JPS6167638A - 自動車座席の姿勢安定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、自動車で横加速度が発生した時、前記横加速
度が起因となり、乗員が座席姿勢を崩すことで、ドライ
ブの快適さが損われる事を補償する自動車座席の姿勢安
定装置に関する。

［従来の技術］ 従来、自動車の乗員が横方向にローリングする事を防止
する装置としては、乗員が着席した時に、手操作にて、
自身を移動しない様に固定する装置がある。前記固定す
る装置は、手操作であるために煩しさが伴い、又、常時
成る一定の強さで固定されている為、精神的にも肉体的
にも窮屈であり、常に圧迫感を受ける。

前述した理由により、ドライブの快適さが半減する。

［発明の解決しようとする問題点］ そこで本発明は、自動車に横方向の加速度が発生した時
に、乗員の座席姿勢が崩れることを自動的に補償し、前
記窮屈さ、前記圧迫感を排除することで、ドライブの快
適さの向上を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、自動車の、左右方向の加速度を検出する横加
速度検出器と、 前記横加速度検出器からの信号を入力し、該横加速度に
対応して乗員の上体の両側から締め何カを制御する制御
信号を出力する制御装置と、前記制御装置からの制御信
号を入力し、該制御信号に、対応して、乗員の上体の一
部を締め付け支える上体支持装置と。

から成る自動車座席の姿勢安定装置である。

第１図は本発明の概念をブロックダイアグラムで表わし
たものである。横加速度検出器１０は、自動車で、左右
方向の加速度を検出し、該検出結果に対応した信号を出
力する検出器である。

横加速度の検出方法は、直接横加速度を検出する直接検
出法と、走行状態量等を検出することで、間接的に横加
速度を検出する間接検出法がある。

前記直接検出法としては、例えば、質ｆｆ１Ｍの物体に
Ｆの力が作用した時、Ａの加速度が生じる物理法則、Ｆ
＝ＭＸＡ、によれば加速度Ａと力Ｆは１対１に対応する
から、自動車が曲線走行時、既知の質量ＭＯ１，：！！
Ｉ＜力を検出してもよい。具体的には、振り子に作用す
る力をバネばかりで検出するとか、又は滑らかなガイド
に沿って移動する固体が、ガイド端の壁面に作用する力
を、圧電素子等を用いて検出する事が実現できる。

前記間接検出方法としては、ステアリングの切角と車速
を検出し、自動車走行している曲線の曲率半径を算出し
、自動車の角加速度を求め、前記曲線の法線方向の成分
を求める事で実現できる。

前記ステアリング切角は、ステアリング切角に対応して
回転するポテンショメータを機構的に接続し、該ポテン
ショメータの電気信号を検出することで実現できる。又
、前記中速は、スピードメータの出力軸に接続され、ス
ピードに対応して回゛転する円板の回転数を検出するこ
とで実現できる。

横加速度検出器１０は検出した信号を電気的に処理する
回路を含むものでも良い。

ｖＩＩＩＤ装置２０は、前記横加速度検出器からの信号
を入力し、処理し、乗員の座席姿勢が崩れることを補償
するための、上体締め付け力を制御する制御信号を出力
する電気回路である。

υ制御装置２０を構成する主要部品としては、デジタル
コンパレータ、マイクロコンピュータ等が利用できる。

上体支持装″ｉｌ！ｔ３０は、前記制御装置２０からの
制御信号を入力し、乗員の座席姿勢を補償する装置であ
る。

座席姿勢を補償するための駆動源としては、モータ等の
回転力、油圧及び空圧等の流体力、等が利用できる。

座席姿勢を補償する方法としては、乗員の体の移動に対
し、抗力を発生されるものであれば何でもよいから、例
えば、体の側面を保持する弾力性のある杭状の固体で保
持することで、座席姿勢が補償できる。

［作用］ 横加速度検出器１０は自動車の横方向の加速度を検出す
る。加速度信号は、制御装置２０に出力される。

制御ｌ装置２０は、前記横加速度検出器１０より信号を
入力し、乗員の上体を締め付け支持する制御を行なう制
御信号を出力する。

上体支持装置ｔ！３０は、前記制ｒＢ装置２０より入力
した制御信号に対応して、乗員の上体を座席の両側から
締め付け保持する。

〔実施例］ 以下本発明を具体的な第１実施例に基づいて詳しく説明
する。

第３図は本発明の具体的第１実施例に係る自動車座席の
姿勢安定装置のブロックダイアグラムである。

本第１実施例では、横加速度検出器１０を、横加速度に
依り発生した圧力を検出する横加速度検出器１１と、前
記横圧力検出器１１で検出された電気信号を増幅する増
幅器１２及び１３、前記増幅器１２及び１３より入力し
たアナログ量の電気信号をデジタル潰の電気信号に変換
するＡＤ変換器１４及び１５とで構成する。

前記横圧力検出器の検出原理を第２図を用いて説明する
。

横圧力検出器１１は、両端に蓋１１２、蓋１１３を有す
る円筒形のケース１１１内に、加圧力に対応した電気信
号を発生する左圧力検出圧電素子１１９、右圧力検出圧
電素子１２０が収納されている構造である。前記２０ｍ
の圧電素子はバネ１１５、バネ１１６の張力により圧力
接触子より一定圧力を受【プ、該圧力に対応した電気信
号を発している。具体的には、左圧力検出圧電素子１１
９は圧力接触子１１７より圧力ＰＬを受けＳＬの電気信
号を発し、右圧力検出圧電素子１２０は圧力接触子１１
８より圧力ＰＲを受けＳＲの電気信号を発している。

本第１実施例では、乗員の体型を検出するセンサーとし
て、圧力、検出器４１と、増幅器４２と、ＡＤ変換器４
３で構成される体型検出部４０を配設した。前記圧力検
出器４１は後述する上体支持装［３０の保持クッション
３１の内部に配設される。圧力検出器４１は、圧電素子
に加わる圧力を電気信号として検出するものである。検
出された電気信号は増幅器４２、ＡＤ変換器４３を介し
て副部装置２０に入力される。

圧力検出器４１は上体支持装置３０の保持クッション３
１内に配設した。

制御装置２０は、体型登録モードを指示するボタン２４
と入力インタフェース２１、マイクロコンピュータ２２
、出力インタフェース２３で構成した。

前記登録ボタン２４は、車室内に配設した。

上体支持装置３０は、横加速度に対し抗力を発生させる
保持クッション３１と、前記保持クッション３１を制御
装置２０からの制御信号に対応して駆動するステッピン
グモータ３２とで構成される。

ｎｂ記保持クッション３１は、東口の体を外側から包み
込むように保持する。第４図は、上体支持装置３０の配
設場所を示す。同図（ａ）に示すように２個の保持クッ
ション３１と２台のステッピングモータ３２が座席に装
着される。左右２個の保持クッション３１は通常時、座
席の背もたれに格納されているが、所定の加速度を検出
した時は乗員の左右外側から包みこむように保持する。

同図（ｂ）に示すように、腰から脇のあたりを保持する
。

上体支持装置３０の６ＴＭＩを第５図で説明する。

保持クッション３１は、回転軸３６の回転に応じて回転
する。回転ｌｌｌｌｌ１３６の両端は、ころがり軸受３
３．３４で保持され、継手３５を介してステッピングモ
ータ３２の出力軸に連結されている。

保持クッション３１は、表面が柔らかで弾力性があり、
人体に傷をつけない構造である。ステッピングモータ３
２の出力は、１８０分の１に減速して出力される。

次に本第１実施例の作用を、コンピュータの処理を示す
第７図を用いて説明する。

コンピュータは、イグニッションスイッチが投入される
と、ステップ１００より実行を開始する。

ステップ１００は、体型に応じた保持クッション３１の
停止位置を設定するために、体型を記憶するステップで
ある。体型記憶サブルーチンは、後述する第８図のフロ
ーに従って実行される。

ステップ１０２は、保持クッション３１が格納されてい
ない時は、格納するステップである。

ステップ１０４で横加速度の読み取りが実行され、ステ
ップ１０６で前ステップで読み込んだ加速度の大きさが
判定される。

つまり、横加速度の大きざが保持クッションを必要とし
ない大きさの時は、ステップ１０２乃至ステップ１０６
のループ動作が繰り返される。

保持クッションを必要とする横加速度が検出された時は
、ステップ１０８、ステップ１１０の作業で、所定の体
型に適合するように、保持クッションが設定される。そ
の後プログラムはステップ１０４にジャンプし、ステッ
プ１０６で、保持クッション３１の必要がないと判定さ
れるまで、該保持クッション３１を体型の位置に保つ。

次に第８図を用いて乗のの体型が記憶される過程を説明
する。

ステップ２００は、タイマのカウンターと、体型設定の
ためのパラメータＮと、保持クッション３１が乗員を締
め付ける圧力ＰＳＥＴを初期設定するステップである。

ステップ２０２よりステップ２０８は、体型を登録する
のが、否かを判定する。

即も、５分以内に体型の登録指示がキーボードより入力
されなければ、プログラムは主プログラムに復帰する。

登録又は登録変更の指示が、キーボードから入力された
時は、ステップ２１０よりステップ２１６で体型が記憶
される。

ステップ２１０からステップ２１６では、ステッピング
モータ３２が１ステップ回転される毎に回転パラメータ
Ｎが１個インクリメントされ、圧力検出器４１からのデ
ータが読み込まれ、所定の圧力ＰＳＥＴ以上の圧力が検
出されるまで、ループ動作が繰り返される。

前記所定の圧力が検出されると言うことは、保持クッシ
ョン３１が乗員を所定の圧力で保持している事である。

その模、前記パラメータＮの値はメモリ上に記憶される
。つまり１度体型を登録すれば、以降体型の登録は必要
としない。

本実施例の変形例としては、上体支持部３０を第６図に
示す様な構造でも実現可能である。

第６図（ａ）に示すように座席の背もたれに楕円状のエ
アパック取出窓３５を配設する。座席内部には、内部に
空気を封入することによりふくらむエアバッグ３６が凋
んだ状態で格納されている。

制御装ｆｆ２０から、姿勢安定補償の指令が出た時は、
前記エアバッグ３６は前記エアバッグ取出′Ｍ３５から
、座席側へ押出される。その後、前記エアバッグ３６に
空気が封入され、乗員の姿勢を補償する。

第６図（ｂ）は、前記エアバッグ３６に空気が封入され
た状態を示す。

前記エアバッグ３６は、該エアバッグ内の空気が抜かれ
た模、前記エアバッグ取出窓３５より座席内に格納され
る。

次に本発明の第２実施例について説明する。

本第２実施例は、大部分の構成要素は第１実施例と共通
である。該第１実施例との違いは、体型に対応して上体
支持装置３０（７）設定位置を決めるのではな（、横加
速度に対応した抗力を発生せしめることにより、乗Ωの
座席姿勢を補償しようとするものである。即ち第２実施
例は体型記憶を必要としない。

本第２実施例では、横圧力検出器１１より入力されたデ
ータを処理し、横加速度に対応した圧力の絶対値Ｘを算
出する。第９図は横軸に前記Ｘをとり縦軸に自動車に横
加速度が働いた時に座席姿勢を補償するに必要な締め付
力Ｐをとる。

関数Ｐ−Ｆ（Ｘ）は横加速度に対応した圧力×（以下横
圧力Ｘと略す）を検出した時に上体支持装置による締め
付力を算出する計ｎ式である。該関数Ｐ−Ｆ　（Ｘ）は
、上体支持装置を必要としない程度の横圧力Ｘｍ１ｎの
領域ではＦ（Ｘ）−０であり、許容される最大締め付力
に対応した横圧力Ｘｍａｘ以上の領域ではＦ　（Ｘ）−
Ｐｍａｘ（一定）の関数である。

次に第２実施例の作用をコンピュータの処理を示す第１
０図を用いて説明する。コンピュータは自動車のイグニ
ッションスイッチが投入されるとステップ３００より実
行を開始する。

ステップ３００で、加速度に対応した横圧力Ｘが横圧力
検出器１１より読み込まれる。該Ｘは横圧力検出器１１
の左右の電気信号の差の絶対値と等価である。

ステップ３０２で上体支持装置３０によるサポートが必
要か否かを判定される。つまり、該Ｘが上体支持装置３
０を必要としない横圧力Ｘｍｔｎより大きくない時は、
ステップ３００に戻り、該Ｘが該Ｘｍ１ｎより大きい時
は次ステツプに進む。

ステップ３０４は、上体支持装置３０に発生させる抗力
、つまり乗員が横加速度を受けても姿勢を補償するため
の抗力ＰＳＥＴを計算する。該シ１埠は第９図の関数Ｐ
−Ｆ　（Ｘ）に基づいて実行される。

ステップ３０６で左右の保持クッション３１に締め付力
向の指令がされる。具体的には１指令にステッピングモ
ータが５パルス駆動される。

ステップ３０８では、前記保持クッション３１内の圧力
検出器より締め付力である右方向からの圧力ＰＲ，左方
向からの圧力ＰＬが読み込まれる。

ステップ３１０で前記ＰＲ，前記ＰＬの平均値ＰＡＶが
輝出され、ステップ３１２で前記ＰＳＥＴと該ＰＡＶの
大小が判定される。即ち姿勢を補償するために必要な締
め付力が発生しているか判定される。

ステップ３１２で締め付力ＰＡＶが前記ＰＳＥ王より大
きいと判定されるまでステップ３０６とステップ３１２
の作業が繰り返される。所定の値であると判定されると
、プログラムはステップ３００に戻る。

［発明の効果］ 本発明は横加速度検出器を配設したことで、瞬時に上体
支持部を自動的に駆動することができ、横加速度を受け
た時は迅速に座席姿勢が補償される。

又、前述した理由により、横加速度を受けない時は、上
体支持装置は、所定の原点位置にもどされ締付け力を有
さないため、乗員は圧迫感を受けることもなく、快適な
ドライブが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するブロックダイアグラム
である。第２図は本発明の第１実施例に係る自動車座席
の姿勢安定装置に使用した圧力検出器の構造図である。 第３図は同実施例のブロックダイアグラムである。第４
図は同実施例の配設状態を説明する図であり、第５図は
同実施例の上体支持部の構造図である。第６図は同実施
例の変形例を説明する図である。第７図乃至第８図は同
実施例のコンピュータの処理を説明するフローチャート
である。第９図は本発明の第２実施例に係る自動車座席
の姿勢安定装置の、加速度−抗力を示すグラフであり、
第１０図は同第２実施例のコンピュータの処理を説明す
るフローチャートである。 １０・・・横加速度検出器 ２０・・・制ｍ装置 ３０・・・上体支持装置 特許出願人　　　日本電装株式会社 代理人　　　　弁理士　大川　宏 同　　　　　弁理士　藤谷　修 同　　　　　弁理士　丸山明夫 第７図 第８図 第９図 槽圧力稜出思のよみ 第１０図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車の、左右方向の加速度を検出する横加速度
   検出器と、 前記横加速度検出器からの信号を入力し、該横加速度に
   対応して乗員の上体の両側から締め付力を制御する制御
   信号を出力する制御装置と、前記制御装置からの制御信
   号を入力し、該制御信号に対応して、乗員の上体の一部
   を締め付け支える上体支持装置と、 から成る自動車座席の姿勢安定装置。
2. （２）前記制御装置は、前記上体支持装置が乗員から受
   ける圧力を検出する圧力検出器と、 予め、前記乗員の着座後、前記上体支持装置を駆動して
   、該圧力検出器によって検出される圧力と、前記上体支
   持装置の駆動量との関係を記憶する体型記憶部とを有し
   、 該体型記憶部に記憶された値に基づき、前記横加速度検
   出器から検出された横加速度に対応して、前記上体支持
   装置の駆動量を制御することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の自動車座席の姿勢安定装置。
3. （３）前記制御装置は、前記上体支持装置が乗員から受
   ける圧力を検出する圧力検出器を有し、該圧力検出器に
   よって検出される圧力が、検出された横加速度に対応し
   た設定圧力となるように前記上体支持装置を駆動するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動車座席
   の姿勢安定装置。