JP2010250762A - 反力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクセルペダルやブレーキペダルの踏込み量との関係で反力上限値や反力目標値を調整することが可能な反力装置を提供する。
【解決手段】反力装置１２の反力制御部２６は、反力上限値Ｆｍａｘと目標値設定用基準値αとの差から反力目標値Ｆｔｇｔを算出し、踏込み速度Ｖθが踏込み速度閾値ＴＨｖθを下回り、且つ踏力値Ｆｃｒｒと反力目標値Ｆｔｇｔとの偏差Ｆｄが偏差閾値ＴＨｆｄを上回っているとき、踏力値Ｆｃｒｒと目標値設定用基準値αの和を新たな反力上限値Ｆｍａｘとして設定し、踏力値Ｆｃｒｒが反力目標値Ｆｔｇｔを上回り且つ反力上限値Ｆｍａｘを下回る状態が所定期間ＴＨｆｌ以上続いたとき、目標値設定用基準値αを減少させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、アクセルペダル又はブレーキペダルに対してアクチュエータにより反力を付与する反力装置に関する。

アクセルペダルやブレーキペダルに対して反力を付与することで、車両の運転を補助する反力装置が存在する（特許文献１、２）。特許文献１では、しきい速度毎に車速と回転モータ（２）の駆動信号との関係を規定しておき、車速に応じて回転モータ（２）からアクセルペダル（１）に対して反力を付与する（例えば、特許文献１の図２参照）。

特許文献２では、オートクルーズ制御（ＡＣＣ）において、ブレーキペダル（１３）に足を載せてもブレーキペダル（１３）が踏み込まれないようにブレーキペダル（１３）の動きを規制するフットレスト装置（２４）が記載されている（特許文献２の段落［００３３］）。このフットレスト装置（２４）では、コイル（１９）への通電により電磁力を発生させ、可動子（１８）を固定子（１７）に吸引させることで、ブレーキペダル（１３）の動きを規制する（同段落）。また、荷重センサや位置センサの信号に応じてフットレスト力を調整する（特許文献２の段落［００４６］）。

特開２００３−２６０９５１号公報 特開２００１−３２２５３８号公報

特許文献１では、しきい速度に応じて、車速と回転モータ（２）の駆動信号（すなわち、反力）との関係を変化させているが、反力の大きさの調整については言及されていない。また、特許文献２では、可動子（１８）を固定子（１７）に吸引させることによりブレーキペダル（１３）の動きを規制する構成、すなわち、ブレーキペダル（１３）を一時的に踏み込めないようにする構成が記載されている。

しかしながら、運転補助の一環として、アクセルペダルやブレーキペダルの踏込み量との関係で反力上限値を調整できることが好ましい。また、車両が定速走行をしている際のアクセルペダルやブレーキペダルの反力の目標値（反力目標値）についても同様である。

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、アクセルペダルやブレーキペダルの踏込み量との関係で反力上限値や反力目標値を調整することが可能な反力装置を提供することを目的とする。

この発明に係る反力装置は、車両用ペダルに対してアクチュエータにより反力を付与するものであって、前記反力装置は、前記アクチュエータが生じる反力を制御する反力制御部と、前記車両用ペダルの踏力を判定する踏力判定部と、前記車両用ペダルの踏込み速度を判定する踏込み速度判定部とを備え、前記反力制御部は、前記反力の上限値である反力上限値と、車両の定速走行時における前記反力の目標値である反力目標値と前記反力上限値との差を規定する目標値設定用基準値と、前記踏込み速度の閾値である踏込み速度閾値と、前記踏力と前記反力目標値との偏差の閾値である偏差閾値とを設定し、さらに、前記反力制御部は、前記反力上限値と前記目標値設定用基準値との差から前記反力目標値を算出し、前記踏込み速度が前記踏込み速度閾値を下回り、且つ前記踏力と前記反力目標値との偏差が前記偏差閾値を上回っているとき、前記踏力と前記目標値設定用基準値の和を新たな反力上限値として設定し、前記踏力が前記反力目標値を上回り且つ前記反力上限値を下回る状態が所定時間以上続いたとき、前記目標値設定用基準値を減少させることを特徴とする。

この発明によれば、運転者に加速意図又は減速意図がないにもかかわらず、踏力と反力目標値との偏差が偏差閾値を上回っているとき（すなわち、踏込み速度が所定値以下で反力目標値に対応する踏込み量を超えて車両用ペダルが踏み込まれているとき）、その時点の踏力に目標値設定用基準値を加えた値を新たな反力上限値として設定する。その結果、新たな反力目標値は、その時点における踏力と等しくなる。このため、反力目標値をより適切に設定することが可能となる。また、運転者に加速意図又は減速意図があるにもかかわらず、運転者の踏力が不足しているために踏力が反力上限値に到達しないとき、目標値設定用基準値を減少させる。その結果、反力上限値も減少させる。このため、反力上限値をより適切に調節することが可能となる。

この発明に係る反力装置は、アクセルペダルに対してアクチュエータにより反力を付与するものであって、前記反力装置は、前記アクチュエータが生じる反力を制御する反力制御部と、前記アクセルペダルの踏力を判定する踏力判定部と、前記アクセルペダルの踏込み速度を判定する踏込み速度判定部と、車両の車速を判定する車速判定部と、前記車両の車速目標値を設定する車速目標値設定部とを備え、前記反力制御部は、前記反力の上限値である反力上限値と、車両の定速走行時における前記反力の目標値である反力目標値と前記反力上限値との差を規定する目標値設定用基準値と、前記踏込み速度の閾値である踏込み速度閾値と、前記踏力と前記反力目標値との偏差の閾値である偏差閾値とを設定し、さらに、前記反力制御部は、前記反力上限値と前記目標値設定用基準値との差から前記反力目標値を算出し、前記踏込み速度が前記踏込み速度閾値を下回り、且つ前記踏力と前記反力目標値との偏差が前記偏差閾値を上回っているとき、前記踏力と前記目標値設定用基準値の和を新たな反力上限値として設定し、前記踏力が前記反力目標値を上回り且つ前記車速が前記車速目標値を上回る状態が所定時間以上続いたとき、前記目標値設定用基準値を増加させることを特徴とする。

この発明によれば、運転者に加速意図がないにもかかわらず、踏力が運転者意図判定用踏力閾値を上回っているとき（すなわち、踏込み速度が所定値以下で反力目標値に対応する踏込み量を超えてアクセルペダルが踏み込まれているとき）、その時点の踏力に目標値設定用基準値を加えた値を新たな反力上限値として設定する。その結果、新たな反力目標値は、その時点における踏力と等しくなる。このため、反力目標値をより適切に設定することが可能となる。また、運転者に加速意図がないにもかかわらず、反力が不足しているために必要以上にアクセルペダルが踏み込まれて車速が車速目標値を超えているとき、目標値設定用基準値を増加させる。その結果、反力上限値も増加させる。このため、更なる加速を防止し易くなる。従って、反力目標値及び反力上限値をより適切に調節することが可能となる。

前記反力制御部は、前記踏力と前記反力目標値との偏差が前記偏差閾値を上回っているかどうかの判定を、前記踏力と前記反力目標値との偏差の平均値に基づいて行ってもよい。

前記反力制御部は、移動平均処理を用いて前記新たな反力上限値を設定してもよい。これにより、反力上限値が急に大きく変更されることにより、運転者に違和感を与えることを避けることが可能となる。

前記反力装置は、さらに、前記車両の加減速操作に影響を与える道路属性を判定する道路属性判定部を備え、前記反力制御部は、前記道路属性判定部により判定された道路属性毎に前記新たな反力上限値を記憶してもよい。これにより、車両の加減速操作に影響を与える道路属性に応じて新たな反力上限値を設定することが可能となる。

この発明によれば、運転者に加速意図又は減速意図がないにもかかわらず、踏力と反力目標値との偏差が偏差閾値を上回っているとき（すなわち、踏込み速度が所定値以下で反力目標値に対応する踏込み量を超えて車両用ペダルが踏み込まれているとき）、その時点の踏力に目標値設定用基準値を加えた値を新たな反力上限値として設定する。その結果、新たな反力目標値は、その時点における踏力と等しくなる。このため、反力目標値をより適切に設定することが可能となる。また、運転者に加速意図又は減速意図があるにもかかわらず、運転者の踏力が不足しているために踏力が反力上限値に到達しないとき、目標値設定用基準値を減少させる。その結果、反力上限値も減少させる。このため、反力上限値をより適切に調節することが可能となる。

この発明の一実施形態に係る反力装置を搭載した車両のブロック図である。 アクセルペダルの踏込み量とアクセルペダルに付与される反力との関係を示す説明図である。 反力上限値と目標値設定用基準値を更新するフローチャートである。 前記反力上限値と前記目標値設定用基準値の学習の可否を判定するフローチャートである。 前記目標値設定用基準値と暫定的反力上限値を取得するフローチャートである。 反力取得フラグを生成するフローチャートである。 アクセルペダルの反力と反力取得フラグの関係を示す図である。 踏力値と反力取得フラグの生成の関係を示す図である。 暫定的反力上限値を算出するフローチャートである。 踏力値と目標値設定用基準値とフラグ取得時反力上限値との関係を示す図である。 新たな反力上限値を算出するフローチャートである。 新たな反力上限値の評価を行うフローチャートである。 踏力値と反力目標値との関係を示す図である。 新たな目標値設定用基準値の評価を行うフローチャートである。 運転者に加速意図があるにもかかわらず、運転者の踏力が反力上限値に到達しない状態を示す説明図である。 運転者に加速意図がないにもかかわらず、車速が車速目標値を超える状態を示す図である。

Ａ．一実施形態
以下、この発明の一実施形態に係る反力装置を搭載した車両について図面を参照して説明する。

１．車両１０の構成
図１は、この実施形態に係る反力装置１２を搭載した車両１０のブロック図である。車両１０は、例えば、四輪車である。車両１０は、反力装置１２に加え、アクセルペダル１４と、アクセルペダル１４に反力Ｆｒ＿ｓｐ［Ｎ］を付与するリターンスプリング１６とを備える。

反力装置１２は、踏込み量センサ１８と、車速センサ２０と、反力付与開始スイッチ２２と、ナビゲーションシステム２４（推奨車速判定部）と、ＥＣＵ（electric control unit）２６と、アクチュエータ２８と、電流センサ３０（踏力センサ）とを備える。

踏込み量センサ１８は、アクセルペダル１４の原位置からの踏込み量（踏込み量θ）［度］を検出し、ＥＣＵ２６に出力する。車速センサ２０は、車両１０の車速Ｖ［ｋｍ／時］を測定し、ＥＣＵ２６に出力する。

反力付与開始スイッチ２２（以下、「スイッチ２２」とも称する。）は、運転者の操作により、アクチュエータ２８からアクセルペダル１４に対する反力Ｆｒ［Ｎ］の付与の開始をＥＣＵ２６に対して指令するものである。すなわち、運転者がスイッチ２２をオンにすると、スイッチ２２から反力付与の開始を指示する反力付与開始信号ＳｓがＥＣＵ２６に送信される。ＥＣＵ２６は、受信した反力付与開始信号Ｓｓを契機として反力Ｆｒの付与を開始する。

ナビゲーションシステム２４は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて車両の位置を検出可能であると共に、各道路の属性に関する情報（道路属性情報Ｉｒ）を記憶したメモリ３２を備えている。道路属性情報Ｉｒとしては、例えば、「一般道路」、「高速道路」及び「その他の道路」が含まれる。そして、ナビゲーションシステム２４は、検出した車両１０の位置に応じた道路属性情報ＩｒをＥＣＵ２６に通知する。

ＥＣＵ２６は、車速Ｖの目標値である車速目標値Ｖｔｇｔ［ｋｍ／時］に応じて、反力Ｆｒを付与する特性（反力付与特性Ｃｆｒ）を設定し、この反力付与特性Ｃｆｒと踏込み量θを用いて、アクチュエータ２８からアクセルペダル１４に付与する反力Ｆｒ［Ｎ］を算出する。そして、算出した反力Ｆｒを示す制御信号Ｓｒをアクチュエータ２８に送信する。反力付与特性Ｃｆｒは、車速目標値Ｖｔｇｔ毎に踏込み量θと反力Ｆｒとの関係を規定したものであり、ＥＣＵ２６のメモリ３４に記憶されている。なお、本実施形態では、反力付与特性Ｃｆｒにおける反力Ｆｒの上限値（反力上限値Ｆｍａｘ）と目標値設定用基準値α（以下「基準値α」ともいう。）を更新することで反力付与特性Ｃｆｒを調整することができる（詳細は後述する。）。

アクチュエータ２８は、アクセルペダル１４に連結された図示しないモータからなり、ＥＣＵ２６から受信した制御信号Ｓｒに応じた反力Ｆｒをアクセルペダル１４に付与する。これにより、アクセルペダル１４には、リターンスプリング１６による反力Ｆｒ＿ｓｐに加えてアクチュエータ２８からの反力Ｆｒが付加される。アクチュエータ２８は、その他の駆動力生成手段（例えば、空気圧アクチュエータ）であってもよい。

電流センサ３０は、アクチュエータ２８が消費する電流（消費電流Ｉａ）［Ａ］を検出してＥＣＵ２６に通知する。この電流Ｉａは、アクチュエータ２８の出力に応じて変化するものであり、ＥＣＵ２６は、電流Ｉａに基づいてアクチュエータ２８が生成した反力Ｆｒを判定することができる。

２．反力上限値Ｆｍａｘと目標値設定用基準値αの更新
［反力付与特性Ｃｆｒ］
上述の通り、本実施形態では、反力上限値Ｆｍａｘと基準値αを更新することで反力付与特性Ｃｆｒを調整することができる。

図２には、アクセルペダル１４の踏込み量θと、リターンスプリング１６による反力Ｆｒ＿ｓｐとアクチュエータ２８による反力Ｆｒとの関係が示されている。図２に示すように、リターンスプリング１６による反力Ｆｒ＿ｓｐは、踏込み量θの増加に応じて上昇する。また、アクチュエータ２８による反力Ｆｒは、踏込み量θがθ１になるまでは下限値Ｆｍｉｎ（本実施形態では、ゼロ）であり、踏込み量θ１から踏込み量θ２の間は、反力Ｆｒが増加する。以下では、踏込み量θ１から踏込み量θ２まで領域を反力増大領域Ｒｆｒという。そして、踏込み量θがθ２になると、反力Ｆｒは上限値（反力上限値Ｆｍａｘ）となり、踏込み量θがθ２を超えると、反力上限値Ｆｍａｘを維持し続ける（或いは、反力Ｆｒを徐々に減少させてもよい。）。

本実施形態では、車両１０の定速走行時における反力Ｆｒの目標値（反力目標値Ｆｔｇｔ）［Ｎ］を設定する。反力目標値Ｆｔｇｔは、例えば、運転者が楽に足を添えておけると感じる反力Ｆｒであり、車両１０の定速走行中における反力Ｆｒと一致するように調整する。本実施形態では、車両１０の運転中にこの反力目標値Ｆｔｇｔを調整することができる。また、反力目標値Ｆｔｇｔに対応するペダル踏込み量θをペダル踏込み量目標値θｔｇｔと呼ぶ。

本実施形態において、反力目標値Ｆｔｇｔは、反力上限値Ｆｍａｘと基準値αの差として定義される（Ｆｔｇｔ＝Ｆｍａｘ−α）。従って、基準値αは、反力目標値Ｆｔｇｔを設定するための値である。また、後述するように、反力上限値Ｆｍａｘと基準値αをそれぞれ更新すると共に、これらの更新により、反力目標値Ｆｔｇｔも更新することができる。従って、運転者に応じた適切な反力上限値Ｆｍａｘ及び反力目標値Ｆｔｇｔを設定することができる。

［反力上限値Ｆｍａｘと基準値αの更新の概要］
図３には、本実施形態において、反力上限値Ｆｍａｘと基準値αを更新するフローチャートが示されている。

ステップＳ１において、ＥＣＵ２６は、今回の処理がスイッチ２２をオンにした後、１回目の処理であるかどうかを判定する。今回の処理が１回目の処理である場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ステップＳ２において、ＥＣＵ２６は、各種の初期値を設定してステップＳ３に進む。ここでの初期値には、反力上限値Ｆｍａｘの初期値及び評価並びに基準値αの初期値及び評価が含まれる。反力上限値Ｆｍａｘ及び基準値αの評価については後述する。今回の処理が１回目の処理でない場合（Ｓ１：ＮＯ）、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、ＥＣＵ２６は、運転者がアクセルペダル１４を踏み込む力である踏力値Ｆｃｒｒ［Ｎ］を取得する。すなわち、ＥＣＵ２６は、電流センサ３０からアクチュエータ２８の消費電流Ｉａの値を受信し、この消費電流Ｉａの値にローパスフィルタをかける。この消費電流Ｉａは、アクチュエータ２８の出力（すなわち、アクチュエータ２８が発生した反力Ｆｒ）に対応するものである。そして、ＥＣＵ２６は、消費電流Ｉａが示す反力Ｆｒに基づいて踏力値Ｆｃｒｒを算出する。

続くステップＳ４において、ＥＣＵ２６は、ナビゲーションシステム２４から通知された道路属性情報Ｉｒに基づいて道路属性を判定する。本実施形態における道路属性には、「一般道路」、「高速道路」及び「その他の道路」が含まれる。

ステップＳ５において、ＥＣＵ２６は、車両１０の走行状態、すなわち、車両１０が定速直進走行をしているかどうかを判定する。具体的には、車速Ｖの単位時間当たりの変化量（変化量ΔＶ）［Ｖ／ｓｅｃ］の絶対値が、定速走行を判定するための閾値ＴＨΔＶ以下であるかどうかを判定することにより、車両１０が定速走行をしているかどうかを判定する。また、図示しないステアリングの舵角θｓ［度］の絶対値が、直進走行を判定するための閾値ＴＨθｓ以下であるかどうかを判定することにより、車両１０が直進しているかどうかを判定する。或いは、ナビゲーションシステム２４からの位置情報に基づいて定速直進走行をしているかどうかを判定してもよい。

ステップＳ６において、ＥＣＵ２６は、アクセルペダル１４が停止状態にあるかどうかを判定する。具体的には、アクセルペダル１４の踏込み量θの単位時間当たりの変化量Δθ［度／ｓｅｃ］の絶対値が、アクセルペダル１４の停止状態を判定するための閾値ＴＨΔ以下であるかどうかを判定することにより、アクセルペダル１４が停止状態にあるかどうかを判定する。ステップＳ５における定速直進走行状態の判定のみでは、坂道等においてアクセルペダル１４の操作により定常直進走行が行われている場合を排除できないため、本ステップＳ６において、そのような場合を排除することができる。

ステップＳ７において、ＥＣＵ２６は、反力上限値Ｆｍａｘ及び基準値αを更新するための学習処理の可否を判定する。ステップＳ８において、ＥＣＵ２６は、新たな反力上限値Ｆｍａｘの候補としての暫定反力上限値Ｆｔｍａｘと新たな基準値αを算出する。ステップＳ９において、ＥＣＵ２６は、反力上限値Ｆｍａｘの評価を行う。ステップＳ１０において、ＥＣＵ２６は、基準値αの評価を行う。ステップＳ７〜Ｓ１０の詳細については後述する。

ステップＳ１１において、ＥＣＵ２６は、ステップＳ９、Ｓ１０の評価結果に基づき、反力上限値Ｆｍａｘと基準値αを更新する。すなわち、反力上限値Ｆｍａｘが適切なものでなければ、暫定反力上限値Ｆｔｍａｘを新たな反力上限値Ｆｍａｘとして設定し、反力上限値Ｆｍａｘが適切なものであれば、それまでの反力上限値Ｆｍａｘをそのまま新たな反力上限値Ｆｍａｘとして用いる。

［学習の可否の判定（ステップＳ７）の詳細］
図４は、反力上限値Ｆｍａｘ及び基準値αを更新するための学習の可否を判定するフローチャートである。ステップＳ２１において、ＥＣＵ２６は、アクセルペダル１４が停止中であるかどうかを判定する。当該判定は、ステップＳ６の判定結果を用いて行う。アクセルペダル１４が停止中である場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ２２において、ＥＣＵ２６は、車両１０が定速直進中であるかどうかを判定する。当該判定は、ステップＳ５の判定結果を用いて行う。車両１０が定速直進中である場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、ステップＳ２３において、ＥＣＵ２６は、学習可と判定する。アクセルペダル１４が停止中でない場合（Ｓ２１：ＮＯ）又は車両１０が定速直進中でない場合（Ｓ２２：ＮＯ）、ステップＳ２４において、ＥＣＵ２６は、学習不可と判定する。

［暫定反力上限値Ｆｔｍａｘと基準値αの算出（ステップＳ８）の詳細］
図５は、新たな暫定反力上限値Ｆｔｍａｘと基準値αを算出するフローチャートである。

ステップＳ３１において、ＥＣＵ２６は、新たな基準値αを算出する。図６には、新たな基準値αを算出するフローチャートが示されている。ステップＳ４１において、ＥＣＵ２６は、前回処理における基準値α（以下「基準値α（前回）」ともいう。）の評価（Ｓ１０）が「適切」であったかどうかを確認する。評価が「適切」の場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、ステップＳ４２において、ＥＣＵ２６は、基準値α（前回）をそのまま今回処理における基準値α（以下「基準値α（今回）」ともいう。）とする。

ステップＳ４１において評価が「適切」ではない場合（Ｓ４１：ＮＯ）、ステップＳ４３において、ＥＣＵ２６は、基準値α（前回）の評価が「過大」であるかどうかを判定する。評価が「過大」の場合（Ｓ４２：ＹＥＳ）、ステップＳ４４において、ＥＣＵ２６は、基準値α（前回）から０．５Ｎを引いたものを基準値α（今回）とする。基準値α（前回）の評価が「過大」ではない場合（Ｓ４３：ＮＯ）、当該評価は「過小」である。そこで、ステップＳ４５において、ＥＣＵ２６は、基準値α（前回）に０．５Ｎを足したものを基準値α（今回）とする。

図５に戻り、ステップＳ３２において、ＥＣＵ２６は、反力取得フラグＦｌｇ（以下「フラグＦｌｇ」ともいう。）を生成する。図７には、反力取得フラグＦｌｇを生成するフローチャートが示されている。ステップＳ５１において、ＥＣＵ２６は、反力上限値Ｆｍａｘを更新するための学習が可能であるかどうかを判定する。当該判定は、ステップＳ７の判定結果に基づいて行う。当該学習が可能である場合（Ｓ５１：ＹＥＳ）、ステップＳ５２に進む。また、当該学習が不可である場合（Ｓ５１：ＮＯ）、ステップＳ５６において、ＥＣＵ２６は、反力取得フラグＦｌｇを取得せずに今回の処理を終える。

ステップＳ５２において、ＥＣＵ２６は、ステップＳ３で取得した踏力値Ｆｃｒｒを読み出す。続くステップＳ５３において、ＥＣＵ２６は、踏力値Ｆｃｒｒが安定しているかどうかを判定する。当該判定は、前回の踏力値Ｆｃｒｒ（以下「踏力値Ｆｃｒｒ（前回）」ともいう。）と今回の踏力値Ｆｃｒｒ（以下「踏力値Ｆｃｒｒ（今回）」ともいう。）の差の絶対値が、閾値ＴＨｆｃｒｒ以下である状態が、所定時間ＴＨｓｂｌ続いているかどうかにより判定する。ここでの閾値ＴＨｆｃｒｒ及び所定時間ＴＨｓｂｌは、踏力値Ｆｃｒｒの安定状態を判定するための閾値及び時間である。所定時間ＴＨｓｂｌの代わりに、踏力値Ｆｃｒｒの安定状態を判定するための回数を用いてもよい。

ステップＳ５３において踏力値Ｆｃｒｒが安定である場合（Ｓ５３：ＹＥＳ）、ステップＳ５４において、ＥＣＵ２６は、反力取得フラグＦｌｇを取得する（図８参照）。このフラグＦｌｇは、暫定反力上限値Ｆｔｍａｘを算出するための反力上限値算出用踏力値Ｆｔ（以下「踏力値Ｆｔ」ともいう。）の取得の可否を規定するものである。フラグＦｌｇが立ったとき、踏力値Ｆｔの取得が許可され、フラグＦｌｇが立っていないとき、踏力値Ｆｔの取得が許可されない。

ステップＳ５３において踏力値Ｆｃｒｒが安定でない場合（Ｓ５３：ＮＯ）、ステップＳ５５において、ＥＣＵ２６は、踏力値Ｆｃｒｒが極大値であるかどうかを判定する。当該判定は、踏力値Ｆｃｒｒ（前回）と踏力値Ｆｃｒｒ（今回）との差が閾値ＴＨｉｃｓ以上である状態が所定時間ＴＨｉｃｓ続いた後に、当該差が閾値ＴＨｄｃｓ以下になったかどうかにより判定する。ここでの閾値ＴＨｉｃｓ及び所定時間ＴＨｉｃｓは、踏力値Ｆｃｒｒの上昇を判定する閾値及び時間であり、閾値ＴＨｄｃｓは、踏力値Ｆｃｒｒの下降を判定する閾値である。所定時間ＴＨｉｃｓの代わりに、踏力値Ｆｃｒｒの上昇を判定する回数を用いてもよい。

ステップＳ５５において踏力値Ｆｃｒｒが極大値である場合（Ｓ５５：ＹＥＳ）、ステップＳ５４において、ＥＣＵ２６は、反力取得フラグＦｌｇを取得する（図８参照）。踏力値Ｆｃｒｒが極大値でない場合（Ｓ５５：ＮＯ）、ステップＳ５６において、ＥＣＵ２６は、反力取得フラグＦｌｇを取得せずに今回の処理を終える。

図５に戻り、ステップＳ３３において、ＥＣＵ２６は、暫定反力上限値Ｆｔｍａｘを算出する。図９には、暫定反力上限値Ｆｔｍａｘを算出するフローチャートが示されている。ステップＳ６１において、ＥＣＵ２６は、ステップＳ３で取得した踏力値Ｆｃｒｒを読み出す。ステップＳ６２において、ＥＣＵ２６は、ステップＳ３１で算出した新たな基準値αを読み出す。

ステップＳ６３において、ＥＣＵ２６は、反力取得フラグＦｌｇが取得されたかどうかを確認する。フラグＦｌｇが取得されている場合（Ｓ６３：ＹＥＳ）、ステップＳ６４に進む。フラグＦｌｇが取得されていない場合（Ｓ６３：ＮＯ）、ステップＳ６５において、ＥＣＵ２６は、前回の反力上限値Ｆｍａｘを今回の暫定反力上限値Ｆｔｍａｘとして設定する。

ステップＳ６４において、ＥＣＵ２６は、フラグＦｌｇを取得した時点の踏力値Ｆｃｒｒと基準値αの和を反力上限値算出用踏力値Ｆｔとして設定する。例えば、図１０では、時点ｔ１において踏力値Ｆｃｒｒが極大値となると、その時点における踏力値Ｆｃｒｒと基準値αの和が反力上限値算出用踏力値Ｆｔ１として取得される。時点ｔ２において踏力値Ｆｃｒｒが安定状態となると、その時点における踏力値Ｆｃｒｒと基準値αの和が反力上限値算出用踏力値Ｆｔ２として取得される。同様に、時点ｔ３、ｔ４において踏力値Ｆｃｒｒが極大値となると、その時点における踏力値Ｆｃｒｒと基準値αの和が反力上限値算出用踏力値Ｆｔ３、Ｆｔ４として取得される。

続くステップＳ６６において、ＥＣＵ２６は、今回の処理における道路属性が「一般道路」であるかどうかを判定する。道路属性が「一般道路」である場合（Ｓ６６：ＹＥＳ）、ステップＳ６７において、ＥＣＵ２６は、メモリ３４内に構成された一般道路用データベース（以下「一般道路用ＤＢ」という。）に今回の踏力値Ｆｔを保存する。一般道路用ＤＢは、ファーストイン・ファーストアウト式のデータベースであり、１０個の踏力値Ｆｔを保存する。

ステップＳ６８において、ＥＣＵ２６は、一般道路用ＤＢに保存されている１０個の踏力値Ｆｔの平均値である踏力平均値Ｆａｖｅを算出する。続くステップＳ６９において、ＥＣＵ２６は、ステップＳ６８で算出した踏力平均値Ｆａｖｅを新たな暫定反力上限値Ｆｔｍａｘに設定する。

ステップＳ６６に戻り、道路属性が一般道路でない場合（Ｓ６６：ＮＯ）、ステップＳ７０において、ＥＣＵ２６は、道路属性が「高速道路」であるかどうかを判定する。道路属性が「高速道路」である場合（Ｓ７０：ＹＥＳ）、ステップＳ７１において、ＥＣＵ２６は、メモリ３４内に構成された高速道路用データベース（以下「高速道路用ＤＢ」という。）に今回の踏力値Ｆｔを保存する。高速道路用ＤＢは、ファーストイン・ファーストアウト式のデータベースであり、１０個の踏力値Ｆｔを保存する。

ステップＳ７２において、ＥＣＵ２６は、高速道路用ＤＢに保存されている１０個の踏力値Ｆｔの平均値である踏力平均値Ｆａｖｅを算出する。続くステップＳ７３において、ＥＣＵ２６は、ステップＳ７２で算出した踏力平均値Ｆａｖｅを新たな暫定反力上限値Ｆｔｍａｘに設定する。

ステップＳ７０に戻り、道路属性が「高速道路」でない場合（Ｓ７０：ＮＯ）、道路属性は「その他の道路」である。そこで、ステップＳ７４において、ＥＣＵ２６は、メモリ３４内に構成されたその他の道路用データベース（以下「その他の道路用ＤＢ」という。）に今回の踏力値Ｆｔを保存する。その他の道路用ＤＢは、ファーストイン・ファーストアウト式のデータベースであり、１０個の踏力値Ｆｔを保存する。

ステップＳ７５において、ＥＣＵ２６は、その他の道路用ＤＢに保存されている１０個の踏力値Ｆｔの平均値である踏力平均値Ｆａｖｅを算出する。続くステップＳ７６において、ＥＣＵ２６は、ステップＳ７５で算出した踏力平均値Ｆａｖｅを新たな暫定反力上限値Ｆｔｍａｘに設定する。

図５に戻り、ステップＳ３４において、ＥＣＵ２６は、暫定反力上限値Ｆｔｍａｘの採用の可否を判断する。図１１には、暫定反力上限値Ｆｔｍａｘの採用の可否を判断するフローチャートが示されている。ステップＳ８１において、ＥＣＵ２６は、前回の反力上限値Ｆｍａｘ（以下「反力上限値Ｆｍａｘ（前回）」という。）を読み出す。ステップＳ８２において、ＥＣＵ２６は、今回の暫定反力上限値Ｆｔｍａｘ（以下「暫定反力上限値Ｆｔｍａｘ（今回）」という。）を読み出す。

ステップＳ８３において、ＥＣＵ２６は、アクセルペダル１４の踏込み速度Ｖθ［度／ｓｅｃ］が大きいかどうかを判定する。踏込み速度Ｖθは、アクセルペダル１４の踏込み量θを用いて求める。また、大きい踏込み速度Ｖθとは、運転者に加速意図がある場合の踏込み速度Ｖθを意味する。踏込み速度Ｖθが大きくない場合（Ｓ８３：ＮＯ）、ステップＳ８４において、ＥＣＵ２６は、反力上限値Ｆｍａｘ（前回）の評価が「適切」であったかどうかを確認する。この確認は、前回の処理におけるステップＳ９の結果に基づいて行う。反力上限値Ｆｍａｘ（前回）の評価が「適切」でなかった場合（Ｓ８４：ＮＯ）、ステップＳ８５において、ＥＣＵ２６は、暫定反力上限値Ｆｔｍａｘ（今回）を反力上限値Ｆｍａｘ（今回）として設定する。

ステップＳ８３において踏込み速度Ｖθが大きい場合（Ｓ８３：ＹＥＳ）又はステップＳ８４において反力上限値Ｆｍａｘ（前回）の評価が「適切」であった場合（Ｓ８４：ＹＥＳ）、ステップＳ８６において、ＥＣＵ２６は、反力上限値Ｆｍａｘ（前回）をそのまま反力上限値Ｆｍａｘ（今回）として用いる。

［反力上限値Ｆｍａｘの評価（ステップＳ９）の詳細］
図１２には、反力上限値Ｆｍａｘの評価を行うフローチャートが示されている。ステップＳ９１において、ＥＣＵ２６は、ステップＳ３で取得した踏力値Ｆｃｒｒ（今回）を読み出す。ステップＳ９２において、ＥＣＵ２６は、ステップＳ８で算出した反力上限値Ｆｍａｘ（今回）を読み出す。ステップＳ９３において、ＥＣＵ２６は、ステップＳ８で算出した今回の基準値α（以下「基準値α（今回）」という。）を読み出す。

ステップＳ９４において、ＥＣＵ２６は、今回の反力目標値Ｆｔｇｔ（以下「反力目標値Ｆｔｇｔ（今回）」という。）と踏力値Ｆｃｒｒ（今回）の偏差（偏差Ｆｄ）［Ｎ］を算出する。上述の通り、反力目標値Ｆｔｇｔは、反力上限値Ｆｍａｘから基準値αを差し引いた値（Ｆｔｇｔ＝Ｆｍａｘ−α）である。このため、偏差Ｆｄは、反力上限値Ｆｍａｘから基準値αを差し引いた値からさらに踏力値Ｆｃｒｒ（今回）を差し引いた値の絶対値として算出可能である（Ｆｄ＝｜（Ｆｍａｘ−α）−Ｆｃｒｒ｜）。

ステップＳ９５において、ＥＣＵ２６は、比較的短い期間における反力上限値Ｆｍａｘの信頼性を評価するための偏差Ｆｄの閾値（偏差閾値ＴＨｆｄ）を、偏差Ｆｄが上回っているかどうかを判定する。例えば、図１３の時点ｔ１１では、直前の反力上限値Ｆｍａｘと基準値αの差（Ｆｍａｘ−α）と踏力値Ｆｃｒｒとの偏差Ｆｄは偏差閾値ＴＨｆｄを上回っている。一方、時点ｔ１２では、直前の反力上限値Ｆｍａｘと基準値αの差（Ｆｍａｘ−α）と踏力値Ｆｃｒｒとの偏差Ｆｄは偏差閾値ＴＨｆｄを上回っている。

偏差Ｆｄが偏差閾値ＴＨｆｄを上回っている場合（Ｓ９５：ＹＥＳ）、ステップＳ９６において、ＥＣＵ２６は、反力上限値Ｆｍａｘ（今回）が「不適切」であると判定する。偏差Ｆｄが偏差閾値ＴＨｆｄ以下である場合（Ｓ９５：ＮＯ）、ステップＳ９７に進む。

ステップＳ９７において、ＥＣＵ２６は、偏差Ｆｄの移動平均値である偏差平均値Ｆｄａｖｅを算出する。続くステップＳ９８において、ＥＣＵ２６は、比較的長い期間における反力上限値Ｆｍａｘの信頼性を評価するための偏差平均値Ｆｄａｖｅの閾値（偏差平均閾値ＴＨｆｄａｖｅ）を偏差平均値Ｆｄａｖｅが上回っているかどうかを判定する。例えば、図１３の時点ｔ１２から時点ｔ１３までの偏差平均値Ｔｄａｖｅが、偏差平均閾値ＴＨｆｄａｖｅを上回っているかどうかを判定する。

偏差平均値Ｆｄａｖｅが偏差平均閾値ＴＨｆｄａｖｅを上回っている場合（Ｓ９８：ＹＥＳ）、ステップＳ９９において、ＥＣＵ２６は、反力上限値Ｆｍａｘ（今回）は不適切であると判定する。偏差平均値Ｆｄａｖｅが偏差平均閾値ＴＨｆｄａｖｅ以下である場合（Ｓ９８：ＮＯ）、ステップＳ１００において、ＥＣＵ２６は、反力上限値Ｆｍａｘ（今回）は適切であると判定する。

［基準値αの評価（ステップＳ１０）の詳細］
図１４には、新たな基準値αの評価を行うフローチャートが示されている。ステップＳ１０１において、ＥＣＵ２６は、車速目標値Ｖｔｇｔを読み出す。ステップＳ１０２において、ＥＣＵ２６は、車速Ｖを読み出す。ステップＳ１０３において、ＥＣＵ２６は、最大上限値Ｆｍａｘ（今回）を読み出す。ステップＳ１０４において、ＥＣＵ２６は、基準値α（今回）を読み出す。ステップＳ１０５において、ＥＣＵ２６は、踏力値Ｆｃｒｒ（今回）を読み出す。

ステップＳ１０６において、ＥＣＵ２６は、アクセルペダル１４の踏込み量θを用いてアクセルペダル１４の踏込み速度Ｖθ［度／ｓｅｃ］を取得する。ステップＳ１０７において、ＥＣＵ２６は、車速Ｖと車速目標値Ｖｔｇｔの偏差（車速偏差Ｖｄ）を算出する（Ｖｄ＝Ｖ−Ｖｔｇｔ）。

ステップＳ１０８において、ＥＣＵ２６は、反力偏差Ｆｄｄを算出する。反力偏差Ｆｄｄは、反力上限値Ｆｍａｘと踏力値Ｆｃｒｒの差の絶対値である（Ｆｄｄ＝｜Ｆｍａｘ−Ｆｃｒｒ｜）。

ステップＳ１０９において、ＥＣＵ２６は、反力偏差Ｆｄｄが偏差閾値ＴＨｆｄｄ（例えば、１．５Ｎ）を下回る状態が踏力不足判定期間ＴＨｆｌ（例えば、３秒）以上継続し、且つ踏込み速度Ｖθが踏込み速度閾値ＴＨｖθを上回っているかどうかを判定する。踏力不足判定期間ＴＨｆｌは、運転者に加速意図があるにもかかわらず、運転者の踏力が不足しているために踏力値Ｆｃｒｒが反力上限値Ｆｍａｘに到達しない状態を判定するための期間である。

例えば、図１５において、時点ｔ２１までは、反力上限値Ｆｍａｘと踏力値Ｆｃｒｒとの偏差Ｆｄｄが偏差閾値ＴＨｆｄｄを上回っていたが、時点ｔ２１になると、偏差Ｆｄｄが偏差閾値ＴＨｆｄｄと等しくなる。そして、時点ｔ２２において、偏差Ｆｄｄが偏差閾値ＴＨｆｄｄを下回っている期間が踏力不足判定期間ＴＨｆｌと等しくなり、ステップＳ１０９の条件のうち、反力偏差Ｆｄｄが偏差閾値ＴＨｆｄｄを踏力不足判定期間ＴＨｆｌ以上下回っているとの条件は満たされる。なお、踏込み速度Ｖθが踏込み速度閾値ＴＨｖθを上回っているかどうかは、偏差Ｆｄｄが偏差閾値ＴＨｆｄｄ以下となった時点で満たしていればよい。

ステップＳ１０９の全ての条件が満たされる場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、運転者には加速意図があるが、反力Ｆｒが大き過ぎて反力上限値Ｆｍａｘまで到達できないと考えられる。そこで、ステップＳ１１０において、ＥＣＵ２６は、基準値αが過大であると判定する。

ステップＳ１０９のいずれかの条件が満たされなかった場合（Ｓ１０９：ＮＯ）、ステップＳ１１１において、ＥＣＵ２６は、車速偏差Ｖｄが車速偏差閾値ＴＨｖｄを上回る状態が反力不足判定期間ＴＨｒｌ（例えば１５秒）以上継続しており、且つ踏込み速度Ｖθが踏込み速度閾値ＴＨｖθを下回っているかどうかを判定する。反力不足判定期間ＴＨｒｌは、運転者に加速意図がないにもかかわらず、反力Ｆｒが不足しているために踏力値Ｆｃｒｒが反力目標値Ｆｔｇｔを超え、その結果、車速偏差Ｖｄが車速偏差閾値ＴＨｖｄを超えている状態を判定するための期間である。

例えば、図１６において、時点ｔ３１までは、車速Ｖが車速目標値Ｖｔｇｔを下回っていたが、時点ｔ３１になると、車速Ｖが車速目標値Ｖｔｇｔと等しくなる。そして、時点ｔ３２において、車速偏差Ｖｄが車速偏差閾値ＴＨｖｄを上回り、時点ｔ３３において、車速偏差Ｖｄが車速偏差閾値ＴＨｖｄを上回っている期間が反力不足判定期間ＴＨｒｌと等しくなり、ステップＳ１１１の条件のうち、車速偏差Ｖｄが車速偏差閾値ＴＨｖｄを反力不足判定期間ＴＨｒｌ以上上回っているとの条件は満たされる。なお、踏込み速度Ｖθが踏込み速度閾値ＴＨｖθを下回っているかどうかは、例えば、反力不足判定期間ＴＨｒｌにおいて常に満たしている必要がある。

ステップＳ１１１の両方の条件が満たされる場合、反力Ｆｒが小さすぎるため、アクセルペダル１４が車速目標値を超えてしまうことが簡単にできてしまう。そこで、ステップＳ１１１の条件が全て満たされた場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１１２において、ＥＣＵ２６は、基準値α（今回）は過小であると判定する。ステップＳ１１１の条件のいずれかが満たされない場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、ステップＳ１１３において、ＥＣＵ２６は、基準値α（今回）は適切であると判定する。

３．本実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、反力取得フラグＦｌｇを取得したとき、すなわち、踏力値Ｆｃｒｒが安定状態のとき又は極大値のとき、その時点の踏力値Ｆｃｒｒに基準値αを加えた値を新たな反力上限値Ｆｍａｘとして設定する。その結果、新たな反力目標値Ｆｔｇｔは、その時点における踏力値Ｆｃｒｒと等しくなる。このため、反力目標値Ｆｔｇｔをより適切に設定することが可能となる。また、踏込み速度Ｖθが踏込み速度閾値ＴＨｖθを上回り運転者に加速意図があるにもかかわらず、運転者の踏力が不足しているために踏力値Ｆｃｒｒが反力上限値Ｆｍａｘに到達しないとき、基準値αを減少させる。その結果、反力上限値Ｆｍａｘも減少させる。このため、反力上限値Ｆｍａｘをより適切に設定することが可能となる。

本実施形態において、ＥＣＵ２６は、一般道路用ＤＢ、高速道路用ＤＢ及びその他の道路用ＤＢを利用した移動平均処理を用いて新たな反力上限値Ｆｍａｘを設定する（図９参照）。これにより、反力上限値Ｆｍａｘが急に大きく変更され、運転者に違和感を与えることを避けることが可能となる。

本実施形態において、ＥＣＵ２６は、ナビゲーションシステム２４により判定された道路属性毎に新たな反力上限値算出用踏力値Ｆｔを記憶し、この踏力値Ｆｔを用いて反力上限値Ｆｍａｘを算出する。これにより、車両１０の加減速に影響を与える道路属性に応じて新たな反力上限値Ｆｍａｘを設定することが可能となる。

Ｂ．変形例
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。

上記実施形態では、反力Ｆｒを付与する対象としてアクセルペダル１４を用いたが、ブレーキペダルであってもよい。例えば、図１の構成において、アクセルペダル１４の代わりにブレーキペダルを用いることで、ブレーキペダルに反力を付与する構成に本発明を適用してもよい。ブレーキペダルに反力を付与する目的としては、特許文献２に記載のように、オートクルーズ制御（ＡＣＣ）等に用いることが可能である。

１０…車両 １２…反力装置
１４…アクセルペダル １６…リターンスプリング
１８…踏込み量センサ ２０…車速センサ
２４…ナビゲーションシステム
２６…ＥＣＵ（反力制御部、踏込み速度判定部、車速目標値設定部）
２８…アクチュエータ ３０…電流センサ（踏力判定部）
Ｆｃｒｒ…踏力値 Ｆｍａｘ…反力上限値
Ｆｒ…反力 Ｆｔｇｔ…反力目標値
ＴＨｆｌ…踏力不足判定期間 ＴＨｖθ…踏込み速度閾値
Ｖ…車速 Ｖｔｇｔ…車速目標値
Ｖθ…アクセルペダルの踏込み速度 α…目標値設定用基準値
θ…アクセルペダルの踏込み量

Claims (5)

1. 車両用ペダルに対してアクチュエータにより反力を付与する反力装置であって、
   前記反力装置は、
   前記アクチュエータが生じる反力を制御する反力制御部と、
   前記車両用ペダルの踏力を判定する踏力判定部と、
   前記車両用ペダルの踏込み速度を判定する踏込み速度判定部と
   を備え、
   前記反力制御部は、
   前記反力の上限値である反力上限値と、
   車両の定速走行時における前記反力の目標値である反力目標値と前記反力上限値との差を規定する目標値設定用基準値と、
   前記踏込み速度の閾値である踏込み速度閾値と、
   前記踏力と前記反力目標値との偏差の閾値である偏差閾値と
   を設定し、
   さらに、前記反力制御部は、
   前記反力上限値と前記目標値設定用基準値との差から前記反力目標値を算出し、
   前記踏込み速度が前記踏込み速度閾値を下回り、且つ前記踏力と前記反力目標値との偏差が前記偏差閾値を上回っているとき、前記踏力と前記目標値設定用基準値の和を新たな反力上限値として設定し、
   前記踏力が前記反力目標値を上回り且つ前記反力上限値を下回る状態が所定時間以上続いたとき、前記目標値設定用基準値を減少させる
   ことを特徴とする反力装置。
2. アクセルペダルに対してアクチュエータにより反力を付与する反力装置であって、
   前記反力装置は、
   前記アクチュエータが生じる反力を制御する反力制御部と、
   前記アクセルペダルの踏力を判定する踏力判定部と、
   前記アクセルペダルの踏込み速度を判定する踏込み速度判定部と、
   車両の車速を判定する車速判定部と、
   前記車両の車速目標値を設定する車速目標値設定部と
   を備え、
   前記反力制御部は、
   前記反力の上限値である反力上限値と、
   車両の定速走行時における前記反力の目標値である反力目標値と前記反力上限値との差を規定する目標値設定用基準値と、
   前記踏込み速度の閾値である踏込み速度閾値と、
   前記踏力と前記反力目標値との偏差の閾値である偏差閾値と
   を設定し、
   さらに、前記反力制御部は、
   前記反力上限値と前記目標値設定用基準値との差から前記反力目標値を算出し、
   前記踏込み速度が前記踏込み速度閾値を下回り、且つ前記踏力と前記反力目標値との偏差が前記偏差閾値を上回っているとき、前記踏力と前記目標値設定用基準値の和を新たな反力上限値として設定し、
   前記踏力が前記反力目標値を上回り且つ前記車速が前記車速目標値を上回る状態が所定時間以上続いたとき、前記目標値設定用基準値を増加させる
   ことを特徴とする反力装置。
3. 請求項１又は２記載の反力装置において、
   前記反力制御部は、前記踏力と前記反力目標値との偏差が前記偏差閾値を上回っているかどうかの判定を、前記踏力と前記反力目標値との偏差の平均値に基づいて行う
   ことを特徴とする反力装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の反力装置において、
   前記反力制御部は、移動平均処理を用いて前記新たな反力上限値を設定する
   ことを特徴とする反力装置。
5. 請求項４記載の反力装置において、
   前記反力装置は、さらに、前記車両の加減速操作に影響を与える道路属性を判定する道路属性判定部を備え、
   前記反力制御部は、前記道路属性判定部により判定された道路属性毎に前記新たな反力上限値を記憶する
   ことを特徴とする反力装置。

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