JP3841853B2 - 車両用運転状況監視装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の運転者の運転状況を監視し、必要に応じて警告を発する車両用運転状況監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のステアリングの操舵量及び車速に基づいて、運転者の応答遅れ時間及び車両位置と走行車線との偏差量を推定し、該推定した応答遅れ時間及び偏差量と正常状態における応答遅れ時間及び偏差量とを比較して、運転者の運転状況（例えば運転者の居眠りや疲労による運転能力の低下による異常な操舵状態）を判定するようにした運転状況監視装置が、従来より知られている（特開平５−８５２２１号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の監視装置では、ステアリングの操舵量及び車速に基づいて実際の車両位置と走行車線（基準となる車両位置）との偏差量を演算しており、車両の挙動に直接関連する物理量に基づいて前記偏差量を演算していないため、例えば路面の状況（例えば路面の凹凸や傾き）や運転者の個人差（例えば初心者か否か）等が原因で前記偏差量に誤差が生じ、運転者の運転状況の判定精度が低下するという問題があった。
【０００４】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、車両の挙動をより的確に把握し、運転者の運転状況の判定精度を向上させることができる車両用運転状況監視装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、車両のヨー運動又は横方向運動に関する挙動量を検出する挙動量検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記挙動量の変化に基づいて挙動基準を設定する挙動基準設定手段と、前記挙動量、前記挙動基準及び前記車速に基づいて前記車両の横変位挙動量を演算する横変位挙動量演算手段と、前記演算された横変位挙動量に応じた偏差量と所定偏差量との比較結果に基づいて運転者の運転状況が適正か否かを判定する判定手段と、前記車両の運転者が車線変更を行う意志があるか否かを判別する車線変更判別手段とを有し、前記運転者に車線変更の意志がなく、且つ前記運転者の運転状況が適正でない場合に運転者の運転状況が異常であると判定する、車両の運転者の運転状況を監視する車両用運転状況監視装置であって、前記挙動基準設定手段は、前記演算された横変位挙動量の最大値及び最小値の差に応じて前記挙動基準の再設定又は補正を行うことを特徴とする請求項１の車両用運転状況監視装置を提供する。
【０００６】
同じ目的を達成するため本発明は、車両の運転者の運転状況を監視する車両用運転状況監視装置において、前記車両のヨー運動又は横方向運動に関する挙動量を検出する挙動量検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記挙動量の変化に基づいて挙動基準を設定する挙動基準設定手段と、前記挙動量、前記挙動基準及び前記車速に基づいて前記車両の横変位挙動量を演算する横変位挙動量演算手段と、前記演算された横変位挙動量に応じた偏差量と所定偏差量との比較結果に基づいて前記運転者の運転状況が適正か否かを判定する判定手段と、前記検出された車両の挙動量の大きさ及び発生時間にもとづいて運転者が車線変更を行ったか否かを判別する車線変更判別手段とを有し、車線変更が行われていないと判別され、且つ前記運転者の運転状況が適正でない場合に運転者の運転状況が異常であると判定することを特徴とする請求項２の車両用運転状況監視装置を提供する。
【０００７】
また、請求項２の装置において、前記挙動量はヨーレートであり、前記車線変更判別手段は、検出したヨーレートの大きさ及び発生時間によって前記車線変更の判別を行うことが望ましい。
【０００８】
また、請求項１の装置において、前記判定手段は、測定時点が異なる複数のデータに基づいて判定を行うことが望ましい。
【０００９】
また、請求項２の装置において、前記挙動基準設定手段は、前記演算された横変位挙動量の最大値及び最小値の差に応じて前記挙動基準の再設定又は補正を行うことが望ましい。
【００１０】
また、前記判定手段が前記運転者の運転状況が適正でないと判定した場合に、警告を行う警告手段をさらに設けることが望ましい。
【００１１】
また、前記判定手段が前記運転者の運転状況が適正でないと判定した場合に、車速制御を行う車速制御手段をさらに設けることが望ましい。
【００１２】
また、前記判定手段が前記運転者の運転状況が適正でないと判定した場合に、前記運転者に直接作用する車載装置の制御を行う車載装置制御手段をさらに設けることが望ましい。
【００１３】
請求項１記載の車両用運転状況監視装置によれば、車両のヨー運動又は横方向運動に関する挙動量が検出され、この挙動量に基づいて挙動基準が設定され、前記挙動量、挙動基準及び車速に基づいて車両の横変位挙動量が演算され、演算された横変位挙動量に応じた偏差量と所定偏差量との比較結果に基づいて運転者の運転状況が適正か否かが判定され、車両の運転者が車線変更を行う意志があるか否かが判別される。そして、運転者に車線変更の意志がなく且つ運転者の運転状況が適正でないと判定された場合に運転状況が異常と判定される。また、前記挙動基準は、演算された横変位挙動量の最大値及び最小値の差に応じて再設定又は補正される。
【００１４】
請求項２の車両用運転状況監視装置によれば、車両のヨー運動又は横方向運動に関する挙動量が検出され、この挙動量に基づいて挙動基準が設定され、前記挙動量、挙動基準及び車速に基づいて車両の横変位挙動量が演算され、演算された横変位挙動量に応じた偏差量と所定偏差量との比較結果に基づいて運転者の運転状況が適正か否かが判定され、検出された車両の挙動量の大きさ及び発生時間にもとづいて運転者が車線変更を行ったか否かが判別される。そして、車線変更が行われていないと判別され且つ前記運転者の運転状況が適正でない場合に運転者の運転状況が異常であると判定される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる車両用運転状況監視装置の構成を示すブロック図であり、本装置は内燃エンジンや電動モータ等の原動機で駆動され、ステアリングを有する車両に搭載されている。同図において、マイクロコンピュータ１の入力側には、当該車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ１０と、当該車両の走行速度を検出する車速センサ１２及び当該車両の運転者の車線変更の意志を検出するためのウインカスイッチ１１が接続されている。また、マイクロコンピュータ１の出力側には、運転者の運転状況の監視中において必要に応じて警報を発する警報部２４が接続されている。この警報部２４は、例えばランプ、ブザー、音声発生器などで構成される。
【００１７】
マイクロコンピュータ１の信号メモリ部１４、基準線推定部１６、横変位量微分量算出部１８、偏差量算出部２０及び判断部２２は、マイクロコンピュータ１が有する機能をブロックとして示したものである。
【００１８】
信号メモリ部１４は前記センサ１０、１２及びスイッチ１１からの入力信号を記憶し、現在から過去Ｔ１秒間（例えば３０秒間）のヨーレートデータ及び車速データをＴ２秒（例えば１０秒）毎に更新して、基準線算出部１６に出力する。
【００１９】
基準線算出部１６は、入力されたヨーレートＹＲ（図２（ａ）参照）を時間積分して、ヨー角ＹＡ（同図（ｂ）参照）に変換し、さらにこのヨー角ＹＡのデータに基づいて基準線（同図（ｂ）の破線参照）を算出する。この算出は具体的には以下のように周知の最小自乗法を用いて行う。
【００２０】
例えば、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３においてヨー角ＹＡ１，ＹＡ２，ＹＡ３というデータ得られたとすると、基準線を１次式で近似する場合は、
ＹＡ１＝ｂ１＋ｂ２ｔ１＋ｅ１
ＹＡ２＝ｂ１＋ｂ２ｔ２＋ｅ２
ＹＡ３＝ｂ１＋ｂ２ｔ３＋ｅ３
とする。ここで、ｅ１〜ｅ３は残差であり、これら残差の自乗和が最小となるように、ｂ１，ｂ２を決定する。また、２次式で近似する場合は、
【００２１】
【数１】
ＹＡ１＝ｂ１＋ｂ２ｔ１＋ｂ３ｔ１2 ＋ｅ１
ＹＡ２＝ｂ１＋ｂ２ｔ２＋ｂ３ｔ２2 ＋ｅ２
ＹＡ３＝ｂ１＋ｂ２ｔ３＋ｂ３ｔ３2 ＋ｅ３
として、残差の自乗和が最小となるようにｂ１〜ｂ３を決定する。また、３次式で近似する場合は、
【００２２】
【数２】
ＹＡ１＝ｂ１＋ｂ２ｔ１＋ｂ３ｔ１2 ＋ｂ４ｔ１3 ＋ｅ１
ＹＡ２＝ｂ１＋ｂ２ｔ２＋ｂ３ｔ２2 ＋ｂ４ｔ２3 ＋ｅ２
ＹＡ３＝ｂ１＋ｂ２ｔ３＋ｂ３ｔ３2 ＋ｂ４ｔ３3 ＋ｅ３
として、残差の自乗和が最小となるようにｂ１〜ｂ４を決定する。
【００２３】
なお、データの数が多い場合には同様にしてさらに次数を上げて近似を行う。
【００２４】
本実施の形態では、先ず１次式で基準線を求め、ヨー角ＹＡから基準線に対応する基準ヨー角を差し引いて修正ヨー角ＹＡＭ（図２（ｃ）参照）を算出して、横変位微分量算出部１８に出力する。
【００２５】
横変位量微分量算出部１８は、修正ヨー角ＹＡＭ及び車速Ｖを下記式に適用して横変位微分量ＤＹＫ（図２（ｄ）参照）を算出する。
【００２６】
ＤＹＫ＝Ｖ×ｓｉｎ（ＹＡＭ）
そしてこの横変位微分量ＤＹＫの最大値ＤＹＫＭＡＸと最小値ＤＹＫＭＩＮとの差が所定値α１以上のときは、前記基準線の近似次数を上げて再度基準線をもとめて、横変位微分量ＤＹＫの算出し、これを（ＤＹＫＭＡＸ−ＤＹＫＭＩＮ）＜α１が成立するまで繰り返す。
【００２７】
なお、（ＤＹＫＭＡＸ−ＤＹＫＭＩＮ）≧α１であっても、基準線の近似次数が所定次数に達したときに基準線の算出を終了するようにしてもよい。
【００２８】
偏差量算出部２０は、横変位微分量ＤＹＫに基づいて偏差量ΔＤＩＦ１を算出する。偏差量ΔＤＩＦ１は、例えば図２（ｄ）に斜線を付した部分の面積（横変位微分量ＤＹＫの絶対値の時間積分値）として算出するが、ＤＹＫ値の標準偏差や最大値と最小値との差を用いてもよい。
【００２９】
判断部２２は、偏差量ΔＤＩＦ１が所定偏差量ΔＤＩＦＬＩＭ１以上であって、ウインカが操作されていないときは、運転者が車線変更を意図していないにも拘わらず、車両位置が基準線から大きくずれたことを意味するので運転状態が異常と判定し、警報部２４に警報を発するよう指令する信号を出力する。
【００３０】
以上のように本実施の形態では、検出したヨー角ＹＡに基づいて基準線を算出し、この基準線からのずれを表す横変位微分量ＤＹＫから算出した偏差量ΔＤＩＦ１に基づいて運転状況を判定するので、路面の状況や運転者の個人差に拘わらず正確に判定することができる。さらに、ウインカの作動状態も考慮して警報を発するようにしたので、運転者が意図した進路変更時に異常と誤判断することを防止することができる。
【００３１】
図３はマイクロコンピュータ１における処理の手順を示すフローチャートであり、上述した基準線推定部１６、横変位量微分量算出部１８、偏差量算出部２０及び判断部２２の機能は、具体的にはマイクロコンピュータ１のＣＰＵにおける図３の処理により実現される。
【００３２】
先ずステップＳ１１では、Ｔ１秒間のヨーレートＹＲ及び車速ＶをＴ２秒毎に取り込み、次いで基準線の算出（ステップＳ１２）及び横変位微分量ＤＹＫの算出を行う（ステップＳ１３）。そして、横変位微分量ＤＹＫの最大値ＤＹＫＭＡＸと最小値ＤＹＫＭＩＮとの差が所定値α１より小さいか否かを判別し、（ＤＹＫＭＡＸ−ＤＹＫＭＩＮ）≧α１であるときは、ステップＳ１２に戻り、基準線の近似の次数を１次上げて再度基準線の算出を行い、ステップＳ１４の答が肯定（ＹＥＳ）となるまで繰り返す。
【００３３】
なお、上述したように近似次数が所定次数に達したとき、基準線算出を終了するようにしてもよい。
【００３４】
ステップＳ１４で（ＤＹＫＭＡＸ−ＤＹＫＭＩＮ）＜α１となると、ステップＳ１５に進み偏差量ΔＤＩＦ１を算出し、次いでこの偏差量ΔＤＩＦ１が所定偏差量ΔＤＩＦＬＩＭ１以上か否かを判別する（ステップＳ１６）。そして、ΔＤＩＦ１≧ΔＤＩＦＬＩＭ１であるときは、ウインカが操作されているか否かを判別する（ステップＳ１７）。その結果、ΔＤＩＦ１＜ΔＤＩＦＬＩＭ１であるとき又はウインカが操作されているときは、直ちに本処理を終了する一方、ΔＤＩＦ１≧ΔＤＩＦＬＩＭ１であって、ウインカが操作されていないときは、運転状況が異常であると判定して、警報を発するよう指令する信号を警報部２４に出力する。
【００３５】
図４は本発明の第２の実施の形態にかかる車両用運転状況監視装置の構成を示す図であり、本実施例の監視装置は、第１の実施の形態の横変位微分量算出部１８に代えて横変位量算出部１９を備えており、偏差量算出部２０は、横変位微分量ではなく横変位量に基づいて偏差量を算出する。これ以外の点は第１の実施の形態と同一である。
【００３６】
図５は、本実施の形態のマイクロコンピュータ１で実行される処理の手順を示すフローチャートであり、これを参照して本実施例の監視装置の動作を説明する。
【００３７】
先ずステップＳ２１、Ｓ２２では、図３のステップＳ１１、Ｓ１２と同様にデータを取り込み、基準線の算出を行う。ステップＳ２３では、修正ヨー角ＹＡＭ及び車速Ｖから横変位微分量ＤＹＫを算出し、さらにＤＹＫ値を時間積分することにより横変位量ＹＫを算出する（図２（ｅ）参照）。
【００３８】
次に横変位量ＹＫの最大値ＹＫＭＡＸと最小値ＹＫＭＩＮとの差が所定値α２より小さいか否かを判別し（ステップＳ２４）、（ＹＫＭＡＸ−ＹＫＭＩＮ）≧α２であるときは、ステップＳ２２に戻り、基準線の近似の次数を１次上げて再度基準線の算出を行い、ステップＳ２４の答が肯定（ＹＥＳ）となるまで繰り返す。
【００３９】
なお、（ＹＫＭＡＸ−ＹＫＭＩＮ）≧α２であっても近似次数が所定次数に達したときは基準線の算出を終了するようにしてもよい。
【００４０】
ステップＳ２４で（ＹＫＭＡＸ−ＹＫＭＩＮ）＜α２となると、ステップＳ２５に進み偏差量ΔＤＩＦ２を算出する。この偏差量は、例えば図２（ｅ）に斜線を付した部分の面積（横変位量ＹＫの絶対値の時間積分値）として算出するが、ＹＫ値の標準偏差や最大値と最小値との差を用いてもよい。
【００４１】
次いでこの偏差量ΔＤＩＦ２が所定偏差量ΔＤＩＦＬＩＭ２以上か否かを判別する（ステップＳ２６）。そして、ΔＤＩＦ２≧ΔＤＩＦＬＩＭ２であるときは、ウインカが操作されているか否かを判別する（ステップＳ２７）。その結果、ΔＤＩＦ２＜ΔＤＩＦＬＩＭ２であるとき又はウインカが操作されているときは、直ちに本処理を終了する一方、ΔＤＩＦ２≧ΔＤＩＦＬＩＭ２であって、ウインカが操作されていないときは、運転状況が異常であると判定して、警報を発するよう指令する信号を警報部２４に出力する。
【００４２】
以上のように本実施の形態では、検出したヨー角ＹＡに基づいて基準線を算出し、この基準線からのずれを表す横変位量ＹＫから算出した偏差量ΔＤＩＦ２に基づいて運転状況を判定するので、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４３】
図６は本発明の第３の実施の形態にかかる車両用運転状況監視装置の構成を示す図であり、本実施の形態の監視装置は、第２の実施の形態の偏差量算出部２０と判断部２２との間に運転者の運転能力を推定する運転能力推定部２１が追加されている。これ以外の点は第２の実施の形態と同一である。
【００４４】
図７は図６の機能ブロック図に対応する処理のフローチャートであり、図７のステップＳ２１〜Ｓ２５は、図５の処理と同一である。
【００４５】
ステップＳ３１では、ステップＳ２５で算出した偏差量ΔＤＩＦ２に基づいて運転者の運転能力を推定する。この推定は具体的には以下のようにして行う。
【００４６】
先ず偏差量ΔＤＩＦ２の算出を、ヨーレートＹＲ及び車速Ｖのサンプリング時期を変えてｍ回（例えば４回）とｎ回（例えば８回）行い、ｍ個のΔＤＩＦ２値の平均値ΔＤＩＦＡＶＥ及び標準偏差σＤＩＦ及びｎ個のΔＤＩＦ値の平均値ΔＤＩＦＡＶＥ３を算出する。そして、平均値ΔＤＩＦＡＶＥが所定偏差量ΔＤＩＦＴＨより大きいか否か、及び標準偏差σＤＩＦが所定閾値σＴＨより大きいか否かに応じて図８に示すように運転能力レベルＡ〜Ｄを決定する。ここで、ΔＤＩＦＡＶＥ≦ΔＤＩＦＴＨ且つσＤＩＦ≦σＴＨであるときは、偏差量が平均して小さく且つそのばらつきも小さいので、最も運転能力が高い状態と推定する（レベルＡ）。一方、ΔＤＩＦＡＶＥ＞ΔＤＩＦＴＨ且つσＤＩＦ≦σＴＨであるときは、偏差量が平均して大きく且つそのばらつきが小さいので、最も運転能力が低い状態と推定する（レベルＤ）。また、σＤＩＦ＞σＴＨであるときは、ΔＤＩＦＡＶＥ値が小さい方が運転能力が高いと推定し、ΔＤＩＦＡＶＥ≦ΔＤＩＦＴＨであるときをレベルＢ、ΔＤＩＦＡＶＥ＞ΔＤＩＦＴＨである時をレベルＣとする。
【００４７】
さらに、ｍ個のΔＤＩＦ２値の中で所定値を越えるものの数ＮＯＶ（＝０〜ｍ）を求め、このＮＯＶ値に応じて運転能力レベルＥ〜Ｉを決定する。すなわち、ｍ＝４の場合には、ＮＯＶ＝０，１，２，３，４に対応して運転能力をそれぞれＥ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉとする。
【００４８】
そして、上記運転能力レベルＡ〜Ｃ及びＥ〜Ｉに基づいて、、図９に示すように総合的な運転能力の判定を行う。すなわちｎ個のΔＤＩＦ値の平均値ΔＤＩＦＡＶＥ３の所定閾値をΔＤＩＦ３ＴＨとすると、レベルＡ，Ｂ且つＥ，またはΔＤＩＦＡＶＥ３＜ΔＤＩＦ３ＴＨのときは「正常」と判定し、レベルＡ，Ｂ且つＦ，Ｇ且つΔＤＩＦＡＶＥ３≧ΔＤＩＦ３ＴＨのときまたはレベルＣ且つＥ，Ｆ，Ｇ且つΔＤＩＦＡＶＥ３≧ΔＤＩＦ３ＴＨのときは「警告レベル１」と判定し、レベルＡ，Ｂ，Ｃ且つＨ，Ｉ且つΔＤＩＦＡＶＥ３≧ΔＤＩＦ３ＴＨのとき、またはレベルＤ且つΔＤＩＦＡＶＥ３≧ΔＤＩＦ３ＴＨのときは「警告レベル２」と判定する。
【００４９】
なお、ｎ個のΔＤＩＦ値の平均値ΔＤＩＦＡＶＥ３を用いずに、レベルＡ，Ｂ且つＥのときは「正常」と判定し、レベルＡ，Ｂ且つＦ，ＧのときまたはレベルＣ且つＥ，Ｆ，Ｇのときは「警告レベル１」と判定し、レベルＡ，Ｂ，Ｃ且つＨ，ＩのときまたはレベルＤのときは「警告レベル２」と判定するようにしてもよい。
【００５０】
このようにして、複数の偏差量ΔＤＩＦ２の平均値及びばらつきに基づいて運転者の運転能力を判定することにより、より正確に運転能力を判定（推定）することができる。
【００５１】
図７に戻り、ステップＳ３２では、運転能力が低いか否か、すなわちステップＳ３１で推定した運転能力が警告レベル１又は２であるか否かを判別し、この答が肯定（ＹＥＳ）のときは、ウインカが操作されているか否かを判別する（ステップＳ３３）。その結果、運転能力が警告レベル１又は２でないとき又はウインカが操作されているときは、直ちに本処理を終了する一方、運転能力が警告レベル１又は２であって、ウインカが操作されていないときは、運転状況が異常であると判定して、警報を発するよう指令する信号を警報部２４に出力する。
【００５２】
この場合、警告レベル２のときは、警告レベル１のときより警告音を大きくしたり、ランプ点灯とブザー発音とを両方行うようにすること等が望ましい。さらに、警告レベル２のときは、車速を減速させるといったフェールセーフアクションを行うようにしてもよい。
【００５３】
以上のように第３の実施の形態によれば、複数の偏差量ΔＤＩＦ２の平均値及びばらつきに基づいて運転者の運転能力を判定することにより、より正確に運転能力を判定（推定）することができ、さらにきめの細かい警告及びフェールセーフアクションが可能となる。
【００５４】
次に本発明の第４の実施の形態を図１０及び１１を参照して説明する。
【００５５】
図１０は図３のステップＳ１７をステップＳ１７ａに変更したものであり、これ以外の点は第１の実施の形態と同一である。
【００５６】
図１０のステップＳ１７ａでは車線変更が行われたか否かを判別する。そして、車線変更がおこわれときは直ちに本処理を終了し、車線変更が行われていないときは、運転状況が異常であると判定して、警報を発するよう指令する信号を警報部２４に出力する。
【００５７】
ここで車線変更が行われたか否かの判別は、以下のように行う。すなわち、車線変更が行われた場合には、ヨーレートＹＲは図１１に示すような変化をすることがわかっているので、ヨーレートＹＲが一方向（例えば右方向）のピークを示す時点から他方向（例えば左方向）のピークを示す時点までの時間Ｔと、それらのピーク値の差（ヨーレートの振幅）ａとを計測する。そして、時間Ｔが所定時間Ｔ１，Ｔ２（Ｔ１＞Ｔ２）範囲内にあり、且つ振幅ａが所定値Ａより大きいとき、車線変更が行われたと判定する。
【００５８】
この実施の形態によれば、例えば運転者がウインカ操作せずに車線変更した場合でも、誤判定することがなく、判定精度を向上させることができる。
【００５９】
なお、図１０のステップＳ１７ａでは車線変更後所定時間ＴＡＲＣ内か否かを判別し、所定時間ＴＡＲＣ内であれば直ちに処理を終了し、所定時間ＴＡＲＣ経過した後に、警報を発するようにしてもよい。
【００６０】
また、図５のステップＳ２７又は図７のステップＳ３３においても、上述したステップＳ１７ａと同様の判別を行うようにしてもよい。
【００６１】
また、上述した第１〜第３の実施の形態において、ウィンカが操作されたか否かの判別（図３のステップＳ１７、図５のステップＳ２７、図７のステップＳ３３）は、ヨーレートＹＲ及び車速Ｖのデータ取得処理（図３のステップＳ１１、図５、７のステップＳ２１）の直後に行うようにし、ウィンカ操作がされたときは、基準線算出等の処理を行うことなく直ちに処理終了するようにしてもよい。また、第４の実施の形態において、車線変更したか否かの判別（図１０のステップＳ１７ａ）も同様にステップＳ１１の直後に行うようにし、車線変更がなされたときは、基準線算出等の処理を行うことなく直ちに処理を終了するようにしてもよい。
【００６２】
また、上述した実施の形態では、運転者への警告は、運転者の視覚又は聴覚に訴えるものを使用したが、これに限るものではなく、運転者に直接作用する方法、例えばシートを振動させたり、シートベルトに張力を加えたり、あるいは特定の香りを車室内に放出したり、空調装置の作動状態を変更したりするようにしてもよい。これにより、運転状況の悪化をより確実に運転者に知らせることができる。
【００６３】
また、上述した実施の形態では、ヨーレートセンサ１０によりヨーレートを検出したが、これに代えて、車輪速センサ及び車速センサの出力、又はステアリングの操舵角を検出する操舵角センサ及び横方向加速度センサの出力等を用いてヨーレートを算出するようにしてもよい。
【００６４】
また、上述した実施の形態では、ヨー角ＹＡに基づいて基準線を推定したが、ヨーレートＹＲ、又は横変位量ＹＫに基づいて基準線を推定してもよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項１記載の車両用運転状況監視装置によれば、車両のヨー運動又は横方向運動に関する挙動量が検出され、この挙動量に基づいて挙動基準が設定され、前記挙動量、挙動基準及び車速に基づいて車両の横変位挙動量が演算され、演算された横変位挙動量に応じた偏差量と所定偏差量との比較結果に基づいて運転者の運転状況が適正か否かが判定され、車両の運転者が車線変更を行う意志があるか否かが判別されるので、路面の状況や運転者の個人差に拘わらず的確に運転状況を把握することができる。そして、運転者に車線変更の意志がなく且つ運転者の運転状況が適正でないと判定された場合に運転状況が異常と判定されるので、運転者が意図した進路変更時に異常と誤判断することを防止することができる。また、前記挙動基準は、演算された横変位挙動量の最大値及び最小値の差に応じて再設定又は補正されるので、より適切な挙動基準により運転状況の判定が可能となる。
【００６６】
請求項２の車両用運転状況監視装置によれば、車両のヨー運動又は横方向運動に関する挙動量が検出され、この挙動量に基づいて挙動基準が設定され、前記挙動量、挙動基準及び車速に基づいて車両の横変位挙動量が演算され、演算された横変位挙動量に応じた偏差量と所定偏差量との比較結果に基づいて運転者の運転状況が適正か否かが判定され、検出された車両の挙動量の大きさ及び発生時間にもとづいて運転者が車線変更を行ったか否かが判別される。そして、車線変更が行われていないと判別され且つ前記運転者の運転状況が適正でない場合に運転者の運転状況が異常であると判定されるので、例えば運転者がウィンカ操作せずに車線変更した場合でも、誤判定することがなく、判定精度を向上させることができる。
請求項３の車両用運転状況監視装置によれば、検出されたヨーレートの振り幅及び発生時間によって前記車線変更の判別が行われるので、判定精度を更に向上させることができる。
【００６７】
請求項４の車両用運転状況監視装置によれば、前記運転状況の判定は、測定時点が異なる複数のデータに基づいて行われるので、運転状況の一時的な変動の影響を排除してより正確な判定を行うことができる。
【００６８】
請求項５の車両用運転状況監視装置によれば、前記挙動基準は、演算された横変位挙動量の最大値及び最小値の差に応じて再設定又は補正されるので、より適切な挙動基準により運転状況の判定が可能となる。
【００６９】
請求項６の車両用運転状況監視装置によれば、運転者の運転状況が適正でないと判定した場合には、警告が行われるので、運転者は必要な措置をとることが可能となる。
【００７０】
請求項７の車両用運転状況監視装置によれば、運転者の運転状況が適正でないと判定した場合には、車速制御がおこなわれるので、より安全性を向上させることができる。
【００７１】
請求項８の車両用運転状況監視装置によれば、運転者の運転状況が適正でないと判定した場合には、運転者に直接作用する車載装置の制御が行われるので、運転状況の悪化をより確実に運転者に知らせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる車両用運転状況監視装置の構成を示すブロック図である。
【図２】検出データ及び検出データに基づいて算出されるパラメータの推移を示す図である。
【図３】図１のマイクロコンピュータで実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態にかかる車両用運転状況監視装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図４のマイクロコンピュータで実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３の実施の形態にかかる車両用運転状況監視装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図６のマイクロコンピュータで実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】運転者の運転能力レベルを決定するためのマップを示す図である。
【図９】運転者の運転能力レベルを決定するためのマップを示す図である。
【図１０】図３の処理の一部を変更した処理のフローチャートである。
【図１１】車線変更の判定手法を説明するための図である。
【符号の説明】
１ マイクロコンピュータ（挙動基準設定手段、横変位挙動量演算手段、判定手段、警告手段、車線変更判別手段、車速制御手段、車載装置制御手段）
１０ ヨーレートセンサ（挙動量検出手段）
１１ ウインカスイッチ（車線変更判別手段）
１２ 車速センサ（車速検出手段）
２４ 警報部（警告手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の運転者の運転状況を監視し、必要に応じて警告を発する車両用運転状況監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のステアリングの操舵量及び車速に基づいて、運転者の応答遅れ時間及び車両位置と走行車線との偏差量を推定し、該推定した応答遅れ時間及び偏差量と正常状態における応答遅れ時間及び偏差量とを比較して、運転者の運転状況（例えば運転者の居眠りや疲労による運転能力の低下による異常な操舵状態）を判定するようにした運転状況監視装置が、従来より知られている（特開平５−８５２２１号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の監視装置では、ステアリングの操舵量及び車速に基づいて実際の車両位置と走行車線（基準となる車両位置）との偏差量を演算しており、車両の挙動に直接関連する物理量に基づいて前記偏差量を演算していないため、例えば路面の状況（例えば路面の凹凸や傾き）や運転者の個人差（例えば初心者か否か）等が原因で前記偏差量に誤差が生じ、運転者の運転状況の判定精度が低下するという問題があった。
【０００４】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、車両の挙動をより的確に把握し、運転者の運転状況の判定精度を向上させることができる車両用運転状況監視装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、車両のヨー運動又は横方向運動に関する挙動量を検出する挙動量検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記挙動量の変化に基づいて挙動基準を設定する挙動基準設定手段と、前記挙動量、前記挙動基準及び前記車速に基づいて前記車両の横変位挙動量を演算する横変位挙動量演算手段と、前記演算された横変位挙動量に応じた偏差量と所定偏差量との比較結果に基づいて運転者の運転状況が適正か否かを判定する判定手段と、前記車両の運転者が車線変更を行う意志があるか否かを判別する車線変更判別手段とを有し、前記運転者に車線変更の意志がなく、且つ前記運転者の運転状況が適正でない場合に運転者の運転状況が異常であると判定する、車両の運転者の運転状況を監視する車両用運転状況監視装置であって、前記挙動基準設定手段は、前記演算された横変位挙動量の最大値及び最小値の差に応じて前記挙動基準の再設定又は補正を行うことを特徴とする請求項１の車両用運転状況監視装置を提供する。
【０００６】
同じ目的を達成するため本発明は、車両の運転者の運転状況を監視する車両用運転状況監視装置において、前記車両のヨー運動又は横方向運動に関する挙動量を検出する挙動量検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記挙動量の変化に基づいて挙動基準を設定する挙動基準設定手段と、前記挙動量、前記挙動基準及び前記車速に基づいて前記車両の横変位挙動量を演算する横変位挙動量演算手段と、前記演算された横変位挙動量に応じた偏差量と所定偏差量との比較結果に基づいて前記運転者の運転状況が適正か否かを判定する判定手段と、前記検出された車両の挙動量の大きさ及び発生時間にもとづいて運転者が車線変更を行ったか否かを判別する車線変更判別手段とを有し、車線変更が行われていないと判別され、且つ前記運転者の運転状況が適正でない場合に運転者の運転状況が異常であると判定することを特徴とする請求項２の車両用運転状況監視装置を提供する。
【０００７】
また、請求項２の装置において、前記挙動量はヨーレートであり、前記車線変更判別手段は、検出したヨーレートの大きさ及び発生時間によって前記車線変更の判別を行うことが望ましい。
【０００８】
また、請求項１の装置において、前記判定手段は、測定時点が異なる複数のデータに基づいて判定を行うことが望ましい。
【０００９】
また、請求項２の装置において、前記挙動基準設定手段は、前記演算された横変位挙動量の最大値及び最小値の差に応じて前記挙動基準の再設定又は補正を行うことが望ましい。
【００１０】
また、前記判定手段が前記運転者の運転状況が適正でないと判定した場合に、警告を行う警告手段をさらに設けることが望ましい。
【００１１】
また、前記判定手段が前記運転者の運転状況が適正でないと判定した場合に、車速制御を行う車速制御手段をさらに設けることが望ましい。
【００１２】
また、前記判定手段が前記運転者の運転状況が適正でないと判定した場合に、前記運転者に直接作用する車載装置の制御を行う車載装置制御手段をさらに設けることが望ましい。
【００１３】
請求項１記載の車両用運転状況監視装置によれば、車両のヨー運動又は横方向運動に関する挙動量が検出され、この挙動量に基づいて挙動基準が設定され、前記挙動量、挙動基準及び車速に基づいて車両の横変位挙動量が演算され、演算された横変位挙動量に応じた偏差量と所定偏差量との比較結果に基づいて運転者の運転状況が適正か否かが判定され、車両の運転者が車線変更を行う意志があるか否かが判別される。そして、運転者に車線変更の意志がなく且つ運転者の運転状況が適正でないと判定された場合に運転状況が異常と判定される。また、前記挙動基準は、演算された横変位挙動量の最大値及び最小値の差に応じて再設定又は補正される。
【００１４】
請求項２の車両用運転状況監視装置によれば、車両のヨー運動又は横方向運動に関する挙動量が検出され、この挙動量に基づいて挙動基準が設定され、前記挙動量、挙動基準及び車速に基づいて車両の横変位挙動量が演算され、演算された横変位挙動量に応じた偏差量と所定偏差量との比較結果に基づいて運転者の運転状況が適正か否かが判定され、検出された車両の挙動量の大きさ及び発生時間にもとづいて運転者が車線変更を行ったか否かが判別される。そして、車線変更が行われていないと判別され且つ前記運転者の運転状況が適正でない場合に運転者の運転状況が異常であると判定される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる車両用運転状況監視装置の構成を示すブロック図であり、本装置は内燃エンジンや電動モータ等の原動機で駆動され、ステアリングを有する車両に搭載されている。同図において、マイクロコンピュータ１の入力側には、当該車両のヨーレートを検出するヨーレートセンサ１０と、当該車両の走行速度を検出する車速センサ１２及び当該車両の運転者の車線変更の意志を検出するためのウインカスイッチ１１が接続されている。また、マイクロコンピュータ１の出力側には、運転者の運転状況の監視中において必要に応じて警報を発する警報部２４が接続されている。この警報部２４は、例えばランプ、ブザー、音声発生器などで構成される。
【００１７】
マイクロコンピュータ１の信号メモリ部１４、基準線推定部１６、横変位量微分量算出部１８、偏差量算出部２０及び判断部２２は、マイクロコンピュータ１が有する機能をブロックとして示したものである。
【００１８】
信号メモリ部１４は前記センサ１０、１２及びスイッチ１１からの入力信号を記憶し、現在から過去Ｔ１秒間（例えば３０秒間）のヨーレートデータ及び車速データをＴ２秒（例えば１０秒）毎に更新して、基準線算出部１６に出力する。
【００１９】
基準線算出部１６は、入力されたヨーレートＹＲ（図２（ａ）参照）を時間積分して、ヨー角ＹＡ（同図（ｂ）参照）に変換し、さらにこのヨー角ＹＡのデータに基づいて基準線（同図（ｂ）の破線参照）を算出する。この算出は具体的には以下のように周知の最小自乗法を用いて行う。
【００２０】
例えば、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３においてヨー角ＹＡ１，ＹＡ２，ＹＡ３というデータ得られたとすると、基準線を１次式で近似する場合は、
ＹＡ１＝ｂ１＋ｂ２ｔ１＋ｅ１
ＹＡ２＝ｂ１＋ｂ２ｔ２＋ｅ２
ＹＡ３＝ｂ１＋ｂ２ｔ３＋ｅ３
とする。ここで、ｅ１〜ｅ３は残差であり、これら残差の自乗和が最小となるように、ｂ１，ｂ２を決定する。また、２次式で近似する場合は、
【００２１】
【数１】
ＹＡ１＝ｂ１＋ｂ２ｔ１＋ｂ３ｔ１2 ＋ｅ１
ＹＡ２＝ｂ１＋ｂ２ｔ２＋ｂ３ｔ２2 ＋ｅ２
ＹＡ３＝ｂ１＋ｂ２ｔ３＋ｂ３ｔ３2 ＋ｅ３
として、残差の自乗和が最小となるようにｂ１〜ｂ３を決定する。また、３次式で近似する場合は、
【００２２】
【数２】
ＹＡ１＝ｂ１＋ｂ２ｔ１＋ｂ３ｔ１2 ＋ｂ４ｔ１3 ＋ｅ１
ＹＡ２＝ｂ１＋ｂ２ｔ２＋ｂ３ｔ２2 ＋ｂ４ｔ２3 ＋ｅ２
ＹＡ３＝ｂ１＋ｂ２ｔ３＋ｂ３ｔ３2 ＋ｂ４ｔ３3 ＋ｅ３
として、残差の自乗和が最小となるようにｂ１〜ｂ４を決定する。
【００２３】
なお、データの数が多い場合には同様にしてさらに次数を上げて近似を行う。
【００２４】
本実施の形態では、先ず１次式で基準線を求め、ヨー角ＹＡから基準線に対応する基準ヨー角を差し引いて修正ヨー角ＹＡＭ（図２（ｃ）参照）を算出して、横変位微分量算出部１８に出力する。
【００２５】
横変位量微分量算出部１８は、修正ヨー角ＹＡＭ及び車速Ｖを下記式に適用して横変位微分量ＤＹＫ（図２（ｄ）参照）を算出する。
【００２６】
ＤＹＫ＝Ｖ×ｓｉｎ（ＹＡＭ）
そしてこの横変位微分量ＤＹＫの最大値ＤＹＫＭＡＸと最小値ＤＹＫＭＩＮとの差が所定値α１以上のときは、前記基準線の近似次数を上げて再度基準線をもとめて、横変位微分量ＤＹＫの算出し、これを（ＤＹＫＭＡＸ−ＤＹＫＭＩＮ）＜α１が成立するまで繰り返す。
【００２７】
なお、（ＤＹＫＭＡＸ−ＤＹＫＭＩＮ）≧α１であっても、基準線の近似次数が所定次数に達したときに基準線の算出を終了するようにしてもよい。
【００２８】
偏差量算出部２０は、横変位微分量ＤＹＫに基づいて偏差量ΔＤＩＦ１を算出する。偏差量ΔＤＩＦ１は、例えば図２（ｄ）に斜線を付した部分の面積（横変位微分量ＤＹＫの絶対値の時間積分値）として算出するが、ＤＹＫ値の標準偏差や最大値と最小値との差を用いてもよい。
【００２９】
判断部２２は、偏差量ΔＤＩＦ１が所定偏差量ΔＤＩＦＬＩＭ１以上であって、ウインカが操作されていないときは、運転者が車線変更を意図していないにも拘わらず、車両位置が基準線から大きくずれたことを意味するので運転状態が異常と判定し、警報部２４に警報を発するよう指令する信号を出力する。
【００３０】
以上のように本実施の形態では、検出したヨー角ＹＡに基づいて基準線を算出し、この基準線からのずれを表す横変位微分量ＤＹＫから算出した偏差量ΔＤＩＦ１に基づいて運転状況を判定するので、路面の状況や運転者の個人差に拘わらず正確に判定することができる。さらに、ウインカの作動状態も考慮して警報を発するようにしたので、運転者が意図した進路変更時に異常と誤判断することを防止することができる。
【００３１】
図３はマイクロコンピュータ１における処理の手順を示すフローチャートであり、上述した基準線推定部１６、横変位量微分量算出部１８、偏差量算出部２０及び判断部２２の機能は、具体的にはマイクロコンピュータ１のＣＰＵにおける図３の処理により実現される。
【００３２】
先ずステップＳ１１では、Ｔ１秒間のヨーレートＹＲ及び車速ＶをＴ２秒毎に取り込み、次いで基準線の算出（ステップＳ１２）及び横変位微分量ＤＹＫの算出を行う（ステップＳ１３）。そして、横変位微分量ＤＹＫの最大値ＤＹＫＭＡＸと最小値ＤＹＫＭＩＮとの差が所定値α１より小さいか否かを判別し、（ＤＹＫＭＡＸ−ＤＹＫＭＩＮ）≧α１であるときは、ステップＳ１２に戻り、基準線の近似の次数を１次上げて再度基準線の算出を行い、ステップＳ１４の答が肯定（ＹＥＳ）となるまで繰り返す。
【００３３】
なお、上述したように近似次数が所定次数に達したとき、基準線算出を終了するようにしてもよい。
【００３４】
ステップＳ１４で（ＤＹＫＭＡＸ−ＤＹＫＭＩＮ）＜α１となると、ステップＳ１５に進み偏差量ΔＤＩＦ１を算出し、次いでこの偏差量ΔＤＩＦ１が所定偏差量ΔＤＩＦＬＩＭ１以上か否かを判別する（ステップＳ１６）。そして、ΔＤＩＦ１≧ΔＤＩＦＬＩＭ１であるときは、ウインカが操作されているか否かを判別する（ステップＳ１７）。その結果、ΔＤＩＦ１＜ΔＤＩＦＬＩＭ１であるとき又はウインカが操作されているときは、直ちに本処理を終了する一方、ΔＤＩＦ１≧ΔＤＩＦＬＩＭ１であって、ウインカが操作されていないときは、運転状況が異常であると判定して、警報を発するよう指令する信号を警報部２４に出力する。
【００３５】
図４は本発明の第２の実施の形態にかかる車両用運転状況監視装置の構成を示す図であり、本実施例の監視装置は、第１の実施の形態の横変位微分量算出部１８に代えて横変位量算出部１９を備えており、偏差量算出部２０は、横変位微分量ではなく横変位量に基づいて偏差量を算出する。これ以外の点は第１の実施の形態と同一である。
【００３６】
図５は、本実施の形態のマイクロコンピュータ１で実行される処理の手順を示すフローチャートであり、これを参照して本実施例の監視装置の動作を説明する。
【００３７】
先ずステップＳ２１、Ｓ２２では、図３のステップＳ１１、Ｓ１２と同様にデータを取り込み、基準線の算出を行う。ステップＳ２３では、修正ヨー角ＹＡＭ及び車速Ｖから横変位微分量ＤＹＫを算出し、さらにＤＹＫ値を時間積分することにより横変位量ＹＫを算出する（図２（ｅ）参照）。
【００３８】
次に横変位量ＹＫの最大値ＹＫＭＡＸと最小値ＹＫＭＩＮとの差が所定値α２より小さいか否かを判別し（ステップＳ２４）、（ＹＫＭＡＸ−ＹＫＭＩＮ）≧α２であるときは、ステップＳ２２に戻り、基準線の近似の次数を１次上げて再度基準線の算出を行い、ステップＳ２４の答が肯定（ＹＥＳ）となるまで繰り返す。
【００３９】
なお、（ＹＫＭＡＸ−ＹＫＭＩＮ）≧α２であっても近似次数が所定次数に達したときは基準線の算出を終了するようにしてもよい。
【００４０】
ステップＳ２４で（ＹＫＭＡＸ−ＹＫＭＩＮ）＜α２となると、ステップＳ２５に進み偏差量ΔＤＩＦ２を算出する。この偏差量は、例えば図２（ｅ）に斜線を付した部分の面積（横変位量ＹＫの絶対値の時間積分値）として算出するが、ＹＫ値の標準偏差や最大値と最小値との差を用いてもよい。
【００４１】
次いでこの偏差量ΔＤＩＦ２が所定偏差量ΔＤＩＦＬＩＭ２以上か否かを判別する（ステップＳ２６）。そして、ΔＤＩＦ２≧ΔＤＩＦＬＩＭ２であるときは、ウインカが操作されているか否かを判別する（ステップＳ２７）。その結果、ΔＤＩＦ２＜ΔＤＩＦＬＩＭ２であるとき又はウインカが操作されているときは、直ちに本処理を終了する一方、ΔＤＩＦ２≧ΔＤＩＦＬＩＭ２であって、ウインカが操作されていないときは、運転状況が異常であると判定して、警報を発するよう指令する信号を警報部２４に出力する。
【００４２】
以上のように本実施の形態では、検出したヨー角ＹＡに基づいて基準線を算出し、この基準線からのずれを表す横変位量ＹＫから算出した偏差量ΔＤＩＦ２に基づいて運転状況を判定するので、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４３】
図６は本発明の第３の実施の形態にかかる車両用運転状況監視装置の構成を示す図であり、本実施の形態の監視装置は、第２の実施の形態の偏差量算出部２０と判断部２２との間に運転者の運転能力を推定する運転能力推定部２１が追加されている。これ以外の点は第２の実施の形態と同一である。
【００４４】
図７は図６の機能ブロック図に対応する処理のフローチャートであり、図７のステップＳ２１〜Ｓ２５は、図５の処理と同一である。
【００４５】
ステップＳ３１では、ステップＳ２５で算出した偏差量ΔＤＩＦ２に基づいて運転者の運転能力を推定する。この推定は具体的には以下のようにして行う。
【００４６】
先ず偏差量ΔＤＩＦ２の算出を、ヨーレートＹＲ及び車速Ｖのサンプリング時期を変えてｍ回（例えば４回）とｎ回（例えば８回）行い、ｍ個のΔＤＩＦ２値の平均値ΔＤＩＦＡＶＥ及び標準偏差σＤＩＦ及びｎ個のΔＤＩＦ値の平均値ΔＤＩＦＡＶＥ３を算出する。そして、平均値ΔＤＩＦＡＶＥが所定偏差量ΔＤＩＦＴＨより大きいか否か、及び標準偏差σＤＩＦが所定閾値σＴＨより大きいか否かに応じて図８に示すように運転能力レベルＡ〜Ｄを決定する。ここで、ΔＤＩＦＡＶＥ≦ΔＤＩＦＴＨ且つσＤＩＦ≦σＴＨであるときは、偏差量が平均して小さく且つそのばらつきも小さいので、最も運転能力が高い状態と推定する（レベルＡ）。一方、ΔＤＩＦＡＶＥ＞ΔＤＩＦＴＨ且つσＤＩＦ≦σＴＨであるときは、偏差量が平均して大きく且つそのばらつきが小さいので、最も運転能力が低い状態と推定する（レベルＤ）。また、σＤＩＦ＞σＴＨであるときは、ΔＤＩＦＡＶＥ値が小さい方が運転能力が高いと推定し、ΔＤＩＦＡＶＥ≦ΔＤＩＦＴＨであるときをレベルＢ、ΔＤＩＦＡＶＥ＞ΔＤＩＦＴＨである時をレベルＣとする。
【００４７】
さらに、ｍ個のΔＤＩＦ２値の中で所定値を越えるものの数ＮＯＶ（＝０〜ｍ）を求め、このＮＯＶ値に応じて運転能力レベルＥ〜Ｉを決定する。すなわち、ｍ＝４の場合には、ＮＯＶ＝０，１，２，３，４に対応して運転能力をそれぞれＥ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉとする。
【００４８】
そして、上記運転能力レベルＡ〜Ｃ及びＥ〜Ｉに基づいて、、図９に示すように総合的な運転能力の判定を行う。すなわちｎ個のΔＤＩＦ値の平均値ΔＤＩＦＡＶＥ３の所定閾値をΔＤＩＦ３ＴＨとすると、レベルＡ，Ｂ且つＥ，またはΔＤＩＦＡＶＥ３＜ΔＤＩＦ３ＴＨのときは「正常」と判定し、レベルＡ，Ｂ且つＦ，Ｇ且つΔＤＩＦＡＶＥ３≧ΔＤＩＦ３ＴＨのときまたはレベルＣ且つＥ，Ｆ，Ｇ且つΔＤＩＦＡＶＥ３≧ΔＤＩＦ３ＴＨのときは「警告レベル１」と判定し、レベルＡ，Ｂ，Ｃ且つＨ，Ｉ且つΔＤＩＦＡＶＥ３≧ΔＤＩＦ３ＴＨのとき、またはレベルＤ且つΔＤＩＦＡＶＥ３≧ΔＤＩＦ３ＴＨのときは「警告レベル２」と判定する。
【００４９】
なお、ｎ個のΔＤＩＦ値の平均値ΔＤＩＦＡＶＥ３を用いずに、レベルＡ，Ｂ且つＥのときは「正常」と判定し、レベルＡ，Ｂ且つＦ，ＧのときまたはレベルＣ且つＥ，Ｆ，Ｇのときは「警告レベル１」と判定し、レベルＡ，Ｂ，Ｃ且つＨ，ＩのときまたはレベルＤのときは「警告レベル２」と判定するようにしてもよい。
【００５０】
このようにして、複数の偏差量ΔＤＩＦ２の平均値及びばらつきに基づいて運転者の運転能力を判定することにより、より正確に運転能力を判定（推定）することができる。
【００５１】
図７に戻り、ステップＳ３２では、運転能力が低いか否か、すなわちステップＳ３１で推定した運転能力が警告レベル１又は２であるか否かを判別し、この答が肯定（ＹＥＳ）のときは、ウインカが操作されているか否かを判別する（ステップＳ３３）。その結果、運転能力が警告レベル１又は２でないとき又はウインカが操作されているときは、直ちに本処理を終了する一方、運転能力が警告レベル１又は２であって、ウインカが操作されていないときは、運転状況が異常であると判定して、警報を発するよう指令する信号を警報部２４に出力する。
【００５２】
この場合、警告レベル２のときは、警告レベル１のときより警告音を大きくしたり、ランプ点灯とブザー発音とを両方行うようにすること等が望ましい。さらに、警告レベル２のときは、車速を減速させるといったフェールセーフアクションを行うようにしてもよい。
【００５３】
以上のように第３の実施の形態によれば、複数の偏差量ΔＤＩＦ２の平均値及びばらつきに基づいて運転者の運転能力を判定することにより、より正確に運転能力を判定（推定）することができ、さらにきめの細かい警告及びフェールセーフアクションが可能となる。
【００５４】
次に本発明の第４の実施の形態を図１０及び１１を参照して説明する。
【００５５】
図１０は図３のステップＳ１７をステップＳ１７ａに変更したものであり、これ以外の点は第１の実施の形態と同一である。
【００５６】
図１０のステップＳ１７ａでは車線変更が行われたか否かを判別する。そして、車線変更がおこわれときは直ちに本処理を終了し、車線変更が行われていないときは、運転状況が異常であると判定して、警報を発するよう指令する信号を警報部２４に出力する。
【００５７】
ここで車線変更が行われたか否かの判別は、以下のように行う。すなわち、車線変更が行われた場合には、ヨーレートＹＲは図１１に示すような変化をすることがわかっているので、ヨーレートＹＲが一方向（例えば右方向）のピークを示す時点から他方向（例えば左方向）のピークを示す時点までの時間Ｔと、それらのピーク値の差（ヨーレートの振幅）ａとを計測する。そして、時間Ｔが所定時間Ｔ１，Ｔ２（Ｔ１＞Ｔ２）範囲内にあり、且つ振幅ａが所定値Ａより大きいとき、車線変更が行われたと判定する。
【００５８】
この実施の形態によれば、例えば運転者がウインカ操作せずに車線変更した場合でも、誤判定することがなく、判定精度を向上させることができる。
【００５９】
なお、図１０のステップＳ１７ａでは車線変更後所定時間ＴＡＲＣ内か否かを判別し、所定時間ＴＡＲＣ内であれば直ちに処理を終了し、所定時間ＴＡＲＣ経過した後に、警報を発するようにしてもよい。
【００６０】
また、図５のステップＳ２７又は図７のステップＳ３３においても、上述したステップＳ１７ａと同様の判別を行うようにしてもよい。
【００６１】
また、上述した第１〜第３の実施の形態において、ウィンカが操作されたか否かの判別（図３のステップＳ１７、図５のステップＳ２７、図７のステップＳ３３）は、ヨーレートＹＲ及び車速Ｖのデータ取得処理（図３のステップＳ１１、図５、７のステップＳ２１）の直後に行うようにし、ウィンカ操作がされたときは、基準線算出等の処理を行うことなく直ちに処理終了するようにしてもよい。また、第４の実施の形態において、車線変更したか否かの判別（図１０のステップＳ１７ａ）も同様にステップＳ１１の直後に行うようにし、車線変更がなされたときは、基準線算出等の処理を行うことなく直ちに処理を終了するようにしてもよい。
【００６２】
また、上述した実施の形態では、運転者への警告は、運転者の視覚又は聴覚に訴えるものを使用したが、これに限るものではなく、運転者に直接作用する方法、例えばシートを振動させたり、シートベルトに張力を加えたり、あるいは特定の香りを車室内に放出したり、空調装置の作動状態を変更したりするようにしてもよい。これにより、運転状況の悪化をより確実に運転者に知らせることができる。
【００６３】
また、上述した実施の形態では、ヨーレートセンサ１０によりヨーレートを検出したが、これに代えて、車輪速センサ及び車速センサの出力、又はステアリングの操舵角を検出する操舵角センサ及び横方向加速度センサの出力等を用いてヨーレートを算出するようにしてもよい。
【００６４】
また、上述した実施の形態では、ヨー角ＹＡに基づいて基準線を推定したが、ヨーレートＹＲ、又は横変位量ＹＫに基づいて基準線を推定してもよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項１記載の車両用運転状況監視装置によれば、車両のヨー運動又は横方向運動に関する挙動量が検出され、この挙動量に基づいて挙動基準が設定され、前記挙動量、挙動基準及び車速に基づいて車両の横変位挙動量が演算され、演算された横変位挙動量に応じた偏差量と所定偏差量との比較結果に基づいて運転者の運転状況が適正か否かが判定され、車両の運転者が車線変更を行う意志があるか否かが判別されるので、路面の状況や運転者の個人差に拘わらず的確に運転状況を把握することができる。そして、運転者に車線変更の意志がなく且つ運転者の運転状況が適正でないと判定された場合に運転状況が異常と判定されるので、運転者が意図した進路変更時に異常と誤判断することを防止することができる。また、前記挙動基準は、演算された横変位挙動量の最大値及び最小値の差に応じて再設定又は補正されるので、より適切な挙動基準により運転状況の判定が可能となる。
【００６６】
請求項２の車両用運転状況監視装置によれば、車両のヨー運動又は横方向運動に関する挙動量が検出され、この挙動量に基づいて挙動基準が設定され、前記挙動量、挙動基準及び車速に基づいて車両の横変位挙動量が演算され、演算された横変位挙動量に応じた偏差量と所定偏差量との比較結果に基づいて運転者の運転状況が適正か否かが判定され、検出された車両の挙動量の大きさ及び発生時間にもとづいて運転者が車線変更を行ったか否かが判別される。そして、車線変更が行われていないと判別され且つ前記運転者の運転状況が適正でない場合に運転者の運転状況が異常であると判定されるので、例えば運転者がウィンカ操作せずに車線変更した場合でも、誤判定することがなく、判定精度を向上させることができる。
請求項３の車両用運転状況監視装置によれば、検出されたヨーレートの振り幅及び発生時間によって前記車線変更の判別が行われるので、判定精度を更に向上させることができる。
【００６７】
請求項４の車両用運転状況監視装置によれば、前記運転状況の判定は、測定時点が異なる複数のデータに基づいて行われるので、運転状況の一時的な変動の影響を排除してより正確な判定を行うことができる。
【００６８】
請求項５の車両用運転状況監視装置によれば、前記挙動基準は、演算された横変位挙動量の最大値及び最小値の差に応じて再設定又は補正されるので、より適切な挙動基準により運転状況の判定が可能となる。
【００６９】
請求項６の車両用運転状況監視装置によれば、運転者の運転状況が適正でないと判定した場合には、警告が行われるので、運転者は必要な措置をとることが可能となる。
【００７０】
請求項７の車両用運転状況監視装置によれば、運転者の運転状況が適正でないと判定した場合には、車速制御がおこなわれるので、より安全性を向上させることができる。
【００７１】
請求項８の車両用運転状況監視装置によれば、運転者の運転状況が適正でないと判定した場合には、運転者に直接作用する車載装置の制御が行われるので、運転状況の悪化をより確実に運転者に知らせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる車両用運転状況監視装置の構成を示すブロック図である。
【図２】検出データ及び検出データに基づいて算出されるパラメータの推移を示す図である。
【図３】図１のマイクロコンピュータで実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態にかかる車両用運転状況監視装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図４のマイクロコンピュータで実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３の実施の形態にかかる車両用運転状況監視装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図６のマイクロコンピュータで実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】運転者の運転能力レベルを決定するためのマップを示す図である。
【図９】運転者の運転能力レベルを決定するためのマップを示す図である。
【図１０】図３の処理の一部を変更した処理のフローチャートである。
【図１１】車線変更の判定手法を説明するための図である。
【符号の説明】
１ マイクロコンピュータ（挙動基準設定手段、横変位挙動量演算手段、判定手段、警告手段、車線変更判別手段、車速制御手段、車載装置制御手段）
１０ ヨーレートセンサ（挙動量検出手段）
１１ ウインカスイッチ（車線変更判別手段）
１２ 車速センサ（車速検出手段）
２４ 警報部（警告手段）
Claims (8)
- 車両のヨー運動又は横方向運動に関する挙動量を検出する挙動量検出手段と、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記挙動量の変化に基づいて挙動基準を設定する挙動基準設定手段と、
前記挙動量、前記挙動基準及び前記車速に基づいて前記車両の横変位挙動量を演算する横変位挙動量演算手段と、
前記演算された横変位挙動量に応じた偏差量と所定偏差量との比較結果に基づいて運転者の運転状況が適正か否かを判定する判定手段と、
前記車両の運転者が車線変更を行う意志があるか否かを判別する車線変更判別手段とを有し、
前記運転者に車線変更の意志がなく、且つ前記運転者の運転状況が適正でない場合に運転者の運転状況が異常であると判定する、車両の運転者の運転状況を監視する車両用運転状況監視装置であって、
前記挙動基準設定手段は、前記演算された横変位挙動量の最大値及び最小値の差に応じて前記挙動基準の再設定又は補正を行うことを特徴とする車両用運転状況監視装置。 - 車両の運転者の運転状況を監視する車両用運転状況監視装置において、
前記車両のヨー運動又は横方向運動に関する挙動量を検出する挙動量検出手段と、
前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
前記挙動量の変化に基づいて挙動基準を設定する挙動基準設定手段と、
前記挙動量、前記挙動基準及び前記車速に基づいて前記車両の横変位挙動量を演算する横変位挙動量演算手段と、
前記演算された横変位挙動量に応じた偏差量と所定偏差量との比較結果に基づいて前記運転者の運転状況が適正か否かを判定する判定手段と、
前記検出された車両の挙動量の大きさ及び発生時間にもとづいて運転者が車線変更を行ったか否かを判別する車線変更判別手段とを有し、
車線変更が行われていないと判別され、且つ前記運転者の運転状況が適正でない場合に運転者の運転状況が異常であると判定することを特徴とする車両用運転状況監視装置。 - 前記挙動量はヨーレートであり、前記車線変更判別手段は、検出したヨーレートの大きさ及び発生時間によって前記車線変更の判別を行うことを特徴とする請求項２記載の車両用運転状況監視装置。
- 前記判定手段は、測定時点が異なる複数のデータに基づいて判定を行うことを特徴とする請求項１記載の車両用運転状況監視装置。
- 前記挙動基準設定手段は、前記演算された横変位挙動量の最大値及び最小値の差に応じて前記挙動基準の再設定又は補正を行うことを特徴とする請求項２記載の車両用運転状況監視装置。
- 前記判定手段が前記運転者の運転状況が適正でないと判定した場合に、警告を行う警告手段をさらに設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の車両用運転状況監視装置。
- 前記判定手段が前記運転者の運転状況が適正でないと判定した場合に、車速制御を行う車速制御手段をさらに設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の車両用運転状況監視装置。
- 前記判定手段が前記運転者の運転状況が適正でないと判定した場合に、前記運転者に直接作用する車載装置の制御を行う車載装置制御手段をさらに設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の車両用運転状況監視装置。
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