JP5563062B2 - アクセルペダル装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両における駆動力及び制動力の発生を、アクセルペダルの操作量に応じて制御するアクセルペダル装置に関する。

アクセルペダルの操作により、車両の加速と減速を制御可能なアクセルペダル装置が存在する｛特開２００１−２６０７１３号公報（以下「ＪＰ２００１−２６０７１３Ａ」という。）｝。ＪＰ２００１−２６０７１３Ａでは、アクセルペダル（１）の操作量が所定値（Ｔ１）以下のときは、スロットル開度（Ｅ）をゼロとし、ブレーキディスク（１４）のブレーキ量（Ｂ）を調節する（例えば、ＪＰ２００１−２６０７１３Ａの要約、図２、図３、図７参照）。

また、アクセルペダルの操作量に応じて、アクチュエータからアクセルペダルに反力を付与する構成が知られている｛国際公開第２００９／１３６５１２号（以下「ＷＯ２００９／１３６５１２Ａ」という。）｝。

上述の通り、ＪＰ２００１−２６０７１３Ａでは、アクセルペダルの操作により、車両の加速と減速を制御可能である。ＪＰ２００１−２６０７１３Ａでは、スロットル開度及びブレーキ量の両方をゼロとすることが開示されると共に（ＪＰ２００１−２６０７１３Ａの図７）、エンジンブレーキについての言及もなされているが（ＪＰ２００１−２６０７１３Ａの段落［０００９］）、スロットル開度をゼロとした際におけるエンジンブレーキの取扱いについては言及されていない。一般に、アクセルペダルを戻すと、エンジンブレーキが作動する。このため、ＪＰ２００１−２６０７１３Ａでは、スロットル開度をゼロにした際、エンジンブレーキが作動しているものと解される。しかし、エンジンブレーキが作動した場合、運転者が意図しない減速が生じてしまう。

また、ＪＰ２００１−２６０７１３Ａでは、アクセルペダルが加速領域又は減速領域のいずれにあるのかを示すものが存在しない。このため、運転者は、アクセルペダルが加速領域又は減速領域のいずれにあるのかを直ちに認識することが困難である。

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、運転者が意図しない減速を避けることが可能な制御装置を提供することを目的とする。

この発明の別の目的は、車両における駆動力の発生と制動力の発生の切替えを運転者が容易に認識することができる制御装置を提供することである。

この発明に係るアクセルペダル装置は、車両に設けられたアクセルペダルと、前記アクセルペダルの操作量を検出する操作量検出装置と、前記アクセルペダルに対して反力を付与するアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する反力制御装置と、前記車両における駆動力及び制動力の発生を制御する走行制御装置とを備え、前記走行制御装置は、前記操作量が、第１閾値を下回る場合、前記制動力を発生させ、前記操作量が、前記第１閾値より大きい第２閾値を上回る場合、前記駆動力を発生させ、前記操作量が前記第１閾値を上回り前記第２閾値を下回る場合、前記駆動力及び前記制動力のいずれも発生させずに、前記車両の慣性走行を許容することを特徴とする。

この発明によれば、アクセルペダルの操作量の調整により、車両の駆動力及び制動力の発生に加え、これらの駆動力及び制動力が発生しない状態での慣性走行を選択することが可能となる。このため、運転者が意図しない制動力の発生により、車両が減速することを避けることが可能となる。加えて、運転者は、例えば、加速から定速走行に移行する際、加速若しくは定速走行から緩やかな減速に移行する際、又は減速から定速走行に移行する際、慣性走行を積極的に活用することが可能となる。

前記反力制御装置は、前記操作量が前記第１閾値又は前記第２閾値を跨って変化するとき、前記反力を大きくしてもよい。これにより、車両において駆動力又は制動力を発生させる状態から慣性走行を可能とする状態に切り替える際、又は、慣性走行を可能とする状態から駆動力又は制動力を発生させる状態に切り替える際、反力を大きくする。このため、運転者は、これらの切替えが行われる操作量を容易に認識することが可能となる。

前記第１閾値及び前記第２閾値は、前記車両の走行状態を切り替えるための操作量の閾値とし、前記第１閾値は、回生領域とニュートラル領域の境界となる値とし、前記第２閾値は、前記ニュートラル領域と力行領域の境界となる値とすることができる。

前記反力制御装置は、前記操作量が前記第２閾値を上回る場合における前記反力を、前記操作量が前記第１閾値と前記第２閾値の間にある場合における前記反力よりも大きく設定してもよい。これにより、駆動力を生じさせている場合と比べ、慣性走行を許容している場合の方が、反力が小さくなる。従って、運転者は、慣性走行を積極的に利用することが可能となる。また、駆動力を生じさせている場合、例えば、先行車、カーブ、信号、一時停止の標識に合わせて反力を大きくすれば、減速の必要性を運転者に報せることが可能となる。

前記制動力は、前記車両に設けられた走行モータの回生動作による制動力を含み、前記アクセルペダルの操作量が小さくなるほど前記回生動作による制動力を大きくしてもよい。これにより、アクセルペダルの操作量に応じて、回生動作による制動力（回生ブレーキの強さ）を調整することが可能となる。従って、運転者の意図に対応した回生動作による制動力を用いての減速が可能となる。

前記アクセルペダル装置は、さらに、アクセルペダルの操作速度を検出する操作速度検出装置を備え、前記走行制御装置は、前記車両の加速又は減速の度合いを判定するための前記操作速度の閾値を前記操作速度が上回る場合、前記第１閾値を大きくするか又は前記第２閾値を小さくしてもよい。これにより、アクセルペダルの操作速度が前記操作速度の閾値を上回る場合、慣性走行を許容する操作量の範囲が狭くなる。このため、慣性走行の必要性が低い場合、例えば、加速若しくは定速状態から急減速に移行する場合、又は減速若しくは定速走行から急加速に移行する場合の操作速度を前記操作速度の閾値として設定しておけば、慣性走行の時間を短くし、速やかに急加速又は急減速に移行することが可能となる。

前記走行制御装置は、前記車両のエンジン及び走行モータによる駆動力及び制動力の発生を制御し、前記操作量が、前記第１閾値を下回る場合、前記エンジン及び前記走行モータの少なくとも一方に前記制動力を発生させ、前記操作量が，前記第２閾値を上回る場合、前記エンジン及び前記走行モータの少なくとも一方に前記駆動力を発生させ、前記操作量が前記第１閾値を上回り前記第２閾値を下回る場合、前記エンジン及び前記走行モータの両方に前記駆動力及び前記制動力のいずれも発生させずに、前記車両の慣性走行を許容してもよい。

この発明の一実施形態に係るアクセルペダル装置を搭載した車両のブロック図である。 アクセルペダルの操作量と、車両の走行状態と、リターンスプリングによる反力とアクチュエータによる反力と、モータによる回生ブレーキ量との関係を示す説明図である。 統合ＥＣＵの閾値算出モジュールが第２閾値を算出するフローチャートである。 アクセルペダルの操作速度と、第２閾値の算出に用いる係数との関係を示す説明図である。 統合ＥＣＵの走行制御モジュールが車両の走行制御を切り替えるフローチャートである。 統合ＥＣＵの反力制御モジュールが、アクチュエータの反力を制御するフローチャートである。 比較例の車両が一時停止の標識で止まる様子の一例を示す説明図である。 前記実施形態の車両が一時停止の標識で止まる様子の一例を示す説明図である。

Ａ．一実施形態
以下、この発明の一実施形態に係るアクセルペダル装置を搭載した車両について図面を参照して説明する。

１．車両１０の構成
図１は、この実施形態に係るアクセルペダル装置１００を搭載した車両１０のブロック図である。車両１０は、例えば、ハイブリッド車両である。或いは、燃料電池車を含む電気自動車であってもよい。車両１０は、アクセルペダル１２と、アクセルペダル１２に反力Ｆｒ＿ｓｐ［Ｎ］を付与するリターンスプリング１４と、操作量センサ１６（操作量検出装置）と、駆動系１８と、反力系２０と、統合電子制御装置（以下「統合ＥＣＵ２２」という。）とを備える。

操作量センサ１６は、アクセルペダル１２の原位置からの踏込み量（操作量θｐ）［度］を検出し、統合ＥＣＵ２２に出力する。

駆動系１８は、車両１０に駆動力を与えるものであり、スロットル弁３０と、エンジン３２と、走行用のモータ３４と、バッテリ３６と、出力制御電子制御装置（以下「出力制御ＥＣＵ３８」という。）と、吸気管４０と、トランスミッション４２と、車輪４４とを備える。

スロットル弁３０は、エンジン３２に接続された吸気管４０の内部に設けられ、出力制御ＥＣＵ３８により操作量θｐ等に応じてその開度（スロットル弁開度θｔｈ）［度］が制御される。すなわち、本実施形態では、いわゆるスロットル・バイ・ワイヤ方式が採用され、スロットル弁３０は、出力制御ＥＣＵ３８からの制御信号Ｓｔによりスロットル弁開度θｔｈが制御される。

エンジン３２は、出力制御ＥＣＵ３８からの制御信号Ｓｅに基づいて、燃料噴射や点火を制御し、燃料噴射量やスロットル弁開度θｔｈ等に応じて駆動力Ｆｅを発生させる。

モータ３４は、車両１０が力行状態のとき、出力制御ＥＣＵ３８からの制御信号Ｓｍに基づいて、図示しないインバータを介してバッテリ３６から供給される電力により、駆動力Ｆｍを発生させる。当該駆動力Ｆｍは、エンジン３２からの駆動力Ｆｅと一緒に又は単独で、トランスミッション４２を通じて車輪４４に伝達されて車輪４４を回転させる。

また、モータ３４は、車両１０が回生状態のとき、出力制御ＥＣＵ３８からの制御信号Ｓｍに基づいて、回生ブレーキとして機能する。すなわち、モータ３４は、トランスミッション４２を介して車輪４４に対する制動力Ｆｂｍを発生させる。換言すると、モータ３４は、車輪４４からの駆動力Ｆｔにより発電する。これに伴って、モータ３４は、回生電力を発生させ、バッテリ３６を充電する。或いは、当該回生電力は、図示しない補機に供給してもよい。

出力制御ＥＣＵ３８は、統合ＥＣＵ２２からの指令（制御信号Ｓｄ）に従って、スロットル弁３０、エンジン３２、モータ３４及びバッテリ３６を制御する。

反力系２０は、アクセルペダル１２に反力Ｆｒ［Ｎ］を付与するものであり、アクチュエータ５０と、電流センサ５２と、反力電子制御装置５４（以下「反力ＥＣＵ５４」という。）とを備える。

アクチュエータ５０は、アクセルペダル１２に連結された図示しないモータからなり、反力ＥＣＵ５４から受信した制御信号Ｓａに応じた反力Ｆｒをアクセルペダル１２に付与する。これにより、アクセルペダル１２には、リターンスプリング１４による反力Ｆｒ＿ｓｐに加えてアクチュエータ５０からの反力Ｆｒが付加される。アクチュエータ５０は、その他の駆動力生成手段（例えば、空気圧アクチュエータ）であってもよい。

電流センサ５２は、アクチュエータ５０が消費する電流（消費電流Ｉａ）［Ａ］を検出して反力ＥＣＵ５４に通知する。この電流Ｉａは、アクチュエータ５０の出力に応じて変化し、アクチュエータ５０が生成した反力Ｆｒを示す。反力ＥＣＵ５４は、統合ＥＣＵ２２からの指令（制御信号Ｓｒ）と電流Ｉａに基づいて、アクチュエータ５０への制御信号Ｓａを生成し、この制御信号Ｓａによりアクチュエータ５０を制御する。

なお、図示しない反力付与開始スイッチを設け、運転者が当該スイッチを操作することにより、アクチュエータ５０からアクセルペダル１２に対する反力Ｆｒの付与の開始を統合ＥＣＵ２２に対して指令してもよい。

統合ＥＣＵ２２は、操作量θｐに基づいて駆動系１８と反力系２０とを制御するものであり、演算部６０と記憶部６２とを有する。

演算部６０は、閾値算出モジュール６４（操作速度検出装置）と、走行制御モジュール６６（走行制御装置）と、反力制御モジュール６８（反力制御装置）とを備える。閾値算出モジュール６４は、走行制御モジュール６６及び反力制御モジュール６８で用いる第２閾値ＴＨ２等を算出する（詳細は後述する。）。走行制御モジュール６６は、エンジン３２及びモータ３４の動作制御（駆動系１８の出力制御）を行う。換言すると、走行制御モジュール６６は、車両１０の力行動作及び回生動作を切り替える。なお、本実施形態では、力行動作及び回生動作のいずれも行わずに、車両１０の慣性走行を可能とするニュートラル状態の選択も可能である。反力制御モジュール６８は、アクチュエータ５０からアクセルペダル１２に付与する反力Ｆｒを制御する（詳細は後述する。）。

記憶部６２は、不揮発性メモリ７０及び揮発性メモリ７２を有する。不揮発性メモリ７０は、例えば、フラッシュメモリ又はＥＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）であり、演算部６０における処理を実行するためのプログラム等が記憶されている。揮発性メモリ７２は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）であり、演算部６０が処理を実行する際に用いられる。

本実施形態のアクセルペダル装置１００は、例えば、アクセルペダル１２、操作量センサ１６、反力系２０、統合ＥＣＵ２２及び出力制御ＥＣＵ３８を含む。

２．反力付与特性
図２には、アクセルペダル１２の操作量θｐと、車両１０の走行状態（力行領域、回生領域及びニュートラル領域）と、リターンスプリング１４による反力Ｆｒ＿ｓｐとアクチュエータ５０による反力Ｆｒと、モータ３４による回生ブレーキ量Ｑｂとの関係が示されている。

図２において、第１閾値ＴＨ１及び第２閾値ＴＨ２は、車両１０の走行状態を切り替えるための操作量θｐの閾値である。すなわち、第１閾値ＴＨ１は、回生領域とニュートラル領域の境界となる値であり、第２閾値ＴＨは、ニュートラル領域と力行領域の境界となる値である。本実施形態において、第１閾値ＴＨ１は固定値であり、第２閾値ＴＨは可変である。第２閾値ＴＨの設定方法については後述する。

力行領域では、エンジン３２からの駆動力Ｆｅ及びモータ３４からの駆動力Ｆｍの少なくとも一方が、トランスミッション４２を介して車輪４４に伝達され、車両１０を駆動する。

回生領域では、車輪４４に対するモータ３４の制動力Ｆｂｍ（車輪４４からの駆動力Ｆｔ）に応じてモータ３４が発電する。この際、エンジン３２は、車輪４４に対して回転抵抗を付与することで制動手段（エンジンブレーキ）として機能し、車輪４４に対する制動力Ｆｂｅを生じさせる。

ニュートラル領域では、エンジン３２及びモータ３４は、トランスミッション４２により車輪４４から切り離され、車輪４４に対して駆動力Ｆｅ、Ｆｍ及び制動力Ｆｂｅ、Ｆｂｍのいずれも発生させない。その結果、車両１０は、慣性走行（転がり抵抗による減速）を行うことができる。但し、図示しないフットブレーキは作動可能であるため、ユーザは、当該フットブレーキを踏むことにより、車両１０を減速させることができる。

上記の通り、第２閾値ＴＨ２は可変であるため、ニュートラル領域と力行領域の境界は変化し、力行領域がシフトする。

図２に示すように、リターンスプリング１４による反力Ｆｒ＿ｓｐは、操作量θｐの増加に応じて上昇する。アクチュエータ５０による反力Ｆｒは、操作量θｐが操作量θ１になるまで及び操作量θ２から操作量θ３までの間は下限値（図２の状態では、ゼロ）である。また、操作量θ１から第１閾値ＴＨ１までの間及び操作量θ３から第２閾値ＴＨまでの間は、反力Ｆｒが増加する。さらに、第１閾値ＴＨ１から操作量θ２までの間及び第２閾値ＴＨ２から操作量θ４までの間は、反力Ｆｒが減少する。但し、第１閾値ＴＨ１から操作量θ２までの間及び第２閾値ＴＨから操作量θ４までの間でも、反力Ｆｒは、前記下限値より大きい。

また、回生領域やニュートラル領域と比べて、力行領域では、反力Ｆｒを大きくする。さらに、力行領域では、例えば、ＷＯ２００９／１３６５１２Ａ１に示すように、車両１０の目標速度に応じて反力Ｆｒを付与することができる。或いは、先行車、カーブ、信号、一時停止の標識等の存在に応じて反力Ｆｒを大きくし、減速の必要性を運転者に通知してもよい。

モータ３４による回生ブレーキ量Ｑｂは、操作量θｐが第１閾値ＴＨ１になるまで徐々に減少し、第１閾値ＴＨ１以上になるとゼロになる。これにより、操作量θｐが回生領域にあるときは、操作量θｐに応じて回生ブレーキ量Ｑｂを増減させることが可能となる。また、力行領域及びニュートラル領域においては回生ブレーキ量Ｑｂをゼロとすることで、モータ３４を回生ブレーキとしては機能させない。

３．第２閾値ＴＨ２の算出
本実施形態では、統合ＥＣＵ２２の閾値算出モジュール６４は、アクセルペダル１２の操作速度Ｖｐ［度／ｓｅｃ］に応じて第２閾値ＴＨ２を算出する。

図３は、閾値算出モジュール６４が第２閾値ＴＨ２を算出するフローチャートである。ステップＳ１において、閾値算出モジュール６４は、操作量センサ１６から操作量θｐを取得する。ステップＳ２において、閾値算出モジュール６４は、単位時間当たりの操作量θｐの変化量を算出することにより操作速度Ｖｐを算出する。

ステップＳ３において、閾値算出モジュール６４は、操作速度Ｖｐに応じて係数Ａ２を設定する。図４には、操作速度Ｖｐと係数Ａ２との関係が示されている。図４に示すように、操作速度Ｖｐが、閾値ＴＨ＿Ｖｐ１以下であるとき、係数Ａ２は、最大値Ａ２ｍａｘとなる。操作速度Ｖｐが、閾値ＴＨ＿Ｖｐ１より大きく閾値ＴＨ＿Ｖｐ２より小さいとき、係数Ａ２は徐々に減少する。操作速度Ｖｐが、閾値ＴＨ＿Ｖ２以上であるとき、係数Ａ２は、最小値（本実施形態ではゼロ）となる。

閾値ＴＨ＿Ｖｐ１、ＴＨ＿Ｖｐ２は、例えば、次のように設定する。すなわち、閾値ＴＨ＿Ｖｐ１は、加速する際に採り得る操作速度Ｖｐの最小値（推定値又は基準値）とし、加速を要する場合、閾値ＴＨ＿Ｖｐ１を超えるようにする。また、閾値ＴＨ＿Ｖｐ２は、緩やかな加速をしている際に採り得る操作速度Ｖｐの最大値（推定値又は基準値）とし、急加速を要する場合、閾値ＴＨ＿Ｖｐ２を超えるようにする。

図３に戻り、ステップＳ４において、閾値算出モジュール６４は、固定値である第１閾値ＴＨ１に係数Ａ２を加算することで第２閾値ＴＨ２を算出する（ＴＨ２＝ＴＨ１＋Ａ２）。

以上のようにすることで、例えば、加速を要しない場合、係数Ａ２及び第２閾値ＴＨ２が最大となり、ニュートラル領域も最大となる。その結果、運転者は、必要に応じて（例えば、定速走行をしている状態で緩やかな坂道に入ったとき）、アクセルペダル１２の操作量θｐをニュートラル領域に移行させることで、慣性走行をすることができる。一方、緩やかに加速する場合、ニュートラル領域が狭くなることで、ニュートラル状態から力行動作への切替えを容易とする。さらに、急加速する場合、ニュートラル領域が最小（例えば、ゼロ）になることで、ニュートラル状態から力行動作への切替えを迅速に行うことができる。

なお、上記では、操作速度Ｖｐの値が正である場合を説明したが、図４の操作速度Ｖｐは絶対値とすることができる。これにより、緩やかに減速する場合、ニュートラル領域が狭まり、急減速する場合、ニュートラル領域を最小（例えば、ゼロ）にする。その結果、減速時に操作量θｐが回生領域に移行し易くなり、力行動作から回生動作への切替えをスムーズに行うことが可能となる。

４．走行制御の切替え
本実施形態では、統合ＥＣＵ２２の走行制御モジュール６６は、アクセルペダル１２の操作量θｐに応じて車両１０の走行制御（力行制御、回生制御、ニュートラル制御）を切り替える。

図５は、走行制御モジュール６６が車両１０の走行制御を切り替えるフローチャートである。ステップＳ１１において、走行制御モジュール６６は、閾値算出モジュール６４からアクセルペダル１２の操作量θｐ及び第２閾値ＴＨ２を取得する。

ステップＳ１２において、走行制御モジュール６６は、操作量θｐが第２閾値ＴＨ２以下であるかどうかを判定する。操作量θｐが第２閾値ＴＨ２以下でない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、ステップＳ１３において、走行制御モジュール６６は、力行制御を選択する。具体的には、走行制御モジュール６６は、アクセルペダル１２の操作量θｐ等に基づいて出力制御ＥＣＵ３８に対する制御信号Ｓｄを生成し、エンジン３２の駆動力Ｆｅやモータ３４の駆動力Ｆｍを制御する。操作量θｐが第２閾値ＴＨ２以下である場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４において、走行制御モジュール６６は、操作量θｐが第１閾値ＴＨ１以下であるかどうかを判定する。操作量θｐが第１閾値ＴＨ１以下である場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１５において、走行制御モジュール６６は、回生制御を選択する。すなわち、ステップＳ２１において、走行制御モジュール６６は、まず、アクセルペダル１２の操作量θｐに基づいて、モータ３４の回生動作による回生ブレーキ量Ｑｂ（制動力Ｆｂｍ）を算出する。

図２を参照して上述したように、本実施形態では、操作量θｐが第１閾値ＴＨ１以下であるとき、操作量θｐが小さくなるほど、回生ブレーキ量Ｑｂを大きくする。

より具体的には、下記の式（１）を用いて、回生ブレーキ量Ｑｂを算出する。

Ｑｂ＝Ｑｂ＿ｍａｘ×Ｇ ・・・（１）
上記式（１）において、Ｑｂ＿ｍａｘは、回生ブレーキ量Ｑｂが取り得る最大値であり、Ｇは、操作量θｐに応じて最大値Ｑｂ＿ｍａｘに乗算されるゲインである。ここで、ゲインＧは、下記の式（２）で定義される。

Ｇ＝（−θｐ／ＴＨ１）＋１ ・・・（２）
上記式（２）からわかるように、ゲインＧは、操作量θｐが第１閾値ＴＨ１と等しいとき、最小（ゼロ）となり、操作量θｐが最小値（例えば、ゼロ）であるとき、最大値となる。

次いで、ステップＳ２２において、走行制御モジュール６６は、回生ブレーキ量Ｑｂを示す制御信号Ｓｄを生成し、出力制御ＥＣＵ３８に送信する。この制御信号Ｓｄを受信した出力制御ＥＣＵ３８は、制御信号Ｓｄが示す回生ブレーキ量Ｑｂに応じてモータ３４を制御し、制動力Ｆｂｍを発生させる。

なお、回生制御中、エンジン３２は、車輪４４に対して回転抵抗を付与することで制動手段（エンジンブレーキ）として機能し、車輪４４に対する制動力Ｆｂｅを生じさせる。

ステップＳ１４に戻り、操作量θｐが第１閾値ＴＨ１以下でない場合（Ｓ１４：ＮＯ）、ステップＳ１６において、走行制御モジュール６６は、ニュートラル制御を選択する。具体的には、走行制御モジュール６６は、エンジン３２及びモータ３４をニュートラル状態にさせることを求める制御信号Ｓｄを生成し、出力制御ＥＣＵ３８に送信する。この制御信号Ｓｄを受信した出力制御ＥＣＵ３８は、エンジン３２及びモータ３４をニュートラル状態とする。これにより、エンジン３２及びモータ３４からの駆動力Ｆｅ、Ｆｍ及び制動力Ｆｂｅ、Ｆｂｍは車輪４４に伝達されず、エンジン３２のエンジンブレーキ及びモータ３４の回生ブレーキは作動しない。その結果、車両１０は慣性のみにより走行することが可能となる。但し、図示しないフットブレーキは作動可能であるため、ユーザは、当該フットブレーキを踏むことにより、車両１０を減速させることができる。

走行制御モジュール６６は、図５の処理を繰り返すことにより、車両１０の走行状態を随時変化させる。

５．反力制御
上述の通り、本実施形態では、統合ＥＣＵ２２の反力制御モジュール６８は、アクセルペダル１２の操作量θｐに応じてアクチュエータ５０による反力Ｆｒを制御する。

図６は、反力制御モジュール６８が、アクチュエータ５０の反力Ｆｒを制御するフローチャートである。ステップＳ３１において、反力制御モジュール６８は、閾値算出モジュール６４からアクセルペダル１２の操作量θｐ及び第２閾値ＴＨ２を取得する。

続くステップＳ３２において、反力制御モジュール６８は、第２閾値ＴＨ２に基づいて操作量θ３、θ４を算出する。すなわち、第２閾値ＴＨ２と操作量θ３との差及び操作量θ４と第２閾値ＴＨ２との差を予め設定しておき、これらの差に基づいて操作量θ３、θ４を算出する。図２を参照して上述したように、操作量θ３と操作量θ４との間で反力Ｆｒを増加させる。より具体的には、操作量θｐが操作量θ３から第２閾値ＴＨ２までの間は、反力Ｆｒが増加し、第２閾値ＴＨ２から操作量θ４までの間は、反力Ｆｒが減少する。

ステップＳ３３において、反力制御モジュール６８は、操作量θｐが操作量θ３以上、操作量θ４以下であるかどうかを判定する。操作量θｐが操作量θ３以上、操作量θ４以下でない場合（Ｓ３３：ＮＯ）、ステップＳ３４に進む。操作量θｐが操作量θ３以上、操作量θ４以下である場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、ステップＳ３５に進む。

ステップＳ３４において、反力制御モジュール６８は、操作量θｐが操作量θ１以上、操作量θ２以下であるかどうかを判定する。操作量θｐが操作量θ１以上、操作量θ２以下である場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、ステップＳ３５に進む。操作量θｐが操作量θ１以上、操作量θ２以下でない場合（Ｓ３４：ＮＯ）、ステップＳ３７に進む。

ステップＳ３５において、反力制御モジュール６８は、操作量θｐに応じてアクチュエータ５０が生成すべき反力Ｆｒの指令値（反力指令値Ｆｒ＿ｃｏｍ）を算出する。

反力Ｆｒの特性が図２に示すようなものであることから、アクセルペダル１２の操作量θｐを、力行領域内の操作量θ４より大きい値から下げていったとき、反力Ｆｒが増大した上でニュートラル領域に入る。同様に、操作量θｐを、ニュートラル領域内の操作量θ２より大きい値から下げていったとき、反力Ｆｒが増大した上で回生領域に入る。

また、操作量θｐを、回生領域内の操作量θ１より小さい値から上げていったとき、反力Ｆｒが増大した上でニュートラル領域に入る。同様に、操作量θｐを、ニュートラル領域内の操作量θ３より小さい値から上げていったとき、反力Ｆｒが増大した上で力行領域に入る。

従って、ユーザは、反力Ｆｒの増大によって、現在の走行状態が、力行状態、回生状態又はニュートラル状態のいずれなのかを認識することが可能となる。

図６に戻り、ステップＳ３６において、反力制御モジュール６８は、反力指令値Ｆｒ＿ｃｏｍを示す制御信号Ｓｒを生成し、反力ＥＣＵ５４に送信する。この制御信号Ｓｒを受信した反力ＥＣＵ５４は、制御信号Ｆｒ＿ｃｏｍが示す反力指令値Ｆｒ＿ｃｏｍに基づいてアクチュエータ５０を制御する。

また、ステップＳ３７において、反力制御モジュール６８は、反力指令値Ｆｒ＿ｃｏｍをゼロとする制御信号Ｓｒを生成し、反力ＥＣＵ５４に送信する。この制御信号Ｓｒを受信した反力ＥＣＵ５４は、アクチュエータ５０が付与する反力Ｆｒをゼロとする。

反力制御モジュール６８は、図６の処理を繰り返すことにより、アクチュエータ５０の反力Ｆｒを制御する。

６．本実施形態と比較例との比較
次に、本実施形態の車両１０と比較例の車両１０ｃが一時停止の標識８０で止まる場合を比較する。図７には、比較例の車両１０ｃが一時停止の標識８０で止まる様子の一例が示されている。図８には、本実施形態の車両１０が一時停止の標識８０で止まる様子の一例が示されている。比較例では、ＪＰ２００１−２６０７１３Ａのように、図２の力行領域と回生領域のみが用いられる。なお、図７では、比較例における力行領域と回生領域の閾値を閾値ＴＨｃとする。

図７の地点Ｐ１１において、一時停止の標識８０に気づいた運転者は、アクセルペダル１２を戻し、操作量θｐを閾値ＴＨｃよりも小さくし、車両１０ｃを回生動作に移行させる。その結果、モータ３４による回生ブレーキとエンジン３２によるエンジンブレーキの両方が機能し、車両１０ｃの速度Ｖｃ［ｋｍ／ｈ］は、徐々に減少する。

地点Ｐ１２において、運転者は、車両１０ｃを減速し過ぎたことに気づき、アクセルペダル１２を踏み込み、操作量θｐを閾値ＴＨｃよりも大きくし、車両１０ｃを力行動作に戻す。その結果、エンジン３２及びモータ３４の少なくとも一方からの駆動力Ｆｅ、Ｆｍが車輪４４に伝達され、車両１０ｃの速度Ｖｃは徐々に増加する。

地点Ｐ１３において、運転者は、アクセルペダル１２を戻し、操作量θｐを閾値ＴＨｃよりも小さくすることで、再度、車両１０ｃを回生動作に移行させる。その結果、モータ３４による回生ブレーキとエンジン３２によるエンジンブレーキの両方が機能し、車両１０ｃの速度Ｖｃは、徐々に減少する。

地点Ｐ１４において、運転者は、図示しないフットブレーキを踏み込み、車両１０ｃの回生動作と合わせて、車両１０ｃの速度Ｖｃを減少させる。その結果、車両１０ｃは、一時停止の標識８０のある地点Ｐ１５で停止する。

一方、本実施形態の車両１０を利用した場合、例えば、次のようになる。すなわち、図８の地点Ｐ２１において、一時停止の標識８０に気づいた運転者は、アクセルペダル１２を戻し、操作量θｐを第１閾値ＴＨ１と第２閾値ＴＨ２の間の値とする。これにより、エンジン３２及びモータ３４はニュートラル状態となり、車両１０は、慣性（転がり抵抗）により減速する。その結果、車両１０の速度Ｖ［ｋｍ／ｈ］は、回生動作の場合と比べて緩やかに減少する。また、この際、エンジン３２への燃料の供給が停止されるため、燃費を向上させることが可能となる。

地点Ｐ２２において、運転者は、モータ３４による回生ブレーキ及びエンジン３２によるエンジンブレーキを作動させるため、アクセルペダル１２をさらに戻し、操作量θｐを第１閾値ＴＨ１よりも小さくし、車両１０を回生動作に移行させる。その結果、車両１０の速度Ｖは、回生ブレーキ及びエンジンブレーキにより減少する。

地点Ｐ２３において、運転者は、図示しないフットブレーキを踏み込み、車両１０の回生動作と合わせて、車両１０の速度Ｖを減少させる。その結果、車両１０は、一時停止の標識８０のある地点Ｐ２４で停止する。

以上からわかるように、比較例と比較して、本実施形態では、滑らかな減速が可能になると共に、燃費を向上させることができる。

７．本実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、アクセルペダル１２の操作量θｐの調整により、車両１０の力行動作及び回生動作に加え、ニュートラル状態を選択することが可能となる。このため、運転者が意図しない制動力Ｆｂｅ、Ｆｂｍの発生（エンジンブレーキ又は回生ブレーキの作動）により、車両１０が減速することを避けることが可能となる。加えて、運転者は、例えば、加速から定速走行に移行する際、加速若しくは定速走行から緩やかな減速に移行する際、又は減速から定速走行に移行する際、慣性走行を積極的に活用することが可能となる。

本実施形態では、力行動作又は回生動作からニュートラル状態に切り替える際、又はニュートラル状態から力行動作又は回生動作に切り替える際、反力Ｆｒを大きくする。このため、運転者は、これらの切替えが行われる操作量θｐを容易に認識することが可能となる。

本実施形態では、統合ＥＣＵ２２の反力制御モジュール６８は、操作量θｐが操作量θ４を上回る場合における反力Ｆｒを、操作量θｐが操作量θ２と操作量θ３の間にある場合における反力Ｆｒよりも大きく設定する（図２参照）。これにより、駆動領域と比べ、ニュートラル領域の方が、反力Ｆｒが小さくなる。従って、運転者は、慣性走行を積極的に利用することが可能となる。また、駆動領域では、例えば、先行車、カーブ、信号、一時停止の標識に合わせて反力Ｆｒを大きくすることで、減速の必要性を運転者に報せることが可能となる。

本実施形態では、アクセルペダル１２の操作量θｐが小さくなるほどモータ３４による回生ブレーキ量Ｑｂ（制動力Ｆｂｍ）を大きくする。これにより、操作量θｐに応じて、回生動作による回生ブレーキ量Ｑｂ（制動力Ｆｂｍ）を調整することが可能となる。従って、運転者の意図に対応した回生動作による制動力Ｆｂｍを用いての減速が可能となる。

さらに、統合ＥＣＵ２２の閾値算出モジュール６４は、アクセルペダル１２の操作速度Ｖｐ（絶対値）が閾値ＴＨ＿Ｖｐ１を上回る場合、第２閾値ＴＨ２を徐々に小さくする（図４等参照）。これにより、操作速度Ｖｐが閾値ＴＨ＿Ｖｐ１を上回る場合、慣性走行を許容する操作量θｐの範囲（すなわち、ニュートラル領域）が徐々に狭くなる。このため、慣性走行の必要性が低い場合、例えば、急減速又は急加速の場合の操作速度Ｖｐを閾値ＴＨ＿Ｖｐ１として設定しておくことで、慣性走行に入る時間を短くし、速やかに急加速又は急減速に移行することが可能となる。換言すると、閾値算出モジュール６４は、操作速度Ｖｐ（絶対値）が閾値ＴＨ＿Ｖｐ２を下回る場合、第２閾値ＴＨ２を徐々に大きくする（図４等参照）。これにより、操作速度Ｖｐが閾値ＴＨ＿Ｖｐ２を下回る場合、慣性走行を許容する操作量θｐの範囲（すなわち、ニュートラル領域）が広くなる。このため、慣性走行の必要性が高い場合、例えば、緩やかな坂道を下る場合又は比較的遠い位置にある信号が赤に変わった場合における操作速度Ｖｐを閾値ＴＨ＿Ｖｐ２として設定しておくことで、慣性走行の時間を長くし、燃費を向上させることが可能となる。

Ｂ．変形例
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。

上記実施形態では、車両１０をハイブリッド車としたが、これに限らず、燃料電池車を含む電気自動車であってもよい。

上記実施形態では、アクセルペダル１２の操作量θｐが回生領域にある場合、回生ブレーキとエンジンブレーキの両方を機能させたが、いずれか一方のみを機能させてもよい。また、アクセルペダル１２の操作量θｐが回生領域にある場合、操作量θｐが小さくなるほど回生ブレーキ量Ｑｂを大きくしたが（図２参照）、これに限らず、例えば、回生領域では操作量θｐの値にかかわらず、回生ブレーキ量Ｑｂを一定とすることも可能である。

上記実施形態では、操作量θｐが力行領域にあるとき（より正確には、操作量θｐが操作量θ４を上回るとき）における反力Ｆｒを、操作量θｐがニュートラル領域にあるとき（より正確には、操作量θｐが操作量θ２を上回り、操作量θ３を下回るとき）における反力Ｆｒよりも大きく設定したが、これに限らない。例えば、操作量θｐが力行領域にあるとき及びニュートラル領域にあるときのいずれにおいても反力Ｆｒを等しくすることもできる。

上記実施形態では、第１閾値ＴＨ１を固定値とし、第２閾値ＴＨ２を変数としたが、これに限らず、第１閾値ＴＨ１を変数とし、第２閾値ＴＨ２を固定値とすることができる。この場合、操作速度Ｖｐが増加すると、第１閾値ＴＨ１を大きくすることでニュートラル領域を狭くする。或いは、第１閾値ＴＨ１及び第２閾値ＴＨ２の両方を固定値又は変数としてもよい。

Claims (7)

1. 車両に設けられたアクセルペダルと、
   前記アクセルペダルの操作量を検出する操作量検出装置と、
   前記アクセルペダルに対して反力を付与するアクチュエータと、
   前記アクチュエータを制御する反力制御装置と、
   前記車両における駆動力及び制動力の発生を制御する走行制御装置と
   を備え、
   前記走行制御装置は、
   前記操作量が、第１閾値を下回る場合、前記制動力を発生させ、
   前記操作量が、前記第１閾値より大きい第２閾値を上回る場合、前記駆動力を発生させ、
   前記操作量が前記第１閾値を上回り前記第２閾値を下回る場合、前記駆動力及び前記制動力のいずれも発生させずに、前記車両の慣性走行を許容し、
   前記第１閾値及び前記第２閾値は、前記車両の走行状態を切り替えるための操作量の閾値であり、
   前記第１閾値は、回生領域とニュートラル領域の境界となる値であり、
   前記第２閾値は、前記ニュートラル領域と力行領域の境界となる値である
   ことを特徴とするアクセルペダル装置。
2. 請求項１記載のアクセルペダル装置において、
   前記制動力は、前記車両に設けられた走行モータの回生動作による制動力を含み、
   前記アクセルペダルの操作量に応じて、前記回生動作による制動力が設定される
   ことを特徴とするアクセルペダル装置。
3. 請求項１又は２記載のアクセルペダル装置において、
   前記アクセルペダルの操作量が小さくなるほど回生動作による制動力を大きくする
   ことを特徴とするアクセルペダル装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のアクセルペダル装置において、
   前記反力制御装置は、前記操作量が前記第１閾値又は前記第２閾値を跨って変化するとき、前記操作量が他の領域にある場合よりも前記反力を大きくする反力増加領域を設定する
   ことを特徴とするアクセルペダル装置。
5. 請求項４記載のアクセルペダル装置において、
   前記反力制御装置は、前記操作量が前記反力増加領域を除く前記第２閾値を上回る領域における前記反力を、前記操作量が前記反力増加領域を除く前記第１閾値と前記第２閾値の間にある領域における前記反力よりも大きく設定する
   ことを特徴とするアクセルペダル装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のアクセルペダル装置において、
   さらに、前記アクセルペダルの操作速度を検出する操作速度検出装置を備え、
   前記走行制御装置は、前記車両の加速又は減速の度合いを判定するための前記操作速度の閾値を前記操作速度が上回る場合、前記第１閾値を大きくする又は前記第２閾値を小さくする
   ことを特徴とするアクセルペダル装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のアクセルペダル装置において、
   前記走行制御装置は、
   前記車両のエンジン及び走行モータによる駆動力及び制動力の発生を制御し、
   前記操作量が、前記第１閾値を下回る場合、前記エンジン及び前記走行モータの少なくとも一方に前記制動力を発生させ、
   前記操作量が，前記第２閾値を上回る場合、前記エンジン及び前記走行モータの少なくとも一方に前記駆動力を発生させ、
   前記操作量が前記第１閾値を上回り前記第２閾値を下回る場合、前記エンジン及び前記走行モータの両方に前記駆動力及び前記制動力のいずれも発生させずに、前記車両の慣性走行を許容する
   ことを特徴とするアクセルペダル装置。

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