(57)【要約】【課題】ペダル装置に異常が発生しているか否かを判定することができる車両用操作装置を提供すること。【解決手段】車両用操作装置は、回転軸を回転中心として両方向に回転する操作ペダルと、操作ペダルが第１回転方向に回転しているときには加減速度指示値を加速側に変更する一方、操作ペダルが第２回転方向に回転しているときには加減速度指示値を減速側に変更する加減速度演算部Ｍ２４と、操作ペダルに入力されている操作力の測定値である操作力測定値ＯＴａを導出する操作力導出部Ｍ１２と、操作ペダルの回転位置を基に、操作ペダルの操作に対する反力の推定値である反力推定値ＲＴｅを演算する反力推定部Ｍ２２と、操作力測定値ＯＴａの正負の符号を反転させた値と反力推定値ＲＴｅとの乖離が大きいときに、ペダル装置に異常が発生していると判定する判定部Ｍ２３とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の床面に設置される基台、前記基台に支持されている回転軸、及び、前記回転軸を回転中心として両方向に回転可能な操作ペダルを有するペダル装置と、
前記操作ペダルが前記両方向のうちの第１回転方向に回転しているときには車両の加減速度の指示値である加減速度指示値を加速側に変更する一方、前記操作ペダルが前記両方向のうちの第２回転方向に回転しているときには前記加減速度指示値を減速側に変更する加減速度演算部と、
前記操作ペダルに入力されている操作力の測定値である操作力測定値を導出する操作力導出部と、
前記操作ペダルの回転位置を基に、前記操作ペダルの操作に対する反力の推定値である反力推定値を演算する反力推定部と、
前記操作力測定値の正負の符号を反転させた値と前記反力推定値との差である力差の絶対値、又は、前記反力推定値に対する前記操作力測定値の正負の符号を反転させた値の割合が判定値よりも大きいときに、前記ペダル装置に異常が発生していると判定する判定部と、を備える
車両用操作装置。
【請求項２】
前記操作ペダルは、前記回転軸に回転可能な状態で連結されているペダルベース板と、操作されるペダル操作板と、前記ペダルベース板と前記ペダル操作板との間に介在する弾性部材と、を有するとともに、前記ペダル操作板が前記ペダルベース板に対して前記第１回転方向及び前記第２回転方向に相対回転が可能に構成されており、
前記加減速度演算部は、前記ペダルベース板が前記第１回転方向に回転しているときには前記加減速度指示値を加速側に変更する一方、前記ペダルベース板が前記第２回転方向に回転しているときには前記加減速度指示値を減速側に変更し、
前記反力推定部は、前記ペダルベース板の回転位置を基に前記反力推定値を演算し、
前記操作力導出部は、前記ペダルベース板に対する前記ペダル操作板の角度の絶対値が大きいほど前記操作力測定値の絶対値が大きくなるように、当該操作力測定値を導出する
請求項１に記載の車両用操作装置。
【請求項３】
前記判定部によって前記ペダル装置に異常が発生していると判定されているときには、前記加減速度演算部によって演算されている前記加減速度指示値を補正する加減速度補正部を備え、
前記加減速度補正部は、
前記操作ペダルを前記第１回転方向に回転させるべく同操作ペダルが操作されている状況下で、前記判定部によって前記ペダル装置に異常が発生していると判定されているときには、前記加減速度指示値が加速側に大きくなるように当該加減速度指示値を補正する一方、
前記操作ペダルを前記第２回転方向に回転させるべく同操作ペダルが操作されている状況下で、前記判定部によって前記ペダル装置に異常が発生していると判定されているときには、前記加減速度指示値が減速側に大きくなるように当該加減速度指示値を補正する
請求項１又は請求項２に記載の車両用操作装置。
【請求項４】
前記加減速度補正部は、前記判定部によって前記ペダル装置に異常が発生していると判定されているときには、前記操作力測定値の正負の符号を反転させた値と前記反力推定値との乖離が大きいほど前記加減速度指示値の補正量が大きくなるように当該補正量を演算し、当該補正量を基に前記加減速度指示値を補正する
請求項３に記載の車両用操作装置。
【請求項５】
前記操作ペダルを前記第１回転方向又は前記第２回転方向に回転させるように前記操作ペダルに付勢力を付与する付勢力付与装置を備え、
前記付勢力付与装置は、前記操作ペダルに駆動連結されている付勢モータと、前記付勢モータから出力される駆動力を制御するモータ制御部と、を有し、
前記モータ制御部は、車両を加速させるときには前記操作ペダルを前記第１回転方向に回転させるような付勢力が前記操作ペダルに付与される一方、車両を減速させるときには前記操作ペダルを前記第２回転方向に回転させるような付勢力が前記操作ペダルに付与されるように前記付勢モータの駆動を制御するアシスト制御を実施するようになっており、
前記モータ制御部は、前記アシスト制御を実施している状況下で、前記判定部によって前記ペダル装置に異常が発生していると判定されているときには、前記付勢モータの駆動を制限する
請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の車両用操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸を回転中心とする両方向に回転可能な操作ペダルを有する車両用操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、回転軸を中心とする両方向に回転可能な、いわゆるシーソー型の操作ペダルを有する車両用操作装置の一例が記載されている。この操作装置を搭載する車両では、車両の運転者による操作ペダルの操作によって両方向のうち一方向に操作ペダルが回転されると、加速制御が実施される。一方、運転者による操作ペダルの操作によって両方向のうち他方向に操作ペダルが回転されると、減速制御が実施される。すなわち、車両の加減速が単一の操作ペダルで制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１２００３３１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、操作ペダルの回転軌跡上に異物が存在していると、操作ペダルの回転が当該異物によって規制されることがある。例えば車体の床面と操作ペダルとで異物を挟み込んでしまった場合、操作ペダルをさらに回転させることが困難となる。このように操作ペダルの回転が規制されるような異常がペダル装置で発生すると、車両の加速制御及び減速制御に支障をきたすおそれがある。そのため、いわゆるシーソー型の操作ペダルを有する装置にあっては、操作ペダルの回転が規制されるような異常が発生しているか否かを判定できるようにすることが希求されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための車両用操作装置は、車体の床面に設置される基台、基台に支持されている回転軸、及び、回転軸を回転中心として両方向に回転可能な操作ペダルを有するペダル装置と、操作ペダルが両方向のうちの第１回転方向に回転しているときには車両の加減速度の指示値である加減速度指示値を加速側に変更する一方、操作ペダルが両方向のうちの第２回転方向に回転しているときには加減速度指示値を減速側に変更する加減速度演算部と、操作ペダルに入力されている操作力の測定値である操作力測定値を導出する操作力導出部と、操作ペダルの回転位置を基に、操作ペダルの操作に対する反力の推定値である反力推定値を演算する反力推定部と、操作力測定値の正負の符号を反転させた値と反力推定値との差である力差の絶対値、又は、反力推定値に対する操作力測定値の正負の符号を反転させた値の割合が判定値よりも大きいときに、ペダル装置に異常が発生していると判定する判定部と、を備える。
【０００６】
ペダル装置内に異物が入り込み、例えば車体の床面と操作ペダルとで異物を挟み込んでしまった場合、操作ペダルに操作力が入力されたとしても、当該異物によって操作ペダルの回転が規制されることがある。上記構成では、操作ペダルに入力される操作力の推定値である操作力測定値と、操作ペダルの操作に対する反力の推定値である反力推定値とが、互いに異なるパラメータに基づいて導出される。上記のような異常がペダル装置で発生していない場合、操作ペダルに入力される操作力の変動に応じて操作ペダルの回転位置が変位するため、操作力測定値の正負の符号を反転させた値と反力推定値との乖離が大きくならない。一方、上記のような異常がペダル装置で発生している場合、操作ペダルに入力される操作力が変動しても操作ペダルの回転位置が変位しにくくなるため、操作力測定値の正負の符号を反転させた値と反力推定値との乖離が大きくなる。そのため、当該乖離が大きいか否かを判定できるような値に判定値を設定することにより、ペダル装置に異常が発生しているか否かを判定することが可能となる。
【０００７】
例えば、操作ペダルは、回転軸に回転可能な状態で連結されているペダルベース板と、操作されるペダル操作板と、ペダルベース板とペダル操作板との間に介在する弾性部材と、を有するとともに、ペダル操作板がペダルベース板に対して第１回転方向及び第２回転方向に相対回転が可能に構成されていることがある。このような構成の操作ペダルが採用された場合、運転者は、ペダル操作板上に足を載置した状態で操作ペダルを回転させることがある。そして、上記のような異常がペダル装置に発生していない場合、操作力がペダル操作板及び弾性部材を介してペダルベース板に入力され、ペダルベース板が第１回転方向又は第２回転方向に回転する。そのため、加減速度演算部は、ペダルベース板が第１回転方向に回転しているときには加減速度指示値を加速側に変更する一方、ペダルベース板が第２回転方向に回転しているときには加減速度指示値を減速側に変更することが好ましい。この構成によれば、ペダルベース板を回転させることにより、車両の加減速度を調整することができる。
【０００８】
また、反力推定部が、ペダルベース板の回転位置を基に反力推定値を演算することにより、反力推定値を、操作ペダルの回転位置に応じた値とすることができる。
また、ペダル操作板に操作力が入力されると、ペダルベース板とペダル操作板との間に配置される弾性部材が変形する。しかも、弾性部材の変形量は、ペダル操作板に入力される操作力の絶対値が大きいほど多くなる。すなわち、ペダルベース板に対するペダル操作板の角度は、ペダル操作板に入力される操作力に応じた値となる。そのため、操作力導出部は、ペダルベース板に対するペダル操作板の角度の絶対値が大きいほど操作力測定値の絶対値が大きくなるように、当該操作力測定値を導出するようにしてもよい。この構成によれば、当該角度を基に操作力測定値を導出することができる。
【０００９】
例えば、ペダルベース板が回転できない状態でペダルベース板に対するペダル操作板の角度の絶対値が大きくなると、操作力測定値の正負の符号を反転させた値と反力推定値との乖離が大きくなる。そのため、操作力測定値と反力推定値とを基にペダル装置に異常が発生していると判定することが可能となる。
【００１０】
なお、上記車両用操作装置の一態様は、判定部によってペダル装置に異常が発生していると判定されているときには、加減速度演算部によって演算されている加減速度指示値を補正する加減速度補正部を備える。この場合、加減速度補正部は、操作ペダルを第１回転方向に回転させるべく同操作ペダルが操作されている状況下で、判定部によってペダル装置に異常が発生していると判定されているときには、加減速度指示値が加速側に大きくなるように当該加減速度指示値を補正することが好ましい。この構成によれば、ペダル装置に異常が発生している状況下であっても、操作ペダルを第１回転方向に回転させようとする操作力が操作ペダルに入力されているときには、運転者による操作ペダルの操作に合わせ、車両の加減速度を加速側に変化させることができる。
【００１１】
一方、加減速度補正部は、操作ペダルを第２回転方向に回転させるべく同操作ペダルが操作されている状況下で、判定部によってペダル装置に異常が発生していると判定されているときには、加減速度指示値が減速側に大きくなるように当該加減速度指示値を補正することが好ましい。この構成によれば、ペダル装置に異常が発生している状況下であっても、操作ペダルを第２回転方向に回転させようとする操作力が操作ペダルに入力されているときには、運転者による操作ペダルの操作に合わせ、車両の加減速度を減速側に変化させることができる。
【００１２】
例えば、加減速度補正部は、判定部によってペダル装置に異常が発生していると判定されているときには、操作力測定値の正負の符号を反転させた値と反力推定値の絶対値との乖離が大きいほど加減速度指示値の補正量が大きくなるように補正量を演算し、当該補正量を基に加減速度指示値を補正するようにしてもよい。
【００１３】
上記構成によれば、操作力測定値の正負の符号を反転させた値と反力推定値の絶対値との乖離度合いを加減速度指示値の補正に反映することができる。これによって、ペダル装置に異常が発生していると判定されているときであっても、操作ペダルに入力される操作力の変化に従った車両の加減速度の制御が可能となる。
【００１４】
上記車両用操作装置の一態様は、操作ペダルを第１回転方向又は第２回転方向に回転させるように操作ペダルに付勢力を付与する付勢力付与装置を備え、付勢力付与装置が、操作ペダルに駆動連結されている付勢モータと、付勢モータから出力される駆動力を制御するモータ制御部と、を有している。
【００１５】
そして、モータ制御部が、車両を加速させるときには操作ペダルを第１回転方向に回転させるような付勢力が操作ペダルに付与される一方、車両を減速させるときには操作ペダルを第２回転方向に回転させるような付勢力が操作ペダルに付与されるように付勢モータの駆動を制御するアシスト制御を実施するようになっていることがある。この場合、モータ制御部は、アシスト制御を実施している状況下で、判定部によってペダル装置に異常が発生していると判定されているときには、付勢モータの駆動を制限するようにしてもよい。
【００１６】
上記構成によれば、アシスト制御が実施されている状況下でペダル装置に異常が発生しているときには、付勢モータの駆動量が過剰に大きくなることを抑制できる。したがって、付勢モータの発熱量の増大を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態における車両用操作装置を備える車両システムを示す概略構成図。
【図２】同車両用操作装置のペダル装置の側面図。
【図３】同ペダル装置の端面図。
【図４】同車両用操作装置における操作用制御装置と統合制御装置との機能構成を示すブロック図。
【図５】操作位置と通常時加減速度指示値との関係を示すマップ。
【図６】ペダル装置に異常が発生しているか否かを判定するために実行される処理ルーチンを説明するフローチャート。
【図７】操作位置と付勢力要求値との関係を示すマップ。
【図８】異常時加減速度指示値を演算するために実行される処理ルーチンを説明するフローチャート。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、操作ペダルが操作された際におけるタイミングチャート。
【図１０】第２の実施形態における車両用操作装置において、操作位置と付勢力要求値との関係を示すマップ。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、操作ペダルが操作された際におけるタイミングチャート。
【図１２】別の実施形態のペダル装置の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、車両用操作装置の第１の実施形態を図１〜図９に従って説明する。
図１には、本実施形態の車両用操作装置１００を備える車両システムが図示されている。この車両システムは、車両用操作装置１００で演算された要求値を基に車両の駆動装置１９１を制御する駆動制御装置１５０と、車両用操作装置１００で演算された要求値を基に車両の制動装置１９０を制御する制動制御装置１６０とを備えている。
【００１９】
図１に示すように、車両用操作装置１００は、ペダル装置２０と、統合制御装置１１０とを備えている。ペダル装置２０は、車両の運転者の足ＨＭによって操作される操作ペダル３０を備えている。操作ペダル３０は、回転軸２５を中心として両方向に回転可能な、いわゆるシーソー型のペダルである。例えば、操作ペダル３０は、運転者の足ＨＭの指先側で押されると、図中反時計回り方向である第１回転方向Ｃ１に回転する。また、操作ペダル３０は、運転者の足ＨＭの踵側で押されると、図中時計回り方向である第２回転方向Ｃ２に回転する。すなわち、第２回転方向Ｃ２は、第１回転方向Ｃ１の反対方向である。
【００２０】
また、ペダル装置２０には、運転者によって操作ペダル３０に入力される操作力に対する反力として、操作ペダル３０に付勢力ＲＦを付与する付勢力付与装置４０が設けられている。
【００２１】
次に、図１〜図３を参照し、ペダル装置２０の具体的な構成について説明する。
図２及び図３に示すように、ペダル装置２０は、車体の床面１０に設置される基台２１と、回転軸２５を支持するシャフト支持部材２２とを備えている。車両の床面１０に基台２１が設置された際に上面となる基台２１の面を「支持面２１１」とした場合、シャフト支持部材２２は、支持面２１１上に配置されている。このシャフト支持部材２２は、回転軸２５の一端部を回転可能な状態で支持する第１支持部２２１と、回転軸２５の他端部を回転可能な状態で支持する第２支持部２２２とを有している。そして、第１支持部２２１には、回転軸２５の回転角を検出する回転角センサＳＥ１が取り付けられている。図１に示すように、回転角センサＳＥ１によって検出された回転軸２５の回転角に応じた信号は、操作用制御装置１２０に入力される。
【００２２】
なお、本実施形態では、図３における左右方向である回転軸２５の延伸方向を「第１延伸方向Ｄ１」とする。また、操作ペダル３０のうち、運転者の足ＨＭが載置される面を操作面３０１とした場合、操作面３０１に沿う方向のうち、第１延伸方向Ｄ１と直交する方向を「第２延伸方向Ｄ２」とする。さらに、基台２１の支持面２１１に沿う方向のうち、第１延伸方向Ｄ１と直交する方向を「第３延伸方向Ｄ３」とする。
【００２３】
ペダル装置２０は、第１延伸方向Ｄ１が車両幅方向と概ね一致する態様で車体の床面１０上に設置される。すなわち、操作ペダル３０のうち、第２延伸方向Ｄ２における一端を第１端３０ａとし、第２延伸方向Ｄ２における他端を第２端３０ｂとした場合、第１端３０ａが操作ペダル３０の車両前側の端に相当し、第２端３０ｂが操作ペダル３０の車両後側の端に相当する。
【００２４】
図２に示すように、操作ペダル３０は、第２延伸方向Ｄ２において第１端３０ａと第２端３０ｂとの間に回転軸２５が位置する態様で、回転軸２５に支持されている。この操作ペダル３０は、ペダルベース板３１と、ペダル操作板３２とを有している。ペダル操作板３２は、ペダルベース板３１よりも回転軸２５から離れて配置されている。そのため、ペダル操作板３２が運転者に操作されるようになっており、ペダル操作板３２の図中上面が操作面３０１に相当する。また、ペダルベース板３１とペダル操作板３２との間には、複数の弾性部材３３Ａ，３３Ｂが介在している。すなわち、回転軸２５よりも第１端３０ａ側におけるペダルベース板３１とペダル操作板３２との間に第１弾性部材３３Ａが配置されている。また、回転軸２５よりも第２端３０ｂ側におけるペダルベース板３１とペダル操作板３２との間に第２弾性部材３３Ｂが配置されている。なお、弾性部材３３Ａ，３３Ｂは、例えばウレタンゴムによって構成されている。
【００２５】
図２及び図３に示すように、ペダルベース板３１は、回転軸２５に対して回転自在なベース側ペダルヒンジ３４を支持している。ベース側ペダルヒンジ３４は、ペダルベース板３１に固定されているベース側固定板部３４１と、回転軸２５が挿通されている一対のベース側挿通筒部３４２とを有している。一対のベース側挿通筒部３４２は、第１延伸方向Ｄ１において、第１支持部２２１と第２支持部２２２との間で間隔を空けて配置されている。そして、これら各ベース側挿通筒部３４２内を回転軸２５が回転自在な状態で挿通している。
【００２６】
また、ペダルベース板３１のうち、第１延伸方向Ｄ１における一対のベース側挿通筒部３４２の間には、ペダル操作板３２側と回転軸２５側とを連通する連通孔３１ａが設けられている。また、ベース側固定板部３４１には、連通孔３１ａと繋がる貫通孔３４ａが設けられている。貫通孔３４ａもまた、第１延伸方向Ｄ１における一対のベース側挿通筒部３４２の間に位置している。そのため、ペダルベース板３１よりもペダル操作板３２側の空間と、ペダルベース板３１よりも回転軸２５側の空間とは、連通孔３１ａ及び貫通孔３４ａを介して繋がっている。
【００２７】
ペダル操作板３２は、回転軸２５と一体回転する操作側ペダルヒンジ３５を支持している。この操作側ペダルヒンジ３５は、連通孔３１ａ及び貫通孔３４ａを介して回転軸２５側まで突出している。すなわち、操作側ペダルヒンジ３５は、第１延伸方向Ｄ１において一対のベース側挿通筒部３４２の間に配置されている。そして、操作側ペダルヒンジ３５の先端部（図３における下端部）には第１延伸方向Ｄ１に延びる嵌入孔３５ａが設けられており、この嵌入孔３５ａに回転軸２５が回転不能な状態で挿通されている。
【００２８】
本実施形態では、ペダルベース板３１が回転軸２５に対して回転自在であるのに対し、ペダル操作板３２が回転軸２５に対して回転不能となっている。そのため、ペダル操作板３２は、ペダルベース板３１に対して相対回転可能となっている。そして、ペダル操作板３２が第１回転方向Ｃ１にペダルベース板３１に対して相対回転すると、第１弾性部材３３Ａが圧縮される。反対に、ペダル操作板３２が第２回転方向Ｃ２にペダルベース板３１に対して相対回転すると、第２弾性部材３３Ｂが圧縮される。したがって、本実施形態では、回転角センサＳＥ１からの検出信号を基に、ペダルベース板３１に対するペダル操作板３２の角度に相当する操作板回転量Δθを検出することができる。
【００２９】
図２に示すように、基台２１においてシャフト支持部材２２よりも第３延伸方向Ｄ３における一方側（図中右側）の端部には、支持台２３が設けられている。この支持台２３の頂面には、踵側規制部材２４が取り付けられている。支持台２３及び踵側規制部材２４は、操作ペダル３０のうち、回転軸２５よりも第２端３０ｂ側の部位の回転軌跡上に踵側規制部材２４が位置するように配置されている。ベース側固定板部３４１が踵側規制部材２４に接触している場合、操作ペダル３０の第２回転方向Ｃ２への更なる回転が規制される。
【００３０】
本実施形態のペダル装置２０では、第３延伸方向Ｄ３においてシャフト支持部材２２を挟んだ支持台２３の反対側（図２における左側）に付勢力付与装置４０が配置されている。付勢力付与装置４０は、リンク機構５０を支持するリンク支持部４１を有している。
【００３１】
リンク機構５０は、リンク支持部４１に回転自在に支持されている軸部材５１と、軸部材５１に連結され、且つ、軸部材５１と一体回転する第１リンク５２と、第１ジョイント５３を介して第１リンク５２に回転自在な状態で連結されている第２リンク５４と、第２ジョイント５５を介して第２リンク５４に回転自在な状態で連結されているリンク連結部５６とを有している。そして、操作ペダル３０が第１回転方向Ｃ１に回転すると、第１リンク５２及び軸部材５１が図２における反時計回り方向に回転する。一方、操作ペダル３０が第２回転方向Ｃ２に回転すると、第１リンク５２及び軸部材５１が図２における時計回り方向に回転する。
【００３２】
付勢力付与装置４０は、付勢スプリング６０と、付勢スプリング６０の一端を支持するスプリング支持部６１とを有している。スプリング支持部６１は、第３延伸方向Ｄ３においてリンク支持部４１を挟んでシャフト支持部材２２の反対側（図中左側）に配置されている。付勢スプリング６０の他端は、リンク機構５０の軸部材５１と一体回転するスプリング用連結部６２に支持されている。そして、付勢スプリング６０は、軸部材５１を図中時計回り方向に回転させるべく軸部材５１を付勢する。このように軸部材５１が回転すると、リンク機構５０の作動によって操作ペダル３０が第２回転方向Ｃ２に回転する。すなわち、付勢スプリング６０は、操作ペダル３０を第２回転方向Ｃ２に回転させるべく操作ペダル３０をリンク機構５０を介して付勢する。
【００３３】
付勢力付与装置４０は、第３延伸方向Ｄ３において支持台２３が配置されている側の端部とは反対側（図中右側）の端部に配置されている付勢モータ７０と、付勢モータ７０の駆動力をリンク機構５０の軸部材５１に伝達する伝達機構７１とを有している。そのため、付勢モータ７０を駆動させることにより、軸部材５１を回転させるとともに、操作ペダル３０を回転させることができる。すなわち、付勢モータ７０は、操作ペダル３０に駆動連結されている。
【００３４】
基台２１の支持面２１１上には、付勢モータ７０を収容する空間を形成する収容形成部材７５が設けられている。そして、収容形成部材７５には爪先側規制部材７６が設けられている。この爪先側規制部材７６は、操作ペダル３０のうち、回転軸２５よりも第１端３０ａ側の部位の回転軌跡上に位置するように配置されている。爪先側規制部材７６は、操作ペダル３０のうち、リンク連結部５６よりも第１端３０ａ側の部位に接触可能である。そして、爪先側規制部材７６に操作ペダル３０が接触している場合、操作ペダル３０の第１回転方向Ｃ１への更なる回転が規制される。
【００３５】
次に、図１及び図４を参照し、車両用操作装置１００の制御構成について説明する。
図１に示すように、操作用制御装置１２０には、回転角センサＳＥ１からの検出信号が入力される。また、統合制御装置１１０には、操作ペダル３０の回転位置、より具体的にはペダルベース板３１の回転位置である操作位置Ｘを検出する位置センサＳＥ２からの検出信号が入力される。また、統合制御装置１１０には、ペダル装置２０に異常が発生していると判定しているときに、車両の乗員に警告する警告装置１９２が電気的に接続されている。警告装置１９２としては、例えば、スピーカなどのように音声や警告音を出力できる装置、及び、警告メッセージを表示できる表示画面を有する装置を挙げることができる。また、警告装置１９２は、車載装置ではなく、車載装置と通信可能な携帯型の端末（スマートフォンやタブレット端末）であってもよい。
【００３６】
図４に示すように、操作用制御装置１２０は、機能部として、モータ制御部Ｍ１１、及び操作力導出部Ｍ１２を有している。
モータ制御部Ｍ１１は、付勢モータ７０から出力される駆動力を制御する。すなわち、モータ制御部Ｍ１１は、後述する統合制御装置１１０の付勢力要求値演算部Ｍ２１から受信した付勢力要求値ＲＦＲを基に付勢モータ７０に流す電流の値である指示電流値Ｉａｃｔを演算し、この指示電流値Ｉａｃｔを基に付勢モータ７０の駆動を制御する。このとき、モータ制御部Ｍ１１は、付勢モータ７０の駆動によって操作ペダル３０に付与される付勢力であるモータ付勢力ＲＴａｃｔと、付勢力付与装置４０を構成する機械部品全体で操作ペダル３０に付与する付勢力である機械付勢力ＲＴｍｅｃｈとの和が付勢力要求値ＲＦＲと等しくなるように、指示電流値Ｉａｃｔを演算する。機械部品としては、付勢スプリング６０やリンク機構５０などを含んでいる。すなわち、モータ制御部Ｍ１１は、運転者による操作ペダル３０の操作に対する反力として付勢力ＲＦを操作ペダル３０に付与する反力発生制御を実施する。
【００３７】
例えば、モータ制御部Ｍ１１は、以下に示す関係式（式１）を用いることにより、機械付勢力ＲＴｍｅｃｈを演算することができる。関係式（式１）において、「Ｔ０ｓｐ」は付勢スプリング６０のセット荷重であり、「Ｋｓｐ」は付勢スプリング６０のばね定数である。また、「Ｋｓｔｐ」は踵側規制部材２４のばね定数であり、「Ｘｓｔｐ」は、踵側規制部材２４によって操作ペダル３０の第２回転方向Ｃ２への回転が規制され始めるとき、すなわちベース側固定板部３４１が踵側規制部材２４に当接し始めるときにおける操作位置Ｘのことである最小操作位置である。なお、操作位置Ｘは、最小操作位置Ｘｓｔｐから第１回転方向Ｃ１側に離れるにつれて大きくなる。また、「Ｃｍｅｃｈ」は、付勢力付与装置４０を構成する機械部品全体の減衰係数である。
【００３８】
【数１】
2019067005.tif 000003
【００３９】
本実施形態では、操作ペダル３０を第１回転方向Ｃ１に回転させる方向の力が正である。付勢スプリング６０は、操作ペダル３０を第２回転方向Ｃ２に回転させる方向の力を操作ペダル３０に付与する。そのため、機械付勢力ＲＴｍｅｃｈは「０」以下の値となる。すなわち、操作位置Ｘが第１回転方向Ｃ１側に位置する場合ほど、すなわち操作位置Ｘが最小操作位置Ｘｓｔｐから第１回転方向Ｃ１側に離れるほど、機械付勢力ＲＴｍｅｃｈの絶対値が大きくなる。
【００４０】
また、モータ付勢力ＲＴａｃｔは、例えば以下に示す関係式（式２）を用いて演算することができる。関係式（式２）において、「ＧＲ」は、付勢モータ７０の駆動力を操作ペダル３０に伝達する経路における総ギア比であり、「η」は付勢モータ７０の駆動力を操作ペダル３０に伝達する経路における総効率である。また、「Ｋｔ」は、モータトルク定数である。そして、モータ付勢力ＲＴａｃｔは、指示電流値Ｉａｃｔが正の値であるときには正の値となる。すなわち、モータ付勢力ＲＴａｃｔは、指示電流値Ｉａｃｔが大きいほど大きくなるように演算される。一方、モータ付勢力ＲＴａｃｔは、指示電流値Ｉａｃｔが負の値であるときには負の値となる。すなわち、モータ付勢力ＲＴａｃｔは、指示電流値Ｉａｃｔが小さいほどその絶対値が大きくなるように演算される。
【００４１】
【数２】
2019067005.tif 000004
【００４２】
モータ制御部Ｍ１１は、付勢力要求値ＲＦＲから機械付勢力ＲＴｍｅｃｈを減じた差をモータ付勢力ＲＴａｃｔとして演算し、このモータ付勢力ＲＴａｃｔに応じた指示電流値Ｉａｃｔを関係式（式２）を用いて演算する。そして、モータ制御部Ｍ１１は、演算した指示電流値Ｉａｃｔで付勢モータ７０の駆動を制御する。
【００４３】
操作力導出部Ｍ１２は、回転角センサＳＥ１からの検出信号を基に演算された回転軸２５の回転角を基に、操作ペダル３０に入力されている操作力の測定値である操作力測定値ＯＴａを導出する。操作力導出部Ｍ１２は、導出した操作力測定値ＯＴａを統合制御装置１１０に送信する。
【００４４】
すなわち、操作力導出部Ｍ１２は、回転軸２５の回転角を基に、ペダルベース板３１に対するペダル操作板３２の相対的な回転量である操作板回転量Δθを演算する。ペダルベース板３１に対して回転軸２５及びペダル操作板３２が第１回転方向Ｃ１に相対的に回転し、第１弾性部材３３Ａが圧縮されると、この操作板回転量Δθは正の値になる。具体的には、ペダルベース板３１に対するペダル操作板３２の第１回転方向Ｃ１への相対的な回転量が大きいほど、操作板回転量Δθが大きくなる。一方、ペダルベース板３１に対して回転軸２５及びペダル操作板３２が第２回転方向Ｃ２に相対的に回転し、第２弾性部材３３Ｂが圧縮されると、操作板回転量Δθは負の値になる。具体的には、ペダルベース板３１に対するペダル操作板３２の第２回転方向Ｃ２への相対的な回転量が大きいほど、操作板回転量Δθの絶対値が大きくなる。
【００４５】
続いて、操作力導出部Ｍ１２は、以下に示す関係式（式３）を用いることにより、操作力測定値ＯＴａを演算することができる。関係式（式３）において、「Ｋθ」は、ペダルベース板３１とペダル操作板３２との間に介在する弾性部材３３Ａ，３３Ｂの剛性係数である。すなわち、操作板回転量Δθが正の値であるときには、すなわち操作ペダル３０を第１回転方向Ｃ１に回転させるべく操作ペダル３０が操作されているときには、操作力測定値ＯＴａが正の値となる。具体的には、操作力測定値ＯＴａは、操作板回転量Δθが大きいほど大きくなるように導出される。一方、操作板回転量Δθが負の値であるときには、すなわち操作ペダル３０を第２回転方向Ｃ２に回転させるべく操作ペダル３０が操作されているときには、操作力測定値ＯＴａが負の値となる。具体的には、操作力測定値ＯＴａは、操作板回転量Δθの絶対値が大きいほど操作力測定値ＯＴａの絶対値が大きくなるように導出される。なお、操作板回転量Δθが「０」であるときには、すなわち操作ペダル３０が操作されていないときには、操作力測定値ＯＴａが「０」となる。
【００４６】
【数３】
2019067005.tif 000005
【００４７】
図４に示すように、統合制御装置１１０は、機能部として、付勢力要求値演算部Ｍ２１、反力推定部Ｍ２２、判定部Ｍ２３、加減速度演算部Ｍ２４、加減速度補正部Ｍ２５、選択部Ｍ２６、及び制駆動力演算部Ｍ２７を有している。
【００４８】
付勢力要求値演算部Ｍ２１は、操作ペダル３０に付与する付勢力の要求値である付勢力要求値ＲＦＲを演算する。例えば、付勢力要求値演算部Ｍ２１は、操作位置Ｘを中立位置Ｘ０に変位させるように付勢力要求値ＲＦＲを演算する。中立位置Ｘ０は、最も第１回転方向Ｃ１側の操作位置と、最も第２回転方向Ｃ２側の操作位置（すなわち、最小操作位置Ｘｓｔｐ）との間に設定されている。例えば、付勢力要求値演算部Ｍ２１は、図７に示すマップを用い、操作位置Ｘに応じた値を付勢力要求値ＲＦＲとして導出することができる。
【００４９】
図７には、操作位置Ｘと付勢力要求値ＲＦＲとの関係を示すマップが図示されている。図７に示すように、保持領域ＨＲにおける第１回転方向Ｃ１側の境界位置を第１境界位置ＸＡ１とし、保持領域ＨＲにおける第２回転方向Ｃ２側の境界位置を第２境界位置ＸＤ１とする。また、中立位置Ｘ０と第１境界位置ＸＡ１との間の位置を第１規定位置ＸＡ２とし、中立位置Ｘ０と第２境界位置ＸＤ１との間の位置を第２規定位置ＸＤ２とする。この場合、第１規定位置ＸＡ２と第２規定位置ＸＤ２との間に操作位置Ｘが位置するときには、付勢力要求値ＲＦＲが「０」と等しい。操作位置Ｘが第１規定位置ＸＡ２よりも第１回転方向Ｃ１側に位置するときには、付勢力要求値ＲＦＲが負の値になる。この場合、操作位置Ｘが第１回転方向Ｃ１側に位置するほど、付勢力要求値ＲＦＲの絶対値が大きくなるように付勢力要求値ＲＦＲが導出される。しかも、操作位置Ｘが第１規定位置ＸＡ２と第１境界位置ＸＡ１との間に位置する場合における、操作位置Ｘの単位変化量に対する付勢力要求値ＲＦＲの単位変化量の比は、操作位置Ｘが第１境界位置ＸＡ１よりも第１回転方向Ｃ１側に位置する場合における当該比よりも大きい。
【００５０】
操作位置Ｘが第２規定位置ＸＤ２よりも第２回転方向Ｃ２側に位置するときには、付勢力要求値ＲＦＲが正の値になる。この場合、操作位置Ｘが第２回転方向Ｃ２側に位置するほど、付勢力要求値ＲＦＲが大きくなるように付勢力要求値ＲＦＲが導出される。しかも、操作位置Ｘが第２規定位置ＸＤ２と第２境界位置ＸＤ１との間に位置する場合における、操作位置Ｘの単位変化量に対する付勢力要求値ＲＦＲの単位変化量の比は、操作位置Ｘが第２境界位置ＸＤ１よりも第２回転方向Ｃ２側に位置する場合における当該比よりも大きい。
【００５１】
図４に戻り、反力推定部Ｍ２２は、操作位置Ｘと、付勢モータ７０に対する指示電流値Ｉａｃｔとを基に、運転者による操作ペダル３０の操作に対する反力の推定値である反力推定値ＲＴｅを演算する。すなわち、反力推定部Ｍ２２は、操作位置Ｘから推測される、付勢力付与装置４０を構成する機械部品全体で操作ペダル３０に付与する付勢力と、指示電流値Ｉａｃｔから推測される、付勢モータ７０の駆動によって操作ペダル３０に付与される付勢力とを基に、反力推定値ＲＴｅを演算することができる。例えば、付勢力付与装置４０を構成する機械部品全体で操作ペダル３０に付与する付勢力は、上記関係式（式１）を用いて演算される機械付勢力ＲＴｍｅｃｈとほぼ等しいとみなすことができる。また、付勢モータ７０の駆動によって操作ペダル３０に付与される付勢力は、上記関係式（式２）を用いて演算されるモータ付勢力ＲＴａｃｔとほぼ等しいとみなすことができる。したがって、例えば、反力推定部Ｍ２２は、機械付勢力ＲＴｍｅｃｈとモータ付勢力ＲＴａｃｔとの和を反力推定値ＲＴｅとして演算することができる。
【００５２】
判定部Ｍ２３は、操作力導出部Ｍ１２によって導出された操作力測定値ＯＴａと、反力推定部Ｍ２２によって演算された反力推定値ＲＴｅとを基に、ペダル装置２０に異常が発生しているか否かを判定する。この判定方法については、図６を用いて後述する。
【００５３】
ここで、操作ペダル３０と床面１０とによって異物を挟み込んだり、操作ペダル３０と踵側規制部材２４との間に異物が介在したり、操作ペダル３０と爪先側規制部材７６との間に異物が介在したりすると、操作ペダル３０の回転が規制されることがある。この場合、操作ペダル３０を第１回転方向Ｃ１や第２回転方向Ｃ２にさらに回転させようとすべく運転者が操作ペダル３０を操作しても、操作ペダル３０が回転しない。本実施形態では、このように操作ペダル３０の更なる回転が規制されていると判断できるときに、ペダル装置２０に異常が発生していると判定する。
【００５４】
加減速度演算部Ｍ２４は、操作位置Ｘを基に、車両の加減速度の指示値である通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍを演算する。すなわち、加減速度演算部Ｍ２４は、操作ペダル３０が第１回転方向Ｃ１に回転しているときには通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍを加速側に変更する。一方、加減速度演算部Ｍ２４は、操作ペダル３０が第２回転方向Ｃ２に回転しているときには通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍを減速側に変更する。例えば、加減速度演算部Ｍ２４は、図５に示すマップを用い、操作位置Ｘに応じた値を通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍとして導出することができる。図５に示すように、加減速度演算部Ｍ２４は、ペダルベース板３１の操作位置Ｘが中立位置Ｘ０を含む保持領域ＨＲ内に位置するときには、通常時加減速度指示値ＧＸｉが「０」となるように通常時加減速度指示値ＧＸｉを演算する。すなわち、保持領域ＨＲは、中立位置Ｘ０を中心とする領域であり、車両に定速走行をさせるための領域である。
【００５５】
また、加減速度演算部Ｍ２４は、保持領域ＨＲよりも第１回転方向Ｃ１側に操作位置Ｘが位置する場合、通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍが車両を加速させる側の値（正の値）となるように、通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍを演算する。具体的には、加減速度演算部Ｍ２４は、操作位置Ｘが第１回転方向Ｃ１側に中立位置Ｘ０から離れるほど通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍが大きくなるように、通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍを演算する。一方、加減速度演算部Ｍ２４は、保持領域ＨＲよりも第２回転方向Ｃ２側に操作位置Ｘが位置する場合、通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍが車両を減速させる側の値（負の値）となるように、通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍを演算する。具体的には、加減速度演算部Ｍ２４は、操作位置Ｘが第２回転方向Ｃ２側に中立位置Ｘ０から離れるほど通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍの絶対値が大きくなるように、通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍを演算する。
【００５６】
図４に戻り、加減速度補正部Ｍ２５は、判定部Ｍ２３によってペダル装置２０に異常が発生していると判定されているときに、加減速度演算部Ｍ２４によって演算された通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍを補正する。すなわち、加減速度補正部Ｍ２５は、操作力導出部Ｍ１２によって導出された操作力測定値ＯＴａと、反力推定部Ｍ２２によって演算された反力推定値ＲＴｅとを基に補正量ＧＸαを演算する。加減速度補正部Ｍ２５は、操作ペダル３０を第１回転方向Ｃ１に回転させようと操作ペダル３０が操作されているときには、補正量ＧＸαが正の値（すなわち、加速側の値）となるように補正量ＧＸαを演算する。一方、加減速度補正部Ｍ２５は、操作ペダル３０を第２回転方向Ｃ２に回転させようと操作ペダル３０が操作されているときには、補正量ＧＸαが負の値（すなわち、減速側の値）となるように補正量ＧＸαを演算する。なお、補正量ＧＸαの演算方法については、図８を用いて後述する。
【００５７】
そして、加減速度補正部Ｍ２５は、加減速度演算部Ｍ２４によって演算された通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍと、演算した補正量ＧＸαとの和を、異常時加減速度指示値ＧＸｉｆｍとして演算する。
【００５８】
選択部Ｍ２６は、加減速度演算部Ｍ２４によって演算された通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍと、加減速度補正部Ｍ２５によって演算された異常時加減速度指示値ＧＸｉｆｍとのうち何れか一方を選択し、選択した値を加減速度指示値ＧＸｉとする。すなわち、選択部Ｍ２６は、判定部Ｍ２３によってペダル装置２０に異常が発生していると判定されているときには、異常時加減速度指示値ＧＸｉｆｍを加減速度指示値ＧＸｉとして選択する。一方、選択部Ｍ２６は、判定部Ｍ２３によってペダル装置２０に異常が発生していると判定されていないときには、通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍを加減速度指示値ＧＸｉとして選択する。
【００５９】
制駆動力演算部Ｍ２７は、選択部Ｍ２６によって設定された加減速度指示値ＧＸｉ（すなわち、通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍ又は異常時加減速度指示値ＧＸｉｆｍ）を基に、制駆動力指示値ＦＸを演算する。そして、制駆動力演算部Ｍ２７は、演算した制駆動力指示値ＦＸを駆動制御装置１５０や制動制御装置１６０に送信する。
【００６０】
次に、図６を参照し、ペダル装置２０に異常が発生しているか否かを判定するために判定部Ｍ２３が実行する処理ルーチンについて説明する。この本処理ルーチンは、所定の演算サイクル毎に実行される。
【００６１】
図６に示すように、本処理ルーチンにおいて、判定部Ｍ２３は、操作力導出部Ｍ１２によって導出された操作力測定値ＯＴａの正負の符号を反転させた値である反転操作力測定値ＯＴａＩと、反力推定部Ｍ２２によって演算された反力推定値ＲＴｅとの差である力差Ｄを求める（Ｓ１１）。判定部Ｍ２３は、操作力測定値ＯＴａと「−１」との積を反転操作力測定値ＯＴａＩとして演算することができる。続いて、判定部Ｍ２３は、演算した力差Ｄの絶対値が力差判定値ＤＴｈよりも大きいか否かを判定する（Ｓ１２）。
【００６２】
運転者によって操作ペダル３０に入力される操作力の変更によって操作位置Ｘを変位させることができる場合、操作力測定値ＯＴａは、操作位置Ｘ、及び操作位置Ｘを基に演算される反力推定値ＲＴｅとある程度相関を有している。そのため、上記力差Ｄの絶対値が大きくなりにくい。一方、操作ペダル３０と床面１０との間に異物が入り込んだり、操作ペダル３０と踵側規制部材２４との間に異物が入り込んだり、操作ペダル３０と爪先側規制部材７６との間に異物が入り込んだりすると、操作ペダル３０をさらに回転させることができにくくなる。このように操作ペダル３０を回転させることができなくなると、操作力測定値ＯＴａが変化しているにも拘わらず、操作位置Ｘが変位しにくくなる。その結果、操作力測定値ＯＴａと、操作位置Ｘ及び反力推定値ＲＴｅとの相関関係がなくなる。よって、上記力差Ｄの絶対値が大きくなりやすい。
【００６３】
そこで、本実施形態では、力差Ｄの絶対値を基に、ペダル装置２０内に入り込んだ異物によって操作ペダル３０の回転が規制されている可能性があるか否かを判断できるように力差判定値ＤＴｈが設定されている。すなわち、力差判定値ＤＴｈは、反転操作力測定値ＯＴａＩと反力推定値ＲＴｅとの乖離が大きいか否かを判断するための値である。そのため、力差Ｄが力差判定値ＤＴｈよりも大きいときには、ペダル装置２０に異常が発生していると判定する。一方、力差Ｄが力差判定値ＤＴｈ以下であるときには、ペダル装置２０に異常が発生していると判定しない。
【００６４】
そして、ステップＳ１２において、力差Ｄが力差判定値ＤＴｈよりも大きい場合（ＹＥＳ）、判定部Ｍ２３は、異常フラグＦＬＧにオンをセットする（Ｓ１３）。この異常フラグＦＬＧは、ペダル装置２０に異常が発生していると判定されたときには「オン」がセットされる一方、異常が発生していると判定されていないときには「オフ」がセットされるフラグである。続いて、判定部Ｍ２３は、警告装置１９２に警告処理を実施させる（Ｓ１４）。その後、判定部Ｍ２３は、本処理ルーチンを一旦終了する。
【００６５】
一方、ステップＳ１２において、力差Ｄが力差判定値ＤＴｈ以下である場合（ＮＯ）、判定部Ｍ２３は、異常フラグＦＬＧにオフをセットする（Ｓ１５）。続いて、判定部Ｍ２３は、警告装置１９２による警告処理の実施を終了させる（Ｓ１６）。その後、判定部Ｍ２３は、本処理ルーチンを一旦終了する。
【００６６】
次に、図８を参照し、異常時加減速度指示値ＧＸｉｆｍを演算するために加減速度補正部Ｍ２５が実行する処理ルーチンについて説明する。本処理ルーチンは、所定の演算サイクル毎に実行する。
【００６７】
図８に示すように、本処理ルーチンにおいて、加減速度補正部Ｍ２５は、補正量ＧＸαを演算する（Ｓ３１）。例えば、加減速度補正部Ｍ２５は、以下に示す関係式（式４）及び（式５）を用いることにより、補正量ＧＸαを演算することができる。関係式（式４）において、「ΔＲＴ」は補正用差分である。補正用差分ΔＲＴは、反転操作力測定値ＯＴａＩと反力推定値ＲＴｅとの差である力差Ｄの絶対値が大きいほど大きくなる。そして、補正量ＧＸαは、関係式（式５）を用いることにより、正の値であるとともに、補正用差分ΔＲＴ（すなわち、力差Ｄの絶対値）が大きいほど大きくなる。
【００６８】
【数４】
2019067005.tif 000006
【００６９】
続いて、加減速度補正部Ｍ２５は、車両の加減速度を加速側に変化させようとしているか否かを判定する（Ｓ３２）。すなわち、操作ペダル３０を第１回転方向Ｃ１に回転させるべく操作ペダル３０が運転者に操作されているときには、車両の加減速度を加速側に変化させようとしていると判定する。一方、操作ペダル３０を第２回転方向Ｃ２に回転させるべく操作ペダル３０が運転者に操作されているときには、車両の加減速度を減速側に変化させようとしていると判定しない。例えば、加減速度補正部Ｍ２５は、上記の力差Ｄが「０」未満であるときには車両の加減速度を加速側に変化させようとしていると判定する。一方、加減速度補正部Ｍ２５は、力差Ｄが「０」以上であるときには車両の加減速度を加速側に変化させようとしていると判定しない。
【００７０】
そして、車両の加減速度を加速側に変化させようとしていると判定している場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、加減速度補正部Ｍ２５は、その処理を後述するステップＳ３４に移行する。一方、車両の加減速度を加速側に変化させようとしていると判定していない場合（Ｓ３２：ＮＯ）、加減速度を減速側に変化させようとしている可能性があるため、加減速度補正部Ｍ２５は、演算した補正量ＧＸαに「−１」を乗算し、その積を補正量ＧＸαとする（Ｓ３３）。その後、加減速度補正部Ｍ２５は、その処理を次のステップＳ３４に移行する。
【００７１】
ステップＳ３４において、加減速度補正部Ｍ２５は、通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍと補正量ＧＸαとの和を異常時加減速度指示値ＧＸｉｆｍとして演算する。すなわち、操作ペダル３０を第１回転方向Ｃ１に回転させるべく操作ペダル３０が運転者に操作されている場合、異常時加減速度指示値ＧＸｉｆｍは通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍよりも大きくなる。一方、操作ペダル３０を第２回転方向Ｃ２に回転させるべく操作ペダル３０が運転者に操作されている場合、異常時加減速度指示値ＧＸｉｆｍは通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍよりも小さくなる。その後、加減速度補正部Ｍ２５は、本処理ルーチンを一旦終了する。
【００７２】
次に、図９を参照し、モータ制御部Ｍ１１によって反力発生制御が実施される状況下で、運転者が車両を減速させるべく操作ペダル３０を第２回転方向Ｃ２に回転させている際の作用を効果とともに説明する。
【００７３】
図９（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、操作位置Ｘが中立位置Ｘ０に位置している場合、通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍが「０」であり、加減速度指示値ＧＸｉとして通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍが選択されている。このため、車両が定速走行をしている。このように車両が定速走行をしているときに、運転者による操作ペダル３０の操作によって操作位置Ｘが第２回転方向Ｃ２側に変位し始める。すると、タイミングｔ１１で操作位置Ｘが保持領域ＨＲよりも第２回転方向Ｃ２側に位置するようになるため、加減速度指示値ＧＸｉ、すなわち通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍが負の値に設定される。つまり、車両が減速し始める。なお、加減速度指示値ＧＸｉ（＝ＧＸｉｎｍ）の絶対値、すなわち車両の減速度は、操作位置Ｘが保持領域ＨＲよりも第２回転方向Ｃ２側に離れるほど大きくなる。
【００７４】
このように操作位置Ｘが中立位置Ｘ０から離れるように操作ペダル３０が回転し始めると、操作ペダル３０に付勢力ＲＦが付与されるようになる。ペダル装置２０に異常が発生していない場合、操作ペダル３０の第２回転方向Ｃ２への回転が規制されていないため、運転者によって操作ペダル３０に入力される操作力の絶対値が大きいほど、操作位置Ｘの第２回転方向Ｃ２側への変位量が多くなる。すなわち、操作ペダル３０に入力される操作力と、操作位置Ｘとの間にはある程度の相関関係がある。
【００７５】
本実施形態では、操作ペダル３０は、ペダルベース板３１に対してペダル操作板３２が相対回転するように構成されている。そして、ペダルベース板３１を基準とするペダル操作板３２の相対的な回転量である操作板回転量Δθの絶対値は、操作ペダル３０に入力される操作力の絶対値が大きいほど大きくなる。そのため、本実施形態では、操作板回転量Δθを基に、操作力測定値ＯＴａが演算される。
【００７６】
ここで、操作力測定値ＯＴａを演算する方法としては、操作ペダル３０のうち、回転軸２５よりも第１端３０ａ側の部位に第１荷重センサを配置し、操作ペダル３０のうち、回転軸２５よりも第２端３０ｂ側の部位に第２荷重センサを配置する方法が考えられる。この場合、操作ペダル３０のうち、回転軸２５よりも第１端３０ａ側の部位に操作力が入力され、操作ペダル３０が第１回転方向Ｃ１に回転するときには、第１荷重センサからの検出信号を基に操作力測定値ＯＴａが演算されることとなる。また、操作ペダル３０のうち、回転軸２５よりも第２端３０ｂ側の部位に操作力が入力され、操作ペダル３０が第２回転方向Ｃ２に回転するときには、第２荷重センサからの検出信号を基に操作力測定値ＯＴａが演算されることとなる。すなわち、シーソー型のペダル装置２０にあっては、操作力測定値ＯＴａを演算するのに２つのセンサが必要となる。
【００７７】
これに対し、本実施形態では、回転軸２５の回転量を検出する回転角センサＳＥ１を１つ設けることにより、操作ペダル３０が第１回転方向Ｃ１に回転するときでも、操作ペダル３０が第２回転方向Ｃ２に回転するときでも、操作力測定値ＯＴａを演算することができる。そのため、センサの数の増大を抑制することができる。
【００７８】
操作ペダル３０に入力される操作力に相当する操作力測定値ＯＴａと、操作位置Ｘとの間にはある程度の相関関係がある場合、操作位置Ｘを基に演算される反力推定値ＲＴｅと、操作力測定値ＯＴａの正負の符号を反転させた値である反転操作力測定値ＯＴａＩとの差である力差Ｄの絶対値がそれほど大きくならない。
【００７９】
しかし、タイミングｔ１２で、操作ペダル３０と床面１０との間、又は、操作ペダル３０と踵側規制部材２４との間に異物が介在するなどし、踵側規制部材２４によって操作ペダル３０の第２回転方向Ｃ２への回転が規制される前に、操作ペダル３０の第２回転方向Ｃ２への回転が規制される。この状態であっても、操作ペダル３０をさらに第２回転方向Ｃ２に回転させるための操作力が操作ペダル３０に入力されていると、操作板回転量Δθの絶対値が大きくなる。そのため、操作ペダル３０の第２回転方向Ｃ２への回転が規制されている場合であっても、操作力測定値ＯＴａを導出することができる。この場合、反転操作力測定値ＯＴａＩが大きくなる。
【００８０】
その一方で、操作ペダル３０の第２回転方向Ｃ２への回転が規制されているため、すなわち操作位置Ｘが変位しないため、操作位置Ｘを基に演算される反力推定値ＲＴｅは保持される。その結果、力差Ｄの絶対値が大きくなる。そして、タイミングｔ１３で、力差Ｄの絶対値が力差判定値ＤＴｈよりも大きくなるため、ペダル装置２０に異常が発生していると判定される。すなわち、反転操作力測定値ＯＴａＩと反力推定値ＲＴｅとの乖離が大きいか否かによって、ペダル装置２０に異常が発生しているか否かを判定することができる。
【００８１】
このようにペダル装置２０に異常が発生していると判定されると、加減速度指示値ＧＸｉとして、通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍを補正した値である異常時加減速度指示値ＧＸｉｆｍが選択されるようになる。この異常時加減速度指示値ＧＸｉｆｍは、通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍよりも減速側の値である。そのため、ペダル装置２０に異常が発生している状況下で、運転者によって操作ペダル３０を第２回転方向Ｃ２に回転させるような操作力が操作ペダル３０に入力されているときには、ペダル装置２０に異常が発生していると判定される前よりも車両の減速度を大きくすることができる。
【００８２】
しかも、異常時加減速度指示値ＧＸｉｆｍを演算するための補正量ＧＸαの絶対値は、上記力差Ｄの絶対値が大きいほど大きくなる。そのため、操作ペダル３０を第２回転方向Ｃ２に回転させることができなかったとしても、操作ペダル３０に入力される操作力を調整することにより、車両の減速度を調整することができる。
【００８３】
なお、本実施形態によれば、操作位置Ｘを保持領域ＨＲよりも第１回転方向Ｃ１側に変位させている場合であっても、すなわち運転者が車両の加減速度を加速側に変化させようとしている場合であっても、操作板回転量Δθを基に操作力測定値ＯＴａを演算することができる。そして、操作ペダル３０と爪先側規制部材７６との間に異物が介在するなどして操作ペダル３０の第１回転方向Ｃ１への回転が規制されるようになると、上記力差Ｄの絶対値が大きくなるため、力差Ｄの絶対値が力差判定値ＤＴｈよりも大きくなったときに、ペダル装置２０に異常が発生していると判定することができる。この場合であっても、ペダル装置２０に異常が発生している状況下で、操作ペダル３０を第１回転方向Ｃ１に回転させようとする操作力が操作ペダル３０に入力されているときには、ペダル装置２０に異常が発生していると判定される前よりも車両の加減速度を加速側に変化させることができる。さらに、運転者が操作力を調整することにより、車両の加減速度を調整することもできる。
【００８４】
（第２の実施形態）
次に、車両用操作装置の第２の実施形態を図１０及び図１１に従って説明する。第２の実施形態では、操作ペダル３０への付勢力ＲＦの付与の仕方が第１の実施形態と相違している。そこで、以下の説明においては、第１の実施形態と相違している部分について主に説明するものとし、第１の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
【００８５】
本実施形態におけるペダル装置２０の操作用制御装置１２０は、機能部として、モータ制御部Ｍ１１を有している。モータ制御部Ｍ１１は、付勢力要求値演算部Ｍ２１によって演算された付勢力要求値ＲＦＲを基に、運転者による操作ペダル３０の操作をアシストすべく付勢モータ７０の駆動を制御するアシスト制御を実施する。すなわち、モータ制御部Ｍ１１は、アシスト制御では、車両を加速させるべく、又は、車両の減速度を小さくすべく運転者が操作ペダル３０を第１回転方向Ｃ１に回転させるときには、操作位置Ｘが第１回転方向Ｃ１側に変位するような付勢力ＲＦを操作ペダル３０に付与させるべく、付勢モータ７０の駆動を制御する。一方、モータ制御部Ｍ１１は、アシスト制御では、車両を減速させるべく、又は、車両の加速度を小さくすべく運転者が操作ペダル３０を第２回転方向Ｃ２に回転させるときには、操作位置Ｘが第２回転方向Ｃ２側に変位するような付勢力ＲＦを操作ペダル３０に付与させるべく、付勢モータ７０の駆動を制御する。
【００８６】
なお、本実施形態では、モータ制御部Ｍ１１は、アシスト制御を実施している状況下で、判定部Ｍ２３によってペダル装置２０に異常が発生していると判定されているときには、付勢モータ７０に対する指示電流値Ｉａｃｔの絶対値が小さくなるように、指示電流値Ｉａｃｔを補正する、すなわち付勢モータ７０の駆動を制限する。このとき、モータ制御部Ｍ１１は、付勢モータ７０の駆動を停止させるようにしてもよい。
【００８７】
統合制御装置１１０の付勢力要求値演算部Ｍ２１は、図１０に示すマップを用い、操作位置Ｘに応じた値を付勢力要求値ＲＦＲとして演算する。
図１０に示すマップは、アシスト制御が実施される場合における操作位置Ｘと付勢力要求値ＲＦＲとの関係を示すマップである。図１０に示すように、操作位置Ｘが保持領域ＨＲ内に位置する場合、付勢力要求値ＲＦＲは「０」と等しい。また、操作位置Ｘが保持領域ＨＲよりも第１回転方向Ｃ１側に位置する場合、付勢力要求値ＲＦＲは正の値に設定される。本実施形態では、操作位置Ｘが保持領域ＨＲよりも第１回転方向Ｃ１側に位置する場合、操作位置Ｘによらず、付勢力要求値ＲＦＲは一定値で固定されている。しかし、これに限らず、操作位置Ｘに応じ、付勢力要求値ＲＦＲを可変させるようにしてもよい。
【００８８】
一方、操作位置Ｘが保持領域ＨＲよりも第２回転方向Ｃ２側に位置する場合、付勢力要求値ＲＦＲは負の値に設定される。本実施形態では、操作位置Ｘが保持領域ＨＲよりも第２回転方向Ｃ２側に位置する場合、操作位置Ｘによらず、付勢力要求値ＲＦＲは一定値で固定されている。しかし、これに限らず、操作位置Ｘに応じ、付勢力要求値ＲＦＲを可変させるようにしてもよい。
【００８９】
次に、図１１を参照し、モータ制御部Ｍ１１によってアシスト制御が実施される状況下で、運転者が車両を減速させるべく操作ペダル３０を第２回転方向Ｃ２に回転させている際の作用を効果とともに説明する。
【００９０】
図１１（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、操作位置Ｘが中立位置Ｘ０に位置している場合、通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍ、すなわち加減速度指示値ＧＸｉが「０」と等しいため、車両が定速走行をしている。このように車両が定速走行をしているときに、運転者による操作ペダル３０の操作によって操作位置Ｘが第２回転方向Ｃ２側に変位し始める。すると、タイミングｔ２１で操作位置Ｘが保持領域ＨＲよりも第２回転方向Ｃ２側に位置するようになるため、加減速度指示値ＧＸｉ、すなわち通常時加減速度指示値ＧＸｉｎｍが負の値に設定される。つまり、車両が減速し始める。
【００９１】
このように操作位置Ｘが中立位置Ｘ０から離れるように操作ペダル３０が回転し始めると、アシスト制御によって操作ペダル３０に付勢力ＲＦが付与されるようになる。この場合、操作位置Ｘを第２回転方向Ｃ２側に変位させるような付勢力ＲＦが操作ペダル３０に付与される。そのため、運転者は、操作ペダル３０のうち、回転軸２５よりも第２端３０ｂ側の部位に入力する操作力をあまり大きくしなくても操作ペダル３０を第２回転方向Ｃ２に回転させることができる。
【００９２】
このように操作位置Ｘが中立位置Ｘ０から離れるように変位し始めると、指示電流値Ｉａｃｔの絶対値が「０」よりも大きくなる。すなわち、付勢モータ７０の駆動が開始される。ペダル装置２０に異常が発生していない状況下で操作ペダル３０が第２回転方向Ｃ２に回転している場合、操作ペダル３０には一定の付勢力ＲＦが付与される。
【００９３】
付勢力付与装置４０を構成する機械部品全体で操作ペダル３０に付与する付勢力である機械付勢力ＲＴｍｅｃｈは、説明の便宜上、操作位置Ｘによらず一定であるものとする。この場合、反力推定部Ｍ２２によって演算される反力推定部Ｍ２２によって演算される反力推定値ＲＴｅは、機械付勢力ＲＴｍｅｃｈと、上記関係式（式２）を用いて演算されるモータ付勢力ＲＴａｃｔとの和と等しい。そして、反力推定値ＲＴｅと反転操作力測定値ＯＴａＩとの差である力差Ｄの絶対値は力差判定値ＤＴｈ以下である。
【００９４】
しかし、タイミングｔ２２で、操作ペダル３０と床面１０との間、又は、操作ペダル３０と踵側規制部材２４との間に異物が介在するなどし、操作ペダル３０の第２回転方向Ｃ２への回転が規制される。すると、操作位置Ｘを第２回転方向Ｃ２側に変位させるべく、付勢モータ７０に対する指示電流値Ｉａｃｔの絶対値が大きくなる。その結果、反力推定値ＲＴｅの絶対値が大きくなり、力差Ｄの絶対値が大きくなる。
【００９５】
そして、タイミングｔ２３で、力差Ｄの絶対値が力差判定値ＤＴｈよりも大きくなるため、ペダル装置２０に異常が発生していると判定される。そして、このようにペダル装置２０に異常が発生していると判定されると、指示電流値Ｉａｃｔの絶対値が減少される。すなわち、付勢モータ７０の出力軸を回転させることができないにも拘わらず、指示電流値Ｉａｃｔの絶対値が大きくなることが抑制される。その結果、付勢モータ７０の駆動量が過剰に増大されることを抑制できる。したがって、付勢モータ７０の発熱を抑制することができるとともに、付勢モータ７０の消費電力の増大を抑制することができる。
【００９６】
なお、本実施形態によれば、操作位置Ｘを保持領域ＨＲよりも第１回転方向Ｃ１側に変位させている場合であっても、すなわち運転者が車両の加速を要求している場合であっても、操作板回転量Δθを基に操作力測定値ＯＴａを演算することができる。そして、操作ペダル３０と爪先側規制部材７６との間に異物が介在するなどして操作ペダル３０の第１回転方向Ｃ１への回転が規制されるようになると、上記力差Ｄの絶対値が大きくなるため、力差Ｄの絶対値が力差判定値ＤＴｈよりも大きくなったときに、ペダル装置２０に異常が発生していると判定することができる。したがって、操作ペダル３０を操作する運転者の意志によって車両が加速している状況下でペダル装置２０に異常が発生したときでも、付勢モータ７０の駆動を制限させることができる。
【００９７】
なお、上記各実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・第１の実施形態において、ペダル装置２０に異常が発生していると判定されている場合であっても、付勢力要求値ＲＦＲを基準付勢力ＲＦｂと等しくするようにしてもよい。
【００９８】
・各実施形態では、力差Ｄの絶対値から力差判定値ＤＴｈを減じた差である補正用差分ΔＲＴを基に補正量ＧＸαが演算されている。しかし、反転操作力測定値ＯＴａＩと反力推定値ＲＴｅとの乖離が大きいほど補正量ＧＸαの絶対値を大きくすることができるのであれば、別の演算方法で補正量ＧＸαを演算するようにしてもよい。例えば、補正用差分ΔＲＴの代わりに、力差Ｄの絶対値を上記関係式（式５）に代入することにより、補正量ＧＸαを演算するようにしてもよい。また、反力推定値ＲＴｅに対する反転操作力測定値ＯＴａＩの割合（＝ＯＴａＩ／ＲＴｅ）が大きいほど補正量ＧＸαの絶対値が大きくなるように、補正量ＧＸαを演算するようにしてもよい。
【００９９】
また、力差Ｄの絶対値が力差判定値ＤＴｈよりも大きい状態の継続時間をパラメータとし、この継続時間が長いほど補正量ＧＸαの絶対値が大きくなるように、補正量ＧＸαを演算するようにしてもよい。
【０１００】
・操作ペダル３０を第１回転方向Ｃ１に回転させるべく操作ペダル３０が操作されている状況下でペダル装置２０に異常が発生していると判定されている場合、補正量ＧＸαを、正の所定値で固定するようにしてもよい。また、操作ペダル３０を第２回転方向Ｃ２に回転させるべく操作ペダル３０が操作されている状況下でペダル装置２０に異常が発生していると判定されている場合、補正量ＧＸαを、負の所定値で固定するようにしてもよい。
【０１０１】
・ペダル装置は、第１回転方向Ｃ１に回転させるような操作力が操作ペダル３０に入力されているときでも、第２回転方向Ｃ２に回転させるような操作力が操作ペダル３０に入力されているときでも操作力測定値ＯＴａを検出できるような構成であれば、上記各実施形態で説明したペダル装置２０とは異なる構成であってもよい。ペダル装置は、例えば図１２に示すように、ペダルベース板３１とペダル操作板３２との間に複数の荷重センサＳＥ３，ＳＥ４が配置されたペダル装置２０Ａであってもよい。このペダル装置２０Ａにあっては、ペダル操作板３２は、ペダルベース板３１と一体回転するようになっており、ペダルベース板３１とペダル操作板３２との間に、荷重、すなわち操作ペダル３０に入力される操作力に応じた信号を出力する複数（図１２では２つ）の荷重センサＳＥ３，ＳＥ４が設けられている。具体的には、回転軸２５よりも第２延伸方向Ｄ２における第１端３０ａ側におけるペダルベース板３１とペダル操作板３２との間には、各荷重センサＳＥ３，ＳＥ４のうちの第１荷重センサＳＥ３が配置されている。一方、回転軸２５よりも第２延伸方向Ｄ２における第２端３０ｂ側におけるペダルベース板３１とペダル操作板３２との間には、各荷重センサＳＥ３，ＳＥ４のうちの第２荷重センサＳＥ４が配置されている。操作ペダル３０を第１回転方向Ｃ１に回転させるような操作力が操作ペダル３０に入力されているときには、第１荷重センサＳＥ３からの検出信号を基に第１荷重値が正の値となるように演算され、第２荷重センサＳＥ４からの検出信号を基に第２荷重値が「０」又は負の値となるように演算される。一方、操作ペダル３０を第２回転方向Ｃ２に回転させるような操作力が操作ペダル３０に入力されているときには、第１荷重センサＳＥ３からの検出信号を基に第１荷重値が「０」又は正の値となるように演算され、第２荷重センサＳＥ４からの検出信号を基に第２荷重値が負の値となるように演算される。そして、第２延伸方向Ｄ２における回転軸２５から第１荷重センサＳＥ３までの距離を第１距離とし、第２延伸方向Ｄ２における回転軸２５から第２荷重センサＳＥ４までの距離を第２距離とする。この場合、第１荷重値と第１距離との積と、第２荷重値と第２距離との積との和を操作力測定値ＯＴａとして導出することができる。
【０１０２】
・操作ペダル３０が回転軸２５と一体回転する構成の場合、回転軸２５の回転トルクを検出するセンサを設け、当該センサからの検出信号を基に操作力測定値ＯＴａを導出するようにしてもよい。
【０１０３】
・上記各実施形態では、反転操作力測定値ＯＴａＩと反力推定値ＲＴｅとの差である力差Ｄの絶対値を、反転操作力測定値ＯＴａＩと反力推定値ＲＴｅとの乖離度合いに応じた値として用い、当該力差Ｄの絶対値に基づいてペダル装置２０，２０Ａに異常が発生しているか否かを判定するようにしている。しかし、反転操作力測定値ＯＴａＩと反力推定値ＲＴｅとの乖離度合いを表す値であれば、力差Ｄの絶対値以外の他の値を用いて異常が発生しているか否かを判定するようにしてもよい。例えば、反力推定値ＲＴｅに対する反転操作力測定値ＯＴａＩの割合（＝ＯＴａＩ／ＲＴｅ）は、反転操作力測定値ＯＴａＩと反力推定値ＲＴｅとの乖離が大きいほど大きくなる。そのため、当該割合が判定値以上であるときに、ペダル装置２０，２０Ａに異常が発生していると判定するようにしてもよい。
【０１０４】
・上記各実施形態では、操作力測定値ＯＴａを基に反転操作力測定値ＯＴａＩを求め、この反転操作力測定値ＯＴａＩと反力推定値ＲＴｅとを基に力差Ｄを求めるようにしている。しかし、これに限らず、別の方法で力差Ｄを求めるようにしてもよい。例えば、反力推定値ＲＴｅの正負の符号を反転した値である反転反力推定値を求め、この反転反力推定値と操作力測定値ＯＴａとを基に力差Ｄを求めるようにしてもよい。
【０１０５】
・付勢力付与装置は、付勢モータ７０を有しているのであれば、付勢スプリング６０を備えない構成であってもよい。
・車両用操作装置１００が、反力発生制御は実施する一方でアシスト制御は実施しない制御構成の場合、付勢力付与装置は、付勢スプリング６０を有しているのであれば、付勢モータ７０を有していない構成であってもよい。
【０１０６】
・上記各実施形態では、中立位置Ｘ０は所定位置で固定されている。しかし、中立位置Ｘ０を可変させるようにしてもよい。例えば、車体速度や目標車体速度を基に中立位置Ｘ０を可変させるようにしてもよい。この場合の目標車体速度としては、例えば目標車体速度の前回値と、加減速度指示値ＧＸｉに制御のサンプリング時間を掛け合わせた値との和を挙げることができる。このように中立位置Ｘ０を可変させる場合、目標車体速度や車体速度が大きくなっているときには中立位置Ｘ０が第１回転方向Ｃ１側に変位する一方、目標車体速度や車体速度が小さくなっているときには中立位置Ｘ０が第２回転方向Ｃ２側に変位することとなる。
【符号の説明】
【０１０７】
１０…床面、２０，２０Ａ…ペダル装置、２１…基台、２５…回転軸、３０…操作ペダル、３１…ペダルベース板、３２…ペダル操作板、３３Ａ，３３Ｂ…弾性部材、４０…付勢力付与装置、７０…付勢モータ、１００…車両用操作装置、Ｍ１１…モータ制御部、Ｍ１２…操作力導出部、Ｍ２２…反力推定部、Ｍ２３…判定部、Ｍ２４…加減速度演算部、Ｍ２５…加減速度補正部。
【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】
2019067005.tif 000015
【図１０】
2019067005.tif 000016
【図１１】
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【図１２】
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