JP2004344356A - Steering characteristic analyzer and steering characteristic setting method of automobile - Google Patents

Steering characteristic analyzer and steering characteristic setting method of automobile Download PDF

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一志 福庭
Nobuhisa Okamoto
宜久 岡本
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浩子 梶川
Yoko Yamano
陽子 山野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering characteristic analyzer of an automobile capable of quantitatively judging steering characteristics regardless of the difference of the muscle force of drivers, and a steering characteristic setting method of the automobile. <P>SOLUTION: The steering characteristic analyzer for analyzing the steering characteristics of the automobile is provided with: a muscle state judging means 12 for judging the state of the triceps brachii muscle of the driver; and a muscle state reporting means 40 for reporting that the muscle state judged by the muscle state judging means 12 has reached a setting value or exceeds it. Thus, when the triceps brachii muscle of the driver becomes the state of starting large activity, the state is reported and thus whether the driver feels a steering operation heavy is quantitatively grasped regardless of the difference of the muscle force of the driver. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の操舵特性解析装置、自動車の操舵特性設定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動車の操舵特性の解析は、熟練したドライバのフィーリング評価に基づいて行われている。
しかしながら、フィーリング評価によれば、ドライバ毎のばらつきによって評価結果にばらつきが生じるため、フィーリング評価の結果を定量的な指標にすることは困難である。
【0003】
そこで、操舵特性評価を定量的に行う手法の一つとして、下記特許文献1には、ドライバの腕の筋電位を検出し、検出された筋電位に基づいて負の操腕仕事率を求め、この負の操舵仕事率に基づいて操舵特性を評価することが開示されている。
そして、特許文献1によれば、ハンドル操舵速度の方向とハンドル操舵力の方向とが逆方向になった時操舵仕事率が負になったものとし、このような操舵仕事率が負になる状態は、ドライバがハンドルの動きを止めようとしている状態としてみることができるため、この負の仕事率の大小に基づいて自動車の直進安定性の評価を定量的に行うことができるものである。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−214083号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、操舵特性の評価指標としては、特許文献1に開示されている直進安定性の他、操舵開始時の操舵反力を指標とすることも望まれる。
これは、操舵開始時における操舵反力、つまり、操舵開始時にドライバが感じるステアリング操作の重さが、ドライバに影響を及ぼすためである。
ところが、この操舵反力は、ドライバの筋力の違いによってその感じ方が異なるものである。
ここで、本出願人によれば、上腕三頭筋の筋状態に基づけば、ドライバが感じる操舵反力、つまり、ドライバがステアリング操作を重いと感じる程度を定量的に把握できるという知見を見出した。
つまり、ドライバがステアリング操作を重く感じ始める時、上腕三頭筋が大きく活動を開始していることを見出したものである。
そして、このような知見は、特に、比較的ゆっくりとした操舵速度で、かつ小さい操舵角で操舵される時、有効であることが確認された。
つまり、このような操舵は、通常、高速道路で車線変更するような状況下における操舵に多くみられ、このような操舵において、ドライバは、上腕二頭筋のみの活動によって操舵が行える時ステアリング操作を重く感じず、上腕三頭筋の大きな活動まで要して操舵が行える時ステアリング操作を重いと感じるという知見を見出したものである。
【0006】
本発明は、以上のような課題に勘案してなされたもので、その目的は、ドライバの筋力の違いに拘わらず操舵特性を定量的に判定可能な自動車の操舵特性解析装置、自動車の操舵特性設定方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明にあってはその解決手法として次のようにしてある。すなわち、本発明の第1の構成において、自動車の操舵特性を解析する操舵特性解析装置であって、ドライバの上腕三頭筋の状態を判定する筋状態判定手段と、該筋状態判定手段により判定された筋状態が設定値以上になったことを報知する筋状態報知手段とを備えるよう構成してある。
本発明の第1の構成によれば、ドライバの上腕三頭筋が大きく活動を開始する状態になった時、その状態が報知されるため、ドライバの筋力の違いに拘わらず、ドライバがステアリング操作を重く感じているか否かを定量的に把握することができる。
【0008】
本発明の第2の構成において、上記操舵特性解析装置は、上記筋状態判定手段により判定された筋状態に基づいて最適な操舵反力特性値を算出する操舵反力特性値算出手段を備えるよう構成してある。
本発明のように、ドライバがステアリング操作を重く感じ始める上腕三頭筋の筋状態を把握することができれば、逆に、ステアリング操作を重く感じないよう操舵反力特性値を算出することもできる。
本発明の第2の構成によれば、上腕三頭筋の筋状態に基づいて最適な操舵反力特性値が算出されるため、ドライバの筋力に応じた最適な操舵反力特性値、つまり、ステアリング操作を重いと感じない操舵反力特性値を算出することができる。
【0009】
本発明の第3の構成において、上記操舵特性解析装置は、自動車のステアリングの操舵角度を検出する操舵角度検出手段を備え、
上記操舵反力算出手段は、上記操舵角検出手段により検出された操舵角が所定角度以下である場合のみ操舵反力特性値を算出するよう構成してある。
操舵角が大きい状態では、上腕三頭筋は常に大きく活動しており、操舵角が大きい状態における上腕三頭筋の状態は、ドライバがステアリング操作を重く感じ始める筋状態とは相関が低くなるため、この時の上腕三頭筋の状態に基づいて操舵反力を算出すると操舵反力特性値がずれるおそれがある。
本発明の第3の構成によれば、操舵角が所定角度以下で、上腕三頭筋が大きく活動していない場合にのみ、操舵反力特性値が算出されるため、操舵反力特性値のずれを抑制することができる。
【0010】
本発明の第4の構成において、上記操舵特性解析装置は、自動車のステアリングの操舵速度を検出する操舵速度検出手段を備え、
上記操舵反力算出手段は、上記操舵速度検出手段により検出された操舵速度が所定速度以下である場合のみ操舵反力特性値を算出するよう構成してある。
同一の操舵反力特性値であっても操舵速度が速い場合は、操舵速度が遅い場合に対して、ドライバが操舵を重く感じてしまうため、操舵速度が速いドライバにとっては、この時の上腕三頭筋の状態に基づいて操舵反力特性値を算出すると操舵反力特性値がずれるおそれがある。
本発明の第4の構成によれば、操舵速度が所定速度以下である場合にのみ、操舵反力特性値が算出されるため、操舵反力特性値のずれを抑制することができる。
【0011】
本発明の第5の構成において、上記操舵特性解析装置は、自動車のステアリングの操舵角度を検出する操舵角度検出手段を備え、
上記操舵反力算出手段は、上記操舵角度検出手段により検出された操舵角度が所定角度よりも大きい時は、小さい時に対して操舵反力特性値が小さくなる方向に補正するよう構成してある。
操舵角が大きい状態では、上腕三頭筋は常に大きく活動しており、操舵角が大きい状態における上腕三頭筋の状態は、ドライバがステアリング操作を重く感じ始める筋状態とは相関が低くなるため、この時の上腕三頭筋の状態に基づいて操舵反力を算出すると操舵反力特性値がずれるおそれがある。
本発明の第5の構成によれば、操舵角度が所定角度よりも大きい時は、小さい時に対して操舵反力特性値が小さくなる方向に補正されるため、操舵反力特性値のずれを抑制することができる。
【0012】
本発明の第6の構成において、上記操舵特性解析装置は、自動車のステアリングの操舵速度を検出する操舵速度検出手段を備え、
上記操舵反力算出手段は、上記操舵速度検出手段により検出された操舵速度が所定速度よりも速い時は、遅い時に対して操舵反力特性値が小さくなる方向に補正するよう構成してある。
同一の操舵反力特性値であっても操舵速度が速い場合は、操舵速度が遅い場合に対して、ドライバが操舵を重く感じてしまうため、操舵速度が速いドライバにとっては、この時の上腕三頭筋の状態に基づいて操舵反力特性値を算出すると操舵反力特性値がずれるおそれがある。
本発明の第6の構成によれば、操舵速度が所定速度よりも速い時は、遅い時に対して操舵反力特性値が小さくなる方向に補正されるため、操舵反力特性値のずれを抑制することができる。
【0013】
本発明の第7の構成において、上記操舵反力算出手段は、操舵角度が所定角度以下の時、上記筋状態判定手段により判定された筋状態が所定値以下となるよう操舵反力特性値を算出するよう構成してある。
操舵角が大きい状態では、上腕三頭筋は常に大きく活動しており、操舵角が大きい状態における上腕三頭筋の状態は、ドライバがステアリング操作を重く感じ始める筋状態とは相関が低くなる。
本発明の第7の構成によれば、操舵角度が所定角度以下の時、上腕三頭筋の状態が所定値以下となるよう操舵反力特性値が算出されるため、上腕三頭筋の状態と相関のある操舵反力特性値を算出することができる。
【0014】
本発明の第8の構成において、上記操舵特性解析装置は、ドライバのシートに対する着座姿勢を検出する着座姿勢検出手段を備え、
上記操舵反力算出手段は、上記着座姿勢検出手段により検出された着座姿勢に基づいて反力特性値を補正するよう構成してある。
上腕三頭筋の活動は、ドライバからステアリングまでの距離や、ステアリングの高さ等、着座姿勢の違いの影響を受ける。
例えば、ステアリングまでの距離が遠い程、ステアリングまでの高さが高い程、上腕三頭筋の疲労が大きくなるものである。
本発明の第8の構成によれば、着座姿勢に基づいて反力特性値が補正されるため、上腕三頭筋の疲労を考慮した反力特性値を算出することができる。
【0015】
本発明の第9の構成において、上記操舵特性解析装置は、ドライバの集中力を判定する集中力判定手段を備え、
上記操舵反力算出手段は、上記集中力判定手段により集中力が高いと判定された状態において上記筋状態判定手段により判定された筋状態に基づいて操舵反力特性値を算出するよう構成してある。
ここで、ドライバが運転に集中していない場合、自動車の挙動に対するステアリング操作の遅れが大きくなり、上腕三頭筋の動きが緩慢になるため、上腕三頭筋の状態の判定精度が低下するという知見が得られた。
本発明の第9の構成によれば、ドライバが運転に集中している時に判定された上腕三頭筋の筋状態に基づいて操舵反力特性値が算出されるため、上腕三頭筋の筋状態の判定精度低下に伴う操舵反力特性値のずれを抑制することができる。
【0016】
本発明の第10の構成において、自動車の操舵特性を解析する操舵特性解析方法であって、ドライバの上腕三頭筋の状態を判定する筋状態判定ステップと、該筋状態判定ステップにおいて判定された筋状態が設定値以上であることを報知する筋状態報知ステップとを備えるよう構成してある。
本発明の第10の構成によれば、ドライバの上腕三頭筋が大きく活動を開始する状態になった時、その状態が報知されるため、ドライバの筋力の違いに拘わらず、ドライバが操舵を重く感じているか否かを定量的に把握することができる。
【0017】
【発明の効果】
本発明によれば、ドライバの筋力の違いに拘わらず操舵特性を定量的に判定することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施の形態に関する操舵特性設定システムの全体構成を示す図である。
図1において、1は評価自動車、2は情報センター、3はドライバが所有する自動車である。
評価自動車1は、例えば、自動車メーカーや自動車販売店等に配備される試乗車であって、ドライバが実際に運転することによってそのドライバの腕の筋状態を判定することができるものである。
また、評価自動車装置1には、ドライバの最適な操舵特性を算出するための操舵特性最適化ユニット10と、その操舵特性最適化ユニット10によって算出された最適操舵特性に基づいてステアリング1aの操舵特性を変更可能なパワーステアリング装置30と、筋電位データを表示可能な表示装置40とが備えられている。
【0019】
操舵特性最適化ユニット10には、ドライバの脳波を検出する脳波検出手段11、ドライバの上腕三頭筋の筋電位を検出する上腕三頭筋検出手段12、ドライバの尺側手根伸筋の筋電位を検出する尺側手根伸筋検出手段13、ステアリング1aの操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ14、ステアリング1aの操舵角を検出する操舵角センサ15、ステアリング1aの高さ方向の位置を検出するステアリング位置センサ16、シート位置を検出するシート位置センサ17、車速を検出する車速センサ18、自動車の横方向のGを検出する横Gセンサ19、自動車の前後方向のGを検出する前後Gセンサ20、ヨーレートを検出するヨーレートセンサ21により検出された各検出信号が入力されるようになっている。
そして、操舵特性最適化ユニット10は、入力された各検出信号に基づいてドライバに最適な最適操舵特性を算出し、算出された最適操舵特性に基づいてパワーステアリング装置30の操舵特性を変更したり、算出された最適操舵特性を情報センター2に提供することが可能とされている。尚、最適操舵特性の具体的な算出については、後述する。
【0020】
また、パワーステアリング装置30は、電気モータによって操舵に対するアシスト特性を変更可能に構成されている。
【0021】
また、表示装置40は、図2、図3の説明にて後述するように、上腕三頭筋の筋電位のデータ、尺側手根伸筋の筋電位のデータをそれぞれグラフ表示することが可能とされている。
そして、この表示に基づけば、ドライバの操舵状態を定量的に把握することができるものである。
【0022】
情報センター2は、評価用自動車1及び契約されたドライバの自動車3との間において無線等によって双方向に信号の授受が可能とされており、評価自動車1から情報センター1に対しては最適操舵特性が提供され、情報センター2から自動車3に対しては情報センター2に収集された交通情報等の各種情報が提供されるとともに、自動車3から情報センター2に対しては自動車3に備えられた各種センサにより検出された各種情報が提供されるようになっている。
情報センター2は、詳細な説明は省略するが、演算処理装置としてのサーバと、各種情報を記憶する後述のデータベースと、外部の装置と通信回路を介して通信するための通信装置とを備えている。
更に、情報センター2には、操舵特性最適化ユニット10から提供された最適操舵特性を各ドライバ毎に記憶する最適操舵特性記憶手段2aと、その最適操舵特性記憶手段2aに記憶された最適操舵特性を後述する自動車3の操舵制御ユニット40に提供する最適操舵特性提供手段2bとが備えられている。
【0023】
自動車3は、評価用自動車1において最適操舵特性が算出されたドライバが所有する自動車であって、操舵制御ユニット50、パワーステアリング装置60、及び個人認証装置70を備えている。
操舵制御ユニット50は、個人認証装置70によって認証された個人に対応した最適操舵特性を情報センター2の最適操舵特性提供手段2bから提供を受け、提供された最適操舵特性に基づいてパワーステアリング装置60の操舵特性を変更するよう構成されている。
【0024】
ここで、ドライバの腕の筋状態と、操舵特性との関係について、説明する。
まず、上腕三頭筋について、説明する。
図2(a)は、操舵反力の異なる4パターンについて、操舵角と操舵力との関係をそれぞれ示す図、図2(b)は、操舵反力の異なる4パターンについて、操舵角20deg以内においてステアリングを左右に繰り返し操舵した状態における右腕の上腕三頭筋の筋電位変化をそれぞれ示した図である。
【0025】
図2(a)において、aは最も操舵反力の大きい操舵特性を示す操舵特性1、bは2番目に操舵反力の大きい操舵特性を示す操舵特性2、cは3番目に操舵反力の大きい操舵特性を示す操舵特性3、dは最も操舵反力の小さい操舵特性を示す操舵特性4である。
そして、図2(b)中データb、c、dで示すように、操舵特性2〜4では、上腕三頭筋の筋電位は、0.012mV付近にあって筋電位が大きくなることがないのに対し、操舵特性1では、上腕三頭筋の筋電位が0.016mV以上に大きくなり、操舵時に上腕三頭筋が大きく活動している。これは、操舵特性1は、操舵反力が大きいため、操舵に際し上腕三頭筋が大きく活動しているためである。
従って、上腕三頭筋の筋電位が略0.016mV以上になると、ドライバがステアリング操作を重く感じ始めていると評価することができる。
以上のように、上腕三頭筋の筋電位に基づけば、ドライバのステアリング操作重さを定量的に示すことができる。
【0026】
次に、尺側手根伸筋の筋状態について、説明する。
図3(a)は、ヒステリシスの異なる4つのパターンについて、操舵角と操舵力との関係をそれぞれ示す図、図3(b)は、操舵反力の異なる4パターンについて、操舵角20deg以内においてステアリングを左右に繰り返し操舵した状態における左腕の尺側手根伸筋の筋電位変化をそれぞれ示した図である。
【0027】
図3(a)において、dで示す幅は最もヒステリシスの大きい操舵特性を示す操舵特性5、eで示す幅は2番目にヒステリシスの大きい操舵特性を示す操舵特性6、fで示す幅は3番目にヒステリシスの大きい操舵特性を示す操舵特性7、gで示す幅は最もヒステリシスの小さい(ヒステリシス0)操舵特性を示す操舵特性8である。
そして、図3(b)中d、eで示すように、操舵特性5、6では、尺側手根伸筋の筋電位が比較的小さいのに対し、操舵特性7、8では、尺側手根伸筋の筋電位が大きくなっており、ステアリングの引き戻し操作が大きい操舵特性であることを示している。これは、ヒステリシス幅が小さすぎて操舵に対する操舵角の敏感が高いためである。従って、尺側手根伸筋の筋電位が小さく、引き戻し操作が少なくなる操舵特性5又は操舵特性6が適切なヒステリシス幅であると評価することができる。
以上のように、尺側手根伸筋の筋電位に基づけば、ドライバのステアリングの引き戻し操作を定量的に示すことができる。
【0028】
次に、図4のフローチャートに基づき評価自動車1の操舵特性最適化ユニット10による最適操舵特性算出処理を具体的に説明する。
図4のステップS1において、ドライバの身長、性別、操舵特性に対する好み等ドライバに関する情報に基づいてベース操舵特性を設定する。これは、図2(a)で示した操舵力特性が、ドライバの筋力等に応じて異なるため、その違いに応じて予めベース操舵特性及び上腕三頭筋が大きく活動開始しているか否か判定する判定値を設定する。
続く、ステップS2では、シート位置、ステアリング位置に基づいてドライバのシートに対する着座姿勢に基づいて特性補正値を設定する。これは、シート位置がステアリングから遠い程筋疲労が大きくなり、また、ステアリング位置が高いほど筋疲労が大きくなるため、これらの補正を行うため、ステップS1で設定したベース操舵特性及び判定値を補正する補正値を設定する。
ステップS3では、ステップS1で設定されたベース操舵特性と、ステップS2で設定された特性補正値とに基づいて操舵特性を仮に設定する。
【0029】
次に、ステップS4では、車速が所定車速(例えば、80Km/h)以上か否か判定する。
ステップS4でYESと判定された時、ステップS5に進み、操舵角が所定角(例えば、20deg)以内か否か判定する。
ステップS5でYESと判定された時、ステップS6に進み、操舵速度が所定速度以下か否か判定する。
ステップS6でYESと判定された時、つまり、車速が高く、比較的小さい操舵速度でもって小さい操舵角操舵する時は、高速道路で車線変更するような操舵状況であって、ステアリング操舵感と上腕三頭筋との相関、ステアリングの引き戻しと尺側手根伸筋との相関が高いことから、ステップS7に進み、上腕三頭筋の筋電位データを収集するとともに、データ収集中であることをドライバに対して報知する。
尚、ステップS4〜S6の判定の内、いずれか一つでもNOと判定された時は、上腕三頭筋の筋電位データを収集することなくリターンする。
【0030】
続く、ステップS8では、ドライバが運転に集中しているか否か判定し、YESと判定された時は、ステップS9に進む。尚、ステップS8における判定は、例えば、ドライバの脳波に基づいて判定することが可能である。
ステップS9では、ステップS7で収集された上腕三頭筋の筋電位データを操舵特性最適化ユニット10のメモリ10aに格納する。
また、ステップS8でNOと判定された時、つまり、ドライバが運転に集中していない時は、ドライバの上腕三頭筋の判定精度が低下することから、ステップS10に進み、ドライバに対して集中力低下警報を行い、ステップS7で収集された上腕三頭筋の筋電位データを格納することなくリターンする。
【0031】
続く、ステップS11では、収集されたデータが所定量、つまり、図2で示す特性を表示可能なデータ量が収集されたか否か判定し、YESと判定された時は、ステップS12に進む。
ステップS12では、操舵特性判定が完了したか否か判定、つまり、ステップS7で収集された上腕三頭筋の筋電位データが判定値以上になり、操舵に際し上腕三頭筋が大きく活動を開始しているか否か判定する。
ステップS12でNOと判定された時は、ステップS13に進み、操舵特性(操舵反力値)を所定値変更してリターンする。そして、上腕三頭筋の筋電位データが判定値以上になるまでは操舵特性(操舵反力値)が所定値ずつ変更される。
【0032】
また、ステップS13でYESと判定された時は、ステップS14に進み、各操舵反力毎に収集された上腕三頭筋の筋電位データを表示装置40に比較可能に表示する。表示としては、図2に示したように表示されることになる。
続く、ステップS15では、上腕三頭筋の筋電位データが判定値以上となった操舵反力よりも小さい操舵反力を最適な操舵反力として設定する。
【0033】
次に、ステップS16では、尺側手根伸筋の筋電位データを収集するとともに、データ収集中であることをドライバに対して報知する。
ステップS17では、ステップS8と同様、ドライバが運転に集中しているか否か判定し、YESと判定された時は、ステップS18に進む。
ステップS18では、ステップS17で収集された尺側手根伸筋の筋電位データを操舵特性最適化ユニット10のメモリ10aに格納する。
また、ステップS17でNOと判定された時、つまり、ドライバが運転に集中していない時は、ドライバの尺側手根伸筋の判定精度が低下することから、ステップS10に進み、ドライバに対して集中力低下警報を行い、ステップS16で収集された尺側手根伸筋の筋電位データを格納することなくリターンする。
【0034】
続く、ステップS19では、収集されたデータが所定量、つまり、図3で示す特性を表示可能なデータ量が収集されたか否か判定し、YESと判定された時は、ステップS20に進む。
ステップS20では、操舵特性判定が完了したか否か判定、つまり、ステップS167で収集された尺側手根伸筋の筋電位データが判定値以上になり、操舵に際し尺側手根伸筋の活動により引き戻し操作が大きいか否か判定する。
ステップS20でNOと判定された時は、ステップS21に進み、操舵ヒステリシス幅を所定値変更してリターンする。そして、尺側手根伸筋の筋電位データが判定値以上になるまでは操舵ヒステリシス幅が所定値ずつ変更される。
【0035】
また、ステップS20でYESと判定された時は、ステップS22に進み、各操舵ヒステリシス幅毎に収集された尺側手根伸筋の筋電位データを表示装置40に比較可能に表示する。表示としては、図3に示したように表示されることになる。
続く、ステップS23では、尺側手根伸筋の筋電位データが判定値以上となった操舵ヒステリシス幅よりも小さい操舵ヒステリシス幅を最適な操舵ヒステリシス幅として設定する。
【0036】
ステップS24では、ステアリング1aの操舵に対する横Gやヨーレート等の車両の挙動との関係に基づいて追従性を把握し、常に、操舵速度が遅く、操舵に対して車両の挙動が大きく表れるドライバに対しては、操舵反力値を小さくステアリング操舵特性を軽くする方向に補正するための補正値を設定する。
続く、ステップS25では、ステップS15で設定した操舵反力値、ステップS23で設定した操舵ヒステリシス幅、ステップS24で設定した補正値に基づいて最終的に最適操舵特性を設定する。
そして、ステップS26では、各ドライバのIDに対応させて各ドライバ毎に最適な最適操舵特性を操舵特性最適化ユニット10のメモリ10aに格納し、ステップS27では、最適操舵特性を情報センターに提供する。
【0037】
次に、図5のフローチャートに基づき自動車3の操舵特性ユニット50による最適操舵特性変更処理を具体的に説明する。
ステップS30では、イグニッションスイッチがONされているか否か判定する。
ステップS30でYESと判定された時、ステップS31に進み、前回イグニッションスイッチがOFFされていたか否か判定する。
ステップS31でYESと判定された時、つまり、今回初めてイグニッションスイッチがOFFからONされた時、ステップS32に進む。
ステップS32では、個人認証装置70によって認識されたドライバに対応して記憶された最適操舵特性を情報センター2から入手する。
ステップS33では、ステップS32で入手された最適操舵特性に基づいてパワーステアリング装置60の操舵特性を設定し、続くステップS34では、ステップS33で設定された最適操舵特性に基づいてパワーステアリング装置60を制御する。
尚、ステップS31でNOと判定された時は、ステップS32、S33の処理を行うことなくステップS34に進む。
また、ステップS30でNOと判定された時は、いずれの処理を行うことなくリターンする。
【0038】
以上のように、本実施の形態によれば、ドライバの上腕三頭筋が大きく活動を開始する状態になった時、その状態が表示装置40に表示されるため、ドライバの筋力の違いに拘わらず、ドライバがステアリング操作を重く感じているか否かを定量的に把握することができる。
また、上腕三頭筋の筋状態に基づいて最適な操舵反力値が算出されるため、ドライバの筋力に応じた最適な操舵反力値、つまり、ステアリング操作を重いと感じない操舵反力値を算出することができる。
また、操舵角が所定角度以下で、上腕三頭筋が大きく活動していない場合にのみ、操舵反力値が算出されるため、操舵反力特性値のずれを抑制することができる。
また、操舵速度が所定速度以下である場合にのみ、操舵反力値が算出されるため、操舵反力値のずれを抑制することができる。
また、操舵角度が所定角度以下の時、上腕三頭筋の筋電位が判定値以下となるよう操舵反力値が算出されるため、上腕三頭筋の状態と相関のある操舵反力値を算出することができる。
また、着座姿勢に基づいてベース操舵特性、判定値が補正されるため、上腕三頭筋の疲労を考慮することができる。
また、ドライバが運転に集中している時に判定された上腕三頭筋の筋電位に基づいて操舵反力値が算出されるため、上腕三頭筋の筋電位の判定精度低下に伴う操舵反力値のずれを抑制することができる。
また、尺側手根伸筋の筋電位に基づいて操舵ヒステリシス幅が設定されるため、引き戻し操作量を適切に設定することができる。
【0039】
尚、本実施の形態では、操舵角が所定角以下、かつ操舵速度が所定値以下の時のみ、操舵反力値を算出する例を示したが、その他、これらの条件を無くし、常時操舵反力を算出するとともに、その際、操舵反力値を操舵角と操舵速度とに基づいて補正するようにしてもよい。
【0040】
尚、本実施の形態では、最適操舵特性を情報センター2の最適操舵特性格納手段2aに記憶する例を示したが、その他、自動車3の操舵制御ユニット50に記憶するようにしてもよい。
その場合、ドライバの自動車3における操舵制御ユニット50には、図6に示すように、最適操舵特性記憶手段50aと、個人認証装置70により判別されたドライバに応じて最適操舵特性を切換える最適操舵特性切換手段50bとが備えられる。
【0041】
また、本実施の形態では、ドライバの筋状態を、評価用自動車3に備えられた上腕三頭筋検出手段12、尺側手根伸筋の筋電位を検出する尺側手根伸筋検出手段13によって判定する例を示したが、その他、自動車メーカーや自動車販売店に配備され、ドライバの運転によって仮想自動車の運転を模擬可能なシュミレーション装置に備えられた上腕三頭筋検出手段12、尺側手根伸筋検出手段13によって判定するようにしてもよい。
【0042】
また、本実施の形態では、評価自動車1とドライバの自動車3との間において情報センター1を経由して最適操舵特性を提供する例を示したが、情報センター1を介することなく直接評価自動車1からドライバの自動車3に最適操舵特性を提供するようにしてもよい。
【0043】
また、本実施の形態では、上腕三頭筋の筋状態の判定として、直接上腕三頭筋の筋電位を検出する例を示したが、その他、上腕二頭筋の筋電位から上腕三頭筋の筋電位を推定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態に関する操舵特性設定システムの全体構成を示す図。
【図2】上腕三頭筋の筋電位特性を示す図。
【図3】尺側手根伸筋の筋電位特性を示す図。
【図4】実施の形態に関する評価自動車の操舵特性最適化制御ユニットによる最適操舵特性算出処理を示すフローチャート。
【図5】実施の形態に関するドライバの自動車の操舵制御ユニットによる操舵制御処理を示すフローチャート。
【図6】その他の実施の形態に関するドライバの自動車の構成を示す図。
【符号の説明】
1:評価自動車
2:情報センター
2a:最適操舵特性記憶手段
2b:最適操舵特性提供手段
10:操舵最適化制御ユニット
11:脳波検出手段(集中力判定手段)
12:上腕三頭筋検出手段(筋状態判定手段)
13:尺側手根伸筋検出手段(筋状態判定手段)
15:操舵角センサ(操舵角度検出手段、操舵速度検出手段)
30、60:パワーステアリング装置
40:表示装置
50:操舵制御ユニット
50a:最適操舵特性記憶手段
50b:最適操舵特性切換手段
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle steering characteristic analysis device and a vehicle steering characteristic setting method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an analysis of a steering characteristic of a vehicle is performed based on a feeling evaluation of a skilled driver.
However, according to the feeling evaluation, since the evaluation result varies depending on the variation of each driver, it is difficult to use the result of the feeling evaluation as a quantitative index.
[0003]
Therefore, as one of the methods for quantitatively performing the steering characteristic evaluation, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163873 discloses detecting a myoelectric potential of a driver's arm, and calculating a negative steering power based on the detected myoelectric potential. It is disclosed that the steering characteristics are evaluated based on the negative steering power.
According to Patent Literature 1, when the direction of the steering wheel speed and the direction of the steering wheel steering force are opposite, the steering power becomes negative, and such a steering power becomes negative. Can be regarded as a state in which the driver is trying to stop the movement of the steering wheel, so that the straight running stability of the vehicle can be quantitatively evaluated based on the magnitude of the negative power.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2002-214083 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as an evaluation index of the steering characteristic, in addition to the straight running stability disclosed in Patent Document 1, it is also desirable to use a steering reaction force at the start of steering as an index.
This is because the steering reaction force at the start of steering, that is, the weight of the steering operation felt by the driver at the start of steering affects the driver.
However, this steering reaction force has a different way of feeling depending on the difference in the muscular strength of the driver.
Here, according to the present applicant, based on the muscle state of the triceps, the inventors have found that the steering reaction force felt by the driver, that is, the degree to which the driver feels the steering operation is heavy can be quantitatively grasped. .
In other words, it was found that when the driver began to feel the steering operation heavily, the triceps began to greatly act.
And it was confirmed that such knowledge is effective especially when the steering is performed at a relatively slow steering speed and a small steering angle.
In other words, such steering is usually performed in a situation where the lane changes on a highway, and in such a steering, the driver performs steering operation when steering can be performed only by the activity of the biceps. Did not feel heavy, and found that the steering operation was heavy when steering could be performed with a large activity of the triceps.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a vehicle steering characteristic analyzing apparatus capable of quantitatively determining a steering characteristic irrespective of a difference in driver's muscle strength, and a vehicle steering characteristic. It is to provide a setting method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides the following as a solution. That is, in the first configuration of the present invention, there is provided a steering characteristic analyzing apparatus for analyzing a steering characteristic of an automobile, wherein the muscle state determining means for determining the state of the triceps of the driver and the muscle state determining means. And a streak state notifying unit for notifying that the detected streak state has become equal to or greater than the set value.
According to the first configuration of the present invention, when the triceps of the driver is in a state of greatly starting the activity, the state is notified, so that the driver can perform the steering operation regardless of the difference in the muscular strength of the driver. Can be grasped quantitatively as to whether or not he / she feels heavy.
[0008]
In the second configuration of the present invention, the steering characteristic analyzing apparatus may include a steering reaction force characteristic value calculating unit that calculates an optimal steering reaction force characteristic value based on the muscle state determined by the muscle state determining unit. It is composed.
As in the present invention, if the driver can grasp the muscle state of the triceps that starts to feel heavy steering operation, conversely, the steering reaction force characteristic value can be calculated so that the steering operation does not feel heavy.
According to the second configuration of the present invention, since the optimum steering reaction force characteristic value is calculated based on the muscle state of the triceps, the optimum steering reaction force characteristic value according to the muscle force of the driver, that is, It is possible to calculate a steering reaction force characteristic value that does not make the steering operation feel heavy.
[0009]
In a third configuration of the present invention, the steering characteristic analysis device includes a steering angle detecting unit that detects a steering angle of a steering of the automobile,
The steering reaction force calculation means is configured to calculate a steering reaction force characteristic value only when the steering angle detected by the steering angle detection means is equal to or smaller than a predetermined angle.
When the steering angle is large, the triceps are always active, and the state of the triceps at the large steering angle is less correlated with the muscle state where the driver begins to feel heavy steering operation. If the steering reaction force is calculated based on the state of the triceps at this time, the steering reaction characteristic value may be shifted.
According to the third configuration of the present invention, the steering reaction force characteristic value is calculated only when the steering angle is equal to or less than the predetermined angle and the triceps is not significantly active. The displacement can be suppressed.
[0010]
In a fourth configuration of the present invention, the steering characteristic analysis device includes a steering speed detecting unit that detects a steering speed of a steering of the vehicle,
The steering reaction force calculation means is configured to calculate a steering reaction force characteristic value only when the steering speed detected by the steering speed detection means is equal to or lower than a predetermined speed.
Even if the steering reaction force characteristic value is the same, when the steering speed is high, the driver feels heavier in steering than when the steering speed is low. If the steering reaction force characteristic value is calculated based on the state of the head muscles, the steering reaction force characteristic value may shift.
According to the fourth configuration of the present invention, since the steering reaction force characteristic value is calculated only when the steering speed is equal to or lower than the predetermined speed, the deviation of the steering reaction force characteristic value can be suppressed.
[0011]
In a fifth configuration of the present invention, the steering characteristic analysis device includes a steering angle detection unit that detects a steering angle of a steering of the automobile,
When the steering angle detected by the steering angle detecting means is larger than a predetermined angle, the steering reaction force calculating means corrects the steering reaction force in such a direction that the steering reaction characteristic value becomes smaller than when the steering angle is smaller.
When the steering angle is large, the triceps are always active, and the state of the triceps at the large steering angle is less correlated with the muscle state where the driver begins to feel heavy steering operation. If the steering reaction force is calculated based on the state of the triceps at this time, the steering reaction characteristic value may be shifted.
According to the fifth configuration of the present invention, when the steering angle is larger than the predetermined angle, the steering reaction force characteristic value is corrected in a direction in which the steering reaction force characteristic value becomes smaller than when the steering angle is smaller, so that deviation of the steering reaction force characteristic value is suppressed. can do.
[0012]
In a sixth configuration of the present invention, the steering characteristic analysis device includes a steering speed detection unit that detects a steering speed of a steering of the vehicle,
When the steering speed detected by the steering speed detecting means is higher than a predetermined speed, the steering reaction force calculating means corrects the steering reaction force characteristic value in a direction in which the steering reaction force characteristic value becomes smaller than when the steering speed is slow.
Even if the steering reaction force characteristic value is the same, when the steering speed is high, the driver feels heavier in steering than when the steering speed is low. If the steering reaction force characteristic value is calculated based on the state of the head muscles, the steering reaction force characteristic value may shift.
According to the sixth configuration of the present invention, when the steering speed is higher than the predetermined speed, the steering reaction force characteristic value is corrected to be smaller than when the steering speed is lower, so that the deviation of the steering reaction force characteristic value is suppressed. can do.
[0013]
In the seventh configuration of the present invention, when the steering angle is equal to or less than a predetermined angle, the steering reaction force calculating means sets the steering reaction force characteristic value such that the muscle state determined by the muscle state determining means is equal to or less than a predetermined value. It is configured to calculate.
In a state where the steering angle is large, the triceps always has a large activity, and the state of the triceps in a state where the steering angle is large has a low correlation with a muscle state in which the driver starts to feel heavy steering operation.
According to the seventh configuration of the present invention, when the steering angle is equal to or smaller than the predetermined angle, the steering reaction force characteristic value is calculated such that the state of the triceps is equal to or smaller than the predetermined value. It is possible to calculate a steering reaction force characteristic value that is correlated with the above.
[0014]
In the eighth configuration of the present invention, the steering characteristic analysis device includes a sitting posture detecting unit that detects a sitting posture of the driver with respect to the seat,
The steering reaction force calculating means is configured to correct the reaction force characteristic value based on the sitting posture detected by the sitting posture detecting means.
The activity of the triceps is affected by differences in sitting posture, such as the distance from the driver to the steering and the height of the steering.
For example, the greater the distance to the steering and the higher the height to the steering, the greater the fatigue of the triceps.
According to the eighth configuration of the present invention, since the reaction force characteristic value is corrected based on the sitting posture, the reaction force characteristic value can be calculated in consideration of the fatigue of the triceps.
[0015]
In a ninth configuration of the present invention, the steering characteristic analysis device includes a concentration determination unit that determines a concentration of the driver,
The steering reaction force calculation means is configured to calculate a steering reaction force characteristic value based on the muscle state determined by the muscle state determination means in a state where the concentration force is determined to be high by the concentration force determination means. is there.
Here, when the driver is not concentrated on driving, the delay of the steering operation with respect to the behavior of the vehicle becomes large, and the movement of the triceps becomes slow, so that the determination accuracy of the state of the triceps decreases. Findings were obtained.
According to the ninth configuration of the present invention, since the steering reaction force characteristic value is calculated based on the muscle state of the triceps determined when the driver is concentrated on driving, the muscle of the triceps It is possible to suppress the deviation of the steering reaction force characteristic value due to the deterioration of the state determination accuracy.
[0016]
In the tenth configuration of the present invention, there is provided a steering characteristic analyzing method for analyzing a steering characteristic of an automobile, wherein the muscle state determining step for determining a state of a triceps of a driver and the muscle state determining step. A muscle state notification step of notifying that the muscle state is equal to or greater than the set value.
According to the tenth configuration of the present invention, when the triceps of the driver is in a state of largely starting the activity, the state is notified, so that the driver can steer regardless of the difference in the muscular strength of the driver. It is possible to quantitatively grasp whether or not he / she feels heavy.
[0017]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to quantitatively determine the steering characteristics irrespective of the difference in the muscular strength of the driver.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a steering characteristic setting system according to the present embodiment.
In FIG. 1, 1 is an evaluation vehicle, 2 is an information center, and 3 is a vehicle owned by the driver.
The evaluation vehicle 1 is, for example, a test vehicle installed in an automobile manufacturer, an automobile dealer, or the like, and is capable of determining the muscle state of the driver's arm by actually driving the driver.
The evaluation vehicle device 1 also includes a steering characteristic optimization unit 10 for calculating an optimal steering characteristic of the driver, and a steering characteristic of the steering wheel 1a based on the optimum steering characteristic calculated by the steering characteristic optimization unit 10. And a display device 40 capable of displaying myoelectric potential data.
[0019]
The steering characteristic optimizing unit 10 includes an electroencephalogram detecting means 11 for detecting a driver's electroencephalogram, a triceps detecting means 12 for detecting a myoelectric potential of a triceps muscle of the driver, and a muscle of the extensor carpi ulnaris of the driver. Detector 13 for detecting the potential of the extensor carpal extensor, a steering torque sensor 14 for detecting the steering torque of the steering wheel 1a, a steering angle sensor 15 for detecting the steering angle of the steering wheel 1a, and detecting the position of the steering wheel 1a in the height direction. Steering position sensor 16, a seat position sensor 17 for detecting a seat position, a vehicle speed sensor 18 for detecting a vehicle speed, a lateral G sensor 19 for detecting a lateral G of the vehicle, a longitudinal G sensor for detecting a G in the longitudinal direction of the vehicle 20, each detection signal detected by the yaw rate sensor 21 for detecting the yaw rate is input.
Then, the steering characteristic optimization unit 10 calculates an optimum steering characteristic for the driver based on the input detection signals, and changes the steering characteristic of the power steering device 30 based on the calculated optimum steering characteristic. It is possible to provide the calculated optimum steering characteristics to the information center 2. The specific calculation of the optimum steering characteristics will be described later.
[0020]
Further, the power steering device 30 is configured to be able to change the assist characteristic for steering by an electric motor.
[0021]
Further, the display device 40 can graphically display the myoelectric potential data of the triceps brachii and the myoelectric potential of the extensor carpi ulnaris, respectively, as described later in the description of FIGS. It has been.
Then, based on this display, the steering state of the driver can be grasped quantitatively.
[0022]
The information center 2 is capable of bidirectionally transmitting and receiving signals between the evaluation vehicle 1 and the contracted driver's vehicle 3 by radio or the like, and performs optimal steering from the evaluation vehicle 1 to the information center 1. The characteristics are provided, and various information such as traffic information collected in the information center 2 is provided from the information center 2 to the vehicle 3, and the vehicle 3 is provided in the vehicle 3 from the vehicle 3 to the information center 2. Various types of information detected by various types of sensors are provided.
Although not described in detail, the information center 2 includes a server as an arithmetic processing device, a database described below that stores various information, and a communication device for communicating with an external device via a communication circuit. I have.
Further, the information center 2 has an optimum steering characteristic storage means 2a for storing the optimum steering characteristic provided from the steering characteristic optimization unit 10 for each driver, and an optimum steering characteristic stored in the optimum steering characteristic storage means 2a. Is provided to the steering control unit 40 of the automobile 3 to be described later.
[0023]
The vehicle 3 is a vehicle owned by the driver whose optimum steering characteristics have been calculated in the evaluation vehicle 1, and includes a steering control unit 50, a power steering device 60, and a personal authentication device 70.
The steering control unit 50 receives the optimum steering characteristics corresponding to the individual who has been authenticated by the personal authentication device 70 from the optimum steering characteristics providing means 2b of the information center 2, and based on the provided optimum steering characteristics, the power steering device 60. Is configured to change the steering characteristics.
[0024]
Here, the relationship between the muscle state of the driver's arm and the steering characteristics will be described.
First, the triceps brachii is described.
FIG. 2A is a diagram illustrating the relationship between the steering angle and the steering force for each of the four patterns having different steering reaction forces. FIG. 2B is a diagram illustrating the relationship between the steering angle and the steering angle within 20 degrees for the four patterns having different steering reaction forces. It is the figure which showed each myoelectric potential change of the triceps of the upper arm in the state which repeated steering to the left and right.
[0025]
In FIG. 2A, a is a steering characteristic 1 indicating the steering characteristic having the largest steering reaction force, b is a steering characteristic 2 indicating a steering characteristic having the second largest steering reaction force, and c is a steering characteristic having the third largest steering reaction force. The steering characteristics 3 and d showing the large steering characteristics are the steering characteristics 4 showing the steering characteristics with the smallest steering reaction force.
Then, as shown by the data b, c, and d in FIG. 2B, in the steering characteristics 2 to 4, the myoelectric potential of the triceps is near 0.012 mV, and the myoelectric potential does not increase. On the other hand, in the steering characteristic 1, the muscle potential of the triceps muscle is increased to 0.016 mV or more, and the triceps muscle is largely activated during steering. This is because, in the steering characteristic 1, since the steering reaction force is large, the triceps is largely active during steering.
Therefore, when the myoelectric potential of the triceps brachii is approximately 0.016 mV or more, it can be evaluated that the driver starts to feel heavy steering operation.
As described above, the steering operation weight of the driver can be quantitatively indicated based on the myoelectric potential of the triceps.
[0026]
Next, the muscle state of the extensor carpi ulnaris is described.
FIG. 3A shows the relationship between the steering angle and the steering force for four patterns with different hysteresis, and FIG. 3B shows the relationship between the steering angle and the steering force within 20 deg for the four patterns with different steering reaction forces. FIG. 8 is a diagram showing changes in myoelectric potential of the extensor carpi ulnaris of the left arm in a state where the left arm is repeatedly steered left and right.
[0027]
In FIG. 3A, the width indicated by d is the steering characteristic 5 indicating the steering characteristic having the largest hysteresis, the width indicated by e is the steering characteristic 6 indicating the steering characteristic having the largest hysteresis, and the width indicated by f is the third. The steering characteristic 7 indicates a steering characteristic having a large hysteresis, and the width indicated by g is a steering characteristic 8 indicating a steering characteristic having a minimum hysteresis (zero hysteresis).
Then, as shown by d and e in FIG. 3B, in the steering characteristics 5 and 6, the myoelectric potential of the ulnar carpal extensor is relatively small, whereas in the steering characteristics 7 and 8, the ulnar hand is increased. The myoelectric potential of the root extensor is large, indicating that the steering pullback operation has a large steering characteristic. This is because the hysteresis width is too small and the steering angle is sensitive to steering. Therefore, it can be evaluated that the steering characteristic 5 or the steering characteristic 6 in which the muscle potential of the ulnar carpal extensor is small and the pullback operation is reduced is an appropriate hysteresis width.
As described above, based on the myoelectric potential of the extensor carpi ulnaris, the steering pullback operation of the driver can be quantitatively indicated.
[0028]
Next, the processing for calculating the optimum steering characteristic by the steering characteristic optimizing unit 10 of the evaluation vehicle 1 will be specifically described based on the flowchart of FIG.
In step S1 of FIG. 4, a base steering characteristic is set based on information about the driver, such as the driver's height, gender, and preference for the steering characteristic. This is because the steering force characteristics shown in FIG. 2A differ depending on the driver's muscular strength and the like, and it is determined according to the difference whether the base steering characteristics and the triceps have started to largely activate. Set the judgment value to perform.
Subsequently, in step S2, a characteristic correction value is set based on the seating posture of the driver with respect to the seat based on the seat position and the steering position. This is because the muscle fatigue increases as the seat position is farther from the steering, and the muscle fatigue increases as the steering position increases, so that the base steering characteristics and the determination value set in step S1 are corrected to perform these corrections. Set the correction value to be used.
In step S3, the steering characteristic is provisionally set based on the base steering characteristic set in step S1 and the characteristic correction value set in step S2.
[0029]
Next, in step S4, it is determined whether the vehicle speed is equal to or higher than a predetermined vehicle speed (for example, 80 km / h).
When YES is determined in the step S4, the process proceeds to a step S5 to determine whether or not the steering angle is within a predetermined angle (for example, 20 deg).
When YES is determined in the step S5, the process proceeds to a step S6 to determine whether or not the steering speed is equal to or lower than a predetermined speed.
When YES is determined in step S6, that is, when the vehicle speed is high and the steering angle is steered with a relatively small steering speed, the steering situation is such that the lane changes on a highway, and the steering feeling and the upper arm Since the correlation with the triceps and the correlation between the steering pullback and the extensor carpi ulnaris are high, the process goes to step S7 to collect the myoelectric potential data of the triceps brachii and that the data is being collected. Notify the driver.
When any one of the determinations in steps S4 to S6 is determined to be NO, the process returns without collecting myoelectric potential data of the triceps brachii.
[0030]
Subsequently, in step S8, it is determined whether or not the driver is concentrated on driving, and if the determination is YES, the process proceeds to step S9. Note that the determination in step S8 can be made based on, for example, the brain waves of the driver.
In step S9, the myoelectric potential data of the triceps brachii collected in step S7 is stored in the memory 10a of the steering characteristic optimization unit 10.
If NO is determined in step S8, that is, if the driver is not concentrated on driving, the accuracy of determination of the triceps of the driver is reduced. A power drop warning is issued, and the process returns without storing the myoelectric potential data of the triceps brachii collected in step S7.
[0031]
Subsequently, in step S11, it is determined whether or not a predetermined amount of collected data, that is, a data amount capable of displaying the characteristics shown in FIG. 2 has been collected. If YES is determined, the process proceeds to step S12.
In step S12, it is determined whether the steering characteristic determination has been completed, that is, the myoelectric potential data of the triceps muscles collected in step S7 is equal to or greater than the determination value, and the triceps muscles start to act significantly during steering. Is determined.
When NO is determined in step S12, the process proceeds to step S13, in which the steering characteristic (steering reaction force value) is changed by a predetermined value, and the process returns. The steering characteristic (steering reaction force value) is changed by a predetermined value until the myoelectric potential data of the triceps brachii is equal to or greater than the determination value.
[0032]
If YES is determined in the step S13, the process proceeds to a step S14, in which the myoelectric potential data of the triceps brachii collected for each steering reaction force is displayed on the display device 40 in a comparable manner. The display will be as shown in FIG.
Subsequently, in step S15, a steering reaction force smaller than the steering reaction force at which the myoelectric potential data of the triceps muscle is equal to or greater than the determination value is set as the optimum steering reaction force.
[0033]
Next, in step S16, the myoelectric potential data of the extensor carpi ulnaris are collected, and the driver is notified that the data is being collected.
In step S17, similarly to step S8, it is determined whether or not the driver is concentrated on driving. If the determination is YES, the process proceeds to step S18.
In step S18, the myoelectric potential data of the extensor carpi ulnaris collected in step S17 is stored in the memory 10a of the steering characteristic optimization unit 10.
When NO is determined in step S17, that is, when the driver is not concentrated on driving, the accuracy of determination of the extensor carpi ulnaris of the driver is reduced. Then, a concentration drop warning is given, and the process returns without storing the myoelectric potential data of the extensor carpi ulnaris collected in step S16.
[0034]
Subsequently, in step S19, it is determined whether or not a predetermined amount of collected data, that is, a data amount capable of displaying the characteristics shown in FIG. 3 has been collected. If the determination is YES, the process proceeds to step S20.
In step S20, it is determined whether or not the steering characteristic determination is completed, that is, the myoelectric potential data of the ulnar carpal extensor collected in step S167 is equal to or greater than the determination value, and the activity of the ulnar carpal extensor during steering is determined. It is determined whether or not the pull-back operation is large.
When NO is determined in step S20, the process proceeds to step S21, the steering hysteresis width is changed by a predetermined value, and the process returns. Then, the steering hysteresis width is changed by a predetermined value until the myoelectric potential data of the ulnar carpal extensor is equal to or greater than the determination value.
[0035]
If YES is determined in the step S20, the process proceeds to a step S22, in which the EMG data of the extensor carpi ulnaris collected for each steering hysteresis width is displayed on the display device 40 in a comparable manner. The display will be as shown in FIG.
Subsequently, in step S23, a steering hysteresis width smaller than the steering hysteresis width in which the myoelectric potential data of the extensor carpi ulnaris is equal to or greater than the determination value is set as the optimal steering hysteresis width.
[0036]
In step S24, the following performance is grasped based on the relationship between the steering of the steering wheel 1a and the behavior of the vehicle such as the lateral G and the yaw rate, and a driver whose steering speed is always slow and the behavior of the vehicle greatly appears with respect to the steering is determined. In other words, a correction value for correcting the steering reaction force value to be small and the steering characteristics to be lightened is set.
Subsequently, in step S25, the optimum steering characteristics are finally set based on the steering reaction force value set in step S15, the steering hysteresis width set in step S23, and the correction value set in step S24.
In step S26, the optimum steering characteristics for each driver are stored in the memory 10a of the steering characteristics optimization unit 10 in association with the ID of each driver, and in step S27, the optimum steering characteristics are provided to the information center. .
[0037]
Next, the optimum steering characteristic changing process by the steering characteristic unit 50 of the automobile 3 will be specifically described based on the flowchart of FIG.
In step S30, it is determined whether the ignition switch is turned on.
When YES is determined in the step S30, the process proceeds to a step S31, and it is determined whether or not the ignition switch was previously turned off.
When YES is determined in step S31, that is, when the ignition switch is turned ON from OFF for the first time, the process proceeds to step S32.
In step S32, the optimum steering characteristics stored corresponding to the driver recognized by the personal authentication device 70 are obtained from the information center 2.
In step S33, the steering characteristics of the power steering device 60 are set based on the optimum steering characteristics obtained in step S32, and in the following step S34, the power steering device 60 is controlled based on the optimum steering characteristics set in step S33. I do.
When it is determined NO in step S31, the process proceeds to step S34 without performing the processes in steps S32 and S33.
When the determination is NO in step S30, the process returns without performing any processing.
[0038]
As described above, according to the present embodiment, when the triceps of the driver is in a state of largely starting the activity, the state is displayed on the display device 40. Instead, it is possible to quantitatively grasp whether the driver feels the steering operation heavily.
Also, since the optimum steering reaction force value is calculated based on the muscle condition of the triceps, the optimum steering reaction force value according to the driver's muscle strength, that is, the steering reaction force value that does not feel heavy on the steering operation Can be calculated.
Further, since the steering reaction force value is calculated only when the steering angle is equal to or smaller than the predetermined angle and the triceps is not significantly active, the deviation of the steering reaction force characteristic value can be suppressed.
Further, since the steering reaction force value is calculated only when the steering speed is equal to or lower than the predetermined speed, the deviation of the steering reaction force value can be suppressed.
Further, when the steering angle is equal to or less than a predetermined angle, the steering reaction force value is calculated so that the myoelectric potential of the triceps is equal to or less than the determination value. Can be calculated.
Further, since the base steering characteristics and the determination value are corrected based on the sitting posture, the fatigue of the triceps can be considered.
In addition, since the steering reaction force value is calculated based on the muscle potential of the triceps determined when the driver is concentrated on driving, the steering reaction force accompanying the decrease in the determination accuracy of the muscle potential of the triceps is reduced. The deviation of the value can be suppressed.
Further, since the steering hysteresis width is set based on the myoelectric potential of the extensor carpi ulnaris, the amount of pullback operation can be set appropriately.
[0039]
In the present embodiment, an example in which the steering reaction force value is calculated only when the steering angle is equal to or smaller than the predetermined angle and the steering speed is equal to or smaller than the predetermined value has been described. The force may be calculated, and at this time, the steering reaction force value may be corrected based on the steering angle and the steering speed.
[0040]
In the present embodiment, an example has been described in which the optimum steering characteristics are stored in the optimum steering characteristics storage means 2a of the information center 2. However, the optimum steering characteristics may be stored in the steering control unit 50 of the automobile 3.
In this case, as shown in FIG. 6, the steering control unit 50 of the driver's automobile 3 includes an optimum steering characteristic storage unit 50a and an optimum steering characteristic for switching the optimum steering characteristic according to the driver determined by the personal authentication device 70. Switching means 50b.
[0041]
Further, in the present embodiment, the muscular state of the driver is determined by the triceps brachii detecting means 12 provided in the evaluation vehicle 3, the ulnar carpal extensor detecting means for detecting the myoelectric potential of the ulnar carpal extensor. Although the example determined by 13 is shown, in addition, the triceps detection means 12 provided in a car manufacturer or a car dealer and provided in a simulation device capable of simulating the driving of a virtual car by driving a driver, The determination may be made by the carpal extensor detection unit 13.
[0042]
Further, in the present embodiment, an example has been shown in which the optimum steering characteristics are provided between the evaluation vehicle 1 and the driver's vehicle 3 via the information center 1, but the evaluation vehicle 1 is directly provided without passing through the information center 1. , The driver 3 may be provided with an optimum steering characteristic.
[0043]
Further, in the present embodiment, an example in which the muscle potential of the triceps is directly detected as the determination of the muscle state of the triceps, but in addition, the muscle potential of the triceps is detected from the muscle potential of the biceps. May be estimated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a steering characteristic setting system according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing myoelectric potential characteristics of the triceps brachii.
FIG. 3 is a view showing myoelectric potential characteristics of the extensor carpi ulnaris.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an optimum steering characteristic calculation process performed by a steering characteristic optimization control unit of an evaluation vehicle according to the embodiment;
FIG. 5 is a flowchart showing a steering control process by a driver's automobile steering control unit according to the embodiment;
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of an automobile of a driver according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
1: Evaluation car
2: Information center
2a: optimal steering characteristic storage means
2b: means for providing optimum steering characteristics
10: Steering optimization control unit
11: EEG detection means (concentration determination means)
12: Upper triceps detection means (muscle state determination means)
13: ulnar carpal extensor detection means (muscle state determination means)
15: Steering angle sensor (steering angle detecting means, steering speed detecting means)
30, 60: Power steering device
40: Display device
50: Steering control unit
50a: optimal steering characteristic storage means
50b: optimal steering characteristic switching means

Claims (10)

自動車の操舵特性を解析する操舵特性解析装置であって、
ドライバの上腕三頭筋の状態を判定する筋状態判定手段と、
該筋状態判定手段により判定された筋状態が設定値以上になったことを報知する筋状態報知手段とを備えることを特徴とする自動車の操舵特性解析装置。
A steering characteristic analysis device for analyzing a steering characteristic of an automobile,
Muscle state determining means for determining the state of the triceps of the driver;
A steering condition analyzing device for a vehicle, comprising: a muscle condition notifying device for notifying that the muscle condition determined by the muscle condition determining device has exceeded a set value.
上記操舵特性解析装置は、上記筋状態判定手段により判定された筋状態に基づいて最適な操舵反力特性値を算出する操舵反力特性値算出手段を備えることを特徴とする請求項1記載の自動車の操舵特性解析装置。2. The steering characteristic analyzing apparatus according to claim 1, wherein the steering characteristic analyzing device includes a steering reaction characteristic value calculating unit that calculates an optimum steering reaction characteristic value based on the muscle state determined by the muscle state determining unit. An analysis system for steering characteristics of automobiles. 上記操舵特性解析装置は、自動車のステアリングの操舵角度を検出する操舵角度検出手段を備え、
上記操舵反力算出手段は、上記操舵角検出手段により検出された操舵角が所定角度以下である場合のみ操舵反力特性値を算出することを特徴とする請求項2に記載の自動車の操舵特性解析装置。
The steering characteristic analysis device includes a steering angle detection unit that detects a steering angle of a steering of the vehicle,
3. The steering characteristic of an automobile according to claim 2, wherein the steering reaction force calculating means calculates the steering reaction force characteristic value only when the steering angle detected by the steering angle detecting means is equal to or smaller than a predetermined angle. Analysis device.
上記操舵特性解析装置は、自動車のステアリングの操舵速度を検出する操舵速度検出手段を備え、
上記操舵反力算出手段は、上記操舵速度検出手段により検出された操舵速度が所定速度以下である場合のみ操舵反力特性値を算出することを特徴とする請求項2に記載の自動車の操舵特性解析装置。
The steering characteristic analysis device includes a steering speed detection unit that detects a steering speed of a steering of the automobile,
3. The steering characteristic of an automobile according to claim 2, wherein said steering reaction force calculating means calculates a steering reaction force characteristic value only when the steering speed detected by said steering speed detecting means is equal to or lower than a predetermined speed. Analysis device.
上記操舵特性解析装置は、自動車のステアリングの操舵角度を検出する操舵角度検出手段を備え、
上記操舵反力算出手段は、上記操舵角度検出手段により検出された操舵角度が所定角度よりも大きい時は、小さい時に対して操舵反力特性値が小さくなる方向に補正することを特徴とする請求項2に記載の自動車の操舵特性解析装置。
The steering characteristic analysis device includes a steering angle detection unit that detects a steering angle of a steering of the vehicle,
When the steering angle detected by the steering angle detection means is larger than a predetermined angle, the steering reaction force calculation means corrects the steering reaction force characteristic value in a direction in which the steering reaction force characteristic value becomes smaller than when the steering angle is small. Item 3. An apparatus for analyzing steering characteristics of an automobile according to item 2.
上記操舵特性解析装置は、自動車のステアリングの操舵速度を検出する操舵速度検出手段を備え、
上記操舵反力算出手段は、上記操舵速度検出手段により検出された操舵速度が所定速度よりも速い時は、遅い時に対して操舵反力特性値が小さくなる方向に補正することを特徴とする請求項2に記載の自動車の操舵特性解析装置。
The steering characteristic analysis device includes a steering speed detection unit that detects a steering speed of a steering of the automobile,
When the steering speed detected by the steering speed detecting means is higher than a predetermined speed, the steering reaction force calculating means corrects the steering reaction force characteristic value in a direction in which the steering reaction force characteristic value becomes smaller than when the steering speed is low. Item 3. An apparatus for analyzing steering characteristics of an automobile according to item 2.
上記操舵反力算出手段は、操舵角度が所定角度以下の時、上記筋状態判定手段により判定された筋状態が所定値以下となるよう操舵反力特性値を算出することを特徴とする請求項2乃至6のいずれか一つに記載の自動車の操舵特性解析装置。The steering reaction force calculation means calculates a steering reaction force characteristic value such that when the steering angle is equal to or less than a predetermined angle, the muscle state determined by the muscle state determination means is equal to or less than a predetermined value. 7. The steering characteristic analyzing apparatus for an automobile according to any one of 2 to 6. 上記操舵特性解析装置は、ドライバのシートに対する着座姿勢を検出する着座姿勢検出手段を備え、
上記操舵反力算出手段は、上記着座姿勢検出手段により検出された着座姿勢に基づいて反力特性値を補正することを特徴とする請求項2乃至7のいずれか一つに記載の自動車の操舵特性解析装置。
The steering characteristic analysis device includes a sitting posture detecting unit that detects a sitting posture of the driver with respect to the seat,
8. The vehicle steering apparatus according to claim 2, wherein the steering reaction force calculating unit corrects a reaction force characteristic value based on the sitting posture detected by the sitting posture detecting unit. Characteristic analysis device.
上記操舵特性解析装置は、ドライバの集中力を判定する集中力判定手段を備え、
上記操舵反力算出手段は、上記集中力判定手段により集中力が高いと判定された状態において上記筋状態判定手段により判定された筋状態に基づいて操舵反力特性値を算出することを特徴とする請求項2乃至8のいずれか一つに記載の自動車の操舵特性設定装置。
The steering characteristic analysis device includes a concentration force determination unit that determines a concentration force of the driver,
The steering reaction force calculation unit calculates a steering reaction force characteristic value based on the muscle state determined by the muscle state determination unit in a state where the concentration force is determined to be high by the concentration force determination unit. The steering characteristic setting device for an automobile according to any one of claims 2 to 8.
自動車の操舵特性を解析する操舵特性解析方法であって、
ドライバの上腕三頭筋の状態を判定する筋状態判定ステップと、
該筋状態判定ステップにおいて判定された筋状態が設定値以上になったことを報知する筋状態報知ステップとを備えることを特徴とする自動車の操舵特性解析方法。
A steering characteristic analysis method for analyzing a steering characteristic of an automobile,
A muscle state determination step of determining the state of the triceps of the driver;
A muscle state notification step of notifying that the muscle state determined in the muscle state determination step has become equal to or greater than a set value.
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