特許 7363852 車両の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-10

(45)【発行日】2023-10-18

(54)【発明の名称】車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60K 26/04 20060101AFI20231011BHJP

   F02D 9/02 20060101ALI20231011BHJP

   G05G 1/30 20080401ALI20231011BHJP

   G05G 1/44 20080401ALI20231011BHJP

   G05G 5/03 20080401ALI20231011BHJP

【ＦＩ】

B60K26/04

F02D9/02 351B

G05G1/30 E

G05G1/44

G05G5/03 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021073115

(22)【出願日】2021-04-23

(65)【公開番号】P2022167364

(43)【公開日】2022-11-04

【審査請求日】2023-03-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083998

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 丈夫

(74)【代理人】

【識別番号】100096644

【弁理士】

【氏名又は名称】中本 菊彦

(72)【発明者】

【氏名】水上 樹

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 国憲

(72)【発明者】

【氏名】山中 聡

(72)【発明者】

【氏名】星屋 一美

【審査官】塚本 英隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－２０９７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１７２９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１３２４６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ ２６／０４

Ｆ０２Ｄ ９／０２

Ｇ０５Ｇ １／３０

Ｇ０５Ｇ １／４４

Ｇ０５Ｇ ５／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の運転者による踏み込み操作の操作量に対応するアクセル開度が大きいほど、前記踏み込み操作時の踏力に対抗する反力が増大するアクセルペダルを備え、前記アクセル開度に応じた目標駆動力を規定する駆動力特性を設定するとともに、運転席に着座した前記運転者の体勢から、前記踏み込み操作時に前記運転者の足首および脚部に掛かる足首負荷を推定し、推定した前記足首負荷が、予め定めた補正判定閾値よりも小さい場合に、標準的な前記駆動力特性である第１駆動力特性を設定し、推定した前記足首負荷が、前記補正判定閾値以上である場合に、前記足首負荷を軽減し得る前記駆動力特性であって、少なくとも、全閉から全開までの前記アクセル開度の全開度領域の中で常用的に使用される一部の領域として定めた常用アクセル開度領域で、前記第１駆動力特性よりも前記目標駆動力が小さい第２駆動力特性を設定し、設定した前記第１駆動力特性または前記第２駆動力特性および前記アクセル開度に基づいて前記目標駆動力を算出し、算出した前記目標駆動力に基づいて前記車両の駆動力を制御する車両の制御装置において、
前記足首負荷を推定し、前記第１駆動力特性または前記第２駆動力特性を設定するとともに、前記目標駆動力を算出し、前記車両の駆動力を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、前記第１駆動力特性を設定した場合に前記アクセル開度に応じて算出される前記目標駆動力と比較して、前記第２駆動力特性を設定した場合に前記アクセル開度に応じて算出される前記目標駆動力を小さくするとともに、前記第１駆動力特性を設定した場合の前記踏力に対応して発生する前記車両の加速度の前記踏力に対する比率と、前記第２駆動力特性を設定した場合の前記踏力に対応して発生する前記加速度の前記踏力に対する比率との差異を低減する加速フィール保持手段を有している
ことを特徴とする車両の制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の車両の制御装置において、
前記加速フィール保持手段は、前記常用アクセル開度領域で、前記第１駆動力特性における前記アクセル開度の増加量に対する前記目標駆動力の増加量の比率よりも、前記第２駆動力特性における前記アクセル開度の増加量に対する前記目標駆動力の増加量の比率を大きくすることにより、前記差異を低減する
ことを特徴とする車両の制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載の車両の制御装置において、
前記加速フィール保持手段は、推定された前記足首負荷の大きさに基づいて、前記第２駆動力特性における前記アクセル開度の増加量に対する前記目標駆動力の増加量の比率を設定する
ことを特徴とする車両の制御装置。

【請求項4】

請求項１に記載の車両の制御装置において、
前記車両は、前記アクセルペダルの前記反力を変更して制御可能な反力アクチュエータを有し、
前記加速フィール保持手段は、前記反力アクチュエータを制御して前記反力を低下させることにより、前記差異を低減する
ことを特徴とする車両の制御装置。

【請求項5】

請求項４に記載の車両の制御装置において、
前記加速フィール保持手段は、推定された前記足首負荷の大きさに基づいて、前記反力アクチュエータによる前記反力の低下量を設定する
ことを特徴とする車両の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作に対応する目標駆動力を設定し、設定された目標駆動力に基づいて車両の駆動力を制御する車両の制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、車両構造を複雑化することなく、アクセルペダル操作時の運転者の負担を軽減することを目的とした車両のパワートレイン制御装置が記載されている。この特許文献１に記載された車両のパワートレイン制御装置は、アクセル開度（アクセルペダルの操作量）に応じた目標駆動力を示す駆動力特性に基づいて走行時の駆動力を制御する。更に、特許文献１に記載された車両のパワートレイン制御装置は、運転者の運転姿勢を検出するセンサを備えており、そのセンサの検出結果に基づいて、運転者のアクセルペダル操作時の足首負担の大きさを推定する。そして、運転者の足首負担が比較的小さいと推定された場合は、駆動力特性を“標準特性”に設定する。運転者の足首負担が比較的大きいと推定された場合には、駆動力特性を、“標準特性”よりも目標駆動力が小さくなる“補正特性”に変更する。

【0003】

なお、特許文献２には、アクセルペダルの初期角度や遊び角度を容易に調整することを目的とした自動車のペダル装置が記載されている。この特許文献２に記載された自動車のペダル装置は、アクセルペダルが初期位置にあるときのフロアに対する初期角度を調整する電動アクチュエータを備えている。その電動アクチュエータによってアクセルペダルの初期角度や遊び角度の調整を行うことにより、アクセルペダルの踏み込み角度と反力との関係を、運転者の好みに応じて任意に設定することが可能なように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－２０９７９１号公報

【文献】特開２００５－３０１４４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のように、特許文献１に記載された車両のパワートレイン制御装置では、アクセルペダル操作時の運転者の足首負担の大きさが推定される。一般に、運転者が足のかかとを床に付けてアクセルペダルを操作する場合、低アクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量が少ない）領域では、運転者の足裏と足のすねとによってなされる角度（足首角度）が小さくなる。この足首角度が小さい状態は、足首角度が大きい状態と比較して、足首および脚部の筋肉に対する負荷が大きくなる。すなわち、足首負担が大きくなる。これに対して、特許文献１に記載された車両のパワートレイン制御装置では、運転者の足首負担が比較的大きいと推定された場合に、アクセル開度に応じた目標駆動力を規定する車両の駆動力特性が、“標準特性”から“補正特性”に変更される。“補正特性”では、アクセル開度領域に応じた目標駆動力が“標準特性”よりも小さくなる。“補正特性”で目標駆動力が小さくなると、運転者は、駆動力を得るためにアクセルペダルを踏み込み操作する際に、“標準特性”で操作する場合よりも、アクセルペダルをより多く踏み込むことになる。その結果、足首負担が大きい低アクセル開度領域でアクセルペダルを操作する機会や頻度が減少する。したがって、上記のような“標準特性”から“補正特性”へ駆動力特性を変更することにより、アクセルペダル操作時の運転者の負担が軽減される。

【0006】

ところで、特許文献１に記載された車両のパワートレイン制御装置では、図１に示すように、アクセル開度が第１開度閾値（ＡＰＯ０１）から第２開度閾値（ＡＰＯ０２）までの常用アクセル開度領域における“補正特性”の特性変化速度（駆動力特性線図の傾きＢ）が、“標準特性”における特性変化速度（駆動力特性線図の傾きＡ）と等しくなるように設定されている。それにより、“標準特性”と“補正特性”との差異を最小限に抑えている。また、“補正特性”に基づいて目標駆動力を設定する場合であっても、常用アクセル開度領域で使えるアクセルペダルストロークをできるだけ長くすることができる、とされている。

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載された車両のパワートレイン制御装置では、車両の駆動力特性を“標準特性”から“補正特性”へ変更した場合に、運転者に駆動力の不足感を与えてしまい、その結果、車両のドライバビリティを低下させてしまう可能性がある。上記のように、特許文献１に記載された車両のパワートレイン制御装置は、“標準特性”から“補正特性”へ駆動力特性を変更する場合、特性変化速度を変えずに、目標駆動力が小さくなる“補正特性”に変更する。その結果、常用アクセル開度領域が、図２に右向きの矢印で示すように、アクセル開度が高くなる方向（図２の右方向）へシフトする。したがって、運転者は、“補正特性”の下では、“標準特性”と比較して、図２に上向きの矢印で示すように、アクセルペダルのペダル荷重（踏力）がより大きい領域でアクセルペダルの操作を行うことになる。すなわち、駆動力特性が“標準特性”から“補正特性”へ変更されると、運転者は、所定の駆動力を得るために、より大きいアクセル開度で、かつ、より大きい踏力で、アクセルペダル操作を行うことになる。その結果、アクセル開度に対応する特性変化速度は変わらないまま、アクセルペダル操作に要する操作量および踏力が増大するので、運転者は、あたかも、車両の駆動力が不足しているように感じてしまう。

【0008】

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、車両のドライバビリティを低下させることなく、アクセルペダル操作時の運転者の負担を軽減することが可能な車両の制御装置を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の目的を達成するために、この発明は、車両の運転者による踏み込み操作の操作量に対応するアクセル開度が大きいほど、前記踏み込み操作時の踏力に対抗する反力（ペダル荷重）が増大するアクセルペダルを備え、前記アクセル開度に応じた目標駆動力を規定する駆動力特性を設定するとともに、運転席に着座した前記運転者の体勢（例えば、運転姿勢、体格、着座位置、シートポジション、足の大きさ、等）から、前記踏み込み操作時に前記運転者の足首および脚部に掛かる足首負荷を推定し、推定した前記足首負荷が、予め定めた補正判定閾値よりも小さい場合（標準的な足首負荷である場合）に、標準的な（基準となる）前記駆動力特性である第１駆動力特性を設定し、推定した前記足首負荷が、前記補正判定閾値以上である場合に、前記足首負荷を軽減し得る前記駆動力特性であって、少なくとも、全閉から全開までの前記アクセル開度の全開度領域の中で常用的に使用される一部の領域として定めた常用アクセル開度領域で、前記第１駆動力特性よりも前記目標駆動力が小さい第２駆動力特性を設定し、設定した前記第１駆動力特性または前記第２駆動力特性および前記アクセル開度に基づいて前記目標駆動力を算出し、算出した前記目標駆動力に基づいて前記車両の駆動力を制御する車両の制御装置において、前記足首負荷を推定し、前記第１駆動力特性または前記第２駆動力特性を設定するとともに、前記目標駆動力を算出し、前記車両の駆動力を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記第１駆動力特性を設定した場合に前記アクセル開度に応じて算出される前記目標駆動力と比較して、前記第２駆動力特性を設定した場合に前記アクセル開度に応じて算出される前記目標駆動力を小さくするとともに、前記第１駆動力特性を設定した場合の前記踏力に対応して発生する前記車両の加速度（前後加速度）の前記踏力に対する比率と、前記第２駆動力特性を設定した場合の前記踏力に対応して発生する前記加速度（前後加速度）の前記踏力に対する比率との差異を低減する加速フィール保持手段を有していることを特徴とするものである。

【0010】

また、この発明における前記加速フィール保持手段は、前記常用アクセル開度領域で、前記第１駆動力特性における前記アクセル開度の増加量に対する前記目標駆動力の増加量の比率（アクセル開度-目標駆動力のグラフ上における傾き）よりも、前記第２駆動力特性における前記アクセル開度の増加量に対する前記目標駆動力の増加量の比率を大きくすることにより、前記差異を低減するように構成されていてもよい。

【0011】

また、この発明における前記加速フィール保持手段は、推定された前記足首負荷の大きさに基づいて、前記第２駆動力特性における前記アクセル開度の増加量に対する前記目標駆動力の増加量の比率を設定するように構成されていてもよい。

【0012】

また、この発明における前記車両は、前記車両は、前記アクセルペダルの前記反力を変更して制御可能な反力アクチュエータを有していてもよく、前記加速フィール保持手段は、前記反力アクチュエータを制御して前記反力を低下させることにより、前記差異を低減するように構成されていてもよい。

【0013】

そして、この発明における前記加速フィール保持手段は、推定された前記足首負荷の大きさに基づいて、前記反力アクチュエータによる前記反力の低下量を設定するように構成されていてもよい。

【発明の効果】

【0014】

この発明の車両の制御装置では、アクセルペダル操作時の運転者の負担を軽減するため、特に、運転者の足首および脚部の筋肉に対する負荷を軽減するために、アクセルペダル操作時の運転者の足首負荷が推定され、その推定された足首負荷の大きさに応じて、車両の駆動力特性が設定される。推定された足首負荷の大きさが補正判定閾値よりも小さい、標準的な足首負荷である場合は、標準的な目標駆動力を規定する第１駆動力特性が設定される。推定された足首負荷の大きさが補正判定閾値以上となる場合は、第１駆動力特性よりも小さい目標駆動力を規定する第２駆動力特性が設定される。すなわち、補正判定閾値以上の大きな足首負荷が掛かると推定される場合は、規定する目標駆動力が小さくなるように駆動力特性が補正される。目標駆動力が小さくなる第２駆動力特性が設定されることにより、運転者は、駆動力を得るためにアクセルペダルを踏み込み操作する際に、第１駆動力特性で操作する場合よりも、アクセルペダルをより多く踏み込むことになる。その結果、足首角度が小さいことにより、足首負荷が大きくなってしまう低アクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量が少ない）領域で、アクセルペダルを操作する機会や頻度が減少する。したがって、アクセルペダル操作時の運転者の負担が軽減される。

【0015】

上記のように、運転者の足首負荷が大きいと推定される場合に第２駆動力特性を設定して、通常よりも目標駆動力を小さくすることにより、運転者の足首負荷を軽減できる。但し、第２駆動力特性で目標駆動力だけが小さくなると、運転者に駆動力の不足感、あるいは、加速フィールに対する違和感などを与えてしまい、車両のドライバビリティを低下させてしまう可能性があった。そこで、この発明の車両の制御装置では、第２駆動力特性を設定する場合、すなわち、規定する目標駆動力が小さくなるように駆動力特性を補正する場合には、第１駆動力特性で運転者によるアクセルペダル操作時の踏力に対応して発生する車両の加速度（具体的には、前後加速度）の踏力に対する比率と、第２駆動力特性で運転者によるアクセルペダル操作時の踏力に対応して発生する車両の加速度（具体的には、前後加速度）の踏力に対する比率との差異が低減される。すなわち、上記のような車両の加速度の踏力に対する比率が、第１駆動力特性を設定した場合と第２駆動力特性を設定した場合とで大きく相違しないように制御される。例えば、第１駆動力特性におけるアクセル開度の増加量に対する目標駆動力の増加量の比率（具体的には、アクセル開度-目標駆動力のグラフ上における傾き）よりも、第２駆動力特性におけるアクセル開度の増加量に対する目標駆動力の増加量の比率を大きくすることにより、上記のような差異が低減される。あるいは、反力アクチュエータを設け、反力アクチュエータを制御して運転者の踏力に対する反力を低下させることにより、上記のような差異が低減される。その結果、運転者の足首負荷を軽減するために第２駆動力特性を設定する場合には、通常よりも目標駆動力を小さくしつつ、この発明の車両の制御装置による制御を適用しなかった場合と比較して、運転者の踏力に対応して発生する車両の駆動力（または、加速度）の比率が大きくなる。すなわち、第１駆動力特性を設定した場合の運転者の踏力に対する車両の加速度の比率と、第２駆動力特性を設定した場合の運転者の踏力に対する車両の加速度の比率との差異が小さくなる。そのため、上記のような第２駆動力特性を設定する場合であっても、駆動力の不足感や、加速フィールに対する違和感などを運転者に与えてしまうことを防ぐことができる。したがって、この発明の車両の制御装置によれば、車両のドライバビリティを低下させることなく、アクセルペダル操作時の運転者の負担を適切に軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】従来技術の制御内容および課題を説明するための図であって、標準特性（この発明における第１駆動力特性に相当）を設定した場合の車両の駆動力特性（アクセル開度と目標駆動力との関係）、および、補正特性（この発明における第２駆動力特性に相当）を設定した場合の車両の駆動力特性、ならびに、常用アクセル開度領域等を示す図である。

【図2】従来技術の制御内容および課題を説明するための図であって、標準特性から補正特性に変更された場合の、常用アクセル開度領域の変化、および、運転者が操作するアクセルペダルの反力（ペダル荷重）の変化を示す図である。

【図3】この発明の車両の制御装置で制御の対象にする車両の構成および制御系統の一例を示す図である。

【図4】この発明の車両の制御装置で制御の対象とする車両におけるアクセルペダルおよび反力アクチュエータの構成を説明するための図であって、オルガン式のアクセルペダル本体およびセンサ部と、反力アクチュエータの反力発生部とが別個に形成された別体型の反力アクチュエータを示す図である。

【図5】この発明の車両の制御装置で制御の対象とする車両におけるアクセルペダルおよび反力アクチュエータの構成を説明するための図であって、オルガン式のアクセルペダルのセンサ部と、反力アクチュエータの反力発生部とが一体に形成され、オルガン式のアクセルペダル本体と、反力アクチュエータの反力発生部とが別個に形成された別体型の反力アクチュエータを示す図である。

【図6】この発明の車両の制御装置で制御の対象とする車両におけるアクセルペダルおよび反力アクチュエータの構成を説明するための図であって、オルガン式のアクセルペダル本体およびセンサ部と、反力アクチュエータの反力発生部とが一体に形成され、アクセルペダルのロッドと反力アクチュエータのロッドとを兼用した一体型の反力アクチュエータを示す図である。

【図7】この発明の車両の制御装置で制御の対象とする車両におけるアクセルペダルおよび反力アクチュエータの構成を説明するための図であって、オルガン式のアクセルペダル本体およびセンサ部と、反力アクチュエータの反力発生部とが一体に形成され、アクセルペダルのロッドおよび反力アクチュエータのロッドを個別に設けた一体型の反力アクチュエータを示す図である。

【図8】この発明の車両の制御装置で制御の対象とする車両におけるアクセルペダルおよび反力アクチュエータの構成を説明するための図であって、吊り下げ式（ペンダント式）のアクセルペダルのセンサ部と、反力アクチュエータの反力発生部とが一体に形成された一体型の反力アクチュエータを示す図である。

【図9】この発明の車両の制御装置によって実行される制御の一例（第２駆動力特性でアクセル開度の増加量に対する目標駆動力の増加量の比率を大きくすることにより、第１駆動力特性を設定した場合の車両加速度の踏力に対する比率と、第２駆動力特性を設定した場合の車両加速度の踏力に対する比率との差異を低減する例）を説明するためのフローチャートである。

【図10】図９のフローチャートで示す制御を実行する場合に、車両の駆動力特性（アクセル開度と目標駆動力との関係）に対する補正（駆動力特性補正制御）を説明するための図である。

【図11】図９のフローチャートで示す制御を実行した場合の、常用アクセル開度領域の変化、アクセルペダルの荷重変化量、ならびに、常用アクセル開度領域における車両加速度、および、車両加速度の変化勾配（ジャーク）等を説明するためのタイムチャートである。

【図12】運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作の操作速度に対応する車両加速度、および、車両加速度の変化勾配（ジャーク）、ならびに、車両加速度の変化勾配とアクセルペダルの反力（ペダル荷重）との関係を説明するためのタイムチャートである。

【図13】体格（足の大きさ）の違いによる、運転者が体感するアクセルペダルの反力（ペダル荷重）の変化を説明するための図である。

【図14】反力アクチュエータを用いてアクセルペダルの反力（ペダル荷重）を変化させるイメージを示す図である。

【図15】この発明の車両の制御装置によって実行される制御の他の例（“反力アクチュエータ”を用いてアクセルペダルの反力を低下させることにより、“第１駆動力特性”を設定した場合の車両加速度の踏力に対する比率と、“第２駆動力特性”を設定した場合の車両加速度の踏力に対する比率との差異を低減する例）を説明するためのフローチャートである。

【図16】図１５のフローチャートで示す制御を実行した場合の、車両の駆動力特性（アクセル開度と目標駆動力との関係）に対する補正を説明するための図である。

【図17】図１５のフローチャートで示す制御を実行した場合の、常用アクセル開度領域における車両加速度、および、車両加速度の変化勾配（ジャーク）を説明するためのタイムチャートである。

【図18】比較例として、この発明の駆動力特性補正制御を実行しない場合（従来技術における制御内容の制御を実行した場合）の、常用アクセル開度領域における車両加速度、および、車両加速度の変化勾配（ジャーク）等を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。

【0018】

図３に、この発明の実施形態で制御対象とする車両Ｖｅの駆動系統および制御系統の一例を示してある。図３に示す車両Ｖｅは、代表的に、駆動力源（PWR）１、駆動輪２、アクセルペダル３、シート（SEAT）４、検出部５、および、コントローラ（ECU）６を備えている。

【0019】

駆動力源１は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、出力の調整、ならびに、始動および停止などの作動状態が電気的に制御されるように構成されている。駆動力源１がガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量または噴射量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが電気的に制御される。また、駆動力源１がディーゼルエンジンであれば、燃料の噴射量、燃料の噴射時期、または、例えばＥＧＲシステムにおけるスロットルバルブの開度などが電気的に制御される。あるいは、この発明の実施形態における駆動力源１は、例えば、永久磁石式の同期モータ、もしくは、誘導モータなどの電気モータであってもよい。その場合の電気モータは、例えば、電力が供給されることにより駆動されてモータトルクを出力する原動機としての機能と、外部からのトルクを受けて駆動されることにより電気を発生する発電機としての機能とを兼ね備えた、いわゆるモータ・ジェネレータであってもよい。モータ・ジェネレータであれば、回転数やトルク、あるいは原動機としての機能と発電機としての機能との切り替えなどが電気的に制御される。

【0020】

駆動輪２は、駆動力源１が出力する駆動トルクが伝達されることにより、車両Ｖｅの駆動力を発生する。図３に示す実施形態では、駆動輪２は、トランスミッション７、デファレンシャルギヤ８、および、ドライブシャフト９を介して、駆動力源１に連結されている。なお、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、図３に示す実施形態のように、駆動トルクを前輪に伝達し、前輪で駆動力を発生させる前輪駆動車であってもよい。あるいは、車両Ｖｅは、駆動トルクを、例えばプロペラシャフト（図示せず）等を介して後輪に伝達し、後輪で駆動力を発生させる後輪駆動車であってもよい。あるいは、車両Ｖｅは、トランスファ機構（図示せず）を設けて、駆動トルクを前輪および後輪の両方に伝達し、前輪および後輪の両方で駆動力を発生させる四輪駆動車であってもよい。

【0021】

この発明の実施形態で制御対象とする車両Ｖｅは、従来一般的な構成であって、運転者が駆動力を調整して車両Ｖｅの加速操作を行うためのアクセルペダル３を備えている。アクセルペダル３が踏み込まれることにより、そのアクセルペダル３の操作量（踏み込み量、もしくは、アクセル開度またはアクセルポジション）に対応してスロットルポジション（例えば、ガソリンエンジンのスロットルバルブの開度、あるいは、ディーゼルエンジンの燃料噴射量）が増大する。その結果、駆動トルクが増大し、車両Ｖｅの駆動力が増大する。反対に、アクセルペダル３の踏み込みが戻される（操作量が低減される、もしくは、アクセル開度またはアクセルポジションが低下する）ことにより、そのアクセルペダル３の操作量に対応してスロットルポジションが低下する。その結果、駆動トルクが減少し、車両Ｖｅの駆動力が減少する。また、駆動力が減少することに伴い、車両Ｖｅの制動力が増大する。すなわち、アクセルペダル３の踏み込みが戻されることにより、いわゆるエンジンブレーキが作用し、車両Ｖｅの制動力が増大する。例えば、内燃機関のフリクショントルクやポンピングロスが駆動トルクに対抗する抵抗力（制動トルク）となり、車両Ｖｅに制動力が発生する。あるいは、駆動力源１として電気モータを搭載している場合は、電気モータが回生ブレーキとして機能し、車両Ｖｅに回生制動力が発生する。

【0022】

上記のように、アクセルペダル３は、運転者の操作によって車両Ｖｅの駆動力および制動力を調整する。後述するように、このアクセルペダル３には、運転者によるアクセルペダル３の踏み込み操作における操作量や操作速度を検出するためのアクセルポジションセンサ５ａが設けられている。アクセルポジションセンサ５ａにより、アクセルペダル３の操作量または踏み込み量（すなわち、アクセル開度、アクセルポジション）を検出することができる。また、アクセルポジションセンサ５ａによって検出したアクセルペダル３の操作量からアクセルペダル３の操作速度を検出することにより、運転者によるアクセルペダル３の操作状態および操作方向を判断することができる。すなわち、運転者によってアクセルペダル３が踏み込まれている状態であるか、あるいは、運転者によってアクセルペダル３の踏み込みが戻されている状態であるかを判断することができる。また、この発明の実施形態におけるアクセルペダル３は、後述するように、踏力センサ５ｂや面圧センサ５ｇなどを設けてもよい。

【0023】

更に、この発明の実施形態で制御対象にする車両Ｖｅは、アクセルペダル３に対して、反力アクチュエータ１０を設けてもよい。反力アクチュエータ１０は、アクセルペダル３の反力を変更して制御するための装置である。この場合のアクセルペダル３の反力は、運転者がアクセルペダル３を踏み込む際の踏力に対抗するペダル荷重である。例えば、図４に示すように、反力アクチュエータ１０は、反力発生部１０ａ、および、ロッド１０ｂを有している。反力発生部１０ａは、ダッシュパネル１１に取り付けられている。反力発生部１０ａは、例えば、電動アクチュエータ（図示せず）、あるいは、油圧アクチュエータ（図示せず）などによって構成されており、ロッド１０ｂを介して、アクセルペダル３に反力（ペダル荷重）を伝達する。この図４に示すアクセルペダル３は、いわゆるオルガン式のアクセルペダル３であり、フロアパネル１２に取り付けられている。アクセルペダル３は、ペダル本体３ａ、センサ部３ｂ、および、ロッド３ｃを有している。センサ部３ｂには、例えば、上述したアクセルポジションセンサ５ａや、踏力センサ５ｂが設けられている。また、センサ部３ｂには、アクセルペダル３の反力を発生するリターンスプリング（図示せず）などが設けられている。例えば、リターンスプリングの付勢力が、アクセルペダル３の反力として、ロッド３ｃを介して、ペダル本体３ａに伝達されるように構成されている。そして、この図４に示す反力アクチュエータ１０は、アクセルペダル３のペダル本体３ａおよびセンサ部３ｂと、反力アクチュエータ１０の反力発生部１０ａとが別個に形成された、別体型の反力アクチュエータ１０となっている。

【0024】

なお、反力アクチュエータ１０は、上記の図４に示すような構成に限定されない。例えば、図５に示すように、オルガン式のアクセルペダル３のセンサ部３ｂと、反力アクチュエータ１０の反力発生部１０ａとが一体に形成され、もしくは、一体的にケース（図示せず）に収容され、アクセルペダル３のペダル本体３ａと、反力アクチュエータ１０の反力発生部１０ａとが別個に形成された、別体型の反力アクチュエータ１０でもよい。この図５に示す実施形態では、アクセルペダル３のロッド３ｃと反力アクチュエータ１０のロッド１０ｂとが兼用されている。

【0025】

また、例えば、図６に示すように、オルガン式のアクセルペダル３のペダル本体３ａおよびセンサ部３ｂと、反力アクチュエータ１０の反力発生部１０ａとが一体に形成され、もしくは、一体的にケース（図示せず）に収容され、アクセルペダル３のロッド３ｃと反力アクチュエータ１０のロッド１０ｂとが兼用された、一体型の反力アクチュエータ１０でもよい。この図６に示す実施形態では、反力アクチュエータ１０は、フロアパネル１２に取り付けられている。

【0026】

また、例えば、図７に示すように、オルガン式のアクセルペダル３のペダル本体３ａおよびセンサ部３ｂと、反力アクチュエータ１０の反力発生部１０ａとが一体に形成され、もしくは、一体的にケース（図示せず）に収容され、アクセルペダル３のロッド３ｃおよび反力アクチュエータ１０のロッド１０ｂが個別に設けられた、一体型の反力アクチュエータ１０でもよい。この図７に示す実施形態では、反力アクチュエータ１０は、フロアパネル１２に取り付けられている。

【0027】

そして、例えば、図８に示すように、いわゆる吊り下げ式（あるいは、ペンダント式）のアクセルペダル３のセンサ部３ｂと、反力アクチュエータ１０の反力発生部１０ａとが一体に形成された、もしくは、一体的にケース（図示せず）に収容された、一体型の反力アクチュエータ１０でもよい。この図８に示す実施形態では、反力アクチュエータ１０は、アクセルペダル３のセンサ部３ｂと共に、フロアパネル１２に取り付けられている。このように、この発明の実施形態における車両の制御装置では、反力アクチュエータ１０が設けられ、アクセルペダル３の反力（ペダル荷重）が制御可能な構成であれば、アクセルペダル３の形式は問わない。すなわち、いわゆるオルガン式のアクセルペダル３、および、いわゆる吊り下げ式（ペンダント式）のアクセルペダル３のいずれもであっても、この発明の実施形態における車両の制御装置の制御対象にすることができる。

【0028】

シート４は、運転者が着座する運転席であり、ステアリングホイール（図示せず）およびアクセルペダル３の真後ろに配置されている。後述するように、この発明の実施形態における車両の制御装置では、運転席、すなわち、シート４に着座した運転者の体勢から、運転者の足首および脚部に掛かる足首負荷を推定する。そのため、シート４には、後述するように、シートポジションセンサ５ｃ、および、着座センサ５ｄが設けられている。

【0029】

検出部５は、車両Ｖｅを制御する際に必要な各種のデータや情報を取得するための機器あるいは装置であり、例えば、電源部、マイクロコンピュータ、センサ、および、入出力インターフェース等を含む。特に、検出部５は、アクセルペダル３の操作量（すなわち、アクセルポジション、または、アクセル開度）を検出するアクセルポジションセンサ５ａ、および、運転者によるアクセルペダル３の踏力（踏み込み荷重）を検出する踏力センサ５ｂを有している。また、検出部５は、運転席（シート４）における可動部分の位置および状態（すなわち、シートポジション）を検出するシートポジションセンサ５ｃ、および、運転席（シート４）における運転者の有無や、運転者の着座位置あるいは着座状態を検出する着座センサ５ｄを有している。その他に、検出部５は、例えば、各車輪の回転速度をそれぞれ検出する車輪速センサ５ｅ、および、車両Ｖｅの加速度（特に、前後加速度）を検出する加速度センサ５ｆを有している。また、上記の踏力センサ５ｂと共に、運転者のアクセルペダル３の踏み込み状態や、足の大きさ、あるいは、足のサイズ等を推定するための面圧センサ５ｇ、あるいは、上記のシートポジションセンサ５ｃや着座センサ５ｄと共に、運転席上の運転者の体格、および、運転姿勢等を推定するための画像認識カメラ５ｈを有していてもよい。更に、赤外線、可視光線、もしくは、超音波などを利用した人感センサ（図示せず）や、サーモグラフィーカメラ（図示せず）などを有していてもよい。そして、検出部５は、後述するコントローラ６と電気的に接続されており、上記のような各種センサや機器・装置等の検出値または算出値に応じた電気信号を検出データとしてコントローラ６に出力する。

【0030】

コントローラ６は、例えば、マイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置であり、例えば、この発明の実施形態におけるコントローラ６は、主に、駆動力源１、および、トランスミッション７の動作をそれぞれ制御する。また、上記のような反力アクチュエータ１０を設けている場合は、コントローラ６は、反力アクチュエータ１０の動作を制御する。コントローラ６には、上記の検出部５で検出または算出された各種データが入力される。コントローラ６は、入力された各種データおよび予め記憶させられているデータや計算式等を使用して演算を行う。それとともに、コントローラ６は、その演算結果を制御指令信号として出力し、上記のような、駆動力源１、および、トランスミッション７、ならびに、反力アクチュエータ１０などの動作をそれぞれ制御するように構成されている。

【0031】

例えば、コントローラ６は、アクセルポジションセンサ５ａで検出したアクセルペダル３の操作量、および、車輪速センサ５ｅの検出値から算出した車速に基づいて、駆動力源１の目標駆動力（または、目標駆動トルク）を算出する。そして、その目標駆動力に基づいて、駆動力源１の出力を制御する。また、コントローラ６は、トランスミッション７で設定する変速比（もしくは、変速段）を制御する。更に、コントローラ６は、例えば、踏力センサ５ｂやシートポジションセンサ５ｃなどの検出値あるいは検出結果に基づいて、運転席上の運転者の体勢あるいは姿勢を推定し、その運転者の体勢あるいは姿勢から、運転者の足首負荷を推定する。そして、コントローラ６は、推定した運転者の足首負荷に基づいて、後述するように、車両Ｖｅの目標駆動力を規定する駆動力特性として、第１駆動力特性と、第２駆動力特性とを選択的に設定する。なお、図３では一つのコントローラ６が設けられた例を示しているが、コントローラ６は、例えば、制御する装置や機器毎に、あるいは、制御内容毎に、複数設けられていてもよい。

【0032】

前述したように、この発明の実施形態における車両の制御装置は、車両Ｖｅのドライバビリティを低下させることなく、アクセルペダル３の踏み込み操作における運転者の負担を軽減することを目的としている。そのような目的を実現するためにコントローラ６で実行する制御の一例を、図９のフローチャートに示してある。

【0033】

図９のフローチャートに示す制御内容は、この発明の実施形態における“加速フィール保持手段”によって実行される制御の一例であって、第２駆動力特性でアクセル開度の増加量に対する目標駆動力の増加量の比率を大きくすることにより、第１駆動力特性を設定した場合の車両加速度の踏力に対する比率と、第２駆動力特性を設定した場合の車両加速度の踏力に対する比率との差異を低減する制御例を示してある。

【0034】

図９のフローチャートにおいて、先ず、ステップＳ１では、運転席、すなわち、シート４に着座した運転者の体勢（ドライバ運転姿勢）が検出される。例えば、運転者の運転姿勢、体格、着座位置、シートポジション、足の大きさなどが、検出または検知される。

【0035】

ステップＳ２では、運転者の足首負荷の大きさが推定される。足首負荷は、運転者がアクセルペダル３の踏み込み操作を行う際に、運転者の足首および脚部に掛かる負荷である。より具体的には、この発明の実施形態では、足首負荷を、運転者の足首および脚部の筋肉に対する負荷と定義する。前述したように、通常、運転者は、アクセルペダル３を操作する場合、足のかかとを床に付けて、足裏をアクセルペダル３に載せた状態で、アクセルペダル３を踏み込む。その際に、運転者の足裏と足のすねとの間の足首角度が小さい状態は、足首角度が大きい状態と比較して、足首および脚部の筋肉に対する負荷が大きくなる。そのため、この発明の実施形態における車両の制御装置では、例えば、ステップＳ１で検出する運転者の体格、足の大きさ、運転姿勢などから、上記のような運転者の足首角度が算出される。そして、その足首角度の大きさに基づいて、足首負荷の大きさが推定される。例えば、算出された足首角度の大きさに応じて、足首負荷の大きさが定量的に評定される。足首角度が大きいほど、足首負荷は大きいと推定される。

【0036】

ステップＳ３では、駆動力補正要否判定が行われる。具体的には、ステップＳ２で推定された足首負荷が、補正判定閾値以上であるか否かが判断される。補正判定閾値は、アクセルペダル３の操作量（以下、アクセル開度）に応じた目標駆動力を規定する駆動力特性に対する補正（駆動力特性補正制御）の要否を判断するための閾値として、予め設定されている。また、この発明の実施形態における車両の制御装置では、車両Ｖｅの駆動力特性として、標準的な、あるいは、基準となる駆動力特性である第１駆動力特性と、その第１駆動力特性よりも、規定する目標駆動力が小さい第２駆動力特性とが選択的に設定される。通常は、または、制御の開始当初は、車両Ｖｅの駆動力特性として、標準的な第１駆動力特性が選択されて設定される。その標準的な第１駆動力特性に対して補正を行うことにより、第２駆動力特性が選択されて設定されることになる。したがって、推定された足首負荷が、補正判定閾値よりも小さい場合は、足首負荷は標準的な大きさであり、駆動力特性を補正する必要はないと判断される。すなわち、第１駆動力特性が車両Ｖｅの駆動力特性として設定される。推定された足首負荷が、補正判定閾値以上となった場合は、駆動力特性を補正する必要があると判断される。すなわち、車両Ｖｅの駆動力特性として、第１駆動力特性から第２駆動力特性に変更する必要があると判断される。

【0037】

上記の第１駆動力特性が標準的な駆動力特性として設定されるのに対して、第２駆動力特性は、運転者の足首負荷を軽減し得る駆動力特性となるように設定される。また、第２駆動力特性は、常用アクセル開度領域において設定される。常用アクセル開度領域は、図１０に示すように、少なくとも、全閉（０）から全開までのアクセル開度の全開度領域の中で、常用的に使用される一部の領域として定められている。図１０に示す実施形態では、アクセル開度ＡＰＯ１から、そのアクセル開度ＡＰＯ１よりも大きいアクセル開度ＡＰＯ２までの一部のアクセル開度の領域が、常用アクセル開度領域として設定されている。なお、図１０において、特性線ＤＣ１（一点鎖線）で示す駆動力特性が、第１駆動力特性であり、特性線ＤＣ２（実線）で示す駆動力特性が、第２駆動力特性である。特性線ＤＣ０（破線）は、この発明の実施形態における駆動力特性補正制御を実行しない場合（従来技術）の駆動力特性を示している。

【0038】

推定された“足首負荷”が、補正判定閾値よりも小さいことにより、このステップＳ３で否定的に判断された場合、すなわち、駆動力特性の補正は必要ないと判断された場合は、以降の制御を実行することなく、この図９のフローチャートで示すルーチンを一旦終了する。それに対して、推定された“足首負荷”が、補正判定閾値以上であることにより、ステップＳ３で肯定的に判断された場合、すなわち、駆動力特性の補正が必要であると判断された場合には、ステップＳ４へ進む。

【0039】

ステップＳ４では、アクセル開度ＡＰＯ１における目標駆動力が算出される。図１０に示すように、アクセル開度ＡＰＯ１は、常用アクセル開度領域の起点（あるいは、下限）となるアクセル開度である。すなわち、アクセル開度ＡＰＯ１における目標駆動力は、第２駆動力特性で規定される目標駆動力であって、運転者の足首負荷を軽減し得る最小の目標駆動力である。したがって、この場合のアクセル開度ＡＰＯ１における目標駆動力は、第１駆動力特性を設定した場合にアクセル開度ＡＰＯ１に対応して算出される目標駆動力よりも小さくなる。そのような運転者の足首負荷を軽減し得る最小の目標駆動力は、例えば、従来と同様の手法で求めることができる。あるいは、実車により走行実験の結果や、シミュレーションによる解析結果などに基づいて、予め設定されていてもよい。後述するように、この発明の実施形態における駆動力特性補正制御では、このアクセル開度ＡＰＯ１における目標駆動力を起点として、第２駆動力特性を設定する。

【0040】

ステップＳ５では、アクセルペダル３の荷重変化量が算出される。この場合のアクセルペダル３の荷重変化量は、車両Ｖｅの駆動力特性が第１駆動力特性から第２駆動力特性に変更されることに伴い、運転者が体感するアクセルペダル３の反力（以下、ペダル荷重）の変化量である。具体的には、図１１のタイムチャートに示すように、ペダル荷重は、時刻ｔ１で増大を開始し、時刻ｔ２以降、引き続き、アクセル開度が全開となる時刻ｔ５にかけて増大する。また、車両Ｖｅの駆動力特性が第１駆動力特性から第２駆動力特性に変更されることにより、アクセル開度ＡＰＯ１からアクセル開度ＡＰＯ２までの範囲のアクセル開度が、常用アクセル開度領域として設定される。すなわち、車両Ｖｅの駆動力特性として第２駆動力特性が設定されると、図１１に上向きの点線の矢印で示すように、常用的なアクセル開度の領域が、アクセル開度が大きくなる方向に変化する。それに伴い、図１１に上向きの実線の矢印で示すように、所定の常用的なアクセル開度に対応するペダル荷重が、増大する方向に変化する。その増大前のペダル荷重と、増大後のアクセル開度ＡＰＯ１に対応するペダル荷重との差分が、このステップＳ５で算出するアクセルペダル３の荷重変化量である。したがって、このアクセルペダル３の荷重変化量は、所定の常用的なアクセル開度となる時刻ｔ２から、アクセル開度ＡＰＯ１となる時刻ｔ３までの期間において、ペダル荷重の増加分を算出することによって求めることができる。

【0041】

そして、ステップＳ６では、常用アクセル開度領域における駆動力補正量が算出され、車両Ｖｅの駆動力特性が補正される。すなわち、駆動力特性補正制御が実行され、車両Ｖｅの駆動力特性が第１駆動力特性から第２駆動力特性に変更される。具体的には、前述したように、第１駆動力特性を設定した場合にアクセル開度に応じて算出される目標駆動力と比較して、第２駆動力特性を設定した場合にアクセル開度に応じて算出される目標駆動力が低下させられる。それとともに、第１駆動力特性を設定した場合の運転者の踏力に対応して発生する車両加速度の踏力に対する比率と、第２駆動力特性を設定した場合の運転者の踏力に対応して発生する車両加速度の踏力に対する比率との差異が低減するように、第２駆動力特性が設定される。すなわち、常用アクセル開度領域における駆動力補正量が算出される。

【0042】

より具体的には、常用アクセル開度領域において、第１駆動力特性におけるアクセル開度の増加量に対する目標駆動力の増加量の比率（すなわち、図１０に示す特性線ＤＣ１の傾きＣ）よりも、第２駆動力特性におけるアクセル開度の増加量に対する目標駆動力の増加量の比率（すなわち、図１０に示す特性線ＤＣ１の傾きＤ）が大きくなるように、第２駆動力特性が設定される。

【0043】

上記の常用アクセル開度領域における駆動力補正量は、例えば、運転者のアクセルペダル３の踏み込み操作に対応して変化する車両加速度（車両Ｖｅの前後加速度）の変化勾配、すなわち、車両Ｖｅのジャークを活用して算出される。運転者がアクセルペダル３を踏み込み操作する場合、その踏み込み操作に応じて車両加速度が変化する。また、踏み込み操作の操作速度に対応した車両Ｖｅのジャークが発生する。運転者が違和感を覚えることなく、自然と感じる車両Ｖｅのジャークは、運転者が体感するペダル荷重によって変化する。例えば、運転者が体感するペダル荷重が標準的な（中程度の）大きさである場合に運転者が自然と感じる車両Ｖｅのジャークは、図１２のタイムチャートで、車両加速度の変化を示す加速度線ＡＬ１（実線）の時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間における傾きとして表される。これに対して、運転者が体感するペダル荷重が標準的なペダル荷重よりも大きい場合に運転者が自然と感じる車両Ｖｅのジャークは、図１２のタイムチャートで、車両加速度の変化を示す加速度線ＡＬ２（一点鎖線）の時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間における傾きとして表される。また、運転者が体感するペダル荷重が標準的なペダル荷重よりも小さい場合に運転者が自然と感じる車両Ｖｅのジャークは、図１２のタイムチャートで、車両加速度の変化を示す加速度線ＡＬ３（二点鎖線）の時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間における傾きとして表される。運転者が体感するペダル荷重が大きいほど、運転者が自然と感じる車両Ｖｅのジャークは大きくなる。そのため、運転者が体感するペダル荷重が標準よりも大きい場合は、標準よりも大きなジャークとなるように、車両Ｖｅの駆動力特性（または、加速度特性）設定することにより、運転者に違和感を与えることなく、自然な加速フィールを体感させることができる。また、運転者が体感するペダル荷重が標準よりも小さい場合は、標準よりも小さなジャークとなるように、車両Ｖｅの駆動力特性（または、加速度特性）設定することにより、運転者に違和感を与えることなく、自然な加速フィールを体感させることができる。

【0044】

したがって、ステップＳ６では、運転者が体感するペダル荷重が考慮されて、運転者が自然と感じる車両Ｖｅのジャークとなるように、常用アクセル開度領域における駆動力補正量が算出される。また、運転者が体感するペダル荷重は、運転者の体格や足のサイズによって変化する。例えば、図１３に一点鎖線で示すように、運転者の体格が小さく、足のサイズも小さい場合は、アクセル開度、すなわち、運転者がアクセルペダルを操作する際の操作量に対応して運転者が体感するペダル荷重が大きくなる。運転者の体格が小さく、足のサイズが標準的なサイズよりも小さい場合は、運転者がかかとを支点にして足裏でアクセルペダル３を踏み込む際に、踏力の作用点が標準的なサイズよりもかかと側の支点に近くなる。そのため、踏力の作用点と支点との間の距離が短くなり、その分、運転者が体感するペダル荷重が大きくなる。したがって、この発明の実施形態における駆動力特性補正制御では、運転者の体格や足のサイズに応じて変化するペダル荷重も加味して、運転者が自然と感じる車両Ｖｅのジャークとなるように、常用アクセル開度領域における駆動力補正量を算出する。

【0045】

上記のように常用アクセル開度領域における駆動力補正量を算出し、車両Ｖｅの駆動力特性として第２駆動力特性を設定することにより、常用アクセル開度領域において発生する車両Ｖｅのジャークが変化する。図１１のタイムチャートに示すように、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間でアクセル開度が増大する常用アクセル開度領域において、一点鎖線で示す車両加速度の傾きＥが、駆動力特性として第１駆動力特性を設定した場合の車両Ｖｅのジャークを表している。それに対して、実線で示す車両加速度の傾きＦが、駆動力特性として第２駆動力特性を設定した場合の車両Ｖｅのジャークを表している。この図１１のタイムチャートにおいて、車両加速度の傾きＦは、車両加速度の傾きＥよりも大きくなっている。すなわち、第２駆動力特性を設定した場合の車両Ｖｅのジャークは、第１駆動力特性を設定した場合の車両Ｖｅのジャークよりも大きくなる。

【0046】

なお、図１１のタイムチャートにおける時刻ｔ３は、アクセル開度が、常用アクセル開度領域の起点であるアクセル開度ＡＰＯ１になるポイントである。前述したように、第２駆動力特性を設定した場合にアクセル開度ＡＰＯ１に対応して算出される目標駆動力は、第１駆動力特性を設定した場合にアクセル開度ＡＰＯ１に対応して算出される目標駆動力よりも低下させられている。そのため、図１１のタイムチャートに示すように、時刻ｔ３における、第２駆動力特性を設定した場合の車両加速度が、第１駆動力特性を設定した場合の車両加速度よりも小さくなっている。すなわち、常用アクセル開度領域では、第１駆動力特性よりも目標駆動力が小さくなる第２駆動力特性が設定される。常用アクセル開度領域でそのような第２駆動力特性が設定されることにより、運転者は、駆動力を得るために、第１駆動力特性で操作する場合よりも、大きく、また、強く、アクセルペダル３を踏み込むことになる。その結果、足首角度が小さい状態でアクセルペダル３を操作する機会や頻度が減少する。したがって、運転者がアクセルペダル３を踏み込み操作する際の、運転者の足首負荷が軽減される。

【0047】

また、図１１のタイムチャートに示すように、第２駆動力特性では、アクセル開度がアクセル開度ＡＰＯ１となる時刻ｔ３で、第１駆動力特性よりも目標駆動力が小さいことにより、発生する車両加速度も小さくなる。その後、第１駆動力特性よりもジャークが大きいことにより、常用アクセル開度領域の時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間で、第２駆動力特性を設定した場合の車両加速度と、第１駆動力特性を設定した場合の車両加速度との差が、徐々に小さくなる。そして、常用アクセル開度領域が終了する時刻ｔ４からアクセル開度が全開、または、アクセル開度ＡＰＯ２よりも大きい所定のアクセル開度となる時刻ｔ５で、第２駆動力特性を設定した場合の車両加速度と、第１駆動力特性を設定した場合の車両加速度とが一致する。したがって、第２駆動力特性を設定した場合は、時刻ｔ５の前後でジャークの大きさが変化するものの、例えば従来技術のように第１駆動力特性と第２駆動力特性とでジャークの大きさが変わらない場合と比較して、その時刻ｔ５の前後におけるジャークの差は小さくなる。そのため、アクセル開度が常用アクセル開度領域から外れる際に、ジャークの変化が大きいことに起因して、車両Ｖｅの駆動力や加速度の変化が大きいことによって運転者に違和感を与えてしまうことが抑制される。

【0048】

ステップＳ６で、常用アクセル開度領域における駆動力補正量が算出され、その駆動力補正量に基づいて車両Ｖｅの駆動力特性が補正される、すなわち、車両Ｖｅの駆動力特性として第２駆動力特性が設定されると、その後、図９のフローチャートで示すルーチンを一旦終了する。

【0049】

図１４から図１７に、この発明の実施形態における車両の制御装置によって実行される駆動力特性補正制御の別の実施形態を示してある。前述したように、この発明の実施形態で制御対象にする車両Ｖｅは、アクセルペダル３に対して、ペダル荷重を変更して制御することが可能な反力アクチュエータ１０を有していてもよい。図１４に示すように、反力アクチュエータ１０を用いることにより、運転者がアクセルペダル３を操作する際のペダル荷重、すなわち、アクセルペダル３の反力を、任意に変化させることができる。

【0050】

図１５のフローチャートに、この発明の実施形態における“加速フィール保持手段”によって実行される制御の他の例であって、反力アクチュエータ１０を用いてアクセルペダル３のペダル荷重を低下させることにより、第１駆動力特性を設定した場合の車両加速度の踏力に対する比率と、第２駆動力特性を設定した場合の車両加速度の踏力に対する比率との差異を低減する制御例を示してある。なお、図１５のフローチャートにおけるステップＳ１１からステップＳ１５は、前述の図９のフローチャートにおけるステップＳ１からステップＳ５と同一の制御内容である。

【0051】

図１５のフローチャートにおいて、前述の図９のフローチャートで示した実施形態と同様に、ステップＳ１１からステップＳ１５の制御が実行されると、ステップＳ１６では、反力アクチュエータ１０を制御することにより、アクセルペダル３のペダル荷重が変更される。具体的には、第１駆動力特性を設定した場合にアクセル開度に応じて算出される目標駆動力と比較して、第２駆動力特性を設定した場合にアクセル開度に応じて算出される目標駆動力が低下させられる。それとともに、第１駆動力特性を設定した場合の運転者の踏力に対応して発生する車両加速度の踏力に対する比率と、第２駆動力特性を設定した場合の運転者の踏力に対応して発生する車両加速度の踏力に対する比率との差異が低減するように、アクセルペダル３のペダル荷重が低下させられる。

【0052】

より具体的には、常用アクセル開度領域において、アクセル開度に応じて算出される目標駆動力を低下させた第２駆動力特性が設定される。この場合は、先ず、アクセル開度ＡＰＯ１における目標駆動力が算出される。前述の図９のフローチャートで示した実施形態と同様に、アクセル開度ＡＰＯ１における目標駆動力は、第２駆動力特性で規定される目標駆動力であって、運転者の足首負荷を軽減し得る最小の目標駆動力である。したがって、アクセル開度ＡＰＯ１における目標駆動力は、第１駆動力特性を設定した場合にアクセル開度ＡＰＯ１に対応して算出される目標駆動力よりも小さい。前述したように、運転者の足首負荷を軽減し得る最小の目標駆動力は、例えば、従来と同様の手法で求めることができる。あるいは、実車により走行実験の結果や、シミュレーションによる解析結果などに基づいて、予め設定されていてもよい。そして、図１６に示すように、アクセル開度ＡＰＯ１における目標駆動力を起点として、第１駆動力特性と特性線の傾きが等しい第２駆動力特性が設定される。図１６において、特性線ＤＣ１１（一点鎖線）で示す駆動力特性が、第１駆動力特性であり、特性線ＤＣ１２（実線）で示す駆動力特性が、第２駆動力特性である。

【0053】

上記の反力アクチュエータ１０によるペダル荷重の低下量は、例えば、ステップＳ１５で算出するアクセルペダル３の荷重変化量に基づいて設定される。図１７のタイムチャートに示すように、運転者がアクセルペダル３を踏み込み操作する際のペダル荷重は、時刻ｔ１１で増大を開始し、時刻ｔ１２以降、引き続き、アクセル開度が全開、または、アクセル開度ＡＰＯ２よりも大きい所定のアクセル開度となる時刻ｔ１５にかけて増大する。また、車両Ｖｅの駆動力特性が第１駆動力特性から第２駆動力特性に変更されることにより、アクセル開度ＡＰＯ１からアクセル開度ＡＰＯ２までの範囲のアクセル開度が、常用アクセル開度領域として設定される。すなわち、車両Ｖｅの駆動力特性として第２駆動力特性が設定されると、図１７に上向きの点線の矢印で示すように、常用的なアクセル開度の領域が、アクセル開度が大きくなる方向に変化する。それに伴い、図１７に上向きの実線の矢印で示すように、所定の常用的なアクセル開度に対応するペダル荷重が、増大する方向に変化する。その増大前のペダル荷重と、増大後のアクセル開度ＡＰＯ１に対応するペダル荷重との差分が、ステップＳ１５で算出されるアクセルペダル３の荷重変化量である。この図１７のタイムチャートに示す実施形態では、アクセルペダル３の荷重変化量、すなわち、車両Ｖｅの駆動力特性が第１駆動力特性から第２駆動力特性に変更されることによって増大するペダル荷重の変化量と同等の変化量となるように、反力アクチュエータ１０によるペダル荷重の低下量が設定されている。

【0054】

また、反力アクチュエータ１０によるペダル荷重の低下量は、推定された運転者の足首負荷の大きさに基づいて、適宜、設定されてもよい。例えば、ステップＳ１２で推定される運転者の足首負荷の大きさが大きいほど、反力アクチュエータ１０によるペダル荷重の低下量を多くする。前述したように、運転者が体感するペダル荷重は、運転者の体格や足のサイズによって変化する。したがって、運転者がアクセルペダル３を操作する際の運転者の足首負荷も、運転者の体格や足のサイズによって変化する。そのため、ステップＳ１２で推定される運転者の足首負荷の大きさに基づいて反力アクチュエータ１０によるペダル荷重の低下量を設定することにより、運転者の体格や足のサイズが考慮された、適切な、反力アクチュエータ１０の制御を実行できる。

【0055】

上記のように、反力アクチュエータ１０によるペダル荷重を低下させて、車両Ｖｅの駆動力特性として第２駆動力特性を設定した場合に、常用アクセル開度領域において発生する車両Ｖｅのジャークは、車両Ｖｅの駆動力特性として第１駆動力特性を設定した場合に発生する車両Ｖｅのジャークに対して変化しない。すなわち、図１７のタイムチャートに示すように、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの期間でアクセル開度が増大する常用アクセル開度領域において、一点鎖線で示す車両加速度の傾きＧが、駆動力特性として第１駆動力特性を設定した場合の車両Ｖｅのジャークを表している。それに対して、実線で示す車両加速度の傾きＨが、駆動力特性として第２駆動力特性を設定した場合の車両Ｖｅのジャークを表している。この図１７のタイムチャートにおいて、車両加速度の傾きＧと、車両加速度の傾きＨとは、互いに等しい。すなわち、第２駆動力特性を設定した場合の車両Ｖｅのジャークは、第１駆動力特性を設定した場合の車両Ｖｅのジャークと等しい。

【0056】

なお、図１７のタイムチャートにおける時刻ｔ１３は、アクセル開度が、常用アクセル開度領域の起点であるアクセル開度ＡＰＯ１になるポイントである。前述したように、第２駆動力特性を設定した場合にアクセル開度ＡＰＯ１に対応して算出される目標駆動力は、第１駆動力特性を設定した場合にアクセル開度ＡＰＯ１に対応して算出される目標駆動力よりも低下させられている。そのため、図１７のタイムチャートに示すように、時刻ｔ１３における、第２駆動力特性を設定した場合の車両加速度が、第１駆動力特性を設定した場合の車両加速度よりも小さくなっている。

【0057】

ステップＳ１６で、車両Ｖｅの駆動力特性として、第１駆動力特性よりも規定する目標駆動力を低下させた第２駆動力特性が設定され、それとともに、アクセルペダル３のペダル荷重が低下されると、その後、この図１５のフローチャートで示すルーチンを一旦終了する。

【0058】

以上のように、この発明の実施形態における車両の制御装置では、運転者がアクセルペダル３を踏み込み操作する際に、運転者に掛かる負担を軽減するため、特に、運転者の足首および脚部の筋肉に対する負荷を軽減するために、アクセルペダル操作時の運転者の足首負荷が推定される。そして、その推定された足首負荷の大きさに応じて、車両Ｖｅの駆動力特性が設定される。推定された足首負荷の大きさが補正判定閾値よりも小さい、標準的な足首負荷である場合は、標準的な目標駆動力を規定する第１駆動力特性が設定される。推定された足首負荷の大きさが補正判定閾値以上となる場合は、第１駆動力特性よりも小さい目標駆動力を規定する第２駆動力特性が設定される。すなわち、補正判定閾値以上の大きな足首負荷が掛かると推定される場合は、規定する目標駆動力が小さくなるように駆動力特性が補正される。上述したこの発明の実施形態では、少なくとも、常用アクセル開度領域の起点となるアクセル開度ＡＰＯ１に対応する目標駆動力が、第２駆動力特性が設定されることによって通常よりも低下する。そのように目標駆動力が小さくなる第２駆動力特性が設定されることにより、運転者は、駆動力を得るためにアクセルペダル３を踏み込み操作する際に、第１駆動力特性で操作する場合よりも、アクセルペダル３をより多く踏み込むことになる。その結果、足首角度が小さいことに起因して足首負荷が大きくなってしまうアクセル開度の領域（アクセルペダル３の踏み込み量が少ない領域）で、アクセルペダル３を操作する機会や頻度が減少する。したがって、この発明の実施形態における車両の制御装置によれば、運転者がアクセルペダル３を踏み込み操作する際の、運転者の足首負荷を軽減することができる。

【0059】

なお、図１８のタイムチャートに、比較例として、この発明の実施形態における駆動力特性補正制御を実行しない場合（例えば、前述した特許文献１に記載されているような従来技術の制御を実行した場合）の、常用アクセル開度領域における車両加速度、および、車両加速度の変化勾配（ジャーク）等を示してある。この発明の実施形態における駆動力特性補正制御を実行しない従来技術では、図１８のタイムチャートにおいて、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの期間で、一点鎖線で示す車両加速度の傾きＩが、標準の駆動力特性（この発明の実施形態における第１駆動力特性、あるいは、従来技術における標準特性）を設定した場合の車両Ｖｅのジャークを表している。それに対して、実線で示す車両加速度の傾きＪが、運転者の足首負荷を軽減するために駆動力特性を補正した場合の車両Ｖｅのジャークを表している。この発明の実施形態における駆動力特性補正制御を実行しない場合には、図１８のタイムチャートに示すように、車両加速度の傾きＪは、車両加速度の傾きＩと等しい。すなわち、駆動力特性を補正した場合であっても、車両Ｖｅのジャークは、補正前の標準的な駆動力特性を設定した場合の車両Ｖｅのジャークに対して変化しない。そのため、この発明の実施形態における駆動力特性補正制御を実行しない場合は、駆動力特性を補正して目標駆動力を小さくすることにより、運転者の足首負荷を軽減できるものの、運転者に、駆動力の不足感や、加速フィールに対する違和感などを与えてしまうおそれがある。すなわち、前述したように、アクセル開度に対応する車両Ｖｅのジャーク（すなわち、駆動力特性の変化速度、あるいは、加速度特性の変化速度）が変わらないまま、アクセルペダル３の踏み込み操作に要する操作量および踏力が増大するので、運転者に駆動力の不足感や違和感を与えてしまう可能性がある。

【0060】

それに対して、この発明の実施形態における車両の制御装置では、第２駆動力特性を設定する場合、すなわち、規定する目標駆動力が小さくなるように駆動力特性を補正する場合には、第１駆動力特性で運転者がアクセルペダル３を操作する際の踏力に対応して発生する車両加速度（具体的には、車両Ｖｅの前後加速度）の踏力に対する比率と、第２駆動力特性で運転者がアクセルペダル３を操作する際の踏力に対応して発生する車両加速度の踏力に対する比率との差異が低減される。すなわち、上記のような車両加速度の踏力に対する比率が、第１駆動力特性を設定した場合と第２駆動力特性を設定した場合とで大きく相違しないように制御される。例えば、図９のフローチャートで示した実施形態のように、第１駆動力特性におけるアクセル開度の増加量に対する目標駆動力の増加量の比率（すなわち、前述の図１０で示した特性線ＤＣ１の傾きＣ）よりも、第２駆動力特性におけるアクセル開度の増加量に対する目標駆動力の増加量の比率（すなわち、前述の図１０で示した特性線ＤＣ２の傾きＤ）を大きくすることにより、上記のような差異が低減される。あるいは、図１５のフローチャートで示した実施形態のように、アクセルペダル３に対して反力アクチュエータ１０を設け、その反力アクチュエータ１０を制御して運転者の踏力に対する反力を低下させることにより、上記のような差異が低減される。

【0061】

そのため、運転者の足首負荷を軽減するために第２駆動力特性を設定する場合には、通常よりも目標駆動力を小さくしつつ、この発明の実施形態における駆動力特性補正制御を実行しない場合と比較して、運転者の踏力に対応して発生する車両Ｖｅの駆動力（または、加速度）の比率が大きくなる。すなわち、第１駆動力特性を設定した場合の運転者の踏力に対する車両加速度の比率と、第２駆動力特性を設定した場合の運転者の踏力に対する車両加速度の比率との差異が小さくなる。そのため、上記のような第２駆動力特性を設定する場合であっても、駆動力の不足感や、加速フィールに対する違和感などを運転者に与えてしまうことを防ぐことができる。したがって、この発明の実施形態における車両の制御装置によれば、車両Ｖｅのドライバビリティを低下させることなく、アクセルペダル３を操作する際の運転者の負担を適切に軽減することができる。

【符号の説明】

【0062】

１ 駆動力源（PWR）
２ 駆動輪
３ アクセルペダル
３ａ（アクセルペダルの）ペダル本体
３ｂ（アクセルペダルの）センサ部
３ｃ（アクセルペダルの）ロッド
４ 運転席（SEAT）
５ 検出部
５ａ（検出部の）アクセルポジションセンサ
５ｂ（検出部の）踏力センサ
５ｃ（検出部の）シートポジションセンサ
５ｄ（検出部の）着座センサ
５ｅ（検出部の）車輪速センサ
５ｆ（検出部の）加速度センサ
５ｇ（検出部の）面圧センサ
５ｈ（検出部の）画像認識カメラ
６ コントローラ（ECU）
７ トランスミッション
８ デファレンシャルギヤ
９ ドライブシャフト
１０ 反力アクチュエータ
１０ａ（反力アクチュエータの）反力発生部
１０ｂ（反力アクチュエータの）ロッド
１１ ダッシュパネル
１２ フロアパネル
Ｖｅ 車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】