专利名称：头枕控制装置和方法
技术领域：
本发明涉及头枕控制装置和控制主动式头枕的方法，其通过在与 跟随车辆碰撞之前使头枕向前运动来保护乘客。
背景技术：
后部碰撞乘客保护装置是已知的，当预测到与跟随车辆碰撞时， 其用头枕中的传感器检测乘客头部的位置，并使头枕向前运动到靠近乘客头部的位置(例如，参照美国专利第5694320号)。通常在已经预测到对象车辆和跟随车辆之间碰撞的发生不可避免 之后，在这一碰撞发生之前通常执行使头枕突出(使头枕向前运动) 的所述控制。当避免了所述预测碰撞时或当头枕已被不必要地移动时， 已向前运动的头枕干扰到驾驶员。然而，常规的头枕控制装置没有解 决使何时已经向前运动的头枕需要返回到其初始位置(向后运动到其 缩回位置)的问题。此外，在可依次预测出两次或更多碰撞的情况下，与另一跟随车 辆发生碰撞(先前预测出)后立即预测出与跟随车辆的碰撞并对其进 行避免。在该情况下，如果乘客保护装置适于在固定时间使头枕从前 进位置向后运动回到初始位置，则在第二次预测出的碰撞过程中可能 只将头枕在前进位置保持一小段时间，或者在第二次预测出的碰撞之 前头枕可能不能运动到靠近乘客头部的位置，导致不能有效利用乘客 保护装置的乘客保护功能(减小头颈碰伤的功能)。
发明内容
考虑到上述问题，本发明提供一种头枕控制装置和控制主动式头 枕的方法，当头枕被保持在给定前进位置的同时又新预测出碰撞时， 其适当地设定头4允的保持时间，以应对在新预测出的;並撞过程中发生 的或与新预测出的碰撞相关的冲击。
本发明的第一方案涉及头枕控制装置，其包括用于检测跟随车辆的后部状态检测器件；用于基于后部状态检测器件的检测结果判定 跟随车辆和对象车辆之间碰撞的可能性是否大的碰撞判定器件，如果 碰撞的可能性大就输出起动信号；支承头枕并沿对象车辆的纵向相对 于对象车辆驱动头枕的头枕驱动机构；产生沿纵向驱动头枕的力的电 动机；用于检测乘客的头部相对于头枕的位置的头部位置检测器件； 以及用于通过依据碰撞判定器件的输出启动电动机来控制头枕的纵向 位置的头枕控制器件。所述头枕控制装置的特征在于头枕控制器件 执行向前驱动控制，向前驱动控制通过响应来自碰撞判定器件的起动 信号启动电动机，从而开始驱动头枕向前，然后当通过来自头部位置 检测器件的信号检测出乘客的头部与头枕之间的位置关系已经达到预 定位置关系时，通过停止电动机结束头枕的向前驱动；头枕控制器件持控制；并且头枕控制器件在保持控制之后，执行通过启动电动机反 向旋转驱动头枕向后的向后驱动控制。
根据本发明的第一方案的头枕控制装置可以是，当头部位置检测 器件已经检测出乘客的头部处在相对于乘客的头部的预定位置时，或 当电动机的连续操作时间已经达到第一基准时间时，判定乘客的头部 与头枕之间的位置关系已经达到预定位置关系，然后停止电动机结束 头枕的向前驱动。此外，根据本发明的第一方面的头枕控制装置可以 是，在向后驱动控制过程中，当电动机的连续反转运行时间达到第二 基准时间时，停止电动机结束头枕的向后驱动。本发明的第二方案涉及根据本发明第 一方案的头枕控制装置，其 中，当在头枕的保持控制期间再次从碰撞判定器件接收到起动信号时， 头枕控制器件通过延长预定保持时间持续保持控制。根据该结构，即 使在头枕的保持控制过程中新预测到碰撞时，能适当地设定头枕的保 持时间以应对在新预测出的碰撞过程中发生的或与新预测出的碰撞相 关的冲击。本发明的第三方案涉及根据本发明第二方案的头枕控制装置，其 中，当头枕控制器件在保持控制期间再次从碰撞判定器件接收到起动 信号时，所述头枕控制器件对当前保持时间的计数进行复位，并开始 对新的保持时间进行计数。本发明的第四方案涉及根据本发明第一至第三方案中任一项的头 枕控制装置，其中，当头枕控制器件在向后驱动控制期间再次从碰撞 判定器件接收到起动信号时，所述头枕控制器件中断向后驱动控制并 开始向前驱动控制。根据该结构，即使在头枕的向后驱动控制过程中 新预测到碰撞，也能立即将头枕运动回到给定前进位置以应对在新预 测出的碰撞过程中发生的或与新预测出的碰撞相关的沖击。本发明的第五方案涉及一种控制主动式头枕的方法，该主动式头 枕包括支承头枕并沿对象车辆的纵向相对于对象车辆驱动头枕的头枕驱动机构和产生沿纵向驱动头枕的力的电动机。所述方法包括后部 状态检测步骤，以检测跟随车辆；碰撞判定步骤，在该步骤中，基于 后部状态检测步骤中的检测结果判定跟随车辆和对象车辆之间碰撞的 可能性是否大，如果碰撞的可能性大，则输出起动信号；向前驱动步 骤，在该步骤中，响应来自石並撞判定步骤的起动信号，启动电动机以 驱动头枕向前直至乘客的头部与头枕之间的位置关系达到预定位置关系；保持步骤，在该步骤中，在向前驱动步骤之后，保持电动机在停 止状态预定保持时间；以及向后驱动步骤，在该步骤中，在保持步骤 之后，电动机反向转动以驱动所述头枕向后。
从结合附图的示例性实施例的下列描述中，本发明上述和另外的 特征和优点将变得明显，其中相似的附图标记用于表示相似的元件， 并且其中图1为表示根据本发明的示例性实施例的头枕控制装置的结构的 视图；图2A为表示头枕5处在正常位置的状态的视图，图2B是表示头 枕5已运动到前进位置的状态的视图；图3为头枕5的头枕驱动机构的透视图；图4为表示由头枕控制ECU10执行的示例性控制例程的流程图； 图5为涉及图4说明的控制的时间表；图6为表示由头枕控制ECU10执行的另一个示例性控制例程的流 程图；图7为涉及图6说明的控制的时间表；图8为表示由头片允控制ECU10执行的又一个示例性控制例程的流 程图；及
图9为涉及图8说明的控制的时间表。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对本发明的示例性实施例进行详述。图1为表示根据本发明的示例性实施例的头枕控制装置的结构的 视图。在图1中，头枕控制装置的主要组件在车辆的侧视图中示出。 图2A为表示头枕5处在正常位置(在缩回位置)的状态的视图，图 2B是表示头枕5已运动到给定前进位置的状态的视图。图3为主动式 头枕模块70的头护u驱动机构50的透视图；所述示例性实施例的头枕控制装置具有作为其核心组件的电子控 制模块10 (在上下文中将被称作"头枕控制ECU10"),电子控制模块 10控制主动式头枕模块70的运行。像其它ECU —样，头枕控制ECU10 由微型计算机组成，所述微型计算机具有CPU(中央处理器)、ROM (只读存储器)、RAM(随机存储器)以及其它部件，这些组件全部通 过没有在附图中表示出来的通信总线相互连接。主动式头枕模块70设置有头枕5和头枕驱动机构50 (参看图3 )。 与普通头枕一样，头枕5安装在坐椅上并将其设定在对应于乘客头部 后方的高度，从而使头枕5从后方支承乘客的头部。如图2A和图2B 所示，主动式头枕模块70的头枕5可在车辆的纵向上运动。更确切地， 通过被在向前和向后方向转动的头枕电动机54驱动，头枕5相对于车 辆在其纵向上向前和向后运动。注意可用其它可逆式致动器代替头枕 电动机54。虽然在图2A和图2B说明的实施例中，头枕5被构造成在 车辆的纵向上倾斜运动，但是，例如，头枕5可选择性地被构造成在 车辆的纵向上笔直运动。
在图3所示的实施例中，主动式头枕模块70的头枕驱动机构50 具有支柱60，经由支柱60固定到坐椅靠背的固定支承部件58， 一对 左右X悬臂(X连杆)52,由固定支承部件58经由X悬臂52支承的 活动支承部件56,活动支承部件56可在车辆的纵向上运动。如图2A 和图2B所示，将与乘客头部后方直接接触的緩沖垫固定到活动支承部 件56,从而形成了头枕5。未在附图中示出，X悬臂52经由齿轮连接 到头枕电动机54的输出轴，因而通过由头枕电动机54驱动，X悬臂 52延伸和缩回。更确切地，随着头枕电动机54的前向和反向转动，X 悬臂52延伸和缩回，从而头枕5相对于车辆在其纵向上运动。通过控 制头枕电动机54的运转量，能改变头枕5的前进运行，并且通过控制 头枕电动机54的运转速度(即转速)能改变头枕5向前运动的速度。 应注意的是，可用如那些具有齿条齿轮式机构、循环球式机构等的其 它头枕驱动机构代替附图中所示的悬臂机构作为头枕驱动机构。再次参看图1,电容传感器14连接到头枕控制ECU10。电容传感 器14嵌入在头枕5中。更确切地，电容传感器14设置在头枕5的预 定部内。例如，电容传感器14可这样设置在头枕5内其感应范围覆 盖头枕5的有效支承部(即，当头枕5支承乘客头部后方时，通常与 乘客头部后方接触的部分)。电容传感器14输出对应于有效支承部中 头枕5的部分和乘客头部的部分之间的电容的电信号。电容传感器14 的输出信号提供到头枕控制ECUIO。PCS-ECU (碰撞预防系统ECU) 40经由如CAN (控制器区域网) 的给定通信总线连接到头枕控制ECUIO。 PCS-ECU40判定跟随车辆是 否将要不可避免地从后方与对象车辆相撞。 后部雷达传感器42连接到PCS-ECU40。后部雷达传感器42用才笨 测波检测跟随车辆的状态，该探测波可以是电波(如毫米波)、光波(如 激光)，以及超声波。即，后部雷达传感器42连续以预定时间间隔获 取与跟随车辆和对象车辆之间的关系有关的信息，该信息可包括跟 随车辆相对于对象车辆的速度，以及从对象车辆到跟随车辆的相对距 离。例如，当后部雷达传感器42是毫米雷达传感器时，后部雷达传感 器42可适于利用双频CW (连续波)技术检测跟随车辆的相对速度以 及与跟随车辆的相对距离。在该情况下，例如，后部雷达传感器42用 电波的多普勒频率4企测跟随车辆的相对速度，并从与两个频率的相位 相关的信息中检测与跟随车辆的相对距离。此外，后部雷达传感器42 可适于通过一维地或二维地辐射波束检测跟随车辆的方位。将这些4全 测数据以给定的时间间隔全部传递到PCS-ECU40。PCS-ECU40用从后部雷达传感器42获耳又的信息判定跟随车辆和 对象车辆之间的关系(相对速度、距离、方位等)，然后PCS-ECU40 基于所述判定的结果判定跟随车辆是否将要不可避免地与对象车辆发 生碰撞。如这种判定方法，在正面碰撞检测技术领域中已经提出多种 方法，因此可按需要运用这些相关的判定逻辑和算法。例如，当车辆 从后方接近对象车辆时，可采用估算与对象车辆和跟随车辆之间碰撞 的时间(=相对距离/相对速度)的检测技术，并且当碰撞的估算时间达 到预定值时，判定与跟随车辆的碰撞是不可避免的。当PCS-ECU40判定出跟随车辆将要不可避免地与对象车辆相撞 时，PCS-ECU40将后部碰撞检测标记从"假(关闭)"转换到"真(打 开)"(即，打开后部碰撞检测标记)。然后，PCS-ECU40继续监控对象
车辆和跟随车辆之间的关系。如果预测出的碰撞已经避免，则PCS-ECU40关闭后部碰撞检测标记。头枕控制ECU10适于响应来自PCS-ECU40的起动信号(表示后 部碰撞检测标记的状态的信号)执行头枕向前驱动控制。在头枕向前 驱动控制中，响应于来自PCS-ECU40的起动信号，头枕控制ECU10 启动头枕电动机54,从而头枕5开始向前运动，并且当头枕控制ECU10 从电容传感器14的检测信号判定出乘客的头部和头枕5之间的位置关 系已达到预定位置关系时，头枕控制ECU10停止头枕电动机54。此外， 在头枕向前驱动控制之后，头枕控制ECU10适于执行头4允保持控制， 在该保持控制中，头枕电动机54停止时间T2 (秒)。此外，在头枕保 持控制之后，头枕控制ECU10适于执行头枕向后驱动控制，在该头枕 向后驱动控制中，头枕电动机54反向旋转从而使头枕5向后运动。将参照几个实施例对由头枕控制ECU10执行的控制进行说明。(第一示例性控制)图4为表示由头枕控制ECU10执行的示例性控制例程的流程图。 可在从车辆的点火器打开到关闭的时间周期内，以给定的时间间隔反 复执行所述控制例程。在步骤Sl中，头枕控制ECU10判定后部碰撞检测标记是否打开。 如上所述，当PCS-ECU40判定出对象车辆和跟随车辆之间发生碰撞的 可能性大时，打开后部石並撞4企测标记。如果后部石並撞;险测标记为打开， 则头枕控制ECU10进入步骤S2。相反地，如果后部碰撞检测标记为关 闭，则头枕控制ECU10重复步骤Sl中的程序直至打开后部碰撞检测 标记。
在步骤S2中，头枕控制ECU10启动头才光电动机54,从而头片允5 开始向前运动(即，头才允向前驱动控制的开始)。即，响应被打开的后 部碰撞检测标记，头枕控制ECU10启动头枕电动机54向前转动，从 而头枕5开始从其缩回位置(参看图2A)朝给定的向前位置(参看图 2B )运动。在头枕向前驱动控制中，头枕控制ECU10监控来自电容传感器14 的信号，并判定电容传感器14是否检测到了乘客的头部，即，头枕5 是否已经达到了相对于乘客的头部的适当位置(步骤S3)。例如，可基 于电容传感器14的电容(绝对电容或相对电容)是否已经达到对应于 最接近乘客头部的头枕5的位置的值，来判定电容传感器14是否已经 检测到乘客的头部。例如，可运用以下判定方法，当电容传感器14的 电容计数N超过预定值时，判定头枕5已经达到了相对于乘客头部的 适当位置。应注意的是，电容计数N是电容传感器14的输出值Co与 基准电容Cs的比率。此外，还可运用以下判定方法，从来自电容传感 器14的信号计算电容传感器14的电容变化梯度B (B=dN/dt)，并且 当电容计数变化梯度B超过预定阈值时，判定头枕5已经达到了相对 于乘客头部的适当位置。此外，也可运用以下判定方法，运用^r测头 枕5和乘客头部之间的接触的接触式传感器代替电容传感器14，或在 电容传感器14之外附加接触式传感器，并且当所述接触式传感器检测 到头枕5和乘客头部之间的接触时，判定头枕5已经达到了相对于乘 客头部的适当位置。如果在步骤S3中判定出电容传感器14已经检测到乘客的头部， 则头枕控制ECU10进入步骤S5。如果在步骤S3中判定出电容传感器 14没有检测到乘客的头部，则头枕控制ECU10进入步骤S4。
在步骤S4中，头枕控制ECU10判定头枕向前驱动控制的时间是 否已经超过时间1\ (秒)，向前驱动控制的时间即头枕电动机54连续 运行以使头枕5向前运动的时间。这个判定程序用作监控头枕电动才几 54的连续运行时间的计时器。将时间Tj殳定为防止头枕5过度向前运 动的值。例如，可将时间Ti设定为l秒。在头枕5的向前驱动速度可 变的情况下，时间T!可依照头枕5的驱动速度变化，例如，头枕5向 前驱动得越快，时间T,越短。如果在步骤S4中判定出头枕电动机54 的连续运行时间已超过时间Tp则头枕控制ECU10进入步骤S5。在步骤S5中，头枕控制ECU10通过停止头枕电动机54来停止头 枕5的向前驱动(结束头枕向前驱动控制)。即，在该步骤中，头枕控 制ECU10停止头枕5朝前进位置的突出运动(参看图2B)。头枕向前 驱动控制最迟在碰撞开始之间结束。在头枕电动机54停止时，头枕控 制ECU10 乂人该点开始计时。在步骤S6中，头枕控制ECU10判定自头枕电动机54停止经过的 时间，即头枕电动机54已经停止的时间，是否已达到保持时间T2(秒) (头枕保持控制)。对保持在给定前进位置的头枕5在即将到来的碰撞 过程中限制乘客的头部向后运动达特定时间周期而言，保持时间丁2足 够长。同时，如果预测出的碰撞已经避免，则希望保持在适当驾驶位 置的驾驶员将发现突出的头枕5的位置不适，因此基准时间丁2不应太 长。例如，在头枕控制ECU10适于在预测出的碰撞开始之前立即结束 头枕向前驱动控制的情况下，可将保持时间丁2设定为大约2秒。当保 持时间丁2设定为大约2秒时，即使在实际头枕向前驱动控制的结束和 碰撞的开始之间存在时间差，也能緩沖该时间差，从而头枕5能保持 限制乘客头部的向后运动达特定时间周期。另一方面，在头枕控制ECU10适于在预测出的碰撞开始之前刚好结束头枕向前驱动控制的情 况下，可相应地将保持时间T2设定得较长。如果在步骤S6中判定出头枕电动机54已经停止了保持时间丁2或 更长，则头枕控制ECU10进入步骤S7。在步骤S7中，头枕控制ECU10控制头枕电动机54在反向转动， 从而头枕5运动回到缩回位置(头枕向后驱动控制)。即，头枕控制 ECU10控制头枕电动机54在反向转动，从而头枕5从前进位置(参看 图2B)运动回到缩回位置(参看图2A)，所述缩回位置是头枕5的初 始位置。在上述头枕向后驱动控制中，头枕控制ECU10监控头枕电动机54了时间T3 (秒)(步骤S8 )。该判定程序用作监控头枕电动机54的连 续运行时间的计时器。对头枕5在运动到前进端之后返回到所述缩回 位置而言，时间丁3是足够长的。例如，可将时间T3设定为2秒。如果则头枕控制ECU10进入步骤S9。在步骤S9中，头枕控制ECU10停止头枕电动机54，从而头枕5 停止向后运动。即，头枕控制ECU10停止头枕5朝向所述缩回位置也 就是头枕5的初始位置(参看图2A)的返回运动。在头枕电动才几54 停止之后，头枕控制ECU10结束当前事件(打开后部碰撞检测标记这 一事件)的控制例程。图5表示涉及图4说明的控制的时间表。上方的图表表示后部碰 撞检测标记的状态(打开或关闭)。中间的图表表示头枕电动机54的
运行状态。下方的图表表示由电容传感器14进行的乘客头部的检测状态(打开或关闭)。图5中示出的实施例表示以下情况，后部碰撞4企测 标记一旦响应正被预测的不可避免的碰撞而打开，则该标记响应避免 了所述预测出的碰撞即没有发生碰撞而关闭。如图5所示，响应打开后部碰撞检测标记开始头枕5的头枕向前 驱动控制，响应电容传感器14检测的乘客头部结束头枕向前驱动控制， 然后在保持时间T2内执行头枕5的头枕保持控制，然后一旦经过保持 时间T2即执行头枕向后驱动控制。应注意的是， 一旦打开后部碰撞抬r 测标记，即使随后在控制例程结束前关闭后部碰撞检测标记，所述控 制例程仍然继续(不中断)。如上所述，根据第一示例性控制，在响应正被检测的不可避免的 碰撞而打开后部石並撞;险测标记后，在适当时间^U亍头才允向前驱动控制、 头枕保持控制以及头枕向后驱动控制。同样地，在与图5说明的实例 不同、实际发生了预测的碰撞的情况下，头枕保持控制能适当地保护 乘客的头部，在该头枕保持控制中，头枕5在给定前进位置上保持适 当的时间周期。此外，由于在头枕保持控制之后的适当时间执行头枕 向后驱动控制使头枕5回到缩回位置，即头枕5的初始位置，所以即 使已经避免了预测出的碰撞，头枕5也不会在驾驶员感觉不适的前进 位置上保持较长时间。应注意的是，例如，由于周围情况的不可预测 的变化，如跟随车辆为避免与对象车辆发生^5並撞进行的动作(例如， 紧急制动、紧急转弯)，可避免由PCS-ECU40预测出的不可避免的碰 撞。在图4所示的示例性控制例程中，基于从头枕电动机54停止时计 时来判定头枕向后驱动控制的开始时间，即将头枕5保持在给定前进
位置的头枕保持控制的结束时间。然而，选择性地，可基于从后部碰 撞检测标记打开(当预测出碰撞时)时计时来判定头枕向后驱动控制 的开始时间。在该情况下，通过对应于执行头枕向前驱动控制所需时 间的量或对应于时间T,的量延长保持时间T2。(第二示例性控制)图6为表示由头衫:控制ECU10执行的另一个示例性控制例程的流 程图。例如，所述控制例程在车辆的点火开关打开到关闭的时间周期 内以给定时间间隔反复执行。应注意的是，图6所示的控制例程中步骤S11、 S12、 S13、 S14、 S15、 S17、 S18、 S19的程序与图4所示的控制例程中步骤Sl、 S2、 S3、 S4、 S5、 S7、 S8、 S9的程序相同，因此将省略对其的描述。在步骤S16中，头枕控制ECU10判定头枕电动机54是否已经停 止了时间T2 (秒)或更长(头枕保持控制)。如果在步骤S16中判定出 头枕电动机54已经停止了时间T2(秒)或更长，则随后头枕控制ECU10 进入步骤S17。另一方面，如果在步骤S16中判定出头枕电动机54还 未停止了时间T2 (秒)或更长，则头枕控制ECU10随后进入步骤S20。在步骤S20中，头枕控制ECU10检测后部碰撞检测标记的状态， 并判定后部/f並撞4企测标记是否已经再次打开。应注意的是，例如，在 多次碰撞的情况下后部石並撞;险测标记连续打开。后部石並撞纟企测标记连 续打开的情况的典型实例是，响应正预测的与跟随车辆不可避免的石並 撞，后部石並撞纟企测标记第一次打开，然而该预测出的石並撞被避免，然 后预测出与另 一跟随车辆的不可避免的碰撞。如果在步骤S20中判定出后部碰撞检测标记已经再次打开，则头 枕控制ECU10进入步骤S21。如果相反，则头枕控制ECU10进入步骤 S16。在步骤S21中，响应后部碰撞4企测标记的再次打开，头枕控制 ECU10使到目前为止已经计数的当前保持时间复位(归零)，并且重新 开始对新的保持时间进行计数。通过这样做，头枕控制ECU10延长头 枕保持控制的执行时间。图7表示涉及图6说明的控制例程的时间表。上方的时间表表示 后部碰撞检测标记的状态(打开或关闭)。中间的时间表表示头枕电动 机54的运行状态。下方的时间表表示由电容传感器14进行的乘客头 部的检测状态。图7中示出的实例表示以下情况，后部碰撞检测标记 响应正被预测的碰撞而打开，然后该标记响应避免了的预测出的碰撞 而关闭，后部碰撞才企测标记响应另 一个正祐:预测的石並撞而再次打开， 然后该标记响应避免了的预测出的碰撞而关闭，即没有发生碰撞。在图7示出的实例中，更确切地，头枕5响应后部碰撞检测标记 的首次打开而首次向前运动，在头枕5的头枕保持控制期间(当经过 小于保持时间T2的保持时间Ts时)后部碰撞4企测标记再次打开，并且 响应于此(第二次触发)，延长保持时间周期(同样参看图5作为对比)。 即，因而将保持时间从初始设定的丁2延长到T5+T2。同时，由于图7 所示的实例中后部碰撞检测标记没有第三次打开，所以头枕5在前进 位置上保持的保持时间为T5+T2，然后在经过了保持时间Ts+丁2后回到同样地，在连续发生了两次或更多后部碰撞的情况下，第二示例 性控制使保持头枕5的保持时间缩短到对乘客头部的限制变得不足的 范围的可能性最小化。即，在保持时间不依照后部碰撞检测标记的后 续状态而变化的情况下，如果与图7说明的实例不同、实际发生了第二次预测的碰撞，则第二次预测的碰撞的头枕5的保持时间变短。另 一方面，根据第二示例性控制，即使与图7说明的实例不同、实际发 生了第二次预测的碰撞，也延长保持时间从而使乘客的头部可得到适 当的保护。同样，在如上所述的第一示例性控制的情况下，通过适当 地延长保持时间T2，可以使下述可能性最小化或消除当避免了预测 出的碰撞时，头枕5将在驾驶员此时的确感觉不适的前进位置上保持 较长时间。在图7示出的第二示例性控制中，当头枕电动机54停止时，是响 应于后部碰撞4全测标记的首次打开而开始保持时间的计数的时间。可 选择地，保持时间的计数可从后部碰撞检测标记首次打开时(当预测 出碰撞时)开始。在该情况下，将保持时间丁2设定为反应开始计时的 时间变化的值。此外，在上述第二示例性控制中，响应于第二次打开的后部碰撞 检测标记，在第一保持时间T2复位后设定第二保持时间，可将第二保 持时间设定得比第一保持时间丁2长，第一保持时间丁2的设定响应于后 部碰撞4全测标记的首次打开。即，由于第一次预测的碰撞的第一保持 时间T2的i殳定与后部石並撞才企测标记的首次打开时间有关，并且对头衫二 5的向前驱动所需时间进行分解因式(参看图5)，如果对响应于后部 碰撞检测标记的首次打开的第一保持时间复位，则为头枕5的向前驱 动设定的时间也被清除。因此，需要使第二保持时间比第一保持时间 长对应于头斥允5向前驱动的时间的量。 (第三示例性控制)图8为表示由头枕控制ECU10执行的另一个示例性控制例程的流 程图。例如，所述控制例程在从车辆的点火开关从打开到关闭的时间
周期内以给定的时间间隔反复执行。应注意的是，图6所示的控制例程中步骤S31、 S32、 S33、 S34、 S35、 S36、 S37、 S38、 S39的程序与图4所示的控制例程中步骤Sl 、 S2、 S3、 S4、 S5、 S6、 S7、 S8、 S9的程序相同，因此将省略对它们的 说明。在头^fc向后驱动控制过程中，头枕控制ECU10监控后部碰撞检测 标记的状态。在步骤S40中，头枕控制ECU10判定在头枕向后驱动控 制过程中后部碰撞检测标记是否已经再次打开。应注意的是，在发生 多次碰撞的情况下，后部碰撞;险测标记连续打开。如果在步骤S40中判定出后部碰撞检测标记已经再次打开，然后 头枕控制ECU10进入步骤S32。相反地，如果没有打开，则头枕控制 ECU10回到步骤S38。在步骤S40之后执行的步骤S32中，头枕控制ECU10立即停止头 枕电动机54的反转并开始头枕向前驱动控制。即，当在头枕向后驱动 控制过程中后部碰撞检测标记再次打开时，头枕控制ECU10通过使头 枕电动机54反向转动立即开始头枕向后驱动控制。图9表示涉及图8说明的控制例程的时间表。上方的时间表表示 后部碰撞检测标记的状态(打开或关闭)。中间的时间表表示头枕电动 机54的运行状态。下方的时间表表示由电容传感器14进行的乘客头 部的检测状态。图9中示出的实例表示以下情况，后部碰撞检测标记 响应于正被预测的碰撞而打开，然后该标记响应于避免了的预测出的 碰撞而关闭，后部石並撞4企测标记响应于另 一个正一皮预测的石並撞再次打 开，然后该标记响应于避免了的预测出的碰撞而关闭，即没有发生碰 撞。
在图9说明的实例中，更确切地，头枕5响应于后部碰撞检测标记的首次打开而首次向前运动，然后头枕5在给定前进位置上保持保 持时间T2，经过保持时间T2后头枕5返回到初始位置，头枕5返回到 初始位置的同时(经过小于时间T3的时间T4后)后部石並撞;险测标记再 次打开，并且响应于此(第二次触发)，头枕5的向前驱动(头枕向前 驱动控制)重新开始(同样参看图5作为比较)。同时，由于在图9所 示的实例中后部石並撞4企测标记没有第三次打开，所以在第二次向前驱 动之后头枕5在前进位置上保持保持时间T2，然后在经过时间丁2后开 始朝初始位置返回，并且在经过时间T3后完成该返回。同样地，在连续地发生两次或更多后部碰撞的情况下，当随后预 测出的碰撞实际发生时，第三示例性控制消除头枕5不能达到给定前 进位置(即头护u5已经回到缩回位置)的可能性。即，在与图9说明 的实例不同、实际发生了第二次预测的碰撞的情况下，重新开始头枕 驱动控制以使头枕5回到前进位置，因此乘客的头部可由头枕5适当 地保护。同样，在上述第一示例性控制的情况下，通过适当地设定保 持时间T2，可以使下述可能性最小化或消除当避免了预测出的碰撞 时，头枕5将在驾驶员确感觉不适的前进位置上保持较长时间。同时，根据第三示例性控制，当头枕5已经回到其初始位置之后 后部碰撞检测标记再次打开时，所述事件在控制例程的下个周期的步 骤S31中处理，接下来步骤S32中的程序如上所述。应注意的是，第三示例性控制可与第二示例性控制结合实施。虽然参照示例性实施例对本发明进行了说明，应该理解的是本发 明不局限于这些示例性实施例。相反，本发明试图覆盖各种修改和等同配置。此外，虽然以多种示例性的组合和结构表示出示例性实施例 的多种元件，但是其它组合和结构也在本发明的范围内。例如，虽然通过参照上述示例性实施例中后部/S並撞才企测标记的状态，头枕控制ECU10适于间接地接收来自PCS-ECU40的起动信号， 但是头枕控制ECU10可以选择适于直接地接受来自PCS-ECU40的起 动信号。此外，虽然上述示例性实施例假定驾-使员面向正前方，但是可以 附加地运用判定头枕5的停止位置的其它结构，如运用车内摄像机识 别驾驶员的面部的方位并通过根据驾驶员的面部的方位改变相关阈值 来改变头枕5的停止位置。此外，虽然上述示例性实施例中运用后部雷达传感器42斥企测对象 车辆的后部状态，但是可选择地，可以基于通过车-车通信从其它车辆 获取的与对象车辆和其它车辆之间的关系的有关信息检测所述相同的 状态。同样，也可以加入这样的结构，该结构从获取对象车辆的后部 的图像的立体摄像机获取图像信息，并通过所述图像信息检测对象车 辆相对于跟随车辆的速度、对象车辆与跟随车辆的距离、对象车辆相 对于跟随车辆的方位等等，并且该结构基于检测结果判定对象车辆是 否将不可避免地与跟随车辆发生碰撞。应注意的是，与跟随车辆的碰 撞的判定不必要在"是"和"否"之间做出。例如，可在多个步骤中 对碰撞的可能性进行评价。
权利要求
1、一种头枕控制装置，其包括后部状态检测器件(42)，其用于检测跟随车辆；碰撞判定器件(40)，其用于基于所述后部状态检测器件(42)的检测结果判定所述跟随车辆和对象车辆之间碰撞的可能性是否大，如果所述碰撞的可能性大就输出起动信号；头枕驱动机构(50)，其支承头枕(5)并沿所述对象车辆的纵向相对于所述对象车辆驱动所述头枕(5)；电动机(54)，其产生沿纵向驱动所述头枕(5)的力；头部位置检测器件(14)，其用于检测乘客的头部相对于所述头枕(5)的位置；及头枕控制器件(10)，其用于通过依据所述碰撞判定器件(40)的输出启动所述电动机(54)来控制所述头枕(5)的纵向位置，所述头枕控制装置的特征在于所述头枕控制器件(10)执行向前驱动控制，所述向前驱动控制通过响应来自所述碰撞判定器件(40)的起动信号启动所述电动机(54)，从而开始驱动所述头枕(5)向前，然后当通过来自所述头部位置检测器件(14)的信号检测出所述乘客的头部与所述头枕(5)之间的位置关系已经达到预定位置关系时，通过停止所述电动机(54)结束所述头枕(5)的向前驱动，所述头枕控制器件(10)在所述向前驱动控制之后执行将所述电动机(54)保持在停止状态预定保持时间的保持控制，及所述头枕控制器件(10)在所述保持控制之后，执行通过启动所述电动机(54)反向旋转驱动所述头枕(5)向后的向后驱动控制。
2、如权利要求1所述的头枕控制装置，其中当所述电动机(54)在所述向前驱动控制中连续运行时间超过第 一基准时间时，所述头枕控制器件(10)停止所述电动机(54)。
3 、如权利要求2所述的头枕控制装置，其中所述头枕控制器件(10 )依据所述头枕(5)向前移动的速度设定所述第一基准时间。
4、 如权利要求3所述的头枕控制装置，其中所述头枕(5)向前 移动的速度越高，所述头枕控制器件(10)就越缩短所述第一基准时 间期间。
5、 如权利要求1至4中任一项所述的头枕控制装置，其中当所述 电动机(54)在所迷向后驱动控制中连续运行时间超过第二基准时间 时，所述头枕控制器件(10)停止所述电动机(54)。
6、 如权利要求5所述的头枕控制装置，其中所述头枕控制器件(10 ) 将所述第二基准时间设定为使所述头枕(5)返回到所述头枕(5)的 缩回卩立置的时间。
7、 如权利要求1至4中任一项所述的头枕控制装置，其中当所述 头枕控制器件(10 )在所述保持控制期间再次从所述石並撞判定器件(40 ) 接收到起动信号时，所述头枕控制器件(10)通过延长所述预定保持 时间持续所述保持控制。
8、 如权利要求7所述的头枕控制装置，其中当所述头衫:控制器件 (10)在所述保持控制期间再次从所述碰撞判定器件(40)接收到起动信号时，所述头枕控制器件(10)对当前保持时间的计数进行复位 并开始对新的保持时间进行计数。
9、 如权利要求7所述的头枕控制装置，其中所述头枕控制器件(10 )继续所述保持控制直至从再次接收到所述起动信号开始经过所述预定 保持时间。
10、 如权利要求1至4中任一项所述的头枕控制装置，其中当所 述头枕控制器件(10)在所述向后驱动控制期间再次从所述碰撞判定 器件(40)接收到所述起动信号时，所述头枕控制器件(10)中断所 述向后驱动控制并开始所述向前驱动控制。
11、 一种控制主动式头枕的方法，所述主动式头枕包括支承头枕 并沿所述对象车辆的纵向相对于所述对象车辆驱动所述头枕(5)的头 枕驱动机构(50)和产生沿所述纵向驱动所述头枕(5)的力的电动机(54),所述方法的特征在于包括 才企测跟随车辆；如果基于所述跟随车辆的检测结果判定出所述跟随车辆和所述对 象车辆之间碰撞的可能性大，则输出起动信号；响应于所述起动信号，启动所述电动才几以驱动所述头枕向前直至 所述乘客的头部与所述头枕之间的位置关系达到预定位置关系；在驱动所述头^:向前之后，保持所述电动机在停止状态预定保持 时间；及在保持所述电动机在停止状态预定保持时间之后，启动所述电动 才几反向转动以驱动所述头^L向后。
12、 如权利要求11所述的方法，其中当再次输出所述起动信号而 所述电动机保持在停止状态时，延长所述预定保持时间，从而使所述 电动机继续保持在所述停止状态。
13、 如权利要求12所述的方法，其中当再次输出所述起动信号、 而所述电动机保持在停止状态时，当前保持时间的计数被复位并且新 的保持时间开始计数。
14、 如权利要求12所述的方法，其中当再次输出所述起动信号时， 所述电动机继续保持在停止状态直至从再次接收到所述起动信号开始 经过所述预定保持时间。
15、 如权利要求11至14中任一项所述的方法，其中当再次输出 所述起动信号而所述头枕正在被向后驱动时，中断所述向后驱动控制， 然后开始所述向前驱动控制。
全文摘要
头枕控制装置具有后部雷达传感器(42)，PCS-ECU(40)，支承头枕(5)并沿车辆的纵向相对于所述车辆驱动所述头枕(5)的头枕驱动机构(50)，电容传感器(14)，以及控制电动机(54)的头枕控制器件(10)。所述头枕控制器件(10)执行向前驱动控制，其中响应于来自所述PCS-ECU(40)的起动信号开始向前驱动所述头枕(5)，然后响应于达到预定位置关系的乘客的头部与所述头枕(5)之间的位置关系停止所述电动机(54)。在所述向前驱动控制之后，所述头枕控制器件(10)执行保持控制，其中所述电动机(54)保持在停止状态预定保持时间。在所述保持控制之后，所述头枕控制器件(10)执行向后驱动控制，其中所述头枕(5)被向后驱动。
文档编号B60R21/013GK101130349SQ20071014613
公开日2008年2月27日 申请日期2007年8月23日 优先权日2006年8月23日
发明者伊予田纪文, 合山隆弥, 大川达大, 松林清佳 申请人:丰田自动车株式会社;爱信精机株式会社