JP7081263B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に装備されたアクセルペダルとブレーキペダルの少なくとも１つの操作機構の反力を制御する車両用制御装置に関する。
従来より、乗員によって操作される操作機構と、乗員に付与する反力を操作機構に発生させる反力生成機構と、乗員による操作機構の操作量に応じて車両が所定の応答量動作するように駆動する駆動手段とを備えたバイワイヤ機構を搭載した車両が知られている。
このようなバイワイヤ機構を採用した車両では、操作機構と駆動手段を機械的要素による連結から電気信号による連結に置き換えることにより、乗員による操作機構の操作と乗員に対する反力と車両の応答とを機械的に分離された独立要素として夫々制御している。
バイワイヤ機構のうちアクセルバイワイヤ技術は、乗員により操作されたアクセルペダルのストロークをパラメータとして、アクセルペダルを介した乗員への操作反力（踏力）と車両の挙動（加速度）を夫々制御している。
一般に、乗員に付与されるアクセルペダルの操作反力は、アクセルペダルの操作フィーリング向上のために、アクセルペダルの踏込速度に比例した特性に設定されている。
特許文献１のペダル装置及びそれを備えた自動車は、ペダル位置或いはペダル速度を検出するペダル位置検出手段と、検出されたペダル位置に応じて大きくなる剛性反力とペダル速度に応じて大きくなる粘性反力とからなるペダル反力を演算する演算手段と、この演算手段の出力に基づいて動作するアクチュエータとを備え、演算手段は、ペダル速度が所定値を超えたときのペダル反力が所定値を超えないときの予め設定されているペダル反力よりも小さくなるように制御している。
これにより、ペダルの操作速度が速いとき、小さい力でペダルを素早く操作することができ、ペダルの操作性を高くしている。
特開２００６－２８１８０３号公報
乗員が車両の運転（操作機構の操作）することによって満足感や充実感を得るためには、乗員が意のままの操作を達成できることが必要不可欠である。
そして、意のままの操作の達成とは、操作機構の操作に伴う手応えに基づいて直感的な操作ができることであり、換言すれば、この手応えに基づく直感的な操作により乗員が所望する走行制御が実行可能であることと定義付けすることができる。
特許文献１の技術は、乗員によるアクセルペダルの操作速度が速い（乗員による仕事量が多い）とき、アクセルペダルを容易に且つ素早く操作することができる。
しかし、意のままの操作の達成という観点からすれば、車両が高加速である程ペダル反力が低下するような操作感覚は、車両の加速度傾向と乗員の負荷傾向とが反対の関係になり、乗員がアクセルペダルを介して実際に認識する操作感覚と実際の車両挙動とが一致せずに違和感を覚える虞がある。
また、アクセルペダルの操作反力がアクセルペダルの踏込位置や踏込速度に比例するような操作感覚の場合には、アクセルペダルの操作フィーリングが向上する。
しかし、高車速における定速走行時には操作反力が高くなる一方、これとは反対に低車速における加速走行時には操作反力が低くなることから、依然として、操作機構を介した乗員の体感と実際の車両挙動が一致していない。
即ち、乗員の直感的な操作感覚による走行制御を可能にするためには、更なる改善の余地が残されている。
本発明の目的は、乗員の直感的な操作感覚による走行制御を可能にすることができる車両用制御装置等を提供することである。
請求項１の車両用制御装置は、車両に装備されたアクセルペダルとブレーキペダルの少なくとも１つの操作機構の反力を制御する車両用制御装置において、乗員による前記操作機構の操作量を検出する操作量検出手段と、車両の走行速度を検出する車速検出手段と、前記検出された操作量と車速に基づき車両の目標加速度を演算する目標加速度演算手段と、前記操作機構から乗員に付与する反力を制御可能な反力制御手段とを有し、前記反力制御手段は、前記演算された目標加速度が大きい程、前記操作機構の操作量に対する前記操作機構の反力の比である剛性値が高くなるように前記反力を制御することを特徴としている。
この車両用制御装置では、乗員による前記操作機構の操作量を検出する操作量検出手段と、車両の走行速度を検出する車速検出手段と、前記検出された操作量と車速に基づき車両の目標加速度を演算する目標加速度演算手段とを有するため、乗員によるアクセルペダルとブレーキペダルの少なくとも１つの操作機構の操作量に起因した車両挙動である目標加速度を演算することができる。
前記操作機構から乗員に付与する反力を制御可能な反力制御手段を有するため、乗員に対して操作機構の操作感を知覚させることができる。
前記反力制御手段は、前記演算された目標加速度が大きい程、前記操作機構の操作量に対する前記操作機構の反力の比である剛性値が高くなるように前記反力を制御するため、操作機構の操作感と車両の目標加速度とを直接的に関連付けすることができ、操作機構を介した乗員の体感（負荷傾向）と実際の車両挙動（動作加速傾向）とを一致させることができる。
これにより、乗員の直感的な操作感覚による車両の走行制御を可能にしている。
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記反力制御手段が、前記目標加速度と剛性値からなる剛性特性を規定した剛性特性マップを備え、前記剛性特性は、乗員が知覚可能な目標加速度近傍位置に第１変化点を有し、前記第１変化点よりも目標加速度が大きいときの剛性増加率が第１変化点よりも目標加速度が小さいときの剛性増加率よりも大きくなるように設定されていることを特徴としている。
この構成によれば、非加速領域（遊び領域及び定速領域）と加速領域とを乗員の操作感覚によって区分することができる。また、操作機構の戻し操作時、乗員に対して基準点を直感的に認識させることができる。
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記剛性特性は、前記第１変化点よりも目標加速度が大きい第２変化点を有し、前記第２変化点よりも目標加速度が大きいときの剛性増加率が第２変化点よりも目標加速度が小さいときの剛性増加率よりも小さくなるように設定されていることを特徴としている。
この構成によれば、加速領域と高加速領域とを乗員の操作感覚によって区分しつつ、高加速領域の操作性を確保している。
請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、車両の変速段を検出する変速段検出手段を有し、前記第１変化点が前記検出された変速段により変更されることを特徴としている。
この構成によれば、変速段毎に乗員の操作感覚を異ならせることができる。
請求項５の発明は、請求項１～３の何れか１項の発明において、前記反力制御手段は、前記操作機構の操作量に応じた反力を発生可能な電動モータを有することを特徴としている。
この構成によれば、操作機構を介した乗員の体感と実際の車両挙動とを簡単な構成で一致させることができる。
本発明の車両用制御装置によれば、アクセルペダルとブレーキペダルの少なくとも１つの操作機構を介した乗員の体感と実際の車両挙動とを一致させることにより、乗員の直感的な操作感覚による走行制御を可能にすることができる。
実施例１に係る車両用制御装置の構成を示す全体概略図である。 車両用制御装置のブロック図である。 ステア剛性特性マップである。 ステア剛性特性の説明図である。 アクセル剛性特性マップである。 アクセル剛性特性の説明図である。 ブレーキ剛性特性マップである。 ステアリング制御処理手順を示すフローチャートである。 アクセル制御処理手順を示すフローチャートである。 ブレーキ制御処理手順を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下の説明は、本発明をステアバイワイヤ機構とアクセルバイワイヤ機構とブレーキバイワイヤ機構とを備えた車両の制御装置に適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。
以下、本発明の実施例１について図１～図１０に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施例１の車両は、車両用制御装置１を有している。この車両用制御装置１は、ステアバイワイヤ機構Ｓと、アクセルバイワイヤ機構Ａと、ブレーキバイワイヤ機構Ｂと、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２等を主な構成要素としている。
また、この車両は、腕系操作手段としてステアリングホイール（以下、ステアリングと略す）３と、脚系操作手段としてアクセルペダル（以下、アクセルと略す）４及びブレーキペダル（以下、ブレーキと略す）５と、転舵装置６と、エンジン７と、変速機８と、ブレーキ装置９と、前後２対の車輪１０等を備えている。
変速機８は、例えば、自動変速機であり、エンジン７から出力されたエンジントルクを設定されたギヤ比で前輪差動装置（図示略）に伝達可能に構成されている。
この変速機８には、現在選択されている変速段位置を検出可能なポジションセンサ１１（図２参照）が設けられている。
また、この車両には、走行速度を検出可能な車速センサ１２（図２参照）が設けられている。これら、ポジションセンサ１１及び車速センサ１２の検出信号は、ＥＣＵ２に随時出力されている。
まず、ステアバイワイヤ機構Ｓについて説明する。
図１，図２に示すように、ステアバイワイヤ機構Ｓは、ステアリング３と左右１対の前側車輪１０の転舵駆動手段である転舵装置６とが機械的に分離されて構成されている。
ステアバイワイヤ機構Ｓは、ステアリング３と、乗員によるステアリング３の操作量（操舵角）を検出するステアリングセンサ３１と、ステアリング３の操作に伴う操作力（操舵トルク）を検出するトルクセンサ３２と、ステアリング３の操作量に基づきステアリング３に対して物理的な反力を付与するための電動モータ３３等を備えている。
転舵装置６は、駆動輪である左右１対の前側車輪１０にリンク機構を介して夫々連結されたラック付ステアリングロッド１３と、このステアリングロッド１３を左右方向に駆動可能なピニオンギヤを備えたステアリングモータ１４とを有している。
ステアリングモータ１４によって駆動されたステアリングロッド１３が左右１対の前側車輪１０を転舵することにより、車両の物理的な応答量である車輪１０のスリップ角を制御するように構成されている。
ステアリングモータ１４、ステアリングセンサ３１、トルクセンサ３２、モータ３３は、夫々ＥＣＵ２に電気的に接続されている。
ＥＣＵ２とモータ３３が、ステアリング３の反力制御手段に相当している。
次に、アクセルバイワイヤ機構Ａについて説明する。
図１，図２に示すように、アクセルバイワイヤ機構Ａは、ペダル操作の際、踵がフロアパネルに支持されるオルガン型ペダル支持構造によって構成されたアクセル４とエンジン７のスロットルバルブ（図示略）とが機械的に分離されて構成されている。
アクセルバイワイヤ機構Ａは、アクセル４と、乗員によるアクセル４の操作量（踏込ストロークに対応した回転軸回りの回転角）を検出するアクセルセンサ４１と、アクセル４の操作に伴う操作力（踏力）を検出するトルクセンサ４２と、アクセル４の操作量に基づきアクセル４に対して物理的な反力を付与するための電動モータ４２等を備えている。
エンジン７は、スロットルバルブを回動駆動可能なスロットル駆動モータ１５を有している。スロットル駆動モータ１５が、駆動されたスロットルバルブを開度調整することにより、車両の物理的な応答量である加速度を制御するように構成されている。
スロットル駆動モータ１５、アクセルセンサ４１、トルクセンサ４２、モータ４３は、夫々ＥＣＵ２に電気的に接続されている。
ＥＣＵ２とモータ４３が、アクセル４の反力制御手段に相当している。
次に、ブレーキバイワイヤ機構Ｂについて説明する。
図１，図２に示すように、ブレーキバイワイヤ機構Ｂは、ペダル操作の際、踵がフロアパネルに支持されない吊り下げ型ペダル支持構造によって構成されたブレーキ５と車輪１０を制動可能な液圧ブレーキ機構１７とが機械的に分離されて構成されている。
ブレーキバイワイヤ機構Ｂは、ブレーキ５と、乗員によるブレーキ５の操作量（踏込ストローク）を検出するブレーキセンサ５１と、ブレーキ５の操作に伴う操作力（踏力）を検出するトルクセンサ５２と、ブレーキ５の操作量に基づきブレーキ５に対して物理的な反力を付与するための電動モータ５３等を備えている。
液圧ブレーキ機構１７は、車輪１０に一体回転可能に設けられたロータディスクと、このロータディスクに制動力を付与可能なキャリパを備えている（何れも図示略）。
ブレーキ装置９には、ポンプ駆動モータ１６を駆動源とした液圧ポンプと、加圧用バルブと、リターン用バルブとを備え、液圧ポンプがキャリパに配設されたシリンダに接続されている（何れも図示略）。液圧ポンプからブレーキ液圧がシリンダに供給されたとき、ピストンがブレーキパットをロータディスクに向けて押圧することにより、車両の物理的な応答量である減速度を制御するように構成されている。
ポンプ駆動モータ１６、ブレーキセンサ５１、トルクセンサ５２、電動モータ５３は、夫々ＥＣＵ２に電気的に接続されている。
ＥＣＵ２とモータ５３が、ブレーキ５の反力制御手段に相当している。
次に、ＥＣＵ２について説明する。
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭと、ＲＡＭと、イン側インタフェースと、アウト側インタフェース等によって構成されている。
ＲＯＭには、連携制御するための種々のプログラムやデータが格納され、ＲＡＭには、ＣＰＵが一連の処理を行う際に使用される処理領域が設けられている。
ＥＣＵ２は、乗員が操作機構であるステアリング３とアクセル４とブレーキ５のうち少なくとも何れかを操作したとき、その操作量に応じた車両挙動（応答量）を発生させるための動作指令信号を該当するモータ１４～１６に送信している。
この車両挙動に関する動作指令信号の送信と同期して、ＥＣＵ２は、車両挙動に応じた反力を発生させるための動作指令信号を該当するモータ３３，４３，５３に送信している。
図２に示すように、ＥＣＵ２は、記憶部２１と、ステアリング制御部２２と、アクセル制御部２３と、ブレーキ制御部２４を有している。
記憶部２１は、車両の挙動、所謂動作加速度を制御するために、前側車輪１０のスリップ角と目標横加速度との関係を規定した複数の横加速度特性マップと、アクセル４の操作量（回転角）と目標加速度との関係を車速及び変速段毎に規定した複数の加速度特性マップと、ブレーキ５の操作量（踏込ストローク）と目標減速度との関係を規定した減速度特性マップを記憶している（何れも図示略）。更に、記憶部２１は、乗員に付与する反力、所謂動作負荷を制御するために、ステア剛性特性マップＭ１と、アクセル剛性特性マップＭ２と、ブレーキ剛性特性マップＭ３を記憶している。
図３に示すように、ステア剛性特性マップＭ１は、横軸が目標横加速度（ｍ／ｓ２）、縦軸がステア剛性（Ｎ／deg.）に設定され、目標横加速度が大きい程ステア剛性が高くなるように設定されている。ステア剛性とは、ステアリング３の反力をステアリング３の操作量（操舵角）で除算したものである。
ステア剛性特性マップＭ１は、非加速領域（遊び領域及び定速領域）と第１加速領域を区分する第１変化点Ｐ１ｓと、第１加速領域と第２加速領域を区分する第２変化点Ｐ２ｓが設定されている。
図４に示すように、第１変化点Ｐ１ｓは、乗員が車両の加速動作を知覚可能な横加速度、例えば、０．０５Ｇに設定され、第２変化点Ｐ２ｓは、所定条件の下、乗員によるステアリング３の操作が仕事量的に乗員の負担になる横加速度、例えば、０．３０Ｇに設定されている。所定条件は、乗員がステアリング３を持ち替えない操舵状態において、ステアリング３の中立状態に対して左回転６０°から右回転６０°の範囲である。
それ故、この所定条件が成立したとき、ステア剛性特性マップＭ１が用いられる。
非加速領域の剛性増加率をＫｓ０、第１加速領域の剛性増加率をＫｓ１、第２加速領域の剛性増加率をＫｓ２としたとき、次式（１）の関係が成立している。
０≦Ｋｓ２＜Ｋｓ０＜Ｋｓ１ …（１）
図５に示すように、アクセル剛性特性マップＭ２は、横軸が目標加速度（ｍ／ｓ２）、縦軸がアクセル剛性（Ｎ／deg.）に設定され、目標加速度が大きい程アクセル剛性が高くなるように設定されている。アクセル剛性とは、アクセル４の反力をアクセル４の操作量（回転角）で除算したものである。
アクセル剛性特性マップＭ２は、非加速領域（遊び領域及び定速領域）と第１加速領域を区分する第１変化点Ｐ１ａ（Ｐ５ａ，Ｐ６ａ）と、第１加速領域と第２加速領域を区分する第２変化点Ｐ２ａが設定されている。
図６に示すように、第１変化点Ｐ１ａは、乗員が車両の加速動作を知覚可能な加速度、例えば、０．０３Ｇに設定され、第２変化点Ｐ２ａは、乗員によるアクセル４の操作が仕事量的に乗員の負担になる加速度、例えば、０．５５Ｇに設定されている。
非加速領域の剛性増加率をＫｓ０、第１加速領域の剛性増加率をＫａ１、第２加速領域の剛性増加率をＫａ２としたとき、次式（２）の関係が成立している。
０≦Ｋａ２＜Ｋａ０＜Ｋａ１ …（２）
図５に示すように、アクセル剛性特性マップＭ２は、現在選択されている変速段に応じて剛性特性が変更されている。
１速の剛性特性（点線）の第１変化点Ｐ３ａは、２速の剛性特性（実線）の第１変化点Ｐ１ａとアクセル剛性が同じ値にされているものの、第１変化点Ｐ１ａよりも目標加速度が大きい。停止車両を駆動するための初期動力を確保するためである。
１速の剛性特性（点線）の第２変化点Ｐ４ａは、２速の剛性特性（実線）の第２変化点Ｐ２ａとアクセル剛性が同じ値にされているものの、第２変化点Ｐ２ａよりも目標加速度が大きい。１速における第１加速領域の剛性増加率を、２速における第１加速領域の剛性増加率Ｋａ１と略等しくするためである。
尚、第２加速領域の剛性増加率は両者略同じである。
３速の剛性特性（破線）の第１変化点Ｐ５ａは、２速の剛性特性（実線）の第１変化点Ｐ１ａと目標加速度が同じ値にされているものの、第１変化点Ｐ１ａよりもアクセル剛性が高い。６速の剛性特性（一点鎖線）の第１変化点Ｐ６ａは、３速の剛性特性（破線）の第１変化点Ｐ５ａと目標加速度が同じ値にされているものの、第１変化点Ｐ５ａよりもアクセル剛性が高い。即ち、変速段が２速以上の剛性特性の第１変化点は、目標加速度が同じ値に設定されており、アクセル剛性が高変速段程高くなるように設定されている。
また、２速以上の剛性特性の第２変化点は、変速段に拘らず一定である。
尚、４速、５速の剛性特性は、図示を省略している。
通常、変速は、アクセル４を踏み戻して、車両が定速状態になった時点で行われる。
本実施例では、非加速領域と第１加速領域を区分する第１変化点を設定すると共に、非加速領域の剛性増加率を第１加速領域の剛性増加率よりも小さく設定したため、乗員はアクセル４の踏み応えに基づいて直感的に定速状態を知覚することができ、変速時期を判定することができる。
図７に示すように、ブレーキ剛性特性マップＭ３は、横軸が目標減速度（ｍ／ｓ２）、縦軸がブレーキ剛性（Ｎ／ｍｍ）に設定されている。ブレーキ剛性とは、ブレーキ５の反力をブレーキ５の操作量（踏込ストローク）で除算したものである。
ブレーキ剛性特性マップＭ３は、非減速領域（遊び領域及び定速領域）と減速領域を区分する第１変化点Ｐ１ｂが設定されている。
ここで、ブレーキ制御は、前述したアクセル制御と車両の動作方向が反対方向である。
しかし、目標減速度が大きい程車両挙動（車両の加速度傾向）が大きくなることから、減速度は負の加速度と見做すことができる。そこで、本実施例では、目標減速度を目標横加速度と同様に目標加速度の１つとして扱う。
以下、目標減速度が大きい程目標加速度が大きいものとして説明する。
第１変化点Ｐ１ｂは、乗員が車両の減速動作を知覚可能な減速度に設定されている。
非減速領域の剛性増加率をＫｂ０、減速領域の剛性増加率をＫｂ１としたとき、次式（３）の関係が成立している。
Ｋｂ０＜０＜Ｋｂ１ …（３）
ブレーキ５が吊り下げ型ペダル支持構造であるため、ペダル操作前であってもブレーキ５に乗員の脚の自重が作用する。それ故、脚の自重を考慮し、適切な遊び領域及び定速領域を確保するため、剛性増加率Ｋｂ０を負の値に設定している。
次に、ステアリング制御部２２、アクセル制御部２３及びブレーキ制御部２４について説明する。
ステアリング制御部２２は、複数の横加速度特性マップから車速に基づき所定の横加速度特性マップを選択し、ステアリング３の操舵角に基づき求められた前側車輪１０のスリップ角と選択された横加速度特性マップを用いて目標横加速度を演算している。この目標横加速度に基づいて目標転舵角が演算され、ステアリングモータ１４に送信する動作指令信号を作成している。
また、ステアリング制御部２２は、演算された目標横加速度とステア剛性特性マップＭ１に基づいてステア剛性を演算し、このステア剛性に応じた動作指令信号をモータ３３に送信している。
アクセル制御部２３は、複数の加速度特性マップから車速及び変速段に基づき所定の加速度特性マップを選択し、アクセル４の操作量（回転角）と選択された加速度特性マップを用いて目標加速度を演算している。この目標加速度に基づいて目標トルクが演算され、スロットル駆動モータ１５に送信する動作指令信号を作成している。
また、アクセル制御部２３は、演算された目標加速度とアクセル剛性特性マップＭ２に基づいてアクセル剛性を演算し、このアクセル剛性に応じた動作指令信号をモータ４３に送信している。
ブレーキ制御部２４は、ブレーキ５の操作量（踏込ストローク）と減速度特性マップを用いて目標減速度を演算している。この目標減速度に基づいて目標ブレーキ圧が演算され、ポンプ駆動モータ１６に送信する動作指令信号を作成している。
また、ブレーキ制御部２４は、演算された目標減速度とブレーキ剛性特性マップＭ３に基づいてブレーキ剛性を演算し、このブレーキ剛性に応じた動作指令信号をモータ５３に送信している。
次に、図８のフローチャートに基づいて、ステアリング制御処理手順について説明する。尚、Ｓｉ（ｉ＝１，２…）は、各処理のためのステップを示す。
まず、Ｓ１にて、ステアリング３の操舵角、横加速度特性マップ、ステア剛性特性マップＭ１等各種情報を読み込み、Ｓ２に移行する。
Ｓ２では、横加速度特性マップ等を用いて目標横加速度を演算し、Ｓ３及びＳ５に移行する。
Ｓ３では、目標横加速度に基づいて目標転舵角が演算され、Ｓ４に移行する。
Ｓ４では、車輪１０が目標転舵角になるようにステアリングモータ１４を制御して、リターンする。
Ｓ２の後、Ｓ３と同期して、目標横加速度とステア剛性特性マップＭ１を用いて目標となるステア剛性を演算し（Ｓ５）、Ｓ６に移行する。
Ｓ６では、ステアリング３が目標横加速度に応じたステア剛性になるようにモータ３３を制御して、リターンする。
次に、図９のフローチャートに基づいて、アクセル制御処理手順について説明する。
尚、アクセル制御処理は、図８に示したステアリング制御処理と並行して実行されている。
まず、Ｓ１１にて、アクセル４の回転角、加速度特性マップ、アクセル剛性特性マップＭ２等各種情報を読み込み、Ｓ１２に移行する。
Ｓ１２では、加速度特性マップ等を用いて目標加速度を演算し、Ｓ１３及びＳ１５に移行する。
Ｓ１３では、目標加速度に基づいて目標トルクが演算され、Ｓ１４に移行する。
Ｓ１４では、エンジン７の出力が目標トルクになるようにスロットル駆動モータ１５を制御して、リターンする。
Ｓ１２の後、Ｓ１３と同期して、目標加速度とアクセル剛性特性マップＭ２を用いて目標となるアクセル剛性を演算し（Ｓ１５）、Ｓ１６に移行する。
Ｓ１６では、アクセル４が目標加速度に応じたアクセル剛性になるようにモータ４３を制御して、リターンする。
次に、図１０のフローチャートに基づいて、ブレーキ制御処理手順について説明する。
尚、ブレーキ制御処理は、図８に示したステアリング制御処理及び図９に示したアクセル制御処理と並行して実行されている。
まず、Ｓ２１にて、ブレーキ５の踏込ストローク、減速度特性マップ、ブレーキ剛性特性マップＭ３等各種情報を読み込み、Ｓ２２に移行する。
Ｓ２２では、減速度特性マップ等を用いて目標減速度を演算し、Ｓ２３及びＳ２５に移行する。
Ｓ２３では、目標減速度に基づいて目標ブレーキ圧が演算され、Ｓ２４に移行する。
Ｓ２４では、ブレーキ装置９の出力が目標ブレーキ圧になるようにポンプ駆動モータ１６を制御して、リターンする。
Ｓ２２の後、Ｓ２３と同期して、目標減速度とブレーキ剛性特性マップＭ３を用いて目標となるブレーキ剛性を演算し（Ｓ２５）、Ｓ２６に移行する。
Ｓ２６では、ブレーキ５が目標減速度に応じたブレーキ剛性になるようにモータ５３を制御して、リターンする。
次に、本実施例の車両用制御装置１における作用、効果について説明する。
この車両用制御装置１では、乗員によるアクセル４の操作量を検出するアクセルセンサ４１と、車両の走行速度を検出する車速センサ１２と、検出された操作量と車速に基づき車両の目標加速度を演算するアクセル制御部２３とを有するため、乗員によるアクセル４の操作量に起因した車両挙動である目標加速度を演算することができる。
アクセル４から乗員に付与する反力を制御可能なＥＣＵ２及びモータ４３から構成される反力制御手段を有するため、乗員に対してアクセル４の操作感を知覚させることができる。反力制御手段は、演算された目標加速度が大きい程、アクセル４の反力と操作量の比である剛性値が高くなるように反力を制御するため、アクセル４の操作感と車両の目標加速度とを直接的に関連付けすることができ、アクセル４を介した乗員の体感（負荷傾向）と実際の車両挙動（動作加速傾向）とを一致させることができる。
これにより、乗員の直感的な操作感覚による車両の走行制御を可能にしている。
反力制御手段が、目標加速度と剛性値からなる剛性特性を規定した剛性特性マップＭ２を備え、剛性特性は、乗員が知覚可能な目標加速度近傍位置に第１変化点Ｐ１ａ（Ｐ３ａ，Ｐ５ａ，Ｐ６ａ）を有し、第１変化点Ｐ１ａよりも目標加速度が大きいときの剛性増加率Ｋａ１が第１変化点Ｐ１ａよりも目標加速度が小さいときの剛性増加率Ｋａ０よりも大きくなるように設定されている。これにより、非加速領域と第１加速領域とを乗員の操作感覚によって区分することができる。また、アクセル４の戻し操作時、乗員に対して基準点を直感的に認識させることができる。
剛性特性は、第１変化点Ｐ１ａ（Ｐ４ａ）よりも目標加速度が大きい第２変化点Ｐ２ａを有し、第２変化点Ｐ２ａよりも目標加速度が大きいときの剛性増加率Ｋａ２が第２変化点Ｐ２ａよりも目標加速度が小さいときの剛性増加率Ｋａ１よりも小さくなるように設定されている。これにより、第１加速領域とこれよりも加速が大きい第２加速領域とを乗員の操作感覚によって区分しつつ、第２加速領域の操作性を確保している。
車両の変速段を検出するポジションセンサ１１を有し、第１変化点Ｐ１ａが検出された変速段により変更されるため、変速段毎に乗員の操作感覚を異ならせることができる。
反力制御手段は、アクセル４の操作量に相当する回転角に応じた反力を発生可能な電動モータ４３を有するため、アクセル４を介した乗員の体感と実際の車両挙動とを簡単な構成で一致させることができる。
次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、アクセル４の操作機構に適用した例を説明したが、アクセル４に加え、又はアクセル４に代えてブレーキ５に適用しても良い。
この場合、ブレーキ５を吊り下げ型ペダル支持構造からオルガン型ペダル支持構造のブレーキに変更し、第１変化点及び第１変化点よりも減速度が大きい第２変化点を設定する。
そして、非減速領域の剛性増加率をＫｃ０、第１減速制御領域の剛性増加率をＫｃ１、第２減速制御領域の剛性増加率をＫｃ２としたとき、ブレーキ剛性特性を次式の関係が成立するように設定する。
０≦Ｋｃ２＜Ｋｃ０＜Ｋｃ１
尚、ブレーキ５に適用する場合において、実施例１と同様に、第２変化点を省略しても良く、変速段に応じて第１変化点を変更しても良い。
また、前述した操作機構に加え、シフトレバー等に適用可能である。
２〕前記実施形態においては、アクセル４から乗員に付与する反力をモータ４３のみによって発生させた例を説明したが、付勢機構とモータ４３を併用しても良い。
具体的には、予めばね定数を調整した小径の長尺ばねを大径の短尺ばねに挿通させてアクセル４とフロアパネルとの間に配設する。これにより、非加速領域に相当するアクセル開度が０～３．６ｄｅｇ．の期間において長尺ばねによってＫａ０の剛性増加率を生成し、第１加速領域に相当するアクセル開度が３．６～４．３８ｄｅｇ．の期間において長尺ばねと短尺ばねの併用によってＫａ１の剛性増加率を生成し、第２加速領域においてモータ４３によってＫａ２の剛性増加率を生成する。
３〕前記実施形態においては、アクセル４の操作量をアクセル４の回転軸回りの回転角とした例を説明したが、スロットルバルブの回動角度をパラメータとしてアクセル４の操作量を検出しても良い。
４〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
１ 制御装置
２ ＥＣＵ
４ アクセル
５ ブレーキ
１１ ポジションセンサ
１２ 車速センサ
２３ アクセル制御部
２４ ブレーキ制御部
４１ アクセルセンサ
４３ モータ
５１ ブレーキセンサ
５３ モータ

Claims (5)

  1. 車両に装備されたアクセルペダルとブレーキペダルの少なくとも１つの操作機構の反力を制御する車両用制御装置において、
    乗員による前記操作機構の操作量を検出する操作量検出手段と、
    車両の走行速度を検出する車速検出手段と、
    前記検出された操作量と車速に基づき車両の目標加速度を演算する目標加速度演算手段と、
    前記操作機構から乗員に付与する反力を制御可能な反力制御手段とを有し、
    前記反力制御手段は、前記演算された目標加速度が大きい程、前記操作機構の操作量に対する前記操作機構の反力の比である剛性値が高くなるように前記反力を制御することを特徴とする車両用制御装置。
  2. 前記反力制御手段が、前記目標加速度と剛性値からなる剛性特性を規定した剛性特性マップを備え、
    前記剛性特性は、乗員が知覚可能な目標加速度近傍位置に第１変化点を有し、前記第１変化点よりも目標加速度が大きいときの剛性増加率が第１変化点よりも目標加速度が小さいときの剛性増加率よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
  3. 前記剛性特性は、前記第１変化点よりも目標加速度が大きい第２変化点を有し、前記第２変化点よりも目標加速度が大きいときの剛性増加率が第２変化点よりも目標加速度が小さいときの剛性増加率よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用制御装置。
  4. 車両の変速段を検出する変速段検出手段を有し、
    前記第１変化点が前記検出された変速段により変更されることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用制御装置。
  5. 前記反力制御手段は、前記操作機構の操作量に応じた反力を発生可能な電動モータを有することを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の車両用制御装置。
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