JP2006000555A - 車両用シート装置および乗員の疲労度推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 上下に分割したシートバックの下部を直接乗員の脊柱に押し当てて疲労度を検知することにより、疲労度の検出精度をより高めることができる車両用シート装置および乗員の疲労度推定方法の提供を図る。
【解決手段】 シートバック１２を上下に分割したシートバック下部１４およびシートバック上部１５は、独立して前後傾動可能、かつ、それぞれが独立してリクライニング角度を任意に設定可能となっており、シートバック下部１４に作用する回転トルクを検出する回転トルク検知手段２０と、シートバック下部１４の回転トルクの変化を検出して乗員Ｄの疲労度を推定する疲労度検知手段２１と、を設けることにより、シートバック下部１４の回転トルクの変化から脊柱の受動弾性に基づいた身体に生ずる筋骨格的疲労を検出することができ、この筋骨格的疲労から乗員Ｄの疲労度を精度良く検知することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用シート装置およびそのシート装置による乗員の疲労度推定方法に関する。

従来の車両用シート装置としては、シートクッションに、膝上部、大腿部および尻下部の荷重による撓み量をそれぞれ検出する複数のセンサーを設けるとともに、シートバックに、背中部、腰椎部および骨盤部の荷重による撓み量をそれぞれ検出する複数のセンサーを設けて、シートクッションの後端部内方およびシートバックの下端部内方に設けた空気袋の空気圧を前記各センサーの検出値に基づいて調整することにより、乗員の着座フィーリングを良好に保つとともに、疲労度を軽減させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３１５６５７号公報（第４頁、図２）

しかしながら、かかる従来の車両用シート装置では、シートクッションやシートバックの内部に配置した複数のセンサーで乗員の着座状態を検出して乗員の疲労度を検知するようになっているが、センサーを多く用いることから検出制御が困難になるとともに、乗員の疲労状態を直接検出するものではないため疲労度の検出精度が低下し、乗員に正確に疲労状態を警告することができなくなる可能性がある。

そこで、本発明は上下に分割したシートバックの下部を直接乗員の脊柱に押し当てて疲労度を検知することにより、疲労度の検出精度をより高めることができる車両用シート装置および乗員の疲労度推定方法を提供する。

本発明の車両用シート装置にあっては、シートバックを上下に分割してそれぞれが駆動手段により独立して傾動可能なシートバック下部およびシートバック上部を備えた車両用シートであって、シートバック下部に作用する回転トルクを検出する回転トルク検知手段と、シートバック下部の回転トルクの変化を検出して乗員の疲労度を推定する疲労度検知手段と、を設けたことを最も主要な特徴とする。

本発明の車両用シート装置によれば、シートバックを上下分割したシートバック下部とシートバック上部は、それぞれが独立して前後傾動可能であり、かつ、それぞれが独立してシートクッションに対するリクライニング角度を任意に設定できるため、乗員の体格に応じた最適な着座姿勢を確保できる。

そして、回転トルク検知手段によりシートバック下部に作用する回転トルクを検出することにより、この回転トルクにより乗員の脊柱の受動弾性を検出できるもので、疲労度検知手段ではそのシートバック下部の回転トルクの変化から前記脊柱の受動弾性に基づいた身体に生ずる筋骨格的疲労を検出することができ、ひいては、この筋骨格的疲労から乗員の疲労度を検知することができる。

従って、乗員の疲労度は、シートバック下部によって乗員の脊柱から受ける回転トルクを直接検出して推定できるので、疲労度の検出精度をより高めることができるとともに、シートバック下部の回転トルクの変化のみから疲労度を検出できるので、その検出制御を簡単化することができるという利点がある。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

図１〜図７は本発明の車両用シート装置の第１実施形態を示し、図１は車両用シート装置のシート構成を示す側面図、図２は車両用シート装置の駆動システムを示すブロック図、図３は車両用シート装置による疲労度を検出するための制御手順を実行するフローチャートを示す説明図、図４はシートバック下部による回転トルクの計測手順を（ａ），（ｂ）に順を追って示す側面図、図５は回転トルクの測定時の（ａ）に示すシートバック上部とシートバック下部の回転角度に対する相対角度のマップを（ｂ）に示す説明図、図６は筋骨格的疲労度と脊柱受動弾性との関係を示す特性図、図７は回転トルクの測定時にシートバック下部を駆動する手順を実行するフローチャートを示す説明図である。

この第１実施形態の車両用シート装置１は運転席１０に適用され、図１に示すように、この運転席１０のシートクッション１１はリフタ・スライド部１３を介して車体フロアＦに設置するとともに、シートバック１２はシートクッション１１の後端部に前後方向に回動可能に取り付けてある。

前記シートバック１２は、シートバック下部１４とシートバック上部１５とに上下に分割され、シートバック下部１４は下部フレーム１６に支持されて、この下部フレーム１６の下端部をシートクッション１１に、後述のシートバック下部駆動手段１０６（図２参照）を介して前後傾動可能に取り付け、シートクッション１１に対するシートバック下部１４のリクライニング角度を任意に設定可能となっている。

また、シートバック上部１５は上部フレーム１７に支持されて、この上部フレーム１７の上下方向略中央部をシートバック上部支持アーム１８の上端部に後述のシートバック上部駆動手段１１３（図２参照）を介して前後傾動可能に取り付けるとともに、このシートバック上部支持アーム１８の下端部をシートクッション１１に前記下部フレーム１６のシートバック下部駆動手段１０６と同軸上で支持アーム駆動手段１０９（図２参照）を介して前後傾動可能に取り付け、シートバック上部１５のシートクッション１１に対するリクライニング角度を任意に設定可能となっている。

更に、前記運転席１０の車両前方にはチルト・テレスコ部１９を備えたステアリングホイールＷｈが位置する。

ここで、本実施形態の車両用シート装置１では、シートバック下部１４に作用する回転トルクを検出する回転トルク検知手段２０と、シートバック下部１４の回転トルクの変化を検出して乗員としてのドライバーの疲労度を推定する疲労度検知手段２１と、を設けてある（図２参照）。

そして、前記車両用シート装置１を用いたドライバーの疲労度推定方法では、シートバック下部１４に作用する回転トルクを検出して、この回転トルクの変化から乗員の疲労度を推定することになる。

また、前記回転トルク検知手段２０は、シートバック下部１４の上端部をシートバック上部１５の下端部よりもドライバー側に突出させた際に、このシートバック下部１４に作用するトルクまたは荷重から回転トルクを検出するようになっている。

即ち、本実施形態の車両用シート装置１は、ドライバーの疲労度を検出するために図２に示す構成が採られ、脊柱受動弾性演算部１０１、シート駆動判断部１０２、シートバック下部駆動制御部１０３、支持アーム駆動制御部１０７、シートバック上部駆動制御部１１０を備えている。

脊柱受動弾性演算部１０１はシート駆動判断部１０２と情報が遣り取りされ、このシート駆動判断部１０２は、シートバック下部駆動制御部１０３、支持アーム駆動制御部１０７およびシートバック上部駆動制御部１１０とそれぞれ情報が遣り取りされる。

シートバック下部駆動制御部１０３には、シートバック下部１４に乗員から入力する荷重を検出するシートバック下部荷重検出手段１０４と、シートバック下部１４の傾斜角度（リクライニング角度）を検出するシートバック下部角度検出手段１０５と、からそれぞれの検出信号が入力され、かつ、シートバック下部１４を傾斜駆動するシートバック下部駆動手段１０６に駆動信号を出力するとともに、そのフィードバック信号が入力される。

ここで、シートバック下部荷重検出手段１０４とシートバック下部角度検出手段１０５とによって前記回転トルク検知手段２０が構成される。

シートバック下部荷重検出手段１０４およびシートバック下部角度検出手段１０５は、シートバック下部駆動手段１０６に内蔵してある。

支持アーム駆動制御部１０７には、シートバック上部支持アーム１８の傾斜角度を検出する支持アーム角度検出手段１０８から検出信号が入力されるとともに、シートバック上部支持アーム１８を傾斜駆動する支持アーム駆動手段１０９に駆動信号を出力するとともに、そのフィードバック信号が入力される。支持アーム角度検出手段１０８は、支持アーム駆動手段１０９に内蔵してある。

シートバック上部駆動制御部１１０には、シートバック上部１５に乗員から入力する荷重を検出するシートバック上部荷重検出手段１１１と、シートバック上部１５の傾斜角度を検出するシートバック上部角度検出手段１１２と、からそれぞれの検出信号が入力されるとともに、シートバック上部１５を傾斜駆動するシートバック上部駆動手段１１３に駆動信号を出力するとともに、そのフィードバック信号が入力される。

シートバック上部荷重検出手段１１１およびシートバック上部角度検出手段１１２は、シートバック上部駆動手段１１３に内蔵してある。

シートバック下部駆動制御部１０３、支持アーム駆動制御部１０７およびシートバック上部駆動制御部１１０は、それぞれシート駆動判断部１０２と情報の遣り取りが行われるとともに、このシート駆動判断部１０２は脊柱受動弾性演算部１０１と情報の遣り取りが行われ、この脊柱受動弾性演算部１０１によって前記疲労度検知手段２１を構成している。

また、前記車両用シート装置１には、車両の走行状態を判断する走行環境判断部１１４が設けられ、この走行環境判断部１１４には舵角検出手段１１５および道路環境検出手段１１６からの信号が入力されるとともに、この走行環境判断部１１４と前記シート駆動判断部１０２との間で情報の遣り取りが行われる。

このように構成された車両用シート装置１は、ドライバーの疲労度を検出するために図３に示すフローチャートに従って制御するようになっており、その概要としてはドライバーが運転開始時にシートバック下部１４を駆動し、運転開始時のシートバック下部１４の回転トルクから腹部・骨盤部の自重によるトルクを検出し、以後、経時的にシートバック下部１４を駆動してシートバック下部１４の回転トルクを検出し、検出したトルクから自重によるトルクを差し引くことで脊柱受動弾性を間接的に検知して疲労度を検出するようになっている。

即ち、前記フローチャートでは、まず、通常の乗車時にはステップＳ２０によってドライバーはシートバック下部１４、シートバック上部１５のリクライニング角度およびシートバック上部１５の前後傾斜角度を調整することにより、運転席１０のシートバック１２全体の角度を設定して運転姿勢を決定する。

次に、ステップＳ２１によって現在のシートバック各部の状態をシートバック下部角度検出手段１０５、支持アーム角度検出手段１０８、シートバック上部角度検出手段１１２の検出信号により検出して、シートバック各部の相対関係を検知する。

ここで、シートバック各部とは、シートバック下部１４とシートバック上部１５とシートバック上部支持アーム１８を意味し、また、シートバック各部の状態とは、シートバック下部１４のリクライニング角度、シートバック上部支持アーム１８を介したシートバック上部１５のリクライニング角度、シートバック上部１５の前後傾斜角度を意味する。

そして、ステップＳ２２によってシートバック下部１４を、図４（ａ）に示すように予め定めた通常の着座状態から、同図（ｂ）に示すようにシートバック下部駆動手段１０６を駆動してシートバック下部１４を、その上端部がシートバック上部１５の下端部よりも車両前方、つまりドライバーＤ側に突出するように所定角度だけ微少駆動する。

このときのシートバック下部１４の微少駆動量は、図５（ａ）に示すようにシートバック下部１４の傾斜角θとシートバック上部１５の傾斜角δとの相対角度で決定され、同図（ｂ）に示すマップに従ってシートバック下部１４の駆動量が決定される。

シートバック下部１４を微少駆動した際に、ステップＳ２３でそのシートバック下部１４に作用する荷重をシートバック下部荷重検出手段１０４によって検出し、ステップＳ２４ではシートバック下部１４の角度と荷重とから面直方向の荷重成分を計算する。

このとき、ステップＳ２５で面直方向の荷重成分からシートバック下部１４の回転中心（シートバック下部駆動手段１０６）周りの回転トルクが計算され、これをドライバーの自重による回転トルクとする。

そして、ドライバーが運転を開始すると、ステップＳ２６で予め定めた所定の運転時間が経過したかどうかを判断し、経過したと判断した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ２７に進んで、舵角検出手段１１５で舵角、道路環境検出手段１１６で直線道路の持続性、更に車速等をそれぞれ検出する。

次のステップＳ２８では、走行環境判断部１１４で舵角が予め定めた所定の範囲内にあって直線走行をしていると見なすことができ、かつ、今後数秒間の直線性が持続すると考えられる場合に、ステップＳ２９〜Ｓ３１ではステップＳ２２〜Ｓ２４と同様にシートバック下部１４を微少駆動（ステップＳ２９）し、シートバック下部１４の荷重を検出（ステップＳ３０）し、検出した荷重の面直成分を計算（ステップＳ３１）する。

即ち、回転トルク検知手段２０では、直進定常走行時に予め定めた所定の時間間隔でシートバック下部１４を突出させるようになっている。

また、疲労度検知手段２１は、シートバック下部１４の回転トルクからドライバーＤの脊柱の受動的弾性特性を推定して、乗員の疲労度の指標とするようになっている。

更に、前記脊柱の受動的弾性特性は、運転時に検出した回転トルクから運転開始時に検出した初期回転トルクを差し引いて推定するようになっている。

つまり、ステップＳ３２ではステップＳ２５で算出した自重分の回転トルクを差し引いたシートバック下部１４の回転トルクを計算し、この差し引いた回転トルクをドライバーの脊柱受動弾性として、ステップＳ３３で疲労度を検出する。

次に、ステップＳ３４ではステップＳ３３で検出した疲労度が、図６に示すように予め定めた所定の脊柱受動弾性値を超えたかどうかを判断し、越えた場合にドライバーＤの筋骨格的疲労が進んでいるとして、ステップＳ３５によって疲労警告を表示してドライバーＤに休憩を促す。

このようにドライバーＤの身体に生ずる筋骨格的疲労を検出して、疲労度が限度を超えた場合は警告を提示して休憩を促すことにより、ドライバーＤの疲労を低減して安全運転を継続させることができる。

ところで、本実施形態では脊柱の受動弾性を検出し、乗員の筋骨格的疲労度の指標としたのは、一般に着座姿勢において人間が姿勢を保持する場合には、体幹部において上半身の自重が身体姿勢角度に応じた負荷として脊柱椎間板に作用する。

そのため、経時的に姿勢を維持することにより椎間板には常に荷重負荷がかかり、これにより椎間板内の水分が椎間板外に滲出し、椎間板の弾性特性が損なわれるため、受動的弾性特性に変化が生ずることになり、従って、脊柱の弾性値として外力が作用した場合の身体応答を検出し、弾性特性の代用値として用いることが可能となる。

ただし、外力の作用に対してドライバーＤが抵抗するように身体に力を入れると正しい検出を行うことができないため、回転トルク検出時にはドライバーＤに対して運転姿勢を維持しつつ脱力するように指示することが望ましい。

また、一般に高齢者にあっては健常者に比べて椎間板自体の変性が進んでいる傾向にあり、そのため図６に示すように高齢者の場合には弾性特性と疲労度の関係がより急峻なものとなるため、ドライバーＤの属性により予め定める疲労度を提示するしきい値を変更することで、ドライバーＤに対してより適切な提示を行うことができる。

従って、本実施形態では疲労度検知手段２１（脊柱受動弾性演算部１０１）は、シートバック上部１５のリクライニング角およびドライバーＤの性別や年齢等の肉体的属性に応じて疲労度の判定レベルを可変とするようになっている。

以上の制御の流れにあって、シートバック下部１４の駆動制御部１０３が駆動手段１０６に対して駆動の信号を送り、角度検出手段１０５の信号を受けて駆動制御を行う流れを図７を用いて説明すると、まず、ステップＳ５０において駆動後の状態の目標値を制御部において設定して駆動信号を送る。

このとき、ステップＳ５１において駆動手段１０６を作動し、角度検出手段１０５や荷重検出手段１０４等の検出部における状態検出値を、ステップＳ５２によって駆動制御部１０３が常にモニタしつつ目標値に達するまで駆動する。

従って、この第１実施形態の車両用シート装置１および乗員の疲労度推定方法によれば、シートバック１２を上下に分割したシートバック下部１４とシートバック上部１５は、それぞれが独立して前後傾動可能であり、かつ、それぞれが独立してシートクッション１１に対するリクライニング角度を任意に設定できるため、ドライバーＤの体格に応じた最適な着座姿勢を確保できる。

そして、回転トルク検知手段２０によりシートバック下部１４に作用するドライバーＤの脊柱から受ける回転トルクを検出することにより、この回転トルクによりドライバーＤの脊柱の受動弾性を検出できるもので、疲労度検知手段２１ではそのシートバック下部１４の回転トルクの変化から前記脊柱の受動弾性に基づいた身体に生ずる筋骨格的疲労を検出することができ、ひいては、この筋骨格的疲労からドライバーＤの疲労度を検知することができる。

従って、ドライバーＤの疲労度は、シートバック下部１４によってドライバーＤの脊柱から受ける回転トルクを直接検出して推定できるので、疲労度の検出精度をより高めることができるとともに、シートバック下部１４の回転トルクの変化のみから疲労度を検出できるので、その検出制御を簡単化することができる。

ところで、本実施形態では前記作用効果に加えて、前記回転トルク検知手段２０は、シートバック下部１４の上端部をシートバック上部１５の下端部よりもドライバー側に突出させた際に、このシートバック下部１４に作用するトルクまたは荷重から回転トルクを検出するようにしたので、シートバック下部１４に作用する回転トルクを簡単かつ確実に検出することができる。

また、回転トルク検知手段２０では、直進定常走行時に予め定めた所定の時間間隔でシートバック下部１４を突出させるようにしたので、直進定常走行により運転に注意力が散漫となり易い状態で、ドライバーＤの脊柱の受動的弾性を径時的に計測することができ、ひいては脊柱に生じている筋骨格的疲労の状態を早期に検出することができる。

更に、疲労度検知手段２１は、シートバック下部１４の回転トルクからドライバーＤの脊柱の受動的弾性特性を推定して、乗員の疲労度の指標とするようにしたので、ドライバーＤの疲労度を外部から正確に検出でき、検出の精度を高めることができる。

更にまた、前記脊柱の受動的弾性特性は、運転時に検出した回転トルクから運転開始時に検出した初期回転トルクを差し引いて推定するようにしたので、ドライバーＤの脊柱の受動的弾性をより正確に計測でき、脊柱に生じている筋骨格的疲労の状態を精度良く検知することができる。

また、検出した疲労度が、予め定めた所定の脊柱受動弾性値を超えたかどうかを判断し、越えた場合にドライバーＤの筋骨格的疲労が進んでいるとして疲労警告を表示してドライバーＤに休憩を促すようにしたので、長時間運転にあっても疲労の少ない状態を提供し、安全運転に寄与することができる。

更に、回転トルク検出時にはドライバーＤに対して運転姿勢を維持しつつ脱力するように指示することにより、ドライバーＤの脊柱に生じている筋骨格的疲労の状態を精度良く検出できるようになる。

更にまた、疲労度検知手段２１は、シートバック上部１５のリクライニング角およびドライバーＤの性別や年齢等の肉体的属性に応じて疲労度の判定レベルを可変とするようにしたので、ドライバーＤの属性にかかわりなく長時間運転において疲労の少ない状態を提供することができる。

つまり、本実施形態ではシートバック下部１４をドライバーＤ側に駆動して、そのときの回転トルクを脊柱受動弾性として経時的に検出を行い、ドライバーＤの筋骨格的疲労度を検出して休憩勧告を行うものであり、これによりドライバーＤは自己の疲労度を知るとともに、適切な休憩を積極的に取ることが可能となり、長時間走行においても疲労の少ない運転が可能となる。

尚、本実施形態ではシートバック下部１４に内蔵された荷重検出手段１０４、即ち駆動部の回転起動トルクを利用するようになっているが、シート表面に内蔵した荷重センサーやシートバック上部支持アーム１８の歪を利用して、センサ位置のリクライニング中心からの距離の積から回転トルクを計算することによっても同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では疲労度を経時的に検出して休憩の勧告を行うものであるが、この疲労度を座面制御シートなどの制御判断に用いることも可能である。

図８，図９は本発明の第２実施形態を示し、図８は車両用シート装置の駆動システムを示すブロック図、図９は車両用シート装置の運転姿勢を選択するための制御手順を実行するフローチャートを示す説明図である。

この第２実施形態の車両用シート装置１Ａは、図８に示すように運転姿勢選択手段２１７を設けて、第１実施形態で説明した通常運転姿勢と疲労低減姿勢の２つの姿勢をドライバーＤがスイッチ選択することにより、ドライバーＤの希望に応じた適正な運転姿勢を提供するようにしてある。

本実施形態の車両用シート装置１Ａは、図８に示すようにシート駆動演算部２０１、シート駆動判断部２０２、リフタ・スライド駆動制御部２０３、シートバック下部駆動制御部２０６、シートバック上部全体駆動制御部２０９、チルト・テレスコ駆動制御部２１２、走行状況判断手段２１５、運転姿勢選択手段２１７およびシート駆動表示部２１８を備えている。

シート駆動演算部２０１はシート駆動判断部２０２と情報が遣り取りされ、このシート駆動判断部２０２は、リフタ・スライド駆動制御部２０３、シートバック下部駆動制御部２０６、シートバック上部全体駆動制御部２０９、チルト・テレスコ駆動制御部２１２、走行状況判断手段２１５およびシート駆動表示部２１８とそれぞれ情報が遣り取りされるとともに、運転姿勢選択手段２１７からの選択信号が入力される。

前記リフタ・スライド駆動制御部２０３は、図１に示したリフタ・スライド部１３の前後スライド位置および昇降位置を検出するリフタ・スライド状態検出手段２０４からの信号が入力され、かつ、リフタ・スライド部１３をスライド駆動および昇降駆動するリフタ・スライド駆動手段２０５に駆動信号を出力するとともに、そのフィードバック信号が入力される。

シートバック下部駆動制御部２０６は、図１に示したシートバック下部１４の傾斜状態（リクライニング角度）を検出するシートバック下部状態検出手段２０７からの信号が入力され、かつ、シートバック下部１４を傾斜駆動するシートバック下部駆動手段２０８に駆動信号を出力するとともに、そのフィードバック信号が入力される。

シートバック上部全体駆動制御部２０９は、図１に示したシートバック上部１５の総合的な挙動を制御するもので、本実施形態ではシートバック上部支持アーム１８のリクライニング角度とシートバック上部フレーム１７の傾斜角度を制御するようになっており、シートバック上部支持アーム１８のリクライニング角度とシートバック上部フレーム１７の傾斜角度を検出するシートバック上部全体状態検出手段２１０からの信号が入力され、かつ、シートバック上部支持アーム１８およびシートバック上部フレーム１７を駆動するシートバック上部全体駆動手段２１１に駆動信号を出力するとともに、そのフィードバック信号が入力される。尚、このシートバック上部全体駆動制御は以下の第３，第４実施形態においても同様とする。

チルト・テレスコ駆動制御部２１２は、図１に示したチルト・テレスコ部１９のチルト量（上下移動量）およびテレスコ量（テレスコピック機構による伸縮量）を検出するチルト・テレスコ状態検出手段２１３からの信号が入力され、かつ、チルト・テレスコ部１９を駆動するチルト・テレスコ駆動手段２１４に駆動信号を出力するとともに、そのフィードバック信号が入力される。

走行状況判断手段２１５は、車速検出手段２１６で検出した車速信号が入力される。

かかる車両用シート装置１ＡによってドライバーＤの希望に応じた適正な運転姿勢を提供するための制御を図９のフローチャートに基づいて説明する。

まず、通常の乗車時にドライバーＤは、ステップＳ２２０で一般道路の運転において最適化されるように自分の感覚により運転姿勢が決定される。このとき、第１実施形態の図４（ａ）に示したように、通常はシートバック下部１４とシートバック上部１５の相対関係は中折れ形状とすることなく運転姿勢を取っている。

次に、ステップＳ２２１でリフタ・スライド状態検出手段２０４、シートバック下部状態検出手段２０７、シートバック上部全体状態検出手段２１０によりドライバーＤが設定した各部の状態を検出し、ステップＳ２２２によって検出したシートスライド位置よりドライバーＤの体格を計算する。

そして、車両が走行状態に入ってドライバーＤが通常運転姿勢から姿勢負荷の少ない疲労低減姿勢に変更しようとして、運転姿勢選択手段２１７として設置された姿勢選択スイッチにより姿勢変更を選択した場合には、ステップＳ２２４によってスイッチの入力を監視しているので、ステップＳ２２５に処理を進め、スイッチに対して何も入力が無い場合（ＮＯ）はスイッチ入力の監視を続ける。

ステップＳ２２４でスイッチ入力があったと判断された場合（ＹＥＳ）は、車速検出手段２１６により車速を検出し、ステップＳ２２５で予め定めた所定の時間間隔で車速の変化量が所定の範囲内にある定常走行状態にあるかどうかを走行状況判断手段２１５により判断し、定常走行状態にあると判断した場合（ＹＥＳ）は処理を先に進める一方、加減速中などの定常走行状態に無いと判断した場合（ＮＯ）はステップＳ２２６によりシート駆動表示部２１８に今現在は姿勢変更しない方が適切である旨をドライバーＤに提示する。

上述した走行状態における姿勢変更可否は、加減速などの運転操作中に姿勢変更を行わないことで、ドライバーＤの運転に対する影響を無くして安全に運転できるようにするためである。

そして、ステップＳ２２５でＹＥＳと判断された場合に処理される以下のステップＳ２２７からステップＳ２３１では、ドライバーＤに対して通常運転姿勢から疲労低減姿勢を提供する流れおよびシート駆動における各可動部の動き方の制御であり、ステップＳ２２７でシート駆動演算部２０１によりシート駆動量を決定した後、ステップＳ２２８ではシート駆動判断部２０２により判断してリフタ・スライド駆動手段１０５、シートバック下部駆動手段２０８、シートバック上部全体駆動手段２１１に駆動信号を出力してシート駆動する。

次に、ステップＳ２２９でステアリングホイールＷｈ等の操作係の駆動が必要かどうかを判断し、必要であれば（ＹＥＳ）ステップＳ２３０により体格に基づいて駆動量を計算し、ステップＳ２３１でチルト・テレスコ部１３（図１参照）を駆動する。

従って、この第２実施形態の車両用シート装置１Ａによれば、提供する疲労低減姿勢は第１実施形態の図４（ｂ）に示した状態であり、後席空間に対する影響が無く、かつ視界および運転操作性が通常運転姿勢と同等に保たれているため、走行環境に影響を受けず、ドライバーＤが選択的に疲労低減姿勢を取ることが可能となる。

このように本実施形態では、ドライバーＤが自己の意志により通常運転姿勢と疲労低減姿勢のいずれかを選択的に運転姿勢を選ぶことができるとともに、同時に疲労を低減して安全に運転することができる。また、疲労低減姿勢では通常の運転姿勢に比べてアイポイントが上昇した位置にあるため、視認性をより向上することができる。

図１０〜図１２は本発明の第３実施形態を示し、図１０は車両用シート装置の駆動システムを示すブロック図、図１１は車両用シート装置による車速に応じた運転姿勢の制御を実行するためのフローチャートを示す説明図、図１２は車速と運転姿勢との関係のマップを示す説明図である。

この第３実施形態の車両用シート装置１Ｂは、図１０に示すように走行状況判断手段３１５を設けて、第１実施形態で説明した通常運転姿勢と疲労低減姿勢の２つの姿勢を、車速に応じて選択するようにしたものである。

本実施形態の車両用シート装置１Ｂは、図１０に示すように前記第２実施形態と略同様の構成となり、シート駆動演算部３０１、シート駆動判断部３０２、リフタ・スライド駆動制御部３０３、シートバック下部駆動制御部３０６、シートバック上部全体駆動制御部３０９、チルト・テレスコ駆動制御部３１２、走行状況判断手段３１５を備えている。

シート駆動演算部３０１はシート駆動判断部３０２と情報が遣り取りされ、このシート駆動判断部３０２は、リフタ・スライド駆動制御部３０３、シートバック下部駆動制御部３０６、シートバック上部全体駆動制御部３０９、チルト・テレスコ駆動制御部３１２および走行状況判断手段３１５とそれぞれ情報が遣り取りされる。

前記リフタ・スライド駆動制御部３０３は、第２実施形態と同様にリフタ・スライド状態検出手段３０４からの信号が入力され、かつ、リフタ・スライド駆動手段３０５に駆動信号を出力するとともに、そのフィードバック信号が入力される。

シートバック下部駆動制御部３０６は、第２実施形態と同様にシートバック下部状態検出手段３０７からの信号が入力され、かつ、シートバック下部駆動手段３０８に駆動信号を出力するとともに、そのフィードバック信号が入力される。

シートバック上部全体駆動制御部３０９は、第２実施形態と同様に図１に示したシートバック上部１５の各部（支持アーム１８およびフレーム１７）の角度を検出するシートバック上部全体状態検出手段３１０からの信号が入力され、かつ、シートバック上部支持アーム１８およびシートバック上部フレーム１７を駆動するシートバック上部全体駆動手段３１１に駆動信号を出力するとともに、そのフィードバック信号が入力される。

チルト・テレスコ駆動制御部３１２は、第２実施形態と同様にチルト・テレスコ状態検出手段３１３からの信号が入力され、かつ、チルト・テレスコ駆動手段３１４に駆動信号を出力するとともに、そのフィードバック信号が入力される。

走行状況判断手段３１５は、車速検出手段３１６で検出した車速信号が入力される。

かかる車両用シート装置１Ｂによって車速に応じた適正な運転姿勢を提供するための制御を図１１のフローチャートに基づいて説明する。

ここで、本実施形態のフローチャートを説明するにあたって、ステップＳ３２０〜ステップＳ３２２は第２実施形態の図９に示したステップＳ２２０〜ステップＳ２２２と同様の制御となり、また、ステップＳ３２５〜ステップＳ３２９は第２実施形態のステップＳ２２７〜ステップＳ２３１と同様の制御となるため、それぞれの説明を省略するものとする。

従って、本実施形態ではステップＳ３２０〜ステップＳ３２２によってドライバーＤが設定したシート位置からドライバーＤの体格を求めた後にステップＳ３２３に進み、車速検出手段３１６によって車速を検出し、次のステップＳ３２４では走行状況判断手段３１５によって予め定めた所定の時間間隔における車速の変化量が所定の範囲内になる定常走行状態（一定車速走行）にあるかどうかどうかを判断し、一定車速走行でない場合（ＮＯ）ではその監視を継続し、一定車速走行である場合（ＹＥＳ）はステップＳ３２５〜ステップＳ３２９へと進み、疲労低減姿勢を取るためにシート駆動およびチルト・テレスコ駆動を行うことになる。

また、前記ステップＳ３２４で実行される走行状況判断は図１２のマップが取り入れられ、ステップＳ３２３で検出した車速が予め定めた下限値Ｖ１以下の場合には、乗降時を含めて車両が停止若しくは低速走行中であるため、乗車時と同様の通常運転姿勢をドライバーＤに対して提供する。

一方、検出した車速が予め定めた上限値Ｖ２を越えた場合には、車両は高速走行状態にあってクルージング状態にあり、長時間走行することが想定されるので、疲労低減姿勢をドライバーＤに対して提供する。また、車速が下限値Ｖ１と上限値Ｖ２との間にある場合は、通常運転姿勢と疲労低減姿勢におけるシート角度の中間値を速度の割合に応じて提供すればよい。

従って、本実施形態によれば車速に応じて適切な運転姿勢を提供することができ、これによって経時的な運転により生ずる肉体的疲労を軽減して運転の安全性をより向上させることができる。

図１３〜図１６は本発明の第４実施形態を示し、図１３は車両用シート装置の駆動システムを示すブロック図、図１４は車両用シート装置によるギア位置に応じた運転姿勢の制御を実行するためのフローチャートを示す説明図、図１５はギア位置と運転姿勢との関係のマップを示す説明図、図１６は車両後退時の運転姿勢を示す側面図である。

この第４実施形態の車両用シート装置１Ｃは、図１３に示すようにギア位置検出手段４１５を設けて、第１実施形態で説明した通常運転姿勢と疲労低減姿勢の２つの姿勢を、変速機のギア位置に応じて選択するようにしたものである。

本実施形態の車両用シート装置１Ｃは、図１３に示すように前記第２実施形態と略同様の構成となり、シート駆動演算部４０１、シート駆動判断部４０２、リフタ・スライド駆動制御部４０３、シートバック下部駆動制御部４０６、シートバック上部全体駆動制御部４０９、チルト・テレスコ駆動制御部４１２を備えており、更に走行状況判断手段に対応するギア位置検出手段４１５を備えている。

シート駆動演算部４０１は、シート駆動判断部４０２と情報が遣り取りされ、このシート駆動判断部４０２は、リフタ・スライド駆動制御部４０３、シートバック下部駆動制御部４０６、シートバック上部全体駆動制御部４０９およびチルト・テレスコ駆動制御部４１２とそれぞれ情報が遣り取りされるとともに、ギア位置検出手段４１５のギア位置信号が入力される。

前記リフタ・スライド駆動制御部４０３は、第２実施形態と同様にリフタ・スライド状態検出手段４０４からの信号が入力され、かつ、リフタ・スライド駆動手段４０５に駆動信号を出力するとともに、そのフィードバック信号が入力される。

シートバック下部駆動制御部４０６は、第２実施形態と同様にシートバック下部状態検出手段４０７からの信号が入力され、かつ、シートバック下部駆動手段４０８に駆動信号を出力するとともに、そのフィードバック信号が入力される。

シートバック上部全体駆動制御部４０９は、第２実施形態と同様にシートバック上部全体状態検出手段４１０からの信号が入力され、かつ、シートバック上部全体駆動手段４１１に駆動信号を出力するとともに、そのフィードバック信号が入力される。

チルト・テレスコ駆動制御部４１２は、第２実施形態と同様にチルト・テレスコ状態検出手段４１３からの信号が入力され、かつ、チルト・テレスコ駆動手段４１４に駆動信号を出力するとともに、そのフィードバック信号が入力される。

かかる車両用シート装置１Ｃによって車速に応じた適正な運転姿勢を提供するための制御を図１４のフローチャートに基づいて説明する。

ここで、本実施形態のフローチャートを説明するにあたって、ステップＳ４２０〜ステップＳ４２２は第２実施形態の図９に示したステップＳ２２０〜ステップＳ２２２と同様の制御となり、また、ステップＳ４２４〜ステップＳ４２８は第２実施形態のステップＳ２２７〜ステップＳ２３１と同様の制御となるため、それぞれの説明を省略するものとする。

従って、本実施形態ではステップＳ４２０〜ステップＳ４２２によってドライバーＤが設定したシート位置からドライバーＤの体格を求めた後にステップＳ４２３に進み、ギア位置検出手段４１５によって変速機のギア位置を検出する。

そして、車両を走行させる場合に、ギア位置がドライブレンジ（Ｄレンジ）に入った場合は、乗降後にドライバーが設定した通常運転姿勢からシート設定の変更を行い、疲労低減姿勢をドライバーＤに提供する。

このとき、ギア位置と運転姿勢との関係は、図１５に示すマップに従って選択され、Ｄレンジに投入されている場合は疲労低減姿勢が選択されるとともに、後退レンジ（Ｒレンジ）に投入された場合は図１６に示す後退時運転姿勢が選択される。

従って、本実施形態によればギア位置に応じて適切な運転姿勢を提供することができるため、経時的な運転により生ずる肉体的疲労を軽減するとともに、運転の安全性をより向上することができる。

また、後退レンジで設定される後退時運転姿勢は、図１６に示すように破線の疲労低減姿勢から実線に示すようにシートバック上部１５を前方へ傾動させてシートバック１２を起立した姿勢であり、後退走行時においてドライバーＤの体幹部が起立しているので、後方を振り向いて後方視認する動作が容易になり、後退走行の安全性を向上できる。

そして、ギア位置が走行前と同様にパーキングレンジ（Ｐレンジ）に投入された場合は、乗車時にドライバーＤが設定した通常運転姿勢に復帰し、ドライバーＤの乗降性を容易にすることができる。

ところで、本発明の車両用シート装置は前記第１〜第４実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採ることができる。

本発明の第１実施形態における車両用シート装置のシート構成を示す側面図である。 本発明の第１実施形態における車両用シート装置の駆動システムを示すブロック図である。 本発明の第１実施形態における車両用シート装置による疲労度を検出するための制御手順を実行するフローチャートを示す説明図である。 本発明の第１実施形態におけるシートバック下部による回転トルクの計測手順を（ａ），（ｂ）に順を追って示す側面図である。 本発明の第１実施形態における回転トルクの測定時の（ａ）に示すシートバック上部とシートバック下部の回転角度に対する相対角度のマップを（ｂ）に示す説明図である。 本発明の第１実施形態における筋骨格的疲労度と脊柱受動弾性との関係を示す特性図である。 本発明の第１実施形態における回転トルクの測定時にシートバック下部を駆動する手順を実行するフローチャートを示す説明図である。 本発明の第２実施形態における車両用シート装置の駆動システムを示すブロック図である。 本発明の第２実施形態における車両用シート装置の運転姿勢を選択するための制御手順を実行するフローチャートを示す説明図である。 本発明の第３実施形態における車両用シート装置の駆動システムを示すブロック図である。 本発明の第３実施形態における車両用シート装置による車速に応じた運転姿勢の制御を実行するためのフローチャートを示す説明図である。 本発明の第３実施形態における車速と運転姿勢との関係のマップを示す説明図である。 本発明の第４実施形態における車両用シート装置の駆動システムを示すブロック図である。 本発明の第４実施形態における車両用シート装置によるギア位置に応じた運転姿勢の制御を実行するためのフローチャートを示す説明図である。 本発明の第４実施形態におけるギア位置と運転姿勢との関係のマップを示す説明図である。 本発明の第４実施形態における車両後退時の運転姿勢を示す側面図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 車両用シート装置
１０ 運転席
１１ シートクッション
１２ シートバック
１３ リフタ・スライド部
１４ シートバック下部
１５ シートバック上部
２０ 回転トルク検出手段
２１ 疲労度検知手段
２１７ 運転姿勢選択手段
３１５ 走行状況判断手段
４１５ ギア位置検出手段
Ｄ ドライバー（乗員）

Claims (12)

1. シートバックを上下に分割してそれぞれが駆動手段により独立して傾動可能なシートバック下部とシートバック上部とを備えた車両用シートであって、
   シートバック下部に作用する回転トルクを検出する回転トルク検知手段と、
   シートバック下部の回転トルクの変化を検出して乗員の疲労度を推定する疲労度検知手段と、を設けたことを特徴とする車両用シート装置。
2. 回転トルク検知手段は、シートバック下部の上端部をシートバック上部の下端部よりも乗員側に突出させた際に、このシートバック下部に作用するトルクまたは荷重から回転トルクを検出することを特徴とする請求項１に記載の車両用シート装置。
3. 直進定常走行時に予め定めた所定の時間間隔で駆動手段によりシートバック下部を乗員側に突出させることを特徴とする請求項２に記載の車両用シート装置。
4. 疲労度検知手段は、シートバック下部の回転トルクから乗員の脊柱の受動的弾性特性を推定して、乗員の疲労度の指標とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両用シート装置。
5. 脊柱の受動的弾性特性は、運転時に検出した回転トルクから運転開始時に検出した初期回転トルクを差し引いて推定することを特徴とする請求項４に記載の車両用シート装置。
6. 疲労度検知手段は、測定した乗員の疲労度が所定レベルに達した場合に、乗員にその旨を警告して休息を取ることを促す手段を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の車両用シート装置。
7. 回転トルク検知手段は、シートバック下部の回転トルク検出時に、乗員に対して運転姿勢を維持しつつ脱力を促す手段を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の車両用シート装置。
8. 疲労度検知手段は、シートバック上部のリクライニング角および乗員の性別や年齢等の肉体的属性に応じて疲労度の判定レベルを可変とすることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の車両用シート装置。
9. 通常運転姿勢と疲労低減姿勢の２つの姿勢を選択する運転姿勢選択手段を設けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の車両用シート装置。
10. 通常運転姿勢と疲労低減姿勢の２つの姿勢を車速に応じて選択することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の車両用シート装置。
11. 通常運転姿勢と疲労低減姿勢の２つの姿勢をギア位置に応じて選択することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の車両用シート装置。
12. シートバックを上下に分割してそれぞれが駆動手段により独立して傾動可能なシートバック下部およびシートバック上部を備えた車両用シートであって、シートバック下部に作用する回転トルクを検出して、この回転トルクの変化から乗員の疲労度を推定することを特徴とする乗員の疲労度推定方法。
    
    

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