JP4385944B2

JP4385944B2 - 車両用走行制御装置

Info

Publication number: JP4385944B2
Application number: JP2004381347A
Authority: JP
Inventors: 正喜星野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2024-12-28
Also published as: JP2006183646A

Description

本発明は、概して、車両においてアクセルペダル反力の大きさを制御する車両用走行制御装置に係り、特に、反力機構異常時に運転者の意図しない車両急加速が発生するのを防止した車両用走行制御装置に関する。

従来、車両においてアクセルペダル反力の大きさを制御する装置が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
特開平５−２３１１９４号公報特開２００３−２９１６８２号公報特開２００４−６０４８４号公報

しかしながら、従来のアクセルペダル反力制御装置には、例えばモータやアクチュエータなどのアクセルペダルに反力を付与する機構に故障（フェール）等の異常が発生した場合に、運転者が意図せずにアクセルペダルを踏み込んでしまうおそれがある。これを図１を用いて説明する。

図１上段はアクセルペダル反力、中段はアクセルペダル操作量、下段はスロットルバルブ開度の時間変化の一例をそれぞれ表している。

ここで、時刻ｔ_１においてアクセルペダルに反力を付与する機構に異常が発生したものとすると、アクセルペダル反力はペダル機構が内在的に有するベース反力まで急落する（図１上段）。

この反力急落により、反力（踏み応え）に応じて踏力を掛けていた運転者は意図せずにアクセルペダルを急激に踏み込んでしまうことになる（図１中段）。

ここで、従来装置では、アクセルペダルに反力を付与する機構に異常が発生しても、アクセルペダルの操作量に応じてスロットルバルブ開度を制御する機構は通常通りの制御を継続しているため、上記の運転者の意図しないアクセルペダルの踏み込みにより、スロットルバルブ開度も急増してしまう（図１下段）。このような状況は、運転者の意図しない車両急加速をもたらし得るため、望ましくない。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、反力機構異常時に運転者の意図しない車両急加速が発生するのを防止した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、車両においてアクセルペダル反力の大きさを制御する車両用走行制御装置であって、アクセルペダルの操作量に応じてスロットルバルブ開度を制御するスロットルバルブ開度制御手段と、アクセルペダルに操作反力を付与するアクセルペダル反力付与手段と、このアクセルペダル反力付与手段の異常を検出する異常検出手段とを有し、上記スロットルバルブ開度制御手段は、該異常検出手段により上記アクセルペダル反力付与手段の異常が検出されたとき、スロットルバルブ開度を低減する、車両用走行制御装置である。

この一態様において、上記スロットルバルブ開度制御手段は、上記異常検出手段により上記アクセルペダル反力付与手段の異常が検出されたとき、例えば、１）アクセルペダル操作量にかかわらず、スロットルバルブ開度を所定レベル以下に下げる（例えば、スロットルバルブ開度を０とする）ことによって、或いは、２）アクセルペダル操作量の増加量に対するスロットルバルブ開度の増加量の割合を所定レベル以下に下げることによって、スロットルバルブ開度を低減する。

この一態様によれば、アクセルペダルに反力を付与する機構に異常が発生し、運転者によってアクセルペダルが意図せずに踏み込まれた場合であっても、スロットルバルブ開度が増加しないため、車両に急加速が生じない。

なお、この一態様において、上記スロットルバルブ開度制御手段は、上記異常検出手段により上記アクセルペダル反力付与手段の異常が検出された後、アクセルペダル操作量が所定レベル以下に減少したとき（例えば、アクセルペダル操作量が０となったとき）、スロットルバルブ開度の低減制御を中止することが好ましい。これは、運転者がアクセルペダルを一旦緩め、アクセルペダル操作量が所定レベル以下となった場合、それ以降に行われたアクセルペダルの踏み込みは運転者の意思によるものであると判断できる、という洞察に基づく。

この場合、安全のため、上記スロットルバルブ開度制御手段は、スロットルバルブ開度の低減制御を中止するとき、アクセルペダル操作量の変化量に対するスロットルバルブ開度の変化量の割合を、上記異常検出手段により上記アクセルペダル反力付与手段の異常が検出される前の割合まで一気に戻さずに、徐々に増やしながら戻すようにしてもよい。

本発明によれば、反力機構異常時に運転者の意図しない車両急加速が発生するのを防止した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、ペダル反力制御装置の基本概念、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２〜４を用いて、本発明の一実施例について説明する。図２は、本実施例に係る車両用走行制御装置２００の概略構成を示している。

車両用走行制御装置２００は、エンジンのスロットルバルブの弁開度を調整してエンジン出力を制御するスロットルバルブ開度制御部２０１を有する。

また、車両用走行制御装置２００は、更に、例えばモータやアクチュエータなどを利用して発生させた操作反力をアクセルペダルに付与するアクセルペダル反力付与部２０２を有する。

アクセルペダル反力付与部２０２がアクセルペダルに操作反力を付与する具体的な構造・機構については、既に様々な提案がなされており、当業者には既知であるため、説明を省略する。本実施例では、任意の構造・機構を採用することができる。

車両用走行制御装置２００は、更に、スロットルバルブ開度制御部２０１、及びアクセルペダル反力付与部２０２を制御する制御部２０３を有する。本実施例において、制御部２０３は、例えば、ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ；電子制御装置）である。

車両用走行制御装置２００は、更に、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダル操作量検出部２０４を有する。ここで、アクセルペダル操作量検出部２０４は、例えば、アクセルペダルのストローク量又はストローク角を検出するセンサなどを含む。

車両用走行制御装置２００は、更に、アクセルペダル反力付与部２０２の異常を監視・検出し、制御部２０３に報告する異常監視部２０５を有する。ここでいうアクセルペダル反力付与部２０２の異常には、アクセルペダル反力付与部２０２自体の故障（フェール）に加えて、制御部２０３とアクセルペダル反力付与部２０２との間の通信線の断絶などのアクセルペダル反力付与部２０２によってアクセルペダルに操作反力が付与されなくなる状況全般を指すものとする。

このような構成の車両用走行制御装置２００において、制御部２０３は、平時の車両運転中、アクセルペダル操作量検出部２０４によって検出されたアクセルペダル操作量に応じてスロットルバルブ開度制御部２０１を制御し、アクセルペダル操作量に応じたスロットルバルブ開度が実現されるようにしている。

次いで、アクセルペダル反力付与部２０２に異常が発生した場合の制御部２０３の動作について図３を用いて説明する。

制御部２０３は、平時の車両運転中、所定のアルゴリズムに従ってアクセルペダル反力付与部２０２を制御し、所望のアクセルペダル反力を作り出している（Ｓ３０１）。本実施例において、通常時のアクセルペダル反力制御アルゴリズムは任意のものでよい。

異常監視部２０５によりアクセルペダル反力付与部２０２に特段の異常が検出されない場合（Ｓ３０２の「ＮＯ」）、Ｓ３０１の処理が継続される。

異常監視部２０５によりアクセルペダル反力付与部２０２に何らかの異常が検出された場合（Ｓ３０２の「ＹＥＳ」）、制御部２０３は、スロットルバルブ開度制御部２０１にスロットルバルブ開度を直ちに０（すなわち全閉）にして保持するように指示する（Ｓ３０３）。ここで、アクセルペダル反力付与部２０２の異常が検出されてからスロットルバルブ開度が０とされるまでのタイムラグは短いほど良い。

このようにして、スロットルバルブ開度が０とされると、次いで、制御部２０３は、アクセルペダル操作量検出部２０４の出力を監視して、アクセルペダル操作量が０となるのを待機する（Ｓ３０４の「ＮＯ」）。

アクセルペダル操作量が一旦０となったことが検出されると（Ｓ３０４の「ＹＥＳ」）、それ以降に行われるアクセルペダルの操作（踏み込み）は運転者の意思によるものであると判断できるという洞察の下に、制御部２０３は、スロットルバルブ開度制御部２０１に全閉状態の保持を中止するように指示すると共に、以降、通常通りのアクセルペダル操作量に応じたスロットルバルブ開度制御を再開する（Ｓ３０５）。

図４に、このような制御部２０３の制御によるアクセルペダル反力（上段）、アクセルペダル操作量（中段）、及びスロットルバルブ開度（下段）の時間変化の一例を示す。

図４において、時刻ｔ_１までは、通常通りのアクセルペダル反力制御が行われていると共に、アクセルペダル操作量に応じたスロットルバルブ開度制御が行われている。

時刻ｔ_１においてアクセルペダル反力付与部２０２の異常が検出され、アクセルペダル反力がベース反力まで急落すると（上段）、運転者は意図せずにアクセルペダルを踏み込んでしまうが（中段）、制御部２０３によりスロットルバルブ開度は速やかに０とされる（下段）。

その後、スロットルバルブ開度はアクセルペダル操作量にかかわらず０に保持される。これにより、運転者の意図しないアクセルペダルの踏み込みによって車両に急加速が生じることはない。

その後、時刻ｔ_２においてアクセルペダル操作量が０となったことが検出されると（中段）、アクセルペダル操作量に応じたスロットルバルブ開度制御が再開される（下段）。

このように、本実施例によれば、アクセルペダルに反力を付与する機構に異常が発生し、アクセルペダル反力がベース反力にまで急落する場合、アクセルペダル操作量が一旦０とされるまでスロットルバルブ開度が０とされるため、アクセルペダル反力急落に起因する運転者の意図しないアクセルペダル踏み込みによって車両に急加速が生じるのを防ぐことができる。

なお、上記一実施例では、一例として、アクセルペダル操作量が一旦０となったことが検出されたときに、それ以降に行われるアクセルペダルの操作（踏み込み）は運転者の意思によるものであるとの判断を前提としたが、本発明はこれに限定されず、アクセルペダル反力の急落によって生じた運転者の意図しないアクセルペダル踏み込み状態を脱したと判断された任意の時点で、通常通りのアクセルペダル操作量に基づくスロットルバルブ開度制御を再開することができる。例えば、アクセルペダル操作量が一旦０より大きい所定のレベル以下となったときに通常通りのスロットルバルブ開度制御を再開するようにしてもよい。

また、上記一実施例では、一例として、アクセルペダルに反力を付与する機構に異常が発生したときにスロットルバルブ開度を０にまで下げるものとしたが、本発明はこれに限定されず、車両に急加速が生じないようにスロットルバルブ開度が低減される限り、任意の手法を採用することができる。

例えば、アクセルペダルに反力を付与する機構に異常が発生したときにスロットルバルブ開度を０でない所定レベル以下にまで下げることによって、車両の急加速を防止するようにしてもよい。

あるいは、図５に示すように、アクセルペダルに反力を付与する機構に異常が発生したときに、アクセルペダル操作量の変化量とスロットルバルブ開度の変化量との対応関係（スロットル応答性）を変更し、具体的にはアクセルペダル操作量の増加量に対するスロットルバルブ開度の層化量の割合を通常時により小さくすることによって、車両の急加速を防止するようにしてもよい。このとき、変更後のスロットル応答性は、例えば、車速や、先行車両及び／又は後続車両の有無などによって決定されてもよい。

また、上記一実施例では、一例として、スロットルバルブ開度が０とされた後、アクセルペダル操作量が一旦０となったときに、通常通りのアクセルペダル操作量に応じたスロットルバルブ開度制御が再開されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。

例えば、安全の観点から、図６に示すように、時刻ｔ_２で通常制御に復帰直後はアクセルペダルのオン／オフが数回実施されるまでスロットル応答性を下げておき、徐々に通常時の応答性に戻していくようにしてもよい。

本発明は、車両においてアクセルペダル反力の大きさを制御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。

従来装置による異常発生時のアクセルペダル反力、アクセルペダル操作量、及びスロットルバルブ開度の時間変化の一例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係る車両用走行制御装置による制御の流れを示すフローチャートである。本発明の一実施例に係る車両用走行制御装置による異常発生時のアクセルペダル反力、アクセルペダル操作量、及びスロットルバルブ開度の時間変化の一例を示すグラフである。本発明の別の一実施例に係る車両用走行制御装置による異常発生時のアクセルペダル反力、アクセルペダル操作量、及びスロットルバルブ開度の時間変化の一例を示すグラフである。本発明の更に別の一実施例に係る車両用走行制御装置による異常発生時のアクセルペダル反力、アクセルペダル操作量、及びスロットルバルブ開度の時間変化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スロットルバルブ開度制御部
２０２アクセルペダル反力付与部
２０３制御部
２０４アクセルペダル操作量検出部
２０５異常監視部

Claims

車両においてアクセルペダル反力の大きさを制御する車両用走行制御装置であって、
アクセルペダルの操作量に応じてスロットルバルブ開度を制御するスロットルバルブ開度制御手段と、
アクセルペダルに操作反力を付与するアクセルペダル反力付与手段と、
前記アクセルペダル反力付与手段の異常を検出する異常検出手段とを有し、
前記スロットルバルブ開度制御手段は、前記異常検出手段により前記アクセルペダル反力付与手段の異常が検出されたとき、スロットルバルブ開度を低減する、ことを特徴とする車両用走行制御装置。
請求項１記載の車両用走行制御装置であって、
前記スロットルバルブ開度制御手段は、前記異常検出手段により前記アクセルペダル反力付与手段の異常が検出されたとき、アクセルペダル操作量にかかわらず、スロットルバルブ開度を所定レベル以下に下げる、ことを特徴とする車両用走行制御装置。
請求項２記載の車両用走行制御装置であって、
前記スロットルバルブ開度制御手段は、前記異常検出手段により前記アクセルペダル反力付与手段の異常が検出されたとき、アクセルペダル操作量にかかわらず、スロットルバルブ開度を０とする、ことを特徴とする車両用走行制御装置。
請求項１記載の車両用走行制御装置であって、
前記スロットルバルブ開度制御手段は、前記異常検出手段により前記アクセルペダル反力付与手段の異常が検出されたとき、アクセルペダル操作量の増加量に対するスロットルバルブ開度の増加量の割合を所定レベル以下に下げる、ことを特徴とする車両用走行制御装置。
請求項１乃至４のいずれか一項記載の車両用走行制御装置であって、
前記スロットルバルブ開度制御手段は、前記異常検出手段により前記アクセルペダル反力付与手段の異常が検出された後、アクセルペダル操作量が所定レベル以下に減少したとき、スロットルバルブ開度の低減制御を中止する、ことを特徴とする車両用走行制御装置。
請求項５記載の車両用走行制御装置であって、
前記スロットルバルブ開度制御手段は、前記異常検出手段により前記アクセルペダル反力付与手段の異常が検出された後、アクセルペダル操作量が０となったとき、スロットルバルブ開度の低減制御を中止する、ことを特徴とする車両用走行制御装置。
請求項５又は６記載の車両用走行制御装置であって、
前記スロットルバルブ開度制御手段は、前記異常検出手段により前記アクセルペダル反力付与手段の異常が検出された後、スロットルバルブ開度の低減制御を中止するとき、アクセルペダル操作量の変化量に対するスロットルバルブ開度の変化量の割合を、前記異常検出手段により前記アクセルペダル反力付与手段の異常が検出される前の割合まで、徐々に増やしながら戻す、ことを特徴とする車両用走行制御装置。