专利名称：加速器踏板踏力控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制车辆的加速器踏板的踏力的加速器踏板踏力控制装置。
背景技术：
在专利文献I中公示了一种技术，其应用于对高速旋转高负载侧的第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速旋转低负载侧的第2运行方式(例如，分层燃烧)进行切换的发动机中，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运行区域切换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)骤增规定的踏力增加量。并且，其构成为，该踏力的增加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的技术，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加量的解除。但是，加速器踏板是驾驶者根据期望驾驶车辆时的主要操作部件，驾驶者感受到的操作感或由其产生的对车辆的驾驶性的影响，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降低的踏力控制装置的实用化时，必须使燃料消耗降低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降低的踏力控制装置的实用化，进行大量的试制并反复进行行驶实验，通过这些实验可知，如上述专利文献I所示，以某个加速器开度为边界，进行踏力增加及解除，根据驾驶者的无意识响应，结果会出现不适当的动作。具体地说，在专利文献I的技术中，在驾驶者将加速器踏板踏入时，由于运行区域从第2运行区域进入边界运行区域内时进行的踏力快速增大，有时会违背驾驶者的期望，将加速器踏板压回，从而使运行区域从边界运行区域返回第2运行区域侧，但在这种情况下，在运行区域从第2运行区域侧进入边界运行区域内时骤增的踏力增加量将快速减少。这时，因为驾驶者有马上就要将加速器踏板踏入的意思，且通过加速器踏板的踏入会引起踏力增加，所以在运行区域从边界运行区域偏移而踏力减少之后，加速器踏板也自然地被踏入。其结果，运行区域从第2运行区域再次进入边界运行区域，再次出现踏力的骤增，从而违背驾驶者的期望，再次将加速器踏板压回。S卩，在驾驶者增大加速器踏板的开度，横穿车辆燃料消耗效率切换边界的情况下，会产生违背驾驶者的期望而使加速器踏板波动，即所谓的振荡现象，存在给驾驶者造成不适感，且操作性恶化的问题。因此，本发明涉及的加速器踏板踏力控制装置其具有加速器开度检测单元，其检测通过车辆的加速器踏板操作而变化的加速器开度；踏力变更单元，其变更上述加速器踏板的踏力；以及阈值设定单元，其根据运行状态，设定与燃料消耗率相关联的加速器开度阈值，如果加速器开度与上述加速器开度阈值相比较大，则在加速器踏板的踏力上附加规定的增加量，其特征在于，在上述加速器踏板的踏力增加后直至经过规定期间为止，禁止上述踏力的增加量的解除。其中，所谓“规定期间”并不限定于时间，例如，也可以是直至行驶规定行驶距离的期间。发 明的效果根据本发明，通过使加速器开度超过加速器开度阈值，而使加速器踏板的踏力增力口，即使加速器踏板从上述加速器开度阈值被压回，在经过规定期间之前，踏力增加量也不会被解除，因为不会产生由此引起的踏力减小，所以可以防止违背驾驶者意图的加速器踏板的波动。
图I是示意地表示本发明涉及的加速器踏板踏力控制装置的系统结构及踏力变更机构的概略的说明图。图2是示意地表示本发明中的踏力变更机构的一个实施例的说明图。图3是表示本发明中的加速器踏板踏力的基础踏力特性的特性图。图4是表示与锁止离合器相关的实施例的锁止区域的特性图。图5是表示与燃料增量区域相关的实施例的燃料增量区域的特性图。图6是表示与发动机的燃料消耗特性相关的实施例的发动机的等燃料消耗线的特性图。图7是表示与自动变速器的降档相关的实施例的自动变速器的变速线图。图8是表示对比例中的加速器开度及加速器踏板的踏力增加量随时间变化的时间曲线。图9是表示踏力增加以及开始规定期间的实施例的加速器开度及加速器踏板踏力的增量随时间变化的时间曲线。图10是踏力增加后且直至加速器开度降低至开度阈值时，开始规定期间的实施例的加速器开度及加速器踏板踏力的增量随时间变化的时间曲线。图11是表示将行驶距离作为规定期间的情况下的车速与行驶距离的关系的特性图。图12是表示本发明涉及的加速器踏板踏力控制装置的控制流程的实施例的流程图。标号说明I…车体2…加速器踏板3…旋转轴4…返回弹簧5…轴承6…加速器位置传感器7…可变摩擦板
7a…摩擦部件7b…摩擦部件8…固定轴9…致动器10…控制单元
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。该加速器踏板踏力控制装置，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，具有检测设置在车辆上的加速器踏板2的开度(踏入量)的单元、和使加速器踏板2的踏力从基础踏力变更的单元，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的踏力与基础踏力相比增加。如图I、图2所示，加速器踏板2设置在旋转轴3上，其构成为，以该旋转轴3为支点摆动，通过一端固定在车体I上，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，另一方面，在旋转轴3的另一端附近，作为加速器开度检测单元，设置输出加速器开度信号APS的加速器位置传感器6。另外，设有检测发动机转速Ne的未图示的发动机转速传感器、和检测车速VSP的未图示的车速传感器。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，发动机节流阀开度增大。即，对应于加速器开度，燃料喷射量(进而燃料消耗量)增大。并且，作为踏力变更机构，由设有一对摩擦部件7a、7b的可变摩擦板7构成，上述一对摩擦部件7a、7b彼此正对，向旋转轴3的旋转施加摩擦力，一个摩擦部件7a设置为与旋转轴3的端部机械地结合，另一个摩擦部件7b经由花键等可沿轴向自由移动且无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的动作由控制单元10控制。因此，通过由控制单元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，进而变更控制加速器踏板2的操作时的踏力。此外，踏力变更机构不限定于上述机构，例如，也可以使用电动机变更加速器踏板的踏力。图3概略地表示上述实施例中的加速器踏板踏力的基本的踏力即基础踏力的特性，该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，相对于加速器开度大致成正比地增加。并且，控制单元10根据车辆以及发动机的运行状态，设定与燃料消耗率相关的加速器开度阈值，更具体地说，设定从燃料消耗率相对较低(燃料消耗良好)的运行区域变化为燃料消耗率相对较高(燃料消耗较差)的运行区域的加速器开度阈值，如果加速器开度与上述加速器开度阈值(例如，APS1)相比增大，则在加速器踏板的踏力上附加规定的增量(图3中画斜线表示的区域B)，另一方面，如后所述，如果在踏力增加后经过规定期间，并且，例如加速器开度减小至规定的增量解除阈值，则解除上述加速器踏板的踏力增加量。作为一个例子，根据图4，说明对应于扭矩变换式自动变速器中的锁止离合器的接合 断开而设定上述加速器开度阈值的实施例。上述锁止离合器如公知所示，是用于直接连结扭矩变换器的输入侧与输出侧的机构，如图4的特性图所示，根据车速VSP和加速器开度APS切换控制接合 断开，在低车速侧且在加速器开度APS较大的非锁止(非L/U)区域(图4中画斜线表示的区域A)，是断开状态，在高车速侧且在加速器开度APS较小的锁止(L/U)区域，是接合状态。在这里，锁止离合器断开的状态与锁止离合器接合的状态相比，燃料消耗率相对地恶化。因此，在本实施例中，将非锁止区域视为燃料消耗比较高的运行区域，将锁止区域视为燃料消耗比较低的运行区域，在加速器开度APS从锁止区域向非锁止区域增加时，进行加速器踏板踏力的增加。由此，在与锁止离合器断开相对应的加速器开度阈值APSl处，使加速器踏板的踏力逐级增大，从而可以加重驾驶者感到的加速器踏板2的踩踏响应，抑制加速器踏板2的过 度踏入，同时，向驾驶者告知变换为燃料消耗率较高(即，燃料消耗较差)的运行状态。特别地，锁止离合器从接合状态向断开状态切换的加速器开度APS并不恒定，而是随车速VSP变化，但即使上述成为接合状态的加速器开度APS不同，通过与其相对应而变更加速器踏板2的踏力(加速器踏板2的踩踏响应加重)，也可以将燃料消耗率从相对较低的区域切换为相对较高的区域的信息准确地传达给驾驶者。下面，参照图5，说明与发动机在高负载侧的燃料增加区域相对应而设定加速器开度阈值的实施例。图5表示根据加速器开度APS和发动机转速Ne确定的燃料增加区域(画斜线表示的区域C)。该燃料增加区域C例如根据空燃比设定的切换或燃烧方式(例如，分层燃烧和均质燃烧)的切换等而生成，如图所示，成为加速器开度APS较大且内燃机转速Ne较高侧的区域。因此，在该图5所示的边界线L2上，与此时的内燃机转速Ne (例如，Ne2)相对应的加速器开度的值成为加速器开度阈值APS2。因此，如果加速器开度APS与该加速器开度阈值APS2相比增大，则在基础踏力上附加规定的踏力增加量。如该图5所示，通过控制加速器踏板踏力，可以在发动机的运行状态变换为燃料增加区域时，加重加速器踏板2的踩踏响应。因此，可以将发动机的运行状态已从燃料消耗率相对较低的区域变化为相对较高的区域这一信息准确地传递给驾驶者，由此，在燃料消耗率较高的区域内，驾驶者不会不注意地将加速器踏板2踏入，从而可以实现燃料消耗改善。下面，参照图6，说明根据发动机的燃料消耗特性设定加速器开度阈值的实施例。该图6将加速器开度APS和发动机转速Ne作为参数，描绘燃料消耗率相等的等燃料消耗线L3至L6。如该等燃料消耗线L3至L6所示，在该例中，中速中负载区域燃料消耗最好，将画斜线表示的区域F视为良好燃料消耗区域，将其高负载侧(S卩，加速器开度较大一侧)的边界视为燃料消耗恶化区域的边界。因此，与该边界线上此时的发动机转速Ne (例如Ne3)相对应的加速器开度的值为加速器开度阈值APS3。并且，如果加速器开度APS与该加速器开度阈值APS3相比较大，则在基础踏力上附加规定的踏力增加量。通过这样控制加速器踏板踏力，可以在发动机的运行状态超出良好燃料消耗区域F时，加重加速器踏板2的踩踏响应。因此，可以将发动机运行状态已从燃料消耗率相对较低的区域变化为相对较高的区域这一消息准确地传达给驾驶者，由此，在燃料消耗率较高的区域内，驾驶者不会不注意地将加速器踏板2踏入，从而可以实现燃料消耗改善。
下面，图7表示与自动变速器的降档(向低速段的自动变速)相对应，设定加速器开度阈值的实施例。该图7作为一个例子，表示5档自动变速器的变速线图，如图所示，根据车速VSP和加速器开度ASP进行变速控制，通常因为高速段燃料消耗率较低，所以，这里将从5档向4档的变速线L7视为燃料消耗率从相对较低的区域向相对较高的区域切换的边界线。因此，与该边界线L7上此时的车速VSP (例如，VSP4)相对应的加速器开度的值，为加速器开度阈值APS4。此外，对于其他变速段的变速线L8至L10，也可以同样地设定加速器开度阈值。并且，如果加速器开度APS大于该加速器开度阈值APS4，则在基础踏力上附加规定的踏力增加量。通过这样控制加速器踏板踏力，可以在自动变速器变速为燃料消耗率相对较高的低速段时，加重加速器踏板2的踩踏响应。此外，在上述各个实施例中，以与燃料消耗率从相对较低的区域向相对较高的区域切换的时间一致的方式进行加速器踏板2的踏力增加，但也可以在即将要实际切换时(即，与加速器开度切换的边界点相比略小的阶段)进行踏力增加，从而预先向驾驶者通知 将要引起燃料消耗恶化。在这种情况下，驾驶者可以预见燃料消耗恶化，因此，可以有意识地避免燃料消耗率变换为较高的区域，从而进一步实现燃料消耗改善。
下面，对于上述现有技术与本发明实施例的作用的差异进行说明。如前述现有技术所示，如果加速器开度达到某个加速器开度(踏力增加加速器开度)，则与基础踏力相比使加速器踏板踏力增加，并且，如果加速器开度与踏力增加加速器开度相比减小，则使该踏力增加量减小，在上述情况下，存在违背驾驶者的意图而加速器踏板2波动的问题。图8是使用时间曲线表示该现有技术的动作的对比例。在加速器踏板被踏入的加速器开度增加时，如果加速器开度超过规定的踏力增加加速器开度，则加速器踏板踏力从基础踏力开始逐级增加。如果加速器踏板踏力突然增大，则由于加速器踏板踏力增加的力，加速器踏板弹回，从而引起被压回的现象。由此，因为加速器开度小于或等于上述踏力增加加速器开度，踏力增加量被去除，所以加速器踏板踏力立即降低，直至加速器踏板返回侧(加速器开度减小方向)的基础踏力。这时，驾驶者有增大加速器开度的意图，因为原本通过增大加速器开度而已超过踏力增加加速器开度，所以在被压回至加速器开度小于或等于上述踏力增加加速器开度之后，加速器踏板2被驾驶者进一步踏入，再次超过踏力增加加速器开度，其结果，再次进行逐级的踏力增加。并且，如果加速器踏板踏力增大，则加速器踏板再次弹回而被压回，加速器开度小于或等于踏力增加加速器开度而产生踏力减小，其后重复产生加速器踏板被驾驶者进一步踏入而使加速器踏板踏力逐级增加的情况。即，如图8所示，产生加速器开度刚刚达到规定的踏力增加加速器开度之后，以该踏力增加加速器开度为中心而加速器踏板即加速器开度波动的所谓振荡现象。与此相对，在本发明的各个实施例中，因为踏力增加后在规定期间内禁止加速器踏板的踏力增加量的解除而维持踏力增加，所以可以可靠地避免上述加速器踏板的波动。图9使用时间曲线表示上述本实施例的动作。如果由驾驶者将加速器踏板2踏入，使加速器开度超过规定的加速器开度阈值(例如APSl )，则如前所述，加速器踏板2的踏力从基础踏力(加速器开度增加方向的基础踏力)开始增加。由此，如果加速器踏板踏力突然增大，则由于加速器踏板踏力增加的力，产生加速器踏板弹回而被压回的现象。由此，虽然加速器开度有时小于或等于加速器开度阈值APS1，但在本实施例中，从踏力增加开始在规定期间△ Tl，例如几秒至几十秒的一定时间ATl内维持踏力增加量。因此，加速器踏板踏力也不过减小与动作方向反转(从增加方向向减小方向)伴随的延迟(参照图3)相对应的量(即，增加方向的基础踏力与减小方向的基础踏力之差)。即，在这里，成为在减小方向的基础踏力上附加踏力增加量的形式。并且，这时，驾驶者有增加加速器开度的意图，因为原本通过加速器开度增加已超过加速器开度阈值APS1，所以在被压回直至加速器开度小于或等于加速器开度阈值APSl之后，加速器踏板2仍被驾驶者进一步踩踏，从而再次超过加速器开度阈值，但这时，因为已经附加踏力增加量，所以不会出现再次的踏力增加。加速器踏板踏力也不过增加与动作方向反转(从减小方向向增加方向)伴随的延迟(参照图3 )相对应的量(即，减小方向的基础踏力与增加方向的基础踏力之差)。由此，驾驶者将加速器踏板2踏入的力与加速器踏板2的踏力自然地平衡。因此，如图9所示，可以可靠地避免加速器开度刚刚达到加速器开度阈值APSl后，违背驾驶者意图的加速器踏板2的波动。并且，在经过规定期间ATl之后，如果规定的增加解除条件(加速器开度减小至 小于或等于与开度阈值APSl相比较小的规定解除阈值等)成立，则踏力增加量解除，踏力迅速减小至基础踏力。此外，在图9的例子中，因为经过规定期间ATl后，加速器开度仍高于加速器开度阈值APS1，所以增加解除条件不成立，从而不进行踏力增加解除。在这里，在图9的实施例中，将规定期间ATl的开始时刻作为踏力增加开始时亥IJ tl，开始定时器的递减，但并不限定于此，例如，也可以如图10的实施例所示，规定期间AT2的开始时刻为踏力增加开始后且加速器开度降低至加速器开度阈值APSl的时刻t2。另外，作为规定期间，除了如上述实施例所示使用时间之外，也可以使用行驶距离。即，也可以在踏板踏力增加后，禁止踏板踏力的增量解除，直至行驶规定的行驶距离(例如，几百m左右)。在这种情况下，也可以对应于车速可变地设定行驶距离，以使规定期间成为大致恒定的时间。具体地说，通过设定为随着车速升高而以与其成正比的形式增加作为规定期间的行驶距离，可以使规定期间为大致恒定的时间(参照图11)。作为上述踏力增加量，可以简单地使用恒定的固定值，但也可以根据各种条件可变地设定，以更加适合运行条件。作为一个例子，也可以是根据运行状态设定的加速器开度阈值越大，则施加越大的踏力增加量。由此，在原来的基础踏力较大的条件下，也可以将明确的信息传递给驾驶者。并且，在按照上述方式可变地设定踏力增加量的情况下，优选该踏力增加量越大，设定规定期间AT1、AT2越长(越大)。即，因为踏力增加量越大，加速器踏板2被压回的量越大，所以可以通过将规定期间设定得较长，更可靠地防止违背驾驶者意图的加速器踏板2的波动。另一方面，也可以是加速器开度阈值越小，设定上述规定期间ATI、A T2越长。因为加速器开度阈值越小，在较小的加速器开度(即，较小的基础踏力)的阶段进行踏力的逐级增加，从而由踏力增加量引起的影响即所谓碰壁感觉的印象越大，所以加速器踏板2容易被压回。因此，通过将规定期间ATI、AT2设定得较大，可以更可靠地防止违背驾驶者意图的加速器踏板2的波动。图12是表示本发明的一个实施例涉及的加速器踏板踏力控制的流程的流程图。该图表示从图9中说明的踏力增加开始时刻开始规定期间的实施例的控制例，但对于其他实施例，基本的处理也相同。在步骤Sll中，判定是否正在进行踏板踏力增加。如果是踏力增加中，则进入步骤S12，进行测量规定时间(规定期间)ATl的定时器的递减。此外，在规定期间为行驶距离的情况下，进行测量行驶距离的计数器递减。另一方面，如果未正在进行踏力增加，S卩，踏力无增加，则进入步骤S13，判定加速器开度是否超过加速器开度阈值(例如APS1)。如果非踏力增加中，且加速器开度超过加速器开度阈值，则经由步骤S11、步骤S13进入步骤S14，如上所述，使踏板踏力逐步地增加规定的增量。并且，进入步骤S15，在该踏力增加刚开始后的定时，设置测量规定期间ATl的定时器(在行驶距离ATl的情况下是计数器)。即，开始规定期间ATl的测量。另一方面，如果非踏力增加中，且加速器开度小于或等于开度阈值，则进入步骤S16，将定时器(计数器)清零。在步骤S17中，判定定时器是否为零，S卩，是否已经过规定期间ATI。如果未经过规定期间AT1，则进入步骤S18，保持踏力增加。并且，在经过规定期间ATl的时刻，从步骤S17进入步骤S19，判定规定的踏力增加解除条件是否成立。例如，判定加速器开度是否小于或等于规定的解除阈值，该解除阈值设定为与施加踏力增加量的上述开度阈值相比较低的值。如果踏力增加的解除条件成立，则进入步骤S20，判定加速器踏板的返回速度是否大于或等于规定值，即，加速器开度的减小速度是否较快。如果加速器踏板的返回速度较快，则判断驾驶者解除踏力增加的意图较强，快速解除踏力增加。另一方面，如果加速器踏板的返回速度低于规定值，则进入步骤S22，判断驾驶者解除踏力增加的意图较弱，而逐渐减小踏力增加量。此外，在上述各个实施例中，检测加速器踏板2的位置(踏入量)，将其作为加速器开度，因此，加速器踏板2的踏入量与加速器开度实际上是等价的，但也可以使用与加速器踏板2联动的例如节流阀的开度作为加速器开度。 另外，本发明涉及的加速器踏板踏力控制装置，并不仅仅适用于以内燃机为驱动源的车辆，例如，也可以用于电动车或混合动力车辆等。
权利要求
1.一种加速器踏板踏力控制装置，其具有 加速器开度检测单元，其检测通过车辆的加速器踏板操作而变化的加速器开度； 踏力变更单元，其变更上述加速器踏板的踏力；以及 阈值设定单元，其根据运行状态，设定与燃料消耗率相关联的加速器开度阈值， 如果加速器开度与上述加速器开度阈值相比较大，则在加速器踏板的踏力上附加规定的增加量， 其特征在于， 在上述加速器踏板的踏力增加后直至经过规定期间为止，禁止上述踏力的增加量的解除。
2.如权利要求I所述的加速器踏板踏力控制装置，其特征在于， 上述踏力的增加量越大，将上述规定期间设定得越长。
3.如权利要求I或2所述的加速器踏板踏力控制装置，其特征在于， 上述加速器开度阈值越小，将上述规定期间设定得越长。
4.如权利要求I至3中任意一项所述的加速器踏板踏力控制装置，其特征在于， 上述规定期间是行驶距离。
5.如权利要求4所述的加速器踏板踏力控制装置，其特征在于， 随着车速升高，将上述行驶距离设定得较长。
全文摘要
防止在增加踏力的加速器开度阈值附近违背驾驶者意图的加速器踏板的波动。如果加速器开度达到与燃料消耗相对较差的区域的边界相对应的加速器开度阈值(APS1)，则使加速器踏板(2)的踏力与基础踏力相比，增加踏力增加量。因为在超过加速器开度阈值(APS1)时，即使由于踏力增加而将加速器踏板压回，加速器开度降低，也在规定期间ΔT1内禁止踏力增加量解除，所以可以可靠地防止违背驾驶者意图的加速器踏板(2)的波动。
文档编号F02D11/04GK102725166SQ201080062629
公开日2012年10月10日 申请日期2010年9月9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