JP4810822B2 - ヘッドレスト制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用シートのヘッドレストを前後方向へ移動させることが可能なヘッドレスト制御装置に関する。

この種のヘッドレスト制御に関する技術は、例えば特許文献１に開示されている。この技術では、ヘッドレストを前方へ移動させることが可能なヘッドレスト駆動部を備えている。また、車両に対する後方衝突を予測する衝突予測検出センサから予測信号が入力されると、ヘッドレスト駆動部に制御信号を発信する制御部を備えている。これにより、後方衝突が予測された場合にヘッドレストをシート着座者の頭部に近づけることができ、後方衝突時の反動でシート着座者の上半身が後に倒れたとき、その頸部にかかる負担を和らげる性能を果たす。
特開２００４−９８９１号公報

特許文献１に開示されている技術は、車両が衝突を予測するための車間距離検出センサなどを備えていることが前提となっており、このような衝突予測検出システムを搭載していない車両には適用できない。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、衝突予測検出システムを備えていない車両においても、ヘッドレストの移動制御により、後方衝突時におけるシート着座者の頸部にかかる負担を和らげる性能を果たすことである。

本発明は、上記の目的を達成するためのもので、以下のように構成されている。
請求項１に記載の発明は、車両用シートのヘッドレストがヘッドレスト駆動機構によって前後方向へ移動するように構成されたヘッドレスト制御装置であって、前記ヘッドレストの移動方向に関して、シート着座者の頭部とヘッドレストとの間の距離を検知可能な距離検知手段と、ヘッドレスト駆動機構を作動させるための制御が可能な制御手段と、を備えている。
この制御手段は、距離検知手段からの検知信号に基づくヘッドレストとシート着座者の頭部との距離が、第１の所定値以下であるか否かを判断し、距離が第１の所定値以下である場合には、ヘッドレストを後方へ移動させるようにヘッドレスト駆動機構を作動させ、距離が第１の所定値を超えている場合には、距離が第２の所定値以上であるか否かを判断し、距離が第２の所定値以上の場合は、ヘッドレストを前方へ移動させるようにヘッドレスト駆動機構を作動させ、距離が第１の所定値を超え、かつ、第２の所定値未満の領域にあるときは、ヘッドレスト駆動機構を移動させないように制御し、所定の期間においてヘッドレストが常に車両の後方衝突に対処可能な位置となるように、シート着座者の頭部とヘッドレストとの間の距離を制御するように設定されている。

これにより、ヘッドレストが常に車両の後方衝突に対処可能な適正位置に移動することとなり、衝突予測検出システムを備えていない車両においても、後方衝突時におけるシート着座者の頸部にかかる負担を和らげる性能を発揮することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載されたヘッドレスト制御装置であって、前記制御手段は、ヘッドレスト駆動機構を作動させるための情報が、一定時間内に一定回数だけ得られた場合に、ヘッドレスト駆動機構を作動させるように設定されている。

これにより、シート着座者が通常の姿勢から一瞬だけ頭部を動かしたような場合において、その都度、ヘッドレストが移動するといった煩わしさが解消される。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載されたヘッドレスト制御装置であって、 前記ヘッドレストにおける車両の後方衝突に対処可能な位置は、シート着座者の頭部とヘッドレストとの距離が、車両の後方衝突に対処するための最適位置よりも大き目に設定されている。

これにより、ヘッドレストが常に適正位置に制御されているにもかかわらず、平常時においてもヘッドレストがじゃまにならない。
なお、ヘッドレストの「車両の後方衝突に対処可能な位置」および「最適位置」は、シートバックのトルソ角度を19〜23°としたときのシート着座者の頭部とヘッドレストとの距離が、「車両の後方衝突に対処可能な位置」では20mm前後とされ、「最適位置」では0〜8mm程度とされている。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて説明する。
図１は、車両用シートを表した側面図である。この図面で示すように、シート１０はシートクッション１２およびシートバック１４によって構成されている。ヘッドレスト２０は、シートバック１４の上面中央付近に装着されている。つまり、ヘッドレスト２０は、その下面から下向きに突出した一対の脚部２６を備え、これらの脚部２６がシートバック１４内のフレーム（図示省略）に連結される。

図２は、ヘッドレスト２０を拡大して表した側面図である。このヘッドレスト２０は、前面側のヘッドレスト要素２１と、背面側のヘッドレスト要素２２とに分割されている。また、ヘッドレスト２０の内部には、ヘッドレスト駆動機構３０が組み込まれている。この駆動機構３０を作動させることにより、前面側のヘッドレスト要素２１を背面側のヘッドレスト要素２２に対して車両の前後方向へ往復移動させることができる。すなわち、ヘッドレスト要素２１は、両ヘッドレスト要素２１，２２の分割ラインが互いに接合した後退位置（図２の仮想線）と、その斜め上前方の前進位置（図２の実線）との間を移動することができる。このヘッドレスト要素２１を移動させることにより、図１で示すシート着座者Ｈの頭部とヘッドレスト２０との間の距離Ｌを制御することが可能となる。

図２で示すように、前面側のヘッドレスト要素２１は、その両側部から背面側のヘッドレスト要素２２に向けて張り出した遮蔽部材２４をそれぞれ備えている。これらの遮蔽部材２４は、ヘッドレスト要素２２の内側に入り込んで重合している。この重合代は、ヘッドレスト要素２１が図２の実線で示す前進位置に移動した状態でも、両ヘッドレスト要素２１，２２の分割ライン間を被うように設定されている。なお、ヘッドレスト２０の上面側においては、両遮蔽部材２４の間を被う遮蔽シート（図示省略）が設けられる。この遮蔽シートは、ヘッドレスト要素２１の移動によって柔軟に変形できる樹脂フィルムなどが使用されている。これにより、ヘッドレスト要素２１が後退位置から前進位置に移動、もしくは移動中においても、ヘッドレスト２０の内部が見えないように隠され、かつ、内部に異物が入ることが防止される。

図３は、ヘッドレスト駆動機構３０の構造を表した外観斜視図である。この図面によって駆動機構３０の構成を簡単に説明する。
まず、駆動機構３０は、前後一対のベース３１，３２が左右一対のＸ状のリンク３４で連結された構成となっている。一方のベース３１が前面側のヘッドレスト要素２１内に結合され、他方のベース３２が背面側のヘッドレスト要素２２内に結合される。また、一対のリンク３４は、それぞれ二つのリンク部材３５，３６からなり、これらのリンク部材３５，３６の中間部が回動可能に連結されている。そして、これらのリンク部材３５，３６の両端部は、両ベース３１，３２の両側に一体に設けられた側部３１ａ，３２ａにそれぞれ連結されている。

具体的には、一対のリンク３４における一方のリンク部材３５については、個々の前端部（下端部）がベース３１の側部３１ａにピン３５ａによって回動可能に連結され、個々の後端部（上端部）がベース３２の側部３２ａにピン３５ｂによって回動可能に連結されている。一対のリンク３４における他方のリンク部材３６については、個々の前端部（上端部）および後端部（下端部）が軸３６ａ，３６ｂによって相互に結合されている。一方の軸３６ａの両端部は、ベース３１の側部３１ａに形成された縦長のガイド孔３１ｂにスライド可能に連結され、他方の軸３６ｂの両端部は、ベース３２の側部３２ａに形成された縦長のガイド孔３２ｂにスライド可能に連結されている。

背面側のベース３２は、駆動機構３０の駆動源である電動ユニット３８を備えている。この電動ユニット３８のモータ３８ａはベース３２の内側に取り付けられている。また、モータ３８ａの駆動軸は、ボールネジ部３８ｂを通じてリンク３４の軸３６ｂに連結されている。このボールネジ部３８ｂの機能により、モータ３８ａ（駆動軸）の正逆回転が軸３６ｂの昇降動作に変換される。したがって、電動ユニット３８の駆動制御に基づき、Ｘ状の両リンク３４がパンタグラフのような動きをし、ベース３１がベース３２に対して近づいたり離れたりする。この結果、ヘッドレスト要素２１が、後退位置と前進位置との間を円弧状の軌跡を描いて移動することとなる。

図４は、ヘッドレスト制御装置のブロック図である。この図面で示すヘッドレストセンサ４０は、前面側のヘッドレスト要素２１における表皮内側に設けられた可撓性を有する薄板状の静電容量センサであって（図２）、シート着座者Ｈの頭部との相対位置（距離Ｌ）を非接触状態で検知することができる。したがって、このヘッドレストセンサ４０は、本発明における「距離検知手段」に相当する。また、シートベルトスイッチ４２は、シート着座者Ｈがシートベルト（図示省略）を装着したことを検知するスイッチである。制御手段４４は、主としてヘッドレストセンサ４０からの検知信号に基づいて、ヘッドレスト駆動機構３０を作動させるための制御を行う。つまり、制御手段４４からの制御信号に基づいて、電動ユニット３８のモータ３８ａが正逆回転する。なお、シートベルトスイッチ４２は、シート着座者Ｈの存在を検知するものであるから、シートクッション１２に設けられた着座センサなどに代えることもできる。

図５は、ヘッドレスト２０とシート着座者Ｈの頭部との距離Ｌ（mm）を示す説明図である。この図におけるＮ1，Ｎ2，Ｎ3は、距離Ｌを予め定めた所定値であって、それぞれの大きさの比較は、
Ｎ1＜Ｎ3＜Ｎ2
の関係に設定されている。また、図５で示す矢印Ｆ，Ｒと図２の矢印Ｆ，Ｒとは、対応させている。

図６，７は、制御手段４４によるヘッドレスト２０（ヘッドレスト要素２１）の移動制御を説明するためのフローチャートである。これらのフローチャートに示されている制御処理は、例えばイグニッションスイッチ（図示省略）がオンになると開始され、その後は一定の時間間隔で実行されるものとする。なお、図７のフローチャートで示されるＣ１，Ｃ２はカウンタ変数であって、デフォルト値は「０」である。

図６で示す制御フローについて説明する。まず、ステップＳ１において、シートベルトスイッチ４２からオン信号が入っているか否かを判断する。この判断結果に基づき、シートベルトスイッチ４２がオフの場合は、ステップＳ２に移行してヘッドレスト２０（ヘッドレスト要素２１）を初期位置に戻した後、そのまま処理を終える（リターンする）。これに対し、シートベルトスイッチ４２がオンであれば、ステップＳ４に移行してヘッドレストセンサ４０からの検知信号を読み込み、ヘッドレスト２０（ヘッドレスト要素２１）とシート着座者Ｈの頭部との距離Ｌを検知する。

つづいて、ステップＳ５において距離Ｌが所定値Ｎ1以下であるか否かを判断する。この判断結果により、距離Ｌが所定値Ｎ1以下の場合は、ステップＳ６において駆動機構３０に作動信号を発信し、距離Ｌが所定値Ｎ3となるまでヘッドレスト要素２１を図２の矢印Ｒ方向（後方）へ移動させる。ステップＳ５での判断の結果、距離Ｌが所定値Ｎ1を超えている場合は、ステップＳ７において距離Ｌが所定値Ｎ2以上であるか否かを判断する。この結果、距離Ｌが所定値Ｎ2以上の場合は、ステップＳ８に移行して距離Ｌが所定値Ｎ3となるまでヘッドレスト要素２１を図２の矢印Ｆ方向（前方）へ移動させる。また、ステップＳ７での判断結果において、距離Ｌが所定値Ｎ2未満の場合、そのまま処理を終える（リターンする）。

ステップＳ５以降の処理により、距離Ｌが所定値Ｎ1を超え、かつ、所定値Ｎ2未満の領域にあるときは、ヘッドレスト要素２１を移動させない。したがって、その領域内でシート着座者Ｈの頭部が動いても、その都度、ヘッドレスト要素２１が移動するといった煩わしさが解消される。

つぎに、図７で示す制御フローについて説明する。図７のフローチャートは、図６のフローチャートにおけるステップＳ５，Ｓ６の間、およびステップＳ７，Ｓ８の間に制御処理のカウンタが予め定めた基準値に達しているか否かの判定処理を追加したものである。そこで、図６のフローチャートと同じ処理については、それぞれのステップに同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図７のステップＳ５において、距離Ｌが所定値Ｎ1以下であると判断された場合は、ステップＳ５-1に移行する。このステップＳ５-1において、カウンタ変数Ｃ１を「０」とし、かつ、カウンタ変数Ｃ２に「１」を加算する。その後、ステップＳ５-2において、カウンタ変数Ｃ２についての判定が行われる。その結果、カウンタ変数Ｃ２が「５」（予め定めた基準値）以上である場合には、ステップＳ６に移行し、既に述べたように距離Ｌが所定値Ｎ3となるまでヘッドレスト要素２１を矢印Ｒ方向へ移動させる。また、カウンタ変数Ｃ２が「５」未満の場合は、そのまま処理を終える（リターンする）。

図７のステップＳ７において、距離Ｌが所定値Ｎ2以上であると判断された場合、ステップＳ７-1に移行する。ここで、カウンタ変数Ｃ１に「１」を加算し、かつ、カウンタ変数Ｃ２を「０」とした後、ステップＳ７-2において、カウンタ変数Ｃ１についての判定が行われる。その結果、カウンタ変数Ｃ１が「５」以上である場合には、ステップＳ８に移行し、既に述べたように距離Ｌが所定値Ｎ3（20mm）となるまでヘッドレスト要素２１を矢印Ｆ方向へ移動させる。ステップＳ７-2の判定結果においても、カウンタ変数Ｃ１が「５」未満の場合は、そのまま処理を終える（リターンする）。

したがって、図７で示す制御フローによれば、その処理が５回以上連続してカウントされない限り、ヘッドレスト要素２１を矢印Ｒ，Ｆいずれの方向へも移動させない。すなわち、ヘッドレスト駆動機構３０を作動させるための情報が、一定時間内に一定回数だけ得られた場合にのみ、この駆動機構３０を作動させるように制御する。その結果、シート着座者Ｈの頭部が瞬間的に動いただけでは、それに反応してヘッドレスト要素２１が移動することはない。

以上の説明で明らかなように、シートベルトスイッチ４２（あるいは着座センサ）のオン、オフ信号の検知は、ヘッドレスト２０が適正位置となるように距離Ｌを制御する期間を決めるための手段である。そして、この制御期間は、車両の走行環境に応じて設定することも可能である。例えば、渋滞時に車速が所定速度以下となったとき、雨天においてワイパーを作動させたとき、あるいは外気温が路面凍結を生じる温度以下となったとき等に、距離Ｌの制御を行うようにしてもよい。

また、車両の後退走行に際しては、ヘッドレスト２０を後方に位置させている方が振り返り姿勢での運転の障害にならず、好ましい。そこで、図６，７いずれの移動制御においても、リバースシフトの信号を検知したときは、ヘッドレスト要素２１を図２の矢印Ｒ方向へ移動させて後退位置に保持する。また、図６，７におけるステップＳ８の処理中であれば、ヘッドレスト要素２１の移動を停止した後、ヘッドレスト要素２１を速やかに矢印Ｒ方向へ移動させて後退位置に保持する。

本実施の形態におけるヘッドレスト制御装置によれば、所定の期間中はシート着座者Ｈの頭部の動きに応じてヘッドレスト要素２１が常に移動制御され、ヘッドレスト２０が車両の後方衝突に対処可能な適正位置に保持される。これにより、衝突予測検出システムを備えていない車両においても、後方衝突時におけるシート着座者の頸部にかかる負担をヘッドレスト２０によって和らげることが可能となる。また、適正位置に移動制御されたヘッドレスト２０は、平常時における運転に支障とならないように設定されている。
なお、以上の移動制御は、ヘッドレスト２０の一部であるヘッドレスト要素２１を移動させているが、ヘッドレスト２０あるいは駆動機構３０の形式によっては、ヘッドレスト２０そのものを移動制御することも可能である。

車両用シートを表した側面図 ヘッドレストを拡大して表した側面図 ヘッドレスト駆動機構の構造を表した外観斜視図 ヘッドレスト制御装置のブロック図 ヘッドレストとシート着座者の頭部との距離を示す説明図 ヘッドレストの移動制御を説明するための一つのフローチャート ヘッドレストの移動制御を説明するための別のフローチャート

符号の説明

１０ シート
２０ ヘッドレスト
３０ ヘッドレスト駆動機構
４０ ヘッドレストセンサ（距離検知手段）
４４ 制御手段
Ｈ シート着座者
Ｌ 距離

Claims (3)

1. 車両用シートのヘッドレストがヘッドレスト駆動機構によって前後方向へ移動するように構成されたヘッドレスト制御装置であって、
   前記ヘッドレストの移動方向に関して、シート着座者の頭部とヘッドレストとの間の距離を検知可能な距離検知手段と、ヘッドレスト駆動機構を作動させるための制御が可能な制御手段と、を備え、この制御手段は、距離検知手段からの検知信号に基づくヘッドレストとシート着座者の頭部との距離が、第１の所定値以下であるか否かを判断し、距離が第１の所定値以下である場合には、ヘッドレストを後方へ移動させるようにヘッドレスト駆動機構を作動させ、距離が第１の所定値を超えている場合には、距離が第２の所定値以上であるか否かを判断し、距離が第２の所定値以上の場合は、ヘッドレストを前方へ移動させるようにヘッドレスト駆動機構を作動させ、距離が第１の所定値を超え、かつ、第２の所定値未満の領域にあるときは、ヘッドレスト駆動機構を移動させないように制御し、所定の期間においてヘッドレストが常に車両の後方衝突に対処可能な位置となるように、シート着座者の頭部とヘッドレストとの間の距離を制御するように設定されているヘッドレスト制御装置。
2. 請求項１に記載されたヘッドレスト制御装置であって、
   前記制御手段は、ヘッドレスト駆動機構を作動させるための情報が、一定時間内に一定回数だけ得られた場合に、ヘッドレスト駆動機構を作動させるように設定されているヘッドレスト制御装置。
3. 請求項１又は２に記載されたヘッドレスト制御装置であって、
   前記ヘッドレストにおける車両の後方衝突に対処可能な位置は、シート着座者の頭部とヘッドレストとの距離が、車両の後方衝突に対処するための最適位置よりも大き目に設定されているヘッドレスト制御装置。

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