CN1903607A - 车辆用头靠装置 - Google Patents

Abstract

一种车辆用头靠装置(10)包括：头靠后部(11)；头靠前部(12)，在完全靠拢位置(12A)与完全打开位置(12B)之间可移动；驱动装置(13)，用于移动头靠前部；电容传感器(14)，提供在头靠前部；以及控制装置(20)，当头靠前部向完全打开位置移动时，其用于控制驱动装置并且将电容变化量与预定阈值进行比较，当电容的变化量超出阈值时，所述控制装置确定头靠前部位于靠近乘员头部，其特征在于：控制装置以预定时序检测电容传感器每单位移动距离的电容变化，并且基于所检测的结果来改变阈值。

Description

车辆用头靠装置

发明背景

该发明总体上涉及一种车辆用头靠装置。

技术领域

公知的车辆座椅装备有用于在车辆的向前方向移动头靠的机构，以便于在后端碰撞时保护就座乘员的头部。在JP2000-211410A和JP2003-54343A中公开了这样的车辆座椅。

当冲击从后部施加到车辆时，借助于座椅安全带将就座乘员的上身限制到座椅靠背上。然而，未受到限制的乘员头部可能向前猛冲，然后由于反作用力向后移动。这时，乘员的颈部可能受到冲击。那么，在这种情况下，使头靠相对于座椅靠背在车辆的向前方向上移动，以便于保护就座乘员的头部，由此降低施加到乘员颈部的冲击。

在头靠在车辆的向前方向上移动的情况下，需要用于检测乘员头部的传感器，以便于根据乘员头部的位置使头靠停止。例如，如图9A中所示，在头靠101的前表面(即面向乘员头部的表面)处提供电容传感器102，用于检测因接近所检测物体所导致的电容变化。基于由电容传感器102所检测的电容变化，可以确定所检测物体的接近。如图9B中所示，当头靠101接近乘员的头部时，由电容传感器102所检测的电容值变大。因而，确定头靠101位于靠近乘员头部。

在这种情况下，基于电容值的绝对值可以检测头靠101接近乘员头部。然而，由于电容极易受到温度和湿度的影响，所以可能导致检测错误。例如，如图10中所示，取决于电容传感器102与乘员头部之间所限定空间的介电常数，电容值的特征和距乘员头部的距离(例如，图9A和9B中所示的距离La和距离Lb)可发生变化。

那么，如果基于电容值的变化量来检测乘员头部接近电容传感器102，则可以降低温度和湿度的影响。当电容传感器102接近乘员头部时，电容的变化量变大。因而，当将预定阈值与电容的变化量彼此相比较并发现电容的变化量超出阈值时，则确定头靠101位于靠近乘员头部。因而，响应于乘员头部的位置可以将头靠101停止。

然而，在通过电容的变化量检测乘员头部接近的情况下，如上所提及仅设置一个阈值可能在对头靠101接近乘员头部的检测中导致错误，因为取决于电容传感器102的电容状态，相对于头靠101移动距离的电容变化量发生变化。

如图10中所示，当头靠101与乘员头部之间所限定空间的介电常数高时，在距离Lb位置处每单位移动距离的电容变化量(即，变化量ΔC2)大。另一方面，当头靠101与乘员头部之间所限定空间的介电常数低时，在距离Lb位置处每单位移动距离的电容变化量(即，变化量ΔC1)小。这是因为电容传感器102的电容值与头靠101和乘员头部之间空间的介电常数成比例。

因此，如果基于低介电常数而规定阈值(在变化量是ΔC1时)，例如，在高介电常数情况下，在头靠101与乘员头部之间的空间，确切地即距离到达距离Lb之前，可确定电容传感器14位于靠近乘员头部。因而，如果对于检测头靠101接近乘员头部仅规定了一个阈值，则所检测的头靠101位置可能并不是精确的，其可能导致错误的检测，即头靠101位于靠近头部，即使事实上头靠位于远离头部。

因而，存在对这样的车辆用头靠装置的需求，其可以适当地检测头靠前部接近乘员头部。

发明内容

根据本发明的方面，一种车辆用头靠装置，包括：头靠后部，由座椅所支撑；头靠前部，在其中将头靠前部靠拢到头靠后部的完全靠拢位置与其中头靠前部远离头靠后部的完全打开位置之间可移动；驱动装置，用于移动头靠前部；电容传感器，提供在头靠前部用于检测响应于距所检测物体的距离而导致的电容变化；以及控制装置，当头靠前部向完全打开位置移动时，其用于控制驱动装置并且将由电容传感器所检测的电容变化量与预定阈值进行比较，所述控制装置当电容的变化量超出阈值时确定头靠前部位于靠近乘员头部，其特征在于：控制装置以预定时序检测电容传感器每单位移动距离的电容变化，并且基于所检测的结果来改变阈值。

根据上述提到的发明，用于检测头靠前部接近乘员头部的阈值基于电容传感器每单位移动距离的电容变化(即，在那时电容传感器的电容值)以预定时间间隔而发生变化。因而，无论电容传感器的电容状态如何，头靠前部的移动距离得到稳定地检测。头靠前部接近乘员头部可以得到适当地检测。

附图说明

从参考附图的下述详细说明中，本发明的前述和附加特点和特征将变得更加显而易见，其中：

图1是车辆座椅的侧视图；

图2A和2B是用于解释头靠前部的操作的侧视图；

图3是车辆用头靠装置的电结构的框图；

图4是数据表，用于示出响应于电容传感器电容状态的阈值以及马达驱动电压；

图5A和5B是由车辆用头靠装置所执行的过程的流程图；

图6是用于示出车辆用头靠装置的电结构的框图；

图7是数据表，用于示出响应于电容传感器电容状态以及头靠前部移动速度的阈值；

图8是用于解释由车辆用头靠装置所执行过程的流程图；

图9A和9B是侧视图，用于解释根据车辆用头靠装置的头靠前部的操作；以及

图10是传统电容传感器的所检测物体之间的距离与电容值的特征曲线。

具体实施方式

参考附图对第一实施例加以解释。图1是车辆座椅1的侧视图，根据第一实施例的车辆用头靠应用到该车辆座椅。车辆座椅1设置在车辆的乘客座椅侧。如图1所示，车辆座椅1包括：座垫2；靠背3，由座垫2所支撑以便于相对于座垫2可偏斜；以及车辆用头靠装置10。

头靠装置10包括：头靠后部11；头靠前部12；马达13，充当用于移动头靠前部12的驱动装置；电容传感器14；以及ECU(电子控制单元)20，充当用于对马达13的驱动进行控制的控制装置。

如图1中所示，头靠后部11由提供在靠背3顶端部上的头靠支持物5来支撑。头靠前部12在由图1中实线所示的完全靠拢位置12A与图1中链式双点划线所示的完全打开位置12B之间可移动，在完全靠拢位置12A中头靠前部12靠拢到头靠后部11，在完全打开位置12B中头靠前部12远离头靠后部11。当车辆处于正常运行状态时，头靠前部12处于完全靠拢位置12A。

驱动机构15设置在头靠后部11和头靠前部12之间。受到马达13的驱动，驱动机构15延长或缩进，以便于头靠前部12能够移近或移离头靠后部11。

提供在头靠前部12的电容传感器14具有对响应于距所检测物体的距离所导致的电容变化进行检测的公知结构。根据电容传感器14，随着所检测物体如乘员头部接近电容传感器14，所检测的电容值增加。

ECU 20以如此方式控制马达13，以便于在后端碰撞情况下头靠前部12从完全靠拢位置12A向完全打开位置12B移动，随后返回到原始的完全靠拢位置12A。

此外，基于来自电容传感器14的所检测信号，ECU 2检测电容传感器14位于靠近乘员头部。更确切地，如图2A和2B所示，当头靠前部12从完全靠拢位置12A向完全打开位置12B移动时，ECU 20将由电容传感器14所检测的电容变化量与预定阈值进行比较。在其中所检测的变化量大于阈值的情况下，则确定头靠前部12位于靠近乘员头部。然后ECU

20使头靠前部12在图2B所示的停止位置12H停止。如果未检测到乘员头部的接近，则ECU 20使头靠前部12向完全打开位置12B移动。

接下来，下面解释车辆用头靠装置10的电结构。如图3中所示，头靠装置10包括ECU 20、连接到ECU 20的马达13、电容传感器14、供电单元16、碰撞确定部分17等。

ECU 20包括CPU 21、连接到CPU 21的电源电路22、车辆信息输入电路23、马达驱动电路24、电容传感器电路25、存储器26等。

借助于点火开关(IGSW)将CPU 21连接到供电单元16。当点火开关接通时，供电单元16通过电源电路22供电。

此外，CPU 21通过车辆信息输入电路23从碰撞确定部分17输入车辆信息，如车辆从后面接近。碰撞确定部分17连接到提供在车辆后部上减震器处的雷达(未示出)。碰撞确定部分17输入来自雷达的信号，以全面评估与跟随车辆的相对速度和距离，以及当前车辆的速度。CPU 21确定跟随车辆是否已经碰撞到当前车辆，或是否跟随车辆将要碰撞到当前车辆。然后，将该确定结果输出到车辆信息输入电路23。CPU 21借助于马达驱动电路24而连接到马达13上，以便于通过控制马达驱动电路24来驱动马达13。

CPU 21还借助于电容传感器电路25而连接到电容传感器14上，以便于输入由电容传感器14所检测的电容值。然后，CPU 21检测电容传感器14的电容状态，即每单位移动距离的电容变化。CPU 21以预定时序检测电容传感器14的每单位移动距离的电容变化，并且基于所检测的结果来改变阈值。

根据第一实施例，CPU 21以预定时间间隔改变阈值并且将阈值写入在存储器26中。当CPU 21检测到跟随车辆已经碰撞到现有车辆或将要碰撞到现有车辆时，则CPU 21在车辆的向前方向上移动头靠前部12，并且与此同时读出存储在存储器26中的阈值，其随后将用于由电容传感器14检测乘员头部的接近。

下面解释由CPU 21所执行的阈值变化。当电容传感器14接近乘员头部时电容的变化量根据电容传感器14的电容状态而变化。因而，CPU21周期性地检测电容传感器14的电容状态并且基于该检测结果来规定阈值。

例如，在头靠前部12移动相同距离的条件下，与其中电容传感器14与乘员头部之间所限定的空间，即图2A中的距离L的介电常数低的情况相比较，如果所述空间的介电常数高，则每单位移动距离的电容变化量大。因而，CPU 21事先检测电容传感器14每单位移动距离的电容变化，以便于基于检测结果改变阈值。与其中介电常数低的情况相比较，由于当介电常数高时电容的变化量大，所以那时的阈值规定得高。

此外，根据第一实施例，CPU 21基于供电单元16的电压来检测马达13的驱动电压，并且基于检测结果来改变阈值。由于当马达13的驱动电压高时马达13的速度高，所以电容传感器14的电容变化量增加。

确切地，CPU 21基于图4中所示的数据表来规定阈值，例如其由电容传感器14的检测电容值及马达13的驱动电压来加以限定。在图4中，限定s＜s2＜...＜s15＜s16的关系。如图4中所示，如此规定阈值，以便于其随着电容传感器14的电容以及马达13的驱动电压的增加而增加。

下面解释由车辆用头靠装置10的ECU 20所执行的过程。根据第一实施例，ECU 20的CPU 21以预定时间间隔来执行图5A中所示的用于改变阈值的过程，以及在操作头靠前部12时还执行图5B中所示的头部检测过程。

如图5A中所示，CPU 21在步骤100确定是否预定时间已经过去。当确定预定时间还未过去时，CPU 21重复步骤100的过程。当确定预定时间已经过去时，CPU 21继续进行到步骤110，其中测量马达13的驱动电压。

接下来，CPU 21继续进行到步骤120，其中电容传感器14的电容值得到测量。通过检测电容传感器14的电容值，可以检测那时的电容传感器14的电容状态。

然后，CPU 21继续进行到步骤130，其中将基于步骤110中所获得的马达13的驱动电压以及步骤120中所获得的电容传感器14的电容值来参考图4中所示的数据表。进一步地，CPU 21继续进行到步骤140，其中将从数据表所获得的阈值Th1规定为阈值且随后将其写入进存储器26。

如图5B中所示，在步骤200中CPU 21确定头靠前部21是否已经移动。当确定头靠前部12未曾移动时，则CPU 21重复步骤200的过程。当确定头靠前部12已经移动，则CPU 21继续进行到步骤210，其中读出存储于存储器26中的阈值Th1。

接下来，CPU 21继续进行到步骤220，其中确定随同头靠前部12的运动，由电容传感器14所检测的电容的改变量是否超出阈值Th1。

在变化量未超出阈值Th1的情况下，CPU 21重复步骤220的过程。在变化量大于阈值Th1的情况下，CPU 21继续进行到步骤230，其中确定检测到乘员头部，然后当前过程结束。基于该确定结果使马达13朝向完全打开位置12B的运动停止。

虽然车辆的点火开关处于ON位置，但是ECU重复从步骤100到步骤140以及步骤200到步骤230的过程。

根据第一实施例，可以获得下述效果。在头靠前部12移动之前，CPU21以预定时间间隔改变阈值。因而，在头靠前部12操作时阈值并未改变，由此取得对乘员头部的即时检测。

此外，由于阈值基于马达13的驱动电压而变化，所以响应于头靠前部12的移动速度来规定阈值。因而，可以提高电容传感器14的检测精度。

参考所附附图解释本发明的第二实施例。图6是车辆的头靠装置10的电结构的框图。除了第一实施例的头靠装置10的结构以外，根据第二实施例，速度传感器18连接到ECU 20。借助于在ECU 20中所提供的速度检测传感器电路27，速度传感器18连接到CPU 21。用于检测头靠前部12移动速度的速度传感器18具有如此的公知结构，即将激光束施加到所检测物体，以便于根据反射波的频率变化来测量其速度。利用这样的结构，ECU 20检测头靠前部12的移动速度。

根据第二实施例，规定由ECU 20所使用以检测头靠前部12接近乘员头部的阈值的方法与第一实施例不同。在第二实施例中，当头靠前部12开始向完全打开位置12B移动时，ECU 20改变阈值。当头靠前部12开始移动时，ECU 20检测电容传感器14的电容值，随后基于该所检测的值来检测电容状态，即电容传感器14每单位移动距离的电容变化。ECU20基于该检测的每单位移动距离的电容变化来改变阈值。此外，ECU 20基于头靠前部12的移动速度来改变阈值。

确切地，CPU 21基于图7中所示的数据表来规定阈值，例如其由所检测的电容传感器14的电容值以及头靠前部12的移动速度来加以限定。在图7中，限定t＜t2＜...＜t15＜t16的关系。如图7中所示，如此规定阈值以便于其随着电容传感器14的电容以及马达13的移动速度的增加而增加。

接下来，下面解释由车辆用头靠装置10的ECU 20所执行的过程。如图8中所示，ECU 20的CPU 21在步骤300中确定头靠前部12是否已经移动。当确定头靠前部12未曾移动时，则CPU 21重复步骤300的过程。当确定头靠前部12已经移动时，CPU 21继续进行到步骤310，其中头靠前部12的移动速度由速度传感器18来测量。然后，CPU 21继续进行到步骤320，其中读出电容传感器14的电容值。CPU 21继续进行到步骤330，其中参考了图7中所示的数据表。CPU 21随后继续进行到步骤340，其中基于在步骤310中所检测的头靠前部12的移动速度以及在步骤320所检测的电容传感器14的电容值来规定阈值Th2。

CPU 21继续进行到步骤350，其中随同头靠前部12的运动，确定是否电容传感器14的电容变化量超出阈值Th2。

当上述提到的变化量不大于阈值Th2时，CPU 21重复步骤350的过程。当变化量大于阈值Th2时，CPU 21继续进行到步骤360，其中头部检测得到确定，由此终止当前过程。基于确定结果使头靠前部12停止向完全打开位置12B移动。

虽然车辆的点火开关处于ON位置，但是ECU 20重复从步骤300至步骤360的过程。第二实施例可以获得下述效果。

当头靠前部12开始向完全打开位置12B移动时，CPU 21改变阈值。因而，可以响应于在那时电容传感器14的电容状态来规定阈值。

此外，由于阈值基于头靠前部12的移动速度而发生变化，所以可以不管头靠前部12的移动速度而检测乘员头部的接近。电容传感器14的检测精度可以因而得到改善。

可以将上述提到的实施例修改如下。

根据第一实施例，用于对头靠前部12接近乘员头部进行检测的阈值以预定时间间隔发生变化。根据第二实施例，当头靠前部12开始移动时阈值发生变化。然而，相反地，变化阈值所需要的时序并不局限于上面所述。例如，当靠背3的角度发生变化或当确定乘员的姿态发生变化时，可以改变阈值。

根据上述提到的第一实施例，阈值以预定时间间隔发生变化。然而，当头靠前部12开始移动时，则改为阈值可以发生变化。在这种情况下，阈值可以在头靠前部12操作之前或者之后立即变化。

根据上述提到的第一实施例，基于供电单元16的电压来检测马达13的驱动电压。然而，可通过其它方法检测马达13的驱动电压。还可以直接检测马达13的驱动电压。

根据上述提到的第一实施例，基于电容传感器14的电容状态以及马达13的驱动电压，或者根据第二实施例，基于电容传感器14的电容状态及头靠前部12的移动速度，来规定用于对头靠前部12接近乘员头部进行检测的阈值。然而，在任何一种情况下，可以仅基于电容传感器14的电容状态规定阈值。甚至在该情况下，可以高精度地检测头靠前部12的移动距离，并且可以适当地检测头靠前部12接近乘员头部。

根据上述提到的第一和第二实施例，由速度传感器18检测头靠前部12的移动速度。然而，可由通过其它方法来检测头靠前部12的移动速度。例如，可以提供用于检测头靠前部12位置的位置检测传感器，以便于基于头靠前部12的位置移动来检测头靠前部12的速度。

根据上述提到的第一和第二实施例，由马达13使头靠前部12移动。然而，只要头靠前部12在完全靠拢位置12A和完全打开位置12B之间可移动，头靠前部12可以以其它方式构成用以操作。例如，可以由弹簧类型或螺线管类型来实现头靠前部12的操作。

根据上述提到的第一和第二实施例，装备有头靠装置10的车辆座椅1应用到车辆的乘客侧座椅。然而，车辆座椅1可以应用到司机侧座椅、后座椅或车辆的其它座椅。

Claims (9)

1.一种车辆用头靠装置(10)，包括：头靠后部(11)，由靠背(3)所支撑；头靠前部(12)，在完全靠拢位置(12A)和完全打开位置(12B)之间可移动，在完全靠拢位置所述头靠前部靠拢到所述头靠后部，在完全打开位置所述头靠前部远离所述头靠后部；驱动装置(13)，用于移动所述头靠前部；电容传感器(14)，提供在所述头靠前部，用于检测响应于距乘员头部的距离而导致的电容变化；以及控制装置(20)，当所述头靠前部向所述完全打开位置移动时，其用于控制所述驱动装置并且将由所述电容传感器所检测的电容变化量与预定阈值进行比较，当电容的变化量超出所述阈值时，所述控制装置确定所述头靠前部位于靠近所述头部，其特征在于：所述控制装置以预定时序检测所述电容传感器每单位移动距离的电容变化，并且基于所检测的结果来改变所述阈值。

2.根据权利要求1的车辆用头靠装置(10)，其中所述控制装置(20)以预定时间间隔改变所述阈值。

3.根据权利要求1的车辆用头靠装置(10)，其中当所述头靠前部开始向所述完全打开位置移动时，所述控制装置(20)改变所述阈值。

4.根据权利要求2的车辆用头靠装置(10)，其中所述控制装置(20)基于所述驱动装置的驱动电压来改变所述阈值。

5.根据权利要求3的车辆用头靠装置(10)，其中所述控制装置(20)基于所述头靠前部的移动速度来改变阈值。

6.根据权利要求4的车辆用头靠装置(10)，其中所述阈值基于一数据表而发生变化，所述数据表由所述电容传感器所检测的电容值和所述驱动电压来限定。

7.根据权利要求6的车辆用头靠装置(10)，其中所述阈值被如此规定，以便于其随着所述驱动电压的增加而增加。

8.根据权利要求5所述的车辆用头靠装置(10)，其中所述阈值基于一数据表而发生变化，所述数据表由所述电容传感器所检测的电容值和所述头靠前部的移动速度来限定。

9.根据权利要求8所述的车辆用头靠装置(10)，其中所述阈值被如此规定，以便于其随着所述移动速度的增加而增加。

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