(57)【要約】【課題】運転者に違和感を生じさせることなく、真に危険な車両動作を防止する。【解決手段】自動車の運転を支援する運転支援装置であって、運転者の操作を受ける操作レバー１０と、操作レバー１０と機械的に連結し、操作レバー１０が第１の方向または第２の方向に操作されたときに、操作レバー１０の第１の方向または第２の方向への操作量に応じて自動車のアクセルペダル１１ａまたはブレーキペダル１１ｂの操作量を変化させる機械式リンク機構１１と、操作レバー１０と電気的に連結し、操作レバー１０が第１の方向および第２の方向とは異なる第３の方向または第４の方向に操作されたときに、操作レバー１０の第３の方向または第４の方向への操作量に応じて自動車のステアリングホイールの軸を回転駆動する回転駆動装置１２と、を備える。【選択図】図１
2010123064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の運転を支援する運転支援装置であって、
運転者の操作を受ける操作レバーと、
前記操作レバーと機械的に連結し、前記操作レバーが第１の方向または第２の方向に操作されたときに、前記操作レバーの第１の方向または第２の方向への操作量に応じて前記自動車のアクセルペダルまたはブレーキペダルの操作量を変化させる機械式リンク機構と、
前記操作レバーと電気的に連結し、前記操作レバーが第１の方向および第２の方向とは異なる第３の方向または第４の方向に操作されたときに、前記操作レバーの第３の方向または第４の方向への操作量に応じて前記自動車のステアリングホイールの軸を回転駆動する回転駆動装置と、を備えることを特徴とする運転支援装置。
【請求項２】
自動車の運転を支援する運転支援装置であって、
運転者の操作を受ける操作レバーと、
前記自動車のアクセルペダルおよびブレーキペダルに機械的に連結される機械式リンク機構と、
前記操作レバーと電気的に連結し、前記操作レバーが第１の方向または第２の方向に操作されたときに、前記操作レバーの第１の方向または第２の方向への操作量に応じて、前記自動車のアクセルペダルまたはブレーキペダルの操作量が変化するように、前記機械式リンク機構に対して駆動力を与える機械式リンク駆動装置と、
前記操作レバーと電気的に連結し、前記操作レバーが第１の方向および第２の方向とは異なる第３の方向または第４の方向に操作されたときに、前記操作レバーの第３の方向または第４の方向への操作量に応じて前記自動車のステアリングホイールの軸を回転駆動する回転駆動装置と、を備えることを特徴とする運転支援装置。
【請求項３】
前記操作レバーの動作を検出する操作レバー動作検出部を更に備え、
車両速度および車両の旋回速度に応じて、前記操作レバーとステアリングホイールの動作範囲の比率、回転速度の比率または前記操作レバー動作検出部におけるフィルターの周波数設定、のいずれかあるいは複数の組み合わせにより、前記操作レバー動作とステアリング動作の関係を変化させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の運転を支援する運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両速度に応じて、操作レバーとステアリングホイールの動作範囲の比率を変化させる運転支援装置が知られている。例えば、特開平８−３４３５３号公報に開示されている車輌用操舵装置は、所定の角度範囲に亘り回転可能なジョイスティック（操作レバー）と、ジョイスティックの操作量を検出する操舵角センサと、ジョイスティックの操作量に応じて左右前輪を操舵する操舵機構とを備えている。そして、車速センサにより検出される車速Ｖが高いほどジョイスティックの操作量に対する左右前輪の実操舵角の比が小さくなり、操舵感度が低下するよう操舵機構が電子制御装置により制御される。
【特許文献１】特開平８−３４３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の従来の技術では、車両速度に応じてステアリングホイールの動作領域の最大値を変化させるものであるが、安全で違和感のない運転は容易ではない。例えば、一定にステアリングホイールを旋回させた状態にて操作レバーを一定にし、車両速度を増加させた場合、操作レバーによるステアリング操作をしないにもかかわらず、動作範囲の比率を変化させる効果から、ステアリングホイールを戻すような動きが生じてしまう。これは、ステアリングを一定角度で固定したいという運転者の意図とは異なる動作であり、運転者に違和感を生じさせることとなる。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、運転者に違和感を生じさせることなく、真に危険な車両動作を防止することができる運転支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の運転支援装置は、自動車の運転を支援する運転支援装置であって、運転者の操作を受ける操作レバーと、前記操作レバーと機械的に連結し、前記操作レバーが第１の方向または第２の方向に操作されたときに、前記操作レバーの第１の方向または第２の方向への操作量に応じて前記自動車のアクセルペダルまたはブレーキペダルの操作量を変化させる機械式リンク機構と、前記操作レバーと電気的に連結し、前記操作レバーが第１の方向および第２の方向とは異なる第３の方向または第４の方向に操作されたときに、前記操作レバーの第３の方向または第４の方向への操作量に応じて前記自動車のステアリングホイールの軸を回転駆動する回転駆動装置と、を備えることを特徴としている。
【０００６】
このように、速度制御を行なう箇所が機械式リンク機構で構成されているため、電気的な異常で速度制御が不可能となることを回避し、走行安全性を確保することが可能となる。また、回転駆動装置がステアリングホイールの軸を回転駆動するため、片手でも楽に操作することが可能となる。さらに、単一の操作レバーで、自動車の速度制御と舵角制御ができるため、身体が不自由な者であっても、片手で自動車の運転が可能となる。
【０００７】
（２）また、本発明の運転支援装置は、自動車の運転を支援する運転支援装置であって、運転者の操作を受ける操作レバーと、前記自動車のアクセルペダルおよびブレーキペダルに機械的に連結される機械式リンク機構と、前記操作レバーと電気的に連結し、前記操作レバーが第１の方向または第２の方向に操作されたときに、前記操作レバーの第１の方向または第２の方向への操作量に応じて、前記自動車のアクセルペダルまたはブレーキペダルの操作量が変化するように、前記機械式リンク機構に対して駆動力を与える機械式リンク駆動装置と、前記操作レバーと電気的に連結し、前記操作レバーが第１の方向および第２の方向とは異なる第３の方向または第４の方向に操作されたときに、前記操作レバーの第３の方向または第４の方向への操作量に応じて前記自動車のステアリングホイールの軸を回転駆動する回転駆動装置と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
このように、速度制御を行なう箇所が機械式リンク機構で構成されているため、電気的な異常で速度制御が不可能となることを回避し、走行安全性を確保することが可能となる。また、回転駆動装置がステアリングホイールの軸を回転駆動すると共に、機械式リンク駆動装置が、機械式リンク機構に対して駆動力を与えるため、片手でも楽に操作することが可能となる。さらに、単一の操作レバーで、自動車の速度制御と舵角制御ができるため、身体が不自由な者であっても、片手で自動車の運転が可能となる。
【０００９】
（３）また、本発明の運転支援装置において、前記操作レバーの動作を検出する操作レバー動作検出部を更に備え、車両速度および車両の旋回速度に応じて、前記操作レバーとステアリングホイールの動作範囲の比率、回転速度の比率または前記操作レバー動作検出部におけるフィルターの周波数設定、のいずれかあるいは複数の組み合わせにより、前記操作レバー動作とステアリング動作の関係を変化させることを特徴としている。
【００１０】
このように、車両速度および車両の旋回速度に応じて、前記操作レバーとステアリングホイールの動作範囲の比率、回転速度の比率または前記操作レバー動作検出部におけるフィルターの周波数設定、のいずれかあるいは複数の組み合わせにより、前記操作レバー動作とステアリング動作の関係を変化させるので、運転者に違和感を生じさせることなく、真に危険な車両動作を防止することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、速度制御を行なう箇所が機械式リンク機構で構成されているため、電気的な異常で速度制御が不可能となることを回避し、走行安全性を確保することが可能となる。また、回転駆動装置がステアリングホイールの軸を回転駆動するため、片手でも楽に操作することが可能となる。さらに、単一の操作レバーで、自動車の速度制御と舵角制御ができるため、身体が不自由な者であっても、片手で自動車の運転が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
先天的な要因や、後天的な事故・病気などにより、通常の自動車の操縦が困難である身体が不自由な者にとって、自身による自動車の運転に対しては強い欲求と希望がある。そのなかで、上半身、特に両腕が健常である人に対しては、通常足で操作するアクセルおよびブレーキペダルを手で操作できるようにするシステムが実用化されている。そして、これを利用できる人たちの社会参加、行動範囲の拡大に大きな貢献がなされている。
【００１３】
一方、腕に障害を持っている人にとっては、現状であっても自動車の運転を支援するシステムは極めて少ない。海外のいくつかの企業によって、片手操作を可能にする運転支援装置や、脚のみの操作を可能にする運転支援装置が提供されているに過ぎない。また、日本国内においてはこれまで類似システムの製品としての開発や販売実績は見受けられず、上述した海外製品の導入事例が若干例あるのみに過ぎない。
【００１４】
しかしながら、これら海外のシステムの国内での使用は可能であるものの、個人の負担としては非常に高額な費用が必要になる。例えば、市販車に対してこのシステムを追加した改造自動車１台で７００万円〜８００万円、さらに上回る費用が必要になる場合も報告されている。また、免許を取得する際には、自費で改造した車両で改造車両としての公認を受け、その車両を持ち込んで教習所にて練習を重ね、運転免許の取得をすることが要求される。その結果、投資をして車両の改造や公認手続きを行なっても免許の取得に至らない場合もある。
【００１５】
一方、免許の取得に成功した場合であっても、導入したシステムの故障、不具合などが生じたときには、国内に修理、調整を請け負う業者が存在しないために、故障内容によっては自動車ごと海外に輸送し、数ヶ月から半年も修理完了を待たなければならない事態が生じる。このような事態を常に恐れながら自動車を主たる移動手段として利用する生活を続けることは精神的にも、あるいは経済的にも安定した状態とは言い難く、上述した事情とあわせて、自動車の運転を諦めざるを得ない主要因となっている。よってこのような現状の改善が強く望まれている。
【００１６】
以上のように、日本国内においても、両腕が健常でない人たちに対する自動車の運転を支援するシステムには、多くのニーズがあるにもかかわらず、導入事例は増大することはこれまでなかった。よって、腕に障害を抱える人をサポートする運転システムの利用における、さまざまな困難や厳しい条件を緩和、解決するためには、国内で生産やサポートを行なえるシステムの開発が急務である。国内にて生産および販売が実現されれば、システムの導入コスト、および修理の期間や経費を抑えることができ、潜在的需要にこたえることができるものと考えられる。以下、本明細書では、国内において片手による自動車の運転を可能にする操縦支援システムについて説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係るシステムは、一本のスティック（操作レバー）の操作で、アクセルとブレーキ、およびハンドル操作を行なうことで、片手による自動車運転を可能にする。従来から知られている外国製のシステムは、電子的なジョイスティック（前後、左右に操作棒を傾斜する）が操作指令装置として用いられている。そして、アクセル、ブレーキ、ハンドルの通常の操作装置全てをモータなどの駆動機器を用いて、コンピュータ制御で操作する方式を採用している。
【００１８】
しかしながらこの方式は、電子回路、ソフトウェア、電源系統、その他の不具合がアクセル、ブレーキの操作にもおよぶ恐れがあり、自動車走行の危険性が大きいという欠点がある。また、操作に際してペダル、ブレーキ、及びハンドルの負荷を直接感じることができないので、操縦の感覚的な危険予知や、路面状況の把握などの観点からも好ましいものではない。現在、日本国内において、これら海外にて生産、販売されたシステムを使用する場合については、海外で認可された製品であれば自動車の改造申請を行なうことで個別の改造認可が受けられてきた経緯がある。しかしながら、同様なシステムの製品としての製造、販売では日本国内で認可を受けることは困難であると予想される。
【００１９】
以上のような背景から、第１の実施形態では、アクセル、ブレーキの操作に関しては、これまで認可を受けた実績のある機械式システム（リンク構造による手動ハンドルによるブレーキ、アクセル操作システム）を採用する。一方ハンドルの操作に関しては、電子式操作システムを新規開発し、既存の機械式手動ハンドルに付加的に装着することで目的の機器を構成する。現状のシステムを利用する部分、つまり、アクセル、ブレーキの操作系は開発要素とはしない。このレバーは車両の前後方向に動かす操作を行なうものであり、リンク構造により、ハンドルの動作を、既存のアクセルペダル、およびブレーキペダルに伝えるものであり、その負荷変動などレバーを通して感じることが可能である。また、機械式であるためその信頼性は高く、さらに特別な駆動装置を取り付ける必要がないことから、健常者との自動車の共有が可能であるという利点を有する。
【００２０】
図１は、自動車の運転席に設けられた第１の実施形態に係る運転支援装置を示す図である。第１の実施形態に係る運転支援装置は、自動車の運転席に設けられる。操作レバー１０は、スティック型であり、前後方向および左右方向に傾斜させることができるように構成されている。なお、左右方向の代わりに、回転方向に可動させても良い。運転者は、操作レバー１０を操作することによって、自動車を運転することが可能となる。
【００２１】
機械式リンク機構１１は、操作レバー１０と機械的に連結されている。操作レバー１０が第１の方向（自動車の前方向）または第２の方向（自動車の後方向）に操作されたときに、操作レバー１０の第１の方向または第２の方向への操作量に応じて、アクセルペダル１１ａまたはブレーキペダル１１ｂの操作量を変化させる。また、回転駆動装置１２は、操作レバー１０と電気的に連結されている。操作レバー１０が第１の方向および第２の方向とは異なる第３の方向（自動車の左方向）または第４の方向（自動車の右方向）に操作されたときに、操作レバー１０の第３の方向または第４の方向への操作量に応じて自動車のステアリングホイールの軸を回転駆動する。
【００２２】
運転者の操作方法としては、操作レバー１０を前後方向に操作した場合には、機械式リンク機構１１により、アクセルペダル１１ａおよびブレーキペダル１１ｂの操作が可能であり、また、同じ操作レバー１０を左右方向に操作することで、その変位をセンサ（図示しない）で電子的に読み取り、ハンドルを駆動する電気モータなどの制御を行なう。
【００２３】
第１の実施形態では、この操作レバー１０を左右方向にも操作可能なように１自由度の回転軸を追加し、その左右の操作量に応じて、ハンドルの回転を制御することも可能である。このためには、操作レバー１０の握り部に追加した回転軸の角度を測定するセンサを設置し、この角度を制御装置にて検出可能とする。また、第１の実施形態では、上記のように、自動車に備えられた操舵用のハンドル軸にモータ１２ａなどの駆動装置を設置することによって、その軸の制御装置による回転駆動を可能とした。さらに、ハンドルの角度つまり操舵輪の方向も検出可能なように角度センサを配置し、指令通りにハンドルが動作しているかを常に監視、制御を行なうことが可能である。
【００２４】
また、安全性の向上の観点からは、車両の巡航速度に応じてハンドルの操作速度や反応性は制限されることが望ましい。つまり、高速で走行する場合には、急激なハンドル操作は重大な事故を引き起こす可能性がある。また、障害者のなかには痙攣を伴う症状を有する人も考慮しなければならないことから、ハンドル操作の反応、および誤操作の除去を考慮する必要がる。このために、まず車両速度信号を供給している車両に対してはその接続、読み取りを可能とし、車両速度に応じてハンドルの切れ角の範囲や、操舵速度を制限することで操作の安全性を向上させる。近年ではこの車両速度信号はナビゲーションシステム用として、標準で供給されている場合も多い。
【００２５】
（第２の実施形態）
図２は、自動車の運転席に設けられた第２の実施形態に係る運転支援装置を示す図である。第２の実施形態に係る運転支援装置は、運転者の操作を受ける操作レバー１０と、自動車のアクセルペダル１１ａおよびブレーキペダル１１ｂに機械的に連結される機械式リンク機構１１を備えている。また、操作レバー１０と電気的に連結し、操作レバー１０が第１の方向（自動車の前方向）または第２の方向（自動車の後方向）に操作されたときに、操作レバー１０の第１の方向または第２の方向への操作量に応じて、自動車のアクセルペダル１１ａまたはブレーキペダル１１ｂの操作量が変化するように、機械式リンク機構１１に対して駆動力を与える機械式リンク駆動装置１３を備えている。また、操作レバー１０と電気的に連結し、操作レバー１０が第１の方向および第２の方向とは異なる第３の方向（自動車の左方向）または第４の方向（自動車の右方向）に操作されたときに、操作レバー１０の第３の方向または第４の方向への操作量に応じて自動車のステアリングホイールの軸を回転駆動する回転駆動装置１２を備えている。
【００２６】
第２の実施形態では、機械式リンク駆動装置１３が設けられているため、アクセル操作とブレーキ操作とをパワーアシストすることが可能となる。これにより、力の必要とする操作を補助し、少しのストロークで力の弱い運転者であっても操作レバー１０の操作をすることが可能となる。
【００２７】
なお、上記実施形態に係る運転支援装置において、操作レバー１０の動作を検出する操作レバー動作検出部を更に備え、車両速度および車両の旋回速度に応じて、操作レバー１０とステアリングホイールの動作範囲の比率、回転速度の比率または前記操作レバー動作検出部におけるフィルターの周波数設定、のいずれかあるいは複数の組み合わせにより、操作レバー動作とステアリング動作の関係を変化させる構成を採ることが可能である。
【００２８】
すなわち、車両速度ばかりでなく、車両速度とステアリング角度から車両のホイールベース、およびトレッドなどの寸法から計算される車両旋回速度、あるいは、ジャイロセンサなどの回転検出用センサを備え、その出力を読み出すことにより知ることのできる車両旋回角度により、ステアリングの動作領域、および回転最大速度に制限を設ける。
【００２９】
車両速度と、車両旋回速度の関係により、車両横方向に作用する遠心力などを計算することができることから、車両の転倒危険性の運転状態領域を特定することができ、真の危険性が迫っている場合に限り、運転者の意図に反するステアリング操作やアクセルブレーキ操作に反して制御によるステアリングの回転制限や、アクセルブレーキ操作を行なう。
【００３０】
これにより、運転者に違和感を生じさせることなく、真に危険な車両動作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】自動車の運転席に設けられた第１の実施形態に係る運転支援装置を示す図である。
【図２】自動車の運転席に設けられた第２の実施形態に係る運転支援装置を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  操作レバー
１１  機械式リンク機構
１１ａ  アクセルペダル
１１ｂ  ブレーキペダル
１２  回転駆動装置
１２ａ  モータ
１３  機械式リンク駆動装置
【図１】
2010123064.tif 000003
【図２】
2010123064.tif 000004