油门踏板反力控制装置技术领域
本发明涉及一种油门踏板反力控制装置，其对设置在车辆上的油门踏
板的与踏入方向相反的方向的反力进行控制。
背景技术
在国际公开第2013/005374号小册子(以下，称为WO2013/005374A。)
中公开了如下技术：在对油门踏板的反力进行可变控制的油门踏板反力控
制装置中，当油门踏板的踏入量超过规定的踏入量时，通过反力控制部来
增加踏入反力(WO2013/005374A的段落[0056]、[0057]、图10、图11)。
作为在油门踏板的规定的踏入量处使踏入反力增加的技术，采用能够
通过反力控制部设定规定的踏入量下的规定的踏入反力的DBW(线传控
制)技术等(WO2013/005374A的段落[0035])。
然而，在通过反力控制部使油门踏板的与踏入方向相反的方向的反力
增加的情况下，得出根据该反力的增加方式而给驾驶员带来的感受(感觉)
不同这样的见解。
发明内容
本发明考虑上述技术及上述见解而提出，其目的在于，根据对油门踏
板进行操作的驾驶员的意图、操作等来研究反力的增加方式，提供一种能
够给驾驶员带来与驾驶员的意图、操作等相应的适当的反力的感受(感觉)
的油门踏板反力控制装置。
本发明的油门踏板反力控制装置对设置在车辆上的油门踏板的与踏
入方向相反的方向的反力进行控制，其具备：踏入量检测部，其检测所述
油门踏板的踏入量；反力施加部，其向所述油门踏板施加所述反力；以及
反力控制部，其控制所述反力施加部使反力增加的增加方式，其中，所述
反力控制部在由所述踏入量检测部检测出的所述踏入量成为阈值以上的
情况下，设定由所述反力施加部施加的目标反力，并对使从所述阈值下的
基础反力增加至所述目标反力的反力上升速度可变，或者还是使从所述阈
值下的所述基础反力增加至所述目标反力的反力增加量可变进行设定。
根据向油门踏板施加反力时的反力的增加方式(反力的上升方式)，
驾驶员对反力的感受不同。另外，该感受根据驾驶员的喜好等而有所不同。
着眼于该见解，构成为能够设定使从阈值下的基础反力增加至目标反
力的反力上升速度可变，或者还是使从所述阈值下的所述基础反力增加至
所述目标反力的反力增加量可变，由此能够提供与驾驶员的意图、操作等
相应的适当的反力的感受(感觉)。因此，例如，能够选择适合于行驶状
况、驾驶员的情绪等的油门踏板的操作性(运行方式)。
在该情况下，若所述反力控制部构成为，在将所述反力上升速度设定
为可变的情况下的所述目标反力作为第一目标反力，且将所述反力增加量
设定为可变的情况下的所述目标反力作为第二目标反力时，将所述第二目
标反力设定为比所述第一目标反力大，则在将反力上升速度设定为可变的
情况下，与将反力增加量设定为可变的情况相比，能够使阈值下的反力缓
慢上升至较小值的第一目标反力，因此能够抑制给驾驶员带来与反力增加
相伴的不适感。另一方面，在将反力增加量设定为可变的情况下，能够使
阈值下的反力上升至较大值的第二目标反力，因此强调了反力增加的情
况，从而能够容易使驾驶员知晓反力的增加。
需要说明的是，若所述反力控制部设定为，在由所述踏入量检测部检
测出的所述踏入量成为所述阈值时，呈阶梯状地增加至所述第二目标反
力，在增加之后，在经过既定时间后减小至比所述第二目标反力小的第三
目标反力，则在踏入至阈值的时刻，通过呈阶梯状地施加的第二目标反力，
能够使驾驶员知晓反力的产生，之后，通过逐渐减小第三目标反力，能够
抑制油门踏板一直维持难以踏入的状态的情况，通过这样控制，能够同时
实现反力产生的感知容易性和油门踏板的操作性。
这里，所述反力控制部还可以构成为，在设定成经过所述既定时间后
减小至比所述第二目标反力小的所述第三目标反力时，设定为急剧减小至
比所述第三目标反力大的既定反力，之后逐渐减小至所述第三目标反力。
根据该结构，通过急剧减小至既定反力，从而不会长时间保持较大的反力，
对于驾驶员而言消除了油门踏板的难以踏入的状态，并且在减小至既定反
力后使反力逐渐减小，从而能够降低所谓的反力突然消失这样的不适感。
需要说明的是，第三目标反力可以是与第一目标反力相同的值。
若所述反力控制部构成为，在设定成经过所述既定时间后减小至比所
述第二目标反力小的所述第三目标反力时，设定为随着时间经过以指数函
数的方式减小，则在开始减小时急剧减小，之后平缓地减小，因此能够同
时实现提前消除难以踏入的状态和反力突然消失的不适感的降低。
并且，也可以构成为，所述油门踏板反力控制装置还具有选择部，该
选择部选择使所述反力上升速度可变，或者还是使所述反力增加量可变，
所述反力控制部根据所述选择部的选择结果，进行所述设定中的任一个设
定。根据该结构，通过驾驶员等的对选择部的操作，能够选择使所述反力
上升速度可变，或者还是使所述反力增加量可变，因此能够按照驾驶员的
意图选择油门踏板的反力的感受(感觉)。
例如，在具有燃料消耗、电耗等能量消耗少的运转意图、所谓的节能
运转(节省能量运转)意图时，只需通过选择部，选择使设定有反力相对
较大的第二目标反力的反力增加量可变的控制即可。与此相对，在从通常
道路进入高速道路时等，为了使驾驶员的加速意图、操作优先，可以选择
使设定有反力相对较小的第一目标反力的反力上升速度可变的控制。
本发明的油门踏板反力控制装置构成为，在油门踏板的踏入量成为阈
值以上时，能够设定使从该阈值下的基础反力增加至目标反力的反力上升
速度可变，或者还是使从所述阈值下的所述基础反力增加至所述目标反力
的反力增加量可变，因此实现了能够给驾驶员带来与驾驶员的意图、操作
等相应的适当的反力的感受(感觉)的效果。
因此，例如，实现了能够选择适合于行驶状况、情绪等驾驶员的意图
的油门踏板的操作性(运行方式)这样的派生效果。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的油门踏板反力控制装置的框图。
图2是用于图1所示的油门踏板反力控制装置的动作说明的流程图。
图3A是用于以根据踏入量设定的反力上升速度输出目标反力的处理
的流程图。图3B是用于在将比所述目标反力大的目标反力强调而输出后，
逐渐减小输出的处理的流程图。
图4是与对应于图3A的流程图的处理的踏入量相对的施加反力的特
性图。
图5是与对应于图3B的流程图的处理的踏入量相对的施加反力的特
性图。
图6A是表示与对应于图3B的流程图的处理的踏入量相对的施加反
力的详细变化的一例的特性图。图6B是表示与对应于图3B的流程图的处
理的踏入量相对的施加反力的详细变化的另一例的特性图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
图1是本实施方式的油门踏板反力控制装置10的框图。
油门踏板反力控制装置10搭载于四轮乘用车等车辆11，基本上具备：
调整节气门(未图示)的开度等的油门踏板12；检测油门踏板12的由驾
驶员操作的操作量即踏入量θ[°]的作为踏入量检测部的踏入量传感器
14；显示装置20；ECU(electroniccontrolunit：电子控制装置)22；向油
门踏板12施加反力F的作为反力施加部的反力施加机构24；以及选择施
加的反力F的增加方式即反力特性(目标反力特性)的作为反力特性选择
部的反力特性选择开关(反力特性选择SW)26。需要说明的是，油门踏
板12的踏入量θ也称为油门开度，因此为了便于理解，有时也将踏入量θ
称为开度θ。
这里，对于车辆11而言，除了以发动机为驱动源的发动机机动车以
外，还将EV(电动机动车)、具备发动机的混合动力机动车、增程机动车、
及具备燃料电池的燃料电池机动车等电动车辆作为对象。
反力施加机构24由与油门踏板12连结的未图示的电动机等致动器构
成，向油门踏板12施加与从反力控制部22A接收的控制信号相应的反力
F。在油门踏板12上设置有复位弹簧的情况下，反力F为由复位弹簧产生
的反力与由电动机等致动器产生的反力合成的反力。需要说明的是，也可
以不使用复位弹簧而仅使用致动器来产生向油门踏板12施加的反力F。
踏入量传感器14通过电位计等来检测油门踏板12的自原位置(θ＝0
[°])起的踏入量(油门踏板踏入量)θ[°]，并向ECU22输出。
显示装置20在本实施方式中为以驾驶员能够目视确认的方式配置于
仪表板的多功能信息显示器，其除了显示行驶距离以外，还能够一并显示
能量消耗(燃料消耗、电耗等)、外部空气温度等，该显示装置20具备能
够进行触摸屏操作的操作部30。需要说明的是，显示装置20也可以代替
为导航装置。
ECU22由计算机及DSP等构成，且作为功能实现部(功能实现机构)
而工作，该功能实现部通过CPU基于各种输入来执行存储于ROM等存储
器(存储装置)23的程序，从而实现各种功能。在本实施方式中，ECU22
作为反力控制部22A及具有计时器等功能的计时部22B等而发挥功能。
反力特性选择开关26如后面对各选择位置处的反力特性进行详细说
明的那样，为如下这样的开关：在油门踏板12的踏入量θ成为阈值踏入
量(阈值开度)θth以上的情况下，选择与基础反力Fb(后述)叠加的存
储于存储器23的目标反力特性Ftc、或对存储于存储器23的所述目标反
力特性Ftc进行调整(变更)的调整后的目标反力特性Ftc。
在存储器23中存储有两个基本的目标反力特性Ftc。反力特性选择开
关26例如配置在转向装置内或仪表板等、即使在驾驶过程中驾驶员也能
够容易通过手指进行操作的位置。
在该情况下，在反力特性选择开关26的配置位置附近，在选择目标
反力Ftar相对小的一方的特性的一方的选择位置进行例如“反力：弱”或”
LowForce”的显示，在选择目标反力Ftar相对大的一方的特性的另一方
的选择位置进行例如“反力：强”或者“HighForce”的显示。
本实施方式的油门踏板反力控制装置10基本上如以上那样构成且工
作，接下来，参照图2、图3A、图3B的流程图，详细地说明ECU22(的
反力控制部22A)进行的经由反力施加机构24对油门踏板12的反力的施
加、设定、控制处理。
在步骤S1中，反力控制部22A为了检测驾驶员的意图、操作，而确
认反力特性选择开关26的选择位置。
需要说明的是，反力特性选择开关26是如下这样的开关：具有在油
门踏板12的踏入量θ成为阈值踏入量(阈值开度)θth以上的情况下使目
标反力Ftar与基础反力Fb(后述)叠加的功能，因此抑制驾驶员的油门
踏板12的操作(给予所谓的阻碍感(日语：壁感))，且适用于能量消耗
少的、所谓节能模式行驶。在要进一步进行节能行驶时，由驾驶员选择“反
力：强”(反力增加量可变特性Fj)的目标反力Ftar的选择位置，在要进
行适度的节能行驶时，由驾驶员选择“反力：弱”(反力上升速度可变特
性Fi)的目标反力Ftar的选择位置。
接下来，在步骤S2中，决定与检测出的(选择的)选择位置相应的
从基础反力Fb增加到目标反力Ftar的增加方式(倾斜度等)。
图4示出目标反力特性Ftc中的与上述的“反力：弱”的显示位置对
应而选择的、包括用双点划线的圆包围的反力上升速度可变特性Fi的反力
特性101。
图5示出目标反力特性Ftc中的与上述的“反力：强”的显示位置对
应而选择的、包括用双点划线的圆包围的反力增加量可变特性Fj的反力特
性102。
在反力特性101、102中，基础反力Fb形成为如下的特性(称为基础
反力特性100)，即，从踏入量θ为θ＝0[°]至比较小的踏入量θ1为止，
从初始反力比较急剧地增加至反力Fb1，且从通常使用范围的踏入量θ1
逐渐增加至油门踏板12的所谓的最大踩踏(踏入量θ为最大踏入量θmax)
位置的反力Fb2。需要说明的是，由图4可知，基础反力特性100设定为
油门踏板12的返回侧相对于踏入侧具有变弱的滞后的特性。
在图4所示的“反力：弱”的反力特性101中，以如下方式设定反力
F，即，当踏入量θ达到阈值踏入量(阈值开度)θth时，若进一步踏入油
门踏板12，则通过由反力上升速度可变特性Fi规定的目标反力Ftar的轨
迹。
具体而言，作为目标反力Ftar，设定第一目标反力Fn+Fb(恒定反力
+基础反力)，且反力F设定为，从踏入量θ＝θth的基础反力Fb起以设定
的反力上升速度ΔF/Δt(每单位时间的反力增加量)平缓地增加至第一目
标反力Fn+Fb。
另一方面，在图5所示的“反力：强”的反力特性102中，以如下方
式设定反力F，即，当踏入量θ达到阈值踏入量θth时，若进一步踏入油
门踏板12，则通过由反力增加量可变特性Fj规定的目标反力Ftar的轨迹。
具体而言，设定比第一目标反力Fn+Fb大的第二目标反力Fp+Fb，并
且设定比该第二目标反力Fp+Fb小的第三目标反力(在本实施方式中，为
与第一目标反力Fn+Fb相同的值，但也可以设定为不同的值，因此称为第
三目标反力。)Fn+Fb。
第二目标反力Fp+Fb中的强调反力Fp(也称为反力增加量，但可以
认为是与基础反力Fb叠加的作为偏置量的反力(反力增加偏置量)。)设
定为比恒定反力Fn大的反力F(Fp≥Fn)。
并且，设定为反力从踏入量θ＝θth的基础反力Fb至第二目标反力
Fp+Fb呈阶梯状(台阶状)地增加设定的反力增加量Fp的量，之后，设
定在经过既定时间后以既定的减小特性减小至第三目标反力Fn+Fb的反
力F。
这里，若更详细地进行说明，则反力增加量可变特性Fj例如能够设定
图6A所示的反力增加量可变特性Fja、或图6B所示的反力增加量可变特
性Fjb。
在图6A及图6B所示的反力增加量可变特性Fja及反力增加量可变特
性Fjb中设定为，基本上在踏入量θ达到阈值踏入量θth的时刻t0，从基
础反力Fb至第二目标反力Fp+Fb呈阶梯状地增加反力增加量(强调反力)
Fp的量，之后，在经过既定时间Tα后的时刻t2，减小至比第二目标反力
Fp+Fb小的第三目标反力Fn+Fb。
在该情况下，在图6A所示的反力增加量可变特性Fja中设定为，在
经过既定时间Tα后减小至比第二目标反力Fp+Fb小的第三目标反力
Fn+Fb时，急剧减小至比第三目标反力Fn+Fb大的既定反力Fq+Fb(参照
时刻t1)，在时刻t1以后，逐渐减小至时刻t2的第三目标反力Fn+Fb。
另一方面，在图6B的反力增加量可变特性Fjb中设定为，在设定成
经过既定时间Tα后减少至比第二目标反力Fp+Fb小的第三目标反力
Fn+Fb时，随着时间经由以指数函数的方式减小至第三目标反力Fn+Fb。
需要说明的是，上述的目标反力Ftar(第一目标反力Fn+Fb、第二目
标反力Fp+Fb、第三目标反力Fn+Fb)的各值、基础反力特性(基础反力
Fb)、恒定反力Fn的值、规定反力上升速度可变特性Fi的反力上升速度
ΔF/Δt的值、规定反力增加量可变特性Fj的反力增加量(强调反力)Fp
等在车辆11的驻车时等，可以利用显示装置20及操作部30根据驾驶员
的喜好等进行变更，在存储器23中存储有出厂时的默认的各特性等，并
且还存储有变更后的特性。需要说明的是，上述的值、特性及阈值踏入量
θth根据驾驶员的意图、操作来设定自不用说，还能够根据车速等行驶状
态、或者铺修道路、未铺修道路、弯路、高速道路进入时、通常道路进入
时等行驶状况来变更设定。
在本实施方式中，能够在操作部30上显示模拟标度盘、容量开关的
操作部，并且显示各特性、各值，且能够通过所述标度盘、所述容量开关
进行调整，这样，能够对各特性、各值设定进行变更。
接下来，返回图2的流程图，在步骤S3中，反力控制部22A在实际
行驶中，连续判定油门踏板12的踏入量θ是否超过阈值踏入量θth。
在步骤S3的判定中踏入量θ超过阈值踏入量θth(步骤S3：是)的情
况下，在步骤S4中，根据踏入量θ，以在步骤S2中决定(设定)的反力
增加方式输出目标反力Ftar，从而通过反力施加机构24向油门踏板12施
加按照反力特性101(参照图4)、或者反力特性102(参照图5)的反力F。
在该情况下，在步骤S1中通过反力特性选择开关26的操作而选择(检
测出)了反力特性101(“反力：弱”)的情况下，如图3A的流程图所示，
在步骤S4A中，按照根据踏入量θ设定的反力上升速度ΔF/Δt下的反力
上升速度可变特性Fi(参照图4)而直至输出目标反力Ftar(Ftar＝第一目
标反力Fn+Fb)后，在步骤S4B中，继续输出第三目标反力Fn+Fb。
另一方面，在步骤S2中选择(检测出)了反力特性102(“反力：强”)
的情况下，如图3B的流程图所示，在步骤S41中，在输出呈阶梯状地增
加的目标反力Ftar(Ftar＝第二目标反力Fp+Fb)之后，在从输出时刻t0
至由计时部22B计时的经过时间成为阈值时间即既定时间Tα之前(步骤
S42：否)，在步骤S43中，按照反力增加量可变特性Fja(参照图6A)或
者反力增加量可变特性Fjb(参照图6B)使反力F逐渐减小，当经过时间
成为阈值时间即既定时间Tα时(步骤S42：是)，继续输出第三目标反力
Fn+Fb。
[实施方式的总结]
如以上说明的那样，本实施方式的油门踏板反力控制装置10对设置
在车辆11上的油门踏板12的与踏入方向相反的方向的反力F进行控制。
该油门踏板反力控制装置10具备：检测油门踏板12的踏入量θ的踏入量
传感器14(踏入量检测部)；向油门踏板12施加反力F的反力施加机构
24(反力施加部)；以及控制反力施加机构24使反力F增加的增加方式的
反力控制部22A(反力控制机构)。
反力控制部22A在由踏入量传感器14检测出的踏入量θ成为阈值踏
入量θth以上的情况下，设定由反力施加机构24施加的目标反力Ftar，并
设定使从阈值踏入量θth下的基础反力Fb增加至目标反力Ftar(Ftar＝第
一目标反力Fn+Fb)的反力上升速度ΔF/Δt可变，或者还是使从阈值踏入
量θth下的基础反力Fb增加至目标反力Ftar(Ftar＝第二目标反力Fp+Fb)
的反力增加量(强调反力)Fp可变。
在该情况下，根据向油门踏板12施加反力F时的反力F的增加方式
(反力的上升方式)，驾驶员对反力F的感受不同。另外，该感受根据驾
驶员的喜好等而有所不同。
着眼于该见解，通过构成为能够设定使从阈值踏入量θth下的基础反
力Fb增加至目标反力Ftar(Ftar＝Fn+Fb)的反力上升速度ΔF/At可变，
或者还是使从阈值踏入量θth下的基础反力Fb增加至目标反力Ftar(Ftar
＝Fp+Fb)的反力增加量(强调反力)Fp可变，从而能够提供与驾驶员的
意图、操作等相应的适当的反力的感受(感觉)，因此，例如能够选择按
照驾驶员行驶状况、情绪等驾驶员的意图的油门踏板12的操作性(运行
方式)。
反力控制部22A在将反力上升速度ΔF/Δt设定为可变的情况下的目
标反力Ftar作为第一目标反力Fn+Fb，且将反力增加量(强调反力)Fp
设定为可变的情况下的目标反力Ftar作为第二目标反力Fp+Fb时，将第二
目标反力Fp+Fb设定为比第一目标反力Fn+Fb大，因此在将反力上升速
度ΔF/Δt设定为可变的情况下，与将反力增加量(强调反力)Fp设定为
可变的情况相比，能够使阈值踏入量θth下的反力F缓慢地上升至较小值
的第一目标反力Fn+Fb，从而抑制了给驾驶员带来与反力增加相伴的不适
感的情况。
另一方面，在将反力增加量(强调反力)Fp设定为可变的情况下，能
够使阈值踏入量θth下的反力F上升至较大值的第二目标反力Fp+Fb，因
此强调了反力F增加的情况，且能够作为更大的阻碍感而使驾驶员容易知
晓反力的增加。在将反力增加量(强调反力)Fp设定为可变的情况下，例
如，油门踏板12的踏入速度Δθ/Δt(每单位时间的踏入量θ的变化)越
快，在规定的阈值的范围内将反力增加量(强调反力)Fp设定得越大，从
而驾驶员容易注意到反力的强调，且油门踏板12的踏入速度Δθ/Δt越慢，
在规定的阈值的范围内将反力增加量(强调反力)Fp设定得越小，从而能
够降低与反力的强调相伴的驾驶员的苦恼。
需要说明的是，若反力控制部22A设定为，在由踏入量传感器14检
测出的踏入量θ成为阈值踏入量θth时，呈阶梯状地增加至第二目标反力
Fp+Fb，在增加之后，在经过既定时间Tα后减小至比第二目标反力Fp+Fb
小的第三目标反力(在本实施方式中，为与第一目标反力Fn+Fb相同的值，
但也可以变更。)，则在踏入至阈值踏入量θth的时刻t0，通过呈阶梯状地
施加的第二目标反力Fp+Fb，能够成为强烈的阻碍感而使驾驶员知晓反力
F的产生，之后，使反力F逐渐减小至第三目标反力Fn+Fb，从而能够抑
制油门踏板12一直维持难以踏入的状态的情况，能够同时实现反力产生
的感知容易性和油门踏板12的踏入操作性。
这里，反力控制部22A还可以构成为，在设定为经过既定时间Tα后
减小至比第二目标反力Fp+Fb小的第三目标反力Fn+Fb时，设定成急剧
减小至比第三目标反力Fn+Fb大的既定反力Fq+Fb，之后逐渐减小至第三
目标反力Fn+Fb(参照图6A)。根据该结构，通过急剧减小至既定反力
Fq+Fb，从而不会长时间保持较大的反力F，对于驾驶员而言消除了油门
踏板12的难以踏入的状态，并且在减小至既定反力Fq+Fb后使反力F逐
渐减小(时刻t1～t2)，从而能够降低所谓的反力突然消失这样的不适感。
另外，若反力控制部22A构成为，在设定为经过既定时间Tα后减小
至比第二目标反力Fp+Fb小的第三目标反力Fn+Fb时，设定成随着时间
经过以指数函数的方式减小(图6B的时刻t0～t2)(参照图6B)，则在开
始减小时急剧减小，之后缓慢减小，因此能够同时实现提前消除难以踏入
的状态和降低反力突然消失的不适感。
并且，也可以采用如下结构，具有作为选择部的反力特性选择开关26，
该反力特性选择开关26选择使反力上升速度ΔF/Δt可变，或者还是使反
力增加量(强调反力)Fp可变，反力控制部22A根据基于反力特性选择
开关26的操作的选择结果，进行上述设定的任一个设定。根据该结构，
通过驾驶员对反力特性选择开关26的操作，能够选择使反力上升速度Δ
F/Δt可变，或者还是使反力增加量Fp可变，因此能够根据驾驶员的意图
选择油门踏板12的反力F的感受(感觉)。
如上所述，在本实施方式中，在油门踏板12的踏入量θ成为阈值踏
入量θth以上时，能够设定使从该阈值踏入量θth下的基础反力Fb增加至
目标反力Ftar的反力上升速度ΔF/Δt可变，或者还是使从阈值踏入量θth
下的基础反力Fb增加至目标反力Ftar的反力增加量(强调反力)Fp可变，
因此实现了能够提供与驾驶员的意图、操作等相应的适当的反力F的感受
(感觉)这样的效果。
因此，例如，实现了能够选择适合于行驶状况、情绪等的油门踏板12
的操作性(运行方式)这样的派生效果。
在上述的实施方式中，在设定的阈值踏入量θth处对油门踏板12施加
反力F(载荷)。利用该反力F(载荷)能够使脚的踏入操作容易停止，且
同时能够使克服该反力F后的踏入时的油门踏板12的操作性不恶化，能
够施加与反力特性选择开关26的“反力：弱”及“反力：强”的各切换
位置相符合的载荷感。
另外，本发明不限于上述的实施方式，当然能够根据本说明书的记载
内容而采用各种结构。