JP4014938B2 - 車両用乗員保護装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用シートに着座した乗員の頸部を保護する車両用乗員保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、シート上部のヘッドレストとシートに着座している乗員の頸部との間には、いわゆる頸部後方の隙間を有する。車両に対して後方から衝突物が衝突（以下、「後突」という。）したときには、その反動で乗員の上半身が後方へ倒れる。頸部後方の隙間が大きいほど、乗員の頸部に掛かる負担は大きい。
【０００３】
頸部の負担を軽減する技術としては、シートバックのクッション性能を高めるようにしたものがある。乗員の上半身が後方へ倒れたときに、クッション性の大きいシートバックが大きく圧縮されるので、頸部後方の隙間は減少する。この結果、頸部への負担を軽減できる。しかし、シートバックのクッション性が大き過ぎると乗り心地が低下する場合がある。そこで次のように、より保護性能との両立を図る技術開発が行われてきた。
【０００４】
図１５は従来の車両用乗員保護装置（第１従来技術）の模式図であり、この第１の従来技術は、シート１００におけるシートバック１０１の上部に、振り子機構１０２を介してヘッドレスト１０３を前後スイング可能に取付けたというものである。
【０００５】
後突の反動によって乗員１０４の上半身が後方へ倒れたときに、上半身からシートバック１０１へ外力Ｗ１が作用する。この外力Ｗ１によって振り子機構１０２がスイングすることで、ヘッドレスト１０３を想像線にて示す通常位置から実線にて示す位置まで前進させる。このようにして、頸部後方の隙間１０５を小さくすることで、頸部の負担を軽減することができる。
【０００６】
図１６（ａ）〜（ｃ）は従来の車両用乗員保護装置（第２従来技術）の模式図であり、この第２の従来技術は（ａ）に示すように、シート２００におけるシートクッション２０１に、ヒンジ機構２０２を介してシートバック２０３を前後スイング可能に取付け、シートバック２０３の上部にヘッドレスト２０４を取付けたというものである。
【０００７】
ヒンジ機構２０２は、シートクッション２０１の後端部に取付けた固定台２１１と、固定台２１１にリンク２１２，２１３を介して上下スイング可能に取付けた第１スイングアーム２１４と、第１スイングアーム２１４に前後スイング可能に取付けた第２スイングアーム２１５とからなる。第２スイングアーム２１５の先端部にシートバック２０３を取付けることができる。第１・第２スイングアーム２１４，２１５のスイング角は、外力の大きさに対応する。
【０００８】
（ａ）の状態において、後突時の衝突力により第１・第２スイングアーム２１４，２１５は図反時計回りにスイングする。この結果、（ｂ）のようにシートバック２０３が一旦起立することで、頸部後方の隙間２２１は減少する。その後、後突の反動により乗員２２２の上半身が後方へ倒れることで、上半身からシートバック２０３へ外力が作用する。この外力によって、（ｃ）のようにシートバック２０３並びに第２スイングアーム２１５は後方へ倒れる。この結果、乗員２２２に作用する衝撃をシートバック２０３が吸収するとともに、頸部後方の隙間２２１が更に減少する。このようにして、頸部後方の隙間２２１を小さくするとともに、頸部に作用する衝撃を緩和することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記第１・第２の従来技術は、図１５並びに図１６に示すように、後突した時点の外力が予め設定した一定の基準値に達したときに、作動を開始するという、受動的な車両用乗員保護装置である。
【００１０】
このため作動開始の基準値が大き過ぎると、衝突エネルギーが小さい軽衝突のときには、車両用乗員保護装置は作動できない。また、後突の反動によって乗員の上半身が後方へ倒れたときに、上半身からシートバックへ作用する外力は、乗員の体重によって異なる。軽い乗員が着座している場合には、作動開始の基準値に達しないことが考えられる。
一方、作動開始の基準値が小さ過ぎると、後突しない通常状態であっても車両用乗員保護装置が作動してしまう虞れがある。このようなことから、上記第１・第２の従来技術は改良の余地がある。
【００１１】
そこで本発明の目的は、車両に対して後方から衝突物が衝突（後突）するときに、シートに着座している乗員の頸部の負担を、より確実に軽減することができる技術を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、車両のシートの上部に前後移動可能に設けたヘッドレストと、このヘッドレストを前進させるヘッドレスト前方移動部と、車両に対して後方から衝突する衝突物を予知する後部衝突物予知手段と、この後部衝突物予知手段の予知信号に応じてヘッドレストを前進させるべくヘッドレスト前方移動部に制御信号を発するヘッドレスト制御部とを設け、
ヘッドレスト前方移動部が、ヘッドレストの実前進量を検出するヘッドレスト実前進量検出手段を備え、ヘッドレスト制御部が、ヘッドレスト実前進量検出手段で検出した実前進量が大きくなるにつれてヘッドレストの前進速度を減少させるべく、ヘッドレスト前方移動部に制御信号を発するものである車両用乗員保護装置である。
【００１３】
このようにしたことにより、車両に対して後方から衝突する衝突物を予知（以下、「後突予知」という。）した段階で作動を開始するという、能動的な車両用乗員保護装置とすることができる。
【００１４】
従って、後部衝突物予知手段で後突予知をしたときに、その予知信号に応じてヘッドレスト制御部からヘッドレスト前方移動部へ制御信号を発し、ヘッドレスト前方移動部でヘッドレストを前進させることができる。
このため後突予知の段階で、シート上部のヘッドレストとシートに着座している乗員の頸部との間の、いわゆる頸部後方の隙間を予め強制的に小さくすることができる。後突の直前に頸部後方の隙間を小さくすることによって、後突時の反動で乗員の上半身が後方へ倒れたときに、乗員の頸部に掛かる負担を、より確実に軽減することができる。
【００１９】
ヘッドレストが前進するにつれて、頸部後方の隙間は小さくなる。これに対し、ヘッドレストは前進するにつれて減速する。従って、前進するヘッドレストが頸部に当たったとしても、頸部に掛かる負担は極く僅かであり、実質的に影響はない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る車両の平面図であり、車両用乗員保護装置（後述する）を搭載した車両１１を示す。この車両１１は後端中央部に、車間距離検出手段２１を備える。
【００２１】
車間距離検出手段２１は、自分の車両１１（自車１１）と後方の車両１２（後車１２）との間の車間距離Ｌ１，Ｌ２を計測するものであって、例えば超音波センサ、赤外線センサ、紫外線センサ、可視光線センサ、レーザセンサ、レーダ式センサ、ＣＣＤ等の撮像システム（カメラシステム）がある。
ここで、後車１２のことを、車両１１に対して後方から衝突する衝突物である、とする。
【００２２】
図２は本発明に係る車両用乗員保護装置のブロック図であり、この車両用乗員保護装置２０は、上記車間距離検出手段２１と自車速度検出手段２２とシートバック歪量検出手段２３とヘッドレスト実前進量検出手段２４とヘッドレスト制御部２５とヘッドレスト前方移動部２６とを備える。
自車速度検出手段２２は速度センサである。他の各部材２３〜２６の詳細については後述する。
【００２３】
図３は本発明に係る車両用シートの斜視図であり、この車両１１（図１参照）のシート３０は、車両の床に設置したシート支持台３１と、シート支持台３１に設けたシートクッション３３並びにシートバック３６と、シートバック３６の上部に前後移動可能に設けたヘッドレスト３７とからなる。
【００２４】
詳しく説明すると、シート３０は、シート支持台３１にシートクッション用フレーム３２を介してシートクッション３３を取付け、シート支持台３１にヒンジ３４を介してシートバック用フレーム３５を起倒可能に取付け、シートバック用フレーム３５にシートバック３６を取付け、シートバック用フレーム３５の上部にヘッドレスト前方移動部２６を介してヘッドレスト３７を前後移動可能に取付けたものである。
【００２５】
さらにシート３０は、シートバック３６の歪量を検出するシートバック歪量検出手段２３を備える。シートバック３６に後方への外力が作用したとき、その外力の大きさに応じてヒンジ３４及びシートバック３６に歪みが発生する。ヒンジ３４に生じた歪量をシートバック歪量検出手段２３にて検出することで、シートバック３６の歪量を検出することができる。つまり、シートバック歪量検出手段２３は、シートバック３６に作用する後方への外力を検出するための検出手段であると言える。
【００２６】
ヘッドレスト制御部２５は、シートバック歪量検出手段２３の検出信号に応じてヘッドレスト３７の前進速度を増大させるべく、ヘッドレスト前方移動部２６に制御信号を発するようにした構成を含む。
【００２７】
図４は本発明に係るヘッドレスト及びヘッドレスト前方移動部周りの斜視図である。ヘッドレスト前方移動部２６は、シートバック用フレーム３５の上部にモータ軸４１ａを上向きにして取付けたモータ４１と、モータ軸４１ａにカップリング４２にて連結した縦長の駆動軸４３と、駆動軸４３と平行に並べた従動軸４４と、これら駆動軸４３並びに従動軸４４をシートバック用フレーム３５の上部に回転可能に且つ軸方向移動を規制して取付けた軸受４５，４５と、駆動軸４３から従動軸４４へ動力を伝達するギヤセット（互いに同歯数の第１・第２歯車４６，４７からなる）と、各歯車４６，４７に回転中心から偏心量ｆ１だけ偏心した位置に設けた縦長の第１・第２旋回駆動軸４８，４９と、第１・第２旋回駆動軸４８，４９が嵌合する長孔５１，５１を有してヘッドレスト３７に取付けた従動部５２とからなる。
【００２８】
長孔５１，５１は、車幅方向（左右方向）に長い上下貫通した孔である。第１・第２旋回駆動軸４８，４９は、従動部５２を介してヘッドレスト３７を軸方向移動を規制して取付けたものである。５３は軸受である。
【００２９】
モータ４１の動力は、モータ軸４１ａからカップリング４２、駆動軸４３、第１歯車４６を経て第１旋回駆動軸４８に伝わる。また、動力は第１歯車４６から第２歯車４７を経て第２旋回駆動軸４９に伝わる。第１・第２旋回駆動軸４８，４９が旋回することで、長孔５１，５１を前方へ押してヘッドレスト３７を前進（矢印で示す方向）させることができる。
【００３０】
さらにヘッドレスト前方移動部２６は、ヘッドレスト３７の現実の前進量（実前進量）を検出するヘッドレスト実前進量検出手段２４を備える。ヘッドレスト実前進量検出手段２４は、例えば、従動軸４４の端部に取付けたパルス円盤６１と、パルス円盤６１を通過する光量の変化を検出するセンサ部６２と、からなる光電式ロータリエンコーダである。
ヘッドレスト制御部２５は、ヘッドレスト実前進量検出手段２４で検出した実前進量が大きくなるにつれてヘッドレスト３７の前進速度を減少させるべく、ヘッドレスト前方移動部２６に制御信号を発するようにした構成を含む。
【００３１】
図５（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るヘッドレスト及びヘッドレスト前方移動部の作用図である。
（ａ）は、シートバック３６に対してヘッドレスト３７が最も後方にある状態の平面図であり、（ｂ）はその側面図である。この状態においては、車幅方向（左右方向）に長い長孔５１，５１に対し、外寄り位置に第１・第２旋回駆動軸４８，４９がある。
その後、第１・第２旋回駆動軸４８，４９が前方へ旋回することで、長孔５１，５１を前方へ押す。この結果、ヘッドレスト３７は前進して（ｃ），（ｄ）の状態になる。ヘッドレスト３７の前進量、すなわち実前進量をＸ２と言う。
【００３２】
（ｃ）は、シートバック３６に対してヘッドレスト３７が最も前方にある状態の平面図であり、（ｄ）はその側面図である。この状態においては、長孔５１，５１に対し内寄り位置に第１・第２旋回駆動軸４８，４９がある。実前進量Ｘ２は、ヘッドレスト３７が（ｂ）から（ｄ）まで前進したときに最大となる。実前進量Ｘ２をヘッドレスト実前進量検出手段２４（図４参照）で検出することになる。
【００３３】
図６は本発明に係るヘッドレスト前方移動部の変形例図であり、第１・第２旋回駆動軸４８，４９をクランク状に形成することで、各歯車４６，４７の回転中心から第１・第２旋回駆動軸４８，４９までの偏心量をｆ２としたことを示す。このようにして、偏心量ｆ２を第１・第２旋回駆動軸４８，４９の基端における偏心量ｆ１よりも大きくすることができる。その分、長孔５１，５１の長さを長く設定する。この結果、ヘッドレスト３７の実前進量を増すことができる。
【００３４】
図７（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る車両用乗員保護装置の作用図である。
（ａ）は、シート３０に乗員Ｍａが着座していることを示す。ヘッドレスト３７は想像線にて示す最後方の位置にある。
【００３５】
その後、後述する後部衝突物予知手段で車両に対して後方から衝突する衝突物を予知（後突予知）したときに、その予知信号に応じてヘッドレスト制御部２５からヘッドレスト前方移動部２６（図２参照）へ制御信号を発する。ヘッドレスト前方移動部２６は、ヘッドレスト３７を実線にて示す位置まで前進させる。
【００３６】
このように後突予知の段階で、ヘッドレスト３７と乗員Ｍａの頭部Ｈｄとの間の隙間Ｘ１１を小さくすることができる。この結果、ヘッドレスト３７と乗員Ｍａの頸部Ｎｅとの間の、いわゆる頸部後方の隙間を予め強制的に小さくすることができる。後突の直前に頸部Ｎｅ後方の隙間を小さくしたので、後突時の反動で乗員Ｍａの上半身が後方へ倒れたときであっても、乗員Ｍａの頸部Ｎｅに掛かる負担を、より確実に軽減することができる。
【００３７】
後突時の反動によって、乗員Ｍａの上半身が後方へ倒れることで、上半身からシートバック３６へ外力が作用する。この外力によって、（ｂ）のようにシートバック３６は後方へ倒れる。シートバック３６は後方への外力の大きさによって歪む。その歪量をシートバック歪量検出手段２３で検出することができる。このときのヘッドレスト３７と乗員Ｍａの頭部Ｈｄとの間の隙間はＸ１２である。
【００３８】
シートバック歪量検出手段２３の検出信号に応じて、（ｃ）のようにヘッドレスト制御部２５からヘッドレスト前方移動部２６（図２参照）へ制御信号を発する。ヘッドレスト前方移動部２６は、ヘッドレスト３７を想像線の位置から実線の位置まで、更に前進させる。
【００３９】
このようにして、ヘッドレスト３７と乗員Ｍａの頭部Ｈｄとの間の隙間を零又は零に近づけることができる。この結果、頸部Ｎｅ後方の隙間を予め強制的に小さくすることができる。後突の直後に頸部Ｎｅ後方の隙間を小さくするので、後突時の反動で乗員Ｍａの上半身が後方へ倒れたときであっても、乗員Ｍａの頸部Ｎｅに掛かる負担を、より確実に軽減することができる。
【００４０】
次に、上記図２に示すヘッドレスト制御部２５をマイクロコンピュータとした場合の制御フローについて、図８〜図１４に基づき説明する。図中、ＳＴ××はステップ番号を示す。特に説明がないステップ番号については、番号順に進行する。
【００４１】
図８は本発明に係るヘッドレスト制御部の制御フローチャート（その１）である。
ＳＴ０１；最初の車間距離Ｌ１を計測する。最初の車間距離Ｌ１は、図１の車間距離検出手段２１で現実の車間距離Ｌ１を計測すればよい。
ＳＴ０２；ヘッドレスト制御部２５（図２参照）に組込まれたタイマをリセットした後にスタートさせる。
【００４２】
ＳＴ０３；タイマのカウント時間ｔ１が予め設定した極く微小な一定時間ｔ０に達するまでこのステップを繰返し、達したときにＳＴ０４へ進む。
ＳＴ０４；次の車間距離Ｌ２を計測する。次の車間距離Ｌ２は、上記ＳＴ０１と同様に現実の車間距離Ｌ２を計測すればよい。
このようにＳＴ０１〜ＳＴ０４により、車間距離を２回計測して一定時間ｔ０当たりの車間距離Ｌ１，Ｌ２の変化を求める。
【００４３】
ＳＴ０５；次の車間距離Ｌ２が予め設定した最接近しきい値Ｌ０を下回ったか否かを調べ、ＹＥＳでＳＴ０６に進み、ＮＯでＳＴ０１に戻る。「最接近しきい値Ｌ０」とは、自車に対して後車が衝突（後突）する可能性があるか否かを判定する、第１の基準値である。
【００４４】
ＳＴ０６；自車の車速Ｖ１を計測する。車速Ｖ１は、図２の自車速度検出手段２２で現実の車速Ｖ１を計測すればよい。
ＳＴ０７；後車の車速Ｖ２を演算して求める。車速Ｖ２は、最初の車間距離Ｌ１から次の車間距離Ｌ２を減算し、減算値をカウント時間ｔ１で除算し、除算値を車速Ｖ１に加算して求めた値である（Ｖ２＝Ｖ１＋（Ｌ１−Ｌ２）／ｔ１）。
【００４５】
ＳＴ０８；予想衝突速度Ｖ３、すなわち自車の車速Ｖ１に対する後車の相対車速Ｖ３を演算して求める。予想衝突速度Ｖ３は、後車の車速Ｖ２から自車の車速Ｖ１を減算して求めた値である（Ｖ３＝Ｖ２−Ｖ１）。
ＳＴ０９；予想衝突時間Ｔ１、すなわち自車に後車が衝突するまでの予想時間Ｔ１を演算して求める。予想衝突時間Ｔ１は、次の車間距離Ｌ２を予想衝突速度Ｖ３で除算した値である（Ｔ１＝Ｌ２／Ｖ３）。
ＳＴ１０；自車の車速Ｖ１から衝突時間しきい値Ｔ０を求める。具体的には、図１１に示すマップにて求める。
【００４６】
図１１は本発明に係る衝突時間しきい値のマップであり、横軸を自車の車速Ｖ１とし縦軸を衝突時間しきい値Ｔ０として、自車の車速Ｖ１に対応する衝突時間しきい値Ｔ０を得るものである。
このマップによれば、衝突時間しきい値Ｔ０は、車速Ｖ１が０に近いときには大きい値の一定値で維持し、車速Ｖ１が大きくなるにつれて右下がり曲線状に減少し、さらに車速Ｖ１が大きくなるとほぼ横這い状に変化する値であることが判る。
【００４７】
図８に戻って説明を続ける。
ＳＴ１１；予想衝突時間Ｔ１が衝突時間しきい値Ｔ０を下回ったか否かを調べ、ＹＥＳでＳＴ１２に進み、ＮＯでＳＴ０１に戻る。このように、「衝突時間しきい値Ｔ０」は、自車に対して後車が衝突（後突）する可能性があるか否かを判定する、第２の基準値である。
ＳＴ１２；予想衝突速度Ｖ３からヘッドレスト必要前進量Ｘ１を求める。具体的には、図１２に示すマップにて求める。
【００４８】
図１２は本発明に係るヘッドレスト必要前進量のマップであり、横軸を予想衝突速度Ｖ３とし縦軸をヘッドレスト必要前進量Ｘ１として、予想衝突速度Ｖ３に対応するヘッドレスト必要前進量Ｘ１を得るものである。
このマップによれば、ヘッドレスト必要前進量Ｘ１は、予想衝突速度Ｖ３が０のときには０であり、予想衝突速度Ｖ３が大きくなるにつれて大きくなる値である。
【００４９】
図８に戻って説明を続ける。
ＳＴ１３；フラグＦを１と設定した後に、出結合子Ａ１に進む。
【００５０】
図９は本発明に係るヘッドレスト制御部の制御フローチャート（その２）であり、図８の出結合子Ａ１や後述する図１０の出結合子Ａ１から、本図の入結合子Ａ１を経てＳＴ２１に進んだことを示す。
【００５１】
ＳＴ２１；ヘッドレストの実前進量Ｘ２を計測する。実前進量Ｘ２は、図４のヘッドレスト実前進量検出手段２４で計測すればよい。
ＳＴ２２；ヘッドレストの残り前進量Ｘ３を演算して求める。残り前進量Ｘ３は、ヘッドレスト必要前進量Ｘ１から実前進量Ｘ２を減算して求めた値である（Ｘ３＝Ｘ１−Ｘ２）。
ＳＴ２３；ヘッドレストの残り前進量Ｘ３が零を越えているか、すなわち残り前進量Ｘ３が有るか否かを調べ、ＹＥＳでＳＴ２４に進み、ＮＯでＳＴ２６に進む。
ＳＴ２４；ヘッドレストの残り前進量Ｘ３からヘッドレスト前進速度Ｓ１を求める。具体的には、図１３に示すマップにて求める。
【００５２】
図１３は本発明に係るヘッドレスト前進速度のマップであり、横軸をヘッドレストの残り前進量Ｘ３とし縦軸をヘッドレスト前進速度Ｓ１として、ヘッドレストの残り前進量Ｘ３に対応するヘッドレスト前進速度Ｓ１を得るものである。
このマップによれば、ヘッドレスト前進速度Ｓ１は、残り前進量Ｘ３が０のときには０であり、残り前進量Ｘ３が大きくなるにつれて大きくなる値である。
【００５３】
図９に戻って説明を続ける。
ＳＴ２５；ヘッドレスト前進速度がＳ１となるようにヘッドレスト前方移動部のモータの回転数を決定し、その回転数でモータを回転させてＳＴ２１に戻る。
ＳＴ２６；ヘッドレスト前方移動部のモータを停止させる。
ＳＴ２７；フラグＦが１であるか否かを調べ、ＹＥＳで出結合子Ａ２に進み、ＮＯでこの制御を終了する。
【００５４】
このようにＳＴ２１〜ＳＴ２５において、予想衝突速度Ｖ３（図８参照）に応じた必要前進量Ｘ１だけ、ヘッドレストをモータによって前進させることができる。その後に、ＳＴ２６でモータを停止する。ＳＴ２７において、Ｆ＝１であるときには、予想衝突速度Ｖ３に基づくヘッドレスト前進制御を終了して、出結合子Ａ２に進む。一方、ＳＴ２７において、Ｆ＜＞１であるときには、後述するシートバックの歪量に基づくヘッドレスト前進制御を終了する。
【００５５】
図１０は本発明に係るヘッドレスト制御部の制御フローチャート（その３）であり、上記図９のＳＴ２７から出結合子Ａ２及び本図の入結合子Ａ２を経てＳＴ３１に進んだことを示す。
【００５６】
ＳＴ３１；シートバックの歪量δ１を計測する。シートバックの歪量δ１は、シートバック歪量検出手段２３（図３参照）で現実の歪量δ１を計測すればよい。
ＳＴ３２；シートバックの歪量δ１が歪下限しきい値δ０を越えたか（δ１＞δ０）否かを調べ、ＹＥＳでＳＴ３３に進み、ＮＯでＳＴ３１に戻る。「歪下限しきい値δ０」は、後突があったか否かを判定する基準値である。δ１＞δ０であれば、後突があったと判定してＳＴ３３に進むことになる。
【００５７】
ＳＴ３３；シートバックの歪量δ１からヘッドレスト必要前進量Ｘ１を求める。具体的には、図１４に示すマップにて求める。
【００５８】
図１４は本発明に係るヘッドレスト必要前進量のマップであり、横軸をシートバックの歪量δ１とし縦軸をヘッドレスト必要前進量Ｘ１として、シートバックの歪量δ１に対応するヘッドレスト必要前進量Ｘ１を得るものである。
このマップによれば、ヘッドレスト必要前進量Ｘ１は、歪量δ１が０のときには０であり、歪量δ１が大きくなるにつれて大きくなる値である。
【００５９】
図１０に戻って説明を続ける。
ＳＴ３４；ヘッドレストの実前進量Ｘ２をリセット（Ｘ２＝０）する。
ＳＴ３５；フラグＦを０と設定した後に、出結合子Ａ１に進む。
【００６０】
以上の説明を上記図１〜図３を参照しつつまとめると、車両用乗員保護装置２０は、シート３０の上部に前後移動可能に設けたヘッドレスト３７と、ヘッドレスト３７を前進させるヘッドレスト前方移動部２６と、後突を予知する後部衝突物予知手段７１（図８参照）と、後部衝突物予知手段７１の予知信号に応じてヘッドレスト３７を前進させるべくヘッドレスト前方移動部２６に制御信号を発するヘッドレスト制御部２５と、からなる。
【００６１】
上記ヘッドレスト制御部２５は、後部衝突物予知手段７１及び後部衝突物予知手段７１に備えた相対速度検出手段７２（図８参照）を包含する。詳しくは、後部衝突物予知手段７１は、ステップＳＴ０４〜ＳＴ０５及びＳＴ０７〜ＳＴ１１の組合せからなる。相対速度検出手段７２は、ステップＳＴ０７〜ＳＴ０８の組合せからなる。
【００６２】
さらに、ヘッドレスト制御部２５は、相対速度検出手段７２の検出信号に応じてヘッドレスト３７の前進量を増大させるべく、ヘッドレスト前方移動部２６に制御信号を発するようにした構成（ステップＳＴ１２〜ＳＴ１３及びＳＴ２１〜２７）を備える。
【００６３】
後部衝突物予知手段７１で後突予知をしたときに、自車１１に対する後車（衝突物）１２の相対速度Ｖ３に応じて、ヘッドレスト３７の前進量Ｘ１を、より適切に変化させることができる。
後突したときには、その反動で乗員の上半身が後方へ倒れようとする。その倒れ量は相対速度Ｖ３が大きいほど大きい。これに対し本発明は、相対速度Ｖ３が大きいほどヘッドレスト３７の前進量Ｘ１を増大させるようにした。このため、後突の直前に頸部後方の隙間をより小さくすることができる。従って、後突時の反動で乗員の上半身が後方へ倒れたときに、乗員の頸部に掛かる負担を、より速やかに且つ確実に軽減することができる。
【００６４】
さらにまた、ヘッドレスト制御部２５は、シートバック歪量検出手段２３の検出信号に応じてヘッドレスト３７の前進量を増大させるべく、ヘッドレスト前方移動部２６に制御信号を発するようにした構成（ステップＳＴ３１〜ＳＴ３５、ＳＴ２１〜２７、及び図１４のマップ）を備える。
【００６５】
後突したときには、その反動で乗員の上半身及び頭部が後方へ倒れる。上半身はシートバック３６にて支えられているので、倒れ量が比較的小さい。一方、後突の直前には頭部はヘッドレスト３７から離れている。このため、頭部の倒れ量は上半身の倒れ量よりも大きい。この傾向は、衝突エネルギーが大きいほど顕著となる場合がある。
【００６６】
ところで、後突時の反動で乗員の上半身が後方へ倒れることにより、上半身からシートバック３６へ外力が作用する。この外力に応じてシートバック３６は歪む。衝突エネルギーが大きいほど外力が増すので、シートバック３６の歪量δ１も増す。本発明は、歪量δ１が大きいほどヘッドレスト３７の前進量Ｘ１を増大させるようにした。このため、後突時に頸部後方の隙間をより小さくすることができる。従って、後突時の反動で乗員の上半身が後方へ倒れたときに、乗員の頸部に掛かる負担を、より速やかに且つ確実に軽減することができる。
【００６７】
また、ヘッドレスト制御部２５は、ヘッドレスト実前進量検出手段２４で検出した実前進量Ｘ２が大きくなるにつれてヘッドレスト３７の前進速度Ｓ１を減少させるべく、ヘッドレスト前方移動部２６に制御信号を発するようにした構成（ステップＳＴ２２、ＳＴ２４〜２５、及び図１３のマップ）を備える。
【００６８】
ヘッドレスト３７が前進するにつれて、頸部後方の隙間は小さくなる。これに対し、ヘッドレスト３７は前進するにつれて減速する。従って、前進するヘッドレスト３７が頸部に当たったとしても、頸部に掛かる負担は極く僅かであり、実質的に影響はない。
【００６９】
なお、本発明の車両用乗員保護装置２０は、自車１１が停止中又は走行中のどちらの状態においても適用できる。
また、上記本発明の実施の形態において、後部衝突物予知手段７１及び相対速度検出手段７２は、ヘッドレスト制御部２５に組み込まれた構成に限定するものではなく、分離・独立した構成であってもよい。
さらにまた、実前進量検出手段２４は、図４に示すパルス円盤６１並びにセンサ部６２からなる光電式ロータリエンコーダに限定されるものではない。例えばモータ４１の構成を、ロータリエンコーダ付きステッピングモータとすることにより、モータ４１に実前進量検出手段２４を組み込むことができる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、シートの上部に前後移動可能に設けたヘッドレストと、ヘッドレストを前進させるヘッドレスト前方移動部と、車両に対して後方から衝突する衝突物を予知する後部衝突物予知手段と、後部衝突物予知手段の予知信号に応じてヘッドレストを前進させるべくヘッドレスト前方移動部に制御信号を発するヘッドレスト制御部とを設けことにより、後突予知の段階で作動を開始するという、能動的な車両用乗員保護装置とすることができる。
【００７１】
従って、後部衝突物予知手段で後突予知をしたときに、その予知信号に応じてヘッドレスト制御部からヘッドレスト前方移動部へ制御信号を発し、ヘッドレスト前方移動部でヘッドレストを前進させることができる。
このため後突予知の段階で、シート上部のヘッドレストとシートに着座している乗員の頸部との間の、いわゆる頸部後方の隙間を予め強制的に小さくすることができる。後突の直前に頸部後方の隙間を小さくすることによって、後突時の反動で乗員の上半身が後方へ倒れたときに、乗員の頸部に掛かる負担を、より確実に軽減することができる。
【００７４】
さらには、ヘッドレスト前方移動部に、ヘッドレストの実前進量を検出するヘッドレスト実前進量検出手段を備え、その実前進量が大きくなるにつれてヘッドレストの前進速度を減少させるように、ヘッドレスト制御部からヘッドレスト前方移動部へ制御信号を発するので、ヘッドレストが前進するにつれて、ヘッドレストを減速させることができる。従って、前進するヘッドレストが頸部に当たったとしても、頸部に掛かる負担は極く僅かであり、実質的に影響はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る車両の平面図
【図２】 本発明に係る車両用乗員保護装置のブロック図
【図３】 本発明に係る車両用シートの斜視図
【図４】 本発明に係るヘッドレスト及びヘッドレスト前方移動部周りの斜視図
【図５】 本発明に係るヘッドレスト及びヘッドレスト前方移動部の作用図
【図６】 本発明に係るヘッドレスト前方移動部の変形例図
【図７】 本発明に係る車両用乗員保護装置の作用図
【図８】 本発明に係るヘッドレスト制御部の制御フローチャート（その１）
【図９】 本発明に係るヘッドレスト制御部の制御フローチャート（その２）
【図１０】 本発明に係るヘッドレスト制御部の制御フローチャート（その３）
【図１１】 本発明に係る衝突時間しきい値のマップ
【図１２】 本発明に係るヘッドレスト必要前進量のマップ
【図１３】 本発明に係るヘッドレスト前進速度のマップ
【図１４】 本発明に係るヘッドレスト必要前進量のマップ
【図１５】 従来の車両用乗員保護装置（第１従来技術）の模式図
【図１６】 従来の車両用乗員保護装置（第２従来技術）の模式図
【符号の説明】
１１…車両（自車）、１２…衝突物（後方の車両）、２０…車両用乗員保護装置、２３…シートバック歪量検出手段、２４…ヘッドレスト実前進量検出手段、２５…ヘッドレスト制御部、２６…ヘッドレスト前方移動部、３０…シート、３７…ヘッドレスト、７１…後部衝突物予知手段、７２…相対速度検出手段、Ｓ１…ヘッドレストの前進速度、Ｖ３…相対速度（予想衝突速度）、Ｘ２…ヘッドレストの実前進量、δ１…シートバックの歪量。
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用シートに着座した乗員の頸部を保護する車両用乗員保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、シート上部のヘッドレストとシートに着座している乗員の頸部との間には、いわゆる頸部後方の隙間を有する。車両に対して後方から衝突物が衝突（以下、「後突」という。）したときには、その反動で乗員の上半身が後方へ倒れる。頸部後方の隙間が大きいほど、乗員の頸部に掛かる負担は大きい。
【０００３】
頸部の負担を軽減する技術としては、シートバックのクッション性能を高めるようにしたものがある。乗員の上半身が後方へ倒れたときに、クッション性の大きいシートバックが大きく圧縮されるので、頸部後方の隙間は減少する。この結果、頸部への負担を軽減できる。しかし、シートバックのクッション性が大き過ぎると乗り心地が低下する場合がある。そこで次のように、より保護性能との両立を図る技術開発が行われてきた。
【０００４】
図１５は従来の車両用乗員保護装置（第１従来技術）の模式図であり、この第１の従来技術は、シート１００におけるシートバック１０１の上部に、振り子機構１０２を介してヘッドレスト１０３を前後スイング可能に取付けたというものである。
【０００５】
後突の反動によって乗員１０４の上半身が後方へ倒れたときに、上半身からシートバック１０１へ外力Ｗ１が作用する。この外力Ｗ１によって振り子機構１０２がスイングすることで、ヘッドレスト１０３を想像線にて示す通常位置から実線にて示す位置まで前進させる。このようにして、頸部後方の隙間１０５を小さくすることで、頸部の負担を軽減することができる。
【０００６】
図１６（ａ）〜（ｃ）は従来の車両用乗員保護装置（第２従来技術）の模式図であり、この第２の従来技術は（ａ）に示すように、シート２００におけるシートクッション２０１に、ヒンジ機構２０２を介してシートバック２０３を前後スイング可能に取付け、シートバック２０３の上部にヘッドレスト２０４を取付けたというものである。
【０００７】
ヒンジ機構２０２は、シートクッション２０１の後端部に取付けた固定台２１１と、固定台２１１にリンク２１２，２１３を介して上下スイング可能に取付けた第１スイングアーム２１４と、第１スイングアーム２１４に前後スイング可能に取付けた第２スイングアーム２１５とからなる。第２スイングアーム２１５の先端部にシートバック２０３を取付けることができる。第１・第２スイングアーム２１４，２１５のスイング角は、外力の大きさに対応する。
【０００８】
（ａ）の状態において、後突時の衝突力により第１・第２スイングアーム２１４，２１５は図反時計回りにスイングする。この結果、（ｂ）のようにシートバック２０３が一旦起立することで、頸部後方の隙間２２１は減少する。その後、後突の反動により乗員２２２の上半身が後方へ倒れることで、上半身からシートバック２０３へ外力が作用する。この外力によって、（ｃ）のようにシートバック２０３並びに第２スイングアーム２１５は後方へ倒れる。この結果、乗員２２２に作用する衝撃をシートバック２０３が吸収するとともに、頸部後方の隙間２２１が更に減少する。このようにして、頸部後方の隙間２２１を小さくするとともに、頸部に作用する衝撃を緩和することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記第１・第２の従来技術は、図１５並びに図１６に示すように、後突した時点の外力が予め設定した一定の基準値に達したときに、作動を開始するという、受動的な車両用乗員保護装置である。
【００１０】
このため作動開始の基準値が大き過ぎると、衝突エネルギーが小さい軽衝突のときには、車両用乗員保護装置は作動できない。また、後突の反動によって乗員の上半身が後方へ倒れたときに、上半身からシートバックへ作用する外力は、乗員の体重によって異なる。軽い乗員が着座している場合には、作動開始の基準値に達しないことが考えられる。
一方、作動開始の基準値が小さ過ぎると、後突しない通常状態であっても車両用乗員保護装置が作動してしまう虞れがある。このようなことから、上記第１・第２の従来技術は改良の余地がある。
【００１１】
そこで本発明の目的は、車両に対して後方から衝突物が衝突（後突）するときに、シートに着座している乗員の頸部の負担を、より確実に軽減することができる技術を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、車両のシートの上部に前後移動可能に設けたヘッドレストと、このヘッドレストを前進させるヘッドレスト前方移動部と、車両に対して後方から衝突する衝突物を予知する後部衝突物予知手段と、この後部衝突物予知手段の予知信号に応じてヘッドレストを前進させるべくヘッドレスト前方移動部に制御信号を発するヘッドレスト制御部とを設け、
ヘッドレスト前方移動部が、ヘッドレストの実前進量を検出するヘッドレスト実前進量検出手段を備え、ヘッドレスト制御部が、ヘッドレスト実前進量検出手段で検出した実前進量が大きくなるにつれてヘッドレストの前進速度を減少させるべく、ヘッドレスト前方移動部に制御信号を発するものである車両用乗員保護装置である。
【００１３】
このようにしたことにより、車両に対して後方から衝突する衝突物を予知（以下、「後突予知」という。）した段階で作動を開始するという、能動的な車両用乗員保護装置とすることができる。
【００１４】
従って、後部衝突物予知手段で後突予知をしたときに、その予知信号に応じてヘッドレスト制御部からヘッドレスト前方移動部へ制御信号を発し、ヘッドレスト前方移動部でヘッドレストを前進させることができる。
このため後突予知の段階で、シート上部のヘッドレストとシートに着座している乗員の頸部との間の、いわゆる頸部後方の隙間を予め強制的に小さくすることができる。後突の直前に頸部後方の隙間を小さくすることによって、後突時の反動で乗員の上半身が後方へ倒れたときに、乗員の頸部に掛かる負担を、より確実に軽減することができる。
【００１９】
ヘッドレストが前進するにつれて、頸部後方の隙間は小さくなる。これに対し、ヘッドレストは前進するにつれて減速する。従って、前進するヘッドレストが頸部に当たったとしても、頸部に掛かる負担は極く僅かであり、実質的に影響はない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る車両の平面図であり、車両用乗員保護装置（後述する）を搭載した車両１１を示す。この車両１１は後端中央部に、車間距離検出手段２１を備える。
【００２１】
車間距離検出手段２１は、自分の車両１１（自車１１）と後方の車両１２（後車１２）との間の車間距離Ｌ１，Ｌ２を計測するものであって、例えば超音波センサ、赤外線センサ、紫外線センサ、可視光線センサ、レーザセンサ、レーダ式センサ、ＣＣＤ等の撮像システム（カメラシステム）がある。
ここで、後車１２のことを、車両１１に対して後方から衝突する衝突物である、とする。
【００２２】
図２は本発明に係る車両用乗員保護装置のブロック図であり、この車両用乗員保護装置２０は、上記車間距離検出手段２１と自車速度検出手段２２とシートバック歪量検出手段２３とヘッドレスト実前進量検出手段２４とヘッドレスト制御部２５とヘッドレスト前方移動部２６とを備える。
自車速度検出手段２２は速度センサである。他の各部材２３〜２６の詳細については後述する。
【００２３】
図３は本発明に係る車両用シートの斜視図であり、この車両１１（図１参照）のシート３０は、車両の床に設置したシート支持台３１と、シート支持台３１に設けたシートクッション３３並びにシートバック３６と、シートバック３６の上部に前後移動可能に設けたヘッドレスト３７とからなる。
【００２４】
詳しく説明すると、シート３０は、シート支持台３１にシートクッション用フレーム３２を介してシートクッション３３を取付け、シート支持台３１にヒンジ３４を介してシートバック用フレーム３５を起倒可能に取付け、シートバック用フレーム３５にシートバック３６を取付け、シートバック用フレーム３５の上部にヘッドレスト前方移動部２６を介してヘッドレスト３７を前後移動可能に取付けたものである。
【００２５】
さらにシート３０は、シートバック３６の歪量を検出するシートバック歪量検出手段２３を備える。シートバック３６に後方への外力が作用したとき、その外力の大きさに応じてヒンジ３４及びシートバック３６に歪みが発生する。ヒンジ３４に生じた歪量をシートバック歪量検出手段２３にて検出することで、シートバック３６の歪量を検出することができる。つまり、シートバック歪量検出手段２３は、シートバック３６に作用する後方への外力を検出するための検出手段であると言える。
【００２６】
ヘッドレスト制御部２５は、シートバック歪量検出手段２３の検出信号に応じてヘッドレスト３７の前進速度を増大させるべく、ヘッドレスト前方移動部２６に制御信号を発するようにした構成を含む。
【００２７】
図４は本発明に係るヘッドレスト及びヘッドレスト前方移動部周りの斜視図である。ヘッドレスト前方移動部２６は、シートバック用フレーム３５の上部にモータ軸４１ａを上向きにして取付けたモータ４１と、モータ軸４１ａにカップリング４２にて連結した縦長の駆動軸４３と、駆動軸４３と平行に並べた従動軸４４と、これら駆動軸４３並びに従動軸４４をシートバック用フレーム３５の上部に回転可能に且つ軸方向移動を規制して取付けた軸受４５，４５と、駆動軸４３から従動軸４４へ動力を伝達するギヤセット（互いに同歯数の第１・第２歯車４６，４７からなる）と、各歯車４６，４７に回転中心から偏心量ｆ１だけ偏心した位置に設けた縦長の第１・第２旋回駆動軸４８，４９と、第１・第２旋回駆動軸４８，４９が嵌合する長孔５１，５１を有してヘッドレスト３７に取付けた従動部５２とからなる。
【００２８】
長孔５１，５１は、車幅方向（左右方向）に長い上下貫通した孔である。第１・第２旋回駆動軸４８，４９は、従動部５２を介してヘッドレスト３７を軸方向移動を規制して取付けたものである。５３は軸受である。
【００２９】
モータ４１の動力は、モータ軸４１ａからカップリング４２、駆動軸４３、第１歯車４６を経て第１旋回駆動軸４８に伝わる。また、動力は第１歯車４６から第２歯車４７を経て第２旋回駆動軸４９に伝わる。第１・第２旋回駆動軸４８，４９が旋回することで、長孔５１，５１を前方へ押してヘッドレスト３７を前進（矢印で示す方向）させることができる。
【００３０】
さらにヘッドレスト前方移動部２６は、ヘッドレスト３７の現実の前進量（実前進量）を検出するヘッドレスト実前進量検出手段２４を備える。ヘッドレスト実前進量検出手段２４は、例えば、従動軸４４の端部に取付けたパルス円盤６１と、パルス円盤６１を通過する光量の変化を検出するセンサ部６２と、からなる光電式ロータリエンコーダである。
ヘッドレスト制御部２５は、ヘッドレスト実前進量検出手段２４で検出した実前進量が大きくなるにつれてヘッドレスト３７の前進速度を減少させるべく、ヘッドレスト前方移動部２６に制御信号を発するようにした構成を含む。
【００３１】
図５（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るヘッドレスト及びヘッドレスト前方移動部の作用図である。
（ａ）は、シートバック３６に対してヘッドレスト３７が最も後方にある状態の平面図であり、（ｂ）はその側面図である。この状態においては、車幅方向（左右方向）に長い長孔５１，５１に対し、外寄り位置に第１・第２旋回駆動軸４８，４９がある。
その後、第１・第２旋回駆動軸４８，４９が前方へ旋回することで、長孔５１，５１を前方へ押す。この結果、ヘッドレスト３７は前進して（ｃ），（ｄ）の状態になる。ヘッドレスト３７の前進量、すなわち実前進量をＸ２と言う。
【００３２】
（ｃ）は、シートバック３６に対してヘッドレスト３７が最も前方にある状態の平面図であり、（ｄ）はその側面図である。この状態においては、長孔５１，５１に対し内寄り位置に第１・第２旋回駆動軸４８，４９がある。実前進量Ｘ２は、ヘッドレスト３７が（ｂ）から（ｄ）まで前進したときに最大となる。実前進量Ｘ２をヘッドレスト実前進量検出手段２４（図４参照）で検出することになる。
【００３３】
図６は本発明に係るヘッドレスト前方移動部の変形例図であり、第１・第２旋回駆動軸４８，４９をクランク状に形成することで、各歯車４６，４７の回転中心から第１・第２旋回駆動軸４８，４９までの偏心量をｆ２としたことを示す。このようにして、偏心量ｆ２を第１・第２旋回駆動軸４８，４９の基端における偏心量ｆ１よりも大きくすることができる。その分、長孔５１，５１の長さを長く設定する。この結果、ヘッドレスト３７の実前進量を増すことができる。
【００３４】
図７（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る車両用乗員保護装置の作用図である。
（ａ）は、シート３０に乗員Ｍａが着座していることを示す。ヘッドレスト３７は想像線にて示す最後方の位置にある。
【００３５】
その後、後述する後部衝突物予知手段で車両に対して後方から衝突する衝突物を予知（後突予知）したときに、その予知信号に応じてヘッドレスト制御部２５からヘッドレスト前方移動部２６（図２参照）へ制御信号を発する。ヘッドレスト前方移動部２６は、ヘッドレスト３７を実線にて示す位置まで前進させる。
【００３６】
このように後突予知の段階で、ヘッドレスト３７と乗員Ｍａの頭部Ｈｄとの間の隙間Ｘ１１を小さくすることができる。この結果、ヘッドレスト３７と乗員Ｍａの頸部Ｎｅとの間の、いわゆる頸部後方の隙間を予め強制的に小さくすることができる。後突の直前に頸部Ｎｅ後方の隙間を小さくしたので、後突時の反動で乗員Ｍａの上半身が後方へ倒れたときであっても、乗員Ｍａの頸部Ｎｅに掛かる負担を、より確実に軽減することができる。
【００３７】
後突時の反動によって、乗員Ｍａの上半身が後方へ倒れることで、上半身からシートバック３６へ外力が作用する。この外力によって、（ｂ）のようにシートバック３６は後方へ倒れる。シートバック３６は後方への外力の大きさによって歪む。その歪量をシートバック歪量検出手段２３で検出することができる。このときのヘッドレスト３７と乗員Ｍａの頭部Ｈｄとの間の隙間はＸ１２である。
【００３８】
シートバック歪量検出手段２３の検出信号に応じて、（ｃ）のようにヘッドレスト制御部２５からヘッドレスト前方移動部２６（図２参照）へ制御信号を発する。ヘッドレスト前方移動部２６は、ヘッドレスト３７を想像線の位置から実線の位置まで、更に前進させる。
【００３９】
このようにして、ヘッドレスト３７と乗員Ｍａの頭部Ｈｄとの間の隙間を零又は零に近づけることができる。この結果、頸部Ｎｅ後方の隙間を予め強制的に小さくすることができる。後突の直後に頸部Ｎｅ後方の隙間を小さくするので、後突時の反動で乗員Ｍａの上半身が後方へ倒れたときであっても、乗員Ｍａの頸部Ｎｅに掛かる負担を、より確実に軽減することができる。
【００４０】
次に、上記図２に示すヘッドレスト制御部２５をマイクロコンピュータとした場合の制御フローについて、図８〜図１４に基づき説明する。図中、ＳＴ××はステップ番号を示す。特に説明がないステップ番号については、番号順に進行する。
【００４１】
図８は本発明に係るヘッドレスト制御部の制御フローチャート（その１）である。
ＳＴ０１；最初の車間距離Ｌ１を計測する。最初の車間距離Ｌ１は、図１の車間距離検出手段２１で現実の車間距離Ｌ１を計測すればよい。
ＳＴ０２；ヘッドレスト制御部２５（図２参照）に組込まれたタイマをリセットした後にスタートさせる。
【００４２】
ＳＴ０３；タイマのカウント時間ｔ１が予め設定した極く微小な一定時間ｔ０に達するまでこのステップを繰返し、達したときにＳＴ０４へ進む。
ＳＴ０４；次の車間距離Ｌ２を計測する。次の車間距離Ｌ２は、上記ＳＴ０１と同様に現実の車間距離Ｌ２を計測すればよい。
このようにＳＴ０１〜ＳＴ０４により、車間距離を２回計測して一定時間ｔ０当たりの車間距離Ｌ１，Ｌ２の変化を求める。
【００４３】
ＳＴ０５；次の車間距離Ｌ２が予め設定した最接近しきい値Ｌ０を下回ったか否かを調べ、ＹＥＳでＳＴ０６に進み、ＮＯでＳＴ０１に戻る。「最接近しきい値Ｌ０」とは、自車に対して後車が衝突（後突）する可能性があるか否かを判定する、第１の基準値である。
【００４４】
ＳＴ０６；自車の車速Ｖ１を計測する。車速Ｖ１は、図２の自車速度検出手段２２で現実の車速Ｖ１を計測すればよい。
ＳＴ０７；後車の車速Ｖ２を演算して求める。車速Ｖ２は、最初の車間距離Ｌ１から次の車間距離Ｌ２を減算し、減算値をカウント時間ｔ１で除算し、除算値を車速Ｖ１に加算して求めた値である（Ｖ２＝Ｖ１＋（Ｌ１−Ｌ２）／ｔ１）。
【００４５】
ＳＴ０８；予想衝突速度Ｖ３、すなわち自車の車速Ｖ１に対する後車の相対車速Ｖ３を演算して求める。予想衝突速度Ｖ３は、後車の車速Ｖ２から自車の車速Ｖ１を減算して求めた値である（Ｖ３＝Ｖ２−Ｖ１）。
ＳＴ０９；予想衝突時間Ｔ１、すなわち自車に後車が衝突するまでの予想時間Ｔ１を演算して求める。予想衝突時間Ｔ１は、次の車間距離Ｌ２を予想衝突速度Ｖ３で除算した値である（Ｔ１＝Ｌ２／Ｖ３）。
ＳＴ１０；自車の車速Ｖ１から衝突時間しきい値Ｔ０を求める。具体的には、図１１に示すマップにて求める。
【００４６】
図１１は本発明に係る衝突時間しきい値のマップであり、横軸を自車の車速Ｖ１とし縦軸を衝突時間しきい値Ｔ０として、自車の車速Ｖ１に対応する衝突時間しきい値Ｔ０を得るものである。
このマップによれば、衝突時間しきい値Ｔ０は、車速Ｖ１が０に近いときには大きい値の一定値で維持し、車速Ｖ１が大きくなるにつれて右下がり曲線状に減少し、さらに車速Ｖ１が大きくなるとほぼ横這い状に変化する値であることが判る。
【００４７】
図８に戻って説明を続ける。
ＳＴ１１；予想衝突時間Ｔ１が衝突時間しきい値Ｔ０を下回ったか否かを調べ、ＹＥＳでＳＴ１２に進み、ＮＯでＳＴ０１に戻る。このように、「衝突時間しきい値Ｔ０」は、自車に対して後車が衝突（後突）する可能性があるか否かを判定する、第２の基準値である。
ＳＴ１２；予想衝突速度Ｖ３からヘッドレスト必要前進量Ｘ１を求める。具体的には、図１２に示すマップにて求める。
【００４８】
図１２は本発明に係るヘッドレスト必要前進量のマップであり、横軸を予想衝突速度Ｖ３とし縦軸をヘッドレスト必要前進量Ｘ１として、予想衝突速度Ｖ３に対応するヘッドレスト必要前進量Ｘ１を得るものである。
このマップによれば、ヘッドレスト必要前進量Ｘ１は、予想衝突速度Ｖ３が０のときには０であり、予想衝突速度Ｖ３が大きくなるにつれて大きくなる値である。
【００４９】
図８に戻って説明を続ける。
ＳＴ１３；フラグＦを１と設定した後に、出結合子Ａ１に進む。
【００５０】
図９は本発明に係るヘッドレスト制御部の制御フローチャート（その２）であり、図８の出結合子Ａ１や後述する図１０の出結合子Ａ１から、本図の入結合子Ａ１を経てＳＴ２１に進んだことを示す。
【００５１】
ＳＴ２１；ヘッドレストの実前進量Ｘ２を計測する。実前進量Ｘ２は、図４のヘッドレスト実前進量検出手段２４で計測すればよい。
ＳＴ２２；ヘッドレストの残り前進量Ｘ３を演算して求める。残り前進量Ｘ３は、ヘッドレスト必要前進量Ｘ１から実前進量Ｘ２を減算して求めた値である（Ｘ３＝Ｘ１−Ｘ２）。
ＳＴ２３；ヘッドレストの残り前進量Ｘ３が零を越えているか、すなわち残り前進量Ｘ３が有るか否かを調べ、ＹＥＳでＳＴ２４に進み、ＮＯでＳＴ２６に進む。
ＳＴ２４；ヘッドレストの残り前進量Ｘ３からヘッドレスト前進速度Ｓ１を求める。具体的には、図１３に示すマップにて求める。
【００５２】
図１３は本発明に係るヘッドレスト前進速度のマップであり、横軸をヘッドレストの残り前進量Ｘ３とし縦軸をヘッドレスト前進速度Ｓ１として、ヘッドレストの残り前進量Ｘ３に対応するヘッドレスト前進速度Ｓ１を得るものである。
このマップによれば、ヘッドレスト前進速度Ｓ１は、残り前進量Ｘ３が０のときには０であり、残り前進量Ｘ３が大きくなるにつれて大きくなる値である。
【００５３】
図９に戻って説明を続ける。
ＳＴ２５；ヘッドレスト前進速度がＳ１となるようにヘッドレスト前方移動部のモータの回転数を決定し、その回転数でモータを回転させてＳＴ２１に戻る。
ＳＴ２６；ヘッドレスト前方移動部のモータを停止させる。
ＳＴ２７；フラグＦが１であるか否かを調べ、ＹＥＳで出結合子Ａ２に進み、ＮＯでこの制御を終了する。
【００５４】
このようにＳＴ２１〜ＳＴ２５において、予想衝突速度Ｖ３（図８参照）に応じた必要前進量Ｘ１だけ、ヘッドレストをモータによって前進させることができる。その後に、ＳＴ２６でモータを停止する。ＳＴ２７において、Ｆ＝１であるときには、予想衝突速度Ｖ３に基づくヘッドレスト前進制御を終了して、出結合子Ａ２に進む。一方、ＳＴ２７において、Ｆ＜＞１であるときには、後述するシートバックの歪量に基づくヘッドレスト前進制御を終了する。
【００５５】
図１０は本発明に係るヘッドレスト制御部の制御フローチャート（その３）であり、上記図９のＳＴ２７から出結合子Ａ２及び本図の入結合子Ａ２を経てＳＴ３１に進んだことを示す。
【００５６】
ＳＴ３１；シートバックの歪量δ１を計測する。シートバックの歪量δ１は、シートバック歪量検出手段２３（図３参照）で現実の歪量δ１を計測すればよい。
ＳＴ３２；シートバックの歪量δ１が歪下限しきい値δ０を越えたか（δ１＞δ０）否かを調べ、ＹＥＳでＳＴ３３に進み、ＮＯでＳＴ３１に戻る。「歪下限しきい値δ０」は、後突があったか否かを判定する基準値である。δ１＞δ０であれば、後突があったと判定してＳＴ３３に進むことになる。
【００５７】
ＳＴ３３；シートバックの歪量δ１からヘッドレスト必要前進量Ｘ１を求める。具体的には、図１４に示すマップにて求める。
【００５８】
図１４は本発明に係るヘッドレスト必要前進量のマップであり、横軸をシートバックの歪量δ１とし縦軸をヘッドレスト必要前進量Ｘ１として、シートバックの歪量δ１に対応するヘッドレスト必要前進量Ｘ１を得るものである。
このマップによれば、ヘッドレスト必要前進量Ｘ１は、歪量δ１が０のときには０であり、歪量δ１が大きくなるにつれて大きくなる値である。
【００５９】
図１０に戻って説明を続ける。
ＳＴ３４；ヘッドレストの実前進量Ｘ２をリセット（Ｘ２＝０）する。
ＳＴ３５；フラグＦを０と設定した後に、出結合子Ａ１に進む。
【００６０】
以上の説明を上記図１〜図３を参照しつつまとめると、車両用乗員保護装置２０は、シート３０の上部に前後移動可能に設けたヘッドレスト３７と、ヘッドレスト３７を前進させるヘッドレスト前方移動部２６と、後突を予知する後部衝突物予知手段７１（図８参照）と、後部衝突物予知手段７１の予知信号に応じてヘッドレスト３７を前進させるべくヘッドレスト前方移動部２６に制御信号を発するヘッドレスト制御部２５と、からなる。
【００６１】
上記ヘッドレスト制御部２５は、後部衝突物予知手段７１及び後部衝突物予知手段７１に備えた相対速度検出手段７２（図８参照）を包含する。詳しくは、後部衝突物予知手段７１は、ステップＳＴ０４〜ＳＴ０５及びＳＴ０７〜ＳＴ１１の組合せからなる。相対速度検出手段７２は、ステップＳＴ０７〜ＳＴ０８の組合せからなる。
【００６２】
さらに、ヘッドレスト制御部２５は、相対速度検出手段７２の検出信号に応じてヘッドレスト３７の前進量を増大させるべく、ヘッドレスト前方移動部２６に制御信号を発するようにした構成（ステップＳＴ１２〜ＳＴ１３及びＳＴ２１〜２７）を備える。
【００６３】
後部衝突物予知手段７１で後突予知をしたときに、自車１１に対する後車（衝突物）１２の相対速度Ｖ３に応じて、ヘッドレスト３７の前進量Ｘ１を、より適切に変化させることができる。
後突したときには、その反動で乗員の上半身が後方へ倒れようとする。その倒れ量は相対速度Ｖ３が大きいほど大きい。これに対し本発明は、相対速度Ｖ３が大きいほどヘッドレスト３７の前進量Ｘ１を増大させるようにした。このため、後突の直前に頸部後方の隙間をより小さくすることができる。従って、後突時の反動で乗員の上半身が後方へ倒れたときに、乗員の頸部に掛かる負担を、より速やかに且つ確実に軽減することができる。
【００６４】
さらにまた、ヘッドレスト制御部２５は、シートバック歪量検出手段２３の検出信号に応じてヘッドレスト３７の前進量を増大させるべく、ヘッドレスト前方移動部２６に制御信号を発するようにした構成（ステップＳＴ３１〜ＳＴ３５、ＳＴ２１〜２７、及び図１４のマップ）を備える。
【００６５】
後突したときには、その反動で乗員の上半身及び頭部が後方へ倒れる。上半身はシートバック３６にて支えられているので、倒れ量が比較的小さい。一方、後突の直前には頭部はヘッドレスト３７から離れている。このため、頭部の倒れ量は上半身の倒れ量よりも大きい。この傾向は、衝突エネルギーが大きいほど顕著となる場合がある。
【００６６】
ところで、後突時の反動で乗員の上半身が後方へ倒れることにより、上半身からシートバック３６へ外力が作用する。この外力に応じてシートバック３６は歪む。衝突エネルギーが大きいほど外力が増すので、シートバック３６の歪量δ１も増す。本発明は、歪量δ１が大きいほどヘッドレスト３７の前進量Ｘ１を増大させるようにした。このため、後突時に頸部後方の隙間をより小さくすることができる。従って、後突時の反動で乗員の上半身が後方へ倒れたときに、乗員の頸部に掛かる負担を、より速やかに且つ確実に軽減することができる。
【００６７】
また、ヘッドレスト制御部２５は、ヘッドレスト実前進量検出手段２４で検出した実前進量Ｘ２が大きくなるにつれてヘッドレスト３７の前進速度Ｓ１を減少させるべく、ヘッドレスト前方移動部２６に制御信号を発するようにした構成（ステップＳＴ２２、ＳＴ２４〜２５、及び図１３のマップ）を備える。
【００６８】
ヘッドレスト３７が前進するにつれて、頸部後方の隙間は小さくなる。これに対し、ヘッドレスト３７は前進するにつれて減速する。従って、前進するヘッドレスト３７が頸部に当たったとしても、頸部に掛かる負担は極く僅かであり、実質的に影響はない。
【００６９】
なお、本発明の車両用乗員保護装置２０は、自車１１が停止中又は走行中のどちらの状態においても適用できる。
また、上記本発明の実施の形態において、後部衝突物予知手段７１及び相対速度検出手段７２は、ヘッドレスト制御部２５に組み込まれた構成に限定するものではなく、分離・独立した構成であってもよい。
さらにまた、実前進量検出手段２４は、図４に示すパルス円盤６１並びにセンサ部６２からなる光電式ロータリエンコーダに限定されるものではない。例えばモータ４１の構成を、ロータリエンコーダ付きステッピングモータとすることにより、モータ４１に実前進量検出手段２４を組み込むことができる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、シートの上部に前後移動可能に設けたヘッドレストと、ヘッドレストを前進させるヘッドレスト前方移動部と、車両に対して後方から衝突する衝突物を予知する後部衝突物予知手段と、後部衝突物予知手段の予知信号に応じてヘッドレストを前進させるべくヘッドレスト前方移動部に制御信号を発するヘッドレスト制御部とを設けことにより、後突予知の段階で作動を開始するという、能動的な車両用乗員保護装置とすることができる。
【００７１】
従って、後部衝突物予知手段で後突予知をしたときに、その予知信号に応じてヘッドレスト制御部からヘッドレスト前方移動部へ制御信号を発し、ヘッドレスト前方移動部でヘッドレストを前進させることができる。
このため後突予知の段階で、シート上部のヘッドレストとシートに着座している乗員の頸部との間の、いわゆる頸部後方の隙間を予め強制的に小さくすることができる。後突の直前に頸部後方の隙間を小さくすることによって、後突時の反動で乗員の上半身が後方へ倒れたときに、乗員の頸部に掛かる負担を、より確実に軽減することができる。
【００７４】
さらには、ヘッドレスト前方移動部に、ヘッドレストの実前進量を検出するヘッドレスト実前進量検出手段を備え、その実前進量が大きくなるにつれてヘッドレストの前進速度を減少させるように、ヘッドレスト制御部からヘッドレスト前方移動部へ制御信号を発するので、ヘッドレストが前進するにつれて、ヘッドレストを減速させることができる。従って、前進するヘッドレストが頸部に当たったとしても、頸部に掛かる負担は極く僅かであり、実質的に影響はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る車両の平面図
【図２】 本発明に係る車両用乗員保護装置のブロック図
【図３】 本発明に係る車両用シートの斜視図
【図４】 本発明に係るヘッドレスト及びヘッドレスト前方移動部周りの斜視図
【図５】 本発明に係るヘッドレスト及びヘッドレスト前方移動部の作用図
【図６】 本発明に係るヘッドレスト前方移動部の変形例図
【図７】 本発明に係る車両用乗員保護装置の作用図
【図８】 本発明に係るヘッドレスト制御部の制御フローチャート（その１）
【図９】 本発明に係るヘッドレスト制御部の制御フローチャート（その２）
【図１０】 本発明に係るヘッドレスト制御部の制御フローチャート（その３）
【図１１】 本発明に係る衝突時間しきい値のマップ
【図１２】 本発明に係るヘッドレスト必要前進量のマップ
【図１３】 本発明に係るヘッドレスト前進速度のマップ
【図１４】 本発明に係るヘッドレスト必要前進量のマップ
【図１５】 従来の車両用乗員保護装置（第１従来技術）の模式図
【図１６】 従来の車両用乗員保護装置（第２従来技術）の模式図
【符号の説明】
１１…車両（自車）、１２…衝突物（後方の車両）、２０…車両用乗員保護装置、２３…シートバック歪量検出手段、２４…ヘッドレスト実前進量検出手段、２５…ヘッドレスト制御部、２６…ヘッドレスト前方移動部、３０…シート、３７…ヘッドレスト、７１…後部衝突物予知手段、７２…相対速度検出手段、Ｓ１…ヘッドレストの前進速度、Ｖ３…相対速度（予想衝突速度）、Ｘ２…ヘッドレストの実前進量、δ１…シートバックの歪量。
Claims (1)
- 車両のシートの上部に前後移動可能に設けたヘッドレストと、このヘッドレストを前進させるヘッドレスト前方移動部と、前記車両に対して後方から衝突する衝突物を予知する後部衝突物予知手段と、この後部衝突物予知手段の予知信号に応じて前記ヘッドレストを前進させるべく前記ヘッドレスト前方移動部に制御信号を発するヘッドレスト制御部とを設け、
前記ヘッドレスト前方移動部は、前記ヘッドレストの実前進量を検出するヘッドレスト実前進量検出手段を備え、前記ヘッドレスト制御部は、前記ヘッドレスト実前進量検出手段で検出した実前進量が大きくなるにつれてヘッドレストの前進速度を減少させるべく、前記ヘッドレスト前方移動部に制御信号を発するものである車両用乗員保護装置。
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