより、操作者は擬似的な壁感を感じることができるため、ペダルが無意識に踏み戻され、当該範囲から外れることを防ぐことができる。また、当該操作量範囲に相当するペダル角の範囲内からペダルが踏み込まれると、ペダルの反力が急増するため、操作者は壁感を感じすることができるため、ペダルが無意識に踏み込まれ当該範囲内から外れることを防ぐことができる。また、ペダルが踏み戻され当該範囲内に入る際に、ペダルの速度が瞬間的に急増し、元に戻るため、操作者はクリック感を感じ、操作者は当該範囲内に入ったことを認識することができる。
【００２４】
また本発明は、アクセルペダル１１０のペダル角に応じて、車速を三段階に制御し、ペダル角Ｘ１からＸ２までに相当するアクセルペダル１１０の操作量範囲を一定の車速走行域とする。これにより、一定車速走行域に、アクセルペダル１１０が踏み込まれると、ペダルの速度が瞬間的に急増し、元に戻るため、操作者はクリック感を感じ、操作者は一定車速走行域に入ったことを認識することができる。また、一定車速走行域にから、アクセルペダル１１０が踏み戻されると、操作者により感じられる圧力が急激に弱まることにより、操作者は擬似的な壁感を感じることができるため、ペダルが無意識に踏み戻され、一定車速走行域から外れることを防ぐことができる。また、一定車速走行域からペダルが踏み込まれると、ペダルの反力が急増するため、操作者は壁感を感じすることができるため、ペダルが無意識に踏み込まれ一定車速走行域から外れることを防ぐことができる。また、ペダルが踏み戻され当該範囲内に入る際に、ペダルの速度が瞬間的に急増し、元に戻るため、操作者はクリック感を感じ、操作者は一定車速走行域に入ったことを認識することができる。特に、本例のアクセルペダル反力装置を搭載する車両が例えば高速道路を走行中、操作者が長時間の定速状態を維持したい場合、本例は、上記のように、一定車速領域に足を容易に留めることができる。
【００２５】
なお、ペダル角Ｘ１の付近、Ｘ２の付近として設定されるＸ１ａ、Ｘ１ｂ、Ｘ２ａ及びＸ２ｂは、操作者が、ペダル角Ｘ１又はＸ２で感じるクリック感又は壁感に応じて、設定される角度であって、ペダルの反力の大きさ、ペダルの操作領域等により、予め設定される。また、本例は、ペダル角Ｘ１の付近又はＸ２の付近で、ペダルの反力を線形的に増加又は減少させるが、ペダル角に対して非線形な特性で、増加又は減少させてもよい。また、本例のモータ１０３の駆動力について、Ｍａ又はＭｂをペダル角に対して部分的に定常な特性としてもよい。またアクセルペダル１１０の構成は、上記の構成に限定されない。また、車両の走行状態は、上記の三段階に限らず、多段階でよい。さらに、本例は、ペダル角Ｘ１からＸ２までの範囲を、一定車速走行域に対応づけているが、ペダル角Ｘ１からＸ２までの範囲の一部を一定車速走行域としてもよい。
【００２６】
なお、本例のリターンバネ１１４及びモータ１０３は本発明の「反力発生手段」に相当し、アクセルペダル反力設定部１０４を含むコントローラ１０１が「反力制御手段」に相当し、車速制御手段１０５が「車速制御手段」に相当する。本例は、車速制御手段１０５をコントローラ１０１の一部とするが、車速制御手段１０５をコントローラ１０１と別の構成としてもよい。
【００２７】
《第２実施形態》
図６は、発明の他の実施形態に係る車両用アクセルペダル反力制御装置のアクセルペダル部分の構成概略図である。本例は、上述した第１実施形態に対して、モータ１０３を構成としない点が異なる。これ以外の構成で上述した第１実施形態と同じ構成は、その記載を適宜、援用する。
【００２８】
図６に示すように、変位部２０１は、軸１１３を中心に回動可能に支持され、側面が半円の形状である。ペダルプレート１１１が踏み込み方向（図６に示す矢印Ａの方向）に回動する時、変位部２０１は、図６に示す矢印Ｃ方向に移動し、ペダルプレート１１１が踏み戻し方向（図６に示す矢印Ｂの方向）に回動する時、変位部２０１は、図６に示す矢印Ｄ方向に移動する。また変位部２０１は、円弧部分の一部に、段差である凹部２０４を有する。これにより変位部２０１は、アクセルペダル１１０の変位と連動して変位する。
【００２９】
一端を固定端とする圧縮コイルバネ２０２は、他端にボール２０３を備え、当該ボール２０３を介して変位部２０１を押圧する。変位部２０１が回動することにより、ボール２０３は、変位部２０１の円弧部分を相対的に移動する。例えば、アクセルプレート１１１が初期の状態の位置からアクセルペダル１１０が完全に踏み込まれる位置まで移動する場合、ボール２０３は、変位部２０１の一方の円弧部分から凹部２０４に向かって移動し、その後、凹部２０４の面上を沿って移動し、凹部２０４から変位部２０１の他方の円弧部分へ、相対的に移動する。また圧縮コイルバネ２０２について、ボール２０３が変位部２０１の当該一方の円弧部分から凹部２０４へ移動する際、圧縮コイルバネ２０２は伸張し、矢印Ｅの方向に変位し、ボール２０３が変位部２０１の凹部２０４から当該他方の円弧部分へ移動する際、圧縮コイルバネ２０２は収縮し、矢印Ｆの方向に変位する。
【００３０】
また凹部２０４が形成される範囲は、一定車速走行域におけるペダル角の移動範囲（ペダル角Ｘ１〜Ｘ２（％））に対応する。そのため、アクセルペダル１１０がペダル角Ｘ１からＸ２の間の範囲で変位する場合、ボール２０３は、凹部２０４の範囲で相対的に移動する。
【００３１】
次に図６及び図７を用いて、アクセルペダル１１０のペダル角に対する、反力の変化を説明する。図７は、ペダル角（％）に対する反力の特性図と、車速の各段階におけるボール２０３と変位部２０１との位置関係を示す図である。
【００３２】
アクセルペダル１１０のペダル角が減速走行域から踏み込まれ、ペダル角がＸ１付近になる時、圧縮コイルバネ２０２の押圧力と凹部２０４の段差により、ボール２０３は、境界Ｙ１付近で、矢印Ｅ方向に変位する。この際、圧縮コイルバネ２０２の押圧力が、矢印Ｃ方向の力に変換され、連動するペダルプレート１１１に対してＡ方向の力を発生させる。そのため、アクセルペダル１１０のペダルの反力が小さくなり、図７に示すように、当該ペダルの反力は急激に減少する。そして、圧縮コイルバネ２０２の押圧力は、凹部２０４の平らな部分（段差がない部分）で均衡状態となり、ペダルの反力は元の状態に戻る。また、車速は、一定車速域に設定される。
【００３３】
さらに、ペダルプレート１１１が一定車速域から踏み込まれ、ペダル角がＸ２付近になる時、圧縮コイルバネ２０２の押圧力と凹部２０４の段差により、ボール２０３は、境界Ｙ２付近で、矢印Ｆ方向に変位する。この際、圧縮コイルバネ２０２の押圧力が、矢印Ｄ方向の力に変換され、連動するペダルプレート１１１に対してＢ方向の力を発生させる。そのため、アクセルペダル１１０のペダルの反力が大きくなり、図７に示すように、当該ペダルの反力は急激に増加する。そして、圧縮コイルバネ２０２の押圧力は、変位部２０１の平らな部分（段差がない部分）で均衡状態となり、ペダルの反力は元の状態に戻る。また、車速は、加速車速域に設定される。
【００３４】
これにより、操作者は、ペダルの踏み込み方向において、境界Ｙ１付近でクリック感を感じることができ、境界Ｙ２付近で壁感を感じることができる。
【００３５】
逆に、アクセルペダル１１０のペダル角が加速走行域から踏み戻され、ペダル角がＸ２付近になる時、圧縮コイルバネ２０２の押圧力と凹部２０４の段差により、ボール２０３は、境界Ｙ２付近で、矢印Ｅ方向に変位する。この際、圧縮コイルバネ２０２の押圧力が、矢印Ｄ方向の力に変換され、連動するペダルプレート１１１に対してＢ方向の力を発生させる。そのため、アクセルペダル１１０のペダルの反力が大きくなり、図７に示すように、当該ペダルの反力は急激に増加する。そして、圧縮コイルバネ２０２の押圧力は、凹部２０４の平らな部分（段差がない部分）で均衡状態となり、ペダルの反力は元の状態に戻る。また、車速は、一定車速域に設定される。
【００３６】
さらに、ペダルプレート１１１が一定車速域から踏み戻され、ペダル角がＸ１付近になる時、圧縮コイルバネ２０２の押圧力と凹部２０４の段差により、ボール２０３は、境界Ｙ１付近で、矢印Ｆ方向に変位する。この際、圧縮コイルバネ２０２の押圧力が、矢印Ｃ方向の力に変換され、連動するペダルプレート１１１に対してＡ方向の力を発生させる。そのため、アクセルペダル１１０のペダルの反力が小さくなり、図７に示すように、当該ペダルの反力は急激に減少する。そして、圧縮コイルバネ２０２の押圧力は、変位部２０１の平らな部分（段差がない部分）で均衡状態となり、ペダルの反力は元の状態に戻る。また、車速は、減速車速域に設定される。
【００３７】
これにより、操作者は、ペダルの踏み戻し方向において、境界Ｙ２付近でクリック感を感じることができ、境界Ｙ１付近で壁感を感じることができる。なお、ボール２０３は変位部２０１を押圧するが、変位部２０１の変位に伴う動摩擦係数は十分に小さく、凹部２０４による段差の部分以外では、回動方向に対して、反力に実質的に影響しない。
【００３８】
上記のように本例の車両用アクセルペダル反力制御装置は、アクセルペダル１１０の変位に連動して変位し、一定の幅の凹部２０４による段差を備える変位部２０１と、圧縮コイルバネ２０２を有し、当該段差における圧縮コイルバネの押圧力の変化により、図７に示す反力特性を設定する。これにより、当該一定の幅に相当するペダル角の領域内又は領域外にペダルを回動させる際、操作者はクリック感又は壁感を感じることができるため、ペダルが当該領域内にあることを容易に認識することができる。また、本例は、操作者がクリック感又は壁感を感じるための応答性に優れ、安易に上記のシステムを構築することができる。
【００３９】
なお、本例の境界Ｙ１又はＹ２の機構が、本発明の「段差」に相当し、圧縮コイルバネ２０２が「押圧手段」に相当する。
【００４０】
《第３実施形態》
図８は、発明の他の実施形態に係る車両用アクセルペダル反力制御装置のアクセルペダル部分の構成概略図である。本例は、上述した第１実施形態に対して、速度比例反力設定部３０１を有する点が異なる。これ以外の構成で上述した第１実施形態と同じ構成は、その記載を適宜、援用する。また図９は、ペダル角速度に対するモータ駆動力の特性図である。
【００４１】
図８に示すように、コントローラ１０１は、速度比例反力設定部３０１を有し、速度比例反力設定部３０１は、ペダル角の時間変化からペダル角速度θｖを算出し、ペダル角速度θｖに応じて、モータ１０３の駆動力Ｍｖを設定する。そして、コントローラ１０１は、速度比例反力設定部３０１で設定されるモータ１０３の駆動力Ｍｖとペダル反力設定部１０４で設定されるモータ１０３の駆動力Ｍｔとを合算し、モータ１０３の駆動力Ｍとする。コントローラ１０１は、所定のサンプリング周期（１００ｍｓｅｃ）で、ペダル角センサ１０１から入力から制御信号からペダル角を読み込みため、単位当たりのペダル角の差分をとることで、ペダル角速度θｖを算出する。
【００４２】
速度比例反力設定部３０１は、モータ１０３の駆動力Ｍｖを、図９に示すように、ペダル角速度θｖに応じて、比例関係で設定する。踏み込み方向において、ペダル角速度がθｖａ以上の時、速度比例反力設定部３０１はモータ駆動力をペダル戻し方向の最大値Ｍｖａとし、踏み戻し方向において、ペダル角速度がθｖｂ以上の時、速度比例反力設定部３０１はモータ駆動力をペダル踏み込み方向の最大値Ｍｖｂに設定する。これにより、ペダルの踏み込み速度が高い場合ペダル反力が大きくなり、ペダルの踏み戻り速度が低い場合、ペダル反力が小さくなる。また、コントローラ１０１は、車速領域が一定車速走行域である場合に、速度比例反力設定部３０１を制御し、駆動力Ｍｖを駆動力Ｍｔに加算し、モータ１０３を駆動力Ｍで駆動する。
【００４３】
次に、図１０を用いて、本例の車両用アクセルペダル反力制御装置において、モータ１０３の駆動力を設定する際の制御手順を説明する。図１０は、本例のアクセルペダル反力制御装置１の制御手順を示すフローチャートである。
【００４４】
まず、ステップＳ３１にて、例えば操作者からの制御指令に応じて、本例の制御処理が開始される。アクセルペダル角センサ１０２は、アクセルペダル１１０のペダル角θ（％）を検出し、コントローラ１０１へ出力する。コントローラ１０１は、アクセルペダル角センサ１０２からの検出信号から、当該ペダル角を読み込む（ステップＳ３２）。次に、コントローラ１０１は、ステップＳ３２にて読み込まれたペダル角から、車速の走行状態が、一定車速走行域であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。車速の走行状態が一定車速走行域ではない場合、速度比例反力設定部３０１は、モータ１０３の駆動力Ｍｖをゼロにする（ステップＳ３５２）。一方、車速の走行状態が一定車速走行域である場合、コントローラ１０１は、ペダル角速度θｖを算出し（ステップＳ３４）、速度比例反力設定部３０１は、図９に示す特性により、モータ１０３の駆動力Ｍｖを設定する（ステップＳ３５１）。そして、ステップＳ３６にて、ペダル反力設定部１０４は、ステップＳ３２で読み込まれるペダル角から、図３に示す特性により、モータ１０３の駆動量Ｍｔを設定する（ステップＳ３６）。最後に、コントローラ１０１は、速度比例反力設定部３０１で設定される駆動力Ｍｖとペダル反力設定部１０４で設定される駆動力Ｍｔとを合算することで、モータ１０３の駆動力Ｍを設定し（ステップＳ３７）、モータ１０３に駆動のための制御信号を送信し、処理を終了する（ステップＳ３８）。
【００４５】
上記のように本発明は、アクセルペダル１１０のペダルの角速度に応じて、ペダルの反力を設定する。これにより、速度調整時に起こりやすい、急激なペダル位置の変化を防ぎ、一定車速走行域を、無意識に踏み越えることを防ぐことができる。
【００４６】
なお、本例は、ペダルの角速度に対して、モータの駆動力Ｍｖを線形に変化させることで、ペダル反力を線形に変化させるが、非線形な特性であってもよく、またモータの駆動力Ｍｖに対して最大値Ｍｖａ又は最小値Ｍｖｂを設けなくもよい。さらに、図９に示す特性について、踏み込み方向の特性と踏み戻し方向の特性を同じにしてもよい。
【００４７】
また、本例は、モータ１０３によりペダル反力を制御するが、モータ１０３の代わりに図１１に示すように、第２実施形態の車両用アクセルペダル反力制御装置のアクセルペダル部分（図６を参照）にダンパ３１０を設けてもよい。ダンパ３１０は、一端をペダルアーム１１２に接続し、他端を固定する。これにより、上記と同様に機構及び制御を実現することができる。
【００４８】
《第４実施形態》
図１２は、発明の他の実施形態に係る車両用アクセルペダル反力制御装置のアクセルペダル部分の構成概略図である。本例は、上述した第１実施形態に対して、振動子４０１と振動制御部４０２を有する点が異なる。これ以外の構成で上述した第１実施形態と同じ構成は、その記載を適宜、援用する。
【００４９】
図１２に示すように、本例の車両用アクセルペダル反力制御装置は、ペダルアーム１１２に振動子４０１を設け、コントローラ１０１に当該振動子４０１を制御する振動制御部４０２を設ける。振動制御部４０２は、ペダル角に応じて振動子４０１を振動させることで、アクセルペダル１１０を振動させる。操作者は、ペダルフレーム１１１を介して振動を感じることができる。振動制御部４０２は、三段階ある車両の走行状態の領域が変更された時、振動を発生させる。当該車両の走行状態の領域の変更は、ペダル角の変化により判定される。すなわち、コントローラ１０１にて、１周期前のペダル角が属する領域と現在のペダル角が属する領域を比較し、領域が変更される場合に、振動子４０１を短時間、振動させる。なお、振動させる時間又は振動の大きさは、適宜設定される。
【００５０】
これにより、本例において、車両の走行状態を示す多段階の走行領域が変更させる時に、ペダル反力の急激な変化に加えて、アクセルペダル１１０を振動させることで、操作者に対して、当該走行領域が変更されたことを報知させることができるため、結果として、操作者は車両の走行状態の領域を認識し易くすることができる。
【００５１】
なお、本例は、操作者へ報知させる構成として、振動子４０１を用いたが、ランプ等の照明部材や、音を発する構成であってもよい。また本例の振動子４０１は本発明の「報知手段」に相当する。
【００５２】
《第５実施形態》
図１３は、発明の他の実施形態に係る車両用アクセルペダル反力制御装置のアクセルペダル部分の構成概略図である。本例は、上述した第２実施形態に対して、変位部２０１をコントローラ１０１により回動させるための構成有する点が異なる。これ以外の構成で上述した第１及び２実施形態と同じ構成は、その記載を適宜、援用する。
【００５３】
図１３に示すように、本例の車両用アクセルペダル反力制御装置は、軸１１３とモータ軸を同軸にする変位部回転モータ５０１と、圧縮コイルバネ２０２に接続されるソレノイド５０２と、変位部回転モータ５０１及びソレノイド５０２を制御する変位部回転モータ制御部５０３を有する。変位部回転モータ５０１は、コントローラ１０１からの制御信号により駆動し、軸１１３を中心に変位部２０１を回動させる。すなわち、変位部２０１は、変位部回転モータ５０１により回動することでペダルアーム１１２に対する位置が変更され、アクセルペダル１１０のペダルの踏み込み又は踏み戻しにより、ペダルアーム１１２を介してペダルプレート１１１と連動して回動する。ソレノイド５０２は、コントローラ１０１からの制御信号によりソレノイド５０２内の通電のオンまたはオフが切り換えられ、圧縮コイルバネ２０２の弾性力を変化させる。コントローラ１０１は、変位部回転モータ制御部５０３を有する。
【００５４】
次に、本例のコントローラ１０１の変位部回転モータ制御部５０３における制御内容について説明する。コントローラ１０１は、操作者から特に操作命令がない場合（例えば初期状態）、ソレノイド５０２をオフの状態にする。ソレノイド５０２がオフ状態の時、ボール２０３に対する圧縮コイルバネ２０２の押圧力は小さい。また変位部２０１の凹部２０４は、ペダル角の回動範囲において、ボール２０３と当接しない位置で支持されるため、ペダルを回動させても、ボール２０３が凹部２０４による段差を相対的に移動することはない。これにより、圧縮コイルバネ２０２、ボール２０３及び凹部２０４により、ペダル反力は発生しない。
【００５５】
一方、コントローラ１０１、例えば操作者から合流支援の要求を示す操作指令により、変位部回転モータ５０１を駆動させて、変位部２０１を回動させる。またコントローラ１０１は、ソレノイド５０２をオンに切り換えて、圧縮コイルバネ２０２の押圧力を発生させる。これにより、圧縮コイル２０２は、ボール２０３を介して、変位部２０１に押圧力を加える。そして、また変位部２０１の凹部２０４は、ペダル角の回動範囲の一部（例えばペダル角３０〜５０％に対応する範囲）において、ボール２０３と当接する位置で支持されるため、ペダルを回動させると、ボール２０３が凹部２０４による段差を相対的に移動する。これにより、操作者は、ペダルを回動させると、凹部による段差の部分により、クリック感又は壁感を感じることができる。
【００５６】
また、当該合流支援の要求に対して、コントローラ１０１は、ペダル角を５０％に誘導させる場合、踏み込みにより壁感を感じるペダル角（図４に示すＸ２（％））が５０％になるように、コントローラ１０１は凹部２０４を回動する。これにより、操作者は、ペダル角５０％の位置に自然に足を載せることができ、また無意識に踏み込み量を戻しすぎることを防ぐことができる。
【００５７】
さらに、ボール２０３と凹部２０４とが当接する、ペダルの回動範囲を変更させる場合、コントローラ１０１は、ソレノイド５０２をオン状態のまま、変位部回転モータ５０１により変位部２０１を回動させて、凹部２０４の位置を当該ペダルの回動範囲に対応する位置に移動させればよい。例えば、コントローラ１０１により推奨されるペダル角を５０％から３０％に変更する場合、コントローラ１０１は、ペダル角１０％から３０％の範囲に対応する位置に、凹部を移動させればよい。これにより、操作者は、足に壁感を感じながら、自然と、ペダル角を上記推奨するペダル角へ合わせることができる。
【００５８】
上記のように、本例のコントローラ１０１は、変位部回転モータ５０１により凹部２０４を回動させる。これにより、ペダルの回動範囲に対して、コントローラ１０１により推奨されるペダル角の操作範囲を、車両の走行モード等に合わせて任意に設定することができる。また操作者は、当該推奨されるペダル角の操作範囲へ誘導され、アクセルペダル１１０を操作することができるため、結果として、操作者が無意識に、当該範囲から外れて操作することを防ぐことができる。また引き込み効果のある反力特性をもったペダル角の範囲を状況に合わせて任意に設定することが可能となり、推奨するペダル角への誘導することができ、操作者の無意識のうちに当該範囲から外れることを防ぐことができる。
【００５９】
なお、本例の変位部回転モータ５０１は、本発明の「変位部回動手段」に相当する。
【符号の説明】
【００６０】
１…車両用アクセルペダル反力制御装置
１０１…コントローラ
１０２…アクセルペダル角センサ
１０３…モータ
１０４…アクセルペダル反力設定部
１０５…車速制御部
１１０…アクセルペダル
１１１…ペダルプレート
１１２…ペダルアーム
１１３…軸
１１４…リターンバネ
１２０…ブレーキペダル
１２１…ブレーキペダル角センサ
１３１…スロットル駆動部
１３２…エンジンスロットバルブ
１３３…ブレーキ駆動部
１３４…ブレーキディスク
２０１…変位部
２０２…圧縮コイルバネ
２０３…ボール
２０４…凹部
３０１…速度比例反力設定部
３１０…ダンパ
４０１…振動子
４０２…振動制御部
５０１…変位部回転モータ
５０２…ソレノイド
５０３…変位部回転モータ制御部
【図１】
0005560597.tif 000002
【図２】
0005560597.tif 000003
【図３】
0005560597.tif 000004
【図４】
0005560597.tif 000005
【図５】
0005560597.tif 000006
【図６】
0005560597.tif 000007
【図７】
0005560597.tif 000008
【図８】
0005560597.tif 000009
【図９】
0005560597.tif 000010
【図１０】
0005560597.tif 000011
【図１１】
0005560597.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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