(57)【要約】【課題】ピッチング挙動に対する座席シートの姿勢制御を簡便に行う車両用シートの姿勢制御装置を提供する。【解決手段】車両状態を検出する車両状態検出手段と、車両用シートの姿勢を変更する姿勢変更手段と、車両状態検出手段により検出された車両状態に基づいて姿勢変更手段を制御する制御手段とを備えた車両用シートの姿勢制御装置において、姿勢変更手段は、車両のピッチング方向に車両用シートの姿勢を変更させる装置であり、制御手段は、車両状態検出手段の検出信号に基づいて、車両の速度変更時における所定時間毎のピッチング角度をピッチング挙動として予測演算し、ピッチング挙動を打消すように姿勢変更手段を制御する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両状態を検出する車両状態検出手段と、
車両用シートの姿勢を変更する姿勢変更手段と、
前記車両状態検出手段により検出された車両状態に基づいて前記姿勢変更手段を制御する制御手段と、を備えた車両用シートの姿勢制御装置において、
前記姿勢変更手段は、車両のピッチング方向に車両用シートの姿勢を変更させる装置であり、
前記制御手段は、前記車両状態検出手段の検出信号に基づいて、前記車両の速度変更時における所定時間毎のピッチング角度をピッチング挙動として予測演算し、前記ピッチング挙動を打消すように前記姿勢変更手段を制御することを特徴とする車両用シートの姿勢制御装置。  
【請求項２】
請求項１において、前記車両状態検出手段は、車両のサスペンションより上に設けられた加速度センサ、車輪の回転数から車速を検出する速度センサ及び車両の車体と車輪との相対変位を検出する車高センサの少なくともいずれか一つのセンサを含むものであり、
前記姿勢変更手段は、前記車両の左右方向に平行な軸線回りに少なくともピッチング方向に回動可能に該車両用シートを軸支する回動機構を有し、
前記制御手段は、前記予測演算により求められたピッチング角度を、予測されている時点における前記車両状態検出手段の検出信号により修正することを特徴とする車両用シートの姿勢制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記制御手段は、前記車両のピッチング挙動が所定値以下の範囲では車両用シートの姿勢変更を実行しない制御装置であることを特徴とする車両用シートの姿勢制御装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、前記制御手段は、車両の減速度が０となった時点より、揺り戻しによるピッチング挙動を打消すように車両用シートの姿勢を制御する制御装置であることを特徴とする車両用シートの姿勢制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のピッチング挙動に対し車両用シートの姿勢を制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の急ブレーキ作用時及び急加速時には、車両の減速又は加速により生じる力に対応して車体の荷重移動が発生し、この荷重移動に伴って急減速時には車体の前方が沈み後方が浮上がり、急加速時には車体の前方が浮上がり後方が沈み込むいわゆるピッチング挙動が発生する。そして、このピッチング挙動に応じて、例えばブレーキ作用時において乗員の上体は、前方向に生じる力によって前かがみ状態となり、乗員はこの前方向の力に打ち勝つために踏ん張る必要があった。このピッチング挙動は、車両サスペンションの伸縮等に起因して、ブレーキペダルが踏み込まれ車両に制動力が作用すると発生する。
【０００３】
このような車両のピッチング挙動を防ぐ技術としてとして、例えば特許文献１に示すものが知られている。これは、特許文献１の図１に示すように、ブレーキ液を送るポンプ３６からブレーキを作動させる前輪の第１及び第３ホイールシリンダ４１,４０の間に第１及び第３増圧制御弁３１,２１と第１及び第３減圧制御弁３３,２３とを、同様に後輪の第２及び第４ホイールシリンダ４２,４３との間に第２及び第４増圧制御弁３２,２２と第２及び第４減圧制御弁３４,２４とを夫々設け、また、これらの制御弁その他を制御するＥＣＵ１００とを備えている。そして、同文献の図２及び図３に示すように、車両停止直前から車両停止に至る間（同図３（ｃ）の時点）において、前輪側の各ホイールシリンダ４０,４１にかかるブレーキ液圧の増圧が、車両停止直前以前（同図３（ｂ）の時点）の増圧勾配と比べて同等或いは減少されるように制限し、また、車両停止直前から車両停止に至る間（同図３（ｃ）の時点）において、後輪側のホイールシリンダ４２,４３にかかるブレーキ液圧の増圧が実行され、車両停止直前以前（同図３（ｂ）の時点）の増圧勾配と比べて増圧勾配を増大させるようになっている。このように車両制動時の車両停止直前から車両停止に至る間において、後輪側の車輪に車輪制動力を発生させる車輪制動力発生手段にかかるブレーキ液圧の増圧勾配を、車両停止直前以前までにおける増圧勾配よりも大きくすることによって、車体に発生するピッチング挙動を抑制するというものである。
【０００４】
また、その他にも特許文献２に示すものが知られている。これは特許文献２の図４及び図５に示すように、座席シートの４箇所に右前方のシート姿勢駆動部２０Ａ、右後方のシート姿勢駆動部２０Ｂ、左前方のシート姿勢駆動部２０Ｃ及び左後方のシート姿勢駆動部２０Ｄとこれらシート姿勢駆動部を制御する制御装置４０を備え、ステアリングセンサ６２及び速度センサ６４により得られた数値より座席シートの姿勢制御し、さらにサスペンションの変位量を検知するストロークセンサ６６Ａ〜Ｄにより得られた数値から速度センサ６４等により求められた座席シートの姿勢制御量を補正するというものである。
【特許文献１】特開平１１−７０８７４号公報（第１５頁,第１６頁、図１,図２）
【特許文献２】特許０２８７０２５３号公報（第１３頁,第１４頁、図２〜図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１にかかる装置では、ピッチング挙動への対応を車両の前輪と後輪とに働くブレーキの制御によって行うため、装置が大掛かりで複雑になってしまう。また、特許文献２にかかる装置では、車両走行状態量検出手段（速度センサやステアリングセンサ等）で得られる車両の旋回や加速・減速の状態から演算して座席シートの姿勢を前後左右方向に制御するため、やはり複雑な機構や装置が必要となる。
【０００６】
本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、ピッチング挙動に対する座席シートの姿勢制御を簡便に行う車両用シートの姿勢制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、車両状態を検出する車両状態検出手段と、車両用シートの姿勢を変更する姿勢変更手段と、前記車両状態検出手段により検出された車両状態に基づいて前記姿勢変更手段を制御する制御手段と、を備えた車両用シートの姿勢制御装置において、前記姿勢変更手段は、車両のピッチング方向に車両用シートの姿勢を変更させる装置であり、前記制御手段は、前記車両状態検出手段の検出信号に基づいて、前記車両の速度変更時における所定時間毎のピッチング角度をピッチング挙動として予測演算し、前記ピッチング挙動を打消すように前記姿勢変更手段を制御することである。
【０００８】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記車両状態検出手段は、車両のサスペンションより上に設けられた加速度センサ、車輪の回転数から車速を検出する速度センサ及び車両の車体と車輪との相対変位を検出する車高センサの少なくともいずれか一つのセンサを含むものであり、前記姿勢変更手段は、前記車両の左右方向に平行な軸線回りに少なくともピッチング方向に回動可能に該車両用シートを軸支する回動機構を有し、前記制御手段は、前記予測演算により求められたピッチング角度を、予測されている時点における前記車両状態検出手段の検出信号により修正することである。
【０００９】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、前記制御手段は、前記車両のピッチング挙動が所定値以下の範囲では車両用シートの姿勢変更を実行しない制御装置とされていることである。
【００１０】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、前記制御手段は、車両の減速度が０となった時点より、揺り戻しによるピッチング挙動を打消すように車両用シートの姿勢を制御する制御装置とされていることである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によると、車両状態検出手段の検出信号に基づいて、ピッチング角度をピッチング挙動として予測演算し、この予測演算されたピッチング挙動を打消すように制御するので、車両のピッチング挙動を打消すように車両用シートの姿勢制御を前もって確実にかつ容易におこなうことができる。
【００１２】
請求項２に係る発明によると、加速度センサ、速度センサ及び車高センサの検出信号の少なくともいずれか一つのセンサからの検出信号に基づいて、車両の時間毎の各ピッチング角度を予め演算し、この演算されたピッチング角度を打消すように車両用シートの姿勢変更は所定時間毎に制御される。そして、演算されるピッチング角度は予測されている時点における車両状態検出手段の検出信号により修正しながら演算されるので、ピッチング角度を正確に予測演算することができる。また、ピッチング方向に回動する回動機構という簡単な構成の姿勢変更手段により、車両用シートの姿勢を変更して該シートに座る乗員の乗り心地を良くすることができる。
【００１３】
請求項３に係る発明によると、ピッチング挙動が所定値を超えるまで車両シートの姿勢を変更しないので、乗員が車両の自然な動きを感じる領域を残すことができ、車両の乗員の乗り心地を良くすることができる。
【００１４】
請求項４に係る発明によると、減速度が０になった時点からの車両の揺り戻し挙動について、揺り戻しのピッチング挙動を打消すように車両用シートの姿勢を変更するので、該シートに座る乗員の乗り心地を良くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る車両用乗員姿勢制御装置の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。図１は車両におけるシートと車両用シートの姿勢制御装置との位置関係を示す概念図であり、図２は該シートに取り付けられた車両用シートの姿勢制御装置の構成を示す概念図である。
【００１６】
車両用シート２は、図１に示すように、乗員（運転者）が着座するシートクッション４と、乗員の背中を指示するシートバック６と、シートクッション４に対するシートバック６の傾きを調整するリクライニング装置８を備えている。シートクッション４の下方にはシート全体の姿勢を変更する姿勢変更手段１０が設けられている。
【００１７】
姿勢変更手段１０は、図２に示すように、車両１の床面１２とシートクッション４との間に設けられるシート姿勢駆動装置１４、回動機構としての回動軸支部材１６及びばね部材１８より構成される。シート姿勢駆動装置１４は、サーボモータ２０と、サーボモータ２０の回転軸に図略の減速装置、ヘリカルギア等を介して上下方向の軸線を有する回転支持軸２２と、この回転支持軸２２の上端部にボールねじ部２４により螺合されるシート下部支持部２６とから構成される。回転支持軸２２は車両１の床面１２に所定範囲で揺動可能に軸支された下端軸受け部２８に支承され、回転支持軸２２が車両用シート２のピッチング方向の動きに追随して揺動可能に構成される。シート下部支持部２６はシートクッション４の後部下面に図略のビス等により組付けられ、前記回転支持軸２２の回転に伴って車両用シート２の後部を上下に駆動するようになっている。
【００１８】
回動軸支部材１６は下端部を車両１の床面１２に立設された下部支持部材３０と、上端部をシートクッション４の中央部下面に図略のビス等によって組付けられた上部支持部材３２とから成っている。下部支持部材３０の上端部には上部支持部材３２の下端部が車両１の左右方向に軸線を有する回動軸３４によって回動可能に軸支されている。
【００１９】
ばね部材１８は下端部を車両１の床面１２に固定され、ばね部材１８の上端部はシートクッション４の前部下面に組付けられている。このばね部材１８により車両１から車両用シート２に伝わる衝撃的な力を緩和するようになっている。
【００２０】
次に、この車両用シートの姿勢制御装置の電気的接続を図３に示すブロック図を用いて説明する。制御手段としての制御装置５０には、車速度センサとしての車輪速度センサ５２、Ｇセンサ５４、車高センサとしてのストロークセンサ５６が接続され、各センサ５２，５４，５６が検出した検出信号が入力される。
【００２１】
車輪速度センサ５２は車輪の回転速度から車速を検出し、Ｇセンサ５４は車両の加速・制動にともなういわゆるばね上の加速度を検出し、ストロークセンサ５２は車輪と車体との相対変位より車高を検出する。また、制御装置５０にはシート姿勢駆動装置１４のサーボモータ２０が接続されている。制御装置５０はサーボモータ２０に制御信号を出力するとともに、サーボモータ２０に設けられたエンコーダ等によりフィードバック用の位置信号を入力する。
【００２２】
以上の構成をした車両用シートの姿勢制御装置における姿勢変更手順を、車両にブレーキが働いた場合について、図４に示すフローチャートにより説明する。
【００２３】
まず、車輪速度センサ５２、ストロークセンサ５６より例えばｔj時点での車両状態を検出する（ステップＳ１０１）。そして、これらのセンサ５２，５６より検出された信号から必要な情報を制御装置５０に入力する。
【００２４】
制御装置５０では、車輪速度センサ５２の検出値(検出信号)に基づいてｔj時点での制動力を演算する。そして、例えばＦ２という制動力が求められたとき、Δt後に遅れて生じるｔj+1時点での車両のピッチング角度を、図６に示すような予め作成されたマップにより予測することができる。なお、ストロークセンサ５６の検出値よりサスペンションの変位量をばね定数の特性として考慮に入れる。ここで、車両のいわゆるばね上のピッチング挙動をばね下の車輪速度より予測演算しているため、以下のような修正をおこなう。
【００２５】
まず、ｔj時点の加速度ＧjをＧセンサ５４より実測し、図５に示すような予め加速度Ｇとピッチング角度θの関係について作成したマップをプログラムしておき、ｔj時点のピッチング角度θjを求める。そして、このθjに図６で示すΔt後の変化量Δθを加算してΔt時間後のピッチング角度を求める（ステップＳ１０２）。このように、ｔj時点で修正のために実測されたピッチング角度θjは、ｔj時点の車両用シート２の姿勢を制御する値としてそのまま使用されるのではなく、Δt後のピッチング角度を予測演算する際に使用される。以下各時間毎に修正しながらΔt後のピッチング角度を予測演算していく。このように各時間毎に修正しながら予測演算していくので、ピッチング角度を正確に予測することができる。
【００２６】
なお、本実施形態においては、図５、図６に示すようなマップを使用し、Ｇセンサによる加速度によってピッチング角度を修正したが、これに限定されず例えば車体の傾きをストロークセンサによる検出値（検出信号）によって修正してもよい。
【００２７】
次に、制御装置５０において、予測された各時間毎のピッチング角度を打消すように車両用シート２の姿勢位置を演算し、この時間毎の予測演算値に基づく制御信号をシート姿勢駆動装置１４のサーボモータ２０に出力して時間制御をおこなう。本実施形態の場合、制動により車両１が前傾するようにピッチング角度が生じるため、サーボモータ２０を回転支持軸２２が退入するように回転させて車両用シート２を後傾させるよう姿勢を変更する（ステップＳ１０３）。このように、予測演算された車両１のピッチング挙動を打消すように各時間毎に制御し、車両用シート２の姿勢を前もって確実にかつ容易に変更するので、該シート２に座る乗員の乗り心地を良くすることができる。ピッチング方向の姿勢制御に限定することで、簡単な姿勢変更手段及び容易な制御手段により非常な効果を奏することができる。
【００２８】
また、減速度が０となった時点から生じるいわゆる車体の揺れ戻しについては、図７に示すように、予め作成された揺れ戻しの特性マップをプログラムしておき、車速が０の時点でのピッチング角度から、例えば、その揺れ戻し挙動Ｙの位相に対して打消すような車両用シートの姿勢制御する位相のデータＳを制御装置５０に入力し、車両用シート２の姿勢変更をおこなうことができる。
【００２９】
なお、車両用シート２の姿勢変更を開始するピッチング角度に閾値を設け、予め設定した所定のピッチング角度を生じなければ、姿勢変更を実行しないようにしてもよい。これによって、乗員が車両の自然な動きを感じる領域を残すことができ、車両の乗員の乗り心地を良くすることができる。
【００３０】
また、車体が、荷物や後部座席の乗員などの荷重により後傾したり、助手席の乗員により前傾したりする場合などのように、乗員が運転者１人である場合と比較してピッチング方向に傾く角度が相違するときには、前後の車輪と車体の間に設けられたストロークセンサなどによりその傾き角度を検出し、予測演算されるピッチング角度にその傾き角度を初期値として加算してもよい。
【００３１】
また、例えば、坂道を下って走行する場合などのように車両全体が前傾している場合においても、その傾きの角度を予測演算されるピッチング角度に初期値として加算してもよい。
【００３２】
なお、本実施形態において、車両状態検出手段として、加速度センサ、車輪速度センサ、ストロークセンサを使用したが、これらに限定されるものではなく、例えば車体の傾きを直接的に検出する傾斜角センサ、地面と車体との相対速度を測定する対地車体速度センサなどの各種センサを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る車両用乗員姿勢制御装置と車両における座席との位置関係を示す概念図。
【図２】車両用シートの姿勢制御装置の構成図。
【図３】車両用シートの姿勢制御装置の電気的接続図。
【図４】姿勢変更手順を示すフローチャート。
【図５】加速度Ｇに対するピッチング角度θを示すマップ。
【図６】所定の制動力におけるピッチング角度θの時系列的変化を示すマップ。
【図７】揺れ戻し挙動の特性を示すマップ。
【符号の説明】
【００３４】
１…車両、２…車両用シート、１０…姿勢変更手段、１４…姿勢変更手段（シート姿勢駆動装置）、１６…姿勢変更手段・回動機構（回動軸支部材）、１８…姿勢変更手段（ばね部材）、３４…回動軸、５０…制御手段（制御装置）、５２…車速センサ（車輪速度センサ）、５４…Ｇセンサ、５６…車高センサ（ストロークセンサ）。
【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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