JP5556909B2 - 車両用制御装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、搭乗者の操作に基づいて車両を制御する装置およびその製造方法に関するものである。

車両は、運転者が加減速操作およびステアリング操作などの操作を行うことによって走行、旋回、停止する。これらの操作に伴って車両に生じる挙動の変化は、それらの操作系の特性に応じたものとなり、操作量に対する挙動の変化量が相対的に大きい特性であれば、スポーティな走行を行う場合に適したものとなり、これとは反対に操作量に対する挙動の変化量が相対的に小さく、あるいはゆっくり生じる特性であれば、いわゆるマイルドな走行を行う場合に適し、あるいは燃費がよくなる。

アクセル操作することによる加速度もしくは駆動力や、ステアリング操作することによるヨーレートなどは、ウェーバー・へフナーの法則における刺激量と感覚量として把握することができる。そこで、例えば特開２００９−４１５４４号公報に記載された発明では、運転者の操作量の変化に対して、目標駆動力などの制御量を指数関数的に変化させるように構成した装置が記載されている。この特開２００９−４１５４４号公報に記載された装置によれば、運転者が加減速操作などの操作を行った場合、違和感のない車両の挙動の変化が生じる、とされている。また、特開２００９−８３５４２号公報には、駆動力などの感覚量と、アクセル開度などの刺激量との関係を規定する指数関数における係数を、車両の走行状態や走行している環境に応じて変更するように構成された制御装置が記載されている。

なお、駆動力特性は車種や車格などによって異なり、また車両に対して要求もしくは規定する駆動力特性は運転者によって異なる。そのような要求を可及的に満たすようにするために、特開２００９−１４９１６１号公報に記載された装置は、複数種類の駆動モードを備え、スイッチ操作によってそれらの駆動モードを選択するように構成されている。

上述した特開２００９−４１５４４号公報に記載されている装置によれば、例えば駆動力を制御する場合、アクセル開度が大きくなるのに従って駆動力が指数関数的に増大する。これに対して車両における最大駆動力には、エンジンなどの動力源や変速機などのいわゆるパワートレーンの構造に応じた上限値が存在するから、アクセルペダルを大きく踏み込んだ場合などにおいては、駆動力あるいは加速度が最大値程度に増大した後、その増大傾向が急激に低下することになり、これが違和感となる可能性がある。

これに対して特開２００９−８３５４２号公報に記載された装置によれば、目標駆動力あるいは目標加速度を求める関数における係数を、車両の走行状態や走行環境に応じた値とするので、アクセルペダルを大きく踏み込んだ場合などの操作量が大きい場合の違和感を抑制することができる。しかしながら、最大駆動力やアクセルペダルの最大踏み込み量（最大ストローク）などは、車種や車格によって異なっているから、上記の係数は車種や車格毎に決めることになる。このような係数の好ましい値は、実際の走行で得られるデータに基づいて設定しているのが実情であり、そのため車両の設計や製造に要する工数が多くなるなどの課題があった。また、特開２００９−１４９１６１号公報に記載されているように複数の駆動モードを備えている車両にあっては、各駆動モード毎に走行試験を行って、操作量と制御量との関係を定める関係式もしくは係数を定めることになるので、車両の設計や製造に要する工数が更に増大する可能性があった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、操作量に対する制御量もしくはその変化量である制御特性を容易に設定することができるとともに、車種や車格に拘わらず統一もしくは近似した制御特性を容易に設定することのできる車両用制御装置およびその製造方法を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、車両の搭乗者による操作量に応じた制御量を求め、その制御量によって車両を制御する車両用制御装置において、前記操作量が小さい第１の領域では、操作量が大きくなるのに従って制御量の増大勾配が大きくなり、前記操作量が大きい第２の領域では、操作量が大きくなるのに従って制御量の増大勾配が小さくなるように、前記制御量を前記操作量のべき乗で求める演算部を備え、その演算部における前記制御量を求めるためのべき指数は、最小から最大までの各操作量に対する制御量が、最大制御量が異なる予め定めた基準車両における各操作量に対する制御量との差が予め定められた基準範囲内に入る量となるように求められたべき指数であることを特徴とするものである。

また、この発明は、上記の発明において、前記べき指数は、車速毎に前記操作量の最大値に応じて定められていることを特徴とする車両用制御装置である。

さらに、この発明は、上記のいずれかの発明において、前記演算部は、前記操作量のべき乗に係数を掛け合わせて前記制御量を算出するように構成され、かつその係数は、操作量の最大値と制御量の最大値とに基づいて求められるように構成されていることを特徴とする車両用制御装置である。

さらにまた、この発明は、上記のいずれかの発明において、前記車両は、複数の走行モードを選択するモード選択手段を備え、前記べき指数は、走行モード毎に設定されていることを特徴とする車両用制御装置である。

この発明における車両は、前記走行モードが切り替えられることにより、操作可能な最大操作量を切り替え後の走行モードにおける前記べき指数に応じて変更する操作量変更手段を更に備えることができる。

そして、この発明は、上記のいずれかの発明において、前記車両は、アクセル操作によって出力が増減される動力源を有し、前記操作量は前記アクセル操作量を含み、前記制御量は、目標加速度もしくは目標駆動力を含むことを特徴とする車両用制御装置である。

上記の発明における前記演算部は、下記式で目標加速度もしくは目標駆動力を求めるように構成されていてよい。
Ｇx＝ｃ・Ｐｓ^ｋ＋ＧX0
ｃ＝（Ｇxmax−Ｇx0）／Ｐｓmax^ｋ
但し、Ｇxは目標加速度もしくは目標駆動力、ｃは係数、Ｐｓは前記車両のアクセル開度、Ｐｓmaxは前記車両の最大アクセル開度、Ｇx0は前記車両の最小加速度もしくは最小駆動力、Ｇxmaxは前記車両の最大加速度もしくは最大駆動力、ｋはべき指数。

一方、この発明の方法は、アクセル開度に応じた目標加速度もしくは目標駆動力を求め、その目標加速度もしくは目標駆動力となるように車両を制御する車両制御装置の製造方法において、基準となる車両として選択した車両についての下記式における係数ｃおよびべき指数ｋを定め、最大加速度もしくは最大駆動力が前記車両とは異なる他の車両におけるアクセル開度に対する目標加速度もしくは目標駆動力の関係が、前記車両におけるアクセル開度に対する目標加速度もしくは目標駆動力の関係に予め定めた範囲内で近似するように前記係数ｃおよびべき指数ｋを設定することにより、前記他の車両についての下記式を求めて、その式に基づいて目標加速度もしくは目標駆動力を算出するように前記車両用制御装置を製造することを特徴とする方法である。
Ｇx＝ｃ・Ｐｓ^ｋ＋ＧX0
ｃ＝（Ｇxmax−Ｇx0）／Ｐｓmax^ｋ
但し、Ｇxは目標加速度もしくは目標駆動力、ｃは係数、Ｐｓは前記車両のアクセル開度、Ｐｓmaxは前記車両の最大アクセル開度、Ｇx0は前記車両の最小加速度もしくは最小駆動力、Ｇxmaxは前記車両の最大加速度もしくは最大駆動力、ｋはべき指数。

この発明によれば、目標加速度や目標駆動力あるいは目標ヨーレートなどの制御量が、アクセル開度や操舵角度などの操作量をべき乗して求められ、かつその演算式もしくはべき指数は、操作量が相対的に小さい第１の領域では、制御量の増大勾配が大きく、また操作量が相対的に大きい第２領域では、制御量の増大勾配が小さくなるように設定されている。したがって、操作量が次第に大きくなって制御量が最大値に近づくに従って制御量増大勾配が次第に小さくなるので、操作量が大きいにも拘わらず、制御量が急激に低下するなどの違和感を防止もしくは抑制することができる。また、この発明では、制御量を求めるための演算式におけるべき指数が、基準として予め選択した車両における制御量と一致もしくは近似した制御量となるように設定されるので、べき指数を最大操作量もしくは最大制御量に基づいて修正もしくは補正することにより、基準車両と同等もしくは近似した制御特性を設定することができる。言い換えれば、実際に走行してデータを得るなどの工数を費やすことなく、数値処理によって、好ましい制御特性の車両を得ることができる。

また、この発明によれば、複数の走行モードを選択できるように構成されている場合、上記のべき指数がそれらの走行モード毎に設定されているので、選択された走行モードに適した制御特性を得ることができる。

さらに、この発明によれば、他の車両におけるアクセル開度に対する目標加速度もしくは目標駆動力の関係である駆動特性と同様もしくは近似した駆動特性を、最大操作量もしくは最大駆動力に基づいて設定することができ、したがって車両の制御特性もしくは駆動特性を容易に設定することができる。また、この発明によれば、車両の制御特性もしくは駆動特性を容易に設定できる制御装置を得ることができる。

この発明に係る制御装置による要求加速度特性線を模式的に示す図である。 走行モードごとの要求加速度特性線を模式的に示す図である。 走行モードに応じてアクセルストロークを変更する制御系統を説明するためのブロック図である。 この発明の制御を実行可能な車両の構成を示す概念図である。 図４に示す車両における駆動トルクの制御系統を説明するためのブロック図である。

この発明は、搭乗者による操作に応じて走行し、旋回し、また停止し、さらには搭載されている各種の機器が動作するように構成された車両を対象とする制御装置である。この種の制御装置は、操作量を制御データに置き換え、その制御データを使用した演算によって制御指令データを作成し、さらにその制御指令データを制御量に置き換えて実際の制御を実行するように構成されている。したがって、その演算や置き換えの際の処理の仕方あるいは係数もしくはゲインなどによって、得られる制御量が異なる。すなわち、処理の仕方あるいは係数もしくはゲインなどが、制御特性に影響することになる。

上記の制御特性に応じて得られる制御量は、車両においては加減速度や旋回性能などとして実現され、その結果としての車両の挙動は、搭乗者にとっては乗り心地や動力性能などとして体感される。したがって、前述した制御特性は、搭乗者（特に運転者）の意図に即した挙動を実現できる特性であることが望まれる。一例として加減速特性について説明すると、アクセルペダルが踏み込まれると、加速要求が生じていると判断され、その加速要求を満たすように駆動トルクが増大させられる。そのアクセルペダルの踏み込み量と、目標とする加速度もしくは実際に発生する加速度との関係を加速特性と称することができ、小さいアクセル開度で大きい駆動トルクを発生する特性であれば、いわゆるスポーティな車両となる。また反対にアクセルペダルの踏み込み量に対する駆動トルクの増大の程度が緩やかであれば、いわゆるコンフォートな車両となる。このような車両特性は、車種や車格などに応じて設計段階で決定される。また、車両の構造や搭載されているパワートレーンの構造などによって、アクセルペダルの最大踏み込み量や、出力可能な最大出力（最大駆動力）が決まってしまうから、アクセル開度に対する駆動力（もしくは駆動トルク）は、車種や車格ごとに設定することになる。

この発明に係る制御装置は、上記のように、車種や車格などに応じて設定するべき制御特性を、統一的に設定でき、また演算に基づいて容易に設定できるように構成されている。その制御装置が搭載される車両は、従来知られている車両と同様の構造のものであってよく、一例としてアクセル操作されて加減速する車両である。例えば図４に示すように、駆動力源１に変速機（Ｔ／Ｍ）２が連結されており、その変速機２から出力されるトルクを終減速機３から左右の駆動輪４に伝達するように構成されている。その駆動力源１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関によって構成され、あるいはモータによって構成され、もしくはこれらを組み合わせたハイブリッド装置（ＨＶ）によって構成されている。

また、加減速操作するためのアクセルペダル５が設けられており、その踏み込み量であるアクセル開度が図示しないセンサで検出され、操作量として電子制御装置（ＥＣＵ）６に入力されている。この電子制御装置６は、マイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータおよび予め記憶しているデータならびにプログラムによって演算を行って適宜の制御指令信号を出力するように構成されている。その制御の一例として、アクセル開度で表されている駆動要求量と車速とに基づいて要求加速度（目標加速度）を算出し、その要求加速度を達成する駆動トルク（目標駆動力）を算出する。図５はその制御系統を説明するためのブロック図であり、アクセルペダル５の踏み込み量もしくは駆動要求量を検出するペダル開度検出手段Ｂ１と、車速を検出する車速検出手段Ｂ２とが設けられており、これらの検出手段Ｂ１，Ｂ２による検出信号が要求加速度算出手段Ｂ３に入力されている。

その要求加速度の算出は、従来知られている演算部で行えばよく、例えば車速とペダル開度とをパラメータとして要求駆動力を定めたマップを用意しておき、そのマップから要求駆動力を求め、その要求駆動力と車両質量とにより要求加速度を求めればよい。さらに、この要求加速度に基づいて要求駆動トルクを制御する駆動トルク制御手段Ｂ４が設けられている。駆動トルクは、動力源１の出力トルク、変速機２の変速比、終減速機３のギヤ比、タイヤ径などに基づいて算出でき、これは従来知られている演算であってよい。そして、駆動トルク制御手段Ｂ４は、こうして求められた駆動トルクを達成するように、動力源１および変速機２に制御信号を出力するように構成されている。

この発明に係る制御装置は、上記の要求加速度を算出するための演算を、いわゆる加速感が良好になるように予め設定した演算式によって行うように構成された演算部を備えている。車両における加速感（加速フィーリング）は、運転者がアクセル操作した結果として体感される加速度が、運転者の意図した加速度もしくは潜在的に想像する加速度と一致もしくは近似している場合に良好になる。これは、ウェーバー・へフナーの法則における操作量とその操作によって得られる刺激の大きさとして把握することができ、アクセル開度を操作量とし、加速度を刺激の大きさとした場合、人間にとって心地のよい加速度は、アクセル開度をべき乗したものとして一般化できる。その詳細は、特開２００９−８６５４２号公報に記載されており、加速度を「α」、車速に応じた係数を「ｃ」、アクセル開度を「Ａ」、べき指数を「ｋ」とした場合、
α＝ｃ・Ａ^ｋ
で表される。なお、べき指数ｋは、アクセル開度Ａの関数であって、アクセル開度Ａが小さい状態では、「１」より大きい値をとり、アクセル開度Ａが増大するのに従って次第に小さくなり、最大アクセル開度に近付くに従って「１」より小さい値とをとるように車速ごとに設定されている。

アクセル開度ＡはアクセルストロークＰｓに置き換えることができ、また上記の加速度αは、要求加速度Ｇｘに置き換えることができるので、上記の式を書き換えると、
Ｇｘ＝ｃ・Ｐｓ^ｋ＋Ｇｘ0
となる。ここで、係数ｃは
ｃ＝（Ｇｘmax−Ｇｘ0）／Ｐｓmax^ｋ
である。また、Ｇｘ0は車両がアイドリング状態で発生する最小加速度であって、クリープトルクによって発生する加速度であり、またＧｘmaxは、対象としている車両での最大アクセルストロークＰｓmaxで発生する最大加速度である。

上記のべき指数ｋは、アクセルストロークが最大値Ｐｓmaxに近づくのに従って、すなわち要求加速度が最大値Ｇｘmaxに近づくのに従って次第に小さい値になるように構成されている。しかしながら、その値の取り方によっては、アクセルストロークＰｓに対する要求加速度Ｇｘもしくは要求駆動力（以下、これらをまとめて要求加速度と記す）が大きくなり、あるいは反対に小さくなるので、べき指数ｋを適宜に決めて、アクセル操作によって得られる要求加速度が、運転者にとって好ましいものとなるようにすることになる。その場合、好ましい要求加速度とは、車両の搭乗者が体感して評価されるものであり、また好みには個人差がある。したがって、上記のべき指数ｋを決めるにあたっては、複数の運転者による実車による走行試験を行い、各アクセルストロークに対する好ましい要求加速度とを求め、頻度の高い要求加速度が算出されるように上記のべき指数ｋを車速ごとに求める。

図１には、予め基準車両として選定した車両で実際に走行して得られた各アクセルストロークＰｓに対応する好ましい要求加速度Ｇｘをプロットしてあり、こうして得られた要求加速度の変化の傾向は、上述した式で表される要求加速度Ｇｘの変化の傾向とほぼ一致している。そこで、この発明に係る制御装置は、実際の走行で得られた要求加速度の平均的な値に一致もしくは所定の範囲で近似するように、上記のべき指数ｋが定められている。その場合、上記の式における係数ｃも、上記の基準車両における設計上定められている最大加速度Ｇｘmaxおよび最小加速度Ｇｘ0ならびにべき指数ｋに基づいて求められている。図１における太い実線は、基準車両について上記のようにして求めた要求加速度Ｇｘの特性線である。動力源１やこれを含むパワートレーンあるいはアクセルペダル５などの操作機構の構造が同一の車種あるいは車格の車両の制御装置は、基準車両と同一の要求加速度特性線もしくはこれを表す上記の演算式が格納され、アクセルストロークに対する要求加速度が求められる。

これに対して車種あるいは車格が異なる他の車両の制御装置については、基準車両における要求加速度特性線に基づいた要求加速度の特性が設定される。具体的には、各車種もしくは各車格における最大アクセルストロークＰｓmaxおよびその最大アクセルストロークＰｓmaxで達成される最大加速度Ｇｘmaxを前述した要求加速度Ｇｘの式に代入して、各アクセルストロークＰｓに対応する要求加速度Ｇｘを求める。言い換えれば、各車種もしくは各車格ごとの最大アクセルストロークＰｓmaxおよびその最大アクセルストロークＰｓmaxに対応する最大要求加速度Ｇｘmaxに応じた要求加速度特性を設定する。図１には、基準車両に基づいて設定した他の車両についての要求加速度特性の例を細い実線で示してある。

なお、その場合、車種や車格などによっては、車室の広さやシートの構造（もしくは軟らかさ）、車室内でのエンジン音の大きさなどが基準車両とは異なり、これが要因となって同じ加速度であっても搭乗者が感じ取る加速感が異なる場合がある。したがって、図１に太い実線で示す基準車両の要求加速度特性に基づいて、数値処理によって他の車種もしくは車格の車両の要求加速度特性を設定する際には、上述した各要因に基づく加速感の相違を要求加速度特性に反映させるように、上記の式で得られる要求加速度を調整することは適宜行うことができる。このような調整は、上述した基準車両についての要求加速度特性の演算式を利用して、基準車両とは異なる車種もしくは車格の車両についての演算式を求め、こうして得られた要求加速度特性で実際にテスト走行して、前記べき指数あるいは係数ｃを調整すればよい。その結果得られる要求加速度は、基準車両における要求加速度を中心とした所定の範囲内に入ったものとなる。すなわち基準車両における要求加速度との差が予め定めた所定の基準範囲内に入る。このような調整のための工数は、当該対象とする車両の要求加速度特性を全く最初から設定する場合の工数に比較して格段に少なく、簡易なものである。

図１に示す要求加速度特性について更に説明すると、要求加速度特性を決めているべき指数ｋは、アクセルストロークＰｓが「０」から僅かに増大するまでの第１の領域では相対的に大きい値になっている。より正確には、「１」より大きい値になっている。その第１の領域によりもアクセルストロークＰｓが大きい第２の領域では、べき指数ｋは次第に小さくなるように変化する。その変化の過程でべき指数ｋは「１」およびこれに近い値をとる。したがって、アクセルストロークＰｓが相対的に小さい第１の領域では、アクセルストロークＰｓに対応する要求加速度Ｇｘは、最大要求加速度Ｇｘmaxが大小に異なるいずれの要求加速度特性においても、近似した値となっている。そして、第１の領域と第２の領域との境界の前後の範囲では、べき指数ｋが「１」に近い値になっており、これを超えると、アクセルストロークＰｓの増大に伴う要求加速度Ｇｘの増大の勾配が次第に小さくなり、最大要求加速度Ｇｘmaxの直前では、増大勾配がきわめて小さくなる。言い換えれば、増大がほぼ飽和する。

このような要求加速度Ｇｘの増大勾配の減少の開始点は、最大加速度が大きい車両ほど、大きいアクセルストロークＰｓ側に偏っており、したがってアクセルストロークＰｓに対応する要求加速度Ｇｘは、最大加速度が互いに異なる車両もしくは制御装置ごとに、大きいアクセルストロークＰｓ側で相違することになる。言い換えれば、アクセルストロークＰｓのいわゆる常用域が、図１に示す各要求加速度特性線の重なる領域に設定することが可能であり、こうすることにより、車種あるいは車格が異なってもアクセルストロークＰｓに対する要求加速度Ｇｘが同じになり、もしくはきわめて近似したものとなる。すなわち、この発明の制御装置あるいはその製造方法によれば、各車種もしくは各車格の車両における加速特性を同一もしくは近似させることができ、これらの車両の間で乗り換えても、アクセルペダル５を所定量踏み込んだ場合に得られる加速度が、乗り換えの前後で同一もしくは近似して、しかも操作量に対する刺激の変化量である加速度が心地良いものとなる。そして、そのような搭乗者にとって加速性もしくは運転操作性の良好な車両を、基準車両の特性に基づく数値処理もしくはこれに僅かな調整を加えることにより、容易に得ることができる。

なお、比較のために、最大アクセルストロークＰｓmaxに対する現在の実アクセルストロークの割合に基づいて要求加速度を求めるように構成した場合の要求加速度特性について説明すると、このように構成した制御装置によれば、要求加速度を簡単な比例計算で求めることができる半面、アクセル操作によって得られる加速度が運転者の期待もしくは感性からずれたものとなってドライバビリティが損なわれる可能性がある。また、アクセルペダルの踏み込み量に対する加速度が、車種もしくは車格ごとに異なってしまう可能性がある。さらに、現在のアクセルストロークもしくはアクセル開度の最大アクセルストロークもしくは最大開度に対する比率をべき指数として要求加速度を求めるように構成すると、アクセル操作量の増大に伴って要求加速度の増大勾配が大きくなり、その状態で最大要求加速度に達してしまい、それ以上には要求加速度が増大しないから、要求加速度が急に制限されるなどのことによる違和感が生じる可能性がある。

結局、この発明に係る上述した制御装置によれば、予め設定してある基準車両における要求加速度特性もしくはその演算式を、最大アクセルストロークＰｓmaxおよびその最大アクセルストロークＰｓmaxに基づいて修正もしくは調整して要求加速度特性を設定できるので、少ない工数で製造することができる。また、その要求加速度特性は、アクセルストロークの関数で表されるべき指数で、アクセルストロークをべき乗して要求加速度を求めるように構成されているので、アクセル操作量に対する要求加速度が運転者の加速フィーリングにマッチしたものとなり、車両のドライバビリティを向上させることができる。さらに、最大アクセルストロークＰｓmaxおよびその最大アクセルストロークＰｓmaxが異なる車種あるいは車格の車両における要求加速度特性を容易に共通化することができる。そして、この発明に係る制御装置の製造方法は、上述したように、既に得られている基準車両における要求加速度特性もしくはその演算式を、前記所定の車両における最大アクセルストロークＰｓmaxおよびその最大アクセルストロークＰｓmaxに基づいて修正もしくは調整することにより、新たな所定の車両についての要求加速度特性を設定する方法であるから、新たな車両に搭載する制御装置による要求加速度特性を容易に設定することができる。

ところで、図１から知られるように、最大加速度が相対的に小さい車両における所定のアクセルストロークにおける要求加速度と、最大加速度が相対的に大きい車両における所定のアクセルストロークにおける要求加速度とを比較すると、アクセルストロークが大きい場合には（すなわち前述した第２の領域では）、後者の要求加速度が大きい値になる。前述した演算式は、このような変化をもたらす特性を持っているので、これを有効に利用して車両の機能もしくは走行特性に多様性を持たせることができ、またそのような多様性を容易に設定することができる。その多様性の一例を挙げると、アクセルペダル５を大きく踏み込んだ場合の要求加速度（もしくは達成される加速度）が大小に異なる複数の走行モードを設けることである。

図２は、最大アクセルストロークＰｓmaxおよびその最大アクセルストロークＰｓmaxがそれぞれ大小に異なる三つの走行モード、すなわちパワーモード、ノーマルモード、エコモードにおける要求加速度特性を示している。これらの走行モードは、単一の車両において選択して設定できるモードであって、パワーモードは、アクセルストロークおよびアクセルストロークに応じた加速度（駆動力）を、機構上可能な最大限まで達成できるようにしたモードであり、ノーマルモードは、アクセルストロークおよび出力可能な加速度（駆動力）をほぼ半分に制限したモードであり、さらにエコモードは、燃費が向上するように、アクセルストロークおよびそれに応じた加速度（駆動力）を更に小さく制限したモードである。

このような走行モードの選択は、スイッチ操作によって行うように構成することができる。例えば図３にブロック図で示すように、運転者によって操作されるモード切替スイッチ１０が運転者が操作できる箇所に設けられており、そのモード切替スイッチ１０から出力される信号に基づいてアクセルペダル５のストロークを調整するペダルストローク調整手段１１が設けられている。そのペダル調整手段１１は、モード切替スイッチ１０によってパワーモードが選択されている場合、アクセルペダル５のストロークの制限を行わず、したがって前述した要求加速度Ｇｘを算出する演算式における最大アクセルストロークＰｓmaxとして機構上可能な最大値を設定し、またそれに応じた最大加速度Ｇｘmaxとして機構上可能な最大値を設定するように構成されている。また、モード切替スイッチ１０によってノーマルモードが選択されている場合、アクセルペダル５のストロークをほぼ半分に制限し、したがって前述した要求加速度Ｇｘを算出する演算式における最大アクセルストロークＰｓmaxとして機構上可能な最大値のほぼ半分の値が設定され、またそれに応じた最大加速度Ｇｘmaxとして機構上可能な最大値のほぼ半分の値が設定される。さらに、モード切替スイッチ１０によってエコモードが選択されている場合、アクセルペダル５のストロークは燃費を重視した小さいストロークに制限され、したがって前述した要求加速度Ｇｘを算出する演算式における最大アクセルストロークＰｓmaxとして、その制限された小さい最大アクセルストロークに対応する値が設定され、またそれに応じた最大加速度Ｇｘmaxの値が設定される。したがって、各走行モードにおける要求加速度特性を示す線は、アイドリング状態でのクリープトルクに基づく最小加速度Ｇｘ0を基点とした互いに相似形状の曲線となり、それぞれの最大アクセルストロークＰｓmaxおよびその最大アクセルストロークＰｓmaxの値が、パワーモードで最大で、ノーマルモードおよびエコモードの順に小さくなる特性線となる。

上記のように構成された複数の走行モードを選択可能な制御装置によれば、走行モードが切り替えられることによって、最大アクセルストロークＰｓmaxおよびその最大アクセルストロークＰｓmaxの値を変更することにより選択された走行モードに適した要求加速度特性を設定することができ、またそれぞれの要求加速度特性として加速フィーリングの良好な特性を設定することができる。特に図２および図３を参照して説明したように構成した制御装置によれば、最大アクセルストロークより小さいアクセルストロークの範囲では、いずれの走行モードであっても各アクセルストロークに対応した要求加速度が同一もしくは近似した値となり、走行モードの変更に伴ってアクセルペダル５の操作間隔に違いが生じるなどの違和感を未然に防止もしくは抑制することができる。

この発明に係る制御装置は、上述のようにして目標加速度（もしくは目標駆動力）を求めるように構成されており、その目標駆動力もしくは目標駆動力を達成するように、前述した電子制御装置６から動力源１や変速機２に指令信号が出力されて動力源１の出力トルクや変速機２での変速比が制御される。

なお、上記の具体例では、操作量をアクセルストロークとし、その結果得られる制御量を要求加速度とした例を挙げたが、この発明は上記の具体例に限定されないのであって、操舵角度を操作量とし、ヨーレートを制御とする制御装置など、車両における他の操作量に基づいて制御量を設定する装置にも適用することができる。

Claims (8)

1. 車両の搭乗者による操作量に応じた制御量を求め、その制御量によって車両を制御する車両用制御装置において、
   前記操作量が小さい第１の領域では、操作量が大きくなるのに従って制御量の増大勾配が大きくなり、前記操作量が大きい第２の領域では、操作量が大きくなるのに従って制御量の増大勾配が小さくなるように、前記制御量を前記操作量のべき乗で求める演算部を備え、
   その演算部における前記制御量を求めるためのべき指数は、最小から最大までの各操作量に対する制御量が、最大制御量が異なる予め定めた基準車両における各操作量に対する制御量との差が予め定められた基準範囲内に入る量となるように求められたべき指数である
   ことを特徴とする車両用制御装置。
2. 前記べき指数は、車速毎に前記操作量の最大値に応じて定めら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. 前記演算部は、前記操作量のべき乗に係数を掛け合わせて前記制御量を算出するように構成され、かつその係数は、操作量の最大値と制御量の最大値とに基づいて求められるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用制御装置。
4. 前記車両は、複数の走行モードを選択するモード選択手段を備え、
   前記べき指数は、走行モード毎に設定されている
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用制御装置。
5. 前記車両は、前記走行モードが切り替えられることにより、操作可能な最大操作量を切り替え後の走行モードにおける前記べき指数に応じて変更する操作量変更手段を更に備えていることを特徴とする請求項４に記載の車両用制御装置。
6. 前記車両は、アクセル操作によって出力が増減される動力源を有し、
   前記操作量は前記アクセル操作量を含み、
   前記制御量は、目標加速度もしくは目標駆動力を含む
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の車両用制御装置。
7. 前記演算部は、下記式で目標加速度もしくは目標駆動力を求めるように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の車両用制御装置。
   Ｇx＝ｃ・Ｐｓ^ｋ＋ＧX0
   ｃ＝（Ｇxmax−Ｇx0）／Ｐｓmax^ｋ
   但し、Ｇxは目標加速度もしくは目標駆動力、ｃは係数、Ｐｓは前記車両のアクセル開度、Ｐｓmaxは前記車両の最大アクセル開度、Ｇx0は前記車両の最小加速度もしくは最小駆動力、Ｇxmaxは前記車両の最大加速度もしくは最大駆動力、ｋはべき指数。
8. アクセル開度に応じた目標加速度もしくは目標駆動力を求め、その目標加速度もしくは目標駆動力となるように車両を制御する車両制御装置の製造方法において、
   基準となる車両として選択した車両についての下記式における係数ｃおよびべき指数ｋを定め、
   最大加速度もしくは最大駆動力が前記車両とは異なる他の車両におけるアクセル開度に対する目標加速度もしくは目標駆動力の関係が、前記車両におけるアクセル開度に対する目標加速度もしくは目標駆動力の関係に予め定めた範囲内で近似するように前記係数ｃおよびべき指数ｋを設定することにより、前記他の車両についての下記式を求めて、その式に基づいて目標加速度もしくは目標駆動力を算出するように前記車両用制御装置を製造する
   ことを特徴とする車両用制御装置の製造方法。
   Ｇx＝ｃ・Ｐｓ^ｋ＋ＧX0
   ｃ＝（Ｇxmax−Ｇx0）／Ｐｓmax^ｋ
   但し、Ｇxは目標加速度もしくは目標駆動力、ｃは係数、Ｐｓは前記車両のアクセル開度、Ｐｓmaxは前記車両の最大アクセル開度、Ｇx0は前記車両の最小加速度もしくは最小駆動力、Ｇxmaxは前記車両の最大加速度もしくは最大駆動力、ｋはべき指数。

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