JP2009143457A - 着座位置調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乗員の体格差に拘わらず、アイポイントが予め設定された位置になるようにシートを自動で調整する着座位置調整装置を提供する。
【解決手段】シートクッション１１の高さを調整するシートクッション機構２０を備えた着座位置調整装置１において、シートクッション１１に着座した乗員の顔を撮影するアイポイント検出用撮像部６０と、アイポイント検出用撮像部６０によって撮影された顔画像からアイポイントを検出し、検出したアイポイントが予め設定されたアイポイントＰ１の高さと同じになるようにシートクッション機構２０を駆動する制御部と、を備える。制御部は、身長推定部によって推定した身長に応じて、ステアリングテレスコピック機構３０を駆動してステアリングホイール３１の前後位置を調整すると共に、ステアリングチルト機構４０を駆動してステアリングホイール３１のチルト角を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、乗員の体格差に拘わらず、アイポイントが予め設定された位置になるようにシートを自動で調整する着座位置調整装置に関するものである。

従来の一般的な車両は、体格の異なる運転者に対応できるように、シートを前後方向に移動可能に、シートクッションの高さを調整可能に、さらに、ステアリングホイールの位置を前後に調整可能に、構成されている。
さらに、近年では、運転者の視界を良好にするために、アイポイントが最適な位置に来るように、運転姿勢を調整する装置が開発されている。

この種の運転姿勢調整装置が特許文献１に開示されている。特許文献１の運転姿勢調整装置は、運転者のアイポイントを調節する機構、即ちシートクッションの下側に設けたＸリンクと、シートクッション下側に設けた可動フロアスライドレールによって車両フロアに対して車両前後方向へ相対移動可能な可動フロアと、ステアリングホイールを車両前後方向へ移動させるステアリング位置調節手段と、運転者のアイポイントがあらかじめ設定された位置となるようＸリンク、可動フロア、ステアリング位置調節手段を駆動する運転姿勢制御手段と、を備えている。

さらに、この運転姿勢調整装置は体格入力手段を備えており、例えば、車室内のディスプレー上でタッチパネルにより身長を入力するように構成されている。そして、体格入力手段を用いて、入力された体格が小柄な人の場合は、運転姿勢制御手段がＸリンクを駆動してシートクッションを車両上へ、さらに可動フロア、ステアリング位置調節手段を駆動してステアリングホイールや可動フロアを車両後方側へ移動させる。一方、体格が大柄な人の場合は、運転姿勢制御手段がＸリンクを駆動してシートクッションを車両下方へ、さらに可動フロア、ステアリング位置調節手段を駆動してステアリングホイールや可動フロアを車両前方側へ移動させる。このようにして、運転者の体格差にかかわらず、運転者のアイポイントが予め設定された位置になるように、各機構が制御されている。
特開２００５−１０４４５６号公報

ところで、特許文献１の運転姿勢調整装置では、Ｘリンク、可動フロア、ステアリングホイールを可動させる際、乗員が体格入力手段を介して身長を入力する手間が必要である。
また、従来の運転姿勢調整装置は、運転時のドライバーの視界が最適になるようにシート、ステアリングホイール、可動フロアの位置を調整するものであり、車両外側からの運転姿勢の見栄えを考慮して創作されてはいない。例えば、図１２（Ａ）に示す運転姿勢は前のめりで窓枠に対して頭の位置が沈みすぎており、図１２（Ｂ）に示す運転姿勢は後退しすぎて窓枠から頭がはみ出しており、いずれも見栄えが悪い。このような車両外側から見た運転姿勢を、シートに着座した乗員は従来確認することはできなかった。さらに、車両外側から見た運転姿勢をディスプレーで確認しながら、シートの位置を調整することは従来行われていなかった。

本発明は以上の点に鑑み、乗員の体格差に拘わらず、アイポイントが予め設定された位置になるように、シートを自動で調整する着座位置調整装置を提供することを第一の目的としている。
本発明は、シートに着座した乗員が車両外側から見た運転姿勢を確認することができる着座位置調整装置を提供することを第二の目的としている。
さらに本発明は、シートに着座した乗員が車両外側から見た運転姿勢をディスプレーで確認しながら、シートの位置を調整することができる着座位置調整装置を提供することを第三の目的としている。

上記目的を達成するため、本発明は、シートクッションの高さを調整するシートクッション機構を備えた着座位置調整装置において、シートクッションに着座した乗員の顔を撮影するアイポイント検出用撮像部と、アイポイント検出用撮像部によって撮影された顔画像からアイポイントを検出し、検出したアイポイントが予め設定されたアイポイントの高さと同じになるようにシートクッション機構を駆動する制御部と、を備えたことを特徴としている。

本発明の着座位置調整装置は、シートクッション駆動機構によってシートクッションが移動した距離に基づいてシートクッションに着座した乗員の座高を算出する座高算出部と、座高算出部によって算出された座高に基づいて乗員の身長を推定する身長推定部と、ステアリングホイールの前後位置を調整するステアリングテレスコピック機構と、ステアリングホイールのチルト角を調整するステアリングチルト機構と、乗員の足を載せるフロアを可動させるフロア機構と、を備え、制御部が、身長推定部によって推定された身長に応じてステアリングテレスコピック機構を駆動してステアリングホイールの前後位置を調整すると共に、ステアリングチルト機構を駆動してステアリングホイールのチルト角を調整し、さらにフロア機構を駆動してフロアの位置を調整することを特徴としている。

本発明の着座位置調整装置は、好ましくは、シートクッション機構によって高さが調整されたシートクッションに着座した乗員の顔を撮影する合成画像用撮像部と、合成画像用撮像部によって撮影された顔の画像をシートクッション側の車両側面の画像に合成して、乗員が車両に乗っている合成画像を作成する合成部と、合成部によって作成された合成画像を表示するディスプレー部と、を備えたことを特徴としている。さらに、ディスプレー部がタッチパネルで構成されており、乗員がディスプレー部に表示された顔画像のまわりをタッチした場合に、制御部が、当該ディスプレー部に表示された当該顔画像からタッチ位置の方向へシートクッションが移動するように、シートクッション機構を制御するのが望ましい。

本発明によれば、乗員の体格差に拘わらず、アイポイントが予め設定された位置になるようにシートを自動で調整できる。また、シートに着座した乗員が車両外側から見た運転姿勢を確認することができる。さらに、シートに着座した乗員が車両外側から見た運転姿勢をディスプレーで確認しながら、シートの位置を調整することができる。

以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図中のＦｒは車両前方を、Ｕｐは車両上方を、ＬＨは車幅方向であって左方を示す。
〔第１実施形態〕
図１は本発明の第１実施形態に係る着座位置調整装置１を適用した運転席（以下、シートと称す）１０の周辺を示す図であり、図２は図１のシート１０の正面図である。また、図３は本発明の第１実施形態に係る着座位置調整装置１のブロック図である。

着座位置調整装置１は、駆動系として、シートクッション機構２０と、ステアリングテレスコピック機構３０と、ステアリングチルト機構４０と、フロア機構５０とを備え、制御系として、アイポイント検出用撮像部６０と、制御部７０と、座高算出部７１と、身長推定部７２とを備えている。

先ず、駆動系について説明する。
シートクッション機構２０は、シートクッション１１の高さを調整するものである。このシートクッション機構２０は、例えば図１に示すように、シートクッション１１の下方に設けられた支持台２１と、この支持台２１の中央部に形成された凹部２２から上方へ立ち上がったシャフト２３と、シートクッション１１の底部に固定されておりシャフト２３に摺動して上下動する筒材２４と、この筒材２４をシャフト２３に対して上下方向に移動させるモータなどの駆動手段（図示省略）と、から構成されている。なお、シートバック１２は支持台２１に固定されている。

さらに、本実施形態のシート１０は、車両前後方向に移動可能に構成されていると共に、車幅方向に移動可能に構成されている。例えば、車両フロア９０には、図２に示すように車両前後方向へ延出した２本の第１レール９１，９１が並設されており、第１レール９１によって前後方向への移動が案内されるテーブル部材９２が設けられている。このテーブル部材９２の上面には、図１及び図２に示すように、車幅方向へ延出した２本の第２レール９３，９３が並設されており、この第２レール９３によって前述の支持台２１が車幅方向へ移動可能に案内されている。なお、テーブル部材９２は、例えばローラを介して第１レール９１に連結されており、このローラが図示省略するモータによって回転させられるように構成されている。

ステアリングテレスコピック機構３０は、ステアリングホイール３１の前後位置を調整するものである。このステアリングテレスコピック機構３０は、ボディ側に回動可能に配設された筒状のブラケット３２と、このブラケット３２にスプライン結合していてステアリングホイール３１を支持するスライディングシャフト３３と、ブラケット３２に対してスライディングシャフト３３を移動させるモータなどの駆動手段（図示省略）と、から構成されている。

ステアリングチルト機構４０は、ステアリングホイール３１のチルト角を調整するものであり、前述のステアリングテレスコピック機構３０のブラケット３２を回動させる。このため、ブラケット３２はボディに枢支されており、モータなどの駆動手段（図示省略）がブラケットの支点Ｑと同軸に設けられている。

フロア機構５０は、シートクッション１１に着座した乗員の足を載せる可動フロアを移動させる機構である。フロア機構５０は、図１に示すように、シート前方の車両フロア９０に設けられた台座部５１と、この台座部５１の前側に設けられた車両前方へ行くにしたがって下がるスロープに設けられたレール５２と、このレール５２に支持フレーム５３を介して摺動可能に設けられた可動フロア５４と、可動フロア５４を移動させるモータなどの駆動手段（図示省略）と、から構成されている。なお、可動フロア５４にはアクセル用のペダル５５等が取り付けられている。

次に、制御系について説明する。
アイポイント検出用撮像部６０は、シートクッション１１に着座した乗員の顔を撮影するものであり、例えばＣＣＤカメラにより構成される。このアイポイント検出用撮像部６０によって撮影された乗員の顔画像は制御部７０へ送られる。

座高算出部７１は、後述するように制御部７０によってシートクッション機構２０が駆動されてシートクッション１１が移動した場合、シートクッション１１が移動した距離に基づいてシートクッション１１に着座した乗員の座高を算出するものである。具体的には、本実施形態の着座位置調整装置１においては、乗員の体格差に拘わらずアイポイントＰ１（図１）が予め決められており、このアイポイントＰ１に乗員の目が位置するようにシート位置が調整されるので、調整されたシートクッション１１に着座した乗員のアイポイントは常に一定の位置になる。これにより、調整の際にシートクッション１１が移動した距離を考慮して、予め決められたアイポイントＰ１とシートクッション上のヒップポイントＰ２との距離Ｌ（図１）を算出し、それに所定の長さ（例えば、目から天頂部までの高さ）を加算することで、乗員の座高を算出する。

身長推定部７２は、座高算出部７１によって算出された座高に基づいて乗員の身長を推定するものである。ここで、座高に比例して身長は高くなるので、図４に示すグラフに基づいて、座高算出部７１によって算出された座高に基づいて乗員の身長を推定する。

制御部７０は、シートクッション機構２０と、ステアリングテレスコピック機構３０と、ステアリングチルト機構４０と、フロア機構５０を制御するものである。制御の順番としては、先ず、シートクッション機構２０が制御され、次に、ステアリングテレスコピック機構３０、ステアリングチルト機構４０、フロア機構５０の順番で制御が行われる。
先ず、制御部７０は、アイポイント検出用撮像部６０によって撮影された顔画像に基づいて、シートクッション機構２０を制御する。ここで、制御部７０は、アイポイント検出用撮像部６０から送られてきた顔画像を画像解析して乗員の目を検出すると共に、乗員の目の高さを検出する。ここで、図５（Ａ）に示すように、乗員が体格の大きな人である場合、予め設定されたアイポイントの高さＨ１より高い位置Ｈ２に乗員の目の高さが検出されるので、制御部７０は、乗員の目の高さがアイポイントＰ１の高さＨ１に移動するようにシートクッション機構２０を制御して、シートクッション１１を車両下方へ移動させる。一方、乗員が小柄な人である場合、図５（Ｂ）に示すように、アイポイントＰ１の高さＨ１より低い位置Ｈ３に乗員の目の高さが検出されるので、制御部７０は、乗員の目の高さがアイポイントＰ１の高さＨ１に移動するように、シートクッション機構２０を制御してシートクッション１１を車両上側へ移動させる。
このような、シートクッション１１を移動させるシートクッション機構２０のモータには、例えばロータリーエンコーダーが取り付けられており、その回転数などが検出されて、その回転数に基づいてシートクッション１１の移動距離が制御部７０によって算出される。算出されたシートクッション１１の移動距離は、座高算出部７１へ送られる。

このように、制御部７０がシートクッション機構２０を制御することで座高算出部７１が座高を算出する。そして、前述の通り、算出された座高に基づいて身長推定部７２が身長を推定する。このように推定された身長に基づいて、制御部７０は、ステアリングテレスコピック機構３０、ステアリングチルト機構４０、フロア機構５０を制御する。

ここで、身長に比例してステアリングホイール３１の前方への移動量が大きくなるので、図６に示すグラフに基づいて、制御部７０は、身長推定部７２によって推定された身長に応じてステアリングテレスコピック機構３０のモータを制御する。例えば、乗員が体格の大きな人である場合にはステアリングホイール３１を車両前方側へ、小柄な人の場合にはステアリングホイール３１を車両後方側へ移動させる。
また、身長に比例してステアリングホイール３１のチルト角が大きくなるので、図７に示すグラフに基づいて、制御部７０は、身長推定部７２によって推定された身長に応じてステアリングチルト機構４０のモータを制御する。例えば、乗員が体格の大きな人である場合にはステアリングホイール３１を車両上方側へ、小柄な人の場合にはステアリングホイール３１を車両下方側へ移動させる。
また、身長に比例して可動フロア５４の前方へ移動させる距離が長くなるので、図８に示すグラフに基づいて、制御部７０は、身長推定部７２によって推定された身長に応じてフロア機構５０のモータを制御する。例えば、乗員が体格の大きな人である場合には可動フロア５４を車両前方側へ、小柄な人の場合には可動フロア５４を車両後方側へ移動させる。

なお、車両には電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）が搭載されており、このＥＣＵが前もってインストールされたソフトウェアを実行することで、上記の制御部、座高算出部、身長推定部における処理が行われる。

以上のように構成された着座位置調整装置１の動作について説明する。
先ず、乗員がシートクッション１１に着座すると、アイポイント検出用撮像部６０が乗員の顔を撮影し、顔画像が制御部７０へ送られる。制御部７０では、顔画像を解析して乗員のアイポイントを検出し、その高さが予め設定されたアイポイントＰ１の高さＨ１と一致するようにシートクッション機構２０を制御する。そして、シートクッション機構２０はモータを駆動してシートクッション１１を所望の位置まで移動させる。そのシートクッション１１の移動距離が制御部７０によって算出されて座高算出部７１へ送られ、乗員の座高が算出される。この算出された座高に基づいて身長推定部７２が乗員の身長を推定する。そして、制御部７０は、推定された身長に応じてステアリングテレスコピック機構３０を駆動してステアリングホイール３１の前後位置を調整すると共に、ステアリングチルト機構４０を駆動してステアリングホイール３１のチルト角を調整し、さらにフロア機構５０を駆動して可動フロア５４の位置を調整する。

このように、本発明の第１実施形態に係る着座位置調整装置１によれば、自動でシートポジションが調整される。このため、従来シートポジションを変更する際に乗員の身長などを入力する手間を省けることができて便利である。

〔第２実施形態〕
図９は本発明の第２実施形態に係る着座位置調整装置２を適用したシート周辺の図であり、図１０は本発明の第２実施形態に係る着座位置調整装置２のブロック図である。なお、第１実施形態と同一の部材については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
第２実施形態に係る着座位置調整装置２は、第１の実施形態の構成に加えて、合成画像用撮像部１００と、合成部１１０と、ディスプレー部１２０とを備えている。

合成画像用撮像部１００は、シートクッション機構２０によって高さが調整されたシートクッション１１に着座した乗員の顔を撮影するものである。なお、前述のアイポイント検出用撮像部６０を兼用してもよい。
合成部１１０は、合成画像用撮像部１００によって撮影された顔の画像をシート側の車両側面の画像に合成して、乗員が車両に乗っている合成画像を作成するものである。即ち、図１１に示すような合成画像１３０を作成する。なお、ＥＣＵが前もってインストールされたソフトウェアを実行することで、この合成部の処理を行う。
ディスプレー部１２０は、合成部１１０によって作成された合成画像１３０を表示するものである。特に、ディスプレー部１２０はタッチパネルとして構成されており、乗員がディスプレー部１２０に表示された顔画像のまわりをタッチした場合に、制御部７０は、ディスプレー部１２０に表示された当該顔画像からタッチ位置の方向へシートクッション１１が移動するように、シートクッション機構２０等を制御する。具体的には、乗員の顔の位置が上下方向に変わるように、制御部７０はシートクッション機構２０のモータを制御する。また、車両の前後方向に乗員の顔の位置が変わるように、制御部７０は第１レール９１に沿ってテーブル部材９２を車両前後方向へ移動させるようテーブル部材を移動させるためのモータを駆動する。また、例えば図１１の合成画像において、乗員の顔の周りには複数の矢印が放射状に表示され、何れかの矢印をタッチした場合には、その矢印の位置まで乗員の顔が移動するように制御部７０は制御を行う。

このように、本発明の第２実施形態に係る着座位置調整装置２によれば、シート１０に着座した乗員は室内にいながら、ディスプレー部１２０に表示された合成画像１３０をみることで、車両外側から見た運転姿勢を確認することができる。
また、シート１０に着座した乗員が車両外側から見た運転姿勢をディスプレー部１２０で確認しながら、シート１０の位置を調整することができる。

以上説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施をすることができる。
上記説明では、ステアリングテレスコピック機構、ステアリングチルト機構、フロア機構が制御部によって駆動されてその位置等が調整されているが、これらの内、一部或いは全ては制御部によって自動で調整されないように構成されてもよい。
上記説明では、運転席に着座位置調整装置を適用した場合を例示したが、助手席に本発明が適用可能であることは明らかである。その場合、着座位置調整装置は、シートクッション機構と、フロア機構を自動で調整する。

本発明の第１実施形態に係る着座位置調整装置を適用した運転席周辺を示す図である。 図１の運転席の正面図である。 本発明の第１実施形態に係る着座位置調整装置のブロック図である。 座高と身長との関係を示すグラフである。 アイポイント検出用撮像部によって作成された顔画像の模式図である。 身長とステアリングテレスコピック機構におけるステアリングの前方移動量との関係を示すグラフである。 身長とステアリングチルト機構におけるチルト角との関係を示すグラフである。 身長とフロア機構における可動フロアの前方移動量との関係を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係る着座位置調整装置を適用した運転席周辺を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る着座位置調整装置のブロック図である。 本発明の第２実施形態に係るディスプレー部に表示された合成画像の模式図である。 従来の車両における運転姿勢を示す図である。

符号の説明

１，２ 着座位置調整装置
１０ シート
１１ シートクッション
１２ シートバック
２０ シートクッション機構
２１ 支持台
２２ 凹部
２３ シャフト
２４ 筒材
３０ ステアリングテレスコピック機構
３１ ステアリングホイール
３２ ブラケット
３３ スライディングシャフト
４０ ステアリングチルト機構
５０ フロア機構
５１ 台座部
５２ レール
５３ 支持フレーム
５４ 可動フロア
５５ ペダル
６０ アイポイント検出用撮像部
７０ 制御部
７１ 座高算出部
７２ 身長推定部
９０ 車両フロア
９１ 第１レール
９２ テーブル部材
９３ 第２レール
１００ 合成画像用撮像部
１１０ 合成部
１２０ ディスプレー部
１３０ 合成画像
Ｐ１ アイポイント
Ｐ２ ヒップポイント

Claims (6)

1. シートクッションの高さを調整するシートクッション機構を備えた着座位置調整装置において、
   上記シートクッションに着座した乗員の顔を撮影するアイポイント検出用撮像部と、
   上記アイポイント検出用撮像部によって撮影された顔画像からアイポイントを検出し、検出したアイポイントが予め設定されたアイポイントの高さと同じになるように上記シートクッション機構を駆動する制御部と、を備えたことを特徴とする、着座位置調整装置。
2. 前記シートクション駆動機構によって前記シートクッションが移動した距離に基づいて前記シートクッションに着座した乗員の座高を算出する座高算出部と、
   上記座高算出部によって算出された座高に基づいて前記乗員の身長を推定する身長推定部と、
   ステアリングホイールの前後位置を調整するステアリングテレスコピック機構と、
   ステアリングホイールのチルト角を調整するステアリングチルト機構と、を備え、
   前記制御部が、上記身長推定部によって推定された身長に応じて、上記ステアリングテレスコピック機構を駆動して上記ステアリングホイールの前後位置を調整すると共に、上記ステアリングチルト機構を駆動して上記ステアリングホイールのチルト角を調整することを特徴とする、請求項１に記載の着座位置調整装置。
3. 前記シートクション駆動機構によって前記シートクッションが移動した距離に基づいて前記シートクッションに着座した乗員の座高を算出する座高算出部と、
   上記座高算出部によって算出された座高に基づいて前記乗員の身長を推定する身長推定部と、
   乗員の足を載せるフロアを可動させるフロア機構と、を備え、
   前記制御部が、上記身長推定部によって推定された身長に応じて上記フロア機構を駆動して上記フロアの位置を調整することを特徴とする、請求項１に記載の着座位置調整装置。
4. 前記シートクション駆動機構によって前記シートクッションが移動した距離に基づいて前記シートクッションに着座した乗員の座高を算出する座高算出部と、
   上記座高算出部によって算出された座高に基づいて前記乗員の身長を推定する身長推定部と、
   ステアリングホイールの前後位置を調整するステアリングテレスコピック機構と、
   ステアリングホイールのチルト角を調整するステアリングチルト機構と、
   乗員の足を載せるフロアを可動させるフロア機構と、を備え、
   前記制御部が、上記身長推定部によって推定された身長に応じて、上記ステアリングテレスコピック機構を駆動して上記ステアリングホイールの前後位置を調整すると共に、上記ステアリングチルト機構を駆動して上記ステアリングホイールのチルト角を調整し、さらに上記フロア機構を駆動して上記フロアの位置を調整することを特徴とする、請求項１に記載の着座位置調整装置。
5. 前記シートクッション機構によって高さが調整されたシートクッションに着座した乗員の顔を撮影する合成画像用撮像部と、
   上記合成画像用撮像部によって撮影された顔の画像を前記シートクッション側の車両側面の画像に合成して、乗員が車両に乗っている合成画像を作成する合成部と、
   上記合成部によって作成された上記合成画像を表示するディスプレー部と、を備えたことを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の着座位置調整装置。
6. 前記ディスプレー部がタッチパネルで構成されており、
   前記制御部が、乗員がディスプレー部に表示された顔画像のまわりをタッチした場合に、当該ディスプレー部に表示された当該顔画像からタッチ位置の方向へシートクッションが移動するように、前記シートクッション機構を制御することを特徴とする、請求項５に記載の着座位置調整装置。

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