专利名称：加速器踏板踏力控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制车辆加速器踏板踏力的加速器踏板踏カ控制装置。
背景技术：
在专利文献I中公示了一种技术，其应用于对高转速高负载侧的第I运行方式(例如，均匀燃烧)、和与第I运行方式相比燃料消耗效率较高的低转速低负载侧的第2运行方式(例如，分层燃烧)进行切換的发动机，在发动机的运行区域从实施第2运行方式的第2运行区域切换为实施第I运行方式的第I运行区域时，在进入即将向第I运行区域切換之前的边界运行区域的阶段，使加速器踏板的踏入反作用力(踏力)骤增规定的踏力増加量。并且，其构成为，该踏力的増量在从边界运行区域返回第2运行区域时解除。专利文献I :日本特开2003 — 120339号公报
发明内容
上述专利文献I的技木，以减少燃料消耗率为目的，以上述边界运行区域为边界，进行加速器踏板的踏力及其增量的解除。但是，加速器踏板是驾驶者根据意愿驾驶车辆时主要操作部件，驾驶者感受到的操作感或由其产生的对车辆驾驶性的影响，直接关系到车辆整体的品质评价，因而非常重要，所以在这种有助于燃料消耗減少的踏カ控制装置的实用化时，必须使燃料消耗減少与加速器踏板的操作感以及车辆的操作性更高水平地调和。本发明人为了实现这种有助于燃料消耗減少的踏カ控制装置的实用化，进行大量的试制并反复进行行驶实验，但通过这些实验发现，如上述专利文献I所示，如果利用加速器开度仅使踏力増大，会给驾驶者过度地造成不适感，并不优选。即，基本上，因为这种踏力控制装置在驾驶者的加速操作中途使加速器踏板的踏力突然増大，所以，例如在从等待信号右转弯或左转弯吋，即使是加速要求较高的状況，也无法实现驾驶者希望的加速，容易造成给驾驶者带来不便的結果。另外，也可能简单被误解为加速性能较差的车辆。因此，本发明为ー种加速器踏板踏カ控制装置，如果加速器开度与规定的加速器开度阈值相比増大，则使加速器踏板踏力与基础踏カ相比増加规定的踏力増加量，考虑方向盘的转向操纵角，更广义地说，考虑成为左右车辆加速性的主要原因的行驶阻力，设定踏力増加量或进行踏力増加的加速器开度阈值。S卩，在第I发明中，其特征在干，对应于上述行驶阻カ设定上述踏力増加量，以使车辆行驶阻カ较大时的踏力增加量与行驶阻カ较小时的踏力增加量相比相对地较小。另外，在第2发明中，其特征在干，对应于上述转向操纵角设定踏カ増加量，以使方向盘的转向操纵角较大时的踏力増加量与转向操纵角较小时的踏力増加量相比相对地减小。另外，在第3发明中，对应于方向盘的转向操纵角设定上述加速器开度阈值，以使方向盘转向操纵角较大时的加速器开度阈值与转向操纵角较小时的加速器开度阈值相比相对増大。
此外，“方向盘的转向操纵角”除了使用方向盘转向操纵角的实际检测值之外，也可以根据转向灯的动作或由车辆导航系统得到的右转弯·左转弯的信息等，预测·推定未来的转向操纵角变化(增加)。发明的效果根据本发明，在驾驶者将加速器踏板踩入时，因为在加速器开度与加速器开度阈值相比较大的区域内，加速器踏板踏力与基础踏カ相比増加，所以，可以抑制加速器踏板的过度踏入，实现燃料消耗減少。
并且，在行驶阻カ较大的情况下，典型地，方向盘的转向操纵角较大的条件下，因为相对于驾驶者的加速意图，需要更大的加速器开度，所以如果加速器踏板踏力増加，则成为未充分踩入加速器踏板而无法加速的状况，但在本发明中，因为这时踏力増加量减小，所以可以抑制·缓和由踏力増加引起的不适感，从而可以实现符合驾驶者意图的车辆加速。
图I是示意地表示本发明涉及的加速器踏板踏カ控制装置的系统结构的ー个例子及踏カ变更机构的概略。图2是示意地表示本发明涉及的踏カ变更机构的ー个例子的说明图。图3是本发明涉及的加速器踏板踏力的特性的一个例子的特性图。图4是表示本发明的第I实施例涉及的踏力控制的处理流程的流程图。图5是表示上述第I实施例涉及的加速器开度、方向盘的转向操纵角、踏力増加量及车速随时间变化的时间曲线。图6是表示本发明的第2实施例涉及的加速器开度、方向盘的转向操纵角、踏カ增加量及车速随时间变化的时间曲线。图7是上述第2实施例的加速器开度增加后，方向盘的转向操纵角增加的情况下的时间曲线。图8是表示转向操纵角与行驶阻カ的关系的特性图。
具体实施例方式下面，根据附图，详细地说明本发明的优选实施例。该加速器踏板踏カ控制装置，原则上是可变地控制设置在未图示的车辆的车体I上的加速器踏板2的踏力(操作反作用力)的装置，如后所述，具有加速器开度检测部和踏カ变更部，该加速器开度检测部是检测设置在车辆上的加速器踏板2的开度(踏入量)的単元，该踏カ变更部是使加速器踏板2的踏力从基础踏力变更的単元，在加速器踏板2的开度与规定的加速器开度阈值相比较大的区域内，使加速器踏板2的踏力与基础踏カ相比増加。加速器踏板2如图I、图2所示构成为，设置在旋转轴3上，以该旋转轴3为支点摆动，通过一端固定在车体I上并且另一端固定在旋转轴3上的各种形式的恢复弹簧4，施加向加速器关闭方向的反作用力。另外，旋转轴3的一端经由轴承5可自由旋转地支撑在车体I上，另ー方面，在旋转轴3的另一端附近，设置输出加速器开度信号APS的加速器位置传感器6，作为加速器开度检测单元。此外，在本实施例中，加速器踏板2的踏入量(加速器开度)与发动机(未图示)的节流阀(未图示)开度彼此联动，对应于加速器踏板2的踏入量，内燃机节流阀开度増大。即，对应于加速器开度，燃料喷射量(进而燃料消耗量)増大。并且，作为踏カ变更机构，由设有ー对摩擦部件7a、7b的可变摩擦板7构成，上述ー对摩擦部件7a、7b彼此正对，向旋转轴3的旋转施加摩擦力，ー个摩擦部件7a设置为与旋转轴3的端部机械地结合，另ー个摩擦部件7b经由花键等可沿轴向自由移动且无法旋转地支撑在固定轴8上。上述固定轴8固定支撑在车体I上。此外，将上述摩擦部件7b向摩擦部件7a预紧的致动器(例如，电磁螺线管)9固定在车体I上。上述可变摩擦板7通过致动器9的动作使摩擦部件7b向轴向(图I中的箭头Al方向)移动，由此，可变地控制摩擦部件7a与摩擦部件7b间的摩擦力。该致动器9的动作通过控制単元10控制。因此，通过控制単元10控制致动器9的动作，可以变更施加在旋转轴3上的摩擦力，进而变更加速器踏板2踏入时的踏力。·向上述控制单元10输入来自各种传感器的信号，上述传感器除了检测加速器踏板2的开度的上述加速器位置传感器6之外，还有根据车辆倾斜而检测道路坡度的加速度传感器11、检测周围大气压的大气压传感器12、检测进气温度的进气温度传感器13、检测车速的车速传感器14、内置在车辆座椅(未图示)内而感知是否搭乘乘客的座椅压カ传感器15、检测变速器的变速比的齿轮位置传感器16等，此外，除了来自可以输入车辆当前位置和当前位置附近的地图信息的车辆导航系统17的信息，及检测本车与前方车辆之间的车间距离的激光雷达18的信号之外，还向上述控制器10输入来自检测方向盘转向操纵角的转向操纵角传感器19和检测车辆转向灯的动作的转向灯传感器20的信号。此外，作为变速器，可以使用例如变速比连续变化的连续变速器，但也可以是将有级式变速机构与扭矩变换器组合的形式的自动变速器或手动变速器等。此外，在连续变速器的情况下，可以求出变速比，作为输入轴侧及输出轴侧的旋转速度的比。图3概略地表示上述实施例中的加速器踏板踏力的特性，基本的踏力即基础踏力，在开度增加方向和开度减小方向具有适当的延迟，且相对于加速器开度大致成正比地增加。并且，如果在向开度增加方向的操作时即踏入时，与规定的加速器开度阈值(图3的标号SL)相比，加速器开度増大，则加速器踏板踏力与基础踏カ相比逐级增加。通过这样使加速器踏板踏カ逐级増大，可以自然地抑制由驾驶者进行的加速器踏板2的过多踏入，并且，同时可靠地向驾驶者报告从燃料消耗率较低(即，燃料消耗良好)的驾驶状态变换为燃料消耗率较高(即，燃料消耗较差)的运行状态的情況。此外，上述加速器开度增加方向上的加速器踏板2的踏力増加，例如，可以在加速器踏板2的操作方向反转为加速器开度减小方向时立即解除，或者，也可以在加速器开度减小为小于或等于上述规定开度时解除。图4是表示本实施例涉及的控制流程的流程图。在步骤S 11中，判定方向盘的转向操纵角是否大于或等于预先设定的规定角度阈值9 s。如果低于规定角度，则进入步骤S12，使加速器开度阈值为考虑燃料消耗性能而设定的规定基准值SL。并且，如果加速器开度大于或等于该加速器开度阈值SL，则从步骤S13进入步骤S16，相对于基础踏力，使踏板踏力增加规定的踏力增加量Λ F。另ー方面，如果转向操纵角大于或等于规定角度，则进入步骤S14，使加速器开度阈值成为相对于基准值SL増加追加量α的值(SL+ α )。并且，如果加速器开度大于或等于增加后的加速器开度阈值(SL+ α )，则从步骤S15进入步骤S16，使踏板踏力相对于基础踏カ增加规定的踏力增加量Λ F。根据上述本实施例，如图5所示，如在从等待信号等停车状态右转弯或左转弯吋，在使转向操纵角增加且使加速器踏板2的开度增加的状况下，因为在转向操纵角超过角度阈值Θ s的时刻tl，加速器开度阈值变更为增加侧的值(SL+α )，所以在达到较大加速器开度的时刻t2之前并不产生踏カ增加，在仅为基础踏カ的状态下容许加速器踏板2的快速踏入。因此，与不是对应于转向操纵角 而变更加速器开度阈值的第I比较例的特性(图中用虚线表示的特性)Hl相比，可以实现顺利的车辆加速。此外，解除踏カ增加的解除阈值SL’，预先设定为低于加速器开度阈值SL的值，但在本实施例中，该解除阈值SL’也对应于方向盘的角度阈值0S设定。S卩，如果方向盘的转向操纵角大于或等于角度阈值Θ S，则与加速器开度阈值SL同样地，将解除阈值SL’设定得相对较大，加速器开度阈值SL与解除阈值SL’间的延迟维持为相同的程度。下面，參照图6及图7说明本发明的第2实施例。在该第2实施例中，取代上述第I实施例的加速器开度阈值，对应于方向盘的转向操纵角而设定加速器踏板的踏力増加量AF0即，对应于方向盘的转向操纵角而变更踏力増加量，以使得方向盘的转向操纵角较大时的踏力増加量(AF — β)与转向操纵角较小时的基本踏力増加量AF相比，减小规定量β。更具体地说，如果转向操纵角大于或等于规定的角度阈值Θ S，则与预先设定的规定基准值AF相比，使踏力増加量减小规定的减小量β。根据该第2实施例，如从等待信号右转弯或左转弯时所示，在使转向操纵角増大且使加速器踏板2的开度増大的情况下，转向操纵角超过角度阈值0S (t3)，且加速器开度超过开度阈值SL的时刻t4，进行踏力増加，但因为这时的踏力増加量变更为较低侧的值(AF- β )，所以可以抑制 缓和踏力増加的印象，与不是对应于转向操纵角而变更踏カ增加量的对比例的特性Hl相比，可以实现顺利的车辆加速。另外，在上述第2实施例中，如图7所示，例如，在从停车状态左转弯·右转弯时，在加速后较大地打轮的情况下等，加速器开度超过加速器开度阈值SL，且方向盘的转向操纵角超过规定角度阈值Θ s的情况下，首先，在超过加速器开度阈值SL的时刻t5，施加基准的踏力增加量AF，然后，在转向操纵角超过规定角度阈值Θ s的时刻t6，减小踏力增加量(AF — β )。在这种情况下，为了不给驾驶者造成不适感，特别地如图7的标号Π所示，通过将踏力増加量的变化率(变化速度)限制为规定值，而逐渐减小踏力増加量。此外，也可以同时使用上述第I实施例和第2实施例，在方向盘的转向操纵角(行驶阻カ)较大时，增大加速器开度阈值，并且，减小踏力增加量。另外，也可以对应于随着驾驶者操作而加速器踏板2的开度开始增加时的车速(即，从加速器开度全闭或从某个恒定的中间开度进行踏入时的初始车速)，变更使加速器踏板2的踏力增加的加速器开度或踏カ增加量。具体地说，在加速器踏板2的开度开始增加时的车速较低的情况下，与车速较高的情况相比，设定为相对较大的加速器开度阈值(SL + α )或较小的踏力增加量(AF — β )。由此，如从停车状态右转弯 左转弯时所示，在车速较低的情况下，容易将加速器踏板踏入，从而可以实现符合驾驶者意图的车辆加速。也可以根据转向灯的动作状态或车辆导航系统17的信息，事先预测方向盘的转向操纵角变化(増加)，进行加速器开度阈值或踏力増加量的设定。即，在转向灯动作时或由车辆导航系统17进行右转弯·左转弯引导时，预测会操作方向盘而使转向操纵角増大，从而预先将加速器开度阈值设定得较大，或将踏カ増加量设定得较小。在这种情况下，即使在从停车状态右转弯·左转弯时转向操作方向盘前使加速器开度增加的情况下，也可以从最开始就将加速器开度阈值设定得较大，或将踏カ増加量设定得较小，从而可以进ー步实现符合驾驶者意图的快速的车辆加速。另ー方面，如车辆入库那样，在不操作转向灯而使转向操纵角增加时，与上述右转弯时或左转弯时相比，因为驾驶者的加速要求(加速意图)较低，所以，也可以禁止与转向操纵角相对应的加速器开度阈值或踏力増加量变更。換言之，也可以仅在从停车状态的右转弯·左转弯时，进行与上述转向操纵角相对应的加速器开度阈值或踏力増加量变更。另外，如左侧通行的右转弯时那样，在向相向车线方向转弯时，与向行驶车线方向转弯时相比，必须在相向来车之前快速完成右转弯，因为加速要求较高，所以特别优选在向相向车线方向转弯时，与向行驶车线方向转弯时相比，将加速器开度阈值设定得相对较大，或将踏カ増加量设定得相对较小。
图8表示方向盘转向操纵角与行驶阻カ的关系。如该图所示，其关系为，如果转向操纵角増大一定程度，则行驶阻力迅速増大。因此，除了上述方向盘的转向操纵角之外，也可以对应于行驶阻力相关的參数，进行加速器开度阈值或踏力増加量的变更。具体地说，可以对应于行驶阻力设定踏力増加量，以使得无论车辆的行驶阻カ多大，均不会施加过大的踏力増加量，且可以使车辆行驶阻カ较大时的踏力増加量与行驶阻カ较小时的踏力増加量相比相对较小。作为表示行驶阻カ的參数，除了上述车速之外，在道路坡度(上坡为正)较大的情况下，或由于乘车人数等车辆的载重量较大的情况下，车辆的行驶阻カ较大。因此，相对于坡度较小的情况下的踏力増加量，将坡度较大情况下的踏力増加量设定得相对较小，或者，相对于载重量较小情况下的踏力増加量，将载重量较大情况下的踏力増加量设定得相对较小。此外，由上述參数得到的行驶阻カ的大小，可以取代基于车速的行驶阻カ(主要是空气阻力或滚动阻力)而使用，或者也可以与基于车速的行驶阻カ相加而使用。在这里，道路坡度可以使用加速度传感器11的检测值检测。另外，在可以从车辆导航系统17输入当前位置和其周边地图信息的情况下，也可以根据该地图信息检测当前所在地的道路坡度。车辆的乘车人数可以根据来自内置在座椅内的座椅压カ传感器15的信号等检测。上述根据车辆行驶阻カ设定的踏力増加量，还可以根据其他条件进行校正。例如，可以根据内燃机吸入的空气的空气密度、运动模式或节能模式的驾驶模式、与前方车辆的车间距离、从当前车速到法定速度的速度差等进行校正。基于空气密度的校正，用于校正伴随海拔较高的高地或气温较高等情况下的空气密度较低的内燃机输出降低，考虑空气密度越小，内燃机输出越降低，使踏力増加量越小。在这里，对于车辆当前位置的海抜高度，可以使用气压传感器12的检测值计算，在可以从车辆导航系统17输入当前位置与其周边地图信息的情况下，也可以根据该地图信息，检测当前所在地的海抜高度。对于大气温度来说，可以使用进气温度传感器13的检测值检测。此外,也可以根据气压传感器12的检测值直接求出空气密度。作为基于驾驶模式的校正，在当前驾驶模式为驾驶者加速要求较高的模式的情况下，为了进行符合驾驶者意图的加速，以减小踏力増加量的方式进行校正。此外，如公知所示，对应于该驾驶模式的选择，例如，变更自动变速器的变速參数等。车辆驾驶模式的判定，例如，如果车辆上帯有驾驶模式选择开关，则可以根据该选择开关的位置容易地判定，在驾驶者通过开关操作选择加速要求较高的驾驶模式(例如，运动模式)的情况下，可以减小踏力増加量。另外，根据驾驶者的历史驾驶状况了解驾驶者的驾驶习惯，在有较大踩入加速器踏板2的习惯的驾驶者的情况下，判定驾驶者喜好的驾驶类型为加速要求较大的驾驶类型，也可以判定为始终选择加速要求较高的驾驶模式。作为基于本车与前方车辆间的车间距离的校正，按照车间距离越大，踏力増加量越小的方式进行校正，在车间距离较小时，使踏力増加量相对増大，以抑制·避免与前方车辆的进一歩接近。在这里，与前方车辆间的车间距离，通过使用激光雷达18的车间距离检测装置检测。该车间距离检测装置通过向车辆前方照射激光，接受来自前方车辆的反射光，检测与前方车辆的距离。所谓根据当前车速与当前行驶中的道路的法定速度之差(其中，使当前车速低于 法定速度)的校正，从车辆导航系统17输入当前位置与其周边的地图信息，根据该地图信息检测当前行驶中的道路的法定速度，在当前车速小于当前行驶中的道路的法定速度的情况下，可以按照与法定速度的速度差越大，踏力増加量越小的方式校正。这是使达到法定速度的加速顺利，且在大于或等于法定速度吋，不易产生加速。如上所述，此外，通过空气密度、驾驶模式、与前方车辆的车间距离、当前车速与法定速度之差等，校正根据行驶阻力确定的踏力増加量，可以更适当地増加加速器踏板2的踏力，实现反映驾驶者意图的平稳驾驶。此外，在上述实施例中，主要根据方向盘的转向操纵角设定加速器开度阈值或踏力増加量，但并不限定于此，也可以检测并使用对应于该方向盘转向操纵角而变化的车轮的角度，另外，也可以代替或组合使用与上述行驶阻カ相关的车速等其他參数。另外，在上述实施例中，在方向盘的转向操纵角较大的情况下，逐级变更加速器开度阈值或踏カ增加量，但也可以连续地变更，以随着方向盘的转向操纵角增大，使加速器开度阈值逐渐增大,或使踏力增加量逐渐减小。此外，以由驾驶者对加速器踏板2的开度增加操作(从全闭状态或中间开度踩入)的初始车速为基准，设定加速器开度阈值或踏力増加量，但也可以逐次读入加速器踏板2开度增加期间的车速，设定·更新其每一次的加速器开度阈值或踏力増加量。此外，在上述实施例中，根据与燃料消耗相关的加速器开度进行踏力増加，但也可以对于燃料消耗率本身设定阈值，即使在此时的燃料消耗率超过阈值时进行踏力増加的情况下，本发明也同样适用。另外，在上述实施例中，检测加速器踏板2的位置(踏入量)本身作为加速器开度，因此，加速器踏板2的踏入量和加速器开度实际上是等价的，也可以使用与加速器踏板2联动的例如节流阀开度作为加速器开度，进行本发明的控制。此外，本发明涉及的加速器踏板踏カ控制装置，并不仅适用于仅以内燃机作为驱动源的车辆，例如，也同样适用于电动车或混合动カ车辆等。
权利要求
1.ー种加速器踏板踏カ控制装置，其具有 加速器开度检测部，其检测加速器开度；以及 踏カ变更部，其变更加速器踏板的踏力， 如果加速器开度与规定的加速器开度阈值相比较大，则使加速器踏板踏力与基础踏カ相比増大规定的踏力増加量， 其特征在干， 对应于车辆的行驶阻カ设定上述踏力増加量，以使得上述行驶阻カ较大时的踏力増加量，与上述行驶阻カ较小时的踏力増加量相比相对地减小。
2.如权利要求I所述的加速器踏板踏カ控制装置，其特征在干， 对应于方向盘的转向操纵角设定踏カ増加量，以使上述方向盘转向操纵角较大时的踏力増加量，与上述方向盘转向操纵角较小时的踏力増加量相比相对地减小。
3.如权利要求I或2所述的加速器踏板踏カ控制装置，其特征在干， 在车速较低的情况下，与车速较高的情况相比，将上述踏力増加量设定得相对较小。
4.如权利要求I至3中任意一项所述的加速器踏板踏カ控制装置，其特征在干， 作为上述转向操纵角而检测转向灯的动作状态，在转向灯的动作状态时，与转向灯的非动作状态相比，将上述踏力増加量设定得相对较小。
5.如权利要求I至4中任意一项所述的加速器踏板踏カ控制装置，其特征在干， 在搭载车辆导航系统的车辆中，在由上述车辆导航系统进行的右转弯或左转弯引导时，与无上述右转弯或左转弯引导时相比，将上述踏力増加量设定得相对较小。
6.如权利要求I至5中任意一项所述的加速器踏板踏カ控制装置，其特征在干， 检测转向灯的动作状态，在转向灯非动作状态下，禁止与转向操纵角相对应的踏カ增加量变更。
7.如权利要求I至6中任意一项所述的加速器踏板踏カ控制装置，其特征在干， 在向相向车线方向转弯时，与向行车线方向转弯时相比，将上述踏力増加量设定得相对较小。
8.如权利要求I至7中任意一项所述的加速器踏板踏カ控制装置，其特征在干， 检测周围空气密度，在空气密度较低时，与空气密度较高时相比，将上述踏力増加量设定得相对较小。
9.如权利要求I至8中任意一项所述的加速器踏板踏カ控制装置，其特征在干， 检测驾驶者的加速要求，在上述加速要求较高的情况下，与上述加速要求较低的情况相比，将上述踏力増加量设定得相对较小。
10.如权利要求I至9中任意一项所述的加速器踏板踏カ控制装置，其特征在干， 对应于方向盘转向操纵角设定上述加速器开度阈值，以使上述方向盘转向操纵角较大时的加速器开度阈值，与上述方向盘转向操纵角较小时的加速器开度阈值相比相对増大。
11.ー种加速器踏板踏カ控制装置，其具有 加速器开度检测部，其检测加速器开度；以及 踏カ变更部，其变更加速器踏板的踏力， 如果加速器开度与规定的加速器开度阈值相比较大，则使加速器踏板踏力与基础踏カ相比増大规定的踏力増加量，其特征在干， 对应于方向盘的转向操纵角设定加速器开度阈值，以使得上述方向盘转向操纵角较大 时的加速器开度阈值，与转向操纵角较小时的加速器开度阈值相比相对地増大。
全文摘要
在如果加速器开度与规定的加速器开度阈值相比增大，则使加速器踏板(2)的踏力增加的加速器踏板踏力控制装置中，在驾驶者开始增加加速器踏板(2)的开度时的方向盘转向操纵角较小的情况下，为基准踏力增加量(ΔF)，在转向操纵角较大的情况下，为相对较小的踏力增加量(ΔF－β)。由此，在从停车状态右转弯·左转弯等时，通过将踏力增加量(ΔF－β)设定得相对较小，可以实现顺利的加速。
文档编号B60K26/04GK102725167SQ20108006263
公开日2012年10月10日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年1月28日
发明者坂口重幸, 大森将裕, 盐见昌生 申请人:日产自动车株式会社