特許 7191583 乗員姿勢制御装置及び乗員姿勢制御方法

(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】

(24)【登録日】2022-12-09

(45)【発行日】2022-12-19

(54)【発明の名称】乗員姿勢制御装置及び乗員姿勢制御方法

(51)【国際特許分類】

   B60N 2/42 20060101AFI20221212BHJP

   A47C 7/50 20060101ALI20221212BHJP

   A47C 7/14 20060101ALI20221212BHJP

【ＦＩ】

B60N2/42

A47C7/50 A

A47C7/14 Z

A47C7/14 A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2018150199

(22)【出願日】2018-08-09

(65)【公開番号】P2019099133

(43)【公開日】2019-06-24

【審査請求日】2021-05-17

(31)【優先権主張番号】P 2017234895

(32)【優先日】2017-12-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】100096091

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 誠一

(72)【発明者】

【氏名】村岸 裕治

(72)【発明者】

【氏名】福井 勝彦

(72)【発明者】

【氏名】安田 栄一

(72)【発明者】

【氏名】小木曽 隆

(72)【発明者】

【氏名】山口 秀明

【審査官】瀧本 絢奈

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０７１３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５１９１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２７８１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０００３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－００６７１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２６０４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２３８９３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｎ ２／００－２／９０

Ａ４７Ｃ ７／００－７／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

運転支援機能により生成される走行経路情報を取得する走行経路情報取得手段と、
取得した前記走行経路情報に基づき、走行経路に沿って走行する際に生じる車両挙動を予測する予測手段と、
前記予測手段により予測された車両挙動に応じて乗員姿勢の目標値を設定する設定手段と、
シートクッションの前部分に設けられたエアバッグと、シート前方にスライド可能であり、乗員の下腿を置くためのフットレストとを有し、前記目標値に従って、前記車両挙動が発生するより前に乗員の姿勢を変更させる乗員姿勢変更手段と、
を備え、
前記予測手段により、前方向加速度が生じることが予測された場合には、前記設定手段は、前方向加速度によって発生する前方向移動と逆方向に身体の重心が移動した姿勢をとるように乗員姿勢の目標値を設定し、前記乗員姿勢変更手段は、前記フットレストを前方に移動させるとともに、前記エアバッグを膨張させ、
前記乗員姿勢変更手段は、更に、前記シートクッション及び前記フットレストと接続されており、乗員の下腿を置くためのオットマンを備え、
前記予測手段により、前方向加速度が生じることが予測された場合には、前記乗員姿勢変更手段は、更に、前記オットマンと前記シートクッションとの間の角度を調整するとともに、前記フットレストと前記オットマンとの間の角度を調整することを特徴とする乗員姿勢制御装置。

【請求項2】

シートクッションの前部分に設けられたエアバッグと、シート前方にスライド可能であり、乗員の下腿を置くためのフットレストとを備える乗員姿勢制御装置が実行する乗員姿勢制御方法であって、
運転支援機能により生成される走行経路情報を取得するステップと、
取得した前記走行経路情報に基づき、走行経路に沿って走行する際に生じる車両挙動を予測するステップと、
予測された車両挙動に応じて乗員姿勢の目標値を設定するステップと、
前記目標値に従って、前記車両挙動が発生するより前に乗員の姿勢を変更させるステップと、
を含み、
前記予測するステップにより、前方向加速度が生じることが予測された場合には、前記設定するステップでは、前方向加速度によって発生する前方向移動と逆方向に身体の重心が移動した姿勢をとるように乗員姿勢の目標値を設定し、前記乗員の姿勢を変更させるステップでは、前記フットレストを前方に移動させるとともに、前記エアバッグを膨張させ、
前記乗員姿勢制御装置は、更に、前記シートクッション及び前記フットレストと接続されており、乗員の下腿を置くためのオットマンを備え、
前記予測するステップにより、前方向加速度が生じることが予測された場合には、前記乗員の姿勢を変更させるステップでは、更に、前記オットマンと前記シートクッションとの間の角度を調整するとともに、前記フットレストと前記オットマンとの間の角度を調整することを特徴とする乗員姿勢制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、乗員姿勢制御装置及び乗員姿勢制御方法に係り、詳細には、車両挙動に応じた乗員の姿勢制御に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的な車両では、車両挙動に伴う慣性力により、乗員の身体は揺られて乗車姿勢が崩れる。そのため、乗員は身体の様々な筋を活動させ、その姿勢を維持しようとする。その際の筋活動が乗り心地に関する乗員の主観評価に反映されることとなる。そこで車両シートに着席する人の身体支持の動的適応のための方法が提案されている。

【0003】

例えば、特許文献１には、車両の横加速度に対する横方向のシート支持に関し、地図情報とともに記憶されている適応設定の蓄積データをもとに、横加速度が発生するより前に、シートバック及びシートクッションに設置されているシート支持手段を作動させる車両シートについて記載されている。蓄積データが無い場合には、生じている加速度に応じてシート支持手段を作動させることも記載されている。この特許文献１の車両シートでは、車両挙動に対する乗員の快適性を確保するため、過去の情報を活用し、シートに内蔵したアクチュエーション機能を動作させるものである。

【0004】

また、制御する乗員姿勢については様々な技術が提案されている。例えば、特許文献２には、車両衝突時にフロアを上方に移動させることで乗員の大腿部を所定角水平より高くし、乗員の荷重を分散させるとともに乗員のシートに対する滑りを抑制することが記載されている。また、特許文献３では、車両衝突等の衝撃時に乗員がシートベルトの下部から前方へ滑りだすことを防止するためにシートクッションを上方へ突出させる構造が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特表２００３－５３２５７７号公報

【文献】特開２００６－２６４３４５号公報

【文献】特開２０００－２７２３９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１の方法は、走行経路の形状やそれに対する車両の横移動や湾曲部への進入速度等、過去の蓄積データを活用して車両シートにおける支持を制御するものである。近年は、運転支援及び自動運転の技術が進歩し、それに伴って、現時点より後（未来）の車両挙動を推定することが可能となってきている。特許文献１の方法では、このような現時点より後の情報を十分に活用することについて配慮がなされていないものであった。また、車両による外乱が発生した場合、その外乱に応じて人は力を入れて姿勢を保持する等の能動的な動きを行うことが知られているが、特許文献２、３の技術は受動的な動きの抑制のみに着目しており、人の能動的な姿勢保持を支援するものではない。

【0007】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、これから生じる車両挙動を予測し、それに対して少ない筋負担で姿勢を維持できるようにし、これにより車両の乗り心地を向上させることが可能な乗員姿勢制御装置及び乗員姿勢制御方法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】

【0008】

前述した課題を解決するための第１の発明は、運転支援機能により生成される走行経路情報を取得する走行経路情報取得手段と、取得した前記走行経路情報に基づき、走行経路に沿って走行する際に生じる車両挙動を予測する予測手段と、前記予測手段により予測された車両挙動に応じて乗員姿勢の目標値を設定する設定手段と、シートクッションの前部分に設けられたエアバッグと、シート前方にスライド可能であり、乗員の下腿を置くためのフットレストとを有し、前記目標値に従って、前記車両挙動が発生するより前に乗員の姿勢を変更させる乗員姿勢変更手段と、を備え、前記予測手段により、前方向加速度が生じることが予測された場合には、前記設定手段は、前方向加速度によって発生する前方向移動と逆方向に身体の重心が移動した姿勢をとるように乗員姿勢の目標値を設定し、前記乗員姿勢変更手段は、前記フットレストを前方に移動させるとともに、前記エアバッグを膨張させ、前記乗員姿勢変更手段は、更に、前記シートクッション及び前記フットレストと接続されており、乗員の下腿を置くためのオットマンを備え、前記予測手段により、前方向加速度が生じることが予測された場合には、前記乗員姿勢変更手段は、更に、前記オットマンと前記シートクッションとの間の角度を調整するとともに、前記フットレストと前記オットマンとの間の角度を調整することを特徴とする乗員姿勢制御装置である。

【0009】

第１の発明の乗員姿勢制御装置によれば、運転支援機能により生成される走行経路情報を取得し、取得した走行経路情報に基づき、走行経路に沿って走行する際に生じる車両挙動を予測し、予測された車両挙動に応じて乗員姿勢の目標値を設定し、設定した目標値に従って車両挙動が発生するより前に乗員の姿勢を変更させる。車両挙動が発生するより前のタイミングで乗員の乗車姿勢を車両挙動に対し身構える状態に変化させることができる。これにより、乗員にとって姿勢維持の負担を小さく感じさせることが可能となる。また、自動運転車両等における運転支援機能によって生成される走行経路情報を活用して、これから生じると予測される車両挙動に応じた乗員姿勢に変更できる。特に、第１の発明の乗員姿勢制御装置は、シートクッションの前部分に設けられたエアバッグと、シート前方にスライド可能であり、乗員の下腿を置くためのフットレストとを有し、前方向加速度が生じることが予測された場合には、前方向加速度によって発生する前方向移動と逆方向に身体の重心が移動した姿勢をとるように乗員姿勢の目標値を設定し、フットレストを前方に移動させるとともに、エアバッグを膨張させる。また、第１の発明の乗員姿勢制御装置は、シートクッション及びフットレストと接続されており、乗員の下腿を置くためのオットマンを備え、前方向加速度が生じることが予測された場合には、オットマンとシートクッションとの間の角度を調整するとともに、フットレストとオットマンとの間の角度を調整する。これにより車両挙動に伴う慣性力に抗するような乗車姿勢を少ない筋負担でとることが可能となる。

【0011】

第２の発明は、シートクッションの前部分に設けられたエアバッグと、シート前方にスライド可能であり、乗員の下腿を置くためのフットレストとを備える乗員姿勢制御装置が実行する乗員姿勢制御方法であって、運転支援機能により生成される走行経路情報を取得するステップと、取得した前記走行経路情報に基づき、走行経路に沿って走行する際に生じる車両挙動を予測するステップと、予測された車両挙動に応じて乗員姿勢の目標値を設定するステップと、前記目標値に従って、前記車両挙動が発生するより前に乗員の姿勢を変更させるステップと、を含み、前記予測するステップにより、前方向加速度が生じることが予測された場合には、前記設定するステップでは、前方向加速度によって発生する前方向移動と逆方向に身体の重心が移動した姿勢をとるように乗員姿勢の目標値を設定し、前記乗員の姿勢を変更させるステップでは、前記フットレストを前方に移動させるとともに、前記エアバッグを膨張させ、前記乗員姿勢制御装置は、更に、前記シートクッション及び前記フットレストと接続されており、乗員の下腿を置くためのオットマンを備え、前記予測するステップにより、前方向加速度が生じることが予測された場合には、前記乗員の姿勢を変更させるステップでは、更に、前記オットマンと前記シートクッションとの間の角度を調整するとともに、前記フットレストと前記オットマンとの間の角度を調整することを特徴とする乗員姿勢制御方法である。

【0012】

第２の発明によれば、運転支援機能により生成される走行経路情報を取得し、取得した走行経路情報に基づき、走行経路に沿って走行する際に生じる車両挙動を予測し、予測された車両挙動に応じて乗員姿勢の目標値を設定し、設定した目標値に従って車両挙動が発生するより前に乗員の姿勢を変更させる。車両挙動が発生するより前のタイミングで乗員の乗車姿勢を車両挙動に対し身構える状態に変化させることができる。これにより、乗員にとって姿勢維持の負担を小さく感じさせることが可能となる。また、自動運転車両等における運転支援機能によって生成される走行経路情報を活用して、これから生じると予測される車両挙動に応じた乗員姿勢に変更できる。特に、第２の発明によれば、シートクッションの前部分に設けられたエアバッグと、シート前方にスライド可能であり、乗員の下腿を置くためのフットレストとを有し、前方向加速度が生じることが予測された場合には、前方向加速度によって発生する前方向移動と逆方向に身体の重心が移動した姿勢をとるように乗員姿勢の目標値を設定し、フットレストを前方に移動させるとともに、エアバッグを膨張させる。また、第２の発明によれば、シートクッション及びフットレストと接続されており、乗員の下腿を置くためのオットマンを備え、前方向加速度が生じることが予測された場合には、オットマンとシートクッションとの間の角度を調整するとともに、フットレストとオットマンとの間の角度を調整する。これにより車両挙動に伴う慣性力に抗するような乗車姿勢を少ない筋負担でとることが可能となる。

【発明の効果】

【0015】

本発明により、これから生じる車両挙動を予測し、それに対して少ない筋負担で姿勢を維持できるようにし、これにより車両の乗り心地を向上させることが可能な乗員姿勢制御装置及び乗員姿勢制御方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係る乗員姿勢制御装置１を備えたシート３の概略構成図

【図2】乗員姿勢制御装置１の構成を示すブロック部

【図3】乗員姿勢制御処理の流れを示すフローチャート

【図4】左旋回時の身体運動及び筋活動の計測結果を示すグラフ。（ａ）予告が無い場合、（ｂ）予告がある場合

【図5】旋回時の横加速度に対する乗員姿勢の一例

【図6】横加速度に対する乗員姿勢の目標値を示すグラフの一例

【図7】減速時の乗員姿勢の一例

【図8】前後加速度に対する乗員姿勢の目標値を示すグラフの一例

【図9】本発明の第２の実施の形態の乗員姿勢制御装置１を備えたシート３Ａの概略構成を示す図。（ａ）通常着座状態、（ｂ）急制動時の着座状態

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。

【0018】

［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態に係る乗員姿勢制御装置１の構成を説明する。
図１は、乗員姿勢制御装置１を備えたシート３の概略構成図であり、図２は、乗員姿勢制御装置１の制御系の構成を示すブロック部である。

【0019】

図１に示すように、乗員姿勢制御装置１は、車両のシート３に設けられた姿勢変更装置３５、３６、３７に接続され、姿勢変更装置３５、３６、３７の駆動を制御する。姿勢変更装置３５、３６、３７は、図１の例では、シート３の背もたれ（シートバック）３２に内蔵されたエアバック３５、３６及びシート座面（シートクッション）３１に内蔵されたエアバック３７等である。エアバック３５は、シートバック３２の右端部に設けられ、エアバック３６は、シートバック３２の左端部に設けられる。また、エアバック３７は、シート座面３１の前部分（乗員が座った時に坐骨前方部分が乗る部分；以下、坐骨前方部分）に設けられる。

【0020】

エアバック３５、３６、３７は、充填または通気のため、圧縮空気ポンプ、圧縮空気リザーバ及び圧縮空気調整装置、及び圧力を調整するエアバック３５、３６、３７を切り替える弁装置等を備える。各エアバック３５、３６、３７を膨張させたり、或いは通気させたりすることで、シートバック３２の右側または左側だけを膨張させたり、或いはシート座面３１の前部分を持ち上げる等、シート３の形状を変形させることができる。これにより、シート３に座った乗員７の姿勢が変更される。各エアバック３５、３６、３７は、乗員姿勢制御装置１から伝達される制御信号に従って作動し、車両挙動に応じて膨張または収縮される。

【0021】

乗員姿勢制御装置１は、図２に示すように、運転支援システム２に接続され、運転支援システム２にて生成された走行経路情報に基づいて予測される車両挙動に伴い、姿勢変更装置（エアバック３５、３６、３７）を制御する。乗員姿勢制御装置１は、走行経路情報取得部１１、車両挙動予測部１２、乗員姿勢目標値設定部１３、及び姿勢変更装置制御部１４を備える。

【0022】

走行経路情報取得部１１は、運転支援システム（運転支援機能）２にて生成された走行経路情報を取得する。運転支援システム（運転支援機能）２とは、自動運転車両において運転を支援する機能であり、例えば図２に示すように、走行環境認識部２１、自己位置推定部２２、走行経路生成部２３、アクセル・ブレーキ・ステア目標値設定部２４、車両制御部２５等を備える。走行環境認識部２１は、車載カメラやセンサ等の車両の走行環境を認識する装置である。自己位置推定部２２は、走行環境認識部２１により認識した走行環境に基づき自車両の位置を推定する。走行経路生成部２３は、自己位置推定部２２により推定した自己位置の情報及び地図情報等に基づき走行経路計画を生成する。アクセル・ブレーキ・ステア目標値設定部２４は、走行経路計画に沿った走行を行うためにアクセル・ブレーキ・ステア等の目標値を設定する。車両制御部２５は、設定された目標値に従ってアクセル・ブレーキ・ステアを制御する。

【0023】

走行経路情報取得部１１は、運転支援システム２により生成された走行経路情報を取得し、車両挙動予測部１２に出力する。

【0024】

車両挙動予測部１２は、取得した走行経路情報や現在の車両状態（速度等）の情報に基づき、走行経路に沿って走行する際に生じる車両挙動を予測する。車両挙動とは、車両に生じる前後加速度、横加速度、ヨー角速度、ロール角速度、ピッチ角速度等である。

【0025】

乗員姿勢目標値設定部１３は、車両挙動予測部１２により予測された車両挙動に応じて乗員姿勢の目標値を設定する。乗員姿勢目標値設定部１３は乗員姿勢の目標値を、車両挙動が発生した際に乗員の身体の筋負担が小さくなるように算出する。例えば、旋回による横加速度が生じることが予測された場合には、旋回によって発生するヨー運動と同方向に身体を回転させた姿勢をとるように乗員姿勢の目標値を設定する。また、前後加速度が生じることが予測された場合には、前後加速度によって発生する前後運動と逆方向に身体の重心が移動した姿勢をとるように乗員姿勢の目標値を設定する。車両挙動の予測及び乗員姿勢目標値設定についての詳細は後述する。

【0026】

姿勢変更装置制御部１４は、乗員姿勢目標値設定部１３により設定された目標値に従って、上述の車両挙動が発生するより前に乗員の姿勢を変更させるように、姿勢変更装置（エアバック）３５、３６、３７を作動させる。

【0027】

次に、乗員姿勢制御装置１の動作について図３のフローチャートを参照して説明する。例として、旋回時の動作について説明する。

【0028】

乗員姿勢制御装置１（走行経路情報取得部１１）は運転支援システム２により生成された走行経路情報を取得する（ステップＳ１０１）。乗員姿勢制御装置１（車両挙動予測部１２）は、取得した走行経路情報や現在の車両状態（速度等）、車両速度の変化の情報に基づき、走行経路に沿って走行する際に生じる車両挙動（前後加速度、横加速度、ヨー角速度、ロール角速度、ピッチ角速度等）を予測する（ステップＳ１０２）。

【0029】

カーブしている道路を一定速度で走行（旋回）する場合、そのカーブにおいて発生する車両挙動は、以下の式（１）を用いて予測できる。

【0030】

【数1】

【0031】

式（１）において、R：走路の旋回半径、v：車速、r：ヨー角速度、g_y：横加速度、p：ロール角速度、f()：ロール運動の応答関数である。

【0032】

ここで、図４を参照して車両旋回時における車両挙動と乗員の筋負担との関係について説明する。図４の上段は、乗員に対して旋回直前にドライバ操作を予告しなかった場合の（ａ）ロールレートの変化、（ｂ）ヨーレートの変化、（ｃ）筋活動の計測値を示し、図４の下段は、予告した場合の（ｄ）ロールレートの変化、（ｅ）ヨーレートの変化、（ｆ）筋活動の計測値を示している。図４（ｃ）、（ｆ）では、各筋についてそれぞれ右半身、左半身の計測値が示されている。

【0033】

予告がある場合（図４下段）、車両挙動が発生した直後に旋回方向（ヨーレートの方向）と同じ向きで胸・腰を大きく回しており、この場合、予告が無い場合（図４上段）に比べ、腹直筋、外腹斜筋の筋活動が低く、身体への負担が小さくなっている。この結果から、旋回による横加速度が生じることが推定された場合には、図５に示すように、旋回によって発生するヨー運動と同方向に身体を回転させた姿勢（図５（ｂ））とすることで、筋負担の低下が可能になることが分かる。

【0034】

乗員姿勢制御装置１（乗員姿勢目標値設定部１３）は、ステップＳ１０２で予測した車両挙動に応じて乗員姿勢の目標値を設定する（ステップＳ１０３）。上述したように、旋回の場合は、乗員姿勢制御装置１（乗員姿勢目標値設定部１３）は旋回によって発生するヨー運動と同方向に身体を回転させた姿勢（図５（ｂ））をとるように、乗員姿勢の目標値を設定する。身体を回転させる姿勢（ヨー角）の目標値は、図６に示す通り、予測される横加速度に対して単調に増加させるように設定すればよい。

【0035】

この目標値設定に関し、人の筋の動きから解釈すると、通常、旋回挙動に対しては、横加速度によって上半身が横方向に倒れようとする。そのとき、乗員は姿勢維持のため、腹直筋や脊柱起立筋を働かせる。しかしながら、それらの筋は、身体の屈曲や進展に適した筋であり、横方向に倒れるような側屈を支えるのに適した筋ではない。そのため、身体を支えるのに大きな負担が生じる。本発明によれば、旋回時は同じ方向に身体を回転させることで、身体に作用する力の向きが変わるため、腹直筋や脊柱起立筋の負担が小さくなると考えられる。

【0036】

なお、車両挙動は、走行経路に応じて変化する。そのため、乗員姿勢制御装置１（乗員姿勢目標値設定部１３）は、乗員姿勢の目標値を算出する際、車両に生じる加速度が予め定められた所定時間範囲内で最大になると予測される時点における目標値を算出することが望ましい。これにより、車両挙動が変化する都度、最も筋負担が小さくなるように乗員姿勢を変更させることが可能となる。

【0037】

乗員姿勢制御装置１（姿勢変更装置制御部１４）は、姿勢目標値に従ってシートバック３２の姿勢変更装置（エアバック）３５、３６を作動させる（ステップＳ１０４）。例えば車両が左旋回を行う時であれば、右方向に横加速度が生じる。これに応じるために乗員姿勢制御装置１は、車両が左旋回を行う時までに、左方向（ヨー方向）に身体を回転させる。すなわち右側のエアバック（姿勢変更装置）３５にエアを充填し、膨張させ、ヨー方向に傾きを与える。車両が旋回を終了すると、エアバック３５を通気し、元の状態に戻す。

【0038】

また、運転支援システム２で速度制御を行う場合、どのくらいの前後加速度で速度を変化させるかも併せて決定される。ステップＳ１０１において、乗員姿勢制御装置１（走行経路情報取得部１１）は、生成された走行経路に応じた速度制御による前後加速の情報も取得できる（ステップＳ１０１）。この場合、乗員姿勢制御装置１（車両挙動予測部１２）は、取得した前後加速度の情報に基づき、これから発生する前後運動、及びピッチ運動等の車両挙動を予測する（ステップＳ１０２）。減速の場合は、以下の式（２）を用いて、これから発生する前後加速度、ピッチ角速度等の車両挙動が推定できる。

【0039】

【数2】

【0040】

ここで、g_x：前後加速度目標値、q：ピッチ角速度、f_q()：ピッチ運動の応答関数とする。

【0041】

減速の場合、乗員７は図７（ａ）に示すように、シート３上を前滑りしたり、上半身が前のめりになる等、前方向の運動が予測される。これに対し、乗員７は、下半身の筋を使って踏ん張り、姿勢を維持させようとする。このような乗員７の動作に対しては、図７（ｂ）に示すように、シート座面３１の前部分（坐骨前方部分）を持ち上げて後ろ方向に重心が移動するように乗員姿勢を変更すれば、小さな筋負担で姿勢を維持できる。すなわち、乗員姿勢制御装置１（乗員姿勢目標値設定部１３）は、前後加速度によって発生する前後運動と逆方向に重心が移動するように姿勢を変更するように乗員姿勢の目標値を設定する（ステップＳ１０３）。目標値の大きさは、車両挙動が発生した際に乗員７の身体の筋負担が小さくなるように算出する。例えば、図７（ｂ）に示すように膝を持ち上げた姿勢（座面の角度）の目標値は、図８に示す通り、予測される加速度に対して単調に増加させるように設定すればよい。

【0042】

乗員姿勢制御装置１（姿勢変更装置制御部１４）は、姿勢目標値に従ってシート座面３１の姿勢変更装置（エアバック）３７を作動させる（ステップＳ１０４）。減速を行う場合は、前方向に運動が生じる。これに応じるために乗員姿勢制御装置１は、車両が減速を行う時までに、後ろ方向に身体の重心を移動させるよう姿勢を変更させる。すなわちシート座面３１の前部分（坐骨前方部分）のエアバック（姿勢変更装置）３７にエアを充填し、膨張させる。これにより、乗員の股関節を屈曲させて、後ろ方向に身体の重心を移動できる。減速を終了すると、エアバック３７を通気し、元の状態に戻す。

【0043】

以上説明したように、本発明に係る乗員姿勢制御装置１によれば、運転支援システム２により生成される走行経路情報に基づき、走行経路に沿って走行する際に生じる車両挙動を予測し、予測した車両挙動に応じて乗員姿勢の目標値を設定し、設定した目標値に従って車両挙動が発生するより前にシート３の姿勢変更装置（エアバック）３５、３６、３７を作動させて乗員の姿勢を変更させる。これにより、車両挙動が発生するより前のタイミングで乗員の乗車姿勢を車両挙動に対し身構える状態に変化させることができる。よって、乗員は少ない筋負担で姿勢を維持できるようになり、快適な乗り心地を提供できる。

【0044】

なお、上述の実施形態では、姿勢変更装置の例としてエアバックを用いる例を示したが、これに限定されない。例えばシート３自体をヨー方向に回転させたりピッチ方向に傾倒させたりする各駆動部を設け、シート３のヨー角度やのピッチ角度を変更することで、乗員姿勢を変更するものとしてもよい。

【0045】

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態として、乗員姿勢制御装置１を備えたシート３Ａについて説明する。図９は、シート３Ａの概略構成を示す図であり、図９（ａ）は通常着座状態を示し、図９（ｂ）は急制動時の着座状態を示している。

【0046】

シート３Ａは、図９に示すように、シートバック３２、シート座面（シートクッション）３１、足（下腿）を置くためのオットマン５２、及びフットレスト５１を備える。シート座面（シートクッション）３１の前部分（坐骨前方部分）の表皮の下には姿勢変更装置であるエアバッグ３７が配置される。エアバッグ３７はポンプ４１、バルブ４２、４３によって空気の給排気が制御される。オットマン５２は、シートクッション３１の前端部に軸５３を介して接続される。オットマン５２は、モータ等の駆動装置により軸５３で回動可能であり、乗員７の姿勢（膝関節の屈曲、伸展）を変更できる。更に、オットマン５１の下部（シートクッション３１との接続部の反対側の端部）にはフットレスト５１が軸５４を介して接続されており、フットレスト５１もモータ等の駆動装置により軸５４で回動可能である。また、フットレスト５１はシート３Ａ前方にスライドするスライド機構５５を備えており、乗員７の足首の角度を変更できる。フットレスト５１及びオットマン５２はシート３Ａの姿勢変更装置として機能する。

【0047】

エアバッグ３７のポンプ４１、バルブ４２、４３、オットマン５２を駆動するモータ、フットレスト５１のスライド機構５５は乗員姿勢制御装置１に接続され、乗員姿勢制御装置１から伝達される制御信号に従って作動する。エアバッグ３７への給排気量、オットマン５２の軸５３、５４の回転量、及びフットレスト５１のスライド機構５５のスライド量は、乗員姿勢制御装置１により車両挙動に応じた量だけ調整される。

【0048】

乗員姿勢制御装置１は、第１の実施形態と同様に、図２に示すような運転支援システム２に接続され、運転支援システム２にて生成された走行経路情報に基づいて予測される車両挙動に伴い、姿勢変更装置（エアバック３７、フットレスト５１、オットマン５２）を制御する。

【0049】

具体的には、乗員姿勢制御装置１の走行経路情報取得部１１は、運転支援システム２により生成された走行経路情報を取得し、車両挙動予測部１２に出力する。車両挙動予測部１２は、取得した走行経路情報や現在の車両状態（速度等）の情報に基づき、走行経路に沿って走行する際に生じる車両挙動を予測する。車両挙動とは、車両に生じる前後加速度、横加速度、ヨー角速度、ロール角速度、ピッチ角速度等である。乗員姿勢目標値設定部１３は、車両挙動予測部１２により予測された車両挙動に応じて乗員姿勢の目標値を設定する。乗員姿勢目標値設定部１３は乗員姿勢の目標値を、車両挙動が発生した際に乗員の身体の筋負担が小さくなるように算出する。例えば、急制動による前方向加速度が生じることが予測された場合には、前方向加速度によって発生する前方向移動と逆方向（後ろ方向）に身体の重心が移動した姿勢をとるように乗員姿勢の目標値を設定する。これにより、車両挙動が変化する都度、最も筋負担が小さくなるように乗員姿勢を変更させることが可能となる。

【0050】

姿勢変更装置制御部１４は、乗員姿勢目標値設定部１３により設定された目標値に従って、上述の車両挙動が発生するより前に乗員の姿勢を変更させるように、姿勢変更装置（エアバック３７、オットマン５２、フットレスト５１）を作動させる。具体的には、姿勢変更装置制御部１４は、軸５３のモータを駆動させオットマン５２とシートクッション３１との間の角度を調整するとともに、軸５４のモータを駆動させフットレスト５１とオットマン５２との間の角度を調整する。また、スライド機構５５を駆動しフットレスト５１を前方に移動させる。これにより、図９（ｂ）に示すように、乗員７の股関節を屈曲させ、かつ膝関節の伸展を行う。同時に、姿勢変更装置制御部１４はエアバッグ３７のポインプ４１やバルブ４２、４３を駆動させ、空気を給気してシートクッション３１の坐骨前方部分を膨張させる。減速を終了すると、エアバック３７を通気し、元の状態に戻すとともに、軸５３、５４、スライド機構５５を駆動させ、フットレスト５１とオットマン５２の位置を元の位置（図９（ａ））に戻す。

【0051】

以上説明したように、第２の実施の形態の乗員姿勢制御装置１によれば、第１の実施の形態と同様に、運転支援システム２により生成される走行経路情報に基づき、走行経路に沿って走行する際に生じる車両挙動を予測し、予測した車両挙動に応じて乗員姿勢の目標値を設定し、設定した目標値に従って車両挙動が発生するより前にシート３の姿勢変更装置（エアバック３７、オットマン５２、フットレスト５１）を作動させて乗員の姿勢を変更させる。これにより、車両挙動が発生するより前のタイミングで乗員の乗車姿勢を車両挙動に対し身構える状態に変化させることができる。よって、乗員は少ない筋負担で姿勢を維持できるようになり、快適な乗り心地を提供できる。

【0052】

なお、第２の実施の形態において、フットレスト５１はオットマン５２と接続される例を示したが、フットレスト５１は必ずしもオットマン５２に接続される必要はなく、フロア等に埋め込まれた構造としてもよい。

【0053】

以上、添付図面を参照して、本発明に係る乗員姿勢制御装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0054】

１………………………乗員姿勢制御装置
１１……………………走行経路情報取得部
１２……………………車両挙動予測部
１３……………………乗員姿勢目標値設定部
１４……………………姿勢変更装置制御部
２………………………運転支援システム
２１……………………走行環境認識部
２２……………………自己位置推定部
２３……………………走行経路生成部
２４……………………アクセル・ブレーキ・ステア目標値設定部
２５……………………車両制御部
３、３Ａ……………シート
３１……………………シート座面（シートクッション）
３２……………………シートバック
３３……………………ヘッドレスト
３５、３６、３７……エアバック
４１……………………ポンプ
４２、４３……………バルブ
５１……………………フットレスト
５２……………………オットマン
５３、５４……………軸
５５……………………スライド機構
７………………………乗員

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】