JP4141154B2 - 車両の運転制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、四輪自動車（電気自動車を含む）や自動二輪車等の車両の運転制御装置に係り、特に、運転者が手動または足踏み操作するアクセル操作具の操作感触を改善した車両の運転制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車では車両の走行速度がインストルメントパネル上の車速メータに表示されるため、運転者は車速メータによって走行中の車両速度を視認することができるが、従来より、走行速度が所定値（例えば８０Ｋｍ／ｈ）に達した時にブザーやチャイム等を鳴動させて警告音を発し、この警告音によって運転者に速度の出し過ぎを認識させるようにした運転制御装置が知られている。
【０００３】
このような車両の運転制御装置によれば、走行中の車両が予め設定された所定速度に達すると、運転者に対してブザー等から警告音が発せられるため、運転者は車速メータを見なくても速度の出し過ぎを認識することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の運転制御装置は、速度の出し過ぎを運転者に音声認識させるものであるため、例えば、車載用オーディオ装置の音量を大きくした場合や、騒音の大きな道路を走行している場合に、ブザー等から発せられる警告音を運転者が認識しにくいという難点があった。
【０００５】
また、前述した従来の運転制御装置では、道路状況に拘わらず一定の走行速度で警告音が発せられるため、例えば、カーブのきつい曲り道路を走行中のように直線道路に比べて低速運転が要求される場合、警告音がほとんど役に立たないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、周囲環境や道路状況に拘わらず速度の出し過ぎを運転者に確実に認識させることができる車両の運転制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による車両の運転制御装置では、運転者が手動または足踏み操作するアクセル操作具と、このアクセル操作具に外力を付与するアクチュエータと、このアクチュエータの駆動を制御する制御手段と、車両の走行速度を検出する車速検出手段とを備え、ハンドルの操舵角度を検出する操舵角検出手段と、道路の勾配を検出する勾配検出手段と、道路の路面状態を検出する路面検出手段とのうち、少なくとも２つ以上の検出手段を備え、前記制御手段は、前記車速検出手段から出力される車速信号を入力し、車両の走行速度が所定のしきい速度に達した時に、前記アクチュエータを駆動して前記アクセル操作具に外力を付与するとともに、前記制御手段は、前記複数の検出手段の出力値から求められた各しきい速度を比較し、各しきい速度のうち最も低いしきい速度に前記所定のしきい速度を可変制御する構成とした。
【０００８】
このように構成された車両の運転制御装置によれば、アクセル操作具を手動または足踏み操作する運転者は、車両の走行速度が所定のしきい速度に達した時に、アクチュエータからアクセル操作具に与えられる外力を感得することにより、騒音の大きな周囲環境下においても、速度の出し過ぎを確実に認識することができる。
さらに、上記した操舵角検出手段と勾配検出手段および路面検出手段の少なくとも２つ以上の検出手段を備え、制御手段が、前記複数の検出手段の出力値から求められた各しきい速度を比較し、各しきい速度のうち最も低いしきい速度に前記所定のしきい速度を可変制御すると、しきい速度を重要度に応じて最適な値に可変調整することができるので、より道路状況に適合した制御を実行することができる。
【０００９】
ここで、アクチュエータはアクセル操作具に外力を付与するのであれば、回転モータやリニアモータあるいはソレノイド等の公知のものを用いることができるが、特に回転モータをアクチュエータとして用いることが好ましい。また、アクチュエータからアクセル操作具に付与される外力としては、アクセル操作具に間歇的なクリック感触を与えたり、連続的な振動を付与したり、アクセル操作具にその操作を重くするトルクを与える等の外力があり、これらクリック感触やトルクは回転モータをアクチュエータとして用いることよって容易に実現できる。
【００１４】
また、上記の構成において、車両の走行速度がしきい速度に達した時だけ、アクチュエータからアクセル操作具に外力を与えるようにしても良いが、走行速度がしきい速度を越えた後もアクチュエータの駆動を継続するように構成すると、運転者は速度の出し過ぎを継続的に認識することができて好ましい。この場合において、しきい速度を越えた後の走行速度に拘わらず、アクチュエータからアクセル操作具に一定の外力を付与するようにしても良いが、しきい速度を越えた後の走行速度に応じてアクチュエータの駆動を制御することが好ましく、例えば、走行速度がしきい速度よりも高速になるのに伴ってアクチュエータの駆動トルクを順次大きくしたり、アクセル操作具に与える外力の種類や大きさを変化させれば、運転者はアクセル操作具の操作感触の変化によって速度の出し過ぎを確実に認識することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は実施形態例に係る車両の運転制御装置を示すブロック図、図２は走行速度と駆動信号との関係を示す説明図、図３はハンドル操作角としきい速度との関係を示す説明図、図４は道路勾配角としきい速度との関係を示す説明図、図５は車両の上下振動としきい速度との関係を示す説明図、図６は自動車が走行する各種道路状況の説明図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態例に係る車両の運転制御装置は、運転席の足下付近に回動可能に支持されたアクセルペダル（アクセル操作具）１と、アクセルペダル１の回転軸に図示せぬ減速歯車列を介して連結された回転モータ（アクチュエータ）２と、回転モータ２の駆動を制御するコントローラ（制御手段）３と、車両の走行速度を検出する速度センサ４と、車両が走行する道路状況に関する情報をコントローラ３に入力する各種検出部、例えば舵角センサ５と勾配センサ６および振動センサ７とを備えている。
【００１７】
アクセルペダル１は運転者によって足踏み操作されるもので、図示せぬ戻しばねによって復帰方向へ付勢されている。回転モータ２はアクセルペダル１に外力を付与するもので、本実施形態例の場合は、アクセルペダル１の足踏み操作力を重くするトルクを付与するようにしてある。
【００１８】
コントローラ３には入力部８、ＣＰＵ９、メモリ１０、出力部１１等が内蔵されており、各センサ４〜７の検出信号は入力部８を介してＣＰＵ９に入力される。ここで、舵角センサ５はハンドルの操舵角度を検出するもので、この舵角センサ５の検出値に基づいて走行道路の曲り度合いを検出することができる。舵角センサ５はハンドルの操作量を直接検出するものでも、ハンドルによって操舵される前輪の操舵角を検出するものでも良いが、本実施形態例の場合は、ハンドルの操作量を直接検出する舵角センサ５を用いている。勾配センサ６は水平線に対する車両の傾斜角を検出するもので、この勾配センサ６の検出値に基づいて走行道路の勾配を検出することができる。振動センサ７は車両の上下振動を検出するもので、この振動センサ７の検出値に基づいて走行道路の凹凸状態を検出することができる。メモリ１０には図２〜図５に示す各種テーブルが記憶されており、ＣＰＵ９は各センサ４〜７の検出値と各テーブルとに基づいて回転モータ２の駆動信号を演算し、この駆動信号を出力部１１を介して回転モータ２に出力する。
【００１９】
図２に示すように、メモリ１０には走行速度と駆動信号との関係を示す内容が記憶されており、図中の直線（ａ）はしきい速度が８０Ｋｍ／ｈの時の標準特性を示し、それ以外の直線（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）はしきい速度が７０Ｋｍ／ｈ，６０Ｋｍ／ｈ，５０Ｋｍ／ｈ，４０Ｋｍ／ｈの時の処理特性を示している。本実施形態例におけるしきい速度とは回転モータ２を駆動開始する時の走行速度であり、走行速度は速度センサ４によって求められるが、後述するように、しきい速度は道路状況に関する情報を検出するための各センサ５〜７の検出値によって変化する。
【００２０】
すなわち、図３に示すように、メモリ１０にはハンドル操作角としきい速度との関係を示す内容が記憶されており、ハンドル操作角は舵角センサ５によって求められる。同図から明らかなように、ハンドル操作角がセンタから±１０度の範囲にある時にしきい速度は８０Ｋｍ／ｈとなり、この場合、図２の直線（ａ）で示す標準特性のように、走行速度が８０Ｋｍ／ｈに達した時点で回転モータ２に駆動信号を出力し、走行速度が８０Ｋｍ／ｈよりも大きくなるのに伴って、回転モータ２に大きな駆動信号を出力してアクセルペダル１の足踏み操作力を重くする。また、ハンドル操作角が±１０度を越えるとしきい速度は段階的に下がり、例えばハンドル操作角が±２５度を越えた時点で、しきい速度は最低の４０Ｋｍ／ｈで安定する。
【００２１】
また、図４に示すように、メモリ１０には道路勾配角としきい速度との関係を示す内容が記憶されており、道路勾配角は勾配センサ６によって求められる。同図から明らかなように、走行道路の勾配が５度未満の下り坂または上り坂の場合にしきい速度は８０Ｋｍ／ｈとなり、下り勾配が５度を越えるとしきい速度は段階的に下がり、例えば下り勾配が１５度を越えた時点でしきい速度は最低の５０Ｋｍ／ｈで安定する。
【００２２】
さらに、図５に示すように、メモリ１０には車両の上下振動としきい速度との関係を示す内容が記憶されており、車両の上下振動は振動センサ７によって求められる。同図から明らかなように、平坦路から悪路になるのに伴って振動センサ７の出力値が大きくなるため、振動センサ７の出力値に応じてしきい速度を８０Ｋｍ／ｈから６０Ｋｍ／ｈまで段階的に下げている。
【００２３】
次に、このように構成された運転制御装置の動作を説明する。車両の走行中、各センサ４〜７の検出信号は入力部８を介してＣＰＵ９に入力され、ＣＰＵ９は各センサ４〜７の検出値とメモリ１０の記憶内容に基づいて回転モータ２の駆動信号を演算し、この駆動信号を出力部１１を介して回転モータ２に出力する。例えば、平坦で直線の舗装道路を走行している場合は、図３に示すハンドル操作角が±１０度未満、図４に示す道路勾配角が５度未満、図５に示す車両の上下振動が小さいため、ＣＰＵ９はしきい速度を８０Ｋｍ／ｈとして求め、図２の直線（ａ）で示す標準特性に沿って回転モータ２の駆動を制御する。すなわち、走行速度が８０Ｋｍ／ｈに達するまでは回転モータ２を駆動せず、走行速度が８０Ｋｍ／ｈに達した時点で回転モータ２に駆動信号を出力し、アクセルペダル１に操作力を重くするトルクを付与する。したがって、アクセルペダル１を足踏み操作する運転者は、走行速度が８０Ｋｍ／ｈに達した時点で足踏み操作力の変化を感得し、以後、高速になるのにつれて足踏み操作力が次第に重くなることを感得するため、騒音の大きな周囲環境下においても、速度の出し過ぎを確実に認識することができる。
【００２４】
また、図６（ａ）に示すように、カーブのきつい曲り道路を走行する場合、ＣＰＵ９は舵角センサ５の出力値からハンドル操作角を検出すると共に、図３に示すハンドル操作角としきい速度との関係を参照して最適なしきい速度を求め、そのしきい速度に応じて回転モータ２の駆動を制御する。例えば、ハンドル操作角が±１３度になるとしきい速度を７０Ｋｍ／ｈとして求め、この場合は、図２の直線（ｂ）で示す処理特性のように、走行速度が７０Ｋｍ／ｈに達した時点で回転モータ２に駆動信号を出力し、走行速度が７０Ｋｍ／ｈよりも高速になるのに伴って回転モータ２に大きな駆動信号を出力する。
【００２５】
また、図６（ｂ）に示すように、下り勾配の坂道を走行する場合、ＣＰＵ９は勾配センサ６の出力値から道路勾配角を検出すると共に、図４に示す道路勾配角としきい速度との関係を参照して最適なしきい速度を求め、そのしきい速度に応じて回転モータ２の駆動を制御する。例えば、下り勾配が１２度になるとしきい速度を６０Ｋｍ／ｈとして求め、この場合は、図２の直線（ｃ）で示す処理特性のように、走行速度が６０Ｋｍ／ｈに達した時点で回転モータ２に駆動信号を出力し、走行速度が６０Ｋｍ／ｈよりも高速になるのに伴って回転モータ２に大きな駆動信号を出力する。
【００２６】
また、図６（ｃ）に示すように、路面の凹凸が大きい悪路を走行する場合、ＣＰＵ９は振動センサ７の出力値から車両の上下振動の大きさを検出すると共に、図５に示す車両の上下振動としきい速度との関係を参照して最適なしきい速度を求め、そのしきい速度に応じて回転モータ２の駆動を制御する。例えば、車両の上下振動が非常に大きくなるとしきい速度を４０Ｋｍ／ｈとして求め、この場合は、図２の直線（ｅ）で示す処理特性のように、走行速度が４０Ｋｍ／ｈに達した時点で回転モータ２に駆動信号を出力し、走行速度が４０Ｋｍ／ｈよりも高速になるのに伴って回転モータ２に大きな駆動信号を出力する。
【００２７】
さらに、上述した道路状況のいくつかが組み合わされた場合、例えば、山道のように曲り道路で下り坂の悪路を走行する場合、ＣＰＵ９は舵角センサ５と勾配センサ６および振動センサ７の出力値から求められたしきい速度を比較し、最も低いしきい速度に応じて回転モータ２の駆動を制御する。例えば、比較的緩いカーブの舗装された下り坂を走行する場合において、舵角センサ５と振動センサ７の出力値から求められたしきい速度が８０Ｋｍ／ｈで、勾配センサ６の出力値から求められたしきい速度が５０Ｋｍ／ｈの時、ＣＰＵ９はしきい速度を低い方の５０Ｋｍ／ｈとして求め、この場合は、図２の直線（ｄ）で示す処理特性のように、走行速度が５０Ｋｍ／ｈに達した時点で回転モータ２に駆動信号を出力し、走行速度が５０Ｋｍ／ｈよりも大きくなるのに伴って回転モータ２に大きな駆動信号を出力する。
【００２８】
本実施形態例に係る車両の運転制御装置によれば、車両の走行速度が所定のしきい速度に達した時に、回転モータ２からアクセルペダル１に外力が付与されるので、運転者は騒音の大きな周囲環境下においても速度の出し過ぎを確実に認識することができる。また、制御部としてのコントローラ３に車両の走行速度を検出する速度センサ４だけでなく、道路状況に関する情報を検出する舵角センサ５と勾配センサ６および振動センサ７とを入力し、各センサ５〜７の検出値に応じて最適なしきい速度を決定するようにしたので、例えば、カーブのきつい曲り道路や急勾配の下り坂を走行する場合は、平坦な直線道路を走行する時に比べて低いしきい速度で回転モータ２を駆動する等、道路状況に適合した制御を実行することができる。さらに、舵角センサ５と勾配センサ６および振動センサ７の出力値から求められたしきい速度を比較し、最も低いしきい速度に応じて回転モータ２の駆動を制御するようにしたので、この点からも道路状況に適合した制御を実行することができる。
【００２９】
なお、上記実施形態例では、道路状況に関する情報を検出する検出手段として、舵角センサ５と勾配センサ６および振動センサ７を例示したが、これら以外にも種々のセンサ等を用いることが可能である。例えば、ワイパーの動作状態を検出して雨天や雪道走行を判断し、ワイパーの動作時は非動作時よりもしきい速度を下げたり、ヘッドライトの点滅状態を検出して夜間走行を判断し、ヘッドライトの点灯時は消灯時よりもしきい速度を下げるようにしても良い。あるいは、路面センサから路面上の２つの領域に赤外光を照射し、それらの反射光量から路面の明るさと模様を検出することにより、アスファルト路面の乾燥／湿潤状態や新雪／圧雪状態等を識別し、スリップしやすいと判断した場合にしきい速度を下げるようにしても良い。
【００３０】
また、上記実施形態例では、回転モータ２がアクセルペダル１に付与する外力として、走行速度がしきい速度に達した時点でアクセルペダル１の足踏み操作力を重くし、走行速度がしきい速度より高速になるのに伴って足踏み操作力を次第に重くする場合について説明したが、これ以外にも種々形態の外力を付与することが可能である。例えば、走行速度がしきい速度に達した時点で、アクセルペダル１に間歇的なクリック感触や連続的な振動等を付与したり、走行速度がしきい速度よりも高速になるのに伴って外力の種類や大きさを変化させるようにしても良い。
【００３１】
また、上記実施形態例では、舵角センサ５と勾配センサ６および振動センサ７の検出値に基づいてしきい速度を求める際に、各検出値の大きさに応じてしきい速度を段階的に変化させる場合について説明したが、各検出値の大きさに応じてしきい速度をリニアまたは曲線的に変化させるようにしても良い。
【００３２】
さらに、上記実施形態例では、本発明による車両の運転制御装置をガソリン自動車に適用した場合について説明したが、電気自動車やハイブリッド自動車あるいは自動二輪車等の他の車両にも適用可能であり、また、アクセル操作具も足踏み操作式のアクセルペダルに限定されず、自動二輪車のスロットルグリップのような手動操作式であっても良い。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３４】
車両の走行速度を車速検出手段で検出してしきい速度を求め、走行速度が所定のしきい速度に達した時に、アクチュエータを駆動してアクセル操作具に外力を付与するようにしたので、騒音の大きな周囲環境下においても、アクセル操作具を操作する運転者は速度の出し過ぎを確実に認識することができる。
また、操舵角検出手段と勾配検出手段と路面検出手段のうち少なくとも２つ以上の検出手段を備え、制御手段が、前記複数の検出手段の出力値から求められた各しきい速度を比較し、各しきい速度のうち最も低いしきい速度に前記所定のしきい速度を可変制御すると、例えば、カーブのきつい曲り道路や急勾配の下り坂を走行する場合は、平坦な直線道路を走行する時に比べて低いしきい速度でアクチュエータを駆動する等、より道路状況に適合した制御を実行することができる。
【００３５】
また、車両の走行速度が前記しきい速度に達した時点で、前記アクチュエータを間歇的に駆動して前記アクセル操作具にクリック感触を付与したり、アクチュエータを駆動して前記アクセル操作具に連続的な振動を付与したり、しきい速度より高速になるのに伴って前記アクセル操作具に与える外力の種類や大きさを変化させると、より確実に運転者に速度の出し過ぎを認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例に係る車両の運転制御装置を示すブロック図である。
【図２】走行速度と駆動信号との関係を示す説明図である。
【図３】ハンドル操作角としきい速度との関係を示す説明図である。
【図４】道路勾配角としきい速度との関係を示す説明図である。
【図５】車両の上下振動としきい速度との関係を示す説明図である。
【図６】自動車が走行する各種道路状況の説明図である。
【符号の説明】
１ アクセルペダル（アクセル操作具）
２ 回転モータ（アクチュエータ）
３ コントローラ（制御手段）
４ 速度センサ
５ 舵角センサ
６ 勾配センサ
７ 振動センサ
８ 入力部
９ ＣＰＵ９
１０ メモリ
１１ 出力部
【発明の属する技術分野】
本発明は、四輪自動車（電気自動車を含む）や自動二輪車等の車両の運転制御装置に係り、特に、運転者が手動または足踏み操作するアクセル操作具の操作感触を改善した車両の運転制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車では車両の走行速度がインストルメントパネル上の車速メータに表示されるため、運転者は車速メータによって走行中の車両速度を視認することができるが、従来より、走行速度が所定値（例えば８０Ｋｍ／ｈ）に達した時にブザーやチャイム等を鳴動させて警告音を発し、この警告音によって運転者に速度の出し過ぎを認識させるようにした運転制御装置が知られている。
【０００３】
このような車両の運転制御装置によれば、走行中の車両が予め設定された所定速度に達すると、運転者に対してブザー等から警告音が発せられるため、運転者は車速メータを見なくても速度の出し過ぎを認識することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の運転制御装置は、速度の出し過ぎを運転者に音声認識させるものであるため、例えば、車載用オーディオ装置の音量を大きくした場合や、騒音の大きな道路を走行している場合に、ブザー等から発せられる警告音を運転者が認識しにくいという難点があった。
【０００５】
また、前述した従来の運転制御装置では、道路状況に拘わらず一定の走行速度で警告音が発せられるため、例えば、カーブのきつい曲り道路を走行中のように直線道路に比べて低速運転が要求される場合、警告音がほとんど役に立たないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、周囲環境や道路状況に拘わらず速度の出し過ぎを運転者に確実に認識させることができる車両の運転制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による車両の運転制御装置では、運転者が手動または足踏み操作するアクセル操作具と、このアクセル操作具に外力を付与するアクチュエータと、このアクチュエータの駆動を制御する制御手段と、車両の走行速度を検出する車速検出手段とを備え、ハンドルの操舵角度を検出する操舵角検出手段と、道路の勾配を検出する勾配検出手段と、道路の路面状態を検出する路面検出手段とのうち、少なくとも２つ以上の検出手段を備え、前記制御手段は、前記車速検出手段から出力される車速信号を入力し、車両の走行速度が所定のしきい速度に達した時に、前記アクチュエータを駆動して前記アクセル操作具に外力を付与するとともに、前記制御手段は、前記複数の検出手段の出力値から求められた各しきい速度を比較し、各しきい速度のうち最も低いしきい速度に前記所定のしきい速度を可変制御する構成とした。
【０００８】
このように構成された車両の運転制御装置によれば、アクセル操作具を手動または足踏み操作する運転者は、車両の走行速度が所定のしきい速度に達した時に、アクチュエータからアクセル操作具に与えられる外力を感得することにより、騒音の大きな周囲環境下においても、速度の出し過ぎを確実に認識することができる。
さらに、上記した操舵角検出手段と勾配検出手段および路面検出手段の少なくとも２つ以上の検出手段を備え、制御手段が、前記複数の検出手段の出力値から求められた各しきい速度を比較し、各しきい速度のうち最も低いしきい速度に前記所定のしきい速度を可変制御すると、しきい速度を重要度に応じて最適な値に可変調整することができるので、より道路状況に適合した制御を実行することができる。
【０００９】
ここで、アクチュエータはアクセル操作具に外力を付与するのであれば、回転モータやリニアモータあるいはソレノイド等の公知のものを用いることができるが、特に回転モータをアクチュエータとして用いることが好ましい。また、アクチュエータからアクセル操作具に付与される外力としては、アクセル操作具に間歇的なクリック感触を与えたり、連続的な振動を付与したり、アクセル操作具にその操作を重くするトルクを与える等の外力があり、これらクリック感触やトルクは回転モータをアクチュエータとして用いることよって容易に実現できる。
【００１４】
また、上記の構成において、車両の走行速度がしきい速度に達した時だけ、アクチュエータからアクセル操作具に外力を与えるようにしても良いが、走行速度がしきい速度を越えた後もアクチュエータの駆動を継続するように構成すると、運転者は速度の出し過ぎを継続的に認識することができて好ましい。この場合において、しきい速度を越えた後の走行速度に拘わらず、アクチュエータからアクセル操作具に一定の外力を付与するようにしても良いが、しきい速度を越えた後の走行速度に応じてアクチュエータの駆動を制御することが好ましく、例えば、走行速度がしきい速度よりも高速になるのに伴ってアクチュエータの駆動トルクを順次大きくしたり、アクセル操作具に与える外力の種類や大きさを変化させれば、運転者はアクセル操作具の操作感触の変化によって速度の出し過ぎを確実に認識することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は実施形態例に係る車両の運転制御装置を示すブロック図、図２は走行速度と駆動信号との関係を示す説明図、図３はハンドル操作角としきい速度との関係を示す説明図、図４は道路勾配角としきい速度との関係を示す説明図、図５は車両の上下振動としきい速度との関係を示す説明図、図６は自動車が走行する各種道路状況の説明図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態例に係る車両の運転制御装置は、運転席の足下付近に回動可能に支持されたアクセルペダル（アクセル操作具）１と、アクセルペダル１の回転軸に図示せぬ減速歯車列を介して連結された回転モータ（アクチュエータ）２と、回転モータ２の駆動を制御するコントローラ（制御手段）３と、車両の走行速度を検出する速度センサ４と、車両が走行する道路状況に関する情報をコントローラ３に入力する各種検出部、例えば舵角センサ５と勾配センサ６および振動センサ７とを備えている。
【００１７】
アクセルペダル１は運転者によって足踏み操作されるもので、図示せぬ戻しばねによって復帰方向へ付勢されている。回転モータ２はアクセルペダル１に外力を付与するもので、本実施形態例の場合は、アクセルペダル１の足踏み操作力を重くするトルクを付与するようにしてある。
【００１８】
コントローラ３には入力部８、ＣＰＵ９、メモリ１０、出力部１１等が内蔵されており、各センサ４〜７の検出信号は入力部８を介してＣＰＵ９に入力される。ここで、舵角センサ５はハンドルの操舵角度を検出するもので、この舵角センサ５の検出値に基づいて走行道路の曲り度合いを検出することができる。舵角センサ５はハンドルの操作量を直接検出するものでも、ハンドルによって操舵される前輪の操舵角を検出するものでも良いが、本実施形態例の場合は、ハンドルの操作量を直接検出する舵角センサ５を用いている。勾配センサ６は水平線に対する車両の傾斜角を検出するもので、この勾配センサ６の検出値に基づいて走行道路の勾配を検出することができる。振動センサ７は車両の上下振動を検出するもので、この振動センサ７の検出値に基づいて走行道路の凹凸状態を検出することができる。メモリ１０には図２〜図５に示す各種テーブルが記憶されており、ＣＰＵ９は各センサ４〜７の検出値と各テーブルとに基づいて回転モータ２の駆動信号を演算し、この駆動信号を出力部１１を介して回転モータ２に出力する。
【００１９】
図２に示すように、メモリ１０には走行速度と駆動信号との関係を示す内容が記憶されており、図中の直線（ａ）はしきい速度が８０Ｋｍ／ｈの時の標準特性を示し、それ以外の直線（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）はしきい速度が７０Ｋｍ／ｈ，６０Ｋｍ／ｈ，５０Ｋｍ／ｈ，４０Ｋｍ／ｈの時の処理特性を示している。本実施形態例におけるしきい速度とは回転モータ２を駆動開始する時の走行速度であり、走行速度は速度センサ４によって求められるが、後述するように、しきい速度は道路状況に関する情報を検出するための各センサ５〜７の検出値によって変化する。
【００２０】
すなわち、図３に示すように、メモリ１０にはハンドル操作角としきい速度との関係を示す内容が記憶されており、ハンドル操作角は舵角センサ５によって求められる。同図から明らかなように、ハンドル操作角がセンタから±１０度の範囲にある時にしきい速度は８０Ｋｍ／ｈとなり、この場合、図２の直線（ａ）で示す標準特性のように、走行速度が８０Ｋｍ／ｈに達した時点で回転モータ２に駆動信号を出力し、走行速度が８０Ｋｍ／ｈよりも大きくなるのに伴って、回転モータ２に大きな駆動信号を出力してアクセルペダル１の足踏み操作力を重くする。また、ハンドル操作角が±１０度を越えるとしきい速度は段階的に下がり、例えばハンドル操作角が±２５度を越えた時点で、しきい速度は最低の４０Ｋｍ／ｈで安定する。
【００２１】
また、図４に示すように、メモリ１０には道路勾配角としきい速度との関係を示す内容が記憶されており、道路勾配角は勾配センサ６によって求められる。同図から明らかなように、走行道路の勾配が５度未満の下り坂または上り坂の場合にしきい速度は８０Ｋｍ／ｈとなり、下り勾配が５度を越えるとしきい速度は段階的に下がり、例えば下り勾配が１５度を越えた時点でしきい速度は最低の５０Ｋｍ／ｈで安定する。
【００２２】
さらに、図５に示すように、メモリ１０には車両の上下振動としきい速度との関係を示す内容が記憶されており、車両の上下振動は振動センサ７によって求められる。同図から明らかなように、平坦路から悪路になるのに伴って振動センサ７の出力値が大きくなるため、振動センサ７の出力値に応じてしきい速度を８０Ｋｍ／ｈから６０Ｋｍ／ｈまで段階的に下げている。
【００２３】
次に、このように構成された運転制御装置の動作を説明する。車両の走行中、各センサ４〜７の検出信号は入力部８を介してＣＰＵ９に入力され、ＣＰＵ９は各センサ４〜７の検出値とメモリ１０の記憶内容に基づいて回転モータ２の駆動信号を演算し、この駆動信号を出力部１１を介して回転モータ２に出力する。例えば、平坦で直線の舗装道路を走行している場合は、図３に示すハンドル操作角が±１０度未満、図４に示す道路勾配角が５度未満、図５に示す車両の上下振動が小さいため、ＣＰＵ９はしきい速度を８０Ｋｍ／ｈとして求め、図２の直線（ａ）で示す標準特性に沿って回転モータ２の駆動を制御する。すなわち、走行速度が８０Ｋｍ／ｈに達するまでは回転モータ２を駆動せず、走行速度が８０Ｋｍ／ｈに達した時点で回転モータ２に駆動信号を出力し、アクセルペダル１に操作力を重くするトルクを付与する。したがって、アクセルペダル１を足踏み操作する運転者は、走行速度が８０Ｋｍ／ｈに達した時点で足踏み操作力の変化を感得し、以後、高速になるのにつれて足踏み操作力が次第に重くなることを感得するため、騒音の大きな周囲環境下においても、速度の出し過ぎを確実に認識することができる。
【００２４】
また、図６（ａ）に示すように、カーブのきつい曲り道路を走行する場合、ＣＰＵ９は舵角センサ５の出力値からハンドル操作角を検出すると共に、図３に示すハンドル操作角としきい速度との関係を参照して最適なしきい速度を求め、そのしきい速度に応じて回転モータ２の駆動を制御する。例えば、ハンドル操作角が±１３度になるとしきい速度を７０Ｋｍ／ｈとして求め、この場合は、図２の直線（ｂ）で示す処理特性のように、走行速度が７０Ｋｍ／ｈに達した時点で回転モータ２に駆動信号を出力し、走行速度が７０Ｋｍ／ｈよりも高速になるのに伴って回転モータ２に大きな駆動信号を出力する。
【００２５】
また、図６（ｂ）に示すように、下り勾配の坂道を走行する場合、ＣＰＵ９は勾配センサ６の出力値から道路勾配角を検出すると共に、図４に示す道路勾配角としきい速度との関係を参照して最適なしきい速度を求め、そのしきい速度に応じて回転モータ２の駆動を制御する。例えば、下り勾配が１２度になるとしきい速度を６０Ｋｍ／ｈとして求め、この場合は、図２の直線（ｃ）で示す処理特性のように、走行速度が６０Ｋｍ／ｈに達した時点で回転モータ２に駆動信号を出力し、走行速度が６０Ｋｍ／ｈよりも高速になるのに伴って回転モータ２に大きな駆動信号を出力する。
【００２６】
また、図６（ｃ）に示すように、路面の凹凸が大きい悪路を走行する場合、ＣＰＵ９は振動センサ７の出力値から車両の上下振動の大きさを検出すると共に、図５に示す車両の上下振動としきい速度との関係を参照して最適なしきい速度を求め、そのしきい速度に応じて回転モータ２の駆動を制御する。例えば、車両の上下振動が非常に大きくなるとしきい速度を４０Ｋｍ／ｈとして求め、この場合は、図２の直線（ｅ）で示す処理特性のように、走行速度が４０Ｋｍ／ｈに達した時点で回転モータ２に駆動信号を出力し、走行速度が４０Ｋｍ／ｈよりも高速になるのに伴って回転モータ２に大きな駆動信号を出力する。
【００２７】
さらに、上述した道路状況のいくつかが組み合わされた場合、例えば、山道のように曲り道路で下り坂の悪路を走行する場合、ＣＰＵ９は舵角センサ５と勾配センサ６および振動センサ７の出力値から求められたしきい速度を比較し、最も低いしきい速度に応じて回転モータ２の駆動を制御する。例えば、比較的緩いカーブの舗装された下り坂を走行する場合において、舵角センサ５と振動センサ７の出力値から求められたしきい速度が８０Ｋｍ／ｈで、勾配センサ６の出力値から求められたしきい速度が５０Ｋｍ／ｈの時、ＣＰＵ９はしきい速度を低い方の５０Ｋｍ／ｈとして求め、この場合は、図２の直線（ｄ）で示す処理特性のように、走行速度が５０Ｋｍ／ｈに達した時点で回転モータ２に駆動信号を出力し、走行速度が５０Ｋｍ／ｈよりも大きくなるのに伴って回転モータ２に大きな駆動信号を出力する。
【００２８】
本実施形態例に係る車両の運転制御装置によれば、車両の走行速度が所定のしきい速度に達した時に、回転モータ２からアクセルペダル１に外力が付与されるので、運転者は騒音の大きな周囲環境下においても速度の出し過ぎを確実に認識することができる。また、制御部としてのコントローラ３に車両の走行速度を検出する速度センサ４だけでなく、道路状況に関する情報を検出する舵角センサ５と勾配センサ６および振動センサ７とを入力し、各センサ５〜７の検出値に応じて最適なしきい速度を決定するようにしたので、例えば、カーブのきつい曲り道路や急勾配の下り坂を走行する場合は、平坦な直線道路を走行する時に比べて低いしきい速度で回転モータ２を駆動する等、道路状況に適合した制御を実行することができる。さらに、舵角センサ５と勾配センサ６および振動センサ７の出力値から求められたしきい速度を比較し、最も低いしきい速度に応じて回転モータ２の駆動を制御するようにしたので、この点からも道路状況に適合した制御を実行することができる。
【００２９】
なお、上記実施形態例では、道路状況に関する情報を検出する検出手段として、舵角センサ５と勾配センサ６および振動センサ７を例示したが、これら以外にも種々のセンサ等を用いることが可能である。例えば、ワイパーの動作状態を検出して雨天や雪道走行を判断し、ワイパーの動作時は非動作時よりもしきい速度を下げたり、ヘッドライトの点滅状態を検出して夜間走行を判断し、ヘッドライトの点灯時は消灯時よりもしきい速度を下げるようにしても良い。あるいは、路面センサから路面上の２つの領域に赤外光を照射し、それらの反射光量から路面の明るさと模様を検出することにより、アスファルト路面の乾燥／湿潤状態や新雪／圧雪状態等を識別し、スリップしやすいと判断した場合にしきい速度を下げるようにしても良い。
【００３０】
また、上記実施形態例では、回転モータ２がアクセルペダル１に付与する外力として、走行速度がしきい速度に達した時点でアクセルペダル１の足踏み操作力を重くし、走行速度がしきい速度より高速になるのに伴って足踏み操作力を次第に重くする場合について説明したが、これ以外にも種々形態の外力を付与することが可能である。例えば、走行速度がしきい速度に達した時点で、アクセルペダル１に間歇的なクリック感触や連続的な振動等を付与したり、走行速度がしきい速度よりも高速になるのに伴って外力の種類や大きさを変化させるようにしても良い。
【００３１】
また、上記実施形態例では、舵角センサ５と勾配センサ６および振動センサ７の検出値に基づいてしきい速度を求める際に、各検出値の大きさに応じてしきい速度を段階的に変化させる場合について説明したが、各検出値の大きさに応じてしきい速度をリニアまたは曲線的に変化させるようにしても良い。
【００３２】
さらに、上記実施形態例では、本発明による車両の運転制御装置をガソリン自動車に適用した場合について説明したが、電気自動車やハイブリッド自動車あるいは自動二輪車等の他の車両にも適用可能であり、また、アクセル操作具も足踏み操作式のアクセルペダルに限定されず、自動二輪車のスロットルグリップのような手動操作式であっても良い。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３４】
車両の走行速度を車速検出手段で検出してしきい速度を求め、走行速度が所定のしきい速度に達した時に、アクチュエータを駆動してアクセル操作具に外力を付与するようにしたので、騒音の大きな周囲環境下においても、アクセル操作具を操作する運転者は速度の出し過ぎを確実に認識することができる。
また、操舵角検出手段と勾配検出手段と路面検出手段のうち少なくとも２つ以上の検出手段を備え、制御手段が、前記複数の検出手段の出力値から求められた各しきい速度を比較し、各しきい速度のうち最も低いしきい速度に前記所定のしきい速度を可変制御すると、例えば、カーブのきつい曲り道路や急勾配の下り坂を走行する場合は、平坦な直線道路を走行する時に比べて低いしきい速度でアクチュエータを駆動する等、より道路状況に適合した制御を実行することができる。
【００３５】
また、車両の走行速度が前記しきい速度に達した時点で、前記アクチュエータを間歇的に駆動して前記アクセル操作具にクリック感触を付与したり、アクチュエータを駆動して前記アクセル操作具に連続的な振動を付与したり、しきい速度より高速になるのに伴って前記アクセル操作具に与える外力の種類や大きさを変化させると、より確実に運転者に速度の出し過ぎを認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例に係る車両の運転制御装置を示すブロック図である。
【図２】走行速度と駆動信号との関係を示す説明図である。
【図３】ハンドル操作角としきい速度との関係を示す説明図である。
【図４】道路勾配角としきい速度との関係を示す説明図である。
【図５】車両の上下振動としきい速度との関係を示す説明図である。
【図６】自動車が走行する各種道路状況の説明図である。
【符号の説明】
１ アクセルペダル（アクセル操作具）
２ 回転モータ（アクチュエータ）
３ コントローラ（制御手段）
４ 速度センサ
５ 舵角センサ
６ 勾配センサ
７ 振動センサ
８ 入力部
９ ＣＰＵ９
１０ メモリ
１１ 出力部
Claims (6)
- 運転者が手動または足踏み操作するアクセル操作具と、このアクセル操作具に外力を付与するアクチュエータと、このアクチュエータの駆動を制御する制御手段と、車両の走行速度を検出する車速検出手段とを備え、
ハンドルの操舵角度を検出する操舵角検出手段と、道路の勾配を検出する勾配検出手段と、道路の路面状態を検出する路面検出手段とのうち、少なくとも２つ以上の検出手段を備え、
前記制御手段は、前記車速検出手段から出力される車速信号を入力し、車両の走行速度が所定のしきい速度に達した時に、前記アクチュエータを駆動して前記アクセル操作具に外力を付与するとともに、
前記制御手段は、前記複数の検出手段の出力値から求められた各しきい速度を比較し、各しきい速度のうち最も低いしきい速度に前記所定のしきい速度を可変制御することを特徴とする車両の運転制御装置。 - 請求項１の記載において、前記制御手段は、車両の走行速度が前記しきい速度を越えた後に、前記アクチュエータの駆動を継続することを特徴とする車両の運転制御装置。
- 請求項２の記載において、前記制御手段は、前記しきい速度を越えた後の走行速度に応じて、前記アクセル操作具に与える外力を変えるように前記アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする車両の運転制御装置。
- 請求項３の記載において、前記制御手段は、前記しきい速度より高速になるのに伴って前記アクセル操作具に与える外力の種類や大きさを変化させることを特徴とする車両の運転制御装置。
- 請求項１の記載において、前記制御手段は、車両の走行速度が前記しきい速度に達した時点で、前記アクチュエータを間歇的に駆動して前記アクセル操作具にクリック感触を付与することを特徴とする車両の運転制御装置。
- 請求項１の記載において、前記制御手段は、車両の走行速度が前記しきい速度に達した時点で、前記アクチュエータを駆動して前記アクセル操作具に連続的な振動を付与することを特徴とする車両の運転制御装置。
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