(57)【要約】【課題】  シートバックの下部と上部のリクライニング角度をそれぞれ独立して任意に設定可能として、運転者の体格を検出してより最適な着座姿勢を設定できるようにした車両用シート装置の提供を図る。【解決手段】  シートバック１３を上下に分割したシートバック下部１５およびシートバック上部１６を独立して傾斜可能とし、運転者の体格を検出し、その検出した体格に応じて、シートバックのシートバック下部１５やシートバック上部１６のリクライニング駆動手段１８，２１，２２と、ステアリング装置５０のチルト機構５２やテレスコ機構５３と、をそれぞれ駆動してシートバック１３のリクライニング角度およびステアリングホイール５１の位置を調整することにより、運転者の着座姿勢やシートスライド機構１１によるシートの前後位置に応じて最適なステアリングホイール５１位置を設定できるため、長時間運転でも疲労の少ない運転姿勢を提供する。【選択図】      図１
2005034534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを車両前後方向に移動させるシートスライド機構と、
上下に分割されて駆動手段によりそれぞれのリクライニング角度が独立して傾斜可能となったシートバック下部およびシートバック上部を有するシートバックと、
チルト機構およびテレスコ機構を有するステアリング装置と、を備え、
運転者の体格を検出して、その検出した体格に応じて、前記シートバックのシートバック下部やシートバック上部の駆動手段と、前記ステアリング装置のチルト機構やテレスコ機構と、をそれぞれ駆動してシートバックのリクライニング角度およびステアリングホイール位置を調整するようにしたことを特徴とする車両用シート装置。
【請求項２】
シートバックのシートバック下部およびシートバック上部は、シートスライド機構のスライド位置により運転者の体格を検知し、その体格に応じてそれぞれの相対的なリクライニング角度を設定することを特徴とする請求項１に記載の車両用シート装置。
【請求項３】
シートバックのシートバック下部とシートバック上部のそれぞれの延長線の交点により仮想中折れ点を設定し、この仮想中折れ点の位置を、シートスライド機構のスライド位置から検知した運転者の体格から求めた体幹部のリンク寸法を用いて求め、この仮想中折れ点が運転者の予め定めた脊柱位置に来るようにシートバック下部とシートバック上部のそれぞれのリクライニング角度を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用シート装置。
【請求項４】
シートスライド機構のスライド位置により検知した運転者の体格から求めた体幹部のリンク寸法と、シートバックのシートバック下部およびシートバック上部のそれぞれのリクライニング角度とから、運転者の骨盤部および胸郭部の絶対角度を計算し、その胸郭部の肩関節点とステアリングホイール位置および上肢のリンク寸法から手首，肘，肩の関節角度を計算し、これら関節角度が予め定めた角度となるようにステアリング装置のチルト機構やテレスコ機構を駆動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両用シート装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者の体格に応じてシートバックのリクライニング角度やステアリング装置のステアリングホイール位置を自動調整するようにした車両用シート装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用シート装置としては、シートバックを上下に分割して、分割したシートバックの上部をコンフォート軸を介して下部に相対回動可能に枢着し、シートバックの上部を下部に対して後傾させることにより着座乗員にくつろいだ姿勢を与えることができるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−２７７１２６号公報（第２頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、かかる従来のシートバックが上，下部で分割された車両用シート装置では、シートバックの上部がコンフォート軸を介して下部に連結されているため、上部の傾斜が可変であるにもかかわらず、その傾斜角度は下部のリクライニング角度に依存し、かつ、前記コンフォート軸で決定される中折れ点が下部に付随して固定状態となっている。
【０００４】
このため、シートバックの下部と上部の相対傾斜角度が所定範囲であるため、個々の着座乗員の体格差に応じて負荷の少ない適正な姿勢を得ることが難しくなってしまう。
【０００５】
そこで、本発明はシートバックの下部と上部のリクライニング角度をそれぞれ独立して任意に設定可能として、運転者の体格を検出してより最適な着座姿勢を設定できるようにした車両用シート装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明車両用シート装置にあっては、シートを車両前後方向に移動させるシートスライド機構と、
上下に分割されて駆動手段によりそれぞれのリクライニング角度が独立して傾斜可能となったシートバック下部およびシートバック上部を有するシートバックと、
ステアリングホイールの上下傾斜角可変となったチルト機構および前後伸縮可能となったテレスコ機構を有するステアリング装置と、を設け、
運転者の体格を検出して、その検出した体格に応じて、前記シートバックのシートバック下部やシートバック上部のリクライニング駆動手段と、前記ステアリング装置のチルト機構やテレスコ機構と、をそれぞれ駆動してシートバックのリクライニング角度およびステアリングホイール位置を調整するようにしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、上下に分割したシートバックのシートバック下部とシートバック上部は、それぞれ独立してリクライニング角度が調整可能となっているため、これらシートバック下部とシートバック上部の相対的な傾斜中心となる中折れ点の上下位置をシートバック下部に対して任意に設定できることになり、運転者の体格に応じた最適な着座姿勢を確保できる。
【０００８】
また、このようにシートバックにより運転者の最適な着座姿勢を確保するとともに、ステアリング装置のチルト機構やテレスコ機構により、ステアリングホイールの上下傾斜角や前後位置を調整することにより、運転者の着座姿勢やシートスライド機構によるシートの前後位置に応じて最適なステアリングホイール位置を設定できるため、長時間運転でも疲労の少ない運転姿勢を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１０】
図１〜図６は本発明の車両用シート装置の一実施形態を示し、図１は車両用シート装置のシート構成を示す側面図、図２はシートバックの作動を（ａ）にシートバック全体のリクライニング作動状態と、（ｂ）に中折れ点の移動概念とで示す側面図、図３は車両用シート装置の制御装置を示すブロック図、図４は車両用シート装置と運転者との関係を示す説明図、図５は車両用シート装置を駆動する制御手順を示すフローチャート、図６は車両用シート装置の駆動部を制御するためのフローチャートである。
【００１１】
本実施形態の車両用シート装置１は図１に示すシート１０とステアリング装置５０とを備え、前者のシート１０は、シートスライド機構１１に搭載したシートクッション１２と、このシートクッション１２の後端部に傾動可能に枢着したシートバック１３と、を備えている。
【００１２】
後者のステアリング装置５０は、ステアリングホイール５１の上下傾斜角を可変とするチルト機構５２と、ステアリングコラムを前後伸縮可能とするテレスコ機構５３と、を備えている。
【００１３】
前記シートスライド機構１１は、車体フロアＦに固定したレールユニットにシート１０全体を搭載した構成としてあり、シートスライド駆動手段１４を駆動することにより、シート１０を前後移動するようになっている。
【００１４】
前記シートバック１３は、シートバック下部１５とシートバック上部１６とに上下に分割してあり、シートバック下部１５は下部フレーム１７に支持されて、この下部フレーム１７の下端部をシートクッション１２にシートバック下部駆動手段１８を介して前後傾動可能に取り付けてある。
【００１５】
また、シートバック上部１６は上部フレーム１９に支持されて、この上部フレーム１９の上下略中央部がシートバック上部支持アーム２０の上端部に回動自在に取り付けるとともに、このシートバック上部支持アーム２０の下端部をシートクッション１２にシートバック上部駆動手段２１を介して前後傾斜可能に取り付けてある。
【００１６】
前記シートバック下部駆動手段１８と前記シートバック上部駆動手段２１とは同軸配置してあり、また、上部フレーム１９とシートバック上部支持アーム２０とはシートバック上部支持面駆動手段２２を介して前後傾動可能に取り付けてある。
【００１７】
前記シート１０では、シートバック下部駆動手段１８，シートバック上部駆動手段２１およびシートバック上部支持面駆動手段２２をそれぞれ独立して駆動することにより、シートバック上部１６とシートクッション１２の相対角度を維持した状態で、シートバック上部１６を前後方向に移動可能となる。
【００１８】
従って、図２（ａ）に示すように、シートバック下部１５とシートバック上部１６の相対関係を状態Ｃ１からＣ２に変化させたとき、下部フレーム１５の延長線に対する上部フレーム１９の延長線の交点で決定される仮想中折れ点Ｐは、図２（ｂ）に示すようにＰ１からＰ２へと移動することになる。
【００１９】
この仮想中折れ点Ｐの移動は、下部フレーム１５をシートバック上部支持アーム２０に対して移動した場合も同様となり、シートバック下部１５とシートバック上部１６の相対移動により、可動範囲内において任意の位置に仮想中折れ点Ｐを設定することができる。
【００２０】
ここで、本実施形態では前記シート１０に着座した運転者の体格を検出し、その検出した体格に応じて、前記シートバック３のシートバック下部１５やシートバック上部１６の駆動手段１８，２１，２２と、前記ステアリング装置５０のチルト機構５２やテレスコ機構５３と、をそれぞれ駆動してシートバック１３のリクライニング角度およびステアリングホイール５１の位置を調整するようにしている。
【００２１】
また、シートバック１０のシートバック下部１５およびシートバック上部１６３は、シートスライド機構１１のスライド位置により運転者の体格を検知し、その体格に応じてそれぞれの相対的なリクライニング角度を設定するようにしている。
【００２２】
更に、シートバック１０のシートバック下部１５とシートバック上部１６のそれぞれの延長線の交点により設定した仮想中折れ点Ｐの位置を、シートスライド機構１１のスライド位置により検知した運転者の体格から求めた体幹部のリンク寸法を用いて求め、この仮想中折れ点Ｐが運転者の予め定めた脊柱位置に来るようにシートバック下部１５とシートバック上部１６のそれぞれのリクライニング角度を設定するようにしている。
【００２３】
即ち、前記シート１０のシートバック下部駆動手段１８，シートバック上部駆動手段２１，シートバック上部支持面駆動手段２２および前記ステアリング装置５０のチルト機構５２およびテレスコ機構５３は、図３に示すシート装置制御装置１００によって駆動制御される。
【００２４】
シート装置制御装置１００は、相互に情報をやり取りするシート駆動演算部１０１とシート駆動判断部１０２を備え、このシート駆動判断部１０２にはシートスライド駆動制御部１０３、シートバック下部駆動制御部１０４、シートバック上部駆動制御部１０５、シートバック上部支持面駆動制御部１０６およびチルト・テレスコ駆動制御部１０７との間でそれぞれの情報をやり取りするようになっている。
【００２５】
前記シートスライド駆動制御部１０３は、シートスライド機構１１（図１参照）のスライド位置をシートスライド状態検出手段１１０によって検出するとともに、このシートスライド機構１１を前後移動するシートスライド駆動手段１４（図１参照）に駆動信号を出力して、シートスライド機構１１をスライド駆動するとともに、そのスライド位置をフィードバックするようになっている。
【００２６】
前記シートバック下部駆動制御部１０４は、シートバック下部１５（下部フレーム１７）（図１参照）のリクライニング角度をシートバック下部状態検出手段１１１によって検出するとともに、シートバック下部１５を傾斜駆動するシートバック下部駆動手段１８に駆動信号を出力して、シートバック下部１５を傾斜駆動するとともに、その傾斜位置をフィードバックするようになっている。
【００２７】
前記シートバック上部駆動制御部１０５は、シートバック上部１６のシートバック上部支持アーム２０（図１参照）のリクライニング角度をシートバック上部状態検出手段１１２によって検出するとともに、このシートバック上部支持アーム２０を傾斜駆動するシートバック上部駆動手段２１に駆動信号を出力して、シートバック上部支持アーム２０を傾斜駆動するとともに、その傾斜位置をフィードバックするようになっている。
【００２８】
前記シートバック上部支持面駆動制御部１０６は、上部フレーム１９（図１参照）のリクライニング角度をシートバック上部支持面状態検出手段１１３によって検出するとともに、シートバック上部１６を傾斜駆動するシートバック上部支持面駆動手段２２に駆動信号を出力して、シートバック上部１６を傾斜駆動するとともに、その傾斜位置をフィードバックするようになっている。
【００２９】
前記チルト・テレスコ駆動制御部１０７は、ステアリングホイール５１のチルト（上下傾斜）位置およびテレスコ（前後移動）位置をチルト・テレスコ状態検出手段１１４によって検出するとともに、チルト機構５２およびテレスコ機構５３に駆動信号を出力してステアリングホイール５１をチルト駆動およびテレスコ駆動するとともに、そのチルト位置およびテレスコ位置をフィードバックするようになっている。
【００３０】
このように本実施形態の車両用シート装置１のシート１０は、シートバック下部１５とシートバック上部１６の相対移動により、可動範囲内において任意の位置に仮想中折れ点Ｐを設定することができるため、図４に示すように、シートバック下部１５により運転者Ｄの骨盤部Ｄ１を支持し、シートバック上部１６により胸郭部Ｄ２を支持することになる。
【００３１】
このため、骨盤部Ｄ１と胸郭部Ｄ２との間の腰椎部Ｄ３は、剛体と見なせる骨盤部Ｄ１と胸郭部Ｄ２の位置と角度とによって受動的に形状が決定され、これら骨盤部Ｄ１と胸郭部Ｄ２の位置と角度、即ち、シートバック下部１５とシートバック上部１６の相対位置が着座時の腰椎部Ｄ３の形状を決定する。
【００３２】
一方、人体では第１０胸椎Ｄ４よりも上部は剛体と見なすことができるため、第１１胸椎Ｄ５と骨盤部Ｄ１との間の腰椎部Ｄ３において脊柱Ｄ６の形状変化を起こす。このとき、胸郭部Ｄ２を安定させ、脊柱Ｄ６を直線に近づけて負荷の少ない姿勢を得るには、第１１胸椎Ｄ５近傍でシートバック１３を中折れさせることが有効となる。
【００３３】
図５はシート装置制御装置１００による制御を実行するためのフローチャートを示し、シートバック下部１５およびシートバック上部１６のリクライニング角度に応じてシート１０およびステアリング装置５０を駆動制御するようになっている。
【００３４】
このフローチャートでは、まず、ステップＳ１によってシートスライドを調整して運転姿勢を決定し、次に、ステップＳ２によって現在のシート１０の各部の状態をシートスライド状態検出手段１１０、シートバック下部状態検出手段１１１，シートバック上部状態検出手段１１２およびシートバック上部支持面状態検出手段１１３によって検出する。
【００３５】
次に、ステップＳ３ではステップＳ２で検出したシートスライド位置から、予め設定した体格とスライド位置の関係を用い、運転者（ドライバ）Ｄの体格を推定する。この場合、推定した運転者Ｄの体格から一般的な解剖学的寸法比率により予め定められた体幹部のリンク寸法、つまり、図４に示したように骨盤部Ｄ１から第１１胸椎Ｄ５までの寸法を計算する。
【００３６】
そして、ステップＳ４では、シートバック下部１５の傾動中心に対する位置として仮想中折れ点Ｐの位置を求め、この仮想中折れ点Ｐの位置を実現する下部フレーム１７に対する上部フレーム１９およびシートバック上部支持アーム２０の相対的な位置関係を計算する。このとき、それぞれの状態検出手段１１０，１１１，１１２により計測したフレーム１７，１９およびアーム２０の傾斜角度の情報があれば、リンク長は固定であるために仮想中折れ点Ｐを決定する相対角度は幾何学的に求めることができる。
【００３７】
次に、ステップＳ５では、目標とする相対位置関係を達成するために必要な駆動量を計算し、次のステップＳ６では、現在の状態を検出しつつ各部の駆動制御部１０４，１０５，１０６により、目標値を達成するまで各部の駆動手段１８，２１，２２を駆動する。これにより、運転者Ｄの脊柱Ｄ６が直線に近くなって負荷の少ない姿勢が得られることになる。
【００３８】
ここで、シートスライド機構１１のスライド位置から検知した運転者Ｄの体格から求めた体幹部のリンク寸法と、シートバック１３のシートバック下部１５およびシートバック上部１６それぞれのリクライニング角度とから、運転者Ｄの骨盤部Ｄ１および胸郭部Ｄ２の絶対角度を計算し、その胸郭部Ｄ２の肩関節点とステアリングホイール５１位置および上肢のリンク寸法から手首，肘，肩の関節角度を計算し、これら関節角度が予め定めた角度となるようにステアリング装置５０のチルト機構５２やテレスコ機構５３を駆動する。
【００３９】
即ち、計算した運転者Ｄの体格と、検出したシート１０の各部の状態を考慮し、ステップＳ７では、この体格とステアリングホイール５１の位置と角度およびシートバック上，下部１５，１６の状態から、予めに車両に応じて定めた関係式に基づき、体格から求めた人体リンク寸法を用いて適正な操作が行える手首・肘・肩の関節角度を計算し、その計算した関節角度を維持できるようにステアリング装置５０のチルト・テレスコ駆動量を算出する。
【００４０】
そして、ステップＳ８では、ステップＳ７で計算したチルト・テレスコ駆動量をチルト・テレスコ駆動制御部１０７に送り、チルト・テレスコ状態検出手段１１４により現在の状態を検出しつつ、チルト・テレスコ駆動手段５２，５３によりステアリングホール５１の位置を最適状態に調整する。
【００４１】
このとき、前記シートスライド，シートバック下部，シートバック上部，シートバック上部支持面，チルト・テレスコの各駆動制御部１０３，１０４，１０５，１０６，１０７からおくった信号によりそれぞれの駆動手段１４，１７，２１，２２，５２，５３を駆動するが、これらの駆動量はそれぞれの状態検出手段１１０，１１１，１１２，１１３，１１４の信号を受けてフィードバック制御するようになっており、その制御を図６のフローチャートにまとめて示す。
【００４２】
このフローチャートは、ステップＳ１０により駆動後の状態の目標値を駆動制御部１０３，１０４，１０５，１０６，１０７で設定して駆動信号を送る。このとき、ステップＳ１１により駆動手段１４，１７，２１，２２，５２，５３が作動し、検出手段１１０，１１１，１１２，１１３，１１４による状態検出値をステップＳ１２において常にモニターしつつ目標値に達するまで駆動する。
【００４３】
以上の構成により本実施形態の車両用シート装置１によれば、上下に分割したシートバック１３のシートバック下部１５とシートバック上部１６は、それぞれ独立してリクライニング角度が調整可能となっているため、これらシートバック下部１５とシートバック上部１６の相対的な傾斜中心となる中折れ点Ｐの上下位置をシートバック下部１５に対して任意に設定できることになり、運転者Ｄの体格に応じた最適な着座姿勢を確保できる。
【００４４】
また、このようにシートバック１３により運転者Ｄの最適な着座姿勢を確保するとともに、ステアリング装置５０のチルト機構５２やテレスコ機構５３により、ステアリングホイール５１の上下傾斜角や前後位置を調整することにより、運転者Ｄの着座姿勢やシートスライド機構１１によるシート１０の前後位置に応じて最適なステアリングホイール５１の位置を設定できるため、長時間運転でも疲労の少ない運転姿勢を提供することができる。
【００４５】
ところで、本実施形態の車両用シート装置１では前記作用効果に加えて、シートバック１３のシートバック下部１５およびシートバック上部１６は、シートスライド機構１１のスライド位置により運転者Ｄの体格を検知し、その体格に応じてそれぞれの相対的なリクライニング角度を設定したので、運転者Ｄの体格に応じて腰椎部Ｄ３を直線に近づけて脊柱Ｄ６の負荷を軽減できるので、疲労のより少ない運転姿勢を提供することができる。
【００４６】
また、シートバック１０のシートバック下部１５とシートバック上部１６のそれぞれの延長線の交点により設定した仮想中折れ点Ｐの位置を、シートスライド機構１１のスライド位置により検知した運転者の体格から求めた体幹部のリンク寸法を用いて求め、この仮想中折れ点Ｐが運転者の予め定めた脊柱位置に来るようにシートバック下部１５とシートバック上部１６のそれぞれのリクライニング角度を設定したので、運転者Ｄの体格に応じたシートバック下部１５，シートバック上部１６の相対位置により、骨盤部Ｄ１と胸郭部Ｄ２の位置関係を、腰椎部Ｄ３を直線に近づけるようにすることで、脊柱Ｄ６の負荷を更に軽減することができる。
【００４７】
更に、シートスライド機構１１のスライド位置により検知した運転者Ｄの体格から求めた体幹部のリンク寸法と、シートバック１３のシートバック下部１５およびシートバック上部１６それぞれのリクライニング角度とから、運転者Ｄの骨盤部Ｄ１および胸郭部Ｄ２の絶対角度を計算し、その胸郭部Ｄ２の肩関節点とステアリングホイール５１の位置および上肢のリンク寸法から手首，肘，肩の関節角度を計算し、これら関節角度が予め定めた角度となるようにステアリング装置５０のチルト機構５２やテレスコ機構５３を駆動するようにしたので、シートバック１３をリクライニング調整して腰椎部Ｄ３の形状を直線に近づけて脊柱Ｄ６の負荷を軽減できるとともに、長時間運転でも疲労の少ない運転姿勢を提供しつつ、常に同じ運転操作性を維持することができる。
【００４８】
ところで、本発明の車両用シート装置は前記実施形態に例をとって説明したが、この実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態における車両用シート装置のシート構成を示す側面図。
【図２】本発明の一実施形態における車両用シート装置のシートバックの作動を（ａ）にシートバック全体のリクライニング作動状態と、（ｂ）に中折れ点の移動概念とで示す側面図。
【図３】本発明の一実施形態における車両用シート装置の制御装置を示すブロック図。
【図４】本発明の一実施形態における車両用シート装置と運転者との関係を示す説明図。
【図５】本発明の一実施形態における車両用シート装置を駆動する制御手順を示すフローチャート。
【図６】本発明の一実施形態における車両用シート装置の駆動部を制御するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００５０】
１  車両用シート装置
１０  シート
１１  シートスライド機構
１３  シートバック
１４  シートスライド駆動手段
１５  シートバック下部
１６  シートバック上部
１８  シートバック下部駆動手段
２１  シートバック上部駆動手段
２２  シートバック上部支持面駆動手段
５０  ステアリング装置
５１  ステアリングホイール
５２  チルト機構
５３  テレスコ機構
１００  シート装置制御装置
１０１  シート駆動演算部
１０２  シート駆動判断部
１０３  シートスライド駆動制御部
１０４  シートバック下部駆動制御部
１０５  シートバック上部駆動制御部
１０６  シートバック上部支持面駆動制御部
１０７  チルト・テレスコ駆動制御部
１１０  シートスライド状態検出手段
１１１  シートバック下部状態検出手段
１１２  シートバック上部状態検出手段
１１３  シートバック上部支持面状態検出手段
１１４  チルト・テレスコ状態検出手段
Ｐ  仮想中折れ点
Ｄ  運転者
Ｄ１  骨盤部
Ｄ２  胸郭部
Ｄ３  腰椎部
【図１】
2005034534.tif 000003
【図２】
2005034534.tif 000004
【図３】
2005034534.tif 000005
【図４】
2005034534.tif 000006
【図５】
2005034534.tif 000007
【図６】
2005034534.tif 000008