眠気検出装置及びそれを用いた運転制御装置
【課題】運転時の安全性を格段と向上させることができる眠気検出装置及びそれを用いた運転制御装置を提供すること。
【解決手段】車両を運転している運転者の眠気を検出する眠気検出装置であって、運転者が眠気を帯びているか否かを判定する居眠り判定手段は、車両が走行している路面の凹凸状態を検出する路面状態検出手段の検出結果から、上記路面の凹凸状態に応じた上記車両に対する外乱に起因して、当該車両の走行方向が変えられると予測される場合、車両の操舵角を検出する操舵角検出手段及び／又は車両の走行方向を変えるための操舵力を検出する操舵力検出手段の検出結果が、上記車両の走行方向を修正するための操舵角及び／又は操舵力であるとき、上記運転者は覚醒していると判定し、上記車両の走行方向を修正することなく、該走行方向が上記外乱によって変えられたにも拘らず、所定時間、上記走行方向を修正する操舵角及び／又は操舵力が得られないとき、上記運転者は眠気を帯びていると判定するようにした。
【解決手段】車両を運転している運転者の眠気を検出する眠気検出装置であって、運転者が眠気を帯びているか否かを判定する居眠り判定手段は、車両が走行している路面の凹凸状態を検出する路面状態検出手段の検出結果から、上記路面の凹凸状態に応じた上記車両に対する外乱に起因して、当該車両の走行方向が変えられると予測される場合、車両の操舵角を検出する操舵角検出手段及び／又は車両の走行方向を変えるための操舵力を検出する操舵力検出手段の検出結果が、上記車両の走行方向を修正するための操舵角及び／又は操舵力であるとき、上記運転者は覚醒していると判定し、上記車両の走行方向を修正することなく、該走行方向が上記外乱によって変えられたにも拘らず、所定時間、上記走行方向を修正する操舵角及び／又は操舵力が得られないとき、上記運転者は眠気を帯びていると判定するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眠気検出装置及びそれを用いた運転制御装置に関し、特に、車両が走行している路面の状況や、運転者毎に異なる運転癖に影響されることなく、運転者の注意力の低下（眠気）を検知する眠気検出装置及びそれを用いた運転制御装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両においては、運転者に対し走行を支援する様々な支援装置が提案されてきている。例えば、車両運転中の運転者が居眠りしたときなどに、この居眠りを検知する装置として、一般的にステアリングホイール（以下、これを単にハンドルと称す）の近くに配設され、運転者の自由なハンドルの操作状態を検知する舵角センサを利用して、例えば操舵状況から居眠り運転を検出する居眠り運転検出装置が知られている。
【０００３】
この場合、舵角のみを検出するのでは、路面からの入力（キックバックなど）による外乱の影響を受け、居眠り中の操舵と、路面の轍、カント、キャンバなど（以下、これらを単に轍と称す）による修正操舵との判別が困難であるため、居眠り運転検出装置が誤作動することがあり、居眠り状態を的確に判別することが難しいという問題がある。従って、居眠り運転をより正確に検知するには、轍などによる外乱を検知ないし判別する必要があった。
【０００４】
そこで、かかる問題を解決するべく、運転者がハンドルに自ら加える操舵荷重（操舵力）と、路面の凹凸状況に応じてハンドルに作用される路面からの入力（外乱）に基づく荷重とを比較することにより、運転者が覚醒しているか否かを識別する（すなわち、居眠り運転を検出する）ようにした居眠り運転検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、安全運転を支援する運転警報装置として、運転者による操舵操作が時間遅れを伴うことなく直接反映される操舵トルクを用い、道路（路面）の曲率と操舵トルクとの関係に基づいて、運転者が道路の曲率に応じた車両の操舵を行わない場合に操舵の異常、言い換えれば脇見運転や、居眠り運転等の異常運転であることを速やかに検出し、かかる異常運転に関する警報を運転者に対し、早期に行う運転警報装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−２６２１６２号公報
【特許文献２】特開平１０−１６６８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、かかる特許文献１の居眠り運転検出装置では、応力センサから出力される応力信号の値（以下、これを応力値と称する）と、舵角センサから出力される舵角パルスとが居眠り運転時特有のパターンになったとき、運転者が居眠り運転状態になっていると判定するようにしているので、応力値が判断基準応力値を越えていない場合、運転者が居眠り運転状態になっていると判定しない。
【０００７】
このため、例えば車両が傾斜した路面に差し掛かり、傾斜の無い状態から傾斜を有する状態の路面を走行する際に、運転者がハンドルをとられ、これに対応してホイール、ハンドルが共に、路面の傾斜に沿って流されたものの、応力値が判断基準応力値を越えていないとき、運転者が居眠り運転を行なっていても、これを検知することが困難となる問題があった。
【０００８】
また、かかる特許文献２の運転警報装置では、操舵異常などによって車両の挙動に異常が検出されない場合、車両が異常な状態にあるとは判断されない。すなわち、カーブ等による路面の曲率に応じた車両の操舵が行なわれない場合、脇見運転や居眠り運転などの異常運転であると判定（検出）して警報の発生が行なわれるが、脇見運転や居眠り運転であっても路面の状態（曲率等）に応じた車両の操舵が行なわれていれば、異常運転を検出することなく、警報の発生を行なわない。
【０００９】
言い換えれば、かかる運転警報装置は、運転者が眠気を帯びていても、例えば車両が平坦且つ直線の道路を走行していて、路面状態に応じた車両の操舵が行なわれることによって、当該車両の挙動が異常を来たすことなく走行している場合には、当該運転者の眠気を検知しないため、運転者の眠気を正確、且つ、確実に検出することが困難である未だ不十分な問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、路面状態に拘らず、運転者の居眠り状態を確実に検知することができ、これにより、運転時の安全性を格段と向上させることができる眠気検出装置及びそれを用いた運転制御装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、車両を運転している運転者の眠気を検出する眠気検出装置であって、上記車両が走行している路面の凹凸状態を検出する路面状態検出手段と、上記車両の走行方向を変えるための操舵角を検出する操舵角検出手段、及び／又は、上記走行方向を変えるときの操舵力を検出する操舵力検出手段と、上記路面状態検出手段による路面状態の検出結果と、上記操舵角検出手段、及び／又は、上記操舵力検出手段の検出結果との相関に基づいて、上記運転者が眠気を帯びているか否かを判定する居眠り判定手段とを有し、上記居眠り判定手段は、上記路面状態検出手段の検出結果から、上記路面の凹凸状態に応じた上記車両に対する外乱に起因して、当該車両の走行方向が変えられると予測される場合、上記操舵角検出手段、及び／又は、上記操舵力検出手段の検出結果が、上記車両の走行方向を修正するための操舵角、及び／又は、操舵力であるとき、上記運転者は覚醒していると判定し、上記操舵角検出手段、及び／又は、上記操舵力検出手段の検出結果が、上記車両の走行方向を修正することのない操舵角、及び／又は、操舵力であり、該走行方向が上記外乱によって変えられたにも拘らず、所定時間、上記走行方向を修正する操舵角、及び／又は、操舵力が得られないとき、上記運転者は眠気を帯びていると判定するようにした。
【００１２】
従って、本発明の一態様によれば、車両の走行中に、路面状態検出手段によって検出された路面状態に応じて車体へ与えられる外乱に起因して、当該車両の走行方向が変えられると予測される場合、上記操舵角検出手段、及び／又は、上記操舵力検出手段の検出結果が、上記車両の走行方向を修正するための操舵角、及び／又は、操舵力であるとき、上記運転者が覚醒していると明確に判定することができる。
【００１３】
これと共に、本発明の一態様によれば、車両の走行中に、路面状態検出手段によって検出された路面状態に応じた車体へ与えられる外乱に起因して、当該車両の走行方向が変えられると予測される場合、上記操舵角検出手段、及び／又は、上記操舵力検出手段の検出結果が、上記車両の走行方向を修正することのない操舵角、及び／又は、操舵力であり、該走行方向が上記外乱によって変えられたにも拘らず、所定時間、上記走行方向を修正する操舵角、及び／又は、操舵力が得られないとき、上記運転者が眠気を帯びていることが、より精度よく判定することができる。
【００１４】
かくして、本発明の一態様によれば、路面状態に拘らず、運転者の居眠り状態を確実に検知することができる。これにより、運転時の安全性を格段と向上させることができる。
【００１５】
しかも、本発明の一態様において、上記路面状態検出手段は、上記車両における左右対称の車輪部にそれぞれ設けられたＧセンサを用いることにより、左右の車輪における路面からの外乱に起因した動きを正確に把握することができ、左右の車輪の動きの差を明確に検出することができる。
【００１６】
さらに、本発明の一態様において、上記居眠り判定手段によって上記運転者の眠気が検出された場合、当該運転者を覚醒させる覚醒手段を備えることにより、運転者が眠気を帯びたまま運転することを回避することができるため、運転時の安全性をより一層向上させることができる。
【００１７】
また、本発明の一態様において、車両を運転している運転者の眠気を検出する眠気検出部を備え、該眠気検出部によって上記運転者の眠気が検出された場合、当該運転者を覚醒させ、及び／又は、当該車両の運転を制御する運転制御装置であって、上記眠気検出部は、上記車両が走行している路面の凹凸状態を検出する路面状態検出手段と、上記車両の走行方向を変えるための操舵角を検出する操舵角検出手段、及び／又は、上記走行方向を変えるときの操舵力を検出する操舵力検出手段と、上記路面状態検出手段による路面状態の検出結果と、上記操舵角検出手段、及び／又は、上記操舵力検出手段の検出結果との相関に基づいて、上記運転者が眠気を帯びているか否かを判定する居眠り判定手段とを有し、上記居眠り判定手段は、上記路面状態検出手段の検出結果から、上記路面の凹凸状態に応じた上記車両に対する外乱に起因して、当該車両の走行方向が変えられると予測される場合、上記操舵角検出手段、及び／又は、上記操舵力検出手段の検出結果が、上記車両の走行方向を修正するための操舵角、及び／又は、操舵力であるとき、上記運転者は覚醒していると判定し、上記操舵角検出手段、及び／又は、上記操舵力検出手段の検出結果が、上記車両の走行方向を修正することのない操舵角、及び／又は、操舵力であり、該走行方向が上記外乱によって変えられたにも拘らず、所定時間、上記走行方向を修正する操舵角、及び／又は、操舵力が得られないとき、上記運転者は眠気を帯びていると判定するようにした。
【００１８】
従って、本発明の一態様によれば、車両の走行中に、路面状態検出手段によって検出された路面状態に対する車体への外乱に起因して、当該車両の走行方向が変えられると予測される場合、上記操舵角検出手段、及び／又は、上記操舵力検出手段の検出結果が、上記車両の走行方向を修正するための操舵角、及び／又は、操舵力であるとき、上記運転者が覚醒していると明確に判定することができる。
【００１９】
これと共に、本発明の一態様によれば、車両の走行中に、路面状態検出手段によって検出された路面状態に対する車体への外乱に起因して、当該車両の走行方向が変えられると予測される場合、上記操舵角検出手段、及び／又は、上記操舵力検出手段の検出結果が、上記車両の走行方向を修正することのない操舵角、及び／又は、操舵力であり、該走行方向が上記外乱によって変えられたにも拘らず、所定時間、上記走行方向を修正する操舵角、及び／又は、操舵力が得られないとき、上記運転者が眠気を帯びていることが、より精度よく判定することができる。
【００２０】
かくして、本発明の一態様によれば、路面状態に拘らず、運転者の居眠り状態を確実に検知することができる。これにより、運転時の安全性を格段と向上させることができる。
【００２１】
また、本発明の一態様において、上記眠気検出部によって上記運転者の眠気が検出された場合、当該運転者を覚醒させる覚醒手段を備えることが好ましい。これにより、運転者が眠気を帯びたまま運転することを回避することができるため、運転時の安全性をより一層向上させることができる。
【００２２】
さらに、本発明の一態様において、上記眠気検出部によって上記運転者の眠気が検出された場合、上記車両の速度を低減させるように、当該車両の走行を制御する走行制御手段を備えることが好ましい。これにより、運転者が覚醒したか否かに拘らず、車両の速度を低減して停車させるように走行を制御することができるため、危険運転となることを未然に回避して運転時の安全性をより一段と向上させることができる。
【００２３】
しかも、本発明の一態様において、上記走行制御手段は、上記車両が走行している走行車線から逸脱しないように、当該車両の走行を制御することにより、当該車両が車線から逸脱することを未然に回避することができ、運転時の安全性をさらに向上させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、路面状態に拘らず、運転者の居眠り状態を確実に検知することができ、かくして、運転時の安全性を格段と向上させることができる眠気検出装置及びそれを用いた運転制御装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。但し、本発明の眠気検出装置が搭載される車両としては、一般的な車両を広く適用することができる。従って、該車両の基本的な構成、概念および制御手法、主要なハードウェア構成、作動原理等については当業者には既知であるため、ここでは詳しい説明を省略する。
【実施例】
【００２６】
図１は、本発明による眠気検出装置を用いた運転制御装置の一実施例における概略構成を示すブロック図である。
【００２７】
本実施例の運転制御装置１は、車両の走行方向を変えるためにハンドルを介して操作される操舵角を検出する操舵角検出手段としての操舵角センサ２と、上記走行方向を変えるときの操舵力を検出する操舵力検出手段としての操舵トルクセンサ３とを備えている。
【００２８】
また、運転制御装置１は、車両の下方側、いわゆるばね下の例えばサスペンションの下端部に配設され、車両が走行している路面の凹凸状態（すなわち路面状況）を検出する路面状態検出手段としてのばね下Ｇセンサ４を備えている。具体的には、図２に示すように、かかるばね下Ｇセンサ４（４Ｒ、４Ｌ）は、車両１０における左右対称の車輪部であるタイヤ１１Ｌ、１１Ｒ（ここでは便宜上、前輪について説明する）に結合されるサスペンション（図示省略する）のそれぞれの下端部などに設けられ、路面の凹凸状態に応じて車両のタイヤ１１Ｌ、１１Ｒが上下動することにより、サスペンション等を介して車体へ入力される外乱を検出するためのセンサである。
【００２９】
因みに、本実施例では、操舵角センサ２および操舵トルクセンサ３は、ハンドル１２と連結されるステアリングシャフト１３と結合されるステアリングギア１４のボックス内に配設されるが、この限りではない。
【００３０】
さらに、運転制御装置１は、車両の速度を検出する車速センサ５と、これら各センサ２〜５における検出結果に基づいて、運転者の覚醒状態（つまり、居眠りしているか否か）を判定する居眠り判定部７と、該居眠り判定部７の判定に基づいて車両の運転を自動的に制御する走行制御手段としての運転制御部９とを備えている。
【００３１】
この場合、居眠り判定部７は、上記各センサ２〜５との間に接続手段としての入力インターフェース６が設けられていると共に、運転制御部９との間に出力インターフェース８が設けられ、これら入出力インターフェース６、８によって、各々対応する上記各センサ２〜５や運転制御部９と接続されている。
【００３２】
かかる居眠り判定部７は、入力インターフェース６を介して入力される操舵角センサ２の検出結果および／または操舵トルクセンサ３の検出結果と、ばね下Ｇセンサ４の検出結果との相関、並びに、車速センサ５による車両の速度検出結果に基づいて、当該車両の運転者が眠気を帯びているか否か、すなわち居眠り状態にあるか否かを判定するようになっている。
【００３３】
具体的に、居眠り判定部７は、ローパスフィルタ７１(ＬＰＦ：Low-Pass Filter；低域通過濾波器)と、演算部７２とを有している。かかるローパスフィルタ７１は、操舵角センサ２、および／または、操舵トルクセンサ３の検出結果としての電気信号と、ばね下Ｇセンサ４Ｒ、４Ｌの検出結果としての電気信号と、車速センサ５の検出結果としての電気信号に対し、ＤＳＰ処理（Digital Signal Processor：積和演算処理）等のデジタルフィルタ処理を施すことにより、低い周波数成分を取り出すフィルタ回路である。また、演算部７２は、ローパスフィルタ７１によって上記各電気信号から抽出された低い周波数成分に基づいて、後述する車輪の動きと、該動きに対する操舵の方向（すなわち運転者の操作）を演算し、運転者の居眠りを判定するようになっている。
【００３４】
このとき、居眠り判定部７では、ローパスフィルタ７１において、上記各センサ２〜５から入力される検出結果としての電気信号に対し、フィルタ処理を施すことによって、当該電気信号における不要な高い周波数成分を抑制することができるようになっている。なお、本実施例では、ローパスフィルタ７１において、ＤＳＰ処理等のデジタルフィルタ処理を施す場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は上記電気信号に対して高周波成分を取り除くフィルタ処理を施すものであれば、この他、種々の一般的なアナログのフィルタ処理を施すようにしても良い。
【００３５】
ここで、車両の車輪部分には、車両の走行方向（タイヤの向き）を変えるためのリンク機構が連結されているため、車輪が上下に動くと該リンクも連鎖して上下に動くことにより、タイヤの向きを変えてしまう現象が生じる。
【００３６】
つまり、車両１０は走行している状態において、車輪部が図３に示すような縦軸にサスペンションストローク、横軸にタイヤの切れ角を表すロールステアの特性を生じる。このため、左右両方の車輪がそれぞれバウンドすることによって、左右の車輪が同じ上向きの動きをするとき、車両進行方向に向かって左のタイヤ１１Ｌは車体の外側へ、同じく右のタイヤ１１Ｒも車体の外側へ向き、タイヤ１１Ｌ、１１Ｒが各々相反する方向を示す。これにより、車両１０が進もうとするベクトルが打ち消され、車両１０の走行方向は変わらない（図２参照）。
【００３７】
同様に、左右両方の車輪がそれぞれリバウンドすることによって、左右の車輪が同じ下向きの動きをするとき、車両進行方向に向かって左のタイヤ１１Ｌは車体の内側へ、同じく右のタイヤ１１Ｒも車体の内側へ向き、上述と同様に車両１０の走行方向は変わらない。このように、路面の凹凸状態によって車輪が上下動することに起因してタイヤ１１Ｌ、１１Ｒの向きが変わることをばね下の特性と称する。
【００３８】
ところが、左右の車輪が逆に動いた場合、すなわち例えば左の車輪がリバウンドし、右の車輪がバウンドすることによって、左の車輪が下向きの動きをし、右の車輪が上向きの動きをするとき、ばね下の特性としては、タイヤ１１Ｌが車体の内側へ、１１Ｒが車体の外側へ向くため、車両１０が進もうとするベクトルが進行方向に向かって右側を指し、車両１０の走行方向は右側へ傾いてしまう（この逆も然り）。
【００３９】
従って、このような路面の凹凸状態による、ばね下の特性に起因した車輪の動きによって、車両１０の走行方向が変化することを有効に、言い換えれば高精度で判断するために、居眠り判定部７では、ローパスフィルタ７１におけるフィルタ処理を実施するようになっている。
【００４０】
かくして、居眠り判定部７は、縦軸に操舵角センサ２によって検出された操舵角、横軸にばね下Ｇセンサ４Ｌ、４Ｒによって検出された路面の凹凸状態によるばね下の特性を表す図４（ａ）に示すように、上述の如く得られた路面の凹凸状態によって車両１０の向きが変えられると予想される走行方向に対し、ハンドルの操作方向（つまり、操舵角センサ２の検出結果、および／または、操舵トルクセンサ３の検出結果）が、かかる車両１０の向きが変えられると予想される走行方向を修正する（打ち消す）方向の結果であれば、運転者が覚醒していると正確に判定することができる。
【００４１】
これとは逆に、居眠り判定部７は図４（ｂ）に示すように、路面の凹凸状態によって車両１０の向きが変えられると予想される走行方向に対し、ハンドルの操作方向（つまり、操舵角センサ２の検出結果、および／または、操舵トルクセンサ３の検出結果）が、かかる車両１０の向きが変えられると予想される走行方向を修正しない方向の結果であれば、運転者が眠気を帯びている（言い換えれば居眠りしている）と正確に判定することができる。
【００４２】
従って、運転制御部９は、居眠り判定部７の判定結果に基づいて、運転者が居眠り状態である旨の判定結果である場合、別体として車両に搭載される専用の警報装置やナビゲーション装置を流用する等の手法によって該装置を制御することにより、運転者に対しフラッシュを与えたり、警告音やアナウンス等を発生させたりして、視覚的・聴覚的に覚醒を促し居眠り運転を警告する。これに加えて、運転制御部９は、居眠り運転されている車両の走行を制御することにより、車両の速度を低減させ、最寄の安全地帯に退避させる。このとき、運転制御部９は、当該車両が車線を逸脱して走行しないように車両の走行を制御するようにしても良い。
【００４３】
かくして、本実施例の運転制御装置１によれば、車両１０の走行中に、ばね下Ｇセンサ４Ｌ、４Ｒによって検出された路面の凹凸状態に応じて車体へ与えられる外乱に起因して、当該車両１０の走行方向が変えられると予測される場合、上記操舵角センサ２、および／または、上記操舵トルクセンサ３の検出結果が、上記車両１０の走行方向を修正するための操舵角、および／または、操舵力であるとき、上記運転者が覚醒していると明確に判定することができる。
【００４４】
これと共に、本実施例によれば、車両１０の走行中に、ばね下Ｇセンサ４Ｌ、４Ｒによって検出された路面の凹凸状態に応じて車体へ与えられる外乱に起因して、当該車両１０の走行方向が変えられると予測される場合、上記操舵角センサ２、および／または、上記操舵トルクセンサ３の検出結果が、上記車両１０の走行方向を修正することのない操舵角、および／または、操舵力であり、該走行方向が上記外乱によって変えられたにも拘らず、所定時間、上記走行方向を修正する操舵角、および／または、操舵力が得られないとき、当該車両１０の運転者が眠気を帯びていることが、より高精度に判定することができる。かくして、本実施例の運転制御装置１によれば、運転者の居眠り状態を確実に検知することができ、これにより、運転時の安全性を格段と向上させることができる。
【００４５】
また、本実施例の運転制御装置１によれば、居眠り判定部７によって運転者の眠気が検出された場合、当該運転者を覚醒させる警告音を発生させ、またはアナウンスを行うことにより、運転者を覚醒させるため、当該運転者が眠気を帯びたまま運転を続けることを回避することができ、運転時の安全性をより一層向上させることができる。
【００４６】
さらに、本実施例の運転制御装置１によれば、居眠り判定部７によって運転者の眠気が検出された場合、運転制御部９は上記車両１０の速度を低減させるように、当該車両の走行を制御する。これにより、運転者が覚醒したか否かに拘らず、車両の速度を低減して停車させるように走行を制御することができるため、危険運転となることを未然に回避して運転時の安全性をより一段と向上させることができる。
【００４７】
しかも、このとき、上記運転制御部９は、車両１０が走行している走行車線から逸脱しないように、当該車両１０の走行を制御することにより、当該車両１０が車線から逸脱することを未然に回避することができ、運転時の安全性をさらに向上させることができる。
【００４８】
かくして、本実施例の運転制御装置１によれば、路面状態に拘らず、運転者の居眠り状態を確実に検知することができる。これにより、運転時の安全性を格段と向上させることができる。
【００４９】
なお、本実施例においては、居眠り判定部７における居眠りの判定について、上述した操舵角センサ２の検出結果に加えて、操舵トルクセンサ３の検出結果を用いるようにすることが望ましい。これにより、上記路面の凹凸状態によって車両１０の向きが変えられると予想される走行方向に対する操舵角の修正量（すなわち、変えられると予想される走行方向を打ち消す方向のハンドル操作量）が小さい場合であっても、操舵トルク量を検出することで精度よく鋭敏にハンドル操作の方向を取得することができ、これによって、当該居眠りの判定をより一段と確実に行うことが可能となる。すなわち、運転者の居眠りをより一層高精度で判定することができる。
【００５０】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。但し、適用される車両の形状、サイズ、排気量等のスペックに関しては、あらゆるものに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施例にかかる眠気検出装置を用いた運転制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例にかかる運転制御装置が搭載される車両を概略的に透視して示す斜視図である。
【図３】サスペンションストロークに対するタイヤの切れ角を表すロールステアの特性を示すグラフである。
【図４】路面の凹凸状態によるばね下の特性を表し、（ａ）は運転者の覚醒時、（ｂ）は運転者の居眠り時を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
１…運転制御装置
２…操舵角センサ（操舵角検出手段）
３…操舵トルクセンサ（操舵力検出手段）
４（４Ｌ、４Ｒ）…ばね下Ｇセンサ（路面状態検出手段）
５…車速センサ
６…入力インターフェース
７…居眠り判定部（眠気検出装置）
７１…ローパスフィルタ
７２…演算部（居眠り判定手段）
８…出力インターフェース
９…運転制御部（走行制御手段）
１０…車両
１１Ｌ…左側タイヤ
１１Ｒ…右側タイヤ
１２…ハンドル（ステアリングホイール）
１３…ステアリングシャフト
１４…ステアリングギア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眠気検出装置及びそれを用いた運転制御装置に関し、特に、車両が走行している路面の状況や、運転者毎に異なる運転癖に影響されることなく、運転者の注意力の低下（眠気）を検知する眠気検出装置及びそれを用いた運転制御装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両においては、運転者に対し走行を支援する様々な支援装置が提案されてきている。例えば、車両運転中の運転者が居眠りしたときなどに、この居眠りを検知する装置として、一般的にステアリングホイール（以下、これを単にハンドルと称す）の近くに配設され、運転者の自由なハンドルの操作状態を検知する舵角センサを利用して、例えば操舵状況から居眠り運転を検出する居眠り運転検出装置が知られている。
【０００３】
この場合、舵角のみを検出するのでは、路面からの入力（キックバックなど）による外乱の影響を受け、居眠り中の操舵と、路面の轍、カント、キャンバなど（以下、これらを単に轍と称す）による修正操舵との判別が困難であるため、居眠り運転検出装置が誤作動することがあり、居眠り状態を的確に判別することが難しいという問題がある。従って、居眠り運転をより正確に検知するには、轍などによる外乱を検知ないし判別する必要があった。
【０００４】
そこで、かかる問題を解決するべく、運転者がハンドルに自ら加える操舵荷重（操舵力）と、路面の凹凸状況に応じてハンドルに作用される路面からの入力（外乱）に基づく荷重とを比較することにより、運転者が覚醒しているか否かを識別する（すなわち、居眠り運転を検出する）ようにした居眠り運転検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、安全運転を支援する運転警報装置として、運転者による操舵操作が時間遅れを伴うことなく直接反映される操舵トルクを用い、道路（路面）の曲率と操舵トルクとの関係に基づいて、運転者が道路の曲率に応じた車両の操舵を行わない場合に操舵の異常、言い換えれば脇見運転や、居眠り運転等の異常運転であることを速やかに検出し、かかる異常運転に関する警報を運転者に対し、早期に行う運転警報装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−２６２１６２号公報
【特許文献２】特開平１０−１６６８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、かかる特許文献１の居眠り運転検出装置では、応力センサから出力される応力信号の値（以下、これを応力値と称する）と、舵角センサから出力される舵角パルスとが居眠り運転時特有のパターンになったとき、運転者が居眠り運転状態になっていると判定するようにしているので、応力値が判断基準応力値を越えていない場合、運転者が居眠り運転状態になっていると判定しない。
【０００７】
このため、例えば車両が傾斜した路面に差し掛かり、傾斜の無い状態から傾斜を有する状態の路面を走行する際に、運転者がハンドルをとられ、これに対応してホイール、ハンドルが共に、路面の傾斜に沿って流されたものの、応力値が判断基準応力値を越えていないとき、運転者が居眠り運転を行なっていても、これを検知することが困難となる問題があった。
【０００８】
また、かかる特許文献２の運転警報装置では、操舵異常などによって車両の挙動に異常が検出されない場合、車両が異常な状態にあるとは判断されない。すなわち、カーブ等による路面の曲率に応じた車両の操舵が行なわれない場合、脇見運転や居眠り運転などの異常運転であると判定（検出）して警報の発生が行なわれるが、脇見運転や居眠り運転であっても路面の状態（曲率等）に応じた車両の操舵が行なわれていれば、異常運転を検出することなく、警報の発生を行なわない。
【０００９】
言い換えれば、かかる運転警報装置は、運転者が眠気を帯びていても、例えば車両が平坦且つ直線の道路を走行していて、路面状態に応じた車両の操舵が行なわれることによって、当該車両の挙動が異常を来たすことなく走行している場合には、当該運転者の眠気を検知しないため、運転者の眠気を正確、且つ、確実に検出することが困難である未だ不十分な問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、路面状態に拘らず、運転者の居眠り状態を確実に検知することができ、これにより、運転時の安全性を格段と向上させることができる眠気検出装置及びそれを用いた運転制御装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、車両を運転している運転者の眠気を検出する眠気検出装置であって、上記車両が走行している路面の凹凸状態を検出する路面状態検出手段と、上記車両の走行方向を変えるための操舵角を検出する操舵角検出手段、及び／又は、上記走行方向を変えるときの操舵力を検出する操舵力検出手段と、上記路面状態検出手段による路面状態の検出結果と、上記操舵角検出手段、及び／又は、上記操舵力検出手段の検出結果との相関に基づいて、上記運転者が眠気を帯びているか否かを判定する居眠り判定手段とを有し、上記居眠り判定手段は、上記路面状態検出手段の検出結果から、上記路面の凹凸状態に応じた上記車両に対する外乱に起因して、当該車両の走行方向が変えられると予測される場合、上記操舵角検出手段、及び／又は、上記操舵力検出手段の検出結果が、上記車両の走行方向を修正するための操舵角、及び／又は、操舵力であるとき、上記運転者は覚醒していると判定し、上記操舵角検出手段、及び／又は、上記操舵力検出手段の検出結果が、上記車両の走行方向を修正することのない操舵角、及び／又は、操舵力であり、該走行方向が上記外乱によって変えられたにも拘らず、所定時間、上記走行方向を修正する操舵角、及び／又は、操舵力が得られないとき、上記運転者は眠気を帯びていると判定するようにした。
【００１２】
従って、本発明の一態様によれば、車両の走行中に、路面状態検出手段によって検出された路面状態に応じて車体へ与えられる外乱に起因して、当該車両の走行方向が変えられると予測される場合、上記操舵角検出手段、及び／又は、上記操舵力検出手段の検出結果が、上記車両の走行方向を修正するための操舵角、及び／又は、操舵力であるとき、上記運転者が覚醒していると明確に判定することができる。
【００１３】
これと共に、本発明の一態様によれば、車両の走行中に、路面状態検出手段によって検出された路面状態に応じた車体へ与えられる外乱に起因して、当該車両の走行方向が変えられると予測される場合、上記操舵角検出手段、及び／又は、上記操舵力検出手段の検出結果が、上記車両の走行方向を修正することのない操舵角、及び／又は、操舵力であり、該走行方向が上記外乱によって変えられたにも拘らず、所定時間、上記走行方向を修正する操舵角、及び／又は、操舵力が得られないとき、上記運転者が眠気を帯びていることが、より精度よく判定することができる。
【００１４】
かくして、本発明の一態様によれば、路面状態に拘らず、運転者の居眠り状態を確実に検知することができる。これにより、運転時の安全性を格段と向上させることができる。
【００１５】
しかも、本発明の一態様において、上記路面状態検出手段は、上記車両における左右対称の車輪部にそれぞれ設けられたＧセンサを用いることにより、左右の車輪における路面からの外乱に起因した動きを正確に把握することができ、左右の車輪の動きの差を明確に検出することができる。
【００１６】
さらに、本発明の一態様において、上記居眠り判定手段によって上記運転者の眠気が検出された場合、当該運転者を覚醒させる覚醒手段を備えることにより、運転者が眠気を帯びたまま運転することを回避することができるため、運転時の安全性をより一層向上させることができる。
【００１７】
また、本発明の一態様において、車両を運転している運転者の眠気を検出する眠気検出部を備え、該眠気検出部によって上記運転者の眠気が検出された場合、当該運転者を覚醒させ、及び／又は、当該車両の運転を制御する運転制御装置であって、上記眠気検出部は、上記車両が走行している路面の凹凸状態を検出する路面状態検出手段と、上記車両の走行方向を変えるための操舵角を検出する操舵角検出手段、及び／又は、上記走行方向を変えるときの操舵力を検出する操舵力検出手段と、上記路面状態検出手段による路面状態の検出結果と、上記操舵角検出手段、及び／又は、上記操舵力検出手段の検出結果との相関に基づいて、上記運転者が眠気を帯びているか否かを判定する居眠り判定手段とを有し、上記居眠り判定手段は、上記路面状態検出手段の検出結果から、上記路面の凹凸状態に応じた上記車両に対する外乱に起因して、当該車両の走行方向が変えられると予測される場合、上記操舵角検出手段、及び／又は、上記操舵力検出手段の検出結果が、上記車両の走行方向を修正するための操舵角、及び／又は、操舵力であるとき、上記運転者は覚醒していると判定し、上記操舵角検出手段、及び／又は、上記操舵力検出手段の検出結果が、上記車両の走行方向を修正することのない操舵角、及び／又は、操舵力であり、該走行方向が上記外乱によって変えられたにも拘らず、所定時間、上記走行方向を修正する操舵角、及び／又は、操舵力が得られないとき、上記運転者は眠気を帯びていると判定するようにした。
【００１８】
従って、本発明の一態様によれば、車両の走行中に、路面状態検出手段によって検出された路面状態に対する車体への外乱に起因して、当該車両の走行方向が変えられると予測される場合、上記操舵角検出手段、及び／又は、上記操舵力検出手段の検出結果が、上記車両の走行方向を修正するための操舵角、及び／又は、操舵力であるとき、上記運転者が覚醒していると明確に判定することができる。
【００１９】
これと共に、本発明の一態様によれば、車両の走行中に、路面状態検出手段によって検出された路面状態に対する車体への外乱に起因して、当該車両の走行方向が変えられると予測される場合、上記操舵角検出手段、及び／又は、上記操舵力検出手段の検出結果が、上記車両の走行方向を修正することのない操舵角、及び／又は、操舵力であり、該走行方向が上記外乱によって変えられたにも拘らず、所定時間、上記走行方向を修正する操舵角、及び／又は、操舵力が得られないとき、上記運転者が眠気を帯びていることが、より精度よく判定することができる。
【００２０】
かくして、本発明の一態様によれば、路面状態に拘らず、運転者の居眠り状態を確実に検知することができる。これにより、運転時の安全性を格段と向上させることができる。
【００２１】
また、本発明の一態様において、上記眠気検出部によって上記運転者の眠気が検出された場合、当該運転者を覚醒させる覚醒手段を備えることが好ましい。これにより、運転者が眠気を帯びたまま運転することを回避することができるため、運転時の安全性をより一層向上させることができる。
【００２２】
さらに、本発明の一態様において、上記眠気検出部によって上記運転者の眠気が検出された場合、上記車両の速度を低減させるように、当該車両の走行を制御する走行制御手段を備えることが好ましい。これにより、運転者が覚醒したか否かに拘らず、車両の速度を低減して停車させるように走行を制御することができるため、危険運転となることを未然に回避して運転時の安全性をより一段と向上させることができる。
【００２３】
しかも、本発明の一態様において、上記走行制御手段は、上記車両が走行している走行車線から逸脱しないように、当該車両の走行を制御することにより、当該車両が車線から逸脱することを未然に回避することができ、運転時の安全性をさらに向上させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、路面状態に拘らず、運転者の居眠り状態を確実に検知することができ、かくして、運転時の安全性を格段と向上させることができる眠気検出装置及びそれを用いた運転制御装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。但し、本発明の眠気検出装置が搭載される車両としては、一般的な車両を広く適用することができる。従って、該車両の基本的な構成、概念および制御手法、主要なハードウェア構成、作動原理等については当業者には既知であるため、ここでは詳しい説明を省略する。
【実施例】
【００２６】
図１は、本発明による眠気検出装置を用いた運転制御装置の一実施例における概略構成を示すブロック図である。
【００２７】
本実施例の運転制御装置１は、車両の走行方向を変えるためにハンドルを介して操作される操舵角を検出する操舵角検出手段としての操舵角センサ２と、上記走行方向を変えるときの操舵力を検出する操舵力検出手段としての操舵トルクセンサ３とを備えている。
【００２８】
また、運転制御装置１は、車両の下方側、いわゆるばね下の例えばサスペンションの下端部に配設され、車両が走行している路面の凹凸状態（すなわち路面状況）を検出する路面状態検出手段としてのばね下Ｇセンサ４を備えている。具体的には、図２に示すように、かかるばね下Ｇセンサ４（４Ｒ、４Ｌ）は、車両１０における左右対称の車輪部であるタイヤ１１Ｌ、１１Ｒ（ここでは便宜上、前輪について説明する）に結合されるサスペンション（図示省略する）のそれぞれの下端部などに設けられ、路面の凹凸状態に応じて車両のタイヤ１１Ｌ、１１Ｒが上下動することにより、サスペンション等を介して車体へ入力される外乱を検出するためのセンサである。
【００２９】
因みに、本実施例では、操舵角センサ２および操舵トルクセンサ３は、ハンドル１２と連結されるステアリングシャフト１３と結合されるステアリングギア１４のボックス内に配設されるが、この限りではない。
【００３０】
さらに、運転制御装置１は、車両の速度を検出する車速センサ５と、これら各センサ２〜５における検出結果に基づいて、運転者の覚醒状態（つまり、居眠りしているか否か）を判定する居眠り判定部７と、該居眠り判定部７の判定に基づいて車両の運転を自動的に制御する走行制御手段としての運転制御部９とを備えている。
【００３１】
この場合、居眠り判定部７は、上記各センサ２〜５との間に接続手段としての入力インターフェース６が設けられていると共に、運転制御部９との間に出力インターフェース８が設けられ、これら入出力インターフェース６、８によって、各々対応する上記各センサ２〜５や運転制御部９と接続されている。
【００３２】
かかる居眠り判定部７は、入力インターフェース６を介して入力される操舵角センサ２の検出結果および／または操舵トルクセンサ３の検出結果と、ばね下Ｇセンサ４の検出結果との相関、並びに、車速センサ５による車両の速度検出結果に基づいて、当該車両の運転者が眠気を帯びているか否か、すなわち居眠り状態にあるか否かを判定するようになっている。
【００３３】
具体的に、居眠り判定部７は、ローパスフィルタ７１(ＬＰＦ：Low-Pass Filter；低域通過濾波器)と、演算部７２とを有している。かかるローパスフィルタ７１は、操舵角センサ２、および／または、操舵トルクセンサ３の検出結果としての電気信号と、ばね下Ｇセンサ４Ｒ、４Ｌの検出結果としての電気信号と、車速センサ５の検出結果としての電気信号に対し、ＤＳＰ処理（Digital Signal Processor：積和演算処理）等のデジタルフィルタ処理を施すことにより、低い周波数成分を取り出すフィルタ回路である。また、演算部７２は、ローパスフィルタ７１によって上記各電気信号から抽出された低い周波数成分に基づいて、後述する車輪の動きと、該動きに対する操舵の方向（すなわち運転者の操作）を演算し、運転者の居眠りを判定するようになっている。
【００３４】
このとき、居眠り判定部７では、ローパスフィルタ７１において、上記各センサ２〜５から入力される検出結果としての電気信号に対し、フィルタ処理を施すことによって、当該電気信号における不要な高い周波数成分を抑制することができるようになっている。なお、本実施例では、ローパスフィルタ７１において、ＤＳＰ処理等のデジタルフィルタ処理を施す場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は上記電気信号に対して高周波成分を取り除くフィルタ処理を施すものであれば、この他、種々の一般的なアナログのフィルタ処理を施すようにしても良い。
【００３５】
ここで、車両の車輪部分には、車両の走行方向（タイヤの向き）を変えるためのリンク機構が連結されているため、車輪が上下に動くと該リンクも連鎖して上下に動くことにより、タイヤの向きを変えてしまう現象が生じる。
【００３６】
つまり、車両１０は走行している状態において、車輪部が図３に示すような縦軸にサスペンションストローク、横軸にタイヤの切れ角を表すロールステアの特性を生じる。このため、左右両方の車輪がそれぞれバウンドすることによって、左右の車輪が同じ上向きの動きをするとき、車両進行方向に向かって左のタイヤ１１Ｌは車体の外側へ、同じく右のタイヤ１１Ｒも車体の外側へ向き、タイヤ１１Ｌ、１１Ｒが各々相反する方向を示す。これにより、車両１０が進もうとするベクトルが打ち消され、車両１０の走行方向は変わらない（図２参照）。
【００３７】
同様に、左右両方の車輪がそれぞれリバウンドすることによって、左右の車輪が同じ下向きの動きをするとき、車両進行方向に向かって左のタイヤ１１Ｌは車体の内側へ、同じく右のタイヤ１１Ｒも車体の内側へ向き、上述と同様に車両１０の走行方向は変わらない。このように、路面の凹凸状態によって車輪が上下動することに起因してタイヤ１１Ｌ、１１Ｒの向きが変わることをばね下の特性と称する。
【００３８】
ところが、左右の車輪が逆に動いた場合、すなわち例えば左の車輪がリバウンドし、右の車輪がバウンドすることによって、左の車輪が下向きの動きをし、右の車輪が上向きの動きをするとき、ばね下の特性としては、タイヤ１１Ｌが車体の内側へ、１１Ｒが車体の外側へ向くため、車両１０が進もうとするベクトルが進行方向に向かって右側を指し、車両１０の走行方向は右側へ傾いてしまう（この逆も然り）。
【００３９】
従って、このような路面の凹凸状態による、ばね下の特性に起因した車輪の動きによって、車両１０の走行方向が変化することを有効に、言い換えれば高精度で判断するために、居眠り判定部７では、ローパスフィルタ７１におけるフィルタ処理を実施するようになっている。
【００４０】
かくして、居眠り判定部７は、縦軸に操舵角センサ２によって検出された操舵角、横軸にばね下Ｇセンサ４Ｌ、４Ｒによって検出された路面の凹凸状態によるばね下の特性を表す図４（ａ）に示すように、上述の如く得られた路面の凹凸状態によって車両１０の向きが変えられると予想される走行方向に対し、ハンドルの操作方向（つまり、操舵角センサ２の検出結果、および／または、操舵トルクセンサ３の検出結果）が、かかる車両１０の向きが変えられると予想される走行方向を修正する（打ち消す）方向の結果であれば、運転者が覚醒していると正確に判定することができる。
【００４１】
これとは逆に、居眠り判定部７は図４（ｂ）に示すように、路面の凹凸状態によって車両１０の向きが変えられると予想される走行方向に対し、ハンドルの操作方向（つまり、操舵角センサ２の検出結果、および／または、操舵トルクセンサ３の検出結果）が、かかる車両１０の向きが変えられると予想される走行方向を修正しない方向の結果であれば、運転者が眠気を帯びている（言い換えれば居眠りしている）と正確に判定することができる。
【００４２】
従って、運転制御部９は、居眠り判定部７の判定結果に基づいて、運転者が居眠り状態である旨の判定結果である場合、別体として車両に搭載される専用の警報装置やナビゲーション装置を流用する等の手法によって該装置を制御することにより、運転者に対しフラッシュを与えたり、警告音やアナウンス等を発生させたりして、視覚的・聴覚的に覚醒を促し居眠り運転を警告する。これに加えて、運転制御部９は、居眠り運転されている車両の走行を制御することにより、車両の速度を低減させ、最寄の安全地帯に退避させる。このとき、運転制御部９は、当該車両が車線を逸脱して走行しないように車両の走行を制御するようにしても良い。
【００４３】
かくして、本実施例の運転制御装置１によれば、車両１０の走行中に、ばね下Ｇセンサ４Ｌ、４Ｒによって検出された路面の凹凸状態に応じて車体へ与えられる外乱に起因して、当該車両１０の走行方向が変えられると予測される場合、上記操舵角センサ２、および／または、上記操舵トルクセンサ３の検出結果が、上記車両１０の走行方向を修正するための操舵角、および／または、操舵力であるとき、上記運転者が覚醒していると明確に判定することができる。
【００４４】
これと共に、本実施例によれば、車両１０の走行中に、ばね下Ｇセンサ４Ｌ、４Ｒによって検出された路面の凹凸状態に応じて車体へ与えられる外乱に起因して、当該車両１０の走行方向が変えられると予測される場合、上記操舵角センサ２、および／または、上記操舵トルクセンサ３の検出結果が、上記車両１０の走行方向を修正することのない操舵角、および／または、操舵力であり、該走行方向が上記外乱によって変えられたにも拘らず、所定時間、上記走行方向を修正する操舵角、および／または、操舵力が得られないとき、当該車両１０の運転者が眠気を帯びていることが、より高精度に判定することができる。かくして、本実施例の運転制御装置１によれば、運転者の居眠り状態を確実に検知することができ、これにより、運転時の安全性を格段と向上させることができる。
【００４５】
また、本実施例の運転制御装置１によれば、居眠り判定部７によって運転者の眠気が検出された場合、当該運転者を覚醒させる警告音を発生させ、またはアナウンスを行うことにより、運転者を覚醒させるため、当該運転者が眠気を帯びたまま運転を続けることを回避することができ、運転時の安全性をより一層向上させることができる。
【００４６】
さらに、本実施例の運転制御装置１によれば、居眠り判定部７によって運転者の眠気が検出された場合、運転制御部９は上記車両１０の速度を低減させるように、当該車両の走行を制御する。これにより、運転者が覚醒したか否かに拘らず、車両の速度を低減して停車させるように走行を制御することができるため、危険運転となることを未然に回避して運転時の安全性をより一段と向上させることができる。
【００４７】
しかも、このとき、上記運転制御部９は、車両１０が走行している走行車線から逸脱しないように、当該車両１０の走行を制御することにより、当該車両１０が車線から逸脱することを未然に回避することができ、運転時の安全性をさらに向上させることができる。
【００４８】
かくして、本実施例の運転制御装置１によれば、路面状態に拘らず、運転者の居眠り状態を確実に検知することができる。これにより、運転時の安全性を格段と向上させることができる。
【００４９】
なお、本実施例においては、居眠り判定部７における居眠りの判定について、上述した操舵角センサ２の検出結果に加えて、操舵トルクセンサ３の検出結果を用いるようにすることが望ましい。これにより、上記路面の凹凸状態によって車両１０の向きが変えられると予想される走行方向に対する操舵角の修正量（すなわち、変えられると予想される走行方向を打ち消す方向のハンドル操作量）が小さい場合であっても、操舵トルク量を検出することで精度よく鋭敏にハンドル操作の方向を取得することができ、これによって、当該居眠りの判定をより一段と確実に行うことが可能となる。すなわち、運転者の居眠りをより一層高精度で判定することができる。
【００５０】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。但し、適用される車両の形状、サイズ、排気量等のスペックに関しては、あらゆるものに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施例にかかる眠気検出装置を用いた運転制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例にかかる運転制御装置が搭載される車両を概略的に透視して示す斜視図である。
【図３】サスペンションストロークに対するタイヤの切れ角を表すロールステアの特性を示すグラフである。
【図４】路面の凹凸状態によるばね下の特性を表し、（ａ）は運転者の覚醒時、（ｂ）は運転者の居眠り時を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
１…運転制御装置
２…操舵角センサ（操舵角検出手段）
３…操舵トルクセンサ（操舵力検出手段）
４（４Ｌ、４Ｒ）…ばね下Ｇセンサ（路面状態検出手段）
５…車速センサ
６…入力インターフェース
７…居眠り判定部（眠気検出装置）
７１…ローパスフィルタ
７２…演算部（居眠り判定手段）
８…出力インターフェース
９…運転制御部（走行制御手段）
１０…車両
１１Ｌ…左側タイヤ
１１Ｒ…右側タイヤ
１２…ハンドル（ステアリングホイール）
１３…ステアリングシャフト
１４…ステアリングギア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を運転している運転者の眠気を検出する眠気検出装置であって、
前記車両が走行している路面の凹凸状態を検出する路面状態検出手段と、
前記車両の走行方向を変えるための操舵角を検出する操舵角検出手段、及び／又は、前記走行方向を変えるときの操舵力を検出する操舵力検出手段と、
前記路面状態検出手段による路面状態の検出結果と、前記操舵角検出手段、及び／又は、前記操舵力検出手段の検出結果との相関に基づいて、前記運転者が眠気を帯びているか否かを判定する居眠り判定手段とを有し、
前記居眠り判定手段は、
前記路面状態検出手段の検出結果から、前記路面の凹凸状態に応じた前記車両に対する外乱に起因して、当該車両の走行方向が変えられると予測される場合、
前記操舵角検出手段、及び／又は、前記操舵力検出手段の検出結果が、前記車両の走行方向を修正するための操舵角、及び／又は、操舵力であるとき、前記運転者が覚醒していると判定し、
前記操舵角検出手段、及び／又は、前記操舵力検出手段の検出結果が、前記車両の走行方向を修正することのない操舵角、及び／又は、操舵力であり、該走行方向が前記外乱によって変えられたにも拘らず、所定時間、前記走行方向を修正する操舵角、及び／又は、操舵力が得られないとき、前記運転者が眠気を帯びていると判定する
ことを特徴とする眠気検出装置。
【請求項２】
前記路面状態検出手段は、前記車両における左右対称の車輪部にそれぞれ設けられたＧセンサである
ことを特徴とする請求項１に記載の眠気検出装置。
【請求項３】
前記居眠り判定手段によって前記運転者の眠気が検出された場合、当該運転者を覚醒させる覚醒手段を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の眠気検出装置。
【請求項４】
車両を運転している運転者の眠気を検出する眠気検出部を備え、該眠気検出部によって前記運転者の眠気が検出された場合、当該運転者を覚醒させ、及び／又は、当該車両の運転を制御する運転制御装置であって、
前記眠気検出部は、
前記車両が走行している路面の凹凸状態を検出する路面状態検出手段と、
前記車両の走行方向を変えるための操舵角を検出する操舵角検出手段、及び／又は、前記走行方向を変えるときの操舵力を検出する操舵力検出手段と、
前記路面状態検出手段による路面状態の検出結果と、前記操舵角検出手段、及び／又は、前記操舵力検出手段の検出結果との相関に基づいて、前記運転者が眠気を帯びているか否かを判定する居眠り判定手段とを有し、
前記居眠り判定手段は、
前記路面状態検出手段の検出結果から、前記路面の凹凸状態に応じた前記車両に対する外乱に起因して、当該車両の走行方向が変えられると予測される場合、
前記操舵角検出手段、及び／又は、前記操舵力検出手段の検出結果が、前記車両の走行方向を修正するための操舵角、及び／又は、操舵力であるとき、前記運転者は覚醒していると判定し、
前記操舵角検出手段、及び／又は、前記操舵力検出手段の検出結果が、前記車両の走行方向を修正することのない操舵角、及び／又は、操舵力であり、該走行方向が前記外乱によって変えられたにも拘らず、所定時間、前記走行方向を修正する操舵角、及び／又は、操舵力が得られないとき、前記運転者は眠気を帯びていると判定する
ことを特徴とする運転制御装置。
【請求項５】
前記眠気検出部によって前記運転者の眠気が検出された場合、当該運転者を覚醒させる覚醒手段を備える
ことを特徴とする請求項４に記載の運転制御装置。
【請求項６】
前記眠気検出部によって前記運転者の眠気が検出された場合、前記車両の速度を低減させるように、当該車両の走行を制御する走行制御手段を備える
ことを特徴とする請求項４に記載の運転制御装置。
【請求項７】
前記走行制御手段は、前記車両が走行している走行車線から逸脱しないように、当該車両の走行を制御する
ことを特徴とする請求項６に記載の運転制御装置。
【請求項１】
車両を運転している運転者の眠気を検出する眠気検出装置であって、
前記車両が走行している路面の凹凸状態を検出する路面状態検出手段と、
前記車両の走行方向を変えるための操舵角を検出する操舵角検出手段、及び／又は、前記走行方向を変えるときの操舵力を検出する操舵力検出手段と、
前記路面状態検出手段による路面状態の検出結果と、前記操舵角検出手段、及び／又は、前記操舵力検出手段の検出結果との相関に基づいて、前記運転者が眠気を帯びているか否かを判定する居眠り判定手段とを有し、
前記居眠り判定手段は、
前記路面状態検出手段の検出結果から、前記路面の凹凸状態に応じた前記車両に対する外乱に起因して、当該車両の走行方向が変えられると予測される場合、
前記操舵角検出手段、及び／又は、前記操舵力検出手段の検出結果が、前記車両の走行方向を修正するための操舵角、及び／又は、操舵力であるとき、前記運転者が覚醒していると判定し、
前記操舵角検出手段、及び／又は、前記操舵力検出手段の検出結果が、前記車両の走行方向を修正することのない操舵角、及び／又は、操舵力であり、該走行方向が前記外乱によって変えられたにも拘らず、所定時間、前記走行方向を修正する操舵角、及び／又は、操舵力が得られないとき、前記運転者が眠気を帯びていると判定する
ことを特徴とする眠気検出装置。
【請求項２】
前記路面状態検出手段は、前記車両における左右対称の車輪部にそれぞれ設けられたＧセンサである
ことを特徴とする請求項１に記載の眠気検出装置。
【請求項３】
前記居眠り判定手段によって前記運転者の眠気が検出された場合、当該運転者を覚醒させる覚醒手段を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の眠気検出装置。
【請求項４】
車両を運転している運転者の眠気を検出する眠気検出部を備え、該眠気検出部によって前記運転者の眠気が検出された場合、当該運転者を覚醒させ、及び／又は、当該車両の運転を制御する運転制御装置であって、
前記眠気検出部は、
前記車両が走行している路面の凹凸状態を検出する路面状態検出手段と、
前記車両の走行方向を変えるための操舵角を検出する操舵角検出手段、及び／又は、前記走行方向を変えるときの操舵力を検出する操舵力検出手段と、
前記路面状態検出手段による路面状態の検出結果と、前記操舵角検出手段、及び／又は、前記操舵力検出手段の検出結果との相関に基づいて、前記運転者が眠気を帯びているか否かを判定する居眠り判定手段とを有し、
前記居眠り判定手段は、
前記路面状態検出手段の検出結果から、前記路面の凹凸状態に応じた前記車両に対する外乱に起因して、当該車両の走行方向が変えられると予測される場合、
前記操舵角検出手段、及び／又は、前記操舵力検出手段の検出結果が、前記車両の走行方向を修正するための操舵角、及び／又は、操舵力であるとき、前記運転者は覚醒していると判定し、
前記操舵角検出手段、及び／又は、前記操舵力検出手段の検出結果が、前記車両の走行方向を修正することのない操舵角、及び／又は、操舵力であり、該走行方向が前記外乱によって変えられたにも拘らず、所定時間、前記走行方向を修正する操舵角、及び／又は、操舵力が得られないとき、前記運転者は眠気を帯びていると判定する
ことを特徴とする運転制御装置。
【請求項５】
前記眠気検出部によって前記運転者の眠気が検出された場合、当該運転者を覚醒させる覚醒手段を備える
ことを特徴とする請求項４に記載の運転制御装置。
【請求項６】
前記眠気検出部によって前記運転者の眠気が検出された場合、前記車両の速度を低減させるように、当該車両の走行を制御する走行制御手段を備える
ことを特徴とする請求項４に記載の運転制御装置。
【請求項７】
前記走行制御手段は、前記車両が走行している走行車線から逸脱しないように、当該車両の走行を制御する
ことを特徴とする請求項６に記載の運転制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１４６２０９（Ｐ２０１０−１４６２０９Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２１５２９（Ｐ２００８−３２１５２９）
【出願日】平成２０年１２月１７日（２００８．１２．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１７日（２００８．１２．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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