(57)【要約】【課題】運転者が誤操作を行った場合に、運転者が本来意図していた車両挙動に早期に復帰させることのできる車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置１００は、運転者が車両の制動力または駆動力を操作するための操作手段１０と、操作手段１０の出力値に応じて車両の制動力、駆動力を発生させるブレーキ制御手段５４およびエンジン制御手段５０と、運転者による前記操作手段の操作状態を監視するストロークセンサ３４と、ストロークセンサ３４により取得された情報をもとに、運転者による操作手段１０の操作が誤操作か否かを判断する誤操作判断手段６２と、誤操作判断手段６２によって操作が誤操作であると判断された場合に、操作手段１０の出力値を補正した上でエンジン制御手段５０およびブレーキ制御手段５４に入力する補正手段６４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者が車両の制動力または駆動力を操作するための操作手段と、
前記操作手段の出力値に応じて車両の制動力または駆動力を発生させる制御手段と、
運転者による前記操作手段の操作状態を監視する監視手段と、
前記監視手段により取得された情報をもとに、運転者による前記操作手段の操作が誤操作か否かを判断する誤操作判断手段と、
前記誤操作判断手段によって前記操作が誤操作であると判断された場合に、前記操作手段の出力値を補正した上で前記制御手段に入力する補正手段と、
を備えることを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記誤操作判断手段によって前記操作が誤操作であると判断された場合に、誤操作後に運転者が行った操作に対して、意図された車両挙動に復帰するように前記操作手段の出力値を補正することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記誤操作判断手段によって前記操作が誤操作であると判断された場合に、シートベルトの張力を高めるシートベルト制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記操作手段は、レバーの傾動によって車両の制動力または駆動力を操作可能な操作手段であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記誤操作判断手段は、前記操作手段の出力値の時間変化率に基づいて誤操作を判断することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ステアリングホイールの代わりにジョイスティックやレバー等を使用して車両の加減速を操作する運転装置が知られている。例えば、特許文献１および２には、ジョイスティックの操作量に応じて車両の操舵および加減速操作を行う車両用運転装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１４６１１６号公報
【特許文献２】特開２０００−６６７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したような操作装置では、運転者が誤ってレバーを操作してしまった場合には、運転者が本来意図していたのとは異なる車両挙動を生じる。このような場合、運転者が本来意図していた車両挙動に早期に復帰させることが安全の観点から好ましい。
【０００４】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、運転者が誤操作を行った場合に、運転者が本来意図していた車両挙動に早期に復帰させることのできる車両制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両制御装置は、運転者が車両の制動力または駆動力を操作するための操作手段と、操作手段の出力値に応じて車両の制動力または駆動力を発生させる制御手段と、運転者による操作手段の操作状態を監視する監視手段と、監視手段により取得された情報をもとに、運転者による操作手段の操作が誤操作か否かを判断する誤操作判断手段と、誤操作判断手段によって操作が誤操作であると判断された場合に、操作手段の出力値を補正した上で制御手段に入力する補正手段と、を備える。
【０００６】
この態様によると、運転者による操作手段の操作が誤操作であると判断された場合には、操作手段の出力値が補正されて制御手段に入力される。この結果、同じ操作を操作手段に対して行った場合であっても、運転者による操作が誤操作であるときと、誤操作ではない通常操作のときとで、車両に異なる制動力または駆動力を発生させることができる。なお、運転者による操作手段の操作状態を監視する監視手段は、操作手段に加えられた操作力を検出するセンサや、操作手段に加えられた操作量を検出するセンサであってよい。また、運転者が操作手段を操作する様子を撮影するカメラであってもよい。
【０００７】
補正手段は、誤操作判断手段によって操作が誤操作であると判断された場合に、誤操作後に運転者が行った操作に対して、意図された車両挙動に復帰するように操作手段の出力値を補正してもよい。この場合、操作手段の出力値を補正せずに制御手段に入力した場合よりも早期に運転者が本来意図していた車両挙動に復帰することができる。
【０００８】
誤操作判断手段によって操作が誤操作であると判断された場合に、シートベルトの張力を高めるシートベルト制御手段をさらに備えてもよい。誤操作の場合には、急発進や急ブレーキなどによって運転者の姿勢が崩れる場合があるが、シートベルトの張力を高めることによってこのような事態を回避することができる。
【０００９】
操作手段は、レバーの傾動によって車両の制動力または駆動力を操作可能な操作手段であってもよい。このような操作手段は高齢者や障害者などの力の弱い運転者が利用する場合が多い。力の弱い運転者は、誤操作時に素早くレバーを操作することが容易でない場合もある。このような力の弱い運転者にとって、誤操作時に操作信号の補正を行うことのできる本発明に係る車両制御装置は特に有効である。
【００１０】
誤操作判断手段は、操作手段の出力値の時間変化率に基づいて誤操作を判断してもよい。この場合、誤操作の判断を的確に行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、運転者が誤操作を行った場合に、運転者が本来意図していた車両挙動に早期に復帰させることのできる車両制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両制御装置１００の構成を示す図である。図１に示すように、車両制御装置１００は、操作手段１０と、ＥＣＵ４０と、エンジン制御手段５０と、スロットルアクチュエータ５２と、ブレーキ制御手段５４と、ブレーキアクチュエータ５６と、シートベルト制御手段５８と、リトラクタ６０と、を備える。
【００１３】
図２は、操作手段１０の外観図である。操作手段１０は、レバー１２（ジョイスティックともいう）を運転者が中立位置から傾動させることで、車両の制動力や駆動力を指令する入力デバイスである。図２では、レバー１２が中立位置にある状態を示している。この中立位置からレバー１２を右方向に傾動させると右操舵、左方向に傾動させると左操舵の指令をすることができる。また、前方向に傾動させると車両に駆動力を、後方向に傾動させると車両に制動力を与える指令をすることができる。操作手段１０の筐体２４の内部には、レバー１２を取り囲むようにしてスポンジ部材が充填されている。このスポンジ部材は、その弾性力により、レバー１２に力が加えられていないときにレバー１２を中立位置に付勢する働きを有する。この操作手段１０は、車室のアームレストやインストルメンタルパネルなどに配置される。
【００１４】
図１に戻り、操作手段１０は、運転者によりレバー１２に与えられる操作力を検出する操作力センサ３２と、運転者によるレバー１２のストローク量を検出するストロークセンサ３４と、を備える。操作力センサ３２は、検出した操作力に応じた操作力信号をＥＣＵ４０に出力する。ストロークセンサ３４は、運転者の操作によりレバー１２が中立位置よりも変位すると、そのストローク量を検出してそれに応じたストローク量信号をＥＣＵ４０に出力する。
【００１５】
ＥＣＵ４０は、ＥＣＵのうち車両操作制御に関与する部分の構成を示す。ここに示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００１６】
誤操作判断手段６２は、ストロークセンサ３４から入力されたストローク量信号の時間変化率をもとに、運転者による操作手段１０の操作が誤操作か否かを判断する。図３は、誤操作判断について説明するための図である。図３の縦軸は、誤操作判断手段６２に入力されたストローク量信号を表し、横軸は時間を表す。図３の時刻ａから時刻ｂまでの区間では、運転者はレバー１２を一定速度で動かしており、したがってストローク量信号も単調に増加している。ここで、時刻ｂにおいて運転者は誤ってレバー１２から手を離してしまったとする。この場合、スポンジ部材の付勢力によってレバー１２は中立位置の方向に動く。図３では、時刻ｂからストローク量信号が急激に減少し、時刻ｃにおいてストローク量信号が０、つまり中立位置まで戻ったことを表している。
【００１７】
誤操作判断手段６２は、ストローク量信号の変化率、つまり図３におけるストローク量信号の勾配θを監視しており、勾配θが所定の閾値α以上であった場合に、運転者の操作が誤操作であると判断する。誤操作判断手段６２は、誤操作であると判断した場合には、その情報を補正手段６４に出力する。閾値αは、運転者によって設定を変えられるように構成してもよい。このように運転者によって閾値αを調整できるようにすることによって、たとえば通常の力を有する運転者と、力の弱い運転者とで異なる誤差の判断基準を設定できることとなり、車両の共有が可能となる。また、ストローク量信号の履歴を解析し、閾値αの値を好適に変えられるように構成してもよい。
【００１８】
図３では、ストローク量信号をもとに誤操作判断を行う例を示したが、操作力信号を誤操作判断手段６２に入力し、操作力信号の時間変化率をもとに誤操作判断を行ってもよい。また、ストローク量信号と、操作力信号の両方を用いて誤操作の判断を行ってもよい。この場合、操作力センサ３２とストロークセンサ３４のいずれかが故障した場合にも誤操作を判断することができ、フェイルセーフの観点からも好ましい。
【００１９】
補正手段６４は、誤操作判断手段６２によって運転者の操作が誤操作であると判断された場合に、操作力信号およびストローク量信号を補正した上で、駆動力算出手段４６および制動力算出手段４８に出力する。図４は、補正手段６４の動作について説明するための図である。図４では、ストローク量信号について補正する場合について説明する。図４の縦軸は補正手段６４が出力するストローク量信号を表し、横軸は時間を表す。図４においても、図３と同じ状況を想定し、時刻ａからｂの区間では運転者は一定速度でレバー１２を動かし、時刻ｂにおいてレバー１２を離したために時刻ｃにおいてレバー１２が中立位置に戻った状態であるとする。そして、補正手段６４は、時刻ｃにおいて誤操作判断手段６２から誤操作である旨の情報が入力されたものとする。
【００２０】
誤操作を判断した後は、誤操作判断前の出力値との差を少なくすることが、車両挙動を抑えることができ好ましい。そのために、本実施の形態では、以下のような制御を行う。
【００２１】
補正手段６４は、誤操作判断手段６２から誤操作である旨の情報が入力されていない状態、すなわち図４における時刻ａからｃの区間では、入力されたストローク量信号を補正せずに出力する。
【００２２】
誤操作判断手段６２から誤操作である旨の情報が入力された場合、補正手段６４は、誤操作後に運転者が行った操作によって入力されたストローク量信号の補正を行う。この補正は、誤操作前に入力されていたストローク量信号をもとに、運転者の意図していた車両挙動に応じたストローク量信号を推定し、その推定されたストローク量信号に早期に復帰するようにストローク量信号の補正を行う。図４では、時刻ａからｂの区間においてストローク量信号が単調に増加しているため、同じ勾配でストローク量信号が増加することを運転者が意図しているものと推定している。図４では、推定したストローク量信号を点線で示している。
【００２３】
図４では、時刻ｂにおいて誤操作を行ってしまった運転者が、時刻ｃから再びレバーを操作している。このとき、補正手段６４は、入力されたストローク量信号に所定の係数を乗じる補正を行った上で出力する。このようにストローク量信号に所定の係数を乗じる補正を行うことによって、補正を行わなかった場合よりも早期に推定されたストローク量信号値まで復帰させることができる。時刻ｄにおいて推定されたストローク量信号まで復帰した後は、補正を行うのを終了する。図４では、ストローク量信号の補正についての例を示したが、操作力信号についても同様に補正を行う。
【００２４】
通常の力を有する運転者であれば、誤操作を行ってしまった場合であっても、素早くレバーを動かすことによって意図していた車両挙動に復帰させることは容易であるが、高齢者や障害者などの力の弱い運転者の場合には、レバーを素早く動かすことができず、意図していた車両挙動まで復帰させるのに時間がかかる。本実施の形態に係る車両制御装置１００では、誤操作と判断した場合には、誤操作後に操作手段１０が出力した操作力信号とストローク量信号の補正を行うので、早期に意図していた車両挙動に復帰させることが可能となる。
【００２５】
駆動力算出手段４６は、補正手段６４から入力された操作力信号、ストローク量信号にしたがって、エンジン制御手段５０に与える指令値を算出する。同様に、制動力算出手段４８は、補正手段６４から入力された操作力信号およびストローク量信号にしたがって、ブレーキ制御手段５４に与える指令値を算出する。駆動力算出手段４６および制動力算出手段４８は、予め準備されているプログラムにしたがって上述の指令値を算出する。シートベルト張力算出手段６６は、誤操作判断手段６２によって運転者の操作が誤操作であると判断された場合に、シートベルトの張力を高めるようにシートベルト制御手段５８に与える指令値を算出する。
【００２６】
エンジン制御手段５０は、駆動力算出手段４６から与えられる指令値にしたがって、図示しないエンジンのスロットル開度を制御するスロットルアクチュエータ５２を駆動させることによって、車両を加速させる。操作手段１０のレバー１２は、中立位置から前方に変位するにしたがって車両の加速度を大きくし、中立位置側に戻すにしたがって車両の加速度を小さくするように設定されている。中立位置においては、加速度は０となる。なお、ハイブリッド車両においては、エンジン制御手段５０は、駆動力算出手段４６から与えられる指令値にしたがって図示しないモータを駆動させて、車両を加速させてもよい。
【００２７】
ブレーキ制御手段５４は、制動力算出手段４８から与えられる指令値にしたがって、車両に制動力を付与するブレーキアクチュエータ５６を駆動させ、車両を減速させる。操作手段１０のレバー１２は、中立位置から後方に変位するにしたがって車両の減速度を大きくし、中立位置側すなわち前方に戻すにしたがって車両の減速度を小さくするように設定されている。中立位置においては、減速度は０となる。なお、ハイブリッド車両においては、ブレーキ制御手段５４は、制動力算出手段４８から与えられる指令値にしたがって図示しないモータによる回生ブレーキを作動させて、車両を減速させてもよい。
【００２８】
シートベルト制御手段５８は、シートベルト張力算出手段６６から与えられる指令値にしたがって、シートベルトの巻き取りを行うリトラクタ６０を駆動させ、シートベルトの張力を高めるように制御を行う。誤操作の場合、急発進や急ブレーキなどによって運転者の姿勢が崩れる可能性があるが、シートベルトの張力を高めることによってこのような事態を回避することができる。
【００２９】
図５は、ＥＣＵ４０における信号処理のフローチャートである。まず、ＥＣＵ４０は、操作力センサ３２より操作力信号を、ストロークセンサ３４よりストローク量信号を取得する（Ｓ１０）。操作力信号は、補正手段６４に入力される。ストローク量信号は、補正手段６４と、誤操作判断手段６２に入力される。
【００３０】
次に、誤操作判断手段６２は、ストローク量信号をもとに、運転者の操作が誤操作であるか否か判断する（Ｓ１２）。運転者の操作が誤操作であると判断した場合（Ｓ１２のＹ）、補正手段６４は、操作力信号およびストローク量信号を補正した上で駆動力算出手段４６および制動力算出手段４８に出力する（Ｓ１４）。一方、運転者の操作が誤操作ではないと判断した場合、補正手段６４は、操作力信号およびストローク量信号を補正せずにそのまま駆動力算出手段４６および制動力算出手段４８に出力する（Ｓ１２のＮ）。駆動力算出手段４６および制動力算出手段４８は、操作力信号およびストローク量信号をもとにエンジン制御手段、ブレーキ制御手段に出力する指令値を算出する（Ｓ１６）。以上でＥＣＵ４０における信号処理は終了する。
【００３１】
以上説明したように、第１の実施の形態に係る車両制御装置１００によれば、運転者の操作が誤操作と判断した場合には、運転者が本来意図していた車両挙動に復帰するように操作力信号とストローク量信号の補正を行うので、運転者が意図していた車両挙動に早期に復帰することが容易となる。この結果、素早く車両挙動を安定させることができるので、乗員の安全を確保することができる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る車両制御装置２００の構成を示す図である。第１の実施の形態に係る車両制御装置１００ではストロークセンサ３４より出力されるストローク量信号をもとに誤操作の判断を行った。第２の実施の形態に係る車両制御装置２００では、監視カメラ４２をさらに備え、この監視カメラ４２の撮影した画像をもとにして誤操作の判断を行う点が異なる。なお、第１の実施の形態と同一の構成要素については、同一の符号を用いることとし、適宜説明を省略する。
【００３３】
監視カメラ４２は、車室内に設置され、運転者が操作手段１０を操作している様子を撮影する。撮影された画像は、誤操作判断手段６８に送られる。誤操作判断手段６８では、監視カメラ４２から入力された画像を解析し、運転者の操作が誤操作が否かを判断する。具体的には、レバーの操作中に運転者の手がレバーから離されたことや、所定の速度以上の速度でレバーが動かされたことを既知の画像解析方法によって検出し、誤操作であるか否かを判断する。誤操作判断後の信号処理については、第１の実施の形態に係る車両制御装置１００と同様である。
【００３４】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００３５】
例えば、上記の実施の形態においては、操作手段として、レバーを運転者が中立位置から傾動させることで、車両の制動力や駆動力を指令する入力デバイスを例にとって説明したが、本発明の操作手段はこれに限られるものではなく、通常の車におけるステアリングホイールであってもよい。この場合は、ステアリングホイールの回転量や、操作力を監視することで誤操作であるか否かを判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両制御装置の構成を示す図である。
【図２】操作手段の外観図である。
【図３】誤操作判断について説明するための図である。
【図４】補正手段の動作について説明するための図である。
【図５】ＥＣＵにおける信号処理のフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る車両制御装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  操作手段、  １２  レバー、  ２４  筐体、  ３２  操作力センサ、  ３４  ストロークセンサ、  ４０  ＥＣＵ、  ４２  監視カメラ、  ４６  駆動力算出手段、  ４８  制動力算出手段、  ５０  エンジン制御手段、  ５２  スロットルアクチュエータ、  ５４  ブレーキ制御手段、  ５６  ブレーキアクチュエータ、  ５８  シートベルト制御手段、  ６０  リトラクタ、  ６２、６８  誤操作判断手段、  ６４  補正手段、  ６６  シートベルト張力算出手段、  １００、２００  車両制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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