JP2018154271A - 運転動作検出装置および車両システム - Google Patents

Abstract

【課題】時間変化の観察が不要になるとともに、運転者が動作を停止した場合であってもその動作姿勢を検出することができる運転動作検出装置および車両システムを提供すること。【解決手段】運転動作検出装置は、運転者がペダル操作を行う際の運転動作を検出するためのものであって、運転者が操作するペダル部としてのアクセルペダル１０、ブレーキペダル１２と、運転者が座る運転席の着座面に設けられて運転者と接触する部位の圧力分布を検出するセンサ部２２と、センサ部２２によって検出された圧力分布に基づいて、運転者がアクセルペダル１０やブレーキペダル１２に対して操作姿勢にあるか否かを判定する操作姿勢判定部２４とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、運転者がアクセルペダル等を操作する運転動作を検出する運転動作検出装置および車両システムに関する。

従来から、運転者が座る座席に配置された圧力センサから得られる圧力分布の変動を用いて予備動作を特定し、特定した予備動作に基づいて車両制御を行うようにした車両制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。例えば、ブレーキ操作に対応する予備動作が特定されたときに車両を減速したり、アクセル操作に対応する予備動作が特定されたときに車両を加速したりすることが可能となる。

再公表ＷＯ２０１１／０３０４９１号公報

ところで、上述した特許文献１に開示された車両制御装置では、圧力分布の時間的な変化を観察する必要があり、処理が複雑になるという問題があった。また、この車両制御装置では、アクセルペダル等を操作する直前に無意識に行われる予備動作を検出しているため、運転者の動作が停止している場合（例えば、アクセルペダルの上に足を置いた状態で静止している場合）には、上述した圧力分布の時間的な変化が生じずに、静的な運転者の動作姿勢を検出することができないという問題があった。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、時間変化の観察が不要になるとともに、運転者が動作を停止した場合であってもその動作姿勢を検出することができる運転動作検出装置および車両システムを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の運転動作検出装置は、運転者がペダル操作を行う際の運転動作を検出する運転動作検出装置であって、運転者が操作するペダル部と、運転者が座る運転席の着座面に設けられ、運転者と接触する部位の圧力分布を検出するセンサ手段と、センサ手段によって検出された圧力分布に基づいて、運転者がペダル部に対して操作姿勢にあるか否かを判定する操作姿勢判定手段とを備えている。

運転席の着座面の圧力分布を検出してペダル部に対する操作姿勢の有無を判定しているため、時間変化の観察が不要になるとともに、運転者が動作を停止した場合であってもその動作姿勢を検出することができる。

また、上述した操作姿勢判定手段は、運転者の足裏部がペダル部を踏み込む前の操作姿勢にあるか否かを判定することが望ましい。ペダル部の位置に運転者の足裏部がある場合とない場合とでは、運転者の臀部から大腿部にかけた部位から着座面に加わる圧力に差が生じるため、これらの差を利用してペダル部を踏み込む姿勢を取っているか否かを知ることができる。

また、上述したペダル部は、アクセルペダルとブレーキペダルであり、操作姿勢判定手段は、アクセルペダルとブレーキペダルのいずれか一方を踏み込む前の操作姿勢にあるか否かを判定することが望ましい。アクセルペダルの位置に運転者の足裏部がある場合とブレーキペダルの位置に運転者の足裏部がある場合とでは、運転者の臀部から大腿部にかけた部位から着座面に加わる圧力に差が生じるため、これらの差を利用してアクセルペダルとブレーキペダルのどちらを踏み込む姿勢を取っているかを知ることができる。

また、上述したセンサ手段は、運転者の左側臀部および左脚大腿部の左、右のそれぞれに対応する第１の検出領域、第２の検出領域、運転者の右側臀部および右脚大腿部の左、右のそれぞれに対応する第３の検出領域、第４の検出領域に着目して圧力を検出しており（着座面において、左から順に、第１の検出領域、第２の検出力域、第３の検出領域、第４の検出力域が形成されている）、操作姿勢判定手段は、第１の検出領域の圧力が他の第２、第３、第４の検出領域の圧力よりも相対的に高い場合に、アクセルペダルが踏み込み対象となっていることを判定し、第４の検出領域の圧力が他の第１、第２、第３の検出領域の圧力よりも相対的に高い場合に、ブレーキペダルが踏み込み対象となっていることを判定することが望ましい。アクセルペダルを踏み込む姿勢を取った場合の特異な圧力分布とブレーキペダルを踏み込む姿勢を取った場合の特異な圧力分布を検出することにより、アクセルペダルとブレーキペダルのいずれに対して踏み込む姿勢を取っているかを容易に知ることができる。

また、上述したアクセルペダルを踏み込む前の操作姿勢に対応してセンサ手段によって検出される第１の圧力分布パターンと、ブレーキペダルを踏み込む前の操作姿勢に対応してセンサ手段によって検出される第２の圧力分布パターンとが予め測定されており、操作姿勢判定手段は、センサ手段によって検出された圧力分布が、第１および第２の圧力分布パターンのいずれに近いかを判定し、近い方の圧力分布パターンに対応するアクセルペダルあるいはブレーキペダルが踏み込み対象となっていることを判定することが望ましい。パターン比較を行うことにより、アクセルペダルとブレーキペダルのいずれに対して踏み込む姿勢を取っているかを容易に知ることができる。

また、本発明の車両システムは、上述した運転動作検出装置を備えており、ペダル部の操作が禁止あるいは抑制された制限状態にあるか否かを判定する制限状態判定手段と、制限状態判定手段によってペダル部の操作が制限状態にあると判定されたときであって、運転者がペダル部に対して操作姿勢にあることが操作姿勢判定手段によって判定されたときに、ペダル部の操作により実施される動作を禁止あるいは抑制する動作制限手段とを備えている。ペダル部を実際に操作する前に、ペダル部の操作により実施される動作を禁止あるいは抑制することが可能となる。これにより、例えば、車両の前方あるいは後方に壁等の構造物がある場合の急発進や、歩行者が車両前方を横切る際の不用意な発進を、実際にアクセルペダルを踏み込む前に禁止や抑制することが可能となる。

一実施形態の車両システムの構成を示す図である。 センサ部の配置例を示す図である。 第１の圧力分布パターンＡを示す図である。 第２の圧力分布パターンＢを示す図である。 運転者がアクセルペダルとブレーキペダルを実際に踏み込む前にこれらの踏み込み姿勢を検出して車両の動作を制限する動作手順を示す流れ図である。

以下、本発明を適用した一実施形態の車両システムについて、図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の車両システムの構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の車両システムは、アクセルペダル１０、ブレーキペダル１２、運転動作検出装置２０、車両制御装置３０を備えている。アクセルペダル１０およびブレーキペダル１２は、運転席の前方であって、運転者が右足の足裏部で踏み込みやすい位置に、右側がアクセルペダル１０、左側がブレーキペダルとなるように取り付けられている。

運転動作検出装置２０は、運転者がペダル部（アクセルペダル１０、ブレーキペダル１２）を操作する際の運転動作を検出するためのものである。具体的には、運転動作検出装置２０は、ペダル部としてのアクセルペダル１０とブレーキペダル１２のいずれか一方を、運転者の足裏部によって踏み込む前の操作姿勢（アクセルペダル１０等の上に運転者の足裏部を軽く置いた姿勢）にあるか否かを判定する。このために、運転動作検出装置２０は、センサ部２２と操作姿勢判定部２４とを備えている。

センサ部２２は、運転者が座る運転席の着座面に設けられ、運転者と接触する部位の圧力分布を検出する。このセンサ部２２は、着座面の複数個所において圧力を検出可能であればよく、必ずしも着座面の全範囲にわたって均等に圧力が検出可能である必要はない。

図２は、センサ部２２の配置例を示す図である。例えば、図２に示すように、センサ部２２は、着座面Ｃに前後方向に沿って４列に、各列毎に３箇所で圧力検出が可能なように配置されている（各圧力検出箇所が×印で示されている）。この４列のそれぞれは、左から順に、第１の検出領域Ｓ１、第２の検出力域Ｓ２、第３の検出領域Ｓ３、第４の検出力域Ｓ４を形成している。第１の検出領域Ｓ１は、運転者の左側臀部および左脚大腿部の左側部分に対応している。第２の検出領域Ｓ２は、運転者の左側臀部および左脚大腿部の右側部分に対応している。第３の検出領域Ｓ３は、運転者の右側臀部および右脚大腿部の左側部分に対応している。第４の検出領域Ｓ４は、運転者の右側臀部および右脚大腿部の右側部分に対応している。

操作姿勢判定部２４は、センサ部２２によって検出された圧力分布に基づいて、運転者がペダル部（アクセルペダル１０、ブレーキペダル１２）に対して操作姿勢にあるか否かを判定する。例えば、以下の判例手法１、２のいずれかによってこの判定が行われる。

（判定手法１）
操作姿勢判定部２４は、センサ部２２の第１の検出領域Ｓ１の圧力が他の第２、第３、第４の検出領域Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の圧力よりも相対的に高い場合（第１の圧力分布パターンＡ）に、アクセルペダル１０が踏み込み対象となっていることを判定する。また、操作姿勢判定部２４は、第４の検出領域Ｓ４の圧力が他の第１、第２、第３の検出領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の圧力よりも相対的に高い場合（第２の圧力分布パターンＢ）に、ブレーキペダル１２が踏み込み対象となっていることを判定する。

図３は、第１の圧力分布パターンＡを示す図である。図３に示すように、第１の圧力分布パターンＡでは、第１の検出領域Ｓ１の圧力が他の検出領域の圧力よりも高くなっており、この様子が第１の検出領域Ｓ１にハッチングを付すことで示されている。

図４は、第２の圧力分布パターンＢを示す図である。図４に示すように、第２の圧力分布パターンＢでは、第４の検出領域Ｓ４の圧力が他の検出領域の圧力よりも高くなっており、この様子が第４の検出領域Ｓ４にハッチングを付すことで示されている。

（判定手法２）
アクセルペダル１０を踏み込む前の操作姿勢に対応してセンサ部２２によって検出される第１の圧力分布パターンＡ（図３）と、ブレーキペダル１２を踏み込む前の操作姿勢に対応してセンサ部２２によって検出される第２の圧力分布パターンＢ（図４）とが予め測定されているものとする。なお、実際には、車種毎（運転席の形状とアクセルペダル１０、ブレーキペダル１２の配置との組み合わせ毎）に、標準的な体格を有する運転者を想定して、基準となる第１の圧力分布パターンＡと第２の圧力分布パターンＢが測定される。

操作姿勢判定部２４は、センサ部２２によって検出された圧力分布が、これら第１の圧力分布パターンＡと第２の圧力分布パターンＢのいずれに近いかを判定し、近い方の圧力分布パターンに対応するアクセルペダル１０あるいはブレーキペダル１２が踏み込み対象となっていることを判定する。

また、図１に戻って、車両制御装置３０は、アクセルペダル１０やブレーキペダル１２のそれぞれが踏み込まれた際の車両の動作を制御するためものである。このために、車両制御装置３０は、制限状態判定部３２と動作制限部３４を備えている。

制限状態判定部３２は、アクセルペダル１０やブレーキペダル１２の操作が禁止あるいは抑制された制限状態にあるか否かを判定する。例えば、アクセルペダル１０の操作が禁止あるいは抑制される場合としては、車両の前方あるいは後方に壁等の構造物がある場合の急発進の原因となるアクセルペダル１０の操作や、歩行者が車両前方を横切る際の不用意な発進の原因となるアクセルペダル１０の操作などが考えられる。また、車両の前方あるいは後方に存在する壁の有無や、車両前方を横切る歩行者の有無を各種のセンサ（図示せず）を用いて検出することにより、アクセルペダル１０やブレーキペダル１２の操作が禁止あるいは抑制された制限状態にあるか否かが判定される。

動作制限部３４は、制限状態判定部３２によってアクセルペダル１０やブレーキペダル１２の操作が制限状態にあると判定されたときであって、運転者がアクセルペダル１０やブレーキペダル１２に対して操作姿勢にあることが操作姿勢判定部２４によって判定されたときに、アクセルペダル１０やブレーキペダル１２の操作により実施される動作を禁止あるいは抑制する。これにより、例えば、車両の前方に壁がある場合に、運転者がアクセルペダル１０を踏み込む姿勢をとると、その後アクセルペダル１０を誤って深く踏み込んでも、この踏み込み操作に応じた急発進動作が動作制限部３４によって禁止あるいは抑制される。あるいは、車両の前方に歩行者がいる場合に、運転者がアクセルペダル１０を踏み込む姿勢をとると、その後アクセルペダル１０を誤って深く踏み込んでも、この踏み込み操作に応じた発進動作が動作制限部３４によって禁止される。この場合には、車両が一瞬動く挙動をなくすことが可能になるため、前方の歩行者が驚いたり、あわてて回避行動をとることを防止することができる。

上述したセンサ部２２がセンサ手段に、操作姿勢判定部２４が操作姿勢判定手段に、制限状態判定部３２が制限状態判定手段に、動作制限部３４が動作制限手段にそれぞれ対応する。

本実施形態の車両システムはこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。図５は、運転者がアクセルペダル１０とブレーキペダル１２を実際に踏み込む前にこれらの踏み込み姿勢を検出して車両の動作を制限する動作手順を示す流れ図である。なお、踏み込み姿勢の検出は、上述した判定手法１を用いるものとして説明を行うが、判定手法２を用いるようにしてもよい。

まず、操作姿勢判定部２４は、センサ部２２を用いて運転席の着座面における圧力分布を検出する（ステップ１００）。次に、操作姿勢判定部２４は、検出した圧力分布が第１の圧力分布パターンＡ（図３）に該当するか否かを判定する（ステップ１０２）。該当する場合には肯定判断が行われる。この場合には、操作姿勢判定部２４は、運転者がアクセルペダル１０に対応する操作姿勢（アクセルペダル１０を踏み込む姿勢）を取っていることを特定する（ステップ１０４）。次に、車両制御装置３０内の制限状態判定部３２は、アクセルペダル１０に対応する操作が禁止あるいは抑制されているか否かを判定する（ステップ１０６）。禁止あるいは抑制されている場合には肯定判断が行われ、動作制限部３４は、アクセルペダル１０に対応する動作を制御する（ステップ１０８）。

また、ステップ１００で検出した圧力分布が第１の圧力分布パターンＡに該当しない場合にはステップ１０２の判定において否定判断が行われる。次に、操作姿勢判定部２４は、検出した圧力分布が第２の圧力分布パターンＢ（図４）に該当するか否かを判定する（ステップ１１０）。該当する場合には肯定判断が行われる。この場合には、操作姿勢判定部２４は、運転者がブレーキペダル１２に対応する操作姿勢（ブレーキペダル１２を踏み込む姿勢）を取っていることを特定する（ステップ１１２）。次に、車両制御装置３０内の制限状態判定部３２は、ブレーキペダル１２に対応する操作が禁止あるいは抑制されているか否かを判定する（ステップ１１４）。禁止あるいは抑制されている場合には肯定判断が行われ、動作制限部３４は、ブレーキペダル１２に対応する動作を制御する（ステップ１１６）。

また、ステップ１００で検出した圧力分布が第２の圧力分布パターンＢにも該当しない場合にはステップ１１０の判定において否定判断が行われる。この場合は、操作姿勢判定部２４は、運転者がアクセルペダル１０とブレーキペダル１２のいずれに対しても操作姿勢を取っていないこと（ペダル操作なし）を特定する（ステップ１１８）。

このように、本実施形態の車両システムでは、運転席の着座面の圧力分布を検出してペダル部（アクセルペダル１０、ブレーキペダル１２）に対する操作姿勢の有無を判定しているため、時間変化の観察が不要になるとともに、運転者が動作を停止した場合であってもその動作姿勢を検出することができる。特に、ペダル部の位置に運転者の足裏部がある場合とない場合とでは、運転者の臀部から大腿部にかけた部位から着座面に加わる圧力に差が生じるため、これらの差を利用してペダル部を踏み込む姿勢を取っているか否かを知ることができる。

また、アクセルペダル１０の位置に運転者の足裏部がある場合とブレーキペダル１２の位置に運転者の足裏部がある場合とでは、運転者の臀部から大腿部にかけた部位から着座面に加わる圧力に差が生じるため、これらの差を利用してアクセルペダル１０とブレーキペダル１２のどちらを踏み込む姿勢を取っているかを知ることができる。特に、アクセルペダル１０を踏み込む姿勢を取った場合の特異な圧力分布とブレーキペダル１２を踏み込む姿勢を取った場合の特異な圧力分布を検出することにより、アクセルペダル１０とブレーキペダル１２のいずれに対して踏み込む姿勢を取っているかを容易に知ることができる。

また、制限状態判定部３２と動作制限部３４を含む車両制御装置３０を備えることにより、ペダル部を実際に操作する前に、ペダル部の操作により実施される動作を禁止あるいは抑制することが可能となる。これにより、例えば、車両の前方あるいは後方に壁等の構造物がある場合の急発進や、歩行者が車両前方を横切る際の不用意な発進を、実際にアクセルペダルを踏み込む前に禁止や抑制することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、アクセルペダル１０を踏み込む姿勢を検出するために図３に示す第１の圧力分布パターンＡを用い、ブレーキペダル１２を踏み込む姿勢を検出するために図４に示す第２の圧力分布パターンＢを用いたが、これらの分布パターンは実際の運転席形状や運転者の着座姿勢等に応じて適宜変更することができる。例えば、運転者がブレーキペダル１２を踏み込む姿勢をとったときに、図２に示した第４の検出領域Ｓ４とともに第２の検出領域Ｓ２の圧力についても他の検出領域Ｓ１、Ｓ３の圧力よりも高い場合が観察された場合があったため、図４に示した第２の圧力分布パターンＢに代えて、第２および第４の検出領域Ｓ２、Ｓ４の圧力が他の検出領域の圧力よりも高くなった第２の圧力分布パターンＢ’を用いるようにしてもよい。

また、運転動作検出装置２０によって検出した運転者の運転姿勢を車両の制御にどのように用いるかについては各種の応用が考えられる。例えば、車両の自動運転を解除して手動運転に切り替える際に、運転者にアクセルペダル１０やブレーキペダル１２を踏み込む姿勢を取らせることにより、運転者が手動運転を行う態勢にあるか否かを判定する場合に、運転者が車両側の指示通りにアクセルペダル１０やブレーキペダル１２の上に足裏をおく姿勢を取ったか否かを判定する場合に本発明を適用することができる。

上述したように、本発明によれば、運転席の着座面の圧力分布を検出してペダル部に対する操作姿勢の有無を判定しているため、時間変化の観察が不要になるとともに、運転者が動作を停止した場合であってもその動作姿勢を検出することができる。

１０ アクセルペダル
１２ ブレーキペダル
２０ 運転動作検出装置
２２ センサ部
２４ 操作姿勢判定部
３０ 車両制御装置
３２ 制限状態判定部
３４ 動作制限部

Claims (6)

1. 運転者がペダル操作を行う際の運転動作を検出する運転動作検出装置であって、
   運転者が操作するペダル部と、
   運転者が座る運転席の着座面に設けられ、運転者と接触する部位の圧力分布を検出するセンサ手段と、
   前記センサ手段によって検出された圧力分布に基づいて、運転者が前記ペダル部に対して操作姿勢にあるか否かを判定する操作姿勢判定手段と、
   を備えることを特徴とする運転動作検出装置。
2. 前記操作姿勢判定手段は、運転者の足裏部が前記ペダル部を踏み込む前の操作姿勢にあるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の運転動作検出装置。
3. 前記ペダル部は、アクセルペダルとブレーキペダルであり、
   前記操作姿勢判定手段は、前記アクセルペダルと前記ブレーキペダルのいずれか一方を踏み込む前の操作姿勢にあるか否かを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の運転動作検出装置。
4. 前記センサ手段は、運転者の左側臀部および左脚大腿部の左、右のそれぞれに対応する第１の検出領域、第２の検出領域、運転者の右側臀部および右脚大腿部の左、右のそれぞれに対応する第３の検出領域、第４の検出領域に着目して圧力を検出しており、
   前記操作姿勢判定手段は、前記第１の検出領域の圧力が他の前記第２、第３、第４の検出領域の圧力よりも相対的に高い場合に、前記アクセルペダルが踏み込み対象となっていることを判定し、前記第４の検出領域の圧力が他の前記第１、第２、第３の検出領域の圧力よりも相対的に高い場合に、前記ブレーキペダルが踏み込み対象となっていることを判定することを特徴とする請求項３に記載の運転動作検出装置。
5. 前記アクセルペダルを踏み込む前の操作姿勢に対応して前記センサ手段によって検出される第１の圧力分布パターンと、前記ブレーキペダルを踏み込む前の操作姿勢に対応して前記センサ手段によって検出される第２の圧力分布パターンとが予め測定されており、
   前記操作姿勢判定手段は、前記センサ手段によって検出された圧力分布が、前記第１および第２の圧力分布パターンのいずれに近いかを判定し、近い方の圧力分布パターンに対応する前記アクセルペダルあるいは前記ブレーキペダルが踏み込み対象となっていることを判定することを特徴とする請求項３に記載の運転動作検出装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の運転動作検出装置を備える車両システムであって、
   前記ペダル部の操作が禁止あるいは抑制された制限状態にあるか否かを判定する制限状態判定手段と、
   前記制限状態判定手段によって前記ペダル部の操作が制限状態にあると判定されたときであって、運転者が前記ペダル部に対して操作姿勢にあることが前記操作姿勢判定手段によって判定されたときに、前記ペダル部の操作により実施される動作を禁止あるいは抑制する動作制限手段と、
   を備えることを特徴とする車両システム。

Images