JP2019076299A - シート及びシート制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】着席者の体格に合わせて物理量を制御可能なシートを提供する。【解決手段】本開示の一態様は、着席者の体を支えるシート本体と、シート本体の物理量を変更するよう構成された少なくとも１つの駆動部と、少なくとも１つの駆動部を制御するよう構成された制御部と、を備えるシートである。制御部は、着席者の人体モデルを生成するモデル生成部と、人体モデルにおける状態量を解析する解析部と、解析部の解析結果に基づき、少なくとも１つの駆動部を駆動させる指示部と、を有する。【選択図】図１

Description

本開示は、シートに関する。

人が着席するシートにおいて、姿勢や温度等の物理量を調整する機構を備えたものがある。これらのシートでは、着席者がセンサとして自身の状態を把握し、アクチュエータ等を制御する。

このように着席者自身がシートの調整を行う場合、着席者の感覚に依るところが大きいため、必ずしも最適な調整が行われるとは限らない。
一方、着席者の状態を検知するセンサを設け、センサからの出力に基づいてアクチュエータ等を制御するシステムが公知である（特許文献１参照）。

特開２０１６−２４５６号公報

着席者の体格によって、快適に感じるシートの姿勢や温度分布は異なる。しかし、上述のセンサ出力に基づいて制御するシステムの場合、着席者の体格差と関係なく一定の制御が行われるため、制御の精度が劣る。

本開示の一局面は、着席者の体格に合わせて物理量を制御可能なシートを提供することを目的としている。

本開示の一態様は、着席者の体を支えるシート本体（２）と、シート本体（２）の物理量を変更するよう構成された少なくとも１つの駆動部（３）と、少なくとも１つの駆動部（３）を制御するよう構成された制御部（４）と、を備えるシート（１）である。制御部（４）は、着席者の人体モデルを生成するモデル生成部（４１）と、人体モデルにおける状態量を解析する解析部（４２）と、解析部（４２）の解析結果に基づき、少なくとも１つの駆動部（３）を駆動させる指示部（４３）と、を有する。

このような構成によれば、着席者固有の人体モデルを作成及び解析することによって、着席者が快適と感じるようにシート本体（２）の物理量を自動で調整することができる。つまり、着席者の体格に合わせた最適な物理量の制御が可能となる。

本開示の一態様では、制御部（４）は、人体モデルにおける状態量を表示する表示部（４４）をさらに有してもよい。このような構成によれば、物理量を制御した後の人体モデルの状態量によって、着席者が、制御による物理量の変化を自身の体感と合わせながら視覚によって認知することができる。

本開示の一態様では、制御部（４）は、人体モデルにおける状態量の変化を記憶する記憶部（４５）をさらに有してもよい。このような構成によれば、物理量の制御に対する状態量の変化の履歴を参照することで、着席者の主観（つまり感受性）に依存せずに、制御の評価を行うことができる。その結果、シート（１）の価値を他者と共有することができる。

本開示の一態様では、少なくとも１つの駆動部（３）として、互いに異なる物理量を変更するよう構成された複数の駆動部（３）を備えてもよい。また、指示部（４３）は、同一の人体モデルに基づいて、複数の駆動部（３）を駆動させてもよい。このような構成によれば、同一の人体モデルに基づいて、同時に複数の物理量を制御することで、より高度に座り心地等を最適化することができる。

なお、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的構成等との対応関係を示す一例であり、本開示は上記括弧内の符号に示された具体的構成等に限定されるものではない。

図１は、実施形態におけるシートを示す模式的なブロック図である。 図２は、図１のシートにおけるシート本体を示す模式的な斜視図である。

以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示すシート１は、シート本体２と、少なくとも１つの駆動部３と、制御部４と、を備える。シート１は、乗物や建造物に設置される。

＜シート本体＞
シート本体２は、図２に示すように、着席者の体を支える物体である。なお、図２は、乗物に設置されるシート本体２の一例を示している。シート本体２には、着席者の状態を測定する各種のセンサ（図示省略）が取り付けられている。

＜駆動部＞
駆動部３は、シート本体２の物理量を変更するよう構成されている。駆動部３は、シート本体２に取り付けられるか、シート本体２の周囲に配置されている。

なお、本開示における「物理量」とは、機械的又は電気的に変更可能な量を意味する。具体的には、「物理量」には、シート本体２の各部位の位置及び姿勢、シート本体２の各部位の表面力や硬さ等の反力、シート本体２の各部位の温度分布、シート本体２周囲の音響等が含まれる。

駆動部３の具体例としては、シート本体２の全体又は一部の位置又は姿勢を変更するアクチュエータ、シート本体２の温度分布を変更するシートヒータ、シート本体２の音響を変更する音響装置等が挙げられる。

シート１は、１つの駆動部３を備えてもよいし、互いに異なる物理量を変更する複数の駆動部３を備えてもよい。複数の駆動部３を備えることで、例えばシート本体２の姿勢と温度分布とを同時に調整することが可能となる。

＜制御部＞
制御部４は、駆動部３を制御するよう構成されている。制御部４は、図１に示すように、モデル生成部４１と、解析部４２と、指示部４３と、表示部４４と、記憶部４５とを有する。

（モデル生成部）
モデル生成部４１は、着席者の人体モデルを生成する。人体モデルとは、人体の全体又は一部を３Ｄ空間で再現したものである。人体モデルは、公知のソフトウェアによって生成できる。モデル生成部４１は、着席者の体格に合わせて人体モデルを生成する。つまり、人体モデルは、制御部４において着席者と等価となるように生成される。

人体モデルは、例えばシート本体２に取り付けられたセンサの出力から体格を類推することで生成される。例えば乗物用シートの場合では、シート本体２のスライド位置から着席者の体の大きさを類推すると共に、シートクッションの荷重センサから着席者の体重を類推し、統計学的に人体モデルを生成する。

また、人体モデルは、着席者に限定されないユーザによる入力によって生成されてもよい。さらに、センサ出力による類推と、ユーザの入力とを組み合わせて人体モデルを生成してもよい。

なお、モデル生成部４１は、既に人体モデルが生成されている着席者の場合は、後述する記憶部４５に記憶されている人体モデルデータを読み込むことで人体モデルを生成するように構成されてもよい。また、モデル生成部４１は、センサからの出力に基づいて定期的に生成済みの人体モデルを更新してもよい。

（解析部）
解析部４２は、モデル生成部４１が生成した人体モデルの周囲環境を認知し、人体モデルにおける状態量を解析する。

「人体モデルにおける状態量」とは、人体モデルの解析によって得られる（つまり、数学的な方程式で記述できる）物理的な数値を意味する。具体的には、「人体モデルにおける状態量」には、人体モデルの位置及び姿勢、シート本体２から受ける反力、人体モデルの内力、人体モデルにおける温度分布等が含まれる。なお、高度な解析によれば心理モデル（例えば顔の表情等）を人体モデルにおける状態量とすることも可能である。

例えば乗物用シートの場合では、解析部４２は、シートクッションの圧力センサと、既知の値であるシートクッションの圧縮特性とを用いて、着席者の臀部位置を類推し、車室内での着座位置を決定する。このとき、背面部や大腿部等にも圧力センサを配置し、測定点数を増やすことで位置精度を向上できる。さらに、着席者の頭部、手、足等の位置を非接触センサ等の位置センサを用いて測定することで、位置精度を向上できる。

また、解析部４２は、後述する指示部４３の指示によって駆動部３が駆動した後（つまり物理量の制御後）に人体モデルの状態量を解析する。これにより、制御部４内に閉ループが構成される。なお、解析部４２は、物理量の制御後に限らず、定期的に情報量の解析を行うように構成されてもよい。

（指示部）
指示部４３は、解析部４２の解析結果に基づき、駆動部３を駆動させる。具体的には、指示部４３は、解析部４２で得た人体モデルの状態量に基づいて駆動部３の制御量を決定し、この制御量分の駆動信号を駆動部３に出力する。指示部４３には、人体モデルの状態量と制御対象となるシート本体２の物理量との関係がマッピングされている。

例えば、解析部４２で決定した人体モデルの位置に基づき、指示部４３は、人体モデルとシート本体２との接触領域を変化させるように駆動部３を駆動させる。具体的には、シート本体２に対する人体モデルのフィット感を増やすために、接触領域を増やすようにシート調整機構を駆動させる。

なお、シート１が複数の駆動部３を備える場合、指示部４３は、同一の人体モデルに基づいて、複数の駆動部３を駆動させるとよい。これにより、例えば姿勢と温度分布等を同時に制御して、より高度に着席者の座り心地等を最適化することができる。

（表示部）
表示部４４は、人体モデルにおける状態量を表示する。例えば、表示部４４は、駆動部３の駆動によって変化した人体モデルとシート本体２との接触面積をモニター等の装置に表示する。

なお、表示部４４は、シート本体２の物理量を制御した後の状態量（つまり現在の状態量）のみを表示しもよいし、制御する前の状態量及び制御した後の状態量を同時に表示してもよいし、上述のように制御前後における状態量の変化を表示してもよい。

（記憶部）
記憶部４５は、人体モデルにおける状態量の変化を記憶する。例えば、記憶部４５は、人体モデルとシート本体２との接触面積の履歴をデータとして保存する。保存したデータは、ユーザの操作によって、例えば表示部４４によって表示されるほか、携帯端末等の機器に出力することができる。

なお、記憶部４５は、人体モデルの姿勢や温度といった状態量そのものの替わりに、これらの変化を表すパラメータを記憶してもよい。例えば、姿勢の変化を、その姿勢の変化によって消費されたカロリーとして記憶してもよい。

また、記憶部４５は、モデル生成部４１で生成した人体モデル自体のデータも記憶する。記憶された人体モデルのデータは、ユーザからの操作によって呼び出され、解析部４２で使用される。

［１−２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）着席者固有の人体モデルを作成及び解析することによって、着席者が快適と感じるようにシート本体２の物理量を自動で調整することができる。つまり、着席者の体格に合わせた最適な物理量の制御が可能となる。

（１ｂ）物理量を制御した後の人体モデルの状態量が表示されることによって、着席者が、制御による物理量の変化を自身の体感と合わせながら視覚によって認知することができる。

（１ｃ）物理量の制御に対する状態量の変化の履歴を参照することで、着席者の主観（つまり感受性）に依存せずに、制御の評価を行うことができる。その結果、着席者自身が受けた最適化をシート１の価値として他者と共有することができる。

［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

（２ａ）上記実施形態のシート１において、表示部４４及び記憶部４５は必須の構成要件ではない。つまり、制御部４は、必ずしも表示部４４及び記憶部４５を有さなくてもよい。

（２ｂ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

１…シート、２…シート本体、３…駆動部、４…制御部、４１…モデル生成部、
４２…解析部、４３…指示部、４４…表示部、４５…記憶部。

Claims (4)

1. 着席者の体を支えるシート本体と、
   前記シート本体の物理量を変更するよう構成された少なくとも１つの駆動部と、
   前記少なくとも１つの駆動部を制御するよう構成された制御部と、
   を備えるシートであって、
   前記制御部は、
   着席者の人体モデルを生成するモデル生成部と、
   前記人体モデルにおける状態量を解析する解析部と、
   前記解析部の解析結果に基づき、前記少なくとも１つの駆動部を駆動させる指示部と、
   を有する、シート。
2. 請求項１に記載のシートであって、
   前記制御部は、前記人体モデルにおける状態量を表示する表示部をさらに有する、シート。
3. 請求項１又は請求項２に記載のシートであって、
   前記制御部は、前記人体モデルにおける状態量の変化を記憶する記憶部をさらに有する、シート。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のシートであって、
   前記少なくとも１つの駆動部として、互いに異なる物理量を変更するよう構成された複数の駆動部を備え、
   前記指示部は、同一の前記人体モデルに基づいて、前記複数の駆動部を駆動させる、シート。

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