(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気またはハイブリッド車両の制動のための力フィードバックブレーキペダルシステムであって、前記電気またはハイブリッド車両が回生制動システムおよび摩擦制動システムを有し、前記力フィードバックブレーキペダルシステムが、
シャフトまたはベアリングの周りに枢動式に取り付けられたブレーキペダルと、
前記電気またはハイブリッド車両の前記回生制動システムおよび前記摩擦制動システムと電気通信する電子回路と、
前記電気またはハイブリッド車両の回生制動および摩擦制動によって力フィードバックを提供するためのアクチュエータであって、前記アクチュエータが、前記ブレーキペダルと機械的に連通している、アクチュエータと、
を備える力フィードバックブレーキペダルシステムにおいて、前記力フィードバックブレーキペダルシステムが、
前記ブレーキペダルと前記アクチュエータとの間に配置されるコンプライアント要素であって、前記コンプライアント要素が、前記アクチュエータと直列である、コンプライアント要素と、
動作中に前記コンプライアント要素の偏向を測定し、データを前記電子回路に送信する線形または回転変位あるいは偏向センサと、
をさらに備えることを特徴とする、力フィードバックブレーキペダルシステム。
【請求項２】
前記コンプライアント要素が、直列弾性アクチュエータ（ＳＥＡ）の一部である、請求項１に記載の力フィードバックブレーキペダルシステム。
【請求項３】
前記直列弾性アクチュエータが、前記直列弾性アクチュエータの第１の端部で、プーリ、キャプスタンまたはギヤを介して減速機構の出力シャフトに取り付けられ、前記直列弾性アクチュエータの第２の端部で、前記ブレーキペダルに固定式に取り付けられる、請求項２に記載の力フィードバックブレーキペダルシステム。
【請求項４】
前記力フィードバックブレーキペダルシステムが、前記アクチュエータの位置を感知するための位置または回転センサをさらに備える、請求項１に記載の力フィードバックブレーキペダルシステム。
【請求項５】
前記コンプライアント要素が、偏向センサを備え付け、前記偏向センサが、前記コンプライアント要素の前記偏向を正確に感知するためのリニアエンコーダまたはホール効果センサである、請求項１に記載の力フィードバックブレーキペダルシステム。
【請求項６】
前記アクチュエータが、一次回転Ｘ軸線を有する回転電気モータである、請求項１に記載の力フィードバックブレーキペダルシステム。
【請求項７】
前記力フィードバックブレーキペダルシステムが、前記一次回転Ｘ軸線を中心とした前記回転電気モータの回転速度または出力トルクを調整するために使用される減速機構を有する、請求項６に記載の力フィードバックブレーキペダルシステム。
【請求項８】
前記力フィードバックブレーキペダルシステムが、ブレーキペダル変位を感知するための線形または回転変位センサを有する、請求項１に記載の力フィードバックブレーキペダルシステム。
【請求項９】
前記ブレーキペダルが、前記摩擦制動システムのマスタシリンダと機械的に連通している、請求項１に記載の力フィードバックブレーキペダルシステム。
【請求項１０】
前記力フィードバックブレーキペダルシステムが、前記摩擦制動システムの前記マスタシリンダから受けた力を感知するために、前記マスタシリンダから受けた力を測定する手段を備える、請求項９に記載の力フィードバックブレーキペダルシステム。
【請求項１１】
前記力フィードバックブレーキペダルシステムが、摩擦制動システムからの前記力フィードバックをシミュレートするためのトルク制御試験動力計をさらに備える、請求項１に記載の力フィードバックブレーキペダルシステム。
【請求項１２】
前記電子回路がカスケード型力制御装置を有する、請求項１に記載の力フィードバックブレーキペダルシステム。
【請求項１３】
請求項１に記載の力フィードバックブレーキペダルシステムを有する、電気またはハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回生制動システムと摩擦制動システムとを組み合わせた電気自動車用のブレーキペダル機構に関する。より詳細には、本発明は、安全性および運転者の経験を改善するために、従来のブレーキペダルの感触を維持するための力フィードバックブレーキペダルを提案する。
【背景技術】
【０００２】
電気駆動ユニットを備え付けた車両（電気自動車またはハイブリッド車など）では、電気モータもまた使用されて車両の速度を低下させることができる。特に、回生制動中、電気モータは発電機として使用され、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して、従来の摩擦制動によりそのエネルギーを散逸させる代わりに、電池パックに保存される。回生制動の適切な使用は、効率を改善し、電気自動車およびハイブリッド車の範囲を拡大するために重要である。さらに、エネルギー効率を大幅に改善し、排出基準を満たすのに役立つために、回生制動が電気自動車およびハイブリッド車によって一般に採用されている。
【０００３】
摩擦制動を回生制動と組み合わせるために使用される方法は、並列して協調する回生制動として２つの主な手法に大まかに分類され得る。並列制動中、従来の摩擦制動は常に使用されるが、さらなる減速が必要であり、十分な回生制動力が利用可能である場合、それらを増強するために回生制動が使用される。並列制動は実施するのが比較的簡単であるが、この手法では摩擦ブレーキを多用しているため、電力効率性に欠ける。
【０００４】
協調制動は、要求された減速を提供するために回生制動が可能な限り利用され、同時に電池パックを充電する、一般的に使用される手法である。
【０００５】
回生制動は電力効率にとって非常に重要であるが、回生制動力は車両速度の非線形関数であり、電気モータのサイズ、ならびに電池パックが任意の所与の瞬間に受け入れることができる充電量によって制約されるため、その利用は困難である。例えば、一般に、低速では十分な制動力を生成できず、一方で高速では恒久的な損傷を引き起こさずに電池を充電できないので、非常に低速および高速の領域で回生制動を用いることはできない。したがって、安全な減速を達成するには、従来の摩擦制動がやはり回生制動と共に採用される必要がある。
【０００６】
従来技術では、協調制動が非常に効率的であり、代替の回生制動手法と比較して最大５０％多くのエネルギーを回収できることが示されてきた。したがって、自動車産業は協調制動方式に移行している。
【０００７】
ブレーキペダルが提供する力フィードバックは、運転者が車両を安全に減速させることを保証する重要な感覚フィードバックである。回生制動は、従来の油圧式または電気油圧式制動とは異なり、ブレーキペダルと回生ブレーキ力との間に物理的な結合が全く存在しないため、従来のブレーキ感覚を乱す。その結果、回生制動が用いられる場合、ペダル感触が突然に、非線形的に影響を受ける可能性がある。例えば、回生制動が有効または無効になっている場合、ブレーキペダルの急速な軟化または硬化が一般的に経験される。ブレーキペダルのこの不慣れな力学は、運転者の能力に悪影響を及ぼし、運転者が長時間のトレーニング期間にわたって、この非直感的なブレーキペダル感覚を再学習する必要があるので、安全上重要な問題である。
【０００８】
先行技術において、協調回生制動システムのための滑らかな従来のブレーキペダル感覚を達成するためのいくつかの手法が提案されていることが知られている。本発明の技術分野における先行技術の文献は、とりわけ米国特許第７３５７４６５号明細書を参照することができるが、前記文献は、ブレーキペダルについての所定の力変位関係を実施するためにさまざまな弾性および散逸要素を利用することによりペダル感覚を提供する受動的手法を開示している。さらに、別の先行技術である米国特許第６９１６０７４号明細書は、磁気粘性流体を用いて実施される調整可能な減衰を開示している。受動的手法は低コストで簡単であるが、物理的な結合を通して摩擦制動力が運転者に影響を及ぼす場合、受動的手法には従来のブレーキ感覚を回復するための能動的力提供能力またはオンライン調整機能が欠けているので、ブレーキバイワイヤシステムに対してのみ使用可能である。別の米国特許第６６８４９８７号明細書は、ブレーキペダル用のモータ駆動フィードバック機構を開示している。前記機構は、シャフトを介してフレームに枢動可能に取り付けられたペダルと、前記ペダルの回転に対する抵抗および回転の補助を加えることができる双方向モータと、前記ペダルの少なくとも１つのパラメータを測定する手段と、前記ペダルの前記少なくとも１つのパラメータを分析する手段と、前記ペダルの前記少なくとも１つの測定されたパラメータに応答して、前記双方向モータの方向および速度を調整するために前記双方向モータを制御する手段とを備える。しかし、この特許出願には、従来のブレーキ需要を保証するためのペダル変位とマスタシリンダとの間のマッピング処理は存在しない。さらに、この特許出願には、ペダルとアクチュエータとの間を強固に結合する必要があるため、著しい欠点がある。
【０００９】
加えて、米国特許第７７４８７９２号明細書は、複数のホイールシリンダに結合されたマスタシリンダを含むブレーキバイワイヤ自動車ブレーキシステムを開示しており、マスタシリンダは、マスタシリンダ自体の抵抗力または変位特性をシミュレートするマスタシリンダ力シミュレータと動作可能に接続されたブレーキペダルアセンブリによって作動される。電子制御コンプライアンス装置は、マスタシリンダ力シミュレータを選択的に固定し、その結果、シミュレータによって提供される抵抗力がブレーキペダルに選択的に加えられ得る。ただし、制動システムは回生制動の場合にのみ有効であり、協調制動システムの場合は動作できない。
【００１０】
したがって、高忠実度の力制御性能をさらに改善し、電気自動車およびハイブリッド車のさまざまな車両設定に対して調整可能なブレーキペダル感覚を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の主な目的は、現在の技術水準における上記の欠点をなくすことである。
【００１２】
本発明の別の目的は、協調回生制動中に従来のブレーキペダル感覚を維持するための力フィードバックブレーキペダルシステムを提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、低コストで、堅牢かつ高忠実度の力制御を保証する力フィードバックブレーキペダルシステムを提供することである。
【００１４】
本発明のさらなる目的は、回生制動の攪乱効果を補償し、自然なブレーキペダル感覚を回復する力フィードバックブレーキペダルシステムを提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は添付図面から明らかになり、図面の簡単な説明は、次のセクションならびに添付の特許請求の範囲の中に続く。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、シャフトまたはベアリングの周りに枢動式に取り付けられたブレーキペダルと、車両の回生制動システムおよび摩擦制動システムと電気通信する電子回路と、車両の回生制動によって力フィードバックを提供するためのアクチュエータであって、前記アクチュエータが、ブレーキペダルと機械的に連通している、アクチュエータとを備え、ブレーキペダルシステムが、ブレーキペダルとアクチュエータとの間に配置されるコンプライアント要素と、動作中にコンプライアント要素の偏向を測定し、データを前記電子回路に送信する線形または回転変位あるいは偏向センサとをさらに備える、力フィードバックブレーキペダルシステムを提供する。
【００１７】
可能な実施形態では、コンプライアント要素は、直列弾性アクチュエータ（ＳＥＡ）と名付けられたアクチュエータと直列である。ＳＥＡを備えたブレーキペダルは、従来の摩擦ブレーキペダルに並列に取り付けられるように設計可能であり、ブレーキペダルと摩擦ブレーキとの間の機械的結合が維持され得る。
【００１８】
簡単な説明が本明細書に提供される添付の図は、単に本発明のより良い理解を提供することを意図しており、保護の範囲、または前記範囲がその記載が存在しない場合に解釈されるべき文脈を定義することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態による力フィードバックペダルシステムの分解図である。
【図２】本発明の一実施形態による力フィードバックペダルシステムの斜視図である。
【図３】力フィードバックブレーキペダルシステムの上面図である。
【図４】力フィードバックブレーキペダルシステムの制御ブロック図である。
【図５】本発明の実施形態によるコンプライアント要素の例示的な図である。
【図６】本発明の実施形態によるコンプライアント要素のブレーキペダルの例示的な正面図及び背面図である。
【図７】本発明の実施形態によるコンプライアント要素の側面斜視図である。
【図８】本発明の実施形態による、板ばねを有するコンプライアント要素の別の斜視図である。
【図９】本発明の別の実施形態による、板ばねを有するコンプライアント要素の別の側面図である。
【図１０】本発明によるブレーキペダルを示す図である。
【図１１】本発明の別の実施形態によるコンプライアント要素の板ばねを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明による実施形態を例示する目的だけに提供される添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。添付図面で使用される参照符号のリストは次のとおりである。
【００２１】
本発明は、電気またはハイブリッド車両の協調制動のための力フィードバックブレーキペダルシステム（１００）であって、前記車両が共同で回生制動システムおよび摩擦制動システムを有し、シャフト（１１）またはベアリングの周りに枢動式に取り付けられたブレーキペダル（１０）と、前記車両の回生制動システムおよび摩擦制動システムと電気通信する電子回路と、車両の回生制動および摩擦制動によって力フィードバックを提供するためのアクチュエータ（２５）であって、前記アクチュエータ（２５）が、ブレーキペダル（１０）と機械的に連通している、アクチュエータ（２５）とを主に備える力フィードバックブレーキペダルシステム（１００）を提供する。力フィードバックブレーキペダルシステム（１００）は、ブレーキペダル（１０）とアクチュエータ（２５）との間に配置されたコンプライアント要素（２５０）と、線形または回転変位あるいは偏向センサなどの位置センサ（４０）とをさらに備え、これは、動作中に、コンプライアント要素（２５０）の偏向を測定し、データを前記電子回路に送信する。前記コンプライアント要素（２５０）は、好都合には電気モータであり得るアクチュエータ（２５）と直列である。
【００２２】
可能な実施形態では、前記力フィードバックブレーキペダルシステム（１００）は、直列弾性アクチュエータ（ＳＥＡ）を含む単一自由度の力フィードバック装置として実施され得る。力制御フレームワークでの力推定のために、コンプライアント要素（２５０）およびセンサ（４０）による偏向測定を使用することによって、ＳＥＡは、より高い力フィードバック制御装置ゲインを利用して、応答性が高く、堅牢で安定した力制御を可能にする。ＳＥＡを含むブレーキペダル（１０）は、周波数スペクトル全体にわたって良好な出力インピーダンス特性も有する。特に、デバイスの力制御帯域幅内で、ＳＥＡは、能動的力制御を通して、つまり出力インピーダンスを所望のレベルに変調することにより、高忠実度の動力付与およびバックドラバビリティを保証できる。ロードセルまたは他の商用の力測定ベースの制御手法と比較して、ＳＥＡを備えたブレーキペダル（１０）は、桁違いに高いコンプライアント力感知要素を採用しており、より低コストで実施され得る。
【００２３】
例示的な一実施形態では、コンプライアント要素（２５０）は、その第１の端部で、キャプスタン（３０）、プーリ（３０）またはギヤ（３０）を介して減速機構の出力シャフトに取り付けられ、その第２の端部（７０）で、図１に示すように、ブレーキペダル（１０）に固定して取り付けられている。キャプスタントランスミッションは、低摩擦を提供し、これは、比較的低慣性の回転トランスミッション要素の一種である。ブレーキペダル（１０）とコンプライアント要素（２５０）の第２の端部（７０）とは互いに強固に取り付けられている。図３のプーリ（３０）は、好ましくは減速要素（８０）を介してアクチュエータ（２５）によって作動される。一旦ペダル（１０）が相互作用すると、プーリ（３０）およびペダル（１０）が同じ量で移動しないため、板ばね（１４）を有するコンプライアント要素（２５０）が偏向する。偏向センサ（３５）はこの偏向を測定するが、一方でエンコーダ（４５）はアクチュエータ（２５）の回転を感知する。ペダル（１０）は、コンプライアント要素（２５０）に回転可能に結合され、図３に示されるように回転軸線（ｙ）を有する。偏向センサ（３５）は、コンプライアント要素（２５０）の２つの端部（３０、７０）の間に生じる偏向を測定する。コンプライアント要素（２５０）の第２の端部（７０）は、ペダル（１０）に強固に取り付けられている。
【００２４】
他の可能な実施形態では、前記力フィードバックブレーキペダルシステム（１００）は、アクチュエータの位置を感知するためのエンコーダ（４５）をさらに備える。一般に、キャプスタントランスミッションは、小さなピニオンまたはプーリ（１３）およびセクタプーリ（３０）などの大きな部品の２つの部品を有する。さらに、キャプスタントランスミッション（１５０）は、トルク出力の向上に役立つだけでなく、意図的に導入されたコンプライアント要素（２５０）および位置センサ（４０）を埋め込んで、この板ばね（１４）の偏向を測定する。加えて、コンプライアント要素（２５０）は、リニアエンコーダ（２２）などの偏向センサ（３５）としての位置センサ（４０）を備え付け、あるいはホール効果センサまたはコンプライアント要素（２５０）の偏向を正確に感知するための同様の手段を備え付けることができる。ホール効果センサは、コンプライアント要素（２５０）内に埋め込まれることもまた可能である。ロードセルまたは制御手法に基づく他の商用の力測定と比較して、前記力フィードバックブレーキペダルシステム（１００）は、マスタシリンダまたは運転者から受けた力を測定する手段により、桁違いに高いコンプライアント感知を採用している。さらに、定期的な位置検出とカスタムビルドのコンプライアントばね（１４）に基づいて、堅牢で低コストの力測定が実施され得る。有利には、より低コストの部品が、前記力フィードバックブレーキペダルシステム（１００）の実施におけるアクチュエータ（２５）または動力伝達要素（８０、１５０）として利用されて、堅牢で高忠実度の力制御を達成することができる。
【００２５】
別の可能な実施形態によれば、前記アクチュエータ（２５）は、図３に示されるような一次回転軸線（ｘ）を有する回転電気モータである。力フィードバックブレーキペダルシステム（１００）は、前記一次回転軸線（ｘ）を中心としたアクチュエータ（２５）の回転速度または出力トルクを調整するために使用され、出力シャフト（１１）を有する減速機構（８０）を有することができる。前記回転電気モータ（２５）は、ペダル（１０）からの測定に基づいて閉ループ制御下でブレーキペダル（１０）の運動を課すために使用され、ここで、コンプライアント要素（２５０）の偏向を測定すること、およびフックの法則（Ｈｏｏｋｅ’ｓ  ｌａｗ）を使用することによりトルク評価が実行される。プーリ（１３）およびセクタプーリ（３０）は、トランスミッションキャプスタン（１５０）を構成する。好ましくは、動力伝達のために、図３に示すように、大きなトルク出力容量を有するギヤ付きＤＣモータが使用されて、キャプスタン（１５０）トランスミッションを駆動することができる。前記キャプスタントランスミッション（１５０）は、アクチュエータ（２５）の出力シャフト（１１）に取り付けられたピニオン（１３）と、被駆動セクタプーリ（１３）などのベアリングとを備えることができる。特に、キャプスタントランスミッション（１５０）は、トルク出力の向上に役立つだけでなく、意図的に導入されたコンプライアント要素（２５０）および位置センサ（４０）を埋め込んで、このコンプライアント要素の偏向を測定する。アクチュエータ（２５）は、シャフト（１１）での偏向を測定する光学式エンコーダまたはその他の手段を含むように選択される。
【００２６】
可能な実施形態では、図５から図９を参照すると、前記コンプライアント要素（２５０）は、２つの板ばね（１４）を対称的に交差させることにより形成され得る十字形屈曲ピボットとして構成される。前記十字形屈曲ジョイント（９０）は、ＳＥＡのコンプライアント要素（２５０）の一部であることが好ましく、このタイプのコンプライアント要素は、板ばね（１４）上方に応力を分散し、応力集中を回避するので堅牢であるからである。ブレーキペダル（１０）は、ボールベアリングを介して車両フレームに取り付けられることができ、セクタプーリは、十字形屈曲ジョイント（９０）を介してブレーキペダルに取り付けられることができる。十字形屈曲ジョイント（９０）の回転の中心は、ブレーキペダル（１０）の回転軸線と位置合わせされ、一方、ホール効果センサは、セクタプーリに埋め込まれた磁石間を移動するように拘束される。さらに、十字形屈曲ジョイント（１５０）の偏向を測定するために、光学式エンコーダ（１２）もまた採用され得る。最後に、従来の摩擦ブレーキペダル（１０）は、アクチュエータ（２５）上のエンコーダ（４５）で発生する可能性のある任意の故障を検出するために使用され得る冗長センサとして機能する変位センサを既に有する。
【００２７】
図４を参照すると、ブレーキペダル（１０）は、従来の油圧式ブレーキシステムのマスタシリンダと機械的に連通していることができる。太線は機械的結合を示し、一方、細線は上記の図中の信号を表す。したがって、ペダル変位は継続的に測定され、所望の減速度にマッピングされる。ペダル変位の測定により、力フィードバックブレーキペダルシステムは、ブレーキペダル変位を感知するための位置センサをさらに備えることができる。所望の車両減速度が与えられれば、ブレーキ力配分ブロックは、回生制動システムと摩擦制動システムの両方についてブレーキ力基準を生成するために、瞬間的な回生制動能力ならびに道路状況を考慮する。
【００２８】
別の例示的な実施形態では、力フィードバックブレーキペダルシステム（１００）は、少なくとも２つのセンサを有し、その結果、モータの位置および弾性要素のペダル位置の偏向が推定され得る。力フィードバックブレーキペダルシステム（１００）は、ペダル位置、モータ位置、または弾性要素の偏向を測定する少なくとも２つのセンサを有する。システムを操作するためには、この３つの測定のうち２つで十分である。さらに、３つ以上のセンサは冗長である。安全のために冗長性は、十分である。
【００２９】
例示的な実施形態では、ブレーキペダル（１０）は、１Ｎｍの連続トルク出力を有する光学エンコーダ（４５）を備え付けるブラシレスＤＣモータ（２５）によって作動される。減速比１０：１を有する遊星歯車列が、ＤＣモータ（２５）に連結される。第２のレベルの４：１の減速比を提供するキャプスタントランスミッション（１５０）機構のセクタプーリ（３０）を駆動するために、ギヤ付きモータが使用される。セクタプーリ（３０）は、大きな偏向範囲を有する堅牢で簡単なコンプライアント要素（２５０）として機能する十字形屈曲ジョイント（９０）に基づく板ばね（１４）を介してブレーキペダルに取り付けられている。十字形屈曲ジョイント（９０）の偏向を測定するために、ホール効果センサ（３５）およびリニアエンコーダ（２２）が使用される。力フィードバックブレーキペダルシステム（１００）は、人間の足に連続的に１６０Ｎ以上、およびピークのペダル力５００Ｎを提供できる。さらに、第１のレベルで採用された低いトランスミッション比、および第２のレベルで実質的に摩擦のないキャプスタントランスミッション（１５０）の使用により、システムは人間の足によって受動的に戻し駆動可能であり、それにより運転者がシステムを無効にして摩擦制動を制御することができることを保証する。
【００３０】
本発明の可能な実施形態によれば、力フィードバックブレーキペダル用のカスケード型制御装置が実施される。カスケード型制御装置は、内側の運動制御ループおよび外側の力制御ループから構成することができる。制御構造の内側ループは、堅牢な運動制御装置を使用して、摩擦またはスティクションなどの動力トランスミッションシステムの欠陥を補償し、運動制御システムをその制御帯域幅内で理想的な運動源にする。この運動制御装置は、可能な限り最高の制御比で実施される。外部制御ループは、１ｋＨｚで制御アーキテクチャに力フィードバックを組み込み、適切に設計された内側ループ下で良好な力トラッキング性能を保証することができる。
【００３１】
回生制動の介入下で、従来のブレーキペダル感覚の必要性を回復させるように、ブレーキペダル（１０）の変位に応じて、ペダル感覚ならびに必要な力フィードバックおよび減速の挙動を説明するために、さまざまな数学関数が選択され得る。
【００３２】
本発明の別の態様によれば、図４に示すように、適切なスケーリングの後、回生力ブレーキ要求は、基準力として力フィードバックブレーキペダルシステム（１００）に伝えられる。力フィードバックブレーキペダルシステム（１００）は、閉ループの力制御に依存して、この基準力が高忠実度で運転者に提供されることを保証する。その結果、運転者は、車両に加えられた総制動力からの力フィードバック、つまり、機械的結合による摩擦制動およびブレーキペダル（１０）による回生制動からの力の合計を感じ取る。
【００３３】
物理的車両内に直列弾性アクチュエータを有する前記力フィードバックブレーキペダルシステムと、自転車またはオートバイなどのさまざまな電気車両との統合が利用可能となり、したがって、この実施は役に立つ手段または車両を提供する。
【００３４】
コンセプトを実証するための例示的な実験研究
本発明の実験的評価が実行され、力フィードバックブレーキペダルシステム（１００）の性能が評価される。
【００３５】
実例の実施では、回生制動の介入下で回復される必要がある従来のブレーキペダルの感覚は、数学的に次のようにモデル化される。
【数１】
0006842049.tif 000002
ここで、ｘｐｅｄａｌは、８０ｍｍの最大ストロークを有するペダル変位を示し、Ｆｐｅｄａｌは運転者に作用する合計の力ペダルである。
【００３６】
この例示の文脈内で、ブレーキペダル変位ｘｐｅｄａｌは、次の関数に従って減速要求ａｄｃａｒにマッピングされる。
【数２】
0006842049.tif 000003
ここで、ｇは重力加速度をｍ／ｓｅｃ２で表す。
【００３７】
すべてのグラフで、３つの主要な区分を見つけることができる。
−アイドリング：ペダルの移動量が２０／２５ｍｍまでのグラフの最初の部分であり、この部分では、必要な力フィードバックおよび必要な減速の両方の点でペダルの感覚は「ソフト」である。
−ドージング／ノーマル：ペダルの移動量の２０／２５ｍｍから始まる中心部であり、この部分では、ペダルの挙動感覚が強くなり始める。この区分でブレーキ動作を実行することは非常に一般的である。
−フェージング：ペダルのフィーリングがさらに硬くなる最後の部分である。レースのシナリオ、または複数の連続した緊急制動の後を除いて、この区分にあることはまれである。
【００３８】
ブレーキ力配分は、運転者からの減速要求、瞬間的な車両速度、バッテリ充電レベル、および道路状況に基づいて決定される。瞬間的な回生制動力の簡単なモデルは、Ｆｒｅｇ＝Ｐｍ／ｖｃａｒとして採用され、ここで、Ｐｍは電気モータの一定のブレーキ力を表し、ｖｃａｒは車両の瞬間速度である。任意の瞬間の回生制動能力が提供され、簡単にするために路面状態を無視すると、ブレーキ力配分ブロックは、採用される必要がある回生制動および摩擦制動の量を決定する。
【００３９】
高忠実度の力制御性能により、力フィードバックペダルシステム（１００）は、自然なペダル感覚に対する回生制動の寄生効果を補償するために使用され得るばかりでなく、電気自動車およびハイブリッド車のさまざまな車両設定に対して調整可能なブレーキペダル感覚を提供できる。
【００４０】
本発明による力フィードバックブレーキペダルシステムは、摩擦制動システムからの力フィードバックをシミュレートするためのトルク制御試験動力計をさらに備えることができる。これにより、本発明は協調制動システムのシミュレータとして実施することが可能になる。
【００４１】
有利には、ステアリング、スロットル、およびサスペンションの応答に一般的に実施されているように、異なる車両モード（例えば、スポーツまたは快適性など）に一致するようにペダル力フィードバックは調整され得る。ＳＥＡブレーキペダルの主な作動メカニズムおよび寸法は、既存のブレーキペダル（１０）と互換性があるように設計されているので、力フィードバックブレーキペダルシステム（１００）は、最小限の修正で既存の摩擦ブレーキに並列に接続され得る。ブレーキペダルシステム（１００）は、ブレーキバイワイヤ機能を備えた車両で使用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…ブレーキペダル、１１…シャフト、１２…ベアリング、１３…プーリ、１４…板ばね、２２…リニアエンコーダ、２５…アクチュエータ、３０…セクタプーリ、３５…センサ、４０…位置センサ、４５…エンコーダ、７０…コンプライアント要素の第２の端部、８０…減速要素、９０…十字形屈曲ジョイント、１００…力フィードバックブレーキペダルシステム、１５０…キャプスタントランスミッション、２５０…コンプライアント要素。
【要約】      （修正有）【課題】協調回生制動中に従来のブレーキペダル感覚を維持するための力フィードバックブレーキペダルシステムの提供。【解決手段】ブレーキペダルシステム１００が、シャフト１１またはベアリング１２の周りに枢動式に取り付けられたブレーキペダル１０と、車両の回生制動システムおよび摩擦制動システムと電気通信する電子回路と、車両の回生制動および摩擦制動によって力フィードバックを提供するためのアクチュエータ２５であって、前記アクチュエータ２５が、ブレーキペダル１０と機械的に連通している、アクチュエータ２５とを備え、ブレーキペダルシステム１００が、ブレーキペダル１０とアクチュエータ２５との間に配置されるコンプライアント要素と、動作中にコンプライアント要素の偏向を測定し、データを前記電子回路に送信する位置センサとをさらに備える、力フィードバックブレーキペダルシステム１００。【選択図】図１【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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