JP2020172883A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクセルペダルの踏み込み操作に対応させて、運転者に違和感やショックを与えることなく、車両の駆動力を適切に制御する。【解決手段】アクセルペダル開度の入力値に対し、所定のヒステリシスを設けた入出力特性に基づいて算出する出力値に応じて駆動力源を制御する車両の制御装置において、前記ヒステリシスの幅を、前記入力値の変化に対応して前記出力値が変化しない不感帯と、前記不感帯を超える前記入力値の変化に対応して前記出力値が曲線で表される所定の関数に基づいて連続的に変化する漸近領域とから形成し、前記入力値が前記不感帯の範囲内で変化する場合は、前記出力値を変化させず、前記入力値が前記不感帯を超えて増大する場合に、前記出力値を前記関数に基づいて増大させ（ステップＳ５）、前記入力値が前記不感帯を超えて減少する場合に、前記出力値を前記関数に基づいて減少させる（ステップＳ９）。【選択図】図４

Description

この発明は、運転者の加速要求操作、例えば、アクセルペダルの踏み込み操作に応じて車両の駆動力あるいは加速度を制御する車両の制御装置に関するものである。

特許文献１には、車両用エンジンに設けられるスロットル弁の開度を制御するスロットル弁制御装置が記載されている。この特許文献１に記載されたスロットル弁制御装置は、運転者の加速要求操作、すなわち、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作の操作量に基づいてスロットル弁の開度を制御する。そして、アクセルペダルの操作量が増大する方向とアクセルペダルの操作量が減少する方向との間にヒステリシスを設けている。この場合のヒステリシスは、アクセルペダルの操作量が小さい場合と比較して、アクセルペダルの操作量が大きい方がヒステリシス幅が狭くなるように設定されている。

なお、特許文献２に記載されたペダル装置では、運転者がアクセルペダルを操作する際の踏力と車両出力（車両の駆動力）との関係にヒステリシスを設けている。そして、踏み込み動作あるいは踏み戻し動作における踏力と車両出力との関係の一部が、直線（線形）または折れ線で表されるように設定している。

また、特許文献３に記載されたペダル装置では、運転者がアクセルペダルを操作する際の踏力と車両出力との関係にヒステリシスおよび不感帯を設けている。そして、アクセルペダルの踏み込み動作および踏み戻し動作における踏力と車両出力との関係を、互いに異なるように設定している。また、アクセルペダルの保持動作において、踏力に対する車両出力が一定の勾配を持つように、上記の関係を設定している。

上記の特許文献２および特許文献３に記載されたペダル装置では、いずれも、運転者がアクセルペダルを踏み込む際の踏力に基づいて車両の駆動力が制御される。一般にアクセルペダルは、ばねの付勢力によって踏み込まれたペダルを原点に戻すように構成されている。そのため、特許文献２および特許文献３に記載されたペダル装置では、ばねを含むアクセルペダルの構造に起因するヒステリシスを有している。そのヒステリシスは、踏力が大きいほどヒステリシス幅が大きくなる特性になっている。アクセルペダルの踏力は、通常、アクセルペダルの操作量に比例して大きくなる。したがって、上記のようなアクセルペダルの構造的なヒステリシスは、アクセルペダルの操作量が大きいほどヒステリシス幅が大きくなっている。

また、特許文献４に記載された車両用駆動力制御装置では、アクセルペダルの操作量と、その操作量を駆動力に反映させるための制御量（要求駆動力）との関係が、アクセルペダルの操作量の増大時と減少時とで異なるようにヒステリシスを設けている。そして、アクセルペダルの操作量の変化速度が速い場合は、アクセルペダルの操作量の変化速度が遅い場合に比較して、アクセルペダルの操作量の変化幅に対する制御量の変化幅を大きくしている。上記のヒステリシスは、アクセルペダルの操作量に対して要求駆動力が鈍感になるように設定される。言い換えると、制御に用いるアクセルペダルの操作量が時間軸の方向になまし処理されている。そのため、不可避的に、運転者の操作に対する時間的な停滞感が生じる。

特公平７−６８９２４号公報 特開２００６−２８３５６１号公報 特開２００６−２８１８１０号公報 特許第５１５７８３４号公報

上記の特許文献１に記載された制御装置のように、アクセルペダルの踏み込み操作に対応させてエンジンの出力あるいは車両の駆動力を制御する場合、通常、制御のハンチングを防ぐために、意図的にヒステリシスが設けられる。例えば、図１に示すように、アクセルペダルの操作量の入力値と、その入力値に対応して出力される出力値との間にヒステリシスが設定される。この図１に示す例では、ａ点からｂ点までの区間で示すアクセルペダル開度（操作量）の入力値の増加、および、ｃ点からｄ点までの区間で示すアクセルペダル開度の入力値の減少に対して、いずれの場合も、アクセルペダル開度の出力値が変化しない。したがって、この図１に示す例におけるヒステリシス幅（アクセルペダル開度の入力値の変化方向におけるヒステリシスの幅）に相当する部分は、いわゆる不感帯となっている。そのようなヒステリシスおよび不感帯を設けることにより、制御のハンチングやチャタリングを抑制できる。

しかしながら、上記の特許文献１や図１に示すようなアクセルペダルの踏み込み操作の入力値と出力値との関係を基に車両の駆動力を制御すると、運転者に違和感を与えてしまったり、あるいは、アクセルペダルの操作量を保持しづらくなってしまうおそれがある。例えば、図１の入力値Ｉ１から入力値Ｉ２へ運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作が行われた場合に、その踏み込み操作の操作量の入力値に対応する出力値が、図１のｂ点を境にして変化量が急変する（変化を開始する）。その結果、操作量の出力値に応じて制御される車両の駆動力が急変し、その駆動力の変化を運転者が違和感やショックに感じる場合がある。また、例えば、図１の入力値Ｉ３の近傍で運転者がアクセルペダルの操作量を保持する場合、あるいは、微小な操作量でアクセルペダルを操作する場合に、そのアクセルペダルの操作量の入力値の微小な変化に対して、出力値が、図１のｃ点を挟んで踏み込み側と踏み戻し側とに振動的に変化する。その結果、操作量の出力値に応じて制御される車両の駆動力が不安定になってしまう。

このように、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作に対応させて車両の駆動力あるいは加速度を制御する際に、運転者に違和感やショックを感じさせない自然な操作特性と、アクセルペダルの操作を保持する際の安定性とを良好に両立させるためには、未だ改良の余地があった。

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作に対応させて車両の駆動力あるいは加速度を制御する際に、運転者に違和感やショックを与えることなく、車両の駆動力あるいは加速度を、滑らかに、かつ、安定して制御することが可能な車両の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、この発明は、駆動力源と、アクセルペダルと、運転者による前記アクセルペダルの操作量を検出する検出部と、前記検出部で検出した前記操作量の入力値に対して所定のヒステリシスを設けた入出力特性に基づいて前記操作量の出力値を算出し、前記出力値に応じて前記駆動力源を制御するコントローラと、を備えた車両の制御装置において、前記入力値の変化方向における前記ヒステリシスの幅は、前記入力値の変化に対応して前記出力値が変化しないまたは前記運転者が感知しない微小変化量で変化する不感帯と、前記不感帯を超える前記入力値の変化に対応して前記出力値が複数の直線または曲線で表される所定の関数に基づいて連続的に変化する漸近領域とから形成され、前記コントローラは、前記入出力特性、前記不感帯、および、前記漸近領域を記憶し、前記入力値が前記不感帯の範囲内で増大する場合に、前記出力値を変化させないまたは前記微小変化量で増大させ、前記入力値が前記不感帯の範囲内で減少する場合に、前記出力値を変化させないまたは前記微小変化量で減少させるとともに、前記入力値が前記不感帯を超えて増大する場合に、前記出力値を前記関数に基づいて増大させ、前記入力値が前記不感帯を超えて減少する場合に、前記出力値を前記関数に基づいて減少させることを特徴とするものである。

また、この発明における前記不感帯は、前記入力値が増大する場合に前記出力値が変化しないまたは前記微小変化量で増大する第１不感帯と、前記入力値が減少する場合に前記出力値が変化しないまたは前記微小変化量で減少する第２不感帯との少なくともいずれかを有し、この発明における前記漸近領域は、前記入力値が前記第１不感帯を超えて増大する場合に前記出力値が前記関数に基づいて増大する第１漸近領域と、前記入力値が前記第２不感帯を超えて減少する場合に前記出力値が前記関数に基づいて減少する第２漸近領域との少なくともいずれかを有していることを特徴としている。

また、この発明における前記第１漸近領域は、前記第１漸近領域における前記入力値に対する前記出力値の変化率が、前記操作量が増加するほど大きくなるように設定されていることを特徴としている。

そして、この発明における前記第２漸近領域は、前記第２漸近領域における前記入力値に対する前記出力値の変化率が、前記操作量が減少するほど大きくなるように設定されていることを特徴としている。

この発明の車両の制御装置は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作に基づいて駆動力源を制御する。その場合、アクセルペダルの踏み込み操作における操作量を検出し、その操作量の検出値、すなわち、アクセルペダルの操作量の入力値に対して、所定の入出力特性に基づいて、アクセルペダルの操作量の出力値を算出する。そして、算出した出力値に対応させて、駆動力源の出力、すなわち、車両の駆動力あるいは加速度を制御する。アクセルペダルの操作量の入出力特性には、ヒステリシスが設定されており、それにより、出力値を基に駆動力源を制御する際のハンチングやチャタリングが抑制される。更に、この発明の車両の制御装置では、上記の入出力特性におけるヒステリシスが、不感帯と漸近領域とが組み合わされて形成される。不感帯により、上記のような制御のハンチングやチャタリングを抑制できる。そして、漸近領域では、アクセルペダルの操作量の入力値の変化に対して、出力値が連続して滑らかに変化するように算出される。したがって、そのアクセルペダルの操作量の出力値を用いて駆動力源の出力を制御することにより、アクセルペダルの操作量の入力値の変化に対応して、駆動力源の出力を連続して滑らかに制御できる。また、アクセルペダルの操作量を保持する際に、それに対応する駆動力源の出力を安定して保持できる。そのため、この発明の車両の制御装置によれば、運転者に違和感やショックを与えることなく、車両の駆動力あるいは加速度を、滑らかに、かつ、安定して制御することができる。

また、この発明の車両の制御装置によれば、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作における踏み込み側と踏み戻し側の両方に、上記のような不感帯および漸近領域が設定される。そのため、運転者がアクセルペダルを踏み込む場合、または、アクセルペダルを踏み戻す場合のいずれであっても、もしくは、微小な操作量で踏み込みと踏み戻しとを繰り返すような場合であっても、車両の駆動力あるいは加速度を適切に制御することができる。

また、この発明の車両の制御装置によれば、運転者がアクセルペダルを踏み込む場合に、アクセルペダルの操作量が増加するほど第１漸近領域における入力値に対する出力値の変化率（すなわち、傾き）が大きく設定される。具体的には、例えば横軸に入力値をとり、縦軸に出力値をとった直交座標系で、下側（出力値が小さい側）に凸となる形状の曲線で表されるように、第１漸近領域が設定される。したがって、運転者がアクセルペダルを踏み込み操作する際には、踏み込み操作（操作量の入力値）に対する操作量の出力値の増加が、踏み込み操作に対してあまり反応しない状態から、運転者がアクセルペダルを踏み込んでいくほど、単位操作量当たりの出力値の変化量が徐々に大きくなる。そのため、アクセルペダルの踏み込み操作に対応して、駆動力源の出力を連続して滑らかに増大させることができる。また、アクセルペダルの踏み込み操作の途中で操作量を保持する際には、それに対応する駆動力源の出力を安定して保持できる。

そして、この発明の車両の制御装置によれば、運転者がアクセルペダルを踏み戻す場合に、アクセルペダルの操作量が減少するほど第２漸近領域における入力値に対する出力値の変化率（すなわち、傾き）が大きく設定される。具体的には、例えば横軸に入力値をとり、縦軸に出力値をとった直交座標系で、上側（出力値が大きい側）に凸となる形状の曲線で表されるように、第２漸近領域が設定される。したがって、運転者がアクセルペダルを踏み戻し操作する際には、踏み戻し操作（操作量の入力値）に対する操作量の出力値の減少が、踏み戻し操作に対してあまり反応しない状態から、運転者がアクセルペダルを踏み戻していくほど、単位操作量当たりの出力値の変化量が徐々に大きくなる。そのため、アクセルペダルの踏み戻し操作に対応して、駆動力源の出力を連続して滑らかに減少させることができる。また、アクセルペダルの踏み戻し操作の途中で操作量を保持する際には、それに対応する駆動力源の出力を安定して保持できる。

従来技術における課題を説明するための図であって、ヒステリシスを設けたアクセルペダル開度の入出力特性を示す図である。 この発明の車両の制御装置で制御の対象とする車両の構成および制御系統の一例を示す図である。 この発明の車両の制御装置で制御の対象とする車両の制御系統を説明するためのブロック図である。 この発明の車両の制御装置によって実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。 この発明の車両の制御装置によって実行される制御におけるアクセルペダル開度の入出力特性を説明するための図であって、「不感帯」および「漸近領域」によって形成されるヒステリシスを設けたアクセルペダル開度の入出力特性の一例（踏み込み側と踏み戻し側とが対称的に設定されている例）を示す図である。 この発明の車両の制御装置によって実行される制御におけるアクセルペダル開度の入出力特性を説明するための図であって、「不感帯」および「漸近領域」によって形成されるヒステリシスを設けたアクセルペダル開度の入出力特性の他の例（踏み込み側と踏み戻し側とが非対称的に設定されている例）を示す図である。 この発明の車両の制御装置によって実行される制御におけるアクセルペダル開度の入出力特性を説明するための図であって、「不感帯」および「漸近領域」によって形成されるヒステリシスを設けたアクセルペダル開度の入出力特性の他の例（踏み戻し側のヒステリシス幅が「不感帯」のみで形成されている例）を示す図である。 この発明の車両の制御装置によって実行される制御におけるアクセルペダル開度の入出力特性を説明するための図であって、「不感帯」および「漸近領域」によって形成されるヒステリシスを設けたアクセルペダル開度の入出力特性の他の例（踏み戻し側のヒステリシス幅が「漸近領域」のみで形成されている例）を示す図である。

この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。

図２に、この発明の実施形態で制御対象とする車両Ｖｅの駆動系統および制御系統の一例を示してある。図２に示す車両Ｖｅは、主要な構成要素として、駆動力源（PWR）１、アクセルペダル２、検出部３、および、コントローラ（ECU）４を備えている。

駆動力源１は、車両Ｖｅを走行させるための駆動トルクを出力する動力源である。駆動力源１は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、出力の調整、ならびに、始動および停止などの作動状態が電気的に制御されるように構成されている。ガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量または噴射量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが電気的に制御される。あるいは、ディーゼルエンジンであれば、燃料の噴射量、燃料の噴射時期、または、ＥＧＲシステムにおけるスロットルバルブの開度などが電気的に制御される。

また、この発明の実施形態における駆動力源１は、例えば、永久磁石式の同期モータ、もしくは、誘導モータなどの電気モータであってもよい。その場合の電気モータは、例えば、電力が供給されることにより駆動されてモータトルクを出力する原動機としての機能と、外部からのトルクを受けて駆動されることにより電気を発生する発電機としての機能とを兼ね備えた、いわゆるモータ・ジェネレータであってもよい。モータ・ジェネレータであれば、回転数やトルク、あるいは原動機としての機能と発電機としての機能との切り替えなどが電気的に制御される。

車両Ｖｅは、駆動力源１が出力する駆動トルクを、駆動輪に伝達して駆動力を発生する。図２には、前輪５が駆動輪となる前輪駆動車の構成を示してある。なお、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、後輪６が駆動輪となる後輪駆動車であってもよい。あるいは、前輪５および後輪６の両方を駆動輪とする四輪駆動車であってもよい。また、駆動力源１としてエンジンを搭載する場合は、エンジンの出力側に変速機（図示せず）を設け、駆動力源１が出力する駆動トルクを、変速機を介して、駆動輪へ伝達するように構成してもよい。

また、車両Ｖｅは、従来一般的な構成であって、運転者による加速要求操作の操作量および車速に基づいて、車両Ｖｅの駆動力あるいは加速度を制御する。例えば、加速要求操作の操作量および車速に基づく目標加速度を設定し、その目標加速度を実現するように、駆動力源１の出力を制御する。したがって、車両Ｖｅは、運転者が加速要求操作を行うためのアクセルペダル２を備えている。運転者によってアクセルペダル２が踏み込まれること、すなわち、加速要求操作が行われることにより、アクセルペダル２の操作量（踏み込み量）の増大に対応して駆動力源１が出力するトルクが増大し、車両Ｖｅの駆動力が増大する。反対に、アクセルペダル２の踏み込みが戻されることにより、そのアクセルペダル２の操作量の減少に対応して駆動力源１が出力するトルクが減少し、車両Ｖｅの駆動力が減少する。

上記のように、アクセルペダル２は、運転者の加速要求操作によって車両Ｖｅの駆動力を調整し、車両Ｖｅの加速度を制御する。そのため、このアクセルペダル２には、後述するように、運転者によるアクセルペダル２の操作量を検出するアクセルポジションセンサ３ａが設けられている。アクセルポジションセンサ３ａにより、アクセルペダル２の操作量（アクセルペダル開度、踏み込み角度、Accelerator Position）を検出することができる。また、検出したアクセルペダル２の操作量から、アクセルペダル２の操作速度を算出することができる。アクセルペダル２の操作速度を求めることにより、運転者によるアクセルペダル２の操作状態および操作方向を判断することができる。すなわち、運転者によってアクセルペダル２が踏み込まれている状態であるか否か、あるいは、運転者によってアクセルペダル２の踏み込みが戻されている状態であるか否かを判断することができる。

検出部３は、車両Ｖｅを制御するための各種データを取得するものであり、特に、アクセルペダル２の操作量に関連する各種データを検出する。検出部３は、そのような各種データを検出するためのセンサや機器を総称している。したがって、この発明の実施形態における検出部３は、少なくとも、アクセルペダル２の操作量（以下、アクセルペダル開度）を検出するアクセルポジションセンサ３ａを有している。その他に、検出部３は、例えば、車速を検出するための車輪速センサ３ｂ、車両Ｖｅの前後方向の加速度を検出する加速度センサ３ｃ、駆動力源１の出力軸（図示せず）の回転数を検出する回転数センサ３ｄ、あるいは、ブレーキペダル（図示せず）の操作量を検出するブレーキストロークセンサ３ｅなどを有している。検出部３は、後述するコントローラ４と電気的に接続されており、上記のような各種センサや機器等の検出値に応じた電気信号を検出データとしてコントローラ４に出力する。

コントローラ４は、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置である。コントローラ４には、上記のような検出部３で検出された各種データが入力される。コントローラ４は、入力された各種データ、および、予め記憶させられているデータや計算式等を使用して演算を行う。それとともに、その演算結果を制御指令信号として出力し、車両Ｖｅを制御するように構成されている。

具体的には、コントローラ４は、図３に示すように、演算部４ａ、および、制御部４ｂを有している。演算部４ａは、一例として、上記のアクセルポジションセンサ３ａで検出されるアクセルペダル開度をはじめとする各種データを取得する。それと共に、演算部４ａは、取得した各種データに基づいて、車両Ｖｅの目標加速度あるいは目標駆動トルクを算出する。一方、制御部４ｂは、上記の演算部４ａで算出した目標加速度あるいは目標駆動トルクに基づいて、車両Ｖｅに発生させる前後加速度を制御する。すなわち、目標加速度を実現する駆動力を制御するための制御指令信号を出力する。

したがって、コントローラ４は、検出されたアクセルペダル開度に基づいて、目標加速度を設定し、その目標加速度を実現するように、車両Ｖｅの駆動力および制動力を制御する。具体的には、駆動力源１の出力を制御する。なお、図２では一つのコントローラ４が設けられた例を示しているが、コントローラ４は、制御する装置や機器毎に、あるいは制御内容毎に、複数設けられていてもよい。例えば、図３に示すように、コントローラ４を、車両Ｖｅを統合的に制御するメインのコントローラとし、コントローラ４と連携するとともに、駆動力源１や変速機などを専門的に制御するコントローラ（パワートレーンECU）７が別途設けられていてもよい。

前述したように、この発明の実施形態における車両の制御装置は、運転者によるアクセルペダル２の踏み込み操作に対応させて車両Ｖｅの駆動力あるいは加速度を制御する際に、運転者に違和感やショックを感じさせない自然な操作特性と、アクセルペダル２の操作を保持する際の安定性とを良好に両立させるように構成されている。その車両の制御装置におけるコントローラ４で実行する制御の例を、図４のフローチャートに示してある。

図４のフローチャートに示す制御は、運転者によってアクセルペダル２が操作された場合に実行される。先ず、ステップＳ１では、今回のアクセルペダル開度の入力値θiが取得される。具体的には、アクセルポジションセンサ３ａによって検出した現在のアクセルペダル開度が、今回の入力値θiとしてコントローラ４に入力される。

続いて、ステップＳ２では、今回のアクセルペダル開度の入力値θiは、前回のアクセルペダル開度の入力値θi-1よりも大きいか否かが判断される。例えば、図４のフローチャートで示すルーチンの１サイクル前に取得されたアクセルペダル開度の入力値θが、前回のアクセルペダル開度の入力値θi-1である。あるいは、所定の時間間隔でアクセルペダル開度を検出する場合には、最新の検出値（すなわち、今回のアクセルペダル開度の入力値θi）よりも一つ古い検出値が、前回のアクセルペダル開度の入力値θi-1である。要は、このステップＳ２では、現在実施されているアクセルペダル２の操作が、アクセルペダル開度を増大させる踏み込み操作であるか、または、アクセルペダル開度を減少させる踏み戻し操作であるかが判断される。

今回のアクセルペダル開度の入力値θiが、前回のアクセルペダル開度の入力値θi-1よりも大きい、すなわち、運転者のアクセルペダル２の操作が、アクセルペダル２の踏み込み操作であることにより、このステップＳ２で肯定的に判断された場合は、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３では、今回のアクセルペダル開度の入力値θiは、踏み込み側不感帯（第１不感帯）δ１の範囲内であるか否かが判断される。この発明の実施形態における車両の制御装置では、アクセルペダル開度の入出力特性が設定されている。アクセルペダル開度の入出力特性は、アクセルポジションセンサ３ａによって検出するアクセルペダル開度の入力値θと出力値ηとの間の関係を規定するものである。アクセルペダル開度の入力値θは、アクセルポジションセンサ３ａによって検出され、コントローラ４に入力されるアクセルペダル２の操作量に関連するデータである。アクセルペダル開度の出力値ηは、コントローラ４に入力されたアクセルペダル開度の入力値θに対してアクセルペダル開度の入出力特性に基づく演算を行って算出したデータであって、駆動力源１を制御するためにコントローラ４から制御指令信号として出力されるデータである。アクセルペダル開度の入出力特性は、図５に示すように、アクセルペダル２の踏み込み側と踏み戻し側との間に所定のヒステリシスが設けられている。図５は、横軸に入力値θをとり、縦軸に出力値ηをとった直交座標系を示している。そして、この発明の実施形態におけるヒステリシスは、アクセルペダル開度の入力値θiの変化方向における幅（ヒステリシス幅α）が、不感帯δ、および、漸近領域γから形成されている。

不感帯δは、アクセルペダル開度の入力値θの変化に対応して、アクセルペダル開度の出力値ηが変化しない、または、運転者が感知しない程度の微小変化量で出力値ηがわずかに変化する領域である。また、不感帯δは、第１不感帯δ１と、第２不感帯δ２とを有している。第１不感帯δ１は、運転者がアクセルペダル２を踏み込む場合、すなわち、アクセルペダル開度の入力値θが増大する場合に適用される不感帯δ（踏み込み側不感帯δ１）である。第２不感帯δ２は、運転者がアクセルペダル２を踏み戻す場合、すなわち、アクセルペダル開度の入力値θが減少する場合に適用される不感帯δ（踏み戻し側不感帯δ２）である。

漸近領域γは、上記のような不感帯δを超えるアクセルペダル開度の入力値θの変化に対応して、アクセルペダル開度の出力値ηが複数の直線または曲線で表される所定の関数に基づいて連続的に変化する領域である。図５に示す例では、漸近領域γは、例えば、二次関数、分数関数、指数関数、対数関数、または、三角関数などの曲線で規定されている。また、漸近領域γは、第１漸近領域γ１と、第２漸近領域γ２とを有している。第１漸近領域γ１は、運転者がアクセルペダル２を踏み込む場合、すなわち、アクセルペダル開度の入力値θが踏み込み側不感帯δ１を超えて増大する場合に適用される漸近領域γ（踏み込み側漸近領域γ１）である。第２漸近領域γ２は、運転者がアクセルペダル２を踏み戻す場合、すなわち、アクセルペダル開度の入力値θが踏み戻し側不感帯δ２を超えて減少する場合に適用される漸近領域γ（踏み戻し側漸近領域γ２）である。

上記の不感帯δと漸近領域γとは、連続して滑らかに接続されている。すなわち、第１不感帯（踏み込み側不感帯）δ１と第１漸近領域（踏み込み側漸近領域）γ１とが、連続して滑らかに接続されている。また、第２不感帯（踏み戻し側不感帯）δ２と第２漸近領域（踏み戻し側漸近領域）γ２とが、連続して滑らかに接続されている。

今回のアクセルペダル開度の入力値θiが、踏み込み側不感帯δ１の範囲内であることにより、このステップＳ３で肯定的に判断された場合は、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４では、前回のアクセルペダル開度の出力値ηi-1が、今回のアクセルペダル開度の出力値ηiに置き換えられる。この場合、アクセルペダル２の踏み込み操作によって変化するアクセルペダル開度は、踏み込み側不感帯δ１の範囲内となる微小な変化に留まっている。したがって、アクセルペダル開度の入力値θiに対して、アクセルペダル開度の出力値ηi-1が維持される。すなわち、この場合は、アクセルペダル開度の入力値θの変化に対応してアクセルペダル開度の出力値ηを変化させない。

これに対して、今回のアクセルペダル開度の入力値θiが、踏み込み側不感帯δ１の範囲を超えて増大していることにより、ステップＳ３で否定的に判断された場合には、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、今回のアクセルペダル開度の入力値θiに対応する出力値ηiが求められる。例えば、図５に示すような第１漸近領域γ１の曲線を規定する関数Ｆ１（ｘ）に基づいて出力値ηiが算出される。関数Ｆ１（ｘ）の変数ｘに入力値θiを代入することにより、出力値ηiを算出できる。前述したように、関数Ｆ１（ｘ）は、例えば、二次関数、分数関数、指数関数、対数関数、または、三角関数など、グラフ上で曲線部分を有する所定の関数である。関数Ｆ１（ｘ）は、例えば、走行実験あるいはシミュレーション等によって、適切な傾きや曲率が得られるように予め設定されている。図５に示す例では、例えば、関数Ｆ１（ｘ）として分数関数が用いられて、第１漸近領域γ１の曲線が規定されている。

前述したように、この発明の実施形態におけるアクセルペダル開度の入出力特性は、入力値θiの変化方向にヒステリシス幅αを有するヒステリシスが設けられている。そのヒステリシスは、不感帯δ、および、漸近領域γから形成されており、特に、図５に示すように、踏み込み側のアクセルペダル開度の入出力特性におけるヒステリシスは、第１不感帯δ１、および、第１漸近領域γ１から形成されている。そして、第１漸近領域γ１は、図５に示すように、下側（出力値ηが小さい側）に凸となる形状の曲線で表される。言い換えると、第１漸近領域γ１は、運転者がアクセルペダル２を踏み込む場合に、アクセルペダル２の操作量が増加するほど第１漸近領域γ１における入力値θに対する出力値ηの変化率（すなわち、図５において第１漸近領域γ１を示す曲線の傾き）が大きくなるように設定されている。したがって、運転者がアクセルペダル２を踏み込み操作する際には、アクセルペダル開度の入力値θに対する操作量の出力値ηの増加が、踏み込み操作に対してあまり反応しない状態から、運転者がアクセルペダル２を踏み込んでいくほど、単位操作量当たりの出力値ηの変化量が徐々に大きくなる。そのため、この発明の実施形態における車両の制御装置によれば、運転者によるアクセルペダル２の踏み込み操作に対応して、車両Ｖｅの駆動力を連続して滑らかに増大させることができる。また、運転者がアクセルペダル２の踏み込み操作の途中で操作量を保持した場合には、それに対応する車両Ｖｅの駆動力を安定して保持できる。

上記のステップＳ４またはステップＳ５のいずれかで、今回のアクセルペダル開度の出力値ηiが求められると、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６では、前回のアクセルペダル開度の出力値ηi-1が、今回の出力値ηiに更新される。また、前回のアクセルペダル開度の入力値θi-1が、今回の入力値θiに更新される。その後、この図４のフローチャートで示すルーチンを一旦終了する。

一方、今回のアクセルペダル開度の入力値θiが、前回のアクセルペダル開度の入力値θi-1よりも小さい、すなわち、運転者のアクセルペダル２の操作が、アクセルペダル２の踏み戻し操作であることにより、前述のステップＳ２で否定的に判断された場合は、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ７では、今回のアクセルペダル開度の入力値θiは、踏み戻し側不感帯（第２不感帯）δ２の範囲内であるか否かが判断される。

今回のアクセルペダル開度の入力値θiが、踏み戻し側不感帯δ２の範囲内であることにより、このステップＳ７で肯定的に判断された場合は、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８では、前回のアクセルペダル開度の出力値ηi-1が、今回のアクセルペダル開度の出力値ηiに置き換えられる。この場合、アクセルペダル２の踏み戻し操作によって変化するアクセルペダル開度は、第２不感帯δ２の範囲内となる微小な変化に留まっている。そのため、アクセルペダル開度の入力値θiに対して、アクセルペダル開度の出力値ηi-1が維持される。すなわち、この場合は、アクセルペダル開度の入力値θの変化に対応してアクセルペダル開度の出力値ηを変化させない。

これに対して、今回のアクセルペダル開度の入力値θiが、踏み戻し側不感帯δ２の範囲を超えて増大していることにより、ステップＳ７で否定的に判断された場合には、ステップＳ９へ進む。

ステップＳ９では、今回のアクセルペダル開度の入力値θiに対応する出力値ηiが求められる。例えば、図５に示すような第２漸近領域γ２の曲線を規定する関数Ｆ２（ｘ）に基づいて出力値ηiが算出される。関数Ｆ２（ｘ）の変数ｘに入力値θiを代入することにより、出力値ηiを算出できる。前述したように、関数Ｆ２（ｘ）は、例えば、二次関数、分数関数、指数関数、対数関数、または、三角関数など、グラフ上で曲線部分を有する所定の関数である。関数Ｆ２（ｘ）は、例えば、走行実験あるいはシミュレーション等によって、適切な傾きや曲率が得られるように予め設定されている。図５に示す例では、例えば、関数Ｆ２（ｘ）として分数関数が用いられて、第２漸近領域γ２の曲線が規定されている。

なお、上記のように、図５では、踏み込み側と踏み戻し側とを対称的に設定したアクセルペダル開度の入出力特性の例を示している。図５のように踏み込み側と踏み戻し側とを対称的に設定することにより、運転者は、アクセルペダル２を踏み込む場合と踏み戻す場合とで、同様の感覚でアクセルペダル２を操作することができる。そのため、車両Ｖｅの操作を容易にすることができる。一方で、この発明の実施形態におけるアクセルペダル開度の入出力特性は、踏み込み側と踏み戻し側とが必ずしも対称的な関係ではなくともよい。例えば、図６に示すように、踏み込み側と踏み戻し側とを非対称的に設定したアクセルペダル開度の入出力特性を用いることもできる。例えば、車両Ｖｅの特性や運転者の運転操作の特徴などに応じて、踏み込み側と踏み戻し側とを、適宜、別個に設定したアクセルペダル開度の入出力特性を用いてもよい。

また、この発明の実施形態におけるアクセルペダル開度の入出力特性の「不感帯δ」は、上述したような踏み込み側の「第１不感帯δ１」と、踏み戻し側の「第２不感帯δ２」との少なくともいずれかを有している。また、この発明の実施形態におけるアクセルペダル開度の入出力特性の「漸近領域γ」は、上述したような踏み込み側の「第１漸近領域γ１」と、踏み戻し側の「第２漸近領域γ２」との少なくともいずれかを有している。したがって、この発明の実施形態における車両の制御装置では、例えば、図７に示すように、踏み込み側のヒステリシス幅αを「第１不感帯δ１」および「第１漸近領域γ１」で形成し、踏み戻し側のヒステリシス幅αを「第２不感帯δ２」のみで形成したアクセルペダル開度の入出力特性を用いることもできる。あるいは、図８に示すように、踏み込み側のヒステリシス幅αを「第１不感帯δ１」および「第１漸近領域γ１」で形成し、踏み戻し側のヒステリシス幅αを「第２漸近領域γ２」のみで形成したアクセルペダル開度の入出力特性を用いることもできる。あるいは、図示していないが、踏み込み側のヒステリシス幅αを「第１不感帯δ１」のみで形成し、踏み戻し側のヒステリシス幅αを「第２不感帯δ２」および「第２漸近領域γ２」で形成したアクセルペダル開度の入出力特性を用いることもできる。あるいは、図示していないが、踏み込み側のヒステリシス幅αを「第１漸近領域γ１」のみで形成し、踏み戻し側のヒステリシス幅αを「第２不感帯δ２」および「第２漸近領域γ２」で形成したアクセルペダル開度の入出力特性を用いることもできる。

前述したように、この発明の実施形態におけるアクセルペダル開度の入出力特性は、入力値θiの変化方向にヒステリシス幅αを有するヒステリシスが設けられている。そのヒステリシスは、不感帯δ、および、漸近領域γから形成されており、特に、図５に示すように、踏み戻し側のアクセルペダル開度の入出力特性におけるヒステリシスは、第２不感帯δ２、および、第２漸近領域γ２から形成されている。そして、第２漸近領域γ２は、図５に示すように、上側（出力値ηが大きい側）に凸となる形状の曲線で表される。言い換えると、第２漸近領域γ２は、運転者がアクセルペダル２を踏み戻す場合に、アクセルペダル２の操作量が減少するほど第２漸近領域γ２における入力値θに対する出力値ηの変化率（すなわち、図５において第２漸近領域γ２を示す曲線の傾き）が大きくなるように設定されている。したがって、運転者がアクセルペダル２を踏み戻し操作する際には、操作量の入力値θに対する操作量の出力値ηの減少が、踏み戻し操作に対してあまり反応しない状態から、運転者がアクセルペダル２を踏み戻していくほど、単位操作量当たりの出力値ηの変化量が徐々に大きくなる。そのため、この発明の実施形態における車両の制御装置によれば、運転者によるアクセルペダル２の踏み戻し操作に対応して、車両Ｖｅの駆動力を連続して滑らかに減少させることができる。また、運転者がアクセルペダル２の踏み戻し操作の途中で操作量を保持した場合には、それに対応する車両Ｖｅの駆動力を安定して保持できる。

上記のステップＳ８またはステップＳ９のいずれかで、今回のアクセルペダル開度の出力値ηiが求められると、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６では、従前と同様に、前回のアクセルペダル開度の出力値ηi-1が、今回の出力値ηiに更新される。また、前回のアクセルペダル開度の入力値θi-1が、今回の入力値θiに更新される。そしてその後、この図４のフローチャートで示すルーチンを一旦終了する。

このように、この発明の実施形態における車両の制御装置は、運転者によるアクセルペダル２の踏み込み操作に基づいて駆動力源１を制御する。その場合、アクセルペダル２の踏み込み操作における操作量、すなわち、アクセルペダル開度を検出し、そのアクセルペダル開度の検出値、すなわち、アクセルペダル開度の入力値θに対して、所定の入出力特性に基づいて、アクセルペダル開度の出力値ηを算出する。そして、算出した出力値ηに対応させて、駆動力源１の出力、すなわち、車両Ｖｅの駆動力あるいは加速度を制御する。アクセルペダル開度の入出力特性には、ヒステリシスが設定されており、それにより、出力値ηを基に駆動力源１を制御する際のハンチングやチャタリングが抑制される。

更に、この発明の実施形態における車両の制御装置では、上記の入出力特性におけるヒステリシスが、不感帯δと漸近領域γとが組み合わされて形成される。不感帯δにより、上記のような制御のハンチングやチャタリングを抑制できる。そして、漸近領域γでは、アクセルペダル開度の入力値θの変化に対して、出力値ηが連続して滑らかに変化するように算出される。したがって、そのアクセルペダル開度の出力値ηを用いて駆動力源１の出力を制御することにより、アクセルペダル開度の入力値θの変化に対応して、駆動力源１の出力を連続して滑らかに制御できる。また、アクセルペダル開度を保持する際に、それに対応する駆動力源１の出力を安定して保持できる。そのため、この発明の実施形態における車両の制御装置によれば、運転者に違和感やショックを与えることなく、車両Ｖｅの駆動力あるいは加速度を、滑らかに、かつ、安定して制御することができる。

１…駆動力源（PWR）、 ２…アクセルペダル、 ３…検出部、 ３ａ…アクセルポジションセンサ、 ３ｂ…車輪速センサ、 ３ｃ…ブレーキストロークセンサ、 ３ｄ…加速度センサ、 ３ｅ…回転数センサ、 ４…コントローラ（ECU）、 ４ａ…（コントローラの）演算部、 ４ｂ…（コントローラの）制御部、 ５…前輪、 ６…後輪、 ７…コントローラ（パワートレーンECU）、 Ｖｅ…車両。

Claims (4)

1. 駆動力源と、アクセルペダルと、運転者による前記アクセルペダルの操作量を検出する検出部と、前記検出部で検出した前記操作量の入力値に対して所定のヒステリシスを設けた入出力特性に基づいて前記操作量の出力値を算出し、前記出力値に応じて前記駆動力源を制御するコントローラと、を備えた車両の制御装置において、
   前記入力値の変化方向における前記ヒステリシスの幅は、前記入力値の変化に対応して前記出力値が変化しないまたは前記運転者が感知しない微小変化量で変化する不感帯と、前記不感帯を超える前記入力値の変化に対応して前記出力値が複数の直線または曲線で表される所定の関数に基づいて連続的に変化する漸近領域とから形成され、
   前記コントローラは、
   前記入出力特性、前記不感帯、および、前記漸近領域を記憶し、
   前記入力値が前記不感帯の範囲内で増大する場合に、前記出力値を変化させないまたは前記微小変化量で増大させ、前記入力値が前記不感帯の範囲内で減少する場合に、前記出力値を変化させないまたは前記微小変化量で減少させるとともに、
   前記入力値が前記不感帯を超えて増大する場合に、前記出力値を前記関数に基づいて増大させ、前記入力値が前記不感帯を超えて減少する場合に、前記出力値を前記関数に基づいて減少させる
   ことを特徴とする車両の制御装置。
   
2. 請求項１に記載の車両の制御装置において、
   前記不感帯は、前記入力値が増大する場合に前記出力値が変化しないまたは前記微小変化量で増大する第１不感帯と、前記入力値が減少する場合に前記出力値が変化しないまたは前記微小変化量で減少する第２不感帯との少なくともいずれかを有し、
   前記漸近領域は、前記入力値が前記第１不感帯を超えて増大する場合に前記出力値が前記関数に基づいて増大する第１漸近領域と、前記入力値が前記第２不感帯を超えて減少する場合に前記出力値が前記関数に基づいて減少する第２漸近領域との少なくともいずれかを有している
   ことを特徴とする車両の制御装置。
   
3. 請求項２に記載の車両の制御装置において、
   前記第１漸近領域は、前記第１漸近領域における前記入力値に対する前記出力値の変化率が、前記操作量が増加するほど大きくなるように設定されている
   ことを特徴とする車両の制御装置。
   
4. 請求項２に記載の車両の制御装置において、
   前記第２漸近領域は、前記第２漸近領域における前記入力値に対する前記出力値の変化率が、前記操作量が減少するほど大きくなるように設定されている
   ことを特徴とする車両の制御装置。

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