JP2005239117A - 運転者感情誘導装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の脳内における感情コントロール物質の分泌量を調整することによって、安全運転に悪影響を及ぼす運転者の怒りや興奮を抑制すること。
【解決手段】可動式フットレスト１０１に駆動力を加えない状態で、運転者は無理のないリズム運動を行い、このときの運動の周期および振幅を基準リズム運動パターンとして運動パターン記憶メモリ１０９に格納する。運動パターン記憶メモリ１０９に格納された基準リズム運動パターンに基づいて、運転者に対して可動式フットレスト１０１による規則正しいリズム運動を誘発し、運転者の脳内におけるセロトニンの分泌を促進することにより、安全運転に悪影響を及ぼす運転者の怒りや興奮を抑制する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、運転者の感情をコントロールすることにより、安全運転に悪影響を及ぼす運転者の怒りや興奮を抑制するための運転者感情誘導装置に関する。

安全運転に悪影響を及ぼす運転者の脚の疲労を軽減するための車両用可動式フットレストが特許文献１によって知られている。

特開平５−１２４４６７号公報

しかしながら、従来の可動式フットレストにおいては、その効果は運転者の脚の疲れを軽減することに留まり、運転者の感情までをコントロールすることはできない。

請求項１に記載の発明は、運転者の感情をコントロールするための運転者感情誘導装置において、運転者の脳内における感情コントロール物質の分泌を促進する感情コントロール物質調整手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、運転者の脳内における感情コントロール物質の分泌量を調整することによって、安全運転に悪影響を及ぼす運転者の怒りや興奮を抑制することができる。

―第１の実施の形態―
第１の実施の形態における運転者感情誘導装置は、運転者が規則正しいリズム運動を行うための可動式フットレストを備え、さらにリズム運動を誘発する。運転者が規則正しいリズム運動を行うことによって、以下に説明するように安全運転に悪影響を及ぼす運転者の怒りや興奮を抑制することができる。

運転者の怒りや興奮を抑制する神経伝達物質のひとつとしてセロトニンが有効とされている。このセロトニンは、規則正しいリズム運動を継続して１５分から２０分程度行うことによって、脳内における分泌が促進されることが医学論文等によって発表されている。また、そのリズム運動は運動に対する意識レベルが高いほど効果が高いとされている。よって第１の実施の形態においては、運転者が可動式フットレストを使用して左足で規則正しいリズム運動をすることによってセロトニンの分泌量を調整、すなわち分泌を促進し、怒りや興奮を抑制する。以下、詳細に説明する。

図１は、第１の実施の形態における運転者感情誘導装置を自動車に搭載した場合の一実施の形態の構成を示すブロック図である。運転者感情誘導装置１００は、運転者の左足下付近に設置される可動式フットレスト１０１と、運転者によるアクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダルセンサ１０２と、運転者によるブレーキペダルの操作量を検出するブレーキペダルセンサ１０３と、運転者によるステアリングホイールの操作量を検出するステアリングセンサ１０４と、自車両の車速を検出する車速センサ１０５と、運転者感情誘導装置１００全体を制御する制御装置１０６と、ＲＯＭ１０７と、ＲＡＭ１０８と、運転者による可動式フットレスト１０１の運動パターン、および運転者の基準リズム運動パターンを記憶する運動パターン記憶メモリ１０９とを備えている。

第１の実施の形態における可動式フットレスト１０１の構造を図２に模式的に示す。図２に示すようにフットレスト１０１は、フットレストペダル２ａの駆動力にモータ２ｂを利用し、クランク機構２ｆによって回転運動を往復運動に変換する構造をとる。また、モータ２ｂによる駆動力に頼ることなく運転者がフットレストペダル２ａに足を乗せて踏み込み運動を行うこともできる。このとき運転者が踏込んだフットレストペダル２ａは、ばね２ｇの反発力を利用して元の位置に戻る。これにより運転者は継続して踏み込み運動を行うことができる。また、フットレストペダル２ａの振幅は機械的なクランク支点の移動を利用した振幅調整部２ｄによって自動的に調整される。モータ２ｂによるフットレストペダル２ａの運動周期、およびモータ駆動力はモータコントローラ２ｃによって制御される。またフットレストペダル２ａの運動周期、振幅は、運動モニター装置２ｅにより検出され、現在の運動が運動パターン記憶メモリ１０９に格納された運転者の基準リズム運動パターンにどの程度合致しているかが判断される。

なお、図２に示す可動式フットレスト１０１の構造は一例であり、その他、図３に示すように揺動支点をつま先側に配置しても良い。あるいは図４に示すように、モータ２ｂに代えて磁気ソレノイド４ａを利用することもできる。

制御装置１０６は、アクセルペダルセンサ１０２、ブレーキペダルセンサ１０３、ステアリングセンサ１０４、および車速センサ１０５からの出力に基づいて、運転者による自車両の運転状況を検出する運転状況検出部１０６ａを有している。制御装置１０６は、運転状況検出部１０６ａによる検出結果に基づいて、運転者が運転操作に忙しいか否かを判定し、忙しい場合には、一時的に可動式フットレスト１０１の動作を停止させ、その位置を固定する。なお、運転者が運転操作に忙しいか否かは、所定時間内にアクセルペダル、ブレーキペダル、およびステアリングの車両操作部材が所定回数以上操作されたか否かで判断する。このとき、車速が速い場合には、少ない操作回数であっても運転者は操作に忙しくなることから、一般的に自車両の車速が速いほど、当該所定回数は少なく設定される。

第１の実施の形態における運転者感情誘導装置１００において、運転者が可動式フットレスト１０１によって行う運動のモードは以下の３つのモードがある。
（１）強制モード
強制モードでは、モータ２ｂの駆動力によりフットレスト１０１が強制的に運動を開始し、運転者はフットレストペダル２ａに足を乗せているだけでリズム運動が強制される。このとき、強制的に行われる運動の振幅、および周期は、運動パターン記憶メモリ１０９に格納された運転者の基準リズム運動パターンに基づいて決定されるため、運転者にとって無理のないリズム運動が可能となる。なお、運動の振幅は振幅調整部２ｄによって、周期はモータコントローラ２ｃがモータ２ｂの回転数を変更することによって制御される。
（２）アシストモード
アシストモードにおけるモータ２ｂの駆動力は強制モードにおけるモータ駆動力よりも小さい。すなわち、アシストモードにおけるモータ駆動力は、力を抜いた運転者の足を強制的に動かすほど強くはなく、そのため運転者はある程度自分の力で足を動かす必要がある。しかし、モータ２ｂによる補助力が加わっているので運動の周期、振幅が誘導され、運転者は比較的楽に規則正しいリズム運動を継続することができる。
（３）フリーモード
フリーモードでは、モータ２ｂによる駆動力は利用せず、運転者は自由な周期、および振幅でフットレストペダル２ａの踏込み運動を行う。すなわち完全に運転者の意思によって踏込み運動がなされる。

以下、図５に示すフローチャートにしたがって第１の実施の形態における運転者感情誘導装置１００による処理を説明する。図５に示す処理は、不図示のイグニションスイッチがオンされると起動するプログラムとして実行される。ステップＳ１０において、運転者が可動式フットレスト１０１の基本運動を開始したか否かを判定する。基本運動は、運転者にとって長期間続けることができる無理のない周期、および振幅で行われる必要がある。よってモータ２ｂによる駆動力は利用せず、上述したフリーモードで運転者は自由な周期、および振幅でフットレストペダル２ａの踏込み運動を行う。なお、この踏込み運動は、規則正しいリズムで行われる必要がある。ステップＳ１０において基本運動開始が判断されるとステップＳ２０へ進む。なお、基本運動開始は運動モニター装置２ｅからの検出信号を用いて判別される。

ステップＳ２０においては、運動モニター装置２ｅからの検出信号に基づいて、ステップＳ１０で運転者が開始した基本運動の振幅、および周期の変動がそれぞれの所定の規定値Ａ１およびＡ２以内であるか否かが判断される。振幅の変動の規定値Ａ１および周期の変動の規定値Ａ２は、運転者による基本運動の振幅、および周期の変動がそれぞれの規定値以内であれば、運転者による運動がバラツキなく、一定の振幅、周期で行われていると判断することができる値が設定される。具体的にステップＳ２０における判定は、運転者による基本運動が一定時間行われた時点での振幅および周期の平均値と、振幅および周期の最大値または最小値との差が、規定値Ａ１およびＡ２以内であるかを判断することによって行われる。

例えば、振幅の変動の規定値Ａ１が２（ｃｍ）、周期の変動の規定値Ａ２が０．５（ｓ）と設定されているとき、振幅の平均値と、振幅の最大値または最小値との差が２（ｃｍ）以内、かつ周期の平均値と、周期の最大値または最小値との差が０．５（ｓ）以内であれば、運転者による運動はバラツキなく、一定の振幅、周期で行われていると判断することができる。

ステップＳ２０において、運転者による基本運動の振幅、および周期の変動が所定の規定値Ａ１およびＡ２以内であると判断されるとステップＳ３０へ進む。ステップＳ３０においては、運転者によって行われた基本運動の振幅、および周期の平均値を基準リズム運動パターンとして運動パターン記憶メモリ１０９へ記憶する。ステップＳ４０において、運動パターン記憶メモリ１０９に記憶された基準リズム運動パターンに基づいて、振幅調整部２ｄおよびモータコントローラ２ｃを介して、フットレストペダル２ａの振幅、周期、およびモータ２ｂの駆動力を制御し、上述した強制モードを開始する。これにより運転者は基本リズム運動パターンの振幅、周期に基づいた無理のないリズム運動を強制的に継続することになる。

ステップＳ４１において、運転操作監視処理を実行する。運転操作監視処理では、運転者による運転操作を監視することにより、運転者が運転操作に忙しい場合、および運転者が左足を踏ん張った場合には、現在行っている強制モードによるリズム運動を一時的に中断すると同時にフットレストペダル２ａを固定する。すなわち、モータコントローラ２ｃはモータ２ｂの駆動力を運転者が左足を踏ん張ったときの力と等しくすることで、フットレストペダル２ａを停止させ、固定した状態とする。なお、運転操作監視処理の詳細については後述する。

ステップＳ５０において、ステップＳ４０で強制モードによるリズム運動を開始してから所定時間が経過したか否かが判断される。ここで所定時間とは、運転者が強制モードによって行っている規則正しいリズム運動に慣れるために十分に長い時間であり、例えば５分間が設定されている。ステップＳ５０において、強制モードによるリズム運動が所定時間経過したと判断されると、ステップＳ６０においてモータコントローラ２ｃおよび振幅調整部２ｄを介して、フットレストペダル２ａの振幅、周期、およびモータ２ｂの駆動力を制御し、上述したアシストモードを開始する。

ステップＳ６１においては、ステップＳ４１と同様に後述する運転操作監視処理を行い、運転者が運転操作に忙しい場合、および運転者が左足を踏ん張った場合には、現在行っているアシストモードによるリズム運動を一時的に中断し、さらにフットレストペダル２ａを固定する。ステップＳ７０において、ステップＳ６０においてアシストモードによるリズム運動を開始してから所定時間が経過したか否かが判定される。ここでの所定時間は、運転者がアシストモードによって行っている規則正しいリズム運動に慣れるために十分に長い時間であり、例えば５分間が設定されている。ステップＳ７０において、アシストモードが所定時間経過したと判断されると、ステップＳ８０へ進む。

ステップＳ８０において、運動モニター装置２ｅの検出信号に基づいて、運転者によるアシストモードにおけるリズム運動の振幅、および周期の基準リズム運動パターンに対する変動がそれぞれの所定の規定値Ｂ１およびＢ２以内であるか否かが判断される。振幅の変動の規定値Ｂ１および周期の変動の規定値Ｂ２は、基準リズム運動パターンに対する検出リズム運動の振幅、および周期の変動がそれぞれの規定値以内であれば、運転者によるリズム運動が基準リズム運動パターンにある程度合致していると判断することができる値が設定される。具体的にステップＳ８０における判定は、基準リズム運動パターンとして設定された振幅および周期と、アシストモードにおける運転者によるリズム運動の振幅および周期の最大値または最小値との差が、規定値Ｂ１およびＢ２以内であるかを判断することによって行われる。

例えば、振幅の変動の規定値Ｂ１が１（ｃｍ）、周期の変動の規定値Ｂ２が０．５（ｓ）と設定されているとき、基準リズム運動パターンの振幅と、運転者によるリズム運動の振幅の最大値または最小値との差が１（ｃｍ）以内、かつ基準リズム運動パターンの周期と、運転者によるリズム運動の周期の最大値または最小値との差が０．５（ｓ）以内であれば、運転者によるリズム運動は基準リズム運動パターンに合致して行われていると判断することができる。

ステップＳ８０において、運転者によるリズム運動の振幅、および周期の変動が所定の規定値Ｂ１およびＢ２以内でないと判断された場合には、運転者によるリズム運動は基準リズム運動パターンに合致していないと判断する。よって、再度、基準リズム運動パターンに慣れるよう、ステップＳ４０へ戻り、振幅調整部２ｄおよびモータコントローラ２ｃを介して、フットレストペダル２ａの振幅、周期、およびモータ２ｂの駆動力を制御し、強制モードを開始する。

これに対して、ステップＳ８０において、運転者によるリズム運動の振幅、および周期の変動が所定の規定値Ｂ１およびＢ２以内であると判断された場合には、ステップＳ９０へ進む。ステップＳ９０においては、運転者によるアシストモードにおけるリズム運動の振幅、および周期の基準リズム運動パターンに対する変動がそれぞれの所定の規定値Ｃ１およびＣ２以内であるか否かが判断される。

振幅の変動の規定値Ｃ１および周期の変動の規定値Ｃ２は、基準リズム運動パターンに対するリズム運動の振幅、および周期の変動がそれぞれの規定値以内であれば、運転者による運動が基準リズム運動パターンにほぼ完全に合致していると判断することができる値が設定される。したがって規定値Ｃ１およびＣ２は、例えばＣ１＝０．５（ｃｍ）、Ｃ２＝０．３（ｓ）のように、ステップＳ８０のおける判断で使用した規定値Ｂ１およびＢ２よりも変動幅が小さくなるように設定される。

ステップＳ９０において、運転者によるリズム運動の振幅、および周期の基準リズム運動パターンに対する変動が所定の規定値Ｃ１、Ｃ２以内でないと判断された場合には、運転者はある程度の基準リズム運動パターンに合致した規則正しいリズム運動を行えているが、モータコントローラ２ｃおよび振幅調整部２ｄによるアシスト無しでは基準リズム運動パターンに合致した規則正しいリズム運動を行えないと判断する。このため、ステップＳ６０へ戻り引き続きアシストモードを継続する。

これに対して、運転者によるリズム運動の振幅、および周期の基準リズム運動パターンに対する変動が所定の規定値Ｃ１、Ｃ２以内であると判断された場合には、運転者は基準リズム運動パターンにほぼ完全に合致した規則正しいリズム運動を行っていると判断され、ステップＳ１００へ進む。ステップＳ１００においては、運転者はモータコントローラ２ｃおよび振幅調整部２ｄによるアシスト無しでも基準リズム運動パターンに合致したリズム運動を継続できると判断できる。このため、モータコントローラ２ｃはモータ２ｂの駆動トルクを０に制御し、上述したフリーモードを開始する。

ステップＳ１０１においては、ステップＳ４１と同様に後述する運転操作監視処理を行い、運転者が運転操作に忙しい場合には、現在行っているフリーモードによるリズム運動を一時的に中断し、さらにフットレストペダル２ａを固定する。ステップＳ１１０において、ステップＳ１００でフリーモードによるリズム運動を開始してから所定時間が経過したか否かが判断される。ここで所定時間とは、運転者の脳内においてセロトニンの分泌を促進するために十分な時間、例えば２０分が設定されている。ステップＳ１１０において、フリーモードが所定時間経過したと判断されると、ステップＳ１２０へ進む。

ステップＳ１２０においては、運転者によるフリーモードにおけるリズム運動の振幅、および周期の基準リズム運動パターンに対する変動がステップＳ８０で使用したそれぞれの所定の規定値Ｂ１およびＢ２以内であるか否かが判断される。ステップＳ１２０において、運転者によるリズム運動の振幅、および周期の変動が所定の規定値Ｂ１およびＢ２以内でないと判断された場合には、運転者によるリズム運動は基準リズム運動パターンに合致していないと判断する。よって、再度基準リズム運動パターンに慣れるよう、ステップＳ４０へ戻り、振幅調整部２ｄおよびモータコントローラ２ｃは振幅、周期、およびモータ２ｂの駆動力を制御し、強制モードを開始する。

これに対して、ステップＳ１２０において、運転者によるリズム運動の振幅、および周期の変動が所定の規定値Ｂ１およびＢ２以内であると判断された場合には、ステップＳ１３０へ進む。ステップＳ１３０においては、運転者によるフリーモードにおけるリズム運動の振幅、および周期の基準リズム運動パターンに対する変動がステップＳ９０で使用したそれぞれの所定の規定値Ｃ１およびＣ２以内であるか否かが判断される。

ステップＳ１３０において、運転者によるリズム運動の振幅、および周期の基準リズム運動パターンに対する変動が所定の規定値Ｃ１、Ｃ２以内でないと判断された場合には、運転者はある程度の基準リズム運動パターンに合致した規則正しいリズム運動を行えているが、リズムに乱れが生じ始めているためフリーモードを継続するのは困難と判断される。よって、モータコントローラ２ｃおよび振幅調整部２ｄによるアシストが必要と判断され、ステップＳ６０へ戻りアシストモードを開始する。

これに対して、運転者によるリズム運動の振幅、および周期の基準リズム運動パターンに対する変動が所定の規定値Ｃ１、Ｃ２以内であると判断された場合には、運転者は基準リズム運動パターンにほぼ完全に合致した規則正しいリズム運動を行っていると判断される。すなわち、運転者はモータコントローラ２ｃおよび振幅調整部２ｄによるアシスト無しで、運転者の意思によって基準リズム運動パターンに合致した規則正しいリズム運動を継続している。さらに、運転者の脳内においてセロトニンの分泌を促進するために十分な時間、例えば２０分間継続してリズム運動を行ったことから、ステップＳ１４０へ進み、リズム運動を終了し、処理を終了する。

次に、図６に示すフローチャートにしたがって、ステップＳ４１、Ｓ６１、およびＳ１０１における運転操作監視処理について説明する。運転操作監視処理では、アクセルペダルセンサ１０２、ブレーキペダルセンサ１０３、およびステアリングセンサ１０４からの出力に基づいて運転状況検出部１０６ａは運転者による運転操作を監視する。そして、所定時間の間に上記各センサから検出された運転操作回数をカウントし、運転操作回数が所定の基準値以上であれば運転者は運転操作に忙しいと判断して、運転者によるリズム運動を一時的に停止する。以下、説明する。

図６のステップＳ２１０において、運転状況検出部１０６ａは車速センサ１０５からの出力に基づいて自車両の車速を検出する。ステップＳ２２０において、ＲＯＭ１０７から運転操作回数の基準値を読み込む。基準値は運転者による運転操作回数が基準値以上であれば、運転者は運転操作に忙しいと判定することができる回数が設定されている。

一般的に車速が速いほど運転者は少ない回数の運転操作で忙しいと感じ、車速がゆっくりになるにつれて忙しいと感じることなく数多くの運転操作を行うことができることから、基準値は車速に応じて設定されている。例えば、車速４０ｋｍ／ｈであれば５回、車速６０ｋｍ／ｈであれば３回のように設定されており、ステップＳ２２０ではステップＳ２１０で検出した自車両の車速に相当する基準値が読み込まれる。また、同時に不図示の操作回数メモリに格納された操作回数カウンタを０に初期化する。

ステップＳ２３０において、運転状況検出部１０６ａはアクセルペダルセンサ１０２からの出力に基づいて運転者によるアクセル操作があったか否かを判定する。運転者によるアクセル操作があったと判断された場合、例えばアクセルペダルセンサ１０２の出力が変化したときは、ステップＳ２４０へ進み、上述した操作回数カウンタに１を加算する。

ステップＳ２５０において、運転状況検出部１０６ａはブレーキペダルセンサ１０３からの出力に基づいて運転者によるブレーキ操作があったか否かを判定する。運転者によるブレーキ操作があったと判断された場合、例えばブレーキペダルセンサ１０３の出力が変化したときは、ステップＳ２６０へ進み、ステップＳ２４０と同様に操作回数カウンタに１を加算する。

ステップＳ２７０において、運転状況検出部１０６ａはステアリングセンサ１０４からの出力に基づいて運転者によるステアリング操作があったか否かを判定する。運転者によるステアリング操作があったと判断された場合、例えばステアリングセンサ１０４の出力が変化したときは、ステップＳ２８０へ進み、操作回数カウンタに１を加算する。

ステップＳ２９０において、運転者がフットレストペダル２ａを乗せている左足を踏ん張ったか否かが、モータコントローラ２ｃでモータの過負荷状態をモニタすることによって判定される。運転者が左足を踏ん張った場合には、リズム運動を行っている状態のフットレストペダル２ａが動く状態では危険なため、ステップＳ３３０へ進み、現在行っているリズム運動を一時停止し、フットレストペダル２ａを固定する。運転者が左足を踏ん張っていないと判断した場合には、ステップＳ３００へ進む。

ステップＳ３００において、運転操作監視を開始してから所定時間、例えば１分間が経過したか否かを判断する。上述した通り、運転操作監視処理では所定時間の間の運転者による運転操作を監視する必要があるため、所定時間が経過していない場合にはステップＳ２３０へ戻り、所定時間が経過するまでステップＳ２３０〜ステップＳ２９０の運転操作の検出を繰り返す。ステップＳ３００において、所定時間が経過したと判断された場合には、ステップＳ３１０へ進む。

ステップＳ３１０においては、ステップＳ２２０で読み込んだ現在の自車両の車速に対応する運転操作回数の基準値と、ステップＳ２３０〜ステップＳ２８０の処理でカウントした所定時間の間の運転者による運転操作回数の合計とが比較される。運転者による運転操作回数の合計が基準値未満の場合には、運転状況検出部１０６ａは運転者は運転操作に忙しくないと判断し、ステップＳ３２０へ進み、リズム運動をそのまま継続する。

これに対して、運転者による運転操作回数の合計が基準値以上である場合には、運転状況検出部１０６ａは運転者は運転操作に忙しいと判断し、ステップＳ３３０へ進む。この場合、運転者はリズム運動を継続している余裕は無いと判断できることから、ステップＳ３３０においてはモータコントローラ２ｃはモータ２ｂの駆動力０に制御し、現在行っているモードによるリズム運動を一時停止し、フットレストペダル２ａを固定する。これにより運転者は運転操作が忙しいときには運転に集中することができる。

ステップＳ３３０において、リズム運動を一時停止した場合には、ステップＳ２１０へ戻り、ステップＳ３１０において運転者による運転操作回数が基準値以下、すなわち運転状況検出部１０６ａが運転者は運転操作に忙しくないと判断するまで上記の処理を繰り返す。そして、ステップＳ３１０において運転者による運転操作回数が基準値以下であると判断された場合には、ステップＳ３２０においてモータコントローラ２ｃはモータ２ｂの駆動力を制御し、一時停止前に運転者が行っていたモードを再開する。その後、上述した図５に示す処理フローへ戻る。

上記説明した各運動モードの変化を図７に示す。なお、図７に示す各モードの説明、およびモードの切替については、上述したためその説明を省略する。

以上のように、第１の実施の形態によれば、次のような作用効果が得られる。
（１）強制モードにおいては、モータ２ｂによる動力によってフットレストペダル２ａが規則正しく可動するので、運転者は左足をフットレストペダル２ａに乗せているだけで規則正しいリズム運動を行うことができ、セロトニンの分泌を促すことができる。
（２）リズム運動を行っているときにドライバーが強く足を踏ん張ったときには、リズム運動を一時停止させるとともにフットレストを固定するため、フットレスト本来の機能を損なうことがない。
（３）３つのモードを自動的に切り替えることによって、リズム運動が乱れてきた場合にその程度に応じてアシストする駆動力を高めて、運動を矯正することができる。規則正しい運動が継続されている場合はアシスト駆動力を下げて自発運動を高めることができ、効果的にセロトニンの分泌を促進することができる。
（４）運転者による基本運動に基づいて基準リズム運動パターンを設定することとした。これによりリズム運動の振幅、および周期を運転者にとって長期間続けることができる無理のない振幅、および周期とすることができる。したがって、運転者に対して無理な運動を強いることなく、疲労も軽減でき、効果的にセロトニンの分泌を促進することが可能となる。
（５）アクセルペダル、ブレーキペダル、ステアリングの各操作量、および車速から運転の忙しさを検出し、運転者が運転操作に忙しい場合にはリズム運動を一時停止することとした。これにより、運転が忙しい時には運転者は運転に集中することができる。

―第２の実施の形態―
第２の実施の形態では、リズム運動を継続することによって発生する運転者の疲労を検出し、運転者の疲労が検出された場合には、運転者の疲労を軽減するようフットレストペダル２ａの位置を変化させ、長時間のリズム運動の継続を可能とする。なお、図１に示した運転者感情誘導装置を自動車に搭載した場合の一実施の形態の構成を示すブロック図については、第１の実施の形態と同様のため、説明を省略する。

第２の実施の形態における可動式フットレスト１０１の構造を図８に模式的に示す。なお、図８においては、第１の実施の形態における図２と共通する構成要素については、図２と同じ符号を付与し、相違点を中心に説明する。可動式フットレスト１０１は、フットレスト固定台座８ｂを備えており、フットレストペダル２ａは、フットレストペダル回転支点８ｆを支点として踏み込み運動が可能なようにフットレスト固定台座８ｂに取り付けられている。フットレストペダル回転支点８ｆには、荷重センサ８ｇが取り付けられており、使用者がフットレストペダル２ａを踏み込んだときのフットレストペダル回転支点８ｆにかかる荷重Ｆ２を検出する。

また、フットレストペダル２ａは、第１の実施の形態と同様にクランク機構２ｆによってモータ２ｂの駆動力を利用した回転運動を往復運動に変換する構造をとり、モータ２ｂの駆動力はモータコントローラ２ｃによって制御される。また、モータコントローラ２ｃは、運転者によってフットレストペダル２ａが踏み込まれたときのクランク支点８ｉにかかる荷重Ｆ１を、モータ２ｂの駆動トルクを監視して検出する。

フットレスト固定台座８ｂの側部には、所定の間隔を空けて配置される複数、例えば２つの移動用ナット８ｃが取り付けられており、移動用ナット８ｃには、フロアパネル８ａに取り付けられたフットレスト移動モータ８ｅによって回転力が与えられ、ボルト支持部材８ｈによって他端が支承される移動用ボルト８ｄが螺合している。フットレスト移動モータ８ｅは、モータコントローラ２ｃによって制御され、移動用ボルト８ｄを回転させてフットレスト固定台座８ｂに固定された移動用ナット８ｃを移動用ボルト８ｄに沿って前後に移動させる。これによって、フットレストペダル２ａを前後方向に往復移動させて、フットレストペダル２ａの位置を変化させることができる。

このような可動式フットレスト１０１を備える第２の実施の形態の運転者感情誘導装置１００において、制御装置１０６は、運転者のフットレストペダル２ａの踏み込み位置の変化を監視して、運転者の疲労の発生を検出する。具体的には、図８に示すようにフットレストペダル２ａに運転者が足を乗せてリズム運動を行っている場合のフットレストペダル２ａに加わる力の中心点、すなわち力点の位置８ｊを以下のように算出する。すなわち、フットレストペダル２ａにおいて、力点の位置８ｊからクランク支点８ｉまでの距離をＬ１、力点の位置８ｊからフットレストペダル回転支点８ｆまでの距離をＬ２、および力点の位置８ｊにおける運転者の踏力をＦとする。

この場合に、力点の位置８ｊにおける運転者の踏力Ｆのクランク支点８ｉにおける分力は、上述したモータコントローラ２ｃによって検出されるクランク支点８ｉにかかる荷重Ｆ１と等しい。また、力点の位置８ｊにおける運転者の踏力Ｆのフットレストペダル回転支点８ｆにおける分力は、上述した荷重センサ８ｇによって検出されるフットレストペダル回転支点８ｆにかかる荷重Ｆ２と等しい。よって、フットレストペダル２ａにおける力のモーメントのつり合いにより、次式（１）が成り立つ。
Ｌ１：Ｌ２＝Ｆ２：Ｆ１・・・（１）

式（１）によって、クランク支点８ｉにおける分力Ｆ１、およびフットレストペダル回転支点８ｆにおける分力Ｆ２の検出値に基づいて、Ｌ１とＬ２の比が算出でき、フットレストペダル２ａにおける力点の位置８ｊが算出できる。

制御装置１０６は、上述したように算出した力点の位置８ｊの時間変化を監視して、運転者の疲労の発生を検出する。一般に、リズム運動を継続した結果、脚に疲労が溜まった場合には、運転者は楽な姿勢をとろうとして、図９に示すようにフットレストペダル２ａを踏む位置を運転者の身体方向へ移動させるため、力点の位置８ｊがフットレストペダル回転支点８ｆ方向へ移動する。これによって、力点の位置８ｊからクランク支点８ｉまでの距離Ｌ１が増加し、力点の位置８ｊからフットレストペダル回転支点８ｆまでの距離Ｌ２が減少する。

したがって、上述した図８に示したフットレストペダル回転支点８ｆまでの距離Ｌ２を運転者に疲労が発生していない場合の距離、すなわち通常時の距離としたとき、制御装置１０６は、力点の位置８ｊからフットレストペダル回転支点８ｆまでの距離が通常時の距離Ｌ２から、あらかじめ設定された疲労発生時の距離Ｌ２´まで減少したことを検出したときは、使用者に疲労が発生したことを検出する。なお、疲労発生時の距離Ｌ２´は、通常時の距離Ｌ２より所定距離短い距離、例えば５ｃｍ短い距離が設定される。

例えば、図１０（ａ）に示すように、運転者がリズム運動開始から時点ｔ１までの間は通常時の距離Ｌ２を維持してリズム運動を行っており、その後、時点ｔ１から時点ｔ２までの間に、力点の位置８ｊからフットレストペダル回転支点８ｆまでの距離が徐々に減少して、時点ｔ２において疲労発生時の距離Ｌ２´まで減少したことを検出した場合について説明する。これは、運転者が無意識のうちにフットレストペダル２ａを踏む位置を運転者の身体方向へ移動させている状態である。運転者によるこのような行動は、運転者が一定の踏み位置を維持してリズム運動を行っているうちに脚が疲れ始めて、無意識のうちに脚の関節を動かして疲労を軽減しようとすることによって生じるものであり、一般的に疲労の初期症状の現れを意味している。

このように、運転者の疲労状態が初期段階の場合には、運転者は脚の関節を動かすことによって脚の血行が良くなり、疲労を解消できる。そこで、制御装置１０６は、運転者の初期段階の疲労を検出した場合には、モータコントローラ２ｃを制御してフットレスト移動モータ８ｅを動作させ、上述したようにフットレストペダル２ａを前後方向に周期的に移動させる。これによって、運転者の脚の関節を強制的に動かすことができる。

図１１は、フットレストペダル２ａを前後方向に移動させた場合の運転者の脚の関節の変化を側面から見た場合の具体例を示す図である。図１１に示すように、フットレストペダル２ａを前後方向に移動させることによって、運転者のかかと１１ａが前後に移動し、これに伴って足首の角度θ１、膝の角度θ２、および股関節の角度θ３の大きさが変化する。すなわち運転者の足首関節、膝関節、および股関節の３ヶ所の関節が動く。これによって、運転者の脚全体の血行を回復して、運転者の脚の疲労を解消できる。

次に、例えば図１０（ｂ）に示すように、運転者がリズム運動開始から時点ｔ３までの間は通常時の距離Ｌ２を維持してリズム運動を行っており、時点ｔ３において力点の位置８ｊからフットレストペダル回転支点８ｆまでの距離が急激に疲労発生時の距離Ｌ２´まで減少したことを検出した場合について説明する。これは、運転者がフットレストペダル２ａを踏む位置を大きく移動しないとリズム運動が継続できなくなった状態であり、運転者の脚に疲労が蓄積されていることを意味している。

このように、運転者の脚に疲労が蓄積されている状態では、運転者の体内に疲労物質である乳酸が増加しており、乳酸の増加はセロトニン分泌を妨げる要因となる。したがって、このような疲労の蓄積を検出した場合には、第１の実施の形態で上述したように、制御装置１０６は、モータコントローラ２ｃを制御して、モータ２ｂの駆動力を運転者がフットレストペダル２ａを踏み込む踏力と等しくすることで、フットレストペダル２ａを停止させる。これによって、運転者のリズム運動を休止して疲労回復を図る。

また、図１０（ｃ）に示すように、運転者がリズム運動開始から時点ｔ４までの間は通常時の距離Ｌ２を維持してリズム運動を行っており、点ｔ４において力点の位置８ｊからフットレストペダル回転支点８ｆまでの距離が急激に疲労発生時の距離Ｌ２´まで減少する。その後、所定時間以内、例えば５秒以内の時点ｔ５において再び通常時の距離Ｌ２に回復してリズム運動を継続したことを検出した場合には、制御装置１０６は、運転者は単にフットレストペダル２ａを踏み誤ったと判断し、運転者の脚の疲労は検出しない。

図１２は、第２の実施の形態における運転者感情誘導装置１００による処理の流れを示すフローチャートである。図１２に示す処理は、モータコントローラ２ｃが運転者がリズム運動を開始したことを検出すると起動するプログラムとして制御装置１０６で実行され、第１の実施の形態で上述した図５および図６に示す処理と並列して実行される。ステップＳ４１０において、上述した力点の位置８ｊを算出して、ステップＳ４２０へ進む。ステップＳ４２０では、力点の位置８ｊの時間変化を監視して、運転者に疲労が発生したか否かを判断する。運転者に疲労が発生していないと判断した場合は、後述するステップＳ４８０へ進む。運転者に疲労が発生したと判断した場合には、ステップＳ４３０へ進む。

ステップＳ４３０では、上述したように、力点の位置８ｊの時間変化の状況に基づいて、運転者の疲労の状態、すなわち運転者の疲労状態が初期段階であるか、あるいは疲労が蓄積した状態であるかを判断する。運転者の疲労状態が初期段階であると判断した場合には、ステップＳ４４０へ進み、モータコントローラ２ｃを制御してフットレスト移動モータ８ｅを動作させ、フットレストペダル２ａを前後方向に周期的に移動させる。一方、運転者の疲労の状態が蓄積した状態であると判断した場合には、ステップＳ４５０へ進み、モータコントローラ２ｃを制御して、モータ２ｂの駆動力を運転者がフットレストペダル２ａを踏み込む踏力と等しくして、フットレストペダル２ａを停止させる。

その後、ステップＳ４６０へ進み、運転者の疲労を検出してから所定時間、例えば３分間が経過したか否かを判断する。運転者の疲労を検出してから所定時間が検出したと判断した場合には、ステップＳ４７０へ進む。ステップＳ４７０では、フットレストペダル２ａを運転者の疲労を回復する状態に変化させてから所定時間経過したことによって、運転者の疲労は回復したと判断して、フットレストペダル２ａを通常状態に戻す。その後、ステップＳ４８０へ進み、運転者によるリズム運動が終了したか否かを判断する。リズム運動が終了しないと判断した場合には、ステップＳ４１０へ戻り、上述した処理を繰り返す。一方、リズム運動が終了したと判断した場合には、処理を終了する。

以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態における効果に加えて、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）フットレストペダル２ａ上の運転者の踏み込みによる力点の位置８ｊを、分力Ｆ１、および分力Ｆ２に基づいて算出した距離Ｌ１、およびＬ２の比に基づいて求め、当該力点の位置８ｊの時間変化を監視することによって運転者の疲労の発生を検出することとした。これによって、運転者の疲労を計測する特別な機器を必要とせず、安価な構成により運転者の疲労の発生を検出することが可能となる。

（２）運転者の疲労の発生を検出した場合、そのときの疲労の状態が初期段階である場合には、フットレストペダル２ａを周期的に前後に動かすこととした。これによって、運転者の脚の各関節を動かして、脚の血行を良くすることによって運転者の疲労回復を図ることができる。さらにこれによって、運転者は長時間リズム運動を継続することができ、脳内におけるセロトニンの分泌を促進することができる。また、運転者はフットレストペダル２ａの前後の動きを認知することによって、リズム運動に対する意識が高まるため、脳内におけるセロトニンの分泌をさらに促進することができる。

（３）運転者の疲労の発生を検出した場合、そのときの疲労の状態が疲労が蓄積した状態である場合には、フットレストペダル２ａを停止することとした。これによって、運転者にリズム運動の継続が困難なほど疲労が蓄積している場合には、リズム運動を一時的に停止して、運転者の疲労回復を図ることができる。

―変形例―
（１）上述した第１、および第２の実施の形態においては、運転者に対して規則正しいリズム運動を誘発することにより、運転者の脳内におけるセロトニンの分泌を促進し、運転者の感情をコントロールすることとしたが、本発明はこれに限定されず、以下のように変形することも可能である。例えば、セロトニンの分泌量を調整する代わりに、アドレナリンやドーパミンといった脳内の感情コントロール物質の分泌量を調整してもよい。

（２）上述した第１の実施の形態においては、フリーモードではモータ２ｂによる駆動力は利用しない、すなわちモータ駆動トルクを０としたが、クラッチを設けてフットレストペダル２ａをモータと切断するようにしてもよい。

（３）上述した第１の実施の形態においては、各モードにおけるリズム運動の周期、およびフットレストペダル２ａを駆動する駆動力は、モータコントローラ２ｃがモータ２ｂを制御することによって変更することとした。しかし、モータ２ｂとフットレストペダル２ａの間に変速ギアを設けることにより実現してもよい。

（４）上述した第１の実施の形態においては、運転者が左足を踏ん張った場合には、モータコントローラ２ｃはモータ２ｂの駆動力を運転者が左足を踏ん張ったときの力と等しくすることで、フットレストペダル２ａ停止させ、固定された状態とした。しかし、フットレストペダル２ａを固定するストッパーを設け、運転者が左足を踏ん張った場合には、ストッパーを機能させることによってフットレストペダル２ａを固定してもよい。

（５）上述した第１の実施の形態においては、図５のステップＳ２０において、運転者による基本運動の振幅および周期が規定値以内であるかを判定する際に、運転者による基本運動が一定時間行われた時点での振幅および周期の平均値と、振幅および周期の最大値または最小値との差がそれぞれ規定値以内であるか否かを判断した。しかし、判定方法はこれに限定されず、その他のアルゴリズムによって行ってもよく、振幅、周期以外のその他の要素に基づいて判定を行ってもよい。また、ステップＳ８０、ステップＳ９０、ステップＳ１２０、およびステップＳ１３０における判定についても、ステップＳ２０と同様に本実施の形態におけるアルゴリズムに限定されない。

（６）上述した第１の実施の形態においては、運転者によるリズム運動は、運転者の意思で行いたい時に開始できるものとした。しかし、不図示のナビゲーション装置等からの出力に基づいて、現時点から目的地までの所要時間がセロトニンの分泌を促進するまでに必要な時間、例えば２０分未満である場合には、運動を行う意味がないと判断し、リズム運動を開始できないようにしてもよい。

（７）上述した第２の実施の形態では、運転者の疲労の状態が初期段階である場合には、フットレストペダル２ａを周期的に前後に動かすこととした。しかし、これに限定されず、フットレストペダル２ａを左右に動かす機構を設け、周期的に前後または左右に動かすこととしてもよい。

また、力点の位置８ｊの時間変化の監視結果から、力点の位置８ｊのフットレストペダル２ａ上における移動方向および移動量を算出し、その移動方向および移動量と一致してフットレストペダルの位置を移動してもよい。すなわち、フットレストペダル２ａを前後左右に移動させる機構を設け、フットレストペダル２ａ上の力点の位置８ｊの位置が常に同じ位置になるように、運転者の足の動きに合わせてフットレストペダル２ａを前後左右に移動させてもよい。これによって、運転者は常にフットレストペダル２ａと足とを正しい位置関係に保つことができ、フットレストペダル２ａを踏み込む踏力、および運動のリズムを一定に保ってリズム運動を継続することができ、セロトニンの分泌効果を向上することができる。

（８）上述した第２の実施例における可動式フットレスト１０１に、運転者のかかとを保持するかかと保持板を設けてもよい。すなわち、図１３に示すように、フットレストペダル２ａの後端にかかと保持版１３ａを設けてもよい。これによって、図１４に示すように、運転者が無意識のうちにフットレストペダル２ａを踏む位置を運転者の身体方向へ移動させた場合であっても、かかと保持板１３ａによってかかとが保持され、フットレストペダル２ａからかかとが外れることはなくなる。このため、運転者の初期段階の疲労が発生したことを検出して、フットレストペダル２ａが前後に動作を始めた場合に、運転者の足はフットレストペダル２ａと一体となって移動しやすくなり、運転者は足の移動をよりはっきりと認知でき、リズム運動に対する意識が高まるため、脳内におけるセロトニンの分泌をさらに促進することができる。

特許請求の範囲の構成要素と実施の形態との対応関係について説明する。可動式フットレスト１０１および運動パターン記憶メモリ１０９は感情コントロール物質調整手段に、モータコントローラ２ｃは駆動力制御手段、および位置変化手段に、車速センサ１０５は車速検出手段に相当する。アクセルペダルセンサ１０２はアクセル操作検出手段に、ブレーキペダルセンサ１０３はブレーキ操作検出手段に、ステアリングセンサ１０４はステアリング操作検出手段に、制御装置１０５は、疲労検出手段に、運転状況検出部１０６ａは頻度検出手段および忙しさ判定手段に相当する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。自動車以外の乗り物、例えば、鉄道車両、航空機、船舶などの移動体にも本発明は適用できる。この場合、各移動体の操縦席に操縦者がリズム運動可能な可動式フットレストを設ける必要がある。

本発明による運転者感情誘導装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態における可動式フットレストの構造を示す第１の図である。 第１の実施の形態における可動式フットレストの構造を示す第２の図である。 第１の実施の形態における可動式フットレストの構造を示す第３の図である。 第１の実施の形態における運転者感情誘導装置による処理の流れを示すフローチャート図である。 運転操作監視処理の流れを示すフローチャート図である。 各運動モードの変化を示す図である。 第２の実施の形態における可動式フットレストの構造を示す図である。 第２の実施の形態における運転者に疲労が発生した場合の具体例を示す図である。 第２の実施の形態における力点の位置８ｊの時間変化の具体例を示す図である。 フットレストペダル２ａを前後方向に移動させた場合の運転者の脚の関節の変化を側面から見た場合の具体例を示す図である。 第２の実施の形態における運転者感情誘導装置による処理の流れを示すフローチャート図である。 第２の実施の形態における可動式フットレストにかかと保持板を追加した場合の構造を示す第１の図である。 第２の実施の形態における可動式フットレストにかかと保持板を追加した場合の構造を示す第２の図である。

符号の説明

１００ 運転者感情誘導装置
１０１ 可動式フットレスト
１０２ アクセルペダルセンサ
１０３ ブレーキペダルセンサ
１０４ ステアリングセンサ
１０５ 車速センサ
１０６ 制御装置
１０６ａ 運転状況検出部
１０９ 運動パターン記憶メモリ
２ｃ モータコントローラ

Claims (12)

1. 運転者の感情をコントロールするための運転者感情誘導装置において、
   運転者の脳内における感情コントロール物質の分泌量を調整する感情コントロール物質調整手段を有することを特徴とする運転者感情誘導装置。
2. 請求項１に記載の運転者感情誘導装置において、
   前記感情コントロール物質調整手段は、運転者に対して規則的なリズム運動を誘発することにより、運転者の脳内におけるセロトニンの分泌を促進し、運転者の感情をコントロールすることを特徴とする運転者感情誘導装置。
3. 請求項１または２に記載の運転者感情誘導装置において、
   前記感情コントロール物質調整手段は、
   運転者が踏込み運動を行うことができる可動式フットレストと、
   前記可動式フットレストに駆動力を与え、当該駆動力を制御することによって運転者の前記可動式フットレストを使用した規則的なリズム運動を誘発する駆動力制御手段とを有することを特徴とする運転者感情誘導装置。
4. 請求項３に記載の運転者感情誘導装置において、
   前記駆動力制御手段は、運転者による前記可動式フットレストの運動状態を検出し、検出した運動状態に基づいて前記可動式フットレストへ加える駆動力を変化させることによって、運転者に規則正しいリズム運動を継続させることを特徴とする運転者感情誘導装置。
5. 請求項３または４に記載の運転者感情誘導装置において、
   自車両の車速を検出する車速検出手段と、
   車両操作部材の操作頻度を検出する頻度検出手段と、
   前記車速検出手段によって検出された自車両の車速と、前記頻度検出手段によって検出された操作頻度とに基づいて運転者の忙しさを判定する忙しさ判定手段とをさらに有し、
   前記駆動力制御手段は、前記忙しさ判定手段によって運転者が運転操作に忙しい状況であると判断した場合に、前記可動式フットレストの駆動を停止してその位置を固定することを特徴とする運転者感情誘導装置。
6. 請求項５に記載の運転者感情誘導装置において、
   前記頻度検出手段は、
   運転者によるアクセルペダルの操作を検出するアクセル操作検出手段と、
   運転者によるブレーキペダルの操作を検出するブレーキ操作検出手段と、
   運転者によるステアリングの操作を検出するステアリング操作検出手段とを有し、
   前記アクセル操作検出手段、ブレーキ操作検出手段、およびステアリング操作検出手段からの出力に基づいて運転者による車両操作部材の操作頻度を検出することを特徴とする運転者感情誘導装置。
7. 請求項３〜６のいずれか一項に記載の運転者感情誘導装置において、
   前記駆動力制御手段は、運転者が前記可動式フットレストに乗せている足を踏ん張っていることを検出したときには、前記可動式フットレストの駆動を停止してその位置を固定することを特徴とする運転者感情誘導装置。
8. 請求項３〜７のいずれか一項に記載の運転者感情誘導装置において、
   前記可動式フットレストを使用したリズム運動による運転者の疲労の発生を検出する疲労検出手段と、
   前記疲労検出手段によって運転者の疲労の発生が検出された場合に、前記可動式フットレストの位置を変化させる位置変化手段とをさらに有することを特徴とする運転者感情誘導装置。
9. 請求項８に記載の運転者感情誘導装置において、
   前記疲労発生検出手段は、運転者による可動式フットレストの踏み込み位置の時間変化を監視し、当該踏み込み位置の時間変化に基づいて、運転者の疲労の状態を判定することを特徴とする運転者感情誘導装置。
10. 請求項９に記載の運転者感情誘導装置において、
    前記位置変化手段は、前記疲労発生検出手段によって運転者の疲労の状態が疲労の初期段階であると判定された場合には、前記可動式フットレストの位置を周期的に前後方向に往復移動させることを特徴とする運転者感情誘導装置。
11. 請求項９に記載の運転者感情誘導装置において、
    前記位置変化手段は、前記疲労発生検出手段によって運転者の疲労の状態が疲労の初期段階であると判定された場合には、前記可動式フットレストの位置を前記疲労発生検出手段で監視した運転者による可動式フットレストの踏み込み位置の時間変化に基づいて移動させることを特徴とする運転者感情誘導装置。
12. 請求項９〜１１のいずれか一項に記載の運転者感情誘導装置において、
    前記駆動力制御手段は、前記疲労発生検出手段によって運転者の疲労の状態が疲労が蓄積した状態であると判定された場合には、前記可動式フットレストの駆動を停止してその位置を固定することを特徴とする運転者感情誘導装置。

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