WO2010117061A1 - ヘッドレスト位置調整装置およびヘッドレスト位置調整方法 - Google Patents
ヘッドレスト位置調整装置およびヘッドレスト位置調整方法 Download PDFInfo
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Definitions
- the present invention relates to a headrest position adjustment device and a headrest position adjustment method for adjusting the position of a headrest provided in a seat of a vehicle such as an automobile, and more particularly to prevent an unnecessary operation of the headrest and automatically adjusting the position of the headrest appropriately.
- the present invention relates to a headrest position adjusting device and a headrest position adjusting method that can be adjusted to a state.
- a headrest drive control device (see, for example, Patent Document 1 (pages 2-6 and 1-4)) is known as an apparatus for adjusting the position of a headrest provided in a seat of a vehicle such as an automobile. It has been.
- This headrest drive control device monitors the capacitance between a pair of electrodes incorporated in the ceiling of the vehicle and the headrest, and the electrostatics when scanning is performed while driving the headrest upward from the lower end. The position of the headrest is adjusted by determining the presence or absence of the head from the amount of change in the capacity.
- the headrest driving device (see, for example, Patent Document 2 (pages 3-8 and 1-4)) adjusts the position of the headrest to a place where the outputs of the four capacitor plates incorporated in the headrest are balanced. It is said that.
- the headrest adjusting device arranges one electrode in the headrest and monitors the capacitance with the head.
- the headrest position is adjusted by determining the presence or absence of the head from the amount of change in capacitance when scanning is performed while driving the headrest in the vertical direction.
- a device for adjusting the headrest of a vehicle uses two or three capacitor plates arranged in the headrest. The capacitance value between the head and the capacitor plate is measured and the position of the headrest is adjusted.
- the present invention prevents the unnecessary operation of the headrest with a simple configuration, and can automatically adjust the position of the headrest automatically and the headrest position adjusting device.
- An object is to provide a position adjustment method.
- a headrest position adjusting device in a state of being arranged side by side along a height direction on a headrest provided in a seat of a vehicle, A plurality of detection electrodes for detecting capacitance between the head of the human body seated and the headrest, and a detection circuit for detecting the height position of the head based on detection signals from the plurality of detection electrodes And position adjusting means for adjusting the position of the headrest relative to the head based on the height position of the head according to the detection result from the detection circuit, the position adjusting means comprising the headrest and the headrest The position of the headrest is adjusted when the distance between the head and the head is equal to or shorter than the predetermined distance, and the distance between the headrest and the head is longer than the predetermined distance. And wherein the moving the serial headrest is stopped or a predetermined position.
- the detection circuit for example, of the plurality of detection electrodes, when the capacitance value of the detection electrode showing the minimum detected capacitance is a predetermined threshold value or more, the headrest and the head If the capacitance value of the detection electrode is less than a predetermined threshold value, the distance between the headrest and the head is It is configured to determine that the distance is longer than the predetermined distance.
- the apparatus further comprises distance measuring means for measuring a distance between the headrest and the head, and the detection circuit calculates a distance between the headrest and the head based on a measurement value of the distance measuring means, for example. Configured to certify.
- the detection electrode is formed in a rectangular strip shape having a longitudinal direction in the width direction intersecting the height direction on the front surface side of the headrest, for example.
- the headrest position adjusting method includes a headrest of a human body seated on the seat by a plurality of detection electrodes provided in a state of being arranged side by side along a height direction on a headrest provided on the seat of the vehicle.
- the detecting step for detecting the capacitance between the headrest Detected by the detecting step for detecting the capacitance between the headrest, the detecting step for detecting the height position of the head based on the detection signal detected by the detecting step, and detected by the detecting step
- a position adjustment step of adjusting a position of the headrest relative to the head based on a height position of the head according to a detection result, and in the position adjustment step, a distance between the headrest and the head When the position of the headrest is adjusted to be equal to or shorter than the predetermined distance, the distance between the headrest and the head is longer than the predetermined distance. And wherein the moving the serial headrest is stopped or a predetermined position.
- the headrest when the capacitance value of the detection electrode showing the minimum capacitance detected in the detection step among the plurality of detection electrodes is equal to or greater than a predetermined threshold value, the headrest When the capacitance value of the detection electrode is less than a predetermined threshold value, the headrest and the head Is determined to be longer than the predetermined distance.
- the present invention it is possible to provide a headrest position adjusting device and a headrest position adjusting method capable of accurately adjusting the position of the headrest automatically by preventing an unnecessary operation of the headrest with a simple configuration.
- FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a vehicle seat on which a headrest position adjusting device according to an embodiment of the present invention is arranged
- FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an arrangement example of a part of the headrest position adjusting device. is there.
- the headrest position adjusting device 100 is provided in a seat 40 of a vehicle or the like, and is, for example, a capacitance sensor disposed in a headrest front portion 43 c that constitutes a part of the headrest 43 of the seat 40.
- the capacitance sensor unit 10 and the drive motor unit 30 are electrically connected by a harness 29, for example.
- the headrest front portion 43c is connected to the headrest rear portion 43d via a support shaft 43b so as to be movable in the front-rear direction of the vehicle.
- the headrest rear portion 43d is, for example, a backrest portion (back seat) 41 of the seat 40.
- it is connected via a support shaft 43a so as to be movable in the vertical direction of the vehicle (the height direction of the headrest 43) and the horizontal direction.
- the capacitance sensor unit 10 is formed on, for example, a plurality of detection electrodes 11 to 15 formed on one surface (front surface) side of the substrate 19 and the other surface (back surface) side of the substrate 19 ( And a detection circuit 20 that is mounted), detects a capacitance value based on the capacitance from each of the detection electrodes 11 to 15, and detects the head 49 a of the human body 49 seated on the seat 42 of the seat 40.
- the distance between the electrode heads indicating the distance between the headrest 43c and the head 49a is detected.
- the distance between the electrode heads can be measured using a known infrared sensor or ultrasonic sensor.
- the substrate 19 is composed of, for example, a flexible printed circuit board, a rigid substrate, or a rigid flexible substrate.
- the plurality of detection electrodes 11 to 15 include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyimide (PI), polyamide ( PA) or a conductive material such as copper, copper alloy or aluminum patterned on a substrate 19 made of an insulator such as epoxy resin.
- the plurality of detection electrodes 11 to 15 may be made of a member such as an electric wire or a conductive film.
- the plurality of detection electrodes 11 to 15 are formed in a rectangular strip shape having a longitudinal direction in the width direction (left-right direction) intersecting the height direction of the headrest 43, for example, on the front side of the headrest front portion 43c. Are arranged side by side so that their width directions are aligned along the height direction.
- electrode numbers 1 to 5 (N1 to N5 or ch1 to ch5) are assigned to the plurality of detection electrodes 11 to 15, respectively, and five are provided in this example, but the headrest 43 is in a stationary state. It is only necessary to provide as many as necessary for detecting the capacitance between the head 49a of the human body 49 seated on the seat 40 and the headrest 43. For example, there may be two or more.
- the headrest position adjustment device 100 is specifically based on the capacitance values detected by the detection electrodes 11 to 15 when the capacitance sensor unit 10 detects the head 49a.
- the height position of the head 49a is calculated based on all the capacitance values when any one of these capacitance values is equal to or greater than a predetermined threshold value. Based on this height position, the position of the headrest 43 in the height direction is adjusted.
- the headrest 43 is stopped.
- the sensor unit 10 includes an infrared sensor or an ultrasonic sensor
- the position of the headrest 43 is adjusted when the output value of the detection signal is equal to or greater than a predetermined threshold value in the sensor unit 10.
- the headrest 43 may be stopped or moved to a predetermined position.
- the detection circuit 20 of the capacitance sensor unit 10 is connected to each of the detection electrodes 11 to 15 on a one-to-one basis, for example, and information indicating the capacitance detected by each of the detection electrodes 11 to 15 Are provided with a plurality of capacitance detection circuits 21-15.
- the detection circuit 20 is connected to the capacitance detection circuits 21 to 15, and calculates the distance between the electrode heads based on the capacitance based on the information output from the capacitance detection circuits 21 to 25.
- An arithmetic processing circuit 28 is provided for calculating the height position of the head 49a by comparing these capacitances and outputting the calculation result information to a motor drive circuit (not shown) of the drive motor unit 30. .
- each capacitance detection circuit 21 has a duty ratio that changes in accordance with the capacitance C, and outputs, for example, a trigger signal TG having a constant period.
- a trigger signal generation circuit 101 a timer circuit 102 that outputs a pulse signal Po whose duty ratio changes depending on the magnitude of the capacitance C connected to the input terminal, and a low-pass filter (LPF) that smoothes the pulse signal Po 103.
- LPF low-pass filter
- the timer circuit 102 includes, for example, two comparators 201 and 202, and an RS flip-flop circuit (hereinafter referred to as “RS-FF”) in which outputs of the comparators 201 and 202 are input to a reset terminal R and a set terminal S, respectively. .) 203, a buffer 204 that outputs the output DIS of the RS-FF 203 to the LPF 103, and a transistor 205 that is on / off controlled by the output DIS of the RS-FF 203.
- RS-FF RS flip-flop circuit
- the comparator 202 compares the trigger signal TG as shown in FIG. 5 output from the trigger signal generation circuit 101 with a predetermined threshold value Vth2 divided by the resistors R1, R2, and R3, and generates a trigger signal TG. Output synchronized set pulse. This set pulse sets the Q output of the RS-FF 203.
- This Q output turns off the transistor 205 as a discharge signal DIS, and between the detection electrode 11 (12 to 15) and the ground (GND), the capacitance C to the ground of the detection electrode 11 (12 to 15) and the input Charging is performed at a speed determined by a time constant by a resistor R4 connected between the end and the power supply line. As a result, the potential of the input signal Vin increases at a speed determined by the capacitance C.
- the output of the comparator 201 is inverted and the output of the RS-FF 203 is inverted.
- the transistor 205 is turned on, and the charge accumulated in the detection electrode 11 (12 to 15) is discharged through the transistor 205.
- the timer circuit 102 generates a pulse signal Po that oscillates at a duty ratio based on the capacitance C between the detection electrode 11 (12 to 15) and the head 49a of the human body 49 that is approaching. Output.
- the LPF 103 smoothes this output to output a DC detection signal Vout as shown in FIG.
- a waveform indicated by a solid line and a waveform indicated by a dotted line indicate that the former has a smaller capacitance than the latter, and for example, the latter indicates an object approaching state.
- the drive motor unit 30 uses the detection circuit 20 of the capacitance sensor unit 10 as a control signal based on the calculation result from the calculation processing circuit 28 that has performed calculation processing using the detection signals Vout from the capacitance detection circuits 21 to 25. Based on this, a motor drive circuit that controls a drive motor (not shown) to change the position of the headrest 43 is provided.
- the drive motor unit 30 includes a drive motor that actually moves the position of the headrest 43 under the control of the motor drive circuit.
- the drive motor unit 30 moves (up and down) at least the headrest rear part 43dc in the upward or downward direction of the vehicle and adjusts it to an appropriate position based on the output result from the capacitance sensor unit 10. That is, the minimum capacitance value of the capacitance values included in the output result is compared with a predetermined threshold value, and when this capacitance value is equal to or greater than the predetermined threshold value, the rear portion of the headrest 43d is moved up and down.
- the drive motor drives the support shaft 43b of the headrest front portion 43c so as to be movable in the front-rear direction, and allows the support shaft 43a of the headrest rear portion 43d to move in the vertical direction and the left-right direction (up-down and left-right movement). It is configured to drive. Therefore, in the headrest position adjusting apparatus 100 of this example, the headrest 43 can be adjusted to an appropriate position with respect to the head 49a by performing not only the vertical movement as described above but also the front / back / left / right movement.
- the capacitance C between the head 49a is detected by the detection electrodes 11 to 15 of the capacitance sensor unit 10, and the detection circuit 20 outputs the capacitance C.
- a measurement result including a distance (distance between the electrode heads) between the head 49a and the headrest 43 (headrest front part 43c) obtained by comparing the minimum value with a predetermined threshold based on the value. Based on the above, the position of the headrest 43 can be adjusted.
- FIG. 6 is a block diagram showing another example of the overall configuration of the headrest position adjusting device according to the embodiment of the present invention.
- the detection circuit 20 of the capacitance sensor unit 10 includes a switching circuit 26 connected to each of the detection electrodes 11 to 15, and each detection connected at different times via this switching circuit 26.
- a capacitance detection circuit 27 that outputs information indicating the capacitance detected by the electrodes 11 to 15, and a distance between the electrode heads is calculated based on the information output from the capacitance detection circuit 27;
- an arithmetic processing circuit 28 that outputs the calculation result information to the motor drive circuit of the drive motor unit 30.
- the capacitance sensor unit 10 can be configured with a minimum number of capacitance detection circuits, and the detection electrodes 11 to 15 switched by the switching circuit 26 are provided. Are sequentially scanned, and the distance between the electrode heads described above can be obtained based on the result.
- FIG. 7 is an explanatory view showing an output example of the detection electrode by the headrest position adjusting device according to the embodiment of the present invention.
- the center position in the height direction of the head 49a is P
- L L
- the output value is as follows.
- the distance L between the electrode heads is 30 mm, and the vicinity of the center of the detection electrodes 11 to 15 in the juxtaposition direction (near the center of the headrest front portion 43c) and the center position P of the head 49a face each other in the horizontal direction. If so, the output values of the detection electrodes 11 to 15 are the maximum output value of the detection electrode 12 or the detection electrode 13, and the output value of the detection electrode 15 at the uppermost position is the minimum output value.
- the applicant of the present invention has the electrode head distance L within the predetermined range, and the distance between the headrest 43 and the head 49a is appropriate. As described above, the position adjustment operation by the headrest position adjustment device 100 is performed.
- the minimum output value among the outputs of the detection electrodes 11 to 15 is obtained so that the distance L between the electrode heads is within a predetermined range and an output value sufficient to calculate the height position of the head 49a can be obtained.
- the headrest 43 is configured to be moved when is greater than or equal to a predetermined threshold value. This makes it possible to suppress unnecessary operations and wasteful power consumption due to the operation of the headrest 43 when the distance L between the electrode heads is long and the headrest 43 does not need to be operated.
- the headrest position adjusting device 100 of this example uses these capacitance values in the arithmetic processing circuit 28 of the detection circuit 20 only when the distance L between the electrode heads is within a predetermined range. The position is adjusted to an appropriate position with respect to the head 49a. Note that the position of the headrest 43 is adjusted when the minimum output value is equal to or greater than the predetermined threshold value. However, even if the maximum output value is equal to or greater than the predetermined threshold value, for example, Since it can be determined that the inter-distance L is within a predetermined range, this configuration may be used.
- FIG. 8 is a flowchart showing an example of a position adjustment processing procedure by the headrest position adjustment method according to the embodiment of the present invention. This flowchart is applicable when the capacitance sensor unit 10 performs position adjustment processing based on an output value from a distance sensor (distance measuring means) including an infrared sensor or an ultrasonic sensor (not shown). It is. As shown in FIG. 8, the headrest position adjusting device 100 first determines whether, for example, an ignition switch of the vehicle is an accessory or ON, and these are triggered to start processing (step S100).
- step S100 When it is determined that the process is not started (N in step S100), the series of position adjustment processes according to this flowchart is terminated, but when it is determined that the process is started (Y in step S100),
- the capacitance sensor unit 10 acquires capacitance values from the plurality of detection electrodes 11 to 15 (step S101), further acquires a distance output value from the distance sensor (step S102), and the output value is a predetermined value. It is determined whether or not the threshold value is exceeded (step S103).
- step S103 If it is determined that the output value is equal to or greater than the predetermined threshold (Y in step S103), for example, the height position of the head 49a is calculated based on the acquired capacitance value (step S104), and the headrest Position adjustment is performed by moving the rear 43d up and down based on the height position of the head 49a (step S105), and for example, it is determined whether or not the process is terminated by turning off the ignition switch of the vehicle (step S106). ).
- step S106 When it is determined that the processing is to be ended (Y in step S106), the series of position adjustment processing according to this flowchart is ended. However, when it is determined that the processing is not to be ended (N in step S106), the above steps are performed. After shifting to S101, the subsequent processing is repeated.
- step S107 if it is determined that the output value is less than the predetermined threshold value (N in step S103), it is determined that the electrode head distance L is so far that the head 49a cannot be detected properly. Then, an undetectable process is performed (step S107), waits until a predetermined time elapses (N in step S108), and when the predetermined time elapses (Y in step S108), the process proceeds to step S106.
- step S107 for example, the process of stopping all the operations of the headrest 43 on the spot or moving the headrest 43 to a predetermined position such as a preset initial position is performed.
- a predetermined position such as a preset initial position
- FIG. 9 is a flowchart showing another example of the position adjustment processing procedure by the headrest position adjustment method according to the embodiment of the present invention. Note that this flowchart can be applied to a capacitance type sensor in which the capacitance sensor unit 10 includes a plurality of detection electrodes 11 to 15. As illustrated in FIG. 9, the headrest position adjustment device 100 determines whether or not the process is started (step S ⁇ b> 200).
- step S200 If it is determined that the process is not started (N in step S200), the series of position adjustment processes according to this flowchart is terminated, but if it is determined that the process is started (Y in step S200), the electrostatic The capacitance value indicated by the capacitance of each of the detection electrodes 11 to 15 is acquired by the capacitance sensor unit 10 (step S201).
- the arithmetic processing circuit 28 of the detection circuit 20 extracts the minimum capacitance value indicating the minimum value among these capacitance values (step S202), and this minimum capacitance value is a predetermined threshold value. It is determined whether or not the value is greater than or equal to the value (step S203). When it is determined that the minimum capacitance value is equal to or greater than the predetermined threshold value (Y in step S203), all the capacitance values based on the capacitances from the detection electrodes 11 to 15 are used, The height position of the head 49a is calculated (step S204), and the position adjustment operation in the height direction of the headrest rear portion 43d is performed (step S205).
- step S104 and step S204 the height position of the head 49a is calculated based on the capacitance values obtained by all the detection electrodes 11-15. For example, by comparing these capacitance values, an estimated center position (estimated center position) in the height direction of the head 49a is calculated, and the height position of the head 49a is calculated based on the estimated center position. Calculate.
- Step S207 wait until a predetermined time elapses (N in step S208), and when the predetermined time elapses (Y in step S208), the process proceeds to step S201 and subsequent processing repeat.
- position adjustment can be performed by moving the headrest rear portion 43d in the vertical direction. Further, when the distance L between the electrode heads is away from the predetermined range (that is, away from the head 49a), the position adjustment operation in the height direction of the headrest rear part 43d is stopped, so the headrest 43 moves. It is possible to prevent unnecessary operations such as to make the passenger (occupant) uncomfortable as much as possible and to suppress wasteful power consumption.
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Abstract
簡単な構成で特にヘッドレストの不要な動作を防止して自動的にヘッドレストの位置を正確に調整する。ヘッドレスト位置調整装置１００は、静電容量センサ部１０と駆動モータ部３０とを備え、静電容量センサ部１０は、例えば複数の検知電極１１～１５と検出回路２０とを備える。検出回路２０は、各検知電極１１～１５と一対一で接続された複数の静電容量検知回路２１～２５と演算処理回路２８とを備え、駆動モータ部３０は、モータ駆動回路と駆動モータとを備える。検出回路２０は、検出された静電容量値のうちの最小静電容量値が所定のしきい値以上であるか否かを判断し、所定のしきい値以上である場合はヘッドレスト４３の位置調整動作を行うとともに、所定のしきい値未満である場合はヘッドレスト４３を停止あるいは所定位置に移動させる。
Description
この発明は、自動車等の車両の座席に備えられたヘッドレストの位置を調整するヘッドレスト位置調整装置およびヘッドレスト位置調整方法に関し、特にヘッドレストの不要な動作を防止して自動的にヘッドレストの位置を適正な状態に調整することができるヘッドレスト位置調整装置およびヘッドレスト位置調整方法に関する。
従来より、例えば自動車等の車両の座席に備えられたヘッドレストの位置を調整するものとして、ヘッドレスト駆動制御装置（例えば、特許文献１（第２－６頁、第１－４図）参照）が知られている。このヘッドレスト駆動制御装置は、車両の天井部とヘッドレストとに組み込まれた一対の電極間の静電容量を監視しており、ヘッドレストを下端から上方向へ駆動しながら走査を行ったときの静電容量の変化量から、頭部の有無を判断してヘッドレストの位置を調整するとされている。
また、ヘッドレスト駆動装置（例えば、特許文献２（第３－８頁、第１－４図）参照）は、ヘッドレストに組み込まれた４枚のコンデンサプレートの出力がバランスする場所までヘッドレストの位置を調整するとされている。
さらに、ヘッドレスト調整装置（例えば、特許文献３（第３－６頁、第１－５図）参照）は、ヘッドレスト内に１枚の電極を配置し、頭部との静電容量を監視しており、ヘッドレストを上下方向へ駆動しながら走査を行ったときの静電容量の変化量から、頭部の有無を判断してヘッドレストの位置を調整するとされている。
また、車両のヘッドレストを調節するための装置（例えば、特許文献４（第２－３頁、第１－３図）参照）は、ヘッドレスト内に配置された２枚もしくは３枚のコンデンサプレートを用いて頭部とコンデンサプレートとの静電容量値を測定し、ヘッドレストの位置を調整するとされている。
しかしながら、上述した特許文献１－４に開示されているもので、ヘッドレストの高さを頭部に常時追従させて位置調整をしようとすると、頭部とヘッドレストとの間の距離が離れているときであっても位置調整動作が実行されてしまう場合ことがある。このような場合は、静電容量の出力値が弱くなることが想定され、誤検出が頻繁に起こり高精度の位置調整を行うことが困難となる場合がある。
また、頭部とヘッドレストとが離れているときにヘッドレストが動作すると、無駄な電力消費が発生するという問題もある。
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、簡単な構成で特にヘッドレストの不要な動作を防止して自動的にヘッドレストの位置を正確に調整することができるヘッドレスト位置調整装置およびヘッドレスト位置調整方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるヘッドレスト位置調整装置は、車両の座席に備えられたヘッドレストに高さ方向に沿って並設された状態で設けられ、前記座席に着座した人体の頭部と前記ヘッドレストとの間の静電容量を検知する複数の検知電極と、前記複数の検知電極からの検知信号に基づいて、前記頭部の高さ位置を検出する検出回路と、前記検出回路からの検出結果に応じて、前記ヘッドレストの前記頭部に対する位置を前記頭部の高さ位置に基づき調整する位置調整手段とを備え、前記位置調整手段は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が所定の距離と同一またはそれよりも短い場合に前記ヘッドレストの位置を調整し、前記ヘッドレストと頭部との間の距離が所定の距離よりも長い場合に前記ヘッドレストを停止または所定位置に移動させることを特徴とする。
前記検出回路は、例えば前記複数の検知電極のうち、検出した静電容量が最小の値を示す検知電極の静電容量値が所定のしきい値以上の場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が所定の距離と同一またはそれよりも短いと判断し、前記検知電極の静電容量値が所定のしきい値未満の場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が所定の距離よりも長いと判断するように構成されている。
前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離を測定する距離測定手段をさらに備え、前記検出回路は、例えば該距離測定手段の測定値に基づいて、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離を認定するように構成されている。
また、前記検知電極は、例えば前記ヘッドレストの前面側における前記高さ方向と交差する幅方向に長手方向を有する矩形短冊状に形成されている。
本発明にかかるヘッドレスト位置調整方法は、車両の座席に備えられたヘッドレストに高さ方向に沿って並設された状態で設けられた複数の検知電極によって、前記座席に着座した人体の頭部と前記ヘッドレストとの間の静電容量を検知する検知工程と、前記検知工程によって検知された検知信号に基づいて、前記頭部の高さ位置を検出する検出工程と、前記検出工程によって検出された検出結果に応じて、前記ヘッドレストの前記頭部に対する位置を前記頭部の高さ位置に基づき調整する位置調整工程とを備え、前記位置調整工程では、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が所定の距離と同一またはそれよりも短い場合に前記ヘッドレストの位置を調整し、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が所定の距離よりも長い場合に前記ヘッドレストを停止または所定位置に移動させることを特徴とする。
前記検出工程では、例えば前記複数の検知電極のうち、前記検知工程によって検知された静電容量が最小の値を示す検知電極の静電容量値が所定のしきい値以上の場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が所定の距離と同一またはそれよりも短いと判断し、前記検知電極の静電容量値が所定のしきい値未満の場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が所定の距離よりも長いと判断する。
前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離を測定する距離測定工程をさらに備え、前記検出工程では、例えば該距離測定工程によって測定された測定値に基づいて、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離を認定する。
本発明によれば、簡単な構成で特にヘッドレストの不要な動作を防止して自動的にヘッドレストの位置を正確に調整することができるヘッドレスト位置調整装置およびヘッドレスト位置調整方法を提供することができる。
以下、添付の図面を参照して、この発明にかかるヘッドレスト位置調整装置およびヘッドレスト位置調整方法の好適な実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかるヘッドレスト位置調整装置を配置した車両の座席の例を示す概略図、図２は同ヘッドレスト位置調整装置の一部のヘッドレストにおける配置例を示す説明図である。
図１および図２に示すように、ヘッドレスト位置調整装置１００は、車両などの座席４０に設けられ、例えば座席４０のヘッドレスト４３の一部を構成するヘッドレスト前部４３ｃに配置された静電容量センサ部１０と、ヘッドレスト４３の他の一部を構成するヘッドレスト後部４３ｄに配置された駆動モータ部３０とを備えて構成されている。これら静電容量センサ部１０と駆動モータ部３０は、例えばハーネス２９により電気的に接続されている。
なお、ヘッドレスト前部４３ｃは、例えばヘッドレスト後部４３ｄに対して支持軸４３ｂを介して車両の前後方向に移動自在に連結されており、ヘッドレスト後部４３ｄは、例えば座席４０の背もたれ部（バックシート）４１に対して支持軸４３ａを介して車両の上下方向（ヘッドレスト４３の高さ方向）や左右方向に移動自在に連結されている。
静電容量センサ部１０は、本例では、例えば基板１９の一方の面（表面）側に形成された複数の検知電極１１～１５と、この基板１９の他方の面（裏面）側に形成（実装）された検出回路２０とを備えてなり、各検知電極１１～１５からの静電容量に基づく静電容量値を検出するとともに、座席４０の着座部４２に着座した人体４９の頭部４９ａを検出し、例えばヘッドレスト４３ｃと頭部４９ａとの間の距離を示す電極頭部間距離を検出する。この他、電極頭部間距離は、公知の赤外線式センサや超音波式センサを用いて測定することができる。
基板１９は、例えばフレキシブルプリント基板、リジッド基板またはリジッドフレキシブル基板により構成されており、複数の検知電極１１～１５は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）またはエポキシ樹脂などの絶縁体からなる基板１９上にパターン形成された銅、銅合金またはアルミニウムなどの導電材からなる。複数の検知電極１１～１５は、その他、電線や導電性フィルム等の部材からなるものでもよい。
複数の検知電極１１～１５は、例えばヘッドレスト前部４３ｃの前面側において、ヘッドレスト４３の高さ方向と交差する幅方向（左右方向）に、その長手方向を有する矩形短冊状に形成され、ヘッドレスト４３に高さ方向に沿ってその幅方向が並ぶように並設された状態で配置されている。これら複数の検知電極１１～１５には、例えばそれぞれ電極番号１～５（Ｎ１～Ｎ５またはｃｈ１～ｃｈ５）が割り当てられて、本例では５つ設けられているが、ヘッドレスト４３が静止した状態で座席４０に着座した人体４９の頭部４９ａとヘッドレスト４３との間の静電容量を検知するのに必要な数だけ設けられていればよく、例えば２つ以上あればよい。
なお、詳細は後述するが、ヘッドレスト位置調整装置１００は、具体的には、静電容量センサ部１０による頭部４９ａの検出に際して、各検知電極１１～１５によって検出された静電容量値に基づいて、これらの静電容量値のうち、いずれか最小の静電容量値が所定のしきい値以上である場合にすべての静電容量値に基づいて頭部４９ａの高さ位置を算出し、この高さ位置に基づきヘッドレスト４３の高さ方向の位置を調整する。
一方、静電容量値のうち、いずれか最小の静電容量値が所定のしきい値未満である場合は、ヘッドレスト４３を停止させる。その他、センサ部１０が赤外線式センサや超音波センサからなる場合は、センサ部１０にて検出信号の出力値が所定のしきい値以上である場合にヘッドレスト４３の位置を調整し、検出信号の出力値が所定のしきい値未満である場合にはヘッドレスト４３を停止または所定位置に移動させるようにしてもよい。
すなわち、このことはヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離が所定の距離と同一またはそれよりも短い場合にヘッドレスト４３の位置を調整し、ヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離が所定の距離よりも長い場合はヘッドレスト４３を停止または所定位置に移動させることを示している。
図３に示すように、静電容量センサ部１０の検出回路２０は、例えば各検知電極１１～１５とそれぞれ一対一で接続され、各検知電極１１～１５により検知された静電容量を示す情報を出力する複数の静電容量検知回路２１～１５を備える。また、検出回路２０は、これら静電容量検知回路２１～１５と接続され、各静電容量検知回路２１から２５から出力された情報に基づく静電容量によって、電極頭部間距離を演算したり、これらの静電容量を比較して頭部４９ａの高さ位置を演算したりして、演算結果情報を駆動モータ部３０のモータ駆動回路（図示せず）に出力する演算処理回路２８を備える。
ここで、各静電容量検知回路２１（２２～２５）は、図４に示すように、静電容量Ｃに応じてデューティー比が変化するものであり、例えば一定周期のトリガ信号ＴＧを出力するトリガ信号発生回路１０１と、入力端に接続された静電容量Ｃの大きさによってデューティー比が変化するパルス信号Ｐｏを出力するタイマー回路１０２と、このパルス信号Ｐｏを平滑化するローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０３とを備えて構成されている。
タイマー回路１０２は、例えば２つの比較器２０１，２０２と、これら比較器２０１，２０２の出力がそれぞれリセット端子Ｒおよびセット端子Ｓに入力されるＲＳフリップフロップ回路（以下、「ＲＳ－ＦＦ」と呼ぶ。）２０３と、このＲＳ－ＦＦ２０３の出力ＤＩＳをＬＰＦ１０３に出力するバッファ２０４と、ＲＳ－ＦＦ２０３の出力ＤＩＳでオン／オフ制御させるトランジスタ２０５とを備えて構成されている。
比較器２０２は、トリガ信号発生回路１０１から出力される図５に示すようなトリガ信号ＴＧを、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３によって分割された所定のしきい値Ｖｔｈ２と比較して、トリガ信号ＴＧに同期したセットパルスを出力する。このセットパルスは、ＲＳ－ＦＦ２０３のＱ出力をセットする。
このＱ出力は、ディスチャージ信号ＤＩＳとしてトランジスタ２０５をオフ状態にし、検知電極１１（１２～１５）およびグランド（ＧＮＤ）の間を、検知電極１１（１２～１５）の対接地静電容量Ｃおよび入力端と電源ラインとの間に接続された抵抗Ｒ４による時定数で決まる速度で充電する。これにより、入力信号Ｖｉｎの電位が静電容量Ｃによって決まる速度で上昇する。
入力信号Ｖｉｎが、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で決まるしきい値Ｖｔｈ１を超えたら、比較器２０１の出力が反転してＲＳ－ＦＦ２０３の出力を反転させる。この結果、トランジスタ２０５がオン状態となって、検知電極１１（１２～１５）に蓄積された電荷がトランジスタ２０５を介して放電される。
したがって、このタイマー回路１０２は、図５に示すように、検知電極１１（１２～１５）および接近した人体４９の頭部４９ａの間の静電容量Ｃに基づくデューティー比で発振するパルス信号Ｐｏを出力する。ＬＰＦ１０３は、この出力を平滑化することにより、図５に示すような直流の検知信号Ｖｏｕｔを出力する。なお、図５中において、実線で示す波形と点線で示す波形は、前者が後者よりも静電容量が小さいことを示しており、例えば後者が物体接近状態を示している。
駆動モータ部３０は、静電容量センサ部１０の検出回路２０において、各静電容量検知回路２１～２５からの検知信号Ｖｏｕｔによって演算処理を行った演算処理回路２８からの演算結果による制御信号に基づいて、図示しない駆動モータを制御してヘッドレスト４３の位置を変化させるモータ駆動回路を備える。また、駆動モータ部３０は、このモータ駆動回路の制御によりヘッドレスト４３の位置を実際に移動させる駆動モータを備える。
駆動モータ部３０は、本例では静電容量センサ部１０からの出力結果に基づいて、少なくともヘッドレスト後部４３ｄｃを車両の上方向または下方向に移動（上下移動）させて適正位置に調整する。すなわち、出力結果に含まれる静電容量値のうちの最小の静電容量値と所定のしきい値とを比較して、この静電容量値が所定のしきい値以上である場合にヘッドレスト後部４３ｄを上下移動させる。
なお、駆動モータは、具体的にはヘッドレスト前部４３ｃの支持軸４３ｂを前後方向に移動自在に駆動し、ヘッドレスト後部４３ｄの支持軸４３ａを上下方向および左右方向に移動（上下左右移動）自在に駆動するように構成されている。したがって、本例のヘッドレスト位置調整装置１００では、上述したような上下移動のみならず、前後左右移動を行って、ヘッドレスト４３を頭部４９ａに対する適正位置に調整することができる。
このように構成されたヘッドレスト位置調整装置１００では、静電容量センサ部１０の各検知電極１１～１５にて頭部４９ａとの間の静電容量Ｃを検知し、検出回路２０にてその出力値に基づき最小値と所定のしきい値とを比較演算することにより求められた、頭部４９ａとヘッドレスト４３（ヘッドレスト前部４３ｃ）との間の距離（電極頭部間距離）を含む測定結果に基づいて、ヘッドレスト４３の位置調整を行うことができる。
図６は、本発明の一実施形態にかかるヘッドレスト位置調整装置の全体構成の他の例を示すブロック図である。なお、以降において、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を付して説明を割愛する。図６に示すように、静電容量センサ部１０の検出回路２０は、各検知電極１１～１５と接続された切替回路２６と、この切替回路２６を介して異時的に接続された各検知電極１１～１５にて検知された静電容量を示す情報を出力する静電容量検知回路２７と、この静電容量検知回路２７から出力された情報に基づき電極頭部間距離等を演算し、演算結果情報を駆動モータ部３０のモータ駆動回路に出力する演算処理回路２８とを備えて構成されている。
このように検出回路２０を構成すれば、静電容量検知回路の数を最小限にして静電容量センサ部１０を構成することができ、切替回路２６にて切り替えられた各検知電極１１～１５の静電容量を順番に走査し、その結果に基づき上述した電極頭部間距離等を得ることができる。
図７は、本発明の一実施形態にかかるヘッドレスト位置調整装置による検知電極の出力例を示す説明図である。図７（ａ）に示すように、例えば頭部４９ａの高さ方向の中心位置をＰとし、電極間距離Ｈ内にあるこの中心位置Ｐから各検知電極１１～１５までの電極頭部間距離をＬとすると、出力値は次のようになる。
すなわち、電極頭部間距離Ｌが３０ｍｍであり、各検知電極１１～１５の並設方向中心付近（ヘッドレスト前部４３ｃの中心付近）と頭部４９ａの中心位置Ｐとが水平方向にほぼ正対していれば、各検知電極１１～１５の出力値は検知電極１２あるいは検知電極１３の出力値が最大出力値となり、最上位置の検知電極１５の出力値が最小出力値となる。
一方、図７（ｂ）に示すように、電極頭部間距離Ｌが７０ｍｍとなると、各検知電極１１～１５の出力値の差が現れにくくなり、さらに図７（ｃ）に示すように、電極頭部間距離Ｌが８０ｍｍとなると、各検知電極１１～１５の出力値はほぼ同等の値を示すようになってしまう。
ここで、各検知電極１１～１５の出力値のうち、最小の出力値に着目すると、図７（ａ）～（ｃ）において電極頭部間距離Ｌによってその値が著しく変化していることが分かる。そこで、本出願人は、最小の出力値が所定のしきい値以上である場合は、電極頭部間距離Ｌが所定範囲内でありヘッドレスト４３と頭部４９ａとの間の距離が適正であるとして、ヘッドレスト位置調整装置１００による位置調整動作を行うこととした。
すなわち、電極頭部間距離Ｌが所定範囲内となり、頭部４９ａの高さ位置を算出するのに十分な出力値を得られるように、各検知電極１１～１５の出力のうち最小の出力値が所定のしきい値以上である場合に、ヘッドレスト４３を移動させるように構成した。これにより、電極頭部間距離Ｌが離れていてヘッドレスト４３を動作させるまでもない場合に、ヘッドレスト４３が動作してしまうことによる不要な動作や無駄な消費電力を抑えることが可能となる。
したがって、本例のヘッドレスト位置調整装置１００は、電極頭部間距離Ｌが所定範囲内である場合にはじめて検出回路２０の演算処理回路２８にてこれらの静電容量値を用いて、ヘッドレスト４３の位置を頭部４９ａに対する適正位置に調整する。なお、最小の出力値が所定のしきい値以上である場合に、ヘッドレスト４３を位置調整するとしたが、例えば最大の出力値が所定のしきい値以上である場合であっても、電極頭部間距離Ｌが所定範囲内であると判断することができるので、このように構成してもよい。
図８は、本発明の一実施形態にかかるヘッドレスト位置調整方法による位置調整処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、本フローチャートは、静電容量センサ部１０が、図示しない赤外線式センサや超音波式センサからなる距離センサ（距離測定手段）からの出力値に基づき、位置調整処理を行う場合に適用できるものである。図８に示すように、ヘッドレスト位置調整装置１００は、まず、例えば車両のイグニッションスイッチがアクセサリーやＯＮとなって、これらがトリガとなり処理が開始されるか否かを判断する（ステップＳ１００）。
処理が開始されないと判断された場合（ステップＳ１００のＮ）は、本フローチャートによる一連の位置調整処理を終了するが、処理が開始されると判断された場合（ステップＳ１００のＹ）は、静電容量センサ部１０によって、複数の検知電極１１～１５からの静電容量値を取得し（ステップＳ１０１）、さらに距離センサからの距離出力値を取得して（ステップＳ１０２）、その出力値が所定のしきい値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
出力値が所定のしきい値以上であると判定された場合（ステップＳ１０３のＹ）は、例えば取得した静電容量値に基づき頭部４９ａの高さ位置を演算して（ステップＳ１０４）、ヘッドレスト後部４３ｄを頭部４９ａの高さ位置に基づき上下移動させて位置調整を行い（ステップＳ１０５）、例えば車両のイグニッションスイッチがＯＦＦとなって、処理が終了されるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。
処理が終了されると判断された場合（ステップＳ１０６のＹ）は、本フローチャートによる一連の位置調整処理を終了するが、処理が終了されないと判断された場合（ステップＳ１０６のＮ）は、上記ステップＳ１０１に移行して以降の処理を繰り返す。
一方、出力値が所定のしきい値未満であると判定された場合（ステップＳ１０３のＮ）は、頭部４９ａを適切に検出することができない程電極頭部間距離Ｌが離れていると判断して、検出不能処理を行い（ステップＳ１０７）、所定時間が経過するまで待って（ステップＳ１０８のＮ）、所定時間が経過したら（ステップＳ１０８のＹ）、上記ステップＳ１０６に移行する。
なお、上記ステップＳ１０７の検出不能処理では、例えばヘッドレスト４３の動作をその場ですべて停止させたり、あらかじめ設定されている初期位置等の所定位置に移動させたりする処理が行われる。このように位置調整処理を行うことによって、種々の種類のセンサからなる距離センサと静電容量センサ部１０を用いた簡単な構成でヘッドレスト４３の位置調整を行い、かつ不要な動作を防止して無駄な消費電力を抑えることが可能となる。
図９は、本発明の一実施形態にかかるヘッドレスト位置調整方法による位置調整処理手順の他の例を示すフローチャートである。なお、本フローチャートは、静電容量センサ部１０が複数の検知電極１１～１５を備える静電容量式センサに適用できるものである。図９に示すように、ヘッドレスト位置調整装置１００は、処理が開始されるか否かを判断する（ステップＳ２００）。
処理が開始されないと判断された場合（ステップＳ２００のＮ）は、本フローチャートによる一連の位置調整処理を終了するが、処理が開始されると判断された場合（ステップＳ２００のＹ）は、静電容量センサ部１０によって、各検知電極１１～１５の静電容量により示される静電容量値を取得する（ステップＳ２０１）。
そして、検出回路２０の演算処理回路２８によって、これらの静電容量値のうち、最小の値を示す最小静電容量値を抽出し（ステップＳ２０２）、この最小静電容量値が所定のしきい値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。最小静電容量値が所定のしきい値以上であると判定された場合（ステップＳ２０３のＹ）は、各検知電極１１～１５からの静電容量に基づくすべての静電容量値を用いて、頭部４９ａの高さ位置を演算し（ステップＳ２０４）、ヘッドレスト後部４３ｄの高さ方向の位置調整動作を行う（ステップＳ２０５）。
なお、上記ステップＳ１０４およびこのステップＳ２０４においては、すべての検知電極１１～１５によって得られた静電容量値に基づいて、頭部４９ａの高さ位置を演算する。例えば、これらの静電容量値を比較して、頭部４９ａの高さ方向の推定される中心位置（推定中心位置）を算出し、この推定中心位置に基づいて頭部４９ａの高さ位置を演算する。
一方、最小静電容量値が所定のしきい値未満であると判定された場合（ステップＳ２０３のＮ）は、上述したようにヘッドレスト４３の動作をその場ですべて停止させたり、所定位置に移動させたりする検出不能処理を行い（ステップＳ２０７）、所定時間が経過するまで待って（ステップＳ２０８のＮ）、所定時間が経過したら（ステップＳ２０８のＹ）、上記ステップＳ２０１に移行して以降の処理を繰り返す。
このように位置調整処理を行うことによって、ヘッドレスト後部４３ｄの上下方向への移動による位置調整を行うことができる。また、電極頭部間距離Ｌが所定範囲より離れている場合（すなわち、頭部４９ａから離れている場合）に、ヘッドレスト後部４３ｄの高さ方向の位置調整動作を停止するので、ヘッドレスト４３が移動するという不要な動作を防止して、搭乗者（乗員）を不快にさせることを極力防止して無駄な電力消費を抑えることができる。
１０ 静電容量センサ部
１１～１５ 検知電極
１９ 基板
２０ 検出回路
２１～２５ 静電容量検知回路
２６ 切替回路
２７ 静電容量検知回路
２８ 演算処理回路
２９ ハーネス
３０ 駆動モータ部
４０ 座席
４１ 背もたれ部（シートバック）
４２ 着座部
４３ ヘッドレスト
４３ａ 支持軸
４３ｂ 支持軸
４３ｃ ヘッドレスト前部
４３ｄ ヘッドレスト後部
４９ 人体
４９ａ 頭部
１００ ヘッドレスト位置調整装置
１１～１５ 検知電極
１９ 基板
２０ 検出回路
２１～２５ 静電容量検知回路
２６ 切替回路
２７ 静電容量検知回路
２８ 演算処理回路
２９ ハーネス
３０ 駆動モータ部
４０ 座席
４１ 背もたれ部（シートバック）
４２ 着座部
４３ ヘッドレスト
４３ａ 支持軸
４３ｂ 支持軸
４３ｃ ヘッドレスト前部
４３ｄ ヘッドレスト後部
４９ 人体
４９ａ 頭部
１００ ヘッドレスト位置調整装置
Claims (7)
- 車両の座席に備えられたヘッドレストに高さ方向に沿って並設された状態で設けられ、前記座席に着座した人体の頭部と前記ヘッドレストとの間の静電容量を検知する複数の検知電極と、
前記複数の検知電極からの検知信号に基づいて、前記頭部の高さ位置を検出する検出回路と、
前記検出回路からの検出結果に応じて、前記ヘッドレストの前記頭部に対する位置を前記頭部の高さ位置に基づき調整する位置調整手段とを備え、
前記位置調整手段は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が所定の距離と同一またはそれよりも短い場合に前記ヘッドレストの位置を調整し、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が所定の距離よりも長い場合に前記ヘッドレストを停止または所定位置に移動させる
ことを特徴とするヘッドレスト位置調整装置。 - 前記検出回路は、
前記複数の検知電極のうち、検出した静電容量が最小の値を示す検知電極の静電容量値が所定のしきい値以上の場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が所定の距離と同一またはそれよりも短いと判断し、
前記検知電極の静電容量値が所定のしきい値未満の場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が所定の距離よりも長いと判断するように構成されている
ことを特徴とする請求項１記載のヘッドレスト位置調整装置。 - 前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離を測定する距離測定手段をさらに備え、
前記検出回路は、該距離測定手段の測定値に基づいて、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離を認定するように構成されている
ことを特徴とする請求項１記載のヘッドレスト位置調整装置。 - 前記検知電極は、それぞれ前記ヘッドレストの前面側における前記高さ方向と交差する幅方向に長手方向を有する矩形短冊状に形成されている
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項記載のヘッドレスト位置調整装置。 - 車両の座席に備えられたヘッドレストに高さ方向に沿って並設された状態で設けられた複数の検知電極によって、前記座席に着座した人体の頭部と前記ヘッドレストとの間の静電容量を検知する検知工程と、
前記検知工程によって検知された検知信号に基づいて、前記頭部の高さ位置位置を検出する検出工程と、
前記検出工程によって検出された検出結果に応じて、前記ヘッドレストの前記頭部に対する位置を前記頭部の高さ位置に基づき調整する位置調整工程とを備え、
前記位置調整工程では、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が所定の距離と同一またはそれよりも短い場合に前記ヘッドレストの位置を調整し、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が所定の距離よりも長い場合に前記ヘッドレストを停止または所定位置に移動させる
ことを特徴とするヘッドレスト位置調整方法。 - 前記検出工程では、前記複数の検知電極のうち、前記検知工程によって検知された静電容量が最小の値を示す検知電極の静電容量値が所定のしきい値以上の場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が所定の距離と同一またはそれよりも短いと判断し、前記検知電極の静電容量値が所定のしきい値未満の場合は、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離が所定の距離よりも長いと判断する
ことを特徴とする請求項５記載のヘッドレスト位置調整方法。 - 前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離を測定する距離測定工程をさらに備え、
前記検出工程では、該距離測定工程によって測定された測定値に基づいて、前記ヘッドレストと前記頭部との間の距離を認定する
ことを特徴とする請求項５記載のヘッドレスト位置調整方法。
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