(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の後席乗員の着座状態を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記着座状態に基づいて、前記後席乗員の着座姿勢が、予め定められた複数の着座姿勢の何れであるかを判定する着座姿勢判定手段と、
前記着座姿勢判定手段によって判定された前記着座姿勢に基づいて、予め定められた抑制すべき振動方向の各々に対する、前記後席乗員の予め求められた人体の共振周波数帯域の振動を抑制するための制御量をそれぞれ決定する制御量決定手段と、
前記制御量決定手段によって決定された前記制御量に基づいて、車両制御を行う車両制御手段と、
を備えた車両制御装置。
【請求項２】
前記車両の後席シートのバックレスト及びクッションの各々に対して作用する荷重を計測する荷重計測手段を更に含み、
前記検出手段は、前記荷重計測手段によって計測された前記荷重に基づいて、前記バックレスト及びクッションの荷重分担割合を、前記着座状態として検出し、
前記着座姿勢判定手段は、前記検出手段によって検出された前記荷重分担割合に基づいて、前記後席乗員の着座姿勢が、予め定められた標準姿勢、安定姿勢、及び不安定姿勢の何れであるかを判定する請求項１記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記制御量決定手段は、前記着座姿勢判定手段によって不安定姿勢であると判定された場合、前記検出手段によって検出された前記バックレストの荷重分担割合が低いほど、前記抑制すべき振動方向の各々に対する前記制御量が大きくなるように決定する請求項２記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記制御量決定手段は、前記着座姿勢判定手段によって安定姿勢であると判定された場合、前記検出手段によって検出された前記バックレストの荷重分担割合が高いほど、前記抑制すべき振動方向のうちのロール方向に対する前記制御量が大きくなるように決定する請求項２又は３記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記荷重計測手段によって計測された前記荷重に基づいて、前記バックレスト及びクッションの荷重分担割合を検出すると共に、前記クッションに作用する荷重の中心位置を検出し、
前記制御量決定手段は、前記着座姿勢判定手段によって不安定姿勢であると判定された場合、前記検出手段によって検出された前記クッションに作用する荷重の中心位置の、基準位置からの変位が大きいほど、前記抑制すべき振動方向の各々に対する前記制御量を増加させるように決定する請求項２〜請求項４の何れか１項記載の車両制御装置。
【請求項６】
前記後席乗員の頭部の挙動を計測する頭部計測手段を更に含み、
前記制御量決定手段は、前記着座姿勢判定手段によって安定姿勢であると判定された場合、前記頭部計測手段によって計測された前記頭部の挙動が大きいほど、前記抑制すべき振動方向の各々に対する前記制御量を増加させるように決定する請求項２〜請求項５の何れか１項記載の車両制御装置。
【請求項７】
前記後席乗員の頭部の挙動を計測する頭部計測手段と、
前記後席乗員が睡眠状態であるか否かを判定する睡眠状態判定手段とを更に含み、
前記制御量決定手段は、前記睡眠状態判定手段によって睡眠状態であると判定された場合、前記頭部計測手段によって計測された前記頭部の挙動が大きいほど前記抑制すべき振動方向の各々に対する前記制御量を増加させるように決定する請求項２〜請求項６の何れか１項記載の車両制御装置。
【請求項８】
前記制御量決定手段は、前記車両のサスペンション特性の減衰力が大きくなるように制御するための制御ゲインを、前記制御量として決定し、
前記車両制御手段は、前記制御量決定手段によって決定された前記制御ゲインに基づいて、前記車両のサスペンション特性を変更するように制御する請求項１〜請求項７の何れか１項記載の車両制御装置。
【請求項９】
前記予め求められた人体の共振周波数帯域を、０．５Ｈｚ〜２Ｈｚの範囲に対応する帯域とした請求項１〜請求項８の何れか１項記載の車両制御装置。
【請求項１０】
コンピュータを、
車両の後席乗員の着座状態を検出する検出手段によって検出された前記着座状態に基づいて、前記後席乗員の着座姿勢が、予め定められた複数の着座姿勢の何れであるかを判定する着座姿勢判定手段、
前記着座姿勢判定手段によって判定された前記着座姿勢に基づいて、予め定められた抑制すべき振動方向の各々に対する、前記後席乗員の予め求められた人体の共振周波数帯域の振動を抑制するための制御量をそれぞれ決定する制御量決定手段、及び
前記制御量決定手段によって決定された前記制御量に基づいて、車両制御を行う車両制御手段
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置及びプログラムに係り、特に、後席乗員の振動を抑制するように制御する車両制御装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ナビゲーション装置、加速度センサ、車外カメラの出力から車両挙動を予測するとともに、車内カメラおよびシートクッションとバックレストの面圧センサ（体圧分布センサ）から乗員状態を検出し、これらの情報に基づいてシート位置調節機構、背もたれ角度調整機構、シートベルト制御機構、ランバーサポート機構、クッション制御機構、振り子機構を変更し、乗員の着座姿勢に合わせてシート制御して乗り心地を向上する座席制御装置が知られている(特許文献１)。
【０００３】
また、シート内部に設置された加速度センサを用いて振動を計測することで、乗員が体感している振動と同等の評価ができ、その評価に基づいてサスペンション特性を制御することで、乗員の乗り心地が向上するサスペンション制御装置が知られている（特許文献２）。
【０００４】
また、路面検出結果に基づき、乗り心地優先制御及び接地性優先制御などモードを選択して、サスペンションの減衰力又はばね定数を制御するサスペンション制御装置が知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６‐８０９８号公報
【特許文献２】特開平６−１４３９５８号公報
【特許文献３】特開昭６０−２４０５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１に記載の技術では、乗員が睡眠中である場合に、座席を睡眠に適した状態（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)に自動的に制御しようとしている。睡眠時はシートバックレストへの荷重が重い分、左右振動に対して胸は動かされにくくなるが、反対に胸に比べて質量の小さい頭は動かされやすい。その結果、睡眠の妨げになってしまう、という問題がある。
【０００７】
上記の特許文献２に記載の技術では、乗員が体感するところの加速度信号に基づいてサスペンション制御を行うとしているが、同じ加速度を検出している場合でも着座姿勢が異なる場合がある。着座姿勢によって乗員が振動を大きく感じる（不快である)方向が異なるため、サスペンション制御の効果が得られない可能性がある、という問題がある。
【０００８】
上記の特許文献３に記載の技術では、後席乗員の有無に応じて減衰力制御を自動選択しているが、制御はドライバ優先であるため、後席乗員の乗り心地を配慮していない、という問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、後席乗員の乗り心地を安定して向上させることができる車両制御装置及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために本発明に係る車両制御装置は、車両の後席乗員の着座状態を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前記着座状態に基づいて、前記後席乗員の着座姿勢が、予め定められた複数の着座姿勢の何れであるかを判定する着座姿勢判定手段と、前記着座姿勢判定手段によって判定された前記着座姿勢に基づいて、予め定められた抑制すべき振動方向の各々に対する、前記後席乗員の予め求められた人体の共振周波数帯域の振動を抑制するための制御量をそれぞれ決定する制御量決定手段と、前記制御量決定手段によって決定された前記制御量に基づいて、車両制御を行う車両制御手段と、を含んで構成されている。
【００１１】
本発明に係るプログラムは、コンピュータを、車両の後席乗員の着座状態を検出する検出手段によって検出された前記着座状態に基づいて、前記後席乗員の着座姿勢が、予め定められた複数の着座姿勢の何れであるかを判定する着座姿勢判定手段、前記着座姿勢判定手段によって判定された前記着座姿勢に基づいて、予め定められた抑制すべき振動方向の各々に対する、前記後席乗員の予め求められた人体の共振周波数帯域の振動を抑制するための制御量をそれぞれ決定する制御量決定手段、及び前記制御量決定手段によって決定された前記制御量に基づいて、車両制御を行う車両制御手段として機能させるためのプログラムである。
【００１２】
本発明によれば、検出手段によって、車両の後席乗員の着座状態を検出する。着座姿勢判定手段によって、前記検出手段によって検出された前記着座状態に基づいて、前記後席乗員の着座姿勢が、予め定められた複数の着座姿勢の何れであるかを判定する。
【００１３】
そして、制御量決定手段によって、前記着座姿勢判定手段によって判定された前記着座姿勢に基づいて、予め定められた抑制すべき振動方向の各々に対する、前記後席乗員の予め求められた人体の共振周波数帯域の振動を抑制するための制御量をそれぞれ決定する。車両制御手段によって、前記制御量決定手段によって決定された前記制御量に基づいて、車両制御を行う。
【００１４】
このように、後席乗員の着座姿勢に応じて、抑制すべき振動方向の各々に対する、人体の共振周波数帯域の振動を抑制するための制御量をそれぞれ決定することにより、後席乗員の乗り心地を安定して向上させることができる。
【００１５】
本発明に係る車両制御装置は、前記車両の後席シートのバックレスト及びクッションの各々に対して作用する荷重を計測する荷重計測手段を更に含み、前記検出手段は、前記荷重計測手段によって計測されたバックレスト及びクッションの総荷重に基づいて、前記バックレスト及びクッションの荷重分担割合を、前記着座状態として検出し、前記着座姿勢判定手段は、前記検出手段によって検出された前記荷重分担割合に基づいて、前記後席乗員の着座姿勢が、予め定められた標準姿勢、安定姿勢、及び不安定姿勢の何れであるかを判定するようにすることができる。
【００１６】
本発明に係る制御量決定手段は、前記着座姿勢判定手段によって不安定姿勢であると判定された場合、前記検出手段によって検出された前記バックレストの荷重分担割合が低いほど、前記抑制すべき振動方向の各々に対する前記制御量が大きくなるように決定するようにすることができる。これによって、不安定姿勢における後席乗員の乗り心地を向上させることができる。
【００１７】
本発明に係る制御量決定手段は、前記着座姿勢判定手段によって安定姿勢であると判定された場合、前記検出手段によって検出された前記バックレストの荷重分担割合が高いほど、前記抑制すべき振動方向のうちの特に効果のあるロール方向に対する前記制御量が大きくなるように決定するようにすることができる。これによって、安定姿勢における後席乗員の乗り心地を向上させることができる。
【００１８】
本発明に係る検出手段は、前記荷重計測手段によって計測された前記荷重に基づいて、前記バックレスト及びクッションの荷重分担割合を検出すると共に、前記クッションに作用する荷重の中心位置を検出し、前記制御量決定手段は、前記着座姿勢判定手段によって不安定姿勢であると判定された場合、前記検出手段によって検出された前記クッションに作用する荷重の中心位置の、基準位置からの変位が大きいほど、前記抑制すべき振動方向の各々に対する前記制御量を増加させるように決定するようにすることができる。これによって、不安定姿勢における後席乗員の乗り心地を更に向上させることができる。
【００１９】
本発明に係る車両制御装置は、前記後席乗員の頭部の挙動を計測する頭部計測手段を更に含み、前記制御量決定手段は、前記着座姿勢判定手段によって安定姿勢であると判定された場合、前記頭部計測手段によって計測された前記頭部の挙動が大きいほど、前記抑制すべき振動方向の各々に対する前記制御量を増加させるように決定するようにすることができる。これによって、安定姿勢における後席乗員の乗り心地を更に向上させることができる。
【００２０】
本発明に係る車両制御装置は、前記後席乗員の頭部の挙動を計測する頭部計測手段と、前記後席乗員が睡眠状態であるか否かを判定する睡眠状態判定手段とを更に含み、前記制御量決定手段は、前記睡眠状態判定手段によって睡眠状態であると判定された場合、前記頭部計測手段によって計測された前記頭部の挙動が大きいほど前記抑制すべき振動方向の各々に対する前記制御量を増加させるように決定するようにすることができる。これによって、睡眠状態である後席乗員の乗り心地を向上させることができる。
【００２１】
上記の制御量決定手段は、前記車両のサスペンション特性の減衰力が大きくなるように制御するための制御ゲインを、前記制御量として決定し、前記車両制御手段は、前記制御量決定手段によって決定された前記制御ゲインに基づいて、前記車両のサスペンション特性を変更するように制御することができる。
【００２２】
また、上記の予め求められた人体の共振周波数帯域を、０．５Ｈｚ〜２Ｈｚの範囲に対応する帯域とすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明の車両制御装置及びプログラムによれば、後席乗員の着座姿勢に応じて、抑制すべき振動方向の各々に対する、人体の共振周波数帯域の振動を抑制するための制御量をそれぞれ決定することにより、後席乗員の乗り心地を安定して向上させることができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両制御装置を示すブロック図である。
【図２】不安定姿勢における体圧分布の例を示す図である。
【図３】安定姿勢における体圧分布の例を示す図である。
【図４】着座姿勢及びシートバックレストの荷重分担割合と制御ゲインとの対応関係を示すグラフである。
【図５】シートクッションの荷重中心位置の変位を説明するための図である。
【図６】シートクッションの荷重中心位置の変位と制御ゲインの増加量との対応関係を示すグラフである。
【図７】（Ａ）安定姿勢における頭部の動揺量と制御ゲインの増加量との対応関係を示すグラフ、及び（Ｂ）睡眠状態における頭部の動揺量と制御ゲインの増加量との対応関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る車両制御装置の車両制御処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る車両制御装置の車両制御処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１０】四輪の駆動トルクを独立して制御可能なトルク制御装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、車両のサスペンション特性を制御する車両制御装置に本発明を適用した場合を例に説明する。
【００２６】
＜発明の概要＞
ドライバの着座姿勢は、走行中それほど大きく変化しないが、後席乗員については睡眠・リラックス・前方注視・読書・足を組むなど着座姿勢の変化が大きい。特に乗車時間によって大きく変化する。
【００２７】
例えば、後席乗員が寝ている場合、乗員はバックレスト、あるいはバックレストのサイド部（窓付近）に寄りかかる。このとき、乗員は睡眠を妨げられるような振動、すなわち上体を大きく動かされると不快感を感じる。また後席乗員が読書をしている場合、乗員は前傾姿勢になり、バックレストから背中が離れる。このとき、乗員の上半身は不安定になるため睡眠時よりもさらに振動による不快感を感じやすくなる。これらのことから、乗員の着座姿勢・動作によって、不快に感じる振動の方向・大きさが異なることが分かる。
【００２８】
そこで、本実施の形態では、室内カメラと、シートバックレスト及びシートクッション内部に設置した体圧分布センサとによって、後席乗員の着座状態を検出し、着座後数秒間の後席乗員の着座状態を初期状態として記憶する。次に、現在の着座状態に基づいて振動減衰する各振動方向の制御ゲインを決定する。さらに、初期状態と現在の着座状態の差が所定の大きさ以上である場合は、その大きさに応じて制御ゲインを増加する。以上のように決定した制御ゲインに基づいてサスペンション特性を変更するなどの車両制御を行う。
【００２９】
＜車両制御装置の構成＞
図１に示すように、第１の実施の形態に係る車両制御装置１０は、後席乗員を撮像する車内カメラ１２と、後席シートのシートバックレスト及びシートクッションに作用する荷重として体圧分布を検出する体圧分布センサ１４と、車内カメラ１２によって撮像された画像及び体圧分布センサ１４の検出結果に基づいて、サスペンション制御機構１８を制御するコンピュータ１６とを備えている。なお、体圧分布センサ１４が、荷重計測手段の一例である。
【００３０】
車内カメラ１２は、車内に設置された２台のカメラで構成され、各々のカメラによって、後席乗員の頭部を含む範囲を撮像し、撮像画像を出力する。
【００３１】
体圧分布センサ１４は、後席シート１５の内部に設けられた、シートバックレスト１５Ａに作用する体圧分布を検出するセンサ及びシートクッション１５Ｂに作用する体圧分布を検出するセンサで構成され、図２に示すような、バックレスト体圧分布及びクッション体圧分布を出力する。
【００３２】
コンピュータ１６は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、後述する車両制御処理ルーチンを実行するためのプログラムを記憶したＲＯＭとを備え、機能的には次に示すように構成されている。コンピュータ１６は、車内カメラ１２からの撮像画像に基づいて、後席乗員の頭部の３次元位置を計測する頭部計測部２０と、体圧分布センサ１４で計測されたシートバックレスト１５Ａ及びシートクッション１５Ｂそれぞれの体圧分布に基づいて、シートバックレスト１５Ａ及びシートクッション１５Ｂの荷重分担割合及びクッション荷重中心位置を演算するシート荷重演算部２２と、初期状態で頭部計測部２０及びシート荷重演算部２２により得られた結果を記憶する初期状態記憶部２４と、シートバックレスト１５Ａ及びシートクッション１５Ｂの荷重分担割合に基づいて、後席乗員の着座姿勢を判定する着座姿勢判定部２６と、車内カメラ１２からの撮像画像に基づいて、後席乗員が睡眠状態であるか否かを判定する睡眠状態判定部２８と、頭部計測部２０、シート荷重演算部２２、初期状態記憶部２４、着座姿勢判定部２６、及び睡眠状態判定部２８の出力に基づいて、ロール方向及びピッチ方向の制御ゲインを決定する制御ゲイン決定部３０と、決定された制御ゲインに基づいて、サスペンション制御機構１８を制御する車両制御部３２とを備えている。なお、シート荷重演算部２２が、検出手段の一例である。
【００３３】
頭部計測部２０は、車内カメラ１２の２台のカメラによって撮像された撮像画像から、後席乗員の有無を判定すると共に、後席乗員の人数を初期状態記憶部２４に格納する。また、頭部計測部２０は、車内カメラ１２の２台のカメラによって撮像された撮像画像から、ステレオマッチングにより、後席乗員の頭部の３次元位置を演算し、初期状態で演算された後席乗員の頭部の３次元位置を、初期状態記憶部２４に格納する。また、頭部計測部２０は、演算された後席乗員の頭部の３次元位置の直近の時系列データに基づいて、頭部の挙動量を計測する。
【００３４】
シート荷重演算部２２は、体圧分布センサ１４で検出されたシートバックレスト１５Ａ・シートクッション１５Ｂそれぞれの体圧分布に基づいて、シートバックレスト１５Ａとシートクッション１５Ｂの荷重分担割合を演算すると共に、シートクッション１５Ｂに作用する荷重の中心位置を演算する。シート荷重演算部２２は、初期状態で演算されたシートクッション１５Ｂの荷重中心位置を、初期状態記憶部２４に格納する。
【００３５】
着座姿勢判定部２６は、現在の着座状態におけるシートバックレスト１５Ａの荷重分担割合に基づいて、後席乗員の着座姿勢が、ノーマル姿勢（標準姿勢）、不安定姿勢、及び安定姿勢のいずれであるか判定する。
【００３６】
不安定姿勢とは読書している場合などで上体が前傾となっている状態を示す。上記図２に、不安定姿勢におけるシートクッション１５Ｂとシートバックレスト１５Ａの体圧分布を示す。このとき背中はシートバックレスト１５Ａから離れるため、シートバックレスト１５Ａの体圧分布が腰部に集中し、荷重中心位置が低くなる。またシートバックレスト１５Ａに作用していた荷重が、シートクッション１５Ｂに移動するため、シートバックレスト１５Ａの荷重分担割合が減少する。そこで、着座姿勢判定部２６は、シートバックレスト１５Ａの荷重分担割合が、第１閾値(例えば、０．３)以下である場合に、不安定姿勢であると判定する。
【００３７】
また、安定姿勢とは、睡眠中やリラックス時などで、シートバックレスト１５Ａに寄りかかっている状態である。図３に安定姿勢におけるシートクッション１５Ｂとシートバックレスト１５Ａの体圧分布を示す。すなわち、シートバックレスト１５Ａに寄りかかっている分、シートバックレスト１５Ａの体圧分布が腰から背上部まで広がっていて、シートバックレスト１５Ａの荷重分担割合が増している。そこで、着座姿勢判定部２６は、シートバックレスト１５Ａの荷重分担割合が、第１閾値より大きい第２閾値(例えば、０．７)以上である場合に、安定姿勢であると判定する。
【００３８】
また、ノーマル姿勢とはシートクッション１５Ｂとシートバックレスト１５Ａの荷重の分担比が７：３〜６：４である状態を示す。そこで、着座姿勢判定部２６は、シートバックレスト１５Ａの荷重分担割合が、第１閾値（例えば、０．３）より大きく、かつ、第２閾値(例えば、０．７)より小さい場合に、ノーマル姿勢であると判定する。
【００３９】
睡眠状態判定部２８は、車内カメラ１２によって連続して撮像された撮像画像に基づいて、後席乗員の目の開度の時系列データを検出して、所定時間以上、後席乗員が目を閉じているか否かを判断し、所定時間以上、後席乗員が目を閉じている場合、後席乗員は睡眠状態であると判定する。なお、目の開度の検出方法については、従来既知の手法を用いればよく、説明を省略する。
【００４０】
次に、制御ゲインを決定する原理について説明する。
【００４１】
まず、着座姿勢が不安定姿勢である場合には、車両の急な減速により頭が前方に動かされる（上体は、シートベルトで拘束されている)。また、急な加速により頭と上体が前後方向に揺すられる。特に、頭と上体の前後方向の共振周波数である０．５〜２Ｈｚ付近の車両の前後、またはピッチの振動成分が大きいと、頭と上体の前後振動の持続時間が長くなる。そこで、頭部と上体の前後方向の共振周波数帯域である０．５〜２Ｈｚ付近のサスペンションの減衰力を高めるように減衰力の制御ゲインを大きくして、ピッチ方向の共振周波数帯域の振動を抑制することにより、後席乗員の乗り心地を向上させることができる。
【００４２】
また、着座姿勢が安定姿勢であるときは、なるべく安静にしていたいため、車両振動によって身体、特に頭部が動かされると大変不快であると考えられる。また、車両の前後および左右の振動に対しては、上体が動かされにくい。また、頭もヘッドレストに持たれている分、車両の前後またはピッチ振動に対しては、動かされにくい。ただし、車両の左右振動に対しては、シートバックレストの荷重分担が大きい分、上体の左右の拘束力が大きいため、首の付け根（第１胸椎）を支点として頭がロール方向に動かされやすくなる。そこで、頭部の左右方向の共振周波数帯域である０．５〜２Ｈｚ付近のサスペンションの減衰力を高めるように減衰力の制御ゲインを大きくして、車両のロール方向の共振周波数帯域の振動を抑制する。これにより、睡眠中やリラックス姿勢をより安定させることができる。
【００４３】
また、着座姿勢がノーマル姿勢である場合には、ドライバ席の乗り心地を優先とする車両制御を行うための制御ゲインを決定する。また、後席乗員がいない場合も同様の制御とする。なお、ドライバ席の乗り心地を優先とする制御ゲインの決定方法については、従来既知の手法を用いればよいため、説明を省略する。
【００４４】
以上より、本実施の形態では、制御ゲイン決定部３０は、図４に示すような制御ゲインマップから、着座姿勢毎に、シートバックレスト１５Ａの荷重分担割合に応じてロール方向及びピッチ方向の各々の制御ゲインを決定する。すなわち、制御ゲイン決定部３０は、不安定姿勢である場合に、シートバックレスト１５Ａの荷重分担割合が小さいほど、ロール方向及びピッチ方向の制御ゲインが大きくなるように決定し、安定姿勢である場合に、シートバックレスト１５Ａの荷重分担割合が大きいほど、ロール方向の制御ゲインが大きくなるように決定すると共に、ピッチ方向の所定の制御ゲインを決定する。また、制御ゲイン決定部３０は、ノーマル姿勢である場合に、ドライバ席の乗り心地を優先とした車両制御を行うための従来既知の制御ゲインとする。
【００４５】
また、制御ゲイン決定部３０は、不安定姿勢であると判定された場合、図５に示すように、シートクッション１５Ｂの荷重中心位置について、初期状態の位置から変位を算出し、算出した変位が所定の距離以上であると、決定したロール方向及びピッチ方向の制御ゲインに対して、図６に示すように、算出した変位（距離）に応じて、ロール方向及びピッチ方向の各々の制御ゲインを増加させる。また、制御ゲイン決定部３０は、安定姿勢であると判定された場合、頭部計測部２０によって計測された頭部の動揺量が、所定値以上であると、決定したロール方向及びピッチ方向の制御ゲインに対して、図７（Ａ）に示すように、動揺量の大きさに応じて、ロール方向及びピッチ方向の各々の制御ゲインを増加する。さらに、制御ゲイン決定部３０は、睡眠状態判定部２８によって睡眠状態であると判定された場合、決定したロール方向及びピッチ方向の制御ゲインに対して、図７（Ｂ）に示すように、頭部計測部２０によって計測された頭部の動揺量の大きさに応じて、ロール方向及びピッチ方向の各々の制御ゲインを増加する。これは、睡眠時は覚醒時よりも頭部が動かされやすい、かつ不快感が増すと考えられるからである。
【００４６】
車両制御部３２は、制御ゲイン決定部３０によって決定されたロール方向及びピッチ方向の各々の制御ゲインに基づいて、車両のサスペンション特性の減衰力を変更するサスペンション制御機構１８の動作を制御する。なお、サスペンション制御機構１８については、従来既知のものを用いればよく、説明を省略する。
【００４７】
＜車両制御装置の作用＞
次に、第１の実施の形態に係る車両制御装置１０の作用について説明する。体圧分布センサ１４によって、シートバックレスト１５Ａおよびシートクッション１５Ｂの体圧分布を逐次検出すると共に、車内カメラ１２の２台のカメラによって、後席乗員の頭部を含む範囲の画像を逐次撮像する。このとき、車両制御装置１０のコンピュータ１６によって、図８、図９に示す車両制御処理ルーチンが実行される。
【００４８】
ステップ１００において、エンジンの始動を検出すると、ステップ１０２へ進むが、エンジンが始動していない場合や、エンジンが停止した場合には、車両制御処理ルーチンを終了する。
【００４９】
ステップ１０２では、車内カメラ１２から撮像画像を取得し、撮像画像から後席乗員の頭部を検出する。ステップ１０４では、上記ステップ１０２での後席乗員の検出結果に基づいて、後席乗員が存在するか否かを判定する。後席乗員が存在しない場合には、後述するステップ１２０へ移行する。一方、後席乗員が存在する場合には、ステップ１０６において、上記ステップ１０２での検出結果に基づいて、後席乗員の人数をカウントし、初期状態記憶部２４に格納する。
【００５０】
そして、ステップ１０８において、上記ステップ１０２で取得した撮像画像に基づいて、ステレオマッチングにより、頭部の３次元位置を演算し、メモリ（図示省略）に格納する。なお、メモリには、演算された頭部の３次元位置が、時系列データとして逐次記憶される。
【００５１】
ステップ１１０では、体圧分布センサ１４から出力されたシートバックレスト１５Ａ及びシートクッション１５Ｂそれぞれの体圧分布を取得する。次のステップ１１２では、上記ステップ１１０で取得したシートバックレスト１５Ａ及びシートクッション１５Ｂそれぞれの体圧分布に基づいて、シートバックレスト１５Ａ及びシートクッション１５Ｂの荷重負担割合、及びシートクッション１５Ｂの荷重中心位置を演算する。
【００５２】
そして、ステップ１１４において、後席乗員の初期状態が初期状態記憶部２４に格納されているか否かを判定する。後席乗員の初期状態が初期状態記憶部２４に既に格納されている場合には、後述するステップ１１８へ移行する。一方、後席乗員の初期状態が初期状態記憶部２４に格納されていない場合には、ステップ１１６において、上記ステップ１１２で演算されたシートクッション１５Ｂの荷重中心位置を、後席乗員の初期状態として初期状態記憶部２４に格納する。このとき記憶される初期状態は、着座して安静状態となった数秒間の演算結果の平均とする。
【００５３】
ステップ１１８では、上記ステップ１１２で演算されたシートバックレスト１５Ａの荷重分担割合に基づいて、後席乗員の着座姿勢がノーマル姿勢であるか否かを判定する。ノーマル姿勢であると判定された場合には、ステップ１２０において、ドライバ席優先の制御ゲインを決定して、後述するステップ１３８へ移行する。一方、ノーマル姿勢でないと判定された場合には、ステップ１２２において、上記ステップ１１２で演算されたシートバックレスト１５Ａの荷重分担割合に基づいて、後席乗員の着座姿勢が不安定姿勢であるか否かを判定する。
【００５４】
不安定姿勢であると判定された場合には、ステップ１２４において、上記ステップ１１２で演算されたシートバックレスト１５Ａの荷重分担割合に応じて、不安定姿勢に対する制御ゲインを決定する。次のステップ１２６では、上記ステップ１１２で演算されたシートクッション１５Ｂの荷重中心位置と、初期状態記憶部２４に記憶されているシートクッション１５Ｂの荷重中心位置との変位を算出し、算出された変位が所定値以内であるか否かを判定する。算出された変位が所定値以内である場合には、後述するステップ１３４へ移行する。一方、算出された変位が所定値より大きい場合には、ステップ１２８において、算出された変位に応じた制御ゲインの増加量を決定し、上記ステップ１２４で決定された制御ゲインを増加させる。
【００５５】
一方、上記ステップ１２２で、不安定姿勢でないと判定された場合には、ステップ１３０において、着座姿勢が安定姿勢であると判定し、上記ステップ１１２で演算されたシートバックレスト１５Ａの荷重分担割合に応じて、安定姿勢に対する制御ゲインを決定する。次のステップ１３２では、上記ステップ１０８で演算された頭部の３次元位置の時系列データに基づいて、直近の所定期間における頭部の動揺量を算出し、算出された動揺量が所定値以内であるか否かを判定する。算出された動揺量が所定値以内である場合には、ステップ１３４へ移行する。一方、算出された動揺量が所定値より大きい場合には、ステップ１２８において、算出された動揺量に応じた制御ゲインの増加量を決定し、決定された制御ゲインを増加させる。
【００５６】
ステップ１３４では、上記ステップ１０２で取得した所定期間分の撮像画像に基づいて、後席乗員が睡眠状態であるか否かを判定する。後席乗員が睡眠状態であると判定された場合には、ステップ１３６において、上記ステップ１３２で算出された動揺量に応じた制御ゲインの増加量を決定し、決定された制御ゲインを更に増加させる。なお、着座姿勢が不安定姿勢であると判定されている場合には、上記ステップ１３２で頭部の動揺量を算出しないため、上記ステップ１３４において、上記ステップ１３２と同様に、頭部の動揺量を算出すればよい。
【００５７】
一方、後席乗員が睡眠状態でないと判定された場合には、ステップ１３８へ移行する。
【００５８】
ステップ１３８では、決定された制御ゲインに基づいて、サスペンション制御機構１８を制御して、上記ステップ１００へ戻る。
【００５９】
以上のように車両制御処理ルーチンが実行されると、後席乗員の着座状態の検出、後席乗員の着座姿勢の判定、制御ゲインの決定、および車両制御を繰り返すことで、後席乗員の乗り心地を向上できる。
【００６０】
なお、後席乗員が複数いる場合は、着座姿勢判定の結果、着座姿勢がより不安定姿勢である後席乗員を制御対象として制御ゲインを決定するようにすればよい。
【００６１】
以上説明したように、第１の実施の形態に係る車両制御装置によれば、体圧分布センサを用いて後席乗員の着座姿勢を判定すると共に荷重中心位置を演算し、車内カメラを用いて頭部の挙動を計測し、着座姿勢、荷重中心位置の変位、及び頭部の挙動に応じて、ロール方向及びピッチ方向の各々に対する、人体の共振周波数帯域の振動を抑制するための制御ゲインをそれぞれ決定することにより、後席乗員の乗り心地を安定して向上させることができる。
【００６２】
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００６３】
第２の実施の形態では、四輪の駆動トルクを独立して制御可能なトルク制御装置を用いて車両制御を行っている点が、第１の実施の形態と異なっている。
【００６４】
第２の実施の形態に係る車両制御装置は、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、前後左右輪の駆動トルクを独立して制御可能なトルク制御装置（例えばインホイールモータ）を用いて、車体の沈み込み側を持ち上げる力を発生させることで、ロール・ピッチ方向の振動を減衰させる。なお、上記のトルク制御装置としては、従来既知のもの（例えば、特開２００５−３１２１９０号公報参照）を用いればよく、詳細な説明を省略する。
【００６５】
車両制御部３２は、決定されたロール方向及びピッチ方向の制御ゲインに基づいて、上記のトルク制御装置を制御して、ロール方向及びピッチ方向の人体の共振周波数帯域の振動を減衰させる。
【００６６】
なお、第２の実施の形態に係る車両制御装置の他の構成及び処理については、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【００６７】
このように、四輪駆動力制御により、着座姿勢、荷重中心位置の変位、及び頭部の挙動に応じて、ロール方向及びピッチ方向の各々に対する、人体の共振周波数帯域の振動を抑制することができる。
【００６８】
なお、上記の第１の実施の形態〜第２の実施の形態では、シートバックレストの荷重分担割合に基づいて、着座姿勢を判定すると共に、制御ゲインを決定する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、シートクッションの荷重分担割合に基づいて、着座姿勢を判定すると共に、制御ゲインを決定するようにしてもよい。この場合には、シートバックレストの荷重分担割合との大小関係を逆転させた、シートクッションの荷重分担割合との大小関係で、着座姿勢を判定すると共に、制御ゲインを決定すればよい。
【００６９】
本発明のプログラムは、記憶媒体に格納して提供するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０   車両制御装置
１２   車内カメラ
１４   体圧分布センサ
１５   後席シート
１５Ｂ シートクッション
１５Ａ シートバックレスト
１６   コンピュータ
２０   頭部計測部
２２   シート荷重演算部
２６   着座姿勢判定部
２８   睡眠状態判定部
３０   制御ゲイン決定部
３２   車両制御部
【図１】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図１０】
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