JP2013142378A - 駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクセルペダルが踏み込まれた状態から元の位置に戻すことができないような事態が生じた場合であっても、車両の走行のための駆動力を減少させることができるように構成された駆動力制御装置を提供する。
【解決手段】ロッド４に連結されたペダル１１が踏み込まれてその踏み込み方向に移動させられかつペダル１１の踏み込み量に応じた目標駆動力Ｆを出力するように構成された車両の駆動力制御装置において、ロッド４は一方の端部４ａが車両の前後方向に回動可能に車両に支持され、他方の端部４ｂが自由端とされ、ペダル１１は自由端４ｂにおけるロッド４の中心軸線を中心とした円周方向に回転可能に取り付けられ、かつ、ペダル１１の回転角度を検出する回転角度検出手段１２を備え、回転角度検出手段１２によって検出されたペダル１１の回転角度が大きいほど目標駆動力Ｆを減少させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両の駆動力および制動力を制御する装置に関するものである。

この種の装置の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１には、エンジンに対する吸入空気量を電気的に制御可能な電子制御式スロットルバルブの制御装置が故障した場合に、アクセルペダルの踏み込み量に応じて電子制御式スロットルバルブの開度を機械的に制御することによりエンジンに対する吸入空気量の制御を行うように構成されたアクセル操作装置が記載されている。

なお、特許文献２には、車両の前後方向に移動可能なブレーキロッドの端部に、車両の前後方向に回動可能にアクセルペダルが設けられたペダル装置が記載されている。そして、特許文献２に記載された装置は、車両の上下方向でアクセルペダルの上側の端部を車両の前後方向で前方に向けて回動させることによってアクセル操作を行い、ブレーキロッドを車両の前後方向で前方に向けて移動させることによってブレーキ操作を行うように構成されている。

また、特許文献３には、車両の運転席の床面前方に、アクセルペダルを旋回可能に設け、その旋回角度を調整することによってスロットルバルブの開度を調整してエンジン回転数を調整するように構成された自動車運転用アクセル操作装置が記載されている。

さらに、特許文献４には、車両の駆動力を制御するための駆動力制御装置であって、アクセルペダルの踏み込み量が大きいほど車両の目標駆動トルクを大きくすることが記載されている。

特開平５−１８２８０号公報 特開２００９−３７５１３号公報 特開平７−６３０７４号公報 特開２００６−１７５９９１号公報

上記の特許文献１に記載されているアクセル操作装置は、例えば、フロアマットにアクセルペダルが引っかかった場合には、アクセルペダルが踏み込まれた状態から元の位置に戻らないために、車両の走行のための駆動力を減少させることができない可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、アクセルペダルが踏み込まれた状態から、アクセルペダルを元の位置に戻すことができないような事態が生じた場合であっても、車両の走行のための駆動力を減少させることができるように構成された駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、ロッドに連結されたペダルが踏み込まれてその踏み込み方向に移動させられ、かつ、前記ペダルの踏み込み量に応じた目標駆動力を出力するように構成された車両の駆動力制御装置において、前記ロッドは、一方の端部が前記車両の前後方向に回動可能に前記車両に支持され、他方の端部が自由端とされ、前記ペダルは、前記自由端における前記ロッドの中心軸線を中心とした円周方向に回転可能に取り付けられ、かつ、前記ペダルの回転角度を検出する回転角度検出手段を備え、前記回転角度検出手段によって検出された前記ペダルの回転角度が大きいほど前記目標駆動力を減少させるように構成されていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記目標駆動力は、前記踏み込み量と前記車両の速度とに基づいて算出される第１駆動要求量と、前記回転角度と前記車両の速度とに基づいて算出される第２駆動要求量とに基づいて求められることを特徴とする車両の駆動力制御装置である。

この発明によれば、操作可能な箇所が２箇所になっている。すなわち、ペダルの踏み込み量による目標駆動力の制御に加えて、ペダルの回転角度によっても目標駆動力を制御できる。その結果、細かな目標駆動力の制御が可能となる。また、ペダルの回転角度が大きいほど目標駆動力を減少させるように構成されている。そのため、例えば、フロアマットにペダルが引っかかるなどのことによって、ペダルを元の位置に戻すことができず、ペダルが踏み込まれた状態が維持されてしまうような事態が生じたとしても、ペダルを回転させれば、その回転角度に応じて前記目標駆動力を減少させることができる。そしてこれにより、意図しない車両の加速を防止もしくは抑制することができる。

この発明に係る駆動力制御装置に相当するアクセルペダルの構成の一例を模式的に示す図である。 図１に示すアクセルペダルの構成の一部を拡大して示す図である。 図１に示すアクセルペダルの構成の他の一部を模式的に示す図である。 図３に示すアクセルペダルの構成の他の一部の側面図である。 図３に示すアクセルペダルの構成の他の一部の上視図である。 この発明に係るアクセルペダルを使用した車両の駆動力制御の一例を模式的に示すブロック図である。 第１駆動要求量を算出するためのマップである 第２駆動要求量を算出するためのマップである。

つぎにこの発明をより具体的に説明する。図１に、この発明に係る駆動力制御装置に相当するアクセルペダルの構成の一例を模式的に示してある。アクセルペダル１は運転席に設けられている。アクセルペダル１は、車体に固定されたペダルサポート（図示せず）を備え、そのペダルサポートに中空のブラケット２が取り付けられている。ブラケット２は、図２に示すように、蓋部２ａと本体部２ｂとによって構成されている。ブラケット２の内部に、ペダルシャフト３が設けられている。ペダルシャフト３は一例として円筒形状に形成されており、その中心軸線が車両の幅方向と平行になるように、かつ、ブラケット２に対して回転可能に設けられている。そのペダルシャフト３に、ペダルロッド４の一方の端部４ａが一体的に連結されている。

上述した蓋部２ａには、図２に示すように、ホール素子５が設けられており、そのホール素子５はペダルシャフト３の中空部分に嵌め込まれるようになっている。ホール素子５はコネクタを介して電子制御装置（ＥＣＵ）６に接続されている。一方、ペダルシャフト３の内壁面には、マグネットヨーク７が設けられている。ホール素子５とマグネットヨーク７とは非接触となるように構成されている。そして、アクセルペダル１が踏み込まれてペダルロッド４の一方の端部４ａが回転した場合、ホール素子５とマグネットヨーク７との相対的な位置が変化し、それらの相対的な位置の変化に伴ってホール素子５の出力電圧が変化するようになっている。すなわち、アクセルペダル１の踏み込み量に応じて変化するホール素子５の出力電圧がＥＣＵ６に入力されるようになっている。上述したホール素子５とマグネットヨーク７とによって無接点式のアクセルポジションセンサ８が構成されている。なお、上述した電子制御式のアクセルポジションセンサ８の原理的な構成は従来知られているものと同様である。

ペダルロッド４における一方の端部４ａ側の先端部には、凸部９が設けられている。この凸部９とブラケット２の本体部２ｂの内壁面との間にリターンスプリング１０が設けられている。ペダルロッド４の自由端である他方の端部４ｂには、図３ないし図５に示すように、プレート形状のペダルパッド１１が取り付けられている。より具体的には、ペダルパッド１１は、ペダルロッド４の中心軸線を中心にしてその円周方向で左右のどちらの側にも回転可能になっている。ペダルパッド１１は、車両を加速する場合に運転者によって踏み込まれる部分である。そのため、ペダルパッド１１に踏力が加えられた場合、その踏力によってペダルロッド４の自由端４ｂは予め定めた初期の位置から車両の前後方向で前方に移動させられるようになっている。これに対して、ペダルロッド４の一方の端部４ａは、車両の前後方向で後方にリターンスプリング１０を圧縮しながら移動させられるようになっている。そして、上記の踏力が減少した場合、ペダルパッド１１はリターンスプリング１０の弾性力によって車両の前後方向で後方に移動させられ、ついには上記の初期の位置まで押し戻されるようになっている。

また、ペダルロッド４の自由端４ｂに、ペダルパッド１１の回転角度を検出する回転角度センサ１２が設けられている。この回転角度センサ１２の詳細な構成については図示しないが、上述したアクセルポジションセンサ８と同様に、ホール素子を使用した無接点式のポジションセンサを用いることができる。したがって、回転角度センサ１２は、ペダルパッド１１が予め定めた位置からペダルロッド４の円周方向に回転した場合に、そのペダルパッド１１の回転角度、すなわち変化量をホール素子の出力電圧の変化としてコネクタ（図示せず）を介してＥＣＵ６に入力するように構成されている。この回転角度センサ１２がこの発明に係る回転角度検出手段に相当している。なお、回転角度センサ１２は、ペダルロッド４の中心軸線に対するペダルパッド１１の回転方向に拘わらず、予め定めた位置からのペダルパッド１１の回転角度を検出するように構成されていればよい。また、ペダルパッド１１の予め定めた位置とは、図示しないエンジンが始動された時点におけるペダルパッド１１の位置としてもよく、あるいは、ペダルロッド４における前記踏力が加えられる面が車両の幅方向と平行になる位置としてもよい。

上述したＥＣＵ６は、一例としてマイクロコンピュータを主体として構成されており、各種センサから入力された信号および予め記憶しているデータなどに基づいて演算処理を行い、その演算の結果を制御信号として各種の装置に出力したり、また所定の制御を実行するように構成されている。具体的には、例えば、ＥＣＵ６には、車速センサ、加速度センサ、上述したアクセルポジションセンサ８、回転角度センサ１２などからの信号が入力されるように構成されている。そして、この発明では、ＥＣＵ６において、アクセルポジションセンサ８からの信号と車速とに基づいて第１駆動要求量を算出し、これに加えて、回転角度センサ１２からの信号と車速とに基づいて第２駆動要求量を算出するように構成されている。そして、これら第１駆動要求量と第２駆動要求量とに基づいて目標駆動力を算出し、実際の車両の駆動力が、前述した目標駆動力となるように図示しないエンジンを制御する信号や変速機の変速比を制御する変速制御信号などが出力されるように構成されている。

図６は、上述したように構成されるアクセルペダル１を使用した車両の駆動力制御の一例を説明するためのブロック図である。先ず、アクセルポジションセンサ８の出力信号、すなわちアクセルポジションセンサ８によって検出されたアクセルペダル１の踏み込み量ＰＳが読み込まれる（ブロックＢ１）。このブロックＢ１での制御と平行して、もしくは、ブロックＢ１での制御に続けて、回転角度センサ１２の出力信号、すなわちペダルパッド１１の回転角度ＰＲが読み込まれる（ブロックＢ２）。これらブロックＢ１およびブロックＢ２での制御と平行して、もしくは、これらブロックＢ１およびブロックＢ２での制御に続けて、車速センサの出力信号、すなわち車速ＳＰＤが読み込まれる（ブロックＢ３）。

上述したブロックＢ１ないしブロックＢ３の制御に続けて、アクセルペダル１の踏み込み量ＰＳと車速ＳＰＤとに基づいて第１駆動要求量Ｆ１が算出され、これと併せて、ペダルパッド１１の回転角度ＰＲと車速ＳＰＤとに基づいて第２駆動要求量Ｆ２が算出される。そして、第１駆動要求量Ｆ１と第２駆動要求量Ｆ２とに基づいて、より具体的には第１駆動要求量Ｆ１に第２駆動要求量Ｆ２を加えることにより、目標駆動力Ｆが算出される（ブロックＢ４）。

上述した第１駆動要求量Ｆ１の算出についてより具体的に説明する。第１駆動要求量Ｆ１は、例えばアクセルペダル１の踏み込み量ＰＳ、すなわち駆動要求量と車速ＳＰＤとに基づくマップから求められる。そのマップを図７に模式的に示してあり、第１駆動要求量Ｆ１は、アクセルペダル１の踏み込み量ＰＳが増大することに伴って増大させられるようになっている。図７における横軸よりも下側の部分は、アクセルペダル１を踏み込んだとしても、駆動要求がない、とされるアクセルペダル１のストローク範囲であり、いわゆるアクセルペダル１の遊びと称されるストローク範囲に相当している。また、図７に示すように、アクセルペダル１の遊びと称されるストローク範囲は車速ＳＰＤの増大に伴って減少するようになっている。そのため、車両が高速で走行している場合には、アクセルペダル１の操作に対する車両の加速特性が相対的に向上されるようになっている。

上述した第２駆動要求量Ｆ２の算出についてより具体的に説明する。第２駆動要求量Ｆ２は、例えばペダルパッド１１の回転角度ＰＲと車速ＳＰＤとに基づくマップから求められる。そのマップを図８に模式的に示してあり、第２駆動要求量Ｆ２は、ペダルパッド１１の回転角度ＰＲが予め定められた角度を超え、かつその回転角度ＰＲが大きいほど、第２駆動要求量Ｆ２の絶対値が増大させられるようになっている。上述したペダルパッド１１の予め定めた角度範囲は、いわゆる遊びと称される範囲に相当しており、したがって、ペダルパッド１１の回転角度ＰＲが予め定められた角度よりも小さい場合には、図８に示すように、第２駆動要求量Ｆ２は算出されないようになっている。これに加えて、車速ＳＰＤが大きいほど、ペダルパッド１１の回転角度ＰＲに対して図８に示すマップから求められる第２駆動要求量Ｆ２の絶対値が大きくなるようになっている。この発明では、第２駆動要求量Ｆ２は、図８に示すように、負の値として算出される。

そして、第１駆動要求量Ｆ１に第２駆動要求量Ｆ２を加えることにより、目標駆動力Ｆが算出される。ペダルパッド１１が車両の前後方向で前方に移動させられていることにより駆動要求がある、とされている場合であって、かつ、ペダルパッド１１が上述した予め定められた角度を超えて回転させられた場合は、アクセルペダル１およびブレーキペダル（図示せず）が同時に操作されたと判断することができる。このような判断は、この発明においては、アクセルペダル１に対する踏力を減少させたにも拘わらず、フロアマットにペダルパッド１１が引っかかるなどのことによってアクセルペダル１が踏み込まれている状態が維持され、かつ、ペダルパッド１１に回転が生じた場合にも成立するようになっている。したがって、上述したペダルパッド１１の予め定められた角度とは、例えばフロアマットにペダルパッド１１が引っかかった場合に、ペダルパッド１１が回転させられる角度以下であり、その角度範囲は、実験やシミュレーションなどによって適宜に設定することができる。また、図６に示す踏み込み量ＰＳと車速ＳＰＤとに基づく第１駆動要求量Ｆ１の大きさ、および、図７に示す回転角度ＰＲと車速ＳＰＤとに基づく第２駆動要求量Ｆ２の大きさについても、実験やシミュレーションなどを行って適宜に設定することができる。

上述したブロックＢ４での制御に続けて、車両の走行のための駆動力が、上述した目標駆動力Ｆとなるように、例えばエンジン回転数の制御や変速機における変速制御、あるいは、ブレーキによる制動力の制御などが実行される（ブロックＢ５）。

したがって、この発明によれば、アクセルペダル１についての操作箇所がペダルロッド４とペダルパッド１１との２箇所になる。そのため、ペダルパッド１１の回転によっても駆動要求を行えるため、車両内の限られたスペースを有効に活用することができる。そして、ペダルロッド４の操作に基づく第１駆動要求量と、ペダルパッド１１の操作に基づく第２駆動要求量とが独立しており、その結果、従来になく細かな駆動力の制御が可能となる。この発明では、第２駆動要求量は第１駆動要求量を減少するように設定されている。そのため、フロアマットにペダルパッド１１が引っかかるなどのことによってペダルロッド４が踏み込まれている状態が維持されている場合であっても、ペダルパッド１１を予め定めた角度以上に回転させれば、上記の目標駆動力Ｆを減少させることができ、これにより意図しない加速を防止もしくは抑制することができる。ひいては、車両を減速させることも可能になる。

なお、上述した構成において、第２駆動要求量の絶対値が第１駆動要求量の絶対値よりも大きくなるペダルパッド１１の回転角度範囲を設定してもよい。すなわち、ペダルパッド１１を回転させて第２駆動要求量の絶対値を第１駆動要求量の絶対値よりも大きくすることにより、目標駆動力Ｆを負の値とし、上述した図６に示すブロックＢ５での制御において、例えば車両のブレーキ機構を制御する構成としてもよい。このような構成とすれば、ペダルパッド１１の回転操作によって車両を停止させることも可能になる。

なおまた、上述した例では、ペダルパッド１１の回転角度に応じて第２駆動要求量を算出するように構成したが、これに替えて、第２駆動要求量を算出しない構成としてもよい。具体的には、例えば、アクセルペダル１の踏み込み量と車速とに基づいて駆動要求量を算出する。一方、ペダルパッド１１の回転角度に基づいて前述した駆動要求量を減少させるための割合を算出する。そして、上記の駆動要求量にペダルパッド１１の回転角度に基づく割合を乗算することにより、駆動要求量を減少させるように構成してもよい。

１…アクセルペダル、 ４…ペダルロッド、 １１…ペダルパッド、 １２…回転角度センサ、 Ｆ１…第１駆動要求量、 Ｆ２…第２駆動要求量、 Ｆ…目標駆動力、 ＰＳ…アクセルペダルの踏み込み量、 ＰＲ…ペダルパッドの回転角度、 ＳＰＤ…車速。

Claims (2)

1. ロッドに連結されたペダルが踏み込まれてその踏み込み方向に移動させられ、かつ、前記ペダルの踏み込み量に応じた目標駆動力を出力するように構成された車両の駆動力制御装置において、
   前記ロッドは、一方の端部が前記車両の前後方向に回動可能に前記車両に支持され、他方の端部が自由端とされ、
   前記ペダルは、前記自由端における前記ロッドの中心軸線を中心とした円周方向に回転可能に取り付けられ、かつ、
   前記ペダルの回転角度を検出する回転角度検出手段を備え、
   前記回転角度検出手段によって検出された前記ペダルの回転角度が大きいほど前記目標駆動力を減少させるように構成されている
   ことを特徴とする駆動力制御装置。
2. 前記目標駆動力は、前記踏み込み量と前記車両の速度とに基づいて算出される第１駆動要求量と、前記回転角度と前記車両の速度とに基づいて算出される第２駆動要求量とに基づいて求められる
   ことを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。

Images