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入反作用力(踏力)的加速器踏板踏力控制装置。
背景技术：
近年来，作为实现车辆燃料消耗改善的技术，提出在驾驶者将加速器踏板过量踏入的情况下，通过相对于加速器踏板的基础踏力有意地增加规定增加量的踏力，从而向操作加速器踏板的驾驶者施加适度的阻滞感，向燃料消耗良好的运行区域引导。例如，在专利文献I中公示了下述技术，其使用车辆的行驶环境而运算达到最优燃料消耗率的加速器踏板的最优操作量(最优踏入量)，并且，对应于车辆前方的行进路径的形态对运算出的最优操作量进行校正，在驾驶者将加速器踏板踏入时，在该校正后的最优操作量附近使加速器踏板的踏入反作用力(踏力)逐步增加。在该专利文献I中，在车辆前方的行进路径是下坡 路或弯路时，校正使得上述最优操作量的值减小。专利文献I :日本特开2007 - 120339号公报
发明内容
作为向加速器踏板施加基础踏力的机构，在其构造方面具有下述特性，即，基础踏力与加速器踏板的操作量不是完全成正比，而是随着加速器开度增加，基础踏力的增加比例增加或减少。可知在使用上述构造的情况下，相对于基础踏力使踏板踏力增加规定的增加量，在对驾驶者施加适度的阻滞感之后，驾驶者要将加速器踏板进一步增加踩入的情况下，会新产生下述问题。即，如果是基础踏力的增加比例减少特性的情况，可能会造成随着加速器踏板的踏入增加而总的踏板踏力(基础踏力+踏力增加量)减少的感觉，无法继续向驾驶者施加适度的阻滞感，例如即使在燃料消耗较差的条件下，驾驶者有时也会将加速器踏板过量地增加踏入。反之，如果是随着加速器开度增加而基础踏力的增加比例增加的特性的情况，则会过度地给驾驶者造成踏板踏力较大的感觉，而不优选。即，基本上因为这种踏力控制装置是在驾驶者加速操作的过程中使加速器踏板踏力迅速增大，所以例如在车辆加速所需的驱动力较大的状况下等，结果容易无法实现符合驾驶者意图的加速而造成驾驶者不满。另外，也可能会简单地误认为是加速性能较差的车辆。在本发明中，在其构造方面，即使基础踏力与加速器踏板的操作量不是完全成正t匕，随着加速器开度增加，基础踏力的增加比例增加或减少的特性的情况，通过适当地施加踏力增加量，也可以将燃料消耗率相关的信息准确地传递给驾驶者，从而可以充分使用燃料消耗良好的运行区域。S卩，本发明涉及的加速器踏板踏力控制装置，其特征在于，具有基础踏力施加单元，其对应于通过车辆加速器踏板的操作而变化的加速器开度的增加而使加速器踏板的基础踏力增加；加速器开度检测部(加速器开度检测单元)，其检测上述加速器开度；以及踏板踏力增加部(踏板踏力增加单元)，其相对于上述基础踏力而使踏板踏力增加，上述踏板踏力增加部，对应于加速器开度使踏板踏力的增加量变化，以使得接近下述特性，即，相对于加速器开度的增加而踏板踏力以恒定比例增加。例如，在施加基础踏力的机构的构造为，随着加速器开度增加而基础踏力的增加比例减少的特性的情况下，可以随着加速器开度增加而使踏板踏力的增加量增加。反之，在施加基础踏力的机构的构造为，随着加速器开度增加而基础踏力的增加比例增加特性的情况下，可以随着加速器开度增加而使踏板踏力的增加量减少。具体地说，具有开度阈值设定部(开度阈值设定单元)，其根据车辆的运行状态设定与燃料消耗率相关的开度阈值；以及判定部(判定单元)，其判定加速开度与上述开度阈值相比是否较大，上述踏板踏力增加部在通过上述判定部判定加速器开度与上述开度阈值相比较大时，使加速器踏板的踏板踏力增加。
发明的效果 根据本发明，即使其构造为基础踏力的增加比例相对于加速器踏板操作量的增加不是成正比的情况，也可以随着加速器开度增加改变踏板踏力的增加量，通过使总的踏板踏力的增加比例接近于恒定，即使在踏板踏力增加后驾驶者要进一步增加踏入加速器踏板的情况下，也可以继续施加适度的阻滞感，从而可以将燃料消耗率相关的信息准确地传递给驾驶者，可以扩大使用燃料消耗率良好的运行区域。
图I是与踏力变更机构的概略一起，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的说明图。图2是示意地表示踏力变更机构的说明图。图3是示意地表示本发明的第I实施例涉及的加速器踏板的基础踏力为向上凸特性的机构的说明图。图4是表示上述第I实施例的基础踏力特性的特性图。图5是表示上述第I实施例涉及的踏板踏力增加方式的特性图(a)及时间曲线(b)。图6是示意地表示本发明的第2实施例涉及的加速器踏板的基础踏力为向下凸特性的机构的说明图。图7是表示上述第2实施例的基础踏力的特性的特性图。图8是表示上述第2实施例涉及的踏板踏力的增加方式的特性图(a)及时间曲线(b)。
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方式。此外，图I及图2是示意地表示装置整体的一个结构的图，对于施加基础踏力的机构的第I实施例及第2实施例使用图3及图6后述。该加速器踏板踏力控制装置基本上，是对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)进行可变控制，如后所述，其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、和从基础踏力开始变更加速器踏板2的踏力的单元，其在加速器踏板2的开度与规定的加速开度阈值相比较大的区域内，使加速器踏板2的踏力也相对于基础踏力增加。如图I、图2所示，加速器踏板2构成为，设置在旋转轴3上，并以该旋转轴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上的各种形式的复位弹簧4，向加速器关闭方向施加反作用力。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的另一端附近设置加速器位置传感器6，其作为加速器开度检测部(加速器开度检测单元)的一个例子。此外，在本实施例中，加速器踏板2的踏入量(加速器开度)与内燃机(未图示)的节流阀(未图示)的开度彼此联动，内燃机的节流阀开度对应于加速器踏板2的踏入量而增大。即，燃料喷射量(进而燃料消耗量)对应于加速器开度而增大。并且，作为踏力变更机构，由对旋转轴3的旋转施加摩擦力且具有彼此正对的一对摩擦部件7a、7b的可变摩擦板7构成，一个摩擦部件7a与旋转轴3的端部机械地结合而 设置，另一个摩擦部件7b经由花键等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的动作而使摩擦部件7b向轴向(图I中的箭头A方向)移动，由此，可变地控制摩擦部件7a与摩擦部件7b之间的摩擦力。该致动器9的动作通过控制单元10控制。因此，通过控制单元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，进而变更加速器踏板2踏入时的踏力。除了检测加速器踏板2的开度的上述加速位置传感器6之外，还向上述控制单元10输入下述各种传感器的信号，包括加速度传感器11，其根据车辆的倾斜检测道路坡度；大气压力传感器12，其检测周围的大气压力；进气温度传感器13，其检测进气温度；车速传感器14，其检测车速；座椅压力传感器15，其内置在车辆座椅(未图示)上，感知是否搭载乘客；以及齿轮位置传感器16等，其检测变速器的变速比，此外，还输入来自导航系统17的信息以及来自激光雷达18的信号，上述导航系统17可以输入车辆当前位置和该当前位置附近的地图信息，上述激光雷达18检测本车与前方车辆间的车间距离。此外，作为变速器，例如，可以使用变速比连续变化的无级变速器，但也可以是将有级辅助变速器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，在无级变速器的情况下，可以求出输入轴侧及输出轴侧的旋转速度比作为变速比。图3示意地表示作为施加基础踏力的机构(基础踏力施加部)的第I实施例，随着加速器开度增加，基础踏力的增加比例减少的特性。图3 (a)表示踏板行程较小的情况，图3 (b)表示踏板行程较大的情况。该机构的构造为，将以支点21A为中心摆动的加速器踏板2 (参照图2)的垫板21、与向该垫板21施加与基础踏力相当的弹簧反作用力的弹簧22，通过第I连杆23和第2连杆24连结。第I连杆23 —端与垫板21连结，另一端与第2连杆24连结。第I连杆23与垫板21可彼此摆动地连结，第I连杆23与第2连杆24可彼此摆动地连结。第2连杆24可以以支点24A为中心旋转地安装在车体侧，通过从该支点24A向一侧延伸的第I臂部24B的前端而与第I连杆23连结，通过从该支点24A向另一侧延伸的第2臂部24C而与弹簧22连结。
通过上述结构，如果驾驶者以规定的操作力Fl (F1’)将垫板21踏入，则沿第I连杆23的长度方向的分量作为第I连杆23将第2连杆24压入的分力F2起作用，并且，该分力F2的与第2连杆24的第I臂部正交方向的分量作为使第2连杆24旋转的分力F3A起作用，由该分力F3A引起的扭矩(第I臂部24B的臂长XF3A)，与由弹簧22的弹簧力F3得到的扭矩(第2臂部24C的臂长XF3的第2臂部24C的正交方向分量)平衡。其中，由于对应于由驾驶者进行的加速器踏板的操作量 踏入量(也称为加速器行程或加速器开度)，即加速器踏板2的倾斜角度，Fl与F2所成的角度a I或F2与F3形成的角度a 2变化，从而与同等的弹簧22的反作用力F3平衡所需的驾驶者的操作力Fl不同。此外，虽然实际上对应于弹力增加，弹簧反作用力F3也增大，但这里为了便于理解，使用与加速器踏板的操作量无关而相等的弹簧反作用力F3进行说明。在该第I实施例中，因为垫板21的踏板行程越大，上述角度a I’、a 2’越小(a I’〈a 1，a 2’〈a 2)，相对于踏入力FI’的分力F2’、F3A’的比例越大，所以相对于踏入力F1’，最终与弹簧力平衡的力F3A’越大，与同等的弹簧22的反作用力F3平衡所需的基础 踏力F1’越小(F1>F1’)。其结果，如图4所示，对应于加速器踏板的踏板行程(加速器开度)增加，基础踏力并不是完全成正比地增加，而是随着加速器开度增加，踏板踏力的增加比例减小，即，成为向上凸的特性。此外，该图4示意地表示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度的延迟，且相对于加速器开度增加。如图5所示，如果在向开度增加方向操作时即踏入时，加速器开度与规定的加速器开度阈值SL相比增大，则使加速器踏板踏力与基础踏力相比逐级增加。由此，通过逐级增大加速器踏板踏力，可以对驾驶者施加适度的阻滞感，自然地抑制由驾驶者进行加速器踏板2的过量踏入，并且，同时可靠地向驾驶者报告从燃料消耗率较低(即燃料消耗优良)的驾驶状态变换为燃料消耗率较高(即燃料消耗较差)的驾驶状态。此外，上述加速器开度增加方向上的加速器踏板2的踏力增加，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。在这里，如本实施例所示使用基础踏力为向上凸特性的机构，使踏板踏力相对于基础踏力增加的情况下，并不是如图5的虚线Hl的特性所示增加恒定的增加量AR)，而是使踏板踏力的增加量对应于加速器开度的增加而增大，以使得接近于下述特性踏板踏力增加后的总的踏板踏力(基础踏力+踏力增加量)相对于加速器开度的增加以恒定比例增力口。S卩，如图5所示，相对于恒定的增加量AH)，施加与加速器开度成正比地增大的追加的增加量AFl0通过使用这种特性，可以抑制对于驾驶者施加下述印象，S卩，在踏板踏力增加后驾驶者将加速器踏板充分踩入的情况下，由于踏板踏力的增加比例减小而导致阻滞感消失，由于可以继续相对于驾驶者施加恒定的适度的阻滞感，所以可以抑制驾驶者感到阻滞感消失而将加速器踏板过量增加踏入的情况，从而可以抑制由此导致的燃料消耗的恶化。此外，如图5 (b)所示，在该实施例的结构中，因为在达到较大的加速器开度之后，基础踏力的增加比例存在增大的趋势，所以在加速器开度达到与开度阈值SL相比较大的规定值SLl之后，对应于加速器开度的增加而增大踏力增加量，但并不限定于此，例如，也可以在超过加速器开度阈值SL之后立即使踏力增加量的增加比例增大。
图6示意地表示作为施加基础踏力的机构(基础踏力增加部)的第2实施例，随着加速器开度增加而踏板踏力的增加比例增加的特性的结构。图6 (a)表示踏板行程较小的情况，图6 (b)表示踏板行程较大的情况。该机构具有加速器踏板2的垫板31，其以支点31A为中心摆动；连杆33，其连结该垫板31与滑轮32 ;以及弹簧34，其将滑轮32向规定方向(与图中的顺时针方向X相反的方向)预紧，通过该弹簧34的弹簧力F5施加基础踏力F4。垫板31与连杆33彼此无摆动地连结。在上述结构中，如果驾驶者以规定的操作力F4将加速器踏板2踩入，则沿滑轮32的切线方向的分力作为经由连杆33使滑轮32向规定方向X旋转的力F5 (F5〈F4)起作用，该力F5与弹簧34的弹簧力平衡。其中，因为对应于加速器踏板2的踏入量(踏板行程)即倾斜角度，加速器踏板2踩入的方向与滑轮32的切线方向所成的角度P变化，所以与同等的弹簧34的反作用力F5平衡所需的驾驶者的操作力F4即基础踏力不同。在该第2实施例中，因为垫板21的踏板 行程越大，上述角度P越是向角度P’增大，所以与相同的弹簧34的反作用力F5平衡所需的基础踏力F4’也增大(F4〈F4’)。其结果，如图7所示，随着加速器踏板的踏板行程(力口速器开度)增加，踏板踏力的增加比例增加，即成为向下凸的特性。使用上述基础踏力为向下凸特性的机构，在踏板踏力相对于基础踏力增加的情况下，对应于加速器开度的增加而使踏板踏力的增加量减少，以使得接近下述特性，即，增加后的总的踏板踏力(基础踏力+踏力增加量)相对于加速器开度增加以恒定比例增加。即，如图8所示，相对于恒定的增加量AH)，使其减少与加速器开度成正比的减少量AF2。通过使用这种特性，因为不会给驾驶者造成踏板踏力过度增大的感觉，而是随着加速器开度的增加，踏力以恒定比例增加，所以可以施加适度的阻滞感，且容易踏入得到踏板踏力，从而实现符合驾驶者意图的加速。此外，在上述实施例中，控制为在加速器踏板的踏板踏力增加后使踏板踏力为恒定，但如图3所示，在使用向上凸特性的机构的情况下，即使在踏板踏力增加前即踏板踏力未增加的状况下，也可以如图5的点划线P所示，对应于加速器开度的增加，使踏板踏力以一定比例增加，从而对踏板踏力施加规定的增加量AP。在这种情况下，例如，在可能给驾驶者造成随着加速器踏板踏入踏板踏力减小的感觉，从而驾驶者过量地增加踏入加速器踏板的情况下，可以通过适当地增加踏板踏力，抑制这种驾驶者的加速器踏板的踩踏增加。另夕卜，本发明涉及的加速器踏板踏力控制装置，并不是只可以仅以内燃机为驱动源的车辆，例如，也可以应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，其特征在于，具有 基础踏力施加部，其对应于通过车辆的加速器踏板操作而变化的加速器开度的增加，使加速器踏板的基础踏力增加； 加速器开度检测部，其检测上述加速器开度；以及 踏板踏力增加部，其相对于上述基础踏力而使踏板踏力增加， 上述踏板踏力增加部，对应于加速器开度使踏板踏力的增加量变化，以使得接近下述特性，即，相对于加速器开度的增加而踏板踏力以恒定比例增加。
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，具有 开度阈值设定部，其根据车辆的运行状态设定与燃料消耗率相关的开度阈值；以及 判定部，其判定加速器开度与上述开度阈值相比是否较大， 上述踏板踏力增加部，在通过上述判定部判定加速器开度与上述开度阈值相比较大时，使加速器踏板的踏板踏力增加。
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， 上述基础踏力施加部的特性为，随着加速器开度增加，基础踏力的增加比例减少， 上述踏板踏力增加部，随着加速器开度增加，使踏板踏力的增加量增加。
4.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， 上述基础踏力施加部的特性为，随着加速器开度增加，基础踏力的增加比例增加， 上述踏板踏力增加部，随着加速器开度增加，使踏板踏力的增加量减少。
全文摘要
如果加速器开度与开度阈值相比增大，则使加速器踏板的基础踏力增加。对应于加速器开度使踏板踏力的增加量变化，以使得接近下述特性，即，相对于加速器开度的增加踏板踏力以一定比例增加。例如，在使用随着加速器开度增加基础踏力的增加比例减少的向上凸特性的机构的情况下，随着加速器开度增加而使踏力增加量增加。反之，在使用随着加速器开度增加基础踏力的增加比例增加的向下凸特性的机构的情况下，随着加速器开度增加而使踏板踏力的增加量减少。
文档编号B60K26/04GK102762404SQ201180010249
公开日2012年10月31日 申请日期2011年1月13日 优先权日2010年2月24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