特許 6876400 振動制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6876400

(24)【登録日】2021年4月28日

(45)【発行日】2021年5月26日

(54)【発明の名称】振動制御装置

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/16 20060101AFI20210517BHJP

   B60N 2/90 20180101ALI20210517BHJP

【ＦＩ】

   G08G1/16 F

   B60N2/90

【請求項の数】8

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-192740(P2016-192740)

(22)【出願日】2016年9月30日

(65)【公開番号】特開2018-55527(P2018-55527A)

(43)【公開日】2018年4月5日

【審査請求日】2019年8月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005016

【氏名又は名称】パイオニア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134832

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 文雄

(74)【代理人】

【識別番号】100165308

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100115048

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 康弘

(72)【発明者】

【氏名】岡部 亮一

(72)【発明者】

【氏名】松本 泰典

(72)【発明者】

【氏名】滝沢 雅俊

(72)【発明者】

【氏名】中村 一仁

(72)【発明者】

【氏名】安士 光男

【審査官】 藤村 泰智

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−０９５０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０５５３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０９１５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２５７５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２８３９３９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０８Ｇ １／００ 〜 １／１６

Ｂ６０Ｎ ２／９０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ユーザの眠気又は漫然状態を検出する検出手段と、
シートに配設され、振動を発生する振動発生手段と、
前記ユーザの眠気又は漫然状態を検出した場合、複数の振動パターンが順次出力されるように前記振動発生手段を制御する制御手段と、を備え、
出力順が隣り合う前記振動パターンは、周波数及び振幅の少なくとも一方が異なるとともに、前記振動の継続時間が異なることを特徴とする振動制御装置。

【請求項2】

前記振動パターンには、次に出力される振動パターンまでの休止時間が設定され、
複数の前記休止時間には、複数の異なる時間が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の振動制御装置。

【請求項3】

前記振動発生手段が、複数設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の振動制御装置。

【請求項4】

前記複数の振動発生手段のうち少なくとも一組は、各々出力する前記複数の振動パターンが互いに異なることを特徴とする請求項３に記載の振動制御装置。

【請求項5】

前記複数の振動パターンは、前記ユーザが前記シートに着座する毎、又は、前記ユーザの眠気又は漫然状態が検出される毎に変更されることを特徴とする請求項１〜４何れか１項に記載の振動制御装置。

【請求項6】

前記シートは車両に搭載されるシートであることを特徴とする請求項１〜５何れか１項に記載の振動制御装置。

【請求項7】

ユーザの眠気又は漫然状態を検出する検出工程と、
前記ユーザの眠気又は漫然状態を検出した場合、複数の振動パターンが順次出力されるように、シートに配設された振動発生手段を制御する制御工程と、を備え、
出力順が隣り合う前記振動パターンは、周波数及び振幅の少なくとも一方が異なるとともに、前記振動の継続時間が異なることを特徴とする振動制御方法。

【請求項8】

請求項７に記載の振動制御方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とする振動制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、振動制御装置、振動制御方法及び振動制御プログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、ドライバの眠気のレベルが予め定められた閾値を超えた場合に、ドライバを覚醒させるために振動発生装置によりドライバのシートを振動させる運転支援装置が提案されている（特許文献１）。

【0003】

特許文献１には、ドライバに対して与える振動をどのように発生させるかについて記載されていない。仮にドライバに一定の振動を与え続けることになれば、ドライバは徐々に振動に対して耐性や慣れを感じ、振動刺激に対する覚醒効果が低下するという問題が一例として挙げられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−１５２６７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、このような問題点に対処することを課題の一例とするものである。即ち、本発明は、例えば、振動刺激に対する覚醒効果を維持乃至向上させた振動制御装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、ユーザの眠気又は漫然状態を検出する検出手段と、シートに配設され、振動を発生する振動発生手段と、前記ユーザの眠気又は漫然状態を検出した場合、複数の振動パターンが順次出力されるように前記振動発生手段を制御する制御手段と、を備え、出力順が隣り合う前記振動パターンは、周波数及び振幅の少なくとも一方が異なるとともに、前記振動の継続時間が異なることを特徴とする。

【0007】

請求項７記載の振動制御方法は、ユーザの眠気又は漫然状態を検出する検出工程と、前記ユーザの眠気又は漫然状態を検出した場合、複数の振動パターンが順次出力されるように、シートに配設された振動発生手段を制御する制御工程と、を備え、出力順が隣り合う前記振動パターンは、周波数及び振幅の少なくとも一方が異なるとともに、前記振動の継続時間が異なることを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施例に係る座席装置のブロック図である。

【図2】図１に示す座席装置を構成する座席の斜視図である。

【図3】図１に示されている振動ユニットを示す斜視図である。

【図4】図３（Ａ）中のＶ１−Ｖ１切断線に沿った断面を示す断面図である。

【図5】振動ユニットが背凭れ部及び着座部に内蔵されている様子を示す模式図である。

【図6】図１に示す制御部から振動ユニットに出力される駆動信号の一例を示すタイムチャートである。

【図7】図１に示す制御部から振動ユニットに出力される駆動信号の一例を示すタイムチャートである。

【図8】図１に示す制御部から振動ユニットに出力される駆動信号の一例を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の一実施形態にかかる振動制御装置を説明する。振動制御装置は、ユーザの眠気又は漫然状態を検出する検出手段と、シートに配設され、振動を発生する振動発生手段と、前記ユーザの眠気又は漫然状態を検出した場合、複数の振動パターンが順次出力されるように前記振動発生手段を制御する制御手段と、を備え、出力順が隣り合う前記振動パターンは、周波数及び振幅の少なくとも一方が異なる。

【0010】

これにより、複数の振動パターンが順次出力され、出力順が互いに隣り合う振動パターンの周波数及び振幅の少なくとも一方が異なるため、振動刺激に対する覚醒効果を維持乃至向上することができる。

【0011】

また、出力順が隣り合う振動パターンは、振動の継続時間が異なっていてもよい。これにより、より一層、振動刺激に対する覚醒効果を維持乃至向上することができる。

【0012】

また、振動パターンには、次に出力される振動パターンまでの休止時間が設定され、複数の休止時間には、複数の異なる時間が設定されていてもよい。これにより、より一層、振動刺激に対する覚醒効果を維持乃至向上することができる。

【0013】

また、振動発生手段が、複数設けられていてもよい。

【0014】

また、複数の振動発生手段のうち少なくとも一組は、各々出力する複数の振動パターンが互いに異なるようにしてもよい。これにより、より一層、振動刺激に対する覚醒効果を維持乃至向上することができる。

【0015】

また、前記複数の振動パターンは、前記ユーザが前記シートに着座する毎、又は、前記ユーザの眠気又は漫然状態が検出される毎に変更される。

【0016】

また、シートは車両に搭載されるシートであってもよい。

【0017】

また、本発明の一実施形態にかかる振動制御方法は、ユーザの眠気又は漫然状態を検出する検出工程と、前記ユーザの眠気又は漫然状態を検出した場合、複数の振動パターンが順次出力されるように、シートに配設された振動発生手段を制御する制御工程と、を備え、出力順が隣り合う前記振動パターンは、周波数及び振幅の少なくとも一方が異なる。これにより、複数の振動パターンが順次出力され、出力順が互いに隣り合う振動パターンの周波数及び振幅の少なくとも一方が異なるため、振動刺激に対する覚醒効果を維持乃至向上することができる。

【0018】

また、上述した振動制御方法をコンピュータにより実行させる振動制御プログラムとしてもよい。これにより、専用のハードウエアなどが不要となり、汎用の情報処理装置をインストールして機能させることができる。

【実施例】

【0019】

以下、本発明の一実施例に係る振動制御装置を組み込んだ座席装置について説明する。

【0020】

図１は、本発明の一実施例に係る振動制御装置を組み込んだ座席装置のブロック図である。図２は、図１に示す座席装置を構成する座席の斜視図である。この図１及び図２に示されている座席装置１は、車両の運転席等に用いられる座席装置である。座席装置１は、シートとしての座席１０と、この座席１０の４箇所に内蔵された振動発生手段としての振動ユニット２０と、振動ユニット２０を制御する制御手段としての制御装置３０と、を備えている。座席１０は、着座部１１及び背凭れ部１２を有している。着座部１１には、左右方向中央を挟んだ左右それぞれ１箇所ずつ振動ユニット２０が内蔵されている。背凭れ部１２にも、左右方向中央を挟んだ左右にそれぞれ１箇所ずつ振動ユニット２０が内蔵されている。

【0021】

図３は、図１に示されている振動ユニットを示す斜視図であり、図４は、図３（Ａ）中のＶ１−Ｖ１切断線に沿った断面を示す断面図である。

【0022】

振動ユニット２０は、ケース２１０内に磁気回路２２０が収容されたものである。ケース２１０は、背の低い円筒フレーム２１１の一端側の開口が、中央部に複数の貫通孔２１２が設けられた円形の第１板壁２１３で塞がれ、他端側の開口が円形の第２板壁２１４で塞がれたものである。図３（Ａ）には貫通孔２１２が設けられた第１板壁２１３側から見た振動ユニット２０が示されており、図３（Ｂ）にはその反対側から見た振動ユニット２０が示されている。

【0023】

第１板壁２１３の略中央からは、複数の貫通孔２１２を囲むように円筒状のボビン２１５が第２板壁２１４に向かって立設されており、そのボビン２１５の外周にボイスコイル２１６が設けられている。このように、ボイスコイル２１６は、ボビン２１５を介して第１板壁２１３に固定されている。また、複数の貫通孔２１２は、第１板壁２１３と交差する方向から見たときの平面視でボイスコイル２１６の内側に相当する領域２１３ａに設けられている。

【0024】

磁気回路２２０は、各々がリング状のプレート２２１及びマグネット２２２と円盤状のヨーク２２３とを備えている。プレート２２１及びマグネット２２２が、ボイスコイル２１６に対してギャップを開けて同軸に配置されている。プレート２２１、即ち磁気回路２２０は、ダンパ２３０を介して円筒フレーム２１１の内壁面に、第１板壁２１３に対する接離方向Ｄ１に振動可能に支持されている。

【0025】

ボイスコイル２１６に交流信号が通電されると、磁気回路２２０が、第１板壁２１３に対する接離方向Ｄ１に振動する。また、その振動のダンパ２３０を介した反作用でケース２１０も振動する。このように、振動ユニット２０では、ボイスコイル２１６への通電によりケース２１０と磁気回路２２０との間に相対振動が生じる。この相対振動により、振動ユニット２０は、ケース２１０ごと振動する。また、ケース２１０においては、磁気回路２２０からの反作用を受けるボイスコイル２１６が固定されている第１板壁２１３が局部的に振動する。この第１板壁２１３の振動により音が発生する。このように、振動ユニット２０は、ケース２１０と磁気回路２２０との、ボイスコイル２１６への通電による相対振動によりケース２１０ごと振動して放音する。

【0026】

本実施例では、このような振動ユニット２０が、背凭れ部１２及び着座部１１に次のように内蔵されている。

【0027】

図５は、振動ユニット２０が背凭れ部１２及び着座部１１に内蔵されている様子を示す模式図である。図５（Ａ）には、振動ユニット２０が背凭れ部１２に内蔵されている様子が示され、図５（Ｂ）には、振動ユニット２０が着座部１１に内蔵されている様子が示されている。

【0028】

図５（Ａ）に示されているように、振動ユニット２０は、背凭れ部１２に、ケース２１０の第１板壁２１３が着座者（ユーザ）側を向くように内蔵されている。つまり、上記のように音を発する第１板壁２１３が着座者側を向いている。他方、着座部１１には、ケース２１０の第２板壁２１４が着座者側を向くように、即ち、音を発する第１板壁２１３が着座者側とは反対側を向くように振動ユニット２０が内蔵されている。

【0029】

ここで、本実施例の座席装置１では、例えば、運転者たる着座者が居眠り運転や漫然運転しているような場合に、振動ユニット２０を用いてその旨を報知するといった制御が図１に示す制御装置３０により行われる。

【0030】

制御装置３０は、心拍センサ３１０と、振動ユニット２０を駆動する信号を出力する制御部（＝出力手段）３２０と、アンプ３３０と、を備えている。

【0031】

心拍センサ３１０は、着座者に装着され、着座者の心拍を検出して、制御部３２０に対して供給する。

【0032】

制御部３２０は、例えばＲＡＭ(Random Access Memory)やＲＯＭ(Read Only Memory)などの目盛を備えたＣＰＵ(Central Processing Unit)を含んで構成されている。制御部３２０は、座席装置１全体の制御を司り、心拍センサ３１０の検出結果に基づいて、眠気や漫然状態を検出すると、振動ユニット２０を駆動する駆動信号を出力する。また、制御部３２０は、眠気や漫然状態が検出されなければ、振動ユニット２０を駆動する駆動信号を出力しない。アンプ３３０は、制御部３２０から出力された信号を増幅して、４つの振動ユニット２０のボイスコイル２１６に供給する。なお、漫然状態とは、考え事をしたり、ぼんやりしている状態のほか、体調が悪くて運転に集中できない、運転そのものが困難な状態を含むものである。

【0033】

また、制御部３２０内のＲＯＭなどのメモリには、下記の表１に示すような振動パターンテーブルが格納されている。

【0034】

【表1】

【0035】

表１に示す振動パターンテーブルは、複数の振動パターンＰ１〜Ｐ１５を有している。振動パターンＰ１〜Ｐ１５には各々、再生時間（振動の継続時間）、周波数、ゲイン（振幅）が設定されている。また、最後の振動パターンＰ１５を除く振動パターンＰ１〜Ｐ１４には、次の振動パターンＰ２〜Ｐ１４までの休止時間が設定されている。本実施例の制御部３２０は、振動パターンＰ１〜Ｐ１５に従った駆動信号を順次、振動ユニット２０に対して出力する。

【0036】

具体的に説明すると、制御部３２０は、眠気や漫然状態を検出すると、表１の最上段を参照して、図６に示すように、周波数２００ｋＨｚ、ゲイン５．２ｄＢの駆動信号を再生時間７ｓ継続して出力し、その後休止時間３ｓだけ駆動信号の出力を停止する。これにより、制御部３２０からは、振動パターンＰ１の駆動信号が出力される。休止時間３ｓが経過すると、制御部３２０は、周波数４０Ｈｚ、ゲイン５．１ｄＢの駆動信号を再生時間１０ｓ継続して出力し、その後休止時間６ｓだけ駆動信号の出力を停止する。これにより、制御部３２０からは、振動パターンＰ２の駆動信号が出力される。以下、これを繰り返し、制御部３２０は、振動パターンＰ１〜Ｐ１５の駆動信号を順次出力する。

【0037】

上記表１に示すように出力順が隣り合う振動パターンＰ１〜Ｐ１５は、周波数及びゲインの少なくとも一方が大きく異なっている。例えば、出力順が隣り合う振動パターンＰ１及びＰ２は、周波数及びゲインの双方が異なり、特に周波数が大きく異なる。また、出力順が隣り合う振動パターンＰ４及びＰ５は、周波数は同じであるが、ゲインが異なる。また、出力順が隣り合う振動パターンＰ１１及びＰ１２は、ゲインが同じであるが、周波数が異なる。

【0038】

また、出力順が隣り合う振動パターンＰ１〜Ｐ１５は、再生時間が異なっている。また、複数の振動パターンＰ１〜Ｐ１４に対応する休止時間としては、複数の異なる時間が設定されている。本実施例では、３ｓ、４ｓ、６ｓ、７ｓ、８ｓ、９ｓ、１０ｓの７つの異なる時間が設定されている。

【0039】

上述した実施例によれば、出力順が隣り合う振動パターンＰ１〜Ｐ１５は、周波数及び振幅の少なくとも一方が異なる。これにより、周波数又は振幅の少なくとも一方が異なる複数の振動パターンＰ１〜Ｐ１５が順次出力されるため、振動刺激に対する覚醒効果を維持乃至向上することができる。

【0040】

また、上述した実施例によれば、出力順が隣り合う振動パターンＰ１〜Ｐ１５は、再生時間が異なっている。これにより、より一層、振動刺激に対する覚醒効果を維持乃至向上することができる。

【0041】

また、上述した実施例によれば、複数の振動パターンＰ１〜Ｐ１４には各々、次に出力される振動パターンＰ２〜Ｐ１５までの休止時間が設定され、複数の振動パターンＰ１〜Ｐ１４に対応する休止時間としては、複数の異なる時間が設定されている。これにより、より一層、振動刺激に対する覚醒効果を維持乃至向上することができる。

【0042】

なお、上述した実施例によれば、出力順が隣り合う振動パターンＰ１〜Ｐ１５は、再生時間が異なっていたが、これに限ったものではない。振動パターンＰ１〜Ｐ１５の再生時間は全て同じであってもよい。

【0043】

また、上述した実施例によれば、複数の振動パターンＰ１〜Ｐ１４に対応する休止時間としては、複数の異なる時間が設定されていたが、これに限ったものではない。休止時間としては、全て同じ時間が設定されていてもよい。

【0044】

また、上述した実施例によれば、制御部３２０は、振動パターンＰ１〜Ｐ１４を予め定めた順番で出力していたが、これに限ったものではない。例えば、乱数発生器を用いるなどして、振動パターンＰ１〜Ｐ１５をランダムに出力するようにしてもよい。

【0045】

また、振動パターンテーブルを第１振動パターンテーブルと第２振動パターンテーブルとの２つ用意してもよい。この場合、第１振動パターンテーブルを構成する振動パターンの各々と、第２振動パターンテーブルを構成する振動パターンの各々と、は振幅又はゲインの少なくとも一方が大きく異なるようにしておく。そして、第１振動パターンテーブルからランダムに選択された振動パターンを出力した後、第２の振動パターンテーブルからランダムに選択された振動パターンを出力する。その後、再び第１振動パターンテーブルからランダムに選択された振動パターンを出力し、これを繰り返すようにしてもよい。このように、第１、第２振動パターンテーブルから交互に振動パターンを出力することにより、ランダムに振動パターンを出力しても出力順が隣り合う振動パターンを大きく異ならせることができる。

【0046】

また、上述した実施例によれば、再生時間だけ連続する振動を１つの振動パターンとしていたが、これに限ったものではない。例えば、例えば、図７に示すように、間欠振動を１つの振動パターンとしてもよい。同図に示すように、制御部３２０は、再生時間中、振動パターンテーブルに格納された周波数及びゲインの駆動信号を間欠的に出力している。もちろん、図８に示すように、再生時間だけ連続する振動パターンと、再生時間中、間欠的に出力される振動パターンと、を組み合わせてもよい。

【0047】

また、上述した実施例によれば、複数の振動ユニット２０に対して同じ駆動信号を供給していたが、これに限ったものではない。例えば、複数の振動パターンＰ１〜Ｐ１５を背凭れ部１２に設けた振動ユニット２０と着座部１１に設けた振動ユニット２０とに交互に出力するようにしてもよい。具体的に説明すると、振動パターンＰ１の駆動信号を背凭れ部１２に設けた振動ユニット２０に出力した後、振動パターンＰ２の駆動信号を着座部１１に設けた振動ユニット２０に出力するようにする。その後、振動パターンＰ３の駆動信号を再び背凭れ部１２に設けた振動ユニット２０に出力し、以下これを繰り返す。

【0048】

また、複数の振動ユニット２０のうち少なくとも一組は、各々出力する複数の振動パターンが互いに異なるようにしてもよい。例えば、背凭れ部１２に設けた２つの振動ユニット２０が出力する複数の振動パターンを同一、着座部１１に設けた２つの振動ユニット２０が出力する複数の振動パターンを同一にする。そして、背凭れ部１２に設けた振動ユニット２０が出力する複数の振動パターンと着座部１１に設けた２つの振動ユニット２０が出力する複数の振動パターンとが異なるようにしてもよい。

【0049】

この場合、互いに異なる背凭れ用振動パターンテーブル及び着座部用振動パターンテーブルを用意する。そして、背凭れ部１２に設けた振動ユニット２０には、背凭れ用振動パターンテーブルに応じた複数の振動パターンを順次出力し、着座部１１に設けた振動ユニット２０には着座部用振動パターンテーブルに従って複数の振動パターンを順次出力するようにしてもよい。この場合、背凭れ用振動パターンテーブル及び着座部用振動パターンテーブルは、全ての振動パターンが同じ、かつ、振動パターンの出力順が同一でなければよく、一部同じ振動パターンを採用してもよい。また、全ての振動パターンが同じであっても、出力順が異なっていればよい。また、４つの振動ユニット２０が出力する複数の振動パターンが互いに異なっていてもよい。

【0050】

また、着座者がシートに着座する毎、又は、眠気又は漫然状態が検出される毎に、制御部３２０が、振動パターンテーブルが変更するようにしてもよい。この場合、例えば、複数の異なる振動パターンテーブルを用意する。そして、制御部３２０は、着座者がシートに着座する毎、又は、眠気又は漫然状態が検出される毎に、振動パターンテーブルを切り替える。これにより、着座者がシートに着座する毎、又は、眠気又は漫然状態が検出される毎に、複数の振動パターンが変更できる。

【0051】

また、着座者がシートに着座する毎、又は、眠気又は漫然状態が検出される毎に、制御部３２０は、乱数発生器を用いるなどして振動パターンＰ１〜Ｐ１５をランダムに出力したものを振動パターンテーブルとして生成するようにしてもよい。

【0052】

また、上述した実施例によれば、心拍センサ３１０の出力により眠気又は漫然状態を検出していたが、これに限ったものではない。例えば、眼球の動きや顔の動きなど他の生体情報に基づいて眠気又は漫然状態を検出するようにしてもよい。また、ハンドル操作や、車両に搭載したカメラが撮影した画像から白線検出した結果に基づいて蛇行運転を検出することにより、眠気又は漫然状態を検出するようにしてもよい。

【0053】

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

【符号の説明】

【0054】

１０ 座席（シート）
２０ 振動ユニット（振動発生手段）
３２０ 制御部（検出手段、制御手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】