JP5347556B2 - 飲酒検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用の飲酒検知装置に関するものであり、特に、自動車の運転者の飲酒の有無を検知することに利用される飲酒検知装置に関するものである。

従来から飲酒運転が社会的に非常に問題となっており、ドライバーの飲酒の有無を判定するための装置が提案されている。このような分野の技術として、例えば、下記特許文献１に記載のアルコール検知装置が知られている。この装置は、車両の運転者が吹き込んだ呼気を導入し、アルコールセンサによって被験者の呼気のアルコール濃度を検知することで、運転者の飲酒検査を行うものである。この装置では、運転者が乗車し車両のスタートスイッチが起動されると、アルコールセンサがヒータで加熱（ヒートクリーニング）されてノイズが抑えられた適正な状態となり、アルコール濃度検知可能な状態とされる。

特開平９−２９２３５４号公報

しかしながら、この種のアルコール検知装置では、運転者が乗車してから飲酒検査を行うまで、ヒートクリーニングの時間分だけ運転者の待ち時間が発生する。このような待ち時間が発生すると、乗車後に直ぐに車両を発進できないので、車両の利便性を低下させてしまう。また、飲酒検査による待ち時間中はエンジンの始動ができないので、例えばエンジンに連動する空調装置も待ち時間中には起動できず、特に、夏季や冬季においては、運転者に不快感を与えることになる。このような運転者の不利益を低減すべく、アルコール検知装置においては、運転者の乗車後に速やかに飲酒検査が行われることが望まれる。

本発明は、運転者の乗車後に速やかに飲酒検査を行うことができる飲酒検知装置を提供することを目的とする。

本発明の飲酒検知装置は、車両に搭載され、アルコールセンサを有する飲酒検知装置であって、アルコールセンサの加熱によって当該アルコールセンサのヒートクリーニングを行うヒートクリーニング手段と、車両がイグニッションオフの状態の場合に、ヒートクリーニング手段にヒートクリーニングを所定の実行周期で定期的に実行させると共に、実行周期を可変的に設定する周期設定手段を有するヒートクリーニング制御手段と、車両の現在位置を取得するＧＰＳ装置と、を備え、周期設定手段は、ＧＰＳ装置で取得された車両の現在位置が、予め記憶した所定のルート上以外の位置であった場合には、そうでない場合に比較して、実行周期を短くすることを特徴とする。

この飲酒検知装置では、車両のイグニッションオフの状態で運転者が車両から離れた場合、イグニッションオフの状態の間にヒートクリーニングが行われる。従って、その後運転者が乗車した時には、ヒートクリーニング済みであるので、既にアルコールセンサが適正な状態であり、速やかに飲酒検査を行うことができる。

また、本発明の飲酒検知装置は、時間帯ごとの車両の使用頻度を記憶する使用頻度記憶部を更に備え、周期設定手段は、使用頻度記憶部を参照し、現在時刻に対応する使用頻度に基づいて実行周期を決定することとしてもよい。

この構成によれば、イグニッションオフの状態の時に行うヒートクリーニングの頻度を、時間帯ごとに車両の使用頻度に応じ、運転者が車両に乗車してくる可能性に応じて変化させることができる。従って、運転者が乗車した際における最後のヒートクリーニングからの経過時間を、確率論的に平均して、短くすることができる。

また、本発明の飲酒検知装置は、車両と車両の運転者との距離を検知する位置関係検知手段を更に備え、周期設定手段は、位置関係検知手段で得られた距離に基づいて実行周期を決定することとしてもよい。

この構成によれば、イグニッションオフの状態の時に行うヒートクリーニングの頻度を、車両と運転者との距離に応じ、運転者が車両に乗車してくる可能性に応じて変化させることができる。従って、運転者が乗車した際における最後のヒートクリーニングからの経過時間を、確率論的に平均して、短くすることができる。

本発明の飲酒検知装置によれば、運転者の乗車後に速やかに飲酒検査を行うことができる。

本発明の飲酒検知装置が搭載される自動車のシステム構成を示す図である。 本発明の飲酒検知装置の外観を示す斜視図である。 図２の飲酒検知装置のシステム構成を示すブロック図である。 ヒートクリーニングの実行周期を変更する処理を示すフローチャートである。 （ａ）は、ヒートクリーニングにおけるヒータへの脱ガス電圧印加のタイミングを示す図であり、（ｂ）は、実行周期変更が行われた場合のヒートクリーニングにおけるヒータへの脱ガス電圧印加のタイミングを示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る飲酒検知装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１に示すように、飲酒検知装置１は、自動車Ｃの運転席に設置され、運転者の呼気を導入して当該呼気のアルコール濃度を検知し、運転者の飲酒の有無を検知するために用いられる。以下、このように運転者の飲酒の有無を検知する検査を「飲酒検査」と称する場合がある。このような飲酒検査の結果、運転者が飲酒状態でないことが示された場合にのみ、自動車Ｃのエンジンは始動可能となる。

図２及び図３に示すように、飲酒検知装置１は、筐体内に画成され被験者の呼気が導入されるセンサ室３を備えている。センサ室３内には、アルコールセンサ１１、酸素センサ１３、妨害ガスセンサ１５、及び湿度センサ１７といったセンサ類が設けられている。更に飲酒検知装置１は、上記センサ類からの信号を受けて情報処理を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit）５を備えている。ＥＣＵ５は、飲酒検知装置１全体の制御を行う電子制御ユニットであり、物理的には、例えばＣＰＵを主体として構成され、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などを備えている。

センサ室３には、被験者側に開口された吹込口７が設けられている。被験者が、吹込口７に口を接触させずに吹込口７に向けて呼気を吹きかけることで、センサ室３内に被験者の呼気が導入される。吹込口７の奥側には、被験者からの呼気をセンサ室３側に吸引する吸引ファン９が取り付けられている。この吸引ファン９は、センサ室３外の気体を吸引し吹込口７を通じてセンサ室３内に導入させるものであり、この吸引ファン９の回転を調整することで、センサ室３に導入される呼気の導入流量を調整することができる。また、吸引ファン９の回転によって、送り込まれた呼気をセンサ室３内で攪拌することができる。

吸引ファン９は、ファン制御回路（図示せず）を介してＥＣＵ５に接続されており、ＥＣＵ５はファン制御回路に制御信号を送信することによって吸引ファン９の回転数を制御する。例えば、吸引ファン９の回転数を大きくすることで、呼気の吸引力及び吸引流量を増加させ、呼気の導入流量を増加させることができ、また、吸引ファン９の回転数を小さくすることで、呼気の吸引力及び吸引流量を低下させ、呼気の導入流量を低下させることができる。なお、センサ室３において吹込口７の反対側は開放されている。

アルコールセンサ１１は、センサ室３内に導入された呼気のアルコール濃度を検知し、濃度情報を電気信号としてＥＣＵ５に送出する。このようなアルコールセンサ１１としては、半導体式アルコールセンサが用いられる。半導体式アルコールセンサは、半導体の中にもともと流れている電子の量が、呼気中のアルコールにより吸収され、変化する特性を利用する。この原理の半導体式アルコールセンサでは、半導体内の電子の量が変化することにより、センサ内の電気抵抗も変化するため、その電気抵抗の強さから被測定者の呼気中アルコール濃度を推定することができる。また、他のタイプのアルコールセンサ１１として、燃料電池を用いたもの、赤外線を用いたものを適用することもできる。

酸素センサ１３はセンサ室３内の呼気の酸素濃度を検知し、湿度センサ１７はセンサ室３内の呼気の湿度を検知する。ＥＣＵ５では、呼気が導入されたときの酸素濃度の変化、及び湿度の変化から、呼気の導入流量が求められる。

また、アルコールセンサ１１は、被験者の呼気に含まれるアルコールを検出するばかりでなく、被験者の口臭に含まれる特定のガス成分（「妨害ガス」という）も合わせて検出してしまう。そこで、この飲酒検知装置１は、この妨害ガスの濃度を検知する妨害ガスセンサ１５を備えている。この構成により、ＥＣＵ５では、妨害ガスセンサ１５からの信号を用いて、アルコールセンサ１１で検出されたガス濃度から被験者の飲酒に起因しない妨害ガスの影響を事後的に除去することができる。

また、飲酒検知装置１は、更に、吹込口７の近傍に設けられた吹き込み量センサ２１を備えている。吹き込み量センサ２１は、被験者が吹込口７に向けて吹きかけた呼気のうち実際に吹込口７に吹き込まれた呼気の量（以下、単に「吹き込み量」という場合がある）を検知し、電気信号としてＥＣＵ５に送信する機能を有している。なお、吹き込み量センサ２１は、吹込口７における呼気の吹き込み流量を検知することもできる。吹き込み量センサ２１としては、例えば、呼気の吹きかけによる温度上昇によって吹き込み量を検知可能とする温度センサ、呼気の吹きかけによる圧力上昇によって吹き込み量を検知可能とする圧力センサ、又は、呼気の流量を検出して吹き込み量を検知可能とする流量センサ等を採用することができる。このような吹き込み量センサ２１の存在により、呼気の吹き込み量が検知され、より正確に呼気中のアルコール濃度を得ることができる。

この飲酒検知装置１の半導体式のアルコールセンサ１１では、呼気の吹き込み直後にはセンサ表面の不純物ガスが大量に舞い上がり、この不純物ガスによるノイズが最初に出力される。従って、呼気中のアルコールの正確な検出には、上記ノイズが消失する時間が必要であり、飲酒検査に要する時間が長くなってしまう。不純物ガスの量によっては、例えば、飲酒検査時間が数分間に及ぶ場合も考えられ、この場合、車両用飲酒検知装置としての実用性に問題がある。そこで、このようなノイズ消失時間を実用的な時間まで短くすべく、飲酒検知装置１では、呼気の吹き込みの前にアルコールセンサ１１を加熱処理するヒートクリーニング（「脱ガス処理」とも言う）を行い、センサ表面の不純物ガスを除去することにしている。

ヒートクリーニングにより加熱処理された直後のアルコールセンサ１１は、不純物ガスが除去され、ノイズの消失時間も短くなり、実用的な時間での飲酒検査を可能にする。このようなヒートクリーニング直後のアルコールセンサ１１の状態を、以下「適正状態」と呼ぶ場合がある。また、まったく同様の理由により、妨害ガスセンサ１５にも同様のヒートクリーニングが必要である。

そして、上記ヒートクリーニング自体にもある程度の時間がかかるので、運転者が車両Ｃに乗車した後に、ヒートクリーニングを行い、その後に飲酒検査を行うとすれば、乗車からエンジン始動までの運転者の待ち時間を長くしてしまう。従って、このヒートクリーニングは、運転者の乗車前に済ませておき、運転者の乗車時には、既にアルコールセンサ１１及び妨害ガスセンサ１５が適正状態であることが理想的である。また、アルコールセンサ１１及び妨害ガスセンサ１５は、ヒートクリーニングからの経過時間に伴って、ヒートクリーニングによる適正化効果が薄れていき、徐々にノイズ消失時間が長くなってしまう。従って、この飲酒検知装置１においては、ヒートクリーニングから飲酒検査までの経過時間は、できるだけ短いことが好ましい。

そこで、この飲酒検知装置１は、以下に説明する構成に基づき、後述のヒートクリーニング処理を行うこととしている。

上記ヒートクリーニングを実行するため、図３に示すように、アルコールセンサ１１にはヒータ１１ａが内蔵されており、妨害ガスセンサ１５にはヒータ１５ａが内蔵されている。ヒータ（ヒートクリーニング手段）１１ａ，１５ａは、ＥＣＵ５で制御される電圧印加により、それぞれアルコールセンサ１１、妨害ガスセンサ１５を加熱する。なお、アルコールセンサ１１が加熱されているときには、妨害ガスセンサ１５も同時に加熱されているものとする。

更に、図１にも示すように、この自動車Ｃは、イグニッションスイッチ３１と、ＧＰＳ衛星からの電波を利用して自車両の現在位置を取得するＧＰＳ装置３３と、運転者が保持する電子キー（「スマートキー」等とも呼ばれる）３５ａの電波を受信しドア解錠等の処理を行う電子キーシステム３５と、を備えている。これらのイグニッションスイッチ３１、ＧＰＳ装置３３、電子キーシステム３５は、例えば、車内ネットワークとして構築されたＣＡＮ（図示せず）を通じて、ＥＣＵ５との間で互いに電気信号による情報の授受が可能である。

また、図３に示すように、ＥＣＵ５は、脱ガス処理制御部（ヒートクリーニング制御手段）５１と、脱ガス処理周期判定部（周期設定手段）５３と、運転者距離判定部（位置関係検知手段）５５と、運転行動データベース使用頻度記憶部）５７と、を備えている。なお、以上のＥＣＵ５の構成要素５１〜５７は、ＥＣＵ５において、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路等の物理的な構成部分が、予め定められたプログラムに従って協働して動作することにより、ソフトウエア的に実現される構成要素である。

運転者距離判定部５５は、電子キーシステム３５における電子キー３５ａの電波の受信状態に基づいて、運転者と自動車Ｃとの距離を判定する。具体的には、電子キーシステム３５が電子キー３５ａからの電波を受信している場合には、電子キー３５ａを保持する運転者が電子キー３５ａの電波の受信範囲内にいると考えられるので、この場合、運転者距離判定部５５は、運転者と自動車Ｃとの距離が所定値（電波の受信可能距離）以下であると判定する。一方、電子キーシステム３５が電子キー３５ａからの電波を受信していない場合には、運転者距離判定部５５は、運転者と自動車Ｃとの距離が所定値よりも大きいと判定する。

なお、運転者距離判定部５５は、盗難警報機のリモコンの電波の受信状態に基づいて、運転者と自動車Ｃとの距離を判定してもよい。この場合、自動車Ｃに搭載された盗難警報機（図示せず）が、リモコン装置の電波を受信している場合には、当該リモコン装置を保持する運転者がリモコン装置の電波の受信範囲内にいると考えられるので、この場合、運転者距離判定部５５は、運転者と自動車Ｃとの距離が所定値以下であると判定する。一方、盗難警報機がリモコン装置からの電波を受信していない場合には、運転者距離判定部５５は、運転者と自動車Ｃとの距離が所定値よりも大きいと判定する。また、運転者距離判定部５５は、運転者が保持するＧＰＳセンサと通信を行って運転者の現在地を特定し、ＧＰＳ装置３３で得られる自車の現在地と比較することで、運転者と自動車Ｃとの距離を判定してもよい。運転者が保持するＧＰＳセンサとしては、例えば、携帯電話を利用することもできる。

運転行動データベース５７には、自動車Ｃの時間帯ごとの使用頻度を示す使用頻度情報が保存されている。例えば、「自動車Ｃの使用頻度が高い時間帯は、通勤時間帯である午前７〜８時、帰宅時間帯である午後１８〜１９時であり、それ以外の時間帯は自動車Ｃの使用頻度が低い」といった情報が保存される。また、運転行動データベース５７には、自動車Ｃの運転者における通常の帰宅の際の帰宅ルートの情報が記憶されている。このような使用頻度情報、及び帰宅ルートの情報は、運転者が予め運転行動データベース５７に入力してもよく、自動車Ｃの使用時に自動的に蓄積されるようにしてもよい。

続いて、脱ガス処理制御部５１によるヒートクリーニングの制御について説明する。

通常、運転者が自動車Ｃを離れる場合には、イグニッションスイッチ３１の操作により、自動車Ｃを「イグニッションオフ」の状態とすることが一般的である。そこで、この飲酒検知装置１では、車両がイグニッションオフの状態の場合をもって、運転者は未だ乗車しておらず車両への運転者の乗車前であると判断し、予めヒートクリーニングを実行するものとする。なお、自動車Ｃの「イグニッションオフ」の状態では、イグニッションスイッチ３１がＯＦＦのポジションにあり、アルコールセンサ１１の電源は投入されていない状態であり、エンジンは停止している。

すなわち、脱ガス処理制御部５１は、イグニッションスイッチ３１からの電気信号が「イグニッションオフ」を示す場合、図５（ａ）に示すように、所定の実行周期で定期的にヒータ１１ａ，１５ａに電圧印加することで、アルコールセンサ１１と妨害ガスセンサ１５との定期的なヒートクリーニングを実行する。ここでは、上記の実行周期は、１０分に設定される。なお、アルコールセンサ１１として採用された半導体式センサにおいては、頻繁にヒートクリーニングを行うことは暗電流低減の観点から好ましくなく、通常、上記実行周期は１０分程度が適切である。

このような脱ガス処理制御部５１の処理によれば、運転者が自動車Ｃを離れている間に、ヒートクリーニングが定期的に繰り返されることになる。従って、再び運転者が自動車Ｃに乗車した時には、既にヒートクリーニングの実行後であり、アルコールセンサ１１及び妨害ガスセンサ１５は適正状態に比較的近い。従って、運転者の乗車後に改めてヒートクリーニングを行う必要がなく、乗車後に速やかに飲酒検査を行うことができる。また、ヒートクリーニングを定期的に行うので、乗車時において最後のヒートクリーニングからの経過時間を比較的短くすることができる。従って、乗車時におけるアルコールセンサ１１及び妨害ガスセンサ１５は比較的適正な状態であり、乗車後に速やかに飲酒検査を行うことができる。

また、この場合のヒートクリーニングの実行周期は、脱ガス処理周期判定部５３により決定され、また適宜変更も行われる。前述のように、通常時には、実行周期は１０分とされる。ところが、自動車Ｃに運転者が乗車してくる可能性が高い場合には、乗車時において最後のヒートクリーニングからの経過時間をできるだけ短くすべく、上記実行周期を更に短くすることが好ましい。以下、運転者が乗車してくる可能性に応じて実行周期を変更するために、ＥＣＵ５が行う処理について説明する。

図４に示すように、脱ガス処理周期判定部５３は、イグニッションスイッチ３１からの信号に基づいて、自動車Ｃがイグニッションオフの状態であるか否かを判定する（Ｓ１０１）。ここで、イグニッションオフの状態でないと判定された場合には、処理を行わず終了する。一方、イグニッションオフの状態であると判定された場合には、脱ガス処理周期判定部５３は、運転者距離判定部５５による判定を参照し、運転者と自動車Ｃとの距離が所定値以下であるか否かを認識する（Ｓ１０３）。続いて、脱ガス処理周期判定部５３は、運転行動データベース５７を参照し、現在時刻における自動車Ｃの使用頻度を認識する（Ｓ１０５）。この現在時刻を知るために、ＥＵＣ５は、例えば時計機能を備えてもよい。更に、脱ガス処理周期判定部５３は、運転行動データベース５７に保存された帰宅ルートと、ＧＰＳ装置３３から得られる自動車Ｃの現在位置とを比較し、現在、自動車Ｃが帰宅ルート上にあるか帰宅ルート上以外の場所にあるかを判定する（Ｓ１０７）。

続いて、脱ガス処理周期判定部５３は、「条件１：運転者と自動車Ｃとの距離が所定値以下である」か（Ｓ１０９）、「条件２：現在時刻における自動車Ｃの使用頻度が所定値以上である」か（Ｓ１１１）、「条件３：自動車Ｃが帰宅ルート上以外の場所にある」か（Ｓ１１３）、のうち何れかの条件が満足される場合には、ヒートクリーニングの実行周期を「１０分」から「２分」に変更する（Ｓ１１９）。この変更以降は、図５（ｂ）に示すように、脱ガス処理制御部５１によるヒートクリーニングが２分間隔で行われることになる。一方、上記条件が何れも満足されない場合には、処理を行わず終了する。

上記の条件１が満足される場合とは、運転者は自動車Ｃに比較的近い位置にいるので、その場合、運転者が自動車Ｃに乗車してくる可能性が高いと考えることができる。また条件２が満足される場合とは、現在時刻が、例えば通勤時間帯又は帰宅時間帯であり、自動車Ｃの使用頻度が高い時間帯である。従って、この場合も、運転者が自動車Ｃに乗車してくる可能性が高いと考えることができる。上記の脱ガス処理周期判定部５３の処理によれば、運転者が自動車Ｃに乗車してくる可能性が高い場合に対応して、ヒートクリーニングの実行周期を２分と短く変更することとしているので、確率論的に平均すれば、乗車時における最後のヒートクリーニングからの経過時間を短くすることができる。従って、適正状態に近い状態のアルコールセンサ１１及び妨害ガスセンサ１５により、素早い飲酒検査が可能になる。

その一方、運転者が自動車Ｃに乗車してくる可能性が高くない場合には、ヒートクリーニングの実行周期を１０分のままとし、不必要に頻繁なヒートクリーニングを避けることで、アルコールセンサ１１における暗電流の不要な増加を避けることができる。以上のように、この飲酒検知装置１によれば、運転者が自動車Ｃに乗車してくる可能性に応じて、アルコールセンサ１１のヒートクリーニングの間隔を最適化することができる。

また、上記の条件３が満足される場合とは、運転者が帰宅途中に自動車Ｃで他の場所に立ち寄りし、飲酒している可能性が高いと考えられる。この場合、運転者が飲酒状態で乗車してくる可能性が高く、飲酒検査の必要性が特に高いと考えることができる。上記の脱ガス処理周期判定部５３の処理によれば、運転者の乗車後における飲酒検査の必要性が高い場合に対応して、ヒートクリーニングの実行周期を短く変更することとしているので、飲酒検査が必要になる場合における最後のヒートクリーニングからの経過時間を、確率論的に平均して、短くすることができる。

本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、飲酒検知装置１においては、妨害ガスセンサ１５は省略してもよく、当該妨害ガスセンサ１５のヒートクリーニングも必須ではない。また、上記処理Ｓ１０９における条件１〜３については、３条件のうちの１つのみを実行周期変更の判断基準として採用してもよく、３条件のうちの２つを組み合わせて採用してもよい。また、実施形態では、ヒートクリーニングの実行周期を「１０分」と「２分」との２段階に可変としているが、実行周期は３段階以上に可変としてもよい。また、運転者と自動車Ｃとの接近速度に基づいて実行周期を変化させてもよい。この場合の接近速度は、運転者が保持するＧＰＳセンサと連続的に通信を行って、運転者の移動速度を検知することにより取得することができる。また、運転行動データベース５７の使用頻度情報を参照し、現在時刻から自動車Ｃの使用頻度が高い時間帯までの時間の長さに基づいて、実行周期を変化させてもよい。

本発明は、車両用の飲酒検知装置に関するものであり、運転者の乗車後の速やかな飲酒検査を可能とするものである。

１…飲酒検知装置、５…ＥＣＵ、１１…アルコールセンサ、１１ａ…ヒータ（ヒートクリーニング手段）、５１…脱ガス処理制御部（ヒートクリーニング制御手段）、５３…脱ガス処理周期判定部（周期設定手段）、５５…運転者距離判定部（位置関係検知手段）、５７…運転行動データベース（使用頻度記憶部）、Ｃ…自動車（車両）。

Claims (3)

1. 車両に搭載され、アルコールセンサを有する飲酒検知装置であって、
   前記アルコールセンサの加熱によって当該アルコールセンサのヒートクリーニングを行うヒートクリーニング手段と、
   前記車両がイグニッションオフの状態の場合に、前記ヒートクリーニング手段に前記ヒートクリーニングを所定の実行周期で定期的に実行させると共に、前記実行周期を可変的に設定する周期設定手段を有するヒートクリーニング制御手段と、
   前記車両の現在位置を取得するＧＰＳ装置と、を備え、
   前記周期設定手段は、
   前記ＧＰＳ装置で取得された前記車両の現在位置が、予め記憶した所定のルート上以外の位置であった場合には、そうでない場合に比較して、前記実行周期を短くすることを特徴とする飲酒検知装置。
2. 時間帯ごとの前記車両の使用頻度を記憶する使用頻度記憶部を更に備え、
   前記周期設定手段は、
   前記使用頻度記憶部を参照し、現在時刻に対応する前記使用頻度に基づいて前記実行周期を決定することを特徴とする請求項１に記載の飲酒検知装置。
3. 前記車両と前記車両の運転者との距離を検知する位置関係検知手段を更に備え、
   前記周期設定手段は、
   前記位置関係検知手段で得られた距離に基づいて前記実行周期を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の飲酒検知装置。
   

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