加速度感制御装置
【課題】擬似的な加速度を運転者に付与するにあたって運転者によるアクセルペダルの操作の操作感を変化させてしまうことを回避して、運転者に違和感を与えることを防止することができる加速度感制御装置を提供すること。
【解決手段】本発明による加速度感制御装置１は、等加速度感線と等ペダル開度線に基づいて等ペダル開度を維持した場合の不足加速度Ａを算出する不足加速度算出手段６ｂと、不足加速度Ａに対応する傾角θを算出する傾角算出手段６ｄと、車両の座席Ｓを傾角θだけ後傾させる後傾手段３ａと、車両のペダルのストローク量ＳＴを傾角θに対応した補正量ΔＳＴだけ補正するストローク量補正手段６ｅと、車両の駆動源を制御するにあたって用いるストローク量ＳＴに対応する制御用ストローク量ＳＳを補正量ΔＳＴに対応する制御用補正量ΔＳＳだけ補正する制御用ストローク量補正手段６ｆと、を含むことを特徴とする。
【解決手段】本発明による加速度感制御装置１は、等加速度感線と等ペダル開度線に基づいて等ペダル開度を維持した場合の不足加速度Ａを算出する不足加速度算出手段６ｂと、不足加速度Ａに対応する傾角θを算出する傾角算出手段６ｄと、車両の座席Ｓを傾角θだけ後傾させる後傾手段３ａと、車両のペダルのストローク量ＳＴを傾角θに対応した補正量ΔＳＴだけ補正するストローク量補正手段６ｅと、車両の駆動源を制御するにあたって用いるストローク量ＳＴに対応する制御用ストローク量ＳＳを補正量ΔＳＴに対応する制御用補正量ΔＳＳだけ補正する制御用ストローク量補正手段６ｆと、を含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車、トラック、バス等の自動車に適用して好適な加速度感制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に車両においては、図２の実線に示すように、運転者が車速の変化に係わらずに同等の加速度感を得る特性を示す等加速度線は、低速域から高速域に向けて徐々に低下するほぼ双曲線状の曲線となり、アクセルペダルのペダル開度が車速に係わらずに等しくした場合の加速度と車速との関係を示す図２中破線で示す、等ペダル開度線も低速域から高速域に向けて徐々に低下するほぼ双曲線上の曲線となる。車両は車種毎に車両重量と駆動力の配分特性を有しており、例えば高速域の駆動力が小さく車両重量が大きい傾向のある車両においては、図２における破線の等ペダル開度線は、実線の等加速度線よりも縦軸において低い領域に位置しており、両者の乖離量は低速域から高速域に向けて徐々に拡大する傾向にある。
【０００３】
車両重量や駆動力等の機械的な車両性能限界により、車両が低速域から高速域にわたって等加速度感を運転者に対して提供して運転者の要求する等加速度感を車両性能のみでは実現することが困難である場合には、例えば、特許文献１に記載されているように、等ペダル開度を維持した場合に不足する加速度を運転者が着座するシートを後傾させることにより擬似的に加速度を演出して運転者に付与し、運転者の要求する加速度に対して不足する加速度を擬似的に補うことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７０７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、このような構成の加速度感制御装置においては、擬似的な加速度を運転者に付与するためのシートを後傾させるため、運転者の膝の位置が車両のアクセルペダルの位置に対して相対的に変化することを招き、運転者によるアクセルペダルの操作の操作感を変化させてしまい運転者に違和感を与えるという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑み、擬似的な加速度を運転者に付与するにあたって運転者によるアクセルペダルの操作の操作感を変化させてしまうことを回避して、運転者に違和感を与えることを防止することができる加速度感制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の問題を解決するため、本発明に係る加速度感制御装置は、
等加速度感線と等ペダル開度線に基づいて等ペダル開度を維持した場合の不足加速度を算出する不足加速度算出手段と、
前記不足加速度に対応する傾角を算出する傾角算出手段と、
車両の座席を前記傾角だけ後傾させる後傾手段と、
前記車両のペダルのストローク量を前記傾角に対応した補正量だけ補正するストローク量補正手段と、
前記車両の駆動源を制御するにあたって用いる前記ストローク量に対応する制御用ストローク量を前記補正量に対応する制御用補正量だけ補正する制御用ストローク量補正手段と、
を含むことを特徴とする。
【０００８】
なお、前記ペダルはアクセルペダルであり、前記駆動源はエンジンである。
【０００９】
これによれば、運転者が着座している前記座席を前記後傾手段により前記傾角だけ後傾させて、擬似的な加速度を運転者に付与するとともに、前記ストローク量補正手段が前記ペダルのストローク量を、前記後傾させた前記傾角に対応させた補正量だけ補正して、前記ペダルの踏面が運転者つまり前記座席に接近する方向に移動させて、前記ストローク量に対応する前記制御用ストローク量を前記補正量に対応する前記制御用補正量だけ減算して補正することができるので、擬似的な加速度を運転者に付与するにあたって運転者による前記ペダルの操作の操作感を変化させることを招くことなく、運転者に違和感を与えることを防止することができる。
【００１０】
ここで、前記加速度感制御装置において、
等ペダル開度線に基づいて等ペダル開度を維持した場合に加速度感が不足すると判定する不足判定手段を含み、
前記不足判定手段が、前記加速度感が不足すると判定する場合に、前記傾角算出手段が前記算出を実行し、前記後傾手段が前記後傾を実行し、前記ストローク量補正手段が前記補正を実行し、前記制御用ストローク量補正手段が前記補正を実行することが好ましい。
【００１１】
これによれば、前記加速度感が不足していて、前記不足の程度が大きい場合にのみ、前記後傾と前記補正を実行することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の加速度間制御装置によれば、擬似的な加速度を運転者に付与するにあたって運転者によるアクセルペダルの操作の操作感を変化させてしまうことを回避して、運転者に違和感を与えることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態の制御に用いるマップである。
【図３】本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態を示す模式図である。
【図４】本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態を示す模式図である。
【図５】本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態を示す模式図である。
【図６】本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態を示す模式図である。
【図７】本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態を示す模式図であり、図２は、本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態に用いられるマップである。図３は本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態の制御対象であるシートを示す模式図である。図４は本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態の制御対象であるシート及びアクセルペダルを示す模式図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施例の加速度感制御装置１は、シートＥＣＵ３（Electronic Control Unit）と、シートアクチュエータ２と、アクセルペダルストローク量センサ４と、アクセルペダルアクチュエータ５と、エンジンＥＣＵ６を備えて構成される。シートＥＣＵ３と、エンジンＥＣＵ６はＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信規格により相互に接続される。
【００１７】
シートアクチュエータ２は、油圧、空気圧、電磁力等のいずれかを含む動力を用いた図示しないピストンとシリンダと、座席を構成するシートＳのシートバックとシートクッションの接続点の下方と床面との間に配置されてシートＳを車幅方向に延びる中心Ｃを揺動軸として揺動自在に支持する図示しないヒンジ部分とにより構成され、シートＥＣＵ３の指令に基づいて、ピストンを動作させることにより、シートＳを後傾させるものである。
【００１８】
シートＥＣＵ３は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバス及び入出力インターフェースから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが以下に述べる所定の処理を行うものであって、後傾手段３ａを構成するものである。シートＥＣＵ３の後傾手段３ａは、シートＥＣＵ３の制御に基づいて、シートアクチュエータ２に指令を出力して、シートＳを後傾する。
【００１９】
アクセルペダルストローク量センサ４は、図示しないアクセルペダルのヒンジ部分に設けられる角度センサ又はストローク量センサであって、アクセルペダルストローク量を検出して、検出結果をエンジンＥＣＵ６に出力するものである。
【００２０】
アクセルペダルアクチュエータ５は、油圧、空気圧、電磁力等のいずれかを含む動力を用いた図示しないピストンとシリンダとにより構成される例えばペダルストロークシミュレータであり、エンジンＥＣＵ６の指令に基づいて、アクセルペダルストローク量に応じた反力を図示しないアクセルペダルに発生させるとともに、アクセルペダルのストローク量ＳＴを後述する補正量ΔＳＴだけ加えて変更するとともに、変更後の反力と変更前の反力を等しくするものである。
【００２１】
エンジンＥＣＵ６は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバス及び入出力インターフェースから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが以下に述べる所定の処理を行うものである。エンジンＥＣＵ６は、車速検出手段６ａと、不足加速度算出手段６ｂと、不足判定手段６ｃと、傾角算出手段６ｄと、ストローク量補正手段６ｅと、制御用ストローク量補正手段６ｆとを構成する。
【００２２】
エンジンＥＣＵ６は例えばＲＯＭ内に、図２に実線で示す車速により変化する等加速度線と、破線で示す車速により変化する等ペダル開度線をマップ又は関数として予め記憶しておき、不足加速度算出手段６ｂは、ＣＡＮ上において車速検出手段６ａが取得した車速に基づいて、取得した車速における等加速度線上の加速度と、等ペダル開度線上の加速度を求め、双方の加速度の差を不足加速度Ａとして算出する。
【００２３】
エンジンＥＣＵ６の不足判定手段６ｃは、不足加速度Ａが閾値Ａｔｈより大きい場合に、図２に示す等ペダル開度線に基づいて等ペダル開度を維持した場合に加速度感が不足すると判定する。なお、閾値Ａｔｈは必要に応じて変更することが可能であり、例えば閾値Ａｔｈを車速６０ｋｍ／ｈにおける不足加速度に設定することができる。ここで閾値Ｖｔｈをゼロに設定すれば、図２に示す全車速域において加速度感が不足すると判定される。
【００２４】
エンジンＥＣＵ６の傾角算出手段６ｄは、算出された不足加速度Ａに対応する傾角θを算出する。シートＥＣＵ３の後傾手段３ａは、車両のシートＳを不足加速度Ａに対応する傾角θだけ後傾させ、エンジンＥＣＵ６のストローク量補正手段６ｅは、アクセルペダルのストローク量ＳＴを傾角θに対応した補正量ΔＳＴだけ補正し、かつ、補正後のストローク量ＳＴにおける反力を補正前と同一とする。エンジンＥＣＵ６の制御用ストローク量補正手段６ｆは、図示しないエンジンつまり車両の駆動源を制御するにあたって用いるストローク量に対応する制御用ストローク量ＳＳを補正量ΔＳＴに対応する制御用補正量ΔＳＳだけ補正する。
【００２５】
なお、ストローク量ＳＴは、アクセルペダルが最大限踏み込まれた位置を基準とした踏面Ｐのストローク量であり、制御用ストローク量ＳＳは、アクセルペダルの踏み込み初期位置を基準としたストローク量である。つまり最大ストローク量Ｓｍａｘに対して、Ｓｍａｓ−ＳＴ＝ＳＳの関係が成り立ち、制御用補正量ΔＳＳ＝補正量ΔＳＴとなる。
【００２６】
以下に傾角θと補正量ΔＳＴの具体的な算出方法について図を用いて説明する。図３は本発明に係る加速度感制御装置１の制御対象となるシートＳの後傾形態を示す模式図であり、図４は本発明に係る加速度感制御装置１の制御対象となるシートＳの後傾前後におけるアクセルペダルとシートＳとの相互位置関係を示す模式図である。
【００２７】
図３中左に示すように、シートＳの後傾前の傾角をαとすると、重力加速度ｇにｓｉｎαを乗じた値の加速度が後傾前においても発生しており、シートＳをさらに傾角θだけ後傾させると、図３中右に示すように、重力加速度ｇにｓｉｎ（α＋θ）を乗じた値の加速度が運転者の後方に向けて発生することとなり、ｇ・ｓｉｎ（α＋θ）からｇ・ｓｉｎαを減じた値ｇ・（ｓｉｎ（α＋θ）−ｓｉｎα）が運転者の体感加速度として車両の発生する加速度に加えられることとなる。α、θは微小角とみなせるので、ｇ・（ｓｉｎ（α＋θ）−ｓｉｎα）はｇ・ｓｉｎθと近似できる。
【００２８】
不足加速度Ａを擬似的に発生させて運転者の体感加速度を補うためには、Ａ＝ｇ・ｓｉｎθとおいてθについて解いた値ａｒｃｓｉｎ（Ａ／ｇ）を傾角θとして、シートＳを後傾させればよいこととなる。
【００２９】
この場合において、シートＳは車幅方向を指向する中心Ｃを揺動軸として時計回りに後傾されるため、図４中左側の後傾前の状態から、図４中右側に示すようにシートＳを後傾させると、シートＳを後傾させた後には、シートＳに着座している運転者の膝も中心Ｃを揺動軸として時計回りに回転して、運転者の膝は図４中右の下側の破線で示す後傾前のアクセルペダルの踏面Ｐに対して右上に離隔する方向に移動することとなる。
【００３０】
このようにシートＳを後傾させた後は運転者の膝も中心Ｃを揺動軸として傾角θだけ後傾される条件の下で、運転者が後傾前と同じ操作感覚でアクセルペダルの踏面Ｐを操作することを実現するためには、理想的には、アクセルペダル全体を、中心Ｃを揺動軸として傾角θだけ時計回りに回転させればよい。但し、アクセルペダル全体を回転させることはアクセルペダルを回転させる回転装置を、例えば中心Ｃを中心とする円弧状のレールを含むものとする必要が生じて、回転装置が大規模なものとなりコストアップを招くこととなる。
【００３１】
そこで、アクセルペダルを傾角θだけ時計回りに仮想的に回転させた場合の図４中右側の上側の破線で示す踏面の位置ＩＰに対して、アクセルペダルを現実には回転させずに補正量ΔＳＴだけ大きいストローク量だけストロークさせて、仮想的に回転させたアクセルペダルの踏面の位置ＩＰと、補正量ΔＳＴだけ大きくストロークさせたアクセルペダルの踏面Ｐの位置をストローク方向において一致させることとする。
【００３２】
シートＳのシートクッションの前端点を運転者の膝の位置とみなして、図５に示すように、後傾前の前端点をＢとし、後傾後の前端点をＢ′とし、補正量ΔＳＴだけ大きくする前のアクセルペダルの踏面の位置をＰとし、補正量ΔＳＴだけ大きくした後のアクセルペダルの踏面の位置をＰ′とし、仮想的にアクセルペダルを傾角θだけ中心Ｃの周りに時計回りに回転させた場合の踏面の位置をＩＰとする。
【００３３】
ＩＰとＢ′を結ぶ線分及びＰとＢを結ぶ線分をｌとし、Ｐ′とＢ′を結ぶ線分をｌ′とすると、ΔＳＴ＝ｌ−ｌ′となる。図５で示した線分ｌ及びｌ′を含む円内を拡大すると、図６に示すように表現し直すことができる。ここで、前述したように傾角θは微小角であるため、図４で示したｌ−ｌ′は図６で示すｌの延長線にＢ′から降ろした垂線と延長線との交点とｌの端部とを結ぶｌ”と等しくなり、中心ＣとＢとの距離をｂ、角度ＣＢＰ＝βとおくと、前述したように傾角θは微小角であるため、ＢＢ′≒ｂ・ｓｉｎθ≒ｂ・θであり、図６中の角度γはγ≒β−π／２となる。このため、補正量の算出式はΔＳＴ＝ｌ−ｌ′＝ｌ”≒ｂ・θ・ｃｏｓ（β−π／２）＝ｂ・θ・ｓｉｎβとなる。なお、角度βは予め測定して求め、シートＥＣＵ３がＲＯＭ内に記憶しているものとする。
【００３４】
すなわち、エンジンＥＣＵ６のストローク量補正手段６ｅはＣＡＮによりシートＥＣＵ３の後傾手段３ａから制御に用いた傾角θと角度βを取得し、上記算出式に基づいて補正量ΔＳＴを算出して、補正量ΔＳＴだけ加算されたストローク量ＳＴとなるようにアクセルペダルアクチュエータ５を制御する。
【００３５】
さらに、エンジンＥＣＵ６の制御用ストローク量補正手段６ｆは、エンジンＥＣＵ６がエンジンを制御するにあたって用いるスロットル開度とアクセルペダルの制御用ストローク量との関係を示すマップに適用される制御用ストローク量ＳＳを、制御用ストローク量ＳＳから制御用補正量ΔＳＳ＝補正量ΔＳＴを減算して補正した後の制御用ストローク量ＳＳとする。
【００３６】
以下、本実施例の加速度感制御装置１の制御内容を、フローチャートを用いて説明する。図７は、本発明による加速度感制御装置１の制御内容を示すフローチャートである。
【００３７】
図７に示すステップＳ１において、エンジンＥＣＵ６の車速検出手段６ａはＣＡＮ上から車速を取得し、ステップＳ２において、エンジンＥＣＵ６の不足加速度算出手段６ｂは、車速と図２に示したマップに基づいて不足加速度Ａを算出する。
【００３８】
つづいてステップＳ３においてエンジンＥＣＵ６の不足判定手段６ｃは、不足加速度Ａが閾値Ａｔｈより大きいか否か、すなわち、加速度感が不足している程度が大きいか否かを判定し、肯定である場合には、ステップＳ４にすすみ、否定である場合にはＥＮＤにすすむ。
【００３９】
ステップＳ４において、エンジンＥＣＵ６の傾角算出手段６ｄは、不足加速度Ａから傾角θを算出して、算出結果をシートＥＣＵ３に送信し、ステップＳ５において、シートＥＣＵ３の後傾手段３ａは、シートアクチュエータ２によりシートＳを傾角θだけ後傾させ、ステップＳ６において、エンジンＥＣＵ６のストローク量補正手段６ｅはアクセルペダルアクチュエータ５を制御して、アクセルペダルのストローク量ＳＴを補正量ΔＳＴだけ加算して補正し、かつ、補正後のストローク量ＳＴにおける反力を補正前と同一とする。さらに、ステップＳ７において、エンジンＥＣＵ６の制御用ストローク量補正手段６ｆは制御用ストローク量ＳＳから補正量ΔＳＴだけ減算して補正する。
【００４０】
以上述べた制御内容により実現される本実施例の加速度感制御装置１によれば、以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、エンジンＥＣＵ６の不足加速度算出手段６ｂが算出した不足加速度Ａに基づいて、不足判定手段６ｃが、加速度感が不足することが発生すると判定した場合に、運転者が着座しているシートＳをシートＥＣＵ３の後傾手段３ａにより後傾させて、擬似的な加速度を運転者に付与するとともに、ストローク量補正手段６ｅがアクセルペダルのストローク量ＳＴを、後傾させた後傾量つまり傾角θに対応させた補正量ΔＳＴだけ補正して、アクセルペダルの踏面Ｐが運転者の膝及びシートＳに接近する方向に移動させて、ストローク量ＳＴに対応する制御用ストローク量ＳＳを補正量ΔＳＴに対応する制御用補正量ΔＳＳ＝ΔＳＴだけ減算して補正することができる。
【００４１】
これにより、擬似的な加速度を運転者に付与するにあたって、運転者とアクセルペダルの踏面Ｐとの距離を変更することを防止し、かつ、アクセルペダルの反力が変更されてしまうことを回避できるので、アクセルペダルの操作の操作感を変化させることを防止して、運転者に違和感を与えることを防止することができる。
【００４２】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、車両用の加速度感制御装置に関するものであり、擬似的な加速度を運転者に付与するにあたって運転者によるアクセルペダルの操作の操作感を変化させてしまうことを回避して、運転者に違和感を与えることを防止することができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用可能なものである。
【符号の説明】
【００４４】
１ 加速度感制御装置
２ シートアクチュエータ
３ シートＥＣＵ
３ａ 後傾手段
４ アクセルペダルストローク量センサ
５ アクセルペダルアクチュエータ
６ エンジンＥＣＵ
６ａ 車速検出手段
６ｂ 不足加速度算出手段
６ｃ 不足判定手段
６ｄ 傾角算出手段
６ｅ ストローク量補正手段
６ｆ 制御用ストローク量補正手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車、トラック、バス等の自動車に適用して好適な加速度感制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に車両においては、図２の実線に示すように、運転者が車速の変化に係わらずに同等の加速度感を得る特性を示す等加速度線は、低速域から高速域に向けて徐々に低下するほぼ双曲線状の曲線となり、アクセルペダルのペダル開度が車速に係わらずに等しくした場合の加速度と車速との関係を示す図２中破線で示す、等ペダル開度線も低速域から高速域に向けて徐々に低下するほぼ双曲線上の曲線となる。車両は車種毎に車両重量と駆動力の配分特性を有しており、例えば高速域の駆動力が小さく車両重量が大きい傾向のある車両においては、図２における破線の等ペダル開度線は、実線の等加速度線よりも縦軸において低い領域に位置しており、両者の乖離量は低速域から高速域に向けて徐々に拡大する傾向にある。
【０００３】
車両重量や駆動力等の機械的な車両性能限界により、車両が低速域から高速域にわたって等加速度感を運転者に対して提供して運転者の要求する等加速度感を車両性能のみでは実現することが困難である場合には、例えば、特許文献１に記載されているように、等ペダル開度を維持した場合に不足する加速度を運転者が着座するシートを後傾させることにより擬似的に加速度を演出して運転者に付与し、運転者の要求する加速度に対して不足する加速度を擬似的に補うことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２７０７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、このような構成の加速度感制御装置においては、擬似的な加速度を運転者に付与するためのシートを後傾させるため、運転者の膝の位置が車両のアクセルペダルの位置に対して相対的に変化することを招き、運転者によるアクセルペダルの操作の操作感を変化させてしまい運転者に違和感を与えるという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑み、擬似的な加速度を運転者に付与するにあたって運転者によるアクセルペダルの操作の操作感を変化させてしまうことを回避して、運転者に違和感を与えることを防止することができる加速度感制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の問題を解決するため、本発明に係る加速度感制御装置は、
等加速度感線と等ペダル開度線に基づいて等ペダル開度を維持した場合の不足加速度を算出する不足加速度算出手段と、
前記不足加速度に対応する傾角を算出する傾角算出手段と、
車両の座席を前記傾角だけ後傾させる後傾手段と、
前記車両のペダルのストローク量を前記傾角に対応した補正量だけ補正するストローク量補正手段と、
前記車両の駆動源を制御するにあたって用いる前記ストローク量に対応する制御用ストローク量を前記補正量に対応する制御用補正量だけ補正する制御用ストローク量補正手段と、
を含むことを特徴とする。
【０００８】
なお、前記ペダルはアクセルペダルであり、前記駆動源はエンジンである。
【０００９】
これによれば、運転者が着座している前記座席を前記後傾手段により前記傾角だけ後傾させて、擬似的な加速度を運転者に付与するとともに、前記ストローク量補正手段が前記ペダルのストローク量を、前記後傾させた前記傾角に対応させた補正量だけ補正して、前記ペダルの踏面が運転者つまり前記座席に接近する方向に移動させて、前記ストローク量に対応する前記制御用ストローク量を前記補正量に対応する前記制御用補正量だけ減算して補正することができるので、擬似的な加速度を運転者に付与するにあたって運転者による前記ペダルの操作の操作感を変化させることを招くことなく、運転者に違和感を与えることを防止することができる。
【００１０】
ここで、前記加速度感制御装置において、
等ペダル開度線に基づいて等ペダル開度を維持した場合に加速度感が不足すると判定する不足判定手段を含み、
前記不足判定手段が、前記加速度感が不足すると判定する場合に、前記傾角算出手段が前記算出を実行し、前記後傾手段が前記後傾を実行し、前記ストローク量補正手段が前記補正を実行し、前記制御用ストローク量補正手段が前記補正を実行することが好ましい。
【００１１】
これによれば、前記加速度感が不足していて、前記不足の程度が大きい場合にのみ、前記後傾と前記補正を実行することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の加速度間制御装置によれば、擬似的な加速度を運転者に付与するにあたって運転者によるアクセルペダルの操作の操作感を変化させてしまうことを回避して、運転者に違和感を与えることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態の制御に用いるマップである。
【図３】本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態を示す模式図である。
【図４】本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態を示す模式図である。
【図５】本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態を示す模式図である。
【図６】本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態を示す模式図である。
【図７】本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態を示す模式図であり、図２は、本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態に用いられるマップである。図３は本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態の制御対象であるシートを示す模式図である。図４は本発明に係る加速度感制御装置の一実施形態の制御対象であるシート及びアクセルペダルを示す模式図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施例の加速度感制御装置１は、シートＥＣＵ３（Electronic Control Unit）と、シートアクチュエータ２と、アクセルペダルストローク量センサ４と、アクセルペダルアクチュエータ５と、エンジンＥＣＵ６を備えて構成される。シートＥＣＵ３と、エンジンＥＣＵ６はＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信規格により相互に接続される。
【００１７】
シートアクチュエータ２は、油圧、空気圧、電磁力等のいずれかを含む動力を用いた図示しないピストンとシリンダと、座席を構成するシートＳのシートバックとシートクッションの接続点の下方と床面との間に配置されてシートＳを車幅方向に延びる中心Ｃを揺動軸として揺動自在に支持する図示しないヒンジ部分とにより構成され、シートＥＣＵ３の指令に基づいて、ピストンを動作させることにより、シートＳを後傾させるものである。
【００１８】
シートＥＣＵ３は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバス及び入出力インターフェースから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが以下に述べる所定の処理を行うものであって、後傾手段３ａを構成するものである。シートＥＣＵ３の後傾手段３ａは、シートＥＣＵ３の制御に基づいて、シートアクチュエータ２に指令を出力して、シートＳを後傾する。
【００１９】
アクセルペダルストローク量センサ４は、図示しないアクセルペダルのヒンジ部分に設けられる角度センサ又はストローク量センサであって、アクセルペダルストローク量を検出して、検出結果をエンジンＥＣＵ６に出力するものである。
【００２０】
アクセルペダルアクチュエータ５は、油圧、空気圧、電磁力等のいずれかを含む動力を用いた図示しないピストンとシリンダとにより構成される例えばペダルストロークシミュレータであり、エンジンＥＣＵ６の指令に基づいて、アクセルペダルストローク量に応じた反力を図示しないアクセルペダルに発生させるとともに、アクセルペダルのストローク量ＳＴを後述する補正量ΔＳＴだけ加えて変更するとともに、変更後の反力と変更前の反力を等しくするものである。
【００２１】
エンジンＥＣＵ６は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバス及び入出力インターフェースから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが以下に述べる所定の処理を行うものである。エンジンＥＣＵ６は、車速検出手段６ａと、不足加速度算出手段６ｂと、不足判定手段６ｃと、傾角算出手段６ｄと、ストローク量補正手段６ｅと、制御用ストローク量補正手段６ｆとを構成する。
【００２２】
エンジンＥＣＵ６は例えばＲＯＭ内に、図２に実線で示す車速により変化する等加速度線と、破線で示す車速により変化する等ペダル開度線をマップ又は関数として予め記憶しておき、不足加速度算出手段６ｂは、ＣＡＮ上において車速検出手段６ａが取得した車速に基づいて、取得した車速における等加速度線上の加速度と、等ペダル開度線上の加速度を求め、双方の加速度の差を不足加速度Ａとして算出する。
【００２３】
エンジンＥＣＵ６の不足判定手段６ｃは、不足加速度Ａが閾値Ａｔｈより大きい場合に、図２に示す等ペダル開度線に基づいて等ペダル開度を維持した場合に加速度感が不足すると判定する。なお、閾値Ａｔｈは必要に応じて変更することが可能であり、例えば閾値Ａｔｈを車速６０ｋｍ／ｈにおける不足加速度に設定することができる。ここで閾値Ｖｔｈをゼロに設定すれば、図２に示す全車速域において加速度感が不足すると判定される。
【００２４】
エンジンＥＣＵ６の傾角算出手段６ｄは、算出された不足加速度Ａに対応する傾角θを算出する。シートＥＣＵ３の後傾手段３ａは、車両のシートＳを不足加速度Ａに対応する傾角θだけ後傾させ、エンジンＥＣＵ６のストローク量補正手段６ｅは、アクセルペダルのストローク量ＳＴを傾角θに対応した補正量ΔＳＴだけ補正し、かつ、補正後のストローク量ＳＴにおける反力を補正前と同一とする。エンジンＥＣＵ６の制御用ストローク量補正手段６ｆは、図示しないエンジンつまり車両の駆動源を制御するにあたって用いるストローク量に対応する制御用ストローク量ＳＳを補正量ΔＳＴに対応する制御用補正量ΔＳＳだけ補正する。
【００２５】
なお、ストローク量ＳＴは、アクセルペダルが最大限踏み込まれた位置を基準とした踏面Ｐのストローク量であり、制御用ストローク量ＳＳは、アクセルペダルの踏み込み初期位置を基準としたストローク量である。つまり最大ストローク量Ｓｍａｘに対して、Ｓｍａｓ−ＳＴ＝ＳＳの関係が成り立ち、制御用補正量ΔＳＳ＝補正量ΔＳＴとなる。
【００２６】
以下に傾角θと補正量ΔＳＴの具体的な算出方法について図を用いて説明する。図３は本発明に係る加速度感制御装置１の制御対象となるシートＳの後傾形態を示す模式図であり、図４は本発明に係る加速度感制御装置１の制御対象となるシートＳの後傾前後におけるアクセルペダルとシートＳとの相互位置関係を示す模式図である。
【００２７】
図３中左に示すように、シートＳの後傾前の傾角をαとすると、重力加速度ｇにｓｉｎαを乗じた値の加速度が後傾前においても発生しており、シートＳをさらに傾角θだけ後傾させると、図３中右に示すように、重力加速度ｇにｓｉｎ（α＋θ）を乗じた値の加速度が運転者の後方に向けて発生することとなり、ｇ・ｓｉｎ（α＋θ）からｇ・ｓｉｎαを減じた値ｇ・（ｓｉｎ（α＋θ）−ｓｉｎα）が運転者の体感加速度として車両の発生する加速度に加えられることとなる。α、θは微小角とみなせるので、ｇ・（ｓｉｎ（α＋θ）−ｓｉｎα）はｇ・ｓｉｎθと近似できる。
【００２８】
不足加速度Ａを擬似的に発生させて運転者の体感加速度を補うためには、Ａ＝ｇ・ｓｉｎθとおいてθについて解いた値ａｒｃｓｉｎ（Ａ／ｇ）を傾角θとして、シートＳを後傾させればよいこととなる。
【００２９】
この場合において、シートＳは車幅方向を指向する中心Ｃを揺動軸として時計回りに後傾されるため、図４中左側の後傾前の状態から、図４中右側に示すようにシートＳを後傾させると、シートＳを後傾させた後には、シートＳに着座している運転者の膝も中心Ｃを揺動軸として時計回りに回転して、運転者の膝は図４中右の下側の破線で示す後傾前のアクセルペダルの踏面Ｐに対して右上に離隔する方向に移動することとなる。
【００３０】
このようにシートＳを後傾させた後は運転者の膝も中心Ｃを揺動軸として傾角θだけ後傾される条件の下で、運転者が後傾前と同じ操作感覚でアクセルペダルの踏面Ｐを操作することを実現するためには、理想的には、アクセルペダル全体を、中心Ｃを揺動軸として傾角θだけ時計回りに回転させればよい。但し、アクセルペダル全体を回転させることはアクセルペダルを回転させる回転装置を、例えば中心Ｃを中心とする円弧状のレールを含むものとする必要が生じて、回転装置が大規模なものとなりコストアップを招くこととなる。
【００３１】
そこで、アクセルペダルを傾角θだけ時計回りに仮想的に回転させた場合の図４中右側の上側の破線で示す踏面の位置ＩＰに対して、アクセルペダルを現実には回転させずに補正量ΔＳＴだけ大きいストローク量だけストロークさせて、仮想的に回転させたアクセルペダルの踏面の位置ＩＰと、補正量ΔＳＴだけ大きくストロークさせたアクセルペダルの踏面Ｐの位置をストローク方向において一致させることとする。
【００３２】
シートＳのシートクッションの前端点を運転者の膝の位置とみなして、図５に示すように、後傾前の前端点をＢとし、後傾後の前端点をＢ′とし、補正量ΔＳＴだけ大きくする前のアクセルペダルの踏面の位置をＰとし、補正量ΔＳＴだけ大きくした後のアクセルペダルの踏面の位置をＰ′とし、仮想的にアクセルペダルを傾角θだけ中心Ｃの周りに時計回りに回転させた場合の踏面の位置をＩＰとする。
【００３３】
ＩＰとＢ′を結ぶ線分及びＰとＢを結ぶ線分をｌとし、Ｐ′とＢ′を結ぶ線分をｌ′とすると、ΔＳＴ＝ｌ−ｌ′となる。図５で示した線分ｌ及びｌ′を含む円内を拡大すると、図６に示すように表現し直すことができる。ここで、前述したように傾角θは微小角であるため、図４で示したｌ−ｌ′は図６で示すｌの延長線にＢ′から降ろした垂線と延長線との交点とｌの端部とを結ぶｌ”と等しくなり、中心ＣとＢとの距離をｂ、角度ＣＢＰ＝βとおくと、前述したように傾角θは微小角であるため、ＢＢ′≒ｂ・ｓｉｎθ≒ｂ・θであり、図６中の角度γはγ≒β−π／２となる。このため、補正量の算出式はΔＳＴ＝ｌ−ｌ′＝ｌ”≒ｂ・θ・ｃｏｓ（β−π／２）＝ｂ・θ・ｓｉｎβとなる。なお、角度βは予め測定して求め、シートＥＣＵ３がＲＯＭ内に記憶しているものとする。
【００３４】
すなわち、エンジンＥＣＵ６のストローク量補正手段６ｅはＣＡＮによりシートＥＣＵ３の後傾手段３ａから制御に用いた傾角θと角度βを取得し、上記算出式に基づいて補正量ΔＳＴを算出して、補正量ΔＳＴだけ加算されたストローク量ＳＴとなるようにアクセルペダルアクチュエータ５を制御する。
【００３５】
さらに、エンジンＥＣＵ６の制御用ストローク量補正手段６ｆは、エンジンＥＣＵ６がエンジンを制御するにあたって用いるスロットル開度とアクセルペダルの制御用ストローク量との関係を示すマップに適用される制御用ストローク量ＳＳを、制御用ストローク量ＳＳから制御用補正量ΔＳＳ＝補正量ΔＳＴを減算して補正した後の制御用ストローク量ＳＳとする。
【００３６】
以下、本実施例の加速度感制御装置１の制御内容を、フローチャートを用いて説明する。図７は、本発明による加速度感制御装置１の制御内容を示すフローチャートである。
【００３７】
図７に示すステップＳ１において、エンジンＥＣＵ６の車速検出手段６ａはＣＡＮ上から車速を取得し、ステップＳ２において、エンジンＥＣＵ６の不足加速度算出手段６ｂは、車速と図２に示したマップに基づいて不足加速度Ａを算出する。
【００３８】
つづいてステップＳ３においてエンジンＥＣＵ６の不足判定手段６ｃは、不足加速度Ａが閾値Ａｔｈより大きいか否か、すなわち、加速度感が不足している程度が大きいか否かを判定し、肯定である場合には、ステップＳ４にすすみ、否定である場合にはＥＮＤにすすむ。
【００３９】
ステップＳ４において、エンジンＥＣＵ６の傾角算出手段６ｄは、不足加速度Ａから傾角θを算出して、算出結果をシートＥＣＵ３に送信し、ステップＳ５において、シートＥＣＵ３の後傾手段３ａは、シートアクチュエータ２によりシートＳを傾角θだけ後傾させ、ステップＳ６において、エンジンＥＣＵ６のストローク量補正手段６ｅはアクセルペダルアクチュエータ５を制御して、アクセルペダルのストローク量ＳＴを補正量ΔＳＴだけ加算して補正し、かつ、補正後のストローク量ＳＴにおける反力を補正前と同一とする。さらに、ステップＳ７において、エンジンＥＣＵ６の制御用ストローク量補正手段６ｆは制御用ストローク量ＳＳから補正量ΔＳＴだけ減算して補正する。
【００４０】
以上述べた制御内容により実現される本実施例の加速度感制御装置１によれば、以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、エンジンＥＣＵ６の不足加速度算出手段６ｂが算出した不足加速度Ａに基づいて、不足判定手段６ｃが、加速度感が不足することが発生すると判定した場合に、運転者が着座しているシートＳをシートＥＣＵ３の後傾手段３ａにより後傾させて、擬似的な加速度を運転者に付与するとともに、ストローク量補正手段６ｅがアクセルペダルのストローク量ＳＴを、後傾させた後傾量つまり傾角θに対応させた補正量ΔＳＴだけ補正して、アクセルペダルの踏面Ｐが運転者の膝及びシートＳに接近する方向に移動させて、ストローク量ＳＴに対応する制御用ストローク量ＳＳを補正量ΔＳＴに対応する制御用補正量ΔＳＳ＝ΔＳＴだけ減算して補正することができる。
【００４１】
これにより、擬似的な加速度を運転者に付与するにあたって、運転者とアクセルペダルの踏面Ｐとの距離を変更することを防止し、かつ、アクセルペダルの反力が変更されてしまうことを回避できるので、アクセルペダルの操作の操作感を変化させることを防止して、運転者に違和感を与えることを防止することができる。
【００４２】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、車両用の加速度感制御装置に関するものであり、擬似的な加速度を運転者に付与するにあたって運転者によるアクセルペダルの操作の操作感を変化させてしまうことを回避して、運転者に違和感を与えることを防止することができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用可能なものである。
【符号の説明】
【００４４】
１ 加速度感制御装置
２ シートアクチュエータ
３ シートＥＣＵ
３ａ 後傾手段
４ アクセルペダルストローク量センサ
５ アクセルペダルアクチュエータ
６ エンジンＥＣＵ
６ａ 車速検出手段
６ｂ 不足加速度算出手段
６ｃ 不足判定手段
６ｄ 傾角算出手段
６ｅ ストローク量補正手段
６ｆ 制御用ストローク量補正手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
等加速度感線と等ペダル開度線に基づいて等ペダル開度を維持した場合の不足加速度を算出する不足加速度算出手段と、前記不足加速度に対応する傾角を算出する傾角算出手段と、車両の座席を前記傾角だけ後傾させる後傾手段と、前記車両のペダルのストローク量を前記傾角に対応した補正量だけ補正するストローク量補正手段と、前記車両の駆動源を制御するにあたって用いる前記ストローク量に対応する制御用ストローク量を前記補正量に対応する制御用補正量だけ補正する制御用ストローク量補正手段と、を含むことを特徴とする加速度感制御装置。
【請求項１】
等加速度感線と等ペダル開度線に基づいて等ペダル開度を維持した場合の不足加速度を算出する不足加速度算出手段と、前記不足加速度に対応する傾角を算出する傾角算出手段と、車両の座席を前記傾角だけ後傾させる後傾手段と、前記車両のペダルのストローク量を前記傾角に対応した補正量だけ補正するストローク量補正手段と、前記車両の駆動源を制御するにあたって用いる前記ストローク量に対応する制御用ストローク量を前記補正量に対応する制御用補正量だけ補正する制御用ストローク量補正手段と、を含むことを特徴とする加速度感制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２２１７８０（Ｐ２０１０−２２１７８０Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６９７６５（Ｐ２００９−６９７６５）
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]