JP2013014259A - アクセルペダル反力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクセルペダルとブレーキペダルとの同時踏込が行われている場合に、アクセルペダルが物等に引っ掛かって戻らない状態となっていたとしても、意図しない自動車の走行再開を防止して運転者の違和感を抑制する。
【解決手段】目標踏込反力Ｆｒｔを設定する目標反力設定部８は、ブレーキペダル１０が踏み込まれている状態が検出され（ステップＳＴ１：Ｙｅｓ）、且つアクセルペダル２のペダル踏込量θａが第１踏込量θαよりも大きい場合（ステップＳＴ２：Ｙｅｓ）、第１増大量Ｆｒ１をもって目標踏込反力Ｆｒｔを増大させる第１増大処理を実行して（ステップＳＴ３）運転者に気付かせるとともに、この状態が第１所定時間Ｔ１にわたって継続した場合（ステップＳＴ４：Ｙｅｓ）、目標踏込反力Ｆｒｔを最大値に増大させる第２増大処理を実行して（ステップＳＴ６）強制的にアクセルペダル２を戻す。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に設けられるアクセルペダルの踏込反力を制御するアクセルペダル反力制御装置に係り、運転者がアクセルペダルとブレーキペダルとを間違えて同時踏込みしている場合に、運転者の違和感を抑制しつつ意図しない自動車の走行再開を防止する技術に関する。

近年、アクセルペダルに付与する踏込反力を可変制御することができるアクセルペダル反力制御装置が種々開発されている。この種のアクセルペダル反力制御装置では、踏込反力を増加させることで、触覚を通して運転者に所定のインフォメーションを伝えたり（特許文献１参照）、踏込反力を増加させることで運転者によるアクセルペダルの踏込を抑制したりすることができる。

運転者によるアクセルペダルの踏込を抑制したい場面としては、運転者が間違えてアクセルペダルおよびブレーキペダルを同時に踏み込んでいるときが挙げられる。そして、運転者が間違えてアクセルペダルおよびブレーキペダルを同時に踏み込んでいる場合と、運転者が意図的にアクセルペダルおよびブレーキペダルを同時に踏み込んでいる場合とを適切に判断することで、車両の安全性と意図的な運転操作による走行性能の確保との両立を図る発明として、ブレーキペダルの踏込量またはブレーキペダルの作動圧力が所定の閾値未満であれば意図的な同時踏込操作と判断し、値が所定の閾値以上であれば間違えによる同時踏込操作と判断するようにしたものが提案されている（特許文献２参照）。

そして、特許文献２に記載の発明では、運転者が間違えてアクセルペダルおよびブレーキペダルを同時に踏み込んでいると判断した場合には、エンジンを強制的にアイドル状態にするエンジン制御信号を出力するようにしている。

特開２００５−１３２２２５号公報 特開２００５−２９１０３０号公報

ここで、特許文献２の技術にアクセルペダル反力制御装置を組み合わせ、運転者が間違えてアクセルペダルおよびブレーキペダルを同時に踏み込んでいると判断した場合に、アクセルペダルの踏込反力を増大させることで、運転者にインフォメーションを伝えたり踏込を抑制したりするとともに、エンジンを強制的にアイドル状態にすることが考えられる。このような組み合わせ技術によれば、ブレーキペダルとアクセルペダルとの同時踏込が間違えて行われている場合に、エンジン出力をアイドル状態にまで低下させることができる。

しかしながら、このような組み合わせ技術では、同時踏込が継続して自動車が停止あるいは減速したことで運転者がブレーキペダルを緩めたときに、アクセルペダルが物等に引っ掛かって戻らない状態となっている場合には、間違えによる同時踏込の状態が解除されているために、アクセルペダルの踏込量に応じた駆動力をエンジンが出力し、再度自動車が走行を開始することになり、運転者に違和感を与える虞がある。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、アクセルペダルとブレーキペダルとの同時踏込が行われている場合に、アクセルペダルが引っ掛かって戻らない状態となっていたとしても、意図しない自動車の走行再開を防止して運転者の違和感を抑制できるアクセルペダル反力制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、自動車に設けられたアクセルペダル（２）の踏込反力（Ｆｒ）を制御するアクセルペダル反力制御装置（１）であって、前記アクセルペダルに踏込反力を付与する反力付与手段（３）と、目標踏込反力（Ｆｒｔ）を設定する目標反力設定手段（８）と、前記アクセルペダルの踏込量をペダル踏込量（θａ）として検出する踏込量検出手段（１１）とを備え、前記目標反力設定手段は、ブレーキペダル（１０）の操作状態を検出するブレーキ操作状態検出手段（１３）により当該ブレーキペダルが踏み込まれている状態が検出され、且つ前記ペダル踏込量が第１所定値（θα）よりも大きい場合、第１増大量（Ｆｒ１）をもって前記目標踏込反力を増大させる第１増大処理を実行するとともに、前記ブレーキペダルが踏み込まれている状態および前記ペダル踏込量が前記第１所定値よりも大きい状態が第１所定時間（Ｔ１、Ｔ２）にわたって継続した場合、前記第１増大量よりも大きな第２増大量（Ｆｒ２）をもって前記目標踏込反力を増大させる第２増大処理を実行するように構成する。

このような構成とすることにより、第１増大量をもって踏込反力を増大させることにより、運転者が意図して同時踏込を行っている場合には煩わしくない程度に踏込反力を増大させ、運転者が間違えて同時踏込を行っている場合には触覚を通して同時踏込がなされていることを運転者に気付かせることができる。また、第１所定時間の経過後にはより大きな第２増大量をもって踏込反力を増大させて強制的にアクセルペダルを戻すことにより、同時踏込によりアクセルペダルが物等に引っ掛かって戻らなくなっているときでも安全性を確保することができる。

また、本発明の一側面によれば、前記ブレーキペダルが踏み込まれている状態および前記ペダル踏込量が前記第１所定値よりも大きい状態が前記第１所定時間（Ｔ２）よりも短い第２所定時間（Ｔ１）にわたって継続した場合に、前記自動車の駆動源の出力を低減する駆動力制御手段（９，１４）を備え、前記目標反力設定手段は、前記駆動力制御手段により前記駆動減の出力が低減された後に、前記ペダル踏込量が第２所定値（θβ）以上であり且つ前記ブレーキ操作状態検出手段により前記ブレーキペダルの踏み込みが解除方向に移行している状態または解除された状態が検出された場合、前記第２増大処理を実行するように構成することができる。

駆動力制御手段により駆動源の出力が低減された後には、駆動源の出力が低減したこと或いは自動車が停止または減速したことで運転者がブレーキペダルを緩めることが考えられるが、上記のような構成とすることにより、第１所定時間が経過する前であっても、運転者がブレーキペダルを緩める操作を行った際にはより大きな第２増大量をもって踏込反力を増大させて強制的にアクセルペダルを戻すことにより安全性を確保することができる。

このように本発明に係るアクセルペダル反力制御装置によれば、アクセルペダルとブレーキペダルとの同時踏込が行われている場合に、アクセルペダルが引っ掛かって戻らない状態となっていたとしても、意図しない自動車の走行再開を防止して運転者の違和感を抑制することができる。

本発明に係るアクセルペダル反力制御装置の概略構成図 図１に示すアクセルペダル反力制御装置の概略ブロック図 図２に示す反力制御ユニットによる制御手順を示すフロー図 図２に示す反力制御ユニットによる他の制御手順を示すフロー図

以下、本発明に係るアクセルペダル反力制御装置１の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示すように、アクセルペダル反力制御装置１は、自動車に設けられたアクセルペダル２に対して踏み力に抵抗する踏込反力を付与するものであり、アクセルペダル２に踏込反力Ｆｒを付与する反力付与手段である反力アクチュエータ３と、反力アクチュエータ３に発生させる反力を制御する反力制御ユニット４とを備える。

アクセルペダル２は、下端が車体に回動自在に連結されるとともに、上部にペダルアーム５が連結されており、図示しないリターンスプリングにより付勢されたペダルアーム５によって原位置側（起立側）へ常時付勢されている。なお、この付勢力には、アクセルペダル２を踏み込む方向に作動させるときは大きく、戻す方向に作動させるときは小さくなるヒステリシス特性が与えられている。また、このヒステリシス特性は、従来のケーブル式のペダル装置により生じさせるものでもよく、ドライブ・バイ・ワイヤ式のペダル装置が付勢力発生装置が生じさせるものでもよい。

反力アクチュエータ３は、回転運動型の電動モータ６と、電動モータ６の出力軸に連結された旋回アーム７とを備えており、電動モータ６が旋回アーム７に回転トルクを加えることにより、旋回アーム７をペダルアーム５に摺接させてアクセルペダル２に踏込反力Ｆｒを付与する。

反力制御ユニット４は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、各種ドライバなどから構成されており、図２に示すように、反力アクチュエータ３に発生させる目標踏込反力Ｆｒｔを設定する目標反力設定部８と、自動車の駆動源であるエンジンの出力を低減させるためのエンジン制御信号を生成するエンジン制御信号生成部９とを備えており、設定した目標踏込反力Ｆｒｔがアクセルペダル２に付与されるように反力アクチュエータ３を駆動制御する。

反力制御ユニット４には、アクセルペダル２の踏込量をペダル踏込量θａとして検出するアクセルペダルセンサ１１と、自動車の走行速度（車速Ｖ）を検出する車速センサ１２と、ブレーキペダル１０の操作状態を検出すべくブレーキペダル１０の作動圧力を検出するブレーキ圧センサ１３の信号が入力しており、これら信号に基づいて目標反力設定部８は目標踏込反力Ｆｒｔを設定する。

エンジン制御信号生成部９は、目標反力設定部８において後述する所定の条件（ステップＳＴ１４：Ｙｅｓ）が満たされていると判定されたときに、エンジン制御信号を生成して、エンジンを駆動制御するエンジン制御ユニット１４に対してエンジン制御信号を出力する。エンジン制御ユニット１４は、エンジン制御信号を受け取ると、ここではエンジンをアイドル状態に制御する。なお、エンジン制御信号を受け取ったときに、エンジン制御ユニット１４がエンジンを停止させるように構成してもよく、アイドル状態に近づくようにエンジンの出力を低減させるように構成してもよい。また、ここでは自動車の駆動源としてエンジンを例としているが、自動車が電気自動車やハイブリッド車である場合には、エンジンおよびモータの少なくとも一方の出力を低減させるように構成すればよい。

次に、図３のフロー図を参照して反力制御ユニット４による制御手順について説明する。反力制御ユニット４は、ブレーキ圧センサ１３の検出値に基づいて、ブレーキペダル１０が踏み込まれている状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ１）。ステップＳＴ１でブレーキペダル１０が踏み込まれている状態であると判定された場合（Ｙｅｓ）、反力制御ユニット４は次に、アクセルペダルセンサ１１により検出されたペダル踏込量θａが、所定の第１踏込量θαよりも大きいか否か判定する（ステップＳＴ２）。なお、第１踏込量θαは、これよりも小さな踏込量であればアクセルペダル２が踏み込まれていないと判定し得る程度に小さな値に設定することができる。

ステップＳＴ１でブレーキペダル１０が踏み込まれている状態でないと判定された場合（Ｎｏ）、およびステップＳＴ２でペダル踏込量θａが第１踏込量θα以下であると判定された場合（Ｎｏ）、アクセルペダル２とブレーキペダル１０との同時踏込が行われていないため、目標踏込反力Ｆｒｔについて後述する第１増大処理および第２増大処理を行うことはない。

一方、ステップＳＴ２でペダル踏込量θａが第１踏込量θαよりも大きいと判定された場合（Ｙｅｓ）、アクセルペダル２とブレーキペダル１０との同時踏込が行われているため、反力制御ユニット４は、第１増大量Ｆｒ１をもって目標踏込反力Ｆｒｔを増大させる第１増大処理を実行する（ステップＳＴ３）。ここで、第１増大量Ｆｒ１は、運転者に触覚を通して踏込反力Ｆｒの変動を気付かせることができ且つ煩わしさを与えない程度のものである。また、第１増大処理は、アクセルペダル２とブレーキペダル１０との同時踏込が行われているときにのみ行われ、どちらか一方の踏込が解除されると（ステップＳＴ１かステップＳＴ２の判定がＮｏになると）終了するものであり、実行中に第１増大量Ｆｒ１を一定にして継続させる態様としてもよいが、第１増大量Ｆｒ１を周期的に変化させる態様とすることで、触覚を刺激して効果的に運転者に第１増大処理が行われていることを気付かせることができる。

その後、第１増大処理の実行時間が第１所定時間Ｔ１に達したか否か、すなわちブレーキペダル１０が踏み込まれている状態（ステップＳＴ１：Ｙｅｓ）およびペダル踏込量θａが第１踏込量θαよりも大きい状態（ステップＳＴ２：Ｙｅｓ）が第１所定時間Ｔ１にわたって継続したか否かを判定する（ステップＳＴ４）。この判定がＮｏである場合、第１所定時間Ｔ１が経過するまでステップＳＴ３の第１増大処理を継続する。

ステップＳＴ４で第１所定時間Ｔ１に達したと判定されると（Ｙｅｓ）、反力制御ユニット４は、ペダル踏込量θａが所定の第２踏込量θβよりも大きいか否か判定する（ステップＳＴ５）。なお、第２踏込量θβは、これよりも小さな踏込量であれば、例えブレーキペダル１０の踏込が解除されても自動車が加速することがない程度に小さな値に設定することができる。ステップＳＴ５でペダル踏込量θａが所定の第２踏込量θβ以下であると判定された場合（Ｎｏ）、例えブレーキペダル１０の踏込が解除されても自動車が加速することがないため、目標踏込反力Ｆｒｔについて後述する第２増大処理を行うことはない。

一方、ステップＳＴ５でペダル踏込量θａが所定の第２踏込量θβよりも大きいと判定された場合（Ｙｅｓ）、ブレーキペダル１０の踏込が解除された場合に自動車が加速する虞があるため、反力制御ユニット４は、第２増大量Ｆｒ２をもって目標踏込反力Ｆｒｔを増大させる第２増大処理を実行する（ステップＳＴ６）。ここで、第２増大量Ｆｒ２は、第１増大量Ｆｒ１よりも大きな値であり、第１増大処理によっても運転者が間違って同時踏込を行っていることに気付かずにアクセルペダル２の踏込を解除しない場合や、同時踏込したときにアクセルペダル２がフロアマット等に引っ掛かって戻らない状態となっている場合に、強制的にアクセルペダル２を原位置に戻しうる程度に大きな値であり、ここでは反力アクチュエータ３の最大出力に対応する値である。また、第２増大処理は、アクセルペダル２およびブレーキペダル１０の踏込状態に関わらず所定時間にわたって行われる。

反力制御ユニット４がこのように制御することにより、第１増大量Ｆｒ１をもって踏込反力Ｆｒを増大させること（ステップＳＴ３）により、運転者が意図して同時踏込を行っている場合には煩わしくない程度に踏込反力Ｆｒを増大させ、運転者が間違えて同時踏込を行っている場合には触覚を通して同時踏込がなされていることを運転者に気付かせることができる。また、第１所定時間Ｔ１の経過後にはより大きな第２増大量Ｆｒ２をもって踏込反力Ｆｒを増大させて強制的にアクセルペダル２を戻すこと（ステップＳＴ６）により、同時踏込によりアクセルペダル２がフロア等に引っ掛かって戻らなくなっているときでも安全性を確保することができる。

＜変形例＞
次に、図４のフロー図を参照して反力制御ユニット４による他の処理手順について説明する。なお、本処理手順のうち上記処理手順と同一の処理については説明を省略あるいは簡略化する。

反力制御ユニット４は、ステップＳＴ１と同様にブレーキペダル１０が踏み込まれている状態であるか否かを判定し（ステップＳＴ１１）、この判定がＹｅｓである場合、ステップＳＴ２と同様にペダル踏込量θａが所定の第１踏込量θαよりも大きいか否か判定して（ステップＳＴ１２）、この判定がＹｅｓである場合、ステップＳＴ３と同様に第１増大処理を実行する（ステップＳＴ１３）。

その後、第１増大処理の実行時間が第１所定時間Ｔ１に達したか否か、すなわちブレーキペダル１０が踏み込まれている状態およびペダル踏込量θａが第１踏込量θαよりも大きい状態が第１所定時間Ｔ１にわたって継続したか否かを判定する（ステップＳＴ１４）。この判定がＮｏである場合、第１所定時間Ｔ１が経過するまでステップＳＴ１３の第１増大処理を継続する。

ステップＳＴ１４で第１所定時間Ｔ１に達したと判定されると（Ｙｅｓ）、反力制御ユニット４は、エンジン制御信号を生成してこの信号をエンジン制御ユニット１４に対して出力することで、エンジンをアイドル状態にするエンジン出力低減処理を行う（ステップＳＴ１５）。その後、ステップＳＴ５と同様にペダル踏込量θａが所定の第２踏込量θβよりも大きいか否か判定する（ステップＳＴ１６）。

ステップＳＴ１６でペダル踏込量θａが所定の第２踏込量θβより大きいと判定された場合（Ｙｅｓ）、反力制御ユニット４は、ブレーキ圧センサ１３の検出値に基づいて、ブレーキペダル１０の踏み込みが解除方向に移行している状態または解除された状態であるか否かを判定する（ステップＳＴ１７）。この判定は、第１増大処理の実行を開始してから後述する第２所定時間Ｔ２が経過する前に、運転者によりブレーキペダル１０の解除操作が行われていることを検出するためのものであり、判定結果がＹｅｓである場合、反力制御ユニット４は、ステップＳＴ６と同様に第２増大処理を実行する（ステップＳＴ１８）。つまり、第１増大処理の実行時間が第２所定時間Ｔ２に達する前であっても強制的にアクセルペダル２を戻す。

その後、第２増大処理の実行時間が第３所定時間Ｔ３に達したか否かを判定し（ステップＳＴ１９）、この判定がＹｅｓとなるまでステップＳＴ１８の第２増大処理を継続し、第２増大処理の実行時間が第３所定時間Ｔ３に達すると（Ｙｅｓ）、目標踏込反力Ｆｒｔの増大処理を終了する。

一方、ステップＳＴ１６でペダル踏込量θａが所定の第２踏込量θβ以下であると判定された場合には（Ｎｏ）、およびステップＳＴ１７での判定結果がＮｏである場合、反力制御ユニット４は、第１増大処理の実行時間が第２所定時間Ｔ２に達したか否かを判定し（ステップＳＴ２０）、この判定がＮｏであれば、ステップＳＴ１６以下の処理を繰り返す。なお、第２所定時間Ｔ２は、第１所定時間Ｔ１以上の値であり、第１所定時間Ｔ１と同一の値であってもよい。

また、ステップＳＴ２０の判定がＹｅｓである場合、反力制御ユニット４は、ステップＳＴ５と同様にペダル踏込量θａが所定の第２踏込量θβよりも大きいか否か判定し（ステップＳＴ２１）、この判定がＹｅｓであれば、ステップＳＴ１８およびステップＳＴ１９の処理を行う一方、この判定がＮｏであれば、そのまま処理を終了する。なお、ステップＳＴ２１において、ペダル踏込量θａの判定閾値として、第２踏込量θβと異なる値である第３踏込量θγを用いて、ペダル踏込量θａが第３踏込量θγよりも大きいか否か判定してもよい。この場合、第３踏込量θγは、第２踏込量θβよりも小さく（θγ＜θβ）、車両が前進または後進を開始する程度のエンジン出力となるであろうペダル踏込閾値である。

反力制御ユニット４がこのように制御することにより、上記効果に加え、エンジン出力低減処理（ステップＳＴ１５）により、ペダル踏込量θａに関わらずエンジン出力を低減させて自動車の加速を防止するとともに、エンジン出力低減処理後には、エンジン出力が低減したこと或いは自動車が停止または減速したことで運転者がブレーキペダル１０を緩めることがあり得るが、第２所定時間Ｔ２が経過する前であっても、運転者がブレーキペダル１０を緩める操作を行った際に（ステップＳＴ１７：Ｙｅｓ）、より大きな第２増大量Ｆｒ２をもって踏込反力Ｆｒを増大させて強制的にアクセルペダル２を戻すことにより安全性を確保することができる。

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ものではなく、各部材の具体的形状や配置などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば上記実施形態では、反力アクチュエータ３が電動モータ６を備えるように構成しているが、直線運動型の電磁ソレノイドやムービングコイル、リニアモータを備える電動アクチュエータとして構成してもよく、油圧アクチュエータや空気圧アクチュエータとして構成してもよい。また、上記実施形態では、反力制御ユニット４とエンジン制御ユニット１４とが別体であるため、エンジン制御信号生成部９がエンジン制御ユニット１４に対してエンジン制御信号を出力しているが、両ユニットを一体とし、エンジン制御信号を生成することなくエンジン出力を低減させてもよい。さらに、上記実施形態に示した本発明に係るアクセルペダル反力制御装置１は、必ずしも全ての構成要素や処理手順を必須とするものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

１ アクセルペダル反力制御装置
２ アクセルペダル
３ 反力アクチュエータ（反力付与手段）
４ 反力制御ユニット
８ 目標反力設定部
９ エンジン制御信号生成部（駆動力制御手段）
１０ ブレーキペダル
１１ アクセルペダルセンサ
１３ ブレーキ圧センサ
１４ エンジン制御ユニット（駆動力制御手段）
Ｔ１ 第１所定時間
Ｔ２ 第２所定時間
Ｆｒ 踏込反力
Ｆｒｔ 目標踏込反力
Ｆｒ１ 第１増大量
Ｆｒ２ 第２増大量
θα 第１踏込量
θβ 第２踏込量

Claims (2)

1. 自動車に設けられたアクセルペダルの踏込反力を制御するアクセルペダル反力制御装置であって、
   前記アクセルペダルに踏込反力を付与する反力付与手段と、
   目標踏込反力を設定する目標反力設定手段と、
   前記アクセルペダルの踏込量をペダル踏込量として検出する踏込量検出手段とを備え、
   前記目標反力設定手段は、ブレーキペダルの操作状態を検出するブレーキ操作状態検出手段により当該ブレーキペダルが踏み込まれている状態が検出され、且つ前記ペダル踏込量が第１所定値よりも大きい場合、第１増大量をもって前記目標踏込反力を増大させる第１増大処理を実行するとともに、前記ブレーキペダルが踏み込まれている状態および前記ペダル踏込量が前記第１所定値よりも大きい状態が第１所定時間にわたって継続した場合、前記第１増大量よりも大きな第２増大量をもって前記目標踏込反力を増大させる第２増大処理を実行することを特徴とするアクセルペダル反力制御装置。
2. 前記ブレーキペダルが踏み込まれている状態および前記ペダル踏込量が前記第１所定値よりも大きい状態が前記第１所定時間よりも短い第２所定時間にわたって継続した場合に、前記自動車の駆動源の出力を低減する駆動力制御手段を備え、
   前記目標反力設定手段は、前記駆動力制御手段により前記駆動減の出力が低減された後に、前記ペダル踏込量が第２所定値以上であり且つ前記ブレーキ操作状態検出手段により前記ブレーキペダルの踏み込みが解除方向に移行している状態または解除された状態が検出された場合、前記第２増大処理を実行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。

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