JP2009006839A

JP2009006839A - 疲労度検出装置

Info

Publication number: JP2009006839A
Application number: JP2007169886A
Authority: JP
Inventors: Susumu Yamauchi; 晋山内; Yoichi Iiboshi; 洋一飯星; Takaomi Nishigaito; 貴臣西垣戸
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2009-01-15

Abstract

【課題】
運転者の疲労度の検知精度を向上する。
【解決手段】
車外の情報、および自車の運転状態など車内の情報の双方の条件を考慮して、疲労度を検知する。例えば、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１１９と、車両の進行経路上の他車を含む障害物の位置情報および道路形状情報とに基づいて基準操作量を演算する基準操作量演算部１１６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１２０を有し、障害物位置情報，道路形状情報，走行経路の気象情報，自車の部品や装置の劣化状態や故障状態，電装品の使用状態や自車の制御状態を示す自車運転状態情報などに基づいて、基準操作量の演算を禁止する基準操作量演算禁止部１１７、または基準操作量を補正する基準操作量演算補正部１１８を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の運転者の疲労度検出装置に関する。

交通事故削減を目的として、交通事故に繋がる運転中の過度な緊張や居眠りなどの覚醒低下および心身の疲れなど運転者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。

例えば運転者の心身状態に関する運転中の頭部揺動量とステアリングやアクセル，ブレーキなどの操作デバイスの操作量を計測し、ナビゲーションやカメラ，レーダで検出した車外の運転環境情報に基づいてドライバの疲労状態を検出する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−８０９７０号公報

例えば、直線路と歪曲路では、運転者によるステアリングやアクセル，ブレーキなどの操作デバイスの操作が異なるため、何れかの操作が特定の疲労状態における操作と一致した場合、運転者が疲労していると誤って判断される場合が起こり得る。また、エンジン内のオイルや部品が劣化または故障し出力が低下した場合や、タイヤ空気圧の不均衡によって走行安定性が低下した場合は、車外の環境によらず運転操作が変化する。さらに、エアコンなどの電装品の使用や、暖機運転制御中であるなど自車が正常であっても運転状態によって運転操作は変化する。

上記は飽くまで例であるが、このように、運転中の操作は車外の環境以外の要因によっても変化する。しかし、従来の技術ではその点の考慮されておらず、疲労度の検知精度が不十分であった。

本発明の目的は、疲労度の検知精度を向上することにある。

本発明は、車外の情報と、自車の運転状態など車内の情報の双方の条件を考慮して、疲労度を検知する。

本発明によれば、疲労度の検知精度を向上することができる。

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、特に、自車前方の走行環境や走行予定の道路形状および天候や自車の運転状態を考慮して運転者の疲労度を検出する疲労度検知装置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。

ここに示されている機能は、制御装置１００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、走行中の走行経路の情報や、他車と障害物の情報および気象や自車の運転状態の情報から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１１６と、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１１９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１２０と、疲労度演算部１２０の演算結果を出力する演算結果出力部１２１を有する。

ここで、基準操作量演算部１１６は走行経路の形状，障害物，気象，運転状態の情報に基づいて基準操作量の演算を禁止する基準操作量演算禁止部１１７と、走行経路の形状，障害物，気象，運転状態の情報の少なくともいずれか一つに基づいて基準操作量を補正する基準操作量補正部１１８とを有する。さらに、演算結果出力部１２１から出力された演算結果は運転支援制御部１２２に入力され、疲労度演算部１２０の演算結果に応じた運転支援制御として、例えば次に挙げる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
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
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
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
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

ここで運転支援制御部１２２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１２０の出力が運転支援制御部１２２に入力され、ＡＣＣ制御部への出力である車両加減速指令値などが演算結果出力部１２１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，反力アクチュエータ制御，エアコン制御，警報通知についても同様に、演算結果出力部１２１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１１６における具体的な基準操作量の演算方法は既に知られている技術を応用でき、例として図２に示すような平常運転時の先行車との車間時間，運転中の操舵の周期や振幅を求めて、それらの平均や分散を基準操作量とする方法や、図３のように、操舵周期や操舵角の分散，操舵頻度，アクセルの平均開度，アクセル操作頻度，ブレーキ遅れ時間，ブレーキ操作頻度などの操舵，アクセル操作，ブレーキ操作に関する情報を用いてデータベースを作成し、主成分分析などで一次成分と二次成分の相関係数が大きい主成分を選定して、それと直行する分散の小さな主成分を操作量の特徴量群を作成する方法や、上記データベースからマハラノビス距離を計算し、予め作成したデータベースで基準空間を作成して基準操作量とする方法など統計的な手法で基準操作量を演算する方法がある。

実操作量演算部１１９では、走行中に計測した車間時間や操舵，アクセル操作，ブレーキ操作に関する情報から上記と同様の方法で実操作量を演算し、疲労度演算部１２０にて基準操作量と実操作量とを比較して運転者の疲労度情報を得る。

図４は、基準操作量演算部１１６におけるフローチャートの一例である。Ｓ４０１では、図１の障害物位置検出部１０１と道路形状検出部１０４と気象情報検出部１０８と自車運転状態検出部１０９から、先行車や障害物との車間時間情報，道路形状情報，気象情報，自車運転状態情報を検出する。ここで、Ｓ４０１で全ての情報を同時に検出する必要は無い。Ｓ４０２では検出した情報と基準操作量の演算禁止条件を照合し、条件が成立する場合はＳ４０３へ進んで基準値操作量の演算を禁止する。また、基準操作量の演算禁止と連動して実操作量の演算や疲労度の演算を禁止しても良い。条件が非成立の場合はＳ４０４に進む。Ｓ４０４では検出した情報と基準操作量の補正条件を照合し、補正条件が成立するとＳ４０５に進み条件成立中の走行時間または走行距離を計測する。走行時間または走行距離が所定値未満の間はＳ４０３に進み基準操作量の演算を禁止し、条件成立中の走行時間または走行距離が所定値以上となるとＳ４０６に進み基準操作量の補正量を演算し、Ｓ４０７で当該補正量に基づいて補正された基準操作量を演算する。

図５は、図４のフローチャートに車間距離情報を適用した場合を示す。基準操作量演算判定部のフローチャートの一例を示す。Ｓ５０１では障害物位置検出部１０１で検出した車間時間Ｔを検出する。車間時間は車両に取り付けられたレーダやカメラを用いて検出するなど既に知られている技術を適用して検出する。Ｓ５０２では車間時間Ｔと所定時間経過後のＴとの差ΔＴを演算する。Ｓ５０３で車間時間Ｔと所定値ｔ１を比較しＴ≦ｔ１が成立する場合、Ｓ５０４へ進み基準操作量の演算を禁止し、非成立の場合はＳ５０５へ進む。ここで所定時間ｔ１は先行車や障害物との車間時間を危険と感じる時間であり、個人差はあるが一般的に１.５［sec］以下である事が知られている。Ｓ５０５では車間時間Ｔと所定値ｔ２および車間時間の時間変化ΔＴとΔｔ３を比較し、Ｔ≦ｔ２且つΔＴ≦Δｔ３が成立する場合は基準操作量の演算を禁止し、非成立の場合はＳ５０６にて基準操作量の演算を許可する。所定値ｔ２は先行車や障害物との車間時間を運転者が安全と感じる時間であり一般的に１.５［sec］〜３.５［sec］であることが知られている。所定値Δｔ３は−０.１７［sec］以下とし、ΔＴ≦−０.１７は自車が先行車に対して相対速度１０km／ｈ以上で接近していることを示す。このような時は先行車を追い抜こうとするなど非定常な運転状態である可能性があり基準操作量の演算を禁止する。ただし、先行車を抜くための操舵量やアクセルの操作量をカメラ画像やレーダ，車速から推定し基準操作量を補正しても良い。また、本実施形態では車間時間を用いたが、相対速度や車間距離を用いても良く、これらを組み合わせて用いても良い。

図６は、図５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。車間時間Ｔがｔ１以下の場合と、ｔ１≦Ｔ≦ｔ２且つΔＴ≦Δｔ３の時に基準操作量演算の禁止フラグが成立する。

図７は、図４のフローチャートに道路形状情報を適用した場合を示す。Ｓ７０１の自車位置検出とＳ７０２の予定経路検索はナビゲーションによって実施するなど既に知られている技術を適用して実行する。Ｓ７０３ではナビゲーションやカメラから走行予定経路の曲率情報を検出して直線区間やカーブ区間を判定する。Ｓ７０４では轍や非舗装道路，路面の凍結などを検出する。例えば、次のような方法で路面の摩擦係数を推定し路面の凍結を検出する。

車輪に関する運動方程式を式１に示す。

但し、Ｉ₀ ：車輪の慣性モーメント，ω：車輪各速度，μ：タイヤ−路面間の摩擦係数，ｒ：車輪有効半径，Ｗ：車両重量，ｋ：変換係数，Ｐ：ブレーキ圧である。

μ＝ａＳとして、式１を変換すると、式２になる。

但し、ａ：摩擦係数−スリップ率曲線の傾き，Ｓ：スリップ率である。

さらにｄω／ｄｔ＝α，Ｃ₁＝ＲＷ／Ｉ₀，Ｃ₂＝Ｋ／Ｉ₀とすると、次が成り立つ。

以上より、αはブレーキ操作時の車輪速から計算し、スリップ率Ｓは推定車体速または対地車速から求めた車体速と車輪速の比から計算、さらにＰをブレーキ圧センサまたはブレーキ油圧から推定することでａを算出でき、ａとＳの積から路面摩擦係数μを推定する。または、α，Ｓ，Ｐのデータを複数取得してａを計算し、最小二乗法でａの近似曲線を求めてμを推定することもできる。ただし、上記はいずれも車輪がロックする前の安定化領域での計算方法である。

この他、ナビゲーションで路面凍結や轍，非舗装道路に関する情報からを路面状況を検出する方法や、これらの情報と温度計で計測した外気温から路面の凍結を予測することもできる。

Ｓ７０５では予定経路を走行しているかまたはＳ７０３で検出した経路形状が疲労度演算に十分な操作量を得られる長さＬｎ以上かどうかを判定し、いずれかが非成立の場合はＳ７０６に進み基準操作量の演算を禁止し、予定経路を走行している場合にはＳ７０７に進む。ここで、Ｌｎは操作量の計測間隔あるいは平均車速を考慮して決定する値であり、本実施形態では２００ｍとした。Ｓ７０７では走行経路内に轍や非舗装道路区間あるいは低摩擦係数路（低μ路）など通常の舗装道路に対して路面の状況が変化する区間の有無を検出する。Ｓ７０７で轍や非舗装道路あるいは低μ路に該当する区間が検出された場合Ｓ７０８へ進み、該当区間と直線区間やカーブ区間など走行経路の長さとの比ＲＬ（該当区間の長さ／経路区間の長さ）が所定値ＲＬ１以下の場合は該当区間による操作量への影響は軽微としてＳ７１１へ進み基準操作量を演算する。しかし、ＲＬがＲＬ１より大きい場合はＳ７０９へ進み、所定値ＲＬ２と比較してＲＬ２未満の場合、または該当区間の長さＬがＬｎ未満の場合は基準操作量の演算を禁止する。さらに、ＲＬがＲＬ２以上の場合はＳ７１０へ進み基準操作量の補正量を求め、その後、基準操作量の演算を補正する。本実施の形態ではＬ１＝０.１としＬ２＝０.８とした。

図８は、図７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。本実施形態ではナビゲーションで検出したノードおよびノードの補完点を利用して曲率情報を検出し、一般的に減速することなく走行可能である曲率半径＝５００ｍ以上を直線区間、５００ｍ未満の範囲をカーブ区間とした。

図８のような道のりを走行する場合、曲率半径が５００ｍ以上のｓｔａｒｔからＰ１の区間およびＰ２からＥＮＤの区間は直線区間、曲率半径が５００ｍ以下となるＰ１からＰ２の区間がカーブ区間と判定される。ｓｔａｒｔからＰ１までは区間の長さがＬｎ以下であるため基準操作量演算の禁止フラグが成立し、Ｐ１からＰ２は区間の長さがＬｎより大きいため禁止フラグが成立しない。さらにＰ２からＥＮＤは区間の最後に非舗装区間が存在するが、区間の長さに対して非舗装区間が短いためＲＬ＜ＲＬ１が成立し、基準操作量演算の禁止フラグは成立しない。

図９から図１１は道路形状による基準操作量の補正量の決定方法を示す。図９では非舗装道路または轍区間を走行する場合の操舵量の変化と補正量の決定方法について説明する。非舗装道路または轍を走行する場合、路面の凹凸により車両の挙動が変化し、それに伴い車両の挙動を抑えるため修正操舵がなされる。さらに、路面の凹凸による振動が操舵に影響し操舵角に偶発的な変動が現れる。よって非舗装道路または轍区間を走行する場合は、舗装道路を走行する場合に比べて、走行経路内で計測した操舵角を高速フーリエ変換した時に、得られる最大パワーとなる周波数が高周波側にシフトし、操舵角の分散も大きくなる、本実施形態ではこの時の差と舗装道路走行時との差を補正量として利用した。また、上記に限らず操舵頻度や操舵角，操舵角速度の平均や分散，エントロピーの変化、その他の統計的処理で得られる結果を用いて補正しても良く、或いは轍や非舗装道路区間の操舵の信号に対してローパスフィルタを用いても良い。

図１０ではアクセル踏み込み力の変化と補正量の決定方法について説明する。図９同様に轍や非舗装道路では、路面の凹凸による振動のためアクセル踏み込み力が図のように小刻みな変動が発生したり、悪路走行によって車速を減速させることが考えられる。そのため、図のようにアクセルの踏み込み力平均値またはアクセル開度の平均値は減少し、アクセルの操作頻度（計測データを高速フーリエ変換した時に得られる最大パワー周波数）が上昇する。この変化を予めデータベースに記憶し、轍や非舗装道路走行時は基準操作量を補正する。また、アクセルに限らずブレーキの操作頻度や踏み込み力の平均や分散，エントロピーの変化、その他の統計的処理で得られる結果を用いて補正しても良く、或いはこの区間のアクセル操作やブレーキ操作の信号に対してローパスフィルタを用いても良い。

図１１では路面の摩擦係数μが小さい場合の操舵量の変化と補正量の決定方法について説明する。低μ路では急な操舵や大きな操舵を控える傾向になるため、この区間の操舵角のデータを高速フーリエ変換した時に最大パワーとなる操舵周波数が低周波側にシフトし、操舵角の分散も小さくなることが考えられる。そのため本実施の形態では低μ路による操舵周期や操舵周波数，操舵角の分散の変化を予め記憶したデータベースを作成し、補正量として使用する。また、低μ路ではアクセルやブレーキ操作に関しても、踏み込み力や踏込み量の低下、踏込むタイミングが早くなる事が考えられる。そのため、これらの変化を予めデータベースに記憶して補正量として用いても良い。

図１２は、図４のフローチャートに気象情報を適用した場合を示す。

Ｓ１２０１ではナビゲーションやカメラ画像またはその他車両に備えられた部品の稼動状況から走行経路の気象情報を検出する。例えばナビゲーションではネットワークにアクセスして気象情報を検出し、カメラ画像からは雨滴や雪または霧の発生状況を検出することができる。その他、カメラ画像とワイパーの稼動状況を組み合わせて雨量や降雪量を推定する方法や、エアコン，デフロスターの稼動状況から降雪などの気象情報を推定することが可能である。

Ｓ１２０２では得られた気象情報から視認可能距離ＶＬを推定する。視認可能距離の推定方法はナビゲーションで気象情報を検出するか、またはカメラやレーダの検出可能範囲から視認可能距離を推定しても良い。Ｓ１２０３では得られたＶＬと所定値ＶＬ１を比較しＶＬがＶＬ１以下の場合、あるいは走行中の区間に濃霧注意報の情報が発令されている場合はＳ１２０４へ進み基準操作量の演算を禁止する。一方、ＶＬがＶＬ１より大きい場合はＳ１２０５へ進む。ここで、ＶＬ１は安全に走行できる限界の視認可能距離であり、本実施形態では１００ｍ前後の値とした。なお、視認可能距離１００ｍは気象庁から濃霧注意報が発令される視認可能距離である。

Ｓ１２０５では雨量または降雪量を推定する。雨量または降雪量はナビゲーションなどによりネットワークにアクセスして気象情報を検出するか、カメラの画像，ワイパーの稼動状況，エアコンの稼動状況を利用し、例えばカメラで雨滴または雪を検出し、その時のワイパーの稼動状況から雨量または降雪量を推定する。また、外気温の情報あるいはエアコンやデフロスターの使用状況から気温を推定し、降雨と降雪を区別することも出来る。

Ｓ１２０６では推定した雨量と所定値Ｒ１を比較し、Ｒ１以上の時はＳ１２０７へ進み、Ｒ１以上での走行時間が所定値Ｔｉ以上となるまでは基準操作量の演算を禁止する。走行時間が所定値Ｔｉ以上となった場合はＳ１２０８へ進み、基準操作量の補正量を演算し、基準操作量を補正する。ここで、所定値Ｒ１は路面に水が溜りハイドロプレーニング現象が発生し易くなる雨量とし、一般的に４０mm／ｈである。また、所定値Ｔｉは走行中の状況が変化した場合に、状況の変化が一過性のものか持続するものかを判断する時間であり、本実施形態では１２０secとした。

一方、Ｓ１２０６で雨量がＲ１未満の場合はＳ１２０９へ進み推定した降雪量と所定値Ｒ２を比較して、Ｒ２以上の時はＳ１２１０へ進み、Ｒ２以上での走行時間が所定値Ｔｉ以上となるまでは基準操作量の演算を禁止する。その後、走行時間が所定値Ｔｉ以上となった場合はＳ１２１１へ進み、基準操作量の補正量を演算して基準操作量を補正する。ここで所定値Ｒ２は運転が危険とされる降雪量であり、一般的に４０cm／ｈである。

図１３は、図１２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である。ｓｔａｒｔからＥＮＤまで走行する経路において、視認可能距離がＶＬ１未満または雨量がＲ１以上となり所定値Ｔｉが経過するまでの間、基準操作量演算禁止フラグが成立する。

図１４と図１５は気象情報による基準操作量の補正量の決定方法を示す。

図１４では雨量Ｒ１以上、または降雪量Ｒ２以上の区間を走行する場合の操舵量の変化と補正量の決定方法について説明する。このような状況では、水溜りや雪でのスリップを防止するため急な操舵や大きな操舵を控える傾向になる。その結果、この区間の操舵角のデータを高速フーリエ変換した時に最大パワーとなる操舵周波数が低周波側にシフトし、操舵角の分散も小さくなることが考えられる。そのため本実施形態では降雨や降雪による操舵周波数，操舵角の分散の変化を予め記憶したデータベースを作成し、補正量として使用する。

図１５では雨量Ｒ１以上、または降雪量Ｒ２以上の区間を走行する場合のアクセルの操作量の変化と補正量の決定方法について説明する。このような状況では、水溜りや雪でのスリップを防止するためアクセルの踏込みを緩め、減速する傾向になる。その結果、この区間のアクセル踏込み力は減少することが考えられる。そのため本実施形態では降雨や降雪によるアクセル踏込み量の変化を予め記憶したデータベースを作成し、補正量として使用する。また、アクセル踏込み量はアクセル開度と密接に関係するため、アクセル開度を補正量として使用することも出来る。

図１６は、図４のフローチャートに運転状態情報を適用した場合を示す。

Ｓ１６０１ではエンジン制御装置またはその他の車両制御装置内にある自己診断結果の情報を検出する。Ｓ１６０２では、得られた自己診断結果を参照して異常の有無を判定する。異常が有る場合はＳ１６０３に進み基準操作量の演算を禁止する。異常が無い場合はＳ１６０４に進み電装品の稼動状態や暖機運転制御などの実行状況など運転モードに関する情報を検出する。

運転者の操作量に影響を及ぼす車両の異常として、主にエンジンの出力低下と走行安定性低下がある。ここでは、エンジンの出力低下に関する情報としてインジェクタ診断や燃料ポンプ診断，空燃比センサ診断やサーモスタット診断などその他エンジン部品に関する診断情報や、エアクリーナの詰まりなどをスロットル開度とエアフローセンサで計測した吸気量との関係から異常の有無を判定した。また、走行安定性低下に関する情報としてタイヤ空気圧の不均衡を各輪に設置したタイヤ空気圧センサから推定し、ブレーキの片効きを直進中の車輪速の差から計算し異常の有無を判定した。

本実施形態では、発生頻度の比較的高いものを取り上げたが、上記に限らずエンジンの出力低下や走行安定性低下の要因は多数存在するので、それらすべてに対して上記のような対策をしても良い。

Ｓ１６０５ではＳ１６０４で検出した運転状態情報に基づいて、運転状態情報が変更された場合はＳ１６０３へ進み基準操作量の演算を禁止する。運転状況に変更が無い場合はＳ１６０６へ進みエアコンや暖機運転制御などの稼動状況を判定して、エアコンが稼動している場合はＳ１６０７へ進みエアコン稼動後の走行時間を計測し、走行時間がＴｉ２未満の間は基準操作量の演算を禁止し、Ｔｉ２以上となった場合はＳ１６０８へ進んで基準操作量の補正量を演算し、基準操作量を補正する。ここで、所定値Ｔｉ２は走行中に自車の運転状態が変化した場合に、状態の変化が一過性のものか持続するものかを判断する時間であり、本実施の形態では１２０sec とした。またＳ１６０６でエアコンが稼動していない場合は、暖機運転制御の有無を判定し、暖機運転制御が実行されている場合はＳ１６１０へ進み暖機運転制御開始後の走行時間を計測し、走行時間がＴｉ２未満の走行時間がＴｉ２未満の間は基準操作量の演算を禁止し、Ｔｉ２以上となった場合はＳ１６０８へ進んで基準操作量の補正量を演算し、基準操作量を補正する。

図１７は、図１６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である。ｓｔａｒｔからＥＮＤまで走行する経路において、診断異常フラグが成立するか、エアコン稼動フラグが成立後に所定値Ｔｉが経過するまでの間は基準操作量演算の禁止フラグが成立する。

図１８ではエアコンの稼動時の補正量の決定方法について説明する。図１７はエアコンに限らずエンジンの出力を変化させる電装品や暖機運転などの運転状態でも同様である。走行中にエアコンを使用した場合、エンジンの出力が低下し車両が減速するため運転者はアクセルを踏み増して速度を維持しようとする。そのため、アクセル踏込み力の平均値は上昇する。また、アクセルペダルとスロットルバルブがワイヤーで繋がっていない電動性のスロットルバルブを用いたシステムの場合は、エアコンの使用と同時にスロットル開度が大きくなるため、スロットル開度を用いて補正量を演算しても良い。本実施の形態ではアクセルの踏み込み力の上昇分やスロットル開度の上昇分を予めデータベースに記憶して基準操作量を補正する。

このように、上記実施形態は、自車の内外の情報を検出し、それに合った基準操作量の演算方法、または補正方法を提供する。すなわち運転者の所定の操作デバイスの操作量と比較して疲労度を求めるための基準操作量を、走行中の障害物の存在と、走行経路の道路形状と、走行経路の気象情報と、走行中の自車の運転状態に基づいて基準操作量の演算の禁止または補正を行う。これにより、障害物や道路形状、気象や自車の運転状態など走行中に変化する様々な走行条件の中でも、運転者の疲労に対する誤検知の可能性を低減し、高精度な疲労度の演算が可能となる。

上記実施形態をまとめると次のとおりである。

（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、車両の進行経路上の他車を含む障害物の位置情報または道路形状情報の少なくともいずれか一方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を有した疲労度検出装置において、前記障害物位置情報と前記道路形状情報と走行経路の気象情報と自車の部品や装置の劣化状態や故障状態あるいは電装品の使用状態や自車の制御状態を示す自車運転状態情報に基づいて前記基準操作量の演算を禁止する基準操作量演算禁止部と、前記障害物位置情報と前記道路形状情報と前記気象情報と前記運転状態情報の少なくともいずれかの情報に基づいて前記基準操作量を補正する基準操作量補正部とを備えることで、運転操作に影響する自車の内外の走行条件に適した基準操作量を演算でき、疲労度を高精度に演算できる。

（２）上記（１）において、前記基準操作量演算禁止部は前記障害物位置情報と前記道路形状情報と前記気象情報と前記自車運転状態情報の少なくともいずれかで前記基準操作量の禁止条件が成立した場合に前記基準操作量の演算を禁止することで、走行中に状況変化による疲労度の誤検知を防止することが出来る。

（３）上記（１）または（２）において、前記基準操作量演算補正部は前記障害物位置情報と前記道路形状情報と前記気象情報と前記自車運転状態情報の少なくともいずれかで前記基準操作量の補正条件が成立し、成立後の走行時間、または走行距離の少なくともいずれかが所定値以上の時、前記基準操作量を補正することで、走行中に広範な状況変化に対して基準操作量を補正でき、基準操作量の演算精度が向上する。

（４）上記（２）または（３）において、前記基準操作量演算禁止部は、前記障害物位置情報から検出した他車を含む障害物との距離，相対速度，車間時間の少なくともいずれかに基づいて基準操作量の演算を禁止することで他車や障害物が操作量に影響する状況での基準操作量の演算を行わないため、疲労度の誤検知を防止できる。

（５）上記（４）において、前記基準操作量演算禁止部は、前記障害物との車間時間が予め定める所定値ｔ１以下である場合と車間時間が所定値ｔ１よりも大きく且つ予め定める所定値ｔ２以下の時に車間時間変化が予め定める所定値Δｔ３以下となる場合、基準操作量の演算を禁止することで他車や障害物が操作量に影響する状況での基準操作量の演算を行わないため、疲労度の誤検知を防止できる。

（６）上記（２）または（３）において、前記基準操作量演算禁止部は、前記道路形状情報から検出した進行経路の形状と進行経路の路面状態の少なくともいずれかに基づいて基準操作量の演算を禁止することで、道路形状が操作量に影響する状況での基準操作量の演算を行わないため、疲労度の誤検知を防止できる。

（７）上記（６）において、前記基準操作量演算禁止部は、自車が予定経路以外を走行している場合、あるいは予定経路の長さが前記基準操作量の演算のために必要な経路の長さＬｎ以下の場合、あるいは予定経路上に非舗装道路や轍または低摩擦係数路が存在する区間の長さと前記道路形状情報から検出した予定経路の長さの比ＲＬが所定値ＲＬ１以上且つＲＬ２未満の場合の少なくともいずれかが成立する場合に基準操作量の演算を禁止することで、道路形状が操作量に影響する状況での基準操作量の演算を行わないため、疲労度の誤検知を防止できる。

（８）上記（７）において、前記基準操作量演算補正部は、前記予定経路上に非舗装道路や轍または低摩擦係数路が存在する区間の長さと前記道路形状情報から検出した予定経路の長さの比ＲＬが所定値ＲＬ２以上且つ、前記道路形状情報から検出した予定経路の長さが前記Ｌｎ以上の場合に基準操作量を補正することで、路面の状態が操作量に影響する状況でも基準操作量が演算でき、疲労度の演算精度が向上する。

（９）上記（８）に記載の疲労度検出装置であって、基準操作量の補正は予め求めた轍や非舗装道路および低摩擦係数路走行時の操舵やアクセル操作量を用いて補正することで、路面の状態がアクセル操作量に影響する状況でも基準操作量が演算でき、疲労度の演算精度が向上する。

（１０）上記（２）または（３）において、前記基準操作量演算禁止部は、走行中の視認可能距離ＶＬが所定値ＶＬ１以下の場合、あるいは走行経路に濃霧に対する注意報が発令された場合、あるいは走行経路の雨量が所定値Ｒ１以上の場合、あるいは降雪量が所定値Ｒ２以上の場合、の少なくともいずれかが成立する場合に基準操作量の演算を禁止することで、気象条件が操作量に影響する状況での基準操作量の演算を禁止するため、疲労度の誤検知を防止できる。

（１１）上記（２）または（３）において、前記基準操作量演算補正部は、走行中の視認可能距離ＶＬが所定値ＶＬ１以上で且つ走行経路に濃霧に対する注意報が発令されていない場合に、走行経路の雨量が所定値Ｒ１以上で且つ当該走行経路の走行時間が所定値Ｔｉ以上の場合、あるいは降雪量が所定値Ｒ２以上で且つ当該走行経路の走行時間が所定値Ｔｉ以上の場合、の少なくともいずれかが成立する場合に基準操作量の演算を補正することで、気象条件が操作量に影響する状況でも基準操作量が演算できるため、疲労度の演算精度が向上する。

（１２）上記（１１）において基準操作量の補正は予め設定した雨量Ｒ１以上の場合の操舵やアクセルやブレーキの操作量、または降雪量Ｒ２以上の場合の操舵やアクセルやブレーキの操作量を用いて補正することで、気象条件が操作量に影響する状況でも基準操作量が演算できるため、疲労度の演算精度が向上する。

（１３）上記（２）または（３）において、前記基準操作量演算禁止部は、前記運転状態情報から検出した自車の部品や装置の自己診断結果または自車に備えられた電装品の使用状態を示す信号、暖機運転などの運転制御に関する情報に基づいて基準操作量の演算を禁止することで、自車の運転状態が操作量に影響する状況での基準操作量の演算を禁止するため、疲労度の誤検知を防止できる。

（１４）上記（１３）において、前記基準操作量演算禁止部は、走行中に自車の部品や装置の自己診断結果が異常と診断された場合、あるいは基準操作量の演算中に運転状態が変化した場合に基準操作量の演算を禁止することで、自車の運転状態が操作量に影響する状況での基準操作量の演算を禁止するため、疲労度の誤検知を防止できる。

（１５）上記（２）または（３）において、前記基準操作量演算補正部は、運転状態情報からエアコンの稼動を検出した場合、暖機運転制御の実行を検出した場合に基準操作量を補正すること、エアコンや暖機運転制御の稼動により運転操作が影響を受ける状況においても、基準操作量が演算でき、疲労度の検出精度が向上する。

（１６）上記（１５）に記載の疲労度検出装置であって、基準操作量の補正は予め求めたエアコン稼動時や暖機運転制御実行時のアクセル操作量を用いて補正することで、エアコンや暖機運転制御の稼動によるアクセル操作量の変化を考慮して基準操作量を演算でき疲労度の演算精度が向上する。

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の基準操作量演算部１１６による基準操作量の演算方法の一例を示す。図１の基準操作量演算部１１６による基準操作量の演算方法の一例を示す。図１の基準操作量演算部１１６のフローチャートを示す。図４のフローチャートに車間距離情報を適用した場合を示す。図５を実施した場合のタイムチャートを示す。図４のフローチャートに道路形状情報を適用した場合を示す。図７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のフローチャートを用いた、道路形状による基準操作量の補正方法の一例を示す。図７のフローチャートを用いた、道路形状による基準操作量の補正方法の一例を示す。図７のフローチャートを用いた、道路形状による基準操作量の補正方法の一例を示す。図４のフローチャートに気象情報を適用した場合を示す。図１２を実施した場合のタイムチャートの一例を示す。図１２のフローチャートを用いた、気象情報による基準操作量の補正方法の一例を示す。図１２のフローチャートを用いた、気象情報による基準操作量の補正方法の一例を示す。図４のフローチャートに運転状態情報を適用した場合を示す。図１６を実施した場合のタイムチャートを示す。図１６のフローチャートを用いた、運転状態情報による基準操作量の補正方法の一例を示す。

符号の説明

１００制御装置
１０１障害物位置検出部
１０４道路形状検出部
１０８気象情報検出部
１０９自車運転状態検出部
１１３運転操作検出部
１１６基準操作量演算部
１１９実操作量演算部
１２０疲労度演算部
１２１演算結果出力部
１２２運転支援制御部

Claims

運転者による車両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、
前記車両の走行経路上の障害物位置情報、または道路形状情報の少なくともいずれか一方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、前記運転者の疲労度を求める疲労度演算部と、
前記障害物位置情報，前記道路形状情報，前記走行経路の気象情報、または車両運転状態情報の少なくともいずれか一つに基づいて、前記基準操作量の演算を禁止する基準操作量演算禁止部と、
を有する疲労度検出装置。
請求項１記載の疲労度検出装置であって、
前記車両運転状態情報は、前記車両に設けられた部品または装置の劣化または故障状態，電装品の使用状態、または前記車両の制御状態を示す情報である疲労度検出装置。
請求項１記載の疲労度検出装置であって、
前記障害物は、前記車両とは異なる他の車両を含む疲労度検出装置。
請求項１記載の疲労度検出装置であって、
前記基準操作量演算禁止部は、前記障害物位置情報，前記道路形状情報，前記気象情報、または前記車両運転状態情報の少なくともいずれか一つで所定の条件が成立した場合に、前記基準操作量の演算を禁止する疲労度検出装置。
請求項１記載の疲労度検出装置であって、
前記基準操作量演算禁止部は、前記障害物位置情報から検出した障害物との距離，相対速度，車間時間の少なくともいずれか一つに基づいて前記基準操作量の演算を禁止する疲労度検出装置。
請求項１記載の疲労度検出装置であって、
前記基準操作量演算禁止部は、前記障害物との車間時間が所定値ｔ１以下である場合、または車間時間が所定値ｔ１よりも大きく且つ所定値ｔ２以下の時に車間時間変化が所定値Δｔ３以下となる場合に、前記基準操作量の演算を禁止する疲労度検出装置。
請求項１記載の疲労度検出装置であって、
前記基準操作量演算禁止部は、前記道路形状情報に基づく走行経路の形状と、当該走行経路の路面状況の少なくともいずれか一方に基づいて前記基準操作量の演算を禁止する疲労度検出装置。
請求項１記載の疲労度検出装置であって、
前記基準操作量演算禁止部は、前記車両が予定経路以外を走行している場合、前記予定経路の長さが前記基準操作量の演算のために必要な経路の長さＬｎ以下の場合、前記予定経路上に非舗装道路，轍、または低摩擦係数路の少なくともいずれか一方が存在する区間の長さと前記道路形状情報から検出した前記予定経路の長さの比ＲＬが所定値ＲＬ１以上且つＲＬ２未満の場合のうち、少なくともいずれか一つが成立する場合に、前記基準操作量の演算を禁止する疲労度検出装置。
請求項１記載の疲労度検出装置であって、
前記基準操作量演算禁止部は、走行中の視認可能距離ＶＬが所定値ＶＬ１以下の場合、走行経路に濃霧に対する注意報が発令された場合、走行経路の雨量が所定値Ｒ１以上で且つ当該走行経路の走行時間が所定値Ｔｉ未満の場合、降雪量が所定値Ｒ２以上で且つ当該走行経路の走行時間が所定値Ｔｉ未満の場合、のうち少なくともいずれか一つが成立する場合に、前記基準操作量の演算を禁止する疲労度検出装置。
請求項１記載の疲労度検出装置であって、
前記基準操作量演算禁止部は、前記運転状態情報から検出した前記車両の部品または装置の自己診断結果、前記自車に備えられた電装品の使用状態を示す信号、または前記車両の暖機運転状態に関する情報のうち、少なくともいずれか一つに基づいて、前記基準操作量の演算を禁止する疲労度検出装置。
請求項１記載の疲労度検出装置であって、
前記基準操作量演算禁止部は、走行中に前記障害物位置情報の検出に関わる部品または装置の異常が検出された場合、前記車両の出力や操縦性に関わる部品または装置の異常が検出された場合、または前記運転状態情報が変化した場合、の少なくともいずれか一つが成立する場合に、前記基準操作量の演算を禁止する疲労度検出装置。
運転者による車両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、
前記車両の走行経路上の障害物位置情報、または道路形状情報の少なくともいずれか一方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、前記運転者の疲労度を求める疲労度演算部と、
前記障害物位置情報，前記道路形状情報，前記走行経路の気象情報、または車両運転状態情報の少なくともいずれか一つに基づいて、前記基準操作量を補正する基準操作量補正部と、
を有する疲労度検出装置。
請求項１２記載の疲労度検出装置であって、
前記自車運転状態情報は、前記車両に設けられた部品または装置の劣化または故障状態，電装品の使用状態、または前記車両の制御状態を示す情報である疲労度検出装置。
請求項１２記載の疲労度検出装置であって、
前記障害物は、前記車両とは異なる他の車両を含む疲労度検出装置。
請求項１２記載の疲労度検出装置であって、
前記基準操作量演算補正部は、前記障害物位置情報，前記道路形状情報，前記気象情報、または前記車両運転状態情報の少なくともいずれか一つで所定の条件が成立し、前記所定の条件が成立した後の前記車両の走行時間、または走行距離の少なくともいずれか一方が所定値以上の場合、前記基準操作量を補正する疲労度検出装置。
請求項１２記載の疲労度検出装置であって、
前記基準操作量演算補正部は、前記車両の予定経路上に非舗装道路，轍、または低摩擦係数路が存在する区間の長さと前記道路形状情報から検出した前記予定経路の長さの比ＲＬが所定値ＲＬ２以上であり、前記道路形状情報から検出した前記予定経路の長さが前記Ｌｎ以上の場合に、前記基準操作量を補正する疲労度検出装置。
請求項１２記載の疲労度検出装置であって、
前記基準操作量の補正は、予め求めた非舗装道路，轍、または低摩擦係数路走行時の操舵やアクセル操作量に基づいて補正する疲労度検出装置。
請求項１２記載の疲労度検出装置であって、
前記基準操作量演算補正部は、走行中の視認可能距離ＶＬが所定値ＶＬ１以上で且つ走行経路に濃霧に対する注意報が発令されていない場合であって、走行経路の雨量が所定値Ｒ１以上で且つ当該走行経路の走行時間が所定値Ｔｉ以上、または降雪量が所定値Ｒ２以上で且つ当該走行経路の走行時間が所定値Ｔｉ以上の少なくともいずれか一方の条件が成立する場合に、前記基準操作量の演算を補正する疲労度検出装置。
請求項１２記載の疲労度検出装置であって、
前記基準操作量の補正は、予め設定した雨量Ｒ１以上の場合の操舵やアクセルやブレーキの操作量、または降雪量Ｒ２以上の場合の操舵やアクセルやブレーキの操作量に基づいて補正する疲労度検出装置。
請求項１２記載の疲労度検出装置であって、
前記基準操作量演算補正部は、前記運転状態情報からエアコンの稼動を検出した場合、あるいは暖機運転制御の実行を検出した場合に基準操作量を補正する疲労度検出装置。
請求項１２記載の疲労度検出装置であって、
前記基準操作量の補正は予め求めたエアコン稼動時や暖機運転制御実行時のアクセル操作量を用いて補正する疲労度検出装置。