JP2005104237A - 車両用居眠り防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 疲れ検出手段１４〜１７と既設の冷房装置８とを組み合せて、運転者Ａに対して覚醒のために有効な刺激を与える。
【解決手段】 運転者Ａの疲れ状態を検出する疲れ検出手段１４〜１７と、運転者Ａの頭部後方に向けて冷風を吹き出す冷風吹出口１３ａを備えた冷房装置８とを組み合せ、冷房制御装置１８は、疲れ検出手段１４〜１７から供給される疲れ検出信号に基づいて冷風吹出口１３ａから冷風を吹き出す。
これは、疲れ検出手段１４〜１７にて疲れを検出した場合、運転者Ａの頭部後方に直接冷風を吹きかけて冷却することにより、眠気が解消して居眠り運転防止の効果が大きい。また、冷風吹出口１３ａが近くなり、冷風を的確に運転者Ａの頭部後方に当てられるため、少ない冷風でもより頭寒効果を発揮することができ、運転者Ａにだけ効果的に眠気防止を行うことができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両用の居眠り防止装置に関するものであり、特に蓄冷式冷房装置を用いて運転者の頭部後方に向けて冷風を吹き出して眠気を覚醒させるようにした車両用居眠り防止装置に関するものである。

大型トラックなどで長時間車両を運転していると、疲れから居眠りをして事故につながることがある。この問題に対して従来、心拍数やまばたきなどの生理的現象や車両の挙動等に基づいて運転者の居眠り状態を検出して、可聴表示・芳香・空調運転状態の変更等によって覚醒を促すようにした装置が種々提案されている。

しかしながら、警告音などの可聴表示よって覚醒を促すものについては、個人の聴力に差があるため、聴力の弱い人を想定して充分な音量を確保すると、聴力の優れた人にとっては音量が大きすぎて驚く可能性がある。芳香についても同様に、嗅覚の能力が人によって異なり、また、嗅覚が体調によって変化する。冷風を顔に吹きかけることについては、個人差や体調差には余り影響を受けないが、顔に冷風を吹きかけるためにダクトやドアなどを追加する必要がある。あるいは、車両用空調装置の運転状態を、例えば急冷運転状態に変更するようにすると、同乗者にも冷風が供給されてしまうという問題がある。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、その目的は、疲れ検出手段と従来の冷房装置とを組み合せることにより、運転者に対して覚醒のために有効な刺激を与えることのできる車両用居眠り防止装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項５に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、運転者（Ａ）の疲れ状態を検出する疲れ検出手段（１４〜１６）と、運転者（Ａ）の頭部後方に向けて冷風を吹き出す冷風吹出口（１３ａ）を備えた冷房装置（８）と、冷房装置（８）の作動を制御する制御手段（１８）とを備え、制御手段（１８）は、疲れ検出手段（１４〜１６）から供給される疲れ検出信号に基づいて冷風吹出口（１３ａ）から冷風を吹き出すことを特徴としている。

疲れを検出する方法は、ハンドル操作の動きや眼球の動きなどから検出する方法が考案されている。この請求項１に記載の発明によれば、疲れ検出手段（１４〜１６）にて疲れ（眠気）を検出した場合、運転者（Ａ）の頭部後方（首筋）に直接冷風を吹きかけて冷却することにより、眠気が解消して居眠り運転防止の効果が大きい。これは、通常の運転席前方に配置された車両用空調装置（エアコン）から冷風を供給するのと比べて冷風吹出口（１３ａ）が近くなり、冷風を的確に運転者（Ａ）の頭部後方（首筋）に当てられるため、少ない冷風でもより頭寒効果を発揮することができ、運転者（Ａ）にだけ効果的に眠気防止を行うことができる。

また、請求項２に記載の発明では、制御手段（１８）は、所定レベル以上の疲れ検出信号が入力された場合に所定時間（Ｔ）の間だけ冷風吹出口（１３ａ）から冷風を吹き出すことを特徴としている。これは、冷たい風でも当て続けていると慣れてしまい、眠気防止の効果が薄れてしまううえ、冷たい風を当て続けることで運転者（Ａ）の体調を崩すことともなり兼ねない。この請求項２に記載の発明によれば、所定レベル以上の疲れが検出される毎に揺らぎ的に冷風が吹きかけられることで、少ない冷風でもより効果的に、覚醒のために有効な刺激を与えることができる。

また、請求項３に記載の発明では、冷房装置（８）は蓄冷手段（１２）を備えており、蓄冷手段（１２）にて冷却した空気を冷風吹出口（１３ａ）から吹き出すことを特徴としている。蓄冷手段（１２）を用いた冷房装置（８）は、通常１．５〜２時間走行しているうちに蓄冷が完了する（冷房ユニット内の蓄冷パックを凍らせる）ことができる。よって、この請求項３に記載の発明によれば、１．５〜２時間運転した後には、冷凍サイクルを運転して冷風を供給する冷房装置と比べて即効的に冷風を供給できるうえ、省エネルギーともなる。

また、請求項４に記載の発明では、冷房装置（８）として、車両がアイドルストップしている時に運転者（Ａ）に冷風を供給するための蓄冷式冷房装置（８）を用いていることを特徴としている。これは、荷待ちや仮眠などでアイドルストップしている時に運転者（Ａ）に冷風を供給するための蓄冷式冷房装置（８）を、走行中に居眠り防止装置として用いるものである。この請求項４に記載の発明によれば、疲れ検出手段（１４〜１６）と従来の冷房装置とを組み合せて効果的な居眠り防止装置を構成できることとなるうえ、コストを抑えることができる。

また、請求項５に記載の発明では、冷房装置（８）は、車両の運転席（２５）の後方に配置されていることを特徴としている。この請求項５に記載の発明によれば、冷房装置（８）と運転者（Ａ）の頭部との距離を近くすることができ、短い送風ダクト（１３）でよいことなどから搭載容易となり、コストも抑えられる。また、トラック車両などでは運転席（２５）後方の仮眠用ベッド（２２）内に冷房装置（８）を配置することもでき、省スペースともなる。尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る冷凍サイクルを示す模式図であり、図２は、本発明の一実施形態における車両用居眠り防止装置の構成を示すトラック車室部の概略断面図である。１はコンプレッサであり、トラックの図示しない走行用エンジンにより電磁クラッチ１ａを介して駆動されるようになっている。

２は、コンプレッサ１から吐出された高温・高圧のガス冷媒を冷却して凝縮するコンデンサで、３は、このコンデンサ２で凝縮した液冷媒を溜めて液冷媒のみを導出するレシーバである。４は、冷媒の流れを断続する常開式の電磁弁であり、５は、液冷媒を減圧して膨張させる減圧手段としての温度作動式膨張弁である。また５ａは、温度作動式膨張弁５の感温筒部分である。

６は、減圧された冷媒を蒸発させて吸熱を行う空調用蒸発器で、トラック車両の運転室２０内を冷房するものであり、先の膨張弁５やブロワ６ａと共に運転室２０前方の計器盤２３下方部に配設された空調ユニット７（図１の破線部）内に設置されている。この空調ユニット７内にはブロワ６ａにより空気が送風され、この送風空気が空調用蒸発器６により冷却された後、図示しないヒータユニットや吹出口機構を経て運転室２０内へ吹き出すようになっている。

２４は吹出口機構の一つで、計器盤２３の上方部に開口している冷風吹出用の吹出口であり、空調用蒸発器６により冷却された冷風を運転室２０内の乗員（運転者Ａおよび助手席乗員）の上半身に向かって吹き出すようになっている。２６は運転室２０および仮眠室２１の床であり、コンプレッサ１などは床２６下方のエンジンルームに設置されている。

７ａは上記運転室２０空調用の膨張弁５や空調用蒸発器６などの機器を有する空調用冷媒回路で、先の電磁弁４はこの空調用冷媒回路７ａへの冷媒の流れを断続する。８ａは、この空調用冷媒回路７ａと並列に設けられた蓄冷用冷媒回路で、９はこの蓄冷用冷媒回路８ａに流入する液冷媒を減圧して膨張させる減圧手段としての定圧膨張弁で、その下流側が所定圧力以下に低下すると開弁するものである。

１０は蓄冷用の冷媒蒸発器であり、トラック車両の運転室２０後方で運転席２５の後に設けられた仮眠室２０内に配設された蓄冷式冷房装置８内に設置されている。１１は逆止弁で、空調用蒸発器６側から蓄冷用蒸発器１０へ高温冷媒が逆流するのを防止して、蓄冷用蒸発器１０の上流側から下流側への一方向のみに冷媒を流すものである。これら定圧膨張弁９・蓄冷用冷媒蒸発器１０・逆止弁１１と後述するブロワ１０ａとで蓄冷式冷房装置８（図１の１点鎖線部）を構成している。

更に具体的に蓄冷式冷房装置８の構造について説明する。図３は、蓄冷式冷房装置８の構造を示し、（ａ）は図２中Ｂ視の部分断面模式図、（ｂ）は（ａ）中Ｃ視の部分断面模式図である。蓄冷式冷房装置８は、図３に示すように横長の直方体形状で、筐体は人が乗っても充分な強度で形成されており、図示しない蓋の上面には図２に示す仮眠用ベッド２２が形成されている。

この蓋の片隅には、仮眠室２１内の空気を吸い込む図示しない吸入口が設けられている。そして、筐体内の中央部には、上記した蓄冷用蒸発器１０が収められている。蓄冷用冷媒蒸発器１０は、アルミニウム製の多穴偏平チューブを蛇行状に曲げて形成したものであり、その各チューブ間には、内部に水や軟ゲル状の蓄冷材を収納し、外面に空気通路を形成した蓄冷手段としての蓄冷パック１２が多数挿入されている。そして、蓄冷用蒸発器１０は蓄冷パック１２を冷却するための冷却手段となっている。

また、蓄冷用蒸発器１０の後流には、当蓄冷式冷房装置８内に空気を流通させるためのブロワ１０ａが設けられている。１３は、ブロワ１０ａから送り出される冷風を導くダクトであり、その先端部に冷風吹出口１３ａが設けられている。冷風吹出口１３ａは、図２に示すように、運転席２５の斜め後で運転室２０と仮眠室２１との境の壁際上部に設けられている。また、冷風吹出口１３ａには可変ルーバが設けられており、冷風の吹き出し方向を運転者Ａの頭部後方、ないしは仮眠室２１内の仮眠用ベッド２２の方向に調節できるようになっている。

また、本車両は疲れ検出手段の一部として、図２に示すように運転者Ａのまばたきや目の動きを監視するアイカメラ１４や、ハンドルの動きを監視する操舵角検出装置１５などを備えている。図４は、上記構成における制御ブロック図である。疲れ検出手段の一部である疲れ検出部１６には、先のアイカメラ１４や操舵角検出装置１５からの信号が入力されて、運転者Ａの疲れ程度が判断される。そして、その運転者Ａの疲れ程度と車両制御装置（車両ＥＣＵ）１６から供給される車両の走行状態に関する情報とを勘案して、上記冷凍サイクル・空調ユニット７・冷房装置８の制御手段である空調制御装置（空調ＥＣＵ）１８へ必要に応じて疲れ検出信号を出力するようになっている。

ちなみに、図１の６ｂは、空調用蒸発器６の空気吹出側に設けられた温度センサでサーミスタからなり、その出力は空調制御装置１８へ入力される。そして、空調用蒸発器６の吹出温度が設定温度以下になると抵抗が増大し、空調制御装置１８はこの抵抗値の変化を感知し、電磁クラッチ１ａへの通電をオフしてコンプレッサ１を停止させるようになっている。

また、図１の１０ｂは、蓄冷用蒸発器１０で冷却される蓄冷パック１２内の蓄冷材温度を感知するように設けられた温度センサでサーミスタからなり、その出力は空調制御装置１８へ入力される。そして、温度センサ１０ａの感知温度が設定温度以下になると抵抗が増大し、空調制御装置１８はこの抵抗値の変化を感知し、電磁弁４への通電をオフしてこの電磁弁４を閉弁させるようになっている。

尚、空調制御装置１８は温度センサ１０ａの検出温度が、上記設定温度より若干高めの別の設定値まで低下すると、ランプやＬＥＤなどの図示しない表示装置を点灯させ、蓄冷完了を表示するようになっている。他に空調制御装置１８は、必要に応じて空調ユニット７のブロワ６ａ、および冷房装置８のブロワ１０ａを駆動制御するようになっている。

次に、上記構成における本実施形態での作動を説明する。トラック走行中（エンジン作動中）に図示しないエアコンスイッチが投入されると、電磁クラッチ１ａに通電され、コンプレッサ１が電磁クラッチ１ａを介して車両エンジンに連結され、コンプレッサ１はエンジンにより駆動されて作動する。

このコンプレッサ１の作動により、図１の冷凍サイクルに冷媒が循環する。すなわち、電磁弁４は常開式であるため、この電磁弁４を通って空調用冷媒回路７ａに冷媒が循環し、空調用蒸発器６にて空調ユニット７のブロワ６ａからの送風空気が冷却・除湿され、トラック運転室１２の空調を行なう。この時、蓄冷用冷媒回路８ａの定圧膨張弁９はその下流側圧力が所定圧（例えば冷媒Ｒ１３４ａの場合：１．０Ｋｇ／ｃｍ2 、蒸発温度：−１０°Ｃ）以下に低下しないので、閉弁した状態を維持する。

上記トラック走行中に、図示しない蓄冷スイッチを投入すると、電磁弁制御回路が始動して、この制御回路から電磁弁４に所定時間間隔にて通電信号が入力され、電磁弁４が所定時間間隔ごとに短時間だけ閉弁する。すると、空調用冷媒回路７ａへの冷媒が遮断されるので、圧縮機１の冷媒吸入作用により蓄冷用冷媒回路８ａの圧力が急激に低下して、前記所定圧以下となり、定圧膨張弁９が開弁する。この定圧膨張弁９の開弁は断続的に短時間だけ行われるので、空調用蒸発器６の冷却作用低下への影響は非常に小さい。

定圧膨張弁９の断続的な開弁による冷媒供給によって蓄冷用蒸発器１０が蓄冷パックの冷却作用を果して、蓄冷パック内の蓄冷材（水等）を凍結させ、蓄冷をしておく。そして、トラックを駐車（アイドルストップ）させて運転席２５で荷待ちする時や仮眠室２１で仮眠する時などには、図示しない蓄冷式冷房装置制御パネルに設けられた冷房作動スイッチをＯＮにする。これにより、空調制御装置１８はパネルの風量調節レバーの設定に従って車載バッテリを電源としてブロワ１０ａを作動させる。

すると、仮眠室２１内の空気を取り込んで冷房装置８の筐体内にその取り込んだ空気が流れ、送風空気は蓄冷パック１２と蓄冷用蒸発器１０との間の空気流路を通過する時に蓄冷パック１２と熱交換して、冷却されて冷風となり、冷風吹出口１３ａから運転席２５側もしくは仮眠室２１内へ吹き出し、荷待ちもしくは仮眠する運転者に対して冷房を行なう。そして、蓄冷パック１２内の蓄冷材が完全に融解して温度上昇するまでの間、駐車（アイドルストップ）中に冷房を行なうことができる。

図５は、空調制御装置１８における本発明の動作例を示す簡易フローチャートである。ステップＳ１では、疲れ検出部１６で検出される運転者Ａの疲れ状態が、所定レベル以上であるか否かの判断が成される。その結果がＹＥＳで、所定レベル以上の疲れ状態である場合にはステップＳ２へ進み、所定時間Ｔ（本実施形態では約１分間）だけブロワ１０ａを作動させて冷風吹出口１３ａから運転者Ａの頭部後方（首筋）に向って冷風を供給する。また、ステップＳ１での判定結果がＮＯで所定レベル以下の疲れ状態である場合にはステップＳ３へ進み、先のパネルによって設定されている運転状態（例えば通常の蓄冷作動）を続行するものである。

次に、本実施形態での特徴について述べる。まず、運転者Ａの疲れ状態を検出する疲れ検出手段１４〜１６と、運転者Ａの頭部後方に向けて冷風を吹き出す冷風吹出口１３ａを備えた冷房装置８と、冷房装置８の作動を制御する制御装置１８とを備え、制御装置１８は、疲れ検出手段１４〜１６から供給される疲れ検出信号に基づいて冷風吹出口１３ａから冷風を吹き出すようにしている。

疲れを検出する方法は、ハンドル操作の動きや眼球の動きなどから検出する方法を用いている。これによれば、疲れ検出手段１４〜１６にて疲れ（眠気）を検出した場合、運転者Ａの頭部後方（首筋）に直接冷風を吹きかけて冷却することにより、眠気が解消して居眠り運転防止の効果が大きい。これは、通常の運転席前方に配置された空調ユニット７から冷風を供給するのと比べて冷風吹出口１３ａが近くなり、冷風を的確に運転者Ａの頭部後方（首筋）に当てられるため、少ない冷風でもより頭寒効果を発揮することができ、運転者Ａにだけ効果的に眠気防止を行うことができる。

また、制御装置１８は、所定レベル以上の疲れ検出信号が入力された場合に所定時間Ｔの間だけ冷風吹出口１３ａから冷風を吹き出すようにしている。これは、冷たい風でも当て続けていると慣れてしまい、眠気防止の効果が薄れてしまううえ、冷たい風を当て続けることで運転者Ａの体調を崩すことともなり兼ねない。これによれば、所定レベル以上の疲れが検出される毎に揺らぎ的に冷風が吹きかけられることで、少ない冷風でもより効果的に、覚醒のために有効な刺激を与えることができる。

また、冷房装置８は蓄冷パック１２を備えており、蓄冷パック１２にて冷却した空気を冷風吹出口１３ａから吹き出すようにしている。蓄冷パック１２を用いた冷房装置８は、通常１．５〜２時間走行しているうちに蓄冷が完了する（冷房装置８内の蓄冷パック１２を凍らせる）ことができる。よって、これによれば、１．５〜２時間運転した後には、冷凍サイクルを運転して冷風を供給する冷房装置と比べて即効的に冷風を供給できるうえ、省エネルギーともなる。

また、冷房装置８として、車両がアイドルストップしている時に運転者Ａに冷風を供給するための蓄冷式パーソナル冷房装置８を用いていることを特徴としている。これは、荷待ちや仮眠などでアイドルストップしている時に運転者Ａに冷風を供給するための蓄冷式冷房装置８を、走行中に居眠り防止装置として用いるものである。これによれば、疲れ検出手段１４〜１６と従来の冷房装置とを組み合せて効果的な居眠り防止装置を構成できることとなるうえ、コストを抑えることができる。

また、冷房装置８は、車両の運転席２５の後方に配置されている。これによれば、冷房装置８と運転者Ａの頭部との距離を近くすることができ、短い送風ダクト１３でよいことなどから搭載容易となり、コストも抑えられる。また、トラック車両などでは運転席２５後方の仮眠用ベッド２２内に冷房装置８を配置することもでき、省スペースともなる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、冷風吹出口１３ａからの冷風の吹き出し方向は、可変ルーバで調節できるようになっているが、この冷風吹出口１３ａに自動風向可変手段として自動可変ルーバを設け、少なくとも走行中に疲れ検出信号に基づいて居眠り運転防止のために冷風を吹き出す場合には、その吹出方向が運転者Ａの頭部後方を向くように自動可変ルーバを操作するようにしても良い。

またはダクト１３に、運転者Ａの頭部後方に向けた冷風吹出口と、仮眠用ベッド２２方向に向けた冷風吹出口と、自動風向可変手段として両吹出口を切り換える自動切り換えドア手段とを設けておき、少なくとも走行中に疲れ検出信号に基づいて居眠り運転防止のために冷風を吹き出す場合には、運転者Ａの頭部後方に向けた冷風吹出口が開口されるように自動切り換えドア手段を操作するようにしても良い。

また、上述の実施形態では、運転席２５の後方に仮眠室２１を設けたトラック車両について説明したが、運転室の天井上に仮眠室を設けたトップスリーパー車と呼ばれるトラック車両において、運転者の疲れ状態を検出する疲れ検出手段と、仮眠室内もしくは運転室と仮眠室との間の天井板部分に設けた蓄冷式冷房装置と、その蓄冷式冷房装置から運転者の頭部後方に向けて冷風を吹き出すようにした冷風吹出口とを設け、冷房制御装置は、疲れ検出手段から供給される疲れ検出信号に基づいて冷風吹出口から冷風を吹き出すようにしても良い。

本発明の実施形態に係る冷凍サイクルを示す模式図である。 本発明の一実施形態における車両用居眠り防止装置の構成を示すトラック車室部の概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る蓄冷式冷房装置８の構造を示し、（ａ）は図２中Ｂ視の部分断面模式図、（ｂ）は（ａ）中Ｃ視の部分断面模式図である。 図２の構成における制御ブロック図である。 空調制御装置１８における本発明の動作例を示す簡易フローチャートである。

符号の説明

８…冷房装置、蓄冷式冷房装置
１２…蓄冷パック（蓄冷手段）
１３ａ…冷風吹出口
１４…アイカメラ（疲れ検出手段）
１５…操舵角検出装置（疲れ検出手段）
１６…疲れ検出部（疲れ検出手段）
１８…空調制御装置（制御手段）
２５…運転席
Ａ…運転者
Ｔ…所定時間

Claims (5)

1. 運転者（Ａ）の疲れ状態を検出する疲れ検出手段（１４〜１６）と、
   前記運転者（Ａ）の頭部後方に向けて冷風を吹き出す冷風吹出口（１３ａ）を備えた冷房装置（８）と、
   前記冷房装置（８）の作動を制御する制御手段（１８）とを備え、
   前記制御手段（１８）は、前記疲れ検出手段（１４〜１６）から供給される疲れ検出信号に基づいて前記冷風吹出口（１３ａ）から冷風を吹き出すことを特徴とする車両用居眠り防止装置。
2. 前記制御手段（１８）は、所定レベル以上の前記疲れ検出信号が入力された場合に所定時間（Ｔ）の間だけ前記冷風吹出口（１３ａ）から冷風を吹き出すことを特徴とする請求項１に記載の車両用居眠り防止装置。
3. 前記冷房装置（８）は蓄冷手段（１２）を備えており、前記蓄冷手段（１２）にて冷却した空気を前記冷風吹出口（１３ａ）から吹き出すことを特徴とする請求項１に記載の車両用居眠り防止装置。
4. 前記冷房装置（８）として、車両がアイドルストップしている時に前記運転者（Ａ）に冷風を供給するための蓄冷式冷房装置（８）を用いていることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の車両用居眠り防止装置。
5. 前記冷房装置（８）は、車両の運転席（２５）の後方に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の車両用居眠り防止装置。

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