JP6020046B2 - 車両用走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の加減速を制御する車両用走行制御装置に関する。

特許文献１は、アクセルペダルのペダルストロークが小さい側に減速領域を設け、ペダルストロークが減速領域にあるときは車両が減速するように構成し、アクセルペダルの操作のみで車両の加減速を実現するようにした加減速度制御システムを開示している。

特開２０００−２０５０１５号公報

上記技術のように、アクセルペダルのみで車両の加減速を実現できる場合であっても、運転性等を考慮し、アクセルペダルのみで発生できる減速度を最大限速度よりも小さな所定減速度に抑えておき、これを超える減速度は別途設けられているブレーキペダルを踏むことで発生させるように構成される場合がある。

このような構成では、アクセルペダルを操作しているときに所定減速度を超える減速度が必要な状況では、運転者はアクセルペダルからブレーキペダルへのペダル踏み替えを行う必要があるので、車両側から運転者に対して何らかのインフォメーションが出され、ペダル踏み替えの必要性を運転者が認識できるようにするのが好ましい。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、上記ペダル踏み替えが必要な場合に、ペダル踏み替えの必要性を運転者が認識できるようにすることを目的とする。

本発明のある態様によれば、ペダルストロークが小さい側に減速領域を設定し、ペダルストロークに応じて車両の加速度又は減速度を設定する加減速ペダルと、前記加減速ペダルによって設定可能な減速度の最大値よりも大きな減速度を設定することのできるブレーキペダルと、を備えた車両用走行制御装置が提供される。

車両用走行制御装置は、前記加減速ペダルによって設定可能な減速度の最大値よりも必要な減速度が大きく前記加減速ペダルから前記ブレーキペダルへのペダル踏み替えが必要であるかを判断し、ペダル踏み替えが必要と判断された場合に、運転者にペダル踏み替えが必要なことを前記加減速ペダルの特性を変更する。

上記態様によれば、ペダル踏み替えが必要な状況では加減速ペダルの特性が変更されるので、運転者は加減速ペダルの特性変化からペダル踏み替えの必要性を認識することができる。

本発明の実施形態に係る車両用走行制御装置の概略構成図である。 ペダルストロークに対する加減速度指令及びペダル反力の関係を規定したテーブル（Ｓ−Ｇベーステーブル及びＳ−Ｆベーステーブル）である。 コントローラの制御内容を示したフローチャートである。 不感帯領域開始戻し量を設定するためのテーブルである。 不感帯領域用ペダル反力を設定するためのテーブルである。 修正Ｓ−Ｇテーブル及び修正Ｓ−Ｆテーブルである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、足首よりも下の部位を「足」と定義する。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用走行制御装置１の概略構成を示している。車両用走行制御装置１は、加減速ペダル２、バネ部材３、アクチュエータ４、ストロークセンサ５、車速センサ６、横加速度センサ７、コントローラ９、及び、ブレーキペダル１０を備える。

加減速ペダル２は、車両の加減速度を制御するための足踏み式の操作部である。運転者が加減速ペダル２に足を置き、踏力を調整すれば、ペダルストローク（加減速ペダル２の操作量、具体的には、足が載置されている部分の変位量）が変化し、ペダルストロークに応じて車両が加速又は減速する。

バネ部材３は、ペダル２と床面８との間に設けられる。バネ部材３は、加減速ペダル２が踏み込まれた場合にペダルストロークに応じたペダル反力（加減速ペダル２から足に作用する力）を発生させる。

アクチュエータ４は、バネ部材３と並列に加減速ペダル２と床面８との間に設けられる。アクチュエータ４は、ペダル反力を増大させる方向及びペダル反力を減少させる方向のいずれの方向にも力を発生することができ、ペダル反力の調整機構として機能する。

ストロークセンサ５は、加減速ペダル２のペダルストロークを検出するセンサである。

車速センサ６は、車速を検出するセンサであり、例えば、車輪速センサである。

横加速度センサ７は、車両の横加速度を検出するセンサである。横加速度は、車両の旋回の度合いが急であるほど大きくなる旋回状態パラメータの一つである。

コントローラ９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等で構成される。コントローラ９は、後述のペダル踏み替えが必要な状況でなければ、ストロークセンサ５の検出値に基づき、図２上段に示すペダルストロークと車両加減速度との関係を規定したＳ−Ｇベーステーブルを参照して加減速度指令を設定する。

Ｓ−Ｇベーステーブルによれば、ペダルストロークが０からＳ０までの減速領域にある場合は、加減速度指令が減速度となり、ペダルストロークが小さくなるほど車両の減速度が大きくなる。ペダルストロークを０にすると、加減速度指令は加減速ペダル２で設定可能な減速度の最大値であるＧｄ０に設定される。なお、Ｇｄ０は車両が発生することのできる最大減速度Ｇｄｍａｘよりも小さな値に設定される。これに対し、ペダルストロークがＳ０から最大ストロークＳｍａｘまでの加速領域にある場合は、加減速度指令が加速度となり、ペダルストロークが大きくなるほど車両の加速度が大きくなる。

そして、加減速度指令が加速度である場合は、コントローラ９は、当該加速度が実現されるよう駆動部１１の駆動力を制御する。駆動部１１は、エンジン車であればエンジン及びその制御部、ＨＥＶであればエンジン、モータ及びこれらの制御部、ＥＶであればモータ及びその制御部である。これに対し、加減速度指令が減速度である場合は、コントローラ９は、当該減速度が実現されるよう制動部１２の制動力を制御する。制動部１２は、エンジン車であればブレーキ及びその制御部、モータの回生トルクで制動が可能なＨＥＶ及びＥＶである場合はブレーキ、モータ及びこれらの制御部である。

また、コントローラ９は、後述のペダル踏み替えが必要な状況でなければ、ストロークセンサ５の検出値に基づき、図２下段に示すペダルストロークとペダル反力との関係を規定したＳ−Ｆベーステーブルを参照して、ペダル反力を設定する。Ｓ−Ｆベーステーブルによれば、ペダルストロークが小さくなるほど小さなペダル反力が設定され、コントローラ９は、設定されたペダル反力が実現されるようにアクチュエータ４を制御する。

ブレーキペダル１０は、車両の減速度のみを制御するための足踏み式の操作部である。運転者が加減速ペダル２からブレーキペダル１０に踏み替え、ブレーキペダル１０を踏み込むことによって、加減速ペダル２で設定可能な減速度の最大値であるＧｄ０よりも大きな減速度を加減速度指令として設定することができる。ブレーキペダル１０が踏み込まれた場合、コントローラ９は、ブレーキペダル１０によって設定された加減速度指令（減速度）が実現されるように制動部１２の制動力を制御する。

上記の通り、加減速ペダル２のみでは、Ｇ０よりも大きな減速度を加減速度指令として設定することができない。このため、Ｇ０をよりも大きな減速度が必要で加減速ペダル２の操作のみでは減速度が不足する状況（例えば、コーナリング中）では、運転者に対して何らかのインフォメーションを出し、加減速ペダル２からブレーキペダル１０への踏み替えを促すのが好ましい。

そこで、コントローラ９は、かかる状況では、Ｓ−Ｇベーステーブル、Ｓ−Ｆベーステーブルを修正して加減速ペダル２の特性を変更し、この特性変化を通じて運転者にペダル踏み替えの必要性を認識させ、ペダル踏み替えを促すようにする。

図３は、コントローラ９の制御内容を示したフローチャートである。以下、これを参照しながらコントローラ９の制御内容について説明する。

まず、Ｓ１１では、コントローラ９は、図２に示したＳ−Ｇベーステーブル及びＳ−Ｆベーステーブルを読み込む。

次に、Ｓ１２では、コントローラ９は、ペダル踏み替えが必要であるか判断する。具体的には、コントローラ９は、横加速度センサ７で検出される車両の横加速度がコーナリング判定しきい値を超えているか判断し、車両の横加速度がコーナリング判定しきい値を超えている場合に、車両がコーナリング中で必要な減速度がＧ０よりも大きく、ペダル踏み替えが必要であると判断する。

ペダルの踏み替えが必要であると判断された場合は、処理がＳ１３以降に進み、コントローラ９は、Ｓ−Ｇベーステーブル及びＳ−Ｆベーステーブルを修正する。

具体的には、コントローラ９は、図４に示すテーブルを参照して、不感帯領域開始戻し量ΔＳを設定する（Ｓ１３）。不感帯領域開始戻し量ΔＳは、横加速度が大きいほど小さな値に設定される。これは横加速度が大きいほど早いタイミングで加減速ペダル２の特性を変更するためであり、詳しくは後述する。また、不感帯領域開始戻し量ΔＳには下限値ΔＳｍｉｎが設定されており、下限値ΔＳｍｉｎよりも小さな値には設定されない。

そして、コントローラ９は、Ｓ−Ｇベーステーブルを、図６上段に示すように、ペダルストロークが０からＳ０−ΔＳの領域において加減速度指令が一定値（補正前のＳ０−ΔＳに対応する値）となるように修正し、当該領域をペダルストロークが変化しても加減速度指令が変化しない不感帯領域として設定する（Ｓ１４）。

不感帯領域開始戻し量ΔＳには上記の通り下限値ΔＳｍｉｎが設定されているので、修正Ｓ−Ｇテーブルにおいても、必ずペダルストロークが小さくなるにつれ減速度が大きくなる領域（ペダルストロークがＳ０−ΔＳからＳ０の領域）が残される。

さらに、コントローラ９は、図５に示すテーブルを参照して、不感帯領域用ペダル反力Ｆｄを設定する（Ｓ１５）。不感帯領域用ペダル反力Ｆｄには、車両の横加速度が大きいほど大きな値が設定される。

そして、コントローラ９は、Ｓ−Ｆベーステーブルを、図６下段に示すように、Ｓ０からのペダル戻し量が不感帯領域開始戻し量ΔＳを超えて不感帯領域に入ると、ペダル反力が不感帯領域用ペダル反力Ｆｄまでステップ的に増大するように修正する（Ｓ１６）。

Ｓ−Ｇベーステーブル及びＳ−Ｆベーステーブルの修正が終了したら、処理がＳ１７に進む。また、Ｓ１２でペダル踏み替えが必要と判断されなかった場合も処理がＳ１７に進む。

Ｓ１７では、コントローラ９は、ペダルストロークを読み込む。

Ｓ１８では、コントローラ９は、テーブル参照によって加減速度指令及びペダル反力を設定する。参照するテーブルは、Ｓ−Ｇベーステーブル及びＳ−Ｆベーステーブルの修正がなされている場合は、修正Ｓ−Ｇテーブル及び修正Ｓ−Ｆテーブルであり、そうでない場合はＳ−Ｇベーステーブル及びＳ−Ｆベーステーブルである。

Ｓ１９では、コントローラ９は、Ｓ１８で設定された加減速度指令が加速度か減速度かを判断する。加減速度指令が加速度である場合は処理がＳ２０に進み、コントローラ９は、加減速度指令の加速度が実現されるように、駆動部１１を制御する。

これに対し、Ｓ１８で設定された加減速度指令が減速度である場合は処理がＳ２１に進み、コントローラ９は、加減速度指令の減速度が実現されるように、制動部１２を制御する。

Ｓ２２では、コントローラ９は、Ｓ１８で設定されたペダル反力が実現されるように、アクチュエータ４を制御する。

続いて上記制御を行うことによる作用効果について説明する。

車両の横加速度がコーナリング判定しきい値を超えておらず、加減速ペダル２のみで必要な減速度を実現することができる状況では、図２に示すＳ−Ｇベーステーブル及びＳ−Ｆベーステーブルを参照してペダルストロークに対応する加減速度指令及びペダル反力が設定され、車両の加減速度及び加減速ペダル２のペダル反力が制御される。

しかしながら、車両の横加速度がコーナリング判定しきい値を超え、加減速ペダル２のみで必要な減速度を実現することができない状況では、図２に示すＳ−Ｇベーステーブル及びＳ−Ｆベーステーブルが図６に示すように修正される。そして、修正Ｓ−Ｇテーブル及び修正Ｓ−Ｆテーブルを参照してペダルストロークに対応する加減速度指令、ペダル反力が設定され、車両の加減速度及び加減速ペダル２のペダル反力が制御される。

修正Ｓ−Ｇテーブルによれば、加減速ペダル２のＳ０からのペダル戻し量が不感帯領域開始戻し量ΔＳを超えると、加減速度指令が一定値を取り、加減速ペダル２を戻しても車両の減速度が変化しなくなる。これにより、運転者は、加減速ペダル２の操作では車両の減速度を増大させることはできず、さらなる減速度を発生させるにはペダル踏み替えが必要であることを認識することができる。

また、修正Ｓ−Ｆテーブルによれば、加減速ペダル２のＳ０からのペダル戻し量が不感帯領域開始戻し量ΔＳを超えると、ペダル反力がステップ的に不感態領域用ペダル反力Ｆｄまで増大される。ペダル反力が増大されると、運転者は足が押し戻されるような力を加減速ペダル２から受けるので、これによっても運転者はペダル踏み替えが必要であることを認識することができる。

さらに、カーブの曲率半径が小さいほど、また、コーナリング時の車速が高いほど、車両の横加速度が大きくなり、下肢の保持が不安定になるとともに、運転者の緊張度合いが高まることから、加減速ペダル２の上記特性変化（不感帯領域による減速度不変、ペダル反力の増大）に運転者が気づきにくくなる。

このため、上記制御では、車両の横加速度が大きいほど不感帯領域開始戻し量ΔＳを小さくし（図４）、ペダル戻し量がより小さいところから、すなわち、より早いタイミングで加減速度指令を一定にするようにするとともに、加減速ペダル２で発生可能な減速度を小さくしている。また、車両の横加速度が大きいほど不感態領域用ペダル反力Ｆｄを大きくしている（図５）。これにより、運転者が加減速ペダル２の特性変化に気づきにくい状況であっても、運転者が加減速ペダル２の特性変化に気づきやすくなり、ペダル踏み替えの必要性を認識させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的に限定する趣旨ではない。

例えば、上記実施形態では、車両の旋回状態パラメータとして横加速度を検出し、制御に用いているが、横加速度に代えて、ヨーレート、舵角、ナビゲーション情報（カーブの曲率等）、シート座面等に設けた荷重センサの検出値等に基づき行うようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ペダル踏み替えが必要であると判断された場合に、Ｓ−Ｇベーステーブル及びＳ−Ｆベーステーブルの両方を修正しているが、いずれか一方のみを修正するようにしてもよい。また、加減速ペダル２の特性変更の態様はＳ−Ｇベーステーブル及びＳ−Ｆベーステーブルの修正に限らず、その他、運転者が認識できる態様であればよい。

また、コーナリング時以外であっても、ペダル踏み替えが必要と判断される状況において、上記Ｓ−Ｇベーステーブル及び／またはＳ−Ｆベーステーブルの修正を行い、加減速ペダル２の特性を変化させることで、ペダル踏み替えの必要性を運転者に認識させるようにしてもよい。

１ 車両用走行制御装置
２ 加減速ペダル
９ コントローラ（踏み替え要否判断手段、踏み替え示唆手段）
１０ ブレーキペダル

Claims (6)

1. 車両用走行制御装置であって、
   ペダルストロークが小さい側に減速領域を設定し、ペダルストロークに応じて車両の加速度又は減速度を設定する加減速ペダルと、
   前記加減速ペダルによって設定可能な減速度の最大値よりも大きな減速度を設定することのできるブレーキペダルと、
   前記加減速ペダルによって設定可能な減速度の最大値よりも必要な減速度が大きく前記加減速ペダルから前記ブレーキペダルへのペダル踏み替えが必要であるかを判断する踏み替え要否判断手段と、
   前記踏み替え要否判断手段によってペダル踏み替えが必要と判断された場合に、運転者にペダル踏み替えが必要なことを前記加減速ペダルの特性を変更することによって知らせる踏み替え示唆手段と、
   を備えたことを特徴とする車両用走行制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用走行制御装置であって、
   前記踏み替え要否手段は、前記車両の旋回の度合いが急であるほど大きくなる旋回状態パラメータがしきい値を超えた場合に前記加減速ペダルから前記ブレーキペダルへの踏み替えが必要と判断する、
   ことを特徴とする車両用走行制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用走行制御装置であって、
   前記踏み替え示唆手段は、前記加減速ペダルのペダルストロークが前記減速領域内の所定ストロークよりも小さい場合に設定される減速度を一定値にする不感帯領域設定手段を含む、
   ことを特徴とする車両用走行制御装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の車両用走行制御装置であって、
   前記踏み替え示唆手段は、前記加減速ペダルのペダルストロークが前記減速領域内の所定ストロークよりも小さい場合に前記加減速ペダルのペダル反力を増大させるペダル反力増大手段を含む、
   ことを特徴とする車両用走行制御装置。
5. 請求項４に記載の車両用走行制御装置であって、
   前記踏み替え示唆手段は、前記車両の旋回の度合いが急であるほど大きくなる旋回状態パラメータが大きいほど大きな値まで前記加減速ペダルのペダル反力を増大させる、
   ことを特徴とする車両用走行制御装置。
6. 請求項３から５のいずれかに記載の車両用走行制御装置であって、
   前記踏み替え示唆手段は、前記車両の旋回の度合いが急であるほど大きくなる旋回状態パラメータが大きいほど前記所定ストロークを小さな値に設定する、
   ことを特徴とする車両用走行制御装置。

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