CN113859075A - 自动调节侧向及后向支撑的头枕***及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种车辆头枕***，其包括：头枕本体(1)，该头枕本体具有第一支撑部分；至少一个第二支撑部分(2)，其在收起位态中位于所述头枕本体(1)两侧且不超出所述头枕本体(1)；连接杆(4)，用于将所述第二支撑部分(2)以可伸缩、旋转的方式与头枕本体(1)连接，通过所述连接杆(4)的旋转运动和伸缩运动，所述第二支撑部分(2)能够离开收起位态，以满足乘客头部的侧向支撑需求和后向支撑需求。一种用于控制所述头枕***的方法，第二支撑部分(2)能够通过连接杆(4)的旋转运动离开收起位态调节至头枕本体(1)的侧部，和/或第二支撑部分(2)能够通过连接杆(4)的伸缩运动离开收起位态，与所述头枕本体(1)平行地伸展。

Description

自动调节侧向及后向支撑的头枕***及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种车辆头枕***，其包括：头枕本体，该头枕本体具有第一支撑部分；至少一个第二支撑部分，其在收起位态中位于所述头枕本体两侧中的至少一侧且不超出所述头枕本体；连接结构，用于将所述第二支撑部分以可伸缩、可旋转的方式与头枕本体连接，通过所述连接结构的旋转运动和伸缩运动，所述第二支撑部分能够离开收起位态，以满足乘客头部的侧向支撑需求和后向支撑需求。本发明还涉及一种用于控制所述头枕***的方法，其中，使第二支撑部分通过连接结构的旋转运动离开收起位态调节至头枕本体的侧部，使得该第二支撑部分超过头枕本体，和/或使第二支撑部分通过连接结构的伸缩运动离开收起位态，在所述头枕本体侧向伸展。

背景技术

头枕是一种舒适性配置用品，在现有汽车头枕中，通常为乘客提供后向支撑需求或者侧向支撑需求，使得乘客在特别是长途行车时能够支撑头部和颈部，以缓解疲劳。此外，头枕也是用于保护人体的颈部和降低头部相对运动的装置，尤其在车辆发生追尾时，人体由于惯性而向后倒，此时头枕的性能直接关系到对人体的颈部和头部的保护效果。

随着人们对乘坐舒适度的不断追求，现有的头枕可以进行上下、前后的调节。目前普遍市场上的大多数头枕不具有侧翼调节功能，只有部分高端车型头枕配置侧翼前后角度调节功能。当尤其后排乘客疲倦需要小憩时、晕车需要保持头部稳定时等等，头枕不能满足乘客头部侧面倚靠或者支撑固定头部的需求。此外，现有的头枕仅能够为头部提供后向支撑或者侧向支撑，而无法利用一个头枕的不同位态来满足不同的需求。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种车辆头枕***，尤其是用于双排乘用车的后排座椅的头枕***，使得能够满足乘客头部侧面倚靠或者支撑固定头部的需求，还能够实现在不同的位态下满足不同需求的功能。

根据本发明的头枕***包括：

-头枕本体，该头枕本体具有用于乘客头部的后向支撑的第一支撑部分；

-至少一个第二支撑部分，所述第二支撑部分在收起位态中位于所述头枕本体两侧中的至少一侧且不超出所述头枕本体；

-连接结构，特别是连接杆，用于将所述第二支撑部分以可伸缩、可旋转的方式与所述头枕本体连接，

其中，通过所述连接结构的旋转运动和伸缩运动，所述第二支撑部分能够离开收起位态，以满足乘客头部的侧向支撑需求和后向支撑需求。

根据本发明的一个优选方案，所述头枕***的第二支撑部分能够通过所述连接结构的旋转运动离开收起位态调节至头枕本体的侧部且超出所述头枕本体，从而一个第二支撑部分与所述头枕本体之间形成大致L形来满足乘客头部的侧向支撑需求。在头枕***具有两个第二支撑部分的情况下，即在头枕本体的两侧分别有一个第二支撑部分时，所述第二支撑部分通过连接结构的旋转运动离开收起位态，调节至头枕本体的侧部且超出所述头枕本体，从而两个第二支撑部分与所述头枕本体之间形成大致U形。此外，在需要满足尤其是后排中间乘客的头部的后向支撑需求时，所述至少一个第二支撑部分能够通过所述连接结构的伸缩运动离开收起位态，在头枕本体侧向伸展，尤其与所述头枕本体在一条直线上，以满足乘客、尤其后排中间乘客的头部的后向支撑需求。

自然地，根据本发明的头枕***的第一支撑部分也能够进行例如旋转运动，以改变对于乘客头部的支撑角度。

根据本发明的一个优选方案，所述头枕***还至少包括马达和控制器，所述马达能够在控制器的控制下实现驱动连接结构，通过连接结构的运动改变所述第二支撑部分的位态。由此，头枕***能够在必要时自动地调节。所述马达尤其能够布置在头枕本体内部，所述马达能够通过例如齿轮传动、蜗轮蜗杆或者液压传动传动与连接结构连接。所述控制器能够是指配置为执行根据本发明的头枕***的控制任务的至少一部分的合适的控制设备或者一组多个控制设备，例如包括专用集成电路、一个或多个处理器、存储有指令的非暂时性存储器。所述控制器例如是电子控制单元(ECU，Electronic Control Unit)，通常又称为“行车电脑”，“车载电脑”等。

自然地，所述马达也能够驱动所述第一支撑部分进行位态改变。

根据本发明的一个优选方案，所述头枕***还包括控制界面。在必要时乘客能够通过所述控制界面来控制连接结构的驱动，以改变所述第二支撑部分的位态。例如在乘客想要侧向支撑头部时，能够通过所述控制界面向控制器发出指令，经由所述控制器使马达工作，以驱动连接结构，亦即驱动第二支撑部分。所述控制界面尤其能够是布置在车辆内部的触摸屏，但也能够设想除触摸屏以外的其他输入设备，例如麦克风、旋钮、按键等。在必要时，所述控制界面也能够是乘客的移动设备(例如手机、平板电脑等)上的应用程序，所述移动设备能够尤其通过无线连接(例如蓝牙连接)将乘客输入的指令传递给所述控制器。

自然地，乘客也能够在所述控制界面中改变第一支撑部分的位态。

根据本发明的一个优选方案，所述头枕***的控制器能够根据车内摄像头采集到的图像信息自动控制连接结构的驱动，以自动改变第二支撑部分的位态。例如，所述控制器能够根据所述图像信息分析乘客的头部姿态和/或眼动情况，结合存储在所述控制器内的预给定的判定条件来自动控制所述连接结构的驱动，以自动改变所述第二支撑部分的位态。根据本发明的头枕***能够通过这种方式实现在不需要人介入的情况下自动地调节头枕***的位态，以符合乘客的使用需求。

自然地，所述控制器也能够根据例如所述图像信息来自动改变第一支撑部分的位态。

根据本发明的一个优选方案，所述头枕***还包括第一气囊和第二气囊，其中，所述第一气囊设置在所述第二支撑部分外周，用于至少部分地包裹所述第二支撑部分，所述第二气囊设置在所述连接结构外周，用于至少部分地包裹所述连接结构。特别地，所述头枕***还包括充气装置，所述控制器能够根据第二支撑部分的位态来控制所述充气装置，以对第一气囊和第二气囊分别进行充气与放气。例如，在第二支撑部分的收起位态中，所述第一气囊和第二气囊处于放气状态，由此能够以减小的体积存放第二支撑部分和连接结构；在第二支撑部分的侧向支撑状态或后向支撑状态中，所述第一气囊和第二气囊按需要地处于充气状态，以满足乘客的头部支撑需求。

本发明还涉及用于控制上述头枕***的方法，其中，使第二支撑部分通过连接结构的旋转运动离开收起位态调节至头枕本体的侧部且超出所述头枕本体，从而一个第二支撑部分与所述头枕本体之间形成大致L形来满足乘客头部的侧向支撑需求；和/或使第二支撑部分通过连接结构的伸缩运动离开收起位态，在头枕本体侧向伸展，尤其使得第二支撑部分与头枕本体在一条直线上，以满足乘客头部的后向支撑需求。

根据本发明的方法的一个优选方案，经由在所述控制界面的输入来控制连接结构的驱动，以改变第二支撑部分的位态；或者能够根据车内摄像头采集到的图像信息自动控制连接结构的驱动，以自动改变第二支撑部分的位态，其中，优选地根据所述图像信息分析乘客的头部姿态和/或眼动情况，结合存储在所述控制器内的预给定的判定条件来自动控制所述连接结构的驱动。

所述判定条件例如存储在控制器的非暂时性存储器中，控制器能够将车内摄像头采集的图像信息与所存储的判定条件进行比对，在满足一定条件的情况下即向马达发出控制信号，以驱动连接结构运动，进而根据需要地改变第二支撑部分的位态。

应理解，在本说明书中，表述“第一”、“第二”等仅用于描述性目的，而不应理解为指示或暗示相对重要性，也不应理解为隐含指明所指示的技术特征的数量。限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地表示包括至少一个该特征。在本说明书中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接、可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接或电连接；可以是直接相连、通过中间件间接相连或两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据情况理解上述术语在本说明书中的含义。

附图说明

下面以实施例来示意性地说明根据本发明的可调节侧向及后向支撑的汽车头枕***。

其示出了：

图1根据本发明的车辆头枕***安装在后排座椅上的示意图，其中，第一行的两个示图是后排两个座椅的头枕的头枕本体1和第二支撑装置2从车辆前部向后看的图示，第二行的两个示图是后排两个座椅的头枕的头枕本体1和第二支撑装置2从车顶向下的俯视图，其中，所述头枕***的第二支撑装置2位于收起位态中；

图2根据图1的头枕***的示意图，其中，所述头枕***的第二支撑装置2位于侧向支撑乘客的头部的位态中；

图3根据图1和2的头枕***的示意图，其中，所述头枕***的第二支撑装置2位于后向支撑尤其后排中间乘客的头部的位态中。

具体实施方式

在示例性实施例中示出了根据本发明的头枕***安装在后排座椅上的应用。在图1-3中可见，根据本发明实施例的头枕***例如包括：两个头枕本体1，分别对应于后排两个座椅，所述头枕本体具有用于乘客头部的后向支撑的第一支撑部分(在本实施例中该第一支撑部分即为头枕本体自身)；两个第二支撑部分2，所述第二支撑部分2在收起位态中(见图1)位于所述头枕本体侧部且不超出所述头枕本体(见图1的第二行的俯视图)；连接结构4，例如连接杆4(见图3)，该连接杆4用于将第二支撑部分2以可伸缩、可旋转的方式与所述头枕本体1连接，其中，通过所述连接杆4的旋转运动和伸缩运动，所述第二支撑部分2能够离开收起位态，以满足乘客头部的侧向支撑需求(见图2)和后向支撑需求(见图3)。

根据本发明的实施例，对于后排两个座椅的每个头枕分别在两侧设置一个第二支撑部分2，使得在侧向支撑乘客的头部时，能够在乘客的头部两侧给予支撑。

根据本实施例，头枕***的第二支撑部分2能够通过连接杆4的旋转运动离开收起位态调节至头枕本体的侧部且超出所述头枕本体(即从图1的位态调节成图2的位态)，从而在俯视图中一个第二支撑部分2与头枕本体1形成大致L形(见图2第二行的俯视图)来满足乘客头部的侧向支撑需求。在头枕***具有两个第二支撑部分2的情况下，即在头枕本体1的两侧分别有一个第二支撑部分2时，所述第二支撑部分2通过连接杆4的旋转运动离开收起位态，调节至头枕本体的侧部且超出所述头枕本体，从而在俯视图中两个第二支撑部分与所述头枕本体形成大致U形(附图中未示出)。

根据本实施例，在需要满足后排中间乘客的头部的后向支撑需求时，后排的两个第二支撑部分2能够通过连接杆4的伸缩运动离开收起位态，在此，特别是两个第二支撑部分2相向运动到一起，在头枕本体1侧向伸展，使得与头枕本体1在一条直线上(见图3)。

根据本发明的实施例，在图3的后向支撑位态中，两个第二支撑部分2的第一气囊3和两个连接杆4的第二气囊5可以被充气，以提高所述第二支撑部分2的支撑舒适性和连接杆4的舒适性和美观性。可选地，在图2的侧向支撑位态中，两个第二支撑部分2的第一气囊3被充气，以提高侧向侧向支撑的舒适性。可选地，第一气囊3在第二支撑部分2的侧向支撑位态和后向支撑位态中分别具有不同的充气状态。

根据本发明实施例的头枕***的第一气囊3和第二气囊5可以通过各自的或者共同的充气装置(未示出)来充气，控制器能够根据第二支撑部分2的位态来控制所述充气装置，以对第一气囊3和第二气囊5分别进行充气与放气。例如在图1中，在第二支撑部分2的收起位态中，第一气囊3和第二气囊5处于放气状态，由此能够以减小的体积存放第二支撑部分2和连接杆4(此时连接杆4被接收在头枕本体1中)；而在图2和图3中，第二支撑部分2分别处于侧向支撑状态和后向支撑状态中，第一气囊3和第二气囊5按需要地处于充气状态，以满足乘客的头部支撑需求。

在本发明的实施例中，头枕***还可以包括马达和控制器(附图中未示出)，所述马达能够在控制器的控制下实现驱动连接杆4，通过连接杆4的运动改变所述第二支撑部分2的位态。由此，头枕***能够在必要时自动地调节。

所述马达例如可以布置在头枕本体1内部，所述马达能够通过例如齿轮传动、蜗轮蜗杆或者液压传动传动与连接杆连接。

在本发明的实施例中，头枕***还可以包括控制界面，使得乘客能够通过所述控制界面来控制连接杆4的驱动，以改变所述第二支撑部分2的位态。例如在乘客想要侧向支撑头部时，能够通过控制界面向控制器发出指令，经由控制器使马达工作，以驱动连接杆4，亦即驱动第二支撑部分2。控制界面例如可以是布置在车辆内部的触摸屏，也可以是除触摸屏以外的其他输入设备，例如语音交互装置(例如麦克风)、旋钮、按键等。所述控制界面也可以是乘客的移动设备(例如手机、平板电脑等)上的应用程序，所述移动设备能够通过例如无线连接(例如蓝牙连接)将乘客输入的指令传递给所述控制器。

下面根据上述实施例说明用于控制根据本发明的头枕***的示例性方法，其中，示例性地，以根据车内摄像头采集到的图像信息自动控制连接杆4的驱动，以自动改变第二支撑部分2的位态的实施例来说明控制根据本发明的头枕***的方法。然而本发明不局限于这个实施例，还包括例如乘客在控制界面输入来控制连接杆4的驱动，以改变第二支撑部分2的位态的控制方法。

在所述控制界面中，例如可以设置一开关界面，当该开关界面处于打开状态时，根据本发明的头枕***能够自动改变第二支撑部分2的位态以满足乘客的头部支撑需求；当该开关界面处于关闭状态时，根据本发明的头枕***仅能够在乘客输入相应命令时才改变第二支撑部分2的位态。

根据本发明实施例的头枕***的控制器还能够接收例如位于座椅中的压力传感器的信号，以判定座椅上是否有乘客，在座椅上有乘客时，才进行图像信息分析进而自动控制连接杆4(亦即第二支撑部分2)；或者所述控制器能够接收车内摄像头采集的驾驶员(当头枕***安装在驾驶位时)和/或乘客的面部特征，以自动调节头枕***进入用于特定驾驶员和/或乘客的预先设定的位态，以实现个性化的调节。

根据本发明实施例的头枕***的控制器还能够接收来自车辆动力***的信号，以获得例如车辆是否处于起动状态、刹车状态或者关于车速的信息，从而能够根据这些信息来适应性地调节头枕***进入合适的位态。

根据本发明实施例的头枕***例如在车辆起动后进入工作状态。在所述工作状态中，控制器可以根据车内摄像头采集的图像信息自动控制连接杆4的驱动，优选地可以根据所述图像信息分析乘客的头部姿态和/或眼动情况，结合存储在控制器内的预给定的判定条件来自动控制所述连接杆4的驱动。所述判定条件例如存储在控制器的非暂时性存储器中，控制器能够将车内摄像头采集的图像信息与所存储的判定条件进行比对，在满足一定条件的情况下即向马达发出控制信号，以驱动连接杆4运动，进而根据需要地改变第二支撑部分2的位态。

在本发明的方法的一个实施方式中，在头枕***安装在车辆后排时，当控制器接收到的车内摄像头信号在一连续时间段(例如2秒)观察到乘客的头部姿态变化为摇晃或者侧倾状态，且同时对眼动情况(眨眼次数)的判定为闭眼/慢动眼活动状态时，判定为期待左/右侧支撑和/或期待第一支撑部分改变支撑角度，例如以非垂直于地面的角度进行头部的斜向上支撑。

所述头部姿态的摇晃尤其意味着，乘客的头部基于中轴线左右摆动达到两个回合；所述头部姿态的侧倾状态尤其意味着，乘客的头部保持左侧或者右侧的倾斜状态。

所述闭眼/慢动眼活动状态例如可以通过下述方式来判定：

定义e＝max{1-d/d_i；0}，

其中，d＝乘客眼部上眼皮和下眼皮的弧线之间的最大垂直距离，

d_i＝虹膜的直径，

当e≤0.5时，判定为闭眼/慢动眼活动状态。

在所述控制器判定为乘客期待左/右侧支撑和/或期待第一支撑部分改变支撑角度时，控制器通过马达驱动连接杆4旋转，以使第二支撑部分2在侧向从头枕本体1伸出，和/或控制器通过马达驱动第一支撑部分旋转，以改变对乘客头部的支撑角度。

进一步地，在本发明实施例的方法中，在控制器已经将第一支撑部分和/或第二支撑部分2调节为满足头部摇晃和闭眼/慢眼活动状态的支撑位态后，如果控制器又通过车内摄像头检测到乘客的头部姿态和眼动情况不再满足上述判定，则可以通过马达将第一支撑部分和/或第二支撑部分2重新带回到初始位态中。在此，乘客可以通过控制界面能够中止第一支撑部分和/或第二支撑部分2重回初始位态的运动，以使头枕***继续保持在上述支撑位态中。

在本发明的方法的另一实施方式中，乘客能够通过控制界面将第二支撑部分2(通过连接杆的伸缩运动)离开收起位态，在头枕本体侧向伸展，使得第二支撑部分与头枕本体在一条直线上，以满足乘客头部的后向支撑需求。在该情况下，尤其在后排乘坐三人的情况下，位于中间的乘客能够具有头部的后向支撑。

本发明的实施例，头枕***的控制器可以通过车内摄像头在以连续时间段(例如2秒)观察到后排中间有乘客时，自动地控制所述第二支撑部分2。在此，例如可以是两个第二支撑部分2相向运动到一起，以形成一个另外的后向支撑头枕。

在本发明的方法的一个优选实施方式中，所述控制器能够在控制所述第一支撑部分和第二支撑部分2离开收起位态时通过充气装置对包围所述连接杆4的第二气囊5和/或包围所述第二支撑部分2的第一气囊3充气，以实现更舒适的支撑。

应当理解，本发明以上所示出的实施例是示例性的而非限定性的，用于示出根据本发明的头枕***的典型的实施方式。更准确地说，除上述说明的实施例外，利用本发明的各个特征进行组合产生的对于本领域技术人员来说有意义的大量变型方案同样是可行的。

Claims (10)

1.一种用于车辆的头枕***，尤其是用于双排乘用车的后排座椅的头枕***，所述头枕***包括：

-头枕本体(1)，该头枕本体(1)具有用于乘客头部的后向支撑的第一支撑部分；

-至少一个第二支撑部分(2)，所述第二支撑部分(2)在收起位态中位于所述头枕本体(1)两侧中的至少一侧且不超出所述头枕本体(1)；

-连接结构(4)、特别是连接杆，用于将所述第二支撑部分(2)以可伸缩、可旋转的方式与所述头枕本体(1)连接，

其中，通过所述连接结构的旋转运动和伸缩运动，所述第二支撑部分(2)能够离开收起位态，以满足乘客头部的侧向支撑需求和后向支撑需求。

2.根据权利要求1所述的头枕***，其中，

所述第二支撑部分(2)能够通过所述连接结构的旋转运动离开所述收起位态调节至所述头枕本体(1)的侧部且超出所述头枕本体(1)，从而一个第二支撑部分与所述头枕本体(1)之间形成大致L形，以满足乘客头部的侧向支撑需求，和/或

所述第二支撑部分(2)能够通过所述连接结构(4)的伸缩运动离开所述收起位态，在所述头枕本体(1)侧向伸展，尤其是与所述头枕本体(1)在一条直线上，以满足乘客、尤其后排中间乘客的头部的后向支撑需求。

3.根据上述权利要求中任一项所述的头枕***，其中，所述头枕***还至少包括马达和控制器，所述马达能够在所述控制器的控制下驱动所述连接结构(4)，以改变所述第二支撑部分(2)的位态。

4.根据上述权利要求中任一项所述的头枕***，其中，所述头枕***还包括控制界面，使得乘客能够通过所述控制界面来控制所述连接结构(4)的驱动，以改变所述第二支撑部分(2)的位态。

5.根据上述权利要求中任一项所述的头枕***，其中，所述头枕***的所述控制器能够根据车内摄像头采集到的图像信息自动控制所述连接结构(4)的驱动，以自动改变所述第二支撑部分(2)的位态。

6.根据上述权利要求中任一项所述的头枕***，其中，所述控制器能够根据所述图像信息分析乘客的头部姿态和/或眼动情况，结合存储在所述控制器内的预给定的判定条件来自动控制所述连接结构(4)的驱动，以自动改变所述第二支撑部分(2)的位态。

7.根据上述权利要求中任一项所述的头枕***，其中，所述头枕***还包括第一气囊(3)和第二气囊(5)，其中，所述第一气囊(3)设置在所述第二支撑部分(2)外周，用于至少部分地包裹所述第二支撑部分(2)，所述第二气囊(5)设置在所述连接结构(4)外周，用于至少部分地包裹所述连接结构(4)。

8.根据上述权利要求中任一项所述的头枕***，其中，所述头枕***还包括充气装置，所述控制器能够根据所述第二支撑部分(2)的位态来控制所述充气装置，以对所述第一气囊(3)和所述第二气囊(5)分别进行充气与放气。

9.一种用于控制根据权利要求1至8中任一项所述的头枕***的方法，所述方法至少包括以下操作：

使第二支撑部分(2)通过连接结构的旋转运动离开收起位态调节至头枕本体(1)的侧部且超出所述头枕本体(1)，以使一个第二支撑部分与所述头枕本体(1)之间形成大致L形来满足乘客头部的侧向支撑需求；和/或

使所述第二支撑部分(2)通过所述连接结构(4)的伸缩运动离开所述收起位态，在所述头枕本体(1)侧向伸展，尤其是与所述头枕本体(1)在一条直线上，以满足乘客头部的后向支撑需求。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述方法还包括以下操作：

经由控制界面的输入来控制所述连接结构(4)的驱动，以改变所述第二支撑部分(2)的位态；和/或

根据车内摄像头采集到的图像信息自动控制所述连接结构(4)的驱动，以自动改变所述第二支撑部分(2)的位态，其中，优选地根据所述图像信息分析乘客的头部姿态和/或眼动情况，结合存储在所述控制器内的预给定的判定条件来自动控制所述连接结构(4)的驱动。

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