专利名称：头架控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过使车辆用座椅的头架向前后方向移动而能控制乘员的头部与头架之间的距离的头架控制系统。
背景技术：
作为移动控制头架的技术，已知有专利文献1所揭示的技术。该技术中具备冲撞预测传感器、头架驱动机构、以及控制该驱动机构用的控制装置。冲撞预测传感器能在规定时间前(例如冲撞的1.0秒前)检测出车辆的后方冲撞。控制装置通过输入来自冲撞预测传感器的信号，使头架驱动机构动作，使头架从通常位置移向前方。这样，头架接近乘员的头部，后方冲撞时乘员对受到的负担有所防备。
专利文献1揭示的头架的移动控制，车辆具备冲撞预测传感器是前提。取代此类传感器，有设置以非接触状态检测头架内与乘员头部的相对位置(距离)的薄板静电电容传感器的技术。控制装置根据来自静电电容传感器的检测信号，由头架驱动机构移动头架，使头架与头部之间的距离经常为一定。
此外，根据静电电容传感器的检测信号，使头架跟随乘员的头部上下移动的技术，揭示于专利文献2中。
专利文献1特开2004-9891号公报专利文献2特开2000-309242号公报不具备冲撞预测传感器的车辆中，为了适应冲撞，也在根据来自静电电容传感器的检测信号使头架跟随乘员的头部移动的控制中，当乘员的头部即便稍有移动时，也作出反应而移动头架，往往令人感到烦恼。
发明内容
本发明的一个目的是，在根据检测头架与乘员头部之间的距离的传感器信号使头架移动的控制中，即使乘员的头部在预定的范围内移动，也消除像作出反应而移动头架那样的烦恼。
本发明的另一个目的是，仅在预定的期间使头架移动，改善了使用感。
本发明的再一个目的是，仅在乘员的头部在规定时间连续地处于恰当范围之外时才使头架移动，进一步改善了使用感。
本发明的再一个目的是防止在预测到后方冲撞时，使头架移动到最佳位置的头架对回避冲撞时的运转带来障碍。
本发明的再一个目的是在车辆的后方冲撞时，更加改善缓和乘员受到负担的性能。
本发明第1方面所述的发明，是车辆用座椅的头架其构成为利用头架驱动机构向前后方向移动的头架控制系统，包括检测头架与乘员的头部之间的距离的传感器，以及可控制使头架驱动机构动作用的控制装置。控制装置其构成为在传感器检测到的头架与头部之间的距离处于具有可能适应车辆的后方冲撞的距离宽度的恰当范围之外时，通过利用头架驱动机构使头架前后移动，使该头架移动到可能适应车辆的后方冲撞的适当位置上。
这样，在具有可能适应车辆的后方冲撞的距离宽度的恰当范围内，即使乘员的头部移动，也能消除像作出反应而移动头架那样的烦恼，改善使用感。另外，根据该头架控制系统，即使在不具备预测冲撞用的冲撞预测传感器的车辆中，也可能适应车辆的后方冲撞。
本发明第2方面所述的发明，是本发明第1方面所述的头架控制系统，其中，控制装置其构成为设定适应车辆的后方冲撞必要的期间，同时仅在该期间中才利用头架驱动机构使头架移动到适当位置上。
这样，适应乘员在使用头架期间或车辆行驶期间等的后方冲撞，仅在必要的期间才使头架移动，故使用感更好。
本发明第3方面所述的发明，是本发明第1方面所述的头架控制系统，其中，控制装置其构成为用传感器检测到的头架与头部之间的距离在规定时间连续处于恰当范围之外时，利用头架驱动机构使头架移动到适当位置上。
本发明第4方面所述的发明，是本发明第2方面所述的头架控制系统，其中，控制装置其构成为用传感器检测到的头架与头部之间的距离在规定时间连续处于恰当范围之外时，利用头架驱动机构使头架移动到适当位置上。
通过采用本发明第3、4方面的构成，仅在乘员的头部在规定时间连续处于恰当范围之外时，才移动头架，从而能避免头架经常跟随头部的移动，使用感更好。
本发明第5方面所述的发明，是本发明第3所述的头架控制系统，其中，控制装置其构成为根据传感器检测到的值与预先设定值的比较，使头架驱动机构动作用的信息仅在一定时间内得到一定次数时，才使头架驱动机构动作。
本发明第6方面所述的发明，是本发明第4方面所述的头架控制系统，其中，控制装置其构成为根据传感器检测到的值与预先设定值的比较，使头架驱动机构动作用的信息仅在一定时间内得到一定次数时，才使头架驱动机构动作。
利用本发明第5、6方面的构成，在乘员只瞬间移动头部时，可消除像每次都移动头架那样的烦恼。
本发明第7方面所述的发明，是本发明第5方面所述的头架控制系统，其中，具备可能检测冲撞预测的冲撞预测传感器，控制装置其构成为根据来自冲撞预测传感器的信号，利用头架驱动机构使头架比可能适应车辆的后方冲撞的适当位置更接近乘员的头部，而且使头架移动到与头部之间剩余距离的最佳位置。
本发明第8方面所述的发明，是本发明第6方面所述的头架控制系统，其中，具备可能检测冲撞预测的冲撞预测传感器，控制装置其构成为根据来自冲撞预测传感器的信号，利用头架驱动机构使头架比可能适应车辆的后方冲撞的适当位置更接近乘员的头部，而且使头架移动到与头部之间剩余距离的最佳位置。
利用本发明第7、8方面的构成，在预测车辆的后方冲撞时能用短时间移动头架到最佳位置，另因剩余最佳位置的头架与头部之间的距离，故在回避冲撞时可防止头架对运转带来的障碍。
本发明第9方面所述的发明，是本发明第5方面所述的头架控制系统，其中，具备可能检测冲撞的冲撞预测传感器，控制装置其构成为根据来自冲撞预测传感器的信号，利用头架驱动机构使头架从可能适应车辆后方冲撞的适当位置移动到接触乘员头部的最佳位置。
本发明第10方面所述的发明，是本发明第6方面所述的头架控制系统，其中，具备可能检测冲撞的冲撞预测传感器，控制装置其构成为根据来自冲撞预测传感器的信号，利用头架驱动机构使头架从可能适应车辆后方冲撞的适当位置移动到接触乘员头部的最佳位置。
利用本发明第9、10方面的构成，能改善后方冲撞时缓和乘员所受到负担的性能。
图1为车辆用座椅的侧视图。
图2为扩大表示的头架的侧视图。
图3为表示头架驱动机构构造的外观立体图。
图4为头架控制系统的框图。
图5示出头架与乘员头部之间的距离的说明图。
图6为说明头架的移动控制用的一个流程图。
图7为说明头架的移动控制用的另一个流程图。
图8为例示头架与乘员头部之间距离变化型式的说明图。
图9为说明头架的移动控制用的又一个流程图。
标号说明10座椅20头架30头架驱动机构40传感器44控制单元H乘员 L距离具体实施方式
以下，用
实施本发明用的最佳形态。
图1为车辆用座椅的侧视图。图中所示的座椅10由座垫12、座椅靠背14和头架20构成。头架20安装在座垫靠背14的上部中央附近。头架20具有从其下面向下突出一对脚26，脚26连接于座垫靠背14内的框架(未图示)上。
图2为扩大表示头架20的侧视图。头架20分为前面侧的头架要素(日文要素)21与背面侧的头架要素22。在头架20的内部装入头架驱动机构30。利用该驱动机构30的动作，能使前面侧的头架要素21相对于背面侧的头架要素22向车辆的前后方向往复移动。即，头架要素21能在两头架要素21、22的分割线互相结合的后退位置(图2的假想线)与其前斜上方的前进位置(图2的实线)之间移动。这样，通过移动头架要素21，如图1所示，能控制坐在座椅10上的乘员H的头部与头架20之间的距离。
如图2所示，前面侧头架要素21具有从其两侧部向背面侧的头架要素22伸出的遮蔽部件24。这些遮蔽部件24叠入头架要素22的内侧。设定该重叠材料，使在头架要素21移动到图2的实线所示的前进位置的状态下，也能覆盖两头架要素21、22的分割线间。另在头架20的上面侧，设有覆盖两遮蔽部件24之间的遮蔽片(未图示)。该遮蔽片使用能根据头架要素21的移动而柔软变形的树脂薄膜等。这样，头架要素21从后退位置移动到前进位置中，或在移动中也，被遮蔽而看不见头架20的内部，而且能防止异物进入内部。
图3为表示头架驱动机构30的构造的外观立体图。利用该附图简单说明头架驱动机构30的构成。
头架驱动机构30，前后一对支承31、32用左右一对的X形的连杆34连接构成。一方的支承31连接到前面侧的头架要素21内，另一方的支承32连接到背面侧的头架要素22内。一对连杆34各由两个连杆部件35、36构成，连杆部件35、36的中间处可转动地加以连接。两连杆35、36的两端部分别连接到支承31、32中的各自两侧壁31a、32a。
具体地说，对一对连杆34中的一方连杆部件35，各前端部(下端部)用销钉可转动地连接到一方的支承31的两侧壁31a上，各后端部(上端部)用销钉35b可转动地连接到另一方支承32的两侧壁32a。对一对连杆34中的另一方连杆部件36，各前端部(上端部)和后端部(下端部)用轴36a、36b相互结合。一方的轴36a的两端部，分别可滑动地连接到形成于支承31的两侧壁31a上的纵长形导孔31b中。另一方的轴36b的两端部，分别可滑动地连接到形成于支承32的两侧壁32a上的纵长形导孔32b中。
背面侧的支承32具有驱动机构的驱动源即电动单元38。电动单元38的电动机38a安装在支承32的内侧。电动机38a的驱动轴通过园头螺钉机构38b连接到连杆34的轴36b。利用该园头螺钉机构38的功能，将电动机38a(驱动轴)的正反旋转变换为轴36b的升降动作。从而，根据电动单元38的驱动控制，X形的两连杆34充当缩放机那样的动作，前面侧的支承31相对于背面侧的支承32趋近或离开。结果，头架要素21在后退位置与前进位置之间描出圆弧形轨迹地移动。
图4是头架控制系统的方框图。图中所示的头架传感器40是设置在前面侧的头架要素21的表面内侧的具有可挠性的薄板形的静电电容传感器(图2)，能以非接触状态检测与乘员H的头部的相对位置(距离L)。因此，头架传感器40相当于本发明中“检测头架与乘员头部之间的距离的传感器”。座椅安全带开关42能检测乘员H系好安全带(图中省略)的开关。另外，冲撞预测传感器43是装入预压扁的安全系统中的传感器，检测本车辆与后方车辆的车间距离和相对速度等，协调系统的功能，预测后方冲撞，其检测信号发送到控制装置44。
控制装置44具有根据来自头架传感器40的检测信号，进行控制使头架驱动机构30动作的第1控制装置44A；以及与根据来自冲撞预测传感器43的检测信号，进行控制使驱动器机构30动作的第2控制装置44B。即是说，根据来自控制装置44的控制信号进行电动单元38的电动机38a正反两方向旋转控制。头架传感器40(静电电容传感器)、座椅安全带开关42和冲撞预测传感器43是众所周知的技术，因此其构成的详细说明从略。
图5示出头架20与乘员H头部之间的距离L(mm)的说明图。图中的N1、N2、N3、N4是预定的距离L的规定值。这些规定值的距离的大小，如图5所示，设定为N4＜N1＜N3＜N2。而N3是可能适应车辆后方冲撞的头架20的适当位置，包含该适当位置在内的N1、N2之间的区域是头架20的恰当范围。另外，包含N4在内的N1以下的区域，头架20比恰当范围更接近头部，是与头部间剩余规定的距离，或接触头部的最佳范围。具体地说，设座椅靠背14的躯干角度处于一般的范围(19～23度)时，头架20处于适当位置(N3)时的距离L为20mm左右，最佳范围(N1以下的区域)的距离L为0～8mm左右。图5的箭头F、R分别对应图2的箭头F、R。
图6、7是说明由第1控制装置44A产生的头架20(头架要素21)的移动控制用的流程图。这些流程图所示的控制处理，为例如当接通点火开关(未图示)时开始，在其后的一定时间间隔实行。图7的流程图所示的C1、C2是计数器变数，缺省值为“0”。
说明图6所示的流程图。首先在步骤S1判断是否从座椅安全带开关42输入开通信号。根据该判断结果，在座椅安全带开关42关闭的情况下，规定车辆为不行驶，转转移到步骤S2，头架20(头架要素21)返回初始位置后，结束处理(返回)。反之如座椅安全带开关42为开通，则转转移到步骤S4，读入来自头架传感器40的检测信号，检测头架20(头架要素21)与乘员H的头部之间的距离L。
接着，在步骤S5判断距离L是否为规定值N1以下。根据该判断结果，距离L为规定值N1以下时，步骤S6中对驱动机构30发出动作信号，使头架要素21向图2的箭头R方向(后方)移动，直至距离L为规定值N3为止。步骤S5的判断结果为距离L超过规定值N1时，在步骤S7中判断距离L是否为规定值N2以上。结果，在距离L为规定值N2以上时转转移到步骤S8，使头架要素21向图2的箭头F方向(前方)移动，直至距离L为规定值N3为止。另外，在步骤S7的判断结果中距离为未达到规定值N2时，原封不动地结束处理(返回)。
利用步骤S5以下的处理，当距离L位于超过规定值N1且未达到规定值N2的区域(头架的恰当范围)时，就不移动头架要素21。这样，即使在该区域内乘员H的头部移动也可以消除每次都移动头架要素21那样的烦恼。
下面，说明图7所示的控制流程图。图7的流程图是对图6的流程图中的步骤S5以后增加控制处理的计数器是否达到预定的基准值的判定处理。因此，图7的流程图中，对与图6的流程图相同处理的各步骤标注相同的标号，并省略重复的说明，
图7的步骤S5中，判断距离L为规定值N1以下时，转转移到步骤S5-1。步骤S5-1中，计数器变数C1为“0”，且计数器变数C2加“1”。接着在步骤S5-2中，进行对计数器变数C2的判定。结果，在计数器变数C2为“5”(预定的基准值)以上时，转移到步骤S6，如上述那样，使头架要素21向箭头R方向移动，直至距离L为规定值N3(20mm)为止。接着，转移到步骤S6-1，这里计数器变数C1、C2都为“0”后，结束处理(返回)。又在步骤S5-2中的判定结果为计数器变数C2未满“5”时，就原样结束处理。
图7的步骤S7中判断为距离L是规定值N2以上时，就转移到步骤S7-1。这里，计数器变数C1加“1”且计数器变数C2为“0”后，转移到步骤S7-2，进行对计数器变数C1的判定。在步骤S7中判断为距离L未满规定值N2时，转移到步骤S7-3，使计数器变数C1、C2都为“0”后，结束处理。
步骤S7-2的判定结果中，计数器变数C1是“5”(预定的基准值)以上时，转移到步骤S8，如上所述，使头架要素21向箭头F方向移动，直至距离L达到规定值N3为止。接着，转移到步骤S8-1，这里使计数器变数C1、C2都为“0”后，结束处理。另外，步骤S7-2的判定结果中，计数器变数C1未满“5”时，就照样结束处理。
图8例示出随时间经过的距离L的变化型式的说明图。即，该图示出设定计数器变数C1、C2的基准值“5”之后的考虑方法，纵轴表示时间(秒)，横轴表示距离(mm)。距离L的变化型式中，以测定值a所示那样，在距离L只一次处在头架20的恰当范围(N1、N2间的区域)之外，并立即返回恰当范围内的情况下，根据图7所示的控制，不使头架驱动机构30动作。与此相对，如测定值b～f所示那样，距离L在一定时间t内连续一定次数(5次)处于头架20的恰当范围之外的情况下，测定值f被计数时，使头架驱动机构30动作。
这样，利用图7所示的控制，仅在距离L的测定值连续5次处于头架20的恰当范围之外时才使头架驱动机构30动作，使头架20的头架要素21向箭头R、F中的一个方向移动，不是这种情况时，不移动头架要素21。即，使头架驱动机构30动作用的信息，仅在一定时间内得到一定次数的情况下，才进行控制使驱动机构30动作。结果，在乘员的头部只是瞬间移动中，不做出反应移动头架21。
图6、7所示的控制中，座椅安全带开关42(或就座传感器)的通断信号的检测，是决定移动头架20，适应车辆的后方冲撞所必要的期间用的一个手段。该期间根据车辆的行驶情况或乘员H的姿态环境进行设定也是可能的。以下列出其事例。
(1)因阻塞等原因车速为规定速度以下时。但停车除外。
(2)制动行驶时。
(3)雨天中使括水器动作时。
(4)室外气温达到发生路面冻结的温度以下时。
(5)方向盘操纵角在一定角度以内时(乘员H通常的就座姿态时)。
(6)不操作音响和空调的开关时。
以上述的(5)、(6)作为条件的设定，是为了避免乘员H的就座姿态不平常时移动头架20。另外，在车辆的后退行驶之际，最好使头架位于后方的一方不成为向后看姿态的运转的障碍。因此，不论图6、7那一个控制，在检测到反转变速的信号时，就使头架要素21移向图2的箭头R方向，保持后方位置。另外，在图6、7中的步骤S8的处理中检测到反转变速的信号时，停止头架驱动机构30的动作后，应使头架要素21迅速移向箭头R方向，保持后方位置。
图9为说明由第2控制单元44B产生的头架20(头架要素21)的移动控制用的流程图。规定该图所示的控制处理，对图6或图7所示的控制处理以规定的时间间隔交替实行。
在图9所示的步骤S10中，判断是否输入来自图4所示的冲撞预测传感器43的信号。根据该判断结果，如未输入预测信号，则结束处理(返回)。反之，输入预测信号时，转移到步骤S11，对头架驱动机构30发送使头架20(头架要素21)移向图2的箭头F方向用的信号。
接着转移到步骤S12，判断头架20与乘员H的头部的距离L是否为规定值N4以下。利用该判断结果，在距离L为规定值N4以下时，转移到步骤S13，发送停止驱动机构30动作的信号，停止头架20(头架要素21)的移动，结束处理。另外，在步骤S13中判定距离L超过规定值N4时，就结束处理。
根据本实施形态中的头架控制系统，则在平时，利用第1控制单元44A，移动控制头架要素21，使头架20与乘员H的头部之间的距离L进入可适应后方冲撞的恰当范围内。而在检测到冲撞预测传感器43的信号时，利用第2控制单元44B使头架要素21移向乘员H的头部。这样，距离L从恰当范围转换为规定值N4前后的最佳范围。因此在预测车辆的后方冲撞时，能以短时间使头架20移动到可能适应冲撞的最佳位置。
利用第2控制单元44B控制距离L为规定值N4前后的情况下，因在头架20与乘员H的头部之间留下间隙，故在回避冲撞时头架20不会对运转带来障碍。与此相对，在后方冲撞时优先缓和乘员H受到的负担时，利用第2控制单元44B控制距离L为零，使头架20接触乘员H的头部也是可能的。
通过利用第2控制装置44B以短时间移动头架20到最佳位置上，可能设定冲撞预测传感器43产生的检测定时，从此前的冲撞1.0秒前到冲撞0.5秒前那样的将要冲撞之前，成为可能。与此相反，在设定冲撞预测传感器43产生的检测定时为冲撞1.0秒前左右的情况下，头架要素21的移动速度即驱动机构30的动作速度低速就可，能使电动单元38的电动机39a做成小容量的。
以上结合
了实施本发明用的最佳形态，但在不脱离本发明的主旨范围，本发明的实施形态是能容易变更或变形的。
例如，以上说明中，是使头架20的一部分即头架要素21移动，但也可能利用头架20或驱动机构30的形式移动控制头架20。另外，通过利用第2控制装置44B使头架20以短时间移动到最佳位置，冲撞预测传感器43换成冲撞传感器(未图示)也是可能的。这时，图9的步骤10中，规定根据来自冲撞传感器的信号的判断。而且图9的流程图所示的控制，也可利用对图6或图7的流程图所示的控制的插入处理来实施。
权利要求
1.一种头架控制系统，车辆用座椅的头架构成为利用头架驱动机构向前后方向移动，其特征在于，包括检测头架与乘员的头部之间的距离的传感器，以及可控制使头架驱动机构动作用的控制装置，控制装置构成为在传感器检测到的头架与头部之间的距离处于具有能应付车辆的后方冲撞的距离宽度的适当范围之外时，通过利用头架驱动机构使头架前或后移动，使该头架移动到能应付车辆的后方冲撞的适当位置上。
2.如权利要求1所述的头架控制系统，其特征在于，控制装置构成为设定适应车辆的后方冲撞必要的期间，同时仅在该期间中利用头架驱动机构使头架移动到适当位置上。
3.如权利要求1所述的头架控制系统，其特征在于，控制装置构成为传感器检测的头架与头部之间的距离在规定时间连续处于适当范围之外时，利用头架驱动机构使头架移动到适当位置上。
4.如权利要求2所述的头架控制系统，其特征在于，控制装置构成为传感器检测的头架与头部之间的距离在规定时间连续处于适当范围之外时，利用头架驱动机构使头架移动到适当位置上。
5.如权利要求3所述的头架控制系统，其特征在于，控制装置构成为根据传感器检测到的值与预先设定值的比较，使头架驱动机构动作用的信息仅在一定时间内得到一定次数时，才使头架驱动机构动作。
6.如权利要求4所述的头架控制系统，其特征在于，控制装置构成为根据传感器检测到的值与预先设定值的比较，使头架驱动机构动作用的信息仅在一定时间内得到一定次数时，才使头架驱动机构动作。
7.如权利要求5所述的头架控制系统，其特征在于，具备能检测冲撞预测的冲撞预测传感器，控制装置构成为根据来自冲撞预测传感器的信号，利用头架驱动机构使头架比能应付车辆的后方冲撞的适当位置更接近乘员的头部，而且使头架移动到与头部之间剩余距离的最佳位置。
8.如权利要求6所述的头架控制系统，其特征在于，具备能检测冲撞预测的冲撞预测传感器，控制装置构成为根据来自冲撞预测传感器的信号，利用头架驱动机构使头架比能应付车辆的后方冲撞的适当位置更接近乘员的头部，而且使头架移动到与头部之间剩余距离的最佳位置。
9.如权利要求5所述的头架控制系统，其特征在于，具备能检测冲撞的冲撞预测传感器，控制装置构成为根据来自冲撞预测传感器的信号，利用头架驱动机构使头架从能应付车辆后方冲撞的适当位置移动到接触乘员头部的最佳位置。
10.如权利要求6所述的头架控制系统，其特征在于，具备能检测冲撞的冲撞预测传感器，控制装置构成为；根据来自冲撞预测传感器的信号，利用头架驱动机构使头架从能应付车辆后方冲撞的适当位置移动到接触乘员头部的最佳位置。
全文摘要
本发明的目的是在根据检测头架与乘员的头部之间的距离的传感器信号使头架移动的控制中，即使乘员的头部在预定的范围内移动，也可消除像作出反应而移动头架那样的烦恼。本发明采用如下的构成。即，车辆用座椅的头架其构成为利用头架驱动机构向前后方向移动的头架控制系统，包括检测头架与乘员的头部之间的距离的传感器，以及可控制使头架驱动机构动作用的控制装置。控制装置其构成为在传感器检测到的头架与头部之间的距离处于具有可能适应车辆的后方冲撞的距离宽度的恰当范围之外时，通过利用头架驱动机构使该头架移动到可能适应车辆的后方冲撞的适当位置上。
文档编号B60R21/015GK101076465SQ20058004240
公开日2007年11月21日 申请日期2005年12月6日 优先权日2004年12月9日
发明者赤池文敏, 西村圣也, 森山朋和, 松林清佳 申请人:丰田纺织株式会社, 丰田自动车有限公司