JP3883049B2 - 乗物の安全装置及び乗物の安全運転方法をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などの乗物の安全装置及び安全運転方法をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に代表される乗物、車両などの多くは進行方向を決めるステアリングホイール（いわゆるハンドル）と、加速するためのアクセルペダルと、減速するためのブレーキペダルを少なくとも有している。アクセルペダルとブレーキペダルは、一般に運転者の右足で操作するよう並んで配置されている。自動車事故の原因を分析すると、速度の出し過ぎ、ハンドル操作の誤りなどと並んで、ブレーキペダルとアクセルペダルとを間違えて操作してしまう場合が少なからずある。
【０００３】
特に、走行している道路から道路に面した目的地の敷地に進入した場合に、すなわち、例えば道路に面したコンビニエンスストア（コンビニとも言う）の駐車場に駐車しようとして、ハンドルその他を操作したとき、最終的に停車しようとしてブレーキペダルを踏むべきときに誤ってアクセルペダルを踏んでしまうというような誤操作が起きやすい。このように、本来停車すべき位置で運転者の意志に反して加速してまうと、前方の歩行者や建築物に衝突するなど、人体や建築物その他の構築物などに被害を与えることとなり、最悪の場合は人命に関わる重大事故となる場合もある。
【０００４】
交通事故対策として、国土交通省は、ＡＨＳ（アドバンスド・クルーズアシスト・ハイウエイ・システム）を検討中であり、そのサービスが近く開始される予定となっている。しかし、このサービスの対象は、高速道路などの基幹路線に限られているため、それら以外の路線は、対象外である。また、かかるサービスを一般道にまで拡張するとすれば、インフラ整備のために膨大な初期投資が必要となり、現実的ではない。
【０００５】
一方、かかるインフラを利用せずに、車両自体の自立システムにより、道路形状に応じて車両の走行を制御するナビ（ナビゲーションシステム）協調シフト制御と称する技術が実用化されている。この技術は、ナビゲーションシステムから得られる道路の形状情報と、現在位置の情報に基づいて、これから車両が進入しようとしているカーブなどを検出し、運転者がそのカーブの前でブレーキペダル（単にブレーキとも言う）を踏むと、自動的にシフトダウンし、安全でスムーズなコーナー（カーブ）走行を支援するものである。ただし、この技術は、運転者がブレーキを踏むという操作を前提としてコーナー走行を支援するものであるので、前述のように、ブレーキとアクセルペダル（単にアクセルとも言う）を踏み間違える場合には、何ら支援をするものではなく、安全面での役に立つことができない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は膨大な設備投資の必要なインフラの整備を伴わなくても、また運転者の一定の運転操作を前提としなくても、所定の状況下でブレーキとアクセルを踏み間違えた場合に、当該乗物による危険を回避することが可能な乗物の安全装置並びに乗物の安全運転方法をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、ナビゲーションシステムの地図情報と現在位置の情報から、乗物が道路から外れた位置にあることを検出し、乗物の走行速度を増加させる方向のアクセル操作の有無を検出し、乗物の走行速度を検出し、検出された乗物の走行速度が所定の値より大きいか否かを判断し、乗物の走行速度を増加させる方向のアクセル操作があり、かつ乗物の走行速度が所定の値より大きいと判断されたときは、アクセルの操作に拘わらずスロットルを減速方向に制御し、乗物の走行速度から乗物の減速度を検出し、ナビゲーションシステムから得られる地図情報と位置情報から乗物が停止しなければならない位置までの所要距離を算出し、減速度と所要距離から上記所定の値を算出するようにしたものである。
【０００８】
すなわち本発明によれば、上記制御を行うためにアクセルによりスロットルを制御して乗物の速度を制御する乗物に用いられる安全装置が提供されるが、この安全装置は、ナビゲーションシステムの地図情報と現在位置の情報から、前記乗物が道路から外れた位置にあることを検出する道路外位置検出手段と、前記乗物の走行速度を増加させる方向のアクセル操作の有無を検出するアクセル操作検出手段と、前記乗物の走行速度を検出する走行速度検出手段と、前記走行速度検出手段で検出された前記乗物の走行速度が所定の値より大きいか否かを判断する判断手段と、前記アクセル操作検出手段により前記乗物の走行速度を増加させる方向のアクセル操作があり、かつ前記判断手段により前記乗物の走行速度が前記所定の値より大きいと判断されたときは、前記アクセルの操作に拘わらず前記スロットルを減速方向に制御するスロットル制御手段と、前記乗物の走行速度から前記乗物の減速度を検出する減速度検出手段と、前記ナビゲーションシステムから得られる地図情報と位置情報から前記乗物が停止しなければならない位置までの所要距離を算出する所要距離算出手段と、前記減速度と前記所要距離から前記所定の値を算出する算出手段とを有するものである。
【０００９】
また本発明によれば、上記制御を行うためにアクセルによりスロットルを制御して乗物の速度を制御する乗物の安全運転方法をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラムが提供されるが、このコンピュータプログラムによりより実現される乗物の安全運転方法は、ナビゲーションシステムの地図情報と現在位置の情報から、前記乗物が道路から外れた位置にあることを検出する道路外位置検出ステップと、前記乗物の走行速度を増加させる方向のアクセル操作の有無を検出するアクセル操作検出ステップと、前記乗物の走行速度を検出する走行速度検出ステップと、前記走行速度検出ステップで検出された前記乗物の走行速度が所定の値より大きいか否かを判断する判断ステップと、前記アクセル操作検出ステップにより前記乗物の走行速度を増加させる方向のアクセル操作があり、かつ前記ステップにより前記乗物の走行速度が所定の値より大きいと判断されたときは、前記アクセルの操作に拘わらず前記スロットルを減速方向に制御するスロットル制御ステップと、前記乗物の走行速度から前記乗物の減速度を検出する減速度検出ステップと、前記ナビゲーションシステムから得られる地図情報と位置情報から前記乗物が停止しなければならない位置までの所要距離を算出する所要距離算出ステップと、前記減速度と前記所要距離から前記所定の値を算出する算出ステップとを有するものである。
【００１０】
なお、前記乗物がブレーキが制動方向に操作されたことを検出するブレーキ操作検出手段をさらに有し、前記スロットル制御手段が前記アクセル操作検出手段により前記乗物の速度を増加させる方向のアクセル操作があり、かつ前記判断手段により前記乗物の走行速度が所定の値より大きいと判断され、かつ前記ブレーキ操作検出手段により前記ブレーキが制動方向に操作されたことを検出しないときは、アクセルの操作に拘わらずスロットルを減速方向に制御するよう構成されていることは、本発明の好ましい態様である。
【００１２】
また、前記スロットル制御手段が、アクセルの操作に拘わらずスロットルを減速方向に制御したとき、前記乗物の運転者にアラームを与えるアラーム手段をさらに有することは、本発明の好ましい態様である。
【００１３】
さらに、ブレーキが制動方向に操作されたことを検出するブレーキ操作検出手段をさらに有し、前記乗物の運転者にアラームを与えた後に、前記ブレーキが制動方向に操作されたことを前記ブレーキ操作検出手段が検出したときは、前記アラームを解除するよう構成することは、本発明の好ましい態様である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は本発明に係る乗物の安全装置の好ましい実施の形態の全体構成を模式的に示すブロック図である。図１に示す乗物の安全装置は、図示省略の乗物、すなわち自動車などの車両その他の乗物であって、アクセルとブレーキを運転者が操作する乗物に搭載されている。以下の実施の形態では、エンジンの駆動力で走行する通常の乗用車を例にとり説明する。この乗物の安全装置は、制御装置１５と、エンジン制御ユニット１６と、ナビゲーションシステム１７と、情報提供部１９と、ブレーキ信号生成手段１１と、アクセル信号生成手段１２と、車速信号生成手段１３と、ステアリング信号生成手段１４とを有している。制御装置１５は、図示省略のＣＰＵ（中央演算処理装置）と、メモリ、インターフェイスなどを有し、ＣＰＵが、メモリにあらかじめ格納されているプログラムに従って所定の動作を行う。制御装置１５の具体的動作については、フローチャートと共に後に詳述する。
【００１５】
ナビゲーションシステム１７は、記憶装置に格納されている地図データ１８を有し、また図示省略のＧＰＳによる現在地取得機能を有している。記憶装置から読み出された地図データにより、現在地付近の地図が情報提供部１９の図示省略の表示部に表示される。また現在地は、情報提供部１９の表示部中に、所定のマークで表示される。このように、ナビゲーションシステム１７と情報提供部１９は、公知のナビゲーション装置を構成しているが、その詳細の説明は省略する。なお、情報提供部１９はスピーカを有していて、音声情報の提供も可能であり、いわゆるＨＭＩ（ヒューマン・マシン・インターフェイス）を構成していて運転者に情報を提供するとともに、操作ボタンやリモコンをも有しているので運転者からの種々の指示や命令が入力される。
【００１６】
ブレーキ信号生成手段１１は、ブレーキペダルが踏み込まれたことを検出して出力信号を生成するものであり、ブレーキペダルにより押圧される機械式スイッチや、ブレーキ操作に応じて上昇する油圧を検知する油圧スイッチなどを用いることができる。アクセル信号生成手段１２は、アクセルブレーキペダルが踏み込まれたことを検出して出力信号を生成するものであり、アクセルペダル又はその連結部により押圧される機械式スイッチなどを用いることができる。車速信号生成手段１３は、車両の走行速度を示す車速信号を生成するものであり、公知の車速センサを用いることができる。なお車速センサを有している車両の場合は、その出力信号を利用することができるので、乗物の安全装置が独自に車速信号生成手段１３を有する必要がない。ステアリング信号生成手段１４は、ステアリングホイールが所定角度以上操作されたことを示す出力信号を生成するもので、ステアリング機構に取り付けられた機械式スイッチや、ステアリング機構の動作を検出する光学センサなどを用いることができる。
【００１７】
エンジン制御ユニット１６は、制御装置１５からの制御信号を受けて、図示省略のスロットルの開閉を制御する機能を有している。スロットルは、アクセルの操作により開閉されるが、エンジン制御ユニット１６による制御が優先するよう構成されている。
【００１８】
次に、図１の実施の形態の動作を図２、図３と共に説明する。図２は、自動車２０が道路２２上を走行し、道路２２の進行方向左側に位置するコンビニ２４に立ち寄ろうとしている様子を示している。なお、コンビニの建物が番号２４で示され、その敷地が２６で示されている。図２中、道路２２の左端からコンビニの建物２４までの距離はＬで示されている。
【００１９】
図３は、図１の実施の形態の動作を制御装置１５を構成するＣＰＵの動作として示したフローチャートである。ＣＰＵの電源が投入されると図示省略の所定のイニシャライズ動作が行われる。その後、ナビゲーションシステム１７から地図情報と現在位置情報を受け、これから車両２０が走行する予定の道路２２の形状を把握する（ステップＳ１）。次いで道路形状に対する車両２０の現在位置の特定を行い、進行方向と速度、すなわち走行状態を把握する（ステップＳ２）。次いで、車両２０の現在位置が、道路２２上か道路２２から外れた位置か、すなわち車両２０が道路２２を離脱したか否かを判断する（ステップＳ３）。離脱していないときはリターンする。
【００２０】
道路２２を離脱したと判断されると、ステップＳ４へ行き、上限となる車速Ｖを算出する。ここで上限速度Ｖは下記の式により演算される。
Ｖ²／２α＋ＶΔｔ＝Ｌ
ただし、αは車両の減速度、Ｌは車両が停止しなければならない地点までの距離（図２のＬ）、Δｔは所定時間であり、実施の形態ではα＝２ｍ／ｓ２、Δｔ＝５ｓｅｃとしてあるが、これらの数値に限定されるものではない。なお、地図情報に建物までの距離情報が含まれていない場合は、上限速度Ｖを一定値としてもよい。一定値の例としては、歩行者の歩行速度を同等の５ｋｍ／ｈ程度とすることができる。
【００２１】
次いでステップＳ５でアクセル信号をモニタリングしてアクセルが踏み込まれたか否か、すなわち走行速度を増加させる方向のアクセル操作の有無を検出する。アクセルが踏み込まれていなければ、リターンする。一方、アクセルが踏み込まれていれば、ステップＳ６へ行き、フレー信号をモニタリングしてブレーキが操作されたか否か、すなわち、ブレーキが制動方向に操作されたか否かが判断される。ブレーキが操作されていれば、リターンする。一方、ブレーキ操作がされていないときは、現在の車速が上限車速Ｖを超えているか否かがステップＳ７で判断される。車速が上限車速Ｖを超えていなければ（同一のときも含む）、ステップＳ４へ戻る。
【００２２】
一方、車速が上限車速Ｖを超えているときは、ステップＳ８へ行き制御信号をエンジン制御ユニット１６に送り、スロットルの制御を行う。すなわち、ステップＳ５で検出されたアクセルの踏み込みを無効とするようにスロットルが開かれる。次いでステップＳ９で運転者にアラームを与える。アラームとしては、情報提供部１９の表示部に文字やアイコンなどで表示したり、スピーカから音声で注意を喚起するメッセージを流すようにすることができる。
【００２３】
次いでステップＳ１０で、ステップＳ６と同様にブレーキ操作を検出する。ブレーキ操作がされていないときは、ステップＳ７へ戻る。一方、ブレーキが操作されていれば、ステップＳ１１へ行き、ステップＳ９で出したアラームを解除する。次いで、ステップＳ１２でアクセル操作を有効な状態に戻してリターンする。
【００２４】
上記実施の形態では、ステップＳ５でアクセル操作が検出され、ステップＳ６でブレーキ操作が検出されず、かつステップＳ７で車速が上限車速Ｖを超えている場合にのみステップＳ８でスロットル制御がなされているが、ステップＳ６を省略してもよい。すなわち、ステップＳ６が省略されると、ブレーキ操作の有無に拘わらずアクセルが踏み込まれ車速が上限車速Ｖを超えるとステップＳ８でスロットルが制御され、加速が防止される。
【００２５】
また、上記実施の形態におけるステップＳ９以下のステップは、必要に応じて用いることができるものであり、必要のない場合は削除することもできる。
【００２６】
上記実施の形態では、通常の乗用車を例にとり説明したが、本発明は、他の乗物、すなわち、オートバイやマイクロバス、大型バス、トラック、特殊車両、軽自動車、老人や身障者用の原動機付き乗物など道路を走行する各種乗物に適用可能である。
【００２７】
以上説明したように本発明によれば、ナビゲーションシステムの地図情報と現在位置の情報から、乗物が道路から外れた位置にあることを検出し、乗物の走行速度を増加させる方向のアクセル操作の有無を検出し、乗物の走行速度を検出し、検出された乗物の走行速度が所定の値より大きいか否かを判断し、乗物の走行速度を増加させる方向のアクセル操作があり、かつ乗物の走行速度が所定の値より大きいと判断されたときは、アクセルの操作に拘わらずスロットルを減速方向に制御するようにしたので、膨大な設備投資の必要なインフラの整備を伴わなくても、また運転者の一定の運転操作を前提としなくても、所定の状況下でブレーキとアクセルを踏み間違えた場合に、当該乗物による危険を回避することが可能な乗物の安全装置並びに乗物の安全運転方法をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る乗物の安全装置の好ましい実施の形態の全体構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の動作を説明するために自動車が道路上を走行し、道路の左側に位置するコンビニに立ち寄ろうとしている様子を示す平面図である。
【図３】図１の実施の形態の動作を制御装置を構成するＣＰＵの動作として示したフローチャートである。
【符号の説明】
１１ ブレーキ信号生成手段
１２ アクセル信号生成手段
１３ 車速信号生成手段
１４ ステアリング信号生成手段
１５ 制御装置
１６ エンジン制御ユニット
１７ ナビゲーションシステム
１９ 情報提供部
２０ 自動車（車両：乗物）
２２ 道路
２４ コンビニ
２６ コンビニの敷地

Claims (5)

1. アクセルによりスロットルを制御して乗物の速度を制御する乗物用の安全装置であって、ナビゲーションシステムの地図情報と現在位置の情報から、前記乗物が道路から外れた位置にあることを検出する道路外位置検出手段と、
   前記乗物の走行速度を増加させる方向のアクセル操作の有無を検出するアクセル操作検出手段と、
   前記乗物の走行速度を検出する走行速度検出手段と、
   前記走行速度検出手段で検出された前記乗物の走行速度が所定の値より大きいか否かを判断する判断手段と、
   前記アクセル操作検出手段により前記乗物の走行速度を増加させる方向のアクセル操作があり、かつ前記判断手段により前記乗物の走行速度が前記所定の値より大きいと判断されたときは、前記アクセルの操作に拘わらず前記スロットルを減速方向に制御するスロットル制御手段と、
   前記乗物の走行速度から前記乗物の減速度を検出する減速度検出手段と、
   前記ナビゲーションシステムから得られる地図情報と位置情報から前記乗物が停止しなければならない位置までの所要距離を算出する所要距離算出手段と、
   前記減速度と前記所要距離から前記所定の値を算出する算出手段とを、
   有する乗物の安全装置。
2. 前記乗物のブレーキが制動方向に操作されたことを検出するブレーキ操作検出手段をさらに有し、前記スロットル制御手段が前記アクセル操作検出手段により前記乗物の速度を増加させる方向のアクセル操作があり、かつ前記判断手段により前記乗物の走行速度が前記所定の値より大きいと判断され、かつ前記ブレーキ操作検出手段により前記ブレーキが制動方向に操作されたことを検出しないときは、前記アクセルの操作に拘わらず前記スロットルを減速方向に制御するよう構成されている請求項１に記載の乗物の安全装置。
3. 前記スロットル制御手段が、前記アクセルの操作に拘わらず前記スロットルを減速方向に制御したとき、前記乗物の運転者にアラームを与えるアラーム手段をさらに有する請求項１又は２に記載の乗物の安全装置。
4. ブレーキが制動方向に操作されたことを検出するブレーキ操作検出手段をさらに有し、前記乗物の運転者にアラームを与えた後に、前記ブレーキが制動方向に操作されたことを前記ブレーキ操作検出手段が検出したときは、前記アラームを解除するよう構成された請求項３に記載の乗物の安全装置。
5. アクセルによりスロットルを制御して乗物の速度を制御する乗物の安全運転方法であって、ナビゲーションシステムの地図情報と現在位置の情報から、前記乗物が道路から外れた位置にあることを検出する道路外位置検出ステップと、
   前記乗物の走行速度を増加させる方向のアクセル操作の有無を検出するアクセル操作検出ステップと、
   前記乗物の走行速度を検出する走行速度検出ステップと、
   前記走行速度検出ステップで検出された前記乗物の走行速度が所定の値より大きいか否かを判断する判断ステップと、
   前記アクセル操作検出ステップにより前記乗物の走行速度を増加させる方向のアクセル操作があり、かつ前記ステップにより前記乗物の走行速度が所定の値より大きいと判断されたときは、前記アクセルの操作に拘わらず前記スロットルを減速方向に制御するスロットル制御ステップと、
   前記乗物の走行速度から前記乗物の減速度を検出する減速度検出ステップと、
   前記ナビゲーションシステムから得られる地図情報と位置情報から前記乗物が停止しなければならない位置までの所要距離を算出する所要距離算出ステップと、
   前記減速度と前記所要距離から前記所定の値を算出する算出ステップとを、
   有する乗物の安全運転方法をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラム。

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