JP2009292284A - ペダル反力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の加速意思に応じて車両を滑らかに加速させる。
【解決手段】運転者によるアクセル操作を必要とせずに自動走行可能な車両に搭載され、車両の自動走行時にアクセルペダルの所定のフットレスト位置Ｐｒにおいて相対的に大きなフットレストペダル反力βを付与するペダル反力制御装置１０は、運転者によるアクセルペダルの踏み込みによる踏力がフットレストペダル反力β以上となる時点でのペダル押圧力Ｄよりも小さなペダル押圧力閾値Ａに対して、ペダル押圧力センサ３４により検出されるペダル押圧力がペダル押圧力閾値Ａよりも大きいときに運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作が有ると検知し、フットレスト位置Ｐｒでの反力をフットレストペダル反力βよりも低減させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、ペダル反力制御装置に関する。

従来、例えば車両の定速走行制御時に運転者によりアクセルペダルが踏み込まれ、アクセル開度がゼロよりも大きくなった場合に、アクセルペダルの踏み込み反力を低減し、アクセルペダルをフットレストとするフットレスト機能を解除する制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−６０４８４号公報

ところで、上記従来技術に係る制御装置によれば、運転者が車両を加速させる際には、予めアクセルペダルに付与されている踏み込み反力よりも大きな踏力によってアクセルペダルの踏み込み操作をおこなう必要が生じ、加速時の車両挙動の応答性を向上させることが困難となる虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、運転者の加速意思に応じて車両を滑らかに加速させることが可能なペダル反力制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１態様に係るペダル反力制御装置は、自動走行可能な車両に搭載され、車両の自動走行時にアクセルペダルの所定ペダルストローク位置（例えば、実施の形態でのフットレスト位置Ｐｒ）において相対的に大きな反力（例えば、実施の形態でのフットレストペダル反力β）を付与するペダル反力制御装置であって、運転者によるアクセルペダルの踏み込みによるペダル押圧力を検出するペダル押圧力検出手段（例えば、実施の形態でのペダル押圧力センサ３４）と、前記ペダル押圧力検出手段により検出される前記ペダル押圧力により前記運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作の有無を検知する踏込検知手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０５）と、前記踏込検知手段により前記運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作が検知された場合に、前記反力を低減させる反力低減手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０６）とを備える。

さらに、本発明の第２態様に係るペダル反力制御装置では、前記踏込検知手段は、運転者によるアクセルペダルの踏み込みによる踏力が前記反力以上となる時点での前記ペダル押圧力よりも小さな値をペダル押圧力閾値（例えば、実施の形態でのペダル押圧力閾値Ａ）とし、前記ペダル押圧力検出手段により検出される前記ペダル押圧力が前記ペダル押圧力閾値よりも大きいときに前記運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作が有ると検知する。

さらに、本発明の第３態様に係るペダル反力制御装置では、前記踏込検知手段は、前記ペダル押圧力検出手段により検出される前記ペダル押圧力の増加変化が所定変化よりも大きいときに前記運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作が有ると検知する。

本発明の第１態様に係るペダル反力制御装置によれば、ペダル押圧力、つまり運転者によるアクセルペダルの踏み込みによりアクセルペダルに作用する圧力に基づき、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作の有無を検知することから、実際にアクセルペダルのペダルストロークが変化するより前のタイミングで運転者の加速意思の有無を的確に検知することができ、車両の加速挙動に運転者の意思を適切に反映させることができると共に、運転者により過剰なアクセルペダル操作がおこなわれることを防止して、車両を滑らかに加速させることができる。

さらに、本発明の第２態様に係るペダル反力制御装置によれば、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作の有無を検知するためのペダル押圧力閾値を、運転者によるアクセルペダルの踏み込みによる踏力が反力以上となる時点でのペダル押圧力よりも小さな値とすることにより、実際にアクセルペダルのペダルストロークが変化するより前のタイミングで運転者の加速意思の有無を的確に検知することができる。

さらに、本発明の第３態様に係るペダル反力制御装置によれば、ペダル押圧力の増加変化が所定変化よりも大きいときに運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作が有ると検知することにより、実際にアクセルペダルのペダルストロークが変化するより前のタイミングで運転者の加速意思の有無を的確に検知することができる。

以下、本発明の一実施形態に係るペダル反力制御装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態によるペダル反力制御装置１０は、例えば図１に示すように、内燃機関（Ｅ）の駆動力をトランスミッション（Ｔ／Ｍ）を介して車両の駆動輪（図示略）に伝達する車両に搭載され、外界センサ１１と、車両状態センサ１２と、操作スイッチ１３と、速度制御装置１４と、変速制御装置１５と、内燃機関制御装置１６と、モータ制御装置１７と、ペダル反力モータ１８とを備えて構成されている。

外界センサ１１は、例えばミリ波などの電磁波によるビームスキャン型のレーダ２１およびレーダ制御部２２を備えて構成されている。
例えばレーダ制御部２２は、例えば自車両の進行方向前方に設定された検出対象領域を角度方向に複数の領域に分割し、各領域を走査するようにして、電磁波の発信信号を発信すると共に、各発信信号が自車両の外部の物体（例えば、先行車両など）によって反射されることで生じた反射信号を受信して速度制御装置１４に出力する。

車両状態センサ１２は、自車両の車両情報として、例えば、自車両の速度（車速）を検出する速度センサ３１と、運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作の有無および操作量を検出するブレーキペダルセンサ３２と、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作量（アクセル開度）を検出するアクセルペダル開度センサ３３と、運転者によるアクセルペダルＡＰの踏み込みによりアクセルペダルＡＰに作用する圧力（ペダル押圧力）を検出するペダル押圧力センサ３４と、運転者の踏み込みによりアクセルペダルＡＰに作用するトルクを検出するトルクセンサ３５とを備えて構成されている。

なお、アクセルペダルＡＰは、例えば図２に示すように、アクセルペダルＡＰの下部が車体の底部に回動可能に取り付けられており、運転者の足によって押圧される表面上にペダル押圧力センサ３４が設けられている。
アクセルペダルＡＰの裏面にはアクセルロッドＡＲの一端が接続され、アクセルペダルＡＰの上部が傾動可能とされている。アクセルロッドＡＲはペダル反力モータ１８の回転軸に固定されており、アクセルロッドＡＲの他端にはアクセルワイヤＡＷが接続されている。
運転者のアクセルペダルＡＰの踏み込みによってアクセルペダルＡＰの上部が傾動して、アクセルロッドＡＲの一端および他端が回転軸周りに回転すると、アクセルワイヤＡＷがワイヤ保持部（図示略）から引き出され、内燃機関（Ｅ）のスロットルバルブ（図示略）の開度が操作されるようになっている。
また、ペダル反力モータ１８の回転駆動によってアクセルロッドＡＲに回転駆動力が伝達されることで、運転者のアクセルペダルＡＰの踏み込みに抗うペダル反力がアクセルロッドＡＲを介してアクセルペダルＡＰに付与されるようになっている。
なお、ここでは、スロットルバルブはアクセルワイヤＡＷによって操作される実施例を示したが、これに限定されず、スロットルバルブのバルブ開度（スロットル開度）はＤＢＷ（Drive By Wire）により電子制御されてもよい。このＤＢＷでは、アクセルペダルＡＰの回転角またはストローク量がセンサ（図示略）などにより電気的に検出され、この検出結果の電気信号が処理装置（図示略）に入力されると、処理装置はスロットルバルブを駆動する電磁アクチュエータ（例えば、スロットルバルブ駆動モータ）に制御電流を通電して、アクセルペダルＡＰの回転角またはストローク量に応じたバルブ開度となるようにスロットルバルブを電子制御する。

操作スイッチ１３は、車両の自動走行として先行車両に追従する追従走行または目標速度での定速走行の何れか一方の実行および停止を指示する指令信号を操作者の入力操作に応じて出力する。

速度制御装置１４は、操作スイッチ１３から出力される指令信号と、外界センサ１１から出力される信号と、車両状態センサか１２から出力される信号とに応じて、追従走行または定速走行の何れか一方による自動走行での速度を制御するために変速制御装置１５および内燃機関制御装置１６に指令信号を出力する。
変速制御装置１５は、速度制御装置１４から出力される指令信号に応じてトランスミッション（Ｔ／Ｍ）の変速動作を制御する。
内燃機関制御装置１６は、速度制御装置１４から出力される指令信号に応じて内燃機関（Ｅ）の運転制御をおこなう。

モータ制御装置１７は、車両状態センサ１２から出力される信号と、操作スイッチ１３から出力される指令信号（つまり、追従走行または定速走行の何れか一方の実行を指示する指令信号）とに応じて、運転者のアクセルペダルの踏み込みに抗うペダル反力をアクセルペダルに付与するペダル反力モータ１８の駆動制御をおこなう。
例えば図３に示すように、モータ制御装置１７は、所定の通常ペダル反力特性に応じて、ペダルストローク位置の増大に伴い、滑らかな増大傾向に変化するペダル反力をアクセルペダルに付与すると共に、予めアクセルペダルの所定ペダルストローク位置をフットレスト位置Ｐｒとして、車両の自動走行時にフットレスト位置Ｐｒにおいて、通常ペダルストローク特性に応じた通常ペダル反力αよりも相対的に大きな所定のペダル反力（フットレストペダル反力β）をアクセルペダルに付与することでアクセルペダルをフットレストとして機能させる。
これにより、フットレストペダル反力βと通常ペダル反力αとの差（β−α）が、フットレスト位置Ｐｒからのペダルストローク位置の変化に必要とされる踏力の初期値に相当する初期フットレスト反力ΔＦｐとなる。

また、モータ制御装置１７は、運転者によるアクセルペダルの踏み込みによる踏力がフットレストペダル反力β以上となる時点でのペダル押圧力（つまり運転者によるアクセルペダルの踏み込みによりアクセルペダルに作用する圧力であって、例えば図４に示すペダル押圧力Ｄ）よりも小さな所定圧力をペダル押圧力閾値（例えば図４に示すペダル押圧力Ａ）とし、ペダル押圧力センサ３４により検出されるペダル押圧力がペダル押圧力閾値よりも大きいとき、あるいは、ペダル押圧力センサ３４により検出されるペダル押圧力の増加変化（例えば、単位時間あたりの増加率など）が所定変化よりも大きいときには、たとえペダルストローク位置が実際に変化していない状態であっても、運転者が加速意思を有しており、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作がおこなわれたと判定し、フットレスト位置Ｐｒでのペダル反力をフットレストペダル反力βよりも小さい値（例えば、低減ペダル反力ε）へと低減させる。
これにより、低減ペダル反力εを超える踏力が運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作によって入力されることで、アクセルペダルのペダルストローク位置がフットレスト位置Ｐｒから全開位置Ｐｆに向かい変化を開始し、車両の加速がおこなわれる。

なお、例えば図３に示すように、ペダル反力をフットレストペダル反力βから低減ペダル反力εへと低減させる際には、ペダル反力とペダルストローク位置との対応関係が徐々に所定の通常ペダル反力特性に応じた対応関係に収束するようにして、先ず、フットレスト位置Ｐｒに対応させてペダル反力をフットレストペダル反力βから所定ペダル反力γまで低減させ、この後、ペダル反力を所定ペダル反力γから低減ペダル反力εまで低減させる際にペダルストローク位置が僅かに変化するように設定されている。

例えば図４に示すように、アクセルペダルをフットレストとして機能させない場合には、ペダル押圧力の増大に伴ってペダル反力が滑らかな増大傾向に変化するのに対して、フットレストペダル反力βによってアクセルペダルをフットレストとして機能させる比較例では、ペダル押圧力が、運転者の踏力がフットレストペダル反力β以上となってアクセルペダルのペダルストローク位置がフットレスト位置Ｐｒから全開位置Ｐｆに向かい変化を開始する時点でのペダル押圧力Ｄに至るまでの期間に亘って、ペダル押圧力に対応するペダル反力はフットレストペダル反力βに固定される。

これに対して、本実施形態での実施例では、ペダル押圧力Ｄよりも小さな所定のペダル押圧力閾値Ａを超えてペダル押圧力Ｂまでペダル押圧力が増大することに伴い、フットレスト位置Ｐｒでのペダル反力がフットレストペダル反力βから所定ペダル反力γまで低減される。
そして、ペダル反力とペダルストローク位置との対応関係が徐々に所定の通常ペダル反力特性に応じた対応関係に収束するようにしてペダル反力が所定ペダル反力γから低減ペダル反力εまで低減される際にペダルストローク位置が僅かに変化することに対応して、ペダル押圧力がペダル押圧力Ｂからペダル押圧力Ｃまで低下傾向に変化する。
この後、所定の通常ペダル反力特性に応じた対応関係によって、ペダル反力の増大に伴ってペダルストローク位置が増大傾向に変化することに対応して、ペダル押圧力がペダル押圧力Ｃから増大傾向に変化することに伴ってペダル反力が低減ペダル反力εから増大傾向に変化する。
これにより、フットレスト位置Ｐｒにおいて、比較例でのペダル押圧力Ｄよりも小さなペダル押圧力Ｃによって、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作に応じたペダルストローク位置の変化が開始されることになる。

本実施の形態によるペダル反力制御装置１０は上記構成を備えており、次に、このペダル反力制御装置１０の動作について説明する。

先ず、例えば図５に示すステップＳ０１においては、操作スイッチ１３から出力される指令信号によって車両の自動走行の実行が指示されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、リターンに進み、処理は進行しない。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０２に進む。
そして、ステップＳ０２においては、フットレスト位置Ｐｒでのペダル反力として、通常ペダルストローク特性に応じた通常ペダル反力αよりも相対的に大きな所定のフットレストペダル反力βを設定する。

そして、ステップＳ０３においては、例えばアクセルペダル開度センサ３３またはペダル押圧力センサ３４から出力される検出信号に基づき、運転者によるアクセルペダルの踏み込み状態が、フットレスト位置Ｐｒでの足載せ状態（つまり、ペダルストローク位置が変化しない位置停止状態）であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、リターンに進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０４に進む。
そして、ステップＳ０４においては、ペダル押圧力センサ３４から出力される検出信号に応じて、ペダル押圧力を取得する。

そして、ステップＳ０５においては、取得したペダル押圧力が、運転者によるアクセルペダルの踏み込みによる踏力がフットレストペダル反力β以上となる時点でのペダル押圧力Ｄよりも小さな所定のペダル押圧力閾値Ａよりも大きいか否か、あるいは、取得したペダル押圧力の増加率が所定値よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作および運転者の加速意思が無いと判断して、リターンに進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作および運転者の加速意思が有ると判断して、ステップＳ０６に進む。
そして、ステップＳ０６においては、フットレスト位置Ｐｒでのペダル反力をフットレストペダル反力βよりも小さい低減ペダル反力εへと低減させる。

そして、ステップＳ０７においては、ペダルストローク位置がフットレスト位置Ｐｒから変化したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、リターンに進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０８に進む。
そして、ステップＳ０８においては、ペダルストローク位置に応じた加速制御をおこなうと共に、ペダル反力とペダルストローク位置との対応関係を所定の通常ペダル反力特性に応じた対応関係とし、リターンに進む。

上述したように、本実施の形態によるペダル反力制御装置１０によれば、ペダル押圧力に基づき、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作の有無を検知することから、実際にアクセルペダルのペダルストローク位置が変化するより前のタイミングで運転者の加速意思の有無を的確に検知することができ、車両の加速挙動に運転者の意思を迅速かつ適切に反映させることができると共に、運転者により過剰なアクセルペダル操作がおこなわれることを防止して、車両を滑らかに加速させることができる。

さらに、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作の有無を検知するためのペダル押圧力閾値を、運転者によるアクセルペダルの踏み込みによる踏力がフットレストペダル反力β以上となる時点でのペダル押圧力Ｄよりも小さな所定のペダル押圧力閾値Ａとすることにより、実際にアクセルペダルのペダルストローク位置が変化するより前のタイミングで運転者の加速意思の有無を的確に検知することができる。

また、ペダル押圧力の増加変化が所定変化よりも大きいときに運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作が有ると検知することにより、実際にアクセルペダルのペダルストロークが変化するより前のタイミングで運転者の加速意思の有無を的確に検知することができる。

本発明の実施の形態に係るペダル反力制御装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係るアクセルペダルおよびペダル反力モータの構成図である。 本発明の実施の形態に係るペダルストローク位置とペダル反力との対応関係の一例を示すグラフ図である。 本発明の実施の形態に係るペダル押圧力とペダル反力との対応関係の一例を示すグラフ図である。 本発明の実施の形態に係るペダル反力制御装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ ペダル反力制御装置
３４ ペダル押圧力センサ（ペダル押圧力検出手段）
ステップＳ０５ 踏込検知手段
ステップＳ０６ 反力低減手段

Claims (3)

1. 自動走行可能な車両に搭載され、車両の自動走行時にアクセルペダルの所定ペダルストローク位置において相対的に大きな反力を付与するペダル反力制御装置であって、
   運転者によるアクセルペダルの踏み込みによるペダル押圧力を検出するペダル押圧力検出手段と、
   前記ペダル押圧力検出手段により検出される前記ペダル押圧力により前記運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作の有無を検知する踏込検知手段と、
   前記踏込検知手段により前記運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作が検知された場合に、前記反力を低減させる反力低減手段と
   を備えることを特徴とするペダル反力制御装置。
2. 前記踏込検知手段は、運転者によるアクセルペダルの踏み込みによる踏力が前記反力以上となる時点での前記ペダル押圧力よりも小さな値をペダル押圧力閾値とし、前記ペダル押圧力検出手段により検出される前記ペダル押圧力が前記ペダル押圧力閾値よりも大きいときに前記運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作が有ると検知することを特徴とする請求項１に記載のペダル反力制御装置。
3. 前記踏込検知手段は、前記ペダル押圧力検出手段により検出される前記ペダル押圧力の増加変化が所定変化よりも大きいときに前記運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作が有ると検知することを特徴とする請求項１に記載のペダル反力制御装置。

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