(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセルペダルから伝わる踏力により休止位置から最大踏み込み位置まで移動可能に支持されたペダルアームと、前記ペダルアームを休止位置に向けて復帰させるべく付勢する復帰スプリングと、前記ペダルアームの移動に伴なって摩擦力を発生する摩擦力発生機構と、前記アクセルペダルの踏み込み量を検出する検出手段と、前記検出手段の出力信号に基づいてエンジンの吸気系に配置されたスロットルバルブの開度を制御する制御手段とを備え、前記ペダルアームが前記休止位置から所定量移動する範囲において所定レベル以上の踏力を生じない遊び領域を設けたアクセルペダル装置であって、
前記制御手段は、前記検出手段の検出信号が前記遊び領域に対応して予め設定された閾値以下のとき、前記スロットルバルブの開度を一定に保持する、
ことを特徴とするアクセルペダル装置。
【請求項２】
前記摩擦力発生機構は、相対的に移動可能な状態及び一体的に移動可能な状態になり得る第１可動摩擦部材及び第２可動摩擦部材を含み、かつ、前記第１可動摩擦部材が前記第２可動摩擦部材と一体的に移動可能な状態になる前の移動領域が前記遊び領域に対応すると共に所定レベル以上の摩擦力を発生しないように形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のアクセルペダル装置。
【請求項３】
アクセルペダルから伝わる踏力により休止位置から最大踏み込み位置まで移動可能に支持されたペダルアームと、前記ペダルアームを休止位置に向けて復帰させるべく付勢する復帰スプリングと、前記ペダルアームの移動に伴なって摩擦力を発生する摩擦力発生機構と、前記アクセルペダルの踏み込み量を検出する検出手段と、を備え、前記ペダルアームが前記休止位置から所定量移動する範囲において所定レベル以上の踏力を生じない遊び領域を設けたアクセルペダル装置であって、
前記摩擦力発生機構は、相対的に移動可能な状態及び一体的に移動可能な状態になり得る第１可動摩擦部材及び第２可動摩擦部材を含み、かつ、前記第１可動摩擦部材が前記第２可動摩擦部材と一体的に移動可能な状態になる前の移動領域が前記遊び領域に対応すると共に所定レベル以上の摩擦力を発生しないように形成され、
前記遊び領域において、前記検出手段の出力信号を一定になるようにした、
ことを特徴とする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、ドライブバイワイヤーシステムを採用した車両等に適用されるアクセルペダル装置に関し、特に、アクセルペダルの踏み込み量を検出するセンサを備えたアクセルペダル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両、特に自動車に搭載されるエンジンの燃焼状態、出力、回転制御等を、運転者の意図するアクセルコントロール以上に高精度かつきめ細かに制御する手法として、電子制御スロットルシステムすなわちドライブバイワイヤーシステムが知られている。この電子制御スロットルシステム（ドライブバイワイヤーシステム）は、アクセルペダルとスロットルバルブとをアクセルワイヤーで接続するのではなく、アクセルペダルの踏み込み量を電気信号に変換し、この変換された電気信号に基づいてエンジンの出力制御を行なうものである。
【０００３】
このシステムに用いられる従来のアクセルペダル装置としては、図６に示すように、アクセルペダルの休止位置から最大踏み込み位置まで、踏力とセンサ出力とが共に直線的に増加するようになっており、アクセルペダルの踏み始めには遊びが無い構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、アクセルペダルの動作に遊びが無いと、例えば、オートマチックトランスミッション搭載の車両において、運転者が踏み込む意識もなく無造作にアクセルペダルに足を載せただけで、スロットルが開いて車両が急発進する虞がある。したがって、これを防止するべく、運転者には慎重なアクセル操作が要求されることから、従来のワイヤー式のアクセルペダル装置に比べて、アクセルペダルの操作フィーリングに違和感があった。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡略化、小型化等を図りつつ、アクセルペダルの操作において、違和感無く、容易に操作できるアクセルペダル装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のアクセルペダル装置は、アクセルペダルから伝わる踏力により休止位置から最大踏み込み位置まで移動可能に支持されたペダルアームと、ペダルアームを休止位置に向けて復帰させるべく付勢する復帰スプリングと、ペダルアームの移動に伴なって摩擦力を発生する摩擦力発生機構と、アクセルペダルの踏み込み量を検出する検出手段と、検出手段の出力信号に基づいてエンジンの吸気系に配置されたスロットルバルブの開度を制御する制御手段とを備え、ペダルアームが休止位置から所定量移動する範囲において所定レベル以上の踏力を生じない遊び領域を設けたアクセルペダル装置であって、上記制御手段は、検出手段の検出信号が遊び領域に対応して予め設定された閾値以下のとき、スロットルバルブの開度を一定に保持する、ことを特徴としている。
【０００７】
この構成によれば、アクセルペダルが踏み込まれると、ペダルアームがそれに追従して先ず所定の遊び領域を移動し、さらに遊び領域を越えて移動すると、その移動に伴って所定レベル以上の摩擦力を発生する。この際、制御手段は検出手段の検出信号が遊び領域に対応して予め設定された閾値以下のとき、スロットルバルブの開度を一定に保持するように制御するため、ペダルアーム（アクセルペダル）の遊び領域においてスロットルバルブは所定の開度に保持され、遊び領域を越えた領域においてスロットルバルブはアクセルペダルの踏み込み量に応じた開度に適宜調整される。これにより、構造の簡略化を行ないつつ、アクセルペダルの操作において、違和感の無い良好な操作フィーリングが得られる。
上記構成のアクセルペダル装置において、摩擦力発生機構は、相対的に移動可能な状態及び一体的に移動可能な状態になり得る第１可動摩擦部材及び第２可動摩擦部材を含み、かつ、第１可動摩擦部材が第２可動摩擦部材と一体的に移動可能な状態になる前の移動領域が遊び領域に対応すると共に所定レベル以上の摩擦力を発生しないように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、アクセルペダルが踏み込まれると、ペダルアームの移動に伴って第１可動摩擦部材が所定の遊び領域を移動し、遊び領域を越えると、第１可動摩擦部材が第２可動摩擦部材と一体となって移動し、その移動に伴って所定レベル以上の摩擦力を発生する。すなわち、摩擦力の増減（摩擦力の増減により踏力の増加傾向が変化する位置）により、遊び領域の終わる位置を踏み込みの感覚により認識でき、違和感のない操作フィーリングを得ることができる。
【０００８】
また、本発明のアクセルペダル装置は、アクセルペダルから伝わる踏力により休止位置から最大踏み込み位置まで移動可能に支持されたペダルアームと、ペダルアームを休止位置に向けて復帰させるべく付勢する復帰スプリングと、ペダルアームの移動に伴なって摩擦力を発生する摩擦力発生機構と、アクセルペダルの踏み込み量を検出する検出手段とを備え、ペダルアームが休止位置から所定量移動する範囲において所定レベル以上の踏力を生じない遊び領域を設けたアクセルペダル装置であって、上記摩擦力発生機構は、相対的に移動可能な状態及び一体的に移動可能な状態になり得る第１可動摩擦部材及び第２可動摩擦部材を含み、かつ、第１可動摩擦部材が第２可動摩擦部材と一体的に移動可能な状態になる前の移動領域が遊び領域に対応すると共に所定レベル以上の摩擦力を発生しないように形成され、上記遊び領域において、上記検出手段の出力信号を一定になるようにした、ことを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、アクセルペダルが踏み込まれると、ペダルアームの移動に伴って第１可動摩擦部材が所定の遊び領域を移動し、遊び領域を越えると、第１可動摩擦部材が第２可動摩擦部材と一体となって移動し、その移動に伴って所定レベル以上の摩擦力を発生する。この際、ペダルアーム（アクセルペダル）の遊び領域においては、検出手段からの信号は一定となり、スロットルバルブは所定の開度に保持されることになる。そして、遊び領域を越えた領域において、検出手段の信号もアクセルペダルの踏み込み量に応じて増加し、スロットルバルブはその変化に応じた開度に適宜調整される。これにより、構造の簡略化を行ないつつ、アクセルペダルの操作において、摩擦力の増減（摩擦力の増減により踏力の増加傾向が変化する位置）により、遊び領域の終わる位置を踏み込みの感覚により認識でき、違和感の無い良好な操作フィーリングが得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
この実施形態に係るアクセルペダル装置は、図１に示すように、アクセルペダル１０から伝わる踏力により休止位置から最大踏み込み位置まで移動可能なペダルアーム２０と、ペダルアーム２０を揺動自在に支持するペダル軸３０と、ペダルアーム２０を休止位置に向けて復帰させるべく付勢する復帰スプリング４０と、ペダルアーム２０の移動に伴なって摩擦力を発生する摩擦力発生機構５０と、アクセルペダル１０の踏み込み量を検出する検出手段としてのアクセルポジションセンサ６０等を備えている。
そして、アクセルポジションセンサ６０の出力信号等に基づいて、制御手段（制御部）７０がモータ１００を適宜駆動することで、エンジンの吸気系に配置されたスロットルバルブ１１０の開度が制御される構成となっている。
【００１１】
摩擦力発生機構５０は、図１に示すように、摺動案内部材５１の内部に摺動自在に配置されてそれぞれ対向する傾斜面をもつ第１可動摩擦部材５２及び第２可動摩擦部材５３と、これら第１可動摩擦部材５２と第２可動摩擦部材５３との間に配置された遊び荷重用スプリング５４と、第２可動摩擦部材５３を休止位置に押し戻す戻しスプリング５５等により構成されている。
尚、戻しスプリング５５の付勢力は、最も伸びた状態で、遊び荷重用スプリング５４が最大に圧縮された際のその付勢力よりも大きくなるように設定されている。
【００１２】
この構成において、アクセルペダル１０が踏み込まれると、ペダルアーム２０が回転して、その端部２１により第１可動摩擦部材５２が押され、遊び荷重用スプリング５４が圧縮されて第１可動摩擦部材５２が第２可動摩擦部材５３に当接する。さらにアクセルペダル１０が踏み込まれると、第１可動摩擦部材５２及び第２可動摩擦部材５３は一体となって、戻しスプリング５５を圧縮しつつ移動する。この移動に際して、第１可動摩擦部材５２と第２可動摩擦部材５３とは、お互いにくさび作用をなす傾斜面同士で押し合うため、その作用力の分力が第１可動摩擦部材５２及び第２可動摩擦部材５３をお互いに摺動案内部材５１の内壁面に押し付けるように作用し、この押し付ける力に比例した摩擦力が発生する。
【００１３】
すなわち、遊び荷重用スプリング５４が圧縮されて、第１可動摩擦部材５２が第２可動摩擦部材５３に当接するまでの踏み込み始めの領域においては、摩擦力の発生を極力（所定レベル以下に）抑えるようになっており、全体としての踏力特性としては、図２に示すようになっている。
【００１４】
制御部（制御手段）７０は、ＣＰＵを内蔵したコントロールユニット（Ｃ／Ｕ）からなり、アクセルポジションセンサ６０の信号、エンジンの運転状態を検知する種々のセンサからの信号等を取り込み、記憶部１２０に格納されたプログラムあるいはデータマップ等に基づいて種々の演算を行ない、モータ１００に適宜制御信号を送り、スロットルバルブ１１０を所望の開度となるように制御する。
【００１５】
アクセルポジションセンサ６０は、図３に示すように、可変抵抗器を備えた接触式ポジションセンサであり、図３（ａ）に示すように、その可動子６１が抵抗６３のあるＢ〜Cの区間を移動し、この区間Ｂ〜Ｃがアクセルペダル１０（ペダルアーム２０）の移動範囲（休止位置から最大踏み込み位置まで、すなわち、遊び領域及び摩擦力を発生する領域の全範囲）に対応するようになっている。
【００１６】
したがって、この出力信号は、図４に示すように、アクセルペダル１０の踏み込み量（ペダルストローク）に応じて、右上がりに直線的に増加する特性となるが、記憶部１２０には、予めセンサの出力に対する閾値Ｖ０が設定されており、出力信号がこの閾値以下のときには、制御部７０はスロットルバルブ１１０をアイドル開度に保持するように制御する。
これにより、所定レベル以上の摩擦力を発生しない遊び領域において、制御部７０により、スロットルバルブ１１０の開度は一定（アイドル開度）に保持されることになる。
【００１７】
また、他のアクセルポジションセンサ６０´としては、図３（ｂ）に示す接触式ポジションセンサを採用することができる。この接触式ポジションセンサ６０´は、図３（ｂ）に示すように、可動子６１が抵抗のないＡ〜Ｂの区間と、抵抗６３のあるＢ〜Ｃ区間を移動する構成となっており、可動子６１がＢ点に位置するとき、第１可動摩擦部材５２が第２可動摩擦部材５３に当接して遊び領域が終わる位置に対応するように設定されている。すなわち、このＡ〜Ｂ区間が摩擦力発生機構５０（アクセルペダル１０）の遊び領域に対応し、Ｂ〜Ｃ区間が遊び領域を越えた摩擦力を発生する領域に対応している。
【００１８】
したがって、この出力特性は、図５に示すように、遊び領域においては抵抗値変化の少ない領域を摺動するため略一定の電圧値信号Ｖ１を出力し、遊び領域を越えた領域においてアクセルペダル１０の踏み込み量に応じて直線的に増加する電圧値信号を出力する。すなわち、アクセルペダル１０が遊び領域において操作されても、センサの出力信号は変化しないため、制御部７０はスロットルバルブ１１０をアイドル開度に保持することになる。
これにより、所定レベル以上の摩擦力を発生しない遊び領域において、制御部７０により、スロットルバルブ１１０の開度は一定（アイドル開度）に保持されることになる。
【００１９】
上記いずれのアクセルポジションセンサ６０，６０´を用いても、運転者が休止位置からアクセルペダル１０を踏み込んだ場合に、摩擦力が発生して踏力の増加傾向が変化する位置、すなわち、遊び領域の終わる位置を踏み込みの感覚により認識でき、その位置からエンジンの出力が制御されることになる。これにより、違和感のない操作フィーリングを得ることができ、安心してアクセルペダル１０を操作することができる。
【００２０】
上記実施形態においては、アクセルポジションセンサ６０，６０´として接触式のポジションセンサを採用したが、これに限定されることなく、マグネットの磁束を利用して位置信号を出力する非接触式ポジションセンサを用いることも可能である。この場合、プログラマブルなホールＩＣを用いることで、磁束に対する出力勾配を外部のインターフェイスにより容易に設定することができる。
すなわち、直線的な出力特性や遊び領域での出力を一定にすることができるため、前述の実施形態と同様に、予め閾値を設定し制御手段により制御する手法あるいはセンサの出力信号をそのまま利用して制御する手法のいずれも採用することができる。
また、アクセルポジションセンサの形式としては、ロータリー式、リニア式のいずれでもよい。
【００２１】
また、上記実施形態においては、摩擦力発生機構５０として直線的に作動するものを示したが、これに限定されることなく、円弧状の可動摩擦部材が円弧状の摺動面に作用して摩擦力を発生するものでもよい。
また、遊び荷重用スプリング５４は、第１可動摩擦部材５２とペダルアーム２０の端部２１との間に配置してもよい。この場合、ペダルアーム２０の端部２１が第１可動摩擦部材５２に当接するまでの範囲が遊び領域となる。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のアクセルペダル装置によれば、アクセルペダル（ペダルアーム）の踏み込み動作において、所定レベル以上の摩擦力を発生しない遊び領域を設け、この遊び領域において、スロットルバルブが一定の開度に保持されるようにしたことから、アクセルペダルの操作において、違和感の無い良好な操作フィーリングを得ることができる。
【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の概略構成図である。
【図２】アクセルペダル装置の踏力特性及びスロットルバルブの開度特性を示す図である。
【図３】（ａ），（ｂ）はアクセルポジションセンサの基本構成図である。
【図４】図２（ａ）に対応するセンサの出力特性を示す図である。
【図５】図２（ｂ）に対応するセンサの出力特性を示す図である。
【図６】従来のアクセルペダル装置における踏力特性及びアクセルポジションセンサの出力特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  アクセルペダル
２０  ペダルアーム
２１  端部
３０  ペダル軸
４０  復帰スプリング
５０  摩擦力発生機構
５１  摺動案内部材
５２  第１可動摩擦部材
５３  第２可動摩擦部材
５４  遊び荷重用スプリング
５５  戻しスプリング
６０，６０´  アクセルポジションセンサ
７０  制御部（制御手段）
１００  モータ
１１０  スロットルバルブ
１２０  記憶部
【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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