特許 7400676 アクセル装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-11

(45)【発行日】2023-12-19

(54)【発明の名称】アクセル装置

(51)【国際特許分類】

   B60K 26/02 20060101AFI20231212BHJP

   G05G 1/30 20080401ALI20231212BHJP

   G05G 5/03 20080401ALI20231212BHJP

   G05G 1/38 20080401ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

B60K26/02

G05G1/30 E

G05G5/03 A

G05G1/38

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020155639

(22)【出願日】2020-09-16

(65)【公開番号】P2022049433

(43)【公開日】2022-03-29

【審査請求日】2022-10-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110003214

【氏名又は名称】弁理士法人服部国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】針生 鉄男

(72)【発明者】

【氏名】北 卓人

(72)【発明者】

【氏名】吉田 優介

(72)【発明者】

【氏名】木村 純

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 豪宏

(72)【発明者】

【氏名】木野内 惣一

(72)【発明者】

【氏名】柳田 悦豪

(72)【発明者】

【氏名】北斗 大輔

【審査官】渡邊 義之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－６９９４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１４３１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１３２９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－５２４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２０３１８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ ２６／０２

Ｂ６０Ｋ ３１／００

Ｇ０５Ｇ １／３０

Ｇ０５Ｇ ５／０３

Ｇ０５Ｇ １／３８

Ｂ６０Ｗ ３０／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

踏み込み操作に応じて動作するペダルレバー（２０）と、
アクチュエータ（４０）により駆動され、前記ペダルレバーを押し戻す方向の力である反力を調整可能な反力調整部（５０）と、
車速に応じた前記ペダルレバーの操作量である目標操作量を設定する目標操作量設定部（６２）、および、前記アクチュエータの駆動を制御する駆動制御部（６５）を有する制御部（６０）と、
を備え、
前記制御部は、
自動運転から手動運転への切替時において、前記ペダルレバーの操作量が目標範囲となるように、前記目標操作量に応じて反力を制御し、
前記ペダルレバーの操作量が前記目標範囲に到達した場合、到達前よりも反力が相対的に大きくなるように前記反力調整部を制御し、
前記ペダルレバーの操作量が前記目標範囲にて安定した場合、反力を徐変させ、初期状態に戻す反力戻し制御を行うアクセル装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記ペダルレバーの操作量が前記目標範囲に到達していない状態にて前記ペダルレバーが停滞した場合、反力を低減させるように前記反力調整部を制御する請求項１に記載のアクセル装置。

【請求項3】

踏み込み操作に応じて動作するペダルレバー（２０）と、
アクチュエータ（４０）により駆動され、前記ペダルレバーを押し戻す方向の力である反力を調整可能な反力調整部（５０）と、
車速に応じた前記ペダルレバーの操作量である目標操作量を設定する目標操作量設定部（６２）、および、前記アクチュエータの駆動を制御する駆動制御部（６５）を有する制御部（６０）と、
を備え、
前記制御部は、
自動運転から手動運転への切替時において、前記ペダルレバーの操作量が目標範囲となるように、前記目標操作量に応じて反力を制御し、
前記ペダルレバーの操作量が前記目標範囲に到達していない状態にて前記ペダルレバーが停滞した場合、反力を低減させるように前記反力調整部を制御するアクセル装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記ペダルレバーの操作量が前記目標範囲に到達した場合、到達前よりも反力が相対的に大きくなるように前記反力調整部を制御する請求項３に記載のアクセル装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記ペダルレバーの操作量が前記目標範囲にて安定した場合、反力を徐変させ、初期状態に戻す反力戻し制御を行う請求項３に記載のアクセル装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記ペダルレバーの操作量が前記目標範囲を超えた場合、前記目標範囲に到達したときよりも反力がさらに大きくなるように前記反力調整部を制御する請求項１、２、４のいずれか一項に記載のアクセル装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記ペダルレバーの操作量が前記目標範囲に到達した場合、少なくとも１回のパルス状の反力を発生させる請求項３に記載のアクセル装置。

【請求項8】

前記制御部は、前記ペダルレバーの操作量が前記目標範囲にて安定した場合、自動運転から手動運転への切り替えを許可する請求項１～７のいずれか一項に記載のアクセル装置。

【請求項9】

前記制御部は、報知装置（７０）により、前記目標操作量に係る情報をドライバに報知させる報知制御部（６７）を有する請求項１～８のいずれか一項に記載のアクセル装置。

【請求項10】

前記報知制御部は、前記報知装置により、前記ペダルレバーの操作方向に係る操作指示をドライバに報知させる請求項９に記載のアクセル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アクセル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、アクチュエータを備えるアクセルペダルモジュールが知られている。

【0003】

例えば特許文献１では、自動運転から手動運転への移行時に、アクセルペダルが自動運転時の車両の動きに対応するペダル位置をとるように、ペダルアクチュエータを用いて調整され、手動運転を開始する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６３５５７２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のように、自動運転から手動運転への移行時にペダルの位置を合わせたとしても、ドライバがペダルに足を添えている状態では、手動運転に切り替わるときに、ペダルモジュール側からの反力により、ペダル位置が定まらず、車速が不安定になる虞がある。本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、自動運転から手動運転へ適切に切替可能なアクセル装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のアクセル装置は、ペダルレバー（２０）と、反力調整部（５０）と、制御部（６０）と、を備える。ペダルレバーは、踏み込み操作に応じて動作する。反力調整部は、アクチュエータ（４０）により駆動され、ペダルレバーを押し戻す方向の力である反力を調整可能である。

【0007】

制御部は、目標操作量設定部（６２）、および、駆動制御部（６５）を有する。目標操作量設定部は、車速に応じたペダルレバーの操作量である目標操作量を設定する。駆動制御部は、アクチュエータの駆動を制御する。制御部は、自動運転から手動運転への切替時において、ペダルレバーの操作量が目標範囲となるように、目標操作量に応じた反力を制御する。
第１の態様では、制御部は、ペダルレバーの操作量が目標範囲に到達した場合、到達前よりも反力が相対的に大きくなるように反力調整部を制御し、ペダルレバーの操作量が目標範囲にて安定した場合、反力を徐変させ、初期状態に戻す反力戻し制御を行う。
第２の態様では、制御部は、ペダルレバーの操作量が目標範囲に到達していない状態にてペダルレバーが停滞した場合、反力を低減させるように反力調整部を制御する。
これにより、自動運転から手動運転へ、適切に切り替えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態によるアクセル装置の断面図である。

【図2】第１実施形態による自動運転から手動運転への切り替えイメージを説明する説明図である。

【図3】第１実施形態による表示装置の表示状態の例を示す図である。

【図4】第１実施形態によるアクセル開度および目標アクセル開度の表示例を示す図である。

【図5】第１実施形態による反力特性を説明する特性図である。

【図6】第１実施形態による反力制御処理を説明するフローチャートである。

【図7】第１実施形態による反力制御処理を説明するタイムチャートである。

【図8】第２実施形態による反力制御処理を説明するタイムチャートである。

【図9】第３実施形態による反力低減時の反力特性を説明する特性図である。

【図10】第３実施形態による反力低減時の反力特性を説明する特性図である。

【図11】第３実施形態による反力制御処理を説明するフローチャートである。

【図12】第３実施形態による反力制御処理を説明するタイムチャートである。

【図13】第３実施形態による反力制御処理を説明するタイムチャートである。

【図14】第３実施形態による表示装置の表示例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明によるアクセル装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

【0010】

（第１実施形態）
第１実施形態を図１～図７に示す。図１に示すように、アクセル装置１は、車両の車体の一部を構成する図示しないフロアパネルに取付可能に構成されている。アクセル装置１は、ケース１０、ペダルレバー２０、アクチュエータとしてのモータ４０、および、反力調整部としての動力伝達機構５０等を備える。ケース１０は、車体に取付可能であって、内部にペダル３５等の内部可動機構を収容する。図１では、ケース１０の紙面手前側に設けられる図示しないカバーを外した状態を示しており、カバー面で断面となる箇所にはハッチングを記載した。

【0011】

ペダルレバー２０は、パッド２１、アーム３１、および、ペダル３５を有し、ドライバの踏込操作等により、一体に駆動される。パッド２１は、ドライバにより踏込操作可能に設けられる。パッド２１は、ケース１０に設けられる支点部材２３によりケース１０に回動可能に支持される。本実施形態のペダルレバー２０は、パッド２１がケース１０の一面に沿う方向に延びて設けられる、いわゆる「床置きタイプ」である。ケース１０のパッド２１に対向する側の壁部を頂壁部１１とする。側面ガード２４は、ドライバの足がパッド２１とケース１０との間に挟み込まれないように、パッド２１とケース１０との間の隙間をガードする部材である。

【0012】

アーム３１は、パッド２１とペダル３５とを連結する。ケース１０の頂壁部１１には、アーム３１が挿通される開口が形成される。アーム３１が挿通される開口は、ペダル操作の全範囲において、アーム３１と干渉しないように形成される。

【0013】

ペダル３５は、ケース１０の内部空間に収容され、シャフト部３５１および連結部３５２を有する。シャフト部３５１は、ケース１０に回転可能に支持される。連結部３５２は、シャフト部３５１から頂壁部１１に概ね沿うように延びて形成される。連結部３５２のシャフト部３５１と反対側の端部は、アーム３１と係合する。これにより、ドライバによるパッド２１の操作により、パッド２１、アーム３１およびペダル３５が一体となって駆動される。

【0014】

ペダル付勢部材３７は、圧縮コイルばねであって、一端がペダル３５に固定され、他端がケース１０に固定され、ペダル３５を頂壁部１１側に付勢する。パッド２１がドライバにより踏み込まれていないとき、アーム３１は、頂壁部１１の内側に形成される全閉ストッパ１７と当接する。また、パッド２１を踏み込むと、パッド２１は、頂壁部１１の外側に形成される図示しない全開ストッパと当接する。

【0015】

アクセル開度センサ３９は、シャフト部３５１の回転角度に応じたアクセル開度信号を生成する。アクセル開度センサ３９は、例えば、シャフト部３５１に埋め込まれた永久磁石の向きを検出するホール素子を含む検出回路を有する。アクセル開度センサ３９は、アクセル開度を検出可能であればよく、ホール素子以外のものを用いてもよい。アクセル開度信号は、図示しないコネクタを経由して、ＥＣＵ６０に出力される。

【0016】

モータ４０は、例えばＤＣブラシレスモータであって、ケース１０の支点部材２３と反対側に設けられる。ＥＣＵ６０は、アクセル開度センサ３９および位置センサ４９の検出値等に基づき、モータ４０の駆動を制御する。モータ４０の駆動力は、動力伝達機構５０を介して、ペダルレバー２０に伝達される。これにより、ペダルレバー２０は、モータ４０の駆動力により駆動される。本実施形態のアクセル装置１は、動力伝達機構５０を設けることで、モータ４０の駆動力により、ペダルレバー２０を、アクセル閉方向（以下適宜「戻し方向」）に能動的に駆動可能に構成されている。また、アクセルペダルの開方向を、適宜「踏込方向」とする。

【0017】

動力伝達機構５０は、送りねじ５１、ホルダ５２、ロッド５３、および、反力調整用付勢部材５４等を有する。送りねじ５１、ホルダ５２および反力調整用付勢部材５４は、ハウジング５５に収容される。ハウジング５５は、略筒状に形成され、ケース１０の支点部材２３が設けられる側とは反対側に隣接、あるいは、一体に設けられる。ハウジング５５のパッド２１と反対側には、モータ４０が設けられる。

【0018】

ハウジング５５のモータの面には、モータ軸が挿通されるモータ軸挿通孔５５１が形成される。また、ハウジング５５のパッド側の面には、ロッド５３の軸部５３２が挿通されるロッド挿通孔５５２が形成される。ハウジング５５には、ホルダ５２の位置を検出する位置センサ４９が設けられる。

【0019】

送りねじ５１は、雄ねじであって、モータ４０により回転駆動される。ホルダ５２は、ロッド５３側に開口する略有底筒状に形成される。ホルダ５２の底部には、送りねじ５１と噛み合う雌ねじ部５２１が形成される。送りねじ５１がモータ４０により回転することで、ホルダ５２は、送りねじ５１の軸方向に移動可能である。ホルダ５２のロッド５３側には、ロッド５３と当接可能なストッパ部５２２が形成される。なお、送りねじ５１側を雌ねじ、ホルダ５２側を雄ねじとしてもよい。

【0020】

ロッド５３は、頂部５３１および軸部５３２を有し、側面視略Ｔ字状に形成される。頂部５３１はハウジング５５に収容され、ロッド挿通孔５５２から軸部５３２がパッド２１側に突出する。軸部５３２の先端は、側面視円弧状に形成され、パッド２１と当接する。反力調整用付勢部材５４は、圧縮コイルばねであって、一端がホルダ５２の内部に収容され、他端がロッド５３の頂部５３１と当接する。

【0021】

アクセル全閉状態での初期状態において、ロッド５３の頂部５３１は、反力調整用付勢部材５４により、ハウジング５５のパッド側の端面に押し付けられる。また、初期状態において、ホルダ５２は、相対的にモータ４０側に位置している。

【0022】

パッド２１が踏み込まれると、踏力により、ロッド５３がホルダ５２へ向かう側へ移動する。また、モータ４０を駆動し、ホルダ５２をロッド５３へ向かう側へ駆動すると、反力調整用付勢部材５４の付勢力により、ペダルレバー２０の戻し方向に反力を与えることができる。ＥＣＵ６０は、位置センサ４９の検出値に基づき、モータ４０の駆動を制御し、ホルダ位置を制御することで、ペダルレバー２０に与える反力を調整することができる。

【0023】

また、アクセル全閉状態にてモータ４０を駆動し、ストッパ部５２２とロッド５３の頂部５３１とが当接する位置までホルダ５２を駆動すると、ペダルレバー２０がロックされる。本実施形態では、送りねじ５１とホルダ５２とがボルトとナットの関係になっているので、モータ４０の通電をオフにした位置で、ホルダ５２が保持される。すなわち、ホルダ５２とロッド５３とが当接した状態でモータ４０への通電をオフにし、この状態にてパッド２１がドライバにより踏み込まれたとしても、ホルダ５２が押し戻されることはなく、ロック状態が保持される。また、モータ４０を逆方向に駆動し、ホルダ５２とロッド５３とを離間させることで、ロック状態が解除される。これにより、例えば自動運転時等のアクセル操作不要時にペダルレバー２０を固定することができる。

【0024】

ＥＣＵ６０は、マイコン等を主体として構成され、内部にはいずれも図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、及び、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。ＥＣＵ６０における各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置（すなわち、読み出し可能非一時的有形記録媒体）に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。

【0025】

ＥＣＵ６０は、機能ブロックとして、アクセル開度検出部６１、目標操作量設定部６２、ホルダ位置検出部６３、駆動制御部６５、および、報知制御部６７等を有する。アクセル開度検出部６１は、アクセル開度センサ３９の検出値に基づき、アクセル開度Ａを検出する。目標操作量設定部６２は、目標アクセル開度Ａ^*を設定する。ホルダ位置検出部６３は、位置センサ４９の検出値に基づき、ホルダ位置Ｈを検出する。駆動制御部６５は、モータ４０の駆動を制御する。また、ＥＣＵ６０は、車速センサ７５の検出値に基づき、車速Ｖｓを取得する。報知制御部６７は、ドライバに報知する情報を報知装置７０に指令する。

【0026】

報知装置７０は、ディスプレイ等である表示装置７１、および、スピーカ７２を有し、自動運転と手動運転とを切り替える旨の情報、および、アクセル開度Ａに係る情報等をドライバに報知する。

【0027】

図２に示すように、自動運転中において、アクセル開度Ａによらず、車速Ｖｓが制御されるため、ドライバはペダルレバー２０の操作が不要である。一方、手動運転では、アクセル開度Ａに応じたエンジン制御等の車速制御が行われる。そのため、走行中に自動運転から手動運転に切り替える場合、車速に応じたアクセル開度Ａとなるようにペダル位置を調整した後に手動運転を開始することが望ましい。

【0028】

本実施形態では、例えば図３に示すように、表示装置７１に、自動運転から手動運転に切り替わる旨の情報表示、および、現在のアクセル開度Ａおよび目標アクセル開度Ａ^*を表示することで、ドライバのペダル操作を促す。アクセル開度Ａおよび目標アクセル開度Ａ^*の表示方法は、例えば図４（ａ）に示す四角形表示、図４（ｂ）に示す円形表示、図４（ｃ）に示す単調増加表示等をすることができる。また、図４（ｄ）に示すように、数字での表示としてもよい。数字表示の場合、パーセンテージ表記に替えて、アクセル開度［ｄｅｇ］での表示としてもよい。自動運転から手動運転に切り替わる旨の情報、および、ドライバのペダル操作を促す内容であれば、報知手法は、図４以外の方法であってもよく、例えばスピーカ７２からの音声案内であってもよいし、表示装置７１による画面表示およびスピーカ７２による音声案内を共に行うようにしてもよい。

【0029】

ところで、自動運転から手動運転に切り替える際、ペダル位置を調整していたとしても、反力が調整されていないと、手動運転に切り替わったときに反力が瞬時に働くことになり、ドライバがペダルに足を添えているだけの状態であると、反力によりペダル位置が定まらず、車速Ｖｓが不安定になる虞がある。

【0030】

そこで本実施形態では、モータ４０および動力伝達機構５０により反力を調整し、車速Ｖｓに応じたペダル位置となるようにドライバを誘導することでペダル位置を安定させてから手動運転に切り替える。これにより、車速の急変を抑え、スムーズな運転切替を実現する。

【0031】

反力特性を図５に示す。図５では、横軸をアクセル開度Ａ、縦軸を反力とする。また、動力伝達機構５０を介した反力付与を行っていないときの反力特性を一点鎖線で示した。図９および図１０も同様である。

【0032】

図５に示すように、アクセル開度Ａが車速Ｖｓに応じた目標アクセル開度Ａ^*以上の領域にて、反力を付与する。ここで付与する付加反力Ｆは、ドライバに壁感を与えられる程度に設定される。本実施形態では、ホルダ５２をパッド２１に近づける側へ移動させ、反力調整用付勢部材５４を押し縮めることで、ペダルレバー２０にアクセル閉方向の反力を付与する。これにより、ドライバは、目標アクセル開度Ａ^*にて壁感を感じるため、当該位置にてペダルレバー２０を保持するように誘導可能である。

【0033】

本実施形態の反力制御処理を図６のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、ＥＣＵ６０にて所定の周期で実行される。以下、ステップＳ１０１の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。他のステップも同様である。

【0034】

Ｓ１０１では、ＥＣＵ６０は、自動運転から手動運転への切替指令を検知したか否か判断する。自動運転から手動運転への切替指令を検知していないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０２以降の処理をスキップする。自動運転から手動運転への切替指令を検知したと判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。

【0035】

Ｓ１０２では、目標操作量設定部６２は、現在の車速Ｖｓ、加速度、および、スロットル開度等に基づき、テーブルデータを検索し、目標アクセル開度Ａ^*を設定する。Ｓ１０３では、ＥＣＵ６０は、設定された目標アクセル開度Ａ^*に基づき、反力特性を設定する（図５参照）。

【0036】

Ｓ１０４では、ＥＣＵ６０は、自動運転から手動運転へ切り替える旨の情報、および、アクセル開度Ａに係る情報を、表示装置７１に表示し、ユーザのペダル操作を促す（図４参照）。これに加え、例えば「重くなるまでペダルを踏み込んでください」といった、ユーザのペダル操作を促す、より直接的な情報を報知装置７０により報知してもよい（図１４（ａ）参照）。

【0037】

Ｓ１０５では、ＥＣＵ６０は、アクセル開度Ａが目標アクセル開度Ａ^*に到達したか否か判断する。ここでは、アクセル開度Ａが目標アクセル開度Ａ^*を含む所定の目標範囲Ｒａ内となった場合に肯定判断する。以下、目標アクセル開度Ａ^*を含む目標範囲Ｒａの下限値を許容下限値Ａ^*＿ｍｉｎ、上限値を許容上限値Ａ^*＿ｍａｘとする。アクセル開度Ａが目標アクセル開度Ａ^*に到達していないと判断された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、この判断処理を繰り返す。アクセル開度Ａが目標アクセル開度Ａ^*に到達したと判断された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、Ｓ１０６へ移行する。Ｓ１０６では、駆動制御部６５は、モータ４０を駆動し、ホルダ５２を所定の壁感付与位置Ｈ１まで移動させることで反力を付与する。

【0038】

Ｓ１０７では、ＥＣＵ６０は、ペダルレバー２０の踏み込み速度Ｄが判定閾値Ｄｔｈ以下か否か判定する。ここでは、踏み込み速度Ｄに基づき、ペダル位置が安定したか否かを判定しており、判定閾値Ｄｔｈは、ペダル位置が安定しているか否かを判定可能な０に近い値に設定される。踏み込み速度Ｄが判定閾値Ｄｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、Ｓ１０６へ戻り、反力付与を継続する。踏み込み速度Ｄが判定閾値Ｄｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、Ｓ１０８へ移行する。本実施形態では、踏み込み速度Ｄが判定閾値Ｄｔｈ以下である状態が所定時間Ｘｔｈに亘って継続した場合、肯定判断する。

【0039】

Ｓ１０８では、ＥＣＵ６０は、手動運転への切り替えを許可する。具体的には、アクセル開度Ａを用いた制御を許容し、アクセル開度Ａを用いたエンジン制御等を開始する。Ｓ１０９では、駆動制御部６５は、反力戻し制御により、モータ４０を駆動する。反力戻し制御では、ドライバの踏み込みフィールを考慮し、現在の反力と反力付与していないときの反力との差である反力差、および、車速等に基づき、ホルダ位置Ｈのフィードバック制御等により、反力を徐々に落とす除荷制御を行う。ホルダ５２が初期位置に戻り、モータ４０を停止すると、反力戻し制御が完了し、通常の反力に戻る。

【0040】

本実施形態の反力制御処理を図７のタイムチャートに基づいて説明する。図７では、共通時間軸を横軸とし、上段から、アクセル開度、反力、付加反力、ホルダ位置を示す。反力について、反力制御を行う場合を実線、行わない場合を一点鎖線で示した。また、ホルダ位置は、初期位置を０とし、ホルダ５２がパッド２１に近づく方向への移動量を正、離れる方向への移動量を負とする。後述の実施形態に係るタイムチャートも同様である。

【0041】

時刻ｘ１０にて、自動運転から手動運転への切り替えを検知すると、ドライバによりペダルレバー２０が踏み込まれる。時刻ｘ１１にて、アクセル開度Ａが許容下限値Ａ^*＿ｍｉｎとなると、モータ４０を駆動し、ホルダ５２を壁感付与位置Ｈ１へ移動させることで反力を付加する。これにより、壁感を与えることで、ドライバの踏み込みを抑制する。

【0042】

時刻ｘ１２にて、アクセル開度Ａが目標アクセル開度Ａ^*を含む目標範囲Ｒａ内にて安定し、踏み込み速度Ｄが判定閾値Ｄｔｈ以下の状態が所定時間Ｘｔｈに亘って継続した時刻ｘ１３において、手動運転への切り替えを許可し、反力戻し制御を開始する。反力戻し制御では、反力を徐々に低減させることで反力除荷を行う。時刻ｘ１４にて、ホルダ５２が初期位置に戻り、付加反力が０になると、ペダルレバー２０に与えられる反力は通常に戻る。

【0043】

以上説明したように、本実施形態のアクセル装置１は、ペダルレバー２０と、動力伝達機構５０と、ＥＣＵ６０と、を備える。ペダルレバー２０は、踏み込み操作に応じて動作する。動力伝達機構５０は、モータ４０により駆動され、ペダルレバー２０を押し戻す方向の力である反力を調整可能である。

【0044】

ＥＣＵ６０は、目標操作量設定部６２、および、駆動制御部６５を有する。目標操作量設定部６２は、車速に応じたアクセル開度Ａである目標アクセル開度Ａ^*を設定する。駆動制御部６５は、モータ４０の駆動を制御する。ＥＣＵ６０は、自動運転から手動運転への切替時において、アクセル開度Ａが目標範囲Ｒａとなるように、目標アクセル開度Ａ^*に応じて反力を制御する。アクセル開度Ａが目標範囲Ｒａとなるように反力を制御することで、自動運転から手動運転への切替時の車速Ｖｓの変動を抑制し、自動運転から手動運転へ、適切に切り替えることができる。

【0045】

ＥＣＵ６０は、アクセル開度Ａが目標範囲Ｒａに到達した場合、到達前よりも反力が相対的に大きくなるように、動力伝達機構５０を制御する。反力付与位置は、目標範囲Ｒａ内の任意の位置に設定可能である。後述の実施形態も同様である。目標範囲Ｒａにて反力を大きくすることで、ドライバは壁感を感じるので、ペダルレバー２０の踏みすぎを抑制することができる。

【0046】

ＥＣＵ６０は、アクセル開度Ａが目標範囲にて安定した場合、反力を徐変させ、初期状態に戻す反力戻し制御を行う。また、ＥＣＵ６０は、アクセル開度Ａが目標範囲Ｒａにて安定した場合、自動運転から手動運転への切り替えを許可する。これにより、ドライバの違和感を抑え、自動運転から手動運転へ、適切に切り替えることができる。

【0047】

ＥＣＵ６０は、報知装置７０により、目標アクセル開度Ａ^*に係る情報をドライバに報知させる報知制御部６７を有する。報知制御部６７は、報知装置７０により、ペダルレバー２０の操作方向に係る操作指示をドライバに報知させる。これにより、ペダルレバー２０の操作状態をドライバにわかりやすく通知することができるので、ドライバの心的負荷を低減することができる。

【0048】

（第２実施形態）
第２実施形態を図８のタイムチャートに基づいて説明する。時刻ｘ２０にて、自動運転から手動運転への切り替えを検知すると、ドライバによりペダルレバー２０が踏み込まれる。時刻ｘ２１にて、アクセル開度Ａが目標アクセル開度Ａ^*に到達すると、モータ４０を駆動し、パルス状の反力を付与する。これにより、アクセル開度Ａが目標アクセル開度Ａ^*に到達したことを感知させることができる。ここでは、１回のパルス反力を付与するものとして記載しているが、パルス数は複数としてもよい。

【0049】

アクセル開度Ａが目標アクセル開度Ａ^*の目標範囲Ｒａ内で安定し、踏み込み速度が判定閾値以下の状態が所定時間Ｘｔｈに亘って継続した時刻ｘ２２において、手動運転への切り替えを許可する。

【0050】

本実施形態では、ＥＣＵ６０は、アクセル開度Ａが目標範囲Ｒａに到達した場合、少なくとも１回のパルス状の反力を発生させる。これにより、ペダルレバー２０を介して、アクセル開度Ａが目標範囲Ｒａに到達したことをドライバに感知させることができる。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

【0051】

（第３実施形態）
第３実施形態を図９～図１４に示す。第１実施形態では、目標アクセル開度Ａ^*にて反力を付与し、壁感を与えることで、アクセル開度Ａを目標アクセル開度Ａ^*にて保持されるようにしている。本実施形態では、ドライバがペダルレバー２０を目標アクセル開度Ａ^*よりも踏みすぎた場合、ペダル戻し制御により、壁感付与時よりも反力を増加し、ペダルレバー２０を押し戻すことで、目標アクセル開度Ａ^*へ誘導する。この場合、壁感付与位置Ｈ１よりもさらにパッド２１側である押し戻し位置Ｈ２へホルダ５２を移動させることで、壁感付与時よりも大きな反力をペダルレバー２０に付与する。

【0052】

一方、アクセル開度Ａが目標アクセル開度Ａ^*に到達しない場合、図９に示すよう、目標アクセル開度Ａ^*より小さい領域での反力を通常より弱めることで、ドライバによるペダルレバー２０の踏み込みを促す。この場合、ホルダ５２を初期位置よりもパッド２１とは反対側の反力低減位置Ｈ３へ移動させ、反力調整用付勢部材５４を伸ばすことで、ペダルレバー２０への反力を低減させる。また、図１０に示すように、目標アクセル開度Ａ^*より小さい領域での反力が０となるようにしてもよい。

【0053】

本実施形態の反力制御処理を図１１のフローチャートに基づいて説明する。Ｓ２０１～Ｓ２０４の処理は、図６中のＳ１０１～Ｓ１０４の処理と同様である。

【0054】

Ｓ２０５では、ＥＣＵ６０は、アクセル開度Ａが許容下限値Ａ^*＿ｍｉｎ以上か否か判断する。アクセル開度Ａが許容下限値Ａ^*＿ｍｉｎ以上であると判断された場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、Ｓ２１１へ移行する。アクセル開度Ａが許容下限値Ａ^*＿ｍｉｎより小さいと判断された場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、Ｓ２０６へ移行する。

【0055】

Ｓ２０６の処理は、Ｓ１０７と同様であり、ＥＣＵ６０は、踏み込み速度Ｄが判定閾値Ｄｔｈ以下か否か判断する。踏み込み速度Ｄが判定閾値Ｄｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ２０６：ＮＯ）、Ｓ２０５へ戻る。踏み込み速度Ｄが判定閾値Ｄｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、Ｓ２０７へ移行する。上記実施形態と同様、踏み込み速度Ｄが判定閾値Ｄｔｈ以下である状態が所定時間Ｘｔｈに亘って継続した場合、肯定判断する。Ｓ２０９、Ｓ２１２、Ｓ２１６も同様である。なお、判定時間は各ステップにおいて同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0056】

Ｓ２０７では、ＥＣＵ６０は、モータ４０を駆動し、ホルダ５２を所定の反力低減位置Ｈ３まで移動させることで反力を低減させる。Ｓ２０８では、ＥＣＵ６０は、報知装置７０により、ドライバにペダルレバー２０の踏み込みを指示する（図１４（ａ）参照）。

【0057】

Ｓ２０９の処理はＳ２０６と同様であり、ＥＣＵ６０は、踏み込み速度Ｄが判定閾値Ｄｔｈ以下か否か判断する。判定閾値Ｄｔｈは、Ｓ２０６と同じであってもよいし、異なっていてもよい。Ｓ２１２、Ｓ２１６も同様である。踏み込み速度Ｄが判定閾値Ｄｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ２０９：ＮＯ）、Ｓ２０７に戻り、反力低減を継続する。踏み込み速度Ｄが判定閾値Ｄｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、Ｓ２１０へ移行する。

【0058】

Ｓ２１０では、ＥＣＵ６０は、アクセル開度Ａが目標範囲Ｒａ内か否か判断する。ここでは、アクセル開度Ａが許容下限値Ａ^*＿ｍｉｎ以上、許容上限値Ａ^*＿ｍａｘ以下のとき、目標範囲Ｒａ内であると判定する。アクセル開度Ａが目標範囲Ｒａ内ではないと判断された場合（Ｓ２１０：ＮＯ）、Ｓ２０７へ戻り、反力低減を継続する。アクセル開度Ａが目標範囲Ｒａ内であると判断された場合（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、Ｓ２１８へ移行する。

【0059】

アクセル開度Ａが許容下限値Ａ^*＿ｍｉｎ以上であると判断された場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）に移行するＳ２１１の処理は、Ｓ１０６と同様であり、ホルダ５２を壁感付与位置Ｈ１へ移動させることで反力を付与する。

【0060】

Ｓ２１２の処理はＳ２０６と同様であり、ＥＣＵ６０は、踏み込み速度Ｄが判定閾値Ｄｔｈ以下か否か判断する。踏み込み速度Ｄが判定閾値Ｄｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ２１２：ＮＯ）、Ｓ２１１へ戻り、反力付与を継続する。踏み込み速度Ｄが判定閾値Ｄｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ２１２：ＹＥＳ）、Ｓ２１３へ移行する。

【0061】

Ｓ２１３では、ＥＣＵ６０は、アクセル開度Ａが許容上限値Ａ^*＿ｍａｘより大きいか否か判断する。アクセル開度Ａが許容上限値Ａ^*＿ｍａｘ以下であると判断された場合（Ｓ２１３：ＮＯ）、すなわちアクセル開度Ａが目標範囲Ｒａ内である場合、Ｓ２１８へ移行する。アクセル開度Ａが許容上限値Ａ^*＿ｍａｘより大きいと判断された場合（Ｓ２１３：ＹＥＳ）、Ｓ２１４へ移行する。

【0062】

Ｓ２１４では、ＥＣＵ６０は、モータ４０を駆動し、ホルダ５２を壁感付与位置Ｈ１よりもパッド２１側である押し戻し位置Ｈ２へ移動させることで、ペダルレバー２０の閉方向への反力を増加させる。Ｓ２１５では、ＥＣＵ６０は、報知装置７０より、ドライバにペダルレバー２０を戻すように指示する（図１４（ｂ）参照）。

【0063】

Ｓ２１６の処理はＳ２０６と同様であり、ＥＣＵ６０は、踏み込み速度Ｄが判定閾値Ｄｔｈ以下か否か判断する。踏み込み速度Ｓが判定閾値Ｄｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ２１６：ＮＯ）、Ｓ２１４に戻り、反力増加を継続する。踏み込み速度Ｄが判定閾値Ｄｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ２１６：ＹＥＳ）、Ｓ２１７へ移行する。

【0064】

Ｓ２１７の処理はＳ２１０と同様であり、ＥＣＵ６０は、アクセル開度Ａが目標範囲Ｒａ内か否か判断する。アクセル開度Ａが目標範囲Ｒａ内ではないと判断された場合（Ｓ２１７：ＮＯ）、Ｓ２１４へ戻り、反力増加を継続する。アクセル開度Ａが目標範囲Ｒａ内であると判断された場合（Ｓ２１７：ＹＥＳ）、Ｓ２１８へ移行する。Ｓ２１８の処理は、Ｓ１０８の処理と同様である。

【0065】

Ｓ２１９では、ＥＣＵ６０は、反力戻し制御を行う。ホルダ５２が壁感付与位置Ｈ１または押し戻し位置Ｈ２にある場合の処理は、Ｓ１０９と同様の反力除荷制御となる。ホルダ５２が反力低減位置Ｈ３にある場合、ホルダ５２の移動方向がＳ１０９と逆方向になるものの、処理としては概ね同様である。

【0066】

本実施形態の反力制御処理を図１２および図１３に基づいて説明する。図１２は、ドライバがペダルレバー２０を踏みすぎた場合の処理である。時刻ｘ３０～時刻ｘ３１の処理は、図７中の時刻ｘ１０～時刻ｘ１１の処理と同様である。

【0067】

時刻ｘ３２～時刻ｘ３３においてアクセル開度Ａが安定し、踏み込み速度Ｄが判定閾値Ｄｔｈ以下となる。このときのアクセル開度Ａは、許容上限値Ａ^*＿ｍａｘを超えているので、ホルダ５２を押し戻し位置Ｈ２へ移動させ、反力を増加させる。時刻ｘ３３から時刻ｘ３４では、ドライバがペダルレバー２０を戻す分、反力が低下する。アクセル開度Ａが目標アクセル開度Ａ^*を含む目標範囲Ｒａ内にて安定した時刻ｘ３４以降の処理は、図７中の時刻ｘ１２以降の処理と同様である。なお、反力増加によりペダルレバー２０を戻し過ぎた場合、ホルダ５２を初期位置、または、反力低減位置Ｈ３に移動させることで反力を低減させてもよい。

【0068】

図１３は、ドライバによるペダルレバー２０の踏み込みが足りない場合の例である。時刻ｘ４０にて、自動運転から手動運転への切り替えを検知すると、ドライバによりペダルレバー２０が踏み込まれる。時刻ｘ４１～時刻ｘ４２にてアクセル開度Ａが安定し、踏み込み速度Ｄが判定閾値Ｄｔｈ以下となる。このときのアクセル開度Ａは、許容下限値Ａ^*＿ｍｉｎより小さいので、ホルダ５２を反力低減位置Ｈ３へ移動させ、反力を低減させる。時刻ｘ４２から時刻ｘ４３では、ドライバがペダルレバー２０を踏み込む分、反力が増加する。アクセル開度Ａが目標アクセル開度Ａ^*を含む目標範囲Ｒａ内にて安定した時刻ｘ４４において、手動運転への切り替えを許可し、ホルダ５２を初期位置に戻す。なお、アクセル開度Ａが目標範囲Ｒａに到達したときに壁感付与位置Ｈ１にホルダ５２を移動させることで壁感を付与したり、目標範囲Ｒａを超えたときに押し戻し位置Ｈ２にホルダ５２を移動させることで反力を大きくしたりしてもよい。

【0069】

本実施形態では、アクセル開度Ａが目標範囲Ｒａを超えた場合、目標範囲Ｒａに到達したときよりも反力がさらに大きくなるように、動力伝達機構５０を制御する。アクセル開度Ａが目標範囲Ｒａとなるように、ペダルレバー２０を押し戻すことで、適切な開度に誘導可能である。

【0070】

また、アクセル開度Ａが目標範囲Ｒａに到達していない状態にてペダルレバー２０が停滞した場合、反力を低減させるように動力伝達機構５０を制御する。これにより、ペダルレバー２０を相対的に軽くし、ドライバの踏み込みを誘導することで、適切なアクセル開度Ａとすることができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。

【0071】

実施形態では、モータ４０が「アクチュエータ」に対応し、動力伝達機構５０が「反力調整部」に対応し、ＥＣＵ６０が「制御部」に対応し、アクセル開度Ａが「ペダルレバーの操作量」に対応し、目標アクセル開度Ａ^*が「目標操作量」に対応する。

【0072】

（他の実施形態）
上記実施形態では、目標範囲にて壁感を付与する、或いは、パルス状の反力を付加する。他の実施形態では、ペダルレバーの操作量が目標範囲であることをドライバに通知、または、目標範囲への誘導が可能であれば、反力制御の詳細は、上記実施形態と異なっていてもよい。上記実施形態の報知装置は、表示装置およびスピーカを有する。他の実施形態では、報知装置は、表示装置およびスピーカに限らず、ドライバへの報知手法は問わない。

【0073】

上記実施形態では、アクチュエータはＤＣブラシレスモータである。他の実施形態では、アクチュエータは、ＤＣブラシレスモータ以外の種類のモータであってもよいし、例えばソレノイド等のモータ以外のものをアクチュエータとして用いてもよい。上記実施形態では、アクセル装置は、床置き型（いわゆる「オルガン型」）のものについて説明した。他の実施形態では、アクセル装置は、つり下げ型（いわゆる「ペンダント型」）であってもよい。また、動力伝達機構は、上記実施形態とは異なるように構成してもよい。

【0074】

上記実施形態では、ホルダ位置を制御することで反力を調整している。他の実施形態では、ペダルレバーに加わる反力を調整可能であれば、上記実施形態とは構成が異なっていてもよい。また、動力伝達機構は、上記実施形態とは異なるように構成してもよい。

【0075】

本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

【符号の説明】

【0076】

１・・・アクセル装置
２０・・・ペダルレバー
４０・・・モータ（アクチュエータ）
５０・・・動力伝達機構（反力調整部）
５２・・・ホルダ
５４・・・反力調整用付勢部材
６０・・・ＥＣＵ（制御部）
６２・・・目標操作量設定部
６５・・・駆動制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】