(57)【要約】【課題】自動車運転車の疲労を癒し、安全性の向上に寄与する。【解決手段】自動車１の車内２へ間欠酸素富化手段４から酸素富化した空気を供給することで、酸素濃度が揺らいだ状態の車内２を実現し、運転者３に適度なストレスを与えることで意識の覚醒させ、安全性の向上を図る。【選択図】図１
2006117183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の室内空間の酸素濃度を増加させ間欠的に動作する酸素富化手段と、前記自動車の換気状態に応じて前記酸素富化手段の動作を制御する富化動作制御手段を有する酸素富化供給装置。
【請求項２】
酸素富化手段は間欠的に動作させるタイマー手段を有する請求項１記載の酸素富化供給装置。
【請求項３】
自動車の換気状態が外気導入状態に設定された時は、酸素富化手段の動作を停止する請求項１記載の酸素富化供給装置。
【請求項４】
自動車の窓が開放状態に設定された時は、酸素富化手段の動作を停止する請求項１記載の酸素富化供給装置。
【請求項５】
自動車の室内空間の酸素濃度を増加させ間欠的に動作する酸素富化手段と、前記自動車の換気状態に応じて前記酸素富化手段の動作を制御する富化動作制御手段と、自動車の室内に酸素濃度を測定する酸素センサを有し、酸素濃度が一定値を下回ったとき動作を開始する酸素富化供給装置。
【請求項６】
自動車の室内空間の酸素濃度を増加させ間欠的に動作する酸素富化手段と、前記自動車の換気状態に応じて前記酸素富化手段の動作を制御する富化動作制御手段と、前記自動車の運転者の疲労度を計測する疲労度計測手段と、前記疲労度計測手段の出力によって前記富化動作制御手段を動作させる酸素富化供給装置。
【請求項７】
疲労度計測手段は運転者のまぶたの動きを捉えるカメラと前記カメラの捉えた画像から瞬きを計数するまばたき計数手段よりなる請求項６記載の酸素富化供給装置。
【請求項８】
疲労度計測手段は運転者の顔の動作を捉えるカメラと前記カメラの捉えた画像から顔の動きを検出する顔面動作検出手段よりなる請求項６記載の酸素富化供給装置。
【請求項９】
自動車の室内空間の酸素濃度を増加させ、前記自動車の電池を電源とする間欠的に動作する酸素富化手段と、前記自動車の換気状態に応じて前記酸素富化手段の動作を制御する富化動作制御手段と、前記電池の電圧を検出する電圧検知手段を有し、前記電圧検知手段が電圧低下を検出した時、前記酸素富化手段の動作を停止する酸素富化供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車の室内空間の快適性を高めるために通常外気中の酸素濃度よりも濃度の高い富化酸素を供給する酸素富化供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車の室内空間に富化酸素を供給した事例では、図１０に示すように、自動車１０１の室内１０２に圧力スイング吸着法（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｗｉｎｇ  Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ，ＰＳＡ法）によって酸素富化機１０３で作った酸素富化空気を導入し、酸素富化の運転者、同乗者の脳波、心拍数の変化などを調べ、ストレス減少、爽快感の向上などの効果が見られる旨が報告されている（例えば非特許文献１参照）。
【非特許文献１】宇佐美  明、外１名、“車室内の空気環境改善”、自動車技術、ｐ．５２−５７、Ｖｏｌ．４７、Ｎｏ．９、１９９３．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、単に酸素富化空気を導入し続けるだけでは、運転者が快適な状態に慣れてしまい却って居眠り状態に入る懸念がある等、自動車運転中の単純な富化酸素の導入が安全に寄与するとは言えなかった。
【０００４】
また、自動車の換気状態によっては車内の酸素富化は達成できず、換気の状態に連動した酸素富化の方法が必要とされていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、自動車の室内空間の酸素濃度を増加させ間欠的に動作する酸素富化手段と、自動車の換気状態に応じて酸素富化手段の動作を制御する富化動作制御手段を有するものである。
【０００６】
この方法によって、自動車の室内空間に間欠的に富化酸素を含む空気が供給され、運転者は濃度のゆらぎのある酸素富化空気に曝され、快適さが持続することなく適度なストレスも脳に刺激として与えられることから、運転者には結果として覚醒感が得られ、運転の安全性を向上するという効果が得られる。また車内の空気の循環や窓の開閉などで酸素富化効果が得にくい時は、酸素富化を止め、省エネルギーにも寄与することが可能である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は富化空気を間欠的に供給することによって自動車の運転者に酸素濃度の揺らぎを体験させ、適度な快適とストレスを与えることによって覚醒感を与え、運転の安全性を向上する実現するものである。また換気に連動して動作を制御することによって省エネルギーを実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、自動車の室内空間の酸素濃度を増加させ間欠的に動作する酸素富化手段と、自動車の換気状態に応じて酸素富化手段の動作を制御する富化動作制御手段を有するものであり、運転者に酸素濃度の揺らぎからくる適度な快適とストレスによって覚醒感を与え、運転の安全性を向上する実現するものである。また換気に連動して動作を制御することによって省エネルギーを実現するものである。
【０００９】
第２の発明は、特に第１の発明の自動車の室内空間への間欠酸素富化空気供給方法の酸素富化手段が間欠的動作のためのタイマー手段を持ったものであり、タイマー手段の設定により、酸素富化手段の動作、停止を繰り返すことによって、酸素濃度の揺らぎを作り出すことが可能となる。
【００１０】
第３の発明は、特に第１の発明の自動車の室内空間への間欠酸素富化空気供給方法において、自動車の換気状態の設定が、外気導入状態に設定されたとき、酸素富化手段の動作を停止するようにしたものであり、外気導入状態になって酸素富化が図れなった時には酸素富化手段の動作を停止することによって省エネルギーの実現が可能になる。
【００１１】
第４の発明は、特に第１の発明の自動車の室内空間への間欠酸素富化空気供給方法において、自動車の窓が開放状態に設定された時は、酸素富化手段の動作を停止することによって省エネルギーの実現が可能になる。
【００１２】
第５の発明は、自動車の室内空間の酸素濃度を増加させ間欠的に動作する酸素富化手段と、自動車の換気状態に応じて酸素富化手段の動作を制御する富化動作制御手段と、自動車の室内に酸素濃度を測定する酸素センサを有し、酸素濃度が一定値を下回ったとき動作を開始するものであり、車内酸素濃度を酸素センサで計測して酸素富化動作を開始することにより、最適な酸素富化動作を行なうことができる。
【００１３】
第６の発明は、自動車の室内空間の酸素濃度を増加させ間欠的に動作する酸素富化手段と、自動車の換気状態に応じて酸素富化手段の動作を制御する富化動作制御手段と、自動車の運転者の疲労度を計測する疲労度計測手段と、疲労度計測手段の出力によって富化動作制御手段を動作させることから、運転者が富化酸素を必要になったときを検知して酸素富化動作を開始することができ、運転の安全性向上に寄与することができる。
【００１４】
第７の発明は、特に第６の発明の疲労度計測手段を運転者のまぶたの動きを捉えるカメラとカメラの捉えた画像からまばたきを計数するまばたき計数手段より構成したものであり、運転者の疲労度や、眠気に襲われている状態を的確に把握して酸素富化を図ることが可能となる。
【００１５】
第８の発明は、特に第６の発明の疲労度計測手段を運転者の顔の動作を捉えるカメラと前記カメラの捉えた画像から顔の動きを検出する顔面動作検出手段より構成したものであり、運転者の疲労度を体の動き、特に首を左右に振るなどの頭の動きから的確に把握して酸素富化を図ることが可能となる。
【００１６】
第９の発明は、自動車の室内空間の酸素濃度を増加させ、自動車の電池を電源とする間欠的に動作する酸素富化手段と、自動車の換気状態に応じて酸素富化手段の動作を制御する富化動作制御手段と、電池の電圧を検出する電圧検知手段を有し、電圧検知手段が電圧低下を検出した時、酸素富化手段の動作を停止するものであり、車載電池の電圧低下時に酸素富化手段を動作させて、本来の自動車の走行機能に支障か生じるのを防止することが可能となる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における自動車の室内空間への間欠酸素富化空気供給方法の部分切り欠き構成図である。
【００１９】
図１において、自動車１の室内２にいる運転者３に酸素富化手段４から大気中の酸素濃度２１％よりも濃度の濃い富化酸素が供給される。酸素富化手段４は間欠駆動され、間欠的に富化酸素が供給されることから、運転者３は濃度の揺らぎのある酸素濃度環境下に置かれることになる。また冨化動作制御手段５は車１の換気流路を切り換える流路切換スイッチ６の動作に応じて酸素富化手段４へ信号を出力する。流路切換スイッチ６が外気導入側に選択されている時は、外気が流入することから、酸素富化動作を停止させ、流路切換スイッチ６が室内循環側に選択されている時は、酸素富化手段４を間欠動作させる信号を出力する。
【００２０】
図２は本発明の実施の形態１における酸素富化の原理図である。酸素富化膜７は穴のない高分子の膜であり、大気側８と減圧側９の圧力差によって、矢印１０の向きに模式的に表現した大気空気１１が溶解し、窒素と酸素の溶解度の違いによって、減圧側に酸素富化された酸素富化空気１２が溶出する。
【００２１】
酸素富化を間欠的に行なうには、ポンプなどによる減圧動作の実行、停止によって行なうことができる。またその周期は図１に示したタイマー手段１３によって決定される。
【００２２】
酸素富化手段４の間欠動作構成により、運転者３に濃度の揺らぎのある酸素が供給されることになり、運転者は富化酸素を供給しつづける場合よりも酸素濃度の揺らぎからくる適度な快適とストレスによって覚醒感を与え、運転の安全性を向上することができる。また換気切換スイッチ６に連動して冨化動作制御手段５によって酸素富化動作を制御することによって外気導入時、室内酸素濃度が外気と同程度になってしまう時には酸素富化動作を停止することから省エネルギーが実現できる。以下に間欠動作のタイムチャートとフローチャートを示す。
【００２３】
また図１において窓１４には、窓１４の開閉状態を検出する窓センサ１５が設置されており、その情報は冨化動作制御手段５に入力される。窓１４が開いていると判断された時は外気が流入することから、酸素富化動作を停止させ、窓１４が閉じていと判断された時は、酸素富化手段４を間欠動作させる信号を出力する。
【００２４】
図３に間欠動作を実行する酸素富化膜７の減圧を実行するポンプ動作を示すタームチャートを示す。ｔ１が減圧動作、ｔ２が停止中を示す。
【００２５】
図４に流路切換スイッチ６の動作に伴う冨化動作制御手段５の動作を示すフローチャートを示す。流路切換スイッチ６が外気導入側になった時には、酸素富化を停止し（ＳＴＥＰ１）、そうでない時（ＳＴＥＰ２）は間欠動作信号がＯＮの時（ＳＴＥＰ３）には酸素富化動作を行い、間欠動作信号がＯＦＦの時（ＳＴＥＰ４）には酸素富化動作を停止する。
【００２６】
図５に窓センサ１５の検知に伴う冨化動作制御手段５の動作を示すフローチャートを示す。窓センサ１５が窓１４が開いていることを検出した時には、酸素富化を停止し（ＳＴＥＰ１１）、そうでない時（ＳＴＥＰ１２）は間欠動作信号がＯＮの時（ＳＴＥＰ１３）には酸素富化動作を行い、間欠動作信号がＯＦＦの時（ＳＴＥＰ１４）には酸素富化動作を停止する。
【００２７】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２における自動車の室内空間への間欠酸素富化空気供給方法の部分切り欠き構成図である。実施の形態１との違いは、車内２の酸素濃度を検出する酸素センサ１６を有し、その出力が、冨化動作制御手段５への入力として追加されているところにある。酸素センサ１６のよって車内２の酸素濃度を正確に把握できることになり、例えば外気導入がわずかになされて要る場合など間欠酸素富化動作を確実に行なう事ができる。
【００２８】
図７に酸素センサ１６動作に伴う冨化動作制御手段５の動作を示すフローチャートを示す。酸素センサ１６が酸素濃度が下限値以上であることを検出した時には、酸素富化を停止し（ＳＴＥＰ２１）、そうでない時（ＳＴＥＰ２２）は間欠動作信号がＯＮの時（ＳＴＥＰ２３）には酸素富化動作を行い、間欠動作信号がＯＦＦの時（ＳＴＥＰ２４）には酸素富化動作を停止する。
【００２９】
（実施の形態３）
図８は本発明の実施の形態３における自動車の室内空間への間欠酸素富化空気供給方法の部分切り欠き構成図である。実施の形態１、２との違いは、運転者３の疲労度を測定する疲労度測定手段１７の出力が冨化動作制御手段５に入力されていることである。運転者３の疲労度が計測されてその値に応じて酸素富化手段４が間欠動作を始める。運転者３の体調をいち早く検出し、早めに酸素富化動作を始めることによって、疲労の蓄積を予防し、安全運転性の向上にもつながる。
【００３０】
図９は本発明の実施の形態３の疲労度計測手段１７の構成図である。疲労度計測手段１７は運転者３の瞳周辺を捉えるカメラ１８とカメラ１８の画像からまばたきの計数を行なうまばたき計数手段１９から構成されている。疲労が増して眠気から瞬きの回数が減少してきたことを計測すると、冨化動作制御手段５に出力が送られ、間欠酸素富化が開始される。
【００３１】
図１０は本発明の実施の形態３の他の疲労度計測手段１７の構成図である。疲労度計測手段１７は運転者３の顔全体を捉えるカメラ１８とカメラ１８の画像から運転者３の頭の動きを解析する頭動解析手段２０から構成されている。疲労が増して眠気からそれを逃れようとする頭を振る動きが頻発してきたことを計測すると、冨化動作制御手段５に出力が送られ、間欠酸素富化が開始される。
【００３２】
（実施の形態４）
図１１は本発明の実施の形態４における自動車の室内空間への間欠酸素富化空気供給方法の部分切り欠き構成図である。実施の形態１、２、３との違いは、車１の電池２１の電圧計２２の測定値が冨化動作制御手段５に入力されていることである。酸素富化手段４の電源は車１の電池２１から供給されているので、電池２１の電圧が低下している状態で酸素富化手段４が運転されるとさらに電池２１の電圧低下が進行し、車１の走行にも支障をきたす可能性があり、安全上問題が出てくる。従って電池２１の電圧が低下したと判定された時は冨化動作制御手段５は間欠酸素富化動作を停止させ、車１の安全走行を優先させる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上のように、本発明にかかる自動車の室内空気への間欠酸素供給手段は、酸素濃度の揺らぎに伴う適度なストレスを作業者に与えるので、単調な作業を強いられる製造作業者の作業能率向上器具などへの用途にも適用が可能である。  
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態１における自動車の室内空間への間欠酸素富化空気供給方法の部分切り欠き構成図
【図２】本発明の実施の形態１における酸素富化の原理図
【図３】本発明の実施の形態１におけるポンプ動作を示すタームチャート
【図４】本発明の実施の形態１における冨化動作制御手段の動作を示すフローチャート
【図５】本発明の実施の形態１における他の冨化動作制御手段の動作を示すフローチャート
【図６】本発明の実施の形態２における自動車の室内空間への間欠酸素富化空気供給方法の部分切り欠き構成図
【図７】本発明の実施の形態２における冨化動作制御手段の動作を示すフローチャート
【図８】本発明の実施の形態３における自動車の室内空間への間欠酸素富化空気供給方法の部分切り欠き構成図
【図９】本発明の実施の形態３における疲労度計測手段の構成図
【図１０】本発明の実施の形態３における他の疲労度計測手段の構成図
【図１１】本発明の実施の形態４における自動車の室内空間への間欠酸素富化空気供給方法の部分切り欠き構成図
【図１２】従来の自動車の室内空間への酸素供給方法の部分切り欠き構成図
【符号の説明】
【００３５】
１  車
２  車内
４  酸素富化手段
５  冨化動作制御手段
６  流路切換スイッチ
１３  タイマー手段
１５  窓センサ
１６  酸素センサ
１７  疲労度計測手段
１８  カメラ
１９  まばたき計数手段
２０  頭動解析手段
２１  電池
２２  電圧計
【図１】
2006117183.tif 000003
【図２】
2006117183.tif 000004
【図３】
2006117183.tif 000005
【図４】
2006117183.tif 000006
【図５】
2006117183.tif 000007
【図６】
2006117183.tif 000008
【図７】
2006117183.tif 000009
【図８】
2006117183.tif 000010
【図９】
2006117183.tif 000011
【図１０】
2006117183.tif 000012
【図１１】
2006117183.tif 000013
【図１２】
2006117183.tif 000014