特許 6148574 支持剛性制御装置及び車両用シート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6148574

(24)【登録日】2017年5月26日

(45)【発行日】2017年6月14日

(54)【発明の名称】支持剛性制御装置及び車両用シート

(51)【国際特許分類】

   B60N 2/44 20060101AFI20170607BHJP

   A47C 7/14 20060101ALI20170607BHJP

【ＦＩ】

   B60N2/44

   A47C7/14 B

【請求項の数】7

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2013-170591(P2013-170591)

(22)【出願日】2013年8月20日

(65)【公開番号】特開2015-39913(P2015-39913A)

(43)【公開日】2015年3月2日

【審査請求日】2015年11月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000241500

【氏名又は名称】トヨタ紡織株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(72)【発明者】

【氏名】安田 栄一

(72)【発明者】

【氏名】田口 敏行

(72)【発明者】

【氏名】川野 健二

(72)【発明者】

【氏名】本幡 和之

【審査官】 金丸 治之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−００１２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０２８１３０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００８−０４９８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２４０３９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｎ ２／４４

Ａ４７Ｃ ７／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シートに着座している乗員の上体部に対する左右方向又はロール方向の支持剛性を可変する支持剛性可変手段と、
車両の横加速度を微分した横ジャーク、又は前記横加速度の時系列データに対してスペクトル分析した結果から得られる高周波振動成分を取得する車両状態取得手段と、
前記車両状態取得手段により取得された前記車両の前記横ジャーク又は前記横加速度の高周波振動成分の値が大きいほど、前記シートによる左右方向又はロール方向の支持剛性を低減させるように、前記支持剛性可変手段を制御する制御手段と、
を含む、支持剛性制御装置。

【請求項2】

前記制御手段は、前記車両状態取得手段により取得された前記車両の前記横ジャーク又は前記横加速度の高周波振動成分の値が予め定められた閾値よりも大きい場合に、前記支持剛性を低減させるように前記支持剛性可変手段を制御する請求項１記載の支持剛性制御装置。

【請求項3】

前記車両状態取得手段により取得された前記車両の前記横ジャーク又は前記横加速度の高周波振動成分に基づいて、前記横ジャーク又は前記横加速度の高周波振動成分の値が大きいほど、前記シートによる左右方向又はロール方向の支持剛性を低減させるように、前記支持剛性の目標値を算出する目標支持剛性算出手段を更に含み、
前記制御手段は、前記目標支持剛性算出手段により算出された前記支持剛性の目標値となるように前記支持剛性可変手段を制御する請求項１又は２記載の支持剛性制御装置。

【請求項4】

前記シートにより作用させる前記乗員の上体部を支持する力を検出する支持力検出手段と、
前記支持力検出手段により検出された支持力に基づいて求められる作用点の位置と、予め定められた前記乗員の左右肩部の中心位置との距離に基づいて、前記距離が大きいほど前記閾値が高くなるように前記閾値の値を決定する閾値決定手段と、
を更に含む請求項２記載の支持剛性制御装置。

【請求項5】

前記支持剛性可変手段は、前記シートのサイド支持部の支持剛性を可変することにより、前記左右方向の支持剛性を可変する請求項１〜４の何れか１項記載の支持剛性制御装置。

【請求項6】

前記支持剛性可変手段は、アームレストの支持剛性を可変することにより、前記ロール方向の支持剛性を可変する請求項１〜４の何れか１項記載の支持剛性制御装置。

【請求項7】

請求項１〜請求項６の何れか１項記載の支持剛性制御装置と、
乗員が着座するためのシートと、
を含む車両用シート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、支持剛性制御装置及び車両用シートに係り、特に、シートに着座している乗員に対する支持剛性を可変する支持剛性制御装置及び車両用シートに関する。

【背景技術】

【0002】

車両サイドサポート制御に関して、検出した車両の横加速度の大きさに応じてサイドサポートの角度とその調整速度を制御し、乗員のホールド性を向上させるサイドサポート制御装置が知られている（特許文献１）。

【0003】

アームレスト装置に関しては、車両の運転者の上腕部又は前腕部を支持し、置かれた上腕部又は前腕部に対して反力を与えるアームレストと、車両の走行状態（車速及びヨーレート）を検出する検出手段（車速センサー及びヨーレートセンサー）と、検出された走行状態に基づいて、アームレストが上腕部又は前腕部に付与する反力を調整する調整部と、を備えたアームレスト装置が知られている（特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−４９８３７号公報

【特許文献2】特開２０１１−１４８３８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１記載のサイドサポート制御装置は、車両の横加速度変化が遅い場合と早い場合も関係なく横加速度の大きさのみで、サイドサポートの角度及びその調整速度を制御している。そのため、旋回中（横加速度が発生）に路面外乱による急峻な横加速度が入った場合にも、サイドサポートの角度を閉じてホールド性を高めた制御になる。

【0006】

このような状況では、胸の支持剛性が高いことにより、頭に車両の横加速度が直接作用するので、頭が早く動かされ、視線が定まらず不快感が増す、という問題がある。また、太さが細い首の筋（胸鎖乳突筋）で頭の早い揺れを抑制しようとするため、首の筋負担が増大し、筋疲労が増す、という問題がある。

【0007】

また、特許文献２記載のアームレスト装置は、車両の運転者の操作性向上を目的に反力を制御したものであり、リヤ席の乗員の乗り心地を向上させるためにアームレストの反力を制御する装置ではない。

【0008】

また、運転者は、ハンドル操作による横加速度を予測できるが、他の乗員は、横加速度を予測できない。そのため、身構えができずに背中の筋（脊柱起立筋）や、首の筋（胸鎖乳突筋）を使って、体の揺れを抑制しなければならない、という問題がある。その際に、アームレストに前腕を置いた乗員は、反射的に肩とひじで体を支えてロール運動を抑制しようとするため、アームレストに前腕を置かない場合に比べて、前腕と上腕、及び胸が剛体結合されるので、車体に作用する急峻な横加速度（高周波振動成分）が、直接、頭に作用してしまう、という問題がある。

【0009】

本発明では、上記問題点を解決するために成されたものであり、乗員の乗り心地を向上させることができる支持剛性制御装置及び車両用シートを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、第１の発明の支持剛性制御装置は、シートに着座している乗員の上体部に対する左右方向又はロール方向の支持剛性を可変する支持剛性可変手段と、車両の横加速度を微分した横ジャーク、又は横加速度の高周波成分を取得する車両状態取得手段と、前記車両状態取得手段により取得された前記車両の前記横ジャーク又は前記横加速度の高周波成分が大きいほど、前記シートによる左右方向又はロール方向の支持剛性を低減させるように、前記支持剛性可変手段を制御する制御手段と、を含んで構成されている。

【0011】

第１の発明によれば、支持剛性可変手段により、乗員の上体部に対する左右方向又はロール方向の支持剛性を可変し、車両状態取得手段により、横ジャーク又は横加速度の高周波成分を取得し、制御手段により、横ジャーク又は横加速度の高周波成分が大きいほど、シートによる左右方向又はロール方向の支持剛性を低減させるように支持剛性可変手段を制御する。

【0012】

このように、横ジャーク又は横加速度の高周波成分が大きいほど、シートによる左右方向又はロール方向の支持剛性を低減させるように支持剛性を制御することにより、乗員の乗り心地を向上させることができる。

【0013】

また、第１の発明によれば、前記制御手段により、前記車両状態取得手段により取得された前記車両の前記横ジャーク又は前記横加速度の高周波成分が予め定められた閾値よりも大きい場合に、前記支持剛性を低減させるように前記支持剛性可変手段を制御することができる。

【0014】

また、前記車両状態取得手段により取得された前記車両の前記横ジャーク又は前記横加速度の高周波成分に基づいて、前記横ジャーク又は前記横加速度の高周波成分が大きいほど、前記シートによる左右方向又はロール方向の支持剛性を低減させるように、前記支持剛性の目標値を算出する目標支持剛性算出手段を更に含み、前記制御手段は、前記目標支持剛性算出手段により算出された前記支持剛性の目標値となるように前記支持剛性可変手段を制御することができる。

【0015】

また、前記シートにより作用させる前記乗員の上体部を支持する力を検出する支持力検出手段と、前記支持力検出手段により検出された支持力に基づいて求められる作用点の位置と、予め定められた前記乗員の左右肩部の中心との距離に基づいて、前記距離が大きいほど前記閾値が高くなるように前記閾値の値を決定する閾値決定手段と、を更に含むことができる。

【0016】

また、前記支持剛性可変手段は、前記シートのサイド支持部の支持剛性を可変することにより、前記左右方向の支持剛性を可変することができる。

【0017】

また、前記支持剛性可変手段は、アームレストの支持剛性を可変することにより、前記ロール方向の支持剛性を可変することができる。

【0018】

第２の発明の支持剛性制御装置は、シートに着座している乗員の上体部に対する前後方向の支持剛性を可変する支持剛性可変手段と、車両の前後加速度を微分した後方ジャーク、又は前後加速度の高周波成分を取得する車両状態取得手段と、前記車両状態取得手段により取得された前記車両の前記後方ジャーク又は前記前後加速度の高周波成分が大きいほど、前記シートによる前後方向の支持剛性を低減させるように、前記支持剛性可変手段を制御する制御手段と、を含んで構成されている。

【0019】

第２の発明によれば、支持剛性可変手段により、乗員の上体部に対する前後方向の支持剛性を可変し、車両状態取得手段により、後方ジャーク又は前後加速度の高周波成分を取得し、制御手段により、後方ジャーク又は前後加速度の高周波成分が大きいほど、シートによる前後方向の支持剛性を低減させるように支持剛性可変手段を制御する。

【0020】

このように、後方ジャーク又は前後加速度の高周波成分が大きいほど、シートによる前後方向の支持剛性を低減させるように支持剛性を制御することにより、乗員の乗り心地を向上させることができる。

【0021】

また、第２の発明によれば、前記制御手段は、前記車両状態取得手段により取得された前記車両の前記後方ジャーク又は前記前後加速度の高周波成分が予め定められた閾値よりも大きい場合に、前記支持剛性を低減させるように前記支持剛性可変手段を制御することができる。

【0022】

また、第１及び第２の発明によれば、前記支持剛性可変手段は、前記シートの肩甲骨を支持する部分の支持剛性を可変することにより、前記前後方向の支持剛性を可変することができる。

【0023】

第３の発明の支持剛性制御装置は、シートに着座している乗員の上体部を支持する力を前記シートにより作用させるときの作用点の位置を可変する作用点可変手段と、車両の横加速度を微分した横ジャーク、又は横加速度の高周波成分を取得する車両状態取得手段と、前記車両状態取得手段により取得された前記車両の前記横ジャーク又は前記横加速度の高周波成分が大きいほど、前記作用点の位置を下げるように、前記作用点可変手段を制御する制御手段と、を含んで構成されている。

【0024】

第３の発明によれば、作用点可変手段により、乗員の上体部を支持する力をシートに作用させるときの作用点の位置を可変し、車両状態取得手段により、横ジャーク又は、横加速度の高周波成分を取得し、制御手段により、横ジャーク又は横加速度の高周波成分が大きいほど、作用点の位置を下げるように作用点可変手段を制御する。

【0025】

このように、横ジャーク又は横加速度の高周波成分が大きいほど、作用点の位置を下げるように作用点を可変することにより、乗員の乗り心地を向上させることができる。

【0026】

また、第３の発明によれば、前記制御手段は、前記車両状態取得手段により取得された前記車両の前記横ジャーク又は前記横加速度の高周波成分が予め定められた閾値よりも大きい場合に、前記シートの作用点の位置を下げるように前記作用点可変手段を制御することができる。

【0027】

第４の発明の支持剛性制御装置は、シートに着座している乗員の上体部を支持する力を前記シートにより作用させるときの作用点の位置を可変する作用点可変手段と、車両の前後加速度を微分した後方ジャーク、又は前後加速度の高周波成分を取得する車両状態取得手段と、前記車両状態取得手段により取得された前記車両の前記後方ジャーク又は前記前後加速度の高周波成分が大きいほど、前記作用点の位置を下げるように、前記作用点可変手段を制御する制御手段と、を含んで構成されている。

【0028】

第４の発明によれば、作用点可変手段により、乗員の上体部を支持する力をシートに作用させるときの作用点の位置を可変し、車両状態取得手段により、後方ジャーク又は、前後加速度の高周波成分を取得し、制御手段により、後方ジャーク又は前後加速度の高周波成分が大きいほど、作用点の位置を下げるように作用点可変手段を制御する。

【0029】

このように、後方ジャーク又は前後加速度の高周波成分が大きいほど、作用点の位置を下げるように作用点を可変することにより、乗員の乗り心地を向上させることができる。

【0030】

また、第４の発明によれば、前記作用点可変手段は、前記シートのバックレストの上部を後方に傾けることにより、前記作用点の位置を可変することができる。

【0031】

第５の発明の車両用シートは、第１〜第４の発明の支持剛性制御装置と、乗員が着座するためのシートと、を含んで構成されている。

【発明の効果】

【0032】

以上説明したように、本発明の支持剛性制御装置及び、車両用シートによれば、乗員の乗り心地を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】シートと乗員の支持剛性モデルの例を示す図である。

【図2】胸鎖乳突筋及び脊柱起立筋を示す図である。

【図3】第１の実施の形態の車両用シートを示す概略図である。

【図4】第１の実施の形態の車両用シートの機能的構成を示すブロック図である。

【図5】支持剛性可変部の構成を示す図である。

【図6】ばね定数と車両横ジャークの関係を示す図である。

【図7】第１の実施の形態の車両用シートにおける支持剛性制御処理ルーチンを示す図である。

【図8】ばね定数と車両横ジャークの関係を示す図である。

【図9】車両横ジャークの閾値と既定の左右肩部の中心位置から作用点までの距離の関係を示す図である。

【図10】第２の実施の形態の車両用シートを示す概略図である。

【図11】第２の実施の形態の車両用シートの機能的構成を示すブロック図である。

【図12】第２の実施の形態の車両用シートにおける支持剛性制御処理ルーチンを示す図である。

【図13】アームレストと乗員の支持剛性モデルの例を示す図である。

【図14】第３の実施の形態の車両用シートを示す概略図である。

【図15】第３の実施の形態の車両用シートの機能的構成を示すブロック図である。

【図16】第３の実施の形態の車両用シートにおける支持剛性制御処理ルーチンを示す図である。

【図17】鉄道車両のアームレストの例を示す図である。

【図18】第４の実施の形態の車両用シートを示す概略図である。

【図19】ばね定数と車両後方ジャークの関係を示す図である。

【図20】第４の実施の形態の車両用シートの機能的構成を示すブロック図である。

【図21】第４の実施の形態の車両用シートにおける支持剛性制御処理ルーチンを示す図である。

【図22】第５の実施の形態の車両用シートの機能的構成を示すブロック図である。

【図23】第５の実施の形態の車両用シートにおける支持剛性制御処理ルーチンを示す図である。

【図24】第６の実施の形態の車両用シートを示す概略図である。

【図25】第６の実施の形態の車両用シートの機能的構成を示すブロック図である。

【図26】第６の実施の形態の車両用シートにおける支持剛性制御処理ルーチンを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

【0035】

＜車両用シートの原理＞
本発明の第１の実施の形態に係る車両用シート１００による支持剛性を制御する原理について説明する。

【0036】

一般に、車両横加速度の大きさに応じてロール方向に乗員の身体が傾く。その際、ドライバの運転操作による低周波振動成分が主体の車両横加速度が乗員に作用する場合には、体のロール方向の動きをシートバックのサイド支持部でしっかり支持させる必要がある。

【0037】

しかし、カント路面や横風等による高周波振動成分が多い急峻な車両横加速度に対しては、サイド支持部の支持剛性が高いままだと、頭に車両の横加速度が直接作用するので、頭が早く動かされ、視線が定まらず不快感が増す。また、太さが細い首の筋（胸鎖乳突筋）で頭の早い揺れを抑制しようとするため、首の筋負担が増大し、疲労が増す。

【0038】

この現象を防ぐためには、車両横加速度の低周波振動と高周波振動の質の違いを分別し、サイド支持部の支持剛性を変更すれば良い。第１の実施の形態に係る車両用シート１００では、質の違いを分別する方法として、車両横加速度の変化、すなわち車両の横加速度を微分した値（以下、車両横ジャーク）が予め定められた閾値Ｊｙ０未満の場合には、低周波振動が主体の車両横加速度と判断し、閾値Ｊｙ０以上の場合には、高周波振動が主体の車両横加速度と判断する。

【0039】

車両横ジャークの値が閾値Ｊｙ０未満の場合には、サイド支持部の、乗員の脇から肩までの部分に配置された空気ばねのばね定数が、低周波の車両横加速度に対して十分なサイド支持剛性が得られる初期ばね定数に維持される。そのため、脇から肩までの部分のサイド支持により、胸の左右の動きが抑制される（ホールド性が高い）。これは、図１（ａ）、（ｂ）に示す簡略化したシートと乗員の支持剛性モデルで示すと、図１（ｂ）の様に胸がほぼ剛体支持されたことになる。ただし、シートバックのサイド支持部は、直接空気ばねで支持していると仮定する。

【0040】

ところで、人は、無意識に前方を見ようとして、図２に示す脊柱の左右に配置されている脊柱起立筋を反射的に活動させ、姿勢維持コントロールを逐次行っている。例えば、体が右に傾くと、左の脊柱起立筋の筋を縮めて体が右に傾くのを止めようとする。この脊柱起立筋の筋活動は、体の揺れの大きさに対応しているので、シートバックのサイド支持部に内装された空気ばねで体の揺れが抑制されると、筋活動が小さくなり、筋疲労が低減される。

【0041】

一方、車両横ジャークの値が閾値Ｊｙ０以上である場合には、高周波振動成分が多い急峻な車両横加速度に対して、胸のサイド支持剛性を高剛性の初期ばね定数から低剛性のばね定数するために、空気ばね定数の目標設定値を、初期ばね定数よりも小さいばね定数とする。すなわち、乗員の胸を支持するサイド支持剛性を下げて、胸をロール方向に動きやすくする。

【0042】

これは、図１（ａ）、（ｃ）に示す簡略化したシートと乗員の支持剛性モデルで示すと、図１（ｃ）の様にシートと乗員との間に胸の質量Ｍｔと、空気ばね定数Ｋａが初期ばね定数よりも低いばね定数と空気ばねの減衰係数Ｃａによる２自由度のばねマス振動系（ローパスフィルター）を形成して、急峻な車両横加速度（高周波振動成分）を胸の動きで吸収させる。

【0043】

＜第１の実施の形態に係る車両用シートの構成＞
次に、本発明の第１の実施の形態に係る車両用シート１００の構成について説明する。

【0044】

本発明の第１の実施の形態に係る車両用シート１００は、図３に示すように、シート１０００と、シートバック１のサイド支持部８の脇から肩までの部分に内装された２つの支持剛性可変部２と、車両状態検出部３０と、制御部４０とを備えている。また、本発明の第１の実施の形態に係る車両用シート１００の機能をブロック図で表したものが図４である。制御部４０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）で実現され、横ジャーク算出部３４、目標支持剛性決定部４２、及び支持剛性制御部４４を備えている。なお、制御部４０と、支持剛性可変部２との組み合わせが支持剛性制御装置の一例である。

【0045】

支持剛性可変部２は、図５に示すように、シートバックフレーム３に取り付けられた固定プレート４に装着された空気ばね５と、クッションパッド６に取り付けられた押圧板７とを備えている。支持剛性可変部２は、支持剛性制御部４４の制御により支持剛性を可変する。

【0046】

空気ばね５は、図５に示すように、空気圧Ｐ０が封入されているゴムベローズ５１と、空気ばねケース５２と、空気ばね５に内装された電磁アクチュエータ５３とを備えている。

【0047】

電磁アクチュエータ５３は、電磁コイル５３Ａと、ピストン５３Ｂと、コイルスプリング５３Ｃとを備えている。電磁コイル５３Ａに通電（ＯＮ）すると、ピストン５３Ｂがコイルスプリング５３Ｃを縮めて図５の矢印方向に動き、ピストン５３Ｂの移動で生じるゴムベローズ５１の空気室体積Ｖ０の増加ΔＶにより、空気ばねＫａが低下する。また、電磁コイルの通電を止めると（ＯＦＦ）、コイルスプリング５３Ｃによりピストン５３Ｂが矢印と反対方向、すなわち図５の状態に戻される。ここで、電磁コイルに通電しない（ＯＦＦ）時の空気ばねのばね定数ＫａをＫａ０とし、通電時の空気ばねのばね定数ＫａをＫａ´とする（Ｋａ０＞Ｋａ´）。

【0048】

車両状態検出部３０は、横加速度センサを備えており、車両の横加速度を検出する。

【0049】

本実施の形態では、車両状態検出部３０は、横加速度を横ジャーク算出部３４に出力する。

【0050】

横ジャーク算出部３４は、車両状態検出部３０から入力された横加速度を微分して、右方向及び左方向の車両横ジャークの値をそれぞれ算出し、目標支持剛性決定部４２に出力する。なお、右方向及び左方向は車両の進行方向に向かって右方向及び左方向とする。

【0051】

目標支持剛性決定部４２は、横ジャーク算出部３４から入力された右方向の車両横ジャークの値に基づいて、右側の支持剛性可変部２の目標ばね定数を決定する。具体的には、車両横ジャークの値に対して、絶対値と極性判定値を用いて右方向の車両横ジャークを求める。極性判定値は、車両横ジャークが正（車両進行方向に対して左方向）の場合には「１」を出力し、負（車両進行方向に対して右方向）の場合には「−１」を出力する。そして、図６に示すように、車両横ジャークの絶対値について、予め定められた閾値Ｊｙ０以上か否かを判断し、閾値Ｊｙ０以上の場合には、極性判定値「−１」に基づき右側の支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａの目標ばね定数を、Ｋａ´に決定する。また、右方向の車両横ジャークの絶対値が閾値Ｊｙ０未満の場合には、右側の支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａの目標ばね定数をＫａ０に決定する。なお、目標ばね定数はサイド支持部の支持剛性と対応付けされている。

【0052】

目標支持剛性決定部４２は、横ジャーク算出部３４から入力された左方向の車両横ジャークの絶対値に基づいて、右側の支持剛性可変部２の目標ばね定数と同様に、予め定められた閾値Ｊｙ０以上か否かを判断し、左側の支持剛性可変部２の目標ばね定数を決定する。

【0053】

支持剛性制御部４４は、目標支持剛性決定部４２において決定された右側の目標ばね定数Ｋａに基づいて、右側の支持剛性可変部２の電磁コイル５３Ａに通電又は通電を停止し、空気ばね５のばね定数が目標ばね定数になるように制御する。なお、目標支持剛性決定部４２により目標ばね定数を決定し、支持剛性可変部２の空気ばね５のばね定数を制御する処理は、予め定められたサンプリング時間ごとに繰り返して行う。

【0054】

支持剛性制御部４４は、目標支持剛性決定部４２において決定された左側の目標ばね定数Ｋａに基づいて、左側の支持剛性可変部２の電磁コイル５３Ａに通電又は通電を停止し、空気ばね５のばね定数が目標ばね定数になるように制御する。

【0055】

＜第１の実施の形態に係る車両用シートの作用＞
次に、本発明の第１の実施の形態に係る車両用シート１００の作用について説明する。まず、車両状態検出部３０により、車両の左右方向の横加速度が逐次検出されているときに、車両用シート１００のＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＣＰＵが実行することにより、図７に示す支持剛性制御処理ルーチンが実行される。なお、右方向の横加速度の場合には、右側の支持剛性可変部２に対して処理が行われ、左方向の横加速度の場合には、左側の支持剛性可変部２に対して処理が行われる。以下では、左方向の横加速度を検出した時の支持剛性を制御する場合について説明する。

【0056】

まず、ステップＳ１００では、車両状態検出部３０の横加速度センサにより検出された車両の横加速度を取得する。

【0057】

次に、ステップＳ１０２では、ステップＳ１００において検出した車両の横加速度を微分し、車両の車両横ジャークの値を算出する。

【0058】

次に、ステップＳ１０４では、ステップＳ１０２において算出された車両横ジャークに対して、絶対値と極性判定値を求める。車両横ジャークの絶対値について、閾値Ｊｙ０以上か否かを判定する。車両横ジャークの絶対値が閾値Ｊｙ０以上の場合には、ステップＳ１１０に移行し、車両横ジャークの絶対値が閾値Ｊｙ０未満の場合には、ステップＳ１０８に移行する。ここでは、極性判定値が「１」で左方向の横ジャークの場合について以下に示す。

【0059】

次に、ステップＳ１０８では、左側の支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａの目標ばね定数をＫａ０に設定する。

【0060】

ステップＳ１１０では、左側の支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａの目標ばね定数ＫａをＫａ´に設定する。

【0061】

次に、ステップＳ１１２では、左側の支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａを、ステップＳ１０８又はステップＳ１１０において設定された目標ばね定数に設定するために、左側の支持剛性可変部２の電磁コイル５３Ａに通電又は通電を停止する。

【0062】

次に、ステップＳ１００に移行し、ステップＳ１００〜ステップＳ１１２の処理を繰り返す。

【0063】

また、右方向の場合には、上記の支持剛性制御処理ルーチンと同様の処理を行って、右側の支持剛性を制御する。

【0064】

以上、説明したように、第１の実施の形態に係る車両用シート１００によれば、左右の横ジャークが大きいほど、シートの左右方向の支持剛性を低減させるように支持剛性を制御することにより、急峻な車両横加速度（高周波振動成分）を胸の動きで吸収させることができる。

【0065】

そのため、頭に伝達される車両の横加速度は、緩やかな成分（低周波振動成分）となり、頭が早く振られなくなり、不快感が低減される。その結果、乗員の乗り心地を向上させることができる。

【0066】

また、運転操作による低周波成分の車両横加速度が乗員に作用する場合には、サイド支持部の空気ばねのばね定数を大きな値で維持させて、乗員のホールド性を高めることで、乗員のロール方向の動揺を低減させることにより、乗り心地を向上させる。また、乗員のロール方向の動揺低減に伴い、脊柱起立筋の活動量が抑制されるので、筋負担を低減させることが出来る。

【0067】

また、路面外乱や横風外乱等による高周波成分の車両横加速度に対しては、サイド支持部の空気ばねのばね定数を低くし（胸の横方向の支持剛性を低下）、胸を動揺させることで、頭部への急峻な車両横加速度（高周波成分）を遮断する。これにより、乗員の頭部がゆっくり動かされるので、太さが細い首の筋（図２の胸鎖乳突筋）でも頭部の動揺が抑制でき、首の筋疲労を減少させることが出来る。

【0068】

また、車両の横加速度の質に応じて乗員の横方向の支持剛性を制御することで、運転操作に伴う低周波成分の横加速度に対してホールド性を向上させると共に、路面外乱による高周波成分の横加速度に対して頭部の揺れを抑制することで、姿勢を安定させ、首の筋疲労を低減させる効果により、車両の乗り心地が大幅に向上する。

【0069】

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

【0070】

次に、第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成及び作用となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。

【0071】

第２の実施の形態では、シートバックに作用する支持力の作用点に基づいて車両横ジャークの閾値Ｊｙ０を設定する点が第１の実施の形態と異なっている。

【0072】

＜第２の実施の形態に係る車両用シートの原理＞
本発明の第２の実施の形態に係る車両用シート２００による支持剛性を制御する原理について説明する。

【0073】

車両横加速度が乗員に作用する場合に、シートバックで受け持つ支持力の作用点（荷重センサの有効な領域に加わる荷重の作用点）が左右肩部の中心位置から腰に近づくほど、胸が揺れやすくなる。

【0074】

そこで、この作用点と左右肩部の中心位置との相対距離が大きくなる程、車両横ジャークの閾値を大きくし、空気ばねのばね定数を下げないようにする。例えば、腰をシートバックに押し付けて背上部の支持力が少ない姿勢で着座する人は、シートバックの支持力の作用点が腰椎部に位置し、急峻な車両横加速度が作用しても胸がロール方向に動きやすいので、頭部に伝達される車両横加速度は、緩やかな成分となる。

【0075】

したがって、このような乗員に対しては、それほど大きくない車両横ジャークに対しては、胸の支持剛性を低下させなくても良いと考える。そのため、図９のように支持力の作用点が肩部から腰に近づくほど、車両横ジャークの閾値を大きく決定する。

【0076】

＜第２の実施の形態に係る車両用シートの構成＞
次に、第２の実施の形態に係る車両用シート２００の構成について説明する。

【0077】

本発明の第２の実施の形態に係る車両用シート２００は、図１０に示すように、シート１０００と、２つの支持剛性可変部２と、車両状態検出部３０と、制御部４０と、荷重センサ６０と、演算アンプ７０とを備えている。また、本発明の第２の実施の形態に係る車両用シート２００の機能をブロック図で表したものが図１１である。制御部４０は、横ジャーク算出部３４、閾値決定部４１、目標支持剛性決定部４２、及び支持剛性制御部４４を備えている。

【0078】

荷重センサ６０は、シートバック１のメッシュ上に配置されており、シートバック１に加えられる乗員の荷重の分布を、シートバック１による支持力の分布として検出する。

【0079】

演算アンプ７０は、荷重センサ６０から入力される支持力の分布の情報に基づいて、荷重センサ６０の検出領域における作用点を検出する。

【0080】

閾値決定部４１は、演算アンプ７０により検出された作用点の位置と、予め定められている乗員の左右肩部の中心位置とに基づいて、車両横ジャークの閾値Ｊｙ０を設定する。具体的には、図９に示すように、予め定めた乗員の左右肩部の中心位置から、検出された作用点の位置までの距離が大きくなるにつれて閾値Ｊｙ０を増加させるようにＪｙ０を決定する。

【0081】

＜第２の実施の形態に係る車両用シートの作用＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る車両用シート２００の作用について説明する。まず、車両状態検出部３０により、車両の左右方向の横加速度が逐次検出され、荷重センサ６０により荷重の分布が逐次検出され、演算アンプ７０により作用点が逐次検出されているときに、車両用シート２００のＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＣＰＵが実行することにより、図１２に示す支持剛性制御処理ルーチンが実行される。なお、右方向の横加速度の場合には、右側の支持剛性可変部２に対して処理が行われ、左方向の横加速度の場合には、左側の支持剛性可変部２に対して処理が行われる。以下では、左方向の横加速度を検出した時の支持剛性を制御する場合について説明する。

【0082】

ステップＳ２００では、演算アンプ７０により検出された、作用点の位置を取得する。

【0083】

次に、ステップＳ２０２では、ステップＳ２００において検出した作用点の位置と、予め定められた乗員の左右肩部の中心位置とに基づいて、車両横ジャークの閾値Ｊｙ０を決定する。

【0084】

次に、ステップＳ１０４では、ステップＳ１０２において算出された車両横ジャークに対して、絶対値と極性判定値を求める。車両横ジャークの絶対値について、ステップＳ２０２において決定した閾値Ｊｙ０以上か否かを判定する。車両横ジャークの絶対値が閾値Ｊｙ０以上の場合には、ステップＳ１１０に移行し、車両横ジャークの絶対値が閾値Ｊｙ０未満の場合には、ステップＳ１０８に移行する。ここでは、極性判定値が「１」で左方向の横ジャークの場合について以下に示す。

【0085】

以上、説明したように、第２の実施の形態における車両用シート２００によれば、左右の横ジャークが大きいほど、シートの左右方向の支持剛性を低減させるように支持剛性を制御することにより、急峻な車両横加速度（高周波振動成分）を胸の動きで吸収させることができる。そのため、頭部がゆっくり動かされるので乗員の乗り心地を向上させることができる。また、作用点と左右肩部の中心位置との相対距離に応じて、車両横ジャークの閾値を変更するので、乗員の体格や着座姿勢に応じた適切な支持剛性が得られる。そのため、乗員の体格や着座姿勢に関係なく乗り心地を大幅に向上させることができる。

【0086】

次に、第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同様の構成及び作用となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。

【0087】

第３の実施の形態では、荷重センサにより取得される支持力に基づいて、支持剛性を可変するか否かを判断する点が第２の実施の形態と異なっている。

【0088】

＜第３の実施の形態に係る車両用シートの原理＞
本発明の第３の実施の形態に係る車両用シート３００による支持剛性を制御する原理について説明する。

【0089】

一般に、車両横加速度の大きさに応じてロール方向に乗員の体が傾く。その際、前腕がアームレストに置いてある場合には、図１３（ａ）に示すように、人の反応として上腕と前腕及び胸の筋肉を働かせて肘関節の剛性Ｋｅと肩の関節剛性Ｋｓを極力大きくし、肩とひじで体を支えてロール運動を抑制しようとする。そのため、図１３（ｂ）に示すように前腕と上腕、および胸が剛体結合されるので車体に作用する急峻な横加速度（高周波振動成分）が、直接、頭に作用する。その結果、頭が早く動かされ、不快感が増す。また、太さが細い首の筋（胸鎖乳突筋）で頭の早い揺れを抑制することができず首の筋負担が増大し、疲労が増す。

【0090】

この現象を防ぐためには、車体に急峻な横加速度（高周波振動成分）が作用した場合に、アームレストの剛性、すなわちアームレストに作用するばね定数Ｋａを初期ばね定数Ｋａ０からＫａ´に小さくする。これにより、前腕がアームレストに沈み込み、肩関節の位置が下がるので、胸はロールしやすくなる。言い換えれば、胸を支持する肘関節の剛性ＫｅがＫｅ´に、肩関節の剛性ＫｓがＫｓ´に低下するとともに、アームレストのばね定数Ｋａが直列結合になるため、アームレストから胸までの等価ばね定数は、Ｋａ´＝Ｋｅ´Ｋｓ´Ｋａ／（Ｋｅ´Ｋｓ´＋Ｋｓ´Ｋａ＋Ｋｅ´Ｋａ）となる。ここで、Ｋｅ´≒Ｋｓ´＞＞Ｋａとすれば、Ｋａ´≒Ｋａとなる。すなわち、胸の支持剛性は、アームレストのばね定数Ｋａでほぼ決まることになる。また、肘関節と肩関節の等価減衰係数をほぼゼロと仮定すると、アームレストの減衰係数Ｃａとなる。

【0091】

このことは、図１３（ｃ）に示すように胸の質量Ｍｔと、空気ばね定数Ｋａ´と、空気ばねの減衰係数Ｃａによる２自由度のばねマス振動系（ローパスフィルター）により、急峻な車両横加速度（高周波振動成分）が吸収されるので、頭に伝達される車両の横加速度は、緩やかな成分（低周波振動成分）となる。その結果、頭が早く振られなくなり、不快感が低減される。また、細い首の筋（胸鎖乳突筋）で抑制可能なレベルとなるため、筋疲労が低減される。

【0092】

また、アームレストで前腕を支持する場合にその作用点が肩関節から距離が長いほど体を支える有効な支持力が減少するので、体がロール方向に動きやすくなる。すなわち、アームレストの空気ばねのばね定数を下げる車両横ジャークの閾値を大きくしても良いことになる。このような考えで、図９に示すように既定の肩関節位置から作用点までの距離Ｌに対して、車両横ジャークの閾値を大きくする。

【0093】

＜第３の実施の形態に係る車両用シートの構成＞
次に、第３の実施の形態における車両用シート３００の構成について説明する。

【0094】

本発明の第３の実施の形態に係る車両用シート３００は、図１４に示すように、後席中央のアームレスト１０１と、後席右のドア内側にあるアームレスト１０２と、アームレストに内装された２つの支持剛性可変部２と、アームレスト１０１、１０２に設置された２つの荷重センサ６０と、車両状態検出部３０と、制御部４０と、演算アンプ７０とを備えている。また、本発明の第３の実施の形態に係る車両用シート３００の機能をブロック図で表したものが図１５である。

【0095】

制御部４０は、横ジャーク算出部３４、閾値決定部４１、目標支持剛性決定部４２、支持力判定部４３、支持剛性制御部４４を備えている。

【0096】

一方の荷重センサ６０は、アームレスト１０１のメッシュ上に配置されており、アームレスト１０１に加えられる乗員の荷重の分布を、アームレスト１０１による支持力の分布として検出する。

【0097】

他方の荷重センサ６０は、アームレスト１０２のメッシュ上に配置されており、アームレスト１０２に加えられる乗員の荷重の分布を、アームレスト１０２による支持力の分布として検出する。

【0098】

演算アンプ７０は、アームレスト１０１のメッシュ上に配置された荷重センサ６０から入力される支持力の分布の情報に基づいて、アームレスト１０１のメッシュ上に配置された荷重センサ６０の検出領域における作用点及び当該作用点の支持力を検出する。また、演算アンプ７０は、アームレスト１０２のメッシュ上に配置された荷重センサ６０から入力される支持力の分布の情報に基づいて、アームレスト１０２のメッシュ上に配置された荷重センサ６０の検出領域における作用点及び当該作用点の支持力を検出する。

【0099】

支持力判定部４３は、演算アンプ７０から入力されたアームレスト１０１による作用点の支持力が予め定められた支持力（肘を置いた場合の支持力）の閾値Ｆ０以上か否かを判定する。また、支持力判定部４３は、演算アンプ７０から入力されたアームレスト１０２による作用点（アームレストの荷重中心位置）の支持力が予め定められた支持力の閾値Ｆ０以上か否かを判定する。

【0100】

閾値決定部４１は、支持力判定部４３において、アームレスト１０１による作用点の支持力が予め定められた支持力の閾値Ｆ０以上、すなわち、アームレストに肘が置かれていると判定された場合に、演算アンプ７０により検出されたアームレスト１０１のメッシュ上に配置された荷重センサ６０の検出領域における作用点の位置と、予め定められている乗員の肩部の位置とに基づいて、アームレスト１０１に内装されている支持剛性可変部２における車両横ジャークの閾値Ｊｙ０を設定する。また、閾値決定部４１は、支持力判定部４３において、アームレスト１０２による作用点の支持力が予め定められた支持力の閾値Ｆ０以上と判定された場合に、演算アンプ７０により検出されたアームレスト１０２のメッシュ上に配置された荷重センサ６０の検出領域における作用点の位置と、予め定められている乗員の左右肩部の中心位置とに基づいて、アームレスト１０２に内装されている支持剛性可変部２における車両横ジャークの閾値Ｊｙ０を設定する。

【0101】

目標支持剛性決定部４２は、アームレスト１０１による作用点の支持力が予め定められた支持力の閾値Ｆ０以上と判定された場合に、横ジャーク算出部３４から入力された左方向の車両横ジャークの値に基づいて、アームレスト１０１に内装されている左側の支持剛性可変部２の目標ばね定数を決定する。具体的には、左方向の車両横ジャークの値に対して、絶対値を求める。そして、図６に示すように、左方向の車両横ジャークの絶対値について、閾値決定部４１により決定された閾値Ｊｙ０以上か否かを判断し、閾値Ｊｙ０以上の場合には、アームレスト１０１に内装されている左側の支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａの目標ばね定数を、Ｋａ´に決定する。また、左方向の車両横ジャークの絶対値が閾値Ｊｙ０未満の場合には、アームレスト１０１に内装されている左側の支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａの目標ばね定数をＫａ０に決定する。また、目標支持剛性決定部４２は、アームレスト１０１による作用点の支持力が支持力の閾値Ｆ０未満と判定された場合に、アームレスト１０１に内装されている支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａの目標ばね定数をＫａ０に決定する。

【0102】

目標支持剛性決定部４２は、アームレスト１０２による作用点の支持力が予め定められた支持力の閾値Ｆ０以上と判定された場合に、横ジャーク算出部３４から入力された右方向の車両横ジャークの値に基づいて、アームレスト１０２に内装されている右側の支持剛性可変部２の目標ばね定数を決定する。具体的には、右方向の車両横ジャークの値に対して、絶対値を求める。そして、図６に示すように、右方向の車両横ジャークの絶対値について、閾値決定部４１により決定された閾値Ｊｙ０以上か否かを判断し、閾値Ｊｙ０以上の場合には、アームレスト１０２に内装されている右側の支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａの目標ばね定数を、Ｋａ´に決定する。また、右方向の車両横ジャークの絶対値が閾値Ｊｙ０未満の場合には、アームレスト１０２に内装されている右側の支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａの目標ばね定数をＫａ０に決定する。また、目標支持剛性決定部４２は、アームレスト１０２による作用点の支持力が支持力の閾値Ｆ０未満と判定された場合に、アームレスト１０２に内装されている支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａの目標ばね定数をＫａ０に決定する。

【0103】

＜第３の実施の形態に係る車両用シートの作用＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係る車両用シート３００の作用について説明する。まず、車両状態検出部３０により、車両の左右方向の横加速度が逐次検出され、２つの荷重センサ６０により荷重の分布が逐次検出され、演算アンプ７０によりそれぞれの荷重の分布に基づいて作用点及び支持力が逐次検出されているときに、車両用シート３００のＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＣＰＵが実行することにより、図１６に示す支持剛性制御処理ルーチンが実行される。なお、右方向の横加速度の場合には、後席右側のアームレスト１０２の荷重センサ６０の検出値を用いて右側の支持剛性可変部２に対して処理が行われ、左方向の横加速度の場合には、後席左側のアームレスト１０１の荷重センサ６０の検出値を用いて左側の支持剛性可変部２に対して処理が行われる。以下では、左方向の横加速度を検出し、後席左側のアームレスト１０１の荷重センサ６０の検出値を用いた時の支持剛性を制御する場合について説明する。

【0104】

まず、ステップＳ３００では、演算アンプ７０により検出された、作用点の位置を取得すると共に、当該作用点の位置の支持力を取得する。

【0105】

次に、ステップＳ３０２では、ステップＳ３００において取得した作用点の支持力が予め定められた閾値Ｆ０以上か否かを判定する。作用点の支持力が閾値Ｆ０以上の場合には、ステップＳ１００に移行し、作用点の支持力が閾値Ｆ０未満の場合には、ステップＳ１０８に移行する。

【0106】

以上、説明したように、第３の実施の形態における車両用シート３００によれば、横ジャークが大きいほど、アームレストの支持剛性を低減させるように制御することにより、急峻な車両横加速度（高周波振動成分）を胸の動きで吸収させることができ、頭部がゆっくり動かされるため乗員の乗り心地を向上させることができる。また、アームレストの支持剛性を制御することにより、急峻な車両横加速度（高周波振動成分）を胸の動きで吸収させることができ、頭部がゆっくり動かされるため、後部座席の乗員の乗り心地を向上させることができる。

【0107】

なお、第３の実施の形態においては、乗用車のアームレストに空気ばねを用いたが、これに限定されるものではなく、鉄道車両のアームレストにおいてコイルスプリングを用いてもよい。この場合、図１７に示すようにアームレスト取り付け点にコイルスプリングを配し、車両横ジャークの閾値Ｊｙ０を超えた場合に回転又は肘の位置をスライドさせてもよい。

【0108】

次に、第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同様の構成及び作用となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。

【0109】

第４の実施の形態では、車両横ジャークの絶対値に基づいて、左右のバックレストの支持剛性を同時に可変することにより、乗員に作用する支持力の作用点の位置を変更する点が第１の実施の形態と異なっている。

【0110】

＜第４の実施の形態に係る車両用シートの原理＞
本発明の第４の実施の形態に係る車両用シート４００による支持剛性を制御する原理について説明する。

【0111】

シートバックのバックレストで受け持つ支持力の作用点が左右肩部の中心位置から腰に近づくほど、胸が揺れやすくなる。この作用点と胸の揺れの関係を利用して、車両に急峻な横加速度（高周波振動成分）が作用する場合には、バックレストの、乗員の肩甲骨に対応する部分の支持剛性を低減する。これにより、バックレスト支持力の作用点が肩部から腰の方に移動し、胸がロール方向に揺れやすくなる。

【0112】

＜第４の実施の形態に係る車両用シートの構成＞
次に、第４の実施の形態に係る車両用シート４００の構成について説明する。

【0113】

本発明の第４の実施の形態に係る車両用シート４００は、図１８に示すように、シート１０００と、シートバック１の肩甲骨支持部に左右に内装された２つの支持剛性可変部２と、車両状態検出部３０と、制御部４０とを備えている。また、本発明の第４の実施の形態に係る車両用シート４００の機能をブロック図で表したものが図２０である。なお、２つの支持剛性可変部２が作用点可変手段の一例である。

【0114】

車両状態検出部３０は、横加速度センサを備えており、車両の横加速度を検出する。第４の実施の形態においては、車両の進行方向に向かって右方向をプラス、左方向をマイナスとして車両の横加速度を検出し、横ジャーク算出部３４に出力する。

【0115】

横ジャーク算出部３４は、車両状態検出部３０から入力された横加速度を微分して、車両横ジャークの値を算出し、目標支持剛性決定部４２に出力する。

【0116】

目標支持剛性決定部４２は、横ジャーク算出部３４から入力された車両横ジャークの絶対値に基づいて、２つの支持剛性可変部２に対して、共通の目標ばね定数を決定する。具体的には、図６に示すように、車両横ジャークの絶対値について、予め定められた閾値Ｊｙ０以上か否かを判断し、閾値Ｊｙ０以上の場合には、左右の支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａの共通の目標ばね定数を、Ｋａ´に決定する。また、車両横ジャークの絶対値が閾値Ｊｙ０未満の場合には、左右の支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａの共通の目標ばね定数をＫａ０に決定する。

【0117】

支持剛性制御部４４は、目標支持剛性決定部４２において決定された目標ばね定数Ｋａに基づいて、左右の支持剛性可変部２の各々の電磁コイル５３Ａに通電又は通電を停止し、空気ばね５のばね定数が目標ばね定数になるように制御する。なお、目標支持剛性決定部４２により目標ばね定数を決定し、支持剛性可変部２の空気ばね５のばね定数を制御する処理は、予め定められたサンプリング時間ごとに繰り返して行う。

【0118】

＜第４の実施の形態に係る車両用シートの作用＞
次に、本発明の第４の実施の形態に係る車両用シート４００の作用について説明する。まず、車両状態検出部３０により、車両の横加速度が逐次検出されているときに、車両用シート４００のＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＣＰＵが実行することにより、図２１に示す支持剛性制御処理ルーチンが実行される。なお、第４の実施の形態においては、横加速度を微分した車両横ジャークの絶対値に基づいて、左右の支持剛性可変部２が同時に制御される。

【0119】

まず、ステップＳ１００では、車両状態検出部３０の横加速度センサにより検出された車両の横加速度を取得する。

【0120】

次に、ステップＳ１０２では、ステップＳ１００において取得した車両の横加速度を微分し、車両横ジャークを算出する。

【0121】

次に、ステップＳ４００では、ステップＳ１０２において算出された車両横ジャークについて、車両横ジャークの絶対値が予め定められた閾値Ｊｙ０以上か否かを判定する。車両横ジャークの絶対値が閾値Ｊｙ０以上の場合には、ステップＳ１１０に移行し、車両横ジャークの絶対値が閾値Ｊｙ０未満の場合には、ステップＳ１０８に移行する。

【0122】

次に、ステップＳ１０８では、左右の支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａの目標ばね定数をＫａ０に各々設定する。

【0123】

ステップＳ１１０では、左右の支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａの目標ばね定数ＫａをＫａ´に各々設定する。

【0124】

次に、ステップＳ１１２では、左右の支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａを、ステップＳ１０８又はステップＳ１１０において設定された目標ばね定数に設定するために、左右の支持剛性可変部２の各々の電磁コイル５３Ａに通電又は通電を停止する。

【0125】

次に、ステップＳ１００に移行し、ステップＳ１００〜ステップＳ１１２の処理を繰り返す。

【0126】

以上、説明したように、第４の実施の形態に係る車両用シート４００によれば、横ジャークが大きいほど、作用点の位置を下げるように作用点を可変することにより、急峻な車両横加速度（高周波振動成分）を胸の動きで吸収させることができ、頭部がゆっくりうごかされるため、乗員の乗り心地を向上させることができる。

【0127】

また、路面外乱による高周波振動成分が多い車両横加速度に対して、車両の横方向について乗員の乗り心地を向上させるとともに、筋疲労を大幅に低減できる。

【0128】

次に、第５の実施の形態について説明する。なお、第１〜第４の実施の形態と同様の構成及び作用となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。

【0129】

第５の実施の形態では、車両の前後加速度を微分して求められる後方に作用する後方ジャークのみの値（車両後方ジャークの値）と、予め定められた車両後方ジャークの閾値Ｊｘ０とに基づいて、バックレストの支持剛性を可変することにより、乗員に作用する支持力の作用点の位置を変更する点が第４の実施の形態と異なっている。

【0130】

＜第５の実施の形態における車両用シートの原理＞
本発明の第５の実施の形態に係る車両用シート５００による支持剛性を制御する原理について説明する。

【0131】

車両前後加速度が後方に作用する際に、すなわち、加速時に車両に急峻な後方加速度（高周波振動成分）が作用する場合には、乗員の肩甲骨に対応する部分の支持剛性を低減する。これにより、バックレストの支持力の作用点が肩部から腰の方に移動し、腰を中心として胸を後方にピッチしやすくし、頭部への急峻な車両前後加速度（高周波成分）を遮断する。また、頭部がゆっくり動かされるので、太さが細い首の筋（胸鎖乳突筋）でも頭部の動揺が抑制でき、首の筋疲労を減少させることが出来る。一方、車両に通常の後方加速度（低周波振動成分）が作用する場合、乗員の肩甲骨に対応する部分の支持剛性を増加させる。

【0132】

＜第５の実施の形態における車両用シートの構成＞
次に、第５の実施の形態における車両用シート５００の構成について説明する。

【0133】

本発明の第５の実施の形態に係る車両用シート５００は、図１８に示すように、シート１０００と、シートバック１の肩甲骨支持部に左右に内装された２つの支持剛性可変部２と、車両状態検出部３０と、制御部４０とを備えている。また、本発明の第５の実施の形態に係る車両用シート５００の機能をブロック図で表したものが図２２である。なお、２つの支持剛性可変部２が作用点可変手段の一例である。

【0134】

車両状態検出部３０は、前後加速度センサを備えており、車両の前後加速度を検出する。第５の実施の形態では、車両状態検出部３０は、車両の後方に作用する加速度を検出し、前後ジャーク算出部３８に出力する。

【0135】

前後ジャーク算出部３８は、車両状態検出部３０から入力された車両の前後加速度を微分して、後方に作用する後方ジャークのみを目標支持剛性決定部４２に出力する。

【0136】

目標支持剛性決定部４２は、前後ジャーク算出部３８から入力された車両後方ジャークの絶対値に基づいて、２つの支持剛性可変部２に対して、共通の目標ばね定数を決定する。具体的には、図１９に示すように、車両後方ジャークの絶対値について、予め定められた閾値Ｊｘ０以上か否かを判断し、閾値Ｊｘ０以上の場合には、左右の支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａの共通の目標ばね定数を、Ｋａ´に決定する。また、車両後方ジャークの絶対値が閾値Ｊｘ０未満の場合には、左右の支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａの共通の目標ばね定数をＫａ０に決定する。

【0137】

支持剛性制御部４４は、目標支持剛性決定部４２において決定された目標ばね定数Ｋａに基づいて、左右の支持剛性可変部２の各々の電磁コイル５３Ａに通電又は通電を停止し、空気ばね５のばね定数が目標ばね定数になるように制御する。なお、目標支持剛性決定部４２により目標ばね定数を決定し、支持剛性可変部２の空気ばね５のばね定数を制御する処理は、予め定められたサンプリング時間ごとに繰り返して行う。

【0138】

＜第５の実施の形態に係る車両用シートの作用＞
次に、本発明の第５の実施の形態に係る車両用シート５００の作用について説明する。まず、車両状態検出部３０により、車両の前後加速度が逐次検出されているとき、車両用シート５００のＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＣＰＵが実行することにより、図２３に示す支持剛性制御処理ルーチンが実行される。なお、第５の実施の形態においては、車両前後加速度を微分し、後方に作用する後方ジャークの絶対値に基づいて、左右の支持剛性可変部２が同時に制御される。

【0139】

まず、ステップＳ５００では、車両状態検出部３０の前後加速度センサにより検出された車両の前後加速度を取得する。

【0140】

次に、ステップＳ５０２では、ステップＳ５００において取得した車両の前後加速度を微分し、後方に作用する後方ジャークを算出する。

【0141】

次に、ステップＳ５０４では、ステップＳ５０２において算出された車両後方ジャークについて、車両後方ジャークの絶対値が予め定められた閾値Ｊｘ０以上か否かを判定する。車両後方ジャークの絶対値が閾値Ｊｘ０以上の場合には、ステップＳ１１０に移行し、車両後方ジャークの絶対値が閾値Ｊｘ０未満の場合には、ステップＳ１０８に移行する。

【0142】

次に、ステップＳ１０８では、左右の支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａの目標ばね定数をＫａ０に設定する。

【0143】

ステップＳ１１０では、左右の支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａの目標ばね定数ＫａをＫａ´に設定する。

【0144】

次に、ステップＳ１１２では、左右の支持剛性可変部２の空気ばね５の空気ばね定数Ｋａを、ステップＳ１０８又はステップＳ１１０において設定された目標ばね定数に設定するために、左右の支持剛性可変部２の各々の電磁コイル５３Ａに通電又は通電を停止する。

【0145】

次に、ステップＳ５００に移行し、ステップＳ５００〜ステップＳ１１２の処理を繰り返す。

【0146】

以上、説明したように、第５の実施の形態に係る車両用シート５００によれば、車両前後加速度を微分し、後方に作用する後方ジャークが大きいほど、シートによる後方の支持剛性を低減させるように支持剛性を制御することにより、乗員の乗り心地を向上させることができる。また、後方ジャークが大きいほど、シートによる後方の支持剛性を低減させて、作用点の位置を下げるように作用点を変化させることにより、乗員の乗り心地を向上させることができる。

【0147】

また、路面外乱による高周波振動成分が多い車両前後加速度に対して、車両の加速（後方加速度）について乗員の乗り心地を向上させるとともに、首に作用する筋疲労を大幅に低減できる。

【0148】

また、ハーシュネス路や段差路による高周波振動成分が多い場合においても、胸を前後（ピッチ）方向に動揺させることで頭部振動を抑制させることができる。

【0149】

次に、第６の実施の形態について説明する。なお、第１〜第５の実施の形態と同様の構成及び作用となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。

【0150】

第６の実施の形態では、バックレストの乗員の肩甲骨に対応する部分の下部付近に配した、横方向に延びる回転軸を中心に、バックレスト上部の角度をピッチ方向に調整できるシート機能を用いることにより、乗員に作用する作用点を可変する点が第４及び第５の実施の形態と異なっている。

【0151】

＜第６の実施の形態における車両用シートの原理＞
本発明の第６の実施の形態に係る車両用シート６００による支持剛性を制御する原理について説明する。

【0152】

車体に急峻な横加速度（高周波振動成分）が作用する場合に、シートバックのバックレスト上部を後方に傾けるように調整することにより、作用点の位置を胸から腰の方に変更する。これにより、胸を左右（ロール）または前後（ピッチ）方向に動きやすくし、頭部への急峻な車両横加速度（高周波成分）を遮断することが出来る。

【0153】

＜第６の実施の形態における車両用シートの構成＞
次に、第６の実施の形態における車両用シート６００の構成について説明する。

【0154】

本発明の第６の実施の形態に係る車両用シート６００は、図２４に示すように、シート１０００と、シートバック１の肩甲骨下部に内装されたバックレスト可変部９と、車両状態検出部３０と、制御部５４０とを備えている。また、本発明の第６の実施の形態に係る車両用シート６００の機能をブロック図で表したものが図２５である。なお、バックレスト可変部９が作用点可変手段の一例である。制御部５４０は、横ジャーク算出部３４、及びバックレスト制御部４６を備えている。

【0155】

バックレスト制御部４６は、横ジャーク算出部３４から入力された車両横ジャークの値の絶対値に基づいて、バックレストの上部を制御する。具体的には、車両横ジャークの絶対値が予め定められた閾値Ｊｙ０以上か否かを判断し、閾値Ｊｙ０以上の場合には、バックレスト上部のピッチ方向の角度が、後方に傾ける角度となるように制御する。また、横ジャークの絶対値が予め定められた閾値Ｊｙ０未満の場合には、バックレスト上部のピッチ方向の角度が、初期角度となるように制御する。

【0156】

バックレスト可変部９は、バックレスト制御部４６から入力される制御に基づいて、回転軸Ｂ−Ｂを中心にバックレストの上部の角度をピッチ方向に可変させる。

【0157】

＜第６の実施の形態に係る車両用シートの作用＞
次に、本発明の第６の実施の形態に係る車両用シート６００の作用について説明する。まず、車両状態検出部３０により、車両の横加速度が逐次検出されているときに、車両用シート６００のＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＣＰＵが実行することにより、図２６に示す支持剛性制御処理ルーチンが実行される。

【0158】

ステップＳ４００では、ステップＳ１０２において検出された車両横ジャークの絶対値が予め定められた閾値Ｊｙ０以上か判定する。車両横ジャークの絶対値が閾値Ｊｙ０以上である場合には、ステップＳ６００に移行し、車両横ジャークの絶対値が閾値Ｊｙ０未満の場合には、ステップＳ６０４に移行する。

【0159】

ステップＳ６００では、バックレスト上部のピッチ方向の角度が、後方に傾けた角度となるようにバックレスト可変部９を制御し、ステップＳ１００に移行し、ステップＳ１００〜ステップＳ４００までの処理を繰り返す。

【0160】

ステップＳ６０４では、バックレスト上部のピッチ方向の角度が、初期角度となるようにバックレスト可変部９を制御し、ステップＳ１００に移行し、ステップＳ１００〜ステップＳ４００までの処理を繰り返す。

【0161】

以上、説明したように、第６の実施の形態に係る車両用シート６００によれば、横ジャークが大きいほど、作用点の位置を下げるように作用点を可変することにより、乗員の乗り心地を向上させることができる。

【0162】

なお、第６の実施の形態においては、車両横ジャークを用いる場合について説明したがこれに限定されるものではなく、車両後方ジャークを用いてもよい。この場合、予め定められている閾値はＪｘ０を用いる。

【0163】

例えば、第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態、第４の実施の形態、第６の実施の形態においては、横加速度を横加速度センサで検出し、検出した横加速度を微分して車両横ジャークの値を算出する場合について説明したが、この限りではない。例えば、操舵角と車速の各々をセンサで検出し、検出した操舵角と車速から横加速度を推定し、推定された横加速度を微分して車両横ジャークの値を算出してもよい。

【0164】

また、第５の実施の形態、第６の実施の形態においては、前後加速度を前後加速度センサで検出し、検出した前後加速度を微分し、後方に作用する後方ジャークの値を算出する場合について説明したが、この限りではない。例えば、アクセルペダルストローク、ギヤ比、又は車速の各々をセンサで検出し、検出したアクセルペダルストロークとギヤ比、又は車速を微分して、車両前後加速度を推定し、推定された車両前後加速度を微分し、後方に作用する後方ジャークの値を算出してもよい。

【0165】

また、第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態、第４の実施の形態、第５の実施の形態においては、空気ばね定数ＫａをＫａ０とＫａ´の２段階に切り替える場合について説明したがこの限りではない。例えば、図８に示すように、車両横ジャーク又は車両後方ジャークの値が大きいほど、空気ばね定数Ｋａを連続的に減少させるように、車両横ジャーク又は車両後方ジャークの値に応じた空気ばね定数Ｋａを算出してもよい。その場合には、目標設定された空気ばね定数Ｋａの減少特性と反対に電磁コイルに流す電流特性を増大特性にし、ピストン５３Ｂの移動距離を連続的に制御するようにすればよい。

【0166】

また、第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態、第４の実施の形態、第５の実施の形態、第６の実施の形態においては、車両横ジャーク又は車両後方ジャークの絶対値について閾値Ｊｙ０又は閾値Ｊｘ０以上か否かの判断を行っている場合について説明したがこの限りでない。例えば、横加速度又は後方に作用する加速度の時系列データを取得し、当該データに対してスペクトル分析を行った結果から得られる高周波成分の値が閾値Ｊｙ０又はＪｘ０以上か否かを判断し、高周波成分の値が、閾値Ｊｙ０又はＪｘ０以上である場合に、空気ばね定数ＫａをＫａ´に設定してもよい。又は、ハイパスフィルターにより高周波振動を直接抽出し、高周波成分の値が、閾値Ｊｙ０´又はＪｘ０´以上かを判断してもよい。

【0167】

また、第４の実施の形態、第５の実施の形態、第６の実施の形態においては、予め定められた閾値Ｊｙ０又は閾値Ｊｘ０を用いる場合について説明したが、これに限定されるわけではない。例えば、上記第２の実施の形態と同様に、荷重センサと演算アンプを更に設け、シートバックに作用する支持力の作用点と左右肩部の中心位置との相対距離が大きくなるほど、車両横ジャークの閾値Ｊｙ０又は車両後方ジャークの閾値Ｊｘ０を大きくするようにしてもよい。

【符号の説明】

【0168】

１ シートバック
２ 支持剛性可変部
３ シートバックフレーム
４ 固定プレート
５ 空気ばね
６ クッションパッド
７ 押圧板
８ サイド支持部
９ バックレスト可変部
３０ 車両状態検出部
３４ 横ジャーク算出部
３８ 前後ジャーク算出部
４０ 制御部
４１ 閾値決定部
４２ 目標支持剛性決定部
４３ 支持力判定部
４４ 支持剛性制御部
４６ バックレスト制御部
５１ ゴムベローズ
５２ ケース
５３ 電磁アクチュエータ
５３Ａ 電磁コイル
５３Ｂ ピストン
５３Ｃ コイルスプリング
６０ 荷重センサ
７０ 演算アンプ
１００ 車両用シート
１０１ アームレスト
１０２ アームレスト
２００ 車両用シート
３００ 車両用シート
４００ 車両用シート
５００ 車両用シート
５４０ 制御部
６００ 車両用シート
１０００ シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】