專利名稱：頭枕控制裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及頭枕控制裝置和控制主動式頭枕的方法，其通過在與 跟隨車輛碰撞之前使頭枕向前運動來保護乘客。
背景技術：
后部碰撞乘客保護裝置是已知的，當預測到與跟隨車輛碰撞時， 其用頭枕中的傳感器檢測乘客頭部的位置，并使頭枕向前運動到靠近乘客頭部的位置(例如，參照美國專利第5694320號)。通常在已經(jīng)預測到對象車輛和跟隨車輛之間碰撞的發(fā)生不可避免 之后，在這一碰撞發(fā)生之前通常執(zhí)行使頭枕突出(使頭枕向前運動) 的所述控制。當避免了所述預測碰撞時或當頭枕已被不必要地移動時， 已向前運動的頭枕干擾到駕駛員。然而，常規(guī)的頭枕控制裝置沒有解 決使何時已經(jīng)向前運動的頭枕需要返回到其初始位置(向后運動到其 縮回位置)的問題。此外，在可依次預測出兩次或更多碰撞的情況下，與另一跟隨車 輛發(fā)生碰撞(先前預測出)后立即預測出與跟隨車輛的碰撞并對其進 行避免。在該情況下，如果乘客保護裝置適于在固定時間使頭枕從前 進位置向后運動回到初始位置，則在第二次預測出的碰撞過程中可能 只將頭枕在前進位置保持一小段時間，或者在第二次預測出的碰撞之 前頭枕可能不能運動到靠近乘客頭部的位置，導致不能有效利用乘客 保護裝置的乘客保護功能(減小頭頸碰傷的功能)。
發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問題，本發(fā)明提供一種頭枕控制裝置和控制主動式頭 枕的方法，當頭枕被保持在給定前進位置的同時又新預測出碰撞時， 其適當?shù)卦O定頭4允的保持時間，以應對在新預測出的;並撞過程中發(fā)生 的或與新預測出的碰撞相關的沖擊。
本發(fā)明的第一方案涉及頭枕控制裝置，其包括用于檢測跟隨車輛的后部狀態(tài)檢測器件；用于基于后部狀態(tài)檢測器件的檢測結果判定 跟隨車輛和對象車輛之間碰撞的可能性是否大的碰撞判定器件，如果 碰撞的可能性大就輸出起動信號；支承頭枕并沿對象車輛的縱向相對 于對象車輛驅(qū)動頭枕的頭枕驅(qū)動機構；產(chǎn)生沿縱向驅(qū)動頭枕的力的電 動機；用于檢測乘客的頭部相對于頭枕的位置的頭部位置檢測器件； 以及用于通過依據(jù)碰撞判定器件的輸出啟動電動機來控制頭枕的縱向 位置的頭枕控制器件。所述頭枕控制裝置的特征在于頭枕控制器件 執(zhí)行向前驅(qū)動控制，向前驅(qū)動控制通過響應來自碰撞判定器件的起動 信號啟動電動機，從而開始驅(qū)動頭枕向前，然后當通過來自頭部位置 檢測器件的信號檢測出乘客的頭部與頭枕之間的位置關系已經(jīng)達到預 定位置關系時，通過停止電動機結束頭枕的向前驅(qū)動；頭枕控制器件持控制；并且頭枕控制器件在保持控制之后，執(zhí)行通過啟動電動機反 向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動頭枕向后的向后驅(qū)動控制。
根據(jù)本發(fā)明的第一方案的頭枕控制裝置可以是，當頭部位置檢測 器件已經(jīng)檢測出乘客的頭部處在相對于乘客的頭部的預定位置時，或 當電動機的連續(xù)操作時間已經(jīng)達到第一基準時間時，判定乘客的頭部 與頭枕之間的位置關系已經(jīng)達到預定位置關系，然后停止電動機結束 頭枕的向前驅(qū)動。此外，根據(jù)本發(fā)明的第一方面的頭枕控制裝置可以 是，在向后驅(qū)動控制過程中，當電動機的連續(xù)反轉(zhuǎn)運行時間達到第二 基準時間時，停止電動機結束頭枕的向后驅(qū)動。本發(fā)明的第二方案涉及根據(jù)本發(fā)明第 一方案的頭枕控制裝置，其 中，當在頭枕的保持控制期間再次從碰撞判定器件接收到起動信號時， 頭枕控制器件通過延長預定保持時間持續(xù)保持控制。根據(jù)該結構，即 使在頭枕的保持控制過程中新預測到碰撞時，能適當?shù)卦O定頭枕的保 持時間以應對在新預測出的碰撞過程中發(fā)生的或與新預測出的碰撞相 關的沖擊。本發(fā)明的第三方案涉及根據(jù)本發(fā)明第二方案的頭枕控制裝置，其 中，當頭枕控制器件在保持控制期間再次從碰撞判定器件接收到起動 信號時，所述頭枕控制器件對當前保持時間的計數(shù)進行復位，并開始 對新的保持時間進行計數(shù)。本發(fā)明的第四方案涉及根據(jù)本發(fā)明第一至第三方案中任一項的頭 枕控制裝置，其中，當頭枕控制器件在向后驅(qū)動控制期間再次從碰撞 判定器件接收到起動信號時，所述頭枕控制器件中斷向后驅(qū)動控制并 開始向前驅(qū)動控制。根據(jù)該結構，即使在頭枕的向后驅(qū)動控制過程中 新預測到碰撞，也能立即將頭枕運動回到給定前進位置以應對在新預 測出的碰撞過程中發(fā)生的或與新預測出的碰撞相關的沖擊。本發(fā)明的第五方案涉及一種控制主動式頭枕的方法，該主動式頭 枕包括支承頭枕并沿對象車輛的縱向相對于對象車輛驅(qū)動頭枕的頭枕驅(qū)動機構和產(chǎn)生沿縱向驅(qū)動頭枕的力的電動機。所述方法包括后部 狀態(tài)檢測步驟，以檢測跟隨車輛；碰撞判定步驟，在該步驟中，基于 后部狀態(tài)檢測步驟中的檢測結果判定跟隨車輛和對象車輛之間碰撞的 可能性是否大，如果碰撞的可能性大，則輸出起動信號；向前驅(qū)動步 驟，在該步驟中，響應來自石並撞判定步驟的起動信號，啟動電動機以 驅(qū)動頭枕向前直至乘客的頭部與頭枕之間的位置關系達到預定位置關系；保持步驟，在該步驟中，在向前驅(qū)動步驟之后，保持電動機在停 止狀態(tài)預定保持時間；以及向后驅(qū)動步驟，在該步驟中，在保持步驟 之后，電動機反向轉(zhuǎn)動以驅(qū)動所述頭枕向后。


從結合附圖的示例性實施例的下列描述中，本發(fā)明上述和另外的 特征和優(yōu)點將變得明顯，其中相似的附圖標記用于表示相似的元件， 并且其中圖1為表示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的頭枕控制裝置的結構的 視圖；圖2A為表示頭枕5處在正常位置的狀態(tài)的視圖，圖2B是表示頭 枕5已運動到前進位置的狀態(tài)的視圖；圖3為頭枕5的頭枕驅(qū)動機構的透視圖；圖4為表示由頭枕控制ECU10執(zhí)行的示例性控制例程的流程圖； 圖5為涉及圖4說明的控制的時間表；圖6為表示由頭枕控制ECU10執(zhí)行的另一個示例性控制例程的流 程圖；圖7為涉及圖6說明的控制的時間表；圖8為表示由頭片允控制ECU10執(zhí)行的又一個示例性控制例程的流 程圖；及
圖9為涉及圖8說明的控制的時間表。
具體實施方式
在下文中，將參照附圖對本發(fā)明的示例性實施例進行詳述。圖1為表示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的頭枕控制裝置的結構的 視圖。在圖1中，頭枕控制裝置的主要組件在車輛的側(cè)視圖中示出。 圖2A為表示頭枕5處在正常位置(在縮回位置)的狀態(tài)的視圖，圖 2B是表示頭枕5已運動到給定前進位置的狀態(tài)的視圖。圖3為主動式 頭枕模塊70的頭護u驅(qū)動機構50的透視圖；所述示例性實施例的頭枕控制裝置具有作為其核心組件的電子控 制模塊10 (在上下文中將被稱作"頭枕控制ECU10"),電子控制模塊 10控制主動式頭枕模塊70的運行。像其它ECU —樣，頭枕控制ECU10 由微型計算機組成，所述微型計算機具有CPU(中央處理器)、ROM (只讀存儲器)、RAM(隨機存儲器)以及其它部件，這些組件全部通 過沒有在附圖中表示出來的通信總線相互連接。主動式頭枕模塊70設置有頭枕5和頭枕驅(qū)動機構50 (參看圖3 )。 與普通頭枕一樣，頭枕5安裝在坐椅上并將其設定在對應于乘客頭部 后方的高度，從而使頭枕5從后方支承乘客的頭部。如圖2A和圖2B 所示，主動式頭枕模塊70的頭枕5可在車輛的縱向上運動。更確切地， 通過被在向前和向后方向轉(zhuǎn)動的頭枕電動機54驅(qū)動，頭枕5相對于車 輛在其縱向上向前和向后運動。注意可用其它可逆式致動器代替頭枕 電動機54。雖然在圖2A和圖2B說明的實施例中，頭枕5被構造成在 車輛的縱向上傾斜運動，但是，例如，頭枕5可選擇性地被構造成在 車輛的縱向上筆直運動。
在圖3所示的實施例中，主動式頭枕模塊70的頭枕驅(qū)動機構50 具有支柱60，經(jīng)由支柱60固定到坐椅靠背的固定支承部件58， 一對 左右X懸臂(X連桿)52,由固定支承部件58經(jīng)由X懸臂52支承的 活動支承部件56,活動支承部件56可在車輛的縱向上運動。如圖2A 和圖2B所示，將與乘客頭部后方直接接觸的緩沖墊固定到活動支承部 件56,從而形成了頭枕5。未在附圖中示出，X懸臂52經(jīng)由齒輪連接 到頭枕電動機54的輸出軸，因而通過由頭枕電動機54驅(qū)動，X懸臂 52延伸和縮回。更確切地，隨著頭枕電動機54的前向和反向轉(zhuǎn)動，X 懸臂52延伸和縮回，從而頭枕5相對于車輛在其縱向上運動。通過控 制頭枕電動機54的運轉(zhuǎn)量，能改變頭枕5的前進運行，并且通過控制 頭枕電動機54的運轉(zhuǎn)速度(即轉(zhuǎn)速)能改變頭枕5向前運動的速度。 應注意的是，可用如那些具有齒條齒輪式機構、循環(huán)球式機構等的其 它頭枕驅(qū)動機構代替附圖中所示的懸臂機構作為頭枕驅(qū)動機構。再次參看圖1,電容傳感器14連接到頭枕控制ECU10。電容傳感 器14嵌入在頭枕5中。更確切地，電容傳感器14設置在頭枕5的預 定部內(nèi)。例如，電容傳感器14可這樣設置在頭枕5內(nèi)其感應范圍覆 蓋頭枕5的有效支承部(即，當頭枕5支承乘客頭部后方時，通常與 乘客頭部后方接觸的部分)。電容傳感器14輸出對應于有效支承部中 頭枕5的部分和乘客頭部的部分之間的電容的電信號。電容傳感器14 的輸出信號提供到頭枕控制ECUIO。PCS-ECU (碰撞預防系統(tǒng)ECU) 40經(jīng)由如CAN (控制器區(qū)域網(wǎng)) 的給定通信總線連接到頭枕控制ECUIO。 PCS-ECU40判定跟隨車輛是 否將要不可避免地從后方與對象車輛相撞。 后部雷達傳感器42連接到PCS-ECU40。后部雷達傳感器42用才笨 測波檢測跟隨車輛的狀態(tài)，該探測波可以是電波(如毫米波)、光波(如 激光)，以及超聲波。即，后部雷達傳感器42連續(xù)以預定時間間隔獲 取與跟隨車輛和對象車輛之間的關系有關的信息，該信息可包括跟 隨車輛相對于對象車輛的速度，以及從對象車輛到跟隨車輛的相對距 離。例如，當后部雷達傳感器42是毫米雷達傳感器時，后部雷達傳感 器42可適于利用雙頻CW (連續(xù)波)技術檢測跟隨車輛的相對速度以 及與跟隨車輛的相對距離。在該情況下，例如，后部雷達傳感器42用 電波的多普勒頻率4企測跟隨車輛的相對速度，并從與兩個頻率的相位 相關的信息中檢測與跟隨車輛的相對距離。此外，后部雷達傳感器42 可適于通過一維地或二維地輻射波束檢測跟隨車輛的方位。將這些4全 測數(shù)據(jù)以給定的時間間隔全部傳遞到PCS-ECU40。PCS-ECU40用從后部雷達傳感器42獲耳又的信息判定跟隨車輛和 對象車輛之間的關系(相對速度、距離、方位等)，然后PCS-ECU40 基于所述判定的結果判定跟隨車輛是否將要不可避免地與對象車輛發(fā) 生碰撞。如這種判定方法，在正面碰撞檢測技術領域中已經(jīng)提出多種 方法，因此可按需要運用這些相關的判定邏輯和算法。例如，當車輛 從后方接近對象車輛時，可采用估算與對象車輛和跟隨車輛之間碰撞 的時間(=相對距離/相對速度)的檢測技術，并且當碰撞的估算時間達 到預定值時，判定與跟隨車輛的碰撞是不可避免的。當PCS-ECU40判定出跟隨車輛將要不可避免地與對象車輛相撞 時，PCS-ECU40將后部碰撞檢測標記從"假(關閉)"轉(zhuǎn)換到"真(打 開)"(即，打開后部碰撞檢測標記)。然后，PCS-ECU40繼續(xù)監(jiān)控對象
車輛和跟隨車輛之間的關系。如果預測出的碰撞已經(jīng)避免，則PCS-ECU40關閉后部碰撞檢測標記。頭枕控制ECU10適于響應來自PCS-ECU40的起動信號(表示后 部碰撞檢測標記的狀態(tài)的信號)執(zhí)行頭枕向前驅(qū)動控制。在頭枕向前 驅(qū)動控制中，響應于來自PCS-ECU40的起動信號，頭枕控制ECU10 啟動頭枕電動機54,從而頭枕5開始向前運動，并且當頭枕控制ECU10 從電容傳感器14的檢測信號判定出乘客的頭部和頭枕5之間的位置關 系已達到預定位置關系時，頭枕控制ECU10停止頭枕電動機54。此外， 在頭枕向前驅(qū)動控制之后，頭枕控制ECU10適于執(zhí)行頭4允保持控制， 在該保持控制中，頭枕電動機54停止時間T2 (秒)。此外，在頭枕保 持控制之后，頭枕控制ECU10適于執(zhí)行頭枕向后驅(qū)動控制，在該頭枕 向后驅(qū)動控制中，頭枕電動機54反向旋轉(zhuǎn)從而使頭枕5向后運動。將參照幾個實施例對由頭枕控制ECU10執(zhí)行的控制進行說明。(第一示例性控制)圖4為表示由頭枕控制ECU10執(zhí)行的示例性控制例程的流程圖。 可在從車輛的點火器打開到關閉的時間周期內(nèi)，以給定的時間間隔反 復執(zhí)行所述控制例程。在步驟Sl中，頭枕控制ECU10判定后部碰撞檢測標記是否打開。 如上所述，當PCS-ECU40判定出對象車輛和跟隨車輛之間發(fā)生碰撞的 可能性大時，打開后部石並撞4企測標記。如果后部石並撞;險測標記為打開， 則頭枕控制ECU10進入步驟S2。相反地，如果后部碰撞檢測標記為關 閉，則頭枕控制ECU10重復步驟Sl中的程序直至打開后部碰撞檢測 標記。
在步驟S2中，頭枕控制ECU10啟動頭才光電動機54,從而頭片允5 開始向前運動(即，頭才允向前驅(qū)動控制的開始)。即，響應被打開的后 部碰撞檢測標記，頭枕控制ECU10啟動頭枕電動機54向前轉(zhuǎn)動，從 而頭枕5開始從其縮回位置(參看圖2A)朝給定的向前位置(參看圖 2B )運動。在頭枕向前驅(qū)動控制中，頭枕控制ECU10監(jiān)控來自電容傳感器14 的信號，并判定電容傳感器14是否檢測到了乘客的頭部，即，頭枕5 是否已經(jīng)達到了相對于乘客的頭部的適當位置(步驟S3)。例如，可基 于電容傳感器14的電容(絕對電容或相對電容)是否已經(jīng)達到對應于 最接近乘客頭部的頭枕5的位置的值，來判定電容傳感器14是否已經(jīng) 檢測到乘客的頭部。例如，可運用以下判定方法，當電容傳感器14的 電容計數(shù)N超過預定值時，判定頭枕5已經(jīng)達到了相對于乘客頭部的 適當位置。應注意的是，電容計數(shù)N是電容傳感器14的輸出值Co與 基準電容Cs的比率。此外，還可運用以下判定方法，從來自電容傳感 器14的信號計算電容傳感器14的電容變化梯度B (B=dN/dt)，并且 當電容計數(shù)變化梯度B超過預定閾值時，判定頭枕5已經(jīng)達到了相對 于乘客頭部的適當位置。此外，也可運用以下判定方法，運用^r測頭 枕5和乘客頭部之間的接觸的接觸式傳感器代替電容傳感器14，或在 電容傳感器14之外附加接觸式傳感器，并且當所述接觸式傳感器檢測 到頭枕5和乘客頭部之間的接觸時，判定頭枕5已經(jīng)達到了相對于乘 客頭部的適當位置。如果在步驟S3中判定出電容傳感器14已經(jīng)檢測到乘客的頭部， 則頭枕控制ECU10進入步驟S5。如果在步驟S3中判定出電容傳感器 14沒有檢測到乘客的頭部，則頭枕控制ECU10進入步驟S4。
在步驟S4中，頭枕控制ECU10判定頭枕向前驅(qū)動控制的時間是 否已經(jīng)超過時間1\ (秒)，向前驅(qū)動控制的時間即頭枕電動機54連續(xù) 運行以使頭枕5向前運動的時間。這個判定程序用作監(jiān)控頭枕電動才幾 54的連續(xù)運行時間的計時器。將時間Tj殳定為防止頭枕5過度向前運 動的值。例如，可將時間Ti設定為l秒。在頭枕5的向前驅(qū)動速度可 變的情況下，時間T!可依照頭枕5的驅(qū)動速度變化，例如，頭枕5向 前驅(qū)動得越快，時間T,越短。如果在步驟S4中判定出頭枕電動機54 的連續(xù)運行時間已超過時間Tp則頭枕控制ECU10進入步驟S5。在步驟S5中，頭枕控制ECU10通過停止頭枕電動機54來停止頭 枕5的向前驅(qū)動(結束頭枕向前驅(qū)動控制)。即，在該步驟中，頭枕控 制ECU10停止頭枕5朝前進位置的突出運動(參看圖2B)。頭枕向前 驅(qū)動控制最遲在碰撞開始之間結束。在頭枕電動機54停止時，頭枕控 制ECU10 乂人該點開始計時。在步驟S6中，頭枕控制ECU10判定自頭枕電動機54停止經(jīng)過的 時間，即頭枕電動機54已經(jīng)停止的時間，是否已達到保持時間T2(秒) (頭枕保持控制)。對保持在給定前進位置的頭枕5在即將到來的碰撞 過程中限制乘客的頭部向后運動達特定時間周期而言，保持時間丁2足 夠長。同時，如果預測出的碰撞已經(jīng)避免，則希望保持在適當駕駛位 置的駕駛員將發(fā)現(xiàn)突出的頭枕5的位置不適，因此基準時間丁2不應太 長。例如，在頭枕控制ECU10適于在預測出的碰撞開始之前立即結束 頭枕向前驅(qū)動控制的情況下，可將保持時間丁2設定為大約2秒。當保 持時間丁2設定為大約2秒時，即使在實際頭枕向前驅(qū)動控制的結束和 碰撞的開始之間存在時間差，也能緩沖該時間差，從而頭枕5能保持 限制乘客頭部的向后運動達特定時間周期。另一方面，在頭枕控制ECU10適于在預測出的碰撞開始之前剛好結束頭枕向前驅(qū)動控制的情 況下，可相應地將保持時間T2設定得較長。如果在步驟S6中判定出頭枕電動機54已經(jīng)停止了保持時間丁2或 更長，則頭枕控制ECU10進入步驟S7。在步驟S7中，頭枕控制ECU10控制頭枕電動機54在反向轉(zhuǎn)動， 從而頭枕5運動回到縮回位置(頭枕向后驅(qū)動控制)。即，頭枕控制 ECU10控制頭枕電動機54在反向轉(zhuǎn)動，從而頭枕5從前進位置(參看 圖2B)運動回到縮回位置(參看圖2A)，所述縮回位置是頭枕5的初 始位置。在上述頭枕向后驅(qū)動控制中，頭枕控制ECU10監(jiān)控頭枕電動機54了時間T3 (秒)(步驟S8 )。該判定程序用作監(jiān)控頭枕電動機54的連 續(xù)運行時間的計時器。對頭枕5在運動到前進端之后返回到所述縮回 位置而言，時間丁3是足夠長的。例如，可將時間T3設定為2秒。如果則頭枕控制ECU10進入步驟S9。在步驟S9中，頭枕控制ECU10停止頭枕電動機54，從而頭枕5 停止向后運動。即，頭枕控制ECU10停止頭枕5朝向所述縮回位置也 就是頭枕5的初始位置(參看圖2A)的返回運動。在頭枕電動才幾54 停止之后，頭枕控制ECU10結束當前事件(打開后部碰撞檢測標記這 一事件)的控制例程。圖5表示涉及圖4說明的控制的時間表。上方的圖表表示后部碰 撞檢測標記的狀態(tài)(打開或關閉)。中間的圖表表示頭枕電動機54的
運行狀態(tài)。下方的圖表表示由電容傳感器14進行的乘客頭部的檢測狀態(tài)(打開或關閉)。圖5中示出的實施例表示以下情況，后部碰撞4企測 標記一旦響應正被預測的不可避免的碰撞而打開，則該標記響應避免 了所述預測出的碰撞即沒有發(fā)生碰撞而關閉。如圖5所示，響應打開后部碰撞檢測標記開始頭枕5的頭枕向前 驅(qū)動控制，響應電容傳感器14檢測的乘客頭部結束頭枕向前驅(qū)動控制， 然后在保持時間T2內(nèi)執(zhí)行頭枕5的頭枕保持控制，然后一旦經(jīng)過保持 時間T2即執(zhí)行頭枕向后驅(qū)動控制。應注意的是， 一旦打開后部碰撞抬r 測標記，即使隨后在控制例程結束前關閉后部碰撞檢測標記，所述控 制例程仍然繼續(xù)(不中斷)。如上所述，根據(jù)第一示例性控制，在響應正被檢測的不可避免的 碰撞而打開后部石並撞;險測標記后，在適當時間^U亍頭才允向前驅(qū)動控制、 頭枕保持控制以及頭枕向后驅(qū)動控制。同樣地，在與圖5說明的實例 不同、實際發(fā)生了預測的碰撞的情況下，頭枕保持控制能適當?shù)乇Ｗo 乘客的頭部，在該頭枕保持控制中，頭枕5在給定前進位置上保持適 當?shù)臅r間周期。此外，由于在頭枕保持控制之后的適當時間執(zhí)行頭枕 向后驅(qū)動控制使頭枕5回到縮回位置，即頭枕5的初始位置，所以即 使已經(jīng)避免了預測出的碰撞，頭枕5也不會在駕駛員感覺不適的前進 位置上保持較長時間。應注意的是，例如，由于周圍情況的不可預測 的變化，如跟隨車輛為避免與對象車輛發(fā)生^5並撞進行的動作(例如， 緊急制動、緊急轉(zhuǎn)彎)，可避免由PCS-ECU40預測出的不可避免的碰 撞。在圖4所示的示例性控制例程中，基于從頭枕電動機54停止時計 時來判定頭枕向后驅(qū)動控制的開始時間，即將頭枕5保持在給定前進
位置的頭枕保持控制的結束時間。然而，選擇性地，可基于從后部碰 撞檢測標記打開(當預測出碰撞時)時計時來判定頭枕向后驅(qū)動控制 的開始時間。在該情況下，通過對應于執(zhí)行頭枕向前驅(qū)動控制所需時 間的量或?qū)跁r間T,的量延長保持時間T2。(第二示例性控制)圖6為表示由頭衫:控制ECU10執(zhí)行的另一個示例性控制例程的流 程圖。例如，所述控制例程在車輛的點火開關打開到關閉的時間周期 內(nèi)以給定時間間隔反復執(zhí)行。應注意的是，圖6所示的控制例程中步驟S11、 S12、 S13、 S14、 S15、 S17、 S18、 S19的程序與圖4所示的控制例程中步驟Sl、 S2、 S3、 S4、 S5、 S7、 S8、 S9的程序相同，因此將省略對其的描述。在步驟S16中，頭枕控制ECU10判定頭枕電動機54是否已經(jīng)停 止了時間T2 (秒)或更長(頭枕保持控制)。如果在步驟S16中判定出 頭枕電動機54已經(jīng)停止了時間T2(秒)或更長，則隨后頭枕控制ECU10 進入步驟S17。另一方面，如果在步驟S16中判定出頭枕電動機54還 未停止了時間T2 (秒)或更長，則頭枕控制ECU10隨后進入步驟S20。在步驟S20中，頭枕控制ECU10檢測后部碰撞檢測標記的狀態(tài)， 并判定后部/f並撞4企測標記是否已經(jīng)再次打開。應注意的是，例如，在 多次碰撞的情況下后部石並撞;險測標記連續(xù)打開。后部石並撞纟企測標記連 續(xù)打開的情況的典型實例是，響應正預測的與跟隨車輛不可避免的石並 撞，后部石並撞纟企測標記第一次打開，然而該預測出的石並撞被避免，然 后預測出與另 一跟隨車輛的不可避免的碰撞。如果在步驟S20中判定出后部碰撞檢測標記已經(jīng)再次打開，則頭 枕控制ECU10進入步驟S21。如果相反，則頭枕控制ECU10進入步驟 S16。在步驟S21中，響應后部碰撞4企測標記的再次打開，頭枕控制 ECU10使到目前為止已經(jīng)計數(shù)的當前保持時間復位(歸零)，并且重新 開始對新的保持時間進行計數(shù)。通過這樣做，頭枕控制ECU10延長頭 枕保持控制的執(zhí)行時間。圖7表示涉及圖6說明的控制例程的時間表。上方的時間表表示 后部碰撞檢測標記的狀態(tài)(打開或關閉)。中間的時間表表示頭枕電動 機54的運行狀態(tài)。下方的時間表表示由電容傳感器14進行的乘客頭 部的檢測狀態(tài)。圖7中示出的實例表示以下情況，后部碰撞檢測標記 響應正被預測的碰撞而打開，然后該標記響應避免了的預測出的碰撞 而關閉，后部碰撞才企測標記響應另 一個正祐:預測的石並撞而再次打開， 然后該標記響應避免了的預測出的碰撞而關閉，即沒有發(fā)生碰撞。在圖7示出的實例中，更確切地，頭枕5響應后部碰撞檢測標記 的首次打開而首次向前運動，在頭枕5的頭枕保持控制期間(當經(jīng)過 小于保持時間T2的保持時間Ts時)后部碰撞4企測標記再次打開，并且 響應于此(第二次觸發(fā))，延長保持時間周期(同樣參看圖5作為對比)。 即，因而將保持時間從初始設定的丁2延長到T5+T2。同時，由于圖7 所示的實例中后部碰撞檢測標記沒有第三次打開，所以頭枕5在前進 位置上保持的保持時間為T5+T2，然后在經(jīng)過了保持時間Ts+丁2后回到同樣地，在連續(xù)發(fā)生了兩次或更多后部碰撞的情況下，第二示例 性控制使保持頭枕5的保持時間縮短到對乘客頭部的限制變得不足的 范圍的可能性最小化。即，在保持時間不依照后部碰撞檢測標記的后 續(xù)狀態(tài)而變化的情況下，如果與圖7說明的實例不同、實際發(fā)生了第二次預測的碰撞，則第二次預測的碰撞的頭枕5的保持時間變短。另 一方面，根據(jù)第二示例性控制，即使與圖7說明的實例不同、實際發(fā) 生了第二次預測的碰撞，也延長保持時間從而使乘客的頭部可得到適 當?shù)谋Ｗo。同樣，在如上所述的第一示例性控制的情況下，通過適當 地延長保持時間T2，可以使下述可能性最小化或消除當避免了預測 出的碰撞時，頭枕5將在駕駛員此時的確感覺不適的前進位置上保持 較長時間。在圖7示出的第二示例性控制中，當頭枕電動機54停止時，是響 應于后部碰撞4全測標記的首次打開而開始保持時間的計數(shù)的時間?？?選擇地，保持時間的計數(shù)可從后部碰撞檢測標記首次打開時(當預測 出碰撞時)開始。在該情況下，將保持時間丁2設定為反應開始計時的 時間變化的值。此外，在上述第二示例性控制中，響應于第二次打開的后部碰撞 檢測標記，在第一保持時間T2復位后設定第二保持時間，可將第二保 持時間設定得比第一保持時間丁2長，第一保持時間丁2的設定響應于后 部碰撞4全測標記的首次打開。即，由于第一次預測的碰撞的第一保持 時間T2的i殳定與后部石並撞才企測標記的首次打開時間有關，并且對頭衫二 5的向前驅(qū)動所需時間進行分解因式(參看圖5)，如果對響應于后部 碰撞檢測標記的首次打開的第一保持時間復位，則為頭枕5的向前驅(qū) 動設定的時間也被清除。因此，需要使第二保持時間比第一保持時間 長對應于頭斥允5向前驅(qū)動的時間的量。 (第三示例性控制)圖8為表示由頭枕控制ECU10執(zhí)行的另一個示例性控制例程的流 程圖。例如，所述控制例程在從車輛的點火開關從打開到關閉的時間
周期內(nèi)以給定的時間間隔反復執(zhí)行。應注意的是，圖6所示的控制例程中步驟S31、 S32、 S33、 S34、 S35、 S36、 S37、 S38、 S39的程序與圖4所示的控制例程中步驟Sl 、 S2、 S3、 S4、 S5、 S6、 S7、 S8、 S9的程序相同，因此將省略對它們的 說明。在頭^fc向后驅(qū)動控制過程中，頭枕控制ECU10監(jiān)控后部碰撞檢測 標記的狀態(tài)。在步驟S40中，頭枕控制ECU10判定在頭枕向后驅(qū)動控 制過程中后部碰撞檢測標記是否已經(jīng)再次打開。應注意的是，在發(fā)生 多次碰撞的情況下，后部碰撞;險測標記連續(xù)打開。如果在步驟S40中判定出后部碰撞檢測標記已經(jīng)再次打開，然后 頭枕控制ECU10進入步驟S32。相反地，如果沒有打開，則頭枕控制 ECU10回到步驟S38。在步驟S40之后執(zhí)行的步驟S32中，頭枕控制ECU10立即停止頭 枕電動機54的反轉(zhuǎn)并開始頭枕向前驅(qū)動控制。即，當在頭枕向后驅(qū)動 控制過程中后部碰撞檢測標記再次打開時，頭枕控制ECU10通過使頭 枕電動機54反向轉(zhuǎn)動立即開始頭枕向后驅(qū)動控制。圖9表示涉及圖8說明的控制例程的時間表。上方的時間表表示 后部碰撞檢測標記的狀態(tài)(打開或關閉)。中間的時間表表示頭枕電動 機54的運行狀態(tài)。下方的時間表表示由電容傳感器14進行的乘客頭 部的檢測狀態(tài)。圖9中示出的實例表示以下情況，后部碰撞檢測標記 響應于正被預測的碰撞而打開，然后該標記響應于避免了的預測出的 碰撞而關閉，后部石並撞4企測標記響應于另 一個正一皮預測的石並撞再次打 開，然后該標記響應于避免了的預測出的碰撞而關閉，即沒有發(fā)生碰 撞。
在圖9說明的實例中，更確切地，頭枕5響應于后部碰撞檢測標記的首次打開而首次向前運動，然后頭枕5在給定前進位置上保持保 持時間T2，經(jīng)過保持時間T2后頭枕5返回到初始位置，頭枕5返回到 初始位置的同時(經(jīng)過小于時間T3的時間T4后)后部石並撞;險測標記再 次打開，并且響應于此(第二次觸發(fā))，頭枕5的向前驅(qū)動(頭枕向前 驅(qū)動控制)重新開始(同樣參看圖5作為比較)。同時，由于在圖9所 示的實例中后部石並撞4企測標記沒有第三次打開，所以在第二次向前驅(qū) 動之后頭枕5在前進位置上保持保持時間T2，然后在經(jīng)過時間丁2后開 始朝初始位置返回，并且在經(jīng)過時間T3后完成該返回。同樣地，在連續(xù)地發(fā)生兩次或更多后部碰撞的情況下，當隨后預 測出的碰撞實際發(fā)生時，第三示例性控制消除頭枕5不能達到給定前 進位置(即頭護u5已經(jīng)回到縮回位置)的可能性。即，在與圖9說明 的實例不同、實際發(fā)生了第二次預測的碰撞的情況下，重新開始頭枕 驅(qū)動控制以使頭枕5回到前進位置，因此乘客的頭部可由頭枕5適當 地保護。同樣，在上述第一示例性控制的情況下，通過適當?shù)卦O定保 持時間T2，可以使下述可能性最小化或消除當避免了預測出的碰撞 時，頭枕5將在駕駛員確感覺不適的前進位置上保持較長時間。同時，根據(jù)第三示例性控制，當頭枕5已經(jīng)回到其初始位置之后 后部碰撞檢測標記再次打開時，所述事件在控制例程的下個周期的步 驟S31中處理，接下來步驟S32中的程序如上所述。應注意的是，第三示例性控制可與第二示例性控制結合實施。雖然參照示例性實施例對本發(fā)明進行了說明，應該理解的是本發(fā) 明不局限于這些示例性實施例。相反，本發(fā)明試圖覆蓋各種修改和等同配置。此外，雖然以多種示例性的組合和結構表示出示例性實施例 的多種元件，但是其它組合和結構也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，雖然通過參照上述示例性實施例中后部/S並撞才企測標記的狀態(tài)，頭枕控制ECU10適于間接地接收來自PCS-ECU40的起動信號， 但是頭枕控制ECU10可以選擇適于直接地接受來自PCS-ECU40的起 動信號。此外，雖然上述示例性實施例假定駕-使員面向正前方，但是可以 附加地運用判定頭枕5的停止位置的其它結構，如運用車內(nèi)攝像機識 別駕駛員的面部的方位并通過根據(jù)駕駛員的面部的方位改變相關閾值 來改變頭枕5的停止位置。此外，雖然上述示例性實施例中運用后部雷達傳感器42斥企測對象 車輛的后部狀態(tài)，但是可選擇地，可以基于通過車-車通信從其它車輛 獲取的與對象車輛和其它車輛之間的關系的有關信息檢測所述相同的 狀態(tài)。同樣，也可以加入這樣的結構，該結構從獲取對象車輛的后部 的圖像的立體攝像機獲取圖像信息，并通過所述圖像信息檢測對象車 輛相對于跟隨車輛的速度、對象車輛與跟隨車輛的距離、對象車輛相 對于跟隨車輛的方位等等，并且該結構基于檢測結果判定對象車輛是 否將不可避免地與跟隨車輛發(fā)生碰撞。應注意的是，與跟隨車輛的碰 撞的判定不必要在"是"和"否"之間做出。例如，可在多個步驟中 對碰撞的可能性進行評價。
權利要求
1、一種頭枕控制裝置，其包括后部狀態(tài)檢測器件(42)，其用于檢測跟隨車輛；碰撞判定器件(40)，其用于基于所述后部狀態(tài)檢測器件(42)的檢測結果判定所述跟隨車輛和對象車輛之間碰撞的可能性是否大，如果所述碰撞的可能性大就輸出起動信號；頭枕驅(qū)動機構(50)，其支承頭枕(5)并沿所述對象車輛的縱向相對于所述對象車輛驅(qū)動所述頭枕(5)；電動機(54)，其產(chǎn)生沿縱向驅(qū)動所述頭枕(5)的力；頭部位置檢測器件(14)，其用于檢測乘客的頭部相對于所述頭枕(5)的位置；及頭枕控制器件(10)，其用于通過依據(jù)所述碰撞判定器件(40)的輸出啟動所述電動機(54)來控制所述頭枕(5)的縱向位置，所述頭枕控制裝置的特征在于所述頭枕控制器件(10)執(zhí)行向前驅(qū)動控制，所述向前驅(qū)動控制通過響應來自所述碰撞判定器件(40)的起動信號啟動所述電動機(54)，從而開始驅(qū)動所述頭枕(5)向前，然后當通過來自所述頭部位置檢測器件(14)的信號檢測出所述乘客的頭部與所述頭枕(5)之間的位置關系已經(jīng)達到預定位置關系時，通過停止所述電動機(54)結束所述頭枕(5)的向前驅(qū)動，所述頭枕控制器件(10)在所述向前驅(qū)動控制之后執(zhí)行將所述電動機(54)保持在停止狀態(tài)預定保持時間的保持控制，及所述頭枕控制器件(10)在所述保持控制之后，執(zhí)行通過啟動所述電動機(54)反向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述頭枕(5)向后的向后驅(qū)動控制。
2、如權利要求1所述的頭枕控制裝置，其中當所述電動機(54)在所述向前驅(qū)動控制中連續(xù)運行時間超過第 一基準時間時，所述頭枕控制器件(10)停止所述電動機(54)。
3 、如權利要求2所述的頭枕控制裝置，其中所述頭枕控制器件(10 )依據(jù)所述頭枕(5)向前移動的速度設定所述第一基準時間。
4、 如權利要求3所述的頭枕控制裝置，其中所述頭枕(5)向前 移動的速度越高，所述頭枕控制器件(10)就越縮短所述第一基準時 間期間。
5、 如權利要求1至4中任一項所述的頭枕控制裝置，其中當所述 電動機(54)在所迷向后驅(qū)動控制中連續(xù)運行時間超過第二基準時間 時，所述頭枕控制器件(10)停止所述電動機(54)。
6、 如權利要求5所述的頭枕控制裝置，其中所述頭枕控制器件(10 ) 將所述第二基準時間設定為使所述頭枕(5)返回到所述頭枕(5)的 縮回卩立置的時間。
7、 如權利要求1至4中任一項所述的頭枕控制裝置，其中當所述 頭枕控制器件(10 )在所述保持控制期間再次從所述石並撞判定器件(40 ) 接收到起動信號時，所述頭枕控制器件(10)通過延長所述預定保持 時間持續(xù)所述保持控制。
8、 如權利要求7所述的頭枕控制裝置，其中當所述頭衫:控制器件 (10)在所述保持控制期間再次從所述碰撞判定器件(40)接收到起動信號時，所述頭枕控制器件(10)對當前保持時間的計數(shù)進行復位 并開始對新的保持時間進行計數(shù)。
9、 如權利要求7所述的頭枕控制裝置，其中所述頭枕控制器件(10 )繼續(xù)所述保持控制直至從再次接收到所述起動信號開始經(jīng)過所述預定 保持時間。
10、 如權利要求1至4中任一項所述的頭枕控制裝置，其中當所 述頭枕控制器件(10)在所述向后驅(qū)動控制期間再次從所述碰撞判定 器件(40)接收到所述起動信號時，所述頭枕控制器件(10)中斷所 述向后驅(qū)動控制并開始所述向前驅(qū)動控制。
11、 一種控制主動式頭枕的方法，所述主動式頭枕包括支承頭枕 并沿所述對象車輛的縱向相對于所述對象車輛驅(qū)動所述頭枕(5)的頭 枕驅(qū)動機構(50)和產(chǎn)生沿所述縱向驅(qū)動所述頭枕(5)的力的電動機(54),所述方法的特征在于包括 才企測跟隨車輛；如果基于所述跟隨車輛的檢測結果判定出所述跟隨車輛和所述對 象車輛之間碰撞的可能性大，則輸出起動信號；響應于所述起動信號，啟動所述電動才幾以驅(qū)動所述頭枕向前直至 所述乘客的頭部與所述頭枕之間的位置關系達到預定位置關系；在驅(qū)動所述頭^:向前之后，保持所述電動機在停止狀態(tài)預定保持 時間；及在保持所述電動機在停止狀態(tài)預定保持時間之后，啟動所述電動 才幾反向轉(zhuǎn)動以驅(qū)動所述頭^L向后。
12、 如權利要求11所述的方法，其中當再次輸出所述起動信號而 所述電動機保持在停止狀態(tài)時，延長所述預定保持時間，從而使所述 電動機繼續(xù)保持在所述停止狀態(tài)。
13、 如權利要求12所述的方法，其中當再次輸出所述起動信號、 而所述電動機保持在停止狀態(tài)時，當前保持時間的計數(shù)被復位并且新 的保持時間開始計數(shù)。
14、 如權利要求12所述的方法，其中當再次輸出所述起動信號時， 所述電動機繼續(xù)保持在停止狀態(tài)直至從再次接收到所述起動信號開始 經(jīng)過所述預定保持時間。
15、 如權利要求11至14中任一項所述的方法，其中當再次輸出 所述起動信號而所述頭枕正在被向后驅(qū)動時，中斷所述向后驅(qū)動控制， 然后開始所述向前驅(qū)動控制。
全文摘要
頭枕控制裝置具有后部雷達傳感器(42)，PCS-ECU(40)，支承頭枕(5)并沿車輛的縱向相對于所述車輛驅(qū)動所述頭枕(5)的頭枕驅(qū)動機構(50)，電容傳感器(14)，以及控制電動機(54)的頭枕控制器件(10)。所述頭枕控制器件(10)執(zhí)行向前驅(qū)動控制，其中響應于來自所述PCS-ECU(40)的起動信號開始向前驅(qū)動所述頭枕(5)，然后響應于達到預定位置關系的乘客的頭部與所述頭枕(5)之間的位置關系停止所述電動機(54)。在所述向前驅(qū)動控制之后，所述頭枕控制器件(10)執(zhí)行保持控制，其中所述電動機(54)保持在停止狀態(tài)預定保持時間。在所述保持控制之后，所述頭枕控制器件(10)執(zhí)行向后驅(qū)動控制，其中所述頭枕(5)被向后驅(qū)動。
文檔編號B60R21/013GK101130349SQ20071014613
公開日2008年2月27日 申請日期2007年8月23日 優(yōu)先權日2006年8月23日
發(fā)明者伊予田紀文, 合山隆彌, 大川達大, 松林清佳 申請人:豐田自動車株式會社;愛信精機株式會社