(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセル開度を検知するアクセル開度検知手段と、上記アクセル開度に応じて機関出力を制御する機関出力制御手段と、アクセルペダルの踏力を変更する踏力変更手段と、を有し、上記アクセル開度が所定の開度閾値以上となると、アクセルペダルの踏力をベース踏力よりも増加させるアクセルペダル踏力制御装置において、
アクセル開度にかかわらず機関出力を制限する所定条件が成立すると、アクセルペダルの踏力の増加を禁止することを特徴とするアクセルペダル踏力制御装置。
【請求項２】
上記機関出力制御手段が、アクセル開度に応じてスロットル開度を制御するものであり、
上記アクセル開度にかかわらず機関出力を制限する所定条件の成立中であって、スロットル開度が所定値未満となると、アクセルペダルの踏力の増加を禁止することを特徴とする請求項１に記載のアクセルペダル踏力制御装置。
【請求項３】
上記機関出力制御手段は、上記所定条件が成立していないときには、アクセルペダルのアクセル開度と内燃機関のスロットルバルブの開度とが連動するように制御するものであり、
上記アクセルペダルの踏力の増加を禁止するスロットル開度の上記所定値は、アクセルペダルの踏力をベース踏力よりも増加させる上記アクセル開度の開度閾値に相当する値であることを特徴とする請求項２に記載のアクセルペダル踏力制御装置。
【請求項４】
アクセル開度にかかわらずスロットル開度を制限することにより車速を所定車速以下に制限する車速制限装置を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載のアクセルペダル踏力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のアクセルペダルの踏力を制御するアクセルペダル踏力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両のアクセルペダルの開度の増加に伴って、燃費効率の高い低回転低負荷側の運転領域から燃費効率の低い高回転高負荷側の運転領域へ切り換わる直前に、アクセルペダルの踏力（踏込反力）を急激に増大させて、それ以上の踏込を抑制し、燃費効率の低い高回転高負荷側での運転機会を可及的に減少させて、燃料消費の増大を防止する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２０３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アクセルペダルは、運転者が車両を意図通りに運転する上で主要な操作部材であり、運転者が体感するその操作感やその結果生じる車両の運転性への影響は、車両全体の品質の評価に直結するほどに非常に重要であるから、この種の燃費低減に寄与する踏力制御装置の実用化に際しては、燃費低減とアクセルペダルの操作感ないし車両の操作性とを高い次元で調和させる必要がある。
【０００５】
ところで、速度超過に起因する交通事故の防止などを目的として、アクセルペダルを大きく踏み込んだとしても、スロットル開度を制限するなどして機関出力を制限することで、車速を運転者が設定した所定の制限車速以下に制限する車速制限装置（ＡＳＬ）が知られている。このような車速制限装置を搭載した車両に対して上記の踏力制限装置を適用し、アクセル開度を参照してペダル踏力を増加すると、車速制限装置の作動によりスロットル開度が制限されて、燃費効率の高い低回転低負荷側の運転領域へ移行しているにもかかわらず、ペダル踏力が増加されてしまい、アクセルペダルの操作感を損ねる懸念がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明は、アクセル開度に応じて機関出力を制御するとともに、アクセル開度が所定の開度閾（しきい）値以上となると、アクセルペダルの踏力をベース踏力よりも増加させるアクセルペダル踏力制御装置において、アクセルペダルの踏力増加中に、例えば上記の車速制限装置による車速制限によって、アクセル開度にかかわらず機関出力が制限されて燃費効率の高い低回転低負荷側の運転状態へ移行している場合に、不必要にペダル踏力が増加されることを解消するものである。すなわち本発明では、アクセル開度にかかわらず機関出力を制限する所定条件が成立すると、アクセルペダルの踏力の増加を禁止することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、運転者がアクセルペダルを踏み込んだ際に、アクセル開度が開度閾値以上となる領域ではアクセルペダル踏力がベース踏力よりも増加するため、アクセルペダルの過度の踏み込みが抑制され、燃費の低減を実現できる。そして、例えば上記の車速制限装置による車速制限などによりアクセル開度にかかわらずスロットル開度が制限されることによって機関出力が制限される所定条件下では、アクセルペダルの踏力の増加を禁止するようにしたので、機関出力が制限されることで既に燃費効率の高い低回転低負荷側の運転状態へ移行しているにもかかわらず、ペダル踏力が不必要に増加されることが抑制される。この結果、燃費低減とアクセルペダルの操作感・車両の操作性とを良好に両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例に係るアクセルペダル踏力制御装置のシステム構成を踏力変更機構の概略とともに模式的に示した説明図。
【図２】本実施例の踏力変更機構を模式的に示す説明図。
【図３】本実施例におけるアクセルペダル踏力の特性を示す特性図。
【図４】本実施例に係るペダル踏力変更制御の流れを示すフローチャート。
【図５】本実施例に係るペダル踏力変更制御を適用した場合のタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。このアクセルペダル踏力制御装置は、基本的には、図示しない車両の車体１に設けられたアクセルペダル２の踏力（操作反力）を可変的に制御するものであって、後述するように、車両に設けられたアクセルペダル２の開度（踏込量）を検知する手段と、アクセルペダル２の踏力をベース踏力から変更する手段と、を有し、アクセルペダル２の開度が所定の開度閾値α以上となる領域ではアクセルペダル２の踏力をベース踏力よりも増加させるものである。
【００１１】
アクセルペダル２は、図１，図２に示すように、回転軸３上に設けられて該回転軸３を支点として揺動するように構成され、一端が車体１に固定されるとともに他端が回転軸３に固定された種々の形態のリターンスプリング４によって、アクセル閉方向への反力が与えられている。また、回転軸３の一端が車体１に軸受５を介して回転自在に支持されている一方、回転軸３の他端付近に、アクセル開度検知手段としてアクセルポジションセンサ６が設けられている。
【００１２】
なお、本実施例では、アクセルペダル２の踏込量（アクセル開度）と内燃機関（図示せず）のスロットルバルブ（図示せず）の開度とが基本的には互いに連動し、アクセルペダル２の踏込量に応じて内燃機関のスロットルバルブ開度が増大する。つまり、アクセル開度に応じて燃料噴射量（ひいては燃料消費量）が増大する。
【００１３】
そして、踏力変更機構としては、回転軸３の回転に摩擦力を与える互いに対向した一対の摩擦部材７ａ，７ｂを備えた可変フリクションプレート７からなり、一方の摩擦部材７ａは、回転軸３の端部に機械的に結合して設けられ、他方の摩擦部材７ｂは、スプライン等を介して、固定軸８に、軸方向移動自在かつ非回転に支持されている。上記固定軸８は、車体１に固定支持されている。さらに、上記摩擦部材７ｂを摩擦部材７ａへ向けて付勢するアクチュエータ（例えば電磁ソレノイド）９が車体１に固定されている。
【００１４】
上記可変フリクションプレート７は、アクチュエータ９の作動により摩擦部材７ｂを軸方向（図１における矢印Ａ１方向）へ移動させ、これにより、摩擦部材７ａと摩擦部材７ｂとの間の摩擦力を可変的に制御する。このアクチュエータ９の作動は、コントロールユニット１０によって制御されている。従って、アクチュエータ９の作動を、コントロールユニット１０が制御することで、回転軸３に付与される摩擦力ひいてはアクセルペダル２の踏込時の踏力を変更することができる。
【００１５】
上記コントロールユニット１０には、アクセルペダル２の開度を検知する上記のアクセルポジションセンサ６のほか、スロットルペダルの開度を検知するスロットルポジションセンサ１１、周囲の大気圧を検知する大気圧センサ１２、吸気温度を検知する吸気温センサ１３、車速を検知する車速センサ１４、車両のシート（図示せず）に内蔵されて乗員が搭乗しているか否かを感知する座圧センサ１５、変速機の変速比を検知するギアポジションセンサ１６、等の各種センサからの信号が入力されており、さらに、車両の現在位置とこの現在位置付近の地図情報が入手可能なカーナビゲーションシステム１７からの情報、及び車速を運転者により設定される所定の制限車速以下に制限する車速制限装置１８からの信号が入力されている。
【００１６】
なお、変速機としては、例えば変速比が連続的に変化する無段変速機が用いられ得るが、有段補助変速機構とトルクコンバータとを組み合わせた形式の自動変速機や手動変速機などであってもよい。なお、無段変速機の場合は、入力軸側および出力軸側の回転速度の比として変速比を求めることが可能である。
【００１７】
図３は、上記実施例におけるアクセルペダル踏力の特性を概略的に示しており、基本的な踏力つまりベース踏力は、開度増加方向と開度減少方向とで適度なヒステリシスを有しつつ、アクセル開度に対しほぼ比例的に増加する。そして、開度増加方向への操作時つまり踏込時に所定の開度閾値（図３の符号ＳＬ）よりもアクセル開度が大きくなると、アクセルペダル踏力はベース踏力よりもステップ的に増加する。このようにアクセルペダル踏力がステップ的に増大することで、運転者によるアクセルペダル２のそれ以上の踏込が自然に抑制され、かつ同時に、運転者に対し、燃料消費率が高い（つまり燃費が悪い）運転状態に移行したことを確実に報知することができる。
【００１８】
なお、上記のアクセル開度増加方向でのアクセルペダル２の踏力増加は、例えば、アクセルペダル２の操作方向がアクセル開度減少方向に反転したときに直ちに解除するようにしてもよく、あるいは、アクセル開度が上記の所定開度未満に減少したときに解除するようにしてもよい。
【００１９】
図４は、本実施例に係るアクセルペダルの踏力変更制御の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１では、アクセル開度にかかわらず機関出力を制限する所定条件が成立しているか否かを判定する。つまり、アクセル開度がペダル踏力を増加すべき所定の開度閾値α（ＳＬ）を超えているにもかかわらず、スロットル開度や機関回転数や燃料噴射量等により定まる機関出力が制限されているか否かを判定する。この実施例では、車速制限装置１８による車速制限が実施され、アクセル開度にかかわらずスロットル開度が制限されているか否かを判定している。
【００２０】
車速制限装置１８による車速制限が行われていなければ、ステップＳ６へ進み、アクセル開度Ａと所定の開度閾（しきい）値αとを比較・判定する。ここでのアクセル開度Ａは、アクセルポジションセンサ６により検出される実際のアクセル開度の他、アクセル開度に応じて設定されるスロットル開度の目標値などであっても良い。開度閾値αは、一定の固定値であっても良いが、好ましくは、車速等に応じて変更される。例えば、車速が高い場合には開度閾値αを大きくする。
【００２１】
アクセル開度Ａが閾値α以上であれば、ステップＳ７へ進み、ペダル踏力を増加させる。一方、アクセル開度が閾値α未満であれば、ステップＳ８へ進み、ペダル踏力増加を禁止する。つまり、ペダル踏力増加中である場合には、ペダル踏力の増加を解除して、増加した分のペダル踏力を減少させる。
【００２２】
ステップＳ１において、機関出力を制限する所定条件が成立する場合、つまり車速制限装置１８による車速制限が行われている場合には、ステップＳ２へ進み、アクセル開度Ａとスロットル開度Ｂのうちで、小さい方の開度Ｘを選択する（開度選択手段）。スロットル開度Ｂは、例えば上記のスロットルポジションセンサ１１により検知される。また、これらのアクセル開度Ａとスロットル開度Ｂとは比較可能な同じレベルの値（例えば％）が用いられる。
【００２３】
ステップＳ３では、上記の開度Ｘを上述した開度閾値αと比較する。小さい方の開度Ｘが閾値α以上であれば、ステップＳ４へ進み、ペダル踏力を増加させる。一方、小さい方の開度Ｘが閾値α未満であれば、ステップＳ５へ進み、ペダル踏力の増加を禁止して、ペダル踏力増加中である場合には、増加した分のペダル踏力を減少させる（踏力増加解除手段）。
【００２４】
図５は、このような本実施例の踏力変更制御を適用した場合のタイミングチャートである。なお、図５（Ｅ）の太線の特性が開度Ｘを表している。ここで、車速制限装置１８は、運転者により操作可能なスイッチとして、車速制限のＯＮ・ＯＦＦを切り換えるメインスイッチ２０と、現在の車速に制限車速Ｖ０を設定する車速設定スイッチ２１と、の他、設定した制限車速Ｖ０を増加させる車速増加スイッチと、制限車速を減少させる車速減少スイッチと、を有している。
【００２５】
図５（Ｅ）の破線の特性で示すアクセル開度Ａが、図５（Ｅ）の一点鎖線の特性で示す開度閾値α以上となると（時刻Ｔ１）、ペダル踏力が増加される。また、車速制限装置１８のメインスイッチ２０がＯＮとされ（時刻Ｔ０）、かつ、車速設定スイッチ２１が操作された時点で（時刻Ｔ２）、この設定された制限車速Ｖ０以下に車速が制限される。つまり、アクセル開度Ａにかかわらず、スロットル開度Ｂが所定の制限開度Ｂ０以下に制限される状態となる。
【００２６】
そして本実施例では、ペダル踏力の増加中に、車速制限装置１８により車速が制限車速Ｖ０以下に制限されることで、アクセル開度Ａよりもスロットル開度Ｂが低下して、スロットル開度Ｂ（＝開度Ｘ）が所定の開度閾値αよりも低下したら（時刻Ｔ３）、ペダル踏力の増加を解除して、ペダル踏力をベース踏力まで減少させる。つまり、ペダル踏力の増加量を０（ゼロ）とする。なお、ここでの閾値αとして、この実施例ではペダル踏力増加開始の判定に用いられる開度閾値αと同じ値を用いているが、必ずしも同じ値である必要はなく、例えば増加開始用の閾値と増加解除用の閾値との間にヒステリシスを設けるようにしても良い。
【００２７】
また、運転者により車速増加スイッチが操作され（時刻Ｔ４）、これによりスロットル開度Ｂ（＝開度Ｘ）が閾値α以上となると、ペダル踏力をベース踏力に対して再び増加させる。その後、スロットル開度Ｂ（＝開度Ｘ）が閾値α未満となると、再びペダル踏力の増加を解除して、ペダル踏力をベース踏力へ向けて減少させる。
【００２８】
図５（Ｆ）の破線で示す特性は、本実施例のようにスロットル開度等の機関出力を考慮することなくアクセル開度Ａと閾値αとの比較に応じてペダル踏力制御を行う参考例を示している。このような参考例では、車速制限によりアクセル開度Ａが大きいにもかかわらずスロットル開度Ｂが制限されて、既に燃費効率の高い低回転低負荷側の運転状態へ移行している場合であっても、ペダル踏力が不必要に増加され続けるために、アクセルペダルが不必要に重く感じられ、操作感を損ねる懸念がある。
【００２９】
これに対して本実施例では、ペダル踏力増加中であって、かつ、車速制限装置１８による車速制限中に、アクセル開度Ａとスロットル開度Ｂのうちで小さい方の開度Ｘが閾値α未満となると、ペダル踏力の増加を解除して、ペダル踏力の増加分を速やかに減少させているために、上記の参考例のように燃費が良くなる方向へ移行しているにもかかわらずペダル踏力が不必要に増加されるという事態を招くことがなく、燃費効率に適応した適切なペダル踏力制御を実現することができ、燃費低減とアクセルペダルの操作感ないし車両の操作性とを高いレベルで両立することができる。
【００３０】
なお、上記実施例では、ペダル踏力増加中に機関出力を減少させる所定条件として、車速制限装置１８により車速が制限されているときに本発明を適用しているが、例えば、オーバーヒート対策制御による回転数制限や故障時におけるリンプホーム運転モードによる回転数制限など、機関回転数が所定の上限回転数以下に制限される状況にも、同様に本発明を適用することができる。
【００３１】
また、上記実施例では、機関出力に対応するパラメータとしてスロットル開度を用いてるが、機関回転数や燃料噴射量などの他の機関出力に関連するパラメータを用いても良い。
【００３２】
更に、上記実施例では、アクセルペダル２の位置（踏込量）そのものをアクセル開度として検出しており、従って、アクセルペダル２の踏込量とアクセル開度とは実質的に同義であるが、アクセルペダル２に連動する例えばスロットルバルブの目標開度をアクセル開度として用いることも可能である。
【００３３】
なお、本発明に係るアクセルペダル踏力制御装置は、内燃機関のみを駆動源とする車両にのみ適用されるものではなく、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等にも適用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１…車体
２…アクセルペダル
３…回転軸
４…リターンスプリング
５…軸受
６…アクセルポジションセンサ
７…可変フリクションプレート
７ａ…摩擦部材
７ｂ…摩擦部材
８…固定軸
９…アクチュエータ
１０…コントロールユニット
１８…車速制限装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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