JP2658467B2 - アクセル反力制御装置 - Google Patents

アクセル反力制御装置

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【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、自動車などにおけるアクセルペダルの踏
込反力を制御するアクセル反力制御装置に関する。
(従来の技術) 自動車におけるスロットルバルブに連動してその開閉
制御を司るアクセルペダルの操作機構としては、例えば
第6図に示すようなものがある。アクセルペダル101に
はスロットルワイヤ103の一端側が接続され、スロット
ルワイヤ103の他端はアクセルドラム105に接続されてい
る。アクセルドラム105は、固定部107に対して回転可能
であってリターンスプリング109により図中で矢印A方
向に常時付勢され、スロットルチャンバ111内のスロッ
トルバルブに連動している。
このような構成で、アクセルペダル101を矢印B方向
に踏み込むと、アクセルワイヤ103を介してアクセルド
ラム105がリターンスプリング109の付勢力に抗して矢印
Aとは反対方向に回動し、スロットルチャンバ111内の
スロットルバルブを開方向に回動させる。
従ってこの場合、アクセルペダル101を踏み込むこと
によって発生する、いわゆる踏込反力は、ペダル踏込量
に応じて発生するリターンスプリング109の弾性変形量
に比例して変化するものとなっている。
また、アクセルドラムを楕円形として踏込反力を、ア
クセルペダルの踏込量に比例して変化しないように構成
したものもある。
(発明が解決しようとする課題) ところで、自動車を運転するに際し、車両に現在作用
している走行負荷(走行抵抗や、走行路の傾斜角度、走
行加速度)がどの程度か、また、この負荷を把握するこ
とによってこのときの出力限界をある程度予想すること
は、好適な走行を得るために極めて重要なものである。
しかしながら前記従来のアクセルペダルの操作機構で
は、単にアクセルペダルの踏込量に応じた大きさの踏込
反力が発生するに過ぎず、従ってアクセルペダルの踏込
反力からでは、前述した車両の走行負荷に対するエンジ
ン出力の限界を把握することができないため、運転者は
そのときの走行状態を感覚的に知覚してこれによりエン
ジン出力の限界を判断するという、いわば間接的な判断
方法によらざるを得ないという問題点があった。
この発明は、このような従来の問題点に着目してなさ
れたもので、車両の負荷状態に対するエンジン出力の余
裕馬力等の情報を、積極的、直接的にアクセル反力値と
してフィードバックする構成とすることにより、前記問
題点を効果的に解決することを目的としている。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 前述した課題を解決するためにこの発明は、第1図に
示すように、アクセルペダルの踏込反力を発生しかつそ
の反力を可変に設定可能な踏込反力発生手段13と、走行
時車両に作用している走行負荷を検出する負荷状態検出
手段33と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検
出手段29と、このエンジン回転数検出手段29が検出した
エンジン回転数で発生し得る最大のエンジン出力を算出
するエンジン最大出力算出手段31aと、このエンジン最
大出力算出手段31aによって算出された最大エンジン出
力と前記負荷状態検出手段33によって検出されたそのと
きの走行負荷との偏差が小さいときは前記踏込反力発生
手段13の反力を大きくし、前記偏差が大きいときは同反
力を小さくする反力制御手段31bとを有する構成として
ある。
(作用) 負荷状態検出手段33によって車両の走行負荷が検出さ
れる一方、エンジン回転数検出手段29により検出された
エンジン回転数で発生し得る最大のエンジン出力がエン
ジン最大出力算出手段31aで算出される。反力制御手段3
1bは、この算出された最大エンジン出力と前記検出され
た走行負荷との偏差が小さいとき踏込反力発生手段13の
反力を大きくし、同偏差が大きいとき同反力を小さくす
るよう制御してアクセルペダルの踏込反力を制御する。
運転者は、アクセルペダルの踏込反力が大きいときに
は、エンジン出力が走行負荷に対して余裕がなく、逆に
小さいときにには、余裕があると判断し、この判断結果
に見合ったアクセルペダル操作を行う。
(実施例) 以下、この発明の実施例を第1図ないし第5図に基づ
き説明する。
この実施例のアクセルペダルの操作機構を第2図に示
す。アクセルペダル1には、アクセルペダル1の踏込み
によって引張られるスロットルワイヤ3の一端側が接続
され、スロットルワイヤ3の他端はアクセルドラム5に
接続されている。アクセルドラム5は固定部7に対して
回転可能であって、リターンスプリング9により図中で
矢印A方向に常時付勢され、スロットルチャンバ11内の
図示しないスロットルバルブに連動している。
上記アクセルペダル1の裏側には、アクセルペダル1
を踏込んだ際にその反力を発生させる踏込反力発生手段
13、およびアクセルペダル1の最大踏込量を規制するス
トッパ15が設置されている。
踏込反力発生手段13の一例として第3図に示したもの
は、制御電流が供給される電磁ソレノイド17と、電磁ソ
レノイド17に制御電流が供給されることによって図中で
右方向に変位するリニヤプランジャ19と、リニヤプラン
ジャ19の先端に接続されたピストン21と、アクセルペダ
ル1に反力を伝えるロッド23と、ピストン21およびロッ
ド23間に介在させた圧縮コイルスプリング25とによって
構成されている。
前記スロットルチャンバ11のスロットルバルブには、
スロットル開度センサ27が接続され、このスロットル開
度センサ27、およびエンジンエンジン回転数検出手段と
しての回転数センサ29は、例えばマイクロコンピュータ
から構成されるコントローラ31に接続されている。スロ
ットル開度センサ27と回転数センサ29とで、車両に作用
している走行負荷を検出する負荷状態検出手段33を構成
している。コントローラ31は、踏込反力発生手段13の電
磁ソレノイド17に接続されて、スロットル開度センサ27
および回転数センサ29の出力信号値に基づいて電磁ソレ
ノイド17へ印加する電流を制御する。
上記踏込反力発生手段13において、電磁ソレノイド17
に電流が印加されてリニヤプランジャ19がスプリング25
に抗してΔxだけ変位した場合、アクセルペダル1の反
力変化Δfは、スプリング25のばね定数をkとすれば、
Δf=k・Δxとなり、もともとリターンスプリング9
および上記リニヤプランジャ19の変位前でのスプリング
25によって発生している踏込反力に対してΔfの反力変
化を発生させることができる。
また、コントローラ31には、エンジンの出力に直接関
係するスロットル開度センサ27の検出値と回転数センサ
29の検出値に基づいて第4図に示すようなスロットル開
度O1,O2,…Onをパラメータとするエンジン回転数Nに
対するエンジン出力τを予め記憶してある。
そしてコントローラ31は、運転中において、回転数セ
ンサ29が検出した現在でのエンジン回転数Nとスロット
ル開度センサ27が検出したスロットル開度とから現在発
生しようとしているエンジン出力τと、このときのエン
ジン回転数で発生し得る最大のエンジン出力τmaxとを
算出すると共に、τmax−τ、即ちエンジン出力の余裕
を求める。このτmax−τと予め設定してある値δとの
割合(τmax−τ)/δをエンジン出力の余裕率Fとし
て算出し、F>1のときは出力に充分な余裕があると
し、F<1のときは出力に余裕が少ないとして、このF
の値に比例した踏込反力を踏込反力発生手段13に発生さ
せるべく、コントローラ31は制御電流を電磁ソレノイド
17に供給するように機能することになる。
すなわちコントローラ31は、エンジン回転数検出手段
29で検出したエンジン回転数で発生し得る最大のエンジ
ン出力を算出するエンジン最大出力算出手段31aおよ
び、このエンジン最大出力算出手段31aによって算出さ
れた最大エンジン出力と負荷状態検出手段33によって検
出されたそのときの走行負荷との偏差(τmax−τ)に
応じて踏込反力発生手段13の反力を変化させる反力制御
手段31bを含むことになる。
コントローラ31のこの機能を、第5図に示す説明図に
よって具体的に説明する。
今、傾斜の無い水平状の走行路におけるある運転状態
でのτmax−τがδに等しいとする。即ち、τmax−τ=
δであり、このときの踏込反力発生手段13のピストン21
の位置がx0にあったとし、踏込反力発生手段13のスプリ
ング25による踏込反力をF0、リターンスプリング9によ
り発生する踏込反力をFrとすると、アクセルペダル1に
は、F0+Frなる踏込反力が作用することになる。
この状態で車両が登坂路に進入したものとし、ここで
アクセルペダル1を変化させず、そのままでは登坂抵抗
が加わるので車両に作用する走行負荷が増加し、エンジ
ン回転数が低下してこのときのエンジン出力の余裕τ
max−τは小さくなって(τmax−τ)/δ<1となる。
ここでコントローラ31は、電磁ソレノイド17に所定電
流を印加してリニヤプランジャ19をスプリング25が圧縮
する方向に移動させ、ピストン21の位置を、第5図のx0
からΔxだけ移動したx1まで変化させる。この結果、ア
クセルペダル1に作用する踏込反力はkΔxだけ増加し
て全体ではF0+Fr+kΔxとなり、踏込反力の増加分k
Δxがアクセルペダル1から知覚されて運転者はエンジ
ン出力が車両に作用している走行負荷に対して不足し始
め、余裕馬力が減少したことを知る。これにより、運転
者は車両の出力限界をある程度予想することとができ、
無理な追越しや、無理な登坂路走行を未然に防止でき
る。
なお、前記リターンスプリング9を使用しない他の構
成のスロットル機構でも、前記踏込反力Frはなくなる
が、踏込反力発生手段13による前記制御機能は有効に発
揮される。
また、前述した実施例は、車両に作用している走行負
荷を、エンジン回転数とスロットル開度とに基づく性能
特性図から出力の余裕率(τmax−τ)/δとして算出
してこの余裕率に基づいて踏込反力を制御するものであ
るが、推定される車両の走行抵抗、走行路の傾斜角度、
走行加速度などによって車両に作用している走行負荷を
算出し、これに基づき踏込反力を制御するようにしても
よい。
[発明の効果] 以上によって明らかなようにこの発明の構成によれ
ば、走行中車両に作用している走行負荷と、そのときの
エンジン回転数で発生し得る最大のエンジン出力とを比
較し、これら両者間の偏差が小さいときアクセルペダル
の踏込反力を大きくし、同偏差が大きいとき同反力を小
さくし、これにより運転者は、エンジン出力に余裕があ
るかないかを踏込反力として把握できてエンジンの出力
限界を判断することができ、例えば、無理な追い越しな
どの運転操作を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のクレーム対応図、第2図はこの発明
の一実施例における全体構成図、第3図は踏込反力発生
手段の一例を示す断面図、第4図は性能特性図、第5図
は踏込反力発生手段の動作説明図、第6図は従来のアク
セル機構を示す説明図である。 1…アクセルペダル、13…踏込反力発生手段 29…回転数センサ(エンジン回転数検出手段) 31…コントローラ、31a…エンジン最大出力算出手段 31b…反力制御手段、33…負荷状態検出手段

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アクセルペダルの踏込反力を発生しかつそ
    の反力を可変に設定可能な踏込反力発生手段と、走行時
    車両に作用している走行負荷を検出する負荷状態検出手
    段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手
    段と、このエンジン回転数検出手段が検出したエンジン
    回転数で発生し得る最大のエンジン出力を算出するエン
    ジン最大出力算出手段と、このエンジン最大出力算出手
    段によって算出された最大エンジン出力と前記負荷状態
    検出手段によって検出されたそのときの走行負荷との偏
    差が小さいときは前記踏込反力発生手段の反力を大きく
    し、前記偏差が大きいときは同反力を小さくする反力制
    御手段とを有することを特徴とするアクセル反力制御装
    置。
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