JPH05116554A - 居眠り運転検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ハンドルの握り方に左右されず且つ容易に設
置できる居眠り運転検出装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 パワーステアリングユニットのシリンダ７両
端の差圧８と、車速１１と、該差圧の該車速に対する閾
値マップ１０３とから該差圧が該車速に対応する閾値よ
り小さいと判定した時、この状態が予め設定した時間を
超えて継続したと判定すると居眠り運転と判断１０５し
て警報を発するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は居眠り運転検出装置に関
し、特に車両の装置の挙動測定により居眠り運転を検出
する居眠り運転検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両の装置の挙動測定により居眠
りを検出するものとして、ハンドルに圧力センサ等を内
蔵してハンドル把握力を警報し、検出したハンドル把握
力が減少した時、これを居眠り運転と判定するものが提
案されている。

【０００３】この従来例として実開昭63-125625 号公報
に開示された装置においては、ハンドル軸中心の垂直基
線の少なくとも左右４０度のハンドル周面を除くハンド
ル周面に圧力スイッチ又は圧力センサを設け、この圧力
スイッチ又は圧力センサの出力からハンドル把握力に応
じて危険運転状態を検出し警報発生回路を起動するよう
に構成している。

【０００４】また、特開平1-190545号公報に開示された
装置では、ハンドルの少なくとも両側部を表面が柔軟な
弾性体によって形成された把握部とし、この把握部内に
設けた伸縮自在の気密袋と、この気密袋内の圧力を検出
する圧力検出部とを備えている。そして、この圧力検出
部の出力（即ち、運転者がハンドルを握ると把握部を介
して気密袋の体積が減少し、これに伴い気密袋内圧が上
昇し、反対に運転者がハンドルを放すと気密袋の体積が
復帰することに伴い内圧が下降することを圧力検出部が
検出して出力するもの）からハンドル把握力、即ち居眠
り運転を検出していた。

【０００５】このように、上記の従来例は、何れもハン
ドルに圧力検出手段を設置し、この出力の減少からハン
ドル把握力の減少を居眠りとして検出するものであり、
即ち、ハンドルの握り方の変化から直接居眠り運転状態
を検出するものと言えるものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、ハンドル把握
力は一般に、一般道での走行時（低速走行10〜40Km/
h）には、カーブを切った場合、カーブ出口でハンドル
を放す手放し状態となることがよく起こること、また、
高速道での走行（高速走行60〜100Km/h)では通常路面
状態が良く、また急激なカーブも少ないため一般道に比
べ低下すること、更には車両の直進性は車速が上がる
程良くなる傾向があるため、高速になる程低下する傾向
があること等のため居眠り運転に因らなくても変化する
ものであることが知られている。

【０００７】しかしながら、上記の従来例は何れもハン
ドルに設置した圧力検出手段から直接ハンドル把握力を
検出するものなので、上記のような運転者のハンドルの
握り方に左右され、居眠り運転によるハンドル把握力の
減少を精度良く検出できないという問題点があった。ま
た、ハンドルの握り方に左右されないように圧力検出手
段を設置することが困難であるという問題点もあった。

【０００８】そこで、本発明は、ハンドルの握り方に左
右されず且つ容易に設置できる居眠り運転検出装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る居眠り運転検出装置においては、パワ
ーステアリングユニットのシリンダ両端の差圧検出手段
と、車速検出手段と、警報手段と、該差圧の該車速に対
する閾値を記憶したマップを含み該マップ及び両検出手
段の出力から該差圧が該車速に対応する閾値より小さい
状態が所定時間を超えて継続したときには居眠り運転と
判断し該警報手段に作動信号を送出し続ける制御手段
と、を備えている。

【００１０】また本発明では、該制御手段は、該車速が
予め設定した車速以下と判定したとき該居眠り運転の判
定を行わないようにしてもよい。

【００１１】

【作用】本発明において、制御手段は、パワーステアリ
ングユニットのシリンダ両端の差圧検出手段及び車速検
出手段の出力から現時点での差圧及び車速を読み込み、
内蔵している差圧の車速に対する閾値マップ（図７参
照）から、検出した差圧が現時点の車速に対応する閾値
より小さいか否かをチェックし、小さいと判定するとハ
ンドル把握力が無いと推定する。そして、無ハンドル把
握力の状態が予め設定した時間を超えて継続したと判定
すると警報手段に作動信号を送出し、運転者に対して居
眠り運転の警報を与える。

【００１２】ここで、上記の差圧の車速に対する閾値マ
ップについて説明すると、差圧は図５に示すように車両
を左右に曲げようとする路面入力によっても微小に生ず
るものなのでこの影響を避けるため閾値を設定して、こ
の閾値以下の差圧はゼロ、即ちハンドル把握力ゼロと判
定するものであり、更には、運転者のハンドル把握力が
高速になるほど低下する傾向があるので閾値を固定して
しまうと警報発生の信頼性悪化の要因になる可能性があ
るため車速に反比例するよう設定してある。

【００１３】また、本発明では、このマップにおいて
は、前述のように一般道のカーブ出口で手放し状態とな
ることがよく起こり警報の誤動作の要因になる可能性が
あることから例えば車速40Km/h以下では閾値（差圧）に
よるハンドル把握力の推定は行わないため閾値を設定し
ないようにしてある。

【００１４】このようにして本発明においては、運転者
のハンドルの握り方に左右されずに居眠りを精度より検
出し且つ運転者に居眠り運転を警告している。

【００１５】

【実施例】図１は本発明に係る居眠り運転検出装置の実
施例の構成を示したもので、同図において、１はハンド
ル、２はハンドル１の回転軸としてのステアリングシャ
フト、３はステアリングシャフト２の同軸上に設けたト
ーションバー、４はコントロールバルブであり、ここで
は圧力ポート４Ｐ、アウトポート４Ａ，４Ｂ及び排出ポ
ート４Ｔを持ち、その内部にはトーションバー３と一体
的に接続された後述するロータと、ピニオンと一体的に
接続されたスリーブとを備えたロータリバルブ・トーシ
ョンバー方式のコントロールバルブを使用している。

【００１６】次に、５はトーションバー３と限定された
範囲内で可動するよう設置されたピニオン、６はピニオ
ン５と噛み合うよう設置されたラック、７はラック６に
固定して設けられたピストン７Ｃとシリンダ室７Ａ，７
Ｂとを備えたパワーステアリングユニットとして運転者
の操舵力を倍力するパワーシリンダであり、シリンダ室
７Ａ，７Ｂはそれぞれコントロールバルブ４のアウトポ
ート４Ａ，４Ｂと接続されている。

【００１７】尚、ハンドル１と、ステアリングシャフト
２と、トーションバー３と、ピニオン５及びラック６と
でタイヤ（図示せず）に操舵力を伝達する通常のステア
リングユニットを形成している。

【００１８】また、８はアウトポート４Ａ，４Ｂとシリ
ンダ室７Ａ，７Ｂとをそれぞれ接続する配管を結ぶ橋状
配管上に設置されてパワーステアリングユニットのシリ
ンダ７の両端の差圧を検出する手段としての差圧セン
サ、９はパワーステアリングユニットに作動油圧を供給
するオイルポンプ、１０は作動油を貯溜するリザーバ、
１１は車速検出手段としての車速センサ、１２は運転者
によって操作される警報解除スイッチ、１３は警報手段
としてのスピーカである。

【００１９】更に、１００は差圧センサ８、車速センサ
１１、警報解除スイッチ１２及びスピーカ１３と接続さ
れた制御手段としての中央処理装置（以下、コントロー
ラと称する）であり、差圧センサ８のアナログ出力をデ
ィジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器１０１と、車速セン
サ１１の周波数出力を平均電圧値に変換するＦ／Ｖ変換
器１０２と、車速に対する差圧の閾値を記憶したメモリ
マップ１０３と、ハンドル把握力推定手段１０４と、居
眠り運転判断手段１０５と、カウンタ１０６と、スピー
カ１３に接続された増幅回路１０７とを備えている。

【００２０】図２及び３は、従来から知られているロー
タリバルブ・トーションバー方式コントロールバルブと
差圧センサ８を組み込んだラックピニオン式パワーステ
アリングユニットの作動を示す図であり、図２はハンド
ル１が切られていない作動中立状態を示し、図３はハン
ドル１が切られてパワーステアリングユニットが作動し
ている状態を示している。

【００２１】まず、図２において、ハンドル１が切らて
いないためハンドル１と接続されたトーションバー３及
びこれと一体に設置したロータ４１はスリーブ４２に対
し中立弁位置を保っている。この中立弁位置によりコン
トロールバルブ４の圧力ポート４Ｐ、排出ポート４Ｔ及
びアウトポート４Ａ，４Ｂは全て互いに連通しているの
で圧力ポート４Ｐからの作動油はロータ４１に設けた排
出ポート４Ｔから排出されている。このため、アウトポ
ート４Ａ，４Ｂに連通するシリンダ室７Ａ，７Ｂの圧力
は同一、即ち差圧センサ８で検出される差圧はゼロとな
っている。

【００２２】図３においては、ハンドル１が切られたた
めハンドル１と接続されたトーションバー３とロータ４
１とがスリーブ４２に対し回転した弁位置となってい
る。この弁位置により圧力ポート４Ｐとアウトポート４
Ａとが、また排出ポート４Ｔとアウトポート４Ｂとがそ
れぞれ連通している。そして、圧力ポート４Ｐからの作
動油はアウトポート４Ａを経由してシリンダ室７Ａに送
られピストン７Ｃをシリンダ室７Ｂ側に押してシリンダ
室７Ｂ内に貯溜されていた作動油をアウトポート４Ｂを
経由し排出ポート４Ｔから排出させている。従って、シ
リンダ室７Ａ及び７Ｂの間には差圧が発生していること
になる。

【００２３】図４はパワーステアリングユニットの動作
時のシリンダ室７Ａ，７Ｂ間の差圧をグラフにした図で
あり、以下、図示のグラフ部分〜について説明す
る。 運転者がハンドルを切り始めると図３に示すようにト
ーションバー３が捩じられてコントロールバルブ４の弁
位置が替わりシリンダ室の片方（例えば図３のシリンダ
室７Ａ）に作動油が供給されると共に他方（例えば図３
のシリンダ室７Ｂ）は排出ポート４Ｔに連通されるので
シリンダ室７Ａ，７Ｂ間の差圧が増大し始める。 運転者がハンドルを切っている間、シリンダ室７Ａ，
７Ｂの間には高い差圧が生じ操舵力がサポートされてい
る。 運転者が或る切り角でハンドルを固定し、その切り角
に対応した位置までタイヤが動くとタイヤと連動するス
リーブ４２がトーションバー３の捩じれ方向と同方向に
回転し弁位置が図２に示す中立弁位置に近づき差圧が減
少する。 更に運転者がのハンドル切り角で固定していると、
この時、タイヤが直進状態に戻ろうとする反力及びタイ
ヤが路面から受ける外力に釣り合った差圧が生じる。こ
れは、パワーステアリングユニットが操舵に対して適当
な反力（手応え）を持たせる構造になっているためで、
この場合は、トーションバー３の捩じれ角を与えるのに
必要なトルクが手応えになっている。 以上の〜から明らかなようにパワーステアリング
ユニットが差圧を生じるためには運転者がハンドルを握
っていること（つまり、トーションバーが捩じられてい
ること）が必要である。逆に差圧が生じないという場合
は、完全に平坦な直進道路を走行中か或いは運転者がハ
ンドルを握っていない（ハンドル把握力ゼロ）状態であ
るかの何方かである。しかし、前者の状況はごく稀な場
所を除いて殆ど無いため差圧ゼロの状態は図４の−１
〜−３のように短時間が普通と考えられ、−４のよ
うに或る時間続いた場合には異常と判断できるものであ
る。

【００２４】尚、例えば、Ｓ字カーブのようにハンドル
を左右に振る場合の差圧が反転する時にはハンドル操作
状態でも差圧がゼロに成ることがあるが、この場合もゼ
ロ状態が長く続くことは無いと予想される。

【００２５】また、−１〜−４においては、図４に
示すようにタイヤが受ける外力、即ち車両を左右に曲げ
ようとする路面入力によって微小な差圧が生じている。
従って、この影響を避けるため閾値を設定し、この閾値
以下の差圧はゼロ、即ちハンドル把握力ゼロと判定する
ことができる。

【００２６】図６は図１に示す実施例におけるコントロ
ーラ１００により実行される制御アルゴリズムを示した
フローチャート図であり、この図に基づき図１に示す実
施例の動作を説明する。

【００２７】まず、このプログラムがスタートすると、
コントローラ１００は、Ａ／Ｄ変換器１０１を介して差
圧センサ８から差圧Ｐｄを読み込み（図６のステップＳ
１）、続けてＦ／Ｖ変換器１０２を介し車速センサ１１
から車速Ｖを読み込む（同ステップＳ２）。そして、車
速Ｖが40Km/h以下か否かをチェックし（同ステップＳ
３）、車速Ｖが40Km/h以下の時はステップＳ１に戻る。
これは、一般道のカーブ出口で手放し状態となることが
よく起こり警報の誤動作の要因になる可能性があること
から車速40Km/h以下ではハンドル把握力の推定は行わな
いようにするためである。

【００２８】ステップＳ３において車速Ｖが40Km/h以上
と判定すると差圧Ｐｄと車速Ｖから閾値マップ１０３に
より閾値を決定する（同ステップＳ４）。この閾値マッ
プは図７に示されており、運転者のハンドル把握力が高
速になればなるほどハンドル把握力は低下する傾向があ
るので閾値を固定してしまうと警報発生の信頼性悪化の
要因になる可能性があるため車速に反比例するよう設定
してある。

【００２９】このようにして求めた車速Ｖに対応する閾
値εに関してハンドル把握力推定手段１０４において差
圧Ｐｄの絶対値が閾値ε以下か否かをチェックし（同ス
テップＳ５）、以上と判定した時は居眠り判断手段１０
５を介してカウンタ１０６をクリア（ｎ＝０）し（同ス
テップＳ７）、ステップＳ１に戻る。

【００３０】尚、差圧Ｐｄが閾値εより大きい場合にカ
ウンタ１０６をクリアするのは、一瞬の間差圧Ｐｄがゼ
ロになることは前述のようによく有ることなので連続し
てある時間差圧Ｐｄがゼロに成らない場合はカウントし
ないようにするためである。

【００３１】ステップＳ５において差圧Ｐｄの絶対値＜
閾値εと判定するとこの瞬間においてハンドル把握力が
ゼロであると判断し居眠り判断手段１０５を介してカウ
ントをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）し（同ステップＳ
６）、次に居眠り判断手段１０５はこのカウントｎが設
定値Ｎより大きいか否かをチェックし（同ステップＳ
８）、小さい場合はステップＳ１に戻るが大きいと判定
した時は増幅回路１０７を介してスピーカ１３に警報信
号を出力する（同ステップＳ９）。

【００３２】ここで、設定値Ｎについて説明すると、設
定値Ｎは、手放し状態と判定するための差圧Ｐｄが閾値
εより小さい状態の継続時間（ここでは３秒位）に対応
する回数であり、差圧をとるサンプリングタイム（図６
のルーチンの処理周期）が例えば0.05秒とすると、0.05
×Ｎ＝３秒よりＮ＝60となる。

【００３３】次に、コントローラ１００はハンドル把握
力推定手段１０４において警報解除スイッチ１２が運転
者により操作されたか否かをチェックし（同ステップＳ
１０）、操作されたと判定すると警報信号発信を解除し
（同ステップＳ１１）、カウンタ１０６をクリアし（同
ステップＳ１２）、システムオフでなければステップＳ
１に戻る。

【００３４】尚、上記実施例はロータリバルブ・トーシ
ョンバー方式コントロールバルブと組み合わせたラック
ピニオン式パワーステアリングユニットを使用するもの
として説明したが、同様のパワーシリンダを備えるもの
なら他の方式のパワーステアリングユニットにも本発明
が使用できることは言うまでもない。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る居眠
り運転検出装置では、パワーステアリングユニットのシ
リンダ両端の差圧と、車速と、該差圧の該車速に対する
閾値マップとから該差圧が該車速に対応する閾値より小
さいと判定した時、この状態が予め設定した時間を超え
て継続したと判定すると居眠り運転と判断して警報を発
するように構成したので下記の特有の効果を得ることが
できる。 運転者のハンドルの握り方に左右されずハンドル把握
力の減少を精度良く検出できる。 ハンドル把握力検出手段の設置が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る居眠り運転検出装置の一実施例の
構成図である。

【図２】本発明に用いるパワーステアリングユニットの
非作動状態を説明する図である。

【図３】本発明に用いるパワーステアリングユニットの
作動状態を説明する図である。

【図４】本発明に係る居眠り運転検出装置の原理を説明
するためのパワーステアリングユニットのシリンダ両端
における差圧のグラフ図である。

【図５】パワーステアリングユニットのシリンダ両端に
おける微小差圧発生部分を説明するグラフ図である。

【図６】本発明に係る居眠り運転検出装置において実行
される制御プログラムのフローチャート図である。

【図７】本発明に係る居眠り運転検出装置において使用
する差圧の車速に対する閾値を決定するためのメモリマ
ップ図である。

【符号の説明】

１ ハンドル ３ トーションバー ４ コントロールバルブ ５ ピニオン ６ ラック ７ パワーシリンダ ８ 差圧センサ ９ オイルポンプ １１ 車速センサ １３ スピーカ １００ コントローラ １０３ 閾値マップ １０４ ハンドル把握力推定手段 １０５ 居眠り判断手段 １０６ カウンタ 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 123:00

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パワーステアリングユニットのシリンダ
   両端の差圧検出手段と、車速検出手段と、警報手段と、
   該差圧の該車速に対する閾値を記憶したマップを含み該
   マップ及び両検出手段の出力から該差圧が該車速に対応
   する閾値より小さい状態が所定時間を超えて継続したと
   きには居眠り運転と判定し該警報手段に作動信号を送出
   し続ける制御手段と、を備えたことを特徴とする居眠り
   運転検出装置。
2. 【請求項２】 該制御手段は、該車速が予め設定した車
   速以下と判定したとき該居眠り運転の判定を行わないこ
   とを特徴とした請求項１に記載の居眠り検出装置。