JP2004344357A - 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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Kazushi Fukuniwa
一志 福庭
Nobuhisa Okamoto
宜久 岡本
Hiroko Kajikawa
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 reporting a pull-back operation state, and a steering characteristic setting method of the automobile. <P>SOLUTION: The analyzer is provided with: a muscle state judging means 13 for judging the muscle state of the arms of a driver; a steering state judging means 15 for judging the state of steering; a pull-back operation judging means for judging the pull-back operation state of the steering on the basis of the muscle state judged by the muscle state judging means 13 and the steering state judged by the steering state judging means 15; and a pull-back operation state reporting means 40 for reporting the pull-back operation state of the steering judged by the pull-back operation judging means. Since the pull-back operation state of the steering is reported on the basis of the muscle state of the arms of the driver and the state of the steering, whether the driver feels a steering operation stable or not is quantitatively recognized regardless of the difference of the muscle force of the drivers. <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、操舵時のステアリングの引き戻し操作量を指標とすることも望まれる。
これは、操舵時ドライバは、ステアリングを引いて回す腕とは反対の腕を用いてステアリングの位置の微調整を行うが、操舵角に対する操舵力のヒステリシス幅が小さすぎると、ドライバがステアリングを引き戻す操舵量が大きくり過ぎて、ドライバは操舵が安定していないと感じるためである。
ここで、本出願人によれば、ドライバの腕の筋状態に基づけば、ステアリング操作が安定しな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。
そして、このような知見は、特に、ステアリングを微調整するために使用される尺側手根伸筋の筋状態と相関が高いことが確認された。
【0006】
また、上述した操舵特性の定量的な評価は、操舵特性の一部の評価であって、操舵特性全てを定量的に表すことは難しいため、操舵特性をフィーリング評価する必要性は残り、その際、高い運転技量が必要になる。
例えば、高い運転技量を備えた熟練ドライバは、操舵時の引き戻し操作を殆ど行うことなく操舵後のステアリングの操舵位置を決めることができるものである。
そして、このような引き戻し操作を行うことのない操舵は、熟練ドライバから新人ドライバに伝承する必要があるが、熟練ドライバが、口頭、或いは運転実技を見せるだけでは十分に伝承されないことがある。
このように、熟練ドライバの高い運転技量を定量的に示し、新人ドライバに確実に伝承していくことが求められている。
【0007】
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、操舵特性の一つの指標となる引き戻し操作状態を定量的に報知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。
【0008】
【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、ドライバの腕の筋状態を判定する筋状態判定手段と、ステアリングの操舵状態を判定する操舵状態判定手段と、上記筋状態判定手段により判定された筋状態と、上記操舵状態判定手段により判定された操舵状態とに基づいてステアリングの引き戻し操作状態を判定する引き戻し操作判定手段と、該引き戻し操作判定手段により判定されたステアリングの引き戻し操作状態を報知する引き戻し操作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、ドライバの腕の筋状態とステアリングの操舵状態とに基づいてステアリングの引き戻し操作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安定していないと感じているか否かを定量的に把握することができる。
【0009】
本発明の第2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、ドライバの腕の筋状態を判定する筋状態判定手段と、ステアリングの操舵状態を判定する操舵状態判定手段と、上記筋状態判定手段により判定された筋状態と、上記操舵状態判定手段により判定された操舵状態とに基づいてステアリングの引き戻し操作状態を判定する引き戻し操作状態判定手段と、該引き戻し操作状態判定手段により判定された複数のステアリングの引き戻し操作状態を比較可能に報知する引き戻し操作状態報知手段とを備えるよう構成してある。
ここで、操舵特性をフィーリング評価する際、高い運転技量が必要になる。
例えば、高い運転技量を備えた熟練ドライバは、操舵時の引き戻し操作を殆ど行うことなくステアリングの操舵位置を決めることができるものである。
そして、このような引き戻し操作を行うことのない操舵は、熟練ドライバから新たなドライバに伝承する必要があるが、熟練ドライバが、口頭、或いは運転実技を見せるだけでは十分に伝承されないことがある。
本発明の第2の構成によれば、腕の筋状態と操舵状態とに基づいて算出された複数の引き戻し操作状態が、比較可能に報知されるため、運転技量の指標となる引き戻し操作を比較することができる。従って、熟練ドライバと新人ドライバとの操作状態の違いを定量的に比較することができるため、熟練ドライバの操舵を新人ドライバに確実に伝承することができる。
【0010】
本発明の第3の構成において、上記筋状態判定手段は、ドライバの尺側手根伸筋の筋状態を判定するよう構成してある。
ここで、本出願人によれば、ステアリングの微調整において使用される腕の筋肉としては、特に、手首を手のひら側に曲げるために使用される筋肉、尺側手根伸筋の筋状態が最も引き戻し状態との相関が高い知見が得られた。
本発明の第3の構成によれば、ドライバの尺側手根伸筋の筋状態に基づいてステアリングの引き戻し状態が判定されるため、引き戻し操作状態を精度よく判定することができる。
【0011】
本発明の第4の構成において、上記操舵特性解析装置は、ドライバの上腕三頭筋の筋状態を判定する上腕三頭筋状態判定手段と、該上腕三頭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と、該操舵反力特性値算出手段により算出された最適な操舵反力特性値に基づいて操舵特性を変更する操舵特性変更手段とを備え、上記引き戻し操作状態判定手段は、上記操舵特性変更手段により操舵特性が変更されるまでは、引き戻し操舵状態の判定を規制し、上記操舵特性変更手段により操舵特性が変更された後、引き戻し操舵状態の判定を許容するよう構成してある。
ここで、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の重さが、ドライバの筋力との関係において適切に設定されていないと、引き戻し操作状態を適切に判定することができないものである。
つまり、筋力の強いドライバに対し操舵反力が小さすぎると、必要以上に操舵してしまい、引き戻し操作量が必要以上に増加するおそれがあり、逆に、筋力が弱いドライバに対し操舵反力が大きすぎると、引き戻し操作が必要以上に減少するおそれがある。
本出願人は、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く感じる程度を定量的に把握できる知見を見出した。
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。
本発明の第4の構成によれば、上腕三頭筋の筋状態に基づいて操舵特性を変更するまでは、引き戻し操作状態の判定を禁止し、上腕三頭筋の筋状態に基づく操舵特性変更後、引き戻し操作状態の判定を許容するよう構成されるため、ドライバの筋力と操舵反力との関係が不適切な状態において、誤った引き戻し判定がなされることを抑制できる。
【0012】
本発明の第5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、上記引き戻し操作状態判定手段は、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、引き戻し操作状態を判定するよう構成してある。
ここで、本出願人によれば、ドライバが運転に集中していない場合、ドライバの腕の操作が緩慢になり、筋状態の挙動が適切に現れないため、引き戻し操作状態を適切に判定することができないという知見を得た。
本発明の第5の構成によれば、集中力が高い時のドライバの筋状態に基づいて引き戻し操作状態を判定されるため、筋状態に基づく引き戻し操作状態を適切に判定することができる。
【0013】
本発明の第6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、ドライバの腕の筋状態を判定する筋状態判定ステップと、ステアリングの操舵状態を判定する操舵状態判定ステップと、上記筋状態判定ステップにより判定された筋状態と、上記操舵状態判定ステップにより判定された操舵状態とに基づいてステアリングの引き戻し操作状態を判定する引き戻し操作判定ステップと、該引き戻し操作判定ステップにより判定されたステアリングの引き戻し操作状態を報知する引き戻し操作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6の構成によれば、ドライバの腕の筋状態とステアリングの操舵状態とに基づいてステアリングの引き戻し操作状態が報知されるため、ドライバがステアリング操作を安定していないと感じているか否かを定量的に把握することができる。
【0014】
本発明の第7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、ドライバの腕の筋状態を判定する筋状態判定ステップと、ステアリングの操舵状態を判定する操舵状態判定ステップと、上記筋状態判定ステップにより判定された筋状態と、上記操舵状態判定ステップにより判定された操舵状態とに基づいてステアリングの引き戻し操作状態を判定する引き戻し操作状態判定ステップと、該引き戻し操作状態判定ステップにより判定された複数のステアリングの引き戻し操作状態を比較可能に報知する引き戻し操作状態報知ステップを備えるよう構成してある。
本発明の第7の構成によれば、腕の筋状態と操舵状態とに基づいて算出された複数の引き戻し操作状態が、比較可能に報知されるため、運転技量の指標となる引き戻し操作を比較することができる。例えば、熟練ドライバと新人ドライバのとの操作状態の違いを定量的に比較することができるため、熟練ドライバの操舵を新人ドライバに確実に伝承することができる。
【0015】
【発明の効果】
本発明によれば、操舵特性の一つの指標となる引き戻し操作状態を定量的に報知することができる。
【0016】
【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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
以上のように、本実施の形態によれば、ステアリング操舵角が所定角以下で、操舵速度が所定値以下の操舵時、尺側手根伸筋の状態に基づいてステアリングの引き戻し操作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安定していないと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、図3に示すように、複数の引き戻し操作状態が、比較可能に報知されるため、運転技量の指標となる引き戻し操作を比較することができる。従って、熟練ドライバと新人ドライバとの操作状態の違いを定量的に比較することができるため、熟練ドライバの操舵を新人ドライバに確実に伝承することができる。
また、ドライバの尺側手根伸筋の筋状態に基づいてステアリングの引き戻し状態が判定されるため、引き戻し操作状態を精度よく判定することができる。
また、上腕三頭筋の筋状態に基づいて操舵特性を変更するまでは、引き戻し操作状態の判定を禁止し、上腕三頭筋の筋状態に基づく操舵特性変更後、引き戻し操作状態の判定を許容するよう構成されるため、ドライバの筋力と操舵反力との関係が不適切な状態において、誤った引き戻し判定がなされることを抑制できる。
また、集中力が高い時のドライバの筋状態に基づいて引き戻し操作状態を判定されるため、筋状態に基づく引き戻し操作状態を適切に判定することができる。
【0037】
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、操舵ヒステリシス幅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、操舵ヒステリシス幅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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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)
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-A-2002-214083
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as an evaluation index of the steering characteristic, it is also desirable to use, as an index, a steering pullback operation amount at the time of steering, in addition to the straight running stability disclosed in Patent Document 1.
This is because the driver at the time of steering finely adjusts the position of the steering by using the arm opposite to the arm that pulls and turns the steering. This is because the steering amount is too large and the driver feels that the steering is not stable.
Here, according to the present applicant, it has been found that based on the muscle state of the driver's arm, the degree to which the steering operation is felt to be unstable can be quantitatively grasped.
And it was confirmed that such a finding has a particularly high correlation with the muscle state of the extensor carpi ulna used for fine adjustment of the steering.
[0006]
In addition, since the above-described quantitative evaluation of the steering characteristics is an evaluation of a part of the steering characteristics, and it is difficult to express all the steering characteristics quantitatively, it is necessary to evaluate the steering characteristics. In some cases, high driving skills are required.
For example, a skilled driver having a high driving skill can determine a steering position of a steering wheel after steering without performing a pulling-back operation at the time of steering.
It is necessary to transmit such steering without performing the pull-back operation from a skilled driver to a new driver, but the skilled driver may not be sufficiently transmitted simply by showing verbal or driving skills.
As described above, it is required that the high skill of a skilled driver is quantitatively shown and transmitted to a new driver reliably.
[0007]
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 analysis device capable of quantitatively informing a pullback operation state, which is one index of steering characteristics, and a vehicle steering system. It is to provide a characteristic setting method.
[0008]
[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, a muscle state determining means for determining a muscle state of a driver's arm, and a steering state for determining a steering state of the steering. Determination means; pull-back operation determination means for determining a steering pull-back operation state based on the muscle state determined by the muscle state determination means and the steering state determined by the steering state determination means; And a pull-back operation state notifying means for notifying the pull-back operation state of the steering determined by the means.
According to the first configuration of the present invention, the state of the steering pull-back operation is notified based on the muscle state of the arm of the driver and the steering state of the steering. Can be quantitatively grasped as to whether or not the user feels unstable.
[0009]
In the second configuration of the present invention, there is provided a steering characteristic analyzing apparatus for analyzing a steering characteristic of an automobile, wherein a muscle state determining means for determining a muscle state of a driver's arm and a steering state determining means for determining a steering state of the steering wheel. Pull-back operation state determining means for determining a steering pull-back operation state based on the muscle state determined by the muscle state determining means and the steering state determined by the steering state determining means; A pull-back operation state notifying means for notifying the pull-back operation states of the plurality of steerings determined by the means in a comparable manner.
Here, when the feeling of the steering characteristic is evaluated, a high driving skill is required.
For example, a skilled driver having a high driving skill can determine the steering position of the steering with almost no pullback operation during steering.
Then, such steering without performing the pullback operation needs to be transmitted from a skilled driver to a new driver, but the skilled driver may not be sufficiently transmitted simply by showing verbal or driving skills.
According to the second configuration of the present invention, since a plurality of pullback operation states calculated based on the arm muscle state and the steering state are notified in a comparable manner, the pullback operation serving as an index of the driving skill is compared. can do. Therefore, since the difference in operation state between the skilled driver and the new driver can be quantitatively compared, the steering of the skilled driver can be transmitted to the new driver without fail.
[0010]
In the third configuration of the present invention, the muscle state determining means is configured to determine a muscle state of the extensor carpi ulnarisus of the driver.
Here, according to the present applicant, the muscles of the arms used in the fine adjustment of the steering are, in particular, the muscles used to bend the wrist to the palm side, and the muscle state of the extensor carpi ulnaris. Findings with a high correlation with the retraction state were obtained.
According to the third configuration of the present invention, the retraction state of the steering is determined based on the muscle state of the extensor carpi ulnarisus of the driver, so that the retraction operation state can be accurately determined.
[0011]
In a fourth configuration of the present invention, the steering characteristic analysis device includes a triceps state determination unit that determines a muscle state of a triceps muscle of a driver, and a muscle determined by the triceps state determination unit. Steering reaction force characteristic value calculating means for calculating an optimum steering reaction force characteristic value based on the state, and changing the steering characteristic based on the optimum steering reaction force characteristic value calculated by the steering reaction force characteristic value calculating means. Steering characteristic changing means, wherein the pull-back operation state determining means restricts determination of the pull-back steering state until the steering characteristic is changed by the steering characteristic changing means, and the steering characteristic is changed by the steering characteristic changing means. Then, it is configured to allow the determination of the pullback steering state.
Here, if the steering reaction force at the start of steering, that is, the weight of the steering felt by the driver at the start of steering is not appropriately set in relation to the muscle strength of the driver, it is possible to appropriately determine the pullback operation state. It cannot be done.
In other words, if the steering reaction force is too small for a driver with strong muscular strength, steering may be performed more than necessary, and the pullback operation amount may increase more than necessary. If it is too large, the retraction operation may be reduced more than necessary.
The present applicant has found out 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 based on the muscle state of the triceps.
In other words, it was found that when the driver began to feel the steering operation heavily, the triceps began to greatly act.
According to the fourth configuration of the present invention, the determination of the retraction operation state is prohibited until the steering characteristic is changed based on the muscle state of the triceps, and the steering characteristic change based on the muscle state of the triceps is performed. Thereafter, since it is configured to allow the determination of the pullback operation state, it is possible to suppress an erroneous pullback determination in a state where the relationship between the muscular strength of the driver and the steering reaction force is inappropriate.
[0012]
In a fifth configuration of the present invention, the steering characteristic analysis device includes a concentration force determination unit that determines a driver's concentration force, and the pullback operation state determination unit determines that the concentration force is high by the concentration force determination unit. In this state, the pull-back operation state is determined based on the muscle state determined by the muscle state determination unit.
Here, according to the present applicant, when the driver is not concentrated on driving, the operation of the driver's arm becomes slow and the behavior of the muscle state does not appear properly, so that the pullback operation state is appropriately determined. I learned that I could not do it.
According to the fifth configuration of the present invention, since the pullback operation state is determined based on the driver's muscle state when the concentration is high, the pullback operation state based on the muscle state can be appropriately determined.
[0013]
In the sixth configuration of the present invention, there is provided a steering characteristic analyzing method for analyzing a steering characteristic of an automobile, wherein a muscle state determining step of determining a muscle state of a driver's arm and a steering state determining step of determining a steering state of the steering wheel. A pullback operation determining step of determining a steering pullback operation state based on the muscle state determined in the muscle state determination step and the steering state determined in the steering state determination step; and a pullback operation determination step. A pull-back operation state notification step of notifying the determined steering pull-back operation state.
According to the sixth configuration of the present invention, since the steering pull-back operation state is notified based on the driver's arm muscle state and the steering state of the steering, is the driver feeling that the steering operation is not stable? Whether or not it is possible can be quantitatively grasped.
[0014]
In the seventh configuration of the present invention, there is provided a steering characteristic analysis method for analyzing a steering characteristic of an automobile, wherein a muscle state determining step of determining a muscle state of a driver's arm and a steering state determining step of determining a steering state of the steering wheel. A pullback operation state determining step of determining a steering pullback operation state based on the muscle state determined in the muscle state determination step and the steering state determined in the steering state determination step; and the pullback operation state determination. A pull-back operation state notification step is provided for notifying the pull-back operation states of the plurality of steerings determined in the steps in a comparable manner.
According to the seventh configuration of the present invention, the plurality of pull-back operation states calculated based on the arm muscle state and the steering state are notified in a comparable manner, so that the pull-back operation as an index of the driving skill is compared. can do. For example, since the difference in operation state between a skilled driver and a new driver can be quantitatively compared, the steering of the skilled driver can be transmitted to the new driver without fail.
[0015]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pullback operation state which is one parameter | index of a steering characteristic can be notified quantitatively.
[0016]
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.
[0017]
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.
[0018]
Further, the power steering device 30 is configured to be able to change the assist characteristic for steering by an electric motor.
[0019]
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.
[0020]
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.
[0021]
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.
[0022]
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.
[0023]
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.
[0024]
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.
[0025]
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.
[0026]
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.
[0027]
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.
[0028]
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.
[0029]
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.
[0030]
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.
[0031]
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.
[0032]
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.
[0033]
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.
[0034]
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. .
[0035]
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.
[0036]
As described above, according to the present embodiment, when the steering angle is equal to or less than the predetermined angle and the steering speed is equal to or less than the predetermined value, the state of the pullback operation of the steering is notified based on the state of the extensor carpi ulnaris. Therefore, it is possible to quantitatively grasp whether or not the driver feels that the steering operation is not stable regardless of the difference in the muscle strength of the driver.
Further, as shown in FIG. 3, since a plurality of pull-back operation states are notified in a comparable manner, the pull-back operation serving as an index of the driving skill can be compared. Therefore, since the difference in operation state between the skilled driver and the new driver can be quantitatively compared, the steering of the skilled driver can be reliably transmitted to the new driver.
In addition, since the pullback state of the steering is determined based on the muscle state of the extensor carpi ulnarisus of the driver, the pullback operation state can be accurately determined.
In addition, until the steering characteristic is changed based on the muscle state of the triceps, the determination of the pullback operation state is prohibited, and after the steering characteristic is changed based on the muscle state of the triceps, determination of the pullback operation state is permitted. Therefore, in a state where the relationship between the muscle force of the driver and the steering reaction force is inappropriate, it is possible to suppress erroneous pull-back determination.
In addition, since the pullback operation state is determined based on the driver's muscle state when the concentration power is high, the pullback operation state based on the muscle state can be appropriately determined.
[0037]
In the present embodiment, an example has been described in which the steering hysteresis width is calculated only when the steering angle is equal to or smaller than a predetermined angle and the steering speed is equal to or smaller than a predetermined value. May be calculated, and at this time, the steering hysteresis width may be corrected based on the steering angle and the steering speed.
[0038]
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.
[0039]
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.
[0040]
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.
[0041]
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 vehicle 2: Information center 2a: Optimal steering characteristic storage means 2b: Optimal steering characteristic providing means 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)
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 (7)

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、
ドライバの腕の筋状態を判定する筋状態判定手段と、
ステアリングの操舵状態を判定する操舵状態判定手段と、
上記筋状態判定手段により判定された筋状態と、上記操舵状態判定手段により判定された操舵状態とに基づいてステアリングの引き戻し操作状態を判定する引き戻し操作判定手段と、
該引き戻し操作判定手段により判定されたステアリングの引き戻し操作状態を報知する引き戻し操作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 a muscle state of the arm of the driver;
Steering state determining means for determining a steering state of the steering;
Pullback operation determination means for determining a steering pullback operation state based on the muscle state determined by the muscle state determination means and the steering state determined by the steering state determination means,
A steering characteristic analyzing device for a vehicle, comprising: a pull-back operation state notifying means for notifying a steering pull-back operation state determined by the pull-back operation determining means.
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、
ドライバの腕の筋状態を判定する筋状態判定手段と、
ステアリングの操舵状態を判定する操舵状態判定手段と、
上記筋状態判定手段により判定された筋状態と、上記操舵状態判定手段により判定された操舵状態とに基づいてステアリングの引き戻し操作状態を判定する引き戻し操作状態判定手段と、
該引き戻し操作状態判定手段により判定された複数のステアリングの引き戻し操作状態を比較可能に報知する引き戻し操作状態報知手段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 a muscle state of the arm of the driver;
Steering state determining means for determining a steering state of the steering;
Pullback operation state determination means for determining a steering pullback operation state based on the muscle state determined by the muscle state determination means and the steering state determined by the steering state determination means,
A steering characteristic analysis device for a vehicle, comprising: a pull-back operation state notifying unit that notifies a comparison of the pull-back operation states of the plurality of steering wheels determined by the pull-back operation state determining unit.
上記筋状態判定手段は、ドライバの尺側手根伸筋の筋状態を判定することを特徴とする請求項1又は2に記載の自動車の操舵特性解析装置。The vehicle steering characteristic analyzing apparatus according to claim 1, wherein the muscle state determining unit determines a muscle state of the extensor carpi ulnaris of the driver. 上記操舵特性解析装置は、
ドライバの上腕三頭筋の筋状態を判定する上腕三頭筋状態判定手段と、
該上腕三頭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と、
該操舵反力特性値算出手段により算出された最適な操舵反力特性値に基づいて操舵特性を変更する操舵特性変更手段とを備え、
上記引き戻し操作状態判定手段は、上記操舵特性変更手段により操舵特性が変更されるまでは、引き戻し操舵状態の判定を規制し、上記操舵特性変更手段により操舵特性が変更された後、引き戻し操舵状態の判定を許容することを特徴とする請求項3に記載の自動車の操舵特性解析装置。
The steering characteristic analysis device,
Triceps state determination means for determining the muscle state of the triceps of the driver,
Steering reaction force characteristic value calculation means for calculating an optimum steering reaction force characteristic value based on the muscle state determined by the triceps state determination means,
A steering characteristic changing unit that changes a steering characteristic based on the optimum steering reaction characteristic value calculated by the steering reaction characteristic value calculating unit;
The pull-back operation state determining means restricts the determination of the pull-back steering state until the steering characteristic is changed by the steering characteristic changing means, and after the steering characteristic is changed by the steering characteristic changing means, the pull-back steering state is changed. The apparatus according to claim 3, wherein the determination is permitted.
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、
上記引き戻し操作状態判定手段は、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、引き戻し操作状態を判定することを特徴とする請求項1乃至4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 concentration force determination unit that determines a concentration force of the driver,
The pull-back operation state determining means determines a pull-back operation state based on the muscle state determined by the muscle state determining means in a state where the concentration power is determined to be high by the concentration power determining means. An apparatus for analyzing steering characteristics of an automobile according to any one of claims 1 to 4.
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、
ドライバの腕の筋状態を判定する筋状態判定ステップと、
ステアリングの操舵状態を判定する操舵状態判定ステップと、
上記筋状態判定ステップにより判定された筋状態と、上記操舵状態判定ステップにより判定された操舵状態とに基づいてステアリングの引き戻し操作状態を判定する引き戻し操作判定ステップと、
該引き戻し操作判定ステップにより判定されたステアリングの引き戻し操作状態を報知する引き戻し操作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 a muscle state of the driver's arm;
A steering state determination step of determining a steering state of the steering;
A pullback operation determination step of determining a steering pullback operation state based on the muscle state determined by the muscle state determination step and the steering state determined by the steering state determination step;
A pull-back operation state notifying step of notifying the pull-back operation state of the steering wheel determined in the pull-back operation determining step.
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、
ドライバの腕の筋状態を判定する筋状態判定ステップと、
ステアリングの操舵状態を判定する操舵状態判定ステップと、
上記筋状態判定ステップにより判定された筋状態と、上記操舵状態判定ステップにより判定された操舵状態とに基づいてステアリングの引き戻し操作状態を判定する引き戻し操作状態判定ステップと、
該引き戻し操作状態判定ステップにより判定された複数のステアリングの引き戻し操作状態を比較可能に報知する引き戻し操作状態報知ステップ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 a muscle state of the driver's arm;
A steering state determination step of determining a steering state of the steering;
A pullback operation state determination step of determining a pullback operation state of the steering based on the muscle state determined by the muscle state determination step and the steering state determined by the steering state determination step;
A method for analyzing steering characteristics of a vehicle, comprising: a pull-back operation state notification step of comparingably indicating the pull-back operation states of the plurality of steering wheels determined in the pull-back operation state determination step.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008247119A (en) * 2007-03-29 2008-10-16 Mazda Motor Corp Operation support device for vehicle
CN114889686A (en) * 2022-06-23 2022-08-12 重庆长安汽车股份有限公司 Haptic feedback vehicle steering control method, system, medium, and electronic device

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