特許 6885222 車両用情報処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6885222

(24)【登録日】2021年5月17日

(45)【発行日】2021年6月9日

(54)【発明の名称】車両用情報処理装置

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/16 20060101AFI20210531BHJP

   G08B 21/00 20060101ALI20210531BHJP

   B60K 28/10 20060101ALI20210531BHJP

   B62D 6/00 20060101ALI20210531BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20210531BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20210531BHJP

   B62D 113/00 20060101ALN20210531BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20210531BHJP

【ＦＩ】

   G08G1/16 F

   G08B21/00 U

   B60K28/10 Z

   B62D6/00

   B62D5/04

   B62D101:00

   B62D113:00

   B62D119:00

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-128999(P2017-128999)

(22)【出願日】2017年6月30日

(65)【公開番号】特開2019-12428(P2019-12428A)

(43)【公開日】2019年1月24日

【審査請求日】2020年4月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100124084

【弁理士】

【氏名又は名称】黒岩 久人

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(72)【発明者】

【氏名】高野 修一

【審査官】 佐々木 佳祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０５９３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３３１３０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０８Ｇ １／００−９９／００

Ｂ６０Ｗ １０／００−１０／３０

Ｂ６０Ｗ ３０／００−６０／００

Ｂ６０Ｋ ２８／１０

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｂ６２Ｄ ６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両を運転するドライバの操舵を補助するために、ステアリング機構を構成する部品の変化に伴って変化する操舵角が、前記車両が走行中の車線を維持するための必要操舵角になるようにステアリング機構を動作させる操舵補助部と、
前記ステアリング機構が動作するときに、前記ステアリング機構を構成する部品の変化に伴って変化する操舵トルクを検出する検出部と、
前記操舵補助部が前記車線を維持するための前記必要操舵角になるように前記ステアリング機構を動作させたときに、前記検出部が検出した前記操舵トルクが、前記必要操舵角により定まる閾値以上である場合に状態情報を通知する通知部と、
を備える車両用情報処理装置。

【請求項2】

前記通知部は、前記検出部が検出した前記操舵トルクが前記閾値以上である状態となってから所定時間経過した後に状態情報を通知する、
請求項１に記載の車両用情報処理装置。

【請求項3】

車両を運転するドライバの操舵を補助するために、ステアリング機構を構成する部品の変化に伴って変化する操舵トルクが、前記車両が走行中の車線を維持するための目標操舵トルクになるように前記ステアリング機構を動作させる操舵補助部と、
前記ステアリング機構が動作するときに、前記ステアリング機構を構成する部品の変化に伴って変化する操舵角を検出する検出部と、
前記操舵補助部が前記車線を維持するための前記目標操舵トルクになるように前記ステアリング機構を動作させたときに、前記検出部が検出した前記操舵角が、前記目標操舵トルクにより定まる閾値以下である場合に状態情報を通知する通知部と、
を備える車両用情報処理装置。

【請求項4】

前記通知部は、前記検出部が検出した前記操舵角が前記閾値以下である状態となってから所定時間経過した後に状態情報を通知する、
請求項３に記載の車両用情報処理装置。

【請求項5】

前記通知部は、前記目標操舵トルクが大きくなるほど大きくなる上限値以上の領域の外に前記操舵トルクが含まれる場合、又は前記目標操舵トルクが大きくなるほど大きくなる下限値以下の領域の外に前記操舵トルクが含まれる場合、状態情報を通知する、
請求項３又は４に記載の車両用情報処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用情報処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、車両に搭載されたカメラにより撮像された運転席の画像に基づいて、ドライバの首よりも下の胴体部に対するドライバの首よりも上の頭部の傾きを検出することにより、ドライバが運転不能状態となったことを検出できる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６−９２５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ドライバが前のめりになった場合は胴体部に対するドライバの頭部の傾きは変化しない。そのため、特許文献１に記載された技術では、ドライバが前のめりになった場合、ドライバが車両を運転することが困難な異常状態と、足元に落ちた物を取っている状態又はシートの位置を調整している状態とを混同し、ドライバの状態を誤判定してしまう懸念があった。

【0005】

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、ドライバの状態を推定する精度を向上するための技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様においては、車両を運転するドライバの操舵を補助するために、前記車両が走行中の車線を維持するようにステアリング機構を動作させる操舵補助部と、前記ステアリング機構が動作するときに、前記ステアリング機構を構成する部品の変化に伴って変化する物理量を検出する検出部と、前記操舵補助部が前記車線を維持するための動作指示に基づいて前記ステアリング機構を動作させたときに、前記検出部が検出した前記物理量が、前記動作指示により定まる基準領域外である場合に状態情報を通知する通知部と、を備える車両用情報処理装置を提供する。

【0007】

前記検出部は、前記ステアリング機構を構成する部品の変位を検出し、前記通知部は、前記検出部が検出した前記変位と、前記車線を維持するために必要な変位である目標変位との差の絶対値が、所定の変位閾値より大きい場合に状態情報を通知してもよい。

【0008】

前記検出部は、前記ステアリング機構を構成する部品にかかる力を検出し、前記通知部は、前記検出部が検出した前記部品にかかる力が、前記動作指示により定まる基準領域外である場合に状態情報を通知してもよい。

【0009】

例えば、前記通知部は、前記物理量が前記基準領域外である状態となってから所定時間経過した後に状態情報を通知する。前記検出部は、前記車両が走行中の車線を検出し、前記通知部は、前記車両が前記車線を逸脱したと判定すると、状態情報を通知してもよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、ドライバの状態を推定する精度を向上することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】車両用情報処理装置の動作の概要を説明するための図である。

【図2】車線維持に必要な必要操舵角と、検出された現操舵角との関係を説明するための図である。

【図3】実施の形態に係る車両用情報処理装置の機能構成を示す図である。

【図4】操舵角とトルクとの関係を説明するための図である。

【図5】状態情報を通知する処理のフローチャートである。

【図6】操舵トルクを検出した場合の、状態情報を通知する処理のフローチャートである。

【図7】目標操舵トルクの値と、実際に検出された操舵トルクの値との関係を説明するための図である。

【図8】操舵トルクと操舵角との関係を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

＜実施の形態の概要＞
図１を参照しながら、車両Ｖに搭載された車両用情報処理装置による運転支援の概要を説明する。図１は、車両用情報処理装置の動作の概要を説明するための図である。図１においては、車両Ｖが高速道路を走行中であることを想定している。車両用情報処理装置は、車両Ｖを運転するドライバの操舵を補助するための装置である。車両用情報処理装置は、走行中の車線を維持して車両Ｖが走行するように、車両Ｖのステアリング機構を動作させる。

【0013】

車両用情報処理装置は、車両Ｖが走行中の車線を逸脱しそうになると、走行中の車線を維持するようにステアリング機構を動作させる。図１においては、車両Ｖが実線矢印で示すように、操舵角φで走行中の車線の左側に向かって移動していることを想定している。車両用情報処理装置は、破線矢印で示すように車両Ｖの進行方向右側、すなわち図１においては道路の中央に向かうようにステアリング機構を動作させる。

【0014】

例えば、車両用情報処理装置は、車両Ｖの操舵角が、現在の操舵角φから、車線を維持するために必要な必要操舵角θになるように、ステアリング機構を動作させる。具体的には、車両用情報処理装置は、車両Ｖの操舵角が操舵角θになるように車両Ｖのステアリングシャフトに取り付けられたモーターを回転させる。このようにすることで、車両用情報処理装置は、走行中の車線を維持するように車両Ｖを移動させることができる。

【0015】

図２を参照しながら、運転支援装置がステアリング機構を動作させたときの、車線を維持するために必要な必要操舵角θと、実際に検出された現操舵角φ’との関係を説明する。図２は、車線維持に必要な必要操舵角θと、検出された現操舵角φ’との関係を説明するための図である。

【0016】

図２（ａ）は、ドライバが正常な状態で運転をしていることを想定した模式図である。図２（ａ）において、ドライバはステアリングホイールを握り正面を向いて、車両Ｖを運転している。図２（ｂ）は、ドライバが正常な状態で運転しているときに、車線維持に必要な必要操舵角と、検出された現操舵角との関係を模式的に示す図である。図２（ｂ）において、横軸は時刻ｔを示し、縦軸は操舵角を示す。操舵角は、車両Ｖが直進しているときを０度とし、回頭している方向を正、回頭している方向とは逆を負とする。例えば、操舵角は、車両Ｖが右に回頭している場合、右周りの角度を正、左回りの角度を負とする。逆に、操舵角は、車両Ｖが左に回頭している場合、左周りの角度を正、右回りの角度を負とする。

【0017】

図２（ｂ）において、実線ｄ１は車線維持に必要な必要操舵角θをプロットしたグラフ、破線ｄ２は、実際に検出された現操舵角φ’をプロットしたグラフである。ドライバが正常な状態で運転をしている場合、実線ｄ１と破線ｄ２とは、おおむね一致するように推移する。

【0018】

図２（ｃ）は、ドライバが車両Ｖを運転することが困難な異常状態であることを想定した模式図である。図２（ｃ）において、ドライバはステアリングホイールから手を離し、ステアリングホイールに覆いかぶさるように倒れ、運転が困難な状態である。図２（ｄ）は、ドライバが異常状態であるときに、車線維持に必要な必要操舵角θと、検出された現操舵角φ’との関係を模式的に示す図である。

【0019】

図２（ｄ）において、実線ｄ１は車線維持に必要な必要操舵角θをプロットしたグラフ、破線ｄ３は、実際に検出された現操舵角φ’をプロットしたグラフである。ドライバが異常状態である場合、実線ｄ１と破線ｄ３とは一致しない。ドライバがステアリングホイールに覆いかぶさるように倒れていると、車両用情報処理装置はステアリング機構を動作させることができないので、実際に検出された現操舵角φ’は、車線維持に必要な必要操舵角θが変化しても変化せず、概ね一定の値をとる。

【0020】

車両用情報処理装置は、車線維持に必要な必要操舵角θと、実際に検出された現操舵角φ’との差の絶対値が所定の変位閾値より大きい場合、車両Ｖの操舵角を車線維持に必要な必要操舵角θにすることができない異常状態であると判定する。所定の変位閾値は、車両Ｖの製造者が、異常状態であることを誤認しないために必要な余地、又は測定誤差等を用いて実験によって定めればよい。

【0021】

車両用情報処理装置は、異常状態であると判定すると、異常状態であることを示す状態情報をドライバに通知する。車両用情報処理装置は、異常状態と判定してから所定時間経過後に、状態情報をドライバに通知してもよい。

【0022】

所定時間は、車両用情報処理装置がドライバの状態を誤判定しないために必要な時間である。必要な時間は、車両Ｖの製造者が実験によって求めればよいが、車両用情報処理装置が、車両Ｖの操舵角と、速度と、走行中の車線の幅とに基づいて決定してもよい。例えば、車両用情報処理装置は、車両Ｖの側面と、車両Ｖが走行する車線の車道外側線との距離、及び車両Ｖの操舵角を用いて直角三角形を構成し、速度ｖで走行したときに車線を逸脱してしまうまでに係る時間を所定時間として特定する。所定時間の具体的な値は、例えば車幅２ｍの車両Ｖが、幅３．５ｍの高速道路の走行車線を走行中であって、車両Ｖの左前輪から車道外側線までの距離が１ｍである場合、時速７２ｋｍで、左に角度１度で回頭するように走行しているときに、およそ３秒である。

【0023】

また、必要な時間は、車両用情報処理装置が、車両Ｖに搭載されたカメラが撮像した撮像画像を解析することにより特定した車両Ｖの車線に対する傾き角を用いて決定してもよい。具体的には、車両用情報処理装置は、車両Ｖの車線に対する傾き角、及び車両Ｖの側面と車両Ｖが走行する車線の車道外側線との距離を用いて直角三角形を構成し、速度ｖで走行したときに車線を逸脱してしまうまでに係る時間を所定時間として特定してもよい。

【0024】

なお、車両用情報処理装置は、車両Ｖが異常状態であると判定したときに、車両Ｖが走行中の車線を逸脱してしまった場合、所定時間経過後でなくても状態情報をドライバに通知してもよい。車両用情報処理装置は、例えばスピーカーから音声を出力する、又は表示画面に表示画像を表示することにより、ドライバに状態情報を通知する。

【0025】

車両用情報処理装置は、状態情報を通知してから所定の待機時間が経過しても異常状態が継続する場合、車両Ｖのドライバが車両Ｖを運転することが困難な状態であるとみなして、状態情報を車両Ｖの各種装置に通知してもよい。例えば、車両用情報処理装置は、車両Ｖの速度を制御する速度制御装置に状態情報を通知する。速度制御装置は、状態情報の通知を受けると、車両Ｖの速度を減速する。このようにすることで、車両Ｖの安全性を高めることができる。

【0026】

このように、車両用情報処理装置は、車線維持に必要な操舵角より実際に検出された操舵角が小さい場合に異常状態であると判定する。このようにすることで、車両用情報処理装置は、ドライバが運転困難な状態と、足元に落ちた物を取っている状態又はシートの位置を調整している状態等とを混同することを低減できる。

【0027】

＜実施の形態に係る車両用情報処理装置５の機能構成＞
以下、図３を参照しながら実施の形態に係る車両Ｖの概略、及び車両Ｖに搭載される車両用情報処理装置５の機能構成について説明する。図３は、実施の形態に係る車両用情報処理装置５の機能構成を示す図である。実施の形態に係る車両用情報処理装置５は、バスやトラック等の大型の車両Ｖに好適に用いられるが、これに限定されるものではない。本実施の形態においては、車両Ｖがバスやトラック等の大型の車両Ｖであるものとして説明する。車両Ｖは、カメラ１と、車速センサ２と、ステアリング機構３と、操舵輪４と、車両用情報処理装置５とを備える。

【0028】

カメラ１は、車両Ｖの前方を撮像することにより撮像画像を生成し、撮像画像を車両用情報処理装置５に送信する。車速センサ２は、車両Ｖの速度を検出し、車両用情報処理装置５に送信する。

【0029】

ステアリング機構３は、ステアリングホイール３０と、モーター３１と、角度センサ３２と、トルクセンサ３３と、ステアリングシャフト３４と、スタブシャフト３５と、パワーシリンダ部３６とを備える。ステアリングホイール３０は、ドライバが車両Ｖの操舵角を操作するためのステアリングホイールである。モーター３１は、ステアリングシャフト３４に取り付けられ、回転駆動することにより、ステアリングシャフト３４にアシストトルク（操舵補助力）を付与して運転者の操舵操作を補助する。

【0030】

角度センサ３２は、ステアリングシャフト３４に設けられており、ステアリングシャフト３４の回転量を検出し、当該回転量に基づいて操舵角θを検出する。角度センサ３２は、検出した操舵角θを車両用情報処理装置５に送信する。トルクセンサ３３は、ステアリングシャフト３４に取り付けられており、ステアリングシャフト３４にかかる操舵トルクを検出する。トルクセンサ３３は、検出した操舵トルクを車両用情報処理装置５に送信する。

【0031】

ステアリングシャフト３４は、一端がステアリングホイール３０に接続されているとともに、他端がスタブシャフト３５に接続されている。スタブシャフト３５は、一端がステアリングシャフト３４に接続されているとともに、他端がパワーシリンダ部３６の入力軸に接続されている。ステアリングシャフト３４及びスタブシャフト３５は、ステアリングホイール３０に付与された操舵トルクをパワーシリンダ部３６に伝達する。パワーシリンダ部３６は、油圧ポンプが吐出する作動油を利用して操舵アシスト力を加えて、ステアリングホイール３０に付与された操舵トルクを操舵輪４に伝達する。

【0032】

車両用情報処理装置５は、記憶部５１と、制御部５２と、音声出力部５３と、表示部５４とを備える。記憶部５１は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）である。記憶部５１は、制御部５２を機能させるための各種のプログラムを格納する。

【0033】

制御部５２は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含む計算リソースである。制御部５２は、記憶部５１に記憶されているプログラムを実行することによって、検出部５２１、操舵補助部５２２、及び通知部５２３の機能を実現する。

【0034】

検出部５２１は、車両Ｖの各種情報を検出する。例えば、検出部５２１は、ステアリング機構３が動作するときに、ステアリング機構３を構成する部品の変化に伴って変化する物理量を検出する。物理量は、例えば部品の変位である。具体的には、検出部５２１は、ステアリング機構３を構成する部品の変位を検出する。例えば、検出部５２１は、角度センサ３２が検出した操舵角θを取得することによりステアリングシャフト３４の角度の変位を検出する。例えば、検出部５２１は、図示しないリレーロッドの移動量を検出する。

【0035】

物理量は、部品にかかる力であってもよい。具体的には、検出部５２１は、ステアリング機構を構成する部品にかかる力を検出する。例えば、検出部５２１は、トルクセンサ３３が検出したステアリングシャフト３４にかかる操舵トルクを取得することにより、ステアリングシャフト３４にかかる力を検出する。検出部５２１は、パワーシリンダ部３６にかかる力を検出してもよい。

【0036】

検出部５２１は、車両Ｖの外部環境を検出してもよい。例えば、検出部５２１は、車両Ｖが走行中の車線を検出する。具体的には、検出部５２１は、カメラ１が撮像した撮像画像に車道外側線のモデルを当てはめることにより車道外側線を検出し、検出した車道外側線を用いて走行中の車線を検出する。検出部５２１は、これに限らず、既知の画像解析技術を用いて車両Ｖが走行中の車線を検出してもよい。検出部５２１は、車両Ｖの各種情報と、車両Ｖの外部環境とを操舵補助部５２２に通知する。具体的には、検出部５２１は、部品の変位と、部品にかかる力と、走行中の車線とを操舵補助部５２２に通知する。

【0037】

操舵補助部５２２は、車両Ｖを運転するドライバの操舵を補助するために、車両Ｖが走行中の車線を維持するようにステアリング機構３を動作させる。具体的には、操舵補助部５２２は、検出部５２１が検出した車両Ｖが走行中の車線及び操舵角θを用いて、車両Ｖが車線を逸脱する可能性があるか否かを判定する。操舵補助部５２２は、車両Ｖが車線を逸脱する可能性があると判定すると、車両Ｖが車線を逸脱する可能性があることを示す警報情報を通知部５２３に通知する。操舵補助部５２２は、警報情報を通知した後、ドライバからステアリングホイール３０の操作などの入力がないと判定すると、車線を維持するためにステアリング機構３を動作させる動作指示を生成する。操舵補助部５２２は、動作指示に基づいて動作するようにステアリング機構３を制御する。

【0038】

動作指示は、例えば車線を維持するために必要なステアリング機構３の変位である目標変位を含む。目標変位は、例えば現在の操舵角θから、車線を維持するための目標操舵角にするために必要なステアリングシャフト３４の回転角である。目標変位は、例えば現在の操舵角θから、車線を維持するための目標操舵角にするために必要なリレーロッドの移動量である。また、必要なステアリング機構３の変位は、車両Ｖが乗用車でありラック＆ピニオン式のステアリングシステムであれば、ピニオンギアの回転角、又はラックの移動量であってもよい。

【0039】

動作指示は、例えば車線を維持するためにステアリング機構３が動作したときに部品にかかることが想定される力の大きさを含んでもよい。部品にかかることが想定される力の大きさは、車両Ｖの製造者が予め実験によって定めればよい。なお、部品にかかる力の大きさは、例えば、ステアリングシャフト３４にかかる操舵トルクの絶対値、パワーシリンダ部３６にかかる力である。

【0040】

操舵補助部５２２がステアリング機構３を動作させる具体的な方法について説明する。例えば、操舵補助部５２２は、検出部５２１が検出した部品の変位に基づいて、モーター３１を回転させることによりステアリング機構３を動作させる。具体的には、操舵補助部５２２は、必要な回転角を得られるようにモーター３１を回転させる。より具体的には、操舵補助部５２２は、モーター３１に入力する電圧と、電圧を入力する時間とを制御する。

【0041】

なお、本実施の形態においては、操舵補助部５２２は、ステアリングシャフト３４に取り付けられたモーター３１を回転させることにより、ステアリング機構３を動作させたが、操舵補助部５２２が制御する対象はこれに限らない。例えば、操舵補助部５２２は、パワーシリンダ部３６に作動油を供給する油圧ポンプを制御してもよい。例えば、車両Ｖが乗用車でありラック＆ピニオン式のステアリングシステムであれば、操舵補助部５２２は、ステアリングコラム、ピニオンギア、又はラックに取り付けられたモーターを回転させることによりステアリング機構３を動作させてもよい。

【0042】

操舵補助部５２２は、検出部５２１が検出した変位と、操舵補助部５２２が検出した力の大きさと、目標変位を通知部５２３に通知する。

【0043】

通知部５２３は、ドライバが車両Ｖの運転が困難な異常状態であることを示す状態情報を通知する。例えば、通知部５２３は、操舵補助部５２２が車線を維持するための動作指示に基づいてステアリング機構３を動作させたときに、検出部５２１が検出した物理量が、動作指示により定まる基準領域外である場合に状態情報を通知する。具体的には、通知部５２３は、検出部５２１が検出した変位と、車線を維持するために必要な変位である目標変位との差の絶対値が、所定の変位閾値より大きい場合に状態情報を通知する。より具体的には、通知部５２３は、車線を維持するために必要な必要操舵角θと、検出部５２１が検出した現在の操舵角である現操舵角φ’との差の絶対値が、所定の変位閾値より大きい場合に、ステアリング機構３を動作させることができない異常状態であることを示す状態情報を通知する。

【0044】

所定の変位閾値は、ステアリング機構３を動作させることができない異常状態であることを誤判定しないために必要な余地を考慮して車両Ｖの製造者が定めればよい。また、所定の変位閾値の具体的な値は、変位を検出するセンサの測定精度等に応じて決めてもよい。例えば、本実施の形態において使用したステアリングシャフト３４の角度を測定するための角度センサ３２の測定精度は０．１度である。

【0045】

また、通知部５２３は、検出部５２１が検出した部品にかかる力が、動作指示により定まる基準領域外である場合に状態情報を通知してもよい。例えば、通知部５２３は、検出部５２１が検出した操舵トルクが、動作指示により定まる基準領域外である場合に状態情報を通知する。図４を参照しながら、操舵角とトルクとの関係を説明する。図４は、操舵角とトルクとの関係を説明するための図である。

【0046】

図４（ａ）においては、図２（ａ）と同様、ドライバが正常な状態で運転をしていることを想定している。図４（ａ）において、横軸は時刻ｔを示し、左側の第１縦軸は角度を示し、右側の第２縦軸は操舵トルクを示す。図４（ａ）において、実線ｄ１は車線維持に必要な操舵角をプロットしたグラフ、破線ｔ１は検出された操舵トルクをプロットしたグラフである。ドライバが正常な状態で運転をしている場合、必要な操舵角が変化しても、検出される操舵トルクは大きく変化せず、所定の閾値ｓ未満で概ね一定の値をとる。なお、所定の閾値ｓ未満の領域は、動作指示である必要な操舵角により定まる基準領域である。

【0047】

図４（ｂ）においては、図２（ｃ）と同様、ドライバが車両Ｖを運転することが困難な異常状態であることを想定している。図４（ｂ）において、実線ｄ１は車線維持に必要な操舵角をプロットしたグラフ、破線ｔ２は検出された操舵トルクをプロットしたグラフである。ドライバが異常状態である場合、操舵トルクは、必要な操舵角に追従するように推移する。これは、操舵補助部５２２がステアリング機構３を動作させようとしても、ドライバが抵抗となってステアリング機構３を動かすことができないためである。このとき、検出される操舵トルクは、所定の閾値ｓ以上になる。

【0048】

このように、ドライバが異常状態であるとき、検出部５２１は、ステアリング機構３の動作に対する抵抗力を検出することができる。なお、本実施の形態において、検出部５２１はトルクセンサ３３を用いて操舵トルクを検出したが、パワーシリンダ部３６にかかる力を検出してもよい。

【0049】

なお、動作指示により定まる基準範囲は、検出部５２１が検出する物理量に応じて決めてもよい。例えば、検出部５２１が物理量としてステアリング機構３の部品の変位を検出した場合、基準範囲は、必要な操舵角に対する目標変位と、ステアリング機構３を動作させることができない異常状態であることを誤判定しないための余地及び測定誤差とにより定まる範囲である。

【0050】

例えば、検出部５２１が物理量としてステアリング機構３の部品にかかる力の大きさを検出した場合、基準範囲は、ステアリング機構３が動作したときにかかることが想定される力の大きさを基準値とする閾値以上の範囲である。ステアリング機構３が動作したときにかかることが想定される力の大きさの基準値は、予め実験によって定めてもよく、車両Ｖの速度に応じて決めてもよい。具体的には、力の大きさの基準値は、操舵トルクの絶対値であれば、車両Ｖの速さが速いほど小さくなるように決定する。

【0051】

通知部５２３は、物理量が基準領域外である状態となってから所定時間経過した後に状態情報を通知してもよい。所定時間は、すでに説明したように、ドライバの状態を誤判定しないために必要な時間である。このようにすることで、通知部５２３は、ドライバの状態が正常であるのに異常状態として通知することを低減することができる。

【0052】

通知部５２３は、所定時間の間に蓄積された物理量に基づいて状態情報を通知してもよい。例えば、通知部５２３は、動作指示により定まる目標値と、当該動作指示に対してステアリング機構３が動作した後に検出部５２１が検出した物理量との差の所定時間の間における総和が、所定の積分閾値より大きいと判定した場合、状態情報を通知する。動作指示により定まる目標値は、例えば目標変位である。所定の積分閾値は、通知部５２３がドライバの状態を誤判定しないために必要な基準値である。基準値は、車両Ｖの製造者が実験によって定めればよい。

【0053】

車両Ｖが走行中の車線を逸脱してしまった場合、ドライバが車両Ｖを運転することが困難な異常状態であると推定される。そのため、通知部５２３は、車両が走行中の車線を逸脱したと判定すると、状態情報を通知する。なお、通知部５２３は、車両が走行中の車線を逸脱したと判定した場合、所定時間経過していなくとも、状態情報を通知してもよい。

【0054】

通知部５２３は、状態情報を車両用情報処理装置５の各部へ通知する。例えば、通知部５２３は、状態情報を音声データとして音声出力部５３に通知する。音声出力部５３は、音声データとして通知された状態情報を、音声として出力する、例えばスピーカーである。具体的には、音声出力部５３は、「車線を逸脱します。車線の中央に車両を寄せてください」という音声を出力する。

【0055】

また、通知部５２３は、状態情報を画像又はテキストデータとして表示部５４に通知する。表示部５４は、画像又はテキストデータとして通知された状態情報を表示画面に表示する、例えばメーターパネルに設けられたディスプレイである。表示部５４は、「車線を逸脱します。車線の中央に車両を寄せてください」というテキストとともに、車線を逸脱することを示すアイコン又は画像を表示する。このようにすることで、車両Ｖを運転するドライバは、状態情報の通知を受けることができる。

【0056】

通知部５２３は、タッチパネル又はスイッチを備えていてもよい。例えば、通知部５２３は、タッチパネル又はスイッチを介して、状態情報の通知を解除する指示又はドライバが正常な状態であることを示す情報の入力を受ける。このようにすることで、ドライバは、自身の状態が正常であることを通知部５２３に入力することができる。

【0057】

車両Ｖは、車両Ｖを停車させる緊急停車装置、又は外部装置と通信可能な通信装置を備えていてもよい。例えば、通知部５２３は、異常状態を示す状態情報を緊急停車装置に送信する。緊急停車装置は、異常状態を示す状態情報の通知を受けると、車両Ｖを停車させるように車両Ｖを制御する。具体的には、緊急停車装置は、ハザードランプを点滅させ、減速しながら路肩に移動して停車するように車両Ｖを制御する。

【0058】

通知部５２３は、異常状態を示す状態情報を通信装置に通知してもよい。通信装置は、異常状態を示す状態情報の通知を受けると、予め定められた外部装置に異常状態を示す状態情報を送信する。予め定められた外部装置は、例えば警察及びその関係機関、病院などの医療機関、高速道路を管理運営する団体、又はドライバが設定した通信端末である。

【0059】

以下、図５を参照しながら、車両用情報処理装置５が状態情報を通知する処理について説明する。図５は、状態情報を通知する処理のフローチャートである。図５のフローチャートにおいては、検出部５２１が、車両Ｖが走行する車線を検出しているものとして説明する。

【0060】

まず、操舵補助部５２２は、車両Ｖが車線を逸脱するか否かを判定する（ステップＳ１）。操舵補助部５２２は車両Ｖが車線を逸脱しないと判定すると待機してステップＳ１に戻る。操舵補助部５２２は、車両Ｖが車線を逸脱すると判定すると、車両Ｖの操舵角が車線を維持するために必要な必要操舵角になるようにステアリング機構３を制御する（ステップＳ２）。検出部５２１は、ステアリング機構３を制御した後の車両Ｖの操舵角である現操舵角を検出する（ステップＳ３）。

【0061】

操舵補助部５２２は、車線維持に必要な必要操舵角と、検出部５２１が検出した現操舵角とを通知部５２３に通知する。通知部５２３は、現操舵角と必要操舵角との差の絶対値が所定の変位閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ４）。通知部５２３が差の絶対値が所定の変位閾値以下と判定した場合（ステップＳ４でＮｏ）、ステップＳ３に戻り、検出部５２１はステアリングシャフト３４の角度を検出する。通知部５２３が差の絶対値が所定の変位閾値より大きいと判定した場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、通知部５２３は、差の絶対値が所定の変位閾値より大きいと判定してから所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ５）。

【0062】

通知部５２３が差の絶対値が所定の変位閾値より大きいと判定してから所定時間経過していないと判定すると（ステップＳ５でＮｏ）、ステップＳ３に戻り、検出部５２１はステアリングシャフト３４の角度を検出する。通知部５２３が差の絶対値が所定の変位閾値より大きいと判定してから所定時間経過したと判定すると（ステップＳ５でＹｅｓ）、ドライバに状態情報を通知する（ステップＳ６）。

【0063】

なお、図５の説明においては、検出部５２１は操舵角を検出したが、検出部５２１は操舵トルクを検出してもよい。図６は、操舵トルクを検出したときに、状態情報を通知する処理のフローチャートである。図６の処理は、図５のステップＳ３の代わりにステップＳ３１を、ステップＳ４の代わりにステップＳ４１行う処理のフローチャートであり、ステップＳ３１及びステップＳ４１以外の動作は、図５のフローチャートと同様であるので説明を省略する。

【0064】

検出部５２１は、ステアリング機構３を制御した後の車両Ｖの操舵トルクである現操舵トルクを検出する（ステップＳ３１）。操舵補助部５２２は、車線維持に必要な必要操舵角と、検出部５２１が検出した現操舵トルクとを通知部５２３に通知する。通知部５２３は、操舵トルクが必要操舵角により定まる範囲内か否かを判定する（ステップＳ４）。通知部５２３が、操舵トルクが必要操舵角により定まる範囲内であると判定した場合（ステップＳ４１でＮｏ）、ステップＳ３１に戻り、検出部５２１は操舵トルクを検出する。

【0065】

通知部５２３が、操舵トルクが必要操舵角により定まる範囲外であると判定した場合（ステップＳ４１でＹｅｓ）、通知部５２３は、操舵トルクが必要操舵角により定まる範囲外であると判定してから所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ５）。このように、通知部５２３は、操舵角だけでなく、操舵トルクに基づいて、状態情報を通知するか否かを判定してもよい。また、検出部５２１は、操舵角又は操舵トルクだけでなく、他の物理量を検出してもよく、通知部５２３は、検出部５２１が検出した物理量に基づいて状態情報を通知するか否かを判定してもよい。

【0066】

［実施の形態の効果］
以上説明したように、通知部５２３は、操舵補助部５２２が車線を維持するためにステアリング機構３を動作させたときに、検出部５２１が検出した物理量が基準領域外である場合に、ステアリング機構３を動作させることができない異常状態であると判定する。車両用情報処理装置５は、異常状態であると判定した場合、ドライバが、ハンドルに覆いかぶさるように倒れている等、車両Ｖを運転することが困難な状態であるとみなすことができる。したがって、車両用情報処理装置５は、ドライバが車両を運転することが困難な異常状態と、足元に落ちた物を取っている状態又はシートの位置を調整している状態とを混同することを低減でき、ドライバの状態を推定する精度を向上することができる。

【0067】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。

【0068】

（変形例１）
以上の説明においては、車両用情報処理装置５は、車両Ｖのステアリング機構３を動作させて、車両Ｖの操舵角を制御した。車両用情報処理装置５は、操舵角の代わりに操舵トルクを制御してもよい。具体的には、操舵補助部５２２は、操舵トルクが、目標操舵トルクになるように、ステアリング機構３を動作させる。操舵補助部５２２は、操舵トルクが目標操舵トルクになるようにステアリング機構３を動作させる場合、ドライバの操作を受け付ける余地を設けるため、ドライバの操作によらず操舵角を強制的に変更させるように動作させることはすくない。そのため、動作指示に含まれる操舵トルクの値と、検出部５２１が検出する操舵トルクの値とは、一致するとは限らない。

【0069】

操舵補助部５２２は、目標操舵トルクとなるように、例えば、モーター３１の回転を制御する。図７は、目標操舵トルクの値と、実際に検出された操舵トルクの値との関係を説明するための図である。図７（ａ）においては、図２（ａ）と同様、ドライバが正常な状態で運転をしていることを想定している。図６（ａ）において、横軸は時刻ｔを示し、縦軸は操舵トルクを示す。図７（ａ）において、実線ｔ０は車線維持に必要な操舵トルクをプロットしたグラフ、破線ｔ２は検出された操舵トルクをプロットしたグラフである。斜線で覆う領域は、必要な操舵トルクにより定まる基準領域ｓ１である。

【0070】

図７（ａ）において、目標操舵トルクを示す実線ｔ０に対し、検出された操舵トルクは、全体の傾向（図７（ａ）においては時間経過に対して増加する傾向）は同様であるが、上下にばらついている。検出された操舵トルクは、ドライバのハンドル操作による操舵トルクの変化も検出するためである。

【0071】

図７（ｂ）においては、図２（ｃ）と同様、ドライバが車両Ｖを運転することが困難な異常状態であることを想定している。図７（ｂ）において、実線ｔ０は車線維持に必要な操舵トルクをプロットしたグラフ、破線ｔ３は検出された操舵トルクをプロットしたグラフである。ドライバが異常状態である場合、検出された操舵トルクｔ３は、ドライバによるハンドル操作を検出することがないので、必要な操舵トルクｔ０に略一致する傾向を示す。

【0072】

このように、操舵補助部５２２が車線を維持するためにステアリング機構３を動作させたときに、検出部５２１が検出した操舵トルクが基準領域外である場合に、通知部５２３は、ドライバが車両Ｖを運転することが困難な状態であるとみなすことができる。このようにすることで、車両用情報処理装置５は、ドライバがハンドルに覆いかぶさるように倒れていたり、ハンドルから手を離していたりして、運転することが困難な異常状態であると判定することができる。

【0073】

（変形例２）
変形例１においては、検出部５２１は操舵トルクを検出したが、これに限らず車両Ｖの操舵角を検出してもよい。例えば、操舵補助部５２２は、操舵トルクを制御して、車両Ｖの操舵角が目標操舵角になるように、ステアリング機構３を動作させ、検出部５２１は、ステアリング機構３が動作するときの操舵角を検出する。図８は、操舵トルクと操舵角との関係を説明するための図である。

【0074】

図８（ａ）においては、図２（ａ）と同様、ドライバが正常な状態で運転をしていることを想定している。図８（ａ）において、横軸は時刻ｔを示し、左側の第１縦軸は操舵トルクを示し、右側の第２縦軸は操舵角を示す。図６（ａ）において、実線ｔ０は車線維持に必要な操舵トルクをプロットしたグラフ、破線ｄ２は検出された操舵角をプロットしたグラフである。ドライバが正常な状態で運転をしている場合、操舵角はドライバの操作によりばらつきを生じるが、操舵トルクに追従する傾向を示す。このとき、操舵角は、動作指示により定まる基準領域（ｓ１）内で推移する。

【0075】

図８（ｂ）においては、図２（ｃ）と同様、ドライバが車両Ｖを運転することが困難な異常状態であることを想定している。図８（ｂ）において、実線ｔ０は車線維持に必要な操舵角をプロットしたグラフ、破線ｄ３は検出された操舵角をプロットしたグラフである。操舵角は、例えば、ドライバがハンドルに覆いかぶさるように倒れた異常状態である場合、操舵トルクの変化に関わらず一定の値を示す。このとき、操舵角は、動作指示により定まる基準領域（ｓ１）外で推移する。

【0076】

このように、ドライバがハンドルに覆いかぶさるように倒れている場合、検出部５２１は、一定の操舵角を検出する。したがって、通知部５２３は、目標操舵トルクに対し、操舵角が基準範囲外であるときに、状態情報を通知する。なお、通知部５２３は、目標操舵トルクに対し、操舵角が一定であるときに、状態情報を通知してもよい。このようにすることで、通知部５２３は、ドライバがハンドルに覆いかぶさるようにしている場合、又はハンドルから手を離している場合でも、ドライバが車両Ｖを運転困難な状態だとみなすことができるので、ドライバの状態を判定する精度を向上することができる。

【符号の説明】

【0077】

１ カメラ
２ 車速センサ
３ ステアリング機構
４ 操舵輪
５ 車両用情報処理装置
３０ ステアリングホイール
３１ モーター
３２ 角度センサ
３３ トルクセンサ
３４ ステアリングシャフト
３５ スタブシャフト
３６ パワーシリンダ部
５１ 記憶部
５２ 制御部
５３ 音声出力部
５４ 表示部
５２１ 検出部
５２２ 操舵補助部
５２３ 通知部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】