JP2006008098A - 座席制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の座席の乗り心地を向上すること。
【解決手段】車両挙動予測部１１がナビゲーション装置２、加速度センサ３２、車外カメラ３３の出力から車両の挙動を予測するとともに、乗員状態検出部１２が車内カメラ３５およびシートセンサ３６の出力から乗員の状態を検出する。シート制御部１３は、乗員状態および車両挙動に基づいてシート位置調節機構４１、背もたれ角度調節機構４２、シートベルト制御機構４３、ランバーサポート機構４４、クッション制御機構４５、振り子機構４６を制御して座席の座り心地を設定する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、車両の座席状態を制御する座席制御装置に関し、特に、乗員の座り心地を向上可能な座席制御装置に関する。

従来、車両においてその乗り心地を向上すべく、各種技術が考案されてきた。例えば、特許文献１は、車速センサ、アクセル開度センサ、ストッブスイッチからの信号に基づきファジー推論を行なって車両の渋滞中あるいは停車中のうちのすくなくとも１以上の走行モードを判定し、走行モードに対応して各車輪のサスペンションのダンパ定数を制御することで、車両の安定性を確保しつつ、極低速走行状態での乗り心地を改善する技術を開示している。

また、特許文献２は、ステアリングの操舵角および車速センサの出力から横Ｇ変化量推定値を演算し、横Ｇ変化量推定値に応じてショックアブソーバの減衰力を制御することで、ロールの抑制と乗り心地の向上を図る技術を開示している。

さらに、特許文献３が開示するサスペンション制御装置は、横加速変化に応じて車体左右の緩衝器を制御することで、走行時に車両に作用する前後左右の横方向の加速度に迅速に応動して良好な乗り心地や操安性の実現を図っている。

また、特許文献４は、停車時や通常走行時と急加速時とでサスペンションのばね定数を変更することで、凹凸の大きい路の走行時、または、急激な加速・減速時にボトミングを防止して乗り心地を向上する技術を開示している。

さらに、特許文献５は、シートのシートクッション、シートバック内にエアバッグを埋設し、前輪ばね上加速度に対応してエアバッグの減衰係数を可変することで路面状況に対応させて乗り心地を改善する技術を開示している。

また、特許文献６は、ばねの上下挙動信号に応じて各ショックアブソーバの減衰特性制御を行なうことで、ステアリングセンサを用いることなく直進走行時における乗り心地の確保と操舵時における操縦安定性の両立を図る車両懸架装置を開示している。

特開平５−１３１８２７号公報 特開平１１−３２１２６８号公報 特開平８−２２３１号公報 特開平５−６０８６０号公報 特開平６−２４２６１号公報 特開平９−１０９６４２号公報

上述した従来技術では、走行時にサスペンションなどを制御し、走行によって生じる振動の車体に対する影響を軽減することで、乗り心地を向上していた。

一方、走行時に生じる振動以外の要因、例えば座席の位置や背もたれの角度、クッションの固さなど、座席自体の「座り心地」については、各乗員が手動で設定する必要があった。

そのため、かかる「座り心地」を自動制御し、各乗員にとって快適な「座り心地」を自動的に提供する車載装置の実現が重要な課題となっていた。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消し、課題を解決するためになされたものであり、座席の座り心地を自動制御可能な座席制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明に係る座席制御装置は、車両の座席状態を制御する座席制御装置であって、車両の乗員の座席に対する着座状態を取得する乗員状態取得手段と、前記乗員状態取得手段が取得した乗員状態に基づいて当該乗員の座席状態を制御する座席状態制御手段と、を備えたことを特徴とする。

この請求項１の発明によれば座席制御装置は、車両の乗員の座席に対する着座状態を取得し、取得した乗員状態に基づいて当該乗員の座席状態を制御する。

また、請求項２の発明に係る座席制御装置は、請求項１の発明において、前記座席状態制御手段は、座席の前後方向の位置を調節する位置調節手段、座席の背もたれ角度を調節する背もたれ角度調節手段、シートベルトの縛着状態を調節するシートベルト制御手段、乗員の脇の近傍で乗員の体の固定を行なうランバーサポートを制御するランバーサポート制御手段、座席のクッションの状態を制御するクッション制御機構、座席の揺れを制御する揺れ制御機構、のうち少なくともいずれか一つを備えたことを特徴とする。

この請求項２の発明によれば座席制御装置は、車両の乗員の座席に対する着座状態を取得し、取得した乗員状態に基づいて、座席の前後方向の位置を調節する位置調節手段、座席の背もたれ角度を調節する背もたれ角度調節手段、シートベルトの縛着状態を調節するシートベルト制御手段、乗員の脇の近傍で乗員の体の固定を行なうランバーサポートを制御するランバーサポート制御手段、座席のクッションの状態を制御するクッション制御機構、座席の揺れを制御する揺れ制御機構などを制御する。

また、請求項３の発明に係る座席制御装置は、請求項２の発明において、前記シートベルト制御手段は、シートベルトの締め強度および／またはシートベルトの固定位置の変更制御によって当該シートベルトの縛着状態を調節することを特徴とする。

この請求項３の発明によれば座席制御装置は、乗員の状態に基づいてシートベルトの締め強度や固定位置を変更して縛着状態を調節する。

また、請求項４の発明に係る座席制御装置は、請求項３の発明において前記シートベルト制御手段は、シートベルトのピラーに対する取り付け位置を制御するベルト高さ調節機構を制御することで当該シートベルトの固定位置を変更することを特徴とする。

この請求項４の発明によれば座席制御装置は、シートベルトのピラーに対する取り付け位置を制御するベルト高さ調節機構を乗員の状態に基づいて制御することで、シートベルトの縛着状態を調節する。

また、請求項５の発明に係る座席制御装置は、請求項３または４の発明において、前記シートベルト制御手段は、シートベルトの座席に対する取り付け位置を制御するベルト位置調節機構を制御することで当該シートベルトの固定位置を変更することを特徴とする。

この請求項５の発明によれば座席制御装置は、シートベルトの座席に対する取り付け位置を制御するベルト位置調節機構を乗員の状態に基づいて制御することで、シートベルトの縛着状態を調節する。

また、請求項６の発明に係る座席制御装置は、請求項２〜５のいずれか一つの発明において、前記揺れ制御機構は、磁性体を有する半球形の座席下部と、通電によって磁力を生ずるコイルを有する座席支持部と、を備え、前記コイルに対する通電によって座席の傾きの制御および座席の固定を行なうことを特徴とする。

この請求項６の発明によれば座席制御装置は、磁性体を有する半球形の座席下部と、通電によって磁力を生ずるコイルを有する座席支持部と、を備えた揺れ制御機構に対し、コイルに対する通電量を変化させて座席の傾きの制御および座席の固定を行なう。

また、請求項７の発明に係る座席制御装置は、請求項１〜６のいずれか一つの発明において、前記座席状態制御手段は、前記乗員の動作頻度が所定値以上である場合に前記乗員の着座状態に基づいて当該乗員の座席状態を変更することを特徴とする。

この請求項７の発明によれば座席制御装置は、その動作頻度が所定値以上である場合に着座状態に基づいて当該乗員の座席状態を変更する。

また、請求項８の発明に係る座席制御装置は、請求項１〜７のいずれか一つの発明において、前記乗員状態取得手段は、前記座席状態制御手段は、前記乗員が睡眠中であると判定した場合に前記乗員の着座状態に基づいて当該乗員の座席状態を変更することを特徴とする。

この請求項８の発明によれば座席制御装置は、乗員が睡眠中である場合に、着座状態に基づいてその乗員の座席を制御する。

また、請求項９の発明に係る座席制御装置は、請求項１〜８のいずれか一つの発明において、前記座席状態制御手段は、前記乗員の座席にかかる圧力が均一となるように座席状態を変更することを特徴とする。

この請求項９の発明によれば座席制御装置は、車両の乗員の座席に対する着座状態を取得し、取得した乗員状態に基づいて当該乗員の座席にかかる圧力が一定となるように座席状態を制御する。

また、請求項１０の発明に係る座席制御装置は、請求項１〜９のいずれか一つの発明において、車室内を撮影する車内撮影手段をさらに備え、前記乗員状態取得手段は、前記車内撮影手段の撮影結果から前記乗員の座席に対する着座状態を取得することを特徴とする。

この請求項１０の発明によれば座席制御装置は、車室内を撮影し、その撮影結果から車両の乗員の座席に対する着座状態を取得して当該乗員の座席状態を制御する。

また、請求項１１の発明に係る座席制御装置は、請求項１〜１０のいずれか一つの発明において、座席の座面および／または背もたれにかかる面圧を検出する面圧センサをさらに備え、前記乗員状態取得手段は、前記面圧センサによる検出結果から前記乗員の座席に対する着座状態を取得することを特徴とする。

この請求項１１の発明によれば座席制御装置は、面圧センサによって座席の座面や背もたれにかかる面圧を検出し、その検出結果から車両の乗員の座席に対する着座状態を取得して当該乗員の座席状態を制御する。

また、請求項１２の発明に係る座席制御装置は、請求項１〜１１のいずれか一つの発明において、車両の挙動を予測する車両挙動予測手段をさらに備え、前記座席状態制御手段は、前記車両挙動予測手段が予測した挙動によって生じる座席の揺れを相殺する座席制御を行なうことを特徴とする。

この請求項１２の発明によれば座席制御装置は、車両の乗員の座席に対する着座状態を取得するとともに車両の挙動を予測し、車両の挙動と乗員の状態とに基づいて当該乗員の座席状態を制御する。

また、請求項１３の発明に係る座席制御装置は、請求項１２の発明において、車両の周辺を撮影する車外撮影手段をさらに備え、前記車両挙動予測手段は、前記車外撮影手段による撮影結果に基づいて前記車両挙動を予測することを特徴とする。

この請求項１３の発明によれば座席制御装置は、車両の周辺を撮影し、その撮影結果から車両の挙動を予測し、車両の挙動と乗員の座席に対する着座状態とに基づいて当該乗員の座席状態を制御する。

また、請求項１４の発明に係る座席制御装置は、請求項１２または１３の発明において、車両にかかる加速度を検出する加速度センサをさらに備え、前記車両挙動予測手段は、前記加速度センサによる検出結果に基づいて前記車両挙動を予測することを特徴とする。

この請求項１４の発明によれば座席制御装置は、加速度センサによって車両にかかる加速度を検出し、その検出結果から車両の挙動を予測し、車両の挙動と乗員の座席に対する着座状態とに基づいて当該乗員の座席状態を制御する。

また、請求項１５の発明に係る座席制御装置は、請求項１２，１３または１４の発明において、前記車両挙動予測手段は、自車両の走行予定経路に関する情報を取得し、当該走行予定経路に関する情報に基づいて前記車両挙動を予測することを特徴とする。

この請求項１５の発明によれば座席制御装置は、自車両の走行予定経路に関する情報を取得して車両の挙動を予測し、車両の挙動と乗員の座席に対する着座状態とに基づいて当該乗員の座席状態を制御する。

また、請求項１６の発明に係る座席制御装置は、請求項１〜１５のいずれか一つの発明において、前記乗員状態取得手段は複数の乗員のそれぞれについてそれぞれ状態を取得し、前記座席状態制御手段は、対応する乗員の状態に基づいて座席の状態を個別に制御することを特徴とする。

この請求項１６の発明によれば座席制御装置は、複数の乗員のそれぞれについてその座席に対する着座状態を取得し、取得した乗員状態に基づいて各乗員の座席状態を個別に制御する。

また、請求項１７の発明に係る座席制御装置は、請求項１〜１６のいずれか一つの発明において、乗員を識別する乗員識別手段と、前記乗員識別手段が識別した乗員情報と前記座席状態制御手段による制御状態とを関連付けて記憶する記憶手段と、をさらに備えたことを特徴とする。

この請求項１７の発明によれば座席制御装置は、車両の乗員の座席に対する着座状態を取得し、取得した乗員状態に基づいて当該乗員の座席状態を制御するとともに、乗員を識別し、乗員識別情報と座席の状態とを関連付けて記憶する。

請求項１の発明によれば座席制御装置は、車両の乗員の座席に対する着座状態を取得し、取得した乗員状態に基づいて当該乗員の座席状態を制御するので、座席の座り心地を自動制御によって向上する座席制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項２の発明によれば座席制御装置は、車両の乗員の座席に対する着座状態を取得し、取得した乗員状態に基づいて、座席の前後方向の位置を調節する位置調節手段、座席の背もたれ角度を調節する背もたれ角度調節手段、シートベルトの縛着状態を調節するシートベルト制御手段、乗員の脇の近傍で乗員の体の固定を行なうランバーサポートを制御するランバーサポート制御手段、座席のクッションの状態を制御するクッション制御機構、座席の揺れを制御する揺れ制御機構などを制御するので、座席の座り心地を自動で、かつ詳細に制御可能な座席制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項３の発明によれば座席制御装置は、乗員の状態に基づいてシートベルトの締め強度や固定位置を変更して縛着状態を調節するので、シートベルトの縛着状態を自動的に調節可能な座席制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項４の発明によれば座席制御装置は、シートベルトのピラーに対する取り付け位置を制御するベルト高さ調節機構を乗員の状態に基づいて制御することで、シートベルトの縛着状態を調節するので、シートベルトの高さを自動的に調節可能な座席制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項５の発明によれば座席制御装置は、シートベルトの座席に対する取り付け位置を制御するベルト位置調節機構を乗員の状態に基づいて制御することで、シートベルトの縛着状態を調節するので、シートベルトの固定位置を自動的に調節可能な座席制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項６の発明によれば座席制御装置は、磁性体を有する半球形の座席下部と、通電によって磁力を生ずるコイルを有する座席支持部と、を備えた揺れ制御機構に対し、コイルに対する通電量を変化させて座席の傾きの制御および座席の固定を行なうので、座席の揺れや傾きを制御可能な座席制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項７の発明によれば座席制御装置は、乗員の動作を検出し、その動作頻度が所定値以上である場合に着座状態に基づいて当該乗員の座席状態を変更するので、乗員が座り心地が悪いと感じている状況を識別し、自動的に座り心地を向上する座席制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項８の発明によれば座席制御装置は、乗員が睡眠中である場合に、着座状態に基づいてその乗員の座席を制御するので、乗員が睡眠中である場合に、座席を睡眠に適した状態に自動的に制御する座席制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項９の発明によれば座席制御装置は、車両の乗員の座席に対する着座状態を取得し、取得した乗員状態に基づいて当該乗員の座席にかかる圧力が一定となるように座席状態を制御するので、乗員にとって快適な座席の状態を自動的に判別して座席を制御する座席制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項１０の発明によれば座席制御装置は、車室内を撮影し、その撮影結果から車両の乗員の座席に対する着座状態を取得して当該乗員の座席状態を制御するので、乗員の状態を詳細に取得して座り心地を自動制御する座席制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項１１の発明によれば座席制御装置は、面圧センサによって座席の座面や背もたれにかかる面圧を検出し、その検出結果から車両の乗員の座席に対する着座状態を取得して当該乗員の座席状態を制御するので、乗員の状態を簡易に取得して座り心地を自動制御する座席制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項１２の発明によれば座席制御装置は、車両の乗員の座席に対する着座状態を取得するとともに車両の挙動を予測し、車両の挙動と乗員の状態とに基づいて当該乗員の座席状態を制御するので、車両の挙動に起因する座り心地の悪化を防止可能な座席制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項１３の発明によれば座席制御装置は、車両の周辺を撮影し、その撮影結果から車両の挙動を予測し、車両の挙動と乗員の座席に対する着座状態とに基づいて当該乗員の座席状態を制御するので、車両の挙動を簡易に予測し、車両挙動に起因する座り心地の悪化を防止可能な座席制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項１４の発明によれば座席制御装置は、加速度センサによって車両にかかる加速度を検出し、その検出結果から車両の挙動を予測し、車両の挙動と乗員の座席に対する着座状態とに基づいて当該乗員の座席状態を制御するので、車両の挙動を確実に検出し、車両挙動に起因する座り心地の悪化を防止可能な座席制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項１５の発明によれば座席制御装置は、自車両の走行予定経路に関する情報を取得して車両の挙動を予測し、車両の挙動と乗員の座席に対する着座状態とに基づいて当該乗員の座席状態を制御するので、予定経路から車両の挙動を予測し、車両挙動に起因する座り心地の悪化を防止可能な座席制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項１６の発明によれば座席制御装置は、複数の乗員のそれぞれについてその座席に対する着座状態を取得し、取得した乗員状態に基づいて各乗員の座席状態を個別に制御するので、複数の乗員のそれぞれについて、座席の座り心地を個別に向上する座席制御装置を得ることができるという効果を奏する。

また、請求項１７の発明によれば座席制御装置は、車両の座席に対する着座乗員の状態を取得し、取得した乗員状態に基づいて当該乗員の座席状態を制御するとともに、乗員を識別し、乗員識別情報と座席の状態とを関連付けて記憶するので、座席の座り心地を自動制御によって向上し、以降の走行に反映可能な座席制御装置を得ることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る車両用の座席制御装置の好適な実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例である車両用の座席制御装置１の概要構成を示す概要構成図である。同図に示すように、座席制御装置１は、ナビゲーション装置２、加速度センサ３２、車外カメラ３３、乗員識別装置３４、車内カメラ３５、シートセンサ３６、シート位置調節機構４１、背もたれ角度調節機構４２、シートベルト制御機構４３、ランバーサポート機構４４、クッション制御機構４５および振り子機構４６と接続する。

ナビゲーション装置２は、自車両の走行経路の設定および誘導を行なう装置である。具体的には、ナビゲーション装置２は、ＧＰＳ通信部３１によって自車両の現在位置を取得し、地図データ２１を用いて自車両が走行している道路を特定し、図示しないディスプレイやスピーカを用いて経路誘導を実行する。

加速度センサ３２は、自車両にかかる加速度を検出して座席制御装置１に出力し、車外カメラ３３は、自車両周辺、特に自車両前方の画像を撮影し、撮影した画像を座席制御装置１に出力する。

乗員識別装置３４は、乗員からの入力や所定の記録媒体の挿入などによって車両に乗車している乗員を識別する。また、車内カメラ３５は、車室内、特に乗員を撮影して、撮影した画像を座席制御装置１に出力する。なお、乗員識別装置３４が画像処理によって乗員の識別を行なう場合、この車内カメラ３５が撮影した画像を使用すればよい。

シートセンサ３６は、座席の座面や背もたれに設けられ、座面や背もたれにかかる圧力を検出するセンサであり、検出結果を座席制御装置１に出力する。

シート位置調節機構４１は、座席の前後方向の位置を調節する機構である。また、背もたれ角度調節機構４２は、座席の背もたれの角度を調節する機構である。シートベルト制御機構４３は、シートベルトの縛着状態を調節する機構である。

具体的には、図２に示すように、シートベルト制御機構４３は座席Ｓ１に対するベルト４３ａの高さを変更するベルト高さ調節機構４３ｂを有する。そして、シートベルト制御機構４３は、このベルト高さ調節機構４３ｂによってシートベルトの固定位置を変更することでシートベルトの縛着状態を制御する。

ベルト高さ調節機構４３ｂは、例えば図３に示すように、車体のピラーＰ１に摺動可能に取り付ければよい。

図２および図３に示したシートベルト制御機構４３の構成は、運転席や助手席におけるシートベルトの制御に好適な構成例である。また、同様の構成を後部座席に適用することもできる。なお、シートベルト制御機構４３は、他の構成であっても良い。

例えば、図４に示すように、座席Ｓ２に対して摺動するベルト位置調節機構４３ｃを設ける構成であっても良いし、図５に示すように座席Ｓ３に対して回転するベルト位置調節機構４３ｃを設ける構成であってもよい。これらの構成であっても、図２および図３の構成と同様に、ベルト４３ａの固定位置を変更し、縛着状態を制御することができる。さらに、シートベルト制御機構４３は、シートベルト４３の締め強度を併せて制御することで最適な縛着状態を実現する。

ランバーサポート機構４４は、乗員の脇の近傍、肋骨の付近で乗員の体を支持し、横方向の加速度を抑える機構であり、図６に示すように乗員の体ｈ１を包み込むように支持する。クッション制御機構４５は、例えば座席に設けたエアクッションと、エアクッション内部のエア圧を制御するコンプレッサなどによって構成され、座面や背もたれの硬さを調節する機構である。さらに、振り子機構４６は、座席の揺れを制御する機構である。

この振り子機構４６の構造の具体例を図７に示す。同図では、座席の座面下部を半球形に構成し、半球形の下部の中央に磁石５６を埋設している。そして、座席支持部にコイル５２〜５５を配設し、このコイル５２〜５５に通電することによって座面５１の傾きの制御を制御する。すなわち、コイル５２〜５５に通電して生じる電磁力の比によって、座席の位置の固定や傾きの制御を行なう。なお、図７では４つのコイルを用いているが、コイルの数は任意に設定することが可能である。

座席制御装置１は、その内部に車両挙動予測部１１、乗員状態検出部１２、シート制御部１２および記憶部１４を有する。車両挙動予測部１１は、加速度センサ３２、車外カメラ３３、ナビゲーション装置２の出力をもとに、自車両の挙動を予測する。

すなわち、車外カメラ３３の出力からは、自車両の前方の道路状態やカーブの状態を取得することができ、車両の上下方向の揺れの発生や左右方向の加速度の発生を事前に予測することができる。同様に、ナビゲーション装置２から走行予定経路の地図データを取得し、カーブの有無やその曲率から左右方向の加速度の発生を予測することができる。さらに、加速度センサ３２は、車両に加わる加速度を直接に検出するので、この車体に加わる加速度から座席位置での振動や加速度を算定することができる。

乗員状態検出部１２は、車内カメラ３５およびシートセンサ３６の出力をもとに、乗員の状態、すなわち「乗員が動いている状態」、「乗員が眠っている状態」などを検出する。また、車内カメラ３５の出力から乗員の体型を判別し、シートセンサの３６の出力から乗員の体重を算出する。

そして、シート制御部１３は、車両挙動予測部１１による予測結果と乗員状態検出部１２による検出結果に基づいて、座席の状態の制御（シート位置調節機構４１、背もたれ角度調節機構４２、シートベルト制御機構４３、ランバーサポート機構４４、クッション制御機構４５および振り子機構４６の制御）を実行する。

具体的には、シート制御部１３は、乗員状態検出部１２による検出の結果、乗員の動作頻度が所定値以上である場合に、その乗員が座っている座席の状態を変化させる。図８に示すように、座席Ｓ４に設けたシートセンサ３６の検出の結果、面圧が高い頻度で変化している場合や、車内カメラ３５が撮影した乗員５０が高い頻度で動作している場合、乗員５０は座り心地が悪いと感じている可能性が高い。

そこで、シート制御部１３は、シートセンサ３６にかかる面圧が均一化する方向に座席状態を制御することで、乗員５０の乗り心地を向上する。この時、乗員の体型および体重を用いて適切な座席状態を算出することで、その乗員に適応した座席状態を簡易に求めることができる。

例えば、乗員がごそごそしている場合、座り心地が悪いと判断し、乗員とシートとの着座関係を調べ、例えば乗員の座面部分（臀部）に大きな圧力があり、背面部分には体重がかかっていない場合は、その乗員とシートのバランスが悪いと判断し、シートを起こしてシートの背もたれ部分にも体重がかかるように制御することで座り心地をよくする。

または、乗員とシートとの着座関係を調べた結果、傾いて座っている場合は、座面のクッションの左右の弾力性を制御したり、シートの振り子を利用してシートを傾ける制御を行う。

あるいは、乗員とシートとの着座関係をカメラで調べた結果、シートの大きさに比して体が大きい（体幹部が太い）人であればランバーサポートを緩める。

ランバーサポート機構４４は、乗員をシートで包み込むようにするのが目的であるが、この制御には乗員の脇のサポート部分を締めたり緩めたりする方法と、乗員の腰の部分を浮かせたり沈めたりする方法の２種類がある。このいずれであっても結果的に乗員をシートで包み込む形となる。

したがって、体が大きい（体幹部が太い）乗員ｈ２対しては図９に示すようにランバーサポート機構４４の両脇を緩める、あるいは腰の部分を浮かせる制御によって乗員をシートで包み込むことができ、体が小さい（体幹部が細い）乗員ｈ３に対しては図１０に示すようにランバーサポート機構４４の両脇を締める、あるいは腰の部分を沈める制御によって乗員をシートで包み込むことができる。

乗員の体が大きいか否かは、標準的な人の大きさ（画面上の面積など）を基準として記憶しておき、実際に撮影した乗員の画像の大きさを比較することによって、大きいか否かを判断すればよい。

もしくは、荷重センサをシートに設けておき、乗員の体重検知から大きさを推測するようにしても良い。

さらに、乗員の体の大きさの違いによってシートベルトが適切に縛着していない場合（例えば背の高さの違いによってシートベルトの高さが合わない場合や、体幹部の太さやシート位置によってベルトが体から離れた状態となっている場合）には、シートベルト制御機構４３を制御することで適切な縛着状態、すなわち、ベルトが乗員の肩にかかり、かつ適切な締め強度が得られるようにベルトの位置を調節する。

また、車内カメラ３５の撮影の結果、乗員５０が睡眠中である場合、シート制御部１３は、背もたれの座面に対する角度を大きくする、クッションを柔らかくする、などによって座席状態を睡眠に適した状態に変更する。

さらに、シート制御部１３は、上述の面圧均一制御と並行して、シートを制御する。すなわち、車両挙動予測部１１が予測した車両挙動の座席に対する影響を相殺する制御を行うことで、車両挙動に起因する乗り心地・座り心地の悪化を防止する。

例えば、加速度センサ３２の出力に基づき、車が右に曲がることを予測したら、振り子機構４６によってシートを右側に傾け、乗員が左側に振られないようにする。同様に、車が左に曲がることを予測したら、シートを左側に傾けることで、乗員が右方向に振られないようにし、乗員の揺れを防止することができる。

したがって、これらを採用すると、例えば体の大きい乗員がそわそわした場合、乗員の状態を取得し、背面に体重がかかっていないと判明するとランバーサポートを緩めるとともにシートを起こすようにする。さらにカーブ時で右に曲がろうとすると、シートを右に傾ける。体の大きい乗員であれば体重が重いと推定されるので、シートを傾ける量を大きくしてバランスをとっても良い。更にこの時ランバーサポートの左右の部分をそれぞれ調整するようにしても良い（例えは右に曲がる場合、ランバーサポートの左脇を締めておく等。）。

また、このような各座席と各乗員との関係を記憶しておき、次回乗車時に読み出してシートを制御しても良い。具体的には、シート制御部１３は、乗員識別装置３４が出力した乗員識別情報と、座席の制御状態とを関連付けて記憶部１４に乗員データ１４ａとして記憶する。そして、以降の乗車時に、乗員識別情報に基づいて乗員データ１４ａを読み出して座席状態を制御することで、座席の状態を予め各乗員に適応した状態に制御する。

たとえば、運転席に乗員Ａが乗車し、助手席に乗員Ｂが乗車したならば、乗員Ａと運転席のシート状態、乗員Ｂと助手席のシート状態とをそれぞれ関連付けて記憶し、次回乗車時（たとえば次にイグニッションキーがオンになった時）に乗員Ａや乗員Ｂが乗車したならば前回記憶した情報を読み出して各シートを制御する。

つぎに、座席制御装置１の処理動作について説明する。図１１は、乗員の状態に基づいた座席制御について説明するフローチャートであり、この処理フローは座席制御装置１の動作時に繰り返し実行される。

同図に示すように、まず乗員状態検出部１２は、車内カメラ３５およびシートセンサ３６の出力に基づいて乗員の状態を検出し（ステップＳ１０１）、乗員の動作頻度が所定値以上であるか否か、すなわち乗員がそわそわしているか否かを判定する（ステップ１０２）。

その結果、乗員の動作頻度が所定値以上である場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、シート制御部１３は、乗員の着座状態を検出し、検出結果に基づいて座席の面圧が均一になるように座席制御を実行し（ステップＳ１０４）、処理を終了する。

一方、乗員の動作頻度が所定値未満である場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、乗員状態検出部１２は、つぎに乗員が睡眠中であるか否かを判定し（ステップＳ１０３）、その結果、乗員が睡眠中でない場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）には、処理を終了する。

一方、乗員が睡眠中である場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、シート制御部１３は、その座席を睡眠に適した状態に制御して（ステップＳ１０５）、処理を終了する。

つづいて、図１２のフローチャートを参照し、車両の挙動に基づいた座席制御について説明する。この処理フローは、座席制御装置１の動作時に図１１に示した処理フローと並行して繰り返し実行される。

同図に示すように、まず、車両挙動予測部１１は、ナビゲーション装置２、加速度センサ３２、車外カメラ３３の出力をもとに、車両の挙動を予測する（ステップＳ２０１）。つぎに、予測した挙動から座席に対する影響（揺れや加速度）の相殺に必要な制御量を算出し（ステップＳ２０２）、座席の制御を実行して（ステップＳ２０３）、処理を終了する。

上述してきたように、本実施例かかる座席制御装置１は、乗員の状態や車両の挙動に基づいてシート位置調節機構４１、背もたれ角度調節機構４２、シートベルト制御機構４３、ランバーサポート機構４４、クッション制御機構４５、振り子機構４６を制御して座席の座り心地を設定するので、座り心地を自動的に向上することができる。

なお、本実施例では、単一の座席を例にその動作を説明したが、複数の乗員が乗車している場合には、各乗員についてそれぞれ乗員状態を取得し、各乗員が座っている座席を個別に制御することで、全ての乗員について座り心地を向上可能であることは言うまでもない。

また、本実施例において乗員状態の検出や車両挙動の予測に用いた加速度センサ３２、車外カメラ３３、乗員識別装置３４、車内カメラ３５、シートセンサ３６の出力は、座席制御装置１に専用に供されるものではなく、各種車載機器で共用可能である。

さらに、座席制御装置１に入力する情報や座席制御装置１が制御する機構は、本実施例によって限定されるものではなく、任意の手段を使用することができる。例えば、車両速度や運転者による運転操作状態などを車両挙動の予測に利用してもよいし、座席制御装置１がサスペンション機構などをさらに制御するように構成してもよい。

以上のように、本発明にかかる座席制御装置は、車両の座席制御に有用であり、特に、各乗員に対する座り心地の自律的な向上に適している。

本発明の実施例に係る座席制御装置の概要構成を示す概要構成図である。 シートベルトの高さを調節する機構を説明する説明図である。 ピラーとベルト高さ調節機構について説明する説明図である。 座席に対するベルトの固定位置を調節する場合の構成を説明する説明図である。（その１） 座席に対するベルトの固定位置を調節する場合の構成を説明する説明図である。（その２） 図１に示したランバーサポート機構について説明する説明図である。 図１に示した振り子機構の構造の具体例を説明する説明図である。 乗員の状態検出について説明する説明図である。 体が大きい乗員に対するランバーサポート機構の制御について説明する説明図である。 体が小さい乗員に対するランバーサポート機構の制御について説明する説明図である。 乗員の状態に基づいた座席制御について説明するフローチャートである。 車両の挙動に基づいた座席制御について説明するフローチャートである。

符号の説明

１ 座席制御装置
２ ナビゲーション装置。
２ａ 地図データ
１１ 車両挙動予測部
１２ 乗員状態検出部
１３ シート制御部
１４ 記憶部
１４ａ 乗員データ
３１ ＧＰＳ通信部
３２ 加速度センサ
３３ 車外カメラ
３４ 乗員識別装置
３５ 車内カメラ
３６ シートセンサ
４１ シート位置調節機構
４２ 背もたれ角度調節機構
４３ シートベルト制御機構
４３ａ ベルト
４３ｂ ベルト高さ調節機構
４３ｃ，４３ｄ ベルト位置調節機構
４４ ランバーサポート機構
４５ クッション制御機構
４６ 振り子機構
５０ 乗員
５１ シート座面
５２〜５５ コイル
５６ 磁石
Ｓ１〜Ｓ４ 座席
Ｐ１ ピラー

Claims (17)

1. 車両の座席状態を制御する座席制御装置であって、
   車両の乗員の座席に対する着座状態を取得する乗員状態取得手段と、
   前記乗員状態取得手段が取得した乗員着座状態に基づいて当該乗員の座席状態を制御する座席状態制御手段と、
   を備えたことを特徴とする座席制御装置。
2. 前記座席状態制御手段は、座席の前後方向の位置を調節する位置調節手段、座席の背もたれ角度を調節する背もたれ角度調節手段、シートベルトの縛着状態を調節するシートベルト制御手段、乗員の脇の近傍で乗員の体の固定を行なうランバーサポートを制御するランバーサポート制御手段、座席のクッションの状態を制御するクッション制御機構、座席の揺れを制御する揺れ制御機構、のうち少なくともいずれか一つを備えたことを特徴とする請求項１に記載の座席制御装置。
3. 前記シートベルト制御手段は、シートベルトの締め強度および／またはシートベルトの固定位置の変更制御によって当該シートベルトの縛着状態を調節することを特徴とする請求項２に記載の座席制御装置。
4. 前記シートベルト制御手段は、シートベルトのピラーに対する取り付け位置を制御するベルト高さ調節機構を制御することで当該シートベルトの固定位置を変更することを特徴とする請求項３に記載の座席制御装置。
5. 前記シートベルト制御手段は、シートベルトの座席に対する取り付け位置を制御するベルト位置調節機構を制御することで当該シートベルトの固定位置を変更することを特徴とする請求項３または４に記載の座席制御装置。
6. 前記揺れ制御機構は、磁性体を有する半球形の座席下部と、通電によって磁力を生ずるコイルを有する座席支持部と、を備え、前記コイルに対する通電によって座席の傾きの制御および座席の固定を行なうことを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載の座席制御装置。
7. 前記座席状態制御手段は、前記乗員の動作頻度が所定値以上である場合に前記乗員の着座状態に基づいて当該乗員の座席状態を変更することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の座席制御装置。
8. 前記座席状態制御手段は、前記乗員が睡眠中であると判定した場合に前記乗員の着座状態に基づいて当該乗員の座席状態を変更することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の座席制御装置。
9. 前記座席状態制御手段は、前記乗員の座席にかかる圧力が均一となるように座席状態を変更することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の座席制御装置。
10. 車室内を撮影する車内撮影手段をさらに備え、前記乗員状態取得手段は、前記車内撮影手段の撮影結果から前記乗員の座席に対する着座状態を取得することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の座席制御装置。
11. 座席の座面および／または背もたれにかかる面圧を検出する面圧センサをさらに備え、前記乗員状態取得手段は、前記面圧センサによる検出結果から前記乗員の座席に対する着座状態を取得することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の座席制御装置。
12. 車両の挙動を予測する車両挙動予測手段をさらに備え、前記座席状態制御手段は、前記車両挙動予測手段が予測した挙動によって生じる座席の揺れを相殺する座席制御を行なうことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の座席制御装置。
13. 車両の周辺を撮影する車外撮影手段をさらに備え、前記車両挙動予測手段は、前記車外撮影手段による撮影結果に基づいて前記車両挙動を予測することを特徴とする請求項１２に記載の座席制御装置。
14. 車両にかかる加速度を検出する加速度センサをさらに備え、前記車両挙動予測手段は、前記加速度センサによる検出結果に基づいて前記車両挙動を予測することを特徴とする請求項１２または１３に記載の座席制御装置。
15. 前記車両挙動予測手段は、自車両の走行予定経路に関する情報を取得し、当該走行予定経路に関する情報に基づいて前記車両挙動を予測することを特徴とする請求項１２，１３または１４に記載の座席制御装置。
16. 前記乗員状態取得手段は複数の乗員のそれぞれについてそれぞれ状態を取得し、前記座席状態制御手段は、対応する乗員の状態に基づいて座席の状態を個別に制御することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一つに記載の座席制御装置。
17. 乗員を識別する乗員識別手段と、前記乗員識別手段が識別した乗員情報と前記座席状態制御手段による制御状態とを関連付けて記憶する記憶手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一つに記載の座席制御装置。

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