JP2748623B2

JP2748623B2 - シート

Info

Publication number: JP2748623B2
Application number: JP1338674A
Authority: JP
Inventors: 陽一貴志; 孝幸柳島; 淑行永島
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1998-05-13
Anticipated expiration: 2013-05-13
Also published as: JPH03200438A; US5129704A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、シートの各部の形状および硬さ等を可変
制御することができるシートに関する。

（従来の技術）従来のこの種のシートとしては、例えば特開昭61−25
7333号公報に記載されたような車両用シートがある。こ
のシートはサイドサポート部、センターサポート部およ
びフロントサポート部等の各サポート部の内部にそれぞ
れサポート部材を設け、各サポート部材を膨脹および収
縮させることによりシートの座面形状を変更するように
構成している。そして、各サポート部材をタイマにより
一定の周期で制御し、シートの座面形状を変化させて長
時間運転する場合、シートの側から経時的に乗員の姿勢
変化を与えることにより疲労の軽減を図るようになって
いる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような従来の車両用シートにあっ
ては、各サポート部材がタイマにセットされた一定の時
間毎に周期的に制御されるだけであるため、乗員が疲労
していないときではシートの座面形状が変化する場合が
あり、この場合には人間の感覚と一致せず、ときには違
和感を感ずることがある。

ところで、シートへの着座時における乗員の姿勢変更
動作回数、すなわち、身体移動回数（頻度）と疲労度と
の間には、第７図に示すような相関関係がみられる。す
なわち、姿勢を変える動作頻度が多い程、疲労度が高い
と判断することができる。その他、疲労度によって身体
の生体反応が種々である。

そこでこの発明は、上記相関関係や生体反応に着目し
て乗員の疲労を検出し、シートの座面形状を制御し、乗
員の疲労軽減を違和感なく行うことができるシートの提
供を目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するためにこの発明は、第１図のよう
にシートクッションおよびシートバックからなり座面形
状を変更可能なシートＳであって、前記座面形状を変更
駆動する駆動手段POと、乗員の疲労を検出する疲労検出
手段CFBと、疲労検出により前記駆動手段POを制御する
制御手段CONとを備え、前記疲労検出手段CFBは、乗員の
着座姿勢の変化に伴う身体の移動を検出する身体移動検
出手段CMBと、車両の走行状況および乗員の運転操作状
況等の走行状態を検出する走行状態検出手段CEBと、こ
の走行状態検出手段CEBにより検出される走行状態と前
記身体移動検出手段CMBにより検出される身体移動によ
り疲労の重み付けを行なう重み付け手段CFRとを有して
なる構成とした。

（作用）上記構成によれば、乗員の身体疲労度が疲労検出手段
CFBで検出されると駆動手段POが制御され、シートＳの
座面形状を変化させる。この座面形状の変化によってシ
ートＳによる身体の支持が変化して疲労が軽減される。

この場合、身体移動検出手段CMBにより検出される身
体移動と走行状態検出手段CEBにより検出される走行状
態により疲労の重み付けを行うので、疲労度検出の精度
が向上する。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図はシートとしてこの発明の一実施例に係る車両
用シートの構成図を示すものである。

車両用シートＳはシートクッション３およびシートバ
ック５により構成され、シートクッション３の両側部に
はクッションサイドサポート部7,9が設けられ、シート
バック５の両側部にはバックサイドサポート部11,13が
設けられている。

シートクッション３内には着座者の尻部および大腿部
をそれぞれ支持するヒップサポートエアマット15とサイ
サポートエアマット17がアクチュエータとして配設され
ている。シートバック５内には着座者の腰椎部を支持す
るランバーサポートエアマット19がアクチュエータとし
て配設されている。クッションサイドサポート部7,9内
には着座者の下肢体サイド部を支持するクッションサイ
ドサポートエアマット21,23がアクチュエータとして配
設され、また、バックサイドサポート部11,13内には着
座者の上肢サイド部を支持するバックサイドサポートエ
アマット25,27がアクチュエータとして配設されてい
る。

各エアマット15〜27はポンプ29の吐出口から分岐され
た管路31にそれぞれ接続されており、各管路31にはそれ
ぞれバルブ33を介装している。これらポンプ29、バルブ
33は駆動手段POを構成する。

そして、各エアマット15〜27にエアを入出することに
より各エアマット15〜27をそれぞれ膨脹および収縮させ
てシートＳの座面形状を変形させ、着座者をシートＳに
最適な着座姿勢で支持するようになっている。

アクチュエータとしては、上記のエアマットに代えて
電磁式のものや、バイブレータ等で構成することもでき
る。

一方、シートＳのシートベルト35には、着座者の着座
姿勢の変化による身体の移動を検出する身体移動検出手
段CMBとしての加速度センサ37が配設され、この加速度
センサ37からの情報は積分回路39を介して制御手段CON
としてのマイクロコンピュータ41に入力されるようにな
っている。

前記加速度センサ37及び積分回路39は着座者の身体の
移動に伴うシートベルト35の引出し量を検出するもので
ある。

また、身体移動検出手段CMBとしては、シートＳ内に
体圧センサを配設して構成し、該体圧センサの検出値か
ら乗員の身体移動を判断するようにしてもよく、また、
テレビカメラで構成することも可能で、該テレビカメラ
による画像から乗員の胸部の移動量を検出するようにし
てもよい。

マイクロコンピュータ41には、車両の走行状況および
ラジオ、カセット等の各種スイッチやステアリング、ウ
インカ等の操作系の操作状況を検出する走行状態検出手
段CEBとしての車速センサ43、前後加速度センサ45、横
加速度センサ47および各種スイッチ、操作系センサ49か
らの情報が入力されるようになっている。

マイクロコンピュータ41は、乗員がシートＳに着座し
シートベルト35を装着した状態でのベルト引出量の所定
値を記憶する記憶装置を有しており、前記加速度センサ
37に基づく検出値を、記憶された所定値と比較して乗員
の身体移動を判断するようになっている。

また、マイクロコンピュータ41は、疲労検出手段CFB
を構成する重み付け手段CFRとしての重み付け処理演算
部51を有しており前記加速度センサ37に基づく検出値が
所定値以上の場合に乗員の身体移動があったものと判断
し、この時の車速センサ43、前後加速度センサ45、横加
速度センサ47および各種スイッチ、操作系センサ49から
の情報から前記乗員の身体移動が疲労によるものか車両
挙動その他の要因によるものかを総合判断して重み付け
処理を行ない、乗員の疲労度Ｆを演算するようになって
いる。

さらに、マイクロコンピュータ41は、身体移動の頻度
を検出するカウンタ53を有しており、前記加速度センサ
37に基づく検出値が所定値以上の場合に乗員の身体移動
があったものと判断して１カウントするようになってい
る。また、マイクロコンピュータ41はタイマ55を有して
いる。

そして、マイクロコンピュータ41は疲労度Ｆを単純に
積算した値が所定値Ｆに達したとき、または、疲労度Ｆ
がタイマ55で設定された所定時間内に所定値に達した
ときに、前記バルブ33を制御し、例えばエアマット19の
空気圧を制御する信号を出力するようになっている。

つぎに、上記一実施例の作用を第３図の制御フローチ
ャートに基づいて説明する。

このフローチャートは、運転者がシートＳに着座しシ
ートベルト35を装着してイグニッションスイッチがONさ
れると開始され、一定時間毎に繰返されるものである。
このフローが開始されると、まず加速度センサ37がONと
なり（ステップS1）、同時に車速センサ43、前後加速度
センサ45、横加速度センサ47および各種スイッチ、操作
系センサ49がONとなる（ステップS2）。加速度センサ37
で検出された検出値は積分回路39でシートベルト35の変
位量x_nに変換され（ステップS3）、車速センサ43、前後
加速度センサ45、横加速度センサ47および各種スイッ
チ、操作系センサ49で検出された検出値とともにマイク
ロコンピュータ41に読み込まれる。

つぎに、加速度センサ37によるシートベルト35の変位
量x_nが所定値を越えるか否かが判別される（ステップ
S4）。この判別は運転者が上肢を前倒させた場合にシー
トベルト35が引き出されるので、この引出し量の変化を
検出し所定値を越えるときには運転者が身体を動かし
たものと判断するものである。すなわち、一例として上
肢の動きから疲労度を検出しているものである。そし
て、身体移動があったと判断されたときにはステップS5
へ移行し、重み付処理を施した疲労度Ｆが算出される。

つぎに、ステップS6で、疲労度の算出値Ｆが予め設定
された疲労度の所定値を上回っているかどうかが判断
され、第５図（ａ）中断のように算出値Ｆが所定値を
上回ったときには運転者の疲労度が高いものと判断し
て、第５図（ａ）下段に示すようにトリガ信号を出力
し、例えば運転者の腰椎部を支持するランバーサポート
エアマット19に対する空気の流出入を所定回路繰り返し
てランバー部の膨脹、収縮を繰り返し、脊椎の生理的な
活性化を図ることにより疲労を軽減させる（ステップS
7）。空気の流出入の繰り返しはトリガ信号を取り込ん
だりバルブ33を所定回数開閉するように制御設定してお
けばよい。また、他の活性化を図る形状可変方法として
は、前記ランバーサポート部をモータ駆動によって上下
動させることも考えられるし、該ランバーサポート部に
バイブレータを設置しておき所定時間要部に振動刺激を
与えることもできる。

ステップS7で運転者の疲労を軽減させた後は疲労度Ｆ
をリセットして（ステップS8）、ステップS9へ移行す
る。また、ステップS6で疲労度の算出値Ｆが所定値を
上回らないときにはステップS9へ移行し、イグニッショ
ンスイッチがOFFか否かが判別される。

ここで、イグニッションスイッチがONのときは、走行
中であるか、または一時停車中であっても再び走行を続
ける場合もあるからステップS3へ移行して制御を続行す
る。また、ステップS9でイグニッションスイッチがOFF
のときには、制御を終了する。

このようにして、乗員の疲労度を直接的に検出し、シ
ートの座面形状を変化させて疲労を軽減させるから違和
感がない。

前記ステップS5での重み付処理は身体移動が疲労によ
るものか他の要因によるものかを判別するために行われ
る。この実施例では、例えば第４図に示すように、車両
の走行状況および各種スイッチ、操作系の操作状況と疲
労度との相関関係からパターンＡ〜Ｎを設定し、この各
パターンＡ〜Ｎ毎に重み付け係数ｋを設定している。す
なわち、パターンＡはスイッチ、操作系の操作が無く、
前後加速度G_P、横加速度G_Rが小さい高速走行の場合であ
り、この場合は単調な走行であるから運転者の身体の動
きは疲労による影響が極めて高いと判断できるため、重
みづけ係数ｋを2.0に設定している。また、パターンＨ
〜Ｎはそれぞれスイッチや操作系の操作に伴う運転者の
身体の動きであり、この場合は疲労による影響は極めて
低いと判断できるため、重みづけ係数ｋを0.1に設定し
ている。このようにして第４図に示すように、各パター
ンＡ〜Ｎ毎に重み付け係数ｋを2.0〜0.1の範囲で設定し
ている。

そして、第３図（ｂ）のサブルーチンにおいてステッ
プS10において、各スイッチ、操作系センサ49からの検
出信号が入力されたか否かが判断され、検出信号がある
場合はステップS11でパターンＨ〜Ｎと判別する。

ステップS10で検出信号がない場合にはステップS12へ
移行し、前後加速度センサ45あるいは横加速度センサ47
で検出される前後加速度の検出値G_P、又は横加速度の検
出値G_Rがそれぞれ予め定められた所定値を上回るかどうかが判断され、検出値G_P又はG_Rが所定値を上回っている場合はパターンF,Gと判別する。

ステップS12で検出値G_PまたはG_Rが所定値を下回っている場合にはステップS14へ移行し、車速セ
ンサ43で検出される車速の検出値Ｖが予め設定された高
速側所定値V_H（例えば80km/h）を上回っているかどうか
が判別される。この判別は車両が高速走行中であるか否
かを判別するもので、検出値Ｖが高速側所定値V_Hを上回
っている高速走行中の場合はステップS15でパターンＡ
と判別する。

ステップS14で検出値Ｖが高速側所定値V_Hを下回ると
き、すなわち、高速走行中でない場合にはステップS16
へ移行し、検出値Ｖが予め設定された低速側所定値V
_L（例えば30km/h）と前記高速側所定値V_Hとの間にある
かどうかが判別される。この判別は車両が中速走行中で
あるか否かを判別するもので、V_HＬ＞V_Lの中速走行中
である場合はステップS17でパターンＢと判別する。

ステップS16で検出値Ｖが低速側所定値V_Lを下回ると
き、すなわち、中速走行中でない場合にはステップS18
へ移行し、検出値Ｖが低速側所定値V_Lと０との間にある
かどうかが判別される。この判別は低速走行中であるか
否かを判別するもので、V_L＞Ｖ＞０の低速走行中である
場合はステップS19でパターンＣと判別する。

ステップS18で検出値Ｖが０のとき、すなわち、停車
状態の場合にはステップS20へ移行し、ウィンカが点灯
されているか否かが判別される。そして、ウィンカが点
灯されているときには運転者が注意確認動作をするため
に身体を動かす可能性が高いためステップS21でパター
ンＥと判別する。また、ウィンカが点灯されていないと
きには、特に運転者の注意確認動作はないものとしてス
テップS22でパターンＤと判別される。

つづいて、上記ステップS5乃至S10で判別されたパタ
ーンＡ〜Ｎ毎に重みづけ係数ｋ（例えばパターンＡのと
きｋ＝2.0、パターンＢのときｋ＝1.5……）が設定され
（ステップS23）、この重みづけ係数ｋを用いて疲労度
Ｆが算出される（ステップS24）。この実施例において
は、疲労度を単純に加算する式Ｆ＝Σkx_nによって算出
している。

このように、乗員の身体移動時の状況から、その身体
移動の疲労に対する重み付け処理を行って疲労度を算出
しているので疲労度の判断をより正確に行なえる。

なお、重み付け手段は、第４図のパターンＡ〜Ｎの全
てについて行なう必要はなく、一部でも効果はある。

第６図は他の実施例に係る制御フローチャートを示す
ものである。

この実施例は第３図（ａ）の実施例に対し、ステップ
S25乃至S30を追加したものである。そしてステップS25
で乗員の身体移動の頻度を検出するカウンタ53がONさ
れ、１回目のカウントのときステップS30に移行し、タ
イマトリガ信号を出力してタイマ55をONにする。そし
て、第５図（ｂ）中段のように所定時間ΔＴ内に疲労度
の算出値Ｆが所定値を上回ったときに（ステップS27
およびS6）運転者の疲労度が高いものと判断し、第５図
（ｂ）下段に示すようにトリガ信号を出力して第３図
（ａ）と同様な制御を行ない、その後、疲労度をリセッ
トし（ステップS8）、カウンタ53およびタイマ55をリセ
ットする（ステップS28および29）。

従って、乗員が疲労を感じ始めてからタイマ55が動作
し、疲労度の検出精度はより向上し、タイマ55の無駄な
動作を防止することができる。

なお、前述の各実施例においては、第５図（ａ）およ
び（ｂ）に示すように移動量x_nに重みづけ係数ｋを乗じ
たkx_nを単純に加算し、この加算値Σkx_nを疲労度の算出
値Ｆとし、この算出値Ｆが所定値を越えたときにトリ
ガ信号を出力するようにしているが、第５図（ｃ）に示
すように、上記kx_nの加算値Σkx_nを頻度ｎで除した平均
値を疲労度の算出値Ｆとし、この算出値Ｆが所定時間Δ
Ｔ内に所定値を越えたときにトリガ信号を出力するよ
うにすることもできる。

また、着座者の腰椎部を支持するランバーサポートエ
アマット19のみの形状変化によって疲労度を軽減するよ
うにしているが、他の部位、例えばシートサイド部、尻
下部、大腿部などを支持する部分の形状を変化させるよ
うに構成することもでき、また、これらを複合した構成
とすることもできる。

さらに、上記実施制では、イグニッションスイッチON
により直ちにシート形状変更の制御を行なうようにした
が、運転開始直後はシートに身体がなじむまで身体の動
きが多くなるため（この動きは疲労と直接関係ない）タ
イマを設け、運転開始（イグニッションONとか着座ON）
より所定時間を越えるまでは制御しない構成にすること
もできる。

シートとしては、車両用シート以外のシートにも適用
することができる。

［発明の効果］以上の説明より明らかなように、この発明の構成によ
れば、乗員の疲労が検出されると、シートの座面形状が
変化し、乗員に対する活性化を図ることにより疲労を軽
減させることができる。しかも、疲労を検出して制御す
るので乗員に違和感を与えることもない。

また、上記乗員の疲労は身体移動から検出されるが、
車両の挙動、運転操作、スイッチ操作等に伴う身体の動
きを考慮し、重み付け処理を行っているので、疲労検出
の精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成図、第２図はこの発明の一実施
例に係る車両用シートの構成図、第３図（ａ），（ｂ）
は第２図の構成に基づく制御フローチャート、第４図は
身体移動の要因要素に対する疲労の重み付けの一例を示
す図、第５図（ａ）〜（ｃ）はアクチュエータ作動のタ
イミングを示すチャート図で、（ａ）は第３図のフロー
チャート、（ｂ）は第６図のフローチャートにそれぞれ
に対応する図、（ｃ）は他の例を示す図、第６図は他の
実施例に係る制御フローチャート、第７図は身体の動作
頻度と疲労度との相関関係を示す図である。Ｓ…シート、３…シートクッション５…シートバック、PO…駆動手段 CFB…身体移動検出手段（加速センサ…37） CON…制御手段（マイクロコンピュータ…41） CEB…走行状態検出手段（車速センサ…43,前後加速度セ
ンサ…45,横加速度センサ…47,各種スイッチ、操作系セ
ンサ…49）CFR…重み付け手段（重み付け演算部…51）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シートクッションおよびシートバックから
なり座面形状を変更可能なシートであって、前記座面形
状を変更駆動する駆動手段と、乗員の疲労を検出する疲
労検出手段と、疲労検出により前記駆動手段を制御する
制御手段とを備え、前記疲労検出手段は、乗員の着座姿
勢の変化に伴う身体の移動を検出する身体移動検出手段
と、車両の走行状況および乗員の運転操作状況等の走行
状態を検出する走行状態検出手段と、この走行状態検出
手段により検出される走行状態と前記身体移動検出手段
により検出される身体移動により疲労の重み付けを行な
う重み付け手段とを有してなることを特徴とするシー
ト。