JP6572336B2 - 車両用シートの乗員姿勢調節装置 - Google Patents
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Description
本開示は、車両用シートの乗員姿勢調節装置に関する。
車両用シートに着座した乗員の姿勢を適切なものにする姿勢調節装置には、様々なタイプのものがある。その多くは,アクチュエータに空気袋を用い、空気袋内の圧力を測定する圧力センサモニタリングのフィードバックによって空気袋内の圧力を調整するものである(特許文献1及び2)。空気袋による押圧は、空気袋の大きな及び配置の選択並びに空圧制御の多様化によって、極め細かな制御を可能とするが、これらの発明が開示するように、モニタリングする空気袋内の圧力は、乗員の体感と直接の関係を持たないため、本来官能的な指標によるべきところを間接的な物理量に代替させるものであった。
特許文献1に係る車両用シート制御装置は、シートバックの上部と下部とに二つの空気袋を配置し、上下の空気袋の圧力比からシートバック後傾角度という物理量を推定している。推定には、圧力比とシートバック後傾角度との相関関係を複数の着座者による実験に基づいて作成の上、相関図とのマッチングによって、シートバック後傾角度を推定する。従って、特許文献1で得られる計測値は、着座者の官能とは何ら関係はない。
特許文献2に係る知能型車両シートサポートシステムは、乗客の着座によってサポートを開始するシステムであって、複数の空気袋を用い、空気袋が所定の圧力となるように制御弁を制御する。例えば、左右の空気袋に圧力差が発生すれば、姿勢の変更があったと判断され、自動的に再調整が実施される。従って、特許文献2で得られる計測値も、着座者の官能とは何ら関係はない。姿勢の変更があったとしても、乗客の疲労が増す程の負荷がかかるものとは一概に言えない。
空気袋による押圧は、空気袋の配置に自由度があり、多数の空気袋をシートバック内に内蔵させ、押圧部位を局所化することが比較的容易である一方、空気袋が膨張時に外形に丸みを生じ、点サポートで局所的範囲に高い押圧が働き、本来的に体圧分布に問題が発生する。
上記、点サポートの問題は、特許文献3に係る車両用シートでは解決される。特許文献3は、単板をシートバック背後からリンク棒で腰部と骨盤部を押す仕組みによってシートバック形状を調整する。しかし、同発明は、車両用シートの姿勢を適切なものにする制御に関して何ら開示していない。板部材は空気袋の空気ポンプ系に比し、アクチュエータの仕組みを別に定める必要があり、更に、押圧の局所毎に必要となる複数のアクチュエータの制御が複雑となるという問題がある。
本発明は、以上の背景を鑑み、搭乗者をその人にとって適切な体圧値で支え、乗員の体圧分布計計測結果から、疲労の少ない姿勢に調節する車両用シートの乗員姿勢調節装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するために本発明のある実施形態は、シートクッション(3)と、前記シートクッションの後端に結合されたシートバック(4)とを備えた車両用シート(2)に用いられる車両用シートの乗員姿勢調節装置(1)であって、ヒップポイント(HP)の直下位置にて左右に延在する枢軸(17)を介して前記シートクッションに枢支され、少なくとも大腿を下側から支持する板状の底部サポート部材(7)と、前記シートバックの上下方向についての中間部より下方位置にて左右に延在する枢軸(18)を介して前記シートバックに枢支され、少なくとも骨盤を後方から支持する板状の下部サポート部材(8)と、前記シートバックの上下方向についての前記中間部より上方位置にて左右に延在する枢軸(19)を介して前記シートバックに枢支され、少なくとも肩甲骨を後方から支持する板状の上部サポート部材(9)と、前記底部サポート部材、前記下部サポート部材及び前記上部サポート部材を駆動する第1〜第3駆動装置(10、11、12)と、前記第1〜第3駆動装置を制御する制御装置(13)とを有する。
この構成によれば、板状の底部サポート部材に枢軸周りの角度を調節するための第1駆動装置と、板状の下部サポート部材に枢軸周りの角度を調節するための第2駆動装置と上部サポート部材に枢軸周りの角度を調節するための第3駆動装置と、駆動装置を統合制御する制御装置とによって、乗員の体圧分布を修正し、疲労の少ない姿勢に調整可能とする。
上記構成の乗員姿勢調節装置は、制御装置が前記枢軸まわりに板状の底部サポート部材、下部サポート部材及び上部サポート部材を介し、乗員を姿勢制御する。姿勢制御手段が、これら3つのサポート部材で構造化されている乗員姿勢調節装置である。このうち、底部サポート部材の枢軸まわりの制御は骨盤の後傾角度に影響する。骨盤の後傾角度が変化すれば、背形状も変化しシートバック上の体圧分布にも影響する。従って、骨盤の後傾角度は、最も精度よく制御されるのが好ましい。底部サポート部材の制御によって、骨盤が枢軸まわりに回転されるとき、枢軸まわりの回転角度変化と骨盤後傾角度変化との関係は、両者が一致するか、あるいは、できるだけ線形に近い方が好ましい。本乗員姿勢調節装置は、板状の底部サポート部材の枢軸は、ヒップポイントの直下位置に配置され、枢軸まわりの回転角度変化と骨盤後傾角度変化とは、ほぼ一致する。従って、本制御装置は、制御目標値を決定するのが他の構成より容易に実現できる効果を提供する。こうして、この態様の乗員姿勢調節装置は、個人差に応じ骨盤、腰部及び背部の体圧分布を基礎として、乗員の体圧分布を修正し、乗員の姿勢を疲労の少ない姿勢に調整可能とする。ここで、シートクッションの姿勢を正す3種のサポート部材はいずれも板状であり、平面の広がりを持ち、空気袋のような凸形状の部材と異なり体圧分散の点で好適である。
また、上記の構成において、前記底部サポート部材に対応し、かつ少なくとも着座者の大腿及び座骨に対応する部分に配設された前後の第1体圧センサ(14)を更に有し、前記制御装置が前後の前記第1体圧センサの出力の相互の比較判定によって前記第1駆動装置(10)を制御することを特徴とする。
この構成によれば、乗員の体圧センサによって体感が計量化される。底部サポート部材が当接する代表部位は、大腿、臀の特に座骨であり、この態様は、少なくとも着座者の大腿及び座骨に対応する部分に体圧センサを配置する。体感は、周囲環境、例えば、季節、温度湿度、着衣の態様、材質等によって様々変動する相対的な性質を持つ。直接官能に結びつく数量を計量化する体圧センサは、着座者の大腿及び座骨に対応する部分に配置されて、より乗員の体感に適合する判定を可能とする効果を得る。
また、上記の構成において、上記の構成において、前記下部サポート部材に対応し、かつ少なくとも着座者の腰部及び骨盤に対応する部分に配設された上下の第2体圧センサ(15)を更に有し、前記制御装置が上下の前記第2体圧センサの出力の相互の比較判定によって前記第2駆動装置(11)を制御することを特徴とする。
この構成によれば、乗員の体圧センサによって体感が計量化される。下部サポート部材が当接する代表部位は、腰椎、骨盤であり、この態様は、少なくとも着座者の腰椎及び骨盤に体圧センサを配置する。体感は、周囲環境、例えば、季節、温度湿度、着衣の態様、材質等によって様々変動する相対的な性質を持つ。直接官能に結びつく数量を計量化する体圧センサは、着座者の腰椎及び骨盤に対応する部分に配置されて、より乗員の体感に適合する判定を可能とする効果を得る。
また、上記の構成において、前記制御装置が前記第1駆動装置を制御するのに引き続いて、前記第2駆動装置を制御するように構成されていることを特徴とする。
この構成によれば、第1駆動装置を制御する上記の効果に合わせて、第2駆動装置を制御する重畳効果を得る。
また、上記の構成において、前記上部サポート部材に対応し、かつ着座者の肩甲骨に対応する部分に配設された少なくとも1つの第3体圧センサ(16)を更に有し、前記制御装置が前記第3体圧センサの出力と、上側の前記第2体圧センサの出力との比較判定によって前記第3駆動装置(12)を制御することを特徴とする。
この構成によれば、乗員の体圧センサによって体感が計量化される。上サポート部材が当接する代表部位は、肩甲骨であり、この態様は、少なくとも着座者の肩甲骨に更に体圧センサを配置する。体感は、周囲環境、例えば、季節、温度湿度、着衣の態様、材質等によって様々変動する相対的な性質を持つ。肩甲骨の体圧直接官能に結びつく数量を計量化する体圧センサは、着座者の腰椎及び肩甲骨に対応する部分、すなわち、背部の下部及び背部の上部に配置されて、より乗員の体感に適合する判定を可能とする効果を得る。
また、上記の構成において、前記制御装置が前記第2駆動装置を作動させるのに引き続いて、前記第3駆動装置を作動させるように構成されていることを特徴とする。
この構成によれば、第2駆動装置を制御する上記の効果に合わせて、第3駆動装置を制御する重畳効果を得る。
また、上記の構成において、前記制御装置が、前記第3駆動装置を制御する前に前記第1駆動装置及び前記第2駆動装置の作動状態を保持させることを特徴とする。
この構成によれば、シートバックは、シートクッションの形状が定められ、かつ背部の下部の形状が定められたのちに、制御装置が、前記第3駆動装置を制御することによって、背部の上部の形状が最終決定されるように構成されている。背部の上部の形状は、背部の上部ばかりでなく、腰椎の体圧、すなわち背部の下部の体圧に関わる。従って、背部の下部の体圧が体感の許容する範囲に収まっていないと、制御装置が背部の上部の形状を第3駆動装置によって制御する場合に、第1及び第2駆動装置の制御も追加で行う必要も生じうる点、駆動装置間を跨る繰り返し制御が繰り返され得る。更に、骨盤はいわば構造物の土台であり、第1及び第2駆動装置の制御が繰り返され、骨盤の角度が異なると、前記下部サポート部材の上部、すなわち腰部の体圧も変化し、体感許容範囲を逸脱する恐れがある。制御装置によって第1駆動装置が制御され、制御装置によって第2駆動装置が制御されるのに引き続いて、第1及び第2駆動装置の作動状態を保持させることにより、第3駆動装置の制御をすれば、第1及び第2駆動装置を跨る繰り返し制御を回避でき、より少ない試行回数によって乗員の背部の下部及び背部の上部を適切な圧力で支持する制御を可能にする。
また、上記の構成において、前記比較判定は、前記出力の圧力差が所定の閾値を超えるか否かで判定する。
この構成によれば、比較判定は、体圧センサ出力の圧力差を基準とする。人の体感は概して差分に敏感である。特に快適な範囲の外れ値の体感は差分に敏感であるという性質を持つ。例えば、温度で言えば23℃と25℃の差に敏感であるが、快適な範囲の下方への外れ値として、10℃と12℃の差は重要ではない。ところが、前者の数値比は10%弱であるのに後者の数値比は20%の差異であって、数値比の比較では、後者の差異がより重要と誤って判定されてしまう恐れもある。この点、差分によって圧力差を基準とする体感判定基準は好適である。
また、上記の構成において、前記制御装置は、乗員の手動入力装置を備え、前記比較判定は、当該手動入力装置によって乗員が選択するモードによって定まることを特徴とする。
この構成によれば、比較判定は、乗員が選択するモードに従属するとされる。モードとは、気温、天気、季節及び時刻帯等の自然環境条件に依存する自然環境モード、属人性、体感等乗員の嗜好依存する属人性モード、路面状況、高速道路、山道等走行条件に依存する走路モード等様々であるが、これらのモードを乗員が入力指定可能であれば、体感の把握の精度が向上し、乗員の満足度は上がる効果を得る。
以上の構成によれば、搭乗者をその人にとって適切な体圧値で支え、乗員の体圧分布計計測結果から、疲労の少ない姿勢に調節する車両用シートの乗員姿勢調節装置を提供することができる。
本発明に係る車両用シート2の乗員姿勢調節装置1の実施形態を、図面を参照して説明する。以下の説明で、前方とは、車両用シート2に着座した乗員から見た前方をいう。後方とは、車両用シート2に乗員から見た後方をいう。幅方向とは、車両用シート2の幅方向をいう。左右とは、乗員から見た左右をいう。車両用シート2の表とは、着座した乗員に近い方の開放面をいう。上方とは、車両用シート2に着座した乗員から見た上方をいい、部材の形状配置についても同様であり、リクライニング時、フラット時の状態から見た方向を指すものではない。
図1を参照し、本発明の車両用シート2の乗員姿勢調節装置1を含む車両用シート2の構成を説明する。図1に示すように、車両用シート2は、着座者の臀部を支持するシートクッション3、シートクッション3の後端に結合され、着座者の背中を支持するシートバック4、シートバック4の上端に結合され、着座者の頭部を支持するヘッドレスト5を備えており、各部は、その骨格としてのフレームにパッド材(図示しない)を埋設し、シート表皮材6で被覆することで構成されている。
車両用シート2に着座する乗員の臀部が保持されるシートクッション3には、乗員の大腿51と臀部との体圧を分散するための底部サポート部材7が内蔵されている。シートバック4には、乗員の背部の下部を支持する圧力を可変制御するための下部サポート部材8が内蔵されている。シートバック4には、乗員の背部の上部を支持する圧力を可変制御するための上部サポート部材9が内蔵されている。底部サポート部材7の下方には、底部サポート部材7の前部を上下するための第1駆動装置10が配置されている。下部サポート部材8の後方には、下部サポート部材8の下端を前方に押し出し、下端を後方に下げるための第2駆動装置11が配置されている。上部サポート部材9の後方には、上部サポート部材9の上端を前方に押し出し、上端を後方に倒すための第3駆動装置12が配置されている。
第1〜第3駆動装置10〜12には、制御装置13が接続されている。底部サポート部材7の近くには前後に第1体圧センサ14が配設されている。前側及び後側の第1体圧センサ14は、それぞれ左右1対に設けられている。下部サポート部材8の近くには上下に第2体圧センサ15が配設されている。上側の第2体圧センサ15はシートクッション3の幅方向の中央に配置され、下側の第2体圧センサ15は左右1対に設けられている。上部サポート部材9の上部近くには第3体圧センサ16が左右1対に配設されている。
本実施形態では、第1〜第3駆動装置10〜12は、アクチュエータとして(図示しない)スクリュー機構によってモータ駆動され、押圧が可変制御される。制御装置13は、第1〜第3駆動装置10〜12と通信可能に接続されており、第1〜第3体圧センサ14〜16からの出力に応答して、第1〜第3駆動装置10〜12を作動させるように構成されている。第1〜第3駆動装置10〜12は、アクチュエータを制御装置13からの指令に従って実行するコントローラーを含む。
車両用シート2の内部にはパッド材(図示しない)が埋設され、車両用シート2の全体はシート表皮材6で被覆されている。第1〜第3体圧センサ14〜16は、底部サポート部材7、下部サポート部材8及び上部サポート部材9が埋設されている箇所のパッド材の表面に、底部サポート部材7及び下部サポート部材8には少なくとも2つ、及び上部サポート部材9には少なくとも1つは貼り付けられ、本実施形態では、底部サポート部材7には4つ、下部サポート部材8には3つ、及び上部サポート部材9には2つ貼り付けられている。
図2を参照して、制御装置13の各機能ブロックを説明する。制御装置13は、中央処理ユニット20を含み、ユーザインターフェース21及び第1〜第3駆動装置10〜12と通信可能に接続されている。
ユーザインターフェース21は、制御装置13に設けられたユーザインターフェースI/O22を介して中央処理ユニット20と通信可能に接続されており、手動入力装置をなす。ユーザインターフェースI/O22は、ユーザインターフェース21へユーザ表示情報を出力可能に構成されている。また、ユーザインターフェースI/O22は、ユーザインターフェース21から運転モード及び設定情報を入力可能に構成されている。
制御装置13は、圧力センサとデータ通信を行う圧力センサI/O23を含む。圧力センサI/O23は、第1〜第3体圧センサ14〜16の圧力信号を中央処理ユニット20へ入力可能に構成されている。また、制御装置13は、第1〜第3駆動装置10〜12と通信可能に接続するための駆動装置I/O25を含む。駆動装置I/O25は、第1〜第3駆動装置10〜12に含まれるアクチュエータ(図示しない)が底部サポート部材7、下部サポート部材8及び上部サポート部材9を駆動するようにI/O命令及びデータを送受可能に論理接続されており、各アクチュエータの作動を制御する。
中央処理ユニット20は、駆動装置I/O25を介して第1〜第3駆動装置10〜12へ制御信号を出力する駆動装置制御部24を含む。また、中央処理ユニット20は、運転モード及び設定情報を保存するストレージ31を有する。ユーザインターフェース21から入力された運転モード及び設定情報はストレージ31に保存される。中央処理ユニット20は、圧力センサデータのサンプリング、受信データの一時ストア及び、デジタルフィルタリング等の計測データ処理をする圧力センサ計測部32を有する。中央処理ユニット20は、内部モジュールとして、第1調整モジュール26、第2調整モジュール27及び第3調整モジュール28を含み、これらの調整モジュールの制御フローをコントロールするフロー制御部29とタイマ30とを有する。
フロー制御部29は、ストレージ31、圧力センサ計測部32、駆動装置制御部24、第1調整モジュール26、第2調整モジュール27及び第3調整モジュール28とデータバス接続され、タイマ30からの割り込みも利用してフロー制御を行うように構成されている。
図3〜5を参照し、シートクッション3及びシートバック4に内蔵されている底部サポート部材7、下部サポート部材8及び上部サポート部材9の配置を説明する。腰及び胸部の骨部との関係では図6を参照し説明する。
図3〜5に示すように、底部サポート部材7は、乗員の大腿51を押し上げるため、シートクッション3の前部にて、大腿51を支持する面の下方にてシート座面の幅方向左右に及ぶ幅に配置され、反射的にシートクッション3の後部にて座骨52を押し下げるようにシートクッション3に内蔵されている。即ち底部サポート部材7は、乗員の姿勢の個性に合わせた座骨52の体圧を大腿51へ分散をする部位として好適な位置に配置されている。このように底部サポート部材7がその前部で乗員の大腿51近傍を支持するように配置されることにより、乗員の大腿51を持ち上げることができ、大腿51と座骨52との間で体圧を分散、乗員により快適なシートを提供する効果を与える。
板状の底部サポート部材7は、大腿51の前部と座骨52との中間位置で、図5に示す着座者のヒップポイントHP直下に配置されている枢軸17によって枢支され、大腿51を押し上げれば、反射的にシートクッション3の後部にて座骨52を押し下げ、座骨52の体圧は低くなる。逆に、大腿51を押し下げ、反射的に座骨52を押し上げれば、骨盤61の座面に接する部位の後部は持ち上がり、座骨52の体圧は高くなる。板状の底部サポート部材7の枢軸17は、ヒップポイントHPの直下位置にて左右方向に延在するように配置され、枢軸17まわりの回転角度変化と骨盤61後傾角度変化とは、ほぼ一致している。枢軸17は、シートクッションフレーム35に枢支されている。
下部サポート部材8は、乗員の骨盤61を前方へ押し出すため、シートバック4の下部にて、骨盤61を支持する面の後方にてシートバック4下部の幅方向左右に及ぶ幅に配置され、下部サポート部材8の上部は第3腰椎を含む腰部62まで上方へ延在している。即ち下部サポート部材8は、乗員の背形状の個性に合わせた骨盤61の後傾の矯正及び体圧の分散をする部位として好適な位置に配置されている。下部サポート部材8は上端部でシートバック4の上下方向についての中間部より下方位置にて左右に延在する枢軸18を介してシートバックフレーム45に枢支され、このように下部サポート部材8がその下部で乗員の骨盤61を支持するように配置されることにより、乗員の骨盤61を後方から押し出し、骨盤61の後傾角度を矯正すると共に骨盤61と腰部62との間で体圧を分散し、乗員により快適なシートを提供する効果を与える。
上部サポート部材9は、シートバック4の上部かつ幅方向中央部で肩甲骨71を支持するように配置されている。即ち上部サポート部材9は、乗員の背形状の個性に合わせた背部の上部の保持及び体圧の分散をする部位として好適な位置に配置されている。上部サポート部材9は下端部でシートバック4の上下方向についての中間部より上方位置にて左右に延在する枢軸19を介してシートバックフレーム45に枢支され、肩甲骨71を後方から支持している。上部サポート部材9は、必要に応じ肩甲骨71を後方から前方へ倒すように制御され、反射的に乗員の腰部62で体圧を分散し、乗員により快適なシートを提供する効果を与える。
底部サポート部材7、下部サポート部材8及び上部サポート部材9の近傍のパッド材に貼り付けられている第1〜第3体圧センサ14〜16のデータを用い、第1〜第3駆動装置10〜12を作動させて臀部及び背部の上部を支持するための連動制御は、図2に示されている制御装置13によって行われる。より詳細には、中央処理ユニット20の第1調整モジュール26、第2調整モジュール27、及び第3調整モジュール28によって行われる。
図7〜9を参照し、大腿51、臀部及び背部の上部を支持するための連動制御を説明する。
<第1調整モジュール26による処理、ステップS10>
図7に示される第1調整モジュール26による処理は、乗員がユーザインターフェース21の操作入力部を操作し、開始指示をすることでスタートする。すなわち、制御装置13がユーザインターフェース21からシート制御開始信号を受信すると、第1調整モジュール26がステップS10の制御を開始する。ステップS10では、第1調整モジュール26が大腿51と座骨52との間で体圧調節するようにシートクッション3の座面を制御する。
図7に示される第1調整モジュール26による処理は、乗員がユーザインターフェース21の操作入力部を操作し、開始指示をすることでスタートする。すなわち、制御装置13がユーザインターフェース21からシート制御開始信号を受信すると、第1調整モジュール26がステップS10の制御を開始する。ステップS10では、第1調整モジュール26が大腿51と座骨52との間で体圧調節するようにシートクッション3の座面を制御する。
(ステップS11:タイマ起動)
操作モードを乗員がユーザインターフェース21から指示することによって、又は、デフォルトの操作モードが選択されたと判定されると、最初の処理ステップであるステップS11にてタイマ起動が処理され、開始時刻がセットされてワークメモリに一時保管されると共にタイマ機能が作動開始する。タイマ機能は、リクエストに応じ第1調整モジュール26のステップS10からの経過時間をリクエスタに応答し、あるいは、所定の時間経過時には、制御フローに対しタイマ割込みを上げてもよい。更に、次のステップS12へ処理が移る。
操作モードを乗員がユーザインターフェース21から指示することによって、又は、デフォルトの操作モードが選択されたと判定されると、最初の処理ステップであるステップS11にてタイマ起動が処理され、開始時刻がセットされてワークメモリに一時保管されると共にタイマ機能が作動開始する。タイマ機能は、リクエストに応じ第1調整モジュール26のステップS10からの経過時間をリクエスタに応答し、あるいは、所定の時間経過時には、制御フローに対しタイマ割込みを上げてもよい。更に、次のステップS12へ処理が移る。
(ステップS12:シートバック4の体圧測定)
ステップS12では、シートバック4の体圧が測定される。乗員の大腿51近傍の前側の第1体圧センサ14及び座骨52近傍の後側の第1体圧センサ14からの圧力信号がここでサンプリングされる。圧力センサ計測部32に一時ストアされている第1体圧センサ14からの圧力信号が、第1調整モジュール26に読み込まれる。圧力信号値は、時間窓の平均値が用いられてもよく、底部サポート部材7近傍であれば、複数の第1体圧センサ14の平均値が採用されてもよい。必要に応じ、ノイズをキャンセルするフィルタ処理が行われてもよい。
ステップS12では、シートバック4の体圧が測定される。乗員の大腿51近傍の前側の第1体圧センサ14及び座骨52近傍の後側の第1体圧センサ14からの圧力信号がここでサンプリングされる。圧力センサ計測部32に一時ストアされている第1体圧センサ14からの圧力信号が、第1調整モジュール26に読み込まれる。圧力信号値は、時間窓の平均値が用いられてもよく、底部サポート部材7近傍であれば、複数の第1体圧センサ14の平均値が採用されてもよい。必要に応じ、ノイズをキャンセルするフィルタ処理が行われてもよい。
(ステップS13:シートクッション3体圧の圧力差判定)
ステップS13では、第1体圧センサ14からの体圧に基づく大腿51と座骨52との圧力差が規定の圧力差(閾値)よりも低いか否かが判定される。圧力差が規定の圧力差未満であれば、体圧分散の必要がないことから、本モジュールの処理は完了し、制御はフロー制御部29へ戻る。一方、圧力差が規定の圧力差以上であれば、処理はステップS14へ移る。
ステップS13では、第1体圧センサ14からの体圧に基づく大腿51と座骨52との圧力差が規定の圧力差(閾値)よりも低いか否かが判定される。圧力差が規定の圧力差未満であれば、体圧分散の必要がないことから、本モジュールの処理は完了し、制御はフロー制御部29へ戻る。一方、圧力差が規定の圧力差以上であれば、処理はステップS14へ移る。
(ステップS14:シートクッション3座骨圧力判定)
ステップS14では、後側の第1体圧センサ14からの体圧が規定の座骨圧力値より高いか否かが判定される。第1体圧センサ14からの座骨圧力が規定値よりも高ければ、超過分は大腿51へ移転させるため、底部サポート部材7の前方を上げるように、ステップS15へ処理が移る。第1体圧センサ14からの座骨圧力が規定値よりも低ければ、底部サポート部材7の前方を下げるように、ステップS16へ処理が移る。
ステップS14では、後側の第1体圧センサ14からの体圧が規定の座骨圧力値より高いか否かが判定される。第1体圧センサ14からの座骨圧力が規定値よりも高ければ、超過分は大腿51へ移転させるため、底部サポート部材7の前方を上げるように、ステップS15へ処理が移る。第1体圧センサ14からの座骨圧力が規定値よりも低ければ、底部サポート部材7の前方を下げるように、ステップS16へ処理が移る。
(ステップS15:底部サポート部材7の前方上昇)
第1体圧センサ14の出力に基づいて算出された圧力差の規定値からの逸脱量及び座骨圧力を基礎に、底部サポート部材7の前方上昇量を決定し、枢軸17の角度変動量を導出する。臀部の後部が押し下げられ、規定値以下の座圧となり、かつ、シートクッション3内の圧力差が規定値未満となるように底部サポート部材7の枢軸17の変動角度が算出される。目標駆動装置は、第1駆動装置10とされ、第1体圧センサ14からの出力と所定の体圧との差分値及び差分値の時間当たりの変化量に基づき、目標体圧に達するのに十分な第1駆動装置10のアクチュエータに対する角度駆動量の目標値が算出される。第1駆動装置10への目標角度算出にあたっては、予め選択されているモード、例えば高速道、市街地あるいは路面状況等の旅程の性質あるいは乗員属性を考慮し演算モードを定め、目標角度を決定してもよい。第1駆動装置10の目標角度の決定後、次のステップS17へ処理が移る。
第1体圧センサ14の出力に基づいて算出された圧力差の規定値からの逸脱量及び座骨圧力を基礎に、底部サポート部材7の前方上昇量を決定し、枢軸17の角度変動量を導出する。臀部の後部が押し下げられ、規定値以下の座圧となり、かつ、シートクッション3内の圧力差が規定値未満となるように底部サポート部材7の枢軸17の変動角度が算出される。目標駆動装置は、第1駆動装置10とされ、第1体圧センサ14からの出力と所定の体圧との差分値及び差分値の時間当たりの変化量に基づき、目標体圧に達するのに十分な第1駆動装置10のアクチュエータに対する角度駆動量の目標値が算出される。第1駆動装置10への目標角度算出にあたっては、予め選択されているモード、例えば高速道、市街地あるいは路面状況等の旅程の性質あるいは乗員属性を考慮し演算モードを定め、目標角度を決定してもよい。第1駆動装置10の目標角度の決定後、次のステップS17へ処理が移る。
(ステップS16:底部サポート部材7の前方下降)
第1体圧センサ14の出力に基づいて算出された圧力差の規定値からの逸脱量及び座骨圧力の規定値からの逸脱量を基礎に、底部サポート部材7の前方下降量を決定し、枢軸17の角度変動量を導出する。臀部の後部が押し上げられ、シートクッション3内の圧力差が規定値未満となるように、かつ、規定値未満の座圧となるように底部サポート部材7の枢軸17変動角度が算出される。目標駆動装置は第1駆動装置10とされ、第1体圧センサ14からの出力と所定の体圧との差分値及び差分値の時間当たりの変化量に基づき、目標体圧に達するのに十分な第1駆動装置10のアクチュエータに対する角度駆動量の目標値が算出される。第1駆動装置10への目標角度算出にあたっては、予め選択されているモードを考慮し演算モードを定め、目標角度を決定してもよい。目標角度の決定後、次のステップS17へ処理が移る。
第1体圧センサ14の出力に基づいて算出された圧力差の規定値からの逸脱量及び座骨圧力の規定値からの逸脱量を基礎に、底部サポート部材7の前方下降量を決定し、枢軸17の角度変動量を導出する。臀部の後部が押し上げられ、シートクッション3内の圧力差が規定値未満となるように、かつ、規定値未満の座圧となるように底部サポート部材7の枢軸17変動角度が算出される。目標駆動装置は第1駆動装置10とされ、第1体圧センサ14からの出力と所定の体圧との差分値及び差分値の時間当たりの変化量に基づき、目標体圧に達するのに十分な第1駆動装置10のアクチュエータに対する角度駆動量の目標値が算出される。第1駆動装置10への目標角度算出にあたっては、予め選択されているモードを考慮し演算モードを定め、目標角度を決定してもよい。目標角度の決定後、次のステップS17へ処理が移る。
(ステップS17:目標駆動装置の目標駆動量の調整)
ステップS17では、目標駆動装置である第1駆動装置10の目標角度に従って第1駆動装置10に対して目標駆動量が駆動装置制御部24へリクエストされる。駆動装置制御部24は、第1駆動装置10に対して目標駆動量を達成するように、駆動装置I/O25を介して第1駆動装置10へ指令を出力する。第1駆動装置10は、アクチュエータに対して目標角を達成するように作動パラメータを調整する。第1駆動装置10の目標角達成後は、第1調整モジュール26はその状態を保持する。更に、次のステップS18へ処理が移る。
ステップS17では、目標駆動装置である第1駆動装置10の目標角度に従って第1駆動装置10に対して目標駆動量が駆動装置制御部24へリクエストされる。駆動装置制御部24は、第1駆動装置10に対して目標駆動量を達成するように、駆動装置I/O25を介して第1駆動装置10へ指令を出力する。第1駆動装置10は、アクチュエータに対して目標角を達成するように作動パラメータを調整する。第1駆動装置10の目標角達成後は、第1調整モジュール26はその状態を保持する。更に、次のステップS18へ処理が移る。
(ステップS18:所定時間経過判定)
所定時間の経過がタイマ30でチェックされる。所定時間が経過していれば、次のステップS17へ処理が移る。所定時間が経過していなければ、ステップS12へ処理が戻る。
所定時間の経過がタイマ30でチェックされる。所定時間が経過していれば、次のステップS17へ処理が移る。所定時間が経過していなければ、ステップS12へ処理が戻る。
(ステップS19:警告)
ステップS19では、ユーザインターフェースI/O22を介し、ユーザインターフェース21へ警告表示がリクエストされる。その後、ステップS12へ処理が戻される。ユーザインターフェース21は、ステータス表示画面にて所定時間経過の警告を表示し、座面での姿勢を正すことを乗員に促す。
ステップS19では、ユーザインターフェースI/O22を介し、ユーザインターフェース21へ警告表示がリクエストされる。その後、ステップS12へ処理が戻される。ユーザインターフェース21は、ステータス表示画面にて所定時間経過の警告を表示し、座面での姿勢を正すことを乗員に促す。
第1調整モジュール26が上記手順で処理を実行することで、シートクッション3内の体圧分散が完了し、ステップS13で合格判定とされると、第1調整モジュール26の処理が完了する。底部サポート部材7の作動状態は、第1調整モジュール26により保持される。これにより、シートクッション3内の体圧分散は保持される。
<第2調整モジュール27による処理、ステップS20>
図8に示される第2調整モジュール27は、フロー制御部29によって起動され、以下の処理が順に実行される。第2調整モジュール27は、第1調整モジュール26の処理に引き続いて、シートバック4の下部サポート部材8によって、乗員の骨盤61から腰部形状の個性に合わせて腰部62と骨盤61の体圧分散を調整するようにシートバック4のシート面を変形制御する。
図8に示される第2調整モジュール27は、フロー制御部29によって起動され、以下の処理が順に実行される。第2調整モジュール27は、第1調整モジュール26の処理に引き続いて、シートバック4の下部サポート部材8によって、乗員の骨盤61から腰部形状の個性に合わせて腰部62と骨盤61の体圧分散を調整するようにシートバック4のシート面を変形制御する。
(ステップS21:タイマ起動)
フロー制御部29によって第2調整モジュール27が起動されると、最初の処理ステップであるステップS21にてタイマ起動が処理され、開始時刻がセットされてワークメモリに一時保管されると共にタイマ機能が作動開始する。タイマ機能は、リクエストに応じ第2調整モジュール27のステップS20からの経過時間をリクエスタに応答し、あるいは、所定の時間経過時には、制御フローに対しタイマ割込みを上げてもよい。
フロー制御部29によって第2調整モジュール27が起動されると、最初の処理ステップであるステップS21にてタイマ起動が処理され、開始時刻がセットされてワークメモリに一時保管されると共にタイマ機能が作動開始する。タイマ機能は、リクエストに応じ第2調整モジュール27のステップS20からの経過時間をリクエスタに応答し、あるいは、所定の時間経過時には、制御フローに対しタイマ割込みを上げてもよい。
(ステップS22:シートバック4下部の体圧測定)
ステップS22では、シートバック4の下部の体圧が測定される。乗員の腰部62近傍の上側の第2体圧センサ15及び骨盤61近傍の下側の第2体圧センサ15からの圧力信号がここでサンプリングされる。圧力信号値は、時間窓の平均値が用いられてもよく、下部サポート部材8近傍であれば、複数の第2体圧センサ15の平均値が採用されてもよい。必要に応じ、ノイズをキャンセルするフィルタ処理が行われてもよい。
ステップS22では、シートバック4の下部の体圧が測定される。乗員の腰部62近傍の上側の第2体圧センサ15及び骨盤61近傍の下側の第2体圧センサ15からの圧力信号がここでサンプリングされる。圧力信号値は、時間窓の平均値が用いられてもよく、下部サポート部材8近傍であれば、複数の第2体圧センサ15の平均値が採用されてもよい。必要に応じ、ノイズをキャンセルするフィルタ処理が行われてもよい。
(ステップS23:シートバック4下部体圧の圧力差判定)
ステップS23では、第2体圧センサ15からの体圧が腰部62と骨盤61との圧力差を示す圧力差が規定の圧力差(閾値)より低いか否かが判定される。圧力差が規定の圧力差未満であれば、体圧分散の必要がかいことから、本モジュールの処理は完了し、制御はフロー制御部29へ戻る。圧力差が規定の圧力差以上であれば、処理はステップS24へ移る。
ステップS23では、第2体圧センサ15からの体圧が腰部62と骨盤61との圧力差を示す圧力差が規定の圧力差(閾値)より低いか否かが判定される。圧力差が規定の圧力差未満であれば、体圧分散の必要がかいことから、本モジュールの処理は完了し、制御はフロー制御部29へ戻る。圧力差が規定の圧力差以上であれば、処理はステップS24へ移る。
(ステップS24:シートバック4骨盤圧力判定)
ステップS24では、下側の第2体圧センサ15からの体圧が規定の骨盤圧力値より低いか否かが判定される。第2体圧センサ15からの骨盤圧力が規定値よりも低ければ、腰部62の体圧を骨盤61へ移転させるため、下部サポート部材8の下端を前方へ押し出すように、ステップS25へ処理が移る。第2体圧センサ15からの骨盤圧力が規定値よりも高ければ、下部サポート部材8の下端を後方へ引き込むように、ステップS26へ処理が移る。
ステップS24では、下側の第2体圧センサ15からの体圧が規定の骨盤圧力値より低いか否かが判定される。第2体圧センサ15からの骨盤圧力が規定値よりも低ければ、腰部62の体圧を骨盤61へ移転させるため、下部サポート部材8の下端を前方へ押し出すように、ステップS25へ処理が移る。第2体圧センサ15からの骨盤圧力が規定値よりも高ければ、下部サポート部材8の下端を後方へ引き込むように、ステップS26へ処理が移る。
(ステップS25:下部サポート部材8の下端前方押出)
第2体圧センサ15によって算定された圧力差の規定値からの逸脱量及び骨盤圧力を基礎に、下部サポート部材8の前方押出量を決定し、枢軸18の角度変動量を導出する。骨盤61の後方が押し出され、シートバック4内の圧力差が規定値未満となるように、かつ、規定値未満の骨盤61の体圧となるように下部サポート部材8の枢軸18の変動角度が算出される。目標駆動装置は第2駆動装置11とされ、第2体圧センサ15からの出力と所定の体圧との差分値及び差分値の時間当たりの変化量に基づき、目標体圧に達するのに十分な第2駆動装置11のアクチュエータに対する角度駆動量の目標値が算出される。第2駆動装置11への目標角度算出にあたっては、予め選択されているモードを考慮して演算モードを定め、目標角度を決定してもよい。目標角度の決定後、次のステップS27へ処理が移る。
第2体圧センサ15によって算定された圧力差の規定値からの逸脱量及び骨盤圧力を基礎に、下部サポート部材8の前方押出量を決定し、枢軸18の角度変動量を導出する。骨盤61の後方が押し出され、シートバック4内の圧力差が規定値未満となるように、かつ、規定値未満の骨盤61の体圧となるように下部サポート部材8の枢軸18の変動角度が算出される。目標駆動装置は第2駆動装置11とされ、第2体圧センサ15からの出力と所定の体圧との差分値及び差分値の時間当たりの変化量に基づき、目標体圧に達するのに十分な第2駆動装置11のアクチュエータに対する角度駆動量の目標値が算出される。第2駆動装置11への目標角度算出にあたっては、予め選択されているモードを考慮して演算モードを定め、目標角度を決定してもよい。目標角度の決定後、次のステップS27へ処理が移る。
(ステップS26:下部サポート部材8の下端後方引込)
第2体圧センサ15の出力に基づいて算出された圧力差の規定値からの逸脱量及び骨盤圧力の規定値からの逸脱量を基礎に、下部サポート部材8の後方引込量を決定し、枢軸18の角度変動量を導出する。骨盤61の後方が引き込まれ、シートバック4内の圧力差が規定値未満となるように、かつ、規定値未満の骨盤61の体圧に収まるように下部サポート部材8の枢軸18の変動角度が算出される。目標駆動装置は第2駆動装置11とされ、第2体圧センサ15の出力に基づいて算出された圧力差と所定の体圧との差分値及び差分値の時間当たりの変化量に基づき、目標体圧に達するのに十分な第2駆動装置11のアクチュエータに対する角度駆動量の目標値が算出される。第2駆動装置11への目標角度算出にあたっては、予め選択されているモードを考慮して演算モードを定め、目標角度を決定してもよい。目標角度の決定後、次のステップS27へ処理が移る。
第2体圧センサ15の出力に基づいて算出された圧力差の規定値からの逸脱量及び骨盤圧力の規定値からの逸脱量を基礎に、下部サポート部材8の後方引込量を決定し、枢軸18の角度変動量を導出する。骨盤61の後方が引き込まれ、シートバック4内の圧力差が規定値未満となるように、かつ、規定値未満の骨盤61の体圧に収まるように下部サポート部材8の枢軸18の変動角度が算出される。目標駆動装置は第2駆動装置11とされ、第2体圧センサ15の出力に基づいて算出された圧力差と所定の体圧との差分値及び差分値の時間当たりの変化量に基づき、目標体圧に達するのに十分な第2駆動装置11のアクチュエータに対する角度駆動量の目標値が算出される。第2駆動装置11への目標角度算出にあたっては、予め選択されているモードを考慮して演算モードを定め、目標角度を決定してもよい。目標角度の決定後、次のステップS27へ処理が移る。
(ステップS27:目標駆動装置の目標駆動量の調整)
ステップS27では、第2駆動装置11の目標角度に従って第2駆動装置11に対して目標駆動量が駆動装置制御部24へリクエストされる。駆動装置制御部24は、第2駆動装置11に対して目標駆動量を達成するように、駆動装置I/O25を介して第2駆動装置11へ指令を出力する。第2駆動装置11は、アクチュエータに対して目標角を達成するように作動パラメータを調整する。第2駆動装置11の目標角達成後は、第2調整モジュール27はその状態を保持する。更に、次のステップS28へ処理が移る。
ステップS27では、第2駆動装置11の目標角度に従って第2駆動装置11に対して目標駆動量が駆動装置制御部24へリクエストされる。駆動装置制御部24は、第2駆動装置11に対して目標駆動量を達成するように、駆動装置I/O25を介して第2駆動装置11へ指令を出力する。第2駆動装置11は、アクチュエータに対して目標角を達成するように作動パラメータを調整する。第2駆動装置11の目標角達成後は、第2調整モジュール27はその状態を保持する。更に、次のステップS28へ処理が移る。
(ステップS28:所定時間経過判定)
所定時間の経過がタイマ30でチェックされる。所定時間が経過していれば、次のステップS29へ処理が移る。所定時間が経過していなければ、ステップS22へ処理が戻る。
所定時間の経過がタイマ30でチェックされる。所定時間が経過していれば、次のステップS29へ処理が移る。所定時間が経過していなければ、ステップS22へ処理が戻る。
(ステップS29:処理打ち切り)
ステップS29では、目標体圧センサの目標圧力差が達成される見込みがないものとして、第2調整モジュール27による圧力差制御の打ち切りが決定される。次のステップS30へ処理が移る。
ステップS29では、目標体圧センサの目標圧力差が達成される見込みがないものとして、第2調整モジュール27による圧力差制御の打ち切りが決定される。次のステップS30へ処理が移る。
(ステップS50:ステータス更新)
ステップS50では、ユーザインターフェースI/O22を介し、ユーザインターフェース21へステータス表示がリクエストされる。直前のステップS23又はステップS29に従って、シートバック4下部の体圧分散の打ち切りが表示リクエストされる。フローはフロー制御部29へ戻され、フロー制御部29は第3調整モジュール28を起動する。下部サポート部材8の作動状態は、第2調整モジュール27により保持される。これにより、シートバック4下部内の体圧分散は保持される。
ステップS50では、ユーザインターフェースI/O22を介し、ユーザインターフェース21へステータス表示がリクエストされる。直前のステップS23又はステップS29に従って、シートバック4下部の体圧分散の打ち切りが表示リクエストされる。フローはフロー制御部29へ戻され、フロー制御部29は第3調整モジュール28を起動する。下部サポート部材8の作動状態は、第2調整モジュール27により保持される。これにより、シートバック4下部内の体圧分散は保持される。
第2調整モジュール27によって、シートバック4における乗員の背部下部の体圧の分散が完了されると、第3調整モジュール28は、シートバック4の上部サポート部材9によって、乗員の背部形状の個性に合わせて背部の下部の体圧分散を調整する。
<第3調整モジュール28による処理、ステップS30>
図9に示される第3調整モジュール28は、フロー制御部29によって起動され、以下の処理が順に実行される。第3調整モジュール28は、第2調整モジュール27の処理に引き続いて、シートバック4の下部サポート部材8によって、乗員の骨盤61から腰部62形状の個性に合わせて腰部62と骨盤61の体圧分散を調整するようにシートバック4のシート面を変形制御する。
図9に示される第3調整モジュール28は、フロー制御部29によって起動され、以下の処理が順に実行される。第3調整モジュール28は、第2調整モジュール27の処理に引き続いて、シートバック4の下部サポート部材8によって、乗員の骨盤61から腰部62形状の個性に合わせて腰部62と骨盤61の体圧分散を調整するようにシートバック4のシート面を変形制御する。
(ステップS31:タイマ起動)
フロー制御部29によって第3調整モジュール28が起動されると、最初の処理ステップであるステップS31にてタイマ起動が処理され、開始時刻がセットされてワークメモリに一時保管されると共にタイマ機能が作動開始する。タイマ機能は、リクエストに応じ第3調整モジュール28のステップS30からの経過時間をリクエスタに応答し、あるいは、所定の時間経過時には、制御フローに対しタイマ割込みを上げてもよい。
フロー制御部29によって第3調整モジュール28が起動されると、最初の処理ステップであるステップS31にてタイマ起動が処理され、開始時刻がセットされてワークメモリに一時保管されると共にタイマ機能が作動開始する。タイマ機能は、リクエストに応じ第3調整モジュール28のステップS30からの経過時間をリクエスタに応答し、あるいは、所定の時間経過時には、制御フローに対しタイマ割込みを上げてもよい。
(ステップS32:シートバック4の体圧測定)
ステップS32では、シートバック4の体圧が測定される。乗員の腰部62近傍の上側の第2体圧センサ15及び肩甲骨71近傍の第3体圧センサ16の圧力信号がここでサンプリングされる。圧力信号値は、時間窓の平均値が用いられてもよく、上部サポート部材9近傍であれば、複数の第2体圧センサ15又は複数の第3体圧センサ16の平均値が採用されてもよい。必要に応じ、ノイズをキャンセルするフィルタ処理が行われてもよい。
ステップS32では、シートバック4の体圧が測定される。乗員の腰部62近傍の上側の第2体圧センサ15及び肩甲骨71近傍の第3体圧センサ16の圧力信号がここでサンプリングされる。圧力信号値は、時間窓の平均値が用いられてもよく、上部サポート部材9近傍であれば、複数の第2体圧センサ15又は複数の第3体圧センサ16の平均値が採用されてもよい。必要に応じ、ノイズをキャンセルするフィルタ処理が行われてもよい。
(ステップS33:シートバック4上部体圧の圧力差判定)
ステップS33では、上側の第2体圧センサ15からの腰部62の体圧と第3体圧センサ16からの肩甲骨71の体圧とに基づいて算出された圧力差が規定の圧力差(閾値)より低いか否か判定される。圧力差が規定の圧力差未満であれば、体圧分散の必要がないことから、ステップS40へ移る。圧力差が規定の圧力差以上であれば、処理はステップS34へ移る。
ステップS33では、上側の第2体圧センサ15からの腰部62の体圧と第3体圧センサ16からの肩甲骨71の体圧とに基づいて算出された圧力差が規定の圧力差(閾値)より低いか否か判定される。圧力差が規定の圧力差未満であれば、体圧分散の必要がないことから、ステップS40へ移る。圧力差が規定の圧力差以上であれば、処理はステップS34へ移る。
(ステップS34:シートバック4肩圧力判定)
ステップS34では、第3体圧センサ16からの体圧が規定の圧力値より低いか否かが判定される。第3体圧センサ16からの肩甲骨圧力が規定値よりも低ければ、上部サポート部材9の上端を前方へ押し出すように、ステップS35へ処理が移る。第3体圧センサ16からの肩甲骨圧力が規定値よりも高ければ、上部サポート部材9の上端を後方へ倒すように、ステップS36へ処理が移る。
ステップS34では、第3体圧センサ16からの体圧が規定の圧力値より低いか否かが判定される。第3体圧センサ16からの肩甲骨圧力が規定値よりも低ければ、上部サポート部材9の上端を前方へ押し出すように、ステップS35へ処理が移る。第3体圧センサ16からの肩甲骨圧力が規定値よりも高ければ、上部サポート部材9の上端を後方へ倒すように、ステップS36へ処理が移る。
(ステップS35:上部サポート部材9の上端前方押出)
第2体圧センサ15上側及び第3体圧センサ16から算出された圧力差の規定値からの逸脱量及び肩甲骨圧力を基礎に、上部サポート部材9の前方押出量を決定し、枢軸19の角度変動量を導出する。肩甲骨71が後方から前方へ押し出され、シートバック4内の圧力差が規定値未満となるように、かつ規定値未満の肩甲骨71の体圧に収まる範囲内となるように上部サポート部材9の枢軸19の変動角度が算出される。目標駆動装置は第3駆動装置12とされ、第2体圧センサ15上側及び第3体圧センサ16に基づいて算出された圧力差と所定の圧力差との差分値及び差分値の時間当たりの変化量に基づき、目標体圧に達するのに十分な第3駆動装置12のアクチュエータに対する角度駆動量の目標値が算出される。第3駆動装置12への目標角度算出にあたっては、予め選択されているモードを考慮して演算モードを定め、目標角度を決定してもよい。目標角度の決定後、次のステップS37へ処理が移る。
第2体圧センサ15上側及び第3体圧センサ16から算出された圧力差の規定値からの逸脱量及び肩甲骨圧力を基礎に、上部サポート部材9の前方押出量を決定し、枢軸19の角度変動量を導出する。肩甲骨71が後方から前方へ押し出され、シートバック4内の圧力差が規定値未満となるように、かつ規定値未満の肩甲骨71の体圧に収まる範囲内となるように上部サポート部材9の枢軸19の変動角度が算出される。目標駆動装置は第3駆動装置12とされ、第2体圧センサ15上側及び第3体圧センサ16に基づいて算出された圧力差と所定の圧力差との差分値及び差分値の時間当たりの変化量に基づき、目標体圧に達するのに十分な第3駆動装置12のアクチュエータに対する角度駆動量の目標値が算出される。第3駆動装置12への目標角度算出にあたっては、予め選択されているモードを考慮して演算モードを定め、目標角度を決定してもよい。目標角度の決定後、次のステップS37へ処理が移る。
(ステップS36:上部サポート部材9の後傾)
第2体圧センサ15上側及び第3体圧センサ16から算出された圧力差の規定値からの逸脱量及び肩甲骨圧力の規定値からの逸脱量を基礎に、底部サポート部材7の後傾量を決定し、枢軸19の角度変動量を導出する。肩甲骨71の後方へ倒され、シートバック4内の圧力差が規定値未満となるように、かつ、規定値未満の肩甲骨圧となるように上部サポート部材9の枢軸19の変動角度が算出される。目標駆動装置は第3駆動装置12とされ、第2体圧センサ15上側及び第3体圧センサ16からの出力と所定の体圧との差分値及び差分値の時間当たりの変化量に基づき、目標体圧に達するのに十分な第3駆動装置12のアクチュエータに対する角度駆動量の目標値が算出される。第3駆動装置12への目標角度算出にあたっては、予め選択されているモードを考慮して演算モードを定め、目標角度を決定してもよい。目標角度の決定後、次のステップS37へ処理が移る。
第2体圧センサ15上側及び第3体圧センサ16から算出された圧力差の規定値からの逸脱量及び肩甲骨圧力の規定値からの逸脱量を基礎に、底部サポート部材7の後傾量を決定し、枢軸19の角度変動量を導出する。肩甲骨71の後方へ倒され、シートバック4内の圧力差が規定値未満となるように、かつ、規定値未満の肩甲骨圧となるように上部サポート部材9の枢軸19の変動角度が算出される。目標駆動装置は第3駆動装置12とされ、第2体圧センサ15上側及び第3体圧センサ16からの出力と所定の体圧との差分値及び差分値の時間当たりの変化量に基づき、目標体圧に達するのに十分な第3駆動装置12のアクチュエータに対する角度駆動量の目標値が算出される。第3駆動装置12への目標角度算出にあたっては、予め選択されているモードを考慮して演算モードを定め、目標角度を決定してもよい。目標角度の決定後、次のステップS37へ処理が移る。
(ステップS37:目標駆動装置の目標駆動量の調整)
ステップS37では、第3駆動装置12の目標角度に従って第3駆動装置12に対して目標駆動量が駆動装置制御部24へリクエストされる。駆動装置制御部24は、第3駆動装置12に対して目標駆動量を達成するように、駆動装置I/O25を介して第3駆動装置12へ指令を出力する。第3駆動装置12は、アクチュエータに対して目標角を達成するように作動パラメータを調整する。第3駆動装置12の目標角達成後は、第3調整モジュール28はその状態を保持する。更に、次のステップS38へ処理が移る。
ステップS37では、第3駆動装置12の目標角度に従って第3駆動装置12に対して目標駆動量が駆動装置制御部24へリクエストされる。駆動装置制御部24は、第3駆動装置12に対して目標駆動量を達成するように、駆動装置I/O25を介して第3駆動装置12へ指令を出力する。第3駆動装置12は、アクチュエータに対して目標角を達成するように作動パラメータを調整する。第3駆動装置12の目標角達成後は、第3調整モジュール28はその状態を保持する。更に、次のステップS38へ処理が移る。
(ステップS38:所定時間経過判定)
所定時間の経過がタイマ30でチェックされる。所定時間が経過していれば、次のステップS39へ処理が移る。所定時間が経過していなければ、ステップS22へ処理が戻る。
所定時間の経過がタイマ30でチェックされる。所定時間が経過していれば、次のステップS39へ処理が移る。所定時間が経過していなければ、ステップS22へ処理が戻る。
(ステップS39:処理打ち切り)
ステップS39では、目標体圧センサの目標圧力差が達成される見込みがないものとして、第3調整モジュール28による圧力差制御の打ち切りが決定される。次のステップS40へ処理が移る。
ステップS39では、目標体圧センサの目標圧力差が達成される見込みがないものとして、第3調整モジュール28による圧力差制御の打ち切りが決定される。次のステップS40へ処理が移る。
(ステップS40:ステータス更新)
ステップS40では、ユーザインターフェースI/O22を介し、ユーザインターフェース21へステータス表示がリクエストされる。直前のステップS33又はステップS39に従って、シートバック4上部の体圧分散の打ち切りが表示リクエストされる。フローはフロー制御部29へ戻され、制御は終了する。
ステップS40では、ユーザインターフェースI/O22を介し、ユーザインターフェース21へステータス表示がリクエストされる。直前のステップS33又はステップS39に従って、シートバック4上部の体圧分散の打ち切りが表示リクエストされる。フローはフロー制御部29へ戻され、制御は終了する。
第3調整モジュール28によって、シートバック4における乗員の肩甲骨71上部と腰部62との体圧の分散が完了し、乗員の個性に合わせて着座時の体圧分散を調整する。
乗員姿勢調節装置1の作用効果を以下に説明する。
例えば、シートクッション3の体圧分布調節については、乗員は自らの体感をベースに、体感比較によって臀部の体圧が高いと感ずれば、制御装置13にそのように指示し、第1駆動装置10は、ヒップポイントHP直下にある枢軸17まわりに板状の底部サポート部材7を所定の一方向角へ角度を増し、大腿51を下側から持ち上げ、臀部の体圧を低減し、いわば、体圧を臀部から大腿51へ移転し、乗員最適姿勢を調節する効果を得る。あるいは、乗員は自らの体感をベースに、体感比較によって大腿51の体圧が高いと感ずれば、そのように制御装置13に指示し、第1駆動装置10は板状の底部サポート部材7の枢軸17の角度を他方へ転じ、大腿51を下降させ、大腿51の体圧を低減し、いわば、体圧を大腿51から臀部へ移転し、乗員最適姿勢を調節する効果を得る。
あるいは、シートバック4下部の体圧分布調節については、乗員は自らの体感をベースに、体感比較によって腰部62の体圧が高いと感ずれば、そのように制御装置13に指示し、第2駆動装置11は板状の下部サポート部材8の枢軸18まわりの角度を所定の一方へ増し、骨盤61を後方から押し寄り、腰部62の体圧を低減し、いわば、体圧を腰部62から骨盤61へ移転分散し、乗員姿勢を調節する効果を得る。あるいは、乗員は自らの体感をベースに、体感比較によって骨盤61の体圧が高いと感ずれば、そのように制御装置13に指示し、第2駆動装置11は板状の下部サポート部材8の枢軸18まわりの角度を他方に転じ、骨盤61を後方へ引き込み、骨盤61の体圧を低減し、いわば、体圧を骨盤61から腰部62へ移転し、乗員に適当な姿勢を調節する効果を得る。
腰部62への第2体圧センサ15上側の配置は、第3腰椎が好適であるが、その近傍で代替することも可能であるし、追加でその近傍に配置してもよい。その場合には、体圧の平均値を腰部62の体圧としてもよいし、第3腰椎の体圧に2倍から3倍等の重みをつけた評価関数を定義し、相互の相対比較によって圧力差を評価してもよい。
あるいは、シートバック4上部の体圧分布調節については、乗員は自らの体感をベースに、体感比較によって肩甲骨71の体圧が低いと感ずれば、そのように制御装置13に指示し、第3駆動装置12は板状の上部サポート部材9の枢軸19まわりの角度を所定の一方へ増し、肩甲骨71を後方から押し寄り、適度な背面の当接を実現し、同時に腰部62の体圧を低減し、いわば、体圧を腰部62から肩甲骨71へ移転分散する効果を得る。あるいは、乗員は自らの体感をベースに、腰部62の体圧が高いと感ずれば、そのように制御装置13に指示し、第3駆動装置12は板状の上部サポート部材枢軸角度を他方へ転じ、肩甲骨71を後方へ倒し、肩甲骨71の体圧を低減し、いわば、体圧を肩甲骨71から腰部62へ移転分散する効果を得る。
本装置は、乗員の体圧値を計測し、その人にとっての適切な体圧値になるように、骨盤61及び肩甲骨71の支え方を自動で調整するように制御装置13が構成されてもよい。乗員にとっての快適な姿勢/体圧分布は、乗員にはどう調整したら良いか適切な調整方法、手順がわからない乗員にも当該自動調整によって、尻痺れ低減から腰部62圧迫による鈍痛感低減を達成する。規定の圧力となるようにシートクッション3の座面調整で骨盤61の支え方を決定する制御装置13の上記第1調整モジュール26による自動調整、次に背部の圧力バランスがとれる姿勢となるようにシートバック4側の調整で骨盤61を保持する制御装置13の第2調整モジュール27による自動調整、及び、最後に肩回りの調整で背部の圧力が少なくなる座らせ方を提供する制御装置13の上記第3調整モジュール28による自動調整の手順を踏み、乗員に適度な姿勢を提供する効果を得る。この後に、乗員は、乗員の設定したドライビングポジションを更にカスタマイズし、調節を再実行してもよい。
このように本実施形態によれば、乗員の大腿51を押し上げるための底部サポート部材7を作動させるにあたり、ステップS15及びステップS16では、図6に示されるヒップポイントHPに一致する枢軸17まわりで底部サポート部材7を駆動する。これにより、枢軸17まわりの回転角度変化と骨盤61後傾角度変化とは、ほぼ一致する。この結果、ステップS15及びステップS16での目標駆動角度算定が容易となる。また、ステップS12、ステップS22及びステップS32に示すように、乗員の各部を支持する部分に体感を検知する第1〜第3体圧センサ14〜16からの体圧出力に応答して、シートクッション3の座面調整又はシートバック4の背面調整が行われる。体感は、周囲環境、例えば、季節、温度湿度、着衣の態様、材質等によって様々変動する相対的な性質を持つ。直接官能に結びつく数量を計量化する第1〜第3体圧センサ14〜16は、着座者の大腿51、座骨52、骨盤61又は肩甲骨71に対応する部分に配置されて、より乗員の体感に適合する判定を可能とする効果を得る。また、制御装置13が合理的に最適解へ収束させる手順を踏むため、少ない圧力検出と少ない試行回数の押圧制御によって体圧分布が調整可能である。また、ステップS12、ステップS22及びステップS32に示すように、比較判定は、体圧センサ出力の圧力差を基準とする。人の体感は概して差分に敏感である。特に快適な範囲の外れ値の体感は差分に敏感であるという性質を持つ。例えば、温度で言えば23℃と25℃の差に敏感であるが、快適な範囲の下方への外れ値として、10℃と12℃の差は重要ではない。ところが、前者の数値比は10%弱であるのに後者の数値比は20%の差異であって、数値比の比較では、後者の差異がより重要と誤って判定されてしまう恐れもある。この点、差分によって圧力差を基準とする体感判定基準は好適である。こうして、乗員の体圧分布計計測結果から、搭乗者をその人にとって適切な体圧値で支え、疲労の少ない姿勢に調節する車両用シート2の乗員姿勢調節装置1を提供することができる。
上記の実施形態による乗員姿勢調節の実験結果を調整前の体圧分布を示す図10及び調整後の体圧分布を示す図11に示す。図10及び11では、体圧が高い程、濃い模様で体圧分布が示されている。図11に示すように、当初、6段階の最高ランク領域が座面及び背面に広く分布していたのに対し、乗員姿勢調節装置1による体圧分布調整後には、最高体圧ランク領域が解消し、その次のランク領域についても大幅にその面積が減少している。
このように、本発明に係る車両用シート2の乗員姿勢調節装置1は、乗員の体圧分布計計測結果から、搭乗者をその人にとって適切な体圧値で支え、疲労の少ない姿勢に調節し、上記のような定性効果及び定量効果を提供する車両用シート2の乗員姿勢調節装置1である。
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、処理手順など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。
1 :乗員姿勢調節装置
2 :車両用シート
3 :シートクッション
4 :シートバック
5 :ヘッドレスト
7 :底部サポート部材
8 :下部サポート部材
9 :上部サポート部材
10 :第1駆動装置
11 :第2駆動装置
12 :第3駆動装置
13 :制御装置
14 :第1体圧センサ
15 :第2体圧センサ
16 :第3体圧センサ
17 :枢軸
18 :枢軸
19 :枢軸
21 :ユーザインターフェース(手動入力装置)
HP :ヒップポイント
2 :車両用シート
3 :シートクッション
4 :シートバック
5 :ヘッドレスト
7 :底部サポート部材
8 :下部サポート部材
9 :上部サポート部材
10 :第1駆動装置
11 :第2駆動装置
12 :第3駆動装置
13 :制御装置
14 :第1体圧センサ
15 :第2体圧センサ
16 :第3体圧センサ
17 :枢軸
18 :枢軸
19 :枢軸
21 :ユーザインターフェース(手動入力装置)
HP :ヒップポイント
Claims (9)
- シートクッションと、前記シートクッションの後端に結合されたシートバックとを備えた車両用シートに用いられる車両用シートの乗員姿勢調節装置であって、
ヒップポイントの直下位置にて左右に延在する枢軸を介して前記シートクッションに枢支され、少なくとも大腿を下側から支持する板状の底部サポート部材と、
前記シートバックの上下方向についての中間部より下方位置にて左右に延在する枢軸を介して前記シートバックに枢支され、少なくとも骨盤を後方から支持する板状の下部サポート部材と、
前記シートバックの上下方向についての前記中間部より上方位置にて左右に延在する枢軸を介して前記シートバックに枢支され、少なくとも肩甲骨を後方から支持する板状の上部サポート部材と、
前記底部サポート部材、前記下部サポート部材及び前記上部サポート部材を駆動する第1〜第3駆動装置と、
前記第1〜第3駆動装置を制御する制御装置とを有することを特徴とする車両用シートの乗員姿勢調節装置。 - 前記底部サポート部材に対応し、かつ少なくとも着座者の大腿及び座骨に対応する部分に配設された前後の第1体圧センサを更に有し、前記制御装置が前後の前記第1体圧センサの出力の相互の比較判定によって前記第1駆動装置を制御することを特徴とする請求項1に記載の乗員姿勢調節装置。
- 前記下部サポート部材に対応し、かつ少なくとも着座者の腰部及び骨盤に対応する部分に配設された上下の第2体圧センサを更に有し、前記制御装置が上下の前記第2体圧センサの出力の相互の比較判定によって前記第2駆動装置を制御することを特徴とする請求項2に記載の乗員姿勢調節装置。
- 前記制御装置が前記第1駆動装置を作動させるのに引き続いて、前記第2駆動装置を作動させるように構成されていることを特徴とする請求項3に記載の乗員姿勢調節装置。
- 前記上部サポート部材に対応し、かつ着座者の肩甲骨に対応する部分に配設された少なくとも1つの第3体圧センサを更に有し、前記制御装置が前記第3体圧センサの出力と、上側の前記第2体圧センサの出力との比較判定によって前記第3駆動装置を制御することを特徴とする請求項4に記載の乗員姿勢調節装置。
- 前記制御装置が前記第2駆動装置を作動させるのに引き続いて、前記第3駆動装置を作動させるように構成されていることを特徴とする請求項5に記載の乗員姿勢調節装置。
- 前記制御装置が、前記第3駆動装置を作動させる前に前記第1駆動装置及び前記第2駆動装置の作動状態を保持させることを特徴とする請求項6に記載の乗員姿勢調節装置。
- 前記比較判定は、前記出力の圧力差が所定の閾値を超えるか否かで判定することを特徴とする請求項2〜7いずれか1項に記載の乗員姿勢調節装置。
- 前記制御装置は、乗員の手動入力装置を備え、前記比較判定は、当該手動入力装置によって乗員が選択するモードによって定まることを特徴とする請求項2〜8いずれか1項に記載の乗員姿勢調節装置。
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