JP6458068B2 - 自動運転用シート装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動走行可能な自車両に搭載される自動運転用シート装置に関する。

従来から、自車両の走行挙動に応じて姿勢又は形状を変更可能なシート装置が知られている。

特許文献１では、車載通信端末を介して受信した道路情報（例えば、勾配・曲率・道幅）に基づいて、乗員が着座するシートの姿勢を調整する制御装置が提案されている。例えば、カーナビゲーションシステムから取得したカーブ曲率と、設定・入力された閾値を比較することで、特定のカーブへの進入状況を検出する旨が概ね記載されている。

特開２００５−１１９５５９号公報（［００２６］、［００３２］、［００５４］等）

しかしながら、特許文献１で提案される装置では、上記した道路情報の他、自車両の走行情報（例えば、加速度・旋回角度・走行速度）を併せて用いることを前提としている。このため、走行情報の取得時からシートの調整完了時までの時間遅延（つまり応答遅れ）が生じ、即時性が高い制御を行うことができない。

特に自車両の自動走行中、ドライバを含む乗員は、手動運転の場合と比べて、自車両の周囲に対する意識が相対的に薄くなっている場合がある。つまり、乗員は、自車両の走行挙動（間接的には、自身に作用する外力）を事前に認識し難くなり、その分だけ上記した応答遅れに伴うシートに対するフィット感の不適合を強く知覚してしまう。

本発明は上記した問題を解決するためになされたものであり、乗員が知覚するフィット感の不適合を抑制可能な自動運転用シート装置を提供することを目的とする。

第１の本発明に係る自動運転用シート装置は、自動走行可能な自車両に搭載される装置であって、乗員が着座するシートと、前記自車両の車幅方向に延びる第１軸を中心として前記シートを回動可能な第１回動アクチュエータ、および、前記自車両の高さ方向に延びる第２軸を中心として前記シートを回動可能な第２回動アクチュエータとの少なくとも一方を駆動するシート駆動部と、前記シート駆動部を制御する駆動制御部と、を備え、前記自車両が自動走行中に、前記駆動制御部は、現時点よりも先の時点又は現在位置よりも先の走行位置にて前記乗員に作用する外力を、前記自車両における目標挙動の時系列データセットに基づいて予測し、前記先の時点になった際又は前記先の走行位置に到達した際に、既に予測された前記外力に基づいて前記シート駆動部を制御する。

このように、現時点よりも先の時点又は現在位置よりも先の走行位置にて乗員に作用する外力を予測するので、応答遅れが改善された状態下でシートの姿勢又は形状を適時に変更可能（例えば、乗員が知覚できない程度に緩やかに変更可能）となり、乗員が知覚するフィット感の不適合を抑制することができる。特に、自車両の自動走行中、ドライバを含む乗員は、手動運転の場合と比べて、自車両の走行挙動（間接的には、自身に作用する外力）を事前に認識し難い傾向があるので、上記した抑制効果が顕著に現われる。

また、車幅方向に延びる第１軸を中心にシートを回動させることで乗員に作用する縦慣性力に対処できると共に、高さ方向に延びる第２軸を中心にシートを回動させることで乗員に作用する横慣性力に対処できる。
前記時系列データセットは、前記自車両における目標挙動の位置、姿勢角、速度、加速度、曲率、ヨーレート、操舵角をデータ単位とするものであってもよい。

前記駆動制御部は、前記自車両の運転モードが手動運転モードから自動運転モードに切り替わった時に、前記シート駆動部に対する制御を開始してもよい。手動走行中に乗員の姿勢を強制的に変更することで却って運転操作の妨げになることを防止できる。

前記駆動制御部は、前記乗員に作用する外力の成分が緩和されるように前記第１回動アクチュエータを制御し、前記シートの背もたれ面を複数の平面で定義した場合に、いずれかの前記平面の法線方向に前記外力の作用する向きが合うように前記第２回動アクチュエータを制御してもよい。このように制御することで、乗員に作用する縦慣性力に対処できると共に、高さ方向に延びる第２軸を中心にシートを回動させることで乗員に作用する横慣性力に対処できる。

本発明に係る自動運転用シート装置によれば、乗員が知覚するフィット感の不適合を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る車両制御装置の構成を示す全体構成図である。 図１に示す自動運転用シート装置の構成ブロック図である。 図２に示す自動運転用シート装置の第１動作（制御値の算出）を説明するフローチャートである。 自車両の走行軌道を示す図である。 図５Ａ及び図５Ｂは、第１目標値の決定方法に関する説明図である。 図６Ａ及び図６Ｂは、背もたれ面と合力方向の関係を模式的に示す図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、第２目標値の決定方法に関する説明図である。 図２に示す自動運転用シート装置の第２動作（シートの駆動）を説明するフローチャートである。

以下、本発明に係る自動運転用シート装置について車両制御装置との関係において好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

［車両制御装置１０の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る車両制御装置１０の構成を示す全体構成図である。この車両制御装置１０は、車両（図４の自車両１００）に組み込まれており、かつ、自動又は手動により車両の走行制御を行う。ここで、「自動運転」は、車両の走行制御をすべて自動で行う「完全自動運転」のみならず、走行制御を部分的に自動で行う「部分自動運転」を含む概念である。

車両制御装置１０は、基本的には、入力系装置群と、運転制御システム１２と、出力系装置群とから構成される。入力系装置群及び出力系装置群をなす各々の装置は、運転制御システム１２に通信線を介して接続されている。

入力系装置群は、外界センサ１４と、通信装置１６と、ナビゲーション装置１８と、車両センサ２０と、自動運転スイッチ２２と、操作デバイス２４に接続された操作検出センサ２６を含んで構成される。出力系装置群は、駆動力装置２８と、操舵装置３０と、制動装置３２と、報知装置３４と、自動運転用シート装置３６を含んで構成される。

＜入力系装置群の構成＞
外界センサ１４は、車両の外界状態を示す情報（以下、外界情報）を取得し、当該外界情報を運転制御システム１２に向けて出力する。外界センサ１４は、具体的には、複数のカメラと、複数のレーダと、複数のＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging；光検出と測距／Laser Imaging Detection and Ranging；レーザ画像検出と測距）を含んで構成される。

通信装置１６は、路側機、他の車両、及びサーバを含む外部装置と通信可能に構成されており、例えば、交通機器に関わる情報、他の車両に関わる情報、プローブ情報又は最新の地図情報４２を送受信する。この地図情報４２は、記憶装置４０の所定メモリ領域内に、或いはナビゲーション装置１８に記憶される。

ナビゲーション装置１８は、車両の現在位置を検出可能な衛星測位装置と、ユーザインタフェース（例えば、タッチパネル式のディスプレイ、スピーカ及びマイク）を含んで構成される。ナビゲーション装置１８は、車両の現在位置又はユーザによる指定位置に基づいて、指定した目的地までの経路を算出し、運転制御システム１２に出力する。ナビゲーション装置１８により算出された経路は、記憶装置４０の所定メモリ領域内に、経路情報４４として記憶される。

車両センサ２０は、車両の速度（車速）を検出する速度センサ、加速度を検出する加速度センサ、横Ｇを検出する横Ｇセンサ、垂直軸周りの角速度を検出するヨーレートセンサ、向き・方位を検出する方位センサ、勾配を検出する勾配センサを含み、各々のセンサからの検出信号を運転制御システム１２に出力する。これらの検出信号は、記憶装置４０の所定メモリ領域内に、自車情報４６として記憶される。

自動運転スイッチ２２は、例えば、インストルメントパネルに設けられた押しボタンスイッチである。自動運転スイッチ２２は、ドライバを含むユーザのマニュアル操作により、複数の運転モードを切り替え可能に構成される。

操作デバイス２４は、アクセルペダル、ステアリングホイール、ブレーキペダル、シフトレバー、及び方向指示レバーを含んで構成される。操作デバイス２４には、ドライバによる操作の有無や操作量、操作位置を検出する操作検出センサ２６が取り付けられている。

操作検出センサ２６は、検出結果としてアクセル踏込量（アクセル開度）、ステアリング操作量（操舵量）、ブレーキ踏込量、シフト位置、右左折方向等を走行制御部５６に出力する。

＜出力系装置群の構成＞
駆動力装置２８は、駆動力ＥＣＵ（電子制御装置；Electronic Control Unit）と、エンジン・駆動モータを含む駆動源から構成される。駆動力装置２８は、走行制御部５６から入力される走行制御値に従って車両の走行駆動力（トルク）を生成し、トランスミッションを介して間接的に、或いは直接的に車輪に伝達する。

操舵装置３０は、ＥＰＳ（電動パワーステアリングシステム）ＥＣＵと、ＥＰＳ装置とから構成される。操舵装置３０は、走行制御部５６から入力される走行制御値に従って車輪（操舵輪）の向きを変更する。

制動装置３２は、例えば、油圧式ブレーキを併用する電動サーボブレーキであって、ブレーキＥＣＵと、ブレーキアクチュエータとから構成される。制動装置３２は、走行制御部５６から入力される走行制御値に従って車輪を制動する。

報知装置３４は、報知ＥＣＵと、表示装置と、音響装置とから構成される。報知装置３４は、運転制御システム１２から出力される報知指令に応じて、自動運転又は手動運転に関わる報知動作を行う。

＜運転モード＞
車両制御装置１０は、自動運転スイッチ２２の操作に応じて、「自動運転モード」と「手動運転モード」（非自動運転モード）が切り替わるように構成されている。この自動運転モードは、ドライバが、操作デバイス２４（具体的には、アクセルペダル、ステアリングホイール及びブレーキペダル）の操作を行わない状態で、逐次作成される行動計画に従って、駆動力装置２８、操舵装置３０、及び制動装置３２の一部又は全部を制御する運転モードである。

一方、ドライバが、自動運転モードの実行中に操作デバイス２４を用いた所定の操作を行うと、自動運転モードが自動的に解除されると共に、運転自動化のレベル（或いは度合い）が相対的に低い運転モード（手動運転モードを含む）に切り替わる。

＜運転制御システム１２の構成＞
運転制御システム１２は、１つ又は複数のＥＣＵにより構成され、上記した記憶装置４０の他、各種機能実現部を備える。この実施形態では、機能実現部は、１つ又は複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）が、非一過性の記憶装置４０に記憶されているプログラムを実行することにより機能が実現されるソフトウエア機能部である。これに代わって、機能実現部は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の集積回路からなるハードウエア機能部であってもよい。

運転制御システム１２は、記憶装置４０の他、外界認識部５０と、行動計画作成部５２と、軌道生成部５４と、走行制御部５６を含んで構成される。

外界認識部５０は、入力系装置群により入力された各種情報（例えば、外界センサ１４からの外界情報）を用いて、車両の両側にあるレーンマーク（白線）を認識し、停止線・信号機の位置情報、又は走行可能領域を含む「静的」な外界認識情報を生成する。また、外界認識部５０は、入力された各種情報を用いて、駐停車車両等の障害物、人・他車両等の交通参加者、又は信号機の灯色を含む「動的」な外界認識情報を生成する。

行動計画作成部５２は、外界認識部５０による認識結果に基づいて走行区間毎の行動計画（イベントの時系列）を作成し、必要に応じて行動計画を更新する。イベントの種類として、例えば、減速、加速、分岐、合流、レーンキープ、レーン変更、追い越しが挙げられる。ここで、「減速」「加速」は、車両を減速又は加速させるイベントである。「分岐」「合流」は、分岐地点又は合流地点にて車両を円滑に走行させるイベントである。「レーン変更」は、車両の走行レーンを変更させるイベントである。「追い越し」は、車両に前走車両を追い越させるイベントである。

また、「レーンキープ」は、走行レーンを逸脱しないように車両を走行させるイベントであり、走行態様との組み合わせによって細分化される。走行態様として、具体的には、定速走行、追従走行、減速走行、カーブ走行、或いは障害物回避走行が含まれる。

軌道生成部５４は、記憶装置４０から読み出した地図情報４２、経路情報４４及び自車情報４６を用いて、行動計画作成部５２により作成された行動計画に従う走行軌道（目標挙動の時系列）を生成する。この走行軌道は、具体的には、位置、姿勢角（ヨー角／ピッチ角）、速度、加速度、曲率、ヨーレート、操舵角をデータ単位とする時系列データセットである。

走行制御部５６は、軌道生成部５４により生成された走行軌道（目標挙動の時系列）に従って、車両を走行制御するための各々の走行制御値を決定する。そして、走行制御部５６は、得られた各々の走行制御値を、駆動力装置２８、操舵装置３０、及び制動装置３２に出力する。

［自動運転用シート装置３６の構成］
図２は、図１に示す自動運転用シート装置３６の構成ブロック図である。自動運転用シート装置３６は、シート６０と、シート６０の姿勢又は形状を変更させるシート駆動部６２と、シート駆動部６２を制御する駆動制御部６４とから構成される。なお、この自動運転用シート装置３６は、運転手席の他、助手席、これ以外の座席にも適用することができる。

シート６０は、自車両１００（図４）の車室内に設けられており、乗員としてのドライバＤ（図５Ａ及び図５Ｂ）が着座するための装置である。ドライバＤは、座面６０ａ及び背もたれ面６０ｂに接触した状態にてシート６０に着座する。シート６０は、車幅方向に延びる軸（以下、第１軸Ｘ１という）及び高さ方向に延びる軸（以下、第２軸Ｘ２という）を中心に独立して回動可能に構成される。なお、シート６０は、着座するドライバＤの位置又は姿勢を変更するための可動部を備えてもよい。

シート駆動部６２は、シート６０の姿勢又は形状を変更可能に構成された駆動機構である。シート駆動部６２は、第１軸Ｘ１を中心としてシート６０を回動可能な第１回動アクチュエータ６６と、第２軸Ｘ２を中心としてシート６０を回動可能な第２回動アクチュエータ６８を含んで構成される。なお、シート駆動部６２は、第２軸Ｘ２に沿って上下方向に駆動可能なアクチュエータをさらに備えてもよい。

以下、第１軸Ｘ１、第２軸Ｘ２に関する角度位置を、それぞれ「縦回動角θａ」及び「横回動角θｂ」で表現する。縦回動角θａに関して、シート６０の前側を「正方向」、後側を「負方向」とそれぞれ定義する。横回動角θｂに関して、反時計回りの向きを「正方向」、時計回りの向きを「負方向」とそれぞれ定義する。

駆動制御部６４は、運転制御システム１２により生成された走行軌道１１０（図４）に基づいてシート駆動部６２の駆動制御を行う。この駆動制御部６４は、外力予測部７０、目標値算出部７２、制御値算出部７４及びタイミング制御部７６として機能する。

［自動運転用シート装置３６の動作］
＜１．制御値の算出＞
本実施形態における車両制御装置１０及び自動運転用シート装置３６は、以上のように構成される。続いて、自動運転用シート装置３６の第１動作について、図３のフローチャート及び図４〜図７Ｂを参照しながら説明する。この「第１動作」とは、車両制御装置１０を搭載した自車両１００が自動走行中に、シート６０の駆動に供される制御値を算出する動作を意味する。

図３のステップＳ１において、駆動制御部６４は、運転制御システム１２の軌道生成部５４により直近に生成された走行軌道１１０を取得する。

図４に示すように、自車両１００は、蛇行形状を有するレーン１０２を走行しようとする。このレーン１０２は、破線状のレーンマーク１０４と、連続線状のレーンマーク１０６により区画されている。走行軌道１１０は、レーン１０２の中心線１０８とは位置が異なっており、走行挙動の滑らかさが保証された軌道に相当する。

本図の例では、自車両１００における走行位置の時間的変化を１０個のプロット｛Ｐ（ｎ）｝（ｎ＝０〜９）で表記している。現在の走行位置がＰ（０）である自車両１００は、将来の走行位置Ｐ（１）〜Ｐ（９）を順次通過しながら走行しようとする。

プロット｛Ｐ（ｎ）｝が等時間間隔（Δｔ）で定義されている場合、現時点ｔ＝０における走行位置がＰ（０）であり、将来の時点ｔ＝ｎΔｔ（１≦ｎ≦９）における走行位置はそれぞれＰ（ｎ）である。或いは、プロット｛Ｐ（ｎ）｝が等距離間隔で定義されている場合、隣接する２つのプロットＰ（ｎ）、Ｐ（ｎ＋１）間の走行距離はｎの値によらず一定である。

ステップＳ２において、駆動制御部６４（外力予測部７０）は、現時点より先の時点（以下、予測時点）を指定する。例えば、シート６０の駆動に関わるターンアラウンドタイムが１．５プロット分（１．５×Δｔ）である場合、ｎ≧２を満たす将来の時点ｔ＝２Δｔ、３Δｔ、‥のいずれかを指定する。

ステップＳ３において、外力予測部７０は、ステップＳ１で取得された走行軌道１１０に基づいて、ステップＳ２にて指定された予測時点における外力を予測する。具体的には、外力予測部７０は、走行軌道１１０のプロット｛Ｐ（ｎ）｝が示す目標挙動の各値から、ドライバＤに作用する縦慣性力Ｆａ及び横慣性力Ｆｂの合力Ｆｃを予測する。

ここで、縦慣性力Ｆａとは、自車両１００の加減速動作に伴って、シート６０の前後方向に作用する縦方向の慣性力である。また、横慣性力Ｆｂは、自車両１００の旋回動作に伴って、左右方向（車幅方向）に作用する横方向の慣性力である。

ステップＳ４において、目標値算出部７２は、ステップＳ３で予測された合力Ｆｃを用いて、シート６０の回動角に関する目標値を算出する。以下、縦回動角θａの目標値を「第１目標値θｔａ」と、横回動角θｂの目標値を「第２目標値θｔｂ」とそれぞれ称する場合がある。

図５Ａ及び図５Ｂは、第１目標値θｔａの決定方法に関する説明図である。図６Ａ及び図６Ｂは、背もたれ面６０ｂと合力方向１２４の関係を模式的に示す図である。図７Ａ及び図７Ｂは、第２目標値θｔｂの決定方法に関する説明図である。

図５Ａは、θａ＝０においてドライバＤに作用する縦方向の外力を模式的に示している。ドライバＤの頭部１２０には、縦慣性力Ｆａ（＝Ｍ×α）及び重力Ｆｇ（＝Ｍ×ｇ）がそれぞれ作用する。なお、Ｍは頭部１２０の重量であり、αは自車両１００の加速度又は減速度（以下、加減速度という）であり、ｇは重力加速度（単位：ｍ／ｓ^２）である。

図５Ｂは、θａ＜０においてドライバＤに作用する縦方向の外力を模式的に示している。自車両１００の加速動作中（α＞０）に、縦慣性力Ｆａを相殺する方向（θａ＜０）にシート６０を傾けることで、頭部１２０に作用する縦慣性力Ｆａを緩和することができる。

例えば、「ドライバＤの正面方向１２２において、外力を完全に相殺することで重心を移動させない」という設計思想を採用する場合、第１目標値θｔａは、次の（１）式に従って決定される。
θｔａ＝ｔａｎ^−１（−α／ｇ） ‥‥（１）

一方、自車両１００の減速動作中（α＜０）である場合、縦慣性力Ｆａを相殺する方向（つまり、θａ＞０）にシート６０を傾けることで、頭部１２０が正面方向１２２の前方に向けて乗り出すことを抑制できる。

図６Ａ及び図６Ｂに示す合力方向１２４は、縦慣性力Ｆａ及び横慣性力Ｆｂのベクトル和である合力Ｆｃの向きに相当する。ここで、縦慣性力Ｆａ及び横慣性力Ｆｂは、次の（２）式、（３）式で算出される。
Ｆａ＝Ｍ｛α・ｃｏｓ（θａ）−ｇ・ｓｉｎ（θａ）｝ ‥（２）
Ｆｂ＝ＭρＶ・Ｖ ‥（３）

なお、ρは曲率（つまり、曲率半径の逆数）であり、Ｖは車速である。また、縦回動角θａが（１）式に示すθｔａに等しい場合、（２）式の右辺は０、つまり、Ｆａ＝０となる。

例えば、「合力方向１２４を背もたれ面６０ｂの真正面から受ける」という設計思想に基づいて、第２目標値θｔｂを決定する場合を考える。以下、モデルの簡略化のため、シート６０の背もたれ面６０ｂは、１つの第１平面１２６と、第１平面１２６の両端にそれぞれ接続された２つの第２平面１２８、１２８からなる平面の集合体であると想定する。なお、第１平面１２６と第２平面１２８のなす角はφとする。

図６Ａの例では、横慣性力Ｆｂの大きさが無視できる程度に微小であり、合力Ｆｃは縦慣性力Ｆａに等しくなっている。その結果、合力方向１２４は第１平面１２６の法線方向に一致しているので、θｂ＝０を満たすシート６０の姿勢は、好ましい目標状態の１つである。

図６Ｂの例では、合力方向１２４は、正方向を向く横慣性力Ｆｂの作用下に、ｔａｎ^−１（Ｆｂ／Ｆａ）だけ正方向に傾いている。仮に、ｔａｎφ＝Ｆｂ／Ｆａの関係を満たす場合、合力方向１２４は第２平面１２８の法線方向に一致する。よって、図６Ａの場合と同様に、θｂ＝０を満たすシート６０の姿勢は、好ましい目標状態の１つである。

図６Ａ及び図６Ｂから理解されるように、背もたれ面６０ｂの形状を複数の平面で表現する場合、合力方向１２４をいずれかの平面の法線方向に合わせることで、上記した目標状態がそれぞれ達成され得る。そこで、目標値算出部７２は、前回値からの変位量が最小になる横回動角θｂを、最適な第２目標値θｔｂとして決定する。

図７Ａ及び図７Ｂにおいて、グラフの横軸は横回動角θｂを示し、グラフの縦軸は法線角を示している。この「法線角」は、自車両１００の前後方向と、平面の法線方向との間のなす角を意味する。実線で示す３本の直線は、いずれも勾配（傾き）が１であり、それぞれ切片が異なっている。

直線Ｌ１は、θｂ＝０での法線角がφであり、右側の第２平面１２８における角度関係を示す。直線Ｌ２は、θｂ＝０での法線角が０であり、第１平面１２６における角度関係を示す。直線Ｌ３は、θｂ＝０にて法線角が−φであり、左側の第２平面１２８における角度関係を示す。

図７Ａに示すように、前回の合力方向１２４（前回値）が０であり、今回の合力方向１２４（今回値）がγ（ただし、０＜γ＜φ／２）であるとする。この場合、直線Ｌ１〜Ｌ３の位置関係を考慮すると、変位量を示す矢印長さが最短である「第１平面１２６」が選択される。

図７Ｂに示すように、前回の合力方向１２４（前回値）が０であり、今回の合力方向１２４（今回値）がγ（ただし、φ／２＜γ＜φ）であるとする。この場合、直線Ｌ１〜Ｌ３の位置関係を考慮すると、変位量を示す矢印長さが最短である「右側の第２平面１２８」が選択される。

このようにして、目標値算出部７２は、合力Ｆｃの成分又は向きを用いて、第１目標値θｔａ及び第２目標値θｔｂを算出する（ステップＳ４）。なお、目標値の算出方法はこれに限られず、合力Ｆｃの大きさ及び／又は向きを考慮した様々な手法を用いることができる。

ステップＳ５において、制御値算出部７４は、ステップＳ４により算出された目標値に基づいて、シート６０の駆動に供される制御値を算出する。以下、縦回動角θａの制御値を「第１制御値θｃａ」と、横回動角θｂの制御値を「第２制御値θｃｂ」とそれぞれ称する場合がある。なお、この制御値は、第１制御値θｃａ、第２制御値θｃｂの２種類に限られず、シート駆動部６２が備えるアクチュエータの構成に応じたパラメータである。

制御値算出部７４は、例えば、算出した目標値と等しい制御値（θｃａ＝θｔａ、θｃｂ＝θｔｂ）を設けてもよいし、過去直近に算出した少なくとも１つの制御値又は目標値との関係から、今回の制御値を算出してもよい。単位時間あたりの変位量を制限することで、シート６０の急激な移動・変形に伴うドライバＤの違和感を抑制できる。

変位量を制限する具体例として、制御値算出部７４は、前回値との差分が上限値を超えない制御値を算出してもよいし、過去の計算値を含めた統計的手法（例えば、移動平均）を用いて制御値を算出してもよい。

このようにして、自動運転用シート装置３６の第１動作（図３）が終了する。自動運転用シート装置３６は、プロット｛Ｐ（ｎ）｝単位の間隔（時間又は走行位置）にて第１動作を反復継続して実行し、制御値の時系列データを逐次更新する。

＜２．シート６０の駆動＞
続いて、自動運転用シート装置３６の第２動作について、図８のフローチャートを参照しながら説明する。この「第２動作」とは、車両制御装置１０を搭載した自車両１００の走行中に、上記した第１動作により得られた制御値に基づいてシート６０を駆動する動作を意味する。

図８のステップＳ１１において、駆動制御部６４は、現時点で選択されている運転モードの属性を走行制御部５６から取得する。「オン」ではない（「オフ」である）場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、駆動制御部６４は、シート６０の駆動制御を停止すると共に、シート６０が定常位置、つまりθａ＝θｂ＝０に戻った状態を維持する（ステップＳ１２）。一方、「オン」であると判定された場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３において、駆動制御部６４は、未使用である制御値（具体的には、第１制御値θｃａ及び第２制御値θｃｂ）に変更がないか否かを判定する。制御値の変更がない場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）はそのまま、制御値の変更がある場合（ステップＳ１３：ＮＯ）には制御値を更新した後（ステップＳ１４）、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５において、駆動制御部６４のタイミング制御部７６は、算出済みの制御値を出力するタイミング（以下、制御タイミングという）が到来したか否かを判定する。具体的には、タイミング制御部７６は、制御値に対応する予測時点から起算して、ターンアラウンドタイム分だけ遡った時点又は走行位置になったか否かを判定する。

未だ到来していないと判定された場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、微小な待ち時間だけ待機した後（ステップＳ１６）、ステップＳ１５に戻って、以下、ステップＳ１５、Ｓ１６を繰り返す。その後、制御タイミングが到来した場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、次のステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７において、駆動制御部６４は、到来した制御タイミングに対応する制御値をシート駆動部６２に向けて出力する。これにより、縦回動角θａに関する第１制御値θｃａは、第１回動アクチュエータ６６に供給される。また、横回動角θｂに関する第２制御値θｃｂは、第２回動アクチュエータ６８に供給される。

ステップＳ１８において、シート駆動部６２は、ステップＳ１７で供給された制御値に従ってシート６０の姿勢又は形状を変更させる。これにより、シート６０は、第１回動アクチュエータ６６の駆動を伴って、θａ＝θｃａの角度位置に至るまで第１軸Ｘ１を中心に回動する。また、シート６０は、第２回動アクチュエータ６８の駆動を伴って、θｂ＝θｃｂの角度位置に至るまで第２軸Ｘ２を中心に回動する。

このようにして、自動運転用シート装置３６の第２動作（図８）が終了する。自動運転用シート装置３６は、第１動作とは独立的に、第２動作を反復継続して実行し、シート６０の姿勢又は形状を逐次変更する。

［自動運転用シート装置３６による効果］
以上のように、自動運転用シート装置３６は、自動走行可能な自車両１００に搭載され、［１］ドライバＤ（乗員）が着座するシート６０と、［２］シート６０の姿勢又は形状を変更可能に駆動するシート駆動部６２と、［３］シート駆動部６２を制御する駆動制御部６４と、を備え、［４］自車両１００が自動走行中に、駆動制御部６４は、現時点よりも先の時点又は現在位置よりも先の走行位置にてドライバＤに作用する合力Ｆｃ（外力）を予測し、先の時点になった際又は先の走行位置に到達した際に、既に予測された合力Ｆｃに基づいてシート駆動部６２を制御する。

また、車両制御装置１０は、この自動運転用シート装置３６の他、［５］自車両１００の外界状態を認識する外界認識部５０と、［６］外界認識部５０による認識結果に基づいて自車両１００の行動計画を作成する行動計画作成部５２と、［７］行動計画作成部５２により作成された行動計画に従って自車両１００の走行軌道１１０を生成する軌道生成部５４と、を備え、［８］自動運転用シート装置３６の駆動制御部６４は、軌道生成部５４により生成された走行軌道１１０に基づいて合力Ｆｃを予測する。

このように、現時点よりも先の時点又は現在位置よりも先の走行位置にてドライバＤに作用する合力Ｆｃを予測するので、応答遅れが改善された状態下でシート６０の姿勢又は形状を適時に変更可能（例えば、ドライバＤが知覚できない程度に緩やかに変更可能）となり、ドライバＤが知覚するフィット感の不適合を抑制することができる。特に、自車両１００の自動走行中、ドライバＤは、手動運転の場合と比べて、自車両１００の走行挙動（間接的には合力Ｆｃ）を事前に認識し難い傾向があるので、上記した抑制効果が顕著に現われる。

また、シート６０は、自車両１００の車幅方向及び高さ方向に延びる２軸を中心に独立して回動可能に構成されてもよい。第１軸Ｘ１を中心にシート６０を回動させることでドライバＤに作用する縦慣性力Ｆａに対処できると共に、第２軸Ｘ２を中心にシート６０を回動させることでドライバＤに作用する横慣性力Ｆｂに対処できる。

また、駆動制御部６４は、自車両１００が手動走行中に、シート駆動部６２に対する制御を停止してもよい。ドライバＤの姿勢を強制的に変更することで却って運転操作の妨げになることを防止できる。

［備考］
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。或いは、技術的に矛盾が生じない範囲で各々の構成を任意に組み合わせてもよい。

１０…車両制御装置 １２…運転制御システム
１４…外界センサ １６…通信装置
１８…ナビゲーション装置 ２０…車両センサ
３６…自動運転用シート装置 ４０…記憶装置
５０…外界認識部 ５２…行動計画作成部
５４…軌道生成部 ５６…走行制御部
６０…シート ６２…シート駆動部
６４…駆動制御部 ６６…第１回動アクチュエータ
６８…第２回動アクチュエータ ７０…外力予測部
７２…目標値算出部 ７４…制御値算出部
７６…タイミング制御部 １００…自車両
１０２…レーン １０４、１０６…レーンマーク
１１０…走行軌道 １２２…正面方向
１２４…合力方向 Ｄ…ドライバ（乗員）
Ｘ１…第１軸 Ｘ２…第２軸

Claims (4)

1. 自動走行可能な自車両に搭載される自動運転用シート装置であって、
   乗員が着座するシートと、
   前記自車両の車幅方向に延びる第１軸を中心として前記シートを回動可能な第１回動アクチュエータ、および、前記自車両の高さ方向に延びる第２軸を中心として前記シートを回動可能な第２回動アクチュエータとの少なくとも一方を駆動するシート駆動部と、
   前記シート駆動部を制御する駆動制御部と、
   を備え、前記自車両が自動走行中に、
   前記駆動制御部は、現時点よりも先の時点又は現在位置よりも先の走行位置にて前記乗員に作用する外力を、前記自車両における目標挙動の時系列データセットに基づいて予測し、前記先の時点になった際又は前記先の走行位置に到達した際に、既に予測された前記外力に基づいて前記シート駆動部を制御することを特徴とする自動運転用シート装置。
2. 請求項１に記載の自動運転用シート装置において、
   前記時系列データセットは、前記自車両における目標挙動の位置、姿勢角、速度、加速度、曲率、ヨーレート、操舵角をデータ単位とするものであることを特徴とする自動運転用シート装置。
3. 請求項１又は２に記載の自動運転用シート装置において、
   前記駆動制御部は、前記自車両の運転モードが手動運転モードから自動運転モードに切り替わった時に、前記シート駆動部に対する制御を開始することを特徴とする自動運転用シート装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動運転用シート装置において、
   前記駆動制御部は、前記乗員に作用する外力の成分が緩和されるように前記第１回動アクチュエータを制御し、前記シートの背もたれ面を複数の平面で定義した場合に、いずれかの前記平面の法線方向に前記外力の作用する向きが合うように前記第２回動アクチュエータを制御することを特徴とする自動運転用シート装置。

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