(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内部で運転者が変速段を操作可能なパドルシフトに設けられ、前記運転者に対して前記パドルシフトの操作を促してパドルシフトを操作させることにより該運転者の覚醒度を判定する覚醒度検知センサを備え、
前記覚醒度検知センサは、前記操作に伴い抵抗値が変化する可変抵抗器を有する圧力センサであり、前記可変抵抗器の所定のサンプリング間隔での抵抗値の差分から検出される操作速度及び前記可変抵抗器の前記操作時における抵抗値の最大値又は最小値から検出される操作力のうち一方又は両方に基づいて、前記運転者の覚醒度を判定することを特徴とする車両用覚醒検知装置。
【請求項２】
車両内部で運転者が変速段を操作可能なパドルシフトに設けられ、前記運転者に対して前記パドルシフトの操作を促してパドルシフトを操作させることにより該運転者の覚醒度を判定する覚醒度検知センサを備え、
前記覚醒度検知センサは、圧力センサであり、
前記パドルシフトは、通常のシフトスイッチの反力として使用される第１ばね部材と、前記通常のシフトスイッチの操作範囲を超えて前記パドルシフトを操作する際に、該パドルシフトに反力を付与するとともに、前記第１ばね部材よりもばね定数の大きな第２ばね部材と、を備えることを特徴とする車両用覚醒検知装置。
【請求項３】
車両内部で運転者が変速段を操作可能なパドルシフトに設けられ、前記運転者に対して前記パドルシフトの操作を促してパドルシフトを操作させることにより該運転者の覚醒度を判定する覚醒度検知センサを備え、
前記パドルシフトは、ステアリングホイールの左側に設けられる左側パドルシフトと、前記ステアリングホイールの右側に設けられる右側パドルシフトと、を有し、
前記覚醒度検知センサは、圧力センサであり、前記左側パドルシフトと前記右側パドルシフトとの両方が同時に操作された状態で、前記運転者の覚醒度を判定することを特徴とする車両用覚醒検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両内部で運転者の覚醒度を検知するための車両用覚醒検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車等の車両の運転者は、運転の継続等によって覚醒度が低下する場合がある。このため、運転者の覚醒度の低下、所謂、居眠り運転状態を検出し、前記運転者に警告を与える必要がある。このため、例えば、特許文献１には、より自然に近い簡単な方法で運転者の居眠り状態を検出することができる居眠り検出装置が開示されている。
【０００３】
この居眠り検出装置は、運転者の皮膚温を検出する温度検出手段と、検出された皮膚温を閾値と比較して居眠り状態かどうかを判定する居眠り状態判定手段とを備えている。従って、運転者に装着物を付けることなく、前記運転者に違和感を与えずに居眠りを検出することができる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１３７１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１では、皮膚温度を検出するために、ハンドル枠や運転席シートに温度センサや赤外線センサを取り付けるとともに、圧力検出をするために、前記ハンドル枠に圧力センサを取り付けている。このため、複数箇所に種々のセンサが必要になり、構成が複雑化するとともに、経済的ではないという問題がある。しかも、覚醒判定に運転者の皮膚温度を適用するため、該覚醒判定が完了するまでに相当な時間がかかってしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、簡単且つ経済的な構成で、運転者の覚醒度を迅速に判定することが可能な車両用覚醒検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る車両用覚醒検知装置は、車両内部で運転者により操作可能な可動部材に設けられ、前記運転者に前記可動部材を操作させることにより該運転者の覚醒度を判定する覚醒度検知センサを備えている。
【０００８】
また、この車両用覚醒検知装置では、可動部材は、車両のステアリングホイール近傍に設けられて変速段を操作するパドルシフトであり、覚醒度検知センサは、圧力センサであることが好ましい。
【０００９】
さらに、この車両用覚醒検知装置では、圧力センサは、操作に伴い抵抗値が変化する可変抵抗器を備え、覚醒度検知センサは、前記可変抵抗器の所定のサンプリング間隔での抵抗値の差分から検出される操作速度及び前記可変抵抗器の前記操作時における抵抗値の最大値又は最小値から検出される操作力のうち一方又は両方に基づいて、運転者の覚醒度を判定することが好ましい。
【００１０】
さらにまた、この車両用覚醒検知装置では、パドルシフトは、通常のシフトスイッチの反力として使用される第１ばね部材と、前記通常のシフトスイッチの操作範囲を超えて前記パドルシフトを操作する際に、該パドルシフトに反力を付与するとともに、前記第１ばね部材よりもばね定数の大きな第２ばね部材と、を備えていることが好ましい。
【００１１】
また、この車両用覚醒検知装置では、パドルシフトは、ステアリングホイールの左側に設けられる左側パドルシフトと、前記ステアリングホイールの右側に設けられる右側パドルシフトと、を有し、覚醒度検知センサは、前記左側パドルシフトと前記右側パドルシフトとの両方が同時に操作された状態で、運転者の覚醒度を判定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、運転者により操作可能な可動部材に、覚醒度検知センサが設けられている。このため、簡単且つ経済的な構成で、運転者の覚醒度を迅速に判定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用覚醒検知装置を含む車両の概略構成図である。
【図２】前記車両用覚醒検知装置を構成する＋側パドルシフトの分解斜視説明図である。
【図３】前記＋側パドルシフトの、図２中、ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】前記車両用覚醒検知装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】前記車両用覚醒検知装置において、ガイダンス表示の説明図である。
【図６】前記車両用覚醒検知装置において、検出される抵抗値とサンプリング時間との説明図である。
【図７】図６に示す抵抗値とサンプリング時間とから算出される操作速度の説明図である。
【図８】前記車両用覚醒検知装置の別の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る車両用覚醒検知装置１０を含む車両１２は、例えば、自動運転が可能な自動車である。車両１２は、電子制御装置１４（以下「ＥＣＵ１４」という。）を備え、前記ＥＣＵ１４は、モード切換部１６、手動運転モード制御部１８及び自動運転モード制御部２０を有する。
【００１５】
モード切換部１６は、運転者が切換スイッチ（図示せず）を操作することにより、車両１２の運転モードを切り換える。運転モードには、例えば、手動運転モード及び自動運転モードが含まれる。自動運転モードは、車両１２の自動運転を行うモードであり、手動運転モードは、自動運転が開始不可である状態の手動運転モードである。
【００１６】
自動運転モード制御部２０は、加速装置２２、減速装置２４及び操舵装置２６を制御することにより、自動運転モードにおける車両１２の加減速及び操舵を制御する。加速装置２２は、ＥＣＵ１４からの加速指令に応じて車両１２の駆動源を動作させる。車両１２がエンジン車両の場合、加速装置２２は、加速指令に応じて、例えば、スロットルバルブを動作させ、駆動源としてのエンジンを動作させる。車両１２が電動車両の場合、加速装置２２は、加速指令に応じて駆動源としての電動モータ（走行モータ）を動作させる。
【００１７】
減速装置２４は、ＥＣＵ１４からの減速指令に応じて、例えば、ブレーキアクチュエータを動作させ、車両１２に制動力を付与する。操舵装置２６は、手動操舵のための手動操舵系と、自動操舵のための自動操舵系とを含む。手動操舵系には、例えば、ステアリングシャフト、ステアリングギアボックス、タイロッド、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ装置）等が含まれる。
【００１８】
ＥＣＵ１４は、車両用覚醒検知装置１０を構成する覚醒度検知部（覚醒度検知センサ）２８、パドルシフト操作力算出部３０及びパドルシフト操作速度算出部３２を含む。ＥＣＵ１４には、アクセル操作センサ３４、ブレーキ操作センサ３６、パドルシフト操作センサ３８及び抵抗値検出部４０が接続される。
【００１９】
アクセル操作センサ３４は、運転者によるアクセルペダル４１の操作量を検出する。ブレーキ操作センサ３６は、運転者によるブレーキペダル４２の操作量を検出する。パドルシフト操作センサ３８は、ステアリングホイール４４に設けられている＋側パドルシフト（ステアリングホイール４４の右側に設けられる右側パドルシフト）４６Ｒ及び−側パドルシフト（ステアリングホイール４４の左側に設けられる左側パドルシフト）４６Ｌが操作されたことを検出する。抵抗値検出部４０は、後述する圧力センサ４８から得られる抵抗値を検出し、その抵抗値の情報を覚醒度検知部２８に送る。
【００２０】
本実施形態では、＋側パドルシフト４６Ｒ及び−側パドルシフト４６Ｌに、覚醒度検知センサ、例えば、圧力センサ４８が設けられる。以下に、＋側パドルシフト４６Ｒに設けられる圧力センサ４８についてのみ説明し、−側パドルシフト４６Ｌの圧力センサ４８の説明は省略する。
【００２１】
図２及び図３に示すように、＋側パドルシフト４６Ｒは、ステアリングホイール４４に固定されるカバー部材５０と、前記カバー部材５０に揺動可能な可動部材（パドル）５２とを備える。カバー部材５０は、互いに平行な一対の壁面５０ｆを有し、前記一対の壁面５０ｆには、半球状の凹部５４が互いに対向して形成される。一対の凹部５４間には、円形状の孔部５６ａが形成された第１支持板５６が設けられるとともに、前記第１支持板５６に近接して、円弧状の凹部５８ａが形成された第２支持板５８が設けられる。
【００２２】
可動部材５２は、運転者の手指により操作される湾曲形状の押圧部６０を有し、前記押圧部６０とは反対側の位置には、一対の板状部６２が形成される。一対の板状部６２の外面には、半球状の突起部６４が膨出形成され、各突起部６４は、凹部５４に嵌合する。可動部材５２は、突起部６４及び凹部５４を支点にして揺動可能である。一方の板状部６２には、突起部６４とは反対の面に、前記突起部６４の軸線状に位置して凸状部６６が膨出形成される。
【００２３】
図３に示すように、圧力センサ４８は、可変抵抗器６８を備え、前記可変抵抗器６８は、孔部５６ａ及び凹部５８ａに挿入されて第１支持板５６及び第２支持板５８に支持される。可変抵抗器６８の回転軸（つまみ）６８ａの先端は、先割れ形状を有しており、前記先端に凸状部６６が嵌合する。回転軸６８ａは、可動部材５２の揺動支点と同軸上に配置され、回転されることにより抵抗値が変動する。
【００２４】
カバー部材５０には、可動部材５２の揺動支点よりも押圧部６０側に近接して、第１ばね部材７０ａと第２ばね部材７０ｂとが同軸上に配置される。第１ばね部材７０ａは、＋側パドルシフト４６Ｒにおける通常のシフトスイッチの反力として使用され、比較的小さなばね定数に設定される。
【００２５】
第２ばね部材７０ｂは、第１ばね部材７０ａよりも太い線径を有するとともに、前記第１ばね部材７０ａよりも軸長が短尺で、且つ大径に構成される。第２ばね部材７０ｂは、通常のシフトスイッチの操作範囲を超えて＋側パドルシフト４６Ｒを操作する際に、該＋側パドルシフト４６Ｒに反力を付与するとともに、第１ばね部材７０ａよりも大きなばね定数に設定される。第２ばね部材７０ｂのばね定数は、覚醒度を検知するために運転者の手指に所望の反力を付与することができる値に設定されることが好ましい。
【００２６】
図１に示すように、各圧力センサ４８（各可変抵抗器６８）から得られる検出抵抗値は、抵抗値検出部４０を介してＥＣＵ１４に入力される。覚醒度検知部２８では、後述するように、可変抵抗器６８の所定のサンプリング間隔での抵抗値の差分から検出される操作速度及び前記可変抵抗器６８の前記操作時における抵抗値の最大値又は最小値から検出される操作力のうち一方又は両方に基づいて、運転者の覚醒度を判定する。ＥＣＵ１４には、表示器７２が接続される。表示器７２は、運転者が容易に視認できる位置に設定されており、例えば、ダッシュボードの運転席側上部や中央上部に設けられた速度計、又は、ナビゲーション画面等に設けられる。
【００２７】
次に、このように構成される車両用覚醒検知装置１０の動作について、図４に示すフローチャートに沿って、以下に説明する。
【００２８】
車両１２は、例えば、高速道路を自動運転モードで走行している場合がある。このため車両１２が、自動運転を行うことができない非自動運転区間に至る前に、運転者の覚醒度を検知する必要がある。そこで、表示器７２には、例えば、図５に示すように、「光が表示されたらパドルを押して下さい。」とのガイダンスが表示される（図４中、ステップＳ１）。その際、車両１２は、自動運転モードであり、＋側パドルシフト４６Ｒ及び−側パドルシフト４６Ｌを操作しても、前記車両１２の走行に影響を与えることがない。
【００２９】
表示器７２には、運転者が視認し易いように、ステアリングホイール４４が表示されるとともに、＋側パドルシフト４６Ｒ及び−側パドルシフト４６Ｌが際立つ表示方式が好ましい。
【００３０】
ステップＳ２に進んで、表示器７２（又は他のモニタ）に光が表示される。運転者は、光に反応して、＋側パドルシフト４６Ｒ及び−側パドルシフト４６Ｌを押圧する。従って、図２及び図３に示すように、可動部材５２の押圧部６０が押圧されるため、前記可動部材５２は、まず、第１ばね部材７０ａを圧縮した後、前記第１ばね部材７０ａ及び第２ばね部材７０ｂを圧縮するように揺動される。
【００３１】
圧力センサ４８では、可変抵抗器６８の回転軸６８ａの先端に、凸状部６６が嵌合しており、可動部材５２が揺動することによって、前記回転軸６８ａが回転する。これにより、可変抵抗器６８の抵抗値（操作力）が上昇し、＋側パドルシフト４６Ｒ及び−側パドルシフト４６Ｌの操作が検知される（ステップＳ３中、ＹＥＳ）。
【００３２】
次いで、パドルシフト操作力算出部３０により算出される可動部材５２の操作力から、パドルシフト操作速度算出部３２により前記可動部材５２の操作速度が算出される。具体的には、パドルシフト操作力算出部３０では、図６に示すように、サンプリング時間ΔＴが予め設定されており、そのサンプリング間隔で圧力センサ４８から送られてくる抵抗値Ωが抽出される。
【００３３】
そして、前回の抵抗値と今回の抵抗値との差分を算出し、最大抵抗値変化量ΔΩmaxを判定し、この最大抵抗値変化量ΔΩmaxとサンプリング時間ΔＴとにより、操作速度（Ｖ＝ΔΩmax／ΔＴ）が算出される（図７参照）。
【００３４】
ステップＳ４では、算出された操作速度が、予め設定された設定速度よりも速いと判断されると（ステップＳ４中、ＹＥＳ）、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、操作力（操作時における抵抗値Ωの最大値又は最小値から検出される操作力のうち一方又は両方）が、予め設定された設定操作力よりも弱いと判断されると（ステップＳ５中、ＹＥＳ）、ステップＳ６に進んで、運転者に注意を喚起する。例えば、音声による注意喚起や振動による注意喚起等が好ましい。これは、覚醒状態（覚醒度）が、居眠りであると判定される（ステップＳ７）。
【００３５】
一方、ステップＳ５において、操作力が、設定操作力よりも強いと判断されると（ステップＳ５中、ＮＯ）、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、運転者による操作速度及び操作力がメモリ（図示せず）に記憶された後、ステップＳ９に進んで、前記運転者の覚醒状態（覚醒度）が正常であると判定される。
【００３６】
また、ステップＳ４において、算出された操作速度が、設定速度よりも遅いと判断されると（ステップＳ４中、ＮＯ）、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、運転者による操作速度及び操作力の再計測が要求されるとともに、ステップＳ１１では、前記運転者の覚醒状態が未判定であると判定される。
【００３７】
この場合、本実施形態では、例えば、＋側パドルシフト４６Ｒ及び−側パドルシフト４６Ｌには、運転者により操作可能な可動部材５２に、覚醒度検知センサとして圧力センサ４８が設けられている。圧力センサ４８は、可変抵抗器６８を備え、前記可変抵抗器６８では、可動部材５２が押圧されて揺動する際に、回転軸６８ａが回転し出力される抵抗値が変動している。
【００３８】
さらに、可動部材５２には、通常のシフトスイッチの反力として使用される第１ばね部材７０ａと、前記第１ばね部材７０ａよりも大きなばね定数に設定され且つ該第１ばね部材７０ａよりも軸方向に短尺な第２ばね部材７０ｂとが配置されている。覚醒度を検知する際、運転者の手指には、通常のシフトスイッチの操作時よりも大きな反力を付与するためである。
【００３９】
なお、本実施形態では、＋側パドルシフト４６Ｒ及び−側パドルシフト４６Ｌの両方が同時に操作された状態で、運転者の覚醒度（居眠りであるか正常であるか）を判定しているが、例えば、前記＋側パドルシフト４６Ｒのみ、あるいは、前記−側パドルシフト４６Ｌのみが操作された状態で、運転者の覚醒度を判定してもよい。その際、運転者は、＋側パドルシフト４６Ｒ又は−側パドルシフト４６Ｌの少なくとも一方を構成する可動部材５２を押圧するだけでよい。これにより、簡単且つ経済的な構成で、運転者の覚醒度を迅速且つ確実に判定することが可能になるという効果が得られる。
【００４０】
また、本実施形態では、運転者が可動部材５２を操作する際の操作速度及び操作力を算出し、これらの算出結果から、前記運転者の覚醒度を検知しているが、これに限定されるものではない。例えば、運転者が可動部材５２を操作する際の操作速度又は操作力の一方のみを算出し、この算出結果から、前記運転者の覚醒度を検知してもよい。
【００４１】
さらに、本実施形態では、車両１２が自動運転モードから手動運転モードに切り換えられる前に、運転者の覚醒度を検知しているが、これに限定されるものではない。例えば、手動運転モード時の運転状況から、居眠りの兆候が表れるおそれがあると判断した際や、一定時間毎に、運転者の覚醒度を検知してもよい。その際には、パドルシフト操作センサ３８からＥＣＵ１４にパドルシフト操作信号が入力されることを規制している。
【００４２】
さらにまた、運転者の覚醒度を検知するために、＋側パドルシフト４６Ｒ及び−側パドルシフト４６Ｌに代えて、アクセルペダル４１やブレーキペダル４２を用いることができる。その際、アクセルペダル４１やブレーキペダル４２には、圧力センサが組み込まれる。なお、自動運転モードでは、アクセルペダル４１やブレーキペダル４２は、運転者が操作しても車両１２の走行に影響を与えることがない。
【００４３】
そして、表示器７２に、「光が表示されたらアクセルペダルを踏み込んで下さい。」、又は、「光が表示されたらブレーキペダルを踏み込んで下さい。」とのガイダンス及び画像が表示される。このため、運転者は、アクセルペダル４１やブレーキペダル４２を踏む込むことにより、圧力センサを介して操作力（踏み込み力）が測定される。そして、操作力及び操作速度、あるいは前記操作力又は前記操作速度の一方から、運転者の覚醒度を検知することが可能になる。
【００４４】
図８は、本実施形態に係る車両用覚醒検知装置１０の別の動作を説明するフローチャートである。
【００４５】
図８のステップＳ１０１、Ｓ１０２は、図４のステップＳ１、Ｓ２と同様である。ステップＳ１０２において、表示器７２（又は他のモニタ）に光が表示された後、ステップＳ１０３に進んで、圧力センサ４８からの抵抗値が読み込まれる。さらに、ステップＳ１０４では、光りが表示されてから運転者が可動部材５２を操作するまでの時間（反応時間）を算出する。
【００４６】
次いで、運転者の反応時間が、予め設定された一定時間よりも短いか否かが判断される（ステップＳ１０５）。運転者の反応時間が、一定時間よりも短いと判断されると（ステップＳ１０５中、ＹＥＳ）、ステップＳ１０６に進んで、前記運転者の覚醒状態が正常であると判定される。
【００４７】
一方、運転者の反応時間が、予め設定された一定時間よりも長いと判断されると（ステップＳ１０５中、ＮＯ）、ステップＳ１０７に進んで、前記運転者の覚醒状態が居眠りであると判定される。
【符号の説明】
【００４８】
１０…車両用覚醒検知装置                １２…車両
１４…ＥＣＵ                            １６…モード切換部
１８…手動運転モード制御部              ２０…自動運転モード制御部
２８…覚醒度検知部                      ３０…パドルシフト操作力算出部
３２…パドルシフト操作速度算出部        ３４…アクセル操作センサ
３６…ブレーキ操作センサ                ３８…パドルシフト操作センサ
４０…抵抗値検出部                      ４４…ステアリングホイール
４６Ｌ…−側パドルシフト                ４６Ｒ…＋側パドルシフト
４８…圧力センサ                        ５０…カバー部材
５２…可動部材                          ６０…押圧部
６８…可変抵抗器                        ６８ａ…回転軸
７０ａ、７０ｂ…ばね部材                ７２…表示器
【図１】
0006510454.tif 000002
【図２】
0006510454.tif 000003
【図３】
0006510454.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006510454.tif 000006
【図６】
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【図７】
0006510454.tif 000008
【図８】
0006510454.tif 000009