JP2013010492A - 車両のシート制御システム及びその作動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両がコーナに進入する時に乗客の乗り物酔いの問題を改善することができる車両のシート制御システム及びその作動方法を提供する。
【解決手段】車両のシート制御システムは、車道予測ユニット１０、制御ユニット１２及びシート調整ユニット１４を含む。車道予測ユニット１０は、車両前方の車道情報を取得する。制御ユニット１２は、車道情報に応じて、所定の時間後の車両に着席した乗客が受けられる遠心力を計算し、遠心力を低減或いは相殺するための所定のシート傾斜角を計算する。シート調整ユニット１４は、シートの傾斜角を所定のシート傾斜角に調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート制御システム（Seat Control System）に関し、特に車両の運行における遠心力を相殺することができるシート制御システム及びその作動方法に関する。

自動車がコーナに進入する時に、減速、コーナリング、増速などの原因で遠心力により、乗客の重心が不安定になる。此の時、乗客の体は、前、外側及び／又は後へ揺らされて、体に視覚と感覚の違いが生じ、乗り物酔いの問題が起こっていた。

現在、車酔いの問題を防止するために乗客は、（車から遠くの景色を眺める、）換気、乗り物酔い薬を予め飲み、（運転手と同じ進行方向を予想する、）或いは睡眠を取る等の方法を利用している。上述した防止方法において、乗り物酔い薬を飲むのは最も効果的である。しかし、乗客は、乗り物酔い薬を予め用意する必要がある。

現在に至っても、車酔い問題の効果的な予防及び克服する方法は、未だに非常に欠乏している。車酔いに苦む乗客は、長時間運転或いは車での旅行を恐れてしまう。そのため、上述した従来の車酔い問題を効果的に予防及び克服する方法は必要である。

本発明の目的は、車両のシートの傾斜角を変えることにより、乗客の重心位置をオフセットし、車両がコーナリングしている時の遠心力を相殺することができる車両のシート制御システム及びその作動方法を提供することを課題とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、車両のシート制御システムが提供される。車両のシート制御システムは、車両前方の車道情報を取得する車道予測ユニットと、前記車道予測ユニットと電気的に接続され、前記車道情報に応じて、所定の時間後に前記車両に着席した乗客が受けられる遠心力を計算し、前記遠心力を低減或いは相殺するための所定のシート傾斜角を計算する制御ユニットと、前記制御ユニットと電気的に接続され、前記シートの傾斜角を前記計算した所定のシート傾斜角に調整するシート調整ユニットと、を含む。

また、本発明によれば、車両のシート制御システムの作動方法が提供される。シートシステムは、車道予測ユニットと、前記車道予測ユニットと電気的に接続される制御ユニットと、前記制御ユニットと電気的に接続されるシート調整ユニットとを含む。その作動方法は、前記車道予測ユニットにより、前記車両前方の車道情報を取得する工程と、前記制御ユニットにより、前記車道情報に応じて、所定の時間後に前記車両に着席した乗客が受けられる遠心力を計算し、前記遠心力を低減或いは相殺するための所定のシート傾斜角を計算する工程と、前記シート調整ユニットにより、前記シートの傾斜角を前記計算した所定のシート傾斜角に調整する工程と、を含む。

本発明の車両のシート制御システム及びその作動方法は、所定の時間後の着席した乗客が受けられる（に掛けられる）遠心力を予測するとともに、所定の時間後の該遠心力を相殺するためのシート傾斜角を計算する。よって、着席した乗客の不快感を低減或いは無くし、乗り物酔いの問題を改善することができる。

図１は本発明の第１実施形態による車両のシート制御システムを示す図である。 図２は本発明の車両のシート制御システムの作動方法を示す流れ図である。

図１を参照する。図１は、本発明の第１実施形態による車両のシート制御システムを示す図である。この車両のシート制御システムは、車道予測ユニット１０、制御ユニット１２及びシート調整ユニット１４を含む。車道予測ユニット１０は、車両２０前方の車道情報を取得することができる。制御ユニット１２は、車道予測ユニット１０と電気的に接続され、車道情報に応じて、所定の時間（例えば１秒）後に車両２０のシート２２上の乗客４０が受けられる遠心力を計算し、この所定の時間（例えば１秒）後に乗客４０が受けられる遠心力を低減或いは相殺するためのシート２２の所定のシート傾斜角を計算することができる。しかしこれに限定されることなく、この所定の時間というのは、３秒以下（例えば２秒または３秒）であることが好ましい。シート調整ユニット１４は、制御ユニット１２と電気的に接続され、シート２２の傾斜角（例えばシート２２の背もたれと垂直方向との間の角度θ）を所定のシート傾斜角（例えば ９０度未満）に調整し、遠心力を低減或いは相殺することができる。ここで注意しなければならないのは、本実施形態において、シート２２が運転席の側の助手席である。他の実施形態において、シート２２は、車両２０のどの座席でもよい。

車道予測ユニット１０により取得された車道情報は、車両２０の前の車道の縁、境界または境界線３０を含むことができる。車道の境界線３０に応じて、制御ユニット１２は、車両２０の前の曲がっている車道曲率を計算することができる。本発明の一実施形態において、車道予測ユニット１０は、少なくとも１つの撮影装置（図示せず）を含むことができる。この撮影装置は、車両２０の上に設置され、例えば車両２０の前のライセンスプレートの上方に設置され、車両２０の前の車道の境界線３０の画像を撮影できる。この撮影装置は、リアルタイムで車両２０の前の画像を撮影することができ、撮影された画像により車両２０の前の車道の境界線３０を判断し、この判断結果（車道の境界線３０）を制御ユニット１２へ送信する。また他の実施形態において、車道予測ユニット１０は、全地球測位システム（Global Positioning System：GPS、図示せず）を含むことができ、全地球測位システムで提供される地図から、車両２０の前の車道の境界線３０を計算し、この計算結果（車道の境界線３０）を制御ユニット１２へ送信する。

ここで注意しなければならないのは、質量がｍである物体は接線速度Ｖで曲率半径Ｒはある道路に曲がる場合に、物体が受けられる遠心力は、ｍＶ^２/Ｒである。そのため、車両２０の速度Ｖが速ければ或いは車道の曲率が大きければ（つまり曲率半径Ｒが小さくなれば）、乗客４０が受けられる遠心力は大きくなる。

制御ユニット１２は、車道予測ユニット１０から提供される車道情報を受信した後、この車道情報に応じて、所定の時間（例えば１秒）後の車道曲率を計算し、次に、計算された車道曲率及び車両２０の現在速度に応じて、所定の時間（例えば１秒）後にシート２２上の乗客４０が受けられる遠心力の強度及び方向を計算する。所定の時間（例えば１秒）後にシート２２上の乗客４０が受けられる遠心力は、所定の時間後の車道曲率と車両２０の現在速度と正比例になる。言い換えると、車道曲率が大きくなるほど、遠心力は大きくなる。さらに、車両２０の速度Ｖが速くなれば、遠心力も大きくなる。シート２２上の乗客４０が遠心力を受ける時に、シート調整ユニット１４は、シート２２の傾斜角を適切に調整し、例えばシート２２の背もたれと水平方向との間の角度θを増大させる。これにより、乗客４０の重心位置は、シート２２の底部と垂直となる垂直線からオフセットされる。乗客４０の上半身のオフセットされた重心位置により、求心力を生成して、コーナリングしている車両２０の遠心力を低減或いは相殺することができる。

乗客４０の上半身の違う身長により、乗客４０の上半身とシート２２の背もたれとの間には、違う接触面積があり、違う摩擦力も生成する。これにより、違う身長の乗客４０が違う遠心力を受け、違う傾斜角の調整を必要とする。シート２２の所定のシート傾斜角は、遠心力と乗客４０の上半身の身長と正比例になる。言い換えると、シート２２上の乗客４０の上半身の身長が高くなれば、乗客４０の背中とシート２２の背もたれとの間の接触面積の占める割合が低下し、乗客４０の上半身の重量と乗客４０の背中とシート２２の背もたれとの間の摩擦力の割合も低下し、その時、乗客４０の上半身が受けられた遠心力が大きくなり、遠心力を無くすための所定のシート傾斜角も大きくなる。システムの簡単化、且つ上半身の身長をアクティブに検知する工程或いは上半身の身長を人工的に入力する工程の回数を減らすために、乗客４０が成人であると仮定させる。その座高が一定の高さであると仮定すれば、遠心力及び所定のシート傾斜角度を計算する工程は簡単化することができる。制御ユニット１２は、シート２２の必要の所定のシート傾斜角を計算した後、所定のシート傾斜角の情報をシート調整ユニット１４へ送信する。これによって、シート調整ユニット１４は、所定のシート傾斜角の情報に応じて、シート２２の傾斜角を所定のシート傾斜角に調整し、所定の時間後の車両２０に着席した乗客４０が受けられる遠心力を低減或いは相殺することができる。また、これによって、コーナリングしている時に、シート２２上の乗客４０が揺らされる感覚を低減或いは相殺することができ、乗り物酔いの問題を改善する。

上述した実施形態において、制御ユニット１２は、１秒後の車道曲率及び車両２０の現在速度に応じて、１秒後にシート２２上の乗客４０が受けられる遠心力を計算する。統計データから分かるように、自動車がコーナに進入する時に、運転者の多くは、先ず車両を減速する。したがって、１秒内の減速の影響を考慮すれば、さらに精確に１秒後の遠心力を計算することができる。

減速の影響を考慮するために、また他の実施形態において、制御ユニット１２は、１秒後の車道曲率及び１秒後の予測車速に応じて、１秒後にシート２２上の乗客４０が受けられる遠心力を計算する。１秒後のシート２２上の乗客４０が受けられる遠心力は、１秒後に車道曲率と１秒後に予測車速と正比例になる。

さらに他の実施形態において、リアルタイム制動情報に応じて、１秒後に車両の速度を計算するとともに、１秒後にシート２２上の乗客４０が受けられる遠心力を計算する。此の時、１秒後にシート２２上の乗客４０が受けられる遠心力は、１秒後に車道曲率及び１秒後に予測車速に関する。現在速度及びリアルタイム制動情報に応じて、１秒後に予測車速を計算することができる。上述した制動情報は、例えばブレーキペダルを踏む幅及び速さの情報である。リアルタイム制動情報により、車両の速度変化を予測するとともに、予測速度の情報を修正することができる。

上述した所定の時間（例えば１秒）後の予測車速は、コーナリング中に減速した車両の速度を示す。この予測速度は、統計データにより予測される。例えば、毎時で時速60キロメートル（現在速度）の車両２０の前の２０メートル先の車道３０にはある曲率半径のコーナがある場合、統計データから分かるように、運転者の多くは、１秒後に時速１0キロメートルを減速する。そのため、１秒後の予測速度は、毎時で時速５0キロメートルである。また、車両２０のブレーキ（図示せず）は、リアルタイム制動情報を提供することができる。これにより、車両２０の制動情報をリアルタイムで提供し、１秒後の予測速度を精確に計算することができる。

次に、制御ユニット１２は、計算された遠心力及び乗客４０の上半身の身長に応じて、１秒後に遠心力を無くすためのシート２２の所定のシート傾斜角を計算する。この所定のシート傾斜角は、遠心力と乗客４０の上半身の身長と正比例になる。その後、制御ユニット１２は、所定のシート傾斜角の情報をシート調整ユニット１４へ送信することができる。これによって、シート調整ユニット１４は、シート２２の傾斜角を所定のシート傾斜角に調整し、１秒後に車両２０のシート２２上の乗客４０が受けられる遠心力を無くすことができる。実使用時に、シート調整ユニット１４の制御の便利性や簡単性のために、遠心力を完全には無くさず、遠心力を低減することも選択できる。制御ユニット１２は、遠心力を低減するためのシート２２の所定のシート傾斜角の情報をシート調整ユニット１４へ送信する。これによって、シート調整ユニット１４は、シート２２の傾斜角を所定のシート傾斜角に修正し、１秒後に車両２０のシート２２上の乗客４０が受けられる遠心力は低減することができる。

ここで説明を要するのは、所定の時間は１秒に限定されない。所定の時間は、実際の使用に合わせた選択され、車道の曲率を計算するための時間及びシート２２の傾斜角度を所定のシート傾斜角度まで調整するための時間に応じながら選択できる。

図２を参照する。図２は、本発明の車両のシート制御システムの作動方法を示す流れ図である。このシートシステムは、車道予測ユニット、制御ユニット及びシート調整ユニットを含み、制御ユニットは車道予測ユニット１と電気的に接続され、シート調整ユニットは制御ユニットと電気的に接続される。その作動方法の工程を以下に含む。

工程Ｓ２００において、車道予測ユニットにより、車両前方の車道情報を取得する。この車道情報は、車両前方の車道或いは境界線の情報。制御ユニットは、車道情報に応じて、車道曲率を計算することができる。

工程Ｓ２１０において、制御ユニットは、車道情報に応じて、所定の時間後に車両に着席した乗客が受けられる遠心力を計算し、所定の時間後の乗客が受けられる遠心力を低減或いは相殺するための所定のシート傾斜角を計算する。

本発明の一実施形態において、制御ユニットは、所定の時間後の曲率及び車両の現在速度に応じて、所定の時間後のシート上の乗客が受けられる遠心力を計算する。所定の時間後のシートが受けられる遠心力は、所定の時間後の車道曲率と車両の現在速度と正比例になる。

減速の影響を考慮するために、また他の実施形態において、制御ユニットは、所定の時間後の車道曲率及び所定の時間後の予測車速に応じて、所定の時間後のシート上の乗客が受けられる遠心力を計算する。シート上の乗客が受けられる遠心力は、車道曲率と所定の時間後の予測車速と正比例になる。

さらに他の実施形態において、リアルタイム制動情報に応じて、所定の時間後の車両の速度を計算するとともに、所定の時間後のシート上の乗客が受けられる遠心力を計算する。そのため、所定の時間後のシート上の乗客が受けられる遠心力は、所定の時間後の車道曲率及び所定の時間後の予測車速に関する。現在速度及びリアルタイム制動情報に応じて、予測速度を計算することができる。リアルタイム制動情報は、例えばブレーキペダルを踏む幅及び速さの情報である。リアルタイム制動情報により、車両の速度変化を予測するとともに、予測速度の情報を修正することができる。

シート上の乗客が受けられる遠心力を計算した後、制御ユニットは、遠心力及びシート上の乗客の上半身の身長に応じて、所定のシート傾斜角を計算することができる。所定のシート傾斜角は、計算された遠心力とシート上の乗客の上半身の身長と正比例になる。

工程Ｓ２２０において、シート調整ユニットにより、シートの傾斜角を所定のシート傾斜角にを調整し、遠心力を低減或いは相殺することができる。これによって、コーナリングしている時に、シート上の乗客が振られる知覚を低減或いは相殺することができ、乗り物酔いの問題を改善することができる。

本発明の車両の自主的なシートシステム及びその作動方法は、所定の時間後にシート上の乗客が受ける遠心力を予測するとともに、所定の時間後に乗客が受ける遠心力を低減或いは無くすための所定のシート傾斜角度を計算する。言い換えると、本発明では、遠心力が発生する時に、シートの傾斜角度を所定のシート傾斜角度まで調整し、遠心力を低減或いは無くすことができる。従って、乗客の車酔いの問題を改善することができる。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と範囲を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１０ 車道予測ユニット
１２ 制御ユニット
１４ シート調整ユニット
２０ 車両
２２ シート
３０ 車道の境界線
４０ 乗客

Claims (10)

1. 車両前方の車道情報を取得する車道予測ユニットと、
   前記車道予測ユニットと電気的に接続され、前記車道情報に応じて、所定の時間後に前記車両に着席した乗客が受けられる遠心力を計算し、前記遠心力を低減或いは相殺するための所定のシート傾斜角を計算する制御ユニットと、
   前記制御ユニットと電気的に接続され、前記シートの傾斜角を前記計算した所定のシート傾斜角に調整するシート調整ユニットと、
   を含むことを特徴とする車両のシート制御システム。
2. 前記車道予測ユニットは、少なくとも１つの撮影装置を含むことを特徴とする請求項１に記載のシート制御システム。
3. 前記車道予測ユニットは、全地球測位システムを含むことを特徴とする請求項１に記載のシート制御システム。
4. 前記制御ユニットは、前記所定の時間後の車道曲率及び前記車両の現在速度に応じて、前記所定の時間後の前記着席した乗客が受けられる遠心力を計算することを特徴とする請求項１に記載のシート制御システム。
5. 前記制御ユニットは、前記所定の時間後の車道曲率及び前記所定の時間後の予測車速に応じて、前記所定の時間後の前記着席した乗客が受けられる遠心力を計算することを特徴とする請求項１に記載のシート制御システム。
6. 前記制御ユニットは、前記着席した乗客の上半身の身長に応じて、前記シート上の前記乗客が受けられる遠心力を計算することを特徴とする請求項１に記載のシート制御システム。
7. 車両のシート制御システムの作動方法であって、前記シートシステムは、車道予測ユニットと、前記車道予測ユニットと電気的に接続される制御ユニットと、前記制御ユニットと電気的に接続されるシート調整ユニットとを含み、
   前記車道予測ユニットにより、前記車両前方の車道情報を取得する工程と、
   前記制御ユニットにより、前記車道情報に応じて、所定の時間後の前記車両に着席した乗客が受けられる遠心力を計算し、前記遠心力を低減或いは相殺するための所定のシート傾斜角を計算する工程と、
   前記シート調整ユニットにより、前記シートの傾斜角を前記計算した所定のシート傾斜角に調整する工程と、
   を含むことを特徴とする前記車両のシート制御システムの作動方法。
8. 前記制御ユニットは、前記所定の時間後の車道曲率及び前記車両の現在速度に応じて、前記所定の時間後に前記シート上の前記乗客が受けられる遠心力を計算することを特徴とする請求項７に記載の作動方法。
9. 前記制御ユニットは、前記所定の時間後の車道曲率及び予測車速に応じて、前記所定の時間後の着席した乗客が受けられる遠心力を計算することを特徴とする請求項７に記載の作動方法。
10. 前記制御ユニットは、前記乗客の上半身の身長に応じて、前記着席した乗客が受けられる遠心力を計算することを特徴とする請求項７に記載の作動方法。