JP5400026B2 - 自動車用アクセル踏み間違い時の暴走防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用アクセル踏み間違い時の暴走防止装置に係り、詳しくはブレーキと間違ってアクセルが踏込み操作されたときに、自動車の急発進、急加速を防止する装置に関するものである。

ＡＴ（オートマチック）車では、ブレーキと間違ってアクセルを操作した場合、ＭＴ（マニュアル）車のように同時にクラッチによるエンジンとの断続操作ができない為、自動車が暴走してしまうことが多い。

このようなアクセルの誤操作に対して、特開２００８−２４０５９５号公報は、アクセルペダルの右前方に設けたスイッチの操作有無で、ブレーキとアクセルの踏み間違いを判断して、踏み間違いのときはエンジン出力を制限して、暴走を防止するようにしている。又、実開平７−２７９２８号公報は、ブレーキと連動した左右にスライドする、スライドペダルをアクセルペダルの上側に設け、スライドペダルを右方向にスライドさせないで、このペダルを踏んだ場合はブレーキが踏まれるようにして、暴走を防止するようにしている。

特開２００８−２４０５９５号公報 実開平７−２７９２８号公報

ところが、特開２００８−２４０５９５号公報による、アクセルペダルの右前方のスイッチ操作有無で踏み間違いを判断する方法では、スイッチ操作を忘れるかあるいはスイッチから足が離れてしまうと、エンジンの出力を制限してしまうので、加速ができなくなってしまう。又、踏み間違いのとき、誤って一緒にスイッチを操作しやすく、この場合は暴走してしまうことになる。

又、実開平７−２７９２８号公報による、スライドペダルとブレーキを連動させる方法では、スライドペダルから足を離すと必ずブレーキのかかる状態にスライドペダルが移動するので、ブレーキとアクセルの踏み替えを頻繁に行う渋滞あるいは信号の多い場所では、運転者の負担が増すことになる。

本発明は、このような課題に対してなされたものであって、その目的はブレーキと間違ってアクセルを踏んだ場合には、確実にこれを検出しエンジンの出力を制限するようにして、更に、運転者の負担を増すことなく、ブレーキとアクセルの踏み替えを頻繁に行えるようにした、アクセルの踏み間違い時の暴走を防止することができる装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、運転者によって選択された変速機のシフト位置を検出するシフト位置検出手段と、アクセルペダルであり且つ二重構造でスライド可能に設けた上側のペダルのスライド位置を検出するスライド位置検出手段と、アクセルペダルの踏込み状態量を検出するアクセル状態検出手段と、前記シフト位置検出手段によるシフト位置が前進又は後退で且つ、前記スライド位置検出手段による上側のペダルの位置がスライド完了前の位置で且つ、前記アクセル状態検出手段によるアクセルペダルの踏込み状態量が所定値を超えたとき、自動車の走行を制限する運転制御手段を有することを特徴としている。

ここで、スライド可能に設けた上側のペダルとは、二重構造のアクセルペダルで上側のペダルが、回転軸を中心にこれから離れた位置が左右に回転スライドするか、又は左右に平行スライドすることができるアクセルペダルのことをいう。又、スライド完了前の位置とは、スライド位置検出手段によって検出される上側のペダルの位置が、運転者によるスライド操作が完了して検出スイッチがＯＮになる前までの位置のことである。

また、アクセルペダルの踏込み状態量とは、急踏込みを判断する踏込み速度と、強踏込みを判断する踏込み量のことである。踏込み速度あるいは踏込み量のいずれかが夫々の所定値を超えたとき、踏込み状態量が所定値を超えたときとして、運転制御手段が働くようにしている。

更にまた、自動車の走行を制限する運転制御手段とは、スロットルモータによって制御する動力機関にあってこれの出力をアイドリング状態に制限するか、電子制御式燃料噴射装置によって制御する動力機関にあっては噴射量を制限するか、ワイヤー式スロットルによって制御する動力機関にあってはこれを停止するか、電子制御装置によるブレーキ・バイ・ワイヤー等を有するものにあっては制動装置を作動させるか、回生ブレーキを有するものにあってはこれを作動させて制動するかして自動車の走行を制限することである。また、自動車とは、ガソリンエンジン及び他の内燃エンジン、電動モータを動力源とした車でハイブリッド車も含む。

請求項１に記載の発明によれば、シフト位置が前進又は後退であって、上側のペダルのスライド操作が完了していないときに、アクセルの急踏込みあるいは強踏込みをすると、確実に踏み間違いと判断して自動車の走行を制限するので、暴走を防ぐことができる。又、アクセルの急踏込みあるいは強踏込みが無い状態、つまり踏込み状態量が所定値以下での操作では、アクセルペダルのスライド操作がされていなくても、運転制御手段が作動しないので車の加速ができることおよび、渋滞あるいは信号の多い場所でブレーキとアクセルの踏み替えを頻繁に行って走行できるので、運転者の負担を増すことはない。

アクセル踏み間違い時の暴走防止装置を示す全体構成図。 ２重構造のアクセルペダルの平面図。 図２のＡ−Ａ断面図。 ２重構造のアクセルペダルの操作状態を示す平面図。 図４のＢ−Ｂ断面図。 図４のＣ−Ｃ視図。 平行にスライドするアクセルペダルの平面図。 ＥＣＵによる暴走防止ルーチンを示すフローチャート。

以下本発明を、自動車用アクセル踏み間違い時の暴走防止装置に具体化した一実施形態を図１〜図８によって説明する。

図１に示すように、自動車１に搭載されたエンジン２の出力は、自動変速機４の変速段に応じて変速された後に、図示しないデファレンシャルギヤを介して駆動輪３に伝達される。エンジン２の吸気通路上には、吸気量を調節するスロットルバルブ５が設けられている。スロットルバルブ５はスロットルモータ６によってスロットルバルブ開度が調節される。自動車１の運転室７には、運転者の操作によって選択されるシフト位置を検出するシフト位置検出手段８と、２重構造で上側のペダルが回転軸を中心にこれから離れた位置が横方向に回転又は、平行にスライドできるアクセルペダル９を設ける。アクセルペダル９とアクセルロッド１０とアクセル状態検出手段（以下、アクセルセンサーという）１１を連結して設け、アクセルペダル９の操作状態と踏込み有無、踏込み速度、踏込み量を検出する。更に、アクセルペダル９には、ペダルのスライド位置検出手段として、後述するペダルスイッチ１９を設ける。また、運転室７には、急な登坂路での発進又は悪路での段差乗越え時は、すばやいアクセルの操作をして走行できるようにする為、スロットルバルブ全閉固定解除用として解除スイッチ１２を設ける。更に、運転室７には表示ランプ１３を設け、アクセルの踏み間違いをしないよう注意喚起をするとともに、踏み間違いがあった場合は点灯から点滅に変わり運転者に知らせるようにする。更に、運転室７には、踏み間違いを報知する警報器１４を設ける。

又、自動車１にはエンジン２の運転制御を行う電子制御装置（以下、ＥＣＵという）１５を設ける。スロットルモータ６、シフト位置検出手段８、アクセルセンサー１１、解除スイッチ１２、表示ランプ１３、警報器１４、ペダルスイッチ１９は、ＥＣＵ１５に電気的に接続し検出信号および電気信号の入力と、ＥＣＵ１５から制御信号を出力する。ＥＣＵ１５は、燃料噴射制御、点火時期制御、スロットル制御等の公知の各種運転制御を行う。

次に、スライド位置検出手段を有するアクセルペダル９について詳述する。

図２、図３に示すように、アクセルペダル９はペダル上１６とペダル下２１を重ね合わせて、ペダル上１６を上方に持ち上げる為のバネ３０とペダル上１６を左に回転させるリターンバネ３１を組み込み座金３２とネジ３３で固定し構成する。ペダル上１６、ペダル下２１は、本一実施形態ではプラスチック成型品としているが、アルミ合金等の金型鋳造又は切削加工によってもよい。ペダル上１６にはＸ点を中心にして横方向に回転できるよう回転軸１７を設け又、右側（図２のＹ方向）に回転したときスライド操作が完了した位置に固定できるようにする為ストッパー１８を設ける。又、ペダル上１６には回転の範囲を制限し同時に電気接点ａ３４を設ける為のペダルスイッチ１９を設け、更にペダル上１６の右辺にストッパー１８と同じ高さの上鍔２０を設けペダル上１６からペダル下２１に踏み力が伝わるようにする。ペダル上１６と回転軸１７、ストッパー１８、ペダルスイッチ１９、上鍔２０は一体物として構成する。尚、アクセルペダル９の大きさは、操作する足のサイズの半分程度が好ましい。

ペダル下２１は、回転軸１７を嵌め込む為の軸穴２２とバネ用凹部２３を形成するように部分的に厚くする。更にペダル下２１には、ストッパー１８と嵌め合う為の貫通したストッパー用穴２４とリターンバネ３１を取り付ける為のポケット２５とリターンバネ用軸２６を設ける。ペダル下２１に設けた四角穴２７はごみや小石等が溜まるのを防ぐ為に貫通してある。又、図２において四角穴２７の右淵に沿ってポケット２５と同じ高さの鍔２８を設け、更にペダル下２１の左辺には、下鍔２９を設ける。下鍔２９の高さの寸法はストッパー１８の高さの寸法と同じとしてペダル上１６からペダル下２１に踏み力が伝わるようにする。ペダル下２１、軸穴２２、バネ用凹部２３、ストッパー用穴２４、ポケット２５、リターンバネ用軸２６、四角穴２７、鍔２８、下鍔２９は一体物として構成する。尚、ペダル下２１は、図示しない金具、ネジによってアクセルロッド１０に固定される。

ペダル上１６が右側に回転したとき（図２のＹ方向）、ペダルスイッチ１９に設けた電気接点ａ３４と鍔２８の接触位置に電気接点ｂ３５を設ける。以上のように、スライド位置検出手段は、ペダルスイッチ１９と電気接点ａ３４と電気接点ｂ３５によって検出スイッチとして構成され、ペダル上１６のスライド位置を電気接点ａ３４と電気接点ｂ３５の接触（接点のＯＮ）によって検出する。電気接点ａ３４と電気接点ｂ３５は、夫々図示しない電線によってＥＣＵ１５に接続される。

次に、アクセルペダル９の通常の操作について、図４、図５、図６によって説明する。図４はペダル上１６に足をのせて軽く右に回転しスライドさせた状態でありストッパー１８は、ストッパー用穴２４と位置が一致する。図５に示すようにペダル上１６は足で押されているので、バネ３０が圧縮されてストッパー１８は、ストッパー用穴２４に嵌った状態になる。従って、ペダル上１６は足がのっている状態では、ストッパー１８の移動は固定されるので、図４の状態から左に戻ることはない。また、図４に示すようにペダルスイッチ１９も右に回転し電気接点ａ３４と電気接点ｂ３５が接触してＯＮとなる。尚、図６のようにこの時上鍔２０、下鍔２９はペダル上１６とペダル下２１の接触面から外れて、踏み力が伝わるのを妨げないようにする。

ペダル上１６から足を離すと、バネ３０が復元してペダル上１６は押し上げられ、ストッパー用穴２４からストッパー１８が外れる。そうするとリターンバネ３１の復元でペダル上１６は図２の状態に戻され、同時にペダルスイッチ１９がＯＦＦになる。

急な登坂路での発進あるいは悪路での段差の乗越え等で、すばやいアクセルペダル９の操作をするときは、解除スイッチ１２をＯＮにして図２の状態でペダル上１６を踏めば操作状態はストッパー１８、上鍔２０、下鍔２９を介してペダル下２１に伝わりアクセルロッド１０に作用させることができる。

ペダル上は、図７に示すように横方向（Ｚ方向）に平行にスライドさせても良い。この場合、ペダル上と一体の移動軸３６は角形にして、ペダル下の長方形のスライド穴３７に沿って移動するようにする。ペダル下とペダル上の間には、板バネ３８を設け前記のバネ３０と同じ機能を有するようにする。又、本一実施形態は、右側に回転あるいは平行スライドする方法であるが、アクセルペダル９を図２あるいは図７と対称形にして、左側に回転あるいは平行スライドする方法でも良い。

次に、アクセルの正常操作時及び誤操作時の処理について、図８のフローチャートに従って説明する。

運転者によって選択されるシフト位置は、シフト位置検出手段８によって検出されてその信号は、ステップ（以下Ｓと略記する）１０１でＥＣＵ１５に常時入力される。次に、Ｓ１０２でシフト位置が前進又は後退であるか否かを判断し、前進又は後退である場合は（ＹＥＳ）、Ｓ１０３に進んで表示ランプ１３を点灯し踏み間違いをしないよう注意喚起する。
次に、Ｓ１０４で解除スイッチ１２がＯＮに操作されたか否かを判断する。ＯＮに操作されていないときは（ＮＯ）、Ｓ１０５に進んでペダル上１６が横方向に回転してスライド又は、平行スライドしてペダルスイッチ１９がＯＮになったかを判断する。Ｓ１０５でＯＮでない場合は（ＮＯ）、Ｓ１０６でアクセルセンサー１１からの信号でアクセル踏込み速度が所定値のＶｓをオーバしたか否かを判断する。アクセルの踏み間違いの場合は急踏込みがなされることから、本一実施形態ではＶｓを２ｃｍ／秒としている。Ｓ１０６で否と判断された場合は（ＮＯ）、Ｓ１０７に進み踏込み量が所定量Ｗａをオーバしたか否かを判断する。踏み間違いにおいては最大量まで踏込む所謂ベタ踏み状態までアクセルペダルを踏んでしまう事が多い為この直前の状態をＷａとしている。Ｗａが所定量より大きくなった場合は（ＹＥＳ）、Ｓ１０８に進む。尚、Ｗａは踏まれていないアクセルペダル位置からベタ踏みの直前までの距離としているが、本一実施形態では直前の位置を０．３ｃｍとしてＷａを５ｃｍとしている。また、Ｗａの代わりにベタ踏み検出センサーを用いても良い。また、Ｓ１０６でアクセルの踏み込み速度がＶｓより大きい場合は（ＹＥＳ）踏み間違いと判断されＳ１０８に進む。

Ｓ１０６又はＳ１０７で肯定判断された場合は（ＹＥＳ）、Ｓ１０８でスロットルモータ６を制御してスロットルバルブ５の開度を全閉に固定して、エンジンの出力をアイドリング状態に制限する。次に、Ｓ１０９でＥＣＵ１５からの信号により表示ランプ１３を点灯から点滅に変えると同時に警報器１４により警報を発し運転者に報知する。次にＳ１１０でアクセルがフリーであるか否かを判断する。ここで、アクセルがフリーとは、アクセルペダル９から足を離して踏込みが無い状態のことである。Ｓ１１０でアクセルがフリーでないときは（ＮＯ）、スロットルバルブ全閉固定のＳ１０８に戻り、Ｓ１０８とＳ１０９の状態を維持する。運転者が踏み間違いに気がついてアクセルペダル９から足を離すとＳ１１０でアクセルがフリーとなり（ＹＥＳ）、Ｓ１１１に進む。Ｓ１１１でスロットルバルブ全閉固定を解除し次にＳ１１２で警報器１４の警報を停止して、シフト位置が前進又は後退であるか否かを判断するＳ１０２に戻る。

Ｓ１０６およびＳ１０７で否と判断された場合は（ＮＯ）、アクセルの踏み間違いではないので、シフト位置が前進又は後退であるか否かを判断するＳ１０２に戻り、このルーチンを維持し自動車の走行をする。

Ｓ１０５でペダルスイッチ１９がＯＮのとき（ＹＥＳ）、つまり運転者がペダル上１６に軽く足をのせて図２のＹ方向に回転させたとき、あるいは図７のＺ方向にスライドさせたときは、Ｓ１１３に進みスロットルバルブ全閉固定を解除しＳ１１４で表示ランプ１３を消灯する。次にＳ１１５でアクセルがフリーでないときは（ＮＯ）、アクセルペダル９に足がのせてあり通常のアクセル操作であるので、Ｓ１１３に戻ってこの状態を維持する。

Ｓ１１５でアクセルペダル９から足を離すとアクセルがフリーとなり（ＹＥＳ）、シフト位置が前進又は後退であるか否かを判断するＳ１０２に戻る。又、ペダル上１６は図２あるいは図７の状態になる。

尚、Ｓ１０２でシフト位置が前進又は後退でないときは（ＮＯ）、このルーチンを終了する。

又、急な登坂路での発進あるいは悪路での段差の乗越え等の場合は、アクセルをすばやく急踏込みあるいは強踏込みの操作が必要でありこの場合は、Ｓ１０４で解除スイッチ１２をＯＮにして（ＹＥＳ）、Ｓ１１６に進む。Ｓ１１６でスロットルバルブ全閉固定を解除して、ペダル上１６を図２のＹ方向に回転しないで、あるいは図７のＺ方向にスライドさせないで急踏込みあるいは強踏込みのアクセル操作が出来るようにする。続いて、Ｓ１１７で表示ランプ１３を点滅させて、慎重に運転するように注意喚起する。Ｓ１１８で運転者が解除スイッチ１２をＯＦＦにしないときは（ＮＯ）、Ｓ１１６に戻ってこの状態を維持する。

Ｓ１１８で運転者が解除スイッチ１２をＯＦＦにしたときは（ＹＥＳ）、Ｓ１１９で表示ランプ１３を点灯して、ペダルスイッチ１９がＯＮであるか否かを判断するＳ１０５に進む。

次に、詳述した本一実施形態が有する作用、効果を以下列記する。

（１）シフト位置が前進又は後退に選択されると、表示ランプ１３が点灯して運転者はブレーキとアクセルの操作をより注意して行うことになるので、踏み間違いを起こしにくくなる。

（２）通常走行時は、アクセルの操作をペダル上１６に軽く足をのせて回転あるいは平行にスライドさせから行うことになるので、踏み間違いはしないようになる。又、スライド操作が行われれば、ペダルスイッチ１９がＯＮになってスロットルバルブ５の全閉固定を解除するので、この場合は急踏込みまたは強踏込みを行ってもエンジンの出力を制限しないので、通常の運転での急加速や、高速道路への進入、追い越し運転、信号等での右折での急加速、登坂路での走行等ができる。

（３）前進あるいは後退で発進時ブレーキを踏むつもりで、誤ってアクセルを急踏込みまたは強踏込みした場合は、ペダルスイッチ１９がＯＮになっていないので、スロットルバルブ５を全閉に固定し、エンジン２の出力を制限するので、暴走を防止することができる。

（４）走行中ブレーキを踏む場合は、一旦アクセルから足を離しブレーキに移動して踏むという動作となり、ペダル上１６は元に戻りペダルスイッチ１９がＯＦＦになるので、このとき間違ってアクセルを踏めば、急踏込みまたは強踏込みに対してスロットルバルブ５を全閉に固定し、エンジン２の出力を制限するので、暴走を防止することができる。

（５）駐停車時ブレーキを踏む場合は、アクセルから足が離れておりペダルスイッチ１９がＯＦＦなので、このとき間違ってアクセルを踏めば、急踏込みまたは強踏込みに対してスロットルバルブ５を全閉に固定し、エンジン２の出力を制限するので、暴走を防止することができる。

（６）アクセルの踏み間違いは、急踏み込みの場合と強踏込みによる最大位置まで踏み込む場合のケースがあるので、踏込み速度及び踏込み量を判断することによって、いずれかの場合でもスロットルバルブ５を全閉に固定し、エンジン２の出力を制限するので暴走を防止することができる。

（７）ペダルのスライド操作を忘れたときあるいはスライド操作をしないときは、ペダルスイッチ１９がＯＦＦであるが、この場合でもアクセルの急踏込みまたは強踏込みでない操作であれば、スロットルバルブ５の全閉固定をしないで、動力機関の出力調節をすることができる。従って通常の運転ができ又、渋滞あるいは信号の多い場所でブレーキとアクセルの踏み替えを頻繁に行っても、運転者の負担を増すことはない。

（８）急な登坂路での発進あるいは悪路での段差乗越え時は、ブレーキから急いでアクセルに足を移して操作する必要があり、この場合は解除スイッチ１２をＯＮにして、スロットルバルブ５の全閉固定を解除して、ペダルのスライド操作をしないで急踏込みまたは強踏込みをして走行ができる。又、表示ランプ１３を点滅に変えて、運転者に対して注意喚起をするので誤操作を防ぐことができる。

次に、前記一実施形態以外の実施形態を列記する。

前記一実施形態において、電子制御式燃料噴射装置を有する自動車の場合は、Ｓ１０８でスロットルバルブ全閉固定の代わりに噴射量制限の電気信号を送り、Ｓ１１１、Ｓ１１３、Ｓ１１６でスロットルバルブ全閉固定解除の代わりに噴射量制限解除の電気信号を送ってエンジンの出力制御を行うようにしてもよい。これによっても、前記一実施形態の（１）から（８）の各効果が得られる。

前記一実施形態において、スロットルバルブを鋼索等で機械的に調節するワイヤー式スロットルの自動車の場合は、Ｓ１０８でスロットルバルブ全閉固定の代わりに、イグニッション電源回路を遮断してエンジンを止め、Ｓ１０９で表示ランプ点滅及び警報を実行して、図８のルーチンを終了するようにしてもよい。これによっても、前記一実施形態の（１）から（８）の各効果が得られる。

前記一実施形態において、ブレーキシステムが電子制御装置を有するブレーキ・バイ・ワイヤー式の自動車の場合は、Ｓ１０８でスロットルバルブ全閉固定と同時にブレーキ作動の電気信号を送り、Ｓ１１１、Ｓ１１３、Ｓ１１６でスロットルバルブ全閉固定解除と同時にブレーキ作動解除の電気信号を送って、自動車の運転をするようにしてもよい。これによって、ブレーキとアクセルの踏み間違い時は、自動車の制動ができることとおよび前記一実施形態の（１）から（８）の各効果が得られる。

前記一実施形態において、ハイブリッド車や電気自動車の場合は、Ｓ１０８でスロットルバルブ全閉固定の代わりに回生ブレーキを作動させる電気信号を送り、Ｓ１１１、Ｓ１１３、Ｓ１１６でスロットルバルブ全閉固定解除の代わりに回生ブレーキ作動解除の電気信号を送って、自動車の運転をするようにしてもよい。これによって、走行中の踏み間違いのときはエネルギーの回収ができること、自動車の制動ができることおよび前記一実施形態の（１）から（８）の各効果が得られる。

１ 自動車
２ エンジン
３ 駆動輪
４ 自動変速機
５ スロットルバルブ
６ スロットルモータ
７ 運転室
８ シフト位置検出手段
９ アクセルペダル
１０ アクセルロッド
１１ アクセル状態検出手段（アクセルセンサー）
１２ 解除スイッチ
１３ 表示ランプ
１４ 警報器
１５ 電子制御装置（ＥＣＵ）
１６ ペダル上
１７ 回転軸
１８ ストッパー
１９ ペダルスイッチ
２０ 上鍔
２１ ペダル下
２２ 軸穴
２３ バネ用凹部
２４ ストッパー用穴
２５ ポケット
２６ リターンバネ用軸
２７ 四角穴
２８ 鍔
２９ 下鍔
３０ バネ
３１ リターンバネ
３２ 座金
３３ ネジ
３４ 電気接点ａ
３５ 電気接点ｂ
３６ 移動軸
３７ スライド穴
３８ 板バネ

Claims (1)

1. 運転者によって選択された変速機のシフト位置を検出するシフト位置検出手段と、アクセルペダルであり且つ二重構造でスライド可能に設けた上側のペダルのスライド位置を検出するスライド位置検出手段と、アクセルペダルの踏込み状態量を検出するアクセル状態検出手段と、前記シフト位置検出手段によるシフト位置が前進又は後退で且つ、前記スライド位置検出手段による上側のペダルの位置がスライド完了前の位置で且つ、前記アクセル状態検出手段によるアクセルペダルの踏込み状態量が所定値を超えたとき、自動車の走行を制限する運転制御手段を有することを特徴とする自動車用アクセル踏み間違い時の暴走防止装置。

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