JP7031469B2 - ドライバ状態判定装置及び運転支援装置 - Google Patents

Description

ここに開示された技術は、運転者が異常状態になっていることを判定するドライバ状態判定装置及び該ドライバ状態判定装置を備える運転支援装置に関するものである。

従来、運転者の脈拍、体温等の生体情報を検出し、検出した生体情報から運転者の体調等を推定する技術が知られている（特許文献１，２参照）。特許文献１に記載の技術では、車両座席のアームレスト部や機器を作動させるための操作スイッチに、生体情報を検出するセンサが組み込まれている。これによって、生体情報を検出する際に運転者に拘束感を与えないようにしている。一方、特許文献２に記載の技術では、車内カメラにより撮像した運転者の画像から運転者の前傾姿勢の角度を判定し、判定された前傾姿勢の角度が閾値角度を超えると、運転者が異常状態になっていると判定している。

特開２００９－２４７６４９号公報 特開２０１７－２０６１７３号公報

上記特許文献１に記載の技術のように、センサを用いて運転者の生体情報を正確に検出するためには、センサを運転者に密着させておく必要がある。このため、生体情報を検出するセンサを用いる限りは、運転者に拘束感を与えることは避けられない。一方、上記特許文献２に記載の技術では、運転者を撮像するための専用のカメラを車室内に別途備える必要がある。このため、車両の構成が複雑化し、コストが増大してしまう。そこで、生体情報を検出するセンサも運転者を撮像するための専用のカメラも用いることなく、簡易に運転者の異常状態を判定することが望まれている。

ここに開示された技術は、生体情報を検出するセンサも運転者を撮像するための専用のカメラも用いることなく、簡易に運転者の異常状態を判定することを目的とする。

上述の課題を解決するために、ここに開示された技術の第１態様は、
車両を運転する運転者の状態を判定するドライバ状態判定装置であって、
前記運転者により前記車両のステアリングホイールに印加されるステアリングトルクを検出するステアリングセンサと、
前記運転者による前記車両の操作ペダルに対するペダル操作量を検出するペダルセンサと、
前記ステアリングセンサによる前記ステアリングトルクの検出値を検出時刻とともに保存し、前記ペダルセンサによる前記ペダル操作量の検出値を検出時刻とともに保存するメモリと、
第１閾値以上の前記ステアリングトルクの変化と、第２閾値以上の前記ペダル操作量の変化とが同時に生じたことにより、前記運転者が異常状態になっていると判定する状態判定部と、
を備え、
前記状態判定部は、前記ステアリングトルクの前記変化の開始時刻と前記ペダル操作量の前記変化の開始時刻とが実質的に同一であることにより、前記第１閾値以上の前記ステアリングトルクの前記変化と、前記第２閾値以上の前記ペダル操作量の前記変化とが同時に生じたと判定するものである。

体調が悪化して運転者が前傾姿勢になると、ステアリングトルクが第１閾値以上変化する。また、体調が悪化して運転者が前傾姿勢になると、操作ペダルに対するペダル操作量が所定量以上変化する。そこで、この態様では、ステアリングトルクが第１閾値以上変化している間に、所定量以上のペダル操作量の変化が生じると、つまり、ステアリングトルクの第１閾値以上の変化と、第２閾値以上のペダル操作量の変化とが同時に生じると、運転者が異常状態になっていると判定される。したがって、この態様によれば、生体情報を検出するセンサも運転者を撮像するための専用のカメラも用いることなく、簡易に運転者の異常状態を判定することができる。
また、状態判定部は、第１閾値以上のステアリングトルクの変化開始時刻と、第２閾値以上のペダル操作量の変化開始時刻とが、実質的に同じであれば、第１閾値以上のステアリングトルクの変化と、第２閾値以上のペダル操作量の変化とが同時に生じたと判定する。したがって、この態様によれば、生体情報を検出するセンサも運転者を撮像するための専用のカメラも用いることなく、簡易に運転者の異常状態を判定することができる。

上記第１態様において、好ましくは、
前記状態判定部は、
前記ステアリングトルクの絶対値が前記第１閾値以上減少したことにより、前記第１閾値以上の前記ステアリングトルクの前記変化があったと判定し、
前記ペダル操作量が前記第２閾値以上減少したことにより、前記第２閾値以上の前記ペダル操作量の前記変化があったと判定するものである。

体調が悪化して運転者が前傾姿勢になると、ステアリングトルクの絶対値が第１閾値以上減少する。また、体調が悪化して運転者が前傾姿勢になると、操作ペダルに対するペダル操作量が第２閾値以上減少する。そこで、この態様では、ステアリングトルクの絶対値が第１閾値以上減少している間に、ペダル操作量が第２閾値以上減少すると、つまり、ステアリングトルクの絶対値の第１閾値以上の減少と、ペダル操作量の第２閾値以上の減少とが同時に生じると、運転者が異常状態になっていると判定される。したがって、この態様によれば、生体情報を検出するセンサも運転者を撮像するための専用のカメラも用いることなく、簡易に運転者の異常状態を判定することができる。

上記第１態様において、好ましくは、
前記状態判定部は、
前記ステアリングトルクの絶対値が前記第１閾値以上減少したことにより、前記第１閾値以上の前記ステアリングトルクの前記変化があったと判定し、
前記ペダル操作量の変化の微分値が第３閾値以上低下したことにより、前記第２閾値以上の前記ペダル操作量の前記変化があったと判定するものである。

体調が悪化して運転者が前傾姿勢になると、ステアリングトルクの絶対値が第１閾値以上減少する。また、体調が悪化して運転者が前傾姿勢になると、操作ペダルに対するペダル操作量の変化の微分値が第３閾値以上低下する。そこで、この態様では、ステアリングトルクの絶対値が第１閾値以上減少している間に、ペダル操作量の変化の微分値が第３閾値以上低下すると、つまり、ステアリングトルクの絶対値の第１閾値以上の減少と、ペダル操作量の変化の微分値の第３閾値以上の低下とが同時に生じると、運転者が異常状態になっていると判定される。したがって、この態様によれば、生体情報を検出するセンサも運転者を撮像するための専用のカメラも用いることなく、簡易に運転者の異常状態を判定することができる。

上記第１態様において、好ましくは、
前記状態判定部はさらに、前記ステアリングトルクが前記第１閾値以上変化したときの変化量が最大値となった時刻と、前記ペダル操作量が前記第２閾値以上変化したときの変化量が最大値となった時刻とが、実質的に同じであれば、前記第１閾値以上の前記ステアリングトルクの前記変化と、前記第２閾値以上の前記ペダル操作量の前記変化とが同時に生じたと判定するものである。

ステアリングトルクが第１閾値以上変化したときの変化量が最大値となった時刻と、ペダル操作量が第２閾値以上変化したときの変化量が最大値となった時刻とが、実質的に同じであれば、ステアリングトルクの第１閾値以上の変化と、第２閾値以上のペダル操作量の変化とが同時に生じていると考えられる。したがって、この態様によれば、生体情報を検出するセンサも運転者を撮像するための専用のカメラも用いることなく、簡易に運転者の異常状態を判定することができる。

ここに開示された技術の第２態様は、
上記第１態様のドライバ状態判定装置を備え、前記運転者による前記車両の運転を支援する運転支援装置であって、
前記運転者に対して警報を発する警報器と、
前記運転者が異常状態になっていると判定されると、前記警報器を作動させる警報制御部と、
を更に備えるものである。

この態様によれば、運転者が異常状態になっていると判定されると、警報器が作動するため、警報を発して運転者の覚醒を試みることができる。

上記第２態様において、好ましくは、
前記運転者により操作可能に設けられ、作動する前記警報器を停止させるための操作スイッチと、
前記車両のステアリング機構及び前記車両のブレーキ機構の少なくとも一方を作動させる運転支援制御部と、
を更に備え、
前記警報制御部は、前記警報器の作動後に前記操作スイッチが操作されると、作動している前記警報器を停止させ、
前記運転支援制御部は、前記警報器の作動開始から所定時間以内に前記警報器が停止されないときは、前記車両のステアリング機構及び前記車両のブレーキ機構の少なくとも一方を作動させて、前記車両に退避及び減速の少なくとも一方を行わせるものである。

警報器の作動開始から所定時間が経過しても警報器が停止されないということは、運転者が操作スイッチを操作できないほど異常状態になっていると考えられる。このため、車両のステアリング機構及び車両のブレーキ機構の少なくとも一方を作動させて、車両に退避及び減速の少なくとも一方を行わせることにより、運転者及び周囲の安全を図ることができる。

このドライバ状態判定装置によれば、ステアリングトルクの第１閾値以上の変化と、所定量以上のペダル操作量の変化とが同時に生じると、運転者が異常状態になっていると判定されるため、生体情報を検出するセンサも運転者を撮像するための専用のカメラも用いることなく、簡易に運転者の異常状態を判定することができる。

本実施の形態の運転支援装置が搭載された車両の構成を概略的に示すブロック図である。 車両の動作の一例を示すフローチャートである。 車両の動作の一例を示すフローチャートである。 車両の動作の一例を示すフローチャートである。 車両の動作の一例を示すフローチャートである。 剖検の例から推定された事故直前における運転者の運転姿勢を概略的に示す図である。 車両を運転中の運転者の姿勢を説明する図である。 通常姿勢でステアリングホイールを持つ運転者を概略的に示す図である。 前傾姿勢でステアリングホイールを持つ運転者を概略的に示す図である。 上腕の筋電位を概略的に示すタイミングチャートである。 運転者の姿勢を変化させる実験を行ったときの、ステアリングトルクの変化を概略的に示す図である。 通常姿勢でアクセルペダルを踏む運転者を概略的に示す図である。 前傾姿勢でアクセルペダルを踏む運転者を概略的に示す図である。 運転者の通常姿勢及び前傾姿勢における下肢の筋電位を概略的に示す図である。 運転者の姿勢を変化させる実験を行ったときの、アクセルペダルのペダル操作量の変化を概略的に示す図である。 上記実施形態の図４と異なる動作例を示すフローチャートである。 運転者のトルソー角を変化させる実験を行ったときの、ペダル操作量の変化の微分値及びステアリングトルクの推移をそれぞれ概略的に示すタイミングチャートである。

（本開示に係る一態様の着眼点）
まず、本開示に係る一態様の着眼点が説明される。交通事故の死亡原因の一つに、運転中における運転者の体調の急変がある。運転者の体調の急変の要因には、脳血管疾患及び心疾患等の種々の疾患が含まれており、体調の急変により運転が継続できなくなった運転者の状態は一定ではない。

このような運転者の体調不良を、脈拍又は眼球の動きなどの生体情報から判断することは困難である。しかも、上述のように、生体情報を検出するセンサも運転者を撮像するための専用のカメラも用いることなく、簡易に運転者の異常状態を判定することが望まれている。

図６は、剖検の例から推定された事故直前における運転者の運転姿勢を概略的に示す図である。図６に示されるように、運転席１に着座している運転者２は、ステアリングホイール３に寄りかかって、通常の運転姿勢に比べて前傾姿勢になっている。運転中に体調が急変した運転者２は、事故を回避するための行動を実行できていない場合が多い。したがって、運転者２は、体調の急変により意識レベルが低下し、場合によっては意識を失っていると思われる。このため、図６に示されるように、運転者２は、通常の運転姿勢から逸脱した前傾姿勢になっていると考えられる。

図７は、車両を運転中の運転者の姿勢を説明する図である。図７では、背中を運転者用シート２１のシートバック２１ｂに密着し、シートクッション２１ａに着座している運転者２３を横から見た状態が示されている。運転者２３は、肘３２を軽く曲げて上腕３１及び前腕３３を伸ばし、手３４でステアリングホイール２２を握っている。また、運転者２３は、膝４２を軽く曲げて大腿４１及び下腿４３を伸ばし、くるぶし４４をほぼ直角に曲げて、足４５のつま先４６でアクセルペダル５０を踏んでいる。胴体の鉛直方向に対する傾斜角θは、トルソー角と称される。具体的には、トルソー角θは、腰の下端２４と首の付け根２５とを結んだ直線２６の鉛直線２７に対する傾斜角である。

図８は、通常姿勢でステアリングホイールを持つ運転者を概略的に示す図である。図９は、前傾姿勢でステアリングホイールを持つ運転者を概略的に示す図である。図１０は、上腕の筋電位を概略的に示すタイミングチャートである。図１１は、運転者の姿勢を変化させる実験を行ったときの、ステアリングトルクの変化を概略的に示す図である。

なお、ステアリングトルクは、車両が直進するときに、ステアリングホイールに生じる微小な揺れを元に戻そうとする動作により発生する。図８～図１１を用いて、運転者の姿勢とステアリングトルクとの関係が説明される。

図８では、腰の下端２４がシートクッション２１ａの奥に密着し、背中がシートバック２１ｂに密着した状態で、運転者は、肘３２を軽く曲げて上腕３１及び前腕３３を伸ばし、手３４でステアリングホイール２２を握っている。一方、図９では、腰の下端２４はシートクッション２１ａの奥に密着しているが、背中がシートバック２１ｂから離れた状態で、運転者は前傾姿勢となっており、肘３２が深く曲がった状態で、手３４でステアリングホイール２２を握っている。

図１０には、図８の姿勢と、図９の姿勢とで、腕を持ち上げる上腕３１の筋電位を計測した結果が示されている。図１０において、電位Ｖ１は、図８の姿勢のときの上腕３１の筋電位を示し、電位Ｖ２は、図９の姿勢のときの上腕３１の筋電位を示す。図１０から分かるように、図９の前傾姿勢での筋電位Ｖ２は、図８の通常姿勢での筋電位Ｖ１に比べて、低下している。この筋電位の低下は、運転者によりステアリングホイールに印加されるステアリングトルクに影響すると考えられる。

図１１には、異なる姿勢の運転者によりステアリングホイールに印加されるステアリングトルクが示されている。図１１の左端は、通常姿勢（図８）の運転者によりステアリングホイールに印加されるステアリングトルクを表す。図１１の中央は、トルソー角が通常姿勢（図８）から前傾方向に２０［度］傾いた運転者によりステアリングホイールに印加されるステアリングトルクを表す。図１１の右端は、トルソー角が通常姿勢（図８）から前傾方向に４０［度］傾いた運転者によりステアリングホイールに印加されるステアリングトルクを表す。図１１に示されるように、運転者が前傾姿勢になるほど、ステアリングトルクが低下している。

図１２は、通常姿勢でアクセルペダルを踏む運転者を概略的に示す図である。図１３は、前傾姿勢でアクセルペダルを踏む運転者を概略的に示す図である。図１４は、運転者の通常姿勢及び前傾姿勢における下肢の筋電位を概略的に示す図である。図１５は、運転者の姿勢を変化させる実験を行ったときの、アクセルペダルのペダル操作量の変化を概略的に示す図である。図１２～図１５を用いて、運転者の姿勢とアクセルペダルのペダル操作量との関係が説明される。

運転者は、図１２、図１３では、同様に、膝４２を軽く曲げて大腿４１及び下腿４３を伸ばし、膝４２を軽く曲げて大腿４１及び下腿４３を伸ばし、くるぶし４４をほぼ直角に曲げて、足４５のつま先４６でアクセルペダル５０を踏んでいる。但し、図１２では、腰の下端２４がシートクッション２１ａの奥に密着し、背中がシートバック２１ｂに密着している。これに対して、図１３では、腰の下端２４がシートクッション２１ａの奥に密着している点は同じであるが、背中がシートバック２１ｂから離れている点で異なる。したがって、運転者は、図１２の姿勢ではシートバック２１ｂからの反力を受けるが、図１３の姿勢ではシートバック２１ｂからの反力を受けない。

図１４には、図１２の姿勢と、図１３の姿勢とで、下肢（つまり大腿４１及び下腿４３）の筋電位を計測した結果が示されている。図１４において、電位Ｖ１１は、図１２の姿勢のときの下肢の筋電位を示し、電位Ｖ１２は、図１３の姿勢のときの下肢の筋電位を示す。図１４から分かるように、前傾姿勢（図１３）での筋電位Ｖ１２は、通常姿勢（図１２）での筋電位Ｖ１１に比べて、低下している。この筋電位の変化は、運転者がシートバック２１ｂから受ける反力の有無に起因すると考えられる。すなわち、運転者がシートバック２１ｂから反力を受けると、筋電位は高くなる。一方、運転者がシートバック２１ｂから反力を受けないと、筋電位は低くなる。

図１５には、異なる姿勢の運転者によるアクセルペダルのペダル操作量が示されている。図１５の左端は、通常姿勢（図１２）の運転者によるアクセルペダル５０（図７）のペダル操作量を表す。図１５の中央は、トルソー角が通常姿勢（図１２）から前傾方向に２０［度］傾いた運転者によるアクセルペダル５０（図７）のペダル操作量を表す。図１５の右端は、トルソー角が通常姿勢（図１２）から前傾方向に４０［度］傾いた運転者によるアクセルペダル５０（図７）のペダル操作量を表す。図１５に示されるように、運転者が前傾姿勢になるほど、アクセルペダル５０（図７）のペダル操作量が低下している。

以上より、運転者２３（図７）によりステアリングホイール２２に印加されるステアリングトルクの低下量を算出することによって、運転者２３（図７）が前傾姿勢になっているか否かを判定することが可能になると考えられる。また、運転者２３（図７）によるアクセルペダル５０（図７）のペダル操作量を検出することによって、運転者２３（図７）が前傾姿勢になっているか否かを判定することが可能になると考えられる。上述の考察に鑑みて、以下に説明される本開示の一態様が考え出された。

（実施の形態）
以下、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態が説明される。なお、各図では、同様の要素には同様の符号が付され、適宜、説明が省略される。

図１は、本実施の形態の運転支援装置が搭載された車両の構成を概略的に示すブロック図である。この運転支援装置は、ドライバ状態判定装置を備える。車両１０は、例えば４輪自動車である。車両１０は、ステアリングホイール２２、アクセルペダル５０、アクセルセンサ１００、ステアリングセンサ１０５、操作スイッチ１１０、ブレーキペダル１１５、警報音発生器２００、ハザードフラッシャー２０５、ブレーキ機構２１０、ステアリング機構２１５、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３００を備える。

アクセルセンサ１００（ペダルセンサの一例に相当）は、アクセルペダル５０のペダル操作量を検出する。アクセルセンサ１００は、検出値をＥＣＵ３００に出力する。アクセルセンサ１００として、エンジンのスロットルの開度を検出するスロットル開度センサを用いてもよい。ステアリングセンサ１０５は、ステアリングコラムの近傍に配置され、運転者２３（図７）によりステアリングホイール２２に印加されるステアリングトルクを検出する。ステアリングセンサ１０５は、検出値をＥＣＵ３００に出力する。操作スイッチ１１０は、運転者２３（図７）により操作され、作動中の警報音発生器２００を停止させるためのスイッチである。ブレーキペダル１１５は、運転者２３（図７）の足により操作され、ブレーキ機構２１０を作動させるためのペダルである。

警報音発生器２００（警報器の一例に相当）は、例えばブザー又はベルを含み、運転者２３（図７）に対する警報音を発生する。ハザードフラッシャー２０５は、橙色の全て（例えば４個）の方向指示灯を一斉に点滅させる。ブレーキ機構２１０は、車輪を制動して車両１０を減速させる機構である。ブレーキ機構２１０は、通常、運転者２３（図７）によるブレーキペダル１１５に対する操作によって作動する。ステアリング機構２１５は、車輪の向きを制御して車両１０の進行方向を変える機構である。ステアリング機構２１５は、通常、運転者２３（図７）によるステアリングホイール２２に対する操作によって作動する。

ＥＣＵ３００は、車両１０の全体の動作を制御する。ＥＣＵ３００は、メモリ３１０、中央演算処理装置（ＣＰＵ）３２０、その他の周辺回路を含む。メモリ３１０は、例えば、フラッシュメモリなどの半導体メモリ、ハードディスク、又は他の記憶素子で構成される。メモリ３１０は、プログラムを保存するメモリ、データを一時的に保存するメモリ等を含む。メモリ３１０は、予め定められた閾値ＴＨ１，ＴＨ２をプログラムの一部として保存している。閾値ＴＨ１，ＴＨ２は後述される。なお、メモリ３１０は、プログラムを保存する領域、データを一時的に保存する領域を備えた単一のメモリで構成されていてもよい。

ＣＰＵ３２０は、メモリ３１０に保存されているプログラムに従って動作することにより、検出値取得部３２１、状態判定部３２２、警報制御部３２３、運転支援制御部３２４として機能する。

検出値取得部３２１は、運転者２３（図７）によるアクセルペダル５０のペダル操作量を、所定時間毎にアクセルセンサ１００から取得する。検出値取得部３２１は、取得したアクセルペダル５０のペダル操作量を、取得した時刻又は取得した順番の通し番号とともに、メモリ３１０に保存する。検出値取得部３２１は、運転者２３（図７）によりステアリングホイール２２に印加されるステアリングトルクを、所定時間毎にステアリングセンサ１０５から取得する。検出値取得部３２１は、取得したステアリングトルクを、取得した時刻又は取得した順番の通し番号とともに、メモリ３１０に保存する。すなわち、ペダル操作量とステアリングトルクとは、同じタイミングで取得されたデータが区別可能に、メモリ３１０に保存されている。

状態判定部３２２は、ステアリングトルクの絶対値が閾値ＴＨ１（第１閾値の一例に相当）以上減少している間に、アクセルペダル５０のペダル操作量が閾値ＴＨ２（第２閾値の一例に相当）以上減少すると、運転者２３（図７）が前傾姿勢になっていて異常状態になっていると判定する。閾値ＴＨ１は、例えば図１１に示されるような実験を予め行って決定し、メモリ３１０に保存しておけばよい。閾値ＴＨ２は、例えば図１５に示されるような実験を予め行って決定し、メモリ３１０に保存しておけばよい。

警報制御部３２３は、運転者２３（図７）が異常状態になっていると状態判定部３２２により判定されると、警報音発生器２００を作動させて、運転者２３（図７）に対して警告を発する。

運転支援制御部３２４は、警報音発生器２００が作動したときに、作動開始から所定時間（例えば３［秒］）以内に操作スイッチ１１０が操作されて警報音発生器２００が停止されなければ、ハザードフラッシャー２０５を作動させ、全ての方向指示器を点滅させて、他車に注意を促す。運転支援制御部３２４は、更に、ブレーキ機構２１０を作動させて、車両１０を減速させる。このとき、運転支援制御部３２４は、車両１０を停止させてもよい。運転支援制御部３２４は、更に、ステアリング機構２１５を作動させて、車両１０を路肩に退避させる。

図２～図５は、車両１０の動作の一例を示すフローチャートである。例えば車両１０のエンジンが始動されると、一定の時間間隔（例えば５０ｍｓｅｃ）で、図２～図５に示される動作が実行される。

ステップＳ１０００において、検出値取得部３２１は、アクセルペダル５０のペダル操作量をアクセルセンサ１００から取得して、メモリ３１０に保存する。ステップＳ１００５において、検出値取得部３２１は、ステアリングトルクをステアリングセンサ１０５から取得して、メモリ３１０に保存する。上述のように、ペダル操作量とステアリングトルクとは、同じタイミングで取得されたデータが区別可能に、メモリ３１０に保存されている。

ステップＳ１０１０において、状態判定部３２２は、メモリ３１０から現在のステアリングトルクＳＴｔと、１個前のステアリングトルクＳＴ（ｔ－１）とを読み出して、ステアリングトルクの絶対値の変化量を算出する。なお、ステップＳ１０１０以降の動作は、車両１０のエンジン始動から、所定時間後（例えば１分後）に、又は、所定個数のペダル操作量及びステアリングトルクがメモリ３１０に保存された後に、実行されるようにしてもよい。

ステップＳ１０１５において、状態判定部３２２は、最新のステアリングトルクＳＴｔが、１個前のステアリングトルクＳＴ（ｔ－１）に比べて、ステアリングトルクの絶対値が減少したか否かを判定する。ステアリングトルクの絶対値が減少していれば（ステップＳ１０１５でＹＥＳ）、処理はステップＳ１０２０に進む。一方、ステアリングトルクの絶対値が増加していれば又は同じであれば（ステップＳ１０１５でＮＯ）、処理はステップＳ１１００（図３）に進む。

ステップＳ１０２０において、状態判定部３２２は、減少開始直前のステアリングトルクＳＴ０をメモリ３１０に保存する。なお、減少開始直前のステアリングトルクＳＴ０が既にメモリ３１０に保存されていれば、ステップＳ１０２０は、実行されずにスキップされる。

ステップＳ１０２５において、状態判定部３２２は、減少開始直前のステアリングトルクＳＴ０の絶対値から最新のステアリングトルクＳＴｔの絶対値を減算して、ステアリングトルクの絶対値が減少開始後の減少量を算出する。ステップＳ１０３０において、状態判定部３２２は、ステアリングトルクの絶対値が減少開始後の減少量は、閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定する。減少開始後の減少量が閾値ＴＨ１以上であれば（ステップＳ１０３０でＹＥＳ）、処理はステップＳ１０３５に進む。一方、減少開始後の減少量が閾値ＴＨ１未満であれば（ステップＳ１０３０でＮＯ）、処理はステップＳ１２００（図４）に進む。

ステップＳ１０３５において、状態判定部３２２は、ステアリングトルクの絶対値が減少開始後の減少量が、閾値ＴＨ１以上になった時刻ＴＭ１と、その時のステアリングトルクＳＴ１とを、メモリ３１０に保存する。その後、処理はステップＳ１２００（図４）に進む。なお、時刻ＴＭ１とステアリングトルクＳＴ１とが既にメモリ３１０に保存されていれば、ステップＳ１０３５は、実行されずにスキップされる。

図３のステップＳ１１００において、状態判定部３２２は、ステアリングトルクＳＴ１（つまりステアリングトルクの絶対値が減少開始後の減少量が閾値ＴＨ１以上になったときのステアリングトルク）がメモリ３１０に保存されているか否かを判定する。ステアリングトルクＳＴ１がメモリ３１０に保存されていれば（ステップＳ１１００でＹＥＳ）、処理はステップＳ１１０５に進む。一方、ステアリングトルクＳＴ１がメモリ３１０に保存されていなければ（ステップＳ１１００でＮＯ）、処理はステップＳ１２００（図４）に進む。

図２のステップＳ１０１５でＮＯのときに、図３のステップＳ１１００が実行されているので、ステアリングトルクＳＴ１がメモリ３１０に保存されている（ステップＳ１１００でＹＥＳ）ということは、現在はステアリングトルクの絶対値が増加に転じているが、それ以前に、ステアリングトルクの絶対値の減少量が閾値ＴＨ１以上であった期間が存在する、ということを意味する。

ステップＳ１１０５において、状態判定部３２２は、最新のステアリングトルクＳＴｔがステアリングトルクＳＴ１に等しいか否かを判定する。最新のステアリングトルクＳＴｔがステアリングトルクＳＴ１に等しければ（ステップＳ１１０５でＹＥＳ）、処理はステップＳ１１１０に進む。一方、最新のステアリングトルクＳＴｔがステアリングトルクＳＴ１と異なれば（ステップＳ１１０５でＮＯ）、処理はステップＳ１２００（図４）に進む。ステップＳ１１１０において、状態判定部３２２は、最新のステアリングトルクＳＴｔがステアリングトルクＳＴ１に等しいと判定された時刻ＴＭ２をメモリ３１０に保存する。

最新のステアリングトルクＳＴｔがステアリングトルクＳＴ１に等しいということは、ステアリングトルクの絶対値が増加に転じた後で、ステアリングトルクの絶対値の減少量が閾値ＴＨ１に等しくなった、ということを意味する。したがって、時刻ＴＭ１から時刻ＴＭ２までの期間が、ステアリングトルクの絶対値の減少量が閾値ＴＨ１以上である期間ということになる。

図４のステップＳ１２００において、状態判定部３２２は、時刻ＴＭ１がメモリ３１０に保存されているか否かを判定する。時刻ＴＭ１がメモリ３１０に保存されていれば（ステップＳ１２００でＹＥＳ）、処理はステップＳ１２０５に進む。一方、時刻ＴＭ１がメモリ３１０に保存されていなければ（ステップＳ１２００でＮＯ）、図２～図５の動作は終了する。

ステップＳ１２０５において、状態判定部３２２は、時刻ＴＭ１から、現在又は時刻ＴＭ２までのペダル操作量を、メモリ３１０から読み出す。ステップＳ１２１０において、状態判定部３２２は、読み出した範囲におけるペダル操作量の減少量を算出する。ステップＳ１２１５において、状態判定部３２２は、減少量が閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する。減少量が閾値ＴＨ２以上であれば（ステップＳ１２１５でＹＥＳ）、処理はステップＳ１２２０に進む。一方、減少量が閾値ＴＨ２未満であれば（ステップＳ１２１５でＮＯ）、図２～図５の動作は終了する。ステップＳ１２２０において、状態判定部３２２は、運転者が前傾姿勢になっており、異常状態になっていると判定する。

続くステップＳ１３００（図５）において、警報制御部３２３は、警報音発生器２００を作動させて、運転者２３に注意を促す。ステップＳ１３０５において、運転支援制御部３２４は、ステップＳ１３００の警報音発生器２００の作動に対して、運転者２３の反応があるか否かを判定する。運転支援制御部３２４は、警報音発生器２００の作動から所定時間（例えば３秒）以内に操作スイッチ１１０が操作されて警報音発生器２００がオフにされると、運転者２３の反応があると判定する。運転支援制御部３２４は、警報音発生器２００の作動から所定時間（例えば３秒）以内にブレーキペダル１１５が操作されると、運転者２３の反応があると判定してもよい。運転支援制御部３２４は、警報音発生器２００の作動から所定時間（例えば３秒）以内にステアリングホイール２２が操作されると、運転者２３の反応があると判定してもよい。

運転者２３の反応がないと判定されると（ステップＳ１３０５でＮＯ）、処理はステップＳ１３１０に進む。一方、運転者２３の反応があると判定されると（ステップＳ１３０５でＹＥＳ）、図２～図５の動作は終了する。ステップＳ１３１０において、運転支援制御部３２４は、ハザードフラッシャー２０５を作動させて、ハザードランプ（橙色の４個の方向指示器）を点滅させる。ステップＳ１３１５において、運転支援制御部３２４は、ブレーキ機構２１０を作動させて、車両１０を減速させる。ここで、運転支援制御部３２４は、車両１０を停止させてもよい。ステップＳ１３２０において、運転支援制御部３２４は、ステアリング機構２１５を作動させて、車両１０を路肩に退避させる。その後、図２～図５の動作は終了する。

以上説明されたように、本実施形態では、ステアリングトルクの絶対値が閾値ＴＨ１以上減少している時刻ＴＭ１から時刻ＴＭ２の間に、ペダル操作量の減少量が閾値ＴＨ２以上になると、運転者２３が前傾姿勢になっていて異常状態になっていると判定される。したがって、本実施形態によれば、生体情報を検出するセンサも運転者を撮像するための専用のカメラも用いることなく、簡易に運転者２３の異常状態を判定することができる。

（変形された実施形態）
（１）上記実施形態では、状態判定部３２２は、ペダル操作量の減少量を用いているが、これに限られず、ペダル操作量の変化の微分値を用いてもよい。

図１６は、上記実施形態の図４と異なる動作例を示すフローチャートである。図１７は、運転者のトルソー角を変化させる実験を行ったときの、ペダル操作量の変化の微分値及びステアリングトルクの推移をそれぞれ概略的に示すタイミングチャートである。図１７のセクション（Ａ）は、アクセルペダル５０のペダル操作量ＰＤ１の推移と、ペダル操作量の変化の微分値ＰＤ２の推移とを示す。図１７のセクション（Ｂ）は、ステアリングトルクＳＴｘの推移を示す。図１７のセクション（Ｃ）は、運転者のトルソー角ＡＧｔの推移を示す。なお、この変形された実施形態において、図１６以外の動作は、上記実施形態の図２、図３、図５と同じである。

図１６のステップＳ１２００，Ｓ１２０５は、図４のステップＳ１２００，Ｓ１２０５と同じである。ステップＳ１２０５に続くステップＳ１４００において、状態判定部３２２は、ペダル操作量の変化の微分値を算出する。ステップＳ１４０５において、状態判定部３２２は、微分値が閾値ＴＨ３以上低下しているか否かを判定する。微分値が閾値ＴＨ３以上低下していれば（ステップＳ１４０５でＹＥＳ）、処理はステップＳ１２２０に進む。一方、微分値が閾値ＴＨ３以上低下していなければ（ステップＳ１４０５でＮＯ）、図２、図３、図１６、図５の動作は終了する。図１６のステップＳ１２２０は、図４のステップＳ１２２０と同じである。

図１７の時刻ｔ１において、ステアリングトルクＳＴｘの絶対値が、閾値ＴＨ１以上減少している。この時刻ｔ１の近傍において、ペダル操作量の変化の微分値ＰＤ２が、閾値ＴＨ３以上低下している。このため、運転者は異常状態と判定される。このとき、運転者のトルソー角ＡＧｔは、前傾方向に大きく変化しているので、運転者の異常状態が適切に判定されている。

図１７の時刻ｔ２において、ステアリングトルクＳＴｘの絶対値の減少量は、閾値ＴＨ１未満になっている。また、ペダル操作量の変化の微分値ＰＤ２の低下幅は、閾値ＴＨ３未満になっている。このため、運転者は、異常状態とは判定されない。このとき、運転者のトルソー角ＡＧｔは、前傾方向に変化しているが、変化幅は小さいので、運転者は異常状態とはなっていない。

図１７の時刻ｔ３，ｔ４において、ステアリングトルクＳＴｘの絶対値が、閾値ＴＨ１以上減少しているが、ペダル操作量の変化の微分値ＰＤ２の低下量は、閾値ＴＨ３未満になっている。このため、運転者は、異常状態とは判定されない。このとき、運転者のトルソー角ＡＧｔは、前傾姿勢から後傾方向に大きく変化しているので、運転者は異常状態とはなっていない。

図１７の時刻ｔ５において、ステアリングトルクＳＴｘの絶対値が、閾値ＴＨ１以上減少している。この時刻ｔ５の近傍において、ペダル操作量の変化の微分値ＰＤ２が、閾値ＴＨ３以上低下している。このため、運転者は異常状態と判定される。このとき、運転者のトルソー角ＡＧｔは、前傾方向に大きく変化しているので、運転者の異常状態が適切に判定されている。

閾値ＴＨ３（第３閾値の一例に相当）は、図１７に示されるような実験を予め行って決定し、メモリ３１０に保存しておけばよい。

（２）上記実施形態では、状態判定部３２２は、ステアリングトルクの絶対値が、閾値ＴＨ１以上減少している間に、ペダル操作量の減少量が、閾値ＴＨ２以上になっているか否かを判定している。これによって、状態判定部３２２は、ステアリングトルクの絶対値の閾値ＴＨ１以上の減少と、ペダル操作量の閾値ＴＨ２以上の減少とが同時に生じているか否かを判定している。

代替的に、状態判定部３２２は、閾値ＴＨ１以上のステアリングトルクの絶対値の減少開始時刻と、閾値ＴＨ２以上のペダル操作量の減少開始時刻とが、実質的に同じであれば、状態判定部３２２は、ステアリングトルクの絶対値の閾値ＴＨ１以上の減少と、ペダル操作量の閾値ＴＨ２以上の減少とが同時に生じていると判定してもよい。

さらに代替的に、状態判定部３２２は、ステアリングトルクの絶対値が閾値ＴＨ１以上減少したときの減少量が最大値となった時刻と、ペダル操作量が閾値ＴＨ２以上減少したときの減少量が最大値となった時刻とが、実質的に同じであれば、ステアリングトルクの絶対値の閾値ＴＨ１以上の減少と、ペダル操作量の閾値ＴＨ２以上の減少とが同時に生じていると判定してもよい。

これらの場合でも、状態判定部３２２は、運転者が異常状態になっていると適切に判定することが可能になっている。

（３）上記実施形態では、状態判定部３２２は、操作ペダルのペダル操作量として、アクセルペダル５０のペダル操作量を用いているが、これに限られない。状態判定部３２２は、操作ペダルのペダル操作量として、ブレーキペダル１１５のペダル操作量を用いてもよい。この場合には、車両１０は、図１に示されるように、ブレーキペダル１１５のペダル操作量を検出するブレーキセンサ４００を備えればよい。

（４）上記実施形態では、運転者２３の反応がないと判定されると（ステップＳ１３０５でＮＯ）、運転支援制御部３２４は、ブレーキ機構２１０を作動させ（ステップＳ１３１５）、ステアリング機構２１５を作動させている（ステップＳ１３２０）。代替的に、運転支援制御部３２４は、ブレーキ機構２１０とステアリング機構２１５との一方だけを作動させてもよい。

１０ 車両
２２ ステアリングホイール
５０ アクセルペダル
１００ アクセルセンサ
１０５ ステアリングセンサ
１１０ 操作スイッチ
１１５ ブレーキペダル
２００ 警報音発生器
２１０ ブレーキ機構
２１５ ステアリング機構
３２２ 状態判定部
３２３ 警報制御部
３２４ 運転支援制御部

Claims (6)

1. 車両を運転する運転者の状態を判定するドライバ状態判定装置であって、
   前記運転者により前記車両のステアリングホイールに印加されるステアリングトルクを検出するステアリングセンサと、
   前記運転者による前記車両の操作ペダルに対するペダル操作量を検出するペダルセンサと、
   前記ステアリングセンサによる前記ステアリングトルクの検出値を検出時刻とともに保存し、前記ペダルセンサによる前記ペダル操作量の検出値を検出時刻とともに保存するメモリと、
   第１閾値以上の前記ステアリングトルクの変化と、第２閾値以上の前記ペダル操作量の変化とが同時に生じたことにより、前記運転者が異常状態になっていると判定する状態判定部と、
   を備え、
   前記状態判定部は、前記ステアリングトルクの前記変化の開始時刻と前記ペダル操作量の前記変化の開始時刻とが実質的に同一であることにより、前記第１閾値以上の前記ステアリングトルクの前記変化と、前記第２閾値以上の前記ペダル操作量の前記変化とが同時に生じたと判定する、
   ドライバ状態判定装置。
2. 前記状態判定部は、
   前記ステアリングトルクの絶対値が前記第１閾値以上減少したことにより、前記第１閾値以上の前記ステアリングトルクの前記変化があったと判定し、
   前記ペダル操作量が前記第２閾値以上減少したことにより、前記第２閾値以上の前記ペダル操作量の前記変化があったと判定する、
   請求項１に記載のドライバ状態判定装置。
3. 前記状態判定部は、
   前記ステアリングトルクの絶対値が前記第１閾値以上減少したことにより、前記第１閾値以上の前記ステアリングトルクの前記変化があったと判定し、
   前記ペダル操作量の変化の微分値が第３閾値以上低下したことにより、前記第２閾値以上の前記ペダル操作量の前記変化があったと判定する、
   請求項１に記載のドライバ状態判定装置。
4. 前記状態判定部はさらに、前記ステアリングトルクが前記第１閾値以上変化したときの変化量が最大値となった時刻と、前記ペダル操作量が前記第２閾値以上変化したときの変化量が最大値となった時刻とが、実質的に同じであれば、前記第１閾値以上の前記ステアリングトルクの前記変化と、前記第２閾値以上の前記ペダル操作量の前記変化とが同時に生じたと判定する、
   請求項１に記載のドライバ状態判定装置。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載のドライバ状態判定装置を備え、前記運転者による前記車両の運転を支援する運転支援装置であって、
   前記運転者に対して警報を発する警報器と、
   前記運転者が異常状態になっていると判定されると、前記警報器を作動させる警報制御部と、
   を更に備える運転支援装置。
6. 前記運転者により操作可能に設けられ、作動する前記警報器を停止させるための操作スイッチと、
   前記車両のステアリング機構及び前記車両のブレーキ機構の少なくとも一方を作動させる運転支援制御部と、
   を更に備え、
   前記警報制御部は、前記警報器の作動後に前記操作スイッチが操作されると、作動している前記警報器を停止させ、
   前記運転支援制御部は、前記警報器の作動開始から所定時間以内に前記警報器が停止されないときは、前記車両のステアリング機構及び前記車両のブレーキ機構の少なくとも一方を作動させて、前記車両に退避及び減速の少なくとも一方を行わせる、
   請求項５に記載の運転支援装置。

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