JP2016106822A

JP2016106822A - 車両用医療装置

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Publication number: JP2016106822A
Application number: JP2014246817A
Authority: JP
Inventors: 正太郎大舘; Shotaro Odate; 優一伊藤; Yuichi Ito
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2016-06-20
Anticipated expiration: 2034-12-05
Also published as: JP6047544B2

Abstract

【課題】運転の阻害を防止しながら、適切なマッサージを行なう。【解決手段】車両用医療装置１０は、車両１の自動運転を行う自動運転制御部１６と、車両１のステアリングホイールの中立状態における左右に設けられる第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒと、通電部１９と、運転者に適切な電流を流すように通電部１９を制御する通電制御部１８と、を備える。自動運転制御部１６によって車両１が自動運転中である場合に、通電制御部１８は第１電流値の電流を第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒに流すように通電部１９を制御する。車両１が手動運転中である場合に、通電制御部１８は第１電流値よりも小さい第２電流値の電流を第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒに流すように通電部１９を制御する。【選択図】図１

Description

この発明は、車両用医療装置に関する。

従来、車両の運転者の覚醒度に応じて、ステアリングホイールに設けた電極から運転者に低周波電流を通電する居眠り運転防止装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来、車両の自動運転時に、シートに設けたマッサージ装置を作動させる車両搭載健康器具装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平５−３９２１号公報特開２００９−１９５５９５号公報

ところで、上記従来技術に係る居眠り運転防止装置と車両搭載健康器具装置とを組み合わせることによって、車両の自動運転時にステアリングホイールの電極からマッサージ効果を有する低周波電流を運転者に通電することができる。しかしながら、自動運転時に低周波電流を通電するだけでは、手動運転の頻度が多い運転者に対してマッサージを施す機会が少なくなってしまうという問題が生じる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、運転の阻害を防止しながら、適切なマッサージを行なうことが可能な車両用医療装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）本発明の一態様に係る車両用医療装置は、車両（例えば、実施形態での車両１）の自動運転を行う自動運転制御部（例えば、実施形態での自動運転制御部１６）と、前記車両のステアリングホイール（例えば、実施形態でのステアリングホイール２２）の中立状態における左右に設けられる電極（例えば、実施形態での第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒ）と、前記電極に接触する乗員に対して電流を流す通電部（例えば、実施形態での通電部１９）と、前記乗員に適切な電流を流すように前記通電部を制御する通電制御部（例えば、実施形態での通電制御部１８）と、を備え、前記自動運転制御部によって前記車両が自動運転中である場合に、前記通電制御部は第１電流値の電流を前記電極に流すように前記通電部を制御し、前記車両が手動運転中である場合に、前記通電制御部は前記第１電流値よりも小さい第２電流値の電流を前記電極に流すように前記通電部を制御する。

（２）上記（１）に記載の車両用医療装置では、前記自動運転制御部によって前記車両が自動運転中である場合に、前記ステアリングホイールの回転を禁止する回転禁止部（例えば、実施形態での自動運転制御部１６）を備える。

上記（１）に記載の態様に係る車両用医療装置によれば、乗員が運転中であれば乗員が感じない程度の低周波電流（微弱電流）を流すことによって、運転の阻害をせずに乗員に治療効果がある電流を流すことができ、無駄なく効率的な電流を乗員に流すことができる。

さらに、上記（２）の場合、自動運転中に低周波電流を流して乗員にマッサージを行う際にステアリングホイールの回転を停止させることによって、乗員がステアリングホイールの回転に煩わしさを感じることを防止することができる。

本発明の実施形態に係る車両用医療装置の構成図である。本発明の実施形態に係る車両用医療装置のステアリングホイールの電極を示す図である。本発明の実施形態に係る車両用医療装置の把持状態検知部の構成図である。本発明の実施形態に係る車両用医療装置の把持状態検知部から出力される電圧波形の一例を示す図である。本発明の実施形態に係る車両用医療装置の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係る車両用医療装置について添付図面を参照しながら説明する。

本実施形態による車両用医療装置１０は、車両１に搭載されている。車両用医療装置１０は、図１に示すように、第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒと、把持状態検知部１２と、マッサージスイッチ１３と、外界センサ１４と、舵角センサ１５と、自動運転制御部１６と、駆動部１７と、通電制御部１８と、通電部１９と、表示器２０と、スピーカ２１とを備えている。

第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒの各々は、図２に示すように、直進位置（中立位置）におけるステアリングホイール２２の左右それぞれに設けられている。第１電極（Ｌ）１１Ｌは、中立位置であるステアリングホイール２２の左側の部位、つまり運転者の左手により把持される部位に設けられている。第２電極（Ｒ）１１Ｒは、中立位置であるステアリングホイール２２の右側の部位、つまり運転者の右手により把持される部位に設けられている。第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒは、ステアリングホイール２２の内周面、外周面、および側面等の一部又は全部に設けられている。
第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒは、導電性を有する材料であればどのような材料から形成されてもよい。第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒは、例えば、ステアリングホイール２２の表面に塗布される導電性材料を含む塗料、または導電性の革材などである。
第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒは、把持状態検知部１２に接続されている。

把持状態検知部１２は、通電制御部１８に接続されている。把持状態検知部１２は、ステアリングホイール２２に対する運転者の左右の手による把持状態を検出し、検出結果の信号を通電制御部１８に出力する。把持状態検知部１２は、第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒの電位差を用いて、ステアリングホイール２２に対する運転者の手による把持が、片手のみの把持か、または両手での把持かを判定する。
把持状態検知部１２は、第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒが運転者の両手に接触している場合に第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒの電位差が所定の関係になることに応じて運転者の心拍を検出する。把持状態検知部１２は、運転者の心拍が検出されている場合に、ステアリングホイール２２に対する運転者の手による把持が、両手での把持であると判定する。

把持状態検知部１２は、図３に示すように、差動増幅回路を備えている。この差動増幅回路は、オペアンプの反転入力端子に接続される入力抵抗Ｒ_１およびフィードバック抵抗Ｒ_２と、オペアンプの非反転入力端子に接続される入力抵抗Ｒ_３および接地抵抗Ｒ_４と、を備えている。各入力抵抗Ｒ_１，Ｒ_３は同一であり、フィードバック抵抗Ｒ_２および接地抵抗Ｒ_４は同一である。把持状態検知部１２から出力される電圧Ｖ_０は、第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒの各々の電圧Ｖ_１，Ｖ_２と、入力抵抗Ｒ_１およびフィードバック抵抗Ｒ_２とにより、下記数式（１）に示すように記述される。
Ｖ_０＝（Ｒ_２／Ｒ_１）×（Ｖ_２−Ｖ_１）…（１）

把持状態検知部１２は、ステアリングホイール２２に対する運転者の手による把持が、片手のみの把持である場合には、運転者の手が第１電極（Ｌ）１１Ｌまたは第２電極（Ｒ）１１Ｒに接触するだけなので、図４に示すように、ノイズ（Ｌ）またはノイズ（Ｒ）を出力する。ノイズ（Ｌ）は、第２電極（Ｒ）１１Ｒの電圧Ｖ_２がゼロになるので、（Ｒ_２／Ｒ_１）×Ｖ_１に応じた電圧値となる。ノイズ（Ｒ）は、第１電極（Ｌ）１１Ｌの電圧Ｖ_１がゼロになるので、（Ｒ_２／Ｒ_１）×Ｖ_２に応じた電圧値となる。

把持状態検知部１２は、ステアリングホイール２２に対する運転者の手による把持が、両手の把持である場合には、運転者の両手が第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒに接触するので、第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒから同相のノイズが入力される。これにより把持状態検知部１２は、第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒのノイズを相殺して、（Ｒ_２／Ｒ_１）×（Ｖ_２−Ｖ_１）に応じたＲ波高さの電圧値を有する運転者の心拍の信号を出力する。なお、Ｒ波は、第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒの電位差の変化を示す一周期分の波形において振幅が最も大きい波である。把持状態検知部１２は、定期的に出現するＲ波の時間間隔の長さに応じて心拍数を検知する。

把持状態検知部１２は、第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒの電位差の変化から運転者の心拍を検出することができない場合には、ステアリングホイール２２に対する運転者の手による把持が、片手のみの把持であると判断する。

マッサージスイッチ１３は、通電制御部１８に接続されている。マッサージスイッチ１３は、運転者による入力操作に応じて、通電制御部１８によるマッサージ動作のオンおよびオフを指示する信号を出力する。

外界センサ１４は、レーダ装置（図示略）およびカメラ（図示略）などを備えている。外界センサ１４は、自動運転制御部１６に接続されている。
レーダ装置は、車両１の外界に設定された検出対象領域を複数の角度領域に分割し、各角度領域を走査するようにして、電磁波の発信信号を発信する。そして、各発信信号が車両１の外部の物体（例えば、他車両など）によって反射されることで生じた反射波の反射信号を受信する。そして、発信信号および反射信号に応じた検知信号、例えばレーダ装置から外部の物体までの距離に係る検知信号と、ドップラー効果による外部の物体の相対速度に係る検知信号となどを生成し、これらの検知信号を自動運転制御部１６に出力する。
カメラは、車両１の外界に設定された撮像領域を撮像する。そして、撮像によって得られた画像に適宜の画像処理を行なうことによって画像データを生成し、この画像データの信号を自動運転制御部１６に出力する。

舵角センサ１５は、ステアリングホイール２２の操舵角を検出して、検出した操舵角の信号を出力する。

自動運転制御部１６は、外界センサ１４のレーダ装置から出力される検知信号およびカメラから出力される画像データの信号と、舵角センサ１５から出力される信号とを用いて、駆動部１７によって車両１の自動運転を制御する。自動運転制御部１６は、外界センサ１４からの信号を用いて車両１の周辺における物体（例えば、他車両など）の存在を監視しながら、駆動部１７のステアリングアクチュエータなどを制御することによって、車両１の自動的な走行を制御する。自動運転制御部１６は、車両１の転舵を自動的に制御する状態において、ステアリングホイール２２と転舵輪との連動を解除して、ステアリングホイール２２とは独立して転舵輪を制御する。自動運転制御部１６は、車両１の転舵を自動的に制御する状態において、ステアリングホイール２２に対して運転者から所定範囲を超える操舵角の舵角操作が行われると自動運転を停止する。自動運転制御部１６は、自動運転の停止に伴い、ステアリングホイール２２と転舵輪とを連動させる。

駆動部１７は、車両１の駆動源としての内燃機関またはモータと、ブレーキアクチュエータと、ステアリングアクチュエータとなどを備える。なお、車両１は、いわゆるステアバイワイヤによる操舵システムを備え、ステアリングホイール２２の操作を電気的に転舵輪に伝達する。ステアリングホイール２２とステアリングアクチュエータとは、例えば、機械的な連結および遮断を行なうクラッチに機械的に接続されてもよいし、クラッチなどの機械的な連結機構が省略されてもよい。

通電制御部１８は、把持状態検知部１２によって検知されるステアリングホイール２２に対する運転者の手の把持状態と、マッサージスイッチ１３から出力される信号と、自動運転制御部１６の動作状態とに応じて、通電部１９を制御する。通電制御部１８は、把持状態検知部１２によってステアリングホイール２２が運転者の両手によって把持されていることが検知され、マッサージスイッチ１３からマッサージ動作のオンを指示する信号が出力されている場合に、運転者に適切な電流を流すように通電部１９を制御する。
通電制御部１８は、自動運転制御部１６によって車両１が自動運転中である場合に、通電部１９から第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒに第１電流値の低周波パルス電流を通電する。第１電流値の低周波パルス電流は、運転者が感じることができる程度（例えば、数ｍＡなど）の電流である。
通電制御部１８は、車両１が自動運転中ではない場合（つまり、車両１が手動運転中である場合）に、通電部１９から第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒに第１電流値よりも小さい第２電流値の低周波パルス電流を通電する。第２電流値の低周波パルス電流は、運転者が感じることができない程度（例えば、数十μＡなど）の微弱電流である。

通電部１９、表示器２０、およびスピーカ２１の各々は、通電制御部１８に接続されている。通電部１９、表示器２０、およびスピーカ２１の各々は、通電制御部１８から出力される制御信号に応じて動作する。
通電部１９は、第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒに接続されている。通電部１９は、例えば、昇圧回路などによって調整される低周波パルス電流を第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒに通電する。通電部１９は、第１電極（Ｌ）１１Ｌに接続される入力部１９ａと、第２電極（Ｒ）１１Ｒに接続される出力部１９ｂと、を備えている。
入力部１９ａは、オペアンプの非反転入力端子に接続される入力抵抗Ｒａと、オペアンプの反転入力端子に設けられるフィードバックループと、オペアンプの出力端子に接続される抵抗Ｒと、抵抗Ｒに接続されるＦＥＴと、を備えている。
出力部１９ｂは、オペアンプの非反転入力端子に接続されるコンデンサＣ、接地抵抗Ｒｂ、およびフィードバックループと、オペアンプの反転入力端子を接地する接地部と、オペアンプの出力端子に接続される抵抗Ｒと、を備えている。

本実施の形態による車両用医療装置１０は上記構成を備えており、次に、この車両用医療装置１０の動作について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。

先ず、通電制御部１８は、把持状態検知部１２によって運転者がステアリングホイール２２を両手で把持していることが検出されたか否かを判定する（ステップＳ０１）。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、通電制御部１８は、処理をステップＳ０２に進める（ステップＳ０１のＮＯ側）。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、通電制御部１８は、処理をステップＳ０３に進める（ステップＳ０１のＹＥＳ側）。

次に、通電制御部１８は、通電部１９から第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒへの通電を停止する（ステップＳ０２）。そして、一連の処理を終了させる。
また、通電制御部１８は、通電部１９から第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒへ、運転者が感じることができない程度である第２電流値の微弱電流の通電を開始、または既に通電を実行中であれば通電を継続する（ステップＳ０３）。

次に、通電制御部１８は、自動運転制御部１６によって車両１の自動運転が実行中であるか否かを判定する（ステップＳ０４）。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、通電制御部１８は、処理を上述したステップＳ０１に戻す（ステップＳ０４のＮＯ側）。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、通電制御部１８は、処理をステップＳ０５に進める（ステップＳ０４のＹＥＳ側）。

次に、通電制御部１８は、マッサージスイッチ１３から通電制御部１８によるマッサージ動作のオンを示す信号が出力されているか否かを判定する（ステップＳ０５）。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、通電制御部１８は、処理を上述したステップＳ０１に戻す（ステップＳ０５のＮＯ側）。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、通電制御部１８は、処理をステップＳ０６に進める（ステップＳ０５のＹＥＳ側）。

次に、通電制御部１８は、通電部１９から第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒへ、運転者が感じることができる程度である第１電流値の低周波パルス電流の通電を開始、または既に通電を実行中であれば通電を継続する（ステップＳ０６）。
次に、通電制御部１８は、ステアリングホイール２２の操舵角が所定範囲内（例えば、操舵角の絶対値が数°以下など）であるか否かを判定する（ステップＳ０７）。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、通電制御部１８は、処理を上述したステップＳ０１に戻す（ステップＳ０７のＮＯ側）。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、通電制御部１８は、処理を上述したステップＳ０４に戻す（ステップＳ０７のＹＥＳ側）。

上述したように、本実施の形態による車両用医療装置１０によれば、運転者が運転中であれば運転者が感じない程度の低周波電流（微弱電流）を流すことによって、運転の阻害をせずに運転者に治療効果がある電流を流すことができ、無駄なく効率的な電流を運転者に流すことができる。
さらに、自動運転中に低周波電流を流して運転者にマッサージを行う際にステアリングホイール２２の回転を停止させることによって、運転者がステアリングホイール２２の回転に煩わしさを感じることを防止することができる。

以下、上述した実施形態の変形例について説明する。
上述した実施形態において、通電制御部１８は、把持状態検知部１２によってステアリングホイール２２が運転者の両手によって把持されていることが検知されている場合に、通電部１９から第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒに通電するとしたが、これに限定されない。
通電制御部１８は、通電部１９から第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒに通電する状態で把持状態検知部１２によって運転者の両手がステアリングホイール２２から離れたことが検知された場合に、所定時間に亘って通電を維持した後に通電を停止してもよい。

上述した実施形態において、マッサージスイッチ１３は省略されてもよい。
通電制御部１８は、マッサージスイッチ１３が省略されている場合には、把持状態検知部１２によってステアリングホイール２２が運転者の両手によって把持されていることが検知されている場合に、運転者に適切な電流を流すように通電部１９を制御すればよい。
また、通電制御部１８は、マッサージスイッチ１３が省略されている場合などにおいて、通電部１９から第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒへの通電の開始に先立って、表示器２０およびスピーカ２１の少なくとも何れかによって通電の開始を運転者に事前に報知してもよい。

上述した実施形態において、把持状態検知部１２は、差動増幅回路を備えるとしたが、これに限定されず、第１電極（Ｌ）１１Ｌおよび第２電極（Ｒ）１１Ｒの電位差を用いる他の回路を備えてもよい。

上述した実施形態において、把持状態検知部１２、自動運転制御部１６、および通電制御部１８の一部、または全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）がプログラムを実行することにより機能する機能部であってもよい。また、これら構成を、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路として実現してもよく、これら構成の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…車両、１０…車両用医療装置、１１Ｌ…第１電極（Ｌ）（報知部）、１１Ｒ…第２電極（Ｒ）（報知部）、１２…把持状態検知部、１３…マッサージスイッチ、１４…外界センサ、１５…舵角センサ、１６…自動運転制御部（回転禁止部）、１７…駆動部、１８…通電制御部、１９…通電部、２０…表示器、２１…スピーカ、２２…ステアリングホイール

Claims

車両の自動運転を行う自動運転制御部と、
前記車両のステアリングホイールの中立状態における左右に設けられる電極と、
前記電極に接触する乗員に対して電流を流す通電部と、
前記乗員に適切な電流を流すように前記通電部を制御する通電制御部と、
を備え、
前記自動運転制御部によって前記車両が自動運転中である場合に、前記通電制御部は第１電流値の電流を前記電極に流すように前記通電部を制御し、前記車両が手動運転中である場合に、前記通電制御部は前記第１電流値よりも小さい第２電流値の電流を前記電極に流すように前記通電部を制御する、
ことを特徴とする車両用医療装置。
前記自動運転制御部によって前記車両が自動運転中である場合に、前記ステアリングホイールの回転を禁止する回転禁止部を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用医療装置。