JP2010155594A - シートサポート性制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より運転快適性を高めることを実現することができるシートサポート性制御装置を提供すること。
【解決手段】本発明によるシートサポート性制御装置１は、乗員のヒップポイント位置を調節するヒップポイント位置調節手段２と、調節された後のヒップポイント位置に応じてシートホールド性を制御する制御手段３ｂを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、乗用車、トラック、バス等の自動車に適用して好適なシートサポート性制御装置に関する。

近年の車両には、衝突時において乗員をシートに拘束して、制動時の衝撃により乗員が車両内部のインパネロアパネルやステアリングコラムやフロントガラス等に過度に接近するあるいは、シートから過度に離隔することを防止して乗員を保護するためにシートベルト装置が備えられている。これに加えて、特許文献１に記載されているように、シートに着座した乗員の上体の姿勢を安定させるために、シートバックの車両前方から見て両側部の内部に左右一対のサイドサポートを設けて、このサイドサポートをシートバックの上方から視て揺動自在として、乗員の上体の姿勢を安定させたい場合には、左右一対のサイドサポートを相互に接近するように揺動させて、乗員を挟持してシートサポート性を高めることが提案されている。

特開２００７−１３７１２９号公報

さらに、近年の車両においては、乗員の臀部の車両に対する上下方向の位置、つまりはヒップポイント位置を、乗員の選択により又は自動的に調節するヒップポイント変更装置を備えられている場合がある。このような車両においては、例えば市街地を走行する街乗り走行においては、歩行者や自転車、駐車車両などをより注意して視認する必要が高いため、周辺視野を広くしてより広い視覚を確保するために、ヒップポイント位置を高くする調節が行われる。

ところが、曲がりくねった坂道、すなわちワインディング路を走行する場合や、高速道路などを走行する場合で車速が高い場合には、ヒップポイント位置を高くしていると、乗員の特には腰部の筋負荷量が増大し運転しにくくなるという問題が生じる。このため、ヒップポイント位置が高く調節されている状況においては、シートホールド性能をより高く確保することが望まれる。逆に、ヒップポイント位置が低く調節されている場合には、上肢の自由度を確保することが望まれるので、シートホールド性能を低くすることが好ましい。

このように、運転快適性を高めるにあたっては、ヒップポイント位置に応じてシートサポート性を変更し制御することが望ましいが、従来においてこの両者を連動させ協調させて制御を行う技術は提案されておらず、より運転快適性を高めることが実現できていないという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑み、より運転快適性を高めることを実現することができるシートサポート性制御装置を提供することを目的とする。

上記の問題を解決するため、本発明に係るシートサポート性制御装置は、
乗員のヒップポイント位置を調節するヒップポイント位置調節手段と、
前記調節された後の前記ヒップポイント位置に応じてシートホールド性を制御する制御手段を備えることを特徴とする。

ここで、前記制御手段の制御対象となり、前記シートホールド性を制御するアクチュエータは、乗員の着座するシートのシートクッション角度を制御するシートクッション角度アクチュエータ、シートクッションの両側部に内蔵された左右一対のシートクッションサイドサポートのシートクッションサイドサポート角度を制御するシートクッションサイドサポート角度アクチュエータ、シートバック角度を制御するシートバック角度アクチュエータ、シートバックの両側部のシートバックサイドサポートのシートバックサイドサポート角度を制御する角度アクチュエータと、シートベルト装置を含んでも良い。

なお、前記シートクッション角度は車幅方向から見て車両のフロアに対する前記シートクッションの前端部と後端部を結ぶ直線がなす角度であり、前記シートバック角度とは車幅方向から見て車両のフロアに対する前記シートバックの上端部と下端部を結ぶ直線がなす角度である。

また、前記シートクッションサイドサポート角度は車両前方から見て左右一対のシートクッションサイドサポートのなす相対角度であり、前記シートバックサイドサポート角度は前記シートバックの上端部から見て左右一対の前記シートバックサイドサポートのなす相対角度である。

本発明のシートサポート性制御装置においては、ヒップポイント位置調節装置すなわち前記ヒップポイント位置調節手段により、前記ヒップポイント位置が調節された後において、前記制御手段は、前記調節された後の前記ヒップポイント位置に応じて前記シートホールド性を制御する。

つまり、前記ヒップポイント位置がある閾値よりも高い場合には、前記制御手段は前記シートホールド性を高めるように、通常時のゼロよりも若干大きい前記シートクッション角度、通常時よりも小さい前記シートクッションサイドサポート角度、通常時の垂直よりも若干小さい値に比べて若干大きいほぼ垂直となる前記シートバック角度、通常時よりも小さい前記シートバックサイドサポート角度を演算して、各演算値に応じて前記シートクッション角度アクチュエータと、前記シートクッションサイドサポート角度アクチュエータと、前記シートバック角度アクチュエータと、前記シートバックサイドサポート角度アクチュエータとを制御する。

より具体的には、前記制御手段の制御に基づいて前記シートクッション角度アクチュエータにより前記シートクッション角度をゼロよりも若干大きくすることにより、前記シートクッションを車幅方向から見て前方端が後方端よりも上方に位置するように傾斜させて、前記乗員を前記シートのシートバックに押し付けて保持しシートホールド性を高めることができる。

また、前記制御手段の制御に基づいて前記シートクッションサイドサポート角度アクチュエータにより前記シートクッションの両側部に内蔵された左右一対のシートクッションサイドサポートの前記シートクッションサイドサポート角度を小さくして、前記左右一対のシートクッションサイドサポートを相互に接近する方向に揺動させて、前記乗員の下肢を車幅方向に挟持して保持し前記シートホールド性を高めることができる。

さらに、前記制御手段の制御に基づいて前記シートバック角度アクチュエータにより前記シートバック角度を、車幅方向から見て上方端が下方端と前後方向に一致するようにフロアに対して垂直として、前記シートバックを起立させることにより、前記乗員を前記シートのシートバックに押し付けて保持しシートホールド性を高めることができる。

加えて、前記制御手段の制御に基づいて、前記シートバックサイドサポート角度アクチュエータにより前記シートバックの両側部に内蔵された左右一対のシートバックサイドサポートの前記シートバックサイドサポート角度を小さくして、前記左右一対のシートバックサイドサポートが相互に接近する方向に揺動させて、前記乗員の上肢を車幅方向に挟持して保持し前記シートホールド性を高めることができる。

さらに、前記制御手段の制御に基づいて、前記シートベルトのウェビングの張力を増加して、前記乗員を前記シートにより強く拘束することにより、前記シートホールド性を高めることもできる。

本発明によれば、より運転快適性を高めることを実現することができるシートサポート性制御装置を提供することができる。

本発明に係るシートサポート性制御装置の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係るシートサポート性制御装置の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係るシートサポート性制御装置の一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。 本発明に係るシートサポート性制御装置の一実施形態の技術思想を導くデータを示す模式図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係わるシートサポート性制御装置の一実施形態を示す模式図であり、図２は本発明に係わるシートサポート性制御装置の一実施形態が適用されるシートを示す模式図である。

図１に示すように、シートサポート性制御装置１は、ヒップポイント位置調節装置２と、シートＥＣＵ３（Electronic Control Unit）と、シートクッション角度アクチュエータ４と、シートクッションサイドサポート角度アクチュエータ５と、シートバック角度アクチュエータ６と、シートバックサイドサポート角度アクチュエータ７と、プリテンショナ８とを備えて構成される。ヒップポイント位置調節装置２と、シートＥＣＵ３とはＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信規格により相互に接続される。

また、図２に示すように、本発明に係わるシートサポート性制御装置１が適用される車両のシート９は、着座している乗員の下肢及び腰部を支持するシートクッション１０と、乗員の上肢の背面を支持するシートバック１１を含んで構成され、乗員をシート９のシートバック１１及びシートクッション１０に拘束する図示しないいわゆる三点式のシートベルトを備えている。

なお以下に述べるシートクッション角度とは、シートクッション１０の下面の前端部と後端部を結ぶ直線が車幅方向から見て車両のフロアに対してなす角度であり、通常時の値つまり初期値はゼロである。また以下に述べるシートバック角度とは、シートバック１１の上端部と下端部を結ぶ直線が車幅方向から見て車両のフロアに対してなす大きい方の角度であり、通常は９０度より少し大きい例えば１００度程度である。

ヒップポイント位置調節装置２は、調節ＥＣＵ２ａ（Electronic Control Unit）と選択スイッチ２ｂと調節アクチュエータ２ｃを含む。調節ＥＣＵ２ａは、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭおよびそれらを接続するデータバス及び入出力インターフェースから構成されて、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行うものである。ヒップポイント位置調節装置２はヒップポイント位置調節手段を構成する。

選択スイッチ２ｂは車両内の乗員が操作しやすい位置に配置されて乗員の所望するヒップポイント位置を選択するものである。調節アクチュエータ２ｃは図示しないピストンとシリンダにより構成されて全長が伸縮自在なものであり、シートクッション１０とフロアとの間に介装される。

調節ＥＣＵ２ａは乗員が選択スイッチ２ｂにより選択したヒップポイント位置を指令値として調節アクチュエータ２ｃに出力し、調節アクチュエータ２ｃはヒップポイント位置が指令値となるように全長を制御する。調節ＥＣＵ２ａは調節が終了した後に、指令値を含むデータフレームを、ＣＡＮを介してシートＥＣＵ３に出力し送信する。

シートＥＣＵ３は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭおよびそれらを接続するデータバス及び入出力インターフェースから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行うものであって、ヒップポイント位置検出手段３ａと、制御手段３ｂを構成する。

シートＥＣＵ３のヒップポイント位置検出手段３ａは調節ＥＣＵ２ａが送信した指令値を含むデータフレームを取得して、指令値を調節後のヒップポイント位置として検出する。シートＥＣＵ３の制御手段３ｂはヒップポイント位置検出手段３ａが検出した調節後のヒップポイント位置に基づいてシート９のシートホールド性を高める以下に述べる制御を実行する。以下にシートＥＣＵ３の制御手段３ｂの制御対象となるアクチュエータの構成と制御内容について述べる。

シートクッション角度アクチュエータ４は、図示しないモータとギア等の駆動機構及びアームとにより構成されて車両のフロアとシートクッション１０との間に介装され、シートＥＣＵ３の制御手段３ｂの制御に基づいて、フロアとシートクッション１０の前端部と後端部のなす角度をゼロよりも若干大きくして、図２中矢印αで示すように、シートクッション１０を、車幅方向から見て前方端が後方端よりも上方に位置するように傾斜させて、乗員をシートバック１１に押し付ける。

シートクッションサイドサポート角度アクチュエータ５は、シートクッション１０の両側部に内蔵されたこれも図示しないモータとギア等の駆動機構とシートクッション１０の下方側に揺動軸を有するアームにより構成される左右一対のシートクッションサイドサポートにより構成される。ここで以下に述べるシートクッションサイドサポート角度とは、車両前方から見て左右一対のシートクッションサイドサポートのなす相対角度である。

シートクッションサイドサポート角度アクチュエータ５は、シートＥＣＵ３の制御手段３ｂの制御に基づいて、シートクッションサイドサポート角度を小さくして、左右一対のシートクッションサイドサポートの上側を図２中矢印βで示すように相互に接近する方向に前後方向に指向する下方端を軸として揺動させて、乗員の下肢を車幅方向に挟持して保持する。

シートバック角度アクチュエータ６は、シートクッション１０とシートバック１１とを連結する図示しないヒンジ部部分に設けられて、図示しないモータとギア等の駆動機構により構成される。

シートＥＣＵ３の制御手段３ｂの制御に基づいて、シートバック角度を、車幅方向から見て上方端が下方端と前後方向に一致するようにフロアに対して垂直として、図２中矢印γで示すようにシートバック１１を起立させて、乗員をシート９のシートバック１１に押し付けて保持する。

シートバックサイドサポート角度アクチュエータ７は、シートバック１１の両側部に内蔵されたこれも図示しないモータとギア等の駆動機構とシートバック１１の背面側に揺動軸を有するアームにより構成される左右一対のシートバックサイドサポートにより構成される。なおここで、シートバックサイドサポート角度はシートバック１１の上端部から見て左右一対のシートバックサイドサポートのなす相対角度である。

シートＥＣＵ３の制御手段３ｂの制御に基づいて、シートバックサイドサポート角度を小さくして、左右一対のシートクッションサイドサポートの前方側を図２中矢印δで示すように相互に接近する方向に後方側のシートバック１１の延在方向を軸として揺動させて、乗員の上肢を車幅方向に挟持して保持する。

プリテンショナ８も、図示しないモータとギア等の駆動機構とにより構成され、シートＥＣＵ３の制御手段３ｂの制御に基づいて、乗員の上肢に車幅方向内側から外側に向かうに従って上に傾斜し、乗員の腰部に車幅方向に延在して位置する図示しないウェビングに、付加的に張力を付与して、乗員をシート９に拘束してシートホールド性を高めるものである。なお、図１中ＨＰ位置とはヒップポイント位置を示す。

以下、本実施例のシートサポート性制御装置１の制御内容を、フローチャートを用いて説明する。図３は、本発明によるシートサポート性制御装置１の制御内容を示すフローチャートである。なお、図３中においてもＨＰ位置とはヒップポイント位置を示す。

図３中ステップＳ１に示すように、シートＥＣＵ３のヒップポイント位置検出手段３ａは、ヒップポイント位置調節装置２がヒップポイント位置調節を行った後、調節ＥＣＵ２ａがＣＡＮ上に送信した、調節アクチュエータ２ｃへの指令値を含むデータフレームを取得して、このデータフレームから調節後のヒップポイント位置を検出する。

つづいてステップＳ２において、シートＥＣＵ３の制御手段３ｂは、ステップＳ１において調節後のヒップポイント位置を検出したか否かに基づいて、ヒップポイント位置の調節が有ったか否かを判定し、肯定であればステップＳ３にすすみ、否定であればステップＥＮＤにすすむ。

ステップＳ３において、シートＥＣＵ３の制御手段３ｂは、ステップＳ１においてヒップポイント位置検出手段３ａが検出した調節後のヒップポイント位置に対応させた、シートクッション１０における通常時の水平をなすゼロより若干大きいシートクッション角度を演算する。

つづいて、ステップＳ４において、シートＥＣＵ３の制御手段３ｂは、ステップＳ１においてヒップポイント位置検出手段３ａが検出した調節後のヒップポイント位置に対応させて、ヒップポイント位置がある閾値より大きくヒップポイント位置が高く設定されている場合には、シートクッション１０の両側に内蔵されたシートクッションサイドサポート角度アクチュエータ５の含む左右一対のサイドサポートのなすシートクッションサイドサポート角度を通常時の値よりも小さくするように演算する。

ステップＳ５において、シートＥＣＵ３の制御手段３ｂは、ステップＳ１においてヒップポイント位置検出手段３ａが検出した調節後のヒップポイント位置に対応させて、ヒップポイント位置がある閾値より大きくヒップポイント位置が高く設定されている場合には、シートバック１１における通常時の例えば１００度より若干小さい９０度程度のシートバック角度を演算する。

つづいて、ステップＳ６において、シートＥＣＵ３の制御手段３ｂは、ステップＳ１においてヒップポイント位置検出手段３ａが検出した調節後のヒップポイント位置に対応させて、ヒップポイント位置がある閾値より大きくヒップポイント位置が高く設定されている場合には、シートバック１１の両側に内蔵されたシートバックサイドサポート角度アクチュエータ７の含む左右一対のサイドサポートのなすシートバックサイドサポート角度を通常時の値よりも小さくするように演算する。

ステップＳ７において、シートＥＣＵ３の制御手段３ｂは、ステップＳ３において演算したシートクッション角度に基づいて、シートクッション角度アクチュエータ４を制御し、ステップＳ４において演算したシートクッションサイドサポート角度に基づいて、シートクッションサイドサポート角度アクチュエータ５を制御する。

同様に、ステップＳ７において、シートＥＣＵ３の制御手段３ｂは、ステップＳ５において演算したシートバック角度に基づいて、シートバック角度アクチュエータ６を制御し、ステップＳ６において演算したシートバックサイドサポート角度に基づいて、シートバックサイドサポート角度アクチュエータ７を制御する。さらに、シートＥＣＵ３の制御手段３ｂは、プリテンショナ８を制御して通常時よりも大きな張力をウェビングに付与する。

つまり、以上述べた制御内容により実現される実施例のシートサポート性制御装置１においては、乗員の選択に基づいてヒップポイント位置調節装置２によりヒップポイント位置が調節された後において、シートＥＣＵ３の制御手段３ｂは、調節された後のヒップポイント位置に応じてかつ連動させて、シートクッション角度アクチュエータ４、シートクッションサイドサポート角度アクチュエータ５、シートバック角度アクチュエータ６、シートバックサイドサポート角度アクチュエータ７をその都度制御して、乗員のシート９に対するシートホールド性を高める制御を実行する。

このことは以下の技術思想に基づくものである。以下それについて図を用いて説明する。図４は本発明のシートサポート性制御装置１の技術思想となるデータを示す模式図である。なお、図４中においてもＨＰ位置はヒップポイント位置を示す。またｚ ｓｃｏｒｅとは筋電位を示す。

すなわち、曲がりくねった坂道であるワインディング路を走行する場合、車速が高い高速道路を走行する場合には、図４に示すように、ヒップポイント位置が高くなるほど腰部の筋負担は高くなる。このため、乗員の負担軽減のため、ヒップポイント位置が高い場合にはシートホールド性を高めることが好ましい。一方で、ヒップポイント位置がある閾値以下で低い場合には、シートホールド性を低くして、乗員の上肢及び下肢の自由度を高めて周辺視野の視認性を高くすることが好ましい。

このため、本実施例のシートサポート性制御装置１においては、ヒップポイント位置の調節が行われた後のヒップポイント位置に基づいて、シートＥＣＵ３の制御手段３ｂはシートホールド性を高めるように、通常時のゼロよりも若干大きいシートクッション角度、通常時よりも小さいシートクッションサイドサポート角度、通常時の垂直よりも若干大きい値に比べて若干小さいほぼ垂直となるシートバック角度、通常時よりも小さい前記シートバックサイドサポート角度をその都度再度演算して、演算結果に基づいてシートクッション角度アクチュエータ４と、シートクッションサイドサポート角度アクチュエータ５と、シートバック角度アクチュエータ６と、シートバックサイドサポート角度アクチュエータ７とを再度制御しなおすこととしている。

このように、シートＥＣＵ３の制御手段３ｂの制御に基づいてシートクッション角度アクチュエータ４によりシートクッション角度をゼロよりも若干大きくすることにより、シートクッション１０を車幅方向から見て前方端が後方端よりも上方に位置するように傾斜させて、乗員をシート９のシートバック１１に押し付けて保持する力をより強くして乗員のシート９に対するシートホールド性及びシートサポート性を高めることができる。

同様に、シートＥＣＵ３の制御手段３ｂの制御に基づいてシートクッションサイドサポート角度アクチュエータ５によりシートクッション１０の両側部に内蔵された左右一対のシートクッションサイドサポートのシートクッションサイドサポート角度を小さくして、左右一対のシートクッションサイドサポートを相互に接近させるように前後方向を軸に揺動させて、左右一対のシートクッションサイドサポートにより乗員の下肢を車幅方向に挟持して保持する力をより強くして、乗員をシート９に対して保持するシートホールド性及びシートサポート性をより高めることができる。

また、シートＥＣＵ３の制御手段３ｂの制御に基づいてシートバック角度アクチュエータ６によりシートバック角度を、車幅方向から見て上方端が下方端と前後方向に一致するようにフロアに対して垂直として、シートバック１１を起立させることに基づいて、乗員をシート９のシートバック１１に押し付けて保持する力を更に強くして、シートホールド性及びシートサポート性を高めることができる。

さらに、シートＥＣＵ３の制御手段３ｂの制御に基づいて、シートバックサイドサポート角度アクチュエータ７によりシートバック１１の両側部に内蔵された左右一対のシートバックサイドサポートのシートバックサイドサポート角度を小さくして、左右一対のシートバックサイドサポートが相互に接近させるようにシートバック１１の延在方向を軸に揺動させて、乗員の上肢を車幅方向に挟持して保持する力を高めてシートホールド性及びシートサポート性を高めることができる。

これに加えて、シートＥＣＵ３の制御手段３ｂの制御に基づいて、図示しないシートベルトのウェビングの張力を増加して、乗員をシート９により強く拘束することにより、シートホールド性を補助的に高めることができる。

以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。

例えば上述した実施例においては、ヒップポイント位置調節装置２によりヒップポイント位置が通常時よりも高く調節された場合に、乗員をシート９に対して保持する力を強くしてシートホールド性を高めることを示したが、ヒップポイント位置調節装置２の選択スイッチ２ｂにより乗員が高いヒップポイント位置から低いヒップポイント位置に復帰する選択を行い、調節ＥＣＵ２ａの制御に基づいて、低いヒップポイント位置が選択された場合には、シートホールド性を逆に低くすることも含めることができる。

この場合においては、シートクッション角度をゼロに復帰させ、シートクッションサイドサポート角度を通常時の値つまり初期値に復帰させ、シートバック角度を例えば１００度程度に復帰させ、シートバックサイドサポート角度を通常時の値つまり初期値に復帰させる。

本発明は、車両用のシートサポート性制御装置に関するものであり、より運転快適性を高めることを実現することができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用可能なものである。

１ シートサポート性制御装置
２ ＨＰ位置調節装置（ＨＰ位置：ヒップポイント位置）
２ａ 調節ＥＣＵ
２ｂ 選択スイッチ
２ｃ 調節アクチュエータ
３ シートＥＣＵ
３ａ ＨＰ位置検出手段
３ｂ 制御手段
４ シートクッション角度アクチュエータ
５ シートクッションサイドサポート角度アクチュエータ
６ シートバック角度アクチュエータ
７ シートバックサイドサポート角度アクチュエータ
８ プリテンショナ
９ シート
１０ シートクッション
１１ シートバック

Claims (1)

1. 乗員のヒップポイント位置を調節するヒップポイント位置調節手段と、前記調節された後の前記ヒップポイント位置に応じてシートホールド性を制御する制御手段を備えることを特徴とするシートサポート性制御装置。

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