JP2010018122A - 運転者覚醒装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者を覚醒させる際に走行に与える影響を小さくすることができる運転者覚醒装置を提供することを目的とする。
【解決手段】運転者を覚醒させる運転者覚醒装置であって、運転者の覚醒状態を検出する運転者状態推定部１１と、運転者が非覚醒状態の場合には、運転者を保持する保持具の張力を増加させて刺激を与えるシートベルト張力発生装置３６と、シートベルト張力発生装置３６の作動時の体移動量を検出し、体移動量が検出されたときに操舵量を検出した場合には、操舵をキャンセルする操舵キャンセル部１３と、を備えて構成することで、例えば運転者の眠りが深いときなどの無抵抗状態時に、張力強化時の体移動に伴って運転者の意図しないステアリング操舵が発生した場合であっても、走行に不必要なステアリング操舵をキャンセルすることができるので、運転者を覚醒させる際に走行に与える影響を小さくすることが可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、運転者を覚醒させる運転者覚醒装置に関するものである。

従来、運転者を覚醒させる運転者覚醒装置として、居眠り時にシートベルトの張力を強める装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の装置は、シートベルト、運転者の心拍数を検知する心電位検知センサ、及びシートベルトに張力を加えるベルト巻取り装置を備え、運転者の心拍数に基づいて居眠り中であるか否かを判定し、居眠り中である場合にはベルトを引き締める装置である。
特公平２−２９５３１号

ここで、運転者の眠りが深く無抵抗状態の場合、シートベルトの張力を強めると運転者の体移動が発生し、体移動に伴うハンドル移動が生じるおそれがある。すなわち、従来の運転者覚醒装置にあっては、シートベルトの張力を強める際に、運転者の意図しないステアリング操舵を発生させる場合がある。

そこで、本発明はこのような技術課題を解決するためになされたものであって、運転者を覚醒させる際に走行に与える影響を小さくすることができる運転者覚醒装置を提供することを目的とする。

すなわち本発明に係る運転者覚醒装置は、運転者を覚醒させる運転者覚醒装置であって、前記運転者の覚醒状態を検出する覚醒状態検出手段と、前記運転者が非覚醒状態の場合には、前記運転者を保持する保持具の張力を増加させて刺激を与える覚醒手段と、前記覚醒手段の作動時の体移動量を検出し、前記体移動量が検出されたときに操舵量を検出した場合には、操舵をキャンセルする操舵キャンセル手段と、を備えて構成される。

この発明によれば、運転者の覚醒状態を検出し、運転者が非覚醒状態であるときに、運転者を保持する保持具の張力を増加させて覚醒警告を与えるとともに、覚醒警告時の体移動量を検出し、体移動量が検出されたときに操舵量の変化があれば操舵をキャンセルすることができる。これにより、例えば運転者の眠りが深いときなどの無抵抗状態時に、張力強化時の体移動に伴って運転者の意図しないステアリング操舵が発生した場合であっても、ステアリング操舵をキャンセルすることができるので、運転者を覚醒させる際に走行に与える影響を小さくすることができる。

ここで、操舵キャンセル手段は、道路形状に伴う必要操舵量を予測し、前記操舵量と前記必要操舵量との差に基づいて操舵をキャンセルすることが好適である。

このように構成することで、道路形状の変化に伴って操舵量の変化が発生する場合において、体移動に伴う走行に不必要なステアリング操舵の発生を検知し、キャンセルすることができる。

本発明によれば、運転者を覚醒させる際に走行に与える影響を小さくすることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態に係る運転者覚醒装置は、居眠り等の非覚醒状態の運転者を覚醒させる装置であって、例えばシートベルトを有する車両に好適に採用されるものである。最初に、本実施形態に係る運転者覚醒装置を備えた車両の構成から説明する。図１は、本実施形態に係る運転者覚醒装置を備えた車両の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、車両３は運転者覚醒装置１を有しており、運転者覚醒装置１は、例えば、運転者検知センサ３０、運転者身体移動検知センサ３１、ステアリング操舵量検知センサ３２、道路形状取得センサ３３、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機３４、車速センサ３５、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０、シートベルト張力発生装置（覚醒手段）３６及び操舵アクチュエータ３７を備えている。ここで、ＧＰＳは、衛星を用いた計測システムのことであり、自車両の現在位置の把握に好適に用いられるものである。また、ＥＣＵは、電子制御する自動車デバイスのコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ、及び入出力インターフェイスなどを備えて構成されている。

運転者検知センサ３０は、運転者の状態を判定するための情報を取得する機能を有している。運転者検知センサ３０として、例えば、運転者をモニタリングする画像センサや、ハンドル等に配置され運転者の心拍数を検知する心電位検知センサ等が用いられる。また、運転者検知センサ３０は、取得した情報をＥＣＵ１０へ出力する機能を有している。

運転者身体移動検知センサ３１は、運転者の体移動量を検知する機能を有している。運転者身体移動検知センサ３１として、例えば、運転者の座席シートや背当て内部に配置され体重移動量を検知する圧力センサや、運転者の身体を撮像する画像センサが用いられる。そして、運転者身体移動検知センサ３１は、取得した情報をＥＣＵ１０へ出力する機能を有している。

ステアリング操舵量検知センサ３２は、ステアリングによる操舵量を検知する機能を有している。ステアリング操舵量検知センサ３２は、例えば操舵角の変化に基づいて操舵量を検知してＥＣＵ１０へ出力する機能を有している。

道路形状取得センサ３３は、道路形状に関する情報を取得する機能を有している。道路形状取得センサ３３として、例えば、前方の画像情報を取得し道路形状を認識する画像センサや、地図情報を有する端末等から道路形状を取得する通信装置等が用いられる。また、道路形状取得センサ３３は、取得した情報をＥＣＵ１０へ出力する機能を有している。

ＧＰＳ受信機３４は、車両の位置情報を受信する機能を有している。また、ＧＰＳ受信機３４は、受信した位置情報をＥＣＵ１０へ出力する機能を有している。

車速センサ３５は、車両の車速を検出する機能を有している。また、車速センサ３５は、検出した車速をＥＣＵ１０へ出力する機能を有している。

ＥＣＵ１０は、車速センサ３５により出力された車速に基づいて、車両が走行状態であるか否かを判定する機能を有している。また、走行開始から所定時間経過したか否かを判定する機能を有している。さらに、ＥＣＵ１０は、運転者状態推定部（覚醒状態検出手段）１１、必要操舵量予測部１２及び操舵キャンセル部（操舵キャンセル手段）１３を備えている。

運転者状態推定部１１は、運転者検知センサ３０により出力された運転者の状態に関する情報に基づいて、運転者の覚醒状態を推定する機能を有している。覚醒状態は、通常の運転を行うことができる状態をいい、例えば、居眠りしていない状態や、意識が低下していない状態である。運転者状態推定部１１は、例えば、画像センサが出力した画像情報に基づいて運転者の表情や瞼の動きを検知し、表情に動作がある場合や目が開いている場合には、通常の状態（覚醒状態）であると推定する機能を有している。一方、所定時間瞼を閉じている場合には、居眠り状態（非覚醒状態）であると推定する機能を有している。あるいは、心電位検知センサから心拍数を取得し、通常の心拍数よりも低下している場合には、居眠り状態であると推定する機能を有していてもよい。また、運転者状態推定部１１は、非覚醒状態であると推定した場合には、シートベルト張力発生装置３６へ動作指示を出力する機能を有している。

必要操舵量予測部１２は、運転に必要な操舵量（必要操舵量）を予測する機能を有している。例えば、ステアリング操舵量検知センサ３２により出力された操舵量に基づいて、実際の操舵量を検知する機能を有している。そして、道路形状取得センサ３３により出力された道路形状、ＧＰＳ受信機３４により出力された自車両の位置情報、及び、車速センサ３５により出力された車速に基づいて、道路に沿った走行に必要な操舵量を予測する機能を有している。また、必要操舵量予測部１２は、予測した操舵量を操舵キャンセル部１３へ出力する機能を有している。

操舵キャンセル部１３は、シートベルト張力発生装置３６の作動状態と、運転者身体移動検知センサ３１により出力された体移動量と、必要操舵量予測部１２により出力された必要な操舵量に基づいて、体移動による操舵変化を取得してキャンセルする機能を有している。例えば、操舵キャンセル部１３は、シートベルト張力発生装置３６が作動した際に体移動量を検知した場合には、必要な操舵量との差が０となるように操舵をキャンセルして操舵アクチュエータに作動命令を出力する機能を有している。

シートベルト張力発生装置３６は、例えば、シートベルトを巻回するためのモータを有している。このモータは、例えば、通常のシートベルトの巻取り装置に備わるシャフトに連結されている。シートベルト張力発生装置３６は、運転者状態推定部１１から作動命令を入力すると、モータ駆動によりシートベルトを巻回して張力を増大させる機能を有している。また、シートベルト張力発生装置３６は、作動状態を操舵キャンセル部１３へ出力する機能を有している。

操舵アクチュエータ３７は、操舵キャンセル部１３により出力された作動命令に基づいて車両の走行を制御する機械的な構成要素であり、例えば、操舵角制御モータ等が用いられる。

次に、本実施形態に係る運転者覚醒装置１の動作を説明する。図２は運転者覚醒装置１の動作を示すフローチャートである。図２に示す制御処理は、例えばイグニッションオンされてから、あるいは車両３に備わる実行ボタンがＯＮされてから所定のタイミングで繰り返し実行される。

図２に示すように、運転者覚醒装置１は走行状態判定処理から開始する（Ｓ１０）。Ｓ１０の処理は、ＥＣＵ１０が実行し、車速センサ３５により出力された車速に基づいて、走行状態であるか否かを判定し、走行開始から所定時間Ｔ１を経過したか否かを判定する処理である。Ｓ１０の処理において、走行開始から所定時間Ｔ１を経過したと判定した場合には、運転者の覚醒状態判定処理へ移行する（Ｓ１２）。

Ｓ１２の処理は、運転者状態推定部１１が実行し、運転者の状態が覚醒状態であるか否かを判定する処理である。運転者状態推定部１１は、例えば、運転者検知センサ３０から運転者の顔の画像情報や心拍数情報を入力し、運転者が覚醒状態であるか否かを判定する。Ｓ１２の処理において、運転者が覚醒状態でない場合、すなわち、運転者に眠気や意識低下が発生している場合には、覚醒処理へ移行する（Ｓ１４）。

Ｓ１４の処理は、シートベルト張力発生装置３６が実行し、体感警報としてシートベルトの張力を増大させて運転者に対して刺激を与え、運転者を覚醒させる処理である。Ｓ１４の処理が終了すると、身体移動判定処理へ移行する（Ｓ１６）。

Ｓ１６の処理は、操舵キャンセル部１３が実行し、運転者の体移動の有無を判定する処理である。操舵キャンセル部１３は、例えば、運転者身体移動検知センサ３１により出力された検出結果に基づいて、運転者の体移動の有無を判定する。例えば、座席の背もたれ内部に配置された圧力センサの検出結果により、運転者の身体がシート側に引っ張られて後方移動したことを検知する。また、例えば、運転者の画像結果に基づいて、運転者の身体移動を検知する。Ｓ１６の処理において、運転者の身体の移動があると判定した場合には、ステアリング操舵判定処理へ移行する（Ｓ１８）。

Ｓ１８の処理は、操舵キャンセル部１３が実行し、ステアリング操舵が発生しているか否かを判定する処理である。操舵キャンセル部１３は、例えば、ステアリング操舵量検知センサ３２から操舵量を入力して、運転者による操舵が発生したか否かを判定する。Ｓ１８の処理において、操舵が発生していると判定した場合には、道路形状判定処理へ移行する（Ｓ２０）。

Ｓ２０の処理は、必要操舵量予測部１２及び操舵キャンセル部１３が実行し、Ｓ１８の処理で検知した操舵量が道路形状に沿って走行するために必要な操舵であるか否かを判定する処理である。必要操舵量予測部１２は、ＧＰＳ受信機３４により出力された自車両の位置情報、及び端末等から入力した地図情報に基づいて、走行中の道路形状を取得する。あるいは、道路形状取得センサ３３として画像センサを用いて、車両進行方向の道路形状を取得する。そして、必要操舵量予測部１２は、車速センサ３５により出力された車速と道路形状に基づいて、道路形状に沿って走行するために必要な操舵量を予測する。その後、操舵キャンセル部１３は、必要操舵量予測部１２により予測した必要な操舵量と、Ｓ１８の処理で取得した操舵量とを比較して、体移動時に発生した操舵量が走行に必要な操舵量であるか否かを判定する。例えば、予測した操舵量とＳ１８の処理で取得した操舵量が一致する場合には、体移動時に発生した操舵量は走行に必要な操舵量であると判定し、予測した操舵量とＳ１８の処理で取得した操舵量が一致しない場合には、体移動時に発生した操舵量は走行に必要な操舵量でないと判定する。Ｓ２０の処理において、道路形状に沿って走行するための操舵量でないと判定した場合には、キャンセル量算出処理へ移行する（Ｓ２２）。

Ｓ２２の処理は、操舵キャンセル部１３が実行し、走行に不必要な操舵量を算出する処理である。例えば、道路形状が直線の場合には、Ｓ１８の処理で取得した操舵量を、走行に不必要な操舵量とする。また、例えば、道路形状が曲線の場合には、Ｓ２０の処理で算出した操舵量に対して不足あるいは超過した操舵量を、走行に不必要な操舵量として算出する。Ｓ２２の処理が終了すると、ステアリング操舵キャンセル処理へ移行する（Ｓ２４）。

Ｓ２４の処理は、操舵キャンセル部１３が実行し、Ｓ２２の処理で算出した走行に不必要な操舵量をステアリング操舵による操舵量から減算し、減算した操舵量で作動するように操舵アクチュエータ３７へ作動命令を出力する処理である。Ｓ２４の処理が終了すると、図２に示す制御処理を終了する。

一方、Ｓ１０の処理において、走行開始から所定時間Ｔ１を経過していないと判定した場合には、走行して間もないため図２に示す制御処理を終了する。また、Ｓ１２の処理において、運転者が覚醒状態の場合、すなわち、運転者に眠気や意識低下が発生していない場合には、図２に示す制御処理を終了する。また、Ｓ１６の処理において、運転者の身体の移動がないと判定した場合には、図２に示す制御処理を終了する。また、Ｓ１８の処理において、操舵が発生していないと判定した場合には、図２に示す制御処理を終了する。また、Ｓ２０の処理において、道路形状に沿って走行するための操舵量であると判定した場合には、図２に示す制御処理を終了する。

以上で図２に示す制御処理を終了する。図２に示す制御処理を実行することで、体感警報としてシートベルトの張力を増加する場合には、運転者の身体移動をセンシングし、身体移動に伴うステアリング操舵をキャンセルすることができる。また、道路形状、車速情報に基づいて走行に必要な操舵量を予測し、操舵の可否を判断して走行に不必要なステアリング操舵をキャンセルすることができる。

上述したように、本実施形態に係る運転者覚醒装置１によれば、運転者の覚醒状態を検出し、運転者が非覚醒状態であるときに、運転者を保持する保持具の張力を増加させて覚醒警告を与えるとともに、覚醒警告時の体移動量を検出し、体移動量が検出されたときに操舵量の変化があれば操舵をキャンセルすることができる。これにより、例えば運転者がステアリングを握ったまま居眠りをしている等の無抵抗状態時に、張力強化時の体移動に伴って運転者の意図しないステアリング操舵が発生した場合であっても、ステアリング操舵をキャンセルすることができるので、運転者を覚醒させる際に走行に与える影響を小さくすることができる。

また、本実施形態に係る運転者覚醒装置１によれば、道路形状の変化に伴って操舵量の変化が発生する場合において、体移動に伴う走行に不必要なステアリング操舵の発生を検知し、キャンセルすることができる。これにより、走行に必要なステアリング操舵実行中に居眠り等をしている場合に、体感警報による体移動に伴うステアリング操舵を検知してキャンセルできるので、走行に影響を与えずに運転者の覚醒を行うことができる

なお、上述した実施形態は本発明に係る運転者覚醒装置の一例を示すものである。本発明に係る運転者覚醒装置は、実施形態に係る運転者覚醒装置１に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、実施形態に係る運転者覚醒装置１を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、上述した実施形態では、覚醒手段としてシートベルトをモータにより巻回し張力を増加させて体感警報を行う例を説明したが、例えば、座席シートを膨張変形させてシートベルトの張力を増加させる場合であってもよい。

本実施形態に係る運転者覚醒装置を備える車両の構成概要図である。 本実施形態に係る運転者覚醒装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１…運転者覚醒装置、３…車両、１０…ＥＣＵ、１１…運転者状態推定部（覚醒状態検知手段）、１３…操舵キャンセル部（操舵キャンセル手段）、３６…シートベルト張力発生装置（覚醒手段）。

Claims (2)

1. 運転者を覚醒させる運転者覚醒装置であって、
   前記運転者の覚醒状態を検出する覚醒状態検出手段と、
   前記運転者が非覚醒状態の場合には、前記運転者を保持する保持具の張力を増加させて刺激を与える覚醒手段と、
   前記覚醒手段の作動時の体移動量を検出し、前記体移動量が検出されたときに操舵量を検出した場合には、操舵をキャンセルする操舵キャンセル手段と、
   を備えることを特徴とする運転者覚醒装置。
2. 前記操舵キャンセル手段は、道路形状に伴う必要操舵量を予測し、前記操舵量と前記必要操舵量との差に基づいて操舵をキャンセルする請求項１に記載の運転者覚醒装置。

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