CN105723292A - 反力输出装置 - Google Patents

Abstract

一种反力输出装置(10)，具有：驱动部(20)，其通过对驱动部件进行驱动(12)，对由操作者操作的操作件(8)输出方向与操作方向相反的力；控制部(56)，其判断所述操作件(8)和所述驱动部件(12)之间是否产生了间隙，并在判断为产生了间隙的情况下，控制所述驱动部(20)输出比判断为没有产生间隙的情况下大的驱动力。

Description

反力输出装置

技术领域

本发明涉及一种反力输出装置(resistance-forceoutputdevice)。

本申请要求2013年10月8日提交的日本国专利申请2013-211137号的优先权，并在此引用其内容。

背景技术

近年来，为了抑制在车辆起步和行驶时无意识的急加速等情况，例如开发出一种油门踏板装置，该装置向油门踏板输出与踩踏油门踏板的力(踏力)相反方向的力(反力)(例如，参照专利文献1)。

专利文献1所记载的油门踏板装置，在其壳体内收装有复位弹簧、马达和联动臂，其中，壳体以能够转动的方式轴支承踏板臂的基端；复位弹簧用于使踏板臂返回初始位置；马达用于产生反力；联动臂用于将马达的旋转传递给踏板臂。在该油门踏板装置中，由控制装置控制马达以使其输出与油门踏板的踩踏状态相对应，其输出通过联动臂传递给踏板臂。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】日本发明专利公开公报特开2010-111379号公报。

发明内容

但是，在专利文献1所记载的油门踏板装置中，由马达产生反力，而由于马达的闭合电路所产生的摩擦扭矩增加，有时会使进行踩踏动作时的反力增大到必要以上。为了避免这种情况的发生，例如如果抑制向马达通电，则会产生马达的输出不足，马达的驱动部件无法充分追随踏板臂的情况。

本发明所涉及的技术方案的目的在于提供一种能够提高随动性的反力输出装置。

本发明的反力输出装置采取以下结构。

(1)本发明所涉及的一个技术方案的反力输出装置具有：驱动部，其通过对驱动部件(drivemember)进行驱动，对由操作者操作的操作件(operatedelement)输出方向与操作方向相反的力；控制部，其判断所述操作件和所述驱动部件之间是否产生了间隙(gap)，并在判断为产生间隙的情况下，控制所述驱动部输出比判断为没有产生间隙的情况下大的驱动力。

根据所述(1)的技术方案，在操作件和驱动部件之间产生间隙的情况下，因为反力输出装置输出更大的驱动力，驱动部件追随操作件。因此，驱动部件与操作件之间不易产生间隙。因此，反力输出装置所输出的反力能够正确地传递至操作件，例如，能够提高油门操作感。

(2)在所述(1)的技术方案中，所述控制部在判断为没有产生间隙的情况下，根据从外部输入的控制目标值，通过向所述驱动部进行间歇性通电来控制所述驱动部，而在判断为产生了所述间隙的情况下，即可与判断为没有产生所述间隙的情况相比，延长对所述驱动部的通电期间。

在所述(2)的情况下，反力输出装置在驱动部件和操作件之间没有产生间隙的情况下，例如，能够基于根据行驶速度等外部信息的控制目标值将反力传递至操作件。另外，在产生间隙的情况下，通过长时间通电消除间隙。即，反力输出装置能够通过操作件向使用者传递信息。

(3)在所述(2)的技术方案中，所述控制部在判断为没有产生间隙的情况下，也可以交替设置由PWM控制来驱动所述驱动部的期间和停止向所述驱动部通电的期间。

此处，例如在操作件和驱动部件之间没有产生间隙的情况下，在由PWM(PulseWidthModulation脉冲宽度调制)控制控制驱动部的驱动力时，即使在脉冲的开放区间，由于电路内存在的二极管的再生等电路特性，有时会保持闭合电路无法输出适宜的驱动力。

在所述(3)的情况下，在由PWM控制驱动驱动部的期间之外，还设置有对驱动部停止通电的期间，因此，能够避免保持所述闭合电路的现象。即，驱动部能够输出适宜的驱动力。

(4)在所述(1)至(3)中任意一个技术方案中，所述驱动部为旋转电机，所述控制部也可以基于所述驱动部的旋转的延迟程度来判断所述操作件和所述驱动部件之间是否产生了间隙。

在所述(4)的情况下，反力输出装置相对于由于通电而被期待的电机的旋转，检测出实际的电机旋转的延迟。电机的旋转和驱动部件的动作之间具有关联，限制了驱动部件的动作的话，会妨碍到电机的旋转。另外，驱动部件的动作也会因操作件的操作而被妨碍。因此，在操作件被操作期间，电机的旋转会被妨碍而发生延迟。即，通过检测出电机的延迟程度，并非测量操作件和驱动部件的实际距离，而是能够简便地判断为操作件和驱动部件之间是否产生了间隙，能够控制驱动部输出的驱动力。

(5)在所述(1)至(3)的任意一个技术方案中，所述控制部也可以基于所述驱动部所消耗的消耗电流的变动，来判断所述操作件和所述驱动部件之间是否产生了间隙。

在所述(5)的情况下，反力输出装置检测出由于通电，驱动部所消耗的消耗电流的值。例如，在驱动部的旋转电机旋转的情况下，在驱动部内部，因为随着旋转，电路的通电路径发生切换，因此消耗电流变小。在电机不旋转的情况下，因为电流持续流过同一路径，因此消耗电流变大。如上所述，由操作件对驱动部件动作的限制而造成对电机旋转的妨碍。即，通过检测出电机的消耗电流，并非测量操作件和驱动部件的实际距离，而是能够简便地判断为操作件和驱动部件之间是否产生了间隙。

(6)在所述(1)至(3)的任意一个技术方案中，所述控制部也可以基于被输入的所述操作件的操作量，和由于所述驱动部，所述驱动部件的位移，来判断所述操作件和所述驱动部件之间是否产生了间隙。

在所述(6)的情况下，由于基于表示操作件的位置的操作量和表示驱动部件的位置的驱动部件的位移，来判断驱动部件和操作件之间是否产生了间隙，因此能够正确判断是否应该以很大的输出来对驱动部件进行驱动。

根据本发明的技术方案，能够提供一种被提高随动性的反力输出装置。

附图说明

图1是油门踏板装置的外观结构一例的示意图，该油门踏板装置具有本发明第1实施方式所涉及的反力输出装置。

图2是本实施方式所涉及的反力输出装置的内部结构一例的示意图。

图3是以本实施方式所涉及的反力输出装置的控制电路为中心的功能结构一例的示意图。

图4是由本实施方式所涉及的反力输出装置的微型计算机所执行的基本控制的模式图。

图5是在没有施加于马达的外部负载的情况下，本实施方式所涉及的反力输出装置的来自霍尔IC的检测信号一例的示意图。

图6是在有施加于马达的外部负载的情况下，本实施方式所涉及的反力输出装置的来自霍尔IC的检测信号一例的示意图。

图7是在有施加于马达的外部负载的情况下，本实施方式所涉及的反力输出装置的来自霍尔IC的检测信号的其他例的示意图。

图8是表示本实施方式所涉及的反力输出装置的通电控制处理一例的框图。

图9A是说明外部负载对本发明的第2实施方式所涉及的反力输出装置中马达所消耗电流的影响一例的示意图。

图9B是说明外部负载对本发明的第2实施方式所涉及的反力输出装置中马达所消耗电流的影响一例的示意图。

图10是表示本实施方式所涉及的反力输出装置的通电控制处理一例的框图。

图11是表示本发明的第3实施方式所涉及的车辆具有的反力输出装置的通电控制处理一例的框图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在各实施方式中的反力输出装置是发挥以下功能的装置，例如，通过向为了指示车辆加速而设置的油门踏板等操作件输出与踩踏力相反方向的力(反力)，以提高油门操作感、传递促进节约耗油量的加速控制、进行各种安全控制等。作为安全控制，例如在弯道跟前或市区、学校区等地，为了抑制过剩的加速而控制输出比较大的反力。另外，也可以在发生只是单纯超过基准的突然的油门踏板操作时，判断其为误操作而控制输出比较大的反力。作为操作件，在油门踏板之外，例如还有制动踏板、方向盘、或者游戏机的操作装置。

第1实施方式

图1是油门踏板装置1的外观结构一例的示意图，其具有本发明的第1实施方式所涉及的反力输出装置10。油门踏板装置1具有：踏板主体单元2，其被设置在驾驶席的脚下前方；反力输出装置10(驱动部)，其被设置在驾驶席的脚下前方的踏板主体单元2的上方。

踏板主体单元2具有安装在车体上的保持基座2a，和基端以能够转动的方式被安装在保持基座2a上所设置的支轴2b上的踏板臂4，和踏板臂4的顶端部上设置的由驾驶员施加踩踏力的踏板主体部6，保持基座2a上设置有始终对踏板臂4施力使其位于初始位置的复位弹簧(未图示)。踏板臂4上连接有连接线(未图示)，其用于根据对踏板臂4的操作量(转动角度)来对内燃机(发动机)的节气门(未图示)的开度进行操作。但是，在内燃机采用电子控制式节气门时，也可以在踏板主体单元2上设置用于检测踏板臂4的转动角度的旋转传感器，基于该旋转传感器的检测信号来控制节气门的开度。另外，在踏板臂4的基端的附近部分，连接有与之形成一体的反力传递杆8，该反力传递杆8向与踏板臂4的延伸方向大致相反的方向延伸。另外，作为反力输出装置10的驱动部件的输出杆12的顶端部与反力传递杆8的顶端部能够抵接。作为反力输出装置10的驱动部件的输出杆12的转动力通过反力传递杆8输出到踏板臂4。这样，反力输出装置10将与踩踏力的方向相反方向的反力输出到操作件(例如，反力传递杆8)。

图2是反力输出装置10的内部结构一例的示意图。图2中表示的是将树脂制的壳体14的壳体罩去掉后的状态。反力输出装置10具有作为产生反力的驱动源的马达(电机)20(驱动部)、和以能够转动的方式轴支在壳体14上的反力输出轴16、和齿轮减速机构30。齿轮减速机构30将马达20的旋转减速而使扭矩增大，从马达的旋转轴22方向偏向反力输出轴16的方向向输出杆12传递。反力输出轴方向的一个端部从壳体14的侧表面向外侧突出，在突出的该端部上连接有输出杆12并形成一体。

马达20的转子的旋转由安装在电路基板50上的控制电路控制。电路基板50上连接有为后述的上位ECU(ElectronicControlUnit电子控制单元)和控制电路进行信号的送受信的CAN(ControllerAreaNetwork控制器局域网)连接线(未图示)。另外，电路基板50和马达20通过连接线连接，基于从电路基板50发送来的控制信号控制马达20的转子的旋转。另外，覆盖马达20的转子的框体上设有小孔，小孔中嵌入设置有霍尔IC(IntegratedCircuit集成电路)。霍尔IC检测出透过小孔的磁束强度，输出对应检测出的磁束强度的电压。由霍尔IC检测出的磁束强度根据马达20的转子的旋转发生变化，因此，基于霍尔IC的输出电压能够检测出转子的旋转量。以下，作为一个例子说明了设置3个霍尔IC的状态，但是霍尔IC也可以是2个或4个以上的多个。

图3是以反力输出装置10的控制电路为中心的功能结构一例的示意图。在图3中，反力输出装置10具有马达20、和上位ECU70之间进行CAN通信的CAN控制电路54、微控制器(微型计算机)56(控制部)、马达驱动器IC58(控制部)、功率FET(FieldEffectTransistor场效应晶体管)60、和霍尔IC64U、64V、64W(控制部)和电流检测传感器66。此外，在以下有时会将3个霍尔IC总称为霍尔IC64进行说明。

上位ECU70，例如通过控制对应踏板臂4操作量的节气门的开度等对发动机72进行驱动控制。发动机72作为输出轴的曲轴与车轴相连接，输出车辆的行驶驱动力。此外，作为行驶驱动部，也可以采用在发动机72上增加行驶用马达的结构，也可以采用不具备发动机72而只用行驶用马达输出行驶驱动力的结构。

微型计算机56通过CAN控制电路54与上位ECU70进行CAN通信。微型计算机56从上位ECU70接收作为反力输出装置10产生的反力的强度基准的反力设定值。微型计算机56基于从上位ECU70接收的反力设定值控制马达驱动器IC58，控制向功率FET60进行的通电。

基本上，微型计算机56对于马达驱动器IC58，对功率FET60按对应反力设定值的占空比进行PWM控制。功率FET60具有U相、V相、W相的分别的功率FET60U、60V、60W，各功率FET分别与马达20的对应的相的线圈连接。马达驱动器IC58通过使各相的功率FET循环地进行开与关，在各相的线圈上产生磁场，使马达20的转子旋转。

另外，微型计算机56在进行PWM控制的期间，和功率FET60U、功率FET60V、功率FET60W全部同时关闭期间进行周期性切换控制。马达驱动器IC58上具有输入端子58a，用于接收功率FET60U、功率FET60V、功率FET60W全部同时关闭的信号(以下称为全闭信号)的输入。

图4是由微型计算机56所执行的基本控制的模式图。在该图中经过了从t10开始到t12的时间。微型计算机56向马达驱动器IC58上的输入端子58a间歇性地输出全闭(off)信号。全闭信号例如以低电平(low)为有效状态(assert)被输入，而全闭信号在高电平(high)时，马达驱动器IC58向功率FET60通电，进行PWM控制(PWM控制开通)。另外，全闭信号在低电平(low)时，马达驱动器IC58不向功率FET60U、功率FET60V、功率FET60W中的任意一个进行通电(PWM控制关闭)。在向功率FET60进行通电的期间，马达20驱动，电流被消耗。此外，下面，有时将如上述那样对向马达20的通电进行间歇性控制的情况称为间歇控制。另外，下面，有时会将3个功率FET总称为功率FET60来进行说明。

如图4所示的控制，通过以下这样的情况来进行。由线圈和功率FET等驱动的马达20构成反力输出装置10，由于马达20的闭合电路所产生的摩擦扭矩增加，使踏板臂4被踩踏时的扭矩上升，有时会使反力过剩。对此，如果进行占空比不是100％的PWM控制，则在脉冲的关闭(off)区间马达20应该成为开放(open)电路，但是由于功率FET60的基于二极管的再生或附加部件，有时电流无法完全消除而保持为闭合(close)电路。因此，有必要设置使功率FET60U、功率FET60V、功率FET60W全部同时关断(off)，不进行PWM控制的期间。

但是，在进行如图4所示那样的控制的情况下，起因于存在不进行PWM控制的期间，有时会导致反力输出装置10的输出不足。而这样的如果，例如在从驾驶员踩踏踏板主体部6的状态开始到脚刚从踏板主体部6离开后等状态下，马达20的旋转无法追随踏板臂4的返回，例如输出杆12的顶端部和反力传递杆8的顶端部有时会出现间隙。像这样马达20驱动的输出杆12和反力传递杆8之间如果产生所述那样的间隙的话，马达20则无法立刻对踏板臂4输出反力(随动性恶化)。这样的结果，会使驾驶员接着踩踏踏板臂4时感觉不到反力，有时会使油门操作感发生变化。

对此，本实施方式的反力输出装置10判断输出杆12和踏板主体部6之间的连接结构(在本实施方式中特别是输出杆12和反力传递杆8之间)是否产生了间隙，再根据判断结果控制马达20的输出，由此抑制所述那样随动性恶化的情况。以下，对此进行说明。

微型计算机56上连接有电流检测传感器66和马达驱动器IC58。微型计算机56从电流检测传感器66接收关于马达20的消耗电流的信息。马达驱动器IC58的输入端上，在微型计算机56之外，还连接有3个霍尔IC64U、64V、64W，马达驱动器IC58接收霍尔IC64U、64V、64W各自的输出电压的变化。马达驱动器IC58基于从霍尔IC64U、64V、64W的输入，将关于马达20的转子的旋转量的信息输出到微型计算机56。

微型计算机56通过马达驱动器IC58(或者直接从霍尔IC64)接收基于霍尔IC64的检测结果的，关于马达20转子的旋转量信息。在本实施方式中，基于霍尔IC64U、64V、64W(控制部)的检测结果判断反力输出装置10(驱动部)的输出杆12(驱动部件)和踏板主体部6(操作件)之间的连接结构是否产生了间隙，即，在本实施方式的情况下，由微型计算机56(控制部)判断输出杆12(驱动部件)和反力传递杆8(操作件)之间是否产生了间隙。在判断为产生间隙的情况下，马达驱动器IC58(控制部)对功率FET60进行的通电时间与判断为没有产生间隙的情况相比要长。由此，与判断为没有产生间隙的情况相比可以向输出杆12输出更大的驱动力，使其更加迅速地接近反力传递杆8并与之抵接。这样即可提高对反力输出装置10的踏板主体部6的随动性。另外，在判断为没有产生间隙的情况下，马达驱动器IC58对向功率FET60的通电，按与反力设定值对应的占空比进行PWM控制。由此，反力输出装置10可以向踏板装置输出适宜的反力。

以下，对于基于霍尔IC64的检测结果的间隙判断方法进行说明。如图1所说明的，作为反力输出装置10的驱动部件的输出杆12的转动力，通过反力传递杆8输出到踏板臂4，反力被施加给踏板主体部6。相反，踏板主体部6上被施加的踩踏力通过踏板臂4和反力传递杆8，对于输出杆12施加与其转动方向相反方向的力。然后，输出杆12的转动力是由马达20的转子向正方向旋转而得到的，因此，主体部6上被施加的踩踏力即作为妨碍马达20的转子向正方向旋转的外部负载发生作用。即，反力传递杆8和输出杆12相抵接(没有产生间隙)时，马达20的转子的旋转被踩踏力妨碍，而没有抵接(产生间隙)时，马达20的转子的旋转不被妨碍。即，在旋转速度比基于马达20所得到的驱动信号的预定旋转速度慢的时候，能够判断为输出杆12和踏板主体部6之间的连接结构没有产生间隙(输出杆12和踏板臂4相抵接)，而在没有延迟或延迟程度很小时，能够判断为输出杆12和踏板主体部6之间的连接结构产生间隙。微型计算机56以规定的周期进行后述的长时间通电，检测有无间隙。

在此，对外部负载(踩踏力)对于霍尔IC64的检测结果的影响，使用图5～图7进行说明。此外，图5～图7所表示的图表除了有无外部负载之外，以具有相同条件为前提。图5是在没有(或者很小)施加于马达20的外部负载的情况下，霍尔IC64的检测信号一例的示意图。在图5的例中，经过了从时刻t20到时刻t26的时间。时刻t22表示的是微型计算机56开始检测外部负载的时刻。另外，时刻t24表示的是微型计算机56开始对应外部负载有无的控制的时刻。到检测开始为止的期间(时刻t20～时刻t22)，在控制功率FET60的马达驱动器IC58上，例如，由于间歇性地输入基于反力设定值的全闭信号，马达20的转子的旋转被抑制。而在进入外部负载的检测期间(时刻t22～时刻t24)后，对功率FET60进行比间歇控制时更长时间的通电(以下称为长时间通电控制)。在图5的例中，因为没有外部负载，马达20的转子的旋转速度上升，相间的时间差T1与规定时间相比变小(换言之，旋转速度与预定旋转速度相比变快)。该规定时间可以是一个固定值，也可以使其根据马达20的转子的旋转数可变。即，微型计算机56在判断为没有外部负载，检测期间结束后(时刻t24～时刻t26)，还继续进行长时间通电控制。因此，在输出杆12上被输出比判断为没有产生间隙的情况时大的驱动力，使其更加迅速地接近反力传递杆8并与之抵接。此外，在图5中表示的是在检测期间中(时刻t22～时刻t24)和检测期间结束后(时刻t24～时刻t26)向马达20始终通电的例子，但是并不限于此，例如，可以使通电时间的相对于全闭期间的比率比进行间歇控制时更长，也可以使PWM控制中的占空比比进行间歇控制时更大。

图6是在有施加于马达20的外部负载的情况下，霍尔IC64的检测信号一例的示意图。在图6的例中，经过了从时刻t30到时刻t36的时间。时刻t32表示的是微型计算机56开始检测外部负载的时刻。另外，时刻t34表示的是微型计算机56开始对应外部负载的有无的控制的时刻。在外部负载的检测期间(时刻t32～时刻t34)中，与图5的例子同样进行长时间通电控制。但是，在图6的例中，因为有外部负载，马达20的转子的旋转速度仅限于小幅度上升。

在有施加于马达20的外部负载的情况下，检测期间中的相间的时间差(延迟T2)，比规定时间大(换言之，旋转速度与预定旋转速度相比变慢)。因此，检测期间结束后(时刻t34～时刻t36)微型计算机56再次开始间歇控制。由此，可以抑制马达20的转子的旋转，使反力输出装置10不输出必要以上的大的反力。

图7是在有施加于马达20的外部负载的情况下，霍尔IC64的检测信号的其他例示意图。在图7的例中，经过了从时刻t40到时刻t46的时间。时刻t42表示的是开始检测外部负载的时刻。另外，时刻t44表示的是开始进行对应外部负载的有无的控制的时刻。在图7的例中，与使用图6所说明的情况相比，表示的是有更大的外部负载的情况。然后，在图7的例中，即使是在微型计算机56开始检测外部负载后，霍尔IC64的输出信号也只能从特定的相(在本例中为U相)中检测到。这表示马达20的转子根本没有旋转。

图7所表示的状态，例如，因为很强的外部负载而完全妨碍了马达20的转子的旋转，或者油门踏板处于全闭位置，会出现再也无法使输出杆12动作的时候。因此，微型计算机56在无法计测相间的时间差的情况下判断具有外部负载。因此，微型计算机56在检测期间结束后再次开始间歇控制。此外，虽然在此省略了说明，但是在更大的外部负载被施加到反力输出装置10的时候，马达20的转子会有反向旋转的情况。在这种情况下，霍尔IC64从各相的输出顺序也会发生逆转。微型计算机56也可以通过检测出这种情况来判断被施加了外部负载。

图8是表示基于霍尔IC64的输出电压的通电控制处理一例的框图。首先，微型计算机56判断外部负载的检测时机(例如100毫秒间隔)是否到来(步骤S100)。在检测时机没有到来的情况下(步骤S100：NO)返回步骤S100。而在检测时机到来的情况下(步骤S100：YES)，微型计算机56控制马达驱动器IC58使功率FET60被长时间通电，尝试马达20的驱动(步骤S102)。接着，马达驱动器IC58接收霍尔IC64U、64V和64W各自输出的电压(步骤S104)。接着，马达驱动器IC58判断基于霍尔IC64各相所输出电压的相间的时间差是否比规定时间(例如20毫秒)大(步骤S106)。在相间的时间差比规定时间大的情况下(步骤S106：YES)，马达驱动器IC58判断有外部负载，即，判断为输出杆12和踏板主体部6之间的连接结构没有产生间隙(步骤S108)，并再次开始间歇控制(步骤S110)。而当各相间的延迟不比规定时间大的情况下(步骤S106：NO)，马达驱动器IC58判断没有外部负载，即，判断为输出杆12和踏板主体部6之间的连接结构产生间隙(步骤S112)，通过保持长时间通电控制，以更大的驱动力驱动马达20，使输出杆12追随反力传递杆8(步骤S114)。

如上所述，根据本实施方式所涉及的反力输出装置10，微型计算机56判断输出杆12和踏板主体部6之间的连接结构是否产生了间隙，在判断为产生间隙的情况下，控制马达20以使其输出比判断为没有产生间隙的情况下更大的驱动力，因此能够提高输出杆12对反力传递杆8的随动性。

另外，因为微型计算机56通过对马达20进行间歇的通电来控制马达20，因此能够抑制反力变得过大。

另外，因为微型计算机56基于霍尔IC64检测出的马达20的转子旋转的延迟程度，判断输出杆12和踏板主体部6之间的连接结构是否产生了间隙，因此不用追加新的结构即可进行通电的控制。

第2实施方式

以下，参照附图对本发明的第2实施方式进行说明。第2实施方式中的反力输出装置，取代霍尔IC64的输出电压，基于马达20的消耗电流，判断驱动部件和操作件之间是否产生了间隙。在本实施方式中，对于各结构使用和第1实施方式同样的符号，而省略了对相同功能的说明。

图9A和图9B是说明在外部负载的检测期间，外部负载对马达20的消耗电流的影响一例的示图。图9A表示的是在没有施加给马达20的外部负载的情况下，电流检测传感器66的检测信号的例子。经过了从时刻t50a到时刻t52a的时间。另外，图9B表示的是有施加给马达20的外部负载的情况下，电流检测传感器66的检测信号的例子。经过了从时刻t50b到时刻t52b的时间。另外，图9A和图9B所表示的图表除了有无外部负载之外，以具有相同条件为前提。

如上所述，施加给踏板主体部6的踩踏力会降低马达20的转子的旋转速度。旋转速度的变化，除了利用霍尔IC64的各相输出电压的输出时刻的时间差之外，例如，还可以利用马达20的消耗电流的增加检测出来。例如，在给马达20长时间通电的情况下，在没有外部负载时(图9A)，马达20的转子旋转，由功率FET60按U相、V相、W相3相的顺序快速进行通电的切换。由于各通电相具有线圈，在通过特定的通电相进行通电时，随着时间的经过马达20的消耗电流增加。另外，随着通电相切换，消耗电流的增加也会被归零。通电相的切换速度与马达20的转子的旋转速度联动。在没有外部负载的情况下，马达20的转子的旋转速度随着时间的经过(时刻t50a～时刻t52a)加快，通电相持续快速切换。然后，消耗电流渐渐降低。

而另一方面，在有外部负载时(图9B)，马达20的转子的旋转被妨碍。例如，马达20的转子在通电初期缓慢旋转，或者以时刻(时刻t51b)为界限停止旋转。在这种情况下，马达20的转子在缓慢旋转期间(时刻t50b～时刻t51b)，由于缓慢切换通电相，因此消耗电流几乎不会变化。然后，从旋转停止开始的期间(时刻t51b～时刻t52b)，不进行通电相的切换，因此消耗电流开始增加。如此，例如检测出马达20的消耗电流，通过判断该消耗电流是否在阈值以上，即可简便地判断输出杆12是否被反力传递杆8按压，即输出杆12和踏板主体部6之间的连接结构是否产生了间隙。

图10是表示基于马达20的消耗电流的通电控制处理一例的框图。此框图相当于使用第1实施方式的图8所说明的动作，因为图10的步骤S200、S202、S208、S210、S212及S214，分别和图8的S100、S102、S108、S110、S112及S114是相同的处理，所以在此省略其说明。在步骤S204中，电流检测传感器66检测出马达20的消耗电流，并将检测出的信息向微型计算机56输出。接着，微型计算机56判断电流检测传感器66检测出的马达20的消耗电流是否在规定的阈值以上(步骤S206)。在消耗电流处于阈值以上的情况下(步骤S206：YES)，转移至步骤S208。而在消耗电流未满阈值的情况下(步骤S206：NO)，转移至步骤S212。

如上所述，根据本实施方式所涉及的反力输出装置10，能够取得与第1实施方式中所说明的效果同样的效果。另外，微型计算机56基于马达20消耗的消耗电流的变化，判断输出杆12和踏板主体部6之间的连接结构是否产生了间隙，因此不用追加新的结构即可进行通电的控制。

第3实施方式

以下，参照附图对本发明的第3实施方式进行说明。本实施方式所涉及的反力输出装置10，基于马达20的转子的旋转量，例如，由车辆方面输入的踏板臂4的转动角度，即踏板的操作量，来判断输出杆12和踏板主体部6之间的连接结构是否产生了间隙。在本实施方式中，对于各结构使用与第1和第2实施方式同样的符号，而省略了对相同功能的说明。

在本实施方式中，马达驱动器IC58基于3个霍尔IC64的输出电压检测出马达20的转子的旋转量。霍尔IC64的输出电压的输出次数反映马达20的转子的旋转量。另外，从霍尔IC64的各相输出的电压的输出顺序反映马达20的转子的旋转方向。例如，在霍尔IC64的各相输出的电压是以U相、V相、W相、U相顺序被检测出的情况下，马达20的转子是在向正方向旋转，输出杆12被向着反力传递杆8的方向驱动。另外，例如在霍尔IC64的各相输出的电压是以U相、W相、V相、U相的顺序被检测出的情况下，马达20的转子是在向反方向旋转，输出杆12被向着反力传递杆8的反方向驱动。如此，马达驱动器IC58基于从霍尔IC64输出的输出电压的输出次数和该输出电压被从各相检测出的顺序，能够正确地检测出马达20的转子的旋转量，因此能够计算出输出杆12的位置变化，即，能够计算出输出杆12的位置。马达驱动器IC58将表示计算出的输出杆12的位置的信息向微型计算机56输出。

踏板臂4的转动角度，例如，由设置在踏板臂4上的旋转传感器检测出来，并向上位ECU70输出。另外，上位ECU70将表示该踏板臂4的转动角度的信息向微型计算机56输出。踏板臂4的转动使踏板臂4上连接的反力传递杆8的位置发生变化。即，反力传递杆8的位置变化由踏板臂4的转动角度决定，微型计算机56能够计算出反力传递杆8的位置。微型计算机56基于从马达驱动器IC58输入的马达20的转子的旋转量，和从上位ECU70输入的踏板臂4的转动角度，判断输出杆12和反力传递杆8是否抵接。

图11是表示基于马达20的转子的旋转量和踏板臂4的转动角度的通电控制处理一例的框图。此框图相当于使用第1实施方式的图8所说明的动作，因为图11的步骤S300、S308和S310分别与图8的步骤S100、S110和S114相同，所以省略其说明。首先，马达驱动器IC58基于从3个霍尔IC64输出的电压的输出次数和该输出电压被从各相检测出的顺序，检测出马达20的转子的旋转量，向微型计算机56输出(步骤S302)。接着，踏板臂4上的旋转传感器检测出踏板臂4的转动角度并向上位ECU70输出。上位ECU70将该转动角度向微型计算机56输出(步骤S304)。接着，微型计算机56由马达20的转子的旋转量计算出输出杆12的位置，由踏板臂4的转动角度计算出反力传递杆8的位置。然后微型计算机56判断输出杆12和反力传递杆8是否抵接(步骤S306)。在抵接的情况下(步骤S306：YES)，转移至步骤S308。在不抵接(产生间隙)的情况下(步骤S306：NO)，转移至步骤S310。

如上所述，根据本实施方式所涉及的反力输出装置10，能够取得与第1实施方式中所说明的效果同样的效果。另外，微型计算机56基于被输入的表示踏板臂4的操作量的踏板臂4的转动角度，和马达20的输出杆12的位置变化，判断输出杆12和踏板主体部6之间的连接结构是否产生了间隙，因此不用追加新的结构即可进行通电的控制。

以上，参照附图对本发明的实施方式进行了说明，但是具体结构并不限于所述内容，在不脱离本发明宗旨的范围内可以进行各种各样的设计变更。

例如，在所述各实施方式中，微型计算机56基于由上位ECU70输入的控制目标值，通过变动输出全闭信号的期间且间歇向马达20进行通电来对马达20进行控制，但是微型计算机56也可以基于控制目标值进行变更PWM控制的占空比的控制。

另外，也可以由马达驱动器IC58而不是微型计算机56进行以下等的判断：在第1实施方式中霍尔IC64的各相间的输出电压的延迟的判断；在第2实施方式中马达20的消耗电流的变动(增加)的判断；在第3实施方式中输出杆12和反力传递杆8是否抵接的判断。

另外，在第1实施方式中，输出杆12和踏板主体部6之间的连接结构是否产生了间隙的判断，也可以基于霍尔IC64的各相的电压信号持续时间的长度来进行。在这种情况下，伴随着马达20的转子的旋转速度的低下，电压信号的持续时间变长，因此在该持续时间长的时候能够判断为有外部负载，输出杆12和反力传递杆8抵接。

附图标号说明

1：油门踏板装置；2：踏板主体单元；2a：保持基座；2b：支轴；4：踏板臂(操作件)；6：踏板主体部(操作件)；8：反力传递杆(操作件)；10：反力输出装置(驱动部)；12：输出杆(驱动部件)；14：壳体；16：反力输出轴；20：马达(驱动部)；22：旋转轴；30：齿轮减速机构；40：CAN连接线；50：电路基板；54：CAN控制电路；56：微型计算机(控制部)；58：马达驱动器IC(控制部)；60：功率FET；64、64U、64V、64W：霍尔IC(控制部)；70：上位ECU；72：发动机。

Claims (6)

1.一种反力输出装置，其特征在于，具有：

驱动部，其通过对驱动部件进行驱动，来对由操作者操作的操作件输出方向与操作方向相反的力；和

控制部，其判断所述操作件和所述驱动部件之间是否产生了间隙，并在判断为产生了间隙的情况下控制所述驱动部，以使其输出的驱动力比判断为没有产生间隙的情况下输出的驱动力大。

2.根据权利要求1所述的反力输出装置，其特征在于，

所述控制部在判断为没有产生所述间隙的情况下，根据从外部输入的控制目标值，通过向所述驱动部进行间歇性通电来控制所述驱动部，

所述控制部在判断为产生了所述间隙的情况下，使对所述驱动部的通电期间比判断为没有产生所述间隙的情况下对所述驱动部的通电期间长。

3.根据权利要求2所述的反力输出装置，其特征在于，

所述控制部在判断为没有产生所述间隙的情况下，交替设置通过PWM控制来驱动所述驱动部的驱动期间和停止向所述驱动部通电的期间。

4.根据权利要求1至3中任意1项所述的反力输出装置，其特征在于，

所述驱动部是旋转电机，所述控制部根据所述驱动部的旋转的延迟程度来判断所述操作件与所述驱动部件之间是否产生了间隙。

5.根据权利要求1至3中任意1项所述的反力输出装置，其特征在于，

所述控制部根据所述驱动部消耗的消耗电流的变动，来判断所述操作件与所述驱动部件之间是否产生了间隙。

6.根据权利要求1至3中任意1项所述的反力输出装置，其特征在于，

所述控制部根据所输入的所述操作件的操作量和基于所述驱动部的所述驱动部件的位移，来判断所述操作件和所述驱动部件之间是否产生了间隙。