JP7024541B2 - 座席姿勢制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用の座席姿勢制御装置に関する。

従来、自動車などの車両の座席に着座している乗員の姿勢を制御するために、乗員が着座している座席の姿勢を制御する座席姿勢制御装置が知られており、例えば特許文献１に記載のものが知られている。

特許文献１に記載の座席姿勢制御装置は、車両の周辺情報および車両の状態を検出する検出部と、乗員が着座している座席の姿勢を変更する変更部と、変更部の制御を行う運転制御部と、を備える。この座席姿勢制御装置は、検出部で検出された情報に基づいて車両の走行計画を生成し、当該走行計画に基づいて予め車両にかかる加速度を予測し、予測した加速度に合わせて、変更部により座席の姿勢を変更することで、乗員に生じる加速度変化を緩和できる。

特開２０１７－７１３７０号公報

ところで、近年、自動車などの車両の加速、操舵および制動を車両に搭載された制御システムが実行することで、車両の運転が行われる車両用の自動運転システムの開発が進められている。このような自動運転システムによって車両が自動的に走行している状況においては、乗員同士が対面で着座した状態となることが想定される。すなわち、車両の座席のうちの車体方向に沿って隣接する２つの座席が対面しており、これらの２つの座席にそれぞれ乗員が着座している状態となり得る。

しかしながら、このような状況において、車両が他の物体と衝突することなどにより、車両に異常な相対加速度が生じると、対面する乗員にはそれぞれ互いに着座している座席よりも前方への加速度が生じ、乗員同士が接触して傷害が生じるおそれがある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、車両に異常な相対加速度が生じた場合に、座席に着座している乗員にかかる相対加速度に起因する負荷を緩和し、特に対面で着座している乗員同士の衝突を防止する座席姿勢制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の座席姿勢制御装置は、車両（１）が物体と衝突した際に、車両の座席（４、５）に着座している乗員にかかる負荷を緩和する構成とされた座席姿勢制御装置であって、車両の周囲の物体を検出する物体検出部（１１）と、物体についての車両との衝突可能性にかかる物理量を取得する物理量取得部（１２）と、物理量取得部により取得した物理量に基づいて、物体と車両との衝突可能性を判定する衝突判定部（１４１）と、衝突判定部が車両と物体とが衝突すると判定した場合に、車両と物体との衝突前に、座席のうち乗員が着座している座席の姿勢を変更する駆動信号を出力する出力部（１４３）と、出力部からの駆動信号に基づいて、乗員が着座している座席のうち座面（６）およびシートバック（７）を動作させ、座席の姿勢を変更する姿勢変更部（１５）と、車両と物体とが衝突した場合に、乗員が着座している座席にかかる加速度である座席加速度を測定する加速度センサ（１３）と、座席加速度に基づいて、座席に衝撃が発生したかを判定する衝撃判定部（１４２）と、加速度センサを第１加速度センサとして、車両と物体とが衝突した際における車両の加速度である車両加速度を測定する第２加速度センサ（１９）と、車両加速度に基づいて、座席に着座する乗員にかかる加速度を推定する乗員加速度推定部（１４４）と、を備える。このような構成において、出力部は、衝突判定部が車両と物体とが衝突しないと判定した場合において、衝撃判定部が座席に衝撃が発生したと判定したとき、駆動信号を出力する。また、出力部は、座席加速度に基づいて駆動信号を出力する前に、乗員加速度に基づいて駆動信号を出力し、姿勢変更部は、シートバックを乗員とは反対側に倒すと共に、座面のうちシートバックの反対側の端部（６ａ）を持ち上げる。

これにより、車両と物体とが衝突する前に、予め乗員が着座する座席の姿勢を変更して、乗員を衝突に伴う相対加速度に起因する負荷を低減できる体勢とすることができる。また、乗員同士が対面する状態で着座している場合においても、これらの座席を上記の姿勢とすることにより、乗員それぞれが負荷を低減できる体勢、かつ乗員同士の衝突を防ぐ体勢となるため、乗員の傷害値を低減できる座席姿勢制御装置となる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

実施形態に係る座席姿勢制御装置を搭載した車両の概略構成を示す側面図である。 図１に示された座席姿勢制御装置の概略構成を示すブロック図である。 座席姿勢制御装置を搭載していない車両が衝突した場合において、座席に着座している乗員にかかる負荷を示す概略図である。 座席姿勢制御装置を搭載していない車両が衝突した場合において、対面した状態で着座している乗員がいるとき、乗員にかかる負荷を示す概略図である。 実施形態に係る座席姿勢制御装置を搭載した車両において、座席の姿勢制御がなされた状態を示す概略図である。 図４Ａに示す座席の姿勢制御が行われた状態において、当該座席に着座している乗員にかかる負荷を示す概略図である。 図２に示された座席姿勢制御装置の一動作例を示すフローチャートである。 変形例１に係る座席姿勢制御装置を搭載した車両の概略構成を示す側面図である。 変形例１に係る座席姿勢制御装置の概略構成を示すブロック図である。 変形例１に係る座席姿勢制御装置の一動作例の一部を示すフローチャートである。 変形例２に係る座席姿勢制御装置を搭載した車両のうち座席を上方から見た状態を示す上面斜視図である。 変形例３に係る座席姿勢制御装置を搭載した車両のうち座席を上方から見た状態を示す上面斜視図である。 変形例３に係る座席姿勢制御装置の一動作例の一部を示すフローチャートである。 変形例４に係る座席姿勢制御装置の概略構成を示すブロック図である。 変形例４に係る座席姿勢制御装置の一動作例の一部を示すフローチャートである。 変形例５に係る座席姿勢制御装置の概略構成を示すブロック図である。 変形例５に係る座席姿勢制御装置の一動作例の一部を示すフローチャートである。 変形例６に係る座席姿勢制御装置の概略構成を示すブロック図である。 変形例６に係る座席姿勢制御装置の一動作例の一部を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（実施形態）
以下、実施形態を図面に基づいて説明するが、まず、本実施形態の座席姿勢制御装置１０が搭載される車両１について、図１を参照して簡単に説明する。

（車両の概略構成）
座席姿勢制御装置１０が搭載される車両１は、例えば、図１に示すように、いわゆる自動車であり、箱状の車体２を有してなる。

以下、説明の簡略化のため、車両１および車体２における、「前」、「後」、「上」および「下」の概念については、図１中の矢印で示した通りに定義する。また、図１に示した前後方向を「車長方向」と称し、前後方向に対して直交する左右方向を「車幅方向」と称する。

車体２は、図１に示すように、その内側に乗員が搭乗可能な空間である車室３を備え、車室３内に前部座席４と後部座席５とを備える。

前部座席４は、図１に示すように、車室３における前部に配置され、運転席と助手席とによりなる。前部座席４は、座面６と、シートバック７と、ヘッドレスト８とを有してなる。シートバック７は、図１に示すように、座面６から上方に延設されると共に、やや後方に傾いている。ヘッドレスト８は、シートバック７の上端部に装着されている。

後部座席５は、図１に示すように、車室３のうち前部座席４よりも後方に配置されると共に、前部座席４と同様に、座面６と、シートバック７と、ヘッドレスト８とを有してなる。後部座席５は、例えば、車幅方向を長手方向とする略矩形状の１つの座面が座面６とされるか、もしくは、略正方形状とされた複数の座面が車幅方向にて並んで配置されて座面６とされ、乗員が２名または３名着座可能な構成とされている。前者の場合には、車幅方向を長手方向とする略長方形状の１つのシートバックがシートバック７を構成する。後者の場合には、車体２の上下方向を長手方向とする略長方形状の複数のシートバックが、車幅方向にて並んで配置されてシートバック７を構成する。

車体２には、座席姿勢制御装置１０が搭載されている。本実施形態では、座席姿勢制御装置１０は、車両１と図示しない物体との衝突時において、前部座席４および後部座席５のうち乗員が着座している座席（以下「特定座席」という）の姿勢を制御し、乗員の傷害値を低減する構成とされている。

なお、特定座席については、例えば、座面６に図示しない圧力センサを配置し、当該圧力センサから所定以上の出力信号を検出することなどによって、特定されることができる。特定座席の検出については、上記の例に限られず、任意の方法が採用され得る。

（装置の機能構成）
以下、本実施形態の座席姿勢制御装置１０について説明する。座席姿勢制御装置１０は、図２に示すように、物体検出部１１と、物理量取得部１２と、加速度センサ１３と、制御部１４と、姿勢変更部１５とを有してなる。

物体検出部１１は、車両１の周囲に存在する物体を検出するものであり、車体２の任意の箇所に配置される。例えば、物体検出部１１は、２個のカメラセンサを備えた、いわゆるステレオカメラとして構成された場合には、車体２のうち車室３を覆う天井部分の前部などに取り付けられる。物体検出部１１は、車両１の周囲に存在する物体を検出することができる構成とされていればよく、上記の例に限られず、他の周知の技術が用いられてもよい。

なお、ここでいう「物体」とは、車両１と異なるものであり、例えば、歩行者、二輪車や自動車などの車両、動物や固定障害物などが挙げられる。「固定障害物」とは、例えば、柱や壁などの固定されたものである。

物理量取得部１２は、車両１と車両１の周囲に存在する物体との衝突可能性に関する物理量、特に距離を取得するものであり、車体２の任意の箇所に配置される。物理量取得部１２は、物体検出部１１により検出された物体（以下「検出物体」という）と車両１からの距離を取得するように構成されており、例えば、ミリ波レーダセンサ、レーザレーダセンサや超音波センサなどの周知の技術が用いられる。物理量取得部１２は、例えば、ミリ波レーダセンサとして構成された場合には、車体２のうち車室３を覆う天井部分の前部などに配置される。

なお、物体検出部１１や物理量取得部１２のより具体的な構成および配置については、本願の出願時点で既に公知あるいは周知であるため、本明細書では、その説明を省略する。また、物体検出部１１と物理量取得部１２とは、それぞれ別個独立の構成とされてもよいし、これらを備えて一体化された、いわゆるフュージョンセンサとして構成されてもよい。これらがいわゆるフュージョンセンサとして構成された場合、このような構成は「予防センサ」と称され得る。

加速度センサ１３は、本実施形態では、前部座席４および後部座席５それぞれに取り付けられ、座席に生じる加速度（以下「座席加速度」という）を測定するものであり、任意の加速度センサが採用され得る。加速度センサ１３は、前部座席４および後部座席５の任意の箇所に配置される。なお、加速度センサ１３は、座席（シート）の加速度を測定するものであるため、「シート加速度センサ」と称され得る。

制御部１４は、図２に示すように、本実施形態では、衝突判定部１４１と、衝撃判定部１４２と、出力部１４３とを有してなる。制御部１４は、座席姿勢制御装置１０全体の動作を制御する電子制御ユニットであり、例えば、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭや不揮発性ＲＡＭを備えた制御ＥＣＵ（Electronic Control Unitの略）として構成される。制御部１４は、物体検出部１１、物理量取得部１２および加速度センサ１３と電気的に接続されており、車体２の任意の箇所に配置される。

なお、不揮発性ＲＡＭは、例えば、フラッシュＲＯＭなどである。また、制御部１４のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび不揮発性ＲＡＭを、以下、単に「ＣＰＵ」、「ＲＯＭ」、「ＲＡＭ」および「不揮発性ＲＡＭ」と称する。

制御部１４は、ＣＰＵがＲＯＭまたは不揮発性ＲＡＭからプログラムを読み出して実行することで、各種の制御動作を実現可能な構成とされている。制御部１４のＲＯＭまたは不揮発性ＲＡＭには、物体検出部１１、物理量取得部１２および加速度センサ１３から得られた信号に基づいて動作する、プログラムの実行の際に用いられる各種のデータがあらかじめ格納されている。各種のデータには、衝突判定部１４１、衝撃判定部１４２および出力部１４３に対応するプログラムのほかに、例えば、座席の姿勢に関するデータ等が含まれている。

衝突判定部１４１は、物体検出部１１からの出力と、物理量取得部１２により得られた距離とに基づき、車両１と検出物体との衝突可能性の有無を判定する。車両１と検出物体とが衝突する可能性があると衝突判定部１４１が判定した場合には、所定の信号が出力部１４３に出力される。

衝撃判定部１４２は、衝突判定部１４１で車両１と検出物体とが衝突する可能性がないと判定した場合において、加速度センサ１３から取得した座席加速度に基づいて、当該座席に衝撃が生じたか否かを判定する。乗員が着座している座席に衝撃が生じたと衝撃判定部１４２が判定した場合には、所定の信号が出力部１４３に出力される。

出力部１４３は、車両１と検出物体とが衝突する可能性があると衝突判定部１４１が判定した場合、または乗員が着座している座席に衝撃が生じたと衝撃判定部１４２が判定した場合に、特定座席の姿勢を変更するための駆動信号を姿勢変更部１５に出力する。出力部１４３は、上記の場合に、特定座席の座面６およびシートバック７の駆動信号を姿勢変更部１５に出力する。

姿勢変更部１５は、出力部１４３の駆動信号に基づき、特定座席の座面６およびシートバック７を所定の位置に動作させる構成とされている。姿勢変更部１５は、例えば、シート姿勢センサとシートモータとを有してなる。

シート姿勢センサは、座席の姿勢に関する情報、例えば、特定座席の座面６およびシートバック７の傾きなどの位置に関する情報を取得するものであり、傾斜センサなどの任意のデバイスが採用され得る。シートモータは、出力部１４３からの駆動信号に基づき、特定座席の座面６およびシートバック７を駆動させるものであり、任意のものが採用される。

（動作概要）
以下、上記の構成による動作概要およびその効果について、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａおよび図４Ｂを参照して説明する。

図３Ａ、図３Ｂおよび図４Ｂでは、後述する乗員Ｘ、Ｙに相対加速度がかかる前の状態を破線で示し、乗員Ｘ、Ｙに相対加速度がかかった後の状態を実線で示している。図４Ａでは、座面６およびシートバック７の姿勢制御前の状態を破線で示し、座面６およびシートバック７の姿勢制御後の状態を実線で示している。図３Ａ、図３Ｂ、および図４Ｂでは、乗員ＸまたはＹの頭部から腰部までの距離を分かり易くするための補助線を一点鎖線で示している。また、図３Ａないし図４Ｂでは、図１と同様に、「前」、「後」、「上」および「下」の定義を矢印で示している。

車両１が通常の運転状況の場合には、例えば、図３Ａに示すように、乗員Ｘが着座している座席は、座面６が車長方向と平行な状態とされ、シートバック７がやや後方に傾いている状態とされている。このとき、乗員Ｘは、図示しないシートベルトにより着座している座席に拘束されている。

なお、ここでいう「通常の運転状況」とは、衝突判定部１４１により車両１が検出物体と衝突する可能性がないと判定され、かつ衝撃判定部１４２により座席に衝撃が生じたと判定されていない状態における運転状況を意味する。この「通常の運転状況」には、走行している状態だけでなく、停車や駐車などの状態も含む。

ここで、例えば、本実施形態の座席姿勢制御装置を搭載していない車両が物体と衝突した場合において、乗員Ｘにかかる負荷について検討する。

車両と物体との衝突により、車両に異常な相対加速度が生じると、図３Ａに示すように、乗員Ｘには車両の進行方向、すなわち前方への相対加速度αが生じ、この相対加速度αに起因した力が乗員Ｘにかかることとなる。具体的には、図３Ａに示すように、乗員Ｘは、図示しないシートベルトの装着により上半身が座席に拘束されているものの、頭部が固定されていないため、頭部に腰部付近を軸とした回転トルクＴ１が発生する。

より具体的には、図３Ａに示すように、乗員Ｘの腰部から頭部までの上下方向における距離（以下、単に「高さ」という）をｒ１とし、頭部重量をｍとすると、乗員Ｘの頭部には、太矢印で示す回転トルクＴ１の力がかかる。その結果、図３Ａに実線で示すように、乗員Ｘは、頭部が前方に飛び出した格好となる。

なお、この回転トルクＴ１は、図３Ａに示すように、頭部重量ｍ、相対加速度αおよび高さｒ１の積、すなわちｍ×α×ｒ１となる。この回転トルクＴ１が大きいほど、乗員Ｘは、頭部がより前方に飛び出す体勢、すなわち傷害値が増加する体勢となる。例えば、乗員Ｘには、前部座席４のヘッドレスト８などとの接触による傷害や、エアバッグが前方に搭載されている場合には、作動したエアバッグとの接触による傷害などが生じ得る。

また、図３Ｂに示すように、前部座席４に乗員Ｙ、後部座席５に乗員Ｘが着座し、かつ乗員Ｘと乗員Ｙとが対面している状況にあっては、乗員Ｘ、Ｙの傷害値がより高くなる。このような状況は、例えば、車両がいわゆる自動運転システムにより、運転者の操作によらずに車両が走行している場合などに起こり得る。

このような着座状況において車両に異常な相対加速度が生じた場合には、図３Ｂに示すように、後部座席５に着座している乗員Ｘは、上記の説明のように、前方への相対加速度αがかかり、回転トルクＴ１が生じて頭部が前方に飛び出した体勢となる。

一方、前部座席４に着座している乗員Ｙは、前方への相対加速度αがかかり、前部座席４のシートバック７に乗員Ｙがぶつかることとなる。その後、乗員Ｙは、前部座席４のシートバック７にぶつかった反動によって、図３Ｂに示すように、後方への相対加速度βが生じる。このとき、乗員Ｙの頭部をｍとし、乗員Ｙの高さをｒ２とすると、乗員Ｙは、その頭部が回転トルクＴ２の作用により後方へと飛び出す体勢となる。なお、この回転トルクＴ２は、図３Ｂに示すように、頭部重量ｍ、相対加速度βおよび高さｒ２の積、すなわちｍ×β×ｒ２となる。

その結果、乗員Ｘの頭部と乗員Ｙの頭部とが接近することとなり、乗員Ｘ、Ｙが接触して傷害が生じ得る。

そこで、上記のような乗員Ｘ、Ｙの傷害が発生することを防止するため、本実施形態の座席姿勢制御装置１０は、図４Ａに示す座席の姿勢制御を実行する構成とされている。

以下、説明の簡略化のため、座席の向きが図３Ｂに示す後部座席５のようになっている状態を「前向き」と称し、図３Ｂに示す前部座席４のようになっている状態を「後向き」と称する。

乗員が着座している座席は、座席姿勢制御装置１０による姿勢制御（以下、単に「姿勢制御」という）により、図４Ａに示すように、座面６およびシートバック７の姿勢が変更される。

座面６は、姿勢制御がなされると、図４Ａ中の太矢印に示すように、図示しないシートモータなどにより、シートバック７と反対側の端部６ａが上方向に持ち上げられる。これは、後述するシートバック７の姿勢制御に伴って、乗員が座席から滑り落ちて他の座席の下に潜り込むサブマリン現象が生じることを防止し、乗員の傷害値を低減するためである。なお、座面６は、座席が前向きの状態、後向きの状態のどちらであっても、上記のように端部６ａが上方向に持ち上げられる。

シートバック７は、姿勢制御がなされると、図４Ａ中の太矢印に示すように、図示しないシートモータなどにより、より後方に向かってヘッドレスト８と共に倒れ込む。これは、図４Ｂに示すように、着座している乗員Ｘの頭部と腰部との上下方向における距離を相対的に小さくすることで、乗員Ｘにかかる回転トルクの作用を小さくするためである。

具体的には、図４Ｂに示すように、姿勢制御後の座席に着座する乗員Ｘの高さをｒ３とすると、この状態において乗員Ｘにかかる回転トルクＴ３は、ｍ×α×ｒ３となる。この高さｒ３は、シートバック７が後方に倒れ込んでいるため、姿勢制御前の座席に着座する乗員Ｘの高さｒ１よりも相対的に小さい。そのため、姿勢制御を行った状態において乗員Ｘにかかる回転トルクＴ３は、姿勢制御を行わない状態において乗員Ｘにかかる回転トルクＴ１よりも小さい。つまり、座席の姿勢制御により、乗員Ｘが前方に飛び出す度合いが低減され、ひいては乗員Ｘの傷害値が低減されることとなる。

シートバック７は、上記のように、姿勢制御により、着座している乗員にかかる回転トルクの作用が小さくなる方向、すなわち乗員と反対側の方向に倒れ込む。具体的には、シートバック７は、姿勢制御がなされると、前向きの状態となっているときには、乗員の反対側、すなわち後方に向かって倒れ込み、後向きの状態となっているときには、乗員の反対側、すなわち前方に向かって倒れ込む。言い換えると、シートバック７は、前向きの状態であるか、後向きの状態であるかを問わず、当該座席に着座する乗員の反対側（座面６の反対側）に向かって倒れ込む。

この姿勢制御は、特定座席それぞれ独立して行われるため、乗員が全員前を向いた状態で着座している場合、乗員同士が対面して着座している場合のいずれであっても、乗員の傷害値を低減することができる。

なお、上記の座面６およびシートバック７の姿勢制御後の位置に対応するデータついては、例えば、制御部１４のＲＯＭにあらかじめ格納され、姿勢制御の実行の際に、ＣＰＵにより読み込まれる。

（処理操作例）
次に、本実施形態の構成による具体的な処理操作例について、図５を参照して説明する。制御部１４のＣＰＵは、図５に示す座席姿勢制御ルーチンを、所定時間（例えば０.５ｍｓｅｃ）毎に繰り返し起動する。

座席姿勢制御ルーチンが起動されると、ＣＰＵは、まず、ステップＳ５１０にて、物体検出部１１により物体が検出されたか否かを判定する。物体が検出されなかったと判定された場合、すなわちステップＳ５１０にてＮＯの場合には、ＣＰＵは、座席姿勢制御ルーチンを一旦終了する。

一方、物体が検出されたと判定された場合、すなわちステップＳ５１０にてＹＥＳの場合には、ＣＰＵは、処理をステップＳ５２０に進行させる。続いて、ステップＳ５２０にて、ＣＰＵは、物理量取得部１２から検出物体の車両１からの距離データを取得し、検出物体と関連付けつつ、不揮発性ＲＡＭに格納する。その後、ＣＰＵは、処理をステップＳ５３０に進行させる。

ステップＳ５３０にて、ＣＰＵは、ステップＳ５２０の実行により不揮発性ＲＡＭに格納された、検出物体および距離データを読み出して、車両１と検出物体とが衝突する可能性があるか否かを判定する。

なお、衝突可能性の判定については、図示しない他のセンサなどを用いて上記したデータ以外のデータ（例えば車両速度など）を取得し、そのデータを判定に用いてもよい。衝突可能性の判定処理については、公知の方法を採用できるため、本明細書ではその詳細な説明を省略する。

車両１と検出物体とが衝突する可能性があると判定された場合、すなわちステップＳ５３０にてＹＥＳの場合、ＣＰＵは、処理をステップＳ５４０に進行させる。続いて、ステップＳ５４０にて、ＣＰＵは、特定座席の座面６およびシートバック７を上記の動作概要にて説明した所定の位置とする駆動信号を出力する。これが、出力部１４３による特定座席の姿勢制御の指示である。この駆動信号に基づき、シートモータが特定座席の座面６およびシートバック７を所定の位置とし、特定座席の姿勢を変更する。これが、姿勢変更部１５による特定座席の姿勢変更である。ステップＳ５４０の処理が終了したら、ＣＰＵは、座席姿勢制御ルーチンを一旦終了する。

一方、車両１と検出物体とが衝突する可能性はないと判定された場合、すなわちステップＳ５３０にてＮＯの場合、ＣＰＵは、処理をステップＳ５５０に進行させる。続いて、ステップＳ５５０にて、特定座席に衝撃が生じたか否かを判定する。

特定座席に衝撃が生じなかったと判定された場合、すなわちステップＳ５５０にてＮＯの場合には、ＣＰＵは、座席姿勢制御ルーチンを一旦終了する。

特定座席に衝撃が生じたと判定された場合、すなわちステップＳ５５０にてＹＥＳの場合には、ＣＰＵは、処理をステップＳ５６０に進行させる。ステップＳ５６０にて、ＣＰＵは、特定座席の座面６およびシートバック７の駆動信号を出力する。これにより、乗員にかかる相対加速度による負荷を緩和し、傷害値を低減できるように特定座席の姿勢が変更される。ステップＳ５６０の処理が終了したら、ＣＰＵは、座席姿勢制御ルーチンを一旦終了する。本実施形態の座席姿勢制御装置１０によれば、車両１が物体と衝突した場合に、車両１と検出物体との衝突する可能性があると判定されたときには、その衝突前に乗員が着座している特定座席の姿勢を乗員が安全な体勢となるように変更することができる。車両１が物体と衝突する前に、その衝突可能性があることを判定できなかった場合であっても、その衝突の際に乗員が着座している特定座席の姿勢を上記と同様に変更することができる。

つまり、座席姿勢制御装置１０は、図５に示すように、衝突が発生する可能性があると判定された場合には、座席制御Ａが実行され、座席に衝撃が生じたと判定された場合には、座席制御Ｂが実行される構成とされている。いずれの場合であっても、乗員にかかる相対加速度による回転トルク、すなわち負荷が緩和される座席姿勢、かつサブマリン現象を防止する座席姿勢とされるため、乗員の姿勢を安全な体勢とすることができ、傷害値を低減することが可能となる。また、衝撃が生じたと判定された場合における座席姿勢制御では、乗員にかかる異常な加速度変化の抑制による傷害値の低減の効果も期待される。

また、この座席の姿勢制御は、前部座席４および後部座席５それぞれ独立で行われるため、乗員がどの座席に着座していても車両１と物体との衝突時における乗員の傷害値の低減を実現できる。特に、前部座席４に着座している乗員と後部座席５に着座している乗員とが対面している場合において、両乗員同士の接触を防止でき、それぞれの乗員の傷害値を低減することができる。

（変形例１）
次に、変形例１について、図６ないし図８を参照して説明する。図８では、上記実施形態との相違点を分かり易くするため、本変形例の座席姿勢制御装置２０の動作例のうち上記実施形態との相違点を含む一部だけを示している。

変形例１にかかる座席姿勢制御装置２０は、図６に示すように、さらに乗員姿勢検出部１６を有し、乗員姿勢検出部１６で得られた乗員姿勢に基づいて特定座席の姿勢制御を行う点において、上記実施形態と相違する。本変形例では、この相違点について主に説明する。

乗員姿勢検出部１６は、車両１の座席に着座している乗員の姿勢を検出するものであり、例えば、車室３内を撮像するカメラなどが採用され得る。例えば、乗員姿勢検出部１６は、カメラとされた場合、ＣＣＤ（Charge Coupled Deviceの略）センサまたはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductorの略）センサ等のイメージセンサを内部に備え、画像データを生成および出力する構成とされる。

乗員姿勢検出部１６は、例えば、図６に示すように、車室３内に複数配置される。具体的には、乗員姿勢検出部１６は、例えば、車室３の車幅方向における中央部であって、車長方向における前部と後部とにそれぞれ配置され、前者が前部座席４側を含む第１の視野領域を、後者が後部座席５を含む第２の視野領域を撮像する。これにより、乗員姿勢検出部１６は、前部座席４および後部座席５の乗員を撮像し、乗員の姿勢を検出することができる。

なお、乗員姿勢検出部１６は、カメラにより構成された場合には、「車室内カメラ」と称され得る。乗員姿勢検出部１６は、乗員の姿勢を検出できればよく、その配置や数などについては任意であり、上記の例に限られるものではない。

座席姿勢制御装置２０は、図７に示すように、衝突判定部１４１により車両１が検出物体と衝突する可能性があると判定された場合に、乗員姿勢検出部１６で得られた乗員姿勢を加味した上で出力部１４３から駆動信号が出力される構成とされている。

具体的には、座席姿勢制御装置２０では、図８に示すように、上記実施形態のステップＳ５３０でＹＥＳの場合において、ステップＳ８２０による姿勢制御の処理に進む前に、ステップＳ８１０が行われる。

ステップＳ８１０にて、ＣＰＵは、乗員姿勢検出部１６から座席に着座している乗員姿勢にかかるデータを取得し、これを着座している座席と関連付けしつつ、不揮発性ＲＡＭに格納する。

続いて、ステップＳ８２０にて、本変形例では、ＣＰＵは、乗員姿勢にかかるデータを目的変数とし、この目的変数が所定の値となるように特定座席の座面６およびシートバック７の姿勢を変更する駆動信号を出力する。つまり、ステップＳ８２０は、乗員姿勢検出部１６から得られたデータを加味する点以外の点では、上記図５のステップＳ５４０と同様の処理である。

その結果、姿勢変更部１５により特定座席の座面６およびシートバック７が所定の位置となるように制御される。言い換えると、本変形例では、乗員の姿勢を特定した上で、当該乗員が着座している特定座席の座面６およびシートバック７を所定の姿勢とすることにより、当該乗員の姿勢を傷害値が低くなる姿勢へと制御するように構成されている。

一方、ステップＳ５５０でＹＥＳの場合には、ＣＰＵは、処理をステップＳ８３０に進行させる。ステップＳ８３０にて、ＣＰＵは、上記のステップＳ８１０と同じ処理を実行する。その後、ステップＳ８４０にて、ＣＰＵは、ステップＳ８３０で取得した乗員の姿勢に関するデータを読み出し、これを加味した座席の駆動信号を出力し、特定座席の姿勢制御を実行する。

本変形例の座席姿勢制御装置２０は、姿勢制御の実行前における特定座席の姿勢に加えて、当該特定座席に着座している乗員の姿勢を特定した上で、当該乗員の姿勢が所定の姿勢となるように特定座席の姿勢制御を行う構成となる。つまり、上記実施形態では、主として特定座席の姿勢に基づいて特定座席の姿勢制御を行うのに対し、本変形例によれば、乗員の姿勢を加味した上で特定座席の姿勢制御を行うため、より乗員の傷害値低減に効果的な座席姿勢制御装置となる。

（変形例２）
次に、変形例２について、図９を参照して説明する。

変形例２にかかる座席姿勢制御装置は、図９に示すように、座席にシートテーブル９を備える車両１に採用され、シートテーブル駆動部１７をさらに備える。本変形例の座席姿勢制御装置は、図５に示すステップＳ５３０の座席制御ＡおよびステップＳ５６０の座席制御Ｂにて、ＣＰＵが特定座席の姿勢制御に加えて、さらにシートテーブル９を駆動して収納するための駆動信号を出力する。本変形例の座席姿勢制御装置は、上記の点において上記実施形態と相違する。本変形例では、この相違点について主に説明する。

シートテーブル９は、例えば、座席の左右方向のいずれかであって、車幅方向における中央部側に配置される。シートテーブル９は、シートテーブル駆動部１７により駆動させられるようになっている。

シートテーブル駆動部１７は、少なくとも特定座席の姿勢制御の際に、シートテーブル９を駆動するものであり、任意のモータなどが採用され得る。

乗員がシートテーブル９を備える座席に着座している場合に、車両１と物体との衝突により乗員に相対加速度が生じると、シートテーブル９と接触し、傷害が生じ得る。そこで、本変形例の座席姿勢制御装置は、特定座席の姿勢制御を行う場合において、座面６およびシートバック７の姿勢制御よりも前、またはこれと同時にシートテーブル駆動部１７によりシートテーブル９を収納する制御を行う構成とされている。

これにより、特定座席の姿勢制御が実行される場合、当該特定座席のシートテーブル９は、座面６およびシートバック７と共に駆動して収納され、乗員の傷害値が増加しない制御がなされることとなる。

本変形例によれば、シートテーブル９を備える座席に乗員が着座している場合において、当該座席の姿勢制御が実行されるとき、シートテーブル９も駆動して収納されるように構成された座席姿勢制御装置となる。これにより、上記実施形態の効果に加えて、座席の姿勢制御の際に、シートテーブル９に起因する乗員の傷害値の増加を防止する効果が得られる座席姿勢制御装置となる。

（変形例３）
次に、変形例３について、図１０、図１１を参照して説明する。図１３では、本変形例の座席姿勢制御装置による動作例のうち図５に示す上記実施形態と相違する部分を含む一部について示している。

変形例３にかかる座席姿勢制御装置は、図１０に示すように、乗員が装着するシートベルト（図１０中の破線部分）を巻き上げるシートベルト駆動部１８を有する。本変形例の座席姿勢制御装置は、図５に示すステップＳ５３０の座席制御Ａにて、ＣＰＵが特定座席の姿勢制御に加えて、さらにシートベルト駆動部１８を駆動するための駆動信号を出力する。本変形例の座席姿勢制御装置は、これらの点で上記実施形態と相違する。本変形例では、この相違点について主に説明する。

本変形例の座席姿勢制御装置は、図１１に示すように、特定座席の姿勢制御を実行する場合において、当該姿勢制御の実行前にシートベルト駆動部１８を作動させ、乗員を特定座席に拘束するように構成されている。具体的には、本変形例では、図１１に示すように、ステップＳ５３０でＹＥＳの場合には、座席制御Ａの前にステップＳ１１１０の処理が実行される。

ステップＳ１１１０にて、ＣＰＵは、シートベルトを巻き上げて乗員を座席に拘束するため、シートベルト駆動部１８の駆動信号を出力する。その後、ＣＰＵは、処理をステップＳ５４０に進行させる。

本変形例によれば、特定座席の姿勢制御を行う前に、乗員を予め当該特定座席に拘束し、乗員を特定座席の姿勢と同じ状態とした上で特性座席の姿勢制御が行われる。そのため、本変形例では、乗員を特定座席と同じ姿勢に制御することが容易となり、上記実施形態よりもさらに乗員の傷害値を低減する効果が期待される。

（変形例４）
次に、変形例４について、図１２、図１３を参照して説明する。図１３では、本変形例の座席姿勢制御装置３０による動作例のうち図５に示す上記実施形態の動作例と相違する部分を含む一部について示している。

変形例４にかかる座席姿勢制御装置３０は、図１２に示すように、上記実施形態の加速度センサ１３を「第１加速度センサ」として、第２加速度センサ１９と乗員加速度推定部１４４を備える点で、上記実施形態と相違する。本変形例では、この相違点について主に説明する。

第２加速度センサ１９は、車両１の加速度（以下「車両加速度」という）を測定するものであり、車体２の任意の箇所に配置される。第２加速度センサ１９で得られる車両加速度は、例えば不揮発性ＲＡＭに格納され、主として後述する乗員加速度推定部１４４にて用いられる。なお、この第２加速度センサ１９は、「車両加速度センサ」または「車体加速センサ」と称され得る。

乗員加速度推定部１４４は、第２加速度センサ１９で得られる車両加速度に基づき、異常な車両加速度が発生した場合に、乗員にかかる相対加速度（以下「乗員加速度」という）を推定するものであり、制御部１４の一部として組み込まれている。この乗員加速度推定部１４４に対応するプログラムは、例えば、ＲＯＭに予め記憶されている。

座席姿勢制御装置３０では、図１３に示すように、ステップＳ５５０でＹＥＳの場合、ＣＰＵは、処理をステップＳ１３１０に進行させ、ステップＳ１３２０での座席制御Ｂの実行前に、乗員加速度を推定する。

ステップＳ１３１０において推定された乗員加速度は、例えば、不揮発性ＲＡＭに格納され、ステップＳ１３２０での座席制御Ｂにおける座面６およびシートバック７の位置決定に使用される。本変形例では、例えば、乗員加速度と、これを低減する座面６およびシートバック７の位置データとが関連付けられた状態でＲＯＭに格納されている。

ステップＳ１３２０にて、ＣＰＵは、推定された乗員加速度に基づき、座面６およびシートバック７をこの乗員加速度を低減する位置をＲＯＭから読みだして実行し、座面６およびシートバック７の駆動信号を出力する。

本変形例によれば、座席加速度を検出する前に、車両加速度に基づいて乗員加速度を推定し、推定された乗員加速度を利用して座席の姿勢制御が実行される座席姿勢制御装置となる。つまり、座席加速度に基づく座席姿勢制御よりも早いタイミングで、座席姿勢制御を実行できるため、駆動信号に対する姿勢変更部１５の応答性を高めなくても、時間的余裕をもって座席制御を行える座席姿勢制御装置となる。

（変形例５）
次に、変形例５について、図１４、図１５を参照して説明する。図１５では、図１３に示す座席制御Ｂに相当する座席制御であって、本変形例における動作例を示している。

変形例５にかかる座席姿勢制御装置４０は、図１４に示すように、変形例４にかかる座席姿勢制御装置３０に、座席姿勢推定部１４５と補正部１４６とをさらに加えた構成とされている。

座席姿勢推定部１４５は、制御部１４の一部であって、出力部１４３による駆動信号の出力後において、第１加速度センサ１３による座席加速度と第２加速度センサ１９による車両加速度の差分に基づき、座席の姿勢変化、すなわち制御途中の座席姿勢を推定する。座席姿勢推定部１４５に対応するプログラムは、例えばＲＯＭなどに格納されている。

補正部１４６は、制御部１４の一部であって、座席姿勢推定部１４５により推定された座席の姿勢（位置）と、姿勢変更部１５による制御後の座席の姿勢（位置）との差分に基づき、必要に応じて、出力部１４３の駆動信号の補正を行う。補正部１４６に対応するプログラムは、例えばＲＯＭなどに格納されている。

具体的には、図１５に示すように、本変形例における座席制御Ｂでは、ステップＳ１５１０にて、ＣＰＵは、座面６およびシートバック７の位置や駆動における力などの制御量を決定する。続いて、ＣＰＵは、処理をステップＳ１５２０に進行させ、座面６およびシートバック７の駆動信号を出力する。その後、ステップＳ１５３０にて、姿勢変更部１５が座面６およびシートバック７を駆動し、制御が完了する前に、座席姿勢推定部１４５により座席の姿勢を推定する。そして、ＣＰＵは、処理をステップＳ１５４０に進行させる。

ステップＳ１５４０にて、ＣＰＵは、推定した座席の姿勢と制御後の座席の姿勢との差分が所定の値よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ１５４０でＮＯの場合、ＣＰＵは、補正部１４６を動作させることなく、座面６およびシートバック７の駆動が終了した後、座席制御Ｂの処理を終了させる。

一方、ステップＳ１５４０でＹＥＳの場合、ステップＳ１５５０にて、ＣＰＵは、補正部１４６により出力部１４３の駆動信号の補正量を決定する。そして、ＣＰＵは、処理をステップＳ１５１０に再度進行させ、座席の位置や制御量の再決定を行う。その後、ＣＰＵは、処理をステップＳ１５２０に進行させ、上記と同様の処理を繰り返す。

つまり、本変形例の座席姿勢制御装置４０は、座席姿勢推定部１４５により座席の姿勢を推定し、必要に応じて、補正部１４６によるフィードバックを行う構成とされている。

なお、ステップＳ１５４０における所定の値については、任意である。また、駆動信号の補正量の決定については、公知の方法を採用でき、上記の方法に限定されない。

本変形例によれば、姿勢制御中における座席の姿勢を推定し、必要に応じてその補正を行うため、変形例４による座席姿勢制御装置の精度をより高めることができる。

（変形例６）
次に、変形例６について、図１６、図１７を参照して説明する。

変形例６にかかる座席姿勢制御装置５０は、図１６に示すように、乗員姿勢検出部１６と、姿勢判定部１４７とを備える点で、上記実施形態と相違する。本変形例では、この相違点について主に説明する。

姿勢判定部１４７は、制御部１４の一部であって、乗員姿勢検出部１６で検出した乗員の姿勢が、座席の姿勢制御を実行した場合に危険な姿勢であるか否かを判定する。姿勢判定部１４７に対応するプログラムは、例えばＲＯＭなどに格納されている。この危険な姿勢についての判定は、例えば、危険な姿勢に対応するデータをＲＯＭに格納しておき、ＣＰＵに検出された姿勢のデータと危険な姿勢のデータとを照合させることなどによって行われる。

なお、ここでいう「危険な姿勢」とは、例えば、座席に着座せずに乗員が身を乗り出した姿勢や乗員がチャイルドシートに着座している姿勢であるなど、座席の姿勢制御を実行すると、却って乗員の傷害値が大きくなり得る姿勢を意味する。

本変形例では、図１７に示すように、座席制御Ａを実行する前および座席制御Ｂを実行する前に、乗員の姿勢を検出すると共に、検出された乗員の姿勢が危険な姿勢か否かを判定し、危険な姿勢である場合には、座席制御ＡまたはＢを実行しない構成とされている。つまり、座席姿勢制御装置５０は、上記変形例１の座席姿勢制御装置２０の処理に加えて、さらに、危険な姿勢であるか否かの判定を実行することと、危険な姿勢であると判定した場合には座席制御ＡまたはＢの処理をスキップすることとを行う構成とされている。

具体的には、本変形例では、図１７に示すように、上記変形例１と同様に、ステップＳ５３０にて車両１と検出物体とが衝突する可能性があると判定された場合、ステップＳ８１０の処理が実行され、乗員姿勢検出部１６により乗員の姿勢に係るデータを取得する。その後、ＣＰＵは、処理をステップＳ１７１０に進行させ、ステップＳ８１０で取得した乗員の姿勢が危険な姿勢であるか否かの判定を行う。

ステップＳ１７１０にて危険な姿勢でないと判定された場合、すなわちステップＳ１７１０でＮＯの場合には、ＣＰＵは、処理をステップＳ５４０に進行させ、座席制御Ａを実行する。その後、ＣＰＵは、座席姿勢制御ルーチンを一旦終了する。

一方、ステップＳ１７１０にて危険な姿勢であると判定された場合、すなわちステップＳ１７１０でＹＥＳの場合には、ＣＰＵは、ステップＳ５４０の処理をスキップして、座席姿勢制御ルーチンを一旦終了する。

また、本変形例では、図１７に示すように、上記変形例１と同様に、ステップＳ５５０にて座席に衝撃が発生したと判定された場合、ステップＳ８３０の処理が実行され、乗員姿勢検出部１６により乗員の姿勢に係るデータを取得する。その後、ＣＰＵは、処理をステップＳ１７２０に進行させ、ステップＳ８３０で取得した乗員の姿勢が危険な姿勢であるか否かの判定を行う。

ステップＳ１７２０にて危険な姿勢でないと判定された場合、すなわちステップＳ１７２０でＮＯの場合には、ＣＰＵは、処理をステップＳ８４０に進行させ、座席制御Ｂを実行する。その後、ＣＰＵは、座席姿勢制御ルーチンを一旦終了する。

一方、ステップＳ１７２０にて危険な姿勢であると判定された場合、すなわちステップＳ１７２０でＹＥＳの場合には、ＣＰＵは、ステップＳ５４０の処理をスキップして、座席姿勢制御ルーチンを一旦終了する。

本変形例によれば、乗員の姿勢を検出した上で、乗員の姿勢が座席の姿勢制御を実行すると、却って乗員の傷害値が大きくなり得る場合には、座席の姿勢制御を実行しない構成とされる。そのため、座席姿勢制御による傷害値の増加を防止できる座席姿勢制御装置となる。

（他の実施形態）
なお、上記した実施形態に示した座席姿勢制御装置は、本発明の座席姿勢制御装置の一例を示したものであり、上記の各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

（１）例えば、変形例２では、乗員が着座している特定座席にシートテーブル９が備えられている場合について説明したが、後部座席５については、その真正面に配置された前部座席４の背面側に備えられていてもよい。この場合において、前部座席４が、姿勢制御が実行される後部座席５と対面配置されていないとき、例えば、後部座席５の姿勢制御の実行に伴ってシートテーブル９が収納される制御とすればよい。

（２）上記実施形態および各変形例は、明らかに組み合わせが不可能であるものを除き、それぞれ自由に組み合わせられてもよい。

６ 座面
７ シートバック
１１ 物体検出部
１２ 物理量取得部
１３ 加速度センサ
１４ 制御部
１４１ 衝突判定部
１４２ 衝撃判定部
１４３ 出力部
１５ 姿勢変更部

Claims (6)

1. 車両（１）が物体と衝突した際に、前記車両の座席（４、５）に着座している乗員にかかる負荷を緩和する構成とされた座席姿勢制御装置であって、
   前記車両の周囲の物体を検出する物体検出部（１１）と、
   前記物体についての前記車両との衝突可能性にかかる物理量を取得する物理量取得部（１２）と、
   前記物理量取得部により取得した前記物理量に基づいて、前記物体と前記車両との衝突可能性を判定する衝突判定部（１４１）と、
   前記衝突判定部が前記車両と前記物体とが衝突すると判定した場合に、前記車両と前記物体との衝突前に、前記座席のうち乗員が着座している前記座席の姿勢を変更する駆動信号を出力する出力部（１４３）と、
   前記出力部からの駆動信号に基づいて、前記乗員が着座している前記座席のうち座面（６）およびシートバック（７）を動作させ、前記座席の姿勢を変更する姿勢変更部（１５）と、
   前記車両と前記物体とが衝突した場合に、前記乗員が着座している前記座席にかかる加速度である座席加速度を測定する加速度センサ（１３）と、
   前記座席加速度に基づいて、前記座席に衝撃が発生したかを判定する衝撃判定部（１４２）と、
   前記加速度センサを第１加速度センサとして、前記車両と前記物体とが衝突した際における前記車両の加速度である車両加速度を測定する第２加速度センサ（１９）と、
   前記車両加速度に基づいて、前記座席に着座する前記乗員にかかる加速度を推定する乗員加速度推定部（１４４）と、を備え、
   前記出力部は、前記衝突判定部が前記車両と前記物体とが衝突しないと判定した場合において、前記衝撃判定部が前記座席に衝撃が発生したと判定したとき、前記駆動信号を出力し、
   前記出力部は、前記座席加速度に基づいて前記駆動信号を出力する前に、前記乗員加速度に基づいて前記駆動信号を出力し、
   前記姿勢変更部は、前記シートバックを前記乗員とは反対側に倒すと共に、前記座面のうち前記シートバックの反対側の端部（６ａ）を持ち上げる座席姿勢制御装置。
2. 前記出力部により動作中の前記座席の姿勢を推定する座席姿勢推定部（１４５）と、
   前記座席姿勢推定部により得られた前記座席の姿勢に基づき、前記出力部による前記駆動信号を補正する補正部（１４６）と、をさらに有し、
   前記座席姿勢推定部は、前記座席加速度と前記車両加速度との差分により、前記座席の姿勢を推定する請求項１に記載の座席姿勢制御装置。
3. 前記衝突判定部が前記車両と前記物体とが衝突すると判定した場合に、前記車両と前記物体との衝突前に、前記乗員が装着しているシートベルトを巻き上げ、前記乗員を着座している前記座席に拘束するシートベルト駆動部（１８）をさらに有する請求項１または２に記載の座席姿勢制御装置。
4. 前記座席に備え付けられたシートテーブル（９）と、
   前記シートテーブルを駆動するシートテーブル駆動部（１７）と、をさらに有し、
   前記出力部は、前記シートテーブルを駆動するための駆動信号も出力し、
   前記シートテーブル駆動部は、前記姿勢変更部よりも前に動作する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の座席姿勢制御装置。
5. 前記乗員の姿勢を検出する乗員姿勢検出部（１６）と、をさらに有し、
   前記出力部は、前記乗員姿勢検出部で得られた乗員姿勢に基づき、前記駆動信号を出力する請求項１ないし４のいずれか１つに記載の座席姿勢制御装置。
6. 前記乗員姿勢検出部で検出された前記乗員の姿勢が、前記姿勢変更部によって前記座席の姿勢を変更した場合に前記乗員の傷害値が高くなる姿勢かを判定する姿勢判定部（１４７）をさらに有し、
   前記姿勢判定部が前記乗員の前記姿勢が、前記乗員の傷害値が高くなると判定した場合、前記出力部は、傷害値が高くなる姿勢である前記乗員が着座する前記座席の前記駆動信号を出力しない請求項５に記載の座席姿勢制御装置。

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