(57)【要約】【課題】精度の高い疲労判定を行うことにより、運転者の体感を損なわず、しかも、疲労用の空調制御を有効に働かせること。【解決手段】車両用空調装置は、空調装置本体部１と、運転者の脈波を検出するために運転者用シート６に設けられる脈波センサ２と、運転者用シート６の振動を検出するために運転者用シート６に設けられる振動センサ３と、脈波センサ２の検出信号と振動センサ３の検出信号とに基づき脈波成分を抽出する脈波抽出手段４と、脈波抽出手段４により抽出された脈波成分に基づいて運転者の疲労を判定し、判定した疲労に応じた指令信号を空調装置本体部１に対して出力する疲労判定手段５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調装置本体部と、
運転者の脈波を検出するために運転者用シートに設けられる脈波センサと、
前記運転者用シートの振動を検出するために該運転者用シートに設けられる振動センサと、
前記脈波センサの検出信号と前記振動センサの検出信号とに基づき脈波成分を抽出する脈波抽出手段と、
前記脈波抽出手段により抽出された脈波成分に基づいて運転者の疲労を判定し、該判定した疲労に応じた指令信号を前記空調装置本体部に対して出力する疲労判定手段と
を備えることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記脈波センサは前記運転者用シートにおける着座圧の高い部位に設けられると共に前記振動センサは前記運転者用シートにおける着座圧の低い部位に設けられることを特徴とする請求項１記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置、特に、運転者の疲労を判定し、判定した疲労に応じて空調制御を行なう車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両用空調装置として、空調装置本体部と、運転者の脈波を検出するために運転者用シートに設けられる圧力センサと、圧力センサからの検出信号に基づいて運転者の疲労を推定（判定）し、判定した疲労に応じた指令信号を空調装置本体に出力する疲労判定手段とを備える車両用空調装置が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の車両用空調装置によると、圧力センサの検出信号に、運転者の脈波成分の他、運転者自身による体動及び車両の走行に伴い発生する運転者の体動によるノイズ成分も含まれるため、疲労判定手段において運転者の疲労を的確に判定することが困難であり、精度の高い疲労判定を行えない。したがって、運転者が疲労していないときに疲労用の空調制御が行なわれて運転者の体感を損なうことになったり、あるいは、運転者が疲労しているときに通常の空調制御しか行なわれず、疲労用の空調制御が有効に働かない場合が生じる。
【０００４】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、精度の高い疲労判定を行うことを可能にし、よって、運転者の体感を損なわず、しかも、疲労用の空調制御を有効に働かせることができる車両用空調装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る車両用空調装置は、空調装置本体部と、運転者の脈波を検出するために運転者用シートに設けられる脈波センサと、運転者用シートの振動を検出するために運転者用シートに設けられる振動センサと、脈波センサの検出信号と振動センサの検出信号とに基づき脈波成分を抽出する脈波抽出手段と、脈波抽出手段により抽出された脈波成分に基づいて運転者の疲労を判定し、判定した疲労に応じた指令信号を空調装置本体部に対して出力する疲労判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項１に係る車両用空調装置において、脈波センサの検出信号には、運転者の脈波成分の他に運転者自身による体動及び車両の走行に伴い発生する運転者の体動によるノイズ成分（振動成分）も含まれる。一方、振動センサの検出信号は、運転者自身による体動及び車両の走行に伴い発生する運転者の体動による振動成分のみからなり、運転者の脈波成分を含まないようにする。脈波抽出手段は、振動センサの検出信号に含まれる振動成分は脈波センサの検出信号に含まれるノイズ成分（振動成分）に対応するものであるとして捉え、脈波センサの検出信号に含まれる脈波成分及びノイズ成分（振動成分）から脈波成分のみを抽出するための処理を行う。疲労判定手段は、脈波抽出手段により抽出された脈波成分に基づいて運転者の疲労を判定する。そして、疲労判定手段は、判定した疲労に応じた指令信号を空調装置本体部に対して出力する。空調装置本体部は指令信号にしたがって空調制御を行ない、指令信号が「疲労時の空調制御」を指示している場合には、例えば疲労度に応じて疲労を回復させるために空気吹出温度を現在の温度よりも高温に設定し、また、指令信号が「非疲労時の空調制御」を指示している場合には、通常の空調制御を続行する。
【０００７】
したがって、請求項１に係る車両用空調装置によると、精度の高い疲労判定を行うことが可能になり、よって、運転者の体感を損なわず、しかも、疲労用の空調制御を有効に働かせることが可能となる。
【０００８】
請求項２に係る車両用空調装置は、請求項１において、脈波センサは運転者用シートにおける着座圧の高い部位に設けられると共に振動センサは運転者用シートにおける着座圧の低い部位に設けられることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る車両用空調装置において、脈波センサを運転者用シートにおける着座圧の高い部位に設けたことにより、脈波センサの検出信号中の脈波成分のレベルは大きいものとなる。このことは、着座圧の高い部位においては血圧測定と同様血管が圧迫され、血流が圧迫された血管にぶつかるときに生じる振動及び音が大きなものとなるためである。したがって、脈波センサの検出信号中のノイズ成分は、信号成分としての脈波成分と比べて小さいものとなる。また、振動センサを運転者用シートにおける着座圧の低い部位に設けたことにより、振動センサの検出信号に、この検出信号にとってはノイズとなる脈波成分を含ませないようにすることができる。
【００１０】
したがって、請求項２に係る車両用空調装置によると、脈波センサの検出信号は脈波成分を主体としたものとなり、また、振動センサの検出信号は振動成分のみからなるものであるため、脈波抽出手段において精度の高い脈波成分の抽出が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用空調装置のブロック構成図、図２及び図３は、図１図示の脈波抽出手段及び疲労判定手段が実行する処理を表した一連のフローチャートをそれぞれ示す。
【００１３】
図１において、車両用空調装置は、通常の空調装置本体部１つまりエバポレータ、ヒータコア、ブロワモータなどを備え、車内又は車外から空気を取り込み、この取り込んだ空気を熱交換し、熱交換後の空気を車内に吹出す空調装置本体部１の他に、脈波センサ２、振動センサ３、脈波抽出手段４及び疲労判定手段５を備える。
【００１４】
脈波センサ２は、運転者の脈波を検出するために運転者用シート６に設けられる圧力センサである。この脈波センサ２の検出信号には、運転者の脈波成分の他に運転者自身による体動及び車両の走行に伴い発生する運転者の体動によるノイズ成分（振動成分）も含まれる。この脈波センサ２は、運転者用シート６における着座圧の高い部位に設けることが好ましく、このように設置した場合、脈波センサ２の検出信号中の脈波成分のレベルは大きいものとなる。このことは、着座圧の高い部位においては血圧測定と同様血管が圧迫され、血流が圧迫された血管にぶつかるときに生じる振動及び音が大きなものとなるためである。したがって、脈波センサ２の検出信号中のノイズ成分は、信号成分としての脈波成分と比べて小さいものとなる。
【００１５】
振動センサ３は、運転者用シート６の振動を検出するために運転者用シート６に設けられる圧力センサである。この振動センサ３の検出信号は、運転者自身による体動及び車両の走行に伴い発生する運転者の体動による振動成分のみからなり、運転者の脈波成分を含まない。この振動センサ３は、運転者用シート６における着座圧の低い部位に設けることが好ましく、このように設置した場合、振動センサ３の検出信号に、この検出信号にとってはノイズとなる脈波成分を含ませないようにすることができる。
【００１６】
脈波抽出手段４は、脈波センサ２の検出信号つまり脈波センサ信号と振動センサ３の検出信号つまり振動センサ信号とに基づき脈波成分を抽出する演算処理手段である。脈波抽出手段４は、振動センサ３の検出信号に含まれる振動成分は脈波センサ２の検出信号に含まれるノイズ成分（振動成分）に対応するものであるとして捉え、脈波センサ２の検出信号に含まれる脈波成分及びノイズ成分（振動成分）から脈波成分のみを抽出するための処理を行う。
【００１７】
疲労判定手段５は、脈波抽出手段４により抽出された脈波成分に基づいて運転者の疲労を判定し、判定した疲労に応じた指令信号を空調装置本体部１に対して出力する演算処理手段である。疲労判定手段５は、脈波抽出手段４により抽出された脈波成分に基づいて運転者の疲労を判定する。そして、疲労判定手段５は、判定した疲労に応じた指令信号を空調装置本体部１に対して出力する。
【００１８】
空調装置本体部１は指令信号にしたがって空調制御を行ない、指令信号が「疲労時の空調制御」を指示している場合には、例えば疲労度に応じて疲労を回復させるために空気吹出温度を現在の温度よりも高温に設定し、また、指令信号が「非疲労時の空調制御」を指示している場合には、通常の空調制御を続行する。
【００１９】
次に、脈波抽出手段４及び疲労判定手段５が実行する処理を図２及び図３に基づいて説明する。
【００２０】
まず、脈波センサ２の検出信号つまり脈波センサ信号ｆｍ（ｔ）を取り込むと共に振動センサ３の検出信号つまり振動センサ信号ｆｓ（ｔ）を取り込む（ステップＳ１，Ｓ２）。
【００２１】
次に、脈波センサ信号ｆｍ（ｔ）と振動センサ信号ｆｓ（ｔ）とに基づいて脈波成分ｆｍｓ（ｔ）を抽出する（ステップＳ３）。この脈波成分ｆｍｓ（ｔ）は、脈波センサ信号ｆｍ（ｔ）から振動センサ信号ｆｓ（ｔ）に定数ｋを乗算した値ｋ・ｆｓ（ｔ）を減算する、つまり、ｆｍｓ（ｔ）＝ｆｍ（ｔ）−ｋ・ｆｓ（ｔ）を演算することによって求める。
【００２２】
次に、脈波ピーク時間間隔ｐｐｉ（ｔｐ）、つまり、ピークの出現時間毎の、脈波成分の隣り合うピーク間の時間間隔ｐｐｉ（ｔｐ）を算出する（ステップＳ４）。
【００２３】
次に、脈波ピーク時間間隔の時系列データリサンプリングを行ない、リサンプリング時系列データｐｐｉ（ｎ）（ｎ＝１〜１０）を求める（ステップＳ５）。具体的に説明すると、横軸にピークの出現時間を、縦軸にピーク出現時間毎の脈波ピーク時間間隔をとり、まず、ピーク出現時間毎の脈波ピーク時間間隔をプロットし、次に、脈波ピーク時間間隔のプロット点を滑らかな曲線で結び、この曲線を基に単位時間例えば１秒毎のピーク時間間隔を所定時間例えば１０秒間分だけ求める。
【００２４】
次に、平均脈拍数ｈｒを算出する（ステップＳ６）。具体的には、リサンプリング時系列データｐｐｉ（ｎ）の１０秒間の平均値ａｖｅｒａｇｅ（ｐｐｉ（ｎ））を求め、１分間の平均脈拍数ｈｒを演算式：ｈｒ＝６０／ａｖｅｒａｇｅ（ｐｐｉ（ｎ））から求める。
【００２５】
次に、脈拍数変化率（％）を求める（ステップＳ７）。脈拍数変化率（％）は、１００×（平均脈拍数ｈｒ（ｉ）−平均脈拍数ｈｒ（ｉ−１））／平均脈拍数ｈｒ（ｉ−１）を演算することによって求める。
【００２６】
次に、脈拍数変化率（％）が−１０より大きいか否かを判定して、運転者が疲労しているか否かの判定を行なう（ステップＳ８）。
【００２７】
脈拍数変化率（％）が−１０よりも大きく、運転者が疲労していると判定した場合は、設定温度変更のための指令信号を空調装置本体部１に出力し（ステップＳ９）、処理を終了する。ここで、設定温度の変更は、血流の改善により疲労回復を図るために、例えば現在の設定温度を所定温度だけ上昇させるようにする。
【００２８】
一方、脈拍変化率（％）が−１０以下であり、運転者が疲労していないと判定した場合は、現在の設定温度を維持するようにし、処理を終了する。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態に係る車両用空調装置は、空調装置本体部１と、運転者の脈波を検出するために運転者用シート６に設けられる脈波センサ２と、運転者用シート６の振動を検出するために運転者用シート６に設けられる振動センサ３と、脈波センサ２の検出信号と振動センサ３の検出信号とに基づき脈波成分を抽出する脈波抽出手段４と、脈波抽出手段４により抽出された脈波成分に基づいて運転者の疲労を判定し、判定した疲労に応じた指令信号を空調装置本体部１に対して出力する疲労判定手段５とを備える。
【００３０】
このため、本実施形態に係る車両用空調装置によると、精度の高い疲労判定を行うことが可能になり、よって、運転者の体感を損なわず、しかも、疲労用の空調制御を有効に働かせることが可能となる。
【００３１】
また、脈波センサ２を運転者用シート６における着座圧の高い部位に設け、かつ、振動センサ３を運転者用シート６における着座圧の低い部位に設けたことにより、脈波センサ２の検出信号は脈波成分を主体としたものとなり、また、振動センサ３の検出信号は振動成分のみからなるものであるため、脈波抽出手段４において精度の高い脈波成分の抽出が可能となる。
【００３２】
なお、上記実施形態では、脈波センサ２及び振動センサ２として各々１個ずつ設けているが、各々複数設けるようにしてもよく、その場合、脈波センサ２については最大圧となるセンサの検出信号を脈波成分の抽出に用い、かつ、振動センサ３については最小圧となるセンサの検出信号を脈波成分の抽出に用いるようにする。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の車両用空調装置によると、精度の高い疲労判定を行うことが可能になり、よって、運転者の体感を損なわず、しかも、疲労用の空調制御を有効に働かせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用空調装置のブロック構成図である。
【図２】図１図示の脈波抽出手段及び疲労判定手段が実行する処理を表した一連のフローチャートの前半部分である。
【図３】図１図示の脈波抽出手段及び疲労判定手段が実行する処理を表した一連のフローチャートの後半部分である。
【符号の説明】
１    空調装置本体部
２    脈波センサ
３    振動センサ
４    脈波抽出手段
５    疲労判定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004291868.tif 000005