JP4018112B2 - 車両用ヘッドレスト装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に設けられる車両用ヘッドレスト装置に関するものである。

従来、車両の後方からの衝突時に、乗員の頭部および頸部等を保護するように、ヘッドレストを車両前方に移動させる機構を備えた車両用シートが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

車両に後方から衝撃が加わった場合、乗員の上半身はシートバックに拘束されるが、拘束されていない頚部は上半身に遅れて後方に移動される。そのとき、頸部に負担がかかる虞があるが、このような場合にシートバックに対してヘッドレストが車両前方に移動されると、乗員の頭部が押さえられ、その結果、乗員の頸部にかかる負担が低減される。
特開２０００−２１１４１０号公報 特開２００３−５４３４３号公報

ところで、ヘッドレストを車両前方に移動させるとき、ヘッドレストを乗員の頭部の直前位置で停止させるのが好ましいが、このような位置で停止させるためには、ヘッドレストと乗員の頭部との距離を検出するセンサを設ける必要がある。そして、このようなセンサは、その精度が高いほど、ヘッドレストの位置を乗員の頭部に良好に合わせることができることになる。

したがって、本発明は、乗員の頭部との距離を精度良く検出することができる車両用ヘッドレスト装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の車両用ヘッドレスト装置は、シートバックに対して支持されたヘッドレスト後部と、前記ヘッドレスト後部に対して近接した全閉位置と、同ヘッドレスト後部に対して離間した全開位置との間で進退可能なヘッドレスト前部と、前記ヘッドレスト前部を移動させる駆動手段と、前記ヘッドレスト前部に設けられた、乗員頭部との間の距離の変動に伴って静電容量が変化する静電容量センサと、前記駆動手段を制御し、前記ヘッドレスト前部を前記全開位置方向へ移動させるとき、前記静電容量センサの検出結果に基づいて前記ヘッドレスト前部と乗員頭部との接近を判断して前記ヘッドレスト前部を停止させる制御手段とを備えた車両用ヘッドレスト装置であって、前記制御手段は、所定のタイミングにおける前記静電容量センサの静電容量値を前記タイミングに応じて変更可能な基準の静電容量値とし、この基準の静電容量値に対する絶対容量変化に基づいて前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断するものである。

このような構成によれば、ヘッドレスト前部を全開位置方向へ移動させるときに、所定のタイミングに応じて変更可能とされた静電容量センサの基準の静電容量値に対する絶対容量変化に基づいてヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断するため、所定のタイミングを適宜のタイミングに設定することにより、乗員の頭部との距離を精度良く検出することができる。

前記制御手段は、前記ヘッドレスト前部の前記全開位置方向への移動開始時点の前記静電容量センサの静電容量値を前記基準の静電容量値とし、前記基準の静電容量値に対する前記静電容量センサの静電容量値の増加量が所定のしきい値以上となったときに前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断するものでもよい。

本発明の車両用ヘッドレスト装置においては、車両のドアの解錠を検出する解錠検出手段を設け、前記制御手段は、前記解錠検出手段による車両のドアの解錠検出時の前記静電容量センサの静電容量値を前記基準の静電容量値とし、前記基準の静電容量値に対する前記静電容量センサの静電容量値の増加量が所定のしきい値以上となったときに前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断するものでもよい。

このような構成によれば、解錠検出手段による車両のドアの解錠検出時、つまり乗員頭部がヘッドレスト前部に対し離れている状態での静電容量センサの静電容量値を基準の静電容量値とするため、ヘッドレスト前部の突出動作開始時の乗員頭部の位置にかかわらず正確に乗員頭部の接近を判定でき、例えば、ヘッドレスト前部の全開位置方向への移動前に乗員頭部がヘッドレスト前部に接触している場合でも、突出動作前に頭部接近を判定でき、不要な動作を防止できる。

本発明の車両用ヘッドレスト装置においては、車両のドアの開扉を検出する開扉検出手段を設け、前記制御手段は、前記開扉検出手段による車両のドアの開扉検出時の前記静電容量センサの静電容量値を前記基準の静電容量値とし、前記基準の静電容量値に対する前記静電容量センサの静電容量値の増加量が所定のしきい値以上となったときに前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断するものでもよい。

このような構成によれば、開扉検出手段による車両のドアの開扉検出時、つまり乗員頭部がヘッドレスト前部に対し離れている状態での静電容量センサの静電容量値を基準の静電容量値とするため、ヘッドレスト前部の突出動作開始時の乗員頭部の位置にかかわらず正確に乗員頭部の接近を判定でき、例えば、ヘッドレスト前部の全開位置方向への移動前に乗員頭部がヘッドレスト前部に接触している場合でも、突出動作前に頭部接近を判定でき、不要な動作を防止できる。

本発明の車両用ヘッドレスト装置においては、車両のイグニッションオンを検出するイグニッションオン検出手段を設け、前記制御手段は、前記イグニッションオン検出手段によるイグニッションオン検出時以降の前記静電容量センサの静電容量値の最小値を前記基準の静電容量値とし、前記基準の静電容量値に対する前記静電容量センサの静電容量値の増加量が所定のしきい値以上となったときに前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断するものでもよい。

このような構成によれば、イグニッションオン検出手段によるイグニッションオン検出時以降の静電容量センサの静電容量値の最小値、つまり乗員頭部がヘッドレスト前部に対し最も離れたときの静電容量センサの静電容量値を基準の静電容量値とするため、ヘッドレスト前部の突出動作開始時の乗員頭部の位置にかかわらず正確に乗員頭部の接近を判定でき、例えば、ヘッドレスト前部の全開位置方向への移動前に乗員頭部がヘッドレスト前部に接触している場合でも、突出動作前に頭部接近を判定でき、不要な動作を防止できる。

本発明の車両用ヘッドレスト装置においては、シートの乗員着座の有無を検出する乗員検出手段を設け、前記制御手段は、前記乗員検出手段による乗員非検知時の前記静電容量センサの静電容量値を前記基準の静電容量値とし、前記基準の静電容量値に対する前記静電容量センサの静電容量値の増加量が所定のしきい値以上となったときに前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断するものでもよい。

このような構成によれば、乗員検出手段による乗員非検知時の静電容量センサの静電容量値、つまり乗員頭部がヘッドレスト前部に対し離れている状態での静電容量センサの静電容量値を基準の静電容量値とするため、ヘッドレスト前部の突出動作開始時の乗員頭部の位置にかかわらず正確に乗員頭部の接近を判定でき、例えば、ヘッドレスト前部の全開位置方向への移動前に乗員頭部がヘッドレスト前部に接触している場合でも、突出動作前に頭部接近を判定でき、不要な動作を防止できる。

本発明の車両用ヘッドレスト装置においては、前記ヘッドレスト前部に乗員頭部の接触を検出する接触検出手段を設け、前記制御手段は、前記接触検出手段による乗員頭部の接触時の前記静電容量センサの静電容量値を前記基準の静電容量値とし、前記基準の静電容量値に対する前記静電容量センサの静電容量値の減少量が所定のしきい値以内となったときに前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断するものでもよい。

このような構成によれば、接触検出手段による乗員頭部の接触時の静電容量センサの静電容量値、つまり実質的に最大となる静電容量値を基準の静電容量値とするため、ヘッドレスト前部の突出動作開始時の乗員頭部の位置にかかわらず正確に乗員頭部の接近を判定でき、例えば、ヘッドレスト前部の全開位置方向への移動前に乗員頭部がヘッドレスト前部に接触している場合でも、突出動作前に頭部接近を判定でき、不要な動作を防止できる。

本発明の他の車両用ヘッドレスト装置は、シートバックに対して支持されたヘッドレスト後部と、前記ヘッドレスト後部に対して近接した全閉位置と、同ヘッドレスト後部に対して離間した全開位置との間で進退可能なヘッドレスト前部と、前記ヘッドレスト前部を移動させる駆動手段と、前記ヘッドレスト前部に設けられた、乗員頭部との間の距離の変動に伴って静電容量が変化する静電容量センサと、前記駆動手段を制御し、前記ヘッドレスト前部を前記全開位置方向へ移動させるとき、前記静電容量センサの検出結果に基づいて前記ヘッドレスト前部と乗員頭部との接近を判断して前記ヘッドレスト前部を停止させる制御手段とを備えた車両用ヘッドレスト装置であって、前記制御手段は、前記静電容量センサの静電容量値の変化量に基づいて前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断するものでもよい。

このような構成によれば、静電容量センサの静電容量値の変化量に基づいてヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断するため、温度および湿度等の誤差要因を排除でき、乗員なし時の寄生容量が変化しても検出精度が変化せず、よって、乗員の頭部との距離を一層精度良く検出することができる。

前記制御手段は、前記静電容量センサの単位時間当たりの静電容量値の変化量が、前記駆動手段の作動速度を元に予め定められたしきい値を超えたときに前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断するものでもよい。

本発明の車両用ヘッドレスト装置においては、前記駆動手段に前記ヘッドレスト前部のメカニカルストロークを検出するメカストローク検出手段を設け、前記制御手段は、前記メカストローク検出手段により検出される所定区間当たりの前記静電容量センサの静電容量値の変化量が、予め定められたしきい値を超えたときに前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断するものでもよい。

このような構成によれば、所定区間当たりの静電容量センサの静電容量値の変化量を用いるため、駆動手段の速度が変化しても検出精度が変化せず、よって、乗員の頭部との距離を一層精度良く検出することができる。

前記制御手段は、複数の異なる時刻における前記静電容量センサの単位時間当たりの静電容量値の変化量の比が、予め定められたしきい値を超えたときに前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断するものでもよい。

このような構成によれば、乗員頭部の大きさおよび形状、さらには体質等の個人差によって検出精度が変化せず、よって、乗員の頭部との距離を一層精度良く検出することができる。

本発明によれば、乗員の頭部との距離を精度良く検出することができる。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図４を参照して以下に説明する。

図１に、本発明に係る車両用ヘッドレスト装置が適用された車両用シート１の側面図を示す。この車両用シート１は、車両の助手席側に配置されるものである。図１に示すように、車両用シート１は、座席シート２と、座席シート２に斜動可能に支持されたシートバック３と、車両用ヘッドレスト装置１０とを備えている。

車両用ヘッドレスト装置１０は、ヘッドレスト後部１１と、ヘッドレスト前部１２と、ヘッドレスト後部１１に対してヘッドレスト前部１２を移動させる駆動手段としてのモータ１３と、ヘッドレスト前部１２に設けられた静電容量センサ１４と、静電容量センサ１４の検出結果等に基づいてモータ１３の駆動を制御する制御手段としてのＥＣＵ２０とを備えている。

ヘッドレスト後部１１は、シートバック３の上端部に設けられたヘッドレストステー５に支持されている。

ヘッドレスト前部１２は、図１中実線で示すように、ヘッドレスト後部１１に対して近接した全閉位置１２Ａと、同図二点鎖線で示すようにヘッドレスト後部１１に対して離間した全開位置１２Ｂとの間で進退可能とされている。車両の通常運転時は、ヘッドレスト前部１２は全閉位置１２Ａに配置されている。

ヘッドレスト後部１１とヘッドレスト前部１２との間には駆動手段である駆動機構１５が設けられており、この駆動機構１５がモータ１３に駆動されて伸縮動作することで、ヘッドレスト前部１２がヘッドレスト後部１１に対して進退移動するように構成されている。

静電容量センサ１４は、ヘッドレスト前部１２に設けられており、被検出物つまり乗員の頭部との間の図２（ａ）に示す距離Ｌの変動に伴って静電容量が変化する公知の構成の静電容量型センサ１４である。静電容量センサ１４においては、基本的に乗員の頭部が近づくほど、検出される静電容量値が大きくなる。

ＥＣＵ２０は、車両の後方からの衝突が予測されると、ヘッドレスト前部１２を全閉位置１２Ａから全開位置１２Ｂの方向に移動させた後、車両の後方からの衝突が回避されると、元の全閉位置１２Ａに戻すようにモータ１３を制御する。

また、ＥＣＵ２０は、ヘッドレスト前部１２を全開位置方向へ移動させるとき、静電容量センサ１４の検出結果に基づいてヘッドレスト前部１２と乗員の頭部との接近を判断し、詳しくは、静電容量センサ１４の基準の静電容量値に対する絶対容量変化に基づいて、静電容量センサ１４つまりヘッドレスト前部１２が乗員の頭部に接近したことを検出する。

さらに詳しくは、ＥＣＵ２０は、ヘッドレスト前部１２を全開位置方向へ移動させるとき、ヘッドレスト前部１２の全開位置方向への移動開始時点の静電容量センサ１４の静電容量値を基準の静電容量値とし、この基準の静電容量値に対する静電容量センサ１４の静電容量値の増加量が所定のしきい値以上となったときにヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断する。

そして、ＥＣＵ２０は、ヘッドレスト前部１２を全開位置方向へ移動させ、ヘッドレスト前部１２が乗員の頭部に接近したと判断すると、図２（ｂ）に示すように頭部へ接近した停止位置１２Ｈでヘッドレスト前部１２の移動を停止させる。また、ＥＣＵ２０は、ヘッドレスト前部１２を全開位置方向へ移動させ、ヘッドレスト前部１２と乗員の頭部との接近が検出されなかった場合はヘッドレスト前部１２を図１に示す全開位置１２Ｂまで移動させて停止させる。

次に、上記の車両用ヘッドレスト装置１０の電気的構成について説明する。

図３に示すように、車両用ヘッドレスト装置１０は、ＥＣＵ２０と、このＥＣＵ２０に接続されたモータ１３、静電容量センサ１４、電源装置１６および衝突判断部１７等を備えて構成されている。

また、ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ２１と、このＣＰＵ２１に接続された電源回路２２、車両情報入力回路２３、モータ駆動回路２４、静電容量センサ回路２５およびメモリ２６等を備えて構成されている。

ＣＰＵ２１は、イグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）２７を介して電源装置１６に接続されており、このイグニッションスイッチ２７のオン操作により、電源回路２２を介して電源装置１６から電力が供給されるように構成されている。

また、ＣＰＵ２１は、車両情報入力回路２３を介して、衝突判断部１７から後方接近情報等の車両情報を入力する。衝突判断部１７は、車両後部のバンパーに設置されたレーダー（図示略）に接続されており、レーダーからの信号を入力して後続車両との相対速度／距離と車両の速度とを総合的に判断し、自車両に後続車両が衝突したか否か、或いは、自車両に後続車両が衝突する可能性があるか否かを判断する。

そして、その判断結果を車両情報入力回路２３に出力する。また、ＣＰＵ２１は、モータ駆動回路２４を介してモータ１３に接続されており、モータ駆動回路２４を制御してモータ１３を駆動する。

そして、ＣＰＵ２１は、車両の後方からの衝突が予測されてヘッドレスト前部１２を全開位置方向へ移動させるとき、ヘッドレスト前部１２の全開位置方向への移動開始時点の静電容量センサ１４の静電容量値を基準の静電容量値としてメモリ２６に記憶し、この基準の静電容量値に対する静電容量センサ１４の静電容量値の増加量が所定のしきい値ＴＨ以上となったときにヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断して、ヘッドレスト前部１２を停止させる。

つまり、乗員の頭部と静電容量センサ１４との距離を横軸にとり、静電容量センサ１４の静電容量を縦軸にとると、図４に示すように、ヘッドレスト前部１２の全開位置方向への移動開始時点の静電容量センサ１４の静電容量値である基準の静電容量値Ｃ０に対して、乗員の頭部と静電容量センサ１４との距離が近づくと静電容量値Ｃｎは徐々に大きくなり、しかも乗員の頭部と静電容量センサ１４との距離が近づけば近づくほど勾配が急になるように大きくなる曲線状の特性となるため、ヘッドレスト前部１２の突出動作中の静電容量値Ｃｎが、メモリ２６に記憶された基準の静電容量値Ｃ０に対し、予め設定されたしきい値ＴＨ（例えば１ｐＦ）以上増加したときに頭部接近と判断することになる。

以上に述べた第１実施形態によれば、ヘッドレスト前部１２を全開位置方向へ移動させるときに、この移動開始時点の静電容量センサ１４の静電容量値を基準の静電容量値Ｃ０とし、これに対する静電容量センサ１４の静電容量値Ｃｎの増加量が所定のしきい値ＴＨ以上となったときにヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断するため、乗員の頭部との距離を精度良く検出することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を主に図５を参照して以下に第１実施形態との相違部分を中心に説明する。

図５は第２実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０の電気的構成を示すブロック図である。第２実施形態では、上記した第１実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０の構成に加え、ＥＣＵ２０に、車両のドアの解錠を検出する解錠検出手段としてのドアロック装置２８が接続されている。

第２実施形態では、第１実施形態と同様、ＥＣＵ２０が静電容量センサ１４の基準の静電容量値Ｃ０に対する絶対容量変化に基づいてヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断するものであるが、その基準の静電容量値Ｃ０の設定方法が上記した第１実施形態とは異なる。

具体的に、第２実施形態では、ＥＣＵ２０のＣＰＵ２１が、ドアロック装置２８による車両のドアの解錠検出時の静電容量センサ１４の静電容量値を基準の静電容量値Ｃ０としてメモリ２６に記憶しておき、車両の後方からの衝突が予測されてヘッドレスト前部１２を全開位置方向へ移動させるとき、この基準の静電容量値Ｃ０に対する静電容量センサ１４の静電容量値Ｃｎの増加量が所定のしきい値ＴＨ（例えば１ｐＦ）以上となったときにヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断して、ヘッドレスト前部１２を停止させる。

このような第２実施形態によれば、ドアロック装置２８による車両のドアの解錠検出時の静電容量センサ１４の静電容量値を基準の静電容量値Ｃ０としてメモリ２６に記憶し、ヘッドレスト前部１２を全開位置方向へ移動させるときに、この基準の静電容量値Ｃ０に対する静電容量センサ１４の静電容量値Ｃｎの増加量が所定のしきい値ＴＨ以上となったときにヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断するため、乗員の頭部との距離を精度良く検出することができる。

しかも、ドアロック装置２８による車両のドアの解錠検出時、つまり乗員の頭部がヘッドレスト前部１２に対し離れている状態での静電容量センサ１４の静電容量値を基準の静電容量値Ｃ０とするため、ヘッドレスト前部１２の突出動作開始時の乗員の頭部の位置にかかわらず正確に乗員の頭部の接近を判定でき、例えば、ヘッドレスト前部１２の全開位置方向への移動前に乗員の頭部がヘッドレスト前部１２に接触している場合でも、突出動作前に頭部の近接を判定でき、不要な動作を防止できる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を主に図６を参照して以下に第１実施形態との相違部分を中心に説明する。

図６は第３実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０の電気的構成を示すブロック図である。第３実施形態では、上記した第１実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０の構成に加え、ＥＣＵ２０に、車両のドアの開扉を検出する開扉検出手段としてのドア開閉センサ２９が接続されている。

第３実施形態では、第１実施形態と同様、ＥＣＵ２０が静電容量センサ１４の基準の静電容量値Ｃ０に対する絶対容量変化に基づいてヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断するものであるが、その基準の静電容量値Ｃ０の設定方法が上記した第１実施形態とは異なる。

具体的に、第３実施形態では、ＥＣＵ２０のＣＰＵ２１が、ドア開閉センサ２９による車両のドアの開扉検出時の静電容量センサ１４の静電容量値を基準の静電容量値Ｃ０としてメモリ２６に記憶しておき、車両の後方からの衝突が予測されてヘッドレスト前部１２を全開位置方向へ移動させるとき、この基準の静電容量値Ｃ０に対する静電容量センサ１４の静電容量値Ｃｎの増加量が所定のしきい値ＴＨ（例えば１ｐＦ）以上となったときにヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断して、ヘッドレスト前部１２を停止させる。

このような第３実施形態によれば、ドア開閉センサ２９による車両のドアの開扉検出時の静電容量センサ１４の静電容量値を基準の静電容量値Ｃ０としてメモリ２６に記憶し、ヘッドレスト前部１２を全開位置方向へ移動させるときに、この基準の静電容量値Ｃ０に対する静電容量センサ１４の静電容量値Ｃｎの増加量が所定のしきい値ＴＨ以上となったときにヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断するため、乗員の頭部との距離を精度良く検出することができる。

しかも、ドア開閉センサ２９による車両のドアの開扉検出時、つまり乗員の頭部がヘッドレスト前部１２に対し離れている状態での静電容量センサ１４の静電容量値を基準の静電容量値Ｃ０とするため、ヘッドレスト前部１２の突出動作開始時の乗員の頭部の位置にかかわらず正確に乗員の頭部の接近を判定でき、例えば、ヘッドレスト前部１２の全開位置方向への移動前に乗員の頭部がヘッドレスト前部１２に接触している場合でも、突出動作前に頭部の近接を判定でき、不要な動作を防止できる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を主に図３を参照して以下に第１実施形態との相違部分を中心に説明する。

第４実施形態では、第１実施形態と同様、ＥＣＵ２０が静電容量センサ１４の基準の静電容量値Ｃ０に対する絶対容量変化に基づいてヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断するものであるが、その基準の静電容量値Ｃ０の設定方法が上記した第１実施形態とは異なる。

具体的に、第４実施形態では、ＥＣＵ２０のＣＰＵ２１が、イグニッションオン検出手段としてのイグニッションスイッチ２７によるイグニッションオン検出時以降の静電容量センサの静電容量値の最小値を基準の静電容量値Ｃ０としてメモリ２６に更新記憶し、車両の後方からの衝突が予測されてヘッドレスト前部１２を全開位置方向へ移動させるとき、移動開始時点でメモリ２６に記憶されている基準の静電容量値Ｃ０に対する静電容量センサ１４の静電容量値Ｃｎの増加量が所定のしきい値ＴＨ（例えば１ｐＦ）以上となったときにヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断して、ヘッドレスト前部１２を停止させる。

このような第４実施形態によれば、イグニッションスイッチ２７によるイグニッションオン検出時以降の静電容量センサ１４の静電容量値の最小値を基準の静電容量値Ｃ０としてメモリ２６に更新記憶し、ヘッドレスト前部１２を全開位置方向へ移動させるときに、移動開始時点で記憶されている基準の静電容量値Ｃ０に対する静電容量センサ１４の静電容量値Ｃｎの増加量が所定のしきい値ＴＨ以上となったときにヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断するため、乗員の頭部との距離を精度良く検出することができる。

しかも、イグニッションスイッチ２７によるイグニッションオン検出時以降の静電容量センサ１４の静電容量値の最小値、つまり乗員頭部がヘッドレスト前部１２に対し最も離れたときの静電容量センサ１４の静電容量値を基準の静電容量値とするため、ヘッドレスト前部１４の突出動作開始時の乗員の頭部の位置にかかわらず正確に乗員の頭部の接近を判定でき、例えば、ヘッドレスト前部１２の全開位置方向への移動前に乗員の頭部がヘッドレスト前部１２に接触している場合でも、突出動作前に頭部の近接を判定でき、不要な動作を防止できる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態を主に図７を参照して以下に第１実施形態との相違部分を中心に説明する。

図７は第５実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０の電気的構成を示すブロック図である。第５実施形態では、上記した第１実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０の構成に加え、ＥＣＵ２０に、シートの乗員着座の有無を検出する乗員検出手段としての着座センサ３０が接続されている。

第５実施形態では、第１実施形態と同様、ＥＣＵ２０が静電容量センサ１４の基準の静電容量値Ｃ０に対する絶対容量変化に基づいてヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断するものであるが、その基準の静電容量値Ｃ０の設定方法が上記した第１実施形態とは異なる。

具体的に、第５実施形態では、ＥＣＵ２０のＣＰＵ２１が、着座センサ３０による乗員非検知時の静電容量センサ１４の静電容量値を基準の静電容量値Ｃ０としてメモリ２６に記憶しておき、車両の後方からの衝突が予測されてヘッドレスト前部１２を全開位置方向へ移動させるとき、この基準の静電容量値Ｃ０に対する静電容量センサ１４の静電容量値Ｃｎの増加量が所定のしきい値ＴＨ（例えば１ｐＦ）以上となったときにヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断してヘッドレスト前部１２を停止させる。

このような第５実施形態によれば、着座センサ３０による乗員非検知時の静電容量センサ１４の静電容量値を基準の静電容量値Ｃ０としてメモリ２６に記憶し、ヘッドレスト前部１２を全開位置方向へ移動させるときに、この基準の静電容量値Ｃ０に対する静電容量センサ１４の静電容量値Ｃｎの増加量が所定のしきい値ＴＨ以上となったときにヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断するため、乗員の頭部との距離を精度良く検出することができる。

しかも、着座センサ３０による乗員非検知時、つまり乗員の頭部がヘッドレスト前部１２に対し離れている状態での静電容量センサ１４の静電容量値を基準の静電容量値Ｃ０とするため、ヘッドレスト前部１２の突出動作開始時の乗員の頭部の位置にかかわらず正確に乗員の頭部の接近を判定でき、例えば、ヘッドレスト前部１２の全開位置方向への移動前に乗員の頭部がヘッドレスト前部１２に接触している場合でも、突出動作前に頭部の近接を判定でき、不要な動作を防止できる。

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態を主に図８を参照して以下に第１実施形態との相違部分を中心に説明する。

図８は第６実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０の電気的構成を示すブロック図である。第６実施形態では、上記した第１実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０の構成に加え、ＥＣＵ２０に、ヘッドレスト前部１２に設けられた、乗員の頭部の接触を検出する接触検出手段としてのタッチセンサ３１が接続されている。

第６実施形態では、第１実施形態と同様、ＥＣＵ２０が静電容量センサ１４の基準の静電容量値に対する絶対容量変化に基づいてヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断するものであるが、その基準の静電容量値の設定方法および頭部接近の判断方法が上記した第１実施形態とは異なる。

具体的に、第６実施形態では、ＥＣＵ２０のＣＰＵ２１が、タッチセンサ３１による乗員頭部の接触時の静電容量センサ１４の静電容量値を基準の静電容量値としてメモリ２６に記憶し、車両の後方からの衝突が予測されてヘッドレスト前部１２を全開位置方向へ移動させるとき、この基準の静電容量値に対する静電容量センサ１４の静電容量値の減少量が所定のしきい値（例えば０．４ｐＦ）以内となったとき、つまり基準の静電容量値に対し静電容量センサ１４の静電容量値が所定のしきい値以内に近づいたときにヘッドレスト前部１２と乗員頭部とが接近したと判断してヘッドレスト前部１２を停止させる。

このような第６実施形態によれば、タッチセンサ３１による乗員頭部の接触時の静電容量センサ１４の静電容量値、つまり実質的に最大となる静電容量値を基準の静電容量値としてメモリ２６に記憶し、ヘッドレスト前部１２を全開位置方向へ移動させるときに、この基準の静電容量値に対する静電容量センサ１４の静電容量値の減少量が所定のしきい値以内となったときにヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断するため、乗員の頭部との距離を精度良く検出することができる。

しかも、タッチセンサ３１による乗員の頭部の接触時の静電容量センサ１４の静電容量値、つまり実質的に最大となる静電容量値を基準の静電容量値とするため、ヘッドレスト前部１２の突出動作開始時の乗員の頭部の位置にかかわらず正確に乗員の頭部の接近を判定でき、例えば、ヘッドレスト前部１２の全開位置方向への移動前に乗員の頭部がヘッドレスト前部１２に接触している場合でも、突出動作前に頭部接近を判定でき、不要な動作を防止できる。

（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態を主に図９を参照して以下に第１実施形態との相違部分を中心に説明する。

第７実施形態では、第１〜第６実施形態とは異なり、ＥＣＵ２０が、静電容量センサ１４の静電容量値の変化量に基づいてヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断する。

具体的に、第７実施形態では、ＥＣＵ２０のＣＰＵ２１が、車両の後方からの衝突が予測されてヘッドレスト前部１２を全開位置方向へ移動させるとき、静電容量センサ１４の単位時間Δｔ（例えば５０ｍｓ）当たりの静電容量値の変化量ΔＣが、モータ１３および駆動機構１５の作動速度を元に予め定められメモリ２６に記憶されたしきい値ＴＨ（例えばΔ０．２ｐＦ）を超えたときにヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断する。

このような第７実施形態によれば、静電容量センサ１４の単位時間Δｔ当たりの静電容量値の変化量ΔＣが、モータ１３および駆動機構１５の作動速度を元に予め定められたしきい値ＴＨを超えたときにヘッドレスト前部１２と乗員頭部とが接近したと判断するため、温度および湿度等の誤差要因を排除でき、乗員なし時の寄生容量が変化しても検出精度が変化せず、よって、乗員の頭部との距離を一層精度良く検出することができる。

つまり、乗員の頭部と静電容量センサ１４との距離を横軸にとり、静電容量センサ１４の静電容量を縦軸にとると、図９（ａ）に実線で示すように、ヘッドレスト前部１２の全開位置方向への移動によって、乗員の頭部と静電容量センサ１４との距離が近づくと静電容量値は徐々に大きくなり、しかも乗員の頭部と静電容量センサ１４との距離が近づけば近づくほど勾配が急になるように大きくなる曲線状の特性となるが、温度および湿度等の誤差要因によって、図９（ａ）に破線で示すように、上記曲線の形状はほぼそのままで縦軸方向に変動することになる。

しかしながら、図９（ｂ）に示すように、静電容量センサ１４の単位時間Δｔ当たりの静電容量値の変化量ΔＣに着目し、図９（ｃ）に示すように、時間を横軸にとり、静電容量値の変化量ΔＣを縦軸にとれば、温度および湿度等の誤差要因を排除できるのである。

（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態を主に図１０および図１１を参照して以下に第７実施形態との相違部分を中心に説明する。

図１０は第８実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０の電気的構成を示すブロック図である。第８実施形態では、上記した第１実施形態の車両用ヘッドレスト装置１０の構成に加え、ＥＣＵ２０に、モータ１３あるいは駆動機構１５に設けられてヘッドレスト前部１２のメカニカルストロークを検出するメカストローク検出手段としてのホールＩＣ３２がホールＩＣ入力回路３３に接続されている。

第８実施形態では、第７実施形態と同様、ＥＣＵ２０が、静電容量センサ１４の静電容量値の変化量に基づいてヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断するものであるが、その判断方法が相違している。

具体的に、第８実施形態では、ＥＣＵ２０のＣＰＵ２１が、車両の後方からの衝突が予測されてヘッドレスト前部１２を全開位置方向へ移動させるとき、ホールＩＣ３２により検出される所定区間ΔＬ（例えばストローク４ｍｍ）当たりの静電容量センサ１４の静電容量値の変化量ΔＣが、予め定められたしきい値ＴＨ（例えばΔ０．２ｐＦ）を超えたときにヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断してヘッドレスト前部１２を停止させる。

このような第８実施形態によれば、ホールＩＣ３２により検出される所定区間ΔＬ当たりの静電容量センサ１４の静電容量値の変化量ΔＣが、予め定められたしきい値ＴＨを超えたときにヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断するため、温度および湿度等の誤差要因を排除でき、乗員なし時の寄生容量が変化しても検出精度が変化せず、よって、乗員の頭部との距離を一層精度良く検出することができる。

また、モータ１３あるいは駆動機構１５の所定区間ΔＬ当たりの静電容量センサ１４の静電容量値の変化量ΔＣを用いるため、モータ１３および駆動機構１５の速度が変化しても検出精度が変化せず、よって、乗員の頭部との距離を一層精度良く検出することができる。

つまり、乗員の頭部と静電容量センサ１４との距離を横軸にとり、静電容量センサ１４の静電容量を縦軸にとると、図１１（ａ）に実線で示すように、ヘッドレスト前部１２の全開位置方向への移動によって、乗員の頭部と静電容量センサ１４との距離が近づくと静電容量値は徐々に大きくなり、しかも乗員の頭部と静電容量センサ１４との距離が近づけば近づくほど勾配が急になるように大きくなる曲線状の特性となるが、温度および湿度等の誤差要因によって、図１１（ａ）に破線で示すように、上記曲線の形状はほぼそのままで縦軸方向に変動することになる。

そして、第７実施形態と同様に、時間を横軸にとり、静電容量値の変化量ΔＣを縦軸にとれば、温度および湿度等の誤差要因を排除した特性線が得られるものの、駆動機構の速度変化という要因が加わると、図１１（ｂ）に破線で示すように、特性が変動してしまうことになる。

しかしながら、駆動機構の所定区間ΔＬ当たりの静電容量センサ１４の静電容量値の変化量ΔＣに着目し、図１１（ｃ）に示すように、乗員の頭部と静電容量センサ１４との距離を横軸にとり、静電容量値の変化量ΔＣを縦軸にとれば、モータ１３および駆動機構１５の速度変化という誤差要因を排除できるのである。

（第９実施形態）
次に、本発明の第７実施形態を主に図１２を参照して以下に第１実施形態との相違部分を中心に説明する。

第９実施形態では、第７実施形態と同様、ＥＣＵ２０が、静電容量センサ１４の静電容量値の変化量に基づいてヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断するものであるが、その判断方法が相違している。

具体的に、第９実施形態では、ＥＣＵ２０のＣＰＵ２１が、車両の後方からの衝突が予測されてヘッドレスト前部１２を全開位置方向へ移動させるとき、複数の異なる時刻における単位時間当たりの静電容量値の変化量の比、詳しくは、静電容量センサ１４の所定時刻での単位時間Δｔ（例えば２０ｍｓ）当たりの静電容量値の変化量ΔＣｎと、それよりも所定時間（例えば５０ｍｓ）前の時点でのΔｔ（例えば２０ｍｓ）当たりの静電容量値の変化量ΔＣｎ−１との比（ΔＣｎ／ΔＣｎ−１）が、予め定められメモリ２６に記憶されたしきい値ＴＨ（例えば２）を超えたときにヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断する。

このような第９実施形態によれば、複数の異なる時刻における静電容量センサ１４の単位時間Δｔ当たりの静電容量値の変化量の比（ΔＣｎ／ΔＣｎ−１）を求め、この比（ΔＣｎ／ΔＣｎ−１）が予め定められたしきい値ＴＨを超えたときにヘッドレスト前部１２と乗員の頭部とが接近したと判断するため、乗員の頭部の大きさおよび形状、さらには体質等の個人差によって検出精度が変化せず、よって、乗員の頭部との距離を一層精度良く検出することができる。

つまり、乗員の頭部と静電容量センサ１４との距離を横軸にとり、静電容量センサ１４の静電容量を縦軸にとると、図１２（ａ）に実線で示すように、ヘッドレスト前部１２の全開位置方向への移動によって、乗員の頭部と静電容量センサ１４との距離が近づくと静電容量値は徐々に大きくなり、しかも乗員の頭部と静電容量センサ１４との距離が近づけば近づくほど勾配が急になるように大きくなる曲線状の特性となるが、乗員の頭部の大きさおよび形状、さらには体質等の個人差によって、図１２（ａ）に破線で示すように、上記曲線の形状はほぼそのままで縦軸方向に変動することになる。

しかしながら、図１２（ｂ）に示すように、所定時刻での静電容量センサ１４の単位時間Δｔ当たりの静電容量値の変化量ΔＣｎとそれより所定時間前の静電容量センサ１４の単位時間Δｔ当たりの静電容量値の変化量ΔＣｎ−１とに着目し、図１２（ｃ）に示すように、時間を横軸にとり、これらの比（ΔＣｎ／ΔＣｎ−１）を縦軸にとれば、乗員の頭部の大きさおよび形状、さらには体質等の個人差を排除できるのである。

これは、静電容量Ｃは、誘電率をε、電極の面積をＳ、電極間の距離をｄとすると、Ｃ＝ε×Ｓ／ｄとなり、そのうちのε×Ｓが、乗員の頭部の大きさおよび形状、さらには体質等の個人差に起因し容量バラツキの原因となり、また、Ｃは１／ｄに対し比例関係となる。そして、頭部と静電容量センサ１４との距離をＸ〔ｍｍ〕、静電容量をＹ〔ｐＦ〕、被検出物に依存する変化係数をａ、初期容量に依存する変化係数をｂ、作動速度をｖ、時間をｔ〔ｍｓ〕とすると、Ｃ＝ε×Ｓ／ｄはＹ＝ａ／Ｘ＋ｂと書き換えることができる。

その結果、ΔＣｎ／ΔＣｎ−１は、以下のとおり、係数ａ，ｂの影響が消えることがわかる。

なお、以上の第１〜第９実施形態を適宜組み合わせても良い。その場合、例えば、組み合わせた接近判断のうち、いずれか一つが最も早く頭部と静電容量センサ１４とが接近したと判断した場合に、頭部と静電容量センサ１４とが接近したと判断することが可能になる。

車両用シートの側面図。 （ａ），（ｂ）はヘッドレスト前部の作動を説明する側面図。 車両用ヘッドレスト装置の電気的構成を示すブロック図。 車両用ヘッドレスト装置の制御内容を説明するための特性線図。 車両用ヘッドレスト装置の電気的構成を示すブロック図。 車両用ヘッドレスト装置の電気的構成を示すブロック図。 車両用ヘッドレスト装置の電気的構成を示すブロック図。 車両用ヘッドレスト装置の電気的構成を示すブロック図。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は車両用ヘッドレスト装置の制御内容を説明するための特性線図。 車両用ヘッドレスト装置の電気的構成を示すブロック図。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は車両用ヘッドレスト装置の制御内容を説明するための特性線図。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は車両用ヘッドレスト装置の制御内容を説明するための特性線図。

符号の説明

３…シートバック、１０…車両用ヘッドレスト装置、１１…ヘッドレスト後部、１２…ヘッドレスト前部、１２Ａ…全閉位置、１２Ｂ…全開位置、１３…モータ（駆動手段）、１４…静電容量センサ、１５…駆動機構（駆動手段）、２０…ＥＣＵ（制御手段）、２７…イグニッションスイッチ（イグニッションオン検出手段）、２８…ドアロック装置（解錠検出手段）、２９…ドア開閉センサ（開扉検出手段）、３０…タッチセンサ（乗員検出手段）、３１…タッチセンサ（接触検出手段）、３２…ホールＩＣ（メカストローク検出手段）

Claims (10)

1. シートバックに対して支持されたヘッドレスト後部と、
   前記ヘッドレスト後部に対して近接した全閉位置と、同ヘッドレスト後部に対して離間した全開位置との間で進退可能なヘッドレスト前部と、
   前記ヘッドレスト前部を移動させる駆動手段と、
   前記ヘッドレスト前部に設けられた、乗員頭部との間の距離の変動に伴って静電容量が変化する静電容量センサと、
   前記駆動手段を制御し、前記ヘッドレスト前部を前記全開位置方向へ移動させるとき、前記静電容量センサの検出結果に基づいて前記ヘッドレスト前部と乗員頭部との接近を判断して前記ヘッドレスト前部を停止させる制御手段とを備えた車両用ヘッドレスト装置であって、
   前記制御手段は、所定のタイミングにおける前記静電容量センサの静電容量値を前記タイミングに応じて変更可能な基準の静電容量値とし、この基準の静電容量値に対する絶対容量変化に基づいて前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断する車両用ヘッドレスト装置。
2. 請求項１に記載の車両用ヘッドレスト装置であって、
   前記制御手段は、前記ヘッドレスト前部の前記全開位置方向への移動開始時点の前記静電容量センサの静電容量値を前記基準の静電容量値とし、前記基準の静電容量値に対する前記静電容量センサの静電容量値の増加量が所定のしきい値以上となったときに前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断する車両用ヘッドレスト装置。
3. 請求項１に記載の車両用ヘッドレスト装置であって、
   車両のドアの解錠を検出する解錠検出手段を設け、
   前記制御手段は、前記解錠検出手段による車両のドアの解錠検出時の前記静電容量センサの静電容量値を前記基準の静電容量値とし、前記基準の静電容量値に対する前記静電容量センサの静電容量値の増加量が所定のしきい値以上となったときに前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断する車両用ヘッドレスト装置。
4. 請求項１に記載の車両用ヘッドレスト装置であって、
   車両のドアの開扉を検出する開扉検出手段を設け、
   前記制御手段は、前記開扉検出手段による車両のドアの開扉検出時の前記静電容量センサの静電容量値を前記基準の静電容量値とし、前記基準の静電容量値に対する前記静電容量センサの静電容量値の増加量が所定のしきい値以上となったときに前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断する車両用ヘッドレスト装置。
5. 請求項１に記載の車両用ヘッドレスト装置であって、
   車両のイグニッションオンを検出するイグニッションオン検出手段を設け、
   前記制御手段は、前記イグニッションオン検出手段によるイグニッションオン検出時以降の前記静電容量センサの静電容量値の最小値を前記基準の静電容量値とし、前記基準の静電容量値に対する前記静電容量センサの静電容量値の増加量が所定のしきい値以上となったときに前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断する車両用ヘッドレスト装置。
6. 請求項１に記載の車両用ヘッドレスト装置であって、
   シートの乗員着座の有無を検出する乗員検出手段を設け、
   前記制御手段は、前記乗員検出手段による乗員非検知時の前記静電容量センサの静電容量値を前記基準の静電容量値とし、前記基準の静電容量値に対する前記静電容量センサの静電容量値の増加量が所定のしきい値以上となったときに前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断する車両用ヘッドレスト装置。
7. 請求項１に記載の車両用ヘッドレスト装置であって、
   前記ヘッドレスト前部に乗員頭部の接触を検出する接触検出手段を設け、
   前記制御手段は、前記接触検出手段による乗員頭部の接触時の前記静電容量センサの静電容量値を前記基準の静電容量値とし、前記基準の静電容量値に対する前記静電容量センサの静電容量値の減少量が所定のしきい値以内となったときに前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断する車両用ヘッドレスト装置。
8. シートバックに対して支持されたヘッドレスト後部と、
   前記ヘッドレスト後部に対して近接した全閉位置と、同ヘッドレスト後部に対して離間した全開位置との間で進退可能なヘッドレスト前部と、
   前記ヘッドレスト前部を移動させる駆動手段と、
   前記ヘッドレスト前部に設けられた、乗員頭部との間の距離の変動に伴って静電容量が変化する静電容量センサと、
   前記駆動手段を制御し、前記ヘッドレスト前部を前記全開位置方向へ移動させるとき、前記静電容量センサの検出結果に基づいて前記ヘッドレスト前部と乗員頭部との接近を判断して前記ヘッドレスト前部を停止させる制御手段とを備えた車両用ヘッドレスト装置であって、
   前記制御手段は、前記静電容量センサの単位時間当たりの静電容量値の変化量が、前記駆動手段の作動速度を元に予め定められたしきい値を超えたときに前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断する車両用ヘッドレスト装置。
9. シートバックに対して支持されたヘッドレスト後部と、
   前記ヘッドレスト後部に対して近接した全閉位置と、同ヘッドレスト後部に対して離間した全開位置との間で進退可能なヘッドレスト前部と、
   前記ヘッドレスト前部を移動させる駆動手段と、
   前記ヘッドレスト前部に設けられた、乗員頭部との間の距離の変動に伴って静電容量が変化する静電容量センサと、
   前記駆動手段を制御し、前記ヘッドレスト前部を前記全開位置方向へ移動させるとき、前記静電容量センサの検出結果に基づいて前記ヘッドレスト前部と乗員頭部との接近を判断して前記ヘッドレスト前部を停止させる制御手段とを備えた車両用ヘッドレスト装置であって、
   前記駆動手段に前記ヘッドレスト前部のメカニカルストロークを検出するメカストローク検出手段を設け、
   前記制御手段は、前記メカストローク検出手段により検出される所定区間当たりの前記静電容量センサの静電容量値の変化量が、予め定められたしきい値を超えたときに前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断する車両用ヘッドレスト装置。
10. シートバックに対して支持されたヘッドレスト後部と、
    前記ヘッドレスト後部に対して近接した全閉位置と、同ヘッドレスト後部に対して離間した全開位置との間で進退可能なヘッドレスト前部と、
    前記ヘッドレスト前部を移動させる駆動手段と、
    前記ヘッドレスト前部に設けられた、乗員頭部との間の距離の変動に伴って静電容量が変化する静電容量センサと、
    前記駆動手段を制御し、前記ヘッドレスト前部を前記全開位置方向へ移動させるとき、前記静電容量センサの検出結果に基づいて前記ヘッドレスト前部と乗員頭部との接近を判断して前記ヘッドレスト前部を停止させる制御手段とを備えた車両用ヘッドレスト装置であって、
    前記制御手段は、複数の異なる時刻における前記静電容量センサの単位時間当たりの静電容量値の変化量の比が、予め定められたしきい値を超えたときに前記ヘッドレスト前部と乗員頭部とが接近したと判断する車両用ヘッドレスト装置。

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