(57)【要約】【課題】  適切な車両の運転を可能とするペダル制御装置を提供する。【解決手段】  ペダル制御装置１０は、ドライバＤがシートＳに着座した着座状態において自身の足でアクセルペダルＡを操作して運転可能な車両に搭載されており、着座状態におけるドライバＤの膝角度θを検出し、検出した膝角度θに基づいて足首可動角度範囲△φを取得し、取得した足首可動角度範囲△φに応じてアクセルペダルＡのペダル可動角度範囲を設定する。【選択図】図１
2012035700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者がシートに着座した着座状態において自身の足で操作ペダルを操作して運転可能な車両に搭載されたペダル制御装置であって、
前記着座状態における前記運転者の足首の可動角度範囲を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した前記足首の可動角度範囲に応じて、前記操作ペダルの可動角度範囲を設定する設定手段と、
を備えることを特徴とするペダル制御装置。
【請求項２】
前記操作ペダルはアクセルペダルであって、
前記設定手段が設定した前記操作ペダルの可動角度範囲に応じて、前記操作ペダルの操作量に対する前記車両への要求駆動力を変化させる要求駆動力変化手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のペダル制御装置。
【請求項３】
前記着座状態における前記運転者の膝の角度を計測する計測手段をさらに備え、
前記取得手段は、前記計測手段が計測した前記膝の角度に基づいて、前記足首の可動角度範囲を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載のペダル制御装置。
【請求項４】
前記着座状態において、前記車両の床面に対する前記運転者の足裏面の傾斜角度が所定の設定角度よりも小さい場合に、前記傾斜角度が前記所定の設定角度よりも大きくなるように前記運転者の姿勢を調整する姿勢調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のペダル制御装置。
【請求項５】
前記設定手段は、前記着座状態において、前記車両の床面に対する前記運転者の足裏面の傾斜角度が所定の設定角度よりも小さい場合に、前記操作ペダルが前記床面よりも下方に可動するように前記操作ペダルの可動角度範囲を設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のペダル制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者がシートに着座した状態において自身の足で操作ペダルを操作して運転可能な車両に搭載されたペダル制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記技術分野の従来のペダル制御装置として、例えば特許文献１に記載の運転姿勢制御装置が知られている。特許文献１に記載の運転姿勢制御装置は、シートクッションの位置やシートバックの傾斜等のシート状態を変化させるシート作動部と、このシート作動部に連動して、車両の床面に対する操作ペダルの傾斜角度を変化させるペダル操作部とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２３２１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の運転姿勢制御装置においては、シート操作部の動作に連動してペダル操作部が操作ペダルの傾斜角度を変化させた結果、その傾斜角度が運転者の足首の可動角度範囲よりも大きくなってしまう場合がある。そのような場合には、運転者が自身の足首の可動角度範囲を超えて操作ペダルを操作する必要があるため、操作ペダルの操作が困難となり、結果として車両の運転を適切に行えないことがある。
【０００５】
本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、適切な車両の運転を可能とするペダル制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るペダル制御装置は、運転者がシートに着座した着座状態において自身の足で操作ペダルを操作して運転可能な車両に搭載されたペダル制御装置であって、着座状態における運転者の足首の可動角度範囲を取得する取得手段と、取得手段が取得した足首の可動角度範囲に応じて、操作ペダルの可動角度範囲を設定する設定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このペダル制御装置は、着座状態における運転者の足首の可動角度範囲に応じて、操作ペダルの可動角度範囲を設定する。このため、運転者は、自身の足首の可動角度範囲を超えて操作ペダルを操作する必要がない。したがって、このペダル制御装置によれば、操作ペダルの操作を容易に行うことができるので、適切な車両の運転が可能となる。
【０００８】
また、本発明に係るペダル制御装置は、操作ペダルはアクセルペダルであって、設定手段が設定した操作ペダルの可動角度範囲に応じて、操作ペダルの操作量に対する車両への要求駆動力を変化させる要求駆動力変化手段をさらに備える態様とすることができる。この場合、運転者の足首の可動角度範囲内において、車両に対して適当な駆動力を要求できるので、より適切な車両の運転が可能となる。
【０００９】
また、本発明に係るペダル制御装置は、着座状態における運転者の膝の角度を計測する計測手段をさらに備え、取得手段は、計測手段が計測した膝の角度に基づいて、足首の可動角度範囲を求める態様とすることができる。この場合、着座状態における運転者の足首の可動角度範囲を正確に求めることができる。
【００１０】
また、本発明に係るペダル制御装置は、着座状態において、車両の床面に対する運転者の足裏面の傾斜角度が所定の設定角度よりも小さい場合に、傾斜角度が所定の設定角度よりも大きくなるように運転者の姿勢を調整する姿勢調整手段をさらに備える態様とすることができる。この場合、車両の床面に対する運転者の足裏面の傾斜角度が大きくなるように運転者の姿勢を調節するので、足首の可動角度範囲を比較的大きくすることができる。これにより、操作ペダルの可動角度範囲を比較的大きく設定することができる。
【００１１】
さらに、本発明に係るペダル制御装置は、設定手段は、着座状態において、車両の床面に対する運転者の足裏面の傾斜角度が所定の設定角度よりも小さい場合に、操作ペダルが床面よりも下方に可動するように操作ペダルの可動角度範囲を設定する態様とすることができる。この場合、車両の床面に対する足裏面の傾斜角度が比較的小さい場合であっても、操作ペダルの可動角度範囲を比較的大きく設定することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、適切な車両の運転を可能とするペダル制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るペダル制御装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示されたペダル制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】図１に示されたペダル制御装置の動作を説明するための図である。
【図４】膝角度と足首可動角度範囲との関係を測定した結果を示すグラフである。
【図５】アクセル開度−要求駆動力特性を示すグラフである。
【図６】図１に示されたペダル制御装置の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、本発明に係るペダル制御装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、本実施形態に係るペダル制御装置１０は、ドライバ姿勢検出部（計測手段）１、足首可動角度範囲算出部（取得手段）２、ペダル可動角度範囲設定部（設定手段）３、ペダル操作量調整部（要求駆動力変化手段）４、駆動力設定部５、及び、駆動力制御部６を備えている。このようなペダル制御装置１０は、ドライバ（運転者）がシートに着座した着座状態において自身の足で操作ペダルを操作して運転可能な車両に搭載されている。なお、以下では、操作ペダルがアクセルペダルである場合について説明する。
【００１６】
ドライバ姿勢検出部１は、着座状態におけるドライバの膝の角度（膝角度）や車両の床面に対する足裏面の傾斜角度（足傾斜角度）を検出（計測）する。ドライバ姿勢検出部１としては、膝角度や足傾斜角度を検出できるものであればいずれのセンサであってもよく、例えば、ドライバの脚部を撮像して得られる画像を認識する撮像センサであってもよいし、ミリ波等の電磁波を用いてドライバの脚部の位置を認識するセンサであってもよい。
【００１７】
足首可動角度範囲算出部２は、ドライバ姿勢検出部１が検出した膝角度や足傾斜角度に基づいて、着座状態におけるドライバの足首の可動角度範囲（足首可動角度範囲）を算出する。ここで、足首可動角度範囲とは、着座状態において、ドライバが、踵を中心として楽に回動させることができる足首の角度の範囲である。
【００１８】
ペダル可動角度範囲設定部３は、足首可動角度範囲算出部２が算出した足首可動角度範囲に応じて、アクセルペダルの可動角度範囲（ペダル可動角度範囲）を設定する。ここで、ペダル可動角度範囲とは、ドライバが自身の足でアクセルペダルを踏み込むことにより回動させることができるアクセルペダルの角度の範囲である。
【００１９】
ペダル操作量調整部４は、ペダル可動角度範囲設定部３が設定した可動角度範囲に応じて、ドライバによるアクセルペダルの操作量（例えばアクセル開度）に対する車両への要求駆動力を変化させる。換言すれば、ペダル操作量調整部４は、ペダル可動角度範囲設定部３が設定した可動角度範囲に応じて、アクセル開度−要求駆動力特性を調整する。
【００２０】
駆動力設定部５は、ペダル操作量調整部４が調整したアクセル開度−要求駆動力特性に基づいて、ドライバのアクセルペダルの操作によるアクセル開度に応じた車両の目標駆動力を決定する。そして、駆動力制御部６は、駆動力設定部５によって決定された目標駆動力を実現すべく駆動力の制御を行う。
【００２１】
なお、足首可動角度範囲算出部２、ペダル可動角度範囲設定部３、ペダル操作量調整部４、駆動力設定部５、及び駆動力制御部６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含むコンピュータを主体として構成される電子制御ユニットを用いて構成することができる。また、足首可動角度範囲算出部２、ペダル可動角度範囲設定部３、ペダル操作量調整部４、駆動力設定部５及び駆動力制御部６の上記の各処理は、その電子制御ユニットにおいて所定のソフトウェアを実行することにより実現することができる。
【００２２】
次に、ペダル制御装置１０の動作について説明する。図２はペダル制御装置１０の動作を示すフローチャートであり、図３はペダル制御装置１０の動作を説明するための図である。図２，３に示されるように、ペダル制御装置１０においては、先ず、ドライバ姿勢検出部１が、着座状態におけるドライバＤの膝角度θ及び足傾斜角度φを検出する（ステップＳ１）。
【００２３】
そして、ドライバ姿勢検出部１は、検出した膝角度θ及び足傾斜角度φを示す情報を足首可動角度範囲算出部２に送信する。なお、ドライバ姿勢検出部１による膝角度θ及び足傾斜角度φの検出は、ドライバＤが高さｈのシートＳに着座してアクセルペダルＡに自身の足裏面Ｄａを載置した状態（所謂中立状態）で行うことができる。
【００２４】
続いて、足首可動角度範囲算出部２が、ドライバ姿勢検出部１から送信された膝角度θ及び足傾斜角度φを示す情報に基づいて、着座状態におけるドライバＤの足首可動角度範囲△φを算出する（ステップＳ２）。図４は、膝角度θと足首可動角度範囲△φとの関係を測定した結果を示すグラフである。
【００２５】
図４に示されたグラフによれば、膝角度θと足首可動角度範囲△φとの関係は、ドライバＤのヒップポイントの高さ（即ち、シートＳの高さｈ）に依らないことが分かる。したがって、ここでの足首可動角度範囲△φの算出は、図４に示された膝角度−足首可動角度範囲曲線Ｌ１を用いて行うことができる。そして、足首可動角度範囲算出部２は、算出した足首可動角度範囲△φを示す情報をペダル可動角度範囲設定部３へ送信する。
【００２６】
続いて、ペダル可動角度範囲設定部３が、足首可動角度範囲算出部２から送信された足首可動角度範囲△φを示す情報に基づいて、アクセルペダルＡの可動角度範囲（ペダル可動角度範囲）を設定する（ステップＳ３）。より具体的には、ペダル可動角度範囲設定部３は、足首可動角度範囲△φが小さい場合にはペダル可動角度範囲を小さく設定し、足首可動角度範囲△φが大きい場合にはペダル可動角度範囲を大きく設定する。そして、ペダル可動角度範囲設定部３は、設定したペダル可動角度範囲を示す情報をペダル操作量調整部４に送信する。
【００２７】
続いて、ペダル操作量調整部４が、ペダル可動角度範囲設定部３から送信されたペダル可動角度範囲を示す情報に基づいて、アクセルペダルの操作量に対する車両への要求駆動力を変化させる（ステップＳ４）。つまり、ここでは、ペダル操作量調整部４が、ペダル可動角度範囲設定部３から送信されたペダル可動角度範囲を示す情報に基づいて、アクセル開度−要求駆動力特性を調整する。図５は、アクセル開度−要求駆動力特性を示すグラフである。図５において、破線Ｌ２は調整前のアクセル開度−要求駆動力特性を示しており、実線Ｌ３は調整後のアクセル開度−要求駆動力特性を示している。
【００２８】
図５に示されるように、ペダル操作量調整部４は、ペダル可動角度範囲設定部３が設定したペダル可動角度範囲が比較的小さい場合には、より少ないアクセル開度でより大きな駆動力を車両に要求するように、アクセル開度−要求駆動力特性を調整する。そして、ペダル操作量調整部４は、このようにして調整したアクセル開度−要求駆動力特性を示す情報を駆動力設定部５に送信する。
【００２９】
続いて、駆動力設定部５が、ペダル操作量調整部４から送信された調整後のアクセル開度−要求駆動力特性を示す情報に基づいて、ドライバが実際にアクセルペダルを操作したときに、その操作によるアクセル開度に応じた車両の目標駆動力を決定する（ステップＳ５）。そして、駆動力制御部６が、駆動力設定部５によって決定された目標駆動力を実現すべく駆動力の制御を行う（ステップＳ６）。
【００３０】
以上説明したように、ペダル制御装置１０は、着座状態におけるドライバＤの膝角度θ等から足首可動角度範囲△φを求め、その足首可動角度範囲△φに応じてペダル可動角度範囲を設定する。その際に、足首可動角度範囲△φが小さい場合にはペダル可動角度範囲を小さく設定し、足首可動角度範囲△φが大きい場合にはペダル可動角度範囲を大きく設定する。このため、ドライバＤが足首可動角度範囲△φを超えてアクセルペダルＡを操作しなければならない状態が生じることを防止できる。したがって、このペダル制御装置１０によれば、アクセルペダルＡの操作を容易に行うことができるので、適切な車両の運転が可能となる。
【００３１】
しかも、ペダル制御装置１０によれば、ドライバは、対格差や姿勢変化に依らずに、踵を動かすことなく車両の駆動力をコントロールすることが可能となる。これにより、ドライバの疲労を軽減することができると共に、快適な走行を実現できる。
【００３２】
また、ペダル制御装置１０は、ペダル可動角度範囲に応じて、アクセルペダルＡの操作量に対する車両への要求駆動力を変化させる。より具体的には、ペダル制御装置１０は、ペダル可動角度範囲に応じて、アクセル開度−要求駆動力特性を調整する。その際に、ペダル制御装置１０は、ペダル可動角度範囲が小さい場合には、所定のアクセル開度でより大きな駆動力を車両に要求するようにし、ペダル可動角度範囲が大きい場合には、所定のアクセル開度でより小さな駆動力を車両に要求するようにする。このため、足首可動角度範囲△φ内において、車両に対して適当な駆動力を要求できるので、より適切な車両の運転が可能となる。
【００３３】
なお、本実施形態に係るペダル制御装置１０は、ドライバの姿勢を調整する姿勢調整部（姿勢調整手段）をさらに備えることができる。この姿勢調整部は、図６（ａ）に示されるように、着座状態において、足傾斜角度φが所定の設定角度よりも小さい場合に、足傾斜角度φが所定の設定角度よりも大きくなるように、ドライバＤの姿勢を調整する。姿勢調整部によるドライバＤの姿勢の調整は、例えば、シートＳの前後・上下位置やクッション角度やシートバック角度等を変更することにより行われる。
【００３４】
ペダル制御装置１０は、このような姿勢調整部を有することにより、着座状態におけるドライバの足首可動角度範囲△φを大きくすることができるので、ペダル可動角度範囲を大きく設定することが可能となる。なお、姿勢調整部は、例えば、シートＳの前後・上下位置やクッション角度やシートバック角度等を変更することをドライバＤに促すことによって、ドライバＤの姿勢を調整してもよい。
【００３５】
また、本実施形態に係るペダル制御装置１０においては、ペダル可動角度範囲設定部３は、図６（ｂ）に示されるように、着座状態において、足傾斜角度φが、所定の設定角度よりも小さい場合に、アクセルペダルＡが床面Ｆよりも下方に可動するように、ペダル可動角度範囲を設定することができる。この場合、足傾斜角度φが比較的小さい場合であっても、ペダル可動角度範囲を比較的大きく設定することができる。なお、所定の設定角度は、例えば０度〜１０度程度とすることができる。
【００３６】
さらに、本実施形態に係るペダル制御装置１０においては、ドライバ姿勢検出部１を、図３に示されるように、着座状態における車両の床面Ｆに対するドライバＤの脛Ｄｂの傾斜角度ψを計測する態様とし、足首可動角度範囲算出部２を、その傾斜角度ψに基づいて足首可動角度範囲△φを算出する態様とすることができる。
【００３７】
以上の本実施形態は、本発明に係るペダル制御装置の一実施形態を説明したものであり、本発明に係るペダル制御装置は、上記のペダル制御装置１０に限定されるものではない。本発明に係るペダル制御装置は、各請求項の要旨を変更しない範囲においてペダル制御装置１０を変形し、或いは他のものに適用したものであってもよい。
【００３８】
例えば、本実施形態においては操作ペダルとしてアクセルペダルを例示したが、本発明のペダル制御装置は、例えばブレーキペダルやクラッチペダル等の制御にも好適に適用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１…ドライバ姿勢検出部（計測手段）、２…足首可動角度範囲算出部（取得手段）、３…ペダル可動角度範囲設定部（設定手段）、４…ペダル操作量調整部（要求駆動力変化手段）、１０…ペダル制御装置、Ｄ…ドライバ、Ｄａ…足裏面。
【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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