JPH0622914A - 心拍数検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 運転者の心拍数を確実に精度良く検出するこ
とのできる心拍数検出装置を提供する。 【構成】 操舵ハンドル３３に設けられて赤外線を投射
する投光部６１及び赤外線を受ける受光部６２を有し血
液の脈動から運転者の心拍数を検出する赤外線式心拍セ
ンサ１１，１２と、操舵ハンドル３３に設けられて少な
くとも２個の電極６７，６８を有し両手間の脈動による
電位差から運転者の心拍数を検出する電位式心拍センサ
１６と、赤外線式心拍センサ１１，１２によって検出さ
れた心拍数の時系列データ数Ｎ_DIと電位式心拍センサ１
６によって検出された心拍数の時系列データ数Ｎ_DEとを
比較して大きい方の値を有効心拍数として採用する心拍
データ処理手段１８とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両の運転者や船舶、飛
行機の操縦者などの人間の覚醒度を判定する覚醒度判定
装置などに用いられる心拍数検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、道路網の著しい発達によって自動
車のもつ移動能力が大幅に向上することで行動半径が拡
大すると共に、生活の安定と余暇の増加によって家族の
レジャー指向が強くなり、また、日常生活の中でも自動
車を運転する機会が増えてきている。この自動車の運転
走行に際して運転者は常に安定した心身の健康が望まれ
るが、一般に、運転者は自己の体調不良を自覚しながら
もほとんどの場合、これを軽視してハンドルを握る傾向
にある。自動車の運転は自己の体調にあった適正な範囲
で行うことが望ましいが、自己の体調不良は本人が気づ
かずについつい無理してしまう場合もある。車両を長時
間休みなく連続して運転すると、運転者に疲労が蓄積し
て健康状態が悪化し、集中力が低下することで事故を引
き起こす可能性が高くなる。

【０００３】そのため、従来、車両に居眠り運転警報装
置を設け、ある時間間隔で運転者に応答を求める信号を
与え、運転者の応答時間の適否によって覚醒度の低下を
判定して警報を与えるようにしたものがある。しかし、
この従来の装置では、市街地やカーブ走行時などの運転
者が神経を集中しなければならないときや覚醒度が低下
していないときに応答を求められたりすることがあっ
て、運転者にとっては煩わしかった。

【０００４】そこで、自己の体調による運転状態を監視
して適正運転限界を越えたときには運転者にこれを知ら
せることによって事故を未然に防ぐことが考えられてい
る。一般に、人間の心臓の心拍数は運転強度や精神的な
緊張あるいは恐怖感などに応じて増減することが知られ
ており、運転者の覚醒度を判定する場合には、心拍セン
サによって車両運転中の運転者の心拍数を検出し、この
心拍数の周期を順次演算、変換し、その数値が許容範囲
内にあるか否かを判定することにより運転者の覚醒度を
判定している。

【０００５】このような心拍センサによって車両運転中
の運転者の心拍数を検出する装置としては、例えば、特
開昭５９−２２５３７号公報に開示されたものがある。
この公報に開示されている装置としては、ステアリング
ホイールに赤外線式の心拍センサが設けられており、こ
の心拍センサは発光手段としての発光ダイオードと受光
手段としてのフォトトランジスタを有し、発光ダイオー
ドから生じる光が運転者の親指内の血管を通る血液によ
り反射されてフォトトランジスタに入射し、その入射量
に対応するレベルにて受光信号を生じることで、運転者
の脈波の変化を検出するようにしている。

【０００６】また、別の方式の心拍センサとしては、例
えば、特開昭５９−２５７２９号公報、あるいは特開昭
５９−２１４４２９号公報に開示されたものがある。こ
の公報に開示されている装置としては、ステアリングホ
イールに電位式の心拍センサが設けられており、この心
拍センサは少なくとも２つの電極を有し、運転者の両手
間の心電波形の周期や基準時間内の出力数によって運転
者の心拍数を検出するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の赤外線
式の心拍数検出装置にあっては、強い太陽光が車室内に
入り、ステアリングホイールに取付けられた心拍センサ
のフォトトランジスタを照射すると、心拍センサが誤作
動を起こして運転者の心拍数を正確に検出できない可能
性が高いという問題があった。また、この心拍センサは
ステアリングホイールの任意の位置に設けられており、
指と密着度が少ないと指と心拍センサ（フォトトランジ
スタ）との隙間から外光が入って心拍数の検出精度が低
下してしまう。更に、心拍センサに対する指の押圧が強
すぎると、皮膚下の血管を圧迫して血流が乱れて精度の
高い心拍数の検出ができないという問題もあった。

【０００８】また、上述した従来の電位式の心拍数検出
装置にあっては、運転者はステアリングハンドルを両手
で握っていなければ心拍数を検出することができない。
車両を長時間休みなく運転すると、運転者には疲労が蓄
積して集中力が低下してしまい、ステアリングハンドル
を握る握力が弱くなってしまったり、両手で握ることが
困難となって片手によるステアリング操作となってしま
う虞があり、この場合、心拍数を検出することができな
いという問題もあった。

【０００９】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、運転者の心拍数を確実に精度良く検出すること
のできる心拍数検出装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の心拍数検出装置は、操舵ハンドルに設けら
れて赤外線を投射する投光部及び赤外線を受ける受光部
を有し血液の脈動から運転者の心拍数を検出する赤外線
式心拍センサと、操舵ハンドルに設けられて少なくとも
２個の電極を有し両手間の脈動による電位差から運転者
の心拍数を検出する電位式心拍センサと、前記赤外線式
心拍センサによって検出された心拍数の時系列データ数
と前記電位式心拍センサによって検出された心拍数の時
系列データ数とを比較して大きい方の値を有効心拍数と
して採用する心拍データ処理手段とを具えたことを特徴
とするものである。

【００１１】また、本発明の心拍数検出装置は、操舵ハ
ンドルにおける運転者が把持する頻度の高い位置で、且
つ、運転者が前記操舵ハンドルを握ったときに手の血流
量の多い部分の接触位置に赤外線発光部及び赤外線受光
部を有する心拍センサを設けると共に、該心拍センサの
配設位置周辺部に弾性部材を設け、該弾性部材における
手との接触面を接触する手の部分形状に合わせて所定の
曲率に形成したことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】運転者が操舵ハンドルを握ったとき、赤外線式
心拍センサは投光部から運転者の手に投射される赤外線
は血液によって反射されて受光部が受光することで運転
者の心拍数を検出する一方、これと同時に、電位式心拍
センサは運転者の両手がそれぞれの電極に接触すること
で血液の脈動による電位差から運転者の心拍数を検出
し、心拍データ処理手段は赤外線式心拍センサによって
検出された心拍数の時系列データ数と電位式心拍センサ
によって検出された心拍数の時系列データ数とを比較し
て大きい方の値を有効心拍数として採用する。

【００１３】また、運転者が操舵ハンドルを握ると、自
然と手の血流量の多い部分が心拍センサの赤外線発光部
及び受光部に接触し、その接触部分には所定の曲率の表
面を有する弾性部材が設けられていることで、手と心拍
センサとの密着度が高くなって精度の高い心拍の検出が
行われる。

【００１４】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１５】図１に本発明の一実施例に係る覚醒度判定
装置を有する車両用居眠り警報装置の概略構造を表すブ
ロック、図２に本実施例における車室内の外観を表す斜
視、図３に運転者の覚醒度の経時的変化を表すグラフ、
図４に操舵ハンドルの正面、図５に操舵ハンドルの側
面、図６に赤外線心拍センサの断面、図７に操舵ハンド
ルのホイールの断面、図８に別の赤外線心拍センサ及び
電位式心拍センサを表す操舵ハンドルの概要、図９に図
８のIX−IX断面、図１０に図８のＸ−Ｘ断面、図１１に
手による操舵ハンドルの把持状態を表す概要、図１２に
別の赤外線心拍センサを表す操舵ハンドルの概要、図１
３に手において血流量の多い部分を表す説明、図１４に
別の電位式心拍センサを表す操舵ハンドルの正面、図１
５に心拍センサからの心拍パルスと心拍処理手段にて算
出される心拍数データとの関係を表す概念、図１６乃至
図１８に本実施例の心拍処理手段による処理の流れを表
すフローチャート、図１９に本実施例の心拍データ処理
手段による処理の流れを表すフローチャート、図２０乃
至図２２に本実施例の心拍覚醒度判定手段による処理の
流れを表すフローチャート、図２３に操舵角センサが取
り付けられた操舵軸の部分の抽出拡大断面、図２４に操
舵ハンドルの操舵角の周波数分布に対する運転者の視覚
操舵成分を表すグラフ、図２５に運転者に上方視界制限
を行った場合の操舵ハンドルの操舵角の周波数分布を表
すグラフ、図２６に車両運転者の上方視界制限域を表す
概略、図２７及び図２８に本実施例の操舵角データ処理
手段による処理の流れを表すフローチャート、図２９及
び図３０に本実施例の操舵覚醒度判定手段による処理の
流れを表すフローチャート、図３１及び図３２に本実施
例の警報制御手段による警報処理の流れを表すフローチ
ャート、図３３に本実施例のハンドル握り不良警報処理
部による処理の流れを表すフローチャート、図３４に本
実施例の基準値補正部による処理の流れを表すフローチ
ャートを示す。

【００１６】図１及び図２に示すように、図示しない運
転者の心拍パルスをそれぞれ検出する左右一対の赤外線
式心拍センサ１１,１２には、これら赤外線式心拍セン
サ１１,１２からの検出信号を受けて運転者の心拍数を
算出する心拍処理手段１３,１４が接続しており、これ
ら心拍処理手段１３,１４には当該心拍処理手段１３,１
４からの出力信号のうち、より好ましい出力信号の方を
採用する信号選択手段１５が接続している。又、上述し
た心拍センサ１１,１２とは異なる電位式心拍センサ１
６には、この電位式心拍センサ１６からの検出信号を受
けて運転者の心拍数を算出する心拍処理手段１７が接続
しており、前記信号選択手段１５及び心拍処理手段１７
には、これら信号選択手段１５及び心拍処理手段１７か
らの出力信号に基づいて心拍数の平均値やその変化状態
を算出する心拍データ処理手段１８が接続し、更にこの
心拍データ処理手段１８には当該心拍データ処理手段１
８からの演算結果に基づいて運転者の覚醒度を判定する
心拍覚醒度判定手段１９が接続している。

【００１７】一方、操舵軸２０の中立位置からのずれ
（以下、これを操舵角と呼称する）を検出する操舵角セ
ンサ２１には、この操舵角センサ２１からの検出信号を
受けて周波数解析した操舵成分のパラメータを算出する
操舵角データ処理手段２２が接続しており、この操舵角
データ処理手段２２には当該操舵角データ処理手段２２
からの演算結果に基づいて運転者の覚醒度を判定する操
舵覚醒度判定手段２３が接続している。又、本実施例に
おける操舵角データ処理手段２２には、車両の走行速度
（以下、これを車速と呼称する）を検出する車速センサ
２４も接続し、この車速センサ２４からの検出信号も操
舵角データ処理手段２２に取り込まれるようになってい
る。

【００１８】又、本実施例の車両には居眠り警報を運転
席２５の変形によって発する触覚警報手段２６と、居眠
り警報を車両のフロントウィンドゥ２７に透過表示する
視覚警報手段２８と、居眠り警報音を発する聴覚警報手
段２９とが設けられており、これら三つの警報手段２
６,２８,２９の作動を制御する警報制御手段３０には、
前記心拍覚醒度判定手段１９及び操舵覚醒度判定手段２
３が接続し、これら心拍覚醒度判定手段１９及び操舵覚
醒度判定手段２３によって選択された警報レベルや運転
者の覚醒度に関するデータ等が警報制御手段３０に出力
され、この警報制御手段３０は心拍覚醒度判定手段１９
及び操舵覚醒度判定手段２３にて選択された警報レベル
に基づき、上記三つの警報手段２６,２８,２９の作動を
それぞれ制御するようになっている。

【００１９】更に、車室内には上述した三つの警報手段
２６,２８,２９の作動による警報を運転者が解除するた
めの警報解除スイッチ３１が設けられており、この警報
解除スイッチ３１には前記警報制御手段３０と基準値補
正部３２とが接続している。そして、この基準値補正部
３２には前記心拍覚醒度判定手段１９及び操舵覚醒度判
定手段２３がそれぞれ接続し、当該基準値補正部３２に
よって算出されたデータがこれら心拍覚醒度判定手段１
９及び操舵覚醒度判定手段２３に取り込まれるようにな
っている。

【００２０】なお、本実施例では上述した二種類の心拍
センサ１１,１２,１６を操舵ハンドル３３の所定箇所に
それぞれ取り付けており、従って運転者がこの操舵ハン
ドル３３の所定箇所を両手で正しく握らないと、特に電
位式心拍センサ１６では心拍パルスの検出ができなくな
るため、運転者に対して操舵ハンドル３３を正しく握る
ように促すための機構も組み込まれている。

【００２１】即ち、本実施例の車両には警報制御手段３
０によって作動を制御されるハンドル握り不良警報手段
３４が設けられており、このハンドル握り不良警報手段
３４として本実施例では上述した三つのうちの二つの警
報手段２６,２９を兼用させるようにしている。又、警
報制御手段３０内には前記心拍処理手段１３,１４,１７
からの出力信号をそのまま受けるハンドル握り不良警報
処理部３５が組み込まれており、このハンドル握り不良
警報処理部３５は心拍処理手段１３,１４,１７からの出
力信号に基づいて運転者が操舵ハンドル３３を正しく握
っているか否かを判定し、運転者が操舵ハンドル３３を
正しく握っていないと判断した場合には、ハンドル握り
不良警報手段３４を作動させる一方、運転者が操舵ハン
ドル３３を正しく握っていると判断した場合には、ハン
ドル握り不良警報手段３４の作動を自動的に停止させる
ようになっている。

【００２２】ところで、運転者の覚醒度は一般的に乗車
直後から次第に低下する傾向にあることは周知の通りで
あるが、混雑のない郊外での単調な道路や自動車専用道
路等を長時間走行している場合に顕著な低下をみること
が多い。このような運転者の覚醒度の経時的変化の一例
を図３にグラフ化して表す。即ち、の領域は歩行等に
より車両に乗り込むまでを表し、は運転席２５への着
座による覚醒度の低下領域を表し、は走行開始直後及
び市街地走行等での緊張による覚醒度の上昇領域を表
し、の領域は混雑していない単調な道路や自動車専用
道路等を走行中の覚醒度が安定した領域を表し、の領
域は運転者の覚醒度が上下して睡魔との葛藤領域を表
し、は覚醒度が低下して居眠り状態に入った領域を表
す。

【００２３】この図３から明らかなように、通常、運転
者が居眠り状態に入るの領域の前には、覚醒度が上下
して睡魔との葛藤が起こるの領域があり、更にこの睡
魔との葛藤状態の前に運転者の覚醒度が安定するの領
域が存在するのが一般的である。つまり、運転者の覚醒
度を連続的にモニタして覚醒度の安定領域を推定し、こ
の覚醒度の安定領域から運転者の覚醒度が比較的大きく
上下する睡魔との葛藤領域を予想し、ここで警報を発す
ることにより、運転者の居眠りを防止することが可能と
なる。

【００２４】このような知見に基づき、図３に示す覚醒
度の変化を上述した二種類の心拍センサ１１,１２,１６
から検出信号に基づいて推定するようにしており、本実
施例におけるこれら二種類の心拍センサ１１,１２,１６
は、何れも操舵ハンドル３３の所定箇所に組み込まれて
いる。

【００２５】それぞれ独立して機能する赤外線心拍セン
サ１１,１２は赤外線に対する血液中のヘモグロビン等
の反射率が高いことに着目し、血管中を流れる血液の脈
動を赤外線によって検出するようにしたものである。ま
た、電位式心拍センサ１６は血液の脈動に伴って発生す
る運転者の両手間のパルス状の電位差を検出するように
したものである。そして、本実施例では、この赤外線心
拍センサ１１,１２は強い太陽光等が照射した場合には
誤動作する虞があり、一方、電位式心拍センサ１６は運
転者が操舵ハンドルを両手で握っていない場合には心拍
数の検出ができなくなるため、これら２つの心拍センサ
１１,１２,１６を組み合わせて運転者の心拍数を確実に
検出できるようにしている。

【００２６】図４及び図５に示すように、操舵ハンドル
３３は操舵コラム３６に回転自在に取付けられ、操舵軸
２０とハブ５１と円形のホイール５２とから構成されて
いる。そして、赤外線心拍センサ１１,１２及び電位式
心拍センサ１６はこの操舵ハンドル３３のホイール５２
に取付けられている。

【００２７】赤外線心拍センサ１１,１２は発光部とし
ての赤外線発光ダイオード６１と受光部としてのフォト
トランジスタ６２とによりなるものであり、運転者が左
右の手で自然に操舵ハンドル３３を把持する位置、例え
ば、この操舵ハンドル３３に対して時計の針が１０時１
０分を指す２か所の位置にそれぞれ装着されており、操
舵ハンドル３３の中心から各心拍センサ１１,１２に延
ばした直線のなす角度αがほぼ１２０度となっている。

【００２８】即ち、赤外線心拍センサ１１,１２におい
て、図６に示すように、操舵ハンドル３３のホイール５
２には樹脂部材からなるハウジング６３が埋設されてお
り、このハウジング６３内には赤外線発光ダイオード６
１とフォトトランジスタ６２が取付けられている。フォ
トトランジスタ６２の外表面には可視光カットフィルタ
６４が固着され、また、赤外線発光ダイオード６１及び
フォトトランジスタ６２を除いたハウジング６３の外表
面部にはラバー６５を介してカバー６６が固着されてい
る。

【００２９】一方、電位式心拍センサ１６は、図４及び
図５に示すように、操舵ハンドル３３のホイール５２の
両側に周方向に沿って設けられた一対の電極６７,６８
よりなるものである。即ち、操舵ハンドル３３のホイー
ル５２は、図７に示すように、細径のリム５３の周囲に
発泡ウレタン５４等が装着されて形成されているもので
あり、この発泡ウレタン５４の表面を操舵ハンドル３３
の周方向に沿って３つの凹部を形成し、ここにそれぞれ
電極６７,６８が取付けられている。

【００３０】また、操舵ハンドル３３のハブ５１内には
コントローラ６９が取付けられており、赤外線心拍セン
サ１１,１２の赤外線発光ダイオード６１及びフォトト
ランジスタ６２が接続されると共に電位式心拍センサ１
６の一対の電極６７,６８が接続されている。

【００３１】従って、本実施例では、運転者が操舵ハン
ドル３３を自然に握った場合に、左右の掌が電位式心拍
センサ１６の一対の電極６７,６８に接触すると共に、
親指が赤外線心拍センサ１１,１２の赤外線発光ダイオ
ード６１及びフォトトランジスタ６２に接触する。この
とき、赤外線心拍センサ１１,１２は、図６に示すよう
に、赤外線発光ダイオード６１から照射された赤外線が
血管７０の血液中のヘモグロビンに反射してフォトトラ
ンジスタ６２に入射することで血管７０中を流れる血液
の脈動を検出する。また、電位式心拍センサ１６は一対
の電極６７,６８から血液の脈動に伴って発生する運転
者の両手間のパルス状の電位差を検出し、心臓の拍動を
検出する。

【００３２】なお、赤外線心拍センサ１１,１２及び電
位式心拍センサ１６の操舵ハンドル３３への取付構造に
関しては上述した実施例に限定されるものではない。図
８乃至図１１に別の実施例を示す。

【００３３】図８に示すように、赤外線心拍センサ１
１,１２は赤外線発光ダイオード６１とフォトトランジ
スタ６２とによりなり、運転者が左右の手で自然に操舵
ハンドル３３を把持する２か所の位置にそれぞれ装着さ
れいる。即ち、図９及び図１０に示すように、操舵ハン
ドル３３のホイール５２において、周方向所定の位置に
は内方に突出して樹脂部材からなるカバー７１が取付け
られており、このカバー７１に赤外線発光ダイオード６
１及びフォトトランジスタ６２が並んで固定されてい
る。そして、このカバー７１内にはシリコン等の弾性部
材７２が充填されることによりこの赤外線発光ダイオー
ド６１及びフォトトランジスタ６２が保持されている。

【００３４】なお、カバー７１内に充填された弾性部材
７２のうち、親指が接触する接触面の部位は両者の密着
度が高くなるように、接触する親指の形状に対応した所
定の曲率Ｃ₁ ,Ｃ₂ ,Ｃ₃ に設定されている。また、赤外
線発光ダイオード６１及びフォトトランジスタ６２が並
んた方向は、図１１に示すように、運転者が操舵ハンド
ル３３を握ったときに、親指の指先方向と操舵ハンドル
３３の周方向とのなす角がβとなる方向に沿って設定さ
れている。なお、実施例では、右手の場合が示されてい
るが、左手の場合も前述と同様である。

【００３５】一方、電位式心拍センサ１６は、図８及び
図１０に示すように、操舵ハンドル３３のホイール５２
の両側に周方向に沿って一対の電極６７,６８が設けら
れてなるものである。

【００３６】従って、本実施例では、赤外線心拍センサ
１１,１２を運転者が操舵ハンドル３３を自然に握った
場合に親指が接触する部位に設け、且つ、親指が接触す
る接触面には親指の形状に対応した曲率からなる弾性部
材７２を設けるので、心拍センサ１１,１２への運転者
の親指がフィットし易くなって外光の影響を受けにくく
なり、これにより運転者の親指と心拍センサ１１,１２
との密着度を高めることができる。また、本実施例で
は、弾性部材７２によって指先の押圧力のバラツキを吸
収できるので、皮膚下血流の乱れを防止することがで
き、これにより、心拍センサ１１,１２で検出された信
号が図示しない増幅信号変換部で増幅された後に演算モ
ニタでその信号から心拍数を正確に検出し、そのリズム
パターンに基づく異常を高精度で検出することができ
る。

【００３７】更に、図１２及び図１３に赤外線心拍セン
サの取付構造に関する別の実施例を示す。本実施例にあ
っては、図１２に示すように、操舵ハンドル３３の左右
片側に赤外線心拍センサ１１,１２が３つ設けられてい
る。図１３に示すように、手において血流量の多い部分
は親指の第１の部位７５と掌の第２の部位７６、第３の
部位７７であるとされている。そして、この手の第１か
ら第３の部位７５,７６,７７に対応する操舵ハンドル３
３の位置にそれぞれ赤外線心拍センサ１１が設けられて
いる。

【００３８】従って、運転者の個人差などによる操舵ハ
ンドル３３の多少の握りの位置及び形態の違いがあって
も３つの赤外線心拍センサ１１によって検出ミスをなく
して確実に運転者の心拍数を検出できる。

【００３９】また、図１４に電位心拍センサに関する別
の実施例を示す。本実施例にあっては、同図に示すよう
に、電位心拍センサ１６を操舵ハンドル３３の左右両側
にホイール５２を被覆するように電極によってカバー８
１を形成して装着したものである。従って、電極埋設式
に比べて装着性がよい。

【００４０】前記心拍処理手段１３,１４は、赤外線式
心拍センサ１１,１２からの検出信号に基づいて運転者
の心拍数を算出するものであり、同様に、前記心拍処理
手段１７は、電位式心拍センサ１６からの検出信号に基
づいて運転者の心拍数を算出するものである。これら心
拍処理手段１３,１４,１７の演算内容は基本的に全く同
じであり、異常な検出信号に対する補正を適切に行って
心拍パルスの間隔（以下、これをパルス間隔と呼称す
る）とこのパルス間隔に対応する心拍数とを算出するよ
うにしている。

【００４１】これら心拍処理手段１３,１４,１７により
算出される心拍数データと心拍センサにより検出される
心拍パルスとの関係の一例を表す図１５に示すように、
例えばパルス間隔がそれまで計測されたパルス間隔より
も急に短くなった場合には、この時のパルス間隔に基づ
く心拍数の演算操作を一時的に保留し、次に計測される
パルス間隔と前回のパルス間隔との和がそれまでのパル
ス間隔とほぼ同じ場合には、前回の心拍パルス情報が異
常であると判断して前回の心拍数データをキャンセルす
る。例えば、時刻ｔ_P(n-4)及びこれに続く時刻ｔ_P(n-3)
でのパルス間隔Ｉ_P(n-4),Ｉ_P(n-3)がそれ以前までのパ
ルス間隔Ｉ_Pよりも異常に短い場合、時刻ｔ_P(n-4)にて
算出される心拍数を保留し、これら二つのパルス間隔Ｉ
_P(n-4),Ｉ_{P (n-3)}を加算した値がそれまでのパルス間隔
Ｉ_Pとほぼ等しい場合には、時刻ｔ_{P( n-4)}での心拍パル
スがノイズであったと判断し、この時刻ｔ_P(n-4)での心
拍数データをキャンセルする。又、急にパルス間隔が長
くなった場合には、次に計測されるパルス間隔がそれま
でのパルス間隔とほぼ同じ場合には、前回のパルス間隔
の半分の時間を前々回のパルス間隔を算出した時刻に加
算し、この時点での心拍数データを補間する。例えば、
時刻ｔ_P(n-1)でのパルス間隔Ｉ_P(n-1)がそれ以前までの
パルス間隔Ｉ_Pよりも異常に長い場合、次の心拍パルス
が検出される時刻ｔ_P(n)でのパルス間隔Ｉ_P(n)が以前の
パルス間隔Ｉ_Pとほぼ同じ時、前々回と前回との間で正
常な心拍パルスの検出ができなかったと判断し、前回の
パルス間隔Ｉ_P(n-1)の半分の時間を前々回の心拍パルス
を検出した時刻ｔ_P(n-2)に加算し、この時点での心拍数
を算出する。

【００４２】このような心拍処理手段１３,１４,１７に
おける処理の流れを図１６〜図１８に示す。即ち、本実
施例における心拍処理手段１３,１４,１７の処理は所定
周期、例えば１５ミリ秒毎の割り込み信号の度に行われ
るが、まずａ１のステップにて心拍センサ１１,１２,１
６からの検出信号である心拍パルスの検出時刻ｔ_Pを読
み込み、ａ２のステップにて今回のパルスの検出時刻ｔ
_P(n)から前回のパルスの検出時刻ｔ_P(n-1)を減算して現
在のパルス間隔Ｉ_P(n)を下式に基づいて算出する。 Ｉ_P(n)＝ｔ_P(n)−ｔ_P(n-1)

【００４３】そして、ａ３のステップにてパルス間隔基
準値Ｉ_PBが設定されているか否かを判定するが、最初は
パルス間隔基準値Ｉ_PBが設定されていないので、ａ４の
ステップに移行してパルス間隔Ｉ_P(n)が予め設定した最
小パルス間隔Ｉ_MN、例えば６００ミリ秒と最大パルス間
隔Ｉ_MX、例えば１２００ミリ秒との間にあるか否かを判
定する。

【００４４】このａ４のステップにてパルス間隔Ｉ_P(n)
が最小パルス間隔Ｉ_MNと最大パルス間隔Ｉ_MXとの間にな
い、即ちａ２のステップにて算出されたパルス間隔Ｉ
_P(n)が異常であると判断した場合には、前述した所定周
期の割り込み信号の後に再びａ１のステップに移行す
る。又、このａ４のステップにてパルス間隔Ｉ_P(n)が最
小パルス間隔Ｉ_MNと最大パルス間隔Ｉ_MXとの間にある、
即ちａ２のステップにて算出されたパルス間隔Ｉ_P(n)は
正常な値であると判断した場合には、ａ２のステップに
て算出されたパルス間隔Ｉ_P(n)をａ５のステップにて基
準パルス間隔Ｉ_PBとして採用し、ａ６のステップにてこ
の基準パルス間隔Ｉ_PBと予め設定した加算時間Ｔ_A、例
えば２５０ミリ秒との和よりも今回のパルス間隔Ｉ_P(n)
が長いか否かを判定する。なお、前記ａ３のステップに
て基準パルス間隔Ｉ_PBが設定されていると判断した場合
にもこのａ６のステップに移行する。

【００４５】このａ６のステップにて基準パルス間隔Ｉ
_PBと予め設定した加算時間Ｔ_Aとの和よりも今回のパル
ス間隔Ｉ_P(n)が短い、即ち今回算出されたパルス間隔Ｉ
_P(n)の値が異常ではないと判断した場合には、ａ７のス
テップにて今度は基準パルス間隔Ｉ_PBから予め設定した
減算時間Ｔ_S、例えば２５０ミリ秒を減算した値よりも
パルス間隔Ｉ_P(n)が短いか否かを判定し、このａ７のス
テップにてパルス間隔Ｉ_P(n)が基準パルス間隔Ｉ_PB か
ら予め設定した減算時間Ｔ_Sを減算した値以下である、
今回算出されたパルス間隔Ｉ_P(n)の値に異常の可能性が
あると判断した場合には、ａ８のステップにて後述する
心拍数データ保留フラグＦ_Rが設定されているか否かを
判定する。

【００４６】このａ８のステップにて後述する心拍数デ
ータ保留フラグＦ_Rが設定されている、即ち前回算出さ
れたパルス間隔Ｉ_P(n-1)の値に異常の可能性があるので
前回の判定が保留されたと判断した場合には、ａ９のス
テップに移行し、今回のパルス間隔Ｉ_P(n)として今回の
パルス間隔Ｉ_P(n)と前回のパルス間隔Ｉ_P(n-1)とを加算
した値に修正した後、この修正されたパルス間隔Ｉ_P(n)
が基準パルス間隔Ｉ_PBから前記減算時間Ｔ_Sを減算した
値以上且つ基準パルス間隔Ｉ_PBと前記加算時間Ｔ_Aとの
和以下であるか否かをａ１０のステップにて再度判定す
る。又、前記ａ８のステップにて心拍数データ保留フラ
グＦ_Rが設定されていない、即ち前回算出されたパルス
間隔Ｉ_P(n-1)の値が正常であって今回のパルス間隔Ｉ
_P(n)の値が異常であると判断した場合には、ａ１１のス
テップに移行して心拍数データ保留フラグＦ_Rをセット
し、更にａ１２のステップにて後述する第一入力不良判
定フラグＦ_U1及び第二入力不良判定フラグＦ_U2及び入力
正常判定フラグＦ_NIをそれぞれリセットし、次の割り込
み信号に続いて前記ａ１のステップ以降の処理を繰り返
す。

【００４７】前記ａ９のステップにて設定されたパルス
間隔Ｉ_P(n)が基準パルス間隔Ｉ_PBから予め設定した減算
時間Ｔ_Sを減算した値以上且つ基準パルス間隔Ｉ_PBと予
め設定した加算時間Ｔ_Aとの和以下である、即ち前回の
パルス間隔Ｉ_P(n-1)が異常であったとａ１０のステップ
にて判断した場合には、ａ１３のステップに移行して心
拍数データ保留フラグＦ_Rをリセットする。そして、前
記ａ９のステップにて修正されたパルス間隔Ｉ_P(n)に基
づいて現在の心拍数Ｒ_H(n)を下式(1)によりａ１４のス
テップにて算出し、ａ１５のステップにて心拍数データ
タイマのカウントアップが開始されているか否かを判定
する。 Ｒ_H(n)＝６０／Ｉ_P(n)

【００４８】このａ１５のステップにて心拍数データタ
イマがカウントアップを開始していないと判断した場合
には、ａ１６のステップにて心拍数データタイマのカウ
ントアップを開始し、更にａ１７のステップにて心拍数
データ数Ｎ_Dを一つ繰り上げた後、ａ９のステップにて
設定されたパルス間隔Ｉ_P(n)をａ１８のステップにて新
たな基準パルス間隔Ｉ_PBとして採用し、前述した所定周
期の割り込み信号の後に再びａ１のステップに移行す
る。

【００４９】一方、前記ａ６のステップにてパルス間隔
Ｉ_P(n)が基準パルス間隔Ｉ_PBと予め設定した加算時間Ｔ
_Aとの和以上である、即ち前回と今回との間に心拍パル
スの欠落が予想されると判断した場合には、ａ１９のス
テップに移行して第一入力不良判定フラグＦ_U1をセット
し、ａ２０のステップにて後述する入力正常判定フラグ
Ｆ_NIがセットされているか否かを判定し、このａ２０の
ステップにて後述する入力正常判定フラグＦ_NIがセット
されている、即ち前回の入力が正常であったと判断した
場合には、ａ２１のステップに移行して入力不良積算タ
イマの初期時間として既に設定されたパルス間隔Ｉ_P(n)
をセットし、ここからカウントアップを開始し、更にａ
２２のステップにてこの入力不良積算タイマによるカウ
ント値Ｔ _CIが予め設定された時間Ｔ_RI、例えば３秒より
も長いか否かを判定する。

【００５０】このａ２２のステップにて入力不良積算タ
イマによるカウント値Ｔ_CIが上記設定時間Ｔ_RI以下であ
ると判断した場合には、前述した所定周期の割り込み信
号の後に前記ａ１のステップに移行する。又、ａ２２の
ステップにて入力不良積算タイマによるカウント値Ｔ_CI
が設定時間Ｔ_RIを越えている、即ちａ１のステップにて
読み込まれる心拍パルスデータが継続的に異常であると
判断した場合には、ａ２３のステップにて心拍数データ
数Ｎ_Dを０に設定し、更にａ２４のステップにて心拍数
データタイマのカウント値Ｔ_CRを０にリセットすると共
にａ２５のステップにて入力不良積算タイマのカウント
アップをリセットした後、前述した所定周期の割り込み
信号に続いて再びａ１のステップに移行する。

【００５１】又、前記ａ２０のステップにて入力正常判
定フラグＦ_NIがセットされていない、即ち前回の入力が
異常であったと判断した場合には、ａ２６のステップに
移行して入力不良積算タイマのカウントアップを開始し
ているか否かを判定し、このａ２６のステップにて入力
不良積算タイマのカウントアップが開始されていると判
断した場合には、前述したａ２２のステップに移行す
る。逆に、このａ２６のステップにて入力不良積算タイ
マのカウントアップが開始されていないと判断した場合
には、ａ２７のステップにて入力不良積算タイマのカウ
ントアップを開始した後、前述した所定周期の割り込み
信号に続いて再びａ１のステップに移行する。

【００５２】前記ａ９のステップにて設定されたパルス
間隔Ｉ_P(n)が基準パルス間隔Ｉ_PBから減算時間Ｔ_Sを減
算した値よりも短いか、或いはこのパルス間隔Ｉ_P(n)が
基準パルス間隔Ｉ_PBと加算時間Ｔ_Aとの和よりも長い、
即ち今回修正したパルス間隔Ｉ_P(n)も異常であるとａ１
０のステップにて判断した場合には、ａ２８のステップ
に移行して第二入力不良判定フラグＦ_U2をセットし、
又、ａ２９のステップにて第一入力不良判定フラグＦ_U1
及び入力正常判定フラグＦ_NI及び心拍数データ保留フラ
グＦ_Rをそれぞれリセットし、更にａ３０のステップに
て入力不良積算タイマのカウントアップを開始した後、
前述した所定周期の割り込み信号に続いて再びａ１のス
テップに移行する。

【００５３】更に、前記ａ７のステップにて基準パルス
間隔Ｉ_PBから減算時間Ｔ_Sを減算した値よりもパルス間
隔Ｉ_P(n)が長い、即ち今回算出されたパルス間隔Ｉ_P(n)
は正常であると判断した場合には、ａ３１のステップに
移行して前記ａ２０の判断ステップにて用いられる正常
入力判定フラグＦ_NIをセットし、ａ３２のステップにて
第二入力不良判定フラグＦ_U2がセットされているか否か
を判定する。そして、このａ３２のステップにして第二
入力不良判定フラグＦ_U2がセットされている、即ち２回
続けて異常な心拍パルスが検出されたと判断した場合に
は、ａ３３のステップに移行して入力不良積算タイマの
カウント値Ｔ_CIを０にリセットし、又、ａ３４のステッ
プにて心拍数データ数Ｎ_Dを０にリセットし、更にａ３
５のステップにて心拍数データタイマのカウント値Ｔ_CR
を０にリセットした後、前記ａ１４のステップに移行す
る。

【００５４】一方、前記ａ３２のステップにして第二入
力不良判定フラグＦ_U2がセットされていない場合には、
ａ３６のステップに移行して今度は第一入力不良判定フ
ラグＦ_U1がセットされているか否かを判定し、このａ３
６のステップにて第一入力不良判定フラグＦ_U1がセット
されている、即ち前回算出されたパルス間隔Ｉ_P(n-1)が
今までよりも長すぎると判断した場合には、ａ３７のス
テップに移行して今度は入力不良積算タイマのカウント
値Ｔ_CIが前記設定時間Ｔ_RIよりも大きいか否かを判定す
る。又、ａ３６のステップにて第一入力不良判定フラグ
Ｆ_U1がセットされていないと判断した場合には、前記ａ
１４のステップに移行する。

【００５５】そして、ａ３７のステップにて入力不良積
算タイマのカウント値Ｔ_CIが前記設定時間Ｔ_RI以下であ
る、即ち前回と前々回との間に未検出の心拍パルスがあ
ったと推定される場合には、ａ３８のステップにて前回
と前々回との間で算出されなかった心拍パルスの心拍デ
ータ補間の処理を行い、更にａ３９のステップにて第一
入力不良判定フラグＦ_U1をリセットして前記ａ１７のス
テップに移行する。

【００５６】又、前記ａ３７のステップにて入力不良積
算タイマのカウント値Ｔ_CIが前記設定時間Ｔ_RIよりも長
い、即ち前回算出されたパルス間隔Ｉ_P(n-1)が異常に長
すぎると判断した場合には、正常な心拍パルスではない
ことからａ４０のステップに移行して心拍数データ数Ｎ
_Dを０にリセットし、更にａ４１のステップにて心拍数
データタイマのカウント値Ｔ_CRを０にリセットすると共
にａ４２のステップにて入力不良積算タイマのカウント
値Ｔ_CIを０にリセットした後、前述した所定周期の割り
込み信号に続いて再びａ１のステップに移行する。

【００５７】これら心拍処理手段１３,１４にて算出さ
れる心拍数データは、基本的に同一となるはずである
が、何らかの原因でこれら心拍数データが相違した場合
には、制御の安全性を考慮して信号選択手段１５は二つ
の心拍処理手段１３,１４のうちの大きな心拍数を出力
している方を採用し、これを心拍処理手段１８に出力す
るようにしている。なお、本実施例では二つの赤外線式
心拍センサ１１,１２を採用しているため、左右何れか
片手で操舵ハンドル３３を握っている場合でも正確な心
拍数を算出することができる。この場合には、正常な心
拍数データを出力している方の心拍処理手段からの出力
が採用されることは当然である。

【００５８】前記心拍データ処理手段１８は、運転者の
呼吸動作に伴う心拍数の周期的な変動を考慮し、安静時
における一回の呼吸動作の間に心拍が３から５前後とな
ることから、本実施例では過去４回の心拍数データの平
均値（以下、これを４点移動平均心拍数と呼称する）を
算出し、運転者の呼吸による心拍数の変動をならす。
又、今回と前回と前々回とでの４点移動平均心拍数か
ら、前回の４点移動平均心拍数が上昇傾向から下降傾向
へ、或いは下降傾向から上昇傾向へ変化する極点心拍数
であるか否かを算出する。そして、隣接する極点心拍数
の偏差をこれらの時間間隔で除算して得られる隣接極点
心拍数の間の傾きを算出し、更に過去１０回の心拍数デ
ータの平均値（以下、これを１０点移動平均心拍数と呼
称する）と過去３０秒間の心拍数の単純平均値（以下、
これを３０秒平均心拍数と呼称する）とを算出する。

【００５９】このような本実施例における心拍データ処
理手段１８における処理の流れを図１９に示す。即ち、
ｂ１のステップにて信号選択手段１５からの心拍数デー
タ数Ｎ_DIが電位式心拍センサ１６からの心拍数データ数
Ｎ_DE以上あるか否かを判定し、このｂ１のステップにて
信号選択手段１５からの心拍数データ数Ｎ_DIが電位式心
拍センサ１６からの心拍数データ数Ｎ_DE以上あると判断
した場合には、ｂ２のステップに移行して有効心拍数デ
ータ数Ｎ_DAとして信号選択手段１５を介した赤外線心拍
センサ１１,１２のうちの一方からの心拍数データ数Ｎ
_DIを採用し、ｂ３のステップにて今度はこの有効心拍数
データ数Ｎ_DAが４点移動平均心拍数Ｒ_A4を算出するのに
必要なデータ数である４以上あるか否かを判定する。
又、前記ｂ１のステップにて信号選択手段１５からの心
拍数データ数Ｎ_DIが電位式心拍センサ１６からの心拍数
データ数Ｎ_DEよりも少ないと判断した場合には、ｂ４の
ステップに移行して有効心拍数データ数Ｎ_DAとして電位
式心拍センサ１６からの心拍数データ数Ｎ_DEを採用し、
前記ｂ３のステップに移行する。

【００６０】ｂ３のステップにて有効心拍数データ数Ｎ
_DAが４以上あると判断した場合には、ｂ５のステップに
て４点移動平均心拍数Ｒ_A4(n)を算出し、更にｂ６のス
テップにてこの４点移動平均心拍数Ｒ_A4の極点指標Ｍ_AI
を下式に基づいて算出した後、この極点指標Ｍ_AIが０以
下であるか否かをｂ７のステップにて判定する。なお、
ｂ３のステップにて有効心拍数データ数Ｎ_DAが４未満し
かないと判断した場合には、次のｂ５のステップでの４
点移動平均心拍数Ｒ_A4(n)の算出処理ができないので、
再びｂ１のステップに戻る。 Ｍ_AI＝｛Ｒ_A4(n)−Ｒ_A4(n-1)｝・｛Ｒ_A4(n-1)−Ｒ
_A4(n-2)｝

【００６１】前記ｂ７のステップにて極点指標Ｍ_AIが０
以下である、即ち今回及び前回のみ同じ値か、前回及び
前々回のみ同じ値か、今回よりも前回の４点移動平均心
拍数Ｒ_A4(n-1)の方が大きくしかも前回の方が前々回の
４点移動平均心拍数Ｒ_A4(n-2)よりも大きいか、或いは
今回の方が前回の４点移動平均心拍数Ｒ_A4(n-1)よりも
大きくしかも前回よりも前々回の４点移動平均心拍数Ｒ
_A4(n-2)の方が大きいと判断した場合には、ｂ８のステ
ップに移行して極点心拍数Ｒ_HP(n)として取敢えず前回
の４点移動平均心拍数Ｒ_A4(n-1)を採用し、ｂ９のステ
ップにて今度は極点心拍数Ｒ_HPの極点指標Ｍ_PIを下式に
基づいて算出した後、この極点指標Ｍ_PIが０より小さい
か否かをｂ１０のステップにて判定する。 Ｍ_PI＝｛Ｒ_HP(n)−Ｒ_HP(n-1)｝・｛Ｒ_HP(n-1)−Ｒ
_HP(n-2)｝

【００６２】そして、ｂ１０のステップにて極点指標Ｍ
_PIが０より小さい、即ち今回の極点心拍数Ｒ_HP(n)及び
前々回の極点心拍数Ｒ_HP(n-2)よりも前回の極点心拍数
Ｒ_{HP(n -1)}の方が大きいか或いは逆に小さいと判断した
場合には、ｂ１１のステップに移行して前回の極点心拍
数Ｒ_HP(n-1)を登録し、更にｂ１２のステップにて前回
登録された極点心拍数Ｒ_HP(n-2)と今回登録した極点心
拍数Ｒ_HP(n-1)との差をこれらの時間で除算して得られ
る傾きＤ_RHを算出した後、ｂ１３のステップにて有効心
拍数データ数Ｎ_DAが１０点移動平均心拍数Ｒ_A10を算出
するのに必要なデータ数である１０以上あるか否かを判
定する。なお、前記ｂ１０のステップにて極点指標Ｍ_PI
が０以上である、即ち前回の極点心拍数Ｒ_HP(n-1)が今
回或いは前々回と同じか、又は極点心拍数Ｒ_HPの大きさ
が今回,前回,前々回の順に並んでいると判断した場合に
は、ｂ１３のステップに移行して前回の極点心拍数Ｒ
_HP(n-1)を登録せずにリセットした後、ｂ１４のステッ
プに移行する。又、前記ｂ７のステップにて極点指標Ｍ
_AIが０を越えている、即ち４点移動平均心拍数Ｒ_A4の大
きさが今回,前回,前々回の順に並んでいるので、前回の
４点移動平均心拍数Ｒ_{A4(n -1)}は極点心拍数ではないと
判断した場合にも、ｂ１４のステップに移行する。

【００６３】ｂ１４のステップにて有効心拍数データ数
Ｎ_DAが１０以上あると判断した場合には、ｂ１５のステ
ップに移行して１０点移動平均心拍数Ｒ_A10(n)を算出
し、ｂ１６のステップにて心拍数データタイマのカウン
ト値Ｔ_CRが３０秒以上であるか否かを判定する。上記ｂ
１３のステップにて有効心拍数データ数Ｎ_DAが１０未満
であると判断した場合には、次のｂ１５のステップでの
１０点移動平均心拍数Ｒ _A10(n)を算出できないので、上
述したｂ１のステップに戻る。

【００６４】前記ｂ１６のステップにて心拍数データタ
イマのカウント値Ｔ_CRが３０秒以上であると判断した場
合には、ｂ１７のステップにて３０秒平均心拍数Ｒ
_A30(n)を算出し、上述したｂ１のステップに戻る。又、
ｂ１６のステップにて心拍数データタイマのカウント値
Ｔ_CRが３０秒未満である、即ち３０秒平均心拍数Ｒ
_A30(n)を算出することができないと判断した場合には、
再びｂ１のステップに戻る。

【００６５】前記心拍覚醒度判定手段１９は、心拍デー
タ処理手段１８によって算出された心拍数の変動が安定
した状態、つまり所定時間、例えば３０秒内での４点移
動平均心拍数の変動幅が所定値、例えば２以内に収まっ
ている状態を図３のに示した運転者の覚醒安定領域と
判定し、この覚醒判定領域における３０秒平均心拍数Ｒ
_A30を基準心拍数として算出する一方、運転者が覚醒安
定領域にあると判断した後に前記心拍データ処理手段１
８にて算出される極点心拍数Ｒ_HPが基準心拍数よりも僅
かに小さい状態が表れた時、運転者が図３のの葛藤領
域にあると判断し、その後に基準心拍数と現在の運転者
の心拍数データとを比較して運転者の覚醒度を判定し、
この覚醒度に対応した警報レベルを設定するものであ
る。

【００６６】このような本実施例における心拍覚醒度判
定手段１９における処理の流れを図２０〜図２２に示
す。即ち、本実施例における心拍覚醒度判定手段１９の
処理は所定周期、例えば１５ミリ秒毎の割り込み信号の
度に行われるが、まずｃ１のステップにて葛藤状態経験
済みフラグＦ_STがセットされているか否かを判定する
が、最初はこの葛藤状態経験済みフラグＦ_STがセットさ
れていないのでｃ２のステップに移行し、心拍数データ
タイマのカウント値Ｔ_CRが３０秒以上であるか否かを判
定し、このｃ２のステップにて心拍数データタイマのカ
ウント値Ｔ_CRが３０秒以上である、即ち心拍数データが
３０秒以上に亙って正常であると判断した場合には、ｃ
３のステップに移行し、前記心拍データ処理手段１８に
て算出される３０秒平均心拍数Ｒ_A30(n)から１０点移動
平均心拍数Ｒ_A10(n)を減算した値の絶対値が２以下か否
かを判定する。なお、前記ｃ２のステップにて心拍数デ
ータタイマのカウント値Ｔ_CRが３０秒よりも短い、即ち
上述した３０秒平均心拍数Ｒ_{A3 0(n)}を算出することがで
きないと判断した場合には、次の割り込み信号に基づい
て再度ｃ１以降のステップを繰り返す。

【００６７】ｃ３のステップにて３０秒平均心拍数Ｒ
_A30(n)から１０点移動平均心拍数Ｒ_{A1 0(n)}を減算した値
の絶対値が２以下である、即ち運転者の心拍数の変動状
態がほとんどないと判断した場合には、ｃ４のステップ
にて今回の極点心拍数Ｒ_HP(n)から前回の極点心拍数Ｒ
_HP(n-1)を減算した値の絶対値が２未満であるか否かを
判定し、このｃ４のステップにて現在の極点心拍数Ｒ
_HP(n)から前回の極点心拍数Ｒ_HP(n-1)を減算した値の絶
対値が２未満である、即ち極点心拍数Ｒ_HPの変動状態が
比較的ゆるやかであると判断した場合には、ｃ５のステ
ップにて極点心拍数タイマのカウントアップが開始され
ているか否かを判定する。この場合、最初は極点心拍数
タイマのカウントアップを開始していないので、ｃ６の
ステップに移行して極点心拍数タイマのカウントアップ
を開始した後、ｃ７のステップにて今回の極点心拍数Ｒ
_HP(n)と前回の極点心拍数Ｒ_HP(n-1)との傾きＤ_RHの絶対
値が１未満であるか否かを判定する。又、上記ｃ５のス
テップにて極点心拍数タイマがカウントアップを開始し
ていると判断した場合にも、ｃ７のステップに移行す
る。

【００６８】そして、このｃ７のステップにて隣接する
極点心拍数Ｒ_HPの傾きＤ_RHの絶対値が１未満である、即
ち極点心拍数Ｒ_HPが非常に緩やかに上昇或いは下降して
いると判断した場合には、ｃ８のステップに移行して極
点心拍数傾きタイマのカウントアップが開始されている
か否かを判定する。この場合、最初は極点心拍数傾きタ
イマのカウントアップを開始していないので、ｃ９のス
テップに移行して極点心拍数タイマのカウントアップを
開始した後、ｃ１０のステップにて極点心拍数タイマの
カウント値Ｔ_CPが予め設定した時間Ｔ_RP、例えば３０秒
以上であるか否かを判定する。又、上記ｃ８のステップ
にて極点心拍数傾きタイマがカウントアップを開始して
いると判断した場合にも、ｃ１０のステップに移行す
る。

【００６９】このｃ１０のステップにて極点心拍数タイ
マのカウント値Ｔ_CPが上記設定時間Ｔ_RP以上である、即
ち極点心拍数の変動幅の非常に少ない状態が長く続いた
と判断した場合には、今度はｃ１１のステップにて極点
心拍数傾きタイマのカウント値Ｔ_CDが予め設定した時間
Ｔ_RD、例えば３０秒以上であるか否かを判定する。

【００７０】ｃ１１のステップにて極点心拍数傾きタイ
マのカウント値Ｔ_CDが上記設定時間Ｔ_RD以上となってい
る、即ち極点心拍数が極めて緩やかに上昇或いは下降し
ている状態が長く続いたと判断した場合には、ｃ１２の
ステップにて覚醒度安定状態経験済みフラグＦ_WSをセッ
トし、次いでｃ１３のステップにて基準心拍数Ｒ_HBとし
て３０秒平均心拍数Ｒ_A30(n)を採用した後、ｃ１４のス
テップにて極点心拍数タイマのカウント値Ｔ_CP及び極点
心拍数傾きタイマのカウント値Ｔ_CDをそれぞれ０にリセ
ットし、次の割り込み信号に基づいて再度ｃ１以降のス
テップが繰り返される。

【００７１】又、前記ｃ３のステップにて３０秒平均心
拍数Ｒ_A30(n)から１０点移動平均心拍数Ｒ_A10(n)を減算
した値の絶対値が２を越えている、即ち運転者の心拍数
の変動が比較的大きいと判断するか、ｃ４のステップに
て現在の極点心拍数Ｒ_HP(n)から前回の極点心拍数Ｒ
_HP(n-1)を減算した値の絶対値が２以上である、即ち極
点心拍数Ｒ_HPが比較的大きく変動していると判断する
か、ｃ７のステップにて極点心拍数Ｒ_HPの傾きＤ_RHの絶
対値が１以上である、即ち極点心拍数Ｒ_HPが比較的急に
上昇或いは下降していると判断するか、ｃ１０のステッ
プにて極点心拍数タイマのカウント値Ｔ_CPが設定時間Ｔ
_RPに達していない、即ち極点心拍数の変動幅の少ない状
態が長く継続していないと判断するか、ｃ１１のステッ
プにて極点心拍数傾きタイマのカウント値Ｔ_CDが設定時
間Ｔ_RDに達していない、即ち極点心拍数が極めて緩やか
に上昇或いは下降している状態が長く続かないと判断し
た場合には、ｃ１５のステップに移行して過去２０秒以
内に基準心拍数Ｒ_HBから３を減算した値以上且つ基準心
拍数Ｒ_HBから２を減算した値以下の極点心拍数Ｒ_HPが存
在したか否かを判定する。

【００７２】このｃ１５のステップにて過去２０秒以内
に基準心拍数Ｒ_HBから３を減算した値以上且つ基準心拍
数Ｒ_HBから２を減算した値以下の極点心拍数Ｒ_HPが存在
した、即ち運転者の覚醒度の低下による葛藤状態が発生
したと判断した場合には、ｃ１６のステップに移行して
葛藤状態経験済みフラグＦ_STをセットし、ｃ１７のステ
ップにて覚醒度安定状態経験済みフラグＦ_WSがセットさ
れているか否かを判定する。又、ｃ１５のステップにて
過去２０秒以内に基準心拍数Ｒ_HBから３を減算した値以
上且つ基準心拍数Ｒ_HBから２を減算した値以下の極点心
拍数Ｒ_HPが存在しなかった、即ち運転者の覚醒度の低下
による葛藤状態が発生していないと判断した場合や、基
準心拍数Ｒ_HBが設定されていない場合には、ｃ１７のス
テップに移行し、このｃ１７のステップにて覚醒度安定
状態経験済みフラグＦ_WSがセットされていないと判断し
た場合には、次の割り込み信号に基づいてｃ１のステッ
プに戻る。。

【００７３】一方、前記ｃ１のステップにて葛藤状態経
験済みフラグＦ_STがセットされていると判断した場合
や、ｃ１７のステップにて覚醒度安定状態経験済みフラ
グＦ_WSがセットされていると判断した場合には、ｃ１８
のステップにて後述する警報準備フラグＦ_PRがセットさ
れているか否かを判定する。最初はこの警報準備フラグ
Ｆ_PRがセットされていないので、ｃ１９のステップに移
行して基準心拍数Ｒ_HBから現在の４点移動平均心拍数Ｒ
_A4(n)を減算した値が０を越えて５以下であるか否かを
判定し、このｃ１９のステップにて基準心拍数Ｒ_HBから
現在の４点移動平均心拍数Ｒ_A4(n)を減算した値が０を
越えて５以下である、即ち運転者の覚醒度が低下傾向に
あると判断した場合には、ｃ２０のステップにて警報準
備フラグＦ _PRをセットした後、次の割り込み信号に基づ
いてｃ１以降のステップを繰り返す。

【００７４】又、ｃ１８のステップにて警報準備フラグ
Ｆ_PRがセットされている、即ち運転者の覚醒度が低下傾
向にあると判断した場合には、ｃ２１のステップに移行
して今度は基準心拍数Ｒ_HBから現在の心拍数Ｒ_H(n)を減
算した値が５よりも小さいか否かを判定し、このｃ２１
のステップにて基準心拍数Ｒ_HBから現在の心拍数Ｒ_{H( n)}
を減算した値が５よりも小さい、即ち心拍数の落ち込み
具合は比較的少ないと判断した場合には、ｃ２２のステ
ップに移行して警報レベルＬ_Wを第１レベルにセットし
た後、次の割り込み信号に基づいてｃ１のステップに戻
る。又、ｃ２１のステップにて基準心拍数Ｒ_HBから現在
の心拍数Ｒ_H(n)を減算した値が５以上である、即ち心拍
数の落ち込み具合が比較的多いと判断した場合には、前
記ｃ１９のステップに移行する。そして、このｃ１９の
ステップにて基準心拍数Ｒ_HBから現在の４点移動平均心
拍数Ｒ_A4(n)を減算した値が５よりも大きい、即ち運転
者の心拍数の落ち込みがかなり大きいと判断した場合に
は、ｃ２３のステップに移行して現在の極点心拍数Ｒ
_HP(n)から前回の極点心拍数Ｒ_HP(n-1)を減算した値の絶
対値が４よりも大きいか否かを判定する。

【００７５】このｃ２３のステップにて現在の極点心拍
数Ｒ_HP(n)から前回の極点心拍数Ｒ_{H P(n-1)}を減算した値
の絶対値が４よりも大きい、即ち運転者には大きな葛藤
状態が発生していると判断した場合には、ｃ２４のステ
ップに移行して隣接極点心拍数タイマのカウントアップ
を開始しているか否かを判定し、この隣接極点心拍数タ
イマがカウントアップを開始していないと判断した場合
には、ｃ２５のステップにて隣接極点心拍数タイマのカ
ウントアップを開始し、ｃ２６のステップにて隣接極点
心拍数データ数Ｎ_DBに１を加算した後、ｃ２７のステッ
プにて隣接極点心拍数タイマのカウント値Ｔ_CBが予め設
定された時間Ｔ_RB、例えば２０秒を越えているか否かを
判定する。又、前記ｃ２４のステップにて隣接極点心拍
数タイマがカウントアップを開始していると判断した場
合には、ｃ２６のステップに移行する。

【００７６】前記ｃ２７のステップにて隣接極点心拍数
タイマのカウント値Ｔ_CBが上記設定時間Ｔ_RBを越えてい
る、即ち心拍数が比較的大きく変動する大きな葛藤状態
が継続していると判断した場合には、ｃ２８のステップ
に移行して隣接極点心拍数タイマのカウント値Ｔ_CBを０
にリセットすると共にｃ２９のステップにて隣接極点心
拍数データ数Ｎ_DBも０にリセットし、次いでｃ３０のス
テップにて警報レベルＬ_Wを第２レベルにセットした
後、次の割り込み信号に基づいてｃ１のステップに戻
る。又、前記ｃ２３のステップにて現在の極点心拍数Ｒ
_HP(n)から前回の極点心拍数Ｒ_HP(n-1)を減算した値の絶
対値が４以下である、即ち葛藤状態が繰り返し発生して
いると判断した場合にもｃ３０のステップに移行して警
報レベルＬ _Wを第２レベルにセットする。

【００７７】更に、前記ｃ２７のステップにて隣接極点
心拍数タイマのカウント値Ｔ_CBが設定時間Ｔ_RB以下であ
る、即ち心拍数が比較的大きく変動する大きな葛藤状態
が長く続いていないと判断した場合には、ｃ３１のステ
ップに移行して隣接極点心拍数データ数Ｎ_DBが３よりも
多いか否かを判定し、この隣接極点心拍数データ数Ｎ _DB
が３以上、即ち眠気が周期的に起こっていることによる
葛藤状態が繰り返されていると判断した場合には、ｃ３
２のステップに移行して警報レベルＬ_Wを第３レベルに
セットし、次の割り込み信号に基づいてｃ１のステップ
に戻る。又、上記ｃ３１のステップにて隣接極点心拍数
データ数Ｎ_DBが３未満である、即ち葛藤状態の繰り返し
がないと判断した場合には、ｃ３０のステップに移行す
る。

【００７８】ところで、車両が道路形状に合わせて正確
に走行しようとする場合、運転者は操舵ハンドル３３を
走行する道路の曲がりに合わせて大きく操舵すると共
に、路面状況に合わせて細かく操舵する。即ち、運転者
が現在いる位置から目標とする位置までの道路を走行す
る際には、操舵ハンドル３３をその道路形状に沿って大
きく操舵制御し、運転者が路面状況に合わせて道路を走
行する際には、操舵ハンドル３３を瞬時の道路に対する
車の位置を細かく操舵制御する。そして、この操舵ハン
ドル３３の細かい操舵を検出することで、運転者の覚醒
度を判定することができる。

【００７９】操舵角センサ２１が取り付けられた操舵軸
２０の部分の抽出拡大断面構造を表す図２３に示すよう
に、操舵ハンドル３３が一体に固定された操舵軸２０は
操舵コラム３６に回動自在に装着されており、この操舵
軸２０には歯車筒３７が同軸一体に嵌着され、歯車筒３
７には駆動歯車３８が一体形成されている。又、操舵コ
ラム３６には操舵軸２０に隣接してポテンションメータ
である操舵角センサ２１が装着されており、この操舵角
センサ２１の回転軸３９には従動歯車４０が一体に嵌着
されていると共にこの従動歯車４０と相対回転可能なバ
ックラッシュ除去用歯車４１が嵌合されている。そし
て、歯車筒３７の駆動歯車３８には従動歯車４０及びバ
ックラッシュ除去用歯車４１が噛み合っている。

【００８０】従って、操舵ハンドル３３を操作すると操
舵軸２０が連動回転し、予め従動歯車４０との位相が調
整されたバックラッシュ除去用歯車４１によって従動歯
車４０が遊びなく回転する。そして、操舵軸２０の旋回
量に対して正確に対応した回転が操舵角センサ２１の回
転軸３９に伝達され、この操舵角センサ２１によって操
舵軸２０の旋回状態を極めて正確に検出し、電気信号と
して出力することができるようになっている。

【００８１】又、前記車速センサ２４は本実施例では図
示しない変速機の出力軸の回転を検出する形式のもので
あるが、他の周知の車速センサ、例えば従動輪の回転速
度に基づいて検出する形式のもの等を採用することも当
然可能である。

【００８２】前記操舵角データ処理手段２２は、操舵角
センサ２１及び車速センサ２４からの検出信号に基づい
て運転者の覚醒状態における周波数解析した操舵成分の
パラメータの標準値を算出するものであって、この操舵
角センサ２１の検出信号の絶対値によって移動平均とい
う計算式から構成されるバンドパスフィルタをかけて操
舵角データを処理する。即ち、サンプリング周波数を１
０Ｈzとして０.１秒間隔毎の操舵角データを順次取り込
んで行く。そして、この操舵角データをＦＦＴ解析（FA
ST FOURIER TRANSFORM：高速フーリエ解析）して各周波
数帯に対する成分の大きさ（パワースペクトル）を求め
る。

【００８３】図２４はこのようにして求めた操舵ハンド
ル３３の操舵角信号の周波数分布に対する運転者の運動
特性を表すグラフであって、実線で示すものが通常の運
転者の覚醒度が高い走行時のものであり、破線で示すも
のが運転者の覚醒度が低下した走行時のものである。
又、このグラフにおいて、１Ｈzというのは１秒間に１
回操舵ハンドル３３を操舵し、一方、０.１Ｈzというの
は１０秒間に１回操舵ハンドル３３を操舵することであ
り、又、０.５Ｈzというのは２秒間に１回操舵ハンドル
３３を操舵することである。このグラフより、運転者の
覚醒度が高ければ操舵ハンドル３３を細かく操舵する回
数が多くなり、覚醒度が低下していればこの細かい操舵
が減少することがわかる。従って、この操舵ハンドル３
３の細かい操舵成分域のみを検出し、予め設定された基
準値と比較することで運転者の覚醒度を判定することが
できると考えられる。

【００８４】即ち、所定周波数以下のローパスフィルタ
により現在から過去に至るサンプリング周期毎の複数点
の平均値を求める、いわゆる移動平均の計算をもって検
出データを処理することで所定の周波数帯に区切ること
ができる。具体的には、図２４に示すグラフより、操舵
ハンドル３３の細かい０.３〜１.０Ｈz成分を視覚操舵
成分域Ｓと設定し、０.３Ｈz以下は操舵ハンドル３３を
道路形状に沿って大きく操舵する操舵量を表すパラメー
タであるためにカットし、又、１.０Ｈz以上もカットす
る。なお、視覚操舵成分にさいては後述する。

【００８５】そして、この周波数帯を区切るには移動平
均の計算をもって行う。一般的に、標本間隔をＩ_S秒、
遮断周波数をｆとすると、平均すべき標本の数Ｍは以下
に示す計算式によって求めることができる。 Ｍ＝０.４４３／（Ｉ_S・ｆ）

【００８６】従って、１.０Ｈz以下の操舵成分域Ｓ_Hを
求めるために、遮断周波数ｆが１.０Ｈzの時の標本の数
Ｍ_Hを算出する。 Ｍ_H＝０.４４３／（０.１×・１.０） ＝４.４３ 又、０.３Ｈz以下の操舵成分域Ｓ_Lを求めるために、遮
断周波数ｆが０.３Ｈ_Zの時の標本の数Ｍ_Lを算出する。 Ｍ_L＝０.４４３／（０.１×・０.３） ＝１４.８ このように視覚操舵成分域Ｓを区切るための標本の数Ｍ
_H＝４、Ｍ_L＝１５と算出される。

【００８７】従って、現在から過去に至るサンプリング
周期毎の４点移動平均操舵角Ｐ_A4及び１５点移動平均操
舵角Ｐ_A15を算出し、更に、これらの１秒間及び７秒
間、即ち、サンプリング周期が０.１秒であることか
ら、４点移動平均操舵角Ｐ_A4 の１０点移動平均値（以
下、これを１０×４点移動平均操舵角と呼称する）Ｐ
_{A4-1 0}及び７０点移動平均値（以下、これを７０×４点
移動平均操舵角と呼称する）Ｐ_A4-70と、１５点移動平
均操舵角Ｐ_A15の１０点移動平均値（以下、これを１０
×１５点移動平均操舵角と呼称する）Ｐ_A15-10及び７０
点移動平均値（以下、これを７０×１５点移動平均操舵
角と呼称する）Ｐ_A15-70とをそれぞれ算出する。そし
て、これらの差を求めることで、視覚操舵成分域Ｓでの
パラメータＰ_S10,Ｐ _S70を算出することができる。

【００８８】ところで、本実施例では、図２４に示す操
舵ハンドル３３の操舵角信号の周波数分布に対する運転
者の視覚操舵成分を表すグラフを求める場合、所定の走
行試験を行って覚醒度が高い通常走行時の運転者の視覚
操舵成分（実線で示すグラフ）と覚醒度が低下した居眠
り走行時の運転者の走行時の視覚操舵成分（破線で示す
グラフ）を求めている。

【００８９】一般的に、運転者は「前方の道路形状」と
「現時点の道路内の自車の位置」の視覚情報をベースに
走行速度を考慮して道路の走行区分帯或いは自分が描い
た目標コースをトレースするように操舵ハンドル３３を
操作しているものと考えられている。そこで、本発明者
は視覚情報の一部を制限することで、この視覚制限が操
舵ハンドル３３の操作特性にどのように影響するかを調
査した。即ち、「運転者の視覚情報の制限」を主体に
「走行速度」や「個人差」等が及ぼす操舵ハンドル３３
の操作角周波数特性への影響から、視覚操舵及び運動感
覚操舵の存在を確認した。このことは、既に平成４年７
月７〜８日に機械学会「Dynamic and Design Conferenc
e 1992」にて発表されているものであり、以下にその試
験内容の概略を説明する。

【００９０】運転者による操舵ハンドル３３の操作特性
に関する試験研究において、所定の屈曲道路を用い、所
定の走行速度で走行し、この時に運転者の眼鏡の一部を
マスキングして視界制限を与えた。即ち、図２６に示す
ように、車両４２の所定距離前方の視界を制限して走行
試験を行い、この時の操舵ハンドル３３の操舵角データ
を周波数分析してその特性を調べた。その結果、運転者
による通常走行した場合と上方の視界を制限して走行し
た場合について、両者を周波数分析すると、図２５に示
すように、０.３〜１.０Ｈzで両者に顕著な差が表れ
た。この分析結果から推定できることは、０.３〜１.０
Ｈzの領域のデータが操舵ハンドル３３の操作における
視覚情報による車両４２と車両４２直前の道路との位置
関係を制御している細かいフィードバック的な修正操
舵、即ち、視覚操舵成分であると言うことである。本試
験では、上方視界を制限したので、視覚操舵成分が通常
走行時よりも顕著に表れたと言える。

【００９１】従って、操舵ハンドル３３の操舵角データ
を周波数分析し、得られた結果から０.３〜１.０Ｈzの
領域のデータを抽出することで操舵ハンドル３３の細か
い操舵成分、即ち視覚操舵成分を検出することができ、
また、図２５に示すグラフの傾向が一致することからも
この視覚操舵成分領域のデータに基づいて運転者の覚醒
度を判定することができるものである。

【００９２】このような本実施例における操舵角データ
処理手段２２における処理の流れを図２７及び図２８に
示す。即ち、本実施例における操舵角データ処理手段２
２の処理は所定周期、例えば、１５ミリ秒毎の割り込み
信号の度に行われるが、まず、ｄ１のステップにてサン
プリング周期０.１秒毎に、操舵角センサ２１からの操
舵角θ及び車速センサ２４からの車速Ｖを読み込む。そ
して、読み込んだ操舵角θの絶対値が１０°未満である
か否かをｄ２のステップにて判定し、操舵角θの絶対値
が１０°未満であると判断した場合にはｄ３のステップ
に移行するが、操舵角θの絶対値が１０°以上であると
判断した場合にはｄ４のステップに移行し、今までの有
効操舵角データ数Ｎ_Sを０にリセットした後、再びｄ１
のステップに戻る。この操舵角θが１０°以上で走行す
る場合には、運転者が操舵ハンドル３３を大きく操作し
ている時であり、この時には運転者の覚醒度の判定する
ために必要な視覚操舵成分を求めるためのデータとして
は適正ではない。

【００９３】前記ｄ３のステップにて読み込んだ車速Ｖ
が３０km/h以上であるか否かを判定し、車速Ｖが３０km
/h以上であると判断した場合にはｄ５のステップに移行
するが、車速Ｖが３０km/h未満であると判断した場合に
はｄ４のステップに移行し、前述したように、操舵角デ
ータ数Ｎ_Sを０にリセットして再びｄ１のステップに戻
る。この車速Ｖが３０km/h未満で走行する場合には、例
えば、渋滞中の道路を低速度で走行している時も含み、
この時には運転者が無意味な操舵ハンドル３３を操作す
ることもあって運転者の覚醒度の判定するために必要な
データとしては適正でないものも取り入れてしまう虞が
ある。従って、前述したように操舵角θの絶対値が１０
°以上の場合や車速Ｖが３０km/h未満の場合には、ｄ４
のステップにおいて読み込んだ操舵角θを採用しないよ
うになっている。

【００９４】前記ｄ５のステップでは、ｄ２及びｄ３の
ステップにて採用された有効操舵角データ数Ｎ_Sを１つ
繰り上げる。そして、ｄ６のステップにて有効操舵角デ
ータ数Ｎ_Sが４つ以上あるか否かを判定し、４つ以上あ
ると判断した場合にはｄ７のステップに移行する。そし
て、このｄ７のステップにて４点移動平均操舵角Ｐ_A4を
算出してｄ８のステップに移行し、ｄ７のステップにて
算出した４点移動平均操舵角Ｐ_A4の４点移動平均操舵角
データ数Ｎ_P4を１つ繰り上げる。なお、ｄ６のステップ
にて有効操舵角データ数Ｎ_Sが４つ以上ないと判断した
場合には、ｄ７のステップにて４点移動平均操舵角Ｐ_A4
の算出処理ができないので、再びｄ１のステップに戻
る。

【００９５】ｄ８のステップに続くｄ９のステップにて
有効操舵角データ数Ｎ_Sが１５以上あるか否かを判定
し、これが１５以上あると判断した場合にはｄ１０のス
テップに移行する。そして、このｄ１０のステップにて
１５点移動平均操舵角Ｐ_A15を算出してｄ１１のステッ
プにて移行し、１５点移動平均操舵角データ数Ｎ_P15を
１つ繰り上げる。なお、ｄ９のステップにて１５点移動
平均操舵角データ数Ｎ_Sが１５以上ないと判断した場合
には、ｄ１０のステップにて１５点移動平均操舵角Ｐ
_A15の算出処理ができないので、再びｄ１のステップに
戻る。

【００９６】ｄ１２のステップでは、４点移動平均操舵
角データ数Ｎ_P4が１０以上あるか否かを判定し、これが
１０以上あると判断した場合にはｄ１３のステップに移
行して前述した１０×４点移動平均操舵角Ｐ_A4-10を算
出し、ｄ１４のステップに移行する。そして、このｄ１
４のステップでは１５点移動平均操舵角データ数Ｎ_{P1 5}
が１０以上あるか否かを判定し、これが１０以上あると
判断した場合にはｄ１５のステップに移行して前述した
１０×１５点移動平均操舵角Ｐ_A15-10を算出し、ｄ１６
のステップに移行する。なお、ｄ１２及びｄ１４のステ
ップにて４点移動平均操舵角データ数Ｎ_P4或いは１５点
移動平均操舵角データ数Ｎ_P15が１０以上ないと判断し
た場合には、ｄ１３及びｄ１５のステップにて１０×４
点移動平均操舵角Ｐ_A4-10及び１０×１５点移動平均操
舵角Ｐ_A15-10の算出処理ができないので、再びｄ１のス
テップに戻る。

【００９７】ｄ１６のステップでは、４点移動平均操舵
角データ数Ｎ_P4が７０以上あるか否かを判定し、これが
７０以上あると判断した場合にはｄ１７のステップに移
行して前述した７０×４点移動平均操舵角Ｐ_A4-70を算
出し、ｄ１８のステップに移行する。そして、ｄ１８の
ステップでは１５点移動平均操舵角データ数Ｎ_P15が７
０以上あるか否かを判定し、７０以上あると判断した場
合にはｄ１９のステップに移行して前述した７０×１５
点移動平均操舵角Ｐ_A15-70を算出する。なお、ｄ１６及
びｄ１８のステップにて４点移動平均操舵角データ数Ｎ
_P4或いは１５点移動平均操舵角データ数Ｎ_P15がそれぞ
れ７０以上ないと判断した場合には、ｄ１７及びｄ１９
のステップにて７０×４点移動平均操舵角Ｐ_A4-70及び
７０×１５点移動平均操舵角Ｐ_A15-70の算出処理ができ
ないので、再びｄ１のステップに戻る。

【００９８】前記操舵覚醒度判定手段２３は操舵角デー
タ処理手段２２にて算出された運転者の覚醒状態におけ
る周波数解析した操舵成分パラメータの基準値（以下、
これを基準パラメータと呼称する）に基づいて現在の運
転者の覚醒度を判定し、この覚醒度に対応した警報レベ
ルを設定するものである。即ち、操舵角データ処理手段
２２において算出された１０×４点移動平均操舵角Ｐ
_A4-10及び７０×４点移動平均操舵角Ｐ_A4-70と、１０×
１５点移動平均操舵角Ｐ_A15-10及び７０×１５点移動平
均操舵角Ｐ_A15-70とから下式に基づいて視覚操舵成分域
ＳのパラメータＰ_S10,Ｐ_S70をそれぞれ下式に基づいて
算出する。 Ｐ_S10＝｜Ｐ_A4-10−Ｐ_A15-10｜ Ｐ_S70＝｜Ｐ_A4-70−Ｐ_A15-70｜ そして、この視覚操舵成分域ＳのパラメータＰ_S10,Ｐ
_S70を、予め設定された基準パラメータと比較すること
で運転者の覚醒度の度合いを判定する。

【００９９】このような本実施例における操舵覚醒度判
定手段２３における処理の流れを図２９及び図３０に示
す。即ち、本実施例における操舵覚醒度判定手段２３の
処理は所定周期、例えば１５ミリ秒毎の割り込み信号の
度に行われるが、まず、ｅ１のステップにて７０×４点
移動平均操舵角Ｐ_A4-70と、７０×１５点移動平均操舵
角Ｐ_A15-70との差の絶対値から、視覚操舵成分域Ｓのパ
ラメータＰ_S70を算出する。そして、ｅ２のステップに
て算出された視覚操舵成分域ＳのパラメータＰ _S70が基
準パラメータＰ_SS70以上であるか否かを判定し、視覚操
舵成分域ＳのパラメータＰ_S70が基準パラメータＰ_SS70
未満であると判断した場合にはｅ３のステップに移行す
る。

【０１００】このｅ３のステップにて１０×４点移動平
均操舵角Ｐ_A4-10と、１０×１５点移動平均操舵角Ｐ
_A15-10との差の絶対値から視覚操舵成分域Ｓのパラメー
タＰ_{S1 0}を算出する。そして、この視覚操舵成分域Ｓの
パラメータＰ_S10が基準パラメータＰ_SS10以下であるか
否かをｅ４のステップにて判定し、視覚操舵成分域Ｓの
パラメータＰ_S10が基準パラメータＰ_SS10以下であると
判断した場合には、ｅ５のステップに移行する。

【０１０１】この基準パラメータは、運転者の覚醒度の
度合いに対応して設定されるものであり、本実施例では
視覚操舵成分パラメータＰ_S70と対応する基準パラメー
タＰ_{S S70}として０.２１を設定し、視覚操舵成分パラメ
ータＰ_S10と対応する基準パラメータＰ_SS10として０.１
７を設定している。そして、算出された視覚操舵成分域
ＳのパラメータＰ_S10,Ｐ_S70をこの基準パラメータＰ
_SS70,Ｐ_SS10と比較して覚醒度に対応した警報レベルＬ_W
を設定する。なお、これら基準パラメータＰ_SS70,Ｐ
_SS10は、前述したように周波数分布に対する運転者の覚
醒度が低下した走行時のものと覚醒度が高い走行時のも
のとの視覚操舵成分を表した図２４に示すグラフに基づ
いて設定したものであり、これらの数値は上述した実施
例の値に限定されるわけではなく、種々の条件に基づい
て適宜設定すれば良い。

【０１０２】なお、ｅ２のステップにて算出された視覚
操舵成分域ＳのパラメータＰ_S70が基準パラメータＰ
_SS70よりも大きいと判断した場合には、ｅ６のステップ
に移行し、又、ｅ４のステップにて算出された視覚操舵
成分域ＳのパラメータＰ_S10が基準パラメータＰ_SS10よ
りも大きいと判断した場合にはｅ６のステップに移行す
る。このｅ６のステップでは、運転者の覚醒度が高いと
判定されたことで覚醒度低下タイマのカウント値Ｔ_CUを
０にリセットし、次の割込み信号に基づいて再びｅ１以
降のステップを繰り返す。

【０１０３】前記ｅ５のステップでは覚醒度低下タイマ
がカウントアップを開始しているか否かを判定し、これ
がカウントアップを開始していないと判断した場合に
は、ｅ７のステップにて覚醒度低下タイマのカウントア
ップを開始し、ｅ８のステップにてこの覚醒度低下タイ
マのカウント値Ｔ_CUが予め設定した時間Ｔ_RU、例えば３
秒以下であるか否か、即ち、Ｐ_S70≧Ｐ_SS70及びＰ_S10≦
Ｐ_SS10の状態が上記設定時間Ｔ_RU以上継続しているか否
かを判定し、これが設定時間Ｔ_RU以下であると判断した
場合には前述したｅ６のステップに移行して覚醒度低下
タイマのカウント値Ｔ_CUを０にリセットするが、そうで
ないと判断した場合にはｅ９のステップに移行する。

【０１０４】このｅ９のステップにて警報切換タイマが
カウントアップを開始しているか否かを判定し、これが
カウントアップを開始していないと判断した場合には、
ｅ１０のステップにて警報切換タイマのカウントアップ
を開始し、ｅ１１のステップにて警報切換タイマのカウ
ント値Ｔ_CWが予め設定した基準警報切換時間Ｔ_BWに予め
設定した第一の加算時間Ｔ_AL、例えば４秒を加算した時
間より長いか否かを判定する。そして、この警報切換タ
イマのカウント値Ｔ_CWが基準警報切換時間Ｔ_BWと第一の
加算時間Ｔ_ALとの和よりも長い、即ち運転者の覚醒度が
最も低下していると判断した場合には、ｅ１２のステッ
プに移行して警報レベルＬ_Wを第３レベルにセットした
後、後述するｅ１７のステップに移行する。

【０１０５】又、前記ｅ１１のステップにて警報切換タ
イマのカウント値Ｔ_CWが基準警報切換時間Ｔ_BWと前記第
一の加算時間Ｔ_ALとの和よりも長くないと判断した場合
には、ｅ１３のステップに移行して警報切換タイマのカ
ウント値Ｔ_CWが基準警報切換時間Ｔ_BWに予め設定した第
二の加算時間Ｔ_AS、例えば３秒を加算した時間より長い
か否かを判定する。そして、この警報切換タイマのカウ
ント値Ｔ_CWが基準警報切換時間Ｔ_BWと上記第二の加算時
間Ｔ_ASとの和よりも長いと判断した場合には、ｅ１４の
ステップに移行して警報レベルＬ_Wを第２レベルにセッ
トする。

【０１０６】更に、ｅ１３のステップにて警報切換タイ
マのカウント値Ｔ_CWが基準警報切換時間Ｔ_BWと上記第二
の加算時間Ｔ_ASとの和よりも長くないと判断した場合に
は、ｅ１５のステップに移行して警報切換タイマのカウ
ント値Ｔ_CWが基準警報切換時間Ｔ_BWよりも長いか否かを
判定する。そして、この警報切換タイマのカウント値Ｔ
_CWが基準警報切換時間Ｔ_BWよりも長いと判断した場合に
は、ｅ１６のステップに移行して警報レベルＬ_Wを第１
レベルにセットした後、後述するｅ１７のステップに移
行する。

【０１０７】前記ｅ１４のステップにて警報切換タイマ
のカウント値Ｔ_CWが基準警報切換時間Ｔ_BW以下であると
判断した場合には、ｅ１７のステップに移行して覚醒度
低下タイマのカウント値Ｔ_CU及び警報切換タイマのカウ
ント値Ｔ_CWをそれぞれ０にリセットした後、次の割込み
信号に基づいてｅ１以降ののステップを繰り返す。

【０１０８】前記触覚警報手段２６は、運転席２５のシ
ートバック４３に設けられた左右一対のサイドサポート
４４を図２中、矢印方向に回動できるようにし、運転席
２５に着座した運転者の脇腹を両側から締め付けたり、
逆に脇腹からサイドサポート４４を引き離したりする動
作を反復することで、運転者の覚醒度の向上を触覚によ
り促すようにしたものであり、操舵ハンドル３３に対す
る運転者の握り具合が正しくない場合や、上述した第１
レベルの警報レベルＬ_Wに対応して作動するようになっ
ている。

【０１０９】又、前記視覚警報手段２８は運転席２５の
正面のフロントウィンドゥ２７に居眠り警報を透過表示
するためのディスプレイ４５を埋設し、非通電状態では
透明となって視界を遮るような不具合を発生せず、通電
状態では、例えば、図２に示すような居眠り警報マーク
４６が透過状態で点滅し、運転者の覚醒度の向上を視覚
により促すようにしたものであり、上述した第２レベル
の警報レベルＬ_Wに対応して作動するようになってい
る。

【０１１０】更に、前記聴覚警報手段２９はインストゥ
ルメントパネル４７内に組み込まれた警報ブザー４８を
吹き鳴らすことにより、運転者の覚醒度の向上を聴覚に
より促すようにしたものであり、操舵ハンドル３３に対
する運転者の握り具合が正しくない場合や、上述した第
３レベルの警報レベルＬ_Wに対応して作動するようにな
っている。

【０１１１】なお、本実施例におけるハンドル握り不良
警報手段３４は、先にも述べたように二つの警報手段２
６,２９を援用するようにしている。サイドサポート４
４の動きや警報ブザー４８の鳴り方を覚醒度向上のため
の場合とは変えることで、これによって運転者が容易に
操舵ハンドル３３の握り方が良くないか、或いは居眠り
運転の警報なのかを区別することができるように配慮し
ている。

【０１１２】前記警報制御手段３０は、心拍覚醒度判定
手段１９及び操舵覚醒度判定手段２３にてそれぞれ判定
された警報レベルＬ_Wに基づき、上述した三つの警報手
段２６,２８,２９の作動を制御するものであり、運転者
による警報解除スイッチ３１のオン操作の信号が入力さ
れると、警報レベルＬ_Wに基づく三つの警報手段２６,２
８,２９の作動を停止するようになっている。しかし、
ハンドル握り不良警報手段３４として警報手段２６,２
９を作動させている場合には、運転者が警報解除スイッ
チ３１をオン操作してもこれらの作動を停止させないよ
うになっている。

【０１１３】このような警報制御手段３０による警報処
理の流れを図３１及び図３２に示す。即ち、本実施例に
おける警報処理は所定周期、例えば１５ミリ秒毎の割り
込み信号の度に行われるが、まずｆ１のステップにて警
報レベルＬ_Wが第１レベルであるか否かを判定し、この
警報レベルＬ_Wが第１レベルであると判断した場合に
は、ｆ２のステップに移行して警報発生フラグＦ_WGがセ
ットされているか否かを判定する。そして、このｆ２の
ステップにて警報発生フラグＦ_WGがセットされていない
と判断した場合には、ｆ３のステップにて警報発生フラ
グＦ_WGをセットすると共に警報切換タイマのカウントア
ップを開始し、ｆ４のステップにて警報切換タイマのカ
ウント値Ｔ_CWが第一の予め設定した時間Ｔ_WL、例えば１
０秒を越えているか否かを判定する。

【０１１４】このｆ４のステップにて警報切換タイマの
カウント値Ｔ_CWが前記第一の設定時間Ｔ_WL以下であると
判断した場合には、ｆ５のステップに移行して触覚警報
手段２６を作動させ、運転者の脇腹に対してサイドサポ
ート４４を引き離したり押し付けたりして触覚による運
転者の覚醒を促した後、次の割り込み信号に基づいてｆ
１のステップに戻る。

【０１１５】なお、前記ｆ２のステップにて警報発生フ
ラグＦ_WGがセットされていると判断した場合には、ｆ４
のステップに移行して警報切換タイマのカウント値Ｔ_CW
が第一の設定時間Ｔ_WLを越えているか否かを再度判定す
る。

【０１１６】又、このｆ４のステップにて警報切換タイ
マのカウント値Ｔ_CWが第一の設定時間Ｔ_WLを越えてい
る、即ち触覚警報手段２６の作動だけでは運転者の覚醒
度が戻らないと判断した場合には、ｆ６のステップに移
行して警報レベルＬ_Wを２レベルにセットし、更にｆ７
のステップにて警報発生フラグＦ_WGをリセットすると共
にｆ８のステップにて警報切換タイマのカウント値Ｔ_CW
を０にリセットした後、ｆ９のステップにて視覚警報手
段２８を作動させ、フロントウィンドゥ２７に警報マー
ク４６を表示し、視覚による運転者の覚醒を促した後、
次の割り込み信号に基づいてｆ１のステップに戻る。

【０１１７】前記ｆ１のステップにて警報レベルＬ_Wが
第１レベルではないと判断した場合には、ｆ１０のステ
ップに移行して警報レベルＬ_Wが第２レベルであるか否
かを判定する。そして、このｆ１０のステップにて警報
レベルＬ_Wが第２レベルであると判断した場合には、ｆ
１１のステップに移行して警報発生フラグＦ_WGがセット
されているか否かを判定し、このｆ１１のステップにて
警報発生フラグＦ_WGがセットされていないと判断した場
合には、ｆ１２のステップにて警報発生フラグＦ_WGをセ
ットすると共に警報切換タイマのカウントアップを開始
し、ｆ１３のステップにて警報切換タイマのカウント値
Ｔ_CWが前記第一の設定時間Ｔ_WLを越えているか否かを判
定する。

【０１１８】このｆ１３のステップにて警報切換タイマ
のカウント値Ｔ_CWが第一の設定時間Ｔ_WL以下でしかない
と判断した場合には、前記ｆ９のステップに移行して視
覚警報手段２８を作動させ、フロントウィンドゥ２７に
警報マーク４６を表示して運転者の覚醒を促す。なお、
前記ｆ１１のステップにて警報発生フラグＦ_WGがセット
されていると判断した場合には、ｆ１３のステップに移
行して警報切換タイマのカウント値Ｔ_CWが第一の設定時
間Ｔ_WLを越えているか否かを再度判定する。

【０１１９】前記ｆ１３のステップにて警報切換タイマ
のカウント値Ｔ_CWが第一の設定時間Ｔ_WLを越えている、
即ち視覚警報手段２８の作動では運転者の覚醒度が戻ら
ないと判断した場合には、ｆ１４のステップに移行して
警報レベルＬ_Wを第３レベルにセットし、更にｆ１５の
ステップにて警報発生フラグＦ_WGをリセットすると共に
ｆ１６のステップにて警報切換タイマのカウント値Ｔ_CW
を０にリセットした後、ｆ１７のステップにて聴覚警報
手段２９を作動させ、警報ブザー４８を吹き鳴らして聴
覚による運転者の覚醒を促した後、次の割り込み信号に
基づいてｆ１のステップに戻る。

【０１２０】前記ｆ１０のステップにて警報レベルＬ_W
が第２レベルではないと判断した場合には、ｆ１８のス
テップに移行して警報レベルＬ_Wが第３レベルであるか
否かを判定し、このｆ１８のステップにて警報レベルＬ
_Wが第３レベルであると判断した場合には、ｆ１９のス
テップに移行して警報発生フラグＦ_WGがセットされてい
るか否かを判定する。そして、このｆ１９のステップに
て警報発生フラグＦ_WGがセットされていると判断した場
合には、前記ｆ１７のステップに移行して聴覚警報手段
２９を作動させ、警報ブザー４８を吹き鳴らして運転者
の覚醒を促す。又、ｆ１９のステップに移行して警報発
生フラグＦ_WGがセットされていないと判断した場合に
は、ｆ２０のステップに移行して警報発生フラグＦ_WGを
セットすると共にｆ２１のステップにて警報切換タイマ
のカウントアップを開始した後、前記ｆ１７のステップ
に移行する。

【０１２１】一方、ｆ１８のステップに移行して警報レ
ベルＬ_Wが第３レベルではないと判断した場合には、ｆ
２２のステップに移行して葛藤状態経験済みフラグＦ_ST
がセットされているか否かを判定し、この葛藤状態経験
済みフラグＦ_STがセットされていると判断した場合に
は、ｆ２３のステップにて三つの警報手段２６,２８,２
９の作動を全て停止させ、更にｆ２４のステップにて葛
藤状態経験済みフラグＦ _STをリセットする。又、前記ｆ
２２のステップに移行して葛藤状態経験済みフラグＦ_ST
がセットされていないと判断した場合には、そのまま次
の割り込み信号に基づいてｆ１のステップに戻る。

【０１２２】この警報制御手段３０に組み込まれたハン
ドル握り不良警報処理部３５は、心拍処理手段１３,１
４,１７での演算処理の過程でセットされる入力正常判
定フラグＦ_NIの情報に基づき、運転者による操舵ハンド
ル３３の握り具合を推定し、上述したハンドル握り不良
警報手段３４の作動を制御するものであり、この入力正
常判定フラグＦ_NIのセットされない状態が一定時間継続
した場合には、最初に触覚警報手段２６を作動して運転
者の注意を喚起し、これでもだめな場合には聴覚警報手
段２９を更に作動させるようにしている。

【０１２３】このような本実施例のハンドル握り不良警
報処理部３５における心拍処理手段１７からの情報に基
づく処理の流れを図３３に示す。即ち、本実施例におけ
るハンドル握り不良警報処理部３５の処理は所定周期、
例えば１５ミリ秒毎の割り込み信号の度に行われるが、
まず心拍処理手段１３,１４,１７にて行われる入力正常
判定フラグＦ_NIのセットが行われているか否かをｇ１の
ステップにて判定し、この入力正常判定フラグＦ_NIがセ
ットされていない、即ち操舵ハンドル３３に対する運転
者の握り具合が正しくない虞があると判断した場合に
は、ｇ２のステップに移行して入力不良積算タイマのカ
ウント値Ｔ_CIが設定時間Ｔ_RI以上であるか否かを判定す
る。

【０１２４】このｇ２のステップにて入力不良積算タイ
マのカウント値Ｔ_CIが前記設定時間Ｔ_RI以上であると判
断した場合には、ｇ３のステップにてハンドル握り不良
警報準備タイマのカウントアップが開始されているか否
かを判定し、このハンドル握り不良警報準備タイマのカ
ウントアップが開始されていないと判断した場合には、
ｇ４のステップにてハンドル握り不良警報準備タイマの
カウントアップを開始し、ｇ５のステップにてこのハン
ドル握り不良警報準備タイマのカウント値Ｔ_CSが予め設
定した時間Ｔ_RS、例えば２秒を越えているか否かを判定
する。又、ｇ３のステップにてハンドル握り不良警報準
備タイマのカウントアップが開始されていると判断した
場合には、このｇ５のステップに移行してハンドル握り
不良警報準備タイマのカウント値Ｔ_CSが上記設定時間Ｔ
_RSを越えているか否かを判定する。

【０１２５】前記ｇ５のステップに移行してハンドル握
り不良警報準備タイマのカウント値Ｔ_CSが設定時間Ｔ_RS
を越えていると判断した場合には、ｇ６のステップに移
行してハンドル握り不良警報切換タイマのカウントアッ
プが開始されているか否かを判定し、このハンドル握り
不良警報切換タイマのカウントアップが開始されていな
いと判断した場合には、ｇ７のステップに移行してハン
ドル握り不良警報切換タイマのカウントアップを開始
し、ｇ８のステップにてハンドル握り不良警報切換タイ
マのカウント値Ｔ_CHが予め設定された時間Ｔ_RH、例えば
３秒を越えているか否かを判定する。又、ｇ６のステッ
プに移行してハンドル握り不良警報切換タイマがカウン
トアップを開始していると判断した場合には、このｇ８
のステップに移行してハンドル握り不良警報切換タイマ
のカウント値Ｔ_CHが上記設定時間Ｔ _RHを越えているか否
かを判定する。

【０１２６】そして、ｇ８のステップにてハンドル握り
不良警報切換タイマのカウント値Ｔ _CHが設定時間Ｔ_RH以
下である、即ち操舵ハンドル３３を正しく握っていない
状態の継続時間が短いと判断した場合には、ｇ９のステ
ップに移行して触覚警報手段２６を作動させ、運転者の
脇腹に対してサイドサポート４４を引き離したり押し付
けたりし、運転者が操舵ハンドル３３を正しく握るよう
に触覚による注意を喚起した後、次の割り込み信号に基
づいてｇ１のステップに戻る。

【０１２７】又、前記ｇ８のステップにてハンドル握り
不良警報切換タイマのカウント値Ｔ _CHが設定時間Ｔ_RHを
越えている、即ち触覚警報手段２６の作動だけでは運転
者の注意を喚起できないと判断した場合には、ｇ１０の
ステップに移行して聴覚警報手段２８を更に作動させ、
運転者の脇腹に対してサイドサポート４４を引き離した
り押し付けたりすると共に警報ブザーを吹き鳴らし、運
転者が操舵ハンドル３３を正しく握るように触覚及び聴
覚による注意を喚起した後、次の割り込み信号に基づい
てｇ１のステップに戻る。

【０１２８】なお、前記ｇ５のステップにてハンドル握
り不良警報準備タイマのカウント値Ｔ_CSが設定時間Ｔ_RS
以下であると判断した場合には、そのまま次の割り込み
信号に基づいてｇ１のステップに戻る。又、前記ｇ１の
ステップにて入力正常判定フラグＦ_NIがセットされてい
る、即ち運転者は操舵ハンドル３３を正しく握っている
と判断した場合や、ｇ２のステップにて入力不良積算タ
イマのカウント値Ｔ_CIが設定時間Ｔ_RI未満であると判断
した場合には、ｇ１３のステップに移行してハンドル握
り不良警報準備タイマのカウント値Ｔ_CSを０にリセット
すると共にハンドル握り不良警報手段３４の作動を停止
した後、次の割り込み信号に基づいてｇ１のステップに
戻る。

【０１２９】なお、図３３では電位式心拍センサ１６に
対応する心拍処理手段１７からの情報に基づくハンドル
握り不良警報処理部３５の処理の流れについて説明した
が、赤外線式心拍センサ１１,１２に対応する心拍処理
手段１３,１４からの情報に基づいて同様な警報処理が
ハンドル握り不良警報処理部３５にてなされることは言
うまでもない。

【０１３０】前記基準値補正部３２は、警報手段２６,
２８,２９が作動してから運転者が警報解除スイッチ３
１を操作するまでの時間に基づき、この時間が短い場合
には運転者の覚醒度が比較的高いと判断して警報手段２
６,２８,２９がより作動しにくくなるように、前記基準
心拍数Ｒ_HB及び基準警報切換時間Ｔ_BWを高めに補正する
一方、警報手段２６,２８,２９が作動してから運転者が
警報解除スイッチ３１を操作するまでの時間が長くかか
る場合には、運転者の覚醒度が予想以上に低下している
と判断して警報手段２６,２８,２９が比較的早めに作動
するように、基準心拍数Ｒ_HB及び基準警報切換時間Ｔ_BW
を低めに補正し、このように補正された基準心拍数Ｒ_HB
及び基準警報切換時間Ｔ_BWを心拍覚醒度判定手段１９及
び操舵覚醒度判定手段２３にそれぞれ出力するものであ
る。

【０１３１】このような本実施例における基準値補正部
３２における処理の流れを図３４に示す。即ち、本実施
例における基準値補正部３２の処理は警報解除スイッチ
３１のオン操作によって開始されるが、まずｈ１のステ
ップにて警報解除フラグＦ_STをセットし、次にｈ２のス
テップにて警報切換タイマのカウント値Ｔ_CWが第二の予
め設定した時間Ｔ_WM、例えば６秒を越えているか否かを
判定する。

【０１３２】このｈ２のステップにて警報切換タイマの
カウント値Ｔ_CWが上記第二の設定時間Ｔ_WMを越えてい
る、即ち運転者の反応が余り早くないと判断した場合に
は、ｈ３のステップに移行して今回の警報が操舵覚醒度
判定手段２３からの情報に基づく警報か否かを判定し、
この警報が操舵覚醒度判定手段２３からの情報に基づく
警報であると判断した場合には、ｈ４のステップに移行
して基準警報切換時間Ｔ _BWを１秒少なく設定し直し、警
報手段２６,２８,２９が前よりも遅く作動するようにす
る。更に、ｈ５のステップにて警報切換タイマのカウン
ト値Ｔ_CWを０にリセットした後、次の割り込み信号に基
づいてｈ１のステップに戻る。又、前記ｈ３のステップ
にて今回の警報が操舵覚醒度判定手段２３からの情報に
基づく警報ではない、即ち心拍覚醒度判定手段１９から
の情報に基づく警報であると判断した場合には、ｈ６の
ステップに移行して基準心拍数Ｒ_HBを１つ少なく設定し
直し、警報手段２６,２８,２９が前よりも遅く作動する
ようにした後、前記ｈ５のステップにて警報切換タイマ
のカウント値Ｔ_CWを０にリセットする。

【０１３３】一方、前記ｈ２のステップにて警報切換タ
イマのカウント値Ｔ_CWが第二の設定時間Ｔ_WM以下である
と判断した場合には、ｈ７のステップに移行して今度は
警報切換タイマのカウント値Ｔ_CWが第三の予め設定した
時間Ｔ_WS、例えば２秒より短いか否かを判定し、このカ
ウント値Ｔ_CWが第三の設定時間Ｔ_WSより短い、即ち運転
者の反応が非常に早いと判断した場合には、ｈ８のステ
ップに移行して今回の警報が操舵覚醒度判定手段２３か
らの情報に基づく警報か否かを判定する。そして、この
ｈ８のステップにて今回の警報が操舵覚醒度判定手段２
３からの情報に基づく警報であると判断した場合には、
ｈ９のステップに移行して基準警報切換時間Ｔ_BWを１秒
多く設定し直し、警報手段２６,２８,２９が前よりも遅
く作動するようにした後、更に前記ｈ５のステップに移
行する。又、ｈ８のステップにて今回の警報が操舵覚醒
度判定手段２３からの情報に基づく警報ではない、即ち
心拍覚醒度判定手段１９からの情報に基づく警報である
判断した場合には、ｈ１０のステップに移行して基準心
拍数Ｒ_HBを１つ多く設定し直し、警報手段２６,２８,２
９がより遅く作動するようにした後、前記ｈ５のステッ
プに移行する。

【０１３４】なお、前記ｈ７のステップにて警報切換タ
イマのカウント値Ｔ_CWが第三の設定時間Ｔ_WS以上である
と判断した場合には、現在の基準心拍数Ｒ_HB及び基準警
報切換時間Ｔ_BWを変えることなく、ｈ５のステップに移
行して警報切換タイマのカウント値Ｔ_CWを０にリセット
する。

【０１３５】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに、本発明の心拍数検出装置によれば、赤外線を投射
する投光部及び赤外線を受ける受光部を有し血液の脈動
から運転者の心拍数を検出する赤外線式心拍センサと少
なくとも２個の電極を有し両手間の脈動による電位差か
ら運転者の心拍数を検出する電位式心拍センサとその赤
外線式心拍センサによる時系列データ数と電位式心拍セ
ンサによる心拍数の時系列データ数とを比較して大きい
方の値を有効心拍数として採用する心拍データ処理手段
とを具えたので、一方の心拍センサによる心拍数の検出
ができない場合であっても、他方の心拍センサによって
心拍数の検出をおこなうことができ、心拍数の検出不良
を防止して運転者の心拍数を確実に精度良く検出するこ
とができる。

【０１３６】また、本発明の心拍数検出装置によれば、
操舵ハンドルにおける運転者が把持する頻度の高い位置
で運転者が操舵ハンドルを握ったときに手の血流量の多
い部分の接触位置に赤外線発光部及び赤外線受光部を有
する心拍センサを設けると共にその心拍センサの配設位
置周辺部に弾性部材を設けて接触する手の部分形状に合
わせて所定の曲率に形成したので、弾性部材によって指
先の押圧力のバラツキを吸収して皮膚下血流の乱れを防
止することができると共に心拍センサへの運転者の手が
密着して外光の影響を受けにくくなり、運転者の心拍数
を精度良く検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による車両用居眠り警報装置の一実施例
の概略構造を表すブロック図である。

【図２】本実施例における車室内の外観を表す斜視図で
ある。

【図３】運転者の覚醒度の経時的変化を表すグラフであ
る。

【図４】操舵ハンドルの正面図である。

【図５】操舵ハンドルの側面図である。

【図６】赤外線心拍センサの断面図である。

【図７】操舵ハンドルのホイールの断面図である。

【図８】別の赤外線心拍センサ及び電位式心拍センサを
表す操舵ハンドルの概要図である。

【図９】図８のIX−IX断面図である。

【図１０】図８のＸ−Ｘ断面図である。

【図１１】手による操舵ハンドルの把持状態を表す概要
図である。

【図１２】別の赤外線心拍センサを表す操舵ハンドルの
概要図である。

【図１３】手において血流量の多い部分を表す説明図で
ある。

【図１４】別の電位式心拍センサを表す操舵ハンドルの
正面図である。

【図１５】心拍センサからの心拍パルスと心拍処理手段
にて算出される心拍数データとの関係を表す概念図であ
る

【図１６】図１７及び図１８と共に本実施例の心拍処理
手段による処理の流れを表すフローチャートである。

【図１７】図１６及び図１８と共に本実施例の心拍処理
手段による処理の流れを表すフローチャートである。

【図１８】図１６及び図１７と共に本実施例の心拍処理
手段による処理の流れを表すフローチャートである。

【図１９】本実施例の心拍データ処理手段による処理の
流れを表すフローチャートである。

【図２０】図２１及び図２２と共に本実施例の心拍覚醒
度判定手段による処理の流れを表すフローチャートであ
る。

【図２１】図２０及び図２２と共に本実施例の心拍覚醒
度判定手段による処理の流れを表すフローチャートであ
る。

【図２２】図２０及び図２１と共に本実施例の心拍覚醒
度判定手段による処理の流れを表すフローチャートであ
る。

【図２３】操舵角センサが取り付けられた操舵軸の部分
の抽出拡大断面図である。

【図２４】操舵ハンドルの操舵角の周波数分布に対する
運転者の視覚操舵成分を表すグラフである。

【図２５】運転者に上方視界制限を行った場合の操舵ハ
ンドルの操舵角の周波数分布を表すグラフである。

【図２６】車両運転者の上方視界制限域を表す概略図で
ある。

【図２７】図２８と共に本実施例の操舵角データ処理手
段による処理の流れを表すフローチャートである。

【図２８】図２７と共に本実施例の操舵角データ処理手
段による処理の流れを表すフローチャートである。

【図２９】図３０と共に本実施例の操舵覚醒度判定手段
による処理の流れを表すフローチャートである。

【図３０】図２９と共に本実施例の操舵覚醒度判定手段
による処理の流れを表すフローチャートである。

【図３１】図３２と共に本実施例の警報制御手段による
警報処理の流れを表すフローチャートである。

【図３２】図３１と共に本実施例の警報制御手段による
警報処理の流れを表すフローチャートである。

【図３３】本実施例のハンドル握り不良警報処理部によ
る処理の流れを表すフローチャートである。

【図３４】本実施例の基準値補正部による処理の流れを
表すフローチャートである。

【符号の説明】

１１,１２は赤外線式心拍センサ、１３,１４,１７は心
拍処理手段、１５は信号選択手段、１６,８１は電位式
心拍センサ、１６ａ,１６ｂは電極、１８は心拍データ
処理手段、１９は心拍覚醒度判定手段、２０は操舵軸、
２１は操舵角センサ、２２は操舵角データ処理手段、２
３は操舵覚醒度判定手段、２４は車速センサ、２５は運
転席、２６は警報手段、２７はフロントウィンドゥ、２
８,２９は警報手段、３０は警報制御手段、３１は警報
解除スイッチ、３２は基準値補正部、３３は操舵ハンド
ル、３４はハンドル握り不良警報手段、３５はハンドル
握り不良警報処理部、３６は操舵コラム、３７は歯車
筒、３８は駆動歯車、３９は回転軸、４０は従動歯車、
４１はバックラッシュ除去用歯車、４２は車両、４３は
シートバック、４４はサイドサポート、４５はディスプ
レイ、４６は居眠り警報マーク、４７はインストゥルメ
ントパネル、４８は警報ブザー、５１はハブ、５２はホ
イール、５３はリム、５３は発泡ウレタン、６１は投光
部（赤外線発光ダイオード）、６２は受光部（フォトト
ランジスタ）、６３はハウジング、６７,６８は電極、
６９はコントローラ、７０は血管、７１はカバー７１、
７２は弾性部材である。又、Ｄ_RHは隣接する極点心拍数
の間の傾き、Ｆ_NIは正常入力判定フラグ、Ｆ_PRは警報準
備フラグ、Ｆ_Rは心拍数データ保留フラグ、Ｆ_STは葛藤
状態経験済みフラグ、Ｆ_U1は第一入力不良判定フラグ、
Ｆ_U2は第二入力不良判定フラグ、Ｆ_WGは警報発生フラ
グ、Ｆ_WSは覚醒度安定状態経験済みフラグ、ｆは遮断周
波数、Ｉ_MNは最小パルス間隔、Ｉ_MXは最大パルス間隔、
Ｉ_Pはパルス間隔、Ｉ_PBは基準パルス間隔、Ｉ_Sは標本間
隔、Ｌ_Wは警報レベル、Ｍは平均すべき標本の数、Ｍ_AI
は４点移動平均心拍数の極点指標、Ｍ_Hは標本の数、Ｍ_L
は標本の数、Ｍ_PIは極点心拍数の極点指標、Ｎ_Dは心拍
数データ数、Ｎ_DAは有効心拍数データ数、Ｎ_DBは隣接極
点心拍数データ数、Ｎ_DEは電位式心拍センサによる心拍
数データ数、Ｎ_DIは赤外線式心拍センサによる心拍数デ
ータ数、Ｎ_P4は４点移動平均操舵角データ数、Ｎ_P15は
１５点移動平均操舵角データ数、Ｎ_Sは有効操舵角デー
タ数、Ｐ_A4は４点移動平均操舵角、Ｐ_A4-10は１０×４
点移動平均操舵角、Ｐ_A4-70は７０×４点移動平均操舵
角、Ｐ_A15(n)は１５点移動平均操舵角、Ｐ_A15-10は１０
×１５点移動平均操舵角、Ｐ_A15-70は７０×１５点移動
平均操舵角、Ｐ_S10は視覚操舵成分域のパラメータ、Ｐ
_S70も視覚操舵成分域のパラメータ、Ｐ_SS10は基準パラ
メータ、Ｐ_SS70も基準パラメータ、Ｒ_A4は４点移動平均
心拍数、Ｒ_A10は１０点移動平均心拍数、Ｒ_A30は３０秒
平均心拍数、Ｒ_Hは心拍数、Ｒ_HBは基準心拍数、Ｒ_HPは
極点心拍数、Ｓは視覚操舵成分域、Ｓ_Hは視覚操舵成分
域、Ｓ_Lは視覚操舵成分域、Ｔ_Aは加算時間、Ｔ_ALは第一
の加算時間、Ｔ_ASは第二の加算時間、Ｔ_BWは基準警報切
換時間、Ｔ_CBは隣接極点心拍数タイマのカウント値、Ｔ
_CDは極点心拍数傾きタイマのカウント値、Ｔ_CHはハンド
ル握り警報切換タイマのカウント値、Ｔ_CIは入力不良積
算タイマのカウント値、Ｔ_CPは極点心拍数タイマのカウ
ント値、Ｔ _CRは心拍数データタイマのカウント値、Ｔ_CS
はハンドル握り不良警報準備タイマのカウント値、Ｔ_CW
は警報切換タイマのカウント値、Ｔ_CUは覚醒度低下タイ
マのカウント値、Ｔ_HLは基準警報準備時間、Ｔ_RBは隣接
極点心拍数タイマの設定時間、Ｔ_RDは極点心拍数傾きタ
イマの設定時間、Ｔ_RHはハンドル握り警報切換タイマの
設定時間、Ｔ_RIは入力不良積算タイマの設定時間、Ｔ_RP
は極点心拍数タイマの設定時間、Ｔ_RSはハンドル握り不
良警報準備タイマの設定時間、Ｔ_RUは覚醒度低下タイマ
の設定時間、Ｔ_Sは減算時間、Ｔ_WLは警報発生タイマの
第一の設定時間、Ｔ_WMは警報発生タイマの第二の設定時
間、Ｔ_WSは警報発生タイマの第三の設定時間、ｔ_Pは心
拍パルスの検出時刻、Ｖは車速である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 英充 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 関根 康史 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵ハンドルに設けられて赤外線を投射
   する投光部及び赤外線を受ける受光部を有し血液の脈動
   から運転者の心拍数を検出する赤外線式心拍センサと、
   操舵ハンドルに設けられて少なくとも２個の電極を有し
   両手間の脈動による電位差から運転者の心拍数を検出す
   る電位式心拍センサと、前記赤外線式心拍センサによっ
   て検出された心拍数の時系列データ数と前記電位式心拍
   センサによって検出された心拍数の時系列データ数とを
   比較して大きい方の値を有効心拍数として採用する心拍
   データ処理手段とを具えたことを特徴とする心拍数検出
   装置。
2. 【請求項２】 操舵ハンドルにおける運転者が把持する
   頻度の高い位置で、且つ、運転者が前記操舵ハンドルを
   握ったときに手の血流量の多い部分の接触位置に赤外線
   発光部及び赤外線受光部を有する心拍センサを設けると
   共に、該心拍センサの配設位置周辺部に弾性部材を設
   け、該弾性部材における手との接触面を接触する手の部
   分形状に合わせて所定の曲率に形成したことを特徴とす
   る心拍数検出装置。