(57)【要約】【課題】運転者がアクセルペダルとブレーキペダルを踏み間違える等による自動車の暴走を防止し、さらにペダル踏み替えによるブレーキの遅れをなくし、安全かつ緻密でレスポンスのよい運転を可能とする。【解決手段】アクセルペダルの踏込み状況と足のかかとの接地状況を検出して、運転者が意図している動作を特定し、運転者の実際の動作が意図している動作と異なる場合であっても、エンジンやブレーキの制御を運転者の意図通りに実施する。また、運転者がアクセルペダルからブレーキペダルに踏み替える動作を実施する場合には、その意図を各センサで検出し、自動的にブレーキを制御して踏み替えによるブレーキの遅れをなくことが可能となる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセルペダルの踏込み状況を検出して出力するアクセルセンサと、
かかと部の接地状況を検出して出力するかかとセンサと、
前記アクセルペダルの踏込み状況および前記かかと部の接地状況に基づいて、エンジン出力を指令するエンジン出力制御信号を出力するアクセル制御装置と、
前記エンジン出力制御信号に基づいてエンジンの出力を制御するスロットル開度制御部とを有することを特徴とする自動車制御装置。
【請求項２】
アクセルペダルの踏込み状況を検出して出力するアクセルセンサと、
かかと部の接地状況を検出して出力するかかとセンサと、
前記アクセルペダルの踏込み状況はアクセルペダルが踏込まれていることを表し、かつ前記かかと部の接地状況はかかと部が接地していないことを表しているときに、ブレーキの駆動を指令するブレーキ駆動制御信号を出力するブレーキ制御装置と、
前記ブレーキ駆動制御信号に基づいてブレーキの駆動を制御するブレーキ駆動制御部とを有することを特徴とする自動車制御装置。
【請求項３】
アクセルペダルの踏込み状況を検出して出力するアクセルセンサと、
かかと部の接地状況を検出して出力するかかとセンサと、
ブレーキペダルの踏込み状況を検出して出力するブレーキセンサと、
前記アクセルペダルの踏込み状況および前記かかと部の接地状況に基づいて、ブレーキの駆動を指令するブレーキ駆動制御信号を出力するブレーキ制御装置と、
前記ブレーキ駆動制御信号及び前記ブレーキペダルの踏込み状況を比較し、前記ブレーキ駆動制御信号を調整する調整部と、
前記調整部で調整されたブレーキ駆動制御信号に基づいてブレーキの駆動を制御するブレーキ駆動制御部とを有することを特徴とする自動車制御装置。
【請求項４】
自動車の周辺状況を検知する周辺状況検知センサを更に有し、
前記周辺状況検知センサで検知された自動車の周辺状況に基づいて前記ブレーキ駆動制御信号を調整する調整部を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の自動車制御装置。
【請求項５】
タイマーを更に有し、該タイマーは前記ブレーキ駆動制御信号を出力してから所定時間経過後に、ブレーキの駆動を抑制する信号を出力することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動車制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の運転において、運転者が意図しない動作や暴走を防止し、かつアクセルとブレーキのペダルを踏み替える時間ロスを低減することによって安全かつ緻密でレスポンスのよい運転を可能とする自動車制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アクセル板、足のかかとの位置、ブレーキペダル等にスイッチを設置し、運転者がブレーキ（エンジンブレーキ等を含む）をかける意思があるときにブレーキランプを点灯させる装置が開示されている（特許文献１）。
また、アクセル、ブレーキの状態と足のかかとの接地状態から、運転者が緊急の制動動作を行おうとしている状態を検知し、自動的にブレーキを作動させる自動車緊急自動ブレーキ装置が開示されている（特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５１−１０９６３６号公報（１〜２ページ）
【０００４】
【特許文献２】
特開平１０−３１５９３８号公報（段落０００６〜０００９）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
既存のアクセルペダルとブレーキペダルの操作により、運転者が速度を制御する際の問題点として、アクセルをブレーキと間違えて踏むことによる暴走事故が挙げられる。
また、アクセルペダルとブレーキペダルが分かれているため、加速から減速に移るときにペダルの踏み替えが必須であり、特に事故を回避するような場面でのブレーキの遅れが問題になっている。従って、運転者の意図しないアクセル操作による暴走や、緊急のブレーキが必要な場合のペダル踏み替えの時間ロスの低減を可能とする自動車制御装置が求められている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上に記載の目的のうち少なくとも１つを達成する本願発明の請求項１に係る発明は、アクセルペダルの踏込み状況を検出して出力するアクセルセンサと、かかと部の接地状況を検出して出力するかかとセンサと、前記アクセルペダルの踏込み状況および前記かかと部の接地状況に基づいて、エンジン出力を指令するエンジン出力制御信号を出力するアクセル制御装置と、前記エンジン出力制御信号に基づいてエンジンの出力を制御するスロットル開度制御部とを有することを特徴とする自動車制御装置である。
【０００７】
本願の請求項２に係る発明は、アクセルペダルの踏込み状況を検出して出力するアクセルセンサと、かかと部の接地状況を検出して出力するかかとセンサと、前記アクセルペダルの踏込み状況はアクセルペダルが踏込まれていることを表し、かつ前記かかと部の接地状況はかかと部が接地していないことを表しているときに、ブレーキの駆動を指令するブレーキ駆動制御信号を出力するブレーキ制御装置と、前記ブレーキ駆動制御信号に基づいてブレーキの駆動を制御するブレーキ駆動制御部とを有することを特徴とする自動車制御装置である。
【０００８】
本願の請求項３に係る発明は、アクセルペダルの踏込み状況を検出して出力するアクセルセンサと、かかと部の接地状況を検出して出力するかかとセンサと、ブレーキペダルの踏込み状況を検出して出力するブレーキセンサと、前記アクセルペダルの踏込み状況および前記かかと部の接地状況に基づいて、ブレーキの駆動を指令するブレーキ駆動制御信号を出力するブレーキ制御装置と、前記ブレーキ駆動制御信号及び前記ブレーキペダルの踏込み状況を比較し、前記ブレーキ駆動制御信号を調整する調整部と、前記調整部で調整されたブレーキ駆動制御信号に基づいてブレーキの駆動を制御するブレーキ駆動制御部とを有することを特徴とする自動車制御装置である。
【０００９】
本願の請求項４に係る発明は、自動車の周辺状況を検知する周辺状況検知センサを更に有し、前記周辺状況検知センサで検知された自動車の周辺状況に基づいて前記ブレーキ駆動制御信号を調整する調整部を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の自動車制御装置である。
【００１０】
本願の請求項５に係る発明は、タイマーを更に有し、該タイマーは前記ブレーキ駆動制御信号を出力してから所定時間経過後に、ブレーキの駆動を抑制する信号を出力することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の自動車制御装置である。
【００１１】
【作用】
運転者がアクセル操作をする場合には、かかとは接地されているが、ブレーキを操作する場合、特に強いブレーキを踏む場合はかかとを浮かして操作する。本願の請求項１に係る発明によると、運転者の操作意図をアクセルセンサとかかとセンサから読み取り、その意図と異なる操作をしている場合であっても、意図通りにエンジンの出力を制御することから、アクセルとブレーキを踏み間違えても暴走することなく、安全に運行することが可能となる。
【００１２】
また、請求項２に係る発明によると、アクセルペダルの操作のみでブレーキをかけることが可能となり、緊急ブレーキ等の際にペダル踏み替えの時間ロスをなくすことが可能である。また、緊急でなくても、緻密でレスポンスのよい速度制御が可能となる。
【００１３】
更に、請求項３に係る発明によると、強制的にブレーキを駆動させるのみでなく、運転者のブレーキペダルの操作をも反映したブレーキの制御が可能となる。
【００１４】
請求項４に係る発明によると、自動車の周辺状況を考慮したブレーキ制御が可能となる。ここで周辺状況とは、先行車との車間距離や相対速度、自車の速度、周辺の障害物などの存在が挙げられる。例えば、先行車との車間距離が短い場合にはより強いブレーキを遅滞なくかけることが可能となる。
【００１５】
請求項５に係る発明によると、自動的にブレーキが作動した時点から所定時間経過後にブレーキの駆動が抑制されるので、ブレーキ制御装置の誤動作を防止し、運転者の意図を優先させたブレーキの制御が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１に請求項１に係る発明の実施の形態を図示する。アクセルセンサ１１はアクセルペダルの踏込み状況を検出して出力するセンサである。アクセルペダルの踏込み状況が表すものは、アクセルペダルの踏込み量（ストローク）でもよいし、また踏み込んだときの力でもよい。実際に自動車に実装する場合には踏込み量を検出する方がスロットルの制御に向いている。かかとセンサ１２は運転者のアクセルペダルを踏む足のかかと部が接地しているか否かを検出するセンサである。このセンサは自動車の床面のかかとを置く位置に設置されている。かかとセンサはかかと部が接地しているＯＮ状態とかかと部が接地していないＯＦＦ状態とを出力するものである。後に説明するようにこのかかとセンサは重要な役割をするため、センサ故障の場合に備えた補償回路を有する多重系であることが望ましい。多重系の出力を行うかかとセンサを利用すると、一つのセンサが故障した場合であっても補償回路が動作し、運転不能になることがない。
【００１７】
アクセル制御装置１３は前記アクセルセンサ１１とかかとセンサ１２の出力に基づいてエンジン出力制御信号を出力する。エンジン出力制御信号はスロットル開度制御部１４に送られ、最終的にスロットル１５が制御され、エンジンの出力が制御される。エンジン出力制御信号の具体的内容はスロットル開度でも良いし、燃料の噴射量等でもよい。
【００１８】
アクセルセンサ１１とかかとセンサ１２の出力に基づいて行われるスロットル制御の詳細を表１に示す。かかとが接地している状態（かかとセンサＯＮ）で、アクセルペダルが所定量Ａ踏込まれている場合は、運転者はアクセルペダルを踏むことを意図しているため、Ａに応じたスロットル開度を設定する。かかとが接地していない状態（かかとセンサＯＦＦ）で、アクセルペダルが所定量Ａ踏込まれている場合は、運転者はアクセルとブレーキのペダルを踏み間違えているか、または加速状態から減速状態に移行する途中であるため、スロットル開度はアイドル状態に設定する。また、かかとセンサの出力に関係なく、アクセルペダルの踏込み量が０の場合は、スロットル開度はアイドル状態に設定する。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
以上の構成によると運転者が意図と異なる操作をしている場合であっても、意図通りにエンジンの出力を制御できることから、アクセルとブレーキのペダルを踏み間違えても自動車が暴走することなく、安全に運行することが可能となる。
【００２１】
（実施の形態２）
本願請求項２に係る発明の実施の形態を図２に示す。アクセルセンサ１１とかかとセンサ１２は実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００２２】
ブレーキ制御装置２３はアクセルセンサ１１とかかとセンサ１２の出力に基づいてブレーキの駆動力を示すブレーキ駆動制御信号を出力する。ブレーキ制御装置２３の内部動作の詳細を図３に示す。ブレーキ制御装置２３は、「通常ブレーキ作動状態」３１、「通常アクセル待ち状態」３２、「通常アクセル作動状態」３３、「かかとブレーキ作動状態」３４の４つの状態を持つ。エンジン始動後の初期状態は「通常ブレーキ作動状態」３１であり、かかとを接地するとかかとセンサがＯＮとなり、アクセルペダルを踏込むことが可能な「通常アクセル待ち状態」３２となる。アクセルペダルが踏込まれ、踏込み量が所定値を超える状態（アクセルセンサＯＮ）になると、アクセル操作がスロットル操作に連動する「通常アクセル作動状態」３３になる。このときアクセルペダルの踏込み量の所定値はアクセル操作時の遊びを考慮したものであり、実際のアクセル動作が有効になる踏込み量等の値から定められる。以上の３状態において、かかと部が接地されていない状態（かかとセンサＯＦＦ）になると、「かかとブレーキ作動状態」３４となり、ブレーキペダルが踏まれていない状態であっても強制的にブレーキをかけるブレーキ駆動制御信号が出力され、ペダル踏み替えの時間ロスをなくすことが可能である。また、緻密でレスポンスのよい速度制御が可能となる。
【００２３】
「通常ブレーキ動作状態」３１から「通常アクセル待ち状態」３２に移る条件はかかとセンサＯＮに加えてアクセルセンサＯＦＦを加えてもよい。この条件を加えると、アクセルペダルが踏込まれていない状態で、かかと部を接地して「通常アクセル待ち状態」３２にならないと、アクセル操作は有効にならないことから、アクセルペダルだけ踏んだ際に暴走しないとともに、アクセルペダルを踏んだ状態からかかとを接地してもアクセル操作は有効でないから、自動車が急発進するのを防ぐことができる。
【００２４】
以上の説明と同様に「かかとブレーキ作動状態」３４からは、図３に示すようにアクセルセンサとかかとセンサの出力に従って、他の３状態に遷移する。
【００２５】
ブレーキ制御装置２３は上記４状態のそれぞれに適したブレーキ駆動制御信号を出力し、ブレーキ駆動制御部２１はこのブレーキ駆動制御信号を受けて、ブレーキアクチュエータ２２を制御する。ブレーキ駆動制御信号の内容は具体的なブレーキ油圧値でもよいし、必要な加速度、目的とする速度等であってもよい。
【００２６】
（実施の形態３）
本願請求項３乃至請求項５に記載の発明に係る実施の形態を図４に示す。本実施の形態３は上記実施の形態１及び実施の形態２を併せ、更に機能を付加したものである。上記実施の形態１，２に共通する箇所は同じ符号を付し、説明を省略する。アクセル制御装置１３とブレーキ制御装置２３はまとめて制御装置４２とする。
【００２７】
本実施の形態３ではブレーキペダルの踏込み状況を検出して出力するブレーキセンサ４１が設けられている。ブレーキペダルの踏込み状況とは、踏込み量（ストローク）でもよいし、また踏み込んだときの力やブレーキ油圧でもよい。実際に実装する場合にはブレーキの駆動制御に便利なブレーキ油圧の値であることが好ましい。
【００２８】
このブレーキペダルの踏込み状況は調整部４３に出力される。調整部４３では入力されたブレーキペダル踏込み状況とブレーキ駆動制御信号を比較して、どちらの制動力が強いかを判断し、ブレーキペダルの踏込みがより強い場合（ブレーキペダルＯＮ）には、ブレーキペダルの踏込みに対応する制動力でブレーキを駆動するようにブレーキ駆動制御信号を調整する。また、ブレーキペダル踏込み状況とブレーキ駆動制御信号を比較し、最適な制動力でブレーキが駆動するようにブレーキ駆動制御信号を調整することも可能である。
【００２９】
なお、実際の自動車に実装する場合には電気回路の故障等による危険性を考慮して、実際にブレーキペダルを踏込んだときのブレーキ油圧をブレーキ駆動制御部２１に伝えるブレーキ油圧伝達経路４６を設けることが好ましい。これによって制御装置４２が故障した場合であっても、安全にブレーキをかけることが可能である。
【００３０】
本実施の形態３では、自動車の周辺状況を考慮したブレーキ制御が可能である。周辺状況検知センサ４４は、例えば先行車との車間距離を測定するセンサである。この場合、測定した車間距離の情報は調整部４３に入力され、調整部４３では、車間距離が短い場合には、より強い制動力を発生するようにブレーキ駆動制御信号を調整する。
【００３１】
周辺状況検知センサ４４は、先行車との車間距離のみでなく、近接車との相対速度、自車の速度、周辺の障害物などの存在を検知するセンサでもよい。
【００３２】
以上のように、ブレーキ制御装置２３から出力されたブレーキ駆動制御信号は、調整部４３で必要な制動力を調整され、ブレーキ駆動制御部２１に入力される。
【００３３】
また、制御装置４２内部にはタイマー４５を設けてもよい。このタイマー４５はブレーキ駆動制御信号を出力した時に計時を開始し、所定時間経過するとブレーキの駆動を抑制する信号を出力するものである。これにより、運転者がアクセルペダルからブレーキペダルに踏み替えが完了した後は、運転者の意図に沿ったブレーキの制御が可能となる。このときの所定時間は運転者がアクセルペダルからブレーキペダルへの踏み替えに要する時間であり、典型的には０．５秒から１秒程度である。
【００３４】
ブレーキセンサ４１やタイマー４５を利用したブレーキ駆動力の制御は、実施の形態２で説明した図３に記載のブレーキ制御装置２３の内部動作においても適用可能である。「かかとブレーキ作動状態」３４においてブレーキペダルＯＮになるか又はタイマーにより所定時間の経過が確認された場合には「通常ブレーキ作動状態」３１に戻すといった処理が可能である。
【００３５】
以上の実施の形態１〜３の説明にある制御装置は、マイクロプロセッサ上で動くプログラムとして実装する方法のほか、汎用品であるいわゆるシーケンス制御機器等が利用できる。
【００３６】
以上説明した実施の形態は、前記目的の少なくとも一つを達成するために実施できる本願発明の例であって、本願発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００３７】
【発明の効果】
本願発明によると、アクセルペダルの踏込み状況やかかと部の接地状況等に基づいてエンジンの出力やブレーキを制御するため、アクセルペダルをブレーキペダルと間違えて踏む等の運転者の意図しないアクセル操作による暴走や、緊急のブレーキが必要な場合のペダル踏み替えの時間ロスをなくすことが可能となる。
【００３８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る自動車制御装置の概略図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る自動車制御装置の概略図である。
【図３】ブレーキ制御装置の機能を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る自動車制御装置の概略図である。
【符号の説明】
１１  アクセルセンサ
１２  かかとセンサ
１３  アクセル制御装置
２３  ブレーキ制御装置
４１  ブレーキセンサ
４３  調整部
４５  タイマー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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