乗員保護装置
【課題】手動式シートにおいてヘッドレストの位置を適切な状態に調整できる乗員保護装置を提供する。
【解決手段】ブレーキペダル踏込検出手段１０５によってブレーキペダル１０４が踏み込まれたことが検出された場合、ＣＰＵは、その時点でのリクライニング角度をもとにヘッドレストの移動量を演算し、その演算された移動量と予め決めたヘッドレスト移動量とからヘッドレストの移動量を得る。そして、ヘッドレスト本体の駆動機構に対してモータ１２の駆動力を付与し、得られた移動量だけヘッドレスト本体を車両の前後方向に移動させる。
【解決手段】ブレーキペダル踏込検出手段１０５によってブレーキペダル１０４が踏み込まれたことが検出された場合、ＣＰＵは、その時点でのリクライニング角度をもとにヘッドレストの移動量を演算し、その演算された移動量と予め決めたヘッドレスト移動量とからヘッドレストの移動量を得る。そして、ヘッドレスト本体の駆動機構に対してモータ１２の駆動力を付与し、得られた移動量だけヘッドレスト本体を車両の前後方向に移動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗員保護装置に関し、特にリクライニング角度の調整を手動で行う手動式シートにおいて、ヘッドレスト位置を適正化して乗員を保護する乗員保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の運転席シートや助手席シートに着座する際、シートを適正な位置に調整したり、あるいは背もたれ（シートバック）のリクライニング角度やヘッドレストの位置の調整がスイッチ操作等による電動が可能な、いわゆる電動式シートが普及している（例えば、特許文献１参照）。また、車両に対する衝突を検知又は予知して、シートバックのリクライニング角度やヘッドレストの位置を調整する乗員保護装置が提案されている（例えば、特許文献２、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８３２９７号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０８５４２号公報
【特許文献３】特開２０１０−２３４８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電動式シートは、シート内部にモータを内蔵して、背もたれの角度やシートの前後と上下の位置等を電動で細かく調整できるものであるが、リクライニング角度調整用のアクチュエータと、ヘッドレスト位置調整用のアクチュエータとを個別に備えるものでは、装置が高価になるだけでなく、質量の増大、すなわち装置が大型化するという問題がある。一方、特許文献３に記載の車両用ヘッドレスト装置は、ヘッドレストに配したモータを駆動してヘッドレスト前部を所定方向へ移動させているが、ヘッドレストの移動とシートバックのリクライニング角度とが連動していないため、リクライニング角度の変化による乗員の頭部の動きに追随させたヘッドレストの位置調整ができない、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するために成されたものであり、リクライニング角度の調整を手動で行う手動式のシートにおいて、安価な構成でヘッドレストの位置を適切な状態に調整できる乗員保護装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の乗員保護装置は、ブレーキペダルが踏み込まれたか否かを検出するブレーキペダル踏込検出手段と、乗員が着座するシートの背もたれを構成するシートバックのリクライニング角度を検出するリクライニング角度検出手段と、前記リクライニング角度検出手段で検出されたリクライニング角度と、乗員の頭部と前記シートバックの上端部に設けられ車両の前後方向に移動可能なヘッドレスト本体との水平方向の距離であるバックセットとの関係に基づいて現在のバックセット量を求めるバックセット算出手段と、前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向へ移動させるための駆動力を付与するアクチュエータと、前記ブレーキペダル踏込検出手段によってブレーキペダルが踏み込まれたことが検出された場合であって、前記リクライニング角度検出手段で検出されたリクライニング角度が所定の範囲にある場合に、前記バックセット算出手段で求めたバックセット量と予め定めたバックセット目標値とをもとに前記ヘッドレスト本体の移動量を演算するヘッドレスト移動量演算手段と、前記ヘッドレスト移動量演算手段で演算された移動量にしたがって、前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向に移動させるように前記アクチュエータを制御する制御手段と、を備えて構成される。
【０００７】
本発明の乗員保護装置によれば、リクライニング角度の変化に連動してヘッドレストの位置が適正化され、後面衝突時等において乗員の頭がヘッドレストで支持され、急激な後方移動がなくなるため、後面衝突によりむち打ちとなる可能性を有効に回避できる。
【０００８】
また、本発明の乗員保護装置は、ブレーキペダルが踏み込まれたか否かを検出するブレーキペダル踏込検出手段と、乗員が着座するシートの背もたれを構成するシートバックのリクライニング角度を検出するリクライニング角度検出手段と、前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向へ移動させるための駆動力を付与するアクチュエータと、前記ブレーキペダル踏込検出手段によってブレーキペダルが踏み込まれたことが検出された場合であって、前記リクライニング角度検出手段で検出されたリクライニング角度が所定の範囲にある場合に、予めリクライニング角度に対応して定めたヘッドレスト移動量分、前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向に移動させるように前記アクチュエータを制御する制御手段と、を備える。
【０００９】
このような構成とすることで、ヘッドレスト制御を短時間で行うことができ、リクライニング角度の変化に対して迅速なヘッドレストの移動が可能となる。
【００１０】
前記制御手段は、前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向に移動する際、該移動に先立って所定の警報を発する。これにより乗員は、シートバックの上端部に配されたヘッドレスト本体が、その位置調整のために移動することを容易に了知できる。
【００１１】
前記ヘッドレストの移動軌跡は線形又は非線形である。このような移動軌跡とすることによって、乗員の頭部の動きに追随したヘッドレストの位置調整が可能となる。また、前記アクチュエータを前記ヘッドレストの内部に設けた。これにより、乗員保護装置を安価かつ軽量化できる。
【００１２】
前記ヘッドレスト本体は、前記シートバックの上端部に支持されたヘッドレスト後部、及び前記ヘッドレスト後部に対して接離可能に設けられるとともに、前記ヘッドレスト後部に対して最も近い位置と前記ヘッドレスト後部に対して最も離れた位置との間で車両の前後方向に移動可能なヘッドレスト前部を備え、前記制御手段は、前記ヘッドレスト前部を前記最も離れた位置と前記最も近い位置との間で移動させることにより、前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向に移動させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る乗員保護装置によれば、検出されたリクライニング角度をもとに演算したヘッドレスト移動量に基づいてヘッドレストを適正な位置に移動するので、リクライニング角度の調整を手動で行う手動式シートにおいて、後面衝突によりむち打ちとなる可能性を有効に回避できる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る乗員保護装置の概略構成を示す図である。
【図２】乗員保護装置におけるリクライニング角度の検出部を含むリクライニング機構の概略構成を示す図である。
【図３】乗員保護装置のヘッドレスト本体の駆動機構を示す図である。
【図４】乗員保護装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態に係る乗員保護装置におけるヘッドレスト制御の手順を示すフローチャートである。
【図６】リクライニング角度とバックセットとの関係を示す図である。
【図７】リクライニング角度とヘッドレスト移動量との関係を示す図である。
【図８】ヘッドレストの移動機構の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る乗員保護装置の概略構成を示す図である。図１に示す乗員保護装置１１は、乗員１が着座するシートクッション１０の背もたれを構成する、手動操作式（リクライニング角度の調整を手動で行うもの）のシートバック１５と、シートバック１５の上端部に支持されたヘッドレスト１８とを備える。シートバック１５は、シートクッション１０に対する角度が可変に設けられている。そして、シートバック１５内の下部には、シートバック１５のリクライニング角度（図１において鉛直方向に対してシートバック１５が傾斜している角度θＲ）を検出するためのリクライニング角度検出センサ１０２が設けられている。なお、リクライニング角度検出センサ１０２におけるリクライニング角度の検出には、例えば、ホール素子、加速度センサ、ポテンショメータ、ロータリーエンコーダ等を使用できる。
【００１６】
ヘッドレスト本体１８は、シートバック１５に支持されたヘッドレスト後部１９ｂ、及びヘッドレスト後部１９ｂに対して最も近い位置（全閉位置ともいう）から、ヘッドレスト後部１９ｂに対して最も離れた位置（全開位置ともいう）までの所定範囲内で移動可能なヘッドレスト前部１９ａを備えている。ヘッドレスト本体１８の内部には、ギアボックス１７とモータ１２が設けられている。ギアボックス１７は、モータ１２の回転力を受けて、ヘッドレスト本体１８のヘッドレスト前部１９ａを、車両の前後方向にほぼ直線状に往復移動させるための機構を有する。また、ギアボックス１７は、ヘッドレスト１８の移動量（ヘッドレスト前部１９ａの全閉位置からの移動量）を検出するためのヘッドレスト移動量検出センサ１０３を備えている。ヘッドレスト移動量検出センサ１０３としては、例えば、ポテンションメータ、リニアセンサ、ロータリエンコーダ等を用いることができる。さらに、ブレーキペダル１０４の直下には、乗員１がブレーキペダル１０４を踏んだか否かを検出するためのブレーキペダル踏込み検出センサ１０５が設けられている。
【００１７】
リクライニング角度検出センサ１０２で検出されたリクライニング角度はリクライニング角度検出信号として、ヘッドレスト移動量検出センサ１０３で検出されたヘッドレストの移動量はヘッドレスト移動量検出信号として、また、ブレーキペダル踏込み検出センサ１０５で検出されたブレーキペダル１０４の踏込みの有無はブレーキペダル踏込み検出信号として、それぞれ、後述する電子制御ユニットＥＣＵ(Electronic Control Unit)１００に入力される。表示装置１１０には、例えば、乗員１への所定の警報等が可視表示される。
【００１８】
なお、図１において、着座している乗員１の後頭部と、ヘッドレスト本体１８の前面部（つまり、ヘッドレスト前部１９ａの最前面）との水平方向の距離Ｌがバックセットであり、シートバック１５の上端部に支持されたヘッドレスト（Ｈ／Ｒ）１８が車両の前後方向へ移動する移動量がＭである。また、バックセットが適正になったときの乗員１の頭部とヘッドレスト前部１９ａ間の距離Ｓが「バックセット設定値（目標値）」である。バックセットは、その値が小さいほど、後突時などに乗員の頭部の拘束性が高まるが、一方で、乗員の頭部とヘッドレストとの距離が小さいため乗員にとって煩わしいものとなる。また、バックセットが大きいほど、乗員にとって快適なものとなるが、その一方で、後突時などの乗員の頭部の拘束性が低くなる。そこで、乗員の頭部の拘束性と乗員にとっての快適性とのバランスを考慮した適正値（例えば、３５ｍｍ）をバックセット設定値として予め定めておく。
【００１９】
図２は、乗員保護装置１１におけるリクライニング角度の検出部を含むリクライニング機構の概略構成を示す図である。乗員保護装置１１における手動式のリクライニング機構（リクライナともいう）は、例えば、一般的な遊星歯車機構を利用したシートバックの角度調整機構であり、シートバック１５のフレーム３０側において、センターシャフト（回転軸）２７に取付けられた外歯ギヤ（不図示）と、シートクッション１０のフレーム４０側に形成した内歯ギヤ（不図示）とを有し、図示しないカム機構により外歯ギヤと内歯ギヤとを噛合させることにより、シートバック１５を所定のリクライニング角度にロックする構成になっている。
【００２０】
センターシャフト２７には、その中心と略一致するように渦巻き形状のスプリング２５が取付けられている。このスプリング２５の一端がシートクッション１０側に係止され、他端がシートバック１５側に係止されることで、スプリング２５の弾性復元力によりシートクッション１０に対してシートバック１５を所定方向へ倒すように付勢力が作用する。また、センターシャフト２７の軸端部には、ケース２３とレバー２１ａとを備えたリクライニング角度検出センサ１０２が設けられている。ケース２３は、フレーム４０に固定され、ケース２３のリクライナ側の軸端は、センターシャフト２７の軸方向の回転と非同期にセンターシャフト２７に摺動可能に支持されている。また、レバー２１ａは、ケース２３の中心軸（図中、一点鎖線で示す）を基準にして回転できる構造になっており、レバー２１ａの先端側には、ブラケット２４に設けたガイド孔（不図示）に貫入される棒状突起部２８ａが設けられている。この棒状突起部２８ａを介してレバー２１ａとフレーム３０とが連結され、フレーム３０の回転に引きつられてレバー２１ａも回転する。
【００２１】
リクライニング角度検出センサ１０２は、上述したように鉛直方向に対するシートバック１５の傾斜角度θＲを検出するためのセンサである。ケース２３は、センターシャフト２７の回転と同期せず、レバー２１ａの回転は、フレーム３０の角度（すなわち、リクライニング角度）と同期する。ここでは、ケース２３の内部に、レバー２１ａと同軸に回転する永久磁石（Ｎ極とＳ極とからなる）と、その永久磁石と所定距離、離間して対向するホール素子とが配置され、これらがリクライニング角度検出センサ（交番検知タイプ角度センサ）１０２を構成している。永久磁石は、レバー２１ａの一部を構成する回転軸の一方端に固定され、その回転軸の他方端がケース２３の外部に突出して、レバー２１ａに接続されている。そして、フレーム３０と同期してレバー２１ａが回転すると永久磁石も回転し、その永久磁石のＮ極とＳ極による交番磁界をホール素子が検知することによって、リクライニング角度がケース２３の中心軸を基準に検出される。なお、レバー２１ａは、単位角度あたりの変化量が大きいので、リクライニング角度の検出精度を向上できる。
【００２２】
図３は、乗員保護装置１１のヘッドレスト本体の駆動機構を示す図である。ヘッドレスト本体１８は、上述したように、車両前方側に配置されたヘッドレスト前部１９ａと、車両後方側に配置されたヘッドレスト後部１９ｂを備えており、内部にヘッドレスト前部１９ａを前後方向に駆動させるための駆動機構を備えている。この駆動機構が駆動されることにより、ヘッドレスト前部１９ａをヘッドレスト後部１９ｂに対して車両の前後方向へ往復移動させ、乗員１の頭部とヘッドレスト前部１９ａとの間の水平方向の距離（バックセット）が制御される。
【００２３】
図３に示すヘッドレスト本体の駆動機構では、前後一対のベース３３，３４が左右一対のＸ状のリンク３５，３６で連結されている。具体的には、ベース３３がヘッドレスト前部１９ａに結合され、他方のベース３４がヘッドレスト後部１９ｂに結合されている。リンク３５は、２つのリンク部材３５ａ，３５ｂからなり、リンク３６は、２つのリンク部材３６ａ，３６ｂからなる。リンク３５，３６それぞれのほぼ中央部がピン３７，３８により回動可能に連結され、リンク３５，３６の両端部は、ベース３３，３４の左右両側に一体に設けられた側部３３ａ、３３ｂ，３４ａ，３４ｂにそれぞれ連結されている。
【００２４】
リンク部材３５ａ，３６ａそれぞれの前端部は、軸４１により相互に結合されている。軸４１の両端部は、ベース３３の側部３３ａ，３３ｂそれぞれに形成された縦長のガイド孔４１ａ，４１ｂにスライド可能に連結され、リンク部材３５ａ，３６ａの後端部は、それぞれがベース３４の側部３４ａ，３４ｂにピン４３ａ，４３ｂによって回動可能に連結されている。一方、リンク部材３５ｂ，３６ｂは、それぞれの前端部が軸４４により、また、それぞれの後端部が軸４５により相互に結合されている。これら前端部は、各々がベース３３の側部３３ａ，３３ｂにピン４６ａ，４６ｂによって回動可能に連結されている。また、リンク部材３５ｂ，３６ｂの後端部は、それぞれがベース３４の側部３４ａ，３４ｂに形成された縦長のガイド孔４５ａ，４５ｂにスライド可能に連結されている。
【００２５】
ヘッドレスト本体１８の背面側にあるベース３４の内側には、ヘッドレスト前部１９ａを前後方向へほぼ直線状に往復移動させるためのギアボックス１７が設けられている。また、ギアボックス１７の下部には、ヘッドレスト本体１８の駆動機構の駆動源となるモータ１２が配置されている。モータ１２の出力軸１２ａは、ギアボックス１７内に配置されたかさ歯車５１に接続されている。ギアボックス１７内にはさらに、かさ歯車５１と噛み合うかさ歯車５３が配され、このかさ歯車５３の一方側面には、ピニオンギヤ（不図示）がかさ歯車５３と同軸に接合されている。ピニオンギヤの歯面は、クランク部４７を介して軸４１に連結されているロッド部５５の下面の一部に直線状に設けたラック５５ａと歯合する。
【００２６】
このような構成により、モータ１２の正逆回転の回転力がかさ歯車５１に伝導され、このかさ歯車５１の回転力がかさ歯車５３に伝導され、さらに、かさ歯車５３の回転力がピニオンギヤを介してラック５５ａに伝達される。その結果、モータ１２の回転運動が直線の動きに変換され、ロッド部５５が図３に示す矢印方向（斜め前後）に動く。そして、このようなロッド部５５の動きが軸４１の昇降動作に変換される。ここでは、モータ１２の回転力が、Ｘ状の両リンク３５，３６をパンタグラフのように作動させるので、ベース３３がベース３４に対して相対的に移動する。
【００２７】
なお、図３に示す駆動機構は、ヘッドレスト前部１９ａを移動させるための機構の一例であり、ヘッドレスト前部１９ａをヘッドレスト後部１９ｂに対して車両の前後方向に移動させる機構であれば、図３に示す例に限定されない。例えば、モータの出力軸に接続されたギヤと、そのギヤに噛み合うとともに駆動機構に固定支持されたラックとを備え、そのギヤを、車両の前後方向に移動する可動部に回転可能に取り付ける。また、この可動部の車両前方の端部にヘッドレスト前部を配置し、駆動機構の他の固定部分にヘッドレスト後部を配置する。そして、モータを回転することによって、モータとギヤとがラックに沿って移動し、可動部もギヤとともに移動するので、可動部の直線運動に連動させてヘッドレスト前部を車両の前後方向に移動させることができる。
【００２８】
図４は、本実施形態に係る乗員保護装置の制御系の構成を示すブロック図である。図４において、電子制御ユニットＥＣＵ１００は、乗員保護装置１１全体の制御を司る中央制御部（ＣＰＵ：Central Processing Unit)１０１、オペレーティングシステム（ＯＳ）等の基本プログラムやヘッドレスト制御手順のプログラム等が格納された読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１２０、及びヘッドレスト制御等に用いる各種データを一時的に記憶するための随時読出し／書込みメモリ（ＲＡＭ）１２１を備える。また、ＲＯＭ１２０には、乗員の頭部とヘッドレストとのバックセットの適正値である「バックセット設定値」が記憶されている。
【００２９】
ＣＰＵ１０１には、不図示の入力ポートを介して、上述したリクライニング角度検出センサ１０２、ヘッドレスト移動量検出センサ１０３、及びブレーキペダル踏込み検出センサ１０５での検出信号が入力されるとともに、乗員１がリクライニング角度の調整を開始、あるいは停止する際に操作するリクライニング角度調整スイッチ１０７からの信号が入力される。さらに、ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ１０１からの制御・駆動信号を受けて、表示装置１１０を制御するための表示制御回路１１７、及びモータ１２を駆動するためのモータ駆動回路１１５を有する。
【００３０】
次に、本実施形態に係る乗員保護装置におけるヘッドレスト制御について詳細に説明する。図５は、本実施形態に係る乗員保護装置１１におけるヘッドレスト制御の手順を示すフローチャートである。図５のステップＳ１０１において、ＣＰＵ１０１は、最初にリクライニング角度調整スイッチ１０７のＯＮ／ＯＦＦ状態を判定する。リクライニング角度調整スイッチ１０７がＯＮであれば、乗員１が、シートバック１５のリクライニング角度の変化と連動してヘッドレスト１８を適正な位置とするヘッドレスト制御の実行を希望していると判断して、以降の処理を行う。なお、ヘッドレスト制御とは、乗員がシートバック１５のリクライニング角度を変化させたとき、ヘッドレスト本体１８が適切な位置となるように（つまり、バックセットが適正な値となるように）、そのリクライニング角度の変化に連動させてヘッドレスト本体１８の位置調整をする制御である。このような位置調整によって、後面衝突時等において、乗員の頭部がヘッドレスト本体１８で支持され、急激な後方移動がなくなって、例えば、むち打ちとなる可能性を有効に回避できる。
【００３１】
ＣＰＵ１０１は、続くステップＳ１０３において、ブレーキペダル踏込み検出センサ１０５からの検出信号の有無を判定する。ここで、乗員１がブレーキペダル１０４を踏み込むことは、それによって、自車両に対して後続車両が追突（後面衝突）する可能性があることを意味する。そこで、乗員保護装置１１は、後面追突に備えて、ヘッドレスト本体１８のヘッドレスト前面部１９ａと乗員１の後頭部との距離が適正となるように、リクライニング角度の変化に連動させてヘッドレスト本体１８を適正な位置へ移動させるためのヘッドレスト制御を行う。そこで、ＣＰＵ１０１は、上記のステップＳ１０３で、乗員１がブレーキペダル１０４を踏み込んだと判定した場合、ステップＳ１０５で、リクライニング角度検出センサ１０２からの検出信号を取り込み、その時点におけるシートバック１５の傾斜角であるリクライニング角度を検出する。そして、続くステップＳ１０７において、上記のステップＳ１０５で検出されたリクライニング角度が所定の範囲内（後述する、ヘッドレスト作動領域内）にあるか否かを判定する。
【００３２】
図６は、リクライニング角度とバックセットとの関係を示している。図６によれば、リクライニング角度が大きくなるにしたがって、バックセットも大きくなる関係にある。本実施形態に係る乗員保護装置１１は、リクライニング角度検出センサ１０２で検出されたリクライニング角度が、例えば、図６において実線で示した範囲（２０°〜２８°の範囲）にあるとき、ヘッドレスト制御を実行して、ヘッドレスト本体１８を適切な位置に移動させる。このことから、例えば、図６に示すリクライニング角度２０°〜２８°の範囲を、「ヘッドレスト作動領域」という。
【００３３】
一方、リクライニング角度検出センサ１０２で検出したリクライニング角度が、例えば２０°より小さい場合、その時点でのバックセットは適切なバックセットよりも小さく、それ以上のヘッドレストの位置調整ができない。また、リクライニング角度が、例えば２８°より大きい場合には、乗員がバックシートを倒して休息等をしている状況が考えられ、ヘッドレストの位置を調整する必要がない場面が想定される。そのため、リクライニング角度が、例えば２０°より小さい場合、及びリクライニング角度が、例えば２８°より大きい場合は、ヘッドレスト作動領域外とする。
【００３４】
ＣＰＵ１０１は、リクライニング角度検出センサ１０２で検出したシートバック１５のリクライニング角度が、ヘッドレスト作動領域内にある場合、ステップＳ１０９でヘッドレスト移動量を演算する。しかし、リクライニング角度がヘッドレスト作動領域外にある場合は、ヘッドレスト移動量を演算することなく、本ヘッドレスト制御を終了する。よって、シートバック１５のリクライニング角度がヘッドレスト作動領域外にある場合には、ヘッドレスト制御の対象外として、ヘッドレスト本体１８を移動しない。
【００３５】
すなわち、シートバック１５のリクライニング角度が、上述したヘッドレスト作動領域内にある場合、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１０９において、図６を参照して、リクライニング角度検出センサ１０２で検出したリクライニング角度に対応するバックセット量から、予め決めたバックセット設定値を減算する。例えば、リクライニング角度検出センサ１０２で検出されたリクライニング角度が２４°の場合、図６を参照すると、そのリクライニング角度２４°に対応するバックセット量（図１に示すＬ）として６０ｍｍを得る。バックセットの目標値であるバックセット設定値（図１のＳ）は、上述したように３５ｍｍであるから、図６を参照して得たバックセット量Ｌよりバックセット設定値Ｓを差し引いて得られたバックセット量（Ｌ−Ｓ）、例えば、６０−３５＝２５ｍｍを、ヘッドレストの移動量（図１に示すＭ）とする。
【００３６】
次にＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１１において、ヘッドレスト本体１８の移動が必要か否かを判断する。例えば、ヘッドレスト移動量検出センサ１０３におけるヘッドレスト前部１９ａの移動量についての検出結果から、現在のシートバック１５のリクライニング角度に対して、ヘッドレスト本体１８が既に適正な位置にあると判定されれば、ヘッドレスト本体１８の移動は不要であるため、本ヘッドレスト制御を終了する。しかし、現時点でヘッドレスト本体１８が適正な位置に存在しない場合は、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１３において、乗員１に対してヘッドレスト本体１８が移動する旨の警報を発する。
【００３７】
ＣＰＵ１０１は、上記警告として、ヘッドレスト制御が実行されることで、乗員１の頭部とヘッドレスト前部１９ａとの距離が適正な値となるように、ヘッドレスト本体１８のヘッドレスト前部１９ａが、上述した全閉位置から全開位置の方向へ移動開始される旨の警報を表示装置１１０に表示する。これによって、乗員はヘッドレストの位置が調整されることを知る。なお、ここでの警報として、例えば、「ヘッドレストを動かします。」等の警報内容を表示装置１１０に可視表示する。また、音声による警報としては、例えば、「ヘッドレストを動かします。後突時にむち打ちになる可能性があります。」等を不図示のスピーカより出力する。
【００３８】
ＣＰＵ１０１は、続くステップＳ１１５でモータ１２を作動する。ここでは、ステップＳ１０９で演算したヘッドレスト移動量分、ヘッドレスト前部１９ａを全閉位置から全開位置の方向に移動させるため、モータ１２の回転方向を制御する。その結果、モータ１２の回転動力がギアボックス１７に伝達され、モータ１２の回転運動がロッド部５５の直線運動に変換されるので、ロッド部５５に連結されたベース３３の移動に伴い、そのベース３３に結合されたヘッドレスト前部１９ａも移動する。そして、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１７において、ヘッドレスト移動量検出センサ１０３から入力されたヘッドレスト前部１９ａの移動量についての検出結果をもとに、ヘッドレスト前部１９ａが、上記ステップＳ１０９で演算したヘッドレスト移動量分、移動して、目標とする位置に到達したかどうかを判定する。
【００３９】
ステップＳ１１７での判定がＮＯ（否定）であれば、ヘッドレスト前部１９ａが、目標位置に到達していないため、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１５におけるモータ１２の作動を継続する。しかし、ヘッドレスト前部１９ａが、演算されたヘッドレスト移動量だけ移動して、目標位置に到達した場合、ＣＰＵ１０１は、モータ１２の停止条件が満たされたと判定する。その結果、ヘッドレスト前部１９ａと、着座している乗員１の後頭部との距離は、バックセット設定値と一致する。そして、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１９で、モータ１２の作動を停止し、さらに、表示装置１１０におけるヘッドレスト（ヘッドレスト前部１９ａ）の作動警報をリセットして、本ヘッドレスト制御を終了する。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態に係る乗員保護装置では、シートバックのリクライニング角度をもとに、シートバック上端部に設けられたヘッドレストの移動が必要と判断された場合、ヘッドレストを所定方向に移動する旨の警報を表示するとともに、その時点におけるリクライニング角度に基づいてヘッドレスト移動量を演算し、その演算されたヘッドレスト移動量に相当する距離、ヘッドレストを移動する。これにより、乗員に対してヘッドレストが移動することを了知させることができ、また、リクライニング角度が変化しても、ヘッドレストを適正な位置に移動させて一定のバックセットが得られるようにすることで、後面衝突時等において、乗員の頭部がヘッドレストで支持され、急激な後方移動がなくなるので、後面衝突によりむち打ちとなる可能性を有効に回避できる。
【００４１】
さらには、従来の乗員保護装置のように、例えば、位置検知センサ付リクライナ用モータを使用してヘッドレストを移動させる場合に比べて、乗員保護装置を安価、かつ軽量化できる。
【００４２】
なお、上述した実施形態に係る乗員保護装置では、シートバック１５のリクライニング角度２０°〜２８°の範囲におけるリクライニング角度の変化に対して、ほぼ直線状にヘッドレスト移動量を変化させているが、ヘッドレスト移動量の変化はこれに限定されない。例えば、リクライニング角度の変化に対するヘッドレスト移動量の変化が緩やかな曲線を描く特性等、ヘッドレスト移動量が非線形な変化をするようにしてもよい。
【００４３】
また、上述した実施形態に係る乗員保護装置では、図６を参照して得た、リクライニング角度に対するバックセットに基づいてヘッドレスト移動量を演算し、その演算により得られたヘッドレスト移動量分、ヘッドレストを移動する制御をしているが、ヘッドレスト移動量そのものを予め設定しておいてもよい。例えば、図７に示すように、シートバックのリクライニング角度に対応したヘッドレスト移動量を予め定めておく。そして、ヘッドレスト制御の際、リクライニング角度検出センサ１０２で検出したリクライニング角度に対応するヘッドレスト移動量を、図７を参照して取得し、その取得したヘッドレスト移動量分、ヘッドレスト（ヘッドレスト前部１９ａ）を移動させるようにしてもよい。ヘッドレスト移動量の演算がないことで、ヘッドレスト制御に要する時間を短縮でき、ヘッドレストの移動もリクライニング角度の変化に対して迅速に行うことができる。
【００４４】
さらには、上述した実施形態では、図３に示す、ヘッドレスト本体の駆動機構によりヘッドレスト前部１９ａをヘッドレスト後部１９ｂに対して車両の前後方向へ往復移動させているが、ヘッドレストの移動機構は、これに限定されない。例えば、図８に示す移動機構を用いてもよい。この移動機構は、シートバックフレームの上端部に連結されるヘッドレストフレーム２００と、このヘッドレストフレームに対してシート幅方向に沿った軸線回りに回転可能に支持された回転軸２０４とを備えている。この回転軸２０４には、左右一対のブラケット２０６が固定され、これらのブラケット２０６を介してヘッドレスト本体２２２が取り付けられている。この回転軸２０４は、ヘッドレストアーム２００に支持された図示しない入力軸の回転力が、図示しないギアを介して伝達されることにより軸線回りに回転されるようになっている。これにより、回転軸２０４に取り付けられたヘッドレスト本体２２２がヘッドレストフレーム、すなわちシートバックに対して前後に回動される構成になっている（図８の矢印Ｒ参照）。これにより、簡単な構成で、ヘッドレストの移動軌跡を、直線状ではなく非線形とすることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ 乗員
１０ シートクッション
１１ 乗員保護装置
１２ モータ
１５ シートバック
１７ ギアボックス
１８，２２２ ヘッドレスト本体
１９ａ ヘッドレスト前部
１９ｂ ヘッドレスト後部
２７ センターシャフト
２８ａ 棒状突起部
３０，４０ フレーム
１００ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１０２ リクライニング角度検出センサ
１０３ ヘッドレスト移動量検出センサ
１０４ ブレーキペダル
１０５ ブレーキペダル踏込み検出センサ
１０７ リクライニング角度調整スイッチ
１１０ 表示装置
１１５ モータ駆動回路
１１７ 表示制御回路
２００ ヘッドレストフレーム
２０４ 回転軸
２０６ ブラケット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗員保護装置に関し、特にリクライニング角度の調整を手動で行う手動式シートにおいて、ヘッドレスト位置を適正化して乗員を保護する乗員保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の運転席シートや助手席シートに着座する際、シートを適正な位置に調整したり、あるいは背もたれ（シートバック）のリクライニング角度やヘッドレストの位置の調整がスイッチ操作等による電動が可能な、いわゆる電動式シートが普及している（例えば、特許文献１参照）。また、車両に対する衝突を検知又は予知して、シートバックのリクライニング角度やヘッドレストの位置を調整する乗員保護装置が提案されている（例えば、特許文献２、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８３２９７号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０８５４２号公報
【特許文献３】特開２０１０−２３４８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電動式シートは、シート内部にモータを内蔵して、背もたれの角度やシートの前後と上下の位置等を電動で細かく調整できるものであるが、リクライニング角度調整用のアクチュエータと、ヘッドレスト位置調整用のアクチュエータとを個別に備えるものでは、装置が高価になるだけでなく、質量の増大、すなわち装置が大型化するという問題がある。一方、特許文献３に記載の車両用ヘッドレスト装置は、ヘッドレストに配したモータを駆動してヘッドレスト前部を所定方向へ移動させているが、ヘッドレストの移動とシートバックのリクライニング角度とが連動していないため、リクライニング角度の変化による乗員の頭部の動きに追随させたヘッドレストの位置調整ができない、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するために成されたものであり、リクライニング角度の調整を手動で行う手動式のシートにおいて、安価な構成でヘッドレストの位置を適切な状態に調整できる乗員保護装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の乗員保護装置は、ブレーキペダルが踏み込まれたか否かを検出するブレーキペダル踏込検出手段と、乗員が着座するシートの背もたれを構成するシートバックのリクライニング角度を検出するリクライニング角度検出手段と、前記リクライニング角度検出手段で検出されたリクライニング角度と、乗員の頭部と前記シートバックの上端部に設けられ車両の前後方向に移動可能なヘッドレスト本体との水平方向の距離であるバックセットとの関係に基づいて現在のバックセット量を求めるバックセット算出手段と、前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向へ移動させるための駆動力を付与するアクチュエータと、前記ブレーキペダル踏込検出手段によってブレーキペダルが踏み込まれたことが検出された場合であって、前記リクライニング角度検出手段で検出されたリクライニング角度が所定の範囲にある場合に、前記バックセット算出手段で求めたバックセット量と予め定めたバックセット目標値とをもとに前記ヘッドレスト本体の移動量を演算するヘッドレスト移動量演算手段と、前記ヘッドレスト移動量演算手段で演算された移動量にしたがって、前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向に移動させるように前記アクチュエータを制御する制御手段と、を備えて構成される。
【０００７】
本発明の乗員保護装置によれば、リクライニング角度の変化に連動してヘッドレストの位置が適正化され、後面衝突時等において乗員の頭がヘッドレストで支持され、急激な後方移動がなくなるため、後面衝突によりむち打ちとなる可能性を有効に回避できる。
【０００８】
また、本発明の乗員保護装置は、ブレーキペダルが踏み込まれたか否かを検出するブレーキペダル踏込検出手段と、乗員が着座するシートの背もたれを構成するシートバックのリクライニング角度を検出するリクライニング角度検出手段と、前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向へ移動させるための駆動力を付与するアクチュエータと、前記ブレーキペダル踏込検出手段によってブレーキペダルが踏み込まれたことが検出された場合であって、前記リクライニング角度検出手段で検出されたリクライニング角度が所定の範囲にある場合に、予めリクライニング角度に対応して定めたヘッドレスト移動量分、前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向に移動させるように前記アクチュエータを制御する制御手段と、を備える。
【０００９】
このような構成とすることで、ヘッドレスト制御を短時間で行うことができ、リクライニング角度の変化に対して迅速なヘッドレストの移動が可能となる。
【００１０】
前記制御手段は、前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向に移動する際、該移動に先立って所定の警報を発する。これにより乗員は、シートバックの上端部に配されたヘッドレスト本体が、その位置調整のために移動することを容易に了知できる。
【００１１】
前記ヘッドレストの移動軌跡は線形又は非線形である。このような移動軌跡とすることによって、乗員の頭部の動きに追随したヘッドレストの位置調整が可能となる。また、前記アクチュエータを前記ヘッドレストの内部に設けた。これにより、乗員保護装置を安価かつ軽量化できる。
【００１２】
前記ヘッドレスト本体は、前記シートバックの上端部に支持されたヘッドレスト後部、及び前記ヘッドレスト後部に対して接離可能に設けられるとともに、前記ヘッドレスト後部に対して最も近い位置と前記ヘッドレスト後部に対して最も離れた位置との間で車両の前後方向に移動可能なヘッドレスト前部を備え、前記制御手段は、前記ヘッドレスト前部を前記最も離れた位置と前記最も近い位置との間で移動させることにより、前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向に移動させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る乗員保護装置によれば、検出されたリクライニング角度をもとに演算したヘッドレスト移動量に基づいてヘッドレストを適正な位置に移動するので、リクライニング角度の調整を手動で行う手動式シートにおいて、後面衝突によりむち打ちとなる可能性を有効に回避できる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る乗員保護装置の概略構成を示す図である。
【図２】乗員保護装置におけるリクライニング角度の検出部を含むリクライニング機構の概略構成を示す図である。
【図３】乗員保護装置のヘッドレスト本体の駆動機構を示す図である。
【図４】乗員保護装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態に係る乗員保護装置におけるヘッドレスト制御の手順を示すフローチャートである。
【図６】リクライニング角度とバックセットとの関係を示す図である。
【図７】リクライニング角度とヘッドレスト移動量との関係を示す図である。
【図８】ヘッドレストの移動機構の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る乗員保護装置の概略構成を示す図である。図１に示す乗員保護装置１１は、乗員１が着座するシートクッション１０の背もたれを構成する、手動操作式（リクライニング角度の調整を手動で行うもの）のシートバック１５と、シートバック１５の上端部に支持されたヘッドレスト１８とを備える。シートバック１５は、シートクッション１０に対する角度が可変に設けられている。そして、シートバック１５内の下部には、シートバック１５のリクライニング角度（図１において鉛直方向に対してシートバック１５が傾斜している角度θＲ）を検出するためのリクライニング角度検出センサ１０２が設けられている。なお、リクライニング角度検出センサ１０２におけるリクライニング角度の検出には、例えば、ホール素子、加速度センサ、ポテンショメータ、ロータリーエンコーダ等を使用できる。
【００１６】
ヘッドレスト本体１８は、シートバック１５に支持されたヘッドレスト後部１９ｂ、及びヘッドレスト後部１９ｂに対して最も近い位置（全閉位置ともいう）から、ヘッドレスト後部１９ｂに対して最も離れた位置（全開位置ともいう）までの所定範囲内で移動可能なヘッドレスト前部１９ａを備えている。ヘッドレスト本体１８の内部には、ギアボックス１７とモータ１２が設けられている。ギアボックス１７は、モータ１２の回転力を受けて、ヘッドレスト本体１８のヘッドレスト前部１９ａを、車両の前後方向にほぼ直線状に往復移動させるための機構を有する。また、ギアボックス１７は、ヘッドレスト１８の移動量（ヘッドレスト前部１９ａの全閉位置からの移動量）を検出するためのヘッドレスト移動量検出センサ１０３を備えている。ヘッドレスト移動量検出センサ１０３としては、例えば、ポテンションメータ、リニアセンサ、ロータリエンコーダ等を用いることができる。さらに、ブレーキペダル１０４の直下には、乗員１がブレーキペダル１０４を踏んだか否かを検出するためのブレーキペダル踏込み検出センサ１０５が設けられている。
【００１７】
リクライニング角度検出センサ１０２で検出されたリクライニング角度はリクライニング角度検出信号として、ヘッドレスト移動量検出センサ１０３で検出されたヘッドレストの移動量はヘッドレスト移動量検出信号として、また、ブレーキペダル踏込み検出センサ１０５で検出されたブレーキペダル１０４の踏込みの有無はブレーキペダル踏込み検出信号として、それぞれ、後述する電子制御ユニットＥＣＵ(Electronic Control Unit)１００に入力される。表示装置１１０には、例えば、乗員１への所定の警報等が可視表示される。
【００１８】
なお、図１において、着座している乗員１の後頭部と、ヘッドレスト本体１８の前面部（つまり、ヘッドレスト前部１９ａの最前面）との水平方向の距離Ｌがバックセットであり、シートバック１５の上端部に支持されたヘッドレスト（Ｈ／Ｒ）１８が車両の前後方向へ移動する移動量がＭである。また、バックセットが適正になったときの乗員１の頭部とヘッドレスト前部１９ａ間の距離Ｓが「バックセット設定値（目標値）」である。バックセットは、その値が小さいほど、後突時などに乗員の頭部の拘束性が高まるが、一方で、乗員の頭部とヘッドレストとの距離が小さいため乗員にとって煩わしいものとなる。また、バックセットが大きいほど、乗員にとって快適なものとなるが、その一方で、後突時などの乗員の頭部の拘束性が低くなる。そこで、乗員の頭部の拘束性と乗員にとっての快適性とのバランスを考慮した適正値（例えば、３５ｍｍ）をバックセット設定値として予め定めておく。
【００１９】
図２は、乗員保護装置１１におけるリクライニング角度の検出部を含むリクライニング機構の概略構成を示す図である。乗員保護装置１１における手動式のリクライニング機構（リクライナともいう）は、例えば、一般的な遊星歯車機構を利用したシートバックの角度調整機構であり、シートバック１５のフレーム３０側において、センターシャフト（回転軸）２７に取付けられた外歯ギヤ（不図示）と、シートクッション１０のフレーム４０側に形成した内歯ギヤ（不図示）とを有し、図示しないカム機構により外歯ギヤと内歯ギヤとを噛合させることにより、シートバック１５を所定のリクライニング角度にロックする構成になっている。
【００２０】
センターシャフト２７には、その中心と略一致するように渦巻き形状のスプリング２５が取付けられている。このスプリング２５の一端がシートクッション１０側に係止され、他端がシートバック１５側に係止されることで、スプリング２５の弾性復元力によりシートクッション１０に対してシートバック１５を所定方向へ倒すように付勢力が作用する。また、センターシャフト２７の軸端部には、ケース２３とレバー２１ａとを備えたリクライニング角度検出センサ１０２が設けられている。ケース２３は、フレーム４０に固定され、ケース２３のリクライナ側の軸端は、センターシャフト２７の軸方向の回転と非同期にセンターシャフト２７に摺動可能に支持されている。また、レバー２１ａは、ケース２３の中心軸（図中、一点鎖線で示す）を基準にして回転できる構造になっており、レバー２１ａの先端側には、ブラケット２４に設けたガイド孔（不図示）に貫入される棒状突起部２８ａが設けられている。この棒状突起部２８ａを介してレバー２１ａとフレーム３０とが連結され、フレーム３０の回転に引きつられてレバー２１ａも回転する。
【００２１】
リクライニング角度検出センサ１０２は、上述したように鉛直方向に対するシートバック１５の傾斜角度θＲを検出するためのセンサである。ケース２３は、センターシャフト２７の回転と同期せず、レバー２１ａの回転は、フレーム３０の角度（すなわち、リクライニング角度）と同期する。ここでは、ケース２３の内部に、レバー２１ａと同軸に回転する永久磁石（Ｎ極とＳ極とからなる）と、その永久磁石と所定距離、離間して対向するホール素子とが配置され、これらがリクライニング角度検出センサ（交番検知タイプ角度センサ）１０２を構成している。永久磁石は、レバー２１ａの一部を構成する回転軸の一方端に固定され、その回転軸の他方端がケース２３の外部に突出して、レバー２１ａに接続されている。そして、フレーム３０と同期してレバー２１ａが回転すると永久磁石も回転し、その永久磁石のＮ極とＳ極による交番磁界をホール素子が検知することによって、リクライニング角度がケース２３の中心軸を基準に検出される。なお、レバー２１ａは、単位角度あたりの変化量が大きいので、リクライニング角度の検出精度を向上できる。
【００２２】
図３は、乗員保護装置１１のヘッドレスト本体の駆動機構を示す図である。ヘッドレスト本体１８は、上述したように、車両前方側に配置されたヘッドレスト前部１９ａと、車両後方側に配置されたヘッドレスト後部１９ｂを備えており、内部にヘッドレスト前部１９ａを前後方向に駆動させるための駆動機構を備えている。この駆動機構が駆動されることにより、ヘッドレスト前部１９ａをヘッドレスト後部１９ｂに対して車両の前後方向へ往復移動させ、乗員１の頭部とヘッドレスト前部１９ａとの間の水平方向の距離（バックセット）が制御される。
【００２３】
図３に示すヘッドレスト本体の駆動機構では、前後一対のベース３３，３４が左右一対のＸ状のリンク３５，３６で連結されている。具体的には、ベース３３がヘッドレスト前部１９ａに結合され、他方のベース３４がヘッドレスト後部１９ｂに結合されている。リンク３５は、２つのリンク部材３５ａ，３５ｂからなり、リンク３６は、２つのリンク部材３６ａ，３６ｂからなる。リンク３５，３６それぞれのほぼ中央部がピン３７，３８により回動可能に連結され、リンク３５，３６の両端部は、ベース３３，３４の左右両側に一体に設けられた側部３３ａ、３３ｂ，３４ａ，３４ｂにそれぞれ連結されている。
【００２４】
リンク部材３５ａ，３６ａそれぞれの前端部は、軸４１により相互に結合されている。軸４１の両端部は、ベース３３の側部３３ａ，３３ｂそれぞれに形成された縦長のガイド孔４１ａ，４１ｂにスライド可能に連結され、リンク部材３５ａ，３６ａの後端部は、それぞれがベース３４の側部３４ａ，３４ｂにピン４３ａ，４３ｂによって回動可能に連結されている。一方、リンク部材３５ｂ，３６ｂは、それぞれの前端部が軸４４により、また、それぞれの後端部が軸４５により相互に結合されている。これら前端部は、各々がベース３３の側部３３ａ，３３ｂにピン４６ａ，４６ｂによって回動可能に連結されている。また、リンク部材３５ｂ，３６ｂの後端部は、それぞれがベース３４の側部３４ａ，３４ｂに形成された縦長のガイド孔４５ａ，４５ｂにスライド可能に連結されている。
【００２５】
ヘッドレスト本体１８の背面側にあるベース３４の内側には、ヘッドレスト前部１９ａを前後方向へほぼ直線状に往復移動させるためのギアボックス１７が設けられている。また、ギアボックス１７の下部には、ヘッドレスト本体１８の駆動機構の駆動源となるモータ１２が配置されている。モータ１２の出力軸１２ａは、ギアボックス１７内に配置されたかさ歯車５１に接続されている。ギアボックス１７内にはさらに、かさ歯車５１と噛み合うかさ歯車５３が配され、このかさ歯車５３の一方側面には、ピニオンギヤ（不図示）がかさ歯車５３と同軸に接合されている。ピニオンギヤの歯面は、クランク部４７を介して軸４１に連結されているロッド部５５の下面の一部に直線状に設けたラック５５ａと歯合する。
【００２６】
このような構成により、モータ１２の正逆回転の回転力がかさ歯車５１に伝導され、このかさ歯車５１の回転力がかさ歯車５３に伝導され、さらに、かさ歯車５３の回転力がピニオンギヤを介してラック５５ａに伝達される。その結果、モータ１２の回転運動が直線の動きに変換され、ロッド部５５が図３に示す矢印方向（斜め前後）に動く。そして、このようなロッド部５５の動きが軸４１の昇降動作に変換される。ここでは、モータ１２の回転力が、Ｘ状の両リンク３５，３６をパンタグラフのように作動させるので、ベース３３がベース３４に対して相対的に移動する。
【００２７】
なお、図３に示す駆動機構は、ヘッドレスト前部１９ａを移動させるための機構の一例であり、ヘッドレスト前部１９ａをヘッドレスト後部１９ｂに対して車両の前後方向に移動させる機構であれば、図３に示す例に限定されない。例えば、モータの出力軸に接続されたギヤと、そのギヤに噛み合うとともに駆動機構に固定支持されたラックとを備え、そのギヤを、車両の前後方向に移動する可動部に回転可能に取り付ける。また、この可動部の車両前方の端部にヘッドレスト前部を配置し、駆動機構の他の固定部分にヘッドレスト後部を配置する。そして、モータを回転することによって、モータとギヤとがラックに沿って移動し、可動部もギヤとともに移動するので、可動部の直線運動に連動させてヘッドレスト前部を車両の前後方向に移動させることができる。
【００２８】
図４は、本実施形態に係る乗員保護装置の制御系の構成を示すブロック図である。図４において、電子制御ユニットＥＣＵ１００は、乗員保護装置１１全体の制御を司る中央制御部（ＣＰＵ：Central Processing Unit)１０１、オペレーティングシステム（ＯＳ）等の基本プログラムやヘッドレスト制御手順のプログラム等が格納された読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１２０、及びヘッドレスト制御等に用いる各種データを一時的に記憶するための随時読出し／書込みメモリ（ＲＡＭ）１２１を備える。また、ＲＯＭ１２０には、乗員の頭部とヘッドレストとのバックセットの適正値である「バックセット設定値」が記憶されている。
【００２９】
ＣＰＵ１０１には、不図示の入力ポートを介して、上述したリクライニング角度検出センサ１０２、ヘッドレスト移動量検出センサ１０３、及びブレーキペダル踏込み検出センサ１０５での検出信号が入力されるとともに、乗員１がリクライニング角度の調整を開始、あるいは停止する際に操作するリクライニング角度調整スイッチ１０７からの信号が入力される。さらに、ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ１０１からの制御・駆動信号を受けて、表示装置１１０を制御するための表示制御回路１１７、及びモータ１２を駆動するためのモータ駆動回路１１５を有する。
【００３０】
次に、本実施形態に係る乗員保護装置におけるヘッドレスト制御について詳細に説明する。図５は、本実施形態に係る乗員保護装置１１におけるヘッドレスト制御の手順を示すフローチャートである。図５のステップＳ１０１において、ＣＰＵ１０１は、最初にリクライニング角度調整スイッチ１０７のＯＮ／ＯＦＦ状態を判定する。リクライニング角度調整スイッチ１０７がＯＮであれば、乗員１が、シートバック１５のリクライニング角度の変化と連動してヘッドレスト１８を適正な位置とするヘッドレスト制御の実行を希望していると判断して、以降の処理を行う。なお、ヘッドレスト制御とは、乗員がシートバック１５のリクライニング角度を変化させたとき、ヘッドレスト本体１８が適切な位置となるように（つまり、バックセットが適正な値となるように）、そのリクライニング角度の変化に連動させてヘッドレスト本体１８の位置調整をする制御である。このような位置調整によって、後面衝突時等において、乗員の頭部がヘッドレスト本体１８で支持され、急激な後方移動がなくなって、例えば、むち打ちとなる可能性を有効に回避できる。
【００３１】
ＣＰＵ１０１は、続くステップＳ１０３において、ブレーキペダル踏込み検出センサ１０５からの検出信号の有無を判定する。ここで、乗員１がブレーキペダル１０４を踏み込むことは、それによって、自車両に対して後続車両が追突（後面衝突）する可能性があることを意味する。そこで、乗員保護装置１１は、後面追突に備えて、ヘッドレスト本体１８のヘッドレスト前面部１９ａと乗員１の後頭部との距離が適正となるように、リクライニング角度の変化に連動させてヘッドレスト本体１８を適正な位置へ移動させるためのヘッドレスト制御を行う。そこで、ＣＰＵ１０１は、上記のステップＳ１０３で、乗員１がブレーキペダル１０４を踏み込んだと判定した場合、ステップＳ１０５で、リクライニング角度検出センサ１０２からの検出信号を取り込み、その時点におけるシートバック１５の傾斜角であるリクライニング角度を検出する。そして、続くステップＳ１０７において、上記のステップＳ１０５で検出されたリクライニング角度が所定の範囲内（後述する、ヘッドレスト作動領域内）にあるか否かを判定する。
【００３２】
図６は、リクライニング角度とバックセットとの関係を示している。図６によれば、リクライニング角度が大きくなるにしたがって、バックセットも大きくなる関係にある。本実施形態に係る乗員保護装置１１は、リクライニング角度検出センサ１０２で検出されたリクライニング角度が、例えば、図６において実線で示した範囲（２０°〜２８°の範囲）にあるとき、ヘッドレスト制御を実行して、ヘッドレスト本体１８を適切な位置に移動させる。このことから、例えば、図６に示すリクライニング角度２０°〜２８°の範囲を、「ヘッドレスト作動領域」という。
【００３３】
一方、リクライニング角度検出センサ１０２で検出したリクライニング角度が、例えば２０°より小さい場合、その時点でのバックセットは適切なバックセットよりも小さく、それ以上のヘッドレストの位置調整ができない。また、リクライニング角度が、例えば２８°より大きい場合には、乗員がバックシートを倒して休息等をしている状況が考えられ、ヘッドレストの位置を調整する必要がない場面が想定される。そのため、リクライニング角度が、例えば２０°より小さい場合、及びリクライニング角度が、例えば２８°より大きい場合は、ヘッドレスト作動領域外とする。
【００３４】
ＣＰＵ１０１は、リクライニング角度検出センサ１０２で検出したシートバック１５のリクライニング角度が、ヘッドレスト作動領域内にある場合、ステップＳ１０９でヘッドレスト移動量を演算する。しかし、リクライニング角度がヘッドレスト作動領域外にある場合は、ヘッドレスト移動量を演算することなく、本ヘッドレスト制御を終了する。よって、シートバック１５のリクライニング角度がヘッドレスト作動領域外にある場合には、ヘッドレスト制御の対象外として、ヘッドレスト本体１８を移動しない。
【００３５】
すなわち、シートバック１５のリクライニング角度が、上述したヘッドレスト作動領域内にある場合、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１０９において、図６を参照して、リクライニング角度検出センサ１０２で検出したリクライニング角度に対応するバックセット量から、予め決めたバックセット設定値を減算する。例えば、リクライニング角度検出センサ１０２で検出されたリクライニング角度が２４°の場合、図６を参照すると、そのリクライニング角度２４°に対応するバックセット量（図１に示すＬ）として６０ｍｍを得る。バックセットの目標値であるバックセット設定値（図１のＳ）は、上述したように３５ｍｍであるから、図６を参照して得たバックセット量Ｌよりバックセット設定値Ｓを差し引いて得られたバックセット量（Ｌ−Ｓ）、例えば、６０−３５＝２５ｍｍを、ヘッドレストの移動量（図１に示すＭ）とする。
【００３６】
次にＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１１において、ヘッドレスト本体１８の移動が必要か否かを判断する。例えば、ヘッドレスト移動量検出センサ１０３におけるヘッドレスト前部１９ａの移動量についての検出結果から、現在のシートバック１５のリクライニング角度に対して、ヘッドレスト本体１８が既に適正な位置にあると判定されれば、ヘッドレスト本体１８の移動は不要であるため、本ヘッドレスト制御を終了する。しかし、現時点でヘッドレスト本体１８が適正な位置に存在しない場合は、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１３において、乗員１に対してヘッドレスト本体１８が移動する旨の警報を発する。
【００３７】
ＣＰＵ１０１は、上記警告として、ヘッドレスト制御が実行されることで、乗員１の頭部とヘッドレスト前部１９ａとの距離が適正な値となるように、ヘッドレスト本体１８のヘッドレスト前部１９ａが、上述した全閉位置から全開位置の方向へ移動開始される旨の警報を表示装置１１０に表示する。これによって、乗員はヘッドレストの位置が調整されることを知る。なお、ここでの警報として、例えば、「ヘッドレストを動かします。」等の警報内容を表示装置１１０に可視表示する。また、音声による警報としては、例えば、「ヘッドレストを動かします。後突時にむち打ちになる可能性があります。」等を不図示のスピーカより出力する。
【００３８】
ＣＰＵ１０１は、続くステップＳ１１５でモータ１２を作動する。ここでは、ステップＳ１０９で演算したヘッドレスト移動量分、ヘッドレスト前部１９ａを全閉位置から全開位置の方向に移動させるため、モータ１２の回転方向を制御する。その結果、モータ１２の回転動力がギアボックス１７に伝達され、モータ１２の回転運動がロッド部５５の直線運動に変換されるので、ロッド部５５に連結されたベース３３の移動に伴い、そのベース３３に結合されたヘッドレスト前部１９ａも移動する。そして、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１７において、ヘッドレスト移動量検出センサ１０３から入力されたヘッドレスト前部１９ａの移動量についての検出結果をもとに、ヘッドレスト前部１９ａが、上記ステップＳ１０９で演算したヘッドレスト移動量分、移動して、目標とする位置に到達したかどうかを判定する。
【００３９】
ステップＳ１１７での判定がＮＯ（否定）であれば、ヘッドレスト前部１９ａが、目標位置に到達していないため、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１５におけるモータ１２の作動を継続する。しかし、ヘッドレスト前部１９ａが、演算されたヘッドレスト移動量だけ移動して、目標位置に到達した場合、ＣＰＵ１０１は、モータ１２の停止条件が満たされたと判定する。その結果、ヘッドレスト前部１９ａと、着座している乗員１の後頭部との距離は、バックセット設定値と一致する。そして、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１９で、モータ１２の作動を停止し、さらに、表示装置１１０におけるヘッドレスト（ヘッドレスト前部１９ａ）の作動警報をリセットして、本ヘッドレスト制御を終了する。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態に係る乗員保護装置では、シートバックのリクライニング角度をもとに、シートバック上端部に設けられたヘッドレストの移動が必要と判断された場合、ヘッドレストを所定方向に移動する旨の警報を表示するとともに、その時点におけるリクライニング角度に基づいてヘッドレスト移動量を演算し、その演算されたヘッドレスト移動量に相当する距離、ヘッドレストを移動する。これにより、乗員に対してヘッドレストが移動することを了知させることができ、また、リクライニング角度が変化しても、ヘッドレストを適正な位置に移動させて一定のバックセットが得られるようにすることで、後面衝突時等において、乗員の頭部がヘッドレストで支持され、急激な後方移動がなくなるので、後面衝突によりむち打ちとなる可能性を有効に回避できる。
【００４１】
さらには、従来の乗員保護装置のように、例えば、位置検知センサ付リクライナ用モータを使用してヘッドレストを移動させる場合に比べて、乗員保護装置を安価、かつ軽量化できる。
【００４２】
なお、上述した実施形態に係る乗員保護装置では、シートバック１５のリクライニング角度２０°〜２８°の範囲におけるリクライニング角度の変化に対して、ほぼ直線状にヘッドレスト移動量を変化させているが、ヘッドレスト移動量の変化はこれに限定されない。例えば、リクライニング角度の変化に対するヘッドレスト移動量の変化が緩やかな曲線を描く特性等、ヘッドレスト移動量が非線形な変化をするようにしてもよい。
【００４３】
また、上述した実施形態に係る乗員保護装置では、図６を参照して得た、リクライニング角度に対するバックセットに基づいてヘッドレスト移動量を演算し、その演算により得られたヘッドレスト移動量分、ヘッドレストを移動する制御をしているが、ヘッドレスト移動量そのものを予め設定しておいてもよい。例えば、図７に示すように、シートバックのリクライニング角度に対応したヘッドレスト移動量を予め定めておく。そして、ヘッドレスト制御の際、リクライニング角度検出センサ１０２で検出したリクライニング角度に対応するヘッドレスト移動量を、図７を参照して取得し、その取得したヘッドレスト移動量分、ヘッドレスト（ヘッドレスト前部１９ａ）を移動させるようにしてもよい。ヘッドレスト移動量の演算がないことで、ヘッドレスト制御に要する時間を短縮でき、ヘッドレストの移動もリクライニング角度の変化に対して迅速に行うことができる。
【００４４】
さらには、上述した実施形態では、図３に示す、ヘッドレスト本体の駆動機構によりヘッドレスト前部１９ａをヘッドレスト後部１９ｂに対して車両の前後方向へ往復移動させているが、ヘッドレストの移動機構は、これに限定されない。例えば、図８に示す移動機構を用いてもよい。この移動機構は、シートバックフレームの上端部に連結されるヘッドレストフレーム２００と、このヘッドレストフレームに対してシート幅方向に沿った軸線回りに回転可能に支持された回転軸２０４とを備えている。この回転軸２０４には、左右一対のブラケット２０６が固定され、これらのブラケット２０６を介してヘッドレスト本体２２２が取り付けられている。この回転軸２０４は、ヘッドレストアーム２００に支持された図示しない入力軸の回転力が、図示しないギアを介して伝達されることにより軸線回りに回転されるようになっている。これにより、回転軸２０４に取り付けられたヘッドレスト本体２２２がヘッドレストフレーム、すなわちシートバックに対して前後に回動される構成になっている（図８の矢印Ｒ参照）。これにより、簡単な構成で、ヘッドレストの移動軌跡を、直線状ではなく非線形とすることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１ 乗員
１０ シートクッション
１１ 乗員保護装置
１２ モータ
１５ シートバック
１７ ギアボックス
１８，２２２ ヘッドレスト本体
１９ａ ヘッドレスト前部
１９ｂ ヘッドレスト後部
２７ センターシャフト
２８ａ 棒状突起部
３０，４０ フレーム
１００ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１０２ リクライニング角度検出センサ
１０３ ヘッドレスト移動量検出センサ
１０４ ブレーキペダル
１０５ ブレーキペダル踏込み検出センサ
１０７ リクライニング角度調整スイッチ
１１０ 表示装置
１１５ モータ駆動回路
１１７ 表示制御回路
２００ ヘッドレストフレーム
２０４ 回転軸
２０６ ブラケット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレーキペダルが踏み込まれたか否かを検出するブレーキペダル踏込検出手段と、
乗員が着座するシートの背もたれを構成するシートバックのリクライニング角度を検出するリクライニング角度検出手段と、
前記リクライニング角度検出手段で検出されたリクライニング角度と、乗員の頭部と前記シートバックの上端部に設けられ車両の前後方向に移動可能なヘッドレスト本体との水平方向の距離であるバックセットとの関係に基づいて現在のバックセット量を求めるバックセット算出手段と、
前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向へ移動させるための駆動力を付与するアクチュエータと、
前記ブレーキペダル踏込検出手段によってブレーキペダルが踏み込まれたことが検出された場合であって、前記リクライニング角度検出手段で検出されたリクライニング角度が所定の範囲にある場合に、前記バックセット算出手段で求めたバックセット量と予め定めたバックセット目標値とをもとに前記ヘッドレスト本体の移動量を演算するヘッドレスト移動量演算手段と、
前記ヘッドレスト移動量演算手段で演算された移動量にしたがって、前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向に移動させるように前記アクチュエータを制御する制御手段と、
を備える乗員保護装置。
【請求項２】
ブレーキペダルが踏み込まれたか否かを検出するブレーキペダル踏込検出手段と、
乗員が着座するシートの背もたれを構成するシートバックのリクライニング角度を検出するリクライニング角度検出手段と、
前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向へ移動させるための駆動力を付与するアクチュエータと、
前記ブレーキペダル踏込検出手段によってブレーキペダルが踏み込まれたことが検出された場合であって、前記リクライニング角度検出手段で検出されたリクライニング角度が所定の範囲にある場合に、予めリクライニング角度に対応して定めたヘッドレスト移動量分、前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向に移動させるように前記アクチュエータを制御する制御手段と、
を備える乗員保護装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向に移動する場合、該移動に先立って所定の警報を発する
請求項１又は２記載の乗員保護装置。
【請求項４】
前記ヘッドレスト本体の移動軌跡は線形又は非線形である
請求項１又は２記載の乗員保護装置。
【請求項５】
前記アクチュエータを前記ヘッドレスト本体の内部に設けた
請求項１乃至４のいずれかに記載の乗員保護装置。
【請求項６】
前記ヘッドレスト本体は、前記シートバックの上端部に支持されたヘッドレスト後部、及び前記ヘッドレスト後部に対して接離可能に設けられるとともに、前記ヘッドレスト後部に対して最も近い位置と前記ヘッドレスト後部に対して最も離れた位置との間で車両の前後方向に移動可能なヘッドレスト前部を備え、
前記制御手段は、前記ヘッドレスト前部を前記最も離れた位置と前記最も近い位置との間で移動させることにより、前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向に移動させる
請求項１乃至５のいずれかに記載の乗員保護装置。
【請求項１】
ブレーキペダルが踏み込まれたか否かを検出するブレーキペダル踏込検出手段と、
乗員が着座するシートの背もたれを構成するシートバックのリクライニング角度を検出するリクライニング角度検出手段と、
前記リクライニング角度検出手段で検出されたリクライニング角度と、乗員の頭部と前記シートバックの上端部に設けられ車両の前後方向に移動可能なヘッドレスト本体との水平方向の距離であるバックセットとの関係に基づいて現在のバックセット量を求めるバックセット算出手段と、
前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向へ移動させるための駆動力を付与するアクチュエータと、
前記ブレーキペダル踏込検出手段によってブレーキペダルが踏み込まれたことが検出された場合であって、前記リクライニング角度検出手段で検出されたリクライニング角度が所定の範囲にある場合に、前記バックセット算出手段で求めたバックセット量と予め定めたバックセット目標値とをもとに前記ヘッドレスト本体の移動量を演算するヘッドレスト移動量演算手段と、
前記ヘッドレスト移動量演算手段で演算された移動量にしたがって、前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向に移動させるように前記アクチュエータを制御する制御手段と、
を備える乗員保護装置。
【請求項２】
ブレーキペダルが踏み込まれたか否かを検出するブレーキペダル踏込検出手段と、
乗員が着座するシートの背もたれを構成するシートバックのリクライニング角度を検出するリクライニング角度検出手段と、
前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向へ移動させるための駆動力を付与するアクチュエータと、
前記ブレーキペダル踏込検出手段によってブレーキペダルが踏み込まれたことが検出された場合であって、前記リクライニング角度検出手段で検出されたリクライニング角度が所定の範囲にある場合に、予めリクライニング角度に対応して定めたヘッドレスト移動量分、前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向に移動させるように前記アクチュエータを制御する制御手段と、
を備える乗員保護装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向に移動する場合、該移動に先立って所定の警報を発する
請求項１又は２記載の乗員保護装置。
【請求項４】
前記ヘッドレスト本体の移動軌跡は線形又は非線形である
請求項１又は２記載の乗員保護装置。
【請求項５】
前記アクチュエータを前記ヘッドレスト本体の内部に設けた
請求項１乃至４のいずれかに記載の乗員保護装置。
【請求項６】
前記ヘッドレスト本体は、前記シートバックの上端部に支持されたヘッドレスト後部、及び前記ヘッドレスト後部に対して接離可能に設けられるとともに、前記ヘッドレスト後部に対して最も近い位置と前記ヘッドレスト後部に対して最も離れた位置との間で車両の前後方向に移動可能なヘッドレスト前部を備え、
前記制御手段は、前記ヘッドレスト前部を前記最も離れた位置と前記最も近い位置との間で移動させることにより、前記ヘッドレスト本体を車両の前後方向に移動させる
請求項１乃至５のいずれかに記載の乗員保護装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２２４３０７（Ｐ２０１２−２２４３０７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９６１４５（Ｐ２０１１−９６１４５）
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（０００００４６４０）日本発條株式会社 (1,048)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（０００００４６４０）日本発條株式会社 (1,048)
【Ｆターム（参考）】
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