CN102362145A - 头枕和头部之间的距离测定装置及距离测定方法、头枕位置调整装置及调整方法 - Google Patents

头枕和头部之间的距离测定装置及距离测定方法、头枕位置调整装置及调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种头枕位置调整装置(100)，其具备距离测定装置(10)和驱动电动机部(30)，距离测定装置(10)具备多个探测电极(11～15)和检测电路(20)。检测电路(20)具备与各探测电极(11～15)一对一地连接的多个静电容量探测电路(21～25)和运算处理电路(28)，驱动电动机部(30)具备电动机驱动电路和驱动电动机。检测电路(20)基于检测到的静电容量值运算静电容量显示最大值的探测电极的静电容量值和静电容量显示最小值的探测电极的静电容量值的差分值，测定电极头部间距离L。基于测定结果进行头枕(43)的位置调整动作。

Description

头枕和头部之间的距离测定装置及距离测定方法、头枕位置调整装置及调整方法
技术领域
本发明涉及测定汽车等车辆座位所具备的头枕和头部之间的距离并进行利用的头枕和头部之间的距离测定装置、头枕和头部之间的距离测定方法、头枕位置调整装置、及头枕位置调整方法。
背景技术
目前，作为调整例如汽车等车辆座位所具备的头枕位置的装置，已知有车辆用头枕装置(例如参照专利文献1(第6-8页、第1-4图))。该车辆用头枕装置在使头枕前部向全开位置方向移动时，ECU基于静电容量传感器的检测结果判断头枕前部和乘员头部的接近而使头枕前部停止。
该ECU基于相对于静电容量传感器的基准的静电容量值的绝对容量变化或基于静电容量值的变化量，判断头枕前部和乘员头部已接近。
另外，乘员保护装置(例如专利文献2(参照第3-6页、第1-5图))中，使相对于车辆可向车辆前方移动的头枕在从车辆后方碰撞物体的碰撞前阶段移动，基于通过静电容量传感器检测出的静电容量的变化形态控制头枕的前方移动量。
进而，乘员探测系统(例如参照专利文献3(第3-5页、第1-4图))在以水平状态上下分隔配置于座位的靠背部(座位靠背)的多个带状的天线电极的周围产生微弱电场。基于该微弱电场检测天线电极中流过的电流。
而且，基于检测到的电流取出落座于座位的乘员的肩的线，基于此探测头部位置，并且将基于该探测结果的数据发送至气囊装置。这样，将气囊装置的气囊置于可展开或不可展开的状态。
专利文献1：专利第4018112号公报
专利文献2：日本特开2007-131026号公报
专利文献3：专利第3347069号公报
发明内容
但是，在上述专利文献1中公示的车辆用头枕装置及专利文献2中公示的乘员保护装置中，为了判定例如乘员头部和头枕之间的距离，必须总是使头枕移动。另外，如果在头枕动作时乘员头部挪动，则有时误检测出移动量。因此，有时发生无效的电力消耗，并且，运算结果产生误差，难于进行正确的距离判定而使头枕移动。
进而，上述的专利文献3中公示的乘员检测系统为检测乘员的体格的系统，因此，存在在保持例如头枕和乘员头部之间的距离的系统中不能适用的问题。
本发明是为了解决所述的现有技术的问题点而做出的，其目的在于提供头枕和头部之间的距离测定装置、头枕和头部之间的距离测定方法、头枕位置调整装置、及头枕位置调整方法，能够以简单的构成测定头枕和头部之间的距离，特别是能够防止头枕的不必要的动作，能够自动地正确地调整头枕的位置。
为解决所述的课题，实现所述目的，本发明提供一种头枕和头部之间的距离测定装置，其特征在于，具备：多个探测电极，以沿高度方向并列设置的状态设置于车辆的座位所具备的头枕，检测在所述座位上落座的人体的头部和所述头枕之间的静电容量；检测电路，检测基于来自所述多个探测电极的静电容量的静电容量值；及
距离测定单元，根据由所述检测电路检测出的检测结果，测定表示所述头枕和所述头部之间的距离的电极头部间距离，所述距离测定单元算出所述多个探测电极中由所述检测电路检测到的静电容量显示最大值的探测电极的静电容量值和由所述检测电路检测到的静电容量显示最小值的探测电极的静电容量值的差分值，且基于该差分值测定所述电极头部间距离。
所述距离测定单元例如比较所述差分值、和预先设定的距离及差分值的关系曲线数据，测定所述电极头部间距离。
所述多个探测电极例如形成为在所述头枕的前面侧的与所述高度方向交叉的宽度方向上具有长边方向的矩形长条状，所述检测电路具备与所述多个探测电极分别一对一地连接且输出基于由各探测电极检测到的静电容量的静电容量值的多个静电容量探测电路。
所述多个探测电极例如形成为在所述头枕的前面侧的与所述高度方向交叉的宽度方向上具有长边方向的矩形长条状，所述检测电路例如具备：与所述多个探测电极连接的切换电路；及静电容量探测电路，输出基于由各探测电极检测到的静电容量的静电容量值，其中，所述各探测电极经由所述切换电路错时地连接。
本发明提供一种头枕位置调整装置，其特征在于，包括所述发明中任一项所述的头枕和头部之间的距离测定装置，且具备基于来自该距离测定装置的测定结果将所述头枕的位置调整为相对于所述头部的适当位置的位置调整单元。
所述位置调整单元例如基于所述测定结果中含有的差分值，使所述头枕的位置向车辆的前方或后方移动而进行调整，以使该差分值成为规定值。
所述位置调整单元例如在所述测定结果中含有的差分值比规定的阈值小的情况下，至少停止所述头枕的高度方向的位置调整动作。
所述位置调整单元例如在规定时间期间停止所述头枕的位置调整动作的情况下，在经过该规定时间后，再次进行所述差分值和所述规定的阈值的比较。
所述位置调整单元例如在所述测定结果中含有的差分值比规定的阈值小的情况下，使用基于来自所述多个探测电极中至少配置于所述头枕的最上位置的探测电极及配置于所述头枕的最下位置的探测电极的静电容量而由所述检测电路检测出的静电容量值，使所述头枕的位置向车辆的上方或下方移动而进行调整。
所述位置调整单元例如在所述测定结果中含有的差分值为规定的阈值以上的情况下，使用基于来自所述多个探测电极的静电容量而由所述检测电路检测出的静电容量值，算出所述头部相对于所述头枕的适当位置，将所述头枕的位置调整到所述适当位置。
本发明提供一种头枕和头部之间的距离测定方法，其特征在于，具备：检测工序，通过以沿高度方向并列设置的状态设置于车辆的座位所具备的头枕的多个探测电极，检测在所述座位上落座的人体的头部和所述头枕之间的静电容量；检测工序，检测基于由所述检测工序检测到的静电容量的静电容量值；及距离测定工序，根据由所述检测工序检测到的检测结果，测定表示所述头枕和所述头部之间的距离的电极头部间距离，在所述距离测定工序中，算出所述多个探测电极中通过所述检测工序检测出的静电容量显示最大值的探测电极的静电容量值和通过所述检测工序检测出的静电容量显示最小值的探测电极的静电容量值的差分值，且基于该差分值测定所述电极头部间距离。
在所述距离测定工序中，例如比较所述差分值、和预先设定的距离及差分值的关系曲线数据，测定所述电极头部间距离。
本发明提供一种头枕位置调整方法，其特征在于，包含上述发明的头枕和头部之间的距离测定方法，且具备基于由该距离测定方法测定出的测定结果将所述头枕的位置调整到相对于所述头部的适当位置的位置调整工序。
在所述位置调整工序中，例如基于所述测定结果中包含的差分值，使所述头枕的位置向车辆的前方或后方移动而进行调整，以使该差分值成为规定值。
在所述位置调整工序中，例如在所述测定结果中包含的差分值比规定的阈值小的情况下，至少停止所述头枕的高度方向的位置调整动作。
在所述位置调整工序中，例如在规定时间期间停止所述头枕的位置调整动作的情况下，在经过该规定时间后，再次进行所述差分值和所述规定的阈值的比较。
在所述位置调整工序中，例如在所述测定结果中包含的差分值比规定的阈值小的情况下，使用基于来自所述多个探测电极中至少配置于所述头枕的最上位置的探测电极及配置于所述头枕的最下位置的探测电极的静电容量而通过所述检测工序检测到的静电容量值，使所述头枕的位置向车辆的上方或下方移动而进行调整。
在所述位置调整工序中，例如在所述测定结果中包含的差分值为规定的阈值以上的情况下，使用基于来自所述多个探测电极的静电容量而通过所述检测工序检测出的静电容量值，算出所述头部相对于所述头枕的适当位置，将所述头枕的位置调整到所述适当位置。
根据本发明，能够以简单的构成测定头枕和头部之间的距离，能够防止头枕的不必要的动作，能够自动地正确地调整头枕的位置。
附图说明
图1是表示配置了具备本发明一实施方式的头枕和头部之间的距离测定装置的头枕位置调整装置的车辆的座位的例子的概略图；
图2是表示本发明一实施方式的头枕和头部之间的距离测定装置的头枕中的配置例的说明图；
图3是表示该距离测定装置的整体构成的例子的块图；
图4是表示该距离测定装置的静电容量探测电路的构成例的块图；
图5是表示该距离测定装置的检测电路的动作波形例子的动作波形图；
图6是表示基于本发明的一实施方式的距离测定装置的探测电极的输出例的说明图；
图7是用于说明该距离测定装置的距离算出角度和电极头部间距离的关系的说明图；
图8是表示基于本发明一实施方式的头枕和头部之间的距离测定方法的距离测定处理顺序的一例的流程图；
图9是表示本发明一实施方式的头枕和头部之间的距离测定装置的整体构成的其它例的块图；
图10是表示基于本发明一实施方式的头枕位置调整方法的位置调整处理顺序的例子的流程图；
图11是用于说明基于本发明一实施方式的头枕位置调整方法的位置调整处理顺序的其它例的流程图；
图12是表示基于本发明一实施方式的头枕位置调整方法的位置调整处理顺序的进而其它例的流程图；
图13是表示基于本发明一实施方式的头枕位置调整装置的探测电极的输出例的说明图；
图14是用于说明该头枕位置调整装置的头枕移动量和输出变化量比的关系的说明图。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的头枕和头部之间的距离测定装置、头枕和头部之间的距离测定方法、头枕位置调整装置及头枕位置调整方法的优选实施方式进行说明。
图1是表示配置了具备本发明一实施方式的头枕和头部之间的距离测定装置的头枕位置调整装置的车辆的座位的例子的概略图，图2是表示本发明一实施方式的头枕和头部之间的距离测定装置的头枕中的配置例的说明图。
如图1及图2所示，头枕位置调整装置100设置于车辆等的座位40，例如具备如下装置而构成：配置于构成座位40的头枕43的一部分的头枕前部43c的距离测定装置10；及配置于构成头枕43的其它部分的头枕后部43d的驱动电动机部30。这些距离测定装置10和驱动电动机部30例如通过导线29电连接。
头枕前部43c例如相对于头枕后部43d经由支承轴43b连结成在车辆的前后方向上移动自如，头枕后部43d例如相对于座位40的靠背部(座椅靠背)41经由支承轴43a连结成在车辆的上下方向上(头枕43的高度方向)及在左右方向上移动自如。
距离测定装置10具备例如形成于基板19的一面(表面)侧的多个探测电极11～15及形成(安装)于该基板19的另一面(背面)侧的检测电路20而构成，检测基于来自各探测电极11～15的静电容量的静电容量值，并且检测在座位40的落座部42落座的人体49的头部49a，测定表示头枕43c和头部49a之间的距离的电极头部间距离。
基板19由例如柔性印刷基板、刚性基板或刚性柔性基板构成，多个探测电极11～15由在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)或环氧树脂等绝缘体所构成的基板19上形成图案了的铜、铜合金或铝等导电材料构成。多个探测电极11～15除此之外也可以由电线、导电性薄膜等部件构成。
多个探测电极11～15例如在头枕前部43c的前面侧形成为在与头枕43的高度方向交叉的宽度方向(左右方向)具有所述探测电极的长边方向的矩形长条状，且在以沿高度方向并排所述探测电极的宽度方向的方式并列设置的状态下配置于头枕43。对于这些多个探测电极11～15例如分别分配电极编号1～5(N1～N5或ch1～ch5)，在本例中设置5个，但是，只要设置在头枕43已静止的状态下探测在座位40上落座的人体49的头部49a和头枕43之间的静电容量所需要的数量即可，例如只要设置2个以上即可。
另外，详细后述，距离测定装置10具体而言，基于测定时检测到的静电容量值，算出多个探测电极11～15中检测出的静电容量显示最大值的探测电极(例如，探测电极13)的静电容量值(参照图7，以下同样)和检测出的静电容量显示最小值的探测电极(例如，探测电极11)的静电容量值(参照图7，以下同样)的差分值，且基于该差分值测定电极头部间距离。
如图3所示，距离测定装置10的检测电路20具备例如与各探测电极11～15分别一对一地连接且输出表示由各探测电极11～15探测到的静电容量的信息的多个静电容量探测电路21～15。另外，检测电路20具备运算处理电路28，该运算处理电路28与这些静电容量探测电路21～15连接且通过基于从各静电容量探测电路21～25输出的信息的静电容量来算出差分值，并且运算电极头部间距离，或者比较这些静电容量而运算头部49a的高度位置，将运算结果信息向驱动电动机部30的电动机驱动电路(未图示)输出。
在此，如图4所示，对于各静电容量探测电路21(22～25)，根据静电容量C而占空比发生变化，具备例如输出一定周期的触发器信号TG的触发器信号产生电路101、输出根据与输入端连接的静电容量C的大小而占空比发生变化的脉冲信号Po的定时电路102、及将该脉冲信号Po平滑化的低通滤波器(LPF)103而构成。
定时电路102例如具备2个比较器201、202、将这些比较器201、202的输出分别向复位端子R及置位端子S输入的RS触发电路(以下，称为“RS-FF”)203、将该RS-FF203的输出DIS向LPF103输出的缓冲器204、及由RS-FF203的输出DIS进行开/关控制的晶体管205而构成。
比较器202将从触发器信号产生电路101输出的图5所示的触发器信号TG与通过电阻R1、R2、R3分割的规定的阈值Vth2进行比较，输出与触发器信号TG同步的置位脉冲。该置位脉冲对RS-FF203的Q输出进行置位。
该Q输出作为放电信号DIS将晶体管205设定为截止状态，在探测电极11(12～15)及大地(GND)之间，以探测电极11(12～15)的对接地静电容量C及由基于连接于输入端和电源线之间的电阻R4的时间常数所决定的速度进行充电。由此，输入信号Vin的电位以由静电容量C决定的速度上升。
若输入信号Vin超过由电阻R1、R2、R3决定的阈值Vth1，则比较器201的输出反转而使RS-FF203的输出反转。其结果，晶体管205成为导通状态，蓄积于探测电极11(12～15)的电荷经由晶体管205放电。
因此，如图5所示，该定时电路102输出以基于探测电极11(12～15)及接近的人体49的头部49a间的静电容量C的占空比振荡的脉冲信号Po。LPF103通过平滑化该输出而输出图5所示的直流的探测信号Vout。另外，在图5中，用实线表示的波形和用虚线表示的波形表示前者比后者的静电容量小，例如表示后者为物体接近状态。
驱动电动机部30具备电动机驱动电路，该电动机驱动电路基于如下所述控制信号控制未图示的驱动电动机而使头枕43的位置变化，所述控制信号是基于在距离测定装置10的检测电路20中来自利用自各静电容量探测电路21～25的探测信号Vout进行运算处理的运算处理电路28的运算结果的控制信号。另外，驱动电动机部30具备通过该电动机驱动电路的控制使头枕43的位置实际移动的驱动电动机。
驱动电动机部30在本例中基于来自距离测定装置10的测定结果，至少使头枕前部43c向车辆的前方或后方移动(前后移动)而调整到适当位置。即，使用测定结果中含有的电极头部间距离，使头枕前部43c以与头部49a间的距离成为一定的方式进行追踪移动。
具体而言，驱动电动机构成为，在前后方向上驱动头枕前部43c的支承轴43b使之移动自如，在上下方向及左右方向上驱动头枕后部43d的支承轴43a使之移动(上下左右移动)自如。因此，在本例的头枕位置调整装置100中，不仅是上述那样的前后移动，而且还可以进行上下左右移动，将头枕43调整到相对于头部49a的适当位置。
在这样构成的头枕位置调整装置100中，由距离测定装置10的各探测电极11～15探测与头部49a之间的静电容量C，由检测电路20基于该输出值运算差分值等，基于由此求得的包含头部49a和头枕43(头枕前部43c)之间的距离(电极头部间距离)的测定结果，能够进行头枕43的位置调整。
图6是表示基于本发明一实施方式的距离测定装置的探测电极的输出例的说明图，图7是用于说明该距离测定装置的探测电极的输出及变化量和电极头部间距离的关系的图。如图6所示，在将例如头部49a的高度方向的中心位置设定为P、将从位于电极间距离H内的该中心位置P到各探测电极11～15的电极头部间距离设定为L时，输出值如下。
即，电极头部间距离L处于规定范围内，如果各探测电极11～15的并列设置方向中心附近(头枕前部43c的中心附近)和头部49a的中心位置P在水平方向上大致正对，则各探测电极11～15的输出值中探测电极13的输出值(静电容量值)成为最大输出值，最上位置或最下位置的探测电极15、11的输出值(静电容量值)成为最小输出值。
图7(a)所示表示具有这样的输出特性的各探测电极11～15的输出值和电极头部间距离L的关系。而且，如该图(a)所示，可知，例如上述探测电极13的输出值中头部49a和探测电极13接近的情况下的增加率成为最大(即，根据电极头部间距离L的变化而增加率变化最大)。
因此，本申请人分别测定了各探测电极11～15的输出值的增加率，结果判明，如图7(b)所示，从增加率成为最大的输出值Vmax减去增加率成为最小的输出值Vmin得到的差分值(Vmax-Vmin)与电极头部间距离L(止动值)相关。即，可以说电极头部间距离L越大则差分值越小。
因此，本例的距离测定装置10通过检测电路20的运算处理电路28，使用该差分值，与例如图7(b)所示的距离及差分值的关系曲线数据进行比较，由此可以测定电极头部间距离L。而且，含有该距离测定装置10的头枕位置调整装置100基于由距离测定装置10得到的测定结果，将头枕43的位置调整到相对于头部49a的适当位置。
图8是表示基于本发明一实施方式的头枕和头部之间的距离测定方法的距离测定处理顺序之一例的流程图。如图8所示，距离测定装置10首先检测基于由各探测电极11～15探测到的与头部49a之间的静电容量的静电容量值(步骤S10)。
其次，基于检测到的静电容量值，取出各探测电极11～15中的静电容量显示最大及最小的探测电极的静电容量值(步骤S11)，从取出的静电容量值算出差分值(步骤S12)，比较例如距离及差分值的关系曲线数据和算出的差分值，由此算出电极头部间距离L(步骤S14)，测定实际的头枕43和头部49a之间的距离。
图9是表示本发明一实施方式的头枕和头部之间的距离测定装置的整体构成的其它例的块图。后面，在与已经说明的部分重复的部位标注相同标号并省略说明。如图9所示，检测电路20构成为具备：与各探测电极11～15连接的切换电路26；输出表示经由该切换电路26错时连接的各探测电极11～15探测到的静电容量的信息的静电容量探测电路27；及基于从该静电容量探测电路27输出的信息运算差分值及电极头部间距离L等，并将运算结果信息向驱动电动机部30的电动机驱动电路输出的运算处理电路28。
如果这样构成检测电路20，则可以使静电容量探测电路的数量为最小限而构成距离测定装置10，可以按顺序扫描由切换电路26切换的各探测电极11～15的静电容量，并基于该结果算出上述的差分值而获得电极头部间距离L。
图10是表示基于本发明一实施方式的头枕位置调整方法的位置调整处理顺序的例子的流程图。上述的头枕位置调整装置100为包含距离测定装置10的构成，因此检测电路20的运算处理电路28具备控制头枕位置调整装置100的整体的控制部的功能和作为距离测定单元及位置调整单元的功能。在此，说明头枕43向前后方向的位置调整处理。
如图10所示，首先，头枕位置调整装置100中，例如车辆的点火开关为辅助、接通，这些成为触发器，判断处理是否开始(步骤S100)。在判断为处理没有开始的情况下(步骤S100否)，结束本流程图的一系列的位置调整处理。
在判断为处理开始的情况下(步骤S100是)，通过距离测定装置10进行上述的距离测定处理(步骤S101)，取得测定结果(步骤S102)。而且，判断测定结果中含有的差分值是否是由例如上述的距离及差分值的关系曲线数据表示的规定值以下(步骤S103)。规定值预先设定为规定作为电极头部间距离L最优选的距离(即，相对于头部49a的最佳距离)的值即可。
在判断为差分值为规定值以下的情况下(步骤S103是)，算出由差分值决定的电极头部间距离L和由规定值决定的距离之差，控制驱动电动机部30，使头枕前部43c向前方移动算出量程度(步骤S104)。在判断为差分值比规定值大的情况下(步骤S103否)，同样算出差值，使头枕前部43c向后方移动算出量程度(步骤S105)。
这样，使头枕前部43c移动之后，例如车辆的点火开关为关闭，判断处理是否结束(步骤S106)，在判断为处理结束的情况下(步骤S106是)，结束本流程图的一系列的位置调整处理。在判断为处理未结束的情况下(步骤S106否)，转移至上述步骤S101，重复以后的处理。
这样，通过进行位置调整处理，使用由距离测定装置10测定的测定结果，能够进行基于头枕前部43c相对于头部49a的位置的向前后方向的追踪移动的位置调整。在上述步骤S103中，比较了差分值和规定值，但是，也可以比较例如通过差分值求取的电极头部间距离L和上述的最佳距离，向上述步骤S104或步骤S105转移。
图11是表示基于本发明一实施方式的头枕位置调整方法的位置调整处理顺序的其它例的流程图。在此，说明头枕43向上下方向的位置调整处理。本流程图的步骤S110～步骤S112的处理与上述的步骤S100～步骤S102的处理相同，因此省略说明。
如图11所示，头枕位置调整装置100判断测定结果中含有的差分值是否比规定的阈值(例如，由上述的距离及差分值的关系曲线数据表示的规定值)小(步骤S113)。在判断为差分值比规定的阈值小的情况下(步骤S113是)，能够判断为电极头部间距离L偏离规定范围，因此，停止头枕后部43d的高度方向的位置调整动作(步骤S114)，等待直到经过规定时间(步骤S115否)。
另一方面，在判断为差分值为规定的阈值以上的情况下(步骤S113否)，能够判断电极头部间距离L处于规定范围内，因此，使用测定结果中含有的静电容量值运算头部49a的高度位置(步骤S117)，进行头枕后部43d的高度方向的位置调整动作(步骤S118)。
在该步骤S117中，基于由距离测定装置10的所有的探测电极11～15获得的测定结果中含有的静电容量值，运算头部49a的高度位置。例如，比较它们的静电容量值，算出头部49a的高度方向的推定的中心位置(推定中心位置)，且基于该推定中心位置运算头部49a的高度位置。
在经过规定时间(步骤S115是)或进行了位置调整动作(步骤S118)之后，判断处理是否结束(步骤S116)，在判断为处理结束的情况下(步骤S116是)，结束本流程图的一系列的位置调整处理。在判断为处理没有结束的情况下(步骤S116否)，转移至上述步骤S111，重复以后的处理。
通过这样进行位置调整处理，使用由距离测定装置10测定的测定结果，能够进行基于头枕后部43d向上下方向的移动的位置调整。另外，在电极头部间距离L偏离规定范围的情况下(即，远离头部49a的情况下)，停止头枕后部43d的高度方向的位置调整动作，因此防止头枕43移动之类的不需要的动作，从而能够极力防止使搭乘者(乘员)不舒适，能够抑制无效的电力消耗。
图12是表示基于本发明一实施方式的头枕位置调整方法的位置调整处理顺序的进而其它例的流程图。本流程图的步骤S120～步骤S123的处理与上述步骤S110～步骤S113的处理相同，因此省略说明。
如图12所示，头枕位置调整装置100在判断为测定结果中含有的差分值比规定的阈值(例如，通过上述的距离及差分值的关系曲线数据表示的规定值)小的情况下(步骤S123是)，能够判断为电极头部间距离L偏离规定范围。
因此，基于测定结果比较最上位置的探测电极(例如，探测电极15)及最下位置的探测电极(例如，探测电极11)的静电容量值(步骤S124)，运算头部49a的高度位置。另一方面，在判断为差分值为规定的阈值以上的情况下(步骤S123否)，能够判断为电极头部间距离L处于规定范围内。
因此，基于测定结果比较来自各探测电极11～15的所有的静电容量值，运算头部49a的高度位置(步骤S125)。之后，基于来自步骤S124或步骤S125的运算结果，进行头枕后部43d的高度方向的位置调整动作(步骤S126)。
进行位置调整动作后，判断处理是否结束(步骤S127)，在判断为处理结束的情况下(步骤S127的是)，结束本流程图的一系列的位置调整处理，在判断为处理没有结束的情况下(步骤S127的否)，转移至上述步骤S121并重复以后的处理。
在此，比较测定结果中含有的来自各探测电极11～15的静电容量值后，能够得到基于来自各探测电极11～15的输出的静电容量变化量ΔC。对于该静电容量变化量ΔC，由于在电极头部间距离L偏离规定范围时输出差不明确，因此，难以作为用于获得头部49a的高度位置的信息处理，进行位置调整变得困难。
但是，比较来自最上位置的探测电极15的静电容量值和来自最下位置的探测电极11的静电容量值后，变为如下所述。即，如图13(a)所示，即使在电极头部间距离L偏离规定范围的情况下，也存在对于基于探测电极15、11的输出A、B的输出变化量ΔV(mV)，在头部49a的中心位置P的高度与头枕43中心大致同程度的情况下所述差值不明确，但是，在除此之外的情况下，如图13(b)所示所述差值变得明确。
若基于这样得到的输出变化量ΔV，则如图14所示，探测电极11的输出B和探测电极15的输出A的输出比α可以由α＝B/(A+B)获得，能够通过该获得的输出比α算出头枕(H/R)的移动量(mm)。
因此，在将头部49a的中心位置P的高度与头枕43的中心高度在水平方向相同时的移动量设定为0mm的情况下，以在该输出比α接近0时使头枕后部43d向上方向(+方向)移动且在接近1时向下方向(-方向)移动的方式对驱动电动机部30输出控制信号。
这样，在本例的头枕位置调整装置100中，在差分值比规定的阈值小且电极头部间距离L偏离规定范围的情况下，经由上述步骤S 124通过最上位置及最下位置的探测电极15、11的静电容量值能够获得头部49a的位置，另外，在差分值为规定的阈值以上且电极头部间距离L在规定范围内的情况下，经由上述步骤S125通过各探测电极11～15的静电容量值能够获得头部49a的位置。因此，能够以简单的构成高精度地调整头枕43的位置，且也能够实现防止伴随位置未调整的碰撞时等的人体49的颈椎损伤等的事故。
在上述步骤S113及步骤S123中，比较了差分值和规定的阈值，但是，也可以构成为比较例如通过差分值求取的电极头部间距离L和上述的最佳距离而进行以后的处理。
在上述的实施方式中，对通过如图10～12所示的位置调整处理使头枕前部43c或头枕后部43d向前后方向或上下方向移动而进行位置调整的情况进行了说明，但是，也可以基于从距离测定装置10得到的测定结果，通过对它们进行并行处理等，使头枕43的位置在前后上下左右所有方向位置调整到相对于头部49a的适当位置。
另外，距离测定装置10也可以在测定来自各探测电极11～15的静电容量值时，通过计测了最大输出值的探测电极，利用运算处理电路28分别选定基于预先决定的该探测电极的输出曲线而测定电极头部间距离L。
进而，距离测定装置10也可以以例如配置于头枕前部43c的最上位置及最下位置的中间位置的探测电极(例如，探测电极13)为基准，算出从该探测电极的静电容量值减去最小输出值的探测电极的静电容量值得到的差分值，并使用该差分值测定电极头部间距离L。
标号说明：
10、距离测定装置
11～15、探测电极
19、基板
20、检测电路
21～25、静电容量探测电路
26、切换电路
27、静电容量探测电路
28、运算处理电路
29、导线
30、驱动电动机部
40、座位
41、靠背部(座位靠背)
42、落座部
43、头枕
43a、支承轴
43b、支承轴
43c、头枕前部
43d、头枕后部
49、人体
49a、头部
100、头枕位置调整装置

Claims (18)

1.一种头枕和头部之间的距离测定装置，其特征在于，具备：
多个探测电极，以沿高度方向并列设置的状态设置于车辆的座位所具备的头枕，探测在所述座位上落座的人体的头部和所述头枕之间的静电容量；
检测电路，检测基于来自所述多个探测电极的静电容量的静电容量值；及
距离测定单元，根据由所述检测电路检测出的检测结果，测定表示所述头枕和所述头部之间的距离的电极头部间距离，
所述距离测定单元算出所述多个探测电极中由所述检测电路检测到的静电容量显示最大值的探测电极的静电容量值和由所述检测电路检测到的静电容量显示最小值的探测电极的静电容量值的差分值，且基于该差分值测定所述电极头部间距离。
2.如权利要求1所述的头枕和头部之间的距离测定装置，其特征在于，
所述距离测定单元对所述差分值与预先设定的距离及差分值的关系曲线数据进行比较，测定所述电极头部间距离。
3.如权利要求1或2所述的头枕和头部之间的距离测定装置，其特征在于，
所述多个探测电极形成为在所述头枕的前面侧的与所述高度方向交叉的宽度方向上具有长边方向的矩形长条状，
所述检测电路具备与所述多个探测电极分别一对一地连接且输出基于由各探测电极探测到的静电容量的静电容量值的多个静电容量探测电路。
4.如权利要求1或2所述的头枕和头部之间的距离测定装置，其特征在于，
所述多个探测电极形成为在所述头枕的前面侧的与所述高度方向交叉的宽度方向上具有长边方向的矩形长条状，
所述检测电路具备：与所述多个探测电极连接的切换电路；及静电容量探测电路，输出基于由各探测电极探测到的静电容量的静电容量值，其中，所述各探测电极经由所述切换电路错时地连接。
5.一种头枕位置调整装置，其特征在于，
包括权利要求1～4中任一项所述的头枕和头部之间的距离测定装置，且具备基于来自该距离测定装置的测定结果将所述头枕的位置调整为相对于所述头部的适当位置的位置调整单元。
6.如权利要求5所述的头枕位置调整装置，其特征在于，
所述位置调整单元基于所述测定结果中含有的差分值，使所述头枕的位置向车辆的前方或后方移动而进行调整，以使该差分值成为规定值。
7.如权利要求5或6所述的头枕位置调整装置，其特征在于，
所述位置调整单元在所述测定结果中含有的差分值比规定的阈值小的情况下，至少停止所述头枕的高度方向的位置调整动作。
8.如权利要求7所述的头枕位置调整装置，其特征在于，
所述位置调整单元在规定时间期间停止所述头枕的位置调整动作的情况下，在经过该规定时间后，再次进行所述差分值和所述规定的阈值的比较。
9.如权利要求5或6所述的头枕位置调整装置，其特征在于，
所述位置调整单元在所述测定结果中含有的差分值比规定的阈值小的情况下，使用基于来自所述多个探测电极中至少配置于所述头枕的最上位置的探测电极及配置于所述头枕的最下位置的探测电极的静电容量而由所述检测电路检测出的静电容量值，使所述头枕的位置向车辆的上方或下方移动而进行调整。
10.如权利要求5～9中任一项所述的头枕位置调整装置，其特征在于，
所述位置调整单元在所述测定结果中含有的差分值为规定的阈值以上的情况下，使用基于来自所述多个探测电极的静电容量而由所述检测电路检测出的静电容量值，算出所述头部相对于所述头枕的适当位置，将所述头枕的位置调整到所述适当位置。
11.一种头枕和头部之间的距离测定方法，其特征在于，具备：
探测工序，通过以沿高度方向并列设置的状态设置于车辆的座位所具备的头枕的多个探测电极，探测在所述座位上落座的人体的头部和所述头枕之间的静电容量；
检测工序，检测基于由所述探测工序探测到的静电容量的静电容量值；及
距离测定工序，根据由所述检测工序检测到的检测结果，测定表示所述头枕和所述头部之间的距离的电极头部间距离，
在所述距离测定工序中，算出所述多个探测电极中通过所述检测工序检测出的静电容量显示最大值的探测电极的静电容量值和通过所述检测工序检测出的静电容量显示最小值的探测电极的静电容量值的差分值，且基于该差分值测定所述电极头部间距离。
12.如权利要求11所述的头枕和头部之间的距离测定方法，其特征在于，
在所述距离测定工序中，对所述差分值与预先设定的距离及差分值的关系曲线数据进行比较，测定所述电极头部间距离。
13.一种头枕位置调整方法，其特征在于，
包含权利要求11或12所述的头枕和头部之间的距离测定方法，且具备基于由该距离测定方法测定出的测定结果将所述头枕的位置调整到相对于所述头部的适当位置的位置调整工序。
14.如权利要求13所述的头枕位置调整方法，其特征在于，
在所述位置调整工序中，基于所述测定结果中包含的差分值，使所述头枕的位置向车辆的前方或后方移动而进行调整，以使该差分值成为规定值。
15.如权利要求13或14所述的头枕位置调整方法，其特征在于，
在所述位置调整工序中，在所述测定结果中包含的差分值比规定的阈值小的情况下，至少停止所述头枕的高度方向的位置调整动作。
16.如权利要求15所述的头枕位置调整方法，其特征在于，
在所述位置调整工序中，在规定时间期间停止所述头枕的位置调整动作的情况下，在经过该规定时间后，再次进行所述差分值和所述规定的阈值的比较。
17.如权利要求13或14所述的头枕位置调整方法，其特征在于，
在所述位置调整工序中，在所述测定结果中包含的差分值比规定的阈值小的情况下，使用基于来自所述多个探测电极中至少配置于所述头枕的最上位置的探测电极及配置于所述头枕的最下位置的探测电极的静电容量而通过所述检测工序检测到的静电容量值，使所述头枕的位置向车辆的上方或下方移动而进行调整。
18.如权利要求13～17中任一项所述的头枕位置调整方法，其特征在于，
在所述位置调整工序中，在所述测定结果中包含的差分值为规定的阈值以上的情况下，使用基于来自所述多个探测电极的静电容量而通过所述检测工序检测出的静电容量值，算出所述头部相对于所述头枕的适当位置，将所述头枕的位置调整到所述适当位置。
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