JP7215383B2 - 車両用ペダル装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用ペダル装置に関する。

従来、車両用ペダル装置に関する技術文献として、特開２０１８－６９９３９号公報が知られている。この公報には、車両の自動運転時にアクセルペダルに付加反力を加えることにより、アクセルペダルを踏込方向とは逆向きに初期位置（基準位置）を超えた位置まで移動させる車両用アクセルペダル装置が示されている。この車両用アクセルペダル装置では、自動運転時に運転者が基準位置を超えた所定位置までアクセルペダルを踏み込むことで自動運転を解除する。

特開２０１８－６９９３９号公報

しかしながら、上述した従来の装置では、付加反力によりアクセルペダルが通常時より持ち上がった位置で維持され、どこまで踏み込むことで自動運転を解除できるのか運転者が把握しにくいと言う問題がある。

本発明の一態様は、自動車速制御の機能を有する車両に設けられたアクセルペダル及びブレーキペダルのうち少なくとも一方を含む車両用ペダルを制御するための車両用ペダル装置であって、運転者の踏力に対する車両用ペダルのストローク特性を制御するストローク特性制御部を備え、車両用ペダルには、アクセルペダルが含まれ、ストローク特性制御部は、車両が自動車速制御中である場合、車両用ペダルのストローク特性を段差付きストローク特性に変更し、段差付きストローク特性は、運転者による車両用ペダルの操作によって自動車速制御のオーバーライドが開始されるオーバーライドストローク位置に対応する踏力段差を有するストローク特性であり、車両が自動車速制御によって減速しているとき、車両が自動車速制御によって減速していないときと比べて、踏力段差の開始位置がアクセルペダルの初期位置に近づくようにアクセルペダルの段差付きストローク特性を制御し、車両の減速量が制御用閾値未満であるときには、車両が自動車速制御によって減速していると判定せずに段差付きストローク特性の制御を行わない。

本発明の一態様に係る車両用ペダル装置によれば、車両が自動運転又はＡＣＣなどの自動車速制御を行っている場合に、車両用ペダルのストローク特性を自動車速制御のオーバーライドが開始されるオーバーライドストローク位置に対応する踏力段差を有する段差付きストローク特性に変更する。従って、この車両用ペダル装置では、自動車速制御中に運転者が車両用ペダルを踏み込む途中で感じる踏力段差が車速制御のオーバーライド（自動車速制御の解除）が開始されるオーバーライドストローク位置に対応するので、運転者は踏み込み時における踏力段差の存在によって車両用ペダルのオーバーライドストローク位置を把握することができる。

上記車両用ペダル装置において、自動車速制御中に、運転者の踏込みにより車両用ペダルのストローク位置がオーバーライドストローク位置を超えて踏み込まれることで、自動車速制御のオーバーライドを開始し、オーバーライドが完了するまでは、運転者による車両用ペダルの操作を車両の走行に反映しなくてもよい。

上記車両用ペダル装置において、運転者の踏力に対する基準反力を車両用ペダルに付与する弾性部材と、車両用ペダルに対して追加反力を付与する反力付与アクチュエータと、を更に備え、ストローク特性制御部は、反力付与アクチュエータによる追加反力をコントロールすることで車両用ペダルのストローク特性を段差付きストローク特性に変更してもよい。
この車両用ペダル装置によれば、基準反力を付与する弾性部材と反力付与アクチュエータが協働する構成とすることで、反力付与アクチュエータのみで全ての反力をコントロールする場合と比べて、反力付与アクチュエータの負荷を軽減することができる。

本発明の一態様によれば、運転者が踏み込み時における踏力段差の存在によって車両用ペダルのオーバーライドストローク位置を把握することができる。

一実施形態に係る車両用ペダル装置を示すブロック図である。 車両用ペダルの配置の一例を示す図である。 アクセルペダルの周辺構成の一例を示す図である。 オーバーライドストローク位置を説明するための図である。 （ａ）段差付きストローク特性の一例を示すグラフである。（ｂ）減速時における段差付きストローク特性の制御の一例を説明するためのグラフである。 （ａ）段差付きストローク特性の他の例を示すグラフである。（ｂ）減速時における段差付きストローク特性の制御の他の例を説明するためのグラフである。 （ａ）ストローク特性変更処理の一例を示すフローチャートである。（ｂ）段差付きストローク特性制御処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、一実施形態に係る車両用ペダル装置を示すブロック図である。図１に示す車両用ペダル装置１は、自動車速制御の機能を有する車両に搭載され、車両用ペダルを制御する装置である。車両用ペダル装置１は、自動車速制御が行われている場合に、車両用ペダルのストローク特性を制御する。ストローク特性について詳しくは後述する。

自動車速制御とは、自動で車両の車速を制御する機能である。自動車速制御には、ＡＣＣ［Adaptive Cruise Control］などの運転支援としての自動車速制御と自動運転としての自動車速制御が含まれる。自動車速制御は、運転者により車両用ペダルが深く踏み込まれることで解除される。運転者の操作による自動車速制御の解除をオーバーライドと呼ぶ。

車両用ペダルには、車両のアクセルペダル及びブレーキペダルのうち少なくとも一方が含まれる。ここで、図２は、車両用ペダルの配置の一例を示す図である。図２に、アクセルペダル２１、アクセルアーム２２、ブレーキペダル３１、ブレーキアーム３２を示す。また、運転者の足Ｆと足置き台Ｒを示す。本実施形態では、車両用ペダルに、アクセルペダル２１及びブレーキペダル３１の両方が含まれているものとする。

［車両用ペダル装置の構成］
本実施形態に係る車両用ペダル装置１の構成について図面を参照して説明を行う。図１に示すように、車両用ペダル装置１は、装置を管理するペダル制御ＥＣＵ[Electronic Control Unit]１０を備えている。ペダル制御ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]などを有する電子制御ユニットである。ペダル制御ＥＣＵ１０では、例えば、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。ペダル制御ＥＣＵ１０は、複数の電子ユニットから構成されていてもよい。なお、ペダル制御ＥＣＵ１０は、車両の各種制御を行うＥＣＵの一部として構成されていてもよい。

ペダル制御ＥＣＵ１０には、アクセルペダルセンサ２、ブレーキペダルセンサ３、反力付与アクチュエータ４、及び車両制御システム５と接続されている。

アクセルペダルセンサ２は、車両のアクセルペダルに対して設けられ運転者によるアクセルペダルの操作を検出するセンサである。アクセルペダルセンサ２は、例えば運転者によるアクセルペダルの踏込み量（アクセルペダルのストローク位置）を検出する。ストローク位置とは、運転者の踏み込み方向におけるペダルの傾きの位置である。アクセルペダルセンサ２は、検出結果に応じたアクセルペダル状態信号をペダル制御ＥＣＵ１０に送信する。

ブレーキペダルセンサ３は、車両のブレーキペダルに対して設けられ運転者によるブレーキペダルの操作を検出するセンサである。ブレーキペダルセンサ３は、例えば運転者によるブレーキペダルの踏込み量（ブレーキペダルのストローク位置）を検出する。ブレーキペダルセンサ３は、検出結果に応じたブレーキペダル状態信号をペダル制御ＥＣＵ１０に送信する。

反力付与アクチュエータ４は、車両用ペダルに運転者の踏力に対する追加反力を付与するアクチュエータである。反力付与アクチュエータ４は、ペダル制御ＥＣＵ１０からの制御信号に応じて車両用ペダルに反力を付与する。

反力付与アクチュエータ４は、アクセルペダル用の第１の反力付与アクチュエータ４ａとブレーキペダル用の第２の反力付与アクチュエータ４ｂとを有している。第１の反力付与アクチュエータ４ａは、例えばアクセルペダル２１のアクセルアーム２２に力を加えることでアクセルペダル２１に反力付与を行う。

第１の反力付与アクチュエータ４ａの構成は特に限定されない。第１の反力付与アクチュエータ４ａは、電動又は空気圧を利用した直動式のアクチュエータであってもよい。第１の反力付与アクチュエータ４ａは、電動モータにより車両用ペダルに回転トルクを与えることで反力を付与する回動式のアクチュエータであってもよい。第１の反力付与アクチュエータ４ａは、複数のアクチュエータから構成されていてもよい。

第２の反力付与アクチュエータ４ｂは、例えばブレーキペダル３１のブレーキアーム３２に力を加えることでブレーキペダル３１に反力付与を行う。第２の反力付与アクチュエータ４ｂの構成も第１の反力付与アクチュエータ４ａと同じく特に限定されない。第２の反力付与アクチュエータ４ｂも直動式のアクチュエータであってもよく、回動式のアクチュエータであってもよい。第２の反力付与アクチュエータ４ｂも複数のアクチュエータから構成されていてもよい。

車両制御システム５は、車両の自動車速制御を実行するシステムである。車両制御システム５は、例えば車両のＡＣＣ又はＣＡＣＣなどの運転支援としての自動車速制御を行う運転支援システムとすることができる。

ＡＣＣとは、車両の前方に先行車が存在しない場合は予め設定された設定速度で車両を定速走行させ、先行車が存在する場合には車両と先行車との車間距離に応じて車両の車速を制御する制御である。運転支援としての自動車速調整には、ＣＡＣＣ［CooperativeAdaptive Cruise Control］が含まれていてもよい。ＣＡＣＣとは、上記のＡＣＣにおいて、更に車々間通信を利用するものである。ＣＡＣＣでは、例えば、車両と先行車との車々間通信により先行車の走行情報（先行車の車速、加速度など）を取得することで、車両のセンサにより車両と先行車との車間距離の変化が検出されるより早く車両の車速の調整を行うことができる。なお、ＡＣＣ及びＣＡＣＣの制御内容は上述した内容に限定されない。また、運転支援としての自動車速調整はＡＣＣ及びＣＡＣＣに限られない。

車両制御システム５は、車両の自動運転を行う自動運転システムであってもよい。自動運転とは、予め設定された目標ルートに沿って車両を自動で走行させる車両制御である。自動運転では、運転者が運転操作を行う必要が無く、車両が自動で走行する。目標ルートとは、自動運転において車両が走行する地図上の経路である。目標ルートは、運転者の設定した目的地に至るように設定されてもよく、路側帯の駐車車両の回避など車両側で自動的に設定してもよい。自動運転では、車両の操舵制御と車速制御が自動で行われる。自動運転には、ＳＡＥ［Society of Automotive Engineers］Ｊ３０１６に定められている自動運転レベル２～自動運転レベル４に相当する車両制御が含まれていてもよい。

車両制御システム５は、自動車速制御を実行する場合に、ペダル制御ＥＣＵ１０に自動車速制御信号を送信する。車両制御システム５は、車両が自動車速制御を実行中である場合に、ペダル制御ＥＣＵ１０からオーバーライド信号を送信されたとき、オーバーライドによる自動車速制御の解除を行う。自動運転の実行中の場合には、自動運転そのものが解除される。車両制御システム５は、自動車速制御により減速する場合、ペダル制御ＥＣＵ１０に減速信号を送信してもよい。

次に、ペダル制御ＥＣＵ１０の機能的構成について説明する。図１に示すように、ペダル制御ＥＣＵ１０は、ペダル状態認識部１１及びストローク特性制御部１２を有している。

ペダル状態認識部１１は、車両用ペダルのストローク位置（運転者の踏込み方向におけるアクセルペダル２１の傾きの位置）を認識する。ペダル状態認識部１１は、アクセルペダルセンサ２からのアクセルペダル状態信号及びブレーキペダルセンサ３からのブレーキペダル状態信号に基づいて、車両用ペダルのストローク位置を認識する。また、ペダル状態認識部１１は、車両用ペダルのストローク位置から、運転者が車両用ペダルを踏んでいるオン状態であるか、運転者が車両用ペダルを踏んでいないオフ状態であるかを判定する。ここで、図３はアクセルペダル２１の周辺構成の一例を示す図である。

図３に、アクセルペダルセンサ２、第１の反力付与アクチュエータ４ａ、アクセルペダル２１、アクセルアーム２２、アクセルペダル用の弾性部材２３、車両の運転席の足下フロア４０、車両のダッシュパネル４１、及び運転者の足Ｆを示す。

また、図３に、アクセルペダル２１の初期位置Ｐ_０とアクセルペダル２１の最大ストローク位置Ｐｍａｘを示す。アクセルペダル２１の初期位置Ｐ_０は、アクセルペダル２１に運転者の踏力が加えられていない場合（アクセルオフの場合）にアクセルペダル２１が戻る基準となるストローク位置である。アクセルペダル２１の最大ストローク位置Ｐｍａｘとは、アクセルペダル２１が傾くことができる最大のストローク位置である。

図３に示すアクセルペダル２１は、足下フロア４０に対して運転者の踏込み方向（図３の矢印の方向）に揺動可能に設けられている。アクセルペダル２１の背面にはアクセルペダル２１の裏面の長手方向に沿ってガイドスロット２１ａが形成されており、アクセルアーム２２の下端の取付け部２２ａがガイドスロット２１ａに沿って摺動可能に取付けられている。

アクセルペダルセンサ２は、例えば、揺動するアクセルアーム２２の基点に設けられ、アクセルアーム２２の角度からアクセルペダル２１のストローク位置（運転者の踏込み量）を検出する。

弾性部材２３は、アクセルアーム２２に基準反力を付与するための部材である。弾性部材２３は、バネから構成されていてもよく、ゴムなどの弾性材料から構成されていてもよい。基準反力とは、運転者の踏力に対して弾性部材２３により付与される反力である。弾性部材２３は、アクセルペダル２１が初期位置Ｐ_０に戻るように基準反力を付与する。

弾性部材２３は、例えば車両のダッシュパネル４１とアクセルアーム２２との間に設けられている。弾性部材２３は、運転者によってアクセルペダル２１が踏み込まれてアクセルアーム２２がダッシュパネル４１に近接することで縮み、弾性によって基準反力をアクセルアーム２２に付与する。なお、弾性部材２３は、アクセルペダル２１に基準反力を付与できる配置であればよい。弾性部材２３は、アクセルペダル２１の裏面に対して設けられていてもよい。

第１の反力付与アクチュエータ４ａは、例えば車両のダッシュパネル４１とアクセルアーム２２との間に設けられている。図３に示す第１の反力付与アクチュエータ４ａは、伸縮ロッドを直線上に出し入れ可能な直動式のアクチュエータである。第１の反力付与アクチュエータ４ａは、アクセルアーム２２に当接又は接続される伸縮ロッドにより、アクセルアーム２２に追加反力を付与する。

なお、第１の反力付与アクチュエータ４ａの伸縮ロッドは、常にアクセルアーム２２の背面に接続している必要はない。伸縮ロッドは、アクセルペダル２１が初期位置にあるときにはアクセルアーム２２から離間しており、運転者によってアクセルペダル２１が一定量踏み込まれたときにアクセルアーム２２と当接する構成であってもよい。

ブレーキペダル３１の周辺構成もアクセルペダル２１の周辺構成と同様とすることができる。ブレーキペダルセンサ３は、例えば揺動するブレーキアーム３２の基点に設けられ、ブレーキアーム３２の角度からブレーキペダル３１のストローク位置（運転者の踏込み量）を検出する。ブレーキペダル３１の弾性部材は、例えば車両のダッシュパネル４１とブレーキアーム３２との間に設けられ、ブレーキペダル３１に基準反力を付与する。第２の反力付与アクチュエータ４ｂは、例えば車両のダッシュパネル４１とアクセルアーム２２との間に設けられ、伸縮ロッドによりブレーキペダル３１に追加反力を付与する。

ペダル状態認識部１１は、車両が自動車速制御を実行中である場合、運転者が車両用ペダルの踏込みによりオーバーライドを行ったか否かを判定する。ここで、図４は、オーバーライドストローク位置を説明するための図である。図４に、オーバーライドストローク位置ＰＡ、制御車速領域ＳＡ、オーバーライド領域ＯＡを示す。オーバーライドストローク位置ＰＡとは、運転者による車両用ペダルの操作によって自動車速制御のオーバーライドが開始されるストローク位置である。制御車速領域ＳＡとは、初期位置Ｐ_０からオーバーライドストローク位置ＰＡまでの領域である。オーバーライド領域ＯＡとは、オーバーライドストローク位置ＰＡから最大ストローク位置Ｐｍａｘまでの領域である。

図４に示すように、ペダル状態認識部１１は、運転者の踏込みにより車両用ペダルのストローク位置がオーバーライドストローク位置ＰＡを超えた場合、運転者がオーバーライドを行ったと判定する。ペダル状態認識部１１は、運転者がオーバーライドを行ったと判定した場合、車両制御システム５にオーバーライド信号を送信する。

また、ペダル状態認識部１１は、運転者の踏込みにより車両用ペダルのストローク位置が制御車速領域ＳＡからオーバーライド領域ＯＡに移った場合、車両用ペダルのストローク位置に応じた加速又は減速を車両制御システム５に指示する。ペダル状態認識部１１は、オーバーライドが完了する前に、オーバーライド領域ＯＡまでの運転者の踏込みに応じた加速又は減速の指示を行う。

ペダル状態認識部１１は、運転者の踏込みによりアクセルペダル２１のストローク位置がオーバーライド領域ＯＡに移った場合、アクセルペダル２１のストローク位置に応じた加速を車両制御システム５に指示する。ペダル状態認識部１１は、運転者の踏込みによりブレーキペダル３１のストローク位置がオーバーライド領域ＯＡに移った場合、ブレーキペダル３１のストローク位置に応じた減速を車両制御システム５に指示する。これにより、運転者はオーバーライドの完了を待つことなく、車両の車速にペダル操作を反映させることができる。なお、ペダル状態認識部１１は、車両用ペダルのストローク位置が制御車速領域ＳＡ内である間は、車両制御システム５に加速又は減速を指示しない。

ストローク特性制御部１２は、車両が自動車速制御を実行中である場合に、車両用ペダルのストローク特性を変更する。ストローク特性とは、運転者の踏力に対する車両用ペダルのストローク位置の変化に関する特性である。運転者の踏力とは、車両用ペダルに加えられる運転者の足の踏み込みの力である。運転者の踏力は例えば単位Ｎｍを用いて示すことができる。ストローク特性制御部１２は、反力付与アクチュエータ４をコントロールすることでストローク特性を変更する。

ストローク特性制御部１２は、車両が自動車速制御を実行中である場合に、車両用ペダルのストローク特性を通常時のストローク特性から段差付きストローク特性に変更する。段差付きストローク特性とは、オーバーライドストローク位置ＰＡに対応する踏力段差を有するストローク特性である。踏力段差とは、運転者の踏力の増加に対する車両用ペダルのストローク位置の変化が急に小さくなることで、運転者に車両用ペダルの状態の変化を感じさせるストローク特性の一部分である。

図５（ａ）は、運転者の踏力に対する段差付きストローク特性の一例を示すグラフである。縦軸は運転者の踏力、横軸は車両用ペダルのストローク位置を示している。図５（ａ）において、通常時のストローク特性を二転鎖線、段差付きストローク特性を実線で示す。グラフ上側が運転者による車両用ペダルの踏み込み時のストローク特性に対応し、グラフ下側が運転者による車両用ペダルの踏み込み後の踏み込み解除時に対応する。踏込み解除時には、反力によって車両用ペダルが初期位置Ｐ_０に戻される。

図５（ａ）に、初期位置Ｐ_０、第１のストローク位置Ｐ_１、オーバーライドストローク位置ＰＡ、第２のストローク位置Ｐ_２、最大ストローク位置Ｐｍａｘを示す。オーバーライドストローク位置ＰＡは、第１のストローク位置Ｐ_１と第２のストローク位置Ｐ_２との間に位置している。

また、図５（ａ）に、第１のストローク位置Ｐ_１に至るために必要な踏力Ｎ_１、オーバーライドストローク位置ＰＡに至るために必要な踏力Ｎ_２、通常時のストローク特性において最大ストローク位置Ｐｍａｘに至るために必要な踏力ＮＰｍａｘ、段差付きストローク特性においてオーバーライドストローク位置ＰＡを超えるために必要な踏力ＮＡ、段差付きストローク特性における踏力段差Ｄ１、及び段差付きストローク特性において最大ストローク位置Ｐｍａｘに至るために必要な踏力Ｎｍａｘを示す。

図５（ａ）に示すように、通常時のストローク特性では、運転者の踏み込み時において、第１のストローク位置Ｐ_１を境として踏力の増加に対するストローク位置の変化割合が変わっている。すなわち、初期位置Ｐ_０から第１のストローク位置Ｐ_１に至るまでの変化割合と第１のストローク位置Ｐ_１から最大ストローク位置Ｐｍａｘに至るまでの変化割合とが異なっている。何れの変化割合も一定値（すなわち直線的変化）である。初期位置Ｐ_０から第１のストローク位置Ｐ_１に至るまでと比べて、第１のストローク位置Ｐ_１から最大ストローク位置Ｐｍａｘに至るまでは踏力の増加に対するストローク位置の変化割合が大きくなっている。

また、通常時のストローク特性では、運転者による車両用ペダルの踏み込み後の踏み込み解除時において、第２のストローク位置Ｐ_２において踏力の減少に対するストローク位置の変化割合が変わっている。この場合の踏力は、反力に対抗してストローク位置を維持するために必要な踏力を意味する。すなわち、最大ストローク位置Ｐｍａｘから第２のストローク位置Ｐ_２に戻るまでの変化割合と第２のストローク位置Ｐ_２から初期位置Ｐ_０に戻るまでの変化割合とが異なっている。何れの変化割合も一定値（すなわち直線的な変化）である。最大ストローク位置Ｐｍａｘから第２のストローク位置Ｐ_２に戻るまでと比べて、第２のストローク位置Ｐ_２から初期位置Ｐ_０に戻るまでは踏力の減少に対するストローク位置の変化割合が大きくなっている。

通常時のストローク特性では、運転者の踏み込み時におけるオーバーライドストローク位置ＰＡの前後における変化割合は一定となっている。このままでは、運転者はオーバーライドストローク位置ＰＡを超えて車両用ペダルを踏み込んだか否かを車両用ペダルの感触から把握できない。

これに対して、図５（ａ）に示す段差付きストローク特性は、通常時のストローク特性と比べて、オーバーライドストローク位置ＰＡに対応する踏力段差Ｄ１を有している点が異なっている。

踏力段差Ｄ１は、段差付きストローク特性のうち運転者の踏み込み時に対応するように設けられる。図５（ａ）に示す踏力段差Ｄ１では、運転者の踏力が踏力Ｎ_２から踏力ＮＡに至るまでストローク位置が変化しない。踏力段差Ｄ１の高さ（踏力Ｎ_２と踏力ＮＡとの差分）は、運転者が踏力段差に気づける程度の高さであれば特に限定されない。踏力段差Ｄ１の高さは、一例として８Ｎｍ以上とすることができ、例えば１０Ｎｍである。踏力段差Ｄ１の高さは、１５Ｎｍ以下としてもよい。

図５（ａ）に示す段差付きストローク特性では、運転者の踏み込み時にオーバーライドストローク位置ＰＡに至った場合、運転者が踏力Ｎ_２から踏力ＮＡを超えるまで踏み込まなければ車両用ペダルのストローク位置が変化しない。このため、運転者は、自動車速制御のオーバーライドを行う意思がない場合に、踏力段差Ｄ１を利用してオーバーライドストローク位置ＰＡの車両用ペダルに足を置いておくことができる。

また、運転者は、自動車速制御のオーバーライドが必要となったときに、オーバーライドストローク位置ＰＡまで踏み込んでいた車両用ペダルを更に踏み込んで踏力段差Ｄ１を超えるだけで、オーバーライドを開始することができる。更に、運転者は、車両用ペダルが踏力段差Ｄ１を踏み越えた感触から、オーバーライドの開始操作ができたことを把握することができる。

なお、運転者による車両用ペダルの踏み込み後の踏込み解除時における段差付きストローク特性（踏力段差を有さない側）については特に限定されない。踏込み解除時において、例えば段差付きストローク特性と通常時のストローク特性をほぼ同じとすることができる。

ストローク特性制御部１２は、車両の自動車速制御の減速時に、アクセルペダル２１の段差付きストローク特性をコントロールする。ストローク特性制御部１２は、車両が自動車速制御によって減速しているとき、車両が自動車速制御によって減速していないときと比べて、踏力段差の開始位置が初期位置Ｐ_０に近づくようにアクセルペダル２１の段差付きストローク特性を制御（調整）する。

図５（ｂ）は、車両が車速制御によって減速しているときの段差付きストローク特性の制御の一例を説明するためのグラフである。図５（ｂ）に、通常時における段差付きストローク特性を二転鎖線、車両が自動車速制御によって減速しているときの段差付きストローク特性を実線として示す。また、減速時のオーバーライドストローク位置ＰＡａ、減速時のオーバーライドストローク位置ＰＡａに至るために必要な踏力Ｎ_２ａ、減速時のオーバーライドストローク位置ＰＡａを超えるために必要な踏力ＮＡａを示す。図５（ｂ）におけるオーバーライドストローク位置ＰＡａは、踏力段差Ｄ１の開始位置に相当する。

図５（ｂ）に示すように、減速時のオーバーライドストローク位置ＰＡａは、通常時におけるオーバーライドストローク位置ＰＡと比べて、アクセルペダル２１の初期位置Ｐ_０に近い位置である。減速時の踏力Ｎ_２ａは、通常時の踏力Ｎ_２より小さい踏力である。減速時の踏力ＮＡａは、通常時の踏力ＮＡより小さい踏力である。減速時の踏力段差Ｄ１の高さは、踏力Ｎ_２ａと踏力ＮＡａとの差分に相当する。

減速時の踏力段差Ｄ１の高さは、通常時と比べて高くなっている。なお、必ずしも減速時の踏力段差Ｄ１の高さを通常時と比べて高くする必要はない。減速時の踏力段差Ｄ１の高さは、通常時と同じであってもよく、通常時より低くてもよい。

ストローク特性制御部１２は、例えば、車両が自動車速制御によって減速しているとき、図５（ａ）に示す段差付きストローク特性から図５（ｂ）に示す段差付きストローク特性へと制御することで踏力段差Ｄ１の開始位置を初期位置Ｐ_０に近づける。これにより、運転者のアクセルオフが促されるので、車両の減速時又は停止時に誤って運転者がアクセルペダル２１を踏み込むことを抑制することができる。

なお、ストローク特性制御部１２は、車両の自動車速制御による減速時に、車両の車速に応じて踏力段差Ｄ１の開始位置を移動させてもよい。ストローク特性制御部１２は、例えば車両の車速が低くなるほど踏力段差Ｄ１の開始位置が初期位置Ｐ_０に近づくように段差付きストローク特性を制御する。ストローク特性制御部１２は、車両の停止時に踏力段差Ｄ１の開始位置が初期位置Ｐ_０と一致するように段差付きストローク特性を制御してもよい。

ストローク特性制御部１２は、車両の自動車速制御による減速により車両が停止状態となったときには、段差付きストローク特性から通常時のストローク特性に変更してもよい。或いは、ストローク特性制御部１２は、自動車速制御の減速によって車両の車速が変更解除閾値以下になったときに、段差付きストローク特性から通常時のストローク特性に変更してもよい。変更解除閾値は特に限定されないが、例えば１０ｋｍ／ｈとすることができる。

続いて、段差付きストローク特性の他の例について説明する。図６（ａ）は、段差付きストローク特性の他の例を示すグラフである。図６（ａ）において、通常時のストローク特性を二転鎖線、段差付きストローク特性を実線で示す。図６（ａ）に示す段差付きストローク特性では、踏力段差Ｄ２がストローク位置に対して傾いている。図６（ａ）に、踏力段差Ｄ２の開始位置Ｐ_３と開始位置Ｐ_３に至るために必要な踏力Ｎ_３を示す。

図６（ａ）に示すように、踏力段差Ｄ２は、開始位置Ｐ_３がオーバーライドストローク位置ＰＡと一致していない。この場合におけるオーバーライドストローク位置ＰＡは、踏力段差Ｄ２の終了位置に相当する。このように、オーバーライドストローク位置ＰＡに対応する踏力段差としては、踏力段差の終了位置がオーバーライドストローク位置ＰＡに相当する場合も含まれる。

また、踏力段差の終了位置は、オーバーライドストローク位置ＰＡの手前に位置していてもよい。踏力段差の終了位置は、オーバーライドストローク位置ＰＡから僅かに離間してマージンを有する態様であってもよい。この点は図５（ａ）の場合も同様である。踏力段差Ｄ２の高さは、踏力段差Ｄ１と同じであってもよく、異なっていてもよい。踏力段差Ｄ２の高さは、一例として８Ｎｍ以上とすることができ、例えば１０Ｎｍである。踏力段差Ｄ２の高さは、１５Ｎｍ以下としてもよい。

図６（ｂ）は、減速時における段差付きストローク特性の制御の他の例を説明するためのグラフである。図６（ｂ）に、通常時における段差付きストローク特性を二転鎖線、車両が自動車速制御によって減速しているときの段差付きストローク特性を実線として示す。また、減速時のオーバーライドストローク位置ＰＡｂ、減速時のオーバーライドストローク位置ＰＡｂに至るために必要な踏力Ｎ_３ｂ、減速時のオーバーライドストローク位置ＰＡｂを超えるために必要な踏力ＮＡｂ、踏力段差Ｄ２の開始位置Ｐ_４を示す。

減速時のオーバーライドストローク位置ＰＡｂは、通常時におけるオーバーライドストローク位置ＰＡと比べて、アクセルペダル２１の初期位置Ｐ_０に近い位置である。減速時の踏力Ｎ_３ｂは、通常時の踏力Ｎ_３より小さい踏力である。減速時の踏力ＮＡｂは、通常時の踏力ＮＡより小さい踏力である。減速時の踏力段差Ｄ２の高さは、踏力Ｎ_２ｂと踏力ＮＡｂとの差分に相当する。減速時の踏力段差Ｄ２の高さは、通常時と比べて高くなっている。なお、必ずしも減速時の踏力段差Ｄ２の高さを通常時と比べて高くする必要はない。減速時の踏力段差Ｄ２の高さは通常時と同じであってもよく、通常時より低くてもよい。

ストローク特性制御部１２は、例えば、車両が自動車速制御によって減速しているとき、図６（ａ）に示す段差付きストローク特性から図６（ｂ）に示す段差付きストローク特性へと制御することで踏力段差Ｄ２の開始位置Ｐ_３を初期位置Ｐ_０に近い開始位置Ｐ_４とする。なお、ストローク特性制御部１２は、車両の自動車速制御による減速量に応じて、踏力段差Ｄ２の開始位置Ｐ_３が初期位置Ｐ_０に次第に近づくように段差付きストローク特性を制御してもよい。

その他、ストローク特性制御部１２は、例えば、車両が自動車速制御によって減速しているとき、図５（ａ）に示す段差付きストローク特性から図６（ｂ）に示す段差付きストローク特性へと制御してもよい。すなわち、踏力段差を傾けることで踏力段差の開始位置を初期位置Ｐ_０に近づけてもよい。

［車両用ペダル装置の処理］
次に、本実施形態に係る車両用ペダル装置１の処理について図面を参照して説明する。図７（ａ）は、ストローク特性変更処理の一例を示すフローチャートである。ストローク特性変更処理は、例えば車両の走行中に実行される。

図７（ａ）に示すように、車両用ペダル装置１のペダル制御ＥＣＵ１０は、Ｓ１０として、自動車速制御を実行中であるか否かを判定する。ペダル制御ＥＣＵ１０は、例えば車両制御システム５との通信により自動車速制御を実行中であるか否かを判定する。ペダル制御ＥＣＵ１０は、自動車速制御を実行中であると判定した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、Ｓ１２に移行する。ペダル制御ＥＣＵ１０は、自動車速制御を実行中であると判定しなかった場合（Ｓ１０：ＮＯ）、今回の処理を終了する。その後、ペダル制御ＥＣＵ１０は、一定時間経過後に再びＳ１０から処理を繰り返す。

Ｓ１２において、ペダル制御ＥＣＵ１０は、ペダル状態認識部１１により車両用ペダルがオフ状態のまま一定時間経過したか否かを判定する。一定時間は例えば０．５秒である。ここでは、アクセルペダル２１及びブレーキペダル３１の両方がオフ状態のまま一定時間経過したか否かを判定する。なお、アクセルペダル２１のみ判定してもよい。ペダル制御ＥＣＵ１０は、車両用ペダルがオフ状態のまま一定時間経過したと判定された場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、Ｓ１４に移行する。ペダル制御ＥＣＵ１０は、車両用ペダルがオフ状態のまま一定時間経過したと判定されなかった場合（Ｓ１２：ＮＯ）、今回の処理を終了する。その後、ペダル制御ＥＣＵ１０は、一定時間経過後に再びＳ１０から処理を繰り返す。

Ｓ１４において、ペダル制御ＥＣＵ１０は、ストローク特性制御部１２により車両用ペダルのストローク特性を段差付きストローク特性に変更する。ストローク特性制御部１２は、反力付与アクチュエータ４をコントロールすることでストローク特性を変更する。ストローク特性制御部１２は、例えば図５（ａ）に二転鎖線として示す通常時のストローク特性から実線として示す段差付きストローク特性に変更する。

図７（ｂ）は、段差付きストローク特性制御処理の一例を示すフローチャートである。段差付きストローク特性制御処理は、自動車速制御の実行中に行われる。段差付きストローク特性制御処理は、アクセルペダルの段差付きストローク特性のみを対象とする。

図７（ｂ）に示すように、ペダル制御ＥＣＵ１０は、Ｓ２０として車両が自動車速制御によって減速しているか否かを判定する。ペダル制御ＥＣＵ１０は、例えば車両制御システム５との通信によって、自動車速制御によって減速しているか否かを判定する。或いは、ペダル制御ＥＣＵ１０は、自動車速制御の実行中における加速度センサの検出結果から、自動車速制御によって減速しているか否かを判定してもよい。

ペダル制御ＥＣＵ１０は、車両が自動車速制御によって減速していると判定した場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、Ｓ２２に移行する。ペダル制御ＥＣＵ１０は、車両が自動車速制御によって減速していると判定しなかった場合（Ｓ２０：ＮＯ）、今回の処理を終了する。その後、ペダル制御ＥＣＵ１０は、一定時間経過後に再びＳ２０から処理を繰り返す。

Ｓ２２において、ペダル制御ＥＣＵ１０は、ストローク特性制御部１２により段差付きストローク特性を制御する。ストローク特性制御部１２は、第１の反力付与アクチュエータ４ａを利用して段差付きストローク特性を制御する。ストローク特性制御部１２は、車両が自動車速制御によって減速していないときと比べて、踏力段差の開始位置が初期位置Ｐ_０に近づくようにアクセルペダル２１の段差付きストローク特性を制御する。ストローク特性制御部１２は、例えば図５（ａ）に示す段差付きストローク特性を図５（ｂ）に示す段差付きストローク特性となるように制御する。

以上説明した本実施形態に係る車両用ペダル装置１によれば、車両が自動運転又はＡＣＣなどの自動車速制御を行っている場合に、車両用ペダルのストローク特性を自動車速制御のオーバーライドが開始されるオーバーライドストローク位置に対応する踏力段差を有する段差付きストローク特性に変更する。従って、車両用ペダル装置１では、自動車速制御中に運転者が車両用ペダルを踏み込む途中で感じる踏力段差が車速制御のオーバーライドが開始されるオーバーライドストローク位置に対応するので、運転者は踏み込み時における踏力段差の存在によって車両用ペダルのオーバーライドストローク位置を把握することができる。

また、車両用ペダル装置１によれば、運転者がオーバーライドを行う意思がない場合に、踏力段差を利用してオーバーライドストローク位置の車両用ペダルに足を置いておくことができる。この場合、運転者は、自動車速制御のオーバーライドが必要となったときに、オーバーライドストローク位置の車両用ペダルを更に踏み込むだけで、オーバーライドを開始することができる。

車両用ペダル装置１によれば、車両が自動車速制御によって減速しているときに、踏力段差の開始位置がアクセルペダル２１の初期位置Ｐ_０に近づくように段差付きストローク特性が制御されることで、アクセルペダル２１に足を置いている運転者はアクセルペダル２１の反力の増加などから車両の減速を把握することができる。また、車両用ペダル装置１によれば、踏力段差の開始位置がアクセルペダル２１の初期位置Ｐ_０に近づくように段差付きストローク特性が制御されることで、運転者のアクセルオフを促すことができ、車両の減速時又は減速後の停止時に誤って運転者がアクセルペダルを踏み込むことを抑制することができる。

車両用ペダル装置１によれば、基準反力を付与する弾性部材２３と反力付与アクチュエータ４が協働する構成とすることで、反力付与アクチュエータ４のみで全ての反力をコントロールする場合と比べて、反力付与アクチュエータ４の負荷を軽減することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。

車両用ペダルは、アクセルペダル２１及びブレーキペダル３１のうちいずれか一方のみであってもよい。この場合、反力付与アクチュエータ４は、アクセルペダル用の第１の反力付与アクチュエータ４ａとブレーキペダル用の第２の反力付与アクチュエータ４ｂのうち何れか一方を有していればよい。

車両用ペダル装置１は、必ずしもアクセルペダル２１に基準反力を付与する弾性部材を有する必要はない。車両用ペダル装置１は、第１の反力付与アクチュエータ４ａにより全てのストローク特性を実現する構成であってもよい。ブレーキペダル３１においても同様である。

ストローク特性制御部１２は、車両の減速量が制御用閾値以上であるときに、段差付きストローク特性を制御する態様であってもよい。制御用閾値は、予め設定された値の閾値である。この場合、ストローク特性制御部１２は、車両の減速量が制御用閾値未満であるときには、車両が自動車速制御によって減速していると判定せず、段差付きストローク特性の制御を行わない。

ペダル状態認識部１１は、必ずしもオーバーライド領域ＯＡにおいて車両用ペダルのストローク位置に応じた加速又は減速を車両制御システム５に指示する必要はない。すなわち、自動車速制御のオーバーライドが完了するまでは、運転者による車両用ペダルの操作を車両の走行に反映しない態様であってもよい。

車両用ペダル装置１は、必ずしも自動車速制御の減速時にアクセルペダル２１の段差付きストローク特性を制御する必要はない。車両用ペダル装置１は、自動車速制御の減速時であっても図５（ａ）又は図６（ａ）に示すような段差付きストローク特性を維持してもよい。

１…車両用ペダル装置、２…アクセルペダルセンサ、３…ブレーキペダルセンサ、４…反力付与アクチュエータ、１０…ペダル制御ＥＣＵ、１１…ペダル状態認識部、１２…ストローク特性制御部、２１…アクセルペダル、２２…アクセルアーム、２３…弾性部材、３１…ブレーキペダル、３２…ブレーキアーム、Ｄ１，Ｄ２…踏力段差、Ｐ_０…初期位置、Ｐ_３，Ｐ_４…開始位置、ＰＡ，ＰＡａ，ＰＡｂ…オーバーライドストローク位置。

Claims (3)

1. 自動車速制御の機能を有する車両に設けられたアクセルペダル及びブレーキペダルのうち少なくとも一方を含む車両用ペダルを制御するための車両用ペダル装置であって、
   運転者の踏力に対する前記車両用ペダルのストローク特性を制御するストローク特性制御部を備え、
   前記車両用ペダルには、前記アクセルペダルが含まれ、
   前記ストローク特性制御部は、前記車両が自動車速制御中である場合、前記車両用ペダルのストローク特性を段差付きストローク特性に変更し、
   前記段差付きストローク特性は、前記運転者による前記車両用ペダルの操作によって前記自動車速制御のオーバーライドが開始されるオーバーライドストローク位置に対応する踏力段差を有するストローク特性であり、
   前記車両が前記自動車速制御によって減速しているとき、前記車両が前記自動車速制御によって減速していないときと比べて、前記踏力段差の開始位置が前記アクセルペダルの初期位置に近づくように前記アクセルペダルの前記段差付きストローク特性を制御し、
   前記車両の減速量が制御用閾値未満であるときには、前記車両が前記自動車速制御によって減速していると判定せずに前記段差付きストローク特性の制御を行わない、車両用ペダル装置。
2. 前記自動車速制御中に、前記運転者の踏込みにより前記車両用ペダルのストローク位置が前記オーバーライドストローク位置を超えて踏み込まれることで、前記自動車速制御のオーバーライドを開始し、前記オーバーライドの完了を待つことなく、前記車両用ペダルのストローク位置に応じた加速又は減速を車両制御システムに指示する、請求項１に記載の車両用ペダル装置。
3. 前記運転者の踏力に対する基準反力を前記車両用ペダルに付与する弾性部材と、
   前記車両用ペダルに対して追加反力を付与する反力付与アクチュエータと、
   を更に備え、
   前記ストローク特性制御部は、前記反力付与アクチュエータによる追加反力をコントロールすることで前記車両用ペダルのストローク特性を前記段差付きストローク特性に変更する、請求項１又は２に記載の車両用ペダル装置。

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