JP3113118B2

JP3113118B2 - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP3113118B2
Application number: JP4775693A
Authority: JP
Inventors: 陽子小川; 満長岡
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-03-09
Filing date: 1993-03-09
Publication date: 2000-11-27
Anticipated expiration: 2015-11-27
Also published as: JPH06255518A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の運動特性をドラ
イバーの心理状態に応じて変化させる制御装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両の運動特性を車両の走行
環境に応じて変化させることにより、車両の運動特性を
ドライバーの要求に合致したものに変更制御しようとす
るものが提案されている。このような車両の制御装置と
して、道路状況に応じてスロットルゲインを変化させる
ものが提案されている（例えば、特開平２−２４１９３
５号公報参照）。この制御装置は、道路状況を市街地
路、高速道路、登坂道路および渋滞道路に分類して、各
種道路状況に応じて定めたスロットル開度をスロットル
開度特性記憶手段に予め記憶させ、道路状況設定手段に
予め設定した上記道路状況の中から特定の道路状況を選
択指定することにより、その選択指定ごとにスロットル
開度を変更しようとするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、自動車の走行
環境は、上記の各種道路状況だけで定まるものではな
く、同じ道路状況であってもその時の交通流の状態によ
っても種々変化する。このため、各種道路状況によって
のみ車両を制御しても、車両の運動特性に実際の走行環
境を必ずしも反映させることはできない。その上、上記
走行環境に対してドライバーの望む車両の運動特性、す
なわち、ドライバーの要求は、走行環境の状態のみなら
ず、その時の走行環境下で運転操作するドライバーの緊
張度合いなどで表される心理状態によっても変化する。
そして、この心理状態はドライバーの主として運転習熟
度合いなどの相違に起因してドライバー各人で相違す
る。従って、たとえ走行環境の把握を各種センサなどを
用いて行ったとしても、それら車両や道路の側からのみ
の検出情報によって車両の運動特性を画一的に制御する
だけでは、ドライバーの内面的要求と必ずしも合致せ
ず、個々のドライバー各人にとって、車両の運動特性を
必ずしも実際の走行環境に適応したものとすることがで
きない。

【０００４】このため、実際の走行環境における生体で
あるドライバーの要求を検出し、このような要求に応じ
て車両の運動特性を変化させることが考えられるが、そ
のようなドライバーの要求、すなわち、ドライバーの心
理状態を表す生体信号を検出し、これを制御用コンピュ
ータに入力することは困難であり、従来、実現されては
いない。

【０００５】ところで、上記ドライバーの心理状態を表
す生体信号の一つとして心拍数があり、この心拍数を用
いてドライバーの要求を検出することが考えられる。こ
の場合、走行の度にドライバーに心拍数検出のための計
測機器を装着させるのはドライバーに過度の負担となり
非現実的であり、採用することはできない。このため、
走行中、生体であるドライバーと直接接触するステアリ
ングホイールを電極としてドライバーの手の掌から心電
位を検出し、この心電位の時間的変化である心電図（心
電位の波形；図５参照）より心拍信号としてＲ波を取り
出して心拍数を計測することが考えられる。すなわち、
１分間当りのＲ波の回数を心拍数とするものである。

【０００６】しかしながら、ドライバーの手とステアリ
ングホイールとの接触が転舵操作などのために離れてＲ
波が一時的にとぎれたり、上記心拍信号が微弱な生体信
号であるためノイズの混入によりＲ波の誤検出が発生し
たりするおそれが考えられる。これらに対して、心拍間
の最大心拍変動量に基いて正しいＲ波の判別を行うこと
も考えられるが、この場合、上記Ｒ波が長時間（例えば
１０秒程度）にわたりとぎれると、とぎれ後に検出した
Ｒ波について真値であるか否かの上記判別が不能とな
る。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、ドライバーか
ら心拍信号を取り出して走行中のドライバーの実際心拍
数を計測するに当り、上記心拍信号の長時間のとぎれが
生じても、ドライバーの実際心拍数を正確に計測するこ
とにある。加えて、そのドライバーの実際心拍数の計測
数のいかんに拘らずドライバーの心理状態を正確に把握
して、各種走行環境下におけるドライバーの内面的要求
を車両の運動特性の制御に的確に反映させることにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、図１に示すように、車両を
制御する制御手段１と、運転者から心拍信号を取り出し
て運転者の実際心拍数を計測する実際心拍数検出手段２
と、この計測された実際心拍数に基いて上記制御手段１
の制御ゲインを変更する制御ゲイン変更手段３とを備え
る。そして、上記実際心拍数検出手段２に、心拍信号の
検出が所定時間以上とぎれた後の実際心拍数を計測する
とぎれ後計測部２ａを備え、このとぎれ後計測部２ａ
を、上記とぎれの後に検出した連続する複数の心拍信号
間の時間間隔がそれぞれ設定時間間隔の範囲内にある
時、この心拍信号の時間間隔に基く心拍数を真値として
計測するように構成するものである。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、制御ゲイン変更手段３に、実際心拍数検出
手段２により検出された実際心拍数の平均値を演算する
演算部３ａと、この演算部３ａで演算された平均実際心
拍数と所定の基準心拍数との偏差に応じて制御ゲインを
変更する制御ゲイン変更部３ｂとを備える構成とするも
のである。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、制御ゲイン変更手段３に、実際心拍数検出
手段２により検出された実際心拍数の変動量である心拍
ゆらぎ量を演算する演算部３ｃと、この演算部３ｃで演
算された心拍ゆらぎ量に応じて制御ゲインを変更する制
御ゲイン変更部３ｄとを備える構成とするものである。

【００１１】請求項４記載の発明は、請求項２もしくは
３に記載の発明において、演算部３ａもしくは３ｃを、
設定時間内に計測された実際心拍数の計測数が設定数よ
り多いとき、その計測された実際心拍数に基いて演算を
実行するように構成するものである。

【００１２】請求項５記載の発明は、請求項２もしくは
３に記載の発明において、演算部３ａもしくは３ｃを、
設定時間内に計測された実際心拍数の計測数が設定数よ
り少ないか等しいときであっても、計測された心拍数群
の変動率が設定値より小さいか等しいとき、その計測さ
れた実際心拍数に基いて演算を実行するように構成する
ものである。

【００１３】請求項６記載の発明は、請求項２記載の発
明において、演算部３ａを、今回計測された実際心拍数
の変動率が設定値より大きいとき、今回値に代えて前回
計測された実際心拍数を用いて演算を実行するように構
成するものである。

【００１４】また、請求項７記載の発明は、請求項３記
載の発明において、演算部３ｃに平均心拍数と心拍ゆら
ぎ量との関係を記憶保持させ、上記演算部３ｃを、設定
時間範囲内に計測された実際心拍数の計測数が設定数よ
り極めて小さいとき、平均心拍数に基き上記関係から心
拍ゆらぎ量の演算を行うように構成するものである。

【００１５】さらに、請求項８記載の発明は、請求項３
記載の発明において、演算部３ｃを、設定時間範囲内に
計測された実際心拍数の計測数が設定数より極めて小さ
いとき、各瞬時心拍数間の単位時間当りの変動量の平均
値に基いて心拍ゆらぎ量の演算を行うように構成するも
のである。

【００１６】

【作用】上記の構成により、請求項１記載の発明では、
実際心拍数検出手段においてドライバーから心拍信号を
取り出す際、その心拍信号の検出が所定時間以上とぎれ
た場合、とぎれ後計測部によって、その後に検出した連
続する複数の心拍信号間の時間間隔がそれぞれ設定時間
間隔の範囲内にある時、その心拍信号の時間間隔に基く
心拍数が真値とされる。これにより、ドライバーの実際
心拍数の変動を把握する上で上記とぎれに起因して検出
心拍数の有効性判断が不能となる事態が回避されて、心
拍信号の長時間のとぎれ後に検出する心拍数についての
有効性が的確に判定される。このため、心拍信号検出に
長時間のとぎれが発生しても、ドライバーの実際心拍数
について的確な把握が可能となる。

【００１７】そして、このような的確な計測結果に基き
制御ゲイン変更手段にて制御ゲインが変更されて制御手
段における車両の運動特性が変更されるため、制御中
に、心拍信号検出に長時間のとぎれが発生しても、実際
心拍数に基く車両の制御が可能となり、その実際心拍数
より把握される運転者の心理状態が車両の制御に反映さ
れる。

【００１８】請求項２記載の発明では、上記請求項１記
載の発明による作用に加えて、制御ゲイン変更手段にお
いて、計測された実際心拍数に基き演算部で平均値が演
算され、制御ゲイン変更部でこの平均値と基準心拍数と
の偏差に応じて制御ゲインの変更が行われる。これによ
り、走行中の運転者の緊張度合いにより把握される心理
状態の変化が上記基準心拍数を基準としてより客観的に
判定されて、車両の制御に的確に反映される。また、こ
の際、上記偏差を求める対象として上記実際心拍数検出
手段からの計測結果がそのまま用いられるのではなく、
それらの平均値が用いられるため、上記計測結果の個々
の変動によりその都度制御ゲインが変更されることを防
止して、ドライバーに違和感を与えることなく車両の変
更制御が行われる。

【００１９】請求項３記載の発明では、上記請求項１記
載の発明による作用に加えて、制御ゲイン変更手段にお
いて、計測された実際心拍数に基き演算部で実際心拍数
の変動量である心拍ゆらぎ量が演算され、制御ゲイン変
更部でこの心拍ゆらぎ量に応じて制御ゲインの変更が行
われる。これにより、走行中の運転者の緊張度合いの変
化がより客観的に判定され、運転者の心理状態がより的
確に車両の動きに反映される。すなわち、上記心拍ゆら
ぎ量は、運転者が緊張状態にある時、副交感神経の働き
が減弱して比較的小さい値となる一方、リラックス状態
にある時、副交換神経の機能が亢進して比較的大きい値
となるという生理特性に基き変化するため、この心拍ゆ
らぎ量の大小に基いて運転者の緊張度合いの変化が的確
に把握可能となる。

【００２０】請求項４記載の発明では、上記請求項２も
しくは請求項３に記載の発明による作用に加えて、設定
時間範囲内に計測された実際心拍数の計測数が設定数よ
り多い場合にその計測された実際心拍数を有効なものと
して各演算部での演算処理が実行される。このため、制
御ゲインの変更が有効なデータに基き行われてドライバ
ーの心理状態がより的確に車両の制御に反映される。

【００２１】請求項５記載の発明では、上記請求項２も
しくは請求項３に記載の発明による作用に加えて、設定
時間範囲内に計測された実際心拍数の計測数が設定数よ
り少ない場合であっても、その計測数の心拍数群の変動
率が設定値より小さいか等しければ上記計測された実際
心拍数は有効なものとして各演算部での演算処理が実行
される。このため、車両の制御へのドライバーの心理状
態の反映が、請求項４記載の発明と比べより広範な心拍
数データに基いて行われる。

【００２２】請求項６記載の発明では、上記請求項２記
載の発明による作用に加えて、計測された実際心拍数の
変動率が設定値より大きいとき、その計測された心拍数
を無効なものとしてキャンセルして前回値を今回の心拍
数として用いられる。このため、無効なデータに基く誤
制御が回避され、かつ、その間の制御が現在の状況に最
も近い前回値に基いて継続される。

【００２３】また、請求項７記載の発明では、上記請求
項３記載の発明による作用に加えて、実際心拍数につい
ての計測数が設定数と比べ極めて少ない場合であって
も、演算部における心拍ゆらぎ量が、上記少ない計測数
の実際心拍数の平均心拍数に基いて、予め記憶設定され
た平均心拍数と心拍ゆらぎ量との関係から求められる。
このため、計測数が極端に少ない場合であっても、有効
な心拍ゆらぎ量が得られ、この心拍ゆらぎ量に基いて無
制御状態の発生が防止されて有効かつ継続した制御が可
能となり、制御ゲイン変更手段での制御のバックアップ
が行われる。

【００２４】さらに、請求項８記載の発明では、上記請
求項３記載の発明による作用に加えて、実際心拍数につ
いての計測数が設定数と比べ極めて少ない場合であって
も、演算部における心拍ゆらぎ量が、計測された各実際
心拍数間の前後の瞬時心拍数の単位時間当りの変動量の
平均値に基いて求められる。このため、計測数が極端に
少ない場合であっても、請求項７記載の発明と同様に、
有効な心拍ゆらぎ量が得られ、この心拍ゆらぎ量に基い
て無制御状態の発生が防止されて有効かつ継続した制御
が可能となり、制御ゲイン変更手段での制御がバックア
ップされる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図２以下の図面に基
いて説明する。

【００２６】（第１実施例）図２は、４輪操舵車に、本
発明の第１実施例に係る制御装置を適用した車両の概略
平面図を示す。

【００２７】まず、上記４輪操舵車の構成について説明
する。同図において、４はステアリングホイール、Ｆw
は左右の前輪、Ｒw は左右の後輪、１０は上記ステアリ
ングホイール４の操作により左右の前輪Ｆw ，Ｆw を操
舵する前輪操舵装置、２０はこの前輪操舵装置１０によ
る前輪Ｆw ，Ｆw の転舵に応じて左右の後輪Ｒw ，Ｒw
を操舵する後輪操舵装置である。

【００２８】上記前輪操舵装置１０は、車幅方向に配置
されたリレーロッド１１を有し、このロッド１１の両端
部は各々タイロッド１２、１２及びナックルアーム１
３、１３を介して左右の前輪Ｆw ，Ｆw に連結されてい
る。上記リレーロッド１１には、このリレーロッド１１
をステアリングホイール１の操作に連動して左右に移動
させるラック・アンド・ピニオン機構１４が付設されて
おり、上記ステアリングホイール１の操作時にその操作
量に応じた角度だけ上記左右の前輪Ｆw ，Ｆw を操舵す
るようになっている。

【００２９】一方、上記後輪操舵装置２０は、上記前輪
操舵装置１０の場合と同様に、車幅方向に配置されたリ
レーロッド２１を有し、このロッド２１の両端部は各々
タイロッド２２、２２及びナックルアーム２３、２３を
介して左右の後輪Ｒw ，Ｒwに連結されている。上記リ
レーロッド２１には、このロッド２１を中立位置に付勢
するセンタリングバネ２４が配置されているとととも
に、ラック・アンド・ピニオン機構２５が配置されてい
る。この機構２５にはクラッチ２６、減速機構２７、及
びモータ２８が連携されており、クラッチ２６の締結時
にモータ２８の回転駆動によりラック・アンド・ピニオ
ン機構２５を介してリレーロッド２１を車幅方向に移動
させて、上記後輪Ｒw ，Ｒw をモータ２８の回転量に応
じた角度だけ操舵するようになっている。そして、上記
モータ２８はコントロールユニット２９からの制御信号
により所定の回転量だけ駆動されるようになっている。

【００３０】上記コントロールユニット２９は上記モー
タ２８の駆動を制御することにより車両の４輪操舵特性
を制御する制御手段３０を備えており、この制御手段３
０には車速を検出する車速センサ３１と、前輪Ｆw ，Ｆ
w の転舵角を検出する前輪転舵角センサ３２と、上記モ
ータ２８により移動されるリレーロッド２１の移動量を
検出することにより後輪Ｒw ，Ｒw の転舵角を検出する
後輪転舵角センサ３３とが接続されている。

【００３１】そして、上記制御手段３０は、内部に、前
輪転舵角θF に対するリレーロッド２１の移動量ＳＡの
基準特性マップ、すなわち、前輪転舵角θF に対する後
輪転舵角θR の基準転舵比特性マップが予め入力記憶さ
れており、上記車速センサ３１からの車速検出値に基い
て所定の転舵比ｆv に対応する上記リレーロッド２１の
移動量ＳＡを演算し、この移動量ＳＡに相当する駆動制
御信号を上記モータ２８に出力するようになっている。
具体的には、上記車速検出値に対応する転舵比ｆv が選
択され、このｆv に基いて θR ＝ｆv ・θF ・ｋ（但し、ｋは制御ゲイン；通常はｋ＝１．０）によって、後輪転舵角θR が演算されるようになってい
る。

【００３２】上記基準転舵比特性マップは、図３に実線
で示すように、車速が所定の設定速度ＶO 以下の低車速
域で後輪Ｒw ，Ｒw が前輪Ｆw ，Ｆw とは逆位相とな
り、車速がＶO より高い中・高速域で同位相となるよう
設定されている。つまり、低車速域では車両の回転半径
を小さくして小回りや車庫入れなどの容易化に行い得る
ようにする一方、高車速域では後輪の前輪に対するコー
ナリングフォースの位相遅れを短縮してレーンチェンジ
（車線変更）や緩やかな旋回を安定して行い得るように
なっている。

【００３３】次に、上記制御手段３０による４輪操舵特
性の制御をドライバーの実際心拍数に基いて変更する構
成について説明する。

【００３４】上記コントロールユニット２９は、上記制
御手段３０のほかに、この制御手段３０における制御ゲ
インを実際心拍数検出手段４０（図２参照）により検出
されたドライバーの実際心拍数に基いて変更する制御ゲ
イン変更手段５０を備えている。

【００３５】上記実際心拍数検出手段４０は、ステアリ
ングホイール４の所定の各部位に配設されてドライバー
の左右両手間の電位差を検出するための電極４１と、こ
の電極４１に接続されて上記電位差を増幅する増幅器４
２と、この増幅器４２により増幅された電位差から心電
位以外の所定の周波数信号成分を除去するバンドパスフ
ィルタ４３と、このバンドパスフィルタ４３を通過した
心電位から心拍信号であるＲ波の出現した時間間隔に基
き心拍数を計測する計測部４４と、この計測部４４で計
測された今回の心拍数と前回の心拍数との変動幅を見て
設定変動幅を超える心拍計測値をキャンセルし前回値を
今回の有効心拍数として上記制御ゲイン変更手段５０に
出力するキャンセル部４５とを備えている。

【００３６】上記電極４１は、図４に詳細を示すよう
に、各一対の＋極４１ａ，４１ａおよび−極４１ｂ，４
１ｂからなる。この電極４１は、ステアリングホイール
４の上下左右の各位置に所定幅の４つの絶縁部４ａ，４
ａ，…を形成することにより上記ステアリングホイール
４のホイール部を左上、左下、右下および右上の４つの
領域（同図にメッシュ模様で示す領域）４ｂ，４ｃ，４
ｄ，４ｅに分割し、この各領域４ｂ，４ｃ，…に＋極４
１ａおよび−極４１ｂを交互に配設する構成となってい
る。つまり、ドライバーが相対向した状態でステアリン
グホイール４の左右両側の領域４ｂ，４ｅまたは４ｃ，
４ｄ、すなわち、ドライバーの左右の各手により握られ
る左右の領域の一方４ｂ，４ｄが＋極４１ａ、他方４
ｃ，４ｅが−極４１ｂとなるように配設されており、こ
れにより、上記ステアリングホイール４を握るドライバ
ーの左右両手間の電位差を検出するようになっている。
このような電極４１はステアリングホイール４の各領域
４ｂ，４ｃ，…の表面に導電性ゴムもしくは導電性プラ
スチックなどを用いて皮膜を形成することによって配設
される一方、上記各絶縁部４ａが未処理部とされること
によりステアリングホイール４自体の材質により絶縁体
部分が形成されている。

【００３７】上記各電極４１ａ，４１ｂはステアリング
シャフトとステアリングコラムとの間に介在させたスリ
ップリング４６（図２参照）を介してインピーダンス変
換用増幅器４２に接続されており、この増幅器４２は生
体であるドライバーからのインピーダンスの極めて高い
心拍信号を増幅し、この増幅した心拍信号を上記バンド
パスフィルタ４３を介して上記計測部４４に送るように
なっている。

【００３８】上記バンドパスフィルタ４３は、そのカッ
トオフ周波数として高周波側および低周波側にそれぞれ
所定値が設定されており、これら両設定値の間の周波数
帯域のものを通過させるようになっている。すなわち、
上記高周波側のカットオフ周波数はドライバーが手でス
テアリングホイール４の電極４１を握る際の手の筋肉活
動に伴い心電位に混入する高周波信号成分である筋電位
をカットし得る値に設定され、一方、上記低周波側のカ
ットオフ周波数は上記ドライバーの手と上記電極４１と
の接触不良に伴い上記心拍信号に混入する低周波信号成
分をカットし得る値に設定されている。

【００３９】上記計測部４４での心拍数計測の原理は、
心電位の時間的変化の波形である心電図（図５参照）に
おいて順に表れるＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，ＴおよびＵの各波の
内のＲ波がベース電位より所定量高く設定されたトリガ
ーレベルを超える１分間当りの回数を計測し、この回数
をドライバーの実際心拍数とするものである。そして、
実際の計測部４４での処理は、通常時計測と、上記Ｒ波
が長時間にわたりとぎれた後のとぎれ後計測とに分けて
行われる。通常時計測は、上記トリガーレベルを超えた
前回のＲ波と今回のＲ波との時間間隔ｄｔを検出し、こ
の時間間隔ｄｔより１分間当りの心拍数ｈr を演算によ
り求め今回の実際心拍数とするようになっている。ま
た、とぎれ後計測は、上記Ｒ波のとぎれた後に計測され
た連続する複数の心拍数ｈr が所定の設定範囲（例えば
６０〜１２０bpm ；beat per minute ）にある時、その
心拍数ｈr を実際心拍数の真値とするようになってい
る。

【００４０】上記キャンセル部４５は、上記計測部４４
で計測された時間間隔ｄｔに基く心拍数ｈr の今回値と
前回値との変動幅が所定の設定変動幅の範囲外のもので
あるとき今回値に基く心拍数ｈr を無効データとしてキ
ャンセルする一方、上記設定変動幅内のものであると
き、今回値に基く心拍数ｈr を有効データである有効心
拍数Ｈr として制御ゲイン変更手段５０に出力するよう
になっている。なお、上記設定変動幅はドライバーであ
る生体の実際心拍数の単位時間当りの心拍変動量につい
ての最大値に対応して定められている（例えば±５bpm
）。

【００４１】以下、上記計測部４４とキャンセル部４５
での処理を、図６に示すフローチャートに基いて具体的
に説明する。

【００４２】まず、ステップＳＡ１で上記トリガーレベ
ルを超えるＲ波を検出したか否かを検出するまで繰り返
し、検出したらステップＳＡ２でその時のタイマ値を読
取りこれを今回値ｔ(n) に記憶する。そして、ステップ
ＳＡ３で今回値ｔ(n) から前回値t(n-1)を減算して時間
間隔ｄｔを求める。

【００４３】次に、ステップＳＡ４でとぎれ時フラグｆ
1 が１であるか否かを判別して、とぎれ時フラグｆ1 が
１の場合、後述のステップＳＡ１１に進み、１でない場
合、ステップＳＡ５に進む。このステップＳＡ５で上記
時間間隔ｄｔが１０秒より長いか否かを判別し、１０秒
以下の場合、ステップＳＡ６〜ＳＡ９に進んで通常時計
測を行い、１０秒より長い場合、とぎれ後計測とするた
めステップＳＡ１０に進んで上記とぎれ時フラグｆ1 に
１を設定し、その後、共にリターンする。

【００４４】通常時計測の場合、上記ステップＳＡ６で
時間間隔ｄｔの逆数に６０を乗じて１分間当りの心拍数
ｈr の今回値ｈr(n)を求め、ステップＳＡ７で心拍数ｈ
r の今回値ｈr(n)から前回値ｈr(n-1)を減算したもの
（心拍数の変動幅）が設定変動幅（±５bpm ）の範囲内
か否かを判別し、範囲内であればステップＳＡ８で今回
値ｈr(n)を今回の有効心拍数Ｈr としてこの有効心拍数
Ｈr を制御ゲイン変更手段５０に出力してステップＳＡ
９に進み、範囲外であればステップＳＡ８を抜かしてス
テップＳＡ９に進む。このステップＳＡ９では検出心拍
数ｈr(n)の更新、すなわち、今回のｈr(n)の値をｈr(n-
1)に入れ替えしてリターンする。つまり、上記ステップ
ＳＡ７で心拍数の変動幅が±５bpm の範囲外である場
合、今回値ｈr(n)は無効データとしてキャンセルされ
る。

【００４５】とぎれ後計測の場合、上記ステップＳＡ１
０でとぎれ時フラグｆ1 が１とされるため、リターンし
てステップＳＡ１〜ＳＡ４を繰り返した後、ステップＳ
Ａ４からステップＳＡ１１に進む。このステップＳＡ１
１で時間間隔ｄｔが１．５秒より小さいか否か、すなわ
ち、このｄｔに基く心拍数が４０より大きいか否かを判
別し、上記時間間隔ｄｔが１．５秒以上（換算心拍数４
０以下）である場合、無効データであるためリターンし
て再度Ｒ波および時間間隔ｄｔの検出（ステップＳＡ１
〜ＳＡ３）し、上記ステップＳＡ１１の判別を繰り返
す。

【００４６】そして、上記時間間隔ｄｔが１．５秒より
短い場合、ステップＳＡ１２でその時間間隔ｄｔに基き
上記ステップＳＡ６と同じ要領で心拍数ｈr の演算を行
い、ステップＳＡ１３でＲ波検出フラグｆ2 が１である
か否かを判別し、１でなければ、とぎれ後に一応有効な
Ｒ波が検出されたとしてステップＳＡ１４で上記Ｒ波検
出フラグｆ2 に１を設定し、ステップＳＡ９を経てリタ
ーンする。すでに、上記Ｒ波検出フラグｆ2 に１が設定
されていれば、ステップＳＡ１５で上記心拍数ｈr が所
定の心拍数範囲内、すなわち、６０〜１２０bpm の範囲
内にあるか否かを判別し、範囲外であれば、検出したＲ
波は無効データであるとしてステップＳＡ１６で上記Ｒ
波検出フラグｆ2 の１を０に入れ替え、ステップＳＡ９
を経てリターンする。上記範囲内であれば、さらに、ス
テップＳＡ１７で心拍数ｈr の今回値と前回値との変動
幅が±５bpm の範囲内にあるか否かを判別する。範囲外
であれば、上記ステップＳＡ１６でＲ波検出フラグｆ2
の１を０に入れ替え、上記ステップＳＡ９を経てリター
ンする。また、上記変動幅が±５bpm の範囲内にあれ
ば、ステップＳＡ１８で次回のためにとぎれ時フラグｆ
1 およびＲ波検出フラグｆ2 を共に０とした後、ステッ
プＳＡ８に進み、このステップＳＡ８でとぎれ後に検出
した今回の心拍数ｈr(n)を有効心拍数Ｈr として制御ゲ
イン変更手段５０に出力し、ステップＳＡ９で心拍数デ
ータｈr(n)の更新を行った後リターンする。

【００４７】つまり、とぎれ後計測の場合、とぎれ後に
検出した連続する２つの心拍数ｈrが所定の心拍数範囲
にあり、かつ、前後の変動幅が所定の変動幅にある場合
に、その検出した心拍数を真値として判断し、それを制
御ゲイン変更手段５０で用いる有効心拍数Ｈr とするよ
うになっている。

【００４８】上記ステップＳＡ１〜ＳＡ６およびステッ
プＳＡ１１〜ＳＡ１５が上記計測部を、上記ステップＳ
Ａ７〜ＳＡ８およびステップＳＡ１７〜ステップＳＡ８
が上記キャンセル部４５をそれぞれ構成する。そして、
上記計測部４４の内、ステップＳＡ１〜ＳＡ５，ＳＡ１
０およびステップＳＡ４，ＳＡ１１〜ＳＡ１５がとぎれ
後計測部２ａを構成している。

【００４９】上記制御ゲイン変更手段５０は、上記実際
心拍数検出手段４０から入力された有効心拍数Ｈr に基
いて平均周波数を演算する平均値演算部５１と、この平
均心拍数と予め設定された所定の基準心拍数との偏差を
演算してその偏差の大小に応じて、図３に実線で示す基
準転舵比特性が同図に一点鎖線で示すようにより安定
側、すなわち、より同位相側に変更されるように制御ゲ
インｋを変更する制御ゲイン変更部５２とを備えてい
る。すなわち、上記制御ゲイン変更部５２には上記基準
心拍数としてドライバーがリラックスした状態で運転操
作を継続している状態の実際心拍数が設定されており、
上記偏差が大きい程ドライバーがより緊張状態にあるも
のとして上記基準転舵比特性をより大きく同位相側に移
行させるための制御ゲインｋを演算し、この制御ゲイン
ｋを制御手段３０に出力するようになっている。

【００５０】以下、上記平均値演算部５１と制御ゲイン
変更部５２とにおける処理を、図７および図８に示すフ
ローチャートに基いて具体的に説明する。

【００５１】まず、ステップＳＡ１９で上記実際心拍数
検出手段４０からの有効心拍数Ｈrが入力されたか否か
を検出するまで繰り返し、検出したらステップＳＡ２０
で検出するごとに有効心拍計測数ａに１ずつ積算する。
そして、ステップＳＡ２１で上記有効心拍数Ｈr を有効
心拍データＨm(i)に蓄積する。

【００５２】次に、ステップＳＡ２２で所定の平均化処
理時間Ｔの経過を判別し、未経過であればステップＳＡ
１９に戻りステップＳＡ１９〜ＳＡ２２を繰り返してさ
らに有効心拍データＨm(i)（ｉ＝１〜ａ）の蓄積を行
う。上記平均化処理時間Ｔの経過によりステップＳＡ２
３で上記時間Ｔのタイマカウントを０にしてステップＳ
Ａ２４で単純平均心拍数Ｆr(j)の演算を行う。この演算
は、上記有効心拍データＨm(i)と有効心拍計測数ａとに
基いて、によって行う。

【００５３】そして、上記単純平均心拍数Ｆr(j)に基
き、ステップＳＡ２５以下で、上記有効心拍計測数ａの
いかんに応じて平均心拍数Ｈav(J) の決定を行う。すな
わち、ステップＳＡ２５で上記有効心拍計測数ａが設定
数ａs より多いか否かを判別し、多ければ上記単純平均
心拍数Ｆr(j)は有効としてステップＳＡ２６でその単純
平均心拍数Ｆr(j)を平均心拍数Ｈav(j) とする。上記計
測数ａが設定数ａs に等しいか少なければ、ステップＳ
Ａ２７で標準偏差ＳＨr(j)の演算を上記有効心拍データ
Ｈm(i)と有効心拍計測数ａと上記単純平均心拍数Ｆr(j)
とに基いて、

【数１】によって行う。加えて、ステップＳＡ２８で変動率、す
なわち、上記標準偏差ＳＨr(j)を平均心拍数Ｆr(j)で除
した値が１０％以内か否かの判別を行う。変動率が１０
％より小さければ有効心拍計測数ａは少なくても上記平
均心拍数Ｆr(j)は有効として、上記ステップＳＡ２６に
進みこのＦr(j)を平均心拍数Ｈav(j) とし、上記変動率
が１０％以上であれば今回の単純平均心拍数Ｆr(j)は無
効としてステップＳＡ２９で今回の平均心拍数Ｈav(j)
として前回の平均心拍数Ｈav(j-1)を設定する。

【００５４】そして、ステップＳＡ３０で上記平均心拍
数Ｈav(j) から基準心拍数Ｈb を減算して偏差Ｃb(j)を
演算し、この偏差Ｃb(j)に基いて、ステップＳＡ３１
で、今回の偏差Ｃb(j)が前回値Ｃb(j-1)と比べ小さい程
より大きく制御ゲインｋを変更し、この制御ゲインｋを
制御手段３０に出力する。終わりに、ステップＳＡ３２
で上記平均心拍数Ｈav(j) および偏差Ｃb(j)の更新を、
ステップＳＡ３３で有効心拍データＨm(i)および有効心
拍計測数ａの初期化をそれぞれ行ってリターンする。

【００５５】上記ステップＳＡ１９〜ＳＡ２９が平均値
演算部５１を、ステップＳＡ３０およびＳＡ３１が制御
ゲイン変更部５２をそれぞれ構成する。

【００５６】次に、上記構成の第１実施例の作用・効果
について説明する。

【００５７】車両の走行中、ドライバーの左右両手は、
ステアリングホイール４の中立回転位置における上半部
の左右両側の各領域４ｂ，４ｅ、もしくは、下半部の左
右両側の各領域４ｃ，４ｄのいずれかを握ることによ
り、ステアリングホイール４を保持している。すなわ
ち、ステアリングホイール４の上半部を握る時は右手で
右上領域４ｅを、左手で左上領域４ｂをそれぞれ握り、
ステアリングホイール４の下半部を握る時は右手で右下
領域４ｄを、左手で左下領域４ｃをそれぞれ握ることに
なる。従って、上半部もしくは下半部のいずれを握る場
合においても、左右両手の一方が＋極４１ａと接触し、
他方が−極４１ｂと接触することになる。さらに、上記
中立回転位置から転舵のためにステアリングホイール４
を回転させた場合においても、上記各領域４ｂ，４ｃ，
４ｄ，４ｅには＋極４１ａと−極４１ｂとが交互に配設
されているため、左右両手の一方が＋極４１ａと接触
し、他方が−極４１ｂと接触することになる。このた
め、両電極４１ａ，４１ｂによりドライバーの左右両手
間の電位差が検出され、この電位差が増幅器４２で増幅
された後、バンドパスフィルタ４３により心電位以外の
余分な周波数域が除かれた状態で、計測部４４に送られ
る。この計測部４４で、心電位からＲ波を取り出しその
時間間隔から心拍数ｈr が求められ、この心拍数からド
ライバーの有効心拍数Ｈr がキャンセル部４５により検
出される。そして、検出結果が制御ゲイン変更手段５０
に送られ、平均値演算部５１での平均心拍数Ｈav(j) の
演算結果に基いて制御ゲイン変更部５２で基準心拍数Ｈ
b との偏差Ｃb(j)が求められ、この偏差Ｃb(j)に基き制
御ゲインｋが変更される。そして、この制御ゲインｋに
基いて制御手段３０での後輪転舵角の制御が行われる。

【００５８】上記ドライバーの実際心拍数の検出に際
し、本実施例では、ステアリングホイール４に配設した
電極４１を介してドライバーの両手間の電位差を検出す
ることによりドライバーの実際心拍数の検出を行うよう
にしているため、ドライバーの実際心拍数の検出をドラ
イバー自身に特別な計測装置の装着を強制するなどの負
担をかけることなく容易に行うことができる。しかも、
上記電極４１はステアリングホイール４に被覆された状
態で配設されているため、ステアリングホイール４の機
能を損なうことなく、かつ、ドライバーに意識させるこ
となく、上記電位差の検出を行うことができる。

【００５９】また、信号源であるドライバー（生体）か
らのインピーダンスの極めて高い信号が上記増幅器４２
により増幅されるため、インピーダンスが高いゆえにノ
イズを拾い易いという不都合を解消することができる。
その上、バンドパスフィルタ４３を介在させているた
め、各電極４１で検出された電位差から、ドライバーの
手の掌からの筋電位（高周波信号成分）を除去して筋電
位混入に伴うノイズを除去することができる一方、上記
電極４１とドライバーの手との接触不良に伴う低周波信
号成分を除去して低周波混入に伴うベース電位のドリフ
ト発生を防止してベース電位を安定化させることがで
き、これらにより、Ｒ波検出の容易化、確実化を図るこ
とができる。

【００６０】さらに、検出したＲ波から心拍数を検出す
るに当り、設定変動幅（±５bpm ）を超える心拍数検出
値ｈr を無効データとしてキャンセルし、上記設定変動
幅の範囲内にある心拍数検出値ｈr を有効データとして
用いるようにしているため、Ｒ波の一時的なとぎれやノ
イズの混入などに基く心拍数の誤検出の防止を図ること
ができる。すなわち、生体の心拍数の最大変動幅である
設定変動幅の範囲外の検出心拍数をキャンセルすること
により心拍数の誤計測の発生を容易かつ確実に防止する
ことができる。

【００６１】また、１０秒間と比較的長時間にわたりＲ
波の検出がとぎれた場合、その後に検出された心拍数検
出値ｈr の有効性を判断するための前回値がとぎれによ
り存在しないために上記変動幅による有効性の判断を適
用することができない。このため、本実施例では、その
後に検出された一対の心拍数検出値ｈr が所定心拍数範
囲内のものであり、かつ、前後の心拍数の変動幅が設定
変動幅内である場合に限り、その検出した心拍数を真値
であると判断するようにしているため、Ｒ波の長時間の
とぎれ後に検出する心拍数の有効性を的確に判定するこ
とができ、Ｒ波の長時間のとぎれが発生しても、これに
基きドライバーの実際心拍数を的確に把握することがで
きる。

【００６２】そして、車両の走行環境が、例えば走行車
両の比較的少ない高速道路などの交通流の変動が極めて
小さい場合、ドライバーは比較的リラックスした状態で
運転操作を継続しており、そのドライバーの実際心拍数
はほぼ基準心拍数に保たれている。このため、制御ゲイ
ン変更手段５０での制御ゲインｋの変更は行われず（ｋ
＝１）、後輪操舵装置２０は基準転舵比特性に基き転舵
制御される。

【００６３】一方、上記走行環境が上記の場合から、例
えば走行車両が増加して車間距離が極めて小さくなった
り、もしくは、交通流の変動が激しくなったりした状態
に変化した場合、ドライバーは上記のリラックス状態か
ら緊張状態に移行し、これに伴いドライバーの実際心拍
数も増加する。この結果、制御ゲイン変更手段５０に入
力される実際心拍数の計測値も増大して、基準心拍数と
の偏差が生じる。そして、この偏差に対応して制御ゲイ
ンｋが変更されて上記基準転舵比特性がより同位相側に
変更される。すなわち、それまでの後輪Ｒw ，Ｒw の転
舵角が、逆位相側もしくは同位相側であるに拘らず、よ
り同位相側に変更される結果、回頭性がさがる側に変更
されてドライバーの転舵操作に対する車両の旋回運動特
性をより安定側に変更することができる。つまり、緊張
状態にあるドライバーが行う転舵操作に対しては、車両
の転舵特性をより安定側に変更することができ、車両の
急激な運動を回避してドライバーの要求に沿わせること
ができる。

【００６４】そして、上記ドライバーの緊張状態が高く
なる程、実際心拍数がより高く（偏差がより大きく）な
り、その結果、制御ゲインｋがより大きい値に変更され
て上記同位相側への変更がより大きく行われる。このた
め、走行中のドライバーの緊張度合い、すなわち、走行
環境に応じて変化するドライバーの心理状態の変化度合
いに応じて車両の運動特性をより安定側に変更すること
ができ、車両の走行環境の緩急度合いに基いて変化す
る、車両の運動特性に対するドライバーの要求を的確に
車両に反映させることができ、より高度な安全走行状態
の実現を図ることができる。従って、本実施例では、ド
ライバーの心理状態に基く要求を車両の制御に直接的に
反映することができ、車両の運動特性を車両の運転状態
として表れる車速値などのパラメータによってドライバ
ーの要求を推測して間接的に変更制御する従来装置と比
べ、車両の運動特性をドライバーの内面的要求により合
致したものに変更制御することができる。

【００６５】この際、上記制御ゲイン変更手段５０で
は、上記実際心拍数検出手段４０からの有効心拍数Ｈr
をそのまま制御に用いずに、所定平均化処理時間Ｔごと
の平均心拍数Ｈav(j) に基いて制御ゲインｋの変更を行
うにしているため（ステップＳＡ２６，ＳＡ２９〜ＳＡ
３１参照）、上記有効心拍数Ｈr の個々の変動によりそ
の都度転舵比特性が変更されることを防止して、ドライ
バーの違和感を取り除きつつドライバーの内面的要求を
加味して車両運動特性の変更制御を行うことができる。
しかも、平均心拍数Ｈav(j) の決定を上記有効心拍数Ｈ
r の計測数ａの多少によって場合分けして行っているた
め、上記制御ゲインｋの変更をより有効な平均心拍数Ｈ
av(j) に基いて行うことができる上、上記計測数ａが少
ない場合であっても、その標準偏差ＳＨr(j)に基く変動
率の多少によって上記平均心拍数Ｈav(j) の有効性を判
断しているため（ステップＳＡ２５〜ＳＡ２９参照）、
よりきめの細かい判断を行うことができ、より広範な心
拍データに基いて制御に用いる平均心拍数Ｈav(j) の有
効性向上を図ることができる。そして、この場合、設定
変動率（１０％）を外れるデータをキャンセルして代わ
りに平均心拍数の前回値Ｈav(j-1) を用いるようにして
いるため（ステップＳＡ２８，ＳＡ２９参照）、無効な
データに基く誤制御を回避しつつ、その間の制御を現在
の状況に最も近い前回値に基いて継続させることができ
る。さらに、上記制御ゲインｋの変更を基準心拍数Ｈb
に対する偏差Ｃb(j)に応じて変更するようにしているた
め（ステップＳＡ３０，ＳＡ３１参照）、ドライバーの
緊張状態の変動をより客観的に把握することができる。

【００６６】（第２実施例）図９は上記第１実施例にお
ける制御ゲイン変更手段５０の代わりに他の態様のもの
を備えたエンジンの制御装置についての第２実施例を示
し、６０は制御ゲイン変更手段、７０はこの制御ゲイン
変更手段６０と制御手段３０とを備えたコントロールユ
ニットである。

【００６７】上記制御ゲイン変更手段６０は、実際心拍
数検出手段４０から入力された有効心拍数Ｈr に基き実
際心拍数の変動量である心拍ゆらぎ量を演算するゆらぎ
量演算部６１と、このゆらぎ量演算部６１により演算さ
れた心拍ゆらぎ量の大小に応じて図３に実線で示す基準
転舵比特性が同図に一点鎖線で示すようにより同位相側
に変更されるように制御ゲインｋを変更する制御ゲイン
変更部６２とを備えている。そして、この制御ゲイン変
更部６２は、上記ゆらぎ量が小さい程ドライバーがより
緊張状態にあるものとして上記基準転舵比特性をより大
きく同位相側に移行させるための制御ゲインｋを演算
し、この制御ゲインｋを上記制御手段３０に出力するよ
うになっている。

【００６８】以下、上記ゆらぎ量演算部６１および制御
ゲイン変更部６２での処理を、図１０および図１１に示
すフローチャートに基いて具体的に説明する。

【００６９】まず、ステップＳＢ１での有効心拍数Ｈr
の検出判別、ステップＳＢ２での有効心拍計測数ａの積
算、および、ステップＳＢ３での有効心拍データＨm(i)
の蓄積を、第１実施例における計測部５１のステップＳ
Ａ１９〜ＳＡ２１（図７参照）と同様に行う。そして、
これらステップＳＢ１〜ＳＢ３をステップＳＢ４により
平均化処理時間Ｔの経過まで行う。

【００７０】次に、上記平均化処理時間Ｔの経過により
ステップＳＢ５で上記時間Ｔのタイマカウントを０に
し、ステップＳＢ６での単純平均心拍数Ｆr(j)の演算と
ステップＳＢ７での標準偏差ＳＨr(j)の演算とを、上記
第１実施例におけるステップＳＡ２４およびステップＳ
Ａ２７と同様の演算により行う。

【００７１】そして、ステップＳＢ８〜ＳＢ１１におい
て、上記有効心拍計測数ａのいかんに応じて心拍ゆらぎ
量Ｕ(j) の決定を行う。すなわち、ステップＳＢ８で上
記有効心拍計測数ａが設定数ａs より多いか否かを判別
し、多ければ上記標準偏差ＳＨr(j)は有効としてステッ
プＳＢ９でその標準偏差ＳＨr(j)を心拍ゆらぎ量Ｕ(j)
とする。上記計測数ａが設定数ａs に等しいか少なけれ
ば、後述の極小計測数時ルーチンＲ１を経てステップＳ
Ｂ１０で上記標準偏差ＳＨr(j)を平均心拍数Ｆr(j)で除
した値である変動率が１０％以内か否かの判別を行う。
変動率が１０％より小さければ有効心拍計測数ａは少な
くても上記標準偏差ＳＨr(j)は有効として、上記ステッ
プＳＢ９に進みこのＳＨr(j)を心拍ゆらぎ量Ｕ(j) と
し、上記変動率が１０％以上であれば今回の標準偏差Ｓ
Ｈr(j)は無効としてキャンセルしステップＳＢ１１で今
回の心拍ゆらぎ量Ｕ(j) として前回の心拍ゆらぎ量Ｕ(j
-1)を設定する。

【００７２】そして、ステップＳＢ１２で上記心拍ゆら
ぎ量Ｕ(j) に基いて今回の心拍ゆらぎ量Ｕ(j) が前回値
Ｕ(j-1) と比べ小さい程より大きく制御ゲインｋを変更
し、この制御ゲインｋを制御手段３０に出力する。終わ
りに、ステップＳＢ１３で上記心拍ゆらぎ量Ｕ(j) の更
新を、ステップＳＢ１４で有効心拍データＨm(i)および
有効心拍計測数ａの初期化をそれぞれ行ってリターンす
る。

【００７３】ここで、上記ステップＳＢ１９〜ＳＢ１１
がゆらぎ量演算部６１を、ステップＳＢ１２が制御ゲイ
ン変更部６２をそれぞれ構成する。

【００７４】また、上記極小計測数時ルーチンＲ１は、
図１２に示すように、まず、ステップＳＢ１５で有効心
拍計測数ａが設定数ａs と比べ極めて少ないか否かを判
別し、極めて少ないことはないが上記設定数Ａs より少
ない（ステップＳＢ８参照）場合、上記ステップＳＢ１
０，ＳＢ９，ＳＢ１１の処理を行う。次に、上記計測数
ａが極めて少ない場合、ステップＳＢ１６でｉに１を設
定した後、ステップＳＢ１７およびＳＢ１８で計測数ａ
の有効心拍データＨm について相前後する有効心拍デー
タＨm 各間の偏差ｄ(i) の演算を行い、ｉ＝１〜（ａ−
１）の偏差行列ｄ(i) を求める。そして、この偏差行列
ｄ(i) に基きステップＳＢ１９でメジアン値、モード
値、平均値などのゆらぎ統計量の演算を行い、これらの
ゆらぎ統計量に基き極小数のデータ検出期間における心
拍ゆらぎ量Ｕ(j) の推定を行う。そして、この推定した
心拍ゆらぎ量Ｕ(j) をステップＳＢ１２での制御ゲイン
ｋの変更に用いる。

【００７５】なお、上記エンジンの制御装置のその他の
構成は第１実施例のものと同様であるために、同一部材
には同一符号を付して、その説明は省略する。

【００７６】そして、上記第２実施例の場合、実際心拍
数検出手段４０で得られる有効心拍数Ｈr に基いて心拍
ゆらぎ量Ｕ(j) を制御ゲイン変更手段６０のゆらぎ量演
算部６１で求め、この心拍ゆらぎ量Ｕ(j) に基いて制御
ゲインｋの変更を行っているため（ステップＳＢ１２参
照）、第１実施例のように基準値としての基準心拍数を
定める必要はなく、上記心拍ゆらぎ量Ｕ(j) によっての
みドライバーの緊張度合いを把握することができる。す
なわち、上記心拍ゆらぎ量は、運転者が緊張状態にある
時、副交感神経の働きが減弱して比較的小さい値となる
一方、リラックス状態にある時、副交換神経の機能が亢
進して比較的大きい値となるという生理特性に基き変化
するため、その心拍ゆらぎ量の変化により運転者の緊張
度合いの変化が把握可能となる。従って、このゆらぎ量
の大小に応じて制御ゲインの変更を行うことにより、走
行中の運転者の緊張度合いの変化をより客観的に車両に
反映させることができる。

【００７７】この際、上記制御ゲイン変更手段６０で
は、上記実際心拍数検出手段４０からの有効心拍数Ｈr
に基く標準偏差ＳＨr(j)をそのまま心拍ゆらぎ量Ｕ(j)
として制御に用いずに、上記有効心拍数Ｈr の計測数ａ
の多少によって場合分けして行っているため、上記制御
ゲインｋの変更をより有効な心拍ゆらぎ量Ｕ(j) に基い
て行うことができる上、上記計測数ａが少ない場合であ
っても、その標準偏差ＳＨr(j)の変動率の多少によって
上記標準偏差ＳＨr(j)の有効性を判断しているため（ス
テップＳＢ１０，ＳＢ９，ＡＢ１１参照）、よりきめの
細かい判断を行うことができ、より広範な心拍データに
基いて制御に用いる心拍ゆらぎ量Ｕ(j) の有効性向上を
図ることができる。そして、この場合、設定変動率（１
０％）を外れる標準偏差ＳＨr(j)をキャンセルして標準
偏差の前回値ＳＨr(j-1)を今回の心拍ゆらぎ量Ｕ(j) と
して用いるようにしているため（ステップＳＢ１０，Ｓ
Ｂ１１参照）、無効なデータに基く誤制御を回避しつ
つ、その間の制御を現在の状況に最も近い前回値に基い
て継続させることができる。

【００７８】さらに、上記極小計測数時ルーチンＲ１を
介在させているため、実際心拍数についての計測数ａが
設定数ａs に比べ極端に少ない場合であっても、この極
小計測数時ルーチンＲ１によって比較的有効な心拍ゆら
ぎ量Ｕ(j) を得ることができ、この心拍ゆらぎ量Ｕ(j)
に基いて無制御状態の発生を防止しつつ制御を有効にか
つ継続して行うことができ、制御ゲイン変更手段６０で
制御をバックアップすることができる。

【００７９】図１３は上記第２実施例における極小計測
数時ルーチンＲ１について、他の態様のものを示してい
る。この態様例の極小計測数時ルーチンＲ２は、まず、
ステップＳＣ１で有効心拍計測数ａが設定数ａs と比べ
極めて少ないか否かを判別し、極めて少ないことはない
が上記設定数Ａs より少ない（ステップＳＢ８参照）場
合、上記ステップＳＢ１０，ＳＢ９，ＳＢ１１（図１１
参照）の処理を行う。次に、上記計測数ａが極めて少な
い場合、ステップＳＣ２で予め記憶設定されている平均
心拍数Ｆr(j)と心拍ゆらぎ量Ｕ(j) との関係図から単純
平均心拍数Ｆr(j)（ステップＳＢ６参照）に基き心拍ゆ
らぎ量Ｕ(j) を求め、この心拍ゆらぎ量Ｕ(j) をステッ
プＳＢ１２での制御ゲインｋの変更に用いる。

【００８０】上記態様の極小計測数時ルーチンＲ２の場
合、上記極小計測数時ルーチンＲ１と同様に、実際心拍
数についての計測数が極端に少ない場合であっても、こ
の極小計測数時ルーチンＲ２によって比較的有効な心拍
ゆらぎ量Ｕ(j) を得ることができ、この心拍ゆらぎ量Ｕ
(j) に基いて無制御状態の発生を防止しつつ制御を有効
にかつ継続して行うことができ、制御ゲイン変更手段６
０で制御をバックアップすることができる。この場合、
平均心拍数Ｆr(j)と心拍ゆらぎ量Ｕ(j) との関係が予め
求められて記憶保持されているため、上記極小計測数時
ルーチンＲ１と比べ処理のための容量が少なくて済む。

【００８１】また、図１４は上記第２実施例における極
小計測数時ルーチンＲ１について、さらに別の態様を示
している。この態様例の極小計測数時ルーチンＲ３は、
まず、ステップＳＤ１で有効心拍計測数ａが設定数ａs
と比べ極めて少ないか否かを判別し、極めて少ないこと
はないが上記設定数Ａs より少ない（ステップＳＢ８参
照）場合、上記ステップＳＢ１０（図１１参照）以下の
処理を行う。次に、上記計測数ａが極めて少ない場合、
ステップＳＤ２で上記各有効心拍数の計測が間でとぎれ
る直前およびとぎれた後最初の両瞬時心拍数間の変動量
を単位時間当りに換算した偏差ｄh(m)の平均値である平
均時間当り偏差ｄhav の演算を行う。この演算は、例え
ば、上記とぎれる直前に検出した一対のＲ波間の時間間
隔ｄt1と、とぎれた後最初に検出した一対のＲ波間の時
間間隔ｄt2とからとぎれの前後の瞬時心拍数ｈr(1)とｈ
r(2)とを求め、両者の心拍差をとぎれ時間ｄＴ1 で除す
ることにより、そのとぎれ時間ｄＴ1 内の単位時間当り
の心拍偏差ｄh(1)を求め、順次、次のとぎれ時間ｄＴ2
における単位時間当りの心拍偏差ｄh(2)を求め、これら
の心拍偏差ｄh(m)から平均時間当り偏差ｄhav 求めれば
よい。そして、ステップＳＤ３で上記平均時間当り偏差
ｄhav に応じて心拍ゆらぎ量Ｕ(j) の推定を行い、この
心拍ゆらぎ量Ｕ(j) をステップＳＢ１２での制御ゲイン
ｋの変更に用いる。

【００８２】上記態様例の極小計測数時ルーチンＲ３の
場合、計測データ間の各とぎれを挟んだ直前、直後の心
拍数間の変動を、各とぎれ時間内では一様に変化したと
仮定して心拍ゆらぎ量Ｕ(j) の推定が行われる。そし
て、この極小計測数時ルーチンＲ３の場合も、上記極小
計測数時ルーチンＲ１と同様に、実際心拍数についての
計測数が極端に少ない場合であっても、比較的有効な心
拍ゆらぎ量Ｕ(j) を得ることができ、この心拍ゆらぎ量
Ｕ(j) に基いて無制御状態の発生を防止しつつ制御を有
効にかつ継続して行うことができ、制御ゲイン変更手段
６０で制御をバックアップすることができる。

【００８３】なお、本発明は上記第１および第２実施例
に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含
するものである。すなわち、上記第１および第２実施例
では、制御手段３０で制御する対象を４輪操舵装置にお
ける後輪転舵特性とし、ドライバーの緊張状態が高くな
る程、転舵特性をより安定側に変更制御する場合を示し
たが、これに限らず、制御対象を以下に示すものとして
もよい。すなわち、アクティブサスペンションの硬軟特
性を制御対象とする場合、上記偏差が大きくなる程より
ハード側に、すなわち、操縦安定性の増す側に変更制御
すればよい。また、パワートレインの駆動力伝達特性を
制御対象とする場合、上記偏差が大きくなる程より低出
力側に変更制御すればよい。さらに、アクセルペダル操
作に対するエンジンの出力特性を制御対象とする場合、
上記偏差が大きくなる程より低出力側に変更制御すれば
よい。

【００８４】上記第１および第２実施例では、実際心拍
数検出手段４０において、Ｒ波の検出が長時間とぎれた
場合、その後に検出した連続する複数の心拍数が設定心
拍数の範囲内にあるか否かで、その心拍数の有効性を判
断し、範囲内にあるものを真値としているが、これに限
らず、例えば、上記心拍数の代わりにこの心拍数演算の
基になるＲ波間の時間間隔に基いて有効性を判断しても
よい。すなわち、とぎれ後に検出した連続する複数のＲ
波間の時間間隔が設定時間間隔の範囲内にあるか否かを
見て、範囲内にあるものを有効として、この時間間隔か
ら心拍数を求めるようにすればよい。

【００８５】また、上記第１実施例では、実際心拍数検
出手段４０でのとぎれ後計測において、とぎれ後最初に
検出する時間間隔ｄｔが１．５秒より小さいか否かを判
別しているが（図６のステップＳＡ１１参照）、これに
限らず、例えば、上記時間間隔の判別値を１．５秒に代
えて１．０秒（換算心拍数６０bpm ）としてもよい。こ
の場合、とぎれ後に検出する一対の心拍数が共に６０bp
m 以上であるときに真値とされることになる。

【００８６】さらに、上記第１および第２実施例では、
ドライバーの心拍信号をステアリングホイール４に配設
した電極４１から検出しているが、これに限らず、例え
ばシフトノブ、センターアームレスト、ドア側アームレ
ストおよびパーキングブレーキノブなどに電極を配設し
て、これらとドライバーの手との接触から検出するよう
にしてもよい。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明における車両の制御装置によれば、実際心拍数検出手
段においてドライバーから心拍信号を取り出す際、その
心拍信号の検出が所定時間以上とぎれた場合、とぎれ後
計測部によって、その後に検出した連続する複数の心拍
信号間の時間間隔がそれぞれ設定時間間隔の範囲内にあ
る時、その心拍信号の時間間隔に基く心拍数を真値とさ
れるため、ドライバーの実際心拍数の変動を把握する上
で上記とぎれに起因して検出心拍数の有効性判断が不能
となることを回避することができ、心拍信号の長時間の
とぎれ後に検出する心拍数の有効性を的確に判定するこ
とができる。これにより、心拍信号検出に長時間のとぎ
れが発生しても、ドライバーの実際心拍数を的確に把握
することができる。

【００８８】そして、このような的確な計測結果に基き
制御ゲイン変更手段にて制御ゲインを変更して制御手段
における車両の運動特性を変更するようにしているた
め、制御中に心拍信号検出に長時間のとぎれが発生して
も、実際心拍数に基く車両の制御を続行させることがで
き、その実際心拍数より把握される運転者の心理状態を
車両の制御に反映させることができる。

【００８９】請求項２記載の発明によれば、上記請求項
１記載の発明による効果に加えて、制御ゲイン変更手段
において、計測された実際心拍数に基き演算部で演算さ
れた平均値と、基準心拍数との偏差に応じて制御ゲイン
変更部で制御ゲインの変更を行うようにしているため、
走行中の運転者の緊張度合いにより把握される心理状態
の変化を上記基準心拍数を基準としてより客観的に判定
することができ、車両の制御に的確に反映させることが
できる。また、この際、上記偏差を求める対象として上
記実際心拍数検出手段からの計測結果をそのまま用いる
のではなく、それらの平均値を用いるようにしているた
め、上記計測結果の個々の変動によりその都度制御ゲイ
ンが変更されることを防止して、ドライバーの違和感を
取り除きつつ車両の変更制御を行うことができる。

【００９０】請求項３記載の発明によれば、上記請求項
１記載の発明による効果に加えて、制御ゲイン変更手段
において、実際心拍数検出手段により得られた実際心拍
数から実際心拍数の変動量である心拍ゆらぎ量を演算部
で演算し、制御ゲイン変更部でこの心拍ゆらぎ量に応じ
て制御ゲインの変更を行うようにしているため、走行中
の運転者の緊張度合いの変化をより客観的に判定するこ
とができ、運転者の心理状態をより的確に車両の動きに
反映させることができる。すなわち、上記心拍ゆらぎ量
は、運転者が緊張状態にある時、副交感神経の働きが減
弱して比較的小さい値となる一方、リラックス状態にあ
る時、副交換神経の機能が亢進して比較的大きい値とな
るという生理特性に基き変化するため、この心拍ゆらぎ
量の大小により運転者の緊張度合いの変化を的確に把握
することができ、この場合、請求項２記載の発明と比べ
基準心拍数の設定を省略することができ、個々の運転者
の内面的要求をより的確に車両の制御に反映させること
ができる。

【００９１】請求項４記載の発明によれば、上記請求項
２もしくは請求項３に記載の発明による効果に加えて、
設定時間範囲内に計測された実際心拍数の計測数が設定
数より多い場合にその計測された実際心拍数を有効なも
のとして各演算部での演算処理を実行するようにしてい
るため、有効なデータに基き制御ゲインの変更を行うこ
とによりドライバーの心理状態をより的確に車両の制御
に反映させることができる。

【００９２】請求項５記載の発明によれば、上記請求項
２もしくは請求項３に記載の発明による効果に加えて、
設定時間範囲内に計測された実際心拍数の計測数が設定
数より少ない場合であっても、その計測数の心拍数群の
変動率が設定値より小さいか等しければ上記計測された
実際心拍数は有効なものとして各演算部での演算処理を
実行するようにしているため、請求項４記載の発明と比
べ、より広範な心拍数データに基いてドライバーの心理
状態をより的確に車両の制御に反映させることができ
る。

【００９３】請求項６記載の発明によれば、上記請求項
２記載の発明による効果に加えて、計測された実際心拍
数の変動率が設定値より大きいときには、その計測され
た心拍数を無効なものとしてキャンセルして前回値を今
回の心拍数として用いるようにしているため、無効なデ
ータに基く誤制御を回避しつつ、その間の制御を現在の
状況に最も近い前回値に基いて継続させることができ
る。

【００９４】また、請求項７記載の発明によれば、上記
請求項３記載の発明による効果に加えて、実際心拍数に
ついての計測数が設定数と比べ極めて少ない場合であっ
ても、演算部における心拍ゆらぎ量を、上記少ない計測
数の実際心拍数の平均心拍数に基いて、予め記憶設定さ
れた平均心拍数と心拍ゆらぎ量との関係から求めるよう
にしているため、有効な心拍ゆらぎ量を得ることができ
る。これにより、計測数が極端に少ない場合であって
も、この心拍ゆらぎ量に基いて無制御状態の発生を防止
しつつ制御を有効にかつ継続して行うことができ、制御
ゲイン変更手段での制御をバックアップすることができ
る。

【００９５】さらに、請求項８記載の発明によれば、上
記請求項３記載の発明による効果に加えて、実際心拍数
についての計測数が設定数と比べ極めて少ない場合であ
っても、演算部における心拍ゆらぎ量を、計測された各
実際心拍数間の前後の瞬時心拍数の単位時間当りの変動
量の平均値に基いて求めるようにしているため、有効な
心拍ゆらぎ量を得ることができる。これにより、計測数
が極端に少ない場合であっても、請求項７記載の発明と
同様に、この心拍ゆらぎ量に基いて無制御状態の発生を
防止しつつ制御を有効にかつ継続して行うことができ、
制御ゲイン変更手段での制御をバックアップすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を示す概略構成図である。

【図２】本発明の第１実施例を示す全体概略構成図であ
る。

【図３】各種車速に対する転舵比特性を示す関係図であ
る。

【図４】図２のステアリングホイールの拡大図である。

【図５】標準的な心電位に基く心電図である。

【図６】図２の計測部およびキャンセル部での処理を示
すフローチャートである。

【図７】図２の制御ゲイン変更手段での処理の前半部を
示すフローチャートである。

【図８】図２の制御ゲイン変更手段での処理の後半部を
示すフローチャートである。

【図９】第２実施例を示す図２相当図である。

【図１０】図９の制御ゲイン変更手段での処理の前半部
を示すフローチャートである。

【図１１】図９の制御ゲイン変更手段での処理の後半部
を示すフローチャートである。

【図１２】図１０の極小計測数時ルーチンＲ１での処理
を示すフローチャートである。

【図１３】図１０の極小計測数時ルーチンＲ２での処理
を示すフローチャートである。

【図１４】図１０の極小計測数時ルーチンＲ３での処理
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１，３０制御手段２，４０実際心拍数検出手段２ａとぎれ後計測部３，５０，６０制御ゲイン変更手段３ａ，５１平均値演算部３ｃ，６１ゆらぎ量演算部３ｂ，３ｄ，５２，６２制御ゲイン変更部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＢ６２Ｄ 113:00 137:00 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 6/00 B60K 28/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両を制御する制御手段と、運転者から
心拍信号を取り出して運転者の実際心拍数を計測する実
際心拍数検出手段と、この計測された実際心拍数に基い
て上記制御手段の制御ゲインを変更する制御ゲイン変更
手段とを備えており、上記実際心拍数検出手段は、心拍信号の検出が所定時間
以上とぎれた後の実際心拍数を計測するとぎれ後計測部
を備えており、このとぎれ後計測部は、上記とぎれの後
に検出した連続する複数の心拍信号間の時間間隔がそれ
ぞれ設定時間間隔の範囲内にある時、この心拍信号の時
間間隔に基く心拍数を真値として計測するように構成さ
れていることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】請求項１記載の発明において、制御ゲイ
ン変更手段は、実際心拍数検出手段により検出された実
際心拍数の平均値を演算する演算部と、この演算部で演
算された平均実際心拍数と所定の基準心拍数との偏差に
応じて制御ゲインを変更する制御ゲイン変更部とを備え
ている車両の制御装置。
【請求項３】請求項１記載の発明において、制御ゲイ
ン変更手段は、実際心拍数検出手段により検出された実
際心拍数の変動量である心拍ゆらぎ量を演算する演算部
と、この演算部で演算された心拍ゆらぎ量に応じて制御
ゲインを変更する制御ゲイン変更部とを備えている車両
の制御装置。
【請求項４】請求項２もしくは請求項３に記載の発明
において、演算部は、設定時間内に計測された実際心拍
数の計測数が設定数より多いとき、その計測された実際
心拍数に基いて演算を実行するように構成されている車
両の制御装置。
【請求項５】請求項２もしくは請求項３に記載の発明
において、演算部は、設定時間内に計測された実際心拍
数の計測数が設定数より少ないか等しいときであって
も、計測された心拍数群の変動率が設定値より小さいか
等しいとき、その計測された実際心拍数に基いて演算を
実行するように構成されている車両の制御装置。
【請求項６】請求項２記載の発明において、演算部
は、今回計測された心拍数の変動率が設定値より大きい
とき、今回値に代えて前回計測された実際心拍数を用い
て演算を実行するように構成されている車両の制御装
置。
【請求項７】請求項３記載の発明において、演算部に
は、平均心拍数と心拍ゆらぎ量との関係が記憶保持され
ており、上記演算部は設定時間範囲内に計測された実際
心拍数の計測数が設定数より極めて小さいとき、平均心
拍数に基き上記関係から心拍ゆらぎ量の演算を行うよう
に構成されている車両の制御装置。
【請求項８】請求項３記載の発明において、演算部
は、設定時間範囲内に計測された実際心拍数の計測数が
設定数より極めて小さいとき、各瞬時心拍数間の単位時
間当りの変動量の平均値に基いて心拍ゆらぎ量の演算を
行うように構成されている車両の制御装置。