JPH05252604A

JPH05252604A - 車両制御システム

Info

Publication number: JPH05252604A
Application number: JP4325583A
Authority: JP
Inventors: Andrew G Stove; ジェラルドストーブアンドリュー
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1991-12-06
Filing date: 1992-12-04
Publication date: 1993-09-28
Anticipated expiration: 2018-03-24
Also published as: DE69209013T2; EP0545497A1; DE69209013D1; JP3390036B2; US5453929A; EP0545497B1; GB9126078D0

Abstract

(57)【要約】【目的】何等特定の作動を操作者がとることなく、人
間の車両操作作動を予知せんとするものである。【構成】ハンドル１０のような車両制御装置には多数
の運転者の生理的変化を感知する多数のセンサ３６，３
８を設け、これらセンサをマスターユニット（図示せ
ず）に結合する。切迫した操縦による運転者の不安レベ
ルの上昇は例えば皮膚の導電率の上昇によりマスターユ
ニットで検出して、車両内装置に信号を供給する。この
信号を用いて臨界的でない情報の運転者への供給を遅延
させるようにする。かかる情報にはナビゲーションデー
タ、燃料消費の詳細またはカーテレフォンの読出し等が
含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は運転者その他の車両操作
者に与えられる情報の種類および量が人間の他の可能性
のある操作に依存して変化する車両情報システムへの適
用を有する車両制御システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両運転者または他の車両操作者の操作
は車両の制御装置、例えばアクセルペダル、ギヤーチェ
ンジ棒等に結合されたセンサを経て比較的直接決めるこ
とができる。しかし、運転者の反応を予知する簡単な手
段、または運転者が他の注意散漫を最小とする必要のあ
る場合に何が中間行程の決定的な瞬間となるかを感知す
る簡単な手段は知られていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】既知の人間のストレス
のレベルの変化を検出するシステムは例えば検出器にあ
る。かかる装置は“プラクティカルワイヤレス”１９
７３年、６月の第１３４頁に記載されている。かかる装
置は質問をしている人により保持すべき多数の電極と、
これら電極間の皮膚導電率の変化を測定するブリッジ回
路とを具える。導電率の著しい変化は人が乗っているこ
とを良好に示す。しかし、かかる技術は、車両運転中運
転者の確実な作動を予知するに好適でないかかる装置を
造る個別の電極を支持するライ検出器テストで予知する
人間が必要である。

【０００４】本発明の目的は何等特定の作動を操作者が
とることなく、人間の車両操作作動を予知せんとするも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明車両制御システム
は、マスターユニットと、車両操作中運転者により保持
すべき装置を具えるマン−マシンインターフェースとを
具え、この装置は運転者の生理的変化を電気信号に変換
する少なくとも１つのトランスジューサ手段を具え、こ
のトランスジューサ手段は前記生理的変化を表わす信号
を前記マスターユニットに供給し得るように配列したこ
とを特徴とする。

【０００６】通常、運転者が車両制御装置を把持する箇
所に生理的変化のセンサを用いることにより個別の電極
を保持するような特定の作動を運転者がとる必要はな
い。生理的変化を測定する種々の装置はトランスジュー
サ手段として用いることができる。例えば、歪みゲージ
をハンドルまたはジョイステックのような車両の制御部
材の１つに組込んで握りの強さを感知する。皮膚導電率
センサは着脱自在とし、銅細条により形成したセンサに
よって人間の皮膚への良好な電気接点を構成する。複数
のセンサを用いて通常の車両運転中車両制御部の種々の
部分に保持し得るようにする。

【０００７】運転者の生理的変化を表わす信号の１つの
機能は運転者の現時点の行為に依存し運転者に与える必
要のある情報の相対的な優先度を決めることである。例
えば運転者が操縦を実行するかまたは困難な状況に近付
くものとする場合には例えば車両情報システムによって
緊急でない情報を運転者に供給するのを禁止する。これ
らの場合の双方によって運転者の生理的ストレスのレベ
ルが上昇し且つストレスのこの上昇の見地を用いて困難
な状況が解消されるまでセル構成の電話の呼出し或はナ
ビゲーション情報または燃料消費情報の提供を遅延し得
るようにする。

【０００８】複数のトランスジューサ手段を車両の制御
部材に配列して制御部材に接触する生理的変化が運転者
の部分に作用して他の車両内の装置を制御し得るように
する。例えば多数のトランスジューサ手段を車両のハン
ドルの周辺に設ける場合には運転者はハンドルから手を
放すことなくラジオの同調を行うことができる。

【０００９】車両の制御が使用時に全く自由に動かすこ
とができる場合にはトランスジューサ手段とマスターユ
ニットとの間の電気接続を行うことはしばしば困難とな
る。他の制御装置、例えばハンドルの警報ボタンが車両
制御部材に既に取付けられている場合にはトランスジュ
ーサ手段の配線を他の制御装置の配線と共用することが
できる。

【００１０】

【実施例】図面につき本発明の実施例を説明する。図１
は図３に示すようなハンドル１０と共同して用いられる
運転者の皮膚の導電率を測定するテスト回路を示す。こ
のハンドル１０にはそのリムに直径的に対向して取付け
られた一対の弓状電極を設ける。これら電極は各々幅が
ほぼ１０ｍｍでハンドルの円周の１／３に相当する長さ
の銅細条とするのが好適である。これら電極は、運転者
がハンドルを握る際運転者の手と良好な物理的および電
気的接触を行うように取付ける。これらの接続は電極１
２，１４および２本の配線２０，２１間を箇所１６，１
８でそれぞれ行い、これら配線は図１のテスト回路に結
合する。

【００１１】図１では、２本の配線の一方２０をバッテ
リ２２の正端子に接続し、その負端子を１．５μＦの電
解コンデンサ２４の負極板に接続し、且つ１００ｋΩの
可変抵抗２５の一方の端子に接続し、さらにオシロスコ
ープ２のＹ入力端子の一方に接続する。２本の配線の他
方２１を前記電解コンデンサ２４の正極板に接続し、且
つ前記可変抵抗２５の残りの端子に接続し、さらにオシ
ロスコープ２の他方のＹ入力端子に接続する。オシロス
コープ２に供給する電圧をＶで示す。

【００１２】双方の電極１２，１４（図３）を把持こと
により配線２０，２１間に運転者の皮膚の導電率が現わ
れるとともにこの導電率が可変抵抗２５と相俟ってバッ
テリ２２残りの両端間に分圧器を構成する。運転者の中
心点の電圧をデジタル記憶装置であるオシロスコープ２
によって測定する。テスト回路の感度は可変抵抗２５の
抵抗値を変化させることによって調整することができ
る。電解コンデンサ２４によって車両内から電極により
ピックアップし得る雑音およびハムを平滑除去する。

【００１３】図２は図１に示すオシロスコープ２の出力
をトレースしたものを示し、この際テスト配置は車両内
に設置する。このトレース波形のＸ軸は時間ｔを表わ
し、Ｙ時間はオシロスコープの入力側の電圧Ｖを表わ
す。この電圧Ｖは電極１２，１４間に供給された皮膚の
導電率に依存する。トレース波形のＴで示す部分は運転
のほぼ７０秒に相当し、次に示す特徴を有する。このト
レース波形の開始をａで示し、ここからｂで示すほぼ１
秒継続する下降傾斜が発生するまで数秒に亘る平坦でな
い導電率の測定が続く。次いでトレース波形は最低点ｃ
まで下降する。その理由は運転者がハンドルの握りを緩
くして表示器のストークを作動させるからである。トレ
ース波形はｅに示すほぼ１秒に亘る導電率の他の下降が
生じるまで平坦でない導電率の測定を行う。従ってトレ
ース波形はｆで示す数秒間の最低値を示す。その理由は
運転者がギアチェンジを行って手をハンドルから離すと
ともにｇで示す通常の測定に戻るからである。次いでｈ
で示す他のフリッカまで通常の測定が数秒に亘って継続
されるようになる。その理由は運転者が一方の手をすん
かんてきに離すからである。

【００１４】図から明らかなように、運転者が操縦を行
う直前にほぼ１秒間に亘り皮膚の導電率が僅かではある
が明らかに上昇する。これは次に示す２つのファクタに
よるものと思われる。ｉ）ハンドルを一層固く握り電気的な接続を改善する。 ii）不安レベルが上昇するにつれて、運転者の手の平が
一層発汗し、手と電極との間の皮膚の導電率が増大す
る。

【００１５】図４は図３に示されるハンドルとともに使
用するマスターユニットを示す。バッテリ２２はこれに
よってマスターユニットに電力を供給するとともにその
正端子を一方の配線２０に接続し、且つ低速アナログ−
デジタル変換器（ＡＤＣ）２６および如何なる情報を運
転者に与えるかを決めるコンピュータを含む制御ユニッ
ト（ＣＬＴＮ）２８の正電圧供給端子にそれぞれ接続す
る。他方の配線２１は１．５μＦの電解コンデンサ２４
の正極板に接続し、且つ１００ｋΩの可変抵抗２５の第
１端子に接続し、さらにＡＤＣ２６の入力端子に接続す
る。バッテリ２２の負端子は電解コンデンサ２４の含む
極板に接続し、且つ可変抵抗２５の残りの端子に接続
し、さらにＡＤＣ２６およびＣＬＴＮ２８の負電圧供給
端子にそれぞれ接続する。ＡＤＣ２６のデジタル出力を
ＣＬＴＮ２８に供給し、このＣＬＴＮにはセル構造の電
話３０の読出しを禁止する破線で示す制御出力を設け
る。

【００１６】さらに、また或は又、例えばナビゲーショ
ン情報および燃料消費情報が表示されるのを防止するこ
とができる。

【００１７】作動に当たり、マスターユニットによって
運転者の両手間の生理的変化に起因する皮膚導電率の変
化を感知することができる。この生理的変化はハンドル
の固い握りおよび増大する発汗を生じるよになる。次い
で、ＣＬＴＮ２８によって運転者の皮膚導電率の充分な
変化が発生したかどうか決める。運転者の皮膚どうかは
可変抵抗２５と相俟って分圧器を構成し、ＡＤＣ２６の
入力側の電圧を変化させるようにする。この可変抵抗２
５を調整自在としてマスターユニットの感度を変化させ
るようにする。電解コンデンサ２４は前述したように雑
音およびハムを除去する減衰作用を呈する。図２にｂお
よびｅで示すように皮膚導電率の短い迅速な立上がりは
切迫した操縦の増大する機会を表わす。ＣＬＴＮ２８内
の比較的簡単な感知ルーチンによってかかる立上がりを
検出するとともに禁止信号を供給してウの皮膚導電率が
正常またはほぼ正常に復帰するまで緊急でない情報が表
示されるのを防止する。

【００１８】図３に示すハンドルの電極のレイアウト
は、運転者が一方の手をハンドルから離す場合に運転者
の生理的変化のモニタのすべてが消失する欠点がある。
図５はハンドル１０の他の電極のレイアウトを示す。こ
れら電極３６，３８のうちの偶数番目の複数の電極３６
をハンドル１０の周辺に等間隔に配置する。第１組の交
互に位置する電極３６は共通コネクタ３２により相互接
続するとともに第２組の交互に位置する電極３８は共通
コネクタ３４により相互接続する。これらコネクタ３２
および３４はマスターユニット（図４）への接続を行う
一対の配線２０，２１に電気的に結合する。この配置に
よれば、運転者がハンドルに一方の手のみを置いている
場合でも、各配線対の少なくとも一方の電極を橋絡す
る。さらに、マスターユニットは、ハンドルから一方の
手を離すことによる運転者の皮膚の導電率のほぼ半分を
感知し得るように配列することができる。かかる導電率
の低減が生じると、マスターユニットは運転者がギアチ
ェンジのような操縦を実際に行うことを当然含めること
ができるとともにこれに従ってマスターユニットは禁止
信号を発生することができる。また、奇数番目の複数の
電極を用いることもできることは明らかである。隣接す
る２つの電極を相互接続することは、特にこれら電極が
例えばハンドルの底部に配置されている場合には通常臨
界的ではない。

【００１９】図６および７はハンドル１０のかかる電極
をレイアウトする他の変形例を示す。電極４０−５４は
ハンドルの周縁を円形に囲んで延在する薄い連続配線の
形状として任意の箇所で互いに接触しないようにする。
図７に示すように、これら配線は一対の配線２０，２１
を経てマスターユニットに結合された２つの交互の組に
互いに結合する。ハンドルを片手で握ったままとして生
理的変化の情報を供給し、全導電率の半分で薄いの一方
の手がハンドルから離れていることを表示する。

【００２０】図３および５乃至７に示す電極は帰属接点
または人の皮膚と良好な電気的接触を行う導電性ゴムを
用いることによって達成することができる。

【００２１】皮膚の導電率測定を行う際に、安定化電源
供給源を経て感知配列に電力を供給する必要があり、従
って車両供給電圧源の電圧変化により運転者に何らの不
愉快感を与えることはない。

【００２２】これがため、上述した本発明の実施例の全
ては薄いの手と車両制御部材、例えばハンドルとの間に
電気的な接続を行うことに依存する。運転者が手袋を付
けている場合にはこれらの実施例は正しく作動しない。

【００２３】図８は密実コア９２および柔らかで僅かに
圧縮可能な外側区分９４とを具えるハンドル１０の断面
を示す。この外側区分内には各々がハンドルの表面にほ
ぼ平行な２枚のプレートを具えるコンデンサ９５，９
６，９７，９８を配置する。これらコンデンサの内側プ
レートは共通コネクタ１００により互いに接続するとと
もに外側プレートは共通コネクタ１０２によって互いに
接続する。これら２つのコネクタはマスターユニット
（図示せず）に電気的に接続する。コンデンサ９５−９
８は歪みゲージとして作用する。その理由はハンドル１
０の外側表面に握力を加えることにより零入力位置から
そのプレートの分離を低減することができる。コンデン
サの容量値の変化は例えばこれらコンデンサを発振回路
に含めることによって、または容量性ブリッジ回路によ
って種々の手段でモニタすることができる。ハンドルに
加えられる握力の強さの増大は歪みゲージの出力および
所望の制御ユニットによりとられる作用によって検出す
ることができる。握りの生理的変化の測定を基本とする
ことにより、運転者が手袋をはめている場合でも前記シ
ステムは作動する。歪みゲージとして他の型のもの、例
えば抵抗型、圧電型（または磁気歪み型）および電磁型
のものを用いることができる。

【００２４】図９は現存する車両配線、例えば警報押し
ボタン用の配線を用いるハンドルおよびマスターユニッ
ト（図示せず）の電極間の接続を行う回路配置を示す。
カーバッテリ６０はその正端子を２．３Ｖのツェナーダ
イオード６２の陰極に接続し、且つ５ｋΩの抵抗６３の
第１端子に接続し、さらにリレー接点７０の端子組の内
の一方の端子に接続する。また、バッテリ６０の負端子
を第１配線２１に接続し、且つ、警報押しボタン６８の
第１端子に接続し、さらに警報器７２の第１端子に接続
する。ダイオード６２の陽極を抵抗６３の残存する端子
に接続し、且つＡＤＣ（図示せず）の入力端子に接続
し、さらにリレー接点７０のリレーコイル６４の第１端
子に接続する。リレーコイル６４の電気抵抗は抵抗６３
の電気抵抗よりも小さくする。リレーコイル６３の残存
する端子を一対の摺動接点６６の一方に接続し、摺動接
点対の他方を第２配線２０および前記押しボタン６８の
第２端子に接続する。リレー接点７０の他の端子を警報
器７２の第２端子に接続する。

【００２５】常規作動に当たり、警報押しボタン６８を
開放回路とするとともに運転者の皮膚の導電率を配線２
０，２１間で測定する。リレーコイル６４の抵抗が抵抗
６３の抵抗値よりも充分小さいため、この抵抗の両端間
に僅かな電圧降下が生じ、従って抵抗６３と運転者の皮
膚の導電率との間に分圧器が有効に形成されるようにな
る。抵抗６３の両端間の電圧降下が比較的小さいため、
ツェナーダイオード６２をブレークダウンさせるには不
充分である。前述したように、分圧器の中心の電圧を測
定するために接続されたＡＤＣによって導電率の測定を
行う。

【００２６】車両の警報器を作動させるために、押しボ
タン６８を押圧して、これによりリレーコイル６４およ
びツェナーダイオード６２の両端間に全バッテリ電圧を
供給する。ツェナーダイオード６２がブレークダウンす
ると、抵抗６３を短絡し前記接点を閉成するとともに前
記警報器７２を鳴らすリレーコイルに比較的大きな電流
が流れるようになる。

【００２７】例えば、ハンドルのセンサが歪みゲージを
具える場合の容量測定はバッテリ６０の負端子とリレー
コイル６４の第２端子との間で行う。この場合にはツェ
ナーダイオード６２および抵抗６３を省略することがで
き、リレーコイル６４の第１端子をバッテリの正電圧端
子に直接接続する。

【００２８】運転者の生理的変化を感知する他に、本発
明によればハンドルから手を離すことなく他の車両の機
能を制御することができる。図１０は周縁に多数の電極
７４，７６，７８，８０，８２，８４を取付け、これら
電極を配線７５，７７，７９，８１，８３，８５にそれ
ぞれ接続するようにしたハンドル１０を示す。隣接する
電極対間の導電率はハンドルを握る運転者の手の位置に
応じて変化するとともにこれを感知し、且つ他の車両機
能、例えば、ラジオの同調を制御する信号に変換する。
さらに、全体としての電極間の導電率は前述したように
車両の操縦および困難な状況を予測するために測定す
る。

【００２９】かかる配置を用いるためには、車両の通常
の操縦に対しこれにより制御される車両機能の設定が妨
害されるのを防止する手段を設ける必要がある。１つの
解決策は、例えばハンドルに近接して装着されたストー
クスイッチを迅速に接触させることにより、車両のダッ
シュボードへの車両機能設定への切迫したチェンジを表
示するとともにこの切迫したチェンジを実行するかまた
は廃棄するオプションを運転者に与えるようにする必要
がある。また、かかるストークスイッチを適宜配列して
運転者が車両の機能設定を変化させることを欲する前に
このスイッチを作動させる必要がある。或は又、車両機
能の制御電極をハンドルのスポークに、またはハンドル
の中心にも設置することができる。他の変形例として車
両機能設定の変化の感知はパターンが常規運転中発生し
そうにもない運転者によってハンドルに供給されるある
パターンのタップまたはスキーズにのみ応答し得るよう
にする。他の解決策としては、運転者から取出した総合
生理的変化の測定に基づき、運転者の生理的変化の測定
は安定であるがハンドルに与えられる握りのパターンの
変化を用いて車両機能の設定を変更し且つ生理的変化の
測定の著しい変化の直前または変化中に供給される変化
は車両の操縦によるものと思われ、無視し得るものであ
る。

【００３０】図１１は車両の機能および総合導電率測定
用の制御信号を供給するに好適な回路配置を示す。本例
ではバッテリ２２はその正端子を３対の配線の各々の第
１配線７５，７９，８３に接続するとともにこれら配線
対の各々の第２配線７７，８１，８５を３つのダイオー
ド８８，８９，９０の陽極に接続する。これらダイオー
ド８６，８８，９０の陰極を相互接続するとともに１．
５μＦの電解コンデンサ２４の正のプレートに接続し、
且つ１００ｋΩの可変抵抗２５の第１端子に接続する。
コンデンサ２４の負のプレートおよび抵抗２５の第２端
子をバッテリ２２の負端子に接続する。

【００３１】作動に当たり、コンデンサ２４の正プレー
トからの信号を図４におけるように運転者の生理的変化
の感知を行うＡＤＣに供給する。さらに同一の型の独立
の感知を前記ダイオードの陽極に接続された端子９２，
９４，９６に接続する。これら端子の電圧の変動を感知
して運転者がハンドルを把持する位置を決めるとともに
制御ユニット（図示せず）を用いてこれらの測定値を合
成制御信号に変換する。前記端子９２，９４，９６に供
給される感知信号は、供給される総合の信号、換言すれ
ば、有限抵抗を経て接地される信号と同一の型のもであ
る。これら端子と正の電源ラインとの間が高抵抗通路で
あってもダイオードを導通状態にバイアスするとともに
回路の作動を乱すようになる。

【００３２】図５および１０に示すよりも著しく多数の
ハンドルの周縁に設けられた接点を１つのダイオードお
よび追加の端子に接続して一層選択的に制御を行うこと
ができる。

【００３３】本発明は上述した例にのみ限定されるもの
ではなく、要旨を変更しない範囲内で種々の変形または
変更を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】運転者の皮膚導電率を測定するテスト回路を示
す回路図である。

【図２】運転者の皮膚導電率のある時間周期に亘るオシ
ロスコープのトレースを示す説明図である。

【図３】本発明システムに使用する１対の接点を有する
車両のハンドルを示す平面図である。

【図４】図３に示すハンドルとともに用いるマスターユ
ニットを示す斜視図である。

【図５】多数のトランスジューサ手段を設けたハンドル
を示す平面図である。

【図６】他の配列のトランスジューサ手段を設けたハン
ドルを示す平面図である。

【図７】トランスジューサ手段の相互接続を示す図６の
VII-VII線上の断面図である。

【図８】他の型のトランスジューサ手段を有するハンド
ルの断面図である。

【図９】車両内制御によりトランスジューサからの配線
を配分する回路配置を示す説明図である。

【図１０】他の接続配置を有する図３に示すハンドルと
同様のハンドルを示す平面図である。

【図１１】図１０に示されるハンドルに用いる回路配置
を示す説明図である。

【符号の説明】

２オシロスコープ１０ハンドル１２，１４弓状電極１６，１８接続箇所２０，２１設置箇所２２バッテリ２４電解コンデンサ２５可変抵抗２６アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）２８制御ユニット（ＣＮＴＬ）３０セル構成状のテレフォン３２，３４コネクタ３６、３８電極４０〜５４電極６０カーバッテリ６２ツェナーダイオード６３抵抗６４リレーコイル６６摺動接点６８警報機押しボタン７０リレー接点７２警報機７４，７６，７８，８０，８２，８４電極７５，７７，７９，８１，８３，８５配線８８，８９，９０ダイオード９２，密実コア９４外側区分９５，９６，９７，９８コンデンサ１００，１０２共通コネクタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスターユニットと、車両操作中運転者
により保持すべき装置を具えるマン−マシンインターフ
ェースとを具え、この装置は運転者の生理的変化を電気
信号に変換する少なくとも１つのトランスジューサ手段
を具え、このトランスジューサ手段は前記生理的変化を
表わす信号を前記マスターユニットに供給し得るように
配列したことを特徴とする車両制御システム。
【請求項２】前記トランスジューサ手段は少なくとも
１つの歪みゲージを具えることを特徴とする請求項１に
記載の車両制御システム。
【請求項３】前記トランスジューサ手段は皮膚導電率
を測定する手段を具えることを特徴とする請求項１に記
載の車両制御システム。
【請求項４】前記皮膚導電率を測定する手段は導電性
ゴムを具える少なくとも１つの電極を含むことを特徴と
する請求項３に記載の車両制御手段。
【請求項５】前記皮膚導電率を測定する手段は金属接
点を具える少なくとも１つの電極を含むことを特徴とす
る請求項３に記載の車両制御手段。
【請求項６】情報の相対的優先度を決めるように作動
し得るとともに前記マスターユニットからの信号に応答
し低い生理的変化の回数で運転者に低い優先度を有する
情報を供給する少なくとも１つの情報供給手段をさらに
具えることを特徴とする請求項１〜５の何れかの項に記
載の車両制御システム。
【請求項７】前記保持すべき装置を運転者が支持する
箇所を決める複数のトランスジューサ手段と、これらト
ランスジューサ手段に結合され前記支持箇所を表わす信
号を取出す手段とをさらに具えることを特徴とする請求
項１〜６の何れかの項に記載の車両制御システム。
【請求項８】前記マスターユニットは他の車両配線を
経て前記トランスジューサ手段から信号を得る手段を具
えることを特徴とする請求項１〜７の何れかの項に記載
の車両制御システム。