特開 2023-129169 アクセル・ブレーキ変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023129169

(43)【公開日】2023-09-14

(54)【発明の名称】アクセル・ブレーキ変換装置

(51)【国際特許分類】

   B60K 26/02 20060101AFI20230907BHJP

   B60K 28/10 20060101ALI20230907BHJP

【ＦＩ】

B60K26/02

B60K28/10 Z

【審査請求】有

【請求項の数】2

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2022046067

(22)【出願日】2022-03-03

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-10-06

(71)【出願人】

【識別番号】520485930

【氏名又は名称】日本反射器工業株式会社

(72)【発明者】

【氏名】岡崎 重樹

【テーマコード（参考）】

3D037

【Ｆターム（参考）】

3D037EA06

3D037EA08

3D037EB02

3D037EB16

3D037EC07

3D037FA24

3D037FB03

3D037FB10

(57)【要約】      （修正有）

【課題】本発明は、アクセル・ブレーキ踏み間違い暴走事故防止に関する。運転者が、同乗者もなく一人で運転中、何らかの原因でパニックになり、アクセルペダルをブレーキペダルと間違えて強力に踏込んだ場合でも加速・暴走せず車を停止させる、運転者の全てに対応できる装置を提供する。
【解決手段】運転者の異常時の習性行動から、脚を前に強力に突き出すことに着目。
デジタル的に、突き出す力と体重との相関関係を割り出し、万人に共通な事故防止対策技術を確立。体重検知に体重測定用圧力センサーを座席シートに内包させ、踏込み力測定用圧力センサー（２）をアクセルペダル取付け部に設置。相関関係を記憶したＡＩに双方からのデータ値を入力、それらの軽重比較から正常、異常を判断。正常の場合は運転続行、異常の場合はＥＣＵに異常信号を送り、ＥＣＵからアクセル装置に解除信号を、ブレーキ装置に作動信号を送って車を停止させる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

体重測定用圧力センサー（１）と踏込み圧測定・入力用圧力センサー（２）と運転者の正常踏込みか異常踏込みかを判断するＡＩ（３）とを備えることを特徴としたアクセル・ブレーキ変換装置。

【請求項2】

体重測定用圧力センサー（１）の替わりに体重値外部入力装置（１２）を備えて、予め運転者の体重を事前に入力できることを特徴とするアクセル・ブレーキ変換装置。

【請求項3】

運転者の体重とアクセルペダル踏込み力との相関関係データを備えることを特徴としたアクセル・ブレーキ変換装置。

【請求項4】

アクセルペダルユニット（５）の上下運動を、圧力セサー（２）の検知用移動に連動させることを特長としたアクセル・ブレーキ変換装置。

【請求項5】

アクセルペダルユニット（５）の上下運動を支える付勢力ばね（７）の抗力値については、運転者体重別に替えられることを特徴としたアクセル・ブレーキ変換装置。

【請求項6】

付勢力ばね（７）については、コイルばね、板ばね、電磁的ばね、及びその他弾性体を採用してもよい。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、運転者がパニックになり誤ってアクセルペダルをブレーキペダルと間違って踏込んだ場合に、車が暴走せず自動的にブレーキが掛かり停車する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

初心者や高齢者が車両を運転する場合、アクセルペダルを踏込んだときに予想外の発信スピードになると、その恐怖心から全身が硬直してしまうことがある。また、走行中にブレーキペダルと間違えてアクセルペダルを踏込む誤操作をしてしまうと、運転者の気持ちに反して逆に速度が速くなり、ブレーキをかけるべくアクセルペダルをさらに踏込んでしまうことがある。

【0003】

かかる状況ではアクセルペダルに置いたままの足も突っ張っており、アクセルペダルを無意識にフルスロットル操作（電動車ではモーター全出力に相当）することになり、障害物に衝突するまで停止せず、人身事故を起こすことが懸念される。これに対し、アクセルペダルの誤踏込みによる障害物に対する衝突を回避し、人身事故を確実に防止できるようにした装置が提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６）。

【0004】

例えば、ブレーキペダルのアームをアクセルペダルのアームと伝達部材によって連携させ、アクセルペダルのアームの踏込み角度が通常の踏込み範囲の最大角度を超えた角度に踏込まれたときに、ブレーキペダルのアームをアクセルペダルのアームとともに踏込み方向に搖動させてブレーキをかけ、次いでアクセルペダルのアームの踏込み角度がさらに大きくなると、アクセルペダルのアームとスロットルバルブとの接続を解除してアクセルを戻し、車両の暴走を抑制するようにした装置がしられている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実用新案登録第３２１７０３９号公報

【特許文献2】特許第４５９８２０７号公報

【特許文献3】特許第５３５５８００号公報

【特許文献4】公開特許公報 平５－２５６１７０

【特許文献5】公開特許公報 ２０１３－５６６５３

【特許文献6】公開実用新案公報 昭６１－３１９２８

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１記載の装置ではアクセルペダルが一定位置以上に大きく踏込まれたときにブレーキペダルのアームが連携されてブレーキが作動され次いでアクセルワイヤーが戻されるようになっているので、運転者が加速を行おうとしてアクセルペダルを強く踏んだときにブレーキがかかって運転者がパニックを起こすおそれがある。

【0007】

なお、特許文献２記載の装置では足を傾けてペダルを踏込む必要があるので、運転中に不自然な姿勢を強いられ、絶えずアクセルペダルを操作していることに気をつけていないと、運転者が意図的な加速を行うためにペダルを強く踏んだ場合にブレーキがかかることになり、場合によっては急ブレーキとなって運転者がパニックを起こすおそれがある。

【0008】

また、特許文献３記載の装置ではアクセルからブレーキへの境界がなく、自然と深く踏込み過ぎるとブレーキとなる。このため、運転者が意図的な加速を行うためにペダルを強く踏込むとブレーキがかかることになり、場合によっては急ブレーキとなって運転者がパニックを起こすおそれがある。

【0009】

また、特許文献４および特許文献５記載の内容では、通常のアクセル領域を分割し前半をアクセル域とし、後半をブレーキ域とする。運転者が正常のときの踏込み力ではアクセル域のみにてアクセルペダルを操作する。しかし、運転者がパニックになり異常な力で踏込むとブレーキ域に達してブレーキがかかる内容であり、ただたんに「更に強く踏込むと」との説明で、アクセル域とブレーキ域の境界を感覚に頼る装置であり、正常運転中でも急ブレーキがかかり運転者がパニックを起こすおそれがある。

【0010】

特許文献６記載の装置では、アクセル域とブレーキ域との境界を運転者の踏込み力の変化をグラフに示し、数値的に特定している。踏込み力が特定数値を超えると圧力センサーが働きスロットルを絞り加速を抑制する構造である。しかし、運転者は人それぞれであり踏込み力も人それぞれである。また、本件の実験方法は不明であるが、運転者がパニック時の踏込み力の境界を約１０ｋｇ（Ａライン）としているが、当社実験では体重が４０ｋｇの高齢女性でも正常時最大踏込み力は４０ｋｇに達し、体重が１００ｋｇ前後の運転者は正常時でも軽々と１０ｋｇを越えて踏込め（前車追越時等は１５ｋｇ程度）、突然に急ブレーキとなり運転者がパニックを起こすおそれがある。運転者は人それぞれであり、単一に境界値を設けることは思わぬ急ブレーキのおそれがあり危険である。

【0011】

そこで、本発明はかかる問題点に鑑み、通常の加速操作を行うことができる一方、運転者が突然にアクセルペダルをさらに大きく強く踏込んだときには、運転者個別に対応して運転者の「正常運転中の踏込み」か「異常時踏込み」かを判断して、異常状態と判断した場合にはブレーキを自動的にかけることができるようにした，運転者万人に共通して対応できるアクセル・ブレーキ変換装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【背景理論】

【0012】

本発明に係るアクセル・ブレーキ変換装置は運転者の体重による影響を基本とする。運転者が運転中にパニックになり異常事態に陥ると、アクセルペダルをブレーキペダルと間違えて踏込む場合、身体的特徴として表れるのは脚を前に突き出しアクセルペダルを異常に早く且つ強力に踏込むことである。この二大特徴を防止対策に取込めないかということである。
異常に早く踏込むことでは、自車速度の制限は設けられているが、加速度検知で既に実用化されている。しかしながら、加速度検知については人それぞれで、早い人もいれば遅い人もいる。現在の先端技術でも色々な制限が設けられている。
これに対し、異常時には強力に踏込むことでは踏込み圧力は人それぞれではあるが、万人が強力に踏込むことは人間の習性としては公知の事実である。
このことを、何らかの方法で数値化して対策技術に取込めれば、万人が納得して安心して車に装備できる「踏み間違い事故防止対策装置」となる。

【0013】

自力で二足歩行できる人は、片足で自分自身の体重を支え重心移動で前に歩ける。つまり、体重の重い人は強い筋力を、軽い人は片足だけで自身の体重を支えられる筋力を有すると考えられ、体重と踏込み筋力とは何らかの相関関係があるのではないかと推察できる。
そこで、アクセルペダルの踏込み力は、運転者が運転席に着座した場合には、脚の筋力がアクセルペダルの踏込み力に反映されるので、このことから運転者の体重と踏込み力の関係を第１図の実験方法にて調査を実施（体重は事前に体重計にて測定）。結果、第２図の相関データが得られた。
つまり、体重４０ｋｇ～１１０ｋｇの運転者の正常時の最大踏込み力（精神的限界値）は、被験者全員が体重の８０％から体重までの間で踏込まれるということが判明。
更に、運転者に異常が起こりパニックになると通称「火事場のバカ力」を発揮すると言われる通り、生理科学でいう精神的限界から生理的限界になると約２５％前後の筋力がアップすることは、実験でも確かめられた。説明すると、体重５８ｋｇの人では平常時の最大踏込み力（精神的限界値）は５８ｋｇであり、パニックになった場合の踏込み力は７０ｋｇと生理的限界値（約２５％アップ）となる。全員がアップすることが認められた。
運転者の精神状態が正常の場合は、踏込み力は十二分に体重以下である（通常５～１０ｋｇで、本線合流時とか前車を追越す場合の急な加速でも１５ｋｇ程度）。逆に説明すると、踏込み力が体重の８０％未満であれば運転者が正常な状態で運転しており、アクセルペダルを体重の８０％より重く（強く）踏込んだ場合は運転者はパニックになり異常な状態でアクセルペダルを踏込んでいると判断できる。

【0014】

近年デジタル技術は飛躍的に進歩・発達してきた。
運転者の体重をリアルタイムに測定する方法として、第５図のように運転席シートの内部に体重測定用圧力センサー（１）を設置、運転者が運転席に着座すると体重が検知できるようにする。アクセルペダルユニット取付け基盤に対して、運転者の踏込み力が検知できるよう踏込み力入力用圧力センサー（２）を設置する。両方のデータ値を第２図の相関データを入力・記憶させたＡＩ（３）に送る。ＡＩは送られてきた両方の入力データ値を比較、踏込み力データ値が体重データ値の８０％より軽い場合は正常と判断し車の運転を続行させる。しかし、踏込み力データ値が体重データ値と比較し、体重の８０％値より重い（強い）場合は、運転者がパニックになり異常状態と判断。異常状態と判断すると、ＡＩはＥＣＵ（エンジン コントロール ユニット）（４）に異常信号を送る。ＥＣＵは、この信号を受取った場合に限りアクセル装置に作動解除信号を送る。同時にブレーキ装置にブレーキ作動信号を送る。車は確実に停止する。
運転者体重を体重測定用圧力センサー（１）にてリアルタイムに測定入力できる方法に対して、運転者限定車両の場合は、運転者の体重を体重値外部入力装置（１２）にて予め入力する方法でもよい。

【実施方法】

【0015】

本発明の一実施例を説明する。体重測定用圧力センサー（１）は、運転者の重心が上にくる位置で運転席シートに内包設置する。
踏込み力入力用圧力センサー（２）についての設置方法は、現在ではアクセルペダル装置はアクセルポジションセンサー類と一体（ユニット）化されている第３図の通り２タイプがある。１つはアクセルペダル搖動ばねが内包されているタイプと、もう１つは外部に取付けられている外装タイプである。両タイプとも、ユニット化されているアクセルペダルの稼動域は、構造上初期位置から最終位置までで、それ以上は物理的に踏込めない。
圧力センサーを圧力検知させるためには、センサーの検知部が押さえ込まれる稼動部が必要である。従って、搖動ばね内装方式ではアクセルペダルユニット（５）を上下運動が可能な支持基盤（傾動板）（６）に載せる必要がある。この場合、アクセルペダル稼動最終位置からの運動になるので、支持基盤を初期位置（アクセルペダル稼動最終位置）に保持させるため、付勢力ばね（７）と係止用ストッパー（８）を設ける。
外装方式では、アクセルペダル搖動ばね（９）の最終位置手前に圧力センサー検知部（２）を設定し最終段階での稼動で検知部を作動させてもよい。

【0016】

ここで踏込み力（Ｆ）と圧力センサーの感知値の間で注意を要する。これまで述べてきた体重（Ｗ）と（Ｆ）の関係は、被験者がアクセルペダル踏込み部（１０）を踏込む圧力であり第３図で示した圧力センサー（２）に対する圧力ではない。よって、ＡＩに入力する踏込み力のデータ値（Ｆ（ｓ））値は「テコの原理」の通り以下で示される。
（支点 力点 作用点の関係 Ｘ×Ｆ＝Ｙ×Ｆ（ｓ）
（Ｆ（ｓ））＝（Ｆ）×Ｘ／Ｙ （Ｘ／Ｙ）自動車メーカー各社、各車種による）
これにより、Ｆ（ｓ）＜０．８×Ｗ×（Ｘ／Ｙ）⇒正常 Ｆ（ｓ）≧０．８×Ｗ×（Ｘ／Ｙ）⇒異常 と判断、すなわち体重と踏込み力の関係を数値化して捉えられ、定量的に比較判断できる対象となる。

【0017】

実際に車に装備された場合の運用面では、運転者の正常時に何らかの理由でアクセルペダルを相当に強く（例えば、体重値の６５％で）踏込まれた場合、ブレーキが掛かる前に警報音が鳴るようにしておけば運転者に注意喚起でき安全である。
アナログ的には、第４図のようにアクセルペダルユニットを支持基盤に載せ、支持基盤のスペースに警報音発信スイッチ（１１）を取付けるのがよい。
また、ブレーキが作動する時には後方車への注意喚起のため、ブレーキランプおよびハザードランプを点燈させるようにするのがよい。

【0018】

尚、アクセルペダル搖動用ばね内包・外装式のアクセルユニットを支持基盤（傾動板）に載せる方法の場合は、踏込み入力用圧力センサーおよびＡＩシステムが不要で実施可能である。踏込み入力用圧力センサーの替わりに異常信号発信スイッチに替える。
つまり、体重と踏込力との相関関係グラフ（２）より明らかなように、全ての被験者の正常時の最大踏込力は体重から体重の８０％である。体重の８０％より強く踏込む場合は運転者がパニックになった異常時の踏込みと判断できる。よって、体重別に付勢力ばねの抗力値を変えればよい。例えば、第２―２図に示したように、運転者の体重４０ｋｇ以上から５５ｋｇ未満をタイプＡ，５５ｋｇ以上から７０ｋｇ未満をタイプＢ，７０ｋｇ以上から８５ｋｇ未満をタイプＣ，８５ｋｇ以上から１００ｋｇ未満をタイプＤ，１００ｋｇ以上をタイプＥとし、各タイプ別に付勢力ばねの抗力値を個別に設定する。体重の８０％値を基本とし、タイプＡには３５ｋｇ、タイプＢには４５ｋｇ、タイプＣには５５ｋｇ、タイプＤには６５ｋｇ、タイプＥには８０ｋｇの付勢力ばねを用意すればよい。例えば、体重６０ｋｇの運転者はタイプＢに属するので、付勢力ばね（７）に４５ｋｇの抵抗を有するばねを採用すればよい。体重別に対応する付勢力ばねを用いて、運転者がパニックなるとばねの抵抗に抗して踏込め異常信号発信スイッチ（２）を作動させ、ＥＣＵを経由して車を停止させる万人に対応できるシステムを提供する。

【0019】

以上は吊下げ式ペダル方式で述べてきたが、第６図のオルガン式方式にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図1】 体重と踏込み力の測定実験実施方法図

【図2】 運転者体重とアクセルペダル踏込み力との相関グラフ

【図2-2】 運転者体重別付勢力ばね抗力値グラフ

【図3】 アクセルペダルのペダル搖動ばね▲１▼内包、▲２▼外装ユニットタイプ

【図4】 警報音スイッチ

【図5】 本発明システム図

【図6】 オルガン式ペダル実施例図

【図7】 システムフローチャート

【符号の説明】

１．体重測定用圧力センサー
２．踏込み力入力用圧力センサー（または異常信号発信スイッチ）
３．相関データ記憶ＡＩ
４．エンジン コントロール ユニット（コンピューター）ＥＣＵ
５．アクセルペダルユニット
６．支持基盤（傾動板）
７．付勢力ばね
８．係止用ストッパー
９．アクセルペダル搖動用ばね（外装式）
１０．アクセルペダル踏込み部
１１．警報音発信スイッチ
１２．体重値外部入力装置

【図1】

【図2】

【図2-2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【手続補正書】

【提出日】2022-07-06

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

体重測定用圧力センサー（１）と踏込み力入力用圧力センサー（２）と運転者の正常踏込みか異常踏込みかを判断する装置（３）とを備え、前記装置（３）は踏込み力データ値が体重データ値の８０％より軽い場合は正常踏込みと判断し、踏込み力データ値が体重データ値の８０％以上の場合は異常踏込みと判断し、異常踏込みと判断の場合に限りアクセル解除とブレーキ作動させ、車を停止させることを特徴とするアクセル・ブレーキ変換装置。

【請求項2】

請求項１において、体重測定用圧力センサー（１）の替わりに体重値外部入力装置（１２）を備えて運転者の体重値を入力できることを特徴とするアクセル・ブレーキ変換装置。