JP2010143563A - 車両制御装置及びその運用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に脱去自在に装着できる車両運転器を用いて車両駆動装置を通じて車両を制御できるようにすることで、本来の運転席の位置でだけでなく、車両内のどの位置でも車両を制御及び運転できるようにする。
【解決手段】本発明は車両制御装置及びその運用方法に関し、車両に脱去自在に装着できる車両運転器を用いて車両駆動装置を通じて車両を制御できるようにすることで、車両制御及び運転を初期運転席の位置に座っている人だけでなく、車両内のどの位置でも車両を制御及び運転できるようにし、道路環境又は運転環境が変化した場合には必要に応じて運転席の位置を自由に変更できるので、環境変化に起因する交通事故の誘発の危険性を減少させるという効果があり、かつ車両運転器を車両から脱去できるので、車両所有者が車両運転器を車両から脱去して別途に保管すれば、車両の盗難事故を未然に防止できるという利点がある。
【選択図】図１

Description

本発明は車両制御装置及びその運用方法に関し、更に詳しくは、車両に脱去自在に装着できる車両運転器を用いて車両駆動装置を通じて車両を制御できる装置とその運用方法に関する。

周知のように、車両の操向角を調節する操向装置、速度の加減速を調節する加減速装置、車両を制動する制動装置などはサッシュと機械的に連結されており、操向装置を駆動できるハンドル、加減速装置を駆動できるアクセラレータ、制動装置を駆動できるフットブレーキなどは車両の運転席近辺に配置されている。

従って、車両を運転するためには必ず車両の運転席に搭乗した状態で、ハンドル、アクセラレータ、フットブレーキなどを操作しなければならない。

このような車両の運転位置の固定性は車両を最初に製作した時から現在まで不変の真理として認識されてきた。

一方、韓国や米国などの国では車両室内の左側に運転席を配置しており、英国や日本などの国では車両室内の右側に運転席を配置している。これは車両の走行路が道路上において右側に配置されるか、それとも道路上の左側に配置されるかによって決定される。

従って、車両が右側通行をしなければならない道路環境で車両室内の右側に運転席が配置されている車両を運転する時には運転環境に慣れず、運転が困難になる。逆に、車両が左側通行をしなければならない道路環境で車両室内の左側に運転席が配置されている車両を運転する時にも同様に運転環境に慣れず、運転が困難になる。

しかしながら、従来技術によれば、車両の運転のためのハンドル、アクセラレータ、フットブレーキなどが固設されているので、運転席の位置を自由に変更できず、それにより、前述したように道路環境と運転環境とが互いに一致していない場合には運転に困難を伴うだけでなく、交通事故の誘発の危険性が大きくなるという問題がある。

また、運転者が慣れている道路環境及び運転環境で運転しても長時間にわたって運転する場合には疲労の蓄積などにより運転注意力が低下するおそれがあり、この場合には同乗者に運転させる場合が殆どであるが、従来技術によれば、車両の運転のためのハンドル、アクセラレータ、フットブレーキなどが固設されているので、運転席の位置を自由に変更できず、車から降りた後に搭乗位置を変更しなければならないという煩わしさが問題となっている。

韓国公開特許第１０−２００７−０１０７８２９号公報

前述したように、従来技術によれば、車両の運転のためのハンドル、アクセラレータ、フットブレーキなどが固設されているので、運転席の位置を自由に変更できず、それにより、道路環境又は運転環境が変化した場合には運転に困難を伴うだけでなく、交通事故の誘発の危険性が大きくなるという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両に脱去自在に装着できる車両運転器を用いて車両駆動装置を通じて車両を制御できるようにすることで、本来の運転席の位置でだけでなく、車両内のどの位置でも車両を制御及び運転できるようにすることにある。

前記目的を達成するために、本発明の第１の観点による車両制御装置は、車両を駆動できる車両駆動装置を通じて前記車両を制御するための装置であって、前記車両に脱去自在に装着でき、前記車両の運行を命令できる車両運転器と、前記車両運転器を通じた前記車両の運行命令を検知して通信チャネルを介して前記車両駆動装置に伝送できる車両制御器とを含む。

ここで、前記車両運転器は、操向調節を命令できる操向操作器と速度調節を命令できる速度操作器と前後走行方向を命令できる方向操作器のうち少なくともいずれか１つの操作器を含む。

前記車両制御器は、前記操向操作器に対応して検知した操向調節値や前記速度操作器に対応して検知した速度調節値や前記方向操作器に対応して検知した走行方向選択値を含む検知信号を提供できる検知部と、前記車両駆動装置から提供を受けた車両駆動状態情報と前記検知信号とを比較した結果に基づいて前記車両の操向角と速度又は走行方向のうち少なくともいずれか１つを調節するための制御命令を生成できる制御命令演算部と、前記制御命令に応じて前記操向角を調節するための操向制御信号を生成したり、前記速度を調節するための速度制御信号を生成したり、前記走行方向を調節するための走行方向制御信号を生成できる制御部と、前記操向制御信号と前記速度制御信号と前記走行方向制御信号のうち少なくともいずれか１つの制御信号を前記通信チャネルを介して前記車両駆動装置に伝送できる通信部とを含む。

前記車両運転器は、前記車両駆動装置から提供を受けた前記車両駆動状態情報を表示したり、前記車両駆動装置が駆動できる電装品に対する動作を命令できる画面入出力器を含む。

前記車両運転器は、支持体の上部に前記速度操作器と前記方向操作器をそれぞれ独立して設置し、前記速度操作器の上端部に前記操向操作器を回転運動が可能なように設置する。

前記速度操作器又は前記方向操作器は、前記支持体の上面に設けられている溝に沿ってスライドして前後運動が可能なように設置する。

前記速度操作器は、前記操向操作器の設置高さ及び設置角度を調節できる関節体を含む。

前記車両運転器は、前記画面入出力器を前記速度操作器の上端部に前記速度操作器の回転運動に連動しないように設置する。

前記操向操作器はリング状に設置し、前記画面入出力器は前記操向操作器の中心に円形に設置する。

前記画面入出力器は、前記車両駆動状態情報を画面に出力する表示領域、前記車両駆動状態情報を画面に出力しながら、前記電装品に対する動作を命令する時に画面タッチを通じて入力できるタッチ領域を含む。

複数の前記車両運転器が前記車両駆動装置を通じて前記車両を制御できる権限を付与でき、前記権限を付与しない前記車両運転器による前記車両の制御を遮断できる権限登録器を含む。

本発明の第２の観点による車両制御装置の運用方法は、車両を駆動できる車両駆動装置との通信を通じて前記車両を制御できる複数の車両運転器を含む車両制御装置の運用方法であって、前記車両運転器から前記車両に対する制御権限の登録が要請されると、前記複数の車両運転器のうち、前記制御権限が既に登録された車両運転器が存在するかを判定する段階と、前記判定の結果によって前記既に登録された車両運転器の履歴情報を提供する段階と、前記履歴情報の提供を受けた前記車両運転器から前記制御権限に関する登録情報が入力されると、前記登録情報を入力する車両運転器に前記制御権限を付与しながら、前記既に登録された車両運転器に前記制御権限の優先順位に応じた優先権を付与する段階とを含む。

ここで、前記制御権限は、前記車両運転器を用いて前記車両を制御できる機能別に個別に付与する。

本発明によれば、車両に脱去自在に装着できる車両運転器を用いて車両駆動装置を通じて車両を制御できるようにすることで、本来の運転席の位置でだけでなく、車両内のどの位置でも車両を制御及び運転できるという効果を奏する。

従って、道路環境又は運転環境が変化した場合には必要に応じて運転席の位置を自由に変更できるので、環境の変化に起因する交通事故の誘発の危険性を減少させるという効果がある。

また、初期運転席の位置に座っている人が運転以外に他のことを行う時、同乗者に運転の主導権を容易に渡すことができる利便性を提供し、初期運転者の疲労、居眠り運転などの不注意が把握される場合に同乗者が即座に運転できるようにすることで、交通事故の誘発の危険性を減少させるという効果がある。

更に、車両運転器を車両から脱去できるので、車両所有者が車両運転器を車両から脱去して別途に保管すれば、車両の盗難事故を未然に防止できるという効果がある。

本発明の実施形態による車両制御装置のブロック構成図である。 本発明の実施形態による車両運電器の外形図である。 本発明の実施形態による操向操作器と画面入出力器の外形図である。 本発明の実施形態による車両制御装置の運用方法を説明するフローチャートである。

以下、本発明の一部の実施形態を添付する図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態による車両制御装置のブロック構成図であり、図２は、本発明の実施形態による車両運転器の外形図であり、図３は、本発明の実施形態による操向操作器と画面入出力器の外形図である。

図１に示すように、本発明の車両制御装置は、車両駆動装置１と車両運転器１００、車両制御器２００、権限登録器３００を含む。

車両駆動装置１は、アクチュエータなどを駆動して車両の操向角の調節、速度の加減速の調節、走行方向（前進又は後進）の調節を行って車両を駆動できる装置である。そして、車両運転器１００は、車両に脱去自在に装着できる構造で車両の運行を命令でき、車両駆動装置１から提供を受けた車両駆動状態情報を表示したり、車両駆動装置１が駆動できる電装品に対する動作を命令できる画面入出力器１４０を含む。車両制御器２００は、車両運転器１００に内蔵でき、車両運転器１００を通じて車両の運行命令を検知して、その運行命令を通信チャネルを介して車両駆動装置１に伝送する。車両制御器２００は操向操作器１１０に対応して操向調節値を検知する操向検知部２１１、速度操作器１２０に対応して速度調節値を検知する速度検知部２１３、方向操作器１３０に対応して走行方向選択値を検知する走行方向検知部２１５を含む検知部２１０と、車両駆動装置１から提供を受けた車両駆動状態情報と検知部２１０の検知信号（操向調節値、速度調節値、走行方向選択値）とを比較した結果に基づいて車両の操向角と速度及び走行方向を調節するための制御命令を生成できる制御命令演算部２２０と、制御命令演算部２２０の制御命令に応じて操向角を調節するための操向制御信号を生成できる操向制御部２３１、速度を調節するための速度制御信号を生成できる速度制御部２３３、走行方向を調節するための走行方向制御信号を生成できる走行方向制御部２３５を含む制御部２３０と、操向制御信号と速度制御信号と走行方向制御信号を通信チャネルを介して車両駆動装置１に伝送できる通信部２４０を含む。

権限登録器３００は、複数の車両運転器１００が車両駆動装置１を通じて車両を制御できる権限を付与でき、権限を付与しない車両運転器１００による車両の制御を遮断する。

図２を参照すれば、車両運転器１００は、図１における画面入出力器１４０だけでなく、操向調節を命令できる操向操作器１１０、速度調節を命令できる速度操作器１２０、前後走行方向を命令できる方向操作器１３０を含む。

車両運転器１００は、支持体１５０の上部に速度操作器１２０と方向操作器１３０をそれぞれ独立して設置し、速度操作器１２０の上端部に操向操作器１１０を回転運動が可能なように設置する。ここで、速度操作器１２０及び方向操作器１３０は、支持体１５０の上面に設けられている溝１５１に沿ってスライドして前後運動が可能なように設置し、速度操作器１２０は操向操作器１１０の設置高さ及び設置角度を調節できるように関節体を用いる。

符号２４１は、通信部２４０を無線方式で採用した時に車両駆動装置１との交信のための支持体１５０の外側に設置したアンテナを示すものである。

図３を参照すれば、画面入出力器１４０を速度操作器１２０の上端部に速度操作器１２０の回転運動に連動しないように設置し、操向操作器１１０はリング状に設置し、画面入出力器１４０は操向操作器１１０の中心に円形に設置し、操向操作器１１０に連動しないようにする。画面入出力器１４０は、車両駆動状態情報を画面に出力する表示領域１４１と、車両駆動状態情報を画面に出力しながら、電装品に対する動作を命令する際に画面タッチを通じて入力できるタッチ領域１４３を有する。

符号２は、身体の一部を用いてタッチ領域１４３をタッチ操作できることを表すためにユーザの手を示すものである。

このように構成された本発明の実施形態による車両制御装置について更に詳細に説明すると、以下の通りである。

操向操作器１１０は、回転操作を通じて車両の操向を決定するためのものであって、その回転軸が速度操作器１２０の中心を貫通して支持体１５０の内部に連結され、支持体１５０の内部に設置した操向検知部２１１が操向操作器１１０の回転操作による操向調節値を検知する。ここで、操向検知部２１１は操向角を認識できるエンコーダセンサ又は可変抵抗で実現できる。このような操向操作器１１０は、弾性復元構造などを用いて回転させた後に外力を印加しなければ、最初の状態に復元回転するように構成できる。

車両の速度を加減速制御するためには操向操作器１１０を支持体１５０の溝１５１に沿って前後方向に操作し、このとき、操向操作器１１０が速度操作器１２０の上端部に設置されているので、速度操作器１２０は溝１５１に沿ってスライドしながら、操向操作器１１０と共に前後方向に連動する。即ち、速度操作器１２０を溝１５１に沿ってスライドしながら車両の速度を加減速でき、支持体１５０の内部に設置した速度検知部２１３が速度操作器１２０のスライディングによる速度調節値を検知する。例えば、速度操作器１２０の最初の位置は運転者方向に最も近い位置に置かれ、この時は車両の速度が０ｋｍ／ｈとなり、車両も停止する。ここで、弾性復元構造などを用いて運転者が速度制御のために操向操作器１１０及び速度操作器１２０を加速方向に移動させた後に手を外した時に車両の速度が０ｋｍ／ｈとなるように、即ち、最初の位置に戻るように実現できる。

方向操作器１３０は車両の走行方向を決定するためのものであって、前方向又は後方向に動作し、前方向に移動すれば、前進走行を選択した場合であり、後方向に移動すれば、後進走行を選択した場合である。

支持体１５０の内部には車両制御器２００を内蔵でき、車両制御器２００を構成する制御命令演算部２２０、制御部２３０、通信部２４０などはエンベデッド・コントロール・システム（ｅｍｂｅｄｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ）で実現できる。

画面入出力器１４０は、車両の状態情報（ハンドル操向角、現在の車両速度、燃料残量表示、エンジンＲＰＭ、エンジン温度、移動障害の位置など）を運転者に画面を通じて提供し、電装品の駆動命令（例えば、ドアロック、窓開放、トランクの開放、燃料注入口の開放、オーディオのオン／オフ、オーディオボリュームの調節など）を運転者の画面タッチを通じて、又は与えられた入力装置から入力を受けるようになる。また、車両にカメラが設置されていれば、カメラ映像を受信して運転者命令に応じて画面に出力する。このように構成された本発明の実施形態による車両制御装置の動作過程を例示すれば、以下の通りである。

まず、運転者が車両を回転させるために操向操作器１１０を左右に回転させると、操向検知部２１１が動作して運転者による操向角を検知し、この検知値を制御命令演算部２２０に伝達する。

制御命令演算部２２０は、実際に車両のホイールがどのくらい回転したかを操向制御部２３１から伝達を受け、操向検知部２１１で伝達された値と比較してその差だけホイールの回転角を計算して操向制御部２３１に伝達する。更に、操向制御部２３１は通信部２４０を通じて車両駆動装置１に回転角を伝送する。操向制御部２３１は通信部２４０を通じて車両駆動装置１と常に連結状態を維持しており、新しいホイール操向値を更新する。車両駆動装置１は、操向制御部２３１から伝達された操向値に応じてホイール回転モータを駆動させる。

運転者が車両の速度を制御するために操向操作器１１０及び速度操作器１２０を押し引きすると、その押し引きの程度に応じて速度検知部２１３が動作して運転者がどれだけの加減速で速度操作器１２０を移動させたかに関する値を算出する。算出された車両の加減速値は制御命令演算部２２０に伝達される。制御命令演算部２２０は、実際に車両の速度がどのくらいであるかを速度制御部２３３から伝達を受けて速度検知部２１３で伝達を受けた値と比較してその差だけ車両の速度値を計算して速度制御部２３３に伝達する。更に、速度制御部２３３は通信部２４０を通じて新しい車両速度値を車両駆動装置１に伝送する。速度制御部２３３は通信部２４０を通じて車両駆動装置１と常に連結状態を維持しており、車両速度値を更新する。このとき、新しく更新された値は画面入出力器１４０を通じて画面に出力される。車両駆動装置１は、速度制御部２３３から伝達を受けた速度値に応じてアクチュエータを通じてアクセラレータを駆動させて車両の速度を加減速する。一方、運転者が画面入出力器１４０を通じて命令を下すと、制御命令演算部２２０が命令を解釈して該当命令を処理する。その例として、運転者がラジオを付けようとする時に画面入出力器１４０のタッチ領域１４３を通じて命令を下すと、制御命令演算部２２０がこれを解釈して通信部２４０を通じて車両駆動装置１に命令を伝達すれば、車両駆動装置１は該当命令を行う。このとき、有無線通信方法としては赤外線通信、無線ラン（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ）、有線ラン（ｗｉｒｅｄ ＬＡＮ）などのような通信プロトコルが用いられる。

図４は、本発明の実施形態による車両制御装置の運用方法を説明するフローチャートであって、車両を駆動できる車両駆動装置１との通信を通じて車両を制御できる車両運転器１００が複数である場合のその運用方法を示すものである。以下で説明する制御権限の登録は車両運転器１００及び車両制御器２００とは別途に実現した権限登録器３００により行われる。

まず、車両運転器１００から画面入出力器１４０を通じて車両に対する制御権限の登録が要請（Ｓ４０１）されると、複数の車両運転器１００のうち、制御権限が既に登録された車両運転器１００が存在するかを判定する（Ｓ４０３）。

段階Ｓ４０３の判定結果によって既に登録された車両運転器１００が存在する場合に権限登録履歴情報を提供する（Ｓ４０５）。

履歴情報の提供を受けた車両運転器１００から制御権限に関する登録情報が入力（Ｓ４０７）されると、登録情報を入力する車両運転器１００に制御権限を付与しながら、既に登録された車両運転器１００に制御権限の優先順位に応じた優先権を付与する（Ｓ４０９）。

このように、権限登録器３００は多数の運転者が１台の車両を同時に制御しようとする時、それぞれの運転者に優先順位を定めて車両の制御に対する権限を制限する。即ち、多数の車両運転器１００を用いて車両を制御するためには権限登録器３００から車両制御に対する権限を委任されなければならない。車両制御に対する権限を委任されるためには権限登録器３００に接続して自身の権限を登録しなければならない。権限登録器３００は新しく権限を要請する運転者がいる場合、既に権限を委任された運転者の履歴を見せ、自身が可能な権限を設定できるようにする。権限登録器３００から優先順位の低い権限を委任された運転者が制限された機能の車両制御を試みようとする時に権限登録器３００は通信部２４０の機能を一時マヒさせるなどのような方式で制限された機能を実行できないようにする。しかしながら、権限登録器３００は緊急状態に対処するために優先順位の低い運転者であっても危険を回避できる車両停止のような一部の機能は許諾できるように設定できる。即ち、制御権限は車両運転器１００を用いて車両を制御できる機能別に個別に付与する。また、権限登録器３００によって優先順位の低い運転者が緊急状態を認知した時に強制的に車両制御権限を奪い取ることができるスーパーバイザ機能を有することができる。

一方、本発明の実施形態による車両制御装置は、車両駆動装置１との通信チャネルを用いた交信を通じて車両の制御が行われるため、車両運転器１００を車両から脱去した後に車から降りて車両の外部で車両を遠隔制御できる。この場合に通信部２４０は赤外線通信や無線ランなどのような無線通信を用いる。

以上、本発明についてその一部の実施形態を中心に説明した。本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者は、本発明が本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲内で変形された形態で実現され得ることが理解できる。従って、開示された実施形態は限定的な観点ではなく、説明的な観点から考慮されなければならない。本発明の範囲は前述した説明ではなく、特許請求の範囲に示されており、それと同等の範囲内にあるあらゆる差異は、本発明に含まれるものとして解釈されるべきである。

１００ 車両運転器
１１０ 操向操作器
１２０ 速度操作器
１３０ 走行方向操作器
１４０ 画面入出力器
１５０ 支持体
２００ 車両制御器
２１０ 検知部
２２０ 制御命令演算部
２３０ 制御部
２４０ 通信部
３００ 権限登録器

Claims (13)

1. 車両を駆動できる車両駆動装置を通じて前記車両を制御するための装置であって、
   前記車両に脱去自在に装着でき、前記車両の運行を命令できる車両運転器と、
   前記車両運転器を通じた前記車両の運行命令を検知して通信チャネルを介して前記車両駆動装置に伝送できる車両制御器と
   を含む車両制御装置。
2. 前記車両運転器は、操向調節を命令できる操向操作器と速度調節を命令できる速度操作器と前後走行方向を命令できる方向操作器のうち少なくともいずれか１つの操作器を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記車両制御器は、前記操向操作器に対応して検知した操向調節値や前記速度操作器に対応して検知した速度調節値や前記方向操作器に対応して検知した走行方向選択値を含む検知信号を提供できる検知部と、
   前記車両駆動装置から提供を受けた車両駆動状態情報と前記検知信号とを比較した結果に基づいて前記車両の操向角と速度又は走行方向のうち少なくともいずれか１つを調節するための制御命令を生成できる制御命令演算部と、
   前記制御命令に応じて前記操向角を調節するための操向制御信号を生成したり、前記速度を調節するための速度制御信号を生成したり、前記走行方向を調節するための走行方向制御信号を生成できる制御部と、
   前記操向制御信号と前記速度制御信号と前記走行方向制御信号のうち少なくともいずれか１つの制御信号を前記通信チャネルを介して前記車両駆動装置に伝送できる通信部と
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記車両運転器は、前記車両駆動装置から提供を受けた前記車両駆動状態情報を表示したり、前記車両駆動装置が駆動できる電装品に対する動作を命令できる画面入出力器を含むことを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
5. 前記車両運転器は、
   支持体の上部に前記速度操作器と前記方向操作器をそれぞれ独立して設置し、
   前記速度操作器の上端部に前記操向操作器を回転運動が可能なように設置したことを特徴とする請求項４に記載の車両制御装置。
6. 前記速度操作器又は前記方向操作器は、前記支持体の上面に設けられている溝に沿ってスライドして前後運動が可能なように設置したことを特徴とする請求項５に記載の車両制御装置。
7. 前記速度操作器は、前記操向操作器の設置高さ及び設置角度を調節できる関節体を含むことを特徴とする請求項５又は６に記載の車両制御装置。
8. 前記車両運転器は、前記画面入出力器を前記速度操作器の上端部に前記速度操作器の回転運動に連動しないように設置したことを特徴とする請求項５又は６に記載の車両制御装置。
9. 前記操向操作器はリング状に設置し、前記画面入出力器は前記操向操作器の中心に円形に設置したことを特徴とする請求項８に記載の車両制御装置。
10. 前記画面入出力器は、前記車両駆動状態情報を画面に出力する表示領域、前記車両駆動状態情報を画面に出力しながら、前記電装品に対する動作を命令する時に画面タッチを通じて入力できるタッチ領域を含むことを特徴とする請求項８に記載の車両制御装置。
11. 複数の前記車両運転器が前記車両駆動装置を通じて前記車両を制御できる権限を付与でき、前記権限を付与しない前記車両運転器による前記車両の制御を遮断できる権限登録器を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
12. 車両を駆動できる車両駆動装置との通信を通じて前記車両を制御できる複数の車両運転器を含む車両制御装置の運用方法であって、
    前記車両運転器から前記車両に対する制御権限の登録が要請されると、前記複数の車両運転器のうち、前記制御権限が既に登録された車両運転器が存在するかを判定する段階と、
    前記判定の結果によって前記既に登録された車両運転器の履歴情報を提供する段階と、
    前記履歴情報の提供を受けた前記車両運転器から前記制御権限に関する登録情報が入力されると、前記登録情報を入力する車両運転器に前記制御権限を付与しながら、前記既に登録された車両運転器に前記制御権限の優先順位に応じた優先権を付与する段階と
    を含む車両制御装置の運用方法。
13. 前記制御権限は、前記車両運転器を用いて前記車両を制御できる機能別に個別に付与することを特徴とする請求項１２に記載の車両制御装置の運用方法。

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