JP2018154205A - 車両用入力操作支援装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】走行時の外乱によって操作部材を操作する乗員の手指が動いて、その操作部材が誤操作されるのを抑制できる車両用入力操作支援装置を得る。
【解決手段】車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、操作時に乗員Ｐが把持する操作部材２０の操作状態を検出する操作状態検出手段４２と、内装部品１８に収納可能に構成されるとともに、操作部材２０を操作するときの乗員Ｐの肘部Ｐｓを支持可能な位置まで内装部品１８から突出可能に構成されたサポート手段５０と、走行状態検出手段及び操作状態検出手段４２によって検出された情報に基づいて、操作部材２０を操作する乗員Ｐの肘部Ｐｓを支持する必要があるか否かを判断し、支持する必要があると判断した場合には、サポート手段５０を上記位置まで突出させるように制御する制御手段と、を備えた車両用入力操作支援装置１０とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用入力操作支援装置に関する。
操作部材の操作状態を検出して操作信号を出力する操作状態検出手段と、操作信号に応じて車載機器の動作を制御する制御手段と、車両の走行状態を検出して走行状態信号を出力する走行状態検出手段と、を備えた入力制御装置は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
この入力制御装置では、制御手段が、操作信号と走行状態信号とに基づき、操作部材の操作が乗員の意図する正常な動作か否かを判断し、正常な操作でないと判断した場合には、操作部材の操作を無効にする、又はその操作量を減らす補正をするようになっている。
特開２００６−２７３９４号公報
しかしながら、上記した入力制御装置の制御手段では、走行状態検出手段によって振動等を検知しているときに、乗員が意図して操作部材を操作したにも拘わらず、その操作が、振動等によって乗員の手指が動いたものと判断される可能性があり、乗員が意図した正常な操作に対しても無効とされる可能性がある。
このように、入力制御装置の制御手段の判断だけでは、操作部材の操作が乗員の意図する正常な動作か否かを厳密に判断することは難しい。そのため、このような制御手段に頼らなくても、走行時の外乱によって操作部材を操作する乗員の手指が動いて、その操作部材が誤操作されるのを抑制できる構造の実現が望まれている。
そこで、本発明は、走行時の外乱によって操作部材を操作する乗員の手指が動いて、その操作部材が誤操作されるのを抑制できる車両用入力操作支援装置を得ることを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車両用入力操作支援装置は、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、操作時に乗員が把持する操作部材の操作状態を検出する操作状態検出手段と、内装部品に収納可能に構成されるとともに、前記操作部材を操作するときの乗員の肘部を支持可能な位置まで前記内装部品から突出可能に構成されたサポート手段と、前記走行状態検出手段及び前記操作状態検出手段によって検出された情報に基づいて、前記操作部材を操作する乗員の肘部を支持する必要があるか否かを判断し、支持する必要があると判断した場合には、前記サポート手段を前記位置まで突出させるように制御する制御手段と、を備えている。
請求項１に記載の発明によれば、走行状態検出手段及び操作状態検出手段によって検出された情報に基づいて、制御手段が、操作部材を操作する乗員の肘部を支持する必要があるか否かを判断し、支持する必要があると判断した場合には、その乗員の肘部を支持可能な位置までサポート手段を突出させる。したがって、走行時の外乱によって操作部材を操作する乗員の手指が動くことがサポート手段によって抑制され、その操作部材に対する誤操作が抑制される。
また、請求項２に記載の車両用入力操作支援装置は、請求項１に記載の車両用入力操作支援装置であって、予定された走行計画の情報と、前記走行状態検出手段及び前記操作状態検出手段によって検出された情報とに基づいて、前記制御手段が、乗員に作用する車両前後方向及び車幅方向の慣性力を予測し、所定値以上の慣性力が発生すると判断した場合には、前記サポート手段を前記位置まで突出させるように制御する。
請求項２に記載の発明によれば、予定された走行計画の情報と、走行状態検出手段及び操作状態検出手段によって検出された情報とに基づいて、制御手段が、乗員に作用する車両前後方向及び車幅方向の慣性力を予測し、所定値以上の慣性力が発生すると判断した場合には、その乗員の肘部を支持可能な位置までサポート手段を突出させる。したがって、乗員に作用する慣性力が所定値以上となっても、操作部材に対する誤操作が抑制される。
また、請求項３に記載の車両用入力操作支援装置は、請求項１又は請求項２に記載の車両用入力操作支援装置であって、乗員の体格を検出する体格検出手段を備えるとともに、前記サポート手段が、車両前後方向及び車幅方向に並んだ複数の突出部材で構成されており、前記制御手段が、前記体格検出手段によって検出された乗員の体格に合わせて、前記突出部材の幾つかを選択して前記位置まで突出させるように制御する。
請求項３に記載の発明によれば、体格検出手段によって検出された乗員の体格に合わせて、制御手段が、サポート手段を構成する複数の突出部材のうちの幾つかを選択し、その乗員の肘部を支持可能な位置まで突出させる。したがって、乗車する乗員の体格によらずに、操作部材に対する誤操作が抑制される。
以上、説明したように、本発明によれば、走行時の外乱によって操作部材を操作する乗員の手指が動いて、その操作部材が誤操作されるのを抑制することができる。
本実施形態に係る自動運転車両を示す斜視図である。 本実施形態に係るサポート手段がセンターコンソールに設けられた場合を示す斜視図である。 本実施形態に係るサポート手段とジョイスティックによって操作される駆動系を示す構成図である。 本実施形態に係るサポート手段の構造を示す断面図である。 本実施形態に係るサポート手段を示す平面図である。 本実施形態に係るサポート手段がドアトリムのアームレストに設けられた場合を示す側面図である。
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車両上方向、矢印ＦＲを車両前方向、矢印ＲＨを車両右方向とする。したがって、以下の説明で、特記することなく上下、前後、左右の方向を記載した場合は、車両上下方向の上下、車両前後方向の前後、車両左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。
また、本実施形態では、車両用入力操作支援装置１０を構成するサポート手段５０が自動運転車両１２に適用された場合を例に採って説明するが、サポート手段５０が適用される車両は、自動運転車両１２に限定されるものではない。更に、本実施形態では、自動運転車両１２を手動運転モード時に運転する乗員を「運転者Ｐ」とする。
図１、図２に示されるように、自動運転車両１２は、その走行状態を検出する走行状態検出手段１４と、手動運転モードでの操作時や自動運転モードでの操作時に運転者Ｐが把持する操作部材としてのジョイスティック２０の操作状態を検出する操作状態検出手段４０と、走行状態検出手段１４及び操作状態検出手段４０によって検出された情報に基づいて、自動運転車両１２の走行状態を制御する制御手段としてのコントローラ３０と、運転者Ｐの体格を検出する体格検出手段としての車内カメラ４６と、を備えている。
走行状態検出手段１４は、自動運転車両１２の車速を検出する車速センサ（図示省略）や、自動運転車両１２の周辺状況（走行車線や車間距離等）を検出する周辺状況検出センサ１６などを含んで構成されている。コントローラ３０は、ＣＰＵなどからなるマイクロコンピュータを含んで構成されており、走行状態検出手段１４を構成する各種センサ、操作状態検出手段４０を構成する各種センサ及び車内カメラ４６などが電気的に接続されている。そして、それらから得られた情報により、各部を制御するように構成されている。
ジョイスティック２０は、自動運転車両１２の車室内におけるセンターコンソール１８に設けられており、運転者Ｐによって前後方向及び左右方向に揺動操作されるようになっている。詳細に説明すると、図２、図３に示されるように、ジョイスティック２０は、その上端部がセンターコンソール１８の上面１８Ａから上方に突出されており、その上端部には、運転者Ｐによって把持されるグリップ部２２が設けられている。
グリップ部２２の前端部には、運転者Ｐがジョイスティック２０のグリップ部２２を把持したことを検出する把持センサ４２が設けられている。この把持センサ４２は、操作状態検出手段４０を構成する各種センサのうちの１つであり、コントローラ３０に電気的に接続されている。
ジョイスティック２０の下端部は、センターコンソール１８内において、車幅方向及び車両前後方向に配置された回転軸（図示省略）回りに回転可能に支持されており、その回転軸には、操作状態検出手段４０を構成する操舵角センサ（回転角センサ）４４が設けられている。この操舵角センサ４４によって、ジョイスティック２０の中立位置からの前後方向及び左右方向への回転角が検出されるようになっている。
ここで、手動運転モード時には、ジョイスティック２０を左右方向に揺動させて前輪３４を転舵させるようになっている。具体的に説明すると、ジョイスティック２０の中立位置から左右方向への回転角が操舵角センサ４４によって検出され、その検出結果（得られた情報）を基に、コントローラ３０が、電動モータ２４へ操舵角（操舵量）を出力する。
電動モータ２４には、減速機構が内蔵されており、転舵出力軸２６の上端部を回転駆動するように、その転舵出力軸２６の上端部に動力伝達可能に接続されている。転舵出力軸２６の下端部にはピニオンギア２８が固定されており、ピニオンギア２８には、ラックバー３２が噛合している。そして、ラックバー３２の車幅方向両端部には、左右の前輪３４がそれぞれ転舵可能に連結されている。
したがって、操舵角センサ４４によって検出された、ジョイスティック２０の中立位置から左右方向への回転角を基に、コントローラ３０が電動モータ２４を制御して（電動モータ２４へ操舵角を出力して）転舵出力軸２６、即ちピニオンギア２８を回転させ、ラックバー３２を、その軸線方向（車幅方向）へ変位させることにより、左右の前輪３４が転舵されるようになっている。
なお、具体的な説明は省略するが、自動運転モード時には、ジョイスティック２０を前後方向に揺動させたり、グリップ部２２に設けられたスイッチ類を操作したりすることにより、自動運転車両１２の車室内に設けられたオーディオ等の車載機器を操作できるようになっている。
また、図２、図３に示されるように、内装部品としてのセンターコンソール１８におけるジョイスティック２０の車両後方側には、センターコンソール１８内に収納可能に構成されるとともに、ジョイスティック２０を操作するときの運転者Ｐの肘部Ｐｓを支持可能な位置まで、センターコンソール１８に形成された開口部１９から上方側へ突出可能に構成された樹脂製のサポート手段５０が設けられている。
サポート手段５０は、車両前後方向及び車幅方向に並んだ複数個（例えば車両前後方向に７列で車幅方向に７列の計４９個：図５参照）の角柱状の突出部材５２で構成されている。そして、図４に示されるように、各突出部材５２は、後述する中空部５６に対して空気の供給及び排出を行う昇降手段６０によって昇降するように構成されている。
詳細に説明すると、各突出部材５２は、車両前後方向が長辺とされた平面視長方形（矩形）状に形成されており（図５参照）、センターコンソール１８の開口部１９から上方側へ突出する支持部５４が中実状に形成されている。そして、支持部５４よりも下方側が中空状に形成された中空部５６とされており、中空部５６の下端部５６Ａは、開放されている。
一方、センターコンソール１８の開口部１９の下方側には、各突出部材５２の中空部５６が上方側からほぼ隙間なく嵌合されて外装される複数個（この場合は４９個）の角柱状の支持部材６２が取り付けられている。すなわち、各支持部材６２も、車両前後方向が長辺とされた平面視長方形（矩形）状に形成されており、各突出部材５２の中空部５６に、相対的に下方側からほぼ隙間なく挿入される構成になっている。
また、各支持部材６２の中央部（軸心部）には、全高に亘って空気が通る流路６４が形成されている。そして、各支持部材６２の下端部には、流路６４と連通するフレキシブルチューブ６６の一端部が連通接続されており、各フレキシブルチューブ６６の他端部は、センターコンソール１８内に設けられるとともに空気を供給及び排出可能に構成されたエアポンプ６８に連通接続されている。
したがって、各突出部材５２をセンターコンソール１８内から突出させるときには、エアポンプ６８を作動させ、各フレキシブルチューブ６６及び流路６４を介して、各中空部５６内へ空気を供給する。これにより、その空気が、各支持部５４を上方側へ押し上げつつ各中空部５６内に溜まって行くため、各突出部材５２が、各支持部材６２にガイドされつつ上昇するようになっている。
なお、詳細な図示は省略するが、開口部１９は、各突出部材５２に対応して格子状に形成されている。そして、各突出部材５２の外壁で、かつ支持部５４の下面５４Ａとほぼ同一となる高さ位置には、センターコンソール１８における開口部１９の周縁部に下方側から当接するストッパーとしての張出部５８が全周に亘って（又は周方向に断続的に）形成されている。この張出部５８により、各突出部材５２が、必要以上にセンターコンソール１８の上面１８Ａから上方側へ突出しないようになっている。
各突出部材５２をセンターコンソール１８内に収納するときには、エアポンプ６８により、各中空部５６内の空気を吸引する。すなわち、エアポンプ６８が作動することにより、各中空部５６内の空気が、各流路６４及びフレキシブルチューブ６６を通って、エアポンプ６８から大気へ排出される。
これにより、各突出部材５２は、各支持部材６２にガイドされつつ、開口部１９から突出しない位置まで（各支持部５４の下面５４Ａが、各支持部材６２の上面６２Ａに当接する位置まで）下降するようになっている。そして、各突出部材５２の上面５２Ａが、センターコンソール１８の上面１８Ａ（意匠面）を構成するようになっている。
また、エアポンプ６８は、コントローラ３０と電気的に接続されており、コントローラ３０の制御によって作動するようになっている。つまり、コントローラ３０の制御によって、サポート手段５０を構成する各突出部材５２の中空部５６に対して空気の供給及び排出が行われるようになっている。
具体的に説明すると、コントローラ３０は、手動運転モード時において、走行状態検出手段１４及び操作状態検出手段４０（把持センサ４２）によって検出された情報に基づいて、ジョイスティック２０を操作する運転者Ｐの肘部Ｐｓを支持する必要があるか否かを判断し、支持する必要があると判断した場合には、運転者Ｐの肘部Ｐｓを支持可能な位置まで、各突出部材５２（サポート手段５０）を突出させるように、エアポンプ６８の動作を制御する構成になっている。
より具体的に説明すると、コントローラ３０は、走行状態検出手段１４及び操作状態検出手段４０（把持センサ４２）によって検出された情報に基づいて、加速及び減速時又は操舵時に、それぞれ運転者Ｐに作用する車両前後方向又は車幅方向の慣性力（加減速Ｇ又は横Ｇ）を予測し、所定値以上の慣性力が発生すると判断した場合には、予め（慣性力が作用する前に）各突出部材５２を運転者Ｐの肘部Ｐｓを支持可能な位置まで突出させるように制御する構成になっている。
そして更に、このコントローラ３０は、車内カメラ４６によって検出された運転者Ｐの体格に合わせて、その運転者Ｐの肘部Ｐｓをサポート（安定的に保持）できるように、複数の突出部材５２のうちから選択された幾つかの突出部材５２を突出させるように制御する構成になっている。
すなわち、標準的な体格の運転者Ｐの場合は、例えば図５（Ａ）において斜線で示される領域の各突出部材５２が上方側へ向けて突出されて、運転者Ｐの肘部Ｐｓがサポートされるようになっている。また、比較的大柄な体格の運転者Ｐの場合は、例えば図５（Ｂ）において斜線で示される領域の各突出部材５２が上方側へ向けて突出されて、運転者Ｐの肘部Ｐｓがサポートされるようになっている。
また、上記したように、ジョイスティック２０は、手動運転モード時には、自動運転車両１２の前輪３４を転舵するように構成されているが、自動運転モード時には、オーディオ等の車載機器を操作することができるように構成されている。したがって、自動運転モード時において、ジョイスティック２０を操作するときにも、必要に応じて、各突出部材５２（サポート手段５０）が運転者Ｐの肘部Ｐｓを支持可能な位置まで突出するように構成されている。
すなわち、コントローラ３０は、自動運転モード時には、予定された走行計画（走行ルートを含む）の情報に基づいて、加速及び減速時又は操舵時に、それぞれ運転者Ｐに作用する車両前後方向又は車幅方向の慣性力（加減速Ｇ又は横Ｇ）を予測し、所定値以上の慣性力が発生すると判断した場合には、予め（慣性力が作用する前に）各突出部材５２を運転者Ｐの肘部Ｐｓを支持可能な位置まで突出させるように制御する構成になっている。
以上のような構成とされた本実施形態に係る車両用入力操作支援装置１０（サポート手段５０）において、次にその作用について説明する。
自動運転車両１２の手動運転モード時において、運転者Ｐがジョイスティック２０を操作して前輪３４を転舵させる際には、まずコントローラ３０が、走行状態検出手段１４（周辺状況検出センサ１６）及び操作状態検出手段４０（把持センサ４２）によって検出された情報に基づいて、ジョイスティック２０を操作する運転者Ｐの肘部Ｐｓを支持する必要があるか否かを判断する。
より具体的には、コントローラ３０が、その情報に基づいて、加速及び減速時又は操舵時に、それぞれ運転者Ｐに作用する車両前後方向又は車幅方向の慣性力（加減速Ｇ又は横Ｇ）を予測する。そして、コントローラ３０が、運転者Ｐの肘部Ｐｓを支持する必要がある（所定値以上の慣性力が発生する）と判断した場合には、運転者Ｐの肘部Ｐｓを支持可能な位置まで、サポート手段５０を構成する各突出部材５２を予め（慣性力が作用する前に）突出させる。
すなわち、標準的な体格の運転者Ｐの場合は、例えば図５（Ａ）において斜線で示される領域における各突出部材５２の中空部５６内へ、フレキシブルチューブ６６及び流路６４を介して、エアポンプ６８により空気が供給される。すると、各支持部５４の下面５４Ａと各支持部材６２の上面６２Ａとの間の中空部５６内に空気が溜まって行き、各突出部材５２の外壁に形成された張出部５８が、開口部１９の周縁部に下方側から当接するまで、各突出部材５２の支持部５４がセンターコンソール１８の開口部１９から上方側へ突出する（図４参照）。
これにより、図２、図５（Ａ）に示されるように、各突出部材５２の支持部５４が、平面視で略「Ｕ」字状に突出し、運転者Ｐの肘部Ｐｓが、各突出部材５２の支持部５４によって、車両後方側、車幅方向外側及び車幅方向内側から覆われて（囲まれて）支持される。つまり、運転者Ｐの肘部Ｐｓから手指までが、サポート手段５０によって安定的に保持される。
したがって、自動運転車両１２の手動運転モードでの走行時に、慣性力や振動等の外乱によってジョイスティック２０を操作する運転者Ｐの手指が意図しない方向に動くこと、即ちジョイスティック２０が誤操作されることを、各突出部材５２で構成されたサポート手段５０によって抑制又は防止することができる。
しかも、車内カメラ４６により、運転者Ｐの体格が検出され、それに基づいて、サポート手段５０の上昇させる各突出部材５２が決定されるため、乗車する運転者Ｐの体格によらずに、ジョイスティック２０が誤操作されることを抑制又は防止することができる。換言すれば、運転者Ｐの体格の違いによって、その肘部Ｐｓがサポート手段５０によって安定的に保持されないような不具合の発生を抑制又は防止することができる。
なお、自動運転車両１２の自動運転モードでの走行時に、運転者Ｐが、オーディオ等の車載機器を操作するために、ジョイスティック２０を操作するときにも、コントローラ３０の制御により、サポート手段５０を上昇させることができる。具体的に説明すると、コントローラ３０は、予定された走行計画（走行ルートを含む）の情報に基づいて、加速及び減速時又は操舵時に、それぞれ運転者Ｐに作用する車両前後方向又は車幅方向の慣性力（加減速Ｇ又は横Ｇ）を予測する。
そして、そのコントローラ３０が、運転者Ｐの肘部Ｐｓを支持する必要がある（所定値以上の慣性力が発生する）と判断した場合には、運転者Ｐの肘部Ｐｓを支持可能な位置まで、サポート手段５０を構成する各突出部材５２を予め（慣性力が作用する前に）突出させる。したがって、自動運転モード時において、ジョイスティック２０によってオーディオ等の車載機器を操作するときに、慣性力や振動等の外乱によってジョイスティック２０が誤操作されることも、サポート手段５０によって抑制又は防止することができる。
なお、本実施形態に係る車両用入力操作支援装置１０を構成するサポート手段５０は、センターコンソール１８に設けられる構成に限定されるものではない。例えば図６に示されるように、ジョイスティック２０が、ドアトリム３６における内装部品としてのアームレスト３８に設けられた場合には、サポート手段５０（各突出部材５２）は、ジョイスティック２０よりも車両後方側におけるアームレスト３８に収納及び突出可能に設けられる。
サポート手段５０が、アームレスト３８に設けられる場合は、運転者Ｐの肘部Ｐｓの車幅方向外側には、ドアトリム３６が存在しているため、各突出部材５２の支持部５４は、平面視で略「Ｌ」字状に突出されるように構成されていればよい。つまり、各突出部材５２の支持部５４は、運転者Ｐの肘部Ｐｓの車両後方側と車幅方向内側を覆う（囲む）ように突出される構成になっていればよい。
以上、本実施形態に係る車両用入力操作支援装置１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車両用入力操作支援装置１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、図示の各突出部材５２は、全て同じ高さに突出されているが、その高さが前方側に行くに従って徐々に低くなるように、張出部５８の位置等が設定されていてもよい。
また、各突出部材５２において、運転者Ｐの肘部Ｐｓ等が接触する面（突出部材５２の上面５２Ａや側面等）には、その肘部Ｐｓ等を保護するための弾性体が貼付されていてもよい。また、各突出部材５２は、平面視で長方形状となる角柱状に形成されているが、これに限定されるものではなく、例えば平面視で正方形状となる角柱状に形成されていてもよい。
更に、各突出部材５２を昇降させる昇降手段６０は、上記した実施形態のもの（流路６４を有する支持部材６２、フレキシブルチューブ６６及びエアポンプ６８）に限定されるものではない。また、手動運転モード時において、ジョイスティック２０によって操作される駆動系（前輪３４の転舵等）の構成も、上記した実施形態のものに限定されるものではない。
１０ 車両用入力操作支援装置
１２ 自動運転車両（車両）
１４ 走行状態検出手段
１８ センターコンソール（内装部品）
２０ ジョイスティック（操作部材）
３０ コントローラ（制御手段）
３８ アームレスト（内装部品）
４０ 操作状態検出手段
４２ 把持センサ（操作状態検出手段）
４６ 車内カメラ（体格検出手段）
５０ サポート手段
５２ 突出部材
Ｐ 運転者（乗員）
Ｐｓ 肘部

Claims (3)

  1. 車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
    操作時に乗員が把持する操作部材の操作状態を検出する操作状態検出手段と、
    内装部品に収納可能に構成されるとともに、前記操作部材を操作するときの乗員の肘部を支持可能な位置まで前記内装部品から突出可能に構成されたサポート手段と、
    前記走行状態検出手段及び前記操作状態検出手段によって検出された情報に基づいて、前記操作部材を操作する乗員の肘部を支持する必要があるか否かを判断し、支持する必要があると判断した場合には、前記サポート手段を前記位置まで突出させるように制御する制御手段と、
    を備えた車両用入力操作支援装置。
  2. 予定された走行計画の情報と、前記走行状態検出手段及び前記操作状態検出手段によって検出された情報とに基づいて、前記制御手段が、乗員に作用する車両前後方向及び車幅方向の慣性力を予測し、所定値以上の慣性力が発生すると判断した場合には、予め前記サポート手段を前記位置まで突出させるように制御する請求項１に記載の車両用入力操作支援装置。
  3. 乗員の体格を検出する体格検出手段を備えるとともに、前記サポート手段が、車両前後方向及び車幅方向に並んだ複数の突出部材で構成されており、
    前記制御手段が、前記体格検出手段によって検出された乗員の体格に合わせて、前記突出部材の幾つかを選択して前記位置まで突出させるように制御する請求項１又は請求項２に記載の車両用入力操作支援装置。
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