JP4259450B2 - 車両用走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、概して、１つのペダルの操作のみで加減速度の制御を実現する車両用走行制御装置に係り、特に、操作性が大幅に向上した車両用走行制御装置に関する。

従来、アクセルペダル操作のみで車両の加減速度を制御する加減速度制御システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このようなシステムは、１ペダルドライブシステムとも呼ばれ、アクセルペダル角度がある基準点より小さい領域において、エンジンブレーキに加えてブレーキシステムによるアシスト制動力を発生させることにより、１つのペダルで加減速度の調整を可能にすることを図ったものである。
特開２０００−２０５０１５

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来システムは、車両操作性の点で問題がある。

上記特許文献１には、図１上段のグラフに示すように、加速と減速が切り替わる基準点Ｐ（基準点Ｐでは加減速度±０）を持ち、減速領域及び加速領域における勾配は任意の条件で様々なパターンを用いることができる旨提案されている（例えば、特許文献１の図２、５、８、９、及び１４参照）。

このように減速領域と加速領域とが一点で瞬時に切り替わる制御では、運転者が定速走行をしようとする場合にはアクセルペダル角度を基準点Ｐ一点に維持しなければならず、操作性が悪い。

上記特許文献１では、図１下段のグラフに示すように、この基準点Ｐの角度位置を運転者に触覚的に伝達するために、グラフ線Ａのようにアクセルペダル角度に対するアクセル踏込負荷の勾配を一定（＝θ）にせず、グラフ線Ｂのように基準点Ｐの前後で、すなわち減速領域と加速領域とにおいて変えて、減速領域での勾配θ_１＜加速領域での勾配θ_２とする（θ_１＜θ＜θ_２）ことも提案されている（例えば、特許文献１の段落［００３２］〜［００３６］及び図６の記載など参照）。

しかしながら、運転者が基準点Ｐの角度位置を触覚的に認識できることと定速走行時にアクセルペダル角度を基準点Ｐに維持することとは別問題であり、このような制御によっても操作性は改善されない。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、操作性が大幅に向上した１ペダルドライブシステムを実現する車両用走行制御装置を提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、車両に搭載され、１つの操作ペダルの操作量に応じて自車両の加減速を制御する車両用走行制御装置であって、前記操作ペダルの操作量について、該操作量の大きさに応じて、該操作量が少ない方から順に、減速領域、定常領域、及び加速領域を連続的に設定し、前記減速領域においては、前記操作ペダルの操作量が減少するほど減速度が大きくなるように走行制御し、前記定常領域においては、加速度及び減速度が加減速度±０を含む所定の範囲内に制限されるように走行制御し、前記加速領域においては、前記操作ペダルの操作量が増加するほど加速度が大きくなるように走行制御し、前記減速領域及び前記加速領域においては前記操作ペダルの操作量に応じて該操作量が多くなるほど該操作ペダルの操作反力を増加させ、前記定常領域においては前記操作ペダルの操作反力を所定の範囲内に制限する操作ペダル反力制御手段を有し、前記定常領域においては、前記操作ペダルの操作量にかかわらず加減速度が±０で一定となるように走行制御し、前記定常領域における前記操作ペダルの操作反力は、前記減速領域における最大操作反力及び前記加速領域における最小操作反力よりも小さい、ことを特徴とする車両用走行制御装置である。
あるいは、本発明の一態様は、車両に搭載され、１つの操作ペダルの操作量に応じて自車両の加減速を制御する車両用走行制御装置であって、前記操作ペダルの操作量について、該操作量の大きさに応じて、該操作量が少ない方から順に、減速領域、定常領域、及び加速領域を連続的に設定し、前記減速領域においては、前記操作ペダルの操作量が減少するほど減速度が大きくなるように走行制御し、前記定常領域においては、加速度及び減速度が加減速度±０を含む所定の範囲内に制限されるように走行制御し、前記加速領域においては、前記操作ペダルの操作量が増加するほど加速度が大きくなるように走行制御し、前記減速領域及び前記加速領域においては前記操作ペダルの操作量に応じて該操作量が多くなるほど該操作ペダルの操作反力を増加させ、前記定常領域においては前記操作ペダルの操作反力を所定の範囲内に制限する操作ペダル反力制御手段を有し、前記操作ペダル反力制御手段は、前記定常領域においては前記操作ペダルの操作量にかかわらず該操作ペダルの操作反力を前記所定の範囲内の一値に一定に保ち、前記定常領域における前記操作ペダルの操作反力は、前記減速領域における最大操作反力及び前記加速領域における最小操作反力よりも小さい、ことを特徴とする車両用走行制御装置であってもよい。
なお、後者の一態様においては、前記定常領域においては、前記操作ペダルの操作量にかかわらず加減速度が±０で一定となるように走行制御する、ことを特徴としてもよい。

この一態様においては、上記操作ペダルは、例えば、本来的にはアクセルペダルであるペダルであってもよく、或いは、専用に設けられたペダルであってもよく、或いは、本来的にはブレーキペダルであるペダルであってもよい。

この一態様によれば、操作ペダルの操作量を減らすことによって車両を減速させることができる領域と操作ペダルの操作量を増やすことによって車両を加速させることができる領域との間に操作ペダルの操作量が増減しても車両が加速も減速もほとんどせずに略一定の車速で走行する領域が設けられるため、１ペダルドライブシステムにおける定常走行時の操作性が向上する。
さらに、前記減速領域及び前記加速領域では操作ペダルの操作反力は操作量が増えるに従って増加するのに対し、加減速度が０又は略０となる前記定常領域においては操作ペダルの操作量にかかわらず操作反力が一定又は略一定であるため、操作者は、操作ペダルの操作感触から、現在の操作ペダルの操作量が前記定常領域内にあること、前記減速領域及び前記加速領域から前記定常領域へ移行したこと、及び、前記定常領域から前記減速領域及び前記加速領域へ移行したことを触覚的に感知することができ、定常走行時に操作ペダルの操作量を前記定常領域内に移行させ保持するのが容易となる。

また、この一態様においては、操作者（車両運転者）に現在の操作ペダルの操作量が上記３つの領域のいずれに属するかを操作ペダルの操作反力を利用して触覚的に伝達することが好ましい。

また、この一例において、前記定常領域における上記操作ペダルの操作反力を、前記減速領域における最大操作反力及び前記加速領域における最小操作反力よりも小さくすることにより、操作ペダルの操作量が前記減速領域及び前記加速領域から前記定常領域に移行する際には操作ペダルの操作反力が瞬時に減少すると共に、操作ペダルの操作量が前記定常領域から前記減速領域及び前記加速領域に移行する際には操作ペダルの操作反力が瞬時に上昇するため、アクセルペダル角度の領域間移行がより触覚的に分かり易くなる。

さらに、この一例において、前記定常領域以外の領域で運転者が触覚的に感じるアクセルペダル反力増減勾配が一定となるように、前記減速領域と前記加速領域とにおいて上記操作ペダルの操作量に対する該操作ペダルの操作反力の増加勾配を等しくしてもよい。

別の一例として、上記一態様に係る車両用走行制御装置に、前記減速領域と前記定常領域の切替点及び前記定常領域と前記加速領域の切替点の少なくとも一方において上記操作ペダルの操作反力を短時間内に急峻且つ連続的に増加及び減少させて操作者に触覚的にクリック感を与える操作ペダル反力制御手段を備えてもよい。

この別の一例においては、操作者は、前記減速領域又は前記加速領域から前記定常領域へ移行したこと、又は、前記定常領域から前記減速領域又は前記加速領域へ移行したことを上記クリック感により触覚的に感知することができるため、定常走行時に操作ペダルの操作量を前記定常領域内に移行させ保持するのが容易となる。

本発明によれば、操作性が大幅に向上した１ペダルドライブシステムを実現する車両用走行制御装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、１ペダルドライブシステムの基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。

図２〜７を用いて、本発明の一実施例を説明する。本実施例では、アクセルペダル操作のみで車両の加減速度が制御される１ペダルドライブシステムを例に挙げる。

まず、図２を用いて、本実施例に係る車両用走行制御装置２００の概略構成を説明する。

車両用走行制御装置２００は、アクセルペダル角度を検出するアクセルペダル角度検出部２０１を有する。アクセルペダル角度（又はアクセル開度）はアクセルペダルの操作量に比例しており、アクセルペダル角度の検出によりその時点でのアクセルペダルの操作量が分かる。

車両用走行制御装置２００は、更に、任意の記憶媒体である記憶部２０２を有する。記憶部２０２は、１）アクセルペダル角度に対する所定の目標加減速度のパターンと、２）アクセルペダル角度に対する所定のアクセルペダル反力の大きさのパターンとを予め保持する。

車両用走行制御装置２００は、更に、例えばＥＣＵである制御部２０３を有する。制御部２０３は、アクセルペダル角度検出部２０１により検出されたアクセルペダル角度を記憶部２０２が保持するパターンに照らして、実現されるべき加速度／減速度及びアクセルペダル反力を決定する。

車両用走行制御装置２００は、更に、制御部２０３からの加減速指示に基づき、スロットル・バルブに作用してそのスロットル開度を調整することにより駆動力（推進力）の大きさを制御するスロットル開度制御部２０４を有する。

車両用走行制御装置２００は、更に、制御部２０３からの加減速指示に基づき、ブレーキシステムに作用して運転者によるブレーキ操作とは別に追加的なアシスト制動力を発生させる制動力制御部２０５を有する。

車両用走行制御装置２００は、更に、例えばアクチュエータであるアクセルペダル反力制御部２０６を有する。アクセルペダル反力制御部２０６は、制御部２０３からの指示に基づき、アクセルペダル（図示せず）の反力を制御する。

次いで、記憶部２０２に予め記憶保持され、制御部２０３による加速度／減速度制御及びアクセルペダル反力制御の基準となるパターンについて具体例を５つ挙げて説明する。本実施例では、いずれのパターン例が採用されてもよい。

図３は、第一のパターン例を示している。上段のグラフはアクセルペダル角度と加速度／減速度の関係を示し、下段のグラフはアクセルペダル角度とアクセルペダル反力の関係を示す。

図３上段に示すように、この第一のパターン例においては、アクセルペダル角度について、その大きさに応じて、角度が小さい方から順に、減速領域、定常領域、加速領域が設定されている。これら３つの領域は連続しており、任意のアクセルペダル角度はいずれかの領域に属することになる。

減速領域において、制御部２０３は、アクセルペダル角度が減少するほど車両の減速度が大きくなり、アクセルペダル角度が増加するほど車両の減速度が小さくなるように、スロットル開度制御部２０４及び制動力制御部２０５を制御する。

定常領域において、制御部２０３は、アクセルペダル角度の大きさにかかわらず車両の加速度及び減速度がいずれも０となり、一定の車速が保たれるように、スロットル開度制御部２０４及び制動力制御部２０５を制御する。

加速領域において、制御部２０３は、アクセルペダル角度が増加するほど車両の加速度が大きくなり、アクセルペダル角度が減少するほど車両の加速度が小さくなるように、スロットル開度制御部２０４及び制動力制御部２０５を制御する。

このように、アクセルペダルを緩めることによって車両を減速させることができる減速領域と、アクセルペダルを踏み込むことによって車両を加速させることができる加速領域との間に、アクセルペダル角度が増減しても車両が加速も減速もせずに一定の車速が保たれる定常領域が設けられる。

これにより、例えば高速道路などで一定の車速を維持したクルージング走行を行ないたい運転者は、アクセルペダル角度が上記定常領域内に収まるように操作することによって容易に定速走行を実現・維持することができる。すなわち、アクセルペダル角度が上記定常領域の幅内に収まっていれば、アクセルペダル角度（操作量）が多少増減しても定常走行が維持されるため、操作性が良いと言える。

さらに、操作者（運転者）が、現在のアクセルペダル角度が上記３つの領域のいずれに属するかを容易に知ることができるようにするため、制御部２０３は上記３つの領域に応じてアクセルペダル反力も制御する。

図３下段に示すように、第一のパターン例に従う場合、制御部２０３は、減速領域及び加速領域においては、アクセルペダル角度が大きくなるほどアクセルペダル反力が増加するようにアクセルペダル反力制御部２０６を制御すると共に、定常領域においては、アクセルペダル角度にかかわらず、アクセルペダル反力が一定に保たれるようにアクセルペダル反力制御部２０６を制御する。ここで、減速領域における反力増加勾配θ_１は、例えば、加速領域における反力増加勾配θ_２より小さい。

このように、減速領域及び加速領域ではアクセルペダル反力はアクセルペダル角度が増えるに従って増加するのに対し、加減速度が０となる定常領域においてはアクセルペダル角度にかかわらずアクセルペダル反力が一定である。これにより、操作者（運転者）は、アクセルペダルの操作感触から、現在のアクセルペダル角度が定常領域内にあること、減速領域又は加速領域から定常領域へ移行したこと、及び、定常領域から減速領域又は加速領域へ移行したことを触覚的に感知することができるため、定常走行時にアクセルペダル角度を定常領域内に移行させ保持するのが容易となる。

図４は、第二のパターン例を示している。この第二のパターン例は、上記第一のパターン例の変形例である。また、図４上段のアクセルペダル角度と加速度／減速度の関係は既述の第一のパターン例のそれと同一であるため、説明は省略する。

図４下段に示すように、第二のパターン例に従う場合、制御部２０３は、定常領域におけるアクセルペダル反力が一定に保たれると共に、この定常領域における一定のアクセルペダル反力が減速領域における最大反力及び加速領域における最小反力よりも小さくなるようにアクセルペダル反力制御部２０６を制御する。

これにより、アクセルペダル角度が減速領域又は加速領域から定常領域に移行する際にはアクセルペダル反力が瞬時に減少すると共に、アクセルペダル角度が定常領域から減速領域又は加速領域に移行する際にはアクセルペダル反力が瞬時に上昇するため、運転者にとってアクセルペダル角度の領域間移行がより触覚的に分かり易くなる。

図５は、第三のパターン例を示している。この第三のパターン例は、上記第二のパターン例の変形例である。また、図５上段のアクセルペダル角度と加速度／減速度の関係は既述の第一及び第二のパターン例のそれと同一であるため、説明は省略する。

図５下段に示すように、第三のパターン例に従う場合、制御部２０３は、定常領域におけるアクセルペダル反力が減速領域における最大反力及び加速領域における最小反力よりも小さい値で一定に保たれると共に、減速領域におけるアクセルペダル反力増加勾配と加速領域における反力増加勾配とが等しくなるように、アクセルペダル反力制御部２０６を制御する。

これにより、定常領域以外で運転者が触覚的に感じる反力増減勾配を一定にすることができる。

図６は、第四のパターン例を示している。図６上段のアクセルペダル角度と加速度／減速度の関係は既述の第一〜第三のパターン例のそれと同一であるため、説明は省略する。

図６下段に示すように、第四のパターン例に従う場合、制御部２０３は、減速領域と定常領域の切替点及び定常領域と加速領域の切替点においてアクセルペダル反力を短時間内に急峻且つ連続的に増加及び減少させて操作者に触覚的にクリック感を与えるようにアクセルペダル反力制御部２０６を制御する。

これにより、運転者は、減速領域又は加速領域から定常領域へ移行したこと、及び、定常領域から減速領域又は加速領域へ移行したことを上記クリック感により触覚的に感知することができるため、定常走行時にアクセルペダル角度を定常領域内に移行させ保持するのが容易となる。

図７は、第五のパターン例を示している。この第五のパターン例は、上記第四のパターン例の変形例である。また、図７上段のアクセルペダル角度と加速度／減速度の関係は既述の第一〜第四のパターン例のそれと同一であるため、説明は省略する。

図７下段に示すように、第五のパターン例に従う場合、制御部２０３は、領域の切替点においてクリック感を発生させると共に、定常領域におけるアクセルペダル反力が一定に保たれるようにアクセルペダル反力制御部２０６を制御する。

これにより、操作者（運転者）は、アクセルペダルの操作感触から、現在のアクセルペダル角度が定常領域内にあることを触覚的に感知することができるため、定常走行時にアクセルペダル角度を定常領域内に移行させ保持するのが容易となる。

このように本実施例によれば、減速領域と加速領域の間にアクセルペダル角度が増減しても車両が加速も減速もせずに一定の車速が保たれる定常領域が設けられると共に、現在のアクセルペダル角度が上記３つの領域のいずれに属するかをアクセルペダル反力を利用して触覚的に運転者に伝達されるため、１ペダルドライブシステムにおける特に定速走行時の操作性が向上する。

なお、上記一実施例において、図３〜７上段に示したように、定常領域の大部分において加速度／減速度が±０であるとしたのは一例を挙げたに過ぎず、本発明はこれに限定されない。当業者には明らかなように、本発明は、定常領域において、加速領域及び減速領域における加減速度に比して大幅に小さい加減速度±０前後の微小な加減速度の存在を許容するものである。すなわち、本発明では、上記定常領域を微小加減速領域と呼び、微小加減速領域では加減速度を加減速度±０を含む所定の微小な範囲内に抑えるものとすることも可能である。この場合の一例を図８に示す。当然、図３〜７上段に示すような定常領域と図８に示すような微小加減速領域とを組み合わせてもよい。

また、上記一実施例において、図３、４、５、及び７にそれぞれ示した第一、第二、第三、及び第五の制御パターンにおいては、定常領域においてアクセルペダル反力を一定にするものとしたのは一例を挙げたに過ぎず、本発明はこれに限定されない。当業者には明らかなように、本発明は、定常領域において、加速領域及び減速領域におけるアクセルペダル反力変化に比して大幅に小さい微小なアクセルペダル反力変化（勾配）を許容するものである。すなわち、本発明では、定常領域においてアクセルペダル反力を所定の微小な範囲内に抑えるものとすることも可能である。

さらに、上記一実施例において、図３、４、及び７にそれぞれ示した第一、第二、及び第五の制御パターンにおいては、減速領域におけるアクセルペダル反力増加勾配θ_１が加速領域におけるアクセルペダル反力増加勾配θ_２より小さい（θ_１＜θ_２）ものとしたのは一例であり、本発明はこれに限定されず、各パターンにおいてθ_１≦θ_２であってもよい。同様に、すべての制御パターンにおいて、アクセルペダル反力増加勾配θ、θ_１、及びθ_２は任意に適宜設定することができる。

本発明は、１ペダルドライブシステムを実現する車両用走行制御装置に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。

従来システムにおけるペダル角度と目標加減速度及びペダル踏込負荷との関係を示すグラフである。 本発明の一実施例に係る車両用走行制御装置の概略構成図である。 本発明の一実施例において採用し得る制御パターンの一例を示すグラフである。 本発明の一実施例において採用し得る制御パターンの別の一例を示すグラフである。 本発明の一実施例において採用し得る制御パターンの更に別の一例を示すグラフである。 本発明の一実施例において採用し得る制御パターンの更に別の一例を示すグラフである。 本発明の一実施例において採用し得る制御パターンの更に別の一例を示すグラフである。 本発明の別の一実施例において採用し得る制御パターンの一例を示すグラフである。

符号の説明

２００ 車両用走行制御装置
２０１ アクセルペダル角度検出部
２０２ パターン記憶部
２０３ アクセルペダル反力制御部
２０４ アクセルペダル反力付与部

Claims (4)

1. 車両に搭載され、１つの操作ペダルの操作量に応じて自車両の加減速を制御する車両用走行制御装置であって、前記操作ペダルの操作量について、該操作量の大きさに応じて、該操作量が少ない方から順に、減速領域、定常領域、及び加速領域を連続的に設定し、前記減速領域においては、前記操作ペダルの操作量が減少するほど減速度が大きくなるように走行制御し、前記定常領域においては、加速度及び減速度が加減速度±０を含む所定の範囲内に制限されるように走行制御し、前記加速領域においては、前記操作ペダルの操作量が増加するほど加速度が大きくなるように走行制御し、
   前記減速領域及び前記加速領域においては前記操作ペダルの操作量に応じて該操作量が多くなるほど該操作ペダルの操作反力を増加させ、前記定常領域においては前記操作ペダルの操作反力を所定の範囲内に制限する操作ペダル反力制御手段を有し、
   前記定常領域においては、前記操作ペダルの操作量にかかわらず加減速度が±０で一定となるように走行制御し、
   前記定常領域における前記操作ペダルの操作反力は、前記減速領域における最大操作反力及び前記加速領域における最小操作反力よりも小さい、ことを特徴とする車両用走行制御装置。
2. 車両に搭載され、１つの操作ペダルの操作量に応じて自車両の加減速を制御する車両用走行制御装置であって、前記操作ペダルの操作量について、該操作量の大きさに応じて、該操作量が少ない方から順に、減速領域、定常領域、及び加速領域を連続的に設定し、前記減速領域においては、前記操作ペダルの操作量が減少するほど減速度が大きくなるように走行制御し、前記定常領域においては、加速度及び減速度が加減速度±０を含む所定の範囲内に制限されるように走行制御し、前記加速領域においては、前記操作ペダルの操作量が増加するほど加速度が大きくなるように走行制御し、
   前記減速領域及び前記加速領域においては前記操作ペダルの操作量に応じて該操作量が多くなるほど該操作ペダルの操作反力を増加させ、前記定常領域においては前記操作ペダルの操作反力を所定の範囲内に制限する操作ペダル反力制御手段を有し、
   前記操作ペダル反力制御手段は、前記定常領域においては前記操作ペダルの操作量にかかわらず該操作ペダルの操作反力を前記所定の範囲内の一値に一定に保ち、
   前記定常領域における前記操作ペダルの操作反力は、前記減速領域における最大操作反力及び前記加速領域における最小操作反力よりも小さい、ことを特徴とする車両用走行制御装置。
3. 請求項２記載の車両用走行制御装置であって、
   前記定常領域においては、前記操作ペダルの操作量にかかわらず加減速度が±０で一定となるように走行制御する、ことを特徴とする車両用走行制御装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項記載の車両用走行制御装置であって、
   前記反力制御手段は、前記減速領域と前記加速領域とにおいて前記操作ペダルの操作量に対する該操作ペダルの操作反力の増加勾配を等しくする、ことを特徴とする車両用走行制御装置。

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