JP4588738B2 - Headrest position adjusting device and position adjusting method - Google Patents

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Description

本発明は、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位置調整方法に関し、特にヘッドレストの位置を自動的に適切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位置調整方法に関する。   The present invention relates to a headrest position adjustment device and a 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 a headrest position adjustment capable of automatically adjusting the position of the headrest to an appropriate state. The present invention relates to an apparatus and a position adjustment method.

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、次のようなものが知られている。すなわち、下記特許文献１に開示されている車両用ヘッドレスト装置は、ヘッドレスト前部を全開位置方向へ移動させるときに、静電容量センサから検出された静電容量の変化量とあらかじめ設定された閾値とを比較し、変化量が閾値よりも大きければヘッドレスト前部が乗員の頭部に接近したと判断するＥＣＵを備えて構成される。   2. Description of the Related Art Conventionally, for example, the following is known for adjusting the position of a headrest provided in a seat of a vehicle such as an automobile. That is, in the vehicle headrest device disclosed in Patent Document 1 below, when the headrest front part is moved in the fully open position direction, the amount of change in capacitance detected from the capacitance sensor and a preset threshold value are detected. And an ECU that determines that the front portion of the headrest has approached the head of the occupant if the amount of change is greater than the threshold.

そして、ＥＣＵは、所定のタイミングの静電容量センサの単位移動量あたりの容量変化を検出し、その検出結果に基づいて閾値を切り替えたり、一定時間ごとに閾値を切り替えたり、モータの駆動電圧に基づいて閾値を変更したりする。これにより、ヘッドレスト前部が乗員の頭部に接近したことを的確に検出することができる構成とされている。   Then, the ECU detects a change in capacitance per unit movement amount of the capacitance sensor at a predetermined timing, switches the threshold based on the detection result, switches the threshold at regular intervals, or sets the drive voltage of the motor. Based on this, the threshold value is changed. Thereby, it is set as the structure which can detect accurately that the headrest front part approached the passenger | crew's head.

また、下記特許文献２に開示されているヘッドレストを調節するための装置は、乗員の頭部位置を検知するためのヘッドレスト内に配置されている二つのコンデンサプレートを含むセンサを有して構成され、これら二つのコンデンサプレートは、ヘッドレスト内に上下に配置されている。   Moreover, the apparatus for adjusting the headrest disclosed in the following Patent Document 2 is configured to have a sensor including two capacitor plates arranged in the headrest for detecting the head position of the occupant. These two capacitor plates are arranged one above the other in the headrest.

そして、一方のコンデンサプレートのセンサ信号の増加が他方のコンデンサプレートのセンサ信号の減少と同時に生じる限り、ヘッドレストの高さ位置が、引っ込められているヘッドレストを伴う定位置から出発して変化するように調節される構成とされている。   And as long as the increase of the sensor signal of one capacitor plate occurs simultaneously with the decrease of the sensor signal of the other capacitor plate, the height position of the headrest is changed starting from a fixed position with the retracted headrest. It is supposed to be adjusted.

また、下記特許文献３に開示されているヘッドレスト駆動装置は、ヘッドレストを移動可能に支持する支持手段と、ヘッドレストを往復駆動する駆動手段と、ヘッドレスト外カバーの頭部を支える部位の内側に互いに離れて設けられた複数の検出電極と、これら複数の検出電極が共通電位ラインに対して形成する静電容量を検出する静電容量検出手段と、静電容量がバランスする方向にヘッドレストを移動させるように駆動手段を制御する位置制御手段とを備えて構成されている。   Further, the headrest driving device disclosed in the following Patent Document 3 is separated from the inside of the supporting means for movably supporting the headrest, the driving means for reciprocating the headrest, and the portion supporting the head of the headrest outer cover. A plurality of detection electrodes provided, a capacitance detecting means for detecting a capacitance formed by the plurality of detection electrodes with respect to the common potential line, and a headrest moving in a direction in which the capacitance balances And a position control means for controlling the drive means.

そして、頭部が複数の検出電極の中心に位置するように、換言すると、頭部の動きに追従してヘッドレストが移動するように、ヘッドレストが駆動され、自動的にヘッドレストの位置を調整することができる構成とされている。   And, the headrest is driven so that the headrest moves following the movement of the head so that the head is positioned at the center of the plurality of detection electrodes, and the position of the headrest is automatically adjusted. It can be configured.

さらに、下記特許文献４に開示されているヘッドレスト調整装置は、モータの駆動によって上下動可能なようにシートバック（背もたれ部）の上部に設置されたヘッドレストと、着座者（乗員）の頭部位置を検出する頭部検出センサと、頭部検出センサからの信号に基づいて、着座者の頭部位置に応じてヘッドレストの高さを調整するＣＰＵとを備えて構成されている。   Furthermore, the headrest adjusting device disclosed in the following Patent Document 4 includes a headrest installed on an upper portion of a seat back (backrest portion) so that the headrest can be moved up and down by driving a motor, and a head position of a seated person (occupant) And a CPU that adjusts the height of the headrest in accordance with the position of the head of the seated person based on a signal from the head detection sensor.

そして、ＣＰＵがイグニッションスイッチの導通を検知し、かつ着座センサが着座があることを検知し、さらにシートベルトバックルスイッチが車両のシートベルトが装着されていることを検知したときに、ヘッドレストの調整作動を開始することができる構成とされている。   Then, when the CPU detects the ignition switch conduction, the seating sensor detects that there is a seating, and the seatbelt buckle switch detects that the vehicle seatbelt is mounted, the headrest adjustment operation It is configured to be able to start.

特開２００７−３０６７６号公報JP 2007-30676 A 特開２０００−３０９２４２号公報JP 2000-309242 A 特開昭６４−１１５１２号公報JP-A 64-11512 特開平１１−１８０２００号公報JP 11-180200 A

しかしながら、上述した特許文献１に開示されている車両用ヘッドレスト装置では、一つの静電容量センサにより、また、上述した特許文献２に開示されているヘッドレストを調節するための装置では、二つもしくは三つのコンデンサプレートにより、それぞれ頭部と検知電極との間の静電容量を測定して位置調整に利用するとされている。   However, in the vehicle headrest device disclosed in Patent Document 1 described above, one electrostatic capacity sensor is used, and in the device for adjusting the headrest disclosed in Patent Document 2 described above, two or It is said that the capacitance between the head and the detection electrode is measured by three capacitor plates and used for position adjustment.

また、上述した特許文献３に開示されているヘッドレスト駆動装置では、ヘッドレストと車両の天井部などとの間の静電容量により、さらに上述した特許文献４に開示されているヘッドレスト調整装置では、シート各部の調整結果により、それぞれヘッドレストの位置調整を行うとされている。   Further, in the headrest driving device disclosed in Patent Document 3 described above, the seatrest adjustment device disclosed in Patent Document 4 described above further includes a seat due to the capacitance between the headrest and the ceiling of the vehicle. According to the adjustment result of each part, the position of the headrest is adjusted.

このため、センサの出力バランスや各検知電極の出力ピークなどを比較して頭部中心を検出する必要があり、このような検出方式では検知電極が配置されているヘッドレストを例えば高さ方向に下端側から上端側まで移動させて、センサの出力がバランスする位置の特定や、各検知電極の出力ピークを検出するというような検出動作を行わなければならず、短時間で高精度の位置調整を行うことができないという問題がある。   For this reason, it is necessary to detect the center of the head by comparing the output balance of the sensor and the output peak of each detection electrode. In such a detection method, the headrest on which the detection electrode is arranged is lowered, for example, in the height direction. From the side to the top side, and the detection operation must be performed, such as specifying the position where the output of the sensor balances and detecting the output peak of each detection electrode. There is a problem that can not be done.

特に、上記のような検出方式では、検出動作中に頭部が動くことなどによって、頭部の形状以外の要因がセンサなどの出力変動を引き起こしてしまうという点については考慮されておらず、高精度に位置調整を行うためにはある程度の調整時間が掛かってしまい、短時間に位置調整を行うことができない構成となっていた。   In particular, the detection method as described above does not take into consideration that factors other than the shape of the head cause output fluctuations of the sensor, etc. due to movement of the head during the detection operation. In order to adjust the position with high accuracy, a certain amount of adjustment time is required, and the position cannot be adjusted in a short time.

一例として、本出願人が実験を行った、ヘッドレストに静電容量センサを設置し、シートに被験者が着座した状態におけるセンサ出力の検出結果を図８に示す。なお、図８において、ヘッドレストは、検知電極を下部、中央部、上部の３箇所に別々に配置したパターンのものを３種類用意して実験を行った。また、図８における縦軸は検知電極中心からシート上端までの距離（センサ高さ）を表し、横軸は各検出位置でのセンサ出力を表している。なお、被験者の頭部とヘッドレストとの距離は２０ｍｍを維持するようにしつつなるべく動かない状態で実験を行った。   As an example, FIG. 8 shows a detection result of sensor output in a state where a capacitive sensor is installed on a headrest and a subject is seated on a seat, which the present applicant conducted an experiment. In FIG. 8, three types of headrests having patterns in which detection electrodes are separately arranged at the lower part, the central part, and the upper part were prepared for experiments. Further, the vertical axis in FIG. 8 represents the distance (sensor height) from the center of the detection electrode to the upper end of the sheet, and the horizontal axis represents the sensor output at each detection position. In addition, it experimented in the state which moved as much as possible, maintaining the distance of a test subject's head and a headrest, maintaining 20 mm.

この結果、図８からも明らかなように、センサ出力は決して安定したものとはならず、通常時における乗車状態ではさらに出力は不安定な挙動を示すであろうと想定された。このことからも、上述したような検出方式による検出動作を実施してヘッドレストの位置調整を高精度に行うことは、調整時間を要するとともに困難であるといわざるを得ない。   As a result, as is apparent from FIG. 8, it was assumed that the sensor output was never stable, and that the output would be more unstable in the normal riding state. Also from this, it can be said that it is difficult to adjust the position of the headrest with high accuracy by performing the detection operation based on the detection method as described above.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、短時間で高精度なヘッドレストの位置調整を自動的に行うことができるヘッドレスト位置調整装置および位置調整方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a headrest position adjusting device and a position adjusting method capable of automatically performing highly accurate headrest position adjustment in a short time. To do.

本発明に係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、前記ヘッドレストが初期位置に静止した状態で前記複数の検知電極からの検知信号を比較して前記検知信号のうちの最大値を検出し、前記最大値が検出された検知電極と対応する位置を前記頭部の高さ方向の推定中心位置として算出する検出回路と、前記検出回路からの算出結果に基づいて、前記ヘッドレストの基準位置を前記頭部の高さ方向の推定中心位置に合わせるように前記ヘッドレストを調整する位置調整手段とを備え、前記複数の検知電極は、前記ヘッドレストが前記初期位置に静止した状態で前記頭部の高さ方向の推定中心位置を算出するのに必要な数設けられていることを特徴とする。 A headrest position adjusting device according to the present invention is provided in a state of being arranged side by side along a height direction on a headrest provided in a seat of a vehicle, and between a head of a human body seated on the seat and the headrest. A plurality of detection electrodes for detecting capacitance and a detection signal from the plurality of detection electrodes in a state where the headrest is stationary at an initial position to detect a maximum value of the detection signals, and the maximum value There a detection circuit for calculating the position corresponding to the detected sensing electrode as the estimated center position in the height direction of the head, based on the calculation result from said detecting circuit, a reference position of the headrest of the head and a position adjusting means for adjusting the headrest to match the estimated center position in the height direction, the plurality of sensing electrodes, the state in which the headrest is stationary in the initial position Wherein the provided number required to calculate the estimated center position in the height direction of the part.

本発明に係るヘッドレスト位置調整装置は、以上のように構成することにより、頭部の高さ方向の推定中心位置を基準にしてヘッドレストの座席に対する位置を静止状態から適切かつ自動的に調整することができる。このため、短時間で高精度なヘッドレストの位置調整を行うことが可能となる。また、自動的にヘッドレスト位置を頭部の高さ方向の推定中心位置に合わせて調整することができるため、ヘッドレスト位置未調整に伴う衝突時などにおける乗員の頸椎損傷などの事故防止を図ることができる。   The headrest position adjustment device according to the present invention is configured as described above, and appropriately and automatically adjusts the position of the headrest relative to the seat from the stationary state with reference to the estimated center position in the height direction of the head. Can do. For this reason, it is possible to adjust the position of the headrest with high accuracy in a short time. In addition, since the headrest position can be automatically adjusted to the estimated center position in the height direction of the head, it is possible to prevent accidents such as injury to the cervical vertebrae of the occupant during a collision caused by the headrest position not being adjusted. it can.

なお、前記複数の検知電極は、例えば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。また、前記複数の検知電極は、例えば前記ヘッドレストの前面側に少なくとも５つ設けられている。   The plurality of detection electrodes are each formed in a rectangular strip shape having a longitudinal direction in the width direction intersecting with the height direction on the front surface side of the headrest, for example. The plurality of detection electrodes are provided, for example, on the front side of the headrest.

前記検出回路は、前記複数の検知電極とそれぞれ一対一に接続され、各検知電極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と、これら複数の静電容量検知回路からの前記情報に基づく静電容量を比較して前記推定中心位置を演算し、演算結果を前記調整手段に出力する演算処理回路とを備えて構成されていてもよい。   The detection circuit is connected to the plurality of detection electrodes on a one-to-one basis, outputs a plurality of capacitance detection circuits that output information indicating the capacitance detected by the detection electrodes, and the plurality of capacitance detections. An arithmetic processing circuit that compares the electrostatic capacity based on the information from the circuit to calculate the estimated center position and outputs the calculation result to the adjusting means may be provided.

また、前記検出回路は、前記複数の検知電極と接続された時分割回路と、この時分割回路により各検知電極でそれぞれ異時的に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と、この静電容量検知回路からの前記情報に基づく静電容量を比較して前記推定中心位置を演算し、演算結果情報を前記調整手段に出力する演算処理回路とを備えて構成されていてもよい。   The detection circuit includes a time-division circuit connected to the plurality of detection electrodes, and a capacitance that outputs information indicating capacitances detected at different times by the detection electrodes by the time-division circuit. A detection circuit; and a calculation processing circuit that compares the capacitance based on the information from the capacitance detection circuit to calculate the estimated center position and outputs calculation result information to the adjustment unit. It may be.

本発明に係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、かつ前記ヘッドレストが初期位置に静止した状態で前記座席に着座した人体の頭部の高さ方向の推定中心位置を算出するのに必要な数設けられた複数の検知電極によって、前記ヘッドレストが初期位置に静止した状態で前記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し、検知された静電容量を示す前記複数の検知電極からの検知信号を比較して前記検知信号のうちの最大値を検出し、前記最大値が検出された検知電極と対応する位置を前記頭部の高さ方向の推定中心位置として算出し、算出された前記頭部の高さ方向の推定中心位置と前記ヘッドレストの基準位置とを合わせるように前記ヘッドレストの前記座席に対する位置を調整することを特徴とする。 The headrest position adjusting method according to the present invention is provided in a state where a headrest provided in a seat of a vehicle is arranged side by side along a height direction, and the headrest is seated on the seat in a state where the headrest is stationary at an initial position . A plurality of detection electrodes provided for calculating an estimated center position in the height direction of the head of the human body is provided between the head of the human body and the headrest while the headrest is stationary at an initial position. detecting the electrostatic capacitance, it detects the maximum value among the compared detection signals from the plurality of sensing electrodes indicating the sensed capacitance the detection signal, the detection electrode to which the maximum value is detected and calculating a corresponding position as the estimated center position in the height direction of the head, the estimated center position in the height direction of the head calculated to match the reference position of the headrest headless And adjusting the position relative to the seat and.

本発明に係るヘッドレスト位置調整方法は、以上のように構成されることにより、頭部の高さ方向の推定中心位置を基準にしてヘッドレストの座席に対する位置を静止状態から適切かつ自動的に調整することができ、短時間で高精度なヘッドレストの位置調整を行うことができる。また、自動的にヘッドレスト位置を頭部の高さ方向の推定中心位置に合わせて調整することができるため、ヘッドレスト位置未調整に伴う衝突時などにおける乗員の頸椎損傷などの事故防止を図ることが可能となる。   The headrest position adjustment method according to the present invention is configured as described above, and appropriately and automatically adjusts the position of the headrest relative to the seat from the stationary state with reference to the estimated center position in the height direction of the head. This makes it possible to adjust the position of the headrest with high accuracy in a short time. In addition, since the headrest position can be automatically adjusted to the estimated center position in the height direction of the head, it is possible to prevent accidents such as injury to the cervical vertebrae of the occupant during a collision caused by the headrest position not being adjusted. It becomes possible.

本発明によれば、頭部の高さ方向の推定中心位置を基準にしてヘッドレストの座席に対する位置を静止状態から適切かつ自動的に調整することができ、短時間で高精度なヘッドレストの位置調整を行うことができるヘッドレスト位置調整装置および位置調整方法を提供することが可能となる。   According to the present invention, the position of the headrest relative to the seat can be appropriately and automatically adjusted from the stationary state with reference to the estimated center position in the height direction of the head, and the headrest position can be accurately adjusted in a short time. It is possible to provide a headrest position adjustment device and a position adjustment method capable of performing the above.

以下、添付の図面を参照して、本発明に係るヘッドレスト位置調整装置および位置調整方法の好適な実施形態について説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a headrest position adjusting device and a position adjusting method according to the invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明の一実施形態に係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、図３は同ヘッドレスト位置調整装置の全体構成の例を示すブロック図、図４は同ヘッドレスト位置調整装置の静電容量検知回路の構成例を示すブロック図、図５は同ヘッドレスト位置調整装置の検出回路の動作波形の例を示す動作波形図、図６は同ヘッドレスト位置調整装置の検知電極の出力の例を示す説明図である。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a vehicle seat in which a headrest position adjusting device according to an embodiment of the present invention is disposed, and FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of an arrangement in a part of the headrest of the headrest position adjusting device. 3 is a block diagram showing an example of the overall configuration of the headrest position adjusting device, FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of a capacitance detection circuit of the headrest position adjusting device, and FIG. 5 is a detection of the headrest position adjusting device. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the output of the detection electrode of the headrest position adjusting device.

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に配置された静電容量センサ部１０と、座席４０の背もたれ部４１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。本例では、静電容量センサ部１０と駆動モータ部３０は、ハーネス２９により電気的に接続されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the headrest position adjusting device 100 is provided in a seat 40 such as a vehicle. For example, the capacitance sensor unit 10 disposed on the headrest 43 of the seat 40 and the backrest portion 41 of the seat 40. And a drive motor unit 30 disposed in the space. In this example, the capacitance sensor unit 10 and the drive motor unit 30 are electrically connected by a harness 29.

静電容量センサ部１０は、例えば基板１９の一方の面側に形成された複数の検知電極１１〜１５と、この基板１９の他方の面側に形成された検出回路２０とを備えて構成され、座席４０の着座部４２に着座した人体４９の頭部４９ａを検出する。すなわち、静電容量センサ部１０は、人体４９の頭部４９ａとヘッドレスト４３（具体的には、検知電極１１〜１５）との間の静電容量を検知する。   The capacitance sensor unit 10 includes, for example, a plurality of detection electrodes 11 to 15 formed on one surface side of the substrate 19 and a detection circuit 20 formed on the other surface side of the substrate 19. The head 49a of the human body 49 seated on the seating portion 42 of the seat 40 is detected. That is, the capacitance sensor unit 10 detects the capacitance between the head 49a of the human body 49 and the headrest 43 (specifically, the detection electrodes 11 to 15).

基板１９は、例えばフレキシブルプリント基板、リジッド基板あるい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）あるい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からなる。   The board | substrate 19 is comprised by the flexible printed circuit board, the rigid board | substrate, or the rigid flexible board | substrate, for example, and the some detection electrodes 11-15 are insulators, such as a polyethylene terephthalate (PET), a polyethylene naphthalate (PEN), or an epoxy resin. The substrate 19 is made of copper, copper alloy, aluminum, or the like patterned on the substrate 19.

複数の検知電極１１〜１５は、例えばヘッドレスト４３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。そして、複数の検知電極１１〜１５には、例えばそれぞれ電極番号１〜５が割り当てられている。これら複数の検知電極１１〜１５は、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の高さ方向の推定中心位置を検出するのに必要な数だけ設けられていればよく、さらに多く設けられていてもよい。   The plurality of detection electrodes 11 to 15 are formed in a rectangular strip shape having a longitudinal direction in the width direction intersecting the height direction of the headrest 43, for example, on the front side of the headrest 43, and extend along the height direction of the headrest 43. Are arranged side by side so that their width directions are aligned. For example, electrode numbers 1 to 5 are assigned to the plurality of detection electrodes 11 to 15, respectively. The plurality of detection electrodes 11 to 15 are provided in this example, but detect the estimated center position in the height direction of the head 49a of the human body 49 seated on the seat 40 with the headrest 43 stationary. It is only necessary to provide as many as necessary, and more may be provided.

検出回路２０は、複数の検知電極１１〜１５からの検知信号に基づいて、頭部４９ａの高さ方向の推定中心位置を検出する。この検出回路２０は、図３に示すように、複数の検知電極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２１〜２５と、これら静電容量検知回路２１〜２５と接続され、各静電容量検知回路２１〜２５から出力された情報に基づく静電容量を比較して頭部４９ａの高さ方向の推定中心位置を演算し、演算結果情報を駆動モータ部３０のモータ駆動回路（図示せず）に出力する演算処理回路２８とを備えて構成されている。   The detection circuit 20 detects the estimated center position of the head 49a in the height direction based on the detection signals from the plurality of detection electrodes 11-15. As shown in FIG. 3, the detection circuit 20 is connected to the plurality of detection electrodes 11 to 15 in a one-to-one manner, and outputs a plurality of static electricity that outputs information indicating the capacitance detected by the detection electrodes 11 to 15. Capacitance detection circuits 21 to 25 are connected to these capacitance detection circuits 21 to 25, and the capacitances based on the information output from the capacitance detection circuits 21 to 25 are compared to compare the capacitance of the head 49a. An arithmetic processing circuit 28 that calculates an estimated center position in the vertical direction and outputs calculation result information to a motor drive circuit (not shown) of the drive motor unit 30 is provided.

複数の静電容量検知回路２１〜２５は、各検知電極１１〜１５と頭部４９ａとの間の静電容量に応じてデューティー比が変化するパルス信号を生成するとともに平滑化して検知信号を出力する。演算処理回路２８は、例えばＣＰＵなどからなり、各静電容量検知回路２１〜２５からの検知信号に基づく静電容量を比較して、頭部４９ａの高さ方向の推定中心位置を検出するとともに、ヘッドレスト４３の位置を変化させる駆動モータ部３０に演算結果に基づく制御信号を出力する。   The plurality of capacitance detection circuits 21 to 25 generate a pulse signal whose duty ratio changes according to the capacitance between each detection electrode 11 to 15 and the head 49a, and smoothes and outputs the detection signal. To do. The arithmetic processing circuit 28 is composed of, for example, a CPU, and detects the estimated center position of the head 49a in the height direction by comparing the capacitances based on the detection signals from the capacitance detection circuits 21 to 25. Then, a control signal based on the calculation result is output to the drive motor unit 30 that changes the position of the headrest 43.

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。   As shown in FIG. 4, each capacitance detection circuit 21 (22 to 25) has a duty ratio that changes according to the capacitance C. For example, a trigger signal is generated to output a trigger signal TG having a constant period. A 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) 103 that smoothes the pulse signal Po. It is prepared for.

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。   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.

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閾値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。   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 synchronizes with the trigger signal TG. Set pulse is output. This set pulse sets the Q output of the RS-FF 203.

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。   The Q output turns off the transistor 205 as a discharge signal DIS, and between the detection electrode 11 (12 to 15) and the ground, the capacitance C to the ground of the detection electrode 11 (12 to 15), the input terminal, and the power supply The battery is charged at a speed determined by a time constant by a resistor R4 connected to the line. As a result, the potential of the input signal Vin increases at a speed determined by the capacitance C.

入力信号Ｖｉｎが、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で決まる閾値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。   When the input signal Vin exceeds the threshold value Vth1 determined by the resistors R1, R2, and R3, the output of the comparator 201 is inverted and the output of the RS-FF 203 is inverted. As a result, the transistor 205 is turned on, and the electric charge accumulated in the detection electrodes 11 (12 to 15) is discharged through the transistor 205.

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との間の静電容量Ｃに基づくデューティー比で発信するパルス信号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。   Therefore, as shown in FIG. 5, the timer circuit 102 is a pulse signal Po that is transmitted 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. Is output. The LPF 103 smoothes this output to output a DC detection signal Vout as shown in FIG. In FIG. 5, 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.

駆動モータ部３０は、各静電容量検知回路２１〜２５からの検知信号Ｖｏｕｔによって頭部４９ａの高さ方向の推定中心位置を演算した演算処理回路２８からの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の座席４０の背もたれ部４１に対する位置を、頭部４９ａの高さ方向の推定中心位置を基準にして変化させるモータ駆動回路と、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とを備えて構成されている。駆動モータは、具体的にはヘッドレスト４３の支持軸４３ａを上下方向、左右方向および前後方向に移動自在に駆動する。   The drive motor unit 30 drives not shown based on the control signal from the arithmetic processing circuit 28 that calculates the estimated center position of the head 49a in the height direction based on the detection signals Vout from the capacitance detection circuits 21 to 25. A motor drive circuit that controls the motor to change the position of the headrest 43 relative to the backrest portion 41 of the seat 40 with reference to the estimated center position of the head portion 49a in the height direction, and the headrest by controlling the motor drive circuit And a drive motor that actually moves the position 43. Specifically, the drive motor drives the support shaft 43a of the headrest 43 so as to be movable in the vertical direction, the horizontal direction, and the front-back direction.

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、例えば初期状態（ヘッドレスト４３の位置が背もたれ部４１に対して最も近い状態）において、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にてその出力のピークを検出して比べることで、頭部４９ａの高さ方向の推定中心位置を得る。   In the headrest position adjustment device 100 configured as described above, for example, in the initial state (the state where the position of the headrest 43 is closest to the backrest portion 41), the heads are detected by the detection electrodes 11 to 15 of the capacitance sensor unit 10. An estimated center position in the height direction of the head 49a is obtained by detecting the capacitance C between the portion 49a and detecting and comparing the output peak with the detection circuit 20.

本出願人が実施した実験によると、この場合、各検知電極１１〜１５（電極番号１〜５）の出力（Ｖ）は、例えば図６に示すようになった。ここでは、電極番号３の検知電極１３の出力が０．１５Ｖを超えて最も高く、電極番号１の検知電極１１の出力が０．０５Ｖを下回り最も低い結果となった。これにより、検出回路２０は、検知電極１３と対応する位置が頭部４９ａの高さ方向の推定中心位置であるとし、例えば駆動モータ部３０によってヘッドレスト４３の中心位置をこの推定中心位置に合わせるように位置調整を行う。   According to an experiment conducted by the present applicant, in this case, the outputs (V) of the detection electrodes 11 to 15 (electrode numbers 1 to 5) are as shown in FIG. 6, for example. Here, the output of the detection electrode 13 with the electrode number 3 was the highest exceeding 0.15V, and the output of the detection electrode 11 with the electrode number 1 was less than 0.05V and the lowest. As a result, the detection circuit 20 assumes that the position corresponding to the detection electrode 13 is the estimated center position in the height direction of the head 49a. For example, the drive motor unit 30 matches the center position of the headrest 43 with this estimated center position. Adjust the position.

したがって、本例のヘッドレスト位置調整装置１００は、上記初期状態からヘッドレスト４３を移動させることなく頭部４９ａの高さ方向の推定中心位置を得て、位置調整に関する一回のヘッドレスト移動動作により頭部４９ａに対して最適な位置にヘッドレスト４３を配置させることができる。このため、短時間で高精度なヘッドレスト４３の位置調整を行うことができる。これにより、ヘッドレスト４３の位置未調整に伴う衝突時などにおける人体４９の頸椎損傷などの事故防止を図ることができる。   Therefore, the headrest position adjusting device 100 of this example obtains the estimated center position in the height direction of the head 49a without moving the headrest 43 from the initial state, and performs the headrest moving operation once for the position adjustment. The headrest 43 can be arranged at an optimal position with respect to 49a. For this reason, the position adjustment of the headrest 43 can be performed with high accuracy in a short time. As a result, it is possible to prevent accidents such as cervical spine damage of the human body 49 at the time of a collision due to the position adjustment of the headrest 43 not being performed.

なお、ヘッドレスト位置調整装置１００の静電容量センサ部１０と駆動モータ部３０は、本例ではハーネス２９により接続されていたが、例えば無線などによって制御可能に構成されていてもよい。また、駆動モータ部３０が静電容量センサ部１０と一体的に構成され、ヘッドレスト４３側に配置されていてもよい。   In addition, although the electrostatic capacitance sensor unit 10 and the drive motor unit 30 of the headrest position adjusting device 100 are connected by the harness 29 in this example, they may be configured to be controllable by radio or the like, for example. Further, the drive motor unit 30 may be configured integrally with the capacitance sensor unit 10 and disposed on the headrest 43 side.

また、検出回路２０は、ヘッドレスト４３の中心位置を上述した推定中心位置に合わせて移動させる他に、演算処理回路２８によって、頭部４９ａの形状をプロファイルし、このプロファイル結果から上述した推定中心位置を算出し、この算出結果に基づいてヘッドレスト４３を移動するようにしてもよい。その他、検出回路２０は、あらかじめプリセットされた人体４９のプロファイル情報（頭部４９ａの形状に関する情報を含む）やヘッドレスト４３の形状に関する情報などに基づいて、ヘッドレスト４３の任意の位置を上述した推定中心位置に合わせるように移動させるようにしてもよい。   In addition to moving the center position of the headrest 43 in accordance with the estimated center position described above, the detection circuit 20 profiles the shape of the head 49a by the arithmetic processing circuit 28, and the estimated center position described above from the profile result. And the headrest 43 may be moved based on the calculation result. In addition, the detection circuit 20 may estimate an arbitrary position of the headrest 43 based on preset profile information of the human body 49 (including information on the shape of the head 49a), information on the shape of the headrest 43, and the like. You may make it move so that it may match a position.

図７は、本発明の一実施形態に係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省略する。図７に示すように、検出回路２０は、各検知電極１１〜１５と接続された時分割回路２６と、この時分割回路２６により各検知電極１１〜１５にてそれぞれ異時的に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く静電容量を比較して頭部４９ａの高さ方向の推定中心位置を演算し、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。   FIG. 7 is a block diagram illustrating another example of the overall configuration of the headrest position adjusting device according to an embodiment of the present invention. In the following description, the same parts as those already described are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. As shown in FIG. 7, the detection circuit 20 is detected by the time division circuit 26 connected to the detection electrodes 11 to 15 and the detection electrodes 11 to 15 by the time division circuit 26 at different times. The capacitance detection circuit 27 that outputs information indicating the capacitance and the capacitance based on the information output from the capacitance detection circuit 27 are compared, and the estimated center position of the head 49a in the height direction is determined. An arithmetic processing circuit 28 that calculates and outputs calculation result information to the motor drive circuit of the drive motor unit 30 is provided.

このように検出回路２０を構成すれば、時分割回路２６を介して各検知電極１１〜１５にて静電容量を順番にスキャニングし、その結果に基づき頭部４９ａの高さ方向の推定中心位置を得ることが可能となる。したがって、このような構成の検出回路２０を採用しても、短時間で高精度なヘッドレスト４３の位置調整を行うことが可能となる。   If the detection circuit 20 is configured in this way, the capacitance is sequentially scanned by the detection electrodes 11 to 15 via the time division circuit 26, and the estimated center position of the head 49a in the height direction based on the result. Can be obtained. Therefore, even if the detection circuit 20 having such a configuration is employed, the position of the headrest 43 can be adjusted with high accuracy in a short time.

なお、上述した実施形態では、車両の座席４０のヘッドレスト４３にヘッドレスト位置調整装置１００を適用した場合を例に挙げて説明したが、このヘッドレスト位置調整装置１００は、その他にも、ヘッドレストの位置を可変可能なアトラクションにおける座席や、劇場観賞用の座席などに適用することも可能である。   In the above-described embodiment, the case where the headrest position adjusting device 100 is applied to the headrest 43 of the seat 40 of the vehicle has been described as an example. However, the headrest position adjusting device 100 additionally determines the position of the headrest. It can also be applied to seats for variable attractions, theater seats, and the like.

本発明によれば、自動車等のヘッドレストの位置を調整する装置において、特に短時間で高精度な位置調整を行うのに有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an apparatus for adjusting the position of a headrest such as an automobile is particularly useful for performing highly accurate position adjustment in a short time.

本発明の一実施形態に係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である。It is the schematic which shows the example of the seat of the vehicle which has arrange | positioned the headrest position adjustment apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 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。It is explanatory drawing which shows the example of arrangement | positioning in the one part headrest of the headrest position adjustment apparatus. 同ヘッドレスト位置調整装置の全体構成の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of the whole structure of the headrest position adjustment apparatus. 同ヘッドレスト位置調整装置の静電容量検知回路の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the electrostatic capacitance detection circuit of the headrest position adjustment apparatus. 同ヘッドレスト位置調整装置の検出回路の動作波形の例を示す動作波形図である。It is an operation | movement waveform diagram which shows the example of the operation | movement waveform of the detection circuit of the headrest position adjustment apparatus. 同ヘッドレスト位置調整装置の検知電極の出力の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the output of the detection electrode of the headrest position adjustment apparatus. 同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。It is a block diagram which shows the other example of the whole structure of the headrest position adjustment apparatus. 本出願人が行った実験におけるセンサ出力の検出結果を示す図である。It is a figure which shows the detection result of the sensor output in the experiment which the present applicant conducted.

符号の説明Explanation of symbols

１０…静電容量センサ部、１１〜１５…検知電極、１９…基板、２０…検出回路、２１〜２５，２７…静電容量検知回路、２６…時分割回路、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、４２…着座部、４３…ヘッドレスト、４３ａ…支持軸、４９…人体、４９ａ…頭部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Capacitance sensor part, 11-15 ... Detection electrode, 19 ... Board | substrate, 20 ... Detection circuit, 21-25, 27 ... Capacitance detection circuit, 26 ... Time division circuit, 28 ... Arithmetic processing circuit, 29 ... Harness, 30 ... drive motor part, 40 ... seat, 41 ... backrest part, 42 ... seat part, 43 ... headrest, 43a ... support shaft, 49 ... human body, 49a ... head.

Claims (8)

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、
前記ヘッドレストが初期位置に静止した状態で前記複数の検知電極からの検知信号を比較して前記検知信号のうちの最大値を検出し、前記最大値が検出された検知電極と対応する位置を前記頭部の高さ方向の推定中心位置として算出する検出回路と、
前記検出回路からの算出結果に基づいて、前記ヘッドレストの基準位置を前記頭部の高さ方向の推定中心位置に合わせるように前記ヘッドレストを調整する位置調整手段とを備え、
前記複数の検知電極は、前記ヘッドレストが前記初期位置に静止した状態で前記頭部の高さ方向の推定中心位置を算出するのに必要な数設けられている
ことを特徴とするヘッドレスト位置調整装置。 A plurality of detection electrodes provided in a state of being juxtaposed along a height direction on a headrest provided in a vehicle seat, and detecting a capacitance between a head of a human body seated on the seat and the headrest When,
The detection signal from the plurality of detection electrodes is compared with the headrest stationary at an initial position to detect the maximum value of the detection signals, and the position corresponding to the detection electrode from which the maximum value is detected is a detection circuit for calculating the estimated center position in the height direction of the head,
A position adjusting means for adjusting the headrest so as to match the reference position of the headrest with the estimated center position in the height direction of the head based on the calculation result from the detection circuit;
The plurality of detection electrodes are provided in a number necessary to calculate the estimated center position in the height direction of the head while the headrest is stationary at the initial position. . 前記複数の検知電極は、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記載のヘッドレスト位置調整装置。   2. The headrest position adjusting device according to claim 1, wherein each of the plurality of detection electrodes is formed in a rectangular strip shape having a longitudinal direction in a width direction intersecting the height direction on the front surface side of the headrest. . 前記複数の検知電極は、前記ヘッドレストの前面側に少なくとも５つ設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のヘッドレスト位置調整装置。   3. The headrest position adjusting device according to claim 1, wherein at least five of the plurality of detection electrodes are provided on a front surface side of the headrest. 4. 前記検出回路は、前記複数の検知電極とそれぞれ一対一に接続され、各検知電極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と、これら複数の静電容量検知回路からの前記情報に基づく静電容量を比較して前記推定中心位置を演算し、演算結果情報を前記位置調整手段に出力する演算処理回路とを備えて構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。   The detection circuit is connected to the plurality of detection electrodes on a one-to-one basis, outputs a plurality of capacitance detection circuits that output information indicating the capacitance detected by the detection electrodes, and the plurality of capacitance detections. An arithmetic processing circuit that compares the capacitances based on the information from the circuit to calculate the estimated center position and outputs calculation result information to the position adjusting means. Item 4. The headrest position adjusting device according to any one of Items 1 to 3. 前記検出回路は、前記複数の検知電極と接続された時分割回路と、この時分割回路により各検知電極にてそれぞれ異時的に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と、この静電容量検知回路からの前記情報に基づく静電容量を比較して前記推定中心位置を演算し、演算結果情報を前記位置調整手段に出力する演算処理回路とを備えて構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。   The detection circuit is a time-division circuit connected to the plurality of detection electrodes, and a capacitance detection unit that outputs information indicating the capacitance detected at each detection electrode at each detection electrode by the time-division circuit. And a calculation processing circuit that compares the capacitance based on the information from the capacitance detection circuit to calculate the estimated center position and outputs calculation result information to the position adjusting means. The headrest position adjusting device according to claim 1, wherein the headrest position adjusting device is a headrest position adjusting device. 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、かつ前記ヘッドレストが初期位置に静止した状態で前記座席に着座した人体の頭部の高さ方向の推定中心位置を算出するのに必要な数設けられた複数の検知電極によって、前記ヘッドレストが初期位置に静止した状態で前記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し、
検知された静電容量を示す前記複数の検知電極からの検知信号を比較して前記検知信号のうちの最大値を検出し、前記最大値が検出された検知電極と対応する位置を前記頭部の高さ方向の推定中心位置として算出し、
算出された前記頭部の高さ方向の推定中心位置と前記ヘッドレストの基準位置とを合わせるように前記ヘッドレストの前記座席に対する位置を調整する
ことを特徴とするヘッドレスト位置調整方法。 Estimating the height direction of the head of a human body, which is provided in a state of being arranged side by side in a height direction on a headrest provided in a vehicle seat and seated on the seat with the headrest stationary at an initial position A plurality of detection electrodes provided for calculating the center position detects a capacitance between the head of the human body and the headrest while the headrest is stationary at an initial position ,
A detection signal from the plurality of detection electrodes indicating the detected capacitance is compared to detect a maximum value of the detection signals, and a position corresponding to the detection electrode from which the maximum value is detected is determined as the head. the height is calculated as the estimated center position in the direction of,
A headrest position adjustment method, comprising: adjusting a position of the headrest with respect to the seat so that the calculated estimated center position in the height direction of the head matches a reference position of the headrest. 前記複数の検知電極は、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６記載のヘッドレスト位置調整方法。   The headrest position adjusting method according to claim 6, wherein each of the plurality of detection electrodes is formed in a rectangular strip shape having a longitudinal direction in a width direction intersecting the height direction on the front surface side of the headrest. . 前記複数の検知電極は、前記ヘッドレストの前面側に少なくとも５つ設けられていることを特徴とする請求項６または７記載のヘッドレスト位置調整方法。   The headrest position adjusting method according to claim 6 or 7, wherein at least five of the plurality of detection electrodes are provided on the front side of the headrest.
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