車両に搭載されるシートおよびそのシートの制御装置
【課題】車両駆動用のモータを制御する電子機器を備えた車両において、車両室内のスペースの有効利用を可能にするとともに、車両の乗員の疲労感や倦怠感を低コストで軽減する。
【解決手段】ドライバシート７００は、ドライバの頭部に接するヘッドレスト７１０と、ドライバの背中に接するシートバック７２０と、ドライバが着座するシートクッション７３０とを含む。ヘッドレスト７１０のドライバの頭部と接する部分には、ドライバ状態センサ１０１０が設けられる。ドライバ状態センサ１０１０は、ドライバの頭部に接した状態で、ドライバの脳波を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ１０００に送信する。シートバック７２０の内部には、ＥＣＵ１０００から昇圧用ＩＰＭ３１０に送信されるキャリア周波数に応じた振動や騒音を発生するリアクトル３２０を収容する収容部７２４が設けられる。
【解決手段】ドライバシート７００は、ドライバの頭部に接するヘッドレスト７１０と、ドライバの背中に接するシートバック７２０と、ドライバが着座するシートクッション７３０とを含む。ヘッドレスト７１０のドライバの頭部と接する部分には、ドライバ状態センサ１０１０が設けられる。ドライバ状態センサ１０１０は、ドライバの頭部に接した状態で、ドライバの脳波を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ１０００に送信する。シートバック７２０の内部には、ＥＣＵ１０００から昇圧用ＩＰＭ３１０に送信されるキャリア周波数に応じた振動や騒音を発生するリアクトル３２０を収容する収容部７２４が設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されるシートおよびその制御に関し、特に、車両駆動用のモータを制御する電子機器を備えた車両に搭載されるシートおよびその制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、運転手自らの選択によって、シート内部のバイブレータを作動させることができる車両用シートが公知である。このような車両用シートでは、バイブレータがマッサージ機能を発揮して運転手に刺激を与えるため、運転手の疲労感や倦怠感を取り除くことができる。しかし、疲労していることに運転者自らが気付いていない場合においては、バイブレータが自動的に作動しないことから、運転手に刺激を与えることができない。このような問題を解決する技術が、たとえば特開２００５−１５２３５２号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された車両用シート装置は、運転状態を検出するための状態検出手段と、状態検出手段で検出された状態を解析するための解析手段と、シート内部に設けられ、駆動によって運転手に刺激を与える駆動部と、解析手段で解析された情報によって駆動部を駆動するための手段とを含む。
【０００４】
特許文献１に開示された車両用シート装置によると、状態検出手段によって、居眠りし易い運転手の状態または疲労感を感じている運転手の状態を検出することができる。そして、解析手段によって、状態検出手段で検出された情報を解析することができる。こうして、解析手段で解析された情報によって駆動する駆動部によって、自動的に運転手に刺激が与えられることとなる。このため、運転の安全性を高めることができる。
【０００５】
ところで、近年においては、モータを駆動源とする電気自動車やハイブリッド車両が実用化されている。これらの車両においては、モータ駆動用に使用されるインバータが搭載される場合が多い。これらの車両において、インバータへの振動入力を低減する技術が、特開２００３−１７５７３０号公報（特許文献２）に開示されている。
【０００６】
特許文献２に開示された電気自動車用インバータの取付構造は、電気自動車のモータ駆動用に使用されるインバータを着座シートの下部に取付けるとともに、着座シートと一体化されたインバータを、サスペンション機構を経由して車体に取付ける。
【０００７】
特許文献２に開示された取付構造によると、サスペンション機構は、インバータの質量のみならず、これに着座シートの質量を加えた質量に対して作用する。そのため、車体からの振動を有効に減衰させることができ、インバータへの振動入力を低減することが可能となる。また、着座シートを経由して乗員に伝達される振動入力も同時に低減することができるので、通常の固定式シートに比べて、乗員の乗心地性を向上させることが可能となる。
【特許文献１】特開２００５−１５２３５２号公報
【特許文献２】特開２００３−１７５７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された車両用シート装置においては、運転者に刺激を与えるための専用の駆動部を設ける必要がある。そのため、コストが高くなるという問題があった。
【０００９】
特許文献２に開示された電気自動車用インバータの取付構造においては、インバータ以外の電子部品の取付構造については何ら言及されていない。電気自動車には、インバータの他に、多くの電子部品が搭載される。特に、スイッチング素子とリアクトルとの協働により電圧を昇降させるコンバータを搭載する車両においては、リアクトルが比較的大きく、かつスイッチング素子の動作に起因した振動および騒音を発生するため、リアクトルの搭載位置が制限される場合が多い。しかしながら、特許文献２には、リアクトルを含むコンバータの取付構造については何ら開示されていない。そのため、リアクトルの搭載位置によっては、車両室内のスペースを有効に利用することができない場合がある。
【００１０】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両駆動用のモータを制御する電子機器を備えた車両において、車両室内のスペースの有効利用を可能にするとともに、車両の乗員の疲労感や倦怠感を低コストで軽減することができるシートおよびそのシートの制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明に係るシートは、車両駆動用のモータを制御する電子機器を備えた車両に搭載される。このシートは、内部に電子機器の少なくとも一部が設けられる。
【００１２】
第１の発明によると、シートの内部に、車両駆動用のモータを制御する電子機器（インバータやコンバータ）の少なくとも一部が設けられる。これにより、電子機器の搭載するための専用スペースを抑制できるので、車両室内のスペースを有効に利用することができる。さらに、電子機器の振動や騒音を、シートに着座した乗員に積極的に伝達することができる。そのため、専用の振動装置や音響装置を設けることなく、乗員に刺激を与えて乗員の疲労感や倦怠感を軽減することができる。その結果、車両駆動用のモータを制御する電子機器を備えた車両において、車両室内のスペースの有効利用を可能にするとともに、車両の乗員の疲労感や倦怠感を低コストで軽減することができるシートを提供することができる。
【００１３】
第２の発明に係るシートにおいては、第１の発明の構成に加えて、電子機器は、スイッチング素子の動作により電圧を昇降させるコンバータである。シートは、車両の乗員が着座するシートクッションと、乗員の背中が接するシートバックと、シートクッションおよびシートバックの少なくともいずれかの内部に設けられ、コンバータの一部を構成するリアクトルであって、スイッチング素子との協働によって電圧を昇降させる際に、振動および騒音の少なくともいずれかを発生するリアクトルとを含む。
【００１４】
第２の発明によると、シートクッションおよびシートバックの少なくともいずれかの内部に、コンバータの一部を構成するリアクトルが設けられる。これにより、コンバータを備える車両において、リアクトルを搭載するための専用スペースを設ける必要がなくなる。そのため、車両室内のスペースを有効に利用することができる。さらに、電圧の昇降時におけるリアクトルの振動や騒音を、シートに着座した乗員に積極的に伝達することができる。そのため、専用の振動装置や音響装置を設けることなく、乗員に刺激を与えて乗員の疲労感や倦怠感を軽減することができる。
【００１５】
第３の発明に係るシートにおいては、第２の発明の構成に加えて、リアクトルは、乗員の操作により内部において移動できるように設けられる。
【００１６】
第３の発明によると、シートに着座する乗員が、リアクトルの振動および騒音が乗員に的確に伝達される場所にリアクトルを移動させることができる。そのため、乗員に伝達される振動や騒音の大きさ、振動が乗員に伝達される個所などを、乗員自らの意思に応じて調節することができる。そのため、乗員に的確に刺激を与えることができる。
【００１７】
第４の発明に係るシートにおいては、第２または３の発明の構成に加えて、リアクトルは、内部に分散して複数設けられる。
【００１８】
第４の発明によると、複数のリアクトルがシート内部に分散して設けられるので、乗員の複数の個所に刺激を与えることができる。
【００１９】
第５の発明に係る制御装置は、車両駆動用のモータを制御する電子機器を備えた車両に搭載されるシートを制御する。シートの内部には、電子機器の少なくとも一部が設けられる。制御装置は、車両の乗員の状態を推定するための推定手段と、状態に基づいて、電子機器の動作を制御するための制御手段とを含む。
【００２０】
第５の発明によると、シートの内部に、車両駆動用のモータを制御する電子機器（インバータやコンバータ）の少なくとも一部が設けられる。これにより、電子機器を搭載するための専用スペースを抑制できるので、車両室内のスペースを有効に利用することができる。このようなシートに着座する乗員の状態が推定され、その状態に基づいて、電子機器の動作が制御される。これにより、たとえば、乗員が疲労した状態と推定された場合に、シートの内部に設けられた電子機器の振動や騒音を大きくして、乗員に積極的に刺激を与えることができる。そのため、専用の振動装置や音響装置を設けることなく、乗員に刺激を与えて乗員の疲労感や倦怠感を軽減することができる。その結果、車両駆動用のモータを制御する電子機器を備えた車両において、車両室内のスペースの有効利用を可能にするとともに、車両の乗員の疲労感や倦怠感を低コストで軽減することができるシートの制御装置を提供することができる。
【００２１】
第６の発明に係る制御装置においては、第５の発明の構成に加えて、電子機器は、スイッチング素子の動作により電圧を昇降させるコンバータである。シートには、乗員が着座するシートクッションと、乗員の背中が接するシートバックと、シートクッションおよびシートバックの少なくともいずれかの内部に設けられ、コンバータの一部を構成するリアクトルであって、スイッチング素子との協働によって電圧を昇降させる際に、振動および騒音の少なくともいずれかを発生するリアクトルとが備えられる。制御手段は、状態に基づいて、振動および騒音の少なくともいずれかを変更するように、スイッチング素子の動作を制御するための手段とを含む。
【００２２】
第６の発明によると、シートクッションおよびシートバックの少なくともいずれかの内部に、コンバータの一部を構成するリアクトルが設けられる。これにより、コンバータを備える車両において、リアクトルを搭載するための専用スペースを設ける必要がなくなる。そのため、車両室内のスペースを有効に利用することができる。このようなシートに着座する乗員の状態が推定され、その状態に基づいて、リアクトルの振動および騒音の少なくともいずれかが変更される。これにより、たとえば、乗員が疲労した状態と推定された場合に、リアクトルの振動や騒音を大きくして、乗員に積極的に刺激を与えることができる。そのため、専用の振動装置や音響装置を設けることなく、乗員に刺激を与えて乗員の疲労感や倦怠感を軽減することができる。
【００２３】
第７の発明に係る制御装置においては、第６の発明の構成に加えて、スイッチング素子は、キャリア周波数により動作される。乗員は、車両の運転者である。推定手段は、運転者が疲労した状態であるか否かを推定するための手段を含む。制御手段は、運転者が疲労した状態であると推定された場合に、振動および騒音の少なくともいずれかを大きくするように、キャリア周波数を制御するための手段を含む。
【００２４】
第７の発明によると、運転者が疲労した状態であると推定された場合に、キャリア周波数が制御されて、振動および騒音の少なくともいずれかが大きくされる。そのため、運転者が疲労した状態であると推定された場合に、運転者に的確に刺激を与えることができる。
【００２５】
第８の発明に係る制御装置においては、第７の発明の構成に加えて、制御手段は、運転者が疲労した状態でないと推定されると、キャリア周波数を非共振周波数に制御し、運転者が疲労した状態であると推定されると、キャリア周波数を共振周波数に制御するための手段を含む。
【００２６】
第８の発明によると、運転者が疲労した状態であると推定されると、キャリア周波数が非共振周波数から共振周波数に変更される。これにより、運転者が疲労した状態であると推定された場合に、リアクトルの振動を大きくして、運転者に的確に刺激を与えることができる。
【００２７】
第９の発明に係る制御装置においては、第７の発明の構成に加えて、制御手段は、運転者が疲労した状態でないと推定されると、キャリア周波数を非可聴周波数に制御し、運転者が疲労した状態であると推定されると、キャリア周波数を可聴周波数に制御するための手段を含む。
【００２８】
第９の発明によると、運転者が疲労した状態であると推定されると、キャリア周波数が非可聴周波数から可聴周波数に変更される。これにより、運転者が疲労した状態であると推定された場合に、リアクトルの騒音を大きくして、運転者に的確に刺激を与えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００３０】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本実施の形態に係るシートおよびそのシートの制御装置が搭載されたハイブリッド車両について説明する。なお、本実施の形態に係るシートおよびそのシートの制御装置が搭載される車両は、ハイブリッド車両に限定されず、電気自動車であってもよい。
【００３１】
このハイブリッド車両は、走行用バッテリ１００と、コンデンサ２００と、昇圧コンバータ３００と、コンデンサ４００と、インバータ用ＩＰＭ５００Ａ，５００Ｂと、モータジェネレータ６００Ａ，６００Ｂと、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０００とを含む。
【００３２】
走行用バッテリ１００は、複数のセルを直列に接続したモジュールをさらに複数直列に接続して形成される二次電池である。
【００３３】
コンデンサ２００は、走行用バッテリ１００から供給された直流電力の電圧を平滑化し、その平滑化された直流電力を昇圧コンバータ３００へ供給する。
【００３４】
昇圧コンバータ３００は、コンデンサ２００とコンデンサ４００との間に設けられる。昇圧コンバータ３００は、昇圧用ＩＰＭ３１０と、リアクトル３２０とを含む。
【００３５】
昇圧用ＩＰＭ３１０は、２つのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）と、ＩＧＢＴのエミッタ側からコレクタ側に電流を流すように、各ＩＧＢＴにそれぞれ並列に接続された２つのダイオードとを含む。昇圧用ＩＰＭ３１０は、ＥＣＵ１０００から送信されるキャリア周波数に基づいて、各ＩＧＢＴのゲートをオン／オフ（通電／遮断）する。
【００３６】
リアクトル３２０は、一方端が走行用バッテリ１００の電源ラインに接続され、他方端が昇圧用ＩＰＭ３１０の２つのＩＧＢＴの中間点に接続される。リアクトル３２０は、昇圧用ＩＰＭ３１０の各ＩＧＢＴのゲートがオン／オフされる際、キャリア周波数に応じた振動や騒音を発生する。
【００３７】
昇圧コンバータ３００は、走行用バッテリ１００から供給された直流電圧を、昇圧用ＩＰＭ３１０とリアクトル３２０との協働によって昇圧し、コンデンサ４００に供給する。また、昇圧コンバータ３００は、ハイブリッド車両の回生制動時、モータジェネレータ６００Ａ，６００Ｂによって発電され、インバータ用ＩＰＭ５００Ａ，５００Ｂによって変換された直流電圧を、昇圧用ＩＰＭ３１０とリアクトル３２０との協働によって降圧し、走行用バッテリ１００へ供給する。
【００３８】
コンデンサ４００は、昇圧コンバータ３００から供給された直流電力の電圧を平滑化し、その平滑化された直流電力をインバータ用ＩＰＭ５００Ａ，５００Ｂへ供給する。
【００３９】
インバータ用ＩＰＭ５００Ａ，５００Ｂは、６つのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）と、ＩＧＢＴのエミッタ側からコレクタ側に電流を流すように、各ＩＧＢＴにそれぞれ並列に接続された６つのダイオードとを含む。インバータ用ＩＰＭ５００Ａ，５００Ｂは、ＥＣＵ１０００からの指令信号に基づいて各ＩＧＢＴのゲートをオン／オフ（通電／遮断）することにより、走行用バッテリ１００から供給された電流を、直流電流から交流電流に変換し、モータジェネレータ６００Ａ，６００Ｂに供給する。
【００４０】
ＥＣＵ１０００には、ドライバ状態センサ１０１０と、走行状態センサ１０２０とが
ハーネスなどを介在させて接続されている。
【００４１】
ドライバ状態センサ１０１０は、車両のドライバの状態を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ１０００に送信する。なお、ドライバ状態センサ１０１０については後に詳述する。
【００４２】
走行状態センサ１０２０は、たとえば、車両の速度、車両の加速度、車両の操舵角、車両の現在位置、車両が走行している道路の混雑状況などの車両の走行状態を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ１０００に送信する。
【００４３】
ＥＣＵ１０００は、ドライバ状態センサ１０１０や走行状態センサ１０２０からの信号、車速センサ、シフトポジションセンサ、アクセル開度センサ、ストロークセンサ、スロットル開度センサ、エンジン回転数センサ（いずれも図示せず）などからの信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたマップおよびプログラムなどに基づいて、ハイブリッド車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。
【００４４】
図２を参照して、本実施の形態に係るシートであるドライバシート７００について説明する。
【００４５】
ドライバシート７００は、ドライバの頭部に接するヘッドレスト７１０と、ドライバの背中に接するシートバック７２０と、ドライバが着座するシートクッション７３０とを含む。
【００４６】
ヘッドレスト７１０のドライバの頭部と接する部分には、上述のドライバ状態センサ１０１０が設けられる。ドライバ状態センサ１０１０は、ドライバの頭部に接した状態で、ドライバの脳波を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ１０００に送信する。なお、ドライバの疲労感、倦怠感や眠気などに関連する状態を検出するのであれば、ドライバ状態センサ１０１０は、ヘッドレスト７１０に設けられることおよびドライバの脳波を検出することに限定されない。たとえば、ドライバ状態センサ１０１０をシートバック７２０に設け、ドライバ状態センサ１０１０でドライバの心拍数、脈拍、血圧などの状態を検出するようにしてもよい。また、ドライバの眠気を判断できるように、ドライバ状態センサ１０１０でドライバのまぶたの動きを検出するようにしてもよい。
【００４７】
シートバック７２０の内部には、リアクトル３２０を固定して収容する収容部７２４が設けられる。さらに、シートバック７２０の内部には、防振部材７２２が設けられる。防振部材７２２は、収容部７２４に隣接し、収容部７２４よりもドライバ側に設けられる。リアクトル３２０の振動が小さい場合には、防振部材７２２は、リアクトル３２０の振動をドライバに伝えないように遮断する。
【００４８】
図３を参照して、本実施の形態に係るドライバシート７００の制御装置の機能ブロック図について説明する。図３に示すように、この制御装置は、ドライバ状態推定部１１００と、キャリア周波数設定部１２００とを含む。
【００４９】
ドライバ状態推定部１１００は、ドライバ状態センサ１０１０および走行状態センサ１０２０の少なくともいずれかからの信号に基づいて、ドライバが疲労しているか否かを推定する。
【００５０】
キャリア周波数設定部１２００は、ドライバ状態推定部１１００の推定結果に基づいて、キャリア周波数を設定し、設定されたキャリア周波数信号を昇圧用ＩＰＭ３１０に送信する。
【００５１】
このような機能ブロックを有する本実施の形態に係る制御装置は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、ＥＣＵ１０００に含まれるＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリとメモリから読み出されてＣＰＵで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。一般的に、ハードウェアで実現した場合には動作速度の点で有利で、ソフトウェアで実現した場合には設計変更の点で有利であると言われている。以下においては、ソフトウェアとして制御装置を実現した場合を説明する。なお、このようなプログラムを記録した記録媒体についても本発明の一態様である。
【００５２】
図４を参照して、本実施の形態に係るドライバシート７００の制御装置であるＥＣＵ１０００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。
【００５３】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＥＣＵ１０００は、ドライバ状態センサ１０１０からの信号に基づいて、ドライバの状態（脳波）を検出する。
【００５４】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ１０００は、走行状態センサ１０２０からの信号に基づいて、ハイブリッド車両の走行状態を検出する。
【００５５】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ１０００は、検出されたドライバの脳波およびハイブリッド車両の走行状態に基づいて、ドライバが疲労しているか否かを推定する。たとえば、ＥＣＵ１０００は、ドライバが疲労している場合の脳波の特性値を予め記憶しておき、ドライバ状態センサ１０１０で検出されたドライバの脳波の特性値と記憶した脳波の特性値が略一致する場合に、ドライバが疲労していると推定する。なお、ドライバが疲労しているか否かの推定方法は、これに限定されない。また、本ステップにおいて、ＥＣＵ１０００は、ドライバが倦怠感や眠気を感じているか否かを推定するようにしてもよい。この場合、たとえば、走行状態センサ１０２０の検出結果を解析し、車両が走行している道路が渋滞している、車両が一定時間以上低速で走行している、操舵角が一定時間変化しないなどの場合に、ドライバが倦怠感や眠気を感じていると推定してもよい。ドライバが疲労していると推定されると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。そうでないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。
【００５６】
Ｓ１０６にて、ＥＣＵ１０００は、キャリア周波数を共振周波数域に設定する。Ｓ１０８にて、ＥＣＵ１０００は、キャリア周波数を非共振周波数域に設定する。
【００５７】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るドライバシート７００の作用およびＥＣＵ１０００により制御されるドライバシート７００の動作について説明する。
【００５８】
ハイブリッド車両の運転中において、ドライバの脳波や車両の走行状態に基づいて、ドライバが疲労しているか否かが推定される（Ｓ１００、Ｓ１０２、Ｓ１０４）。ドライバが疲労していないと推定されると（Ｓ１０４にてＮＯ）、キャリア周波数が非共振周波数域に設定される（Ｓ１０８）。この場合、リアクトル３２０の振動は小さいため、図５の矢印Ａに示すように、リアクトル３２０の振動は防振部材７２２により遮断され、ドライバには伝達されない。
【００５９】
その後、ドライバが疲労していると推定されると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、キャリア周波数が共振周波数域に設定される（Ｓ１０６）。これにより、リアクトル３２０が防振部材７２２の許容を超えて大きく振動し、図５の矢印Ｂに示すように、リアクトル３２０の振動はドライバに伝達される。これにより、専用の振動装置を設けることなく、リアクトル３２０の振動をドライバに的確かつ積極的に伝達して、ドライバの疲労感や倦怠感を軽減することができる。
【００６０】
さらに、リアクトル３２０がシートバック７２０の内部に収容される。これにより、リアクトル３２０を搭載するための専用スペースを設ける必要がないので、車両室内のスペースを有効に利用することができる。
【００６１】
以上のように、本実施の形態に係るシートおよびその制御装置によれば、車両のドライバが着座するシートの内部に、コンバータの一部を構成するリアクトルが設けられる。これにより、リアクトルを搭載するための専用スペースを設ける必要がなくなるため、車両室内のスペースを有効に利用することができる。さらに、ドライバが疲労していると推定されると、キャリア周波数が共振周波数域に設定され、リアクトルの振動が大きくなりドライバに伝達される。そのため、専用の振動装置を設けることなく、ドライバに刺激を与えて、ドライバの疲労感や倦怠感を軽減することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態においては、リアクトル３２０をシートバック７２０の内部に収容する場合について説明したが、リアクトル３２０の振動をドライバに伝達できる場所であれば、リアクトル３２０の収容場合はこれに限定されない。たとえば、リアクトル３２０をシートクッション７３０の内部に収容するようにしてもよい。また、リアクトル３２０に代えて、昇圧用ＩＰＭ３１０やインバータ用ＩＰＭ５００Ａ，５００Ｂをドライバシート７００の内部に収容し、昇圧用ＩＰＭ３１０やインバータ用ＩＰＭ５００Ａ，５００Ｂの振動や騒音をドライバに伝達するようにしてもよい。
【００６３】
また、本実施の形態においては、リアクトル３２０をドライバシート７００の内部に収容する場合について説明したが、たとえば、ドライバ以外の乗員が着座するシートにリアクトル３２０を収容し、ドライバ以外の乗員の疲労感や倦怠感を軽減するようにしてもよい。
【００６４】
＜第１の実施の形態の変形例（その１）＞
上述の第１の実施の形態に係るシートを、本変形例において以下のように変形してもよい。
【００６５】
すなわち、上述の第１の実施の形態におけるドライバシート７００に代えて、図６に示すようなドライバシート１７００を搭載する。ドライバシート１７００は、上述の第１の実施の形態におけるシートバック７２０を、シートバック１７２０に変更したものである。シートバック１７２０は、ドライバ自らの選択によりリアクトル３２０をドライバの背中に接する方向に移動することができるように収容する収容部１７２４を備える。
【００６６】
これにより、リアクトル３２０から伝達される振動の大きさやリアクトル３２０の振動が伝達される個所などを、ドライバの意思に応じて、ドライバ自身で調節することができる。
【００６７】
＜第１の実施の形態の変形例（その２）＞
上述の第１の実施の形態に係るシートおよびリアクトルを、本変形例において以下のように変形してもよい。
【００６８】
すなわち、上述の第１の実施の形態におけるリアクトル３２０に代えて、図７に示すように、複数のリアクトル２３２０Ａ，２３２０Ｂ，２３２０Ｃを搭載する。リアクトル２３２０Ａ，２３２０Ｂは、走行用バッテリ１００の陽極側の電源ラインと昇圧用ＩＰＭ３１０の２つのＩＧＢＴの中間点との間に、直列に接続される。リアクトル２３２０Ｃは、走行用バッテリ１００の負極側の電源ラインと昇圧用ＩＰＭ３１０の一方のＩＧＢＴの端点との間に、リアクトル２３２０Ａ，２３２０Ｂに対して並列に接続される。なお、リアクトル２３２０Ａ，２３２０Ｂ，２３２０Ｃは、リアクトル３２０と同じ機能を発揮する。
【００６９】
さらに、上述の第１の実施の形態におけるドライバシート７００に代えて、図８に示すようなドライバシート２７００を搭載する。ドライバシート２７００は、上述の第１の実施の形態におけるシートバック７２０およびシートクッション７３０を、それぞれシートバック２７２０およびシートクッション２７３０に変更したものである。シートバック２７２０は、リアクトル２３２０Ａ，２３２０Ｂをドライバの背中に接する方向に分散して収容する。シートクッション７３０は、リアクトル２３２０Ｃを収容する。
【００７０】
このように、複数のリアクトル２３２０Ａ，２３２０Ｂ，２３２０Ｃがドライバシート７００の内部に分散して設けられるので、ドライバの複数の個所に刺激を与えることができる。
【００７１】
なお、リアクトル２３２０Ａ，２３２０Ｂ，２３２０Ｃの位置は、図８に示す位置に限定されず、たとえば、リアクトル２３２０Ａをドライバの右肩付近に、リアクトル２３２０Ｂをドライバの左肩付近に設けるようにしてもよい。
【００７２】
＜第２の実施の形態＞
以下、本実施の形態に係るシートおよびその制御装置について説明する。本実施の形態に係るシートおよびその制御装置は、上述の第１の実施の形態に係るシートおよびその制御装置の構成と比較して、ＥＣＵ１０００で実行されるプログラムの制御構造のみが異なる。これ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係るシートおよびその制御装置の構成と同じ構成である。同じ構成については同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００７３】
図９を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ１０００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、図９に示したフローチャートの中で、前述の図４に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについて処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００７４】
Ｓ２００にて、ＥＣＵ１０００は、キャリア周波数を可聴周波数域に設定する。Ｓ２０２にて、ＥＣＵ１０００は、キャリア周波数を非可聴周波数域に設定する。
【００７５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るＥＣＵ１０００により制御されるドライバシート７００の動作について説明する。
【００７６】
ドライバが疲労していると推定されると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、非可聴周波数域に設定（Ｓ２００）されていたキャリア周波数が、可聴周波数に設定される（Ｓ２０２）。これにより、リアクトル３２０から可聴域の騒音が発生し、ドライバに伝達される。そのため、専用の音響装置を設けることなく、リアクトル３２０の騒音をドライバに的確かつ積極的に伝達して、ドライバの倦怠感を軽減することができる。
【００７７】
なお、本実施の形態においては、リアクトル３２０の騒音を変更するようにキャリア周波数を設定したが、リアクトル３２０の振動および騒音の双方を変更するようにキャリア周波数を設定するようにしてもよい。
【００７８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るシートが搭載される車両の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るシートを構成するドライバシートを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るシートを構成するＥＣＵの機能ブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るシートを構成するＥＣＵの制御構造を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るシートの動作を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の変形例（その１）に係るシートを構成するドライバシートを示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の変形例（その２）に係るシートが搭載される車両の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に対する第２の変形例に係るシートを構成するドライバシートを示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るシートを構成するＥＣＵの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１００ 走行用バッテリ、２００，４００ コンデンサ、３００ 昇圧コンバータ、３１０ 昇圧用ＩＰＭ、３２０，２３２０Ａ，２３２０Ｂ，２３２０Ｃ リアクトル、５００Ａ，５００Ｂ インバータ用ＩＰＭ、６００Ａ，６００Ｂ モータジェネレータ、７００，１７００，２７００ ドライバシート、７１０ ヘッドレスト、７２０，１７２０，２７２０ シートバック、７２２ 防振部材、７２４，１７２４ 収容部、７３０，２７３０ シートクッション、１０００ ＥＣＵ、１０１０ ドライバ状態センサ、１０２０ 走行状態センサ、１１００ ドライバ状態推定部、１２００ キャリア周波数設定部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されるシートおよびその制御に関し、特に、車両駆動用のモータを制御する電子機器を備えた車両に搭載されるシートおよびその制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、運転手自らの選択によって、シート内部のバイブレータを作動させることができる車両用シートが公知である。このような車両用シートでは、バイブレータがマッサージ機能を発揮して運転手に刺激を与えるため、運転手の疲労感や倦怠感を取り除くことができる。しかし、疲労していることに運転者自らが気付いていない場合においては、バイブレータが自動的に作動しないことから、運転手に刺激を与えることができない。このような問題を解決する技術が、たとえば特開２００５−１５２３５２号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された車両用シート装置は、運転状態を検出するための状態検出手段と、状態検出手段で検出された状態を解析するための解析手段と、シート内部に設けられ、駆動によって運転手に刺激を与える駆動部と、解析手段で解析された情報によって駆動部を駆動するための手段とを含む。
【０００４】
特許文献１に開示された車両用シート装置によると、状態検出手段によって、居眠りし易い運転手の状態または疲労感を感じている運転手の状態を検出することができる。そして、解析手段によって、状態検出手段で検出された情報を解析することができる。こうして、解析手段で解析された情報によって駆動する駆動部によって、自動的に運転手に刺激が与えられることとなる。このため、運転の安全性を高めることができる。
【０００５】
ところで、近年においては、モータを駆動源とする電気自動車やハイブリッド車両が実用化されている。これらの車両においては、モータ駆動用に使用されるインバータが搭載される場合が多い。これらの車両において、インバータへの振動入力を低減する技術が、特開２００３−１７５７３０号公報（特許文献２）に開示されている。
【０００６】
特許文献２に開示された電気自動車用インバータの取付構造は、電気自動車のモータ駆動用に使用されるインバータを着座シートの下部に取付けるとともに、着座シートと一体化されたインバータを、サスペンション機構を経由して車体に取付ける。
【０００７】
特許文献２に開示された取付構造によると、サスペンション機構は、インバータの質量のみならず、これに着座シートの質量を加えた質量に対して作用する。そのため、車体からの振動を有効に減衰させることができ、インバータへの振動入力を低減することが可能となる。また、着座シートを経由して乗員に伝達される振動入力も同時に低減することができるので、通常の固定式シートに比べて、乗員の乗心地性を向上させることが可能となる。
【特許文献１】特開２００５−１５２３５２号公報
【特許文献２】特開２００３−１７５７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された車両用シート装置においては、運転者に刺激を与えるための専用の駆動部を設ける必要がある。そのため、コストが高くなるという問題があった。
【０００９】
特許文献２に開示された電気自動車用インバータの取付構造においては、インバータ以外の電子部品の取付構造については何ら言及されていない。電気自動車には、インバータの他に、多くの電子部品が搭載される。特に、スイッチング素子とリアクトルとの協働により電圧を昇降させるコンバータを搭載する車両においては、リアクトルが比較的大きく、かつスイッチング素子の動作に起因した振動および騒音を発生するため、リアクトルの搭載位置が制限される場合が多い。しかしながら、特許文献２には、リアクトルを含むコンバータの取付構造については何ら開示されていない。そのため、リアクトルの搭載位置によっては、車両室内のスペースを有効に利用することができない場合がある。
【００１０】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両駆動用のモータを制御する電子機器を備えた車両において、車両室内のスペースの有効利用を可能にするとともに、車両の乗員の疲労感や倦怠感を低コストで軽減することができるシートおよびそのシートの制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明に係るシートは、車両駆動用のモータを制御する電子機器を備えた車両に搭載される。このシートは、内部に電子機器の少なくとも一部が設けられる。
【００１２】
第１の発明によると、シートの内部に、車両駆動用のモータを制御する電子機器（インバータやコンバータ）の少なくとも一部が設けられる。これにより、電子機器の搭載するための専用スペースを抑制できるので、車両室内のスペースを有効に利用することができる。さらに、電子機器の振動や騒音を、シートに着座した乗員に積極的に伝達することができる。そのため、専用の振動装置や音響装置を設けることなく、乗員に刺激を与えて乗員の疲労感や倦怠感を軽減することができる。その結果、車両駆動用のモータを制御する電子機器を備えた車両において、車両室内のスペースの有効利用を可能にするとともに、車両の乗員の疲労感や倦怠感を低コストで軽減することができるシートを提供することができる。
【００１３】
第２の発明に係るシートにおいては、第１の発明の構成に加えて、電子機器は、スイッチング素子の動作により電圧を昇降させるコンバータである。シートは、車両の乗員が着座するシートクッションと、乗員の背中が接するシートバックと、シートクッションおよびシートバックの少なくともいずれかの内部に設けられ、コンバータの一部を構成するリアクトルであって、スイッチング素子との協働によって電圧を昇降させる際に、振動および騒音の少なくともいずれかを発生するリアクトルとを含む。
【００１４】
第２の発明によると、シートクッションおよびシートバックの少なくともいずれかの内部に、コンバータの一部を構成するリアクトルが設けられる。これにより、コンバータを備える車両において、リアクトルを搭載するための専用スペースを設ける必要がなくなる。そのため、車両室内のスペースを有効に利用することができる。さらに、電圧の昇降時におけるリアクトルの振動や騒音を、シートに着座した乗員に積極的に伝達することができる。そのため、専用の振動装置や音響装置を設けることなく、乗員に刺激を与えて乗員の疲労感や倦怠感を軽減することができる。
【００１５】
第３の発明に係るシートにおいては、第２の発明の構成に加えて、リアクトルは、乗員の操作により内部において移動できるように設けられる。
【００１６】
第３の発明によると、シートに着座する乗員が、リアクトルの振動および騒音が乗員に的確に伝達される場所にリアクトルを移動させることができる。そのため、乗員に伝達される振動や騒音の大きさ、振動が乗員に伝達される個所などを、乗員自らの意思に応じて調節することができる。そのため、乗員に的確に刺激を与えることができる。
【００１７】
第４の発明に係るシートにおいては、第２または３の発明の構成に加えて、リアクトルは、内部に分散して複数設けられる。
【００１８】
第４の発明によると、複数のリアクトルがシート内部に分散して設けられるので、乗員の複数の個所に刺激を与えることができる。
【００１９】
第５の発明に係る制御装置は、車両駆動用のモータを制御する電子機器を備えた車両に搭載されるシートを制御する。シートの内部には、電子機器の少なくとも一部が設けられる。制御装置は、車両の乗員の状態を推定するための推定手段と、状態に基づいて、電子機器の動作を制御するための制御手段とを含む。
【００２０】
第５の発明によると、シートの内部に、車両駆動用のモータを制御する電子機器（インバータやコンバータ）の少なくとも一部が設けられる。これにより、電子機器を搭載するための専用スペースを抑制できるので、車両室内のスペースを有効に利用することができる。このようなシートに着座する乗員の状態が推定され、その状態に基づいて、電子機器の動作が制御される。これにより、たとえば、乗員が疲労した状態と推定された場合に、シートの内部に設けられた電子機器の振動や騒音を大きくして、乗員に積極的に刺激を与えることができる。そのため、専用の振動装置や音響装置を設けることなく、乗員に刺激を与えて乗員の疲労感や倦怠感を軽減することができる。その結果、車両駆動用のモータを制御する電子機器を備えた車両において、車両室内のスペースの有効利用を可能にするとともに、車両の乗員の疲労感や倦怠感を低コストで軽減することができるシートの制御装置を提供することができる。
【００２１】
第６の発明に係る制御装置においては、第５の発明の構成に加えて、電子機器は、スイッチング素子の動作により電圧を昇降させるコンバータである。シートには、乗員が着座するシートクッションと、乗員の背中が接するシートバックと、シートクッションおよびシートバックの少なくともいずれかの内部に設けられ、コンバータの一部を構成するリアクトルであって、スイッチング素子との協働によって電圧を昇降させる際に、振動および騒音の少なくともいずれかを発生するリアクトルとが備えられる。制御手段は、状態に基づいて、振動および騒音の少なくともいずれかを変更するように、スイッチング素子の動作を制御するための手段とを含む。
【００２２】
第６の発明によると、シートクッションおよびシートバックの少なくともいずれかの内部に、コンバータの一部を構成するリアクトルが設けられる。これにより、コンバータを備える車両において、リアクトルを搭載するための専用スペースを設ける必要がなくなる。そのため、車両室内のスペースを有効に利用することができる。このようなシートに着座する乗員の状態が推定され、その状態に基づいて、リアクトルの振動および騒音の少なくともいずれかが変更される。これにより、たとえば、乗員が疲労した状態と推定された場合に、リアクトルの振動や騒音を大きくして、乗員に積極的に刺激を与えることができる。そのため、専用の振動装置や音響装置を設けることなく、乗員に刺激を与えて乗員の疲労感や倦怠感を軽減することができる。
【００２３】
第７の発明に係る制御装置においては、第６の発明の構成に加えて、スイッチング素子は、キャリア周波数により動作される。乗員は、車両の運転者である。推定手段は、運転者が疲労した状態であるか否かを推定するための手段を含む。制御手段は、運転者が疲労した状態であると推定された場合に、振動および騒音の少なくともいずれかを大きくするように、キャリア周波数を制御するための手段を含む。
【００２４】
第７の発明によると、運転者が疲労した状態であると推定された場合に、キャリア周波数が制御されて、振動および騒音の少なくともいずれかが大きくされる。そのため、運転者が疲労した状態であると推定された場合に、運転者に的確に刺激を与えることができる。
【００２５】
第８の発明に係る制御装置においては、第７の発明の構成に加えて、制御手段は、運転者が疲労した状態でないと推定されると、キャリア周波数を非共振周波数に制御し、運転者が疲労した状態であると推定されると、キャリア周波数を共振周波数に制御するための手段を含む。
【００２６】
第８の発明によると、運転者が疲労した状態であると推定されると、キャリア周波数が非共振周波数から共振周波数に変更される。これにより、運転者が疲労した状態であると推定された場合に、リアクトルの振動を大きくして、運転者に的確に刺激を与えることができる。
【００２７】
第９の発明に係る制御装置においては、第７の発明の構成に加えて、制御手段は、運転者が疲労した状態でないと推定されると、キャリア周波数を非可聴周波数に制御し、運転者が疲労した状態であると推定されると、キャリア周波数を可聴周波数に制御するための手段を含む。
【００２８】
第９の発明によると、運転者が疲労した状態であると推定されると、キャリア周波数が非可聴周波数から可聴周波数に変更される。これにより、運転者が疲労した状態であると推定された場合に、リアクトルの騒音を大きくして、運転者に的確に刺激を与えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００３０】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本実施の形態に係るシートおよびそのシートの制御装置が搭載されたハイブリッド車両について説明する。なお、本実施の形態に係るシートおよびそのシートの制御装置が搭載される車両は、ハイブリッド車両に限定されず、電気自動車であってもよい。
【００３１】
このハイブリッド車両は、走行用バッテリ１００と、コンデンサ２００と、昇圧コンバータ３００と、コンデンサ４００と、インバータ用ＩＰＭ５００Ａ，５００Ｂと、モータジェネレータ６００Ａ，６００Ｂと、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０００とを含む。
【００３２】
走行用バッテリ１００は、複数のセルを直列に接続したモジュールをさらに複数直列に接続して形成される二次電池である。
【００３３】
コンデンサ２００は、走行用バッテリ１００から供給された直流電力の電圧を平滑化し、その平滑化された直流電力を昇圧コンバータ３００へ供給する。
【００３４】
昇圧コンバータ３００は、コンデンサ２００とコンデンサ４００との間に設けられる。昇圧コンバータ３００は、昇圧用ＩＰＭ３１０と、リアクトル３２０とを含む。
【００３５】
昇圧用ＩＰＭ３１０は、２つのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）と、ＩＧＢＴのエミッタ側からコレクタ側に電流を流すように、各ＩＧＢＴにそれぞれ並列に接続された２つのダイオードとを含む。昇圧用ＩＰＭ３１０は、ＥＣＵ１０００から送信されるキャリア周波数に基づいて、各ＩＧＢＴのゲートをオン／オフ（通電／遮断）する。
【００３６】
リアクトル３２０は、一方端が走行用バッテリ１００の電源ラインに接続され、他方端が昇圧用ＩＰＭ３１０の２つのＩＧＢＴの中間点に接続される。リアクトル３２０は、昇圧用ＩＰＭ３１０の各ＩＧＢＴのゲートがオン／オフされる際、キャリア周波数に応じた振動や騒音を発生する。
【００３７】
昇圧コンバータ３００は、走行用バッテリ１００から供給された直流電圧を、昇圧用ＩＰＭ３１０とリアクトル３２０との協働によって昇圧し、コンデンサ４００に供給する。また、昇圧コンバータ３００は、ハイブリッド車両の回生制動時、モータジェネレータ６００Ａ，６００Ｂによって発電され、インバータ用ＩＰＭ５００Ａ，５００Ｂによって変換された直流電圧を、昇圧用ＩＰＭ３１０とリアクトル３２０との協働によって降圧し、走行用バッテリ１００へ供給する。
【００３８】
コンデンサ４００は、昇圧コンバータ３００から供給された直流電力の電圧を平滑化し、その平滑化された直流電力をインバータ用ＩＰＭ５００Ａ，５００Ｂへ供給する。
【００３９】
インバータ用ＩＰＭ５００Ａ，５００Ｂは、６つのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）と、ＩＧＢＴのエミッタ側からコレクタ側に電流を流すように、各ＩＧＢＴにそれぞれ並列に接続された６つのダイオードとを含む。インバータ用ＩＰＭ５００Ａ，５００Ｂは、ＥＣＵ１０００からの指令信号に基づいて各ＩＧＢＴのゲートをオン／オフ（通電／遮断）することにより、走行用バッテリ１００から供給された電流を、直流電流から交流電流に変換し、モータジェネレータ６００Ａ，６００Ｂに供給する。
【００４０】
ＥＣＵ１０００には、ドライバ状態センサ１０１０と、走行状態センサ１０２０とが
ハーネスなどを介在させて接続されている。
【００４１】
ドライバ状態センサ１０１０は、車両のドライバの状態を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ１０００に送信する。なお、ドライバ状態センサ１０１０については後に詳述する。
【００４２】
走行状態センサ１０２０は、たとえば、車両の速度、車両の加速度、車両の操舵角、車両の現在位置、車両が走行している道路の混雑状況などの車両の走行状態を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ１０００に送信する。
【００４３】
ＥＣＵ１０００は、ドライバ状態センサ１０１０や走行状態センサ１０２０からの信号、車速センサ、シフトポジションセンサ、アクセル開度センサ、ストロークセンサ、スロットル開度センサ、エンジン回転数センサ（いずれも図示せず）などからの信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたマップおよびプログラムなどに基づいて、ハイブリッド車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。
【００４４】
図２を参照して、本実施の形態に係るシートであるドライバシート７００について説明する。
【００４５】
ドライバシート７００は、ドライバの頭部に接するヘッドレスト７１０と、ドライバの背中に接するシートバック７２０と、ドライバが着座するシートクッション７３０とを含む。
【００４６】
ヘッドレスト７１０のドライバの頭部と接する部分には、上述のドライバ状態センサ１０１０が設けられる。ドライバ状態センサ１０１０は、ドライバの頭部に接した状態で、ドライバの脳波を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ１０００に送信する。なお、ドライバの疲労感、倦怠感や眠気などに関連する状態を検出するのであれば、ドライバ状態センサ１０１０は、ヘッドレスト７１０に設けられることおよびドライバの脳波を検出することに限定されない。たとえば、ドライバ状態センサ１０１０をシートバック７２０に設け、ドライバ状態センサ１０１０でドライバの心拍数、脈拍、血圧などの状態を検出するようにしてもよい。また、ドライバの眠気を判断できるように、ドライバ状態センサ１０１０でドライバのまぶたの動きを検出するようにしてもよい。
【００４７】
シートバック７２０の内部には、リアクトル３２０を固定して収容する収容部７２４が設けられる。さらに、シートバック７２０の内部には、防振部材７２２が設けられる。防振部材７２２は、収容部７２４に隣接し、収容部７２４よりもドライバ側に設けられる。リアクトル３２０の振動が小さい場合には、防振部材７２２は、リアクトル３２０の振動をドライバに伝えないように遮断する。
【００４８】
図３を参照して、本実施の形態に係るドライバシート７００の制御装置の機能ブロック図について説明する。図３に示すように、この制御装置は、ドライバ状態推定部１１００と、キャリア周波数設定部１２００とを含む。
【００４９】
ドライバ状態推定部１１００は、ドライバ状態センサ１０１０および走行状態センサ１０２０の少なくともいずれかからの信号に基づいて、ドライバが疲労しているか否かを推定する。
【００５０】
キャリア周波数設定部１２００は、ドライバ状態推定部１１００の推定結果に基づいて、キャリア周波数を設定し、設定されたキャリア周波数信号を昇圧用ＩＰＭ３１０に送信する。
【００５１】
このような機能ブロックを有する本実施の形態に係る制御装置は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、ＥＣＵ１０００に含まれるＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリとメモリから読み出されてＣＰＵで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。一般的に、ハードウェアで実現した場合には動作速度の点で有利で、ソフトウェアで実現した場合には設計変更の点で有利であると言われている。以下においては、ソフトウェアとして制御装置を実現した場合を説明する。なお、このようなプログラムを記録した記録媒体についても本発明の一態様である。
【００５２】
図４を参照して、本実施の形態に係るドライバシート７００の制御装置であるＥＣＵ１０００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。
【００５３】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＥＣＵ１０００は、ドライバ状態センサ１０１０からの信号に基づいて、ドライバの状態（脳波）を検出する。
【００５４】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ１０００は、走行状態センサ１０２０からの信号に基づいて、ハイブリッド車両の走行状態を検出する。
【００５５】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ１０００は、検出されたドライバの脳波およびハイブリッド車両の走行状態に基づいて、ドライバが疲労しているか否かを推定する。たとえば、ＥＣＵ１０００は、ドライバが疲労している場合の脳波の特性値を予め記憶しておき、ドライバ状態センサ１０１０で検出されたドライバの脳波の特性値と記憶した脳波の特性値が略一致する場合に、ドライバが疲労していると推定する。なお、ドライバが疲労しているか否かの推定方法は、これに限定されない。また、本ステップにおいて、ＥＣＵ１０００は、ドライバが倦怠感や眠気を感じているか否かを推定するようにしてもよい。この場合、たとえば、走行状態センサ１０２０の検出結果を解析し、車両が走行している道路が渋滞している、車両が一定時間以上低速で走行している、操舵角が一定時間変化しないなどの場合に、ドライバが倦怠感や眠気を感じていると推定してもよい。ドライバが疲労していると推定されると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。そうでないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。
【００５６】
Ｓ１０６にて、ＥＣＵ１０００は、キャリア周波数を共振周波数域に設定する。Ｓ１０８にて、ＥＣＵ１０００は、キャリア周波数を非共振周波数域に設定する。
【００５７】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るドライバシート７００の作用およびＥＣＵ１０００により制御されるドライバシート７００の動作について説明する。
【００５８】
ハイブリッド車両の運転中において、ドライバの脳波や車両の走行状態に基づいて、ドライバが疲労しているか否かが推定される（Ｓ１００、Ｓ１０２、Ｓ１０４）。ドライバが疲労していないと推定されると（Ｓ１０４にてＮＯ）、キャリア周波数が非共振周波数域に設定される（Ｓ１０８）。この場合、リアクトル３２０の振動は小さいため、図５の矢印Ａに示すように、リアクトル３２０の振動は防振部材７２２により遮断され、ドライバには伝達されない。
【００５９】
その後、ドライバが疲労していると推定されると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、キャリア周波数が共振周波数域に設定される（Ｓ１０６）。これにより、リアクトル３２０が防振部材７２２の許容を超えて大きく振動し、図５の矢印Ｂに示すように、リアクトル３２０の振動はドライバに伝達される。これにより、専用の振動装置を設けることなく、リアクトル３２０の振動をドライバに的確かつ積極的に伝達して、ドライバの疲労感や倦怠感を軽減することができる。
【００６０】
さらに、リアクトル３２０がシートバック７２０の内部に収容される。これにより、リアクトル３２０を搭載するための専用スペースを設ける必要がないので、車両室内のスペースを有効に利用することができる。
【００６１】
以上のように、本実施の形態に係るシートおよびその制御装置によれば、車両のドライバが着座するシートの内部に、コンバータの一部を構成するリアクトルが設けられる。これにより、リアクトルを搭載するための専用スペースを設ける必要がなくなるため、車両室内のスペースを有効に利用することができる。さらに、ドライバが疲労していると推定されると、キャリア周波数が共振周波数域に設定され、リアクトルの振動が大きくなりドライバに伝達される。そのため、専用の振動装置を設けることなく、ドライバに刺激を与えて、ドライバの疲労感や倦怠感を軽減することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態においては、リアクトル３２０をシートバック７２０の内部に収容する場合について説明したが、リアクトル３２０の振動をドライバに伝達できる場所であれば、リアクトル３２０の収容場合はこれに限定されない。たとえば、リアクトル３２０をシートクッション７３０の内部に収容するようにしてもよい。また、リアクトル３２０に代えて、昇圧用ＩＰＭ３１０やインバータ用ＩＰＭ５００Ａ，５００Ｂをドライバシート７００の内部に収容し、昇圧用ＩＰＭ３１０やインバータ用ＩＰＭ５００Ａ，５００Ｂの振動や騒音をドライバに伝達するようにしてもよい。
【００６３】
また、本実施の形態においては、リアクトル３２０をドライバシート７００の内部に収容する場合について説明したが、たとえば、ドライバ以外の乗員が着座するシートにリアクトル３２０を収容し、ドライバ以外の乗員の疲労感や倦怠感を軽減するようにしてもよい。
【００６４】
＜第１の実施の形態の変形例（その１）＞
上述の第１の実施の形態に係るシートを、本変形例において以下のように変形してもよい。
【００６５】
すなわち、上述の第１の実施の形態におけるドライバシート７００に代えて、図６に示すようなドライバシート１７００を搭載する。ドライバシート１７００は、上述の第１の実施の形態におけるシートバック７２０を、シートバック１７２０に変更したものである。シートバック１７２０は、ドライバ自らの選択によりリアクトル３２０をドライバの背中に接する方向に移動することができるように収容する収容部１７２４を備える。
【００６６】
これにより、リアクトル３２０から伝達される振動の大きさやリアクトル３２０の振動が伝達される個所などを、ドライバの意思に応じて、ドライバ自身で調節することができる。
【００６７】
＜第１の実施の形態の変形例（その２）＞
上述の第１の実施の形態に係るシートおよびリアクトルを、本変形例において以下のように変形してもよい。
【００６８】
すなわち、上述の第１の実施の形態におけるリアクトル３２０に代えて、図７に示すように、複数のリアクトル２３２０Ａ，２３２０Ｂ，２３２０Ｃを搭載する。リアクトル２３２０Ａ，２３２０Ｂは、走行用バッテリ１００の陽極側の電源ラインと昇圧用ＩＰＭ３１０の２つのＩＧＢＴの中間点との間に、直列に接続される。リアクトル２３２０Ｃは、走行用バッテリ１００の負極側の電源ラインと昇圧用ＩＰＭ３１０の一方のＩＧＢＴの端点との間に、リアクトル２３２０Ａ，２３２０Ｂに対して並列に接続される。なお、リアクトル２３２０Ａ，２３２０Ｂ，２３２０Ｃは、リアクトル３２０と同じ機能を発揮する。
【００６９】
さらに、上述の第１の実施の形態におけるドライバシート７００に代えて、図８に示すようなドライバシート２７００を搭載する。ドライバシート２７００は、上述の第１の実施の形態におけるシートバック７２０およびシートクッション７３０を、それぞれシートバック２７２０およびシートクッション２７３０に変更したものである。シートバック２７２０は、リアクトル２３２０Ａ，２３２０Ｂをドライバの背中に接する方向に分散して収容する。シートクッション７３０は、リアクトル２３２０Ｃを収容する。
【００７０】
このように、複数のリアクトル２３２０Ａ，２３２０Ｂ，２３２０Ｃがドライバシート７００の内部に分散して設けられるので、ドライバの複数の個所に刺激を与えることができる。
【００７１】
なお、リアクトル２３２０Ａ，２３２０Ｂ，２３２０Ｃの位置は、図８に示す位置に限定されず、たとえば、リアクトル２３２０Ａをドライバの右肩付近に、リアクトル２３２０Ｂをドライバの左肩付近に設けるようにしてもよい。
【００７２】
＜第２の実施の形態＞
以下、本実施の形態に係るシートおよびその制御装置について説明する。本実施の形態に係るシートおよびその制御装置は、上述の第１の実施の形態に係るシートおよびその制御装置の構成と比較して、ＥＣＵ１０００で実行されるプログラムの制御構造のみが異なる。これ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係るシートおよびその制御装置の構成と同じ構成である。同じ構成については同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００７３】
図９を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ１０００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、図９に示したフローチャートの中で、前述の図４に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについて処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００７４】
Ｓ２００にて、ＥＣＵ１０００は、キャリア周波数を可聴周波数域に設定する。Ｓ２０２にて、ＥＣＵ１０００は、キャリア周波数を非可聴周波数域に設定する。
【００７５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るＥＣＵ１０００により制御されるドライバシート７００の動作について説明する。
【００７６】
ドライバが疲労していると推定されると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、非可聴周波数域に設定（Ｓ２００）されていたキャリア周波数が、可聴周波数に設定される（Ｓ２０２）。これにより、リアクトル３２０から可聴域の騒音が発生し、ドライバに伝達される。そのため、専用の音響装置を設けることなく、リアクトル３２０の騒音をドライバに的確かつ積極的に伝達して、ドライバの倦怠感を軽減することができる。
【００７７】
なお、本実施の形態においては、リアクトル３２０の騒音を変更するようにキャリア周波数を設定したが、リアクトル３２０の振動および騒音の双方を変更するようにキャリア周波数を設定するようにしてもよい。
【００７８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るシートが搭載される車両の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るシートを構成するドライバシートを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るシートを構成するＥＣＵの機能ブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るシートを構成するＥＣＵの制御構造を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るシートの動作を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の変形例（その１）に係るシートを構成するドライバシートを示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態の変形例（その２）に係るシートが搭載される車両の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に対する第２の変形例に係るシートを構成するドライバシートを示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るシートを構成するＥＣＵの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１００ 走行用バッテリ、２００，４００ コンデンサ、３００ 昇圧コンバータ、３１０ 昇圧用ＩＰＭ、３２０，２３２０Ａ，２３２０Ｂ，２３２０Ｃ リアクトル、５００Ａ，５００Ｂ インバータ用ＩＰＭ、６００Ａ，６００Ｂ モータジェネレータ、７００，１７００，２７００ ドライバシート、７１０ ヘッドレスト、７２０，１７２０，２７２０ シートバック、７２２ 防振部材、７２４，１７２４ 収容部、７３０，２７３０ シートクッション、１０００ ＥＣＵ、１０１０ ドライバ状態センサ、１０２０ 走行状態センサ、１１００ ドライバ状態推定部、１２００ キャリア周波数設定部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動用のモータを制御する電子機器を備えた車両に搭載されるシートであって、内部に前記電子機器の少なくとも一部が設けられたシート。
【請求項２】
前記電子機器は、スイッチング素子の動作により電圧を昇降させるコンバータであり、
前記シートは、
前記車両の乗員が着座するシートクッションと、
前記乗員の背中が接するシートバックと、
前記シートクッションおよび前記シートバックの少なくともいずれかの内部に設けられ、前記コンバータの一部を構成するリアクトルであって、前記スイッチング素子との協働によって前記電圧を昇降させる際に、振動および騒音の少なくともいずれかを発生するリアクトルとを含む、請求項１に記載のシート。
【請求項３】
前記リアクトルは、前記乗員の操作により前記内部において移動できるように設けられる、請求項２に記載のシート。
【請求項４】
前記リアクトルは、前記内部に分散して複数設けられる、請求項２または３に記載のシート。
【請求項５】
車両駆動用のモータを制御する電子機器を備えた車両に搭載されるシートの制御装置であって、前記シートの内部には、前記電子機器の少なくとも一部が設けられ、
前記制御装置は、
前記車両の乗員の状態を推定するための推定手段と、
前記状態に基づいて、前記電子機器の動作を制御するための制御手段とを含む、制御装置。
【請求項６】
前記電子機器は、スイッチング素子の動作により電圧を昇降させるコンバータであり、
前記シートには、前記乗員が着座するシートクッションと、前記乗員の背中が接するシートバックと、前記シートクッションおよび前記シートバックの少なくともいずれかの内部に設けられ、前記コンバータの一部を構成するリアクトルであって、前記スイッチング素子との協働によって前記電圧を昇降させる際に、振動および騒音の少なくともいずれかを発生するリアクトルとが備えられ、
前記制御手段は、前記状態に基づいて、前記振動および前記騒音の少なくともいずれかを変更するように、前記スイッチング素子の動作を制御するための手段とを含む、請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記スイッチング素子は、キャリア周波数により動作され、
前記乗員は、前記車両の運転者であり、
前記推定手段は、前記運転者が疲労した状態であるか否かを推定するための手段を含み、
前記制御手段は、前記運転者が疲労した状態であると推定された場合に、前記振動および前記騒音の少なくともいずれかを大きくするように、前記キャリア周波数を制御するための手段を含む、請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記運転者が疲労した状態でないと推定されると、前記キャリア周波数を非共振周波数に制御し、前記運転者が疲労した状態であると推定されると、前記キャリア周波数を共振周波数に制御するための手段を含む、請求項７に記載の制御装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記運転者が疲労した状態でないと推定されると、前記キャリア周波数を非可聴周波数に制御し、前記運転者が疲労した状態であると推定されると、前記キャリア周波数を可聴周波数に制御するための手段を含む、請求項７に記載の制御装置。
【請求項１】
車両駆動用のモータを制御する電子機器を備えた車両に搭載されるシートであって、内部に前記電子機器の少なくとも一部が設けられたシート。
【請求項２】
前記電子機器は、スイッチング素子の動作により電圧を昇降させるコンバータであり、
前記シートは、
前記車両の乗員が着座するシートクッションと、
前記乗員の背中が接するシートバックと、
前記シートクッションおよび前記シートバックの少なくともいずれかの内部に設けられ、前記コンバータの一部を構成するリアクトルであって、前記スイッチング素子との協働によって前記電圧を昇降させる際に、振動および騒音の少なくともいずれかを発生するリアクトルとを含む、請求項１に記載のシート。
【請求項３】
前記リアクトルは、前記乗員の操作により前記内部において移動できるように設けられる、請求項２に記載のシート。
【請求項４】
前記リアクトルは、前記内部に分散して複数設けられる、請求項２または３に記載のシート。
【請求項５】
車両駆動用のモータを制御する電子機器を備えた車両に搭載されるシートの制御装置であって、前記シートの内部には、前記電子機器の少なくとも一部が設けられ、
前記制御装置は、
前記車両の乗員の状態を推定するための推定手段と、
前記状態に基づいて、前記電子機器の動作を制御するための制御手段とを含む、制御装置。
【請求項６】
前記電子機器は、スイッチング素子の動作により電圧を昇降させるコンバータであり、
前記シートには、前記乗員が着座するシートクッションと、前記乗員の背中が接するシートバックと、前記シートクッションおよび前記シートバックの少なくともいずれかの内部に設けられ、前記コンバータの一部を構成するリアクトルであって、前記スイッチング素子との協働によって前記電圧を昇降させる際に、振動および騒音の少なくともいずれかを発生するリアクトルとが備えられ、
前記制御手段は、前記状態に基づいて、前記振動および前記騒音の少なくともいずれかを変更するように、前記スイッチング素子の動作を制御するための手段とを含む、請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記スイッチング素子は、キャリア周波数により動作され、
前記乗員は、前記車両の運転者であり、
前記推定手段は、前記運転者が疲労した状態であるか否かを推定するための手段を含み、
前記制御手段は、前記運転者が疲労した状態であると推定された場合に、前記振動および前記騒音の少なくともいずれかを大きくするように、前記キャリア周波数を制御するための手段を含む、請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記運転者が疲労した状態でないと推定されると、前記キャリア周波数を非共振周波数に制御し、前記運転者が疲労した状態であると推定されると、前記キャリア周波数を共振周波数に制御するための手段を含む、請求項７に記載の制御装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記運転者が疲労した状態でないと推定されると、前記キャリア周波数を非可聴周波数に制御し、前記運転者が疲労した状態であると推定されると、前記キャリア周波数を可聴周波数に制御するための手段を含む、請求項７に記載の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−３０７９７７（Ｐ２００８−３０７９７７Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５６３４１（Ｐ２００７−１５６３４１）
【出願日】平成１９年６月１３日（２００７．６．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１３日（２００７．６．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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