JP2012171526A - アクセルペダル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】踏力がヒステリシス特性を示すことを前提に、アクセルペダルの動作（踏込み動作及び戻し動作）において素早く危険を回避し又は危険を告知でき、又、反力を付加する際に運転者に違和感を生じさせないようにする。
【解決手段】アクセルペダル２０、踏力にヒステリシスを発生させるヒステリシス発生機構４０、アクセルペダルを休止位置に向けて押し戻す反力を付加する反力付加機構６０、反力付加機構を駆動制御する制御手段７０を備えたアクセルペダル装置において、制御手段７０は、所定条件下においてアクセルペダルの踏込み時だけでなく戻し時にも反力を付加し、かつ、踏力のヒステリシスにおける踏込み側の踏力と戻し側の踏力との差分の踏力よりも大きな反力を付加するように反力付加機構６０を駆動制御する。これにより、最適なアクセルフィーリングが得られ、危険の回避又は危険の告知を素早く行える。
【選択図】図５

Description

本発明は、ドライブバイワイヤ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、特に危険回避あるいは危険告知等の際にペダルアームの踏力に対抗する反力（押し戻し力）を発生する反力付加機構を備えたアクセルペダル装置に関する。

自動車等に搭載のエンジンにおいて、電子制御スロットルシステム（ドライブバイワイヤシステム）に適用されるアクセルペダル装置としては、アクセルペダルのストローク（踏込み量）と踏力との関係が、踏込み時の踏力よりも戻し時の踏力が小さくなるようなヒステリシス特性を示すヒステリシス発生機構を備えた構成において、車両の運転状態に応じて適切な踏力を得るべく、アクセルペダルの踏込み側の踏力に適宜反力を付加し、一方、アクセルペダルの戻し側の踏力は車両の運転状態に関係なく初期設定の特性を維持するようにした踏力変更手段（すなわち、反力付加機構）を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、アクセルペダルの踏込み時に、反力を付加して踏込みを抑制させる場合としては、過度の踏込みを抑制させて燃費向上を図る場合、運転中に前方車両に接近したことを知らせる場合、あるいは、その他の危険を回避又は告知する必要が生じた場合が考えられる。
このような状態は、アクセルペダルの踏込み時だけに限ることではなく、アクセルペダルを戻している最中であっても、その戻し量が足りない場合や戻し動作が遅い場合には、前方車両に接近し過ぎて危険を回避できない、あるいは、円滑な運転を行うことができない虞がある。

特開２００４−３１４８７１号公報

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、踏力がヒステリシス特性を示すことを前提に、アクセルペダルの動作（踏込み動作及び戻し動作）において素早く危険を回避し又は危険を告知でき、又、反力を付加する際に運転者に違和感を生じさせないようにしたアクセルペダル装置を提供することにある。

本発明のアクセルペダル装置は、アクセルペダルと、アクセルペダルの踏力にヒステリシスを発生させるヒステリシス発生機構と、アクセルペダルを休止位置に向けて押し戻す反力を付加する反力付加機構と、反力付加機構を駆動制御する制御手段と、を備えたアクセルペダル装置であって、制御手段は、所定条件下においてアクセルペダルの踏込み時に反力を付加すると共に所定条件下においてアクセルペダルの戻し時に反力を付加し、かつ、踏力のヒステリシスにおける踏込み側の踏力と戻し側の踏力との差分の踏力よりも大きな反力を付加するように、反力付加機構を駆動制御する、構成となっている。
この構成によれば、運転者がアクセルペダルを操作して、ペダルアームを休止位置と最大踏み込み位置の間で揺動させる際に、ヒステリシス発生機構によりヒステリシスを生じるような踏力が得られ、かつ、所定条件下で（例えば、車両の運転中に前方を走行している車両との車間距離が短くなったとき等、危険回避あるいは危険告知等が必要なった場合に）は、制御手段により反力付加機構が駆動されて、運転者の踏込み動作時だけでなく戻し動作時においても、踏力に対抗してペダルアームを押し戻すような押し戻し力を発生させることができる。したがって、アクセルペダルの戻しが遅い場合や戻し量が足りない場合等に、アクセルペダルの戻し動作に反力を付加して戻し動作をアシストすることで、即座に危険を回避することができる。
また、アクセルペダルの踏込み動作時に（踏力のヒステリシス特性において、踏込み側の特性ラインに沿う状態で）反力が付加される場合、その反力によりアクセルペダルが若干押し戻されて、その踏力は踏込み時にもかかわらず反力が付加されたヒステリシス特性の戻し側の特性ラインに沿うことになる。ここで、仮に踏込み側の踏力と戻し側の踏力との差分の踏力よりも小さい反力が付加されると、その踏力は、そのアクセル開度（ストローク）位置での反力を付加しない踏込み側の踏力よりも小さくなる（反力を付加した踏力特性ラインが、反力を付加しない踏力特性ラインと一部重なる）ため、運転者はその反力感を明確に認識することができない虞がある。そこで、踏込み側の踏力と戻し側の踏力との差分の踏力よりも大きい反力が付加されることで、その踏力は、そのアクセル開度（ストローク）位置での反力が付加されない踏込み側の踏力よりも大きくなり、運転者はその反力感を明確に認識することがでる。

上記構成において、制御手段は、アクセルペダルの踏込み時に付加する反力がアクセルペダルの戻し時に付加する反力よりも大きくなるように、反力付加機構を駆動制御する、構成を採用することができる。
この構成によれば、アクセルペダルの踏込み時に反力を付加した場合、その反力によりアクセルペダルが若干押し戻されて、その踏力は踏込み時にもかかわらず反力が付加されたヒステリシス特性の戻し側の特性ラインに沿うことになる。ここで、踏込み時に付加する反力と戻し時に付加する反力が同じ場合、運転者はその付加された反力に気付き難いが、アクセルペダルの戻し時に付加される反力よりも大きい反力が踏込み時に付加されるため、運転者は踏込み時において確実にその反力を感じることができ、又、運転者は反力に違和感を覚えることなく、最適なアクセルフィーリングを実現することができる。

上記構成において、制御手段は、反力を付加した後に、アクセルペダルの動作情報に基づいて、さらに反力を付加するか否かを判断する、構成を採用することができる。
この構成によれば、反力を付加した後にアクセルペダルが戻されるような動作にあれば反力は付加されないが、反力を付加した後でもアクセルペダルがさらに踏み込まれるような動作にあれば、さらに反力を付加するように反力付加機構を駆動制御することで、危険等から完全に回避することができ、又、危険の告知を連続して行うことができる。

上記構成において、反力付加機構は、アクセルペダルに係合して押し戻す回転トルクを及ぼすトルクモータを含み、制御手段は、トルクモータの駆動電流を調整して、反力の大きさを適宜設定する、構成を採用することができる。
この構成によれば、反力付加機構としてトルクモータを採用するため、構造の簡素化等を達成しつつ、簡単な制御手法で反力を付加することができる。

上記構成において、アクセルペダルの動作を検出する検出手段を含み、制御手段は、検出手段の出力情報に基づいて、アクセルペダルが踏込み動作にあるか戻し動作にあるかを判断し、反力付加機構を駆動制御する、構成を採用することができる。
この構成によれば、検出手段の検出情報に基づいて、アクセルペダルの動作が踏込み動作か戻し動作か判断され、その判断結果に基づいて、反力付加機構による反力の付加が行われるため、アクセルペダルの動作を反力の付加制御に直接的に反映させることができ、アクセルペダルの踏込み時及び戻し時においてそれぞれ高精度に所望のタイミングで反力を付加することができる。

上記構成において、車両の運転状態又はエンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段を含み、制御手段は、運転状態検出手段の検出情報に基づいて、反力付加機構を駆動制御する、構成を採用することができる。
この構成によれば、運転情報検出手段により検出される種々の運転情報（例えば、車速、エンジン回転数、前方車両との距離、路面情報、運転モード等）に基づいて、反力付加機構が適宜駆動制御されるため、運転者に違和感を生じさせることなく、最適な状態で素早く危険を回避し又危険を告知することができ、又、燃費を低減することもできる。

上記構成をなすアクセルペダル装置によれば、踏力がヒステリシス特性を示すことを前提に、アクセルペダルの動作（踏込み動作及び戻し動作）において素早く危険を回避し又は危険を告知でき、又、反力を付加する際に運転者に違和感を生じさせないようにしたアクセルペダル装置を得ることができる。

本発明に係るアクセルペダル装置の一実施形態を示す斜視図である。 図１に示すアクセルペダル装置を示す側面図である。 図１に示すアクセルペダル装置の内部構造を示す側面図である。 図１に示すアクセルペダル装置に含まれる反力付加機構を駆動制御する制御システムを示すブロック図である。 図１に示すアクセルペダル装置における踏力のヒステリシス特性を示す特性図である。 図１に示すアクセルペダル装置における踏力のヒステリシス特性を示す特性図である。 図１に示すアクセルペダル装置における踏力のヒステリシス特性を示す特性図である。

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。
このアクセルペダル装置は、図１ないし図４に示すように、自動車等の車体に固定されるハウジング１０、所定の軸線Ｌ１を中心として揺動自在に支持されたアクセルペダル２０、アクセルペダル２０を休止位置に戻す付勢力を及ぼす復帰バネ３０、アクセルペダル２０を休止位置に戻す付勢力を及ぼすと共に踏力（ペダル荷重）にヒステリシスを発生させるための（第１スライダ４１，第２スライダ４２，及び復帰バネ４３等を含む）ヒステリシス発生機構４０、アクセルペダル２０の回転角度位置及びその回転の向きを検出する検出手段としてのアクセル位置センサ（ＡＰＳ）５０、所定条件下においてアクセルペダル２０を休止位置に向けて押し戻す反力を生じさせるための（トルクモータ６１，戻しレバー６２，モータ位置センサ（ＭＰＳ）６３等を含む）反力付加機構６０、反力付加機構６０の駆動制御を行う制御手段としての制御システム７０等を備えている。

ハウジング１０は、全体が樹脂材料により成形されており、図１ないし図３に示すように、アクセルペダル２０を軸線Ｌ１回りに揺動自在に支持し、その内部において、復帰バネ３０及びヒステリシス発生機構４０を収容し、又、軸線Ｌ１の周りにおいてアクセル位置センサ５０を埋設し、その上方領域において外部との電気接続を行う後述の制御ユニット７１を埋設するように形成されている。

アクセルペダル２０は、全体が樹脂材料により成形されており、図１ないし図３に示すように、ハウジング１０の支軸１０ａにより回動自在に支持される円筒部２１、円筒部２１から下方に伸長して一体的に形成された下側アーム部２２、円筒部２１から上方に伸長して一体的に形成された上側アーム部２３、下側アーム部２２に一体的に形成されたペダル部２４等を備えている。
上側アーム部２３は、ヒステリシス発生機構４０の一部（第１スライダ４１）及び反力付加機構６０の一部（戻しレバー６２）と係合するように形成されている。

復帰バネ３０は、図３に示すように、バネ鋼等により形成された圧縮型のコイルバネであり、その一端部がハウジング１０の内壁に係合しかつその他端部がアクセルペダル２０（上側アーム部２３）の一部に係合して、所定の圧縮代に圧縮された状態で取り付けられて、アクセルペダル２０を休止位置に戻す付勢力を及ぼすようになっている。

ヒステリシス発生機構４０は、図３に示すように、ハウジング１０に収容された、第１スライダ４１、第２スライダ４２、復帰バネ４３を備えており、アクセルペダル２０の上側アーム部２３（の上端部）に離脱可能に係合して踏力（ペダル荷重）にヒシテリシスを発生させるように形成されている。
第１スライダ４１は、樹脂材料（例えば、含油ポリアセタール等の高摺動性材料）により形成されており、図３に示すように、ハウジング１０の下側内壁面１０ｂに摺動自在に接触し、第２スライダ４２の傾斜面と接触する傾斜面、上側アーム部２３（の上端部）が離脱可能に係合し得る係合面等を備えている。
第２スライダ４２は、樹脂材料（例えば、含油ポリアセタール等の高摺動性材料）により形成されており、図３に示すように、ハウジング１０の上側内壁面１０ｃに摺動自在に接触し、第１スライダ４１の傾斜面と接触する傾斜面、復帰バネ４３の一端部を受ける受け面等を備えている。
復帰バネ４３は、図３に示すように、バネ鋼等により形成された圧縮型のコイルバネであり、その一端部が第２スライダ４２の受け面に係合し、その他端部がハウジング１０の内壁に係合して、所定の圧縮代に圧縮された状態で取り付けられて、第２スライダ４２の傾斜面を第１スライダ４１の傾斜面に押し付けて、第１スライダ４１及び第２スライダ４２を下側内壁面１０ｂ及び上側内壁面１０ｃに向けて押し付けるようなくさび作用を及ぼすと共に、第１スライダ４１及び第２スライダ４２を介して、アクセルペダル２０を休止位置に戻す付勢力を及ぼすようになっている。

したがって、アクセルペダル２０が、復帰バネ３０（及び復帰バネ４３）の付勢力に抗して最大踏込み位置（全開位置）に向けて踏み込まれる場合は、上側アーム部２３が復帰バネ４３の付勢力に抗して第１スライダ４１を図３中の左向きに押すことで、第１スライダ４１及び第２スライダ４２のくさび作用により生じる摩擦力（摺動抵抗）が増加し、復帰バネ４３の付勢力の増加に伴って摩擦力が直線的に増加し、図５中の実線ＮＬで示すヒステリシス特性の踏込み側の特性ラインＤＮＬが得られる。
一方、アクセルペダル２０が、復帰バネ３０（及び復帰バネ４３）の付勢力に応じて休止位置に向けて戻される場合は、第１スライダ４１及び第２スライダ４２のくさび作用により生じる摩擦力（摺動抵抗）は小さくなり、復帰バネ４３の付勢力により第１スライダ４１及び第２スライダ４２が元の位置に向けて図３中の右向きに移動するに連れて、復帰バネ４３の付勢力が減少することで摩擦力が直線的に減少し、図５中の実線ＮＬで示すヒステリシス特性の戻し側の特性ラインＲＮＬが得られる。
ここで、戻り動作の際の摩擦力は、踏込み動作の際の摩擦力よりも小さくなるため、踏込み動作から戻し動作までの全体の踏力（ペダル荷重）にヒステリシス（実線ＮＬ）を発生させることができる。
尚、戻り動作の途中において、第１スライダ４１がスティックして停止したときは、復帰バネ３０の付勢力により、上側アーム部２３が第１スライダ４１から離脱することで、アクセルペダル２０は所定の休止位置に戻るようになっている。

アクセル位置センサ（ＡＰＳ）５０は、図２に示すように、軸線Ｌ１の周りの領域において、アクセルペダル２０の円筒部２１及びハウジング１０のセンサ収容部に配置されている。
アクセル位置センサ５０は、例えば非接触式の磁気式センサであり、アクセルペダル２０の円筒部２１の領域に設けられた磁性材料からなる環状のアマチャ、アマチャの内周面に結合された円弧状の一対の永久磁石、ハウジング１０に埋設された磁性材料からなる二つのステータ、二つのステータ間に配置された２つのホール素子等により形成され、その他に関連する部品として、端子、種々の電子部品が実装された回路基板等が設けられている。
そして、アクセル位置センサ５０は、アクセルペダル２０が回動（揺動）することにより、磁束密度の変化をホール素子で検出して電圧信号として出力し、アクセルペダル２０の角度位置を検出すると共に、その電圧信号の変化量に基づいてアクセルペダル２０が踏込み動作にあるか戻し動作にあるかを検出するようになっている。

反力付加機構６０は、図１ないし図３に示すように、ハウジング１０の内部に収容されたトルクモータ６１、トルクモータ６１に直結されてアクセルペダル２０の上側アーム部２３に対して離脱可能に係合する戻しレバー６２、ハウジング１０のセンサ収容部に収容されて戻しレバー６２の回転角度を検出するモータ位置センサ（ＭＰＳ）６３等により構成されている。
トルクモータ６１は、軸線Ｌ２を中心として、それに直結された戻しレバー６２を所定の角度範囲において往復動するように一体的に回転させるものである。ここでは、駆動源として、トルクモータ６１を示したが、アクセルペダル２０の踏力に抵抗して戻しレバー６２を回動させることができるものであれば、トルクモータに限らずその他の構成をなす駆動源を適用することができる。

戻しレバー６２は、図３に示すように、軸線Ｌ２を中心に回動するトルクモータ６１の回転軸に直結されると共にその先端部がアクセルペダル２０の上側アーム部２３に離脱可能に係合するように形成されている。
そして、戻しレバー６２は、トルクモータ６１が駆動力（回転トルク）を及ぼさないとき、アクセルペダル２０の揺動に追従するように、すなわち、上側アーム部２３の移動に対して抵抗力を及ぼすことなく追従するように自由に回動し、一方、トルクモータ６１が駆動力（回転トルク）を及ぼすとき、踏力に抵抗してアクセルペダル２０を休止位置に向けて押し戻す反力を上側アーム部２３に対して及ぼすようになっている。

モータ位置センサ（ＭＰＳ）６３は、図１に示すように、ハウジング１０のセンサ収容部に配置されており、トルクモータ６１の回転角度すなわち戻しレバー６２の角度位置を検出するようになっている。尚、モータ位置センサ６３としては、接触式又は非接触式のセンサを適用することができる。
ここでは、反力付加機構６０が、トルクモータ６１、戻しレバー６２、モータ位置センサ６３により構成されているため、反力付加機構６０の簡素化及び装置の小型化等が達成され、所定条件下で反力を付加する制御が必要になった場合の応答性を高めることができる。

制御システム７０は、図４に示すように、ハウジング１０に埋設される制御ユニット７１、車両に搭載されて全体の制御を司るＥＣＵ７２、車両に搭載されたバッテリ７３、車両又はエンジンの種々の運転状態を検出する運転状態検出手段としての運転状態検出回路７４等を備えている。
制御ユニット７０は、ハウジング１０の上方領域に埋設されており、制御を司るマイコン（チップ）７１ａ、マイコン７１ａの制御信号に基づいてトルクモータ６１を駆動する駆動回路７１ｂ、トルクモータ６１を駆動する駆動電流を検出する電流検出回路７１ｃ、モータ検出センサ（ＭＰＳ）６３の検出信号をマイコン７１ａに送るＭＰＳ入力回路７１ｄ、マイコン７１ａとＥＣＵ７２との間でＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信により信号（データ）の送受信を行うインターフェース回路７１ｅ、マイコン７１ａに電源を導く電源回路７１ｆを備えている。また、アクセル位置センサ（ＡＰＳ）５０は、検出信号をＥＣＵ７２に送信するように接続されている。
運転状態検出回路７４は、種々の運転情報（例えば、車速、エンジン回転数、前方車両との距離、路面情報、運転モード等）を検出するものである。
そして、運転状態検出回路７４により、種々の運転情報が検出されると、ＥＣＵ７２及び制御ユニット７１を介して、運転者に違和感を生じさせることなく、最適な状態で素早く危険を回避し又危険を告知し、さらには、燃費を低減するように、反力付加機構６０が適宜駆動制御されるようになっている。

ここで、制御システム７０による反力付加機構６０の駆動制御について説明する。
制御システム７０は、運転状態検出回路７４の検出情報に基づき、所定条件下において、アクセルペダル２０の踏込み時に反力を付加すると共に、所定条件下において、アクセルペダル２０の戻し時にも反力を付加するように、反力付加機構６０を駆動制御するようになっている。
ここで、アクセルペダル２０の踏込み動作時及び戻し動作時の全域において、反力を付加した場合の踏力は、図５中の一点鎖線ＡＬで示すヒステリシス特性（踏込み側の特性ラインＤＡＬ、戻し側の特性ラインＲＡＬ）となる。すなわち、反力を付加しない通常のヒステリシス特性（実線ＮＬ／踏込み側の特性ラインＤＮＬ、戻し側の特性ラインＲＮＬ）に対して、全体的に反力Ｆａを付加した特性となる。

これによれば、運転者がアクセルペダル２０を操作して休止位置と最大踏み込み位置の間で揺動させる際に、ヒステリシス発生機構４０によりヒステリシスを生じるような踏力が得られ、かつ、所定条件下で（例えば、車両の運転中に前方を走行している車両との車間距離が短くなったとき等、危険回避あるいは危険告知等が必要なった場合に）は、制御システム７０により反力付加機構６０が駆動されて、運転者の踏込み動作時だけでなく戻し動作時においても、踏力に対抗してアクセルペダル２０を押し戻すような反力（押し戻し力）を発生させることができる。
したがって、アクセルペダル２０の戻しが遅い場合や戻し量が足りない場合等に、アクセルペダル２０の戻し動作に反力を付加して戻し動作をアシストすることで、即座に危険を回避することができる。

また、制御システム７０は、踏力のヒステリシスにおける踏込み側の踏力（特性ラインＤＮＬ）と戻し側の踏力（特性ラインＲＮＬ）との差分（例えば、最大踏込み位置での差分ΔＦｍａｘ）の踏力よりも大きな反力（例えば、最大踏込み位置で付加される反力Ｆａ（Ｆａ＞ΔＦｍａｘ）を付加するように反力付加機構６０を駆動制御する。
これによれば、アクセルペダル２０の踏込み動作時に（踏力のヒステリシス特性において、踏込み側の特性ラインＤＮＬに沿う状態で）反力が付加される場合、その反力によりアクセルペダル２０が若干押し戻されて、その踏力は踏込み時にもかかわらず反力が付加されたヒステリシス特性の戻し側の特性ラインＲＡＬに沿うことになる。ここで、仮に踏込み側の踏力と戻し側の踏力との差分の踏力よりも小さい反力が付加されると、その踏力は、反力が付加された戻し側の踏力特性ラインＲＡＬが、反力を付加しない踏込み側の踏力特性ラインＤＮＬよりも小さくなるため、運転者はその反力感を明確に認識することができない虞があるが、ここでは、図５に示すように、踏込み側の踏力と戻し側の踏力との差分の踏力よりも大きい反力Ｆａ（＞ΔＦｍａｘ）が付加されるため、その踏力は、そのアクセル開度（ストローク）位置での反力が付加されない踏込み側の踏力よりも大きくなり、運転者はその反力感を明確に認識することがでる。

また、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ヒステリシス発生機構４０を備えたアクセルペダル装置において、アクセルペダル２０の踏込み時に（図６（ａ）中のＰ１点において）反力を付加した場合、その反力によりアクセルペダル２０が若干押し戻されて、その踏力は踏込み時にもかかわらず反力が付加されたヒステリシス特性（一点鎖線ＡＬ）の戻し側の特性ラインＲＡＬに沿う（図６（ａ）中のＰ２点に移行する）ようになる。
ここで、踏込み時に付加する反力と戻し時に付加する反力が同じ場合、アクセルペダル２０の押し戻しも僅かであり、運転者はその付加された反力に気付き難い。また、図６（ａ），（ｂ）に示すように、踏込み時に付加されたと感じる反力ΔＤＦは、戻し時に付加されたと感じる反力ΔＲＦよりも小さいため、運転者は反力に違和感を覚える虞がある。

そこで、制御システム７０は、図７（ａ），（ｂ）に示すように、アクセルペダル２０の踏込み時に付加する反力Ｆａｄがアクセルペダル２０の戻し時に付加する反力Ｆａｒよりも大きくなるように、反力付加機構６０を駆動制御するようになっている。
これによれば、アクセルペダル２０の踏込み時に（図７（ａ）中のＰ３点において）反力を付加した場合、その反力によりアクセルペダル２０が図６（ａ）に示す場合よりも大きく押し戻されて、その踏力は反力が付加されたヒステリシス特性（一点鎖線ＡＬ）の戻し側の特性ラインＲＡＬに沿う（図７（ａ）中のＰ４点に移行する）ようになる。
このとき、運転者はアクセルペダル２０の押し戻し（反力）を確実に感じることができ、又、図７（ａ），（ｂ）に示すように、踏込み時に付加されたと感じる反力ΔＤＦ´が、戻し時に付加されたと感じる反力ΔＲＦと程同等であるため、運転者は反力に違和感を覚えることなく、最適なアクセルフィーリングを実現することができる。

さらに、制御システム７０は、反力を付加した後に、アクセル位置センサ５０により得られるアクセルペダル２０の動作情報（踏込み動作にあるいか戻し動作にあるか）に基づいて、さらに反力を付加するか否かを判断し、反力を付加する必要があると判断したときは、反力付加機構６０を駆動制御して所定の反力を付加するようになっている。
すなわち、反力を付加した後にアクセルペダル２０が戻されるような動作にあれば反力は付加されないが、反力を付加した後でもアクセルペダル２０がさらに踏み込まれるような動作にあれば、さらに反力を付加するように反力付加機構６０を駆動制御することで、危険等から完全に回避することができ、又、危険の告知を連続して行うことができる。
このように、アクセル位置センサ５０の検出情報に基づいて、アクセルペダル２０の動作が踏込み動作か戻し動作か判断され、その判断結果に基づいて、反力付加機構６０による反力の付加が行われるため、アクセルペダル２０の動作を反力の付加制御に直接的に反映させることができ、アクセルペダル２０の踏込み時及び戻し時においてそれぞれ高精度に所望のタイミングで反力を付加することができる。

ここで、反力の増減は、制御システム７０により、トルクモータ６１の駆動電流を適宜調整して、必要とされる反力の大きさを適宜設定するようになっている。
このように、反力付加機構６０としてトルクモータ６１を採用するため、構造の簡素化等を達成しつつ、簡単な制御手法で反力を付加することができる。
上記のように、制御システム７０は、運転情報検出回路７４により検出される種々の運転情報（例えば、車速、エンジン回転数、前方車両との距離、路面情報、運転モード等）に基づいて、反力付加機構６０を適宜駆動制御するため、運転者に違和感を生じさせることなく、最適な状態で素早く危険を回避し又危険を告知することができ、又、燃費を低減することもできる。

次に、このアクセルペダル装置の動作について説明する。
先ず、運転者がアクセルペダル２０を踏み込まない休止位置にあるとき、復帰バネ３０の付勢力により、アクセルペダル２０は休止位置に停止している。
この状態から、運転者がアクセルペダル２０を踏み込むと、復帰バネ３０の付勢力に抗して図３中の反時計回りに回転し、ヒステリシス発生機構４０が発生する抵抗荷重（押返し荷重）を増しながら、最大踏込み位置（全開位置）まで回転して、所定のストッパに当接して停止する。この踏込み動作において、戻しレバー６２は、何ら負荷（押し戻し力）を及ぼすことなく、上側アーム部２３の移動に追従するようになっている。

一方、運転者が踏力を緩めると、踏込み時の抵抗荷重（ペダル荷重）よりも小さい抵抗荷重（ペダル荷重）を運転者に及ぼしながら、アクセルペダル２０は復帰バネ３０の付勢力により休止位置に向けて移動し、所定のストッパに当接して停止する。この戻し動作において、戻しレバー６２は、何ら負荷（押し戻し力）を及ぼすことなく、第１スライダ４１に押されて、上側アーム部２３の移動に追従するようになっている。

ここで、運転者がアクセルペダル２０を踏み込む踏込み動作にあるとき、例えば、危険回避あるいは危険告知が必要と判断された場合（所定条件下において）は、制御システム７０の制御信号に基づいて、反力付加機構６０のトルクモータ６１が起動し、戻しレバー６２が図３中において時計回りの回転トルク（押し戻し力）を発生して、運転者の踏力に対抗してアクセルペダル２０（の上側アーム部２３）を休止位置に向けて押し戻すように、戻し時に付加される反力Ｆａｒよりも大きい反力Ｆａｄ（＞Ｆａｒ）が付加されるように駆動制御される。これにより、運転者は確実に反力を感じることができ、即座に危険な状況等を認識することができる。

一方、運転者がアクセルペダル２０を戻す戻し動作にあるとき、例えば、即座の危険回避まるいは危険告知が必要と判断された場合（所定条件下において）は、制御システム７０の制御信号に基づいて、反力付加機構６０のトルクモータ６１が起動し、戻しレバー６２が図３中において時計回りの回転トルク（押し戻し力）を発生して、運転者の踏力に対抗してアクセルペダル２０（の上側アーム部２３）を休止位置に向けてさらに押し戻すように、反力Ｆａｒが付加されるように駆動制御される。これにより、運転者は確実に反力を感じることができ、即座に危険な状況等を認識することができる。
このように、所定の条件下において（例えば、車両の運転中に前方を走行している車両との車間距離が短くなったとき等、危険回避あるいは危険告知等が必要なった場合に）、制御システム７０により反力付加機構６０が適宜駆動されて、運転者の踏込み動作時だけでなく戻し動作時においても、踏力に対抗してペダルアーム２０を押し戻すような反力（押し戻し力）を発生させて、アクセルペダル２０の戻しが遅い場合や戻し量が足りない場合等に、アクセルペダル２０の戻し動作をアシストすることで、即座に危険を回避することができる。

尚、反力付加機構６０が仮に作動不良になっても、戻しレバー６２はアクセルペダル２０の上側アーム部２３に対して離脱可能であるため、アクセルペダル２０の安全側（休止位置）への戻りを確実に保証することができ、さらに、ヒシテリシス発生機構４０及び反力付加機構６０が作動不良になっても、復帰バネ３０が直接付勢力を及ぼしているため、アクセルペダル２０の安全側（休止位置）への戻りを確実に保証することができる。

上記実施形態においては、反力付加機構として、トルクモータ６１、戻しレバー６２、モータ位置センサ（ＭＰＳ）６３により構成された反力付加機構６０を示したが、これに限定されるものではなく、所定の反力を付加できるものであれば、その他の機構を採用することができる。
上記実施形態においては、ヒステリシス発生機構として、第１スライダ４１、第２スライダ４２、及び復帰バネ４３により構成されたヒステリシス発生機構４０を示したが、これに限定されるものではなく、踏力に所定のヒステリシスを発生させるものであれば、その他の機構を採用することができる。
上記実施形態においては、アクセルペダルとして、アクセルペダル２０がハウジング１０内の支軸により揺動自在に支持されたアクセルペダル２０を示したが、これに限定されるものではなく、アクセルペダルが車両等の床面に揺動自在に支持されたペダル、ハウジングの支軸により揺動自在に支持されたペダルアーム、ペダルとペダルアームとを連動させるリンク機構等を備えたアクセルペダルを採用してもよい。

以上述べたように、本発明のアクセルペダル装置は、アクセルペダルの動作（踏込み動作及び戻し動作）において素早く危険を回避し又は危険を告知でき、又、反力を付加する際に運転者に違和感を生じさせない最適なアクセルフィーリングを得ることができるため、自動車等に適用できるのは勿論のこと、二輪車、作業車両、その他の車両等においても有用である。

Ｌ１ 軸線
Ｌ２ 軸線
１０ ハウジング
１０ａ 支軸
１０ｂ 下側内壁面
１０ｃ 上側内壁面
２０ アクセルペダル
２１ 円筒部
２２ 下側アーム部
２３ 上側アーム部
２４ ペダル部
３０ 復帰バネ
４０ ヒステリシス発生機構
４１ 第１スライダ
４２ 第２スライダ
４３ 復帰バネ
５０ アクセル位置センサ（検出手段）
６０ 反力付加機構
６１ トルクモータ
６２ 戻しレバー
６３ モータ位置センサ
７０ 制御システム（制御手段）
７１ 制御ユニット（制御手段）
７１ａ マイコン
７１ｂ 駆動回路
７１ｃ 電流検出回路
７１ｄ ＭＰＳ入力回路
７１ｅ インターフェース回路
７１ｆ 電源回路
７２ ＥＣＵ
７３ バッテリ
７４ 運転状態検出回路（運転状態検出手段）

Claims (6)

1. アクセルペダルと、前記アクセルペダルの踏力にヒステリシスを発生させるヒステリシス発生機構と、前記アクセルペダルを休止位置に向けて押し戻す反力を付加する反力付加機構と、前記反力付加機構を駆動制御する制御手段と、を備えたアクセルペダル装置であって、
   前記制御手段は、所定条件下において前記アクセルペダルの踏込み時に反力を付加すると共に所定条件下において前記アクセルペダルの戻し時に反力を付加し、かつ、前記踏力のヒステリシスにおける踏込み側の踏力と戻し側の踏力との差分の踏力よりも大きな反力を付加するように、前記反力付加機構を駆動制御する、
   ことを特徴とするアクセルペダル装置。
2. 前記制御手段は、前記アクセルペダルの踏込み時に付加する反力が前記アクセルペダルの戻し時に付加する反力よりも大きくなるように、前記反力付加機構を駆動制御する、
   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。
3. 前記制御手段は、前記反力を付加した後に、前記アクセルペダルの動作情報に基づいて、さらに反力を付加するか否かを判断する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のアクセルペダル装置。
4. 前記反力付加機構は、前記アクセルペダルに係合して押し戻す回転トルクを及ぼすトルクモータを含み、
   前記制御手段は、前記トルクモータの駆動電流を調整して、反力の大きさを適宜設定する、
   ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一つに記載のアクセルペダル装置。
5. 前記アクセルペダルの動作を検出する検出手段を含み、
   前記制御手段は、前記検出手段の出力情報に基づいて、前記アクセルペダルが踏込み動作にあるか戻し動作にあるかを判断し、前記反力付加機構を駆動制御する、
   ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一つに記載のアクセルペダル装置。
6. 車両の運転状態又はエンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段を含み、
   前記制御手段は、前記運転状態検出手段の検出情報に基づいて、前記反力付加機構を駆動制御する、
   ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか一つに記載のアクセルペダル装置。
   

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