JP2007186124A - 飲酒検出装置、飲酒運転防止システム、および運転者入れ替わり防止装置 - Google Patents

飲酒検出装置、飲酒運転防止システム、および運転者入れ替わり防止装置 Download PDF

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Abstract

【課題】運転者本人のアルコール濃度を確実に検出し、またアルコールが検出されても、エンジンを停止させずに自動車の運転を不可能にし、さらに運転者の入れ替わりを検出する。
【解決手段】飲酒運転防止システムにおいて、飲酒検出装置は、車輌のギアから脈拍とアルコール濃度を検出する第1の検出手段と、運転席着席者の脈拍を検出する第2の検出手段と、2つの脈拍検出結果より、同一人物の脈拍と判断でき、かつアルコール濃度が基準値より大きいとき、運転者を飲酒状態とする飲酒検出手段とを備え、車輌制御手段は飲酒が検出されたとき、ギアを運転不可能状態にロックする。さらに運転席の荷重変動によって運転者の入れ替わりを検出する。
【選択図】図1

Description

本発明は車輌の運転者の飲酒状態を検出する飲酒検出装置と、その飲酒検出装置によって運転者の飲酒状態が検出されたとき、例えば自動車のエンジンを停止させることなく、ギアを運転不可能状態にロックすることによって、飲酒運転を防止する飲酒運転防止システムに関する。更に、飲酒運転防止システムを運転者以外の者が行うことのないように運転者の入れ替わり検出を行い、飲酒運転を防止する運転者入れ替わり防止装置に関する。
車輌、例えば自動車による交通事故は大きな社会問題となっており、特に飲酒運転は重大な交通事故の原因ともなるため、その防止は重大な課題である。従来においてはこのような飲酒運転の防止は、主として法的な規制と運転者本人の自覚に頼るものであった。
近年の道路交通法の改正などによって飲酒運転などに対する罰則が強化されているが、そのような罰則の強化のみでは必ずしも飲酒運転を効果的に防止することができず、自動車自体の飲酒運転を物理的に不可能とするような対策が必要となっている。
このような飲酒運転防止に関する従来技術としての特許文献1、2では、自動車の運転席の近傍に設置された、呼気からのアルコール蒸気検知センサによる検出値が所定の値を超えたときに、例えばイグニッション回路の作動を不可能にし、自動車の発進、走行を自動的に阻止する技術が開示されている。
特開2004−249847号「運転操作における危険防止方法、および同装置」 特開平8−150853号「飲酒時の自動車エンジン始動制御装置」
しかしながら特許文献1、2では、基本的に自動車の運転を開始する前にアルコール濃度の検出を行い、その結果に対応して自動車の運転を不可能とするものであり、例えば走行開始後の運転者の入れ替わりや、例えば業務用のバスやタクシーなどのように本来の運転者が特定されている場合の替え玉運転などを防止することができないという問題点があった。
このような問題点に対応するために特許文献3では、音声によって車輌を運転する乗務員を特定するとともに、その乗務員の呼気中に含まれるアルコールを検出し、替え玉運転などによる飲酒運転の防止を確実に防止する技術が開示されている。また特許文献4には自動車キーのキーホルダーに指紋検出機能とアルコール濃度検出機能とを備え、指紋が一致しない場合、あるいはアルコール濃度が基準値以上である場合にはキー自体を使用不可能とする技術が開示されている。
特開2004−305494号 「飲酒検出装置及び該装置を用いた飲酒運転防止システム」 特開2004−169524号 「飲酒運転防止及び盗難防止機能付キー装置」
しかしながら特許文献3、および4の技術では、音声識別や指紋判定などの運転者認証が必要となり、その自動車を運転可能な運転者が限定され、例えば運転代行などのように第3者がその自動車を運転できなくなるという問題点がある。さらに以上に述べた従来技術では、運転者のアルコール濃度の検出は基本的に運転者の呼気によって行われており、例えば窓が開放されている場合や、運転者以外の同乗者の呼気の混入など、運転者のアルコール濃度を確実に検知することができないという問題点もあった。
特許文献5、および6では、このような問題点に対応して皮膚から運転者のアルコール濃度を検出する技術、および非常に低いレベルのアルコール濃度を測定する技術が開示されている。
US Patent 6,886,653B1 “SYSTEM AND METHOD FOR PREVENTING THE OPERATION OF A MOTOR VEHICLE BY A PERSON WHO IS INTOXICATED” US Patent 5,944,661 “POTENTIAL AND DIFFUSION CONTROLLED SOLID ELECTROLYTE SENSOR FOR CONTINUOUS MEASUREMENT OF VERY LOW LEVELS OF TRNSDERMAL ALC−OHOL”
以上に述べた従来技術においては、呼気によってアルコール濃度を検出する場合には確実に運転者のアルコール濃度を検知することができないという問題点があった。またアルコール反応のチェックをエンジンの始動前に1度だけ行う場合には、その後の運転者の入れ替わりによる飲酒運転を防止することができないという問題点があった。さらにアルコール反応のチェックと同時に運転者の認証を行う場合には、その自動車を運転できる運転者が限定されてしまうという問題点があった。
またアルコールチェックによってアルコール濃度があらかじめ定められた濃度を超えている場合にエンジンの始動を不可能とする場合には、エアコンや暖房、カーラジオなども使用不可能となり、冬場や夜間、さらには災害などの緊急時において命を落としたり、避難を妨げたりする恐れがあるという問題点もあった。
本発明の課題は、上述の問題点に鑑み、運転者の認証を行うことなく、運転者本人のアルコール濃度を確実に検出し、その後の運転者の入替を防止するとともに、アルコールが検出されても、エンジンを停止せずに自動車の運転を不可能とすることができる飲酒運転防止システムを提供することである。
図1は本発明の飲酒運転防止システムの原理構成ブロック図である。同図において飲酒検出装置1が車輌制御手段2に接続されて、システムが構成される。また飲酒検出装置1は第1の検出手段3、第2の検出手段4、および飲酒検出手段5を備える。
第1の検出手段3は、車輌のギアから脈拍とアルコール濃度を検出するものであり、例えば自動車のシフトレバーに装着された脈拍センサ、およびアルコールセンサから構成される。
第2の検出手段4は、車輌の座席から脈拍を検出するものであり、例えば運転座席に備えられ、運転座席に着席した運転者の脈拍を検出するものである。
飲酒検出手段5は、第1の検出手段3と第2の検出手段4との脈拍の検出結果より、同一人物による脈拍と判定できる場合であって、かつ第1の検出手段によって検出されたアルコール濃度があらかじめ定められた基準値より大きいとき、運転席着席者を飲酒状態として検出するものである。
車輌制御手段2は、飲酒検出手段5によって運転席着席者の飲酒状態が検出されたとき、車輌のギアを運転不可能状態にロックするものである。
本発明の飲酒検出装置は図1の構成に加え、さらに荷重変動監視手段、入れ替わり検出手段を備える。荷重変動監視手段は車輌の運転席における荷重の変動を監視するものであり、例えば運転座席に備えられた荷重変動センサである。
入れ替わり検出手段は荷重変動監視手段によって検出される荷重変動に対応して運転席着席者の入れ替わりを検出するものであり、例えば荷重減少状態がある一定時間以上継続した場合に運転席着席者の入れ替わりを検出する。飲酒検出手段は運転席着席者の入れ替わりが検出されたときに入れ替わり後の運転席着席者に対するアルコール検知を実行するものであり、一定濃度以上のアルコール濃度が検出されたときには、図1における車輌制御手段によって車輌のギアを運転不可能状態にロックする制御が行われる。
さらに本発明の運転者入れ替わり検出装置は、前述と同様の荷重変動監視手段と、入れ替わり検出手段とを備え、運転席における荷重の変動に対応して運転者の入れ替わりを検出する。
以上のように本発明によれば、運転者が運転席に着席した状態での運転者の脈拍と、例えばシフトレバーに運転者が手を触れた状態で皮膚から検出された脈拍とが一致したとき、皮膚から検出されたアルコール濃度に対応して飲酒状態の検出が行われる。
また本発明によれば、運転席における荷重変動に対応して運転者の入れ替わりが検出され、入れ替わりが検出されたときに入れ替わり後の運転者に対するアルコール検知が実行される。
本発明によれば、運転席に着席した人間の脈拍と、例えばシフトレバーに手を触れている人間が同一であるか否かを脈拍の一致によって検出するため、運転者の認証を行うことなく、運転代行のように第3者が運転することが可能となる。またアルコール濃度を皮膚から測定するため、アルコール濃度の測定が確実に行われる。
また本発明によれば、例えば最初にアルコールチェックを行って問題なしと判定され、自動車が走行を開始した後に、エンジンを停止させることなく、運転者が飲酒者と入れ替わったような場合に、入れ替わり後の運転者に対するアルコール検出を実施することが可能となる。さらに運転者が飲酒者と入れ替わらなくとも、エンジンを停止させることなく降車して飲酒した場合には再びアルコール検出が実施され、飲酒運転を防止することができる。
図2は、本実施形態における飲酒運転防止システムを含む自動車制御システムの全体構成ブロック図である。図3は、運転座席を中心とする飲酒検出装置の各構成ブロックの配置図である。なおこれらの図においては、本発明とは直接の関係がない自動車のハンドルシステムや、ブレーキシステムなどの構成についてはすべて省略されている。
図2において運転可否判別部11は、脈拍やアルコール濃度の検出結果に応じて運転席に着席している運転者の運転可否を判別するものである。この運転可否判別部11には脈拍同期検知器12と、シフトレバー13に装着され、シフトレバー13を握った人間の皮膚からアルコール濃度を検出するアルコールセンサ14が接続される。したがってアルコール検査対象者はシフトレバー13を握っている運転者に限定される。
脈拍同期検知器12に対しては、同様にシフトレバー13に装着され、シフトレバーを握った人間の皮膚から脈拍を検出する脈拍センサ15と、運転座席16に備えられている脈拍センサ17とのそれぞれの脈拍検出結果が与えられる。すなわち脈拍同期検知器12は、運転座席16に着席した運転者とシフトレバー13を握った人間との脈拍の同期を検出することによって、運転座席16に着席している運転者とシフトレバーを握った人間とが同一人物であるか否かを検出するものであり、運転可否判別部11は、脈拍同期検知器12によって脈拍の同期が検出されたときに、アルコールセンサ14によって検出されたアルコール濃度とあらかじめ定められたアルコール濃度とを比較して、運転座席16の着席者に対するアルコール検出を行う。
運転座席16には荷重変動センサ18が備えられる。荷重変動センサ18は運転座席16に着席している人間に対応する荷重の変動を検出するものであり、例えば自動車が走行開始後にパーキングエリアなどで停止し、運転者の交代が行われるときなどに、荷重変動を運転者入替判別部19に出力し、その荷重変動に対応して運転者入替判別部19は運転者の入れ替わりや、運転者の着席の有無を判別し、その結果を運転可否判別部11に与える。運転可否判別部11は、これに対応して運転座席16に着席した運転者を対象として、脈拍同期検知器12とアルコールセンサ14とを用いて再び運転可否の判別を行う。
運転可否判別部11には、シフトレバー制御部20と、表示部21とが接続される。シフトレバー制御部20は、運転可否判別部11が運転座席16に着席している運転者に対する運転を許可しない場合に、シフトレバー13の位置をギアが走行不可能状態となるようにロックさせる、すなわちオートマチックトランスミッション(AT)車の場合にはP(パーキング)、マニュアルトランスミッション(MT)車の場合はN(ニュートラル)となった状態でシフトレバー13をロックさせる。表示部21は、運転可否判別部11の制御によって、後述するように運転座席着席者16に対して、例えばシフトレバー13を握る操作を行わせるための表示を行う。
エンジン制御部22は運転可否判別部11、およびシフトレバー制御部20に接続され、ギアの状態がAT車ではP、MT車ではNのときにのみエンジン23の始動を許可する。エンジン制御部22はエンジンスタータ24を介してエンジン23と接続され、エンジンの始動はエンジンキー25によって行われる。さらに運転者入替判別部19には速度計26が接続され、運転者入替判別部19は前述のように、例えばパーキングエリアにおいて自動車が停止したとき、すなわちその速度が“0”となった時点で運転者の入替の判別を行う。
図3において、前述のように運転座席16には脈拍センサ17と荷重変動センサ18が装着される。またシフトレバー13には、シフトレバーを握った人間の皮膚から、その人間のアルコール濃度、脈拍を検出するアルコールセンサ14、脈拍センサ15が備えられる。2つの脈拍センサ15と17による脈拍の検出結果は脈拍同期検知器12に与えられ、それらの脈拍の同期が検出されることによって、運転座席16の着席者とシフトレバーを握った人間とが同一であることが検出される。
運転可否判別部11に対しては、脈拍同期検知器12とアルコールセンサ14、および運転者入替判別部19の出力が与えられ、運転座席着席者とシフトレバー13を握った人間とが同一であるときに、アルコールセンサ14の検出結果に応じて運転者の運転可否が判別される。また運転座席16に装着された荷重変動センサ18によって検出された荷重変動に対応して、運転者入替判別部19によって運転者の入れ替わりが検出されたときに、運転座席16に新たに着席した運転者に対する脈拍同期検知器12による同期検出と、アルコールセンサ14によるアルコール濃度検出が実行され、新たに運転座席に着席した運転者の運転可否が再び判別される。なお運転可否判別部11は、運転者に対するアルコール検査が終了していない時点では、シフトレバー制御部20によって自動車がAT車の場合はギアをP、MT車の場合にはNとして、エンジンが始動されてもシフトレバーをその位置でロックさせ、アルコール検査が終了し、運転者の運転を可とするときにのみシフトレバーのロックの解除を行わせる。
なお本発明の特許請求の範囲の請求項1における第1の検出手段は図2のアルコールセンサ14と脈拍センサ15とに、第2の検出手段は脈拍センサ17に、飲酒検出手段は脈拍同期検知器12と運転可否判別部11とに相当し、請求項2における車輌制御手段はシフトレバー制御部20に相当する。さらに請求項3における荷重変動監視手段は荷重変動センサ18に、入れ替わり検出手段は運転者入替判別部19に相当する。
図4は、本実施形態における飲酒運転防止方式の動作フローチャートである。例えば運転者が運転座席に着席して動作が開始され、ステップS1で運転者によってエンジンキーが回されると、ステップS2でシフトレバー制御部20を介して、運転可否判別部11によってシフトレバーがPレンジ(AT車、MT車の場合はNの位置)になっているか否かが判定され、なっていない場合にはステップS3でエンジンの始動が許可されないことを示す警告を表示部21によって運転者に伝え、シフトレバーをPレンジ(Nの位置)にするように運転者に操作が求められる。
運転者によって再びステップS1でエンジンキーが回され、ステップS2でシフトレバーがPレンジになっていると判定されると、ステップS4で運転可否判別部11によってエンジン制御部22に対してエンジンの始動が許可され、その後ステップS5でシフトレバー制御部20によってシフトレバー13のロックが行われる。
シフトレバーのロック完了後にステップS6で運転者に対して表示部21によって運転可否の判定を行うための表示(または音声通知)が行われる。すなわち運転者に対して、シートベルトを装着し、シフトレバーを握る操作を求める表示が行われる。シートベルトを装着することによって、運転座席16への運転者の着席が確実となり、脈拍センサ17による運転者の脈拍の検出が確実に行われる。
続いてステップS7で運転者によってシフトレバーが握られた後に、運転可否判別部11によってステップS8で荷重変動センサ18による荷重変動検出結果、この場合には荷重の増加に対応して運転者の運転座席16への着席の判定が行われ、着席していないと判定されるとステップS9で表示部21によって運転者に対して「運転席に座ってください。」という警告が行われ、ステップS5以降の動作が繰り返される。
ステップS8で運転者が運転座席16に着席していると判定されると、ステップS10で運転可否判別部11によって、脈拍同期検知器12を介した脈拍センサ15の出力などに対応して、運転者がシフトレバー13を握っているか否かが判定され、握っていない場合にはステップS11で表示部21によって「シフトレバーを握ってください。」という警告が表示された後に、ステップS5以降の動作が繰り返される。
ステップS10で運転者がシフトレバー13を握っていると判定されると、ステップS12で運転座席16に着席している人の脈拍の脈拍センサ17による測定結果が脈拍同期検知器12に、またステップS13でシフトレバー13に装着されている脈拍センサ15の測定結果が与えられ、ステップS14で脈拍同期検知器12によって脈拍センサ17の出力と脈拍センサ15の出力の同期が取れているか否かが判定される。ここで2つの脈拍センサの出力の同期が取れているか否かの判定は、例えば2つの脈拍センサの出力する脈拍パルスの波形を比較し、2つの脈拍パルスの同期を検出することによって行われるが、簡単のためにはある時間内の脈拍数の一致を検出することによって行うことも可能である。
2つの脈拍センサの出力の同期が取れていないと判定されると、ステップS15で表示部21によって運転者に対して「もう一度やり直してください。」という警告が表示された後に、ステップS5以降の動作が繰り返される。
脈拍センサ17と15との検出結果の間で同期が取れていると判定されると、ステップS16でアルコールセンサ14を用いて運転者のアルコール濃度が測定され、ステップS17でアルコール反応がないか否かが判定され、アルコール反応が検出された場合にはステップS18で「アルコール反応がありました。あなたは運転できません。」という警告が表示部21によって運転者に対して表示された後に、ステップS5以降の動作が繰り返される。
アルコール反応が検出されなかった場合には、ステップS19で運転可否判別部11によってシフトレバー制御部20に対してシフトレバー13のロックを解除させ、ステップS20で「あなたは運転可能です。」というチェック結果の表示が表示部21によって運転者に通知され、運転者が車輌を運転することが可能となる。
ステップS21で車輌の走行が開始されると、ステップS22で走行速度が“0”になったか否かが速度計26によって監視され、なっていない場合には車輌の走行は継続される。走行速度が“0”になった場合には、運転者入替判別部19によって荷重変動センサ18による測定結果を用いて運転席で荷重の変化があったか否かが判定される。
ここではアルコール検査に合格した運転者が車輌の運転を開始してから、例えばサービスエリアに停止し、走行速度が“0”の状態で運転者の交代があったか否かが判定される。すなわち運転席での荷重が減った状態がある一定時間以上継続した場合に運転者の入れ替わりがあったとの判定が行われる。運転者が一時的に運転席を離れた場合でも同様に扱われるが、荷重の変化がなかったと判定された場合にはステップS21に戻り、車輌の走行再開が可能となる。
荷重の変化があったと判定されると、ステップS24でシフトレバーがPレンジ(N位置)以外であるか否かが判定される。以外でない場合、すなわち車輌の走行が不可能な位置である場合にはステップS5に戻り、シフトレバーがロックされた後に運転席に着席している運転者が運転可能かどうかの判定が繰り返される。
ステップS24でシフトレバーが車輌走行可能な位置にある場合には、ステップS25で運転可否判別部11によって表示部21を介して運転者にPレンジ(N位置)に戻すように表示が行われ、一定時間が経過した後にステップS26でシフトレバー制御20を介してシフトレバーが車輌運転不可能に変更されたか否かが判定され、変更された場合にはステップS5以降の動作が繰り返される。変更されていない場合にはステップS27でエンジン制御部22によってエンジン23を強制的に停止させて処理を終了する。この場合には運転席の運転者は、図4の最初のステップS1におけるエンジンキーを回す操作から動作を行わなければならないことになる。
以上において本実施形態における飲酒運転防止システムの動作について詳細に説明したが、シフトレバーの位置を運転者の操作によることなく、例えばシフトレバー制御部20によって自動的に変更する機構がある場合には、フローチャート内の一部の動作を簡略化することができる。そのような機構がある場合には図4のステップS2からステップS5までの動作に代わって、シフトレバーがPレンジ(N位置)になっていない場合には強制的にシフトレバーをその状態に変更させた上でエンジン始動を行うことができる。同様にステップS25からS27の処理に代わって、シフトレバーを強制的に車輌走行不可能状態に変更させた上で、ステップS5でシフトレバーをロックする動作を行ってもよい。
(付記1)
車両のギアから脈拍とアルコール濃度とを検出する第1の検出手段と、
車輌の運転席の座席から脈拍を検出する第2の検出手段と、
該第1の検出手段と第2の検出手段との脈拍の検出結果より、同一人物による脈拍と判定できる場合であって、かつ該第1の検出手段によって検出されたアルコール濃度があらかじめ定められた基準値より大きいとき、該運転席着席者を飲酒状態として検出する飲酒検出手段とを備えることを特徴とする飲酒検出装置。
(付記2)
付記1に記載の飲酒検出装置と、
前記飲酒状態が検出されたとき、前記車輌のギアを運転不可能状態にロックする車輌制御手段とを備えることを特徴とする飲酒運転防止システム。
(付記3)
車輌の運転席における荷重の変動を監視する荷重変動監視手段と、
該荷重の変動に対応して運転席着席者の入れ替わりを検出する入れ替わり検出手段と、
該入れ替わりが検出されたとき、入れ替わり後の運転席着席者に対するアルコール検知を実行する飲酒検出手段とを備えることを特徴とする飲酒検出装置。
(付記4)
前記入れ替わり検出手段が、前記荷重の減少状態があらかじめ定められた時間以上継続したとき、運転席着席者の入れ替わりを検出することを特徴とする付記3記載の飲酒検出装置。
(付記5)
付記3に記載の飲酒検出装置と、
前記飲酒状態が検出されたとき、前記車輌のギアを運転不可能状態にロックする車輌制御手段とを備えることを特徴とする飲酒運転利防止システム。
(付記6)
車両の運転者の入れ替わりを検出する運転者入れ替わり検出装置であって、
車輌の運転席における荷重の変動を監視する荷重変動監視手段と、
前記荷重変動監視手段が荷重の変動を検出した場合、運転者の入れ替わりを検出する入れ替わり検出手段と
を有することを特徴とする運転者入れ替わり検出装置。
本発明の飲酒運転防止システムの原理構成ブロック図である。 本発明の飲酒検出装置を含む自動車制御システムの全体構成ブロック図である。 図2に対応する飲酒検出装置の運転座席付近の配置を示す図である。 飲酒運転防止システムにおける詳細動作のフローチャートである。
符号の説明
1 飲酒検出装置
2 車輌制御手段
3 第1の検出手段
4 第2の検出手段
5 飲酒検出手段
11 運転可否判別部
12 脈拍同期検知器
13 シフトレバー
14 アルコールセンサ
15 脈拍センサ
16 運転座席
17 脈拍センサ
18 荷重変動センサ
19 運転者入替判別部
20 シフトレバー制御部
21 表示部
22 エンジン制御部
23 エンジン
24 エンジンスタータ
25 エンジンキー
26 速度計

Claims (5)

  1. 車両のギアから脈拍とアルコール濃度とを検出する第1の検出手段と、
    車輌の運転席の座席から脈拍を検出する第2の検出手段と、
    該第1の検出手段と第2の検出手段との脈拍の検出結果より、同一人物による脈拍と判定できる場合であって、かつ該第1の検出手段によって検出されたアルコール濃度があらかじめ定められた基準値より大きいとき、該運転席着席者を飲酒状態として検出する飲酒検出手段とを備えることを特徴とする飲酒検出装置。
  2. 請求項1に記載の飲酒検出装置と、
    前記飲酒状態が検出されたとき、前記車輌のギアを運転不可能状態にロックする車輌制御手段とを備えることを特徴とする飲酒運転防止システム。
  3. 車輌の運転席における荷重の変動を監視する荷重変動監視手段と、
    該荷重の変動に対応して運転席着席者の入れ替わりを検出する入れ替わり検出手段と、
    該入れ替わりが検出されたとき、入れ替わり後の運転席着席者に対するアルコール検知を実行する飲酒検出手段とを備えることを特徴とする飲酒検出装置。
  4. 前記入れ替わり検出手段が、前記荷重の減少状態があらかじめ定められた時間以上継続したとき、運転席着席者の入れ替わりを検出することを特徴とする請求項3記載の飲酒検出装置。
  5. 車両の運転者の入れ替わりを検出する運転者入れ替わり検出装置であって、
    車輌の運転席における荷重の変動を監視する荷重変動監視手段と、
    前記荷重変動監視手段が荷重の変動を検出した場合、運転者の入れ替わりを検出する入れ替わり検出手段と
    を有することを特徴とする運転者入れ替わり検出装置。
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