JP2003260951A

JP2003260951A - 車両の運転制御装置

Info

Publication number: JP2003260951A
Application number: JP2002062182A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Hayashi; 政道林; Katsutoshi Uchida; 勝敏内田; Takao Tazawa; 孝雄田澤
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2003-09-16
Anticipated expiration: 2022-03-07
Also published as: JP4141154B2

Abstract

(57)【要約】【課題】周囲環境や道路状況に拘わらず速度の出し過
ぎを運転者に確実に認識させることができる車両の運転
制御装置を提供すること。【解決手段】コントローラ３に走行速度を検出する速
度センサ４と道路状況に関する情報を検出するセンサ
（舵角センサ５、勾配センサ６、振動センサ７）の検出
値を入力し、コントローラ３に内蔵されたＣＰＵ９は、
各センサ４〜７の検出値としきい速度に関する記憶内容
とに基づいて最適なしきい速度を求め、走行速度が求め
られたしきい速度に達した時に回転モータ２に駆動信号
を出力する。これにより、回転モータ２が駆動してアク
セルペダル１に外力を付与するので、周囲環境や道路状
況に拘わらず、運転者は速度の出し過ぎを確実に認識す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、四輪自動車（電気
自動車を含む）や自動二輪車等の車両の運転制御装置に
係り、特に、運転者が手動または足踏み操作するアクセ
ル操作具の操作感触を改善した車両の運転制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】自動車では車両の走行速度がインストル
メントパネル上の車速メータに表示されるため、運転者
は車速メータによって走行中の車両速度を視認すること
ができるが、従来より、走行速度が所定値（例えば８０
Ｋｍ／ｈ）に達した時にブザーやチャイム等を鳴動させ
て警告音を発し、この警告音によって運転者に速度の出
し過ぎを認識させるようにした運転制御装置が知られて
いる。

【０００３】このような車両の運転制御装置によれば、
走行中の車両が予め設定された所定速度に達すると、運
転者に対してブザー等から警告音が発せられるため、運
転者は車速メータを見なくても速度の出し過ぎを認識す
ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の運転制御装置は、速度の出し過ぎを運転者に音
声認識させるものであるため、例えば、車載用オーディ
オ装置の音量を大きくした場合や、騒音の大きな道路を
走行している場合に、ブザー等から発せられる警告音を
運転者が認識しにくいという難点があった。

【０００５】また、前述した従来の運転制御装置では、
道路状況に拘わらず一定の走行速度で警告音が発せられ
るため、例えば、カーブのきつい曲り道路を走行中のよ
うに直線道路に比べて低速運転が要求される場合、警告
音がほとんど役に立たないという問題があった。

【０００６】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、周囲環境や道路状況
に拘わらず速度の出し過ぎを運転者に確実に認識させる
ことができる車両の運転制御装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による車両の運転制御装置では、運転者が手
動または足踏み操作するアクセル操作具と、このアクセ
ル操作具に外力を与えるアクチュエータと、このアクチ
ュエータの駆動を制御する制御手段と、車両の走行速度
を検出する車速検出手段とを備え、前記制御手段は、前
記車速検出手段から出力される車速信号を入力し、車両
の走行速度が所定のしきい速度に達した時に、前記アク
チュエータを駆動して前記アクセル操作具に外力を付与
する構成とした。

【０００８】このように構成された車両の運転制御装置
によれば、アクセル操作具を手動または足踏み操作する
運転者は、車両の走行速度が所定のしきい速度に達した
時に、アクチュエータからアクセル操作具に与えられる
外力を感得することにより、騒音の大きな周囲環境下に
おいても、速度の出し過ぎを確実に認識することができ
る。

【０００９】ここで、アクチュエータはアクセル操作具
に外力を付与するのであれば、回転モータやリニアモー
タあるいはソレノイド等の公知のものを用いることがで
きるが、特に回転モータをアクチュエータとして用いる
ことが好ましい。また、アクチュエータからアクセル操
作具に付与される外力としては、アクセル操作具に間歇
的なクリック感触を与えたり、アクセル操作具にその操
作を重くするトルクを与える等の外力があり、これらク
リック感触やトルクは回転モータをアクチュエータとし
て用いることよって容易に実現できる。

【００１０】上記の構成において、ハンドルの操舵角度
を検出する操舵角検出手段を備え、制御手段が、この操
舵角検出手段から出力される操舵角信号に基づいて、し
きい速度を可変制御することが好ましく、このような構
成を採用すると、例えば、急カーブの曲り道路を走行す
る場合にしきい速度を下げることにより、直線道路を走
行する場合に比べて低速でアクチュエータを駆動するこ
とができるので、より道路状況に適合した制御を実行す
ることができる。

【００１１】また、上記の構成において、道路の勾配を
検出する勾配検出手段を備え、制御手段が、この勾配検
出手段から出力される勾配信号に基づいて、しきい速度
を可変制御することが好ましく、このような構成を採用
すると、例えば、急勾配の下り坂を走行する場合にしき
い速度を下げることにより、直線道路を走行する場合に
比べて低速でアクチュエータを駆動することができるの
で、より道路状況に適合した制御を実行することができ
る。

【００１２】また、上記の構成において、道路の路面状
態を検出する路面検出手段を備え、制御手段が、この路
面検出手段から出力される路面信号に基づいて、しきい
速度を可変制御することが好ましい。路面検出手段とし
ては、車両の上下振動から路面の凹凸を検出したり、赤
外光を用いた非接触式の路面判別センサから路面状態を
検出すること等が可能であり、このような構成を採用す
ると、例えば、未舗装の悪路を走行する場合にしきい速
度を下げることにより、舗装道路を走行する場合に比べ
て低速でアクチュエータを駆動することができるので、
より道路状況に適合した制御を実行することができる。

【００１３】さらに、上記した操舵角検出手段と勾配検
出手段および路面検出手段の少なくとも２つ以上の検出
手段を備えた場合、制御手段が、これら複数の検出手段
の１つを選択し、この選択された検出手段の出力信号に
基づいてしきい速度を可変制御することが好ましく、こ
のような構成を採用すると、しきい速度を重要度に応じ
て最適な値に可変調整することができるので、より道路
状況に適合した制御を実行することができる。

【００１４】また、上記の構成において、車両の走行速
度がしきい速度に達した時だけ、アクチュエータからア
クセル操作具に外力を与えるようにしても良いが、走行
速度がしきい速度を越えた後もアクチュエータの駆動を
継続するように構成すると、運転者は速度の出し過ぎを
継続的に認識することができて好ましい。この場合にお
いて、しきい速度を越えた後の走行速度に拘わらず、ア
クチュエータからアクセル操作具に一定の外力を付与す
るようにしても良いが、しきい速度を越えた後の走行速
度に応じてアクチュエータの駆動を制御することが好ま
しく、例えば、走行速度がしきい速度よりも高速になる
のに伴ってアクチュエータの駆動トルクを順次大きくす
れば、運転者はアクセル操作具の操作感触の変化によっ
て速度の出し過ぎを確実に認識することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態について図面を
参照して説明すると、図１は実施形態例に係る車両の運
転制御装置を示すブロック図、図２は走行速度と駆動信
号との関係を示す説明図、図３はハンドル操作角としき
い速度との関係を示す説明図、図４は道路勾配角としき
い速度との関係を示す説明図、図５は車両の上下振動と
しきい速度との関係を示す説明図、図６は自動車が走行
する各種道路状況の説明図である。

【００１６】図１に示すように、本実施形態例に係る車
両の運転制御装置は、運転席の足下付近に回動可能に支
持されたアクセルペダル（アクセル操作具）１と、アク
セルペダル１の回転軸に図示せぬ減速歯車列を介して連
結された回転モータ（アクチュエータ）２と、回転モー
タ２の駆動を制御するコントローラ（制御手段）３と、
車両の走行速度を検出する速度センサ４と、車両が走行
する道路状況に関する情報をコントローラ３に入力する
各種検出部、例えば舵角センサ５と勾配センサ６および
振動センサ７とを備えている。

【００１７】アクセルペダル１は運転者によって足踏み
操作されるもので、図示せぬ戻しばねによって復帰方向
へ付勢されている。回転モータ２はアクセルペダル１に
外力を付与するもので、本実施形態例の場合は、アクセ
ルペダル１の足踏み操作力を重くするトルクを付与する
ようにしてある。

【００１８】コントローラ３には入力部８、ＣＰＵ９、
メモリ１０、出力部１１等が内蔵されており、各センサ
４〜７の検出信号は入力部８を介してＣＰＵ９に入力さ
れる。ここで、舵角センサ５はハンドルの操舵角度を検
出するもので、この舵角センサ５の検出値に基づいて走
行道路の曲り度合いを検出することができる。舵角セン
サ５はハンドルの操作量を直接検出するものでも、ハン
ドルによって操舵される前輪の操舵角を検出するもので
も良いが、本実施形態例の場合は、ハンドルの操作量を
直接検出する舵角センサ５を用いている。勾配センサ６
は水平線に対する車両の傾斜角を検出するもので、この
勾配センサ６の検出値に基づいて走行道路の勾配を検出
することができる。振動センサ７は車両の上下振動を検
出するもので、この振動センサ７の検出値に基づいて走
行道路の凹凸状態を検出することができる。メモリ１０
には図２〜図５に示す各種テーブルが記憶されており、
ＣＰＵ９は各センサ４〜７の検出値と各テーブルとに基
づいて回転モータ２の駆動信号を演算し、この駆動信号
を出力部１１を介して回転モータ２に出力する。

【００１９】図２に示すように、メモリ１０には走行速
度と駆動信号との関係を示す内容が記憶されており、図
中の直線（ａ）はしきい速度が８０Ｋｍ／ｈの時の標準
特性を示し、それ以外の直線（ｂ），（ｃ），（ｄ），
（ｅ）はしきい速度が７０Ｋｍ／ｈ，６０Ｋｍ／ｈ，５
０Ｋｍ／ｈ，４０Ｋｍ／ｈの時の処理特性を示してい
る。本実施形態例におけるしきい速度とは回転モータ２
を駆動開始する時の走行速度であり、走行速度は速度セ
ンサ４によって求められるが、後述するように、しきい
速度は道路状況に関する情報を検出するための各センサ
５〜７の検出値によって変化する。

【００２０】すなわち、図３に示すように、メモリ１０
にはハンドル操作角としきい速度との関係を示す内容が
記憶されており、ハンドル操作角は舵角センサ５によっ
て求められる。同図から明らかなように、ハンドル操作
角がセンタから±１０度の範囲にある時にしきい速度は
８０Ｋｍ／ｈとなり、この場合、図２の直線（ａ）で示
す標準特性のように、走行速度が８０Ｋｍ／ｈに達した
時点で回転モータ２に駆動信号を出力し、走行速度が８
０Ｋｍ／ｈよりも大きくなるのに伴って、回転モータ２
に大きな駆動信号を出力してアクセルペダル１の足踏み
操作力を重くする。また、ハンドル操作角が±１０度を
越えるとしきい速度は段階的に下がり、例えばハンドル
操作角が±２５度を越えた時点で、しきい速度は最低の
４０Ｋｍ／ｈで安定する。

【００２１】また、図４に示すように、メモリ１０には
道路勾配角としきい速度との関係を示す内容が記憶され
ており、道路勾配角は勾配センサ６によって求められ
る。同図から明らかなように、走行道路の勾配が５度未
満の下り坂または上り坂の場合にしきい速度は８０Ｋｍ
／ｈとなり、下り勾配が５度を越えるとしきい速度は段
階的に下がり、例えば下り勾配が１５度を越えた時点で
しきい速度は最低の５０Ｋｍ／ｈで安定する。

【００２２】さらに、図５に示すように、メモリ１０に
は車両の上下振動としきい速度との関係を示す内容が記
憶されており、車両の上下振動は振動センサ７によって
求められる。同図から明らかなように、平坦路から悪路
になるのに伴って振動センサ７の出力値が大きくなるた
め、振動センサ７の出力値に応じてしきい速度を８０Ｋ
ｍ／ｈから６０Ｋｍ／ｈまで段階的に下げている。

【００２３】次に、このように構成された運転制御装置
の動作を説明する。車両の走行中、各センサ４〜７の検
出信号は入力部８を介してＣＰＵ９に入力され、ＣＰＵ
９は各センサ４〜７の検出値とメモリ１０の記憶内容に
基づいて回転モータ２の駆動信号を演算し、この駆動信
号を出力部１１を介して回転モータ２に出力する。例え
ば、平坦で直線の舗装道路を走行している場合は、図３
に示すハンドル操作角が±１０度未満、図４に示す道路
勾配角が５度未満、図５に示す車両の上下振動が小さい
ため、ＣＰＵ９はしきい速度を８０Ｋｍ／ｈとして求
め、図２の直線（ａ）で示す標準特性に沿って回転モー
タ２の駆動を制御する。すなわち、走行速度が８０Ｋｍ
／ｈに達するまでは回転モータ２を駆動せず、走行速度
が８０Ｋｍ／ｈに達した時点で回転モータ２に駆動信号
を出力し、アクセルペダル１に操作力を重くするトルク
を付与する。したがって、アクセルペダル１を足踏み操
作する運転者は、走行速度が８０Ｋｍ／ｈに達した時点
で足踏み操作力の変化を感得し、以後、高速になるのに
つれて足踏み操作力が次第に重くなることを感得するた
め、騒音の大きな周囲環境下においても、速度の出し過
ぎを確実に認識することができる。

【００２４】また、図６（ａ）に示すように、カーブの
きつい曲り道路を走行する場合、ＣＰＵ９は舵角センサ
５の出力値からハンドル操作角を検出すると共に、図３
に示すハンドル操作角としきい速度との関係を参照して
最適なしきい速度を求め、そのしきい速度に応じて回転
モータ２の駆動を制御する。例えば、ハンドル操作角が
±１３度になるとしきい速度を７０Ｋｍ／ｈとして求
め、この場合は、図２の直線（ｂ）で示す処理特性のよ
うに、走行速度が７０Ｋｍ／ｈに達した時点で回転モー
タ２に駆動信号を出力し、走行速度が７０Ｋｍ／ｈより
も高速になるのに伴って回転モータ２に大きな駆動信号
を出力する。

【００２５】また、図６（ｂ）に示すように、下り勾配
の坂道を走行する場合、ＣＰＵ９は勾配センサ６の出力
値から道路勾配角を検出すると共に、図４に示す道路勾
配角としきい速度との関係を参照して最適なしきい速度
を求め、そのしきい速度に応じて回転モータ２の駆動を
制御する。例えば、下り勾配が１２度になるとしきい速
度を６０Ｋｍ／ｈとして求め、この場合は、図２の直線
（ｃ）で示す処理特性のように、走行速度が６０Ｋｍ／
ｈに達した時点で回転モータ２に駆動信号を出力し、走
行速度が６０Ｋｍ／ｈよりも高速になるのに伴って回転
モータ２に大きな駆動信号を出力する。

【００２６】また、図６（ｃ）に示すように、路面の凹
凸が大きい悪路を走行する場合、ＣＰＵ９は振動センサ
７の出力値から車両の上下振動の大きさを検出すると共
に、図５に示す車両の上下振動としきい速度との関係を
参照して最適なしきい速度を求め、そのしきい速度に応
じて回転モータ２の駆動を制御する。例えば、車両の上
下振動が非常に大きくなるとしきい速度を４０Ｋｍ／ｈ
として求め、この場合は、図２の直線（ｅ）で示す処理
特性のように、走行速度が４０Ｋｍ／ｈに達した時点で
回転モータ２に駆動信号を出力し、走行速度が４０Ｋｍ
／ｈよりも高速になるのに伴って回転モータ２に大きな
駆動信号を出力する。

【００２７】さらに、上述した道路状況のいくつかが組
み合わされた場合、例えば、山道のように曲り道路で下
り坂の悪路を走行する場合、ＣＰＵ９は舵角センサ５と
勾配センサ６および振動センサ７の出力値から求められ
たしきい速度を比較し、最も低いしきい速度に応じて回
転モータ２の駆動を制御する。例えば、比較的緩いカー
ブの舗装された下り坂を走行する場合において、舵角セ
ンサ５と振動センサ７の出力値から求められたしきい速
度が８０Ｋｍ／ｈで、勾配センサ６の出力値から求めら
れたしきい速度が５０Ｋｍ／ｈの時、ＣＰＵ９はしきい
速度を低い方の５０Ｋｍ／ｈとして求め、この場合は、
図２の直線（ｄ）で示す処理特性のように、走行速度が
５０Ｋｍ／ｈに達した時点で回転モータ２に駆動信号を
出力し、走行速度が５０Ｋｍ／ｈよりも大きくなるのに
伴って回転モータ２に大きな駆動信号を出力する。

【００２８】本実施形態例に係る車両の運転制御装置に
よれば、車両の走行速度が所定のしきい速度に達した時
に、回転モータ２からアクセルペダル１に外力が付与さ
れるので、運転者は騒音の大きな周囲環境下においても
速度の出し過ぎを確実に認識することができる。また、
制御部としてのコントローラ３に車両の走行速度を検出
する速度センサ４だけでなく、道路状況に関する情報を
検出する舵角センサ５と勾配センサ６および振動センサ
７とを入力し、各センサ５〜７の検出値に応じて最適な
しきい速度を決定するようにしたので、例えば、カーブ
のきつい曲り道路や急勾配の下り坂を走行する場合は、
平坦な直線道路を走行する時に比べて低いしきい速度で
回転モータ２を駆動する等、道路状況に適合した制御を
実行することができる。さらに、舵角センサ５と勾配セ
ンサ６および振動センサ７の出力値から求められたしき
い速度を比較し、最も低いしきい速度に応じて回転モー
タ２の駆動を制御するようにしたので、この点からも道
路状況に適合した制御を実行することができる。

【００２９】なお、上記実施形態例では、道路状況に関
する情報を検出する検出手段として、舵角センサ５と勾
配センサ６および振動センサ７を例示したが、これら以
外にも種々のセンサ等を用いることが可能である。例え
ば、ワイパーの動作状態を検出して雨天や雪道走行を判
断し、ワイパーの動作時は非動作時よりもしきい速度を
下げたり、ヘッドライトの点滅状態を検出して夜間走行
を判断し、ヘッドライトの点灯時は消灯時よりもしきい
速度を下げるようにしても良い。あるいは、路面センサ
から路面上の２つの領域に赤外光を照射し、それらの反
射光量から路面の明るさと模様を検出することにより、
アスファルト路面の乾燥／湿潤状態や新雪／圧雪状態等
を識別し、スリップしやすいと判断した場合にしきい速
度を下げるようにしても良い。

【００３０】また、上記実施形態例では、回転モータ２
がアクセルペダル１に付与する外力として、走行速度が
しきい速度に達した時点でアクセルペダル１の足踏み操
作力を重くし、走行速度がしきい速度より高速になるの
に伴って足踏み操作力を次第に重くする場合について説
明したが、これ以外にも種々形態の外力を付与すること
が可能である。例えば、走行速度がしきい速度に達した
時点で、アクセルペダル１に間歇的なクリック感触や連
続的な振動等を付与したり、走行速度がしきい速度より
も高速になるのに伴って外力の種類や大きさを変化させ
るようにしても良い。

【００３１】また、上記実施形態例では、舵角センサ５
と勾配センサ６および振動センサ７の検出値に基づいて
しきい速度を求める際に、各検出値の大きさに応じてし
きい速度を段階的に変化させる場合について説明した
が、各検出値の大きさに応じてしきい速度をリニアまた
は曲線的に変化させるようにしても良い。

【００３２】さらに、上記実施形態例では、本発明によ
る車両の運転制御装置をガソリン自動車に適用した場合
について説明したが、電気自動車やハイブリッド自動車
あるいは自動二輪車等の他の車両にも適用可能であり、
また、アクセル操作具も足踏み操作式のアクセルペダル
に限定されず、自動二輪車のスロットルグリップのよう
な手動操作式であっても良い。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３４】車両の走行速度を車速検出手段で検出して
しきい速度を求め、走行速度が所定のしきい速度に達し
た時に、アクチュエータを駆動してアクセル操作具に外
力を付与するようにしたので、騒音の大きな周囲環境下
においても、アクセル操作具を操作する運転者は速度の
出し過ぎを確実に認識することができる。

【００３５】また、車速検出手段に加えて道路状況に関
する情報を検出可能な他の検出手段を用い、これら検出
手段の検出結果に応じて最適なしきい速度を求めるよう
にすると、例えば、カーブのきつい曲り道路や急勾配の
下り坂を走行する場合は、平坦な直線道路を走行する時
に比べて低いしきい速度でアクチュエータを駆動する
等、道路状況に適合した制御を実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例に係る車両の運転制御装置を示すブ
ロック図である。

【図２】走行速度と駆動信号との関係を示す説明図であ
る。

【図３】ハンドル操作角としきい速度との関係を示す説
明図である。

【図４】道路勾配角としきい速度との関係を示す説明図
である。

【図５】車両の上下振動としきい速度との関係を示す説
明図である。

【図６】自動車が走行する各種道路状況の説明図であ
る。

【符号の説明】

１アクセルペダル（アクセル操作具）２回転モータ（アクチュエータ）３コントローラ（制御手段）４速度センサ５舵角センサ６勾配センサ７振動センサ８入力部９ＣＰＵ９１０メモリ１１出力部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田澤孝雄東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内Ｆターム(参考） 3D037 EA08 EB16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】運転者が手動または足踏み操作するアク
セル操作具と、このアクセル操作具に外力を付与するア
クチュエータと、このアクチュエータの駆動を制御する
制御手段と、車両の走行速度を検出する車速検出手段と
を備え、前記制御手段は、前記車速検出手段から出力される車速
信号を入力し、車両の走行速度が所定のしきい速度に達
した時に、前記アクチュエータを駆動して前記アクセル
操作具に外力を付与することを特徴とする車両の運転制
御装置。
【請求項２】請求項１の記載において、ハンドルの操
舵角度を検出する操舵角検出手段を備え、前記制御手段
は、前記操舵角検出手段から出力される操舵角信号に基
づいて、前記しきい速度を可変制御することを特徴とす
る車両の運転制御装置。
【請求項３】請求項１の記載において、道路の勾配を
検出する勾配検出手段を備え、前記制御手段は、前記勾
配検出手段から出力される勾配信号に基づいて、前記し
きい速度を可変制御することを特徴とする車両の運転制
御装置。
【請求項４】請求項１の記載において、道路の路面状
態を検出する路面検出手段を備え、前記制御手段は、前
記路面検出手段から出力される路面信号に基づいて、前
記しきい速度を可変制御することを特徴とする車両の運
転制御装置。
【請求項５】請求項１の記載において、ハンドルの操
舵角度を検出する操舵角検出手段と、道路の勾配を検出
する勾配検出手段と、道路の路面状態を検出する路面検
出手段とのうち、少なくとも２つ以上の検出手段を備
え、前記制御手段は、前記複数の検出手段の１つを選択
し、この選択された検出手段の出力信号に基づいて前記
しきい速度を可変制御することを特徴とする車両の運転
制御装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかの記載におい
て、前記制御手段は、車両の走行速度が前記しきい速度
を越えた後に、前記アクチュエータの駆動を継続するこ
とを特徴とする車両の運転制御装置。
【請求項７】請求項６の記載において、前記制御手段
は、前記しきい速度を越えた後の走行速度に応じて、前
記アクセル操作具に与える外力を変えるように前記アク
チュエータの駆動を制御することを特徴とする車両の運
転制御装置。