(57)【要約】【課題】  ブレーキペダルの操作性をさらに向上させた車両用可動シートを提供する。【解決手段】  制動ＥＣＵ３０は、ブレーキペダル２０の車両に固定された座標系における現在位置をペダル位置センサ２２の出力等により求め、運転者８から見たペダル軌跡が所望の理想ペダル軌跡となるようシート駆動機構１２により、運転者８の着座するシート１０を駆動させる。この理想ペダル軌跡は、運転者８の体格等に応じて修正するとよい。これにより、運転者が体感するブレーキペダルの操作性がさらに向上する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者が着座する運転席シートと、
ブレーキペダルと、
前記ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキ操作量検出手段と、
前記運転席シートを移動させて前記ブレーキペダルとの相対位置関係を変化させるシート駆動手段と、
前記ブレーキ操作量検出手段で検出したブレーキペダル操作量に基づいて、ブレーキペダルの実ペダル軌跡上における実位置が運転席シートに対して理想的な相対位置となるよう前記シート駆動手段によるシート移動目標を設定してシート駆動を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする車両用可動シート。
【請求項２】
前記制御手段は、実位置と理想的な相対位置との差に基づいてシート移動目標を設定することを特徴とする請求項１記載の車両用可動シート。
【請求項３】
前記制御手段で設定する理想的な相対位置の軌跡は、実ペダル軌跡に対して初期踏み込み角を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用可動シート。
【請求項４】
前記制御手段で設定する理想的な相対位置の軌跡は、実ペダル軌跡に対して軌跡の曲率を変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用可動シート。
【請求項５】
前記制御手段は、実ペダル軌跡に対する理想的な相対位置の軌跡を変更可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両用可動シート。
【請求項６】
運転者の体格を検出ないし判定する体格判定手段をさらに備えており、前記制御手段は、検出ないし判定した運転者の体格に応じて理想的な相対位置の軌跡を設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車両用可動シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両に搭載される可動シートに関し、特に、ブレーキペダルの操作性を向上させる車両用可動シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からブレーキペダルの操作性を向上させる技術が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。特許文献１には、ブレーキペダルの踏み込み速度が大きい場合には、ペダル比を小さくして、ペダルストロークを短縮し、ブレーキをより確実に動作させる制動力制御装置が記載されている。特許文献２には、ブレーキペダルを運転者へ近づけることにより油圧低下に伴うブレーキペダルのストロークの増大を補う制動力制御装置が記載されている。また、特許文献３には、車間距離追従制御において前方車両との衝突に対する緊急度に応じてブレーキペダル位置を変更する制動力制御装置が記載されている。
【特許文献１】特開２０００−３４７５９０号公報
【特許文献２】特開平７−１２５６１６号公報
【特許文献３】特開２０００−３２７６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
車両においては、例えば、シートの位置、高さやステアリングの位置等を調整可能とすることで、運転者が運転操作しやすい位置関係に設定可能としているが、これらの調整は運転前に行われるものであって、運転中は固定された関係にある。運転者とブレーキペダルの位置関係は運転者の体格、運転姿勢により異なってくるが、上述した制動力制御装置においては、これらの違いを考慮したものとはいえず、ブレーキの操作性は必ずしも十分とはいえない。発明者らは、特願２００５−２８８３４４号として、ブレーキ操作時に運転者シートを駆動して、ブレーキペダルと運転者の距離を近づけることでブレーキペダルを踏み込みやすくしてブレーキペダルの操作性を向上させる発明を出願した。
【０００４】
本発明は、上記発明をさらに改良し、ブレーキペダルの操作性をさらに向上させた車両用可動シートを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明にかかる車両用可動シートは、運転者が着座する運転席シートと、ブレーキペダルと、このブレーキペダルの操作量を検出するブレーキ操作量検出手段と、運転席シートを移動させてブレーキペダルとの相対位置関係を変化させるシート駆動手段と、ブレーキ操作量検出手段で検出したブレーキペダル操作量に基づいて、、ブレーキペダルの実ペダル軌跡上における実位置が運転席シートに対して理想的な相対位置となるようシート駆動手段によるシート移動目標を設定してシート駆動を制御する制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００６】
制御手段が実ペダル軌跡上における実位置の運転席シートに対する相対位置が理想位置に合致するようシート移動目標を設定し、設定したシート移動目標に基づいてシート駆動手段を駆動することで、運転者から見たブレーキペダルの操作軌跡を理想的なペダル軌跡に一致させる。
【０００７】
この制御手段は、実位置と理想的な相対位置との差に基づいてシート移動目標を設定するとよい。そして設定する相対位置の軌跡（理想ペダル軌跡）は、実ペダル軌跡に対して初期踏み込み角を変更するか、実ペダル軌跡に対して軌跡の曲率を変更するかあるいはその両方であるとよい。ブレーキペダルの実ペダル軌跡は所定の初期踏み込み角を有する一定半径（曲率）の円弧である。理想ペダル軌跡を初期踏み込み角、または、曲率を変更して設定することで、運転者とペダルとの位置関係によらずに、理想的なペダルの操作軌跡が実現される。
【０００８】
制御手段は、実ペダル軌跡に対するこの相対位置の軌跡を変更可能であるとよい。例えば、複数の理想ペダル軌跡から理想ペダル軌跡を選択可能としたり、操作状態（ペダルの踏み込み速度等）に応じて異なる理想ペダル軌跡を用いるようにするとよい。
【０００９】
運転者の体格を検出ないし判定する体格判定手段をさらに備えており、制御手段は、検出ないし判定した運転者の体格に応じて相対位置の軌跡を設定するとよい。この体格判定手段としては例えば、運転者の画像を撮像して画像処理により体格を判定する手段や、体格情報を運転者の個人情報としてカード等に記録しておき、これを読み出して判定する手段、あるいは、運転者が設定したシート位置、高さ情報やチルトステアリングのチルト量設定情報に基づいて体格を判定する手段などを用いることができる。例えば、運転者が小柄な場合には、大柄な場合に比べて実ペダル軌跡におけるペダル踏み込み量が少ない場合でも、大きなペダル踏み込み量を実現するようにすればよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、運転者から見たペダル操作軌跡が理想ペダル軌跡に一致するよう運転者シートを移動させるため、確実なペダル操作を行うことができ、ブレーキペダルの操作性がより一層向上する。この理想ペダル軌跡の変更を初期踏み込み角、たまは、曲率を変更することにより行うと、理想ペダル軌跡の設定が容易であるとともに、実ペダル軌跡と理想ペダル軌跡からシート駆動量を算出するのが容易になり、制御性が向上する。
【００１１】
理想ペダル軌跡を変更可能とすることで、運転者の特性や操作状態、走行状態にあわせたペダル操作特性を実現することができる。特に、運転者の体格に応じて理想ペダル軌跡を変更することで、運転者が操作しやすいペダル操作特性を実現することが可能となり、操作性、制御性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１は、本発明にかかる車両用可動シートを備える車両のシートおよび制動系の構成を示すブロック図である。運転者８が着座するシート１０は、スプリング１１を介して車両の床面に設置されている。そして、シート１０は、シート駆動機構１２によって上下および前後にそれぞれ独立して移動可能である。シート１０には、シート１０の現在位置（上下位置および前後位置）を判定するためのシート位置センサ１３が配置されている。
【００１４】
この車両の制動系は、各車輪へ付与する制動力を独立して調整可能な電子制御式の制動システムであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成された制御装置である制動ＥＣＵ（電子制御ユニット：Electronic Control Unit）３０を中心に構成されている。ブレーキペダル２０は、ペダルシャフト２１により車両前方に吊り下げ支持されており、ペダルシャフト２１の中間位置に接続されたマスタシリンダ（Ｍ／Ｃ）２３の入力シャフト２３ａを通じてマスタシリンダ２３へ操作量の入力を行うことで、マスタシリンダ２３からはブレーキペダル２０の操作量に応じた油圧が出力される。マスタシリンダ２３の出力油圧は制動ＥＣＵ３０およびブレーキアクチュエータ２４に導かれる。ブレーキアクチュエータ２４は、電磁弁、ポンプ、アキュムレータ等によって構成され、制動ＥＣＵ３０からの指示に基づいて、各車輪に配置されるブレーキ（ディスクブレーキ、ドラムブレーキ等）を駆動するホイールシリンダ２５それぞれへ供給する油圧を独立して調整する。制動ＥＣＵ３０には、ブレーキペダル２０の位置または角度情報を出力するペダル位置センサ２２と前述したシート位置センサ１３、さらには、車速センサ３１、Ｇセンサ３２の出力が入力されるとともに、前述したシート駆動機構１２の作動を制御する。
【００１５】
本発明にかかる車両用可動シートは、制動ＥＣＵ３０が運転者から見たブレーキペダル２０の操作軌跡が所定のペダル軌跡となるようシート駆動機構１２によりシート１０を駆動する制御を行うことを特徴とする。具体的な制御を説明する前に、操作時のブレーキペダル２０自体の軌跡について説明する。図２、図３は、ブレーキペダル２０の操作ペダル軌跡を説明する図である。ブレーキペダル２０をペダルシャフト２１により吊り下げ支持し、ペダルシャフト２１の吊り下げ位置を中心に転動させる構成をとった場合、ブレーキペダル２０の描くペダル軌跡は、図２（ａ）、図３に示されるように、半径ａの円弧を描く。例えば、ブレーキペダル２０を踏み込んでいない状態Ａから、状態Ｂまで踏み込んだ場合を考えると、ブレーキペダル２０の踏面が鉛直軸となす角度θは、状態Ａのθ１から状態Ｂではθ２に変化する。このとき（θ２−θ１）が状態Ａから状態Ｂまでにペダルシャフト２１が回転する角度に対応する。これは、ブレーキペダル２０のペダル軌跡である半径ａの円弧上における状態Ａと状態Ｂとの角度位置の差に相当する。
【００１６】
ブレーキペダル２０の操作性は、かかとがフロアについた状態で、足首から爪先まで足の裏のほぼ全体をペダル２０の踏面に載せた状態で操作可能な場合に最も良好とされる。しかし、実際には、ブレーキペダル２０の踏面の角度が変化するため、踏み込み時の運転者８の足８０の足先角度は踏み込み開始時である状態Ａのα１から状態Ｂではα２へと変化する。このため、ブレーキペダル２０の操作量が大きくなると、フロアにかかとをつけた状態では爪先だけで操作を行わなければならなくなり、運転者はフロアからかかとを浮かせて踏み込み操作を行う必要が生じる。このため、必ずしも操作性が良好であるとはいえない。
【００１７】
さらに、車両における運転者の足下スペースの制約からペダルシャフト２１の長さ（シャフト長）ａは制限を受けざるを得ない（図３参照）。一方、マスタシリンダ２３に一定の油圧を発生させるには、入力シャフト２３ａの移動量ｘを同一にする必要がある。ここで、ブレーキペダル２０のストローク量Ｓと入力シャフト２３ａの移動量ｘとは、ｘ＝ｂ／ａ×Ｓの関係にある。長さａが短くても、同一のストローク量Ｓを実現するには、ペダル軌跡の円弧半径が小さい分だけ、その回転角θが大きくなる。
【００１８】
図４は、このシャフト長の違いによるペダル軌跡の変化を示したものである。ここでは、踏み込み開始位置を原点とし、水平方向をｘ軸、鉛直方向をｙ軸とする２次元座標系上でのペダル位置をペダル軌跡として示している。シャフト長が長い場合には、実線で示すように緩やかな円弧を描く。しかし、シャフト長が短いと破線で示されるように急な円弧を描くことになる。このため、上述したようにブレーキペダル２０を踏み込む足先の角度変化も大きくなり、操作性が低下してしまう。一方、ストローク量を短くするには、ペダル比ｂ／ａを大きく、つまり、ｂを長くとればよいが、その場合、踏み込みに必要な踏力が増大するため、やはり操作性が低下してしまう。そのため、ペダル比についても自由な選択はできず、設計自由度は高いとはいえない。
【００１９】
そこで、本発明においてはシート駆動機構１２により運転者８の着座しているシート１０を駆動することで、運転者８からみたペダル軌跡を理想的なペダル軌跡に変更する制御を行う。図５は、その処理のフローチャートを示している。この処理は、制動ＥＣＵ３０により、車両の電源キーがオンにされてからオフにされるまでの間、所定のタイミングで繰り返し実行される。
【００２０】
まず、シート位置センサ１３の出力から現在のシート１０の空間位置を検出する（ステップＳ１）。次に、車速センサ３１の出力から得た車速としきい値ｖthを比較する（ステップＳ３）。このしきい値ｖthは、例えば数ｋｍ／ｈに設定されている。車速がｖth未満と低速ないし停車状態にある場合には、シート１０の駆動制御を行うと運転者に却って違和感を感じさせるため、その後の処理をスキップすることで駆動制御を行わずに処理を終了する。
【００２１】
次に、マスタシリンダ２３の油圧出力またはペダル位置センサ２２の出力の時間変化を基にしてブレーキペダル２０の操作状態を判定する（ステップＳ５）。ブレーキペダル２０を操作している、つまり、ブレーキペダル２０を操作していない場合、および、踏み込み量を変えずに操作を保持している場合には、シート１０を移動させるべきでないため、その後の処理をスキップして処理を終了する。踏み込み時、戻し操作時のいずれかであって踏み込み量を変化させている場合には、さらにステップＳ７へと移行し、ブレーキペダル２０のペダル軌跡を推定する。
【００２２】
次に、ペダル位置を基にしてシート１０の移動後の目標位置を設定する（ステップＳ９）。図６は、シート１０の目標位置設定原理を説明する説明図である。シート１０の座面上に設定した基準点の座標を（ｘＳ０，ｙＳ０）とし、ブレーキペダル２０の初期位置を（ｘＰ０，ｙＰ０）とする。ここで、シート１０に対するブレーキペダル２０の軌跡が理想ペダル軌跡位置（ｘＲ，ｙＲ）となるよう（ここで、理想ペダル軌跡においては初期ペダル位置を原点とする。）にシート１０を駆動させるとすると、ブレーキペダル２０が位置（ｘＰ１，ｙＰ１）に移動した時の対応する理想ペダル軌跡位置を（ｘＲ１，ｙＲ１）とすると、移動後のシート１０の基準点（ｘＳ１，ｙＳ１）と各点の対応は、以下の式で表せる。
【００２３】
ｘＲ＝（ｘＰ１−ｘＰ０）−（ｘＳ１−ｘＳ０）
ｙＲ＝（ｙＰ１−ｙＰ０）−（ｙＳ１−ｙＳ０）
上の式を変形すると
（ｘＳ１−ｘＳ０）＝（ｘＰ１−ｘＰ０）−ｘＲ
（ｙＳ１−ｙＳ０）＝（ｙＰ１−ｙＰ０）−ｙＲ
であり、シート移動軌跡は、ペダルの移動軌跡と理想ペダル軌跡の差分として表せる。ここでは、単純に差分をとったが、さらに、補正係数を加えてシートの移動量を算出してもよい。補正係数は一定としてもよいが、運転者８の体格に応じて修正してもよい。
【００２４】
この際の運転者８の体格判定は、シート１０の初期基準点位置に基づいて決定すればよい。シート１０の初期基準点位置は、通常、運転者が自らの体格に基づいて運転しやすい位置に主導で設定されるからである。例えば、基準点位置が後方にあるほど、また、低い位置に設定されているほど体の大きな運転者と判定する。補正量を拡大するか否かは軌跡移動の目的により異なり、運転者の踏み込み動作を支援する場合には、体格の小さい運転者ほど大きく動かし、踏み込み動作を抑制する場合には、体格の大きい運転者ほど大きく動かすとよい。
【００２５】
図７〜図１０は、シート移動軌跡の設定を例示するグラフである。以下、図でＳＴＤとあるのは、実ペダル軌跡を示している。また、各図（ａ）は、ペダル軌跡を、図（ｂ）は対応するシート移動軌跡をそれぞれ示している。
【００２６】
図７に示す第１例では、ペダルの踏み込み方向を変更する例を示している。ケースａは、運転者８が感じるペダル軌跡を上から下に踏み下ろす感じに変更する場合を示している。この場合は、図７（ｂ）に示されるように、シート１０をブレーキペダルに近づけつつ、上に移動させることで、図７（ａ）に示されるように、運転者により直線的なペダル軌跡と感じさせることができる。また、ケースｂに示されるように、シート１０をブレーキペダルに近づけつつ、下降させることで（図７（ｂ）参照）、運転者が感じるペダル軌跡を水平方向に動かす感じに変更させることもできる（図７（ａ）参照）。
【００２７】
また、ペダルストローク自体を変更することも可能であり、図８はその場合のペダル軌跡とシート移動軌跡を示している。ペダルストロークを短くするには、ケースｃに示されるように、シート１０をブレーキペダルに近づけつつ、上に移動させるとよい。この場合の移動軌跡は、ケースａより緩やかなものとなる。一方、ペダルストロークを長くするには、ケースｄに示されるように、シート１０をブレーキペダルに近づけつつ、下に移動させるとよい。
【００２８】
ペダル軌跡の円弧を変更する場合も同様であり、円弧半径を短くする場合には、図９のケースｅで示されるように、シート１０をブレーキペダルに近づけつつ、下に移動させるとよい。逆に、円弧半径を長くする場合には、ケースｆで示されるように、シート１０をブレーキペダルに近づけつつ、上に移動させるとよい。
【００２９】
これらを組み合わせることで、理想的なペダル軌跡を実現することができる。さらに、体格による修正を行う場合の移動軌跡の例を図１０に示す。ここでは、理想ペダル軌跡を図１０（ａ）にＩｄで示している。標準的体格の場合のシート移動軌跡が線ｇで示されるとすると、体格の小さな運転者の場合には、ケースｈで示されるように、移動量を小さくする。一方、体格の大きな運転者の場合には、ケースｉ１、ｉ２で示されるように移動量を大きく設定する。なお、移動量をｉ１に示すように標準の移動量に対して比例させて設定してよいし、ｉ２で示すように標準の移動力からシフトさせて設定してもよい。また、両者を組み合わせて移動量を設定することも可能である。
【００３０】
シート移動軌跡を設定する際には、理想ペダル軌跡を関数やテーブル形式で設定しておいて、この理想ペダル軌跡と実ペダル軌跡を基にして計算によりシート移動軌跡を求めてもよいが、理想ペダル軌跡に応じたシート移動軌跡自体を関数やテーブル形式で制動ＥＣＵ３０内または外部のＲＯＭやＲＡＭ等に格納しておき、これを読み出して設定を行ってもよい。
【００３１】
このようにしてシート移動目標を設定したら、シート駆動機構１２に指令を発し、座面位置が目標位置となるようシート１０を駆動する（ステップＳ１１）。ステップＳ１３では、実際の位置と目標位置とを比較することで目標位置に達したか否かを評価する。目標位置に達していない場合には、ステップＳ１１に戻り、さらに駆動を行うことで、シート位置のフィードバック制御を行う。
【００３２】
このようにしてシート１０を駆動することで、運転者８の体感するブレーキペダル２０の移動軌跡を実ペダル軌跡によらずに理想ペダル軌跡に近づけることができる。このため、車両の運転者足下空間の物理的制限によりストローク長を確保できないような場合でも良好なペダル特性を確保することが可能となる。また、運転者の体格にあわせたペダル特性を実現することで、ブレーキの操作性を向上させることもできる。さらに、複数のペダル特性を切り替えることも可能となるので、これらをスイッチ等で切り替えられるようにしてもよい。
【００３３】
以上の説明では、シート位置センサ１３を用いる例を説明したが、シート駆動機構１２の状態やその他のシート位置調整装置の設定状態からシート位置を算出するようにしてもよい。また、運転者の体格情報を予めＩＣカード等に記録しておき、これを読み出して制御を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明にかかる車両用可動シートを備える車両のシートおよび制動系の構成を示すブロック図である。
【図２】ブレーキペダル２０の操作軌跡を説明する図である。
【図３】図２と同様にブレーキペダル２０の操作軌跡を説明する図である。
【図４】シャフト長の違いによる実ペダル軌跡の変化を示すグラフである。
【図５】図１の装置におけるシート駆動処理のフローチャートである。
【図６】シート１０の目標位置設定原理を説明する説明図である。
【図７】シート移動軌跡の設定の第１例を示すグラフである。
【図８】シート移動軌跡の設定の第２例を示すグラフである。
【図９】シート移動軌跡の設定の第３例を示すグラフである。
【図１０】シート移動軌跡の設定の第４例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
８…運転者、１０…シート、１１…スプリング、１２…シート駆動機構、１３…シート位置センサ、２０…ブレーキペダル、２１…ペダルシャフト、２２…ペダル位置センサ、２３…マスタシリンダ、２３ａ…入力シャフト、２４…ブレーキアクチュエータ、２５…ホイールシリンダ、３０…制動ＥＣＵ、３１…車速センサ、３２…センサ、８０…足。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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１０】
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