JP2021020567A

JP2021020567A - 車両停止装置

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Publication number: JP2021020567A
Application number: JP2019138442A
Authority: JP
Inventors: 平嶋正芳; Masayoshi Hirashima
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-07-29
Filing date: 2019-07-29
Publication date: 2021-02-18

Abstract

【課題】車両の運転者がアクセルとブレーキを踏み間違えてパニック状態になった時、アクセルペダルから、足を離し、素早くブレーキペダルを踏みまなくても車両を停止させる。【解決手段】車両の運転者がパニック状態になった時、運転者の両腕がハンドルに加える大きな握力を検出すると共に、緊急停止ボタンの上に置いている突っ張った状態の左足に加わる力で、緊急停止ボタンから停止信号を出力し、アクセルを踏んだままでも、アクセル出力を無効にし、ブレーキを作動させ車両を停止させる。【選択図】図１

Description

本発明は自動車等エンジン又はモーターにより走行する車両の停止装置に関する。

車両の方向を制御する操作ハンドルを前下方に押し込むことにより車輪を制御するブレーキバーを備えた安全運転装置が特許文献1に記載されている。

特許第6410334号特開2019-26254

アクセルペダルとブレーキペダルの踏み間違いによる事故が、高齢運転者の増加と共に増えている。乗用車では、一般に右足で、アクセルペダルとブレーキペダルを踏み換えることにより、発進加速と制動停止を行う。しかしながら、アクセルペダルとブレーキペダルを踏み間違えた場合や、歩行者の急な飛び出しが有ったりした場合、運転者がパニック状態になり、アクセルペダルから、足を離し、素早くブレーキペダルを踏み、車両を急停止させることができず、アクセルペダルを更に強く踏みこみ、車両がそのまま高速度で前進を続け、事故を起こす場合が多い。特許文献１に開示された従来技術は、パニック状態になった時の運転者の手足の動きに対して適切な対応ができないという課題がある。また、手動のブレーキバーを必要とするという課題もある。

パニック状態に陥った場合に人間が無意識にとる動作を検出して、急停止できる装置を車両の運転席に設け、アクセルペダルから足を離さなくても車両を停止させる。

パニックに陥った場合でも、その状態で手足に加わる力を用いて、車両を停止させるので、アクセルペダルの急な踏込みを検知して、ブレーキを作動させる場合よりも、誤動作なく確実に車両を停止させることが可能である。パニックになり四肢が硬直するような状態でも、車両を停止させることができる。

第1と第2の実施の形態における、車両の運手席の部品配置を示す図である。第1と第2の実施の形態における、機能ブロックを示す図である。第３の実施の形態における、車両の運手席の部品配置を示す図である。第３の実施の形態における、機能ブロックを示す図である。第４の実施の形態における、車両の運手席の部品配置を示す図である。第４の実施の形態における、機能ブロックを示す図である。第５の実施の形態における、車両の運手席の部品配置を示す図である。第５の実施の形態における、機能ブロックを示す図である。

本発明の第１の実施の形態について、図１の運転席の運転に関する操作部品の配置図と図２の機能ブロック図を用いて説明する。図２の第１のステップでは、運転者が異常を検知し、ハッとして四肢に力が入り、図１のアクセルペダル２を強く踏むと同時にハンドル１を強く握りしめ、左足で非常停止スイッチ（又はブレーキボタン）３を押す（左足に力が加わり突っ張った状態になる）。非常停止スイッチ（又はブレーキボタン）３が押されると、左足の非常停止スイッチ押圧検出装置１３から出力信号が論理積形成装置１４へ出力される。また、同時に両手両足に正常時より大きな力が加わり、ハンドル１を強く握りしめるので、ハンドル１の上下左右等複数個所に設けた、圧力センサー11R1,11R2,11L1,11L2からなる握り圧力検出装置１１で、異常な強い握力を検出する。圧力センサーはもっと数が多くても良い。圧力センサーをハンドル１に張り付けた上からハンドル全体をカバーしても良い。握り圧力検出装置１１の出力信号が論理積形成装置１４へ出力される。なお、第１の実施例ではアクセルペダルの踏込量の異常検出装置１２の出力はは用いない。論理積形成装置１４は、非常停止スイッチ押圧検出装置１３から出力信号と握り圧力検出装置１１の出力信号の論理積が１になると、アクセルペダルの出力無効化手段２２と、車輪の制動手段２１とハンドブレーキ作動手段２３へ信号を出力する。

図２の機能ブロック図の第2ステップでは、論理積形成装置１４から出力された、アクセルペダル無効化信号により、アクセルペダル無効化手段22から、エンジンと車輪の駆動軸分離手段24へエンジンと車輪の駆動軸を分離する信号を送り、エンジンと車輪の駆動軸を分離する。これにより、アクセルを踏み込んでも車両の速度が加速されることが無くなる。同時に、論理積形成装置１４から出力される車輪のブレーキ作動信号が車輪の制動手段２１へ送られ、車輪にブレーキがかかり停止する（このブレーキは一般にディスク型である）。又、同時に論理積形成装置１４からハンドブレーキ作動信号がハンドブレーキ作動手段２３へ送られ、ハンドブレーキが作動する。一般にハンドブレーキはパーキングブレーキとも呼ばれ、手動で作動させるが、緊急時には、左手でハンドブレーキを操作する余裕はない。そこで手動操作に替えて、左足を強く踏むという物理的（機械的）手段でハンドブレーキを操作する。例えば通常時は、電磁力でハンドブレーキを開放しておき、論理積形成回路１４からの信号により、電磁力を切り、ハンドブレーキが作用する状態にすればよい。なお、電気自動車では、ブレーキをかける場合、先ずモーターの回転数を制御する信号を、回生制動をかける信号に切り替えてブレーキをかけるとともに、図２の車輪制動手段２１でもブレーキをかける。アクセルペダルの出力無効化手段２２の出力は回生制動をかける信号としてもよい。

図２の機能ブロック図の第3ステップで、車両停止手段３１により車輪にブレーキをかけて停止させ、かつパーキング状態（車輪をロック）にする。この状態では、アクセルとブレーキを間違えて踏み続けても車両は停止したままになる。なお、停止状態から速やかに前進又は後退させる必要がある時は、図１のシフトレバー６を矢印の方向８（前後）に動かし、一度ニュートラルの位置に設定後、前進又は後退位置にシフトレバーを動かすことにより、論理積形成装置１４の全出力を遮断し、車両の運転を正常状態に戻す。

次に本発明の第2の実施形態について、図１の運転席の運転に関する操作部品の配置図と図２の機能ブロック図を用いて説明する。図２の第１のステップでは、運転者が異常を検知し、ハッとして四肢に力が入り、アクセルペダル２を強く踏むと同時にハンドル１を強く握りしめ、左足で非常停止スイッチ（又はブレーキボタン）３を押す（足に力が加わり突っ張った状態になる）。非常停止スイッチ（又はブレーキボタン）３が押されると、左足の非常停止スイッチ押圧検出装置１３から出力信号が論理積形成装置１４へ出力される。また、同時に両手両足に正常時より大きな力が加わり、ハンドル１を強く握りしめるので、ハンドル１の上下左右等複数個所に設けた、圧力センサー11R1,11R2,11L1,11L2からなる握り圧力検出装置１１で、異常な強い握力を検出する。圧力センサーはもっと数が多くても良い。圧力センサーをハンドル1に張り付けた上からハンドル全体をカバーしても良い。握り圧力検出装置１１の出力信号が論理積形成装置１４へ入力される。ここまでは第1の実施の形態の場合と同じである。又、同時にアクセルペダルの踏込量検出装置１２で、アクセルペダルの異常な踏込を検出し、検出装置１２の出力信号が論理積形成装置１４へ入力される。アクセルペダルの踏込量の異常を検出する装置の例は特許文献２に示されている。論理積形成装置１４は、非常停止スイッチ押圧検出装置１３からの出力信号と握り圧力検出装置１１の出力信号とアクセルペダルの踏込量検出装置１２の出力信号の3個中の2個以上の論理積が1になった時、アクセルペダルの出力無効化手段２２と、車輪の制動手段２１とハンドブレーキ作動手段2３へ信号を出力する。論理積形成装置１４の出力を、アクセルペダル無効化手段２２、車輪の制動手段２１とハンドブレーキ作動手段に供給し、車両を停止させる手順は第1の実施の形態の場合と同一であり、電気自動車の場合も同一であるので説明は省略する。

アクセルペダルの踏込量の異常をアクセルペダルの踏込量検出装置１２で検出し、その出力を論理積形成装置１４へ入力する場合は、車両の走行状態により、例えば高速道路での追い抜き又は追い越しのための正常な加速（アクセルペダルの踏込）か、低速走行（駐車状態からの発進）時や、前方或いは後方の障害物や人間の存在を検出しているか否かに応じて、アクセルペダルの踏込量の異常か否かを車両に搭載されている各種メーター(図示せず）やセンサー（図示せず）の出力により、車載のコンピューター（図示せず）により判定する。アクセルペダルの踏込が異常であれば、アクセルペダルの出力無効化手段２２の出力をエンジンと車輪の駆動軸分離手段２４へ出力し、変速機をニュートラルに切り替える信号を出力し、エンジンと車輪駆動軸と切り離す。アクセルペダルの踏込量の異常を検出する技術は公知であり、特許文献２にその一例が示されている。なお、電気自動車の場合も、アクセルペダルの踏込量の異常については同じ判断をし、先ずモーターの回転数を制御する信号を、回生制動をかける信号に切り替えてブレーキをかけるとともに、図２の車輪制動手段２１でもブレーキをかける。アクセルペダルの出力無効化手段２２の出力は回生制動をかける信号としてもよい。これらは第1の実施の形態と同じである。アクセルペダルの踏込量が異常に大きくなっても、坂道、高速道路での追い越し、追い抜きなどの場合は、アクセルペダルの踏込量検出装置１２の出力信号を論理積形成装置１４へ伝えないことで、通常の運転が継続できる。

本発明の第3の実施の形態について、図3、図4と共に説明する。図3において、11L1T、11L2T、11R1T、11R2Tはそれぞれ圧力センサー11L1、11L2、11R1、11R2と一体化した無線発信機または、圧力センサー11L1、11L2、11R1、11R2に密着若しくは近接した無線発信機であり、異なる周波数又は同一の周波数の電波により、圧力センサー11L1、11L2、11R1、11R2の出力を論理積形成装置１４の無線受信機へ伝える。圧力センサー11L1、11L2、11R1、11R2の出力は２値でも多値でも良い。図３において、２Tはアクセルペダルの踏込量検出装置１２の出力を無線で論理積形成装置１４の無線受信器へ伝える無線発信機である。２Tの出力周波数は11L1T、11L2T、11R1T、11R2Tの出力周波数とは異なる周波数を用いる。３Tは、非常停止スイッチ３に内蔵又は近接して設けられている無線発信機で、非常停止スイッチ３の出力を無線により論理積形成装置１４の無線受信器へ伝える無線発信機である。３Tの周波数は、２T及び11L1T、11L2T、11R1T、11R2Tのいずれの周波数とも異なる周波数である。図３で論理積形成回路１４の無線受信機14Rは11L1T、11L2T、11R1T、11R2Tの出力と２Tの出力と３Tの出力を受信する受信機である。第１の実施の形態及び第２の実施の形態との差異はハンドルの握り圧力検出装置１１、アクセルペダルの踏込量検出装置１２と非常停止スイッチ押圧検出装置１３から、論理積形成装置１４への信号の送信を有線で行うか無線で行うかの違いである。既に使用されている自動車に本発明の装置を取り付ける場合、有線で配線を行うよりも、無線の方が改造が簡単であるという特徴がある。

第４の実施の形態について、図5の運転席の運転に関する操作部品の配置図と図6の機能ブロック図を用いて説明する。第1の実施の形態における図1、図2と共通の部分の説明は省略する。また、第２の実施の形態における図３、図４と共通の部分の説明も省略する。11L1T、11L2T、11R1T、11R2Tの出力を論理積形成手段１４の入力側の無線送受信機の無線受信部１４Rへ送る場合、論理積形成手段１４の入力側の無線送受信機の無送信部１４Tから、先ず11L1Rへ起動信号を送り、11L1が異常な圧力を検出していれば、11L1Tから論理積形成手段１４の入力側の無線送受信機の受信部１４Rへ異常圧力検出信号を送る。以下11L2R、11R1R、11R2Rについても同様である。送受信の用いる周波数を共通にするため、論理積形成手段１４の入力側の無線送受信機の送信部１４Tから11L1Rへ送る信号の先頭にアドレスを付けておく。アドレスは11L1R、11L2R、11R1R、11R2Rのそれぞれについて別々にする。これにより、送受信の周波数が同一であっても、11L1T、11L2T、11R1T、11R2Tのどれからの出力であるかを、論理積形成手段１４の入力側の無線送受信機の無線受信部１４Rで判別することができる。このように、11L1R、11L2R、11R1R、11R2Rのそれぞれに順次信号を送っても良いが、圧力センサーの数を増やす場合や、異常検出後の時間遅れを少なくする場合は、周波数を変えて同時に11L1R、11L2R、11R1R、11R2Rへ論理積形成手段１４の入力側の無線送受信機の無線送信部１４Tから4種類の周波数の信号をd出力すればよい。この場合はアドレスを付与しなくても良いので、アドレス照合時間も省略できる。論理積形成装置１４で、異常を検出した後の動作は、第1の実施の態様、第2の実施の態様及び第3の実施の態様の1つ以上と共通である。

本発明の第５の実施の態様について、図７，図８を用いて説明する。第1の実施の態様、第2の実施の態様、第3の実施の態様、及び第4の実施の態様により車両が停止したのち、異常状態が解消され、車両を正常状態で前進又は後退させる必要が有る場合は、図７に示すリセット（復帰）スイッチ９を押すことにより、論理積形成装置１４の出力を無効化する。図８に示すように論理積形成装置１４にリセットスイッチの出力を有線又は無線で伝える。論理積形成装置１４の出力を無効化する方法は、論理積形成装置の入力を遮断するか、出力を遮断すればよい。方法は電子的（回路的）又は物理的（リレースイッチ）のどちらでもよい。また、論理積形成装置１４の出力により車両が停止した後、一定時間経過後、若しくはシフトレバー6を操作した後、前記スイッチ9を操作しなくても、スイッチ9を操作した場合と同じように、正常な運転が可能な状態に復帰させることも可能あでる。なお、異常を検出し、論理積形成装置１４の出力により、車両を停止させる手順は第1の実施の態様、第2の実施の態様、第3の実施の態様、第４の実施の態様と共通である。

第１の実施例を図３、図４を用いて説明する。現在、道路を走行している車両に本発明の装置を組み込むことは、困難ではない。ハンドルの握り圧力センサーは車検時又は改造時に、ハンドル１に圧力センサーを付加するか、ハンドル１を圧力センサー内蔵型に交換すればよい。ハンドル１の左右の上下２か所即ち４か所に無線信号送信部と一体で形成された薄い板状の圧力センサー11L1、11L2、11R1、11R2とそれぞれ一体化した無線発信機11L1T、11L2T、11R1T、11R2Tを、ハンドルに張り付け、ハンドル全体を薄いカバーで覆う。次に運転席の左足を置く部分の床面に緊急停止ボタン３を張り付ける。緊急停止ボタン３に足を乗せた時、フットレストとして使用しても差し支えない。緊急時にパニックになるとスイッチ３を非常に強く押す。いわゆる足で突っ張る状態になる。この時初めて、スイッチ３が押された状態となり、出力信号を発生させる。緊急停止ボタン３は、無線発信機３Tと一体で構成される。論理積形成装置１４は例えば、運転席の下部に据え置くか、或いはグローブBOX等に組み込み、無線信号受信部14Rを運転席の下部に設置する。論理積形成装置１４と、無線信号受信部14Rは有線で接続する。論理積形成装置１４の出力は有線で、アクセルペダル無効化手段２２、車輪制動手段２１、ハンドブレーキ作動手段２３に伝えられる。即ち配線作業が発生する。論理積形成手段１４の出力は電子的信号であるが、これを用いてアクセルペダル無効化手段２２、車輪制動手段２１、ハンドブレーキ作動手段２３を物理的に制御することは公知の技術で可能である。上記の内容ついては、改造作業が必要であるが、車検時に行えば大きな負担にはならない。

第２の実施例について、図3と共に説明する。現在、道路を走行している車両に本発明の装置を組み込むことは、困難ではない。ハンドルの握り圧力検出検出装置と非常停止スイッチ３については、第1の実施例と同じであるので説明は省略する。アクセルペダルの踏込量の検出については、例えば特許文献２に示されるような公知の技術を使えばよい。アクセルペダルの踏込量の検出装置１３の一部は、アクセルペダルの近傍に設けられる。これを図３の無線発信機２Tとして表してあるが、検出装置１３の中に含まれ、図３の位置になくても支障はない。踏込量の異常を検出し検出出力を２Tから無線で出力する。論理積形成装置１４の無線受信機14Rで２Tからの信号を受信し、ハンドルの握り圧力検出装置１１の出力と、非常停止スイッチ１３の出力との論理積を、論理積形成装置１４で形成する。論理積形成装置１４の出力を用いて車両を停止させることは、第１の実施例と同様である。

いわゆる乗用車以外でも、人間が運転するバス、トラック、フォークリフト、耕運機等、地上を走行する車両であれば本発明の装置を取り付けることにより、安全運転が実現できる。

1 運転席のハンドル
２運転席のアクセルペダル
３運転席の非常停止スイッチ
４ハンドルのシャフト
５運転席のブレーキペダル
６変速機のシフトノブ
７変速機のシャフト
８シフトノブの作動方向
９リセットスイッチ
１１圧力センサー

Claims

車両の運転席に運転者が運転者の左足で踏むブレーキペダル又はブレーキボタンを備え、運転席のハンドルに複数個の圧力センサーを設け、前記左足で踏むブレーキペダル又はブレーキボタンの出力１と前記圧力センサーの出力２との論理積が１になった時、アクセルペダルとエンジンの間の無線若しくは有線又は機械的な信号伝達を遮断することを特徴とする車両の制御装置。
車両の運転席に設けられたアクセルペダルを運転者が踏み込む踏込量の異常を検知した検知出力３と、運転席に設けられた運転者が左足で踏むブレーキペダル又はブレーキボタンの出力１と、ハンドルに設けられた複数個の圧力センサー出力２との３種類の出力の論理積が１になった時、アクセルペダルとエンジンの間の無線若しくは有線又は機械的な信号伝達を遮断することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
車両の運転席に設けられたアクセルペダルを運転者が踏み込む踏込量の異常を検知した検知出力３と、運転席に設けられた左足で踏むブレーキペダル又はブレーキボタンの出力１と、ハンドルに設けられた複数個の圧力センサー出力２との３種類の出力中のいずれか２種類の出力の論理積が１になった時、アクセルペダルとエンジンの間の無線若しくは有線又は機械的な信号伝達を遮断することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
車両の運転席に設けられた運転者が左足で踏むブレーキペダル又はブレーキボタンの出力１と、ハンドルに設けられた複数個の圧力センサー出力２の中の1種類以上の出力を無線で出力し、論理積形成装置の入力側でこれを受信することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
車両の運転席に設けられたアクセルペダルを運転者が踏み込む踏込量の異常を検知した検知出力３と、運転席に設けられた運転者が左足で踏むブレーキペダル又はブレーキボタンの出力１と、ハンドルに設けられた複数個の圧力センサー出力２との3種類の出力中の1種類以上の出力を無線で出力し、論理積形成装置の入力側でこれを受信することを特徴とする請求項２，３に記載の車両の制御装置。
車両の運転席のハンドルに複数個の圧力センサーを設け、前記圧力センサーの出力２を無線で出力する回路を前記センサーと同一基板上又は同一筐体内に設けたことを特徴とする請求項１から5までに記載の車両の制御装置。
論理積形成回路の入力側に無線信号受信回路を設けたことを特徴とする請求項１から6までに記載の車両の制御装置。
車両の運転席に設けられた左足で踏むブレーキペダル又はブレーキボタンの無線出力回路と同一基板上又は同一筐体内に無線受信回路を設け、運転席のハンドルに設けられた複数個の圧力センサーの無線出力回路と同一基板上又は同一筐体内に無線受信回路を設け、アクセルの踏込異常検知出力の無線出力回路と同一基板上又は同一筐体内に無線受信回路を設けたことを特徴とする請求項１から7までに記載の車両の制御装置。
車両の運転席に設けられたアクセルペダルを運転者が踏み込む踏込量の異常を検知した検知出力３と、運転席に設けられた左足で踏むブレーキペダル又はブレーキボタンの出力１と、ハンドルに設けられた複数個の圧力センサー出力２との３種類の出力の論理積が１になった時、アクセルペダルと車輪を駆動するモーターとの間の無線若しくは有線又は機械的な信号伝達を遮断すること特徴とする請求項１から８までに記載の車両制御装置。
運転者が論理積形成装置の出力により、アクセルペダルとエンジン又はモーターとの間の無線若しくは有線又は機械的な接続を遮断する機能を停止できるスイッチを設けたことを特徴とする請求項１から8までに記載の車両の制御装置。
運転者が論理積形成装置の出力により、アクセルペダルとエンジン又はモーターとの間の無線若しくは有線又は機械的な接続を遮断する機能を停止できるスイッチを操作した後、一定時間経過後、若しくはシフトレバーを操作した後、又は車両が停止した時に前記スイッチによる操作を無効にすることを特徴とする請求項１から9までに記載の車両の制御装置。