JP2019108943A - 居眠り運転防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】新たに専用の追加部品等を要することなく、低コストかつ比較的シンプルな構成で、より効果的に運転者の覚醒を促す（居眠り運転を防止する）ことが可能な居眠り運転防止装置を提供する。【解決手段】居眠り運転防止装置１は、パーキングギヤ６９及びパーキングポール６８を有し、該パーキングポール６８がパーキングギヤ６９に噛み込むことにより車軸の回転をロックしてパーキング状態にするパーキング機構６５と、パーキングポール６８（ＳＢＷアクチュエータ６３）の駆動を制御するＳＢＷ−ＣＵ６０（駆動制御部６１）と、運転者が居眠りをしているか否かを検知する画像処理ユニット９０（居眠り検知部９１）とを備えている。ＳＢＷ−ＣＵ６０（駆動制御部６１）は、走行中に、運転者が居眠りをしていることが検知されたときに、パーキングポール６８を駆動して歯打ち音及び振動を発生させる。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の運転者の居眠りを防止する居眠り運転防止装置に関し、特に、車軸をロックするパーキング機構を備えた車両に用いられる居眠り運転防止装置に関する。

従来から、運転者の居眠り状態（居眠り運転）を検知し、運転者に覚醒（警告）を促す居眠り運転防止装置が提案されている。

例えば、特許文献１には、ステアリングホイールのリム部に、運転者の手の接触を検出する温度センサを含む複数のペルチェ素子を備え、手の指先、または、掌中央が接触する特定のペルチェ素子をメインユニットで判定し、運転者の覚醒度が低いときに、特定した制御対象のペルチェ素子の冷却面温度を覚醒誘導温度に制御する居眠り運転防止装置が開示されている。

この居眠り運転防止装置によれば、運転者の手の接触部位により、温度刺激による末梢の収縮を誘導し易い部位である指先、または、掌中央が接触する接触部位を判定し、それらに該当する温度調整部の温度を制御することで、より少ない電力で、覚醒度を向上することができる。

特開２０１１−２１３３３０号公報

しかしながら、上述した居眠り運転防止装置では、運転者の手の接触を検出する温度センサを含む複数のペルチェ素子や、手の指先、または、掌中央が接触する特定のペルチェ素子を判定し、運転者の覚醒度が低いときに、特定した制御対象のペルチェ素子の冷却面温度を覚醒誘導温度に制御する専用の制御ユニット（上記メインユニット）などの追加部品が必要となり、システムが複雑化し、コストも増大する。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、新たに専用の追加部品等を要することなく、低コストかつ比較的シンプルな構成で、より効果的に運転者の覚醒を促す（居眠り運転を防止する）ことが可能な居眠り運転防止装置を提供することを目的とする。

本発明に係る居眠り運転防止装置は、パーキングギヤ及びパーキングポールを有し、該パーキングポールがパーキングギヤに噛み込むことにより車軸の回転をロックしてパーキング状態にするパーキング機構と、パーキング機構を構成するパーキングポールの駆動を制御する駆動制御手段と、運転者が居眠りをしているか否かを検知する居眠り検知手段とを備え、駆動制御手段が、居眠り検知手段により運転者が居眠りをしていることが検知されたときに、パーキングポールを駆動することを特徴とする。

本発明に係る居眠り運転防止装置によれば、運転者の居眠りが検知されたときに、パーキング機構を構成するパーキングポールが駆動され、パーキングポールがパーキングギヤと打突することにより歯打ち音（異音）と振動が発せられる。よって、効果的に運転者の覚醒を促すことができる。また、この場合、車軸をロックするパーキング機構を利用して、歯打ち音（異音）と振動を生じさせることができる。その結果、新たに専用の追加部品等を要することなく、低コストかつ比較的シンプルな構成で、より効果的に運転者の覚醒を促す（居眠り運転を防止する）ことが可能となる。

本発明に係る居眠り運転防止装置では、上記駆動制御手段が、所定の周期で、オン・オフ的に、パーキングポールを駆動することが好ましい。

この場合、所定の周期で、オン・オフ的に、パーキングポールが駆動されるため、周期的に、パーキングポールがパーキングギヤと打突することにより生じる歯打ち音（異音）や振動を発生させることができる。また、周期を変更することにより、歯打ち音（異音）の音量（ボリューム）や振動の長さを調節することが可能となる。

また、本発明に係る居眠り運転防止装置では、上記駆動制御手段が、パーキングポールの駆動制御を開始してからの経過時間が長くなるほど、オン時間を長くすることが好ましい。

この場合、パーキングポールの駆動制御が開始されてからの経過時間が長くなるほど、オン時間が長くされる。そのため、運転者が覚醒しない場合には、歯打ち音（異音）の音量を増大させるとともに、振動を長くすることにより、運転者を確実に覚醒することが可能となる。

本発明に係る居眠り運転防止装置では、上記駆動制御手段が、パーキングポールの駆動制御を開始した後、居眠り検知手段により運転者が覚醒したことが検知されたときに、パーキングポールの駆動制御を停止することが好ましい。

このようにすれば、運転者が覚醒したことが検知されたときには、パーキングポールの駆動制御が停止され、パーキングポールがパーキングギヤと打突することによって生じる歯打ち音（異音）と振動の発生を停止することができる。

本発明に係る居眠り運転防止装置では、上記パーキング機構が、車両の速度が所定速度未満の場合にのみ、パーキングポールがパーキングギヤに噛み込み可能に構成されていることが好ましい。

このようにすれば、車両の速度が所定速度以上の場合には、パーキングポールがパーキングギヤに噛み込むことが防止されるため、安全性を確保することができる。一方、車両の速度が所定速度未満に低下したときに、運転者が覚醒していない場合（例えば、体調不良で気を失っている場合など）には、パーキングポールをパーキングギヤに噛み込ませることにより、車両を停止させることができる。

本発明に係るとする居眠り運転防止装置では、上記駆動制御手段が、パーキングポールを駆動制御しているときに、ブレーキランプ、及び／又は、ハザードランプを点灯することが好ましい。

この場合、パーキングポールが駆動制御されているときに、ブレーキランプ、及び／又は、ハザードランプが点灯される。そのため、周囲の車両（運転者）に注意を促すことが可能となる。

本発明によれば、新たに専用の追加部品等を要することなく、低コストかつ比較的シンプルな構成で、より効果的に運転者の覚醒を促すこと（居眠り運転を防止する）ことが可能となる。

実施形態に係る居眠り運転防止装置、及び該居眠り運転防止装置が搭載されたＡＷＤ車のパワートレイン並びに駆動力伝達系の構成を示すブロック図である。 パーキング機構の構成を示す図である。 時間経過に伴うオン時間／オフ時間の変化の一例を示す図である。 実施形態に係る居眠り運転防止装置による居眠り運転防止処理の処理手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

まず、図１及び図２を併せて用いて、実施形態に係る居眠り運転防止装置１の構成について説明する。図１は、居眠り運転防止装置１、及び該居眠り運転防止装置１が搭載されたＡＷＤ（Ａｌｌ Ｗｈｅｅｌ Ｄｒｉｖｅ：全輪駆動）車のパワートレイン並びに駆動力伝達系の構成を示すブロック図である。また、図２は、無段変速機（ＣＶＴ）３０のパーキング機構６５の構成を示す図である。なお、本実施形態では、シフトバイワイヤ（ＳＢＷ）式の無段変速機３０を搭載したパートタイム式ＡＷＤ車を例にして説明する。

エンジン２０は、どのような形式のものでもよいが、例えば水平対向型の筒内噴射式４気筒ガソリンエンジンである。エンジン２０では、エアクリーナ（図示省略）から吸入された空気が、吸気管に設けられた電子制御式スロットルバルブ（以下、単に「スロットルバルブ」ともいう）により絞られ、インテークマニホールドを通り、エンジン２０に形成された各気筒に吸入される。ここで、エアクリーナから吸入された空気の量はエアフローメータにより検出される。さらに、スロットルバルブには、該スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ７１が配設されている。各気筒には、燃料を噴射するインジェクタが取り付けられている。また、各気筒には混合気に点火する点火プラグ、及び該点火プラグに高電圧を印加するイグナイタ内蔵型コイルが取り付けられている。エンジン２０の各気筒では、吸入された空気とインジェクタによって噴射された燃料との混合気が点火プラグにより点火されて燃焼する。燃焼後の排気ガスは排気管を通して排出される。

上述したエアフローメータ、スロットル開度センサ７１に加え、エンジン２０のカムシャフト近傍には、エンジン２０の気筒判別を行うためのカム角センサが取り付けられている。また、エンジン２０のクランクシャフト近傍には、クランクシャフトの位置を検出するクランク角センサ７３が取り付けられている。これらのセンサは、後述するエンジン・コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）７０に接続されている。また、ＥＣＵ７０には、アクセルペダルの踏み込み量すなわちアクセルペダルの開度を検出するアクセルペダルセンサ７２、及びエンジン２０の冷却水の温度を検出する水温センサ等の各種センサも接続されている。

エンジン２０の出力軸（クランク軸）２１には、クラッチ機能とトルク増幅機能を持つトルクコンバータ２２、及び前後進切換機構２７を介して、エンジン２０からの駆動力を変換して出力する無段変速機３０が接続されている。

トルクコンバータ２２は、主として、ポンプインペラ２３、タービンライナ２４、及びステータ２５から構成されている。出力軸２１に接続されたポンプインペラ２３がオイルの流れを生み出し、ポンプインペラ２３に対向して配置されたタービンライナ２４がオイルを介してエンジン２０の動力を受けて出力軸を駆動する。両者の間に位置するステータ２５は、タービンライナ２４からの排出流（戻り）を整流し、ポンプインペラ２３に還元することでトルク増幅作用を発生させる。

また、トルクコンバータ２２は、入力と出力とを直結状態にするロックアップクラッチ２６を有している。トルクコンバータ２２は、ロックアップクラッチ２６が締結されていないとき（非ロックアップ状態のとき）はエンジン２０の駆動力をトルク増幅して無段変速機３０に伝達し、ロックアップクラッチ２６が締結されているとき（ロックアップ時）はエンジン２０の駆動力を無段変速機３０に直接伝達する。トルクコンバータ２２を構成するタービンライナ２４の回転数（タービン回転数）は、タービン回転センサ５６により検出される。検出されたタービン回転数は、後述するトランスミッション・コントロールユニット（以下「ＴＣＵ」という）５０に出力される。

前後進切替機構２７は、駆動輪１０（左前輪１０ＦＬ，右前輪１０ＦＲ，左後輪１０ＲＬ，右後輪１０ＲＲ）の正転と逆転（車両の前進と後進）とを切り替えるものである。前後進切替機構２７は、主として、ダブルピニオン式の遊星歯車列、前進クラッチ２８及び後進ブレーキ２９を備えている。前後進切替機構２７では、前進クラッチ２８及び後進ブレーキ２９それぞれの状態を制御することにより、エンジン駆動力の伝達経路を切り替えることが可能に構成されている。

より具体的には、Ｄ（ドライブ）レンジが選択された場合には、前進クラッチ２８を締結して後進ブレーキ２９を解放することにより、タービン軸３１の回転がそのまま後述するプライマリ軸３２に伝達され、車両を前進走行させることが可能となる。一方、Ｒ（リバース）レンジが選択された場合には、前進クラッチ２８を解放して後進ブレーキ２９を締結することにより、遊星歯車列を作動させてプライマリ軸３２の回転方向を逆転させることができ、車両を後進走行させることが可能となる。

また、Ｎ（ニュートラル）レンジ又はＰ（パーキング）レンジが選択されたときには、前進クラッチ２８及び後進ブレーキ２９を解放することにより、タービン軸３１とプライマリ軸３２とは切り離され（エンジン駆動力の伝達が遮断され）、前後進切替機構２７はプライマリ軸３２に動力を伝達しないニュートラル状態となる。なお、前進クラッチ２８及び後進ブレーキ２９の動作は、ＴＣＵ５０、及びバルブボディ（コントロールバルブ）５１によって制御される。

無段変速機３０の変速機構（バリエータ）３３は、前後進切替機構２７を介してトルクコンバータ２２のタービン軸（出力軸）３１と接続されるプライマリ軸３２と、該プライマリ軸３２と平行に配設されたセカンダリ軸３７とを有している。プライマリ軸３２には、プライマリプーリ３４が設けられている。プライマリプーリ３４は、プライマリ軸３２に接合された固定プーリ３４ａと、該固定プーリ３４ａに対向して、プライマリ軸３２の軸方向に摺動自在に装着された可動プーリ３４ｂとを有し、それぞれのプーリ３４ａ，３４ｂのコーン面間隔、すなわちプーリ溝幅を変更できるように構成されている。一方、セカンダリ軸３７には、セカンダリプーリ３５が設けられている。セカンダリプーリ３５は、セカンダリ軸３７に接合された固定プーリ３５ａと、該固定プーリ３５ａに対向して、セカンダリ軸３７の軸方向に摺動自在に装着された可動プーリ３５ｂとを有し、プーリ溝幅を変更できるように構成されている。

プライマリプーリ３４とセカンダリプーリ３５との間には駆動力を伝達するチェーン３６が掛け渡されている。プライマリプーリ３４及びセカンダリプーリ３５の溝幅を変化させて、各プーリ３４，３５に対するチェーン３６の巻き付け径の比率（プーリ比）を変化させることにより、変速比が無段階に変更される。

ここでプライマリプーリ３４（可動プーリ３４ｂ）には油圧室３４ｃが形成されている。一方、セカンダリプーリ３５（可動プーリ３５ｂ）には油圧室３５ｃが形成されている。プライマリプーリ３４、セカンダリプーリ３５それぞれの溝幅は、プライマリプーリ３４の油圧室３４ｃに導入されるプライマリ油圧と、セカンダリプーリ３５の油圧室３５ｃに導入されるセカンダリ油圧とを調節することにより設定・変更される。

変速機構３３のセカンダリ軸３７は、一対のギヤ（リダクションドライブギヤ、リダクションドリブンギヤ）からなるリダクションギヤ３８を介して、カウンタ軸３９につながれており、変速機構３３で変換された駆動力は、リダクションギヤ３８を介して、カウンタ軸３９に伝達される。カウンタ軸３９には、パーキングギヤ６９が取り付けられている。

ここで、図２を参照しつつ、無段変速機３０のパーキング機構６５について説明する。パーキング機構６５は、Ｐ（パーキング）レンジが選択されたときに、車輪１０が回転しないよう無段変速機内部で回転をロックする機構である。後述するシフトバイワイヤ・コントロールユニット（以下「ＳＢＷ−ＣＵ」という）６０により駆動されるＳＢＷアクチュエータ６３（例えば電動モータ）の出力軸にはディテンドプレート６６が取り付けられている。ディテンドプレート６６には、パーキングロッド６７が軸方向に進退可能に接続されている。一方、上述したように、無段変速機３０のカウンタ軸３９には、パーキングギヤ６９がスプライン嵌合されている。また、該パーキングギヤ６９と噛み合うことができるように、パーキングポール６８が揺動可能に設けられている。

Ｐ（パーキング）レンジが選択された場合には、ＳＢＷアクチュエータ６３（電動モータ）が回動されることにより、ディテンドプレート６６が揺動して、パーキングロッド６７が軸方向に進出する。そして、該パーキングロッド６７のテーパ部によってパーキングポール６８が背面から押されて揺動し、パーキングギヤ６９と噛み合う。これにより、無段変速機３０の回転がロックされる。すなわち、車軸がロックされる。

ここで、パーキング機構６５は、車両の速度が所定速度（例えば５Ｋｍ／ｈ）未満の場合にのみ、パーキングポール６８がパーキングギヤ６９に噛み込み可能なように構成されている。すなわち、パーキングポール６８がパーキングギヤ６９に噛み込み可能か否かは、パーキングポール６８のストローク速度と歯厚（凸部の幅）、及び、パーキングギヤ６９の回転速度（車速に比例）と歯溝の幅との関係により定まる。そのため、車両の速度が所定速度（例えば５Ｋｍ／ｈ）以上の場合に、パーキングポール６８を揺動すると、パーキングポール６８がパーキングギヤ６９に噛み込むことなく、回転するパーキングギヤ６９に弾かれる（すなわち、パーキングポール６８がパーキングギヤ６９と打突する）ことにより歯打ち音（異音）と振動が発生する。詳細は後述する。

図１に戻り、カウンタ軸３９は、一対のギヤ（カウンタドライブギヤ、カウンタドリブンギヤ）からなるカウンタギヤ４０を介して、フロントドライブシャフト４３につながれている。カウンタ軸３９に伝達された駆動力は、カウンタギヤ４０、及び、フロントドライブシャフト４３を介してフロントディファレンシャル（以下「フロントデフ」ともいう）４４に伝達される。フロントデフ４４は、例えば、ベベルギヤ式の差動装置である。フロントデフ４４からの駆動力は、左前輪ドライブシャフト４５Ｌを介して左前輪１０ＦＬに伝達されるとともに、右前輪ドライブシャフト４５Ｒを介して右前輪１０ＦＲに伝達される。

一方、上述したカウンタ軸３９上のカウンタギヤ４０（カウンタドライブギヤ）の後段には、リヤディファレンシャル４７に伝達される駆動力を調節するトランスファクラッチ４１が介装されている。トランスファクラッチ４１は、４輪の駆動状態（例えば前輪１０ＦＬ，１０ＦＲのスリップ状態等）やエンジントルクなどに応じて締結力（すなわち後輪１０ＲＬ，１０ＲＲへのトルク分配率）が制御される。よって、カウンタ軸３９に伝達された駆動力は、トランスファクラッチ４１の締結力に応じて分配され、後輪１０ＲＬ，１０ＲＲ側にも伝達される。

より具体的には、カウンタ軸３９の後端は、一対のギヤ（トランスファドライブギヤ、トランスファドリブンギヤ）からなるトランスファギヤ４２を介して、車両後方へ延在するプロペラシャフト４６とつながれている。よって、カウンタ軸３９に伝達され、トランスファクラッチ４１によって調節（分配）された駆動力は、トランスファギヤ４２（トランスファドリブンギヤ）から、プロペラシャフト４６を介してリヤディファレンシャル４７に伝達される。

リヤディファレンシャル４７には左後輪ドライブシャフト４８Ｌ及び右後輪ドライブシャフト４８Ｒが接続されている。リヤディファレンシャル４７からの駆動力は、左後輪ドライブシャフト４８Ｌを介して左後輪１０ＲＬに伝達されるとともに、右後輪ドライブシャフト４８Ｒを介して右後輪１０ＲＲに伝達される。

車両の後方部には、周囲の車両（特に後続車）に対して、制動動作が行われていることを表示する一対のブレーキランプ（制動灯）１１０，１１０が取付けられている。また、例えば車両の四隅には、周囲の車両（運転者）に対して、警告を発するためのハザードランプ（非常点滅灯）１１１，１１１が取付けられている（なお、図１では２個のみ示した）。

また、車両のフロア（センターコンソール）等には、運転者によるシフト操作を受付けるシフトレバー５５が設けられている。シフトレバー５５には、シフトレバー５５と連動して動くように接続され、該シフトレバー５５の選択位置を検出するレンジスイッチ５４が取り付けられている。レンジスイッチ５４は、ＴＣＵ５０に接続されており、検出されたシフトレバー５５の選択位置が、ＴＣＵ５０に読み込まれる。なお、シフトレバー５５では、５つのシフトレンジ、すなわち、駐車レンジ（パーキング（Ｐ）レンジ）、後進走行レンジ（リバース（Ｒ）レンジ）、中立レンジ（ニュートラル（Ｎ）レンジ）、前進走行レンジ（ドライブ（Ｄ）レンジ）、及び、手動レンジ（マニュアル（Ｍ）レンジ）を選択的に切り換えることができる。

上述したようにパワートレインの駆動力伝達系が構成されることにより、例えば、シフトレバー５５がＤレンジに操作された場合には、前進クラッチ２８が係合され、エンジン駆動力が無段変速機３０のプライマリ軸３２に入力される。無段変速機３０により変換された駆動力は、セカンダリ軸３７から出力され、リダクションギヤ３８、カウンタ軸３９、カウンタギヤ４０を介してフロントドライブシャフト４３に伝達される。そして、フロントディファレンシャル４４によって駆動力が左右に分配され、左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲに伝達される。

一方、カウンタ軸３９に伝達された駆動力の一部は、トランスファクラッチ４１、及びトランスファギヤ４２を介してプロペラシャフト４６に伝達される。ここで、トランスファクラッチ４１に所定のクラッチトルクが付与されると、そのクラッチトルクに応じて分配された駆動力がプロペラシャフト４６に出力される。そして、リヤディファレンシャル４７を介して駆動力が後輪１０ＲＬ，１０ＲＲにも伝達される。これにより、ＦＦベースのパートタイム式ＡＷＤ車としての機能が発揮される。

無段変速機３０を変速させるための油圧、すなわち、上述したプライマリ油圧及びセカンダリ油圧は、バルブボディ（コントロールバルブ）５１によってコントロールされる。バルブボディ５１は、スプールバルブと該スプールバルブを動かすソレノイドバルブ（電磁弁）を用いてバルブボディ５１内に形成された油路を開閉することで、オイルポンプから吐出された油圧を調整して、プライマリプーリ３４の油圧室３４ｃ及びセカンダリプーリ３５の油圧室３５ｃに供給する。同様に、バルブボディ５１は、スプールバルブと該スプールバルブを動かすソレノイドバルブを用いてバルブボディ５１内に形成された油路を開閉することで、オイルポンプから吐出された油圧を調整して、前進クラッチ２８、後進ブレーキ２９、及びトランスファクラッチ４１に各クラッチを締結／解放するための油圧を供給する。

無段変速機３０の変速制御は、ＴＣＵ５０によって実行される。すなわち、ＴＣＵ５０は、上述したバルブボディ５１を構成するソレノイドバルブ（電磁弁）の駆動を制御することにより、プライマリプーリ３４の油圧室３４ｃ及びセカンダリプーリ３５の油圧室３５ｃに供給する油圧を調節して、無段変速機３０の変速比を変更する。同様に、ＴＣＵ５０は、上述したバルブボディ５１を構成するソレノイドバルブの駆動を制御することにより、トランスファクラッチ４１に供給する油圧を調節して、後輪１０ＲＬ，１０ＲＲへ伝達される駆動力の分配比率を調節する。

また、ＴＣＵ５０は、バルブボディ５１を構成するクラッチリニアソレノイド５１ａの駆動を制御することにより、前進クラッチ２８又は後進ブレーキ２９に供給する油圧を調節して、前進クラッチ２８又は後進ブレーキ２９の締結／解放を行う。なお、クラッチリニアソレノイド５１ａにより調圧された油圧（オイル）を前進クラッチ２８側に供給するか、又は後進ブレーキ２９側に供給するかは、ディテンドプレート６６と連動して動くマニュアルバルブ（図示省略）によって切替えられる。

ここで、ＴＣＵ５０は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１００を介して、エンジン２０を総合的に制御するＥＣＵ７０、ＳＢＷ−ＣＵ６０、ビークルダイナミック・コントロールユニット（以下「ＶＤＣＵ」という）８０、及び、画像処理ユニット９０等と相互に通信可能に接続されている。

ＥＣＵ７０では、カム角センサの出力から気筒が判別され、クランク角センサ７３の出力によって検出されたクランクシャフトの回転位置の変化からエンジン回転数が求められる。また、ＥＣＵ７０では、上述した各種センサから入力される検出信号に基づいて、吸入空気量、アクセルペダル開度、混合気の空燃比、及び水温等の各種情報が取得される。そして、ＥＣＵ７０は、取得したこれらの各種情報に基づいて、燃料噴射量や点火時期、並びにスロットルバルブ等の各種デバイスを制御することによりエンジン２０を総合的に制御する。

また、ＥＣＵ７０では、エアフローメータにより検出された吸入空気量に基づいて、エンジン２０のエンジン軸トルク（出力トルク）が算出される。そして、ＥＣＵ７０は、ＣＡＮ１００を介して、エンジン水温（冷却水温度）、エンジン軸トルク、エンジン回転数、及びアクセルペダル開度等の情報をＴＣＵ５０やＳＢＷ−ＣＵ６０等に対して送出する。

ＶＤＣＵ８０には、ブレーキペダルが踏まれているか否かを検出するブレーキスイッチ８１や、ブレーキアクチュエータ８３のマスタシリンダ圧力（ブレーキ油圧）を検出するブレーキ液圧センサ８２が接続されている。また、ＶＤＣＵ８０には、車両の各車輪の回転速度（車速）を検出する４つの車輪速センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲ、及び操舵角センサ１６等も接続されている。車輪速センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲは、車輪１０ＦＬ〜１０ＲＲの中心に取り付けられた歯車の回転を磁気ピックアップ等によって検出することにより、車輪１０ＦＬ〜１０ＲＲの回転状態を検出する。また、操舵角センサ１６は、ピニオンシャフトの回転角を検出することにより、操舵輪である前輪１０ＦＬ，１０ＦＲの操舵角（すなわちステアリングホイール１５の操舵角）を検出する。

ＶＤＣＵ８０は、ブレーキペダルの操作量（踏み込み量）に応じてブレーキアクチュエータ８３を駆動して車両を制動するとともに、車両挙動を各種センサ（例えば車輪速センサ１２ＦＬ〜１２ＲＲ、操舵角センサ１６、加速度センサ、ヨーレートセンサ等）により検知し、自動加圧によるブレーキ制御とエンジン２０のトルク制御により、横滑りを抑制し、旋回時の車両安定性を確保する。

ＶＤＣＵ８０は、検出したブレーキスイッチ８１やブレーキ液圧等の制動情報（ブレーキ操作情報）、操舵角、車輪速（車速）等を、ＣＡＮ１００を介してＴＣＵ５０やＳＢＷ−ＣＵ６０に送信する。なお、ＶＤＣＵ８０は、例えば、プリクラッシュセーフティ機能を有する運転支援装置から、自動制動（自動ブレーキ／プリクラッシュブレーキ）要求情報を受信した場合には、自動的にブレーキアクチュエータ８３を駆動して車両を制動する。

画像処理ユニット９０には、運転者の顔の画像を撮像するカメラ９２が接続されている。画像処理ユニット９０は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラムや各種マップ等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ、バッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ、及び入出力Ｉ／Ｆ等を有して構成されている。

画像処理ユニット９０は、カメラ９２で撮像した画像データ（運転者の顔画像データ）を処理して、運転者が居眠りをしているか否か（覚醒しているか否か）を検知する。そのために、画像処理ユニット９０は、居眠り検知部９１を機能的に備えている。画像処理ユニット９０では、ＲＯＭなどに記憶されているプログラムがマイクロプロセッサによって実行されることにより、居眠り検知部９１の機能が実現される。

居眠り検知部９１は、例えば、カメラ９２により撮像された運転者の顔画像に基づいて運転者が開眼しているか、又は閉眼しているかを解析し、運転者が所定時間以上閉眼している場合に、運転者が居眠りをしていると検知（判断）する。一方、居眠り検知部９１は、運転者が開眼しているときには、運転者が覚醒していると検知（判断）する。すなわち、居眠り検知部９１は、特許請求の範囲に記載の居眠り検知手段として機能する。なお、居眠り検知部９１により検知された居眠り情報（運転者が居眠りしているか、覚醒しているかを示す情報）は、ＣＡＮ１００を介してＳＢＷ−ＣＵ６０に出力（送信）される。

ＴＣＵ５０には、無段変速機３０の出力軸（セカンダリ軸３７）近傍に取り付けられ、該出力軸の回転数を検出する出力軸回転センサ（車速センサ）５２、及びプライマリプーリ３４の回転数を検出するプライマリプーリ回転センサ５３が接続されている。また、ＴＣＵ５０には、シフトレバー５５の選択位置を検出するレンジスイッチ５４が接続されている。さらに、ＴＣＵ５０には、上述したタービン回転センサ５６、及び無段変速機３０の油温を検出する油温センサ５７なども接続されている。

ＴＣＵ５０は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラムや各種マップ等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ、バッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ、及び入出力Ｉ／Ｆ等を有して構成されている。

ＴＣＵ５０は、変速マップに従い、車両の運転状態（例えばアクセルペダル開度、車速、あるいはエンジン回転数）に応じて自動で変速比を無段階に変速する。なお、変速マップはＴＣＵ５０内のＲＯＭなどに格納されている。また、ＴＣＵ５０は、上述した各種センサ等から取得した各種情報に基づいて、トランスファクラッチ制御（ＡＷＤ制御）を実行する。なお、ＴＣＵ５０は、ＣＡＮ１００を介して、シフトレンジなどの情報をＳＢＷ−ＣＵ６０に送信する。

ＳＢＷ−ＣＵ６０は、ＣＡＮ１００を介してＴＣＵ５０から受信した、シフトレンジを含む各種情報等に基づいて、制御信号（モータ駆動信号）を生成して出力し、ＳＢＷアクチュエータ６３を駆動する。ＳＢＷアクチュエータ６３は、ＳＢＷ−ＣＵ６０からの制御信号に応じて、ディテンドプレート６６と連動するマニュアル弁（図示省略）を動かして、無段変速機３０のシフトレンジを切り替える。

また、ＳＢＷ−ＣＵ６０は、ＣＡＮ１００を介して、画像処理ユニット９０から送信された居眠り情報（運転者が居眠りしているか、覚醒しているかを示す情報）を受信する。さらに、ＳＢＷ−ＣＵ６０は、ＣＡＮ１００を介して、アクセル開度（アクセルペダルの操作情報）や、制動情報（ブレーキペダルの操作情報）、操舵角（ステアリングホイール１５の操作情報）等を受信する。ＳＢＷ−ＣＵ６０は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ、バッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ、及び、ＳＢＷアクチュエータ６３を駆動するドライバ回路等を有して構成されている。

ＳＢＷ−ＣＵ６０は、走行中に運転者が居眠りをしているときに、ＳＢＷアクチュエータ６３を駆動してパーキングポール６８を揺動し、パーキングポール６８がパーキングギヤ６９と打突することによる歯打ち音（異音）と振動とを発生させて、運転者の覚醒を促す（居眠り運転を防止する）機能を有している。そのため、ＳＢＷ−ＣＵ６０は、駆動制御部６１を機能的に有している。ＳＢＷ−ＣＵ６０では、ＲＯＭなどに記憶されているプログラムがマイクロプロセッサによって実行されることにより、駆動制御部６１の機能が実現される。

駆動制御部６１は、走行中に、画像処理ユニット９０（居眠り検知部９１）により運転者が居眠りをしていることが検知されたときに、ＳＢＷアクチュエータ６３を駆動してパーキングポール６８を揺動する。その際に、駆動制御部６１は、所定の周期で、オン・オフ的に、パーキングポール６８（ＳＢＷアクチュエータ６３）を駆動する。このようにして、駆動制御部６１は、パーキングポール６８がパーキングギヤ６９と打突することによる歯打ち音（異音）と振動を周期的に発生させる。

なお、駆動制御部６１は、画像処理ユニット９０から受信した居眠り情報（運転者が居眠りしているか、覚醒しているかを示す情報）に加えて、アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイール１５などの操作状態（補助情報）をさらに考慮して運転者の居眠りを検知（判断）するようにしてもよい。すなわち、居眠り情報に加えて、アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイール１５などの操作が所定時間以上停止している場合に（すなわち操作されていない場合に）、運転者が居眠りしているとは検知（判断）してもよい。その場合、駆動制御部６１は、アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングホイール１５などが操作されているときには、運転者が覚醒していると検知（判断）してもよい。

また、駆動制御部６１は、図３に示されるように、パーキングポール６８（ＳＢＷアクチュエータ６３）の駆動制御を開始してからの経過時間が長くなるほど、パーキングポール６８（ＳＢＷアクチュエータ６３）を駆動するオン時間を長くする。すなわち、駆動制御部６１は、居眠り中の運転手が起きない場合には、パーキングポール６８がパーキングギヤ６９と打突する時間を長くすることにより、歯打ち音（異音）の音量が増大し、振動が長くなるように制御する。なお、図３では、上段から下段方向に、時間の経過に伴ってオン時間が変化する（長くなる）例を示した。

一方、駆動制御部６１は、パーキングポール６８（ＳＢＷアクチュエータ６３）の駆動制御を開始した後、運転者が覚醒したことが検知されたときに、パーキングポール６８（ＳＢＷアクチュエータ６３）の駆動制御を停止する。これにより、パーキングポール６８とパーキングギヤ６９とが打突することによって生じる歯打ち音（異音）と振動の発生が停止される。

さらに、駆動制御部６１は、運転手を覚醒させるためにパーキングポール６８（ＳＢＷアクチュエータ６３）を駆動制御しているときに、ブレーキランプ１１０及びハザードランプ１１１を点灯する。これにより、周囲の車両（運転者）に注意を促す。一方、駆動制御部６１は、運転者が覚醒し、パーキングポール６８（ＳＢＷアクチュエータ６３）の駆動を停止したときに、ブレーキランプ１１０及びハザードランプ１１１を消灯する。なお、駆動制御部６１は、ブレーキランプ１１０及びハザードランプ１１１のうち、いずれか一方を点灯／消灯する構成としてもよい。

次に、図４を参照しつつ、居眠り運転防止装置１の動作について説明する。図４は、居眠り運転防止装置１による居眠り運転防止処理の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、主として、ＳＢＷ−ＣＵ６０及び画像処理ユニット９０において、所定のタイミングで繰り返し実行される。

ステップＳ１００では、走行中に運転者が居眠りをしているか否か（覚醒しているか否か）についての判断が行われる。ここで、運転者が居眠りをしていない場合（覚醒している場合）には、本処理から一旦抜ける。一方、運転者が居眠りをしているときには、ステップＳ１０２に処理が移行する。なお、運転者が居眠りをしているか否か（覚醒しているか否か）の判断方法（検知方法）については、上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。

ステップＳ１０２では、予め（デフォルトとして）設定されている周期（オン時間／オフ時間）にしたがって、パーキングポール６８（ＳＢＷアクチュエータ６３）が駆動される。よって、パーキングポール６８がパーキングギヤ６９と打突することによる歯打ち音（異音）と振動が発生する。また、ステップＳ１０４において、ブレーキランプ１１０、及び、ハザードランプ１１１が点灯される。続くステップＳ１０６では、パーキングポール６８の駆動が開始されてからの経過時間を計時するタイマが起動される。

次に、ステップＳ１０８では、運転者が覚醒したか否かについての判断が行われる。ここで、運転者が覚醒した場合には、ステップＳ１１４において、パーキングポール６８（ＳＢＷアクチュエータ６３）の駆動が停止される。よって、パーキングポール６８とパーキングギヤ６９とが打突することによって発生する歯打ち音（異音）と振動が停止する。また、ステップＳ１１６において、ブレーキランプ１１０、及び、ハザードランプ１１１が消灯される。その後、本処理から一旦抜ける。一方、運転者がまだ覚醒していないときには、ステップＳ１１０に処理が移行する。

ステップＳ１１０では、タイマの値に基づいて、パーキングポール６８の駆動が開始されてから所定時間（例えば数秒程度）以上経過したか否かについての判断が行われる。ここで、まだ所定時間以上経過していない場合には、ステップＳ１０８に処理が移行し、上述したステップＳ１０８以降の処理が再度実行される。一方、所定時間以上経過したときには、ステップＳ１１２に処理が移行する。

ステップＳ１１２では、パーキングポール６８（ＳＢＷアクチュエータ６３）の駆動制御を開始してからの経過時間が長くなるほど、パーキングポール６８（ＳＢＷアクチュエータ６３）を駆動するオン時間が長くされる。よって、パーキングポール６８がパーキングギヤ６９と打突する時間が長くなることにより、歯打ち音（異音）の音量が増大されるとともに、振動が長くされる。その後、ステップＳ１０８に処理が移行し、運転者が覚醒するまで、上述したステップＳ１０８以降の処理が再度実行される。

なお、歯打ち音（異音）や振動にもかかわらず、運転者が覚醒することなく、車速が所定速度（例えば５Ｋｍ／ｈ）未満に低下した場合には、パーキングポール６８がパーキングギヤ６９に噛み込むことにより、車両が停止される。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、運転者の居眠りが検知されたときに、パーキング機構６５を構成するパーキングポール６８が駆動され、パーキングポール６８がパーキングギヤ６９と打突することにより歯打ち音（異音）と振動が発せられる。よって、効果的に運転者の覚醒を促すことができる。また、この場合、車軸（本実施形態では無段変速機３０の出力軸）をロックするパーキング機構６５を利用して、歯打ち音（異音）と振動を生じさせることができる。その結果、新たに専用の追加部品等を要することなく、低コストかつ比較的シンプルな構成で、より効果的に運転者の覚醒を促す（居眠り運転を防止する）ことが可能となる。

本実施形態によれば、所定の周期で、オン・オフ的に、パーキングポール６８が駆動されるため、周期的に、パーキングポール６８がパーキングギヤ６９と打突することにより生じる歯打ち音（異音）や振動を発生させることができる。また、周期を変更することにより、歯打ち音（異音）の音量（ボリューム）や振動の長さを調節することが可能となる。

本実施形態によれば、パーキングポール６８の駆動制御が開始されてからの経過時間が長くなるほど、パーキングポール６８（ＳＢＷアクチュエータ６３）を駆動するオン時間が長くされる。そのため、運転者が覚醒しない場合には、歯打ち音（異音）の音量を増大させるとともに、振動を長くすることにより、運転者を確実に覚醒させることが可能となる。

本実施形態によれば、パーキングポール６８の駆動制御が開始された後、運転者が覚醒したことが検知されたときには、パーキングポール６８の駆動制御が停止されるため、パーキングポール６８がパーキングギヤ６９と打突することによって生じる歯打ち音（異音）と振動の発生を停止することができる。

本実施形態によれば、車両の速度が所定速度以上の場合には、パーキングポール６８がパーキングギヤ６９に噛み込むことが防止されるため、安全性を確保することができる。一方、車両の速度が所定速度未満に低下したときに、運転者が覚醒していない場合（例えば、体調不良で気を失っている場合など）には、パーキングポール６８をパーキングギヤ６９に噛み込ませることにより、車両を停止させることができる。

本実施形態によれば、パーキングポール６８が駆動制御されているときに、ブレーキランプ１１０及びハザードランプ１１１が点灯される。そのため、周囲の車両（運転者）に注意を促すことが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、パーキング機構６５がチェーン式の無段変速機（ＣＶＴ）内に設けられている場合を例にして説明したが、パーキング機構６５は、有段自動変速機（ステップＡＴ）内に設けられていてもよい。また、ＣＶＴやステップＡＴなどの変速機を備えていない電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド自動車（ＨＥＶ）の車軸に設けられていてもよい。さらに、上記実施形態では、ＡＷＤ車を例にして説明したが、例えばＦＦ車やＦＲ車であってもよい。

また、上記実施形態では、ＴＣＵ５０、ＳＢＷ−ＣＵ６０、ＥＣＵ７０、ＶＤＣＵ８０、画像処理ユニット９０それぞれをＣＡＮ１００で相互に通信可能に接続したが、システムの構成はこのような形態に限られることなく、例えば、機能的な要件やコスト等を考慮して、任意に変更することができる。例えば、ＳＢＷ−ＣＵ６０とＳＢＷアクチュエータ６３を一体にしてもよく、また、ＴＣＵ５０とＳＢＷ−ＣＵ６０とを一つのユニットとしてもよい。

さらに、上述した駆動力伝達系の構成（例えばギヤや軸等の配置等）は一例であり、上記実施形態には限られない。

１ 居眠り運転防止装置
２０ エンジン
３０ 無段変速機
５０ ＴＣＵ
５４ レンジスイッチ
５５ シフトレバー
６０ ＳＢＷ−ＣＵ
６１ 駆動制御部
６３ ＳＢＷアクチュエータ
６５ パーキング機構
６８ パーキングポール
６９ パーキングギヤ
７０ ＥＣＵ
８０ ＶＤＣＵ
９０ 画像処理ユニット
９１ 居眠り検知部
９２ カメラ
１００ ＣＡＮ
１１０ ブレーキランプ
１１１ ハザードランプ

Claims (6)

1. パーキングギヤ及びパーキングポールを有し、該パーキングポールがパーキングギヤに噛み込むことにより車軸の回転をロックしてパーキング状態にするパーキング機構と、
   前記パーキング機構を構成するパーキングポールの駆動を制御する駆動制御手段と、
   運転者が居眠りをしているか否かを検知する居眠り検知手段と、を備え、
   前記駆動制御手段は、前記居眠り検知手段により運転者が居眠りをしていることが検知されたときに、前記パーキングポールを駆動することを特徴とする居眠り運転防止装置。
2. 前記駆動制御手段は、所定の周期で、オン・オフ的に、前記パーキングポールを駆動することを特徴とする請求項１に記載の居眠り運転防止装置。
3. 前記駆動制御手段は、前記パーキングポールの駆動制御を開始してからの経過時間が長くなるほど、オン時間を長くすることを特徴とする請求項２に記載の居眠り運転防止装置。
4. 前記駆動制御手段は、前記パーキングポールの駆動制御を開始した後、前記居眠り検知手段により運転者が覚醒したことが検知されたときに、前記パーキングポールの駆動制御を停止することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の居眠り運転防止装置。
5. 前記パーキング機構は、車両の速度が所定速度未満の場合にのみ、パーキングポールがパーキングギヤに噛み込み可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の居眠り運転防止装置。
6. 前記駆動制御手段は、前記パーキングポールを駆動制御しているときに、ハザードランプ、及び／又は、ブレーキランプを点灯することを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の居眠り運転防止装置。
   

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