JPH06255519A

JPH06255519A - 車両の制御装置

Info

Publication number: JPH06255519A
Application number: JP4776393A
Authority: JP
Inventors: Yoko Ogawa; 陽子小川; Mitsuru Nagaoka; 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: 1994-09-13

Abstract

(57)【要約】【目的】走行中の運転者の実際心拍数の計測結果から
運転者の心理状態の変化を客観的に把握し、運転者の心
理状態を車両の制御に反映することにより、各種走行環
境下における車両の運動特性を運転者の内面的要求に適
応させる。【構成】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とを備える。そして、実際心拍数の計
測値に基いて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手段３を設け、制御ゲイン変更手
段４で心拍ゆらぎ量に応じて制御手段の制御ゲインを変
更する。偏差演算手段５を付加して制御ゲインの変更を
実際心拍数と所定の基準心拍数との偏差を加味して行っ
てもよい。心拍ゆらぎ量の決定を実際心拍数の計測数の
いかんに応じて変化させてもよい。

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
いてドライバーの内面的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。

【０００６】この場合、計測したドライバーの実際心拍
数からドライバーの心理状態を評価する方法として、あ
る基準の心拍数を設定し、この基準心拍数に対する偏差
の大小によって上記ドライバーの心理状態の変動を把握
することが考えられるが、上述のごとく、検出対象であ
るドライバーには各人間で個体差があり、同じ走行環境
下であっても上記偏差の出現態様がこの個体差によって
異なるおそれがある。また、ドライバーの手とステアリ
ングホイールとは常に接触し続けているのではなく、転
舵操作などのためにステアリングホイールとの接触が一
時的にとぎれてＲ波の検出が一時的にとぎれることが考
えられる。この場合、実際心拍数の計測結果も不連続な
ものとなるため、ドライバーの心拍数の変動を的確に把
握できないおそれがある。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、走行中のドライ
バーの実際心拍数の計測結果からドライバーの心理状態
の変化を客観的に把握し、このドライバーの心理状態を
車両の制御に反映することにより、各種走行環境下にお
ける車両の運動特性をドライバーの内面的要求に適応し
たものとすることにある。

【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
とを備える。そして、この実際心拍数の計測値に基いて
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
ぎ量演算手段３を設け、この演算された心拍ゆらぎ量に
応じて上記制御手段１の制御ゲインを制御ゲイン変更手
段４により変更する構成とするものである。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、実際心拍数と所定の基準心拍数との偏差を
演算する偏差演算手段５を備える。そして、制御ゲイン
変更手段４で、心拍ゆらぎ量と、この偏差演算手段５に
より演算された偏差とに応じて制御ゲインの変更を行う
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、ゆらぎ量演算手段３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。

【００１１】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明において、ゆらぎ量演算手段３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。

【００１２】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明において、ゆらぎ量演算手段３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。

【００１３】また、請求項６記載の発明は、請求項１記
載の発明において、ゆらぎ量演算手段３に、平均心拍数
と心拍ゆらぎ量との関係を記憶保持させる。そして、上
記ゆらぎ量演算手段３を、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。

【００１４】さらに、請求項７記載の発明は、請求項１
記載の発明において、ゆらぎ量演算手段３を、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。

【００１５】

【作用】上記の構成により、請求項１記載の発明では、
ゆらぎ量演算手段において、実際心拍数検出手段で計測
された実際心拍数に基き実際心拍数の変動量である心拍
ゆらぎ量が演算され、制御ゲイン変更手段でこの心拍ゆ
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、副交感
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、基準心拍数との偏差に基く場
合と比べ運転者個々の個体差による影響が小さく、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。

【００１６】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、偏差演算手段により実際
心拍数と基準心拍数との偏差が演算されて、上記心拍ゆ
らぎ量に加えてこの偏差に応じても制御ゲインの変更が
行われる。このため、心拍ゆらぎ量のみにより運転者の
心理状態の変動を把握して上記制御ゲインの変更が行わ
れる場合と比べ、上記偏差に基き把握される運転者の心
理状態の変化をも加味して上記変更が行われる分、上記
運転者の心理状態がより的確に車両の制御に反映され
る。

【００１７】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、ゆらぎ量演算手段におい
て、設定時間範囲内に実際心拍数検出手段で計測された
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心拍ゆらぎ量の演算
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。

【００１８】請求項４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、ゆらぎ量演算手段におい
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心拍ゆらぎ量の演算
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３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。

【００１９】請求項５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、ゆらぎ量演算手段におい
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
セルして前回値が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。

【００２０】また、請求項６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、ゆらぎ量演算手段
において、設定時間範囲内に計測された実際心拍数の計
測数が設定数と比べ極めて少ない場合であっても、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、ゆらぎ量演
算手段での演算処理のバックアップが行われる。

【００２１】さらに、請求項７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、ゆらぎ量演算手
段において、設定時間範囲内に計測された実際心拍数の
計測数が設定数と比べ極めて少ない場合であっても、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６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、ゆら
ぎ量演算手段での演算処理がバックアップされる。

【００２２】

【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。

【００２３】（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。

【００２４】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、６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６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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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、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
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
ぎ量演算手段５０と、このゆらぎ量演算手段５０で演算
された心拍ゆらぎ量に応じて上記制御手段３０における
制御ゲインを変更する制御ゲイン変更手段６０を備えて
いる。

【００３２】上記実際心拍数検出手段４０は、ステアリ
ングホイール６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。

【００３３】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
６の上下左右の各位置に所定幅の４つの絶縁部６ａ，６
ａ，…を形成することにより上記ステアリングホイール
６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）６ｂ，６ｃ，６
ｄ，６ｅに分割し、この各領域６ｂ，６ｃ，…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６の左右両側の領域６ｂ，６ｅまたは６ｃ，
６ｄ、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６ｂ，６ｄが＋極４１ａ、他方６
ｃ，６ｅ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６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６の各領域
６ｂ，６ｃ，…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６ａが未処理部とされること
によりステアリングホイール６自体の材質により絶縁体
部分が形成されている。

【００３４】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。

【００３５】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６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。

【００３６】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。

【００３７】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
）。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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 をゆらぎ量演算手段５０に出力してステップＳＡ９
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Ｓ
Ａ７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。

【００４２】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。

【００４３】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で上記心拍数記Ｒ波検
出フラグｆ2 に１が設定されていれば、ステップＳＡ１
５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ＳＡ１
６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ｆ1 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Ｓ
Ａ８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 としてゆらぎ量演算手段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。

【００４４】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、それをゆ
らぎ量演算手段５０で用いる有効心拍数Ｈr とするよう
になっている。

【００４５】上記ステップＳＡ１〜ＳＡ６およびステッ
プＳＡ１１〜ＳＡ１５が上記計測部４４を、上記ステッ
プＳＡ７〜ＳＡ８およびステップＳＡ１７〜ステップＳ
Ａ８が上記キャンセル部４５をそれぞれ構成する。

【００４６】上記ゆらぎ量演算手段５０は、上記実際心
拍数検出手段４０で計測された有効心拍数Ｈr から標準
偏差ＳＨr を求め、この標準偏差ＳＨr から心拍ゆらぎ
量Ｕを決定するようになっている。また、この心拍ゆら
ぎ量Ｕの決定に際して、単に上記標準偏差ＳＨr をその
まま適用するのではなく、上記有効心拍数Ｈr の計測数
のいかんに応じて異なる適用方法を採っている。

【００４７】また、上記制御ゲイン変更手段６０は、上
記ゆらぎ量演算部５０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を変更するようになっている。そして、こ
の制御ゲイン変更手段６０は、上記心拍ゆらぎ量が小さ
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を制御手段３
０に出力するようになっている。

【００４８】以下、上記ゆらぎ量演算手段５０および制
御ゲイン変更手段６０での処理を、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。

【００４９】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。

【００５０】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。そして、ステップＳＡ２５で標準偏差Ｓ
Ｈr(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と単純平均心拍数Ｆr(j)とに基いて、

【数１】によって行う。

【００５１】そして、ステップＳＡ２６〜ＳＡ２９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ＳＡ２６
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ＳＡ２７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ＳＡ２８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ＳＡ２７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ＳＨr(j)は無効としてキャンセルしステップＳＡ
２９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。

【００５２】そして、ステップＳＡ３０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ＳＡ３１で上記心拍ゆらぎ量Ｕ(j) の
更新を、ステップＳＡ３２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。

【００５３】ここで、上記ステップＳＡ１９〜ＳＡ２９
がゆらぎ量演算手段５０を、ステップＳＡ３０が制御ゲ
イン変更部６０をそれぞれ構成する。

【００５４】また、上記極小計測数時ルーチンＲ１は、
図９に示すように、まず、ステップＳＡ３３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ＳＡ２６参照）場合、上記ステップＳＡ２
８，ＳＡ２７，ＳＡ２９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ＳＡ３４でｉに１を
設定した後、ステップＳＡ３５およびＳＡ３６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ＳＡ３７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ＳＡ３０での制御ゲイン
ｋの変更に用いる。

【００５５】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。

【００５６】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６の中立回転位置における上半部
の左右両側の各領域６ｂ，６ｅ、もしくは、下半部の左
右両側の各領域６ｃ，６ｄのいずれかを握ることによ
り、ステアリングホイール６を保持している。すなわ
ち、ステアリングホイール６の上半部を握る時は右手で
右上領域６ｅを、左手で左上領域６ｂをそれぞれ握り、
ステアリングホイール６の下半部を握る時は右手で右下
領域６ｄを、左手で左下領域６ｃ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６
を回転させた場合においても、上記各領域６ｂ，６ｃ，
６ｄ，６ｅ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、検出結果がゆらぎ量演算手段５０に
送られ、ゆらぎ量演算手段５０での心拍ゆらぎ量Ｕ(j)
の演算結果に基いて制御ゲイン変更手段６０で制御ゲイ
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。

【００５７】上記実際心拍数検出手段４０によるドライ
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６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６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６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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】そして、上記実際心拍数検出手段４０で得
られた有効心拍数Ｈr に基き、ゆらぎ量演算手段５０で
心拍ゆらぎ量Ｕ(j) を決定し、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ＳＡ３０参照）、ドライバーの心理状態の変化状況を
評価する上で基準（例えば基準心拍数）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、基
準心拍数との偏差に基く場合と比べ運転者個々の個体差
による影響が小さく、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。

【００６２】この際、上記ゆらぎ量演算手段５０では、
上記実際心拍数検出手段４０からの有効心拍数Ｈr 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（ステップＳＡ
２６〜ＳＡ２９参照）、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ＳＡ２８，
ＳＡ２７，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（１０％）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Ｓ
Ｈr(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ＳＡ２８，ＳＡ２９参照）、
ドライバーの心理状態の変化について無効なデータに基
く誤判断を回避しつつ、その間の制御ゲイン変更手段６
０で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。

【００６３】さらに、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 に比べ単に少ないだけでなく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) に基いて制御ゲイン変更手段６０での
無制御状態の発生を防止しつつ有効にかつ継続して制御
を行うことができ、ゆらぎ量演算手段５０での演算処理
をバックアップすることができる。

【００６４】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
は比較的低い範囲にあるが心拍ゆらぎ量は比較的大きい
値となる。このため、制御ゲイン変更手段６０での制御
ゲインｋの変更は行われず（ｋ＝１）、後輪操舵装置２
０は基準転舵比特性に基き転舵制御される。

【００６５】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心拍ゆら
ぎ量も低減する。この結果、制御ゲイン変更手段６０に
入力される心拍ゆらぎ量Ｕ(j) が小さく変更されて制御
ゲインｋが大きく変更される。この制御ゲインｋの変更
により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。

【００６６】そして、上記ドライバーの緊張状態が高く
なる程、実際心拍数自体は高くなるが心拍ゆらぎ量はよ
り小さくなり、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内面
的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。

【００６７】図１０は上記第１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ＳＡ３９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ＳＡ２６参
照）場合、上記ステップＳＡ２８，ＳＡ２７，ＳＡ２９
（図７参照）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ＳＡ４０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ＳＡ２４参照）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ＳＡ３０での制御ゲインｋの変更に用い
る。

【００６８】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での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。

【００６９】また、図１１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ＳＡ４１で有効心拍計測数ａが設定数ａ
s 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 より少ない場合（ステップＳ
Ａ２６参照）、上記ステップＳＡ２８（図７参照）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ＳＡ４２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ｈ
r(1)とｈr(2)とを求め、両者の心拍差をとぎれ時間ｄＴ
1 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ｄha
v 求めればよい。そして、ステップＳＡ４３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ＳＡ３０で
の制御ゲインｋの変更に用いる。

【００７０】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。

【００７１】（第２実施例）図１２は第２実施例を示
し、７０は実際心拍数検出手段４０で計測された実際心
拍数の心拍ゆらぎ量を演算するゆらぎ量演算手段、８０
は上記実際心拍数検出手段４０で計測された実際心拍数
に基く平均心拍数と基準心拍数との偏差を演算する偏差
演算手段、９０は上記心拍ゆらぎ量と偏差とに応じて制
御ゲインを変更する制御ゲイン変更手段、１００はこれ
らの手段７０，８０，９０および制御手段３０を備えた
コントロールユニットである。

【００７２】以下、上記ゆらぎ量演算手段７０、偏差演
算手段８０および制御ゲイン変更手段９０での処理を図
１３および図１４のフローチャートに基いて具体的に説
明する。

【００７３】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実施例におけるゆらぎ量演算手段５０で
のステップＳＡ１９〜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。

【００７４】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
Ａ２５と同様の演算により行う。

【００７５】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) および平均心拍数Ｈav(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Ｓ
Ｈr(j)および単純平均心拍数Ｆr(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)
とし、ステップＳＢ１０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ＳＢ１１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)および単純平均心拍数Ｆr(j)は有効として、上
記ステップＳＢ９およびＳＢ１０に進みこのＳＨr(j)，
Ｆr(j)をそれぞれ心拍ゆらぎ量Ｕ(j) ，平均心拍数Ｈav
(j) とする。一方、上記変動率が１０％以上であれば、
今回の標準偏差ＳＨr(j)および単純平均心拍数Ｆr(j)は
無効としてキャンセルし、ステップＳＢ１２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、ステップＳＢ１３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) をそれぞれ設定する。

【００７６】そして、ステップＳＢ１４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ＳＢ１５
で、今回の偏差Ｃb(j)が前回値Ｃb(j-1)と比べ小さい程
より大きい制御ゲインｋc を演算する。併せて、ステッ
プＳＢ１６で上記心拍ゆらぎ量Ｕ(j) に基いて心拍ゆら
ぎ量Ｕ(j) が小さい程大きい制御ゲインｋU を演算手段
する。そして、ステップＳＢ１７で上記各制御ゲインｋ
c ，ｋU の両者に基き最終制御ゲインｋr を決定しこの
制御ゲインｋr を制御手段３０に出力する。なお、この
決定は上記各制御ゲインｋc ，ｋU と所定の比率ｂ（０
≦ｂ≦１）とに基いて、ｋr ＝ｂ・ｋc ＋（１−ｂ）・ｋU という演算によって行えばよい。また、上記基準心拍数
は、ドライバーが最もリラックスした状態で運転操作を
行っている場合の実際心拍数の値を予め実験などにより
定め、これを予め偏差演算手段８０に設定しておけばよ
い。

【００７７】終わりに、ステップＳＢ１８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ＳＢ
１９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。

【００７８】上記ステップＳＢ１〜ＳＢ９，ＳＢ１１お
よびＳＢ１２がゆらぎ量演算手段７０を、ステップＳＢ
１〜ＳＢ８，ＳＢ１０，ＳＢ１１，ＳＢ１３，ＳＢ１４
が偏差演算手段８０を、ステップＳＢ１５〜ＳＢ１７が
制御ゲイン変更手段９０をそれぞれ構成している。

【００７９】要するに、本第２実施例では、制御ゲイン
ｋr の変更が、ドライバーの生理特性から導かれる心拍
ゆらぎ量Ｕ(j) と、ドライバーのリラックス時の基準心
拍からどの程度増大変化したかの偏差Ｃb(j)との両者に
基いて行われるようになっている。

【００８０】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。

【００８１】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 に基いてゆら
ぎ量演算手段７０で心拍ゆらぎ量Ｕ(j) を、偏差演算手
段８０で平均心拍数Ｈav(j) と基準心拍数との偏差をそ
れぞれ求め、この心拍ゆらぎ量Ｕ(j) および偏差Ｃb(j)
に基いて最終制御ゲインｋの変更を行っているため（ス
テップＳＢ１７参照）、第１実施例のように心拍ゆらぎ
量Ｕ(j) によってのみドライバーの緊張度合いを把握し
て制御ゲインｋの変更を行う場合と比べ、上記偏差Ｃb
(j)に基く制御ゲインｋc の変更分も加味して、すなわ
ち、上記偏差Ｃb(j)に基き把握されるドライバーの心理
状態の変化をも加味して車両の運動特性の変更制御を行
うことができ、その分、上記ドライバーの心理状態の車
両の制御への反映をより的確に行うことができる。

【００８２】つまり、車両の走行環境が、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
際心拍数は比較的低い範囲に保たれて基準心拍数とほぼ
同じである一方、副交感神経の働きが減弱して心拍ゆら
ぎ量は比較的大きい値となる。このため、制御ゲイン変
更手段６０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。

【００８３】一方、上記走行環境が上記の場合から、交
通流の変動の激しい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急増して基準心拍数との偏
差も急増する一方、副交感神経の機能が亢進して心拍ゆ
らぎ量は低減する。この結果、各制御ゲインｋc ，ｋU
は共に増大変更され、最終制御ゲインｋr の変更により
上記基準転舵比特性がより同位相側に変更される結果、
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。この際、上記最終制
御ゲインｋr が偏差Ｃb(j)に基く制御ゲインｋc および
心拍ゆらぎ量Ｕ(j) に基く制御ゲインｋU の両者に応じ
て変更されるため、上記心拍ゆらぎ量Ｕ(j) に基くドラ
イバーの生理状態の変化に、上記偏差Ｃb(j)に基くドラ
イバーの緊張状態の変化を加味してドライバーの心理状
態の変動を把握することができ、この変動に基くドライ
バー内面的要求により合致した運動特性に車両を変更制
御することができる。

【００８４】なお、この第２実施例においても、上記ゆ
らぎ量演算手段７０および偏差演算手段８０で、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Ｆr(j)を用いて演算する（ステップＳＢ１〜ＳＢ７参
照）ことによる効果、上記心拍ゆらぎ量Ｕ(j) および平
均心拍数Ｈav(j) の決定を上記有効心拍数Ｈr の計測数
ａの多少によって場合分けして行う（ステップＳＢ８参
照）ことによる効果、上記計測数ａが少ない場合に変動
率の多少によって有効性を判断する（ステップＳＢ１１
参照）ことによる効果、および、設定変動率を外れるデ
ータをキャンセルして代わりに前回値ＳＨr(j)，Ｈav(j
-1) を用いる（ステップＳＢ１２，ＳＢ１３参照）こと
による効果などについて、第１実施例の効果と同様のも
のを得ることができる。

【００８５】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。

【００８６】上記第１および第２実施例では、標準偏差
に基いて心拍ゆらぎ量を定めているが、これに限らず、
例えば所定時間範囲内の有効心拍数の最大値と最小値と
を求め、両者の偏差に基いて心拍ゆらぎ量を定めてもよ
い。

【００８７】また、上記第２実施例では、制御ゲイン変
更手段９０において、最終制御ゲインｋr の決定を心拍
ゆらぎ量に基く制御ゲインｋU と偏差に基く制御ゲイン
ｋcとに、両者で１．０となる配分比率ｂ，（１−ｂ）
を乗じて加えたものとしているが、これに限らず、例え
ば、上記両制御ゲインｋU 、ｋc のいずれか大きい値、
もしくは、小さい値を最終制御ゲインｋr として採用す
るようにしてもよい。

【００８８】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６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。

【００８９】

【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、ゆらぎ量演算手段
において、実際心拍数検出手段で計測された実際心拍数
に基き実際心拍数の変動量である心拍ゆらぎ量を演算
し、制御ゲイン変更手段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、副交感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、基準心拍数との偏
差に基く場合と比べ運転者個々の個体差による影響が小
さく、この心拍ゆらぎ量の大小に基いて運転者の緊張度
合いの変化を的確に把握することができる。

【００９０】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、偏差演算手段により
実際心拍数と基準心拍数との偏差を演算し、上記心拍ゆ
らぎ量に加えて上記偏差に応じても制御ゲインの変更を
行うようにしているため、心拍ゆらぎ量のみにより運転
者の心理状態の変動を把握して上記制御ゲインの変更を
行う場合と比べ、上記偏差に基き把握される運転者の心
理状態の変化をも加味して上記変更を行うことができ、
その分、上記運転者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。

【００９１】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、ゆらぎ量演算手段に
おいて、設定時間範囲内に実際心拍数検出手段で計測さ
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心拍ゆらぎ量の
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。

【００９２】請求項４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、ゆらぎ量演算手段に
おいて、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心拍ゆらぎ量の
演算処理を実行するようにしているため、車両の制御へ
のドライバーの心理状態の反映が、請求項３記載の発明
と比べより広範な心拍数データに基いて行うことがで
き、車両の変更制御を上記ドライバーの心理状態の変化
により合致したものにすることができる。

【００９３】請求項５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、ゆらぎ量演算手段に
おいて、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するこ
とができ、かつ、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６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、ゆらぎ量演算
手段において、設定時間範囲内に計測された実際心拍数
の計測数が設定数と比べ極めて少ない場合であっても、
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、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
を得ることができる。このため、この心拍ゆらぎ量に基
いて無制御状態の発生を防止することができ、有効かつ
継続した制御を行うことができる。これにより、ゆらぎ
量演算手段での演算処理のバックアップを果たさせるこ
とができる。

【００９５】さらに、請求項７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、ゆらぎ量演
算手段において、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と比べ極めて少ない場合であって
も、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、計測数が極端に少ない場合
であっても、請求項６記載の発明と同様に、有効な心拍
ゆらぎ量を得ることができる。このため、この心拍ゆら
ぎ量に基いて無制御状態の発生を防止することができ、
有効かつ継続した制御を行うことができる。これによ
り、ゆらぎ量演算手段での演算処理のバックアップを果
たさせることができる。

【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のゆらぎ量演算手段および制御ゲイン変更
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のゆらぎ量演算手段および制御ゲイン変更
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】図７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１０】図７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１１】図７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。

【図１２】第２実施例を示す図２相当図である。

【図１３】図１２のゆらぎ量演算手段、偏差演算手段お
よび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１４】図１２のゆらぎ量演算手段、偏差演算手段お
よび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。

【符号の説明】

１，３０制御手段２，４０実際心拍数検出手段３，５０ゆらぎ量演算手段４，６０，９０制御ゲイン変更手段５，８０偏差演算手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０５Ｂ 13/02 Ｚ 9131−3Ｈ // Ｂ６０Ｋ 41/00 Ｂ６２Ｄ 1/04 9142−3ＤＢ６２Ｄ 101:00 113:00 137:00

Claims

【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、この実際心拍数の計測値に基いて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手段と、この演算された心拍ゆらぎ量に応じ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において、実際心拍数と所定の
基準心拍数との偏差を演算する偏差演算手段を備えてお
り、制御ゲイン変更手段は、心拍ゆらぎ量と、この偏差
演算手段により演算された偏差とに応じて制御ゲインを
変更するように構成されている車両の制御装置。
【請求項３】請求項１において、ゆらぎ量演算手段
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４】請求項１において、ゆらぎ量演算手段
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５】請求項１において、ゆらぎ量演算手段
は、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されている車両の制御
装置。
【請求項６】請求項１において、ゆらぎ量演算手段に
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、上記ゆらぎ量演算手段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７】請求項１において、ゆらぎ量演算手段
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。