JP7486001B2 - Vehicle seats - Google Patents
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Description
本発明は、乗員の疲労回復機能を備える乗物用シートに関する。 The present invention relates to a vehicle seat that has a fatigue recovery function for the occupant.
自動車等の乗物において乗員の疲労を回復させるために、例えば下記の特許文献1に記載の発明のように、シートにマッサージ機を搭載し乗員の肉体的疲労を解消しようとするものがある。
In order to help passengers recover from fatigue in vehicles such as automobiles, for example, the invention described in
乗員の疲労は肉体的疲労に限らず、例えば運転によるストレス等の精神的な疲労も存在するが、上記の従来技術では、こうした精神的な疲労を解消するものではない。
また、乗員がどの程度疲労しているかによっても適切な疲労回復措置も異なるのに対し、従来技術では乗員の疲労度に応じた疲労回復措置を講じることができていなかった。
The fatigue of the occupants is not limited to physical fatigue, but also includes mental fatigue such as stress caused by driving, and the above-mentioned conventional techniques do not alleviate such mental fatigue.
In addition, appropriate fatigue recovery measures vary depending on the level of fatigue of the occupant, but conventional technology has not been able to take fatigue recovery measures appropriate to the occupant's level of fatigue.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、乗員の疲労度に応じた適切な疲労回復措置を講じることができる乗物用シートを提供することにある。 The present invention was made in consideration of the above problems, and its purpose is to provide a vehicle seat that can provide appropriate fatigue recovery measures according to the occupant's level of fatigue.
上記課題は、本発明に係る乗物用シートによれば、乗員が着座可能な乗物用シートであって、前記乗員の生体情報を検知する検知部と、前記乗員の背部を支持するシートバックの一部に、前記背部の一部を押圧可能な押圧部と、前記検知部によって検知した前記生体情報に基づいて、前記乗員の疲労度を推定する疲労度推定部と、前記乗員を温めるヒーターと、制御部と、を備え、前記検知部は、前記乗員の心拍を検知する心拍検知部と、前記乗員の呼吸を検知する呼吸検知部と、を有し、前記制御部は、前記呼吸検知部による検知結果に基づいて、前記制御部は前記乗員が息を吸うタイミングに合わせて、前記押圧部により前記背部の前記一部を押圧し、前記制御部は、前記背部を押圧する第1の疲労回復処理と、前記ヒーターで前記乗員を温める処理を行う第2の疲労回復処理と、を切り替えることにより解決される。
上記の乗物用シートによれば、乗員の疲労度に応じて、乗員に対し適切な疲労回復措置を講じることができる。これにより、乗員の疲労を効果的に軽減させることができる。
The above problem is solved by a vehicle seat according to the present invention, which is a vehicle seat in which an occupant can be seated, comprising: a detection unit that detects biometric information of the occupant; a pressing unit that is arranged on a part of a seat back that supports the back of the occupant and is capable of pressing a part of the back; a fatigue level estimation unit that estimates a fatigue level of the occupant based on the biometric information detected by the detection unit; a heater that warms the occupant; and a control unit, wherein the detection unit has a heart rate detection unit that detects the heart rate of the occupant, and a breathing detection unit that detects the breathing of the occupant, and the control unit presses the part of the back with the pressing unit in time with the occupant inhaling based on a detection result by the breathing detection unit, and the control unit switches between a first fatigue recovery process in which the back is pressed and a second fatigue recovery process in which the heater is used to warm the occupant .
According to the vehicle seat described above, appropriate fatigue recovery measures can be taken for the occupant depending on the occupant's fatigue level, thereby effectively reducing the occupant's fatigue.
上記の乗物用シートにおいて、前記疲労度推定部は、前記心拍検知部によって検知された前記乗員の心拍に基づいて前記疲労度を推定することとしてもよい。
こうすることで、乗員の心拍に基づいて乗員の疲労度を推定できる。
In the vehicle seat described above , the fatigue level estimating unit may estimate the fatigue level based on the heart rate of the occupant detected by the heart rate detecting unit.
In this way, the passenger's level of fatigue can be estimated based on the passenger's heart rate.
上記の乗物用シートにおいて、前記制御部は、前記疲労度が第1の閾値以上であって、且つ前記第1の閾値より大きい第2の閾値以下である場合に前記第1の疲労回復処理を実行し、前記疲労度が前記第2の閾値以上である場合に前記第2の疲労回復処理を実行することとしてもよい。
こうすることで、乗員の疲労度が低い場合には乗員の呼吸を支援し、乗員の疲労度が高い場合には乗員の睡眠を支援することで、乗員に対し疲労度に合った疲労回復措置を講じることができる。
In the above-mentioned vehicle seat, the control unit may execute the first fatigue recovery process when the fatigue level is greater than or equal to a first threshold and less than or equal to a second threshold that is greater than the first threshold, and may execute the second fatigue recovery process when the fatigue level is greater than or equal to the second threshold.
In this way, fatigue recovery measures appropriate to the occupant's level of fatigue can be taken by assisting the occupant's breathing when the occupant's level of fatigue is low, and assisting the occupant's sleep when the occupant's level of fatigue is high.
上記の乗物用シートにおいて、前記シートバックには、スピーカーを更に備え、前記制御部は、前記スピーカーから入眠に適した呼吸タイミングを前記乗員に報知する音を出力させてもよい。 In the vehicle seat described above, the seat back may further include a speaker, and the control unit may cause the speaker to output a sound notifying the occupant of a breathing timing suitable for falling asleep .
上記の乗物用シートにおいて、前記第1の疲労回復処理では、前記制御部は、前記乗員が息を吐くタイミングに合わせて前記押圧部による押圧を解除することとしてもよい。
こうすることで、乗員が息を吐くタイミングに合わせて背部の押圧を解くことで、乗員は息を吐きやすくなる。これにより、乗員の呼吸を妨げることを抑制し、乗員の呼吸を安定させ、リラックスさせることができる。
In the above vehicle seat, in the first fatigue recovery process, the control unit may release the pressure from the pressing unit in synchronization with a timing at which the occupant exhales.
In this way, the pressure on the back is released at the same time as the occupant exhales, making it easier for the occupant to exhale. This reduces the obstruction of the occupant's breathing, stabilizing the occupant's breathing and allowing them to relax.
上記の乗物用シートにおいて、前記第2の疲労回復処理は、前記乗員に対し睡眠状態への移行を支援する入眠支援処理と、前記乗員が睡眠状態に移行してから所定時間経過した後に前記乗員に対し覚醒状態への移行を支援する覚醒支援処理と、を有することとしてもよい。
こうすることで、乗員の睡眠を支援する場合には、乗員が深い睡眠に入る前に起こすことができる。これにより、短時間の仮眠を実現し、疲労回復効果を高めることができる。
In the above-mentioned vehicle seat, the second fatigue recovery process may include a sleep onset support process that supports the occupant in transitioning to a sleep state, and an awakening support process that supports the occupant in transitioning to an awakening state a predetermined time after the occupant transitions to a sleep state.
In this way, when assisting the sleep of an occupant, the occupant can be woken up before entering deep sleep, which allows the occupant to take a short nap and improves the effect of recovering from fatigue.
上記の乗物用シートにおいて、前記睡眠状態は、前記心拍検知部により検知された前記乗員の心拍に基づいて判断されることとしてもよい。
こうすることで、乗員が入眠したタイミングを検出できる。
In the vehicle seat described above, the sleep state may be determined based on the heart rate of the occupant detected by the heart rate detection unit.
In this way, the timing at which the occupant falls asleep can be detected.
上記の乗物用シートにおいて、前記乗員が前記睡眠状態に移行した後に、前記乗員の頭部を両側から支持する頭部支持部を有することとしてもよい。
こうすることで、乗員が眠っている間、乗員の頭部の動きを抑制し、睡眠が妨げられないようにできる。これにより、乗員の疲労回復効果を高めることができる。
The vehicle seat may further include a head support portion that supports both sides of the head of the occupant after the occupant has transitioned to the sleeping state.
This arrangement suppresses the movement of the occupant's head while the occupant is sleeping, preventing the occupant's sleep from being disturbed, thereby improving the occupant's recovery from fatigue.
本発明によれば、乗員の疲労度に応じて、乗員に対し適切な疲労回復措置を講じることができる。
本発明によれば、乗員の心拍に基づいて乗員の疲労度を推定できる。
本発明によれば、乗員の疲労度が低い場合には乗員の呼吸を支援し、乗員の疲労度が高い場合には乗員の睡眠を支援することで、乗員に対し疲労度に合った疲労回復措置を提供できる。
本発明によれば、乗員に深い呼吸を促し、リラックスさせることができる。
本発明によれば、乗員の呼吸を妨げることを抑制し、乗員の呼吸を安定させることができる。
本発明によれば、短時間の仮眠を実現し、疲労回復効果を高めることができる。
本発明によれば、乗員が入眠したタイミングを検出できる。
本発明によれば、乗員が眠っている間、乗員の頭部の動きを抑制し、睡眠が妨げられないようにできる。
According to the present invention, appropriate fatigue recovery measures can be taken for the occupant depending on the occupant's fatigue level.
According to the present invention, the fatigue level of an occupant can be estimated based on the heart rate of the occupant.
According to the present invention, it is possible to provide the occupant with fatigue recovery measures suited to their level of fatigue by assisting the occupant in breathing when their level of fatigue is low, and assisting the occupant in sleeping when their level of fatigue is high.
According to the present invention, it is possible to encourage the occupant to take a deep breath and relax.
According to the present invention, it is possible to suppress the obstruction of the breathing of the occupant and stabilize the breathing of the occupant.
According to the present invention, it is possible to realize a short nap and improve the effect of recovering from fatigue.
According to the present invention, the timing when an occupant falls asleep can be detected.
According to the present invention, the movement of the occupant's head can be suppressed while the occupant is sleeping, so that the occupant's sleep is not disturbed.
以下、図1乃至図9を参照しながら、本発明の実施の形態(以下、本実施形態)に係るシートSについて説明する。なお、本実施形態に係るシートSは、本発明を車両用のシートに適用した例であるが、シートSは本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、以下に説明する部材の形状、寸法、配置等については、本発明の趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
また、以下において、前後、左右、上下の各方向は、シートSの着座者から見た各方向と一致することとする。
A seat S according to an embodiment of the present invention (hereinafter, the present embodiment) will be described below with reference to Figures 1 to 9. Note that the seat S according to the present embodiment is an example in which the present invention is applied to a vehicle seat, but the seat S is merely an example for making the present invention easier to understand and does not limit the present invention. In other words, the shapes, dimensions, arrangements, etc. of the members described below may be changed or improved without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally includes equivalents thereof.
In the following description, the front-rear, left-right, and up-down directions correspond to the directions as seen by a person sitting in the seat S.
[1.シートSの構成]
まず、図1及び図2を参照しながら、シートSの構成について説明する。
図1は、シートSの全体構成を示す図であり、図2はシートSと、シートSに着座した乗員20の状態を示す模式図である。
[1. Configuration of the seat S]
First, the configuration of the seat S will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a seat S, and FIG. 2 is a schematic diagram showing the seat S and a state of an
図1及び図2に示されるように、シートSは、乗員20の背部を支持するシートバックS1と、乗員20の臀部や大腿部を支持するシートクッションS2と、乗員20の頭部を支持するヘッドレストS3を備える。
As shown in Figures 1 and 2, the seat S includes a seat back S1 that supports the back of the
また、シートSには、心拍センサー1、呼吸センサー2、押圧部3、リクライニング機構4、スピーカー5、ヒーター6、頭部支持部7、振動モーター8、及びECU10が設けられている。
The seat S is also provided with a
ECU10は、CPU11、メモリ12及び入出力IF13(入出力インターフェース)を備え、シートSに着座する乗員の疲労回復機能を制御する制御装置(コンピュータ)である。ECU10は、シートSに内蔵されていてもよいし、シートSの外部装置として設けられてもよい。
The
CPU11は、メモリ12に記憶されるプログラムやデータに基づいて各種の演算処理を実行する中央処理装置である。CPU11は、入出力IF13(入出力インターフェース)を介して心拍センサー1及び呼吸センサー2から入力される乗員20の身体信号に基づく処理結果に応じて、入出力IF13を介して接続される押圧部3、リクライニング機構4、スピーカー5、ヒーター6、頭部支持部7、及び振動モーター8の動作を制御する。
メモリ12は、各種のプログラムやデータを記憶するほか、CPU11のワークメモリとしても機能する。
入出力IF13は、心拍センサー1、呼吸センサー2、押圧部3、リクライニング機構4、スピーカー5、ヒーター6、頭部支持部7、及び振動モーター8と接続し、各デバイスと通信する。
The
The
The input/
心拍センサー1は、容量結合型電極により着座者の心電信号を非接触により計測するセンシングデバイスである。ここで、心電信号とは、着座者の心臓の拍動に伴って生じる活動電位信号のことをいう。
心拍センサー1により検出された心電信号は、入出力IF13を介してECU10に入力される。
本実施形態では、心拍センサー1は、シートバックS1に設けられることとするが、心拍センサー1はシートクッションS2に設けても構わない。
The
The electrocardiogram signal detected by the
In this embodiment, the
呼吸センサー2は、上下に電極を有してシートクッションS2に設けられており、シートSに着座する乗員20の呼吸に応じて変化する電気抵抗を検出する抵抗感圧式のセンサー(圧力センサー)である。
ここで、呼吸センサー2の上面の電極に加えられる圧力によって、上面の電極が下方に変形することで接触抵抗が大きくなると電極間の電気抵抗値が小さくなる。この電気抵抗値に係る電気信号が呼吸センサー2から入出力IF13を介してECU10に入力される。ECU10は、電気抵抗値に係る電気信号に基づいて圧力を演算し、演算した圧力に基づいて呼吸データを得る。
The
Here, when pressure is applied to the electrode on the upper surface of the
押圧部3は、シートクッションS2に設けられ、乗員20側に突出する(張り出す)ことにより、乗員20の背部を部分的に押圧する機構である。例えば、押圧部3は、シートバックS1において、乗員20の第四胸椎と対向する位置に設けられ、乗員20側に張り出した場合に乗員20の第四胸椎を押圧することとしてよい。
一例としては、押圧部3は、エアポンプ、エアポンプとチューブを介して接続されるエアセルにより実現されることとしてよい。この場合には、ECU10からの駆動信号に応じてエアポンプがエアセルに空気を注入することでエアセルが乗員20側に膨出することで乗員20の背部を押圧する。一方で、ECU10は、エアポンプに空気の注入を停止させることで、乗員20からの荷重によりエアセルの空気が抜け、乗員20の背部の押圧状態が解除される。
また、他の一例としては、押圧部3は、ランバーサポート機構により実現されることとしてよい。この場合には、ランバーサポート機構のシート前方側への突出量を増加させることにより、乗員20側にランバーサポート機構を張り出させることで乗員20の背部を押圧する。また、ランバーサポート機構のシート前方側への突出量を減少させることにより、乗員20の背部の押圧を解除する。なお、ランバーサポート機構の動作は、入出力IF13を介して入力されるECU10からの制御信号に基づいて制御されることとしてよい。
The
As an example, the
As another example, the
リクライニング機構4は、シートバックS1と、シートクッションS2とを回動可能に連結する機構である。そして、リクライニング機構4により、シートクッションS2に対するシートバックS1の角度が可変となっている。
リクライニング機構4は、電動の機構としてよく、入出力IF13を介して入力されるECU10からの制御信号に基づいてシートクッションS2に対するシートバックS1の角度(リクライニング角)が制御される。
The
The
スピーカー5は、入出力IF13を介してECU10から入力される音声信号に基づいて音声を出力する。
本実施形態では、スピーカー5は、シートバックS1の上部に設けられることしているが、これに限られるものではなく、シートクッションS2、ヘッドレストS3に設けられていてもよい。また、スピーカー5はシートSに搭載せずに、車両に装備されるスピーカーを用いても構わない。
The
In this embodiment, the
ヒーター6は、入出力IF13を介してECU10から入力される制御信号に基づいて発熱し、乗員20の脚部20Cを温める装置である。
本実施形態では、ヒーター6は、シートSにおいて乗員20の脚部20Cに対向する位置に設けられることとする。なお、ヒーター6はシートSに搭載せずに、乗員20の脚部20Cを温める機能は、車両に装備される空調機器により実現してもよい。
The
In this embodiment, the
頭部支持部7は、ヘッドレストS3の両サイドに設けられ、入出力IF13を介してECU10から入力される制御信号に基づいて前方に膨出し、乗員20の頭部20Aの両側を支持する部材である。
例えば、頭部支持部7は、押圧部3と同様にエアセルを用いて実現されることとしてもよいし、モーターにより前方に突出させる機構を用いて実現されることとしてもよい。
The
For example, the
図3Aと図3Bには、頭部支持部7の状態に応じた、ヘッドレストS3による頭部20Aの支持状態を説明する図である。
図3Aには、頭部支持部7が前方に突出していない状態における、ヘッドレストS3による頭部20Aの支持状態を示した。
また、図3Bには、頭部支持部7が前方に突出した状態における、ヘッドレストS3による頭部20Aの支持状態を示した。
3A and 3B are diagrams for explaining the state in which the head rest S3 supports the
FIG. 3A shows a state in which head 20A is supported by headrest S3 when
FIG. 3B shows a state in which head 20A is supported by headrest S3 with
図3Aに示されるように、頭部支持部7が前方に突出していない状態においては、頭部20Aの後部が、ヘッドレストS3により支持されているが、頭部20Aの側部は支持されていない。この場合では、頭部20Aの左右のふらつきを抑えることができない。
一方で、図3Bに示されるように、頭部支持部7が前方に突出した状態においては、頭部20Aの側部が頭部支持部7により挟持されることとなるため、頭部20Aが側部と後部の三面で支持されることとなる。これにより、頭部20Aの左右のふらつきを抑え、ヘッドレストS3による頭部20Aの保持の安定性を向上させることができる。
3A, when the
3B, when the
振動モーター8は、乗員20に対して振動刺激を与える装置であり、ECU10から受信した制御信号に基づいて駆動と停止が切り替えられる。例えば、振動モーター8には、アンバランスマス型のモーターを用いることしてよい。
本実施形態では、乗員20を睡眠状態から覚醒させる場合に振動モーター8を動作させることで、乗員20に振動刺激を与えることとする。
また、本実施形態では、振動モーター8は、ヘッドレストS3に設けられることとするが、シートバックS1又はシートクッションS2に設けられることとしても構わない。
The
In this embodiment, when waking up the
Further, in this embodiment, the
[2.シートSの動作]
次に、図2、図4~図7に基づいて、シートSの動作について具体的に説明する。
本実施形態では、ECU10が心拍センサー1及び呼吸センサー2から取得する乗員20の身体信号に基づいて乗員20の疲労度を推定し、推定した疲労度に基づいて乗員20の疲労回復処理を実行する。具体的には、ECU10は、乗員20の疲労度が第1のレベル以上であって、且つ第2のレベル(>第1のレベル)未満である場合には第1の疲労回復処理を実行し、第2のレベル以上である場合には第2の疲労回復処理を実行することとする。
[2. Operation of Sheet S]
Next, the operation of the seat S will be specifically described with reference to FIG. 2 and FIG. 4 to FIG.
In this embodiment, the
[2.1.第1の疲労回復処理]
まず、図2及び図4に基づいて、第1の疲労回復処理におけるシートSの動作について説明する。第1の疲労回復処理は、乗員20の深呼吸を支援する処理である。
[2.1. First fatigue recovery process]
First, the operation of the seat S in the first fatigue recovery process will be described with reference to Figures 2 and 4. The first fatigue recovery process is a process for assisting the
ECU10は、心拍センサー1により検知される心拍の情報、呼吸センサー2により検知される呼吸の情報に基づいて、乗員20の疲労度を判定する。そして、ECU10は、乗員20の疲労度が第1の閾値(L1)以上第2の閾値未満(L2>L1)である場合に、第1の疲労回復処理を実行すると判定する。
The
第1の疲労回復処理を実行すると判定した場合には、ECU10は、呼吸センサー2により検知される乗員20の呼吸タイミングに合わせて押圧部3を動作させる。
具体的には、図4に示すように、乗員20が息を吸うタイミングに合わせて押圧部3により乗員20の背部20Bを押圧して、胸部を開かせ、大きく息を吸い込みやすくする。
一方で、乗員20が息を吐くタイミングでは、図2に示すように、押圧部3による乗員20の背部20Bの押圧を解除して、息を吐き出しやすくする。
このように、ECU10は、乗員20の呼吸タイミングに合わせて押圧部3の押圧を繰り返し、乗員20が深く呼吸をしやすくすることで、乗員20をリラックスさせることができる。これにより、乗員20の精神的疲労を取り除くことができる。
When it is determined that the first fatigue recovery process is to be executed, the
Specifically, as shown in FIG. 4, the
On the other hand, at the timing when the
In this way, the
[2.2.第2の疲労回復処理]
次に、図5~図7に基づいて、第2の疲労回復処理におけるシートSの動作について説明する。第2の疲労回復処理は、乗員20の仮眠を支援する処理である。ここでの仮眠とは、20分程度の睡眠のことをいう。
上述したように、ECU10は、乗員20の疲労度が第2の閾値(L2)である場合に、第2の疲労回復処理を実行すると判定する。
[2.2. Second fatigue recovery process]
Next, the operation of the seat S in the second fatigue recovery process will be described with reference to Figures 5 to 7. The second fatigue recovery process is a process for supporting the
As described above, the
[2.2.1.入眠支援処理]
第2の疲労回復処理を実行すると判定した場合には、ECU10は、まず以下に説明する入眠支援処理を実行する。入眠支援処理は、乗員20が睡眠状態に入るまでに実行される処理である。入眠支援処理については図5を参照しながら説明する。
[2.2.1. Sleep Support Processing]
When it is determined that the second fatigue recovery process is to be executed, the
図5に示すように、ECU10は、リクライニング機構4を動作させて、シートバックS1を所定の角度まで後傾させる。後傾角度は、乗員20に対して予め設定しておくこととしてよい。
この際、ECU10は、ヒーター6を動作させて、乗員20の脚部20Cを温める。なお、ヒーター6の動作は、脚部20Cの近傍の温度を計測するための図示しない温度計の温度が所定の温度になるように制御することとしてよい。
さらに、ECU10は、スピーカー5から入眠に適した呼吸タイミングを乗員20に報知する音を出力させる。例えば、ECU10は、スピーカー5から息を吸うタイミングを知らせる第1の音と、吐くタイミングを知らせる第2の音を交互に出力する。
そして、ECU10は、入眠に適した呼吸タイミングに合わせて、押圧部3を動作させる。すなわち、ECU10は、乗員20が息を吸うタイミングに合わせて押圧部3により乗員20の背部20Bを押圧して胸部を開かせ、大きく息を吸い込みやすくする。また、乗員20が息を吐くタイミングでは、押圧部3による乗員20の背部20Bの押圧を解除して、息を吐き出しやすくする。
5, the
At this time, the
Furthermore, the
Then, the
ECU10は、以上の入眠支援処理を乗員20が睡眠状態に入るまで継続する。なお、乗員20が睡眠状態に入ったか否かは、心拍センサー1により検知される心拍、呼吸センサー2により検知される呼吸の情報に基づいて判定することとしてよい。
The
[2.2.2.睡眠支援処理]
次に、図6を参照しながら、乗員20が睡眠状態に入った後に行われる処理(睡眠支援処理)について説明する。なお、睡眠支援処理とは、乗員20の睡眠状態を維持するための処理である。
[2.2.2. Sleep Support Processing]
Next, a process (sleep support process) that is performed after the
図6に示されるように、乗員20が睡眠状態に入ったと判定された後に、ECU10は、図3Bに示されるように、ヘッドレストS3の側部に設けられた左右の頭部支持部7を前方に突出させて、乗員20の頭部20Aの左右及び後部を支持する。
また、ECU10は、脚部20Cの近傍の温度が所定の温度を保つように、ヒーター6を動作させる。
As shown in Figure 6, after it is determined that the
Furthermore, the
ECU10は、以上の睡眠支援処理を、乗員20の入眠後から所定の時間(例えば20分)が経過するまで継続し、その後以下に説明する覚醒支援処理を開始する。
The
[2.2.3.覚醒支援処理]
次に、図7を参照しながら、睡眠状態にある乗員20を覚醒させるための処理(覚醒支援処理)について説明する。
[2.2.3. Awakening Support Processing]
Next, a process for awakening the sleeping occupant 20 (awakening assistance process) will be described with reference to FIG.
図7に示されるように、ECU10は、リクライニング機構4を動作させて、シートバックS1を元の位置(図2に示す位置)まで戻す。
ここで、ECU10は、スピーカー5から覚醒に適した音(音楽やアラーム音等)を出力させるとともに、ヘッドレストS3の内部の振動モーター8を振動させて頭部20Aに振動刺激を付与する。
As shown in FIG. 7, the
Here, the
ECU10は、以上の覚醒支援処理を乗員20が覚醒状態に復帰するまで継続する。なお、乗員20が覚醒状態に復帰したか否かは、心拍センサー1により検知される心拍、呼吸センサー2により検知される呼吸の情報に基づいて判定することとしてよい。
The
[3.ECU10の機能]
次に、上述した処理を実現するためにシートS(特にECU10)に備えられる機能について図8を参照しながら説明する。
[3. Functions of ECU 10]
Next, functions provided in the seat S (particularly the ECU 10) for implementing the above-mentioned processing will be described with reference to FIG.
図8に示されるように、ECU10は、機能として検知部100、疲労度推定部110、及び制御部120を備える。
ECU10に備えられる上記各部の機能は、ECU10のCPU11がメモリ12に記憶されるプログラムやデータに基づいて処理を実行することにより実現されるものである。なお、メモリ12に記憶されるプログラムは、情報記憶媒体から読み込まれることとしてもよいし、入出力IF13又は通信部により、他のデバイスから取得することとしてもよい。
As shown in FIG. 8 , the
The functions of the above-mentioned parts of the
[3.1.検知部100]
検知部100は、主にCPU11、メモリ12及び入出力IF13により実現される。
検知部100は、シートSに着座する乗員20の生体情報を検知する機能である。生体情報とは、生体が発する生理学的、解剖学的情報であり、例えば心拍、呼吸、脳波、体温等の情報を含む。
本実施形態では、生体情報として乗員20の心拍、呼吸の情報を扱うこととし、そのため、検知部100は、心拍検知部101及び呼吸検知部102を備える。
3.1.
The
The
In this embodiment, information on the heart rate and breathing of the
心拍検知部101は、乗員20の心拍の情報を検知する。具体的には、心拍検知部101は、心拍センサー1において検知される心電信号を取得する。
なお、心拍検知部101は、心拍センサー1から取得した心電信号に基づいて、心電信号の波形データ、波形データにおけるピーク(R波)の間隔(RRI)等の各種のデータを算出することとしてよい。
The
In addition, the
呼吸検知部102は、乗員20の呼吸の情報を検知する。具体的には、呼吸検知部102は、呼吸センサー2において検知される圧力信号(電気抵抗値)を取得する。
なお、呼吸検知部102は、呼吸センサー2から取得した圧力信号の波形データ、波形データに基づく呼吸間隔(RI)、RIのばらつきを示すRrMSSD(Respiration root Mean Square Successive Difference)等の各種のデータを算出することとしてよい。
The
The
なお、本実施形態では、検知部100は、生体情報の一例として心拍、呼吸の情報を検知することとしたが、脳波等の他の情報を検知することとしても構わない。
In this embodiment, the
[3.2.疲労度推定部110]
疲労度推定部110は、主にCPU11及びメモリ12により実現される。
疲労度推定部110は、検知部100によって検知した生体情報に基づいて、乗員20の疲労度を推定する。例えば、疲労度推定部110は、心拍検知部101によって検知された乗員20の心拍の情報に基づいて乗員20の疲労度を推定することとしてよい。
[3.2. Fatigue level estimation unit 110]
The fatigue
The fatigue
一例としては、疲労度推定部110は、心拍検知部101によって検知された心拍の情報に基づいて、乗員20の交感神経の活性度を測定する。具体的には、疲労度推定部110は、心拍変動における低周波の変動波(LF)と、高周波の変動波(HF)との比(LF/HF)を上記の交感神経の活性度として得る。そして、疲労度推定部110は、上記の交感神経の活性度(LF/HF)を疲労度とする。
すなわち、上記の指標によれば、交感神経の活動が、副交感神経の活動よりも活発である程、乗員20の疲労度が高いものと推定される。
As an example, the fatigue
That is, according to the above index, it is estimated that the fatigue level of the
なお、疲労度推定部110による乗員20の疲労度の推定方法は上記の例に限られるものではない。例えば、疲労度推定部110は、呼吸検知部102により検知される呼吸の間隔や、呼吸に基づいて判定される覚醒レベル(少なくとも覚醒状態か低覚醒状態かを示すレベル)に基づいて乗員20の疲労度を判定してもよい。具体的には、乗員20の呼吸の間隔が短いほど、疲労度を高く判定したり、また乗員20の覚醒レベルが低覚醒状態にある場合に、疲労度を高く判定したりすることとしてよい。
The method of estimating the fatigue level of the
また、疲労度推定部110は、心拍に基づく交感神経の活性度、呼吸の間隔、覚醒レベルに基づいて判定されるそれぞれの個々の疲労度の合計を、乗員20の総合疲労度として用いてもよい。
The fatigue
[3.3.制御部120]
制御部120は、主にCPU11、メモリ12及び入出力IF13により実現される。
制御部120は、乗員20の呼吸を支援する第1の疲労回復処理(第1の処理に相当)と、乗員20の睡眠を支援する第2の疲労回復処理(第2の処理に相当)を、疲労度推定部110により推定される疲労度に応じて切り替えて実行する。
例えば、制御部120は、乗員20の疲労度が第1の閾値(L1)以上であって、且つ第1の閾値より大きい第2の閾値(L2)以下である場合に第1の疲労回復処理を実行する。
また、制御部120は、乗員20の疲労度が第2の閾値(L2)以上である場合には、第2の疲労回復処理を実行する。
なお、上記の第1の閾値及び第2の閾値は、乗員20ごとに設定されることとしてよく、例えば乗員20からの入力に基づいて機械学習した結果に基づいて設定してもよい。例えば、過去において乗員20から第1の疲労回復処理と第2の疲労回復処理が必要とされた場合の疲労度の値に基づいて第1の閾値及び第2の閾値は設定、更新されることとしてよい。
[3.3. Control unit 120]
The
The
For example, the
Furthermore, when the fatigue level of the
The first threshold and the second threshold may be set for each
[3.3.1.第1の疲労回復処理]
第1の疲労回復処理においては、制御部120は、乗員20の深呼吸を支援し、乗員20の精神的疲労を軽減させる。
例えば、制御部120は、呼吸センサー2により検知される乗員20の呼吸タイミングに合わせて押圧部3を動作させる。
具体的には、制御部120は、乗員20が息を吸うタイミングに合わせて押圧部3により乗員20の背部を押圧して、胸部を開かせ、大きく息を吸い込みやすくする。
また、制御部120は、乗員20が息を吐くタイミングでは、押圧部3による乗員20の背部20Bの押圧を解除して、息を吐き出しやすくする。
[3.3.1. First Fatigue Recovery Process]
In the first fatigue recovery process, the
For example, the
Specifically, the
Furthermore, at the timing when the
このように、制御部120は、乗員20の呼吸タイミングに合わせて押圧部3の押圧を繰り返すことにより、乗員20が深く呼吸をしやすくすることで、乗員20をリラックスさせることができる。
以上のように、乗員20の疲労度が第1のレベル以上第2のレベル未満である場合には、第1の疲労回復処理により、乗員20の呼吸を整えリラックスさせることで疲労を回復させることができる。
In this way, the
As described above, when the fatigue level of the
[3.3.2.第2の疲労回復処理]
第2の疲労回復処理においては、制御部120は、乗員20の仮眠を支援し、第1の疲労回復処理に比べて疲労の回復量を大きくする。後述するように、第2の疲労回復処理は、入眠支援処理、睡眠支援処理、覚醒支援処理を有する。以下、各処理の詳細について説明する。
[3.3.2. Second Fatigue Recovery Process]
In the second fatigue recovery process, the
[3.3.2(1)入眠支援処理]
まず、制御部120は、乗員20が睡眠状態に入りやすくなるように支援する処理(入眠支援処理)を実行する。
具体的には、制御部120は、リクライニング機構4を動作させて、シートバックS1を所定の角度まで後傾させる。後傾角度は、乗員20に応じて予め設定されることとしてよい。
この際、制御部120は、ヒーター6を動作させて、乗員20の脚部20Cを温める。なお、ヒーター6の動作は、脚部20Cの近傍の温度を計測するための図示しない温度計の温度が所定の温度になるように制御することとしてよい。
さらに、制御部120は、スピーカー5から入眠に適した呼吸タイミングを乗員20に報知する音を出力させる。例えば、ECU10は、スピーカー5から息を吸うタイミングを知らせる第1の音と、吐くタイミングを知らせる第2の音を交互に出力する。
そして、制御部120は、入眠に適した呼吸タイミングに合わせて、押圧部3を動作させる。すなわち、制御部120は、乗員20が息を吸うタイミングに合わせて押圧部3により乗員20の背部20Bを押圧して胸部を開かせ、大きく息を吸い込みやすくする。また、乗員20が息を吐くタイミングでは、押圧部3による乗員20の背部20Bの押圧を解除して、息を吐き出しやすくする。
[3.3.2 (1) Sleep Support Processing]
First, the
Specifically, the
At this time, the
Furthermore, the
Then, the
制御部120は、以上の入眠支援処理を乗員20が睡眠状態に入るまで継続する。なお、乗員20が睡眠状態に入ったか否かは、検知部100により検知される乗員20の生体情報に基づいて判定することとしてよい。
一例としては、制御部120は、乗員20の心拍変動に基づいて、副交感神経の活動が交感神経の活動に対して優位になったリラックス状態が継続している場合に、乗員20が睡眠状態にあると判定することとしてよい。
また他の一例としては、制御部120は、乗員20の呼吸の状態に基づいて、乗員20が睡眠状態にあるか否かを判定することとしてよい。
The
As an example, the
As another example, the
[3.3.2(2)睡眠支援処理]
乗員20が睡眠状態に入った後には、制御部120は、乗員20の睡眠を維持するための処理(睡眠支援処理)を実行する。
[3.3.2 (2) Sleep Support Processing]
After the
具体的には、制御部120は、ヘッドレストS3の側部に設けられた左右の頭部支持部7を前方に膨出させて、乗員20の頭部20Aの左右及び後部を支持し、頭部20Aの支持を安定させる。
また、制御部120は、脚部20Cの近傍の温度が所定の温度を保つように、ヒーター6を動作させる。
Specifically, the
Furthermore, the
制御部120は、以上の睡眠支援処理を、乗員20の入眠後から所定の時間(例えば20分)が経過するまで継続する。
The
[3.3.2(3)覚醒支援処理]
乗員20の入眠後から所定の時間(例えば20分)が経過した後には、制御部120は、睡眠状態にある乗員20を覚醒させるための処理(覚醒支援処理)を実行する。
[3.3.2 (3) Awakening Assistance Processing]
After a predetermined time (for example, 20 minutes) has elapsed since the
具体的には、制御部120は、リクライニング機構4を動作させて、シートバックS1を起立させる。シートバックS1の起立角度は乗員20ごとに予め定めておくこととしてよい。
さらに、制御部120は、スピーカー5から覚醒に適した音(音楽やアラーム音等)を出力させるとともに、ヘッドレストS3の内部の振動モーター8を振動させて頭部20Aに振動刺激を付与する。こうすることで、乗員20を睡眠状態から覚醒させやすくする。
Specifically, the
Furthermore, the
制御部120は、以上の覚醒支援処理を乗員20が覚醒状態に復帰するまで継続する。なお、乗員20が覚醒状態に復帰したか否かは、検知部100により検知される乗員20の生体情報に基づいて判定することとしてよい。
The
以上のように、乗員20の疲労度が第2のレベル以上である場合には、第2の疲労回復処理により、乗員20に仮眠を取らせることで、疲労から回復させることができる。また、入眠から所定時間(20分程度)で覚醒させるようにすることで、深い睡眠に入ることを抑止し、乗員20のその後の活動を阻害することがない。
As described above, when the fatigue level of the
[4.ECU10により実行される処理の説明]
次に、図9に基づいて、ECU10により実行される疲労回復処理の流れについて説明する。
[4. Description of Processing Executed by ECU 10]
Next, the flow of the fatigue recovery process executed by the
図9に示されるように、ECU10は、シートSに着座した乗員20の心拍を心拍センサー1により検知する(S11)。また、ECU10は、乗員20の呼吸を呼吸センサー2により検知する(S21)。なお、S11及びS12の処理は、検知部100により実行されるものである。
As shown in FIG. 9, the
次に、ECU10は、乗員20の心拍と呼吸の少なくとも一方に基づいて乗員20の疲労度を推定する(S13)。なお、S13の処理は、疲労度推定部110により実行されるものである。
Next, the
ECU10は、S13で推定した乗員20の疲労度が第1の閾値(L1)以上、且つ第2の閾値(L2>L1)未満である場合には(S14:Y)、S15に進み、そうでない場合には(S14:N)、S16に進む。
If the fatigue level of the
S15では、ECU10は、第1の疲労回復処理として、乗員20の深呼吸を支援する呼吸支援処理を実行する(S15)。
具体的には、ECU10は、呼吸センサー2により検知される乗員20の呼吸タイミングに合わせて押圧部3を動作させる。
すなわち、ECU10は、乗員20が息を吸うタイミングに合わせて押圧部3により乗員20の背部を押圧して、胸部を開かせ、大きく息を吸い込みやすくする。
また、ECU10は、乗員20が息を吐くタイミングでは、押圧部3による乗員20の背部20Bの押圧を解除して、息を吐き出しやすくする。
In S15, the
Specifically, the
That is, the
Furthermore, the
S16において、乗員20の疲労度が第2の閾値以上である場合には(S16:Y)、S17に進み、そうでない場合には(S16:N)、S22に進む。
In S16, if the fatigue level of the
ここで、S17~S21においては、ECU10は、第2の疲労回復処理を実行する。
まず、ECU10は、第2の疲労回復処理として、入眠支援処理を実行する(S17)。
具体的には、ECU10は、リクライニング機構4を動作させて、シートバックS1を所定の角度まで後傾させる。
この際、ECU10は、ヒーター6を動作させて、乗員20の脚部20Cを温める。
さらに、ECU10は、スピーカー5から入眠に適した呼吸タイミングを乗員20に報知する音を出力させる。例えば、ECU10は、スピーカー5から息を吸うタイミングを知らせる第1の音と、吐くタイミングを知らせる第2の音を交互に出力する。
そして、ECU10は、入眠に適した呼吸タイミングに合わせて、押圧部3を動作させる。すなわち、ECU10は、乗員20が息を吸うタイミングに合わせて押圧部3により乗員20の背部20Bを押圧して胸部を開かせ、大きく息を吸い込みやすくする。また、乗員20が息を吐くタイミングでは、押圧部3による乗員20の背部20Bの押圧を解除して、息を吐き出しやすくする。
In steps S17 to S21, the
First, the
Specifically, the
At this time, the
Furthermore, the
Then, the
次に、ECU10は、乗員20が睡眠状態に入ったか否かを判定し(S18)、睡眠状態に入っていない場合には(S18:N)、S17に戻り、睡眠状態に入った場合には(S18:Y)、S19に進む。
Next, the
S19において、ECU10は、乗員20の睡眠状態の維持を支援する睡眠支援処理を実行する(S19)。
具体的には、ECU10は、ヘッドレストS3の側部に設けられた左右の頭部支持部7を前方に突出させて、乗員20の頭部20Aの左右及び後部を支持する。
また、ECU10は、脚部20Cの近傍の温度が所定の温度を保つように、ヒーター6を動作させる。
In S19, the
Specifically, the
Furthermore, the
ECU10は、乗員20の入眠後から所定時間(例えば20分)が経過したか否かを判定し(S20)、所定時間が経過していない場合には(S20:N)、S19の処理を継続し、所定時間が経過した場合には(S20:Y)、S21に進む。
The
S21において、ECU10は、睡眠状態にある乗員20を覚醒させるための覚醒支援処理を実行する(S21)。
具体的には、ECU10は、リクライニング機構4を動作させて、後傾していたシートバックS1を前傾させて元の位置まで戻す。
さらに、ECU10は、スピーカー5から乗員20を覚醒させるための音(音楽やアラーム音等)を出力させるとともに、ヘッドレストS3の内部の振動モーター8を振動させて乗員20の頭部20Aに振動刺激を付与する。
In S21, the
Specifically, the
Furthermore, the
S15の後、乗員20の疲労度がL1未満である場合、そしてS21の後において、処理を終了しない場合には(S22:N)、S11に戻り、処理を終了する場合には(S22:Y)、処理を終える。
After S15, if the fatigue level of the
以上説明した本実施形態に係るシートSによれば、乗員20の疲労度に応じた適切な疲労回復措置を乗員20に提供することができる。これにより、乗員20に対し過不足ない疲労回復措置を提供でき、疲労回復効果を高めることができる。
また、本実施形態に係るシートSによれば、乗員20の心拍に基づいて乗員20の疲労度を推定できる。
また、本実施形態に係るシートSによれば、乗員20の疲労度が低い場合には乗員20の深呼吸を支援し、乗員20の疲労度が高い場合には乗員20の仮眠を支援することで、乗員20に疲労度に合った疲労回復措置を提供できる。
また、本実施形態に係るシートSによれば、第1の疲労回復処理においては、乗員20が息を吸うタイミングに合わせて乗員20の背部20Bを押すことで乗員20の胸郭を開かせることができるため、乗員20は深呼吸をしやすくなる。これにより、乗員の呼吸が安定し、リラックスしやすくなる。
また、本実施形態に係るシートSによれば、第1の疲労回復処理においては、乗員20が息を吐くタイミングに合わせて乗員20の背部20Bの押圧を解くことで、乗員20は息を吐きやすくなる。これにより、乗員20の呼吸を妨げることがないため乗員20の呼吸が安定し、リラックスしやすくなる。
また、本実施形態に係るシートSによれば、第2の疲労回復処理においては、乗員20が深い睡眠に入らないようにすることで、仮眠による疲労回復効果を高めることができる。
また、本実施形態に係るシートSによれば、乗員20が入眠したタイミングを検出できる。
また、本実施形態に係るシートSによれば、乗員20が眠っている間、乗員20の頭部20Aを安定して保持することで、頭部20Aのふらつきを防止し、乗員20の睡眠が妨げられないようにできる。これにより、乗員20の睡眠の質を高め、仮眠による疲労回復効果を高めることができる。
According to the seat S according to the present embodiment described above, it is possible to provide the
Furthermore, with the seat S according to this embodiment, the fatigue level of the
In addition, the seat S according to this embodiment can provide the
Furthermore, in the seat S according to this embodiment, in the first fatigue recovery process, the back 20B of the
Furthermore, in the seat S according to this embodiment, in the first fatigue recovery process, the pressure on the back 20B of the
Furthermore, with the seat S according to this embodiment, the second fatigue recovery process prevents the
Furthermore, the seat S according to this embodiment can detect the timing at which the
Furthermore, the seat S according to this embodiment stably holds the
本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
例えば、本発明に係る乗物用シートは車両に限られず、航空機、車両、船舶等の乗物のシートについても適用可能である。
また例えば、上記の実施形態において、シートSのクッション硬度は可変としてもよく、第1の疲労回復処理と第2の疲労回復処理とにおいてクッション硬度を変えてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments.
For example, the vehicle seat according to the present invention is not limited to vehicles, but can also be applied to seats of vehicles such as aircraft, cars, and ships.
Also, for example, in the above embodiment, the cushion hardness of the seat S may be variable, and the cushion hardness may be different between the first fatigue recovery process and the second fatigue recovery process.
S シート
S1 シートバック
S2 シートクッション
S3 ヘッドレスト
1 心拍センサー
2 呼吸センサー
3 押圧部
4 リクライニング機構
5 スピーカー
6 ヒーター
7 頭部支持部
8 振動モーター
10 ECU
11 CPU
12 メモリ
13 入出力IF
20 乗員
20A 頭部
20B 背部
20C 脚部
100 検知部
101 心拍検知部
102 呼吸検知部
110 疲労度推定部
120 制御部
S seat S1 seat back S2 seat
11 CPU
12
20
Claims (8)
前記乗員の生体情報を検知する検知部と、
前記乗員の背部を支持するシートバックの一部に、前記背部の一部を押圧可能な押圧部と、
前記検知部によって検知した前記生体情報に基づいて、前記乗員の疲労度を推定する疲労度推定部と、
前記乗員を温めるヒーターと、
制御部と、を備え、
前記検知部は、前記乗員の心拍を検知する心拍検知部と、前記乗員の呼吸を検知する呼吸検知部と、を有し、
前記制御部は、前記呼吸検知部による検知結果に基づいて、前記乗員が息を吸うタイミングに合わせて、前記押圧部により前記背部の前記一部を押圧し、
前記制御部は、前記背部を押圧する第1の疲労回復処理と、前記ヒーターで前記乗員を温める処理を行う第2の疲労回復処理と、を切り替えることを特徴とする乗物用シート。 A vehicle seat in which a passenger can be seated,
A detection unit that detects biological information of the occupant;
A pressing portion that is disposed on a portion of a seat back that supports a back of the occupant and that is capable of pressing a portion of the back of the occupant;
a fatigue level estimation unit that estimates a fatigue level of the occupant based on the biological information detected by the detection unit;
A heater for warming the occupant;
A control unit,
The detection unit includes a heart rate detection unit that detects a heart rate of the occupant and a breath detection unit that detects the breath of the occupant,
The control unit causes the pressing unit to press the portion of the back in synchronization with the timing at which the occupant inhales based on a detection result by the breathing detection unit,
The vehicle seat is characterized in that the control unit switches between a first fatigue recovery process that presses the back portion and a second fatigue recovery process that warms the occupant with the heater.
前記疲労度が前記第2の閾値以上である場合に前記第2の疲労回復処理を実行することを特徴とする請求項1又は2に記載の乗物用シート。3. The vehicle seat according to claim 1, wherein the second fatigue recovery process is executed when the fatigue level is equal to or greater than the second threshold value.
前記制御部は、前記スピーカーから入眠に適した呼吸タイミングを前記乗員に報知する音を出力させることを特徴とする請求項1に記載の乗物用シート。The vehicle seat according to claim 1 , wherein the control unit controls the speaker to output a sound that notifies the occupant of a breathing timing suitable for falling asleep.
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