JP6098591B2 - 車両用アクセルペダル反力制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、アクセルの踏力（ペダルの反力又は抵抗）を条件に応じて変化させることが可能なペダル反力制御装置に関し、詳しくは、アクセルペダルのアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、アクセル開度に基づき駆動力を制御する車両走行制御手段とを備える自動車における、アクセルペダル踏力に対する反力を制御する車両用アクセルペダル反力制御装置に関する。

通常、自動車のアクセルペダルの反力制御（踏力制御）は、燃費の良いアクセル開度を超えるあたりで反力を重くしたり、運転中の自動車の速度を、アクセルペダルを踏込むことなく一定に維持するクルーズコントロール時に重くしてフットレストのように機能させたりすることが行なわれている。

その他にも、自動車のアクセルペダルの反力制御には、スポーツモードにおいて通常よりもアクセルペダルを踏込み易くしたものがあり、例えば、特許文献１のアクセルペダル装置もその１つである。

特許文献１のアクセルペダル装置は、ペダルアームの踏込角が増加した場合にのみ、ペダルアームの踏込方向逆向きへの制動力を発生させる電子制御式ダンパーを備え、踏込角がθ２を越えた後においては、すなわちペダルアームの踏込が限界に近付いた段階においては、設定制動力の増加率が低くなるように、制動力と踏込角度との関係を示す特性曲線が規定されている。

さらに、特許文献１のアクセルペダル装置は、制動力と踏込角度との関係を示す特性曲線において、運転モードの中でもスポーツモードの場合に制動力が最も弱くなるように設定されている。

しかし、特許文献１のアクセルペダル装置の場合、上述したように、スポーツモードにおいては制動力が低く設定されているため、軽快にエンジンを高出力にまで加速させ易く、アクセルペダル（ペダルアーム）の踏込み操作に対するエンジン出力の応答性がよくなる一方で、加減速、旋回時の遠心力、激しい揺れを伴う上下振動など運転手に負荷がかかり易いスポーツモードでの走行時に、ペダルアームを踏ん張りながら丁寧に操作する必要があったり、車体のアクセル開度が変化しないかなどの安心感が不足した状態で運転しなければならないおそれがあった。

さらに、特許文献１のアクセルペダル装置の場合、ペダルアームは踏込みが大きくなればなる程、制動力の増加率が低くなる特性を示すため、エンジン自体の持つ特性の限界を感じ難く、自動車を自らが操っているという一体感を感じられないおそれがあった。

特開２０１４−４３２３６号公報

そこでこの発明は、少ないアクセル開操作で出力を大きく制御でき、駆動力等のエンジン性能を運転者の意思で引き出しやすくなると共に、アクセルを踏込んだ際の手応えが増し、運転手に対して安心感を与え、自分で車を操っているという操作感、すなわち、いわゆる人馬一体感を得ることができる車両用アクセルペダル反力制御装置の提供を目的とする。

この発明による車両用アクセルペダル反力制御装置は、アクセルペダルのアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、アクセル開度に基づき駆動力を制御する車両走行制御手段とを備える自動車における、アクセルペダル反力を制御する車両用アクセルペダル反力制御装置であって、アクセル開度に対する駆動力の関係を、所定の特性とする第１モードと、該第１モードよりも駆動力を増加させる第２モードを有し、前記第２モードは、前記第１モードに対する前記駆動力が、前記アクセル開度が踏込側遊び開度以上で急激に増加し、該踏込側遊び開度よりも大きい所定の開度閾値を超えると該所定の開度閾値以下の増加率よりも緩やかに増加するようになっており、さらに該第２モードは、前記アクセル開度が前記踏込側遊び開度以上において前記アクセル開度が増加する程、前記アクセルペダル反力を前記第１モードに対して急な勾配を有する特性で緩やかに増加させることを特徴とする。

上記構成によれば、少ないアクセル開操作で出力を大きく制御でき、駆動力等のエンジン性能を運転者の意思で引き出しやすくなると共に、アクセルペダルを踏込んだ際の手応えが増し、運転手に対して安心感を与え、自分で車を操っているという操作感、すなわち、いわゆる人馬一体感を得ることができる車両用アクセルペダル反力制御装置を提供できる。

詳述すると上記構成によれば、前記第２モードは、前記第１モードに対する前記駆動力が、前記アクセル開度が踏込側遊び開度以上で急激に増加することができるため、少ないアクセル開操作で出力を大きく制御でき、駆動力等のエンジン性能を運転者の意思で引き出しやすくなると共に、アクセルを踏込んだ際の手応えが増し、運転手に対して安心感を与えることができる。

その一方で、前記第２モードは、前記第１モードに対する前記駆動力が、該踏込側遊び開度よりも大きい所定の開度閾値を超えると該所定の開度閾値以下の増加率よりも緩やかに増加するようになっているため、駆動力が限界に近づくにつれてエンジン出力の増加率が緩和するという実際のエンジン出力の傾向を顕著にあらわした特性とすることができる。

そして、前記第２モードにおいて、前記アクセル開度が増加する程、前記アクセルペダル反力を前記第１モードに対して急な勾配を有する特性で緩やかに増加させることにより、上述したアクセル開度と駆動力とのペダル反力特性と共に、駆動力、すなわちエンジン出力が限界に近づいていることを運転手により確実に伝えることができるため、エンジン出力の特性とアクセルペダルの踏込んだ際の手応えが一致し、自分で車を操っているという操作感、すなわち、いわゆる人馬一体感を得ることができる。

ここで、前記車両走行制御手段は、駆動力を制御する際には、直接、エンジン出力を制御する以外にも、変速や制動等を制御することで間接的に駆動力を制御することも含む。具体的には、前記車両走行制御手段には、車両速度と各タイヤの回転速度などから空転を把握し、エンジンからの駆動力を低減・調節してタイヤの空転を解消するトラクションコントロールを含む。

前記アクセルペダル反力には、反発力、摩擦的な抵抗、速度に依存する粘性的な抵抗の少なくとも１つを含むものとする。

前記アクセル開度とは、アクセルぺダルの操作量、踏込角度などの踏込量を示す。

この発明の一実施態様においては、前記第２モードにおけるアクセル開度の戻し側は前記第１モードにおけるそれと同じ反力に設定されることを特徴とする。

上記構成によれば、アクセルペダルの弾力的な反発の増加を押さえ、アクセル開度を維持したり、小さくする際に足の疲労を緩和することができる。

またこの発明の一実施態様においては、前記第２モードにおける前記アクセルペダル反力は、前記アクセル開度が前記所定の開度閾値を超えると該アクセル開度が増加する程、加速度的に増加することを特徴とする。

上記構成によれば、前記第２モードにおける前記アクセルペダル反力は、前記アクセル開度が前記所定の開度閾値を超えると該アクセル開度が増加する程、加速度的に増加することにより、駆動力、すなわちエンジン出力が限界に近づいていることを運転手に確実に伝えることができるため、エンジン出力の特性とアクセルペダルの踏込んだ際の手応えが一致し、自分で車を操っているという操作感、すなわち、いわゆる人馬一体感をより顕著に得ることができる。

この発明によれば、少ないアクセル開操作で出力を大きく制御でき、駆動力等のエンジン性能を運転者の意思で引き出しやすくなると共に、アクセルを踏込んだ際の手応えが増し、運転手に対して安心感を与え、自分で車を操っているという操作感、すなわち、いわゆる人馬一体感を得ることができる。

車両用アクセルペダル反力制御装置の概略構成を示すブロック図。 アクセルペダルの反力特性、及びエンジンの出力特性を示すグラフ。 アクセルペダル踏込み側における開度と反力のタイミングチャート。 アクセルペダル踏戻し側における開度と反力のタイミングチャート。 車両用アクセルペダル反力制御の一例を示すフローチャート。 他の踏込みパターンにおけるアクセルペダル踏込み側における開度と反力のタイミングチャート。 他の踏戻しパターンにおけるアクセルペダル踏戻し側における開度と反力のタイミングチャート。 他の実施形態における反力付与ユニットの構成説明図。

この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
本実施形態の車両用アクセルペダル反力制御装置１は、図１に示すように、エンジン１０、アクセルペダル２０、該アクセルペダル２０の回転角度を検出するアクセルペダル開度検出センサ３０、アクセルペダル２０に反力（以下、「ペダル反力」という。）を付与する反力付与ユニット４０Ｐ１、アクセルペダル開度検出センサ３０により検出した回転角度に基づいて、エンジン１０や反力付与ユニット４０Ｐ１を制御するＥＣＵ５０、及び運転モードを切り替える運転モード切替スイッチ６０を備えている。

エンジン１０は、ガソリン等を燃料として車両を駆動する装置であり、エンジン状態検出センサ１１により検出したエンジン状態検出信号や、アクセルペダル開度検出センサ３０により検出した後述するペダル開度検出信号に基づくＥＣＵ５０からのエンジン出力信号に応じて、エンジン１０の点火バルブの点火タイミングやスロットルバルブ開度を制御する。これにより、例えば、アクセルペダル２０の踏込み量とエンジン１０の噴射量（エンジン出力）とがエンジン特性に基づいて連動するように構成している。
なお、エンジン状態検出センサ１１は、例えば、エンジン１０の駆動力や回転数をエンジン状態として検出する。

アクセルペダル２０は、運転手からの踏力を受けるペダルプレート２１と、ペダルプレート２１を支持するペダルアーム２２とを有する。ペダルアーム２２は、基端部が軸により枢支されており、後述するリターンバネ４５の付勢力により押圧ピン４７を介して初期位置に付勢されている。

アクセルペダル開度検出センサ３０は、例えば、回転時（搖動時）の抵抗に基づいてアクセルペダル開度（踏込角度）（以下、「アクセル開度」という。）を検出するポテンショメータや、パルスに基づいてアクセル開度を検出するエンコーダなどで構成することができる。検出したペダル開度検出信号は、ＥＣＵ５０へ送信される。なお、アクセルペダル開度検出センサ３０は、アクセルペダル２０の回転角度に限らず、ペダルアーム２２の位置や変位量を検出する構成であってもよい。

反力付与ユニット４０Ｐ１は、反力特性変更部４０Ａとプランジャー部４０Ｂとに大別され、反力特性変更部４０Ａは、ＥＣＵ５０からの信号に応じてアクセルペダル２０の反力特性を切り替えるように駆動するアクチュエータとしてのモータ４１と、該モータ４１の駆動力を増幅する減速機４２と、該減速機４２で増幅された駆動力により軸回りに回転するネジ軸４３と、該ネジ軸４３に沿ってスライドして後述するリターンスプリング４５を一端側から圧縮可能なスライダ４４とで構成される。

プランジャー部４０Ｂは、アクセルペダル２０を付勢するリターンスプリング４５と、支持ローラ４６により支持された状態でリターンスプリング４５の付勢力に応じて先端部に備えた押圧ボール４７ａにより、アクセルペダル２０を押圧可能に突出、或いは、退避するストロークをスライドする直線状の押圧ピン４７とを備えたプランジャー機構で構成している。

また、ＥＣＵ５０は、アクセルペダル開度検出センサ３０によりアクセルペダル２０が回動した回転角度を検出した検出信号やエンジン状態検出センサ１１により検出したエンジン状態検出信号に基づいて、アクセルペダル２０の反力特性（踏力特性）やエンジン出力特性の変更処理を実行するマイクロコンピュータを用いて構成されたコントローラであり、様々なデータを記憶した大容量メモリ、不揮発性メモリ（ＲＯＭ）、或いは揮発性メモリ（ＲＡＭ）を備えている。

運転モード切替スイッチ６０は、例えば、低出力モード（エコモード）、標準モード、及び高出力モード（スポーツモード）の中から押し操作等により任意の運転モードに選択する。選択された運転モード信号は、ＥＣＵ５０に送信され、ＥＣＵ５０は、選択された運転モードに切り替える切替え信号に対応するエンジン出力信号を反力付与ユニット４０Ｐ１やエンジン１０に出力する。運転モード切替スイッチ６０は、例えば、メカニカルなスイッチに限らず、モニタ部と一体になったタッチスイッチ等であってもよい。

続いて、本実施形態の車両用アクセルペダル反力制御装置１のアクセルペダル２０が有するペダル反力（踏力）に関する反力特性について図２（ａ）、図３（ａ）、（ｂ）、及び図４（ａ）、（ｂ）を用いて説明するとともに、エンジン１０が有するエンジン出力に関するエンジン出力特性について図２（ｂ）を用いて説明する。
なお、以下の説明において、上述した運転モードが低出力モードの場合の反力特性、及びエンジン出力特性については省略し、高出力モード、標準モードの場合のそれらについてのみ説明する。

図２（ａ）は、車両用アクセルペダル反力制御装置１の運転モードが標準モードと高出力モードとのそれぞれの場合におけるアクセルペダル２０の反力特性として、ペダル反力とアクセル開度との関係を示す。

図２（ａ）中の実線で示した波形Ｆ−Ｘａａは、運転モードが高出力モードの場合の踏込み側の反力特性を示し、細線で示した波形Ｆ−Ｘｓａは、運転モードが標準モードの場合の踏込み側の反力特性を示している。さらに、図２（ａ）中の実線で示した波形Ｆ−Ｘａｄは、運転モードが高出力モードの踏戻し側の反力特性を示し、細線で示した波形Ｆ−Ｘｓｄは、標準モードの場合の踏戻し側の反力特性を示している。

図２（ｂ）は、車両用アクセルペダル反力制御装置１の運転モードが標準モードと高出力モードとのそれぞれの場合におけるエンジン１０の出力特性として、駆動力とアクセル開度との関係を示す。

図２（ｂ）中の実線で示した波形Ｔ−Ｘａは、運転モードが高出力モードの場合のエンジン出力特性を示し、細線で示した波形Ｔ−Ｘｓは、運転モードが標準モードの場合のエンジン特性を示している。
図３（ａ）は、アクセル開度０から最大アクセル開度Ｘｍまで一定の踏込み速度で踏み込む踏込みパターン（以下、「第１踏込みパターン」とする。）におけるアクセル開度のタイミングチャートを示す。図３（ｂ）はアクセル開度が図３（ａ）に示すような第１踏込みパターンでアクセルペダル２０を踏込んだ際のペダル反力のタイミングチャートを示す。図４（ａ）は、アクセルペダル２０を最大アクセル開度Ｘｍまで踏込んだ状態から一定の踏戻し速度でアクセル開度０まで踏戻す踏戻しパターン（以下、「第１踏戻しパターン」とする。）におけるアクセル開度のタイミングチャートを示す。なお、図４（ｂ）中の波形Ｆ−ｔａｄ、波形Ｆ−ｔｓｄは、それぞれ図３（ｂ）中の波形Ｆ−ｔａａ、波形Ｆ−ｔｓａのようにアクセルペダル２０を踏込んだ状態から踏戻した場合の反力特性である。

まず、本実施形態の車両用アクセルペダル反力制御装置１を用いた標準モードの場合におけるアクセルペダル反力特性、及びエンジン出力特性ついて説明する。
標準モード踏込み側反力特性は、図２（ａ）、及び図３（ａ）、（ｂ）に示すように、踏込み側遊び開度Ｘａｓまでは、アクセル開度の増加に応じて急激にペダル反力が増加し、アクセル開度が踏込み側遊び開度Ｘａｓよりも大きいときのペダル反力は、アクセル開度が踏込み側遊び開度Ｘａｓよりも小さい場合のアクセル開度に対するペダル反力の増加率よりも低い増加率で、且つ、アクセル開度の増加に対して一定の増加率で増加する線形の特性を示すように設定している（図２（ａ）中の波形Ｆ−Ｘｓａ、及び図３（ｂ）中の波形Ｆ−ｔｓａ参照）。

すなわち、このアクセル開度が踏込み側遊び開度Ｘａｓから最大アクセル開度Ｘｍまでのペダル反力Ｆとアクセル開度ｘとの関係（反力・開度特性式）は、図２（ａ）に示すように、Ｆ＝ａｘ＋（ｄ−ｅ）となるように設定している。

ここで、パラメータａは所定の定数であり、パラメータ（ｄ−ｅ）は、上記反力・開度特性式において踏込み側遊び開度Ｘａｓを考慮しない場合におけるアクセル開度が０の場合のペダル反力である。なお、パラメータｄは、踏込み側遊び開度Ｘａｓにおけるペダル反力である。

一方、標準モード踏戻し側反力特性は、図２（ａ）、及び図４（ａ）、（ｂ）に示すように、最大アクセル開度Ｘｍから踏込み側遊び開度Ｘａｓよりも若干大きい踏戻し側遊び開度Ｘｄｆまでは、標準モード踏込み側反力特性（波形Ｆ−Ｘｓａ）に対して同一アクセル開度においてヒステリシスの分だけ低い位置を、該標準モード踏込み側反力特性と略同じ勾配で辿る特性に設定している（図２（ａ）中の波形Ｆ−Ｘｓｄ、及び図４（ｂ）中の波形Ｆ−ｔｓｄ参照）。

標準モード踏戻し側反力特性は、アクセル開度が踏戻し側遊び開度Ｘｄｆよりも小さい場合には、アクセル開度の減少に応じて急激にペダル反力が減少する。なお、踏戻し時の最大反力Ｆｓｍは、アクセル開度を一定に保持した際に、運転手の負担が限界と感じるペダル反力に基づいて設定される。

さらに、標準モードのエンジン出力特性は、図２（ｂ）中の波形Ｔ−Ｘｓに示すように、アクセル開度が踏込み側遊び開度Ｘａｓよりも大きくなると、アクセル開度の増加に応じて緩やかに駆動力（エンジン出力）が増加し、その後、略線形的に増加していき、アクセル開度が限界開度に近付くに連れて緩やかに増加率が低下しながら限界駆動力に収束していく特性を示す。

これに対して、車両用アクセルペダル反力制御装置１の運転モードが高出力モードの場合について説明する。但し、上述した標準モード踏込み側反力特性（波形Ｆ−Ｘｓａ）と同じ特性を示す箇所においては、特に示す場合を除いてその説明を省略する。

高出力モード踏込み側反力特性は、図２（ａ）、及び図３（ａ）、（ｂ）に示すように、アクセル開度が開度閾値Ａよりも小さいときに示す第１踏込み側反力特性（波形Ｆ−Ｘａａ１）と、アクセル開度が開度閾値Ａ以上のときに、該第１踏込み側反力特性よりも駆動力を増加させる特性を示す第２踏込み側反力特性（波形Ｆ−Ｘａａ２）を有している（図３（ｂ）中の波形Ｆ−ｔａａ１、及び波形Ｆ−ｔａａ２参照）。

第１踏込み側反力特性は、アクセル開度が踏込み側遊び開度Ｘａｓよりも大きく、開度閾値Ａよりも小さい範囲において、ペダル反力は、標準モード踏込み側反力特性（波形Ｆ−Ｘｓａ）におけるアクセル開度に対するペダル反力の増加率よりも高い一定の増加率で増加するように設定している（図２（ａ）中の波形Ｆ−Ｘａａ１、及び図３（ｂ）中の波形Ｆ−ｔａａ１参照）。

すなわち、この第１踏込み側反力特性（波形Ｆ−Ｘａａ１）は、図２（ａ）に示すように、アクセル開度が踏込み側遊び開度Ｘａｓから所定の開度閾値Ａまでの範囲において、第１踏込み側反力特性式、すなわち、Ｆ＝（ａ＋ｂ）ｘ＋（ｄ−ｅ）の波形となるように線形の特性であらわされ、標準モード踏込み側反力特性（波形Ｆ−Ｘｓａ）における勾配よりも急な勾配を有する特性を示すように設定している。
なお、パラメータｂは所定の定数である。

第２踏込み側反力特性は、アクセル開度が所定の開度閾値Ａ以上であり、且つ、最大アクセル開度Ｘｍよりも小さい範囲において、アクセル開度が増加するに応じてペダル反力の増加率が徐々に大きくなるように設定している（図２（ａ）中の波形Ｆ−Ｘａａ２、及び図３（ｂ）中の波形Ｆ−ｔａａ２参照）。

すなわち、この第２踏込み側反力特性（波形Ｆ−Ｘａａ２）は、図２（ａ）、及び図３（ａ）、（ｂ）に示すように、アクセル開度が所定の開度閾値Ａ以上であり、且つ、最大アクセル開度Ｘｍよりも小さい範囲において、第２踏込み側反力特性式、すなわち、Ｆ＝ｃ（ｘ−Ａ）^２＋（ａ＋ｂ）Ａ＋（ｄ−ｅ）の波形となるようにあらわされ、アクセル開度に応じてペダル反力の増加率が大きくなるように、アクセル開度に応じてペダル反力が２次関数的に、すなわち加速度的に増加するように設定している。

なお、パラメータｃは所定の定数である。また、最大アクセル開度Ｘｍにおける踏込み側の最大ペダル反力Ｆａｍは、最大アクセル開度Ｘｍまでアクセルペダル２０を踏込んだときに、運転手の負担が限界と感じるペダル反力に基づいて設定される。

これにより、高出力モード踏込み側反力特性は、アクセル開度に応じてエンジン出力の特性が踏力にあらわれるように設定しているため、この特性に基づいて設定した適切なペダル反力の大きさをドライバに伝えることができ、ドライバはエンジンの出力状態が限界に近い、或いはまだ余裕があるなどエンジンの出力状態を、アクセルペダル操作を通じて正確に感じ取ることができる。

さらに、高出力モードにおけるエンジン特性は、アクセル開度が踏込み側遊び開度Ｘａｓよりも大きくなると、図２（ｂ）中の波形Ｔ−Ｘａに示すように、エンジン１０の駆動力（エンジン出力）が、アクセル開度の増加に応じて標準モードの増加率よりも大きな増加率で増加して立ち上がり、アクセル開度が開度閾値Ａを超えると、増加率が低下しながら緩やかに増加し、限界駆動力に収束していく特性を示す。

一方、図２（ａ）、及び図４（ｂ）に示す高出力モード踏戻し側反力特性は、図４（ａ）に示す第１踏戻しパターンのように、第１踏込パターンの波形を最大アクセル開度Ｘｍから踏戻し側遊び開度Ｘｄｆまで辿るように、第１踏込みパターンと開度軸に対して対称の波形となるように踏戻した場合には、図２（ａ）に示すように、高出力モード踏込み側反力特性の反力よりも低いが同じ傾向を示す波形を最大アクセル開度Ｘｍから開度が小さくなる方向へ辿るような特性を示す（図２（ａ）中の波形Ｆ−Ｘａｄ参照）。
すなわち、高出力モード踏戻し側反力特性は、図４（ｂ）に示すように、反力軸に対して高出力モード踏込み側反力特性と対称の波形となる特性を示す（図４（ｂ）中の波形Ｆ−ｔａｄ参照）。

但し、高出力モード踏戻し側反力特性は、上記特性に限らず、標準モードの踏戻し側反力特性と同じ勾配となる特性に設定してもよい（図２（ａ）中の波形Ｆ−Ｘｓｄ、及び図４（ｂ）中の波形Ｆ−ｔｓｄ参照）。

続いて、運転モードが標準モード、高出力モードのそれぞれにおいて、上述した反力特性、及びエンジン特性を有する車両用アクセルペダル反力制御装置１の一実施例として、アクセルペダル２０の踏込み側の反力制御の実施例について図５に示すフローチャートを用いて説明する。

本実施例におけるアクセルペダル２０の反力制御は、ペダル反力とアクセル開度との関係を示した次式のとおり表される反力・開度基本特性式に基づいて行われる。
（数１）
Ｆ＝ｃ（ｘ−Ａ）^２＋（ａ＋ｂ）ｘ＋（ｄ−ｅ）
ここで、反力・開度基本特性式中のｃ（ｘ−Ａ）^２の項は、高出力モードの場合における所定の開度閾値Ａ以上の場合に作用する第２踏込み側反力特性を示す項であり、（ａ＋ｂ）ｘの項は、高出力モードの場合における所定の開度閾値Ａよりも小さい場合に作用する第１踏込み側反力特性を示す項である。

なお、本実施例では、運転モードは、初期設定として標準モードが設定されているとする。標準モードの場合、反力・開度基本特性式中の各パラメータを、初期設定としてａ＝１，ｂ＝０，ｃ＝０，ｄ−ｅ＝８に設定しているため、標準モードにおける反力・開度特性式は、Ｆ＝ｘ＋８の関係式であらわされる。

すなわち、ＥＣＵ５０の指令に基づいて、反力付与ユニット４０Ｐ１は、上記反力・開度特性式の関係が成り立つように、モータ４１の駆動力により、スライダ４４をスライドさせ、リターンスプリング４５の付勢力を変更しながら押圧ピン４７によりアクセルペダル２０を押圧する。

このとき、エンジン出力特性は、上述した図２（ｂ）中の波形Ｔ−Ｘｓに示すような緩やかな勾配の線形の駆動力・開度特性となる（Ｓ１１１）。

標準モードのまま車両走行を終了せずに（Ｓ１１２：Ｎｏ）、運転モード切替スイッチ６０の押し操作等により、標準モードから例えば、高出力モードへ変更した場合には（Ｓ１１３：Ｙｅｓ）、 ＥＣＵ５０は、アクセルペダル開度検出センサ３０が検出したペダル角度信号に基づいて、アクセル開度ｘが所定の開度閾値Ａ以上であるか否かの判定を行（Ｓ１１４）。

アクセル開度ｘが所定の開度閾値Ａより小さい場合には（Ｓ１１４：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、反力・開度基本特性式において、パラメータｂを上記初期設定値０から０．５に置換する（Ｓ１１５）。
これにより、反力・開度基本特性式中の（ａ＋ｂ）ｘの項は、１．５ｘとなり、高出力モードにおけるアクセル開度ｘが所定の開度閾値Ａより小さい場合の反力・開度特性式として、Ｆ＝１．５ｘ＋８の関係が成り立つ（図２（ａ）参照）。

すなわち、ＥＣＵ５０の指令に基づいて、反力付与ユニット４０Ｐ１は、上記反力・開度特性式の関係が成り立つように、モータ４１の駆動力により、スライダ４４をスライドさせ、リターンスプリング４５の付勢力を変更しながら押圧ピン４７によりアクセルペダル２０を押圧する。

その後、ステップ１１６の判定処理において、運転モードを、標準モードに切り替える（Ｓ１１６：選択肢１選択）、或いは、アクセルペダル２０を完全に踏戻すなどして走行を終了する（Ｓ１１６：選択肢３選択）まで上述した高出力モードは継続される（Ｓ１１６：選択肢２選択）。

一方、高出力モードにおいて、アクセル開度ｘが所定の開度閾値Ａ以上の場合には（Ｓ１１４：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、反力・開度基本特性式において、パラメータｂを上記初期設定値０から０．５に置換し、さらに、パラメータｃを上記初期設定値０から１．０に置換するとともに、反力・開度基本特性式中の（ａ＋ｂ）ｘの項、すなわち１．５ｘの項を１．５Ａに置換する（Ｓ１１７）。これにより、高出力モードにおけるアクセル開度ｘが所定の開度閾値Ａ以上の場合の反力・開度特性式として、Ｆ＝（ｘ−Ａ）^２＋１．５Ａ＋８の関係が成り立つ（図２（ａ）参照）。

すなわち、ＥＣＵ５０の指令に基づいて、反力付与ユニット４０Ｐ１は、上記反力・開度特性式の関係が成り立つように、モータ４１の駆動力により、スライダ４４をスライドさせ、リターンスプリング４５の付勢力を変更しながら押圧ピン４７によりアクセルペダル２０を押圧する。

ＥＣＵ５０は、アクセル開度ｘが所定の開度閾値Ａより小さくなるまで（Ｓ１１８：Ｙｅｓ）、図２、及び図３（ａ）、（ｂ）に示すような反力特性に基づくアクセルペダル２０の反力制御を継続する（Ｓ１１８：Ｎｏ）。
なお、ＥＣＵ５０は、アクセル開度ｘが所定の開度閾値Ａ以下となった場合は、図５に示すように、ステップＳ１１６以降の処理を実行する（Ｓ１１８：Ｙｅｓ）。

なお、上述したアクセルペダル２０の反力制御の一実施例は、アクセルペダル２０の踏込み側の反力制御の実施例を中心に説明したが、アクセルペダル２０を踏戻す際には、図５に示すフローチャートを用いて説明したアクセルペダル２０の踏込み側の反力制御の実施例と同様の要領で、図４（ｂ）中の波形Ｆ−ｔａｄや波形Ｆ−ｔｓｄに基づいてアクセルペダル２０の踏戻し側の反力制御が行われる。

続いて、上述した本実施形態の車両用アクセルペダル反力制御装置１が有する反力特性について、上述した第１踏込みパターン（図３（ａ））とは異なる図６（ａ）に示すような第２踏込みパターンに基づいて説明する。

図６（ａ）は、アクセルペダル２０をアクセル開度０から一定速度で踏込んでいき、アクセル開度ｘが所定の開度閾値Ａを超えたときに、アクセルペダル２０が所定開度に保持され、その後、一定のペダル踏込み速度で最大アクセル開度Ｘｍまで踏込んだ場合の第２踏込みパターンを示すタイミングチャートである。

なお、反力・開度基本特性式（Ｆ＝ｃ（ｘ−Ａ）^２＋（ａ＋ｂ）ｘ＋（ｄ−ｅ））における各パラメータは、上述した図５のフローチャートを用いて説明したアクセルペダル２０の反力制御処理の際に設定した各パラメータと同じ値に設定しているものとする。

ペダル反力特性は、図６（ａ）に示すように、アクセルペダル２０を一定の開度に保持することを開始（ｔＨ１）するまでは、第１踏込みパターンと踏込みパターンは同じであるため（図３（ａ）参照）、図６（ｂ）に示すように、図３（ｂ）に示すようなペダル反力特性と同様になる（図２（ａ）中の波形Ｆ−Ｘａａ１、波形Ｆ−Ｘａａ２、及び図３（ｂ）中の波形Ｆ−ｔａａ１、波形Ｆ−ｔａａ２参照）。

その後、所定の開度に保持している間は、ペダル反力が一定となるが、所定時間経過後（ｔＨ２）にアクセルペダル２０の踏込みを開始した後の反力・開度特性は、仮に、時間ｔＨ１から時間ｔＨ２の間にアクセルペダル２０が保持されていなかった場合に、時間ｔＨ１の時点から示していた反力特性を時間ｔＨ２の時点から示すことになる。すなわち、所定のアクセル開度に保持する直前のペダル反力特性式であるＦ＝（ｘ−Ａ）^２＋１．５Ａ＋８の関係であらわされる。

なお、アクセルペダル２０が例えば、開度閾値Ａよりも小さい所定の開度で所定時間保持された後、アクセルペダル２０の保持を解消したときのペダル反力は、アクセルペダル２０の保持を開始した時点において、仮に保持を開始しなかった場合の反力特性であるＦ＝１．５ｘ＋８の関係であらわされる。

一方、踏戻し側のペダルの反力特性は、図７（ａ）に示すように、アクセルペダル２０を最大アクセル開度Ｘｍまで踏込んだ状態から一定の踏戻し速度で完全に踏戻す途中において、アクセルペダル２０が例えば、開度閾値Ａを超えた所定のアクセル開度で所定時間保持するようなアクセルペダル２０の踏戻しパターンに基づいて説明すると、図２（ａ）、図４（ｂ）に示すような標準モードと同様の反力特性となり（図２（ａ）中の波形Ｆ−Ｘｓｄ、及び図４（ｂ）中の波形Ｆ−ｔｓｄ参照）、図７（ｂ）に示すように、踏込み側と同様に、アクセルペダル２０の保持を解消した時（ｔＨ２’）のペダル反力は、アクセルペダル２０の保持を開始した時点（ｔＨ１’）において仮に保持を開始しなかった場合の反力特性となる。

このように、上記実施例の車両用アクセルペダル反力制御装置１は、アクセルペダル２０のアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段としてのアクセルペダル開度検出センサ３０と、アクセル開度に基づき駆動力を制御する車両走行制御手段としてのＥＣＵ５０とを備える自動車における、ペダル反力を制御する車両用アクセルペダル反力制御装置であって、アクセル開度に対する駆動力の関係（エンジン出力特性）を、所定の特性とする第１モードとしての標準モードと、該標準モードよりも駆動力を増加させる第２モードとしての高出力モードを有し、該高出力モードにおいて、アクセル開度が増加する程、ペダル反力を標準モードに対し増加させるものである。

上記構成によれば、少ないアクセル開操作で出力を大きく制御でき、駆動力等のエンジン性能を運転者の意思で引き出しやすくなると共に、アクセルペダル２０を踏込んだ際の運転手の手応えが増し、運転手に対して安心感を与え、運転手自らが車を操作しているという操作感、すなわち、いわゆる人馬一体感を得ることができる。

またこの発明の一実施形態においては、高出力モードにおけるアクセル開度の戻し側は標準モードにおけるそれと同じペダル反力に設定するものである。

上記構成によれば、高出力モードは、エンジン出力に余裕がある前記アクセル開度が所定値以下の際には、アクセル開度とペダル反力との関係を線形の特性であり、しかも、標準モードに対する前記駆動力を急激に増加させることができるため、少ないアクセル開度の操作でエンジン出力（駆動力）を大きく制御でき、駆動力等のエンジン１０性能を運転者の意思で引き出しやすくなると共に、アクセルペダル２０を踏込んだ際の手応えが増し、運転手に対して安心感を与えることができる。

その一方で、標準モードに対する前記駆動力が所定値を超えると、所定値以下の増加率よりも緩やかに増加させることにより、駆動力が限界に近づくにつれてエンジン出力の増加率が緩和するという実際のエンジン出力の傾向をより顕著にあらわした特性とすることができる。

そして、前記ペダル反力は、前記アクセル開度が所定値を超えるとアクセル開度の増加に応じてペダル反力が加速度的（２次関数的）に増加することにより、駆動力、すなわちエンジン出力が限界に近づいていることを運転手に確実に伝えることができるため、エンジン出力の特性とアクセルペダル２０の踏込んだ際の手応えが一致し、自分で車を操っているという操作感、すなわち、いわゆる人馬一体感を得ることができるという上述した効果をより顕著に得ることができる。

エンジン出力が限界に近づいている際には、運転手はそのことを的確に認識し、的確なタイミングでシフトダウンするなどの操作をすることができる。

この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明のアクセル開度検出手段は、アクセルペダル開度センサ２０に対応し、以下、同様に、
車両走行制御手段は、ＥＣＵ５０に対応し、
第１モードは、標準モードに対応し、
第２モードは、高出力モードに対応し、
所定の開度閾値は、開度閾値Ａに対応するもこの発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。

例えば、高出力モード踏込み側反力特性は、時間に応じて増加率が増加する特性であれば上述した特性に限らない。
具体的に、第２踏込み側反力特性は、上述した波形となる特性に限らず、立ち上がり具合の異なる複数の２次関数的な波形からなり、それぞれ時間に応じて徐々に立ち上がり具合が大きくなるように複数の２次関数的な波形が連なった波形となるような特性としてもよい。或いは、上述した２次関数的な特性に限らず、勾配が異なる複数の線形波形からなり、それぞれ時間に応じて勾配が段階的に大きくなるように複数の線形波形が連なった波形となるような特性としてもよい。

同様に、第１踏込み側反力特性についても、上述した線形波形となる特性に限らず、２次関数的な波形や、複数の波形が組み合わさった波形とするなど、時間に応じて増加率が増加する特性であれば上述した特性に限らない。
また、運転モードは、上述したように、運転モード切替スイッチ６０を用いて切替えるに限らず、例えば、シフトレバーのレバー操作などにより切り替えるなど他の手法により切り替えてもよい。

さらにまた、反力付与ユニット４０Ｐ１は、上述したように、リターンスプリング４５の付勢力を変更することにより反力特性を変更するバネ式の反力特性変更部４０Ａを備えた構成に限らず、例えば、図８（ａ）、（ｂ）に示すような他の実施形態で構成することができる。

図８（ａ）に示すように、反力付与ユニット４０Ｐ２は、アクセルペダル２０の基端部２０Ａが固定され、車体に対して回動自在の保持軸５０と、保持軸５０と車体とに連結され、アクセル開度が０になる方向に付勢したリターンスプリング４５Ｐ２と、保持軸５０の一端側に固定された第１摩擦部材５１と、該第１摩擦部材５１に対して保持軸５０の側と反対側で対向させた第２摩擦部材５２と、第１摩擦部材５１に対して第２摩擦部材５２を圧接、又は離間可能にスライドさせるアクチュエータ４１Ｐ２と、第２摩擦部材５２のスライドをガイドするネジ軸５３とを備えている。
なお、図８（ａ）中の符号５４は、ガイド軸であり、符号５５は、軸受けであり、符号３０は、アクセルペダル開度検出センサである。

図８（ａ）に示すように、反力付与ユニット４０Ｐ１は、アクチュエータ４１Ｐ２の駆動力により第２摩擦部材５２を第１摩擦部材５１に対して圧接する具合に応じて互いの摩擦力を変更することで反力特性を変更するいわゆる摩擦式の反力特性変更部を備えた構成とすることができる。

さらに他の実施形態の反力付与ユニット４０Ｐ３として、図８（ｂ）に示すように、アクチュエータとしてのモータ４１Ｐ２と保持軸５０の一端側との間に、上述した反力付与ユニット４０Ｐ２のように、第１摩擦部材５１、第２摩擦部材５２、及びガイド軸５４を備えずに、減速機５７を介在させ、モータ４１Ｐ２の駆動力を減速機５７を介して保持軸５０に伝達する構成とし、モータ４１Ｐ２で直接、アクセルペダル２０の踏力に対する反力（回生力、反発力）を発生させる構成としてもよい。

以上説明したように、本発明は、例えば、アクセルペダルのアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、アクセル開度に基づき駆動力を制御する車両走行制御手段とを備える自動車における、アクセルペダル反力を制御する車両用アクセルペダル反力制御装置であって、アクセル開度に対する駆動力の関係を、所定の特性とする第１モードと、該第１モードよりも駆動力を増加させる第２モードを有し、前記第２モードは、前記第１モードに対する前記駆動力が、前記アクセル開度が踏込側遊び開度以上で急激に増加し、該踏込側遊び開度よりも大きい所定の開度閾値を超えると該所定の開度閾値以下の増加率よりも緩やかに増加するようになっており、さらに該第２モードは、前記アクセル開度が前記踏込側遊び開度以上において前記アクセル開度が増加する程、前記アクセルペダル反力を前記第１モードに対して急な勾配を有する特性で緩やかに増加させることを特徴とする車両用アクセルペダル反力制御装置について有用である。

１…車両用アクセルペダル反力制御装置
２０…アクセルペダル
１１…アクセルペダル開度センサ（アクセル開度検出手段）
５０…ＥＣＵ（車両走行制御手段）
Ａ…開度閾値（所定の開度閾値）

Claims (3)

1. アクセルペダルのアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、アクセル開度に基づき駆動力を制御する車両走行制御手段とを備える自動車における、アクセルペダル反力を制御する車両用アクセルペダル反力制御装置であって、
   アクセル開度に対する駆動力の関係を、所定の特性とする第１モードと、該第１モードよりも駆動力を増加させる第２モードを有し、
   前記第２モードは、前記第１モードに対する前記駆動力が、前記アクセル開度が踏込側遊び開度以上で急激に増加し、該踏込側遊び開度よりも大きい所定の開度閾値を超えると該所定の開度閾値以下の増加率よりも緩やかに増加するようになっており、
   さらに該第２モードは、前記アクセル開度が前記踏込側遊び開度以上において前記アクセル開度が増加する程、前記アクセルペダル反力を前記第１モードに対して急な勾配を有する特性で緩やかに増加させることを特徴とする
   車両用アクセルペダル反力制御装置。
2. 前記第２モードにおける前記アクセル開度の戻し側は前記第１モードにおけるそれと同じ反力に設定されることを特徴とする。
   請求項１に記載の車両用アクセルペダル反力制御装置。
3. 前記第２モードにおける前記アクセルペダル反力は、前記アクセル開度が前記所定の開度閾値を超えると該アクセル開度が増加する程、加速度的に増加することを特徴とする。
   請求項１、又は２に記載の車両用アクセルペダル反力制御装置。

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