JP2008146515A - 疲労度検出装置，自動車の制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
運転者の疲労度をより高い精度で検知する。
【解決手段】
運転者による所定の操作デバイスの操作状態に関わる信号を入力し、当該信号に基づいて運転操作量を演算する実操作量演算部１１４と、車両の進行経路の道路形状に基づいて基準操作量を演算する基準操作量演算部１１１と、運転操作量と基準操作量とに基づき運転者の疲労度を求める疲労度演算部１１７とを有する。実操作量演算部１１４は、運転者による操舵装置やペダルの操作状態に関わる信号を入力し、基準操作量演算部１１１は、ナビゲーション装置のデータによって基準操作量を演算する。
【選択図】図１

Description

本発明は、疲労度検出装置，自動車の制御装置および制御方法に係る。

交通事故削減を目的として、交通事故に繋がる運転者の疲労や居眠りなどの疲労状態を検知し、それらを予防する技術が開発されている。例えば運転者による現在の修正操舵周期と、平常運転時の修正操舵周期に補正ゲインを乗じて得られる基準周期との大小比較により運転者の居眠り状態を判別する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開平７−２６６９１７号公報

運転者の挙動を観察して運転者の疲労状態を検知する場合、運転者の各挙動の原因が疲労によるものとは限らない場合がある。例えば、緩やかなカーブが左右連続して変化するような道路の場合、運転者による修正操舵周期があたかも疲労時の周期と一致し、運転者が疲労していると誤って判断される場合が考えられる。

尚、上記特許文献１は、環境認識センサで認識した現在の環境（市街地なのか高速道路なのか）に応じて平常運転時の修正操舵周期を変更することを開示しているが、これに留まらず、さらなる疲労度の検知精度向上が必要である。

本発明の目的は、運転者の疲労度をより高い精度で検知することである。

本発明は、運転者による所定の操作デバイスの操作状態に関わる信号を入力して求めた運転操作量と、車両の進行経路の道路形状に基づいて求めた基準操作量とに基づき、運転者の疲労度を求める。

本発明によれば、運転者の疲労に対する誤検知の可能性を低減することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。この実施形態は、車載端末装置，自動車の運転支援制御システム，自動車の運転支援制御方法に係り、とくに、自車前方の走行環境や走行予定の道路形状を考慮して運転者の疲労度を検出し、疲労度に応じた運転支援制御を行うための運転支援制御システムに関するものである。

図１は、本発明の一実施形態をなす制御装置の機能ブロック図を示す。これらの機能は、制御装置内の記憶装置に記憶されたコンピュータプログラムを実行することによって実現される。

制御装置１００は、疲労度演算時に基準となる基準操作量を演算する基準操作量演算部１１１と、同じく疲労度演算時に基準操作量と比較するための実操作量を演算する実操作量演算部１１４と、両部からの出力を比較して疲労度の演算を行う疲労度演算部１１７と、疲労度演算部１１７の演算結果を出力する出力部１２３とを有する。

出力部１２３から出力された演算結果は、疲労度演算部１１７の演算結果に応じた運転支援制御として、例えば次のような制御部に車内ＬＡＮなどの通信手段を介して出力される。

Ａ．前方車両との車間時間を自動的に一定に保持し、運転者の進行方向に対する運転負荷を軽減するAdaptive Cruise Control（以下ＡＣＣ制御）部１１８
Ｂ．走行レーンを逸脱しないよう操舵操作が足りない場合や過分な操作が行われた場合には修正操舵分のトルクをアシストするレーンキープ制御部１１９
Ｃ．電動化されたハンドルやアクセルやブレーキに対して適切な操作感を与えるための反力アクチュエータに対して疲労度に応じた反力を発生させるよう反力の指令値を変更する反力アクチュエータ制御部１２０
Ｄ．運転者の居眠りを防止するために疲労度に応じてエアコンの稼動や停止を行うエアコン制御部１２１
Ｅ．運転者が疲労していると検出した場合はそれを運転者に警告する警告通知部１２２
ここで、例えばＡＣＣ制御部１１８は、図１においては制御装置１００の外部に構成されているが、制御装置１００の内部にあっても良い。その場合は例えば疲労度演算部117の出力がＡＣＣ制御部１１８に入力され、ＡＣＣ制御部１１８の出力である車両加減速指令値などが出力部１２３を介して外部のブレーキ装置やエンジン制御装置に出力される。レーンキープ制御部１１９，反力アクチュエータ制御部１２０，エアコン制御部１２１，警報通知部１２２についても同様に制御装置１００の内部にあっても良く、その場合出力部１２３から操舵装置，ペダル，エアコン，警報装置などに指令値が出力される。

基準操作量演算部１１１は基準操作量の演算部として他車と自車の位置関係から基準となる減速度を演算する基準減速度演算部１１２と、走行予定経路の道路形状や右左折の有無、障害物の存在を考慮して基準となる操舵角を演算する基準操舵角演算部１１３を有し、これらの基準値は先行車との車間時間によって疲労度演算に用いる基準値を変更する。

実操作量演算部１１４は、ブレーキの踏込み状態に関する信号および車速から減速度を演算する減速度演算部１１５と、操舵操作から操舵角を演算する操舵角演算部１１６を有し構成される。ここで踏込み状態に関する信号とは、例えばブレーキ踏込み量，踏込み速度，踏込みパターン，踏込み周期，踏込み振幅等が挙げられる。

また、他車位置検出部１０１はレーダやカメラ画像などを用いて他車の存在と車間時間を検出する他車検出部１０２と車間時間検出部１０３とからなる。具体的な検出方法については既に知られている技術を利用できる。

道路形状検出部１０４について図２および図３を用いて説明する。

図２は、図１の道路形状検出部１０４の道路形状検出フローチャートを示す。

まずＳ２０１で自車位置をナビゲーション装置に代表されるＧＰＳ（Global
Positioning System：衛星航法システム）のような人工衛星による検出方法やインフラストラクチャ等との通信により検出する。Ｓ２０２では地図情報により自車位置と目的地を把握し、そこに向かう最短経路を検索する。ここで地図情報は車載情報端末に記憶されたデータベース（以下ＤＢ）やそれらＤＢを備えたＣＤ−ＲＯＭおよびＤＶＤなどにより供給されるか、インフラストラクチャとの通信により得られる。さらに、目的地が設定されなかった場合は目的地のＤＢから最も選択頻度の高いものを仮の目的地として設定し予定経路の検索を行っても良い。また地図情報が得られない場合は、カメラなどの撮像画像を用いて自車前方の撮像画像の範囲を予定経路としても良い。Ｓ２０３では自車位置と検索した予定経路を用いて自車が予定経路を走行しているかを判定し、予定経路を走行していない場合はＳ２０２に戻り予定経路の再検索を行い、予定経路を走行している場合には
Ｓ２０４に進み、地図情報を用いて予定経路の曲率を演算する。さらにここでは、走行中の道路の曲率をカメラなどを用いて正確に把握し、予め求めた曲率を補正しても良い。そしてＳ２０５では予定の走行経路の曲率情報、および曲率情報を元に道路形状を曲率に応じて直線区間とカーブ区間に分け、さらには各区間の長さを出力する。車両走行中はこれらの処理がプログラムにより繰り返し実行される。例えば、道路を所定の長さの区間に分け、隣り合う区間の曲率の差が所定値以下であれば直線とする。

図３は図２のフローチャートによる道路形状判断結果を示す。

図のような予定経路を走行した場合、ｓｔａｒｔからＰ１を直線区間、Ｐ１からＰ４をカーブ区間、Ｐ４からＰ５を直線区間、Ｐ５からＰ６をカーブ区間、Ｐ６以降を直線区間と定義し、目的地まで定義を続ける。ここで、ｓｔａｒｔからカーブ入口を示すＰ２までは曲率が変化しない区間であるが、本実施形態では実際の運転におけるカーブや交差点進入に備えて運転者が行う予備操作とカーブを抜けた後に車体姿勢の立直し操作を考慮して所定値Ｌを設ける。ここで、本実施形態では所定値Ｌを１００ｍとしたが、立直し操作は状況によって変化するので、所定値Ｌはこれに限定される値ではない。従って、カーブ区間は曲率の変化するカーブ入口からカーブ出口に加え、カーブ入口の手前とカーブ出口の後ろに所定値Ｌの区間を設け構成される。

また、交差点の場合は、予定経路検索にて右左折の有無を検出し、右左折を行う場合は交差点をカーブ区間とする。その場合は交差点の中心から所定値Ｌの範囲となるＰ５からＰ６をカーブ区間と定義する。

また図中に示すＬＮは疲労度演算に必要な最低限の距離を示しており、所定値ＬＮ以下の場合には十分な操作が行われず疲労度の演算精度が悪化する可能性がある。よって道路形状検出部では検出された区間の長さがＬＮ以上か否かを判定する。また、本実施の形態では実験的に所定値ＬＮを２００ｍとしたが、これに限定されず、運転者によって長く設定しても短く設定しても良い。

図４は、図１の制御装置の制御フローチャートを示す。

Ｓ４０１で車間時間の情報を他車位置検出部から取得する。Ｓ４０２では得られた車間時間が所定時間Ｔ１以上であるかを判定し、条件が成立する場合はＳ４１０へ進み、条件が成立しない場合はＳ４０３へ進む。ここで、Ｔ１は先行車が伴う状況で運転者が安全と感じる車間時間の平均値を表しており、Ｔ１未満の時は運転者が危険を感じ回避のための予備操作や加減速の頻度が増加するため、Ｔ１未満では操舵角による疲労度の演算精度が悪化する。従ってＴ１未満では加減速度を用いた疲労度の演算に切り換える。本実施形態ではＴ１を２秒としたが、Ｔ１はこの値に限定するものではない。

以降では、まず車間時間がＴ１未満の時に減速度を用いて疲労度の演算を行う場合のフローチャートについて説明し、その後に車間時間がＴ１以上の疲労度の演算方法について説明する。

Ｓ４０３では、車間時間がＴ２以上であるかを判定し、条件が成立しない場合は先行車との車間距離が短く、非定常の操作が多発するため車間時間がＴ２未満では疲労度の演算を行わず処理を終了し、条件が成立する場合はＳ４０４に進み、後述の基準減速度を決定する。Ｓ４０５ではブレーキ踏込み信号や車速の変化から実際の減速度を演算する。
Ｓ４０６ではＳ４０５までの演算過程で車間時間がＴ２以上またはＴ１未満であったかを判定し、条件が成立する場合はＳ４０７に進み疲労度を演算する。条件が成立しない場合は疲労度の演算を行わず処理を終了する。ここで、Ｓ４０６の判定は基準減速度演算や減速度演算と同時に行っても良く、疲労度の演算途中でＳ４０６の判定が非成立になった場合は直ちに処理を終了するか、またはＴ１以上の場合はＳ４１０に進んでも良い。Ｓ407では減速度が基準減速度を比較し、減速度が基準減速度よりも大きくなる回数を疲労度として演算する。運転者の覚醒が低下している状態では、減速開始タイミングが遅くなり、急減速を行うようになる。本実施形態では減速度と基準減速度の比としているが、両者の差を演算しても良い。さらにＳ４０８では演算された疲労度と予め定められた疲労判定値Ｈ１を比較し条件が成立し疲労有りと判定された場合はＳ４０９へ進み各制御部へ稼動または停止信号を出力する。疲労無しと判定された場合は処理を終了する。

次に、車間時間がＴ１以上の場合のフローチャートについて説明する。Ｔ１以上の場合は、運転者が先行車に危険を感じずに運転可能なため、加減速の操作頻度はＴ１未満の時に比べ低下する。よってこの領域では操舵操作から疲労度の演算を行う。まずＳ４１０に進み経路の曲率情報を道路形状検出部から取得する。Ｓ４１１では得られた曲率情報から予定経路上の各地点での基準操舵角を演算する。さらに、車両に取付けられた経路情報検出部により障害物の有無や停止車両、および正確な道路形状情報が得られた場合は曲率から演算された基準操舵角を補正する。曲率から操舵角を演算する方法は従来から知られている技術を適用することが可能である。Ｓ４１２では実際に走行中の操舵角をハンドルに取付けられた操舵角センサの出力から演算する。例えばカーブ区間内の実操舵角をデータロガーで計測する。区間ごとにフラグを立て、フラグが立ってから消えるまでを一区間としてデータを入手する。Ｓ４１３では上記の演算過程で車間時間がＴ１以上であったかを判定し、条件が成立する場合はＳ４１４で疲労度を演算する。条件が成立しない場合は疲労度の演算を行わず処理を終了する。ここで、Ｓ４１３の判定は基準操舵角演算と操舵角演算と同時に行っても良く、操舵角の演算途中でＳ４１３が非成立になった場合は直ちに処理を終了するか、Ｓ４０３に進み、前述の疲労度演算を行っても良い。

Ｓ４１４では実操舵角と基準操舵角の比較により疲労度の演算を行う。本実施形態では実操舵角と基準操舵角の差を計算し、その分散を疲労度として演算したが、例えば操舵角と基準操舵角の比の分散を用いても良く、その他の演算方法を用いても良い。

図５は、図４のフローチャートを実施した場合のタイムチャートの一例を示す。まず、車間時間がＴ１未満の場合についてのタイムチャートについて説明する。最上段のタイムチャートは車間時間の時間変化の例であり、車間時間がＴ２からＴ１の間で変化している様子を示す。中段のタイムチャートは減速度の様子を示しており、図の点線は基準減速度を示し、実線は実際の減速度を示している。疲労度の演算方法は、車間時間が短くなり運転者が減速操作を行った時の減速度を演算し基準値Ｇ１と比較する処理を、例えば直線区間であれば一つの直線区間が終了するまで繰り返す。そして基準値以上となる回数を疲労度として演算する。ここで、基準減速度の上限値Ｇ１を本実施形態では０.１Ｇ(Ｇは重力加速度［ｍ／ｓ²］)としたが、Ｇ１はこれに限定される値ではない。但し、Ｇ１は運転者が危険を感じない状態で走行している場合の最大の減速度であり、一般的に０.１Ｇ 以上の減速は乗員にとって不快に感じるため、通常状態の走行中に０.１ 以上の減速を行う可能性は少ない。よって０.１Ｇ 以上の減速度は疲労により運転者の操作が緩慢になり不注意な状態での減速操作によって発生するため、車間時間Ｔ２からＴ１の領域では減速度を用いた疲労度の判断が可能である。ただし、疲労度演算中に先行車の急減速や他車の割込みや歩行者の飛び出しが発生し、それによる０.１Ｇ 以上の急減速を行う事態が発生した場合は、これらの現象を他車位置検出部または道路形状検出部で検知し、疲労度の演算をマスクし、疲労度の演算精度の悪化を防止する。上記は減速度を用いた場合の疲労度の演算過程を説明した図であるが、その他の疲労度演算のパラメータとして、例えば図６に示すように、加減速による車間時間の周期や振幅の変動を用いても良い。

図７および図８では車間時間がＴ１以上の時に前述のフローチャートを実施した場合のタイムチャートを示す。

図７は走行経路の一例であり、ｓｔａｒｔからＣ８までが一つのカーブ区間を示している。ｓｔａｒｔとＣ８はそれぞれ区間の始まりと終わりの点を示し、Ｃ１からＣ７はそれぞれカーブ入口と出口を示す。Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４はそれぞれ経路の曲率半径と車速を示しこれに基づいて道路形状部は曲率の演算および基準操舵角を演算する。運転者のクセにより基準操舵角はばらつきがあるが、例えば学習によって個々の運転者のクセを吸収した基準値を設定することが可能である。

図８に図７を走行した場合に求められる曲率や基準操舵角のタイムチャート示す。図の中段は基準操舵角と実際の操舵角の比較結果である。運転者の疲労により操舵の操作性に影響を与えると基準操舵からの乖離が大きくなる、そのため同一区間の基準操舵角と操舵角を比較し、最下段のタイムチャートに示すように区間終了時に操舵角の分散を演算することで運転者の疲労度を推定することが可能となる。また、分散ではなく平均を用いるなど他の演算方法を用いて疲労度の演算を行っても良い。ここで疲労の有無の判定基準となる所定値Ｈ２として本実施形態ではＨ２＝５としたが、Ｈ２はこれに限定されるものではない。Ｈ２の値は、実験などで実際に疲労している運転者の分散値がどの程度かを分析すれば良い。本実施形態の特徴は、複数サンプル(本実施形態では所定区間内の連続データ)における基準からの逸脱の度合いを判断するために好都合な、統計学上の「分散」を用いることにある。

図９では、走行中に停止車両を含む障害物や歩行者を検出した場合のフローチャートを示す。ここでは、車間時間がＴ１以上の場合を例として説明を行う。Ｓ９０１では経路の曲率情報を道路形状検出部から取得し、Ｓ９０２は得られた道路形状の情報から基準操舵角を演算する。そしてＳ９０３では車両に設置された操舵角センサの出力から実際の操舵角を演算する。ここで、Ｓ９０４では上記演算実施中に停止車両を含む障害物や歩行者が自車の走行レーン上に認められるか否かを車両に取付けられたレーダやカメラの出力から判断する。その結果、障害物や歩行者が無しと判断された場合はＳ９０６に進み、障害物や歩行者が有りと判断された場合はＳ９０５に進み障害物や歩行者の位置をレーダやカメラの出力から検出する。そして再びＳ９０２となり、障害物や歩行者を回避するための操舵を考慮して基準操舵角を補正する。これ以降は図４に示したフローチャート同様の流れとなる。ただし、車間時間がＴ１未満の場合は障害物や歩行者を検出した場合は疲労度の演算を禁止する。

図１０および図１１に図９を実施した場合のタイムチャートを示す。自車の走行レーン中に停止車両を発見した場合、図の破線に示すように停止車両を回避することを考慮して、タイムチャートの点線のように初期基準操舵角を補正する。また図１１のように停止車両が複数台検出された場合は最も近い位置の車両に合わせて回避操舵による初期基準操舵角の補正を行い、最も遠い位置にある停止車両に合わせてレーンへ復帰するための操舵で初期基準操舵角を補正する。ここで、Ｆは検出された車両の幅をパラメータとして決定される補正操舵角であり予め定めた所定量である。車両よりも小さい障害物や歩行者が検出された場合は予め定めたＦの最小値を用いて初期基準操舵角を補正する。または、障害物や歩行者が検出された場合はそれを回避するまで疲労度の演算を禁止しても良い。

図４から図１１で説明した第１の実施形態においては、他車位置情報と道路形状情報の両方を用いて基準操作量の演算を行う場合について説明したが、どちらか一方の情報のみを用いて基準操作量を演算しても良い。また、実操作量演算部も基準操作量演算部に合わせて、加減速度と操舵角のいずれか一方を演算して疲労度の演算を行っても良い。

さらに、図には記載していないが、運転席のシートに設置された着座センサの出力と、上記の他車位置情報および道路形状情報を用いて基準となる着座センサの出力信号を演算し、実際の着座センサの信号と比較して疲労度の演算を行っても良い。さらには、人間の生体情報を検出するセンサと他車位置情報および道路形状情報を用いて、基準となる生体情報を演算し、実際の生体情報との比較によって疲労度を演算しても良い。

図１２から図１５を用いて２例目の実施形態について説明する。図１２は第２の実施形態の概略図である。図１との違いは、レーンキープ制御の実行を示すレーンキープ制御フラグ１２２２およびＡＣＣ制御の実行を示すＡＣＣ制御フラグ１２２３と、操作検出部
１０８として新たにトルクアシスト検出部１２０９さらに実操作量演算部１１４にトルクアシスト量演算部１２１６を加えた構成となっている。

図１３は本実施の形態における一例としてＡＣＣ制御が行われている場合のフローチャートを示している。ＡＣＣ制御実行中はアクセルやブレーキの操作が行われないため減速度による疲労度の演算は不可能である。よってＡＣＣ制御実行中は図４のフローチャートの操舵角を用いた疲労度の演算方法を用い、フローも同様である。ただし、前述のように車間時間がＴ２未満の場合は運転者が危険を検知して回避操作を行う可能性が高いため疲労度演算を行わずに処理を終了する。

さらに、図１４には本実施形態のもう一つの例としてレーンキープ制御が行われている場合のフローチャートを示している。制御フローは図４に示したフローチャートと同様である。Ｓ１４１２でトルクアシスト量を演算し、Ｓ１４１４の疲労度演算ではトルクアシスト量とアシスト時間を積算する。この値は運転者を車両側が補助した量であり、運転者の疲労度と相関がある。よってこの合計を疲労度として演算し、Ｓ１４１５で合計値が予め定めた所定値Ｈ３以上になった場合はＳ１４０９に進み各制御部へ稼動または停止信号を出力する。さらに、ＡＣＣ制御実行されている場合はＳ１４０３からＳ１４０８までのステップが禁止されるため、トルクアシスト量による疲労度演算のみが実行される。

図１５は図１４を実行した場合のタイムチャートの一例である。最上段と中段に示すように、運転者による操舵角が不足および過分であった場合、レーンキープ制御によって過不足分を修正するためトルクアシストしレーン逸脱を防止する。よってトルクアシスト量の時間積算結果は最下段のタイムチャートのようになり、予め定めた所定値Ｈ３以上となった場合、運転者に疲労有りと判定する。

図１２から図１５で説明した第２の実施形態においても、第１の実施形態同様に他車位置情報と道路形状情報の両方を用いて基準操作量の演算を行う場合について説明したが、どちらか一方の情報のみを用いて基準操作量の演算を行っても良く、その場合、実操作量演算部は加減速度とトルクアシスト量および操舵角のいずれか一つを操作量として演算し疲労度の演算を行っても良い。

図１６および図１９には第１の実施形態および第２の実施形態で疲労有りと判断された場合に運転支援制御へ行われる制御のフローチャートの例を示す。

図１６はＡＣＣ制御実行中に運転者に疲労有りと判定された場合のフローチャートである。Ｓ１６０１で疲労度の演算結果を取得し、Ｓ１６０２で疲労の有無を判定する。疲労なしと判定された場合は処理が終了するが、疲労有りと判定された場合はＳ１６０３に進みＡＣＣ制御停止警告を表示し運転者に知らせる。或いは設定されている車間時間を変更するための表示を行う。そしてＳ１６０４に進みＡＣＣ制御を停止或いは車間時間の設定を変更し運転者の覚醒を促す、またはより安全方向に車両を制御する処理を終了する。

図１７はレーンキープ制御中に運転者に疲労有りと判定された場合のフローチャートである。Ｓ１７０１で疲労度の演算結果を取得し、Ｓ１７０２で疲労の有無を判定する。疲労なしと判定された場合は処理が終了するが、疲労有りと判定された場合はＳ１７０３に進みレーンキープ制御の停止警告を表示し運転者に知らせる。次にＳ１７０４でレーンキープ制御の停止の確認を行い、ＮＯの場合は処理を終了し、ＹＥＳの場合はＳ１７０５で制御を停止して処理を終了し、運転者の覚醒を促す。

図１８は運転者に疲労有りと判定された場合の反力アクチュエータに対するフローチャートである。Ｓ１８０１で疲労度の演算結果を取得し、Ｓ１８０２で疲労の有無を判定する。疲労なしと判定された場合は処理が終了するが、疲労有りと判定された場合はＳ1803に進み反力アクチュエータの指令値の変更表示を出し運転者に知らせる。そしてＳ1804に進み反力アクチュエータに指令値を変更し処理を終了し、運転者の筋力疲労を軽減させる。

図１９は運転者に疲労有りと判定された場合のエアコン制御に対するフローチャートである。Ｓ１９０１で疲労度の演算結果を取得し、Ｓ１９０２で疲労の有無を判定する。疲労なしと判定された場合は処理が終了するが、疲労有りと判定された場合はＳ１９０３に進みエアコンが稼動しているかどうかを判定する。エアコンが稼動中でなければＳ1904に進みエアコンを稼動させ、稼動中であればＳ１９０５に進みエアコンを停止して処理を終了し、運転者の覚醒を促す。

上記実施形態を纏めると次の通りである。

（１）走行中に他車位置を検出する他車位置検出部と、道路形状を検出する道路形状検出部と、他車位置検出部と道路形状検出部に基づいて基準となる操作量を演算する基準操作量演算部と、走行中の運転操作を検出する操作検出部と、検出された操作から操作量を演算する実操作量演算部と、演算された基準操作量と実操作量を比較し運転者の疲労度を演算する疲労度演算部と、を有する。これにより、他車位置や道路形状による操作量の影響を受けず、操作量から高精度な疲労度の演算が可能になる。

（２）走行中に他車の有無を検出する他車検出部と、他車との車間時間を検出する車間時間検出部と、他車位置を検出する他車位置検出部と、自車位置を検出する自車位置検出部と、走行予定の経路を検索する予定経路検索部と、経路の情報を検出する経路情報検出部と、道路形状を検出する道路形状検出部と、他車位置検出部と道路形状検出部に基づいて基準となる操作量を演算する基準操作量演算部と、走行中の運転操作を検出する操作検出部に基づき実際の操作量を演算する実操作量演算部と、演算された基準操作量と実操作量を比較し運転者の疲労度を演算する疲労度演算部と、を有する。これにより、車間時間や予定経路を検出することで基準操作量の演算精度が向上し、疲労度の演算精度も向上する。

（３）上記（１）または（２）において、基準操作量演算部は、基準となる加減速度を演算する基準加減速度演算部と、基準となる操舵角を演算する基準操舵角演算部とを有する。これにより、加減速や操舵角を用いた疲労度の演算が可能になる。

（４）上記（１）または（２）において、基準操作量演算部は、基準となる車間時間の変動を演算する基準車間時間変動演算部と、基準となる操舵角を演算する基準操舵角演算部とを有する。これにより、加減速によって発生する先行車との車間時間の変化を用いて疲労度の演算が可能になる。

（５）上記（１）または（２）において、実操作量演算部は、減速度を演算する加減速度演算部と、操舵角を演算する操舵角演算部とを有する。これにより、加減速や操舵角による疲労度の演算が可能になる。

（６）上記（１）または（２）において、疲労度演算部は、基準操作量演算部により演算された基準加減速度と操作量演算部で演算された加減速度との比較結果および基準操舵角と操舵角との比較結果の少なくとも一方に基づいて演算される。

（７）上記（３）において、基準加減速度演算部は、他車位置検出部で検出した車間時間に基づいて基準加減速度を演算する。これにより、基準加減速度の演算精度が向上する。

（８）上記（４）において、基準車間時間変動演算部は、他車位置検出部で検出した車間時間に基づいて基準車間時間変動を演算する。これにより、基準車間時間変動の演算精度が向上する。

（９）上記（６）において、疲労度演算部は、加減速度が基準加減速度以上となる頻度を検出して疲労度とし、疲労度が第１の所定値以上の時に疲労有りと判断する。これにより、加減速度を用いて疲労度の演算が可能になる。

（１０）上記（６）において、疲労度演算部は、操舵角と基準操舵角の差あるいは比の分散を演算して疲労度とし、疲労度が第２の所定値以上の時に疲労有りと判断する。これにより、操舵角を用いた疲労度の演算が可能になる。

（１１）上記（１０）において、疲労度演算部では道路形状検出部で検出される道路形状に基づき、同一区間における基準操舵角と操舵角との差あるいは比の分散を演算する。これにより、直線やカーブが混同した状態での操舵角の比較を避ける事が可能となり、同一区間での疲労度演算が可能なため、疲労度の演算精度が向上する。

（１２）上記（１）から（１１）のいずれかにおいて、車間時間が第１の所定値時間未満の場合は基準減速度と減速度の比較による疲労度演算を行い、車間時間が第１の所定値時間以上の場合は基準操舵角と操舵角の比較による疲労度演算を行う。これにより、車間時間に応じて精度の高い疲労度演算方法を選択できるため、疲労度の演算精度が向上する。

（１３）上記（１）から（１２）のいずれかにおいて、車間時間が第２の所定時間未満の場合は疲労度の演算を禁止する。これにより、車間時間が短く、先行車の挙動により非定常な操作が多発する状況での疲労度演算の精度悪化を防止することが可能となる。

（１４）上記（１）から（１２）のいずれかにおいて、他車位置検出部により他車の割込みを検出し、車間時間が変更された場合は疲労度の演算を禁止する。これにより、他車の割込みによる非定常操作による疲労度の演算精度の悪化を防止することが可能となる。

（１５）上記（１）から（１２）のいずれかにおいて、道路形状検出部により検出された直線区間もしくはカーブ区間の長さが予め定める所定値ＬＮより短い場合は疲労度の演算を禁止する。これにより、直線区間やカーブ区間が短く、操作量の十分なデータが得られない場合における疲労度の演算精度の悪化を防止することが可能となる。

（１６）上記（１）から（１２）のいずれかにおいて、疲労度演算部による疲労度演算中に、予定経路検索部によって予定の走行経路外の走行が検出された場合は疲労度の演算を禁止する。これにより、走行経路外を走行した場合の基準操作量と実操作量との乖離による疲労度の演算精度の悪化を防止することが可能となる。

（１７）上記（１）から（１６）のいずれかにおいて、先行車との車間時間を一定に保ち走行するＡＣＣ制御が行われている場合は、疲労度の演算を基準操舵角と操舵角の比較によって行う。これにより、加減速の作業が自動化された場合には操舵角を用いた疲労度の演算に切り替え、疲労度の演算が行えるようにする。

（１８）上記（１）から（１６）のいずれかにおいて、自車の走行レーンを維持して走行するレーンキープ制御が行われている場合には、疲労度を制御中のトルクアシスト量を演算するトルクアシスト量演算部の演算結果に基づき演算する。これにより、レーンキープ時においても疲労度の演算を高精度に行うことが可能となる。

（１９）上記（１）から（１６）のいずれかにおいて、疲労度演算部による疲労度の演算は、道路形状検出部により、直線区間の長さが予め定める所定値ＬＮ以上の時に実施する。これにより、直線区間での疲労度の演算精度が向上する。

（２０）上記（１）から（１６）のいずれかにおいて、疲労度演算部による疲労度の演算は、道路形状検出部により、カーブ区間の長さが予め定める所定値ＬＮ＋２Ｌ以上の時に実施する。これにより、カーブ区間での疲労度の演算精度が向上する。

（２１）上記（１）から（１６）のいずれかにおいて、疲労度演算部による疲労度演算は、運転者の運転負荷を軽減するための運転支援制御が実行中に実施される。これにより、疲労度演算の実施条件を運転支援制御と共有できるため、疲労度の演算精度が向上する。

（２２）上記（１）から（１６）のいずれかにおいて、疲労度演算部による疲労度の演算は、ＡＣＣ制御実行中に実施する。これにより、疲労度演算の実施条件をＡＣＣ制御と共有できるため、疲労度の演算精度が向上する
（２３）上記（１）から（１６）のいずれかにおいて、疲労度演算部による疲労度の演算は、レーンキープ制御実行中に実施する。これにより、疲労度演算の実施条件をレーンキープ制御と共有できるため、疲労度の演算精度が向上する。

（２４）上記（１）から（２３）のいずれかにおいて、疲労度演算部により疲労有りと判断された場合には、ＡＣＣ制御を停止または車間時間の設定値の変更の少なくとも一方を行う。これにより、運転者の覚醒あるいは運転への注意を促し、走行の安全を高める。

（２５）上記（１）から（２４）のいずれかにおいて、疲労度演算部により疲労有りと判断された場合には、レーンキープ制御の停止確認を運転者に行う。これにより、運転者の覚醒あるいは運転への注意を促す。

（２６）上記（１）から（２４）のいずれかにおいて、疲労度演算部により疲労有りと判断された場合には、車両に備えられている反力アクチュエータに設定されている反力設定値を変更する。これにより、運転者の筋力的疲労を軽減し、疲労度の上昇を防止する。

本実施形態の制御装置によれば、道路形状や右左折、他車の存在などに応じた運転操作時の操作量の基準値を演算するために、他車の有無とその位置を検出する他車位置検出部と走行予定の経路と道路形状から検出し、それらの影響を受けず蛇行した道路や市街地において高精度に運転者の疲労度を検出することが出来る。

本実施形態により、他車の有無とその位置を検出する他車位置検出部と走行予定の経路と経路情報から道路形状を検出するため、道路形状や右左折、他車の存在などに応じた運転操作時の操作量の基準値を演算可能となり、それらの影響を受けず蛇行した道路や市街地において高精度に運転者の疲労度を検出することが出来る。

本発明の一実施形態をなす制御装置の制御ブロック図を示す。 図１の道路形状検出部１０４の道路形状検出フローチャートを示す。 図２のフローチャートによる道路形状判断結果を示す。 図１の制御装置の制御フローチャートを示す。 図４のフローチャートを実施した場合のタイムチャートの一例を示す。 本発明の他の実施形態をなす疲労度演算の様々なパラメータ例を示す。 図４を実施した場合のタイムチャートの一例。 図４を実施した場合のタイムチャートの一例。 障害物または歩行者を検出した場合のフローチャートの一例。 図９を実施した場合のタイムチャートの一例。 図９を実施した場合のタイムチャートの一例。 本発明におけるシステムの２例目の概要図。 第２の実施形態における疲労度演算のフローチャートの一例。 第２の実施形態における疲労度演算のフローチャートの一例。 図１４におけるタイムチャートの一例。 疲労有りの場合の運転支援制御内容のフローチャートの一例。 疲労有りの場合の運転支援制御内容のフローチャートの一例。 疲労有りの場合の運転支援制御内容のフローチャートの一例。 疲労有りの場合の運転支援制御内容のフローチャートの一例。

符号の説明

１００ 制御装置
１０１ 他車位置検出部
１０４ 道路形状検出部
１０８ 操作検出部
１１１ 基準操作量演算部
１１４ 実操作量演算部
１１７ 疲労度演算部
１２３ 出力部

Claims (10)

1. 運転者による所定の操作デバイスの操作状態に関わる信号を入力し、当該信号に基づいて運転操作量を演算する実操作量演算部と、
   車両の進行経路の道路形状に基づいて基準操作量を演算する基準操作量演算部と、
   前記運転操作量と前記基準操作量とに基づき、運転者の疲労度を求める疲労度演算部と、
   を有する疲労度検出装置。
2. 請求項１記載の疲労度検出装置であって、
   前記実操作量演算部は、運転者による操舵装置の操作状態に関わる信号を入力し、当該信号に基づいて運転操作量を演算し、
   前記基準操作量演算部は、自車位置を検出する自車位置検出部，走行予定の経路を検索する予定経路検索部、及び前記経路の情報を検出する経路情報検出部によって求められた進行経路の道路曲率に基づいて基準操作量を演算し、
   前記疲労度演算部は、所定の時間または距離における前記運転操作量と前記基準操作量との差の分散値と所定の基準値との比較によって運転者の疲労度を求める疲労度検出装置。
3. 請求項２記載の疲労度検出装置であって、
   前記実操作量演算部は、車両の前方の道路状態を認識する道路状態認識手段からの信号を入力し、当該信号に基づいて運転操作量を演算し、
   前記基準操作量演算部は、当該信号によって前方に静止物があると判断された場合は、当該静止物の自車との相対位置に応じて前記基準操作量を補正する疲労度検出装置。
4. 請求項１記載の疲労度検出装置であって、
   前記実操作量演算部は、運転者によるペダルの操作状態に関わる信号を入力し、当該信号に基づいて運転操作量を演算し、
   前記疲労度演算部は、前記道路形状が直線であり、前方車両検出手段によって求められた前方車両との距離に関係する値が所定の範囲のときに、前記ペダルの操作による加減速度が所定の基準加減速度範囲を逸脱した回数、または前方車両との距離の変動の周期の少なくとも何れかによって運転者の疲労度を求める疲労度検出装置。
5. 請求項１記載の疲労度検出装置であって、
   前記疲労度演算部は、前記道路形状の種類によって、疲労度を判定する操作デバイスを切り換える疲労度検出装置。
6. 請求項５記載の疲労度検出装置であって、
   前記疲労度演算部は、前方車両があるときはブレーキペダルの操作に応じて疲労度を求め、前方車両がないときは、操舵装置の操作に応じて疲労度を求める疲労度検出装置。
7. 請求項１記載の疲労度検出装置であって、
   前記実操作量演算部は、運転者による操舵装置及びペダルの操作状態に関わる信号を入力し、当該信号に基づいて運転操作量を演算し、
   前記疲労度演算部は、前方車両の自動追従制御状態では前記ペダルとは異なる操作デバイスの運転操作量に基づいて疲労度を求める疲労度検出装置。
8. 請求項１記載の疲労度検出装置であって、
   前記実操作量演算部は、レーンキープ制御におけるトルクアシスト量に関わる信号を入力し、当該信号に基づいて運転操作量を演算する疲労度検出装置。
9. 請求項１記載の疲労度検出装置で求めた疲労度に基づき、前方車両自動追従制御を中止する信号，レーンキープ制御を中止する信号，操舵装置の反力アクチュエータの指令値を変更する信号，エアコンの制御する信号，警報を出力する信号の少なくともいずれか一つを外部に送信することによって自動車を制御する自動車の制御装置。
10. 運転者による所定の操作デバイスの操作状態に関わる信号を入力し、当該信号に基づいて運転操作量を演算し、
    車両の進行経路の道路形状に基づいて基準操作量を演算し、
    前記運転操作量と前記基準操作量とに基づき、運転者の疲労度を求め、
    前記疲労度に応じて自動車を制御する自動車の制御方法。

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