JPH06297980A - 自動車用居眠り防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転者の脳に直接的に刺激を与え、運転者を
非覚醒状態から確実かつ効果的に覚醒させることができ
る自動車用居眠り防止装置を提供する。 【構成】 覚醒検出手段１１により、運転者の覚醒度合
を検出して、運転者の覚醒度合に応じた覚低信号を出力
し、出力演算手段１２により、覚低信号に応じた出力レ
ベルの覚醒信号を演算及び出力する。そして、モータコ
ントローラ１３により、覚醒信号の出力レベルに応じた
出力レベルでモータ１４を高速正逆回転して、ステアリ
ングホイール１５に所定の回動角度範囲内で所定周波数
の振動を励起する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車用居眠り防止装置
に関するものであり、特に、運転者の覚醒低下時に、ス
テアリングホイールを介して運転者に直接かつ確実に覚
醒作用を与えるようにした自動車用居眠り防止装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、一般社会における安全への関心の
高まりとともに、自動車業界においても、自動車事故を
事前に回避できる自動車、いわゆる、アドヴァンスト・
セーフティ・ビークル（ＡＳＶ）への要請が高まってい
る。かかる要請に応えるものとして、運転者が居眠り状
態にあるか否かを検出し、運転者が居眠り状態にあると
きは、運転者の覚醒を促す自動車用居眠り防止装置が開
発されている。

【０００３】従来のこの種の自動車用居眠り防止装置と
して、特公平５−１２１６９号公報に示す技術を挙げる
ことができる。

【０００４】この自動車用居眠り防止装置は、操舵角検
出器により操舵角を検出し、全操舵量演算回路により、
検出操舵角に基いて予め定めた監視期間毎にその監視期
間内の全操舵量を求める。また、比較判定回路により、
車両の運転開始時から所定期間における複数の全操舵量
に基いて監視基準値を求め、その所定期間経過後に監視
基準値と全操舵量とを比較する。そして、その全操舵量
が監視基準値を越えたとき警報信号を発生し、警報器に
より運転者に警報を与えるものである。

【０００５】また、図７は別の従来の自動車用居眠り防
止装置を示す構成図である。

【０００６】この装置は、運転者の運転状態をモニタ
し、運転者に休憩を促すものであり、操舵角センサ５１
で、操舵状態に応じて操舵角度を検出し、コントローラ
５２により覚醒時と朦朧時の操舵パターンの相違を判定
し、天候、夜間及び休憩時間等の他の諸要素を加味して
運転時間を積算して、一定時間以上の過度の連続運転を
警告する。そして、その演算結果に応じて、絵表示、ブ
ザー音で運転者に警報を与えるとともに、表示ユニット
５３に累積運転時間をバーグラフで表示し、運転者に休
憩の目安を与えるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の自動車用居眠り
防止装置は、いずれも上記のように構成され、運転者の
覚醒状態または非覚醒状態を検出した後の処理として、
運転者に対し、ブザー等の警報アラームまたはメッセー
ジ表示等の間接的な警報手段で警報を与えているから、
運転者を朦朧状態及び居眠り状態等の非覚醒状態から覚
醒させる刺激が十分でなく、運転者の覚醒を確実かつ効
果的に行なえない可能性がある。

【０００８】そこで、本発明は、運転者の脳に直接的に
刺激を与え、運転者を非覚醒状態から確実かつ効果的に
覚醒させることができる自動車用居眠り防止装置の提供
を課題とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる自動車用
居眠り防止装置は、覚醒検出手段により、運転者の覚醒
度合を検出して、運転者の覚醒度合が所定値以下に低下
したときに覚低信号を出力し、回動変位発生手段によ
り、覚醒検出手段からの覚低信号に基き、ステアリング
ホイールに所定の回動角度範囲内で所定周波数の振動を
励起するようにしたものである。

【００１０】

【作用】本発明においては、運転者が、朦朧状態または
居眠り状態等の非覚醒状態に陥ったとき、覚醒検出手段
が、覚低信号を出力し、回動変位発生手段が、その覚低
信号に基き、所定の回動角度範囲内で所定周波数の振動
をステアリングホイールに励起する。すると、ステアリ
ングホイールから運転者の手に振動が直接伝えられ、運
転者の脳に直接的に刺激を与え、運転者が非覚醒状態か
ら覚醒する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施例の自動車用居眠り
防止装置を示す構成図、図２は本発明の一実施例の自動
車用居眠り防止装置によるステアリングホイールの振動
励起状態を示す平面図である。

【００１３】本実施例にかかる自動車用居眠り防止装置
は、覚醒検出手段１１、出力演算手段１２、モータコン
トローラ１３及びモータ１４よりなり、覚醒検出手段１
１は、例えば、従来例である特公平５−１２１６９号公
報に掲載の公知の検出系を使用して、運転者の覚醒度合
を検出し、運転者の覚醒度合が所定値以下に低下したと
きに運転者の覚醒度合に応じた覚低信号を出力するよう
になっている。なお、本実施例では、覚醒検出手段１１
は、運転者が覚醒状態から所定の朦朧状態になったとき
に、第１の覚低信号を出力し、運転者が朦朧状態を過ぎ
て、完全な居眠り状態となったときに、第２の覚低信号
を出力するよう構成されている。

【００１４】覚醒検出手段１１には出力演算手段１２が
電気的に接続され、覚醒検出手段１１からの第１の覚低
信号または第２の覚低信号を受けて、運転者の覚醒度合
の大小を判断し、その覚醒度合のときに運転者の覚醒に
必要な出力レベルの覚醒信号を演算して出力するように
なっている。即ち、出力演算手段１２は、覚醒検出手段
１１から第１の覚低信号が入力されると第１の覚醒信号
を出力し、第２の覚低信号が入力されると第２の覚醒信
号を出力するものである。

【００１５】また、出力演算手段１２にはモータコント
ローラ１３が電気的に接続されるとともに、モータコン
トローラ１３には、ステアリングホイール１５のステア
リングシャフト１６に駆動連結されたモータ１４が電気
的に接続されている。そして、モータコントローラ１３
は、出力演算手段１２からの第１または第２の覚醒信
号、使用車両の仕様（ステアリングホイールの遊び量、
切れ角）及び車速に応じて、モータ１４に所定周波数の
電圧を印加し、モータ１４を所定の回動角度範囲内で高
速正逆回転し、ステアリングシャフト１６を介してステ
アリングホイール１５を対応する所定の回動角度範囲内
で高速正逆回転して、その正逆回転数に対応する周波数
の振動をステアリングホイール１５の回転方向に励起す
るようになっている。

【００１６】前記出力演算手段１２、モータコントロー
ラ１３及びモータ１４により回動変位発生手段が構成さ
れている。

【００１７】ここで、モータコントローラ１３からモー
タ１４に入力する電圧は、本実施例ではサイン波等のイ
ンパルス波を使用し、その周波数は、ステアリングホイ
ール１５に十分な振動を励起できるよう、比較的高周波
としている。また、そのパワーレベル（覚醒出力レベ
ル）は、車両仕様（ステアリングホイールの遊び量、切
れ角）及び車速に応じた最適値に制御するようになって
いるが、運転者が朦朧状態にあり、前記出力演算手段１
２から第１の覚醒信号が出力されるときは、車両の走行
進路を変更しない最大角度範囲内で、ステアリングホイ
ール１５の振幅を確保できる周波数とすることが好まし
い。

【００１８】更に、モータコントローラ１３からモータ
１４へ入力されるパワーレベルは、運転者が朦朧状態を
過ぎて完全な居眠り状態となり、出力演算手段１２から
第２の覚醒信号が出力されるときは、車両の走行進路に
若干の影響を与え、運転者に異常を体感させるレベルと
し、運転者に一層の刺激を付与するよう構成することが
好ましい。

【００１９】即ち、本実施例では、運転者覚醒のための
ステアリングホイール１５の回動ストロークは、運転者
が朦朧状態にあるときは、車両仕様に応じたステアリン
グホイール１５の遊び量の範囲内とし、運転者が居眠り
状態にあるときは、その遊び量を若干越える範囲として
いる。しかし、ステアリングホイール１５の回動ストロ
ークを、遊び量を越える範囲とする場合でも、その回動
ストロークを車速と連動して、車両の走行進路を乱さず
安全走行を確保できる範囲、即ち、走行操舵に影響を与
えない範囲として、モータコントローラ１３による制御
を行なうようになっている。

【００２０】次に、上記のように構成された本実施例の
自動車用居眠り防止装置の動作を説明する。

【００２１】まず、運転者が通常の覚醒状態にあるとき
は、覚醒検出手段１１からの覚低信号の出力はなく、モ
ータ１４はステアリングホイール１５の操作に何等影響
を及ぼさない。したがって、運転者は、通常の運転操作
を円滑に行なうことができる。なお、本実施例のモータ
１４は、運転者が覚醒状態にあるときは、ステアリング
操作のパワーアシストとして使用してもよい。

【００２２】また、運転者が覚醒状態から所定の朦朧状
態に入った場合、覚醒検出手段１１が第１の覚低信号を
出力し、出力演算手段１２が、覚醒検出手段１１からの
第１の覚低信号に対応して、第１の覚醒信号を演算して
モータコントローラ１３に出力する。すると、モータコ
ントローラ１３が、出力演算手段１２からの第１の覚醒
信号、車両仕様及び車速に応じて、モータ１４に所定周
波数の電圧を印加し、モータ１４を所定の回動角度範囲
内で高速正逆回転し、ステアリングシャフト１６を介し
てステアリングホイール１５を対応する所定の回動角度
範囲内で高速正逆回転して、その正逆回転数に対応する
周波数の振動をステアリングホイール１５の回転方向に
励起する。これにより、ステアリングホイール１５から
運転者の手に第１の出力レベルの振動が直接伝えられ、
運転者の脳に直接的に刺激が与えられ、運転者がかかる
ステアリングホイール１５の振動を異常振動と感じて、
朦朧状態から覚醒する。

【００２３】そして、運転者が朦朧状態を過ぎて、完全
な居眠り状態となったときは、覚醒検出手段１１が第２
の覚低信号を出力し、出力演算手段１２が、覚醒検出手
段１１からの第２の覚低信号に対応して、第２の覚醒信
号を演算してモータコントローラ１３に出力する。する
と、モータコントローラ１３が、出力演算手段１２から
の第２の覚醒信号、車両仕様及び車速に応じて、モータ
１４に所定周波数の電圧を印加し、モータ１４を所定の
回動角度範囲内で高速正逆回転し、ステアリングシャフ
ト１６を介してステアリングホイール１５を対応する所
定の回動角度範囲内で高速正逆回転して、その正逆回転
数に対応する周波数の振動をステアリングホイール１５
の回転方向に励起する。これにより、ステアリングホイ
ール１５から運転者の手に第２の出力レベルの振動が直
接伝えられ、運転者の脳に直接的に刺激が与えられ、運
転者がかかるステアリングホイール１５の振動を異常振
動と感じて、居眠り状態から覚醒する。

【００２４】図４は本発明の他の実施例の自動車用居眠
り防止装置を示す全体ブロック構成図で、図５は図４の
実施例で使用したパワーステアリングのモータ駆動電流
波形図である。そして、図６は図４の実施例の自動車用
居眠り防止装置を制御するフローチャートである。

【００２５】この実施例は、公知のパワーステアリング
装置に自動車用居眠り防止装置を組込んだものである。
覚醒検出手段１１は前記実施例で使用したものであり、
眼の状態、ハンドルの握力状態等のセンサが使用でき
る。パワーステアリングセンサ３１はステアリングホイ
ールの回動するトルクを検出するものであり、パワース
テアリング装置としてのみ必要なものである。パワース
テアリングモータ３２はパワーステアリング装置として
ステアリングホイールを回動するトルクをアシストする
ものである。また、ブザー３３は公知の発音手段であ
る。制御部３０はマイクロコンピュータ及びパワーステ
アリングモータ３２を駆動する駆動回路を有している。
パワーステアリングモータ３２は左右回動出力強の状態
で図５（ｂ）の矩形波を５秒間隔に印加するものである
が、波高値は走行操舵に影響を与えない所定の回動角度
範囲内の回動を付与する電流値となっている。また、左
右回動出力弱の状態で図５（ａ）の矩形波を５秒間隔に
印加するものであるが、その矩形波の波高値は左右回動
出力強の２／３となっている。そして、パルス繰返周波
数は３／２倍になっている。

【００２６】この自動車用居眠り防止装置の制御は、次
のように行なわれる。

【００２７】まず、ステップＳ１で覚醒検出手段１１の
出力を検出し、ステップＳ２で覚醒検出手段１１の出力
が第１の覚低信号と断定できる第１閾値以上であるか判
定し、第１閾値以上であると判定できないとき、ステッ
プＳ１及びステップＳ２のルーチンを繰返し実行する。
また、ステップＳ２で覚醒検出手段１１の出力が第１の
覚低信号と断定できる第１閾値以上であると判定する
と、ステップＳ３で図５（ａ）の左右回動出力弱の矩形
波を出力し、パワーステアリングモータ３２はパワース
テアリングの繰返し微小右及び左回動を行ない、触覚的
に注意を促す。かつ、ステップＳ４でブザー音を発生さ
せ、聴覚的にも注意を喚起する。そして、ステップＳ５
で覚醒検出手段１１の出力が第２の覚低信号と断定でき
る第２閾値以上であるか判定し、第２閾値以上であると
判定できないとき、ステップＳ１からステップＳ６のル
ーチンを繰返し実行する。

【００２８】ステップＳ５で覚醒検出手段１１の出力が
第２の覚低信号と断定できる第２閾値以上であると判定
されると、ステップＳ６で図５（ｂ）の左右回動出力強
の矩形波を出力し、パワーステアリングモータ３２はパ
ワーステアリングの繰返し右及び左回動を行ない、触覚
的にも強く注意を促す。かつ、ステップＳ７でブザー音
を大きくし、聴覚的にも強く注意を喚起する。

【００２９】なお、本実施例では、パワーステアリング
モータ３２に印加する電流波形は矩形波としているが、
本発明を実施する場合には、三角波、鋸歯状波、階段
波、更には、人間の感覚に適合させた特殊波形の使用が
可能である。

【００３０】このように、上記実施例の自動車用居眠り
防止装置は、覚醒検出手段１１により、運転者の覚醒度
合を検出して、運転者の覚醒度合が所定値以下に低下し
たときに運転者の覚醒度合に応じて、第１の覚低信号ま
たは第２の覚低信号を出力し、出力演算手段１２によ
り、覚醒検出手段１１からの覚低信号に応じ、異なる出
力レベルの第１の覚醒信号または第２の覚醒信号を演算
及び出力し、モータコントローラ１３により、出力演算
手段１２からの覚醒信号に応じた第１の出力レベルまた
は第２の出力レベルでモータ１４を高速正逆回転して、
ステアリングホイール１５に第１の回動角度範囲または
第２の回動角度範囲内で所定周波数の振動を励起するも
のである。

【００３１】したがって、上記実施例は、運転者が、朦
朧状態または居眠り状態等の非覚醒状態に陥ったとき、
覚醒検出手段１１が、その非覚醒状態に応じた覚低信号
を出力演算手段１２に出力し、出力演算手段１２が、そ
の覚低信号に応じた覚醒出力レベルでモータコントロー
ラ１３を駆動し、モータコントローラ１３が、モータ１
４を介して、その覚醒出力レベルに応じた振動をステア
リングホイール１５に励起する。すると、ステアリング
ホイール１５から運転者の手に振動が直接伝えられ、運
転者の脳に直接的に刺激を与える。

【００３２】その結果、運転者を非覚醒状態から確実か
つ効果的に覚醒させることができるため、必要なとき
は、運転者が危険回避動作を円滑かつ速かにとることが
でき、走行時における車両の乗員その他の安全性を確保
できる。また、このようにして運転者に与えられる振動
は、ステアリングホイール１５の把持位置または把持力
に無関係であり、また、従来例における警報アラーム等
とは異なり、直接運転者の脳を刺激するため、運転者の
覚醒にとって非常に効果的である。

【００３３】ところで、上記実施例は、モータ１４をス
テアリングシャフト１６に直接駆動連結する直列配置タ
イプとして構成されているが、本発明を実施する場合に
は、これに限定されるものではなく、図３に示すよう
に、モータ２１をステアリングシャフト１６にギヤまた
はクラッチ等の連結機構２２を介して駆動連結する並列
配置タイプとして構成することも可能である。この場
合、振動付与が必要なときのみ、連結機構２２によりモ
ータ２１をステアリングシャフト１６に駆動連結しても
よい。

【００３４】また、上記実施例は、運転者の覚醒度合
を、朦朧状態と居眠り状態の２段階に区別して、モータ
１４により２段階の出力レベルの振動を励起するよう構
成したが、これを１段階の出力レベルの振動のみを運転
者の非覚醒時に励起するようにしてもよい。この場合、
装置の回路構成が簡単になるという効果が得られる。更
に、安全性の要請を確保できる限りにおいて、運転者が
朦朧状態にあるときに、ステアリングホイール１５の遊
び量を越える範囲で振動を励起してもよく、これと逆
に、運転者が居眠り状態にあるときでも、ステアリング
ホイール１５の遊び量の範囲内で振動を励起するように
してもよい。

【００３５】そして、本実施例では、ステアリングホイ
ールの僅かな回転方向の付与として触覚に付与する目覚
し信号としているが、本発明を実施する場合には、ステ
アリングホイールのチルトまたはテレスコの僅かな繰返
し変位として対応させることもできる。この場合にも、
ステアリングホイールのチルト機構またはテレスコ機構
を使用するとよい。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明にかかる自動車用
居眠り防止装置は、覚醒検出手段により、運転者の覚醒
度合を検出して、運転者の覚醒度合が所定値以下に低下
したときに覚低信号を出力し、回動変位発生手段によ
り、覚醒検出手段からの覚低信号に基き、ステアリング
ホイールに所定の回動角度範囲内で所定周波数の振動を
励起するようにしたものである。

【００３７】したがって、運転者が、朦朧状態または居
眠り状態等の非覚醒状態に陥ったとき、覚醒検出手段
が、覚低信号を出力し、回動変位発生手段が、その覚低
信号に基き、所定の回動角度範囲内で所定周波数の振動
をステアリングホイールに励起する。すると、ステアリ
ングホイールから運転者の手に振動が直接伝えられ、運
転者の脳に直接的に刺激を与え、運転者が非覚醒状態か
ら覚醒する。その結果、運転者を非覚醒状態から確実か
つ効果的に覚醒させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例の自動車用居眠り防止
装置を示す全体ブロック構成図である。

【図２】図２は本発明の一実施例の自動車用居眠り防止
装置によるステアリングホイールの振動励起状態を示す
平面図である。

【図３】図３は本発明の自動車用居眠り防止装置の別事
例を示す構成図である。

【図４】図４は本発明の他の実施例の自動車用居眠り防
止装置を示す全体ブロック構成図である。

【図５】図５は図４の実施例で使用したパワーステアリ
ングのモータ駆動電流波形図である。

【図６】図６は図４の実施例の自動車用居眠り防止装置
を制御するフローチャートである。

【図７】図７は別の従来の自動車用居眠り防止装置を示
す構成図である。

【符号の説明】

１１ 覚醒検出手段 １２ 出力演算手段（回動変位発生手段） １３ モータコントローラ（回動変位発生手段） １４ モータ（回動変位発生手段） ２１ モータ（回動変位発生手段） ３０ 制御部 ３２ パワーステアリングモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 信夫 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 戸谷 千春 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 運転者の覚醒度合を検出し、運転者の覚
   醒度合が所定値以下に低下したときの覚低信号を出力す
   る覚醒検出手段と、 前記覚醒検出手段からの覚低信号に基き、ステアリング
   ホイールに走行操舵に影響を与えない所定の回動角度範
   囲内で所定周波数の繰返し回動を励起する回動変位発生
   手段とを具備することを特徴とする自動車用居眠り防止
   装置。