CN101243477B - 用于车辆的故障通知装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的故障通知装置及控制程序，即使当操作者坐于行驶中的振动的车辆内时也产生易于被操作者注意的振动。用于车辆的故障通知装置包括用于在行驶中检测操作者(10)的状态或车辆(20)的行驶状态作为预定状态的检测部分(2)、用于基于检测部分(2)的检测结果判定可能的异常状态的部分(4)以及用于在异常状态情形下将预定模式的振动施加到操作者(10)的振动部分(8)，其中当异常状态持续时振动部分(8)能够在改变振动模式的同时施加振动。

Description

用于车辆的故障通知装置
技术领域
本发明涉及向驾驶员报告异常的用于车辆的异常报告装置及控制程序。 
背景技术
车辆异常报告装置是众所周知的，其中振动装置(振动部分)嵌入在车辆的驾驶员座位中以向驾驶员报告异常。已经提出该类型装置，其中在它检测到驾驶员进入驾驶瞌睡状态时，振动装置被激活以产生振动且该振动摇醒驾驶员(例如，参见专利文献1)。专利文献1：JP-A-5-330360 
发明内容
发明解决的问题 
然而，在上述传统技术中，振动装置向驾驶员施加持续的振动，从而存在一种情况，即在行驶中一直振动的车辆内的驾驶员很难察觉由振动装置产生的振动。 
本发明鉴于上述情形而实现，并且具有这样的目的，即提供用于车辆的异常报告装置及其控制程序，利用该装置，即使当驾驶员处于行驶中振动的车辆内，也可以确定地将异常报告至驾驶员。 
解决问题的方法 
为了达到上述目的，本发明的特征在于包括用于当车辆行驶时检测驾驶员状态或车辆行驶状态的检测器、用于基于检测器的检测结果判定驾驶员状态或车辆状态是否处于异常状态下的判定单元、以 及用于当异常状态被判定时将具有预定振动模式的振动施加至驾驶员的振动单元，其中当异常状态持续时振动单元在改变振动模式的同时施加振动。 
此外，在上述发明中，当振动模式改变时振动单元持续改变振动频率。 
在上述发明中，当振动模式改变时振动单元持续或逐步地改变振动的振幅。 
在上述发明中，当振动模式改变时振动单元改变振动施加间隔。 
在上述发明中，由振动模式获得的振动是单次(one-shot)振动。 
在上述发明中，当检测器的检测结果指示驾驶员处于打盹状态下时判定单元判定异常状态。 
在上述发明中，当检测器的检测结果指示车辆偏离白线时判定单元判定异常状态。 
在上述发明中，振动单元配置在驾驶员就坐的座位处。 
在上述发明中，振动单元配置有用于将电信号转换为振动的扬声器。 
上述发明还配置有用于检测车辆速度的车辆速度检测器，以及振动单元根据检测的速度改变振动模式。 
在上述发明中，当振动模式改变时，如果检测的速度低，则振动单元延长初期驱动间隔，如果检测的速度高，则缩短初期驱动间隔。 
在上述发明中，当振动模式改变时，振动单元根据检测的速度改变初期振动强度。 
为了达到上述目的，根据本发明，一种用于在计算机的控制下控制具有在车辆行驶中检测驾驶员状态或车辆行驶状态的检测器以及用于将预定振动模式的振动施加到驾驶员的振动单元的车辆异常报告装置的控制程序的特征在于，控制程序使检测器检测驾驶员状态或车辆行驶状态并基于检测结果判定驾驶员状态或车辆状态是否处于异常状态，以及当异常状态被判定时使得振动单元以预定振动模式振动并且当异常状态持续时使得振动单元在改变振动模式的同时 施加振动。 
发明效果 
根据本发明，即使当驾驶员处于行驶中的振动的车辆内时，也产生驾驶员易于察觉的振动，从而可以确定地将异常报告至驾驶员。 
附图说明
图1是示出用于车辆的异常报告装置的功能结构的框图。 
图2是示出单次察觉信号的波形的示意图。 
图3是示出间歇察觉信号的波形的示意图。 
图4是示出振动装置的驱动模式的示意图。 
图5是示出车辆异常报告装置的操作的示意图。 
图6是示出根据修改的车辆异常报告装置的功能结构的框图。 
图7是示出车辆的白线偏离状态的示意图。 
附图标记说明 
1驾驶座(座位) 
2心跳传感器 
4判定装置(判定单元) 
8振动装置(振动单元) 
10驾驶员 
11车辆速度传感器(车辆速度检测器) 
12车辆速度检测电路 
20车辆 
22白线 
100车辆异常报告装置 
SP扬声器 
具体实施方式
下文将结合附图对根据本发明的实施例进行进一步地描述。 
图1是示出根据一个实施例的用于车辆的异常报告装置100的框图。 
该车辆异常报告装置100是固定在车辆等内的异常报告装置并当发生检测到在驾驶员10上发生的各种异常时报告至驾驶员10。车辆异常报告装置100配置有心跳传感器(检测器)2、波形处理电路3、判定装置(判定单元)4、驱动电路5和振动装置(振动单元)8。下面描述驾驶员10进入打盹状态的情形。 
心跳传感器2和振动装置8安装在驾驶员就坐的驾驶座(座位)1中。心跳传感器2安装在靠近驾驶员10的心脏的地点，而振动装置8安装在靠近驾驶员10的后背的地点。 
心跳传感器2是用于检测驾驶员10的心跳的传感器，并将从驾驶员10检测到的心跳作为心跳信号输出至波形处理电路3。 
波形处理电路3对从心跳传感器2获得的心跳信号执行信号处理，以去除包含在心跳信号中的信号噪声，然后将处理结果输出至判定装置4。 
判定装置4将从波形处理电路3获得的基于心跳信号的心率与预定阈值进行比较，并判定驾驶员10是否处于打盹状态。当判定驾驶员10处于打盹状态时，判定装置4将用于驱动振动装置8的控制信号输出至驱动电路5。 
驱动电路5以脉冲周期驱动振动装置8。驱动电路5配置有存储电路6、信号产生电路9和放大器7。具有唤醒效果的信号波形作为唤醒信号被预先存储在存储电路6中。此外，放大器7是用于放大唤醒(察觉)信号的放大器。从判定装置4接收用于驱动振动装置8的控制信号的驱动电路将存储在存储电路6中的唤醒信号输出至放大器7。随后，唤醒信号被放大器7放大，然后该放大的信号输出至振动装置8。 
振动装置是用于将电信号转换为振动的装置，并且例如配置有扬声器SP。振动装置8忠实地再现来自驱动电路5的信号波形，并将 信号波形作为振动传输用于促进唤醒驾驶员10。 
图2是示出存储在存储电路6中的单次唤醒信号的波形的示意图。图2中，纵轴代表振幅，而横轴代表时间(秒)。该波形的基频为35Hz，因为在100毫秒处波数为约3.5个波。在该波形中，随着振幅和频率的改变产生振动，并且在该波形的包络线上，在约140毫秒处获得峰值。然后，在达到峰值后该波形迅速地衰减，并且在400毫秒前后振幅基本为0(零)。振动装置8忠实地再现诸如单次波形作为振动，从而类似在人的后背被瞬时地推动以唤醒该人的这种情形下获得的唤醒效果可以施加到驾驶员10。 
图3是示出存储在存储电路6中的间歇唤醒信号的波形的示意图。 
图3中示出的波形包括三个间歇输入波形，每一个相关波形与上述的单次输入波形相同。然而，在振幅在约100毫秒处达到峰值后，振幅在约300毫秒处衰减至基本为0(零)。在振幅衰减至基本为0后该波形具有稍小于200毫秒的间隔。在该间隔后该波形具有与第一个单次波形相同的输入波形，并且在从第二个单次波形开始时约300毫秒处衰减。第三个单次波形是相似的，并且它与第二个单次波形的间隔稍小于200毫秒。在该间隔后该第三个波形具有与第一个和第二个单次波形相同的波形，并且它在从第三个单次波形的开始时间约300毫秒处衰减。 
如上所述的间歇输入波形被驱动电路5输出到振动装置8，从而振动装置8可以向驾驶员10施加这样的效果，以使驾驶员10具有柔和的共振好像驾驶员10在鼓侧听到间歇的鼓声。 
此外，作为如上所述的间歇输入波形的另一个应用示例，当在行驶中车辆20踩在路上的道路反光体(cat’s eyes)(指示驾驶车道的范围的突出物)上时将会发生的振动可产生并被施加至驾驶员10，从而唤醒驾驶员10。 
图4是示出当振动的振幅和驱动间隔间歇地改变时基于振动装置8的驾驶模式的示意图。 
图4示出了从驾驶员10处于打盹状态(打盹检测为ON)的判定直到驾驶员10不处于打盹状态的判定由振动装置8产生的振动模式。如图3所示，矩形示意性示出输入波形模式块，并且图3中示出的波形在图4(a)中图示为矩形波形。 
图4(a)示出了当驱动电路5以相同振动强度并且以与初期间隔相同的驱动间隔驱动振动装置8时的驱动模式。驱动电路5重复驱动振动装置8，以使振动装置8间歇振动直到判定装置4判定驾驶员10不处于打盹状态。 
图4(b)示出了当驱动电路5以相同振动强度而驱动间隔从初期间隔逐渐缩短来驱动振动装置8的驱动模式。在该驱动模式中，驱动间隔逐渐缩短直到预定时间过去。当预定时间过去并且驱动间隔被设定为基本等于一个输入波长的长度时，驱动电路5重复振动装置8的驱动直到判定装置4判定驾驶员10不处于打盹状态。 
图4(c)示出了当驱动电路5驱动振动装置8同时振动强度逐渐增加并且驱动间隔被设置为与初期间隔相同的间隔时的驱动模式。在该驱动模式中，振动强度逐渐增加直到预定时间过去。当预定时间过去时，驱动电路5以恒定振动强度驱动振动装置8，并重复振动装置8的驱动直到判定装置4判定驾驶员10不处于打盹状态。 
图4(d)示出了当驱动电路5驱动振动装置8同时振动强度逐渐增加并且驱动间隔从初期间隔逐渐缩短时的驱动模式。在该驱动模式中，振动强度逐渐增加并且驱动间隔缩短直到预定时间过去。当该预定时间过去时，驱动电路5以恒定振动强度并且基本上以与一个输入波形的长度相同的间隔重复振动装置8的驱动，直到判定装置4判定驾驶员10不处于打盹状态。 
此外，单次振动和间歇振动的组合可用作驱动模式。例如，当驾驶员10没有被一个单次信号唤醒时，可以在产生单次信号之后产生间歇信号，从而可以增强唤醒效果。 
图5是示出用于通过车辆异常报告装置100促进唤醒驾驶员10的操作的流程图。 
当车辆异常报告装置100操作时，驾驶员10的心跳被心跳传感器2首先检测，并且作为心跳信号输出至波形处理电路3(步骤S1)。 
随后，波形处理电路3对从心跳传感器2获得的心跳信号执行信号处理，并将从中去除了包含在心跳信号中的信号噪声的心跳信号输出至判定装置4(步骤S2)。 
当从波形处理电路3获得心跳信号时，判定装置4基于获得的心跳信号判定驾驶员10是否处于打盹状态(步骤S3)。 
如果在步骤S3判定驾驶员10不处于打盹状态(步骤S3：否)，则当振动装置8不振动时车辆异常报告装置100保持无振动状态或当振动装置8振动时停止振动装置8的振动(步骤S4)。其后，车辆异常报告装置100重复从步骤S1的处理的处理序列。 
另一方面，如果判定装置4在步骤S3判定驾驶员10处于打盹状态(步骤S3：是)，则判定装置4将控制信号输出至驱动电路(步骤S5)。 
随后，驱动电路5读出存储在存储电路6中的信号波形数据，并且信号产生电路9将读出的信号波形数据转换成唤醒信号(步骤S6)。 
然后，驱动电路5通过放大器7放大由信号产生电路9产生的唤醒信号(步骤S7)。 
驱动电路将放大的唤醒信号输出至振动装置8，并且振动装置8基于唤醒信号开始驱动(步骤S8)。 
当完成处理到步骤S8时，车辆异常报告装置100返回到步骤S1的处理，并重复处理序列。如果在步骤3判定驾驶员10不处于打盹状态(步骤S3：否)，则驱动电路5停止振动装置8的振动(步骤S4)，并重复从步骤S1的处理的处理序列。 
根据该实施例，当改变振动模式时振动装置8被驱动以施加振动至驾驶员10。因此，即使当驾驶员处于行驶中的振动的车辆内，也能够产生易于被驾驶员察觉的振动，从而能够将异常确定地报告到驾驶员。 
此外，由振动装置8施加到驾驶员10的振动是单次或间歇振动。因此，与持续振动被施加的情形相比，可以促进唤醒驾驶员10而没有疼痛、发瘁感觉和不舒适。 
此外，如果当车辆20在行驶中踩在诸如道路反光体的路上安装物上时将要发生的振动被模仿和施加至驾驶员10以使驾驶员10察觉，则不输出当驾驶员10被声音警报报告时将要发生的声音，从而驾驶员不觉得烦恼。 
在该实施例的基础上已经描述了本发明，然而，本发明不局限于该实施例，在上述结构中，驾驶员10的心跳被心跳传感器2检测以判定异常是否发生于驾驶员10。然而，本发明不局限于该模式。例如，根据测量驾驶员10驾驶操作改变的方法或测量驾驶员10眼睛睁/闭的方法，发生于驾驶员10的异常能被判定。 
在上述实施例中，提供了心跳传感器2和波形处理电路3，并且发生于驾驶员10的异常被检测。然而，本发明不局限于该模式。例如，CCD相机、用于CCD相机的图像处理装置和用于检测驾驶员的驾驶操作的驾驶传感器可被提供，以使车辆20的白线偏离状态被检测，代替检测发生于驾驶员10的异常或作为除检测发生于驾驶员10的异常之外的检测。在该情形下，当判定装置判定车辆20靠近指示驾驶车道范围的白线22到车辆20脱离驾驶车道的程度时，振动装置向驾驶员10施加振动，该振动模仿当车辆20踩在道路反光体上时的振动。因此，驾驶员反射性地感觉他/她的驾驶错误，从而驾驶员能够迅速地校正驾驶操作。 
在上述实施例中，出于车辆20速度的考虑，只在从驾驶员10检测的心跳基础上驱动振动装置。然而，本发明不局限于该模式。例如，上述实施例可配置有车辆速度传感器(车辆速度检测器)11，用于检测车辆20的速度以及将检测的车辆20的速度输出作为车辆速度信号；以及车辆速度检测电路12，用于获得从车辆速度传感器11输出的车辆速度信号，对获得的车辆速度信号执行信号处理以去除包含在车辆速度信号中的信号噪声，以及将处理的车辆速度信号 输出到判定装置4，以及驱动电路5可以根据检测的速度控制振动装置8。在该情形中，当速度低时在振动装置8的驱动启动时的初期驱动间隔可以设置为一个长值，当速度高时可设置为一个短值。此时，驱动电路5可以逐渐缩短相对于根据速度设置的初期驱动间隔的振动间隔。此外，可以根据车辆20的速度设置初期振动强度。例如，可以设置振动强度以使当速度低时振动强度弱而速度高时振动强度强。如上所述，如果根据检测的车辆20的速度控制振动装置8，则可以产生有压力且能够易于被驾驶员察觉的振动并且可以确定地将异常报告至驾驶员。 
此外，除了根据检测的车辆20的速度控制振动装置8的结构外也可以提供如上所述CCD相机和图像处理装置，并且可以检测车辆20的白线偏离状态，代替检测发生于驾驶员10的异常或作为除检测发生于驾驶员10的异常之外的检测。当判定装置4判定车辆20靠近白线22到车辆20脱离驾驶车道的程度时，振动装置8可能施加给驾驶员这样的振动，该振动具有图4(a)到(d)中示出的振动模式之一，或者该振动在相关振动根据速度而改变的同时模仿当车辆踩在道路反光体上时的振动。根据该结构，振动根据速度而改变，从而可以产生驾驶员易于察觉的有压力的振动。此处，虽然预定时间过去但是当白线偏离状态如图7所示持续时，如图4(b)到(d)所示振动间隔逐渐缩短或振动强度逐渐增强，从而即使当车辆20行驶在恒定速度时也能够产生更有压力且更易于被驾驶员察觉的振动，从而可以更确定地将异常报告至驾驶员。 

Claims (11)

1.一种用于车辆的异常报告装置，包括：
检测器，用于当车辆正在行驶时检测驾驶员状态或车辆行驶状态；
判定单元，用于基于检测器的检测结果判定驾驶员状态或车辆状态是否处于异常状态；以及
振动单元，用于当异常状态被判定时将具有预定振动模式的振动施加至驾驶员，其中当异常状态持续时振动单元在改变振动模式的同时施加振动，其中当振动模式改变时振动单元持续地改变每个振动中的频率和振幅。
2.根据权利要求1所述的车辆异常报告装置，其中当振动模式改变时振动单元改变振动施加间隔。
3.根据权利要求1所述的车辆异常报告装置，其中通过振动模式获得的振动是单次振动。
4.根据权利要求1所述的车辆异常报告装置，其中当检测器的检测结果指示驾驶员处于打盹状态时判定单元判定异常状态。
5.根据权利要求1所述的车辆异常报告装置，其中当检测器的检测结果指示车辆偏离白线时判定单元判定异常状态。
6.根据权利要求1所述的车辆异常报告装置，其中振动单元布置在驾驶员就坐的座位处。
7.根据权利要求1所述的车辆异常报告装置，其中振动单元配置有用于将电信号转换为振动的扬声器。
8.根据权利要求1所述的车辆异常报告装置，还包括用于检测车辆速度的车辆速度检测器，其中振动单元根据检测的速度改变振动模式。
9.根据权利要求8所述的车辆异常报告装置，其中当振动模式改变时，如果检测的速度低则振动单元延长初期驱动间隔，如果检测的速度高则缩短初期驱动间隔。
10.根据权利要求8所述的车辆异常报告装置，其中当振动模式改变时，振动单元根据检测的速度改变初期振动强度。
11.一种用于控制车辆异常报告装置的控制方法，所述车辆异常报告装置具有用于在车辆行驶中检测驾驶员状态或车辆行驶状态的检测器以及用于将预定振动模式的振动施加到驾驶员的振动单元，所述控制方法使得检测器检测驾驶员状态或车辆行驶状态并基于检测结果判定驾驶员状态或车辆状态是否处于异常状态，以及当异常状态被判定时使得振动单元以预定振动模式振动并且当异常状态持续时使得振动单元在改变振动模式的同时施加振动，其中当振动模式改变时振动单元持续地改变每个振动中的频率和振幅。
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