JP7081456B2

JP7081456B2 - 覚醒支援装置、覚醒支援方法、および、覚醒支援プログラム

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Publication number: JP7081456B2
Application number: JP2018217535A
Authority: JP
Inventors: 秀明山口; 隆之兒玉
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2022-06-07
Anticipated expiration: 2038-11-20
Also published as: JP2020082906A

Description

本発明の実施形態は、覚醒支援装置、覚醒支援方法、および、覚醒支援プログラムに関する。

自動車等の移動体の運転者に眠気が発生した場合の対策として、例えば、運転者が着座する座席に設けられた振動装置によって、筋緊張を促進する周波数による振動刺激を運転者に付与することで覚醒支援を行う技術がある。この技術によれば、覚醒支援のある程度の効果は得られる。

特開２０１７－９５０１７号公報特開２０１６－１５３９６９号公報特開２００７－５５３２１号公報

しかしながら、筋緊張を促進する周波数による同じ振動刺激を運転者に付与し続けると、順応（慣れ）によって覚醒支援の効果が減弱することが知られている。

そこで、本発明の課題の一つは、覚醒支援の効果を長続きさせることができる覚醒支援装置、覚醒支援方法、および、覚醒支援プログラムを提供することである。

本発明の実施形態にかかる覚醒支援装置は、移動体の運転者の眠気レベルを検出する検出部と、前記眠気レベルに基いて、前記運転者の覚醒支援が必要か否かを判定する判定部と、前記判定部によって前記覚醒支援が必要と判定された場合に、前記運転者が着座する座席に設けられた振動付与部を振動させることで前記運転者に振動刺激を付与する制御部と、を備える。前記制御部は、前記振動付与部を振動させる場合に、少なくとも一部の時間帯は、筋緊張を促進する第１の周波数による振動波形と、筋緊張を抑制する第２の周波数による振動波形と、を重畳した形の振動波形に基いて前記振動付与部を振動させる。この構成により、筋緊張を促進する第１の周波数による振動波形と、筋緊張を抑制する第２の周波数による振動波形と、を重畳した形の振動波形に基いて振動付与部を振動させることで、覚醒支援の効果を長続きさせることができる。

また、上記覚醒支援装置では、例えば、前記制御部は、前記振動付与部を振動させる場合に、まず、前記第１の周波数による振動波形に基いて前記振動付与部を振動させ、その後の所定のタイミングで、前記重畳した形の振動波形に基いて前記振動付与部を振動させるように切り替える。この構成により、振動刺激の付与のために、まずは第１の周波数による振動波形を用い、次に所定のタイミングで切り替えて前記重畳した形の振動波形を用いることで、それらの二種類の振動波形を効果的に使い分けることができる。

また、上記覚醒支援装置では、例えば、前記第１の周波数による振動波形における振幅よりも、前記第２の周波数による振動波形における振幅のほうが小さい。この構成により、第２の周波数による振動波形による影響を適切にすることができる。

また、上記覚醒支援装置では、例えば、前記第１の周波数は７０～１１０Ｈｚのいずれかの周波数であり、前記第２の周波数は５０Ｈｚ以下のいずれかの周波数である。この構成により、第１の周波数と第２の周波数を具体的に設定することができる。

また、本発明の実施形態にかかる覚醒支援方法は、移動体の運転者の眠気レベルを検出する検出ステップと、前記眠気レベルに基いて、前記運転者の覚醒支援が必要か否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップによって前記覚醒支援が必要と判定された場合に、前記運転者が着座する座席に設けられた振動付与部を振動させることで前記運転者に振動刺激を付与する制御ステップと、を含む。前記制御ステップは、前記振動付与部を振動させる場合に、少なくとも一部の時間帯は、筋緊張を促進する第１の周波数による振動波形と、筋緊張を抑制する第２の周波数による振動波形と、を重畳した形の振動波形に基いて前記振動付与部を振動させる。この構成により、上述の覚醒支援装置と同様の効果を得ることができる。

また、本発明の実施形態にかかる覚醒支援プログラムは、コンピュータに、移動体の運転者の眠気レベルを検出する検出ステップと、前記眠気レベルに基いて、前記運転者の覚醒支援が必要か否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップによって前記覚醒支援が必要と判定された場合に、前記運転者が着座する座席に設けられた振動付与部を振動させることで前記運転者に振動刺激を付与する制御ステップであって、前記振動付与部を振動させる場合に、少なくとも一部の時間帯は、筋緊張を促進する第１の周波数による振動波形と、筋緊張を抑制する第２の周波数による振動波形と、を重畳した形の振動波形に基いて前記振動付与部を振動させる前記制御ステップと、を実行させる。この構成により、上述の覚醒支援装置と同様の効果を得ることができる。

図１は、第１実施形態の車両の車室の一部が透視された状態が示された例示的な斜視図である。図２は、第１実施形態の振動装置の配置例を示す図である。図３は、第１実施形態の振動装置の配置例を示す図である。図４は、第１実施形態の覚醒支援システムの構成の例示的なブロック図である。図５は、第１実施形態の覚醒支援装置としてのＥＣＵの機能的構成の例を示すブロック図である。図６は、第１実施形態における第１の周波数と第２の周波数の例を示すグラフである。図７は、第１実施形態における合成振動波形の例を示すグラフである。図８は、第１実施形態の覚醒支援装置としてのＥＣＵによる処理を示すフローチャートである。図９は、第１実施形態における覚醒維持時間の定義の説明図である。図１０は、第１実施形態における単純振動刺激を用いた場合と合成振動刺激を用いた場合のそれぞれの覚醒維持時間の実験結果例を示すグラフである。図１１は、第１実施形態における単純振動刺激を用いた場合と合成振動刺激を用いた場合のそれぞれの補足運動野の反応の経時的変化の様子を示すグラフである。図１２は、第２実施形態の覚醒支援装置としてのＥＣＵによる処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の覚醒支援装置、覚醒支援方法、および、覚醒支援プログラムに関する第１実施形態、第２実施形態について説明する。

（第１実施形態）
第１実施形態では、移動体として車両の場合を例にとる。第１実施形態の車両は、例えば、不図示の内燃機関を駆動源とする自動車、すなわち内燃機関自動車であってもよいし、不図示の電動機を駆動源とする自動車、すなわち電気自動車や燃料電池自動車等であってもよい。また、それらの双方を駆動源とするハイブリッド自動車であってもよいし、他の駆動源を備えた自動車であってもよい。また、車両は、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、例えばシステムや部品等を搭載することができる。また、車両における車輪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は、第１実施形態の車両１の車室の一部が透視された状態が示された例示的な斜視図である。車両１は、例えば、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。これら四つの車輪３は、いずれも転舵可能に構成され得る。なお、図１では、左側の前輪３Ｆおよび左側の後輪３Ｒを図示している。

車体２は、不図示の乗員が乗車する車室２ａを備えている。車室２ａ内には、乗員としての運転者が着座する座席２ｂに臨む状態で、操舵部４、加速操作部５、制動操作部６、変速操作部７等が設けられている。

操舵部４は、例えば、ダッシュボード８から突出したステアリングホイールである。加速操作部５は、例えば、運転者の足下に位置されたアクセルペダルである。制動操作部６は、例えば、運転者の足下に位置されたブレーキペダルである。変速操作部７は、例えば、センターコンソールから突出したシフトレバーである。なお、操舵部４、加速操作部５、制動操作部６および変速操作部７は、これらに限定されない。

また、車室２ａ内には、表示画面９を有するモニタ装置１０が設けられている。モニタ装置１０は、例えば、ダッシュボード８の車幅方向の中央部に設けられている。表示画面９は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）またはＯＥＬＤ（Organic Electroluminescent Display）等である。運転者は、表示画面９に表示される画像を視認することができる。

なお、モニタ装置１０は、例えば、タッチパネル、スイッチ、ダイヤル、ジョイスティック、または押しボタン等の、不図示の操作入力部を有する。また、モニタ装置１０は、ナビゲーションシステムまたはオーディオシステムと兼用され得る。

座席２ｂには、運転者の身体に機械的な振動刺激を与える複数の振動装置２０が設けられている。図２、図３は、第１実施形態の振動装置２０の配置例を示す図である。図２は、運転者が着座した状態の座席２ｂの側面図である。図３は、座席２ｂの斜視図である。これらの図に例示されるように、ここでは、複数の振動装置２０は、６つの振動装置２０Ｌａ、２０Ｌｂ、２０Ｌｃ、２０Ｒａ、２０Ｒｂ、２０Ｒｃを含む。

振動装置２０Ｌａは、座席２ｂの背もたれ部２ｃの、乗員の左側の体幹側面に振動刺激を付与できる位置に埋め込まれている。振動装置２０Ｒａは、座席２ｂの背もたれ部２ｃの、乗員の右側の体幹側面に振動刺激を付与できる位置に埋め込まれている。ここでいう体幹側面とは、例えば広背筋の腱の位置である。

振動装置２０Ｌｂは、座席２ｂの背もたれ部２ｃの、乗員の左側の臀部側面に振動刺激を付与できる位置に埋め込まれている。振動装置２０Ｒｂは、座席２ｂの背もたれ部２ｃの、乗員の右側の臀部側面に振動刺激を付与できる位置に埋め込まれている。ここでいう臀部側面とは、例えば中臀筋の腱の位置である。

振動装置２０Ｌｃは、座席２ｂの座部２ｄの、乗員の左側の大腿外側面に振動刺激を付与できる位置に埋め込まれている。振動装置２０Ｒｃは、座席２ｂの座部２ｄの、乗員の右側の大腿外側面に振動刺激を付与できる位置に埋め込まれている。

なお、６つの振動装置２０は、必ずしも座席２ｂに埋め込まれていなくてもよい。６つの振動装置２０のうちの一部または全部は、座席２ｂを覆う座席カバー、または、座席２ｂと運転者との間に介在して配置されるクッションに具備されて提供され得る。また、座席２ｂに設けられる振動装置２０の数は、６つに限定されない。また、各振動装置２０の配置位置は、上記の例に限定されない。

これらの振動装置２０のそれぞれは、第１実施形態の覚醒支援装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）２１（図４）によって制御される。

ここで、一般的な知見や本発明の発明者らの実験等によって、以下の事項がわかっている。まず、７０～１１０Ｈｚの範囲の周波数（筋緊張を促進する周波数）の振動刺激が被験者の筋肉の腱に与えられると、あたかもその筋肉を伸張しているかのような運動錯覚を被験者の脳内に誘起させることができる。これは、筋肉が伸張したときに信号を発する受容体である筋紡錘が、上述の範囲の周波数の振動刺激によって強制的に興奮させられ、信号を発してしまうことによる、とされている。

運動錯覚とは、被験者が、実際に運動を行っていなくても、その運動を行っているように脳が錯覚することである。運動錯覚中には、脳の補足運動野の活動性が高まる。補足運動野の活動性を高めることで、脳の覚醒度に関わる脳幹網様体への情報入力の増加を引き起こし、その結果、脳を覚醒状態にすることができると考えられる。

しかし、筋緊張を促進する周波数による同じ振動刺激を運転者に付与し続けると、順応（慣れ）によって覚醒支援の効果が減弱することが知られている。これは、そのような振動刺激の繰り返しによって筋緊張が亢進され、筋内センサである筋紡錘の活動性が高まりにくくなるからである。そこで、本実施形態では、そのような順応（慣れ）による覚醒支援の効果の減弱を抑制し、覚醒支援の効果を長続きさせることができる技術について説明する。

図４は、第１実施形態の覚醒支援システム１００の構成の例示的なブロック図である。覚醒支援システム１００は、モニタ装置１０および６つの振動装置２０のほかに、ＥＣＵ２１、操舵システム２２、ブレーキシステム２３、変速システム２４、駆動源制御システム２５、および車内ネットワーク２６を備える。ＥＣＵ２１、操舵システム２２、ブレーキシステム２３、変速システム２４、および駆動源制御システム２５は、車内ネットワーク２６に電気的に接続されている。車内ネットワーク２６は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）として構成されている。

操舵システム２２は、運転者が操舵部４に与えるトルクを検出し、トルクの検出値をＥＣＵ２１に送る。また、操舵システム２２は、ＥＣＵ２１等によって電気的に制御されて、車輪３を転舵する。操舵システム２２は、例えば、電動パワーステアリングシステム、ＳＢＷ（Steer By Wire）システム等である。操舵システム２２は、一つの車輪３を転舵してもよいし、複数の車輪３を転舵してもよい。

ブレーキシステム２３は、制動操作部６の可動部の位置を検出し、検出値をＥＣＵ２１に送る。また、ブレーキシステム２３は、ＥＣＵ２１等によって電気的に制御されて、不図示のアクチュエータを介して、車輪３ひいては車両１に制動力を与える。ブレーキシステム２３は、例えば、ブレーキのロックを抑制するＡＢＳ（Anti-lock Brake System）、コーナリング時の車両１の横滑りを抑制する横滑り防止装置（ＥＳＣ：Electronic Stability Control）、ブレーキ力を増強させる（ブレーキアシストを実行する）電動ブレーキシステム、ＢＢＷ（Brake By Wire）等である。

変速システム２４は、変速操作部７の可動部の位置を検出する。変速システム２４は、変速操作部７の可動部としての、レバー、アーム、またはボタン等の位置を検出することができる。変速システム２４は、検出値をＥＣＵ２１に送る。また、変速システム２４は、ＥＣＵ２１等によって電気的に制御されて、不図示の変速機構の変速比を切り替える。

駆動源制御システム２５は、加速操作部５の可動部の位置を検出し、検出値をＥＣＵ２１に送る。また、駆動源制御システム２５は、ＥＣＵ２１等によって電気的に制御されて、駆動源の出力を増減させる。

ＥＣＵ２１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）２１ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）２１ｃ、ＳＳＤ（Solid State Drive）２１ｄ等を有している。ＣＰＵ２１ａは、プログラムを実行することができる演算装置である。ＲＯＭ２１ｂ、ＲＡＭ２１ｃ、および、ＳＳＤ２１ｄは、プログラムやデータを記憶することができる記憶装置である。すなわち、ＥＣＵ２１は、コンピュータと同様のハードウェア構成を備えている。

ＣＰＵ２１ａは、車両１の制御等の各種の演算処理および制御を、所定のプログラムに基づいて実行することができる。また、ＣＰＵ２１ａは、さらに、ＲＯＭ２１ｂにインストールされ記憶された覚醒支援プログラムを実行することによって、第１実施形態の覚醒支援装置としての機能を実現する。すなわち、ＥＣＵ２１は、第１実施形態の覚醒支援装置の例である。

ＲＡＭ２１ｃは、ＣＰＵ２１ａ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。ＳＳＤ２１ｄは、書き換え可能な不揮発性の記憶装置であって、ＥＣＵ２１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。ＣＰＵ２１ａ、ＲＯＭ２１ｂ、ＲＡＭ２１ｃ等は、同一パッケージ内に集積され得る。また、ＥＣＵ２１は、ＣＰＵ２１ａに替えて、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の他の論理演算プロセッサまたは論理回路等が用いられる構成であってもよい。また、ＳＳＤ２１ｄに替えてＨＤＤ（Hard Disk Drive）が設けられてもよいし、ＳＳＤ２１ｄまたはＨＤＤは、ＥＣＵ２１とは別に設けられてもよい。

また、覚醒支援プログラムは、ＲＯＭ２１ｂに替えてＳＳＤ２１ｄにインストールされていてもよい。覚醒支援プログラムは、コンピュータにインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、またはフラッシュメモリ等の、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供され得る。

また、覚醒支援プログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、覚醒支援プログラムは、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布され得る。

図５は、第１実施形態の覚醒支援装置としてのＥＣＵ２１の機能的構成の例を示すブロック図である。ＥＣＵ２１は、ＣＰＵ２１ａが所定のプログラムを実行することによって、検出部２１１、判定部２１２、制御部２１３として機能する。

検出部２１１は、車両１の運転者の眠気レベルを検出する。眠気レベルは、運転者の眠気の強度の指標である。例えば、検出部２１１は、不図示の撮影部によって取得した運転者の顔の画像に基いて瞼の動き等を特定することで、運転者の眠気レベルを検出する。なお、眠気レベルの検出手法は、これに限定されず、任意の手法であってよい。

判定部２１２は、検出部２１１によって検出された眠気レベルに基いて、運転者の覚醒支援が必要か否かを判定する。例えば、判定部２１２は、眠気レベルが所定の閾値以上か否かを判定することで、運転者の覚醒支援が必要か否かを判定する。

制御部２１３は、判定部２１２によって覚醒支援が必要と判定された場合に、運転者が着座する座席２ｂに設けられた振動装置２０（振動付与部）を振動させることで運転者に振動刺激を付与する。例えば、制御部２１３は、振動装置２０を振動させる場合に、少なくとも一部の時間帯は、筋緊張を促進する第１の周波数による振動波形と、筋緊張を抑制する第２の周波数による振動波形と、を重畳した形の振動波形（以下、「合成振動波形」ともいう。）に基いて振動装置２０を振動させる。また、以下において、合成振動波形に基く振動装置２０の振動による刺激を「合成振動刺激」ともいう。

この第１実施形態では、筋緊張を促進する第１の周波数による振動波形と、筋緊張を抑制する第２の周波数による振動波形と、を重畳した形の振動波形を用いて振動刺激を発生させることで、腱部への刺激と筋の緊張亢進抑制のバランスを保つことができる。そして、それにより、振動刺激に対する順応（慣れ）を抑制でき、覚醒支援の効果を長続きさせることができる。

また、例えば、第１の周波数による振動波形における振幅よりも、第２の周波数による振動波形における振幅のほうが小さいようにすることが好ましい。後者の振幅のほうが大きいと運転者に対して振動刺激時に刺激の変化による違和感を与えたりする可能性があるので、そのような事態を回避することができる。

また、例えば、第１の周波数は７０～１１０Ｈｚのいずれかの周波数であり、第２の周波数は５０Ｈｚ以下のいずれかの周波数である。このように各範囲が明確なことで、第１の周波数と第２の周波数を具体的に設定することができる。以下では、第１の周波数が１００Ｈｚであり、第２の周波数が５０Ｈｚの場合を例にとる。

ここで、図６は、第１実施形態における第１の周波数と第２の周波数の例を示すグラフである。図６に示すように、第１の周波数として１００Ｈｚに急峻なピークがある周波数を用いる。また、第２の周波数として５０Ｈｚに急峻なピークがある周波数を用いる。

ここで、図７は、第１実施形態における合成振動波形の例を示すグラフである。図７に示す合成振動波形は、例えば、第１の周波数による振動波形と、第２の周波数による振動波形と、を重畳することで作成できる。しかし、合成振動波形の作成方法は、これに限定されず、例えば、第１の周波数による振動波形の振幅を交互に異ならせる二種類とすることで同等の波形を作成してもよい。また、合成振動波形は、実質的に同等の波形であれば、３種類目以上の振動波形がさらに重畳された形であってもよい。

次に、図８を参照して、ＥＣＵ２１による処理について説明する。図８は、第１実施形態の覚醒支援装置としてのＥＣＵ２１による処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１において、検出部２１１は、車両１の運転者の眠気レベルを検出する。次に、ステップＳ２において、判定部２１２は、ステップＳ１で検出された眠気レベルに基いて、運転者の覚醒支援が必要か否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ３に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１に戻る。

ステップＳ３において、制御部２１３は、座席２ｂに設けられた振動装置２０を振動させることで運転者に合成振動刺激を付与する。つまり、制御部２１３は、合成振動波形に基いて振動装置２０を振動させる。

次に、ステップＳ４において、検出部２１１は、車両１の運転者の眠気レベルを検出する。次に、ステップＳ５において、判定部２１２は、眠気レベルに基いて、運転者の覚醒支援の継続が必要か否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ３に戻り、Ｎｏの場合はステップＳ６に進む。このステップＳ５では、例えば、判定部２１２は、眠気レベルが低い状態が所定時間（例えば１０分）以上継続している場合にＮｏと判定する。

ステップＳ６において、制御部２１３は、振動装置２０の振動を停止させる。ステップＳ６の後、ステップＳ１に戻る。

このように、第１実施形態の覚醒支援装置によれば、筋緊張を促進する第１の周波数による振動波形と、筋緊張を抑制する第２の周波数による振動波形と、を重畳した形の振動波形に基いて振動付与部を振動させることで、覚醒支援の効果を長続きさせることができる。

また、合成振動波形の振幅の成分のうち、第１の周波数による振動波形における振幅よりも、第２の周波数による振動波形における振幅のほうが小さいようにすることで、第２の周波数による振動波形による影響を適切にすることができる。

また、振動装置２０を、従来のものから追加や変更する必要がなく、装置の大型化、コストアップ等を回避できる。

以下、第１実施形態の覚醒支援装置による作用効果等について、さらに詳細に説明する。図９は、第１実施形態における覚醒維持時間の定義の説明図である。ここで、眠気レベルは、１（眠くない）、２（少し眠い）、３（眠い）、４（非常に眠い）の４段階であるものとする。

実験として、ドライビングシミュレータを用いてユーザに単調運転を行ってもらった。そして、ユーザは、単調運転を行いながら、タッチパネルで眠気レベルを申告する。その場合に、図９に示すように、眠気レベルが最初に「３（眠い）」になって（時刻ｔ０）から、「４（非常に眠い）」になる直前（時刻ｔ１）までを覚醒維持時間と定義する。また、眠気レベルが最初に「３（眠い）」になったときに、振動付与を開始する。

図１０は、第１実施形態における単純振動刺激を用いた場合と合成振動刺激を用いた場合のそれぞれの覚醒維持時間の実験結果例を示すグラフである。ここで、単純振動刺激とは、筋緊張を促進する第１の周波数による振動波形（単純振動波形）のみに基く振動装置２０の振動による刺激を意味する。

単純振動刺激の場合の平均の覚醒維持時間は１６．４分であった。一方、合成振動刺激の場合の平均の覚醒維持時間は２８．４分であった。つまり、前者よりも後者のほうが有意に長い。

ここで、図１１は、第１実施形態における単純振動刺激を用いた場合と合成振動刺激を用いた場合のそれぞれの補足運動野の反応の経時的変化の様子を示すグラフである。図１１では、単純振動刺激を用いた場合と合成振動刺激を用いた場合のそれぞれの覚醒維持時間における前半の途中と後半の途中でのユーザの脳の補足運動野領域のα波帯域パワー値[μＶ／ｍｍ^２]を示す。

図１１に示すように、単純振動刺激を用いた場合では、α波帯域パワー値が上昇しており、ユーザの眠気レベルが上昇していることがわかる。一方、合成振動刺激を用いた場合では、α波帯域パワー値が下降しており、ユーザの眠気レベルが下降していることがわかる。つまり、合成振動刺激を用いた場合は、筋緊張を促進する第１の周波数による振動波形だけでなく、筋緊張を抑制する第２の周波数による振動波形が含まれているので、順応（慣れ）による覚醒支援の効果の減弱を遅らせることができていると考えられる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第１実施形態と同様の事項については、説明を適宜省略する。第２実施形態は、第１実施形態と比較して、覚醒支援の最初は単純振動刺激を用いて、途中で合成振動刺激に切り替える点で相違する。つまり、制御部２１３（図５）は、振動装置２０を振動させる場合に、まず、第１の周波数による振動波形に基いて振動装置２０を振動させ、その後の所定のタイミングで、合成振動波形に基いて振動装置２０を振動させるように切り替える。

図１２は、第２実施形態の覚醒支援装置としてのＥＣＵ２１による処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１１において、検出部２１１は、車両１の運転者の眠気レベルを検出する。次に、ステップＳ１２において、判定部２１２は、ステップＳ１１で検出された眠気レベルに基いて、運転者の覚醒支援が必要か否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１３に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１３において、制御部２１３は、座席２ｂに設けられた振動装置２０を振動させることで運転者に単純振動刺激を付与する。つまり、制御部２１３は、単純振動波形に基いて振動装置２０を振動させる。

次に、ステップＳ１４において、検出部２１１は、車両１の運転者の眠気レベルを検出する。次に、ステップＳ１５において、判定部２１２は、眠気レベルに基いて、運転者の覚醒支援の継続が必要か否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１６に進み、Ｎｏの場合はステップＳ２０に進む。

ステップＳ１６において、制御部２１３は、切替タイミング（所定のタイミング）か否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１７に進み、Ｎｏの場合はステップＳ１３に戻る。なお、この切替タイミングは、例えば、単純振動刺激の付与を開始してからの経過時間や振動回数であってもよいし、あるいは、眠気レベル等によって可変であってもよい。

ステップＳ１７において、制御部２１３は、座席２ｂに設けられた振動装置２０を振動させることで運転者に合成振動刺激を付与する。つまり、制御部２１３は、合成振動波形に基いて振動装置２０を振動させる。

次に、ステップＳ１８において、検出部２１１は、車両１の運転者の眠気レベルを検出する。次に、ステップＳ１９において、判定部２１２は、眠気レベルに基いて、運転者の覚醒支援の継続が必要か否かを判定し、Ｙｅｓの場合はステップＳ１７に戻り、Ｎｏの場合はステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０において、制御部２１３は、振動装置２０の振動を停止させる。ステップＳ２０の後、ステップＳ１１に戻る。

このようにして、第２実施形態の覚醒支援装置によれば、運転者への振動刺激の付与のために、まずは単純振動刺激を付与し、次に所定のタイミングで切り替えて合成振動波形を付与することで、それらの二種類の振動刺激を効果的に使い分けることができる。つまり、まず、単純振動刺激で運転者を効果的に覚醒させ、その後、合成振動波形に切り替えることで順応（慣れ）による覚醒支援の効果の減弱を抑制することができる。

なお、第１実施形態および第２実施形態の説明では、覚醒支援装置としての機能は、ＥＣＵ２１、すなわち１つのコンピュータ、によって実現されるものとして説明した。これに限定されず、覚醒支援装置としての機能は、複数のコンピュータに分散して実現されてもよい。

また、以上では、覚醒支援装置としての機能は、ＣＰＵ２１ａが覚醒支援プログラムを実行することによって実現されるものとして説明した。これに限定されず、覚醒支援装置としての機能の一部または全部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのハードウェア回路によって実現されてもよい。

また、覚醒支援装置としての機能は、任意の携帯用の情報端末によって実現され得る。例えば、運転者は、予めスマートフォンに覚醒支援プログラムをダウンロードしておく。そして、運転者は、スマートフォンを、車内ネットワーク２６および各振動装置２０に無線または有線で接続し、覚醒支援プログラムを起動する。スマートフォンは、覚醒支援装置としての機能を開始し、ＥＣＵ２１から自動運転の予定動作を取得したり、各振動装置２０に信号を送ることで各振動装置２０を制御したりすることができる。

このように、第１実施形態および第２実施形態の覚醒支援装置としての機能は、種々のハードウェアによって実現され得る。

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態および変形例はあくまで例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態や変形例は、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、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各実施形態や各変形例の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。

例えば、移動体は、自動車に限定されず、ほかに、鉄道車両、飛行機、船舶等であってもよい。

また、図７では、合成振動波形は、周期や振幅が規則的に変化するものとして説明したが、これに限定されない。つまり、合成振動波形は、実質的に、筋緊張を促進する第１の周波数による振動波形と、筋緊張を抑制する第２の周波数による振動波形と、を重畳した形の振動波形であれば、周期や振幅は規則的でなくてもよい。

１…車両、２…車体、２ａ…車室、２ｂ…座席、２ｃ…背もたれ部、２ｄ…座部、３…車輪、３Ｆ…前輪、３Ｒ…後輪、４…操舵部、５…加速操作部、６…制動操作部、７…変速操作部、８…ダッシュボード、９…表示画面、１０…モニタ装置、２０，２０Ｌａ，２０Ｌｂ，２０Ｌｃ，２０Ｒａ，２０Ｒｂ，２０Ｒｃ…振動装置、２１…ＥＣＵ、２２…操舵システム、２３…ブレーキシステム、２４…変速システム、２５…駆動源制御システム、２６…車内ネットワーク、１００…覚醒支援システム、２１１…検出部、２１２…判定部、２１３…制御部。

Claims

移動体の運転者の眠気レベルを検出する検出部と、
前記眠気レベルに基いて、前記運転者の覚醒支援が必要か否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記覚醒支援が必要と判定された場合に、前記運転者が着座する座席に設けられた振動付与部を振動させることで前記運転者に振動刺激を付与する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記振動付与部を振動させる場合に、少なくとも一部の時間帯は、筋緊張を促進する第１の周波数による振動波形と、筋緊張を抑制する第２の周波数による振動波形と、を重畳した形の振動波形に基いて前記振動付与部を振動させる、
覚醒支援装置。
前記制御部は、前記振動付与部を振動させる場合に、まず、前記第１の周波数による振動波形に基いて前記振動付与部を振動させ、その後の所定のタイミングで、前記重畳した形の振動波形に基いて前記振動付与部を振動させるように切り替える、請求項１に記載の覚醒支援装置。
前記第１の周波数による振動波形における振幅よりも、前記第２の周波数による振動波形における振幅のほうが小さい、請求項１または請求項２に記載の覚醒支援装置。
前記第１の周波数は７０～１１０Ｈｚのいずれかの周波数であり、
前記第２の周波数は５０Ｈｚ以下のいずれかの周波数である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の覚醒支援装置。
移動体の運転者の眠気レベルを検出する検出ステップと、
前記眠気レベルに基いて、前記運転者の覚醒支援が必要か否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップによって前記覚醒支援が必要と判定された場合に、前記運転者が着座する座席に設けられた振動付与部を振動させることで前記運転者に振動刺激を付与する制御ステップと、を含み、
前記制御ステップは、前記振動付与部を振動させる場合に、少なくとも一部の時間帯は、筋緊張を促進する第１の周波数による振動波形と、筋緊張を抑制する第２の周波数による振動波形と、を重畳した形の振動波形に基いて前記振動付与部を振動させる、
覚醒支援方法。
コンピュータに、
移動体の運転者の眠気レベルを検出する検出ステップと、
前記眠気レベルに基いて、前記運転者の覚醒支援が必要か否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップによって前記覚醒支援が必要と判定された場合に、前記運転者が着座する座席に設けられた振動付与部を振動させることで前記運転者に振動刺激を付与する制御ステップであって、前記振動付与部を振動させる場合に、少なくとも一部の時間帯は、筋緊張を促進する第１の周波数による振動波形と、筋緊張を抑制する第２の周波数による振動波形と、を重畳した形の振動波形に基いて前記振動付与部を振動させる前記制御ステップと、を実行させるための覚醒支援プログラム。