(57)【要約】【課題】  道路の様々な態様に適切に対応したシートの姿勢制御を実現し、乗員の快適性を良好に確保する車両用シート制御装置を提供する。【解決手段】  カーブ走行中に乗員にかかる負荷を演算し、負荷に基づいて車両１のシートの姿勢制御を行うシート制御手段７を備える車両１において、車両１の操舵状態及び車両１の走行状態を検出する検出手段２と、ナビゲーションシステムから車両１の位置情報及び道路情報を取得する情報取得手段５と、道路情報に基づいて、カーブの終点位置を演算する終点位置演算手段６とを備え、シート制御手段７が、操舵状態、走行状態、位置情報及び道路情報に基づいて、車両１が終点位置を走行する際にシートが通常状態となるようにシートの戻しスケジュールを演算し、シートの姿勢制御を行う。【選択図】        図１ 
2006007834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーブ走行中に乗員にかかる負荷を演算し、前記負荷に基づいて車両のシートの姿勢制御を行うシート制御手段を備える車両において、
前記車両の操舵状態及び前記車両の走行状態を検出する検出手段と、
ナビゲーションシステムから前記車両の位置情報及び道路情報を取得する情報取得手段と、
前記道路情報に基づいて、前記カーブの終点位置を演算する終点位置演算手段とを備え、
前記シート制御手段が、前記操舵状態、前記走行状態、前記位置情報及び前記道路情報に基づいて、前記車両が前記終点位置を走行する際に前記シートが通常状態となるように前記シートの戻しスケジュールを演算し、前記シートの姿勢制御を行う車両用シート制御装置。
【請求項２】
前記終点位置演算手段は、前記道路情報から読取られるカーブ区間の終端位置より手前の所定の曲率半径以下の位置を前記カーブの終点位置とする請求項１に記載の車両用シート制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーブ走行中に乗員にかかる負荷を演算し、前記負荷に基づいて車両のシートの姿勢制御を行うシート制御手段を備える車両用シート制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、右左折時やカーブ走行時にかかる遠心力や慣性力等に対し、快適な着座姿勢を確保するために、シートの傾斜やシートのサイドサポート部を調整することが提案されている。
この種の技術には、例えば、シートに着座した乗員に生じる遠心力等を相殺するように、ステアリング角速度またはヨーレイト等によって特定される車両の走行状態に応じてシートの姿勢制御を行う車両用シート制御装置がある（例えば、特許文献１参照）。
しかし、特許文献１の装置は、実際の道路情報を用いずに、ステアリング角速度等から算出した走行状態に基づいて道路情報を予想するため、鋭いＳ字カーブ等を走行する場合に、車両の走行状態に誤差が蓄積されて適切なシートの姿勢制御が行えなくなる虞があった。
これに対し、ナビゲーションシステムからの情報に基づいて、車両のシートのサイドサポートを動作させる車両用シート制御装置がある（例えば、特許文献２参照）。ここでは、カーブに進入する前に、カーブの曲率半径と車速とに応じたサイドサポート量を算出し、カーブに進入したときに、算出したサイドサポート量に応じてシートのサイドサポート部を制御する。
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−２６２１７１号公報
【特許文献２】特開２００３−２０９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献２の装置では、直前のカーブのみを対象としているので、シートの傾斜を制御する場合には、例えば、連続したカーブや鋭いＳ字カーブ等を走行するとき、カーブの切返し時にシートの傾斜が残ってしまい、次のカーブ等への対応が間に合わず、乗員に不快感を与える虞があった。また、ナビゲーションシステムの位置情報の精度が良好でない場合には、誤動作する虞があった。
【０００５】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、連続するカーブや鋭いＳ字等、道路の様々な態様に適切に対応したシートの姿勢制御を実現し、乗員の快適性を良好に確保する車両用シート制御装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するための本発明に係る車両用シート制御装置の特徴構成は、カーブ走行中に乗員にかかる負荷を演算し、前記負荷に基づいて車両のシートの姿勢制御を行うシート制御手段を備える車両において、前記車両の操舵状態及び前記車両の走行状態を検出する検出手段と、ナビゲーションシステムから前記車両の位置情報及び道路情報を取得する情報取得手段と、前記道路情報に基づいて、前記カーブの終点位置を演算する終点位置演算手段とを備え、前記シート制御手段が、前記操舵状態、前記走行状態、前記位置情報及び前記道路情報に基づいて、前記車両が前記終点位置を走行する際に前記シートが通常状態となるように前記シートの戻しスケジュールを演算し、前記シートの姿勢制御を行う点にある。
即ち、上記特徴構成によれば、車両がカーブの終点位置を通過するときに、シートを通常状態、即ち、シートの傾斜角が０度となるようにシートの姿勢制御を行うので、例えば、連続したカーブがある場合に、次のカーブへの対応遅れを確実に無くすことができる。また、カーブ区間の次に直線区間がある場合は、直線区間の走行開始時にシートの傾斜角が０度となっているので、乗員が不快な思いをするのを防止することができる。従って、連続したカーブや鋭いＳ字カーブ等、道路の様々な態様に全体的に対応し、対応遅れを確実に防止して、シートの姿勢制御を適切に行うことができる。
【０００７】
この目的を達成するための本発明に係る車両用シート制御装置の他の特徴構成は、前記終点位置演算手段は、前記道路情報から読取られるカーブ区間の終端位置より手前の所定の曲率半径以下の位置を前記カーブの終点位置とする点にある。
一般的に、カーブ区間の開始位置及び終端位置より中央部分に向けて曲率半径が次第に小さくなるから、ナビゲーションシステムから得た道路情報ではカーブとみなされるカーブ区間であっても、カーブ区間の開始位置及び終端位置の近傍の道路については、車両の乗員からみて略直線とみなすことができる。このため、所定の曲率半径以上の道路を直線として判定し、カーブ区間の終端位置から手前の所定の曲率半径以下となる位置をカーブの終点位置として設定することで、より適切にシートの姿勢制御を行うことができる。
更に、シートの制御は、車速等の走行状態や操舵状態等から遠心力等を演算して行うため、戻し動作タイミングの演算に誤差が生じる場合も考えられる。上記特徴構成によれば、カーブ区間の終端位置から一定量手前の位置をカーブの終点位置とするので、戻し動作タイミングの演算に誤差が生じた場合であっても、次のカーブや直線への対応遅れをより確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る車両用シート制御装置（以下、適宜「本発明装置」と略称する）の第一実施形態について、図面を基に説明する。
図１に示すように、本発明装置は、カーブ走行中に乗員にかかる負荷を演算し、負荷に基づいて車両１のシートの姿勢制御を行うシート制御手段としてのシート制御ＥＣＵ７を備える車両に適用され、車両１の操舵状態及び車両１の走行状態を検出する検出手段２と、ナビゲーションシステムから車両１の位置情報及び道路情報を取得する情報取得手段５と、道路情報に基づいて、カーブの終点位置を演算する終点位置演算手段６とを備えている。また、車両１のシートには、図示しないが、姿勢補助装置８として、シートを左右に傾斜させるリフタがシートの左右に設けられている。左右のリフタには夫々、リフタモータ８ａ及びシートの傾斜角を検出する傾斜角センサ８ｂが設置されている。更に、シートにはサイドサポート部が設置されており、リフタモータ８ａと連動して動作するように構成されている。
【０００９】
検出手段２は、車両１の操舵状態を検出する手段として、ステアリングの操舵角を検出するステアリングセンサ２ａを備え、車両１の走行状態を検出する手段として、車両１の車速を検出する速度センサ２ｂ、及び、車両１にかかる慣性力（遠心力）の変化率を検出する加速度センサ２ｃを備えている。
【００１０】
情報取得手段５は、ナビゲーションシステムとして、ＧＰＳ３（Global Positioning System）を利用するカーナビゲーションシステム４（car navigation system、以下、適宜「カーナビ４」と略称する）から車両１の現在の位置情報及び道路情報を取得する。カーナビ４は、カーブ開始点から５０ｍ手前の位置を車両１が走行するときに、道路情報として、前方カーブの方向及びその曲率半径、連続カーブの有無、カーブ連続区間距離及びカーブ間距離等を出力する。尚、カーブが連続しているか否かは、カーブ間の直線距離に基づいて判断され、カーブ間の直線距離が所定の距離以下の場合は連続カーブであると判断し、所定の距離より長い場合には連続カーブではないと判断する。距離や曲率半径の算出は、道路の道幅の略中央部分を基準として算出する。
【００１１】
図２は、カーナビ４から出力される道路情報のデータファイルの一例であり、２バイト（１６ｂｉｔ）のデータ長を持つ。ｂｉｔ１５は連続カーブの有無を示すフィールドであり、目前のカーブに続いてすぐにカーブが存在しない場合は０、カーブが存在する場合は１が設定される。ｂｉｔ１４及びｂｉｔ１３は、目前カーブの情報を示すフィールドであり、直線区間を走行中は００、右カーブでは０１、左カーブでは１０が設定される。ｂｉｔ１２乃至ｂｉｔ８は目前カーブの曲率半径を示すフィールドであり、目前カーブの曲率半径を５ｂｉｔで量子化した値が設定される。詳細には、曲率半径が０ｍであれば０００００、曲率半径が１０００ｍ以上のときは１１１１１が設定される。ｂｉｔ７乃至ｂｉｔ４は、カーブ連続区間距離を示すフィールドであり、図３（ａ）に示すように、連続したカーブの総距離を４ｂｉｔで量子化した値が設定される。詳細には、０ｍであれば０００００、５００ｍ以上であれば１１１１が設定される。ｂｉｔ３乃至ｂｉｔ０は、カーブ間距離を示すフィールドであり、図３（ｂ）に示すように、カーブとカーブの間の直線区間の距離を４ｂｉｔで量子化した値が設定される。詳細には、０ｍであれば００００、５００ｍ以上であれば１１１１が設定される。
【００１２】
終点位置演算手段６は、カーナビ４から道路情報を取得し、カーブの終点位置を算出する。本実施形態では、カーブの終点位置の算出は、図４に示すように、道路情報から読取られるカーブ区間の終端位置ＸＥの近傍では曲率半径が大きく直線とみなせることから、カーブ区間の終端位置ＸＥの手前、所定の曲率半径となる位置をカーブの終点位置Ｘ２とする。
【００１３】
詳細には、先ず、情報取得手段５から、図４に示す目前のカーブの開始位置ＸＳ、終端位置ＸＥを取得する。終点位置Ｘ２は、終端位置ＸＥの近傍から順にカーブ区間内の各地点における曲率半径を算出し、この曲率半径が所定範囲内の値となる位置をカーブの終点位置Ｘ２とする。
【００１４】
シート制御ＥＣＵ７は、検出手段２から出力される操舵状態及び走行状態、情報取得手段５から出力される位置情報及び道路情報、及び、終点位置演算手段６から出力される終点位置Ｘ２に基づいて、車両１の乗員にかかる横Ｇが最大になる位置でシートの傾斜角が最大となるようにシートを動作させると共に、車両１が終点位置Ｘ２を走行する際にシートが通常状態となるようにシートの戻しスケジュールを演算し、この戻しスケジュールに基づいてシートの姿勢制御を行う。
【００１５】
シート制御ＥＣＵ７による戻しスケジュールの演算、及び、シートの姿勢制御について、図５を基に説明する。ここでの戻しスケジュールは、シートの傾斜を通常状態に向けて動作させる開始位置若しくは開始時間である。尚、ここでは、シートの作動速度は一定として説明する。本実施形態では、車両１がカーブ開始位置ＸＳの３ｍ手前の位置を走行するときに、姿勢補助装置８のリフタモータ８ａの動作を開始し、シートの傾斜角θ２が目標傾斜角θ１と等しくなったときにリフタモータ８ａの動作を停止する。目標傾斜角θ１は、遠心力Ｆ、車両１が目前カーブの終点位置Ｘ２に到達するまでの到達時間ｔ１及びシートを水平位置まで戻すのにかかる時間ｔ２に応じて算出される。
【００１６】
ここで、本実施形態のシート制御ＥＣＵ７は、遠心力Ｆの算出を行うための演算部７ａ乃至７ｇ、到達時間ｔ１を演算するための演算部７ｈ、時間ｔ２を演算するための演算部７ｉ、目標傾斜角θ１を算出する演算部７ｊ乃至７ｌ、及び、シートの作動方向を決定する作動方向決定部７ｍを備えている。
【００１７】
演算部７ａは、ステアリングセンサ２ａからの出力に基づいて、操舵角Ｃｓｔを算出し、操舵角Ｃｓｔからカーブ予測半径ｒの算出を行う。演算部７ｂは、速度センサ２ｂからの出力に基づいて、車両１の現在の速度ｖを求め、速度の二乗ｖ２を算出する。演算部７ｃは、横Ｇαを算出する。横Ｇαは、α＝ｖ２／ｒで求められる。演算部７ｄは、横Ｇαに重み付けを行った値βを演算部７ｅに出力する。演算部７ｅは、値βに加速度センサ２ｃからの出力を加算する。演算部７ｆは、加速度センサ２ｃからの出力に基づいて、横Ｇの変化率Δαを算出する。演算部７ｇは、演算部７ｅからの出力と演算部７ｆで算出した変化率Δαとを加算して、遠心力Ｆを算出する。
【００１８】
演算部７ｈは、情報取得手段５から車両１の現在の位置情報と道路情報とを取得すると共に、終点位置演算手段６から目前のカーブの終点位置Ｘ２を取得する。そして、車両１の現在位置Ｘ０から終点位置Ｘ２までの距離ｄｉｓを求め、車両１の到達時間ｔ１を算出する。到達時間ｔ１は、ｄｉｓ／ｖで定義される。演算部７ｉは、シートの傾斜角を検出する傾斜角センサ８ｂから現在のシートの傾斜角θ２を取得し、シートを水平位置まで戻すのにかかる時間ｔ２を算出する。時間ｔ２は、θ２×ｔｕで求められ、ｔｕはシートを１度作動させるのにかかる時間である。
【００１９】
演算部７ｊは、演算部７ｇから遠心力Ｆ、演算部７ｈから到達時間ｔ１、及び、演算部７ｉから時間ｔ２を取得し、シートの目標傾斜角θ１を算出する。ｔ１＞ｔ２の場合、つまり、車両１の現在の位置がシートの戻し位置Ｘ１の手前である場合には、車両１にかかる横Ｇに対応してシートを傾斜させるために、マップ７ｋに基づいて目標傾斜角θ１を求める。ここで、マップ７ｋは、遠心力Ｆとシートの目標傾斜角θ１との対応関係を示しており、例えば、１Ｇのときの遠心力Ｆに対応するシートの傾斜角は、最大量である５度に設定される。ｔ１≦ｔ２の場合、つまり、車両１の現在の位置がシートの戻し位置Ｘ１より終点位置Ｘ２側である場合には、シートの戻し動作を行うために、演算部７ｌによって０度に設定される。
【００２０】
作動方向決定部７ｍは、目標傾斜角θ１と現在のシートの傾斜角θ２とを比較し、目標傾斜角θ１と傾斜角θ２とが等しくない場合に、傾斜角θ２を目標傾斜角θ１に近付けるように、リフタモータ８ａを作動させる。
【００２１】
図６は、本発明装置によるシートの傾きと、ステアリングの操舵角及び車速に基づく従来技術によるシートの傾きとを時系列的に表している。
ここで、カーブ進入直後及びカーブ出口付近において、本発明装置と従来技術とでシートの動作が異なっている。これば、従来の操舵角及び車速に基づく制御の場合、カーブ進入直後のシートの目標傾斜角をカーブの直前の道路が直線である場合とカーブである場合とについて区別せず平均化して算出するために、理想的なシートの動作に対しずれが生じるからである。また、操舵角及び車速から演算される横Ｇに対し目標傾斜角を設定する場合には、車両の速度が速いときや、連続したカーブ及び鋭いＳ字カーブを走行するときには、次のカーブや直線への対応が間に合わない場合も考えられるが、本発明装置の場合、終点位置Ｘ２を走行する際にシートが通常の状態になっているので、対応遅れが生じるのを防止することができる。
【００２２】
次に、本発明にかかる車両用シート制御装置の別実施形態について説明する。上記第一実施形態では、カーブの終点位置Ｘ２までの到達時間ｔ１とシートの戻し動作にかかる時間ｔ２に基づいて、戻しスケジュールを設定したが、本実施形態では、シートの戻し位置を戻しスケジュールとして設定する。
詳細には、例えば、曲率半径が２０ｍの右カーブを走行する場合、最大傾斜角を３度に設定し、シートの戻し位置Ｘ１をカーブの終点位置Ｘ２の手前５ｍの位置に設定する。また、曲率半径２０ｍの左カーブであって、カーブ間距離２０ｍをおいて右カーブが連続している場合、次のカーブへの対応のために、最大傾斜角を１度に設定し、シートの戻し位置Ｘ１をカーブの終点位置Ｘ２の手前１０ｍの位置に設定する。
【００２３】
尚、上記実施形態では、シートの戻し動作を、戻し位置Ｘ１、若しくは、シートを通常状態に戻すのにかかる時間を算出して行う構成としたが、シートの作動速度を任意に調節可能なシートの場合には、シートの作動速度を横Ｇ等に基づいて設定し、これに対応させて戻し位置Ｘ１若しくはシートを通常状態に戻すのにかかる時間を算出する構成とするのも好ましい実施態様である。例えば、緩いカーブ等の場合には、シートの作動速度を遅く設定し、鋭いＳ字カーブを高速で走行する等の場合には、シートの作動速度を早く設定する。これによって、車両１の走行状態により適切に対応してシートの姿勢制御を行うことができ、車両１の快適性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明にかかる車両用シート制御装置の構成図
【図２】ナビゲーションシステムから出力される道路情報の一例
【図３】ナビゲーションシステムから出力されるの道路情報の一例
【図４】本発明にかかる車両用シート制御装置による制御例
【図５】本発明によるシート制御ＥＣＵの構成図
【図６】本発明にかかる車両用シート制御装置によるシートの動きと、従来技術によるシートの動きとを示す比較図
【符号の説明】
【００２５】
１    車両
２    検出手段
４    カーナビゲーションシステム
５    情報取得手段
６    終点位置演算手段
７    シート制御手段
【図１】
2006007834.tif 000003
【図２】
2006007834.tif 000004
【図３】
2006007834.tif 000005
【図４】
2006007834.tif 000006
【図５】
2006007834.tif 000007
【図６】
2006007834.tif 000008