JP2017209344A - 疲労軽減装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の疲労感を効果的に軽減すること。【解決手段】実施形態の疲労軽減装置は、一例として、車両の座席に着座している乗員が車両を運転中であるか否かを判断する判断部と、判断部によって乗員が車両を運転中であると判断された場合に、座席に設けられた振動装置を制御して、マッサージ対象である第１の筋に対する拮抗筋である第２の筋に、筋緊張を引き起こす第１の周波数の振動刺激を付与する制御部と、を備えた。【選択図】図７

Description

本発明は、疲労軽減装置に関する。

従来、車両の座席に振動装置を設け、これによって車両の運転者に振動刺激を与える技術が知られている。振動刺激によって、運転者の疲労感を軽減することができる。

特開２００４−２８４４４９号公報

しかしながら、運転中においては、いくつかの筋は、適度に緊張した状態であることが必要であり、そのような筋に対して筋緊張を抑制する振動刺激を与えると、疲労感軽減の効果が低下する場合がある。

そこで、本発明の課題の一つは、疲労感を効果的に軽減できる疲労軽減装置を提供することである。

本発明の実施形態の疲労軽減装置は、一例として、車両の座席に着座している乗員が車両を運転中であるか否かを判断する判断部と、判断部によって乗員が車両を運転中であると判断された場合に、座席に設けられた振動装置を制御して、マッサージ対象である第１の筋に対する拮抗筋である第２の筋に、筋緊張を引き起こす第１の周波数の振動刺激を付与する制御部と、を備えた。よって、第２の筋に引き起こされた筋緊張によって第１の筋の筋緊張が適度に抑制されるので、疲労感を効果的に軽減することができる。

また、本発明の実施形態の疲労軽減装置では、一例として、制御部は、判断部によって乗員が車両を運転中であると判断された場合に、第１の筋に第１の周波数の振動刺激を付与し、その後、第２の筋に第１の周波数の振動刺激を付与する。よって、第１の筋の血流が第１の筋に引き起こされた筋緊張によって増加せしめられ、その結果、疲労感の軽減効果の持続性を向上させることができる。

また、本発明の実施形態の疲労軽減装置では、一例として、判断部は、乗員が休憩中であるか否かをさらに判断し、制御部は、判断部によって乗員が休憩中であると判断された場合に、第１の筋に、筋緊張の抑制を引き起こす第２の周波数の振動刺激を付与する。筋緊張が必要でない休憩中において、積極的に第１の筋の筋緊張が抑制されるので、疲労感をより効果的に軽減することができる。

また、本発明の実施形態の疲労軽減装置では、一例として、判断部は、乗員が車両を運転中であると判断した場合に、乗員に休憩が必要か否かをマッサージの実行頻度に基づいて判断し、制御部は、判断部によって乗員に休憩が必要であると判断された場合に、乗員に休憩を提案する。乗員を休憩させることによって運転中のマッサージの効果を回復させることができるので、疲労感をより効果的に軽減することができる。

また、本発明の実施形態の疲労軽減装置では、一例として、制御部は、第１の筋に第２の周波数の振動刺激を付与するとともに、乗員にストレッチ方法を提案する。よって、例えば、乗員は休憩中にストレッチを行うことでも疲労感を解消することができるので、疲労感をより効果的に軽減することができる。

図１は、本実施形態にかかる車両の車室の一部が透視された状態が示された斜視図である。 図２は、本実施形態にかかる各振動装置の配置の一例を示す図である。 図３は、筋間の拮抗作用について説明するための図である。 図４は、本実施形態にかかる各振動装置の配置の一例を示す別の図である。 図５は、本実施形態にかかる各振動装置が振動刺激を付与することができる部位を示す図である。 図６は、本実施形態にかかる疲労軽減システムの一例を示すブロック図である。 図７は、本実施形態のＥＣＵの機能的構成を示すブロック図である。 図８は、本実施形態の疲労軽減装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図９は、被験者が運転中である際に、僧帽筋に５０Ｈｚの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。 図１０は、被験者が運転中である際に、広背筋上部線維に１００Ｈｚの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。 図１１は、被験者が運転中である際に、僧帽筋に１００Ｈｚの振動刺激を付与し、その後に広背筋上部線維に１００Ｈｚの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。 図１２は、被験者が運転中である際に、右側の広背筋に１００Ｈｚの振動刺激を付与し、その後に左側の広背筋に１００Ｈｚの振動刺激を付与した場合の腰の疲労感の変化を示す図である。 図１３は、被験者が休憩中である際に、僧帽筋に１００Ｈｚの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。 図１４は、被験者が休憩中である際に、広背筋上部線維に１００Ｈｚの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。 図１５は、被験者が休憩中である際に、僧帽筋に５０Ｈｚの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。

以下、本実施形態の疲労軽減装置を車両１に搭載した例をあげて説明する。

本実施形態では、車両１は、例えば、内燃機関（エンジン、図示されず）を駆動源とする自動車（内燃機関自動車）であってもよいし、電動機（モータ、図示されず）を駆動源とする自動車（電気自動車、燃料電池自動車等）であってもよいし、それらの双方を駆動源とする自動車（ハイブリッド自動車）であってもよい。また、車両１は、種々の変速装置を搭載することができるし、内燃機関や電動機を駆動するのに必要な種々の装置（システム、部品等）を搭載することができる。また、車両１における車輪３の駆動に関わる装置の方式や、数、レイアウト等は、種々に設定することができる。

図１に示されるように、車両１の車体２は、運転者（不図示）が乗車する車室２ａを構成している。車室２ａ内には、乗員としての運転者の座席２ｂに臨む状態で、操舵部４等が設けられている。本実施形態では、一例として、操舵部４は、ダッシュボード（インストルメントパネル）１２から突出したステアリングホイールである。

また、図１に示されるように、本実施形態では、一例として、車両１は、四輪車（四輪自動車）であり、左右二つの前輪３Ｆと、左右二つの後輪３Ｒとを有する。さらに、本実施形態では、これら四つの車輪３は、いずれも操舵されうるように（転舵可能に）構成されている。

また、車室２ａ内のダッシュボード１２の車幅方向すなわち左右方向の中央部には、モニタ装置１１が設けられている。モニタ装置１１には、表示装置８や音声出力装置９が設けられている。表示装置８は、例えば、ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）や、ＯＥＬＤ（ｏｒｇａｎｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ｄｉｓｐｌａｙ）等である。音声出力装置９は、例えば、スピーカである。また、表示装置８は、例えば、タッチパネル等、透明な操作入力部１０で覆われている。乗員は、操作入力部１０を介して表示装置８の表示画面に表示される画像を視認することができる。また、乗員は、表示装置の表示画面に表示される画像に対応した位置において手指等で操作入力部１０を触れたり押したり動かしたりして操作することで、操作入力を実行することができる。

また、図２に示すように、ハンドルコラム３１には、撮像装置３２が設置されている。この撮像装置３２は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ等である。撮像装置３２は、座席２ｂの座部２ｃに着座する運転者２００が、視野中心に位置するように、視野角及び姿勢が調整されている。この撮像装置３２は、運転者２００の様子を順次撮影し、撮影により得た画像についての画像データを順次出力する。

また、図２に示すように、座席２ｂの背もたれ部２ｄには、複数の振動装置４０が設けられている。振動装置４０は、運転者２００の筋に振動刺激を付与することで、運転者２００が感じる疲労感の軽減を図るものである。疲労感は、例えば、凝り、または、はり感を含む。振動装置４０は、複数の異なる周波数の振動を出力することができる。

ここで、筋肉間の拮抗作用について説明する。図３に示すように、肘関節を屈曲する場合、上腕二頭筋３００が緊張し（収縮し）、上腕三頭筋３１０が緊張抑制される（弛む）。肘関節を伸展する場合、上腕二頭筋３００が緊張抑制され（弛み）、上腕三頭筋３１０が緊張する（収縮する）。肘関節における上腕二頭筋３００と上腕三頭筋３１０のように、ある方向に身体のある部分を動かす筋が逆の動きをする筋と対になって存在する場合、一方の筋を、他方の筋に対する拮抗筋と表記する。

振動刺激に対する筋反応には、周波数依存性がある。ある周波数の振動刺激が筋肉に与えられると、その筋は緊張し、別の周波数の振動刺激が筋肉に与えられると、その筋は緊張抑制される。筋緊張を引き起こす周波数は、例えば８０〜１００Ｈｚであり、筋緊張の抑制を引き起こす周波数は、例えば４０〜６０Ｈｚである。

実施形態では、疲労軽減装置は、マッサージ対象の筋の疲労感軽減の効果を高めるために、運転者２００が運転中の場合においては、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を、マッサージ対象の筋の拮抗筋に対して少なくとも付与する。また、運転者２００が運転中の場合において、疲労感の軽減効果の持続性を高めるために、疲労軽減装置は、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を拮抗筋に対して付与する前に、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激をマッサージ対象の筋に対して付与する。また、運転者２００が休憩中の場合において、疲労軽減装置は、筋緊張の抑制を引き起こす周波数の振動刺激をマッサージ対象の筋に対して付与する。

実施形態では、一例として、運転時の疲労現象として訴えの多い肩の筋（僧帽筋）および腰の筋（左右の広背筋）を、マッサージ対象の筋とする。各マッサージ対象の筋を効果的にマッサージできるように各振動装置４０が座席２ｂの背もたれ部２ｄに配設されている。ここでは、図４に示すように、６つの振動装置４０が背もたれ部２ｄに埋め込まれている。

６つの振動装置４０のうちの２つの振動装置４０ａは、背もたれ部２ｄの上部に左右一対となるように配設されており、運転者２００の左右の僧帽筋（図５に示す部位２１０ａ）に振動刺激を与えることができる。また、図５に示す部位２１０ｂ１および部位２１０ｂ２にそれぞれ対応する位置に、振動装置４０ｂ１および振動装置４０ｂ２が配設されている。振動装置４０ｂ１および振動装置４０ｂ２は、僧帽筋に対する拮抗筋として作用する広背筋のうちの、特に上部線維に、振動刺激を与えることができる。

図５に示す部位２１０ｃ１および部位２１０ｃ２にそれぞれ対応する位置に、振動装置４０ｃ１および振動装置４０ｃ２が配設されている。広背筋に関しては、体幹を回旋する動作の際に、左右の広背筋のうちの一方の筋は、他方の筋に対する拮抗筋として作用する。振動装置４０ｂ１および振動装置４０ｃ１は、協働して、運転者２００の右側の広背筋に振動刺激を与えることができる。また、振動装置４０ｂ２および振動装置４０ｃ２は、協働して、運転者２００の左側の広背筋に振動刺激を与えることができる。

なお、上記の各振動装置４０の配置は一例である。また、任意の筋がマッサージ対象とされ得る。各振動装置４０は、座席２ｂにおける、マッサージ対象の筋に応じた任意の位置に配置され得る。また、各振動装置４０は、座席２ｂに埋め込まれていなくてもよい。各振動装置４０は、座席２ｂを覆うシートカバー、あるいは、座席２ｂと運転者２００との間に介在するクッションに具備されて提供され得る。

次に、本実施形態にかかる車両１における疲労軽減装置を有する疲労軽減システムについて説明する。図６は、本実施形態にかかる疲労軽減システム１００の構成の一例を示すブロック図である。図６に例示されるように、疲労軽減システム１００では、ＥＣＵ１４や、モニタ装置１１、操舵システム１３等の他、ブレーキシステム１８、舵角センサ１９、アクセルセンサ２０、シフトセンサ２１、車輪速センサ２２等が、電気通信回線としての車内ネットワーク２３を介して電気的に接続されている。車内ネットワーク２３は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）として構成されている。ＥＣＵ１４は、車内ネットワーク２３を通じて制御信号を送ることで、アクチュエータ１３ａを含む操舵システム１３、アクチュエータ１８ａを含むブレーキシステム１８等を制御することができる。また、ＥＣＵ１４は、車内ネットワーク２３を介して、トルクセンサ１３ｂ、ブレーキセンサ１８ｂ、舵角センサ１９、アクセルセンサ２０、シフトセンサ２１、車輪速センサ２２等の検出結果や、操作入力部等の操作信号等を、受け取ることができる。ここで、ＥＣＵ１４は、疲労軽減装置の一例である。ＥＣＵ１４は、各振動装置４０を制御することができる。

ＥＣＵ１４は、例えば、ＣＰＵ１４ａ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）や、ＲＯＭ１４ｂ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ１４ｃ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、表示制御部１４ｄ、音声制御部１４ｅ、ＳＳＤ１４ｆ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ、フラッシュメモリ）等を有している。ＣＰＵ１４ａは、車両１全体の制御を行う。ＣＰＵ１４ａは、ＲＯＭ１４ｂ等の不揮発性の記憶装置にインストールされ記憶されたプログラムを読み出し、当該プログラムにしたがって演算処理を実行できる。ＲＡＭ１４ｃは、ＣＰＵ１４ａでの演算で用いられる各種のデータを一時的に記憶する。また、表示制御部１４ｄは、ＥＣＵ１４での演算処理のうち、表示装置８で表示される画像データの合成等を実行する。また、音声制御部１４ｅは、ＥＣＵ１４での演算処理のうち、主として、音声出力装置９で出力される音声データの処理を実行する。また、ＳＳＤ１４ｆは、書き換え可能な不揮発性の記憶部であって、ＥＣＵ１４の電源がオフされた場合にあってもデータを記憶することができる。なお、ＣＰＵ１４ａや、ＲＯＭ１４ｂ、ＲＡＭ１４ｃ等は、同一パッケージ内に集積されうる。また、ＥＣＵ１４は、ＣＰＵ１４ａに替えて、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等の他の論理演算プロセッサや論理回路等が用いられる構成であってもよい。また、ＳＳＤ１４ｆに替えてＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）が設けられてもよいし、ＳＳＤ１４ｆやＨＤＤは、ＥＣＵ１４とは別に設けられてもよい。

なお、上述した各種センサやアクチュエータの構成や、配置、電気的な接続形態等は、一例であって、種々に設定（変更）することができる。

図７は、本実施形態のＥＣＵ１４の機能的構成を示すブロック図である。図７に示されるように、ＥＣＵ１４は、判断部５１と、制御部５２と、記憶部５３と、を主に備えている。図７に示される、記憶部５３を除く各構成は、ＥＣＵ１４として構成されたＣＰＵ１４ａが、ＲＯＭ１４ｂ内に格納されたプログラムを実行することで実現される。なお、これらの構成を電子回路等のハードウェアで実現するように構成しても良い。記憶部５３は、例えば、ＳＳＤ１４ｆによって実現される。

判断部５１は、運転者２００が車両１を運転中であるか否か、および、運転者２００が休憩中であるか否か、を判断する。運転者２００が車両１を運転中であるか否か、および運転者２００が休憩中であるか否か、の判断基準は、特定の基準だけに限定されない。判断部５１は、運転者２００が車両１を運転中であるか否か、および運転者２００が休憩中であるか否かを、例えば、ＧＰＳ（不図示）、ブレーキシステム１８、舵角センサ１９、アクセルセンサ２０、シフトセンサ２１などからの信号に基づいて判断する。

一例では、判断部５１は、シフトセンサ２１がパーキングポジションを検出した場合、運転者２００が休憩中であると判断し、シフトセンサ２１がパーキングポジションを検出していない場合、運転者２００が運転中であると判断する。

別の例では、判断部５１は、車輪速センサ２２がゼロ値を検出している場合、運転者２００が休憩中であると判断し、車輪速センサ２２がゼロ値以外の値を検出している場合、運転者２００が運転中であると判断する。

また、判断部５１は、マッサージの開始タイミングを判断する。判断部５１は、マッサージの開始タイミングの判断基準は、特定の基準に限定されない。例えば、判断部５１は、運転者２００からの入力に基づいてマッサージの開始タイミングの判断を行う。運転者２００からの入力とは、操作入力、音声入力、または画像入力を含む。

一例では、判断部５１は、表示制御部１４ｄを制御して、表示装置８に、マッサージを開始する旨の入力を受け付けることができる入力ボタンを表示させる。操作入力部１０がマッサージを開始する旨の操作入力を受け付けた場合、判断部５１は、マッサージの開始タイミングに至ったと判断する。なお、操作入力を受け付ける手段は、操作入力部１０による受け付け手段だけに限定されない。操舵部４またはインストルメントパネル１２にマッサージを開始する旨の入力が可能なハードウェアボタンが設けられてもよい。また、入力用のボタンは、肩をマッサージするか腰をマッサージするかが選択可能に構成されてもよい。

別の例では、判断部５１は、マイク（不図示）からの音声入力に基づいてマッサージの開始タイミングを判断する。例えば、判断部５１は、音声の入力を受け付けると、入力された音声を解析する。判断部５１は、入力された音声がマッサージを開始する旨の指示に該当するか否かを判断し、入力された音声がマッサージを開始する旨の指示に該当すると判断した場合、マッサージの開始タイミングに至ったと判断する。

別の例では、判断部５１は、撮像装置３２で撮像された運転者２００の画像に基づいてマッサージの開始タイミングを判断する。判断部５１は、表情またはジェスチャーを予め記憶し、当該画像を解析して、予め記憶する表情またはジェスチャーが運転者２００によって行われたか否かを判定する。判断部５１は、予め記憶する表情またはジェスチャーが行われた場合に、マッサージの開始タイミングに至ったと判断する。あるいは、判断部５１は、画像から運転者２００の表情またはジェスチャーを抽出して、週出された表情またはジェスチャーがマッサージを開始する旨の指示に該当するか否かを解析してもよい。

判断部５１は、他の情報に基づいてマッサージの開始タイミングを判断してもよい。

一例では、判断部５１は、経過時間に応じてマッサージの開始タイミングを判断する。例えば、判断部５１は、タイマ（不図示）によって、運転の継続時間を計測する。運転の継続時間は、例えば運転者２００が連続して運転を継続している時間である。判断部５１は、運転の継続時間が所定のしきい値に達したとき、マッサージの開始タイミングに至ったと判断する。判断部５１は、マッサージの開始タイミングに至った後にタイマをリセットすることで、周期的にマッサージの開始タイミングの判断を行ってもよい。マッサージの開始タイミングの判断のためのしきい値は、可変に構成されてもよい。マッサージの開始タイミングの判断のためのしきい値は、車両１の速度、マッサージ実行の頻度、など他の条件に応じて自動で変更され得る。マッサージの開始タイミングの判断のためのしきい値は、運転者２００によって予め設定され得る。経過時間に応じてマッサージを開始することによって、疲労感の増大を予防することが可能である。

また、判断部５１は、運転者２００が車両１を運転中である場合において、肩（僧帽筋）のマッサージを行うか、腰（広背筋）のマッサージを行うかを判断する。肩のマッサージを行うか腰のマッサージを行うかの判断基準は、特定の基準に限定されない。一例では、マッサージの開始タイミングの判断の基準と同様に、判断部５１は、肩のマッサージを行うか腰のマッサージを行うかを操作入力に基づいて判断する。肩のマッサージを行うか腰のマッサージを行うかが運転者２００によって予め設定されてもよい。

制御部５２は、判断部５１によって肩のマッサージを行うと判断された場合に、対応する振動装置４０を制御して、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を僧帽筋に付与し、その後、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を僧帽筋の拮抗筋である広背筋に付与する。ここでは一例として、制御部５２は、振動装置４０ａに１００Ｈｚの振動を出力させ、その後つづけて、振動装置４０ｂ１、４０ｂ２に１００Ｈｚの振動を出力させる。各振動刺激の出力期間は、任意に設定され得る。一例では、各振動刺激の出力期間は、３０秒である。なお、広背筋に振動刺激を付与する際、制御部５２は、振動装置４０ｂ１、４０ｂ２とともに、振動装置４０ｃ１、４０ｃ２にも振動刺激を出力させてもよい。

制御部５２は、判断部５１によって腰のマッサージを行うと判断された場合に、対応する振動装置４０を制御して、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を左右の広背筋の一方に付与し、その後、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を左右の広背筋の他方に付与する。ここでは一例として、制御部５２は、振動装置４０ｂ１、４０ｃ１に１００Ｈｚの振動を出力させ、その後つづけて、振動装置４０ｂ２、４０ｃ２に１００Ｈｚの振動を出力させる。各振動刺激の出力期間は、任意に設定され得る。一例では、各振動刺激の出力期間は、３０秒である。なお、制御部５２は、振動刺激を与える順番を、マッサージの実行毎に変更する。

また、判断部５１は、運転者２００が車両１を運転中であると判断した場合において、運転者２００に休憩が必要であるか否かを、マッサージの実行頻度に基づいて判定する。具体的には、例えば、判断部５１は、運転者２００が車両１を運転中である場合にマッサージの開始タイミングに至ったと判断する毎に、その旨を履歴情報５４として記憶部５３に記録する。そして、判断部５１は、履歴情報５４に基づき、実行頻度を演算し、演算された実行頻度と、実行頻度にかかる所定のしきい値と比較する。演算された実行頻度がしきい値を超えた場合、判断部５１は、運転者２００に休憩が必要であると判断する。実行頻度は、例えば、直近の過去の所定時間内の実行回数である。

制御部５２は、判断部５１によって運転者２００に休憩が必要であると判断された場合に、運転者２００に休憩を提案する。提案の様態は、特定の様態に限定されない。例えば、休憩を促す旨の画像を表示装置８に表示してもよい。また、休憩を促す旨の音声を音声出力装置９に出力させてもよい。

また、判断部５１は、運転者２００が休憩中である場合において、肩（僧帽筋）および腰（広背筋）の両方のマッサージを行うか、肩（僧帽筋）のみのマッサージを行うか、腰（広背筋）のみのマッサージを行うか、を判断する。肩および腰のマッサージを行うか、肩のマッサージを行うか、腰のマッサージを行うか、の判断基準は、特定の基準に限定されない。一例では、マッサージの開始タイミングの判断の基準と同様に、判断部５１は、肩および腰のマッサージを行うか、肩のマッサージを行うか、腰のマッサージを行うか、を、操作入力に基づいて判断する。また、運転者２００が休憩中において、肩および腰のマッサージを行うか、肩のマッサージを行うか、腰のマッサージを行うか、が予め運転者２００によって設定されてもよい。

また、判断部５１は、運転者２００が休憩中であり、かつ、肩（僧帽筋）および腰（広背筋）のマッサージを行うと判断した場合、肩のマッサージと腰のマッサージのうちのどちらを重点的にマッサージするかを各部のマッサージの実行頻度に基づいて判断する。例えば、判断部５１は、運転中において肩または腰のマッサージが実行されたとき、その旨を履歴情報５４に記録する。そして、判断部５１は、履歴情報５４に、肩または腰のうちのマッサージの実行頻度が多いほうを、重点的にマッサージする対象として選択する。なお、肩のマッサージと腰のマッサージのうちのどちらを重点的にマッサージするかの判断基準は、上記の判断基準だけに限定されない。

制御部５２は、判断部５１によって運転者２００が休憩中であると判断された場合において、各振動装置４０を制御して、判断部５１によって選択された部位のマッサージ対象の筋に、筋緊張の抑制を引き起こす周波数の振動刺激を付与する。具体的には、判断部５１によって肩が選択された場合、制御部５２は、振動装置４０ａに５０Ｈｚの振動を出力させる。判断部５１によって腰が選択された場合、制御部５２は、振動装置４０ｂ１、振動装置４０ｂ２、振動装置４０ｃ１、および振動装置４０ｃ２に５０Ｈｚの振動を出力させる。運転者２００が休憩中であると判断された場合においても、振動刺激の出力期間は、任意に設定され得る。

制御部５２は、判断部５１によって運転中が休憩中であると判断された場合において、運転者２００にストレッチ方法を提案する。提案の様態は、特定の様態に限定されない。例えば、ストレッチ方法を説明する画像を表示装置８に表示してもよい。また、ストレッチ方法を説明する音声を音声出力装置９に出力させてもよい。ここでは一例として、制御部５２は、運転者２００に提案するストレッチ方法を、判断部５１によって選択された部位毎に変更する。

次に、以上のように構成された本実施形態の疲労軽減装置の動作について説明する。図８は、本実施形態の疲労軽減装置の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、判断部５１は、運転者２００が運転中であるか否かを判断する（Ｓ１）。運転者２００が運転中であると判断した場合には（Ｓ１：Ｙｅｓ）、判断部５１は、マッサージの開始タイミングに至ったか否かを判断する（Ｓ２）。判断部５１によってマッサージの開始タイミングに至っていないと判断された場合には（Ｓ２：Ｎｏ）、処理はＳ１に戻る。マッサージの開始タイミングに至ったと判断した場合には（Ｓ２：Ｙｅｓ）、判断部５１は、肩のマッサージを行うか否かを判断する（Ｓ３）。

判断部５１によって肩のマッサージを行うと判断された場合には（Ｓ３：Ｙｅｓ）、制御部５２は、僧帽筋に１００Ｈｚの振動刺激を付与し、その後、広背筋に１００Ｈｚの振動刺激を付与する（Ｓ４）。具体的には、制御部５２は、２つの振動装置４０ａに１００Ｈｚの振動刺激を出力させ、その後、振動装置４０ｂ１および振動装置４０ｂ２に１００Ｈｚの振動刺激を出力させる。なお、制御部５２は、振動装置４０ｂ１および振動装置４０ｂ２に振動刺激を出力させる際に、振動装置４０ｃ１および振動装置４０ｃ２にも振動刺激を出力させることで、広背筋上部線維だけでなく広背筋全体に振動刺激を付与してもよい。

判断部５１によって肩のマッサージを行わないと判断された場合には（Ｓ３：Ｎｏ）、制御部５２は、右側の広背筋に１００Ｈｚの振動刺激を付与し、その後、左側の広背筋に１００Ｈｚの振動刺激を付与する（Ｓ５）。具体的には、制御部５２は、振動装置４０ｂ１および振動装置４０ｃ１に１００Ｈｚの振動刺激を出力させ、その後、振動装置４０ｂ２および振動装置４０ｃ２に１００Ｈｚの振動刺激を出力させる。なお、左右の広背筋に関し、振動刺激を付与する順番は、Ｓ５の処理の実行毎に変更される。

Ｓ４の処理またはＳ５の処理の後、制御部５２は、マッサージの実行頻度がマッサージの実行頻度にかかるしきい値より高いか否かを判断する（Ｓ６）。制御部５２によってマッサージの実行頻度がマッサージの実行頻度にかかるしきい値より高いと判断された場合（Ｓ６：Ｙｅｓ）、制御部５２は、休憩の提案を運転者２００に対して行い（Ｓ７）、処理はＳ１に戻る。制御部５２によってマッサージの実行頻度がマッサージの実行頻度にかかるしきい値より高くないと判断された場合（Ｓ６：Ｎｏ）、処理はＳ１に戻る。

運転者２００が運転中ではないと判断した場合には（Ｓ１：Ｎｏ）、判断部５１は、運転者２００が休憩中であるか否かを判断する（Ｓ８）。判断部５１によって運転者２００が休憩中ではないと判断された場合（Ｓ８：Ｎｏ）、処理はＳ１に戻る。

運転者２００が休憩中であると判断した場合（Ｓ８：Ｙｅｓ）、判断部５１は、マッサージの開始タイミングに至ったか否かを判断する（Ｓ９）。判断部５１によってマッサージの開始タイミングに至っていないと判断された場合には（Ｓ９：Ｎｏ）、処理はＳ１に戻る。マッサージの開始タイミングに至ったと判断した場合には（Ｓ９：Ｙｅｓ）、判断部５１は、肩および腰のマッサージを行うか否かを判断する（Ｓ１０）。

肩および腰のマッサージを行うと判断した場合（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、判断部５１は、肩のマッサージの実行頻度が腰のマッサージの実行頻度より大きいか否かを判断する（Ｓ１１）。

判断部５１によって肩のマッサージの実行頻度が腰のマッサージの実行頻度より大きいと判断された場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、制御部５２は、僧帽筋に５０Ｈｚの振動刺激を付与し、その後、広背筋に５０Ｈｚの振動刺激を付与し、その後、僧帽筋に５０Ｈｚの振動刺激を付与する（Ｓ１２）。具体的には、制御部５２は、２つの振動装置４０ａに５０Ｈｚの振動刺激を出力させ、その後、振動装置４０ｂ１、振動装置４０ｂ２、振動装置４０ｃ１、および振動装置４０ｃ２に５０Ｈｚの振動刺激を出力させ、その後、再び２つの振動装置４０ａに５０Ｈｚの振動刺激を出力させる。

判断部５１によって肩のマッサージの実行頻度が腰のマッサージの実行頻度より大きくないと判断された場合（Ｓ１１：Ｎｏ）、制御部５２は、広背筋に５０Ｈｚの振動刺激を付与し、その後、僧帽筋に５０Ｈｚの振動刺激を付与し、その後、広背筋に５０Ｈｚの振動刺激を付与する（Ｓ１３）。具体的には、制御部５２は、振動装置４０ｂ１、振動装置４０ｂ２、振動装置４０ｃ１、および振動装置４０ｃ２に５０Ｈｚの振動刺激を出力させ、その後、２つの振動装置４０ａに５０Ｈｚの振動刺激を出力させ、その後、再び振動装置４０ｂ１、振動装置４０ｂ２、振動装置４０ｃ１、および振動装置４０ｃ２に５０Ｈｚの振動刺激を出力させる。

Ｓ１２の処理またはＳ１３の処理の後、制御部５２は、肩疲労および腰疲労の回復に有効なストレッチ方法の提案を運転者２００に対して行い（Ｓ１４）、処理はＳ１に戻る。

肩および腰のマッサージを行わないと判断した場合（Ｓ１０：Ｎｏ）、判断部５１は、肩のマッサージを行うか否かを判断する（Ｓ１５）。判断部５１によって肩のマッサージを行うと判断された場合には（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、制御部５２は、僧帽筋に５０Ｈｚの振動刺激を付与する（Ｓ１６）。具体的には、制御部５２は、２つの振動装置４０ａに５０Ｈｚの振動刺激を出力させる。そして、制御部５２は、肩疲労の回復に有効なストレッチ方法の提案を運転者２００に対して行い（Ｓ１７）、処理はＳ１に戻る。

判断部５１によって肩のマッサージを行わないと判断された場合には（Ｓ１５：Ｎｏ）、制御部５２は、広背筋に５０Ｈｚの振動刺激を付与する（Ｓ１８）。具体的には、制御部５２は、振動装置４０ｂ１、振動装置４０ｂ２、振動装置４０ｃ１、および振動装置４０ｃ２に５０Ｈｚの振動刺激を出力させる。そして、制御部５２は、腰疲労の回復に有効なストレッチ方法の提案を運転者２００に対して行い（Ｓ１９）、処理はＳ１に戻る。

本願発明の発明者は、運転中の被験者の各筋肉に種々の周波数の振動刺激を与え、被験者が感じる疲労感の推移を観察した。図９〜図１２は、その実験結果を示す図である。

図９は、被験者が運転中である際に、僧帽筋（図５に示す部位２１０ａ）に５０Ｈｚの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。縦軸は、疲労感スコアを示しており、最上段に、振動刺激の付与タイミングを図示している。疲労感がない場合を疲労感スコア＝１、疲労感が少しある場合を疲労感スコア＝２、疲労感がある場合を疲労感スコア＝３、疲労感が非常にある場合を疲労感スコア＝４、として、被験者が感じた疲労感が数値化されている。横軸は時間を示している。この条件での実験結果によると、疲労感スコアの平均値は、２．３であった。僧帽筋に５０Ｈｚの振動刺激を付与したとき、一時的に疲労感は解消されてるものの、その効果は長くは持続しない。

図１０は、被験者が運転中である際に、広背筋上部線維（部位２１０ｂ１および部位２１０ｂ２）に１００Ｈｚの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。この場合、疲労感スコアの平均値が１．９であった。広背筋上部線維に１００Ｈｚの振動刺激を付与した場合、マッサージ対象の筋である僧帽筋に直接に５０Ｈｚの振動刺激を付与する場合に比べて、疲労感の軽減の効果が向上しており、かつ、疲労感の軽減効果の持続性が高まっている。

図１１は、被験者が運転中である際に、僧帽筋（部位２１０ａ）に１００Ｈｚの振動刺激を付与し、その後すぐに広背筋上部線維（部位２１０ｂ１および部位２１０ｂ２）に１００Ｈｚの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。この条件は、実施形態のＳ４の処理と同じ条件である。この場合、疲労感スコアの平均値が１．９であり、疲労感の軽減の効果が高い水準に保たれている。また、広背筋上部線維のみに１００Ｈｚの振動刺激を付与した場合に比べ、疲労感の軽減効果の持続性がさらに高まっている。

運転中には、僧帽筋が適度に緊張していることが必要であるが、筋緊張の抑制を引き起こす周波数の振動刺激を僧帽筋に対して付与することによって僧帽筋を強制的に緊張抑制させると、振動刺激の終了後に僧帽筋を筋緊張状態に復帰することが要求され、僧帽筋に負担がかかる。

これに対して、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を拮抗筋である広背筋に対して付与すると、拮抗作用により僧帽筋の筋緊張が抑制されるが、その筋緊張の抑制は、生体内で制御された調整の結果に生じるものであるため、僧帽筋の過度な緊張抑制が起こりにくい。したがって、僧帽筋の負担が小さい。即ち、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を広背筋に付与する場合、筋緊張の抑制を引き起こす周波数の振動刺激を僧帽筋に付与する場合に比べて、僧帽筋の疲労感の軽減効果が高い。

さらに、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を広背筋に対して付与する前に、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を僧帽筋に付与すると、僧帽筋の筋緊張が抑制される前に僧帽筋の筋緊張が一時的に強められることによって、僧帽筋への血流配分の増加が起こる。その結果、僧帽筋においては、血流増加効果と、拮抗作用による筋緊張の抑制効果により、僧帽筋の疲労感の軽減効果の持続性がさらに高まる。

このように、マッサージ対象の筋に、直接に筋緊張の抑制を引き起こす周波数の振動刺激を付与するよりも、マッサージ対象の筋の拮抗筋に、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を与えた方が、疲労感の軽減の効果が高い。さらに、マッサージ対象の筋に筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を与え、その後、マッサージ対象の筋の拮抗筋に、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を与えた場合、疲労感の軽減効果の持続性がさらに高まる。

図１２は、被験者が運転中である際に、右側の広背筋（部位２１０ｂ１および部位２１０ｃ１）に１００Ｈｚの振動刺激を付与し、その後に左側の広背筋（部位２１０ｂ２および部位２１０ｃ２）に１００Ｈｚの振動刺激を付与した場合の腰の疲労感の変化を示す図である。この条件は、実施形態のＳ５の処理と同じ条件である。このように、腰の疲労感に関しても、拮抗関係にある左右の広背筋に交互に筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を付与することによって、血流増加効果と拮抗作用による緊張抑制効果とにより、疲労軽減効果を高め、かつ、疲労軽減効果の持続性を高めることができる。

本願発明の発明者は、さらに、座位で安静にしている被験者（即ち休憩中の被験者）が疲労感を感じているときに、各筋肉に種々の周波数の振動刺激を与え、被験者が感じている疲労感の推移を観察した。図１３〜図１５は、その実験結果を示す図である。なお、各図には、比較として、振動刺激を付与しなかった場合の疲労感の変化を載せている。

図１３は、被験者が休憩中である際に、僧帽筋（部位２１０ａ）に１００Ｈｚの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。初期状態の疲労感スコアは１であった。図示するように、僧帽筋に１００Ｈｚの振動刺激を付与した場合と、振動刺激を付与しなかった場合とでは、疲労感を解消する効果にあまり差異は見られない。

図１４は、被験者が休憩中である際に、広背筋上部線維（部位２１０ｂ１および部位２１０ｂ２に１００Ｈｚの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。広背筋上部線維に１００Ｈｚの振動刺激を付与した場合には、僧帽筋に１００Ｈｚの振動刺激を付与した場合に比べ、疲労感の解消にかかる時間が、やや早まる。

図１５は、被験者が休憩中である際に、僧帽筋（部位２１０ａ）に５０Ｈｚの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。この条件は、実施形態のＳ１６の処理と同じ条件である。僧帽筋に５０Ｈｚの振動刺激を付与した場合、僧帽筋に１００Ｈｚの振動刺激を付与した場合や広背筋上部線維に１００Ｈｚの振動刺激を付与した場合に比べ、疲労感の解消にかかる時間が大幅に短縮される。

このように、運転者２００が休憩中である場合においては、マッサージ対象の筋に、筋緊張の抑制を引き起こす周波数の振動刺激を直接付与することによって、疲労感をより効果的に軽減することができる。運転者２００が休憩中である場合、筋肉が緊張している必要はないため、運転者２００が運転中である場合とは逆に、筋緊張を積極的に抑制することが可能である。

以上述べたように、本実施形態では、疲労軽減装置は、運転者２００が車両１を運転中である場合においては、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激をマッサージ対象の筋の拮抗筋に対して少なくとも付与する。これにより、運転者２００が車両１を運転中である場合においては、筋緊張の抑制を引き起こす周波数の振動刺激をマッサージ対象の筋に対して付与する場合に比べて、疲労感の軽減効果が向上する。即ち、疲労感を効果的に軽減することができる。

また、本実施形態では、疲労軽減装置は、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を拮抗筋に対して付与する前に、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激をマッサージ対象の筋に対して付与する。これにより、運転者２００が車両１を運転中である場合においては、マッサージ対象の筋に対して血流増加効果と拮抗作用による緊張抑制効果とが得られることにより、疲労感軽減の効果の持続性をさらに高めることができる。

なお、疲労軽減装置は、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激をマッサージ対象の筋の拮抗筋に対して付与する前に、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激をマッサージ対象の筋に付与しなくてもよく、その場合であっても、図１０の実験結果によって示されたように、疲労感の軽減効果を向上させることができる。

また、本実施形態では、運転者２００が休憩中の場合において、疲労軽減装置は、筋緊張の抑制を引き起こす周波数の振動刺激をマッサージ対象の筋に対して付与する。これにより、運転者２００が休憩中である場合においては、マッサージ対象の筋の筋緊張が積極的に抑制され、疲労感を効果的に軽減することが可能となる。また、運転者２００が車両１を運転中であるか休憩中であるかに応じて適した部位に適した周波数の振動刺激が付与されるので、運転者２００が車両１を運転中である場合と運転者２００が休憩中である場合とで同一の部位に対して同一の周波数の振動刺激を付与する場合に比べて、効率的に疲労感を軽減することができる。

また、本実施形態では、疲労軽減装置は、運転者２００が車両１を運転中である場合において、運転者２００に休憩が必要か否かをマッサージの実行頻度に基づいて判断し、運転者２００に休憩が必要と判断した場合には、運転者２００に休憩を提案する。運転中に高頻度でマッサージを行うと、マッサージによる疲労軽減の効果が弱くなってくる。マッサージによる疲労軽減の効果が得られなくなる前に休憩を提案し、運転者２００に休憩させることよって、マッサージによる疲労軽減の効果を回復させることができるので、運転者２００が車両１の運転を長時間継続する場合に比べて、疲労感をより効果的に軽減することができる。

また、本実施形態では、疲労軽減装置は、運転者２００が休憩中である場合において、運転者２００にストレッチ方法を提案する。運転者２００は、提案されたストレッチを行うことによって、疲労感をさらに軽減することができる。

なお、疲労軽減装置は、肩へのマッサージの実行頻度および腰へのマッサージの実行頻度に応じて、休憩を促すタイミングや内容を調整してもよい。

また、疲労軽減装置は、提案するストレッチ方法をマッサージの実行頻度などに応じて変更してもよい。一例では、疲労軽減装置は、マッサージの実行頻度が高い場合、強めのストレッチ方法を提案し、マッサージの実行頻度が低い場合、軽めのストレッチ方法を提案する。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

１…車両、２…車体、２ａ…車室、２ｂ…座席、２ｃ…座部、２ｄ…背もたれ部、３…車輪、３Ｆ…前輪、３Ｒ…後輪、４…操舵部、８…表示装置、９…音声出力装置、１０…操作入力部、１１…モニタ装置、１２…ダッシュボード、１３…操舵システム、１３ａ…アクチュエータ、１３ｂ…トルクセンサ、１４ａ…ＣＰＵ、１４ｂ…ＲＯＭ、１４ｃ…ＲＡＭ、１４ｄ…表示制御部、１４ｅ…音声制御部、１４ｆ…ＳＳＤ、１８…ブレーキシステム、１８ａ…アクチュエータ、１８ｂ…ブレーキセンサ、１９…舵角センサ、２０…アクセルセンサ、２１…シフトセンサ、２２…車輪速センサ、２３…車内ネットワーク、３１…ハンドルコラム、３２…撮像装置、４０，４０ａ，４０ｂ１，４０ｂ２，４０ｃ１，４０ｃ２…振動装置、５１…判断部、５２…制御部、５３…記憶部、５４…履歴情報、１００…疲労軽減システム、２００…運転者、２１０ａ，２１０ｂ１，２１０ｂ２，２１０ｃ１，２１０ｃ２…部位、３００…上腕二頭筋、３１０…上腕三頭筋。

Claims (5)

1. 車両の座席に着座している乗員が前記車両を運転中であるか否かを判断する判断部と、
   前記判断部によって前記乗員が前記車両を運転中であると判断された場合に、前記座席に設けられた振動装置を制御して、マッサージ対象である第１の筋に対する拮抗筋である第２の筋に、筋緊張を引き起こす第１の周波数の振動刺激を付与する制御部と、
   を備えた疲労軽減装置。
2. 前記制御部は、前記判断部によって前記乗員が前記車両を運転中であると判断された場合に、前記第１の筋に前記第１の周波数の振動刺激を付与し、その後、前記第２の筋に前記第１の周波数の振動刺激を付与する、
   請求項１に記載の疲労軽減装置。
3. 前記判断部は、前記乗員が休憩中であるか否かをさらに判断し、
   前記制御部は、前記判断部によって前記乗員が休憩中であると判断された場合に、前記第１の筋に、筋緊張の抑制を引き起こす第２の周波数の振動刺激を付与する、
   請求項１または２に記載の疲労軽減装置。
4. 前記判断部は、前記乗員が前記車両を運転中であると判断した場合に、前記乗員に休憩が必要か否かをマッサージの実行頻度に基づいて判断し、
   前記制御部は、前記判断部によって前記乗員に休憩が必要であると判断された場合に、前記乗員に休憩を提案する、
   請求項１〜３のいずれか一つに記載の疲労軽減装置。
5. 前記制御部は、前記第１の筋に前記第２の周波数の振動刺激を付与するとともに、前記乗員にストレッチ方法を提案する、
   請求項３に記載の疲労軽減装置。

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