JP2020059428A - 反力生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動領域と制動領域との切り替わりをドライバに対して直感的に認識させることが可能な反力生成装置を提供する。【解決手段】反力生成装置１００は、操作ペダル１の操作量について、車両に駆動力を作用させる駆動領域および車両に制動力を作用させる制動領域を設定する走行制御ＥＣＵ３０を備える車両において、操作ペダル１に作用する反力の大きさを調整する。反力生成装置１００は、操作量が駆動領域および制動領域の一方から他方へと移行する際に経るニュートラル領域にて付与する反力の大きさを、ニュートラルの直前および直後よりも増大または減少させる反力制御部２０を備える。【選択図】図１

Description

この明細書における開示は、車両の駆動および制動を操作する操作ペダルに対して付与する反力を生成する反力生成装置に関する。

特許文献１には、車両の加速度制御装置に関する技術が開示されている。この技術では、アクセル開度の小さい範囲ではアクセルペダルを踏み戻すほど車両を減速させ、アクセル開度の大きい範囲ではアクセルペダルを踏み増すほど車両を加速させている。

特開２０１３−１０４２９号公報

特許文献１のように、単一の操作ペダルの操作量に応じて駆動領域と制動領域とを設定すると、駆動領域および制動領域の一方から他方へと移行する際に、ドライバが領域の切り替わりを直感的に認識しづらいという課題がある。

開示される目的は、駆動領域と制動領域との切り替わりをドライバに対して直感的に認識させることが可能な反力生成装置を提供することである。

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。

開示された反力生成装置のひとつは、車両の駆動力を操作する駆動領域と車両の制動力を操作する制動領域とが共に設定される操作ペダル（１）、に作用する反力の大きさを調整する反力生成装置であって、操作ペダルの操作量が駆動領域および制動領域の一方から他方へと移行する操作量範囲にて、操作ペダルに付与する反力の大きさを、操作量範囲の前後とは異なる大きさに調整する反力調整部（２０）、を備える。

この開示によれば、操作ペダルの操作量が駆動領域および制動領域の一方から他方へと移行する操作量範囲にて、反力調整部が反力の大きさを操作量範囲の前後とは異なる大きさに調整する。これにより、反力生成装置は、駆動領域と制動領域とが切り替わる際に、操作量範囲の前後とは異なる大きさの反力が付与される感覚を、ドライバに対して感じさせることができる。すなわち反力生成装置は、反力の変化によってドライバに領域の切り替わりを認識させやすい。以上により、駆動領域と制動領域との切り替わりをドライバに対して直感的に認識させることが可能な反力生成装置を提供することができる。

開示された反力生成装置のひとつは、車両の駆動力を操作する駆動領域と車両の制動力を操作する制動領域とが共に設定され、付勢部材によって反力が付与される操作ペダル（１）について、作用する反力の大きさを調整する反力生成装置であって、駆動領域と制動領域の間に設定される中間領域について、操作ペダルの操作量に対する反力の変化率を、制動領域および駆動領域よりも小さい変化率に切り替える反力調整部（２０）を備える。

この開示によれば、操作ペダルの操作量に対する反力の変化率が、駆動領域と制動領域との間の中間領域において、駆動領域および制動領域よりも小さい。これにより、反力生成装置は、駆動領域と制動領域との間の中間領域において、操作量に対する変化率が制動領域および駆動領域よりも小さい反力をドライバに対して感じさせる。すなわち反力生成装置は、反力の変化率の変化によってドライバに制動領域と駆動領域との切り替わりを認識させやすい。以上により、駆動領域と制動領域との切り替わりをドライバに対して直感的に認識させることが可能な反力生成装置を提供することができる。

開示された反力生成装置のひとつは、車両の駆動力を操作する駆動領域と車両の制動力を操作する制動領域とが共に設定され、付勢部材（２）によって反力が付与される操作ペダル（１）について、作用する反力の大きさを調整する反力生成装置であって、操作ペダルの操作量に対する反力の変化率を、制動領域と駆動領域とで異なる態様に切り替える反力調整部（２０）を備える。

この開示によれば、駆動領域と制動領域とで、操作量に対する反力の変化率が異なる。これにより、反力生成装置は、駆動領域と制動領域との間で領域が切り替わる際に、操作量に対する変化率の異なる反力をドライバに対して感じさせる。すなわち反力生成装置は、反力の変化率の切り替わりによってドライバに領域の切り替わりを認識させやすい。以上により、駆動領域と制動領域との切り替わりをドライバに対して直感的に認識させることが可能な反力生成装置を提供することができる。

第１実施形態に係る反力生成装置を示す概要図である。 第１実施形態における操作ペダルの操作量と、出力される反力、駆動力および制動力との関係を示すグラフである。 操作ペダルの操作量と出力される反力との関係を示すグラフである。 第１実施形態の反力生成装置が実行する制御を示すフローチャートである。 第２実施形態における操作ペダルの操作量と出力される反力との関係を示すグラフである。 第３実施形態における操作ペダルの操作量と出力される反力との関係を示すグラフである。 第４実施形態における操作ペダルの操作量と出力される反力との関係を示すグラフである。 第５実施形態における操作ペダルの操作量と、出力される反力、駆動力および制動力との関係を示すグラフである。 第５実施形態の反力生成装置が実行する制御を示すフローチャートである。 第６実施形態における操作ペダルの操作量と、出力される反力、駆動力および制動力との関係を示すグラフである。 第７実施形態における操作ペダルの操作量と、出力される反力、駆動力および制動力との関係を示すグラフである。 第８実施形態に係る反力生成装置を示す概要図である。 他の実施形態における操作ペダルの操作量と出力される反力との関係を示すグラフである。 他の実施形態における操作ペダルの操作量と出力される反力との関係を示すグラフである。

（第１実施形態）
第１実施形態の反力生成装置１００について、図１〜図４を参照しながら説明する。反力生成装置１００は、単一の操作ペダル１によって車両に作用させる駆動力および制動力を制御する、所謂ワンペダル操作を実施可能な操作システムを備える車両に搭載される。なお、車両は操作ペダル１とは異なるブレーキペダルを追加的に備えていてもよい。操作システムは、走行制御ＥＣＵ３０、操作ペダル１と、反力生成装置１００とを含んで構成される。

走行制御ＥＣＵ３０は、操作ペダル１の操作量に応じて車両に作用させる駆動力および制動力の大きさを決定する電子制御装置である。走行制御ＥＣＵ３０は、機能ブロックとして領域設定部３１と、出力部３２とを有する。

領域設定部３１は、操作ペダル１の操作量について駆動力を作用させる駆動領域と、制動力を作用させる制動領域と設定する。加えて、領域設定部３１は、駆動力および制動力を作用させないニュートラル領域を駆動領域と制動領域との間に設定している。すなわちニュートラル領域は、操作量が駆動領域および制動領域の一方から他方へと移行する際に経る領域である。すなわち領域設定部３１は、図２に示すように、操作量の取り得る範囲を２つの閾値Ｓ１ａ、Ｓ２ａによって３つの領域に分割している。

より具体的には、領域設定部３１は、図２に示すように操作量が第１閾値Ｓ１ａを下回る領域に制動領域を設定している。制動領域において領域設定部３１は、操作量ゼロで制動領域が最大となり、操作量の増加に伴って制動力が漸減し、第１閾値Ｓ１ａで制動力ゼロとなるような操作量と制動力との対応関係を設定している。

そして領域設定部３１は、操作量が第２閾値Ｓ２ａを上回る領域に駆動領域を設定している。駆動領域において領域設定部３１は、操作量が第２閾値Ｓ２ａのとき駆動領域がゼロとなり、操作量の増加に伴って駆動力が漸増し、操作量が上限値のとき駆動力が最大となるような操作量と制動力との対応関係を設定している。

領域設定部３１は、第１閾値Ｓ１ａから第２閾値Ｓ２ａまでの領域にニュートラル領域を設定している。ニュートラル領域において領域設定部３１は、操作量に関わらず駆動力および制動力が常にゼロである対応関係を設定している。ニュートラル領域は、操作量が駆動領域および制動領域の一方から他方へと移行する操作量範囲の一例である。なお、ニュートラル領域内には、ニュートラル領域の境界を規定する第１閾値Ｓ１ａおよび第２閾値Ｓ２ａを含むものとする。

また領域設定部３１は、操作量情報に基づいて、領域を分割する閾値Ｓ１ａ、Ｓ２ａの値を変更する。例えば領域設定部３１は、ニュートラル領域の境界を規定する閾値を、第１閾値Ｓ１ａおよび第２閾値Ｓ２ａに設定するか、別の第１閾値Ｓ１ｂおよび第２閾値Ｓ２ｂに設定するかを、操作量に応じて選択する。ここで各閾値Ｓ１ａ、Ｓ２ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ｂは、走行制御ＥＣＵ３０のメモリ等に予め記憶された値である。Ｓ１ａはＳ１ｂよりも大きい値であり、Ｓ２ａはＳ２ｂよりも大きい値である。Ｓ１ａとＳ２ａとの差分値と、Ｓ１ｂとＳ２ｂとの差分値は同じである。すなわち、第１閾値Ｓ１ｂと第２閾値Ｓ２ｂは、それぞれＳ１ａとＳ２ａを同じ値だけ低操作量側にずらすように変更した値である。

操作量がＳ１ｂを下回る場合、領域設定部３１は、第１閾値としてＳ１ａ、第２閾値としてＳ２ａを選択する。操作量がＳ２ａを上回る場合、領域設定部３１は、第１閾値としてＳ１ｂ、第２閾値としてＳ２ｂを設定する。すなわち、制動領域から駆動領域へと移行する場合よりも、駆動領域から制動領域へと移行する場合の方が、隣接する領域への切り替わりがより小さい閾値で行われることになる。換言すれば、領域設定部３１は、操作量が増加する場合のニュートラル領域を、操作量が減少する場合のニュートラル領域よりも操作量の大きい範囲に設定する。

出力部３２は、設定された対応関係に基づいて、検出された操作量に対応する駆動力を制御信号または制動力を走行駆動源に出力させる制御信号を逐次出力する。

操作ペダル１は、ドライバの踏込入力を受け直接操作される操作部材である。操作ペダル１は、ドライバの足が載置されるペダルパッドとペダルパッドが一端に固定されたペダルアームとを有する。ペダルアームはペダルパッドと反対側の他端が車体に回動可能に連結されている。

付勢部材２は、操作ペダル１に踏込方向と逆方向の反力を付与する部材の１つである。付勢部材２は、バネ等の弾性部材により提供される所謂リターンスプリングである。付勢部材２は、ペダルアームに取り付けられる。ペダルアームの付勢部材２は、操作量ゼロの初期位置まで操作ペダル１を戻すための反力を付与する。付勢部材２が付与する反力は、操作量に対して一定の変化率で増加する線形関係となっている。または付与される反力は、操作量の増加に対して非線形的に大きくなる関係であってもよい。付与される反力は、操作量ゼロのとき実質的にゼロであり、操作量が大きいほど、すなわち操作ペダル１が踏み込まれるほど大きくなる。

なお以降の説明において特に断りのない限り、「変化率」は、単位操作量当たりの反力の変化率を意味するものとする。

反力生成装置１００は、操作量センサ３と、アクチュエータ１０と、反力制御部２０とを備える。操作量センサ３は、操作ペダル１の操作量を検出する。操作量センサ３は、例えばペダルアームの初期位置からの回動角度を操作量として検出するセンサであり、ホール素子式のポジションセンサ等によって提供される。また操作量センサ３には、操作ペダル１に入力された踏力の大きさを操作量として検出するセンサ等を採用することもできる。操作量センサ３は、操作ペダル１の操作量に関連する関連値を検出可能な構成であればよい。操作量センサ３は、操作量検出部の一例である。

アクチュエータ１０は、例えば反力制御部２０から出力された制御信号に基づいて駆動される電動モータと、電動モータの出力を操作ペダル１に伝達する伝達部材とによって提供される。アクチュエータ１０は、付勢部材２とは別に操作ペダル１に対して回動力を付与する。アクチュエータ１０は、反力および反力と逆向きの力を操作ペダル１に出力することが可能である。アクチュエータ１０は、出力する力の大きさおよび向きを調整することで、操作ペダル１に対して付与される合計反力の大きさを調整する。アクチュエータ１０は、操作ペダル１に対して力を出力していない状態では、操作ペダル１の回動に追従した可動状態となり、操作ペダル１の回動を実質的に妨げない。

反力制御部２０は、例えばプロセッサ、メモリ、および入出力インターフェースなどを含むマイクロコントローラを主体として構成された電子制御装置によって提供される。反力制御部２０は、例えばアクチュエータ１０と一体的に組み付けられて、所謂機電一体型のアクチュエータユニットを構成している。反力制御部２０は、操作量センサ３と通信可能に接続されている。反力制御部２０は操作量センサ３により検出された操作量を取得し、操作量に応じた力を出力するように制御信号を適宜アクチュエータ１０に対して出力する。反力制御部２０は、反力調整部の一例である。

反力制御部２０は、機能ブロックとして操作量取得部２１、操作量判定部２２および制御実行部２３を有する。操作量取得部２１は、操作量センサ３から出力された操作量情報を取得する。操作量取得部２１は、取得した操作量情報を操作量判定部２２へと逐次出力する。

操作量判定部２２は、取得した操作量情報に基づき、操作量が所定の範囲内にあるか否かを判定する。例えば操作量判定部２２は、操作量がニュートラル領域にあるか否かを判定する。すなわち、操作量判定部２２は、操作量が制動領域から増大して駆動領域へと移行する場合には、操作量が第１閾値Ｓ１ａと第２閾値Ｓ２ａの間にあるか否かを判定する。そして操作量判定部２２は、操作量が駆動領域から減少して制動領域へと移行する場合には、操作量が第１閾値Ｓ１ｂと第２閾値Ｓ２ｂの間にあるか否かを判定する。以上のように操作量判定部２２は、操作量の変化態様に応じてニュートラル領域か否かを判定する閾値を変更する。操作量判定部２２は、判定結果を制御実行部２３に逐次出力する。

制御実行部２３は、操作量判定部２２の判定結果に応じて制御信号をアクチュエータ１０に対して適宜出力することで、操作ペダル１に付与される反力の大きさを調整する。具体的には、制御実行部２３は、操作量がニュートラル領域内にないと判定された場合には反力を出力させない。すなわち、制御実行部２３は、操作量が制動領域および駆動領域にある場合、操作ペダル１に付勢部材２からの反力のみを作用させる。

そして制御実行部２３は、操作量がニュートラル領域内にあると判定された場合には、操作量に応じた反力を操作ペダル１に作用させるようにアクチュエータ１０の出力を調整する。ニュートラル領域内において制御実行部２３は、図３に示すように、ニュートラル領域の前後とは異なる大きさの反力を操作ペダル１に作用させるように、反力の大きさを調整する。制御実行部２３はニュートラル領域の前後と不連続に変化する反力を操作ペダル１に作用させる、ということもできる。一例として制御実行部２３は、ニュートラル領域の直前および直後よりも減少した反力を操作ペダル１に作用させるようにアクチュエータ１０を制御する。

例えば制御実行部２３は、第１閾値Ｓ１ａと中間閾値Ｓｍａとの間では、操作量の増加に対して負の変化率をもつ反力を出力させる。ここで中間閾値Ｓｍａは、Ｓ１ａとＳ２ａの間の所定の操作量である。そして制御実行部２３は、中間閾値Ｓｍａと第２閾値Ｓ２ａとの間で、操作量の増加に対して正の変化率をもつ反力を出力させる。これにより制御実行部２３は、変化率の符号が異なる２段階の反力を操作ペダル１に与えるようにアクチュエータ１０を制御する。

第１閾値Ｓ１ａと中間閾値Ｓｍａとの間の反力の変化率の絶対値と、中間閾値Ｓｍａと第２閾値Ｓ２ａとの間の反力の変化率の絶対値は、いずれも制動領域および駆動領域における変化率の絶対値よりも大きい。すなわち、ニュートラル領域では制動領域および駆動領域よりも反力の変化が急峻となる。以上により制御実行部２３は、ニュートラル領域の全範囲にわたって、制動領域および駆動領域とは異なる変化率の反力を操作ペダル１に作用させる。

以上の説明では各閾値がＳ１ａ、Ｓ２ａ、Ｓｍａの場合、すなわち制動領域から駆動領域へと移行する場合の閾値を用いて説明した。各閾値がＳ１ａ、Ｓ２ａ、Ｓｍｂの場合、すなわち駆動領域から制動領域へと移行する場合も制御実行部２３は同様のパターンの反力を操作ペダル１に付与する。上述の反力の出力パターンのデータは、反力制御部２０のメモリ等に予め記憶されている。制御実行部２３は、記憶されたデータを読み出すことで、取得された操作量に対応する大きさの反力を出力させる制御信号を出力する。

次に、反力制御部２０が実行する処理の一例を図４のフローチャートを参照して説明する。反力制御部２０は、図４に示す処理を、操作ペダル１の位置が初期位置から変動すると開始する。

反力制御部２０は、まずステップＳ１０で、操作量を取得する。次にステップＳ２０で、操作量が第１閾値Ｓ１ａを上回るか否かを判定する。ステップＳ２０にて操作量が第１閾値Ｓ１ａを下回ると判定されると、操作量が制動領域内であるので再びステップＳ１０に戻り、処理を繰り返す。

一方ステップＳ２０にて操作量が第１閾値Ｓ１ａの範囲内であると判定されると、ステップＳ３０へと進む。ステップＳ３０では、操作量が第２閾値Ｓ２ａを上回っているか否かを判定する。

ステップＳ３０にて操作量が第２閾値Ｓ２ａを下回っていると判定されると、操作量がニュートラル領域内にあるので、ステップＳ４０へと進む。ステップＳ４０では、ニュートラル領域内での操作量に対応した大きさの反力が操作ペダル１に付与されるように、アクチュエータ１０の出力を調整する。ステップＳ４０の処理が終了すると再びステップＳ１０へと戻り、新たに操作量を取得する。

一方でステップＳ３０にて操作量が第２閾値Ｓ２ａを上回ると、操作量がニュートラル領域から駆動領域へと移行しているので、ステップＳ５０へと進む。ステップＳ５０では、操作量を取得してステップＳ６０へと進む。ステップＳ６０では、Ｓ２ａよりも小さい第２閾値Ｓ２ｂを操作量が下回るか否かを判定する。操作量が第２閾値Ｓ２ｂを下回らないと判定されると、ステップＳ５０へと戻り新たに操作量を取得する。

ステップＳ６０にて操作量が第２閾値Ｓ２ｂを下回ると判定されると、操作量が駆動領域から移行しているので、ステップＳ７０へと進む。ステップＳ７０では、操作量がＳ１ａよりも小さい第１閾値Ｓ１ｂを下回るか否かを判定する。下回らないと判定されると、操作量がニュートラル領域内にあるので、ステップＳ８０へと進み反力を調整するようにアクチュエータ１０を制御する。ステップＳ８０の処理を実行するとステップＳ５０へと戻り新たな操作量を取得する。

一方でステップＳ７０にて操作量が第１閾値Ｓ１ｂを下回ると判定されると、操作量がニュートラル領域から制動領域へと移行しているので、ステップＳ１０へと戻り一連の処理を繰り返す。

次に第１実施形態の反力生成装置１００の構成および作用効果について説明する。

反力生成装置１００の反力制御部２０は、操作ペダル１の操作量が駆動領域および制動領域の一方から他方へと移行する操作量範囲であるニュートラル領域にて、操作ペダル１に付与する反力の大きさをニュートラル領域の前後とは異なる大きさに調整する。

これによれば、操作ペダル１の操作量が駆動領域および制動領域の一方から他方へと移行するニュートラル領域にて、反力制御部２０が反力の大きさをニュートラル領域の前後とは異なる大きさに調整する。これにより、反力生成装置１００は、駆動領域と制動領域とが切り替わる際に、ニュートラル領域の前後とは異なる大きさの反力が付与される感覚を、ドライバに対して感じさせることができる。すなわち反力生成装置１００は、反力の変化によってドライバに領域の切り替わりを認識させやすい。以上により、駆動領域と制動領域との切り替わりをドライバに対して直感的に認識させることが可能な反力生成装置１００を提供することができる。

特に第１実施形態の反力制御部２０は、操作ペダル１に付与する反力の大きさを、ニュートラル領域の前後よりも小さくなるように調整する。これにより反力制御部２０は、ニュートラル領域の直前よりも反力が一旦減少して、その後急峻に増大する感覚をドライバに対して感じさせることができる。この場合、ニュートラル領域の前後よりも反力が小さくなるので、ドライバは比較的小さい踏力で操作ペダル１を操作することが可能となる。

反力制御部２０は、車両に対して駆動力および制動力を作用させないニュートラル領域内において、ニュートラル領域の前後よりも反力を減少させる。このため、反力制御部２０は、制動領域および駆動領域にて反力を急峻に変化させる制御をすることがない。したがって反力生成装置１００は、制動領域および駆動領域における操作性を向上することができる。

反力生成装置１００は、操作量を検出する操作量センサ３と、操作ペダル１に対して反力を出力するアクチュエータ１０とを備える。反力制御部２０は、検出された操作量に基づいてアクチュエータ１０が出力する反力の大きさを制御する。これによれば、反力生成装置１００は、アクチュエータ１０を電気的に制御することで反力の大きさを制御する。このため、操作ペダル１に付与する反力の調整の自由度を向上することができる。

反力制御部２０は、操作量が増加する場合には、操作量が減少する場合のニュートラル領域よりも操作量の大きいニュートラル領域において、反力の大きさをその前後より小さくなるように調整する。これによれば、駆動領域から制動領域へと移行する場合と、制動領域から駆動領域へと移行する場合とで、異なる操作量にて反力を減少させる。それぞれの場合において同じ操作量で反力を減少させると、操作量がニュートラル領域付近で変動した場合に反力の減少が頻繁に発生し得る。反力制御部２０は、以上の状況を回避することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態における反力生成装置１００の変形例について説明する。第１実施形態において、制御実行部２３はニュートラル領域の直前および直後よりも減少した反力を操作ペダル１に作用させるようにアクチュエータ１０を制御するとした。これに代えて制御実行部２３は、図５に示すように、ニュートラル領域の直前および直後よりも増大した反力を操作ペダル１に作用させるようにアクチュエータ１０を制御してもよい。

より具体的には、制御実行部２３は、第１閾値Ｓ１ａと中間閾値Ｓｍａとの間では、操作量の増加に対して正の変化率をもつ反力を出力させる。そして制御実行部２３は、中間閾値Ｓｍａと第２閾値Ｓ２ａとの間で、操作量の増加に対して負の変化率をもつ反力を出力させる。これにより制御実行部２３は、変化率の符号が異なる２段階の反力を操作ペダル１に与えるようにアクチュエータ１０を制御する。なお第１閾値Ｓ１ａと中間閾値Ｓｍａとの間の反力の変化率の絶対値と、中間閾値Ｓｍａと第２閾値Ｓ２ａとの間の反力の変化率の絶対値は、第１実施形態と同様に、いずれも制動領域および駆動領域における変化率の絶対値よりも大きい。

以上の反力パターンにより制御実行部２３は、反力が急速に増大した後に急速に減少するような感覚を、ドライバに対して与える。このようにして制御実行部２３は、変化率の符号が異なる２段階の反力を操作ペダル１に与える。

第２実施形態において制御実行部２３は、ニュートラル領域内においてニュートラル領域の直前および直後よりも増大した反力をアクチュエータ１０に出力させるので、ドライバに対して領域の移行をより認識しやすくすることができる。すなわち、ドライバは、駆動領域と制動領域の一方から他方へと移行する際に、操作ペダル１からより大きな反力を受けるので、領域の移行を反力の変化として感じ易い。

（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態における反力生成装置１００の変形例について説明する。第３実施形態において反力制御部２０は、図６に示すように、操作量が増加する場合と減少する場合とで、反力の変化率の大きさを変更する。例えば反力制御部２０は、操作量が減少する場合に、操作量が増加する場合よりもより大きい変化率の反力が操作ペダル１に作用するように、アクチュエータ１０の出力を調整する。反力制御部２０は、操作量の増加が一定時間検出された場合や、操作量の連続的な増分が所定量を超えた場合等に、操作量が増加すると判断すればよい。また反力制御部２０は、操作量の減少についても同様に判断することができる。

第３実施形態の反力生成装置１００によれば、操作量の増加する場合と減少する場合とで、反力の変化率の大きさが異なるので、それぞれの場合において異なった操作感をドライバに感じさせることができる。特に操作量が減少する場合に、操作量が増加する場合よりもより大きい変化率の反力を操作ペダル１に作用させることで、制動操作における操作量に対する反力の変化がより顕著になるので、制動操作の制御性を高めることができる。

また、反力制御部２０は、操作量が増加する場合に、操作量が減少する場合よりもより大きい変化率の反力が操作ペダル１に作用するように、アクチュエータ１０の出力を調整してもよい。これにより、加速操作における操作量に対する反力の変化がより顕著になるので、加速操作の制御性を高めることができる。

（第４実施形態）
第４実施形態では、第１実施形態における反力生成装置１００の変形例について説明する。第４実施形態にて制御実行部２３は、図７に示すように、制動領域および駆動領域の間の領域であるニュートラル領域において制動領域および駆動領域よりも小さい変化率の反力が操作ペダル１に作用するように、アクチュエータ１０の出力を調整する。一例として制御実行部２３は、操作量がニュートラル領域にあると判定された場合、ニュートラル領域において変化率ゼロの反力、すなわち操作量に関わらず一定の反力が操作ペダル１に作用するように、アクチュエータ１０の出力を調整する。これにより制御実行部２３は、ニュートラル領域においてその前後と不連続に変化する反力を操作ペダル１に作用させる。ニュートラル領域は、中間領域の一例である。

なお操作量判定部２２は、第１実施形態と同様に、操作量が増大する場合には、操作量が第１閾値Ｓ１ａと第２閾値Ｓ２ａの間にあるか否かを判定し、操作量が減少する場合には、操作量が第１閾値Ｓ１ｂと第２閾値Ｓ２ｂの間にあるか否かを判定する。

第４実施形態の反力制御部２０によれば、駆動領域と制動領域の間に設定されるニュートラル領域について、操作ペダル１の操作量に対する反力の変化率を、制動領域および駆動領域よりも小さい変化率に切り替える。これにより、反力生成装置１００は、駆動領域と制動領域との間のニュートラル領域において、操作量に対する変化率が制動領域および駆動領域よりも小さい反力をドライバに対して感じさせる。すなわち反力生成装置１００は、反力の変化率の変化によってドライバに制動領域と駆動領域との切り替わりを認識させやすい。以上により、駆動領域と制動領域との切り替わりをドライバに対して直感的に認識させることが可能な反力生成装置１００を提供することができる。

また、操作ペダル１を踏み込んだ場合に、ニュートラル領域における操作量に対する反力の増加度合が制動領域および駆動領域よりも小さくなるため、ニュートラル領域における操作ペダル１の踏み込み操作がより容易になる。これにより反力生成装置１００は、ドライバの制動領域から駆動領域への切り替え操作をより容易にすることもできる。

また、第４実施形態の反力制御部２０は、ニュートラル領域において操作量に関わらず一定の反力を作用させるのではなく、操作量が増大するほど大きくなる反力を作用させてもよい。これによれば、ニュートラル領域においても操作ペダル１を踏み込むことで反力が大きくなるので、領域の切り替えを認識させつつ、操作量に応じた踏み応えをドライバに感じさせることができる。

また、制動領域および駆動領域の間の領域は、ニュートラル領域でなくてもよい。例えば、ニュートラル領域の代わりに、制動領域よりも操作量に対する制動力の変化率が小さい小制動領域、または駆動領域よりも操作量に対する駆動力の変化率が小さい小駆動領域が設けられていてもよい。

（第５実施形態）
第５実施形態では、第４実施形態における反力生成装置１００の変形例について図８および図９を参照して説明する。第５実施形態の反力制御部２０にて制御実行部２３は、制動領域において操作ペダル１に付与される反力の変化率と、駆動領域において操作ペダル１に付与される反力の変化率とを異ならせるようにアクチュエータ１０を制御する。例えば制御実行部２３は、駆動領域において、制動領域よりも大きい変化率の反力が操作ペダル１に加わるように、アクチュエータ１０の出力を制御する。これにより制御実行部２３は、駆動領域と制動領域とで不連続に変化する反力を操作ペダル１に作用させる。

制御実行部２３は、操作量が制動領域から駆動領域へと移行した場合に、反力の変化率を、制動領域における変化率α１から、変化率α１よりも大きい変化率βへと変更するようにアクチュエータ１０を制御する。例えば制御実行部２３は、操作量判定部２２にて操作量が第２閾値Ｓ２ａを上回ったと判定された場合に、反力の変化率の値をβにするようにアクチュエータ１０を制御する。

また制御実行部２３は、操作量が駆動領域から制動領域へと移行した場合に、反力の変化率を、変化率βから変化率α２へと変更するようにアクチュエータ１０を制御する。例えば制御実行部２３は、操作量判定部２２にて操作量が第１閾値Ｓ１ａを下回ったと判定された場合に、反力の変化率の値をα２にするようにアクチュエータ１０を制御する。すなわち制御実行部２３は、操作量が増加する場合に変化率を切り替える閾値を、操作量が減少する場合の閾値よりも大きい値に設定する。第１閾値Ｓ１ａ、第２閾値Ｓ２ａは、操作量閾値の一例である。変化率α２は、α１およびβよりも小さい値である。制御実行部２３はニュートラル領域内で反力の変化率を変更する、ということもできる。制御実行部２３は、操作量がゼロになると変化率をα１へと戻す。

また制御実行部２３は、反力の変化率がα２の状態で、操作量がゼロまで戻ることなく制動領域から駆動領域へと移行すると推定される場合には、反力の変化率をα２からα３へと変化させる。ここで変化率α３は、操作量がゼロまで戻ることなく制動領域から駆動領域へと移行する場合の第２閾値Ｓ２ａにおける反力の大きさを、変化率α１からβへと変化する場合の第２閾値Ｓ２ａにおける反力の大きさと同じにするための変化率である。したがって変化率α３は、α１およびα２よりも大きく、βよりも小さい値である。

変化率α３の大きさは、操作量がゼロまで戻ることなく制動領域から駆動領域へと移行すると推定された時点での操作量の大きさに基づき決定される。操作量がゼロまで戻ることなく制動領域から駆動領域へと移行するか否かは、操作量の増加が一定時間検出されたか否か、または操作量の連続的な増分が所定量を超えたか否か等によって判断すればよい。

第５実施形態において反力制御部２０が実行する処理を、図９のフローチャートを用いて説明する。反力制御部２０は、図９に示す処理を、操作ペダル１の位置の初期位置からの変動に基づき開始する。

反力制御部２０は、まずステップＳ５１０で、操作量を取得する。次にステップＳ５１５で、操作量が第２閾値Ｓ２ａを上回るか否かを判定する。操作量が第２閾値Ｓ２ａを上回らないと判定されている間は、操作量が制動領域またはニュートラル領域に留まっているので、再びステップＳ５１０に戻り、処理を繰り返す。

一方操作量が第２閾値Ｓ２ａを上回ると判定されると、操作量が駆動領域へと移行しているので、ステップＳ５２０へと進む。ステップＳ５２０では反力の変化率がβになるようにアクチュエータ１０の出力を調整する。ステップＳ５２０の処理を行うとステップＳ５２５にて新しい操作量を取得し、ステップＳ５３０へと進む。

ステップＳ５３０では、操作量が第１閾値Ｓ１ａを下回るか否かを判定する。操作量が第１閾値Ｓ１ａを上回らないと判定されている間は、操作量が駆動領域またはニュートラル領域に留まっているので、再びステップＳ５２５に戻り、処理を繰り返す。

ステップＳ５３０にて操作量が第１閾値Ｓ１ａを下回っていると判定されると、操作量が制動領域に移行しているので、ステップＳ５３５へと進む。ステップＳ５３５では、反力の変化率がα２になるようにアクチュエータ１０の出力を調整する。ステップＳ５３５の処理を行うとステップＳ５４０へと進み、新たに操作量を取得した後ステップＳ５４５へと進む。

ステップＳ５４５では、操作量がゼロとなったか否かを判定する。操作量がゼロとなったと判定されると、操作ペダル１が初期位置に戻っているので、ステップＳ５５０へと進む。ステップＳ５５０では、反力の変化率がα１になるようにアクチュエータ１０の出力を調整した後、ステップＳ５１０へと戻る。

一方でステップＳ５４５にて、操作量がゼロでないと判定されると、ステップＳ５５５へと進む。ステップＳ５５５では、操作量が制動領域から駆動領域へと移行するか否かを判定する。駆動領域へ移行すると判定されると、ステップＳ５６０へと進み、反力の変化率がα３になるようにアクチュエータ１０の出力を調整する。ステップＳ５６０の処理を実行すると、ステップＳ５１０へと戻る。一方ステップＳ５５５にて駆動領域へ移行しないと判定された場合には、ステップＳ５４０へと戻る。

第５実施形態において反力制御部２０は、操作量に対する反力の変化率を、駆動領域と制動領域とで異なる態様に変更する。これにより、反力生成装置１００は、駆動領域と制動領域との間で領域が切り替わる際に、操作量に対する変化率の異なる反力をドライバに対して感じさせる。すなわち、反力生成装置１００は、反力の変化率の変化によってドライバに領域の切り替わりを認識させやすい。以上により、駆動領域と制動領域との切り替わりをドライバに対して直感的に認識させることが可能な反力生成装置１００を提供することができる。

特に第５実施形態の反力制御部２０は、駆動領域における反力の変化率が制動領域よりも大きくなるように、反力を調整する。このため反力制御部２０は、駆動操作における操作量に対する反力の変化を制動操作よりも顕著にすることができる。したがって第５実施形態における反力生成装置１００は、駆動操作の制御性をより高めることもできる。

反力制御部２０は、操作量が増加する場合に反力の変化率を切り替える閾値Ｓ２ａを、操作量が減少する場合の閾値Ｓ１ａよりも、操作量の大きい値に設定する。操作量が増加する場合および操作量が減少する場合において同じ閾値で反力の変化率を切り替えると、操作量が閾値付近で変動した場合に反力の変化率の切り替えが頻繁に発生し得る。反力制御部２０は、以上の状況を回避することができる。

（第６実施形態）
第６実施形態では、第５実施形態における反力生成装置１００の変形例について説明する。第５実施形態において、制御実行部２３は、駆動領域において、制動領域よりも大きい変化率の反力が操作ペダル１に加わるように、アクチュエータ１０の出力を制御するとした。これに代えて制御実行部２３は、図１０に示すように、制動領域において、駆動領域よりも大きい変化率の反力が操作ペダル１に加わるように、アクチュエータ１０の出力を制御してもよい。

制御実行部２３は、第５実施形態と同様に、操作量が駆動領域から制動領域へと移行する場合には第１閾値Ｓ１ａにて変化率を変更し、制動領域から駆動領域へと移行する場合には、第２閾値Ｓ２ａにて変化率を変更する。また、制御実行部２３は、操作量がゼロまで戻ることなく制動領域から駆動領域へと移行すると推測される場合、操作量がゼロになった状態から移行する場合の変化率よりも小さい変化率の反力を操作ペダル１に作用させる。

第６実施形態の反力制御部２０は、制動領域において、駆動領域よりも大きい変化率の反力が操作ペダル１に加わるように反力を調整するので、制動操作における操作量に対する反力の変化を駆動操作よりも顕著にすることができる。したがって第６実施形態における反力生成装置１００は、制動操作の制御性をより高めることができる。

（第７実施形態）
第７実施形態では、第５実施形態における反力生成装置１００の変形例について説明する。第５実施形態において、制御実行部２３は、駆動領域および制動領域において、操作量の増加に対して反力が線形的に増大するとした。これに代えて制御実行部２３は、操作量の増加に対して反力が非線形的に増大するように、アクチュエータ１０の出力を制御してもよい。

より具体的には、第７実施形態において制御実行部２３は、図１１に示すように、操作量の増加に対して反力が指数関数的に増大するように増加するように、アクチュエータ１０の出力を制御する。反力を操作量に対して指数関数的に変化させると、線形的に変化させた場合よりも、人は反力の変化をより線形的に感じ易い。このため、第７実施形態の反力生成装置１００は、ドライバに対して操作ペダル１の操作量に対して反力がより線形的に変化する操作感を与えることができる。

（第８実施形態）
第７実施形態では、第５実施形態における反力生成装置１００の変形例について説明する。第５実施形態の反力生成装置１００において、制動領域と駆動領域との反力の変化率の変更はアクチュエータ１０によって行われるとした。これに代えて、操作ペダル１に対して与える反力の変化率が付勢部材２と異なる第２付勢部材によって、制動領域と駆動領域との反力の変化率の変更を行う構成でもよい。

例えば、図１２に示すように、第１付勢部材の一例である付勢部材２とバネ定数が異なる付勢部材８１０を、操作ペダル１に対して反力を付与可能に取り付ける構成でもよい。バネ定数が異なるので、各付勢部材が作用する操作量の領域を異ならせることができる。各付勢部材のバネ定数は、それぞれの付勢部材が制動領域と駆動領域のうち対応する領域で反力を操作ペダル１に作用できるように適宜選択すればよい。以上のように、付勢部材２と反力の変化率が異なる付勢部材８１０のみで制動領域と駆動領域とで反力の変化率を変更させるので、より簡易的な構成によって反力生成装置１００を提供できる。

（他の実施形態）
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

第１実施形態において、反力制御部２０は、走行制御ＥＣＵ３０における領域の変更に合わせてアクチュエータ１０の出力タイミングを調整するとした。これに代えて、図１３に示すように、ニュートラル領域内でアクチュエータ１０の出力タイミングを調整するであってもよい。

第１実施形態において、反力制御部２０は、ニュートラル領域内において反力の調整制御を実施するとした。これに代えて、反力制御部２０は、ニュートラル領域が設定されない操作システムにおいて反力の調整制御を実施する構成であってもよい。例えば反力制御部２０は、図１４に示すように、制動領域内における所定の閾値Ｓ１ｃと、駆動領域内における所定の閾値Ｓ２ｃとの間で、その前後とは異なる大きさになるように反力を調整することで、領域の切り替わりをドライバに認識させてもよい。図１４では閾値Ｓ１ｃと閾値Ｓ２ｃとの間の領域の前後よりも反力を小さくなるように調整する例を示している。閾値Ｓ１ｃと閾値Ｓ２ｃとの間の領域が、駆動領域および制動領域の一方から他方へと移行する操作量範囲に相当する。この場合、反力制御部２０は、反力の大きさが駆動領域と制動領域の境界値Ｓｍｃにてピークとなるように調整することで、領域の切り替わりをより明確にドライバに認識させることができる。

第１実施形態において、反力生成装置１００は、アクチュエータ１０と反力制御部２０によって操作ペダル１に付与される反力の大きさを調整するとした。これに代えて、反力生成装置１００は、ゴム等の弾性体を有し、この弾性体によって反力の大きさを調整する構成であってもよい。例えば、反力生成装置１００は、付勢部材２に連結されたドーム形状の弾性体を有する構成とすればよい。この場合、所定の操作量範囲にて押し込まれた弾性体のドーム形状が反転することで、操作ペダル１に対して不連続な反力を付与することができる。これにより、反力生成装置１００は、所定の操作量範囲の前後と異なる大きさの反力を操作ペダル１に付与することが可能となる。この場合、弾性体が反力調整部の一例である。

１ 操作ペダル、 １０ アクチュエータ、 ２ 付勢部材、 ２０ 反力制御部（反力調整部）、 ３ 操作量検出部、 ３０ 走行制御ＥＣＵ（走行制御装置）。

Claims (9)

1. 車両の駆動力を操作する駆動領域と前記車両の制動力を操作する制動領域とが共に設定される操作ペダル（１）、に作用する反力の大きさを調整する反力生成装置であって、
   前記操作ペダルの操作量が前記駆動領域および前記制動領域の一方から他方へと移行する操作量範囲にて、前記操作ペダルに付与する反力の大きさを、前記操作量範囲の前後とは異なる大きさに調整する反力調整部（２０）、を備える反力生成装置。
2. 前記操作ペダルには、前記駆動力および前記制動力を前記車両に作用させないニュートラル領域が、前記駆動領域と前記制動領域との間に設定されており、
   前記操作量範囲は、前記ニュートラル領域内に設定される請求項１に記載の反力生成装置。
3. 前記操作量を検出する操作量検出部（３）と、
   前記操作ペダルに対して反力を出力するアクチュエータ（１０）と、
   を備え、
   前記反力調整部は、検出された前記操作量に基づいて前記アクチュエータが出力する反力の大きさを制御する請求項１または請求項２に記載の反力生成装置。
4. 前記反力調整部は、前記操作量が増加する場合の前記操作量範囲を、前記操作量が減少する場合の前記操作量範囲よりも、前記操作量の大きい範囲に設定する請求項３に記載の反力生成装置。
5. 車両の駆動力を操作する駆動領域と前記車両の制動力を操作する制動領域とが共に設定され、付勢部材（２）によって反力が付与される操作ペダル（１）について、作用する反力の大きさを調整する反力生成装置であって、
   前記操作ペダルの操作量に対する反力の変化率を、前記制動領域と前記駆動領域とで異なる態様に切り替える反力調整部（２０）を備える反力生成装置。
6. 車両の駆動力を操作する駆動領域と前記車両の制動力を操作する制動領域とが共に設定され、付勢部材によって反力が付与される操作ペダル（１）について、作用する反力の大きさを調整する反力生成装置であって、
   前記駆動領域と前記制動領域の間に設定される中間領域について、前記操作ペダルの操作量に対する反力の変化率を、前記制動領域及び前記駆動領域よりも小さい変化率に切り替える反力調整部（２０）を備える反力生成装置。
7. 前記操作量を検出する操作量検出部（３）と、
   前記操作ペダルに対して反力を出力するアクチュエータ（１０）と、
   を備え、
   前記反力調整部は、検出された前記操作量に基づいて前記アクチュエータが出力する反力の大きさを制御することで反力の変化率を変更する請求項５または請求項６に記載の反力生成装置。
8. 前記反力調整部は、前記操作量が増加する場合に反力の変化率を切り替える操作量閾値を、前記操作量が減少する場合の前記操作量閾値よりも、前記操作量の大きい値に設定する請求項７に記載の反力生成装置。
9. 前記付勢部材は第１付勢部材であって、
   前記反力調整部は、前記第１付勢部材とは異なる第２付勢部材を有し、
   前記第２付勢部材による反力の前記操作量に対する変化率は、前記第１付勢部材と異なる請求項５または請求項６に記載の反力生成装置。

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