(57)【要約】【課題】操作手段の操作力が小さい領域より大きい領域へ変化する際に操作力の増大率が急激大きくなることを防止し、従来に比して良好な操作フィーリングを確保しつつ制御量の制御性を向上させる。【解決手段】アクセルペダル１０の踏力Ｆを検出する踏力センサ２０と、踏力に基づき目標スロットル開度φtを決定する電子制御装置２２と、踏力が基準値Ｆs以上の領域に於いては踏力が基準値未満の領域に比してアクセルペダル１０の踏み込みストロークＳに対する反力の比が高くなるようアクセルペダル１０に反力を付与するばね１６及びストッパ１８とを有し、電子制御装置２２は踏力が基準値未満の領域に於いては踏力の増大量ΔＦに対する目標スロットル開度の増大量Δφtの比Δφt／ΔＦを踏力の増大に伴って漸次増大させ、踏力が基準値未満より基準値以上になる過程に於いて踏力に対する目標スロットル開度φtの比を小さくする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作部材の操作力を検出する手段と、前記操作力に基づき制御量を決定する制御量決定手段と、前記操作部材の操作力が基準値以上の領域に於いては前記操作部材の操作力が前記基準値未満の領域に比して前記操作部材の操作駆動量に対する反力の比が高くなるよう前記操作部材に反力を付与する反力付与手段とを有する操作力に基づく制御量制御装置にして、前記制御量決定手段は前記操作部材の操作力が前記基準値未満より前記基準値以上になる過程に於いて前記操作部材の操作力に対する前記制御量の比を小さくすることを特徴とする操作力に基づく制御量制御装置。
【請求項２】
前記制御量決定手段は前記操作部材の操作力が前記基準値未満の領域に於いては前記操作部材の操作力の増大に伴い前記操作部材の操作力に対する前記制御量の比を漸次増大させることを特徴とする請求項１に記載の操作力に基づく制御量制御装置。
【請求項３】
前記操作部材は車輌のアクセルペダルであり、前記制御量は内燃機関のスロットル開度であることを特徴とする請求項１又は２に記載の操作力に基づく制御量制御装置。
【請求項４】
前記操作部材は車輌のブレーキペダルであり、前記制御量は車輪の制動力であることを特徴とする請求項１又は２に記載の操作力に基づく制御量制御装置。
【請求項５】
前記反力付与手段は前記操作部材の操作力が前記基準値未満の領域に於いては第一の反力付与手段により反力を付与し、前記操作部材の操作力が基準値以上の領域に於いては第一及び第二の反力付与手段により反力を付与することを特徴とする請求項１乃至４に記載の操作力に基づく制御量制御装置。
【請求項６】
前記第二の反力付与手段は前記操作部材の操作力の増大に伴う前記操作部材の操作駆動量の増大を制限することを特徴とする請求項５に記載の操作力に基づく制御量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御量制御装置に係り、更に詳細には操作部材の操作力に基づいて制御量を制御する制御装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車輌に於いての操作部材の操作力に基づいて制御量を制御する制御装置の一つとして、例えば下記の特許文献１に記載されている如く、操作部材としてのブレーキペダルの踏力が基準値以上の領域に於いては踏力が基準値未満の領域に比してブレーキペダルのストロークに対する反力の比が高くなるよう構成されたブレーキ制御装置が従来より知られている。
【０００３】
かかるブレーキ制御装置によれば、ブレーキペダルの踏力が基準値以上の領域に於いては踏力が基準値未満の領域に比してブレーキペダルのストロークに対する反力の比が高くなるので、ブレーキペダルに対する操作フィーリング及びブレーキ制御フィーリングを向上させることができる。
【特許文献１】特開平７−１６５０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、ブレーキペダルやアクセルペダルの如く操作部材に操作力を付与して操作部材を操作駆動し、その際の操作力や操作駆動量に基づいて制動力や内燃機関のスロットル開度の如き制御量を制御する場合には、良好な操作フィーリングを確保し制御量の制御操作をし易くするためには、操作力が小さい領域に於いては操作部材の操作駆動量が大きく、制御量の微妙な調節が可能であり、操作力が大きい領域に於いては操作部材の操作駆動量が小さく、操作駆動量の増大に対し操作力が大きく増大することが好ましい。
【０００５】
しかし上述の如き操作駆動量−操作力特性を有する制御量制御装置に於いては、操作力が小さい領域より大きい領域へ変化する際に操作力の増大率が急激に大きくなることに起因して制御量が急激に増大することが避けられず、上述の特許文献１に記載のブレーキ制御装置に於いてもこの問題がある。
【０００６】
本発明は、操作力が小さい領域に於いては操作部材の操作駆動量が大きく、操作力が大きい領域に於いては操作部材の操作駆動量が小さい操作駆動量−操作力特性を有する従来の制御量制御装置に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、操作力が小さい領域より大きい領域へ変化する際に操作力の増大率が急激大きくなることを防止することにより、従来に比して良好な操作フィーリングを確保しつつ制御量の制御性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち操作部材の操作力を検出する手段と、前記操作力に基づき制御量を決定する制御量決定手段と、前記操作部材の操作力が基準値以上の領域に於いては前記操作部材の操作力が前記基準値未満の領域に比して前記操作部材の操作駆動量に対する反力の比が高くなるよう前記操作部材に反力を付与する反力付与手段とを有する操作力に基づく制御量制御装置にして、前記制御量決定手段は前記操作部材の操作力が前記基準値未満より前記基準値以上になる過程に於いて前記操作部材の操作力に対する前記制御量の比を小さくすることを特徴とする操作力に基づく制御量制御装置によって達成される。
【０００８】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前記制御量決定手段は前記操作部材の操作力が前記基準値未満の領域に於いては前記操作部材の操作力の増大に伴い前記操作部材の操作力に対する前記制御量の比を漸次増大させるよう構成される（請求項２の構成）。
【０００９】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１又は２の構成に於いて、前記操作部材は車輌のアクセルペダルであり、前記制御量は内燃機関のスロットル開度であるよう構成される（請求項３の構成）。
【００１０】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１又は２の構成に於いて、前記操作部材は車輌のブレーキペダルであり、前記制御量は車輪の制動力であるよう構成される（請求項４の構成）。
【００１１】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至４の構成に於いて、前記反力付与手段は前記操作部材の操作力が前記基準値未満の領域に於いては第一の反力付与手段により反力を付与し、前記操作部材の操作力が基準値以上の領域に於いては第一及び第二の反力付与手段により反力を付与するよう構成される（請求項５の構成）。
【００１２】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項５の構成に於いて、前記第二の反力付与手段は前記操作部材の操作力の増大に伴う前記操作部材の操作駆動量の増大を制限するよう構成される（請求項６の構成）。
【発明の効果】
【００１３】
上記請求項１の構成によれば、操作部材の操作力が基準値以上の領域に於いては操作部材の操作力が基準値未満の領域に比して操作部材の操作駆動量に対する反力の比が高くなるよう操作部材に反力が付与されるので、操作部材の操作駆動量が高い領域に於いて反力を高くして操作部材の良好な操作フィーリングを確保することができ、また操作部材の操作力が基準値未満より基準値以上になる過程に於いて操作部材の操作力に対する制御量の比が小さくされるので、操作力が小さい領域に於いて制御量を微妙に調節することができると共に、操作部材の操作力が基準値未満より基準値以上になる過程に於いて制御量が急激に増大することを確実に防止することができる。
【００１４】
また上記請求項２の構成によれば、操作部材の操作力が基準値未満の領域に於いては操作部材の操作力の増大に伴い操作部材の操作力に対する制御量の比が漸次増大されるので、操作力が小さいほど制御量を微妙に調節することができると共に、操作部材の操作力が基準値未満の範囲内にて操作力が高いほど制御量の制御効率を高くすることができる。
【００１５】
また上記請求項３の構成によれば、操作部材は車輌のアクセルペダルであり、制御量は内燃機関のスロットル開度であるので、良好なアクセルペダルの操作フィーリングを確保すると共に、スロットル開度、従って車輌の加速度の制御操作を確実にし易くすることができる。
【００１６】
また上記請求項４の構成によれば、操作部材は車輌のブレーキペダルであり、制御量は車輪の制動力であるので、良好なブレーキペダルの操作フィーリングを確保すると共に、車輪の制動力、従って車輌の減速度の制御操作を確実にし易くすることができる。
【００１７】
また上記請求項５の構成によれば、操作部材の操作力が基準値未満の領域に於いては第一の反力付与手段により反力が付与され、操作部材の操作力が基準値以上の領域に於いては第一及び第二の反力付与手段により反力が付与されるので、操作部材の操作力が基準値以上の領域に於いては操作部材の操作力が基準値未満の領域に比して操作部材の操作駆動量に対する反力の比が確実に高くなるよう操作部材に反力を付与することができる。
【００１８】
また上記請求項６の構成によれば、第二の反力付与手段は操作部材の操作力の増大に伴う操作部材の操作駆動量の増大を制限するので、操作部材の操作力が基準値以上の領域に於いては操作部材の操作駆動量の増大を確実に制限しつつ操作部材の操作力の増大に伴い反力を増大させることができる。
【００１９】
［課題解決手段の好ましい態様］
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、制御量決定手段は操作部材の操作力が基準値以上の領域に於いては操作部材の操作力の増大に伴う操作部材の操作力に対する制御量の比を一定にするよう構成される（好ましい態様１）。
【００２０】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記好ましい態様１の構成に於いて、操作部材の操作力が基準値以上の領域に於ける操作部材の操作力の増大量に対する制御量の増大量の比は、操作部材の操作力が基準値よりも僅かに小さいときの操作部材の操作力の増大量に対する制御量の増大量の比よりも小さいよう構成される（好ましい態様２）。
【００２１】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項５の構成に於いて、第一の反力付与手段はばね手段であり、第二の反力付与手段はばね手段のばね定数よりも高いばね定数を有する弾性材であるよう構成される（好ましい態様３）。
【００２２】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項５の構成に於いて、第一及び第二の反力付与手段は操作部材の操作力が基準値以上であるときには操作部材の操作力が基準値未満であるときに比してばね定数が増大するばね手段であるよう構成される（好ましい態様４）。
【００２３】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は２の構成に於いて、操作部材は枢支された部材であり、第二の反力付与手段は操作部材の操作力が基準値以上であるときには操作部材の枢動を制限するストッパを含んでいるよう構成される（好ましい態様５）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施例について詳細に説明する。
【００２５】
図１は車輌用内燃機関のスロットル開度制御装置として構成された本発明による制御量制御装置の一つの実施例を示す概略構成図である。
【００２６】
図１に於いて、１０はアクセルペダルを示し、アクセルペダル１０は下端にて枢軸１２により車体１４に枢支されている。アクセルペダル１０はばね１６により図１に於いて実線にて示された非操作位置へ付勢されており、ばね１６は運転者によりアクセルペダル１０が踏み込まれると、その踏み込みストロークＳに比例する反力を発生する。尚ばね１６は圧縮コイルばね、板ばね、ゴム状弾性材の如く、圧縮変形されると反発力を発生する任意のばねであってよい。
【００２７】
アクセルペダル１０の下方にはばね１６よりもばね定数が遥かに高い弾性材よりなるストッパ１８が設けられている。ストッパ１８はアクセルペダル１０の踏み込みストロークＳが基準値Ｓs未満であるときにはアクセルペダル１０より隔置され、踏み込みストロークＳが基準値Ｓsになると図１に於いて仮想線にて示されている如くアクセルペダル１０に当接し、アクセルペダル１０が枢軸１２の周りにそれ以上枢動することを制限する。踏み込みストロークＳが基準値Ｓsであるときの踏力Ｆを基準値Ｆsとして、踏力Ｆが基準値Ｆsよりも増大されると、ストッパ１８が僅かに弾性変形すると共にアクセルペダル１０のストッパ１８に当接した部分よりも上端側の部分が僅かに弾性変形する。
【００２８】
従ってばね１６は踏力Ｆが基準値Ｆs未満であるときに踏力Ｆと大きさが同一で方向が逆の反力を発生する第一の反力付与手段として機能し、ばね１６、ストッパ１８、アクセルペダル１０は踏力Ｆが基準値Ｆs以上であるときに踏力Ｆと大きさが同一で方向が逆の反力を発生する第二の反力付与手段として機能する。アクセルペダル１０の踏み込みストローク−踏力特性、即ち踏み込みストロークＳ及び踏力Ｆの関係は図２に示されている如き特性であり、踏み込みストロークＳの増大量ΔＳに対する踏力Ｆの増大量ΔＦの比ΔＦ／ΔＳは踏み込みストロークＳが基準値Ｓs以上であり踏力Ｆが基準値Ｆs以上であるときには踏み込みストロークＳが基準値Ｓs未満であり踏力Ｆが基準値Ｆs未満であるときに比して大きい。
【００２９】
尚図２に於いて、踏み込みストロークＳが基準値Ｓs未満であり踏力Ｆが基準値Ｆs未満である領域に於いて増大量の比ΔＦ／ΔＳが比較的大きい値であること及び踏み込みストロークＳの増大過程と減少過程とでは同一の踏み込みストロークＳに対し踏力Ｆが異なる値になる（ヒステリシス）のは、アクセルペダル１０の枢支部のガタやセンサの特性に起因するものである。
【００３０】
アクセルペダル１０には運転者によるアクセルペダル１０に対する押圧力を踏力として検出する踏力センサ２０が設けられており、踏力センサ２０により検出された踏力Ｆは電子制御装置２２へ出力される。電子制御装置２２はＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続されたマイクロコンピュータ及び駆動回路よりなっていてよい。
【００３１】
電子制御装置２２は図３に示された踏力Ｆと内燃機関の目標スロットル開度φtとの間の関係をマップとして記憶しており、踏力センサ２０により検出された踏力Ｆに基づきマップより目標スロットル開度φtを演算する。そして電子制御装置２２はスロットルバルブ２４の開度φが目標スロットル開度φtになるようスロットルアクチュエータ２６を制御する。
【００３２】
図３に示されている如く、踏力Ｆが基準値Ｆs未満である領域に於いては踏力Ｆの増大量ΔＦに対する目標スロットル開度φtの増大量Δφtの比Δφt／ΔＦが踏力Ｆの増大に伴って漸次増大し、踏力Ｆが基準値Ｆs以上である領域に於いては増大量の比Δφt／ΔＦは一定である。また踏力Ｆが基準値Ｆs以上である領域に於ける増大量の比Δφt／ΔＦは踏力Ｆが基準値Ｆsよりも極く僅かに小さい値であるときの増大量の比Δφt／ΔＦよりも小さい。
【００３３】
かくして図示の実施例によれば、図２に示されている如く、アクセルペダル１０の踏力Ｆが基準値Ｆs以上であるときには踏力Ｆが基準値Ｆs未満であるときに比して踏み込みストロークＳに対する反力の比が高くなるようアクセルペダル１０に反力が付与され、これにより踏力Ｆが基準値Ｆs未満である領域に於いては踏力Ｆの増大に伴い踏み込みストロークＳが比較的大きく増大し、踏力Ｆが基準値Ｆs以上の領域に於いては踏力Ｆの増大に伴う踏み込みストロークＳの増大量は小さいので、前述の特許文献１に記載されたブレーキ制御装置の場合と同様、アクセルペダル１０の良好な操作フィーリングを確保することができる。
【００３４】
この点に関し、図２の仮想線は従来のスロットル開度制御装置に於ける踏み込みストローク−踏力特性を示し、図４は従来のスロットル開度制御装置に於ける踏力Ｆと目標スロットル開度φtとの間の関係を示している。尚常用の踏み込みストロークＳはＳu未満である。
【００３５】
従来のスロットル開度制御装置に於いては、踏み込みストロークＳが小さい領域に於いて目標スロットル開度φtを微妙に調節し踏み込みストロークＳが大きい領域に於いて目標スロットル開度φtの制御効率を高くすることができるが、常用の踏み込みストロークＳの常用域全体に亘り踏み込みストロークＳの増大量ΔＳに対する踏力Ｆの増大量ΔＦの比ΔＦ／ΔＳが実質的に一定であり、従ってアクセルペダル１０の操作フィーリングが良好ではない。
【００３６】
また図示の実施例によれば、図３に示されている如く、踏力Ｆが基準値Ｆs未満である領域に於いては踏力Ｆの増大量ΔＦに対する目標スロットル開度φtの増大量Δφtの比Δφt／ΔＦが踏力Ｆの増大に伴って漸次増大し、踏力Ｆが基準値Ｆs以上である領域に於いては増大量の比Δφt／ΔＦは一定であるので、踏力Ｆが小さい領域に於いてスロットル開度φを微妙に調節することができると共に、踏力Ｆが基準値Ｆs未満の範囲内にて踏力Ｆが増大するにつれてスロットル開度φの制御効率を高くすることができ、これによりスロットル開度φの制御フィーリングを向上させことができる。尚この効果は前述の特許文献１に記載されたブレーキ制御装置の構造によっては得られない。
【００３７】
また図示の実施例によれば、踏力Ｆが基準値Ｆs以上である領域に於いては増大量の比Δφt／ΔＦは一定であり、踏力Ｆが基準値Ｆs以上である領域に於ける増大量の比Δφt／ΔＦは踏力Ｆが基準値Ｆsよりも極く僅かに小さい値であるときの増大量の比Δφt／ΔＦよりも小さい。
【００３８】
従って踏み込みストロークＳが基準値Ｓs未満の値より基準値Ｓs以上の値に増大され、踏力Ｆが基準値Ｆs未満の値より基準値Ｆs以上の値に急激に増大する過程に於いて、目標スロットル開度φtが急激に増大し過ぎることを確実に防止し、これによりスロットル開度φの制御フィーリングが悪化することを確実に防止することができる。尚この効果も前述の特許文献１に記載されたブレーキ制御装置の構造によっては得られない。
【００３９】
例えば図５は図示の実施例に於ける踏力Ｆと車輌の加速度Ｇxaとの間の関係を示している。図５より解る如く、踏力Ｆが基準値Ｆs未満の値より基準値Ｆs以上の値に急激に増大されても、車輌の加速度Ｇxaは滑らかに増大するので、車輌の加速度Ｇxaの増大率が急激に変化することを確実に防止することができる。
【００４０】
特に図示の実施例によれば、ストッパ１８はばね１６よりもばね定数が遥かに高い弾性材よりなり、踏力Ｆが基準値Ｆs以上の領域に於いても僅かながらもアクセルペダル１０のストロークを許容するので、ストッパ１８が剛体にて形成される場合に比してアクセルペダル１０の操作フィーリングを向上させることができる。
【００４１】
以上に於いては本発明を特定の実施例について詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００４２】
例えば上述の実施例に於いては、踏力Ｆが基準値Ｆs未満である領域に於いては踏力Ｆの増大量ΔＦに対する目標スロットル開度φtの増大量Δφtの比Δφt／ΔＦが踏力Ｆの増大に伴って漸次増大されるようになっているが、踏力Ｆが基準値Ｆs以上の領域に於ける比Δφt／ΔＦが踏力Ｆが基準値Ｆs未満の領域に於ける比Δφt／ΔＦよりも小さい限り、踏力Ｆが基準値Ｆs未満の領域に於ける比Δφt／ΔＦも一定に設定されてもよい。
【００４３】
また上述の実施例に於いては、踏力Ｆが基準値Ｆs以上である領域に於いては踏力Ｆの増大量ΔＦに対する目標スロットル開度φtの増大量Δφtの比Δφt／ΔＦが一定であるが、比Δφt／ΔＦは一定でなくてもよい。
【００４４】
また上述の実施例に於いては、ばね１６が第一の反力付与手段として機能し、踏力Ｆが基準値Ｆs以上の領域に於いてストッパ１８が第二の反力付与手段の一部として機能するようになっているが、ばね１６及びストッパ１８は二段階又は多段階のプログレッシブなばね特性を有する弾性体に置き換えられてもよい。
【００４５】
更に上述の実施例に於いては、制御量制御装置は内燃機関のスロットル開度制御装置として構成されているが、本発明の制御量制御装置は車輪の制動力を制御する制動力制御装置として構成されてもよく、その場合には操作部材はブレーキペダルであり、制御量は車輪の目標制動力である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】車輌用内燃機関のスロットル開度制御装置として構成された本発明による制御量制御装置の一つの実施例を示す概略構成図である。
【図２】実施例に於けるアクセルペダルの踏み込みストローク−踏力特性（実線）を従来のスロットル開度制御装置に於ける特性（仮想線）と対比して示すグラフである。
【図３】実施例に於ける踏力Ｆと内燃機関の目標スロットル開度φtとの間の関係を示すグラフである。
【図４】従来のスロットル開度制御装置に於ける踏力Ｆと目標スロットル開度φtとの間の関係を示すグラフである。
【図５】実施例に於ける踏力Ｆと車輌の加速度Ｇxaとの間の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４７】
１０  アクセルペダル
１６  ばね
１８  ストッパ
２０  踏力センサ
２２  電子制御装置
２４  スロットルバルブ
【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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