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JP2007253808A - 運転姿勢調節装置、自動車及び運転姿勢調節方法 - Google Patents

運転姿勢調節装置、自動車及び運転姿勢調節方法 Download PDF

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JP2007253808A
JP2007253808A JP2006081197A JP2006081197A JP2007253808A JP 2007253808 A JP2007253808 A JP 2007253808A JP 2006081197 A JP2006081197 A JP 2006081197A JP 2006081197 A JP2006081197 A JP 2006081197A JP 2007253808 A JP2007253808 A JP 2007253808A
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driving
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Haruhiko Sato
晴彦 佐藤
Seishi Ochiai
清史 落合
Shinichi Nishioka
慎一 西岡
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

【課題】運転姿勢を運転者に適合させる。
【解決手段】運転姿勢調節装置は、運転者の体格要因を取得する体格要因取得手段と(ステップS2)、運転者の体の柔軟性を推定する柔軟性推定手段(ステップS5及びステップS6)と、運転者の運転操作の特徴を推定する運転操作特徴推定手段と、体格要因、柔軟性及び運転操作の特徴に基づいて、運転席着座時の運転者の運転姿勢を推定する運転姿勢推定手段(ステップS7及びステップS8)と、を備える。この推定した運転姿勢に基づいて運転席シート等の状態を調整することで(ステップS9〜ステップS13)、運転姿勢を運転者に適合させることができる。
【選択図】図3

Description

本発明は、運転者の運転姿勢を調節する運転姿勢調節装置、自動車及び運転姿勢調節方法に関する。
特許文献1には、体格が異なった場合に運転者の視界や姿勢を補正する技術が開示されている。この技術では、体格が小さい運転者の場合には、運転席シートを前上方向に動かしつつ、ペダルを後ろ方向に移動させている。これにより、運転者の目の位置(アイポイントともいう。)を適正な高さにしつつ、体格に影響されないペダル操作性を確保している。
特開平7−96784号公報
前記特許文献1の技術では、運転者の体格に応じた運転姿勢になるように運転席シート等の位置を制御している。しかし、運転姿勢は、運転者の体格だけで決定されるものではなく、運転者が有する種々の特徴により決定される。
本発明の課題は、運転姿勢を運転者により適合させることである。
前記課題を解決するために、本発明は、
運転者の体格要因を取得する体格要因取得手段と、運転者の体の柔軟性を推定する柔軟性推定手段と、運転者の運転操作の特徴を推定する運転操作特徴推定手段と、前記体格要因取得手段が取得した体格要因、前記柔軟性推定手段が推定した前記柔軟性及び前記運転操作特徴推定手段が推定した前記運転操作の特徴に基づいて、運転席着座時の運転者の運転姿勢を推定する運転姿勢推定手段と、を備えることを特徴としている。
また、本発明は、
運転者の体格から導き出される運転姿勢を、運転者の体の柔軟性と運転者の運転操作の特徴とに基づいて補正して、運転席着座時の運転者の運転姿勢を推定することを特徴としている。
本発明によれば、運転者の体格要因、運転者の体の柔軟性及び運転者の運転操作の特徴を考慮した運転姿勢を推定できる。これにより、運転者の体格要因、運転者の体の柔軟性及び運転者の運転操作の特徴により推定した運転姿勢に基づいて、運転席等の状態の調節することで、運転姿勢を運転者により適合させることができる。
また、本発明によれば、運転者の体格から導き出される運転姿勢を、運転者の体の柔軟性と運転者の運転操作の特徴とに基づいて補正して、運転席着座時の運転者の運転姿勢を推定することで、その推定した運転姿勢に基づいて運転席等の状態を調節して、運転姿勢を運転者により適合させることができるようになる。
本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態という。)を図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態は、本発明を適用した運転姿勢調節装置を搭載した車両である。
(構成)
図1及び図2は、運転姿勢調節装置の構成を示す。図1は運転姿勢調節装置を備えた車両構造の側面図であり、図2は運転姿勢調節装置を備えた車両構造の平面図である。
図1及び図2に示すように、運転姿勢調節装置は、大別して、車両フロア(固定側フロア)1と個別に構成され、アクセルペダル2及びブレーキペダル3が取り付けられている可動フロア21と、可動フロア21を変位させる可動フロア変位機構40と、運転席シート4の高さを調整するシート高調整機構50と、運転席シート4の背もたれ4bの角度を調整するシート背もたれ角度調整機構70と、ステアリング5の上下位置を調整するステアリング上下位置調整機構81と、ステアリング5の車両前後方向における位置を調整するステアリング前後位置整機構82と、ステアリングの車両前後方向の角度を調整するステアリング角度調整機構83と、を備える。例えば、ステアリング上下位置調整機構81及びステアリング角度調整機構83はチルト機構として実現され、ステアリング前後位置整機構82はテレスコピック機構として実現される。
(可動フロア)
可動フロア21には、アクセルペダル2及びブレーキペダル3が、略正方形板形状の足載置部21aに取り付けられている。足載置部21aは、車両フロア1に対して平行に配置されており、その足載置部21aの後端から支持部21bが斜め後方に迫り上がっている。足載置部21aの前端部に、アクセルペダル2及びブレーキペダル3が取り付けられている。
アクセルペダル2は、一般的なアクセルペダルと同様に、その下端を支点として、回動自在とされて可動フロア21の足載置部21aに取り付けられている。アクセルペダル2は、電子スロットルであり、図示しないエンジンと機械的に繋がっていない。エンジンと機械的に繋がっていないことで、アクセルペダル2を自在に移動できる。
また、ブレーキペダル3は、一般的なブレーキペダルと同様に、その下端を支点として、回動自在とされて可動フロア21の足載置部21aに取り付けられている。ブレーキペダル3は、いわゆるバイワイヤー方式を採用して構成されており、フレキシブルなケーブル31により、ブースタ32及びマスタシリンダ33と繋がっている。ブースタ32及びマスタシリンダ33とフレキシブルなケーブル31で繋がっていることで、ブレーキペダル3を自在に移動できる。
運転者は、これらアクセルペダル2及びブレーキペダル3を踏み込み操作して、車両の制駆動力を調整できる。
(可動フロア変位機構)
可動フロア変位機構40として、運転者用運転席シート4のシートクッション4a下にスライドレール41aを設けている。スライドレール41aは、左右で1対とされ、車両前後方向に平行に、かつ後端側が高くなるように斜めに配置されている。ここで、シートクッション4aの裏面であり、左右両側に、車両前後方向で平行になるように、略三角形状のフレーム部材(シートフレーム)41をそれぞれ設けている。フレーム部材41は、一辺がシートクッション4aの裏面の取り付けられており、これにより、他の一辺41aが車両フロア1に対して傾斜して位置される。当該他の一辺41aが、スライドレール41aをなしている。
この1対のスライドレール41a上に、可動フロア21の支持部21bの左右両端部が係合されている。そして、スライドレール41a上を支持部21bを移動させる駆動手段(例えばモータ、以下、可動フロア変位駆動用モータという。)42を備えている。可動フロア変位駆動用モータ42は、後述するように、姿勢調節部100によりその駆動が制御される。
このように構成される可動フロア変位機構40では、可動フロア変位駆動用モータ42の駆動により、スライドレール41a上を可動フロア21の支持部21bがスライドして移動することにより、可動フロア21が前後方向で移動しながら上下方向にも変位する。これにより、アクセルペダル2及びブレーキペダル3が、その可動フロア21とともに移動する。
(シート高調整機構)
シート高調整機構50は、一対のリンク部材によって構成されたXリンクにより運転席シート4を昇降する構造をなしている。すなわち、両リンク部材51,52の中間部が、連結軸53により回動可能に連結され、両リンク部材51,52の両端部が、車両フロア1及びシートクッション4aにそれぞれ連結されている。
具体的には、一方のリンク部材51は、その上端部が、ピン58によりシートクッション4aの裏面の後端部位、具体的にはフレーム部材41に回動自在に連結されており、また、その下端部が、ピン56により車両フロア1、具体的には車両フロア1に設けた取り付け部材57に回動自在に連結されている。
また、他方のリンク部材52は、その上端部が、ピン54によりシートクッション4aの裏面の前側において車両前後方向に延びて形成されたガイド孔55、具体的にはフレーム部材41に設けたガイド孔55に連結されるとともに、当該ピン54が当該ガイド孔55に対してスライド自在とされており、また、その下端部が、ピン59により車両フロア1に車両前後方向に延びて形成されたガイド孔60、具体的には車両フロア1に設けた取り付け部材57のガイド孔60に連結されるとともに、当該ピン59が当該ガイド孔60に対してスライド自在とされている。
そして、シート高調整機構50は、これら一対のリンク部材51,52によるXリンクが左右一組となり、車両フロア1に対して運転席シート4を支持している。そして、シート高調整機構50では、他方のリンク部材52を車両フロア1に回転自在に支持するピン59を回転駆動軸として、駆動手段(例えばモータ、以下、シート上下動駆動用モータという。)61で回転駆動している。すなわち、シート上下動駆動用モータ61を駆動して、当該ピン59をガイド孔60内で移動させている。シート上下動駆動用モータ61は、後述するように、姿勢調節部100によりその駆動が制御される。
このように構成されるシート高調整機構50では、Xリンクにより運転席シート4が車両前後方向において上下斜め方向に移動する。すなわち、運転席シート4は、車両前方向に移動する場合には上斜め方向に移動し、車両後方向に移動する場合には下斜め方向に移動する。また、シート上下動駆動用モータ61が駆動されて回転駆動軸59が回転されると、その回転駆動軸の回転方向(ガイド孔60内のピン59の移動方向)に応じて、前述のように、運転席シート4が車両前方向に移動しながら上斜め方向に移動し、又は運転席シート4が車両後方向に移動しながら下斜め方向に移動する。また、可動フロア21は、運転席シート4と一体とされたスライドレール41aに取り付けられているから、運転席シート4と一体に昇降する。
(背もたれ角度調整機構)
シート背もたれ角度調整機構70は、運転席シート4の背もたれ4bの車両前後方向の角度を調整するように構成されている。例えば、シート背もたれ角度調整機構70は、シートクッション4aと背もたれ4bとの接合部分に配置されたモータで構成されており、当該モータを駆動することで、背もたれ4bの車両前後方向の角度を変化させるようになっている。シート背もたれ角度調整機構70は、後述するように、姿勢調節部100によりその駆動が制御される。
(ステアリング上下位置調整機構)
ステアリング上下位置調整機構81では、ステアリング5の上下位置を調整するように構成されている。例えば、ステアリング上下位置調整機構81は、ステアリングコラム5aの前端に配置されたモータで構成されており、当該モータを駆動することで、ステアリングコラム5aを回動させて、ステアリング5を上下動させるようになっている。ステアリング上下位置調整機構81は、後述するように、姿勢調節部100によりその駆動が制御される。
(ステアリング前後位置調整機構)
ステアリング前後位置調整機構82では、ステアリング5の車両前後方向における位置を調整するように構成されている。例えば、ステアリング前後位置調整機構82は、ステアリングコラム5aに取り付けられてモータで構成されており、当該モータを駆動することで、ステアリングコラム5aを前後移動又はステアリングコラム5aの長さを変更して、ステアリング5を車両前後方向に移動するようになっている。ステアリング前後位置調整機構82は、後述するように、姿勢調節部100によりその駆動が制御される。
(ステアリング角度調整機構)
ステアリング角度調整機構83では、ステアリング5の車両前後方向を調整するように構成されている。例えば、ステアリング角度調整機構83は、ステアリングコラム5aとステアリング5との接合部分に配置されたモータで構成されており、当該モータを駆動することで、ステアリング5の車両前後方向の角度を変化させるようになっている。ステアリング角度調整機構83は、後述するように、姿勢調節部100によりその駆動が制御される。
(荷重検出センサ)
また、車両は、可動フロア21(足載置部21a)にかかる荷重を検出するフロア荷重検出センサ91と、シートクッション4aにかかる荷重を検出するシート荷重検出センサ92とを備えている。例えば、フロア荷重検出センサ91は、歪みセンサであり、足載置部21aの歪みに基づいて、足載置部21aにかかる荷重を検出する。また、例えば、シート荷重検出センサ92は、シートクッション4aの裏に配置されたフレーム部材41に取り付けられた歪みセンサであり、フレーム部材41の歪みに基づいて、シートクッション4aにかかる荷重を検出する。また、シート荷重検出センサ92は、運転者が運転席シート4に着座する際の当該運転者の体幹部によりかかる荷重を検出するように構成されている。フロア荷重検出センサ91及びシート荷重検出センサ92の各検出値は、姿勢調節部100に入力される。
(姿勢調節部及びその処理内容)
姿勢調節部100は、可動フロア変位機構40(具体的には可動フロア変位駆動用モータ42)、シート高調整機構50(具体的にはシート上下動駆動用モータ61)、シート背もたれ角度調整機構70、ステアリング上下位置調整機構81、ステアリング前後位置整機構82及びステアリング角度調整機構83を駆動制御する。
姿勢調節部100には、フロア荷重検出センサ91及びシート荷重検出センサ92を含む各種センサ等から、運転者の個人情報、自車速、ブレーキ操作状態、操舵角、アクセル開度、ブレーキ量(ブレーキペダル踏み込み量)及びキー位置状態、ドアの開度、フロア荷重及びシート荷重の各種情報が入力されており、これら各種情報に基づいて、各機構40,50,70,81,82,83を駆動制御する。
例えば、運転者の個人情報は、図示しないキー(鍵)に設けた個人情報記憶部101(図1参照)に記憶されている。また、キー位置状態については、キー位置検出部102により検出しており、その検出値が姿勢調節部100に入力されている。さらに、ドアの開度については、ドア開度検出部103により検出しており、その検出値が姿勢調節部100に入力されている。
図3及び図4は、姿勢調節部100の処理手順を示す。
図3に示すように、処理を開始すると、先ずステップS1において、姿勢調節部100は、キー位置検出部102の検出値に基づいて、キーの位置がエンジン始動位置か否かを判定する。ここで、姿勢調節部100は、キー(鍵)の位置がエンジン始動になると、ステップS2に進む。
ステップS2では、姿勢調節部100は、キーの情報に基づいて、個人情報記憶部101に記憶されている運転者の体格要因をなす運転者の身長h及び前回記憶(後述のステップS14で記憶)した個人特徴指標(最新の個人特徴指標)P1〜P5を読み込む。さらに、姿勢調節部100は自車速も読み込む。
ここで、個人特徴指標P1は、運転者の体の柔軟性を示す柔軟性指標(以下、柔軟性代表指標という。)P1であり、後述するように、第1〜第3柔軟性個別指標P11〜P13といった複数の指標に基づいて算出される値である。また、個人特徴指標P2は、運転操作の滑らかさや柔らかさを示す運転操作のスムーズさ指標(以下、運転操作スムーズさ代表指標という。)P2であり、後述するように、第1〜第3運転操作スムーズさ個別指標P21〜P23といった複数の指標に基づいて算出される値である。また、個人特徴指標P3は、運転操作のばらつき又は運転技量を示す運転操作の安定度指標(以下、運転操作安定度代表指標という。)P3であり、後述するように、第1〜第5運転操作安定度個別指標P31〜P35といった複数の指標に基づいて算出される値である。また、個人特徴指標P4は、運転操作の早さ、頻度や運転者のせっかち傾向を示す運転操作の急激度指標(以下、運転操作急激度代表指標という。)P4であり、後述するように、第1〜第3運転操作急激度個別指標P41〜P43といった複数の指標に基づいて算出される値である。また、個人特徴指標P5は、所定走行シーンから受ける負担に対する運転者の感受性を示す当該所定走行シーン前後の運転操作の変化度指標(以下、運転操作変化度代表指標という。)P5であり、後述するように、第1〜第3運転操作変化度個別指標P51〜P3といった複数の指標に基づいて算出される値である。
続いてステップS3において、姿勢調節部100は、前記ステップS1で読み込んだ自車速が0か否かを判定する。ここで、姿勢調節部100は、自車速が0の場合、車両が停止しているものとして、ステップS4に進み、自車速が0でない場合、車両が走行しているものとして、図4に示すステップS16に進む。
図4に示すステップS16では、姿勢調節部100は、走行中のステアリング5の操舵角、アクセル開度及びブレーキ量を読み込む。
続いてステップS17において、姿勢調節部100は、前記ステップS16で読み込んだ操舵角、アクセル開度及びブレーキ量(ブレーキペダル操作量)に基づいて、第1〜第3運転操作スムーズさ個別指標P21〜P23を算出しており、具体的には次のように算出する。
図5は、操舵角に基づいて、ステアリング操作のスムーズさを示す第1運転操作スムーズさ個別指標P21を算出する手順を示す。
同図(a)に示すように経時変化する操舵角を、同図(b)に示すように、ハイパスフィルタ(例えば0.2Hzのハイパスフィルタ)でフィルタリングし、高周波成分だけを取り出す。例えば、ステアリング操作にスムーズさがなければ、高周波成分の値が大きくなる。そして、その取り出した操舵角の高周波成分について、同図(c)に示すように、一定時間Ttsの総和の逆数を第1運転操作スムーズさ個別指標P21として算出する。
また、図6は、アクセル開度に基づいて、アクセル操作のスムーズさを示す第2運転操作スムーズさ個別指標P22を算出する手順を示す。
同図(a)に示すように経時変化するアクセル開度を、同図(b)に示すように、ハイパスフィルタ(例えば0.1Hzのハイパスフィルタ)でフィルタリングし、高周波成分だけを取り出す。例えば、アクセル操作にスムーズさがなければ、高周波成分の値が大きくなる。そして、その取り出したアクセル開度の高周波成分について、同図(c)に示すように、一定時間Ttaの総和の逆数を第2スムーズさ個別指標P22として算出する。
また、図7は、ブレーキ量に基づいて、ブレーキ操作のスムーズさを示す第3スムーズさ個別指標P23を算出する手順を示す。
同図(a)に示すように経時変化するブレーキ量を、同図(b)に示すように、ハイパスフィルタ(例えば0.1Hzのハイパスフィルタ)でフィルタリングし、高周波成分だけを取り出す。例えば、ブレーキ操作にスムーズさがなければ、高周波成分の値が大きくなる。そして、その取り出したブレーキ量の高周波成分について、同図(c)に示すように、一定時間Ttbの総和の逆数を第3スムーズさ個別指標P23として算出する。
続いてステップS18において、姿勢調節部100は、前記ステップS16で読み込んだ走行中の操舵角、アクセル開度及びブレーキ量に基づいて、第1〜第5運転操作安定度個別指標P31〜P35、第1〜第3運転操作急激度個別指標P41〜P43及び第1〜第3運転操作変化度個別指標P51〜P53を算出しており、具体的には次のように算出する。
第1〜第3運転操作安定度個別指標P31〜P35はそれぞれ、運転操作の安定度を示す指標であり、下記表1には、その第1〜第3運転操作安定度個別指標P31〜P35の算出手法(内容)を示す。
Figure 2007253808
表1に示すように、第1運転操作安定度個別指標P31は、前記ステップS17で算出したステアリング操作のスムーズさ個別指標(第1運転操作スムーズさ個別指標P21)のばらつきを示す値であり、当該ステアリング操作のスムーズさ個別指標の所定サンプル数分(例えば20個分)の標準偏差として算出される。また、第2運転操作安定度個別指標P32は、前記ステップS17で算出したアクセル操作のスムーズさ個別指標(第2運転操作スムーズさ個別指標P22)のばらつきを示す値であり、当該アクセル操作のスムーズさ個別指標の所定サンプル数分(例えば20個分)の標準偏差として算出される。また、第3運転操作安定度個別指標P33は、前記ステップS17で算出したブレーキ操作のスムーズさ個別指標(第3運転操作スムーズさ個別指標P23)を示す値であり、当該ブレーキ操作のスムーズさ個別指標の所定サンプル数分(例えば20個分)の標準偏差として算出される。ここで、標準偏差が大きいほど、すなわちばらつきが大きいほど、運転操作の安定度(第1〜第3運転操作安定度個別指標P31〜P33)は低くなる。
また、第4運転操作安定度個別指標P34は、ブレーキ操作時の自車両の最大減速度(減速度ピーク値)のばらつきを示す値であり、当該最大減速度の所定サンプル数分(例えば20個分)の標準偏差として算出される。また、第5運転操作安定度個別指標P35は、ステアリング操作時の最大操舵角速度(操舵角速度ピーク値)のばらつきを示す値であり、当該最大操舵角速度の所定サンプル数分(例えば20個分)の標準偏差として算出される。
また、第1〜第3運転操作急激度個別指標P41〜P43はそれぞれ、運転操作の急激度を示す指標であり、下記表2は、その第1〜第3運転操作急激度個別指標P41〜P43の算出手法(内容)を示す。
Figure 2007253808
表2に示すように、第1運転操作急激度個別指標P41は、ステアリング操作の速さを示す値であり、ステアリング操作時の最大操舵角速度(操舵角速度ピーク値)の所定サンプル数分(例えば20個分)の平均値として算出される。また、第2運転操作急激度個別指標P42は、一定時間内にステアリング5の操舵角が所定舵角以上になった回数(頻度)として算出される。また、第3急激度個別指標P43は、一定時間内のターンシグナル操作回数(頻度)として算出される。
また、第1〜第3運転操作変化度個別指標P51〜P53はそれぞれ、所定の走行シーン(運転操作シーン)前後の運転操作の変化度を示す値である。ここで、所定の走行シーンとは、運転操作の負担を増加させる走行シーンの前後であり、例えば、カーブ路である。具体的には、第1〜第3運転操作変化度個別指標P51〜P53を次のように算出する。すなわち、第1運転操作変化度個別指標P51は、所定の走行シーン前後のステアリング操作の変化度を示す値であり、下記(1)式により算出される。
P51=所定走行シーン後のP21/所定走行シーン前のP21 ・・・(1)
図8は、所定の走行シーンがカーブ路である場合の、所定走行シーン後(カーブ通過後)の第1運転操作スムーズさ個別指標P21と所定走行シーン前(カーブ通過前又はカーブ手前)の第1運転操作スムーズさ個別指標P21との算出手順を示す。
図8に示すように、カーブ区間手前で、前記図5を用いて説明したようにして算出した第1運転操作スムーズさ個別指標P21と、カーブ区間通過後に、前記図5を用いて説明したようにして算出した第1運転操作スムーズさ個別指標P21とを算出する。そして、そのようにカーブ区間前後で得た各第1運転操作スムーズさ個別指標P21に基づいて、前記(1)式により、第1運転操作変化度個別指標P51を算出する。
自車両をカーブ走行させるといった、運転者への一つの刺激は、運転者の運転操作に影響を与えて、運転操作を変化させることになり、当該変化は、運転者の感受性に大きく影響される。このようなことから、所定走行シーン後のP21と所定走行シーン前のP21との比(所定走行シーン後のP21/所定走行シーン前のP21)は、運転者の感受性に影響されるものとなるから、第1運転操作変化度個別指標P51は感受性を示す値になる。
また、第2変化度個別指標P52は、所定の走行シーン前後のアクセル操作の変化度を示すものであり、第2変化度個別指標P52を下記(2)式により算出される。
P52=所定走行シーン後のP22/所定走行シーン前のP22 ・・・(2)
また、第3変化度個別指標P53は、所定の走行シーン前後のブレーキ操作の変化度を示すものであり、下記(3)式により算出される。
P53=所定走行シーン後のP23/所定走行シーン前のP23 ・・・(3)
続いてステップS19において、姿勢調節部100は、前記ステップS17で算出した第1〜第3運転操作スムーズさ個別指標P21〜P23に基づいて、運転操作スムーズさ代表指標P2を算出する。具体的には、運転操作スムーズさ代表指標P2を下記(4)式により算出する。
P2=P21×P22×P23 ・・・(4)
続いてステップS20において、姿勢調節部100は、前記ステップS18で算出した運転操作安定度個別指標P31〜P35に基づいて、運転操作安定度代表指標P3を算出する。具体的には、運転操作安定度代表指標P3を下記(5)式により算出する。
P3=1/(P31×P32×P33×P34×P35) ・・・(5)
続いてステップS21において、姿勢調節部100は、前記ステップS18で算出した第1〜第3運転操作急激度個別指標P41〜P43に基づいて、運転操作急激度代表指標P4を算出する。具体的には、運転操作急激度代表指標P4を下記(6)式により算出する。
P4=P41×P42×P43 ・・・(6)
続いてステップS22において、姿勢調節部100は、前記ステップS18で算出した第1〜第3運転操作変化度個別指標P51〜P53に基づいて、所定の走行シーン前後における運転操作変化度代表指標P5を算出する。具体的には、運転操作変化度代表指標P5を下記(7)式により算出する。
P5=P51×P52×P53 ・・・(7)
なお、下記表3には、前述のように算出した個人特徴指標P2〜P5(後述する個人特徴指標P1を含む)の値と運転者の運転操作の特徴との関係を示す。
Figure 2007253808
そして、姿勢調節部100は、ステップS14に進み、そのように算出した個人特徴指標P1〜P5を個人情報記憶部101に保存する。
一方、前記ステップS3で自車速が0の場合に進むステップS4では、姿勢調節部100は、運転者の身長hに基づいて、当該身長hに対応する基準姿勢(基本姿勢)を実現する各調節部位の値(車内装備の状態)Lsl’,Lsh’,Lsa’,Lpl’,Lhh,Lha’を算出する。
ここで、基準姿勢は、運転者が運転席に着座した状態で、当該運転者が最適に運転操作できる姿勢であり、具体的には、運転者の身長hに関係なくその目の位置を一定にするとともに、身長h毎に決められる姿勢同士が相似となる関係を有する姿勢である。或いは、基準姿勢は、各関節(例えば運転姿勢や運転操作に関連する所定の関節)が、身長hにかかわらず、負担の少ない関節角度になる姿勢である。
図9〜図14は、身長hに基づいて、前記各調節部位の値Lsl’,Lsh’,Lsa’,Lpl’,Lha’,Lhhを算出するためのテーブル(特性図)を示す。
図9に示すように、ステアリング前後位置Lsl’は、身長hが小さい領域では一定の小さい値となり、身長hがある値a(例えば1450mm)よりも大きくなると、身長hと比例関係となって車両前方側に増加し、身長hがさらにある値b(例えば1900mm)よりも大きくなると、ある一定の大きい値となる。
また、図10に示すように、ステアリング上下位置Lsh’は、身長hが小さい領域では一定の大きい値となり、身長hがある値a(例えば1450mm)よりも大きくなると、身長hと反比例関係となって下方側に減少し、身長hがさらにある値b(例えば1900mm)よりも大きくなると、ある一定の小さい値となる。
また、図11に示すように、ステアリング角度(車両前後方向角度)Lsa’は、身長hに影響されることなく常に一定値となる。
また、図12に示すように、ペダル前後位置Lpl’は、身長hが小さい領域では一定の小さい値となり、身長hがある値a(例えば1450mm)よりも大きくなると、身長hと比例関係となって車両前方側に増加し、身長hがさらにある値b(例えば1900mm)よりも大きくなると、ある一定の大きい値となる。
また、図13に示すように、シート高さLhhは、身長hが小さい領域では一定の大きい値となり、身長hがある値a(例えば1450mm)よりも大きくなると、身長hと反比例関係となって下方側に減少し、身長hがさらにある値b(例えば1900mm)よりも大きくなると、ある一定の小さい値となる。
また、図14に示すように、シート背もたれ角度Lha’は、身長hに影響されることなく常に一定値となる。
これら図9〜図14を用いて、姿勢調節部100は、前記ステップS1で読み込んだ身長hに対応する各調節部位の値としてLsl’,Lsh’,Lsa’,Lpl’,Lhh,Lha’を算出する。
続いてステップS5において、姿勢調節部100は、ドア開度検出部103からドア開度、フロア荷重検出センサ91からフロア荷重及びシート荷重検出センサ92からシート荷重をそれぞれ読み込む。
続いてステップS6において、姿勢調節部100は、前記ステップS5で読み込んだドア開度、フロア荷重及びシート荷重に基づいて、第1〜第3柔軟性個別指標P11,P12,P13を算出しており、具体的には次のように算出する。
図15は、最大ドア開度の平均値(最大ドア開度平均)に基づいて、第1柔軟性個別指標P11を算出するためのテーブル(特性図)を示す。
図15に示すように、第1柔軟性個別指標P11は、最大ドア開度の平均値が小さい領域では一定の大きい値(柔軟性がある又は柔軟性が高い)となり、最大ドア開度の平均値がある値よりも大きくなると、最大ドア開度の平均値と反比例関係となって減少し、最大ドア開度の平均値がさらにある値よりも大きくなると、ある一定の小さい値(柔軟性がない又は柔軟性が低い)となる。
また、図16は、最大フロア荷重比率Ffp/Fmに基づいて、第2柔軟性個別指標P12を算出するためのテーブル(特性図)を示す。ここで、Ffpは、前記ステップS5で読み込んだフロア荷重のピーク値(最大値)であり、Fmは、定常状態でのシート荷重である。
ここで、図17は、運転者の乗降時(特に乗車時)のフロア荷重及びシート荷重の変化を示す。図17に示すように、運転者が乗車する際、運転者がフロアに足を入れた(載せた)タイミングで、フロア荷重(同図で点線で示す値)が増加して、ピークをみせて減少していく。そして、そのようなフロア荷重の変化に遅れて、シート荷重が上昇して、同様にピークをみせて、減少していく。このように、運転者の乗車時にフロア荷重が変化しており、Ffpは、その変化するフロア荷重のピーク値である。
図16に示すように、第2柔軟性個別指標P12は、最大フロア荷重比率Ffp/Fmが小さい領域では一定の小さい値(柔軟性がない又は柔軟性が低い)となり、最大フロア荷重比率Ffp/Fmがある値よりも大きくなると、最大フロア荷重比率Ffp/Fmと比例関係となって増加し、最大フロア荷重比率Ffp/Fmがさらにある値よりも大きくなると、ある一定の大きい値(柔軟性がある又は柔軟性が高い)となる。
また、図18は、最大シート荷重比率Fmp/Fmに基づいて、第3柔軟性個別指標P13を算出するためのテーブル(特性図)を示す。ここで、Fmpは、前記ステップS5で読み込んだシート荷重のピーク値である。すなわち、図17に示すように、運転者の乗車時にシート荷重が変化しており、Fmpは、その変化するシート荷重のピーク値である。ここで、最大シート荷重比率Fmp/Fmは、例えばシートクッション4aに臀部を降ろすときの急激さを示す値となる。
図18に示すように、第3柔軟性個別指標P13は、最大シート荷重比率Fmp/Fmが小さい領域では一定の大きい値(柔軟性がある又は柔軟性が高い)となり、最大シート荷重比率Fmp/Fmがある値よりも大きくなると、最大シート荷重比率Fmp/Fmと反比例関係となって減少し、最大シート荷重比率Fmp/Fmがさらにある値よりも大きくなると、ある一定の小さい値(柔軟性がない又は柔軟性が低い)となる。
続いてステップS7において、姿勢調節部100は、前記ステップS6で算出した第1〜第3柔軟度個別指標P11,P12,P13に基づいて柔軟性代表指標P1を算出する。具体的には、柔軟性代表指標P1を下記(8)式により算出する。
P1=P11×P12×P13 ・・・(8)
続いてステップS8において、姿勢調節部100は、前記ステップS4で算出した各調節部位の値Lsl’,Lsh’,Lsa’,Lpl’,Lha’及び前記ステップS2で読み込んだ個人特徴指標値P1〜P5に基づいて各調節部位の値Lsl,Lsh,Lsa,Lpl,Lhaを算出する。すなわち、各調節部位の値Lsl’,Lsh’,Lsa’,Lpl’,Lha’を個人特徴指標値P1〜P5で補正し、その補正後の値として各調節部位の値Lsl,Lsh,Lsa,Lpl,Lhaを算出する。具体的には、各調節部位の値Lsl,Lsh,Lsa,Lpl,Lhaを下記(9)式〜(13)式により算出する。
Lsl=Lsl’+Ksl1×P1+Ksl2×P2+Ksl3×P3 +Ksl4×P4 ・・・(9)
Lsh=Lsh’+Ksb1×P1+Ksb2×P2 ・・・(10)
Lsa=Lsa’+Ksa1×P3+Ksa2×P4 ・・・(11)
Lpl=Lpl’+Kpl1×P5 ・・・(12)
Lha=Lha’+Kha1×P1+Kha2×P2 ・・・(13)
ここで、Ksl1,Ksl2,Ksl3,Ksl4,Ksb1,Ksb2,Ksa1,Ksa2,Kpl1,Kha1,Kha2は、基準姿勢値Lsl’,Lsh’,Lsa’,Lpl’,Lha’に応じた重み係数である。
ここで、前記(9)式によれば、ステアリング前後位置Lslは、基準姿勢を実現するステアリング前後位置Lsl’を基準にして、柔軟性代表指標P1、運転操作スムーズさ代表指標P2、運転操作安定度代表指標P3及び運転操作急激度代表指標P4に基づいて算出される。すなわち、ステアリング前後位置Lslは、基準姿勢を実現するステアリング前後位置Lsl’に柔軟性並びに運転操作のスムーズさ、安定度及び急激度を考慮して算出(補正)された値になる。
また、前記(10)式によれば、ステアリング上下位置Lshは、基準姿勢を実現するステアリング上下位置Lsh’を基準にして、柔軟性代表指標P1及び運転操作スムーズさ代表指標P2に基づいて算出される。すなわち、ステアリング上下位置Lshは、基準姿勢を実現するステアリング上下位置Lsh’に柔軟性及び運転操作のスムーズさを考慮して算出(補正)された値になる。
また、前記(11)式によれば、ステアリング角度Lsaは、基準姿勢を実現するステアリング角度Lsaを基準にして、運転操作安定度代表指標P3及び運転操作急激度代表指標P4に基づいて算出される。すなわち、ステアリング角度Lsaは、基準姿勢を実現するステアリング角度Lsaに運転操作の安定度及び急激度を考慮して算出(補正)された値になる。
また、前記(12)式によれば、ペダル前後位置Lplは、基準姿勢を実現するペダル前後位置Lpl’を基準にして、運転操作変化度代表指標P5に基づいて算出される。すなわち、ペダル前後位置Lplは、基準姿勢を実現するペダル前後位置Lpl’に運転操作の変化度を考慮して算出(補正)された値になる。
また、前記(13)式によれば、シート背もたれ角度Lhaは、基準姿勢を実現するシート背もたれ角度Lhaを基準にして、柔軟性代表指標P1及び運転操作スムーズさ代表指標P2に基づいて算出される。すなわち、シート背もたれ角度Lhaは、基準姿勢を実現するシート背もたれ角度Lha’に柔軟性及び運転操作のスムーズさを考慮して算出(補正)された値になる。
このような演算により、ステアリング前後位置Lsl、ステアリング上下位置Lsh及びシート背もたれ角度Lhaは、柔軟性代表指標P1に基づいて算出されるから、例えば、柔軟性代表指標P1が大きくなるほど、すなわち、運転者の体が柔軟であるほど、ステアリング前後位置Lslが小さくなり(後方位置になり)、また、ステアリング上下位置Lshが小さくなる(下方位置になる)、さらに、シート背もたれ角度Lhaが大きくなる(水平方向に傾く)。
なお、シート高さLhhについては、個人特徴指標値P1〜P5に基づく補正はしていない。
続いてステップS9において、姿勢調節部100は、前記ステップS8で算出したステアリング前後位置Lsl及びステアリング上下位置Lshになるように、ステアリング前後位置調整機構82及びステアリング上下位置調整機構81をそれぞれ制御する。
続いてステップS10において、姿勢調節部100は、前記ステップS8で算出したステアリング角度Lsaになるように、ステアリング角度調整機構83を制御する。
続いてステップS11において、姿勢調節部100は、前記ステップS8で算出したペダル前後位置Lplになるように、可動フロア変位機構40を制御する。
続いてステップS12において、姿勢調節部100は、前記ステップS8で算出したシート背もたれ角度Lhaになるように、シート背もたれ角度調整機構70を制御する。
続いてステップS13において、姿勢調節部100は、前記ステップS4で算出したシート高さLhhになるように、シート高調整機構50を制御する。
続いてステップS14において、姿勢調節部100は、個人特徴指標P1〜P5を個人情報記憶部101に保存する。
続いてステップS15において、姿勢調節部100は、前記ステップS1と同様に、キーの位置がエンジン始動位置か否かを判定する。ここで、姿勢調節部100は、キーの位置がエンジン始動位置の場合、前記ステップS3に進み、キーの位置がエンジン始動位置でない場合、当該図3に示す処理を終了する(前記ステップS1から再び処理を開始する)。
(動作)
次に動作を説明する。
キーが始動位置にあり(前記ステップS1及びステップS15の判定で“Yes”の場合)、車両が走行していると(前記ステップS3の判定で“No”の場合)、姿勢調節部100は、走行中の操舵角、アクセル開度及びブレーキ量を読み込み(前記ステップS16)、その読み込んだ操舵角、アクセル開度及びブレーキ量に基づいて、第1〜第3運転操作スムーズさ個別指標P21〜P23、第1〜第5運転操作安定度個別指標P31〜P35、第1〜第3運転操作急激度個別指標P41〜P43及び第1〜第3運転操作変化度個別指標P51〜P53を算出する(前記ステップS17、ステップS18)。そして、姿勢調節部100は、その算出した第1〜第3運転操作スムーズさ個別指標P21〜P23、第1〜第5運転操作安定度個別指標P31〜P35、第1〜第3運転操作急激度個別指標P41〜P43及び第1〜第3運転操作変化度個別指標P51〜P53に基づいて、運転操作スムーズさ代表指標P2、運転操作安定度代表指標P3、運転操作急激度代表指標P4及び運転操作変化度代表指標P5を算出する(前記ステップS19〜ステップS22)。
また、キーが始動位置にあり(前記ステップS1及びステップS15の判定で“Yes”の場合)、車両が停止していると(前記ステップS3の判定で“Yes”の場合)、姿勢調節部100は、個人情報記憶部101から読み出した身長h(前記ステップS2)に基づいて、当該身長hに対応する基準姿勢を実現する各調節部位の値(車内装備の状態)Lsl’,Lsh’,Lsa’,Lpl’,Lhh,Lha’を算出する(前記ステップS4)。さらに、姿勢調節部100は、ドア開度、フロア荷重及びシート荷重を読み込み(前記ステップS5)、その読み込んだドア開度、フロア荷重及びシート荷重に基づいて、第1〜第3柔軟性個別指標P11,P12,P13を算出し(前記ステップS6)、その算出した第1〜第3柔軟性個別指標P11,P12,P13に基づいて、柔軟性代表指標P1を算出する(前記ステップS7)。そして、姿勢調節部100は、その算出した柔軟性代表指標P1と、車両が走行中に算出した運転操作スムーズさ代表指標P2、運転操作安定度代表指標P3、運転操作急激度代表指標P4及び運転操作変化度代表指標P5(個人特徴指標値P1〜P5)とに基づいて、各調節部位の値Lsl’,Lsh’,Lsa’,Lpl’,Lha’を補正した各調節部位の値Lsl,Lsh,Lsa,Lpl,Lhaを算出する(前記ステップS8)。
そして、姿勢調節部100は、それら算出した各調節部位の値(補正後の各調節部位の値)Lsl,Lsh,Lsa,Lpl,Lhaに基づいて、可動フロア変位機構40、シート高調整機構50、シート背もたれ角度調整機構70、ステアリング上下位置調整機構8、ステアリング前後位置調整機構82及びステアリング角度調整機構83を制御する(前記ステップS9〜ステップS13)。
これにより、可動フロア変位機構40を制御することで、可動フロア21とともに、アクセルペダル2及びブレーキペダル3が前後方向で移動しながら、上下方向にも変位するようになる。すなわち、可動フロア21は、前記スライドレール41aと同様な勾配をもって、斜め方向に移動する。また、シート高調整機構50及びシート背もたれ角度調整機構70を制御することで、運転席シート4が昇降するとともに、運転席シート4の背もたれ4bの角度が変化する。このとき、運転席シート4とともに可動フロア21も昇降する。また、ステアリング上下位置調整機構81、ステアリング前後位置調整機構82及びステアリング角度調整機構83を制御することで、ステアリング5が上下及び前後方向で移動し、角度が変化する。
このとき、前記図9及び図10に示したテーブルに基づいてステアリング上下位置調整機構81及びステアリング前後位置調整機構82を制御しているから、ステアリング5は、運転者の身長hが高くなるほど、車両前方側かつ下方側、すなわち下斜め前方側に位置される。
また、このとき、前記図11に示したテーブルに基づいてステアリング角度調整機構83を制御しているから、ステアリング5の角度は、運転者の身長hに関係なく常に一定の角度になる。
また、前記図12に示したテーブルに基づいて可動フロア変位機構40を制御しているから、アクセルペダル2及びブレーキペダル3は、運転者の身長hが高くなるほど、車両前方側に位置される。
また、前記図13に示したテーブルに基づいてシート高調整機構50を制御しているから、運転席シート4は、運転者の身長hが高くなるほど、下方側に位置される。このとき、前記図14に示したテーブルに基づいてシート背もたれ角度調整機構70を制御しているから、運転席シート4の背もたれ4bの角度は、運転者の身長hに関係なく常に一定の角度になる。
(作用)
次に作用を説明する。
ここでは、運転姿勢調節装置が前述の動作をした場合の運転者の運転姿勢について、身長hに対応する基準姿勢と、個人特徴指標値P1〜P5に基づいて各調節部位の値Lsl,Lsh,Lsa,Lpl,Lhaを得た場合の基準姿勢、すなわち、運転者の柔軟性及び運転操作の特徴を考慮した補正後の基準姿勢とを説明する。
(1)身長hに対応する基準姿勢
先ず、図19を用いて、身長hに対応する基準姿勢を示す。
図19に示すように、運転席シート4の移動により、シート位置PSET(図1に図示)が、最低位置PSETminと最高位置PSETmaxとの間で変化する。具体的には、前記図13に示すテーブルのようにシート高さLhhを制御することで、シート位置PSETは、運転者の身長hが低くなるほど、最低位置PSETminから、その略上斜め前方(矢印A1の方向)にある最高位置PSETmaxまで変化する。これにより、シート位置PSETは、最小の身長hで最高位置PSETmaxとなり、最大の身長hで最低位置PSETminとなる。なお、シート位置PSETは、運転者のヒップポイント近傍の点、例えば、シートクッション4aと背もたれ4bとの接合位置である。
そして、この運転席シート4の移動により、運転者のヒップ位置PHP(図1に図示)が、最低位置PHPminと最高位置PHPmaxとの間で変化する。具体的には、前述のように運転席シート4が移動することで、運転者のヒップ位置PHPは、運転者の身長hが低くなるほど、最低位置PHPminから、その上方向(矢印A2の方向)にある最高位置PHPmaxまで変化する。すなわち、ヒップ位置PHPは、最小の身長hで最高位置PHPmaxとなり、最大の身長hで最低位置PHPminとなる。
ここで、一般的には、身長hが低くなるほど、体(胴体)の厚みが薄くなるから、前述のように運転者の身長hが低くなるほどシート位置PSETが上斜め前方に移動することで、ヒップ位置PHPは運転者の身長hが低くなると上方向に移動するようになる。
さらに、運転席シート4が移動することで、運転者の目線位置(アイポイント)P(図1に図示)の位置は維持される。すなわち、運転者の身長hに関係なく、運転者の目線位置Pは一定位置である。
ここで、一般的には、身長hが低くなるほど、座高が低くなるから、運転者の身長hが低くなるほど、前述のように、シート位置PSET又はヒップ位置PHPが上方向に移動することで、運転者の目線位置Pは運転者の身長hに関係なく一定位置になる。
一方、ステアリング位置PSTL(図1に図示)が、最前方位置PSTLminと最後方位置PSTLmaxとの間で変化する。具体的には、前記図9〜図11に示すテーブルのようにステアリング前後位置Lsl’、ステアリング上下位置Lsh’及びステアリング角度Lsa’を制御することで、ステアリング位置PSTLは、運転者の身長hが高くなるほど、最後方位置PSTLmaxから、その下斜め前方(矢印A3の方向)にある最前方位置PSTLminまで変化する。これにより、ステアリング位置PSTLは、最小の身長hで最後方位置PSTLmaxとなり、最大の身長hで最前方位置PSTLminとなる。
また、可動フロア21とともにアクセルペダル2及びブレーキペダル3が移動することにより、アクセルペダル2又はブレーキペダル3における運転者の踏力入力位置P(図1に図示)が、最前方かつ最低位置PTminと最後方かつ最高位置PTmaxとの間で変化する。具体的には、前記図12に示すテーブルのようにペダル前後位置Lpl’を制御することで、運転者の踏力入力位置Pは、運転者の身長hが低くなるほど、最前方かつ最低位置PTminから、その略上斜め後方(矢印A4の方向)にある最後方かつ最高位置PTmaxまで変化する。これにより、運転者の踏力入力位置Pは、最小の身長hで最後方かつ最高位置PTmaxとなり、最大の身長hで最前方かつ最低位置PTminとなる。なお、運転者の踏力入力位置Pは、例えばアクセルペダル2表面に凸部として設けたペダルパッドの位置である。
以上のように、運転者の身長hに基づいて、シート位置PSET、運転者の目線位置PI、ステアリング位置PSTL、運転者のヒール位置PHL、運転者の踏力入力位置PTを変化させることで、運転者の運転姿勢は、運転者自身の身長hに対応する基準姿勢になる。すなわち、運転者の運転姿勢は、運転者自身の身長hに関係なく目が一定位置になるとともに、身長h毎に決められる姿勢同士が相似となる関係を有する姿勢になる。言い換えれば、運転姿勢調節装置は、そのような基準姿勢になるように、可動フロア変位機構40、シート高調整機構50、シート背もたれ角度調整機構70、ステアリング上下位置調整機構81、ステアリング前後位置整機構82及びステアリング角度調整機構83を適宜制御している。これにより、運転者の運転姿勢は、運転操作に最適な運転姿勢になる。すなわち、運転姿勢を運転者により適合させることができる。
(2)運転者の柔軟性及び運転操作の特徴による補正後の基準姿勢
次に、運転者の柔軟性及び運転操作の特徴による補正後の基準姿勢を説明する。
体の柔軟性により変化する柔軟性代表指標P1、運転操作のスムーズさにより変化する運転操作スムーズさ代表指標P2、運転操作の安定度により変化する運転操作安定度代表指標P3、運転操作の急激度により変化する運転操作急激度代表指標P4及び運転操作の変化度により変化する運転操作変化度代表指標P5に基づいて、各調節部位の値Lsl’,Lsh’,Lsa’,Lpl’,Lha’を算出することで、前述のような基準姿勢を維持しつつも、運転者の体の柔軟性並びに運転操作のスムーズさ、安定度、急激度及び変化度等の運転操作の特徴を考慮した運転姿勢(補正後の基準姿勢)にできる。以下に具体例を挙げて説明する。
図20は、補正後の基準姿勢の変化の一例を示す。
前述のように、柔軟性代表指標P1が大きくなるほど、すなわち、運転者の体が柔軟であるほど、ステアリング前後位置Lsl及びステアリング上下位置Lshを小さくする一方で、シート背もたれ角度Lhaを大きくすることにより(前記(9)式、(10)式、(13)式参照)、図20に示すように、ステアリング位置PSTLが、略上斜め前方(矢印A5の方向)に移動するとともに、運転席シート4の背もたれ4aが角度θだけ後方側に倒れるようになる。
これにより、運転者200の運転姿勢は、点線から実線への変化として示すように、胴体が後方に倒れこんで、腕が伸びる姿勢となる。これにより、柔軟性が低い(柔軟性がない)場合には、肩を動かさなくてもステアリング5を操作できる運転姿勢(点線の運転姿勢)になっているが、柔軟性が高い(柔軟性がある)場合には、腹部が楽になり、腕の圧迫感もなく、ステアリング5を操作できる運転姿勢(実線の運転姿勢)になる。これは、例えば、運転者の上体が柔らかい場合、当該運転者がステアリング操作時に肩甲骨や体幹の捻りの動きを使えるため、運転席シート4の背もたれ4aを寝せ気味にして、ステアリング4を運転者から遠めに設定しても問題がないから等の理由による。
また、運転操作安定度代表指標P3に基づいて、ステアリング角度Lsaを変化させることにより(前記(11)式参照)、運転操作の安定度が低い運転者の場合に、ステアリング角度を小さくする(ステアリング5を起こす)ことができる。これにより、例えば、運転操作の安定度が低い運転者でも、所望の操作ができるようになる。
すなわち、運転操作の安定度が、ステアリング5の車両前後における位置やステアリングの車両前後方向における傾斜角度に影響することを利用して、運転操作安定度代表指標P3に基づいてステアリング前後位置Lsl等を算出しており、このステアリング前後位置Lsl等に基づいてステアリング5の状態を調整することで、ステアリング5の状態を運転者の運転姿勢に、より適合した状態にできる。
また、運転操作急激度代表指標P4に基づいて、ステアリング前後位置Lsl及びステアリング角度Lsaを変化させることにより(前記(9)式、(11)式参照)、運転操作の急激度が高い運転者の場合に、ステアリング角度を小さくする(ステアリング5を起こす)とともに、運転席シート4に近づけることができる。例えば、運転操作の急激度は、運転者のせっかちさの表出でもあるから、せっかちな運転者の場合には、運転操作の急激度が高くなるので、運転者が速いステアリング操作ができるように、ステアリング角度を小さくする(ステアリング5を起こす)とともに、ステアリング5を運転席シート4に近づけることができるようになる。
すなわち、運転操作の急激度が、ステアリング5の車両前後における位置やステアリングの車両前後方向における傾斜角度に影響することを利用して、運転操作急激度代表指標P4に基づいてステアリング前後位置Lsl等を算出しており、これにより、ステアリング前後位置Lsl等に基づいてステアリング5の状態を調整することで、ステアリング5の状態を運転者の運転姿勢に、より適合した状態にできる。
そして、運転操作の急激度が高いほど、運転者は、ステアリング5を車両後方寄りに位置させる(運転席シート4に近づける)とともに、ステアリング5を垂直にする傾向にする傾向があるから、ステアリング5の状態を運転者の運転姿勢に、より適合した状態にできる。
また、運転操作変化度代表指標P5に基づいて、ペダル前後位置Lplを変化させることにより(前記(12)式参照)、運転操作の変化度が大きい運転者の場合に、アクセルペダル2及びブレーキペダル3を車両後方側に移動、すなわち運転席シート4に近づけることができる。例えば、運転操作の変化度は、運転者の負担に対する感受性の表出でもあるから、速いブレーキ操作と下肢を縮めることとが安心感をもたらすとの効果から、感受性が大きい、すなわち運転操作の変化度が大きい運転者の場合に、アクセルペダル2及びブレーキペダル3を運転席シート4に近づけることができるようになる。
すなわち、運転操作の変化度が、運転操作ペダル(アクセルペダル2やブレーキペダル3)の前後位置に影響することを利用して、運転操作変化度代表指標P5に基づいてペダル前後位置Lplを算出しており、これにより、ペダル前後位置Lplに基づいて運転操作ペダルの状態を調整することで、運転者と運転操作ペダルとの位置関係を運転者の運転姿勢に、より適合した状態にできる。そして、運転操作の変化度が高いほど、運転者は、運転操作ペダルを車両後方寄りに位置させる傾向があるから、運転者と運転操作ペダルとの位置関係を運転者の運転姿勢に、より適合した状態にできる。
また、運転操作スムーズさ代表指標P2に基づいて、ステアリング前後位置Lsl、ステアリング上下位置Lsh及びシート背もたれ角度Lhaを算出している(前記(9)式、(10)式、(13)式参照)。すなわち、運転操作の滑らかさが、ステアリングの車両前後方向における位置若しくは上下位置又は運転席シートの背もたれの角度に影響することを利用して、運転操作スムーズさ代表指標P2に基づいてステアリング前後位置Lsl等を算出しており、このステアリング前後位置Lsl等に基づいて、ステアリング5や運転席シート4の状態を調整することで、ステアリング5や運転席シートの状態を運転者の運転姿勢に、より適合した状態にできる。
以上のように、運転者の身長hに対応する基準姿勢を基準として、柔軟性及び運転操作の特徴に基づいて、運転者の運転姿勢を推定して、その推定した運転姿勢となるように運転席シート4等の車内装備の状態を調整することで、柔軟性及び運転操作の特徴を考慮した場合でも、運転者の運転姿勢が基準姿勢(身長hに対応する運転操作に最適な運転姿勢)から大きくかけ離れることのない、最適な運転姿勢を推定でき、運転席シート4等の車内装備の状態を運転者の運転姿勢に、より適合した状態にできる。すなわち、運転姿勢を運転者に適合させることができる。
さらに、運転操作の滑らかさや柔らかさを示す運転操作スムーズさ代表指標P2、運転操作のばらつき又は運転技量を示す運転操作安定度代表指標P3、運転操作の早さ、頻度や運転者のせっかち傾向を示す運転操作急激度代表指標P4及び所定走行シーンから受ける負担に対する運転者の感受性を示す運転操作変化度代表指標P5に基づいて、運転操作の特徴を推定している。このように、運転操作に影響する指標により、運転操作の特徴を推定することで、精度良く運転操作の特徴を推定できるから、この結果、最適な運転姿勢を正確に推定できる。
また、運転操作の滑らかさや柔らかさを示す運転操作スムーズさ代表指標P2や運転操作のばらつき又は運転技量を示す運転操作安定度代表指標P3は、運転操作の技量が表出する運転操作の特徴を示すものと言え、運転操作の早さ、頻度や運転者のせっかち傾向を示す運転操作急激度代表指標P4、所定走行シーンから受ける負担に対する運転者の感受性を示す運転操作変化度代表指標P5は、運転者の精神状態が表出する運転操作の特徴を示すものと言える。よって、各指標P2〜P5に基づいて運転姿勢を決定することで、運転操作に影響する運転操作の技量や運転者の精神状態を考慮して運転姿勢を推定しているから、最適な運転姿勢を正確に推定できる。
また、前述のように、例えば、アクセル開度の操作履歴に基づいて第2運転操作スムーズさ個別指標P22を算出する等することで、運転者の運転操作の履歴に基づいて、運転操作の特徴を推定している。これにより、運転操作に履歴に運転者の運転操作の特徴が現れることを利用することで、最適な運転姿勢を正確に推定できる。
また、前述のように、ステアリング操作のスムーズさを示す第1運転操作スムーズさ個別指標P21のばらつきを示す値として第1運転操作安定度個別指標P31を得て、アクセル操作のスムーズさを示す第2運転操作スムーズさ個別指標P22のばらつきを示す値として第2運転操作安定度個別指標P32を得て、ブレーキ操作のスムーズさを示す第3運転操作スムーズさ個別指標P23のばらつきを示す値として第3運転操作安定度個別指標P31を得ており、これら各指標P31〜P33に基づいて、運転操作安定度代表指標P3を得ている(前記ステップS18、ステップS20)。また、ブレーキ操作毎の最大減速度(減速度ピーク値又はそのときのブレーキペダルの踏み込み量)のばらつきを示す第4運転操作安定度個別指標P34と、ステアリング操作毎の最大操舵角速度(操舵角速度ピーク値)のばらつきを示す第5運転操作安定度個別指標P35とに基づいて、運転操作安定度代表指標P3を得ている(前記ステップS18、ステップS20)。すなわち、運転操作の安定度が、ステアリング操作、アクセル操作、ブレーキ操作ついての、複数回操作がなされたときの操作毎の操作量の最大値のばらつき、複数回操作がなされたときの操作毎の操作速度の最大値のばらつきや複数回操作がなされたときの操作毎の滑らかさのばらつきに現れることを利用して、運転操作の安定度に基づいて、運転姿勢を推定しており、これにより、最適な運転姿勢を正確に推定できる。
なお、アクセル操作毎の操作速度の最大値のばらつきや操作速度の最大値のばらつきをも考慮して、運転操作の安定度を決定することもできる。
また、前述のように、ステアリング操作の操舵角速度の最大値に基づいて第1運転操作急激度個別指標P41を得て、ステアリング操作の頻度に基づいて第2運転操作急激度個別指標P42を得て、ターンシグナル操作の頻度に基づいて第3急激度個別指標P43を得ており、これら各指標P41〜P43に基づいて、運転操作急激度代表指標P4を得ている(前記ステップS18、ステップS21)。すなわち、運転者の操作の急激度が、ステアリング操作の頻度、操舵角速度の最大値やターンシグナル操作の頻度に現れることを利用して、運転者の操作の急激度に基づいて、運転姿勢を推定しており、これにより、最適な運転姿勢をより正確に推定できる。
また、前記図15に示すように、最大ドア開度の平均値が大きくなるほど、体の柔軟性が低いとして、第1柔軟性個別指標P11を小さくしている。ここで、一般的に、体の柔軟性が高くなるほど、立ち位置を後方にして、より少ないドア開度で車内に乗り込むことができる。このような実情に沿った体の柔軟性とドア開度との関係に基づいて、第1柔軟性個別指標P11を定めているので、第1柔軟性個別指標P11に基づいて算出した柔軟性代表指標P1は、柔軟性を精度良く示す指標となる。すなわち、運転者の体の柔軟性が車両乗降時の運転者の行動に現れることを利用して、柔軟性代表指標P1を得ており、これにより、運転者の体の柔軟性を正確に推定できる。
また、前記図16に示すように、最大フロア荷重比率Ffp/Fmが大きくなるほど、体の柔軟性が高くなるとして、第2柔軟性個別指標P12を大きくしている。ここで、一般的に、体の柔軟性が高くなるほど、運転者はフロア上のより前方に足を置くようになり、このとき、フロア上にかかる荷重はより大きくなる(荷重の最大値を得る)。このような実情に沿った体の柔軟性とフロア荷重との関係に基づいて、第2柔軟性個別指標P12を定めているので、第2柔軟性個別指標P12に基づいて算出した柔軟性代表指標P1は、体の柔軟性を精度良く示す指標となる。すなわち、運転者が車両に乗降するときには、運転者の体の柔軟性が運転席フロアにかかる荷重の最大値や運転席シートにかかる荷重の最大値に現れることを利用して、柔軟性代表指標P1を得ており、これにより、運転者の体の柔軟性を正確に推定できる。
また、前記図18に示すように、最大シート荷重比率Fmp/Fmが大きくなるほど、体の柔軟性が低いとして、第3柔軟性個別指標P13を小さくしている。ここで、一般的に、体の柔軟性が低くなるほど(体が硬くなるほど)、運転者が乗車の際にシートに勢いよく座るようになる。このような実情に沿った体の柔軟性とシート荷重との関係に基づいて、第3柔軟性個別指標P13を定めているので、第3柔軟性個別指標P13に基づいて算出した柔軟性代表指標P1は、柔軟性を精度良く示す指標となる。すなわち、運転者の体の柔軟性がなければ、運転者が車両に乗降するときに運転席シート4にかかる荷重の最大値が大きくなることを利用して、柔軟性代表指標P1を得ており、これにより、運転者の体の柔軟性を正確に推定できる。
また、前述のように、運転操作変化度代表指標P5を得ている所定の走行シーンは、運転操作の負担が増加する走行シーンであり、具体的には、カーブの走行シーンである(前記ステップS18、ステップS22)。すなわち、カーブの走行シーンでは運転操作の負担が増加することを利用して、運転操作の変化度を示す運転操作変化度代表指標P5を得ており、これにより、運転操作の変化度を簡単に得ることができる。
また、前述のように、ステアリング操作のばらつき度合いに基づいて第1運転操作スムーズさ個別指標P21を得て、アクセル操作のばらつき度合いに基づいて第2運転操作スムーズさ個別指標P22を得て、ブレーキ操作のばらつき度合いに基づいて第3運転操作スムーズさ個別指標P23を得ており、これら各指標P21〜P23に基づいて、運転操作スムーズさ代表指標P2を得ている(前記ステップS17、ステップS19)。すなわち、運転操作の滑らかさがステアリング操作、アクセル操作やブレーキ操作のばらつき度合いに現れることを利用して、運転操作スムーズさ代表指標P2を得ており、これにより、運転操作の特徴を正確に推定できる。
また、前述のように、重み係数Ksl1〜Kha2により、運転者の体の柔軟性や運転者の運転操作の特徴を示す個人特徴指標値P1〜P5を重み付けして、各調節部位の値Lsl,Lsh,Lsa,Lpl,Lhaを算出している。これにより、各個人特徴指標値P1〜P5が運転者の運転姿勢に影響する度合いが異なることを考慮でき、運転者の運転姿勢を正確に推定できるようになる。
なお、次のような構成により本発明を実現することもできる。
すなわち、前記実施形態では、運転者の体格要因を運転者の身長にしている。しかし、運転者の体格が表出する他の体の特徴、例えば運転者の体型を用いることもでき、この場合でも、身長を用いて得たと同様な効果を得ることができる。
また、前記実施形態では、運転者の体の柔軟性や運転者の運転操作の特徴を推定するために具体的な指標を挙げて説明した。しかし、他の指標に基づいて、運転者の体の柔軟性や運転者の運転操作の特徴を推定しても、前述の具体的な指標を用いて得たと同様な効果を得ることができる。
なお、前記実施形態の説明において、姿勢調節部100のステップS2の処理は、運転者の体格要因を取得する体格要因取得手段を実現しており、姿勢調節部100のステップS5及びステップS6の処理は、運転者の体の柔軟性を推定する柔軟性推定手段を実現しており、姿勢調節部100のステップS16〜ステップS22の処理(図4の処理)は、運転者の運転操作の特徴を推定する運転操作特徴推定手段を実現しており、姿勢調節部100のステップS7及びステップS8の処理は、体格要因取得手段が取得した前記体格要因、前記柔軟性推定手段が推定した前記柔軟性及び前記運転操作特徴推定手段が推定した前記運転操作の特徴に基づいて、運転席着座時の運転者の運転姿勢を推定する運転姿勢推定手段を実現している。
また、前記実施形態の説明において、ドア開度検出部103は、運転者が車両に乗降するときの運転席のドアの開度を検出するドア開度検出手段を実現しており、フロア荷重検出センサ91は、運転者が車両に乗降するときの運転席フロアにかかる荷重を検出するフロア荷重検出手段を実現しており、シート荷重検出センサ92は、運転者が車両に乗降するときの運転席シートにかかる荷重を検出するシート荷重検出手段を実現しており、これにより、前記柔軟性推定手段が、前記ドア開度検出手段が検出した前記ドア開度、前記フロア荷重検出手段が検出した運転席フロアにかかる荷重及び前記シート荷重検出手段が検出した運転席シートにかかる荷重の少なくとも一方に基づいて、前記柔軟性を推定することを実現している。
また、姿勢調節部100のステップS4の処理は、前記体格要因に適合した運転席着座時の運転者の基準姿勢を決定する基準姿勢決定手段を実現しており、姿勢調節部100のステップS7及びステップS8の処理は、前記基準姿勢決定手段が決定した基準姿勢に基づいて、運転席着座時の運転者の運転姿勢を推定する運転姿勢推定手段を実現している。
また、前記実施形態の説明において、可動フロア変位機構40(具体的には可動フロア変位駆動用モータ42)、シート高調整機構50(具体的にはシート上下動駆動用モータ61)、シート背もたれ角度調整機構70、ステアリング上下位置調整機構81、ステアリング前後位置整機構82、ステアリング角度調整機構83及び姿勢調節部100は、前記運転姿勢推定手段が推定した前記運転姿勢に基づいて、運転者の運転操作に影響を与えるフロア位置、シート位置及びステアリング位置等の車内装備の状態を調節する調節手段を実現している。ここで、アクセルペダル2、ブレーキペダル3、運転席シート4及びステアリング5は、運転者の運転操作に影響を与える車内装備を実現している。
(効果)
(1)運転者の体格要因を取得する体格要因取得手段と、運転者の体の柔軟性を推定する柔軟性推定手段と、運転者の運転操作の特徴を推定する運転操作特徴推定手段と、前記体格要因取得手段が取得した前記体格要因、前記柔軟性推定手段が推定した前記柔軟性及び前記運転操作特徴推定手段が推定した前記運転操作の特徴に基づいて、運転席着座時の運転者の運転姿勢を推定する運転姿勢推定手段と、を備えることで、運転者の体格要因、運転者の体の柔軟性及び運転者の運転操作の特徴を考慮した運転姿勢を推定できる。この推定した運転姿勢により運転席等の状態を調節することで、運転姿勢を運転者に適合させることができる。
(2)前記運転操作特徴推定手段は、運転操作の技量が表出する運転操作の特徴及び運転者の精神状態が表出する運転操作の特徴のうちの少なくとも一方を推定する。これにより、運転操作に影響する運転操作の技量や運転者の精神状態を考慮して、運転姿勢を推定できる。
(3)前記運転操作特徴推定手段は、運転者の運転操作の履歴に基づいて、運転操作の特徴を推定する。運転操作に履歴に運転者の運転操作の特徴が現れることを利用することで、運転姿勢を正確に推定できる。
(4)前記運転操作特徴推定手段は、運転操作の滑らかさ、運転操作の安定度、運転操作の急激度及び所定の走行シーン前後の運転操作の変化度のうちの少なくとも一つを指標として、前記運転操作の特徴を推定する。この結果、運転姿勢を正確に推定できる。
(5)ステアリング操作、アクセル操作及びブレーキ操作のうちの少なくとも一つの操作ついての、複数回操作がなされたときの操作毎の操作量の最大値のばらつき、複数回操作がなされたときの操作毎の操作速度の最大値のばらつき及び複数回操作がなされたときの操作毎の滑らかさのばらつきのうちの少なくとも一つを指標として前記運転操作の安定度を得る。運転操作の安定度が、アクセル操作及びブレーキ操作ついての、複数回操作がなされたときの操作毎の操作量の最大値のばらつき、複数回操作がなされたときの操作毎の操作速度の最大値のばらつきや複数回操作がなされたときの操作毎の滑らかさのばらつきに現れることを利用することで、運転姿勢を正確に推定できる。
(6)ステアリング操作の頻度、操舵角速度の最大値及びターンシグナル操作の頻度のうちの少なくとも一つを指標として前記運転操作の急激度を得る。運転者の操作の急激度が、ステアリング操作の頻度、操舵角速度の最大値やターンシグナル操作の頻度に現れることを利用することで、運転姿勢をより正確に推定できる。
(7)前記所定の走行シーンは、運転操作の負担が増加する走行シーンである。運転操作の負担が増加する走行シーンでは、運転者の運転操作の特徴に応じて運転操作の変化度が異なるものになるので、これにより、運転姿勢をより正確に推定できる。
(8)前記所定の走行シーンはカーブの走行シーンである。カーブの走行シーンでは運転操作の負担が増加することを利用することで、運転操作の変化度を簡単に得ることができる。
(9)前記運転操作特徴推定手段は、ステアリング操作、アクセル操作及びブレーキ操作のばらつき度合いに基づいて、運転操作の滑らかさを指標とする前記運転操作の特徴を推定する。運転操作の滑らかさがステアリング操作、アクセル操作及びブレーキ操作のばらつき度合いに現れることを利用することで、運転操作の特徴を正確に推定できる。
(10)前記柔軟性推定手段は、車両乗降時の運転者の行動に基づいて、運転者の体の柔軟性を推定する。運転者の体の柔軟性が車両乗降時の運転者の行動に現れることを利用することで、運転者の体の柔軟性を正確に推定できる。
(11)運転者が車両に乗降するときの運転席のドアの開度を検出するドア開度検出手段と、運転者が車両に乗降するときの運転席フロアにかかる荷重を検出するフロア荷重検出手段と、運転者が車両に乗降するときの運転席シートにかかる荷重を検出するシート荷重検出手段と、を備え、前記柔軟性推定手段は、前記ドア開度検出手段が検出した前記ドア開度、前記フロア荷重検出手段が検出した運転席フロアにかかる荷重及び前記シート荷重検出手段が検出した運転席シートにかかる荷重の少なくとも一つに基づいて、前記柔軟性を推定する。運転者の体の柔軟性が、運転者が車両に乗降するときのドア開度、運転席フロアにかかる荷重や運転席シートにかかる荷重に現れることを利用することで、運転者の体の柔軟性を正確に推定できる。
(12)前記柔軟性推定手段は、前記フロア荷重検出手段が検出した運転席フロアにかかる荷重の最大値及び前記シート荷重検出手段が検出した運転席シートにかかる荷重の最大値のうちの少なくとも一方に基づいて、前記柔軟性を推定する。運転者が車両に乗降するときには、運転者の体の柔軟性が運転席フロアにかかる荷重の最大値や運転席シートにかかる荷重の最大値に現れることを利用することで、運転者の体の柔軟性を正確に推定できる。
(13)前記柔軟性推定手段は、前記フロア荷重検出手段が検出した運転席フロアにかかる荷重の最大値が大きいほど、柔軟性がより高いと推定する。運転者の体の柔軟性が高くなるほど、運転者が車両に乗降するときに運転席フロアにかかる荷重の最大値が大きくなることを利用しているので、運転者の体の柔軟性を正確に推定できる。
(14)前記柔軟性推定手段は、前記シート荷重検出手段が検出した運転席シートにかかる荷重の最大値が大きいほど、柔軟性がより低いと推定する。運転者の体の柔軟性がなければ、運転者が車両に乗降するときに運転席シートにかかる荷重の最大値が大きくなることを利用しているので、運転者の体の柔軟性を正確に推定できる。
(15)前記運転姿勢推定手段が推定した前記運転姿勢に基づいて、運転者の運転操作に影響を与える車内装備の状態を調節する調節手段を備える。これにより、運転者の運転操作に影響を与える車内装備の状態を運転者の運転姿勢に適合した状態にできる。
(16)前記調節手段は、前記柔軟性推定手段が推定した前記柔軟性に基づいて、ステアリングの車両前後方向における位置及び上下位置並びに運転席シートの背もたれの角度のうちの少なくとも一つを調節する。運転者の体の柔軟性により、ステアリングの車両前後における位置若しくは上下位置又は運転席シートの背もたれの角度が異なるものになることを利用することで、車内装備の状態を運転者の運転姿勢に、より適合した状態にできる。
(17)前記調節手段は、前記柔軟性が高くなるほど、ステアリングを車両前方寄り、かつ上方に位置させるとともに、前記運転席シートの背もたれの角度を運転席シートの背もたれが車両後方に倒れる方向への角度に変化させる。運転者の体の柔軟性が高くなるほど、ステアリングを車両前方寄り、かつ上方に位置させるとともに、運転席シートの背もたれを車両後方に倒す傾向があることを利用することで、ステアリング及び運転席シートの状態を運転者の運転姿勢に、より適合した状態にできる。
(18)前記調節手段は、前記運転操作特徴推定手段が推定した運転操作の滑らかさを指標とする前記運転操作の特徴に基づいて、ステアリングの車両前後方向における位置及び上下位置並びに運転席シートの背もたれの角度のうちの少なくとも一つを調節する。運転操作の滑らかさが、ステアリングの車両前後方向における位置若しくは上下位置又は運転席シートの背もたれの角度に影響することを利用することで、ステアリング及び運転席シートの状態を運転者の運転姿勢に、より適合した状態にできる。
(19)前記調節手段は、前記運転操作特徴推定手段が推定した運転操作の安定度を指標とする前記運転操作の特徴に基づいて、ステアリングの車両前後方向における位置及びステアリングの車両前後方向における傾斜角度のうちの少なくとも一方を調節する。運転操作の滑らかさが、ステアリングの車両前後における位置やステアリングの車両前後方向における傾斜角度に影響することを利用することで、ステアリングの状態を運転者の運転姿勢に、より適合した状態にできる。
(20)前記調節手段は、前記運転操作特徴推定手段が推定した運転操作の急激度を指標とする前記運転操作の特徴に基づいて、ステアリングの車両前後方向における位置及びステアリングの車両前後方向における傾斜角度のうちの少なくとも一方を調節する。運転操作の急激度が、ステアリングの車両前後方向における位置やステアリングの車両前後方向における傾斜角度に影響することを利用することで、ステアリングの状態を運転者の運転姿勢に、より適合した状態にできる。
(21)前記調節手段は、前記運転操作の急激度が高いほど、ステアリングを車両後方寄りに位置させるとともに、前記ステアリングの車両前後方向における傾斜角度をステアリングが垂直となる方向の角度に変化させる。運転操作の急激度が高くなるほど、ステアリングを車両後方寄りに位置させるとともに、ステアリングを垂直にする傾向になることを利用することで、ステアリングの状態を運転者の運転姿勢に、より適合した状態にできる。
(22)前記調節手段は、前記運転操作特徴推定手段が推定した所定の走行シーン前後の運転操作の変化度を指標とする前記運転操作の特徴に基づいて、運転操作ペダルの前後位置を調節する。運転操作の変化度が、運転操作ペダルの前後位置に影響することを利用することで、運転操作ペダルを運転者の運転姿勢に、より適合した状態にできる。
(23)前記調節手段は、前記運転操作の変化度が高いほど、前記運転操作ペダルを車両後方寄りに位置させる。運転操作の変化度が高いほど、運転操作ペダルを車両後方寄りに位置させる傾向になることを利用することで、運転操作ペダルを運転者の運転姿勢に、より適合した状態にできる。
(24)前記運転姿勢推定手段は、前記柔軟性及び前記運転操作の特徴に重み付けをして、運転席着座時の運転者の運転姿勢を推定する。運転者の体の柔軟性と運転者の運転操作の特徴とでは、運転席着座時の運転者の運転姿勢への影響度合いが異なるので、前記柔軟性及び前記運転操作の特徴に重み付けをして、運転席着座時の運転者の運転姿勢を推定することで、運転者の運転姿勢を正確に推定できる。
(25)前記体格要因に適合した運転席着座時の運転者の基準姿勢を決定する基準姿勢決定手段を備え、前記運転姿勢推定手段は、前記基準姿勢決定手段が決定した基準姿勢に基づいて、運転席着座時の運転者の運転姿勢を推定する。体格要因に適合した運転席着座時の運転者の基準姿勢を基準に、柔軟性及び運転操作の特徴に基づいて、運転者の運転姿勢を推定することで、体格に対応して運転し易い姿勢とされる基準姿勢からかけ離れることなのない、運転者の運転姿勢を推定することができ、運転姿勢を運転者により適合させることができる。
(26)運転者の体格から導き出される運転姿勢を、運転者の体の柔軟性と運転者の運転操作の特徴とに基づいて補正して、運転席着座時の運転者の運転姿勢を推定する。これにより、運転者の体格要因、運転者の体の柔軟性及び運転者の運転操作の特徴を考慮した運転姿勢を推定できる。この推定した運転姿勢により運転席等の状態を調節することで、運転姿勢を運転者に適合可能な運転姿勢調節装置とすることができる。
(27)運転者が着座する運転席と、前記運転席の前部位置に設置されたステアリングホイールと、前記運転席の前下部位置に設置されたブレーキペダル及びアクセルペダルと、運転者の体格要因を取得する体格要因取得手段と、運転者の体の柔軟性を推定する柔軟性推定手段と、運転者の運転操作の特徴を推定する運転操作特徴推定手段と、前記体格要因取得手段が取得した前記体格要因、前記柔軟性推定手段が推定した前記柔軟性及び前記運転操作特徴推定手段が推定した前記運転操作の特徴に基づいて、運転席着座時の運転者の運転姿勢を推定する運転姿勢推定手段と、前記運転姿勢推定手段が推定した前記運転姿勢に基づいて、前記運転席の位置、ステアリングホイールの位置及び車両前後方向への傾き、並びにブレーキペダル及びアクセルペダルの位置のうちの少なくとも1つを調節する調節手段を備える。これにより、運転者の体格要因、運転者の体の柔軟性及び運転者の運転操作の特徴により推定した運転姿勢に基づいて、運転席の位置、ステアリングホイールの位置及び傾き、並びにブレーキペダル及びアクセルペダルの位置のうちの少なくとも1つを調節することで、運転姿勢を運転者により適合可能な自動車とすることができる。
(28)運転者の体格要因、運転者の体の柔軟性を推定値及び運転者の運転操作の特徴を推定値に基づいて、運転席着座時の運転者の運転姿勢を推定する。これにより、運転者の体格要因、運転者の体の柔軟性及び運転者の運転操作の特徴を考慮した運転姿勢を推定できる。この推定した運転姿勢により運転席等の状態を調節することで、運転姿勢を運転者に適合可能な運転姿勢調節方法とすることができる。
本発明の実施形態の運転姿勢調節装置の構成を示す側面図である。 本発明の実施形態の運転姿勢調節装置の構成を示す平面図である。 前記運転姿勢調節装置の姿勢調節部の処理手順を示す全体のフローチャートである。 前記運転姿勢調節装置の姿勢調節部の処理手順を示す一部のフローチャートである。 ステアリングの操舵角に基づいて第1運転操作スムーズさ個別指標P21を算出する手順の説明に使用した図である。 アクセル開度に基づいて第2運転操作スムーズさ個別指標P22を算出する手順の説明に使用した図である。 ブレーキ量に基づいて第3スムーズさ個別指標P23を算出する手順の説明に使用した図である。 所定走行シーン後(カーブ通過後)のP21と所定走行シーン前(カーブ通過前)のP21との算出手順の説明に使用した図である。 身長hとステアリング前後位置Lsl’との関係を示す特性図である。 身長hとステアリング上下位置Lsh’との関係を示す特性図である。 身長hとステアリング角度Lsa’との関係を示す特性図である。 身長hとペダル前後位置Lpl’との関係を示す特性図である。 身長hとシート高さLhhとの関係を示す特性図である。 身長hとシート背もたれ角度Lha’との関係を示す特性図である。 最大ドア開度平均と第1柔軟性個別指標P11との関係を示す特性図である。 最大フロア荷重比率Ffp/Fmと第2柔軟性個別指標P12との関係を示す特性図である。 運転者の乗降時(特に乗車時)のフロア荷重及びシート荷重の変化の説明に使用した特性図を示す。 最大シート荷重比率Fmp/Fmと第3柔軟性個別指標P13との関係を示す特性図である。 身長hに対応する基準姿勢の説明に使用した図である。 本発明を適用することによる補正後の基準姿勢の変化の説明に使用した図である。
符号の説明
1 車両フロア、2 アクセルペダル、3 ブレーキペダル、4 運転席シート、5 ステアリング、40 可動フロア変位機構、50 シート高調整機構、70 シート背もたれ角度調整機構、81 ステアリング上下位置調整機構、82 ステアリング前後位置整機構、83 ステアリング角度調整機構、91 フロア荷重検出センサ、92 シート荷重検出センサ、100 姿勢調節部、103 ドア開度検出部

Claims (28)

  1. 運転者の体格要因を取得する体格要因取得手段と、
    運転者の体の柔軟性を推定する柔軟性推定手段と、
    運転者の運転操作の特徴を推定する運転操作特徴推定手段と、
    前記体格要因取得手段が取得した前記体格要因、前記柔軟性推定手段が推定した前記柔軟性及び前記運転操作特徴推定手段が推定した前記運転操作の特徴に基づいて、運転席着座時の運転者の運転姿勢を推定する運転姿勢推定手段と、
    を備えることを特徴とする運転姿勢調節装置。
  2. 前記運転操作特徴推定手段は、運転操作の技量が表出する運転操作の特徴及び運転者の精神状態が表出する運転操作の特徴のうちの少なくとも一方を推定することを特徴とする請求項1に記載の運転姿勢調節装置。
  3. 前記運転操作特徴推定手段は、運転者の運転操作の履歴に基づいて、前記運転操作の特徴を推定することを特徴とする請求項1又は2に記載の運転姿勢調節装置。
  4. 前記運転操作特徴推定手段は、運転操作の滑らかさ、運転操作の安定度、運転操作の急激度及び所定の走行シーン前後の運転操作の変化度のうちの少なくとも一つを指標として、前記運転操作の特徴を推定することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の運転姿勢調節装置。
  5. ステアリング操作、アクセル操作及びブレーキ操作のうちの少なくとも一つの操作についての、複数回操作がなされたときの操作毎の操作量の最大値のばらつき、複数回操作がなされたときの操作毎の操作速度の最大値のばらつき及び複数回操作がなされたときの操作毎の滑らかさのばらつきのうちの少なくとも一つを指標として前記運転操作の安定度を得ることを特徴とする請求項4に記載の運転姿勢調節装置。
  6. ステアリング操作の頻度、操舵角速度の最大値及びターンシグナル操作の頻度のうちの少なくとも一つを指標として前記運転操作の急激度を得ることを特徴とする請求項4又は5に記載の運転姿勢調節装置。
  7. 前記所定の走行シーンは、運転操作の負担が増加する走行シーンであることを特徴とする請求項4〜6の何れか1項に記載の運転姿勢調節装置。
  8. 前記所定の走行シーンは、カーブの走行シーンであることを特徴とする請求項4〜7の何れか1項に記載の運転姿勢調節装置。
  9. 前記運転操作特徴推定手段は、ステアリング操作、アクセル操作及びブレーキ操作のばらつき度合いに基づいて、運転操作の滑らかさを指標とする前記運転操作の特徴を推定することを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の運転姿勢調節装置。
  10. 前記柔軟性推定手段は、車両乗降時の運転者の行動に基づいて、運転者の体の柔軟性を推定することを特徴とする請求項1〜9の何れか1項に記載の運転姿勢調節装置。
  11. 運転者が車両に乗降するときの運転席のドアの開度を検出するドア開度検出手段と、運転者が車両に乗降するときの運転席フロアにかかる荷重を検出するフロア荷重検出手段と、運転者が車両に乗降するときの運転席シートにかかる荷重を検出するシート荷重検出手段と、を備え、前記柔軟性推定手段は、前記ドア開度検出手段が検出した前記ドア開度、前記フロア荷重検出手段が検出した運転席フロアにかかる荷重及び前記シート荷重検出手段が検出した運転席シートにかかる荷重の少なくとも一つに基づいて、前記柔軟性を推定することを特徴とする請求項1〜10の何れか1項に記載の運転姿勢調節装置。
  12. 前記柔軟性推定手段は、前記フロア荷重検出手段が検出した運転席フロアにかかる荷重の最大値及び前記シート荷重検出手段が検出した運転席シートにかかる荷重の最大値のうちの少なくとも一方に基づいて、前記柔軟性を推定することを特徴とする請求項11に記載の運転姿勢調節装置。
  13. 前記柔軟性推定手段は、前記フロア荷重検出手段が検出した運転席フロアにかかる荷重の最大値が大きいほど、柔軟性がより高いと推定することを特徴とする請求項11又は12に記載の運転姿勢調節装置。
  14. 前記柔軟性推定手段は、前記シート荷重検出手段が検出した運転席シートにかかる荷重の最大値が大きいほど、柔軟性がより低いと推定することを特徴とする請求項11〜13の何れか1項に記載の運転姿勢調節装置。
  15. 前記運転姿勢推定手段が推定した前記運転姿勢に基づいて、運転者の運転操作に影響を与える車内装備の状態を調節する調節手段を備えることを特徴とする請求項1〜14の何れか1項に記載の運転姿勢調節装置。
  16. 前記調節手段は、前記柔軟性推定手段が推定した前記柔軟性に基づいて、ステアリングの車両前後方向における位置及び上下位置並びに運転席シートの背もたれの角度のうちの少なくとも一つを調節することを特徴とする請求項15に記載の運転姿勢調節装置。
  17. 前記調節手段は、前記柔軟性が高くなるほど、ステアリングを車両前方寄り、かつ上方に位置させるとともに、前記運転席シートの背もたれの角度を運転席シートの背もたれが車両後方に倒れる方向への角度に変化させることを特徴とする請求項16に記載の運転姿勢調節装置。
  18. 前記調節手段は、前記運転操作特徴推定手段が推定した運転操作の滑らかさを指標とする前記運転操作の特徴に基づいて、ステアリングの車両前後方向における位置及び上下位置並びに運転席シートの背もたれの角度のうちの少なくとも一つを調節することを特徴とする請求項15〜17の何れか1項に記載の運転姿勢調節装置。
  19. 前記調節手段は、前記運転操作特徴推定手段が推定した運転操作の安定度を指標とする前記運転操作の特徴に基づいて、ステアリングの車両前後方向における位置及びステアリングの車両前後方向における傾斜角度のうちの少なくとも一方を調節することを特徴とする請求項15〜18の何れか1項に記載の運転姿勢調節装置。
  20. 前記調節手段は、前記運転操作特徴推定手段が推定した運転操作の急激度を指標とする前記運転操作の特徴に基づいて、ステアリングの車両前後方向における位置及びステアリングの車両前後方向における傾斜角度のうちの少なくとも一方を調節することを特徴とする請求項15〜19の何れか1項に記載の運転姿勢調節装置。
  21. 前記調節手段は、前記運転操作の急激度が高くなるほど、ステアリングを車両後方寄りに位置させるとともに、前記ステアリングの車両前後方向における傾斜角度をステアリングが垂直となる方向の角度に変化させることを特徴とする請求項20に記載の運転姿勢調節装置。
  22. 前記調節手段は、前記運転操作特徴推定手段が推定した所定の走行シーン前後の運転操作の変化度を指標とする前記運転操作の特徴に基づいて、運転操作ペダルの前後位置を調節することを特徴とする請求項15〜21の何れか1項に記載の運転姿勢調節装置。
  23. 前記調節手段は、前記運転操作の変化度が高いほど、前記運転操作ペダルを車両後方寄りに位置させることを特徴とする請求項22に記載の運転姿勢調節装置。
  24. 前記運転姿勢推定手段は、前記柔軟性及び前記運転操作の特徴に重み付けをして、運転席着座時の運転者の運転姿勢を推定することを特徴とする請求項1〜23の何れか1項に記載の運転姿勢調節装置。
  25. 前記体格要因に適合した運転席着座時の運転者の基準姿勢を決定する基準姿勢決定手段を備え、前記運転姿勢推定手段は、前記基準姿勢決定手段が決定した基準姿勢に基づいて、運転席着座時の運転者の運転姿勢を推定することを特徴とする請求項1〜24の何れか1項に記載の運転姿勢調節装置。
  26. 運転者の体格から導き出される運転姿勢を、運転者の体の柔軟性と運転者の運転操作の特徴とに基づいて補正して、運転席着座時の運転者の運転姿勢を推定することを特徴とする運転姿勢調節装置。
  27. 運転者が着座する運転席と、
    前記運転席の前部位置に設置されたステアリングホイールと、
    前記運転席の前下部位置に設置されたブレーキペダル及びアクセルペダルと、
    運転者の体格要因を取得する体格要因取得手段と、
    運転者の体の柔軟性を推定する柔軟性推定手段と、
    運転者の運転操作の特徴を推定する運転操作特徴推定手段と、
    前記体格要因取得手段が取得した前記体格要因、前記柔軟性推定手段が推定した前記柔軟性及び前記運転操作特徴推定手段が推定した前記運転操作の特徴に基づいて、運転席着座時の運転者の運転姿勢を推定する運転姿勢推定手段と、
    前記運転姿勢推定手段が推定した前記運転姿勢に基づいて、前記運転席の位置、ステアリングホイールの位置及び車両前後方向への傾き、並びにブレーキペダル及びアクセルペダルの位置のうちの少なくとも1つを調節する調節手段を備えることを特徴とする自動車。
  28. 運転者の体格要因、運転者の体の柔軟性を推定値及び運転者の運転操作の特徴を推定値に基づいて、運転席着座時の運転者の運転姿勢を推定することを特徴とする運転姿勢調節方法。
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