WO2015049823A1 - アクセルペダル反力制御装置 - Google Patents

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WO2015049823A1
WO2015049823A1 PCT/JP2014/004145 JP2014004145W WO2015049823A1 WO 2015049823 A1 WO2015049823 A1 WO 2015049823A1 JP 2014004145 W JP2014004145 W JP 2014004145W WO 2015049823 A1 WO2015049823 A1 WO 2015049823A1
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reaction force
accelerator pedal
vibration
driver
minimum value
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PCT/JP2014/004145
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好一 佐藤
尚人 千
豪 須崎
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本田技研工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an accelerator pedal reaction force control device that applies power generated by a drive source as a reaction force to an accelerator pedal.
  • Some accelerator pedal devices for automobiles include a reaction force applying device including an electric motor, and the power generated by the reaction force applying device is applied to the accelerator pedal as an operation reaction force (for example, Patent Documents 1 and 2).
  • a reaction force applying device including an electric motor
  • the power generated by the reaction force applying device is applied to the accelerator pedal as an operation reaction force
  • Patent Documents 1 and 2 an operation reaction force
  • the reaction force applying device when the operation amount (depression amount) of the accelerator pedal becomes equal to or greater than a predetermined threshold, the reaction force applying device generates power, thereby suppressing an increase in the operation amount by the driver.
  • the accelerator pedal device alerts the driver through the accelerator pedal when the reaction force applying device generates power when a predetermined alarm condition such as, for example, the speed is equal to or greater than the speed limit is established.
  • the accelerator pedal is vibrated by increasing or decreasing the value of the power generated by the reaction force applying device, thereby making it easier for the driver to perceive the alert through the accelerator pedal.
  • the reaction force applying device of the accelerator pedal device may transmit the power of the electric motor to the accelerator pedal via the speed reducer.
  • the gear train included in the speed reducer is reduced.
  • the tooth portion of each gear may generate a collision sound due to backlash.
  • each gear tooth portion is in contact with the corresponding gear tooth portion. Contact may be maintained and impact noise may be prevented.
  • the minimum value of the power of the reaction force applying device in the vibration state is fixed to a predetermined value larger than 0, the range of the settable amplitude of the power generated by the reaction force applying device in the vibration state is narrowed. There is a problem that it is difficult to perceive vibration.
  • the present invention provides an accelerator pedal reaction force control device that applies power generated by a drive source as a reaction force to an accelerator pedal. It is an object to make a driver easily perceive vibration.
  • a drive source (31) and a gear train (37, 38, 39, 42) are provided, and an accelerator pedal (3) is generated by using the power generated by the drive source via the gear train as an operation reaction force.
  • an accelerator pedal reaction force control device (10) having a control means (5) for controlling the drive source, wherein the control means A vibration mode in which the accelerator pedal is vibrated by oscillating a value, wherein the minimum value of the operation reaction force that increases or decreases in the vibration mode is set to a minimum value greater than 0, and the driver is more aware of the vibration of the accelerator pedal. The minimum value is made smaller in the range of 0 or more when the driver wants to make the vibration of the accelerator pedal difficult to be perceived by the driver.
  • the minimum value of the reaction force applying means is set to a minimum value (holding reaction force value) that is greater than 0. Therefore, even when the operation reaction force increases or decreases (vibrates), Each tooth part maintains a contact, and the collision sound resulting from the collision of tooth parts is suppressed.
  • the minimum value of the operation reaction force is in a range of 0 or more when the driver wants the driver to perceive the accelerator pedal vibration (increase / decrease in the operation reaction force) or when the driver hardly perceives the accelerator pedal vibration. Therefore, the amplitude of the operation reaction force in the vibration mode can be set large. This makes it easier for the driver to perceive the increase or decrease in the operation reaction force. That is, when the driver wants to make the driver more aware of the accelerator pedal vibration or when the driver is less likely to perceive the accelerator pedal vibration, the amplitude of the operation reaction force is less than the suppression of the collision sound caused by the gear train. Priority is given to increasing.
  • the accelerator pedal is supported so as to be rotatable about the first rotation axis (O1), and the reaction force applying means is connected to the drive source via the gear train,
  • An arm member (33) supported to be rotatable about a second rotation axis (O2) parallel to the first rotation axis is provided, and the arm member is in contact with the accelerator pedal at a distal end portion.
  • the reaction force is applied to the accelerator pedal at the point (B), the contact point is displaced on the accelerator pedal according to the rotation of the accelerator pedal, and the control means is A first line (C) connecting the first rotation axis and the contact point and a second line connecting the second rotation axis and the contact point when viewed from the direction along the first rotation axis. Minute (D) As the angle (E) is large Nasu, the minimum value may be reduced in a range of 0 or more.
  • the operation reaction force generated by the reaction force applying device due to the geometry of the accelerator pedal and the reaction force applying device is not easily transmitted to the accelerator pedal, and the vibration of the accelerator pedal is not easily perceived by the driver. Since the minimum value becomes small, the amplitude of vibration can be set large, and the driver can easily perceive the vibration of the accelerator pedal. Since the accelerator pedal and the arm member rotate about different axes, their contact points change according to the position (operation amount) of the accelerator pedal. As the angle formed by the first line segment connecting the first rotation axis and the contact point and the second line segment connecting the second rotation axis and the contact point increases, the operation reaction force is less likely to be transmitted from the arm member to the accelerator pedal. Therefore, it is preferable to decrease the minimum value of the operation reaction force as the angle increases.
  • the vehicle has a vehicle speed acquisition means (50) for acquiring the vehicle speed of the vehicle provided with the accelerator pedal reaction force control device, and the control device increases the vehicle speed as the vehicle speed increases.
  • the minimum value may be reduced in the range of 0 or more.
  • the minimum value of the operation reaction force decreases, so that the vibration amplitude can be set large, and the driver can easily perceive the accelerator pedal vibration.
  • the vehicle speed is high, it can be said that it is a situation where danger is likely to occur, and it is a situation where the driver wants the driver to perceive the vibration of the accelerator pedal more.
  • the vibration of the vehicle body increases and the wind noise increases, so that it is difficult for the driver to perceive the acceleration pedal vibration.
  • an obstacle detection means (51, 52) for detecting an obstacle around the vehicle provided with the accelerator pedal reaction force control device, and the control means includes the obstacle and the vehicle.
  • the vibration mode is executed when there is a possibility of contact with the vehicle, and as the possibility of contact between the obstacle and the vehicle increases, the minimum value may be reduced within a range of 0 or more.
  • a hysteresis reaction force generator (12) to be applied to the accelerator pedal, and the control means changes the operation amount when the operation amount is held at an arbitrary value in the vibration mode. It is preferable to make the minimum value smaller in the range of 0 or more than in the case of being present.
  • the driver when a reaction force having a hysteresis characteristic is applied to the accelerator pedal, the driver can set a large amplitude of vibration even when the driver maintains the operation amount at an arbitrary value.
  • the vibration of the pedal can be easily perceived by the driver.
  • a reaction force having hysteresis characteristics is applied to the accelerator pedal and the driver maintains the operation amount at an arbitrary value, even if the reaction force applying device applies the operation reaction force in the vibration mode, the operation reaction force This is offset by fluctuations in the reaction force due to hysteresis and may be difficult to be transmitted to the operator, and corresponds to the case where the vibration of the accelerator pedal is hardly perceived by the driver.
  • control unit further includes an operation amount detection unit (24) for detecting an operation amount of the accelerator pedal, and the control unit increases the operation reaction force when the operation amount is a predetermined threshold value or more.
  • An average value of the operation reaction force when the reaction force increase mode and the vibration mode are executed simultaneously is equal to or greater than the operation reaction force when only the reaction force increase mode is executed. It is good to set to.
  • control unit further includes an operation amount detection unit (24) for detecting an operation amount of the accelerator pedal, and the control unit increases the operation reaction force when the operation amount is a predetermined threshold value or more.
  • a minimum value of the operation reaction force when the reaction force increase mode and the vibration mode are executed simultaneously is equal to or greater than the operation reaction force when only the reaction force increase mode is executed.
  • the vibration of the accelerator pedal due to the increase / decrease of the reaction force is controlled while suppressing the gear collision sound. It is possible to make it easy for a person to perceive.
  • FIG. 1 Perspective view of accelerator pedal device Side view of the accelerator pedal device Configuration diagram of power application device Block diagram of a vehicle provided with an accelerator pedal device
  • the vehicle 2 provided with the accelerator pedal device 1 may be a known vehicle such as a four-wheeled vehicle or a two-wheeled vehicle.
  • the accelerator pedal device 1 is used in a drive-by-wire system that converts the depression (displacement) of the accelerator pedal 3 into an electric signal and inputs the electric signal to the control device via an electric wire.
  • the vehicle 2 includes an accelerator pedal device 1, an ECU 5 (electronic control device), and a drive system 6 such as an engine.
  • the accelerator pedal device 1 includes a base member 11, an accelerator pedal 3, an urging force applying device 12, and a power applying device 13.
  • the base member 11 is attached to the vehicle body 15 of the vehicle 2, the urging force applying device 12 and the power applying device 13 are supported by the base member 11, and the accelerator pedal 3 is supported by the base member 11 via the urging force applying device 12. ing.
  • the accelerator pedal 3 includes a pedal side arm 16 that is rotatably supported by the urging force applying device 12 and a tread plate 17 that is rotatably supported by the pedal side arm 16.
  • One end of the pedal side arm 16 is supported by the urging force applying device 12 so as to be rotatable within a predetermined rotation range around the first rotation axis O1.
  • On the other end of the pedal side arm 16, a tread 17 is supported so as to be rotatable about a rotation axis parallel to the first rotation axis O1.
  • the pedal side arm 16 rotates in the stepping direction about the first rotation axis O1 while the tread board 17 rotates with respect to the pedal side arm 16.
  • rotation in a direction opposite to the stepping direction is referred to as a return direction.
  • the urging force applying device 12 includes a casing 21, a first spring 22, a hysteresis characteristic generating unit 23, and an operation amount sensor 24 (see FIG. 4).
  • the casing 21 is joined to the base member 11 and supports the pedal side arm 16 so as to be rotatable.
  • the first spring 22 is a return spring and is interposed between the casing 21 and the pedal-side arm 16 and applies a biasing force in the return direction (X direction in FIG. 1) to the pedal-side arm 16.
  • the pedal side arm 16 is urged by the first spring 22 and is located in the original position when not depressed.
  • the hysteresis characteristic generating unit 23 is provided in the casing 21 and generates a hysteresis characteristic in the urging force generated by the first spring 22.
  • the hysteresis characteristic generating unit 23 is engaged with the pedal side arm 16 to generate a frictional resistance, and the pedal side arm 16 is rotated in the stepping direction.
  • the first urging force Fs1 applied to the pedal arm 16 by the urging force applying device 12 by the first spring 22 and the hysteresis characteristic generating unit 23 is the accelerator pedal 3 (the tread 17). The time when the pedal is depressed becomes larger than when the accelerator pedal 3 is returned.
  • the operation amount sensor 24 detects the depression amount (operation amount ⁇ ) [degree] from the original position of the accelerator pedal 3 according to the displacement of the pedal side arm 16 and outputs it to the ECU 5.
  • the operation amount sensor 24 is provided inside or outside the casing 21.
  • the power applying device 13 includes an electric motor 31 as a drive source, a speed reducer 32, a motor side arm 33, and a second spring 34.
  • the power imparting device 13 constitutes the accelerator pedal reaction force control device 10 together with the ECU 5.
  • the motor 31 may be, for example, a known DC brush motor, and is controlled by the ECU 5 to generate motor power Fm according to a control signal from the ECU 5.
  • a first gear 37 is provided on the output shaft 36 of the motor 31.
  • the speed reducer 32 is provided with a second gear 38 that meshes with the first gear 37 at one end, a speed reducer input shaft 41 with a third gear 39 provided at the other end, and a parallel to the speed reducer input shaft 41.
  • a reduction gear output shaft 43 provided with a fourth gear 42 meshing with the third gear 39.
  • the first to fourth gears 37, 38, 39, and 42 are spur gears, respectively.
  • the second gear 38 has more teeth than the first gear 37, and the fourth gear 42 has more teeth than the third gear 39.
  • the base end portion of the motor-side arm 33 is connected to rotate integrally with the end portion of the speed reducer output shaft 43 protruding from the speed reducer 32.
  • the motor side arm 33 is supported by the speed reducer 32 so as to be rotatable about the rotation axis of the speed reducer output shaft 43 (referred to as the second rotation axis O2).
  • the power applying device 13 and the biasing force applying device 12 are attached to the base member 11 so that the first rotation axis O1 and the second rotation axis O2 are parallel to each other.
  • a pressing portion 46 that presses the distal end portion of the pedal side arm 16 is provided at the distal end portion of the motor side arm 33.
  • the pressing portion 46 is formed in a cylindrical shape having an axis parallel to the second rotation axis O2. If the stepping surface side of the accelerator pedal 3 is the front side, a smooth receiving surface 47 is formed on the back side of the tip of the pedal side arm 16.
  • the pressing portion 46 of the motor side arm 33 is disposed so as to be able to contact (slidably contact) with the receiving surface 47 of the pedal side arm 16.
  • the second spring 34 is a tension coil spring, and one end is locked to the motor side arm 33 and the other end is locked to a bracket 48 joined to the base member 11.
  • the motor-side arm 33 is urged in the direction (Y direction in FIG. 1) in which the pressing portion 46 contacts the receiving surface 47 around the second rotation axis O2 by the second urging force Fs2 applied by the second spring 34.
  • the pressing portion 46 of the motor side arm 33 is always in contact with the receiving surface 47 of the pedal side arm 16.
  • the urging force of the second spring 34 is applied to the tread plate 17 via the motor side arm 33 and the pedal side arm 16.
  • the tread board 17 rotates (turns) around its lower end, and its upper end moves downward.
  • the pedal side arm 16 rotates in the stepping direction around the first rotation axis O1 while changing the relative angle with the tread plate 17.
  • the pedal side arm 16 rotates against the first urging force Fs1 generated by the urging force applying device 12 and the second urging force Fs2 generated by the second spring 34.
  • the motor 31 generates the motor power Fm
  • the pedal side arm 16 rotates against the first urging force Fs1, the second urging force Fs2, and the motor power Fm.
  • the ECU 5 has a reaction force increasing mode and a vibration mode as a method for controlling the motor 31.
  • the reaction force increase mode the motor power Fm is controlled according to the operation amount detected by the operation amount sensor 24, and an increase in the operation amount by the driver is suppressed.
  • the vibration mode when a predetermined alarm condition is satisfied, the motor power Fm is increased / decreased (vibrated) to notify the driver (alarm).
  • the ECU 5 in the reaction force increase mode, operates the motor 31 when the accelerator pedal 3 is depressed and when the operation amount is equal to or greater than a predetermined threshold value ( ⁇ th).
  • the motor power Fm is applied to the accelerator pedal 3 by driving.
  • the driver perceives an increase in the operation reaction force received from the accelerator pedal 3 by a certain operation amount when the driver depresses the accelerator pedal 3.
  • the driver tends to weaken the stepping operation. That is, the ECU 5 can guide the driver to weaken the depression of the accelerator pedal 3 by increasing the operation reaction force by a certain operation amount. As a result, excessive depression of the accelerator pedal 3 by the driver is suppressed, and unnecessary fuel consumption is reduced.
  • the ECU 5 may gradually increase the motor power Fm in accordance with the increase in the operation amount ⁇ when the accelerator pedal 3 is depressed in the reaction force increasing mode, or may be constant regardless of the operation amount ⁇ .
  • the ECU 5 calculates the distance between the vehicle 2 and the obstacles such as other vehicles, people and structures existing around the host vehicle 2 from the information acquired by the camera 51 and the laser detector 52, and the obstacles. It is determined that the alarm condition is established when there is a possibility of contact with the host vehicle 2.
  • the ECU 5 determines that there is a possibility of contact between the obstacle and the host vehicle 2, for example, when the distance between the obstacle and the host vehicle 2 is equal to or less than a predetermined threshold.
  • the ECU may determine the possibility of contact between the obstacle and the host vehicle 2 based on the distance between the obstacle and the host vehicle 2 and the vehicle speed. Further, the ECU 5 compares the vehicle speed acquired by the vehicle speed sensor 50 with the speed limit acquired from the car navigation system 53 as the speed limit information acquisition means, and the alarm condition is established when the vehicle speed is equal to or higher than the speed limit.
  • the ECU 5 executes the vibration mode when the alarm condition is satisfied.
  • the ECU 5 controls the motor 31 to generate motor power Fm whose value increases or decreases (vibrates).
  • the minimum value of the motor power Fm is Fmin
  • the maximum value is Fmax
  • the average value is Fav.
  • Such vibrated motor power Fm is obtained by controlling the current flowing through the motor 31 in a pulsed manner.
  • the accelerator pedal device 1 applies the oscillated motor power Fm to the accelerator pedal 3 so that the vehicle 2 is approaching an obstacle via the accelerator pedal 3 or the vehicle speed exceeds the speed limit. This is notified (alarm) and made to perceive.
  • the minimum value Fmin (holding reaction force value) in the vibration mode is set to a value greater than zero.
  • the power imparting device 13 includes a reduction gear 32 formed of a gear train between a motor 31 and a motor-side arm 33, a meshing portion between a first gear 37 and a second gear 38, and a third gear.
  • the meshing part of the gear 39 and the fourth gear 42 has a backlash. Therefore, unless the force is always applied to the reduction gear input shaft 41 in one rotation direction, the contact between the first gear 37 and the second gear 38 and the contact between the third gear 39 and the fourth gear 42 are maintained. May not be.
  • the speed reducer input shaft 41 When the force applied to the speed reducer input shaft 41 disappears and the contact between the first gear 37 and the second gear 38 and the contact between the third gear 39 and the fourth gear 42 are released, the speed reducer input shaft 41 is then released.
  • a force is applied to the first gear 37, a collision sound is generated due to the contact between the first gear 37 and the second gear 38 and the contact between the fourth gear 42 and the third gear 39.
  • the power applying device 13 maintains the contact of each gear 37, 38, 39, 42 in the reduction gear 32 by setting the minimum value Fmin of the motor power Fm in the vibration mode to a value larger than 0, and each gear 37 , 38, 39 and 42 are prevented. If the minimum value Fmin is set large, the contact of each gear is more reliably maintained. However, the minimum value Fmin of the motor power Fm during vibration increases, so the maximum value Fmax cannot be increased. In the situation, the amplitude A is small.
  • the ECU 5 sets the minimum value Fmin to 0 in order to increase the amplitude A when the driver wants the driver to more perceive the vibration of the accelerator pedal 3 or when the driver hardly perceives the vibration of the accelerator pedal 3. Set small in the above range.
  • the vehicle speed may be higher when the vehicle 2 is closer to an obstacle.
  • the ECU 5 determines that the possibility of contact between the vehicle 2 and the obstacle increases as the distance decreases, based on the distance between the vehicle 2 and the obstacle, and the minimum value Fmin of the motor power Fm. Make it smaller. In addition, when executing the vibration mode, the ECU 5 decreases the minimum value Fmin of the motor power Fm as the vehicle speed increases. By these controls, the amplitude A is increased and the driver can more easily perceive the vibration of the accelerator pedal 3. The ECU 5 may increase the maximum value Fmax and the amplitude A further when reducing the minimum value Fmin of the motor power Fm.
  • the motor power Fm is caused to rotate around the first rotation axis O1 in the pedal side arm 16 due to the geometry of the motor side arm 33 and the pedal side arm 16.
  • the driver holds the operation amount at an arbitrary value in a state where hysteresis characteristics are set for the reaction force in the depression direction and the return direction of the accelerator pedal 3 There is a case.
  • the motor power Fm causes the pedal side arm 16 to A component force FmcosE is generated in a rotation direction (a direction orthogonal to the first line segment) about the first rotation axis O1.
  • This component force FmcosE becomes smaller as the angle E is larger in the range of 0 ° ⁇ E ⁇ 90 °. Therefore, the motor power Fm is less likely to vibrate the pedal arm 16, and vibration is less likely to be perceived by the driver.
  • the ECU 5 determines the minimum value Fmin of the motor power Fm as the motor power Fm is less likely to cause the pedal-side arm 16 to generate a component force in the rotation direction about the first rotation axis O1 due to the geometry. Make it smaller.
  • it may be set in advance based on simulations or experimental results. For example, by simulation or experiment, the motor power Fm is kept constant, and the position of the pedal arm 16 (the amount of operation) is changed, while the rotation direction around the first rotation axis O1 generated in the pedal arm 16 is changed.
  • the ECU 5 may decrease the minimum value Fmin of the motor power Fm as the angle E increases.
  • the angle E increases as the operation amount ⁇ decreases, so the ECU 5 may decrease the minimum value Fmin of the motor power Fm as the operation amount ⁇ decreases.
  • the ECU 5 may decrease the minimum value Fmin of the motor power Fm within a range of 0 or more as the vehicle speed increases.
  • the accelerator pedal device 1 includes the hysteresis characteristic generation unit 23, and hysteresis is set to the reaction force (biasing force) in the depression direction and the return direction of the accelerator pedal 3. Therefore, even when the driver depresses the accelerator pedal 3 and then holds the accelerator pedal 3 with an arbitrary operation amount ⁇ , even if the motor power Fm that increases or decreases is transmitted to the pedal side arm 16, the motor power Fm becomes hysteresis. There is a risk that the vibration (increase / decrease) of the motor power Fm transmitted to the operator through the accelerator pedal 3 is offset by the fluctuation of the reaction force involved. Therefore, the ECU 5 may reduce the minimum value Fmin of the motor power Fm when the operation amount ⁇ is kept constant in the vibration mode.
  • the ECU 5 can simultaneously execute the vibration mode when the reaction force increasing mode is being executed.
  • the reaction force increase mode and the vibration mode are executed simultaneously when at least one of the alarm conditions is satisfied.
  • the FIG. 7 is a graph showing a first example of the motor power Fm when the reaction force increase mode and the vibration mode are simultaneously executed.
  • the ECU 5 uses the average value Fav of the motor power Fm during the period in which both the reaction force increase mode and the vibration mode are executed as the motor power Fm during the period in which only the reaction force increase mode is executed. Set to a larger value.
  • the ECU 5 sets the minimum value Fmin of the motor power Fm during a period in which both the reaction force increase mode and the vibration mode are being executed to a value greater than zero.
  • the ECU 5 increases the amplitude A in the vibration mode when the driver wants the driver to more perceive the accelerator pedal vibration due to the increase or decrease in the motor power Fm, or when the driver hardly perceives the accelerator pedal vibration. Therefore, the minimum value Fmin is set small in the range of 0 or more.
  • FIG. 8 is a graph showing a second example of the motor power Fm when the reaction force increasing mode and the vibration mode are simultaneously executed.
  • the ECU 5 sets the minimum value Fmin of the motor power Fm during the period in which both the reaction force increase mode and the vibration mode are executed, to the motor power Fm in the period in which only the reaction force increase mode is executed. It may be set to the same value as.
  • the average value Fav of the motor power Fm during the period in which both the reaction force increase mode and the vibration mode are being executed is the motor power Fm in the period in which only the reaction force increase mode is being executed. Bigger than.
  • the ECU 5 sets the minimum value Fmin of the motor power Fm during the period in which both the reaction force increase mode and the vibration mode are being executed, to the motor during the period in which only the reaction force increase mode is being executed. You may set more than motive power Fm.
  • the ECU 5 sets the minimum value Fmin of the motor power Fm to a value larger than 0, so that each gear of the speed reducer 32 maintains contact with the corresponding gear, resulting in backlash. The resulting collision noise is suppressed.
  • the ECU 5 has a minimum value when the driver wants the driver to more perceive the vibration of the accelerator pedal 3 due to the increase or decrease of the motor power Fm or when the driver hardly perceives the vibration of the accelerator pedal 3. Since Fmin is set small in the range of 0 or more, it is possible to set large the amplitude A of the motor power Fm in the vibration mode.
  • each gear of the reduction gear 32 is more easily maintained in contact with the corresponding gear.
  • priority is given to notifying the driver by increasing the amplitude A of the motor power Fm, rather than suppressing the collision noise caused by the gear backlash.
  • the ECU 5 is set to decrease the minimum value Fmin within the range of 0 or more as the speed increases or the distance from the obstacle decreases in the vibration mode.
  • the minimum value Fmin may be changed to a predetermined value within a range of 0 or more when the threshold value is equal to or greater than the predetermined threshold value or when the distance to the obstacle is equal to or less than the predetermined threshold value.
  • the electric motor 31 when the vehicle is ignited or when electric power can be supplied to the power application device 13 (electric motor 31) as a drive source and the vibration mode is not executed, the electric motor 31 is predetermined.
  • the electric motor 31 may always be supplied, and the electric motor 31 may always output a minute reaction force (holding reaction force). Due to the holding reaction force generated by the electric motor 31, each gear is always subjected to a load in a predetermined rotation direction, and the tooth portions of each gear are maintained in contact with each other.
  • the value of the holding reaction force may correspond to the minimum value Fmin in the vibration mode. Note that the minimum value Fmin of the motor power Fm in the vibration mode may be set to a value smaller than the value of the holding reaction force.
  • vehicle speed sensor vehicle speed acquisition means
  • 51 ... Camera obstacle detection means
  • 52 Laser detector (obstacle detection means)
  • 53 Car navigation system, A ... Amplitude, B ... Contact point, C ... First line Minute, D ... second line, E ... first line and second Angle min and forms, Fav ... average value, Fmax ... maximum value, Fmin ... minimum value, O1 ... first rotation axis, O2 ... second rotational axis

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Abstract

駆動源（３１）及びギヤ列（３７、３８、３９、４２）を備え、ギヤ列を介して駆動源が発生する動力を操作反力としてアクセルペダル（３）に付与する反力付与手段（１３）と、駆動源を制御する制御手段（５）とを有するアクセルペダル反力制御装置（１０）であって、制御手段は、操作反力の値を振動させてアクセルペダル（３）を振動させる振動モードを有し、振動モードでは増減する操作反力の最小値を０より大きい最小値とし、アクセルペダル（３）の振動を運転者に一層知覚させたい場合、或いはアクセルペダルの振動が運転者に知覚され難い場合ほど、最小値を０以上の範囲において小さくする。これにより、ギヤの衝突音を抑制しつつ、反力の増減によるアクセルペダル（３）の振動を運転者に知覚させ易くすることができる。

Description

アクセルペダル反力制御装置
　本発明は、駆動源が発生する動力をアクセルペダルに反力として付与するアクセルペダル反力制御装置に関する。
　自動車用のアクセルペダル装置において、電動モータを含む反力付与装置を設け、反力付与装置が発生する動力を操作反力としてアクセルペダルに付与するものがある（例えば、特許文献１及び２）。このアクセルペダル装置は、例えばアクセルペダルの操作量（踏み込み量）が所定の閾値以上となった場合に反力付与装置が動力を発生することによって、運転者による操作量の増加を抑制する。また、アクセルペダル装置は、例えば速度が制限速度以上である等の所定の警報条件が成立した場合に反力付与装置が動力を発生することによって、運転者にアクセルペダルを通じて注意喚起を行う。特許文献２に係るアクセルペダル装置は、反力付与装置が発生する動力の値を増減させることによってアクセルペダルを振動させ、運転者にアクセルペダルを通じた注意喚起を一層知覚させ易くしている。
国際公開２０１２／０２９５０３Ａ１公報 特開２００８－１５００２１号公報
　しかしながら、アクセルペダル装置の反力付与装置は、減速機を介して電動モータの動力をアクセルペダルに伝達することがあり、反力付与装置の動力を増減させると、減速機に含まれるギヤ列のバックラッシに起因して各ギヤの歯部が衝突音を発生させる虞がある。特許文献２に係るアクセルペダル装置では、反力付与装置が発生する動力は振動状態においても最小値が０以上の値に維持されるため、各ギヤの歯部は対応するギヤの歯部との接触を維持し、衝突音が防止される可能性がある。しかしながら、振動状態における反力付与装置の動力の最小値を０より大きい所定値に固定すると、振動状態における反力付与装置が発生する動力の設定可能な振幅の範囲が狭められるため、運転者に振動を知覚させ難くなるという問題がある。
　本発明は、以上の背景を鑑み、駆動源が発生する動力をアクセルペダルに反力として付与するアクセルペダル反力制御装置において、ギヤの衝突音を抑制しつつ、反力の増減によるアクセルペダルの振動を運転者に知覚させ易くすることを課題とする。
　上記課題を解決するために、駆動源（３１）及びギヤ列（３７、３８、３９、４２）を備え、前記ギヤ列を介して前記駆動源が発生する動力を操作反力としてアクセルペダル（３）に付与する反力付与手段（１３）と、前記駆動源を制御する制御手段（５）とを有するアクセルペダル反力制御装置（１０）であって、前記制御手段は、前記操作反力の値を振動させて前記アクセルペダルを振動させる振動モードを有し、前記振動モードでは増減する前記操作反力の最小値を０より大きい最小値とし、前記アクセルペダルの振動を運転者に一層知覚させたい場合、或いは前記アクセルペダルの振動が前記運転者に知覚され難い場合ほど、前記最小値を０以上の範囲において小さくすることを特徴とする。
　この構成によれば、振動モードにおいて、反力付与手段の最小値は０より大きい最小値（保持反力値）に設定されるため、操作反力が増減（振動）する際にもギヤ列の各歯部は接触を維持し、歯部同士の衝突に起因する衝突音が抑制される。また、アクセルペダルの振動（操作反力の増減）を運転者に一層知覚させたい場合、或いはアクセルペダルの振動が前記運転者に知覚され難い場合ほど、操作反力の最小値を０以上の範囲において小さくするため、振動モードにおける操作反力の振幅を大きく設定することが可能になる。これにより、操作反力の増減は、運転者により一層知覚され易くなる。すなわち、前記アクセルペダルの振動を運転者に一層知覚させたい場合、或いはアクセルペダルの振動が前記運転者に知覚され難い場合ほど、ギヤ列に起因する衝突音の抑制よりも、操作反力の振幅を増大させることを優先する。
　また、上記の発明において、前記アクセルペダルは第１回転軸線（Ｏ１）を中心として回動可能に支持され、前記反力付与手段は、前記ギヤ列を介して前記駆動源に接続されると共に、前記第１回転軸線と平行な第２回転軸線（Ｏ２）を中心として回動可能に支持されたアーム部材（３３）を備え、前記アーム部材は、先端部において前記アクセルペダルに接触すると共に、接触点（Ｂ）において前記アクセルペダルに前記操作反力を付与し、前記接触点は、前記アクセルペダルの回動に応じて前記アクセルペダル上を変位し、前記制御手段は、前記振動モードにおいて、前記第１回転軸線に沿った方向から見た場合に、前記第１回転軸線と前記接触点とを結ぶ第１線分（Ｃ）と、前記第２回転軸線と前記接触点とを結ぶ第２線分（Ｄ）とのなす角度（Ｅ）が大きいほど、前記最小値を０以上の範囲において小さくするとよい。
　この構成によれば、アクセルペダルと反力付与装置とのジオメトリに起因して反力付与装置が発生する操作反力がアクセルペダルに伝わり難く、アクセルペダルの振動が運転者に知覚され難い場合ほど、最小値が小さくなるため、振動の振幅を大きく設定できるようになり、アクセルペダルの振動を運転者に知覚させ易くすることができる。アクセルペダル及びアーム部材は、それぞれ異なる軸を中心に回動するため、それらの接触点はアクセルペダルの位置（操作量）に応じて変化する。第１回転軸線と接触点とを結ぶ第１線分と、第２回転軸線と接触点とを結ぶ第２線分とのなす角度が大きくなるほど、操作反力はアーム部材からアクセルペダルに伝わり難くなるため、角度が大きくなるほど操作反力の最小値を小さくするとよい。
　また、上記の発明において、当該アクセルペダル反力制御装置が設けられる車両の車速を取得する車速取得手段（５０）を有し、前記制御装置は、前記振動モードにおいて、前記車速が高いほど、前記最小値を０以上の範囲において小さくするとよい。
　この構成によれば、車速が高いほど、操作反力の最小値が小さくなるため、振動の振幅を大きく設定できるようになり、アクセルペダルの振動を運転者に知覚させ易くすることができる。車速が高い場合は、危険が発生し易い状況といえ、アクセルペダルの振動を運転者に一層知覚させたい状況といえる。また、車速が高い場合は、車体の振動が増加すると共に、風切り音が増加するため、アクセルペダルの振動が運転者に知覚され難い場合である。
　また、上記の発明において、当該アクセルペダル反力制御装置が設けられる車両の周囲の障害物を検出する障害物検出手段（５１、５２）を有し、前記制御手段は、前記障害物と前記車両との接触の可能性がある場合に前記振動モードを実行し、前記障害物と前記車両との接触の可能性が高いほど、前記最小値を０以上の範囲において小さくするとよい。
　この構成によれば、障害物と車両との接触の可能性がある場合を、アクセルペダルの振動を運転者に一層知覚させたい場合として、障害物と車両との接触の可能性が高いほど、操作反力の最小値が小さくなるため、振動の振幅を大きく設定できるようになり、アクセルペダルの振動を運転者に知覚させ易くすることができる。
　また、上記の発明において、前記アクセルペダルの操作量を検出する操作量検出手段（２４）と、前記アクセルペダルの踏み込み方向において踏み戻し方向よりも大きな反力となるヒステリシス特性を有する反力を前記アクセルペダルに付与するヒステリシス反力発生装置（１２）とを有し、前記制御手段は、前記振動モードにおいて、前記操作量が任意の値に保持されている場合に、前記操作量が変化している場合よりも、前記最小値を０以上の範囲において小さくするとよい。
　この構成によれば、ヒステリシス特性を有する反力がアクセルペダルに付与されている場合において、運転者が操作量を任意の値に維持する場合においても振動の振幅を大きく設定できるようになり、アクセルペダルの振動を運転者に知覚させ易くすることができる。ヒステリシス特性を有する反力がアクセルペダルに付与され、かつ運転者が操作量を任意の値に維持する場合には、反力付与装置が振動モードにおける操作反力を付与しても、操作反力はヒステリシスに伴う反力の変動と相殺され、運手者に伝達され難くなる虞があり、アクセルペダルの振動が運転者に知覚され難い場合に該当する。
　また、上記の発明において、前記アクセルペダルの操作量を検出する操作量検出手段（２４）を有し、前記制御手段は、前記操作量が所定の閾値以上である場合に前記操作反力を増加させる反力増加モードを有し、前記反力増加モードと前記振動モードとを同時に実行する場合の前記操作反力の平均値を、前記反力増加モードのみを実行する場合の前記操作反力以上に設定するとよい。
　この構成によれば、反力増加モードと振動モードとを同時に実行する場合にも、アクセルペダルの振動を運転者に知覚させ易くすることができる。
　また、上記の発明において、前記アクセルペダルの操作量を検出する操作量検出手段（２４）を有し、前記制御手段は、前記操作量が所定の閾値以上である場合に前記操作反力を増加させる反力増加モードを有し、前記反力増加モードと前記振動モードとを同時に実行する場合の前記操作反力の最小値を、前記反力増加モードのみを実行する場合の前記操作反力以上に設定する。
　この構成によれば、反力増加モードと振動モードとを同時に実行する場合にも、アクセルペダルの振動を運転者に知覚させ易くすることができる。
　以上の構成によれば、駆動源が発生する動力をアクセルペダルに反力として付与するアクセルペダル反力制御装置において、ギヤの衝突音を抑制しつつ、反力の増減によるアクセルペダルの振動を運転者に知覚させ易くすることができる。
アクセルペダル装置の斜視図 アクセルペダル装置の側面図 動力付与装置の構成図 アクセルペダル装置が設けられた車両のブロック図 （Ａ）アクセルペダルの操作量と付勢力付与装置が発生する第１付勢力との関係を示す図、（Ｂ）アクセルペダルの操作量と第１付勢力、第２付勢力及びモータ動力との関係を示す図 振動モードにおけるモータ動力を示すグラフ 反力増加モードと振動モードとを同時に実行する際のモータ動力の第１例を示すグラフ 反力増加モードと振動モードとを同時に実行する際のモータ動力の第２例を示すグラフ
　以下、図面を参照して、本発明を自動車のアクセルペダル装置に適用した例について説明する。アクセルペダル装置１が設けられる車両２は、４輪車や２輪車等の公知の車両であってよい。
　図１～図４に示すように、アクセルペダル装置１は、アクセルペダル３の踏み込み（変位）を電気信号に変換し、電線を介して制御装置に入力するドライブ・バイ・ワイヤシステムに利用されるものである。車両２は、アクセルペダル装置１と、ＥＣＵ５（電子制御装置）と、エンジン等の駆動系６とを有している。
　図１及び図２に示すように、アクセルペダル装置１は、ベース部材１１と、アクセルペダル３と、付勢力付与装置１２と、動力付与装置１３とを有する。ベース部材１１は車両２の車体１５に取り付けられ、付勢力付与装置１２及び動力付与装置１３はベース部材１１に支持され、アクセルペダル３は、付勢力付与装置１２を介してベース部材１１に支持されている。
　アクセルペダル３は、付勢力付与装置１２に回動可能に支持されたペダル側アーム１６と、ペダル側アーム１６に回動可能に支持された踏板１７とを有している。ペダル側アーム１６の一端部は、第１回転軸線Ｏ１を中心として付勢力付与装置１２に所定の回動範囲で回動可能に支持されている。ペダル側アーム１６の他端部には、第１回転軸線Ｏ１と平行な回転軸線を中心として踏板１７が回動可能に支持されている。踏板１７が踏み込まれると、踏板１７がペダル側アーム１６に対して回動しつつ、ペダル側アーム１６が第１回転軸線Ｏ１を中心として踏み込み方向に回転する。以下、第１回転軸線Ｏ１を中心とした双方の回転方向は、踏み込み方向と、相反する方向の回転を戻り方向という。
　付勢力付与装置１２は、ケーシング２１と、第１スプリング２２と、ヒステリシス特性生成部２３と、操作量センサ２４とを有する（図４参照）。ケーシング２１は、ベース部材１１に接合され、ペダル側アーム１６を回動可能に支持している。第１スプリング２２は、リターンスプリングであり、ケーシング２１とペダル側アーム１６との間に介装され、ペダル側アーム１６に戻り方向（図１中のＸ方向）の付勢力を付与する。ペダル側アーム１６は、第１スプリング２２に付勢され、踏み込まれていない状態において原位置に位置する。
　ヒステリシス特性生成部２３は、ケーシング２１に設けられ、第１スプリング２２が発生する付勢力にヒステリシス特性を生じさせる。ヒステリシス特性生成部２３は、ペダル側アーム１６が踏み込み方向に回動される場合にはペダル側アーム１６と係合して摩擦抵抗を発生し、ペダル側アーム１６が踏み込み方向に回動される場合にはペダル側アーム１６との係合を弱めて踏み込み方向よりも弱い摩擦抵抗を生じる摩擦部材（不図示）を有する。図５（Ａ）に示すように、第１スプリング２２とヒステリシス特性生成部２３とによって、付勢力付与装置１２がペダル側アーム１６に付与する第１付勢力Ｆｓ１は、アクセルペダル３（踏板１７）が踏み込まれるときの方が、アクセルペダル３が戻されるときよりも大きくなる。
　操作量センサ２４は、ペダル側アーム１６の変位に応じてアクセルペダル３の原位置からの踏み込み量（操作量θ）［度］を検出し、ＥＣＵ５に出力する。操作量センサ２４は、ケーシング２１の内部又は外部に設けられている。
　図３及び図４に示すように、動力付与装置１３は、駆動源としての電動モータ３１と、減速機３２と、モータ側アーム３３と、第２スプリング３４とを有する。動力付与装置１３は、ＥＣＵ５と共にアクセルペダル反力制御装置１０を構成する。モータ３１は、例えば公知の直流ブラシモータであってよく、ＥＣＵ５によって制御され、ＥＣＵ５からの制御信号に応じたモータ動力Ｆｍを発生する。モータ３１の出力軸３６には、第１ギヤ３７が設けられている。
　減速機３２は、第１ギヤ３７に噛み合う第２ギヤ３８が一端に設けられ、他端に第３ギヤ３９が設けられた減速機入力軸４１と、減速機入力軸４１と平行に設けられ、第３ギヤ３９に噛み合う第４ギヤ４２が設けられた減速機出力軸４３とを有する。第１～第４ギヤ３７、３８、３９、４２は、それぞれ平歯車である。第２ギヤ３８は第１ギヤ３７よりも歯数が多く、第４ギヤ４２は第３ギヤ３９よりも歯数が多く設定されている。これにより、減速機３２は、減速機入力軸４１の回転に対して所定のギヤ比で減速して減速機出力軸４３を回転させる。
　モータ側アーム３３の基端部は、減速機３２から突出した減速機出力軸４３の端部と一体に回転するように連結されている。これにより、モータ側アーム３３は、減速機出力軸４３の回転軸線（第２回転軸線Ｏ２という）を中心として回動可能に減速機３２に支持されている。動力付与装置１３と付勢力付与装置１２とは、第１回転軸線Ｏ１及び第２回転軸線Ｏ２が互いに平行になるように、ベース部材１１に取り付けられている。
　図２に示すように、モータ側アーム３３の先端部にはペダル側アーム１６の先端部を押圧する押圧部４６が設けられている。押圧部４６は、第２回転軸線Ｏ２と平行な軸線を有する円柱状に形成されている。アクセルペダル３の踏み込み面側を正面側とすると、ペダル側アーム１６の先端部の背面側には、平滑な受面４７が形成されている。モータ側アーム３３の押圧部４６は、ペダル側アーム１６の受面４７と接触（摺接）可能に配置されている。
　図１に示すように、第２スプリング３４は、引張りコイルばねであり、一端がモータ側アーム３３に係止され、他端がベース部材１１に接合されたブラケット４８に係止されている。モータ側アーム３３は、第２スプリング３４が付与する第２付勢力Ｆｓ２によって、第２回転軸線Ｏ２を中心として押圧部４６が受面４７に当接する方向（図１中のＹ方向）に付勢されている。第２スプリング３４によって、モータ側アーム３３の押圧部４６は、ペダル側アーム１６の受面４７に常時当接する。これにより、第２スプリング３４の付勢力は、モータ側アーム３３及びペダル側アーム１６を介して踏板１７に付与される。
　以上の構成により、図５（Ｂ）に示すように、モータ３１がモータ動力Ｆｍを発生していない場合には、付勢力付与装置１２の付勢力Ｆｓ１及び第２スプリング３４の付勢力Ｆｓ２が運転者の踏力（操作力）に対する操作反力としてアクセルペダル３に付与される。図５（Ｂ）に示すように、付勢力付与装置１２の第１付勢力Ｆｓ１及び第２スプリング３４の第２付勢力Ｆｓ２による操作反力は、実線で記載されたようになり、ヒステリシスを有する。モータ３１がモータ動力Ｆｍを発生すると、モータ動力Ｆｍは減速機３２、モータ側アーム３３、ペダル側アーム１６を介してアクセルペダル３に伝達される。これにより、図５（Ｂ）に破線で示すように、モータ３１が駆動されている場合には、付勢力付与装置１２の第１付勢力Ｆｓ１、第２スプリング３４の第２付勢力Ｆｓ２、モータ動力Ｆｍが操作反力としてアクセルペダル３に付与される。
　運転者が踏板１７を踏み込むときには、踏板１７はその下端部を中心に回動（旋回）し、その上端部が下方に移動する。これにより、ペダル側アーム１６は、踏板１７との相対角度を変化させながら、第１回転軸線Ｏ１を中心として踏み込み方向に回動する。このとき、ペダル側アーム１６は、付勢力付与装置１２が生じる第１付勢力Ｆｓ１及び第２スプリング３４が生じる第２付勢力Ｆｓ２に抗して回転する。また、モータ３１がモータ動力Ｆｍを発生している場合には、ペダル側アーム１６は第１付勢力Ｆｓ１、第２付勢力Ｆｓ２及びモータ動力Ｆｍに抗して回転する。運転者による踏み込み力が第１付勢力Ｆｓ１、第２付勢力Ｆｓ２及びモータ動力Ｆｍの合計と等しい場合には、操作量（アクセルペダル３の位置）は一定に維持され、運転者による踏み込み力が第１付勢力Ｆｓ１、第２付勢力Ｆｓ２及びモータ動力Ｆｍの合計よりも小さい場合にはアクセルペダル３は戻り方向に移動し、操作量が減少する。
　ＥＣＵ５は、モータ３１の制御方法として、反力増加モードと、振動モードとを有している。反力増加モードは、操作量センサ２４が検出した操作量に応じてモータ動力Ｆｍを制御し、運転者による操作量の増加を抑制する。振動モードは、所定の警報条件が成立したときに、モータ動力Ｆｍを増減（振動）させて運転者に報知（警報）を行う。
　図５（Ｂ）に示すように、ＥＣＵ５は、反力増加モードでは、アクセルペダル３の踏み込み操作時であって、かつ操作量が所定の閾値（θｔｈ）以上になった場合に、モータ３１を駆動し、モータ動力Ｆｍをアクセルペダル３に付加する。反力増加モードが実行されることによって、運転者はアクセルペダル３を踏み込んでいく際に、ある操作量でアクセルペダル３から受ける操作反力の増加を知覚する。これにより、運転者は踏み込み操作を弱める傾向がある。すなわち、ＥＣＵ５は、ある操作量で操作反力を増加させることによって、運転者にアクセルペダル３の踏み込みを弱めるように誘導することができる。これにより、運転者による過度のアクセルペダル３の踏み込みが抑制され、不必要な燃料消費が削減される。
　ＥＣＵ５は、反力増加モードにおいて、アクセルペダル３の踏み込み操作時に操作量θの増加に応じてモータ動力Ｆｍを漸増させてもよく、操作量θに関わらず一定にしてもよい。
　ＥＣＵ５が反力増加モードを実行する所定の警報条件は、少なくとも１つ以上あり、車両２に設けられた車速センサ５０によって取得される車速や、車両２に設けられたカメラ５１やレーザー検出器５２によって取得される障害物との距離等に基づいて判断される。
　ＥＣＵ５は、カメラ５１やレーザー検出器５２によって取得される情報から、自車両２の周囲に存在する他の車両や人、構造物等の障害物と自車両２との距離を算出し、障害物と自車両２との接触の可能性がある場合に警報条件が成立したと判断する。ＥＣＵ５は、例えば障害物と自車両２との距離が所定の閾値以下の場合に、障害物と自車両２との接触の可能性があると判断する。また、他の実施形態では、ＥＣＵは、障害物と自車両２との距離と車速とに基づいて障害物と自車両２との接触の可能性を判定してもよい。また、ＥＣＵ５は、車速センサ５０によって取得される車速と、制限速度情報取得手段としてのカーナビゲーションシステム５３から取得される制限速度とを比較し、車速が制限速度以上である場合に警報条件が成立したと判断する。
　ＥＣＵ５は、警報条件が成立した場合に振動モードを実行する。図６に示すように、ＥＣＵ５は、振動モードにおいて、モータ３１を制御し、値が増減（振動）するモータ動力Ｆｍを発生する。振動モードにおけるモータ動力Ｆｍの最小値をＦｍｉｎ、最大値をＦｍａｘ、振幅をＡ（＝Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）、平均値（時間平均値）をＦａｖとする。このような振動したモータ動力Ｆｍは、モータ３１に流す電流をパルス状に制御することによって得られる。アクセルペダル装置１は、振動したモータ動力Ｆｍをアクセルペダル３に加えることによって、アクセルペダル３を介して運転者に、車両２が障害物に接近している、或いは車速が制限速度を越えていることを報知（警報）し、知覚させる。
　振動モードにおける最小値Ｆｍｉｎ（保持反力値）は、０より大きい値に設定される。本実施形態に係る動力付与装置１３は、モータ３１とモータ側アーム３３との間にギヤ列からなる減速機３２を有し、第１ギヤ３７と第２ギヤ３８との噛み合い部分、及び第３ギヤ３９と第４ギヤ４２との噛み合い部分にバックラッシを有する。そのため、減速機入力軸４１に常時、一方の回転方向に力を加えていないと、第１ギヤ３７と第２ギヤ３８との接触、及び第３ギヤ３９と第４ギヤ４２との接触が維持されない場合がある。減速機入力軸４１に加わる力が消失し、第１ギヤ３７と第２ギヤ３８との接触、及び第３ギヤ３９と第４ギヤ４２との接触が解かれると、次に減速機入力軸４１に力が加えられたときに、第１ギヤ３７と第２ギヤ３８との接触、及び第４ギヤ４２と第３ギヤ３９との接触に伴う衝突音が発生する。動力付与装置１３は、振動モードにおけるモータ動力Ｆｍの最小値Ｆｍｉｎを、０より大きい値に設定することによって、減速機３２における各ギヤ３７、３８、３９、４２の接触を維持し、各ギヤ３７、３８、３９、４２の衝突音を防止する。なお、最小値Ｆｍｉｎを大きく設定すると、各ギヤの接触が一層確実に維持されるようになるが、振動時におけるモータ動力Ｆｍの最小値Ｆｍｉｎが大きくなるため、最大値Ｆｍａｘを大きくすることができない状況においては振幅Ａが小さくなる。
　ＥＣＵ５は、振動モードにおいて、アクセルペダル３の振動を運転者に一層知覚させたい場合、或いはアクセルペダル３の振動が運転者に知覚され難い場合ほど、振幅Ａを大きくするべく、最小値Ｆｍｉｎを０以上の範囲において小さく設定する。アクセルペダル３の振動を運転者に一層知覚させたい場合としては、車両２が障害物に一層接近している場合、車速が一層高い場合がある。
　ＥＣＵ５は、振動モードを実行する場合において、車両２と障害物との距離に基づき、距離が小さくなるほど、車両２と障害物との接触の可能性が高くなるとして、モータ動力Ｆｍの最小値Ｆｍｉｎを小さくする。また、ＥＣＵ５は、振動モードを実行する場合において、車速が高くなるほど、モータ動力Ｆｍの最小値Ｆｍｉｎを小さくする。これらの制御によって、振幅Ａが大きくなり、運転者はアクセルペダル３の振動を一層知覚し易くなる。なお、ＥＣＵ５は、モータ動力Ｆｍの最小値Ｆｍｉｎを小さくするときに、合わせて最大値Ｆｍａｘを大きくし、振幅Ａを一層大きくしてもよい。
　アクセルペダル３の振動が運転者に知覚され難い場合としては、モータ側アーム３３とペダル側アーム１６のジオメトリに起因してモータ動力Ｆｍがペダル側アーム１６に第１回転軸線Ｏ１を中心とした回動方向の分力を発生させ難い場合、車速が高い場合、アクセルペダル３に踏み込み方向と戻し方向とで反力にヒステリシス特性が設定された状態において運転者が操作量を任意の値に保持した場合がある。
　モータ動力Ｆｍのモータ側アーム３３からペダル側アーム１６への伝わり易さ（伝達効率）は、ペダル側アーム１６の位置（操作量）によって変化する。ペダル側アーム１６の位置が変化すると、モータ側アーム３３の押圧部４６がペダル側アーム１６の受面４７上を移動し、押圧部４６と受面４７との接触点Ｂの位置が変化する。これにより、図２に示すように、第１回転軸線Ｏ１に沿った方向から見た場合における、第１回転軸線Ｏ１と接触点Ｂとを結ぶ第１線分Ｃと、第２回転軸線Ｏ２と接触点Ｂとを結ぶ第２線分Ｄとのなす角度Ｅが変化する。第２回転軸線Ｏ２を中心に回動するモータ側アーム３３の押圧部４６が、受面４７に対して直交する方向から受面４７を押圧すると仮定すると、モータ動力Ｆｍによってペダル側アーム１６には第１回転軸線Ｏ１を中心とした回動方向（第１線分に直交する方向）に分力ＦｍｃｏｓＥが生じる。この分力ＦｍｃｏｓＥは、０°≦Ｅ≦９０°の範囲において角度Ｅが大きいほど小さくなるため、モータ動力Ｆｍはペダル側アーム１６を振動させ難くなり、振動は運転者に知覚され難くなる。
　なお、ペダル側アーム１６の位置が変化すると、押圧部４６が受面４７を押す方向と、受面４７に直交する方向との相対角度が変化する。押圧部４６材が受面４７を押す方向と、受面４７に直交する方向との相対角度が大きくなるほど、モータ動力Ｆｍのモータ側アーム３３からペダル側アーム１６への伝わり易さが低下する。
　ＥＣＵ５は、振動モードにおいて、ジオメトリに起因してモータ動力Ｆｍがペダル側アーム１６に第１回転軸線Ｏ１を中心とした回動方向の分力を発生させ難い場合ほど、モータ動力Ｆｍの最小値Ｆｍｉｎを小さくする。ジオメトリに起因してモータ動力Ｆｍがペダル側アーム１６に第１回転軸線Ｏ１を中心とした回動方向の分力を発生させ難い場合は、シミュレーションや実験結果に基づいて予め設定するとよい。例えば、シミュレーションや実験によって、モータ動力Ｆｍを一定とし、ペダル側アーム１６の位置（操作量）を変化させながら、ペダル側アーム１６に発生する第１回転軸線Ｏ１を中心とした回動方向の分力を算出又は測定することによって、ペダル側アーム１６に第１回転軸線Ｏ１を中心とした回動方向の分力が発生し難い場合を予め取得することができる。また、上述したように、モータ動力Ｆｍのモータ側アーム３３からペダル側アーム１６への伝わり易さ（伝達効率）は、第１線分Ｃと第２線分Ｄとのなす角度Ｅが大きいほど低下するため、ＥＣＵ５は角度Ｅが大きくなるほど、モータ動力Ｆｍの最小値Ｆｍｉｎを小さくしてもよい。本実施形態に係るアクセルペダル装置１のジオメトリでは、操作量θが小さくなるほど角度Ｅが大きくなるため、ＥＣＵ５は操作量θが小さくなるほど、モータ動力Ｆｍの最小値Ｆｍｉｎを小さくしてもよい。
　車速が高くなるにつれて、車体１５の振動や、風切り音やエンジン音等の騒音が増加するため、運転者はアクセルペダル３（踏板１７）の振動を知覚し難くなり、モータ動力Ｆｍの振動がアクセルペダル３を介して運転者に知覚され難くなる。そのため、ＥＣＵ５は、振動モードにおいて、車速が高くなるほど、０以上の範囲内でモータ動力Ｆｍの最小値Ｆｍｉｎを小さくするとよい。
　本実施形態に係るアクセルペダル装置１は、上述したように、ヒステリシス特性生成部２３を有し、アクセルペダル３に踏み込み方向と戻し方向とで反力（付勢力）にヒステリシスが設定されている。そのため、運転者がアクセルペダル３を踏み込み、その後、任意の操作量θでアクセルペダル３を保持した状態において、増減するモータ動力Ｆｍがペダル側アーム１６に伝達されても、モータ動力Ｆｍはヒステリシスに伴う反力の変動と相殺され、アクセルペダル３を通して運手者に伝達されるモータ動力Ｆｍの振動（増減）が小さくなる虞がある。そのため、ＥＣＵ５は、振動モードにおいて、操作量θが一定に保持されている場合にはモータ動力Ｆｍの最小値Ｆｍｉｎを小さくするとよい。
　ＥＣＵ５は、反力増加モードが実行されているときに振動モードを同時に実行することができる。アクセルペダル３の操作量θが所定の閾値θｔｈ以上となり反力増加モードが実行されているときに、上記の警報条件の少なくとも１つが成立することによって、反力増加モード及び振動モードが同時に実行される。図７は、反力増加モードと振動モードとを同時に実行する際のモータ動力Ｆｍの第１例を示すグラフである。図７に示すように、ＥＣＵ５は、反力増加モード及び振動モードの両方が実行されている期間のモータ動力Ｆｍの平均値Ｆａｖを、反力増加モードのみが実行されている期間のモータ動力Ｆｍよりも大きな値に設定する。これにより、反力増加モードが実行されている期間においても、運転者は振動モードによるモータ動力Ｆｍの振動を一層確実に知覚することができる。また、ＥＣＵ５は、反力増加モード及び振動モードの両方が実行されている期間のモータ動力Ｆｍの最小値Ｆｍｉｎを、０より大きい値に設定する。ＥＣＵ５は、上述したように、モータ動力Ｆｍの増減によるアクセルペダルの振動を運転者に一層知覚させたい場合、或いはアクセルペダルの振動が運転者に知覚され難い場合ほど、振動モードにおける振幅Ａを大きくするべく、最小値Ｆｍｉｎを０以上の範囲において小さく設定する。
　図８は、反力増加モードと振動モードとを同時に実行する際のモータ動力Ｆｍの第２例を示すグラフである。図８に示すように、ＥＣＵ５は、反力増加モード及び振動モードの両方が実行されている期間のモータ動力Ｆｍの最小値Ｆｍｉｎを、反力増加モードのみが実行されている期間のモータ動力Ｆｍと同じ値に設定してもよい。このようにモータ動力Ｆｍを設定すると、反力増加モード及び振動モードの両方が実行されている期間のモータ動力Ｆｍの平均値Ｆａｖは、反力増加モードのみが実行されている期間のモータ動力Ｆｍよりも大きくなる。なお、この例の変形例として、ＥＣＵ５は、反力増加モード及び振動モードの両方が実行されている期間のモータ動力Ｆｍの最小値Ｆｍｉｎを、反力増加モードのみが実行されている期間のモータ動力Ｆｍ以上に設定してもよい。
　以上のように、ＥＣＵ５は、振動モードにおいて、モータ動力Ｆｍの最小値Ｆｍｉｎを０より大きな値とするため、減速機３２の各ギヤは対応するギヤとの接触を維持するようになり、バックラッシに起因した衝突音が抑制される。その一方で、ＥＣＵ５は、振動モードにおいて、モータ動力Ｆｍの増減によるアクセルペダル３の振動を運転者に一層知覚させたい場合、或いはアクセルペダル３の振動が運転者に知覚され難い場合ほど、最小値Ｆｍｉｎを０以上の範囲において小さく設定するため、振動モードにおけるモータ動力Ｆｍの振幅Ａを大きく設定することが可能になる。最小値Ｆｍｉｎが大きいほど、減速機３２の各ギヤは対応するギヤとの接触を維持し易くなるが、アクセルペダル３の振動を運転者に一層知覚させたい場合、或いはアクセルペダル３の振動が運転者に知覚され難い場合には、ギヤのバックラッシに起因した衝突音の抑制よりも、モータ動力Ｆｍの振幅Ａを大きくすることによって確実に運転者に報知することを優先する。
　以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記の実施形態では、ＥＣＵ５は、振動モードにおいて、速度が高くなるほど、又は障害物との距離が近くなるほど、最小値Ｆｍｉｎを０以上の範囲内において小さくするように設定したが、速度が所定の閾値以上となった場合、又は障害物との距離が所定の閾値以下になった場合に最小値Ｆｍｉｎを０以上の範囲のある所定値に変化させるようにしてもよい。
　以上の実施形態に係るアクセルペダル装置１は、反力が出力されていない状態で運転者によりペダルが踏まれると、減速機３２の各ギヤのバックラッシに起因して、各ギヤの歯部が衝突し、衝突音を発生させる虞がある。そこで、車両がイグニッションＯＮ、或いは駆動源である動力付与装置１３（電動モータ３１）に電力が供給可能になっている場合であり、かつ振動モードが実行されていない場合に、電動モータ３１に所定の電力を常に供給し、電動モータ３１が常に微小な反力（保持反力）を出力するようにしてもよい。電動モータ３１が発生する保持反力によって、各ギヤは所定の回転方向に常に荷重を受け、各ギヤの歯部が互いに接触した状態に維持される。保持反力の値は、振動モードにおける最小値Ｆｍｉｎに相当するものでもよい。なお、振動モードにおけるモータ動力Ｆｍの最小値Ｆｍｉｎは、保持反力の値よりも小さい値に設定されてもよい。
　１...アクセルペダル装置、２...車両、３...アクセルペダル、５...ＥＣＵ（制御装置）、１０...アクセルペダル反力制御装置、１２...付勢力付与装置、１３...動力付与装置（反力付与装置）、１６...ペダル側アーム、１７...踏板、２２...第１スプリング、２３...ヒステリシス特性生成部、２４...操作量センサ、３１...電動モータ、３２...減速機、３３...モータ側アーム（アーム部材）、３４...第２スプリング、３７...第１ギヤ、３８...第２ギヤ、３９...第３ギヤ、４２...第４ギヤ、４６...押圧部、４７...受面、５０...車速センサ（車速取得手段）、５１...カメラ（障害物検出手段）、５２...レーザー検出器（障害物検出手段）、５３...カーナビゲーションシステム、Ａ...振幅、Ｂ...接触点、Ｃ...第１線分、Ｄ...第２線分、Ｅ...第１線分と第２線分とがなす角度、Ｆａｖ...平均値、Ｆｍａｘ...最大値、Ｆｍｉｎ...最小値、Ｏ１...第１回転軸線、Ｏ２...第２回転軸線

Claims (7)

  1. 　駆動源及びギヤ列を備え、前記ギヤ列を介して前記駆動源が発生する力を操作反力としてアクセルペダルに付与する反力付与手段と、前記駆動源を制御する制御手段とを有するアクセルペダル反力制御装置であって、
    　前記制御手段は、前記操作反力の値を増減させて前記アクセルペダルを振動させる振動モードを有し、前記振動モードでは増減する前記操作反力の最小値を０より大きい値とし、前記アクセルペダルの振動を運転者に一層知覚させたい場合、或いは前記アクセルペダルの振動が前記運転者に知覚され難い場合ほど、前記最小値を０以上の範囲において小さくすることを特徴とするアクセルペダル反力制御装置。
  2. 　前記アクセルペダルは第１回転軸線を中心として回動可能に支持され、
    　前記反力付与手段は、前記ギヤ列を介して前記駆動源に接続されると共に、前記第１回転軸線と平行な第２回転軸線を中心として回動可能に支持されたアーム部材を備え、
    　前記アーム部材は、先端部において前記アクセルペダルに接触すると共に、接触点において前記アクセルペダルに前記操作反力を付与し、
    　前記接触点は、前記アクセルペダルの回動に応じて前記アクセルペダル上を変位し、
    　前記制御手段は、前記振動モードにおいて、前記第１回転軸線に沿った方向から見た場合に、前記第１回転軸線と前記接触点とを結ぶ第１線分と、前記第２回転軸線と前記接触点とを結ぶ第２線分とのなす角度が大きいほど、前記最小値を０以上の範囲において小さく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反力制御装置。
  3. 　当該アクセルペダル反力制御装置が設けられる車両の車速を取得する車速取得手段を有し、
    　前記制御手段は、前記振動モードにおいて、前記車速が高いほど、前記最小値を０以上の範囲において小さくすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアクセルペダル反力制御装置。
  4. 　当該アクセルペダル反力制御装置が設けられる車両の周囲の障害物を検出する障害物検出手段を有し、
    　前記制御手段は、前記障害物と前記車両との接触の可能性がある場合に前記振動モードを実行し、前記障害物と前記車両との接触の可能性が高いほど、前記最小値を０以上の範囲において小さくすることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１つの項に記載のアクセルペダル反力制御装置。
  5. 　前記アクセルペダルの操作量を検出する操作量検出手段と、
    　前記アクセルペダルの踏み込み方向において踏み戻し方向よりも大きな反力となるヒステリシス特性を有する反力を前記アクセルペダルに付与するヒステリシス反力発生装置とを有し、
    　前記制御手段は、前記振動モードにおいて、前記操作量が任意の値に保持されている場合に、前記操作量が変化している場合よりも、前記最小値を０以上の範囲において小さくすることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１つの項に記載のアクセルペダル反力制御装置。
  6. 　前記アクセルペダルの操作量を検出する操作量検出手段を有し、
    　前記制御手段は、前記操作量が所定の閾値以上である場合に前記操作反力を増加させる反力増加モードを有し、前記反力増加モードと前記振動モードとを同時に実行する場合の前記操作反力の平均値を、前記反力増加モードのみを実行する場合の前記操作反力以上に設定することを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか１つの項に記載のアクセルペダル反力制御装置。
  7. 　前記アクセルペダルの操作量を検出する操作量検出手段を有し、
    　前記制御手段は、前記操作量が所定の閾値以上である場合に前記操作反力を増加させる反力増加モードを有し、前記反力増加モードと前記振動モードとを同時に実行する場合の前記操作反力の前記最小値を、前記反力増加モードのみを実行する場合の前記操作反力以上に設定することを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか１つの項に記載のアクセルペダル反力制御装置。
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