JP2006007834A - Vehicular seat control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カーブ走行中に乗員にかかる負荷を演算し、前記負荷に基づいて車両のシートの姿勢制御を行うシート制御手段を備える車両用シート制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle seat control device including a seat control unit that calculates a load applied to an occupant during a curve run and controls the posture of a vehicle seat based on the load.
従来、例えば、右左折時やカーブ走行時にかかる遠心力や慣性力等に対し、快適な着座姿勢を確保するために、シートの傾斜やシートのサイドサポート部を調整することが提案されている。
この種の技術には、例えば、シートに着座した乗員に生じる遠心力等を相殺するように、ステアリング角速度またはヨーレイト等によって特定される車両の走行状態に応じてシートの姿勢制御を行う車両用シート制御装置がある(例えば、特許文献1参照)。
しかし、特許文献1の装置は、実際の道路情報を用いずに、ステアリング角速度等から算出した走行状態に基づいて道路情報を予想するため、鋭いS字カーブ等を走行する場合に、車両の走行状態に誤差が蓄積されて適切なシートの姿勢制御が行えなくなる虞があった。
これに対し、ナビゲーションシステムからの情報に基づいて、車両のシートのサイドサポートを動作させる車両用シート制御装置がある(例えば、特許文献2参照)。ここでは、カーブに進入する前に、カーブの曲率半径と車速とに応じたサイドサポート量を算出し、カーブに進入したときに、算出したサイドサポート量に応じてシートのサイドサポート部を制御する。
Conventionally, for example, it has been proposed to adjust the seat inclination and the side support portion of the seat in order to ensure a comfortable seating posture with respect to centrifugal force, inertial force, and the like applied when turning right or left or turning.
This type of technology includes, for example, a vehicle seat that controls the attitude of the seat according to the running state of the vehicle specified by the steering angular velocity or the yaw rate so as to cancel out centrifugal force or the like generated in an occupant seated on the seat. There exists a control apparatus (for example, refer patent document 1).
However, since the apparatus of
On the other hand, there is a vehicle seat control device that operates a side support of a vehicle seat based on information from a navigation system (see, for example, Patent Document 2). Here, before entering the curve, the side support amount corresponding to the curvature radius of the curve and the vehicle speed is calculated, and when entering the curve, the side support portion of the seat is controlled according to the calculated side support amount.
しかしながら、特許文献2の装置では、直前のカーブのみを対象としているので、シートの傾斜を制御する場合には、例えば、連続したカーブや鋭いS字カーブ等を走行するとき、カーブの切返し時にシートの傾斜が残ってしまい、次のカーブ等への対応が間に合わず、乗員に不快感を与える虞があった。また、ナビゲーションシステムの位置情報の精度が良好でない場合には、誤動作する虞があった。 However, since the apparatus of Patent Document 2 targets only the immediately preceding curve, when controlling the inclination of the sheet, for example, when traveling on a continuous curve, a sharp S-curve, or the like, or at the time of turning the curve As a result, there is a risk that the passenger will not be able to respond to the next curve or the like, causing discomfort to the occupant. Further, when the accuracy of the position information of the navigation system is not good, there is a risk of malfunction.
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、連続するカーブや鋭いS字等、道路の様々な態様に適切に対応したシートの姿勢制御を実現し、乗員の快適性を良好に確保する車両用シート制御装置を提供する点にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to realize seat posture control appropriately corresponding to various aspects of the road, such as continuous curves and sharp S-characters, and passenger comfort It is in the point which provides the vehicle seat control apparatus which ensures favorable.
この目的を達成するための本発明に係る車両用シート制御装置の特徴構成は、カーブ走行中に乗員にかかる負荷を演算し、前記負荷に基づいて車両のシートの姿勢制御を行うシート制御手段を備える車両において、前記車両の操舵状態及び前記車両の走行状態を検出する検出手段と、ナビゲーションシステムから前記車両の位置情報及び道路情報を取得する情報取得手段と、前記道路情報に基づいて、前記カーブの終点位置を演算する終点位置演算手段とを備え、前記シート制御手段が、前記操舵状態、前記走行状態、前記位置情報及び前記道路情報に基づいて、前記車両が前記終点位置を走行する際に前記シートが通常状態となるように前記シートの戻しスケジュールを演算し、前記シートの姿勢制御を行う点にある。
即ち、上記特徴構成によれば、車両がカーブの終点位置を通過するときに、シートを通常状態、即ち、シートの傾斜角が0度となるようにシートの姿勢制御を行うので、例えば、連続したカーブがある場合に、次のカーブへの対応遅れを確実に無くすことができる。また、カーブ区間の次に直線区間がある場合は、直線区間の走行開始時にシートの傾斜角が0度となっているので、乗員が不快な思いをするのを防止することができる。従って、連続したカーブや鋭いS字カーブ等、道路の様々な態様に全体的に対応し、対応遅れを確実に防止して、シートの姿勢制御を適切に行うことができる。
In order to achieve this object, the vehicle seat control device according to the present invention is characterized in that a seat control means for calculating a load applied to an occupant during curve traveling and controlling the posture of the vehicle seat based on the load. In the vehicle comprising: a detecting means for detecting a steering state of the vehicle and a traveling state of the vehicle; an information acquiring means for acquiring position information and road information of the vehicle from a navigation system; and the curve based on the road information. End point position calculating means for calculating the end point position of the vehicle, and when the vehicle travels the end point position based on the steering state, the traveling state, the position information, and the road information. The sheet return schedule is calculated so that the sheet is in a normal state, and the attitude of the sheet is controlled.
That is, according to the above-described feature configuration, when the vehicle passes the end point position of the curve, the seat posture is controlled so that the seat is in a normal state, that is, the seat inclination angle is 0 degree. When there is a curved curve, it is possible to reliably eliminate the delay in responding to the next curve. Further, when there is a straight section next to the curve section, the seat inclination angle is 0 degree at the start of traveling in the straight section, so that the passenger can be prevented from feeling uncomfortable. Therefore, it is possible to cope with various aspects of the road such as a continuous curve and a sharp S-curve as a whole, to reliably prevent a delay in correspondence, and to appropriately control the seat posture.
この目的を達成するための本発明に係る車両用シート制御装置の他の特徴構成は、前記終点位置演算手段は、前記道路情報から読取られるカーブ区間の終端位置より手前の所定の曲率半径以下の位置を前記カーブの終点位置とする点にある。
一般的に、カーブ区間の開始位置及び終端位置より中央部分に向けて曲率半径が次第に小さくなるから、ナビゲーションシステムから得た道路情報ではカーブとみなされるカーブ区間であっても、カーブ区間の開始位置及び終端位置の近傍の道路については、車両の乗員からみて略直線とみなすことができる。このため、所定の曲率半径以上の道路を直線として判定し、カーブ区間の終端位置から手前の所定の曲率半径以下となる位置をカーブの終点位置として設定することで、より適切にシートの姿勢制御を行うことができる。
更に、シートの制御は、車速等の走行状態や操舵状態等から遠心力等を演算して行うため、戻し動作タイミングの演算に誤差が生じる場合も考えられる。上記特徴構成によれば、カーブ区間の終端位置から一定量手前の位置をカーブの終点位置とするので、戻し動作タイミングの演算に誤差が生じた場合であっても、次のカーブや直線への対応遅れをより確実に防止することができる。
Another feature of the vehicle seat control device according to the present invention for achieving this object is that the end point position calculating means is equal to or less than a predetermined curvature radius before the end position of the curve section read from the road information. The position is at the end point of the curve.
In general, since the radius of curvature gradually decreases from the start position and end position of the curve section toward the center, even if the curve section is regarded as a curve in the road information obtained from the navigation system, the start position of the curve section The road in the vicinity of the terminal position can be regarded as a substantially straight line as viewed from the vehicle occupant. For this reason, a road with a predetermined radius of curvature or more is determined as a straight line, and a position that is equal to or smaller than the predetermined radius of curvature before the end position of the curve section is set as the end point position of the curve, so that the seat posture can be controlled more appropriately. It can be performed.
Further, since the seat control is performed by calculating the centrifugal force or the like from the traveling state such as the vehicle speed or the steering state, it may be considered that an error occurs in the calculation of the return operation timing. According to the above characteristic configuration, since a position a certain amount before the end position of the curve section is set as the end position of the curve, even if an error occurs in the calculation of the return operation timing, Response delay can be prevented more reliably.
本発明に係る車両用シート制御装置(以下、適宜「本発明装置」と略称する)の第一実施形態について、図面を基に説明する。
図1に示すように、本発明装置は、カーブ走行中に乗員にかかる負荷を演算し、負荷に基づいて車両1のシートの姿勢制御を行うシート制御手段としてのシート制御ECU7を備える車両に適用され、車両1の操舵状態及び車両1の走行状態を検出する検出手段2と、ナビゲーションシステムから車両1の位置情報及び道路情報を取得する情報取得手段5と、道路情報に基づいて、カーブの終点位置を演算する終点位置演算手段6とを備えている。また、車両1のシートには、図示しないが、姿勢補助装置8として、シートを左右に傾斜させるリフタがシートの左右に設けられている。左右のリフタには夫々、リフタモータ8a及びシートの傾斜角を検出する傾斜角センサ8bが設置されている。更に、シートにはサイドサポート部が設置されており、リフタモータ8aと連動して動作するように構成されている。
A first embodiment of a vehicle seat control device according to the present invention (hereinafter abbreviated as “the present device” as appropriate) will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the device of the present invention is applied to a vehicle including a
検出手段2は、車両1の操舵状態を検出する手段として、ステアリングの操舵角を検出するステアリングセンサ2aを備え、車両1の走行状態を検出する手段として、車両1の車速を検出する速度センサ2b、及び、車両1にかかる慣性力(遠心力)の変化率を検出する加速度センサ2cを備えている。
The detection means 2 includes a
情報取得手段5は、ナビゲーションシステムとして、GPS3(Global Positioning System)を利用するカーナビゲーションシステム4(car navigation system、以下、適宜「カーナビ4」と略称する)から車両1の現在の位置情報及び道路情報を取得する。カーナビ4は、カーブ開始点から50m手前の位置を車両1が走行するときに、道路情報として、前方カーブの方向及びその曲率半径、連続カーブの有無、カーブ連続区間距離及びカーブ間距離等を出力する。尚、カーブが連続しているか否かは、カーブ間の直線距離に基づいて判断され、カーブ間の直線距離が所定の距離以下の場合は連続カーブであると判断し、所定の距離より長い場合には連続カーブではないと判断する。距離や曲率半径の算出は、道路の道幅の略中央部分を基準として算出する。
The information acquisition means 5 uses the current position information and road information of the
図2は、カーナビ4から出力される道路情報のデータファイルの一例であり、2バイト(16bit)のデータ長を持つ。bit15は連続カーブの有無を示すフィールドであり、目前のカーブに続いてすぐにカーブが存在しない場合は0、カーブが存在する場合は1が設定される。bit14及びbit13は、目前カーブの情報を示すフィールドであり、直線区間を走行中は00、右カーブでは01、左カーブでは10が設定される。bit12乃至bit8は目前カーブの曲率半径を示すフィールドであり、目前カーブの曲率半径を5bitで量子化した値が設定される。詳細には、曲率半径が0mであれば00000、曲率半径が1000m以上のときは11111が設定される。bit7乃至bit4は、カーブ連続区間距離を示すフィールドであり、図3(a)に示すように、連続したカーブの総距離を4bitで量子化した値が設定される。詳細には、0mであれば00000、500m以上であれば1111が設定される。bit3乃至bit0は、カーブ間距離を示すフィールドであり、図3(b)に示すように、カーブとカーブの間の直線区間の距離を4bitで量子化した値が設定される。詳細には、0mであれば0000、500m以上であれば1111が設定される。
FIG. 2 is an example of a road information data file output from the car navigation system 4 and has a data length of 2 bytes (16 bits). Bit 15 is a field indicating the presence or absence of a continuous curve, and is set to 0 when there is no curve immediately following the current curve, and is set to 1 when there is a curve.
終点位置演算手段6は、カーナビ4から道路情報を取得し、カーブの終点位置を算出する。本実施形態では、カーブの終点位置の算出は、図4に示すように、道路情報から読取られるカーブ区間の終端位置XEの近傍では曲率半径が大きく直線とみなせることから、カーブ区間の終端位置XEの手前、所定の曲率半径となる位置をカーブの終点位置X2とする。 The end point position calculating means 6 acquires road information from the car navigation 4 and calculates the end point position of the curve. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the end point position of the curve section is calculated because the curvature radius is large and can be regarded as a straight line in the vicinity of the end position XE of the curve section read from the road information. A position having a predetermined radius of curvature is defined as an end point position X2 of the curve.
詳細には、先ず、情報取得手段5から、図4に示す目前のカーブの開始位置XS、終端位置XEを取得する。終点位置X2は、終端位置XEの近傍から順にカーブ区間内の各地点における曲率半径を算出し、この曲率半径が所定範囲内の値となる位置をカーブの終点位置X2とする。 Specifically, first, the start position XS and the end position XE of the current curve shown in FIG. As the end point position X2, the radius of curvature at each point in the curve section is calculated in order from the vicinity of the end point position XE, and the position where the radius of curvature is within a predetermined range is defined as the end point position X2 of the curve.
シート制御ECU7は、検出手段2から出力される操舵状態及び走行状態、情報取得手段5から出力される位置情報及び道路情報、及び、終点位置演算手段6から出力される終点位置X2に基づいて、車両1の乗員にかかる横Gが最大になる位置でシートの傾斜角が最大となるようにシートを動作させると共に、車両1が終点位置X2を走行する際にシートが通常状態となるようにシートの戻しスケジュールを演算し、この戻しスケジュールに基づいてシートの姿勢制御を行う。
The
シート制御ECU7による戻しスケジュールの演算、及び、シートの姿勢制御について、図5を基に説明する。ここでの戻しスケジュールは、シートの傾斜を通常状態に向けて動作させる開始位置若しくは開始時間である。尚、ここでは、シートの作動速度は一定として説明する。本実施形態では、車両1がカーブ開始位置XSの3m手前の位置を走行するときに、姿勢補助装置8のリフタモータ8aの動作を開始し、シートの傾斜角θ2が目標傾斜角θ1と等しくなったときにリフタモータ8aの動作を停止する。目標傾斜角θ1は、遠心力F、車両1が目前カーブの終点位置X2に到達するまでの到達時間t1及びシートを水平位置まで戻すのにかかる時間t2に応じて算出される。
The calculation of the return schedule and the seat posture control by the
ここで、本実施形態のシート制御ECU7は、遠心力Fの算出を行うための演算部7a乃至7g、到達時間t1を演算するための演算部7h、時間t2を演算するための演算部7i、目標傾斜角θ1を算出する演算部7j乃至7l、及び、シートの作動方向を決定する作動方向決定部7mを備えている。
Here, the
演算部7aは、ステアリングセンサ2aからの出力に基づいて、操舵角Cstを算出し、操舵角Cstからカーブ予測半径rの算出を行う。演算部7bは、速度センサ2bからの出力に基づいて、車両1の現在の速度vを求め、速度の二乗v2を算出する。演算部7cは、横Gαを算出する。横Gαは、α=v2/rで求められる。演算部7dは、横Gαに重み付けを行った値βを演算部7eに出力する。演算部7eは、値βに加速度センサ2cからの出力を加算する。演算部7fは、加速度センサ2cからの出力に基づいて、横Gの変化率Δαを算出する。演算部7gは、演算部7eからの出力と演算部7fで算出した変化率Δαとを加算して、遠心力Fを算出する。
The
演算部7hは、情報取得手段5から車両1の現在の位置情報と道路情報とを取得すると共に、終点位置演算手段6から目前のカーブの終点位置X2を取得する。そして、車両1の現在位置X0から終点位置X2までの距離disを求め、車両1の到達時間t1を算出する。到達時間t1は、dis/vで定義される。演算部7iは、シートの傾斜角を検出する傾斜角センサ8bから現在のシートの傾斜角θ2を取得し、シートを水平位置まで戻すのにかかる時間t2を算出する。時間t2は、θ2×tuで求められ、tuはシートを1度作動させるのにかかる時間である。
The
演算部7jは、演算部7gから遠心力F、演算部7hから到達時間t1、及び、演算部7iから時間t2を取得し、シートの目標傾斜角θ1を算出する。t1>t2の場合、つまり、車両1の現在の位置がシートの戻し位置X1の手前である場合には、車両1にかかる横Gに対応してシートを傾斜させるために、マップ7kに基づいて目標傾斜角θ1を求める。ここで、マップ7kは、遠心力Fとシートの目標傾斜角θ1との対応関係を示しており、例えば、1Gのときの遠心力Fに対応するシートの傾斜角は、最大量である5度に設定される。t1≦t2の場合、つまり、車両1の現在の位置がシートの戻し位置X1より終点位置X2側である場合には、シートの戻し動作を行うために、演算部7lによって0度に設定される。
The calculation unit 7j acquires the centrifugal force F from the
作動方向決定部7mは、目標傾斜角θ1と現在のシートの傾斜角θ2とを比較し、目標傾斜角θ1と傾斜角θ2とが等しくない場合に、傾斜角θ2を目標傾斜角θ1に近付けるように、リフタモータ8aを作動させる。
The operating
図6は、本発明装置によるシートの傾きと、ステアリングの操舵角及び車速に基づく従来技術によるシートの傾きとを時系列的に表している。
ここで、カーブ進入直後及びカーブ出口付近において、本発明装置と従来技術とでシートの動作が異なっている。これば、従来の操舵角及び車速に基づく制御の場合、カーブ進入直後のシートの目標傾斜角をカーブの直前の道路が直線である場合とカーブである場合とについて区別せず平均化して算出するために、理想的なシートの動作に対しずれが生じるからである。また、操舵角及び車速から演算される横Gに対し目標傾斜角を設定する場合には、車両の速度が速いときや、連続したカーブ及び鋭いS字カーブを走行するときには、次のカーブや直線への対応が間に合わない場合も考えられるが、本発明装置の場合、終点位置X2を走行する際にシートが通常の状態になっているので、対応遅れが生じるのを防止することができる。
FIG. 6 shows, in a time-series manner, the seat inclination according to the device of the present invention and the seat inclination according to the prior art based on the steering angle and the vehicle speed.
Here, immediately after entering the curve and in the vicinity of the curve exit, the operation of the seat is different between the device of the present invention and the prior art. In this case, in the case of control based on the conventional steering angle and vehicle speed, the target inclination angle of the seat immediately after entering the curve is calculated by averaging without distinguishing between the case where the road immediately before the curve is a straight line and the case where it is a curve. This is because there is a deviation from the ideal sheet operation. When the target inclination angle is set for the lateral G calculated from the steering angle and the vehicle speed, the following curve or straight line is used when the vehicle speed is high, or when traveling on a continuous curve or a sharp S-curve. Although it is conceivable that the response to the time is not in time, in the case of the apparatus of the present invention, since the seat is in a normal state when traveling at the end point position X2, it is possible to prevent a response delay from occurring.
次に、本発明にかかる車両用シート制御装置の別実施形態について説明する。上記第一実施形態では、カーブの終点位置X2までの到達時間t1とシートの戻し動作にかかる時間t2に基づいて、戻しスケジュールを設定したが、本実施形態では、シートの戻し位置を戻しスケジュールとして設定する。
詳細には、例えば、曲率半径が20mの右カーブを走行する場合、最大傾斜角を3度に設定し、シートの戻し位置X1をカーブの終点位置X2の手前5mの位置に設定する。また、曲率半径20mの左カーブであって、カーブ間距離20mをおいて右カーブが連続している場合、次のカーブへの対応のために、最大傾斜角を1度に設定し、シートの戻し位置X1をカーブの終点位置X2の手前10mの位置に設定する。
Next, another embodiment of the vehicle seat control device according to the present invention will be described. In the first embodiment, the return schedule is set based on the arrival time t1 to the end point position X2 of the curve and the time t2 required for the return operation of the sheet. However, in this embodiment, the return position of the sheet is set as the return schedule. Set.
Specifically, for example, when traveling on a right curve with a radius of curvature of 20 m, the maximum inclination angle is set to 3 degrees, and the seat return position X1 is set to a position 5 m before the end point position X2 of the curve. Also, if the curve is a left curve with a radius of curvature of 20m and the right curve is continuous with a distance of 20m between the curves, the maximum inclination angle is set to 1 degree to accommodate the next curve. The return position X1 is set to a position 10 m before the end point position X2 of the curve.
尚、上記実施形態では、シートの戻し動作を、戻し位置X1、若しくは、シートを通常状態に戻すのにかかる時間を算出して行う構成としたが、シートの作動速度を任意に調節可能なシートの場合には、シートの作動速度を横G等に基づいて設定し、これに対応させて戻し位置X1若しくはシートを通常状態に戻すのにかかる時間を算出する構成とするのも好ましい実施態様である。例えば、緩いカーブ等の場合には、シートの作動速度を遅く設定し、鋭いS字カーブを高速で走行する等の場合には、シートの作動速度を早く設定する。これによって、車両1の走行状態により適切に対応してシートの姿勢制御を行うことができ、車両1の快適性を向上させることができる。
In the above-described embodiment, the seat returning operation is performed by calculating the return position X1 or the time required to return the seat to the normal state. However, the seat is capable of arbitrarily adjusting the operating speed of the seat. In this case, it is also a preferable embodiment that the operation speed of the seat is set based on the lateral G or the like, and the time required to return the return position X1 or the seat to the normal state is calculated corresponding to this. is there. For example, in the case of a gentle curve or the like, the seat operating speed is set to be slow, and in the case of traveling on a sharp S-curve at high speed, the seat operating speed is set to be fast. As a result, the seat posture can be controlled appropriately in accordance with the traveling state of the
1 車両
2 検出手段
4 カーナビゲーションシステム
5 情報取得手段
6 終点位置演算手段
7 シート制御手段
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記車両の操舵状態及び前記車両の走行状態を検出する検出手段と、
ナビゲーションシステムから前記車両の位置情報及び道路情報を取得する情報取得手段と、
前記道路情報に基づいて、前記カーブの終点位置を演算する終点位置演算手段とを備え、
前記シート制御手段が、前記操舵状態、前記走行状態、前記位置情報及び前記道路情報に基づいて、前記車両が前記終点位置を走行する際に前記シートが通常状態となるように前記シートの戻しスケジュールを演算し、前記シートの姿勢制御を行う車両用シート制御装置。 In a vehicle including a seat control unit that calculates a load applied to an occupant during a curve run and controls the posture of the vehicle seat based on the load,
Detecting means for detecting a steering state of the vehicle and a running state of the vehicle;
Information acquisition means for acquiring position information and road information of the vehicle from a navigation system;
An end point position calculating means for calculating an end point position of the curve based on the road information;
Based on the steering state, the traveling state, the position information, and the road information, the seat control unit is configured to return the seat so that the seat is in a normal state when the vehicle travels the end position. A vehicle seat control device that calculates the position and controls the posture of the seat.
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