WO2007055108A1 - 乗員保護装置 - Google Patents

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WO2007055108A1
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headrest
forward movement
capacitance
occupant
head
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Motomi Iyoda
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Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors

Definitions

  • the present invention is an occupant protection system that achieves occupant protection by moving a headrest movable in front of the vehicle with respect to the vehicle in the forward direction of the vehicle at a stage before the collision where an object collides with the vehicle. It relates to the device.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-9891
  • the distance of the head of the occupant to the headrest is taken into consideration when determining the amount of forward movement of the headrest.
  • the forward movement of the headrest can be inadequate and the crew can not be properly protected.
  • an object of the present invention is to provide a passenger protection device capable of appropriately determining the forward movement amount of a headrest.
  • a headrest movable in front of the vehicle relative to the vehicle is moved forward of the vehicle in a pre-collision step in which a vehicle backward force collides with the vehicle.
  • the headrest is provided with a capacitance sensor, and the amount of forward movement of the headrest is controlled based on a change mode of capacitance detected by the capacitance sensor when the headrest is moved forward.
  • a second aspect of the invention is the occupant protection device according to the first aspect of the invention,
  • the amount of forward movement of the headrest is controlled based on the change gradient of the electrostatic capacity at the time of forward movement of the headrest and the forward movement speed of the headrest.
  • an occupant protection apparatus further comprising: movement stopping means for stopping forward movement of the head rest when the change gradient of the capacitance exceeds a predetermined threshold. ; il /,
  • the variation gradient of the capacitance or the predetermined threshold may be corrected according to the forward movement speed of the headrest.
  • a fourth aspect of the invention relates to the occupant protection device according to the second or third aspect of the invention.
  • an applied voltage or an applied current to a drive source of the forward movement of the headrest is used.
  • a fifth aspect of the invention is the occupant protection device according to the third aspect of the invention.
  • a second movement stopping means is provided for stopping the forward movement of the headrest when the magnitude of the capacitance detected by the capacitance sensor exceeds a predetermined threshold value.
  • a sixth aspect of the invention is the occupant protection device according to the first aspect of the invention.
  • the headrest is characterized in that it comprises voltage control means for controlling the applied voltage or applied current to the drive source for forward movement of the headrest to be a constant value.
  • an occupant protection device capable of appropriately determining the amount of forward movement of the headrest.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of an occupant protection device according to the present invention.
  • FIG. 2 A view showing a normal state of the headrest 5 and a state after forward movement.
  • FIG. 3 A perspective view showing a drive mechanism of a headrest 5.
  • FIG. 4 is a functional block diagram showing a headrest forward movement stop algorithm realized by the headrest control ECU 10 according to the first embodiment.
  • Fig. 5 Fig. 5 (A) is a diagram showing, in a time axis, a change of the capacity count change gradient B when the DC motor 54 is driven at an operating voltage (14 V, 16 V).
  • FIG. 6 is a functional block diagram showing a headrest forward movement stop algorithm realized by the headrest control ECU 10 according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a functional block diagram showing a headrest forward movement stop algorithm realized by the headrest control ECU 10 according to the third embodiment.
  • FIG. 8 (A) is a diagram showing the change of the capacity count change gradient B in time axis when the DC motor 54 is driven with a wider range of operating voltage
  • FIG. 8 (B) is It is a figure which shows the actual value of head electrode distance L when a DC motor 54 is driven with each operation voltage same as FIG. 8 (A) by a time-axis.
  • FIG. 9 A graph showing the relationship between the operating voltage Vm of the DC motor 54 and the forward movement speed of the headrest 5.
  • Fig. 10 is a diagram showing the relationship between capacitance count change gradient B and head electrode distance L
  • Fig. 10 (B) is a standardized change gradient BZVm and head-electrode distance L. Is a diagram showing the relationship of
  • FIG. 11 (A) is a view showing the change mode of the standardized change gradient B in a time axis when the DC motor 54 is driven at each operation voltage
  • FIG. 11 (B) is a view 15 is a diagram showing, in a time axis, actual values of the head electrode distance L when the DC motor 54 is driven at the same operation voltage as in the above.
  • FIG. 12 is a functional block diagram showing a headrest forward movement stopping algorithm implemented by the headrest control ECU 10 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of an occupant protection device according to the present invention, in which each main component is shown in a picture of a vehicle viewed from the side.
  • FIG. 2 shows a normal state of the headrest 5 and a state after forward movement
  • FIG. 3 is a perspective view showing a drive mechanism of the headrest 5.
  • the occupant protection device of the present embodiment is configured mainly of an electronic control unit 10 (hereinafter referred to as “headrest control ECU 10”) that controls the operation of the headrest 5.
  • the headrest control ECU 10 is a microcomputer having a CPU, a ROM, a RAM, and the like connected to one another via a bus (not shown).
  • the headrest 5 is set at the height of the back of the occupant at the top of the seat and plays a role of supporting the head of the occupant from behind, as with a normal headrest.
  • the headrest 5 is configured to be movable forward and backward with respect to the vehicle, as shown in FIG. That is, the headrest 5 is movable forward and backward with respect to the vehicle using a reversible actuator (for example, a DC motor 54 capable of rotating in the forward and reverse directions) as a drive source.
  • a reversible actuator for example, a DC motor 54 capable of rotating in the forward and reverse directions
  • the headrest 5 is configured to move in the oblique front-rear direction, but may move only in the front-rear direction.
  • the drive mechanism 50 of the headrest 5 includes a pair of X arms 52 and a DC motor 54, and the X arms 52 are opened and closed by the operation of the DC motor 54.
  • the output shaft of the DC motor 54 is connected via a gear (not shown).
  • the X arm 52 opens and closes in response to the forward and reverse rotation of the DC motor 54, and the headrest 5 is moved in the vehicle front and rear direction with respect to the vehicle.
  • the amount of forward movement of the headrest 5 is variable in accordance with the amount of actuation of the DC motor 54, and the rate of forward movement of the headrest 5 is variable in accordance with the actuation speed of the DC motor 54 (that is, the rotational speed).
  • a capacitance sensor 14 is connected to the headrest control ECU 10.
  • the capacitance sensor 14 is set in a predetermined area of the headrest 5, and an electrical signal corresponding to the magnitude of the capacitance between the object (typically, the head of the occupant) facing the predetermined area.
  • Output The capacitance sensor 14 may be set to cover the effective area of the headrest 5 (the area that is intended to contact the back of the occupant when supporting the back of the occupant).
  • the headrest control ECU 10 determines a collision unavoidable condition of a backward force object (typically, a backward vehicle) with respect to the vehicle via a suitable bus such as a CAN (controller area network). Crash System) 'ECU 40 is connected.
  • a backward force object typically, a backward vehicle
  • a suitable bus such as a CAN (controller area network).
  • Crash System Crash System
  • a rear radar sensor 42 is connected to the PCS.ECU 40.
  • the rear radar sensor 42 detects the state of a rear object (typically, a following vehicle) at the rear of the vehicle, using radio waves (for example, millimeter waves), light waves (for example, lasers) or ultrasonic waves as detection waves.
  • the rear radar sensor 42 detects information indicating the relationship between the rear object and the host vehicle, for example, the relative velocity or the relative distance of the rear object relative to the host vehicle at a predetermined cycle.
  • the millimeter wave radar sensor measures the relative velocity of the rear object using the Doppler frequency of the radio wave by, for example, a two-frequency CW (Continuous Wave) method.
  • the phase information force of frequency may also measure the relative distance of the rear object.
  • the rear radar sensor 42 may scan the radiation beam one-dimensionally or two-dimensionally to detect the orientation of the rear object. These detection data are transmitted to the PCS 'ECU 40 at a predetermined cycle.
  • the PCS 'ECU 40 detects the relative relationship (relative velocity, distance, direction, etc.) of the vehicle with respect to the rear object using the information obtained from the rear radar sensor 42, and based on the detection result, the rear It is determined whether a collision with an object is inevitable. Note that various judgment methods of this type have been proposed in the field of forward collisions, and these judgment logics may be applied similarly. Moreover, the unavoidable judgment may not necessarily be the ONZOFF judgment, but may be evaluated in multiple stages.
  • information on the relationship between the other vehicle and the own vehicle may be acquired from the other vehicle through inter-vehicle communication, or a stereo camera for imaging the rear of the vehicle Rear object based on image recognition information from The relative velocity, distance, direction, etc. of the vehicle relative to the body may be detected, and based on the detection result, it may be determined whether a collision with a rear object is unavoidable.
  • the determination result is supplied to the headrest control ECU 10 via the bus.
  • the headrest control ECU 10 moves the headrest 5 forward in response to that.
  • the headrest 5 when moving the headrest 5 forward as described above, it is useful to stop the headrest 5 at an appropriate position.
  • this appropriate position for example, a position just before the headrest 5 contacts the occupant's head can be considered. This is because in the so-called dimension stop position relative to the occupant's head, the amount of movement of the occupant's head can be minimized by the impact from the subsequent rear impact, and the forward movement of the headrest 5 against the occupant's head causes excessive movement. It is because the undesirable effect which can be given can be prevented.
  • the capacitance sensor 14 since the capacitance sensor 14 is provided as described above, the magnitude (absolute capacitance) of the capacitance of the capacitance sensor 14 and the headrest 5 make contact with the occupant's head.
  • a configuration may also be considered in which the DC motor 54 is driven to move the head 5 forward so as to achieve a predetermined target value corresponding to a nearly immediate position.
  • the capacitance sensor 14 is replaced with a capacitance sensor 14 in place of the magnitude of the capacitance. It is possible to stop the headrest 5 at a desired appropriate position with respect to the occupant's head by using the variation mode of the output value of.
  • FIG. 4 is a functional block diagram showing a headrest forward movement / stopping algorithm implemented by the headrest control ECU 10 according to the present embodiment.
  • the output value of the capacitance sensor 14 is converted into a capacitance count value N by the sensor IC, and is input to the headrest control ECU 10.
  • the capacitance count value N is a ratio of the output value C of the capacitance sensor 14 to a predetermined reference capacitance C.
  • N C / C.
  • the capacity count value N is when the headrest forward movement is started
  • Headrest control ECU 10 is input at predetermined intervals.
  • the change gradient B of the capacitance derived in this manner is referred to as “capacity count change gradient B”.
  • the volume count change slope B is compared to a predetermined threshold A. Setting condition of predetermined threshold A
  • An operation stop instruction is output to the DC motor 54 through the circuit control logic unit. As a result, the supply of the operating voltage to the DC motor 54 is stopped, and the forward movement of the headrest is stopped.
  • FIG. 5 (A) shows the change of the capacity count change gradient B when driving the DC motor 54 at a certain operating voltage on the time axis
  • FIG. 5 (B) shows the occupant's at that time.
  • the time axis indicates how the measured value of the distance L between the head and the capacitance sensor 14 (electrode) (hereinafter referred to as “head-electrode distance L”, t) changes.
  • the four curves show the variation when the operating voltage is 16 V and the operating voltage is 14 V, each measured twice.
  • the point at which movement is stopped is indicated by a black circle.
  • the volume count change slope B generally increases with time, and from FIG. 5 (B), the head-electrode distance L decreases with time. Also, from Fig. 5 (A) and Fig. 5 (B), do the two curves of the operating voltage 16 V show substantially the same change pattern? As can be seen from the above, when the operating voltage is the same 16 V, the head-electrode distance L when the capacitance count change gradient B exceeds the predetermined value A is substantially the same, and similarly, the operating voltage 14 V 2
  • the operating voltage is the same, as the two curves show almost the same change, and so are
  • the distance L substantially matches. From this, when the operating voltage of the DC motor 54 can be kept substantially constant, an appropriate threshold A is set for the capacity count change gradient B.
  • the headrest 5 can be stopped at a desired position (for example, a position just before the headrest 5 contacts the occupant's head) with respect to the occupant's head in a manner that does not vary from operation to operation.
  • a desired position for example, a position just before the headrest 5 contacts the occupant's head
  • the head s when the capacity count change gradient B exceeds the predetermined value A
  • the electrode distance L falls within a certain degree of variation (2 to 3 mm). From this, even if the operating voltage of the DC motor 54 can not be kept substantially constant, even if the amount of fluctuation of the operating voltage is not so large, there is little variation from operation to operation. It can be seen that the headrest 5 can be stopped at a desired position with respect to the occupant's head.
  • the capacitance count change gradient B is not greatly influenced by temperature and humidity, unlike the magnitude of capacitance. That is, even if the magnitude of the capacitance changes significantly with changes in temperature and humidity, the capacitance count change gradient B itself does not change significantly. Therefore, according to the present embodiment, the temperature and the humidity are controlled by controlling the amount of forward movement of the headrest 5 on the basis of the change gradient B (the capacitance count change gradient B) of the capacitance output from the capacitance sensor 14. It is possible to stop the headrest 5 at a desired appropriate position with respect to the occupant's head in a robust manner that is not affected.
  • FIG. 6 is a functional block diagram showing a headrest forward movement stopping algorithm implemented by the headrest control ECU 10 according to the second embodiment.
  • the configuration specific to the second embodiment will be described, and the other configurations are assumed to be the same as the first embodiment.
  • the operating voltage (or operating current) of the DC motor 54 is approximately one.
  • the operating voltage control unit 56 which controls to a fixed value is set. This is because, in an actual vehicle, the power supply (battery) that supplies the operating voltage of the DC motor 54 is used for various other loads (starter, audio equipment, air conditioner, head lamp, fog lamp, cornering signal lamp, etc.) Also, the power supply is performed, and the voltage fluctuates dynamically according to the operating conditions of other loads, or the voltage fluctuates with time due to the capacity reduction (deterioration) of the battery itself. It is also a force.
  • the operating voltage control unit 56 controls the voltage from the battery, for example, to a predetermined constant voltage and supplies the DC motor 54 with the voltage.
  • a DC—DC converter boost circuit
  • the operating voltage control unit 56 makes the voltage supplied from the battery to the DC motor 54 constant.
  • FIG. 7 is a functional block diagram showing a headrest forward movement stopping algorithm implemented by the headrest control ECU 10 according to the third embodiment.
  • the configuration specific to the third embodiment will be described, and the other configurations are assumed to be the same as the first embodiment.
  • the correction is made according to the operating voltage Vm of the predetermined threshold A force 3 ⁇ 4 C motor 54.
  • the multiplier multiplies the threshold A by the operating voltage Vm), and the correction
  • FIG. 8 (A) shows a time axis of the change of the capacity count change gradient B when the DC motor 54 is driven at a certain operating voltage
  • FIG. 8 (B) shows the head electrode at that time.
  • the change of the measured value of distance L is shown on the time axis.
  • 12 curves indicate data measured when different operating voltages (16 V, 14 V, 12 V, 10 V, 9 V, 8 V, 2 times each) are supplied to the DC motor 54.
  • the capacity count change slope B exceeds the predetermined value A.
  • the position shown (when the headrest has stopped moving forward) is indicated by a black circle mark.
  • the distance L substantially matches. From this, by setting an appropriate threshold A in accordance with the operating voltage Vm of the DC motor 54, the occupant can be prevented in a manner that does not vary for each operating voltage
  • the headrest 5 can be stopped in the desired position relative to the head.
  • the capacity count change gradient B exceeds the predetermined value A accordingly.
  • the head electrode distance L changes significantly when the DC motor 54 is used.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the operating voltage Vm of the DC motor 54 and the forward movement speed of the headrest 5. Each point in the figure corresponds to the operation voltage Vm of 16V, 14V, 12V, 10V, 9V, 8V. It can be seen from FIG. 9 that the relationship between the operating voltage Vm of the DC motor 54 and the forward moving speed of the headrest 5 can be approximated by a straight line, ie, in a proportional relationship. (The relationship with the operating voltage Vm of the DC motor 54 may differ depending on the configuration of the drive mechanism 50 of the headrest 5, but in general it is a proportional relationship.)
  • the rate of change of the head electrode distance L is linearly dependent on the rate of forward movement of the head rest 5, and hence the capacity count change slope B is linearly dependent on the operating voltage Vm of the DC motor 54.
  • dividing the capacity count change slope B by the operating voltage Vm of the DC motor 54 eliminates the dependency of the capacity count change slope B on the operating voltage (dLZdt), and the head of the capacity count change slope B It can be expected that only the dependence (dNZdL) on the electrode distance L can be left.
  • a value BZVm obtained by dividing the volume count change slope B by the operating voltage Vm of the DC motor 54 is referred to as a standardized change slope BZVm.
  • FIG. 10 (A) is a diagram showing the relationship between capacitance count change gradient B and head-electrode distance L
  • FIG. 10 (B) is a standardized change gradient BZVm and head-electrode distance L.
  • the relationship between the capacitance count change gradient B and the head-electrode distance L largely varies depending on the operating voltage
  • the relationship between the standardized change gradient BZVm and the head electrode distance L There is little variation.
  • FIG. 11 (A) shows the change mode of the standardized change gradient BZ Vm when the DC motor 54 is driven at a certain operating voltage
  • FIG. 11 (B) shows the head electrode at that time.
  • the change mode of the measured value of the distance L is shown on the time axis, which is the same as FIG. 8 (B).
  • 11 curves show data measured when different operating voltages (16 V, 14 V, 12 V, 10 V, 9 V, 2 times each, 8 V, 1 time) are supplied to the DC motor 54.
  • the position where the volume count change slope B exceeds the predetermined value A is indicated by a black circle.
  • the operating voltage is 16V and 8V, respectively. Even if it fluctuates, the head electrode distance L when the standardized change gradient BZVm exceeds the predetermined value A is relatively small. It turns out that it is settled in Ladder (2-3 mm). From this it can be seen that the threshold A appropriate for the standardized change gradient BZ Vm (for example the desired head electrode for the average operating voltage)
  • the headrest 5 can be stopped at a desired position with respect to the occupant's head in a manner that does not vary for each operating voltage. . That is, even if the operating voltage of the DC motor 54 can not be kept substantially constant, the headrest 5 can be stopped at a desired position with respect to the occupant's head in a mode with little variation for each operation. I will do my best.
  • the threshold A is compared to the threshold A.
  • threshold A ⁇ B /
  • the crew head can be obtained with no variation in each operating voltage.
  • the headrest 5 can be stopped at a desired position.
  • the operating voltage control unit 56 (and the DC-DC converter) as described in the above-described second embodiment can be eliminated.
  • the headrest 5 can be quickly stopped at the desired position, for example, when the time until the occurrence of a rear-end collision event is very short.
  • FIG. 12 is a functional block diagram showing a headrest forward movement stopping algorithm implemented by the headrest control ECU 10 according to the fourth embodiment.
  • the capacity count value N input to the headrest control ECU 10 is passed through a low noise filter and compared with a predetermined threshold value N.
  • Predetermined threshold N is a predetermined threshold
  • thr thr is set to a value larger than the volume count value N when the headrest 5 contacts the occupant's head, for example, a large value when the occupant's head is pressed against the headrest 5.
  • An operation stop instruction is output to the DC motor 54 through the lock unit. That is, when any one of the determination results is 'TRUE', the supply of the operating voltage to the DC motor 54 is stopped and the forward movement of the headrest is stopped.
  • the headrest 5, which does not rotate may move forward beyond the above-mentioned so-called dimension stop position to a position in contact with the occupant's head and a position further pushing the occupant's head forward.
  • the capacity count value N is largely affected by the temperature and humidity as described above, it is not greatly affected by the temperature and humidity after the headrest 5 comes in contact with the occupant's head. Therefore, after the headrest 5 comes in contact with the head of the occupant, the absolute value of the capacitance can be used as a useful index indicating the distance between the headrest 5 and the head of the occupant, which is not affected by temperature or humidity.
  • the headrest 5 can be stopped at an appropriate position as described above.
  • a touch sensor for detecting contact between the headrest 5 and the head of the occupant is used as a fail-safe function for preventing excessive forward movement of the headrest 5. It may be set separately. In this case, when the headrest control ECU 10 receives an ON signal during the control of the DC motor 54 based on the output of the capacitance sensor 14 as described above (the "other control signal" in FIG. 4 etc.) In the reference), the driving of the DC motor 54 is immediately stopped to stop the headrest 5 from moving forward. This can ensure that the headrest 5 is not moved forward more than necessary.
  • the headrest 5 may be stopped. Good.
  • the headrest 5 may be stopped when the capacity count value N increases by a predetermined threshold value or more within a predetermined time from the start of operation.
  • the difference value or the predetermined threshold value may be corrected according to the forward movement speed of the headrest 5 (the operating voltage of the DC motor 54).
  • the threshold according to the forward moving speed of the headrest 5 As A the force using the threshold A according to the operating voltage Vm of the DC motor 54
  • the headrest 5 is stopped according to the face orientation of the occupant that can be recognized by, for example, an in-vehicle camera. Determine the stop position of the headrest 5, such as changing the position (ie threshold A etc.)

Abstract

　本発明は、車両に対して車両後方から物体が衝突する衝突前段階に、車両に対して車両前方に移動可能なヘッドレスト５を、車両前方に移動させることで乗員保護を図る乗員保護装置に関する。本発明に係る乗員保護装置では、ヘッドレストに静電容量センサ１４が設けられ、前記ヘッドレストの前方移動時において静電容量センサにより検出される静電容量の変化態様に基づいて、前記ヘッドレストの前方移動量を制御することを特徴とする。

Description

明 細 書
乗員保護装置
技術分野
[0001] 本発明は、車両に対して車両後方力 物体が衝突する衝突前段階に、車両に対し て車両前方に移動可能なヘッドレストを、車両前方に移動させることで乗員保護を図 る乗員保護装置に関する。
背景技術
[0002] 従来から、この種の乗員保護装置は知られている (例えば、特許文献 1参照)。この 特許文献 1に記載の乗員保護装置では、ヘッドレストの前方移動量は、衝突時の乗 員の頭部の後方の倒れ量に対応するように、追突車両の被追突車両に対する相対 速度の大きさや、シートバックの歪量に応じて決定されて 、る。
特許文献 1：特開 2004 - 9891号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] し力しながら、従来技術では、ヘッドレストの前方移動量を決定する際に、ヘッドレ ストに対する乗員頭部の距離が考慮されて 、な 、ため、ヘッドレストに対する乗員頭 部の距離の如何によつては、ヘッドレストの前方移動量が不適切となりえ、適切に乗 員の保護を図ることができな 、と 、う不十分な側面がある。
[0004] そこで、本発明は、ヘッドレストの前方移動量を適切に決定することができる乗員保 護装置の提供を目的とする。
課題を解決するための手段
[0005] 上記目的を達成するため、第 1の発明は、車両に対して車両後方力 物体が衝突 する衝突前段階に、車両に対して車両前方に移動可能なヘッドレストを、車両前方 に移動させることで乗員保護を図る乗員保護装置において、
ヘッドレストに静電容量センサが設けられ、前記ヘッドレストの前方移動時において 静電容量センサにより検出される静電容量の変化態様に基づいて、前記ヘッドレスト の前方移動量を制御することを特徴とする。 [0006] 第 2の発明は、第 1の発明に係る乗員保護装置において、
前記ヘッドレストの前方移動時における静電容量の変化勾配と、前記ヘッドレストの 前方移動速度とに基づ ヽて、前記ヘッドレストの前方移動量を制御することを特徴と する。
[0007] 第 3の発明は、前記静電容量の変化勾配が所定閾値を上回った場合に前記ヘッド レストの前方移動を停止させる移動停止手段を有する第 1の発明に係る乗員保護装 ¾【こ; i l /、て、
前記静電容量の変化勾配又は前記所定閾値を、前記ヘッドレストの前方移動速度 に応じて補正することを特徴とする。
[0008] 第 4の発明は、第 2又は 3の発明に係る乗員保護装置において、
前記ヘッドレストの前方移動速度に代えて、前記ヘッドレストの前方移動の駆動源 に対する印加電圧又は印加電流が用いられることを特徴とする。
[0009] 第 5の発明は、第 3の発明に係る乗員保護装置において、
静電容量センサで検出される静電容量の大きさが所定閾値を上回った場合に、前 記ヘッドレストの前方移動を停止させる第 2の移動停止手段を有することを特徴とす る。
[0010] 第 6の発明は、第 1の発明に係る乗員保護装置において、
前記ヘッドレストの前方移動の駆動源に対する印加電圧又は印加電流が一定値に なるように制御する電圧制御手段を備えることを特徴とする。
発明の効果
[0011] 本発明によれば、ヘッドレストの前方移動量を適切に決定することができる乗員保 護装置が得られる。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1]本発明による乗員保護装置の一実施例を示すシステム構成図である。
[図 2]ヘッドレスト 5の通常状態と、前方移動後の状態を示す図である。
[図 3]ヘッドレスト 5の駆動機構を示す斜視図である。
[図 4]実施例 1に係るヘッドレスト制御 ECU10により実現されるヘッドレスト前方移動 停止アルゴリズムを示す機能ブロック図である。 [図 5]図 5 (A)は、作動電圧（14V, 16V)で DCモータ 54を駆動したときの、容量カウ ント変化勾配 Bの変化態様を時間軸で示す図であり、図 5 (B)は、作動電圧（14V, 1 6V)で DCモータ 54を駆動したときの、頭部—電極距離 Lの実測値を時間軸で示す 図である。
[図 6]本実施例 2によるヘッドレスト制御 ECU10により実現されるヘッドレスト前方移動 停止アルゴリズムを示す機能ブロック図である。
[図 7]本実施例 3によるヘッドレスト制御 ECU10により実現されるヘッドレスト前方移動 停止アルゴリズムを示す機能ブロック図である。
[図 8]図 8 (A)は、より広範の作動電圧で DCモータ 54を駆動したときの、容量カウント 変化勾配 Bの変化態様を時間軸で示す図であり、図 8 (B)は、図 8 (A)と同じ各作動 電圧で DCモータ 54を駆動したときの、頭部 電極距離 Lの実測値を時間軸で示す 図である。
[図 9]DCモータ 54の作動電圧 Vmとヘッドレスト 5の前方移動速度の関係を示すダラ フである。
[図 10]図 10 (A)は、容量カウント変化勾配 Bと頭部 電極距離 Lとの関係を示す図 であり、図 10 (B)は、標準化変化勾配 BZVmと頭部-電極距離 Lとの関係を示す図 である。
圆 11]図 11 (A)は、各作動電圧で DCモータ 54を駆動したときの、標準化変化勾配 Bの変化態様を時間軸で示す図であり、図 11 (B)は、図 11 (A)と同じ各作動電圧で DCモータ 54を駆動したときの、頭部 電極距離 Lの実測値を時間軸で示す図であ る。
[図 12]本実施例 4によるヘッドレスト制御 ECU10により実現されるヘッドレスト前方移 動停止アルゴリズムを示す機能ブロック図である。
符号の説明
5 ヘッド、レス卜
10 ヘッドレスト制御 ECU
14 静電容量センサ
40 PCS · ECU 42 後方レーダセンサ
54 DCモータ
56 作動電圧制御部
発明を実施するための最良の形態
[0014] 以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
実施例 1
[0015] 図 1は、本発明による乗員保護装置の一実施例を示すシステム構成図であり、車両 を側方から見た絵の中に、各主要構成要素が示されている。図 2は、ヘッドレスト 5の 通常状態と、前方移動後の状態を示し、図 3は、ヘッドレスト 5の駆動機構を示す斜 視図である。
[0016] 本実施形態の乗員保護装置は、ヘッドレスト 5の作動を制御する電子制御ユニット 1 0(以下、「ヘッドレスト制御 ECU10」という)を中心に構成される。ヘッドレスト制御 ECU 10は、他の ECUと同様、図示しないバスを介して互いに接続された CPU、 ROM,及 び RAM等からなるマイクロコンピュータ力 構成されている。
[0017] ヘッドレスト 5は、通常のヘッドレストと同様、シート上部に、乗員の後頭部の高さに 設定され、乗員頭部を背後から支持する役割を果たす。ヘッドレスト 5は、図 2に示す ように、車両に対して車両前後方に移動可能に構成されている。即ち、ヘッドレスト 5 は、可逆式のァクチユエータ（例えば正逆回転可能な DCモータ 54)を駆動源として 車両に対して車両前後方に移動可能とされる。尚、図 2に示す例では、ヘッドレスト 5 は、斜め前後方向に移動するように構成されているが、前後方向のみ移動するもの であってもよい。
[0018] 図 3に示す例では、ヘッドレスト 5の駆動機構 50は、左右対の Xアーム 52と、 DCモ ータ 54とを備え、 Xアーム 52は、 DCモータ 54の作動により開閉するように、 DCモー タ 54の出力軸にギア（図示せず）を介して接続されている。これにより、 DCモータ 54 の正逆回転に応じて Xアーム 52が開閉し、ヘッドレスト 5が車両に対して車両前後方 向に移動されることになる。尚、ヘッドレスト 5の前方移動量は、 DCモータ 54の作動 量に応じて可変であり、また、ヘッドレスト 5の前方移動速度は、 DCモータ 54の作動 速度 (即ち回転速度）に応じて変化する。 [0019] 図 1を再度参照するに、ヘッドレスト制御 ECU10には、静電容量センサ 14が接続さ れている。静電容量センサ 14は、ヘッドレスト 5の所定領域に設定され、当該所定領 域に対向する物体 (典型的には、乗員の頭部）との間の静電容量の大きさに応じた 電気信号を出力する。静電容量センサ 14は、ヘッドレスト 5の実効領域 (乗員の後頭 部サポート時に後頭部に接触することが予定されている領域)をカバーするように設 定されてよい。
[0020] ヘッドレスト制御 ECU10には、 CAN (controller area network)などの適切なバスを 介して、車両に対する後方力もの物体 (典型的には、後方車両)の衝突不可避状態 を判定する PCS (Pre- Crash System) 'ECU40が接続される。
[0021] PCS.ECU40には、後方レーダセンサ 42が接続される。後方レーダセンサ 42は、 電波（例えばミリ波）、光波（例えばレーザー）又は超音波を検出波として用いて、車 両後方における後方物体 (典型的には、後続車両)の状態を検出する。後方レーダ センサ 42は、後方物体と自車両との関係を示す情報、例えば自車両を基準とした後 方物体の相対速度や相対距離を所定の周期で検出する。尚、後方レーダセンサ 42 力 Sミリ波レーダセンサの場合、ミリ波レーダセンサは、例えば 2周波 CW (Continuous Wave)方式により、電波のドップラー周波数を用いて後方物体の相対速度を計測し、 2つの周波数の位相情報力も後方物体の相対距離を計測してもよい。また、後方レ ーダセンサ 42は、放射ビームを 1次元的又は 2次元的に走査して、後方物体の方位 を検出してもよい。これらの検出データは、 PCS 'ECU40に所定の周期で送信される
[0022] PCS'ECU40は、後方レーダセンサ 42から得られる情報を用いて、後方物体に対 する自車の相対関係 (相対速度、距離、方位等)を検出し、この検出結果に基づいて 後方物体との衝突が不可避であるか否かを判定する。尚、この種の判定手法は、前 方衝突の分野で各種提案されており、これらの判定ロジックを同様に適用するもので あってよい。また、不可避判定は、必ずしも ONZOFF判定である必要はなぐ多段 階的に評価されてもよい。また、後方レーダセンサ 42に代えて又はそれに加えて、車 車間通信を介して、他車から当該他車と自車との関係に関する情報を取得してもよ いし、車両後方を撮像するステレオカメラからの画像認識情報に基づいて、後方物 体に対する自車の相対速度、距離、方位等を検出し、この検出結果に基づいて後方 物体との衝突が不可避であるか否かを判定してもよい。
[0023] PCS' ECU40により衝突不可避の判定がなされた場合、この判定結果は、上記バス を介してヘッドレスト制御 ECU10に供給される。ヘッドレスト制御 ECU10は、それに 応答して、ヘッドレスト 5を前方移動させる。これにより、その後の衝突時において、乗 員の頭部の急激な後方移動が抑制され、いわゆるむち打ち症の発生を効果的に防 止することができる。
[0024] ところで、上述の如くヘッドレスト 5を前方移動させる際には、ヘッドレスト 5を適切な 位置で停止させることが有用である。この適切な位置としては、例えば、ヘッドレスト 5 が乗員頭部に接触する寸前位置が考えられる。これは、乗員頭部に対するいわゆる 寸止め位置では、その後の追突による衝撃により乗員頭部の移動量を最小限に抑 制することができるし、過大なヘッドレスト 5の前方移動によって乗員頭部に対して与 えうる好ましくない作用を防止することができるからである。
[0025] この点、本実施例では、上述の如く静電容量センサ 14を備えているので、静電容 量センサ 14の静電容量の大きさ（絶対容量）力 ヘッドレスト 5が乗員頭部に接触す る寸前位置に対応する所定の目標値となるように、 DCモータ 54を駆動制御してへッ ドレスト 5を前方移動させる構成も考えられる。
[0026] し力しながら、静電容量センサ 14の出力する静電容量の大きさは、温度や湿度の 影響を大きく受けるため、所定の目標値を適切に設定することが困難又は不能であ るという課題がある。
[0027] これに対して、本実施例では、図 4以降を参照して以下で説明するように、静電容 量センサ 14の出力する静電容量の大きさに代えて、静電容量センサ 14の出力値の 変化態様を用いることで、乗員頭部に対してヘッドレスト 5を所望の適切な位置で停 止させることを可能とする。
[0028] 図 4は、本実施例のヘッドレスト制御 ECU10により実現されるヘッドレスト前方移動 停止アルゴリズムを示す機能ブロック図である。
[0029] 上述の如く衝突不可避の判定がなされ、 DCモータ 54の作動（DCモータ 54に対す る作動電圧の供給)が開始されると、それに伴い、ヘッドレストの前方移動が開始され る。このとき、静電容量センサ 14の出力値は、図 4に示すように、センサ ICにより、容 量カウント値 Nに変換されて、ヘッドレスト制御 ECU10に入力される。容量カウント値 Nとは、所定の基準容量 Cに対する静電容量センサ 14の出力値 Cの比である。即
S 0
ち、 N = C /Cである。容量カウント値 Nは、ヘッドレストの前方移動が開始されると
0 S
、ヘッドレスト制御 ECU10に所定周期毎に入力される。
[0030] ヘッドレスト制御 ECU10に入力された容量カウント値 Nは、ローパスフィルタ及びハ ィパス (微分)フィルタに通され、静電容量の変化勾配 B (B = dN/dt)が算出される 。即ち、所定周期毎に入力される容量カウント値 Nに基づいて、容量カウント値 Nの 時間に対する変化量が算出される。以下、このようにして導出される静電容量の変化 勾配 Bを、「容量カウント変化勾配 B」という。
[0031] 容量カウント変化勾配 Bは、所定の閾値 Aと比較される。所定の閾値 Aの設定態
S S
様については後述する。容量カウント変化勾配 Bが所定の閾値 Aを上回ると、駆動
S
回路制御ロジック部を介して、 DCモータ 54に対して作動停止指示が出力される。こ れにより、 DCモータ 54に対する作動電圧の供給が停止され、ヘッドレストの前方移 動が停止される。
[0032] このように、図 4に示す例では、ヘッドレストの前方移動時における容量カウント変化 勾配 Bが、所定の閾値 Aを超えると、 DCモータ 54に対して作動停止指示が出力さ
S
れ、ヘッドレストの前方移動が停止される。
[0033] 図 5 (A)は、ある作動電圧で DCモータ 54を駆動したときの、容量カウント変化勾配 Bの変化態様を時間軸で示し、図 5 (B)は、そのときの、乗員の頭部と、静電容量セン サ 14 (電極)との間の距離 L (以下、「頭部-電極距離 L」 t 、う）の実測値の変化態 様を時間軸で示す。各図において、 4つの曲線は、作動電圧を 16Vとした場合、作 動電圧を 14Vとした場合を、それぞれ 2回ずつ計測したときの変化態様を示す。また 、各図において、容量カウント変化勾配 Bが所定値 Aを超えた位置 (ヘッドレストの前
S
方移動停止時点）を、黒丸の印で示している。
[0034] 図 5 (A)から、容量カウント変化勾配 Bは、全体として、時間と共に増加し、図 5 (B) から、頭部—電極距離 Lは、時間と共に減少していくことが分かる。また、図 5 (A)及 び図 5 (B)から、作動電圧 16Vの 2つの曲線が略同様の変化態様を示していることか らも分かるように、作動電圧が同じ 16Vの場合には、容量カウント変化勾配 Bが所定 値 Aを超えた時の頭部—電極距離 Lは略一致し、また、同様に、作動電圧 14Vの 2
S
つの曲線が略同様の変化態様を示して 、ることからも分力るように、作動電圧が同じ
14Vの場合には、容量カウント変化勾配 Bが所定値 Aを超えた時の頭部—電極距
S
離 Lは、略一致することが分かる。このことから、 DCモータ 54の作動電圧が略一定に 保つことができる場合には、容量カウント変化勾配 Bに対して適切な閾値 Aを設定す
S
ることで、作動毎にばらつきの無い態様で、乗員頭部に対してヘッドレスト 5を所望位 置 (例えばヘッドレスト 5が乗員頭部に接触する寸前位置）に停止させることができる ことが分かる。また、作動電圧の差がさほど大きくない場合 (本例のように 14Vと 16V の 2V程度の差の場合）、容量カウント変化勾配 Bが所定値 Aを超えた時の頭部 s
電極距離 Lは、ある程度のばらつき内（2〜3mm)に収まっていることが分かる。この ことから、例え DCモータ 54の作動電圧が略一定に保つことができな 、場合であって も、作動電圧の変動量がさほど大きくない場合には、作動毎にばらつきの少ない態 様で、乗員頭部に対してヘッドレスト 5を所望位置に停止させることができることが分 かる。
[0035] ここで、特に注意すべきことは、この容量カウント変化勾配 Bは、静電容量の大きさ と異なり、温度や湿度の影響を大きく受けることはない。即ち、静電容量の大きさが温 度や湿度の変化に伴って大きく変化しても、容量カウント変化勾配 B自体に大きな変 化は生じない。従って、本実施例によれば、静電容量センサ 14の出力する静電容量 の変化勾配 B (容量カウント変化勾配 B)に基づいて、ヘッドレスト 5の前方移動量を 制御することで、温度や湿度の影響を受けないロバストな態様で、乗員頭部に対して ヘッドレスト 5を所望の適切な位置で停止させることが可能となる。
実施例 2
[0036] 次に、図 6を参照して、本発明の実施例 2に係る乗員保護装置について説明する。
図 6は、本実施例 2によるヘッドレスト制御 ECU10により実現されるヘッドレスト前方移 動停止アルゴリズムを示す機能ブロック図である。以下では、実施例 2に特有の構成 についてのみ説明し、その他の構成については実施例 1と同様であるとする。
[0037] 本実施例では、図 6に示すように、 DCモータ 54の作動電圧 (又は作動電流）を略一 定値に制御する作動電圧制御部 56が設定される。これは、実際の車両では、 DCモ ータ 54の作動電圧を供給する電源 (バッテリ）は、他の各種負荷 (スタータ、オーディ ォ装置、空調装置、ヘッドランプ、フォグランプ、コーナリングシグナルランプ等）に対 しても電力供給を行うものであり、他の負荷の動作状態に応じて電圧が動的に変動し たり、ノ ッテリ自身の容量低下 (劣化)等により電圧が経時的に変動したりする力もで ある。
[0038] 作動電圧制御部 56は、例えばバッテリからの電圧を、所定の一定電圧に制御して 、 DCモータ 54に供給する。例えば、バッテリから DCモータ 54への電源供給路に DC — DCコンバータ (昇圧回路）を設定し、作動電圧制御部 56は、ノ ッテリから DCモー タ 54に供給される電圧が一定となるように、 DC— DCコンバータの入力電圧に応じ て出力デューティー（デューティー比）を制御する。これにより、上述の如く DCモータ 54の作動電圧の変動により生じうる、乗員頭部に対するヘッドレスト 5の停止位置の ばらつき（図 5 (B)参照）を低減することができる。
実施例 3
[0039] 次に、図 7以降を参照して、本発明の実施例 3に係る乗員保護装置について説明 する。図 7は、本実施例 3によるヘッドレスト制御 ECU10により実現されるヘッドレスト 前方移動停止アルゴリズムを示す機能ブロック図である。以下では、実施例 3に特有 の構成についてのみ説明し、その他の構成については実施例 1と同様であるとする。
[0040] 図 7に示す実施例では、所定の閾値 A 力 ¾Cモータ 54の作動電圧 Vmに応じて補
SO
正され (本例の場合は乗算器により閾値 A に作動電圧 Vmが乗算され)、当該補正
SO
された閾値 A ，（=A XVm)と容量カウント変化勾配 Bとが比較される。この補正
SO so
理由については後述する。容量カウント変化勾配 B力 補正された閾値 A 'を上回 so ると、駆動回路制御ロジック部を介して、 DCモータ 54に対して作動停止指示が出力 される。これにより、 DCモータ 54に対する作動電圧の供給が停止され、ヘッドレスト の前方移動が停止される。
[0041] このように、図 7に示す例では、ヘッドレストの前方移動時における容量カウント変化 勾配 Bが、 DCモータ 54の作動電圧 Vmに応じて補正された閾値 A ，を超えると、 DC so
モータ 54に対して作動停止指示が出力され、ヘッドレストの前方移動が停止される。 [0042] 図 8 (A)は、ある作動電圧で DCモータ 54を駆動したときの、容量カウント変化勾配 Bの変化態様を時間軸で示し、図 8 (B)は、そのときの頭部 電極距離 Lの実測値の 変化態様を時間軸で示す。各図において、 12つの曲線は、それぞれ異なる作動電 圧（16V, 14V, 12V, 10V, 9V, 8V、各 2回）を DCモータ 54に供給したときに計測 したデータを示す。また、各図において、容量カウント変化勾配 Bが所定値 A を超
SO
えた位置 (ヘッドレストの前方移動停止時点）を、黒丸の印で示して 、る。
[0043] 図 8 (A)及び図 8 (B)から、作動電圧が 16Vから 8Vといったような広範囲で変動す る場合には、容量カウント変化勾配 Bが所定値 A を超えた時の頭部 電極距離 L
SO
は、大きなばらつき（8〜9mm)を有してしまうことが分かる。一方、作動電圧が同一 の場合には、各作動電圧に係る 2つの曲線が略同様の変化態様を示していることか らも分かるように、容量カウント変化勾配 Bが所定値 A を超えた時の頭部 電極距
SO
離 Lは、略一致していることが分かる。このことから、 DCモータ 54の作動電圧 Vmに 応じて適切な閾値 A を設定することで、作動電圧毎にばらつきの無い態様で、乗員
SO
頭部に対してヘッドレスト 5を所望位置に停止させることができることが分かる。
[0044] ここで、 DCモータ 54の作動電圧 Vmに応じた閾値 A ，の好ましい設定方法につい so
て説明する。
[0045] 先ず、 DCモータ 54の作動電圧と容量カウント変化勾配 Bとの関係を考察するに、 上述の如く作動電圧 Dmが変動すると、それに伴って、容量カウント変化勾配 Bが所 定値 Aを超えた時の頭部 電極距離 Lが大きく変動してしまうのは、 DCモータ 54の
S
作動電圧 Vmの変動によってヘッドレスト 5の前方移動速度が変動することに起因す ると考免られる。
[0046] 図 9は、 DCモータ 54の作動電圧 Vmとヘッドレスト 5の前方移動速度の関係を示す グラフである。図の各点は、作動電圧 Vmが 16V, 14V, 12V, 10V, 9V, 8Vのとき に対応する。図 9から、 DCモータ 54の作動電圧 Vmとヘッドレスト 5の前方移動速度 との関係は、直線により近似できる、即ち比例関係にあることが分かる。（尚、 DCモー タ 54の作動電圧 Vmとの関係は、ヘッドレスト 5の駆動機構 50の構成に応じて異なり うるが、一般的に比例関係である。 )
ここで、容量カウント変化勾配 B ( = dNZdt)は、頭部-電極距離 Lの変化速度 (d LZdt)を用いて、 B ( = dNZdt) =dNZdL X dLZdtと表せることから、 dNZdL及 び dLZdtに依存することが分かる。頭部 電極距離 Lの変化速度 dLZdtは、ヘッド レスト 5の前方移動速度に線形的に依存し、それ故に、容量カウント変化勾配 Bは、 D Cモータ 54の作動電圧 Vmに線形的に依存する。このことから、容量カウント変化勾 配 Bを DCモータ 54の作動電圧 Vmで割ることで、容量カウント変化勾配 Bの作動電 圧に対する依存性 (dLZdt)を無くして、容量カウント変化勾配 Bの頭部 電極距離 Lに対する依存性 (dNZdL)のみを残すことができると予測できる。以下、容量カウン ト変化勾配 Bを DCモータ 54の作動電圧 Vmで除して得られる値 BZVmを、標準化 変化勾配 BZVmという。
[0047] 図 10 (A)は、容量カウント変化勾配 Bと頭部-電極距離 Lとの関係を示す図であり 、図 10 (B)は、標準化変化勾配 BZVmと頭部—電極距離 Lとの関係を示す図であ る。各図において、 12つの曲線は、それぞれ異なる作動電圧（16V, 14V, 12V, 1 OV, 9V,各 2回、 8V、 1回）を DCモータ 54に供給したときに計測したデータを示す。 図 10に示すように、容量カウント変化勾配 Bと頭部—電極距離 Lとの関係は、作動電 圧に応じて大きくばらつくのに対して、標準化変化勾配 BZVmと頭部 電極距離 L との関係は、バラツキが少ない。このこと力ら、容量カウント変化勾配 Bを DCモータ 54 の作動電圧 Vmで割ることで、容量カウント変化勾配 Bの作動電圧依存性を無くすこ とができることが分力ゝる。
[0048] 図 11 (A)は、ある作動電圧で DCモータ 54を駆動したときの、標準化変化勾配 BZ Vmの変化態様を時間軸で示し、図 11 (B)は、そのときの頭部 電極距離 Lの実測 値の変化態様を時間軸で示し、図 8 (B)と同じである。各図において、 11つの曲線は 、それぞれ異なる作動電圧（16V, 14V, 12V, 10V, 9V,各 2回、 8V、 1回）を DC モータ 54に供給したときに計測したデータを示す。また、各図において、容量カウン ト変化勾配 Bが所定値 A を超えた位置 (ヘッドレストの前方移動停止時点)を、黒丸
SO
の印で示している。
[0049] 図 8 (A)及び図 8 (B)を対照比較しても明らかなように、図 11 (A)及び図 11 (B)か ら、作動電圧が 16V力も 8Vといったような広範囲で変動する場合であっても、標準化 変化勾配 BZVmが所定値 A を超えた時の頭部 電極距離 Lは、比較的小さなば らつき内（2〜3mm)に収まっていることが分かる。このことから、標準化変化勾配 BZ Vmに対して適切な閾値 A (例えば平均的な作動電圧に対して所望の頭部 電極
SO
距離 Lとなるときの標準化変化勾配 BZVm)を設定することで、作動電圧毎にばらつ きの無い態様で、乗員頭部に対してヘッドレスト 5を所望位置に停止させることができ ることが分かる。即ち、例え DCモータ 54の作動電圧が略一定に保つことができない 場合であっても、作動毎にばらつきの少ない態様で、乗員頭部に対してヘッドレスト 5 を所望位置に停止させることができることが分力る。
[0050] 尚、上述した図 7に示すヘッドレスト前方移動停止アルゴリズムでは、閾値 A に対
SO
して DCモータ 54の作動電圧 Vmを乗じて、閾値 A を補正している力 これは、標準
SO
化変化勾配 BZVmと、閾値 A を比較する構成と等価である。即ち、閾値 A ≤B/
SO so
Vmによる判定と、閾値 A ' ( =A X Vm)≤Bによる判定は等価である。
SO so
[0051] このように本実施例によれば、容量カウント変化勾配 Bの DCモータ 54の作動電圧 に対する依存性を適切に除去することで、作動電圧毎にばらつきの無い態様で、乗 員頭部に対してヘッドレスト 5を所望位置に停止させることができる。
[0052] 従って、本実施例では、上述の実施例 2で説明したような作動電圧制御部 56 (及び DC— DCコンバータ）を不要とすることができる。但し、本実施例において、作動電圧 制御部 56による制御下で、 DCモータ 54の作動電圧を意図的に変化させて、ヘッド レスト 5の前方移動速度を変化させることも可能である。この場合、例えば追突事象の 発生までの時間が非常に短い場合に、速やかに所望位置までヘッドレスト 5を停止さ せることができる。この場合も、上述と同様に、 DCモータ 54の作動電圧に応じた A
SO， を用いることで、作動毎にばらつきの少ない態様で、乗員頭部に対してヘッドレスト 5 を所望位置に停止させることができる。
実施例 4
[0053] 次に、図 12以降を参照して、本発明の実施例 3に係る乗員保護装置について説明 する。図 12は、本実施例 4によるヘッドレスト制御 ECU10により実現されるヘッドレス ト前方移動停止アルゴリズムを示す機能ブロック図である。以下では、実施例 4に特 有の構成についてのみ説明し、その他の構成については実施例 3と同様であるとす る。 [0054] 本実施例 4は、上述の容量カウント変化勾配 B ( = dNZdt)に対する判定ロジック に加えて、静電容量の絶対値 (容量カウント値 N)に対する判定ロジックを用いる構成 に関する。
[0055] 具体的には、図 12に示すように、ヘッドレスト制御 ECU10に入力された容量カウン ト値 Nは、ローノ スフィルタに通され、所定の閾値 N と比較される。所定の閾値 N
thr thr は、乗員頭部に対してヘッドレスト 5が接触した場合の容量カウント値 Nよりも大きな 値、例えば乗員頭部がヘッドレスト 5に押し付けられるときのような大きな値に設定さ れる。
[0056] 容量カウント変化勾配 Bが所定の閾値 A ，（=A XVm)を上回った場合、又は、
SO so
静電容量の容量カウント値 Nが所定の閾値 N を上回った場合、駆動回路制御ロジ
thr
ック部を介して、 DCモータ 54に対して作動停止指示が出力される。即ち、何れかの 判定結果カ 'TRUE"となると、 DCモータ 54に対する作動電圧の供給が停止され、 ヘッドレストの前方移動が停止される。
[0057] ところで、例えば急制動時の慣性により又は運転者の自らの動作により、ヘッドレス ト 5の前方移動時に乗員頭部がヘッドレスト 5から離れる方向に移動している場合に は、ヘッドレスト 5の前方移動時に容量カウント変化勾配 Bは大きくなり難ぐ従って、 力かる状況下では、容量カウント変化勾配 Bが所定の閾値 A ' (=A XVm)を上
SO so
回ることなぐヘッドレスト 5が、上述のいわゆる寸止め位置を越えて、乗員頭部と接触 する位置及び更に乗員頭部を前方に押し出す位置まで前方移動してしまう可能性が ある。
[0058] 一方、容量カウント値 Nは、上述の如く温度や湿度の影響を大きく受けるものの、へ ッドレスト 5が乗員頭部に接触した段階以降では、温度や湿度の影響を大きく受けな い。従って、ヘッドレスト 5が乗員頭部に接触した段階以降では、静電容量の絶対値 は、温度や湿度の影響を受けない、ヘッドレスト 5と乗員頭部との距離を表す有用な 指標として利用できる。
[0059] したがって、本実施例によれば、上述の如ぐ静電容量の絶対値 (容量カウント値 N )に対する判定ロジックを追加することで、例えば乗員頭部がヘッドレスト 5から離れる 方向に動 、て 、るような状況下にお 、ても、ヘッドレスト 5が乗員頭部と接触する位置 で、或いは、遅くとも乗員頭部を前方に押し出す位置までに、ヘッドレスト 5を停止さ せることができる。尚、乗員頭部がヘッドレスト 5に向力 方向に動いているような状況 下では、容量カウント変化勾配 Bが所定の閾値 A ' (=A XVm)を上回ることにな
SO so
るので、上述の如ぐヘッドレスト 5を適切な位置に停止させることができる。
[0060] 尚、本実施例 4は、上述の実施例 3と組み合わせたものを説明して 、るが、上述の 実施例 1 , 2に対しても同様に適切に組み合わせることができる。
[0061] また、上述の実施例 1〜4のいずれにおいても、ヘッドレスト 5の過大な前方移動を 防止するためのフェールセーフ機能として、ヘッドレスト 5と乗員の頭部との接触を検 知するタツチセンサを別途設定してもよい。この場合、ヘッドレスト制御 ECU10は、上 述のような静電容量センサ 14の出力に基づく DCモータ 54に対する制御中、タツチセ ンサカもオン信号が入力された場合（図 4等における"その他の制御信号"参照）には 、直ちに DCモータ 54の駆動を中止してヘッドレスト 5の前方移動を停止する。これに より、ヘッドレスト 5が必要以上に前方移動されないことを保証することができる。
[0062] 以上、本発明の好ましい実施例について詳説した力 本発明は、上述した実施例 に制限されることはなぐ本発明の範囲を逸脱することなぐ上述した実施例に種々の 変形及び置換を加えることができる。
[0063] 例えば、上述の実施例では、所定周期毎に入力される容量カウント値 Nを微分して 、各周期における容量カウント変化勾配 Bを求めているが、容量カウント変化勾配 B は、作動開始時 tOの容量カウント値 N (tO)と、現時点 tlの容量カウント値 N (tl)に基 づいて、導出してもよい。即ち、容量カウント変化勾配 B= (N (tl) -N (tO) ) / (tl to)。
[0064] また、容量カウント変化勾配 Bに代えて、簡易的に、静電容量の変化量を用いること も可能である。例えば、作動開始時 tOの容量カウント値 N (tO)と、現時点 tlの容量力 ゥント値 N (tl)との差分値が、所定閾値を上回った場合に、ヘッドレスト 5を停止させ ることとしてもよい。或いは、作動開始時から所定時間内に、容量カウント値 Nが所定 閾値以上増加した場合に、ヘッドレスト 5を停止させることとしてもよい。これらの構成 についても、上述の実施例 3と同様に、差分値又は所定閾値を、ヘッドレスト 5の前方 移動速度 (DCモータ 54の作動電圧）に応じて補正することとしてもよ!、。 [0065] また、上述の実施例 3等では、ヘッドレスト 5の前方移動速度が、 DCモータ 54の作 動電圧（印加電圧）と比例関係にあることから、ヘッドレスト 5の前方移動速度に応じ た閾値 A ，として、 DCモータ 54の作動電圧 Vmに応じた閾値 A ，を用いている力
SO so 同様に、 DCモータ 54の作動電流（印加電流) Imに応じた同様の閾値 A 'を用いる
SO
ことも可能である。
[0066] また、上述の実施例では、乗員の顔向きが真正面に向いている場合が想定されて いるが、例えば車内カメラ等で認識可能な乗員の顔向きに応じて、ヘッドレスト 5の停 止位置 (即ち閾値 A等)を変化させる構成等、ヘッドレスト 5の停止位置を決定する
S
他の構成が組合せとして存在してもよ 、。
[0067] 尚、本国際出願は、 2005年 11月 8日に出願した日本国特許出願 2005— 32330 3号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容は本国際出願にここでの参照 により援用されるものとする。

Claims

請求の範囲
[1] 車両に対して車両後方から物体が衝突する衝突前段階に、車両に対して車両前 方に移動可能なヘッドレストを、車両前方に移動させることで乗員保護を図る乗員保 護装置において、
ヘッドレストに静電容量センサが設けられ、前記ヘッドレストの前方移動時において 静電容量センサにより検出される静電容量の変化態様に基づいて、前記ヘッドレスト の前方移動量を制御することを特徴とする、乗員保護装置。
[2] 前記ヘッドレストの前方移動時における静電容量の変化勾配と、前記ヘッドレストの 前方移動速度とに基づ ヽて、前記ヘッドレストの前方移動量を制御することを特徴と する、請求項 1に記載の乗員保護装置。
[3] 前記静電容量の変化勾配が所定閾値を上回った場合に前記ヘッドレストの前方移 動を停止させる移動停止手段を有する請求項 1に記載の乗員保護装置において、 前記静電容量の変化勾配又は前記所定閾値を、前記ヘッドレストの前方移動速度 に応じて補正することを特徴とする、乗員保護装置。
[4] 前記ヘッドレストの前方移動速度に代えて、前記ヘッドレストの前方移動の駆動源 に対する印加電圧又は印加電流が用いられることを特徴とする、請求項 2又は 3に記 載の乗員保護装置。
[5] 静電容量センサで検出される静電容量の大きさが所定閾値を上回った場合に、前 記ヘッドレストの前方移動を停止させる第 2の移動停止手段を有することを特徴とす る、請求項 3に記載の乗員保護装置。
[6] 前記ヘッドレストの前方移動の駆動源に対する印加電圧又は印加電流が一定値に なるように制御する電圧制御手段を備えることを特徴とする、請求項 1に記載の乗員 保護装置。
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