自動車運転支援装置および自動車
【課題】障害者による自動車の運転を可能とし、さらに、障害者の障害の部位や障害の度合いに適応する。
【解決手段】運転者の操作を受ける操作レバーと２０、操作レバー２０の操作に応じて自動車のアクセルペダル３２およびブレーキペダル３１を動作させる機械式リンク機構３０と、操作レバー２０が第１の方向または第２の方向に操作されたときに、機械式リンク機構３０に駆動力を与えて、自動車のアクセルペダルまたはブレーキペダルの位置を変化させる第１のアクチュエータと、自動車のステアリングホイール１と機械的に連動する回転機構と、操作レバー２０が第３の方向または第４の方向に操作されたときに、回転機構に駆動力を与えて、自動車のステアリングホイール１の軸を回転駆動する第２のアクチュエータと、を備える。
【解決手段】運転者の操作を受ける操作レバーと２０、操作レバー２０の操作に応じて自動車のアクセルペダル３２およびブレーキペダル３１を動作させる機械式リンク機構３０と、操作レバー２０が第１の方向または第２の方向に操作されたときに、機械式リンク機構３０に駆動力を与えて、自動車のアクセルペダルまたはブレーキペダルの位置を変化させる第１のアクチュエータと、自動車のステアリングホイール１と機械的に連動する回転機構と、操作レバー２０が第３の方向または第４の方向に操作されたときに、回転機構に駆動力を与えて、自動車のステアリングホイール１の軸を回転駆動する第２のアクチュエータと、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の運転を支援する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車の運転を支援する自動車運転支援装置が提案されている。例えば、特許文献１には、油圧シリンダーなどを用いた運転支援システムが開示されている。この運転支援システムでは、ブレーキ、アクセルのそれぞれのペダルについて、油圧アクチュエータを配置している。また、特許文献２には、電動モータを使用した運転支援システムが開示されている。この運転支援システムは、ペダルおよびブレーキ駆動用に１つの電動モータを備えると共に、舵取りハンドルの回転駆動用に１つの電動モータを備えている。そして、各電動モータをペダル付近、ハンドルの付け根付近に設置し、１本のスティックで２つの電動モータの動きを操作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４７２２４１６号明細書
【特許文献２】米国特許第５０８６８７０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の技術では、ブレーキ、アクセルのそれぞれのペダルについて、油圧アクチュエータを配置しているため、装置全体の重量や大きさが増大してしまう。また、制御に異常をきたした場合などには、アクセルとブレーキのペダルを両方同時に押す操作が発生する恐れがあり、安全性を向上する余地が残されている。さらに，ハンドルを駆動するためには、油圧のパワーステアリングを強化し、ジョイスティックの操作により制御できるように改造する必要がある。このため、購入時の自動車の性能・機能を変更しなければならない。このような改造作業を行なうことによって、自動車メーカのメーカ保障が失効する場合が多い。
【０００５】
また、特許文献２記載の技術では、ステアリング軸にモータの軸を直接結合する構造を採るため、通常のハンドルを使用した運転においては、そのハンドル操作が重くなってしまう。また、近年におけるエアバック、操作スイッチ類を備えたハンドルに対応することが容易ではなく、その適用車種は限定されてしまう。
【０００６】
また、特許文献２記載のペダル駆動システムでは、アクセルおよびブレーキの２つのペダルを動作させる際に、電動モータの回転方向を変更し、動力伝達経路を変化させることによって、１つの電動モータで２つのペダルを駆動している。しかしながら、ペダルを足で操作する運転を阻害する場所に装置を設置する必要があり、通常の運転が困難になってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、一般の自動車操縦機器を備えた自動車としての機能を保持しつつ、また、健常者による一般の自動車操縦機器を用いた運転環境を保持しつつ、障害者による自動車の運転を可能とし、さらに、障害者の障害の部位や障害の度合いに適応することができる自動車運転支援装置および自動車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の自動車運転支援装置は、自動車の運転を支援する自動車運転支援装置であって、運転者の操作を受ける操作器と、前記操作器の操作に応じて前記自動車のアクセルペダルおよびブレーキペダルを動作させる機械式リンク機構と、前記操作器が第１の方向または第２の方向に操作されたときに、前記機械式リンク機構に駆動力を与えて、前記操作器の第１の方向または第２の方向への操作量に応じて前記自動車のアクセルペダルまたはブレーキペダルの位置を変化させる第１のアクチュエータと、前記機械式リンク機構および前記第１のアクチュエータとの間に設けられ、駆動力を前記第１のアクチュエータから前記機械式リンク機構の方向にのみ伝達する不可逆機構と、前記不可逆機構から伝達される駆動力を前記機械式リンク機構に伝達しまたは切断する切り替え機構と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成により、一般の自動車について後付けで自動車運転支援装置として機能させることが可能となる。また、一般的なペダル機構や舵取りハンドルなどの自動車操縦機器を備えた自動車としての機能を失ったり、制限したり、または性能を変更することなく、さらに、健常者による一般の自動車操縦機器を用いた運転環境を損なうことなく、障害者による運転が可能となる。さらに、障害者の障害の部位や障害の度合いに適応することが可能となる。また、機械式リンク機構および第１のアクチュエータとの間に設けられ、駆動力を第１のアクチュエータから前記機械式リンク機構の方向にのみ伝達する不可逆機構と、不可逆機構から伝達される駆動力を機械式リンク機構に伝達しまたは切断する切り替え機構を備えるので、第１のアクチュエータ自身、第１のアクチュエータの制御装置、または、第１のアクチュエータのエネルギー源である自動車のバッテリーシステムや油圧、空気圧システムその他の箇所において、運転者の意図に反した第１のアクチュエータ動作が発生したときに、第１のアクチュエータと自動車操縦機器あるいは不可逆機構との動力伝達を切り離すことができ、車両の安全を確保することが可能となる。また、この構成により、小さなアクチュエータで駆動することができるようになるため、運転席に装置を設置することが可能となり、従来の運転方法による操縦との両立を実現することができる。
【００１０】
（２）また、本発明の自動車運転支援装置は、自動車の運転を支援する自動車運転支援装置であって、運転者の操作を受ける操作器と、前記自動車のステアリングホイールと機械的に連動する回転機構と、前記操作器が第１の方向および第２の方向とは異なる第３の方向または第４の方向に操作されたときに、前記回転機構に駆動力を与えて、前記操作器の第３の方向または第４の方向への操作量に応じて前記自動車のステアリングホイールの軸を回転駆動する第２のアクチュエータと、前記回転機構および前記第２のアクチュエータとの間に設けられ、駆動力を前記第２のアクチュエータから前記回転機構の方向にのみ伝達する不可逆機構と、前記不可逆機構から伝達される駆動力を前記回転機構に伝達しまたは切断する切り替え機構と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成により、一般の自動車について後付けで自動車運転支援装置として機能させることが可能となる。また、一般的なペダル機構や舵取りハンドルなどの自動車操縦機器を備えた自動車としての機能を失ったり、制限したり、または性能を変更することなく、さらに、健常者による一般の自動車操縦機器を用いた運転環境を損なうことなく、障害者による運転が可能となる。さらに、障害者の障害の部位や障害の度合いに適応することが可能となる。また、回転機構および第２のアクチュエータとの間に設けられ、駆動力を第２のアクチュエータから回転機構の方向にのみ伝達する不可逆機構と、不可逆機構から伝達される駆動力を回転機構に伝達しまたは切断する切り替え機構を備えるので、第２のアクチュエータ自身、第２のアクチュエータの制御装置、または、第２のアクチュエータのエネルギー源である自動車のバッテリーシステムや油圧、空気圧システムその他の箇所において、運転者の意図に反した第２のアクチュエータ動作が発生したときに、第２のアクチュエータと自動車操縦機器あるいは不可逆機構との動力伝達を切り離すことができ、車両の安全を確保することが可能となる。また、この構成により、小さなアクチュエータで駆動することができるようになるため、運転席に装置を設置することが可能となり、従来の運転方法による操縦との両立を実現することができる。
【００１２】
（３）また、本発明の自動車運転支援装置において、前記機械式リンク機構は、前記操作レバーが第１の方向に操作された場合は、前記自動車のブレーキが動作する方向に前記ブレーキペダルに駆動力を伝達すると共に、前記アクセルペダルへの駆動力の伝達を切断する一方、前記操作レバーが第２の方向に操作された場合は、前記自動車のアクセルが動作する方向に前記アクセルペダルに駆動力を伝達すると共に、前記自動車のブレーキが動作しない方向に前記ブレーキペダルに駆動力を伝達することを特徴とする。
【００１３】
この構成により、運転者が指令を与えるための操作レバーを、運転席の各々の操作を行なう部位に適した位置、ストローク、力加減などに応じて設置・調整をすることができるので、運転者に残存して独立に動作できる身体機能に適切に割り当てることが可能となり、運転操作を簡単化することが可能となる。また、システム構成を簡略化させることができるため、装置全体の重量や大きさが増大することを回避することが可能となる。
【００１４】
（４）また、本発明の自動車運転支援装置において、前記回転機構は、前記自動車のステアリングホイールと軸を共有する第１のスプロケットと、前記第２のアクチュエータで直接駆動される第２のスプロケットと、前記第１のスプロケットおよび第２のスプロケットを機械的に連結するチェーンと、から構成されることを特徴とする。
【００１５】
この構成により、運転者が指令を与えるための操作レバーを、運転席の各々の操作を行なう部位に適した位置、ストローク、力加減などに応じて設置・調整をすることができるので、運転者に残存して独立に動作できる身体機能に適切に割り当てることが可能となり、運転操作を簡単化することが可能となる。また、システム構成を簡略化させることができるため、装置全体の重量や大きさが増大することを回避することが可能となる。
【００１６】
（５）また、本発明の自動車運転支援装置は、自動車の運転を支援する自動車運転支援装置であって、運転者の操作を受ける第１の操作器と、前記第１の操作器とは独立して設けられた第２の操作器と、前記第１の操作器の操作に応じて前記自動車のアクセルペダルおよびブレーキペダルを動作させる機械式リンク機構と、前記第１の操作器が第１の方向または第２の方向に操作されたときに、前記機械式リンク機構に駆動力を与えて、前記第１の操作器の第１の方向または第２の方向への操作量に応じて前記自動車のアクセルペダルまたはブレーキペダルの位置を変化させる第１のアクチュエータと、前記自動車のステアリングホイールと機械的に連動する回転機構と、前記第２の操作器が第１の方向および第２の方向とは異なる第３の方向または第４の方向に操作されたときに、前記回転機構に駆動力を与えて、前記第２の操作器の第３の方向または第４の方向への操作量に応じて前記自動車のステアリングホイールの軸を回転駆動する第２のアクチュエータと、前記機械式リンク機構および前記第１のアクチュエータとの間に設けられ、駆動力を前記第１のアクチュエータから前記機械式リンク機構の方向にのみ伝達する第１の不可逆機構と、前記第１の不可逆機構から伝達される駆動力を前記機械式リンク機構に伝達しまたは切断する切り替え機構と、前記回転機構および前記第２のアクチュエータとの間に設けられ、駆動力を前記第２のアクチュエータから前記回転機構の方向にのみ伝達する第２の不可逆機構と、前記第２の不可逆機構から伝達される駆動力を前記回転機構に伝達しまたは切断する切り替え機構と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
この構成により、一般の自動車について後付けで自動車運転支援装置として機能させることが可能となる。また、一般的なペダル機構や舵取りハンドルなどの自動車操縦機器を備えた自動車としての機能を失ったり、制限したり、または性能を変更することなく、さらに、健常者による一般の自動車操縦機器を用いた運転環境を損なうことなく、障害者による運転が可能となる。さらに、障害者の障害の部位や障害の度合いに適応することが可能となる。第１および第２のアクチュエータ自身、第１および第２のアクチュエータの制御装置、または、第１および第２のアクチュエータのエネルギー源である自動車のバッテリーシステムや油圧、空気圧システムその他の箇所において、運転者の意図に反した第１および第２のアクチュエータ動作が発生したときに、第１および第２のアクチュエータと自動車操縦機器あるいは不可逆機構との動力伝達を切り離すことができ、車両の安全を確保することが可能となる。また、この構成により、小さなアクチュエータで駆動することができるようになるため、運転席に装置を設置することが可能となり、従来の運転方法による操縦との両立を実現することができる。
【００１８】
（６）また、本発明の自動車運転支援装置において、前記機械式リンク機構は、前記第１の操作レバーが第１の方向に操作された場合は、前記自動車のブレーキが動作する方向に前記ブレーキペダルに駆動力を伝達すると共に、前記アクセルペダルへの駆動力の伝達を切断する一方、前記第１の操作レバーが第２の方向に操作された場合は、前記自動車のアクセルが動作する方向に前記アクセルペダルに駆動力を伝達すると共に、前記自動車のブレーキが動作しない方向に前記ブレーキペダルに駆動力を伝達することを特徴とする。
【００１９】
この構成により、運転者が指令を与えるための操作レバーを、運転席の各々の操作を行なう部位に適した位置、ストローク、力加減などに応じて設置・調整をすることができるので、運転者に残存して独立に動作できる身体機能に適切に割り当てることが可能となり、運転操作を簡単化することが可能となる。また、システム構成を簡略化させることができるため、装置全体の重量や大きさが増大することを回避することが可能となる。
【００２０】
（７）また、本発明の自動車運転支援装置において、前記回転機構は、前記自動車のステアリングホイールと軸を共有する第１のスプロケットと、前記第２のアクチュエータで直接駆動される第２のスプロケットと、前記第１のスプロケットおよび第２のスプロケットを機械的に連結するチェーンと、から構成されることを特徴とする。
【００２１】
この構成により、運転者が指令を与えるための操作レバーを、運転席の各々の操作を行なう部位に適した位置、ストローク、力加減などに応じて設置・調整をすることができるので、運転者に残存して独立に動作できる身体機能に適切に割り当てることが可能となり、運転操作を簡単化することが可能となる。また、システム構成を簡略化させることができるため、装置全体の重量や大きさが増大することを回避することが可能となる。
【００２２】
（８）また、本発明の自動車は、上記（１）から（７）のいずれかに記載の自動車運転支援装置を備えたことを特徴とする。
【００２３】
この構成により、一般の自動車について後付けで自動車運転支援装置として機能させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、一般の自動車について後付けで自動車運転支援装置として機能させることが可能となる。また、一般的なペダル機構や舵取りハンドルなどの自動車操縦機器を備えた自動車としての機能を失ったり、制限したり、または性能を変更することなく、さらに、健常者による一般の自動車操縦機器を用いた運転環境を損なうことなく、障害者による運転が可能となる。さらに、障害者の障害の部位や障害の度合いに適応することが可能となる。また、小さなアクチュエータで駆動することができるようになるため、運転席に装置を設置することが可能となり、従来の運転方法による操縦との両立を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】自動車の運転席に設けられた第１の実施形態に係る自動車運転支援装置を示す図である。
【図２】自動車の運転席に設けられた第２の実施形態に係る自動車運転支援装置を示す図である。
【図３】第３の実施形態に係る自動車運転支援装置の概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
先天的な要因や、後天的な事故・病気などにより、通常の自動車の操縦が困難である身体が不自由な者にとって、自身による自動車の運転に対しては強い欲求と希望がある。そのなかで、上半身、特に両腕が健常である人に対しては、通常足で操作するアクセルおよびブレーキペダルを手で操作できるようにするシステムが実用化されている。そして、これを利用できる人たちの社会参加、行動範囲の拡大に大きな貢献がなされている。以下、本明細書では、手・腕による自動車の運転を可能にする自動車運転支援装置について説明する。
【００２７】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係るシステムは、一本のスティック（操作レバー）の操作で、アクセルとブレーキ、およびハンドル操作を行なうことで、片手による自動車運転を可能にする。従来から知られているシステムでは、電子的なジョイスティック（前後、左右に操作棒を傾斜する）が操作指令装置として用いられている。そして、アクセル、ブレーキ、ハンドルの通常の操作装置全てをモータなどの駆動機器を用いて、コンピュータ制御で操作する方式を採用している。
【００２８】
しかしながらこの方式は、電子回路、ソフトウェア、電源系統、その他の不具合がアクセル、ブレーキの操作にもおよぶ恐れがあり、自動車走行の危険性が大きいという欠点がある。また、操作に際してペダル、ブレーキ、及びハンドルの負荷を直接感じることができないので、操縦の感覚的な危険予知や、路面状況の把握などの観点からも好ましいものではない。
【００２９】
図１は、自動車の運転席に設けられた第１の実施形態に係る自動車運転支援装置を示す図である。第１の実施形態に係る自動車運転支援装置は、自動車の運転席に設けられる。操作レバー２０は、スティック型であり、前後方向および左右方向に傾斜させることができるように構成されている。なお、左右方向の代わりに、回転方向に可動させても良い。運転者は、操作レバー２０を操作することによって、自動車を運転することが可能となる。この操作レバー２０は、操作器を構成する。操作器は、操作レバーのみならず、運転者の首、息、舌または足などで操縦するような機器を含む概念である。電動車いすで活用されている種々の操縦装置を自動車にも適用する趣旨である。
【００３０】
機械式リンク機構３０ａ〜３０ｃは、アクチュエータ３０から駆動力を受けて動作する。第１のアクチュエータは、操作レバー２０が第１の方向（自動車の前方向）または第２の方向（自動車の後方向）に操作されたときに、機械式リンク機構３０に駆動力を与えて、操作レバー２０の第１の方向または第２の方向への操作量に応じて自動車のアクセルペダル３２またはブレーキペダル３１の位置を変化させる。操作レバー２０が第１の方向（自動車の前方向）または第２の方向（自動車の後方向）に操作されたときに、操作レバー２０の第１の方向または第２の方向への操作量に応じて、ブレーキペダル３１またはアクセルペダル３２の操作量を変化させる。
【００３１】
機械式リンク機構３０は、操作レバー２０が第１の方向に操作された場合は、自動車のブレーキが動作する方向にブレーキペダル３１に駆動力を伝達すると共に、アクセルペダル３２への駆動力の伝達を切断する。アクセルペダル３２は、チェーンまたはワイヤを介して機械式リンク機構３０に連結されているため、張力がかかる方向、すなわち、アクセルが動作する方向にしか駆動力が伝達されない。一方、操作レバー２０が第２の方向に操作された場合は、自動車のアクセルが動作する方向にアクセルペダル３２に駆動力を伝達すると共に、自動車のブレーキが動作しない方向にブレーキペダル３１に駆動力を伝達する。
【００３２】
本発明の回転機構は、自動車のステアリングホイール１と軸を共有する第１のスプロケット２と、第２のアクチュエータで直接駆動される第２のスプロケット３と、第２のスプロケット３に回転力を与えるアクチュエータ３ａと、第１のスプロケット２および第２のスプロケット３を機械的に連結するチェーン１０と、から構成される。
【００３３】
本実施形態によれば、ステアリングホイール１を取り外すことなく、また、エアバック、ホーンなどのハンドルに設置される諸機能を損なうことなく、ステアリングホイール１のアクチュエータ（モータ）による回転を実現することが可能となる。なお、スプロケット、チェーンによる駆動のほか、タイミングベルト、平歯車による駆動方式を採用することも可能である。
【００３４】
（第２の実施形態）
図２は、自動車の運転席に設けられた第２の実施形態に係る自動車運転支援装置を示す図である。第２の実施形態に係る自動車運転支援装置は、運転者の操作を受ける操作レバーを２つ備えている。すなわち、第１の操作レバー２０は、アクセル・ブレーキ操作レバーであり、第２の操作レバー２１は、ステアリング操作レバーである。第１の操作レバー２０をＣの方向（自動車の前方向）またはＤの方向（自動車の後方向）に動作させることによって、機械式リンク機構を介してアクセルペダルおよびブレーキペダルが操作される。また、第２の操作レバー２１をＡの方向（左折方向）またはＢの方向（右折方向）に動作させることによって、回転機構を介してステアリングホイールを操作することができる。
【００３５】
（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態に係る自動車運転支援装置の概要を示す図である。ここでは、ステアリングホイールの駆動機構と、ペダルの駆動機構とを合わせて示している。ジョイスティック１００は、運転者がステアリングホイールを操作するための操作レバーである。ジョイスティック１００は、運転者の操作角度をシステムコントローラ１０１に出力する。システムコントローラ１０１は、コンピュータ１０２と、ＦＥＴブリッジ１０３と、リレー１０４とを備えており、モータ１１の駆動を制御する。
【００３６】
このモータ１１の駆動力は、ウォームギア１２に伝達される。このウォームギア１２は、不可逆機構を構成し、ウォームギア１２の回転力は、ウォームホイール１３に伝達される。切り替え機構としてのマグネットクラッチ（電磁クラッチ）１４は、ウォームホイール１３からの駆動力を伝達したり、切断したりする。マグネットクラッチ１４が接続状態である場合は、ギア１６ａ、１６ｂに回転力が伝達される。そして、図示しないユニバーサルジョイントを介して、ステアリングホイールに駆動力が伝達される。ポテンショメータ１５は、ステアリングホイールの変位を検出する。
【００３７】
このような構成により、操舵輪から逆伝搬する力がモータ１１に伝達することが防止され、安定した操舵動作を行なうことが可能となる。また、近年の自動車に備えられるパワーステアリング装置に一切改変を加えることなく、その機能を有効に活用して、運転支援システムを用いることが可能となる。この際、パワーステアリングの形態は、油圧、電動の如何を問わず、あらゆる種類に対応することができる。これにより、自動車運転支援装置の小型化を図ることが可能となる。
【００３８】
ジョイスティック２００は、運転者がブレーキペダル４１およびアクセルペダル４２を操作するための操作レバーである。ジョイスティック２００は、運転者の操作角度をシステムコントローラ２０１に出力する。システムコントローラ２０１は、コンピュータ２０２と、ＦＥＴブリッジ２０３と、リレー２０４とを備えており、モータ３１０の駆動を制御する。このモータ３１０の駆動力は、ウォームギア３２０に伝達される。このウォームギア３２０は、不可逆機構を構成し、ウォームギア３２０の回転力は、ウォームホイール３３に伝達される。切り替え機構としてのマグネットクラッチ（電磁クラッチ）３４は、ウォームホイール３３からの駆動力を伝達したり、切断したりする。マグネットクラッチ３４が接続状態である場合は、ギア３６ａ、３６ｂに回転力が伝達される。ポテンショメータ３５は、ブレーキペダル４１およびアクセルペダル４２の変位を検出する。
【００３９】
このような構成により、ブレーキペダル４１およびアクセルペダル４２から逆伝搬する力がモータ３１０に伝達することが防止され、安定したペダル動作を行なうことが可能となる。
【００４０】
また、第２の実施形態に係る自動車運転支援装置は、マグネットクラッチ１４を接続状態から切断状態に切り替えるスイッチ５０を備えている。また、スイッチ５０が操作されたときに、自動車のブレーキペダル４１を操作する停止装置を備えている。また、第２の実施形態に係る自動車運転支援装置は、マグネットクラッチ３４を接続状態から切断状態に切り替えるスイッチ５１を備えている。また、スイッチ５１が操作されたときに、自動車のブレーキペダル４１を操作する停止装置を備えている。すなわち、第２の実施形態では、各マグネットクラッチの動力線にスイッチを挿入し、非常停止の際には、マグネットクラッチの動力を強制的に切断する。これにより、いかなるモータの動作も操作装置には伝達されず、図示しない空気圧シリンダーなどを利用して、ブレーキを作動させる。
【００４１】
また、例えば、システムの異常時にマグネットクラッチを切断する場合のみならず、ステアリングホイールを利用した通常の運転を行う場合には、マグネットクラッチによる接続を切ることによって、モータの動力伝達系と、ステアリングホイールの動作を完全に遮断することができる。これにより、異常時には安全に車両を停止し、緊急避難をすることを可能とすると共に、通常のステアリングホイールを用いた運転時には、通常のステアリングホイールの操作と変わらない軽い操作を実現することができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば、マグネットクラッチを接続状態から切断状態に切り替えるスイッチと、スイッチが操作されたときに、自動車のブレーキペダルを操作する停止装置を備えるので、車両の安全を確保することが可能となる。また、本実施形態によれば、一般の自動車について後付けで自動車運転支援装置として機能させることが可能となる。また、一般的なペダル機構や舵取りハンドルなどの自動車操縦機器を備えた自動車としての機能を失ったり、制限したり、または性能を変更することなく、さらに、健常者による一般の自動車操縦機器を用いた運転環境を損なうことなく、障害者による運転が可能となる。さらに、障害者の障害の部位や障害の度合いに適応することが可能となる。また、運転者が指令を与えるための操作レバーを、運転席の各々の操作を行なう部位に適した位置、ストローク、力加減などに応じて設置・調整をすることができるので、運転者に残存して独立に動作できる身体機能に適切に割り当てることが可能となり、運転操作を簡単化することが可能となる。また、システム構成を簡略化させることができるため、装置全体の重量や大きさが増大することを回避することが可能となる。
【符号の説明】
【００４３】
１ ステアリングホイール
２ 第１のスプロケット
３ 第２のスプロケット
１０ チェーン
２０ 操作レバー（第１の操作レバー）
２１ 操作レバー（第２の操作レバー）
３０ 機械式リンク機構
３１ ブレーキペダル
３２ アクセルペダル
１１ モータ
１２ ウォームギア
１３ ウォームホイール
１４ マグネットクラッチ
１５ ポテンショメータ
１６ａ ギア
３０ アクチュエータ
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 機械式リンク機構
３１０ モータ
３２０ ウォームギア
３３ ウォームホイール
３４ マグネットクラッチ
３５ ポテンショメータ
３６ａ ギア
４１ ブレーキペダル
４２ アクセルペダル
５０ スイッチ
５１ スイッチ
１００ ジョイスティック
１０１ システムコントローラ
１０２ コンピュータ
１０３ ブリッジ
１０４ リレー
２００ ジョイスティック
２０１ システムコントローラ
２０２ コンピュータ
２０３ ブリッジ
２０４ リレー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の運転を支援する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車の運転を支援する自動車運転支援装置が提案されている。例えば、特許文献１には、油圧シリンダーなどを用いた運転支援システムが開示されている。この運転支援システムでは、ブレーキ、アクセルのそれぞれのペダルについて、油圧アクチュエータを配置している。また、特許文献２には、電動モータを使用した運転支援システムが開示されている。この運転支援システムは、ペダルおよびブレーキ駆動用に１つの電動モータを備えると共に、舵取りハンドルの回転駆動用に１つの電動モータを備えている。そして、各電動モータをペダル付近、ハンドルの付け根付近に設置し、１本のスティックで２つの電動モータの動きを操作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４７２２４１６号明細書
【特許文献２】米国特許第５０８６８７０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の技術では、ブレーキ、アクセルのそれぞれのペダルについて、油圧アクチュエータを配置しているため、装置全体の重量や大きさが増大してしまう。また、制御に異常をきたした場合などには、アクセルとブレーキのペダルを両方同時に押す操作が発生する恐れがあり、安全性を向上する余地が残されている。さらに，ハンドルを駆動するためには、油圧のパワーステアリングを強化し、ジョイスティックの操作により制御できるように改造する必要がある。このため、購入時の自動車の性能・機能を変更しなければならない。このような改造作業を行なうことによって、自動車メーカのメーカ保障が失効する場合が多い。
【０００５】
また、特許文献２記載の技術では、ステアリング軸にモータの軸を直接結合する構造を採るため、通常のハンドルを使用した運転においては、そのハンドル操作が重くなってしまう。また、近年におけるエアバック、操作スイッチ類を備えたハンドルに対応することが容易ではなく、その適用車種は限定されてしまう。
【０００６】
また、特許文献２記載のペダル駆動システムでは、アクセルおよびブレーキの２つのペダルを動作させる際に、電動モータの回転方向を変更し、動力伝達経路を変化させることによって、１つの電動モータで２つのペダルを駆動している。しかしながら、ペダルを足で操作する運転を阻害する場所に装置を設置する必要があり、通常の運転が困難になってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、一般の自動車操縦機器を備えた自動車としての機能を保持しつつ、また、健常者による一般の自動車操縦機器を用いた運転環境を保持しつつ、障害者による自動車の運転を可能とし、さらに、障害者の障害の部位や障害の度合いに適応することができる自動車運転支援装置および自動車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の自動車運転支援装置は、自動車の運転を支援する自動車運転支援装置であって、運転者の操作を受ける操作器と、前記操作器の操作に応じて前記自動車のアクセルペダルおよびブレーキペダルを動作させる機械式リンク機構と、前記操作器が第１の方向または第２の方向に操作されたときに、前記機械式リンク機構に駆動力を与えて、前記操作器の第１の方向または第２の方向への操作量に応じて前記自動車のアクセルペダルまたはブレーキペダルの位置を変化させる第１のアクチュエータと、前記機械式リンク機構および前記第１のアクチュエータとの間に設けられ、駆動力を前記第１のアクチュエータから前記機械式リンク機構の方向にのみ伝達する不可逆機構と、前記不可逆機構から伝達される駆動力を前記機械式リンク機構に伝達しまたは切断する切り替え機構と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成により、一般の自動車について後付けで自動車運転支援装置として機能させることが可能となる。また、一般的なペダル機構や舵取りハンドルなどの自動車操縦機器を備えた自動車としての機能を失ったり、制限したり、または性能を変更することなく、さらに、健常者による一般の自動車操縦機器を用いた運転環境を損なうことなく、障害者による運転が可能となる。さらに、障害者の障害の部位や障害の度合いに適応することが可能となる。また、機械式リンク機構および第１のアクチュエータとの間に設けられ、駆動力を第１のアクチュエータから前記機械式リンク機構の方向にのみ伝達する不可逆機構と、不可逆機構から伝達される駆動力を機械式リンク機構に伝達しまたは切断する切り替え機構を備えるので、第１のアクチュエータ自身、第１のアクチュエータの制御装置、または、第１のアクチュエータのエネルギー源である自動車のバッテリーシステムや油圧、空気圧システムその他の箇所において、運転者の意図に反した第１のアクチュエータ動作が発生したときに、第１のアクチュエータと自動車操縦機器あるいは不可逆機構との動力伝達を切り離すことができ、車両の安全を確保することが可能となる。また、この構成により、小さなアクチュエータで駆動することができるようになるため、運転席に装置を設置することが可能となり、従来の運転方法による操縦との両立を実現することができる。
【００１０】
（２）また、本発明の自動車運転支援装置は、自動車の運転を支援する自動車運転支援装置であって、運転者の操作を受ける操作器と、前記自動車のステアリングホイールと機械的に連動する回転機構と、前記操作器が第１の方向および第２の方向とは異なる第３の方向または第４の方向に操作されたときに、前記回転機構に駆動力を与えて、前記操作器の第３の方向または第４の方向への操作量に応じて前記自動車のステアリングホイールの軸を回転駆動する第２のアクチュエータと、前記回転機構および前記第２のアクチュエータとの間に設けられ、駆動力を前記第２のアクチュエータから前記回転機構の方向にのみ伝達する不可逆機構と、前記不可逆機構から伝達される駆動力を前記回転機構に伝達しまたは切断する切り替え機構と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この構成により、一般の自動車について後付けで自動車運転支援装置として機能させることが可能となる。また、一般的なペダル機構や舵取りハンドルなどの自動車操縦機器を備えた自動車としての機能を失ったり、制限したり、または性能を変更することなく、さらに、健常者による一般の自動車操縦機器を用いた運転環境を損なうことなく、障害者による運転が可能となる。さらに、障害者の障害の部位や障害の度合いに適応することが可能となる。また、回転機構および第２のアクチュエータとの間に設けられ、駆動力を第２のアクチュエータから回転機構の方向にのみ伝達する不可逆機構と、不可逆機構から伝達される駆動力を回転機構に伝達しまたは切断する切り替え機構を備えるので、第２のアクチュエータ自身、第２のアクチュエータの制御装置、または、第２のアクチュエータのエネルギー源である自動車のバッテリーシステムや油圧、空気圧システムその他の箇所において、運転者の意図に反した第２のアクチュエータ動作が発生したときに、第２のアクチュエータと自動車操縦機器あるいは不可逆機構との動力伝達を切り離すことができ、車両の安全を確保することが可能となる。また、この構成により、小さなアクチュエータで駆動することができるようになるため、運転席に装置を設置することが可能となり、従来の運転方法による操縦との両立を実現することができる。
【００１２】
（３）また、本発明の自動車運転支援装置において、前記機械式リンク機構は、前記操作レバーが第１の方向に操作された場合は、前記自動車のブレーキが動作する方向に前記ブレーキペダルに駆動力を伝達すると共に、前記アクセルペダルへの駆動力の伝達を切断する一方、前記操作レバーが第２の方向に操作された場合は、前記自動車のアクセルが動作する方向に前記アクセルペダルに駆動力を伝達すると共に、前記自動車のブレーキが動作しない方向に前記ブレーキペダルに駆動力を伝達することを特徴とする。
【００１３】
この構成により、運転者が指令を与えるための操作レバーを、運転席の各々の操作を行なう部位に適した位置、ストローク、力加減などに応じて設置・調整をすることができるので、運転者に残存して独立に動作できる身体機能に適切に割り当てることが可能となり、運転操作を簡単化することが可能となる。また、システム構成を簡略化させることができるため、装置全体の重量や大きさが増大することを回避することが可能となる。
【００１４】
（４）また、本発明の自動車運転支援装置において、前記回転機構は、前記自動車のステアリングホイールと軸を共有する第１のスプロケットと、前記第２のアクチュエータで直接駆動される第２のスプロケットと、前記第１のスプロケットおよび第２のスプロケットを機械的に連結するチェーンと、から構成されることを特徴とする。
【００１５】
この構成により、運転者が指令を与えるための操作レバーを、運転席の各々の操作を行なう部位に適した位置、ストローク、力加減などに応じて設置・調整をすることができるので、運転者に残存して独立に動作できる身体機能に適切に割り当てることが可能となり、運転操作を簡単化することが可能となる。また、システム構成を簡略化させることができるため、装置全体の重量や大きさが増大することを回避することが可能となる。
【００１６】
（５）また、本発明の自動車運転支援装置は、自動車の運転を支援する自動車運転支援装置であって、運転者の操作を受ける第１の操作器と、前記第１の操作器とは独立して設けられた第２の操作器と、前記第１の操作器の操作に応じて前記自動車のアクセルペダルおよびブレーキペダルを動作させる機械式リンク機構と、前記第１の操作器が第１の方向または第２の方向に操作されたときに、前記機械式リンク機構に駆動力を与えて、前記第１の操作器の第１の方向または第２の方向への操作量に応じて前記自動車のアクセルペダルまたはブレーキペダルの位置を変化させる第１のアクチュエータと、前記自動車のステアリングホイールと機械的に連動する回転機構と、前記第２の操作器が第１の方向および第２の方向とは異なる第３の方向または第４の方向に操作されたときに、前記回転機構に駆動力を与えて、前記第２の操作器の第３の方向または第４の方向への操作量に応じて前記自動車のステアリングホイールの軸を回転駆動する第２のアクチュエータと、前記機械式リンク機構および前記第１のアクチュエータとの間に設けられ、駆動力を前記第１のアクチュエータから前記機械式リンク機構の方向にのみ伝達する第１の不可逆機構と、前記第１の不可逆機構から伝達される駆動力を前記機械式リンク機構に伝達しまたは切断する切り替え機構と、前記回転機構および前記第２のアクチュエータとの間に設けられ、駆動力を前記第２のアクチュエータから前記回転機構の方向にのみ伝達する第２の不可逆機構と、前記第２の不可逆機構から伝達される駆動力を前記回転機構に伝達しまたは切断する切り替え機構と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
この構成により、一般の自動車について後付けで自動車運転支援装置として機能させることが可能となる。また、一般的なペダル機構や舵取りハンドルなどの自動車操縦機器を備えた自動車としての機能を失ったり、制限したり、または性能を変更することなく、さらに、健常者による一般の自動車操縦機器を用いた運転環境を損なうことなく、障害者による運転が可能となる。さらに、障害者の障害の部位や障害の度合いに適応することが可能となる。第１および第２のアクチュエータ自身、第１および第２のアクチュエータの制御装置、または、第１および第２のアクチュエータのエネルギー源である自動車のバッテリーシステムや油圧、空気圧システムその他の箇所において、運転者の意図に反した第１および第２のアクチュエータ動作が発生したときに、第１および第２のアクチュエータと自動車操縦機器あるいは不可逆機構との動力伝達を切り離すことができ、車両の安全を確保することが可能となる。また、この構成により、小さなアクチュエータで駆動することができるようになるため、運転席に装置を設置することが可能となり、従来の運転方法による操縦との両立を実現することができる。
【００１８】
（６）また、本発明の自動車運転支援装置において、前記機械式リンク機構は、前記第１の操作レバーが第１の方向に操作された場合は、前記自動車のブレーキが動作する方向に前記ブレーキペダルに駆動力を伝達すると共に、前記アクセルペダルへの駆動力の伝達を切断する一方、前記第１の操作レバーが第２の方向に操作された場合は、前記自動車のアクセルが動作する方向に前記アクセルペダルに駆動力を伝達すると共に、前記自動車のブレーキが動作しない方向に前記ブレーキペダルに駆動力を伝達することを特徴とする。
【００１９】
この構成により、運転者が指令を与えるための操作レバーを、運転席の各々の操作を行なう部位に適した位置、ストローク、力加減などに応じて設置・調整をすることができるので、運転者に残存して独立に動作できる身体機能に適切に割り当てることが可能となり、運転操作を簡単化することが可能となる。また、システム構成を簡略化させることができるため、装置全体の重量や大きさが増大することを回避することが可能となる。
【００２０】
（７）また、本発明の自動車運転支援装置において、前記回転機構は、前記自動車のステアリングホイールと軸を共有する第１のスプロケットと、前記第２のアクチュエータで直接駆動される第２のスプロケットと、前記第１のスプロケットおよび第２のスプロケットを機械的に連結するチェーンと、から構成されることを特徴とする。
【００２１】
この構成により、運転者が指令を与えるための操作レバーを、運転席の各々の操作を行なう部位に適した位置、ストローク、力加減などに応じて設置・調整をすることができるので、運転者に残存して独立に動作できる身体機能に適切に割り当てることが可能となり、運転操作を簡単化することが可能となる。また、システム構成を簡略化させることができるため、装置全体の重量や大きさが増大することを回避することが可能となる。
【００２２】
（８）また、本発明の自動車は、上記（１）から（７）のいずれかに記載の自動車運転支援装置を備えたことを特徴とする。
【００２３】
この構成により、一般の自動車について後付けで自動車運転支援装置として機能させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、一般の自動車について後付けで自動車運転支援装置として機能させることが可能となる。また、一般的なペダル機構や舵取りハンドルなどの自動車操縦機器を備えた自動車としての機能を失ったり、制限したり、または性能を変更することなく、さらに、健常者による一般の自動車操縦機器を用いた運転環境を損なうことなく、障害者による運転が可能となる。さらに、障害者の障害の部位や障害の度合いに適応することが可能となる。また、小さなアクチュエータで駆動することができるようになるため、運転席に装置を設置することが可能となり、従来の運転方法による操縦との両立を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】自動車の運転席に設けられた第１の実施形態に係る自動車運転支援装置を示す図である。
【図２】自動車の運転席に設けられた第２の実施形態に係る自動車運転支援装置を示す図である。
【図３】第３の実施形態に係る自動車運転支援装置の概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
先天的な要因や、後天的な事故・病気などにより、通常の自動車の操縦が困難である身体が不自由な者にとって、自身による自動車の運転に対しては強い欲求と希望がある。そのなかで、上半身、特に両腕が健常である人に対しては、通常足で操作するアクセルおよびブレーキペダルを手で操作できるようにするシステムが実用化されている。そして、これを利用できる人たちの社会参加、行動範囲の拡大に大きな貢献がなされている。以下、本明細書では、手・腕による自動車の運転を可能にする自動車運転支援装置について説明する。
【００２７】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係るシステムは、一本のスティック（操作レバー）の操作で、アクセルとブレーキ、およびハンドル操作を行なうことで、片手による自動車運転を可能にする。従来から知られているシステムでは、電子的なジョイスティック（前後、左右に操作棒を傾斜する）が操作指令装置として用いられている。そして、アクセル、ブレーキ、ハンドルの通常の操作装置全てをモータなどの駆動機器を用いて、コンピュータ制御で操作する方式を採用している。
【００２８】
しかしながらこの方式は、電子回路、ソフトウェア、電源系統、その他の不具合がアクセル、ブレーキの操作にもおよぶ恐れがあり、自動車走行の危険性が大きいという欠点がある。また、操作に際してペダル、ブレーキ、及びハンドルの負荷を直接感じることができないので、操縦の感覚的な危険予知や、路面状況の把握などの観点からも好ましいものではない。
【００２９】
図１は、自動車の運転席に設けられた第１の実施形態に係る自動車運転支援装置を示す図である。第１の実施形態に係る自動車運転支援装置は、自動車の運転席に設けられる。操作レバー２０は、スティック型であり、前後方向および左右方向に傾斜させることができるように構成されている。なお、左右方向の代わりに、回転方向に可動させても良い。運転者は、操作レバー２０を操作することによって、自動車を運転することが可能となる。この操作レバー２０は、操作器を構成する。操作器は、操作レバーのみならず、運転者の首、息、舌または足などで操縦するような機器を含む概念である。電動車いすで活用されている種々の操縦装置を自動車にも適用する趣旨である。
【００３０】
機械式リンク機構３０ａ〜３０ｃは、アクチュエータ３０から駆動力を受けて動作する。第１のアクチュエータは、操作レバー２０が第１の方向（自動車の前方向）または第２の方向（自動車の後方向）に操作されたときに、機械式リンク機構３０に駆動力を与えて、操作レバー２０の第１の方向または第２の方向への操作量に応じて自動車のアクセルペダル３２またはブレーキペダル３１の位置を変化させる。操作レバー２０が第１の方向（自動車の前方向）または第２の方向（自動車の後方向）に操作されたときに、操作レバー２０の第１の方向または第２の方向への操作量に応じて、ブレーキペダル３１またはアクセルペダル３２の操作量を変化させる。
【００３１】
機械式リンク機構３０は、操作レバー２０が第１の方向に操作された場合は、自動車のブレーキが動作する方向にブレーキペダル３１に駆動力を伝達すると共に、アクセルペダル３２への駆動力の伝達を切断する。アクセルペダル３２は、チェーンまたはワイヤを介して機械式リンク機構３０に連結されているため、張力がかかる方向、すなわち、アクセルが動作する方向にしか駆動力が伝達されない。一方、操作レバー２０が第２の方向に操作された場合は、自動車のアクセルが動作する方向にアクセルペダル３２に駆動力を伝達すると共に、自動車のブレーキが動作しない方向にブレーキペダル３１に駆動力を伝達する。
【００３２】
本発明の回転機構は、自動車のステアリングホイール１と軸を共有する第１のスプロケット２と、第２のアクチュエータで直接駆動される第２のスプロケット３と、第２のスプロケット３に回転力を与えるアクチュエータ３ａと、第１のスプロケット２および第２のスプロケット３を機械的に連結するチェーン１０と、から構成される。
【００３３】
本実施形態によれば、ステアリングホイール１を取り外すことなく、また、エアバック、ホーンなどのハンドルに設置される諸機能を損なうことなく、ステアリングホイール１のアクチュエータ（モータ）による回転を実現することが可能となる。なお、スプロケット、チェーンによる駆動のほか、タイミングベルト、平歯車による駆動方式を採用することも可能である。
【００３４】
（第２の実施形態）
図２は、自動車の運転席に設けられた第２の実施形態に係る自動車運転支援装置を示す図である。第２の実施形態に係る自動車運転支援装置は、運転者の操作を受ける操作レバーを２つ備えている。すなわち、第１の操作レバー２０は、アクセル・ブレーキ操作レバーであり、第２の操作レバー２１は、ステアリング操作レバーである。第１の操作レバー２０をＣの方向（自動車の前方向）またはＤの方向（自動車の後方向）に動作させることによって、機械式リンク機構を介してアクセルペダルおよびブレーキペダルが操作される。また、第２の操作レバー２１をＡの方向（左折方向）またはＢの方向（右折方向）に動作させることによって、回転機構を介してステアリングホイールを操作することができる。
【００３５】
（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態に係る自動車運転支援装置の概要を示す図である。ここでは、ステアリングホイールの駆動機構と、ペダルの駆動機構とを合わせて示している。ジョイスティック１００は、運転者がステアリングホイールを操作するための操作レバーである。ジョイスティック１００は、運転者の操作角度をシステムコントローラ１０１に出力する。システムコントローラ１０１は、コンピュータ１０２と、ＦＥＴブリッジ１０３と、リレー１０４とを備えており、モータ１１の駆動を制御する。
【００３６】
このモータ１１の駆動力は、ウォームギア１２に伝達される。このウォームギア１２は、不可逆機構を構成し、ウォームギア１２の回転力は、ウォームホイール１３に伝達される。切り替え機構としてのマグネットクラッチ（電磁クラッチ）１４は、ウォームホイール１３からの駆動力を伝達したり、切断したりする。マグネットクラッチ１４が接続状態である場合は、ギア１６ａ、１６ｂに回転力が伝達される。そして、図示しないユニバーサルジョイントを介して、ステアリングホイールに駆動力が伝達される。ポテンショメータ１５は、ステアリングホイールの変位を検出する。
【００３７】
このような構成により、操舵輪から逆伝搬する力がモータ１１に伝達することが防止され、安定した操舵動作を行なうことが可能となる。また、近年の自動車に備えられるパワーステアリング装置に一切改変を加えることなく、その機能を有効に活用して、運転支援システムを用いることが可能となる。この際、パワーステアリングの形態は、油圧、電動の如何を問わず、あらゆる種類に対応することができる。これにより、自動車運転支援装置の小型化を図ることが可能となる。
【００３８】
ジョイスティック２００は、運転者がブレーキペダル４１およびアクセルペダル４２を操作するための操作レバーである。ジョイスティック２００は、運転者の操作角度をシステムコントローラ２０１に出力する。システムコントローラ２０１は、コンピュータ２０２と、ＦＥＴブリッジ２０３と、リレー２０４とを備えており、モータ３１０の駆動を制御する。このモータ３１０の駆動力は、ウォームギア３２０に伝達される。このウォームギア３２０は、不可逆機構を構成し、ウォームギア３２０の回転力は、ウォームホイール３３に伝達される。切り替え機構としてのマグネットクラッチ（電磁クラッチ）３４は、ウォームホイール３３からの駆動力を伝達したり、切断したりする。マグネットクラッチ３４が接続状態である場合は、ギア３６ａ、３６ｂに回転力が伝達される。ポテンショメータ３５は、ブレーキペダル４１およびアクセルペダル４２の変位を検出する。
【００３９】
このような構成により、ブレーキペダル４１およびアクセルペダル４２から逆伝搬する力がモータ３１０に伝達することが防止され、安定したペダル動作を行なうことが可能となる。
【００４０】
また、第２の実施形態に係る自動車運転支援装置は、マグネットクラッチ１４を接続状態から切断状態に切り替えるスイッチ５０を備えている。また、スイッチ５０が操作されたときに、自動車のブレーキペダル４１を操作する停止装置を備えている。また、第２の実施形態に係る自動車運転支援装置は、マグネットクラッチ３４を接続状態から切断状態に切り替えるスイッチ５１を備えている。また、スイッチ５１が操作されたときに、自動車のブレーキペダル４１を操作する停止装置を備えている。すなわち、第２の実施形態では、各マグネットクラッチの動力線にスイッチを挿入し、非常停止の際には、マグネットクラッチの動力を強制的に切断する。これにより、いかなるモータの動作も操作装置には伝達されず、図示しない空気圧シリンダーなどを利用して、ブレーキを作動させる。
【００４１】
また、例えば、システムの異常時にマグネットクラッチを切断する場合のみならず、ステアリングホイールを利用した通常の運転を行う場合には、マグネットクラッチによる接続を切ることによって、モータの動力伝達系と、ステアリングホイールの動作を完全に遮断することができる。これにより、異常時には安全に車両を停止し、緊急避難をすることを可能とすると共に、通常のステアリングホイールを用いた運転時には、通常のステアリングホイールの操作と変わらない軽い操作を実現することができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば、マグネットクラッチを接続状態から切断状態に切り替えるスイッチと、スイッチが操作されたときに、自動車のブレーキペダルを操作する停止装置を備えるので、車両の安全を確保することが可能となる。また、本実施形態によれば、一般の自動車について後付けで自動車運転支援装置として機能させることが可能となる。また、一般的なペダル機構や舵取りハンドルなどの自動車操縦機器を備えた自動車としての機能を失ったり、制限したり、または性能を変更することなく、さらに、健常者による一般の自動車操縦機器を用いた運転環境を損なうことなく、障害者による運転が可能となる。さらに、障害者の障害の部位や障害の度合いに適応することが可能となる。また、運転者が指令を与えるための操作レバーを、運転席の各々の操作を行なう部位に適した位置、ストローク、力加減などに応じて設置・調整をすることができるので、運転者に残存して独立に動作できる身体機能に適切に割り当てることが可能となり、運転操作を簡単化することが可能となる。また、システム構成を簡略化させることができるため、装置全体の重量や大きさが増大することを回避することが可能となる。
【符号の説明】
【００４３】
１ ステアリングホイール
２ 第１のスプロケット
３ 第２のスプロケット
１０ チェーン
２０ 操作レバー（第１の操作レバー）
２１ 操作レバー（第２の操作レバー）
３０ 機械式リンク機構
３１ ブレーキペダル
３２ アクセルペダル
１１ モータ
１２ ウォームギア
１３ ウォームホイール
１４ マグネットクラッチ
１５ ポテンショメータ
１６ａ ギア
３０ アクチュエータ
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 機械式リンク機構
３１０ モータ
３２０ ウォームギア
３３ ウォームホイール
３４ マグネットクラッチ
３５ ポテンショメータ
３６ａ ギア
４１ ブレーキペダル
４２ アクセルペダル
５０ スイッチ
５１ スイッチ
１００ ジョイスティック
１０１ システムコントローラ
１０２ コンピュータ
１０３ ブリッジ
１０４ リレー
２００ ジョイスティック
２０１ システムコントローラ
２０２ コンピュータ
２０３ ブリッジ
２０４ リレー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の運転を支援する自動車運転支援装置であって、
運転者の操作を受ける操作器と、
前記操作器の操作に応じて前記自動車のアクセルペダルおよびブレーキペダルを動作させる機械式リンク機構と、
前記操作器が第１の方向または第２の方向に操作されたときに、前記機械式リンク機構に駆動力を与えて、前記操作器の第１の方向または第２の方向への操作量に応じて前記自動車のアクセルペダルまたはブレーキペダルの位置を変化させる第１のアクチュエータと、
前記機械式リンク機構および前記第１のアクチュエータとの間に設けられ、駆動力を前記第１のアクチュエータから前記機械式リンク機構の方向にのみ伝達する不可逆機構と、
前記不可逆機構から伝達される駆動力を前記機械式リンク機構に伝達しまたは切断する切り替え機構と、を備えることを特徴とする自動車運転支援装置。
【請求項２】
自動車の運転を支援する自動車運転支援装置であって、
運転者の操作を受ける操作器と、
前記自動車のステアリングホイールと機械的に連動する回転機構と、
前記操作器が第１の方向および第２の方向とは異なる第３の方向または第４の方向に操作されたときに、前記回転機構に駆動力を与えて、前記操作器の第３の方向または第４の方向への操作量に応じて前記自動車のステアリングホイールの軸を回転駆動する第２のアクチュエータと、
前記回転機構および前記第２のアクチュエータとの間に設けられ、駆動力を前記第２のアクチュエータから前記回転機構の方向にのみ伝達する不可逆機構と、
前記不可逆機構から伝達される駆動力を前記回転機構に伝達しまたは切断する切り替え機構と、を備えることを特徴とする自動車運転支援装置。
【請求項３】
前記機械式リンク機構は、前記操作器が第１の方向に操作された場合は、前記自動車のブレーキが動作する方向に前記ブレーキペダルに駆動力を伝達すると共に、前記アクセルペダルへの駆動力の伝達を切断する一方、前記操作器が第２の方向に操作された場合は、前記自動車のアクセルが動作する方向に前記アクセルペダルに駆動力を伝達すると共に、前記自動車のブレーキが動作しない方向に前記ブレーキペダルに駆動力を伝達することを特徴とする請求項１記載の自動車運転支援装置。
【請求項４】
前記回転機構は、前記自動車のステアリングホイールと軸を共有する第１のスプロケットと、前記第２のアクチュエータで直接駆動される第２のスプロケットと、前記第１のスプロケットおよび第２のスプロケットを機械的に連結するチェーンと、から構成されることを特徴とする請求項２記載の自動車運転支援装置。
【請求項５】
自動車の運転を支援する自動車運転支援装置であって、
運転者の操作を受ける第１の操作器と、
前記第１の操作器とは独立して設けられた第２の操作器と、
前記第１の操作器の操作に応じて前記自動車のアクセルペダルおよびブレーキペダルを動作させる機械式リンク機構と、
前記第１の操作器が第１の方向または第２の方向に操作されたときに、前記機械式リンク機構に駆動力を与えて、前記第１の操作器の第１の方向または第２の方向への操作量に応じて前記自動車のアクセルペダルまたはブレーキペダルの位置を変化させる第１のアクチュエータと、
前記自動車のステアリングホイールと機械的に連動する回転機構と、
前記第２の操作器が第１の方向および第２の方向とは異なる第３の方向または第４の方向に操作されたときに、前記回転機構に駆動力を与えて、前記第２の操作器の第３の方向または第４の方向への操作量に応じて前記自動車のステアリングホイールの軸を回転駆動する第２のアクチュエータと、
前記機械式リンク機構および前記第１のアクチュエータとの間に設けられ、駆動力を前記第１のアクチュエータから前記機械式リンク機構の方向にのみ伝達する第１の不可逆機構と、
前記第１の不可逆機構から伝達される駆動力を前記機械式リンク機構に伝達しまたは切断する切り替え機構と、
前記回転機構および前記第２のアクチュエータとの間に設けられ、駆動力を前記第２のアクチュエータから前記回転機構の方向にのみ伝達する第２の不可逆機構と、
前記第２の不可逆機構から伝達される駆動力を前記回転機構に伝達しまたは切断する切り替え機構と、を備えることを特徴とする自動車運転支援装置。
【請求項６】
前記機械式リンク機構は、前記第１の操作器が第１の方向に操作された場合は、前記自動車のブレーキが動作する方向に前記ブレーキペダルに駆動力を伝達すると共に、前記アクセルペダルへの駆動力の伝達を切断する一方、前記第１の操作器が第２の方向に操作された場合は、前記自動車のアクセルが動作する方向に前記アクセルペダルに駆動力を伝達すると共に、前記自動車のブレーキが動作しない方向に前記ブレーキペダルに駆動力を伝達することを特徴とする請求項５記載の自動車運転支援装置。
【請求項７】
前記回転機構は、前記自動車のステアリングホイールと軸を共有する第１のスプロケットと、前記第２のアクチュエータで直接駆動される第２のスプロケットと、前記第１のスプロケットおよび第２のスプロケットを機械的に連結するチェーンと、から構成されることを特徴とする請求項５記載の自動車運転支援装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の自動車運転支援装置を備えたことを特徴とする自動車。
【請求項１】
自動車の運転を支援する自動車運転支援装置であって、
運転者の操作を受ける操作器と、
前記操作器の操作に応じて前記自動車のアクセルペダルおよびブレーキペダルを動作させる機械式リンク機構と、
前記操作器が第１の方向または第２の方向に操作されたときに、前記機械式リンク機構に駆動力を与えて、前記操作器の第１の方向または第２の方向への操作量に応じて前記自動車のアクセルペダルまたはブレーキペダルの位置を変化させる第１のアクチュエータと、
前記機械式リンク機構および前記第１のアクチュエータとの間に設けられ、駆動力を前記第１のアクチュエータから前記機械式リンク機構の方向にのみ伝達する不可逆機構と、
前記不可逆機構から伝達される駆動力を前記機械式リンク機構に伝達しまたは切断する切り替え機構と、を備えることを特徴とする自動車運転支援装置。
【請求項２】
自動車の運転を支援する自動車運転支援装置であって、
運転者の操作を受ける操作器と、
前記自動車のステアリングホイールと機械的に連動する回転機構と、
前記操作器が第１の方向および第２の方向とは異なる第３の方向または第４の方向に操作されたときに、前記回転機構に駆動力を与えて、前記操作器の第３の方向または第４の方向への操作量に応じて前記自動車のステアリングホイールの軸を回転駆動する第２のアクチュエータと、
前記回転機構および前記第２のアクチュエータとの間に設けられ、駆動力を前記第２のアクチュエータから前記回転機構の方向にのみ伝達する不可逆機構と、
前記不可逆機構から伝達される駆動力を前記回転機構に伝達しまたは切断する切り替え機構と、を備えることを特徴とする自動車運転支援装置。
【請求項３】
前記機械式リンク機構は、前記操作器が第１の方向に操作された場合は、前記自動車のブレーキが動作する方向に前記ブレーキペダルに駆動力を伝達すると共に、前記アクセルペダルへの駆動力の伝達を切断する一方、前記操作器が第２の方向に操作された場合は、前記自動車のアクセルが動作する方向に前記アクセルペダルに駆動力を伝達すると共に、前記自動車のブレーキが動作しない方向に前記ブレーキペダルに駆動力を伝達することを特徴とする請求項１記載の自動車運転支援装置。
【請求項４】
前記回転機構は、前記自動車のステアリングホイールと軸を共有する第１のスプロケットと、前記第２のアクチュエータで直接駆動される第２のスプロケットと、前記第１のスプロケットおよび第２のスプロケットを機械的に連結するチェーンと、から構成されることを特徴とする請求項２記載の自動車運転支援装置。
【請求項５】
自動車の運転を支援する自動車運転支援装置であって、
運転者の操作を受ける第１の操作器と、
前記第１の操作器とは独立して設けられた第２の操作器と、
前記第１の操作器の操作に応じて前記自動車のアクセルペダルおよびブレーキペダルを動作させる機械式リンク機構と、
前記第１の操作器が第１の方向または第２の方向に操作されたときに、前記機械式リンク機構に駆動力を与えて、前記第１の操作器の第１の方向または第２の方向への操作量に応じて前記自動車のアクセルペダルまたはブレーキペダルの位置を変化させる第１のアクチュエータと、
前記自動車のステアリングホイールと機械的に連動する回転機構と、
前記第２の操作器が第１の方向および第２の方向とは異なる第３の方向または第４の方向に操作されたときに、前記回転機構に駆動力を与えて、前記第２の操作器の第３の方向または第４の方向への操作量に応じて前記自動車のステアリングホイールの軸を回転駆動する第２のアクチュエータと、
前記機械式リンク機構および前記第１のアクチュエータとの間に設けられ、駆動力を前記第１のアクチュエータから前記機械式リンク機構の方向にのみ伝達する第１の不可逆機構と、
前記第１の不可逆機構から伝達される駆動力を前記機械式リンク機構に伝達しまたは切断する切り替え機構と、
前記回転機構および前記第２のアクチュエータとの間に設けられ、駆動力を前記第２のアクチュエータから前記回転機構の方向にのみ伝達する第２の不可逆機構と、
前記第２の不可逆機構から伝達される駆動力を前記回転機構に伝達しまたは切断する切り替え機構と、を備えることを特徴とする自動車運転支援装置。
【請求項６】
前記機械式リンク機構は、前記第１の操作器が第１の方向に操作された場合は、前記自動車のブレーキが動作する方向に前記ブレーキペダルに駆動力を伝達すると共に、前記アクセルペダルへの駆動力の伝達を切断する一方、前記第１の操作器が第２の方向に操作された場合は、前記自動車のアクセルが動作する方向に前記アクセルペダルに駆動力を伝達すると共に、前記自動車のブレーキが動作しない方向に前記ブレーキペダルに駆動力を伝達することを特徴とする請求項５記載の自動車運転支援装置。
【請求項７】
前記回転機構は、前記自動車のステアリングホイールと軸を共有する第１のスプロケットと、前記第２のアクチュエータで直接駆動される第２のスプロケットと、前記第１のスプロケットおよび第２のスプロケットを機械的に連結するチェーンと、から構成されることを特徴とする請求項５記載の自動車運転支援装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の自動車運転支援装置を備えたことを特徴とする自動車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−２０９９６２（Ｐ２０１１−２０９９６２Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７６２７０（Ｐ２０１０−７６２７０）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（５０８３４６６３１）
【出願人】（５０５４５５５５４）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（５０８３４６６３１）
【出願人】（５０５４５５５５４）
【Ｆターム（参考）】
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