JP2007076469A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アクセルペダルの踏込反力を制御することにより、車両の減速時におけるアクセルペダルのコントロールを容易に行うことができる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】 減速意図推定部は、走行環境情報とアクセルペダル入力情報と車両走行情報とから、運転者が車両の減速意図を有していると推定されるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。関係線図設定部は、運転者が車両の減速意図を有していると推定されるときは、アクセルペダルが戻し側に操作されるときのアクセルペダルの操作反力を増加し、車両の減速時におけるアクセルペダルのコントロール性を高める（ステップＳ１３０）。
【選択図】 図６

Description

本発明は、車両の制御装置に関するものである。

従来、アクセルペダルの踏込量とアクセルペダルの踏込反力とは一定の関係を有しており、車両の運転状態が変化しても、アクセルペダルの踏込量が同じであればアクセルペダルの踏込反力は同一であった。ところで近年、車両の運転状態に応じて、アクセルペダルの踏込量に対するアクセルペダルの踏込反力を変更するような反力制御装置が提案されている。例えば特許文献１には、車速が大きくなるほど、又は路面状況が滑りやすくなるほどアクセルペダルの踏込側の踏込反力を大きくするようにした反力制御装置が開示されている。この反力制御装置では、高速走行時又は低μ路走行時にアクセルペダルの踏込側の踏込反力を大きくし、これらの運転状態において運転者がアクセルペダルのコントロールを行い易くしている。
特開２００４−３１４８７１号公報

ところで、このような反力制御装置では、高速走行時又は低μ路走行時におけるアクセルペダルのコントロール性についての改善はなされているものの、車両の減速時におけるアクセルペダルのコントロール性については考慮されないものとなっている。例えば低速走行時や渋滞路走行時等においては、きめ細かく車両の走行速度をコントロールするような状況が多くなるため、運転者が容易に車両の減速をコントロールできることが望まれる。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、アクセルペダルの踏込反力を制御することにより、車両の減速時におけるアクセルペダルのコントロールを容易に行うことができる車両の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、運転者が動力源の出力を操作するための出力操作部材と、同出力操作部材の操作量に対する操作反力を可変とする反力可変機構とを備えた車両の制御装置において、運転者による車両の減速意図を推定する推定手段と、前記推定手段により減速意図が推定されたときに、前記出力操作部材が操作量を減少させる方向に操作されるときの操作反力を、前記推定手段により減速意図が推定されないときの前記出力操作部材の同一操作量における操作反力に比べて増加させるように前記反力可変機構を制御する制御手段とを備えることをその要旨としている。

同構成によれば、運転者による車両の減速意図が推定されたときに、出力操作部材が操作量を減少させる方向に操作されるときの操作反力を相対的に増加させるため、運転者が出力操作部材の操作量をきめ細かくコントロールすることが容易になる。このため、車両の減速時において、運転者による出力操作部材のコントロール性を高めることができる。なお、運転者による車両の減速意図を推定する具体例としては、例えば出力操作部材の操作量の減少速度が所定速度以上になる、又は先行車との車間距離が所定距離以下になる、といった手法を採用することができ、その他に、車両走行速度、車両走行加速度、車両周辺情報等を加味して減速意図の推定を行うようにしてもよい。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両の制御装置において、前記制御手段は、前記出力操作部材の操作量が所定量以下の範囲において前記出力操作部材の操作反力を増加させるように制御することをその要旨としている。

同構成によれば、出力操作部材の操作量が所定量以下の範囲において出力操作部材の操作反力を増加させるため、出力操作部材のコントロール性が要求される低速走行時、例えば車庫入れ時や渋滞路走行時において、運転者が出力操作部材のコントロールを容易に行うことができる。一方、出力操作部材の操作量が大きくなるような高速走行時においては、不必要に出力操作部材の操作反力が増加することを抑えて、出力操作部材の操作によって運転者に与える疲労感を極力抑えることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の車両の制御装置において、車両の走行環境を取得する走行環境取得手段を更に備え、前記制御手段は、前記取得された走行環境に基づいて前記出力操作部材の操作反力の増加量を変更するように制御することをその要旨としている。

同構成によれば、走行環境取得手段により取得された走行環境に基づいて出力操作部材の操作反力の増加量を変更するため、走行環境に応じて車両の減速時におけるコントロール性を変更することができる。このため、車両の減速時におけるコントロール性が要求される走行環境であれば操作反力の増加量を大きくする一方、前記コントロール性があまり要求されない走行環境であれば操作反力の増加量を小さくして運転者による出力操作部材の操作力量を軽減することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の車両の制御装置において、前記制御手段は、前記走行環境取得手段により走行路の形態が特定の形態である旨の走行環境が取得されたときには、前記走行路の形態に応じて前記出力操作部材の操作反力の増加量を変更するように制御することをその要旨としている。

同構成によれば、走行環境取得手段により走行路の形態が特定の形態である旨の走行環境が取得されたときには、走行路の形態に応じて出力操作部材の操作反力の増加量を変更し、走行路の形態に応じて車両の減速時におけるコントロール性を変更することができる。例えば、走行路の形態が登坂路であるときには車両の減速感が強まるため、操作反力の増加量を大きくして車両の減速時におけるコントロール性を高める一方、走行路の形態が降坂路であるときには操作反力の増加量を小さくする、といった制御を行うことができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、前記車両は前記動力源の出力が伝達される自動変速機を更に備え、前記制御手段は、前記自動変速機の変速比に応じて前記出力操作部材の操作反力の増加量を変更するように制御することをその要旨としている。

同構成によれば、車両に搭載された自動変速機の変速比に応じて出力操作部材の操作反力の増加量を変更し、自動変速機の変速比に応じて車両の減速時におけるコントロール性を変更することができる。例えば、変速比が大きいときはには車両の減速感が強まるため、操作反力の増加量を大きくして車両の減速時におけるコントロール性を高める一方、変速比が小さいときは操作反力の増加量を小さくする、といった制御を行うことができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、運転者による前記出力操作部材の操作速度を検出する操作速度検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記検出される操作速度が増加するほど、前記出力操作部材の操作反力の増加量を小さくするように制御することをその要旨としている。

同構成によれば、運転者により操作される出力操作部材の操作速度が増加するほど、すなわち運転者が早期に車両を減速しようとするほど、出力操作部材の操作反力の増加量を小さくする。運転者が早期に車両の減速を行いたいときは、減速時におけるコントロール性を高める必要性が少ないことから、不必要に出力操作部材の操作反力を増加することによって運転者に違和感を与えてしまうことを抑えることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、前記制御手段は、前記出力操作部材が操作量を減少させる方向に操作されるときに、前記出力操作部材の操作量が減少するほど、前記出力操作部材の操作反力が小さくなるように制御することをその要旨としている。

同構成によれば、出力操作部材が操作量を減少させる方向に操作されるときに、出力操作部材の操作量が減少するほど操作反力が小さくなるため、出力操作部材の操作量が減少しているのに操作反力が増加して減速時のコントロールが困難となるような状況を回避することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、前記制御手段は、前記出力操作部材が操作量を減少させる方向に操作されるときの操作反力の増加に伴って、前記出力操作部材の操作量がゼロ近傍であるときの操作反力の低下度合いを大きくするように制御することをその要旨としている。

同構成によれば、出力操作部材が操作量を減少させる方向に操作されるときの操作反力の増加に伴って、出力操作部材の操作量がゼロ近傍であるときの操作反力の低下度合いを大きくするため、出力操作部材の操作量がゼロ近傍であることを運転者に認識させることができる。このため、車両の減速をコントロールすることができる限界操作量である旨を運転者に認識させることができる。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、前記制御手段は、前記推定手段により減速意図が推定されている状態から減速意図が推定されていない状態に移行したときは、前記出力操作部材が操作量を減少させる方向に操作されるときの操作反力の増加を中断するように制御することをその要旨としている。

同構成によれば、運転者による車両の減速意図が推定されている状態から減速意図が推定されていない状態に移行したときは、出力操作部材が操作量を減少させる方向に操作されるときの操作反力の増加を中断する。このため、減速時におけるコントロール性を高める必要性がないときは、不必要に出力操作部材の操作反力が増加することを防止し、運転者による出力操作部材の操作力量を軽減することができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の車両の制御装置において、前記制御手段は、前記出力操作部材の操作反力の増加量を徐々に小さくするように制御することをその要旨としている。

同構成によれば、出力操作部材の操作反力の増加を中断するときに、操作反力の増加量を徐々に小さくするため、操作反力の増加を中断することによって運転者に違和感を与えてしまうことを抑えることができる。

請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、前記制御手段は、前記出力操作部材が操作量を減少させる方向に操作されるときの操作反力の増加に伴って、前記出力操作部材が操作量を増加させる方向に操作されるときの操作反力を増加させるように制御することをその要旨としている。

同構成によれば、出力操作部材が操作量を減少させる方向に操作されるときの操作反力の増加に伴って、出力操作部材が操作量を増加させる方向に操作されるときの操作反力を増加させるため、出力操作部材の操作反力におけるヒステリシスの変化量を小さくすることができる。このため、ヒステリシスが小さくなることに起因して出力操作部材が一定の操作量に維持され難くなることを回避し、運転者に違和感を与えることを抑制しつつ、車両の加速時におけるコントロール性を高めることができる。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の車両の制御装置において、前記制御手段は、前記出力操作部材が操作量を増加させる方向に操作されるときの操作反力が、前記出力操作部材の操作量の増加に伴って変曲点を持たずに増加する態様となるように制御することをその要旨としている。

同構成によれば、出力操作部材が操作量を増加させる方向に操作されるときの操作反力を増加させるときに、操作量の増加に伴って操作反力が変曲点を持たずに増加する態様になるようにしているため、操作反力の変曲点の存在によって運転者に違和感を与えてしまうことを抑えることができる。また、操作量の増加に伴って操作反力が増加するようにしているため、車両の加速時におけるコントロール性を確保することができる。

請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の車両の制御装置において、前記制御手段は、前記出力操作部材が操作量を増加させる方向に操作されるときの最大操作量における操作反力の増加量がゼロとなるように制御することをその要旨としている。

同構成によれば、出力操作部材が操作量を増加させる方向に操作されるときの操作反力を増加させるときに、出力操作部材の最大操作量における操作反力の増加量をゼロとするため、出力操作部材が操作量を増加させる方向に操作されるときの操作反力が増加することを抑えることができる。

以下、図１〜９を参照して、本発明を具体化した一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の車両の制御装置１の概略構成図である。制御装置１の制御を司るＥＣＵ（電子制御装置）１１には、出力操作系１２の各装置と、駆動系１３の各装置と、走行環境取得装置１４とが接続されている。

出力操作系１２は、運転者が動力源の出力を操作するためのアクセルペダル２１と、アクセルペダル２１の操作量を検出する操作量検出センサ２２と、アクセルペダル２１の操作速度を検出する操作速度検出センサ２３と、アクセルペダル２１の操作反力を可変に設定することができる反力可変機構２４とを備えている。

出力操作部材としてのアクセルペダル２１は、車体に対して回転可能に保持され、その踏込み操作によって運転者による動力源出力の増減意図が入力される。操作量検出センサ２２は、アクセルペダル２１の回転軸に設けられ、その回転量からアクセルペダル２１の操作量を検出する。操作量検出センサ２２で検出されたアクセルペダル２１の操作量は、ＥＣＵ１１に入力される。操作速度検出手段としての操作速度検出センサ２３は、アクセルペダル２１の回転軸に設けられ、その回転速度からアクセルペダル２１の操作速度を検出する。操作速度検出センサ２３で検出されたアクセルペダル２１の操作速度はＥＣＵ１１に入力される。反力可変機構２４は、アクチュエータを備えており、そのアクチュエータがＥＣＵ１１により駆動制御されることにより、アクセルペダル２１の操作量に対する操作反力を可変に設定する。

駆動系１３は、車両を駆動するための動力源３１と、動力源３１の出力を減速する自動変速機３２と、自動変速機３２で減速された出力を駆動輪に回転伝達するドライブシャフト３３と、ドライブシャフト３３の回転速度を検出する回転速度検出センサ３４とを備えている。

動力源３１は、内燃機関、モータ等により構成され、アクセルペダル２１の操作量等に基づいて、その出力がＥＣＵ１１により制御される。自動変速機３２は、ＥＣＵ１１により車両走行状態と動力源３１の運転状態とに応じて最も適切な変速比が選択されるように変速制御される。自動変速機３２に伝達された動力源３１の出力は、選択された変速比で減速される。ドライブシャフト３３は、自動変速機３２で減速された出力をタイヤ等の駆動輪に回転伝達することで車両を走行させる。回転速度検出センサ３４は、ドライブシャフト３３の回転軸に設けられ、ドライブシャフト３３の回転速度を検出する。回転速度検出センサ３４で検出されたドライブシャフト３３の回転速度はＥＣＵ１１に入力され、その回転速度に基づいて車両の走行速度及び走行加速度が算出される。

走行環境取得手段としての走行環境取得装置１４は、ナビゲーションシステム、車両の周囲を観察するカメラ、車両と対象物との距離を測定するレーザー等によって構成され、外部情報機関及び自車に搭載した周囲情報監視装置により車両の走行環境についての情報を取得する。走行環境取得装置１４で取得される情報としては、先行車との車間距離、相対速度、相対加速度、及び隣接車との相対速度、相対加速度等が挙げられる。また、ＥＣＵ１１は記憶装置１５を備えており、蓄積された運転者の走行パターンデータから、運転者の走行パターンについての学習値が記憶されている。

次に、ＥＣＵ１１が反力可変機構２４を制御する方法について説明する。図２は、アクセルペダル２１の作動モデルであり、ＥＣＵ１１はこの作動モデルに基づいてアクセルペダル２１の操作量に対する操作反力を設定し、反力可変機構２４を制御する。図２に示すように、アクセルペダル２１は平板４１上を左右方向に移動できるように配置され、側板４２に対して圧縮ばね４３を介して固定される。この作動モデルにおいて、アクセルペダル２１を図２の右方向に移動させるときを運転者がアクセルペダル２１を踏込み方向に操作するときとし、図２の左方向に移動させるときを運転者がアクセルペダル２１を戻し方向に操作するときとする。

運転者がアクセルペダル２１を踏込み方向に操作するときは、圧縮ばね４３のばね力Ｆａと、アクセルペダル２１と平板４１との間で発生する摩擦力Ｆｂとの和が操作反力Ｆとなる。一方、運転者がアクセルペダル２１を戻し方向に操作するときは、圧縮ばね４３のばね力Ｆａと、アクセルペダル２１と平板４１との間で発生する摩擦力Ｆｂとの差が操作反力Ｆとなる。

図３に、アクセルペダル２１の操作量と操作反力との関係線図を示す。図３中の実線は、図２の作動モデルに基づいて制御される操作量と操作反力との関係線図である。すなわち、作動モデルのばね力Ｆａはアクセルペダル２１の踏込み操作量が大きくなるほど大きくなるため、アクセルペダル２１を踏込み側に操作するときの操作反力５１及び戻し側に操作するときの操作反力５２は、操作量が大きくなるほど大きくなる。また、作動モデルの摩擦力Ｆｂはアクセルペダル２１が踏込み側に操作されるときにも戻し側に操作されるときにも抵抗として作用するため、操作反力５１と操作反力５２との間にはヒステリシスＨが生じる。このヒステリシスＨは、アクセルペダル２１を一定の操作量に維持し易くするために設けられるものである。

ＥＣＵ１１は、このように想定された作動モデルのばね力Ｆａと摩擦力Ｆｂとを変更することで、アクセルペダル２１の操作量に対する操作反力を可変に設定する。すなわち、作動モデルにおける圧縮ばね４３のばね定数ｋと、アクセルペダル２１と平板４１との摩擦係数μとをパラメータとして適宜変更することで、アクセルペダル２１の操作反力を所望の態様に設定する。例えば、アクセルペダル２１が踏込み側に操作されるときに、操作量Ｂの位置において作動モデルの摩擦係数μを大きくすると、アクセルペダル２１の操作反力５３を図３中の破線に示すように設定することができる。また、アクセルペダル２１が踏込み側に操作されるときに、操作量Ｃの位置において作動モデルのばね定数ｋを大きくすると、アクセルペダル２１の操作反力５４を図３中の一点鎖線に示すように設定することができる。また、アクセルペダル２１を戻し側に操作するときについても、同様の手法によって操作反力を設定することができる。ＥＣＵ１１は、上記の作動モデルに基づいて設定した操作反力を発生させるように、反力可変機構２４を駆動制御する。

次に、アクセルペダル２１と反力可変機構２４との構成について説明する。図４（ａ）は、アクセルペダル２１と反力可変機構２４との概略構成図である。アクセルペダル２１が固定されるアクセル回転軸６１は、車体６２に設けられた軸受部６２ａ，６２ｂによって回転可能に保持されている。反力可変機構２４は、アクセル回転軸６１に設けられ、直流モータ等で構成されるアクチュエータ６３と、アクチュエータ６３の出力を減速する減速部６４とを備えている。アクセルペダル２１に操作反力を与えるためのリターンスプリング６５は、捻りコイルばねからなり、その一端のフック６５ａがアクセルペダル２１の基端部に固定され、他端のフック６５ｂが減速部６４内の構成部品に固定されている。

図４（ｂ）は、図４（ａ）の減速部６４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。減速部６４は、アクセル回転軸６１に対して回転可能に保持されるとともにリターンスプリング６５のフック６５ｂが固定される回転部材６６と、回転部材６６の歯部６６ａと噛合うことにより回転部材６６を回転駆動させる減速ギア６７とを備えている。

そして、アクセルペダル２１の操作反力を変更するときは、アクチュエータ６３の作動によって減速ギア６７を回転駆動させる。減速ギア６７は、回転部材６６をアクセル回転軸６１に対して回転させることでリターンスプリング６５のフック６５ｂの位置を図４（ｂ）中の矢印方向に移動させる。これにより、リターンスプリング６５からフック６５ａを介してアクセルペダル２１に与えられる操作反力を可変とする。なおこの場合は、リターンスプリング６５のばね力を変更することでアクセルペダル２１の操作反力を可変としたが、アクチュエータ６３の作動によってアクセル回転軸６１に摩擦力等の負荷を与えるように構成することでアクセルペダル２１の操作反力を可変とするようにしてもよい。

次に、ＥＣＵ１１が、走行環境取得装置１４等から入力された情報を用いて運転者による車両の減速意図を推定し、減速意図が推定されたときに、車両の減速時におけるアクセルペダル２１のコントロール性を高めるように反力可変機構２４を制御する方法について説明する。図５は、ＥＣＵ１１の制御ブロック図である。推定手段としての減速意図推定部７１には、走行環境取得装置１４で取得される走行環境情報７２と、出力操作系１２の操作量検出センサ２２及び操作速度検出センサ２３で検出されるアクセルペダル入力情報７３と、走行速度や走行加速度等の車両の走行状態を表す車両走行情報７４とが入力される。減速意図推定部７１は、これらの入力情報に基づいて運転者による車両の減速意図を推定する。例えば、走行環境情報７２から先行車との車間距離が所定距離以下になった場合、アクセルペダル入力情報７３からアクセルペダル２１の操作量の減少速度が所定速度以上になった場合、車両走行情報７４から車両走行加速度の減少量が所定量以上になった場合等により、車両の減速意図を推定する。また、これらの判定の組み合わせや、他の情報を加味して車両の減速意図を推定することもできる。

関係線図設定部７５には、走行環境情報７２とアクセルペダル入力情報７３と車両走行情報７４と記憶装置１５に記憶されている記憶情報７６とが入力される。関係線図設定部７５は、減速意図推定部７１で車両の減速意図が推定されたときに、これらの入力情報に基づいて、車両の減速時におけるコントロール性を高めるようにアクセルペダル２１の操作量と操作反力との関係線図を変更する。反力特性制御部７７は、関係線図設定部７５で変更されたアクセルペダル２１の操作量と操作反力との関係線図に基づいて反力可変機構２４を制御する。ここで、関係線図設定部７５と反力特性制御部７７とは制御手段に相当する。

次に、上記のように構成されたＥＣＵ１１が、運転者による車両の減速意図が推定されたときに、アクセルペダル２１の操作量と操作反力との関係線図を変更して反力可変機構２４を制御する手順について説明する。図６に、ＥＣＵ１１で処理するアクセルペダル２１の操作反力制御ルーチンのフローチャートを示す。このルーチンは、車両の通常運転状態において図３中の実線に示すような態様になっているアクセルペダル２１の操作反力を、運転者による車両の減速意図が推定されたときに適宜変更することによって、車両の減速時におけるアクセルペダル２１のコントロール性を高めるようにしたものである。

この操作反力制御ルーチンは、所定タイミングごとに繰り返して行われる。操作反力制御ルーチンが開始されると、ＥＣＵ１１の減速意図推定部７１は、走行環境情報７２とアクセルペダル入力情報７３と車両走行情報７４とを取得する（ステップＳ１１０）。次いで、減速意図推定部７１は、走行環境情報７２とアクセルペダル入力情報７３と車両走行情報７４とから、運転者が車両の減速意図を有していると推定されるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。運転者が車両の減速意図を有していると推定されるときは、関係線図設定部７５は、アクセルペダル２１が戻し側に操作されるときのアクセルペダル２１の操作量と操作反力との関係線図を変更する（ステップＳ１３０）。

図７中の実線は、ステップＳ１３０で変更されるアクセルペダル２１の操作量と操作反力との関係線図である。図７に示すように、アクセルペダル２１が戻し側に操作されるときのアクセルペダル２１の操作反力８１は、アクセルペダル２１の操作量が操作量Ｄ以下の範囲において、通常運転時の操作反力８２（図７中の破線）よりも増加するように変更される。このように操作反力８１を増加することで、運転者がアクセルペダル２１の操作量をきめ細かくコントロールすることが容易になり、車両の減速時において、運転者によるアクセルペダル２１のコントロール性を高めることができる。また、アクセルペダル２１の操作量が操作量Ｄ以下の範囲において操作反力８１を増加するため、アクセルペダル２１のコントロール性が要求される車庫入れ時や渋滞路走行時等の低速走行時にアクセルペダル２１のコントロールを容易とすることができる。一方、アクセルペダル２１の操作量が操作量Ｄを超えるような高速走行時においては、操作反力が増加することを抑えて、アクセルペダル２１の操作によって運転者に与える疲労感を極力抑えることができる。

また、上記のように操作反力８１が変更されるときに、操作反力８１は、アクセルペダル２１の操作量が減少するほど小さくなるように設定される。これにより、アクセルペダル２１の操作量が減少しているのに操作反力が増加して減速時のコントロールが困難となるような状況を回避することができる。

また、図７に示すように、アクセルペダル２１が戻し側に操作されるときのアクセルペダル２１の操作反力８１は、アクセルペダル２１の操作量がゼロの近傍である操作量Ｅの位置において、その低下度合いが大きくなるように設定される。このように操作量がゼロの近傍である操作量Ｅで操作反力８１の低下度合いを大きくすることにより、車両の減速をコントロールすることができるアクセルペダル２１の限界操作量である旨を運転者に認識させることができる。ここで、操作量Ｅの値は、定数としてもよいし、記憶情報７６から得られる運転者の走行パターンについての学習値等によって定義される数値としてもよい。

次いで、関係線図設定部７５は、走行環境情報７２とアクセルペダル入力情報７３と車両走行情報７４との情報から、ステップＳ１３０で変更された関係線図を補正する（ステップＳ１４０）。このステップでは、ステップＳ１３０で変更されたアクセルペダル２１の戻し側の操作反力８１を、走行環境情報７２等の情報に基づいて、図８に示すように増減補正する。図８中の破線は、操作反力８１が増加する方向に補正されたときの操作反力８３であり、図８中の一点鎖線は、操作反力８１が減少する方向に補正されたときの操作反力８４である。

以下に、アクセルペダル２１の操作反力が走行環境情報７２等の情報に基づいて補正される具体例を説明する。まず、走行環境情報７２に基づいて操作反力８１が補正される例を示す。関係線図設定部７５は、走行路の形態が登坂路であるときは操作反力８１が増加する方向に補正（操作反力８３）し、走行路の形態が降坂路であるときは操作反力８１が減少する方向に補正（操作反力８４）する。このようにすると、走行路の形態が登坂路であるときには車両の減速感が強まるため、操作反力を相対的に大きくすることで車両の減速時におけるコントロール性を高めることができる。一方、走行路の形態が降坂路であるときには減速時におけるコントロールを行い難い走行状態であるため、操作反力を相対的に小さくすることで運転者によるアクセルペダル２１の操作力量を軽減することができる。なおこの場合、操作反力８１の補正量を、走行路の正の勾配量が大きくなるほど増加するように、また負の勾配量が大きくなるほど減少するようにしてもよい。

次に、車両走行情報７４に基づいて操作反力８１が補正される例を示す。関係線図設定部７５は、自動変速機の変速比が大きいときは操作反力８１が増加する方向に補正（操作反力８３）し、自動変速機の変速比が小さいときは操作反力８１が減少する方向に補正（操作反力８４）する。このようにすると、変速比が大きいときには車両の減速感が強まるため、操作反力を相対的に大きくすることで車両の減速時におけるコントロール性を高めることができる。一方、変速比が小さいときには減速時におけるコントロールを行い難い走行状態であるため、操作反力を相対的に小さくすることで運転者によるアクセルペダル２１の操作力量を軽減することができる。なおこの場合、操作反力８１の補正量を、自動変速機の変速比の値に応じて変化させるようにしてもよい。

次に、アクセルペダル入力情報７３に基づいて操作反力８１が補正される例を示す。関係線図設定部７５は、アクセルペダル２１の操作速度が低いときは操作反力８１が増加する方向に補正（操作反力８３）し、アクセルペダル２１の操作速度が高いときは操作反力８１が減少する方向に補正（操作反力８４）する。このようにすると、アクセルペダル２１の戻し側の操作速度が高いとき、すなわち運転者が早期に車両を減速しようとするときは、操作反力を減少させることができるため、早期に車両の減速をしようとする運転者に対し、不必要な操作反力の増加によって違和感を与えてしまうことを抑えることができる。なおこの場合、操作反力８１の補正量を、アクセルペダル２１の操作速度に応じて変化させるようにしてもよい。

このようにして、車両の減速時におけるコントロール性が要求されるような状況であれば操作反力８１を増加させてアクセルペダル２１のコントロール性を高める一方、車両の減速時におけるコントロール性があまり要求されないような状況であれば操作反力を減少させて運転者によるアクセルペダル２１操作力量を軽減することができる。

次いで、関係線図設定部７５は、アクセルペダル２１が踏込み側に操作されるときの操作量と操作反力との関係線図を設定する（ステップＳ１５０）。このステップでは、アクセルペダル２１の戻し側における操作反力８１を通常運転時の操作反力８２よりも増加することに伴って、アクセルペダル２１の踏込み側の操作反力を増加させる。図９中の実線は、ステップＳ１５０で設定されるアクセルペダル２１の操作量と操作反力との関係線図である。図９に示すように、アクセルペダル２１が踏込み側に操作されるときのアクセルペダル２１の操作反力９１は、通常運転時の操作反力９２（図９中の破線）に対して、アクセルペダル２１の戻し側における操作反力８１の増加分が追加されるように設定される。このため、アクセルペダル２１の操作反力におけるヒステリシスは、通常運転時のヒステリシスとほぼ同じになる。これにより、ヒステリシスが小さくなることに起因して出力操作部材が一定の操作量に維持され難くなることを回避し、運転者に違和感を与えることを抑制しつつ、車両の加速時におけるコントロール性を高めることができる。

そして、関係線図設定部７５は、ステップＳ１３０〜Ｓ１５０で設定されたアクセルペダル２１の操作量と操作反力との関係線図を反力特性制御部７７に出力する。反力特性制御部７７は、その関係線図に基づいて、反力可変機構２４を駆動制御する（ステップＳ１８０）。

一方、ステップＳ１２０において、運転者が車両の減速意図を有していると推定されないときは、関係線図設定部７５は、アクセルペダル２１の操作量と操作反力との関係線図が通常運転時の関係線図から変更されているか否かを判定する（ステップＳ１６０）。運転者による車両の減速意図が推定されている状態から減速意図が推定されていない状態に移行したときは、変更された関係線図を通常運転時の関係線図（図３中の実線）に移行させる必要がある。そこで、設定されている関係線図が通常運転時の関係線図から変更されているときは、関係線図を通常運転時の関係線図に戻す（ステップＳ１７０）。そして、関係線図設定部７５は、通常運転時の関係線図を反力特性制御部７７に出力する。このとき、関係線図を通常運転時の関係線図へ移行させる際に、関係線図設定部７５は、関係線図における操作反力を徐々に変更しながら、その関係線図を反力特性制御部７７に出力する。すなわち、運転者が車両の減速意図を有していると推定されることにより増加した操作反力８１が、徐々に小さくなるようにする。これにより、操作反力の変化によって運転者に違和感を与えてしまうことを抑えることができる。そして、反力特性制御部７７は、その関係線図に基づいて、反力可変機構２４を駆動制御する（ステップＳ１８０）。

ステップＳ１６０において、関係線図が通常運転時の関係線図から変更されていないときは、現在設定されている関係線図が通常運転時の関係線図であることから、そのままステップＳ１８０に進む。そして、通常運転時の関係線図に基づいて、反力可変機構２４を駆動制御する。

このようにして、アクセルペダル２１の操作反力を、運転者による車両の減速意図が推定されたときに適宜変更することによって、車両の減速時におけるアクセルペダル２１のコントロール性を高めるようにするような制御を行うことができる。そして、反力可変機構２４は、アクセルペダル２１の操作量と操作反力との関係線図に沿って操作反力を生じさせる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、運転者による車両の減速意図が推定されたときに、アクセルペダル２１の戻し側における操作反力８１は、通常運転時の操作反力８２よりも増加するように変更される。このため、運転者がアクセルペダル２１の操作量をきめ細かくコントロールすることが容易になり、車両の減速時において、運転者によるアクセルペダル２１のコントロール性を高めることができる。

（２）上記実施形態では、運転者による車両の減速意図が推定されたときに、アクセルペダル２１の戻し側における操作反力８１は、アクセルペダル２１の操作量が操作量Ｄ以下の範囲において増加するように変更される。このため、アクセルペダル２１のコントロール性が要求される低速走行時にアクセルペダル２１のコントロールを容易とする一方、アクセルペダル２１の操作量が大きくなる高速走行時においては、操作反力が増加することを抑えて、アクセルペダル２１の操作によって運転者に与える疲労感を極力抑えることができる。

（３）上記実施形態では、アクセルペダル２１の戻し側における操作反力８１を増加するときに、アクセルペダル２１の操作反力８１は、アクセルペダル２１の操作量が減少するほど小さくなるように設定される。このため、アクセルペダル２１の操作量が減少しているのに操作反力が増加して減速時のコントロールが困難となるような状況を回避することができる。

（４）上記実施形態では、アクセルペダル２１の戻し側における操作反力８１は、アクセルペダル２１の操作量がゼロの近傍である操作量Ｅの位置において、その低下度合いが大きくなるように設定される。このため、操作量Ｅが車両の減速をコントロールすることができるアクセルペダル２１の限界操作量である旨を運転者に認識させることができる。

（５）上記実施形態では、走行路の形態が登坂路であるときはアクセルペダル２１の戻し側における操作反力８１が増加する方向に補正し、走行路の形態が降坂路であるときは操作反力８１が減少する方向に補正する。走行路の形態が登坂路であるときには車両の減速感が強まるため、操作反力を相対的に大きくすることで車両の減速時におけるコントロール性を高めることができる。一方、走行路の形態が降坂路であるときには減速時におけるコントロールを行い難い走行状態であるため、操作反力を相対的に小さくすることで運転者によるアクセルペダル２１の操作力量を軽減することができる。

（６）上記実施形態では、自動変速機の変速比が大きいときはアクセルペダル２１の戻し側における操作反力８１が増加する方向に補正し、自動変速機の変速比が小さいときは操作反力８１が減少する方向に補正する。自動変速機の変速比が大きいときには車両の減速感が強まるため、操作反力を相対的に大きくすることで車両の減速時におけるコントロール性を高めることができる。一方、自動変速機の変速比が小さいときには減速時におけるコントロールを行い難い走行状態であるため、操作反力を相対的に小さくすることで運転者によるアクセルペダル２１の操作力量を軽減することができる。

（７）上記実施形態では、アクセルペダル２１の操作速度が低いときはアクセルペダル２１の戻し側における操作反力８１が増加する方向に補正し、アクセルペダル２１の操作速度が高いときは操作反力８１が減少する方向に補正する。このため、運転者が早期に車両を減速しようとするときは、操作反力を減少させることができるので、早期に車両の減速をしようとする運転者に対し、不必要な操作反力の増加によって違和感を与えてしまうことを抑えることができる。

（８）上記実施形態では、アクセルペダル２１の戻し側における操作反力８１の増加に伴って、操作反力のヒステリシスが通常運転時と比べて変化しないように、アクセルペダル２１の踏込み側における操作反力９１を増加させている。このため、ヒステリシスが小さくなることに起因して出力操作部材が一定の操作量に維持され難くなることを回避し、運転者に違和感を与えることを抑制しつつ、車両の加速時におけるコントロール性を高めることができる。

（９）上記実施形態では、運転者による車両の減速意図が推定されている状態から減速意図が推定されていない状態に移行したときは、変更されたアクセルペダル２１の操作量と操作反力との関係線図を通常運転時の関係線図（図３中の実線）に戻す。このため、減速時におけるコントロール性を高める必要性がないときは、不必要にアクセルペダル２１の操作反力が増加することを防止し、運転者によるアクセルペダル２１の操作力量を軽減することができる。

（１０）上記実施形態では、運転者による車両の減速意図が推定されている状態から減速意図が推定されていない状態に移行するときに、運転者が車両の減速意図を有していると推定されることにより増加した操作反力８１，９１を徐々に小さくして、通常運転時の関係線図に戻す。このため、操作反力の急激な減少によって運転者に違和感を与えてしまうことを抑えることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、アクセルペダル２１の戻し側における操作反力８１の増加に伴って、操作反力のヒステリシスが通常運転時と比べて変化しないように、アクセルペダル２１の踏込み側における操作反力９１を増加させているが、踏込み側の操作反力を増加させずにヒステリシスを積極的に変化させるようにしてもよい。例えば、先行車との車間距離が近い場合や、走行路が湾曲路である場合には、操作反力８１が増加する方向に補正することでヒステリシスを小さくし、アクセルペダル２１の反応が敏感になるようにすることができる。一方、走行路が高速道路である場合には、操作反力８１が減少する方向に補正することでヒステリシスを大きくし、アクセルペダル２１の反応が相対的に鈍感になるようにすることができる。このように、走行環境情報７２等に基づいて操作反力のヒステリシスを変更するようにしてもよい。

・上記実施形態では、アクセルペダル２１の踏込み側における操作反力９１を増加させるときに、アクセルペダル２１の戻し側における操作反力８１の増加分が追加されるようにしているが、その他の態様で踏込み側における操作反力９１を増加させるようにしてもよい。図９中の一点鎖線は、別の例におけるアクセルペダル２１の踏込み側の操作反力９３である。操作反力９３の線図は、操作反力９１において操作量がゼロ側の屈曲点Ｇと、最大操作量のときの操作反力９１の点Ｉを直線で結んだものである。このように操作反力９３を設定することにより、操作反力９１で存在した屈曲点Ｊがなくなるため、運転者に与える違和感をなくすことができる。また、操作量の増加に伴って操作反力が増加するようにしているため、車両の加速時におけるコントロール性を確保することができる。また、アクセルペダル２１が最大操作量のときの操作反力を同一の値に設定しているため、踏込み側の操作反力９３が増加することを抑えることができる。

・上記実施形態では、運転者による車両の減速意図が推定されたときに、アクセルペダル２１の戻し側における操作反力８１は、アクセルペダル２１の操作量が操作量Ｄ以下の範囲において増加するようにしているが、アクセルペダル２１の戻し側の全範囲において操作反力８１が増加するようにしてもよい。

・上記実施形態では、運転者による動力源出力の増減意図をアクセルペダル２１の踏込み操作によって入力するようにしたが、アクセルペダル２１に相当する出力操作部材の操作を手で行う等、踏込み操作以外の操作で行うようにしてもよい。

車両の制御装置の概略構成図。 アクセルペダルの作動モデル。 アクセルペダルの操作量と操作反力との関係線図。 （ａ）はアクセルペダルと反力可変機構との概略構成図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図。 ＥＣＵの制御ブロック図。 操作反力制御ルーチンのフローチャート。 アクセルペダルの操作量と操作反力との関係線図。 アクセルペダルの操作量と操作反力との関係線図。 アクセルペダルの操作量と操作反力との関係線図。

符号の説明

１…制御装置、１１…ＥＣＵ、１２…出力操作系、１３…駆動系、１４…走行環境取得装置、２１…アクセルペダル、２２…操作量検出センサ、２３…操作速度検出センサ、２４…反力可変機構、３１…動力源、３２…自動変速機、７１…減速意図推定部、７２…走行環境情報、７３…アクセルペダル入力情報、７４…車両走行情報、７５…関係線図設定部、７６…記憶情報、７７…反力特性制御部。

Claims (13)

1. 運転者が動力源の出力を操作するための出力操作部材と、同出力操作部材の操作量に対する操作反力を可変とする反力可変機構とを備えた車両の制御装置において、
   運転者による車両の減速意図を推定する推定手段と、
   前記推定手段により減速意図が推定されたときに、前記出力操作部材が操作量を減少させる方向に操作されるときの操作反力を、前記推定手段により減速意図が推定されないときの前記出力操作部材の同一操作量における操作反力に比べて増加させるように前記反力可変機構を制御する制御手段とを備える
   ことを特徴とする車両の制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の制御装置において、
   前記制御手段は、前記出力操作部材の操作量が所定量以下の範囲において前記出力操作部材の操作反力を増加させるように制御する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の車両の制御装置において、
   車両の走行環境を取得する走行環境取得手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記取得された走行環境に基づいて前記出力操作部材の操作反力の増加量を変更するように制御する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
4. 請求項３に記載の車両の制御装置において、
   前記制御手段は、前記走行環境取得手段により走行路の形態が特定の形態である旨の走行環境が取得されたときには、前記走行路の形態に応じて前記出力操作部材の操作反力の増加量を変更するように制御する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
   前記車両は前記動力源の出力が伝達される自動変速機を更に備え、
   前記制御手段は、前記自動変速機の変速比に応じて前記出力操作部材の操作反力の増加量を変更するように制御する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
   運転者による前記出力操作部材の操作速度を検出する操作速度検出手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記検出される操作速度が増加するほど、前記出力操作部材の操作反力の増加量を小さくするように制御する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
   前記制御手段は、前記出力操作部材が操作量を減少させる方向に操作されるときに、前記出力操作部材の操作量が減少するほど、前記出力操作部材の操作反力が小さくなるように制御する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
   前記制御手段は、前記出力操作部材が操作量を減少させる方向に操作されるときの操作反力の増加に伴って、前記出力操作部材の操作量がゼロ近傍であるときの操作反力の低下度合いを大きくするように制御する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
   前記制御手段は、前記推定手段により減速意図が推定されている状態から減速意図が推定されていない状態に移行したときは、前記出力操作部材が操作量を減少させる方向に操作されるときの操作反力の増加を中断するように制御する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
10. 請求項９に記載の車両の制御装置において、
    前記制御手段は、前記出力操作部材の操作反力の増加量を徐々に小さくするように制御する
    ことを特徴とする車両の制御装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の車両の制御装置において、
    前記制御手段は、前記出力操作部材が操作量を減少させる方向に操作されるときの操作反力の増加に伴って、前記出力操作部材が操作量を増加させる方向に操作されるときの操作反力を増加させるように制御する
    ことを特徴とする車両の制御装置。
12. 請求項１１に記載の車両の制御装置において、
    前記制御手段は、前記出力操作部材が操作量を増加させる方向に操作されるときの操作反力が、前記出力操作部材の操作量の増加に伴って変曲点を持たずに増加する態様となるように制御する
    ことを特徴とする車両の制御装置。
13. 請求項１２に記載の車両の制御装置において、
    前記制御手段は、前記出力操作部材が操作量を増加させる方向に操作されるときの最大操作量における操作反力の増加量がゼロとなるように制御する
    ことを特徴とする車両の制御装置。

Images