JP4873752B2 - 飲酒運転防止機構 - Google Patents

Description

本発明は、エチルアルコールの血中濃度が所定値以上の状態にある運転者が自動車を運転すること（いわゆる「飲酒運転」）を防止するための技術に関する。

エチルアルコールの血中濃度が所定値以上の状態にあると、慎重な判断が困難となり、且つ、反応が悪くなってしまう恐れがあるので、自動車を運転することは大変に危険であり、且つ、重大な事故を発生する恐れがある。その様な危険性に鑑みて、飲酒運転は各種法規により厳禁されている。
しかしながら、各種法規による厳しい懲罰が存在するにも拘らず、飲酒運転は減少していない。そして、飲酒運転に起因する痛ましい事故も後を絶たない。

従来技術においても、アルコールを検出した場合に自動車を運転不可能とする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、係る従来技術は、アルコールガスの熱伝導度、電気伝導度を基礎としてアルコールの有無を検知するので、各種手段により呼気を濃縮しなければ、アルコールの検知自体が困難であるという問題を有している。
特開平８−１５０８５３号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、呼気を濃縮する手段等を用いること無く、エチルアルコールの血中濃度が所定値以上の状態で自動車を運転すること（いわゆる「飲酒運転」）を防止することが出来る飲酒運転防止機構の提供を目的としている。

発明者は種々研究の結果、呼気中のエチルアルコール濃度は血中のエチルアルコール濃度と対応していること、呼気中に含まれるエチルアルコールの臭気は呼気を濃縮しなくても十分に感知可能であることに着目した。すなわち、エチルアルコール或いはアルデヒドの様な、飲酒した事実を示す指示物質の臭気を計測すれば、呼気を濃縮する必要が無い旨に着目した。

本発明によれば、エチルアルコールの血中濃度が所定値以上の状態にある運転者が自動車を運転することを防止するための飲酒運転防止機構において、車両（１）に搭載されたエンジン（２）と、運転者の呼気中のエチルアルコール濃度を検出するアルコールセンサ（３）と、前記アルコールセンサ（３）からの情報によって運転者が飲酒又は酒気帯びであるか否かを判断するコントロールユニット（４）と、前記アルコールセンサ（３）が所定濃度以上のエチルアルコールを検知しても自動車が発進できるようにする解除スイッチ（５）と、発信用アンテナ（６１）を有する飲酒運転信号発生手段（６）と、車外に設けられた表示手段とを備え、前記コントロールユニット（４）はデータベース（４３）と、アルコールセンサ（３）からの出力信号を受信して、その受信した信号に含まれる情報と前記データベース（４３）に記憶されたデータとを比較する比較回路（４１）と、その比較回路（４１）の比較結果に基づいて運転者が飲酒又は酒気帯びに該当するか否かを判断する判定回路（４２）とを備え、そして前記コントロールユニットはアルコールセンサ（３）でエチルアルコールを検出したか否かを判断し（Ｓ２１）、アルコールセンサ（３）でエチルアルコールが検出されればアルコール濃度が所定濃度以上か否かを判断し（Ｓ２２）、所定濃度以上であれば解除スイッチ（５）がＯＮか否かを判断し（Ｓ２３）、解除スイッチ（５）がＯＮであれば、車速が零でないか又はエンジンが作動しているか否かを判断し（Ｓ２５）、車速が零でないか又はエンジン（２）が作動していれば、前記表示手段（７）を作動させそして飲酒運転信号発生手段（６）から飲酒信号を警察署に発信し（Ｓ２６）、アルコールセンサ（３）がエチルアルコールを検出せずまたエチルアルコールを検出してもそのアルコール濃度が所定値以上でなければエンジンを作動させ（Ｓ２４）、また解除スイッチ（５）がＯＮでなければ、車速が零でないか又はエンジン（２）が作動していれば（Ｓ２７）、エンジン（２）を停止させる（Ｓ２８）機能を有している。

本発明において、アルコールセンサは例えば薄膜センサを用いることができる。

ここで、上述した薄膜センサは、ナノレベルの微細孔を多数形成した多孔質材料（例えば、金属酸化物半導体）から構成されており、検出するべき物質の分子がナノレベルの微細孔を侵入することによりセンサとして必要な選択性を発揮するものが使用可能である。

上述する構成を具備する本発明によれば、飲酒した旨を示す指示物質（例えば、エチルアルコール、アルデヒド）の臭気を検出するセンサ（例えば、アルコールのみを検知する薄膜センサ３、アルデヒドのみを検知する薄膜センサ）により、自動車（１）の運転席に座着した者（運転者、ドライバー）の呼気中に指示物質の臭気が含まれているか否かを検出しており、当該指示物質の臭気は呼気を濃縮しなくても十分に検出可能であるため、呼気を濃縮する手段を用いること無く、飲酒した旨を示す指示物質を検出することが出来るのである。
そのため、呼気を濃縮する手段のスペースが不要であるため、本発明の飲酒運転防止機構は、自動車（１）内に簡単に設置することが可能である。

本発明において、前記解除スイッチ５を有し、解除スイッチ５が作動した場合には自動車を発進不能とする制御を行わない様に構成されており、同乗者は飲酒していてもドライバーは飲酒をしていない場合や、外傷を負った者の治療（消毒）のために飲酒運転を行う緊急事態の場合等においては、自動車（１）を発進させて、運転することが可能となる。

さらに本発明において、前記解除スイッチ５を作動させた場合には、表示手段７によって指示物質濃度が閾値以上であるが運転をしている旨（飲酒運転が行われている旨）を表示し、或いは、指示物質濃度が閾値以上であるが運転をしている旨（飲酒運転が行われている旨）の無線信号を（例えば無線ＬＡＮにより）警察署８に発信する様に構成されており、その自動車（１）が飲酒運転中であることを周囲に警告することが出来るので、飲酒運転による事故を未然に防止することが可能となる。
また、酩酊状態にある者が前記操作手段５を作動させて飲酒運転を行うという事態に対処することが出来る。

以下、添付図面を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１〜図４の実施形態は、エチルアルコールと１：１で反応する（エチルアルコールのみに反応する）センサ（例えば薄膜センサ）を用いた実施形態である。

ここで、エチルアルコールと１：１で反応するセンサとしては、例えば、分子レベルの厚さ寸法しか有さない薄膜に、エチルアルコール分子の形状と同一形状の欠損部（分子レベルのサイズの孔）を複数形成し、当該薄膜を透過した分子が圧電素子に衝突するように構成されているタイプのセンサを使用する。そして、当該薄膜を透過した分子が衝突する圧電素子は、当該薄膜を透過した分子数に比例した電圧を発生させる様に構成されている。

係るセンサにおいて、エチルアルコール分子を包含する気体を当該薄膜に衝突させる。その結果、エチルアルコール分子のみが薄膜を透過する。薄膜を透過したエチルアルコール分子は圧電素子と衝突して、電圧を発生する。
ここで、発生電圧は薄膜を透過したエチルアルコール分子の数、すなわちモル濃度に比例するので、当該気体中にエチルアルコール分子が存在するか否かのみならず、その濃度も鑑定できる。

図１において、本実施形態の飲酒運転防止機構１００は、図示しない車両に設けられている。
飲酒運転防止機構１００は、図示しない車両に搭載されているエンジン２と、ドライバーの呼気中のアルコール濃度を検出するアルコールセンサ３と、コントロールユニット４と、解除スイッチ５とを有している。
コントロールユニット４は、アルコールセンサ３からの情報によって、ドライバーが飲酒又は酒気帯びであるか否かを判断する様に構成されている。そして解除スイッチ５は、例えば、助手席の乗員が飲酒していた場合にコントロールユニット４が「ドライバーが飲酒又は酒気帯びである」と誤判断して、運転操作を禁止しようとした場合でも、コントロールユニット４の禁止命令を解除することが出来る様に構成されている。

コントロールユニット４は、比較回路４１と、判定回路４２と、記憶装置であるデータベース４３とを有している。比較回路４１は、アルコールセンサ３からの出力信号を受信し、その受信した信号に含まれる情報とデータベース４３に記憶されたデータ（飲酒又は酒気帯びであるということを示す閾値）とを比較し、その比較結果を判定回路４２に送る。判定回路４２は、比較回路から送られた比較結果を示す信号に基いて、ドライバーが飲酒又は酒気帯びに該当するか否かを判定する。そして、エンジン２に制御信号、例えば、エンジン２の図示しないインジェクションポンプの噴射を禁止する旨の信号等を発信する。

アルコールセンサ３は、上述したように、エチルアルコールのみを検出することが出来るセンサ（エチルアルコールと１：１で反応するセンサ）であり、エチルアルコールが存在するか否かと、その濃度の双方が検出できるタイプのセンサである。
詳細には図示されていないが、図１の実施形態においては、ドライバーの呼気からエチルアルコール及びその濃度を検知するように配置されている。

アルコールセンサ３は、図示しないドライバーシートに着座した者の呼気が衝突する部位に設置される。その様な位置としては、例えば、図示しないステアリングの中央部や、図示しないインストルメントパネルがある。
また、図示しないルームミラーの反射面の反対側（裏側）や、ドライバーシート真上の図示しない天井部分にアルコールセンサを設けても、ドライバー以外の乗員の呼気と混同すること無く、ドライバーの呼気に含まれるアルコールを検出可能である。
いわゆる「オープンカー」の場合には、シートベルト真上の天井自体が存在せず、呼気が大気中に拡散してしまう可能性が高い。この様な場合には、例えば、図示しないドライバーのシートベルトやバックルに、アルコールセンサを設けても良い。

上述したように、コントロールユニット４は、アルコールセンサ３の出力信号電圧を、データベース４３に記憶されている閾値と比較し（比較回路４１)、閾値以上のアルコール濃度であるか否かを決定し（判定回路４２)、アルコール濃度が閾値以上の場合には自動車のエンジン２に制御信号を発生して、始動を妨げる様に構成されている。

解除スイッチ５は、上述したように、閾値以上のアルコール濃度が検出されても、自動車のエンジン２の始動が妨げることが無い様にするための装置である。
例えば、同乗者は飲酒していてもドライバーは飲酒をしていない場合や、外傷を負った者の治療（消毒）にエチルアルコールを使用した場合等において、自動車が発進出来なくなってしまう不都合を解消するために設けられている。詳細については、図４を参照して後述する。

図２は、本実施形態における作用を示した制御フローチャートである。
図２のステップＳ１において、コントロールユニット４は、アルコールセンサ３でアルコールを検出したか否かを判断する。
アルコールを検出したなら（ステップＳ１のＹＥＳ）、ステップＳ２に進み検出しなければ（ステップＳ１のＮＯ）、ステップＳ５でエンジンを稼働ならしめてステップＳ６まで進む。

ステップＳ２では、アルコール濃度が所定値以上か否かを判断して、所定濃度以上であれば（ステップＳ２のＹＥＳ）ステップＳ３に、所定濃度未満であれば（ステップＳ２のＮＯ）、ステップＳ５でエンジンを作動ならしめてステップＳ６まで進む。
勿論、ステップＳ１の判断と、ステップＳ２の判断とを、同時に実行する様に構成することも可能である。

ステップＳ３では、コントロールユニット４はエンジンが作動しているか否かを判断する。エンジンが作動していれば（ステップＳ３のＹＥＳ）、次のステップＳ４に進み、エンジンが作動していなければ（ステップＳ３のＮＯ）、ステップＳ６まで進む。
ステップＳ４ではコントロールユニット４はエンジンを停止させ、ステップＳ６では制御を終了するか否かを判断する。

制御を終了するのであれば（ステップＳ６のＹＥＳ）、そのまま制御を終え、未だ制御を続けるのであれば（ステップＳ６のＮＯ）、ステップＳ１まで戻り、再びステップＳ１以降を繰り返す。

図１、図２では、ドライバーの呼気におけるエチルアルコール濃度が閾値を越えた場合には、コントロールユニット４からの制御信号により、作動中の自動車のエンジン２を停止し、或いは、停止中のエンジン２の始動を妨げるように構成されている。
エンジン２を停止し、或いは始動を妨げる具体的な手法としては、例えば、図示しないガバナ等を制御してエンジン２への燃料供給を遮断し、図示しない点火系への電流供給を遮断し、図示しないスタータモータへの電流供給を遮断し、図示しないトランスミッションがニュートラル（Ｎ）位置やパーキング位置（Ｐ）以外に入らない様に構成し、図示しないサイドブレーキが解除されない様に構成し、或いは、図示しないイグニッションキーが回動しないように構成する。

エチルアルコールを検出した場合でも、エンジン２が作動していなければ、上述した「エンジン作動か？」（ステップＳ３）の制御を行う必要は無い。或いは、エンジンが作動しているか否かの判定に代えて、車速がゼロであるか否かを判定しても良い。

「アルコール濃度が所定濃度（閾値）以上であるか否か？」を判定するステップＳ２では、図３で示す様に、経時的に変化するアルコール濃度（線Ｌγ）の瞬間値（ピーク値）が閾値Ｌｓを超えた場合には、「ＹＥＳ」と判定する。
危険防止の観点から、血中アルコール濃度が閾値を越えた可能性がある場合に、漏れなく、上述した「エンジン停止」（ステップＳ４）の制御を行うためである。

図４を参照して、図１に関連して述べた解除スイッチ５について説明する。
上述した様に、例えば、同乗者は飲酒していてもドライバーは飲酒をしていない場合や、外傷を負った者の治療（消毒）にエチルアルコールを使用した場合等において、自動車が発進出来なくなってしまう不都合を解消するために、解除スイッチ５は設けられている。

解除スイッチ５を作動させると、アルコールセンサ３が所定濃度以上のエチルアルコールを検知しても、図２で示すステップＳ４の「エンジン停止」の制御が為されなくなる。

解除スイッチ５による制御を示すフローチャートである図４において、ステップＳ１１では、コントロールユニット４は解除スイッチがＯＮであるか否かを判断する。解除スイッチがＯＮであれば（ステップＳ１１のＹＥＳ）、ステップＳ１２に進む。一方、解除スイッチがＯＮでなければ（ステップＳ１１のＮＯ）、ステップＳ１１のループを繰り返す。

ステップＳ１２では、解除スイッチ５をＯＮにした日時をデータベース４３に記憶し、更に、図２のステップＳ４の処理を解除（ステップＳ１３）して、制御を終了する。

解除スイッチ５をＯＮにした日時をデータベース４３に記憶することによって、解除スイッチ５をＯＮにした状態で事故が発生した場合に、解除スイッチ５が異常作動したのではない旨を明らかなすることが出来る。換言すれば、酩酊状態の者が故意に解除スイッチ５を作動させてしまった場合に、その旨を記録しておくことにより、その者が事故を起こした場合に、「解除スイッチが勝手に作動してしまった」と抗弁することを事前に防止することが可能となる。

解除スイッチ５は、運転席から離隔した箇所に設けられていることが好ましい。換言すれば、ドライバーが操作し難い箇所に配置されていることが好ましい。例えば、後部シートの下側や、トランクの内部に設置することが好適である。

図４において、ステップＳ４（図２）の処理を解除して、自動車を発信可能にせしめた後、一定条件を満たした場合には、図４のステップＳ１３の処理を解除して、図２及び／又は図４の制御を繰り返すことが好ましい。
図２及び／又は図４の制御を繰り返すことにより、酩酊状態にある者が故意に解除スイッチ５を操作しても、一定時間を経過するとエンジンが停止するので、酩酊状態のドライバーが長時間の運転を行うという事態が防止される。
上述の一定条件としては、例えば、「所定の時間が経過する」という条件や、「エンジンが停止した（切れた）」という条件が考えられる。

次に、図５、図６を参照して第２実施形態を説明する。
図５、図６の第２実施形態では、解除スイッチ５が作動されていない場合には第１実施形態と同様である。第２実施形態において、所定濃度以上のエチルアルコールを検知したが、解除スイッチ５が作動しており、自動車が走行している（車速≠０）場合には、「飲酒運転が為されている」旨の表示をすると共に、「飲酒運転が為されている」旨を警察署に対して無線ＬＡＮ等を用いて連絡する様に構成されている。

図５において、飲酒運転防止機構１０２は、エンジン２を備えた自動車１に、第１実施形態と同様のアルコールセンサ３とコントロールユニット４と解除スイッチ５とを備え、更に、発信用アンテナ６１を有する飲酒運転信号発生手段６と表示手段７とを備えている。

図６に基づいて、第２実施形態の制御方法について説明する。
ステップＳ２１では、コントロールユニット４は、アルコールセンサ３でアルコールを検出したか否かを判断する。
アルコールを検出したならば（ステップＳ２１のＹＥＳ）ステップＳ２２に進み、アルコールを検出しなければ（ステップＳ２１のＮＯ）、ステップＳ２４でエンジンを作動せしめてステップＳ２９まで進む。

ステップＳ２２では、アルコール濃度が所定値以上か否かを判断して、所定濃度以上であれば（ステップＳ２２のＹＥＳ）ステップＳ２３に進み、アルコール濃度が所定濃度未満であれば（ステップＳ２２のＮＯ）、ステップＳ２４でエンジンを作動せしめてステップＳ２９まで進む。

ステップＳ２３では、コントロールユニット４は解除スイッチ５がＯＮか否かを判断する。解除スイッチ５がＯＮであれば（ステップＳ２３のＹＥＳ）ステップＳ２５に進み、解除スイッチ５がＯＮでなければ（ステップＳ２３のＮＯ）ステップＳ２７に進む。

ステップＳ２５では、コントロールユニット４は車速が０でないか否か、即ちエンジンが作動しているか否かを判断している。
車速が０でなければ（ステップＳ２５のＹＥＳ）、ステップＳ２６で表示手段を作動させ、飲酒信号発生手段６から飲酒信号を発信した後、ステップＳ２９に進む。一方、車速が０であれば（ステップＳ２５のＮＯ）、そのままステップＳ２９に進む。

ステップＳ２７では、コントロールユニット４は車速が０でない、即ちエンジンが作動しているか否かを判断している。
車速が０でなければ（ステップＳ２７のＹＥＳ）、ステップＳ２８でエンジン停止の制御を行った後ステップＳ２９に進む。一方、車速が０であれば（ステップＳ２７のＮＯ）、そのままステップＳ２９に進む。

ステップＳ２９では、コントロールユニット４は、制御を終了するか否かを判断する。
制御を終了するのであれば（ステップＳ２９のＹＥＳ）、そのまま制御を終え、未だ制御を続けるのであれば（ステップＳ２９のＮＯ）、ステップＳ２１まで戻り、再びステップＳ２１以降を繰り返す。

この様に構成することにより、酩酊状態のドライバーが解除スイッチ５を操作して、自動車１を運転してしまった場合に、積極的に対処することが出来る。
即ち、酩酊状態のドライバーが解除スイッチ５を操作して、自動車１を運転してしまった場合には、コントロールユニット４から飲酒運転信号発信手段６に、飲酒運転である旨が出力され、自動車１の後部に取り付けられた表示手段７には飲酒運転中である旨の表示がなされる。そのため、当該自動車１の近傍を走行しているその他の自動車は、当該自動車１が飲酒運転中であることを認識することが出来るので、事故等に巻き込まれてしまうことを防止できる。

一方、発進アンテナ６１からは、最寄りの警察署８に同様の信号が送られてしまうため、必要に応じて当該自動車１に対して警察官が停止を命じることが出来る。その結果、当該自動車１の事故を積極的に防止することが出来ると共に、飲酒者に対しては、大きな飲酒運転の抑制効果を発揮することが出来る。

なお、同乗者は飲酒していてもドライバーは飲酒をしていない場合や、外傷を負った者の治療（消毒）にエチルアルコールを使用した場合等、解除スイッチ５を操作することが適正な場合においても、警察８に連絡されてしまう。しかし、係る場合において、仮に警察官に停車を命じられて職務質問をされたとしても、警察官の質問に対してドライバーが事情を正確に説明すれば、ドライバーに不利益は生じない。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
上述の例では、センサはアルコール及びその濃度を検出しているが、飲酒した者の呼気に包含されるその他の物質、例えばアルデヒドを検出するように構成されていても良い。
また、図示の実施形態では、ドライバーシートに着座した者の呼気中のアルコール濃度を検出しているが、ドライバーの体臭や、ステアリングホイールを握る掌の汗中のアルコール濃度を検出して、上述した制御を実行することも可能である。

本発明の第１実施形態の全体構成を示したブロック図。 第１実施形態に係る一制御方法を示したフローチャート。 本発明の実施形態に係り、アルコール濃度の時間変化を示した特性図。 第１実施形態に係り、解除スイッチを操作したときの制御方法を示したフローチャート。 本発明の第２実施形態の全体構成を示したブロック図。 本発明の第２実施形態の制御方法を説明するフローチャート。

符号の説明

１・・・自動車
２・・・エンジン
３・・・アルコールセンサ
４，４０・・・制御手段／コントロールユニット
５・・・解除スイッチ
６・・・飲酒運転信号発信手段
７・・・表示手段
４１・・・比較回路
４２・・・判定回路
４３・・・データベース
４４・・・物質判定ブロック
４５・・・濃度判定ブロック
４６・・・比較ブロック
１００，１０２・・・飲酒運転防止機構

Claims (1)

1. エチルアルコールの血中濃度が所定値以上の状態にある運転者が自動車を運転することを防止するための飲酒運転防止機構において、車両（１）に搭載されたエンジン（２）と、運転者の呼気中のエチルアルコール濃度を検出するアルコールセンサ（３）と、前記アルコールセンサ（３）からの情報によって運転者が飲酒又は酒気帯びであるか否かを判断するコントロールユニット（４）と、前記アルコールセンサ（３）が所定濃度以上のエチルアルコールを検知しても自動車が発進できるようにする解除スイッチ（５）と、発信用アンテナ（６１）を有する飲酒運転信号発生手段（６）と、車外に設けられた表示手段とを備え、前記コントロールユニット（４）はデータベース（４３）と、アルコールセンサ（３）からの出力信号を受信して、その受信した信号に含まれる情報と前記データベース（４３）に記憶されたデータとを比較する比較回路（４１）と、その比較回路（４１）の比較結果に基づいて運転者が飲酒又は酒気帯びに該当するか否かを判断する判定回路（４２）とを備え、そして前記コントロールユニットはアルコールセンサ（３）でエチルアルコールを検出したか否かを判断し（Ｓ２１）、アルコールセンサ（３）でエチルアルコールが検出されればアルコール濃度が所定濃度以上か否かを判断し（Ｓ２２）、所定濃度以上であれば解除スイッチ（５）がＯＮか否かを判断し（Ｓ２３）、解除スイッチ（５）がＯＮであれば、車速が零でないか又はエンジンが作動しているか否かを判断し（Ｓ２５）、車速が零でないか又はエンジン（２）が作動していれば、前記表示手段（７）を作動させそして飲酒運転信号発生手段（６）から飲酒信号を警察署に発信し（Ｓ２６）、アルコールセンサ（３）がエチルアルコールを検出せずまたエチルアルコールを検出してもそのアルコール濃度が所定値以上でなければエンジンを作動させ（Ｓ２４）、また解除スイッチ（５）がＯＮでなければ、車速が零でないか又はエンジン（２）が作動していれば（Ｓ２７）、エンジン（２）を停止させる（Ｓ２８）機能を有することを特徴とする飲酒運転防止機構。

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