JP6076712B2 - 補正装置 - Google Patents
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Description
上記の補正装置では、補正対象者の脊椎の曲がり状態を検出するとともに、骨盤の左右側部の中心領域の曲がり状態を検出し、これらの検出結果に応じた押圧状態にて補正対象者の背側部を押圧する。この結果、脊椎の曲がり状態、及び、骨盤の左右側部の中心領域の曲がり状態が能動的に補正され、以て、補正対象者の骨格の曲がり状態を理想的な曲がり状態に補正することが可能となる。
上記の構成であれば、骨格の曲がり状態を補正するにあたり基準曲がり状態を参照し、基準曲がり状態と一致するように脊椎の曲がり状態を補正することが可能となる。
上記の構成であれば、骨格の曲がり状態を補正するにあたり補正対象者を特定し、補正対象者に応じた曲がり状態、例えば、補正対象者の体格や年齢に応じた理想的な曲がり状態となるように脊椎の曲がり状態を補正することが可能となる。
上記の構成であれば、骨格中の互いに異なる複数の被検出領域の各々に対して個別に補正処理が実行されるため、より細やかに骨格の曲がり状態を補正することが可能となる。また、より優先順位の高い被検出領域に対する補正処理が優先的に実行されるので、効率よく骨格の曲がり状態を補正することが可能となる。
さらに、上記の補正装置において、前記被検出領域の前記優先順位は、前記検出結果が示す前記曲がり状態の前記基準曲がり状態に対するずれ量が大きいほど、より高く設定されると好適である。
上記の構成であれば、基準曲がり状態に対するずれ量が最も大きい被検出領域の曲がり状態から補正するので、より効率よく骨格の曲がり状態を補正することが可能となる。
上記の構成であれば、補正処理の実行時、その時点での制御条件に応じた補正度合いにて骨格の曲がり状態を補正することが可能となる。
上記の構成であれば、補正処理における押圧状態の制御量が許容範囲内に収まるので、補正処理の実行中、補正対象者に対して過度の負荷が掛かったり、補正するのに十分な負荷が掛からなかったりするのを抑制することが可能となる。
ずれ量の差を積算して得られる値は、例えば、補正対象者の疲労度合いを反映しているため、上記の構成であれば、疲労度合いの指標を補正処理実行の判断材料として用いることが可能となる。
上記の構成であれば、車両の走行状況に応じて補正処理の実行や補正度合いを制限することが可能となる。
上記の構成であれば、今回の検出結果と前回以前の検出結果に基づいて補正処理を実行するので、骨格の曲がり状態の経時変化を考慮して補正処理を実行することが可能となる。
上記の構成であれば、各回の補正処理における制御量を学習し、学習内容を次回以降の補正処理に反映させることが可能となり、例えば、各回の補正処理において、それまでに実行された補正処理の実行履歴に応じて設定された補正度合いにて骨格の曲がり状態を補正することが可能となる。
本発明の請求項2の発明によれば、基準曲がり状態と一致するように骨格の曲がり状態を補正することが可能となる。
本発明の請求項3の発明によれば、補正対象者の体格や年齢に応じた理想的な曲がり状態となるように骨格の曲がり状態を補正することが可能となる。
本発明の請求項4の発明によれば、より細やかに骨格の曲がり状態を補正することが可能となり、また、効率よく骨格の曲がり状態を補正することが可能となる。
本発明の請求項5の発明によれば、より効率よく骨格の曲がり状態を補正することが可能となる。
本発明の請求項6の発明によれば、補正処理の実行時、その時点での制御条件に応じた補正度合いにて骨格の曲がり状態を補正することが可能となる。
本発明の請求項7の発明によれば、補正処理の実行中、補正対象者に対して過度の負荷が掛かったり、補正するのに十分な負荷が掛からなかったりするのを抑制することが可能となる。
本発明の請求項8の発明によれば、疲労度合いに応じて補正処理実行の要否を判断することが可能となる。
本発明の請求項9の発明によれば、車両の走行状況に応じて補正処理の実行や補正度合いを制限することが可能となる。
本発明の請求項10の発明によれば、骨格の曲がり状態の経時変化を考慮して補正処理を実行することが可能となる。
本発明の請求項11の発明によれば、各回の補正処理において、それまでに実行された補正処理の実行履歴に応じて設定された補正度合いにて骨格の曲がり状態を補正することが可能となる。
なお、以下の説明において前後方向とは、車両の前後方向、すなわち車両の進行方向と一致する方向のことであり、左右方向とは、車両の横幅方向と一致する方向のことである。
先ず、本発明の一実施形態(以下、本実施形態)に係る補正装置10の全体構成について説明する。本実施形態に係る補正装置10は、図1に示すように、車両に設けられたシート(以下、車両用シート)Sに搭載されるものである。なお、補正装置10が搭載される車両用シートSは、運転手席、助手席、後部座席のいずれであってもよい。
なお、図1や図3に示すように、左右方向において真ん中に位置するエアセル1の列は、シートバックS1の左右方向中心に位置するように配置されており、補正対象者の背中のうち、脊椎が位置する領域を押圧する。
なお、図1や図4に示すように、左右方向の両端に位置するエアセル1の列は、シートクッションS2の左右方向中心から見て幾分端寄りに位置するように配置されており、補正対象者の着座部のうち、坐骨頂部から大腿骨に沿って伸びている領域を押圧する。
そして、ECU9のコントローラ9aは、脊椎の曲がり状態を検出する圧力センサ4の検出結果に基づいてアクチュエータ3を駆動し、背中側ユニット11の押圧状態を制御する。これにより、補正対象者の脊椎の曲がり状態が補正されるようになる。
そして、ECU9のコントローラ9aは、坐骨の曲がり状態を検出する圧力センサ4の検出結果に基づいてアクチュエータ6を駆動し、脚側ユニット13の押圧状態を制御する。これにより、補正者の坐骨の曲がり状態が補正されるようになる。
なお、基準曲がり状態については、理想曲がり状態及び個別曲がり状態のうちのいずれかがメモリ9bに記憶されていることとしてもよく、理想曲がり状態及び個別曲がり状態の双方がメモリ9bに記憶されていることとしてもよい。
なお、図6に示すケースでは骨格が3つの被検出領域(A領域、B領域、C領域)に区分されていることとしたが、被検出領域の数については任意に設定することが可能である。
次に、補正装置10の制御例について説明する。
補正装置10各部は、前述したECU9により統括的に制御される。具体的に説明すると、図7に示すように、車両のエンジンがオンになると(S001)、ECU9が起動して制御モードの選択を促す(S002)。本実施形態では、制御モードとして「覚醒度維持モード」、「姿勢制御モード」、「停止モード」の3モードが用意されており、車両用シートSに着座した乗員、すなわち、補正対象者は、上記3つの制御モードの中からいずれかのモードを選択する(S003)。なお、モード選択の際には、車両内に設置された操作パネル(不図示)に図8に図示の操作画面が描画され、乗員は、当該操作画面に表示されたモード選択ボタンB1,B2,B3を押す等の操作を行うことになる。
姿勢制御プロセスは、図10に示すように、圧力センサ4により補正対象者の骨格の曲がり状態を検出する検出動作から始まる(S011)。検出動作では、車両用シートSに着座した補正対象者の骨格の曲がり状態を検出するため、各エアセル1に貼り付けられた圧力センサ4が車両用シートS中の対応する部位における着座圧を測定する。
一方、ずれ量が0でない場合(S015でNo)、コントローラ9aは、補正処理を実行する(S017)。すなわち、コントローラ9aは、アクチュエータ3,6を駆動して各押圧ユニット11,13の押圧状態を上記のずれ量に応じた分だけ制御する。より具体的に説明すると、コントローラ9aが押圧ユニット11,13を構成するエアセル1を上記のずれ量に応じた分だけ膨らませる。これにより、補正対象者の脊椎の曲がり状態及び坐骨の曲がり状態が基準曲がり状態に近づくように補正される。
特に、本実施形態では、コントローラ9aが圧力センサ4の検出結果から補正対象者を特定し、補正処理では、メモリ9bに記憶された基準曲がり状態のうち、特定処理において特定した補正対象者に対応する基準曲がり状態に基づいて各押圧ユニット11,13の押圧状態を制御する。これにより、補正対象者に応じた曲がり状態、例えば、補正対象者の体格や年齢に応じた理想的な曲がり状態となるように骨格の曲がり状態を補正することが可能となる。
姿勢制御は、前述した図10に図示の基本フローに従って進行する。一方、より効果的な姿勢制御を実行する上で、前述の基本フローを改良した応用フローにて姿勢制御を実行することも考えられる。以下では、姿勢制御の応用フローについて説明する。
第1応用フローにより進行する姿勢制御について概説すると、骨格を複数の被検出領域に区分けし、区分けした被検出領域単位で検出動作及び補正処理を実行する。被検出領域については前述した通りであり、以下では、A領域、B領域及びC領域の3つの被検出領域に区分されたケースを例に挙げて説明する。なお、A領域、B領域及びC領域については、背中上側部、背中下側部及び着座部であることとしてもよく、背中部の上方部、中央部及び下方部であることとしてもよく、さらに、着座部の奥側、中央部及び手前側部であることとしてもよい。
第2応用フローにより進行する姿勢制御について概説すると、第1応用フローと同様、骨格を複数の被検出領域に区分けし、区分けした被検出領域単位で検出動作及び補正処理を実行する。一方、第1応用フローでは最も優先順位が高い被検出領域を補正処理の対象とするのに対し、第2応用フローではすべての被検出領域に対して補正処理を実行する。特に、第2応用フローでは、優先順位が高い被検出領域から順次補正処理を実行する。以下、図12を参照しながら、第2応用フローの流れを説明する。なお、以下では、A領域、B領域及びC領域の3つの被検出領域に区分されており、A領域の優先順位が最も高く、B領域の優先順位が2番目に高く、C領域の優先順位が最も低いケースを例に挙げて説明する。
そして、C領域のずれ量が0である場合、ECU9は、姿勢制御を終了する(S047)。
第3応用フローにより進行する姿勢制御について概説すると、補正処理の実行中、ECU9のコントローラ9aが制御条件に従って決定される制御量にて各押圧ユニット11,13の押圧状態を制御する。ここで、制御条件とは、コントローラ9aが補正処理において各押圧ユニット11,13の押圧状態を制御する際の制御量を決定するための条件であり、具体的には、曲がり状態のずれ量と後述する制御ゲインを決定する際の閾値との大小関係である。なお、閾値は、例えば、車両用シートSのシートポジション、シート種別(運転席であるか助手席であるか等)、車両用シートSに着座している乗員の体格や年齢等、若しくは、閾値設定用のダイヤルやスイッチの状態などに応じて設定される。
一方、第3応用フローでは、曲がり状態のずれ量を算出した後、当該ずれ量が上記の閾値を超えているか否かをECU9のコントローラ9aが判定する(S055)。そして、コントローラ9aは、判定結果に応じて制御ゲインを決定する(S056、S057)。ここで、制御ゲインとは、コントローラ9aが補正処理において各押圧ユニット11,13の押圧状態を制御する際の制御量の上記ずれ量に対する割合であり、換言すると、補正処理において骨格各部の曲がり状態を補正する際の補正度合いである。なお、補正度合いとは、単位時間あたりの補正量を示す概念である。
以上のような手順により、第3応用フローでは、補正処理の実行時にその時点での制御条件に応じた補正度合いにて骨格の曲がり状態を補正することが可能となる。分かり易く説明すると、第3応用フローでは、車両用シートSのシートポジションや乗員の体格及び年齢に応じて補正度合いを調整することが可能である。一例を挙げて説明すると、車両用シートSが所定位置よりも上方(もしくは前方)に位置するときに急激に骨格の曲がり状態を補正するのは危険である。かかる場合において姿勢制御が第3応用フローに従って進行すれば、より小さな制御ゲインg2にて制御量を算出するため、補正処理において骨格の曲がり状態が急激に補正されてしまうのを回避することが可能となる。
第4応用フローにより進行する姿勢制御について概説すると、補正処理においてECU9のコントローラ9aは、制御量が許容範囲内に収まるように各押圧ユニット11,13の押圧状態を制御する。
第4応用フローについて図14を参照しながら説明すると、姿勢制御が開始してから曲がり状態のずれ量を算出するまでの一連の処理S071〜S074については、基本フローのものと共通する。
具体的に説明すると、ECU9のメモリ9bには、制御量の許容範囲を示す情報として、制御量に対して予め定められた上限制御量及び下限制御量が記憶されている。コントローラ9aは、算出した制御量が上限制御量を超えているか否かを判定し(S076)、上限制御量を超えている場合には上限制御量にて補正処理を実行する(S077)。すなわち、算出した制御量が上限制御量を超えている場合、コントローラ9aは、上限制限量にて各押圧ユニット11,13の押圧状態を制御する。
第5応用フローにより進行する姿勢制御について概説すると、圧力センサ4による検出動作が定期的に実行される。また、第5応用フローでは、検出動作が実行する度に曲がり状態のずれ量を求めるとともに、ずれ量の変化量(以下、変化量)を求める。ここで、変化量とは、今回求めたずれ量と前回求めたずれ量との差のことである。
そして、第5応用フローでは、姿勢制御の開始時点から現時点までの間に算出してきた変化量を積算し、その積算結果が所定量を超えたときに補正処理を実行することとしている。
一方、ECU9のコントローラ9aは、曲がり状態のずれ量を算出した後、前述の変化量を算出し、姿勢制御の開始時点から現時点までの間に算出してきた変化量を積算する(S095)。その後、コントローラ9aは、変化量の積算結果が所定量を超えているか否かを判定する(S096)。積算結果が所定量を超えていない場合(S096でNo)、圧力センサ4による検査動作が再び実行され(S097)、以降、上記の積算結果が所定量を超えるようになるまで上述した一連の処理S094〜S097が繰り返し実行される。
以上のように第5応用フローでは、曲がり状態のずれ量の変化量を積算し、その積算結果を補正処理実行の判断材料として用いている。ここで、車両用シートSに着座している乗員の着座姿勢は乗員の疲労度に応じて変化し、また、着座姿勢の変化に伴って曲がり状態のずれ量が変わる。したがって、曲がり状態のずれ量の変化量を積算した際の積算結果は、補正対象者の疲労度合いを反映していることになる。したがって、第5応用フローでは、疲労度合いを示す指標から補正処理実行の要否を判断するため、乗員の疲労度合いに応じた姿勢制御を実現することが可能となる。
第6応用フローにより進行する姿勢制御について概説すると、車両の走行状況に応じて補正処理の実行の有無を決定する。
より具体的に説明すると、図16に示すように、姿勢制御が開始されると、ECU9のコントローラ9aは、現在車両が走行中であるか否かを判定する(S101)。そして、車両が走行中であると判定した場合(S101でYes)、コントローラ9aは、姿勢制御を終了する(S102)。一方、車両が走行中ではないと判定した場合(S101でNo)、コントローラ9aは、基本フローと同様の手順にて姿勢制御を進行し、姿勢制御における一連の処理(図16中のS103〜S110)を実行する。
第7応用フローでは、第6応用フローと同様、車両の走行状況に応じて補正処理を制限し、より具体的には、補正処理において各押圧ユニット11,13を制御する際の制御量を車両の走行状況に応じて調整する。
第7応用フローについて図17を参照しながら説明すると、姿勢制御が開始してから曲がり状態のずれ量を算出するまでの一連の処理S121〜S124については、基本フローのものと共通する。また、ずれ量を算出した後には、ずれ量が0であるかどうかを判定し(S125)、ずれ量が0である場合、コントローラ9aは、姿勢制御を終了する(S126)。
以上のように第7応用フローでは、車両の走行状況に応じて補正処理における制御量を制限することにより、第6応用フローと同様の効果を得ることができる。すなわり、第7応用フローでは、補正処理を実行することで車両の運転に影響が及ぶのを抑制することが可能となる。
第8応用フローでは、図18に示すように、姿勢制御において実行される一連の処理S141〜S150が概ね基本フローにおける処理と共通する。一方、第8応用フローでは、押圧ユニット11,13の押圧状態を制御する際の制御量を算出するにあたり、前回の姿勢制御で算出した曲がり状態のずれ量(以下、前回のずれ量)を読み出し(S147)、前回のずれ量と今回のずれ量に基づいて制御量を算出する(S148)。
すなわち、第8応用フローでは、ECU9のコントローラ9aが、直近に行われた検出動作において得られた検出結果、及び、直近に行われた検出動作よりも前に行われた検出動作において得られた検出結果に基づいて上記制御量を算出し、補正処理において当該制御量だけ押圧ユニット11,13の押圧状態を制御する。
なお、前回のずれ量及び今回のずれ量から制御量を算出する方法については、特に限定されるものではなく、例えば、前回のずれ量及び今回のずれ量の平均値から制御量を算出することとしてもよく、また、前回のずれ量及び今回のずれ量の各々に対して重み付けをしてから制御量を算出することとしてもよい。
第9応用フローにより進行する姿勢制御について概説すると、各補正処理でコントローラ9aが押圧ユニット11,13を制御した際の制御量を学習し、次回以降の補正処理において反映することとしている。
より具体的に説明すると、第9応用フローでは、図19に示すように、姿勢制御が開始してから曲がり状態のずれ量を算出するまでの一連の処理S171〜S174については、基本フローのものと共通する。また、ずれ量を算出した後には、ずれ量が0であるかどうかを判定し(S175)、ずれ量が0である場合、コントローラ9aは、姿勢制御を終了する(S176)。
なお、前回の制御量に応じて今回の制御量を算出する方法については、特に限定されるものではなく、例えば、曲がり状態のずれ量から通常の算出方法によって求めた制御量に前回の制御量に応じた係数を乗じて得られる制御量を今回の制御量とすることとしてもよい。
以上のように第9応用フローでは、各回の補正処理における制御量を学習し、学習内容を次回以降の補正処理に反映させることが可能となる。これにより、例えば、各回の補正処理において、それまでに実行された補正処理の実行履歴に応じて設定された補正度合いにて骨格の曲がり状態を補正することが可能となる。
上記の実施形態には、主として本発明の補正装置について説明した。しかし、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
2,5 保持フレーム
3,6 アクチュエータ
4 圧力センサ
9 ECU
9a コントローラ
9b メモリ
10 補正装置
11 押圧ユニット(背中側ユニット)
13 押圧ユニット(脚側ユニット)
B1,B2,B3 モード選択ボタン
B4,B5,B6 実行頻度選択ボタン
BP バックパッド
CP クッションパッド
HP ヘッドレストピラー
PL,QL 支持プレート
R1,R2 情報
S 車両用シート
S1 シートバック
S2 シートクッション
S3 ヘッドレスト
Sf1 シートバックフレーム
Sf2 クッションフレーム
Claims (11)
- 補正対象者の骨格の曲がり状態を補正する補正装置であって、
前記補正対象者の背側部を押圧する押圧部と、
前記骨格中、脊椎の曲がり状態と、骨盤の右側部及び左側部の各々の中心領域の曲がり状態とを検出する検出部と、
該検出部による検出結果に基づいて前記押圧部の押圧状態を制御する制御部と、を有することを特徴とする補正装置。 - 予め設定された基準曲がり状態を複数記憶した記憶部を有し、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記基準曲がり状態のうち、前記検出結果に対応する前記基準曲がり状態と前記検出結果とに基づいて前記押圧状態を制御することにより前記曲がり状態を補正する補正処理を実行することを特徴とする請求項1に記載の補正装置。 - 前記補正対象者毎に予め設定された基準曲がり状態を記憶した記憶部を有し、
前記制御部は、
前記検出結果から前記補正対象者を特定する特定処理と、
前記記憶部に記憶された前記基準曲がり状態のうち、前記特定処理において特定した前記補正対象者に対応する前記基準曲がり状態と前記検出結果とに基づいて前記押圧状態を制御して前記曲がり状態を補正する補正処理と、を実行することを特徴とする請求項1に記載の補正装置。 - 前記検出部は、前記骨格中、互いに異なる複数の被検出領域の曲がり状態を検出し、
前記被検出領域毎に予め設定された基準曲がり状態を記憶した記憶部を有し、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記基準曲がり状態のうち、前記被検出領域に対応する前記基準曲がり状態と前記検出結果とに基づいて前記押圧状態を制御して前記被検出領域の前記曲がり状態を補正する補正処理を前記被検出領域別に実行し、
複数の前記被検出領域のうち、より優先順位の高い前記被検出領域に対する前記補正処理が先行して実行されることを特徴とする請求項1に記載の補正装置。 - 前記被検出領域の前記優先順位は、前記検出結果が示す前記曲がり状態の前記基準曲がり状態に対するずれ量が大きいほど、より高く設定されることを特徴とする請求項4に記載の補正装置。
- 前記記憶部は、制御条件に応じて複数設定された制御ゲインを記憶し、
前記制御部は、前記補正処理において、前記記憶部に記憶された前記制御ゲインのうち、前記補正処理の実行時における前記制御条件に対応する前記制御ゲイン、及び、前記検出結果が示す前記曲がり状態の前記基準曲がり状態に対するずれ量に基づいて制御量を算出し、算出した該制御量だけ前記押圧状態を制御することを特徴とする請求項2乃至5のいずれか一項に記載の補正装置。 - 前記記憶部は、前記補正処理において前記制御部が前記押圧状態を制御する際の制御量の許容範囲を示す情報を記憶しており、
前記制御部は、前記補正処理において、前記許容範囲から外れないように設定された前記制御量だけ前記押圧状態を制御することを特徴とする請求項2乃至6のいずれか一項に記載の補正装置。 - 前記制御部は、前記検出部による検出動作が実行される度に、前記検出結果が示す前記曲がり状態の前記基準曲がり状態に対するずれ量を求めたうえで、今回求めた前記ずれ量と前回求めた前記ずれ量との差を積算し、該差の積算結果が所定量を超えたときに前記補正処理を実行することを特徴とする請求項2乃至7のいずれか一項に記載の補正装置。
- 前記補正装置は、前記補正対象者が乗車する車両に設けられたシートに搭載され、
前記制御部は、前記車両の走行状況に応じて前記補正処理の実行の有無を決定し、若しくは、前記車両の走行状況に応じて前記押圧状態を制御する際の制御量を調整することを特徴とする請求項2乃至8のいずれか一項に記載の補正装置。 - 前記制御部は、前記補正処理において、直近に行われた前記検出部による検出動作において得られた前記検出結果、及び、直近に行われた前記検出動作よりも前に行われた前記検出動作において得られた前記検出結果に基づいて前記押圧状態を制御することを特徴とする請求項2乃至9のいずれか一項に記載の補正装置。
- 前記制御部は、前記補正処理を繰り返し実行する場合、今回の前記補正処理において前記押圧状態を制御する際の制御量を、前回の前記補正処理において前記押圧状態を制御した際の制御量に応じて算出することを特徴とする請求項2乃至10のいずれか一項に記載の補正装置。
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