JP2015067264A - 制駆動力制御装置及び制駆動力制御方法 - Google Patents

制駆動力制御装置及び制駆動力制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】運転者の加速意図に対し、車両の挙動への反映度合いを向上させることが可能な、制駆動力制御装置及び制駆動力制御方法を提供する。【解決手段】運転者による制駆動力操作子の操作量を検出し、検出した操作量が未操作の状態から予め設定した所定操作量未満である範囲では、検出した操作量の増加に応じて制動力指令値を予め設定した初期制動力指令値から減少させ、検出した操作量が所定操作量以上である範囲では所定操作量と検出した操作量との偏差に応じた駆動力指令値を設定し、検出した操作量に応じて推定した運転者の加減速の意図が加速意図であると判断すると、所定操作量を初期値よりも小さく補正する。【選択図】図7

Description

本発明は、一つの制駆動力操作子に対する操作により車両の制動力及び駆動力を制御することで、車両に発生する前後方向への加速度を制御する、制駆動力制御装置及び制駆動力制御方法に関する。
従来、運転者による一つの制駆動力操作子に対する操作(アクセル操作)により車両の制動力及び駆動力を制御することで、車両に発生する前後方向への加速度(加速度及び減速度)を制御する技術として、例えば、特許文献1に記載されている技術がある。
特許文献1に記載されている技術では、運転者の操作により変化した制駆動力操作子(ペダル)の開度が基準開度以下である場合には、加速度及び減速度のうち減速度の目標値のみを設定する。そして、目標値の減速度のみを車両に発生させるために、スロットルバルブの開度を調整する。
特開2000−205015号公報
しかしながら、特許文献1に記載されている技術では、運転者の操作によるペダルの開度が基準開度以下である場合、加速度及び減速度のうち、減速度のみを車両に発生させる制御を行う。このため、運転者が加速意図を持ってペダルを操作した場合であっても、ペダルの開度が基準開度以下の状態では加速度が発生しないため、運転者の加速意図に対し、車両の挙動への反映度合いが低下するという問題が発生するおそれがある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、運転者の加速意図に対し、車両の挙動への反映度合いを向上させることが可能な、制駆動力制御装置及び制駆動力制御方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、運転者の加減速の意図が加速意図であると判断すると、所定操作量を小さく補正する。
ここで、所定操作量は、制駆動力操作子の操作量が所定操作量以上である範囲では、所定操作量と検出した制駆動力操作子の操作量との偏差に応じた駆動力指令値を設定するための閾値であり、予め設定する。これに加え、所定操作量は、制駆動力操作子の操作量が未操作の状態から所定操作量未満である範囲では、制駆動力操作子の操作量の増加に応じて制動力指令値を予め設定した初期制動力指令値から減少させるための閾値である。
本発明によれば、運転者の意図が加速意図であると、補正していない初期値の所定操作量に対応する操作量よりも少ない制駆動力操作子の操作量で、所定操作量と制駆動力操作子の操作量との偏差に応じた駆動力指令値を設定することが可能となる。
これにより、運転者が加速意図を持って制駆動力操作子を操作した場合に、制駆動力操作子の操作量が補正していない初期値の所定操作量未満であっても、車両に駆動力を発生させて加速度を発生させることが可能となる。このため、運転者の加速意図に対し、車両の挙動への反映度合いを向上させることが可能となる。
本発明の第一実施形態の制駆動力制御装置を備える車両の概略構成を示すブロック図である。 制駆動力コントローラの構成を示すブロック図である。 運転者による加速意図が大きいと推定した場合に、制駆動力コントローラが行う処理を示すタイムチャートである。 運転者による加速意図が小さいと推定した場合に、制駆動力コントローラが行う処理を示すタイムチャートである。 運転者の意図が加速から車速の維持へ変化した場合に、制駆動力コントローラが行う処理を示すタイムチャートである。 運転者の意図が加速から減速へ変化した場合に、制駆動力コントローラが行う処理を示すタイムチャートである。 本発明の第一実施形態の制駆動力制御装置を用いて行なう動作のタイムチャートである。 制駆動力算出用ペダル開度と制動力指令値及び駆動力指令値との関係を示すマップである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(第一実施形態)
以下、本発明の第一実施形態(以下、本実施形態と記載する)について、図面を参照しつつ説明する。
(構成)
図1は、本実施形態の制駆動力制御装置1を備える車両Vの概略構成を示すブロック図である。
図1中に示すように、制駆動力制御装置1を備える車両Vは、アクセル操作量センサ2と、制駆動力コントローラ4と、ブレーキアクチュエータ6と、ホイールシリンダ8を備える。これに加え、制駆動力制御装置1を備える車両Vは、動力コントロールユニット10と、動力ユニット12と、車輪W(右前輪WFR、左前輪WFL、右後輪WRR、左後輪WRL)を備える。
アクセル操作量センサ2は、例えば、ペダルストロークセンサを用いて形成した、運転者による加減速ペダル14(アクセルペダル)の踏み込み操作量を検出するセンサである。また、アクセル操作量センサ2は、運転者による加減速ペダル14の踏み込み操作量を含む情報信号(以降の説明では、「踏み込み操作量信号」と記載する場合がある)を、制駆動力コントローラ4へ出力する。また、加減速ペダル14は、車両Vの運転者が制動力要求または駆動力要求に応じて踏込むペダルである。
なお、アクセル操作量センサ2の構成は、ペダルストロークセンサを用いて形成した構成に限定するものではなく、例えば、運転者の踏み込み操作による加減速ペダル14の開度を検出する構成としてもよい。
すなわち、アクセル操作量センサ2は、運転者による加減速ペダル14の操作量を検出するセンサである。
制駆動力コントローラ4は、車両Vに発生させる制動力または駆動力を制御するものであり、マイクロコンピュータで構成する。なお、マイクロコンピュータは、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等を備えた構成である。
また、制駆動力コントローラ4は、入力される各種の情報信号に基づいて後述する各種の処理を行い、ブレーキアクチュエータ6及び動力ユニット12を制御するための指令信号(制動指令信号、駆動指令信号)を出力する。なお、制駆動力コントローラ4の具体的な構成については、後述する。
ここで、制動指令信号は、各ホイールシリンダ8の油圧を制御するための制動力指令値を含む情報信号である。また、制動力指令値は、車両Vの運転者による制動力要求に応じて、制駆動力コントローラ4により算出する。
一方、駆動指令信号は、動力ユニット12が発生させる駆動力を制御するための駆動力指令値を含む情報信号である。また、駆動力指令値は、車両Vの運転者による駆動力要求に応じて、制駆動力コントローラ4により算出する。
ブレーキアクチュエータ6は、マスタシリンダ(図示せず)と各ホイールシリンダ8との間に介装した液圧制御装置である。また、ブレーキアクチュエータ6は、制駆動力コントローラ4から入力を受けた制動指令信号が含む制動力指令値に応じて、各ホイールシリンダ8の油圧を変化させ、各車輪Wに制動力を付与する。
ホイールシリンダ8は、ディスクブレーキを構成するブレーキパッド(図示せず)を、各車輪Wと一体に回転するディスクロータ(図示せず)に押し付けるための押圧力を発生する。
なお、図1中では、右前輪WFRに対して配置したホイールシリンダ8を、ホイールシリンダ8FRと示し、左前輪WFLに対して配置したホイールシリンダ8を、ホイールシリンダ8FLと示す。同様に、図1中では、右後輪WRRに対して配置したホイールシリンダ8を、ホイールシリンダ8RRと示し、左後輪WRLに対して配置したホイールシリンダ8を、ホイールシリンダ8RLと示す。また、以降の説明においても、各ホイールシリンダ8を、上記のように示す場合がある。
動力コントロールユニット10は、制駆動力コントローラ4から入力を受けた駆動指令信号が含む駆動力指令値に応じて、動力ユニット12が発生させる駆動力を制御する。なお、本実施形態では、後述するように、動力ユニット12を、エンジンを用いて形成する。このため、動力コントロールユニット10は、エンジンが発生させる駆動力に関する値(例えば、駆動トルク、回転数、トランスミッションのギヤ比)を制御する。
また、動力コントロールユニット10は、動力ユニット12(エンジン)が発生させている現在のトルク(エンジントルク)を含む情報信号(以降の説明では、「現在トルク信号」と記載する場合がある)を、制駆動力コントローラ4へ出力する。
動力ユニット12は、車両Vの駆動力を発生させる構成であり、ドライブシャフト(図示せず)等を介して、各車輪Wに駆動力を付与する。なお、本実施形態では、一例として、動力ユニット12を、エンジンを用いて形成した場合について説明する。
(制駆動力コントローラ4の具体的な構成)
次に、図1を参照しつつ、図2を用いて、制駆動力コントローラ4の具体的な構成について説明する。
図2は、制駆動力コントローラ4の構成を示すブロック図である。
図2中に示すように、制駆動力コントローラ4は、加減速意図推定部16と、所定操作量補正部18と、加減速G算出部20と、制動力算出部22と、駆動力算出部24を備える。
加減速意図推定部16は、アクセル操作量センサ2から入力を受けた踏み込み操作量信号が含む踏み込み操作量に基づき、予め設定したサンプリング時間で踏み込み操作量を除算する。これにより、加減速意図推定部16は、加減速ペダル14の操作速度(ペダル操作速度)を算出する。なお、本実施形態では、一例として、サンプリング時間を0.2[s]に設定した場合について説明する。
そして、加減速意図推定部16は、算出したペダル操作速度に基づき、運転者の加減速の意図を推定する。さらに、加減速意図推定部16は、推定した加減速の意図を含む情報信号(以降の説明では、「運転者意図信号」と記載する場合がある)を、所定操作量補正部18へ出力する。すなわち、加減速意図推定部16は、アクセル操作量センサ2が検出した加減速ペダル14の操作量に応じて、運転者の加減速の意図を推定する。なお、加減速意図推定部16が運転者の加減速の意図を推定する処理については、後述する。
所定操作量補正部18は、加減速意図推定部16から入力を受けた運転者意図信号が含む加減速の意図に応じて、中立点を算出する。そして、算出した中立点を含む情報信号(以降の説明では、「中立点信号」と記載する場合がある)を、加減速G算出部20へ出力する。なお、所定操作量補正部18が中立点を算出する処理については、後述する。
ここで、中立点とは、車両Vに発生させる加速度と減速度を切り替える点、すなわち、制駆動力コントローラ4が出力する指令信号を、制動指令信号または駆動指令信号に切り替える点である。また、中立点は、踏み込み操作量信号が含む踏み込み操作量に応じた、加減速ペダル14の開度(ペダル開度)に対応するパラメータである。
また、中立点とは、踏み込み操作量信号が含む踏み込み操作量であり、加減速ペダル14(制駆動力操作子)の操作量に応じたパラメータである所定操作量を示す。また、所定操作量は、加減速ペダル14の操作量が未操作の状態から所定操作量未満である範囲では、加減速ペダル14の操作量の増加に応じて、制動力指令値を、後述する初期制動力指令値から減少させるための閾値である。これに加え、所定操作量は、加減速ペダル14の操作量が所定操作量以上である範囲では、所定操作量と加減速ペダル14の操作量との偏差に応じた駆動力指令値を設定するための閾値である。
加減速G算出部20は、アクセル操作量センサ2から入力を受けた踏み込み操作量信号が含む踏み込み操作量と、所定操作量補正部18から入力を受けた中立点信号が含む中立点に基づき、車両Vに発生させる制動力または駆動力を算出する。そして、車両Vに発生させる制動力を算出した場合、この算出した制動力を含む情報信号(以降の説明では、「制動力信号」と記載する場合がある)を、制動力算出部22へ出力する。一方、車両Vに発生させる駆動力を算出した場合、この算出した駆動力を含む情報信号(以降の説明では、「駆動力信号」と記載する場合がある)を、駆動力算出部24へ出力する。なお、加減速G算出部20が制動力または駆動力を算出する処理については、後述する。
制動力算出部22は、加減速G算出部20から入力を受けた制動力信号が含む制動力に基づいて制動力指令値を算出する。そして、制動力算出部22は、算出した制動力指令値を含む情報信号(以降の説明では、「制動力指令値信号」と記載する場合がある)を、ブレーキアクチュエータ6へ出力する。
駆動力算出部24は、加減速G算出部20から入力を受けた駆動力信号が含む駆動力に基づいて駆動力指令値を算出する。そして、駆動力算出部24は、算出した駆動力指令値を含む情報信号(以降の説明では、「駆動力指令値信号」と記載する場合がある)を、動力コントロールユニット10へ出力する。
(制駆動力コントローラ4が行う処理)
次に、図1及び図2を参照しつつ、図3から図6を用いて、運転者による加速意図に応じて、制駆動力コントローラ4が行う処理について説明する。
・運転者による加速意図の大きさに応じた処理
まず、図1及び図2を参照しつつ、図3及び図4を用いて、運転者による加速意図の大きさに応じて、制駆動力コントローラ4が行う処理について説明する。
運転者による加速意図の大きさに応じて制駆動力コントローラ4が行う処理は、例えば、図3及び図4中に示す処理である。
図3は、運転者による加速意図が大きいと推定した場合に、制駆動力コントローラ4が行う処理を示すタイムチャートである。また、図4は、運転者による加速意図が小さいと推定した場合に、制駆動力コントローラ4が行う処理を示すタイムチャートである。
また、図3及び図4中では、横軸に経過時間(図中では、「time」と記載する)を示す。また、図3(a)及び図4(a)中では、縦軸に加減速ペダル14の開度(図中では、「ペダル開度」と記載する)を示し、図3(b)及び図4(b)中では、縦軸に加減速ペダル14の操作速度(図中では、「ペダル操作速度」と記載する)を示す。さらに、図3(c)及び図4(c)中では、縦軸に制動力指令値を示し、図3(d)及び図4(d)中では、縦軸に駆動力指令値を示す。
加速意図の大きさに応じて制駆動力コントローラ4が行う処理では、まず、加減速意図推定部16により、加減速ペダル14の操作速度が、予め設定した第一操作速度閾値を超えているか否かを判定する。
ここで、第一操作速度閾値と比較する加減速ペダル14の操作速度は、図3(b)中に示すように、加減速ペダル14の開度が「0」である状態から、予め設定した判定時間t1が経過するまでの操作速度を用いる。また、第一操作速度閾値は、例えば、運転者が、停車している車両Vを即座に発進させるための加速意図に対応する加減速ペダル14の操作速度である。
また、加減速ペダル14の開度が「0」である状態から判定時間t1が経過するまでの加減速ペダル14の操作速度が第一操作速度閾値を超えている場合、運転者による加速意図が大きいと推定する。そして、推定した加速意図を含む運転者意図信号を、所定操作量補正部18へ出力する。
また、加減速意図推定部16は、加減速ペダル14の操作速度が第一操作速度閾値以下であると判定すると、次に、加減速ペダル14の操作速度が、予め設定した第二操作速度閾値を超えているか否かを判定する。
ここで、第二操作速度閾値と比較する加減速ペダル14の操作速度は、図4(b)中に示すように、加減速ペダル14の開度が「0」である状態から判定時間t1が経過するまでの操作速度を用いる。また、第二操作速度閾値は、第一操作速度閾値未満の値であり、例えば、運転者が、停車している車両Vを緩やかに発進させるための加速意図に対応する加減速ペダル14の操作速度である。
そして、加減速ペダル14の開度が「0」である状態から判定時間t1が経過するまでの加減速ペダル14の操作速度が第二操作速度閾値を超えている場合、運転者による加速意図が小さいと推定する。そして、推定した加速意図を含む運転者意図信号を、所定操作量補正部18へ出力する。
したがって、加減速意図推定部16は、加減速ペダル14の操作速度が増加して操作速度閾値(第一操作速度閾値、第二操作速度閾値)を超えると、運転者の意図が加速意図であると推定する。
なお、図3(a)、図3(c)、図4(a)及び図4(c)中に示すように、加減速ペダル14の開度が「0」である状態では、加減速G算出部20が、車両Vに発生させる制動力を最大値とする制動力信号を、制動力算出部22へ出力する。そして、加減速ペダル14の開度が増加するにつれて、図3(a)、図3(c)、図4(a)及び図4(c)中に示すように、車両Vに発生させる制動力を最大値から減少させる制動力信号を、制動力算出部22へ出力する。
ここで、車両Vに発生させる制動力を最大値とする制動力信号が含む制動力指令値は、初期制動力指令値であり、予め設定する。
所定操作量補正部18は、大きな加速意図を含む運転者意図信号の入力を受けると、予め設定している中立点であり、基準となる初期値の中立点(基準中立点)を、初期値の基準中立点に対応する値よりも小さいペダル開度に対応する値に変化させる。これにより、所定操作量補正部18は、運転者による加速意図が大きい場合、図3(a)中に示すように、基準中立点を小さいペダル開度に対応する値に初期値から変化させて補正し、補正後の中立点(補正中立点)を算出する。なお、図3(a)中では、初期値の基準中立点を「基準中立点」と示し、初期値から変化させた基準中立点を「補正中立点」と示す。
すなわち、基準中立点は、補正していない初期値の所定操作量に対応する。
ここで、大きな加速意図を含む運転者意図信号の入力を受けた場合の、基準中立点の初期値からの変化量は、第一操作速度閾値を超えている加減速ペダル14の操作速度に応じた量とする。具体的には、加減速ペダル14の操作速度のうち、第一操作速度閾値を超えている量が大きいほど、小さいペダル開度に対応する値への、基準中立点の初期値からの変化量を大きくする。
また、所定操作量補正部18は、小さな加速意図を含む運転者意図信号の入力を受けると、基準中立点を、運転者による加速意図が大きい場合よりも少ない変化量で、初期値の基準中立点に対応する値よりも小さいペダル開度に対応する値に初期値から変化させる。これにより、所定操作量補正部18は、図4(a)中に示すように、運転者による加速意図が大きい場合よりも少ない変化量で、基準中立点を小さいペダル開度に対応する値に初期値から変化させて、補正中立点を算出する。なお、図4(a)中では、図3(a)と同様、初期値の基準中立点を「基準中立点」と示し、初期値から変化させた基準中立点を「補正中立点」と示す。
ここで、大きな加速意図を含む運転者意図信号の入力を受けた場合の、基準中立点の初期値からの変化量は、第一操作速度閾値を超えている加減速ペダル14の操作速度に応じた量とする。具体的には、加減速ペダル14の操作速度のうち、第一操作速度閾値を超えている量が大きいほど、小さいペダル開度に対応する値への、基準中立点の初期値からの変化量を大きくする。
一方、小さな加速意図を含む運転者意図信号の入力を受けた場合の、基準中立点の初期値からの変化量は、第二操作速度閾値を超えている加減速ペダル14の操作速度に応じた量とする。具体的には、加減速ペダル14の操作速度のうち、第二操作速度閾値を超えている量が大きいほど、小さいペダル開度に対応する値への、基準中立点の初期値からの変化量を大きくする。
すなわち、小さな加速意図を含む運転者意図信号の入力を受けた場合の、小さいペダル開度に対応する値への、基準中立点の初期値からの変化量は、大きな加速意図を含む運転者意図信号の入力を受けた場合よりも小さい。
以上により、所定操作量補正部18は、加減速意図推定部16が推定した運転者の加減速の意図に応じて、基準中立点を初期値から変化させた補正中立点を算出する。これにより、所定操作量補正部18は、加減速意図推定部16が推定した運転者の加減速の意図に応じて、所定操作量を補正する。具体的には、運転者の意図が加速意図であると判断すると、所定操作量を初期値から小さく補正(減少補正)する。
また、所定操作量補正部18は、加減速意図推定部16が推定した運転者の意図が加速意図であると、その加速意図が大きいほど、基準中立点に対する初期値からの変化量が大きくなるように補正中立点を算出する。これにより、所定操作量補正部18は、加減速意図推定部16が推定した運転者の意図が加速意図であると、加速意図が大きいほど、所定操作量を初期値から小さく補正(減少補正)する。
なお、図3及び図4中には、一例として、補正中立点を、ペダル開度の変化や経過時間等に応じて変化させることなく、一定の値に保持する場合を示す。
加速意図に応じた補正中立点を算出した所定操作量補正部18は、補正中立点を含む中立点信号を、加減速G算出部20へ出力する。
加減速G算出部20は、入力を受けた中立点信号が含む補正中立点と、アクセル操作量センサ2から入力を受けた踏み込み操作量信号が含む踏み込み操作量を比較する。そして、踏み込み操作量に応じたペダル開度が補正中立点以下である状態では、加減速ペダル14の開度が増加するにつれて、車両Vに発生させる制動力を最大値から減少させる制動力信号を、制動力算出部22へ出力する。
一方、踏み込み操作量に応じたペダル開度が補正中立点を超えると、この時点t2において、加減速G算出部20は、制動力算出部22への制動力信号の出力を停止するとともに、車両Vに駆動力を発生させる駆動力信号を、駆動力算出部24へ出力する。さらに、時点t2から、加減速ペダル14の開度が増加するにつれて、車両Vに発生させる駆動力を増加させる駆動力信号を、駆動力算出部24へ出力する。
また、時点t2以降は、加減速ペダル14の開度に応じた駆動力を発生させるための駆動力信号を、駆動力算出部24へ出力する。なお、図3及び図4中には、一例として、加減速ペダル14の開度が連続的に増加する場合を示す。このため、図3及び図4中には、時点t2以降、加減速ペダル14の開度が増加するにつれて、駆動力指令値を増加させる場合を示す。
なお、図3(c)及び図4(c)中では、初期値の基準中立点に応じた制動力指令値を破線で示し、補正中立点に応じた制動力指令値を実線で示す。同様に、図3(d)及び図4(d)中では、初期値の基準中立点に応じた駆動力指令値を破線で示し、補正中立点に応じた駆動力指令値を実線で示す。
ここで、初期値の基準中立点を補正中立点に補正すると、基準中立点を初期値から変化させない場合と比較して、運転者による加減速ペダル14の開度増加に対し、駆動力が発生するまでの経過時間(時点t2までに経過する時間)を短縮することが可能となる。なお、図3及び図4中では、基準中立点を初期値から変化させない場合に、制駆動力コントローラ4が出力する指令信号を制動指令信号から駆動指令信号に切り替える時点を、「t3」と示す。
また、運転者の加速意図が大きい場合、運転者の加速意図が小さい場合と比較して、運転者による加減速ペダル14の開度増加に対し、駆動力が発生するまでの経過時間(時点t1から時点t2までに経過する時間)を短縮することが可能となる。
したがって、制駆動力コントローラ4は、車両Vの停車状態等、運転者が加減速ペダル14を未操作の状態では最大値の制動力を発生させる。また、加減速ペダル14の操作量が基準中立点未満である領域では、加減速ペダル14の操作量が増加するにつれて制動力を最大値から減少させ、加減速ペダル14の操作量が基準中立点以上である領域では、加減速ペダル14の操作量に応じた駆動力を発生させる。すなわち、制駆動力コントローラ4は、アクセル操作量センサ2が検出した加減速ペダル14の操作量が未操作の状態から所定操作量未満である範囲では、操作量の増加に応じて制動力指令値を初期制動力指令値から減少させる。また、アクセル操作量センサ2が検出した加減速ペダル14の操作量が所定操作量以上である範囲では、所定操作量と検出した加減速ペダル14の操作量との偏差に応じた駆動力指令値を設定する。
また、制駆動力コントローラ4は、加減速意図推定部16が推定した意図が加速意図であると、加減速ペダル14の操作量が補正中立点以上である領域では、加減速ペダル14の操作量に応じた駆動力を発生させる。
以上により、本実施形態の制駆動力制御装置1では、運転者による加減速ペダル14の操作速度が速く、制動力指令値が最大値から「0」になるまでの傾きを、加減速ペダル14の操作速度に応じて増加させることが可能となる。これにより、運転者による加速意図が大きいほど、制動力が最大値である発進時から駆動力が発生するまでに経過する時間を短縮することが可能となり、運転者の加速意図を、車両Vの挙動に反映させることが可能となる。
すなわち、本実施形態では、基準中立点を初期値から変化させて補正中立点を算出することにより、基準中立点を初期値から変化させない場合と比較して、駆動力が発生する時点を、図3及び図4中に示す時点t3から時点t2へ変化させることが可能となる。これにより、基準中立点を初期値から変化させて補正中立点を算出することにより、基準中立点を初期値から変化させない場合と比較して、加減速ペダル14の開度が小さい領域において、運転者の加速意図を車両Vの挙動に反映させることが可能となる。
なお、特に図示しないが、加減速ペダル14の開度が「0」である状態から判定時間t1が経過するまでの加減速ペダル14の操作速度が第二操作速度閾値以下である場合は、基準中立点を初期値から変化させない処理を行う。ここで、加減速ペダル14の開度が「0」である状態から判定時間t1が経過するまでの加減速ペダル14の操作速度が第二操作速度閾値以下である場合は、運転者の意図が加速意図ではない場合に相当する。
したがって、所定操作量補正部18は、加減速意図推定部16が推定した運転者の意図が加速意図であると、基準中立点の初期値に対応する加減速ペダル14の操作量よりも少ない加減速ペダル14の操作量で車両Vに駆動力が発生するように、補正中立点を算出する。すなわち、所定操作量補正部18は、加減速意図推定部16が推定した運転者の意図が加速意図であると判断すると、所定操作量を初期値よりも小さく補正する。
・運転者の車速維持意図に応じた処理
次に、図1から図4を参照しつつ、図5を用いて、運転者の意図が車速の維持である場合に、制駆動力コントローラ4が行う処理について説明する。
運転者の意図が車速の維持である場合に、制駆動力コントローラ4が行う処理は、例えば、図5中に示す処理である。
なお、以降の説明は、運転者の加速意図に応じて基準中立点を初期値から変化させて補正中立点に補正した後、運転者の意図が加速から車速の維持へ変化した場合に制駆動力コントローラ4が行う処理について説明する。
また、図5中には、一例として、運転者の意図が加速から車速の維持へ変化するまでは、基準中立点を、加減速ペダル14の開度に関わらず、加減速ペダル14の操作速度の変化に応じて初期値から変化させる場合を示す。したがって、図5中に示す処理では、運転者による加減速ペダル14の操作が行われると、運転者の意図が加速から車速の維持へ変化するまでは、基準中立点を初期値から変化させる処理を行う。また、図5中に示す処理では、運転者の意図が加速から車速の維持へ変化するまでは、加減速ペダル14の操作速度が速いほど、基準中立点の初期値からの変化量を大きくする処理を行う。
図5は、運転者の意図が加速から車速の維持へ変化した場合に、制駆動力コントローラ4が行う処理を示すタイムチャートである。また、図5中では、横軸に経過時間(図中では、「time」と記載する)を示す。また、図5(a)中では、縦軸に加減速ペダル14の開度(図中では、「ペダル開度」と記載する)を示し、図5(b)中では、縦軸に加減速ペダル14の操作速度(図中では、「ペダル操作速度」と記載する)を示す。さらに、図5(a)、図5(c)及び図5(d)中では、初期値の基準中立点を「基準中立点」と示す。また、図5(c)及び図5(d)中では、初期値から変化させた基準中立点を「補正中立点」と示す。
図5中に示す処理では、図5(d)中に示すように、加減速ペダル14の操作速度の変化に応じて変化させる補正中立点と、加減速ペダル14の開度との差分を算出する。なお、図5(d)中では、補正中立点を点線で示し、加減速ペダル14の開度を実線で示す。
そして、加減速ペダル14の開度が補正中立点未満である場合には、加減速G算出部20が、加減速ペダル14の開度が増加するにつれて、車両Vに発生させる制動力を最大値から減少させる制動力信号を、制動力算出部22へ出力する。
一方、加減速ペダル14の開度が補正中立点を超える場合には、加減速G算出部20が、加減速ペダル14の開度が増加するにつれて、車両Vに発生させる駆動力を増加させる駆動力信号を、駆動力算出部24へ出力する。
補正中立点を超えた後に増加する加減速ペダル14の開度が一定値に保持されると、この時点t4において、加減速意図推定部16は、運転者の意図が車速の維持であると推定する。そして、推定した意図を含む運転者意図信号を、所定操作量補正部18へ出力する。
所定操作量補正部18は、車速の維持である意図(車速維持意図)を含む運転者意図信号の入力を受けると、初期値から変化させていた基準中立点が時間の経過に応じて初期値へ復帰するように、補正中立点を算出する。そして、車速維持意図に応じて算出した補正中立点を含む中立点信号を、加減速G算出部20へ出力する。
すなわち、所定操作量補正部18は、加減速意図推定部16が推定した意図が加速意図から車速維持意図に変化すると、加速意図の大きさに応じて初期値から変化させた基準中立点が時間の経過につれて初期値へ復帰するように、補正中立点を算出する。これにより、所定操作量補正部18は、加減速意図推定部16が推定した意図が加速意図から車速維持意図に変化すると、加速意図の大きさに応じて補正した初期値から所定操作量が時間の経過につれて初期値へ復帰するように、所定操作量を補正する。
時点t4以降、時間の経過に応じて変化した基準中立点が初期値へ復帰すると、その時点t5以降、加減速ペダル14の開度が変化しない場合は、基準中立点を初期値に維持する。これにより、時点t5以降、加減速ペダル14の開度が変化しない場合は、車速を維持する駆動力を発生させるための駆動力信号を、駆動力算出部24へ出力する。
以上により、本実施形態の制駆動力制御装置1では、車両Vに発生させる駆動力を、運転者の意図が車速の維持となった時点で即座に減少させることなく、時間の経過につれて徐々に減少させることが可能となる。これにより、中立点の変化によって駆動力の大きさが変化していることを、運転者が直接的に感じることを抑制し、車速維持意図を有する運転者が失速感を感じることを抑制することが可能となるため、運転者の意図を、車両Vの挙動に反映させることが可能となる。
・運転者の減速意図に応じた処理
次に、図1から図5を参照しつつ、図6を用いて、運転者の意図が加速から減速へ変化した場合に、制駆動力コントローラ4が行う処理について説明する。
運転者の意図が加速から減速へ変化した場合に、制駆動力コントローラ4が行う処理は、例えば、図6中に示す処理である。
なお、以降の説明は、運転者の加速意図に応じて基準中立点を初期値から変化させた後、運転者の意図が加速から減速へ変化した場合に制駆動力コントローラ4が行う処理について説明する。
また、図6中には、一例として、運転者の意図が加速から減速へ変化するまでは、基準中立点を、加減速ペダル14の開度に関わらず、加減速ペダル14の操作速度の変化に応じて初期値から変化させる場合を示す。したがって、図6中に示す処理では、運転者による加減速ペダル14の操作が行われると、運転者の意図が加速から減速へ変化するまでは、基準中立点を初期値から変化させる処理を行う。また、図6中に示す処理では、運転者の意図が加速から減速へ変化するまでは、加減速ペダル14の操作速度が速いほど、基準中立点を初期値から大きく変化させる処理を行う。
図6は、運転者の意図が加速から減速へ変化した場合に、制駆動力コントローラ4が行う処理を示すタイムチャートである。また、図6中では、横軸に経過時間(図中では、「time」と記載する)を示す。また、図6(a)中では、縦軸に加減速ペダル14の開度(図中では、「ペダル開度」と記載する)を示し、図6(b)中では、縦軸に加減速ペダル14の操作速度(図中では、「ペダル操作速度」と記載する)を示す。さらに、図6(a)及び図6(c)中では、初期値の基準中立点を「基準中立点」と示す。また、図6(c)中では、初期値から変化させた基準中立点を「補正中立点」と示す。
図6中に示す処理では、運転者の加速意図に応じて増加していた加減速ペダル14の開度が減少を開始すると、この時点t6において、加減速意図推定部16は、運転者の意図が加速から減速へ変化したと算出する。そして、算出した減速意図を含む運転者意図信号を、所定操作量補正部18へ出力する。
所定操作量補正部18は、減速意図を含む運転者意図信号の入力を受けると、初期値から変化させていた基準中立点が時間の経過に応じて初期値へ復帰するように、補正中立点を算出する。そして、減速意図に応じて算出した補正中立点を含む中立点信号を、加減速G算出部20へ出力する。
具体的には、減速意図を含む運転者意図信号の入力を受けた所定操作量補正部18は、加減速ペダル14の開度と車両Vに発生させる制動力との割合が一定となるように、時間の経過とともに減少する加減速ペダル14の開度に応じて、補正中立点を算出する。
すなわち、所定操作量補正部18は、加減速意図推定部16が推定した意図が加速意図から減速意図に変化すると、加速意図の大きさに応じて初期値から変化させた基準中立点が時間の経過につれて初期値へ復帰するように、補正中立点を算出する。これにより、所定操作量補正部18は、加減速意図推定部16が推定した意図が加速意図から減速意図に変化すると、加速意図の大きさに応じて初期値から補正した所定操作量が時間の経過につれて初期値へ復帰するように、所定操作量を補正する。
時点t6以降、時間の経過に応じて初期値から変化させた基準中立点が初期値へ復帰すると、その時点t7以降は、加減速ペダル14の開度に関わらず、基準中立点を初期値に維持する。これにより、時点t7以降は、加減速ペダル14の開度が初期値の基準中立点と等しくなるまでは、加減速ペダル14の開度に応じて、駆動力を減少させるための駆動力信号を駆動力算出部24へ出力する。そして、加減速ペダル14の開度が初期値の基準中立点未満となると、この時点t8からは、制動力を増加させるための制動力信号を制動力算出部22へ出力する。
以上により、本実施形態の制駆動力制御装置1では、車両Vに発生させる駆動力を、運転者の意図が加速から減速へ変化した時点で即座に減少させることなく、時間の経過につれて徐々に減少させることが可能となる。また、加減速ペダル14の開度と車両Vに発生させる制動力との割合が一定となるように、時間の経過とともに減少する加減速ペダル14の開度に応じて、初期値から変化させている基準中立点を初期値へ復帰させる。
これにより、意図が加速から減速へ変化した運転者による加減速ペダル14の操作状態に応じて、減速状態の車両Vに発生させる駆動力及び制動力を変化させることが可能となる。このため、車両Vに発生する前後方向への加速度を、減速意図を有する運転者により制御することが可能となり、運転者の意図を、車両Vの挙動に反映させることが可能となる。
(動作)
次に、図1から図6を参照しつつ、図7及び図8を用いて、本実施形態の制駆動力制御装置1を用いて行なう動作の一例を説明する。
図7は、本実施形態の制駆動力制御装置1を用いて行なう動作のタイムチャートである。
なお、以降の説明は、運転者の意図が、加速意図から車速維持意図へ変化する場合の動作について説明する。
また、図7中には、一例として、運転者が加速意図から車速維持意図へ変化する時点までは、基準中立点を、加減速ペダル14の開度に関わらず、加減速ペダル14の操作速度の変化に応じて初期値から変化させる場合を示す。したがって、図7中に示す処理では、運転者による加減速ペダル14の操作が行われると、運転者の意図が加速意図から車速維持意図へ変化するまでは、基準中立点を初期値から変化させる処理を行う。また、図7中に示す処理では、運転者の意図が加速意図から車速維持意図へ変化するまでは、加減速ペダル14の操作速度が速いほど、基準中立点を初期値から大きく変化させる処理を行う。
なお、図7中では、横軸に経過時間(図中では、「time」と記載する)を示す。また、図7(a)中では、縦軸に加減速ペダル14の開度(図中では、「ペダル開度」と記載する)を示し、図7(b)中では、縦軸に加減速ペダル14の操作速度(図中では、「ペダル操作速度」と記載する)を示す。さらに、図7(a)、図7(c)〜(e)中では、初期値の基準中立点を「基準中立点」と示す。また、図7(c)〜(e)中では、初期値から変化させた基準中立点を「補正中立点」と示す。
制駆動力制御装置1が処理を開始すると、図7(c)中に示すように、基準中立点を、加減速ペダル14の開度に関わらず、加減速ペダル14の操作速度の変化に応じて初期値から変化させる。
また、制駆動力制御装置1が処理を開始すると、図7(e)中に示すように、加減速ペダル14の操作速度の変化に応じて初期値から変化させる基準中立点(補正中立点)と、加減速ペダル14の開度との差分を算出する。なお、図7(e)中では、補正中立点を点線で示し、加減速ペダル14の開度を実線で示す。
そして、加減速ペダル14の開度から補正中立点を除算して、補正中立点と加減速ペダル14の開度との差分を、制御用ペダル開度として算出する。
また、制駆動力制御装置1が処理を開始すると、図7(d)中に示すように、加減速ペダル14の操作速度の変化に応じて初期値から変化させる基準中立点(補正中立点)と、加減速ペダル14の全開開度との差分を算出する。なお、加減速ペダル14の全開開度とは、加減速ペダル14を最大値まで踏み込み操作した状態における、加減速ペダル14の開度である。
そして、加減速ペダル14の全開開度から補正中立点を除算して、補正中立点と加減速ペダル14の全開開度との差分を、ペダル開度基準値として算出する。
上記のように制御用ペダル開度及びペダル開度基準値を算出すると、これらの算出した制御用ペダル開度及びペダル開度基準値を以下の式(1)へ入力して、制駆動力算出用ペダル開度を算出する。
制駆動力算出用ペダル開度=制御用ペダル開度/ペダル開度基準値 … (1)
次に、上記の式(1)を用いて算出した制駆動力算出用ペダル開度を、図8中に示すマップに入力して、制動力指令値または駆動力指令値を算出する。なお、図8は、制駆動力算出用ペダル開度と制動力指令値及び駆動力指令値との関係を示すマップである。具体的には、図8(a)は、制駆動力算出用ペダル開度と駆動力指令値との関係を示すマップであり、図8(b)は、制駆動力算出用ペダル開度と制動力指令値との関係を示すマップである。
上記のように算出した制駆動力算出用ペダル開度に応じて、制動力信号の制動力算出部22への出力、または、駆動力信号の駆動力算出部24への出力を行う。そして、補正中立点を超えた後に増加する加減速ペダル14の開度が一定値に保持されると、この時点t4において、運転者の意図が加速意図から車速維持意図へ変化する。したがって、初期値から変化させていた基準中立点が時間の経過に応じて初期値へ復帰するように、基準中立点を変化させる。
時点t4以降、時間の経過に応じて初期値から変化させていた基準中立点が初期値へ復帰すると、その時点t5以降、加減速ペダル14の開度が変化しない場合は、基準中立点を初期値に維持する。これにより、制駆動力算出用ペダル開度が一定値に維持されるため、加減速G算出部20は、車速を維持する駆動力を発生させるための駆動力信号を、駆動力算出部24へ出力する。
なお、上述した加減速ペダル14は、制駆動力操作子に対応する。
また、上述したアクセル操作量センサ2は、操作子操作量検出部に対応する。
また、上述した制駆動力コントローラ4は、制駆動力制御部に対応する。
また、上述したように、本実施形態の制駆動力制御装置1の動作で実施する制駆動力制御方法では、運転者による加減速ペダル14の操作量を検出する。そして、検出した加減速ペダル14の操作量が未操作の状態から所定操作量未満である領域では、検出した加減速ペダル14の操作量の増加に応じて制動力指令値を初期制動力指令値から減少させる。一方、検出した加減速ペダル14の操作量が所定操作量以上である領域では、所定操作量と検出した加減速ペダル14の操作量との偏差に応じた駆動力指令値を設定する。
これに加え、検出した加減速ペダル14の操作量に応じて推定した運転者の加減速の意図が加速意図であると、所定操作量を小さく補正する。
(第一実施形態の効果)
本実施形態の制駆動力制御装置1であれば、以下に記載する効果を奏することが可能となる。
(1)所定操作量補正部18が、加減速意図推定部16が推定した運転者の意図が加速意図であると、初期値の所定操作量に対応する操作量よりも少ない加減速ペダル14の操作量で駆動力指令値を設定するように、所定操作量を小さく補正する。すなわち、運転者の意図が加速意図であると、初期値の所定操作量に対応する操作量よりも少ない加減速ペダル14の操作量で駆動力指令値を設定するように、所定操作量を減少補正する。
このため、運転者の意図が加速意図であると、初期値の所定操作量に対応する操作量よりも少ない加減速ペダル14の操作量で、検出した加減速ペダル14の操作量の増加分に応じた駆動力を、車両Vに発生させることが可能となる。
その結果、運転者が加速意図を持って加減速ペダル14を操作した場合に、加減速ペダル14の操作量が初期値の所定操作量未満であっても、車両Vに駆動力を発生させて加速度を発生させることが可能となる。これにより、加減速ペダル14の操作量が初期値から変化させた所定操作量未満である範囲、すなわち、車両Vに制動力が発生する範囲を減少させることが可能となるため、運転者の加速意図に対し、車両Vの挙動への反映度合いを向上させることが可能となる。
また、運転者の意図が加速意図ではない場合には、初期値の所定操作量において、制動力から駆動力への出力の切り換えを行う。このため、運転者の意図が加速意図ではない場合には、一つのペダル(加減速ペダル14)のみにより制動力及び駆動力を制御する効果、すなわち、従来と同様の効果を奏することが可能となる。
(2)所定操作量補正部18が、加減速意図推定部16が推定した運転者の意図が加速意図であると、その加速意図が大きいほど、初期値からの変化量が大きくなるように、所定操作量を小さく補正する。すなわち、運転者の意図が加速意図であると、その加速意図が大きいほど、初期値からの変化量が大きくなるように、所定操作量を減少補正する。
このため、運転者の加速意図が大きいほど、加減速ペダル14の操作量が少ない状態で、車両Vに駆動力のみを発生させることが可能となる。
その結果、運転者が加速意図を持って加減速ペダル14を操作した場合に、運転者の加速意図が大きいほど、加減速ペダル14の操作量が少ない状態で、車両Vに加速度を発生させることが可能となる。これにより、運転者の加速意図に対し、車両Vの挙動への反映度合いを向上させることが可能となる。
(3)加減速意図推定部16が、加減速ペダル14の操作速度が増加して操作速度閾値(第一操作速度閾値、第二操作速度閾値)を超えると、運転者の意図が加速意図であると推定する。
このため、加減速ペダル14の操作、すなわち、運転者による車両Vの操縦時に必須の動作に基づく加減速ペダル14の操作速度を参照することにより、運転者の意図を推定することが可能となる。
その結果、運転者の意図を推定するための構成を車両Vに追加することなく、運転者の意図を推定することが可能となる。
(4)所定操作量補正部18が、加減速意図推定部16が推定した運転者の意図が加速意図から車速維持意図に変化すると、加速意図の大きさに応じて補正した所定操作量が時間の経過につれて初期値へ復帰するように、所定操作量を補正する。
このため、車両Vに発生させる駆動力を、運転者の意図が車速の維持となった時点で即座に減少させることなく、時間の経過につれて徐々に減少させることが可能となる。
その結果、中立点の変化によって駆動力の大きさが変化していることを、運転者が直接的に感じることを抑制し、車速維持意図を有する運転者が失速感を感じることを抑制することが可能となる。これにより、運転者の意図を、車両Vの挙動に反映させることが可能となる。
(5)所定操作量補正部18が、加減速意図推定部16が推定した運転者の意図が加速意図から減速意図に変化すると、加速意図の大きさに応じて補正した所定操作量が時間の経過につれて初期値へ復帰するように、所定操作量を補正する。
このため、車両Vに発生させる駆動力を、運転者の意図が加速から減速へ変化した時点で即座に減少させることなく、時間の経過につれて徐々に減少させることが可能となる。
その結果、意図が加速から減速へ変化した運転者による加減速ペダル14の操作状態に応じて、減速状態の車両Vに発生させる駆動力及び制動力を変化させることが可能となる。これにより、車両Vに発生する前後方向への加速度を、減速意図を有する運転者により制御することが可能となり、運転者の意図を、車両Vの挙動に反映させることが可能となる。
(6)本実施形態の制駆動力制御装置1の動作で実施する制駆動力制御方法では、運転者の意図が加速意図であると判断すると、初期値の所定操作量に対応する操作量よりも少ない加減速ペダル14の操作量で駆動力が発生するように、所定操作量を小さく補正する。すなわち、運転者の意図が加速意図であると、初期値の所定操作量に対応する操作量よりも少ない加減速ペダル14の操作量で駆動力指令値を設定するように、所定操作量を減少補正する。
このため、運転者の意図が加速意図であると、初期値の所定操作量に対応する操作量よりも少ない加減速ペダル14の操作量で、検出した加減速ペダル14の操作量の増加分に応じた駆動力を、車両Vに発生させることが可能となる。
その結果、運転者が加速意図を持って加減速ペダル14を操作した場合に、加減速ペダル14の操作量が初期値の所定操作量未満であっても、車両Vに駆動力を発生させて加速度を発生させることが可能となる。これにより、加減速ペダル14の操作量が初期値から変化させた所定操作量未満である領域、すなわち、車両Vに制動力が発生する領域を減少させることが可能となるため、運転者の加速意図に対し、車両Vの挙動への反映度合いを向上させることが可能となる。
また、運転者の意図が加速意図ではない場合には、初期値の所定操作量において、制動力から駆動力への出力の切り換えを行う。このため、運転者の意図が加速意図ではない場合には、一つのペダルのみにより制動力及び駆動力を制御する効果、すなわち、従来と同様の効果を奏することが可能となる。
(変形例)
(1)本実施形態では、動力ユニット12を、エンジンを用いて形成したが、動力ユニット12の構成は、これに限定するものではない。すなわち、動力ユニット12を、例えば、モータを用いて形成してもよく、また、エンジン及びモータを用いて形成してもよい。
(2)本実施形態では、制駆動力操作子を運転者が足で踏み込み操作する加減速ペダル14としたが、制駆動力操作子の構成は、これに限定するものではない。すなわち、例えば、制駆動力操作子を、運転者が手で操作するレバーとしてもよい。
1 制駆動力制御装置
2 アクセル操作量センサ
4 制駆動力コントローラ
6 ブレーキアクチュエータ
8 ホイールシリンダ
10 動力コントロールユニット
12 動力ユニット
14 加減速ペダル
16 加減速意図推定部
18 所定操作量補正部
20 加減速G算出部
22 制動力算出部
24 駆動力算出部
V 車両

Claims (6)

  1. 制駆動力操作子の操作量に応じて車両に発生させる制動力の指令値である制動力指令値または駆動力の指令値である駆動力指令値を設定する制駆動力制御装置であって、
    前記制駆動力操作子の操作量を検出する操作子操作量検出部と、
    前記操作子操作量検出部が検出した操作量が未操作の状態から所定操作量未満である範囲では、前記検出した操作量の増加に応じて前記制動力指令値を予め設定した初期制動力指令値から減少させ、前記検出した操作量が前記所定操作量以上である範囲では、前記所定操作量と検出した操作量との偏差に応じた前記駆動力指令値を設定する制駆動力制御部と、
    前記操作子操作量検出部が検出した操作に応じて、前記運転者の加減速の意図を推定する加減速意図推定部と、
    前記加減速意図推定部が推定した運転者の加減速の意図に応じて、前記所定操作量を補正する所定操作量補正部と、を備え、
    前記所定操作量補正部は、前記運転者の意図が加速意図であると判断すると、前記所定操作量を小さく補正することを特徴とする制駆動力制御装置。
  2. 前記所定操作量補正部は、前記加減速意図推定部が推定した運転者の意図が加速意図であると、当該加速意図が大きいほど前記所定操作量を小さく補正することを特徴とする請求項1に記載した制駆動力制御装置。
  3. 前記加減速意図推定部は、前記操作子操作量検出部が検出した操作量に基づいて算出した前記制駆動力操作子の操作速度が増加して予め設定した操作速度閾値を超えると、前記運転者の意図が加速意図であると推定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載した制駆動力制御装置。
  4. 前記所定操作量補正部は、前記加減速意図推定部が推定した意図が加速意図から車速維持意図に変化すると、前記加速意図の大きさに応じて補正した前記所定操作量が時間の経過につれて初期値へ復帰するように、前記所定操作量を補正することを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載した制駆動力制御装置。
  5. 前記所定操作量補正部は、前記加減速意図推定部が推定した意図が加速意図から減速意図に変化すると、前記加速意図の大きさに応じて補正した前記所定操作量が時間の経過につれて初期値へ復帰するように、前記所定操作量を補正することを特徴とする請求項1から請求項4のうちいずれか1項に記載した制駆動力制御装置。
  6. 制駆動力操作子の操作量に応じて車両に発生させる制動力の指令値である制動力指令値または駆動力の指令値である駆動力指令値を設定する制駆動力制御方法であって、
    前記制駆動力操作子の操作量を検出し、
    前記検出した操作量が未操作の状態から所定操作量未満である範囲では、前記検出した操作量の増加に応じて前記制動力指令値を予め設定した初期制動力指令値から減少させ、前記検出した操作量が前記所定操作量以上である範囲では、前記所定操作量と検出した操作量との偏差に応じた前記駆動力指令値を設定し、
    前記検出した操作に応じて推定した運転者の加減速の意図が加速意図であると判断すると、前記所定操作量を小さく補正することを特徴とする制駆動力制御方法。
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