JP2020083195A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の構成で運転者の異常を検知し、かつ車両の挙動が不安定になることを抑制することが可能な車両の制御装置を提供する。【解決手段】アクセルペダルの反力を制御することによりフットレストの状態にすることが可能な車両であって、かつ運転者がアクセルペダルを操作せずに走行することが可能な車両の制御装置において、コントローラは、運転者がアクセルペダルを操作せずに走行している際に、アクセルペダルの操作量が所定範囲である場合に、フットレストの状態になるように反力を制御し、アクセルペダルの操作量が前記所定範囲から外れた場合に、運転者の状態に異常があるか否かを判断し、運転者の状態に異常があると判断した場合に、車両を停車もしくは退避させる（ステップＳ５〜ステップＳ７）。【選択図】図２

Description

この発明は、アクセルペダルの踏力に対する反力を制御することでフットレストの機能を構築することが可能な車両の制御装置に関するものである。

特許文献１には、クルーズ・コントロール制御時にいわゆるフットレストの状態になるようにアクセルペダルの踏み込みに対する反力を増大させるように構成された車両用走行制御装置が記載されている。具体的には、この特許文献１に記載された制御装置では、クルーズ・コントロール制御がオンされた場合に、前記反力を増大させることで、単に足をアクセルペダルに載せた状態、すなわちフットレストの状態で走行が可能なように構成されている。

また、特許文献２には、自動運転モードから手動運転モードに移行する際に、乗員（運転者）の姿勢など運転状態を判断するように構成された乗員監視装置が記載されている。具体的には、この特許文献２に記載された装置では、自動運転モードから手動運転モードに移行する際に、運転者の足の位置がペダル近傍にあるか否か、ならびに、運転者の姿勢が適正に操舵操作することが可能か否かを判断するように構成されている。そして、その判断で否定的に判断された場合、すなわち足の位置がペダル近傍にない場合、あるいは、運転者の姿勢が適正に操舵操作することができないと判断された場合には、運転者に表示灯や音声等により警告をして手動運転に備えるよう促す構成が記載されている。なお、特許文献３には、特許文献１と同様に、所定のアクセル開度となった際にアクセルペダルに対する反力を付与し、フットレストの状態になるように構成されたペダル装置が記載されている。

特開２００４−０６０４８４号公報 特開２０１８−１２２６４６号公報 特開２０１４−１２１８８８号公報

近年、自動運転制御や先行車両との車間距離を一定に保持し、先行車両が停車したときには自車両を停車させるアダプティブ・クルーズ・コントロール［ACC:Adaptive Cruise Control］制御が知られており、そのような制御を実行する場合には、運転者は、足を通常の手動運転と同じようにアクセルペダルに置くことが想定される。そのため、例えば上記の特許文献１に記載された制御装置のように、フットレストの状態にすべくアクセルペダルの反力を増大させることが有効である。しかしながら、そのような自動運転制御やアダプティブ・クルーズ・コントロール制御（以下、単にＡＣＣ制御と記す）を実行中に、運転者に異常が生じた場合（例えば急な発作などの異常が生じた場合）には、運転者は適切な操舵操作あるいは状況判断ができないおそれがあり、またそれに伴って車両の挙動が不安定になるおそれがある。なお、このような課題は、特許文献２や特許文献３においても同様に生じる。また、上記の特許文献１ないし特許文献３の装置において、運転者の異常を検知あるいは検出するために他のセンサ等を設けるとすれば、コストの増大に繋がるおそれがある。

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、既存の構成で運転者の異常を検知し、かつ車両の挙動が不安定になることを抑制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。

上記の目的を達成するために、この発明は、アクセルペダルと、前記アクセルペダルの踏力に対する反力を制御する反力付与機構とを備え、前記反力付与機構を制御することにより運転者の操作負荷を低下させるフットレストの状態にすることが可能な車両であって、かつ前記運転者が前記アクセルペダルを操作せずに走行することが可能な車両の制御装置において、前記車両を制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記運転者が前記アクセルペダルを操作せずに走行している際に、前記アクセルペダルの操作量が予め定められた所定範囲である場合に、前記フットレストの状態になるように前記反力を制御し、前記アクセルペダルの操作量が前記所定範囲から外れた場合に、前記運転者の状態に異常があるか否かを判断し、前記運転者の状態に異常があると判断した場合に、前記車両を停車もしくは退避させるように構成されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、運転者がアクセルペダルを操作せずに走行する（自動運転制御やＡＣＣ制御を実行する）際に、アクセルペダルの踏力に対する反力を制御することによりフットレストの状態になるように構成されている。また、そのフットレストの状態は、アクセルペダルの操作量が予め定められた所定範囲に位置する場合に構築され、その一方でアクセルペダルの操作量が前記所定範囲から外れた場合には、前記運転者の状態に異常のおそれがあると判断するように構成されている。そして、例えばアクセルペダルの操作量が前記所定範囲から所定時間外れた場合には、運転者の状態に異常ありと判断し、車両を停車あるいは退避させるように構成されている。そのため、運転者に異常が生じた場合であっても、車両を停車、あるいは、安全な場所に車両を移動させることができるため、運転者の状態が異常であることを要因として車両の挙動が不安定になることを抑制することができる。

また、このように、アクセルペダルの操作量に応じて運転者の異常を検知あるいは検出することができるため、例えば他のセンサ等を設けて運転者の異常を検知する場合に比べてコストが増大することを抑制もしくは回避できる。つまり、既存の車両の構成で運転者の状態を検知することができる。

この発明で対象とするアクセルペダルに関する機構の一例を説明する図である。 この発明の実施形態における制御例を説明するためのフローチャートである。 図２の制御例を実行した場合のアクセルペダルの反力特性を説明するための図である。

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。

図１にこの発明で対象とするアクセルペダル、および、そのアクセルペダルを含む機構（アクセルペダル装置）１の一例を模式的に示してある。アクセルペダル２は、運転者３の踏力を受ける踏面４と、その踏面４を支持するペダルアーム５とを備え、運転者３がそのアクセルペダル２を踏み込むことにより、ペダルアーム５が車両の前後方向で回動（回転）するように構成されている。また、このアクセルペダル装置１は、回動させたアクセルペダル２を原点位置に戻すように、ならびに、運転者３の踏力に対する反力を発生させる反力付与機構６を備えている。なお、図１に示す例では、その他の主要な構成要素として、アクセルポジションセンサ７、および、コントローラ（ＥＣＵ）８を備えている。また、この図１に示すアクセルペダル装置１が搭載される車両（図示せず）は、上述した自動運転制御あるいはＡＣＣ制御が可能な車両であれば特に駆動方式等は問わない。

先ずアクセルペダル２は、車両の駆動力を制御するために運転者３によって踏み込み操作あるいは踏み戻し操作される操作装置であって、このアクセルペダル２の操作量または踏み込み量（ストローク量）に応じて、駆動力源で発生する駆動力、すなわちエンジントルクあるいはモータトルクを調整する。またこのアクセルペダル２は、上述したように踏面４とペダルアーム５とを有している。ペダルアーム５は、所定の支点（軸）９を中心に回転するように吊り下げられており、かつ図示しないフロア側に延びている。またそのフロア側に延びたペダルアーム５の下端部に踏面４が設けられている。

さらに、このアクセルペダル２には、アクセルペダル２の操作量（アクセル開度）およびアクセルペダル２の操作速度を検出するためのアクセルポジションセンサ７が設けられている。このアクセルポジションセンサ７は、例えば運転者３が踏面４を踏み込んで、あるいは踏み込み力を減じることにより上記のペダルアーム５が回転した場合の原点位置からの角度を検出する。なおこのセンサは、踏面４に掛かる踏力を検出する踏力センサであってもよく、要は、運転者３によるアクセル操作量を検出して信号を出力するセンサであればよい。

反力付与機構６は、運転者３の踏力に対して反力を発生させる装置であり、また図１に示す例では、その反力の大きさを制御（調整可能）できるように構成されている。具体的には、反力付与機構６は、アクチュエータ（例えばモータ）を備え、そのアクチュエータを制御することによりアクセルペダル２の操作位置に応じた反力を発生させ、かつその反力の大きさを制御するように構成されている。なお、この反力付与機構６は、回動したアクセルペダル２を原点位置に復帰させるリターンスプリングを含んでいる。

コントローラ８は、各種センサからの信号を受信してエンジンやモータなどの駆動力源（図示せず）や上記の反力付与機構６を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）である。そのコントローラ８は、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータなどの予め記憶させられているデータ等を使用して演算を行い、その演算結果を基に制御指令信号を出力するように構成されている。その入力されるデータは、例えば上述したアクセルポジションセンサ７で検出したアクセルペダル２の操作量（アクセル開度）Ａｃｃ、車速Ｖ、ブレーキペダルが踏み込まれた場合に出力されるブレーキ信号Ｂｒなどの各種検出データである。また、予め記憶されているデータは、例えば駆動力特性を定めたマップ、アクセルペダル２の反力特性を定めたマップなどである。また、出力する制御指令信号は、例えば駆動力源のトルク、上記の反力付与機構６におけるアクチュエータの制御指令信号である。なお、そのアクチュエータの制御量は、上記のアクセルペダル２の操作量に応じて適宜制御される。

上述したように、このアクセルペダル装置１は、自動運転制御やＡＣＣ制御が可能な車両に搭載され、したがって、自動運転走行する場合やＡＣＣ制御を実行して走行する場合には、運転者３はアクセルペダル２に単に足を載せた状態、すなわち操作負荷がないフットレストの状態になるようにアクセルペダル２の反力を制御することが好ましい。また、その自動運転中あるいはＡＣＣ制御中に、運転者３に異常が生じた場合には、車両の挙動を安定させることが好ましい。そこで、この発明の実施形態では、走行中はフットレストの状態を創出し、運転者３に異常が発生した場合には、その異常を検知するとともに車両の挙動を安定させるように構成されている。なお、上述した運転者３の異常とは、例えば運転者３の急な発作や何らかの要因で運転者３がパニック状態になる場合などが想定される。以下、コントローラ８によって実行される制御例について説明する。なお、この制御例は所定の短時間毎に繰り返し実行される。

図２は、その制御例の一例を示すフローチャートであって、先ず、車両が自動運転制御（自動運転モード）により走行しているか、あるいは、ＡＣＣ制御を実行して走行しているか否かを判断する（ステップＳ１）。なお、この自動運転制御やＡＣＣ制御は、例えば運転者３によって、操作スイッチをＯＮにすることで実行される。したがって、このステップＳ１で否定的に判断された場合、すなわち自動運転制御ならびにＡＣＣ制御の操作スイッチがＯＦＦの場合など、それら制御システムによってアクセル開度が制御されていない場合には、これ以降の制御を実行することなくリターンする。

一方、このステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわち自動運転制御あるいはＡＣＣ制御の操作スイッチがＯＮされている場合には、ついで現在の車速が予め定められた所定値以上か否かを判断する（ステップＳ２）。これは、例えば車両がある程度の車速で流れて走行しているか、あるいは、渋滞などの極低速ないし停車の範囲で走行しているか否かを判断するステップであって、前記所定値は、例えば極低速（例えば０ｋｍ／ｈ〜２０ｋｍ／ｈ）に設定される。したがって、このステップＳ２で肯定的に判断された場合、すなわち現在の車速が極低速でなく、所定値以上の車速である場合には、所定のアクセル開度（すなわちペダルストローク量）θ１以降に、反力付与機構（アクチュエータ）６よる反力を創出する（ステップＳ３）。これは、ステップＳ２で判断した所定の車速以上で走行している場合の反力特性として、リターンスプリングの反力（図３の実線）に加えて反力付与機構６により反力を増大させることで、フットレストの状態を構築するためのステップである。つまり、運転者３が単に足をアクセルペダル２に乗せた状態でのアクセル開度θ１において、フットレストの状態となるように、反力付与機構６により反力を付与する。

図３の破線は、その反力付与機構６で反力を付与した場合の反力特性を示しており、この図３から把握できるようにアクセル開度θ１において、反力を増大させることで壁を創出し、すなわちフットレストの状態となるように構成されている。なお、このアクセル開度θ１は、現在の車速に応じてその壁を創出させる箇所を変更してよく、例えば比較的車速が高い場合には、図３に示す例よりもアクセル開度が大きい側（すなわち図３の右側）でその壁を創出させるように構成されてよい。また、運転者の体格によってフットレストとなるアクセル開度θ１は異なるため、それを考慮して、反力付与機構６により反力を制御してもよい。

一方、上記のステップＳ２で否定的に判断された場合、すなわち現在の車速が所定値未満である場合には、所定のアクセル開度θ２で反力付与機構６よる反力を創出（付与）する（ステップＳ４）。これは、ステップＳ３と同様に反力付与機構６により反力を増大させてフットレストの状態を構築するステップであるものの、このステップＳ４では現在の車速が極低速であるから、運転者３がアクセルペダル２に足を乗せた場合に、車速に対しての踏み込み量が違和感とならないようにアクセルペダル２を踏みすぎないところで反力を増大させる、すなわちフットレストの状態となるように構成されている。したがって、このステップＳ４では、一点鎖線で示すように上述したアクセル開度θ１より小さいアクセル開度θ２で反力を増大させるように構成されている。

なお、このアクセル開度（すなわちペダルストローク量）は、自動運転あるいはＡＣＣ制御を実行して走行している間は、運転者３の踏み込み操作によりそのペダルの踏み込み量が変化した場合であっても車速は変化しないように構成されている。そして、この発明の実施形態では、図３に示すドライバの正常判定範囲にペダルの操作量が位置する場合には、運転者３は正常に運転、あるいは、正常に操舵操作が可能であると判断される。

ついで、アクセル開度がθ１以上あるいはθ２未満で上記のドライバの正常判定範囲外か否かを判断する（ステップＳ５）。すなわち、運転者３の運転状態に異常のおそれがあるか否かを判断する。上述したように、図３のドライバの正常判定範囲にアクセルペダル２の操作量が位置する場合には、運転者３の運転状態は正常であると判断できる。一方、運転者３に急な発作が生じた場合や運転者３がパニック状態に陥った場合には、アクセルペダル２から足を離したり、あるいは、アクセルペダル２を過度に踏み込むことが想定される。つまり、アクセルペダル２の操作量が図３のドライバの正常判定範囲から外れることが想定される。

したがって、このステップＳ５で否定的に判断された場合、すなわちアクセル開度がドライバの正常判定範囲内である場合には、運転者３の状態は正常であると判断できるため、これ以降の制御を実行することなくリターンする。

一方、このステップＳ５で肯定的に判断された場合、すなわちアクセル開度がドライバの正常判定範囲外であると判断された場合には、その状態が所定時間Ｔ以上（所定時間Ｔ経過）であるか否かを判断する（ステップＳ６）。これは、ステップＳ５で運転者３のアクセル開度がドライバの正常判定範囲外であると判断されたことにより、運転者３に異常が生じているおそれがあると判断されている。そのため、このステップＳ６では、アクセル開度がドライバの正常判定範囲外にあることで、実際に運転者３が異常を示しているのか否かを判断すべくそのドライバの正常判定範囲から外れた時間をパラメータとして判断するように構成されている。なお前記所定時間Ｔは、例えば数秒から１０秒前後の所定時間に設定される。したがって、このステップＳ６で否定的に判断された場合、すなわちアクセル開度がドライバの正常判定範囲から外れた時間が所定時間Ｔ未満の場合には、運転者３に異常なしと判断できるため、リターンする。

一方、このステップＳ６で肯定的に判断された場合、すなわちアクセル開度がドライバの正常判定範囲から外れた時間が所定時間Ｔ以上の場合には、運転者３に異常ありと判断し、車両を停車させる、あるいは、退避走行させる（ステップＳ７）。つまり、運転者３に異常が生じていると判断できるため、車両の挙動が不安定になることを抑制すべく、車両を停車させる、あるいは、自動運転制御の場合には、車両を路肩等の安全な場所へ退避走行させる。

このように、この発明の実施形態では、所定の車速に応じて、フットレストの状態となるアクセル開度の大きさを設定するように構成されている。具体的には、図２および図３で説明したように、現在の車速が所定値以上の場合には、アクセル開度θ１以降でフットレストの状態となるように反力を反力付与機構６により増大させ、一方車速が所定値未満の場合には、アクセル開度θ２でフットレストの状態となるように反力を反力付与機構６により増大させるように構成されている。そのため、運転者３は車速に対する違和感のないアクセルポジション（すなわちアクセル開度）でフットレストの状態を構築することが可能となる。

また、この発明の実施形態では、運転者３の状態が正常であるか否かの判断を、図３で説明したように、アクセル開度が所定範囲（ドライバの正常判定範囲）である場合には、運転者３の状態が正常であると判断し、一方その所定範囲を外れた場合には、運転者３に異常が生じているおそれがあると判断するように構成されている。さらに、そのドライバの正常判定範囲を外れた時間が所定時間Ｔ経過したか否かを判断するように構成されている。そして、その所定時間Ｔを経過した場合には、運転者３に異常があると判断して車両を停車あるいは退避走行させるように構成されている。そのため、運転者３に異常が生じた場合であっても、車両を停車、あるいは、安全な場所に車両を移動させることができるため、運転者３の状態が異常であることを要因として車両の挙動が不安定になることを抑制することができる。

また、このように、アクセル開度の操作に応じて運転者３の異常を検知あるいは検出することができるため、例えば他のセンサ等を設けて運転者３の異常を検知する場合に比べてコストが増大することを抑制もしくは回避できる。つまり、既存の車両の構成で運転者３の状態を検知することができる。

以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。なお、図１で説明したアクセルペダル２は、いわゆる吊り下げ式のアクセルペダルとして説明したものの、これに限られず例えば、従来知られているいわゆるオルガンタイプのアクセルペダルを対象としてもよい。

１…アクセルペダル装置、 ２…アクセルペダル、 ３…運転者、 ４…踏面、 ５…ペダルアーム、 ６…反力付与機構、 ７…アクセルポジションセンサ、 ８…コントローラ（ＥＣＵ）、 ９…支点。

Claims (1)

1. アクセルペダルと、前記アクセルペダルの踏力に対する反力を制御する反力付与機構とを備え、前記反力付与機構を制御することにより運転者の操作負荷を低下させるフットレストの状態にすることが可能な車両であって、かつ前記運転者が前記アクセルペダルを操作せずに走行することが可能な車両の制御装置において、
   前記車両を制御するコントローラを備え、
   前記コントローラは、
   前記運転者が前記アクセルペダルを操作せずに走行している際に、前記アクセルペダルの操作量が予め定められた所定範囲である場合に、前記フットレストの状態になるように前記反力を制御し、
   前記アクセルペダルの操作量が前記所定範囲から外れた場合に、前記運転者の状態に異常があるか否かを判断し、
   前記運転者の状態に異常があると判断した場合に、前記車両を停車もしくは退避させるように構成されている
   ことを特徴とする車両の制御装置。
   
   

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