DE102006000368A1

DE102006000368A1 - Kopfstützengerät für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102006000368A1
Application number: DE102006000368A
Authority: DE
Inventors: Morio Kariya Sakai; Koichi Kariya Hirota
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2005-07-26
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2026-07-26
Also published as: US20070027599A1; CN1903607A; JP2007030676A; DE102006000368B4; JP4654815B2

Abstract

Ein Fahrzeugkopfstützengerät (10) weist auf: einen Kopfstützenhinterabschnitt (11), einen Kopfstützenvorderabschnitt (12), der zwischen einer vollständig geschlossenen Position (12A) und einer vollständig geöffneten Position (12B) bewegbar ist, eine Antriebseinrichtung (13) zur Bewegung des Kopfstützenvorderabschnitts, einen Kapazitätssensor (14), der an dem Kopfstützenvorderabschnitt vorgesehen ist, und eine Steuerungseinrichtung (20) zur Steuerung der Antriebseinrichtung und zum Vergleich einer Änderungsgröße der Kapazität mit einem vorbestimmten Schwellwert, wenn der Kopfstützenvorderabschnitt sich zu der vollständig geöffneten Position bewegt, wobei die Steuerungseinrichtung bestimmt, dass der Kopfstützenvorderabschnitt sich nahe an dem Kopf befindet, wenn die Änderungsgröße der Kapazität den Schwellwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung eine Kapazitätsänderung pro Bewegungsdistanzeinheit des Kapazitätssensors zu einem vorbestimmten Zeitverlauf erfasst und den Schwellwert auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses ändert.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft allgemein ein Kopfstützengerät für ein Fahrzeug

Ein bekannter Sitz für ein Fahrzeug ist mit einem Mechanismus zur Bewegung einer Kopfstütze in eine Fahrzeugvorwärtsrichtung ausgerüstet, um den Kopf eines sitzenden Insassen im Falle einer Kollision von hinten zu stützen. Ein derartiger Fahrzeugsitz ist in der JP 2000-211410A und der JO 2003-54343A offenbart.

Wenn ein Aufprall einem Fahrzeug von hinten beaufschlagt wird, wird der obere Körperteil eines sitzenden Insassen an die Sitzrückenlehne mittels eines Sicherheitsgurtes festgehalten. Jedoch kann der Kopf des Insassen, der nicht festgehalten wird, nach vorne geschleudert werden und dann aufgrund einer Reaktionskraft zurückgeschoben werden. Zu diesem Zeitpunkt kann der Nacken des Insassen den Aufprall aufnehmen. Dann wird in diesem Fall die Kopfstütze in eine Bewegung in die Fahrzeugvorwärtsrichtung in Bezug auf die Sitzrückenlehne gebracht, um den Kopf des sitzenden Insassen zu schützen, wodurch der dem Nacken des Insassen beaufschlagte Aufprall reduziert wird.

In den Fällen, in denen die Kopfstütze sich in die Fahrzeugvorwärtsrichtung bewegt, ist ein Sensor zur Erfassung des Kopfs eines Insassen erforderlich, um die Kopfstütze in Reaktion auf die Position des Kopfs des Insassen zu stoppen. Beispielsweise ist, wie es in 9A gezeigt ist, ein Kapazitätssensor 102 zur Erfassung einer Kapazitätsänderung, die durch eine Annäherung eines erfassten Objekts bewirkt wird, an einer vorderen Oberfläche (d.h. eine Oberfläche, die dem Kopf des Insassen zugewandt ist) einer Kopfstütze 101 vorgesehen. Die Annäherung des erfassten Objekts kann auf der Grundlage einer Änderung in der Kapazität bestimmt werden, die durch den Kapazitätssensor 102 erfasst wird. Wie es in 9B gezeigt ist, wird, wenn die Kopfstütze 101 sich dem Kopf des Insassen annähert, ein von dem Kapazitätssensor 102 erfasster Kapazitätswert groß.

Dementsprechend wird bestimmt, dass die Kopfstütze 101 nahe an dem Kopf des Insassen positioniert ist.

In diesem Fall kann die Annäherung der Kopfstütze 101 an den Kopf des Insassen auf der Grundlage eines absoluten Werts des Kapazitätswerts erfasst werden. Jedoch kann ein Fehler in der Erfassung bewirkt werden, da die Kapazität leicht durch Temperatur und Feuchtigkeit beeinträchtigt wird. Beispielsweise können, wie es in 10 gezeigt ist, Charakteristiken des Kapazitätswerts und ein Abstand bzw. eine Distanz zu dem Kopf des Insassen (beispielsweise eine Distanz La und eine Distanz Lb, wie sie in 9A und 9B gezeigt sind) in Abhängigkeit von einer dielektrischen Kostante eines zwischen dem Kapazitätssensors 102 und dem Kopf des Insassen definierten Raums variieren.

Falls dann die Annäherung des Kapazitätssensors 102 an den Kopf des Insassen auf der Grundlage einer Änderungsgröße des Kapazitätswerts erfasst wird, kann der Effekt der Temperatur und der Feuchtigkeit reduziert werden. Die Änderungsgröße der Kapazität wird groß, wenn der Kapazitätssensor 102 sich dem Kopf des Insassen nähert. Somit wird, wenn ein vorbestimmter Schwellwert und die Änderungsgröße der Kapazität miteinander verglichen werden und gefunden wird, dass die Änderungsgröße der Kapazität den Schwellwert überschreitet, bestimmt, dass die Kopfstütze 101 nahe an dem Kopf des Insassen positioniert ist. Dementsprechend kann die Kopfstütze 101 in Reaktion auf die Position des Kopfs des Insassen gestoppt werden.

Jedoch kann in den Fällen, in denen die Annäherung des Kopfs des Insassen durch die Änderungsgröße in der Kapazität erfasst wird, die Einstellung lediglich eines Schwellwerts, wie es vorstehend beschrieben ist, einen Fehler in der Erfassung der Annäherung der Kopfstütze 101 an den Kopf des Insassen bewirken, da die Änderungsgröße der Kapazität in Bezug auf eine Bewegungsdistanz der Kopfstütze 101 in Abhängigkeit von dem Kapazitätszustand des Kapazitätssensors 102 variiert.

Wie es in 10 gezeigt ist, ist die Änderungsgröße der Kapazität pro Bewegungsdistanzeinheit in einer Position der Distanz Lb groß (d.h. eine Änderungsgröße ΔC2), wenn die dielektrische Konstante des Raums, der zwischen der Kopfstütze 101 und den Kopf des Insassen definiert ist, hoch ist. Dem gegenüber ist die Änderungsgröße der Kapazität pro Bewegungsdistanzeinheit in einer Position der Distanz Lb klein (d.h. eine Änderungsgröße ΔC1), wenn die dielektrische Kostante des Raums, der zwischen der Kopfstütze 101 und dem Kopf des Insassen definiert, niedrig ist. Dies liegt daran, dass der Kapazitätswert des Kapazitätssensors 103 proportional zu der dielektrischen Konstante des Raums zwischen der Kopfstütze 101 und dem Kopf des Insassen ist.

Falls daher der Schwellwert auf der Grundlage einer niedrigen dielektrischen Konstante spezifiziert wird (zu dem Zeitpunkt, zu dem die Änderungsgröße ΔC1 ist), kann bestimmt werden, dass der Kapazitätssensor 14 nahe an dem Kopf des Insassen positioniert ist, bevor ein Raum, genauer eine Distanz zwischen der Kopfstütze 101 und dem Kopf des Insassen die Distanz Lb in dem Falle einer hohen dielektrischen Kostante erreicht. Falls dementsprechend lediglich ein Schwellwert zur Erfassung der Annäherung der Kopfstütze 101 an den Kopf des Insassen spezifiziert ist, kann eine erfasste Position der Kopfstütze 101 nicht genau sein, was eine fehlerhafte Erfassung bewirken kann, dass die Kopfstütze 101 nahe an dem Kopf positioniert ist, trotz der Tatsache, dass die Kopfstütze 101 von dem Kopf entfernt positioniert ist.

Daher besteht ein Bedarf für ein Kopfstützengerät für ein Fahrzeug, dass in geeigneter Weise eine Annäherung eines Kopfstützenvorderabschnitts an dem Kopf eines Insassen erfassen kann.

Darstellung der Erfindung

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist ein Fahrzeugkopfstützengerät bzw. Kopfstützengerät für ein Fahrzeug auf: einen Kopfstützenhinterabschnitt, der durch eine Sitzrückenlehne gestützt wird, einen Kopfstützenvorderabschnitt, der zwischen einer vollständig geschlossenen Position, an der sich der Kopfstützenvorderabschnitt nahe an dem Kopfstützenhinterabschnitt befindet, und einer vollständig geöffneten Position bewegbar ist, an der sich der Kopfstützenvorderabschnitt von dem Kopfstützenhinterabschnitt entfernt befindet, eine Antriebseinrichtung zur Bewegung des Kopfstützenvorderabschnitts, einen Kapazitätssensor, der an dem Kopfstützenvorderabschnitt zur Erfassung einer Änderung in der Kapazität vorgesehen ist, die in Reaktion auf eine Distanz zu einem Kopf eines Insassen verursacht wird, und eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Antriebseinrichtung und zum Vergleich einer Änderungsgröße der Kapazität, die durch den Kapazitätssensor erfasst wird, mit einem vorbestimmten Schwellwert, wenn der Kopfstützenvorderabschnitt sich zu der vollständig geöffneten Position bewegt, wobei die Steuerungseinrichtung bestimmt, dass der Kopfstützenvorderabschnitt sich nahe an dem Kopf befindet, wenn die Änderungsgröße der Kapazität den Schwellwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung eine Kapazitätsänderung pro Bewegungsdistanzeinheit des Kapazitätssensors zu einem vorbestimmten Zeitverlauf erfasst und den Schwellwert auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses ändert.

Gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung wird der Schwellwert zur Erfassung einer Annäherung eines Kopfstützenvorderabschnitts an den Kopf eines Insassen auf der Grundlage der Kapazitätsänderung pro Bewegungsdistanzeinheit des Kapazitätssensors (d.h., des Kapazitätswerts des Kapazitätssensors zu diesem Zeitpunkt) zu vorbestimmten Zeitintervallen geändert. Somit wird ungeachtet des Kapazitätszustands des Kapazitätssensors eine Bewegungsdistanz des Kopfstützenvorderabschnitts konstant erfasst. Die Annäherung des Kopfstützenvorderabschnitts an den Kopf eines Insassen kann korrekt erfasst werden.

Kurze Beschreibung der Abbildungen der Zeichnungen
Die vorstehenden beschriebenen und zusätzlichen Merkmale und Charakteristiken der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlich. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Sitzes für ein Fahrzeug,
2A und 2B Seitenansichten zur Beschreibung eines Betriebs eines Kopfstützenvorderabschnitts,
3 ein Blockschaltbild einer elektrischen Struktur eines Fahrzeugkopfstützengerät,
4 eine Datentabelle zur Darstellung von Schwellwerten in Reaktion auf einen Kapazitätszustands eines Kapazitätssensors und einer Antriebsspannung eines Motors,
5A und 5B Flussdiagramme eines Prozesses, der durch das Fahrzeugkopfstützengerät ausgeführt wird,
6 ein Blockschaltbild zur Darstellung einer elektrischen Struktur des Fahrzeugkopfstützengeräts,
7 eine Datentabelle zur Darstellung von Schwellwerten in Reaktion auf den Kapazitätszustand des Kapazitätssensors und einer Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfstützenvorderabschnitts,
8 ein Flussdiagramm zur Beschreibung eines Prozesses, der durch das Fahrzeugkopfstützengerät ausgeführt wird,
9A und 9B Seitenansichten zur Beschreibung eines Betriebs eines Kopfstützenvorderabschnitts entsprechend einem Fahrzeugkopfstützengerät, und
10 ein Kennliniendiagram bzw. Charakteristikdiagram einer Distanz zwischen einem erfassten Objekt eines herkömmlichen Kapazitätssensors und einem Kapazitätswert.
Wege(e) zur Ausführung der Erfindung
Nachstehend ist ein erstes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes 1, bei dem eine Kopfstütze für ein Fahrzeug gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel angewandt ist. Der Fahrzeugsitz 1 ist auf einer Beifahrersitzseite eines Fahrzeugs angeordnet. Wie es in 1 gezeigt ist, weist der Fahrzeugsitz 1 ein Sitzpolster 2, eine Sitzrückenlehne 3, die durch das Sitzpolster 2 derart gestützt ist, dass diese relativ zu dem Sitzpolster 2 neigbar ist, und ein Fahrzeugkopfstützengerät 10 auf.
Das Kopfstützengerät 10 weist einen Kopfstützenhinterabschnitt 11, einen Kopfstützenvorderabschnitt 12, einen Motor 13, der als Antriebseinrichtung zur Bewegung des Kopfstützenvorderabschnitts 12 dient, einen Kapazitätssensor 14 und eine ECU (elektronische Steuerungseinheit) 20 auf, die als Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Antriebs des Motors 13 dient.
Wie es in 1 gezeigt ist, wird der Kopfstützenhinterabschnitt 11 durch eine Kopfstützenstrebe 5 gestützt, die an einem oberen Endabschnitt der Sitzrückenlehne 3 vorgesehen ist. Der Kopfstützenvorderabschnitt 12 ist zwischen einer vollständig geschlossenen Position 12A, die durch eine durchgezogene Linie in 1 gezeigt ist, in der der Kopfstützenvorderabschnitt 12 sich nahe an dem Kopfstützenhinterabschnitt 11 befindet, und einer vollständig geöffneten Position 12B bewegbar, die durch eine durch zwei Striche unterbrochene Linie in 1 dargestellt ist, in der der Kopfstützenvorderabschnitt 12 von dem Kopfstützenhinterabschnitt 11 entfernt ist. Wenn ein Fahrzeug sich in einem normalen Fahrzustand befindet, befindet sich der Kopfstützenvorderabschnitt 12 an der vollständig geschlossenen Position 12A.
Ein Antriebsmechanismus 15 ist zwischen dem Kopfstützenhinterabschnitt 11 und dem Kopfstützenvorderabschnitt 12 angeordnet. Der Antriebsmechanismus 15 wird durch den Antrieb des Motors 13 herausgefahren oder zurückgezogen, sodass der Kopfstützenvorderabschnitt 12 sich nahe an oder entfernt von dem Kopfstützenhinterabschnitt 11 bewegen kann.
Der Kapazitätssensor 14, der an dem Kopfstützenvorderabschnitt 12 vorgesehen ist, weist eine bekannte Struktur zur Erfassung einer Kapazitätsänderung auf, die in Reaktion auf einen Abstand zu einem erfassten Objekt verursacht wird. Bei dem Kapazitätssensor 14 steigt ein erfasster Kapazitätswert an, wenn das erfasste Objekt wie der Kopf eines Insassen sich dem Kapazitätssensor 14 annähert.
Die ECU 20 steuert den Motor 13 derart, dass der Kopfstützenvorderabschnitt 12 sich von der vollständig geschlossenen Position 12A zu der vollständig geöffneten Position 12B bewegt, in dem Fall einer Kollision von hinten und kehrt dann zu der ursprünglichen vollständig geschlossenen Position 12A zurück.
Zusätzlich erfasst die ECU 20 auf der Grundlage eines erfassten Signals aus dem Kapazitätssensor 14, dass der Kapazitätssensor 14 nahe an dem Kopf eines Insassen positioniert ist. Genauer vergleicht, wenn der Kopfstützenvorderabschnitt 12 sich von der vollständig geschlossenen Position 12A zu der vollständig geöffneten Position 12B bewegt, wie es in 2A und 2B gezeigt ist, die ECU 20 eine Änderungsgröße der Kapazität, die durch den Kapazitätssensor 14 erfasst wird, mit einem vorbestimmten Schwellwert. In dem Fall, in dem die erfasste Änderungsgröße größer als der Schwellwert ist, wird bestimmt, dass der Kopfstützenvorderabschnitt 12 nahe an dem Kopf eines Insassen positioniert ist. Die ECU 20 bringt dann den Kopfstützenvorderabschnitt 12 zum Stoppen an einer Stoppposition 12h, wie es in 2B gezeigt ist. Falls die Annäherung eines Kopfs eines Insassen nicht erfasst wird, bringt die ECU 20 den Kopfstützenvorderabschnitt 12 zur Bewegung zu der vollständig geöffneten Position 12B.
Nachstehend ist eine elektrische Struktur des Fahrzeugkopfstützengeräts 10 beschrieben. Wie es in 3 gezeigt ist, weist das Kopfstützengerät 10 die ECU 20, den Motor 13, der mit der ECU 20 verbunden ist, den Kapazitätssensor 14, eine Energieversorgungseinheit 16, einen Kollisionsbestimmungsabschnitt 17 und dergleichen auf.
Die ECU 20 weist eine CPU 21, eine Energieversorgungsschaltung 22, die mit der CPU 21 verbunden ist, eine Fahrzeuginformationseingangsschaltung 23, eine Motorantriebschaltung 24, eine Kapazitätssensorschaltung 25, einen Speicher 26 und dergleichen auf.
Die CPU 21 ist mit der Energieversorgungseinheit 16 mittels eines Zündschalters (IGSW) verbunden. Wenn der Zündschalter eingeschaltet wird, wird Energie aus der Energieversorgungseinheit 16 über die Energieversorgungsschaltung 22 zugeführt.
Weiterhin nimmt die CPU 21 Fahrzeuginformationen wie eine Fahrzeugannäherung von hinten aus dem Kollisionsbestimmungsabschnitt 17 über die Fahrzeuginformationseingangsschaltung 23 auf. Der Kollisionsbestimmungsabschnitt 17 ist mit einem (nicht gezeigten) Radar verbunden, der an einer Stoßstange an einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs vorgesehen ist. Der Kollisionsbestimmungsabschnitt 17 nimmt ein Signal aus dem Radar auf, um umfassend eine Relativgeschwindigkeit und eine Distanz zu einen nachfolgenden Fahrzeug sowie die Geschwindigkeit des vorliegenden Fahrzeugs auf. Die CPU 21 bestimmt, ob das nachfolgende Fahrzeug mit dem gegenwärtigen Fahrzeug kollidiert ist, oder ob das nachfolgende Fahrzeug dabei ist, gegen das vorliegende Fahrzeug zu kollidieren oder nicht. Dann wird das Bestimmungsergebnis zu der Fahrzeugsinformationseingangsschaltung 23 ausgegeben. Die CPU 21 ist mit dem Motor 13 mittels der Motorantriebsschaltung 24 verbunden, um den Motor 13 durch Steuerung der Motorantriebsschaltung 24 anzutreiben.
Die CPU 21 ist außerdem mit dem Kapazitätssensor 14 mittels der Kapazitätssensorschaltung 25 verbunden, um einen von dem Kapazitätssensor 14 erfassten Kapazitätswert aufzunehmen. Dann erfasst die CPU 21 einen Kapazitätszustand des Kapazitätssensors 14, d.h. eine Kapazitätsänderung pro Bewegungsdistanzeinheit. Die CPU 21 erfasst eine Kapazitätsänderung pro Bewegungsdistanzeinheit des Kapazitätssensors 14 zu einem vorbestimmten Zeitverlauf und ändert den Schwellwert auf der Grundlage des erfassten Ergebnisses.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ändert die CPU 21 den Schwellwert zu vorbestimmten Zeitintervallen und schreibt den Schwellwert in den Speicher 26. Wenn die CPU 21 erfasst, dass das nachfolgende Fahrzeug gegen das vorliegende Fahrzeug kollidiert ist, oder dass es dabei ist, gegen das vorliegende Fahrzeug zu kollidieren, bewegt die CPU 21 den Kopfstützenvorderabschnitt 12A in eine Fahrzeugvorwärtsrichtung und liest gleichzeitig in dem Speicher 26 gespeicherten Schwellwert aus, der dann zur Erfassung einer Annäherung des Kopfs eines Insassen durch den Kapazitätssensor 14 verwendet wird. Eine Änderung des Schwellwerts, die durch die CPU 21 ausgeführt wird, ist nachstehend beschrieben. Die Änderungsgröße der Kapazität bei Annäherung des Kapazitätssensors 14 an den Kopf eines Insassen variiert in Abhängigkeit von einem Kapazitätszustand des Kapazitätssensors 14. Somit erfasst die CPU 21 periodisch den Kapazitätszustand des Kapazitätssensors 14 und spezifiziert den Schwellwert auf der Grundlage dieses Erfassungsergebnisses.
Beispielsweise ist, falls eine dielektrische Konstante eines Raums, d.h. einer Distanz L in 2A, der bzw. die zwischen dem Kapazitätssensor 14 und dem Kopf des Insassen definiert ist, die Änderungsgröße in der Kapazität pro Bewegungsdistanzeinheit groß im Vergleich zu einem Fall, in dem die dielektrische Konstante des Raums unter einer Bedingung der selben Distanz, um die sich der Kopfstützenvorderabschnitt 12 bewegt, niedrig ist. Somit erfasst die CPU 21 die Kapazitätsänderung pro Bewegungsdistanzeinheit des Kapazitätssensors 14 vorab, um den Schwellwert auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses zu ändern. Da die Änderungsgröße in der Kapazität groß ist, wenn die dielektrische Konstante hoch ist, wird im Vergleich zu einem Fall, in dem die dielektrische Konstante niedrig ist, zu diesem Zeitpunkt der Schwellwert als hoch spezifiziert.
Weiterhin erfasst gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die CPU 21 eine Antriebsspannung des Motors 13 auf der Grundlage einer Spannung der Energieversorgungseinheit 16 und ändert den Schwellwert auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses. Da die Drehzahl des Motors 13 hoch ist, wenn die Antriebsspannung des Motors 13 hoch ist, steigt die Änderungsgröße der Kapazität des Kapazitätssensors 14 an.
Genauer spezifiziert die CPU 21 den Schwellwert beispielsweise auf der Grundlage einer in 4 gezeigten Datentabelle, die durch einen erfassten Kapazitätswert des Kapazitätssensors 14 und der Antriebsspannung des Motors 13 definiert ist. In 4 ist eine Beziehung von s < s2 < ... < s15 < s16. Wie es in 4 gezeigt ist, ist der Schwellwert derart spezifiziert, dass er ansteigt, wenn die Kapazität des Kapazitätssensors 14 und ebenfalls die Antriebsspannung des Motors 13 ansteigt.
Ein durch die ECU 20 des Fahrzeugkopfstützengeräts 10 durchgeführter Prozess ist nachstehend beschrieben. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel führt die CPU 21 der ECU 20 einen Prozess zur Änderung des Schwellwerts gemäß 5A zu vorbestimmten Zeitintervallen durch und führt ebenfalls einen Kopferfassungsprozess gemäß 5B während des Betriebs des Kopfstützenvorderabschnitts 12 durch.
Wie es in 5A gezeigt ist, bestimmt die CPU 21 in Schritt 100, ob eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die vorbestimmte Zeit nicht verstrichen ist, wiederholt die CPU 21 die Verarbeitung des Schritts 100. Wenn bestimmt wird, dass die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, geht die CPU 21 zu Schritt 110 über, in dem die Antriebsspannung des Motors 13 gemessen wird.
Danach geht die CPU 21 zu Schritt 120 über, in dem der Kapazitätswert des Kapazitätssensors 14 gemessen wird. Durch Erfassung des Kapazitätswerts des Kapazitätssensor 14 kann der Kapazitätszustand des Kapazitätssensors 14 zu diesem Zeitpunkt erfasst werden.
Dann geht die CPU 21 zu Schritt 130 über, in dem auf die in 4 gezeigte Datentabelle auf der Grundlage der in Schritt 110 erhaltenen Antriebsspannung des Motors 13 und des in Schritt 120 erhaltenen Kapazitätswerts des Kapazitätssensors 14 zugegriffen wird. Weiterhin geht die CPU 21 zu Schritt 140 über, in dem ein Schwellwert Th1, der aus der Datentabelle erhalten wird, als Schwellwert spezifiziert wird und dann in den Speicher 26 geschrieben wird.
Wie es in 5B gezeigt ist, bestimmt die CPU 21 in Schritt 22, ob der Kopfstützenvorderabschnitt 12 sich bewegt hat oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der Kopfstützenvorderabschnitt 12 sich nicht bewegt hat, wiederholt die CPU 21 den Prozess von Schritt 200. Wenn bestimmt wird, dass der Kopfstützenvorderabschnitt 12 sich bewegt hat, geht die CPU 21 zu Schritt 210 über, in dem der in dem Speicher 26 gespeicherte Schwellwert Th1 ausgelesen wird.
Danach geht die CPU 21 zu Schritt 220 über, in dem bestimmt wird, ob die durch den Kapazitätssensor 14 erfasste Änderungsgröße der Kapazität den Schwellwert Th1 in Zusammenhang mit der Bewegung des Kopfstützenvorderabschnitts 12 überschreitet oder nicht.
In den Fällen, in denen die Änderungsgröße den Schwellwert Th1 nicht überschreitet, wiederholt die CPU 21 die Verarbeitung von Schritt 220. In den Fällen, in denen die Änderungsgröße größer als der Schwellwert Th1 ist, geht die CPU 21 zu Schritt 230 über, in dem bestimmt wird, dass der Kopf eines Insassen erfasst wird, woraufhin der gegenwärtige Prozess beendet wird. Die Bewegung des Motors 13 zu der vollständig geöffneten Position 12B wird auf der Grundlage dieses Bestimmungsergebnisses gestoppt.
Während der Zündschalter des Fahrzeugs sich in der eingeschalteten Position befindet, wiederholt die ECU die Verarbeitungen von Schritt 100 bis Schritt 140 sowie von Schritt 200 bis 230.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel können die folgenden Wirkungen erhalten werden. Die CPU 21 ändert den Schwellwert zu vorbestimmten Zeitintervallen, bevor sich der Kopfstützenvorderabschnitt 12 bewegt. Somit wird der Schwellwert nicht während des Betriebs des Kopfstützenvorderabschnitts 12 geändert, wodurch eine prompte Erfassung des Kopfs eines Insassen erzielt wird.
Weiterhin wird der Schwellwert in Reaktion auf eine Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfstützenvorderabschnitts 12 spezifiziert, da der Schwellwert auf der Grundlage der Antriebsspannung des Motors 13 geändert wird. Auf diese Weise kann die Erfassungsgenauigkeit des Kapazitätssensors 14 verbessert werden.
Nachstehend ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. 6 zeigt ein Blockschaltbild einer elektrischen Struktur des Fahrzeugkopfstützengeräts 10. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu der Struktur des Kopfstützengeräts 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ein Geschwindigkeitssensor 18 mit der ECU 20 verbunden. Der Geschwindigkeitssensor 18 ist mit der CPU 21 mittels einer Geschwindigkeitserfassungssensorschaltung 27 verbunden, die in der ECU 20 vorgesehen ist. Der Geschwindigkeitssensor 18 zur Erfassung einer Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfstützenvorderabschnitts 12 weist eine bekannte Struktur auf, bei der ein Laserstrahl zu einem erfassten Objekt gerichtet wird, um dessen Geschwindigkeit anhand einer Änderung in der Frequenz einer reflektierten Welle zu messen. Mit einer derartigen Struktur erfasst die ECU 20 die Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfstützenvorderabschnitts 12.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich ein Verfahren zum Spezifizieren des Schwellwerts, der von der ECU 20 zur Erfassung einer Annäherung des Kopfstützenvorderabschnitts 12 einen Kopf eines Insassen verwendet wird, von demjenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ändert die ECU 20 den Schwellwert, wenn der Kopfstützenvorderabschnitt 12 beginnt, sich zu der vollständig geöffneten Position 12B hin zu bewegen. Die ECU 20 erfasst den Kapazitätswert des Kapazitätssensors 14, wenn der Kopfstützenvorderabschnitt 12 sich zu bewegen beginnt, und erfasst auf der Grundlage dieses erfassten Wertes den Kapazitätszustand, d.h. die Kapazitätsänderung pro Bewegungsdistanzeinheit des Kapazitätssensors 14. Die ECU 20 ändert den Schwellwert auf der Grundlage dieser erfassten Kapazitätsänderung pro Bewegungsdistanzeinheit. Zusätzlich ändert die ECU 20 den Schwellwert auf der Grundlage der Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfstützenvorderabschnitts 12.
Genauer spezifiziert die CPU 21 den Schwellwert beispielsweise auf der Grundlage einer in 7 gezeigten Datentabelle, die durch einen erfassten Kapazitätswert des Kapazitätssensors 14 und durch eine Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfstützenvorderabschnitts 12 definiert ist. In 7 ist eine Beziehung von t < t2 ... < t15 < t16 definiert. Wie es in 7 gezeigt ist, wird der Schwellwert derart spezifiziert, dass er mit Ansteigen der Kapazität des Kapazitätssensors 14 und ebenfalls der Bewegungsgeschwindigkeit des Motors 13 ansteigt.
Nachstehend ist ein durch die ECU 20 des Fahrzeugkopfstützengeräts 10 durchgeführter Prozess beschrieben. Wie es in 8 gezeigt ist, bestimmt in Schritt 300 die CPU 21 der ECU 20, ob der Kopfstützenvorderabschnitt 12 sich bewegt hat oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der Kopfstützenvorderabschnitt 12 sich nicht bewegt hat, wiederholt die CPU 21 den Prozess von Schritt 300. Wenn bestimmt wird, dass der Kopfstützenvorderabschnitt 12 sich bewegt hat, geht die CPU 21 zu Schritt 310 über, in dem eine Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfstützenvorderabschnitts 12 durch den Geschwindigkeitssensor 18 gemessen wird. Dann geht die CPU 21 zu Schritt 320 über, in dem der Kapazitätswert des Kapazitätssensors 14 ausgelesen wird. Die CPU 21 geht zu Schritt 330 über, in dem auf eine in 7 gezeigte Datentabelle zugegriffen wird. Die CPU 21 geht dann zu Schritt 340 über, in dem ein Schwellwert Th2 auf der Grundlage der in Schritt 310 erfassten Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfstützenvorderabschnitts 12 und des in Schritt 320 erfassten Kapazitätswert des Kapazitätssensors 14 spezifiziert wird.
Die CPU 21 geht zu Schritt 350 über, in dem bestimmt wird, ob die Änderungsgröße der Kapazität des Kapazitätssensors 14 den Schwellwert Th2 in Zusammenhang mit der Bewegung des Kopfstützenvorderabschnitts 12 überschreitet oder nicht.
Wenn die vorstehend beschriebene Änderungsgröße nicht größer als der Schwellwert Th2 ist, wiederholt die CPU 21 den Prozess von Schritt 350. Wenn die Änderungsgröße größer als der Schwellwert Th2 ist, geht die CPU 21 zu Schritt 360 über, in dem eine Erfassung eines Kopfs bestimmt wird, wodurch der gegenwärtige Prozess beendet wird. Der Kopfstützenvorderabschnitt 12 wird auf der Grundlage der Bestimmungsergebnisse in der Bewegung zu der vollständig geöffneten Position 12B gestoppt.
Während der Zündschalter des Fahrzeugs sich in der eingeschalteten Position befindet, wiederholt die ECU 20 den Prozess von Schritt 300 zu 360. Das zweite Ausführungsbeispiel kann die folgenden Wirkungen erzielen.
Die CPU 21 ändert den Schwellwert, wenn der Kopfstützenvorderabschnitt 12 beginnt, sich zu der vollständig geöffneten Position 12B zu bewegen. Somit kann der Schwellwert in Reaktion auf den Kapazitätszustand des Kapazitätssensors 14 zu diesem Zeitpunkt spezifiziert werden.
Weiterhin kann eine Annäherung des Kopfs eines Insassen ungeachtet der Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfstützenvorderabschnitts 12 erfasst werden, da der Schwellwert auf der Grundlage der Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfstützenvorderabschnitts 12 geändert wird. Die Erfassungsgenauigkeit des Kapazitätssensors 14 kann daher verbessert werden.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele können wie nachstehend beschrieben modifiziert werden.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird der zur Erfassung einer Annäherung des Kopfstützenvorderabschnitts 12 an den Kopf eines Insassen verwendete Schwellwert zu vorbestimmten Zeitintervallen geändert. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird der Schwellwert geändert, wenn der Kopfstützenvorderabschnitt 12 beginnt, sich zu bewegen. Jedoch ist stattdessen der Zeitverlauf, der zur Änderung des Schwellwerts erforderlich ist, nicht auf die vorstehend beschriebenen begrenzt. Beispielsweise kann der Schwellwert geändert werden, wenn ein Winkel der Rückenlehne 3 geändert wird oder wenn bestimmt wird, dass die Körperhaltung eines Insassen geändert wird.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird der Schwellwert zu vorbestimmten Zeitintervallen geändert. Jedoch kann der Schwellwert stattdessen geändert werden, wenn der Kopfstützenvorderabschnitt 12 beginnt, sich zu bewegen. In diesem Fall kann der Schwellwert entweder unmittelbar vor oder nach dem Betrieb des Kopfstützenvorderabschnitts 12 geändert werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel wird die Antriebsspannung des Motors 13 auf der Grundlage einer Spannung der Energieversorgungseinheit 16 erfasst. Jedoch kann die Antriebsspannung des Motors 13 durch andere Verfahren erfasst werden. Die Antriebsspannung des Motors 13 kann ebenfalls direkt erfasst werden.
Der zur Erfassung einer Annäherung des Kopfstützenvorderabschnitts 12 an den Kopf eines Insassen verwendete Schwellwert wird auf der Grundlage des Kapazitätszustands des Kapazitätssensors 14 und der Antriebsspannung des Motors 13 gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel oder auf der Grundlage des Kapazitätszustands des Kapazitätssensors 14 und der Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfstützenvorderabschnitts 12 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel spezifiziert. Jedoch kann in beiden Fällen der Schwellwert lediglich auf der Grundlage des Kapazitätszustands des Kapazitätssensors 14 erfasst werden. Selbst in diesem Fall kann die Bewegungsdistanz des Kopfstützenvorderabschnitts 12 mit einem hohen Genauigkeitsgrad erfasst werden, und kann eine Annäherung des Kopfstützenvorderabschnitts 12 an den Kopf eines Insassen in geeigneter Weise erfasst werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfstützenvorderabschnitts 12 durch den Geschwindigkeitssensor 18 erfasst. Jedoch kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfstützenvorderabschnitts 12 durch andere Verfahren erfasst werden. Beispielsweise kann ein Positionserfassungssensor zur Erfassung einer Position des Kopfstützenvorderabschnitts 12 vorgesehen sein, um eine Geschwindigkeit des Kopfstützenvorderabschnitts 12 auf der Grundlage einer Bewegung einer Position des Kopfstützenvorderabschnitts 12 zu erfassen.
Gemäß den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen wird der Kopfstützenvorderabschnitt 12 durch den Motor 13 in Bewegung versetzt. Jedoch kann der Kopfstützenvorderabschnitt 12 zum Betrieb in anderer Weise aufgebaut sein, solange wie der Kopfstützenvorderabschnitt 12 zwischen der vollständig geschlossenen Position 12A und der vollständig geöffneten Position 12B bewegbar ist. Beispielsweise kann der Betrieb des Kopfstützenvorderabschnitts 12 durch eine Federbauart oder eine Elektromagnetbauart (Solenoidbauart) erzielt werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen wird der Fahrzeugsitz 1, der mit dem Kopfstützengerät 10 ausgerüstet ist, bei einem Beifahrersitz eines Fahrzeugs angewandt. Jedoch kann der Fahrzeugsitz 1 bei einem Fahrersitz, einen Rücksitz oder einem anderen Sitz des Fahrzeugs angewandt werden.
Ein Fahrzeugkopfstützengerät (10) weist auf: einen Kopfstützenhinterabschnitt (11), einen Kopfstützenvorderabschnitt (12), der zwischen einer vollständig geschlossenen Position (12A) und einer vollständig geöffneten Position (12B) bewegbar ist, eine Antriebseinrichtung (13) zur Bewegung des Kopfstützenvorderabschnitts, einem Kapazitätssensor (14), der an dem Kopfstützenvorderabschnitt vorgesehen ist, und einer Steuerungseinrichtung (20) zur Steuerung der Antriebseinrichtung und zum Vergleich einer Änderungsgröße der Kapazität mit einem vorbestimmten Schwellwert, wenn der Kopfstützenvorderabschnitt sich zu der vollständig geöffneten Position bewegt, wobei die Steuerungseinrichtung bestimmt, dass der Kopfstützenvorderabschnitt sich nahe an dem Kopf befindet, wenn die Änderungsgröße der Kapazität den Schwellwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung eine Kapazitätsänderung pro Bewegungsdistanzeinheit des Kapazitätssensors zu einem vorbestimmten Zeitverlauf erfasst und den Schwellwert auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses ändert.

Claims

Fahrzeugkopfstützengerät (10) mit einem Kopfstützenhinterabschnitt (11), der durch eine Sitzrückenlehne (3) gestützt wird, einem Kopfstützenvorderabschnitt (12), der zwischen einer vollständig geschlossenen Position (12A), an der sich der Kopfstützenvorderabschnitt nahe an dem Kopfstützenhinterabschnitt befindet, und einer vollständig geöffneten Position (12B) bewegbar ist, an der sich der Kopfstützenvorderabschnitt von dem Kopfstützenhinterabschnitt entfernt befindet, einer Antriebseinrichtung (13) zur Bewegung des Kopfstützenvorderabschnitts, einem Kapazitätssensor (14), der an dem Kopfstützenvorderabschnitt zur Erfassung einer Änderung in der Kapazität vorgesehen ist, die in Reaktion auf eine Distanz zu einem Kopf eines Insassen verursacht wird, und einer Steuerungseinrichtung (20) zur Steuerung der Antriebseinrichtung und zum Vergleich einer Änderungsgröße der Kapazität, die durch den Kapazitätssensor erfasst wird, mit einem vorbestimmten Schwellwert, wenn der Kopfstützenvorderabschnitt sich zu der vollständig geöffneten Position bewegt, wobei die Steuerungseinrichtung bestimmt, dass der Kopfstützenvorderabschnitt sich nahe an dem Kopf befindet, wenn die Änderungsgröße der Kapazität den Schwellwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung eine Kapazitätsänderung pro Bewegungsdistanzeinheit des Kapazitätssensors zu einem vorbestimmten Zeitverlauf erfasst und den Schwellwert auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses ändert.
Fahrzeugkopfstützengerät (10) nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinrichtung (20) den Schwellwert zu vorbestimmten Zeitintervallen ändert.
Fahrzeugkopfstützengerät (10) nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinrichtung (20) den Schwellwert ändert, wenn der Kopfstützenvorderabschnitt beginnt, sich zu der vollständig geöffneten Position zu bewegen.
Fahrzeugkopfstützengerät (10) nach Anspruch 2, wobei die Steuerungseinrichtung (20) den Schwellwert auf der Grundlage einer Antriebsspannung der Antriebseinrichtung ändert.
Fahrzeugkopfstützengerät (10) nach Anspruch 3, wobei die Steuerungseinrichtung (20) den Schwellwert auf der Grundlage einer Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfstützenvorderabschnitts ändert.
Fahrzeugkopfstützengerät (10) nach Anspruch 4, wobei der Schwellwert auf der Grundlage einer Datentabelle geändert wird, die durch einen durch den Kapazitätssensor erfassten Kapazitätswert und der Antriebsspannung definiert ist.
Fahrzeugkopfstützengerät (10) nach Anspruch 6, wobei der Schwellwert derart spezifiziert ist, dass er mit Anstieg der Antriebsspannung ansteigt.
Fahrzeugkopfstützengerät (10) nach Anspruch 5, wobei der Schwellwert auf der Grundlage einer Datentabelle geändert wird, die durch einen durch den Kapazitätssensor erfassten Kapazitätswert und der Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfstützenvorderabschnitts definiert ist.
Fahrzeugkopfstützengerät (10) nach Anspruch 8, wobei der Schwellwert derart spezifiziert ist, dass er mit Anstieg der Bewegungsgeschwindigkeit ansteigt.