(57)【要約】【課題】踏み替えが容易であり、制動時の応答性を高め、制動力が発生するまでの空走時間を短縮することができるブレーキペダル制御装置を提供する。【解決手段】車体に揺動可能に固定されたブレーキペダル１１と、ブレーキペダル１１のペダル初期位置を制御するペダル位置変更部１７と、車両の走行方向の障害物を検出する障害物センサ２０と、車両の走行状態を検出する車両状態検出センサ１９と、障害物センサ２０と車両状態検出センサ１９の出力に基づきブレーキペダル１１の初期位置を設定し、ペダル位置変更部１７を制御する制御部３９とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に揺動可能に固定されたブレーキペダルと、
前記ブレーキペダルのペダル初期位置を制御するペダル位置変更装置と、
前記車両の走行方向の障害物を検出する障害物センサと、
前記車両の走行状態を検出する車両状態検出センサと、
前記障害物センサと前記車両状態検出センサの出力に基づき前記ブレーキペダルの初期位置を設定し、前記ペダル位置変更装置を制御する制御部とを備えることを特徴とするブレーキペダル制御装置。
【請求項２】
前記車両状態検出センサは、前記車両の速度を検出するセンサを、
前記障害物センサは障害物と車両との相対距離を検出するセンサを含み、
前記制御部は、前記車両状態検出センサで検出された車両の速度と、前記障害物センサで検出された相対距離に基づき算出された衝突の可能性が第１基準値以上である場合に、ペダル位置変更装置を制御して制動力を発生させることを特徴とする請求項１記載のブレーキペダル制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記車両状態検出センサで検出された車両の速度と、前記障害物センサで検出された相対距離に基づき算出された衝突の可能性が前記第１基準値より小さい第２基準値以上であるとともに、前記第１基準値以下である場合に、ペダル初期位置を制動力が発生しない範囲で制御することを特徴とした請求項２記載のブレーキペダル制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はブレーキペダル制御装置に関し、特に、制動をアシストする自動装置であって前方の障害物に対する反応を高めて制動力が発生するまでの空走時間を短縮することを可能なブレーキペダル制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両において操作レバーや操作ペダルは運転者が操作する入力装置である。これらの入力装置を操作すると、通常、機械的構造における力学的作用に基づき手や足に或る一定の反力が得られる。他方、このような反力を操作レバーや操作ペダルの操作に応じて仮想的に積極的に発生させ、あたかも出力的な装置として機能を生じさせる技術がある。このような装置はハプティック・デバイス（Ｈａｐｔｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）と呼ばれる。この装置としては例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
図５を参照して特許文献１に開示される車両用操作装置の要部を説明する。図５は、特許文献１の図７の内容を示し、車両用操作装置としてのペダル装置を示している。図５において、車両用操作装置はペダル１０１を備える。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、作動軸１０２にストロークセンサ１０４を設けている。これにより、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に接続される。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の後側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】
また特許文献２には従来のペダル調整装置の一例が開示されている。そのペダル調整装置は、初期位置より踏み込み可能な複数のペダル（アクセルペダル、ブレーキペダル等）からなるペダル装置と、複数のペダルのうち少なくとも一つのペダルの踏み込みに応じて他のペダルの踏み込み方向の初期位置を変更可能なペダル駆動手段と、ペダル踏み込み量を検出するペダル踏み込み量検出手段と、ペダル踏み込み量検出手段の検出量に応じて他のペダルの初期位置を変更すべくペダル駆動手段を制御する制御手段とを備えている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１０５９２６公報
【特許文献２】
特許第２７３４２１３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示されたペダル装置ではペダルの初期位置を変えることができないように構成されているので、ペダルがブレーキペダルの場合、緊急時においても通常のブレーキペダルの初期位置と同じとなり、そのため踏み替えが容易でなく、制動力が発生するまでの空走時間は、短縮できないという問題点がある。さらに特許文献２に開示されたペダル調整装置では、アクセルペダルやブレーキペダル等の複数のペダルを備え、例えばアクセルペダルの踏込量を検出してブレーキペダルの初期位置を変更する構成を有している。このペダル調整装置は、ペダルの初期位置を変更する構成を有しているが、本来、種類の異なる複数のペダルの初期位置を運転者に応じて調整しかつペダル相互間の踏込み方向の位置関係を一定に保持するためのものである。特に、アクセルペダルの踏み込み量を検出してブレーキペダルの初期位置を変更する場合、ブレーキペダルの初期位置の変更量は、アクセルペダルに関する踏み込み検出量に応じた一定量であり、複数の段階であるいは連続的に変更されるものではない。
【０００８】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、車両の走行条件に応じてブレーキペダルの初期位置を下方向に変えることができ、踏み替えが容易となり、制動時の反応時間を短くして応答性を高め、制動力が発生するまでの空走時間を短縮するブレーキペダル制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係るブレーキペダル制御装置は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【００１０】
第１のブレーキペダル制御装置（請求項１に対応）は、車体に揺動可能に固定されたブレーキペダルと、ブレーキペダルのペダル初期位置を制御するペダル位置変更装置と、車両の走行方向の障害物を検出する障害物センサと、車両の走行状態を検出する車両状態検出センサと、障害物センサと車両状態検出センサの出力に基づきブレーキペダルの初期位置を設定し、ペダル位置変更装置を制御する制御部とを備えることで特徴づけられる。
【００１１】
第１のブレーキペダル制御装置では、車体に揺動可能に固定されたブレーキペダルと、ブレーキペダルのペダル初期位置を制御するペダル位置変更装置と、車両の走行方向の障害物を検出する障害物センサと、車両の走行状態を検出する車両状態検出センサと、障害物センサと車両状態検出センサの出力に基づきブレーキペダルの初期位置を設定し、ペダル位置変更装置を制御する制御部とを備え、これにより、緊急時にブレーキペダルの初期位置を下げることが可能となり、さらに当該初期位置を条件に応じて下方向に変更することが可能となり、踏み替えが容易になるとともに、制動力が発生するまでの空走時間を短縮することができる。
【００１２】
第２のブレーキペダル制御装置（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは、車両状態検出センサは、車両の速度を検出するセンサを、障害物センサは障害物と車両との相対距離を検出するセンサを含み、制御部は、車両状態検出センサで検出された車両の速度と、障害物センサで検出された相対距離に基づき算出された衝突の可能性が第１基準値以上である場合に、ペダル位置変更装置を制御して制動力を発生させる。
【００１３】
第２のブレーキペダル制御装置では、車両状態検出センサは、車両の速度を検出するセンサを、障害物センサは障害物と車両との相対距離を検出するセンサを含み、制御部は、車両状態検出センサで検出された車両の速度と、障害物センサで検出された相対距離に基づき算出された衝突の可能性が第１基準値以上である場合に、ペダル位置変更装置を制御して制動力を発生させ、これにより緊急時にブレーキペダルの初期位置を下げることが可能となり、踏み替えが容易になるとともに、制動力が発生するまでの空走時間を短縮することができる。
【００１４】
第３のブレーキペダル制御装置（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは、制御部は、車両状態検出センサで検出された車両の速度と、障害物センサで検出された相対距離に基づき算出された衝突の可能性が第１基準値より小さい第２基準値以上であるとともに、第１基準値以下である場合に、ペダル初期位置を制動力が発生しない範囲で制御することで特徴づけられる。
【００１５】
第３のブレーキペダル制御装置では、制御部は、車両状態検出センサで検出された車両の速度と、障害物センサで検出された相対距離に基づき算出された衝突の可能性が第１基準値より小さい第２基準値以上であるとともに、第１基準値以下である場合に、ペダル初期位置を制動力が発生しない範囲で制御し、これにより、緊急時にブレーキペダルの初期位置を下げることが可能となり、踏み替えが容易になるとともに、制動力が発生するまでの空走時間を短縮することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明に係るブレーキペダル装置の構成を説明するブロック図であり、ブレーキペダル装置１０は、ブレーキペダル１１と、このブレーキペダル１１の踏込み量を検出するためにブレーキペダル１１の揺動軸となるペダル軸１２の一端に連結したペダル踏込み量検出部１３と、このペダル踏込み量検出部１３からの踏込み量信号ＦＳに対応してブレーキペダル１１で反力（ここでの反力は、ブレーキペダル１１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１２の他端に連結したペダル反力付与部１４と、踏込み量信号ＦＳに基づきペダル反力付与部１４に反力信号ＲＳを送ることでブレーキペダル１１の反力を制御するペダル反力制御部１５と、このペダル反力制御部１５から送られた踏込み量信号ＦＳを受けるブレーキ制御部１６とから構成される。またペダル反力付与部１４にはペダル位置変更部１７も備えている。
【００１８】
ブレーキ制御部１６が、踏込み量信号ＦＳに基づいてブレーキ駆動部１８に駆動信号ＤＳを送ると、ブレーキが制御される。
【００１９】
ペダル踏込み量検出部１３は、例えば、ペダル軸１２の回転角度を検出する回転角センサであり、ブレーキペダル１１の踏込み量をブレーキペダル１１の揺動角として検出する。ペダル反力付与部１７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１２に連結する。
【００２０】
ペダル反力付与部１４は、ペダル位置変更部１７を備えており、車両状態センサ（例えば車速センサ）１９からの信号と障害物センサ（例えば距離センサ）２０からの信号に基づいてペダル初期位置を変更する。
【００２１】
ペダル反力制御部１５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。また、車両状態センサ（例えば車速センサ）と障害物センサ（例えば距離センサ）２０からの信号に基づいて、ペダル初期位置を変更する。
【００２２】
図２は、ペダル反力制御部１５のブロック構成図である。ペダル反力制御部１５は、ペダル踏込み量検出部１３からの踏込み量信号Ｆを入力として、モータ２１を制御する装置であり、目標ペダル反力決定部３０と偏差演算部３１とＰＩ設定部３２とモータ駆動回路３３とペダル反力検出部３４と、障害物センサ３５、車両状態センサである車速センサ３６からの信号を入力してペダル初期位置を設定するペダル位置変更部１７を制御するペダル位置制御部３９を有している。
【００２３】
目標ペダル反力決定部３０は、踏込み量信号Ｆに基づいて目標ペダル反力Ｆｔを計算し偏差演算部３１に出力する。偏差演算部３１は、目標ペダル反力Ｆｔからペダル反力検出値Ｆｄを減算することにより偏差ＤＦを計算して、ＰＩ設定部３２に出力する。ＰＩ設定部３２は偏差ＤＦを用いた演算の実行により、ペダル反力検出値Ｆｄが目標ペダル反力Ｆｔに追従するように目標電圧Ｖｔを計算する。そして、その目標電圧信号Ｖｔをモータ駆動回路３３に出力する。モータ駆動回路３３によってモータ２１が駆動する。ペダル反力検出部３４は、モータ部２１の反力センサ３７からの信号に基づいてペダル反力Ｆｄを検出し、その値を偏差演算部３１に出力する装置である。
【００２４】
ペダル位置制御部３９は、電動モータ２１を駆動してペダル初期位置を車両の状態と障害物センサの出力に基づき変更するペダル位置変更部１７を制御する装置であり、目標ペダル初期位置決定部４０と偏差演算部４１とＰＩ設定部４２とペダル初期位置検出部４３を備えている。
【００２５】
目標ペダル初期位置決定部４０は、車速センサ３６からの車速信号、障害物センサ３５からの障害物と車両との相対位置信号に基づいて目標ペダル初期位置Ｃｔを決定し、偏差演算部４１に出力する。偏差演算部４１は、目標ペダル初期位置Ｃｔから、ペダル初期位置検出部４３による検出ペダル初期位置Ｃｄを減算することにより偏差ＤＣを計算して、ＰＩ設定部４２に出力する。ＰＩ設定部４２は偏差ＤＣを用いた演算の実行により、検出ペダル初期位置Ｃｄが目標ペダル初期位置Ｃｔに追従するように目標電圧Ｖｃを計算し、モータ駆動回路３３に出力する。ペダル初期位置検出部４３は、ペダル踏込み量検出部１３からの信号に基づいて偏差を演算してペダル初期位置を検出し、偏差演算部４１に出力する。
【００２６】
図３は、目標ペダル初期位置決定部４０を説明するブロック構成図である。目標ペダル初期位置決定部４０は、入力部５０、出力部５１、ＣＰＵ５２、記憶部５３を備えている。この目標ペダル初期位置決定部４０では、記憶部５３内の記憶領域５４に障害物との相対距離、車速に基づいて目標ペダル初期位置を決定するペダル初期位置調整プログラムが記憶されている。記憶部５３内の記憶領域５５には、衝突可能性の第１基準値が記憶されており、記憶領域５６には、衝突可能性の第２基準値が記憶されている。また、記憶領域５７には、制動力が働くペダル初期位置Ｐ１が記憶されており、記憶領域５８には、制動力は働かないが、通常のペダル初期位置より深い位置Ｐ２が記憶されている。衝突可能性の第１基準値Ｃ１は、車両状態検出センサ、例えば車速センサ１９によって検出された車速をＶとし、障害物センサ、例えば障害物と車両との相対距離を検出する距離センサ３５によって検出された距離をＬとしたとき、衝突可能性Ｃを車速Ｖと距離Ｌとの関数として、例えば、Ｃ＝Ｖ／Ｌと定義したとき、その衝突可能性Ｃがその第１基準値以上の時には、ペダル初期位置を制動力が働く範囲まで、変更するための基準値である。衝突可能性Ｃが、第１基準値Ｃ１よりも大きいときは、制動力が働く位置まで変更するように目標ペダル初期位置がＰ１に決定され、その決定された初期位置Ｐ１に対応する信号が偏差演算部に出力される。そして、モータ駆動回路によりモータが作動しペダル位置を変更して制動力を発生させる。また、第２基準値は、衝突可能性Ｃが第１基準値Ｃ１よりも小さいが、制動力を発生させない範囲のペダル初期位置Ｐ２に変更する基準となる値である。
【００２７】
次に目標ペダル初期位置決定部４０の記憶領域５４に記憶される処理プログラム（ペダル初期位置調整プログラム）を図４のフローチャートを用いて説明する。処理プログラムはイグニッションスイッチオンとともにスタートし、車速センサ１９からの車速信号Ｆが入力部５０から入力される（ステップＳ１０）。次に距離センサ３５からの距離信号Ｆが入力部５０から入力される（ステップＳ１１）。入力された車速Ｖと距離Ｌから衝突可能性Ｃが演算される（ステップＳ１２）。ここでは、例えば衝突可能性ＣをＣ＝Ｖ／Ｌと定義し、その値を求める。その衝突可能性Ｃと記憶部５３の記憶領域５５に記憶された第１基準値Ｃ１とＣＰＵにより比較する（ステップＳ１３）。その結果、衝突可能性Ｃが第１基準値Ｃ１より大きいときは、ペダル初期位置を制動力が働く範囲の位置Ｐ１に変更するように指示する信号を目標ペダル位置信号として決定され、出力する（ステップＳ１４）、その目標ペダル位置信号に従って、モータが制御され、ペダル初期位置がＰ１に変更される。その後、リターンしステップＳ１０が実行される。また、衝突可能性Ｃが第１基準値Ｃ１よりも小さい場合は、衝突可能性Ｃが第２基準値Ｃ２よりも大きいかどうか判断する（ステップＳ１５）。衝突可能性Ｃが第２基準値Ｃ２よりも大きいときは、ペダル初期位置を制動力は働かない範囲で位置Ｐ２に変更するように指示する信号を目標ペダル位置信号として決定され、出力する（ステップＳ１６）、その目標ペダル位置信号に従って、モータが制御され、ペダル初期位置がＰ２に変更される。その後、リターンしステップＳ１０が実行される。衝突可能性Ｃが第２基準値Ｃ２よりも小さい場合は、ペダル初期位置は通常の位置に維持する（ステップＳ１７）。その後、リターンしステップＳ１０が実行される。
【００２８】
このように、車速などの車両の状態、車両と障害物との相対距離に基づいた衝突可能性によってブレーキペダル初期位置が段階的に変更される。なおブレーキペダルの初期位置の変更は、制御をより精密にすることにより連続的に行うように構成することもできる。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、次の効果を発揮する。
【００３０】
請求項１に係る本発明によれば、車体に揺動可能に固定されたブレーキペダルと、ブレーキペダルのペダル初期位置を制御するペダル位置変更装置と、車両の走行方向の障害物を検出する障害物センサと、車両の走行状態を検出する車両状態検出センサと、障害物センサと車両状態検出センサの出力に基づきブレーキペダルの初期位置を設定し、ペダル位置変更装置を制御する制御部とを備えるため、緊急時にブレーキペダルの初期位置を下げることでき、さらに障害物に係る走行条件に応じて当該初期位置を段階的にまたは連続的に下げることができ、もって踏み替えが容易になるとともに、反応時間を短縮して制動の応答性を高め、制動力が発生するまでの空走時間を短縮することができる。
【００３１】
請求項２に係る本発明によれば、車両状態検出センサは、車両の速度を検出するセンサを、障害物センサは障害物と車両との相対距離を検出するセンサを含み、制御部は、車両状態検出センサで検出された車両の速度と、障害物センサで検出された相対距離に基づき算出された衝突の可能性が第１基準値以上である場合に、ペダル位置変更装置を制御して制動力を発生させるため、緊急時にブレーキペダルの初期位置を下げることが可能となり、踏み替えが容易になるとともに、制動力が発生するまでの空走時間を短縮することができる。
【００３２】
請求項３に係る本発明によれば、制御部は、車両状態検出センサで検出された車両の速度と、障害物センサで検出された相対距離に基づき算出された衝突の可能性が第１基準値より小さい第２基準値以上であるとともに、第１基準値以下である場合に、ペダル初期位置を制動力が発生しない範囲で制御するため、緊急時にブレーキペダルの初期位置を下げることが可能となり、踏み替えが容易になるとともに、制動力が発生するまでの空走時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るブレーキペダル装置の構成を説明するブロック図である。
【図２】本発明に係るペダル反力制御部の構成を説明するブロック図である。
【図３】本発明に係る目標ペダル初期位置決定部の構成を説明するブロック図である。
【図４】本発明に係るペダル位置変更プログラムのフローチャートである。
【図５】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。
【符号の説明】
１０          ブレーキペダル装置
１１          ブレーキペダル
１２          ペダル軸
１３          ペダル踏込み量検出部
１４          ペダル反力付与部
１５          ペダル反力制御部
１６          ブレーキ制御部
１７          ペダル位置変更部
１８          ブレーキ駆動部
１９          車速センサ
２０          距離センサ
３９          ペダル位置制御部
【図１】
2005067265.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005067265.tif 000006
【図５】
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