JP2012136134A - 車両用制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の車両用制御装置1は、拍動計測手段2が計測した運転者3の拍動に基づき、体調判定手段4が運転者3の体調を判定し、その判定結果に基づき、振動発生手段6が運転者3に振動を与えるものである。具体的には、振動制御手段5により、振動発生手段6が振動するタイミング及び振幅を制御して、運転者3に振動を与えるものである。
【選択図】図5
Description
本発明者は、座席シートなどの振動と運転者の疲労抑制(又は覚醒)との関係を研究する中で、自ら座席シートなどの振動を繰り返し体感するうちに、かかる振動が単調であるため、振動に対する耐性により疲労抑制効果(覚醒効果)が低下するとの実感を得た。
ある物理的な量が変化する場合、かかる物理量の平均値は巨視的には一定であっても、微視的には完全に予測することが困難である僅かなズレ(平均値からのズレ)であるゆらぎ存在し、ゆらぎは人の自律神経を調和するものと認識されている。そして、心臓の鼓動の周期や心臓が収縮拡大する振動の振幅にゆらぎが存在すると考えられるため、その心臓の鼓動等の周期や振幅に近い振動ほど高揚感を与え、かかる振動が繰り返されると高揚感を維持できる。
一方、本発明者が体感した振動は、発明者の鼓動と外れているだけでなく、画一的な周期及び振幅で、心臓の鼓動とは無関係に振動していた。そのため、ゆらぎとはほど遠い振動であるが故に違和感となり、その違和感となる振動が繰り返されることで車酔いのような症状が出てくると、本発明者は考える。
つまり、特許文献1に記載の発明は、運転者の心臓の鼓動に関係なく座席シートを振動させるため、座席シートの振動による違和感を防止することができない。
車両の運転者の拍動波形を計測する拍動計測手段と、
拍動計測手段が計測した計測拍動波形から運転者の体調を判定する体調判定手段と、
体調判定手段が判定した判定結果に基づいて車両のステアリング又は運転者の座席シートの少なくとも一方の振動させる振動発生手段と、
振動発生手段の振動を制御する振動制御手段と、
を有する車両用制御装置において、
振動制御手段は、
計測拍動波形からノイズを除去するノイズ除去手段と、
ノイズ除去手段がノイズを除去したノイズ処理後拍動波形の振幅に比例した振幅で振動発生手段を振動させる振幅制御手段と、
計測拍動波形から運転者の拍動のタイミングを予測するタイミング予測手段を有し、
タイミング予測手段が予測した予測拍動タイミングに同期させて、振動発生手段が振動するタイミングを制御するタイミング制御手段と、
を備えることにより、
振動発生手段が、予測拍動タイミングに同期するタイミングで振動し、ノイズ処理後拍動波形の振幅に比例する振幅によりステアリング又は座席シートの少なくとも一方を振動させることを特徴とする。
また、運転者の鼓動は、ゆらぎにより刻一刻と変化するため、単調な振動となることなく効果的に運転者に振動を与えることが可能となる。
さらに、ノイズ除去手段により、振動する振幅のノイズが除去されるため、振動発生手段が常時微細振動するのを防止できる。
図1は本発明の車両用制御装置1の概略図を示すブロック図であり、図1を用いて車両用制御装置1の概要を説明する。
本発明の車両用制御装置1は、拍動計測手段2が計測した運転者3の拍動に基づき、体調判定手段4が運転者3の体調を判定し、その判定結果に基づき、振動発生手段6が運転者3に振動を与えるものである。具体的には、振動制御手段5により、振動発生手段6が振動するタイミング及び振幅を制御して、運転者3に振動を与えるものである。
そして、生体センサーは、車両のステアリング12又は座席シート13の少なくとも一方に備わる。
よって、運転者3がリム部を握持してリム部の電極を押圧することにより、運転者の心臓の収縮に伴う微弱な電気信号が入力されて、心拍センサーは心電波形を抽出する。
一方、図3に示すように、心拍センサーが運転者3の座席シート13に取り付けられる場合は、座席シート13に着座する運転者3の心臓のエコー測定を行うエコー測定ユニットが座席シート13に埋設される。このエコー測定ユニットは、測定用超音波送信部と反射超音波受信部とを有する。そのため、測定用超音波送信部から超音波を検出プローブとして心臓に向けて入射させることで、心臓の動作により、ドップラー効果をともなう反射波が生じる。よって、このドップラー効果をともなう反射波から心電波形を抽出する。
一方、図3に示すように、脈拍センサーが運転者の座席シート13に取り付けられる場合は、座席シート13に着座する運転者3の脈拍を測定する圧力センサーが座席シート13に埋設される。該圧力センサーに基づき心電波形を抽出する。
具体的には、制御ECU7は、拍動計測手段2が計測した計測拍動波形から運転者3の体調を判定して、その判定結果に基づいて振動発生手段6を制御するものであり、制御ECU7は、体調判定手段4と、振動制御手段5を有する。
つまり、ノイズ処理後拍動波形であるノイズ処理後心電波形のP波、Q波、R波、S波、T波のぞれぞれの振幅に比例するように、振動発生手段6が振動する振幅を制御するものである。
具体的には、振幅制御手段9は、体調判定手段4の判定結果に基づいて振動発生手段6の振幅の比例定数を定め、体調判定手段4が運転者3の疲労度(覚醒度)を判定する場合は、例えば、運転者3の疲労が高いほど(覚醒度が低いほど)、振動発生手段6の振動の振幅(比例定数)を大きくし、運転者の疲労が小さいほど(覚醒度が高いほど)、振動発生手段6の振動の振幅(比例定数)を小さくする。
その処理手順が図5のフローチャートに示されている。かかる処理手順を予めプログラム化して、例えば、制御ECU7のメモリに記憶しておき、制御ECU7が呼び出して自動的に実行する。
振幅制御手段9は、具体的には、体調判定手段4の判定結果に基づき振動発生手段6の振幅の比例定数を定め、運転者3の疲労が高いほど(覚醒度が低いほど)、振動発生手段6の振動の振幅(比例定数)を大きくし、運転者の疲労が小さいほど(覚醒度が高いほど)、振動発生手段6の振動の振幅(比例定数)を小さくする。よって、運転者3の体調に応じた振動を発生させることができる。
具体的には、タイミング予測手段10が、心電波形におけるR波の次のピーク時を予測して、予測したピーク時を予測拍動タイミングとする。そして、かかる予測拍動タイミングに基づいて、タイミング制御手段11は、運転者3の次の拍動が発生するタイミングかを判定する。運転者3の心臓が次に鼓動するタイミングである場合(S7:YES)は、S8に進み、運転者3の心臓が次に鼓動するタイミングでない場合(S7:NO)は、S7に戻る。
なお、S8の処理後にS1の処理をさせることで、継続的に違和感のない振動を運転者3に与えてもよい。
図6は、振動制御手段5が振動のタイミングを制御する処理手順を示す実施例2のフローチャートを示すものであり、図6を用いて実施例2を説明する。図5に示す実施例1のフローチャートにおける振動制御手段5のタイミング予測手段10は、心電波形におけるR波の次のピーク時を予測し、予測したピーク時を予測拍動タイミングとしていた。しかし、実施例2は、振動制御手段5のタイミング予測手段10は、心電波形における次のP波のピーク時を予測拍動タイミングとするものである。
S108に進むと、タイミング制御手段11がS107で入力された心電波形からP波が検出されたか否かを判定する。P波が検出された場合(S108:YES)は、検出されたP波のピーク時を予測拍動タイミングとして、S109に進み、P波が検出されない場合(S108:NO)は、S107に戻る。
以上の構成のもとで、車両用制御装置1は、運転者3の疲労を抑制又は運転者3を覚醒させる座席シート13などの振動が、運転者3の違和感となることを防止する処理を実行する。
図7は、振動制御手段5が振動のタイミングを制御する処理手順を示す変形例1のフローチャートの一部を示すものであり、図7を用いて変形例1を説明する。図6に示す実施例2におけるフローチャートでの振動制御手段5のタイミング予測手段10は、心電波形における次のP波のピーク時を予測拍動タイミングとするものである。しかし、変形例1では、振動制御手段5のタイミング予測手段10は、心電波形におけるP波とR波の間隔時間であるPR間隔時間を予測し、心電波形における次のP波のピーク時からPR間隔時間後を予測拍動タイミングとした。
具体的には、タイミング予測手段10が、心電波形におけるP波とR波の平均の間隔時間を、又は、直前の心電波形のPR間隔時間を、PR間隔時間として、予測拍動タイミングとする。そして、かかる予測拍動タイミングに基づいて、タイミング制御手段11は、P波を検出してからPR間隔時間が経過したかを判定する。PR間隔時間が経過した場合(S209:YES)は、S210に進み、PR間隔時間が経過していない場合(S209:NO)は、S209に戻る。
以上の構成のもとで、車両用制御装置1は、運転者3の疲労を抑制又は運転者3を覚醒させる座席シート13などの振動が、運転者3の違和感となることを防止する処理を実行する。
図8は、図5に示す実施例1のフローチャートにS9の処理を追加したものである。S8までは、図5のフローチャートと同様の処理を行い、S9に進むと、振動制御手段5は、S4の判定結果に基づいて定められる規定の回数の振動を振動制御手段5が、振動発生手段6に出力したかを判定する。具体的には、運転者3の疲労を抑制又は、運転者3を覚醒させるに足りる回数の振動を運転者3に与えたか否かを判定する。所定の回数を繰り返していない場合(S10:NO)は、S7に戻り、所定の回数を繰り返した場合(S9:YES)は、運転者3の疲労を抑制又は運転者3を覚醒させる座席シート13などの振動が、運転者3の違和感となることを防止する処理が終了する。よって、運転者3の体調に応じて振動を発生させることができる。
図9は、図6に示す実施例2のフローチャートにS110の処理を追加したものである。S109までは、図6のフローチャートと同様の処理を行い、S110に進むと、振動制御手段5は、S4の判定結果に基づいて定められる規定の回数の振動を振動制御手段5が、振動発生手段6に出力したかを判定する。具体的には、運転者3の疲労を抑制又は、運転者3を覚醒させるに足りる回数の振動を運転者3に与えたか否かを判定する。所定の回数を繰り返していない場合(S110:NO)は、S107に戻り、所定の回数を繰り返した場合(S110:YES)は、運転者3の疲労を抑制又は運転者を覚醒させる座席シート13などの振動が、運転者3の違和感となることを防止する処理が終了する。
3 運転者 4 体調判定手段
5 振動制御手段 6 振動発生手段
7 制御ECU 8 ノイズ除去手段
9 振幅制御手段 10 タイミング予測手段
11 タイミング制御手段 12 ステアリング
13 座席シート
Claims (4)
- 車両の運転者の拍動波形を計測する拍動計測手段と、
前記拍動計測手段が計測した計測拍動波形から前記運転者の体調を判定する体調判定手段と、
前記体調判定手段が判定した判定結果に基づいて前記車両のステアリング又は前記運転者の座席シートの少なくとも一方の振動させる振動発生手段と、
前記振動発生手段の振動を制御する振動制御手段と、
を有する車両用制御装置において、
前記振動制御手段は、
前記計測拍動波形からノイズを除去するノイズ除去手段と、
前記ノイズ除去手段がノイズを除去したノイズ処理後拍動波形の振幅に比例した振幅で前記振動発生手段を振動させる振幅制御手段と、
前記計測拍動波形から前記運転者の拍動のタイミングを予測するタイミング予測手段を有し、
前記タイミング予測手段が予測した予測拍動タイミングに同期させて、前記振動発生手段が振動するタイミングを制御するタイミング制御手段と、
を備えることにより、
前記振動発生手段が、前記予測拍動タイミングに同期するタイミングで振動し、前記ノイズ処理後拍動波形の振幅に比例する振幅によりステアリング又は座席シートの少なくとも一方を振動させることを特徴とする車両用制御装置。 - 前記振幅制御手段は、前記判定結果に基づいて前記振動発生手段の振幅の比例定数を定めることを特徴とする請求項1に記載の車両用制御装置。
- 前記計測拍動波形は心電波形であり、前記タイミング予測手段は、前記心電波形におけるR波の次のピーク時を予測し、予測した前記ピーク時を前記予測拍動タイミングとすることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用制御装置。
- 前記計測拍動波形は心電波形であり、前記タイミング予測手段は、前記心電波形における次のP波のピーク時を前記予測拍動タイミングとすることを特徴とする請求項1又は2に記載の車両用制御装置。
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