JP2015506863A - 座席情報に基づく車両内の触覚式アクセルペダルの制御方法及び制御装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、車両内の触覚式アクセルペダルの制御方法及び制御装置に関する。本発明では、車両内の少なくとも１つの座席の占有状態及び／又は荷重状態及び／又は位置に関する座席情報が少なくとも１つの座席センサによって検出され、座席情報を考慮して、触覚式アクセルペダルがドライバーに触覚信号を伝達するための特性に関して、触覚式アクセルペダルが制御される。例えば、触覚式アクセルペダルに作用する力が重量センサによって求められたドライバーの重量情報に基づいて設定されるので、目方の大きいドライバーには軽量のドライバーよりも強い触覚信号が伝達される。これに変えて、重量センサで求められた乗員重量情報を用いて、その時点の車両全重量を求め、これに基づいてドライバーに有効な慣性走行を開始する時点を報知する慣性走行支援を行ってもよい。

Description

本発明は、車両内の触覚式アクセルペダルの制御方法及び制御装置、並びに、プログラミング可能な制御装置に本発明の方法を実行させるように構成されたコンピュータプログラム製品、及び、こうしたコンピュータプログラム製品を記憶したコンピュータ読み出し可能媒体に関する。

従来技術
今日の車両では、ドライバーは車両を運転する際に供給される多数の情報によって支援される。例えば、ドライバーにとって、走行時の安全性乃至ドライバーの快適性を高め、また燃料を節約するために、求められた走行状態が信号の形態でフィードバックされれば役立つはずである。こうしたフィードバックは、光学式もしくは音響式など、種々の方式で形成される。

また、今日の車両では、付加的に車両のアクセルペダルによるドライバーへの触覚式フィードバック手段が実現されている。このためにアクセルペダルには意図的に所定の力を印加することのできるアクチュエータが設けられている。例えば、アクセルペダルを踏み込むためにドライバーがかけなければならない力を、アクチュエータでの適切な対抗力の形成によって変化させることができる。これに代えて、アクセルペダルを振動させたり、また、他の方式でドライバーが触覚的に知覚可能な信号（以下、触覚信号と称する）を、アクセルペダルを介してドライバーに出力したりすることもできる。このように、ドライバーは、光学信号もしくは音響信号によって例えば交通観察の注意を逸らされることなく、触覚によって示唆や警報を受け取ったり、快適性機能を利用したりすることができる。

ＤＥ２５５５４２９には、触覚信号を形成する車両内の装置が記載されている。

発明の開示
本発明によれば、アクセルペダルを介して出力される触覚信号につき、ドライバーにとって有利な構成が可能となる。特に、触覚信号の強度、又は、触覚信号が形成される時点を、有利には、ドライバーの要求及びそのつどの走行状況に適合させることができる。

本発明の車両内の触覚式アクセルペダルの制御方法では、まず、少なくとも１つの座席センサによって座席情報が検出され、続いて、触覚式アクセルペダルが、ペダルからドライバーへの触覚信号の伝達特性に関して、座席情報を考慮して駆動される。この場合、座席情報は、車両内の少なくとも１つの座席の占有状態及び／又は荷重状態及び／又は位置に関する情報を含む。

本発明の駆動方法の基礎となるコンセプトは、特に、その時点の座席位置及び／又は座席占有状態及び／又はドライバーが座席にかけている力に関する情報を表す座席センサが今日の車両には大抵の場合に組み込まれており、これらの情報を有利には車両内の触覚式アクセルペダルの制御にも利用できるということである。

有利な実施形態によれば、座席情報は運転席に着いているドライバーの重量に関する情報を含む。触覚式アクセルペダルからドライバーへの触覚信号の伝達強度は、この場合、検出されたドライバーの重量に基づいて設定される。ここでは、信号伝達強度は、アクチュエータが触覚式アクセルペダルを操作する際の力及び／又は振幅に相関する。

この実施形態は特に次のアイデア及び次の思想を基礎としている。すなわち、触覚式アクセルペダルが対抗力を形成する場合、アクセルペダルからの触覚的フィードバック、ひいては、これに関連するアクセルペダルの対抗力をドライバーがいずれの時点でも自身の力によって克服できる手段が設けられていなければならない。これまでの能動的なアクセルペダルでは、その方式と強度とがこれらの機能を制御する制御装置において固定に設定されていた。これらは、その時点で車両を運転しているドライバーの位置及び大きさ及び重量に無関係に設定されていたのである。

また、今日の車両には、例えばシートベルトテンション信号を適切に出力するために車両内の或る座席が占有されているか否かを検出するだけでなく、例えばエアバッグトリガ時点及びエアバッグトリガ強度を乗員重量に対して適合化するために座席にかかる乗員の荷重を少なくとも粗く識別できるように構成された座席センサがしばしば設けられている。

座席の荷重状態を表す座席センサの情報を用いて、アクセルペダルが触覚信号をドライバーへ伝達する際の力及び／又は振幅を適切に設定することができる。

これにより、例えば、体重４０ｋｇの乗員は、能動的アクセルペダルが形成する対抗力について、例えば体重１２０ｋｇの乗員とは異なる力を感じることになる。

これに加えてもしくはこれに代えて、座席情報は運転席のその時点の位置に関する情報を含んでもよい。このようにすれば、触覚式アクセルペダルが制御される際に、検出された運転席の位置に基づいて、触覚信号の伝達強度を設定できる。

この実施形態では、ドライバーがアクセルペダルへかける力が、ドライバーとアクセルペダルとの相対位置に強く依存することを考慮に入れることができる。例えば、アクセルペダルとほぼ同じ高さの座面に座っているドライバーは、アクセルペダルに比べて遙かに高い座面に座るドライバーよりも格段に大きな力をかけることができる。

検出されたドライバー重量乃至検出された運転席位置に基づいて、アクセルペダルで形成された対抗力を適切に調整することにより、アクセルペダルで形成されるドライバーへのフィードバックの強度をドライバーごとに個々に形成することができる。例えば、形成すべき強度を、当該機能を制御する制御装置から自動的に呼び出すことができる。走行開始前の手動調整は必要ない。ここでは、フィードバック強度はドライバーが快適かつ適正な大きさで感受できるように設定されるので、触覚式アクセルペダルの受け入れやすさも向上する。

本発明の別の有利な実施形態では、触覚式アクセルペダルが制御される際、検出された車両内の座席占有情報及び／又は座席に着いている乗員の重量情報に基づいて、触覚式アクセルペダルがドライバーに触覚信号を伝達する時点が設定される。

上記実施形態のアイデアは、次の考察に基づいている。すなわち、例えばいわゆる慣性走行支援機能において、例えば国道上で、車両のアクセルペダルの操作を終了して車両を慣性走行させはじめるべき時点をドライバーにシグナリングし、例えば、或る区域への進入時もしくは速度制限ゾーンの開始時に所望の目標速度が達成されるようにすることができる。この場合、地理情報に加え、車両の全体速度も重要である。例えば、軽量の１人の乗員が乗っているのみであるのか、それぞれ目方の大きい５人の乗員が乗っているのかによって、車両の力学的エネルギひいては慣性走行距離も著しく異なってくるからである。

したがって、乗員を含めた車両の全重量が、座席センサを用いて、付加的な情報がない場合によりも正確に求められることが望ましい。ここで、検出された座席占有情報乃至座席荷重情報から車両のその時点の全重量が推定され、当該推定を利用して、触覚式アクセルペダルで触覚信号が形成される時点が調整される。

座席の占有の有無を表すのみの座席センサしか車両に存在しない場合、全重量の推定は、例えば１人当たりの平均体重７５ｋｇの各乗員が全座席を占有しているとの仮定に基づいて行われる。

座席センサがさらに各乗員の重量情報を出力できる場合には、車両の全重量をいっそう正確に求めることができる。この場合、車両の全重量は、座席に着いている各乗員の推定重量を車両の空重量に加えた値から得られる。

慣性走行支援機能をできるだけ正確に実現するため、求められた全重量とその時点の車両速度の情報と近い将来達成すべき車両速度とに基づいて、触覚信号の形成時点を求めることができる。

言い換えれば、車両がそのときどの程度の速度で走行しているかが測定され、これに加え、例えばナビゲーションデータから、車両が現在の走行区間の所定位置にどの時点で到達するかを求めることができる。この場合、例えば、ナビゲーションデータから、或る区域への進入もしくは速度制限ゾーンの開始を求めることができる。推定された車両の真の重量情報を考慮して、車両を慣性走行させるべき時間の長さを計算し、所望の位置で達成すべき速度を実際に仮定し、この計算に基づいて、アクセルペダルをそれ以上操作すべきでない時点を表す触覚信号をドライバーに正確に指示できる。このようにすれば、燃料を大幅に節約できる。付加的な乗員重量情報に基づいて、車両の全重量が正確に推定されるので、触覚信号でシグナリングされる慣性走行距離をドライバーに正しい位置で指示することができ、慣性走行中の付加的加速もしくは付加的制動が不要となる。よって、ドライバーが慣性走行支援機能を受け入れやすくなる。

慣性走行支援装置が慣性走行開始を表す精度は、例えば、走行区間の勾配などに関する別の情報を考慮することにより、さらに向上させることができる。

本発明の方法について上述した実施形態及びこれにともなう機能は、車両内に設けられた触覚式アクセルペダルを制御するための制御装置によって実現される。

制御装置は、適切なインタフェースを介して、座席センサの信号を受信し、触覚式アクセルペダルに対する駆動信号を形成するように適切に処理される。なお、制御装置はこの機能をハードウェア及び／又はソフトウェアとして実現できる。座席位置及び／又は座席占有状態及び／又は座席荷重を求めるのに適した座席センサは今日多くの車両に既に組み込まれているので、有利には、プログラミング可能な制御装置を上述した方法の実行のためにプログラミングすれば充分である。このために、コンピュータプログラム製品は、プログラミング可能な制御装置に上述した方法の各ステップの実行を指示するためのコンピュータ読み出し可能な複数の命令を含む。コンピュータプログラム製品は、コンピュータ読み出し可能な媒体、例えばＣＤ，ＤＶＤ，フラッシュメモリその他に記憶される。

本発明の実施形態の特徴及び利点の一部を本発明の触覚式アクセルペダルの制御方法及び本発明の触覚式アクセルペダルの制御装置に則して説明した。当業者によれば、特に制御方法と制御装置の発明の個々の特徴を適切な手法で任意に結合もしくは交換して、別の実施例及びさらなる相乗効果を達成できることは容易に理解されるはずである。

以下に、本発明の実施例を図示の実施例に則して詳細に説明する。ただし明細書及び図の説明は本発明を限定するものではない。

図は概略的なものであり、縮尺どおりに描かれていないことに注意されたい。

本発明の実施例の方法を実行するための制御装置を備えた車両を示す図である。

本発明の実施例
図１には、触覚式アクセルペダル１１を備えた車両１の断面図が示されている。アクセルペダル（走行ペダル）１１は、ケーブル１５を介して又は機関制御装置に接続された図示されていない線路を介して、車両１の内燃機関１７に接続されている。アクセルペダル１１はばね１９によって静止位置に予バイアスされている。

アクセルペダル１１は触覚式アクセルペダルとして構成されている。アクセルペダル１１にはアクチュエータ１３が設けられており、このアクチュエータ１３によってアクセルペダル１１が所望の方向へ運動可能となり、また、揺動もしくは脈動を励振することができる。アクチュエータ１３は例えばモータもしくは液圧機構として構成でき、可動のアクセルペダル１１と車体構造部とに接続されている。

アクチュエータ１３が操作されると、このアクチュエータ１３は例えばアクセルペダル１１を静止位置のほうへ押し上げ、ばね１９で形成される対抗圧に加えて、ドライバーが感受できるアクセルペダル１１の対抗圧を高める。これに代えて、アクセルペダル１１をアクチュエータ１３によって振動させてもよい。アクチュエータ１３のどちらの作用方式も、アクセルペダル１１上に置かれた足を通じてドライバーに触覚的に知覚される。こうして、触覚信号をアクセルペダル１１を介してドライバーに伝達することができる。

車両１にはさらに座席５が存在する。少なくとも運転席、有利には全ての座席に、少なくとも１つの座席センサ７，９が配属されている。

座席センサは、座席占有状態センサ及び／又は重量センサ７として、又は、位置センサ９として構成される。座席占有状態センサは、この場合、対応する座席が乗員によって占有されているか否かのみを求める。重量センサ７はさらに、座席に着いている乗員の重量に関する少なくとも１つの粗い情報を求める。例えば、座席センサ７は重量情報を１０ｋｇ刻みの所定のクラスタで表す。

位置センサ９は、車両１内の対応する座席５のその時点の位置に関する情報を求めるように構成されている。この場合、典型的には、座席は車両１内で前後及び上下に移動可能である。座席センサ９は、運動方向のうち少なくとも１つ、有利には２つの運動方向を考慮し、座席５の実際の位置に関する情報を求める。

制御装置３は、触覚式アクセルペダル１１のアクチュエータ１３を制御するために設けられている。制御装置３は、この場合、種々の快適性機能やアドバイス提示機能及び／又は警報機能を実現しており、これにより、所定の走行状況において車両１のドライバーにアクセルペダル１１を介して触覚信号を伝達することができる。各機能に対して予め定義されたタイプのフィードバックが定められ、例えばアクチュエータ１３によって形成される一定の対抗力又は振動もしくは脈動を、フィードバックのタイプに応じて種々に異ならせることができる。

制御装置３及びアクチュエータ１３によって形成される触覚信号をできるだけ良好に所定の走行状況及びそれぞれのドライバーに適合させるために、少なくとも運転席の座席センサ７，９、有利には全座席５の座席センサが制御装置３に接続される。したがって、制御装置３は、座席センサ７，９から、その時点の占有状態に関する情報及び／又は座席５に着いている乗員の重量に関する情報と、座席５のその時点の位置に関する情報とを受け取る。

例えば、制御装置３は、重量センサ７で求められたドライバーの重量から、触覚式アクセルペダル１１で形成すべき触覚信号の適切な強度の推定値を導出する。この場合、ドライバーの重量に応じて例えばペダル対抗力の大きさを適合化でき、フィードバックが脈動である場合にはその振幅を適合化できる。ここで、目方の大きいドライバーに対しては軽量のドライバーに比べて一般に大きなペダル対抗力乃至大きな振幅のほうが適すると考えられる。

この場合、触覚信号の強度の適合化は、種々の方式で行われる。例えば、強度は補正係数によって適合化され、重量センサ７から伝達される重量情報に依存して個別に計算される。これに代えて、制御装置３は、触覚式アクセルペダル１１を重量に依存して制御するために、制御装置３内に格納された既知のパラメータセットへアクセスする。これに代わる手段として、制御装置３が予め求められた特性マップから最適なフィードバック強度を取り出してもよい。この場合、特性マップには、重量情報のほか、座席のその時点の位置に関する情報も含まれる。

座席センサ７，９で求められた座席情報は、制御装置３によって、別の手法でも、触覚式アクセルペダル１１の状況に応じた駆動のために利用される。

例えば、慣性走行支援機能の実現のために、予め記憶されている車両１１の空重量情報に加えて、車両乗員の重量に関する情報が求められ、車両の全重量が推定される。このために、車両１内の各座席５の重量センサ７によって、対応する各座席に着いている乗員の重量情報が求められ、これが制御装置３へ伝送される。制御装置３は乗員重量の合計と車両の空重量とからその時点の車両全重量を推定し、車両１のその時点の速度に関する情報を考慮して、ドライバーがいつアクセルを緩めるべきかを計算し、車両１が例えば所定の区域に進入するとき、道路区間上の近い将来の所定の位置で所定の目標速度を達成できるようにする。このために、制御装置３は触覚式アクセルペダル１１を駆動して触覚信号がドライバーへ出力されるようにする。

触覚信号の強度が上述したように適合化されるのと同様に、慣性走行支援機能の触覚信号が出力される時点は補正係数によって適合化され、求められた乗員重量に依存して個別に計算される。又は、求められた重量情報及び設定されたクラスタリングに依存して制御装置３内に格納された既知のパラメータセットへのアクセスが行われ、これにより、触覚式アクセルペダル１１を制御することができる。

触覚信号の出力時点をいっそう正確に設定するために、別の情報、例えば走行区間の勾配に関する情報、速度に依存する回転抵抗及び／又は空気抵抗に関する情報、走行路の特性に関する情報などを考慮できる。

慣性走行支援機能の利用に加え、座席センサで求められた乗員の重量情報と、そこから求めることのできる全車両重量の情報とを、カーブ警報支援機能において利用することもできる。ここで、例えば、前方に存在するカーブをその時点の速度及びその時点の車両全重量で走行すると危険な走行状況が発生しうる場合、触覚式アクセルペダルによってドライバーにシグナリングを行うことができる。

Claims (9)

1. 車両（１）内の触覚式アクセルペダル（１１）の制御方法において、
   車両（１）内の少なくとも１つの座席（５）の占有状態及び／又は荷重状態及び／又は位置に関する座席情報を少なくとも１つの座席センサ（７，９）によって検出するステップと、
   前記座席情報を考慮して、前記触覚式アクセルペダル（１１）がドライバーに触覚的に知覚可能な信号を伝達する際の特性に関して、前記触覚式アクセルペダル（１１）を制御するステップと
   を含む
   ことを特徴とする方法。
2. 前記座席情報は運転席（５）に着いているドライバーの重量に関する情報を含み、前記触覚式アクセルペダル（１１）が制御される際に、検出されたドライバーの重量に基づいて、前記触覚式アクセルペダル（１１）がドライバーに前記触覚的に知覚可能な信号を伝達する際の強度を設定する、請求項１記載の方法。
3. 前記座席情報は運転席（５）の実際位置に関する情報を含み、前記触覚式アクセルペダル（１１）が制御される際に、検出された前記運転席（５）の実際位置に基づいて、前記触覚式アクセルペダル（１１）がドライバーに前記触覚的に知覚可能な信号を伝達する際の強度を設定する、請求項１又は２記載の方法。
4. 前記座席情報は、前記車両（１）内の前記座席（５）の占有状態に関する情報、及び／又は、前記車両（１）内の前記座席（５）に着いている乗員の重量に関する情報を含み、前記触覚式アクセルペダル（１１）が制御される際に、検出された占有状態及び／又は検出された重量に基づいて、前記触覚式アクセルペダル（１１）がドライバーに前記触覚的に知覚可能な信号を伝達する時点を設定する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 検出された各情報から前記車両（１）のその時点の全重量を推定し、前記触覚式アクセルペダル（１１）が制御される際に、推定された全重量に基づいて、前記触覚式アクセルペダル（１１）がドライバーに前記触覚的に知覚可能な信号を伝達する時点を設定する、請求項４記載の方法。
6. 前記推定された全重量と、検出された前記車両（１）のその時点の全重量に関する情報と、将来達成すべき車両速度とに基づいて、前記触覚式アクセルペダル（１１）がドライバーに前記触覚的に知覚可能な信号を伝達する時点を求める、請求項５記載の方法。
7. 車両（１）内の触覚式アクセルペダル（１１）を制御するための制御装置（３）であって、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法を実行するように構成されている制御装置（３）。
8. プログラミング可能な制御装置（３）に請求項１から６までのいずれか１項記載の方法を実行するように指示するためのコンピュータ読み出し可能な複数の命令を含むコンピュータプログラム製品。
9. 請求項８記載のコンピュータプログラム製品を記憶したコンピュータ読み出し可能媒体。

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