(57)【要約】【課題】ペダル操作子の踏み込み位置のばらつきに拘わらず、常に安定した操作フィーリングを得ることのできる車両のペダル式操作装置を提供する。【解決手段】ペダル操作子５上に、踏み込み荷重を検出する圧力センサ９Ａ，９Ｂ，９Ｃを設ける。ペダル操作子５と車体の間に、反力スプリング７と支持位置調整装置８を設け、支持位置調整装置８で反力スプリング７の支持位置を変えることで反力スプリング７のセット荷重を調整する。圧力センサ９Ａ，９Ｂ，９Ｃの検出値を基に荷重分布中心からペダル操作子５の支持軸３までの距離を推定し、推定した距離に応じて支持位置調整装置８で反力スプリング７のセット荷重を調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者による踏み込みによって回動支点を中心に揺動操作されるペダル操作子を備えた車両のペダル式操作装置において、
前記ペダル操作子上に作用する踏み込み荷重を検出する荷重検出手段と、
前記ペダル操作子の操作反力を調整する反力調整手段と、を設け、
前記荷重検出手段で検出した荷重により荷重分布中心位置を判断し、該荷重分布中心位置から前記ペダル操作子の回動支点までの距離に応じて前記反力調整手段による操作反力を調整することを特徴とする車両のペダル式操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブレーキペダルやアクセルペダル等の車両のペダル式操作装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に用いられるブレーキペダル等のペダル式操作装置は、運転者によって踏み込み操作されるペダル操作子が車体に揺動自在に支持され、ペダル操作時に、運転者からブレーキ装置等の操作機器に操作力が伝達される一方で、操作機器やペダル操作子の反力スプリングから操作反力が運転者の足に作用する（例えば、特許文献１参照）。
この操作反力、特に、反力スプリングの操作反力は運転者に適度な操作感を与え、運転者が操作状況を把握するのに重要な役目を果たす。
【特許文献１】特開平６−１４４２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のようなペダル式操作装置の場合、運転者の足に作用するペダル操作子の反力はペダル操作子上の踏み込み位置、つまり、回動支点から踏み込み位置までの距離に応じて変化する。このため、ペダル操作子の操作量が一定であっても、運転者によるペダル操作子上の踏み込み位置が回動支点に近い場合には、回動支点から遠い場合に比べて大きな操作荷重を加えなければならない。したがって、ペダル操作子の踏み込み位置によって運転者の操作荷重が異なり、運転者の操作フィーリングが大きく変動することが懸念されている。
【０００４】
そこでこの発明は、ペダル操作子の踏み込み位置のばらつきに拘わらず、常に安定した操作フィーリングを得ることのできる車両のペダル式操作装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、運転者による踏み込みによって回動支点（例えば、後述の実施形態における支持軸３）を中心に揺動操作されるペダル操作子（例えば、後述の実施形態におけるペダル操作子５）を備えた車両のペダル式操作装置において、前記ペダル操作子上に作用する踏み込み荷重を検出する荷重検出手段（例えば、後述の実施形態における圧力センサ９Ａ，９Ｂ，９Ｃ）と、前記ペダル操作子の操作反力を調整する反力調整手段（例えば、後述の実施形態における反力スプリング７および支持位置調整装置８）と、を設け、前記荷重検出手段で検出した荷重により荷重分布中心位置を判断し、該荷重分布中心位置から前記ペダル操作子の回動支点までの距離に応じて前記反力調整手段による操作反力を調整することを特徴とする。
これにより、ペダル操作子が運転者によって踏み込まれると、ペダル操作子上に作用した踏み込み荷重が荷重検出手段によって検出されるとともに、検出された荷重に基づいて荷重分布中心位置が判断され、ここで判断された荷重分布中心位置からペダル操作子の回動支点までの距離に応じて反力調整手段による操作反力の大きさが調整される。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、ペダル操作子上の荷重分布中心位置からペダル操作子の回動支点までの距離に応じて、反力調整手段によってペダル操作子の操作反力が調整されるため、ペダル操作子の踏み込み位置のばらつきに拘わらず、常に安定した操作フィーリングを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図中１は、この発明にかかるペダル式操作装置であり、この実施形態では、ブレーキペダル２にこの発明にかかるペダル式操作装置１が適用されている。ブレーキペダル２は、車体側の支持軸３に揺動自在に支持されたペダルレバー４の先端部にペダル操作子５が一体に形成され、ペダル操作子５が運転者の足裏で踏み込み操作されるようになっている。また、ペダルレバー４の基部にはアーム６が一体に延設され、このアーム６を通して図示しないブレーキ装置が操作されるようになっているとともに、アーム６と車体の間に、ペダル操作子５に操作反力を付与するための反力スプリング７（反力調整手段）と、この反力スプリング７の車体側支持位置を調整する支持位置調整装置８（反力調整手段）が設けられている。
【０００８】
運転者の足裏で踏まれるペダル操作子５の踏面５ａには複数の圧力センサ９Ａ，９Ｂ，９Ｃ（荷重検出手段）が設置されている。この例では、ペダル操作子５と略同幅の３つの圧力センサ９Ａ，９Ｂ，９Ｃが、支持軸３からの距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３（図２参照）が夫々異なるように踏面５ａ上に設置されている。各圧力センサ９Ａ，９Ｂ，９Ｃで検出された圧力信号はコントローラ１０に入力され、コントローラ１０において、荷重分布中心位置から支持軸３までの距離Ｌを推定する演算を行い、支持位置調整装置８に対し、推定した距離Ｌに応じた指令信号、つまり、一定のペダル操作を行うのに運転者の操作荷重が常に一定になるよう操作反力を調整する指令信号を出力する。
【０００９】
コントローラ１０における距離推定のための演算の一例を以下に示す。
各圧力センサ９Ａ，９Ｂ，９Ｃから支持軸３までの距離と各圧力センサ９Ａ，９Ｂ，９Ｃの検出値を表１のように決め、推定距離をＬ、圧力センサ９Ａ，９Ｂ，９Ｃの検出値の和をＰとすると、推定距離Ｌは、例えば、以下の式（１）のような演算式によって求めることができる。
Ｌ＝Ｌ１（Ｐ１／Ｐ）＋Ｌ２（Ｐ２／Ｐ）＋Ｌ３（Ｐ３／Ｐ）  …（１）
（ただし、Ｐ＝０の場合を除く）
【００１０】
【表１】
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【００１１】
上記の式（１）で示す演算では、各距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に荷重の大きさに応じた重み付けをして加算したものを推定距離Ｌとしている。したがって、印加荷重の大きい領域ほど距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に掛け合わせる重み付けが大きくなり、ここで推定された距離Ｌは、ペダル操作子５の踏面に作用する全荷重の荷重中心から支持軸３までの距離にほぼ等しくなる。
【００１２】
また、支持位置調整装置８としては、例えば、ステッピングモータ２０を用いることができる。
図３は、支持位置調整装置８としてステッピングモータ２０を用いた場合のペダル式操作装置１の作動原理を示す概略構成図である。
この例の場合、反力スプリング７の支持位置（支持ピン２１）がステッピングモータ２０によって操作されるようになっている。そして、ステッピングモータ２０が時計方向に設定角度の範囲内で旋回する場合には、反力スプリング７の支持位置がペダルレバー４に近付くことで操作反力を弱め、逆に、ステッピングモータ２０が反時計方向に設定角度の範囲内で旋回する場合には、反力スプリング７の支持位置がペダルレバー４から遠ざかることで操作反力を強める。したがって、前述のようにして求めた推定距離Ｌに応じてステッピングモータ２０の回動位置を適宜制御することで操作反力を調整し、荷重分布中心位置のばらつきによる操作荷重の変動を無くすことができる。
【００１３】
今、荷重分布中心位置がペダル操作子５の中央の圧力センサＬ２上にあるときを基準とし、推定距離ＬがＬ＜Ｌ２のとき操作反力を弱め、Ｌ＞Ｌ２のときに操作反力を強める制御を行うとすると、ステッピングモータ２０の回転角θは、以下の式（２）で表すことができる。
θ＝ｋ（Ｌ−Ｌ２）＋ｅ  …（２）
（ただし、ｋ，ｅは定数）
なお、ｋは、ペダル操作子５の踏み込み位置によらずに同等の反力トルクが得られるように設定され、ｅは、ユーザが好みに応じてつまみ調整等によって値を調整できる定数であり、初期値は０に設定されている。
【００１４】
以上のようにこのペダル式操作装置１においては、ペダル操作子５上の荷重分布中心位置から支持軸３までの距離を推定し、その推定距離に応じて支持位置調整装置８によって反力スプリング７のセット荷重を調整するため、ペダル操作子５の踏み込み位置のばらつきによる操作荷重の変動を無くすことができる。したがって、このペダル式操作装置１によれば、極めて簡単な構造でありながら、踏み込み位置のばらつきによる影響を無くして常に安定した操作フィーリングを得ることができる。
【００１５】
また、支持位置調整装置８としてステッピングモータ２０を用いた場合には、反力スプリング７の支持位置を迅速に、かつ高い精度で制御することができるため、ペダル操作子５の踏み込み位置のばらつきによる操作フィーリングの変動をより確実に低減することができる。
【００１６】
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態においては、この発明にかかるペダル式操作装置をブレーキペダルに適用したが、ブレーキペダル以外にもアクセルペダルやクラッチペダル等にも適用することが可能である。また、上記の実施形態では、支持位置調整装置としてステッピングモータを適用したが、支持位置調整装置はステッピングモータに限らず、その他のモータや油圧等を用いる種々のアクチュエータを適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の一実施形態を示すものであり、ペダル操作子の上部側を踏み込んだときにおける模式的な部分断面側面図。
【図２】同実施形態を示す斜視図。
【図３】同実施形態の原理を示す模式図。
【符号の説明】
【００１８】
１…ペダル式操作装置
３…支持軸（回動支点）
５…ペダル操作子
７…反力スプリング（反力調整手段）
８…支持位置調整装置（反力調整手段）
９Ａ，９Ｂ，９Ｃ…圧力センサ（荷重検出手段）
１０…コントローラ（荷重検出手段）
２０…ステッピングモータ（支持位置調整装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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