JP4208871B2 - 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、車両に搭載されたエンジン（２）と、エチルアルコールのみに反応するセンサではない異なった種類の複数のアルコールセンサ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）と、それらのアルコールセンサの検出信号出力のプロットを結んで得た円形パターンに基づい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（４０）と、そのコントロールユニット（４０）が飲酒又は酒気帯びであると判断しても自動車が発進できるようにする解除スイッチ（５）とを有し、そのコントロールユニット（４０）は物質判定ブロック（４４）と濃度判定ブロック（４５）と比較ブロック（４６）とデータベース（４３）とを有し、物質判定ブロック（４４）はパターン作成ブロック（４４１）とパターン比較ブロック（４４２）と判定ブロック（４４３）とで構成され、コントロールユニット（４０）は前記アルコールセンサ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）から情報を受信して受信した物質のパターンを作成し、その作成した物質のパターンとデータベース（４３）に記憶されたエチルアルコールのパターンとをパターン比較ブロック（４４２）で比較し、その比較した結果を判定ブロック（４４３）で検出した物質がエチルアルコールであるか否かを判断し、物質判定ブロック（４４）で判定された物質がエチルアルコールの場合に濃度判定ブロック（４５）でそのアルコールの濃度を決定し、データベース（４３）に記憶されてアルコール濃度の閾値と濃度判定ブロック（４５）で比較し、検出したアルコール濃度が閾値より大きい場合にはエンジン（２）に制御信号を送りエンジン（２）を停止させ、また解除スイッチ（５）をＯＮした日時をデータベース（４３）に記憶する機能を有している。

ここで、前記「エンジンに制御信号を送る」とは、例えば、ガバナ等を制御してエンジンへの燃料供給を遮断する制御、点火系への電流供給を遮断する制御、スタータモータへの電流供給を遮断する制御、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する制御、サイドブレーキが解除されない様にする制御、或いは、イグニッションキーが回動しない様にする制御である。

さらに、本発明によれば、発進用アンテナ（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、コントロールユニット（４）は解除スイッチ（５）がオンであれば車速が零でないか否かを判断し、車速が零でなければ表示手段（７）を作動させそして飲酒信号発生手段（６）から飲酒信号を発信する機能を有している。

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。

さらに本発明において、解除スイッチ（５）を作動させた場合に表示手段（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、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）外部（例えば、警察署８）に発信する様に構成すれば、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解除スイッチ（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、本発明の実施形態について説明する。
図１〜図４を参照して第１実施形態を説明する。
本実施形態では、エチルアルコールと１：１では反応しないが、その様なセンサを複数組み合わせて、その出力のパターンによりエチルアルコールの有無を検出する実施形態である。

図１に基づいて、第１実施形態の構成を説明する。第１実施形態の飲酒運転防止機構１０１は、後述の図２〜図４の図形パターンを利用する。
図１において、第１実施形態の飲酒運転防止機構１０１は、図示しない車両に設けられている。そして、第１実施形態の飲酒運転防止機構１０１は、図示しない車両に搭載されたエンジン２と、ドライバーの呼気中のアルコール濃度を検出するための異なった種類のアルコールセンサ（物質判定センサ（Ａ〜Ｄ））と、コントロールユニット４０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４０は、アルコールセンサ（Ａ〜Ｄ）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、例えば助手席の者が飲酒している際に、コントロールユニット４０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に、その禁止命令を解除する様に構成されている。

コントロールユニット４０は、物質判定ブロック４４と、濃度判定ブロック４５と比較ブロック４６とデータベース４３とを有している。
物質判定ブロック４４は、パターン作成ブロック４４１とパターン比較ブロック４４２と判定ブロック４４３とで構成されている。

パターン作成ブロック４４１は、前記４種類のセンサ（Ａ〜Ｄ）から情報を受信して受信した物質のパターンを作成する。パターン比較ブロック４４２は、データベース４３に記憶されたアルコールのパターンと、検出した物質のパターンとを、例えばパターン認識の手法に基いて比較する。そしてその比較した結果を判定ブロック４４３に送り、判定ブロック４４３では、検出した物質がアルコールか否かを判断する。

濃度判定ブロック４５では、前記物質判定ブロック４４で判定された物質がアルコールの場合、そのアルコールの濃度を決定する。
比較ブロック４６は、データベース４３に記憶されたアルコール濃度の閾値と濃度判定ブロック４５で判定した濃度とを比較する。そして、検出したアルコール濃度が閾値より大きな場合は、エンジン２に制御信号を送り、エンジンが作動しないように制御する。

図２〜図４では、複数のセンサ（４種類）のセンサ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を組み合せている。４種類のセンサ（そのセンサ（Ａ〜Ｄ）出力がそれぞれ図２〜図４の軸Ａ〜軸Ｄにプロットされる）は、エチルアルコールに反応するが、１：１で反応するものではない。換言すれば、４種類のセンサ（Ａ〜Ｄ）は、エチルアルコールのみに反応するセンサではない。
４種類のセンサ（Ａ〜Ｄ）の各々の出力のプロットを結んで得られるパターンにより、エチルアルコールが存在するか否かを判定できる。

図２は、エチルアルコールに対する４種類のセンサ（Ａ〜Ｄ）の検出信号出力のプロットを結んで得た図形パターンをしめしている。

図３は、未知の物質に対する４種類のセンサ（Ａ〜Ｄ）の検出信号出力のプロットを結んで得た図形パターンを波線で示し、エチルアルコールの図形パターンを実線で示した図である。
２つの図形パターンは全く相違しているので、当該未知の物質は、少なくともエチルアルコールではないと判断できる。

図４は、図３と同様に、未知の物質の図形パターンを波線で示し、エチルアルコールの図形パターンを実線で示した図である。
波線の図形パターンと実線の図形パターンとは概略一致しているので、当該未知の物質はエチルアルコールと判断できる。

本実施形態の様に、複数のセンサ（Ａ〜Ｄ）を組み合わせ、出力信号値のプロットを結ぶパターンによりエチルアルコールを検出する場合には、薄膜センサとは異なり、直接濃度を計測することは困難である。そのため、センサ出力からエチルアルコールの有無を判定する物質判定ブロック４４に加えて、エチルアルコール濃度を決定する濃度決定ブロック４５を設けている。
濃度決定ブロック４５では、公知の技術を適用して、エチルアルコール濃度を決定する。

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、第２実施形態の飲酒運転防止機構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。 本発明の第１実施形態に係り、４つのセンサによってアルコールのパターンを表示させた特性図。 本発明の第１実施形態に係り、４つのセンサによって検出した物質のパターンがアルコールと異なる場合を示したパターン特性図。 本発明の第１実施形態に係り、４つのセンサによって検出した物質のパターンがアルコールと同じであることを示したパターン特性図。 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
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
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
１０１、１０２・・・飲酒運転防止機構
４４１・・・パターン作成ブロック
４４２・・・パターン比較ブロック
４４３・・・判定ブロック

Claims (2)

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、車両に搭載されたエンジン（２）と、エチルアルコールのみに反応するセンサではない異なった種類の複数のアルコールセンサ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）と、それらのアルコールセンサの検出信号出力のプロットを結んで得た図形パターンに基づい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（４０）と、そのコントロールユニット（４０）が飲酒又は酒気帯びであると判断しても自動車が発進できるようにする解除スイッチ（５）とを有し、そのコントロールユニット（４０）は物質判定ブロック（４４）と濃度判定ブロック（４５）と比較ブロック（４６）とデータベース（４３）とを有し、物質判定ブロック（４４）はパターン作成ブロック（４４１）とパターン比較ブロック（４４２）と判定ブロック（４４３）とで構成され、コントロールユニット（４０）は前記アルコールセンサ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）から情報を受信して受信した物質のパターンを作成し、その作成した物質のパターンとデータベース（４３）に記憶されたエチルアルコールのパターンとをパターン比較ブロック（４４２）で比較し、その比較した結果を判定ブロック（４４３）で検出した物質がエチルアルコールであるか否かを判断し、物質判定ブロック（４４）で判定された物質がエチルアルコールの場合に濃度判定ブロック（４５）でそのアルコールの濃度を決定し、データベース（４３）に記憶されてアルコール濃度の閾値と濃度判定ブロック（４５）で比較し、検出したアルコール濃度が閾値より大きい場合にはエンジン（２）に制御信号を送りエンジン（２）を停止させ、また解除スイッチ（５）をＯＮした日時をデータベース（４３）に記憶する機能を有することを特徴とする飲酒運転防止機構。
2. 発進用アンテナ（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、コントロールユニット（４）は解除スイッチ（５）がオンであれば車速が零でないか否かを判断し、車速が零でなければ表示手段（７）を作動させそして飲酒信号発生手段（６）から飲酒信号を発信する機能を有する請求項１に記載の飲酒運転防止機構。

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