JP2006182276A

JP2006182276A - ヘッドレスト制御装置

Info

Publication number: JP2006182276A
Application number: JP2004380126A
Authority: JP
Inventors: Fumitoshi Akaike; 文敏赤池; Kiyonari Nishimura; 聖也西村; Tomokazu Moriyama; 朋和森山; Kiyoyoshi Matsubayashi; 清佳松林
Original assignee: Toyota Boshoku Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2024-12-28
Also published as: JP4675621B2

Abstract

【課題】衝突予測あるいは衝突が検知されるとヘッドレストを車両の後方衝突に対応できる位置に短時間で移動させることを可能とする。
【解決手段】ヘッドレストを前後方向へ移動させるヘッドレスト駆動機構３０と、着座者の頭部とヘッドレストとの間の距離を検知可能な距離検知手段（ヘッドレストセンサ４０）と、衝突または衝突予測の検知が可能な衝突検知手段（衝突予測手段４３）と、ヘッドレスト駆動機構３０を作動させて着座者の頭部とヘッドレストとの間の距離を制御する制御手段４４とを備え、制御手段４４は距離検知手段からの検知信号に基づき、ヘッドレスト駆動機構３０を作動させてヘッドレストを車両の後方衝突に対処可能な所定位置に移動させる第１の制御手段４４Ａと、衝突検知手段からの検知信号に基づき、ヘッドレスト駆動機構３０を作動させてヘッドレストを所定位置よりも頭部に近づいた近接位置に移動させる第２の制御手段４４Ｂとを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用シートのヘッドレストを前後方向へ移動させることで、シート着座者の頭部とヘッドレストとの間の距離を制御することが可能なヘッドレスト制御装置に関する。

この種のヘッドレスト制御に関する技術は、例えば特許文献１に開示されている。この技術では、ヘッドレストを前方へ移動させることが可能なヘッドレスト駆動部を備えている。また、車両の後方衝突を所定の時間前（例えば衝突の1.0秒前）に予測する衝突予測センサを備えている。このセンサから予測信号が制御部に入力されると、制御部からヘッドレスト駆動部へ制御信号が発信される。これにより、後方衝突が予測された場合にヘッドレストをシート着座者の頭部に近づけ、後方衝突時の反動でシート着座者の上半身が後に倒れたとき、その頸部にかかる負担を和らげる、といった性能を果たす。なお、車両を通常に運転している状態でのヘッドレストとシート着座者の頭部との前後方向の距離は、比較的大きく確保されている。
特開２００４−９８９１号公報

特許文献１に開示されている技術では、衝突予測センサからの検知信号を受けた後、シート着座者の頭部から大きく離れた位置にあるヘッドレストを、頭部に向けて移動させる必要がある。これでは、ヘッドレストを、後方衝突が予測されてから衝突に対処可能な位置に移動させるまでに時間がかかる。そのため、衝突予測の検知タイミングを早めに設定し、あるいは、ヘッドレスト駆動部の駆動源であるモータなどなどを大容量にしてヘッドレストの移動速度を速くする、といった対策を要する。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、衝突予測あるいは衝突が検知されると、ヘッドレストを車両の後方衝突に対応できる位置に短時間で移動させることを可能とすることである。

本発明は、上記の目的を達成するためのもので、以下のように構成されている。
すなわち、車両用シートのヘッドレストを前後方向へ移動させることが可能なヘッドレスト駆動機構と、ヘッドレストの移動方向に関するシート着座者の頭部とヘッドレストとの間の距離を検知可能な距離検知手段と、衝突もしくは衝突予測の検知が可能な衝突検知手段と、ヘッドレスト駆動機構を作動させてシート着座者の頭部とヘッドレストとの間の距離を制御する制御手段とを備えたヘッドレスト制御装置であって、前記制御手段は、第１の制御手段と第２の制御手段とを有する。第１の制御手段は、距離検知手段からの検知信号に基づき、ヘッドレスト駆動機構を作動させて、ヘッドレストを車両の後方衝突に対処可能な所定位置に移動させさせる。第２の制御手段は、衝突検知手段からの検知信号に基づき、ヘッドレスト駆動機構を作動させてヘッドレストを所定位置よりもシート着座者の頭部に近づいた近接位置に移動させる。

この構成によれば、通常でも車両の後方衝突に対処可能な所定位置にあるヘッドレストを、衝突予測あるいは衝突が検知されたときには、シート着座者の頭部に近づいた近接位置に移動させることができる。つまり、ヘッドレストを短時間で車両の後方衝突に対応できる位置に移動させることができる。これにより、例えば衝突予測の検知タイミングを衝突の直前に設定でき、あるいは、逆に検知タイミングを従前どおりにした場合、ヘッドレストの移動速度が低速で済み、ヘッドレスト駆動機構のモータなどを小容量にできる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて説明する。
図１は、車両用シートを表した側面図である。この図面で示すように、シート１０はシートクッション１２およびシートバック１４によって構成されている。ヘッドレスト２０は、シートバック１４の上面中央付近に装着されている。つまり、ヘッドレスト２０は、その下面から下向きに突出した一対の脚部２６を備え、これらの脚部３８がシートバック１４内のフレーム（図示省略）に連結される。

図２は、ヘッドレスト２０を拡大して表した側面図である。このヘッドレスト２０は、前面側のヘッドレスト要素２１と、背面側のヘッドレスト要素２２とに分割されている。また、ヘッドレスト２０の内部には、ヘッドレスト駆動機構３０が組み込まれている。この駆動機構３０を作動させることにより、前面側のヘッドレスト要素２１を背面側のヘッドレスト要素２２に対して車両の前後方向へ往復移動させることができる。すなわち、ヘッドレスト要素２１は、両ヘッドレスト要素２１，２２の分割ラインが互いに接合した後退位置（図２の仮想線）と、その斜め上前方の前進位置（図２の実線）との間を移動することができる。このヘッドレスト要素２１を移動させることにより、図１で示すシート着座者Ｈの頭部とヘッドレスト２０との間の距離Ｌを制御することが可能となる。

図２で示すように、前面側のヘッドレスト要素２１は、その両側部から背面側のヘッドレスト要素２２に向けて張り出した遮蔽部材２４をそれぞれ備えている。これらの遮蔽部材２４は、ヘッドレスト要素２２の内側に入り込んで重合している。この重合代は、ヘッドレスト要素２１が図２の実線で示す前進位置に移動した状態でも、両ヘッドレスト要素２１，２２の分割ライン間を被うように設定されている。なお、ヘッドレスト２０の上面側においては、両遮蔽部材２４の間を被う遮蔽シート（図示省略）が設けられる。この遮蔽シートは、ヘッドレスト要素２１の移動によって柔軟に変形できる樹脂フィルムなどが使用されている。これにより、ヘッドレスト要素２１が後退位置から前進位置に移動、もしくは移動中においても、ヘッドレスト２０の内部が見えないように隠され、かつ、内部に異物が入ることが防止される。

図３は、ヘッドレスト駆動機構３０の構造を表した外観斜視図である。この図面によって駆動機構３０の構成を簡単に説明する。
まず、駆動機構３０は、前後一対のベース３１，３２が左右一対のＸ状のリンク３４で連結された構成となっている。一方のベース３１が前面側のヘッドレスト要素２１内に結合され、他方のベース３２が背面側のヘッドレスト要素２２内に結合される。また、一対のリンク３４は、それぞれ二つのリンク部材３５，３６からなり、これらのリンク部材３５，３６の中間部が回動可能に連結されている。そして、これらのリンク部材３５，３６の両端部は、両ベース３１，３２の両側に一体に設けられた側部３１ａ，３２ａにそれぞれ連結されている。

具体的には、一対のリンク３４における一方のリンク部材３５については、個々の前端部（下端部）がベース３１の側部３１ａにピン３５ａによって回動可能に連結され、個々の後端部（上端部）がベース３２の側部３２ａにピン３５ｂによって回動可能に連結されている。一対のリンク３４における他方のリンク部材３６については、個々の前端部（上端部）および後端部（下端部）が軸３６ａ，３６ｂによって相互に結合されている。一方の軸３６ａの両端部は、ベース３１の側部３１ａに形成された縦長のガイド孔３１ｂにスライド可能に連結され、他方の軸３６ｂの両端部は、ベース３２の側部３２ａに形成された縦長のガイド孔３２ｂにスライド可能に連結されている。

背面側のベース３２は、駆動機構３０の駆動源である電動ユニット３８を備えている。この電動ユニット３８のモータ３８ａはベース３２の内側に取り付けられている。また、モータ３８ａの駆動軸は、ボールネジ部３８ｂを通じてリンク３４の軸３６ｂに連結されている。このボールネジ部３８ｂの機能により、モータ３８ａ（駆動軸）の正逆回転が軸３６ｂの昇降動作に変換される。したがって、電動ユニット３８の駆動制御に基づき、Ｘ状の両リンク３４がパンタグラフのような動きをし、ベース３１がベース３２に対して近づいたり離れたりする。この結果、ヘッドレスト要素２１が、後退位置と前進位置との間を円弧状の軌跡を描いて移動することとなる。

図４は、ヘッドレスト制御装置のブロック図である。この図面で示すヘッドレストセンサ４０は、前面側のヘッドレスト要素２１における表皮内側に設けられた可撓性を有する薄板状の静電容量センサであって（図２）、シート着座者Ｈの頭部との相対位置（距離Ｌ）を非接触状態で検知することができる。したがって、このヘッドレストセンサ４０は、本発明における「距離検知手段」に相当する。シートベルトスイッチ４２は、シート着座者Ｈがシートベルト（図示省略）を装着したことを検知するスイッチである。また、衝突予測手段４３は、プリクラッシュシセーフティステムにおいて、自車両と後方車両との車間距離や相対速度などに基づいて後方衝突を予測し、その旨の検知信号を制御手段４４に発信する。この衝突予測手段４３と、車両の後方衝突を検知する衝突センサ（図示省略）とを含めた概念が、本発明の「衝突検知手段」に相当する。

制御手段４４は、ヘッドレストセンサ４０からの検知信号に基づいて、ヘッドレスト駆動機構３０を作動させるための制御を行う第１の制御手段４４Ａと、衝突予測手段４３からの検知信号に基づいて、ヘッドレスト駆動機構３０を作動させるための制御を行う第２の制御手段４４Ｂとを有する。つまり、制御手段４４からの制御信号に基づいて、電動ユニット３８のモータ３８ａが正逆回転する。なお、ヘッドレストセンサ４０（静電容量センサ）、シートベルトスイッチ４２および衝突予測手段４３は周知の技術であるため、これらの構成の詳細な説明は省略する。

図５は、ヘッドレスト２０とシート着座者Ｈの頭部との距離Ｌ（mm）を示す説明図である。この図における「通常位置」はヘッドレスト２０が頭部から充分に離れた位置であり、「適正位置」はヘッドレスト２０が車両の後方衝突に対処可能にシート着座者Ｈの頭部に近づいた位置であって、本発明の所定位置に相当する。また、「最適位置」はヘッドレスト２０が所定位置よりも、さらにシート着座者Ｈの頭部に近づいた位置であって、本発明の近接位置に相当する。なお、図５で示す矢印Ｆ，Ｒと図２の矢印Ｆ，Ｒとは、対応させている。

図６，７は、第１の制御手段４４Ａによってヘッドレスト２０（ヘッドレスト要素２１）を適正位置（所定位置）へ移動調整するための制御処理を表したフローチャートである。これらのフローチャートに示されている制御処理は、例えばイグニッションスイッチ（図示省略）がオンになると開始され、その後は一定の時間間隔で実行されるものとする。これらのフローチャートで示されているＮ1，Ｎ2，Ｎ3は、ヘッドレスト２０とシート着座者Ｈの頭部との距離Ｌを予め定めた所定値であって、それぞれの大きさは（Ｎ1＜Ｎ3＜Ｎ2）の関係に設定されている。なお、図７のフローチャートで示されるＣ１，Ｃ２はカウンタ変数であって、デフォルト値は「０」である。

まず、図６で示す制御フローについて説明する。図６のステップＳ１において、シートベルトスイッチ４２からオン信号が入っているか否かを判断する。この判断結果に基づき、シートベルトスイッチ４２がオフの場合は、車両の走行が予定されていないものとし、そのまま処理を終える（リターンする）。これに対し、シートベルトスイッチ４２がオンであれば、ステップＳ４に移行してヘッドレストセンサ４０からの検知信号を読み込み、ヘッドレスト２０（ヘッドレスト要素２１）とシート着座者Ｈの頭部との距離Ｌを検知する。なお、シートベルトスイッチ４２は、車両の走行が予定されているか否かを検知するものであるから、これをシートクッション１２に設けられた着座センサなどに代えることもできる。

つづいて、ステップＳ５において距離Ｌが所定値Ｎ1以下であるか否かを判断する。この判断結果により、距離Ｌが所定値Ｎ1以下の場合は、ステップＳ６において駆動機構３０に作動信号を発信し、距離Ｌが所定値Ｎ3となるまでヘッドレスト要素２１を図２の矢印Ｒ方向（後方向）へ移動させる。

ステップＳ５での判断の結果、距離Ｌが所定値Ｎ1を超えている場合は、ステップＳ７において距離Ｌが所定値Ｎ2以上であるか否かを判断する。この判断結果において、距離Ｌが所定値Ｎ2以上の場合は、ステップＳ８に移行して距離Ｌが所定値Ｎ3となるまでヘッドレスト要素２１を図２の矢印Ｆ方向（前方向）へ移動させる。また、ステップＳ７での判断結果において、距離Ｌが所定値Ｎ2未満の場合、そのまま処理を終える（リターンする）。このステップＳ５以降の処理により、距離Ｌが所定値Ｎ1を超え、かつ、所定値Ｎ2未満の領域にあるときは、ヘッドレスト要素２１を移動させない。したがって、その領域内でシート着座者Ｈの頭部が動いても、その都度、ヘッドレスト要素２１が移動するといった煩わしさが解消される。

つぎに、図７で示す制御フローについて説明する。図７のフローチャートは、図６のフローチャートにおけるステップＳ５，Ｓ６の間、およびステップＳ７，Ｓ８の間に制御処理のカウンタが予め定めた基準値に達しているか否かの判定処理を追加したものである。そこで、図６のフローチャートと同じ処理については、それぞれのステップに同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図７のステップＳ５において、距離Ｌが所定値Ｎ1以下であると判断された場合は、ステップＳ５-1に移行する。このステップＳ５-1において、カウンタ変数Ｃ１を「０」とし、かつ、カウンタ変数Ｃ２に「１」を加算する。その後、ステップＳ５-2において、カウンタ変数Ｃ２についての判定が行われる。その結果、カウンタ変数Ｃ２が「５」（予め定めた基準値）以上である場合には、ステップＳ６に移行し、既に述べたように距離Ｌが所定値Ｎ3となるまでヘッドレスト要素２１を矢印Ｒ方向へ移動させる。また、カウンタ変数Ｃ２が「５」未満の場合は、そのまま処理を終える（リターンする）。

図７のステップＳ７において、距離Ｌが所定値Ｎ2以上であると判断された場合、ステップＳ７-1に移行する。ここで、カウンタ変数Ｃ１に「１」を加算し、かつ、カウンタ変数Ｃ２を「０」とした後、ステップＳ７-2において、カウンタ変数Ｃ１についての判定が行われる。その結果、カウンタ変数Ｃ１が「５」以上である場合には、ステップＳ８に移行し、既に述べたように距離Ｌが所定値Ｎ3となるまでヘッドレスト要素２１を矢印Ｆ方向へ移動させる。ステップＳ７-2の判定結果においても、カウンタ変数Ｃ１が「５」未満の場合は、そのまま処理を終える（リターンする）。

したがって、図７で示す制御フローによれば、その処理が５回以上連続してカウントされない限り、ヘッドレスト要素２１を矢印Ｒ，Ｆいずれの方向へも移動させない。すなわち、ヘッドレスト駆動機構３０を作動させるための情報が、一定時間内に一定回数だけ得られた場合にのみ、この駆動機構３０を作動させるように制御する。その結果、シート着座者Ｈの頭部が瞬間的に動いただけでは、それに反応してヘッドレスト要素２１が移動することはない。

車両の後退走行に際しては、ヘッドレスト２０を後方に位置させている方が振り返り姿勢での運転の障害にならず、好ましい。そこで、図６，７いずれの移動制御においても、リバースシフトの信号を検知したときは、ヘッドレスト要素２１を図２の矢印Ｒ方向へ移動させて後退位置に保持する。また、図６，７におけるステップＳ８の処理中であれば、ヘッドレスト要素２１の移動を停止した後、ヘッドレスト要素２１を速やかに矢印Ｒ方向へ移動させて後退位置に保持する。

図８は、第２の制御手段４４Ｂによってヘッドレスト２０（ヘッドレスト要素２１）を後方衝突に対する最適位置（頭部への近接位置）へ移動調整するための制御処理を表したフローチャートである。この図面において、Ｎ4は図６，７のＮ1〜Ｎ3と同様にヘッドレスト２０とシート着座者Ｈの頭部との距離Ｌを予め定めた所定値であって、（Ｎ4＜Ｎ1）に設定されている。また、図８で示す制御処理は、図６または図７で示す制御処理に対して所定の時間間隔で交互に実行されるものとする。

図８で示すステップＳＴ１において、衝突予測手段４３から予測信号が入っているか否かを判断する。この判断結果に基づき、予測信号が入っていなければ、そのまま処理を終える（リターンする）。これに対し、予測信号が入っているときは、ステップＳＴ２に移行し、ヘッドレスト２０（ヘッドレスト要素２１）を図２の矢印Ｆ方向（前方向）へ移動させるための信号をヘッドレスト駆動機構３０に発信する。

つづいて、ステップＳＴ３において距離Ｌが所定値Ｎ4以下であるか否かを判断する。この判断結果により、距離Ｌが所定値Ｎ4以下の場合は、ステップＳＴ４に移行して駆動機構３０の作動を停止する信号を発信し、ヘッドレスト２０（ヘッドレスト要素２１）の移動を止めて処理を終える（リターンする）。なお、ステップＳＴ３において距離Ｌが所定値Ｎ4を超えていると判定された場合は、そのまま処理を終える（リターンする）。

本実施の形態におけるヘッドレスト制御装置によれば、平常時においては第１の制御手段４４Ａにより、ヘッドレスト２０とシート着座者Ｈの頭部との距離ＬがＮ3前後となるようにヘッドレスト要素２１が移動制御され、ヘッドレスト２０が適正位置に保持されている。そして、衝突予測手段４３からの予測信号が検知された場合は、第２の制御手段４４Ｂにより、ヘッドレスト要素２１を距離ＬがＮ3の前後位置からシート着座者Ｈの頭部に向けて移動させる。このため、短時間でヘッドレスト２０（ヘッドレスト要素２１）を距離ＬがＮ4の最適位置に移動させることができる。結果として、後方衝突が予測された場合は、衝突時におけるシート着座者の頸部にかかる負担を和らげるための対応が素早く行われる。

このように、ヘッドレスト２０を短時間で最適位置に移動させることができるので、衝突予測手段４３による検知タイミングを、これまでの衝突1.0秒前から衝突0.5秒前といった衝突の直前に設定することが可能となる。さらには、前記のように衝突予測手段４３を衝突センサ（図示省略）に代えることも可能である。その場合は、図８のステップＳＴ１において、衝突予測手段４３からの予測信号に代えて衝突センサからの信号に基づく判断とする。これに対し、衝突予測手段４３による検知タイミングを、これまでの衝突1.0秒前程度に設定した場合、ヘッドレスト要素２１の移動速度、つまり駆動機構３０の作動速度が低速で済み、電動ユニット３８のモータ３８ａを小容量にできる。

以上は本発明を実施するための最良の形態を図面に関連して説明したが、この実施の形態は本発明の趣旨から逸脱しない範囲で容易に変更または変形できるものである。
例えば、以上の説明では、ヘッドレスト２０の一部であるヘッドレスト要素２１を移動させているが、ヘッドレスト２０あるいは駆動機構３０の形式によっては、ヘッドレスト２０そのものを移動制御することも可能である。
また、図８のフローチャートで示す制御は、図６または図７のフローチャートで示す制御に対する割り込み処理によって実行することも可能である。

車両用シートを表した側面図ヘッドレストを拡大して表した側面図ヘッドレスト駆動機構の構造を表した外観斜視図ヘッドレスト制御装置のブロック図ヘッドレストとシート着座者の頭部との距離を示す説明図ヘッドレストを適正位置へ移動調整するための制御処理を示した一つのフローチャートヘッドレストを適正位置へ移動調整するための制御処理を示した別のフローチャートヘッドレストを最適位置へ移動調整するための制御処理を表したフローチャート

符号の説明

１０シート
２０ヘッドレスト
３０ヘッドレスト駆動機構
４０ヘッドレストセンサ（距離検知手段）
４３衝突予測手段（衝突検知手段）
４４制御手段
４４Ａ第１の制御手段
４４Ｂ第２の制御手段
Ｈシート着座者
Ｌ距離

Claims

車両用シートのヘッドレストを前後方向へ移動させることが可能なヘッドレスト駆動機構と、ヘッドレストの移動方向に関するシート着座者の頭部とヘッドレストとの間の距離を検知可能な距離検知手段と、衝突もしくは衝突予測の検知が可能な衝突検知手段と、ヘッドレスト駆動機構を作動させてシート着座者の頭部とヘッドレストとの間の距離を制御する制御手段とを備えたヘッドレスト制御装置であって、
前記制御手段は、距離検知手段からの検知信号に基づき、ヘッドレスト駆動機構を作動させて、ヘッドレストを車両の後方衝突に対処可能な所定位置に移動させる第１の制御手段と、衝突検知手段からの検知信号に基づき、ヘッドレスト駆動機構を作動させてヘッドレストを所定位置よりもシート着座者の頭部に近づいた近接位置に移動させる第２の制御手段とを有するヘッドレスト制御装置。