車両用居眠り防止装置及び居眠り防止方法
【課題】コストアップを招くことなく簡便且つ確実に運転者の居眠りを防止することが可能な車両用居眠り防止装置及び居眠り防止方法を提供する。
【解決手段】制御ユニット１０の覚醒度低下検知部１１によって運転者の覚醒度低下が検知されたときに、ファンモータ４をＰＷＭ制御により駆動制御するモータ駆動制御部１３が、当該ファンモータ４の駆動周波数を、車両のステアリングホイールと共振する周波数に設定して、当該ステアリングホイールを積極的に共振振動させる。これにより、ステアリングホイールの共振振動が運転者に刺激として伝わり、運転者の覚醒が促される。
【解決手段】制御ユニット１０の覚醒度低下検知部１１によって運転者の覚醒度低下が検知されたときに、ファンモータ４をＰＷＭ制御により駆動制御するモータ駆動制御部１３が、当該ファンモータ４の駆動周波数を、車両のステアリングホイールと共振する周波数に設定して、当該ステアリングホイールを積極的に共振振動させる。これにより、ステアリングホイールの共振振動が運転者に刺激として伝わり、運転者の覚醒が促される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転者の居眠りを防止する車両用居眠り防止装置及び居眠り防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、「先進安全自動車」（ＡＳＶ：Advanced Safety Vehicle）と呼ばれる車両の安全性向上のための研究開発プロジェクトが進められており、その１つとして、車両の運転者の居眠り防止を目的とした様々な装置が開発されている。例えば、特許文献１には、運転者の覚醒度を検出して覚醒度が低下したときにその旨の信号を出力し、この覚醒度低下を示す信号に応じた出力レベルで、ステアリングシャフトに連結したモータを高速正逆回転させることで、ステアリングホイールに所定の周波数振動を与えるようにした居眠り防止装置が開示されている。この特許文献１にて開示される居眠り防止装置によれば、運転者の覚醒度低下時にステアリングホイールを振動させることで、その振動を運転者の手に伝達して運転者の脳に刺激を与えることができ、運転者の覚醒を促すことができる。
【特許文献１】特開平６−２９７９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した特許文献１にて開示される従来の居眠り防止装置においては、ステアリングホイールに振動を与えるための特別なモータをステアリングシャフトに連結し、当該モータの駆動によりステアリングホールを振動させる構成としているため、モータやこれを駆動制御するためのコントローラを別途準備する必要があり、このことが、部品点数の増加によるコストアップなどの新たな問題を招く要因となっていた。
【０００４】
本発明は、以上のような従来の実情に鑑みて創案されたものであって、コストアップを招くことなく簡便且つ確実に運転者の居眠りを防止することが可能な車両用居眠り防止装置及び居眠り防止方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前記目的を達成するために、車両の運転者の覚醒度低下を検知したときに、車両に搭載されたラジエータファンを駆動するファンモータをＰＷＭ制御により駆動制御する際の当該ファンモータの駆動周波数を、車両のステアリングホイールと共振する周波数に設定して、当該ステアリングホイールを共振振動させることで、運転者の覚醒を促すようにした。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、特別な機構を追加することなく、ラジエータファンを駆動するための既設のファンモータの駆動周波数を変更するだけでステアリングホイールに振動を与えることができるので、部品点数の増加によるコストアップなどの問題を招くことなく簡便且つ確実に運転者の居眠りを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、一般的な車両における本発明に関わる部分の構造を模式的に示す図である。図１に示すように、一般的な車両には、エンジン１の冷却水を冷却するためのラジエータ２が搭載されており、このラジエータ２の冷却効率を維持若しくは補助するために、ラジエータ２と対向する位置にラジエータファン３及びファンモータ４が配設されている。
【０００９】
ラジエータファン３は、ラジエータ２を通過する空気の流れを発生させることでラジエータ２の冷却効率を高めるものであり、ファンモータ４と共に、例えばラジエータ２を通過する空気の流路を形成するラジエータシュラウド５に一体に取り付けられている。ファンモータ４は、ラジエータファン３を駆動するためのものであり、エンジン１の冷却水の温度や車両の走行速度、エアコン冷媒圧力などをパラメータとする冷却要求に応じて、制御ユニット１０により駆動制御される。
【００１０】
近年では、この制御ユニット１０によるファンモータ４の駆動制御方式として、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御方式が多く採用されるようになってきている。このＰＷＭ制御は、ある駆動周波数でファンモータ４をＯＮ／ＯＦＦさせ、そのデューティ比を変化させることでファンモータ４に与える実効電力を調整し、ファンモータ４の出力レベルを変化させるものである。
【００１１】
ＰＷＭ制御によりファンモータ４を駆動制御する場合、通常、その駆動周波数は数十ｋＨｚに設定される。これは、ファンモータ４の駆動周波数を低く設定した場合にファンモータ４の振動がステアリングシャフト６に伝達され、ステアリングホイール７が共振振動することがあり、このようなステアリングホイール７の振動は運転者の手に直接伝わって運転者に違和感を与えるので、これを避けるためである。具体的には、例えば図２に示すように、ファンモータ４の駆動周波数を例えば１０〜１００Ｈｚ程度の低い値に設定すると、ファンモータ４にコギングと呼ばれる現象が発生してファンモータ４が振動し、その振動がラジエータシュラウド５からエンジン１等を介してステアリングシャフト６に伝達される。その結果、ステアリングホイール７に大きな振動レベルでの共振振動を発生させることになる。
【００１２】
ところで、このようなステアリングホイール７の共振振動は、運転者の覚醒度が高い状態にあるときは、上述したように運転者に違和感を与えないために避けることが望まれるが、その一方で、運転者の覚醒度が低下した状態、すなわち運転者が居眠りをしているような状況においては、運転者の覚醒を促す上で有利に働くと考えられる。そこで、本発明においては、制御ユニット１０に運転者の覚醒度低下を検知する機能を持たせ、運転者の覚醒度低下を検知したときには、ラジエータファン３を駆動するためのファンモータ４の駆動周波数をステアリングホイール７と共振する周波数に設定し、積極的にステアリングホイール７を共振振動させることで、運転者の覚醒を促すようにしている。すなわち、本発明を適用した車両用居眠り防止装置は、車両のラジエータファン３を駆動するための既設のファンモータ４を利用し、運転者の覚醒度低下時には、このファンモータ４をＰＷＭ制御により駆動制御する際の駆動周波数をステアリングホイール７と共振する周波数に設定することでステアリングホイール７を共振振動させて、運転者の覚醒を促すようにした点に大きな特徴を有している。なお、ファンモータ４の駆動周波数を通常よりも低い値に設定しても、ファンモータ４の回転数は下がらないので、ラジエータファン３の性能への影響はない。
【００１３】
本実施形態の車両用居眠り防止装置における制御ユニット１０の機能的な構成を図３に示す。この制御ユニット１０は、本発明に関わる機能として、図３に示すように、覚醒度低下検知部１１と、周波数設定値記憶部１２と、モータ駆動制御部１３とを有する。
【００１４】
覚醒度低下検知部１１は、例えば、車間距離や運転者によるステアリング操作、ブレーキ操作の異常度合いなどに基づいて、運転者の覚醒度低下を検知する。なお、この覚醒度低下検知部１１が運転者の覚醒度低下を検知する手法は、以上の例に特に限定されるものではなく、例えば、運転者の心拍などの生体状態を検出してその生体状態の変化から覚醒度低下を検知する手法や、運転者の顔画像を撮像して目の開閉パターンを分析することで覚醒度低下を検知する手法など、既に公知となっている様々な手法が有効に適用可能である。
【００１５】
周波数設定値記憶部１２は、ファンモータ４をＰＷＭ制御により駆動制御する際の駆動周波数設定値を記憶するものである。特に、本実施形態の車両用居眠り防止装置では、この周波数設定値記憶部１２に、運転者の覚醒度が高い通常状態における周波数設定値としての第１の周波数設定値と、運転者の覚醒度が低下した状態における周波数設定値としての第２の周波数設定値とが記憶されており、第２の周波数設定値として、ステアリングホイール７が共振振動する周波数設定値、具体的には、例えば１０〜１００Ｈｚ程度の低い値の周波数設定値が記憶されている。なお、これら第１の周波数設定値や第２の周波数設定値としては、予め設計段階において最適値が求められ、周波数設定値記憶部１２に格納される。
【００１６】
モータ駆動制御部１３は、覚醒度低下検知部１１による検知結果に基づき、周波数設定値記憶部１２から第１の周波数設定値或いは第２の周波数設定値を選択的に読み出してファンモータ４の駆動周波数を設定し、設定した駆動周波数でファンモータ４をＰＷＭ制御により駆動制御する。具体的には、モータ駆動制御部１３は、覚醒度低下検知部１１による検知結果から運転者の覚醒度が低下していない通常状態にあると判断されるときは、周波数設定値記憶部１２から第１の周波数設定値を読み出して駆動周波数として設定し、この駆動周波数でファンモータ４をＰＷＭ制御する。一方、モータ駆動制御部１３は、覚醒度低下検知部１１による検知結果から運転者の覚醒度が低下した状態にあると判断されるときは、周波数設定値記憶部１２から第２の周波数設定値を読み出して駆動周波数として設定し、この駆動周波数でファンモータ４をＰＷＭ制御する。
【００１７】
本実施形態の車両用居眠り防止装置では、この制御ユニット１０のモータ駆動制御部１３が駆動周波数を第２の周波数設定値に設定してファンモータ４をＰＷＭ制御することにより、上述したように、ファンモータ４にコギングと呼ばれる現象が発生してファンモータ４が振動し、その振動がラジエータシュラウド５からエンジン１等を介してステアリングシャフト６に伝達されることになる。そして、ステアリングホイール７に大きな振動レベルでの共振振動が発生し、このステアリングホイール７の共振振動が運転者の手に伝わって刺激を与え、運転者の覚醒が促進されることになる。
【００１８】
ここで、本実施形態の車両用居眠り防止装置における制御ユニット１０がファンモータ４を駆動制御する処理の一例について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。
【００１９】
図４の制御フローが開始されると、本実施形態の車両用居眠り防止装置における制御ユニット１０は、先ず、ステップＳ１において、例えば先行車との車間距離や運転者のステアリング操作、ブレーキ操作などの運転者の覚醒度を評価するための各種情報を読み込み、ステップＳ２において、運転者の覚醒度が低下した状態にあるか否かを判定する。
【００２０】
このステップＳ２での判定の結果、運転者の覚醒度低下が検知された場合には、次のステップＳ３において、ラジエータファン３がオン状態であるか否かを確認する。そして、ラジエータファン３がオン状態にあれば、ステップＳ４において、ファンモータ４の駆動周波数を第２の周波数設定値に設定して、ファンモータ４をＰＷＭ制御する。また、ラジエータファン３がオフ状態であれば、ステップＳ５においてラジエータファン３をオン状態としてからステップＳ４に進み、駆動周波数を第２の周波数設定値に設定してファンモータ４をＰＷＭ制御する。その結果、ステアリングホイール７に共振振動が発生し、運転者の覚醒が促進されることになる。
【００２１】
その後、ステップＳ１に戻って運転者の覚醒度を評価するための各種情報を読み込み、ステップＳ２において、運転者の覚醒度が低下した状態にあるか否かを判定する。そして、このステップＳ２での判定の結果、運転者の覚醒度が高い状態にあると判断されれば、ステップＳ６において、ラジエータファン３をオンする旨の要求があるか否かが確認される。ここで、ラジエータファン３をオンする旨の要求があれば、ステップＳ７において、ファンモータ４の駆動周波数を第１の周波数設定値に設定して、ファンモータ４をＰＷＭ制御する。一方、ラジエータファン３をオンする旨の要求がなければ、ステップＳ８において、ファンモータ４の駆動を停止する。
【００２２】
以上、具体的な例を挙げて詳細に説明したように、本実施形態の車両用居眠り防止装置では、運転者の覚醒度低下を検知したときに、ステアリングホイール７と共振する駆動周波数でファンモータ４をＰＷＭ制御することでステアリングホイール７に共振振動を生じさせるようにしているので、運転者の覚醒を効果的に促すことができる。また、ステアリングホイール７を振動させる手段として、ラジエータファン３を駆動するための既設のファンモータ４を利用しているので、ステアリングホイール７を振動させるための専用のモータやコントローラなどを別途設ける必要がなく、部品点数の増加によるコストアップなどの問題を有効に回避することができる。
【００２３】
また、本実施形態の車両用居眠り防止装置では、ステアリングホイール７との共振を発生させるファンモータ３の駆動周波数の設定値を周波数設定値記憶部１２に記憶させておき、運転者の覚醒度低下を検知したときには、この周波数設定値記憶部１２に記憶されている周波数設定値を読み出して駆動周波数として設定するようにしているので、制御ユニット１０に大きな処理負荷を要求することなく、適切に運転者の覚醒を促すことができる。
【００２４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の車両用居眠り防止装置は、図５に示すように、ステアリングホイール７に振動センサ８を取り付けて、この振動センサ８の検出値をモニタリングしながらファンモータ４の駆動周波数を設定するようにしたものである。すなわち、本実施形態の車両用居眠り防止装置では、制御ユニット２０が運転者の覚醒度低下を検知したときに、ステアリングホイール７に取り付けられた振動センサ８の検出値を読み込んで、この振動センサ８により検出されるステアリングホイール７の振動レベルが所定レベル以上となる駆動周波数を探索し、ファンモータ４の駆動周波数を、探索によって得られた周波数に設定するようにした点に特徴を有している。なお、本実施形態の車両用居眠り防止装置における他の部分は、上述した第１の実施形態と同様であるので、以下、第１の実施形態と同様の部分については同一の符号を付して詳細な説明を省略し、本実施形態に特徴的な部分を中心に説明する。
【００２５】
本実施形態の車両用居眠り防止装置における制御ユニット２０の機能的な構成を図６に示す。この制御ユニット２０は、本発明に関わる機能として、図６に示すように、覚醒度低下検知部１１と、モータ駆動制御部２１とを有する。
【００２６】
覚醒度低下検知部１１は、上述した第１の実施形態における制御ユニット１０の覚醒度低下検知部１１と同様、運転者の覚醒度を評価するための各種情報を読み込んで運転者の覚醒度低下を検知するものである。
【００２７】
モータ駆動制御部２１は、ＰＷＭ制御によりファンモータ４を駆動制御するものであり、特に、本実施形態の車両用居眠り防止装置では、覚醒度低下検知部１１によって運転者の覚醒度低下が検知されたときに、このモータ駆動制御部２１が、振動センサ８の検出値をモニタリングしながら、ファンモータ４の駆動周波数をステアリングホイール７が共振振動する周波数に設定するようにしている。具体的には、このモータ駆動制御部２１は、覚醒度低下検知部１１によって運転者の覚醒度低下が検知されると、ファンモータ４の駆動周波数を変化させながら振動センサ８の検出値を読み込み、振動センサ８によって検出されるステアリングホイール７の振動レベルが、運転者に刺激を与えるのに十分な所定レベル（ＸｄＢ）以上となる駆動周波数を探索する。そして、ステアリングホイール７の振動レベルがＸｄＢ以上となる周波数が探索されると、ファンモータ４の駆動周波数をこの探索によって得られた周波数に設定して、この駆動周波数でファンモータ４をＰＷＭ制御する。
【００２８】
本実施形態の車両用居眠り防止装置では、この制御ユニット２０のモータ駆動制御部２１が、ファンモータ４の駆動周波数をステアリングホイール７の振動レベルがＸｄＢ以上となる周波数に設定してファンモータ４をＰＷＭ制御することにより、ステアリングホイール７の共振振動が運転者の手に伝わって刺激を与え、運転者の覚醒が促進されることになる。
【００２９】
ここで、本実施形態の車両用居眠り防止装置における制御ユニット２０がファンモータ４を駆動制御する処理の一例について、図７のフローチャートを参照しながら説明する。
【００３０】
図７の制御フローが開始されると、本実施形態の車両用居眠り防止装置における制御ユニット２０は、先ず、ステップＳ１１において、例えば先行車との車間距離や運転者のステアリング操作、ブレーキ操作などの運転者の覚醒度を評価するための各種情報を読み込み、ステップＳ１２において、運転者の覚醒度が低下した状態にあるか否かを判定する。
【００３１】
このステップＳ１２での判定の結果、運転者の覚醒度低下が検知された場合には、次のステップＳ１３において、ラジエータファン３がオン状態であるか否かを確認する。そして、ラジエータファン３がオン状態にあれば、ステップＳ１４において、ファンモータ４の駆動周波数を予め設定された所定値分だけ低下させて、この低下した駆動周波数でファンモータ４をＰＷＭ制御し、ステップＳ１５において、振動センサ８によって検出されるそのときのステアリングホイール７の振動レベルがＸｄＢ以上となっているか否かを判断する。そして、ステアリングホイール７の振動レベルがＸｄＢ未満であれば、ステップＳ１４に戻ってファンモータ４の駆動周波数を更に所定値分だけ低下させ、ステップＳ１５の判断を繰り返し、ステアリングホイール７の振動レベルがＸｄＢ以上となった段階で次のステップＳ１６に移行して、ステアリングホイール７の振動レベルがＸｄＢ以上となる駆動周波数でファンモータ４をＰＷＭ制御する。また、ラジエータファン３がオフ状態であれば、ステップＳ１７においてラジエータファン３をオン状態としてからステップＳ１４に進み、ステアリングホイール７の振動レベルがＸｄＢ以上となるまでファンモータ４の駆動周波数を低下させる。その結果、ステアリングホイール７の共振振動が運転者に刺激を与え、運転者の覚醒が促進されることになる。
【００３２】
その後、ステップＳ１１に戻って運転者の覚醒度を評価するための各種情報を読み込み、ステップＳ１２において、運転者の覚醒度が低下した状態にあるか否かを判定する。そして、このステップＳ１２での判定の結果、運転者の覚醒度が高い状態にあると判断されれば、ステップＳ１８において、ラジエータファン３をオンする旨の要求があるか否かが確認される。ここで、ラジエータファン３をオンする旨の要求があれば、ステップＳ１９において、ファンモータ４の駆動周波数を例えば予め定めておいた通常時の周波数設定値に設定して、ファンモータ４をＰＷＭ制御する。一方、ラジエータファン３をオンする旨の要求がなければ、ステップＳ２０において、ファンモータ４の駆動を停止する。なお、ステップＳ１９での駆動周波数の設定は、振動センサ８の検出値を読み込みながらステアリングホイール７の振動レベルが十分に小さくなる値を求めて、その値を駆動周波数として設定するようにしてもよい。
【００３３】
以上、具体的な例を挙げて詳細に説明したように、本実施形態の車両用居眠り防止装置では、運転者の覚醒度低下を検知したときに、ラジエータファン３を駆動するための既設のファンモータ４の駆動周波数をステアリングホイール７と共振する駆動周波数に設定してステアリングホイール７に共振振動を生じさせるようにしているので、第１の実施形態の車両用居眠り防止装置と同様に、部品点数の増加によるコストアップなどの問題を招くことなく、運転者の覚醒を効果的に促すことができる。
【００３４】
また、本実施形態の車両用居眠り防止装置では、運転者の覚醒度低下を検知したときに、振動センサ８により検出されるステアリングホイール７の振動レベルが所定レベル以上となる駆動周波数を探索し、ファンモータ４の駆動周波数を、探索によって得られた周波数に設定するようにしているので、例えば、車種毎に振動特性が異なるような場合であっても、全ての車種に対応して確実にステアリングホイール７を振動させることができ、また、経時劣化等によって振動特性が変化した場合でも、確実にステアリングホイール７を振動させて、運転者の覚醒を促すことができる。
【００３５】
なお、以上説明した第１及び第２の実施形態は本発明の一適用例であり、本発明が以上の各実施形態の説明で開示した内容に限定されるものではなく、これらの開示から容易に導き得る様々な代替技術も含まれることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明が適用される車両の一般的な構造を模式的に示す図である。
【図２】ファンモータの駆動周波数に対するステアリングホイールの振動特性を示す特性図である。
【図３】本発明の第１の実施形態としての車両用居眠り防止装置が備える制御ユニットの機能的な構成を示す機能ブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態としての車両用居眠り防止装置において、制御ユニットがファンモータを駆動制御する際の一連の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明が適用される車両の一般的な構造を模式的に示す図であり、ステアリングホイールに振動センサが取り付けられた様子を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態としての車両用居眠り防止装置が備える制御ユニットの機能的な構成を示す機能ブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態としての車両用居眠り防止装置において、制御ユニットがファンモータを駆動制御する際の一連の処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
２ ラジエータ
３ ラジエータファン
４ ファンモータ
７ ステアリングホイール
８ 振動センサ
１０，２０ 制御ユニット
１１ 覚醒度低下検知部
１２ 周波数設定値記憶部
１３，２１ モータ駆動制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転者の居眠りを防止する車両用居眠り防止装置及び居眠り防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、「先進安全自動車」（ＡＳＶ：Advanced Safety Vehicle）と呼ばれる車両の安全性向上のための研究開発プロジェクトが進められており、その１つとして、車両の運転者の居眠り防止を目的とした様々な装置が開発されている。例えば、特許文献１には、運転者の覚醒度を検出して覚醒度が低下したときにその旨の信号を出力し、この覚醒度低下を示す信号に応じた出力レベルで、ステアリングシャフトに連結したモータを高速正逆回転させることで、ステアリングホイールに所定の周波数振動を与えるようにした居眠り防止装置が開示されている。この特許文献１にて開示される居眠り防止装置によれば、運転者の覚醒度低下時にステアリングホイールを振動させることで、その振動を運転者の手に伝達して運転者の脳に刺激を与えることができ、運転者の覚醒を促すことができる。
【特許文献１】特開平６−２９７９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した特許文献１にて開示される従来の居眠り防止装置においては、ステアリングホイールに振動を与えるための特別なモータをステアリングシャフトに連結し、当該モータの駆動によりステアリングホールを振動させる構成としているため、モータやこれを駆動制御するためのコントローラを別途準備する必要があり、このことが、部品点数の増加によるコストアップなどの新たな問題を招く要因となっていた。
【０００４】
本発明は、以上のような従来の実情に鑑みて創案されたものであって、コストアップを招くことなく簡便且つ確実に運転者の居眠りを防止することが可能な車両用居眠り防止装置及び居眠り防止方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前記目的を達成するために、車両の運転者の覚醒度低下を検知したときに、車両に搭載されたラジエータファンを駆動するファンモータをＰＷＭ制御により駆動制御する際の当該ファンモータの駆動周波数を、車両のステアリングホイールと共振する周波数に設定して、当該ステアリングホイールを共振振動させることで、運転者の覚醒を促すようにした。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、特別な機構を追加することなく、ラジエータファンを駆動するための既設のファンモータの駆動周波数を変更するだけでステアリングホイールに振動を与えることができるので、部品点数の増加によるコストアップなどの問題を招くことなく簡便且つ確実に運転者の居眠りを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、一般的な車両における本発明に関わる部分の構造を模式的に示す図である。図１に示すように、一般的な車両には、エンジン１の冷却水を冷却するためのラジエータ２が搭載されており、このラジエータ２の冷却効率を維持若しくは補助するために、ラジエータ２と対向する位置にラジエータファン３及びファンモータ４が配設されている。
【０００９】
ラジエータファン３は、ラジエータ２を通過する空気の流れを発生させることでラジエータ２の冷却効率を高めるものであり、ファンモータ４と共に、例えばラジエータ２を通過する空気の流路を形成するラジエータシュラウド５に一体に取り付けられている。ファンモータ４は、ラジエータファン３を駆動するためのものであり、エンジン１の冷却水の温度や車両の走行速度、エアコン冷媒圧力などをパラメータとする冷却要求に応じて、制御ユニット１０により駆動制御される。
【００１０】
近年では、この制御ユニット１０によるファンモータ４の駆動制御方式として、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御方式が多く採用されるようになってきている。このＰＷＭ制御は、ある駆動周波数でファンモータ４をＯＮ／ＯＦＦさせ、そのデューティ比を変化させることでファンモータ４に与える実効電力を調整し、ファンモータ４の出力レベルを変化させるものである。
【００１１】
ＰＷＭ制御によりファンモータ４を駆動制御する場合、通常、その駆動周波数は数十ｋＨｚに設定される。これは、ファンモータ４の駆動周波数を低く設定した場合にファンモータ４の振動がステアリングシャフト６に伝達され、ステアリングホイール７が共振振動することがあり、このようなステアリングホイール７の振動は運転者の手に直接伝わって運転者に違和感を与えるので、これを避けるためである。具体的には、例えば図２に示すように、ファンモータ４の駆動周波数を例えば１０〜１００Ｈｚ程度の低い値に設定すると、ファンモータ４にコギングと呼ばれる現象が発生してファンモータ４が振動し、その振動がラジエータシュラウド５からエンジン１等を介してステアリングシャフト６に伝達される。その結果、ステアリングホイール７に大きな振動レベルでの共振振動を発生させることになる。
【００１２】
ところで、このようなステアリングホイール７の共振振動は、運転者の覚醒度が高い状態にあるときは、上述したように運転者に違和感を与えないために避けることが望まれるが、その一方で、運転者の覚醒度が低下した状態、すなわち運転者が居眠りをしているような状況においては、運転者の覚醒を促す上で有利に働くと考えられる。そこで、本発明においては、制御ユニット１０に運転者の覚醒度低下を検知する機能を持たせ、運転者の覚醒度低下を検知したときには、ラジエータファン３を駆動するためのファンモータ４の駆動周波数をステアリングホイール７と共振する周波数に設定し、積極的にステアリングホイール７を共振振動させることで、運転者の覚醒を促すようにしている。すなわち、本発明を適用した車両用居眠り防止装置は、車両のラジエータファン３を駆動するための既設のファンモータ４を利用し、運転者の覚醒度低下時には、このファンモータ４をＰＷＭ制御により駆動制御する際の駆動周波数をステアリングホイール７と共振する周波数に設定することでステアリングホイール７を共振振動させて、運転者の覚醒を促すようにした点に大きな特徴を有している。なお、ファンモータ４の駆動周波数を通常よりも低い値に設定しても、ファンモータ４の回転数は下がらないので、ラジエータファン３の性能への影響はない。
【００１３】
本実施形態の車両用居眠り防止装置における制御ユニット１０の機能的な構成を図３に示す。この制御ユニット１０は、本発明に関わる機能として、図３に示すように、覚醒度低下検知部１１と、周波数設定値記憶部１２と、モータ駆動制御部１３とを有する。
【００１４】
覚醒度低下検知部１１は、例えば、車間距離や運転者によるステアリング操作、ブレーキ操作の異常度合いなどに基づいて、運転者の覚醒度低下を検知する。なお、この覚醒度低下検知部１１が運転者の覚醒度低下を検知する手法は、以上の例に特に限定されるものではなく、例えば、運転者の心拍などの生体状態を検出してその生体状態の変化から覚醒度低下を検知する手法や、運転者の顔画像を撮像して目の開閉パターンを分析することで覚醒度低下を検知する手法など、既に公知となっている様々な手法が有効に適用可能である。
【００１５】
周波数設定値記憶部１２は、ファンモータ４をＰＷＭ制御により駆動制御する際の駆動周波数設定値を記憶するものである。特に、本実施形態の車両用居眠り防止装置では、この周波数設定値記憶部１２に、運転者の覚醒度が高い通常状態における周波数設定値としての第１の周波数設定値と、運転者の覚醒度が低下した状態における周波数設定値としての第２の周波数設定値とが記憶されており、第２の周波数設定値として、ステアリングホイール７が共振振動する周波数設定値、具体的には、例えば１０〜１００Ｈｚ程度の低い値の周波数設定値が記憶されている。なお、これら第１の周波数設定値や第２の周波数設定値としては、予め設計段階において最適値が求められ、周波数設定値記憶部１２に格納される。
【００１６】
モータ駆動制御部１３は、覚醒度低下検知部１１による検知結果に基づき、周波数設定値記憶部１２から第１の周波数設定値或いは第２の周波数設定値を選択的に読み出してファンモータ４の駆動周波数を設定し、設定した駆動周波数でファンモータ４をＰＷＭ制御により駆動制御する。具体的には、モータ駆動制御部１３は、覚醒度低下検知部１１による検知結果から運転者の覚醒度が低下していない通常状態にあると判断されるときは、周波数設定値記憶部１２から第１の周波数設定値を読み出して駆動周波数として設定し、この駆動周波数でファンモータ４をＰＷＭ制御する。一方、モータ駆動制御部１３は、覚醒度低下検知部１１による検知結果から運転者の覚醒度が低下した状態にあると判断されるときは、周波数設定値記憶部１２から第２の周波数設定値を読み出して駆動周波数として設定し、この駆動周波数でファンモータ４をＰＷＭ制御する。
【００１７】
本実施形態の車両用居眠り防止装置では、この制御ユニット１０のモータ駆動制御部１３が駆動周波数を第２の周波数設定値に設定してファンモータ４をＰＷＭ制御することにより、上述したように、ファンモータ４にコギングと呼ばれる現象が発生してファンモータ４が振動し、その振動がラジエータシュラウド５からエンジン１等を介してステアリングシャフト６に伝達されることになる。そして、ステアリングホイール７に大きな振動レベルでの共振振動が発生し、このステアリングホイール７の共振振動が運転者の手に伝わって刺激を与え、運転者の覚醒が促進されることになる。
【００１８】
ここで、本実施形態の車両用居眠り防止装置における制御ユニット１０がファンモータ４を駆動制御する処理の一例について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。
【００１９】
図４の制御フローが開始されると、本実施形態の車両用居眠り防止装置における制御ユニット１０は、先ず、ステップＳ１において、例えば先行車との車間距離や運転者のステアリング操作、ブレーキ操作などの運転者の覚醒度を評価するための各種情報を読み込み、ステップＳ２において、運転者の覚醒度が低下した状態にあるか否かを判定する。
【００２０】
このステップＳ２での判定の結果、運転者の覚醒度低下が検知された場合には、次のステップＳ３において、ラジエータファン３がオン状態であるか否かを確認する。そして、ラジエータファン３がオン状態にあれば、ステップＳ４において、ファンモータ４の駆動周波数を第２の周波数設定値に設定して、ファンモータ４をＰＷＭ制御する。また、ラジエータファン３がオフ状態であれば、ステップＳ５においてラジエータファン３をオン状態としてからステップＳ４に進み、駆動周波数を第２の周波数設定値に設定してファンモータ４をＰＷＭ制御する。その結果、ステアリングホイール７に共振振動が発生し、運転者の覚醒が促進されることになる。
【００２１】
その後、ステップＳ１に戻って運転者の覚醒度を評価するための各種情報を読み込み、ステップＳ２において、運転者の覚醒度が低下した状態にあるか否かを判定する。そして、このステップＳ２での判定の結果、運転者の覚醒度が高い状態にあると判断されれば、ステップＳ６において、ラジエータファン３をオンする旨の要求があるか否かが確認される。ここで、ラジエータファン３をオンする旨の要求があれば、ステップＳ７において、ファンモータ４の駆動周波数を第１の周波数設定値に設定して、ファンモータ４をＰＷＭ制御する。一方、ラジエータファン３をオンする旨の要求がなければ、ステップＳ８において、ファンモータ４の駆動を停止する。
【００２２】
以上、具体的な例を挙げて詳細に説明したように、本実施形態の車両用居眠り防止装置では、運転者の覚醒度低下を検知したときに、ステアリングホイール７と共振する駆動周波数でファンモータ４をＰＷＭ制御することでステアリングホイール７に共振振動を生じさせるようにしているので、運転者の覚醒を効果的に促すことができる。また、ステアリングホイール７を振動させる手段として、ラジエータファン３を駆動するための既設のファンモータ４を利用しているので、ステアリングホイール７を振動させるための専用のモータやコントローラなどを別途設ける必要がなく、部品点数の増加によるコストアップなどの問題を有効に回避することができる。
【００２３】
また、本実施形態の車両用居眠り防止装置では、ステアリングホイール７との共振を発生させるファンモータ３の駆動周波数の設定値を周波数設定値記憶部１２に記憶させておき、運転者の覚醒度低下を検知したときには、この周波数設定値記憶部１２に記憶されている周波数設定値を読み出して駆動周波数として設定するようにしているので、制御ユニット１０に大きな処理負荷を要求することなく、適切に運転者の覚醒を促すことができる。
【００２４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の車両用居眠り防止装置は、図５に示すように、ステアリングホイール７に振動センサ８を取り付けて、この振動センサ８の検出値をモニタリングしながらファンモータ４の駆動周波数を設定するようにしたものである。すなわち、本実施形態の車両用居眠り防止装置では、制御ユニット２０が運転者の覚醒度低下を検知したときに、ステアリングホイール７に取り付けられた振動センサ８の検出値を読み込んで、この振動センサ８により検出されるステアリングホイール７の振動レベルが所定レベル以上となる駆動周波数を探索し、ファンモータ４の駆動周波数を、探索によって得られた周波数に設定するようにした点に特徴を有している。なお、本実施形態の車両用居眠り防止装置における他の部分は、上述した第１の実施形態と同様であるので、以下、第１の実施形態と同様の部分については同一の符号を付して詳細な説明を省略し、本実施形態に特徴的な部分を中心に説明する。
【００２５】
本実施形態の車両用居眠り防止装置における制御ユニット２０の機能的な構成を図６に示す。この制御ユニット２０は、本発明に関わる機能として、図６に示すように、覚醒度低下検知部１１と、モータ駆動制御部２１とを有する。
【００２６】
覚醒度低下検知部１１は、上述した第１の実施形態における制御ユニット１０の覚醒度低下検知部１１と同様、運転者の覚醒度を評価するための各種情報を読み込んで運転者の覚醒度低下を検知するものである。
【００２７】
モータ駆動制御部２１は、ＰＷＭ制御によりファンモータ４を駆動制御するものであり、特に、本実施形態の車両用居眠り防止装置では、覚醒度低下検知部１１によって運転者の覚醒度低下が検知されたときに、このモータ駆動制御部２１が、振動センサ８の検出値をモニタリングしながら、ファンモータ４の駆動周波数をステアリングホイール７が共振振動する周波数に設定するようにしている。具体的には、このモータ駆動制御部２１は、覚醒度低下検知部１１によって運転者の覚醒度低下が検知されると、ファンモータ４の駆動周波数を変化させながら振動センサ８の検出値を読み込み、振動センサ８によって検出されるステアリングホイール７の振動レベルが、運転者に刺激を与えるのに十分な所定レベル（ＸｄＢ）以上となる駆動周波数を探索する。そして、ステアリングホイール７の振動レベルがＸｄＢ以上となる周波数が探索されると、ファンモータ４の駆動周波数をこの探索によって得られた周波数に設定して、この駆動周波数でファンモータ４をＰＷＭ制御する。
【００２８】
本実施形態の車両用居眠り防止装置では、この制御ユニット２０のモータ駆動制御部２１が、ファンモータ４の駆動周波数をステアリングホイール７の振動レベルがＸｄＢ以上となる周波数に設定してファンモータ４をＰＷＭ制御することにより、ステアリングホイール７の共振振動が運転者の手に伝わって刺激を与え、運転者の覚醒が促進されることになる。
【００２９】
ここで、本実施形態の車両用居眠り防止装置における制御ユニット２０がファンモータ４を駆動制御する処理の一例について、図７のフローチャートを参照しながら説明する。
【００３０】
図７の制御フローが開始されると、本実施形態の車両用居眠り防止装置における制御ユニット２０は、先ず、ステップＳ１１において、例えば先行車との車間距離や運転者のステアリング操作、ブレーキ操作などの運転者の覚醒度を評価するための各種情報を読み込み、ステップＳ１２において、運転者の覚醒度が低下した状態にあるか否かを判定する。
【００３１】
このステップＳ１２での判定の結果、運転者の覚醒度低下が検知された場合には、次のステップＳ１３において、ラジエータファン３がオン状態であるか否かを確認する。そして、ラジエータファン３がオン状態にあれば、ステップＳ１４において、ファンモータ４の駆動周波数を予め設定された所定値分だけ低下させて、この低下した駆動周波数でファンモータ４をＰＷＭ制御し、ステップＳ１５において、振動センサ８によって検出されるそのときのステアリングホイール７の振動レベルがＸｄＢ以上となっているか否かを判断する。そして、ステアリングホイール７の振動レベルがＸｄＢ未満であれば、ステップＳ１４に戻ってファンモータ４の駆動周波数を更に所定値分だけ低下させ、ステップＳ１５の判断を繰り返し、ステアリングホイール７の振動レベルがＸｄＢ以上となった段階で次のステップＳ１６に移行して、ステアリングホイール７の振動レベルがＸｄＢ以上となる駆動周波数でファンモータ４をＰＷＭ制御する。また、ラジエータファン３がオフ状態であれば、ステップＳ１７においてラジエータファン３をオン状態としてからステップＳ１４に進み、ステアリングホイール７の振動レベルがＸｄＢ以上となるまでファンモータ４の駆動周波数を低下させる。その結果、ステアリングホイール７の共振振動が運転者に刺激を与え、運転者の覚醒が促進されることになる。
【００３２】
その後、ステップＳ１１に戻って運転者の覚醒度を評価するための各種情報を読み込み、ステップＳ１２において、運転者の覚醒度が低下した状態にあるか否かを判定する。そして、このステップＳ１２での判定の結果、運転者の覚醒度が高い状態にあると判断されれば、ステップＳ１８において、ラジエータファン３をオンする旨の要求があるか否かが確認される。ここで、ラジエータファン３をオンする旨の要求があれば、ステップＳ１９において、ファンモータ４の駆動周波数を例えば予め定めておいた通常時の周波数設定値に設定して、ファンモータ４をＰＷＭ制御する。一方、ラジエータファン３をオンする旨の要求がなければ、ステップＳ２０において、ファンモータ４の駆動を停止する。なお、ステップＳ１９での駆動周波数の設定は、振動センサ８の検出値を読み込みながらステアリングホイール７の振動レベルが十分に小さくなる値を求めて、その値を駆動周波数として設定するようにしてもよい。
【００３３】
以上、具体的な例を挙げて詳細に説明したように、本実施形態の車両用居眠り防止装置では、運転者の覚醒度低下を検知したときに、ラジエータファン３を駆動するための既設のファンモータ４の駆動周波数をステアリングホイール７と共振する駆動周波数に設定してステアリングホイール７に共振振動を生じさせるようにしているので、第１の実施形態の車両用居眠り防止装置と同様に、部品点数の増加によるコストアップなどの問題を招くことなく、運転者の覚醒を効果的に促すことができる。
【００３４】
また、本実施形態の車両用居眠り防止装置では、運転者の覚醒度低下を検知したときに、振動センサ８により検出されるステアリングホイール７の振動レベルが所定レベル以上となる駆動周波数を探索し、ファンモータ４の駆動周波数を、探索によって得られた周波数に設定するようにしているので、例えば、車種毎に振動特性が異なるような場合であっても、全ての車種に対応して確実にステアリングホイール７を振動させることができ、また、経時劣化等によって振動特性が変化した場合でも、確実にステアリングホイール７を振動させて、運転者の覚醒を促すことができる。
【００３５】
なお、以上説明した第１及び第２の実施形態は本発明の一適用例であり、本発明が以上の各実施形態の説明で開示した内容に限定されるものではなく、これらの開示から容易に導き得る様々な代替技術も含まれることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明が適用される車両の一般的な構造を模式的に示す図である。
【図２】ファンモータの駆動周波数に対するステアリングホイールの振動特性を示す特性図である。
【図３】本発明の第１の実施形態としての車両用居眠り防止装置が備える制御ユニットの機能的な構成を示す機能ブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態としての車両用居眠り防止装置において、制御ユニットがファンモータを駆動制御する際の一連の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明が適用される車両の一般的な構造を模式的に示す図であり、ステアリングホイールに振動センサが取り付けられた様子を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態としての車両用居眠り防止装置が備える制御ユニットの機能的な構成を示す機能ブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態としての車両用居眠り防止装置において、制御ユニットがファンモータを駆動制御する際の一連の処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
２ ラジエータ
３ ラジエータファン
４ ファンモータ
７ ステアリングホイール
８ 振動センサ
１０，２０ 制御ユニット
１１ 覚醒度低下検知部
１２ 周波数設定値記憶部
１３，２１ モータ駆動制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたラジエータファンを駆動するファンモータと、
ＰＷＭ制御により前記ファンモータを駆動制御する制御手段と
前記車両の運転者の覚醒度低下を検知する覚醒度低下検知手段とを備え、
前記制御手段が、前記覚醒度低下検知手段によって前記車両の運転者の覚醒度低下が検知されたときに、前記ファンモータの駆動周波数を前記車両のステアリングホイールと共振する周波数に設定することを特徴とする車両用居眠り防止装置。
【請求項２】
前記ステアリングホイールとの共振を発生させる前記ファンモータの駆動周波数の設定値を記憶する周波数設定値記憶手段を備え、
前記制御手段は、覚醒度低下検知手段によって前記車両の運転者の覚醒度低下が検知されたときに、前記ファンモータの駆動周波数を、前記周波数設定値記憶手段に記憶されている周波数設定値に設定することを特徴とする請求項１に記載の車両用居眠り防止装置。
【請求項３】
前記ステアリングホイールの振動レベルを検出する振動レベル検出手段を備え、
前記制御手段は、前記覚醒度低下検知手段によって前記車両の運転者の覚醒度低下が検知されたときに、前記ファンモータの駆動周波数を変化させながら前記振動レベル検出手段の検出結果を読み込んで前記ステアリングホイールの振動レベルが所定レベル以上となる駆動周波数を探索し、前記ファンモータの駆動周波数を、前記探索によって得られた周波数に設定することを特徴とする請求項１に記載の車両用居眠り防止装置。
【請求項４】
車両の運転者の居眠りを防止する居眠り防止方法であって、
前記車両の運転者の覚醒度低下を検知したときに、前記車両に搭載されたラジエータファンを駆動するファンモータをＰＷＭ制御により駆動制御する際の当該ファンモータの駆動周波数を、前記車両のステアリングホイールと共振する周波数に設定して、当該ステアリングホイールを共振振動させることを特徴とする居眠り防止方法。
【請求項１】
車両に搭載されたラジエータファンを駆動するファンモータと、
ＰＷＭ制御により前記ファンモータを駆動制御する制御手段と
前記車両の運転者の覚醒度低下を検知する覚醒度低下検知手段とを備え、
前記制御手段が、前記覚醒度低下検知手段によって前記車両の運転者の覚醒度低下が検知されたときに、前記ファンモータの駆動周波数を前記車両のステアリングホイールと共振する周波数に設定することを特徴とする車両用居眠り防止装置。
【請求項２】
前記ステアリングホイールとの共振を発生させる前記ファンモータの駆動周波数の設定値を記憶する周波数設定値記憶手段を備え、
前記制御手段は、覚醒度低下検知手段によって前記車両の運転者の覚醒度低下が検知されたときに、前記ファンモータの駆動周波数を、前記周波数設定値記憶手段に記憶されている周波数設定値に設定することを特徴とする請求項１に記載の車両用居眠り防止装置。
【請求項３】
前記ステアリングホイールの振動レベルを検出する振動レベル検出手段を備え、
前記制御手段は、前記覚醒度低下検知手段によって前記車両の運転者の覚醒度低下が検知されたときに、前記ファンモータの駆動周波数を変化させながら前記振動レベル検出手段の検出結果を読み込んで前記ステアリングホイールの振動レベルが所定レベル以上となる駆動周波数を探索し、前記ファンモータの駆動周波数を、前記探索によって得られた周波数に設定することを特徴とする請求項１に記載の車両用居眠り防止装置。
【請求項４】
車両の運転者の居眠りを防止する居眠り防止方法であって、
前記車両の運転者の覚醒度低下を検知したときに、前記車両に搭載されたラジエータファンを駆動するファンモータをＰＷＭ制御により駆動制御する際の当該ファンモータの駆動周波数を、前記車両のステアリングホイールと共振する周波数に設定して、当該ステアリングホイールを共振振動させることを特徴とする居眠り防止方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−４２５８（Ｐ２００７−４２５８Ａ）
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８０６２５（Ｐ２００５−１８０６２５）
【出願日】平成１７年６月２１日（２００５．６．２１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２１日（２００５．６．２１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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