(57)【要約】      （修正有）【課題】反力付与機構の故障等によりアクセルペダルがロックされた場合であっても、アクセルペダルを破断させることなく操作可能とする反力ペダル装置を提供する。【解決手段】反力付与機構１６は、モータと反力伝達機構を収容するハウジング３４を有する。ハウジング３４は、車体Ｂに取り付けられたブラケット１４により支持される。ブラケット１４は、アクセルペダル２０から反力付与機構１６に対して所定以上の押圧力が加えられた場合に、反力付与機構１６を移動可能とするようにハウジング３４を支持する支持部（軸受け部３０、溝部３２、コイルバネ４４）を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に取り付けられるペダル支持部材と、
前記ペダル支持部材により支軸を中心にして車体の前後方向へ回転可能に支持されるペダル部材と、
前記ペダル部材に対して反力を付与する反力付与機構とを有し、
前記反力付与機構は、
前記反力を発生させる駆動源と、
前記駆動源が発生させる前記反力を前記ペダル部材に伝達する伝達部材と、
前記駆動源及び前記伝達部材を収容するハウジングとを備え、
更に、前記ハウジングを、前記ペダル支持部材から離間させ、且つ、前記ペダル支持部材とは別に、前記車体に取り付けるブラケットを有し、
前記ブラケットは、
前記ペダル部材から前記反力付与機構に対して所定以上の押圧力が加えられた場合に、前記反力付与機構を移動可能とするように前記ハウジングを支持する支持部を備えること
を特徴とする反力ペダル装置。
【請求項２】
請求項１に記載の反力ペダル装置において、
前記ハウジングは、
前記所定以上の押圧力により前記反力付与機構が移動する際に回転中心となる第１軸部と、
前記第１軸部を中心に回転可能に前記ブラケットに支持される第２軸部とを備え、
前記支持部は、
前記第１軸部を回転可能に支持する軸受け部と、
前記第２軸部を前記第１軸部を中心に回転可能に支持し、前記車体の後方に開放される溝部と、
前記ブラケットと前記ハウジングに取り付けられ、前記第２軸部が前記溝部から外れた際に、前記反力付与機構を上方に付勢する付勢部材とを有すること
を特徴とする反力ペダル装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の反力ペダル装置において、
前記反力付与機構が移動したことを検出する移動検出装置と、
前記移動検出装置により、前記反力付与機構の移動が検出された場合に、運転者に対して報知を行う報知装置とを更に有すること
を特徴とする請求項1又は請求項２に記載の反力ペダル装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の反力ペダル装置において、
前記反力付与機構が移動したことを検出する前記移動検出装置と、
前記移動検出装置により、前記反力付与機構の移動が検出された場合に、前記駆動源の出力を停止する反力制御装置とを更に有すること
を特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の反力ペダル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、運転者により操作されるペダルに対して、運転者の踏込方向と逆方向の反力を付与すると共に、運転状況に応じて反力を制御する反力ペダル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、燃費悪化の抑制や、定速走行支援のために、アクセルペダルに対して踏込方向と逆方向（初期位置の方向）の反力を付与して、アクセルペダルの踏込量を運転者に認識させる反力ペダル装置が開発されている。特許文献１は、アクセルペダルに反力を付与する反力付与機構（モータ等）に故障が発生しロックした場合でも、アクセルペダルの操作を可能とする反力ペダル装置を開示する。この装置によれば、ロックした反力付与機構により動作が規制されたアクセルペダルに過大な踏力が加えられた場合に、アクセルペダルが脆弱部で破断され、アクセルペダルと反力付与機構との反力伝達経路が寸断される。アクセルペダルは反力付与機構から切り離されるため、アクセルペダルの操作が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３１６４号公報（段落００１９、図３、図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術のように、アクセルペダルを破断させると、破断したアクセルペダルを交換する必要があり、交換部品や交換作業等の費用が増加する。
【０００５】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、反力付与機構の故障等によりアクセルペダルがロックされた場合であっても、アクセルペダルを破断させることなく操作可能とする反力ペダル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車体に取り付けられるペダル支持部材と、前記ペダル支持部材により支軸を中心にして車体の前後方向へ回転可能に支持されるペダル部材と、前記ペダル部材に対して反力を付与する反力付与機構とを有し、前記反力付与機構は、前記反力を発生させる駆動源と、前記駆動源が発生させる前記反力を前記ペダル部材に伝達する伝達部材と、前記駆動源及び前記伝達部材を収容するハウジングとを備え、更に、前記ハウジングを、前記ペダル支持部材から離間させ、且つ、前記ペダル支持部材とは別に、前記車体に取り付けるブラケットを有し、前記ブラケットは、前記ペダル部材から前記反力付与機構に対して所定以上の押圧力が加えられた場合に、前記反力付与機構を移動可能とするように前記ハウジングを支持する支持部を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、ペダル部材から反力付与機構に対して所定以上の押圧力が加えられた場合に、運転者によるペダル部材の操作を阻害しないように反力付与機構を移動させることができる。このため、反力付与機構の故障等に起因するペダル操作の違和感を低減することができる。更に、反力付与機構の故障等を解消した後には反力付与機構をブラケットに戻すのみでよく、ペダル部材等の部品を交換する必要がないため、交換部品や交換作業等の費用増加を抑制することができる。
【０００８】
本発明において、前記ハウジングは、前記所定以上の押圧力により前記反力付与機構が移動する際に回転中心となる第１軸部と、前記第１軸部を中心に回転可能に前記ブラケットに支持される第２軸部とを備え、前記支持部は、前記第１軸部を回転可能に支持する軸受け部と、前記第２軸部を前記第１軸部を中心に回転可能に支持し、前記車体の後方に開放される溝部と、前記ブラケットと前記ハウジングに取り付けられ、前記第２軸部が前記溝部から外れた際に、前記反力付与機構を上方に付勢する付勢部材とを有することも可能である。
【０００９】
本発明によれば、ペダル部材から反力付与機構に対して所定以上の押圧力が加えられた場合に、第２軸部をブラケットの溝部から外し、付勢部材により反力付与機構を上方に向けて移動させることができる。このため、反力付与機構の故障等に起因するペダル操作の違和感を低減することができる。更に、反力付与機構の故障等を解消した後には反力付与機構をブラケットに戻すのみでよく、ペダル部材等の部品を交換する必要がないため、交換部品や交換作業等の費用増加を抑制することができる。
【００１０】
本発明において、前記反力付与機構が移動したことを検出する移動検出装置と、前記移動検出装置により、前記反力付与機構の移動が検出された場合に、運転者に対して報知を行う報知装置とを更に有することも可能である。
【００１１】
反力付与機構を移動させるという状態は、ペダル部材に対して反力が付与されない異常状態である。本発明によれば、その状態を運転者に報知をすることで、反力が付与されないことに対するペダル操作の違和感を低減することができる。又、運転者に対して早期に反力付与機構の異常を知らせることができる。
【００１２】
本発明において、前記反力付与機構が移動したことを検出する移動検出装置と、前記移動検出装置により、前記反力付与機構の移動が検出された場合に、前記駆動源の出力を停止する反力制御装置とを更に有することも可能である。
【００１３】
反力付与機構を移動させた場合は、ペダル部材に対して反力が付与されない。この状態で反力付与機構の作動を継続すると電力が浪費されるだけでなく、駆動源が故障する虞もある。本発明によれば、ペダル部材に対して反力が付与されない異常状態において、駆動源の出力を停止するため、電力消費を抑制することができると共に、駆動源の故障を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、反力付与機構の故障等を解消した後には反力付与機構をブラケットに戻すのみでよく、ペダル部材等の部品を交換する必要がないため、交換部品や交換作業等の費用増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は第１、第２実施形態に係る反力ペダル装置の側面図である。
【図２】図２は反力付与機構の構造図である。
【図３】図３はブラケットから反力付与機構が外れた状態の説明図である。
【図４】図４は第２実施形態に係る反力ペダル装置のブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る反力ペダル装置１０について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下で説明する第１、第２実施形態ではアクセルペダル２０に対して反力を付与する反力ペダル装置１０を想定する。しかし、本発明は、アクセルペダル２０以外のペダルに反力を付与する装置にも使用可能である。
【００１７】
［第１実施形態］
本発明の基本的な構成を備える第１実施形態を説明する。図１で示すように、反力ペダル装置１０は、ペダルユニット１２と、ブラケット１４と、反力付与機構１６を有する。ペダルユニット１２は、車体Ｂに取り付けられるペダル支持部材１８と、ペダル支持部材１８により支持されるアクセルペダル２０と、アクセルペダル２０を初期位置側（図１右方向）に付勢するバネ２２を有する。アクセルペダル２０は支軸２４を中心にして車体Ｂの前後方向（図１左右方向）に回転可能である。
【００１８】
ブラケット１４は車体Ｂに取り付けられる。ブラケット１４は、車幅方向（図１紙面垂直方向）に離隔し互いに対向する２つの板２８を備える。図１では紙面手前の板２８のみが示される。２つの板２８は、その間に反力付与機構１６を収容できる程度の長さだけ離隔する。板２８の外周縁のうち車体Ｂの後方側には、反力付与機構１６を支持する軸受け部３０と溝部３２が形成される。軸受け部３０は、上方に開放するように、且つ、車体Ｂの後方に向けて板２８の外周縁が若干上方に傾斜するように形成される。溝部３２は、軸受け部３０を中心とする周方向に沿って延在するように、且つ、車体Ｂの後方に開放するように形成される。溝部３２は後述の出力レバー６８の近傍、ここでは出力レバー６８よりも若干上方に配置される。軸受け部３０は溝部３２よりも上方に配置される。
【００１９】
反力付与機構１６はハウジング３４を備える。ハウジング３４の両側面には、ブラケット１４に支持される第１軸部３６と第２軸部３８が形成される。第１軸部３６及び第２軸部３８は共に円柱状の突起であり、車幅方向の外側（図１紙面手前方向）に突出する。第１軸部３６は軸受け部３０に載せ置かれる。第２軸部３８は溝部３２に車体Ｂの後方から挿入される。この際、第２軸部３８が溝部３２から容易に外れないように、且つ、反力付与機構１６に対して所定以上の押圧力が車体Ｂの後方に向けて加えられた場合に第２軸部３８が同方向に移動して溝部３２から外れるように、第２軸部３８は溝部３２に嵌められることが好ましい。
【００２０】
ブラケット１４とハウジング３４にはコイルバネ４４が架設される。ブラケット１４の板２８の上部であって、軸受け部３０の更に上方にはブラケット側爪部４０が形成され、このブラケット側爪部４０にコイルバネ４４の上端が取り付けられる。一方、ハウジング３４の側面下部にはハウジング側爪部４２が形成され、このハウジング側爪部４２にコイルバネ４４の下端が取り付けられる。この構成により、コイルバネ４４はハウジング３４、すなわち反力付与機構１６を上方に付勢する。なお、コイルバネ４４に代わる付勢部材を使用してもよい。例えば、ゴムを使用することも可能である。
【００２１】
軸受け部３０と溝部３２とコイルバネ４４は、反力付与機構１６をブラケット１４で支持するための支持部として機能する。
【００２２】
図２で示すように反力付与機構１６は、反力を発生させるモータ４８と、モータ４８を駆動するモータドライバ５２と、モータ４８が発生させる反力をアクセルペダル２０に伝達する反力伝達機構５４を有する。反力伝達機構５４は、モータ４８の出力軸５０に接続されるウォーム軸５６と、ウォーム軸５６と噛み合うウォームホイール５８と、ウォームホイール５８の一面にラチェット機構を介して連結される回転体６０と、回転体６０の中心に嵌合するピニオンギヤ６２と、ピニオンギヤ６２と噛み合うセクタギヤ６４を有する。回転体６０は、ウォームホイール５８と共に回転可能であり、且つ、ラチェット機構によりウォームホイール５８に対して一方向に回転（空転）可能である。モータ４８と、モータドライバ５２と、反力伝達機構５４はハウジング３４に収容される。
【００２３】
セクタギヤ６４は出力軸６６を中心に回転可能である。ハウジング３４の外部には出力レバー６８が配置されており、出力レバー６８も出力軸６６を中心に回転可能である。セクタギヤ６４と出力レバー６８は連結される。出力レバー６８は、セクタギヤ６４に対して一定角度範囲内で回転可能であり、又、図示しないバネ部材によりアクセルペダル２０側に付勢されている。図１で示すように、出力レバー６８は、バネ部材の付勢力により、アクセルペダル２０の一端部に常時当接する。出力レバー６８がアクセルペダル２０により押圧されて、出力レバー６８とセクタギヤ６４との角度が一定角度範囲の限界に達すると、出力レバー６８とセクタギヤ６４は噛み合い、出力軸６６を中心にして共に回転する。
【００２４】
ここで反力ペダル装置１０の反力伝達動作について簡単に説明する。図示しないＥＣＵはアクセルペダル２０の踏込量及び車速に応じた反力指示をモータドライバ５２に出力する。モータドライバ５２は反力指示に応じてモータ４８を駆動させる。モータ４８が一方向に回転すると、ウォーム軸５６が一方向に回転し、ウォームホイール５８と回転体６０とピニオンギヤ６２とが共に一方向（図２反時計方向）に回転し、セクタギヤ６４が他方向（図２時計方向）に回転する。セクタギヤ６４の回転に応じて出力レバー６８がアクセルペダル２０側に回転し、アクセルペダル２０に対して反力が付与される。一方、出力レバー６８とセクタギヤ６４が噛み合った状態で、アクセルペダル２０が踏み込まれると、出力レバー６８とセクタギヤ６４が一方向（図２反時計方向）に回転する。セクタギヤ６４の回転によりピニオンギヤ６２と回転体６０は共に他方向（図２時計方向）に回転する。このとき、回転体６０はラチェット機構によりウォームホイール５８に対して空転する。このため、モータ４８にはアクセルペダル２０側からの動力は伝達されない。
【００２５】
次に、図１、図３を用いて、反力付与機構１６がロックした場合の反力ペダル装置１０の動作を説明する。モータ４８が過負荷を受けてコイルが固着したり、反力伝達機構５４に異物が詰まると、モータ４８と反力伝達機構５４と出力レバー６８は動作しにくくなる。図１で示すように、出力レバー６８とアクセルペダル２０とが当接しているときに、運転者がアクセルペダル２０を踏み込むと、出力レバー６８には車体Ｂの後方に向けて押圧力が作用する。
【００２６】
出力レバー６８に作用する押圧力が所定未満である場合は、ブラケット１４の溝部３２とハウジング３４の第２軸部３８との間に働く摩擦力が押圧力を上回るため、第２軸部３８は移動しない。一方、出力レバー６８に作用する押圧力が所定以上である場合は、ブラケット１４の溝部３２とハウジング３４の第２軸部３８との間に働く摩擦力を押圧力が上回るため、第２軸部３８は車体Ｂの後方に移動する。このとき、反力付与機構１６は、ブラケット１４の軸受け部３０に載き置かれる第１軸部３６を中心にして回転する。第２軸部３８が溝部３２から外れると、反力付与機構１６は、図３で示すように、コイルバネ４４の付勢力により上方に引き上げられる。
【００２７】
このように、第１実施形態は、反力付与機構１６がロックした場合に、反力伝達経路内の部品を破断させてアクセルペダル２０の操作を可能にするのではなく、反力付与機構１６をアクセルペダル２０の操作範囲外に移動させてアクセルペダル２０の操作を可能にする。
【００２８】
［第１実施形態のまとめ］
第１実施形態は、車体Ｂに取り付けられるペダル支持部材１８と、ペダル支持部材１８により支軸２４を中心にして車体Ｂの前後方向へ回転可能に支持されるアクセルペダル２０（ペダル部材）と、アクセルペダル２０に対して反力を付与する反力付与機構１６とを有する。反力付与機構１６は、反力を発生させるモータ４８（駆動源）と、モータ４８が発生させる反力をアクセルペダル２０に伝達する反力伝達機構５４（伝達部材）と、モータ４８及び反力伝達機構５４を収容するハウジング３４とを備える。反力ペダル装置１０は、更に、ハウジング３４を、ペダル支持部材１８から離間させ、且つ、ペダル支持部材１８とは別に、車体Ｂに取り付けるブラケット１４を有する。ブラケット１４は、アクセルペダル２０から反力付与機構１６に対して所定以上の押圧力が加えられた場合に、反力付与機構１６を移動可能とするようにハウジング３４を支持する支持部を備える。
【００２９】
具体的にいうと、ハウジング３４は、所定以上の押圧力により反力付与機構１６が移動する際に回転中心となる第１軸部３６と、第１軸部３６を中心に回転可能にブラケット１４に支持される第２軸部３８とを備える。支持部は、第１軸部３６を回転可能に支持する軸受け部３０と、第２軸部３８を第１軸部３６を中心に回転可能に支持し、車体Ｂの後方に開放される溝部３２と、ブラケット１４とハウジング３４に取り付けられ、第２軸部３８が溝部３２から外れた際に、反力付与機構１６を上方に付勢するコイルバネ４４（付勢部材）とを有する。
【００３０】
第１実施形態によれば、アクセルペダル２０から反力付与機構１６に対して所定以上の押圧力が加えられた場合に、運転者によるアクセルペダル２０の操作を阻害しないように反力付与機構１６を移動させることができる。このため、反力付与機構１６の故障等に起因するアクセルペダル２０の操作の違和感を低減することができる。更に、反力付与機構１６の故障等を解消した後には反力付与機構１６をブラケット１４に戻すのみでよく、アクセルペダル２０等の部品を交換する必要がないため、交換部品や交換作業等の費用増加を抑制することができる。
【００３１】
［第２実施形態］
第１実施形態に更なる機能を追加した第２実施形態を説明する。図４で示すように、第２実施形態は、反力付与機構１６がブラケット１４から外れた場合に、運転者に対して報知する第１機能と、モータ４８の出力を停止させる第２機能とを備える。
【００３２】
マイクロスイッチ７０は、反力付与機構１６の移動を検出するセンサであり、反力付与機構１６が移動する位置に配置される。例えば、ブラケット１４で支持された状態の反力付与機構１６の位置よりも後方又は上方に配置される。なお、マイクロスイッチ７０のような接触式のセンサでなく、近接スイッチのような非接触式のセンサを用いることも可能である。移動を検出できるものであればどのような装置を使用してもよい。
【００３３】
ＥＣＵ７２は、マイクロコンピュータを含む計算機であり、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭも含む。）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、その他、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等の入出力装置等を有する。ＥＣＵ７２は、ＣＰＵがＲＯＭに記録されているプログラムを読み出し実行することで反力指示を出力し、また報知指示を出力する。ＥＣＵ７２は複数に分割されていてもよく、又は、他のＥＣＵと統合されてもよい。なお、これらの機能は、ハードウエアにより実現することもできる。
【００３４】
報知装置ドライバ７４は、報知装置７６の制御回路である。報知装置ドライバ７４は、ＥＣＵ７２から出力される報知指示に従い報知装置７６を作動させる。報知装置７６は、運転者の視覚、聴覚、触覚に訴える機能を備える。報知装置７６としては、メータ、ディスプレイ、ＨＵＤ、スピーカを使用可能である。又、ステアリングホイールやシートベルト等を振動させる装置を使用可能である。
【００３５】
モータドライバ５２は、図２で示すように、モータ４８の制御回路である。モータドライバ５２は、ＥＣＵ７２から出力される反力指示に従いモータ４８に対する電圧を制御することにより、モータ４８に対して電流を供給し、又は、電流の供給を停止する。
【００３６】
第２実施形態は次のように動作する。反力付与機構１６が車体Ｂの後方又は上方に移動すると、マイクロスイッチ７０は反力付与機構１６が移動したことを検出し、ＥＣＵ７２に検出信号を出力する。ＥＣＵ７２は検出信号を受け取ると、報知装置ドライバ７４に報知指示を出力し、モータドライバ５２に反力の停止指示を出力する。報知装置ドライバ７４は報知指示に従い報知装置７６を作動させ、報知装置７６は運転者に対して反力付与機構１６がブラケット１４から外れたことを報知する。モータドライバ５２は停止指示に従いモータ４８を停止させると共に、以降のモータ４８の駆動を禁止する。
【００３７】
なお、マイクロスイッチ７０とＥＣＵ７２の代わりにリミットスイッチを使用し、反力付与機構１６の移動を検出した場合に、モータ４８の電源を遮断するようにしてもよい。
【００３８】
［第２実施形態のまとめ］
第２実施形態は、第１実施形態に加えて、反力付与機構１６が移動したことを検出するマイクロスイッチ７０（移動検出装置）と、マイクロスイッチ７０により、反力付与機構１６の移動が検出された場合に、運転者に対して報知を行う報知装置７６とを有する。
【００３９】
反力付与機構１６を移動させるという状態は、アクセルペダル２０に対して反力が付与されない異常状態である。第２実施形態によれば、その状態を運転者に報知をすることで、反力が付与されないことに対するアクセルペダル２０の操作の違和感を低減することができる。又、運転者に対して早期に反力付与機構１６の異常を知らせることができる。
【００４０】
更に、第２実施形態は、マイクロスイッチ７０により、反力付与機構１６の移動が検出された場合に、モータ４８（駆動源）の出力を停止するＥＣＵ７２（反力制御装置）を有する。
【００４１】
反力付与機構１６を移動させた場合は、アクセルペダル２０に対して反力が付与されない。この状態で反力付与機構１６の作動を継続すると電力が浪費されるだけでなく、モータ４８が故障する虞もある。第２実施形態によれば、アクセルペダル２０に対して反力が付与されない異常状態において、モータ４８の出力を停止するため、電力消費を抑制することができると共に、モータ４８の故障を抑制することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０…反力ペダル装置                １４…ブラケット
１６…反力付与機構                  ２０…アクセルペダル
３０…軸受け部                      ３２…溝部
３４…ハウジング                    ３６…第１軸部
３８…第２軸部                      ４４…コイルバネ
４８…モータ                        ５２…モータドライバ
７０…マイクロスイッチ              ７２…ＥＣＵ
７４…報知装置ドライバ              ７６…報知装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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