JP2006212322A - 車両におけるヘッドレスト制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】前方へ移動させたヘッドレスト要素を通常位置に戻す際に、両ヘッドレスト要素の分割部間に異物が挟み込まれるのを防止する。
【解決手段】ヘッドレスト２０が、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、衝突予測検知手段からの検知信号に基づく駆動機構３０の作動により、前面側のヘッドレスト要素２１を、通常位置からシート着座者の頭部に向けて移動させる車両におけるヘッドレスト制御装置であって、前記駆動機構３０の作動により、前面側のヘッドレスト要素２１を通常位置に復帰させるために移動させているとき、両ヘッドレスト要素の分割部２３間に異物があることを検知する異物検知手段と、この異物検知手段による異物の検知に基づき、両ヘッドレスト要素の分割部２３間に異物が挟み込まれることを回避する回避手段と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、衝突の可能性があることを事前に検知することが可能な衝突予測検知手段からの検知信号に基づき、ヘッドレストを構成する一部の要素をシート着座者の頭部に向けて移動させることが可能な車両における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、車両の後方衝突を事前に（例えば衝突の1.0秒前に）予測する衝突予測検知手段を備えている。この衝突予測検知手段からの信号に基づき、ヘッドレストを前方へ移動させてシート着座者の頭部に近づける。これにより、後方衝突時にシート着座者の頸部にかかる負担を和らげる、といった性能を果たす。

このように、衝突予測信号に基づいてヘッドレストを前方へ移動させる制御では、例えば衝突が回避された場合、ヘッドレストを元の通常位置に復帰させる必要がある。また、ヘッドレスト全体を移動させるためには、その駆動機構にかかる負荷が大きく、大容量のモータ等を要することになる。そこで、ヘッドレストを前面側および背面側の両要素に分割し、前面側の要素を前後方向へ移動させることができるように両要素を連結する構成が採用される。
特開２００４−９８９１号公報

衝突予測信号に基づいて前面側のヘッドレスト要素を前方へ移動させる構成において、その後に該ヘッドレスト要素を通常位置に復帰させるとき、両ヘッドレスト要素の分割部間に異物を挟み込む場合がある。

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、前方へ移動させたヘッドレスト要素を通常位置に戻す際に、両ヘッドレスト要素の分割部間に異物が挟み込まれるのを防止することである。

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。
請求項１に記載の発明は、衝突を事前に予測することが可能な衝突予測検知手段からの検知信号を受けることが可能な車両において、ヘッドレストが、シート着座者の頭部を支持可能な前面側のヘッドレスト要素と、背面側のヘッドレスト要素とに分割され、かつ、これらの両ヘッドレスト要素は、前面側のヘッドレスト要素を前後方向へ移動させることが可能に連結され、衝突予測検知手段からの検知信号に基づく駆動機構の作動により、前面側のヘッドレスト要素を、両ヘッドレスト要素の分割部が接合した通常位置からシート着座者の頭部に向けて移動させる車両におけるヘッドレスト制御装置であって、前記駆動機構の作動により、前面側のヘッドレスト要素を通常位置に復帰させるために移動させているとき、両ヘッドレスト要素の分割部間に異物があることを検知する異物検知手段と、この異物検知手段による異物の検知に基づき、両ヘッドレスト要素の分割部間に異物が挟み込まれることを回避する回避手段と、を備えている。
これにより、前面側のヘッドレスト要素を、シート着座者の頭部に向けて移動させた状態から通常位置に戻す際に、両ヘッドレスト要素の分割部間に異物が挟み込まれることを防止できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載された車両におけるヘッドレスト制御装置であって、前記異物検知手段が、駆動機構におけるモータの負荷変動を検知する計測器であり、前記回避手段が、駆動機構におけるモータの回転を減速もしくは停止させる制御部である。
この場合、駆動機構のモータを対象とし、その負荷変動（電流又は電圧の変動）を検知し、その回転を制御するといった処理で異物の挟み込みを防止できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載された車両におけるヘッドレスト制御装置であって、前記異物検知手段が、両ヘッドレスト要素の分割部間に設けられたレーザセンサである。
このように異物検知手段としてレーザセンサを用いることにより、モータの負荷変動を検知する場合と比べて、両ヘッドレスト要素の分割部間に異物があることを早く検知できる。

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、この駆動機構３０を通じて両ヘッドレスト要素２１，２２が連結されている。そして、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の分割部２３が互いに接合した通常位置（図２の仮想線）と、その斜め上前方の位置（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との間の距離が変化する。

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の分割部２３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、両ヘッドレスト要素２１，２２の分割部２３間および両遮蔽部材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が通常位置から前方へ移動、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る。

図３は、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、図２の仮想線位置（通常位置）と実線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、静電容量センサ４０ａとタッチセンサ４０ｂとを組み合わせたものである。そして、これらの静電容量センサ４０ａおよびタッチセンサ４０ｂ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肉のシート面に設けられている（図２）。なお、静電容量センサ４０ａは、シート着座者Ｈの頭部との相対位置（距離）を静電容量の変化によって検知するものであり、タッチセンサ４０ｂはヘッドレスト要素２１の表面に荷重が加わったことを電極の接触によって検知するものである。これらの検知信号は、制御部４４に発信される。

衝突予測検知手段４３は、車両に搭載されたプリクラッシュシセーフティシステムにおいて、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部４４に発信する。制御部４４は、主としてヘッドレストセンサ４０および衝突予測検知手段４３からの検知信号に基づいて、駆動機構３０を作動させるための制御を行う。つまり、制御部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が駆動制御される。なお、衝突予測検知手段４３としては、車両に搭載されたシステム以外の情報通信システムを利用することも可能である。例えば、ITS（Intelligent Transport Systems）からの情報を受け、その検知信号に基づいて制御部４４による制御を行うこともできる。

図５は、ヘッドレスト２０を斜め後方から見た外観斜視図である。この図面で示すヘッドレスト２０は、両ヘッドレスト要素２１，２２の分割部２３にレーザセンサ４２（発光側センサ４２ａおよび受光側センサ４２ｂ）が設けられている。このレーザセンサ４２は、後で述べる図８の制御フローの処理において「異物検知手段」として機能する。つまり、レーザセンサ４２は両ヘッドレスト要素２１，２２の分割部２３に異物が位置していることを検知するためのセンサである。したがって、例えば発光側センサ４２ａがヘッドレスト要素２１の分割部２３に設けられ、受光側センサ４２ｂがヘッドレスト要素２２の分割部２３に設けられる。

そして、発光側センサ４２ａおよび受光側センサ４２ｂは、両ヘッドレスト要素２１，２２の分割部２３を構成する左右、上下の領域に設けられる。ただし、ヘッドレスト２０下部の分割部２３は異物を挟む可能性が少ないのでレーザセンサ４２を省略する場合もある。また、レーザセンサ４２（発光側センサ４２ａおよび受光側センサ４２ｂ）は、分割部２３に沿って一定の間隔で配置されており、その間隔は乗員の指などの検知も考慮して10〜20mmに設定されている。なお、レーザセンサ４２は、発光側センサ４２ａと受光側センサ４２ｂとが一体化されて相互の機能を兼ねている形式のものもある。その場合は、両ヘッドレスト要素２１，２２のいずれかの分割部２３にレーザセンサ４２を設ければ足りる。

図６〜８は、制御部４４によるヘッドレスト２０（ヘッドレスト要素２１）の移動処理を説明するためのフローチャートである。これらのフローチャートにおける制御処理は、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。そして、各フローチャートにおいて、Ｆ1は衝突予測検知手段４３からの予測信号があったことを示すフラグであり、Ｆ2はタッチセンサ４０ｂの長押し（図６）、あるいはタイマーによる所定時間の経過（図７）を示すフラグである。図６，７のフローチャートにおけるＦ3は電動ユニット３８におけるモータ３８ａの回転数が通常の範囲内にあることを示すフラグであり、Ｆ4はモータ３８ａの回転数が異常に低下したことを示すフラグである。また、図８のフローチャートにおけるＦ5はレーザセンサ４２からの異物検知があったことを示すフラグである。なお、これらのフラグＦ1〜Ｆ5のデフォルト値はともに「０」である。

まず、図６で示すフローチャートについて説明する。この制御処理のステップＳ１ではフラグＦ１について判定し、その判定結果に基づいてフラグＦ1が「１」でなければ、ステップＳ２に移行し、衝突予測検知手段４３からの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い場合は、そのまま処理を終える（リターンする）。これに対し、衝突の予測信号が入っている場合は、ステップＳ３においてフラグＦ1を「１」とした後、ステップＳ４に移行する。このステップＳ４において、ヘッドレスト要素２１を通常位置から前方向へ移動させる。これにより、ヘッドレスト要素２１をシート着座者Ｈの頭部に近づけて車両の後方衝突に備えた後、ステップＳ５に移行する。また、ステップＳ１の判定結果においてフラグＦ1が「１」である場合にも、ステップＳ５に移行する。

ステップＳ５においては、フラグＦ2について判定する。この判定の結果、フラグＦ2が「１」でなければ、ステップＳ６に移行してタッチセンサ４０ｂが長押しされているか否かを判断する。この判断結果に基づき、タッチセンサ４０ｂが長押しされていない場合は、そのまま処理を終える（リターンする）。これに対し、タッチセンサ４０ｂが長押しされている場合は、ステップＳ７においてフラグＦ2を「１」とした後、ステップＳ８に移行してヘッドレスト要素２１を後方向へ移動させる。

つまり、タッチセンサ４０ｂの長押し操作は、車両の衝突が回避された場合において、シート着座者Ｈの頭部近くに位置しているヘッドレスト要素２１を、駆動機構３０の作動によって通常位置へ復帰させるための人為的な起動操作である。このようにヘッドレスト要素２１の復帰動作を開始した後は、ステップＳ９に移行する。また、ステップＳ５の判定結果においてフラグＦ２が「１」の場合にも、ステップＳ９に移行する。

ステップＳ９では、フラグＦ3についての判定を行う。その結果、フラグＦ3が「１」でなければ、ステップＳ１０に移行して駆動機構３０におけるモータ３８ａの回転数が所定値Ｎ1以上であるか否かを判断する。この判断結果に基づき、モータ３８ａの回転数が所定値Ｎ1未満であれば、そのまま処理を終える（リターンする）。これに対し、モータ３８ａの回転数が所定値Ｎ1以上の場合は、ステップＳ１１においてフラグＦ3を「１」とした後、ステップＳ１２に移行する。また、ステップＳ９の判定結果においてフラグＦ3が「１」の場合にも、ステップＳ１２に移行する。なお、所定値Ｎ1は、モータ３８ａの回転数が通常の範囲内にある場合の基準値であり、ステップＳ１０での判断によってモータ３８ａの回転数が通常値まで上昇していることを検知することができる。

ステップＳ１２においては、フラグＦ4について判定する。この判定の結果、フラグＦ４が「１」の場合には、そのまま処理を終える（リターンする）。また、フラグＦ4が「１」でなければ、ステップＳ１３に移行してモータ３８ａの回転数が所定値Ｎ2以下であるか否かを判断する。この判断の結果により、モータ３８ａの回転数が所定値Ｎ2を超えている場合は、そのまま処理を終える（リターンする）。これに対し、モータ３８ａの回転数が所定値Ｎ2以下であれば、ステップＳ１４に移行してフラグＦ4を「１」とした後、ステップＳ１５においてヘッドレスト要素２１の後方向への移動を停止すると共に、ステップＳ１６においてヘッドレスト要素２１を前方向へ移動させる。つづいて、ステップＳ１７においてフラグＦ2，Ｆ3，Ｆ4をそれぞれ「０」とした後、処理を終える（リターンする）。

所定値Ｎ2は、モータ３８ａの回転数における許容下限値であって、ステップＳ１３での判定によってモータ３８ａの回転数が異常に低下していることを検知できる。このように、ヘッドレスト要素２１の復帰動作中におけるモータ３８ａの回転数の異常低下、つまりモータ３８ａの負荷の増大を検知することで、両ヘッドレスト要素２１，２２の分割部２３間に異物が挟み込まれたことを検知できる。そして、分割部２３に異物の挟み込みが検知された場合は、ヘッドレスト要素２１の復帰動作を停止し、かつ、このヘッドレスト要素２１を前方向へ移動させて異物の挟み込みを解消する。

モータ３８ａにおける回転数の変動（負荷の変動）を検知する手段は、具体的にはモータ３８ａの駆動電流あるいは電圧を計測する電流計、電圧計であり、これらが本発明における「異物検知手段」に相当する。また、異物検知時にモータ３８ａの回転を止めてヘッドレスト要素２１の復帰動作を停止させる制御部４４の制御機能が、本発明における「回避手段」に相当する。なお、回転数Ｎ1，Ｎ2の大小関係は、制御の安定性を保つために（Ｎ1＞Ｎ2）とする必要がある。

つぎに、図７で示すフローチャートについて説明する。この制御処理においても、ステップＳ２０ではフラグＦ１について判定し、その判定結果に基づくステップＳ２１〜Ｓ２３の処理は、図６で示すフローチャートのステップＳ２〜Ｓ４の処理と同じである。図７の制御フローでは、ステップＳ２３でヘッドレスト要素２１を通常位置から前方向へ移動させた後、ステップＳ２４においてタイマーの作動を開始し、つぎのステップＳ２５に移行する。このステップＳ２５においては、フラグＦ2について判定する。

ステップＳ２５での判定の結果、フラグＦ2が「１」でなければ、ステップＳ２６に移行してタイマーの作動開始からの時間が所定時間以上であるか否かを判断する。このタイマーの時間が所定時間未満である場合は、そのまま処理を終える（リターンする）。これに対し、タイマーの時間が所定の時間以上経過している場合は、ステップＳ２７においてフラグＦ2を「１」とした後、ステップＳ２８に移行してヘッドレスト要素２１を後方向へ移動させる。つぎに、ステップＳ２９に移行し、このステップＳ２９からステップＳ３７までの処理をつづける。ただし、ステップＳ２９〜Ｓ３７の処理は、図６で示すフローチャートのステップＳ９〜Ｓ１７の処理と同じであるので、その説明は省略する。

図７の制御においては、ヘッドレスト要素２１が前方向へ移動してから所定の時間が経過すると、このヘッドレスト要素２１の復帰動作が自動的に開始される。その後は、図６の制御と同様に、ヘッドレスト要素２１の復帰動作中における「異物検知手段」および「回避手段」の機能を利用した制御が行われる。すなわち、ヘッドレスト要素２１が復帰しているときのモータ３８ａの負荷変動を検知することで、両ヘッドレスト要素２１，２２の分割部２３間に異物が挟み込まれたことを検知し、異物検知時にヘッドレスト要素２１の復帰動作を停止させて異物の挟み込みを回避する。

つぎに、図８で示すフローチャートについて説明する。この制御処理においても、ステップＳ４０ではフラグＦ１について判定し、その判定結果に基づくステップＳ４１〜Ｓ４７の処理は、図６で示すフローチャートのステップＳ２〜Ｓ８の処理と同じである。図８の制御フローでは、ステップＳ４７でヘッドレスト要素２１を通常位置へ復帰させるべく、後方向への移動を開始し、かつ、ステップＳ４８においてレーザセンサ４２をオンにする。この後、ステップＳ４９に移行してフラグＦ5について判定する。

ステップＳ４９での判定の結果、フラグＦ5が「１」の場合は、そのまま処理を終える（リターンする）。これに対し、フラグＦ5が「１」でなければ、ステップＳ５０に移行してレーザセンサ４２が両ヘッドレスト要素２１，２２の分割部２３間に異物があることを検知したか否か判断する。その結果、レーザセンサ４２からの異物の検知信号がなければ、そのまま処理を終える（リターンする）。一方、異物の検知信号が入っている場合は、ステップＳ５１に移行してフラグＦ5を「１」とした後、ステップＳ５２においてヘッドレスト要素２１の後方向への移動を停止するとともに、ステップＳ５３においてヘッドレスト要素２１を前方向へ移動させる。つづいて、ステップＳ５４においてフラグＦ2，Ｆ5をそれぞれ「０」とした後、処理を終える（リターンする）。

図８の制御処理においては、レーザセンサ４２が本発明における「異物検知手段」に相当する。そして、レーザセンサ４２による異物の検知は、モータ３８ａの負荷変動を利用する場合と比べ、両ヘッドレスト要素２１，２２の分割部２３間で異物が挟み込まれる前に異物の存在を検知することができる。なお、この制御においても、「回避手段」については、異物検知時にヘッドレスト要素２１の復帰動作を停止させる制御部４４の機能である。

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、前方へ移動させた後のヘッドレスト要素２１を通常位置に復帰させるための移動を開始したとき、ブザーなどによる音やランプの点滅によって警報を発する制御とすることも可能である。また、ヘッドレスト要素２１を通常位置に復帰させるときの起動スイッチとして、タッチセンサ４０ｂとは別のスイッチを利用くることも可能である。この場合、スイッチを両ヘッドレスト要素２１，２２の分割部２３から離れた部位に設けることで、この分割部２３への異物の挟み込みが低減される。
さらに、「回避手段」については、モータ３８ａの回転を停止させる制御に代え、モータ３８ａの回転速度を低下させる制御としてもよい。つまり、ヘッドレスト要素２１の復帰速度を減速することで、その間に分割部２３から異物を取り除くことができる。

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 ヘッドレストを斜め後方から見た外観斜視図 ヘッドレストの移動処理を説明するためのフローチャート ヘッドレストの移動処理を説明するための別のフローチャート ヘッドレストの移動処理を説明するためのさらに別のフローチャート

符号の説明

１０ シート
２０ ヘッドレスト
２１，２２ ヘッドレスト要素
２３ 分割部
３０ ヘッドレスト駆動機構
３８ａ モータ
４２ レーザセンサ
４３ 衝突予測検知手段
４４ 制御部
Ｈ シート着座者

Claims (3)

1. 衝突を事前に予測することが可能な衝突予測検知手段からの検知信号を受けることが可能な車両において、ヘッドレストが、シート着座者の頭部を支持可能な前面側のヘッドレスト要素と、背面側のヘッドレスト要素とに分割され、かつ、これらの両ヘッドレスト要素は、前面側のヘッドレスト要素を前後方向へ移動させることが可能に連結され、衝突予測検知手段からの検知信号に基づく駆動機構の作動により、前面側のヘッドレスト要素を、両ヘッドレスト要素の分割部が接合した通常位置からシート着座者の頭部に向けて移動させる車両におけるヘッドレスト制御装置であって、
   前記駆動機構の作動により、前面側のヘッドレスト要素を通常位置に復帰させるために移動させているとき、両ヘッドレスト要素の分割部間に異物があることを検知する異物検知手段と、この異物検知手段による異物の検知に基づき、両ヘッドレスト要素の分割部間に異物が挟み込まれることを回避する回避手段と、を備えた車両におけるヘッドレスト制御装置。
2. 請求項１に記載された車両におけるヘッドレスト制御装置であって、
   前記異物検知手段が、駆動機構におけるモータの負荷変動を検知する計測器であり、前記回避手段が、駆動機構におけるモータの回転を減速もしくは停止させる制御部である車両におけるヘッドレスト制御装置。
3. 請求項１に記載された車両におけるヘッドレスト制御装置であって、
   前記異物検知手段が、両ヘッドレスト要素の分割部間に設けられたレーザセンサである車両におけるヘッドレスト制御装置。
   

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