JP2018039373A - ペダル移動量算出装置、ペダル移動量算出方法及びペダル移動量算出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】車両において円弧の動きをするペダルの移動量を検出するペダル移動量算出装置を提供する。【解決手段】車両２５０のそれぞれ異なる位置に載置された第１検出部２３０及び第２検出部２４０からの距離を逐次取得する第１取得部１１１、及び第２取得部１１２と、第１検出部の載置位置を示す第１位置情報１２１と、第２検出部の載置位置を示す第２位置情報１２２と、第１距離情報１２３と、第２距離情報１２４とを記憶する記憶部１２０と、第１のタイミングにおける第１距離と第２距離、第２のタイミングにおける第１距離と第２距離、および、第１のタイミングと第２のタイミングの間の第３のタイミングで検出した第１距離と第２距離とに基づいて、第１のタイミングでのペダル位置から第２のタイミングでのペダル位置までのシャフトを中心とした円弧の軌跡上のペダルの移動量を算出する算出部１３１と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に設けられているペダルの移動量を算出するペダル移動量算出装置、ペダル移動量算出方法及びペダル移動量算出プログラムに関するものである。

自動車等の車両におけるアクセルペダルやブレーキペダルの移動量、即ち、ユーザ（運転者）によるペダル踏み込み量を検出する手法としては、例えば、車両に設けられ、ペダルの裏側までの距離を検出するセンサを備えてペダルの移動量を検出する手法がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−１１８１１３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の手法では、センサからペダルまでの直線距離しか検出することができないという問題がある。したがって、ペダルアームの端部に設けられ、かつ、ペダルアームの他端が車両に回動するように取り付けられているようなペダルの場合には、ペダルの正確な移動量を検出できないという問題があった。これは、ペダルが円弧の動きをするため、直線距離から検出する移動量では正確なペダルの移動量、すなわち、円弧上の移動量が検出できないためである。

そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、円弧の動きをするペダルの移動量を算出することができるペダル移動量算出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るペダル移動量算出装置は、車両に対して長尺状のアームの一端が所定のシャフトを介して回動自在に取り付けられ、当該アームの他端にペダルが設けられている車両において、ペダルの移動量を算出するペダル移動量算出装置であって、車両に載置され、当該載置されている箇所からペダルまでの第１距離を逐次検出する第１検出部から第１距離を示す第１距離情報を取得する第１取得部と、第１検出部とは車両の異なる位置に載置され、当該載置されている箇所からペダルまでの第２距離を逐次検出する第２検出部から第２距離を示す第２距離情報を取得する第２取得部と、第１検出部の載置位置を示す第１位置情報と、第２検出部の載置位置を示す第２位置情報と、第１距離情報と、第２距離情報とを記憶する記憶部と、第１のタイミングにおける第１距離と第２距離、第２のタイミングにおける第１距離と第２距離、および、第１のタイミングと第２のタイミングの間の第３のタイミングで検出した第１距離と第２距離とに基づいて、第１のタイミングでのペダル位置から第２のタイミングでのペダル位置までの前記シャフトを中心とした円弧の軌跡上のペダルの移動量を、算出する算出部と、を備える。

上記課題を解決するために、本発明に係るペダル移動量算出方法は、車両に対して長尺状のアームの一端が所定のシャフトを介して回動自在に取り付けられ、当該アームの他端にペダルが設けられている車両において、ペダルの移動量を算出するペダル移動量算出方法であって、車両に載置され、当該載置されている箇所からペダルまでの第１距離を逐次検出する第１検出部から第１距離を示す第１距離情報を取得する第１取得ステップと、第１検出部とは車両の異なる位置に載置され、当該載置されている箇所からペダルまでの第２距離を逐次検出する第２検出部から第２距離を示す第２距離情報を取得する第２取得ステップと、第１検出部の載置位置を示す第１位置情報と、第２検出部の載置位置を示す第２位置情報と、第１距離情報と、第２距離情報とを記憶する記憶ステップと、第１のタイミングにおける第１距離と第２距離、第２のタイミングにおける第１距離と第２距離、および、第１のタイミングと第２のタイミングの間の第３のタイミングで検出した第１距離と第２距離とに基づいて、第１のタイミングでのペダル位置から第２のタイミングでのペダル位置までの前記シャフトを中心とした円弧の軌跡上のペダルの移動量を、算出する算出ステップと、を含む。

上記課題を解決するために、本発明に係るペダル移動量算出プログラムは、コンピュータに、車両に対して長尺状のアームの一端が所定のシャフトを介して回動自在に取り付けられ、当該アームの他端にペダルが設けられている車両において、ペダルの移動量を算出させるペダル移動量算出プログラムであって、車両に載置され、当該載置されている箇所からペダルまでの第１距離を逐次検出する第１検出部から第１距離を示す第１距離情報を取得する第１取得機能と、第１検出部とは車両の異なる位置に載置され、当該載置されている箇所からペダルまでの第２距離を逐次検出する第２検出部から第２距離を示す第２距離情報を取得する第２取得機能と、第１検出部の載置位置を示す第１位置情報と、第２検出部の載置位置を示す第２位置情報と、第１距離情報と、第２距離情報とを記憶する記憶機能と、第１のタイミングにおける第１距離と第２距離、第２のタイミングにおける第１距離と第２距離、および、第１のタイミングと第２のタイミングの間の第３のタイミングで検出した第１距離と第２距離とに基づいて、第１のタイミングでのペダル位置から第２のタイミングでのペダル位置までの前記シャフトを中心とした円弧の軌跡上のペダルの移動量を、算出する算出機能と、を実現させる。

上記ペダル移動量算出装置において、算出部は、第１位置情報と、第２位置情報と、第１のタイミングにおける第１距離及び第２距離と、第２のタイミングにおける第１距離及び第２距離と、第３のタイミングにおける第１距離及び第２距離と、に基づいて、少なくともペダルが移動する円弧の中心と半径を求めることにより、ペダルの移動量を算出することとしてもよい。

上記ペダル移動量算出装置において、算出部は、円弧の中心と半径を求めた後には、当該円弧の中心と半径とに基づいて、異なる２つのタイミングにおいて検出した第１距離と第２距離から、当該２つのタイミング間で移動したペダルの移動量を算出することとしてもよい。

上記ペダル移動量算出装置において、第１検出部及び第２検出部は、ペダルが描く円弧を含む平面上に位置するように載置されていることとしてもよい。

上記ペダル移動量算出装置において、ペダル移動量算出装置は、さらに、算出部が算出したペダルの移動量を示す情報を出力する出力部を備えることとしてもよい。

上記ペダル移動量算出装置において、ペダル移動量算出装置は、さらに、ペダル移動量の時間的推移に基づいて、車両を運転するユーザの状態を推定する推定部を備えることとしてもよい。

上記ペダル移動量算出装置において、推定部は、回動の回動角の時間的推移を示す関数に対しフーリエ変換を施して、単位時間当たりの周波数変動量を特定し、ユーザの状態を推定することとしてもよい。

上記ペダル移動量算出装置において、推定部は、周波数変動量が所定の閾値を超えている場合に、ユーザが異常状態にあると推定することとしてもよい。

本発明の一態様に係るペダル移動量算出装置は、各検出部からペダルまでの距離を検出する二つの検出部を用いて、異なる３つのタイミングで検出した距離からペダルの移動量を算出する。したがって、上記ペダル移動量算出装置等は、円弧の動きをするペダルの円弧上での移動量を算出できるという効果を奏する。

ペダル移動量算出装置の構成例を示すブロック図である。 ペダル移動量算出装置の詳細な構成例を示すブロック図である。 検出部とペダルの関係を模式的に示す配置図である。 ペダルの移動を模式的に示す概念図である。 ペダル移動量算出装置のペダル移動量を算出する動作例を示すフローチャートである。 ペダル移動量算出装置の運転者の異常を推定するための動作例を示すフローチャートである。 時間と回動角の推移例を示すグラフである。 ペダル移動量算出装置の構成例を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施態様に係るペダル移動量算出装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。

＜実施の形態＞
＜構成＞
本発明の一実施態様に係るペダル移動量算出装置１００は、車両２５０に対して長尺状のアーム２１０の一端が所定のシャフト２２０を介して回動自在に取り付けられ、当該アーム２１０の他端にペダル２００が設けられている車両２５０において、ペダル２００の移動量を算出する。シャフト２２０の車両２５０への取付構造の詳細については割愛するが、一般に知られる自動車が有する構造と同様であるとする。

図１に示すように、ペダル移動量算出装置１００は、第１取得部１１１と、第２取得部１１２と、記憶部１２０と、算出部１３１とを備える。ペダル移動量算出装置１００は、車両２５０に載置されていてもよいし、車両２５０外の装置であってもよい。

第１取得部１１１は、第１検出部２３０とペダル２００との間の第１距離を示す第１距離情報を、第１検出部２３０から逐次取得する。第１検出部２３０は車両２５０に載置され、載置されている箇所からペダル２００までの第１距離を逐次検出する。

第２取得部１１２は、第２検出部２４０とペダル２００との間の第２距離を示す第２距離情報を、第２検出部２４０から逐次取得する。第２検出部２４０は車両２５０に載置され、載置されている箇所からペダル２００までの第２距離を逐次検出する。

記憶部１２０は、第１位置情報１２１と、第２位置情報１２２と、第１距離情報１２３と、第２距離情報１２４と、を記憶している。

第１位置情報１２１は、第１検出部２３０が車両２５０において配置されている位置を特定可能な情報であって、第２検出部２４０との相対位置関係及び第２検出部２４０との間の距離を特定可能な情報であればよい。

第２位置情報１２２は、第２検出部２４０が車両２５０において配置されている位置を特定可能な情報であって、第１検出部２３０との相対位置関係及び第１検出部２３０との間の距離を特定可能な情報であればよい。

第１距離情報１２３は、第１検出部２３０とペダル２００との間の距離を示す情報であり、第１取得部１１１が逐次第１検出部２３０から取得する情報である。第１距離情報１２３は、第１検出部２３０が検出した距離と、その距離を取得したタイミングを示す時間情報とが対応付けられた情報である。

第２距離情報１２４は、第２検出部２４０とペダル２００との間の距離を示す情報であり、第２取得部１１２が逐次第２検出部２４０から取得する情報である。第２距離情報１２４は、第２検出部２４０が検出した距離と、その距離を取得したタイミングを示す時間情報とが対応付けられた情報である。

算出部１３１は、記憶部１２０に記憶されている第１位置情報１２１と、第２位置情報１２２と、第１距離情報１２３と、第２距離情報１２４と、を用いて、ペダル２００が動く円弧の動きにおける移動量を算出する。算出部１３１は、第１のタイミングで取得した第１距離と第２距離、第２のタイミングで取得した第１距離と第２距離、第３のタイミングで取得した第１距離と第２距離とから、ペダル２００の円弧の動きにおける移動量を算出する。

以下、ペダル移動量算出装置１００について、さらに、詳細に説明する。

図２は、ペダル移動量算出装置１００の詳細な構成例を示すブロック図である。図２に示すように、ペダル移動量算出装置１００は、通信部１１０と、記憶部１２０と、制御部１３０とを備える。

通信部１１０は、外部機器と通信を実行する機能を有する通信インターフェースである。通信部１１０は、図１における第１取得部１１１、第２取得部１１２の他、出力部１１３を備える。通信部１１０は、外部の機器、例えば、第１検出部２３０、第２検出部２４０等の機器と通信を実行する機能を有する。通信部１１０は、外部の機器と通信を実行できれば、有線、無線を問うものではなく、また、通信プロトコルについても問うものではない。ペダル移動量算出装置１００が車両２５０外に設置する場合には、通信部１１０は、無線での通信を行うことが望ましい。第１取得部１１１及び第２取得部１１２は、上述の通り、それぞれ第１検出部２３０、第２検出部２４０から、ペダル２００までの距離を示す第１距離、第２距離を取得する。出力部１１３は、制御部１３０からの指示にしたがって、ペダル移動量算出装置１００外に、算出したペダル移動量や、ユーザに異常があると推定した場合にそのことを示す情報を出力する。

記憶部１２０は、ペダル移動量算出装置１００が動作する上で必要とする各種プログラムやデータなどを記憶する記憶媒体である。記憶部１２０は、例えば、ＨＤＤ、ＳＳＤ、フラッシュメモリ等の記憶媒体により実現することができる。記憶部１２０は、上述の通り、第１位置情報１２１と、第２位置情報１２２と、第１距離情報１２３と、第２距離情報１２４とを記憶している。また、記憶部１２０は、制御部１３０が実行するものであって、ペダル移動量を算出するためのプログラムを記憶している。当該プログラムは、後述する図５及び図６に示す処理をコンピュータに実現させるためのプログラムである。

第１位置情報１２１は、以下において説明する図３の座標系における第１検出部２３０の位置座標及びワイヤー口２３２の位置座標を示す情報である。

第２位置情報１２２は、以下において説明する図３の座標系における第２検出部２４０の位置座標及びワイヤー口２４２の位置座標を示す情報である。

第１距離情報１２３は、第１検出部２３０が検出した第１距離を示す情報であり、検出した時間情報と対応付けた情報の集合である。

第２距離情報１２４は、第２検出部２４０が検出した第２距離を示す情報であり、検出した時間情報と対応付けた情報の集合である。

制御部１３０は、ペダル移動量算出装置１００の各部を制御する機能を有するプロセッサである。制御部１３０は、記憶部１２０に記憶されているペダル移動量を算出するためのプログラムを実行することにより、図１における算出部１３１の他、推定部１３２としての機能を果たす。

算出部１３１は、ペダル２００の移動量を算出する機能を有する。上述の通り、算出部１３１は、記憶部１２０に記憶されている第１位置情報１２１と、第２位置情報１２２と、第１距離情報１２３と、第２距離情報１２４と、を用いてペダル移動量を算出する。算出部１３１によるペダル移動量の算出手法について、図３及び図４を参照しながら説明する。

図３は、第１検出部２３０や第２検出部２４０が車両に搭載されている状態でのペダル２００との、あるタイミングにおける位置関係を示す図である。

図３に示すようにペダル２００は、アーム２１０の端部に取り付けられている。そして、アーム２１０は、シャフト２２０を介して車両２５０に取り付けられている。アーム２１０は、シャフト２２０を中心として、所定範囲内で回動する。したがって、ペダル２００もシャフト２２０の中心を中心とし、アーム２１０に相当する長さを半径とする円運動をする。ここでは、ユーザがペダル２００を一切押圧していない状態にあるペダル位置をペダル２００の初期位置とする。

第１検出部２３０は、上述の通り、第１検出部２３０からペダル２００までの距離を検出するセンサである。第１検出部２３０は、載置されている箇所からペダル２００までの距離を測位できるものであればよく、例えば、ワイヤー変位計、超音波センサ、光センサ等により実現することができる。本実施の形態では、ワイヤー変位計を用いた例を説明する。第１検出部２３０は、車両２５０に載置されるものであって、ワイヤー口２３２を有する。ワイヤー口２３２からは、ワイヤー２３１が繰り出される。ワイヤー２３１の先端は、ペダル２００の近傍の取付部２０２に取り付けられる。

取付部２０２は、ペダル２００の移動と同等の移動をする箇所であればよく、ペダル２００が移動する円弧（図３の点線矢印３０１で示される円弧）上にあれば、ペダル２００に設けられずともよい。もちろん、取付部２０２はペダル２００に直接設けられてもよい。

第１検出部２３０は、ペダル２００が第１検出部２３０から離れる方向に移動する場合に、ワイヤー口２３２からワイヤー２３１が繰り出され、ペダル２００が第２検出部２４０に近づく方向に移動する場合に、ワイヤー口２３２にワイヤー２３１が引き込まれるように構成されている。したがって、ワイヤー２３１は、ワイヤー口２３２と取付部２０２との間で弛むことなく、その先端が取付部２０２に取り付けられている。したがって、第１検出部２３０からペダル２００までの距離は、ワイヤー口２３２から外に繰り出されているワイヤー２３１の長さｂと同等であると言える。なお、第１検出部２３０は、車両２５０に取り付けられている状態では動かず、ワイヤー口２３２の位置は固定されているものとする。

第２検出部２４０は、車両２５０に載置される位置が第１検出部２３０と異なる以外は、第１検出部２３０と同様の構造を有する。上述の通り、第２検出部２４０は、第２検出部２４０からペダル２００までの距離を検出するセンサである。第２検出部２４０は、載置されている箇所からペダル２００までの距離を測位できるものであればよく、例えば、ワイヤー変位計、超音波センサ、光センサ等により実現することができる。本実施の形態では、ワイヤー変位計を用いた例を説明する。第２検出部２４０は、車両２５０に載置されるものであって、ワイヤー口２４２を有し、そこから繰り出されたワイヤー２４１の先端は、取付部２０２に取り付けられる。ワイヤー口２４２の位置は固定されており、第２検出部２４０からペダル２００までの距離は、ワイヤー口２４２から外に繰り出されているワイヤー２４１の長さａと同等であると言える。

ペダル２００は、車両２５０を運転する運転者が足を置いて押圧するものである。ペダル２００は、アクセルペダル及びブレーキペダルのいずれであってもよい。

ワイヤー口２３２とワイヤー口２４２とは固定されているので、ワイヤー口２３２とワイヤー口２４２との間の距離ｃは固定値であり、実測値を用いる。当該距離ｃは、第１位置情報１２１と、第２位置情報１２２に示される座標位置から算出することもできる。

図３に示すように、第１検出部２３０（ワイヤー口２３２）と第２検出部２４０（ワイヤー口２４２）とは、ペダル２００（取付部２０２）が移動する同一平面上に存在するように配されている。この平面を図３に示すＸＹ平面とする。そして、第１検出部２３０の中心をこのＸＹ平面の原点とする。第２検出部２４０は第１検出部２３０の直上、即ち、第２検出部２４０の中心がＹ軸上にあるように配されているとする。

ここで、ワイヤー口２４２と取付部２０２との間の距離をａ、ワイヤー口２３２と取付部２０２との間の距離をｂ、ワイヤー口２３２とワイヤー口２４２との間の距離をｃとする。そして、取付部２０２の高さをＬＹ、ワイヤー口２３２とワイヤー口２４２との間の高さ方向（Ｙ軸方向）の距離をＨ１、第１検出部２３０の中心と第２検出部２４０の中心との間の距離をＨ２とする。また、第１検出部２３０および第２検出部２４０の半径をｒとする。当該半径は原点からワイヤー口２３２までの距離と同等である。

また、第２検出部２４０の中心とワイヤー口２４２とを結ぶ仮想線がＸ軸と成す角度をαとし、第１検出部２３０の中心（原点）とワイヤー口２３２とを結ぶ仮想線がＸ軸と成す角度をβとする。さらに、ワイヤー口２３２と取付部２０２とを結ぶ線（ワイヤー２３１）とＸ軸とが成す角度をγ、ワイヤー口２３２と取付部２０２とを結ぶ線とワイヤー口２３２とワイヤー口２４２とを結ぶ仮想線とが成す角度をδ、ワイヤー口２３２とワイヤー口２４２とを結ぶ仮想線とＸ軸とが成す角度をεとする。そして、シャフト２２０の中心をＰ（Ｚｘ、Ｚｙ）、当該中心Ｐを中心としてペダル２００が回転する回転半径をＲとする。また、取付部２０２の座標を、（Ｔｘ、Ｔｙ）とする。

算出部１３１は、取付部２０２の座標を第１距離と第２距離との組み合わせごとに算出する。そして、算出した取付部２０２の座標から、シャフト２２０の中心Ｐの座標を算出する。

取付部２０２の座標は、以下の式（１）、（２）から算出することができる。
Ｔｘ＝ｂｃｏｓγ＋ｒｃｏｓβ …（１）
Ｔｙ＝ｂｓｉｎγ＋ｒｓｉｎβ …（２）

式（１）、（２）のうち、γが未知数であるので、γを算出できれば、取付部２０２の座標を算出することができる。図３において、γ＋δ＋ε＝１８０を満たすので、δとεの角度を算出できれば、γを算出できる。

算出部１３１は、以下のようにしてδを算出する。δは下記式（３）を満たす。
ａ^２＝ｂ^２＋ｃ^２−２ｂｃｃｏｓδ …（３）

式（３）から、δは下記式（４）により算出することができる。

δ＝ｃｏｓ^−１（（ａ^２−ｂ^２−ｃ^２）／−２ｂｃ） …（４）

式（４）のうち、ａ、ｂはそれぞれ第２検出部２４０、第１検出部２３０が検出する計測値であり、ｃは固定値（実測値）であるため、δを算出することができる。一方、εは、下記式（５）から算出することができる。
ε＝ｓｉｎ^−１（ＬＹ／ｃ） …（５）

式（５）のｃは固定値（実測値）であり、ＬＹは下記式（６）から算出できる。
ＬＹ＝Ｈ２−（ｒｓｉｎβ−ｒｓｉｎα） …（６）

よって、式（６）を式（５）に代入することでεを算出することができる。したがって、以上に示した式（１）から（６）を利用して算出部１３１は、取付部２０２の座標を算出する。

そして、算出部１３１は、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３の３つのタイミングで検出できた第１距離と第２距離とに基づく、取付部２０２の３つの座標から、シャフト２２０の中心座標（Ｚｘ、Ｚｙ）と半径Ｒを算出する。時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３のそれぞれのタイミングで検出した第１距離と第２距離とから算出した取付部２０２の３つの座標をそれぞれ（Ｘｔ１、Ｙｔ１）、（Ｘｔ２、Ｙｔ２）、（Ｘｔ３、Ｙｔ３）、とする。これらの座標は、下記式（７）から（９）を満たす。

（Ｘｔ１−Ｚｘ）^２＋（Ｙｔ１−Ｚｙ）^２＝Ｒ^２ …（７）

（Ｘｔ２−Ｚｘ）^２＋（Ｙｔ２−Ｚｙ）^２＝Ｒ^２ …（８）

（Ｘｔ３−Ｚｘ）^２＋（Ｙｔ３−Ｚｙ）^２＝Ｒ^２ …（９）

算出部１３１は、上記式（７）〜（９）に示す連立方程式を解くことでシャフト２２０の中心座標（Ｚｘ、Ｚｙ）と半径Ｒを算出する。

したがって、算出部１３１は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までのペダル２００によるユーザの踏み込み角度、即ち、回動角θを、下記式（１０）に基づいて式（１１）から算出することができる。

（Ｘｔ２−Ｘｔ１）^２＋（Ｙｔ２−Ｙｔ１）^２＝Ｒ^２＋Ｒ^２−２Ｒ^２ｃｏｓθ …（１０）

θ＝ｃｏｓ−１（（（Ｘｔ２−Ｘｔ１）^２＋（Ｙｔ２−Ｙｔ１）^２−２Ｒ^２）／２Ｒ^２）
…（１１）

したがって、時刻ｔ１から時刻ｔ２までのペダル移動量Ｌは、下記式（１２）から算出することができる。
Ｌ＝２πＲ（θ／３６０） …（１２）

算出部１３１は、以上のようにしてペダル移動量Ｌを算出する。

図４は、ペダル２００が移動する例を示しており、ワイヤー２３１とワイヤー２４１の長さが変動する様子を模式的に示す図である。

図４に示すようにペダル２００は、車両２５０のユーザが自身の足でペダル２００を踏み込むことにより、点線で示す状態（時刻ｔ１における状態とする）から実線で示す状態（時刻ｔ２における状態とする）に移動する。ユーザが足を離せば、ペダル２００は図４に示す矢印とは逆方向に移動する。

このとき、図４から、時刻ｔ１におけるワイヤー２３１ｔ１の長さｂｔ１と、時刻ｔ２におけるワイヤー２３１ｔ２の長さｂｔ２とが異なる長さになっていることが理解できる。同様に、ワイヤー２４１についても、時刻ｔ１におけるワイヤー２４１ｔ１の長さａｔ１と、時刻ｔ２におけるワイヤー２４１ｔ２の長さａｔ２とは、異なっている。その一方で、ワイヤー口２３２とワイヤー口２４２とは固定されているため、ワイヤー口２３２とワイヤー口２４２との間の距離は、長さｃで固定されたままである。また、時刻ｔ１におけるワイヤー２４１ｔ１がＸ軸と成す角度γｔ１と、時刻ｔ２におけるワイヤー２４１ｔ２がＸ軸と成す角度γｔ２もペダル２００の移動に伴い変化することが理解できる。同様に、時刻ｔ１におけるワイヤー２４１ｔ１がワイヤー口２３２とワイヤー口２４２とをつなぐ仮想線と成す角度δｔ１も、時刻ｔ２においてδｔ２に変化することが理解できる。このような構成において、ペダル移動量算出装置１００は、上述の数式（１）〜（１２）を利用してペダル２００の移動量を算出する。

図１に戻って、推定部１３２は、ペダル移動量から求まるペダルの回動角の時間的推移に基づいて、ユーザの状態を推定する機能を有する。推定部１３２は、算出部１３１が算出したペダル２００の位置に基づいて、ペダル２００の初期位置からの回動角を算出する。そして、逐次算出した回動角を、横軸を時間軸、縦軸を回動角としてグラフにプロットし、その関数を演算する。推定部１３２は、算出した関数に対してフーリエ変換を施し、所定時間内（例えば、１秒）の周波数変動値Ｖａｆを算出する。そして、算出した周波数変動値Ｖａｆが所定の周波数（例えば、１０Ｈｚ）以上であるか否かを判定する。ここで、所定の周波数は、車両２５０のエンジンが起動しており、アイドリング等により自然発生する揺れ以上の揺れを検出するための周波数であり、ペダル移動量算出装置１００のオペレータが設定する。そして推定部１３２が算出した周波数変動値Ｖａｆが所定の周波数以上であると判定した場合には、ユーザに対してブザー等により何らかの異常があることを報知するために、出力部１１３に報知させる。Ｖａｆが所定の周波数以上であるということは、ペダル２００を押圧するユーザの足が不自然に震えている可能性がある（例えば、居眠り運転をしている）ので、そのユーザを起こしたりするために報知する。当該報知は、例えば、ブザー音や音声メッセージにより実現できる。そのために、ペダル移動量算出装置１００が車両２５０に搭載されている場合にはペダル移動量算出装置１００のスピーカ（図示せず）から報知してもよいし、車両２５０に備えられたスピーカから報知されてもよい。以上がペダル移動量算出装置１００の構成である。

＜動作＞
図５は、算出部１３１によるペダル移動量算出に係る動作を示すフローチャートである。

（ステップＳ５０１）
ステップＳ５０１において、第１取得部１１１は、第１検出部２３０から、時刻ｔ１において検出した第１距離を取得する。また、第２取得部１１２は、第２検出部２４０から、時刻ｔ１において検出した第２距離を取得する。通信部１１０は、第１取得部１１１と第２取得部１１２とがそれぞれ取得した第１距離と第２距離とを制御部１３０に伝達する。制御部１３０は、伝達された第１距離と第２距離とを記憶部１２０の第１距離情報１２３と第２距離情報１２４とに、取得した時間情報に対応付けて記憶し、ステップＳ５０２に移行する。

（ステップＳ５０２）
ステップＳ５０２において、第１取得部１１１は、第１検出部２３０から、時刻ｔ２において検出した第１距離を取得する。まあ、第２取得部１１２は、第２検出部２４０から、時刻ｔ２において検出した第２距離を取得する。通信部１１０は、第１取得部１１１と第２取得部１１２とがそれぞれ取得した第１距離と第２距離とを制御部１３０に伝達する。制御部１３０は、伝達された第１距離と第２距離とを記憶部１２０の第１距離情報１２３と第２距離情報１２４とに、取得した時間情報に対応付けて記憶し、ステップＳ５０３に移行する。

（ステップＳ５０３）
ステップＳ５０３において、第１取得部１１１は、第１検出部２３０から、時刻ｔ３において検出した第１距離を取得する。まあ、第２取得部１１２は、第２検出部２４０から、時刻ｔ３において検出した第２距離を取得する。通信部１１０は、第１取得部１１１と第２取得部１１２とがそれぞれ取得した第１距離と第２距離とを制御部１３０に伝達する。制御部１３０は、伝達された第１距離と第２距離とを記憶部１２０の第１距離情報１２３と第２距離情報１２４とに、取得した時間情報に対応付けて記憶し、ステップＳ５０４に移行する。なお、ステップＳ５０１、Ｓ５０２、Ｓ５０３において取得した各第１距離は互いに異なる長さであり、同様に各第２距離も互いに異なる長さであるとする。

（ステップＳ５０４）
ステップＳ５０４において、制御部１３０の算出部１３１は、ステップＳ５０１からＳ５０３にかけて取得した３つの第１距離と第２距離とから、上記数式（７）〜（９）を用いて、シャフト２２０の中心座標（Ｚｘ、Ｚｙ）を算出する。また、算出部１３１は、ペダル２００が回転する回転半径Ｒを算出し、ステップＳ５０５に移行する。

（ステップＳ５０５）
ステップＳ５０５において、制御部１３０の算出部１３１は、時刻ｔ１から時刻ｔ３にかけてペダル２００が移動したペダル移動量を、時刻ｔ１と時刻ｔ３とにおけるペダル２００の位置座標、ステップＳ５０４において算出したシャフト２２０の中心座標と回転半径Ｒを用いて、上記数式（１１）及び数式（１２）を用いて算出する。そして制御部１３０は、算出したペダル移動量を、出力部１１３を介して出力する。その後に、ステップＳ５０６に移行する。

（ステップＳ５０６）
ステップＳ５０６において、制御部１３０は、通信部１１０から新たな第１距離と第２距離とが伝達されているかどうかを判定する。新たな第１距離と第２距離とを伝達されている場合には（ＹＥＳ）、伝達された第１距離と第２距離とをそれぞれ第１距離情報１２３と第２距離情報１２４とに記憶して、ステップＳ５０７に移行する。新たな第１距離と第２距離とを伝達されていない場合には（ＮＯ）、ステップＳ５０８に移行する。

（ステップＳ５０７）
ステップＳ５０７において、制御部１３０は、新たに取得した第１距離と第２距離、その前に取得した第１距離と第２距離、ステップＳ５０４において算出したシャフト２２０の中心座標と回転半径Ｒとから、数式’（１１）及び数式（１２）を用いてペダル移動量を算出し、算出したペダル移動量を出力部１１３から外部の装置（例えば、ペダル移動量を表示するモニタ等）に出力し、ステップＳ５０８に移行する。

（ステップＳ５０８）
ステップＳ５０８において、制御部１３０は、車両２５０のエンジンがオフされたか否かを判定する。当該判定は、車両２５０からエンジンの駆動のオンオフを示す駆動信号を受領して判定することとしてもよいし、通信部１１０が所定時間以上、第１距離及び第２距離を取得できなかったことに基づいて判定することとしてもよい。制御部１３０が、車両２５０のエンジンがオフになったと判定した場合（ＹＥＳ）には、処理を終了する。制御部１３０が、車両２５０のエンジンがオフになっていないと判定した場合には（ＮＯ）、ステップＳ５０６に戻る。

以上が、ペダル移動量を算出する際のペダル移動量算出装置１００の動作である。

図６は、ペダル移動量算出装置１００のユーザの状態推定に係る動作を示すフローチャートである。ペダル移動量算出装置１００は、ペダル２００への踏み込みにおける回動角の変動により、ユーザの異常を検出する。

（ステップＳ６０１）
ステップＳ６０１において、推定部１３２は、算出部１３１が算出したペダル２００のペダル位置と、ペダルの初期位置から、シャフト２２０の回動角を算出し、ステップＳ６０２に移行する。

（ステップＳ６０２）
ステップＳ６０２において、推定部１３２は、算出した回動角を、横軸を時間軸、縦軸を回動角とするグラフにプロットして、ステップＳ６０３に移行する。図７は、そのようにして得られるペダル２００の回動角と、時間との関係を示すグラフの一例である。図７において、実線７０１は、回動角の時間的推移を示しており、図７の例において区間Ｔ１に示すような挙動を示す場合に、推定部１３２は、ユーザに異常があると判定する。

（ステップＳ６０３）
ステップＳ６０３において、プロットして得られる回動角の時間的変動を示す関数を算出して、ステップＳ６０４に移行する。

（ステップＳ６０４）
ステップＳ６０４において、推定部１３２は、ステップＳ５０３において算出した関数に対してフーリエ変換を施すことによって、周波数信号に変換して、ステップＳ６０５に移行する。

（ステップＳ６０５）
ステップＳ６０５において、推定部１３２は、算出部１３１が算出した最新のペダル位置を算出した時間から所定時間前（例えば、１秒前）までの周波数信号の変動値Ｖａｆを算出して、ステップＳ６０６に移行する。

（ステップＳ６０６）
ステップＳ６０６において、周波数変動値Ｖａｆが、所定の周波数以上であるか否かを判定する。ここでは、推定部１３２は、所定の周波数を、例えば、１０Ｈｚとして、周波数変動値Ｖａｆが１０Ｈｚ以上であるか否かを判定する。Ｖａｆが１０Ｈｚ以上である場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ６０７に移行する。Ｖａｆが１０Ｈｚ以上でない場合には（ＮＯ）、処理を終了する。

（ステップＳ６０７）
ステップＳ６０７において、推定部１３２は、通信部１１０の出力部１１３に、ユーザに異常があることを知らせるための報知を実行する。当該報知は、例えば、ブザー音の鳴動であったり、音声ガイダンスの発声であったりする。報知を行って、推定部１３２は処理を終了する。

なお、図６に示す処理は、ペダル移動量算出装置１００が新たな取付部２０２の座標を算出するごとに実行する。以上が、推定部１３２によるユーザの状態を推定する処理である。

＜まとめ＞
ペダル移動量算出装置１００は、まず、２つのペダルまでの距離を検出する検出部を用いて、３つの位置における距離を算出する。これによって、ペダル移動量算出装置１００は、ペダル２００がアーム２１０を介してシャフト２２０を中心として回転する回転中心の座標と、回転半径を算出する。そして、算出した回転中心の座標と、回転半径と、２つの異なるタイミングにおいて計測した第１距離と第２距離とを用いて、当該異なるタイミング間におけるペダル２００の移動量を算出する。したがって、ペダル移動量算出装置１００は、ペダル２００の円弧の動きにおける移動量を正確に算出することができるので、従来よりも精度よくペダルの移動量を算出することができる。また、ペダル移動量算出装置１００は、ペダル移動量の時間的推移に基づいて、ユーザの状態を推定・検出することができ、報知することができる。

＜補足＞
上記実施の形態に係る装置は、上記実施の形態に限定されるものではなく、他の手法により実現されてもよいことは言うまでもない。以下、各種変形例について説明する。

（１）上記実施の形態に示した算出手法は一例であり、３つの異なる位置にあるペダルの第１検出部２３０及び第２検出部２４０からの距離を算出して、円弧の動きをするペダルの、その円弧の中心と半径を算出して、２点間の円弧上の移動量を算出するのであれば、その他の構成により実現してもよい。

例えば、上記実施の形態におけるワイヤー口２３２がＸＹ平面の原点にくるように設定し、ワイヤー口２４２がその直上、即ち、Ｙ軸上にくるように設置して、取付部２０２の座標を算出して、シャフト２２０の中心座標とペダル２００が描く円弧の回転半径Ｒを算出することとしてもよい。

また、上記実施の形態においては、第１検出部２３０と第２検出部２４０とが、ペダル２００が描く円弧を含む平面上にあることとしたが、これは、計算を容易にするための配置であって、３次元的に各要素が配置されてもよい。ただし、この場合には、図３におけるＸＹ平面に対して垂直な軸をＺ軸としたときのＸＺ平面における第１検出部２３０と第２検出部２４０の配置位置を示す情報が必要となる。

（２）上記実施の形態においては、特に記載していないが、制御部１３０の算出部１３１は、新たな第１距離及び第２距離を得るごと、あるいは、一定時間ごとに、シャフト２２０の中心座標の算出及び回転半径Ｒの算出を行うこととしてもよい。このような構成の場合、算出したシャフト２２０の中心座標が必ずしも一致するとは限らないことから、算出部１３１は、算出した中心座標群の平均値を、真の中心座標としてペダル移動量を算出することとしてもよい。同様に、算出部１３１は、算出した回転半径Ｒの平均値を、真の回転半径Ｒとしてペダル移動量を算出することとしてもよい。制御部１３０は、このように中心座標や回転半径Ｒを修正するための補正部を備えてもよい。

（３）上記実施の形態において、推定部１３２は、所定時間内の周波数変動値Ｖａｆが所定周波数以上であるか否かに基づいて、ユーザに異常があるか否かを判定したが、これはその限りではない。ペダル２００の角度変化に基づいて、ユーザに異常があるか否かを判定する手法は、上記実施の形態以外の手法を用いてもよく、例えば、記憶部１２０に予めユーザに異常があると推定される場合の角度の変化パターンを記憶しておき、角度の変化パターンが記憶している変化パターンと所定以上の相関があるか否かに基づいて、ユーザに以上があるか否かを判定することとしてもよい。

（４）また、上記実施の形態においては、ペダル移動量算出装置におけるペダル移動量を算出する手法として、ペダル移動量算出装置のプロセッサがペダル移動量算出プログラム等を実行することにより、算出することとしているが、これは装置に集積回路（ＩＣ（Integrated Circuit）チップ、ＬＳＩ（Large Scale Integration））等に形成された論理回路（ハードウェア）や専用回路、再構成可能回路等によって実現してもよい。また、これらの回路は、１または複数の集積回路により実現されてよく、上記実施の形態に示した複数の機能部の機能を１つの集積回路により実現されることとしてもよい。ＬＳＩは、集積度の違いにより、ＶＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩなどと呼称されることもある。すなわち、図８に示すように、ペダル移動量算出装置は、通信回路１１０ａと、記憶回路１２０ａと、制御回路１３０ａとから構成されてよく、それぞれの機能は、上記実施の形態に示した同様の名称を有する各部と同様である。

また、上記ペダル移動量算出プログラムは、プロセッサが読み取り可能な記録媒体に記録されていてよく、記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記ペダル移動量算出プログラムは、当該ペダル移動量算出プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記プロセッサに供給されてもよい。本発明は、上記ペダル移動量算出プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

なお、上記ペダル移動量算出プログラムは、例えば、ActionScript、JavaScript（登録商標）などのスクリプト言語、Objective-C、Java（登録商標）などのオブジェクト指向プログラミング言語、HTML5などのマークアップ言語などを用いて実装できる。

（５）上記実施の形態及び各補足に示した構成は、適宜組み合わせることとしてもよい。

１００ ペダル移動量算出装置
１１０ 通信部
１１１ 第１取得部
１１２ 第２取得部
１１３ 出力部
１２０ 記憶部
１３０ 制御部
１３１ 算出部
１３２ 推定部
２００ ペダル
２１０ アーム
２２０ シャフト
２３０ 第１検出部
２３１ ワイヤー
２３２ ワイヤー口
２４０ 第２検出部
２４１ ワイヤー
２４２ ワイヤー口
２５０ 車両

Claims (10)

1. 車両に対して長尺状のアームの一端が所定のシャフトを介して回動自在に取り付けられ、当該アームの他端にペダルが設けられている車両において、前記ペダルの移動量を算出するペダル移動量算出装置であって、
   前記車両に載置され、当該載置されている箇所から前記ペダルまでの第１距離を逐次検出する第１検出部から前記第１距離を示す第１距離情報を取得する第１取得部と、
   前記第１検出部とは前記車両の異なる位置に載置され、当該載置されている箇所から前記ペダルまでの第２距離を逐次検出する第２検出部から前記第２距離を示す第２距離情報を取得する第２取得部と、
   前記第１検出部の載置位置を示す第１位置情報と、前記第２検出部の載置位置を示す第２位置情報と、前記第１距離情報と、前記第２距離情報とを記憶する記憶部と、
   前記第１のタイミングにおける前記第１距離と前記第２距離、前記第２のタイミングにおける前記第１距離と前記第２距離、および、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングの間の第３のタイミングで検出した前記第１距離と前記第２距離とに基づいて、第１のタイミングでのペダル位置から第２のタイミングでのペダル位置までの前記シャフトを中心とした円弧の軌跡上のペダルの移動量を算出する算出部と、を備えるペダル移動量算出装置。
2. 前記算出部は、前記第１位置情報と、前記第２位置情報と、前記第１のタイミングにおける前記第１距離及び前記第２距離と、前記第２のタイミングにおける前記第１距離及び前記第２距離と、前記第３のタイミングにおける第１距離と及び前記第２距離と、に基づいて前記ペダルが移動する円弧の中心と半径を求めることにより、前記ペダルの移動量を算出することを特徴とする請求項１に記載のペダル移動量算出装置。
3. 前記算出部は、前記円弧の中心と半径を求めた後には、当該円弧の中心と半径とに基づいて、２つのタイミングにおいて検出した第１距離と第２距離から、当該２つのタイミング間で移動したペダルの移動量を算出することを特徴とする請求項２に記載のペダル移動量算出装置。
4. 前記第１検出部及び前記第２検出部は、前記ペダルが描く円弧を含む平面上に位置するように載置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のペダル移動量算出装置。
5. 前記ペダル移動量算出装置は、さらに、
   前記算出部が算出したペダルの移動量を示す情報を出力する出力部を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のペダル移動量算出装置。
6. 前記ペダル移動量算出装置は、さらに、
   前記ペダル移動量の時間的推移に基づいて、前記車両を運転するユーザの状態を推定する推定部を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のペダル移動量算出装置。
7. 前記推定部は、前記ペダル移動量に基づく前記回動の回動角の時間的推移を示す関数に対しフーリエ変換を施して、単位時間当たりの周波数変動量を特定し、前記ユーザの状態を推定することを特徴とする請求項６に記載のペダル移動量算出装置。
8. 前記推定部は、前記周波数変動量が所定の閾値を超えている場合に、前記ユーザが異常状態にあると推定することを特徴とする請求項７に記載のペダル移動量算出装置。
9. 車両に対して長尺状のアームの一端が所定のシャフトを介して回動自在に取り付けられ、当該アームの他端にペダルが設けられている車両において、前記ペダルの移動量を算出するペダル移動量算出方法であって、
   前記車両に載置され、当該載置されている箇所から前記ペダルまでの第１距離を逐次検出する第１検出部から前記第１距離を示す第１距離情報を取得する第１取得ステップと、
   前記車両に前記第１検出部とは前記車両の高さ方向において異なる位置に載置され、当該載置されている箇所から前記ペダルまでの第２距離を逐次検出する第２検出部から前記第２距離を示す第２距離情報を取得する第２取得ステップと、
   前記第１検出部の載置位置を示す第１位置情報と、前記第２検出部の載置位置を示す第２位置情報と、前記第１距離情報と、前記第２距離情報とを記憶する記憶ステップと、
   前記第１のタイミングにおける前記第１距離と前記第２距離、前記第２のタイミングにおける前記第１距離と前記第２距離、および、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングの間の第３のタイミングで検出した前記第１距離と前記第２距離とに基づいて、第１のタイミングでのペダル位置から第２のタイミングでのペダル位置までの前記シャフトを中心とした円弧の軌跡上のペダルの移動量を算出する算出ステップと、を含むペダル移動量算出方法。
10. コンピュータに、
    車両に対して長尺状のアームの一端が所定のシャフトを介して回動自在に取り付けられ、当該アームの他端にペダルが設けられている車両において、前記ペダルの移動量を算出させるペダル移動量算出プログラムであって、
    前記車両に載置され、当該載置されている箇所から前記ペダルまでの第１距離を逐次検出する第１検出部から前記第１距離を示す第１距離情報を取得する第１取得機能と、
    前記車両に前記第１検出部とは前記車両の高さ方向において異なる位置に載置され、当該載置されている箇所から前記ペダルまでの第２距離を逐次検出する第２検出部から前記第２距離を示す第２距離情報を取得する第２取得機能と、
    前記第１検出部の載置位置を示す第１位置情報と、前記第２検出部の載置位置を示す第２位置情報と、前記第１距離情報と、前記第２距離情報とを記憶する記憶機能と、
    前記第１のタイミングにおける前記第１距離と前記第２距離、前記第２のタイミングにおける前記第１距離と前記第２距離、および、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングの間の第３のタイミングで検出した前記第１距離と前記第２距離とに基づいて、第１のタイミングでのペダル位置から第２のタイミングでのペダル位置までの前記シャフトを中心とした円弧の軌跡上のペダルの移動量を算出する算出機能と、を実現させるペダル移動量算出プログラム。

Images