(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者が操作するアクセルペダルの踏込み量を検出するペダル踏込み量検出手段と、このペダル踏込み量検出手段で検出した踏込み量信号に基づいてスロットル開度を制御するスロットル制御手段と、前記アクセルペダルの踏込み量に応じてアクセルペダルに反力を与えるペダル反力付与手段とを備える車両用アクセルペダル装置であって、前記ペダル反力付与手段は、前記ペダル踏込み量検出手段で検出した踏込み量信号に基づいてその反力が制御される車両用アクセルペダル装置において、
前記アクセルペダル装置は、前記アクセルペダルを所定量踏込んだときに、前記反力が極大値となるように前記ペダル反力付与手段を制御するとともに自動変速機に変速情報を送って変速を制御する反力・変速制御手段を備えることを特徴とする車両用アクセルペダル装置。
【請求項２】
前記アクセルペダル装置は、シフトレバーが自動変速を行うポジションに位置する場合は、前記アクセルペダルを所定量踏むと、前記反力が極大値となるように前記ペダル反力付与手段を制御するとともに自動変速機に変速情報を送り、シフトレバーが手動変速を行うポジションに位置する場合は、前記反力の極大値を発生させないように前記ペダル反力付与手段を制御することを特徴とした請求項１記載の車両用アクセルペダル装置。
【請求項３】
前記アクセルペダル装置は、クルーズコントロール装置により定速走行している時に、アクセルペダルを、その時のスロットル開度に対応した位置で保持するように前記ペダル反力付与手段を制御することを特徴とした請求項１又は請求項２記載の車両用アクセルペダル装置。
【請求項４】
前記アクセルペダル装置は、クルーズコントロール装置により定速走行しているときには、アクセルペダルをストローク開始位置に戻し、このストローク開始位置から定速走行時のスロットル開度に対応する位置まではアクセルペダルの反力を小さくし、更に、定速走行時のスロットル開度に対応する位置よりもアクセルペダルを踏込んだときには、定速走行を解除するとともにアクセルペダルの反力を大きくするように前記ペダル反力付与手段を制御することを特徴とした請求項１又は請求項２記載の車両用アクセルペダル装置。
【請求項５】
前記アクセルペダル装置は、前記アクセルペダルを踏込んだときのみ前記反力に極大値を発生させ、アクセルペダルを戻すときには反力に極大値を発生させないように前記ペダル反力付与手段を制御することを特徴とした請求項１〜請求項４のいづれか１項記載の車両用アクセルペダル装置。
【請求項６】
前記アクセルペダル装置は、前記アクセルペダルに付与する反力の一部を、前記ペダル反力付与手段による反力とは独立させてリターンスプリングにより機械的に発生させ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装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所望のスロットル開度のタイミングに所定のペダル反力発生のタイミングを精度良く合致させ、キックダウンとアクセルペダルでの反力発生とを精度良く合致させるようにした車両用アクセルペダル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両において、例えばレバーやペダルは、運転者が操作する入力装置であり、これらを操作すると、一般には手や足にある一定の反力が得られるが、この反力をレバーやペダルの操作に応じて積極的に発生させる、即ちレバーやペダルを入力装置としてだけでなく、出力装置として機能させる技術があり、このような装置は、ハプティックデバイス（ｈａｐｔｉｃ（触覚の）  ｄｅｖｉｃｅ）と呼ばれる。
このような装置としては、例えば、特開２００１−１０５９２６公報「車両用操作装置」が知られている。
【０００３】
上記技術を示す同公報の図７の内容を図１０で説明する。
図１０は従来の車両用操作装置としてのペダル装置の説明図である。なお、符号は上記公報の記載に対して変更した。
車両用操作装置は、ペダル１０１を備え、このペダル１０１は、作動軸１０２を介してストロークシミュレータ１０３に連結したものであり、作動軸１０２にストロークセンサ１０４を設けることで、ストロークシミュレータ１０３はペダル１０１のストロークに応じてペダル１０１に反力を発生させる。
また、ストロークセンサ１０４は、ＥＣＵ１０５を介してスロットル装置１０６に接続し、ＥＣＵ１０５は、ペダルストロークに応じてスロットル開度が変化するようにスロットル装置１０６に対して指令信号を供給する。
【０００４】
上記の車両用操作装置において、例えば、急加速時にペダル１０１を急に深く踏んで車両の自動変速機をキックダウンさせるような場合は、図に示したように、ペダル１０１の後方にキックダウンの信号を得るためのキックダウン用スイッチ１０９を設けることが考えられる。
ペダル１０１を踏めば、所定の位置でキックダウン用スイッチ１０９がオンになり、このオン信号に基づいて自動変速機でキックダウンが行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記技術において、スロットル装置１０６は、ストロークセンサ１０４と電気的に接続するが、ストロークシミュレータ１０３は、ストロークセンサ１０４と電気的に接続しているかどうか明らかでないため、所望のスロットル開度のときにペダル反力を所定値に合わせる場合にスロットル開度のタイミングとペダル反力のタイミングとにずれが生じるおそれがあり、アクセルペダル操作や車両の運転性を細かく設定するのが難しくなる。
【０００６】
また、例えば、キックダウンするときに、ペダル１０１に所望の反力を発生させるような場合は、キックダウン用スイッチ１０９の車体側への取付位置を調整してペダル１０１に反力が発生するペダルストロークでキックダウン用スイッチ１０９がオンになるようにする必要があるが、このようなキックダウン用スイッチ１０９の取付位置の調整を精度良く行うことは難しく、また、キックダウンを行わせるペダルストロークを変更するためにキックダウン用スイッチ１０９の取付位置を変更することは容易ではない。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、車両用アクセルペダル装置を改良することで、所望のスロットル開度のタイミングに所定のペダル反力発生のタイミングを精度良く合致させ、また、所望のスロットル開度になるアクセルペダル位置で、キックダウンとペダル反力の発生（詳しくは極大値の発生）とを精度良く且つ容易に合致させ、更に、これらのキックダウン及び極大値の発生を行わせるアクセルペダル位置の変更を容易に行えるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、運転者が操作するアクセルペダルの踏込み量を検出するペダル踏込み量検出手段と、このペダル踏込み量検出手段で検出した踏込み量信号に基づいてスロットル開度を制御するスロットル制御手段と、アクセルペダルの踏込み量に応じてアクセルペダルに反力を与えるペダル反力付与手段とを備える車両用アクセルペダル装置であって、ペダル反力付与手段では、ペダル踏込み量検出手段で検出した踏込み量信号に基づいてその反力が制御される車両用アクセルペダル装置において、アクセルペダル装置に、アクセルペダルを所定量踏込んだときに、反力が極大値となるようにペダル反力付与手段を制御するとともに自動変速機に変速情報を送って変速を制御する反力・変速制御手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
スロットル開度及びペダル反力を同じペダル踏込み量検出手段で検出した踏込み量信号に基づいて制御するので、所望のスロットル開度で所定のペダル反力を発生させる場合にスロットル開度タイミングとペダル反力タイミングとを精度よく合致させることができる。
【００１０】
また、ペダル踏込み量検出手段で得られたアクセルペダルの踏込み量信号に基づいてキックダウンを起こさせ、アクセルペダルに反力を発生させるので、所望のスロットル開度になるアクセルペダル踏込み位置でキックダウンと反力の極大値の発生とを精度良く且つ容易に合致させることができ、しかも、スロットル開度に対する、キックダウン位置及び反力の極大値の発生位置を専用の構造を追加することなく、反力・変速制御手段及びスロットル制御手段で容易に変更することができる。
【００１１】
請求項２は、アクセルペダル装置では、シフトレバーが自動変速を行うポジションに位置する場合は、アクセルペダルを所定量踏むと、反力が極大値となるようにペダル反力付与手段を制御するとともに自動変速機に変速情報を送り、シフトレバーが手動変速を行うポジションに位置する場合は、反力の極大値を発生させないようにペダル反力付与手段を制御することを特徴とする。
自動変速による走行時と、手動変速による走行時とでアクセルペダルにおける反力の極大値の有無を容易に切り替えることができる。
【００１２】
請求項３は、アクセルペダル装置では、クルーズコントロール装置により定速走行している時に、アクセルペダルを、その時のスロットル開度に対応した位置で保持するようにペダル反力付与手段を制御することを特徴とする。
アクセルペダルを、その時のスロットル開度に対応した位置から増し踏みすれば、車両を加速状態に素早く移行させることができる。
【００１３】
請求項４は、アクセルペダル装置では、クルーズコントロール装置により定速走行しているときには、アクセルペダルをストローク開始位置に戻し、このストローク開始位置から定速走行時のスロットル開度に対応する位置まではアクセルペダルの反力を小さくし、更に、定速走行時のスロットル開度に対応する位置よりもアクセルペダルを踏込んだときには、アクセルペダルの反力を大きくするようにペダル反力付与手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
ストローク開始位置から定速走行時のスロットル開度に対応する位置まではアクセルペダルの反力を小さくし、更に、定速走行時のスロットル開度に対応する位置よりもアクセルペダルを踏込んだときには、アクセルペダルの反力を大きくすることで、定速走行時のスロットル開度に対応するアクセルペダル位置であって車両の加速が開始するアクセルペダル位置を運転者が容易に認識することができ、車両の運転性を高めることができる。
【００１５】
請求項５は、アクセルペダル装置では、アクセルペダルを踏込んだときのみ反力に極大値を発生させ、アクセルペダルを戻すときには反力に極大値を発生させないようにペダル反力付与手段を制御することを特徴とする。
【００１６】
例えば、アクセルペダルの後方に反力の極大値を発生させるためのスイッチを設けた場合に、アクセルペダルを踏込んだときと戻したときとの両方で極大値が発生するのに比べて、本発明では、ペダル反力付与手段を制御することで、アクセルペダルを踏込んだときのみ反力に極大値を発生させることができ、アクセルペダルを最適に設定することができる。
【００１７】
請求項６は、アクセルペダル装置では、アクセルペダルに付与する反力の一部を、ペダル反力付与手段による反力とは独立させてリターンスプリングにより機械的に発生させることを特徴とする。
リターンスプリングによって、ペダル反力付与手段で発生させる反力を小さくすることができ、ペダル反力付与手段の能力を小さくすることができて、アクセルペダル装置のコスト、電力消費を低減することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るアクセルペダル装置を採用した車両の模式図であり、車両１０は、前輪１１と後輪１２との間の後輪１２寄りにエンジン１３を配置したミッドシップ型の車両であり、運転席の前方下方にアクセルペダル１５を配置し、このアクセルペダル１５を操作することにより、エンジンコントロールユニット１６（以下単に「ＥＣＵ１６」と記す。）を介してエンジン１３の上部に設けたスロットルボディ１７のスロットルバルブ（不図示）の開度（即ち、スロットル開度である。）を変更してエンジン出力を制御するとともに、アクセルペダル１５の操作によりＥＣＵ１６からの指令に基づいてエンジン１３に連結した自動変速機１８の変速をも制御する。
【００１９】
一般に、アクセルペダルとスロットルバルブとは、スロットルケーブル等で機械的に連結するが、上記の車両１０では、アクセルペダル１５とスロットルボディ１７（詳しくは、スロットルバルブを駆動するためにスロットルボディ１７に設けたスロットルバルブ駆動手段（詳細は後述する。）である。）とをＥＣＵ１６等を介してワイヤ、即ち電気配線で連結するＤＢＷ（Ｄｒｉｖｅ  Ｂｙ  Ｗｉｒｅ：電気配線式駆動）構造を採用する。
【００２０】
このような構造を採用することにより、アクセルペダル１５の操作に対して、スロットルバルブの開閉を素早く応答させることができ、エンジン出力の制御のレスポンスをより一層向上させることができる。
また、アクセルペダル１５側からの電気信号をスロットルバルブの駆動のほかに上記したような自動変速機１８での変速や他の制御にも活用することが可能になる。
【００２１】
アクセルペダル１５及びＥＣＵ１６は、本発明のアクセルペダル装置２１の一部を構成する部品である。このアクセルペダル装置２１については、次図で詳細に説明する。
【００２２】
図２は本発明に係るアクセルペダル装置の構成を説明するブロック図であり、アクセルペダル装置２１は、前述のアクセルペダル１５と、このアクセルペダル１５の踏込み量を検出するためにアクセルペダル１５の揺動軸となるペダル軸２４の一端に連結したペダル踏込み量検出手段２５と、このペダル踏込み量検出手段２５からの踏込み量信号ＦＳに対応してアクセルペダル１５で反力（ここでの反力は、アクセルペダル１５を踏込むときに作用させる踏力とは反対方向の力である。）を発生させるためにペダル軸２４の他端に連結したペダル反力付与手段２６と、踏込み量信号ＦＳに基づきペダル反力付与手段２６に反力信号ＲＳを送ることでアクセルペダル１５の反力を制御するペダル反力制御手段２７と、このペダル反力制御手段２７から送られた踏込み量信号ＦＳを受けるスロットル制御手段としての前述のＥＣＵ１６と、このＥＣＵ１６で得た踏込み量信号ＦＳに基づいて発した変速指令ＴＳを受ける変速制御手段２８とからなる。
【００２３】
ＥＣＵ１６が、踏込み量信号ＦＳに基づいてスロットルバルブ駆動手段３２に駆動信号ＤＳを送ると、スロットルバルブ駆動手段３２はスロットルバルブを開閉し、スロットル開度を変化させる。また、変速制御手段２８が、変速指令ＴＳに基づき自動変速機１８（図１参照）に設けた変速機変速手段３３に変速情報ＴＪを送って変速制御する。この結果、変速機変速手段３３は変速を行う。
【００２４】
ペダル踏込み量検出手段２５は、例えば、ペダル軸２４の回転角度を検出する回転角センサであり、アクセルペダル１５の踏込み量をアクセルペダル１５の揺動角として検出する。
ペダル反力付与手段２６は、例えば電動モータであり、電動モータの出力軸をペダル軸２４に連結する。
【００２５】
ペダル反力制御手段２７は、踏込み量信号ＦＳに基づいて、ペダル反力が発生する踏込み位置及び反力値（特に極大値）を制御する。
ペダル反力制御手段２７及び変速制御手段２８は、反力・変速制御手段３５を構成するものである。
【００２６】
以上に述べたアクセルペダル装置の作用を次に説明する。
図３は本発明に係るアクセルペダル装置の作用を説明するグラフであり、縦軸は、ペダル踏込み量検出手段からの踏込み量信号ＦＳ、スロットル開度θＴＨ、変速制御手段からの変速情報ＴＪ、電動モータによりアクセルペダルに発生するペダル反力ＲＰ１を表し、横軸はアクセルペダルのペダル踏込み量ＰＳを表す。
【００２７】
まず、運転者が運転中にアクセルペダルを踏むと、踏込み量信号ＦＳは、ペダル踏込み量ＰＳがＳ１となったときから増加し始める。
これに伴って、スロットル開度θＴＨが、ペダル踏込み量ＰＳがＳ１となったときから増加し始める。スロットル開度θＴＨは、踏込み量信号ＦＳに対して、例えば比例関係にある量である。
【００２８】
また、ペダル反力ＲＰ１は、ペダル踏込み量ＰＳがゼロからＳ１までは急激に立上がり、ペダル踏込み量ＰＳがＳ１の後はペダル踏込み量ＰＳの増加に伴って徐々に増加する。
【００２９】
そして、ペダル踏込み量ＰＳがＳ２となったときに、ペダル反力ＲＰ１が急激に増加し始め、ペダル踏込み量ＰＳがＳ３になると、変速情報ＴＪはＬＯＷレベルからＨＩＧＨレベルに立上がり、変速、ここではキックダウンを開始するとともに、ペダル反力ＲＰ１は急激に減少し始める。
ペダル反力ＲＰ１はペダル踏込み量ＰＳがＳ３で極大値Ｆ１となる。
【００３０】
更に、ペダル踏込み量ＰＳがＳ４になると、変速情報ＴＪがＨＩＧＨレベルからＬＯＷレベルになるとともに、それまで減少していたペダル反力ＲＰ１は再び徐々に増加する。
【００３１】
図４（ａ），（ｂ）は本発明と比較例とのペダル反力を比較するグラフであり、（ａ）は本発明の実施例、（ｂ）は比較例を示す。
（ａ）の実施例において、ペダル踏込み量ＰＳが増加してＳ２になるとペダル反力ＲＰ１はＦ２からそれまでよりも急激に増加し、ペダル踏込み量ＰＳがＳ３でペダル反力ＲＰ１は極大値Ｆ１となり、その後はペダル反力ＲＰ１は急激に減少し、ペダル踏込み量ＰＳがＳ４からは徐々に増加するようになる。グラフ中の実線がペダル踏込み時のペダル反力を示す。
【００３２】
ペダル踏込み量ＰＳがＳ５のときに、アクセルペダルを戻すと、ペダル反力ＲＰ１はＦ３まで急激に下降し、その後は除々に下降する。グラフ中の破線がペダル戻し時のペダル反力を示す。
【００３３】
（ｂ）の比較例は、アクセルペダルの後方に、ペダル反力を発生させるために特別なスイッチを設けた例を示す。
ペダル踏込み時（実線）には、上記のスイッチがオンになり、（ａ）の実施例と同様に、ペダル反力ＲＰ１の極大値Ｆ１が発生する。
ペダル戻し時（破線）にも、上記のスイッチはオンになるから、ペダル反力ＲＰ１の極大値Ｆ５が発生する。
【００３４】
上記の（ａ），（ｂ）に示したように、本発明ではペダル反力制御手段でペダル反力付与手段を電気的に制御してペダル反力を発生させるので、アクセルペダル踏込み時にペダル反力に極大値を発生させ、アクセルペダル戻し時にペダル反力に極大値を発生させないように容易に設定することができ、比較例のように、機械的にペダル反力に発生させるのに比べて、最適な設定を行うことができる。
【００３５】
図５（ａ），（ｂ）は本発明に係るアクセルペダルの作用を説明する作用図であり、車両に、アクセルペダルを踏まなくても自動的に車速を一定に保つことができるクルーズコントロール装置を備える場合のアクセルペダルの作用を示す。
クルーズコントロール装置は、車両の走行中に、クルーズコントロール用スイッチをオンにすれば、このスイッチをオンにした時のスロットル開度にスロットルバルブが固定されて、車両を定速走行させることができるようにしたものである。
【００３６】
（ａ）の実施の形態では、アクセルペダル１５のストローク開始位置（アクセルペダル１５を踏まないときの位置であり、この位置のアクセルペダル１５の符号を便宜上１５Ａとする。）からの踏込み量としての踏込み角度をθとすると、車両の走行中に、アクセルペダル１５をストローク開始位置から踏込んで、踏込み角度θがθ１の時に上記のクルーズコントロール用スイッチをオンにした際に、アクセルペダル装置のペダル反力制御手段は、ペダル反力付与手段を制御して、アクセルペダル１５から足を離してもアクセルペダル１５を踏込み角度θ１の位置に保持し、車両は定速走行する。
【００３７】
この状態で、アクセルペダル１５を踏込んで踏込み角度θがθ１を越えるようにすれば、車両を加速させることができ、アクセルペダル１５から足を離せば、アクセルペダル１５は元の位置、即ち踏込み角度θ１の位置に戻るとともに、車両はアクセルペダル１５を踏込む前の速度、即ち定速走行していた速度に戻り、再度定速走行する。定速走行中にブレーキペダルを踏めば、定速走行、即ちオートクルーズが解除され、アクセルペダル１５の位置が保持されることもなく、通常のペダル操作を行うことができる。
【００３８】
（ｂ）の実施の形態では、車両の走行中に、アクセルペダル１５をストローク開始位置から踏込んで、踏込み角度θがθ１の時に上記のクルーズコントロール用スイッチをオンにした際に、アクセルペダル装置のペダル反力制御手段は、ペダル反力付与手段を制御して、アクセルペダル１５から足を離したときに、アクセルペダル１５をストローク開始位置まで戻す。
【００３９】
そして、アクセルペダル１５をストローク開始位置から踏込むと、ペダル反力制御手段は、ペダル反力付与手段を制御して、踏込み角度θがθ１までは、アクセルペダル１５の反力を小さくし、踏込み角度θがθ１を越えると、アクセルペダル１５の反力をそれまでよりも大きくして、やがて極大値を発生させる。即ち、踏込み角度θがθ１までは運転者の踏力を小さくすることができ、踏込み角度θがθ１を越えると運転者の踏力を大きくすることができる。
【００４０】
このように、踏込み角度θ１で踏力を変化させることにより、オートクルーズしているときのスロットル開度に対応するアクセルペダル位置、即ち踏込み角度θ１であって、車両の加速が行えるアクセルペダル位置を運転者に容易に認識させることができる。
この場合、定速走行中にブレーキペダルを踏めば、（ａ）の実施の形態と同様に、オートクルーズが解除される。
【００４１】
図６（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るアクセルペダル装置のペダル反力とシフトレバーのポジションとの関係を示す説明図であり、（ａ）はシフトレバー操作部を示す模式図、（ｂ）及び（ｃ）はペダル反力とペダル踏込み量との関係を示すグラフである。
（ａ）において、シフトレバー操作部５０は、自動変速を行うポジションを設けた自動変速操作部５１と、手動変速を行うポジションを設けた手動変速操作部５２と、これらを連結する連結部５３とからなる。
【００４２】
自動変速操作部５１は、シフトレバー５５が通る第１スリット５６と、シフトレバー５５の各ポジションを表示する第１ポジション表示部５７とからなる。
第１ポジション操作部５７は、例えば、パーキング時のポジションを示す「Ｐ」、後進時のポジションを示す「Ｒ」、ニュートラルのポジションを示す「Ｎ」、全ギヤを対象に自動変速させるときのポジションを示す「Ｄ」、１速ギヤ及び２速ギヤを対象に自動変速させるときのポジションを示す「２」を表示した部分であり、シフトレバー５５は、これらの各ポジションで停止させることができる。
【００４３】
手動変速操作部５２は、シフトレバー５５が通る第２スリット６１と、シフトレバー５５の各ポジションを表示する第２ポジション表示部６２とからなる。
第２ポジション表示部６２は、ギヤを一段だけ増速側に変速するときのポジションを示す「＋」とギヤを一段だけ減速側に変速するときのポジションを示す「−」と、中立位置を示す「Ｍ」を表示した部分であり、シフトレバー５５は、「＋」又は「−」に移動させたときにそれぞれのポジションには停止させることができず、「Ｍ」に戻る。
【００４４】
連結部５３は、第１スリット５６と第２スリット６１とに連通するスリットであり、これらの第１スリット５６と第２スリット６１との間でシフトレバー５５を移動させることができる。
【００４５】
シフトレバー５５が第１スリット５６内に位置する場合は、自動変速が可能な状態であり、この状態を以下「ＡＴモード」と称する。
また、シフトレバー５５が第２スリット６１内に位置する場合は、手動変速が可能な状態であり、この状態を以下「マニュアルモード」と称する。
このようなＡＴモード及びマニュアルモードは、図１に示した自動変速機１８によって実施することができる。
【００４６】
（ｂ）において、縦軸はＡＴモードでのアクセルペダルのペダル反力ＲＰ１、横軸はアクセルペダルのペダル踏込み量ＰＳを表す。
ＡＴモードでは、ペダル反力制御手段は、ペダル反力付与手段を制御してペダル踏込み量ＰＳがＳ３のときにペダル反力ＲＰ１に極大値Ｆ１を発生させる。
【００４７】
（ｃ）において、縦軸はマニュアルモードでのアクセルペダルのペダル反力ＲＰ１、横軸はアクセルペダルのペダル踏込み量ＰＳを表す。
マニュアルモードでは、ペダル反力制御手段は、ペダル反力付与手段を制御してペダル反力ＲＰ１に極大値を発生させないようにし、ペダル踏込み量ＰＳに応じたペダル反力ＲＰ１、例えば、ペダル踏込み量ＰＳがＳ１以降に、ペダル踏込み量ＰＳに比例したペダル反力ＲＰ１を発生させる。
【００４８】
例えば、アクセルペダルの後方に、ペダル反力の極大値を発生させるための特別なスイッチを設けた場合には、ＡＴモードでペダル反力の極大値が発生し、マニュアルモードでも、必要としないのにペダル反力の極大値が発生することになる。
これに対して、本発明のアクセルペダル装置では、ペダル反力制御手段によって、ＡＴモード及びマニュアルモードにおいてペダル反力の極大値の有無（即ち、極大値を発生させるか又は発生させないか）を容易に制御することができる。
【００４９】
以上の図２で説明したように、本発明は第１に、運転者が操作するアクセルペダル１５の踏込み量を検出するペダル踏込み量検出手段２５と、このペダル踏込み量検出手段２５で検出した踏込み量信号ＦＳに基づいてスロットル開度を制御するＥＣＵ１６と、アクセルペダル１５の踏込み量に応じてアクセルペダル１５に反力を与えるペダル反力付与手段２６とを備える車両用アクセルペダル装置２１において、ペダル反力付与手段２６は、ペダル踏込み量検出手段２５で検出した踏込み量信号ＦＳに基づいてその反力が制御される、即ち、踏込み量信号ＦＳに基づいてペダル反力付与手段２６で発生する反力をペダル反力制御手段２７によって制御することを特徴とする。
【００５０】
スロットル開度及びペダル反力を同じペダル踏込み量検出手段２５で検出した踏込み量信号ＦＳに基づいて制御するので、所望のスロットル開度で所定のペダル反力を発生させる場合にスロットル開度タイミングとペダル反力タイミングとを精度よく合致させることができる。
【００５１】
本発明は第２に、図２及び図３で説明したように、アクセルペダル装置２１では、アクセルペダル１５を所定量踏込んだときに、ペダル反力ＲＰ１が極大値Ｆ１となるようにペダル反力付与手段２６を制御するとともに自動変速機１８（図１参照）、詳しくは、変速機変速手段３３に変速情報ＴＪを送る反力・変速制御手段３５を備えることを特徴とする。
【００５２】
ペダル踏込み量検出手段２５で得られたアクセルペダル１５の踏込み量信号ＦＳに基づいてキックダウンを起こさせ、アクセルペダル１５にペダル反力ＲＰ１を発生させるので、所望のスロットル開度θＴＨになるアクセルペダル踏込み位置でキックダウンと反力の極大値Ｆ１の発生とを精度良く且つ容易に合致させることができ、しかも、スロットル開度θＴＨに対する、キックダウン位置及びペダル反力ＲＰ１の極大値Ｆ１の発生位置を専用の構造を追加することなく、反力・変速制御手段３５及びＥＣＵ１６に記憶させておくプログラム等を変更するだけで容易に変更することができる。
【００５３】
このように、１つの踏込み量信号ＦＳによって、スロットル開度θＴＨ、変速情報ＴＪ及びペダル反力ＲＰ１を得るため、キックダウン動作とペダル反力ＲＰ１の極大値Ｆ１の発生とを精度よく合致させることができ、アクセルペダル１５を踏込んで車両を加速させるときに、キックダウンをアクセルペダル１５のクリック感として同時に体感することができる。従って、運転者に運転操作における車両との一体感をより起こさせることができる。
【００５４】
本発明は第３に、図２、図３及び図６（ａ）〜（ｃ）に示したように、アクセルペダル装置２１では、シフトレバー５５が自動変速を行うポジションに位置する場合（即ち、ＡＴモードである。）は、アクセルペダル１５を所定量踏むと、ペダル反力ＲＰ１が極大値Ｆ１となるようにペダル反力付与手段２６を制御するとともに自動変速機１８（詳しくは、変速機変速手段３３である。）に変速情報ＴＪを送り、シフトレバー５５が手動変速を行うポジションに位置する場合（即ち、マニュアルモードである。）は、ペダル反力ＲＰ１の極大値Ｆ１を発生させないようにペダル反力制御手段２７によってペダル反力付与手段２６を制御することを特徴とする。
【００５５】
自動変速による走行時と、手動変速による走行時とでアクセルペダル１５におけるペダル反力ＲＰ１の極大値Ｆ１の有無を切り替えることができる。例えば、アクセルペダル１５に上記切り替えのために特別なスイッチを設けた場合に自動変速による走行時と手動変速による走行時との両方で極大値が発生するようなことを、本発明では回避することができる。
【００５６】
本発明は第４に、図２及び図５に示したように、アクセルペダル装置２１では、クルーズコントロール装置により定速走行している時に、アクセルペダル１５を、その時のスロットル開度に対応した位置、即ちアクセルペダル１５の踏込み角度θがθ１の位置で保持するようにペダル反力制御手段２７によってペダル反力付与手段２６を制御することを特徴とする。
アクセルペダル１５を、その時のスロットル開度に対応した位置から増し踏みすれば、車両を加速状態に素早く移行させることができる。
【００５７】
本発明は第５に、アクセルペダル装置２１では、クルーズコントロール装置により定速走行しているときには、アクセルペダル１５をストローク開始位置に戻し、このストローク開始位置から定速走行時のスロットル開度に対応する位置まではアクセルペダル１５の反力を小さくし、更に、定速走行時のスロットル開度に対応する位置よりもアクセルペダルを踏込んだときには、定速走行を解除するとともにアクセルペダルの反力を大きくするようにペダル反力付与手段を制御することを特徴とする。
【００５８】
ストローク開始位置から定速走行時のスロットル開度に対応する位置まではアクセルペダル１５の反力を小さくし、更に、定速走行時のスロットル開度に対応する位置よりもアクセルペダル１５を踏込んだときにはアクセルペダル１５の反力を大きくすることで、定速走行時のスロットル開度に対応するアクセルペダル位置であって車両の加速が開始するアクセルペダル位置を運転者が容易に認識することができ、車両の運転性を高めることができる。
【００５９】
本発明は第６に、図２及び図４（ａ），（ｂ）に示したように、アクセルペダル装置２１では、アクセルペダル１５を踏込んだときのみペダル反力ＲＰ１に極大値Ｆ１を発生させ、アクセルペダル１５を戻すときにはペダル反力ＲＰ１に極大値を発生させないようにペダル反力制御手段２７によってペダル反力付与手段２６を制御することを特徴とする。
【００６０】
例えば、アクセルペダル１５の後方にペダル反力の極大値を発生させるためのスイッチを設けた場合に、比較例で示したように、アクセルペダル１５を踏込んだときと戻したときとの両方でそれぞれ極大値Ｆ１，Ｆ５が発生するのに比べて、本発明の実施例では、ペダル反力付与手段２６を制御することで、アクセルペダル１５を踏込んだときのみペダル反力ＲＰ１に極大値Ｆ１を発生させることができ、アクセルペダル１５を最適に設定することができる。
【００６１】
図７は本発明に係るアクセルペダル装置の別の実施の形態の構成を説明するブロック図であり、図２に示した実施の形態と同一構成については、同一符号を付け、詳細説明は省略する。
アクセルペダル装置７１は、前述のアクセルペダル１５と、このアクセルペダル１５を踏込むときに作用させる踏力とは反対方向に所定の反力をアクセルペダル１５に与えるための引張コイルばね７２と、ペダル踏込み量検出手段２５と、ペダル反力付与手段２６と、ペダル反力制御手段２７と、ＥＣＵ１６と、変速制御手段２８と、ペダル軸２４に介設することでペダル反力付与手段２６によって発生する反力を検出するとともに反力検出信号ＲＳＳをペダル反力制御手段２７に送る反力検出手段３１とからなる。
【００６２】
ペダル反力制御手段２７は、踏込み量信号ＦＳに基づいて、ペダル反力が発生する踏込み位置を制御するとともに、反力検出信号ＲＳＳに基づいて反力値（特に極大値）を制御する。
【００６３】
図８は本発明に係るアクセルペダル装置の別の実施の形態の作用を説明するグラフであり、図７に示したアクセルペダル装置７１の作用を示す。縦軸は、踏込み量信号ＦＳ、スロットル開度θＴＨ、変速情報ＴＪ、引張コイルばねのばね荷重による反力ＲＴ、ペダル反力付与手段としての電動モータによる反力ＲＭ、上記した反力ＲＴと反力ＲＭとの和であるペダル反力ＲＰ２を表し、横軸はペダル踏込み量ＰＳを表す。
【００６４】
まず、運転者が運転中にアクセルペダルを踏むと、踏込み量信号ＦＳは、ペダル踏込み量ＰＳがＳ１となったときから増加し始める。
これに伴って、スロットル開度θＴＨが、ペダル踏込み量ＰＳがＳ１となったときから増加し始める。
【００６５】
電動モータによる反力ＲＭは、ペダル踏込み量ＰＳがＳ２まで発生しないが、ペダル踏込み量ＰＳがＳ２となったときに、急激に増加し始め、ペダル踏込み量ＰＳがＳ３となったときに、変速情報ＴＪがＬＯＷレベルからＨＩＧＨレベルに立上がり、変速、ここではキックダウンを開始するとともに、それまで増加していた電動モータによる反力ＲＭは急激に減少し始める。電動モータによる反力ＲＭは、ペダル踏込み量ＰＳがＳ３で極大値Ｆ８となる。
ペダル踏込み量ＰＳがＳ４になると、電動モータは停止して反力ＲＭはゼロになり、また、変速情報ＴＪは、ＨＩＧＨレベルからＬＯＷレベルになる。
【００６６】
引張コイルばねのばね荷重による反力ＲＴは、ペダル踏込み量ＰＳがＳ１までは急激に増加し、ペダル踏込み量ＰＳがＳ１の後はペダル踏込み量ＰＳにほぼ比例して増加する。ペダル踏込み量ＰＳがＳ３のときの反力ＲＴをＦ７とする。
上記したばね荷重による反力ＲＴに電動モータによる反力ＲＭを加えることで、ペダル反力ＲＰ２が得られる。例えば、ペダル踏込み量ＰＳがＳ３での反力ＲＴ（＝Ｆ７）と反力ＲＭ（＝Ｆ８）とを加えることでペダル反力ＲＰ２の極大値Ｆ９が得られる。
【００６７】
このように、引張コイルばねと電動モータとでペダル反力ＲＰ２を発生させる構成にすれば、ペダル踏込み量ＰＳがＳ２〜Ｓ４の間だけ電動モータを作動させるだけでよく、車両の消費電力を抑えることができる。また、電動モータのみでペダル反力を発生させる場合よりも、本実施の形態では、小さな出力の電動モータで済み、電動モータに係るコストを低減することができる。
【００６８】
図９は本発明に係るアクセルペダル装置の別の実施の形態のペダル反力を示すグラフであり、図８においてモータによる反力ＲＭ及びペダル反力ＲＰ２としてアクセルペダルの踏込み時のものを示したのに加え、アクセルペダルの戻し時のものをも示した。実線が踏込み時の反力、破線が戻し時の反力である。なお、ばね荷重による反力ＲＴについては、アクセルペダルの戻し時の反力は、踏込み時の反力にほぼ等しいため実線のみ描いた。
【００６９】
ペダル踏込み量ＰＳがＳ３のときには、ばね荷重によるペダル反力である反力ＲＴがＦ７、電動モータによる反力ＲＭがＦ８であるから、このときのペダル反力ＲＰ２は、これらの反力Ｆ７と反力Ｆ８を加えたＦ９となる。
即ち、この実施の形態は、電動モータ及び引張コイルばねのそれぞれの反力を合成することでアクセルペダルの反力ＲＰ２を得ることができ、電動モータの容量を節約して、より小さい電動モータが使用できるようにしたものである。
【００７０】
以上に述べた電動モータは、回転式に限らずリニアモータや、他の動力源としてのアクチュエータ、例えば、油圧シリンダと油圧発生装置との組合わせ、空圧シリンダと空圧発生装置との組合わせ、でもよく、リニアモータ、油圧発生装置、空圧発生装置を電気的に制御することでペダル反力を制御する。
【００７１】
以上の図３及び図８で説明したペダル踏込み量ＰＳとペダル反力ＲＰ１，ＲＰ２との関係は、ペダル反力制御手段２７及びＥＣＵ１６に予め記憶させた内容であり、エンジン回転数、エンジントルク、車速、キックダウン前の自動変速機のギヤ位置等によって異なる。
【００７２】
以上の図７で説明したように、本発明は第７に、アクセルペダル装置７１では、アクセルペダル１５に付与する反力の一部を引張コイルばね７２により機械的に発生させることを特徴とする。
引張コイルばね７２によって、ペダル反力付与手段２６で発生させる反力を小さくすることができ、ペダル反力付与手段２６の能力を小さくてすることができて、アクセルペダル装置７２のコスト、電力消費を低減することができる。
【００７３】
尚、本発明の実施の形態では、反力・変速制御手段３５を、ＥＣＵ１６とは別の構成としたが、反力・変速制御手段３５をＥＣＵ１６内に設けてもよい。
また、図７に示した実施の形態では、アクセルペダル装置７１に反力検出手段３１を設けたが、この反力検出手段３１を、図２に示した実施の形態のアクセルペダル装置２１に設けてもよい。
【００７４】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１の車両用アクセルペダル装置は、ペダル反力付与手段では、ペダル踏込み量検出手段で検出した踏込み量信号に基づいて反力が制御され、アクセルペダルを所定量踏込んだときに、反力が極大値となるようにペダル反力付与手段を制御するとともに自動変速機に変速情報を送って変速を制御する反力・変速制御手段を備えるので、スロットル開度及びペダル反力を同じペダル踏込み量検出手段で検出した踏込み量信号に基づいて制御するので、所望のスロットル開度で所定のペダル反力を発生させる場合にスロットル開度タイミングとペダル反力タイミングとを精度よく合致させることができる。
【００７５】
また、ペダル踏込み量検出手段で得られたアクセルペダルの踏込み量信号に基づいてキックダウンを起こさせ、アクセルペダルに反力を発生させるので、所望のスロットル開度になるアクセルペダル踏込み位置でキックダウンと反力の極大値の発生とを精度良く且つ容易に合致させることができ、しかも、スロットル開度に対する、キックダウン位置及び反力の極大値の発生位置を専用の構造を追加することなく、反力・変速制御手段及びスロットル制御手段で容易に変更することができる。
【００７６】
請求項２の車両用アクセルペダル装置は、シフトレバーが自動変速を行うポジションに位置する場合は、アクセルペダルを所定量踏むと、反力が極大値となるようにペダル反力付与手段を制御するとともに自動変速機に変速情報を送り、シフトレバーが手動変速を行うポジションに位置する場合は、反力の極大値を発生させないようにペダル反力付与手段を制御するので、自動変速による走行時と、手動変速による走行時とでアクセルペダルにおける反力の極大値の有無を切り替えることができ、例えば、アクセルペダルに上記切り替えのためのスイッチを設けた場合のように自動変速による走行時と手動変速による走行時との両方で極大値が発生するようなことを、本発明では回避することができる。
【００７７】
請求項３の車両用アクセルペダル装置は、クルーズコントロール装置により定速走行している時に、アクセルペダルを、その時のスロットル開度に対応した位置で保持するようにペダル反力付与手段を制御するので、アクセルペダルを、その時のスロットル開度に対応した位置から増し踏みすれば、車両を加速状態に素早く移行させることができる。
【００７８】
請求項４の車両用アクセルペダル装置は、クルーズコントロール装置により定速走行しているときには、アクセルペダルをストローク開始位置に戻し、このストローク開始位置から定速走行時のスロットル開度に対応する位置まではアクセルペダルの反力を小さくし、更に、定速走行時のスロットル開度に対応する位置よりもアクセルペダルを踏込んだときには、アクセルペダルの反力を大きくするようにペダル反力付与手段を制御するので、ストローク開始位置から定速走行時のスロットル開度に対応する位置まではアクセルペダルの反力を小さくし、更に、定速走行時のスロットル開度に対応する位置よりもアクセルペダルを踏込んだときにはアクセルペダルの反力を大きくすることで、定速走行時のスロットル開度に対応するアクセルペダル位置であって車両の加速が開始するアクセルペダル位置を運転者が容易に認識することができ、車両の運転性を高めることができる。
【００７９】
請求項５の車両用アクセルペダル装置は、アクセルペダルを踏込んだときのみ反力に極大値を発生させ、アクセルペダルを戻すときには反力に極大値を発生させないようにペダル反力付与手段を制御するので、例えば、アクセルペダルの後方に反力の極大値を発生させるためのスイッチを設けた場合に、アクセルペダルを踏込んだときと戻したときとの両方で極大値が発生するのに比べて、本発明では、ペダル反力付与手段を制御することで、アクセルペダルを踏込んだときのみ反力に極大値を発生させることができ、アクセルペダルを最適に設定することができる。
【００８０】
請求項６の車両用アクセルペダル装置は、アクセルペダル装置では、アクセルペダルに付与する反力の一部を、ペダル反力付与手段による反力とは独立させてリターンスプリングにより機械的に発生させるので、リターンスプリングによって、ペダル反力付与手段で発生させる反力を小さくすることができ、ペダル反力付与手段の能力を小さくすることができて、アクセルペダル装置のコスト、電力消費を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るアクセルペダル装置を採用した車両の模式図
【図２】  本発明に係るアクセルペダル装置の構成を説明するブロック図
【図３】  本発明に係るアクセルペダル装置の作用を説明するグラフ
【図４】  本発明と比較例とのペダル反力を比較するグラフ
【図５】  本発明に係るアクセルペダルの作用を説明する作用図
【図６】  本発明に係るアクセルペダル装置のペダル反力とシフトレバーのポジションとの関係を示す説明図
【図７】  本発明に係るアクセルペダル装置の別の実施の形態の構成を説明するブロック図
【図８】  本発明に係るアクセルペダル装置の別の実施の形態の作用を説明するグラフ
【図９】  本発明に係るアクセルペダル装置の別の実施の形態のペダル反力を示すグラフ
【図１０】  従来の車両用操作装置としてのペダル装置の説明図
【符号の説明】
１０…車両、１５，１５Ａ…アクセルペダル、１６…スロットル制御手段（エンジンコントロールユニット）、１８…自動変速機、２１，７１…アクセルペダル装置、２５…ペダル踏込み量検出手段、２６…ペダル反力付与手段、２７…ペダル反力制御手段、３５…反力・変速制御手段、５５…シフトレバー、７２…リターンスプリング（引張コイルばね）、ＦＳ…踏込み量信号、Ｆ１，Ｆ９…極大値、ＰＳ…アクセルペダルの踏込み量（ペダル踏込み量）、ＲＰ１，ＲＰ２…アクセルペダルの反力（ペダル反力）、Ｓ３…所定量のペダル踏込み量、ＴＪ…変速情報、θＴＨ…スロットル開度。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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