JP6752543B1

JP6752543B1 - 運転制限システム

Info

Publication number: JP6752543B1
Application number: JP2020000028A
Authority: JP
Inventors: 正通亀井
Original assignee: 正通亀井
Priority date: 2020-01-04
Filing date: 2020-01-04
Publication date: 2020-09-09
Anticipated expiration: 2040-01-04
Also published as: US20230043190A1; CN114766047A; EP4086873A4; WO2021137292A1; AU2020416243A1; EP4086873A1; CN114766047B; KR20220119726A; JP2021110963A

Abstract

【課題】運転者の身体能力、認知能力、交通違反歴などに応じて車両の運転に制限を加える、安価な運転制限システムを提供する。【解決手段】運転制限システムは、運転者認証手段により運転者を特定するステップ１０１と、特定された運転者の情報を抽出するステップ１０２と、抽出された運転者の情報をもとに、運転者に応じた車両速度制限に関するデータを抽出するステップ１０３と、抽出された運転者や車両速度制限に関するデータをもとに、運転者の身体能力や認知能力に応じた走行速度制御指令を生成するステップ１０４と、走行速度制御指令を車両速度制御手段に伝達するステップ１０５と、車両速度制御手段において指示された安全速度に基づいて、車両の速度を制御するための制御指令を生成するステップ１０６と、この制御指令をエンジンや制動装置に送り、車両の走行速度が運転者に応じた安全速度以下となるようにするステップ１０７を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、運転者の身体能力、認知能力、性格や感情に関連する非認知能力、交通違反歴、事故歴などに応じて車両の運転に制限を加える運転制限システムに関するものである。

重大な交通事故の原因として、認知能力や身体能力が低下した高齢者の運転、年齢に関わらず運転者の性格や感情などに関連する粗暴な運転が社会問題となっている。

一方、最近では、カーナビゲーションシステムの進化とともに、車両の走行制御に関してもエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）が進化し、道路地図情報とともに記憶された制限速度その他の道路情報をもとに、高度な運転制御が可能となっている。
また、その延長として、完全な自動運転システムの実現を目指す開発が進められている。

カーナビゲーションシステムと定速走行装置を連動させた装置としては、例えば、特許文献１記載のナビゲーション装置を含んだ定速走行制御装置がある。すなわち、特許文献１には、ナビゲーション装置を含んだ定速走行制御装置として、ナビゲーション装置を用い、ナビゲーション装置で検索された自車位置を中心とした安全速度以上にはならないように定速走行制御する装置を備え、また安全速度に従って定速走行制御を行っている場合に、この安全速度を表示する手段を設けた装置が開示されている。

特許文献２には、運転者の運転操作負荷を減らして快適・安全な走行を実現することを目的として、実車速を目標車速に一致させるようにエンジンの駆動力を調節して速度制御を実行するにあたり、自車両の現在位置に基づいて地図データ中より自車両が現在走行している道路に対応する参照速度を読み出し、その読み出した参照速度に基づいて目標車速を決定し、速度制御を実行する技術が開示されている。

特許文献３には、自車が位置する道路を割り出し、その道路の制限速度を割り出すカーナビゲーションシステムと、その制限速度情報と自車の走行速度情報とに基づいて走行速度が制限速度を超過しないよう原動機の回転数を制限する旨の指令信号を出力する車載コンピューターとを具備し、その指令信号の出力があったときに、原動機の回転数を抑制して自車の加速を制御する自動車最大速度制御装置が開示されている。

特許文献４には、道路の制限速度を外部に向けて出力する制限速度情報提供装置であって、自車両が走行する道路の制限速度を取得する制限速度取得手段と、前記道路に所在する減速要因の位置を取得する減速要因取得手段と、前記制限速度取得手段により取得された制限速度の出力を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記制限速度が変化する位置を検出する変化位置検出部と、前記変化位置検出部により検出された制限速度の変化する位置と減速要因の位置との位置関係に応じて、前記取得した制限速度を出力するタイミングを決定するタイミング決定部とを有する制限速度情報提供装置が開示されている。

特許文献５には、認識されたカーブの形状に基づいて、カーブを適正に通過する際に許容される横加速度や適正横加速度を車両に発生させる車両の速度を算出し、適正速度または適正横加速度を、操向制御手段により設定された上限速度以上または上限横加速度以上の値に設定することにより、操向制御の実行中に安全装置が過剰に作動してしまうことを防止し、カーブを通過する際に、操向制御と安全装置の作動とを協調的に適切に制御することが可能な車両の走行安全装置に関する技術が開示されている。

特許文献６には、車両の運転者が道路を横断する歩行者に余裕を持って対処できるようにするための走行制御装置として、車両が走行する道路に設置された路側送信機から、道路の歩行者による危険度である危険度情報を受信する危険度情報受信手段と、車両の走行計画を生成する走行計画生成手段とを備え、危険度情報受信手段が受信した危険度情報に基づいて走行計画生成手段により走行計画を修正する走行制御装置が開示されている。

特許文献７には、従来のドライバによるアクセル操作に拘わらず車両の速度を制限車速以下に制限し、ドライバの負担を軽減するための車速制限機能を備えるシステムについて、車速制限制御に切り換えられた際に、自車両の車速を制限車速に滑らかに収束させると共に、不自然な変速を防止できるようにした車両の走行制御装置が開示されている。

特許第３０２４４７８号公報特開平０９−２８８７９７号公報特開平１０−１５９６１５号公報特許第４０２３３８３号公報特許第４７６２５２８号公報特許第５１０９７７４号公報特許第５８３３８８９号公報

従来、開発されている車両の走行制御システムや自動運転システムでは、ナビゲーションシステムに情報として組み込まれた道路情報や、センサーによって検知される障害物、人や動物の動き、他の車両や物体の動きなどをもとに衝突事故が起こらないようにしている。

このような走行制御システムや自動運転システムの改良により、車両の走行の安全性がしだいに高められてきているのは事実であるが、複雑な制御を行う高価なシステムであるため、一般の車両に装着するには価格面で難しかったり、複雑なシステムの誤作動によりシステムが十分に機能しない恐れがあるといった問題もある。

このような状況下において、最近では運転能力や認知能力が低下した高齢者による悲惨な事故が社会問題化している。さらに、交通違反の常習者やあおり運転による事故も問題となっている。

これらは、法規制だけでは解決が難しい問題であるが、このような運転能力や認知能力が低下した高齢者や危険運転の可能性のある運転者すべてに高度な自動制御機能を有する高価な車両の購入を義務化することは現実的ではない。

本発明は、従来開発されてきた運転制御システムや自動運転システムのような複雑で高価なシステムではなく、運転者の身体能力、認知能力、交通違反歴などに応じて車両の運転に制限を加えることに主眼をおき、比較的簡易で安価な運転制限システムを提供することを目的としたものである。

本発明の運転制限システムは、車両の運転者を特定する運転者認証手段と、運転者認証手段によって特定される運転者に関する運転者情報を蓄積した運転者情報記憶手段と、運転者の年齢情報、身体能力情報、認知能力情報または交通違反履歴情報に応じて加える車両速度制限に関するデータを記憶させた車両速度制限データ記憶手段と、運転者認証手段によって特定された運転者について、運転者情報記憶手段から抽出される運転者情報に基づいて車両速度制限データ記憶手段から車両速度制限に関するデータを抽出し、車両速度制御データを生成する車両速度制御データ生成手段とを備え、車両速度制御データ生成手段によって生成された車両速度制御データを車両速度制御システムに伝達し、車両速度制御シムテムで車両の速度を制御するための走行速度制御指令を生成し、走行速度制御指令に基づいて車両の走行速度が車両速度制御データに基づいた速度以下となるように制御することを特徴とするものである。

既存の運転者認証手段としては、例えば車両に搭載したカードリーダーなどの入力装置、携帯端末で入力された入力情報を受信する受信装置、生体認証装置（指紋認証、顔認証、声認証その他）などがあり、これらを利用することができるが、これらに限定されるものではない。

運転者認証手段によって車両の運転者が特定され、運転者情報記憶手段から、運転者に関し、例えば高齢で身体能力や認知能力が低いことに関する情報が取り出されると、その情報に基づいて、車両速度制限データ記憶手段の車両速度制限に関するデータが抽出され、車両速度制御データ生成手段としての車載コンピューターなど（ナビゲーションシステムのＣＰＵなどでもよい）で、選択あるいは演算処理が行われ、運転者の身体能力や認知能力に応じた車両速度制御データが生成される。

この場合、本発明の運転制限システムでは、例えば走行する道路の制限速度より低い速度が設定される場合があり、運転者に適した安全速度を設定することで、事故などを回避しようとするものである。

また、例えばあおり運転などの交通違反に関する情報が取り出された場合にも、同様に運転者に応じた車両速度制御指令を生成され、運転者の粗暴な性格や感情の起伏などに起因する危険運転を強制的に排除することができる。

なお、運転者情報記憶手段に蓄積される運転者情報は、車両を限定せず、任意の複数あるいは多数の運転者の情報を蓄積する場合のほか、特定の車両についてその車両を運転する可能性のある複数人の運転者情報のみ蓄積する場合もある。

また、本発明の運転制限システムにおいて、車両速度制限データ記憶手段に加え、さらに、運転者の身体能力情報または認知能力情報に応じて加える車両走行区域制限に関するデータを記憶させた車両走行区域制限データ記憶手段と、運転者情報記憶手段から抽出される運転者情報に応じて、車両走行区域制限データ記憶手段に記憶されたデータから車両走行区域制限データを抽出し、車両走行許容区域を設定する車両走行許容区域設定手段と、
を備え、車両走行許容区域設定手段によって設定された車両走行許容区域設定データを車両速度制御システムに伝達し、車両速度制御シムテムで車両の走行区域を制御するための走行区域制御指令を生成し、制御指令に基づいて車両の走行区域が前記車両走行許容区域設定データに基づいた走行区域以内となるように制御する構成とすることもできる。

すなわち、運転者の能力に応じた走行速度の制御に加え、走行区域を制限できるようにすることで、身体能力や認知能力が低下した高齢者が遠方まで運転して戻れなくなったり、事故にあう危険性を回避できるようにしたものである。

この場合の車両速度制御シムテムによる走行区域制御指令は、例えば、車両の走行速度を所定値以下の速度に制限するための制御指令とすることができる。

具体的には運転者認証手段によって特定された運転者について、運転者情報記憶手段から抽出される運転者情報に基づいて運転者の身体能力や認知能力に関する情報を抽出し、車両走行区域制限データ記憶手段に記憶されたデータから当該運転者に適した車両走行許容区域制御データを設定し、その車両走行区域制御データをもとに、走行許容区域を超える前に車両の走行速度を徐々に低下させるなどの制御を行う。

走行許容区域と走行禁止区域の境界でいきなり車両を停車させることは、かえって危険であり、また引き返すための操作が必要であるため、徐々に速度を低下させるように制御すれば、運転者に境界近傍まで来ていることを認識させることができ、車両を安全に停車させ、引き返すように促すことができる。

なお、別途、境界に近づいていることを音声や警告音で知らせる手段を併用することも有用である。

走行許容区域の範囲としては、運転者の能力に応じて、例えば自宅から半径１００ｋｍ以内、半径５０ｋｍ以内、自宅から半径２０ｋｍ以内といったように設定することができる。そのほか、カーナビゲーションシステムなどの地図情報において、通行の危険性あるいは走行の困難性がある場合に、その程度に応じて特定区間を走行禁止区域として設定することも可能である。

この他、本発明の運転制限システムにおいて、さらに運転時の運転者の状況を把握するための運転者状況取得手段、運転時の車両の状態を把握するための車両情報取得手段、運転時の車両周辺の状況を把握するための車両周辺情報取得手段などを設け、これら運転者状況取得手段、車両情報取得手段、あるいは車両周辺情報取得手段の何れかにより異常が認識されたときには、異常を警報する異常警報手段、車両を停止させる緊急停止手段、安全位置または特定施設（例えば病院、警察、その他の公的あるいは私的施設など）に誘導する緊急誘導手段の何れか、あるいはこれらのうちの複数の手段を備えるようにすることもできる。

車両速度制御システムは、背景技術の項においても例示したように、車両の速度を運転者のアクセル操作などがあった場合でも、道路の制限速度やそれ以下速度にエンジンの機能を制御するものや、制動機構を作動させるものなどが種々開発されており、車両速度制御データ選択手段によって得られた車両速度制御データなどに基づいて制御指令を生成し、この制御指令を制御信号などの形で車両のエンジンや制動装置に伝達し、車両の走行速度が所定の安全速度以下となるようにすることができる。

本発明の運転制限システムは、従来開発されてきた運転制御システムや自動運転システムのような複雑で高価なシステムではなく、運転者の身体能力、認知能力、性格や感情に関連する非認知能力、交通違反歴、事故歴などに応じて車両の運転に制限を加えるものであり、簡易な制御ステップにより車両速度や走行区域を制限できるようにしたものであるため、システム全体が単純で簡易な構成となり、安価なシステムを提供することができる。

経済的に普及が困難な、多数の高感度のセンサー、高度なＡＩ、高度な走行制御機構を備えた車両ではなく、簡易で安価なシステムとすることができるため、一般車両に広く普及させることができ、社会問題化している高齢者、交通違反の常習者などによる危険運転を防止し、交通事故を低減し、ひいては死亡事故、特に歩行者の死亡事故の減少につなげることができる。

本発明の一実施形態における運転制限システムの概要を示すブロック図である。本発明の他の実施形態における運転制限システムの概要を示すブロック図である。図２の実施形態に対応する走行区域の概念図である。本発明の運転制限システムにおける車両速度制御データと車両速度制御手段との関係を示す概要図である。

以下、本発明を添付した図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の運転制限システムの一実施形態におけるシステムの概要をブロック図として示したものである。

まず、運転者が車両を始動させるに当り、運転者認証手段として、例えば車両に搭載したカードリーダーなどの入力装置、携帯端末で入力された入力情報を受信する受信装置、あるいは生体認証装置などを利用して、運転者を特定する（ステップ１０１）。

車載コンピューターのメモリーに記憶させた複数または多数の運転者の年齢、身体能力、認知能力、交通違反歴その他のデータを照会し、ステップ１０１で特定された運転者の個人情報を抽出する（ステップ１０２）。なお、このステップ１０２の運転者の個人情報の抽出は通信回線を利用して、外部データベースを利用することもできる。

また、必要に応じ、行政機関あるいは情報管理会社などとの連携により、通行規制や法改正等の個人情報以外の外部情報を追加的に利用することもできる（ステップ１０２ａ）。

ステップ１０２、ステップ１０２ａで得られる情報をもとに、車両速度制限データ記憶手段として、車載コンピューターのメモリーあるいは外部データベースに記憶させた車両速度制限に関するデータを抽出する（ステップ１０３）。

ステップ１０２、ステップ１０２ａ、ステップ１０３で抽出された運転者や車両速度制限に関するデータをもとに、車両速度制御データ選択手段としての車載コンピューターのＣＰＵで、選択あるいは演算処理が行われ、運転者の身体能力や認知能力に応じた走行速度制御指令が生成される（ステップ１０４）。

この場合の走行速度制御指令は、特定された運転者の情報に応じて、走行する道路の法令上の制限速度より低い速度を指示することが想定され、特定された運転者に適した安全速度が設定される。

この安全速度は、カーナビゲーションシステムに、地図情報などが入力されまたは記憶された状態で、カーナビゲーションシステムのＣＰＵなどで演算処理して算定することもできる。

走行速度制御指令は、車両速度制御手段（ＥＣＵなど）に伝達され（ステップ１０５）、車両速度制御手段において、指示された安全速度に基づいて、車両の速度を制御するための制御指令を生成する（ステップ１０６）。

この制御指令を制御信号の形でエンジンや制動装置に送り、車両の走行速度が区間安全速度以下となるようにする（ステップ１０７）。

車両速度制御手段での制御指令の生成と、制御指令のエンジンや制動装置への伝達による走行速度の制御は、従来の車両速度制御手段で用いられている技術と基本的に同じであり、この部分に関しては従来の制御システムを利用することもできる。

図２は、本発明の他の実施形態における運転制限システムの概要を示すブロック図、図３は、図２の実施形態に対応する走行区域の概念図である。

さらに、ステップ１０２、ステップ１０２ａで得られる情報をもとに、車両走行区域制限データ記憶手段として、車載コンピューターのメモリーあるいは外部データベースに記憶させた車両走行区域の制限に関するデータを抽出する（ステップ１０３ａ）。

車両走行区域の制限に関するデータは、カーナビゲーションシステムが備えている地図データと連動させることができ、走行区域の地図データの選択、生成を行うことができる（ステップ１０３ｂ）。

ステップ１０２、ステップ１０２ａ、ステップ１０３、ステップ１０３ａ、ステップ１０３ｂで抽出された運転者や車両速度制限、車両走行区域制限に関するデータをもとに、車両速度制御データ生成手段としての車載コンピューターのＣＰＵで、選択あるいは演算処理が行われ、運転者の身体能力や認知能力に応じた走行速度制御指令が生成される（ステップ１０４）。

この場合の走行速度制御指令は、特定された運転者の情報に応じて、走行する道路の法令上の制限速度より低い速度を指示することが想定されており、特定された運転者に適した安全速度が設定される。

図３に概念的に示したように、例えば高齢者である運転者の自宅Ｈから所定の距離、例えば半径５０ｋｍを走行許容区域Ａとした場合に、走行許容区域Ａに達する前に車両の走行速度を徐々に低下させるなどの制御を行う。

走行許容区域と走行禁止区域の境界でいきなり車両を停車させることは、かえって危険であり、また引き返すための操作が必要であるため、走行許容区域Ａに達する手前に警告区域Ｂを設定し、徐々に速度を低下させるように制御すれば、運転者に走行許容区域Ａの境界近傍まで来ていることを認識させることができ、車両を安全に停車させ、引き返すように促すことができる。

走行速度制御指令は、車両速度制御手段（ＥＣＵなど）に伝達され（ステップ１０５）、車両速度制御手段において、指示された安全速度および走行許容区域に基づいて、車両の速度を制御するための制御指令を生成する（ステップ１０６）。

図４は、カーナビゲーションシステム１に組み込んだ運転制限システムにおける車両速度制御データと車両速度制御手段との関係を示す概要的に示したものである。

カーナビゲーションシステム１は一般的なカーナビゲーション装置を用いることができ、ＣＰＵ１０、ＤＶＤ−ＲＯＭと読み取り装置などで導入される地図データ１１、ＧＰＳ装置１２、車速センサー１３、運転席ディスプレイ１４などを主要な構成要素とし、これに運転者情報１５を加えている。

本発明の運転制御システムのプログラムが組み込まれたカーナビゲーションシステム１のＣＰＵ１０で演算処理された車両速度制御データを、ＥＣＵなどの車両速度制御手段２に伝達し、車両速度制御手段２からの制御指令により、エンジン３や制動装置４を制御し、車両の走行速度が運転者に応じて設定された速度以下となるようにする。

１…カーナビゲーションシステム、２…車両速度制御手段、３…エンジン、４…制動装置、１０…ＣＰＵ、１１…地図データ、１２…ＧＰＳ装置、１３…車速センサー、１４…運転席ディスプレイ、１５…運転者情報

Claims

車両の運転者を特定する運転者認証手段と、
前記運転者認証手段によって特定される運転者に関する運転者情報を蓄積した運転者情報記憶手段と、
運転者の身体能力情報または認知能力情報に応じて加える車両速度制限に関するデータを記憶させた車両速度制限データ記憶手段と、
前記運転者認証手段によって特定された運転者について、前記運転者情報記憶手段から抽出される運転者情報に基づいて前記車両速度制限データ記憶手段から車両速度制限に関するデータを抽出し、車両速度制御データを生成する車両速度制御データ生成手段と、
運転者の身体能力情報または認知能力情報に応じて加える車両走行区域制限に関するデータを記憶させた車両走行区域制限データ記憶手段と、
前記運転者情報記憶手段から抽出される運転者情報に応じて、前記車両走行区域制限データ記憶手段に記憶されたデータから車両走行区域制限データを抽出し、車両走行許容区域を設定する車両走行許容区域設定手段と、
を備え、
前記車両速度制御データ生成手段によって生成された車両速度制御データを車両速度制御システムに伝達し、
前記車両速度制御シムテムで車両の速度を制御するための走行速度制御指令を生成し、
前記走行速度制御指令に基づいて前記車両の走行速度が前記車両速度制御データに基づいた速度以下となるように制御するとともに、
前記車両走行許容区域設定手段によって設定された前記車両走行許容区域のデータを前記車両速度制御システムに伝達し、
前記車両速度制御シムテムで、前記車両が前記走行許容区域に達する前に前記車両の走行速度を徐々に低下させることで前記車両の走行区域を制御する走行区域制御指令を生成し、
前記走行区域制御指令に基づいて前記車両の走行区域が前記車両走行許容区域のデータに基づいた走行区域以内となるように制御するようにしたことを特徴とする運転制限システム。
請求項１記載の運転制限システムにおいて、前記運転者認証手段は、車両に搭載した入力装置、携帯端末で入力された入力情報を受信する受信装置、または生体認証装置を備えた手段であることを特徴とする運転制限システム。
請求項１または２記載の運転制限システムにおいて、さらに運転時の運転者の状況を把握するための運転者状況取得手段と、運転時の車両の状態を把握するための車両情報取得手段と、運転時の車両周辺の状況を把握するための車両周辺情報取得手段とを備え、前記運転者状況取得手段、前記車両情報取得手段、または前記車両周辺情報取得手段の何れかにより異常が認識されたときには、異常を警報する異常警報手段、車両を停止させる緊急停止手段、または安全位置または特定施設に誘導する緊急誘導手段の何れかの手段またはこれらのうちの複数の手段を備えることを特徴とする運転制限システム。