(57)【要約】【課題】操作入力部（例、ペダル）の操作速度が低速や０の場合でも操作反力を発生し、かつ、発電した電力を消費する抵抗や特別の回路が不要であって、更に、運転者の操作入力をアシストできる小型で高性能の車両の操作入力装置。【解決手段】蓄電手段又は発電手段に接続された電動アクチュエータを備え、該電動アクチュエータを電気的に制御する操作入力装置において、該操作入力装置が操作されている際に、該操作入力装置の操作速度及び操作反力に基づいて、該電動アクチュエータが該蓄電手段又は該発電手段から供給される電力を消費する場合と電力を発電する場合を切換えるように制御すること。【選択図】図１
2008260475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電手段又は発電手段に接続された電動アクチュエータを備え、該電動アクチュエータを電気的に制御する操作入力装置において、該操作入力装置が操作されている際に、該操作入力装置の操作速度及び操作反力に基づいて、該電動アクチュエータが該蓄電手段又は該発電手段から供給される電力を消費する場合と電力を発電する場合を切換えるように制御することを特徴とする操作入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載された操作入力装置において、
操作位置が大きくなる方向か、操作反力が大きくなる方向に該操作入力装置が操作されている際に、
該操作入力装置の操作速度が、該操作入力装置の操作反力に基づいて定められる所定の閾値より小さい場合、又は該操作反力が該操作速度に基づいて定められる所定の閾値より小さい場合には、該電動アクチュエータが電力を消費し、
該操作入力装置の操作速度が、該操作入力装置の操作反力に基づいて定められる所定の閾値より大きい場合、又は該操作反力が該操作速度に基づいて定められる所定の閾値より大きい場合には、該電動アクチュエータが電力を発電するように制御することを特徴とする操作入力装置。
【請求項３】
請求項１に記載された操作入力装置において、
操作位置が小さく方向か、操作反力が小さくなる方向に該操作入力装置が操作されている際に、
該操作入力装置の操作速度が、該操作入力装置の操作反力に基づいて定められる所定の閾値より大きい場合、又は該操作反力が該操作速度に基づいて定められる所定の閾値より大きい場合には、該電動アクチュエータが電力を消費し、
該操作入力装置の操作速度が、該操作入力装置の操作反力に基づいて定められる所定の閾値より小さい場合、又は該操作反力が該操作速度に基づいて定められる所定の閾値より小さい場合には、該電動アクチュエータが電力を発電するように制御することを特徴とする操作入力装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかの請求項に記載された操作入力装置において、
該操作入力装置がパッシブ反力手段を備え、
前記所定の閾値を定める操作反力を、前記操作入力装置の操作反力と該パッシブ反力手段が発生するパッシブ反力との差とすることを特徴とする操作入力装置。
【請求項５】
蓄電手段又は発電手段に接続された電動アクチュエータを備え、該電動アクチュエータを電気的に制御する操作入力装置において、該操作入力装置が操作されている際に、該操作入力装置の操作速度及び該電動アクチュエータが発生するトルクに基づいて、該電動アクチュエータが該蓄電手段又は該発電手段から供給される電力を消費する場合と電力を発電する場合を切換えるように制御することを特徴とする操作入力装置。
【請求項６】
請求項５に記載された操作入力装置において、
操作位置が大きくなる方向か、操作反力が大きくなる方向に該操作入力装置が操作されている際に、
該操作入力装置の操作速度が、該電動アクチュエータが発生するトルクに基づいて定められる所定の閾値より小さい場合、又は該電動アクチュエータが発生するトルクが該操作速度に基づいて定められる所定の閾値より小さい場合には、該電動アクチュエータが電力を消費し、
該操作入力装置の操作速度が、該電動アクチュエータが発生するトルクに基づいて定められる所定の閾値より大きい場合、又は該電動アクチュエータが発生するトルクが該操作速度に基づいて定められる所定の閾値より大きい場合には、該電動アクチュエータが電力を発電するように制御することを特徴とする操作入力装置。
【請求項７】
請求項５に記載された操作入力装置において、
操作位置が小さくなる方向か、操作反力が小さくなる方向に該操作入力装置が操作されている際に、
該操作入力装置の操作速度が、該電動アクチュエータが発生するトルクに基づいて定められる所定の閾値より大きい場合、又は該電動アクチュエータが発生するトルクが該操作速度に基づいて定められる所定の閾値より大きい場合には、該電動アクチュエータが電力を消費し、
該操作入力装置の操作速度が、該電動アクチュエータが発生するトルクに基づいて定められる所定の閾値より小さい場合、又は該電動アクチュエータが発生するトルクが該操作速度に基づいて定められる所定の閾値より小さい場合には、該電動アクチュエータが電力を発電するように制御することを特徴とする操作入力装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかの請求項に記載された操作入力装置は、
該操作入力装置が発電した電力を消費するものであって車両の運動を電気的に制御する車両出力装置の入力装置であることを特徴とする操作入力装置。
【請求項９】
請求項８に記載された操作入力装置は、
前記操作入力装置が電力を発電した場合、該電力以上の電力を消費できる車両出力を発生する車両出力装置の入力装置であることを特徴とする操作入力装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載された操作入力装置は、
前記車両出力装置と接続された機械的なバックアップ機構を備え、
前記車両出力装置を電気的手段によって動作することができない状態が発生した場合に、前記電動アクチュエータが該バックアップ機構の作動をアシストする機能を備えたものであることを特徴とする操作入力装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載された操作入力装置は、
前記車両出力装置を電気的手段によって動作することができない状態が発生した場合に、前記電動アクチュエータを制御する他の条件に関わらず、前記電動アクチュエータが電力を消費するように制御することを特徴とする操作入力装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかの請求項に記載された操作入力装置は、ブレーキペダル又はアクセルペダルであることを特徴とする操作入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を搭載した自動車、電気自動者、ハイブリッド自動車等の各種の車両の操作入力装置に関するものであり、特に、電動アクチュエータを備えて、操作反力、操作速度、トルクにより、該電動アクチュエータが電力を消費する場合と発電する場合を切換える制御をすることにより、優れた操作性と効率性を備えた操作入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の運動を変化させる駆動力や制動力（車両出力）は、ペダルに代表される操作入力装置を介して、運転者がこれを操作している。運転者は、操作入力装置を操作する際に、操作入力装置から反力を受ける共に、車両の加減速度によって発生した慣性力を体感する。そのため、操作入力装置の操作位置や操作反力、車両出力の特性は、運転者の受けるフィーリング、操作のしやすさ、疲れやすさ等を決定する要因となるので、車両の商品性や安全性の向上のため、一層好適なものを提供するように様々な工夫が施されてきている。
【０００３】
操作入力装置の代表例であるペダル装置は、従来、アクセルワイヤやマスタシリンダに機械的に連結されているため、その特性はその機構により決定されていた。しかし、近年、いわゆるバイワイヤと呼ばれる技術により、ペダル装置の操作位置や操作反力、車両出力装置との関係を任意に設定することができるようになってきており、現在もその開発が進められている。
【０００４】
特許文献１は、ブレーキペダルの作動部材に連結された発電機を用いて、ブレーキペダルの操作に応じた操作反力を発生させる技術を開示している。
【０００５】
特許文献２は、サーボモータの作動切換えリレーを用いて、アクセルペダルにリスク度に応じて異なるパターンの反力を付加するアクセルペダル装置に関するものであり、先行車を検出した場合に用いられるシステムの非作動時には、サーボモータの両端を接地することによりペダル操作によってサーボモータに発生する誘導起電力を消費して、粘性力を発生させている。
【０００６】
特許文献３は、ブレーキペダルにフィーリング演出用電動モータを接続して操作速度に対応した操作フィーリングを与えるブレーキペダル装置に関するものであるが、フィーリング演出用電動モータに発生する誘導起電力を消費する回路を設けていることが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−４００９３号公報
【特許文献２】特開２００４−１７９３５号公報
【特許文献３】特開２００４−２６２３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
操作入力装置の電動アクチュエータは、運転者の操作入力によって発生した仕事を電力に変換することによって、反力を発生させることができるので、車両の電力系統から供給される電力を消費せずに、操作反力を発生させることができる。
【０００９】
しかし、必要とされる反力を十分に発生するように電動アクチュエータが発電をするためには、電動アクチュエータの回転速度や操作入力装置の操作速度を十分に大きくする必要があるところ、操作入力装置は、その操作入力部の操作速度が低速や０の場合でも、任意の操作位置で操作反力を発生させ続ける必要がある。そのため、電動アクチュエータが発電だけを行う場合では、操作入力装置として好適な特性を実現することができなかった。また、発電によって反力を発生させるためには発電した電力を消費しなければならず、そのために抵抗を用いたり、電力を回生するために特別の回路を用意したりする必要があった。
【００１０】
また、操作入力装置には、電動アクチュエータが発生するもの以外に反力となる摩擦や機械的要素が存在するため、操作入力装置のメカ構成や所望の反力特性によっては、電動アクチュエータが運転者の操作入力をアシストする方向に駆動する必要が生じるところであり、そのような場合には、電動アクチュエータは電力を消費する通常の電動機として作動する必要があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の操作入力装置は、蓄電手段又は発電手段に接続された電動アクチュエータを備え、該電動アクチュエータを電気的に制御する操作入力装置において、該操作入力装置が操作されている際に、該操作入力装置の操作速度及び操作反力に基づいて、該電動アクチュエータが該蓄電手段又は該発電手段から供給される電力を消費する場合と電力を発電する場合を切換えるように制御することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の操作入力装置は、蓄電手段又は発電手段に接続された電動アクチュエータを備え、該電動アクチュエータを電気的に制御する操作入力装置において、操作位置が大きくなる方向か、操作反力が大きくなる方向に該操作入力装置が操作されている際に、該操作入力装置の操作速度が、該操作入力装置の操作反力に基づいて定められる所定の閾値より小さい場合、又は該操作反力が該操作速度に基づいて定められる所定の閾値より小さい場合には、該電動アクチュエータが電力を消費し、該操作入力装置の操作速度が、該操作入力装置の操作反力に基づいて定められる所定の閾値より大きい場合、又は該操作反力が該操作速度に基づいて定められる所定の閾値より大きい場合には、該電動アクチュエータが電力を発電するように制御することを特徴とするものである。
【００１３】
また、蓄電手段又は発電手段に接続された電動アクチュエータを備え、該電動アクチュエータを電気的に制御する操作入力装置において、操作位置が小さくなる方向か、操作反力が小さくなる方向に該操作入力装置が操作されている際に、該操作入力装置の操作速度が、該操作入力装置の操作反力に基づいて定められる所定の閾値より大きい場合、又は該操作反力が該操作速度に基づいて定められる所定の閾値より大きい場合には、該電動アクチュエータが電力を消費し、該操作入力装置の操作速度が、該操作入力装置の操作反力に基づいて定められる所定の閾値より小さい場合、又は該操作反力が該操作速度に基づいて定められる所定の閾値より小さい場合には、該電動アクチュエータが電力を発電するように制御することを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の操作入力装置は、蓄電手段又は発電手段に接続された電動アクチュエータを備え、該電動アクチュエータを電気的に制御する操作入力装置において、該操作入力装置が操作されている際に、該操作入力装置の操作速度及び該電動アクチュエータが発生するトルクに基づいて、該電動アクチュエータが該蓄電手段又は該発電手段から供給される電力を消費する場合と電力を発電する場合を切換えるように制御することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の操作入力装置は、蓄電手段又は発電手段に接続された電動アクチュエータを備え、該電動アクチュエータを電気的に制御する操作入力装置において、操作位置が大きくなる方向か、操作反力が大きくなる方向に該操作入力装置が操作されている際に、
該操作入力装置の操作速度が、該電動アクチュエータが発生するトルクに基づいて定められる所定の閾値より小さい場合、又は該電動アクチュエータが発生するトルクが該操作速度に基づいて定められる所定の閾値より小さい場合には、該電動アクチュエータが電力を消費し、該操作入力装置の操作速度が、該電動アクチュエータが発生するトルクに基づいて定められる所定の閾値より大きい場合、又は該電動アクチュエータが発生するトルクが該操作速度に基づいて定められる所定の閾値より大きい場合には、該電動アクチュエータが電力を発電するように制御することを特徴とするものである。
【００１６】
また、蓄電手段又は発電手段に接続された電動アクチュエータを備え、該電動アクチュエータを電気的に制御する操作入力装置において、操作位置が小さくなる方向か、操作反力が小さくなる方向に該操作入力装置が操作されている際に、該操作入力装置の操作速度が、該電動アクチュエータが発生するトルクに基づいて定められる所定の閾値より大きい場合、又は該電動アクチュエータが発生するトルクが該操作速度に基づいて定められる所定の閾値より大きい場合には、該電動アクチュエータが電力を消費し、該操作入力装置の操作速度が、該電動アクチュエータが発生するトルクに基づいて定められる所定の閾値より小さい場合、又は該電動アクチュエータが発生するトルクが該操作速度に基づいて定められる所定の閾値より小さい場合には、該電動アクチュエータが電力を発電するように制御することを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の操作入力装置は、前記の操作入力装置において、該操作入力装置がパッシブ反力手段を備え、前記切換え制御が基づく操作反力又は前記所定の閾値を定める操作反力を、前記操作入力装置の操作反力と該パッシブ反力手段が発生するパッシブ反力との差とすることを特徴とするものである。
【００１８】
さらに、本発明の操作入力装置は、前記の操作入力装置が発電した電力を消費するものであって車両の運動を電気的に制御する車両出力装置の入力装置であることを特徴とするものである。
【００１９】
さらに、本発明の操作入力装置は、前記の操作入力装置が電力を発電した場合、該電力以上の電力を消費できる車両出力を発生する車両出力装置の入力装置であることを特徴とするものである。
【００２０】
さらに、本発明の操作入力装置は、前記操作入力装置が、前記車両出力装置と接続された機械的なバックアップ機構を備え、前記車両出力装置を電気的手段によって動作することができない状態が発生した場合に、前記電動アクチュエータが該バックアップ機構の作動をアシストする機能を備えたものであることを特徴とするものである。
【００２１】
さらに、本発明の操作入力装置は、上記の操作入力装置が、前記車両出力装置を電気的手段によって動作することができない状態が発生した場合に、前記電動アクチュエータを制御する他の条件に関わらず、前記電動アクチュエータが電力を消費するように制御することを特徴とするものである。
【００２２】
さらに、本発明の操作入力装置は、上記のいずれかの操作入力装置が、ブレーキペダル又はアクセルペダルであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば操作入力装置の電動アクチュエータは運転者の操作入力や目標とする操作特性によって、電力を発電する場合と消費する場合を切り替えることができる。本発明による操作入力装置は目標とする操作特性を良く実現しながら、平均消費電力が少なくすることができる。また、大きな操作反力は発電によって発生させることができる一方、操作速度が低速あるいは０の場合でも操作反力を発生させることができる。また、パッシブ反力手段を備えた場合やバックアップ機構を備えた場合は、操作入力装置により運転者の操作力をアシストすることができる。さらに、本発明によれば電力の発電と消費を切り替えるために特別な切り替え回路を必要とせず、また、電力を消費するための特別の抵抗や装置を必要とせず、電力を発電することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【実施例】
【００２５】
[実施例１]
本発明を適用した実施例１について、以下、図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る操作入力装置を搭載した車両の一例の構成を示す図である。101は運転者が車両を運転するために操作する操作入力装置であって、操作入力部103と操作入力制御手段102を備えている。操作入力装置は、電動アクチュエータにより、操作反力を発生させ、かつ、これを任意に変化させることができる。また、操作入力制御手段102は、蓄電手段161や車両出力装置につながる経路104を介して電力供給を受け、あるいは供給し、操作入力部103の電動アクチュエータ205を駆動するように電流や電圧を制御する。また、操作入力制御手段102は、操作入力装置の情報を、通信経路105を介して車両出力装置に伝達する。
【００２６】
操作入力装置101は、例えば運転者がペダルを踏み込む踏力によって、一定の範囲内でペダル位置やペダル速度が変化するペダル装置である。ここで、運転者が操作入力装置に対して行なう全ての入力を、「操作入力」と定義する。操作入力には操作力、操作位置、操作速度などの情報が含まれる。
【００２７】
操作入力装置101は、操作力に応じて操作位置や操作速度が変化する。また、操作位置や操作速度に応じて、操作反力が発生する。このように、操作力に対して操作反力を発生させ、運転者に操作フィーリングを与える。
【００２８】
操作入力装置101において、操作位置または操作速度、および操作反力または操作力との関係は、電気的な制御によって任意の特性通りに実現することができる。ここで、操作位置は、操作入力装置が操作された移動幅または操作距離に相当する。操作位置は操作ストロークまたは単にストロークと言い換えてもよいし、操作入力装置がペダル装置である場合は、ペダル位置またはペダルストロークでよい。操作速度は、ストローク速度と言い換えてもよいし、操作入力装置がペダル装置である場合は、ペダル速度またはペダルストローク速度でよい。操作速度は、操作位置の時間単位の変位量または操作位置を時間微分した値であり、操作位置から演算で求めることができる。
【００２９】
操作力は、運転者が操作入力装置を動かすために加える力であり、操作入力装置がペダル装置である場合、足による踏み込み力または踏力に相当する。また、操作反力は、運転者が操作入力部を操作しているときに操作入力装置から運転者に加えられる力であり、操作入力装置がペダル装置である場合、ペダル反力に相当する。操作反力は、単に反力と言い換えてもよい。操作反力は操作力と対になる力であり、一般的に操作力と反対向きの力である。本発明において、操作力と操作反力は、ほぼ等価の力として扱う。
【００３０】
次に、車両の運動に影響を与える出力を「車両出力」と定義する。車両出力は、例えば、車両を減速させる制動力や、車両を加速させる駆動力である。111，121，131，141，151は、いずれも車両出力装置である。このうち、111，121，131，141は、制動装置であり、車両の制動力を発生する。また、151は駆動装置であり、車両に駆動力を発生する。操作入力装置と車両出力装置との間は、電気的な信号のやりとりにより接続されている。操作入力装置に与えられる操作入力は、電気的な信号として車両出力装置に伝えられ、車両出力装置は、伝えられた信号情報に基づいて車両出力を発生する。操作入力装置が行なう操作位置や操作反力の制御は、車両出力装置の車両出力の制御と独立して行うことができる。
【００３１】
図１が示す実施例１では、操作入力装置101はブレーキペダル装置であり、対応する車両出力装置111，121，131，141は制動装置である。また、操作入力装置101がアクセルペダルである場合、これに対応する車両出力装置は駆動装置151である。
【００３２】
制動装置111は、電動キャリパ112と制動制御手段113を備えている。電動キャリパ112は、電動アクチュエータまたはモータを使ってピストンを動かし、パッドをロータ114に押し付けることにより車両に制動力を発生させる。制動制御手段113は、蓄電手段161や操作入力装置101につながる電力系統116から電力供給を受け、電動キャリパ112のモータを駆動するように電流や電圧を制御する。また、制動制御手段113は、通信経路115を介して伝達される操作入力装置101からの指示および電動キャリパ112の情報に基づいて、電動キャリパ112を制御する。図１では、電動キャリパ112と制動制御手段113を別体として構成したが、両者を一体としてもよい。
【００３３】
他の制動装置121，131，141も、基本的な構造は上記制動装置111と同じである。そして、制動装置111は右後輪、制動装置121が右前輪、制動装置131が左後輪、制動装置141が左前輪に装着されている。
【００３４】
151は車両に駆動力を発生させるための駆動装置である。駆動装置は、例えば、内燃機関によるエンジンでも良いし、電動機であってもよいし、エンジンと電動機の両方を備えたハイブリッドエンジンでもよいが、図１の実施例１は内燃機関を搭載したものである。
【００３５】
152は駆動装置を制御するための駆動制御手段である。駆動制御手段152は、蓄電手段161と操作入力装置101につながる電力系統156から電力供給を受け、通信経路153を介して操作入力装置101から伝達された指示と駆動装置内の情報に基づいて、駆動装置を制御する。
【００３６】
図２は、本発明に係る実施例１のシステムの構成を示すブロック図である。
制動装置111，121，131，141をまとめて制動装置201として示す。制動装置201には制動制御手段202が備わる。
駆動装置151が図１に示すようにエンジンの場合、車両に電力を供給するための発電手段171を備える。発電手段171は、駆動装置の回転エネルギーを電力に変換するものであって、オルタネータでよい。また、駆動装置151が電動機である場合、駆動装置自体が発電能力を持つため、発電手段171が付随していなくてもよいし、付随していてもよい。
系統145は、電力系統211と通信経路212を備える。
【００３７】
操作入力装置101、制動装置201、駆動装置151、蓄電手段161、発電手段171は電力系統211で接続されており、蓄電手段または発電手段から制動装置や操作入力装置に電力を供給したり、操作入力装置から蓄電手段や制動装置に電力を供給したりすることができる。また、通信経路212は操作入力装置と車両出力装置の間を接続している電気信号を伝送する情報経路であり、物理的には電線で構成されている。操作入力装置と車両出力装置は空間的に離れた場所に設置されている場合が多く、制御用の情報は、その間を結ぶ通信経路212を介して、一般的に時分割多重通信方式の電気信号を用いて伝送される。通信経路212に用いられる電気信号の形式は、シリアル通信でもよいし、ＣＡＮ、ＦｌａｘＲａｙ、ＬＡＮ等の多重通信でもよい。
【００３８】
系統145は、万一の失陥時に備えて電力系統および通信経路を多重化して構成してもよい。例えば、図３は、系統145に二つの蓄電手段を備えた例を示している。この例では、制動装置181と182は電力系統191と通信経路193に接続され、電力系統191は蓄電手段161に接続されている。また、制動装置183と184は、電力系統192と通信経路194に接続され、電力系統192はサブ蓄電手段162に接続されている。図３に示された上記系統145では、制動装置が二つ一組になって接続されるため、二重系としての信頼性を確保している。操作入力装置101は両系統に接続されるが、片方の系統が失陥しても、もう一方の系統の機能は維持できるように設計されている。
【００３９】
二重系の構成として、例えば、制動装置181，182が前輪、制動装置183，184が後輪として、前後二重系としてもよいし、制動装置181が前右輪、制動装置182が後左輪、制動装置183が前左輪、制動装置184が後右輪とするX状の二重系としてもよい。
【００４０】
また、蓄電手段161とサブ蓄電手段162は、同じ電圧であってもよいし、異なる電圧を用いてもよく、例えば、片方が12Vバッテリ、他方が36Vバッテリであってもよい。
【００４１】
図４は、操作入力装置101の一例を示すものであり、操作入力制御手段によって電気的に制御可能な電動アクチュエータ205を備えている。電動アクチュエータ205は、例えば電動機またはモータであり、電動アクチュエータ205が電力を発電するか、電力を消費するか、電流を流すと、回転軸周りに部材203が回転するか、または回転方向の力が発生する。操作入力制御装置102が電動アクチュエータ205を制御することによって操作入力装置の操作位置、操作速度、操作反力を任意に制御する。また、操作入力制御装置102は車両出力装置に車両出力指令を伝達し、車両出力装置は操作入力に応じた車両出力を発生させる。
【００４２】
操作入力装置101は、運転者が足で踏み込む作用点となる操作入力部202を備えている。操作入力部202に踏力がかかると、操作入力部202と部材203がストロークする。操作位置とは、手前から奥方向へ行くほど大きな値をとり、奥から手前方向へ行くほど小さな値をとるものとする。操作入力装置がペダルである場合、ペダルを手前側から奥側に移動させる時、ペダルを「踏む」または「踏み込む」といい、また、ペダルを奥側から手前側に移動させる時、ペダルを「放す」または「戻す」と定義する。さらに、ペダル位置を変更しないようにペダルを維持している時、ペダルを「保持する」と定義する。一般的なペダル装置では、最大限にストロークさせた時のペダル位置は０．０３〜０．１ｍ程度である。
【００４３】
操作入力装置101は、操作量検出手段204と操作力検出手段201を備えている。操作量検出手段204は、操作量として操作位置または操作速度を検出する。操作量検出手段が検出する操作量は、回転軸周りに部材203が回転した量でよいし、操作入力部202が移動またはストロークした量でよい。また、操作量検出手段204は、操作速度を直接検出してもよいし、操作位置に基づいて演算を行うことで操作速度の検出を行なうことも可能である。
【００４４】
操作量検出手段204は、電動アクチュエータ205の回転角度または回転位相を検出する電動アクチュエータ制御用センサを用いてもよいし、電動アクチュエータ制御用センサとしては、光または磁気を用いたエンコーダであってもよいし、レゾルバであってもよい。また、操作量検出手段204は、回転軸に対して部材203が回転した角度を検出することができる回転角センサであってもよく、回転角センサは可変抵抗を用いたポテンショメータまたはロータリエンコーダであってもよいし、回転スリットを用いて光ピックアップで検知する方式であってもよいし、磁気素子を用いて磁気の変化を検知する方式であってもよい。さらに、操作量検出手段204は、部材203または操作入力部202がストロークした量または操作位置を検出することができるストロークセンサであってもよい。ストロークセンサは可変抵抗を用いたポテンショメータであってもよいし、磁気回路を用いて磁気抵抗の変化として変位幅を検出する方法であってもよい。
【００４５】
操作力検出手段201は、操作力である踏力を検出し、同時に操作反力であるペダル反力を検出する。ここで、操作力検出手段201は力を検出する手段であるため、操作力と操作反力を同じものとして検出する。操作力検出手段201が検出する力は、回転軸周りに部材203を回転させるために加えられた力であってもよいし、操作入力部202を移動またはストロークさせるために加えられた力であってもよい。操作力検出手段201は、例えば歪みゲージの抵抗変化を用いて力を検出するものでもよい。
【００４６】
電動アクチュエータ205は、電動機またはモータであり、電力を供給したり電流を流すことにより回転したり、回転方向の力を発生させたりする。電動アクチュエータ205はＤＣモータであってもよいし、ＤＣブラシレスモータ、ＡＣ誘導モータまたはＡＣ同期モータであってもよい。
【００４７】
また、電動アクチュエータ205は、操作入力部と減速器206を介して接続されている。減速器206は、歯車によるものであってもよいし、遊星ギアまたは差動減速器によるものであってもよい。
【００４８】
図５は、操作入力装置101の別の一例を示すものであり、操作入力装置101は、回転直動変換機構311を備えている。電動アクチュエータ313が回転すると、その回転は回転直動変換機構311によって、直動方向に変換され、ロッド215を押したり引いたりする。ロッド215の直動運動または直動力により、部材203の操作位置、操作速度または操作力が決定する。回転直動変換機構は、例えばボールネジ、台形ネジなどを用いてもよいし、その他の機構であってもよい。かかる操作力は、力センサ312によって検出される。力センサ312は、図４が示す一例の操作力検出手段201に相当する。また、操作位置または操作速度は、電動アクチュエータ313の回転センサ314によって検出される。回転センサ314は、図４の一例の操作量検出手段204に相当するものである。
【００４９】
従来、車両が高速で走行している場合には、早い応答性とある程度しっかりした踏み応えを持ったペダル装置が好まれる傾向があり、スポーツカーなどでは常時踏み込みに対して堅いペダルとなっており、車両出力も常時比較的大きく設定されている。また、低速で走行している場合には、少ない踏力でも安定した車両運転ができるように柔らかいペダル装置が好まれる傾向があり、ファミリーカーなどでは、常時踏み込みに対して柔らかいペダルとなっており、車両出力もスポーツカーに比べると小さく設定されている。このように、従来の車両では、主に対象とする運転者や車両の種類に狙いを定めて操作位置、操作反力、車両出力を設定する必要があった。
【００５０】
これに対し、本発明に係る上記の電動アクチュエータを備えた操作入力装置によるバイワイヤシステムを用いると、走行中のその時点における車両の状態や車両外の環境の状態に基づいて、操作位置と操作反力の関係を電気的に変化させることができるので、リアルタイムで操作入力装置の特性を適宜制御することにより、その時点における好適な車両の操作性を実現することができる。
【００５１】
操作入力装置101は、操作入力制御手段102が電動アクチュエータ205を制御することにより好適な操作反力を発生させるものであるが、操作反力を剛性反力と粘性反力とに分けて、数式１のように表すことができる。
【００５２】
[数式１]
操作反力 ＝ 剛性反力 ＋ 粘性反力
【００５３】
ここで、剛性反力は、操作位置に応じて大きさが変わる反力であって、操作位置がより大きくなるとより大きな値となる。すなわち、同じ操作位置に対する剛性反力が大きい操作入力装置は、操作時に堅いフィーリングを与える。逆に、同じ操作位置に対する剛性反力が小さい操作入力装置は、柔らかいフィーリングを与える。
【００５４】
粘性反力は、操作速度に応じて大きさが変わる反力であり、操作速度がより大きくなるとより大きな値となる。同じ操作速度に対する粘性反力が大きい操作入力装置は、操作時にねばねばしたフィーリングを与える。逆に、同じ操作速度に対する粘性反力が小さい操作入力装置は、バネ感の強いフィーリングを与える。
【００５５】
図６は、操作入力装置101が発生する操作反力の例を示す。
図６（ａ）において、501は操作速度が略０の場合の操作反力を示し、502と503は、操作速度が異なる場合の操作反力を示す。
【００５６】
図６（ｂ）において、511は、操作速度が極めて小さい速度である場合であり、この場合の操作反力が図６（ａ）における501である。501は、数式1における剛性反力に略相当するものであり、剛性反力は操作位置にのみ依存して大きくなる。
操作速度が大きい場合、粘性反力が大きくなるので、操作反力も大きくなる。501が剛性反力に略相当するので、操作速度が図６（ｂ）における512、更に513のように大きくなると、操作反力は図６（ａ）において、それぞれ502、更に503のように操作速度に応じて大きくなる。ここで、操作反力501に対して、操作反力が502、更に503のように大きくなった場合、その差分は数式1における粘性反力に相当する。
【００５７】
図６（ｃ）と（ｄ）は、それぞれ操作速度と操作位置によって変化する粘性反力を示す。図６（ｃ）は操作速度と粘性反力の関係を示した図であり、この図中の521は操作位置504における操作速度に対する粘性反力の関係の一例を、同じく522と523は、それぞれ操作位置505と506における操作速度に対する粘性反力の関係を示す例である。また、図６（ｄ）は操作位置と粘性反力の関係を示した図であり、この図中の531は、操作速度が511の場合の粘性反力の例を示し、粘性反力が非常に小さいものであることを示している。同じく532と533は、それぞれ操作速度512、513の場合の粘性反力を示している。
【００５８】
電動アクチュエータは、操作入力装置に操作反力を発生させるために、必要なトルクを発生させる。電動アクチュエータにトルクを発生させるためには電動アクチュエータに電流を流す必要がある。そのため、操作入力制御手段102は、例えば図６に示された操作反力を発生させるために電動アクチュエータに流れる電流を制御する。
【００５９】
ここで、操作入力制御手段102が電動アクチュエータに流そうとする電流は、数式2によって求まる。
【００６０】
[数式２]
電流＝Ｋ１×（目標の操作反力−操作力＋メカ機構による抵抗力）
ここで、「K１」は、電動アクチュエータのトルク定数や操作入力装置の減速比によって決まる比例定数である。「メカ機構による抵抗力」とは、操作入力装置各部の摺動部の摩擦や減速機の効率などに依存する抵抗力であり、更に、操作入力装置の変形による反力、操作入力装置にバネ要素による機構が取り付けてある場合はその反力も含まれる。
【００６１】
図７は、操作入力制御手段が電力系統211との間に備える電力変換回路547を一例として示す。ここでは、電動アクチュエータが三相モータ301である場合が示されており、電力変換回路547は、最小でも６個のスイッチング素子532，533，534，535，536，537を備え、それぞれのスイッチング素子毎にフライホイールダイオード538，539，540，541，542，543を有する。これらのスイッチング素子は、パワートランジスタ、MOS FETまたはIGBT等でよい。一般的に電動アクチュエータの定格容量が数百W以下であればMOS FETを、数ｋW以上であればIGBTが用いられる。また、電力変換回路547は電流センサ544，545，546を有して、三相モータ301に流れる電流を検出する。電流センサ546はなくてもよい。演算処理装置550は、回転センサ548によって検出した回転角度と回転角速度から、操作位置と操作速度を計算する。また、操作力549を取得するようにしてもよい。演算処理装置550は、上記の電流値、操作位置、操作速度、操作力に基づいて、三相モータに流れる電流を制御する。インタフェースＩＣ531は、演算処理装置550の出力した電気信号をスイッチング素子を駆動する信号に変換する。
【００６２】
図８は、電動アクチュエータが直流ブラシ付きモータ301である場合の電力変換回路561を示す。電力変換回路561は、最小でも４個のスイッチング素子を備え、フライホイールダイオード566〜569を、各スイッチング素子に各１個備えている。
【００６３】
上記の図７、図８に示す場合、上アーム素子（図７の532，533，534または図８の562，563）のいずれかの素子がONとなり、下アーム素子（図7の535，536，537または図８の564，565）のいずれかの素子がONとなると、電力供給源である電力系統211から電流が該上アーム素子を通過して電動アクチュエータ301である三相モータまたは直流ブラシ付きモータに流れ、更に電動アクチュエータを通った電流は該下アーム素子を通過してGNDへ流れる。そのため、演算処理装置550は、上アーム素子と下アーム素子のON（駆動）タイミングを制御することにより、電動アクチュエータに流れる電流を制御して、電動アクチュエータに必要なトルクを発生させることができる。
【００６４】
以上、電動アクチュエータにトルクを発生させる場合について説明したが、本発明に係る操作入力装置では、外部からの力により電動アクチュエータが回転されることがある。電動アクチュエータは、一般的にモータであるが、モータは基本的な構造が発電機と同じである。そのため、モータは外部から回されると発電機として作用する。一般に発電機において、発生電圧は回転数に比例する。
【００６５】
ここで、電動アクチュエータの無負荷回転速度は、電力系統211の電圧と電動アクチュエータの誘起電圧定数で定まり、発電とは、電動アクチュエータが無負荷回転速度以上で回転された時に電動アクチュエータが電力を生み出すことを意味することが一般的である。また、電動アクチュエータが無負荷回転速度以下の回転速度で回転されて電力を生み出す場合には、回生と呼ばれることが一般的である。しかし、本発明においては、電動アクチュエータの発電には、無負荷回転速度以下での回生が含まれるとし、電動アクチュエータが電力を生み出す場合には、その回転速度に関わらず発電という。
【００６６】
本発明による操作入力装置では、状況に応じて、電動アクチュエータを発電機として用いることで電力系統からの電力供給を受けずにトルクを発生させる制御を行う。具体的には、電動アクチュエータが電力の供給源となって、操作入力制御手段102が電力系統211に向けて電流が流れるように電力変換回路を制御する。この場合、電力は電動アクチュエータから供給されるのであり、電動アクチュエータからの電流は上アーム素子に付随するフリーホイールダイオード（図７の538，539，540または図８の566，567）のいずれかを通って、電力系統に流れ込む。この場合、スッチング素子がＯＦＦの時に電動アクチュエータ301から電力系統211に電流が流れるため、演算処理装置は、上アーム素子と下アーム素子のOFF（非駆動）タイミングを制御することにより、電動アクチュエータにトルクを発生させる。
【００６７】
電動アクチュエータ301を電力の供給源とするためには、第一に電動アクチュエータが外部から回されることが必要である。すなわち、トルクと反対の方向閾値以上の操作速度が出ていることが必須である。さらに、電動アクチュエータが電力の供給源となるかどうかは、電動アクチュエータにより発生するトルクと電動アクチュエータの回転速度によって定まり、電力変換回路のダイオードによる電圧降下やスイッチング損失、電動アクチュエータの磁石による磁束鎖交数などにより決定される。電動アクチュエータの発生するトルクは操作反力として作用するため、電動アクチュエータが発電を行うかどうかは操作反力と操作速度によって定まる。
【００６８】
操作位置が大きくなるにつれて操作反力が大きくなる方向に操作入力装置が操作されている場合、操作速度が操作反力に基づいて定められる所定の閾値より小さいか、操作反力が操作速度に基づいて定められる所定の閾値より小さいと、電動アクチュエータは電力を消費する。これに対して、操作速度が操作反力に基づいて定められる所定の閾値より大きいか、操作反力が操作速度に基づいて定められる所定の閾値より大きいと、電動アクチュエータは電力を発電する。
【００６９】
操作位置が小さくなるにつれて操作反力が小さくなる方向に操作入力装置が操作されている場合、操作速度が操作反力に基づいて定められる所定の閾値より大きいか、操作反力が操作速度に基づいて定められる所定の閾値より大きいと、電動アクチュエータは電力を消費する。これに対し、操作速度が操作反力に基づいて定められる所定の閾値より小さいか、操作反力が操作速度に基づいて定められる所定の閾値より小さいと、電動アクチュエータは電力を発電する。
【００７０】
図９は、操作速度と操作反力に基づいて、電動アクチュエータが、電力系統を電力の供給源とする場合であるか、または電動アクチュエータを電力の供給源とする場合であるかを判定する関係を示した図である。図９において、操作速度と操作反力の関係が閾値581よりも上側または閾値582よりも下側の斜線部内にある場合、電動アクチュエータは電力を電力系統に供給し、それ以外のときは、電力系統から電動アクチュエータに電力を供給する。
【００７１】
閾値581，582は、操作速度585，586において無限大または負の無限大となる。操作速度585，586より遅い操作速度では、発生した電力は、操作入力制御手段102または電力変換回路547，561による電気的なロスとなる。こうしたロスは、具体的には、ダイオードやスイッチング素子のドロップや損失、上下アーム素子が電動アクチュエータを介さず短絡するのを防ぐためのデットタイムなど制御上の制約に基づくものである。また、操作速度は、操作入力装置の減速比などによっても変化するので、その閾値は、装置全体の最適化を考慮して設計されるべき値である。また、破線583，584は、数式２に表れたメカ機構による抵抗力に相当し、閾値581，582の上限または下限を与えるものとなる。
【００７２】
図９の斜線部は、図６に示された操作反力において、ある程度以上の操作位置と操作速度における操作反力の殆どを、電動アクチュエータを電力源として実現することができることを示している。すなわち、大きな反力を実現するのに、電力系統からの電力を必要としないので、装置全体としての電力消費量を減らすことができる。また、一般的に電動アクチュエータを電力系統から供給された電力で駆動する場合、回転速度が大きくなると発生できるトルクが小さくなってしまう。そのため、大きな容量の電動アクチュエータを用いないと、操作速度が大きい領域で大きな操作反力を発生させることができない。しかし、電動アクチュエータから電力系統211に電力を供給する場合、電動アクチュエータの発電電流は電動アクチュエータの回転速度が大きいほど大きくなるため、操作速度が大きいほど大きな操作反力を発生することが可能となるため、操作入力装置が備える電動アクチュエータを、比較的小さくすることができる。
【００７３】
一般的な発電機によっても、操作速度が大きい領域で操作反力を発生できるが、操作位置を保ったまま一定に保持するような操作をした場合、操作速度が０となり、発電が不可能となって、操作反力が消失してしまう。しかし、図９が示すような閾値を持つ操作入力制御手段によれば、操作速度が０の場合でも、操作反力を発生させることができる。
【００７４】
電動アクチュエータが電力系統211に電力を供給する場合、その電力は蓄電手段161の蓄電量の残りに余裕があれば、蓄電手段161に蓄電することが可能であるが、車両の走行中は蓄電手段161に発電手段171から常に電力が供給されているため、必ずしも蓄電量の残りに余裕があるとは限らない。
【００７５】
蓄電手段161の蓄電量の残りに余裕がない場合、発電された電流の行き場がなくなるので、操作入力装置の状態にかかわらず操作入力装置の電動アクチュエータは電力を正常に発電できなくなってしまう。また、電力は電圧と電流の積のため、電動アクチュエータが発電しても十分電流が流れない場合、電力系統211の電圧が異常に高くなる可能性があり、車両の電力系統に接続されている他のコントローラや電気装置に悪影響を与えることや故障させてしまうおそれがある。その対策として、抵抗などの素子に電流を流して電力を消費させる方法もあるが、比較的大型の抵抗素子が必要となり、また、相当量の放熱処理を行わなければならないため、低コスト化、小型化、軽量化に反し、コスト面でも不利となる。
【００７６】
本発明は、操作入力装置を備えた車両において、必然的に備えられる車両出力装置において電力を消費する、すなわち、操作入力装置において発電が行われる場合、その情報を通信経路を介して車両出力装置に伝達し、車両出力装置は発電した電力を十分消費できるだけの車両出力を発生させるようにしている。
【００７７】
ここで、操作入力装置が発電する電力が大きくなるのは、操作力が大きい場合や操作速度が大きい場合である。また、車両出力装置の消費する電力が大きくなるのは、車両出力が大きい場合や車両出力速度が大きい場合である。ここで、車両出力速度とは、車両出力が増加する速度または減少する速度を意味する。したがって、車両出力装置は、操作入力装置での操作力や操作速度から、必要な車両出力や車両出力速度を発生させ、操作入力装置が発電した電力を消費する。
【００７８】
車両出力装置が消費する電力が操作入力装置で発電する電力より大きい場合、足りない電力は蓄電手段161から供給されるので、車両出力装置が必要な電力を確保することができる。そのため、車両出力装置が消費する電力は、操作入力装置が発電する電力よりも大きくなるようにすればよい。
【００７９】
以上のように、本発明によれば、操作入力装置では、操作反力と操作速度に基づいて電力を発電したり消費したりすると共に、操作入力装置が発電する場合、車両出力装置と連携して電力を消費することができるので、車両の電力系統に対して好適な電力需給を実現することができる。また、電力発電を利用することにより、操作入力装置を比較的低容量で小型な電動アクチュエータを用いて実現することができるようになる。
【００８０】
[実施例２]
図１０は、本発明に係る操作入力装置が、操作反力を発生させるための手段として、パッシブ反力手段を備えたものである実施例２を示す図である。図１０（ａ）から（ｄ）は、実施例２の種々の形態を示している。図１０（ａ）、図１０（ｂ）が示す例では、パッシブ反力手段703は、バネ704によってロッド706にバネ反力を発生させることにより操作入力部705に操作反力を発生させる。図１０（ｃ）、図１０（ｄ）が示す例では、パッシブ反力手段709は、バネ710と油圧回路711によってロッド706にバネ反力と油圧の反力を発生させることにより操作入力部705に操作反力を発生させる。また、図１０（ａ）、図１０（ｃ）が示す例では、電動アクチュエータ701は回転軸702にトルクを発生させて操作入力部705に操作反力を発生させる。図１０（ｂ）、図１０（ｄ）が示す例では、電動アクチュエータ701のトルクは、回転直動変換機構708によって直動方向の力に変換され、ロッド706の反力と合わさってロッド707に伝達され、操作入力部705で操作反力となる。
【００８１】
図１０（ａ）〜（ｄ）が示す操作入力装置は、いずれのものも電動アクチュエータとパッシブ反力手段の両方を合わせた操作反力を生成することができる。パッシブ反力手段によって生成される反力（パッシブ反力）は、パッシブ反力手段の機械的特性によって定まり、電気的に制御することができないが、電気的に制御できる電動アクチュエータによる操作反力（電動アクチュエータ反力）が加えられるか減じられることにより、全体の操作反力を適宜生成することができる。
【００８２】
図１１は、操作入力装置の操作位置と操作反力の関係を示す一例である。731はパッシブ反力を示している。パッシブ反力は電気的な要素によって変化しないものであって、操作位置が大きくなればなるほど大きくなる。これに対し、電動アクチュエータ反力で変化させることのできる操作反力の幅は操作位置に関わらず一定である。それゆえ、全体の操作反力は731を中心に電動アクチュエータ反力分の幅を持った領域内で制御可能である。図１１では、例えば734は操作反力の最小値、735を操作反力の最大値とする。732は電動アクチュエータ反力を制御することにより実現した任意の操作反力である。操作反力が732である時、矢印733は制御している電動アクチュエータ反力を示す。操作反力がパッシブ反力より大きい時は電動アクチュエータ反力が正であり、操作反力がパッシブ反力より小さい時、電動アクチュエータ反力は負である。
【００８３】
一般的に操作入力装置の操作反力には好適な特性の幅がある程度決まっており、操作反力全てを電動アクチュエータ反力で賄うより、パッシブ反力を利用して図１１の最小値734から最大値735の間で電動アクチュエータ反力を可変にすることにより、電動アクチュエータの容量・サイズの小型化と消費電力を抑えることが可能となる。
【００８４】
図１０（ａ）〜（ｄ）が示す操作入力装置において、操作反力とパッシブ反力の差と操作速度の関係から、電動アクチュエータが電力を消費するか発電するかを決めることができる。操作位置が大きくなる方向か、操作反力とパッシブ反力の差が大きくなる方向に操作入力装置が操作されている場合、操作速度が該差に基づいて定められる所定の閾値より小さい場合または該差が操作速度に基づいて定められる所定の閾値より小さい場合には、電動アクチュエータが電力を消費する。これに対し、操作速度が該差に基づいて定められる所定の閾値より大きい場合または該差が操作速度に基づいて定められる所定の閾値より大きい場合、電動アクチュエータが電力を発電する。
【００８５】
また、操作位置が小さくなる方向か、操作反力とパッシブ反力の差が小さくなる方向に操作入力装置が操作されている場合、操作速度が該差に基づいて定められる所定の閾値より大きい場合または該差が操作速度に基づいて定められる所定の閾値より大きい場合、電動アクチュエータが電力を消費する。これに対し、操作速度が該差に基づいて定められる所定の閾値より小さい場合または該差が操作速度に基づいて定められる所定の閾値より小さい場合、電動アクチュエータが電力を発電する。
【００８６】
また、図１０（ａ）〜（ｄ）が示す操作入力装置において、電力供給源を電力系統とするか電動アクチュエータとするかを判断するために、例えば、図１２が示す閾値を用いることができる。図１２では、縦軸が操作反力−パッシブ反力（差）となる。図１０（ａ）〜（ｄ）が示す操作入力装置に図１２を適用することにより、小型の電動アクチュエータを用いて高速の操作速度まで対応できる操作入力装置を実現することができる。
【００８７】
図１３は、操作入力手段の閾値を示すものであり、横軸に操作速度を縦軸に電動アクチュエータのトルクを示したものである。
【００８８】
操作反力または操作反力−パッシブ反力（差）となる力は、電動アクチュエータのトルクにより発生する。そのため、操作位置が大きくなる方向か、トルクが大きくなる方向に操作入力装置が操作されている場合は、操作速度がトルクに基づいて定められる所定の閾値より小さい場合またはトルクが操作速度に基づいて定められる所定の閾値より小さい場合、電動アクチュエータが電力を消費する。これに対し、操作速度がトルクに基づいて定められる所定の閾値より大きい場合またはトルクが操作速度に基づいて定められる所定の閾値より大きい場合、電動アクチュエータが電力を発電する。これに対し、操作位置が小さくなる方向か、トルクが小さくなる方向に操作入力装置が操作されている場合は、操作速度がトルクに基づいて定められる所定の閾値より大きいか、トルクが操作速度に基づいて定められる所定の閾値より大きければ電動アクチュエータが電力を消費し、操作速度がトルクに基づいて定められる所定の閾値より小さいか、トルクが操作速度に基づいて定められる所定の閾値より小さければ電動アクチュエータが電力を発電する。
トルクに基づいて電力を発電するか消費するかを判断する場合には、パッシブ反力機構の有無に関わらず本発明の実施が可能となる。
【００８９】
[実施例３]
図１４は、本発明に係る操作入力装置の実施例３を搭載した車両のシステム構成を示す模式図である。101は、実施例１において説明した操作入力装置と同様のものであって、ブレーキペダルである。111，131は、実施例１において説明した車両出力装置と同様のものであって、電動アクチュエータによりピストンをパッドに押し付けて車両に制動力を発生させる電動ブレーキ装置である。803，804は車両に制動をかける車両出力装置であって、油圧でピストンをパッドに押し付けて車両に制動力を発生させるための油圧キャリパである。電動油圧ポンプ802は、油圧配管805，806を介して油圧キャリパ803，804に油圧を与える。電動油圧ポンプ８０２は、電動アクチュエータを備えており電動油圧ＥＣＵにより制御される。電動油圧ＥＣＵは車両の電力系統から電力の供給を受けると共に、通信経路を介して操作入力装置101と車両出力装置111，131に接続されている。
【００９０】
電動油圧ポンプ802と電動油圧ＥＣＵ801は、正常時には電力系統から供給された電力によって、操作入力に従った油圧を車両出力装置803，804に発生させる。しかし、ポンプやＥＣＵの故障、電力系統や通信経路の異常発生により、電動油圧ポンプによる油圧の発生ができなくなる事故の可能性があり、その対策としてバックアップ機構が設けられている。具体的には油圧配管807がペダルに接続されている。
【００９１】
電動油圧ポンプによる油圧の発生ができない場合の対策として、運転者の操作力により直接的に油圧を発生させる際に、ピストンを摩擦材に押し付けて十分な制動力を発生させるためには運転者の操作力だけでは一般的に不足する。そのため、電動油圧ポンプによる油圧の発生ができない事故が発生した場合、操作入力装置は運転者の操作力をアシストする方向に電動アクチュエータを駆動し、運転者の操作力以上の大きな油圧を発生させることが必要となる。そのため、操作入力制御手段は、操作反力と操作速度に関わらず、電力を消費するように電動アクチュエータを制御して、上記アシストに必要なトルクを発生させる。
【００９２】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、四輪の制動装置がすべて電動油圧ポンプによって作動する場合においても、同様の適用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明によれば操作入力装置の操作反力と操作速度に基づいて、電力を発電または消費することにより、車両の電力系統に対して、好適な電力需給が実現できる。また、電力発電を利用することにより操作入力装置を、比較的低容量化、小型な電動アクチュエータで実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】図1は本発明に係る操作入力装置を搭載した車両の一例の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１のシステムの一例の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例１のシステムが二つの蓄電手段を備えた別の例を示すブロック図である。
【図４】操作入力装置の一例を示すものである。
【図５】操作入力装置の別の例を示すものである。
【図６】操作入力装置の電動アクチュエータが発生させる操作反力の例を示すものである。
【図７】操作入力制御手段が電力系統との間に備える電力変換回路の一例を示すものである。
【図８】電動アクチュエータが直流ブラシ付きモータである場合の電力変換回路を示すものである。
【図９】操作入力手段の閾値の一例を示すものであり、横軸に操作速度を縦軸に操作入力手段の操作反力をとったものである。操作入力制御手段の閾値を示す一例である。
【図１０】本発明に係る操作入力装置がパッシブ反力手段を備えたものである実施例２を示す図であり、（ａ）から（ｄ）までの各図は、実施例２の種々の形態を示している。
【図１１】操作入力装置の操作位置と操作反力の関係を示す一例である。
【図１２】操作入力手段の閾値の一例を示すものであり、横軸に操作速度を縦軸に操作入力手段の操作反力とパッシブ反力の差をとったものである。
【図１３】操作入力手段の閾値の一例を示すものであり、横軸に操作速度を縦軸に電動アクチュエータのトルクをとったものである。
【図１４】本発明に係る操作入力装置の実施例３を搭載した車両のシステム構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９５】
101    操作入力装置
102    操作入力制御手段
103    操作入力部
104    経路
111、121、131、141    車両出力装置（制動装置）
115    通信経路
116    電力系統
145    系統
151    車両出力装置（駆動装置）
161    蓄電手段
162    サブ蓄電手段
191    電力系統
192    通信経路
202    操作入力部（制動制御手段）
203    部材
204    操作量検出手段
205    電動アクチュエータ
211    電力系統
212    通信経路
215    ロッド
311    回転直動変換機構
312    力センサ
313    電動アクチュエータ
314    回転センサ
531    インタフェースＩＣ
532〜53７    スイッチング素子
538〜543    フライホイールダイオード
544〜546    電流センサ
547    電力変換回路
548    回転センサ
550    演算処理装置
561    電力変換回路
562〜565    スイッチング素子
566〜569    フライホイールダイオード
701    電動アクチュエータ
702    回転軸
703、709    パッシブ反力手段
704、710    バネ
705    操作入力部
706、707    ロッド
711    油圧回路
801    電動油圧ECU
802    電動油圧ポンプ
803、804    車両出力装置（油圧キャリパ）
805、806、807    油圧配管
【図１】
2008260475.tif 000003
【図２】
2008260475.tif 000004
【図３】
2008260475.tif 000005
【図４】
2008260475.tif 000006
【図５】
2008260475.tif 000007
【図６】
2008260475.tif 000008
【図７】
2008260475.tif 000009
【図８】
2008260475.tif 000010
【図９】
2008260475.tif 000011
【図１０】
2008260475.tif 000012
【図１１】
2008260475.tif 000013
【図１２】
2008260475.tif 000014
【図１３】
2008260475.tif 000015
【図１４】
2008260475.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月17日(2007.8.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2008260475.tif 000017