JP5369470B2

JP5369470B2 - 車両用シート装置

Info

Publication number: JP5369470B2
Application number: JP2008087684A
Authority: JP
Inventors: 忠幸新部; 宜久岡本; 陽子大黒谷; 雄策武田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2028-03-28
Also published as: JP2009241647A

Description

本発明は、車両用シート装置に関する。

車両用シートに関しては、疲労度の少ない安楽な着座姿勢、或いは揺れの少ない安定な着座姿勢、眠気を催し難い着座姿勢など、乗員に相応しい着座姿勢を提供することができるように、種々の工夫がなされている。そのような車両用シート装置の一例が特許文献１に記載されている。それは、シートクッション、シートバック上部及びシートバック下部の各々に荷重センサを配置し、それら各部に作用する乗員の荷重を検出し、この各部の荷重値に基いて、乗員の着座姿勢が安楽になるように、シートバック上部及びシートバック下部のリクライニング角度を調節するというものである。
特開２００５−８２０４３号公報

しかし、従来のシート各部に荷重センサを配置し、それら各部に作用する乗員の荷重を検出する手法では、多くの荷重センサを必要としコスト高になる。また、乗員からシート各部に加わる荷重を検出する手法では、必ずしも高い精度で着座姿勢を判定できるとは言い難い。

そこで、本発明は、多くの荷重センサを必要とせずに、乗員の着座姿勢を精度良く判定してシート状態を変更することにより、乗員が適切な着座姿勢をとることができるようにする。

本発明は、このような課題を解決するために、シートに着座した乗員の足裏からフロアにどのような荷重が加わっているかが乗員の着座姿勢に大きな影響を与える点に着目し、この乗員の足裏からフロアに加わる足裏荷重を利用して、乗員が目標着座姿勢をとっているか否かを判定するようにした。

請求項１に係る発明は、車両の後席シートの状態を検出するシート状態検出手段と、
上記後席シートの状態を変更するシート状態変更手段と、
上記車両の前席シートを前後方向に移動させる前席シート移動手段と、
上記車両のフロアに設けられ、上記後席シートに着座した乗員の足裏がフロアから受けるフロア反力を検出するフロア反力検出手段と、
上記乗員の体格に関連する情報を得る体格情報取得手段と、
上記後席シートの状態と上記フロア反力と上記体格関連情報とに基いて、着座した乗員身体の複数の部位が当該後席シートから受けるシート反力を求めるシート反力算出手段と
上記身体各部位が受けるシート反力の分布に基いて上記乗員が所定の目標着座姿勢となっているか否かを判定する着座姿勢判定手段と、
上記乗員が目標着座姿勢になっていないときに、該目標着座姿勢となるように上記シート状態変更手段の作動を制御するシート状態制御手段とを備え、
上記シート状態変更手段は、上記後席シートの少なくとも座面角度を変更するものであり、
上記シート状態制御手段は、上記後席シートの座面角度の変更によっては上記目標着座姿勢を得ることができないときに、上記前席シートを前方に移動させることを特徴とする車両用シート装置である。

すなわち、乗員の体格及び後席シートの状態が定まれば、その後席シートに着座した乗員の足裏が受けるフロア反力、乗員の身体各部位が受けるシート反力は、その乗員の着座姿勢に依存して定まる。従って、上述の後席シートの状態と足裏のフロア反力と体格関連情報とに基いて、着座した乗員身体の各部位が受けるシート反力を求めることができる。そして、乗員の身体各部位のシート反力分布と目標着座姿勢でのシート反力分布との比較によって、乗員が目標着座姿勢になっているか否かを判定することができ、この判定結果に応じて上記後席シートの状態を変更すれば、乗員を目標着座姿勢にすることができる。

ここに、乗員の大腿と座面との隙間があるときに、後席シートの座面角度が大きくなる（座面前端が高くなる）ようにすれば、大腿が後席シートの座面に支えられる範囲が広くなる。そのことにより、乗員の荷重が座面に広く分散されるようになり、尻（臀部）に加わる圧力は小さくなる。つまり、後席シートの座面角度如何によって、乗員の尻に加わる圧力が大きく異なる。そこで、本発明では、このように尻に加わる圧力に大きな影響を与えるシート座面角度を変更して目標着座姿勢を得るようにした。さらに、上記後席シートの座面角度の変更によっては上記目標着座姿勢を得ることができないときに、上記前席シートを前方に移動させるようにした。これにより、後席乗員の足許のスペースが広くなり、乗員は所望の着座姿勢をとり易くなる。

請求項２に係る発明は、請求項１において、
上記着座姿勢判定手段は、上記シート状態変更手段の作動頻度が所定値以上であるときに、上記目標着座姿勢の判定基準を高くなる方向に変更することを特徴とする。

すなわち、シート状態変更手段の作動頻度が所定値以上であるということは、乗員がその着座姿勢を度々変更している、例えば、車両の走行が長時間に及び、乗員の疲労度が高くなっている、或いはシートへの落ち着きが悪いと感じていると推測することができる。よって、その場合は目標着座姿勢の判定基準を高め（例えば安楽な着座姿勢を目標とするときは、安楽度がさらに高い着座姿勢となるように判定基準を変更し）、高い目標値をもってシート状態を変更するものである。

請求項３に係る発明は、請求項１において、
上記シート状態変更手段の作動頻度が所定値以上であるときに、そのことを乗員に知らせる報知手段を備えていることを特徴とする。

上述の如く、シート状態変更手段の作動頻度が所定値以上であるということは、乗員がその着座姿勢を度々変更している、つまり、車両の走行が長時間に及んでいると推測できるため、安全運転や乗員の健康の確保の観点から、注意を喚起する（車両を停車させて休憩することを促す）ものである。

以上のように、請求項１に係る発明によれば、後席シートの状態とこの後席シートに着座した乗員の足裏が受けるフロア反力と乗員の体格関連情報とに基いて、乗員の身体各部位が受けるシート反力を求めて乗員が目標着座姿勢になっているか否かを判定するようにし、乗員が目標着座姿勢になっていないときに、後席シートの少なくとも座面角度を変更し、この座面角度の変更によっては上記目標着座姿勢を得ることができないときに、前席シートを前方に移動させるようにしたから、多数のセンサを用いることなく、乗員の着座姿勢を精度良く判定することができるとともに、乗員を目標着座姿勢にすることが容易になり、さらに、目標着座姿勢を得ることができないときの前席シートの前方移動により、乗員は所望の着座姿勢をとり易くなる。

請求項２に係る発明によれば、シート状態変更手段の作動頻度が所定値以上であるときに、目標着座姿勢の判定基準を高くなる方向に変更するから、乗員をその疲労度等に応じた適切な着座姿勢にすることができる。

請求項３に係る発明によれば、シート状態変更手段の作動頻度が所定値以上であるときに、そのことを乗員に知らせるようにしたから、安全運転や乗員の健康の確保に関して乗員の注意を喚起することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１に示す車両１において、２は前席シート、３は後席シートである。前席シート２側には、前席シート２の車両前後方向における位置を検出するシート位置センサ４と、該シート２を車両前後方向に移動させるアクチュエータ（前席シート移動手段）５とが設けられている。後席シート３側には、後席シート３の座面角（座面角度）を検出する座面角センサ（シート状態検出手段）６と、その座面角を変化させるアクチュエータ（シート状態変更手段）７とが設けられているとともに、フロア８には後席シート３に着座する乗員Ｍの足裏荷重を検出する６軸センサ９が設けられている。前席シート移動用のアクチュエータ５及び座面角変更用のアクチュエータ７の作動は、シート位置センサ４、座面角センサ６及び６軸センサ９の信号に基いて、ＣＰＵ，ＲＡＭおよびＲＯＭを一体化したＥＣＵ１１によって制御される。

６軸センサ８は、１点に作用する外力を互いに直交する各軸方向の力３成分と各軸周りのモーメント３成分を電気信号に変換し、同時に且つ個別に検出できる機能を持つセンサであり、後席シート３に着座した乗員Ｍの足裏がフロア８から受けるフロア反力を検出するフロア反力検出手段として働き、また、乗員Ｍの体格に関連する情報を得る体格情報取得手段として働く。

実施形態の説明の用語について説明すると、図２に示すように、フロア反力としては、上下方向のフロア反力ＷＬと前後方向のフロア反力ＴＬとが用いられる。座面角θは水平線に対するシートクッション３ａの座面の上向き傾斜角度である。シートバック角ηは垂直線に対するシートバック３ｂの後傾角度である。ヒップポイント高さＨはフロア面から乗員６のヒップポイントまでの高さである。この座面角θ、シートバック角η及びヒップポイント高さＨはいずれも、シート状態を規定する要素であるが、本実施形態では座面角θ及びヒップポイント高さＨがシート状態を規定する要素として重要になる。

図３は乗員の着座姿勢を規定する関節角度の説明図である。着座姿勢は、垂直線に対する胴体中心線Ｂの後傾角度であるトルソー角、水平線に対する大腿の上向き傾斜角度であるサイ角、大腿Ｔと下腿Ｌとのなす角度である膝角、下腿Ｌと足Ｆとのなす角度である足首角、及び水平線に対する足Ｆの角度である靴角によって規定することができる。

＜実施形態１＞
この実施形態は、後席シート３に着座する乗員の体格を推定して、乗員が安楽な着座姿勢になるようにシート状態を変更する。そのために、ＥＣＵ１１は、乗員の体格判定手段、乗員の着座姿勢検出手段、シート反力算出手段、乗員の着座姿勢判定手段、並びに上記アクチュエータ５，７の作動を制御するシート状態制御手段として働く。また、ＥＣＵ１１には上記着座姿勢検出、シート反力算出、着座姿勢判定等のための各種のデータベースが設けられている。

以下、ＥＣＵ１１による処理の流れを示す図４のフローチャートに従って具体的に説明する。

スタート後、シート位置センサ４、座面角センサ６及び６軸センサ９の各信号が読み込まれ、ステップＡ１で乗員の体格判定が行われる。この体格判定について図５に具体的に示されている。まず、ステップＢ１において後席シートのアクチュエータ７を作動させてその座面角θを最小minにする。続くステップＢ２において６軸センサ９による足裏荷重Ｗfwの計測値を読み込む。なお、この足裏荷重Ｗfwは上下方向のフロア反力ＷＬに相当する。続くステップＢ３において足裏荷重Ｗfwが所定の荷重範囲（ＷfwminからＷfwmaxの範囲）内の値か否かを判定する。これは乗員が後席シートに着座したか否かの判定であり、乗員着座状態での足裏荷重として想定される最小値Ｗfwminと最大値Ｗfwmaxを予め設定しておく。

足裏荷重Ｗfwが所定の荷重範囲であれば、乗員が着座したとしてステップＢ４に進み、当該足裏荷重Ｗfwを初期足裏荷重Ｗfwiniとして設定する。続くステップＢ５において座面角θをΔθだけ増大させ、ステップＢ６において足裏荷重Ｗfwを計測し、ステップＢ７において足裏荷重計測値Ｗfwが初期足裏荷重Ｗfwiniよりも小さくなったか（Ｗfw−Ｗfwini＜０）を判定する。足裏荷重計測値Ｗfwが初期足裏荷重Ｗfwiniよりも小さくなるまで、ステップＢ５の座面角θの増大及びステップＢ６の足裏荷重Ｗfwの計測を繰り返し、足裏荷重計測値Ｗfwが初期足裏荷重Ｗfwiniよりも小さくなると、乗員の大腿と座面との間に隙間がなくなった（踵がフロアから少し浮いた状態になった）として、ステップＢ８に進む。

ステップＢ８では座面角θをΔθ／２減少させる。これにより、乗員を足のつま先側だけでなく踵もフロアに着いた正規着座状態とするものである。この状態での座面角θ、及びヒップポイント高さＨpiniを続くステップＢ９において取得し、続くステップＢ１０で足裏荷重Ｗfwを計測し、ステップＢ１１で６軸センサ９の計測値に基いて足裏の重心位置（前後方向における位置）Ｇを算出する。続くステップＢ１２において、先のステップＢ９の座面角θ及びヒップポイント高さＨpini、ステップＢ１０の足裏荷重Ｗfw、並びにステップＢ１１の足裏重心位置Ｇに基いて、当該乗員の体格を決定する。すなわち、θ、Ｈpini、Ｇ及びＷfwから体格を推定する関数ｆを予め設定しておき、この関数ｆにより、当該乗員の体格を決定する。座面角θ及びヒップポイント高さＨpiniが定まれば、そのシートに正規着座状態（正規着座姿勢）で着座した乗員の足裏重心位置Ｇ及び足裏荷重Ｗfwは、その乗員の体格（身長及び体重）に応じた値になることを利用するものである。なお、昇降機構を備えていない本実施形態の後席シートの場合、上記ヒップポイント高さＨpiniは固定値Ｈとなる。

図４に戻って、ステップＡ２では、６軸センサ９から得られるフロア反力、ステップＡ１で決定された乗員体格、並びにヒップポイント高さＨ（シート状態）に基いて、後席乗員の着座姿勢を検出する。この検出には、フロア反力−関節角度データベースを利用する。このデータベースは、図６に示す上下方向のフロア反力ＷＬとヒップポイント高さＨと関節角度（サイ角など）との関係を表すデータを各体格毎に予め作成して集積したものである。図６はある体格でのフロア反力曲面（データ）ｉを図示している。ヒップポイント高さＨが定まれば、乗員が様々の着座姿勢（様々の関節角度）でシートに着座しているときのフロア反力ＷＬは乗員の体格に応じた値になることを利用するものである。

従って、フロア反力ＷＬとヒップポイント高さＨとに基いて、ステップＡ１で決定された当該乗員の体格のデータを用いてサイ角などの関節角度を算出することができる。すなわち、ＥＣＵ１１は、サイ角と同じく、トルソー角や膝角等についても、各体格毎にシート状態との関係でフロア反力の大きさを規定したデータベースを備えており、このデータベースを用いて当該乗員のサイ角、その他の関節角度を算出する（乗員の着座姿勢検出）。なお、フロア反力ＷＬに代えて、フロア反力ＴＬを採用するようにしてもよい。

続くステップＡ３では、関節角度−シート反力データベースを用い、乗員の着座姿勢（関節角度）に基いて、着座した乗員の身体各部位が当該シートから受けるシート反力を算出する。図７はシート反力を求める乗員のシート接触点についての説明図であり、大腿下部接触点１、大腿中間部接触点２、尻接触点３、上体下部接触点４及び上体上部接触点５がシート反力を求める代表的な身体部位となる。関節角度−シート反力データベースは、図８に示すように、接触点１〜５について、２種類の関節角とシート反力との関係を表すデータを各体格毎に予め作成して集積したものである。図８はある体格での各接触点のシート反力曲面（データ）を図示している。例えば、乗員のサイ角とトルソー角とが定まれば、尻接触点３でのシート反力はその乗員の体格に応じた値になることを利用するものである。

続くステップＡ４，Ａ５では、安楽着座時のシート反力データベースを用いて乗員が安楽な着座姿勢をとっているか否かの安楽着座判定を行い、安楽着座でなければ、ステップＡ６に進んで乗員の着座姿勢が安楽になるようにシート状態変更処理を行なう。ステップＡ４，Ａ５の安楽着座判定の具体的な内容については図９に示されている。

すなわち、ステップＡ３で各接触点のシート反力が算出されると、図９のステップＣ１に進み、乗車後最初の安楽着座判定であるか否かが判定される。この判定はフラグ処理によって行なうことができる。すなわち、スタート後のイニシャライズにおいて安楽着座判定フラグを「０」とし、安楽判定があったときにそのフラグを「１」とする処理を行なうようにし、そのフラグが「０」か「１」によって乗車後最初の安楽判定であるか否かを判定すればよい。最初の安楽着座判定であるときはステップＣ２に進んで、乗員の大腿体圧荷重Ｐiniを零にする。なお、用語「大腿体圧荷重」は身体の重みによって大腿に加わる荷重の意味で使用しており、ここでは、図７の接触点１でのシート反力と同義である。

続くステップＣ３では、安楽着座判定基準値Ｒ0＝大腿体圧荷重／尻体圧荷重を設定する。「尻体圧荷重」は身体の重みによって尻に加わる荷重の意味で使用しており、ここでは、図７の接触点３でのシート反力と同義である。すなわち、本実施形態では、尻体圧荷重に対する大腿体圧荷重の比の大きさによって安楽着座姿勢か否かを判定するようにしている。大腿体圧荷重が大きくなるほど、身体の重みが尻から大腿全体にわたって広く分散され、身体に局部的な痛みを感じなくなるから、安楽着座状態であるとしている。

図１０は標準体格において、種々の座面角θ及びヒップポイント高さＨをとったときの、足裏、大腿（接触点１）及び尻（接触点３）の体圧荷重（シート反力）の変化を示す。大腿体圧荷重と尻体圧荷重とが略等しい特性ラインＥは、最も安楽度が高い脱力状態であり、座面角θ又はヒップポイント高さＨの減少により大腿体圧荷重が大きくなるに従って（大腿体圧荷重／尻体圧荷重比が小さくなるに従って）、安楽度が低くなる。但し、大腿体圧荷重が上記脱力状態での値から３５％程度低くなっても、乗員の主観的な安楽感は殆ど変わらないことを実験により確認しており、従って、例えば大腿体圧荷重が上記脱力状態での値から３５％程度低くなったときの大腿体圧荷重／尻体圧荷重比を安楽着座判定基準値Ｒ0として定めることができる。

続くステップＣ４では、ステップＡ３で算出されたシート反力に基いて、乗員の実際の大腿体圧荷重／尻体圧荷重比Ｒを算出する。続くステップＣ５において、安楽着座判定のための閾値αを設定し、続くステップＣ６において、乗員が安楽着座姿勢をとっているか否かの判定（Ｒ0−α＜Ｒ＜Ｒ0＋α？）を行なう。乗員が安楽着座姿勢をとっているときはステップＣ７に進んで、そのときの大腿体圧荷重をＰiniとし、続くステップＣ８で「安楽姿勢＝ＹＥＳ」とする。すなわち、図４のステップＡ５の判定を「Yes」とする。ステップＣ６において、乗員が安楽着座姿勢をとっていないと判定されたときは、ステップＣ９に進んで「安楽姿勢＝ＮＯ」とする。すなわち、図４のステップＡ５の判定を「No」とする。

ステップＣ１において、乗車後最初の安楽判定ではないと判定されたときは、ステップＣ１０に進み、大腿体圧荷重Ｐiniが零か否かを判定する。「Ｐini＝０」であるときは、前回の安楽着座判定において、ステップＣ９の「安楽姿勢＝ＮＯ」に進み、後述のシート状態変更処理が行われたケースであり、この場合は既に安楽着座判定基準値Ｒ0が設定されているから、ステップＣ４以降に進み、当該シート状態変更処理によって安楽着座姿勢になっているか否かの判定処理が行われる。

ステップＣ１０において「Ｐini＝０」でないと判定されたときは、前回の安楽着座判定において、ステップＣ７からステップＣ８の「安楽姿勢＝ＹＥＳ」に進んだケースである。つまり、一旦は乗員が大腿体圧荷重／尻体圧荷重比Ｒに基づく安楽着座姿勢をとっていたことを意味する。そのような比Ｒに基づく安楽着座姿勢がとられた後は、ステップＣ１１に進み、前回の大腿体圧荷重Ｐiniに対する今回の大腿体圧荷重の比Ｒ１を算出し、続くステップＣ１２において当該比Ｒ１に関する閾値β（安楽着座判定基準値）を取得する。続くステップＣ１３において、Ｒ１が閾値βよりも大きいか否かを判定し、Ｒ１が閾値βよりも大きいときはステップＣ１４に進んで「安楽姿勢＝ＹＥＳ」とする。Ｒ１が閾値βよりも大きくないときはステップＣ１５に進んで「安楽姿勢＝ＮＯ」とする。

すなわち、乗員が大腿体圧荷重／尻体圧荷重比Ｒに基づく安楽着座姿勢をとった後は、大腿体圧荷重／尻体圧荷重比Ｒではなく、大腿体圧荷重比Ｒ１にて安楽着座判定を行なって乗員の着座姿勢制御を行なうものである。閾値βには最初は予め定められた値が与えられ、乗員の着座疲労が高くなったときには、この閾値βが逐次増大される。この点は後述する。

図４のフローに戻って説明を続けると、ステップＡ５で乗員の着座姿勢が安楽ではないと判定されたときはステップＡ６に進み、目標値とのずれ量（大腿体圧荷重／尻体圧荷重比Ｒの安楽着座判定基準値Ｒ0からのずれ量、又は大腿体圧荷重比Ｒ１の閾値βからのずれ量）に基いて、目標座面角θｔを算出する。この目標座面角θｔは、予め当該ずれ量と座面角補正量との関係を設定してデータとして電子的に記憶しておき、その記憶データから座面角補正量を算出し、この座面角補正量を現在の座面角に加算することによって求める。この場合、ずれ量が大きくなるほど座面角補正量は大きくなる。

続くステップＡ７において、目標座面角θｔは所定の下限値θminと上限値θmaxとの範囲内の値であるか否かを判定する。この下限値θmin及び上限値θmaxはとりうる座面角の限界値である。目標座面角θｔが当該範囲内の値であるときはステップＡ８に進み、目標座面角θｔになるように、座面角変更用のアクチュエータ７を作動させ、続くステップＡ９において、座面角変更制御回数値Ｎをインクリメントする。この座面角の変更制御により、乗員を安楽着座姿勢にすることができる。

ステップＡ７において目標座面角θｔが上記範囲内の値でないときは、ステップＡ１０に進み、シート位置センサ４によって検出される前席シート２の位置に基いて該前席シート２を前方へ移動させることができるか否かを判定する。前方移動可であるときはステップＡ１１に進み、図１１に示すように、アクチュエータ５によって前席シート２を前方へ所定量移動させる。

ステップＡ５において乗員の着座姿勢が安楽姿勢になっていると判定されたときはステップＡ１２に進み、座面角変更制御の制御回数値Ｎが所定値Ｎｏを越えているか否かが判定される。この制御回数値Ｎが所定値Ｎｏを越えているときはステップＡ１３に進み、閾値β（安楽着座判定基準値）を変更するとともに、警報を出す。

すなわち、制御回数値Ｎが所定値Ｎｏを越えているときは、安楽着座姿勢が得られるように座面角の変更制御を繰り返しても、乗員が自ら着座姿勢を変更すべく身体を動かしてしまう、つまり、乗員の着座疲労度が高くなった状態と考えられる。そこで、閾値βを所定量増大させ、安楽度がさらに高い座面角制御を行なうことができるようにするとともに、乗員の疲労度が高くなっていることを報知することにより、車両１を停車させて休憩をとることを促すものである。閾値βは、制御回数値Ｎが所定値Ｎｏを越えていると判定される度に逐次増大させていく。

本実施形態の場合、ステップＡ１が乗員の体格判定手段を、ステップＡ２が乗員の着座姿勢検出手段を、ステップＡ３がシート反力算出手段を、ステップＡ４及びＡ５が乗員の着座姿勢判定手段を、ステップＡ６〜Ａ８，Ａ１０，Ａ１１がシート状態制御手段を、ステップＡ１２及びＡ１３が着座姿勢判定基準の変更手段及び報知手段を、それぞれ構成している。

＜実施形態２＞
本実施形態については、ＥＣＵ１１による処理の流れを示す図１２のフローチャートに従って説明する。先の実施形態１では、座面角θ、ヒップポイント高さＨ、足裏荷重Ｗfw及び足裏重心位置Ｇに基いて、当該乗員の体格を求めたが、本実施形態では２種類のフロア反力ＷＬ，ＴＬを利用して当該乗員の体格及び着座姿勢を検出する。

すなわち、図１２のフローにおいて、スタート後、シート位置センサ４、座面角センサ６及び６軸センサ９の各信号が読み込まれ、ステップＤ１において、フロア反力−関節角度データベースを用いて、乗員の体格と共にその着座姿勢を検出する。

図１３は、ある体格での上下方向のフロア反力ＷＬとヒップポイント高さＨと関節角度（サイ角など）との関係を表すデータ（フロア反力曲面ｉ）を図示している。図１４は、同じくある体格での前後方向のフロア反力ＴＬとヒップポイント高さＨと関節角度（サイ角など）との関係を表すデータ（フロア反力曲面ｉ）を図示している。当該データベースはこのようなデータを各体格毎に予め作成して集積したものである。

ヒップポイント高さＨが定まれば、図１３及び図１４に示すように、ある体格ｉに対応するフロア反力曲面ｉから曲線ＰＱｉ、曲線ＲＳｉが切り取られる。曲線ＰＱｉ、曲線ＲＳｉは、フロア反力と関節角度との関係を示す曲線である。図１５及び図１６は、様々な体格に対応する曲線ＰＱ、曲線ＲＳを図示したものである。

ステップＤ１では、フロア反力ＷＬ，ＴＬ（６軸センサ９の測定値）各々について、ヒップポイント高さＨ（本実施形態では固定値）に基づき、フロア反力−関節角度データベースから、サイ角などの関節角度を体格別に算出する。図１５及び図１６は、フロア反力ＷＬ，ＴＬの各測定値を与えたときの、各体格におけるフロア反力ＷＬに対応するサイ角などの関節角度θ^Ｗ _ｉ＋１，θ^Ｗ _ｉ，θ^Ｗ _ｉ−１，θ^Ｗ _ｉ−２，各体格におけるフロア反力ＴＬに対応するサイ角などの関節角度θ^Ｔ _ｉ＋１，θ^Ｔ _ｉ，θ^Ｔ _ｉ−１，θ^Ｔ _ｉ−２を示す。

そうして、得られた関節角度θ^Ｗと関節角度θ^Ｔとを同一体格毎に比較（例えば、体格ｉ＋１の関節角度θ^Ｗ _ｉ＋１と関節角度θ^Ｔ _ｉ＋１とを比較）し、関節角度θ^Ｗと関節角度θ^Ｔとの差が最も小さい体格を当該乗員の体格として決定するとともに、その差が最も小さい関節角度θ^Ｗと関節角度θ^Ｔとの平均値を当該乗員の関節角度とする。当該乗員の着座状態での関節角度に応じてフロア反力ＷＬ及びフロア反力ＴＬが定まるのであるから、フロア反力ＷＬから求まる関節角度θ^Ｗとフロア反力ＴＬから求まる関節角度θ^Ｔとは本来は同じ角度になるということを利用している。つまり、本来は同じ角度になるはずであるから、データベースから求まる関節角度θ^Ｗと関節角度θ^Ｔとの差が最も小さい体格が当該乗員の体格として妥当するという理屈である。

以上により、当該乗員の体格と着座姿勢（各部の関節角度）を検出した後、ステップＤ２以降に進む。このステップＤ２以降の各ステップは実施形態１に係る図４のステップＡ３以降の各ステップと同じであり、その説明は重複するため省略する。この実施形態の場合、ステップＤ１が乗員の体格判定手段と乗員の着座姿勢（関節角度）検出手段を構成している。また、フロア反力ＷＬ及びフロア反力ＴＬは乗員の体格を判定するための体格関連情報となっている。

本実施形態によれば、実施形態１とは違って、乗員を体格判定のための正規着座状態にする必要がないから、つまり、乗員の脚の上げ下げの必要がないから、乗員に違和感を与える懸念がない。

なお、上記実施形態１，２は後席シート３の乗員を安楽着座姿勢にするケースであるが、本発明は、安楽着座に限らず、例えば、乗員を着座姿勢の安定化など他の目的で着座姿勢制御を行なうこともできる。

また、上記実施形態１，２では、座面角を変更することによって乗員の着座姿勢制御を行なうようにしたが、シートを昇降させる手段を設け、ヒップポイント高さを変更するようにしてもよく、或いは座面角及びヒップポイント高さの変更に加えて、シートバック角度を変更するようにしてもよい。

本発明の実施形態に係る車両用シート装置の構成図である。フロア反力及びシート状態の説明図である。乗員の着座姿勢（関節角度）の説明図である。実施形態１に係る制御の流れを示すフローチャート図である。実施形態１に係る乗員の体格判定制御の流れを示すフローチャート図である。フロア反力−関節角度データベースに含まれる乗員のある体格のフロア反力曲面（データ）を示す図である。乗員のシート接触点についての説明図である。乗員のある体格の各接触点のシート反力曲面（データ）を示す図である。安楽着座判定の流れを示すフローチャート図である。様々な座面角及びヒップポイント高さでの乗員の各部位の体圧荷重を示すグラフ図である。前席シートを前方に移動させる様子を示す側面図である。実施形態２に係る制御の流れを示すフローチャート図である。フロア反力−関節角度データベースに含まれる乗員のある体格の上下方向のフロア反力曲面（データ）を示す図である。フロア反力−関節角度データベースに含まれる乗員のある体格の前後方向のフロア反力曲面（データ）を示す図である。あるヒップポイント高さにおける上下方向のフロア反力と様々な体格での関節角度（サイ角など）との関係を示すグラフ図である。あるヒップポイント高さにおける前後方向のフロア反力と様々な体格での関節角度（サイ角など）との関係を示すグラフ図である。

１車両
２前席シート
３後席シート
４前席シート位置センサ
５アクチュエータ（前席シート移動手段）
６座面角センサ（シート状態検出手段）
７アクチュエータ（シート状態変更手段）
８フロア
９６軸センサ（フロア反力検出手段）
１１ＥＣＵ

Claims

車両の後席シートの状態を検出するシート状態検出手段と、
上記後席シートの状態を変更するシート状態変更手段と、
上記車両の前席シートを前後方向に移動させる前席シート移動手段と、
上記車両のフロアに設けられ、上記後席シートに着座した乗員の足裏がフロアから受けるフロア反力を検出するフロア反力検出手段と、
上記乗員の体格に関連する情報を得る体格情報取得手段と、
上記後席シートの状態と上記フロア反力と上記体格関連情報とに基いて、着座した乗員身体の複数の部位が当該後席シートから受けるシート反力を求めるシート反力算出手段と
上記身体各部位が受けるシート反力の分布に基いて上記乗員が所定の目標着座姿勢となっているか否かを判定する着座姿勢判定手段と、
上記乗員が目標着座姿勢になっていないときに、該目標着座姿勢となるように上記シート状態変更手段の作動を制御するシート状態制御手段とを備え、
上記シート状態変更手段は、上記後席シートの少なくとも座面角度を変更するものであり、
上記シート状態制御手段は、上記後席シートの座面角度の変更によっては上記目標着座姿勢を得ることができないときに、上記前席シートを前方に移動させることを特徴とする車両用シート装置。
請求項１において、
上記着座姿勢判定手段は、上記シート状態変更手段の作動頻度が所定値以上であるときに、上記目標着座姿勢の判定基準を高くなる方向に変更することを特徴とする車両用シート装置。
請求項１において、
上記シート状態変更手段の作動頻度が所定値以上であるときに、そのことを乗員に知らせる報知手段を備えていることを特徴とする車両用シート装置。