JP2007055321A - 車両用異常報知装置及び制御プログラム - Google Patents

車両用異常報知装置及び制御プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】 走行中に振動している車内に運転者がいる場合であっても、運転者が気付き易い振動を発生することができる。
【解決手段】 車両の走行中に、所定の状態を検出する検出手段２と、前記検出手段２の検出結果に基づいて、異常状態であるか否かを判定する判定手段４と、前記異常状態であると判定されたときに、運転者１０に対して所定の振動パターンの振動を与える加振手段８と、を備え、前記加振手段８は、異常状態が継続している場合に、前記振動パターンを変化させつつ前記振動を与えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、運転者に異常を報知する車両用異常報知装置及び制御プログラムに関する。
従来、車両の運転席に加振装置（加振手段）を埋め込み、運転者に異常を報知する車両用異常報知装置が知られている。この種のものでは、例えば、運転者が居眠り運転状態にあることを検知した際に、加振装置を駆動することにより振動を発生させ、この振動により運転者を覚醒させる装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−３３０３６０号公報
しかしながら、上記従来の技術にあっては、加振装置により、運転者に連続的な振動を与えているため、走行中に常に振動している車両の車内にいる運転者には、加振装置による振動に気付き難い場合がある。
本発明は、上述した事情に鑑みて成されたものであり、走行中に振動している車内に運転者がいる場合であっても、運転者が気付き易い振動を発生することが可能な車両用異常報知装置及び制御プログラムを提供することを目的としている。
本発明は、車両の走行中に、所定の状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、異常状態であるか否かを判定する判定手段と、前記異常状態であると判定されたときに、運転者に対して所定の振動パターンの振動を与える加振手段と、を備え、前記加振手段は、異常状態が継続している場合に、前記振動パターンを変化させつつ前記振動を与えることを特徴とする。
この場合において、前記加振手段は、前記振動パターンを変化させるに際し、前記振動の周波数を連続的に可変させてもよい。前記加振手段は、前記振動パターンを変化させるに際し、前記振動の振幅を連続的あるいは段階的に変化させてもよい。前記加振手段は、前記振動パターンを変化させるに際し、前記振動を与える間隔を変化させてもよい。前記振動パターンにより得られる振動は、単発的な振動であってもよい。前記所定の状態は、運転者の居眠り状態、あるいは、車両の白線逸脱状態であってもよい。前記加振手段は、前記運転者が着座する座席に配置されていてもよい。前記加振手段は、電気信号を前記振動に変換するスピーカを備えていてもよい。
本発明は、車両の走行中に、所定の状態を検出する検出手段と、運転者に対して所定の振動パターンの振動を与える加振手段と、を備えた車両用異常報知装置をコンピュータにより制御するための制御プログラムにおいて、前記検出手段に所定の状態を検出させ、検出結果に基づいて、異常状態であるか否かを判定し、異常状態であると判定したときに、前記加振手段を所定の振動パターンで振動させると共に、異常状態が継続している場合に、前記加振手段に前記振動パターンを変化させつつ前記振動を与えさせることを特徴とする。
本発明によれば、走行中に振動している車内に運転者がいる場合であっても、運転者が気付き易い振動を発生することができる。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る車両用異常報知装置１００を示すブロック図である。
車両用異常報知装置１００は、自動車等に搭載されて、運転者１０に生じた様々な異常を検出したときに、運転者１０に報知するための異常報知装置であり、心拍センサ２、波形処理回路３、判定装置４、駆動回路５、加振装置８を備えている。以下、運転者１０が居眠り状態となった場合について説明する。
心拍センサ２と加振装置８とは、運転者１０が着座する運転席１に収納されている。心拍センサ２は、運転者１０の心臓に近い部位に収納され、加振装置８は、運転者１０の背中に近い部位に収納されている。
心拍センサ２は、運転者１０の心拍を検出するセンサであり、運転者１０から検出した心拍を心拍信号として波形処理回路３に出力する。
波形処理回路３は、心拍センサ２から取得した心拍信号に信号処理を行い、心拍信号に含まれている信号ノイズを除去して判定装置４に出力する。
判定装置４は、波形処理回路３から取得した心拍信号に基づく心拍数と所定のしきい値とを比較し、運転者１０が居眠り状態であるか否かを判定する。そして、判定装置４が、運転者１０が居眠り状態であると判定した場合には、判定装置４は駆動回路５に対して加振装置８を駆動させるための制御信号を出力する。
駆動回路５は、所定のパルス電流値、パルス周期で加振装置８を駆動させる。駆動回路５は、記憶回路６、信号生成回路９、増幅器７を備えている。この記憶回路６には、覚醒効果のある信号波形が覚醒用信号として予め記憶されている。また、増幅器７は、覚醒用信号を増幅させるための増幅器である。判定装置４から加振装置８を駆動させるための制御信号を受けた駆動回路５は、記憶回路６に収納されている覚醒用信号を増幅器７に出力し、覚醒用信号を増幅器７で増幅してから加振装置８に出力する。
加振装置８は、電気信号を前記振動に変換する装置であり、例えばスピーカである。加振装置８は、駆動回路５からの信号波形を忠実に再現し、運転者１０に覚醒を促す振動として伝達する。
図２は、記憶回路６に収納されている単発的な覚醒用信号の波形を示すグラフである。
このグラフは、縦軸が振幅であり、横軸が時間（秒）である。この波形の基本周波数は１００ｍｓｅｃで３．５波程度であるため、３５Ｈｚ前後である。この波形では、振幅及び周波数を変化させつつ振動しており、この波形における包絡線では、１４０ｍｓｅｃ程度でピーク値となり、その後急激に減衰し、４００ｍｓｅｃ前後では振幅がほぼ０（ゼロ）になっている。この波形のような単発的な入力波形を加振装置８が振動として忠実に再現することにより、人を覚醒させるときに背中を瞬間的に押した時に似た覚醒効果を、加振装置８は運転者１０に与えることができる。
図３は、記憶回路６に収納されている断続的な覚醒用信号の波形を示すグラフである。
この波形では、３発の断続的な入力波形となっており、それぞれ１発の波形は、上述した単発的な入力波形と同様であるが、１００ｍｓｅｃ程度で振幅がピークとなった後、３００ｍｓｅｃ程度で振幅がほぼ０（ゼロ）まで減衰している。そして、振幅がほぼ０まで減衰した後、２００ｍｓｅｃ弱のインターバルがあり、再び１発目と同様の入力波形となり、２発目の波形が始まってから３００ｍｓｅｃ程度で減衰している。３発目の波形も、１発目及び２発目と同様であり、２発目の波形から２００ｍｓｅｃ弱のインターバル後に、１発目及び２発目と同様の波形となり、３発目の波形が始まってから３００ｍｓｅｃ程度で減衰している。
このような断続的な入力波形を駆動回路５が加振装置８に出力することで、加振装置８は、断続的に叩いている大太鼓の叩いている側で聞いているかのように、腹に響いて覚醒されるような効果を運転者１０に与えることができる。
また、このような断続的な入力波形の応用例は、他にも、車両を運転中に路上のキャッツアイを踏んだときのような振動を模擬し、この振動を運転者１０に与えて、運転者１０を覚醒させることもできる。
図４は、振動の振幅及び駆動間隔を断続的に変化させたときの加振装置８による駆動パターンの概略を示すグラフである。
この図は、判定装置４が、運転者１０が居眠り状態であると判定してから（居眠り検出がＯＮ）、居眠り状態ではないと判定する（居眠り検出ＯＦＦ）までの、加振装置８の生成する振動パターンを示している。一つ一つの突形状のブロックは、図３に示すように、それぞれ一つの入力波形を模式的に示しており、図３に示す波形をこのブロック表示で示したものが図４（ａ）である。
図４（ａ）は、駆動回路５が、同一の振動強度、かつ、駆動間隔を初期間隔から同間隔で、加振装置８を駆動させているときの駆動パターンである。駆動回路５は、判定装置４が運転者１０の居眠り状態ではないと判定するまで、加振装置８に対して間欠的に振動を繰り返す。
図４（ｂ）は、駆動回路５が、同一の振動強度、かつ、駆動間隔を初期間隔から徐々に短くして、加振装置８を駆動させているときの駆動パターンである。この駆動パターンでは、予め定められた所定の時間が経過するまでは、駆動間隔が徐々に短くなっている。そして、この所定の時間が経過して駆動間隔が入力波形一つ当たりの長さとほぼ同程度の間隔になると、駆動回路５は、この間隔で、判定装置４が運転者１０の居眠り状態ではないと判定するまで、加振装置８の駆動を繰り返す。
図４（ｃ）は、駆動回路５が、振動強度を徐々に強くし、かつ、駆動間隔を初期間隔から同間隔で、加振装置８を駆動させているときの駆動パターンである。この駆動パターンでは、予め定められた所定の時間が経過するまでは、振動強度が徐々に強くなっている。そして、この所定の時間が経過すると、駆動回路５は、一定の振動強度で加振装置８を駆動させ、判定装置４が運転者１０の居眠り状態ではないと判定するまで加振装置８の駆動を繰り返す。
図４（ｄ）は、駆動回路５が、振動強度を徐々に強くし、かつ、駆動間隔を初期間隔から徐々に短くして、加振装置８を駆動させているときの駆動パターンである。この駆動パターンでは、予め定められた所定の時間が経過するまでは、振動強度が徐々に強くなると共に、駆動間隔も短くなっている。そして、この所定の時間が経過すると、駆動回路５は、一定の振動強度、かつ、駆動間隔が入力波形一つ当たりの長さとほぼ同程度の間隔で、判定装置４が運転者１０の居眠り状態ではないと判定するまで、加振装置８の駆動を繰り返す。
さらに、単発的な振動と断続的な振動とを組み合わせて用いることにより、例えば、単発的な信号一発では運転者１０が覚醒しないような場合に、単発的な信号に続けて断続的な信号を発生させることにより、覚醒効果をより向上させることができる。
図５は、車両用異常報知装置１００による運転者１０に覚醒を促す動作を示すフローチャートである。
車両用異常報知装置１００が作動すると、先ず、心拍センサ２が運転者１０の心拍を検出し、心拍信号として波形処理回路３に出力する（ステップＳ１）。
次に、波形処理回路３は、心拍センサ２から取得した心拍信号に信号処理を行い、心拍信号に含まれている信号ノイズを除去して、心拍信号を判定装置４に出力する（ステップＳ２）。
そして、判定装置４は、波形処理回路３から取得した心拍信号に基づき、運転者１０が居眠り状態であるか否かを判定する（ステップＳ３）。
ステップＳ３において、判定装置４が、運転者１０が居眠り状態ではないと判定すると（ステップＳ３：ＮＯ）、車両用異常報知装置１００は、加振装置８が振動していないときには無振動状態を保持し、加振装置８が振動しているときには振動を停止させ（ステップＳ４）、ステップＳ１の処理から一連の処理を繰り返す。
一方、ステップＳ３において、判定装置４が、運転者１０が居眠り状態であると判定すると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、判定装置４は、駆動回路５に制御信号を出力する（ステップＳ５）。
次に、駆動回路５は、記憶回路６に記憶されている信号波形データを読み出し、読み出した信号波形データを信号生成回路９が覚醒用信号に変換する（ステップＳ６）。
そして、駆動回路５は、信号生成回路９が生成した覚醒用信号を、増幅器７により増幅する（ステップＳ７）。
駆動回路５は、増幅した覚醒用信号を加振装置８に出力し、加振装置８が覚醒用信号に基づいて駆動を開始する（ステップＳ８）。
車両用異常報知装置１００は、ステップＳ８までの処理を終えると、次にステップＳ１の処理に戻り、一連の処理を繰り返す。そして、ステップＳ３において、運転者１０が居眠り状態ではないと判定すると（ステップＳ３：ＮＯ）、駆動回路５は加振装置８の振動を停止させ（ステップＳ４）、ステップＳ１の処理から一連の処理を繰り返す。
本実施形態によると、加振装置８が駆動し、運転者１０に対して、振動パターンを変化させながら振動を与えるため、走行中に振動している車内に運転者がいる場合であっても、運転者が気付き易い振動を発生することができる。
また、加振装置８が運転者１０に対して与える振動が、単発的あるいは断続的な振動である。このため、連続的な振動を与える場合に比べて、運転者１０に対して痛みや痒みあるいは不快感を伴わずに、運転者１０に覚醒を促すことができる。
さらに、車両を運転中にキャッツアイのような路上設置物を踏んだときのような振動を模擬し、この振動を運転者１０に与えて、運転者１０を覚醒させるようにすれば、音声警報で運転者１０に報知するときのように音声が出力されるわけではなく、わずらわしさが少ない。
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、上記構成において、心拍センサ２により運転者１０の心拍を検出することにより運転者１０に異常が生じたか否かを判定しているが、これに限らず、例えば、運転者１０によるハンドル操作の変化を計測する方法や、運転者１０の眼の開閉を計測する方法により、運転者１０に生じた異常を判定してもよい。
上記実施形態では、心拍センサ２及び波形処理回路３を備え、運転者１０に生じた異常を検出しているが、これに限らず、例えば、ＣＣＤカメラ及びその画像処理装置、運転者のハンドル操作を検出する操舵センサを備え、車両の白線逸脱状態を運転者１０に生じた異常に代えて、あるいは運転者１０に生じた異常と共に検出するようにしてもよい。この場合には、車両が走行車線をはみ出そうになる位白線に近づいたと判定装置が判定したときに、加振装置が運転者に対して、車両がキャッツアイを踏んだときを模擬した振動を与える。これにより、運転者は、反射的に操舵操作ミスであると感じるため、迅速に修正操舵を行うことができる。
上記実施形態では、車両の速度を考慮せずに加振装置を駆動しているが、これに限らず、車両の速度を検出し、例えば、検出した速度に応じて加振装置の駆動開始時における初期の駆動間隔を、速度が遅いときには駆動間隔が長く、速度が速いときには駆動間隔を短く設定してもよい。このとき、加振装置はキャッツアイを踏んだときの振動を運転者に対して与え、予め設定した所定の時間を経過しても、白線逸脱状態が継続している場合には、速度に応じて設定した初期の駆動間隔を基準に、徐々に振動間隔を短くするようにしてもよい。さらには、初期の振動強度も、車両の速度に応じて設定してもよい。
車両用異常報知装置の機能的構成を示すブロック図である。 単発的な覚醒用信号の波形を示す図である。 断続的な覚醒用信号の波形を示す図である。 加振装置の駆動パターンを示す図である。 車両用異常報知装置の動作を示す図である。
符号の説明
１ 運転席（座席）
２ 心拍センサ（検出手段）
４ 判定装置（判定手段）
８ 加振装置（加振手段）
１０ 運転者
１００ 車両用異常報知装置

Claims (9)

  1. 車両の走行中に、所定の状態を検出する検出手段と、
    前記検出手段の検出結果に基づいて、異常状態であるか否かを判定する判定手段と、
    前記異常状態であると判定されたときに、運転者に対して所定の振動パターンの振動を与える加振手段と、を備え、
    前記加振手段は、異常状態が継続している場合に、前記振動パターンを変化させつつ前記振動を与えることを特徴とする車両用異常報知装置。
  2. 請求項１に記載の車両用異常報知装置において、
    前記加振手段は、前記振動パターンを変化させるに際し、前記振動の周波数を連続的に可変することを特徴とする車両用異常報知装置。
  3. 請求項１又は２に記載の車両用異常報知装置において、
    前記加振手段は、前記振動パターンを変化させるに際し、前記振動の振幅を連続的あるいは段階的に変化させることを特徴とする車両用異常報知装置。
  4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用異常報知装置において、
    前記加振手段は、前記振動パターンを変化させるに際し、前記振動を与える間隔を変化させることを特徴とする車両用異常報知装置。
  5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用異常報知装置において、
    前記振動パターンにより得られる振動は、単発的な振動であることを特徴とする車両用異常報知装置。
  6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の車両用異常報知装置において、
    前記所定の状態は、運転者の居眠り状態、あるいは、車両の白線逸脱状態であることを特徴とする車両用異常報知装置。
  7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の車両用異常報知装置において、
    前記加振手段は、前記運転者が着座する座席に配置されることを特徴とする車両用異常報知装置。
  8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の車両用異常報知装置において、
    前記加振手段は、電気信号を前記振動に変換するスピーカを備えることを特徴とする車両用異常報知装置。
  9. 車両の走行中に、所定の状態を検出する検出手段と、運転者に対して所定の振動パターンの振動を与える加振手段と、を備えた車両用異常報知装置をコンピュータにより制御するための制御プログラムにおいて、
    前記検出手段に所定の状態を検出させ、
    検出結果に基づいて、異常状態であるか否かを判定し、
    異常状態であると判定したときに、前記加振手段を所定の振動パターンで振動させると共に、異常状態が継続している場合に、前記加振手段に前記振動パターンを変化させつつ前記振動を与えさせることを特徴とする制御プログラム。

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