УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОЙ, ТРЕБУЕМОЙ ДЛЯ НАЖАТИЯ ПЕДАЛИ АКСЕЛЕРАТОРА Российский патент 2014 года по МПК B60K26/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001.] Изобретение относится к устройству управления усилием на педали акселератора, которое управляет усилием на педали акселератора транспортного средства.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002.] Патентный документ 1 раскрывает технологию, применяемую в двигателе, в котором первая действующая система (например, с равномерным сгоранием) на стороне с высокой нагрузкой и высокой частотой вращения и вторая действующая система (например, со сгоранием послойного заряда топлива) на стороне с низкой нагрузкой и низкой частотой вращения, которая имеет эффективность сгорания выше первой действующей системы, работают посредством переключения между друг другом. Когда рабочий диапазон двигателя изменяется со второго рабочего диапазона, в котором работает вторая действующая система, на первый рабочий диапазон, в котором работает первая действующая система, сила реакции (усилие на педали) относительно силы нажатия, которая прикладывается к педали акселератора, быстро увеличивается на ступени, на которой рабочий диапазон двигателя переходит в граничный рабочий диапазон непосредственно перед изменением на первый рабочий диапазон. Приращение усилия на педали исчезает, когда рабочий диапазон двигателя возвращается с граничного рабочего диапазона ко второму рабочему диапазону.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ДОКУМЕНТОВ

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

[0003.] Патентный документ 1. Публикация не прошедшей экспертизу заявки на патент (Япония) номер 2003-120339

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА

[0004.] Технология патентного документа 1 нацелена на то, чтобы уменьшать удельный расход топлива и подавлять и усилие на педали акселератора, и его приращение в граничном рабочем диапазоне. Тем не менее, педаль акселератора является главным рабочим элементом при работе транспортного средства согласно намерению водителя. Дополнительно, ощущение при использовании, которое должен получить водитель, и влияние на общую характеристику управляемости транспортного средства, которое вызывается вследствие ощущения при использовании, являются очень важными, к примеру, для наличия прямой взаимосвязи с оценкой качества всего транспортного средства. По этой причине при практическом использовании такого устройства управления усилием на педали, которое служит для уменьшения расхода топлива, необходимо согласовывать уменьшение расхода топлива с ощущением при использовании педали акселератора или общей характеристикой управляемости транспортного средства на высоком уровне.

[0005.] Авторы настоящего изобретения подготовили много экспериментальных устройств и выполнили дорожные тесты с целью практического применения такого устройства управления усилием на педали, которое служит для уменьшения расхода топлива. Из результатов этих тестов обнаружено, что в случае, если усилие на педали увеличено или подавлено при определенном угле открытия акселератора в качестве границы, как описано в вышеуказанном патентном документе 1, возникает нежелательное поведение транспортного средства за счет подсознательной реакции водителя.

[0006.] В частности, в технологии патентного документа 1, когда педаль акселератора нажимается водителем, педаль акселератора может подталкиваться назад против намерения водителя вследствие быстрого увеличения усилия на педали, которое вызывается, когда рабочий диапазон изменяется со второго рабочего диапазона на граничный рабочий диапазон. Как результат, допускается возврат рабочего диапазона с граничного рабочего диапазона ко второму рабочему диапазону. В это время возникает быстрое уменьшение приращения усилия на педали, которое было быстро увеличено, когда рабочий диапазон изменяется со второго рабочего диапазона на граничный рабочий диапазон. Водитель по существу имеет намерение нажимать педаль акселератора, так что увеличение усилия на педали происходит за счет нажатия педали акселератора. Следовательно, педаль акселератора обязательно нажимается даже после того, как усилие на педали уменьшается, когда рабочий диапазон отклоняется от граничного рабочего диапазона. Как результат, рабочий диапазон снова изменяется со второго рабочего диапазона на граничный рабочий диапазон, и снова возникает быстрое увеличение усилия на педали, что вызывает повторное подталкивание назад педали акселератора против намерения водителя.

[0007.] Таким образом, в случае если водитель увеличивает угол открытия педали акселератора с тем, чтобы преодолевать границу, при которой эффективность использования топлива транспортного средства изменяется, возникает дрожание, т.е. так называемое явление "колебания", педали акселератора против намерения водителя, тем самым приводя к такой проблеме, что у водителя появляется некомфортное ощущение, и общая характеристика управляемости транспортного средства ухудшается.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ

[0008.] Устройство управления усилием на педали акселератора согласно настоящему изобретению включает в себя средство считывания угла открытия акселератора для считывания угла открытия акселератора, который варьируется посредством работы педали акселератора транспортного средства, средство варьирования усилия на педали для варьирования усилия на педали акселератора и средство задания пороговых значений для задания порогового значения угла открытия акселератора, связанного с удельным расходом топлива, на основе рабочего состояния транспортного средства, при этом, когда угол открытия акселератора становится больше порогового значения угла открытия акселератора, предварительно определенное приращение добавляется к усилию на педали акселератора. В устройстве управления усилием на педали акселератора подавление приращения усилия на педали запрещается до тех пор, пока предварительно определенный период не истекает со времени, в которое увеличение усилия на педали акселератора инициируется.

[0009.] Термин "предварительно определенный период" не ограничен конкретным временным периодом и может быть, например, периодом до тех пор, пока пробег не достигает предварительно определенного пробега.

ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0010.] Согласно устройству управления усилием на педали акселератора настоящего изобретения, даже когда педаль акселератора подталкивается назад, чтобы уменьшать угол открытия акселератора с порогового значения угла открытия акселератора вследствие увеличения усилия на педали акселератора, что является результатом угла открытия акселератора, который превышает пороговое значение угла открытия акселератора, приращение усилия на педали не может подавляться до тех пор, пока не истекает предварительно определенный период. Как результат, уменьшение усилия на педали не формируется, тем самым не допуская дрожания педали акселератора против намерения водителя.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0011.] Фиг.1 является пояснительной схемой, схематично показывающей системную конструкцию устройства управления усилием на педали акселератора согласно настоящему изобретению вместе с общей конструкцией механизма варьирования усилия на педали.

Фиг.2 является пояснительной схемой, схематично показывающей механизм варьирования усилия на педали согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 является характеристической схемой, показывающей характеристику базового усилия на педали акселератора в настоящем изобретении.

Фиг.4 является характеристической схемой, показывающей характеристику диапазона блокировки в варианте осуществления, связанном с муфтой блокировки.

Фиг.5 является характеристической схемой, показывающей характеристику диапазона увеличения объема топлива в варианте осуществления, связанном с диапазоном увеличения объема топлива.

Фиг.6 является характеристической схемой, показывающей характеристику кривых постоянных значений расхода топлива в варианте осуществления, связанном с характеристикой расхода топлива двигателя.

Фиг.7 является схемой переключения передач, показывающей вариант осуществления, связанный с переключением коробки передач на более низкую передачу автоматической трансмиссии.

Фиг.8 является временной диаграммой, показывающей варьирование угла открытия акселератора и приращения усилия на педали акселератора во времени в сравнительном примере.

Фиг.9 является временной диаграммой, показывающей варьирование угла открытия акселератора и приращения усилия на педали акселератора во времени в варианте осуществления, в котором предварительно определенный период начинается с увеличения усилия на педали.

Фиг.10 является временной диаграммой, показывающей варьирование угла открытия акселератора и приращения усилия на педали акселератора во времени в варианте осуществления, в котором предварительно определенный период начинается, когда угол открытия акселератора снижается до порогового значения угла открытия после того, как усилие на педали увеличивается.

Фиг.11 является характеристической схемой, показывающей взаимосвязь между скоростью транспортного средства и пробегом в случае, если предварительно определенный период определяется относительно пробега.

Фиг.12 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций управления устройством управления усилием на педали акселератора согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0012.] Далее, предпочтительные варианты осуществления устройства управления усилием на педали акселератора настоящего изобретения поясняются подробно посредством ссылки на прилагаемые чертежи. Устройство управления усилием на педали акселератора по существу выполнено с возможностью переменно управлять усилием (действующей силой реакции) на педали 2 акселератора, смонтированного в кузове 1 транспортного средства (не показан). Устройство управления усилием на педали акселератора включает в себя элемент определения, который определяет угол открытия (величину нажатия) педали 2 акселератора и монтируется в транспортном средстве, и элемент изменения, который изменяет усилие на педали 2 акселератора с базового усилия на педали, как описано ниже. Устройство управления усилием на педали акселератора выполнено с возможностью увеличивать усилие на педали 2 акселератора относительно базового усилия на педали в пределах диапазона, в котором угол открытия педали 2 акселератора превышает предварительно определенное пороговое значение угла открытия акселератора.

[0013.] Как показано на Фиг.1 и Фиг.2, педаль 2 акселератора располагается на вращающемся валу 3 так, что она является поворачиваемой вокруг вращающегося вала 3, являющегося опорой. Педаль 2 акселератора подвергается силе реакции в направлении закрытия акселератора посредством возвратной пружины 4 различных форм, которая имеет один конец, прикрепленный к кузову 1 транспортного средства, а другой конец, прикрепленный к вращающемуся валу 3. Один конец вращающегося вала 3 поддерживается на кузове 1 транспортного средства через подшипник 5. Около другого конца вращающегося вала 3 расположен датчик 6 положения акселератора в качестве элемента считывания угла открытия акселератора, который выводит сигнал APS угла открытия акселератора. Дополнительно, предусмотрены датчик частоты вращения двигателя (не показан), который определяет частоту Ne вращения двигателя, и датчик скорости транспортного средства (не показан), который определяет скорость VSP транспортного средства.

[0014.] В этом варианте осуществления, величина нажатия педали 2 акселератора (угол открытия акселератора) и угол открытия дроссельного клапана (не показан) двигателя (не показан) варьируются и связаны друг с другом. Угол открытия дроссельного клапана увеличивается в соответствии с увеличением величины нажатия педали 2 акселератора. Таким образом, объем впрыска топлива (и расход топлива) увеличивается в соответствии с увеличением угла открытия акселератора.

[0015.] Механизм варьирования усилия на педали состоит из регулируемого фрикционного диска 7, включающего в себя пару расположенных напротив друг друга фрикционных элементов 7a, 7b, которые прикладывают силу трения к вращательному валу 3, чтобы сдерживать его вращение. Один фрикционный элемент 7a механически присоединяется к торцевой части вращающегося вала 3. Другой фрикционный элемент 7b поддерживается на неподвижном валу 8 через шлиц и т.п. так, что он является подвижным в осевом направлении неподвижного вала 8 и невращающимся вокруг неподвижного вала 8. Неподвижный вал 8 фиксированным образом поддерживается в кузове 1 транспортного средства. Помимо этого, актуатор (например, электромагнитный соленоид) 9, который смещает фрикционный элемент 7b в направлении фрикционного элемента 7a, крепится к кузову 1 транспортного средства.

[0016.] Регулируемый фрикционный диск 7 дает возможность фрикционному элементу 7b перемещаться в осевом направлении (в направлении, как указано посредством стрелки A1 на Фиг.1) посредством работы актуатора 9, тем самым переменно управляя силой трения, которая формируется между фрикционным элементом 7a и фрикционным элементом 7b. Работа актуатора 9 управляется посредством модуля 10 управления. Соответственно, за счет управления работой актуатора 9 посредством модуля 10 управления, можно варьировать силу трения, прикладываемую к вращательному валу 3, и усилие на педали, сформированное при работе педали 2 акселератора. Между тем, механизм варьирования усилия на педали не ограничен конкретным образом вышеописанным механизмом и может быть таким механизмом, что усилие на педали акселератора варьируется посредством использования электромотора.

[0017.] Фиг.3 схематично показывает характеристику базового усилия на педали, т.е. базового усилия на педали акселератора в вышеописанном варианте осуществления. Базовое усилие на педали демонстрирует соответствующий гистерезис как в направлении повышения угла открытия акселератора, так и в направлении уменьшения угла открытия акселератора и увеличивается практически пропорционально углу открытия акселератора.

[0018.] Модуль 10 управления задает пороговое значение угла открытия акселератора относительно удельного расхода топлива, более конкретно пороговое значение угла открытия акселератора, при котором рабочий диапазон изменяется с рабочего диапазона, в котором удельный расход топлива является относительно низким (расход топлива является хорошим), на рабочий диапазон, в котором удельный расход топлива является относительно высоким (расход топлива является плохим), на основе рабочего состояния транспортного средства или двигателя. Когда угол открытия акселератора становится больше порогового значения угла открытия акселератора (например, APS1), предварительно определенное приращение (диапазон B, как указано посредством заштрихованных линий на Фиг.3) добавляется к усилию на педали акселератора. С другой стороны, как пояснено ниже, когда предварительно определенный период истек со времени, в которое увеличение усилия на педали начинается, и угол открытия акселератора уменьшен до предварительно определенного порогового значения подавления приращения, вышеописанное приращение усилия на педали акселератора подавляется.

[0019.] В качестве примера, вариант осуществления, в котором пороговое значение угла открытия акселератора задается согласно зацеплению и расцеплению муфты блокировки в автоматической трансмиссии на основе преобразователя крутящего момента, поясняется со ссылкой на Фиг.4. Хорошо известно, что муфта блокировки является механизмом для непосредственного соединения входной стороны преобразователя крутящего момента и его выходной стороны друг с другом. Как показано на характеристической схеме по Фиг.4, переключение между зацеплением и расцеплением муфты блокировки управляется на основе скорости VSP транспортного средства и угла APS открытия акселератора. Муфта блокировки находится в состоянии расцепления в пределах диапазона отсутствия блокировки (не-L/U) (диапазона A, как указано посредством заштрихованных линий на Фиг.4), в котором скорость транспортного средства является низкой, а угол APS открытия акселератора является большим. Муфта блокировки находится в состоянии зацепления в пределах диапазона блокировки (L/U), в котором скорость транспортного средства является высокой, а угол APS открытия акселератора является небольшим. Удельный расход топлива относительно ухудшается в состоянии расцепления муфты блокировки по сравнению с удельным расходом в состоянии зацепления муфты блокировки. Следовательно, в этом варианте осуществления, диапазон отсутствия блокировки рассматривается в качестве рабочего диапазона, в котором удельный расход топлива является высоким, и диапазон блокировки рассматривается в качестве рабочего диапазона, в котором удельный расход топлива является низким. При этом условии, когда угол APS открытия акселератора увеличивается после изменения с диапазона блокировки на диапазон отсутствия блокировки, выполняется увеличение усилия на педали акселератора.

[0020.] Посредством такого ступенчатого увеличения усилия на педали акселератора при пороговом значении APS1 угла открытия акселератора, соответствующем расцеплению муфты блокировки, можно улучшать ощущение водителем реакции на нажатие педали 2 акселератора. Как результат, чрезмерное нажатие педали 2 акселератора может сдерживаться, и одновременно можно сообщать водителю то, что рабочее состояние переходит в рабочее состояние, в котором удельный расход топлива является высоким (т.е. расход топлива является плохим). В частности, угол APS открытия акселератора, при котором состояние муфты блокировки изменяется с состояния зацепления на состояние расцепления, является не постоянным, а переменным в соответствии со скоростью VSP транспортного средства. Хотя угол APS открытия акселератора, при котором муфта блокировки переходит в состояние расцепления, таким образом варьируется, можно давать водителю информацию о том, что диапазон, в котором удельный расход топлива является относительно низким, переходит к диапазону, в котором удельный расход топлива является относительно высоким, посредством варьирования усилия на педали 2 акселератора согласно углу APS открытия акселератора (т.е. за счет улучшения ощущения водителем реакции на нажатие педали 2 акселератора).

[0021.] Далее, со ссылкой на Фиг.5 поясняется вариант осуществления, в котором пороговое значение угла открытия акселератора задается согласно диапазону увеличения расхода топлива на стороне с высокой нагрузкой двигателя. Фиг.5 показывает диапазон увеличения расхода топлива (диапазон C, как указано посредством заштрихованных линий), который определяется на основе угла APS открытия акселератора и частоты Ne вращения двигателя. Диапазон C увеличения расхода топлива формируется посредством, например, переключения задания состава смеси "воздух-топливо" или переключения типа сгорания (например, между сгоранием послойного заряда топлива и равномерным сгоранием) и показывает диапазон, в котором угол APS открытия акселератора является большим, а частота Ne вращения двигателя является высокой, как показано на Фиг.5. Соответственно, значение угла открытия акселератора, соответствующее частоте Ne вращения двигателя (например, Ne2) в точке на граничной линии L2, как показано на Фиг.5, становится пороговым значением APS2 угла открытия акселератора. Соответственно, если угол APS открытия акселератора становится больше порогового значения APS2 угла открытия акселератора, предварительно определенное приращение усилия на педали добавляется к базовому усилию на педали. Посредством управления усилием на педали акселератора, как показано на Фиг.5, можно улучшать ощущение водителем реакции на нажатие педали 2 акселератора, когда рабочее состояние двигателя переходит к диапазону увеличения расхода топлива. Соответственно, можно давать водителю точную информацию о том, что рабочее состояние двигателя переходит с диапазона, в котором удельный расход топлива является относительно низким, к диапазону, в котором удельный расход топлива является относительно высоким. Как результат, может не допускаться подсознательное нажатие водителем педали 2 акселератора в пределах диапазона, в котором удельный расход топлива является высоким, и, следовательно, расход топлива может быть улучшен.

[0022.] Затем, со ссылкой на Фиг.6 поясняется вариант осуществления, в котором пороговое значение угла открытия акселератора задается на основе характеристики расхода топлива двигателя. Фиг.6 показывает кривые L3-L6 постоянных значений расхода топлива, каждая из которых задается при постоянном удельном расходе топлива относительно угла APS открытия акселератора и частоты Ne вращения двигателя в качестве параметров. В этом варианте осуществления, как указано посредством кривых L3-L6 постоянных значений расхода топлива, расход топлива является наиболее оптимальным в пределах диапазона средней скорости и средней нагрузки. Диапазон F, как указано посредством заштрихованных линий, рассматривается в качестве хорошего диапазона расхода топлива, и граница на стороне с высокой нагрузкой (т.е. на стороне большого угла открытия акселератора) диапазона F рассматривается в качестве границы между хорошим диапазоном расхода топлива и ухудшенным диапазоном расхода топлива. Соответственно, значение угла открытия акселератора, соответствующего частоте Ne вращения двигателя (например, Ne3) в точке на граничной линии, является пороговым значением APS3 угла открытия акселератора. Когда угол APS открытия акселератора становится больше порогового значения APS3 угла открытия акселератора, предварительно определенное приращение усилия на педали добавляется к базовому усилию на педали.

[0023.] Таким образом, посредством управления усилием на педали акселератора можно улучшать ощущение водителем реакции на нажатие педали 2 акселератора, когда рабочее состояние двигателя превышает хороший диапазон F расхода топлива. Соответственно, можно давать водителю точную информацию о том, что рабочее состояние двигателя переходит с диапазона, в котором удельный расход топлива является относительно низким, к диапазону, в котором удельный расход топлива является относительно высоким. Как результат, может не допускаться подсознательное нажатие водителем педали 2 акселератора в пределах диапазона, в котором удельный расход топлива является высоким, и, следовательно, расход топлива может улучшаться.

[0024.] Далее, со ссылкой на Фиг.7 поясняется вариант осуществления, в котором пороговое значение угла открытия акселератора задается согласно переключению коробки передач на более низкую передачу (автоматическому переключению передач на низкую скорость) автоматической трансмиссии. Фиг.7 является схемой переключения передач пятискоростной автоматической трансмиссии в качестве одного примера. Как показано на Фиг.7, управление переключением передач выполняется на основе скорости VSP транспортного средства и угла APS открытия акселератора. Поскольку, в общем, удельный расход топлива на высокой скорости (высшей ступени зубчатой передачи) ниже удельного расхода топлива на низкой скорости (низшей ступени зубчатой передачи), линия L7 переключения передач, указывающая переключение передач с пятой скорости на четвертую скорость, рассматривается в качестве граничной линии, когда выполняется переключение с диапазона, в котором удельный расход топлива является относительно низким, на диапазон, в котором удельный расход топлива является относительно высоким. Соответственно, когда значением скорости VSP транспортного средства является, например, VSP4 в точке на линии L7 переключения передач, значение угла APS4 открытия акселератора, которое соответствует значению VSP скорости транспортного средства, задается в качестве порогового значения APS4 угла открытия акселератора. Аналогично, пороговые значения угла открытия акселератора могут задаваться на линиях L8-L10 переключения передач при других скоростях. Если угол APS открытия акселератора становится больше порогового значения APS4 угла открытия акселератора, предварительно определенное приращение усилия на педали добавляется к базовому усилию на педали. Таким образом, посредством управления усилием на педали акселератора можно улучшать ощущение водителем реакции на нажатие педали 2 акселератора, когда автоматическая трансмиссия переключается на низкую скорость, при которой удельный расход топлива является относительно высоким.

[0025.] В соответствующем варианте осуществления, как описано выше, увеличение усилия на педали 2 акселератора выполняется так, что оно соответствует времени переключения с диапазона, в котором удельный расход топлива является относительно низким, на диапазон, в котором удельный расход топлива является относительно высоким. Тем не менее, увеличение усилия на педали может быть выполнено непосредственно перед тем, как переключение фактически выполняется (т.е. на ступени, на которой угол открытия акселератора немного меньше угла в граничной точке переключения), так что водителю можно заранее сообщать относительно ухудшения расхода топлива. В таком случае водитель может прогнозировать ухудшение расхода топлива, тем самым преднамеренно не допуская перехода к диапазону, в котором удельный расход топлива является относительно высоким. Как результат, расход топлива может улучшаться.

[0026.] Далее поясняется различие в функции между вышеописанным современным уровнем техники и настоящим изобретением. Как описано в современном уровне техники, имеется проблема в том, что дрожание педали 2 акселератора возникает против намерения водителя в случае, если усилие на педали акселератора увеличивается, чтобы превышать базовое усилие на педали, когда угол открытия акселератора достигает данного угла открытия акселератора (угла открытия акселератора, увеличивающего усилие на педали), и это приращение усилия на педали уменьшается, когда угол открытия акселератора снижается так, что он меньше угла открытия акселератора, увеличивающего усилие на педали.

[0027.] Фиг.8 является временной диаграммой, показывающей состояние в современном уровне техники в качестве сравнительного примера. Когда угол открытия акселератора превышает предварительно определенный угол открытия акселератора, увеличивающий усилие на педали, после увеличения угла открытия акселератора наряду с нажатием педали акселератора, усилие на педали акселератора ступенчато увеличивается с базового усилия на педали. Таким образом, усилие на педали акселератора быстро и существенно увеличивается, чтобы тем самым приводить к такому явлению, что педаль акселератора подпружинивается и подталкивается назад за счет импульса увеличения усилия на педали акселератора. Как результат, угол открытия акселератора становится не больше угла открытия акселератора, увеличивающего усилие на педали, так что приращение усилия на педали подавляется так, что оно немедленно уменьшает усилие на педали акселератора до базового усилия на педали на стороне обратного хода педали акселератора (т.е. в направлении уменьшения угла открытия акселератора).

[0028.] Поскольку водитель имеет намерение увеличивать угол открытия акселератора, и угол открытия акселератора превышает угол открытия акселератора, увеличивающий усилие на педали, вследствие намеченного увеличения угла открытия акселератора педаль 2 акселератора дополнительно нажимается водителем даже после того, как угол открытия акселератора уменьшается так, что он не превышает угол открытия акселератора, увеличивающий усилие на педали. Следовательно, угол открытия акселератора снова превышает угол открытия акселератора, увеличивающий усилие на педали, так что ступенчатое увеличение усилия на педали выполняется снова.

[0029.] Затем, когда усилие на педали акселератора существенно увеличивается, педаль акселератора снова подпружинивается и подталкивается назад, так что угол открытия акселератора становится не больше угла открытия акселератора, увеличивающего усилие на педали, что тем самым приводит к уменьшению усилия на педали. После этого педаль акселератора дополнительно нажимается водителем, так что усилие на педали акселератора ступенчато увеличивается. Такое изменение угла открытия акселератора и усилия на педали акселератора возникает многократно. Таким образом, как показано на Фиг.8, сразу после того, как угол открытия акселератора достигает предварительно определенного угла открытия акселератора, увеличивающего усилие на педали, возникает дрожание педали акселератора (т.е. угла открытия акселератора) относительно этого угла открытия акселератора, увеличивающего усилие на педали, т.е. так называемое явление "колебания".

[0030.] Напротив, в соответствующих вариантах осуществления настоящего изобретения, после того как усилие на педали увеличивается, подавление приращения усилия на педали акселератора запрещается в течение предварительно определенного периода, и увеличение усилия на педали поддерживается. Как результат, можно обеспечивать недопущение возникновения вышеописанного дрожания педали акселератора.

[0031.] Фиг.9 является временной диаграммой, показывающей поведение в варианте осуществления настоящего изобретения. Когда угол открытия акселератора превышает предварительно определенное пороговое значение угла открытия акселератора (например, APS1) при нажатии педали 2 акселератора водителем, усилие на педали 2 акселератора существенно увеличивается с базового усилия на педали (базового усилия на педали в направлении повышения угла открытия акселератора).

[0032.] Когда усилие на педали акселератора тем самым существенно увеличивается, возникает такое явление, что педаль акселератора подпружинивается и подталкивается назад за счет импульса увеличения усилия на педали акселератора. Угол открытия акселератора иногда становится не больше порогового значения APS1 угла открытия акселератора вследствие этого явления. Тем не менее, в этом варианте осуществления, приращение усилия на педали сохраняется в течение предварительно определенного периода ∆T1 (например, от нескольких секунд до нескольких десятков секунд) со времени, в которое увеличение усилия на педали начинается. Следовательно, усилие на педали акселератора уменьшается просто на величину гистерезиса (см. Фиг.3) наряду с инвертированием в направлении перемещения (с направления повышения на направление уменьшения), т.е. посредством разности между базовым усилием на педали в направлении повышения и базовым усилием на педали в направлении уменьшения. Таким образом, как результат, приращение усилия на педали добавляется к базовому усилию на педали в направлении уменьшения.

[0033.] Поскольку водитель имеет намерение увеличивать угол открытия акселератора, и угол открытия акселератора превышает пороговое значение APS1 угла открытия акселератора, вследствие намеченного увеличения угла открытия акселератора педаль 2 акселератора дополнительно нажимается водителем даже после того, как угол открытия акселератора уменьшается так, что он не превышает пороговое значение APS1 угла открытия акселератора. Следовательно, угол открытия акселератора снова превышает пороговое значение APS1 угла открытия акселератора. Тем не менее, в это время увеличение усилия на педали не выполняется снова, поскольку приращение усилия на педали уже добавлено. Усилие на педали акселератора увеличивается просто на величину гистерезиса (см. Фиг.3) наряду с инвертированием в направлении перемещения (с направления уменьшения на направление повышения), т.е. посредством разности между базовым усилием на педали в направлении уменьшения и базовым усилием на педали в направлении повышения. Как результат, сила нажатия, которая прикладывается к педали 2 акселератора, и усилие на педали 2 акселератора самопроизвольно балансируются друг с другом. Соответственно, как показано на Фиг.9, можно обеспечивать недопущение возникновения дрожания педали 2 акселератора против намерения водителя сразу после того, как угол открытия акселератора достигает порогового значения APS1 угла открытия акселератора.

[0034.] Далее, после того как предварительно определенный период ΔT1 истек, если предварительно определенное условие подавления увеличения (такое, что угол открытия акселератора уменьшается так, что он не превышает предварительно определенное пороговое значение подавления, которое меньше порогового значения APS1 угла открытия) удовлетворяется, приращение усилия на педали подавляется, так что усилие на педали быстро уменьшается до базового усилия на педали. Дополнительно, в варианте осуществления, как показано на Фиг.9, угол открытия акселератора превышает пороговое значение APS1 угла открытия акселератора даже после того, как предварительно определенный период ΔT1 истек. Следовательно, условие подавления увеличения не удовлетворяется, и, соответственно, подавление увеличения усилия на педали не выполняется.

[0035.] В варианте осуществления, как показано на Фиг.9, время, в которое предварительно определенный период ΔT1 начинается, задается равным времени t1, в которое увеличение усилия на педали начинается, и обратный отсчет таймера начинается. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено этим вариантом осуществления. Например, как показано на Фиг.10, время, в которое предварительно определенный период ΔT2 начинается, может задаваться равным времени t2, в которое угол открытия акселератора уменьшается до порогового значения APS1 угла открытия акселератора после того, как увеличение усилия на педали начинается.

[0036.] Дополнительно, настоящее изобретение не ограничено вышеописанным вариантом осуществления, в котором предварительно определенный временной период используется. Например, пробег может быть использован в течение предварительно определенного периода. Таким образом, подавление приращения усилия на педали может запрещаться до тех пор, пока пробег не достигает предварительно определенного пробега (например, приблизительно несколько сотен метров) после того, как усилие на педали увеличивается. В этом случае, пробег может переменно задаваться в соответствии со скоростью транспортного средства, так что предварительно определенный период является практически постоянным временем. В частности, пробег, используемый в течение предварительно определенного периода, может задаваться так, что он увеличивается по мере того, как скорость транспортного средства увеличивается, т.е. пропорционально скорости транспортного средства. Как результат, предварительно определенный период может быть определен в качестве практически постоянного времени (см. Фиг.11).

[0037.] Вышеописанное приращение усилия на педали может быть просто постоянным фиксированным значением, а может переменно задаваться на основе различных условий, чтобы лучше соответствовать рабочему состоянию. В качестве примера, приращение усилия на педали может задаваться равным большему значению по мере того, как пороговое значение угла открытия акселератора, которое должно задаваться на основе рабочего состояния, становится большим. Как результат, можно предоставлять четкую информацию водителю даже при условии, что первичное базовое усилие на педали является большим.

[0038.] Дополнительно, в случае если приращение усилия на педали таким образом переменно задается, предварительно определенные периоды ΔT1, ΔT2 предпочтительно задаются равными большему значению по мере того, как приращение усилия на педали становится большим. Таким образом, по мере того как приращение усилия на педали становится большим, величина подталкивания назад педали 2 акселератора увеличивается. Следовательно, посредством задания предварительно определенных периодов равными большему значению, можно дополнительно обеспечивать сдерживание возникновения дрожания педали 2 акселератора против намерения водителя.

[0039.] С другой стороны, вышеописанные предварительно определенные периоды ΔT1, ΔT2 могут задаваться равными большему значению по мере того, как пороговое значение угла открытия акселератора становится меньшим. По мере того, как пороговое значение угла открытия акселератора становится меньшим, усилие на педали ступенчато увеличивается на стадии, на которой угол открытия акселератора является небольшим (т.е. базовое усилие на педали является небольшим). Следовательно, возникает большое влияние, которое вызывается вследствие приращения усилия на педали, т.е. так называемое ощущение барьера, так что педаль 2 акселератора с большой вероятностью подталкивается назад. Следовательно, посредством задания предварительно определенных периодов ΔT1, ΔT2 равными большему значению, можно дополнительно обеспечивать сдерживание возникновения дрожания педали 2 акселератора против намерения водителя.

[0040.] Фиг.12 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций управления устройством управления усилием на педали акселератора согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг.12 показывает пример управления вариантом осуществления, как показано на Фиг.9, в котором предварительно определенный период начинается в момент времени, когда увеличение усилия на педали начинается. Базовая обработка управления в других вариантах осуществления является идентичной базовой обработки в этом варианте осуществления.

[0041.] На этапе S11 определяется то, увеличивается или нет усилие на педали. Если усилие на педали увеличивается, логическая последовательность операций переходит к этапу S12, на котором выполняется обратный отсчет таймера, который измеряет предварительно определенное время (предварительно определенный период) ΔT1. Между тем, в случае если пробег используется в течение предварительно определенного периода, выполняется обратный отсчет счетчика, который измеряет пробег.

[0042.] С другой стороны, если усилие на педали не увеличивается, т.е. увеличение усилия на педали не происходит, логическая последовательность операций переходит к этапу S13, на котором определяется то, действительно или нет угол открытия акселератора превышает пороговое значение угла открытия акселератора (например, APS1). Если усилие на педали не увеличивается и угол открытия акселератора превышает пороговое значение угла открытия акселератора, логическая последовательность операций переходит к этапу S14 через этап S11 и этап S13. На этапе S14 усилие на педали ступенчато увеличивается посредством предварительно определенного приращения, как пояснено выше. Затем, логическая последовательность операций переходит к этапу S15, на котором во время сразу после того, как увеличение усилия на педали начинается, таймер, который измеряет предварительно определенный период ΔT1 (или счетчик, который измеряет пробег ΔT1), задается равным предварительно определенному периоду ΔT1 (или пробегу). Таким образом, начинается измерение предварительно определенного периода ΔT1. С другой стороны, если усилие на педали не увеличивается и угол открытия акселератора не превышает пороговое значение угла открытия акселератора, логическая последовательность операций переходит к этапу S16, на котором таймер (счетчик) сбрасывается посредством задания равным 0 (нулю).

[0043.] На этапе S17 определяется то, достигает или нет обратный отсчет таймера 0, т.е. истек или нет предварительно определенный период ΔT1. Если предварительно определенный период ΔT1 не истек, логическая последовательность операций переходит к этапу S18, на котором усилие на педали поддерживается увеличенным. Затем, в момент времени, когда предварительно определенный период ΔT1 истек, логическая последовательность операций переходит от этапа S17 к этапу S19, на котором определяется то, удовлетворяется или нет предварительно определенное условие подавления увеличения усилия на педали. Например, определяется то, действительно или нет угол открытия акселератора не превышает предварительно определенное пороговое значение подавления. Это пороговое значение подавления задается равным значению ниже вышеописанного порогового значения угла открытия, при котором предоставляется приращение усилия на педали.

[0044.] Если условие подавления увеличения усилия на педали удовлетворяется, то логическая последовательность операций переходит к этапу S20, на котором определяется то, действительно или нет скорость обратного хода педали акселератора не меньше предварительно определенного значения, т.е. является или нет скорость уменьшения угла открытия акселератора высокой. Если скорость обратного хода педали акселератора является высокой, определяется то, что водитель имеет выраженное намерение подавлять увеличение усилия на педали. Логическая последовательность операций переходит к этапу S21, на котором увеличение усилия на педали немедленно подавляется. С другой стороны, если скорость обратного хода педали акселератора меньше предварительно определенного значения, логическая последовательность операций переходит к этапу S22, на котором определяется то, что намерение водителя подавлять увеличение усилия на педали является невыраженным, и приращение усилия на педали постепенно уменьшается.

[0045.] Дополнительно, в вышеописанных соответствующих вариантах осуществления, положение (величина нажатия) педали 2 акселератора определяется как угол открытия акселератора. Соответственно, величина нажатия педали 2 акселератора является практически идентичной углу открытия акселератора. Тем не менее, вместо угла открытия акселератора, например, может быть определен угол открытия дроссельного клапана, который работает в связи с педалью 2 акселератора, чтобы тем самым выполнять управление настоящим изобретением.

[0046.] Кроме того, устройство управления усилием на педали акселератора согласно настоящему изобретению может применяться к другим транспортным средствам, таким как электромобиль, гибридное транспортное средство и т.д., без ограничения применения к транспортному средству с использованием только двигателя внутреннего сгорания в качестве источника приведения в движение.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 - кузов транспортного средства

2 - педаль акселератора

3 - вращающийся вал

4 - возвратная пружина

5 - подшипник

6 - датчик положения акселератора

7 - "плавающий" фрикционный диск

7a - фрикционный элемент

7b - фрикционный элемент

8 - неподвижный вал

9 - актуатор

10 - модуль управления

Изобретение относится к области улучшения топливной экономичности при управлении транспортным средством. Когда угол открытия акселератора достигает порогового значения APS1 угла открытия акселератора, соответствующего границе диапазона, в котором расход топлива относительно ухудшается, усилие на педали акселератора увеличивается посредством приращения усилия на педали относительно базового усилия на педали. Даже в случае, если педаль акселератора подталкивается назад, чтобы уменьшать угол открытия акселератора вследствие увеличения усилия на педали, когда угол открытия акселератора превышает пороговое значение APS1 угла открытия акселератора, подавление приращения усилия на педали запрещается, чтобы тем самым обеспечивать сдерживание дрожания педали акселератора против намерения водителя. Достигается повышение эргономичности. 7 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Устройство управления усилием на педали акселератора, содержащее:
- средство считывания угла открытия акселератора для считывания угла открытия акселератора, который варьируется посредством работы педали акселератора транспортного средства;
- средство варьирования усилия на педали для варьирования усилия на педали акселератора; и
- средство задания пороговых значений для задания порогового значения угла открытия акселератора, связанного с удельным расходом топлива, на основе рабочего состояния транспортного средства,
- средство добавления приращения для добавления предварительно определенного приращения к усилию на педали акселератора, когда угол открытия акселератора становится больше указанного порогового значения угла открытия акселератора, и
- средство запрещения подавления приращения для запрещения подавления приращения усилия на педали до тех пор, пока предварительно определенное время не истекает после того, как усилие на педали акселератора увеличивается.

2. Устройство управления усилием на педали акселератора по п. 1, в котором по мере того, как приращение усилия на педали становится большим, предварительно определенное время задается более длительным.

3. Устройство управления усилием на педали акселератора по п. 1 или 2, в котором по мере того, как пороговое значение угла открытия акселератора становится меньшим, предварительно определенное время задается более длительным.

4. Устройство управления усилием на педали акселератора по п. 1 или 2, в котором предварительно определенное время задается с точки зрения пробега.

5. Устройство управления усилием на педали акселератора по п. 4, в котором по мере того, как скорость транспортного средства становится более высокой, пробег задается более длинным.

6. Устройство управления усилием на педали акселератора по п. 1, в котором пороговое значение угла открытия акселератора задается на границе между рабочим диапазоном, в котором удельный расход топлива является относительно низким, и рабочим диапазоном, в котором удельный расход топлива является относительно высоким.

7. Устройство управления усилием на педали акселератора по п. 1, в котором предварительно определенное время начинается в момент времени, когда увеличение усилия на педали начинается.

8. Устройство управления усилием на педали акселератора по п. 1, в котором предварительно определенное время начинается в момент времени, когда угол открытия акселератора уменьшается до порогового значения угла открытия акселератора после того, как усилие на педали акселератора увеличивается.