JP5091770B2 - ペダル反力制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、ペダル反力制御装置に関する。

従来、例えば車両の自動走行制御時に運転者によりアクセルペダルが踏み込まれ、予めアクセルペダルに付与されている踏み込み反力を超える踏力によってアクセルペダル操作がおこなわれた場合に、運転者が加速意思を有していると判断する制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−５４８６０号公報

ところで、上記従来技術に係る制御装置によれば、車両の自動走行として、例えば、先行車両に追従する追従走行や目標速度での定速走行などの各種の走行制御が実行され、各走行制御に応じて運転者の運転意思が変化することから、車両の自動走行制御時の走行状態に応じて運転者の加速意思を車両の走行挙動に適切に反映させることが望まれている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両の自動走行時の走行状態に応じて運転者の加速意思を車両の走行挙動に適切に反映させることが可能なペダル反力制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１態様に係るペダル反力制御装置は、先行車両に追従する追従走行または目標速度での定速走行による自動走行可能な車両に搭載され、アクセルペダルに反力を付与するペダル反力制御装置であって、前記自動走行の実行を設定する自動走行設定手段（例えば、実施の形態での操作スイッチ１３）と、前記自動走行設定手段にて前記自動走行の実行が設定された場合に、前記アクセルペダルの所定ペダルストローク位置（例えば、実施の形態でのフットレスト位置）での前記反力を通常反力より増大させるアクセルペダル反力増大手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０３，ステップＳ０５，ステップＳ１３，ステップＳ１５）および前記自動走行として前記追従走行または前記定速走行の何れが設定されたかを判定する走行状況判定手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０２，ステップＳ０４，ステップＳ１２，ステップＳ１４）とを備え、前記アクセルペダル反力増大手段は、前記走行状況判定手段により前記自動走行として前記追従走行が設定されたと判定されたときに前記反力に第１反力を設定し、前記走行状況判定手段により前記自動走行として前記定速走行が設定されたと判定されたときに前記反力に前記第１反力よりも小さな第２反力を設定する。

さらに、本発明の第２態様に係るペダル反力制御装置では、前記アクセルペダルの前記所定ペダルストローク位置を設定する位置設定手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０３，ステップＳ０５，ステップＳ２３，ステップＳ２５）を備え、前記位置設定手段は、前記走行状況判定手段により前記自動走行として前記追従走行が設定されたと判定されたときに前記所定ペダルストローク位置に第１位置を設定し、前記走行状況判定手段により前記自動走行として前記定速走行が設定されたと判定されたときに前記所定ペダルストローク位置に前記第１位置よりも浅い第２位置を設定する。

また、本発明の第３態様に係るペダル反力制御装置は、先行車両に追従する追従走行または目標速度での定速走行による自動走行可能な車両に搭載され、アクセルペダルに反力を付与するペダル反力制御装置であって、前記自動走行の実行を設定する自動走行設定手段（例えば、実施の形態での操作スイッチ１３）と、前記自動走行設定手段にて前記自動走行の実行が設定された場合に、前記アクセルペダルの所定ペダルストローク位置（例えば、実施の形態でのフットレスト位置）での前記反力を通常反力より増大させるアクセルペダル反力増大手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０３，ステップＳ０５，ステップＳ２３，ステップＳ２５）および前記自動走行として前記追従走行または前記定速走行の何れが設定されたかを判定する走行状況判定手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０２，ステップＳ０４，ステップＳ２２，ステップＳ２４）と、前記アクセルペダルの前記所定ペダルストローク位置を設定する位置設定手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０３，ステップＳ０５，ステップＳ２３，ステップＳ２５）とを備え、前記位置設定手段は、前記走行状況判定手段により前記自動走行として前記追従走行が設定されたと判定されたときに前記所定ペダルストローク位置に第１位置を設定し、前記走行状況判定手段により前記自動走行として前記定速走行が設定されたと判定されたときに前記所定ペダルストローク位置に前記第１位置よりも浅い第２位置を設定する。

本発明の第１態様に係るペダル反力制御装置によれば、運転者による加速操作の実行頻度が相対的に高い定速走行の自動走行制御時には、相対的に小さな第２反力を反力として設定することにより、車両の加速挙動に運転者の意思を適切に反映させることができると共に、運転者により過剰なアクセルペダル操作がおこなわれることを防止して、車両を滑らかに加速させることができる。
しかも、自動走行の制御内容に応じて反力が変更されることから、自動走行として追従走行または定速走行の何れが設定されているかを運転者に的確に体感させることができる。

さらに、本発明の第２態様に係るペダル反力制御装置によれば、運転者による加速操作の実行頻度が相対的に高い定速走行の自動走行制御時には、アクセルペダルの踏み込みストロークを相対的に大きく設定しておくことで、車両の走行挙動に運転者の加速意思を適切に反映させることができる。

また、本発明の第３態様に係るペダル反力制御装置によれば、運転者による加速操作の実行頻度が相対的に高い定速走行の自動走行制御時には、相対的に浅い第２位置を反力を通常反力より増大させる所定ペダルストローク位置として設定することにより、アクセルペダルの踏み込みストロークを相対的に大きく設定しておくことで、車両の走行挙動に運転者の加速意思を適切に反映させることができる。
しかも、自動走行の制御内容に応じてアクセルペダルの踏み込みストロークが変更されることから、自動走行として追従走行または定速走行の何れが設定されているかを運転者に的確に体感させることができる。

以下、本発明の一実施形態に係るペダル反力制御装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態によるペダル反力制御装置１０は、例えば図１に示すように、内燃機関（Ｅ）の駆動力をトランスミッション（Ｔ／Ｍ）を介して車両の駆動輪（図示略）に伝達する車両に搭載され、外界センサ１１と、車両状態センサ１２と、操作スイッチ１３と、速度制御装置１４と、変速制御装置１５と、内燃機関制御装置１６と、モータ制御装置１７と、ペダル反力モータ１８とを備えて構成されている。

外界センサ１１は、例えばミリ波などの電磁波によるビームスキャン型のレーダ２１およびレーダ制御部２２を備えて構成されている。
例えばレーダ制御部２２は、例えば自車両の進行方向前方に設定された検出対象領域を角度方向に複数の領域に分割し、各領域を走査するようにして、電磁波の発信信号を発信すると共に、各発信信号が自車両の外部の物体（例えば、先行車両など）によって反射されることで生じた反射信号を受信して速度制御装置１４に出力する。

車両状態センサ１２は、自車両の車両情報として、例えば、自車両の速度（車速）を検出する速度センサ３１と、運転者によるブレーキペダルの踏み込み操作の有無および操作量を検出するブレーキペダルセンサ３２と、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作量（アクセル開度）を検出するアクセルペダル開度センサ３３と、運転者の踏み込みによりアクセルペダルＡＰに作用するトルクを検出するトルクセンサ３５とを備えて構成されている。

なお、アクセルペダルＡＰは、例えば図２に示すように、アクセルペダルＡＰの下部が車体の底部に回動可能に取り付けられており、運転者の足によって押圧される表面に対してアクセルペダルＡＰの裏面にはアクセルロッドＡＲの一端が接続され、アクセルペダルＡＰの上部が傾動可能とされている。アクセルロッドＡＲはペダル反力モータ１８の回転軸に固定されており、アクセルロッドＡＲの他端にはアクセルワイヤＡＷが接続されている。
運転者のアクセルペダルＡＰの踏み込みによってアクセルペダルＡＰの上部が傾動して、アクセルロッドＡＲの一端および他端が回転軸周りに回転すると、アクセルワイヤＡＷがワイヤ保持部（図示略）から引き出され、内燃機関（Ｅ）のスロットルバルブ（図示略）の開度が操作されるようになっている。
また、ペダル反力モータ１８の回転駆動によってアクセルロッドＡＲに回転駆動力が伝達されることで、運転者のアクセルペダルＡＰの踏み込みに抗うペダル反力がアクセルロッドＡＲを介してアクセルペダルＡＰに付与されるようになっている。
なお、ここでは、スロットルバルブはアクセルワイヤＡＷによって操作される実施例を示したが、これに限定されず、スロットルバルブのバルブ開度（スロットル開度）はＤＢＷ（Drive By Wire）により電子制御されてもよい。このＤＢＷでは、アクセルペダルＡＰの回転角またはストローク量がセンサ（図示略）などにより電気的に検出され、この検出結果の電気信号が処理装置（図示略）に入力されると、処理装置はスロットルバルブを駆動する電磁アクチュエータ（例えば、スロットルバルブ駆動モータ）に制御電流を通電して、アクセルペダルＡＰの回転角またはストローク量に応じたバルブ開度となるようにスロットルバルブを電子制御する。

操作スイッチ１３は、車両の自動走行として先行車両に追従する追従走行または目標速度での定速走行の何れか一方の実行および停止を指示する指令信号を操作者の入力操作に応じて出力する。

速度制御装置１４は、操作スイッチ１３から出力される指令信号と、外界センサ１１から出力される信号と、車両状態センサか１２から出力される信号とに応じて、追従走行または定速走行の何れか一方による自動走行での速度を制御するために変速制御装置１５および内燃機関制御装置１６に指令信号を出力する。
例えば、追従走行においては、外界センサ１１から出力される信号に基づき自車両から先行車両までの距離を検知し、この距離が所定距離を維持するようにして速度制御をおこなう。
また、定速走行においては、速度センサ３１により検出される自車両の速度が、予め運転者により設定された目標速度と等しくなるようにして速度制御をおこなう。

変速制御装置１５は、速度制御装置１４から出力される指令信号に応じてトランスミッション（Ｔ／Ｍ）の変速動作を制御する。
内燃機関制御装置１６は、速度制御装置１４から出力される指令信号に応じて内燃機関（Ｅ）の運転制御をおこなう。

モータ制御装置１７は、車両状態センサ１２から出力される信号と、操作スイッチ１３から出力される指令信号（つまり、追従走行または定速走行の何れか一方の実行を指示する指令信号）とに応じて、運転者のアクセルペダルの踏み込みに抗うペダル反力をアクセルペダルに付与するペダル反力モータ１８の駆動制御をおこなう。
例えば図３に示すように、モータ制御装置１７は、予めアクセルペダルの所定ペダルストローク位置として、追従走行の実行状態では所定の第１位置Ｐ１をフットレスト位置とし、定速走行の実行状態では所定の第１位置Ｐ１よりも浅い所定の第２位置Ｐ２をフットレスト位置とする。
そして、所定の通常ペダル反力特性に応じて、追従走行の実行状態ではペダルストローク位置がゼロから所定の第１位置Ｐ１まで増大することに伴い、滑らかな増大傾向に変化するペダル反力をアクセルペダルに付与すると共に、定速走行の実行状態ではペダルストローク位置がゼロから所定の第１位置Ｐ１よりも浅い所定の第２位置Ｐ２まで増大することに伴い、滑らかな増大傾向に変化するペダル反力をアクセルペダルに付与する。
さらに、各フットレスト位置において、通常ペダルストローク特性に応じた通常ペダル反力よりも相対的に大きな所定のペダル反力として、追従走行の実行状態では所定の第１反力をフットレストペダル反力とし、定速走行の実行状態では所定の第１反力よりも小さい所定の第２反力をフットレストペダル反力として、ペダルストローク位置が各フットレスト位置から全開位置Ｐｆまで増大することに伴い、各フットレストペダル反力から滑らかな増大傾向に変化するペダル反力をアクセルペダルに付与することで、各フットレスト位置においてアクセルペダルをフットレストとして機能させる。

これにより、車両の自動走行として追従走行の実行状態では、所定の第１位置Ｐ１において、通常ペダルストローク特性に応じた通常ペダル反力よりも相対的に大きな所定の第１反力を超える踏力が運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作によって入力されることで、アクセルペダルのペダルストローク位置がフットレスト位置（つまり、第１位置Ｐ１）から全開位置Ｐｆに向かい変化を開始し、車両の加速（マニュアル加速）がおこなわれる。
また、車両の自動走行として定速走行の実行状態では、所定の第１位置Ｐ１よりも浅い所定の第２位置Ｐ２において、通常ペダルストローク特性に応じた通常ペダル反力よりも相対的に大きく、かつ、所定の第１反力よりも小さい所定の第２反力を超える踏力が運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作によって入力されることで、アクセルペダルのペダルストローク位置がフットレスト位置（つまり、第２位置Ｐ２）から全開位置Ｐｆに向かい変化を開始し、車両の加速（マニュアル加速）がおこなわれる。

本実施の形態によるペダル反力制御装置１０は上記構成を備えており、次に、このペダル反力制御装置１０の動作について説明する。

先ず、例えば図４に示すステップＳ０１においては、操作スイッチ１３から出力される指令信号によって車両の自動走行の実行が指示されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、リターンに進み、処理は進行しない。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０２に進む。
そして、ステップＳ０２においては、車両の自動走行として追従走行の実行が指示されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０４に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０３に進む。
そして、ステップＳ０３においては、所定の第１位置でのペダル反力に所定の第１反力を設定し、エンドに進み、処理を終了する。

また、ステップＳ０４においては、車両の自動走行として定速走行の実行が指示されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、エンドに進み、処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０５に進む。
そして、ステップＳ０５においては、所定の第１位置Ｐ１よりも浅い所定の第２位置Ｐ２でのペダル反力に所定の第１反力よりも小さい所定の第２反力を設定し、エンドに進み、処理を終了する。

上述したように、本実施の形態によるペダル反力制御装置１０によれば、車両の自動走行時に先行車両に追従する追従走行に比べて、運転者による加速操作の実行頻度が相対的に高い定速走行の実行時には、相対的に小さな第２反力をフットレスト位置でのフットレストペダル反力として設定すると共に、相対的に浅い所定の第２位置Ｐ２をフットレスト位置としてアクセルペダルの踏み込みストロークを相対的に大きく設定しておくことにより、車両の加速挙動に運転者の意思を適切に反映させることができると共に、運転者により過剰なアクセルペダル操作がおこなわれることを防止して、車両を滑らかに加速させることができる。
しかも、自動走行の制御内容に応じてフットレスト位置およびフットレスト位置でのフットレストペダル反力が変更されることから、自動走行として追従走行または定速走行の何れが設定されているかを運転者に的確に体感させることができる。

なお、上述した実施の形態において、例えばアクセルペダルのペダルストローク位置が第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１までの間であって追従走行の実行状態から定速走行の実行状態へと切り替えられた場合などのように、追従走行または定速走行による車両の自動走行の実行開始時に、既にペダルストローク位置がフットレスト位置よりも深い場合には、ペダル反力モータ１８の駆動によってペダルストローク位置をより浅い位置（例えば、フットレスト位置など）まで瞬時的に戻すように制御してもよい。

なお、上述した実施の形態においては、追従走行の実行状態と定速走行の実行状態とにおいて、各フットレスト位置および各フットレストペダル反力を異なる値に設定するとしたが、これに限定されず、例えば図５および図６に示す第１変形例のように、フットレスト位置Ｐｒを同じ値とし、各フットレストペダル反力のみを異なる値に設定してもよい。

この第１変形例では、先ず、例えば図６に示すステップＳ１１において、操作スイッチ１３から出力される指令信号によって車両の自動走行の実行が指示されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、リターンに進み、処理は進行しない。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１２に進む。
そして、ステップＳ１２においては、車両の自動走行として追従走行の実行が指示されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ１４に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１３に進む。
そして、ステップＳ１３においては、所定のフットレスト位置Ｐｒでのペダル反力に所定の第１反力を設定し、エンドに進み、処理を終了する。

また、ステップＳ１４においては、車両の自動走行として定速走行の実行が指示されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、エンドに進み、処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１５に進む。
そして、ステップＳ１５においては、所定のフットレスト位置Ｐｒでのペダル反力に所定の第１反力よりも小さい所定の第２反力を設定し、エンドに進み、処理を終了する。

なお、上述した実施の形態においては、追従走行の実行状態と定速走行の実行状態とにおいて、各フットレスト位置および各フットレストペダル反力を異なる値に設定するとしたが、これに限定されず、例えば図７に示す第２変形例のように、各フットレスト位置のみを異なる値とし、各フットレストペダル反力を同じ値に設定してもよい。

この第２変形例では、先ず、例えば図７に示すステップＳ２１において、操作スイッチ１３から出力される指令信号によって車両の自動走行の実行が指示されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、リターンに進み、処理は進行しない。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２２に進む。
そして、ステップＳ２２においては、車両の自動走行として追従走行の実行が指示されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ２４に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２３に進む。
そして、ステップＳ２３においては、所定の第１位置でのペダル反力に所定反力を設定し、エンドに進み、処理を終了する。

また、ステップＳ２４においては、車両の自動走行として定速走行の実行が指示されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、エンドに進み、処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２５に進む。
そして、ステップＳ２５においては、所定の第１位置Ｐ１よりも浅い所定の第２位置Ｐ２でのペダル反力に所定反力を設定し、エンドに進み、処理を終了する。

なお、上述した実施の形態においては、アクセルペダルの踏み込み操作量を検出するアクセルペダルスイッチを備え、このアクセルペダルスイッチから出力される信号に基づき、運転者の加速意思の有無を判定してもよい。
この場合には、例えば車両の自動走行の実行時に、各フットレスト位置において各フットレストペダル反力を超える踏力が運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作によって入力され、かつ、アクセルペダルスイッチによって運転者による所定の踏み込み操作量が検出された時点で、運転者が加速意思を有していると判断して、アクセルペダルのペダルストローク位置がフットレスト位置から全開位置Ｐｆに向かい変化することを許可し、車両の加速（マニュアル加速）が開始される。

本発明の実施の形態に係るペダル反力制御装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係るアクセルペダルおよびペダル反力モータの構成図である。 本発明の実施の形態に係るペダルストローク位置とペダル反力との対応関係の一例を示すグラフ図である。 本発明の実施の形態に係るペダル反力制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態の第１変形例に係るペダルストローク位置とペダル反力との対応関係の一例を示すグラフ図である。 本発明の実施の形態の第１変形例に係るペダル反力制御装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態の第２変形例に係るペダル反力制御装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ ペダル反力制御装置
１３ 操作スイッチ（自動走行設定手段）
ステップＳ０３，ステップＳ０５，ステップＳ１３，ステップＳ１５，ステップＳ２３，ステップＳ２５ アクセルペダル反力増大手段、位置設定手段
ステップＳ０２，ステップＳ０４，ステップＳ１２，ステップＳ１４，ステップＳ２２，ステップＳ２４ 走行状況判定手段

Claims (3)

1. 先行車両に追従する追従走行または目標速度での定速走行による自動走行可能な車両に搭載され、アクセルペダルに反力を付与するペダル反力制御装置であって、
   前記自動走行の実行を設定する自動走行設定手段と、
   前記自動走行設定手段にて前記自動走行の実行が設定された場合に、前記アクセルペダルの所定ペダルストローク位置での前記反力を通常反力より増大させるアクセルペダル反力増大手段および前記自動走行として前記追従走行または前記定速走行の何れが設定されたかを判定する走行状況判定手段とを備え、
   前記アクセルペダル反力増大手段は、前記走行状況判定手段により前記自動走行として前記追従走行が設定されたと判定されたときに前記反力に第１反力を設定し、前記走行状況判定手段により前記自動走行として前記定速走行が設定されたと判定されたときに前記反力に前記第１反力よりも小さな第２反力を設定することを特徴とするペダル反力制御装置。
2. 前記アクセルペダルの前記所定ペダルストローク位置を設定する位置設定手段を備え、
   前記位置設定手段は、前記走行状況判定手段により前記自動走行として前記追従走行が設定されたと判定されたときに前記所定ペダルストローク位置に第１位置を設定し、前記走行状況判定手段により前記自動走行として前記定速走行が設定されたと判定されたときに前記所定ペダルストローク位置に前記第１位置よりも浅い第２位置を設定することを特徴とする請求項１に記載のペダル反力制御装置。
3. 先行車両に追従する追従走行または目標速度での定速走行による自動走行可能な車両に搭載され、アクセルペダルに反力を付与するペダル反力制御装置であって、
   前記自動走行の実行を設定する自動走行設定手段と、
   前記自動走行設定手段にて前記自動走行の実行が設定された場合に、前記アクセルペダルの所定ペダルストローク位置での前記反力を通常反力より増大させるアクセルペダル反力増大手段および前記自動走行として前記追従走行または前記定速走行の何れが設定されたかを判定する走行状況判定手段と、
   前記アクセルペダルの前記所定ペダルストローク位置を設定する位置設定手段とを備え、
   前記位置設定手段は、前記走行状況判定手段により前記自動走行として前記追従走行が設定されたと判定されたときに前記所定ペダルストローク位置に第１位置を設定し、前記走行状況判定手段により前記自動走行として前記定速走行が設定されたと判定されたときに前記所定ペダルストローク位置に前記第１位置よりも浅い第２位置を設定することを特徴とするペダル反力制御装置。

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