DE112021005544T5

DE112021005544T5 - Schlafsteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112021005544T5
Application number: DE112021005544.5T
Authority: DE
Inventors: Hirohisa Motomura; Hirotaka Koyama; Ifushi Shimonomoto; Yuji Ota; Masaya Nagata; Shoji Kitagawa; Takashi Aoki; Tetsuya Abe; Takumi TAOKA; Yoshiki Nakamura; Yuhki Ichikawa; Satomi AKEHI; Shuichiro Shirakawa
Original assignee: Toyota Boshoku Corp; Denso Corp; Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyota Boshoku Corp; Denso Corp; Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2020-10-20
Filing date: 2021-09-24
Publication date: 2023-08-17
Also published as: CN116322858A; WO2022085364A1; JP2022067295A

Abstract

Eine Schlafsteuerungsvorrichtung, die eine Schlafsteuerung für ein Ziel (12) durchführt, beinhaltet: eine Schlafbeginnsteuereinheit (S107), die durch Anwenden einer Schlafbeginnstimulation auf das Ziel unter Verwendung einer Stimulationsvorrichtung (31) das Ziel so steuert, dass es auf eine Schlaftiefe einer Stufe 1 oder einer Stufe 2 einschläft; und eine Schlafaufrechterhaltungssteuereinheit (S108), die durch Anwenden einer Schlafaufrechterhaltungsstimulation unter Verwendung der Stimulationsvorrichtung nach dem Einschlafen der Zielperson einen Schlafzustand des Ziels aufrechterhält und die Schlaftiefe des Ziels zwischen der Stufe 1 und der Stufe 2 aufrechterhält. In dem Schlafzustand steuert die Schlafaufrechterhaltungssteuereinheit die Schlaftiefe des Ziels so, dass es in die Stufe 2 eintritt, und steuert eine zweite Gesamtdauer, welche eine Summe von Dauern ist, in welchen die Schlaftiefe des Ziels auf der Stufe 1 fortdauert, kürzer ist als eine erste Gesamtdauer, welche eine Summe von Dauern ist, in welchen die Schlaftiefe des Ziels auf der Stufe 2 fortdauert.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-175928 , die am 20. Oktober 2020 eingereicht wurde und deren Offenbarung durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Schlafsteuerungsvorrichtung, die den Schlaf eines Ziels bzw. einer Zielperson steuert.
STAND DER TECHNIK
Eine Patentliteratur 1 offenbart eine Schlafsteuerungsvorrichtung, die den Schlaf eines Ziels steuert. Die in der Patentliteratur 1 offenbarte Schlafsteuerungsvorrichtung hält ein vorbestimmtes Schlafstadium eines Benutzers aufrecht, während sich der Benutzer im Schlafzustand befindet. Im Ansprechen auf das Erfülltsein einer Weckbedingung stimuliert die Schlafsteuerungsvorrichtung den Benutzer unter Verwendung eines Lautsprechers oder einer fahrzeugverbauten Beleuchtungsausstattung zum Aufwachen. Das Schlafstadium des Benutzers repräsentiert eine Schlaftiefe.
LITERATUR ZUM STAND DER TECHNIK
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: JP 2010- 82377 A
KURZBESCHREIBUNG
Die in der Patentliteratur 1 beschriebene Schlafsteuerungsvorrichtung ermittelt sequenziell das Schlafstadium des Benutzers, der sich im Schlafzustand befindet. Wenn das Schlafstadium des Benutzers flach ist und einen Zielwert nicht erreicht, gibt die in der Patentliteratur 1 offenbarte Schlafsteuerungsvorrichtung dem Benutzer eine angenehme Stimulation, um das Schlafstadium des Benutzers zu vertiefen. Wenn das Schlafstadium des Benutzers tief ist und das Schlafstadium höher als der Zielwert ist, gibt die in der Patentliteratur 1 offenbarte Schlafsteuerungsvorrichtung eine geeignete Stimulation an den Benutzer, um eine weitere Vertiefung des Schlafstadiums unter der Bedingung, dass der Benutzer durch die Stimulation nicht aufwacht, zu vermeiden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Schlaftiefensteuerungsverfahren, das von der in der Patentliteratur 1 offenbarten Schlafsteuerungsvorrichtung ausgeführt wird, ist es jedoch schwierig, die Schlaftiefe des Benutzers während eines kurzen Schlafes angemessen aufrechtzuerhalten. Außerdem ist es schwierig, sicherzustellen, dass der Benutzer nach dem Aufwachen ein angenehmes Gefühl hat. Diese Schwierigkeiten wurden von den Erfindern der vorliegenden Offenbarung untersucht.
In Anbetracht der vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten liegt der Erfindung als eine Aufgabe zugrunde, eine Schlafsteuerungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die Effizienz eines kurzen Schlafes, wie z. B. ein erfrischtes Gefühl oder eine verbesserte Konzentration nach dem Aufwachen, zu verbessern.
Um das vorstehende Ziel zu erreichen, umfasst eine Schlafsteuerungsvorrichtung, die eine Schlafsteuerung für ein Ziel durchführt, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung: eine Schlafbeginnsteuereinheit, die durch Anwenden einer Schlafbeginnstimulation auf das Ziel unter Verwendung einer Stimulationsvorrichtung das Ziel so steuert, dass es auf eine Schlaftiefe einer Stufe 1 oder einer Stufe 2 einschläft; und eine Schlafaufrechterhaltungssteuereinheit, die durch Anwenden einer Schlafaufrechterhaltungsstimulation unter Verwendung der Stimulationsvorrichtung nach dem Einschlafen der Zielperson einen Schlafzustand des Ziels aufrechterhält und die Schlaftiefe des Ziels zwischen der Stufe 1 und der Stufe 2 aufrechterhält. In dem Schlafzustand des Ziels steuert die Schlafaufrechterhaltungssteuereinheit die Schlaftiefe des Ziels so, dass es in die Stufe 2 eintritt, und steuert eine zweite Gesamtdauer, die der Stufe 2 entspricht, so, dass sie kürzer ist als eine erste Gesamtdauer, die der Stufe 1 entspricht. Die erste Gesamtdauer ist eine Summe von Dauern, in welchen die Schlaftiefe des Ziels auf der Stufe 1 fortdauert, und die zweite Gesamtdauer ist eine Summe von Dauern, in welchen die Schlaftiefe des Ziels auf der Stufe 2 fortdauert.
Verglichen mit einem Fall, in dem die Schlaftiefe während des Schlafzustands einfach auf der Stufe 1 gehalten wird, unterstützt der Eintritt in die Schlaftiefe der Stufe 2 gemäß der vorstehenden Konfiguration der vorliegenden Offenbarung das Ziel dabei, in kurzer Zeit tiefen Schlaf zu erreichen. Die Beziehung zwischen der ersten Gesamtdauer und der zweiten Gesamtdauer erfüllt, dass die zweite Gesamtdauer kürzer ist als die erste Gesamtdauer. Verglichen mit einem Fall, in dem die zweite Gesamtdauer länger als die erste Gesamtdauer ist, kann die Wahrscheinlichkeit einer Verschiebung der Schlaftiefe zu einer Stufe 3 oder einer Stufe 4 verringert werden, indem das Verhältnis zwischen der ersten Gesamtdauer und der zweiten Gesamtdauer so eingestellt wird, dass die zweite Gesamtdauer kürzer als die erste Gesamtdauer ist. Das heißt, es ist möglich, negative Auswirkungen, die durch einen zu tiefen Schlaf verursacht werden, zu vermeiden. Infolgedessen ist es möglich, einen effektiven Kurzschlaf bereitzustellen, der bzw. das Wirkungen wie die Befreiung von Schläfrigkeit und verbesserte Konzentration bereitstellen kann.
Ein Bezugszeichen in Klammern, das an jede Komponente oder dergleichen angefügt ist, gibt ein Beispiel einer Entsprechung zwischen der Komponente und einer spezifischen Komponente an, die in den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen beschrieben wird.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Schlafsteuerungsvorrichtung und periphere Vorrichtungen zeigt, die elektrisch mit der Schlafsteuerungsvorrichtung verbunden sind, in einer ersten Ausführungsform.
2 ist ein schematisches Diagramm, das einen Insassen zeigt, der auf einem Sitz sitzt und sich in einem Kurzschlafzustand befindet, gemäß der ersten Ausführungsform.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Abteil eines Fahrzeugs zeigt, in welchem die Schlafsteuerungsvorrichtung installiert ist, gemäß der ersten Ausführungsform.
4 ist ein Zeitdiagramm, das ein Tempo einer Schlaftonausgabe aus einem Sitzlautsprecher als eine auditorische Stimulation während des Einschlafens des Insassen zeigt, gemäß der ersten Ausführungsform.
5 ist ein Zeitdiagramm, das ein Tempo einer Wecktonausgabe aus dem Sitzlautsprecher als eine auditorische Stimulation zeigt, wenn der Insasse aufwacht, gemäß der ersten Ausführungsform.
6 ist ein Zeitdiagramm, das schematisch eine erste Schlafbeginnstimulation und eine zweite Schlafbeginnstimulation zeigt, die dem Insassen während des Einschlafens des Insassen gegeben werden, gemäß der ersten Ausführungsform.
7 ist ein Zeitdiagramm, das eine Schlaftiefe des Insassen zeigt, wenn der Insasse einen kurzen Schlaf hält, der von der Schlafsteuerungsvorrichtung unterstützt wird, gemäß der ersten Ausführungsform.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerprozess zeigt, der von der Schlafsteuerungsvorrichtung ausgeführt wird, um den Insassen so zu steuern, dass er einen kurzen Schlaf hält, gemäß der ersten Ausführungsform.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Unterprogramm zeigt, das in S108 von 8 ausgeführt wird, gemäß der ersten Ausführungsform.
10 ist ein Diagramm, das einen Vergleich einer mittleren Reaktionsgeschwindigkeit in einem Produktvalidierungstest (PVT) zeigt in einem Fall, in dem der Benutzer einen kurzen Schlaf gemäß der ersten Ausführungsform hält, und einem Fall, in dem der Benutzer einen kurzen Schlaf gemäß einem Vergleichsbeispiel hält.
11 ist ein Diagramm, das Auswahloptionen zeigt, die von einem Benutzer in einer Abfrage über Schlafbeginn auszuwählen sind, um die Wirkung eines kurzen Schlafes zu überprüfen, welches mit Unterstützung des in 8 und 9 gezeigten Steuerungsprozesses durchgeführt wird, gemäß der ersten Ausführungsform.
12 ist ein Diagramm, das Auswahloptionen zeigt, die von einem Benutzer in einer Abfrage über Aufwachen auszuwählen sind, um die Wirkung eines kurzen Schlafes zu überprüfen, das mit Unterstützung des in 8 und 9 gezeigten Steuerungsprozesses durchgeführt wird, gemäß der ersten Ausführungsform.
13 ist ein Zeitdiagramm, das eine Änderung in der Schlaftiefe während des Einschlafens zeigt in einem Fall, in dem der Benutzer einen kurzen Schlaf gemäß der ersten Ausführungsform hält, und in einem Fall, in dem der Benutzer einen kurzen Schlaf gemäß einem Vergleichsbeispiel hält.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den folgenden Ausführungsformen, einschließlich anderer, später zu beschreibender Ausführungsformen, sind die gleichen oder gleichwertige Komponenten in den Zeichnungen mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.
(Erste Ausführungsform)
Wie in 1 gezeigt, wird eine Schlafsteuerungsvorrichtung 10 durch eine elektronische Steuervorrichtung bereitgestellt, die an einem Fahrzeug angebracht ist. Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 ist als ein Mikrocomputer konfiguriert, der eine CPU, ein ROM, ein RAM, welche nicht gezeigt sind, beinhaltet und ein Computerprogramm ausführt, das in einem Halbleiterspeicher wie beispielsweise einem ROM, einem RAM usw. gespeichert ist, welcher ein nicht-transitorisches materielles Speichermedium ist. Das heißt, die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 führt durch Ausführen des Computerprogramms verschiedene Steuerungsprozesse aus. Ein dem Computerprogramm entsprechendes Verfahren wird ausgeführt, wenn das Computerprogramm ausgeführt wird.
Wie in 2 gezeigt, steuert die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 den Schlaf eines Insassen 12 (insbesondere einen kurzen Schlaf bzw. Kurzschlaf des Insassen 12). Der Insasse 12 entspricht einer Zielperson oder einem Ziel der Schlafsteuerung, die von der Schlafsteuerungsvorrichtung 10 ausgeführt wird. Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 führt die Schlafsteuerung für das Ziel aus, um den Insassen 12 zu einem kurzen Schlaf zu bewegen. Das heißt, die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 führt einen Steuerungsprozess aus, der den Insassen 12 dazu bringt, einen kurzen Schlaf zu halten bzw. kurz zu schlafen. Der Kurzschlaf des Insassen 12 bezieht sich auf einen kurzen Schlaf von etwa 5 bis 30 Minuten. Der Insasse 12 kann durch den kurzen Schlaf verschiedene Wirkungen (d. h. einen Schlafeffekt) erzielen, wie z. B. Entspannung, Verringerung der Schläfrigkeit, Erholung von Müdigkeit, verbesserte Konzentration, usw.
Was den Schlaf einer Person, wie z. B. des Insassen 12, betrifft, wird ein Schlafzustand der Person in REM (Rapid Eye Movement)-Schlaf und Nicht-REM-Schlaf unterteilt. Im Nicht-REM-Schlaf ist die Schlaftiefe tiefer als im REM-Schlaf. Im Nicht-REM-Schlaf wird die Schlaftiefe, welche die Tiefe des Schlafs ist, in vier Stadien oder Stufen unterteilt: Stufe 1, Stufe 2, Stufe 3 und Stufe 4, welche anhand der Wellenformen der Gehirnströme klassifiziert werden. Der Begriff „Stufe“ ist ein Index, der die Schlaftiefe des Nicht-REM-Schlafs angibt. In Bezug auf die Stufen, einschließlich Stufe 1, Stufe 2, Stufe 3 und Stufe 4, nimmt die Schlaftiefe mit den Anstieg der der Stufe zugeordneten Zahl zu. Das heißt, die Schlaftiefe nimmt in der beschriebenen Reihenfolge von Stufe 1, Stufe 2, Stufe 3 und Stufe 4 zu.
Verschiedene Fahrzeuge wie beispielsweise Pkw, Nutzfahrzeuge und MaaS-Fahrzeuge können dem Fahrzeug entsprechen, in dem die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 verbaut ist. Verschiedene Insassen wie beispielsweise ein Fahrer, ein anderer Insasse als der Fahrer und ein Insasse eines automatisierten Fahrzeugs können dem Insassen 12 entsprechen, der mithilfe der Schlafsteuerungsvorrichtung 10 einen kurzen Schlaf hält bzw. ein kurzes Nickerchen macht. Der Begriff „MaaS“ ist eine Abkürzung für „Mobility as a Service“.
Wie in 1 und 3 gezeigt, ist die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 elektrisch mit einer Eingabevorrichtung 14, die von dem Insassen 12 bedient wird, einer Zustandserfassungskamera 15 und einem Biosensor 16 verbunden. Die Eingabevorrichtung 14, die Zustandserfassungskamera 15 und der Biosensor 16 entsprechen einer Eingabeausstattung. Elektrische Signale, die verschiedene Informationen darstellen, werden von den Eingabevorrichtungen der Schlafsteuerungsvorrichtung 10 zugeführt.
Wie in 3 gezeigt, zeigt jeder Doppelpfeil Richtungen relativ zu dem Fahrzeug an, an dem die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 verbaut ist. Wie in 3 gezeigt, sind eine Fahrzeugfrontrichtung D1, die eine Front-Heck-Richtung des Fahrzeugs ist, und eine Fahrzeug-Aufwärts-Abwärts-Richtung D2, die eine Aufwärts-Abwärts-Richtung des Fahrzeugs ist, und eine Fahrzeug-Rechts-Links-Richtung D3, die eine Rechts-Links-Richtung des Fahrzeugs ist, durch entsprechende Doppelpfeile angezeigt. Diese Richtungen D1, D2 und D3 kreuzen sich miteinander, genau genommen kreuzen sie sich senkrecht zueinander.
Der Insasse 12 gibt über die Eingabevorrichtung 14 verschiedene Informationen in die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 ein. Die Eingabevorrichtung 14 ist an einer geeigneten Stelle im Fahrzeuginnenraum installiert, um von dem Insassen 12 leicht bedient werden zu können. Die Eingabevorrichtung 14 umfasst beispielsweise ein Berührungsfeld, eine Taste, ein Mikrofon oder dergleichen und empfängt die von dem Insassen 12 vorgenommene Bedienung. Die Eingabevorrichtung 14 gibt die von dem Insassen 12 eingegebenen Informationen als elektrische Signale an die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 aus.
Die Zustandserfassungskamera 15 ist eine Bildaufnahmevorrichtung, die im Fahrzeuginnenraum angebracht ist und Bilder des auf einem Vordersitz 17 sitzenden Insassen 12 aufnimmt. Die Zustandserfassungskamera 15 ist beispielsweise in der Nähe eines Armaturenbretts 18 oder eines Rückspiegels angebracht. Das Armaturenbrett 18 und der Rückspiegel befinden sich an der Vorderseite des Fahrzeugs.
Die Zustandserfassungskamera 15 hat auch eine Funktion einer Infrarotkamera. Die Zustandserfassungskamera 15 kann zum Beispiel eine Körperhaltung des Insassen 12, Augenbewegungen des Insassen 12, einen Gesichtsausdruck des Insassen 12, eine Oberflächentemperatur jedes Teils des Insassen 12, eine Temperatur jedes Teils im Fahrzeuginnenraum und dergleichen erfassen. Die Zustandserfassungskamera 15 gibt die Erfassungsinformationen als elektrische Signale an die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 aus.
Der Biosensor 16 ist in jedem der Vordersitze 17 eingebaut. Der Biosensor 16 kann nichtinvasiv biometrische Informationen des auf dem Sitz 17 sitzenden Insassen 12 erfassen. Die biologischen Informationen können zum Beispiel verschiedene Informationen über Herzschlag, Blutdruck, Atmung, Atmungsrate pro Zeiteinheit, Hautpotential, Sauerstoffsättigung, Bewegung der Brustwand und Bewegung der Bauchdecke des Insassen 12 umfassen. Der Biosensor 16 gibt die erfassten biometrischen Informationen des Insassen 12 als elektrische Signale an die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 aus.
Wie in 1 bis 3 gezeigt, ist die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 elektrisch mit dem Sitz 17, einer Strahlungsheizung 20, einer Duftvorrichtung 21, einer Sitzheizung 22, einem Sitzgebläse 23, einem Sitzlautsprecher 24 und einem Massagemechanismus 25 verbunden und steuert die angeschlossenen Vorrichtungen als Steuerungsziele. Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 kann auch mit einer den Tastsinn betreffenden bzw. taktilen Vibrationsverkleidung 26, einer Vibrationsverkleidungsheizung 27, einer Anzeigevorrichtung 28, einer Beleuchtungsvorrichtung 29, einer Klimaanlage 30 und einer Lichtsteuerfolie 35 elektrisch verbunden sein und steuert die angeschlossenen Vorrichtungen als Steuerziele. Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 gibt elektrische Signale an diese Steuerzielvorrichtungen aus, um die Funktionen der Steuerzielvorrichtungen zu steuern.
Der Sitz 17, die Strahlungsheizung 20, die Duftvorrichtung 21, die Sitzheizung 22, das Sitzgebläse 23, der Sitzlautsprecher 24, der Massagemechanismus 25, die taktile Vibrationsverkleidung 26, die Vibrationsverkleidungsheizung 27, die Anzeigevorrichtung 28, die Beleuchtungsvorrichtung 29, die Klimaanlage 30 und die Lichtsteuerfolie 35 entsprechen jeweils einer Stimulationsvorrichtung 31. Bei einem Schlafsteuerungsprozess zur Steuerung des Schlafs des Insassen 12 gibt die Stimulationsvorrichtung 31 dem Insassen 12 eine Stimulation zur Steuerung des Kurzschlafs des Insassen 12. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Fahrzeug mehrere Stimulationsvorrichtungen 31.
Der Sitz 17 umfasst einen Rückenlehnenteil 171, der den Rücken des Insassen 12 stützt, und einen Sitzteil 172, der das Gesäß und die Oberschenkel des Insassen 12 stützt. Der Sitz 17 umfasst eine Kopfstütze 173, die den Kopf des Insassen 12 stützt, eine Nackenstütze 174, die den Nacken des Insassen 12 stützt, und eine Auflage 175, die die Unterschenkel des Insassen 12 stützt. Jeder Teil des Sitzes 17 funktioniert entsprechend den Befehlen von der Schlafsteuerungsvorrichtung 10. Zum Beispiel gibt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 Befehle aus, um einen Neigungswinkel des Rückenlehnenteils 171 (mit anderen Worten einen Sitzwinkel), einen Zustand der Unterstützung des Nackens durch die Nackenstütze 174, einen Zustand der Unterstützung des Kopfes durch die Kopfstütze 173, eine Haltung der Auflage 175 und dergleichen zu ändern.
Die Strahlungsheizung 20 ist mit dem Innenraummaterial im Fahrzeuginnenraum integriert. Beispielsweise ist die Strahlungsheizung 20 um einen unteren Teil einer Lenksäule angeordnet, die ein Lenkrad 32 trägt. Die Strahlungsheizung 20 wärmt die Unterschenkel des auf dem Fahrersitz 17 sitzenden Insassen 12 in Übereinstimmung mit einem Befehl der Schlafsteuerungsvorrichtung 10.
Die Duftvorrichtung 21 stellt verschiedene Arten von Duft im Fahrzeuginnenraum bereit. Die Duftvorrichtung 21 gibt eine bestimmte Art von Duftstoff in einer bestimmten Menge in den Fahrzeuginnenraum ab. Die spezifische Art und die spezifische Ausgabemenge des Duftes werden entsprechend den Befehlen von der Schlafsteuerungsvorrichtung 10 bestimmt.
Die Sitzheizung 22, das Sitzgebläse 23, der Sitzlautsprecher 24 und der Massagemechanismus 25 sind in jedem Sitz 17 eingebaut. Die Sitzheizung 22 wärmt den Rücken, die Taille oder das Gesäß des Insassen 12, der auf dem Sitz 17 sitzt, entsprechend den Befehlen von der Schlafsteuerungsvorrichtung 10.
Das Sitzgebläse 23 bläst entsprechend einem Befehl von der Schlafsteuerungsvorrichtung 10 Luft aus einem Teil des Sitzes 17, der mit dem sitzenden Insassen 12 in Kontakt ist. Der Sitzlautsprecher 24 gibt z. B. entsprechend einem Befehl von der Schlafsteuerungsvorrichtung 10 einen Ton in einem vorgegebenen Tempo an den auf dem Sitz 17 sitzenden Insassen 12 ab. Der Massagemechanismus 25 stimuliert den Rücken, die Taille oder das Gesäß des auf dem Sitz 17 sitzenden Insassen 12 entsprechend einem Befehl von der Schlafsteuerungsvorrichtung 10, z. B. durch Schlagen oder Kneten.
Die taktile Vibrationsverkleidung 26 weist einen Innenverkleidungsabschnitt, welcher durch einen Teil des Innenmaterials, das die Oberfläche der Mittelkonsole 33 bildet, bereitgestellt wird, und einen Aktuator, der sich an einer Position gegenüber der Oberfläche des Innenverkleidungsabschnitts befindet, auf. Die taktile Vibrationsverkleidung 26 kann durch eine Betätigung des Aktuators eine taktile Stimulation auf eine Handfläche des Insassen 12 ausüben, die in Kontakt mit dem Innenverkleidungsabschnitt der taktilen Vibrationsverkleidung 26 steht. Die von der taktilen Vibrationsverkleidung 26 ausgeübte Stimulation ändert sich periodisch. Die taktile Vibrationsverkleidung 26 übt die taktile Stimulation auf die Handfläche des Insassen 12 aus, die mit der taktilen Vibrationsverkleidung 26 in Kontakt ist, und zwar entsprechend einem Befehl der Schlafsteuerungsvorrichtung 10.
Die Vibrationsverkleidungsheizung 27 ist eine Heizvorrichtung, die den Innenverkleidungsbereich, der Teil der taktilen Vibrationsverkleidung 26 ist, erwärmt. Die Vibrationsheizung 27 ist in der Mittelkonsole 33 an der gleichen Stelle wie die taktile Vibrationsverkleidung 26 angebracht. Das heißt, die Vibrationsverkleidungsheizung 27 erwärmt die Handfläche des Insassen 12, die in Kontakt mit der taktilen Vibrationsverkleidung 26 ist, entsprechend einem Befehl von der Schlafsteuerungsvorrichtung 10.
Die Anzeigevorrichtung 28 zeigt entsprechend einem Befehl von der Schlafsteuerungsvorrichtung 10 Bilder auf einem Fenster, einem Dachhimmel, einer Instrumententafel oder dem Lenkrad 32 an.
Die Beleuchtungseinrichtung 29 ist beispielsweise jeweils am Dachhimmel, an der Mittelkonsole 33 oder in der Nähe der Füße des Insassen 12 bereitgestellt. Die Beleuchtungseinrichtung 29 regelt die Helligkeit und die Lichtfarbe an verschiedenen Stellen im Fahrzeuginnenraum entsprechend den Befehlen von der Schlafsteuerungsvorrichtung 10. Die Lichtsteuerungsfolie 35 ist an der Windschutzscheibe angebracht, die eines der Fenster des Fahrzeuginnenraums ist. Die Lichtsteuerungsfolie 35 stellt die Lichtdurchlässigkeit der Windschutzscheibe entsprechend einem Befehl von der Schlafsteuerungsvorrichtung 10 ein.
Die Klimaanlage 30 regelt einen Luftzustand im Fahrzeuginnenraum. Die Klimaanlage 30 kann zum Beispiel in der Instrumententafel 18 angeordnet sein. Die Klimaanlage 30 bläst temperaturgeregelte Luft aus mehreren Luftauslässen 30a, die im Fahrzeuginnenraum bereitgestellt sind, entsprechend den Befehlen von der Schlafsteuerungsvorrichtung 10 ein. Die Luftauslässe 30a sind in Richtung des auf dem Sitz 17 sitzenden Insassen 12 geöffnet. Die Luftauslässe 30a können beispielsweise im Armaturenbrett 18, in der Mittelkonsole 33 oder in der linken bzw. rechten Tür angeordnet sein.
Bei der von der Schlafsteuerungsvorrichtung 10 durchgeführten Schlafsteuerung gibt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 dem Insassen 12 verschiedene Stimulationen unter Verwendung eines Teils oder aller der vorstehend beschriebenen mehreren Stimulationsvorrichtungen 31. Die verschiedenen Stimulationen, die dem Insassen 12 bei der Schlafsteuerung zugeführt werden, können in visuelle Stimulationen, auditive Stimulationen, olfaktorische Stimulationen, taktile Stimulationen, thermische Stimulationen und Stimulationen zur Veränderung der Körperhaltung unterteilt werden.
Die von der Schlafsteuerungsvorrichtung 10 durchgeführte Schlafsteuerung umfasst einen Schlafbeginn- bzw. Einschlafprozess, der den wachen Insassen 12 zum Einschlafen steuert bzw. einschlafen lässt, einen Schlafaufrechterhaltungsprozess, der den Schlafzustand des Insassen 12 nach dem Einschlafen aufrechterhält, und einen Weckprozess, der den schlafenden Insassen 12 aufweckt. Das heißt, die Schlafsteuerung kann in drei Prozesse unterteilt werden. Wenn die Schlafsteuerung gestartet wird, läuft die Schlafsteuerung automatisch in der Reihenfolge des Einschlafprozesses, des Schlafaufrechterhaltungsprozesses und des Weckprozesses ab.
Die visuelle Stimulation wird auf den Sehsinn des Insassen 12 ausgeübt. Insbesondere verwendet die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 bei einer Einstellung der visuellen Stimulation, die während der Schlafsteuerung durchgeführt wird, die Lichtsteuerungsfolie 35 der Windschutzscheibe und die Beleuchtungsvorrichtung 29, um die visuelle Stimulation einzustellen, die auf den Insassen einwirkt. Insbesondere steuert die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 das Licht, das auf das Gesicht des Insassen 12 fällt, und steuert auch eine Menge externer Informationen, wie beispielsweise das Licht oder die Landschaft, das oder die von außerhalb des Fahrzeugs durch das Fenster in den Fahrzeugraum gelangt. Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 zeigt auf der Anzeigevorrichtung 28 Bilder an, die den einzelnen Prozessen, wie z. B. dem Einschlafprozess, dem Schlafaufrechterhaltungsprozess und dem Weckprozess, entsprechen.
Nachstehend werden Beispiele für die Einstellung der visuellen Stimulation beschrieben. Zum Beispiel kann die Beleuchtungseinrichtung 29 beim Einschlafen als indirekte Beleuchtung warmes, farblich schwankendes Licht liefern, das sich mit einer 1/f-Schwankung ändert. Ein weiteres Beispiel ist die Unterdrückung externer Informationen, wie z. B. Landschaften oder Außenlicht, durch die Steuerung der Lichtdurchlässigkeit der Lichtschutzfolie 35 der Windschutzscheibe. Als weiteres Beispiel kann die Anzeigevorrichtung 28 ein Bild ausgeben (z. B. ein Bild mit warmer Farbe, ein Fluktuationsbild, das mit einer Frequenz von etwa 0,1 Hz schwankt, oder ein verschwommenes Bild), um den Insassen 12 zum Einschlafen zu bewegen.
In dem Schlafaufrechterhaltungsprozess, der auf den Einschlafprozess folgt, kann die Helligkeit der Beleuchtungseinrichtung 29 auf ein Niveau gesenkt werden, das die Aufrechterhaltung des Schlafzustands des Insassen 12 ohne Aufwachen ermöglicht. In diesem Prozess kann die Bildanzeige durch die Anzeigevorrichtung 28 gestoppt werden. In dem Schlafaufrechterhaltungsprozess kann ein Lichtabschirmungszustand aufrechterhalten werden, der dem des Einschlafprozesses entspricht.
In dem Weckprozess, der auf den Schlafaufrechterhaltungsprozess folgt, kann eine Stimulation der Netzhaut des Insassen 12 schrittweise mit einem höheren Beleuchtungsniveau erhöht werden. Zum Beispiel können die folgenden Verfahren (i) und (ii) angewandt werden. Das Verfahren (i) ändert allmählich die Farbe des von der Beleuchtungsvorrichtung 29 emittierten Lichts von einer warmen Farbe (z. B. Farbtemperatur von 2000K bis 3500K) zu einer kühlen Farbe (z. B. Farbtemperatur von 5500K bis 6500K). Das Verfahren (ii) erhöht allmählich die Beleuchtungsstärke um das Gesicht des Insassen 12, z. B. von etwa 1 Lux auf etwa 100 Lux oder mehr.
Die Farbe und die Beleuchtungsstärke des von der Beleuchtungseinrichtung 29 ausgestrahlten Lichts können automatisch auf der Grundlage von Informationen, wie z. B. dem Blinzeln des Insassen 12, die von der Zustandserfassungskamera 15 erfasst werden, angepasst werden.
In dem Weckprozess kann die Unterdrückung externer Informationen freigegeben oder aufgehoben werden, wodurch das Außenlicht in den Fahrzeuginnenraum eintreten kann. Bei der Unterdrückung externer Informationen kann die Durchlässigkeit der Außenszenerie oder des Außenlichts unterdrückt werden, indem die Durchlässigkeit der Lichtschutzfolie 35 eingestellt wird. Zum Beispiel kann der Lichteintrittszustand durch das Fenster auf einen normalen Zustand zurückgesetzt werden, bevor der Insasse 12 einschläft. Als ein weiteres Beispiel kann die Anzeigevorrichtung 28 ein Bild ausgeben (zum Beispiel ein kaltes Farbbild oder ein klares Bild), das den Insassen 12 zum Aufwachen anregt.
Nachstehend wird die akustische bzw. auditorische Stimulation beschrieben, die dem Insassen 12 bei der Schlafsteuerung verabreicht wird. Die auditorische Stimulation ist eine Stimulation des auditorischen Sinns bzw. Hörsinns des Insassen 12. Insbesondere steuert die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 bei einer Einstellung der auditorischen Stimulation, die während der Schlafsteuerung durchgeführt wird, den Sitzlautsprecher 24, um Ton oder Musik an den Insassen 12 entsprechend dem Herzschlag des Insassen 12 auszugeben. Der Herzschlag des Insassen 12 beträgt unter normalen Bedingungen etwa 70 BPM. Der Herzschlag des Insassen 12 kann durch den Biosensor 16 erfasst werden, und die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 passt die auditorische Stimulation entsprechend dem erfassten Herzschlag an. Der Begriff „BPM“ ist eine Abkürzung für „beats per minute“ (Schläge pro Minute), die die Einheit des Tempos ist.
Nachstehend wird ein Einstellungsbeispiel der auditorischen Stimulation beschrieben. Zum Beispiel gibt der Sitzlautsprecher 24 beim Einschlafprozess, wie in 4 gezeigt, einen Einschlafton aus, dessen Tempo allmählich ausgehend von dem mit dem Herzschlag (d. h. dem Herzrhythmus) des Insassen 12 synchronisierten Tempo abnimmt. In 4 und 5 zeigt das Symbol Thb das Herzschlagtempo des Insassen 12 an (z. B. ein Tempo von etwa 70 BPM).
Zu diesem Zeitpunkt ist es vorzuziehen, zusammen mit der Verringerung des Tempos, die Anzahl von Tönen und den Ton mit einem auditorischen Sinn von Angriffen allmählich zu reduzieren. Die Klangqualität kann gesteuert werden, um ein Verhältnis von hohem Ton < tiefem Ton zu erreichen. Wenn der Ton eine Musik ist, kann eine monotone Musik ohne Text oder eine ruhige und langsame Musik an den Insassen ausgegeben werden.
Wenn der Einschlafprozess für den Insassen 12 ausgeführt wird, um den Benutzer zum Einschlafen zu bringen, stellt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 als vorbestimmte Schlafbeginnstimulation oder Einschlafstimulation einen Einschlafton bereit, dessen Tempo sich wie in 4 durch die durchgezogene Linie L1s gezeigt ändert, für den Insassen 12 bereit. Der Einschlafton wird über den Sitzlautsprecher 24 ausgegeben. Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 induziert die Atmung des Insassen 12 durch den Einschlafton. Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 steuert die Frequenz der Elektroenzephalogramme des Insassen 12 so, dass sie sich durch den Einschlafton auf eine niedrigere Frequenz verschiebt, wodurch dem Insassen 12 ein entspannender Effekt bereitgestellt wird.
In dem Schlafaufrechterhaltungsprozess, der auf den Einschlafprozess folgt, wird die Tonausgabe als die auditorische Stimulation in einem vorbestimmten Tempo (z. B. einem Tempo von weniger als 70 BPM) fortgesetzt, das langsamer ist als der Herzschlag des Insassen 12. Die auditorische Stimulation wird aus dem Sitzlautsprecher 24 mit einer Lautstärke ausgegeben, die den Insassen 12 nicht zum Weiterschlafen zwingt. Die Anzahl von Stimulationstönen in dem Schlafaufrechterhaltungsprozess kann genauso beibehalten werden wie in dem Einschlafprozess, in welchem die Anzahl von Stimulationstönen reduziert ist. Die auditorische Stimulation bei der Schlafaufrechterhaltung kann im Vergleich zur auditorischen Stimulation beim Einschlafprozess reduziert werden. Zum Beispiel kann die auditorische Stimulation im Einschlafprozess durch eine monotone Musik bereitgestellt werden.
In dem Weckprozess, der auf den Schlafaufrechterhaltungsprozess folgt, kann der Sitzlautsprecher 24 beispielsweise, wie in 5 gezeigt, einen Weckton ausgeben, dessen Tempo sich allmählich ausgehend von dem mit dem Herzschlag des Insassen 12 synchronisierten Tempo erhöht. Zu diesem Zeitpunkt ist der Weckton vorzugsweise ein tiefer Ton mit einem Gefühl von Angriff. Vorzugsweise ist die Anzahl von Tönen in der auditorischen Stimulation des Weckprozesses größer als die Anzahl von Tönen in der auditorischen Stimulation des Schlafaufrechterhaltungsprozesses.
Wenn der Einschlafprozess für den Insassen 12 ausgeführt wird, um den Benutzer zum Aufwachen zu veranlassen, stellt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 dem Insassen 12 als eine vorbestimmte Weckstimulation einen Weckton bereit, dessen Tempo sich wie in 5 durch die durchgezogene Linie L2s gezeigt ändert. Der Weckton wird von dem Sitzlautsprecher 24 ausgegeben.
Bei dem Einschlaf- und dem Weckprozess kann die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 den Sitzlautsprecher 24 so steuern, dass er als auditorische Stimulation eine vorher aufgezeichnete Stimme oder einen vorher aufgezeichneten Ton ausgibt, an dem der Insasse 12 interessiert ist. Beispiele für die Stimme oder den Ton, an denen der Insasse 12 interessiert ist, können das Geräusch einer fötalen Bewegung während des Einschlafprozesses sein. Beispiele für die Stimme oder den Ton, an dem der Insassen 12 interessiert ist, können die Stimme der Mutter des Insassen 12, die Stimme der Lieblingsperson des Insassen oder der Ton eines Weckers sein.
Nachstehend wird die olfaktorische Stimulation des Insassen 12 bei der Schlafsteuerung beschrieben. Die olfaktorische Stimulation ist eine Stimulation, die auf den Geruchssinn des Insassen 12 angewendet wird, zum Beispiel eine Stimulation durch Duftstoffe. Konkret wird bei der Einstellung der olfaktorischen Stimulation, die während der Schlafsteuerung durchgeführt wird, von der Schlafsteuerungsvorrichtung 10 eine vorbestimmte Art von Duftstoff aus der Duftstoffvorrichtung 21 in den Fahrzeugraum abgegeben.
In dem Einschlafprozess beispielsweise steuert die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 die Duftvorrichtung 21 so, dass sie einen beruhigenden Duft, z. B. den Duft von Lavendel, Kamille oder Zypresse, in den Fahrzeuginnenraum abgibt. In dem Weckprozess kann die Duftvorrichtung 21 einen aufweckenden Duft, wie Jasmin-, Pfefferminz- oder Grapefruit-Duft, in den Fahrzeuginnenraum abgeben.
Bei der Abgabe eines vorbestimmten Duftstoffs aus der Duftstoffvorrichtung 21 in den Fahrzeuginnenraum, wie vorstehend beschrieben, ist es vorteilhaft, den Duftstoff aus der Duftstoffvorrichtung 21 zu zufälligen Zeitpunkten abzugeben. Damit soll verhindert werden, dass sich der Insasse 12 an den Duft gewöhnt, so dass der Duft als die olfaktorische Stimulation kontinuierlich abgegeben wird.
Die Präferenzen für die Düfte mehrerer Individuen, die zu einem Insassen 12 des Fahrzeugs werden können, können im Voraus in einem Speicher gespeichert werden, und die Menge der Luftemission, die den Duft enthält, kann so eingestellt werden, dass sie den Präferenzen der Person entspricht, die zu dem Insassen 12 wird, indem eine persönliche Authentifizierung des Insassen 12 mit der Zustandserfassungskamera 15 durchgeführt wird.
Nachstehend wird die taktile Stimulation beschrieben, die bei der Schlafsteuerung auf den Insassen 12 angewendet wird. Die taktile Stimulation ist eine Stimulation des Tastsinns des Insassen 12. Insbesondere kann die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 bei der Einstellung der taktilen Stimulation, die während der Schlafsteuerung durchgeführt wird, die taktile Vibrationsverkleidung 26 und den Massagemechanismus 25 verwenden, um die taktile Stimulation zusammen mit einer vorbestimmten Druckänderung auf einen vorbestimmten Teil des Insassen 12 auszuüben.
Nachstehend wird ein Beispiel für die Einstellung der taktilen Stimulation beschrieben. In dem Einschlafprozess kann die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 die taktile Vibrationsverkleidung 26 verwenden, um eine erste Schlafbeginnstimulation anzuwenden, die den auf die Handfläche des Insassen 12 ausgeübten Druck periodisch ändert, wie durch die durchgezogene Linie Lp in 6 gezeigt. Der Druck der taktilen Stimulation, der auf die Handfläche des Insassen ausgeübt wird, kann so verändert werden, dass die Atemfrequenz des Insassen 12 pro Zeiteinheit im Vergleich zur Atemfrequenz des Insassen vor der Anwendung der taktilen Stimulation auf den Insassen verringert wird. Die Atemfrequenz des Insassen in einer Minute kann durch den in 1 gezeigten Biosensor 16 überwacht werden, und der Zyklus des Drucks, der durch die taktile Stimulation auf die Handfläche des Insassen ausgeübt wird, kann entsprechend dem Überwachungsergebnis geändert werden.
Zusätzlich zu der taktilen Stimulation der Handfläche kann die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 auch den Massagemechanismus 25 verwenden, um eine taktile Stimulation mit periodischen Druckänderungen auf einen Teil des Insassen anzuwenden, der in Kontakt mit dem Sitz 17 steht. Der Teil des Insassen, der mit dem Sitz 17 in Kontakt ist, umfasst hauptsächlich den Rücken des Insassen 12. Die Stimulation, die mit einer periodischen Druckänderung auf der Handfläche einhergeht, entspricht einer Druckpunktmassage, und die Stimulation, die mit einer periodischen Druckänderung auf dem Teil des Insassen einhergeht, der mit dem Sitz 17 in Kontakt ist, wie z. B. dem Rücken, entspricht einer Dehnung.
In dem Weckprozess wird ein vorbestimmter Druck durch den Massagemechanismus 25 zu einem vorbestimmten Zeitpunkt auf einen Teil des Insassen 12 ausgeübt, der in Kontakt mit dem Sitz 17 steht (z. B. der Rücken des Insassen 12).
Nachstehend wird die thermische Stimulation beschrieben, die bei der Schlafsteuerung auf den Insassen 12 angewendet wird. Die thermische Stimulation ist eine Stimulation, die auf einen Wärmesinn des Insassen 12 angewendet wird. Insbesondere stellt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 bei der Einstellung der thermischen Stimulation, die während der Schlafsteuerung durchgeführt wird, eine Temperaturverteilung des gesamten Körpers des Insassen 12 (insbesondere eine Verteilung der Hauttemperatur) ein, die für den Einschlafprozess, den Schlafaufrechterhaltungsprozess und den Weckprozess geeignet ist. Bei der Einstellung können z. B. die Strahlungsheizung 20, die Sitzheizung 22, das Sitzgebläse 23, die Vibrationsverkleidungsheizung 27 und die Klimaanlage 30 verwendet werden. Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 führt eine Luftblassteuerung der Klimaanlage 30 durch, die jedem Prozess entspricht, wie dem Einschlafprozess, dem Schlafaufrechterhaltungsprozess und dem Weckprozess.
Die Temperaturverteilung des gesamten Körpers des Insassen 12 kann von der Zustandserfassungskamera 15 erfasst werden, und die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 kann die thermische Stimulation auf der Grundlage der erfassten Temperaturverteilung des gesamten Körpers anpassen.
Nachstehend wird ein Beispiel für die Einstellung der thermischen Stimulation beschrieben. Zum Beispiel soll der Insasse 12 während des Einschlafprozesses grundsätzlich in einem Zustand mit kaltem Kopf und warmen Füßen gehalten werden. Daher werden die Unterschenkel, die Handflächen und der Nacken des Insassen 12 durch Anwendung der thermischen Stimulation erwärmt.
Insbesondere steuert, wie in 6 gezeigt, die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 die Vibrationsverkleidungsheizung 27, um eine zweite Schlafbeginnstimulation anzuwenden, um die oberen Extremitäten der oberen Gliedmaßen des Insassen 12 zu erwärmen, so dass eine Temperatur Tte der oberen Extremität des oberen Glieds höher ist als eine Temperatur Tam des Oberarms. Hierbei umfasst die obere Extremität der oberen Gliedmaßen die Handfläche und die Finger, und umfasst die obere Extremität der oberen Gliedmaßen nicht den Arm. Dann werden, ähnlich wie bei der zweiten Schlafbeginnstimulation, die unteren Extremitäten der unteren Gliedmaßen, wie z. B. die Füße, durch Anwendung von Wärmestimulation erwärmt. Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 erwärmt die Füße des Insassen 12, so dass die Temperatur der Füße des Insassen 12 höher ist als die Temperatur der Beine, indem warme Luft aus dem Fußauslass der Klimaanlage 30 geblasen wird.
In dem Einschlafprozess wird die Temperatur des Kopfs des Insassen 12 so geregelt, dass sie relativ niedriger ist als die Temperatur der unteren Gliedmaßen, während eine übermäßige Abkühlung vermieden wird. Die von der Klimaanlage ausgegebene Luft wird so gesteuert, dass dem Insassen 12 nicht das Gefühl eines Luftzugs vermittelt wird.
In dem Schlafaufrechterhaltungsprozess, der auf den Einschlafprozess folgt, kann eine gleichmäßige Temperaturverteilung des gesamten Körpers des Insassen 12 aufrechterhalten werden. Die Klimaanlage 30 bläst eine sanfte Brise, die dem Insassen 12 nicht das Gefühl eines Luftzugs vermittelt, um keine Stimulation zu erzeugen, die den Insassen 12 aufweckt, und um zu verhindern, dass sich um den Insassen 12 herum Wärme ansammelt.
In dem Weckprozess, der auf den Schlafaufrechterhaltungsprozess folgt, kann die Klimaanlage 30 oder der Kopfstützenauslass 173a der in 2 gezeigten Kopfstütze 173 kühle Luft ausblasen, die bewirkt, dass der Insasse 12 die Luftgeschwindigkeit spürt, und der Nacken und Kopf des Insassen 12 können durch die kühle Luft gekühlt werden.
Nachstehend wird die Haltungsänderungsstimulation beschrieben, die bei der Schlafsteuerung auf den Insassen 12 angewendet wird. Die Haltungsänderungsstimulation ist eine Stimulation, die auf den Insassen 12 angewendet wird, indem die Körperhaltung des auf dem Sitz 17 sitzenden Insassen 12 verändert wird, wie in 2 gezeigt. Insbesondere steuert die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 bei einer Einstellung der Haltungsänderungsstimulation, die während der Schlafsteuerung durchgeführt wird, die Betätigung jedes Teils des Sitzes 17 und einen Neigungswinkel des Sitzes 17, um die Muskelbelastung des auf dem Sitz 17 sitzenden Insassen 12 zu verringern, den auf dem Sitz 17 sitzenden Insassen 12 dazu zu bringen, leicht zu atmen, und die Belastung des Blutkreislaufs des auf dem Sitz 17 sitzenden Insassen 12 zu verringern. Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 steuert den Sitz 17, um den Insassen 12 zum Einschlafen zu veranlassen.
Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 führt eine Sitzwinkelsteuerung zur Einstellung des Sitzwinkels durch, d. h. des Neigungswinkels des Rückenlehnenteils 171. Insbesondere steuert die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 automatisch eine Reihe von Vorgängen, die den Insassen 12 dazu bringen, einzuschlafen, und den Insassen 12 zum Schlafen bringen, bis der Insasse 12 ohne Beschwerden aufwacht. Der in 2 gezeigte Sitz 17 ist in einem Sitzwinkel während des Einschlafprozesses des Insassen 12 gezeigt.
Nachstehend wird ein Steuerungsbeispiel für den Sitz 17 beschrieben, das die Haltungsänderungsstimulation auf den Insassen 12 anwendet. Zum Beispiel kann die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 während des Einschlafprozesses jeden Teil des Sitzes 17 so einstellen, dass die Haltung des Insassen 12 es leicht macht, den Einschlafprozess mit leichter Atmung und reduzierter Muskelbelastung zu beginnen. Insbesondere kann die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 jeden Teil des Sitzes 17 einstellen, wie z. B. den Rückenlehnenteil 171, den Sitzteil 172, die Kopfstütze 173, die Nackenstütze 174 und die Auflage 175.
Konkret hält die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 den Nacken des Insassen 12 mit der Nackenstütze 174 und wärmt den Nacken des Insassen 12 mit einer in die Nackenstütze 174 eingebauten Heizung. Dann stellt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 die Körpertemperatur des Insassen 12 mit der Sitzheizung 22 auf eine zum Einschlafen geeignete Temperatur ein, und der Insasse 12 wird veranlasst, in die Stufe 1 des Schlafs einzutreten.
In dem Schlafaufrechterhaltungsprozess, der auf den Einschlafprozess folgt, kann die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 den Rückenlehnenteil 171 mit einem größeren Winkel im Vergleich zu dem des Einschlafprozesses neigen. Auf diese Weise kann die Muskelbelastung des Insassen 12 im Vergleich zum Zustand während des Einschlafprozesses weiter reduziert werden, wodurch der auf den Sitz 17 ausgeübte Körperdruck verteilt wird.
Um die Belastung auf den Nacken des schlafenden Insassen 12 zu verringern, löst die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 den Nacken aus dem von der Nackenstütze 174 gehaltenen Zustand und steuert die Kopfstütze 173 so, dass sie den gesamten Kopf des Insassen 12 hält. Mit diesem Prozess unterstützt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 den Schlafzustand des Insassen 12.
In dem Weckprozess, der auf den Schlafaufrechterhaltungsprozess folgt, hebt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 den Rückenlehnenteil 171 aus dem Zustand in dem Schlafaufrechterhaltungsprozess an und senkt gleichzeitig den Sitzteil 172 aus dem Zustand in dem Schlafaufrechterhaltungsprozess ab.
Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 steuert die Nackenstütze 174, um den Nacken des Insassen 12 zu halten, während sie den Haltezustand des Kopfs durch die Kopfstütze 173 aufhebt. Dann steuert die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 die Luftblasen, die in den Rückenlehnenteil 171 und den Sitzteil 172 eingebaut sind, um den Insassen 12 zur Erfrischung zu massieren. Dieser Vorgang veranlasst den Insassen 12 ferner dazu, bequemer aufzuwachen. Nachdem der Insasse 12 aufgewacht ist, kehrt der Sitz 17 in eine vorbestimmte Position zurück.
Bei der Schlafsteuerung des Insassen 12 versorgt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 den Insassen 12 mit einem Teil oder allen der vorstehend beschriebenen verschiedenen Stimulationen in jedem des Einschlafprozesses, des Schlafaufrechterhaltungsprozesses und des Weckprozesses. So kann die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 den Insassen 12 dazu steuern, kurz zu schlafen und die Schlaftiefe des Insassen 12 während des kurzen Schlafes zu ändern, wie in 7 gezeigt.
Wie in 7 gezeigt, schläft der Insasse 12 zu einem Zeitpunkt t1 aus dem Wachzustand ein und tritt in die Stufe 1 des Schlafs ein. Das heißt, zum Zeitpunkt t1 ist der Einschlafprozess des Insassen 12 abgeschlossen bzw. beendet. Das Ende des Einschlafprozesses des Insassen 12 bedeutet, dass der Insasse 12 einschläft und in den Schlafzustand eintritt.
Zu einem Zeitpunkt t2, der auf den Zeitpunkt t1 folgt, geht die Schlaftiefe des Insassen 12 von Stufe 1 zu Stufe 2 über. Zu einem Zeitpunkt t3, der auf den Zeitpunkt t2 folgt, geht die Schlaftiefe von Stufe 2 zu Stufe 1 über. Zu einem Zeitpunkt t4, der auf den Zeitpunkt t3 folgt, geht die Schlaftiefe des Insassen 12 erneut von Stufe 1 zu Stufe 2 über. Zu einem Zeitpunkt t5, der auf den Zeitpunkt t4 folgt, geht die Schlaftiefe erneut von Stufe 2 zu Stufe 1 über.
Zu einem Zeitpunkt t6, der auf den Zeitpunkt t5 folgt, wird der Insasse 12, der in der Schlaftiefe der Stufe 1 schläft, geweckt und geht der Zustand des Insassen von dem Schlafzustand in den Wachzustand über. Das heißt, zum Zeitpunkt t6 ist der Weckprozess des Insassen 12 abgeschlossen. In dem Zeitdiagramm von 7 ist ein Zeitraum vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t6 der Zeitraum, in dem sich der Insasse 12 im Schlafzustand befindet, und entspricht die Dauer Ts der Schlafdauer, während der der Insasse 12 den Schlafzustand nach dem Einschlafen fortsetzt.
Um die Schlafsteuerung des Insassen 12 wie in 7 gezeigt durchzuführen, führt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 einen in 8 gezeigten Schlafsteuerungsprozess aus. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm des Schlafsteuerungsprozesses, der von der Schlafsteuerungsvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird. Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 führt den in 8 gezeigten Steuerungsprozess periodisch in vorbestimmten Intervallen aus.
Wie in 8 gezeigt, bestimmt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 in S101, ob der Insasse 12 den Beginn eines Kurzschlafs durch manuelle Bedienung auswählt.
Beispielsweise kann die Eingabevorrichtung 14 von 1 einen manuellen Einschlafschalter beinhalten, der von dem Insassen 12 betätigt werden kann, wenn der Insasse 12 kurz schlafen möchte. Wenn der Insasse 12 den manuellen Einschlafschalter betätigt, bestimmt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10, dass der Insasse 12 sich manuell für einen kurzen Schlaf entschieden hat.
In S101 von 8 geht der Prozess zu S106 über, wenn die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 bestimmt, dass der Insasse 12 den Beginn eines Kurzschlafs durch manuelle Bedienung gewählt hat. Wenn die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 in S101 bestimmt, dass der Insasse 12 den Beginn eines Kurzschlafs durch manuelle Betätigung nicht ausgewählt hat, fährt das Verfahren mit S102 fort.
In S102 erwirbt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 Kameraerfassungsinformationen, die von der Zustandserfassungskamera 15 erhalten werden. Dann erfasst die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 einen Schläfrigkeitszustand des Insassen 12, der auf dem Sitz 17 sitzt, basierend auf den Kameraerfassungsinformationen. Zum Beispiel wird der Schläfrigkeitszustand des Insassen 12 auf der Grundlage der Augenbewegung des Insassen 12, des Gesichtsausdrucks des Insassen 12 oder dergleichen geschätzt. Nach S102 wird der Prozess mit S103 fortgesetzt.
In S103 bestimmt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10, ob der Insasse 12 schläfrig ist, d. h. ob sich der Insasse 12 in einem schläfrigen Zustand befindet, basierend auf dem Erfassungsergebnis des in S102 erfassten Schläfrigkeitszustands.
In S103, im Ansprechen darauf, dass die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 bestimmt, dass der Insasse 12 in einem schläfrigen Zustand ist, d. h., dass der Insasse 12 in dem schläfrigen Zustand ist, geht der Prozess zu S104 über. In S103, wenn die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 bestimmt, dass der Insasse 12 nicht schläfrig ist, d. h. dass der Insasse 12 sich nicht in dem schläfrigen Zustand befindet, kehrt der Prozess zu S101 zurück.
In S104 schlägt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 dem Insassen 12 einen kurzen Schlaf vor. Zum Beispiel schlägt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 dem Insassen 12 einen kurzen Schlaf vor, indem sie ein vorbestimmtes Bild, das einen kurzen Schlaf vorschlägt, an einer vorbestimmten Stelle im Fahrzeugraum unter Verwendung der in 1 gezeigten Anzeigevorrichtung 28 anzeigt. Das vorbestimmte Bild, das den Kurzschlaf vorschlägt, kann z. B. verschwinden, wenn die in S105 durchgeführte Bestimmung endet. Nach der Ausführung von S104 in 8 geht das Verfahren zu S105 über.
In S105 bestimmt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10, ob der Insasse 12 im Ansprechen auf den Vorschlag für einen kurzen Schlaf in S104 ausgewählt hat, kurz zu schlafen bzw. ein kurzes Nickerchen zu machen.
Beispielsweise kann die in 1 gezeigte Eingabevorrichtung 14 einen Schalter zur Auswahl des Kurzschlafs und einen Schalter zur Ablehnung des Kurzschlafs enthalten. Der Insasse 12 betätigt den Kurzschlaf-Auswahlschalter, wenn er sich für einen Kurzschlaf entscheidet. Der Insasse 12 betätigt den Schalter zur Ablehnung des Kurzschlafs, wenn der Insasse 12 keinen Kurzschlaf machen möchte. Wenn der Kurzschlaf-Auswahlschalter von dem Insassen 12 betätigt wird, bestimmt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10, dass der Insasse 12 ausgewählt hat, einen Kurzschlaf zu halten.
Wenn der Schalter für die Ablehnung des Kurzschlafs durch den Insassen 12 betätigt wird, bestimmt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10, dass der Insasse 12 nicht auswählt, einen Kurzschlaf zu halten. Wenn eine vorbestimmte Zeitspanne ab dem Vorschlag eines Kurzschlafs verstrichen ist, ohne dass weder der Kurzschlaf-Auswahlschalter noch der Kurzschlaf-Ablehnungsschalter betätigt wurde, bestimmt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10, dass der Insasse 12 nicht auswählt, einen Kurzschlaf zu halten und verhindert, dass der Insasse 12 einen Kurzschlaf hält.
Wenn der Prozess in S105 in 8 bestimmt, dass der Insasse 12 auswählt, kurz zu schlafen, fährt der Prozess mit S106 fort. Wenn der Prozess in S105 bestimmt, dass der Insasse 12 nicht auswählt, kurz zu schlafen, wird der in 8 gezeigte Prozess beendet.
In S106 bestimmt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10, den Insassen 12 dazu zu steuern, kurz zu schlafen. Nach der Ausführung von S106 geht der Prozess weiter zu S107.
In S107 verwendet die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 die Stimulationsvorrichtung 31, um den Insassen 12 zum Einschlafen zu bringen bzw. zu steuern. Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 veranlasst den Insassen 12 einzuschlafen, indem sie eine vorbestimmte Schlafbeginnstimulation auf den Insassen 12 unter Verwendung der Stimulationsvorrichtung 31 anwendet und die Schlaftiefe des Insassen 12 als Stufe 1 oder Stufe 2 einstellt. Wie durch eine Ellipse B1 in 7 angedeutet, steuert die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 den Insassen 12 dazu, zum Zeitpunkt t1 einzuschlafen, ohne in den REM-Schlaf einzutreten.
Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 spezifiziert die Schlaftiefe des Insassen 12 und wendet in geeigneter Weise eine vorbestimmte Schlafbeginnstimulation an. Zum Beispiel kann die Schlafbeginnstimulation im Voraus empirisch bestimmt werden, um geeignet zu sein, den Insassen 12 zum Einschlafen zu bringen. Die Schlafbeginnstimulation kann innerhalb eines bestimmten Bereichs entsprechend dem Fortschritt des Einschlafens des Insassen 12 angepasst werden.
Die Schlaftiefe des Insassen 12 kann durch kontinuierliches Erfassen des Elektroenzephalogramms des Insassen 12 erfasst werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Schlaftiefe des Insassen 12 beispielsweise kontinuierlich anhand des Herzschlags, der Atemfrequenz, des Gesichtsausdrucks einschließlich der Augenposition, der Körperhaltung und der Körpertemperatur überwacht, die von der Zustandserfassungskamera 15 und dem Biosensor 16 erfasst werden.
In 7 schläft der Insasse 12 zum Zeitpunkt t1 aus dem Wachzustand in den Schlafzustand der Stufe 1 ein. Alternativ dazu kann der Insasse 12 auch aus dem Wachzustand in den Schlafzustand der Stufe 2 einschlafen.
Der in S107 ausgeführte Prozess entspricht dem vorstehend beschriebenen Einschlafprozess, und die vorstehend beschriebenen verschiedenen Stimulationen, die in dem Einschlafprozess angewendet werden, werden in S107 auf den Insassen 12 angewendet. Die vorbestimmte Schlafbeginnstimulation, die in S107 auf den Insassen 12 angewendet wird, umfasst einen Teil oder alle der vorstehend beschriebenen verschiedenen Stimulationen, die in dem Einschlafprozess angewendet werden. Die Einschlaf- bzw. Schlafbeginnstimulation, die auf den Insassen 12 in S107 angewendet wird, ist eine Stimulation, die auf den Insassen 12 angewendet wird, um den Insassen 12 zum Einschlafen zu bringen. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Schlafbeginnstimulation, die auf den Insassen 12 in S107 angewendet wird, beispielsweise die auditorische Stimulation durch einen Ton, die erste Schlafbeginnstimulation und die zweite Schlafbeginnstimulation.
In S107 stellt die in 1 gezeigte Stimulationsvorrichtung 31 dem Insassen 12 mindestens zwei Arten von Stimulationen aus der Gruppe der visuellen Stimulation, der auditorischen Stimulation, der olfaktorischen Stimulation, der taktilen Stimulation, der thermischen Stimulation und der Stimulation zur Veränderung der Körperhaltung, wenn der Insasse 12 einschläft, in Übereinstimmung mit einem Befehl von der Schlafsteuerungsvorrichtung 10 bereit. Die mindestens zwei Arten von Stimulationen werden auf den Insassen zeitlich gleichzeitig angewendet. Zum Beispiel gibt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 dem Insassen 12 die erste Schlafbeginnstimulation, die eine der taktilen Stimulationen ist und von der taktilen Vibrationsverkleidung 26 geliefert wird, und die zweite Schlafbeginnstimulation, die eine der thermischen Stimulationen ist und von der Vibrationsverkleidungsheizung 27 bereitgestellt wird. Wenn der Insasse 12 einschläft, wendet die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 die erste Schlafbeginnstimulation auf den Insassen 12 unter Verwendung der taktilen Vibrationsverkleidung 26 an und wendet auch die zweite Schlafbeginnstimulation unter Verwendung der Vibrationsverkleidungsheizung 27 an. Die taktile Vibrationsverkleidung und die Vibrationsverkleidungsheizung entsprechen der Stimulationsvorrichtung 31. Die vorstehend erwähnten „wechselseitig gleichzeitigen Zeitabläufe“ bedeuten, dass sich die Dauer einer Stimulationsart vollständig oder teilweise mit der Dauer einer anderen Stimulationsart überschneiden kann, wenn die mindestens zwei Arten von Stimulationen auf den Insassen 12 angewendet werden.
Der Prozess in S107 endet, wenn die Schlaftiefe des Insassen 12 die Stufe 1 oder 2 erreicht (z. B. zum Zeitpunkt t1 in 7). Nach S107 wird der Prozess mit S108 fortgesetzt.
In S108 führt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 eine Steuerung durch, um den Schlafzustand des Insassen 12, der eingeschlafen ist, unter Verwendung der Stimulationsvorrichtung 31 aufrechtzuerhalten, nachdem der Insasse 12 eingeschlafen ist. Insbesondere wird das Ablaufdiagramm von 9 als ein Unterprogramm ausgeführt.
In S201 von 9 stellt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 dem Insassen 12 eine vorbestimmte Schlafaufrechterhaltungsstimulation zur Aufrechterhaltung des Schlafzustands des Insassen 12 unter Verwendung der Stimulationsvorrichtung 31 bereit. Wenn die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 die Schlafaufrechterhaltungsstimulation bereits begonnen hat, fährt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 fort, die Schlafaufrechterhaltungsstimulation bereitzustellen. Das heißt, wenn der Prozess von S107 zu S108 in 8 fortschreitet, schaltet die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 die Stimulation, die auf den Insassen 12 angewendet wird, sanft von der Schlafbeginnstimulation zur Schlafaufrechterhaltungsstimulation um.
In S201 von 9 stellt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 die vorbestimmte Schlafaufrechterhaltungsstimulation bereit, wodurch die Schlaftiefe des Insassen 12 in einem Bereich zwischen der Stufe 1 und der Stufe 2 aufrechterhalten wird.
Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 spezifiziert die Schlaftiefe des Insassen 12 und wendet die vorbestimmte Schlafaufrechterhaltungsstimulation an. Beispielsweise kann die Schlafaufrechterhaltungsstimulation im Voraus empirisch so festgelegt werden, dass sie geeignet ist, den Insassen 12 in einem Schlafzustand zu halten, der die Schlaftiefe innerhalb des Bereichs zwischen Stufe 1 und Stufe 2 aufrechterhält. Die Schlafaufrechterhaltungsstimulation kann innerhalb eines bestimmten Bereichs entsprechend der Schlaftiefe des schlafenden Insassen 12 angepasst werden.
Konkret hält die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 in S201 die Schlaftiefe des Insassen 12 in dem Bereich zwischen Stufe 1 und Stufe 2 aufrecht, indem sie die Stimulation zur Aufrechterhaltung des Schlafs unter Verwendung eines im Voraus experimentell festgelegten Verfahrens einstellt.
Während sich der Insasse 12 im Schlafzustand befindet, steuert die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 die Schlaftiefe in Stufe 2 so, dass eine zweite Gesamtdauer T2s kürzer ist als eine erste Gesamtdauer T1s. Die erste Gesamtdauer T1s ist eine Gesamtdauer, in der die Schlaftiefe des Insassen 12 in Stufe 1 beibehalten wird, während der Insasse 12 schläft. In 7 ist die erste Gesamtdauer T1 s eine Summe aus einer Dauer T1 a vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2, einer Dauer T1b von einem Zeitpunkt t3 bis zu einem Zeitpunkt t4 und einer Dauer T1 c von einem Zeitpunkt t5 bis zu einem Zeitpunkt t6. Die zweite Gesamtdauer T2s ist eine Gesamtdauer, in der die Schlaftiefe des Insassen 12 in Stufe 2 verbleibt, während der Insassen 12 schläft. In 7 ist die zweite Gesamtdauer T2s eine Summe aus einer Dauer T2a vom Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t3 und einer Dauer T2b vom Zeitpunkt t4 bis zum Zeitpunkt t5.
Wie in 7 gezeigt, hält die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 die Schlaftiefe des Insassen 12 grundlegend auf Stufe 1, während der Insasse 12 im Schlafzustand ist, und erhöht die Schlaftiefe vorübergehend auf Stufe 2, wie durch eine Ellipse B2 in 7 gezeigt. Beispielsweise steuert die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 die Schlaftiefe des Insassen so, dass die Stufe 2 zeitweise mehrfach auftritt. Diese Steuerung kann die Konzentration des Insassen 12 nach dem Aufwachen verbessern. Die zweite Gesamtdauer T2s kann vorzugsweise auf höchstens etwa 5 Minuten festgelegt sein.
In 7 entspricht die Dauer T1a vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 einer ersten kontinuierlichen Dauer T1x, während der die Schlaftiefe des Insassen 12 auf Stufe 1 im Schlafzustand fortdauert. Wenn die Dauer T1a einer ersten kontinuierlichen Dauer T1x entspricht, entspricht nach Ablauf der ersten kontinuierlichen Dauer T1x die anschließende Dauer T2a vom Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t3 einer zweiten kontinuierlichen Dauer T2x, in der die Schlaftiefe des Insassen 12 auf Stufe 2 fortgesetzt wird. Die Dauern T1a und T2a haben ein Längenverhältnis von T1a>T2a.
Die Dauer T1b vom Zeitpunkt t3 bis zum Zeitpunkt t4 entspricht ebenfalls der ersten kontinuierlichen Dauer T1x. Wenn die Dauer T1b der ersten kontinuierlichen Dauer T1x entspricht, entspricht nach Ablauf der ersten kontinuierlichen Dauer T1x die nachfolgende Dauer T2ba vom Zeitpunkt t4 bis zum Zeitpunkt t5 der zweiten kontinuierlichen Dauer T2x, in der die Schlaftiefe des Insassen 12 auf Stufe 2 fortgesetzt wird. Die Dauern T1b und T2b haben ein Längenverhältnis von T1b>T2b.
Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 steuert die Schlaftiefe der Stufe 2, die vorübergehend auftritt, und die zweite kontinuierliche Dauer T2x, die auf die erste kontinuierliche Dauer T1x folgt, ist kürzer als die erste kontinuierliche Dauer T1x während des gesamten Schlafzustands des Insassen 12.
Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 stellt auch die Schlafaufrechterhaltungsstimulation wie folgt ein. Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 verhindert, dass die Schlaftiefe des Insassen 12 in die Stufe 3 oder 4 übergeht, wie durch eine gestrichelte Linie LDa in 7 gezeigt. Gleichzeitig verhindert die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 auch, dass der Schlaf des Insassen 12 in den REM-Schlaf übergeht, wie durch eine gestrichelte Linie LDb angezeigt. Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 hält den Schlafzustand des Insassen 12 aufrecht, so dass die Schlaftiefe des Insassen 12 nicht in die Stufe 3, die Stufe 4 oder den REM-Schlaf übergeht.
Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 stellt die Schlafaufrechterhaltungsstimulation so ein, dass die Schlaftiefe des Insassen 12 abwechselnd um ein Vielfaches zwischen Stufe 1 und Stufe 2 hin- und her wechselt, wie in 7 gezeigt. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die zweite Gesamtdauer T2s bis zu einem gewissen Grad zu erhöhen, während die Einzeldauern T2a und T2b, in denen die Schlaftiefe auf Stufe 2 fortgesetzt wird, verkürzt werden.
Der in S108 von 8 ausgeführte Prozess entspricht dem vorstehend beschriebenen Schlafaufrechterhaltungsprozess, und die vorstehend beschriebenen verschiedenen Stimulationen, die in dem Schlafaufrechterhaltungsprozess angewendet werden, werden in S201 von 9 auf den Insassen 12 angewendet. Wie vorstehend beschrieben, wird in S108 von 8 der in S201 von 9 gezeigte Prozess als Unterprogramm ausgeführt. Die vorbestimmte Schlafaufrechterhaltungsstimulation, die auf den Insassen 12 in S201 angewendet wird, umfasst einen Teil oder alle der vorstehend beschriebenen verschiedenen Stimulationen, die in dem Schlafaufrechterhaltungsprozess angewendet werden. Die Schlafaufrechterhaltungsstimulation, die in S201 auf den Insassen 12 angewendet wird, ist eine Stimulation, die auf den Insassen 12 angewendet wird, um den Insassen 12 im Schlafzustand zu halten.
In S201 stellt die in 1 gezeigte Stimulationsvorrichtung 31 dem Insassen 12, der sich im Schlafzustand befindet, in Übereinstimmung mit einem Befehl von der Schlafsteuerungsvorrichtung 10 mindestens zwei Arten von Stimulationen aus der visuellen Stimulation, der auditorischen Stimulation, der olfaktorischen Stimulation, der taktilen Stimulation, der thermischen Stimulation und der Stimulation zur Veränderung der Körperhaltung bereit. Die mindestens zwei Arten von Stimulationen werden auf den Insassen 12 zu wechselseitig gleichzeitigen Zeitpunkten angewendet. Zum Beispiel kann, während der Insasse 12 im Schlafzustand ist, eine auditorische Stimulation mit einem vorbestimmten Tempo, das langsamer als der Herzschlag des Insassen 12 ist, aus dem Sitzlautsprecher 24 als die auditorische Stimulation ausgegeben werden, und kann gleichzeitig die Luft aus der Klimaanlage 30 als die thermische Stimulation zu dem Insassen 12 geblasen werden, so dass der Insasse 12 die Luft als eine sanfte Brise ohne ein Gefühl der Windgeschwindigkeit empfindet.
Nach der Ausführung von S201 in 9 geht der Prozess zu S202 über. In S202 bestimmt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10, ob es ein Anzeichen dafür gibt, dass die Schlaftiefe des Insassen 12 im Schlafzustand von Stufe 1 oder Stufe 2 zu Stufe 3, Stufe 4 oder REM-Schlaf wechselt.
Zum Beispiel kann ein Muster von Elektroenzephalogrammen oder Herzschlag, das ein Zeichen dafür anzeigt, dass die Schlaftiefe des Insassen 12 zu der Stufe 3 oder 4 übergeht, im Voraus experimentell als ein erstes Bestimmungsmuster bestimmt werden, und das im Voraus definierte erste Bestimmungsmuster kann in einem Speicher gespeichert werden. Wenn der Zustand des Elektroenzephalogramms oder des Herzschlags, der auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse durch die Zustandserfassungskamera 15 und den Biosensor 16 erhalten wird, mit dem im Voraus erstellten ersten Bestimmungsmuster übereinstimmt, bestimmt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10, dass das Zeichen, dass die Schlaftiefe des Insassen 12 in die Stufe 3 oder Stufe 4 übergeht, aufgetreten ist.
Ein Muster des Elektroenzephalogramms oder des Herzschlags, das das Zeichen anzeigt, dass die Schlaftiefe des Insassen 12 in den REM-Schlaf übergeht, kann im Voraus experimentell als ein zweites Bestimmungsmuster bestimmt werden, und das zweite Bestimmungsmuster kann in einem Speicher gespeichert werden. Wenn der Zustand des Elektroenzephalogramms oder des Herzschlags, der auf der Grundlage der Erfassungsergebnisse durch die Zustandserfassungskamera 15 und den Biosensor 16 erhalten wird, mit dem im Voraus erstellten zweiten Bestimmungsmuster übereinstimmt, bestimmt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10, dass das Zeichen, dass die Schlaftiefe des Insassen 12 in den REM-Schlaf übergeht, aufgetreten ist.
In S202 von 9 wird das in 9 gezeigte Unterprogramm beendet, wenn die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 bestimmt, dass es ein Anzeichen dafür gibt, dass die Schlaftiefe des Insassen 12 im Schlafzustand von Stufe 1 oder Stufe 2 zu Stufe 3, Stufe 4 oder REM-Schlaf wechselt. Dann kehrt der Prozess zum Ablaufdiagramm von 8 zurück und fährt mit S109 fort.
In S202, wenn die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 feststellt, dass es keine Anzeichen dafür gibt, dass sich die Schlaftiefe des Insassen 12 im Schlafzustand von Stufe 1 oder Stufe 2 zu Stufe 3, Stufe 4 oder REM-Schlaf verschiebt, geht der Prozess zu S203 über.
In S203 von 9 bestimmt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10, ob eine Dauer Tps, die vom Zeitpunkt t1 der Beendigung des Einschlafens verstrichen ist, eine vorbestimmte Beendigungsbestimmungszeit Ted erreicht hat.
Die Beendigungsbestimmungszeit Ted ist ein Parameter zum Bestimmen der Beendigung der Schlafaufrechterhaltungsstimulation. Die Beendigungsbestimmungszeit Ted kann im Voraus empirisch festgelegt werden, so dass der Kurzschlaf, der in dem Steuerungsprozess von 8 und 9 ausgeführt wird, einen ausreichenden Kurzschlafeffekt erzielt, wie z. B. eine Verbesserung der Konzentration nach dem Aufwachen. Insbesondere kann die Schlafdauer Ts des Kurzschlafs des Insassen 12, der durch den Steuerprozess von 8 und 9 bereitgestellt wird, vorzugsweise auf eine Dauer innerhalb eines Bereichs von 5 Minuten bis 30 Minuten eingestellt werden. Stärker bevorzugt kann die Schlafdauer als eine Dauer in einem Bereich von 10 Minuten bis 20 Minuten festgelegt werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Beendigungsbestimmungszeit Ted so eingestellt, dass die Schlafdauer Ts des Kurzschlafs innerhalb eines Bereichs von 5 Minuten bis 30 Minuten liegt.
Wenn die seit dem Einsetzen des Schlafs verstrichene Dauer Tps den Zeitpunkt der Beendigung Ted erreicht, befindet sich der Insasse 12 immer noch im Schlafzustand und liegt der Zeitpunkt Ted vor dem Zeitpunkt t6, wie in 7 gezeigt. Somit liegt der Beendigungszeitpunkt Ted vor dem Endzeitpunkt der Schlafdauer Ts. Der Beendigungszeitpunkt Ted kann als ein variabler Wert oder als ein konstanter Wert festgelegt werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Beendigungszeitpunkt Ted als ein Beispiel als der konstante Wert festgelegt.
In S203, wenn der Prozess bestimmt, dass die Dauer Tps, die seit der Beendigung des Einschlafens verstrichen ist, die Beendigungsbestimmungszeit Ted erreicht, wird das Unterprogramm von 9 beendet. Dann kehrt der Prozess zum Ablaufdiagramm von 8 zurück und fährt mit S109 fort.
In S203, wenn der Prozess von 9 bestimmt, dass die Dauer Tps, die seit dem Ende des Einschlafens verstrichen ist, noch nicht die Beendigungsbestimmungszeit Ted erreicht hat, kehrt der Prozess zu S201 zurück.
In S109 von 8 verwendet die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 die Stimulationsvorrichtung 31, um den Insassen 12 zum Aufwachen zu steuern. Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 weckt den schlafenden Insassen 12 auf, indem sie unter Verwendung der Stimulationsvorrichtung 31 eine vorbestimmte Aufweckstimulation auf den Insassen 12 anwendet. Das heißt, wenn der Prozess von S108 nach S109 fortschreitet, schaltet die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 die auf den Insassen 12 angewendete Stimulation sanft von der Schlafaufrechterhaltungsstimulation auf die Schlafaufweckstimulation um.
Wie durch die Ellipse B3 in 7 angedeutet, steuert die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 in S109 den Insassen 12 so, dass er zum Zeitpunkt t6 aufwacht, ohne in den REM-Schlaf einzutreten. Infolgedessen kann der Insasse 12 mit einem erfrischten Gefühl geweckt werden.
Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 spezifiziert die Schlaftiefe des Insassen 12 und wendet in geeigneter Weise eine vorbestimmte Weckstimulation an. Zum Beispiel kann die Weckstimulation im Voraus empirisch bestimmt werden, so dass sie geeignet ist, zu veranlassen, dass der Insasse 12 mit einem erfrischten Gefühl aufwacht. Die Weckstimulation kann innerhalb eines gewissen Bereichs entsprechend dem Aufwachfortschritt des Insassen 12 eingestellt werden.
In 7 wacht zum Zeitpunkt t6 der Insasse 12 aus dem Schlafzustand der Stufe 1 in den Aufwachzustand auf. Alternativ kann der Insasse 12 auch aus dem Schlafzustand der Stufe 2 in den Aufwachzustand übergehen.
Wie in den Zeichnungen gezeigt, wird S109 von 8 ausgeführt, wenn die Bestimmung in S203 von 9 „JA“ lautet, und die Beendigungsbestimmungszeit Ted, die für die Bestimmung in S203 verwendet wird, ist so festgelegt, dass die Schlafdauer Ts des Kurzschlafs innerhalb eines Bereichs von 5 Minuten bis 30 Minuten liegt. Daher weckt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 den schlafenden Insassen 12 so auf, dass die Schlafdauer Ts innerhalb eines Bereichs von 5 Minuten bis 30 Minuten liegt.
Obwohl die Bestimmung in S203 von 9 „NEIN“ lautet, wird der Prozess in S109 von 8 ausgeführt, wenn die Bestimmung in S202 von 9 „JA“ lautet. Wenn die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 bestimmt, dass es ein Anzeichen dafür gibt, dass sich die Schlaftiefe des Insassen 12 im Schlafzustand von Stufe 1 oder Stufe 2 zu Stufe 3, Stufe 4 oder REM-Schlaf verschiebt, weckt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 den Insassen 12 unabhängig von der Schlafdauer Ts auf.
Der in S109 ausgeführte Prozess entspricht dem vorstehend beschriebenen Weckprozess, und die vorstehend beschriebenen verschiedenen Stimulationen, die in dem Weckprozess angewendet werden, werden in S109 auf den Insassen 12 angewendet. Die vorbestimmte Weckstimulation, die in S109 auf den Insassen 12 angewendet wird, umfasst einen Teil oder alle der vorstehend beschriebenen verschiedenen Stimulationen, die in dem Weckprozess angewendet werden. Die Weckstimulation, die dem Insassen 12 in S109 zugeführt wird, ist eine Stimulation, die dem Insassen 12 zugeführt wird, um den Insassen 12 aufzuwecken. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Weckstimulation, die dem Insassen 12 in S109 zugeführt wird, beispielsweise die auditorische Stimulation durch einen Ton, der während des Weckens des Insassen ertönt.
In S109 stellt die in 1 gezeigte Stimulationsvorrichtung 31 dem Insassen 12 mindestens zwei Arten von Stimulationen aus der visuellen Stimulation, der auditorischen Stimulation, der olfaktorischen Stimulation, der taktilen Stimulation, der thermischen Stimulation und der Stimulation zur Änderung der Körperhaltung bereit, wenn der Insasse 12 aufwacht, in Übereinstimmung mit einem Befehl von der Schlafsteuerungsvorrichtung 10. Die mindestens zwei Arten von Stimulationen werden auf den Insassen zu wechselseitig gleichzeitigen Zeitpunkten angewendet. Zum Beispiel stellt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 dem Insassen 12 die visuelle Stimulation, die allmählich die Farbe des von der Beleuchtungsvorrichtung 29 ausgestrahlten Lichts von der warmen Farbe zur kühlen Farbe ändert, bereit, während sie den Insassen 12 mit der Duftstimulation stimuliert, die den Insassen 12 aufweckt. Die Duftstimulation kann von der Duftvorrichtung 21 in den Fahrgastraum abgegeben werden.
Der Prozess in S109 endet, wenn der schlafende Insassen 12 wach wird (z. B. zu dem in 7 gezeigten Zeitpunkt t6). Wenn der Prozess in S109 endet, kann die Weckstimulation, die auf den Insassen angewendet wird, beendet werden, und wird das in 8 gezeigte Ablaufdiagramm beendet.
Der vorstehend beschriebene Prozess in 8 und 9 ist als Funktionsblöcke zum Implementieren entsprechender Funktionen konfiguriert. Das Gleiche gilt für das andere, später beschriebene Ablaufdiagramm.
Wie in 8 gezeigt, entspricht der in S107 ausgeführte Prozess einer Schlafbeginnsteuereinheit, entspricht der in S108 ausgeführte Prozess einer Schlafaufrechterhaltungssteuereinheit, und entspricht der in S109 ausgeführte Prozess einer Wecksteuereinheit. Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 umfasst als Funktionsblöcke die Einschlafsteuereinheit, die Schlafaufrechterhaltungssteuereinheit und die Wecksteuereinheit.
Eine PVT-Auswertung wird durchgeführt, um die Wirkung eines kurzen Schlafs zu überprüfen, der durch den in 8 und 9 gezeigten Steuerungsprozess wie vorstehend beschrieben gesteuert wird. PVT ist eine Abkürzung für Psychomotorische Vigilanzaufgabe. Die PVT-Auswertung ist eine Methode zur objektiven Bewertung der Leistung und der kognitiven Funktion auf der Grundlage der Reaktions- und Bewegungszeit, die an der Universität von Pennsylvania in den Vereinigten Staaten entwickelt wurde und zur Verbesserung von durch Schlafentzug und Müdigkeit verursachten menschlichen Fehlern eingesetzt wird.
Insbesondere wird die PVT-Auswertung an einer Person durchgeführt, wie z. B. dem Insassen 12 im Fall des Kurzschlafs der vorliegenden Ausführungsform mit dem Steuerungsprozess von 8 und 9, und im Fall des Kurzschlafs eines Vergleichsbeispiels, bei dem die Person einfach ein kurzes Nickerchen ohne jegliche Stimulation zum Einschlafen, zur Schlafaufrechterhaltung und zum Aufwachen macht. Die Auswertungsergebnisse lauten wie folgt. Bei der PVT-Auswertung wird die Anzahl der Probanden auf 20 festgelegt, das Verhältnis von Männern und Frauen beträgt 50 zu 50. Das Alter der Probanden wird so gewählt, dass es ein breites Spektrum von 20, 30, 40 und 50 Jahren abdeckt.
Als ein Ergebnis der PVT-Auswertung werden, sowohl bei der mittleren Reaktionsgeschwindigkeit (d. h. MeanRRT) als auch bei der Anzahl von Fehlern (d. h. Lapses), die als Indikatoren für die PVT-Auswertung verwendet werden, erhebliche Verbesserungen gegenüber dem Kurzschlaf des Vergleichsbeispiels erzielt, wenn der Kurzschlaf gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird. Die MeanRRT ist eine Abkürzung für die mittlere reziproke Reaktionszeit.
Insbesondere wenn der Kurzschlaf gemäß der vorliegenden Ausführungsform gehalten wird, verbessert sich die mittlere Reaktionsgeschwindigkeit bei der PVT-Auswertung für 90 % oder mehr der Probanden im Vergleich zum Fall des Kurzschlafs im Vergleichsbeispiel. Die mittlere Reaktionsgeschwindigkeit wird in Abhängigkeit von der Schlafdauer Ts als verbessert angesehen, wie in 10 gezeigt.
Was die Anzahl von Fehlern bei der PVT-Auswertung betrifft, so wird bei der vorliegenden Ausführungsform durch den kurzen Schlaf bei 90% oder mehr der Probanden ein signifikanter Effekt der Fehlerreduzierung erzielt, verglichen mit dem Fall, in dem der kurze Schlaf in dem Vergleichsbeispiel gehalten wird.
Eine Abfrage zur subjektiven Bewertung wird aus verschiedenen Blickwinkeln durchgeführt, um die Auswirkungen des kurzen Schlafs, der durch den Steuerungsprozess von 8 und 9 gehalten wird, zu überprüfen.
Insbesondere wird eine Abfrage zur subjektiven Bewertung für jeden des Falls des Kurzschlafs gemäß der vorliegenden Ausführungsform und des Falls des Kurzschlafs gemäß dem Vergleichsbeispiel durchgeführt. Die Ergebnisse der Abfrage zur subjektiven Bewertung lauten wie folgt. Die Zusammensetzung der Befragten dieses Fragebogens ist die gleiche wie die Zusammensetzung der Probanden in der PVT-Auswertung.
Wie in 11 gezeigt, wurden in der Abfrage zur subjektiven Bewertung des Einschlafens drei Optionen vorbereitet: „einschlafen schlägt fehl“, „schläfrig sein“ und „erfolgreich einschlafen“. Als ein Ergebnis der Abfrage antworteten mehr als 80% der Befragten, dass sie erfolgreich einschlafen, wenn sie ein kurzes Nickerchen gemäß der vorliegenden Ausführungsform machen. Insbesondere wird bei einem Kurzschlaf gemäß der vorliegenden Ausführungsform bei 80% oder mehr der Befragten die gleiche Wirkung wie im Vergleichsbeispiel oder eine bessere Wirkung erzielt als bei dem Kurzschlaf im Vergleichsbeispiel.
In der Abfrage zur subjektiven Bewertung des Aufwachens sind sechs Optionen vorbereitet, wie in 12 gezeigt. Die in der Abfrage zum Aufwachen angebotenen Optionen umfassen „sehr unangenehmes Aufwachen“, „unangenehmes Aufwachen“, „leicht unangenehmes Aufwachen“, „leicht erfrischtes Aufwachen“, „erfrischtes Aufwachen“ und „sehr erfrischtes Aufwachen“. Als Ergebnis der Abfrage antworteten mehr als 80 % der Befragten „leicht unangenehmes Aufwachen“, „leicht erfrischtes Aufwachen“, „erfrischtes Aufwachen“, wenn sie den Kurzschlaf gemäß der vorliegenden Ausführungsform halten. Insbesondere, wenn der kurze Schlaf gemäß der vorliegenden Ausführungsform gehalten wird, wird der Verbesserungseffekt für 80% oder mehr der Befragten im Vergleich zu dem Fall des kurzen Schlafes in dem Vergleichsbeispiel erreicht.
Um die Wirkung des kurzen Schlafes zu überprüfen, das durch den Steuerungsprozess von 8 und 9 durchgeführt wird, wird eine Einschlafleistung überprüft.
Insbesondere wird bei dem Kurzschlaf der vorliegenden Ausführungsform und dem Kurzschlaf des Vergleichsbeispiels die Dauer der Schlafreichweite, welche eine Dauer ist, die seit dem Beginn des Einschlafens bis zum Ende des Einschlafens verstrichen ist, berechnet. Der Beginnzeitpunkt des Einschlafens ist der Zeitpunkt der Betätigung des manuellen Schalters für das Einschlafen, der in der Eingabevorrichtung 14 von 1 bereitgestellt ist, durch das Subjekt bzw. den Insassen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Einschlafbeginnzeitpunkt der Zeitpunkt, zu dem in S101 von 8 bestimmt wird, dass der Insasse 12 als das Subjekt beschließt, einen kurzen Schlaf zu halten, indem er die manuelle Betätigung des manuellen Einschlafschalters durchführt. Der Beendigungszeitpunkt des Einschlafens ist der Zeitpunkt, an dem das wache Subjekt einschläft, d. h. der Zeitpunkt, an dem das wache Subjekt in den Schlaf der Stufe 1 eingetreten ist, wie in 13 gezeigt. Die Zusammensetzung der Subjekte bei dieser Überprüfung der Einschlafleistung entspricht der Zusammensetzung der Subjekte bei der PVT-Auswertung.
Als ein Ergebnis der Überprüfung der Einschlafleistung ist etwa die Hälfte der Subjekte in der Lage, in etwa einer Minute einzuschlafen, wenn der Kurzschlaf gemäß der vorliegenden Ausführungsform erfolgt. Wie in 13 gezeigt, verkürzt sich die Dauer vom Beginn des Einschlafens bis zur Beendigung des Einschlafens bei 90 % oder mehr der Subjekte im Vergleich zum Kurzschlaf im Vergleichsbeispiel, wenn der kurze Schlaf gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird. In 13 ist die Änderung der Schlaftiefe während des Einschlafens gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch eine durchgezogene Linie L3 und die Dauer vom Beginn des Einschlafens bis zum Ende des Einschlafens durch einen Pfeil A3 gezeigt. In 13 ist die Änderung der Schlaftiefe während des Einschlafens gemäß dem Vergleichsbeispiel durch eine gestrichelte Linie L4 gezeigt, und die Dauer von der Startzeit des Einschlafens bis zur Endzeit des Einschlafens ist durch einen Pfeil A4 gekennzeichnet.
Um die Wirkung des Kurzschlafs, der durch den Steuerungsprozess von 8 und 9 durchgeführt wird, zu überprüfen, wird eine Schlafaufrechterhaltungsleistung überprüft. Die Zusammensetzung der Subjekte bei dieser Überprüfung der Schlafaufrechterhaltungsleistung ist die gleiche wie die Zusammensetzung der Subjekte bei der PVT-Auswertung.
Als Ergebnis der Überprüfung der Schlafaufrechterhaltungsleistung, wenn der Kurzschlaf gemäß dem Vergleichsbeispiel genommen wird, werden bei mehr als 70 % der Subjekte die folgenden mehreren Fälle bestätigt. In einem Fall wacht das Subjekt innerhalb von 10 Minuten nach dem Einschlafen aufgrund einer äußeren Störung auf. In einem anderen Fall verschiebt sich die Schlaftiefe des Subjekts auf Stufe 3 oder eine höhere Stufe, und das Subjekt kann nicht leicht aufwachen, oder selbst wenn das Subjekts aufwachen kann, fühlt es sich nach dem Aufwachen unwohl und müde. Wenn das Subjekt den Kurzschlaf gemäß der vorliegenden Ausführungsform macht, werden diese Fälle von den Subjekten nicht bestätigt.
Wie vorstehend beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform die erste Gesamtdauer T1s eine Gesamtdauer, in welcher die Schlaftiefe des Insassen 12 in der Stufe 1 verbleibt, während der Insasse 12 schläft. Die zweite Gesamtdauer T2s ist eine Gesamtdauer, in welcher die Schlaftiefe des Insassen 12 in der Stufe 2 verbleibt, während der Insasse 12 schläft. Wie in 7 gezeigt, steuert, während sich der Insasse 12 im Schlafzustand befindet, die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 die Schlaftiefe in Stufe 2 so, dass die zweite Gesamtdauer T2s kürzer als die erste Gesamtdauer T1s ist.
Verglichen mit dem Fall, in dem die Schlaftiefe während des Schlafzustands einfach auf Stufe 1 gehalten wird, unterstützt der Eintritt in die Schlaftiefe der Stufe 2 den Insassen 12, in kurzer Zeit einen tiefen Schlaf zu erreichen. Die Beziehung zwischen der ersten Gesamtdauer T1s und der zweiten Gesamtdauer T2s erfüllt, dass die zweite Gesamtdauer T2s kürzer ist als die erste Gesamtdauer T1s. Verglichen mit einem Fall, in dem die zweite Gesamtdauer T2s länger als die erste Gesamtdauer T1s ist, kann die Wahrscheinlichkeit einer Verschiebung der Schlaftiefe zu Stufe 3 oder Stufe 4 verringert werden, indem die Beziehung zwischen der ersten Gesamtdauer T1s und der zweiten Gesamtdauer T2s so festgelegt wird, dass die zweite Gesamtdauer T2s kürzer als die erste Gesamtdauer T1s ist. Das heißt, es ist möglich, nachteilige Auswirkungen, die durch einen zu tiefen Schlaf verursacht werden, zu vermeiden.
Infolgedessen ist es möglich, einen effektiven Kurzschlaf zu halten, der Effekte wie Entspannung nach dem Aufwachen, Befreiung von Schläfrigkeit, Erholung von Müdigkeit und verbesserte Konzentration bereitstellen kann. Zum Beispiel ist es verglichen mit dem Kurzschlaf durch einfache Schlaftiefensteuerung, die von der Schlafsteuerungsvorrichtung 10 der Patentliteratur 1 durchgeführt wird, möglich, eine verbesserte Wirkung des Kurzschlafs zu erzielen.
(1) Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 7 gezeigt, hält die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 den Schlafzustand des Insassen 12 aufrecht, um die Schlaftiefe des Insassen 12 nicht zu Stufe 3, Stufe 4 oder REM-Schlaf zu verschieben. Folglich ist es möglich, die Fortsetzung des durch den REM-Schlaf verursachten flachen Schlafs zu verhindern. Darüber hinaus ist es möglich, den negativen Effekt zu vermeiden, der durch die Verschiebung der Schlaftiefe zu Stufe 3 oder Stufe 4 verursacht wird, d. h. den negativen Effekt, der durch die Verschiebung der Schlaftiefe in einen übermäßig tiefen Schlaf verursacht wird. Der nachteilige Effekt, der durch den übermäßig tiefen Schlaf verursacht wird, kann zum Beispiel in S109 von 8 beinhalten, dass der Insasse 12 nicht aufwacht, obwohl die Weckstimulation angewendet wird, oder dass der Insasse mit einem unangenehmen Gefühl aufwacht und sich nach dem Aufwachen müde fühlt, wenn er erfolgreich aufwacht.
(2) Gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst die auf den Insassen 12 in S107 von 8 angewendete vorbestimmte Einschlafstimulation die erste Schlafbeginnstimulation, die den auf die Handfläche des Insassen 12 ausgeübten Druck verändert, wie durch die durchgezogene Linie Lp in 6 gezeigt. Die auf den Insassen 12 angewandte vorbestimmte Schlafbeginnstimulation umfasst die zweite Schlafbeginnstimulation, die die oberen Extremitäten der oberen Gliedmaßen des Insassen 12 erwärmt, so dass die Temperatur Tte der oberen Extremität des oberen Glieds höher ist als die Temperatur Tam des Oberarms. Wenn der Insasse 12 einschläft, wendet die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 die erste Schlafbeginnstimulation auf den Insassen 12 unter Verwendung der taktilen Vibrationsverkleidung 26 an und wendet auch die zweite Schlafbeginnstimulation unter Verwendung der Vibrationsverkleidungsheizung 27 an. Die taktile Vibrationsverkleidung 26 und die Vibrationsverkleidungsheizung 27 entsprechen der Stimulationsvorrichtung 31.
Durch Anwenden der zweiten Schlafbeginnstimulation, wenn der Insasse 12 wie vorstehend beschrieben einschläft, können die peripheren Blutgefäße des Insassen 12 erweitert und die Wärmeabfuhr aus der Peripherie der peripheren Blutgefäße gefördert werden. Infolgedessen wird die Körperinnentemperatur des Insassen 12 gesenkt, und kann der Insasse 12 leicht einschlafen.
Durch Anwenden der zweiten Schlafbeginnstimulation, wenn der Insasse 12 wie vorstehend beschrieben einschläft, kann der Insasse 12 die erste Schlafbeginnstimulation leicht erkennen und kann der Insasse 12 durch die erste Schlafbeginnstimulation leicht zum Atmen geführt werden.
(3) Gemäß der vorliegenden Ausführungsform gibt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 während des Einschlafens des Insassen 12 den Einschlafton aus dem Sitzlautsprecher 24 an den Insassen 12 als die vorbestimmte Schlafbeginnstimulation in S107 von 8 aus. Der Einschlafton hat ein Tempo, das sich allmählich von dem Tempo ausgehend verlangsamt, das mit dem Herzschlag des Insassen 12 synchronisiert ist, wie durch die durchgezogene Linie L1s in 4 gezeigt. Daher kann die Atmung des Insassen 12 durch den Einschlafton angeregt werden, und wird die Atmung des Insassen 12 allmählich langsam, um den Insassen 12 zum Einschlafen zu bewegen.
(4) Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weckt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 in S109 von 8 den schlafenden Insassen 12 auf, indem sie die vorbestimmte Weckstimulation auf den Insassen 12 unter Verwendung der Stimulationsvorrichtung 31 anwendet. Somit ist es möglich, die Schlafdauer Ts des Insassen 12, der sich im Schlafzustand befindet, zu steuern.
(5) Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weckt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 den schlafenden Insassen 12 so auf, dass die Schlafdauer Ts in einem Bereich von 5 Minuten bis 30 Minuten liegt. Auf diese Weise ist es möglich, dem Insassen 12 einen kurzen Schlaf zu verschaffen, der geeignete Schlafeffekte, wie z. B. eine verbesserte Konzentration nach dem Aufwachen, bereitstellt.
Wenn die Schlafdauer Ts beispielsweise kürzer als 5 Minuten ist, ist die Schlafdauer Ts zu kurz, um die Wirkung des Schlafs zu erzielen. Wenn die Schlafdauer Ts mehr als 30 Minuten beträgt, wäre sie als Kurzschlaf für den Insassen 12 eines Fahrzeugs ungeeignet.
(6) Gemäß der vorliegenden Ausführungsform steuert die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 in S107 von 8 den Insassen 12 so, dass er einschläft, ohne in den REM-Schlaf zu gelangen. In S109 weckt die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 den schlafenden Insassen 12 auf, ohne in den REM-Schlaf einzutreten. Daher ist es möglich, den flachen Schlaf während der Schlafdauer Ts zu eliminieren und dadurch dem Insassen 12 einen angenehmen Schlaf zu ermöglichen.
(7) Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weckt, wenn die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 bestimmt, dass es ein Anzeichen dafür gibt, dass sich die Schlaftiefe des Insassen 12 im Schlafzustand von Stufe 1 oder Stufe 2 zu Stufe 3, Stufe 4 oder REM-Schlaf verschiebt, die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 den Insassen 12 in S109 von 8 auf. Folglich ist es möglich, den unzureichenden Effekt eines kurzen Schlafes zu vermeiden, der durch einen flachen Schlaf verursacht wird, und ist es darüber hinaus möglich, den nachteiligen Effekt zu vermeiden, der durch einen zu tiefen Schlaf verursacht wird.
(8) Gemäß der vorliegenden Ausführungsform stellt die in 1 gezeigte Stimulationsvorrichtung 31 dem Insassen 12 zumindest zwei Arten von Stimulationen aus visueller Stimulation, auditorischer Stimulation, olfaktorischer Stimulation, taktiler Stimulation, thermischer Stimulation und Stimulation zur Änderung der Körperhaltung bereit, wenn der Insasse 12 einschläft. Die zumindest zwei Arten von Stimulationen werden zeitlich gleichzeitig auf den Insassen angewendet. Dies gilt nicht nur, wenn der Insasse 12 einschläft, sondern auch, wenn sich der Insasse 12 im Schlafzustand befindet und wenn der Insasse 12 aufwacht.
Folglich kann die Wirkung der auf den Insassen 12 ausgeübten Stimulation verglichen mit dem Fall, in dem nur eine Art von Stimulation nacheinander gegeben wird, in einer kurzen Zeit erzielt werden.
(9) Gemäß der vorliegenden Ausführungsform gibt, während der Insasse 12 aufwacht, die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 den Weckton aus dem Sitzlautsprecher 24 als die vorbestimmte Weckstimulation in S109 von 8 an den Insassen 12 aus. Der Weckton hat ein Tempo, das allmählich ausgehend von dem mit dem Herzschlag des Insassen 12 synchronisierten Tempo ansteigt, wie durch die durchgezogene Linie L2s in 5 gezeigt. Daher kann die Atmung des Insassen 12 durch den Einschlafton angeregt werden, und wird die Atmung des Insassen 12 allmählich schneller, um den Insassen 12 zum Aufwachen zu bewegen.
In dem Zeitdiagramm von 7 ist die Dauer, in welcher die Schlaftiefe auf Stufe 1 andauert, während sich der Insasse 12 im Schlafzustand befindet, als die erste Dauer T1x definiert. Nach Beendigung der ersten kontinuierlichen Dauer T1x ist die Dauer, in der die Schlaftiefe auf Stufe 2 nach der ersten kontinuierlichen Dauer T1x fortgesetzt wird, als die zweite kontinuierliche Dauer T2x definiert. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform steuert die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 die Schlaftiefe der Stufe 2 temporär und ist die auf die erste Dauer T1x folgende zweite Dauer T2x während des gesamten Schlafzustands des Insassen kürzer als die erste Dauer T1x. Folglich ist es möglich, selbst wenn der schlafende Insasse 12 unvorsichtig aufwacht, eine Situation herzustellen, in welcher die zweite Gesamtdauer T2s kürzer ist als die erste Gesamtdauer T1s.
(Andere Ausführungsformen)
(1) In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wird, wenn in S203 von 9 bestimmt wird, dass die Dauer Tps, die seit der Beendigung des Einschlafens verstrichen ist, die vorbestimmte Beendigungsbestimmungszeit Ted erreicht hat, die Weck- bzw. Aufwachsteuerung des Insassen 12 als ein Beispiel ausgeführt. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Beispielsweise kann die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 den Insassen 12 gemäß einem von dem Insassen 12 eingestellten Zeitgeber aufwecken, oder sie kann den Insassen 12 in Verbindung mit einem Fahrzeugnavigationssystem gemäß der Zieleinstellung in dem Fahrzeugnavigationssystem aufwecken. Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 kann den historischen Schlafstatus des Insassen 12 lernen und den Insassen 12 mit Bezug auf die gelernte Weckzeit aufwecken.
(2) In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ist S202 in dem Ablaufdiagramm von 9 bereitgestellt. Alternativ kann S202 auch weggelassen werden. Wenn S202 in dem Ablaufdiagramm von 9 nicht ausgeführt wird, geht der Prozess nach der Ausführung von S201 zu S203 über.
(3) In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform überwacht die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 die Schlaftiefe während des Schlafzustands des Insassen 12 und steuert die Schlaftiefe durch Anwenden von Stimulation unter Verwendung der Stimulationsvorrichtung 31, wie in 7 als ein Beispiel gezeigt. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Wie in 7 gezeigt, kann zum Beispiel ein Stimulationsmuster, das eine Änderung der Schlaftiefe einschließt, im Voraus experimentell festgelegt werden. Die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 überwacht die Schlaftiefe während des Schlafzustands des Insassen 12 und wendet die Stimulation auf den Insassen 12 gemäß dem eingestellten Stimulationsmuster unter Verwendung der Stimulationsvorrichtung 31 an.
(4) In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wechselt die Schlaftiefe in dem Zeitdiagramm von 7 während des Schlafzustands des Insassen 12 zweimal von Stufe 1 zu Stufe 2. Der Wechsel der Schlaftiefe von Stufe 1 zu Stufe 2 kann als einmal gesteuert werden, oder kann dreimal oder öfter sein.
(5) In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform muss die Schlafsteuerungsvorrichtung 10 keine unabhängige Vorrichtung sein, sondern kann eine Steuereinheit sein, die in einer fahrzeugseitigen elektronischen Steuervorrichtung als funktioneller Teil der elektronischen Steuervorrichtung enthalten ist.
(6) In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform sind die Prozesse der einzelnen Schritte, die in dem Ablaufdiagramm von 8 und 9 veranschaulicht sind, jeweils durch ein Computerprogramm implementiert. Alternativ können die Prozesse der einzelnen Schritte, die in dem Ablaufdiagramm von 8 und 9 veranschaulicht sind, auch durch eine Hardwareschaltung implementiert sein.
(7) In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform bläst als ein Beispiel das in 1 gezeigte Sitzgebläse 23 Luft aus dem Teil des Sitzes 17, der mit dem sitzenden Insassen 12 in Kontakt ist. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Zum Beispiel kann das Sitzgebläse 23 demgegenüber von einem Typ sein, der Luft durch die Sitzverkleidung in den Sitz 17 saugt.
(8) Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann in verschiedenen Modifikationen umgesetzt werden. Einzelne Komponenten oder Merkmale der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind nicht notwendigerweise wesentlich, es sei denn, es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Komponenten oder die Merkmale in der vorstehenden Beschreibung wesentlich sind, oder es sei denn, die Komponenten oder die Merkmale sind offensichtlich prinzipiell wesentlich.
Der numerische Wert, wie beispielsweise die Anzahl, der Zahlenwert, die Menge, der Bereich oder dergleichen von in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erwähnten Komponenten ist nicht auf eine bestimmte Zahl beschränkt, es sei denn, sie ist als erforderlich spezifiziert, eindeutig auf eine solche bestimmte Zahl im Prinzip beschränkt oder dergleichen. Das Material, die Form, die Lagebeziehung und dergleichen einer Komponente oder dergleichen, die in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erwähnt wird, sind nicht auf die erwähnten beschränkt, es sei denn, es ist anders angegeben, oder sie sind grundsätzlich auf ein bestimmtes Material, eine bestimmte Form, eine bestimmte Lagebeziehung und dergleichen beschränkt.
Die in der vorliegenden Offenbarung beschriebene Schlafsteuerungsvorrichtung 10, die durch eine Steuervorrichtung und ein entsprechendes Verfahren bereitgestellt wird, kann durch einen Spezialcomputer implementiert werden, der einen Prozessor enthält, der dazu programmiert ist, eine oder mehrere Funktionen durch Ausführen eines Computerprogramms und eines Speichers auszuführen. Alternativ können die Steuervorrichtung und das in der vorliegenden Offenbarung beschriebene Verfahren durch einen Spezialcomputer mit einem Prozessor mit einer oder mehreren dedizierten Hardware-Logikschaltungen implementiert sein. Alternativ können die Steuervorrichtung und das in der vorliegenden Offenbarung beschriebene Verfahren durch eine Kombination aus (i) einem Spezialcomputer mit einem Prozessor, der dazu programmiert ist, eine oder mehrere Funktionen durch Ausführen eines Computerprogramms und eines Speichers auszuführen, und (ii) einem Spezialcomputer mit einem Prozessor mit einer oder mehreren dedizierten Hardware-Logikschaltungen implementiert sein. Das Computerprogramm kann in einem computerlesbaren, nicht-transitorischen, materiellen Speichermedium als von einem Computer auszuführende Anweisungen gespeichert sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2020175928 [0001]
JP 201082377 A [0004]

Claims

Schlafsteuerungsvorrichtung, die eine Schlafsteuerung für ein Ziel (12) durchführt, wobei die Schlafsteuerungsvorrichtung umfasst: eine Schlafbeginnsteuereinheit (S107), die durch Anwenden einer Schlafbeginnstimulation auf das Ziel unter Verwendung einer Stimulationsvorrichtung (31) das Ziel so steuert, dass es auf eine Schlaftiefe einer Stufe 1 oder einer Stufe 2 einschläft; und eine Schlafaufrechterhaltungssteuereinheit (S108), die durch Anwenden einer Schlafaufrechterhaltungsstimulation unter Verwendung der Stimulationsvorrichtung nach dem Einschlafen der Zielperson einen Schlafzustand des Ziels aufrechterhält und die Schlaftiefe des Ziels zwischen der Stufe 1 und der Stufe 2 aufrechterhält, wobei in dem Schlafzustand des Ziels die Schlafaufrechterhaltungssteuereinheit die Schlaftiefe des Ziels so steuert, dass es in die Stufe 2 eintritt, und so steuert, dass eine zweite Gesamtdauer, die der Stufe 2 entspricht, kürzer ist als eine erste Gesamtdauer, die der Stufe 1 entspricht, die erste Gesamtdauer eine Summe von Dauern ist, in welchen die Schlaftiefe des Ziels auf der Stufe 1 fortdauert, und die zweite Gesamtdauer eine Summe von Dauern ist, in welchen die Schlaftiefe des Ziels auf der Stufe 2 fortdauert.
Schlafsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schlafaufrechterhaltungssteuereinheit den Schlafzustand des Ziels so aufrechterhält, dass die Schlaftiefe des Ziels nicht in eine Stufe 3, eine Stufe 4 oder den REM (Rapid Eye Movement)-Schlaf eintritt.
Schlafsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schlafbeginnstimulation eine erste Schlafbeginnstimulation, die periodisch einen auf eine Handfläche des Ziels ausgeübten Druck ändert, und eine zweite Schlafbeginnstimulation, die eine obere Extremität eines oberen Glieds des Ziels erwärmt, so dass eine Temperatur (Tte) der oberen Extremität des oberen Glieds des Ziels höher ist als eine Temperatur (Tam) eines Oberarms des Ziels, umfasst, und wenn die Schlafbeginnsteuereinheit das Ziel zum Einschlafen steuert, die die Schlafbeginnsteuereinheit die erste Schlafbeginnstimulation zusammen mit der zweiten Schlafbeginnstimulation unter Verwendung der Stimulationsvorrichtung anwendet.
Schlafsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei, wenn die Schlafbeginnsteuereinheit das Ziel zum Einschlafen steuert, die Schlafbeginnsteuereinheit als die Schlafbeginnstimulation einen Einschlafton an das Ziel ausgibt, und der Einschlafton ein Tempo hat, das sich allmählich von einem mit dem Herzschlag des Ziels synchronisierten Tempo verlangsamt.
Schlafsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend eine Wecksteuereinheit (S109), die durch Anwenden einer Weckstimulation unter Verwendung der Stimulationsvorrichtung das Ziel, das sich im Schlafzustand befindet, zum Aufwachen steuert.
Schlafsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Wecksteuereinheit das Ziel so aufweckt, dass eine Schlafdauer (Ts), für welche der Schlafzustand des Ziels fortdauert, in einem Bereich von 5 Minuten bis 30 Minuten liegt.
Schlafsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Schlafbeginnsteuereinheit das Ziel so steuert, dass es einschläft, ohne in den REM-Schlaf einzutreten, und die Wecksteuereinheit das Ziel, das sich in dem Schlafzustand befindet, aufweckt, ohne in den REM-Schlaf einzutreten.
Schlafsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Wecksteuereinheit das Ziel, das sich in dem Schlafzustand befindet, aufweckt, wenn es ein Anzeichen dafür gibt, dass sich die Schlaftiefe des Ziels von der Stufe 1 oder der Stufe 2 zu der Stufe 3, der Stufe 4 oder dem REM-Schlaf verschiebt.
Schlafsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei, wenn das Ziel (i) einschläft, (ii) sich in dem Schlafzustand befindet oder (iii) aufwacht, die Stimulationsvorrichtung auf das Ziel zumindest zwei Arten von Stimulationen aus einer visuellen Stimulation, die auf einen Sehsinn des Ziels angewendet wird, einer auditiven Stimulation, die auf einen Hörsinn des Ziels angewendet wird, einer olfaktorischen Stimulation, die auf einen Geruchssinn des Ziels angewendet wird, einer taktilen Stimulation, die auf einen Tastsinn des Ziels angewendet wird, einer thermischen Stimulation, die auf einen Wärmesinn des Ziels angewendet wird, und einer Haltungsänderungsstimulation, die durch Ändern einer Haltung des Ziels angewendet wird, zu wechselseitig gleichzeitigen Zeitpunkten abwendet.
Schlafsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei, wenn die Wecksteuereinheit das Ziel zum Aufwachen steuert, die Wecksteuereinheit als die Weckstimulation einen Weckton an das Ziel ausgibt, und der Weckton ein Tempo hat, das sich ausgehend von einem Tempo, das mit dem Herzschlag des Ziels synchronisiert ist, allmählich erhöht.