JPH05329036A - ファジ−制御を用いたシ−ト制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両の挙動に応じたファジ−制御に加えて混
雑度や道路勾配や加減速意志に応じたフアジ−制御を行
うことによりドライバの意志に合ったサイドサポ−ト位
置を制御すること。 【構成】 第１のファジ−推論手段でファジ−推論され
た視覚緊張度及び第２のファジ−推論手段でファジ−推
論された平衡感覚緊張度とから乗員の緊張度をファジ−
推論し、このファジ−推論された乗員の緊張度に応じて
シ−トのサイドサポ−ト１４ａ，１４ｂの挟み角を制御
するように構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はファジ−推論を用いてシ
−トのサイドサポ−トの挟み角を制御するようにしたフ
ァジ−制御を用いたシ−ト制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば運転シ−トのサイドサポ−トの挟
み角を回動自在に構成し、横Ｇのような車両の挙動より
サイドサポ−トの挟み角をファジ−推論するようにした
シ−ト制御装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、横Ｇのような
車両の挙動に応答してファジ−推論によりサイドサポ−
トの挟み角を制御するようにした場合には、車間距離や
混雑度等の運転環境や道路勾配などの地形変化を考慮し
ていないために、ドライバの意志に合わないようにサイ
ドサポ−トの挟み角が制御されてしまう場合がある。

【０００４】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、サイドサポ−トの挟み角を車両の挙動
に応じたファジ−推論に加えて混雑度や道路勾配や加減
速意志に応じたフアジ−推論により求め、ドライバの意
志に合ったサイドサポ−ト位置を制御することができる
シ−ト制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係わるシ−ト制
御装置は、サイドサポ−トの挟み角度が制御可能なシ−
トと、乗員の視覚緊張度をファジ−推論する第１のファ
ジ−推論手段と、乗員の平衡感覚緊張度をファジ−推論
する第２のファジ−推論手段と、上記第１のファジ−推
論手段でファジ−推論された視覚緊張度及び上記第２の
ファジ−推論手段でファジ−推論された平衡感覚緊張度
とから乗員の緊張度をファジ−推論する第３のファジ−
推論手段と、上記第３のファジ−推論手段でファジ−推
論された乗員の緊張度に応じて上記シ−トの挟み角を制
御するシ−ト制御手段とを具備する。

【０００６】

【作用】第１のファジ−推論手段でファジ−推論された
視覚緊張度及び第２のファジ−推論手段でファジ−推論
された平衡感覚緊張度とから乗員の緊張度をファジ−推
論し、このファジ−推論された乗員の緊張度に応じてシ
−トのサイドサポ−トの挟み角を制御するようにしてい
る。

【０００７】

【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例に係わ
るファジ−制御を用いたシ−ト制御装置について説明す
る。図１は本発明の一実施例に係わるファジ−制御を用
いたシ−ト制御装置の全体的構成図、図２はシ−トを示
す斜視図、図３はシ−トのサイドフレ−ムの構成を示す
図、図４はシ−トのサイドフレ−ムを移動させるモ−タ
の周辺機構を示す斜視図、図５は横Ｇ、車速、アクセル
操作頻度、アクセル開度のグレ−ドを算出するための前
件部の第１のメンバシップ関数を示す図、図６は前後
Ｇ、車速変化量、アクセル開度変化量、エンジン回転数
のグレ−ドを算出するための前件部の第２のメンバシッ
プ関数を示す図、図７は後件部の第３のメンバシップ関
数を示す図、図８は後件部の第４のメンバシップ関数を
示す図、図９は車速及びアクセル操作頻度と道路の混雑
度との対応関係を示す図、図１０は車速変化量及びアク
セル開度と道路勾配との対応関係を示す図、図１１は車
速及びアクセル変化量と加減速意志との対応関係を示す
図、図１２は車速及び横Ｇと平衡感覚緊張度との対応関
係を示す図、図１３は車速及び前後Ｇと平衡感覚緊張度
との対応関係を示す図、図１４は緊張頻度と緊張変化量
とモ−タの作動速度との対応を示す図、図１５は緊張変
化量と作動速度との特性を示す図、図１６は緊張度と体
圧との対応関係を示す図、図１７は車速及びアクセル操
作頻度と視覚緊張度との１６ル−ルを示すマトリクス
図、図１８は車速変化量及びアクセル開度と視覚緊張度
との１０ル−ルを示すマトククス図、図１９は車速及び
アクセル変化量と視覚緊張度との２８ル−ルを示すマト
リクス図、図２０は車速及びエンジン回転数変化量と視
覚緊張度との１０ル−ルを示すマトリクス図、図２１は
横Ｇ及び車速と平衡感覚緊張との１６ル−ルを示すマト
リクス図、図２２は前後Ｇ及び車速と平衡感覚緊張度と
の２８ル−ルを示すマトリクス図、図２３は視覚緊張度
及び平衡感覚緊張度と緊張度との４９ル−ルを示すマト
リクス図、図２４は緊張度頻度及び緊張度変化量とモ−
タ作動速度との１６ル−ルを示すマトリクス図である。

【０００８】まず、図２乃至図４を参照してシ−トの構
成について説明する。図２において、１１は前後方向に
スライド可能なシ−トクッションである。このシ−トク
ッション１１にはシ−トバック１２が傾倒可能に取り付
けられている。このシ−トバック１２の上端部にはヘッ
ドレスト１３が前後上下方向に調整可能に取り付けられ
ている。

【０００９】シ−トバック１２の両側部には乗員の左右
方向の揺れを抑えるためのサイドサポ−ト１４ａ，１４
ｂが設けられている。このサイドサポ−ト１４ａ，１４
ｂはその挟み角が閉じる方向あるいは開く方向に調整可
能である。その機能について図３及び図４を参照して説
明する。

【００１０】図３及び図４において、サイドサポ−ト１
４ａ，１４ｂ内にはサイドサポ−ト用フレ−ム２１ａ，
２１ｂがそれぞれ埋設されている。これらサイドサポ−
ト用フレ−ム２１ａと２１ｂは互いに連結棒２２を介し
て連結されており、サイドサポ−ト用フレ−ム２１ａ，
２１ｂ，連結棒２２は矢印方向（あるいは矢印と逆方
向）に連動するように構成されている。

【００１１】ところで、サイドサポ−ト用フレ−ム２１
ｂの図面と鉛直方向に伸びるフレ−ム部分にはリンク２
３が嵌め込まれており、このリンク２３の一端には連結
棒２２の一端が回動自在に取り付けられている。さら
に、このリンク２３の他端には長孔２４が開けられてい
る。

【００１２】また、２５はモ−タである。このモ−タ２
５の回転軸の回転はスクリュ−ナット２６にねじ込まれ
たねじ２７の回転に伝達される。このねじ２７の回転に
よりねじ２７が矢印方向に出没すると、ロッド２８が時
計方向に回転し、これに伴ないロッド２８の先端に取り
付けられたア−ム２９が時計方向に回動する。このア−
ム２９にはピン３０が取り付けられており、このピン３
０は長孔２４を介して出没している。

【００１３】つまり、モ−タ２５が回転してねじ２７が
矢印方向に出没してくると、ロッド２８が図示のように
時計方向に回動し、ア−ム２９も時計方向に回動し、ピ
ン３０を介してリンク２３が反時計方向に回動し、サイ
ドサポ−ト用フレ−ム２１ｂが図示のように反時計方向
に回動し、連結棒２２が図示のように矢印方向に移動
し、サイドサポ−ト用フレ−ム２１ａが図示のように時
計方向に回動することによって、サイドサポ−ト用フレ
−ム２１ａと２１ｂとの挟み角が閉じる方向に回動し、
サイドサポ−ト１４ａと１４ｂとの挟み角が閉じる方向
に作動する。

【００１４】一方、モ−タ２５が上述した回転方向と逆
方向に回転した場合には、各部の動きは図示の矢印と逆
方向に作動し、サイドサポ−ト１４ａと１４ｂとの挟み
角が開く方向に作動する。

【００１５】なお、図３において破線Ａで示した位置が
サイドサポ−ト１４ｂの基準位置である。また、破線Ｂ
で示した位置がサイドサポ−ト１４ｂの最も開いた位置
であり、乗降時にこの位置に制御される。さらに、破線
Ｃで示した位置がサイドサポ−ト１４ｂの最も閉じた位
置であり、車速が極めて高いときや高い横Ｇを伴う旋回
時等にこの位置に制御される。

【００１６】次に、図１を参照してファジ−制御を用い
たシ−ト制御装置のシステム構成図について説明する。
図１において、３１は車体に加わる前後方向の加速度
（前後Ｇ）を検出する前後Ｇセンサ、３２は車体に加わ
る横Ｇを検出する横Ｇセンサ、３３は車速Ｖを検出する
車速センサ、３４はスロットル開度θthを検出するスロ
ットル開度センサ、３５はブレ−キペダル（図示しな
い）の踏み込みを検出するブレ−キスイッチ、３６はハ
ンドルの操舵角θh を検出するためのハンドル角セン
サ、３７はエンジン回転数Ｒｅを検出するエンジン回転
数センサである。各センサ３１〜３４，３６，３７及び
ブレ−キスイッチ３５の検出信号はファジ−コントロ−
ラ３７に入力される。

【００１７】このファジ−コントロ−ラ３８は例えば１
チップマイクロコンピュ−タにより構成されており、入
力値に対するグレ−ドの算出、後件部メンバシップ関数
の合成、メンバシップ関数の重心演算を伴うファジ−推
論機能を有する他、各種演算機能（スロットル開度セン
サ３４からの検出信号θthよりアクセル操作頻度、アク
セル開度変化量を算出する演算機能、車速センサ３３か
らの検出信号Ｖより車速変化量を算出する演算機能、エ
ンジン回転数センサ３７からの検出信号Ｒｅよりエンジ
ン回転数変化量を算出する演算機能、ファジ−推論され
た緊張度の頻度を演算する緊張度頻度演算機能、ファジ
−推論された緊張度の変化量を演算する緊張度頻度演算
機能）を有する。

【００１８】また、このファジ−コントロ−ラ３８は、
図５に示すように横Ｇ，車速，アクセル操作頻度，アク
セル開度を入力値とする三角形のメンバシップ関数、図
６に示すように前後Ｇ、車速変化量、アクセル開度変化
量、エンジン回転数変化量、視覚緊張度（平衡感覚緊張
度）を入力値とする三角形のメンバシップ関数を記憶し
ている。なお、視覚緊張度（平衡感覚緊張度）を入力値
とする場合にはカッコ書きした７段階のメンバシップ関
数となる。

【００１９】さらに、ファジ−コントロ−ラ３８は図７
に示すように制御量（視覚緊張度，平衡感覚緊張度，視
覚緊張度及び平衡感覚緊張度を合成した緊張度）を出力
値とする三角形のメンバシップ関数、図８に示すように
モ−タの作動速度を出力値とする三角形のメンバシップ
関数を記憶している。さらに、ファジ−コントロ−ラ３
８は図１７乃至図２４に示すル−ルを記憶すると共に、
図１４に示すように体圧を緊張度に変換する特性図を記
憶している。

【００２０】また、３９は乗員の体圧Ｐを検出する体圧
センサ、４０はサイドサポ−ト１４ｂの位置（サイドサ
ポ−ト１４ａと１４ｂとの挟み角θ）を検出するサポ−
ト位置センサである。これら体圧センサ３９及びサポ−
ト位置センサ４０の検出信号ｐ，θはファジ−コントロ
−ラ３８に入力される。

【００２１】ファジ−コントロ−ラ３８にはインタフェ
−ス４１が接続されている。ファジ−コントロ−ラ３８
で推論されたモ−タ２５の制御方向信号ｄ及び作動速度
信号ｖはインタフェ−ス４１に出力される。このインタ
フェ−ス４１はモ−タ２５を正転、逆転するためのリレ
−を内蔵しているもので、入力される制御方向信号ｄに
応じて内蔵したリレ−を選択駆動してモ−タ２５を正転
あるいは逆転制御し、サイドサポ−ト１４ａと１４ｂと
の挟み角θを閉じる方向あるいは開く方向に制御する。
また、インタフェ−ス４１にはモ−タ２５に供給する電
圧を可変する電圧可変回路（図示しない）を備え、この
電圧可変回路により作動速度ｖに応じてモ−タ２５に供
給する電圧が可変制御され、作動速度ｖに応じてサイド
サポ−ト１４ａと１４ｂとの挟み角θを閉じる方向ある
いは開く方向に移動する作動速度が制御される。次に、
上記のように構成された本発明の一実施例の動作につい
て説明する。

【００２２】まず、視覚緊張度について説明する。視覚
緊張度とは混雑度（単調度）、道路勾配、加減速意志等
の環境に応じて変化する視覚的緊張の度合を示すもので
ある。

【００２３】例えば、車両前方が混雑している場合や道
路勾配が下り坂の場合や道路状況変化に対応するために
急激なアクセル操作をするほど、エンジンブレ−キをき
かせるほど視覚緊張度が高くなる。車両前方が混雑して
いる度合（混雑度）は混雑していれば、アクセルの操作
頻度が多くなるので、図９に示すように車速とアクセル
操作頻度から視覚緊張度を推論可能である。このファジ
−推論のためのル−ルを図１７に示す。

【００２４】また、道路勾配が下り坂の場合には、アク
セルペダルを戻しているのに車速が増加するので、図１
０に示すようにアクセル開度と車速変化量から視覚緊張
度を推論可能である。このファジ−推論のためのル−ル
を図１８に示す。

【００２５】さらに、加減速意志はアクセルペダルの踏
み込み／戻し変化量により増減するので、図１１に示す
ようにアクセル開度変化量と車速から視覚緊張度を推論
可能である（図９〜図１１中、大，中，小は視覚緊張度
を示す）。このファジ−推論のためのル−ルを図１９に
示す。

【００２６】さらに、エンジンブレ−キは、エンジン回
転数変化量が大きいほど大きい。このため、エンジン回
転数変化量に基づいてエンジンブレ−キの視覚緊張度を
推論可能である。このファジ−推論のためのル−ルを図
２０に示す。

【００２７】次に、平衡感覚緊張度について説明する。
平衡感覚緊張度とは車両の運動に伴い発生するＧ成分に
応じて発生する平衡感覚緊張の度合を示すものである。
つまり、横Ｇや前後Ｇが大きいほど平衡感覚緊張度は高
くなる。このため、横Ｇや前後Ｇから平衡感覚緊張度を
推論可能である。横Ｇから平衡感覚緊張度をファジ−推
論するためのル−ルを図２１に示し、前後Ｇから平衡感
覚緊張度をファジ−推論するためのル−ルを図２２に示
す。

【００２８】まず、ファジ−コントロ−ラ３８は横Ｇセ
ンサ３２で検出された横Ｇ、車速センサ３３で検出され
た車速Ｖ、スロットル開度センサ３４で検出されたアク
セル開度、このアクセル開度θthに基づいて算出された
アクセル操作頻度を図５のメンバシップ関数の入力値と
し、横Ｇ、車速Ｖ、アクセル開度、アクセル操作頻度の
グレ−ドを求める。

【００２９】さらに、ファジ−コントロ−ラ３８は前後
Ｇセンサ３１で検出された前後Ｇ、車速センサ３３で検
出された車速Ｖに基づいて算出された車速変化量、スロ
ットル開度センサ３４で検出されたアクセル開度θの時
間的変化量であるアクセル開度変化量、エンジン回転数
センサ３７で検出されたエンジン回転数に基づいて算出
されたエンジン回転数変化量を図６のメンバシップ関数
に入力値とし、前後Ｇ、車速変化量、アクセル開度変化
量、エンジン回転数変化量のグレ−ドを求める。

【００３０】そして、ファジ−コントロ−ラ３８は図１
７に示した１６のル−ル（混雑度）、図１８に示した１
０のル−ル（路面勾配）、図１９に示した１９のル−ル
（加減速意志）、図２０に示した２０のル−ル（エンジ
ンブレ−キ）の各ル−ルに対する適合度をmin 演算法に
より求める。そして、各ル−ルの適合度を基に出力集合
を求め、該当するすべてのル−ルの出力集合をmax 演算
法により求める。そして、その出力集合の重心を重心演
算法により求め、それを視覚緊張度としてファジ−推論
している。

【００３１】また、ファジ−コントロ−ラ３８は図２１
に示した１６のル−ル（横Ｇ）、図２２に示した２８の
ル−ル（前後Ｇ）の各ル−ルの適合度をmin 演算法によ
り求める。そして、各ル−ルの適合度を基に出力集合を
求め、該当するすべてのル−ルの出力集合をmax 演算法
により求める。そして、その出力集合の重心を重心演算
法により求め、それを平衡感覚緊張度としてファジ−推
論している。このようにして、視覚緊張度及び平衡感覚
緊張度がファジ−推論される。

【００３２】次に、ファジ−コントロ−ラ３８は視覚緊
張度及び平衡感覚緊張度を図６のメンバシップ関数の入
力値とし、視覚緊張度と平衡感覚緊張度のグレ−ドを求
める。

【００３３】そして、図２３の４９のル−ルの各ル−ル
に対する適合度をmin 演算法により求める。そして、各
ル−ルの適合度を基に出力集合を求め、該当するすべて
のル−ルの出力集合をmax 演算法により求める。そし
て、その出力集合の重心を重心演算法により求め、それ
を緊張度としてファジ−推論している。この緊張度が視
覚緊張度及び平衡感覚緊張度を考慮した緊張度である。

【００３４】そして、体圧センサ３８からの検出信号ｐ
はファジ−コントロ−ラ３８に入力され、図１６の特性
図が参照されて体圧が緊張度に変換される。この変換さ
れた緊張度がファジ−推論された緊張度より小さけれ
ば、挟み角θを閉じる方向に制御すべく制御方向信号ｄ
が出力され、モ−タ２５が正転制御される。一方、変換
された緊張度がファジ−推論された緊張度より大きけれ
ば、挟み角θを開く方向に制御すべく制御方向信号ｄが
出力され、モ−タ２５が逆転される。

【００３５】ところで、モ−タ２５の回転速度は前述し
たファジ−推論された緊張度の頻度と緊張度変化量を入
力値としてファジ−推論されている。つまり、前述した
ファジ−推論された緊張度の頻度（緊張度頻度）及び緊
張度の時間的変化量（緊張度変化量）はファジ−コント
ロ−ラ３８で算出され、これら緊張度頻度及び緊張度変
化量を図５のメンバシップ関数の入力値とし、緊張度頻
度及び緊張度変化量のグレ−ドを求める。そして、図２
４の１６のル−ルの各ル−ルに対する適合度をmin 演算
法により求める。そして、各ル−ルの適合度を基に出力
集合を求め、該当するすべてのル−ルの出力集合をmax
演算法により求める。そして、その出力集合の重心を重
心演算法により求め、それをモ−タ２５の作動速度ｖと
してファジ−推論している。

【００３６】この作動速度信号ｖはインタフェ−ス４１
に出力される。このインタフェ−ス４１はこの作動速度
信号ｖに応じて電圧可変回路からモ−タ２５に供給する
電圧を可変している。つまり、緊張度の変化が大きいほ
ど作動速度は速く制御される。

【００３７】以上のように視覚緊張度及び平衡感覚緊張
度をそれぞれファジ−推論と、これらファジ−推論され
た視覚緊張度及び平衡感覚緊張度とから緊張度をファジ
−推論し、この緊張度に応じてシ−トのサイドサポ−ト
１４ａと１４ｂとの挟み角θ及びその際の作動速度を制
御するようにしたので、ドライバの意志に合ったサイド
サポ−ト位置を制御することができる。なお、上記実施
例では図１７のル−ルはアクセル操作頻度を前件部とし
たが、ブレ−キ操作頻度としても良い。さらに、緊張度
変化量及び緊張度頻度からモ−タ２５の作動速度をファ
ジ−推論するようにしたが、図１５の特性図から作動速
度を求めるようにしても良い。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、車
両の挙動に応じたファジ−制御に加えて混雑度や道路勾
配や加減速意志に応じたフアジ−制御を行うことにより
ドライバの意志に合ったサイドサポ−ト位置を制御する
ことができるファジ−制御を用いたシ−ト制御装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わるファジ−制御を用い
たシ−ト制御装置の全体的構成図。

【図２】シ−トを示す斜視図。

【図３】シ−トのサイドフレ−ムの構成を示す図。

【図４】シ−トのサイドフレ−ムを移動させるモ−タの
周辺機構を示す斜視図。

【図５】同実施例に係わる第１のメンバシップ関数を示
す図。

【図６】同実施例に係わる第２のメンバシップ関数を示
す図。

【図７】同実施例に係わる第３のメンバシップ関数を示
す図。

【図８】同実施例に係わる第４のメンバシップ関数を示
す図。

【図９】車速及びアクセル操作頻度と道路の混雑度との
対応関係を示す図。

【図１０】車速変化量及びアクセル開度と道路勾配との
対応関係を示す図。

【図１１】車速及びアクセル変化量と加減速意志との対
応関係を示す図。

【図１２】車速及び横Ｇと平衡感覚緊張度との対応関係
を示す図。

【図１３】車速及び前後Ｇと平衡感覚緊張度との対応関
係を示す図。

【図１４】緊張頻度と緊張変化量が負のときとモ−タの
作動速度との対応ル−ルを示す図。

【図１５】緊張変化量が正のとき及び作動速度との対応
ル−ルを示す図。

【図１６】緊張度と体圧とのフィ−ドバックル−ルを示
す図。

【図１７】車速及びアクセル操作頻度と視覚緊張度との
関係を示すル−ルを示すマトリクス図。

【図１８】車速変化量及びアクセル開度と視覚緊張度と
の関係を示すル−ルを示す図。

【図１９】車速及びアクセル変化量と視覚緊張との関係
を示すル−ルを示す図。

【図２０】エンジン回転数変化量と視覚緊張との関係を
示すル−ルを示す図。

【図２１】横Ｇ及び車速に対する平衡感覚緊張との関係
を示すル−ルを示す図。

【図２２】前後Ｇ及び車速と平衡感覚緊張との関係を示
すル−ルを示す図。

【図２３】視覚緊張と平衡感覚緊張とからサイドサポ−
ト制御量をファジ−推論するル−ルを示す図。

【図２４】緊張度頻度と緊張度変化量とからモ−タの作
動速度をファジ−推論するル−ルを示す図。

【符号の説明】

３１…前後Ｇセンサ、３２…横Ｇセンサ、３３…車速セ
ンサ、３４…スロットル開度センサ、３５…ブレ−キス
イッチ、３６…ハンドル角センサ、３７…エンジン回転
数センサ、３８…ファジ−コントロ−ラ、３９…体圧セ
ンサ、４０…サポ−ト位置センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サイドサポ−トの挟み角度が制御可能な
   シ−トと、 乗員の視覚緊張度をファジ−推論する第１のファジ−推
   論手段と、 乗員の平行感覚緊張度をファジ−推論する第２のファジ
   −推論手段と、 上記第１のファジ−推論手段でファジ−推論された視覚
   緊張度及び上記第２のファジ−推論手段でファジ−推論
   された平衡感覚緊張度とから乗員の緊張度をファジ−推
   論する第３のファジ−推論手段と、 上記第３のファジ−推論手段でファジ−推論された乗員
   の緊張度に応じて上記シ−トの挟み角を制御するシ−ト
   制御手段とを具備したことを特徴とするファジ−制御を
   用いたシ−ト制御装置。