(57)【要約】ヘッドレストの設定を改善できる車両シート用背もたれを提供する。背もたれに対して高さを調整できるヘッドレスト（１）と、ヘッドレスト（１）に配置されて、ヘッドレスト（１）に関して車両シートに座る乗員の頭の位置を検知し、調整される最終位置を示す近接センサーとを持ち、ヘッドレスト（１）には少なくとも二個のセンサーが配置され、ヘッドレスト（１）には、容量近接センサー（５，１４）として設計された少なくとも二個のセンサーが設置され、該センサーは頭（Ｐ）と少なくとも二個の近接センサー（５，１４）のそれぞれとで形成される電極で生じる静電容量として測定される検知された静電容量の関数として頭（Ｐ）に対するヘッドレスト（１）を構成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
背もたれに対してヘッドレスト（１）の高さを調整できるヘッドレスト（１）と、ヘッドレスト（１）に設置され、車両シートへの着座者の頭の位置をヘッドレスト（１）との相関で検知して、調整される最終位置を示すセンサーとを有する車両シート用背もたれであって、
ヘッドレスト（１）には、容量近接センサー（５，１４）として設計された少なくとも二個のセンサーが設置され、該センサーは頭（Ｐ）と少なくとも二個の近接センサー（５，１４）のそれぞれとで構成される電極上の静電容量として測定される検知された静電容量の関数として頭（Ｐ）に対するヘッドレスト（１）の位置を示すことを特徴とする、車両シート用背もたれ。
【請求項２】
少なくとも二個の容量近接センサー（５，１４）が静電容量の変動によってヘッドレスト（１）の調整を検知することを特徴とする、請求項１に記載の背もたれ。
【請求項３】
少なくとも二個の容量近接センサー（５，１４）が調整されるべき最終位置に達するように少なくとも一個の駆動系（４）を制御することを特徴とする、請求項１または２に記載の背もたれ。
【請求項４】
少なくとも一個の駆動系（４）に接続された制御器（７）を備えたことを特徴とする、請求項３に記載の背もたれ。
【請求項５】
少なくとも二個の容量近接センサー（５，１４）のそれぞれが頭部を写すフィールドイメージ（６）を形成する電極（１５，１６）を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の背もたれ。
【請求項６】
少なくとも一個の駆動系（４）用の制御器（７）が設置され、該制御器（７）は、実数として検知された静電容量を、少なくとも一つの調整される最終位置の静電容量の所定値と比較することを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の背もたれ。
【請求項７】
駆動系（４）がヘッドレスト（１）の選択的探索走査を始動する制御器（７）によって駆動できることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の背もたれ。
【請求項８】
制御器（７）が信号整形及び処理回路を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の背もたれ。
【請求項９】
制御器（７）が補正ユニットを有することを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の背もたれ。
【請求項１０】
補正系が車両の開錠を検知する素子に接続され、車両が開錠される時に参照静電容量が検知されることを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載の背もたれ。
【請求項１１】
温度特性曲線によって各静電容量を補正する素子が配置されていることを特徴とする、請求項９または１０に記載の背もたれ。
【請求項１２】
補正ユニットが、車両の開錠が検知された時、少なくとも二個の近接センサー（５，１４）によって形成されるコンデンサーの静電容量を決定するように作られていることを特徴とする、請求項９から１１のいずれかに記載の背もたれ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１の前文に記載の車両用背もたれに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１はヘッドレストに配置されて、頭の位置を検知するためのセンサーを有し、乗員の頭の位置に対して車両のヘッドレストを調整する器具を開示している。センサーは、重なり合って、乗員の頭が誘電体として機能する一個のコンデンサーの一部となる二枚のコンデンサー板を持つ。しかし、多少後頭部の出っ張った人や首の太いあるいは細い人については、この方法ではヘッドレストの調整は不可能である。
【特許文献１】独国特許発明第１９９１６８０４Ｃ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、請求項１の前文に記載されるヘッドレストの設定を改善できる車両シート用背もたれを提供することである。この目的は請求項１に記載の手段によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
その結果、車両シートに座る乗員の高さと位置によりヘッドレストを調整するために、背もたれに対する位置を調整できるヘッドレストを持つ車両シート用背もたれが提供される。このために用いられる少なくとも二個の容量近接センサーが、人の頭とでコンデンサーを形成する。従って、これらのコンデンサーのそれぞれは、頭の電極と、少なくとも二個の容量近接センサーのうちの各一個の電極とから成る。コンデンサーの静電容量を検出することによって、ヘッドレストは調整される。頭に対するヘッドレストの位置が示され、高さと頭からの距離とが最適になる最終調整位置にヘッドレストが移動される。これにより、事故対応性のよいヘッドレストの設定が実現する。
【０００５】
好ましくは、静電容量の変動が検知され、それによってこの変動の関数としてヘッドレストが調整される。このように頭と近接センサーから構成されるコンデンサーのそれぞれの静電容量が調整の目安となる。この場合、コンデンサーの静電容量は相互に比べられる。
【０００６】
この場合、上述の少なくとも二個の容量近接センサーはそれぞれ電極を持ち、その幾何的寸法と検知されるべき所定静電容量とが、ヘッドレストの高さと人の頭からの距離とを調整するために頭の位置を示す“フィールドイメージ（電界像）”を形成できることが好ましい。上述の少なくとも二個の容量近接センサーのフィールドイメージは、頭がなければ示されない。頭があることでフィールドラインが示され、少なくとも二個の容量近接センサーの静電容量は頭によって決定され、この静電容量が最終調整位置を示したり、あるいは最終調整位置に移動させる調整として用いられる。
【０００７】
ヘッドレストの調整駆動系を駆動させるための制御器は、検知された静電容量の実数値と、ヘッドレストの最終調整位置の静電容量の少なくとも一つの所定希望値とを比較できる。この目的のために、制御器は信号処理用電子系を有してもよい。ヘッドレストが最終調整位置に達するために、ヘッドレストは選択的探索走査を行うことができる。
【０００８】
制御器は材料、大気湿度、などの外部要因を考慮に入れるための補正ユニットを有してもよく、それらが連動して頭と近接センサーとの間の静電容量を決定する。車両が開錠され、同時にシートにまだ人が座らない時に、補正を行なう補正ユニットがあってもよい。コンデンサーまたは参照コンデンサーのゼロ線は好ましくは補正可能であってよい。何故なら車両シート上の容量近接センサーには後面電極がないからである。この場合、車両を開錠することは、例えば、機械的に無線始動や“鍵なし発進”によって起こる接近正当化の情報交換に関連する。
【０００９】
さらに好ましくは、コンデンサーの補正は、温度変動による静電容量の変動を考慮に入れて温度特性曲線によって行われる。この目的のために、車両内部の温度測定が温度の関数として静電容量の所望の数値を変更するために用いられる。
【００１０】
好ましくは、補正ユニットは少なくとも二個の近接センサーから成るコンデンサーの静電容量を決定するために構成される。好ましくは、車両の鍵が開けられ、同時に車両シートにまだ人が座らない時に、少なくとも二個の近接センサーから成るコンデンサーの静電容量決定がなされる。こうして、異なるフォーム、プラスチック、あるいはその他さまざまな材料など、ヘッドレストの内部および上部の材質の影響は、人が車両シートにいない時の補正に考慮される。
【発明の効果】
【００１１】
要約すると、本発明による背もたれでは、電極の一つとしての頭と、もう一方の電極として少なくとも二個の近接センサーのうちの各一個の電極とから成るコンデンサーの静電容量によって、頭に対するヘッドレストの位置を得るために、ヘッドレストは初期位置から動くことができる。容量近接センサーによって、一種の電気的テンプレートがヘッドレストの上に形成され、ヘッドレストは、頭が電気的テンプレートに合致するまで動くことができる。電気的テンプレートへの合致は、コンデンサーの特定の既定静電容量が検知されることで決定される。その静電容量は少なくとも二個の近接センサーの電極と関連する頭の距離と位置の関数である。
【００１２】
本発明のさらなる詳細は下記の記述と従属請求項とから明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は添付図面と実施態様とによってさらに詳細に説明される。
【００１４】
図１は、車両シートの背もたれの高さに対して調整可能なヘッドレスト１を有する車両シート用背もたれ３を示す。ヘッドレスト１に対する車両シートに座る乗員の頭Ｐの位置を検知し、かつ駆動系４を制御する二個のセンサーがヘッドレスト１に配置される。駆動系４はヘッドレスト１を初期位置から最終調整位置へ動かす。これによりヘッドレスト１は車両シートに座る様々な人々に対応できる。これを達成するため、ヘッドレスト１に配置されるセンサーは、頭Ｐと近接センサー５、１４とで形成される電極に見られる各検知静電容量の関数として始動される、容量近接センサー５，１４となっている。検知される静電容量は駆動系４の制御を行なう。近接センサー５はヘッドレスト１の調整中に静電容量の変動を検知する。
【００１５】
静電容量が頭の形の関数として決定できるように、容量近接センサー５，１４はそれぞれ電極を持ち、その幾何的構成が頭部を模写するフィールドイメージ（電界像）６を形成する。
【００１６】
駆動系４を制御するために、実数としての検出された静電容量を、最終調整位置の静電容量の少なくとも一つの所定値と比較する制御器７が用いられる。
【００１７】
所定値が最終調整位置に割り振られてもよい。この最終調整位置に達するために、駆動系４はヘッドレスト１が選択される探索走査を行うように制御器７によって作動されてもよい。
【００１８】
駆動系４によるヘッドレスト１の自動調整に加えて、あるいはその代わりとして、車両シートに座る乗員Ｐの頭に対応するヘッドレスト１の位置が与えられてもよい。検出される静電容量は、静電容量の少なくとも一つの所定値と比較される実数として、頭の距離と高さに関してヘッドレスト１の位置の指標として機能できる。
【００１９】
特に図２から明らかなように、近接センサー５，１４は頭に向かう形を持つ電極１５，１６を有してもよい。図２に示されるように二つの電極１５，１６が設けられる際、これらは互いに傾き合って頭Ｐに向かうのが好ましい。制御器７は信号整形及び処理回路とを持ってもよい。さらに補正ユニットがあってもよい。
【００２０】
図１に示される実施態様では、ヘッドレスト１は車両シート、例えば自動車シートの背もたれ３において、電気的、圧縮空気式、あるいは水圧式の駆動系４により駆動される案内棒２により高さを調整できるように案内される。乗員Ｐは、背中を背もたれ３の前面に寄りかからせ、理想的には人の頭Ｐは、ヘッドレスト１に最も近い領域、大体ヘッドレスト１の中央で、かつヘッドレスト１から最適距離に、つまりヘッドレスト１に対してもたれないように位置する。便宜的にはその場合、ヘッドレスト１は車両シートに、あるいは背もたれ３の前面に座る乗員Ｐの頭の方向に傾くように配置される。
【００２１】
ヘッドレスト１の前部に、すなわち頭に面する部分に、二個の容量近接センサー５，１４が配置され、それは人の頭の後面の平均的形状に合わせたフィールドイメージ６を持っている。フィールドイメージ６は、近接センサー５，１４の電極形状と位置、および各近接センサー５，１４に割り振られた静電容量によって人の頭の後面の理論的形状に合わせられる。
【００２２】
近接センサー５，１４の各電極１５，１６はコンデンサーの電極の一つであり、車両シートに座る乗員Ｐの頭がコンデンサーの他の電極になる。コンデンサーの静電容量は基本的には電極の幾何学的大きさと配置のみによる。すなわち人Ｐの頭と近接センサー５，１４の電極１５，１６の相互関係によっている。近接センサー５，１４は、頭と近接センサー５，１４の電極１５，１６で構成されるコンデンサーの電極１５，１６にある静電容量を検出する。
【００２３】
より厳密に言えば、車両シートに座る乗員Ｐは、近接センサー５，１４の電極１５，１６とともに各一つのコンデンサーを構成する。これによって静電容量が生じて、その大きさが実測される。
【００２４】
各電極１５，１６を有する近接センサー５，１４は、人Ｐの頭の後面の形状に合わせてあり、コンデンサーの静電容量はヘッドレスト１の位置のずれ、および／または調整の指標である。各近接センサー５，１４ごとにあらかじめ設定された特定の静電容量の場合に、対応する近接センサー５，１４が始動する。図１の近接センサー５，１４の両方が始動すると、調整された最終位置に達する。位置のずれ、または一般的に車両シートに座る乗員Ｐの頭の位置は、近接センサー５，１４の瞬間的に検出された静電容量と調整された最終位置用にあらかじめ設定された静電容量との比較で示される。頭の高さと距離に関する位置の指示は別々に行なわれてもよい。
【００２５】
近接センサー５，１４は、例えば背もたれ３やヘッドレスト１あるいはその他どこにでも設置される制御器７に接続され、これにより駆動系４が対応して始動される。
【００２６】
人Ｐの頭の距離に関してヘッドレスト１の距離を最適に設定するために、背もたれ３は、もし適当なら水平に分割されてもよく、その場合、上部がヘッドレスト１を持つ二部分が相互に傾いて調整されてもよい。
【００２７】
制御器７によって、ヘッドレスト１の最適設定は、繰り返して適切であれば背もたれ３の位置に関わらず頭からの高さと距離とが最適になるように行なわれる（ただし背もたれの傾斜がその設定を可能とする限り）。このため、ヘッドレスト１は、また人Ｐの頭から離れる、あるいは頭に向かう方向へのヘッドレスト１の傾斜の調整の代わりに、平面的にも移動可能であってもよく、それによってヘッドレスト１からの距離が設定される。あるいはヘッドレスト１は背もたれ３上で回転可能であってもよい。
【００２８】
原則として、車両シートに座る乗員に個々にヘッドレスト１を設定するため、始動スイッチ８が始動される。何故ならもし使用者が変わらなければ、新しい設定は必要ないからである。始動によって特定の所定静電容量が制御器７の中で検知されるまで、ヘッドレスト１は高さ方向に動かされる。ヘッドレスト１の調整はこの時点で終了する。
【００２９】
ヘッドレスト１が高さ方向に動く間、近接センサー５が応答しなければ、すなわちヘッドレスト１が高さ調整で頭に対して最適位置に移動しないのであれば、頭および／または背もたれ３は明らかに適切でない傾斜位置にある。この場合には、第一に、頭に対応する位置に持って行けるように、人Ｐが見ることのできる（表示）素子９を配置してもよい。あるいは第二に、人Ｐが背もたれ３を調整しなければならない信号を、手動あるいは駆動系１１用のスイッチ１０（接触スイッチ）で出す表示器、および／または人Ｐの頭に対してヘッドレスト１が最適位置に達した特定の所定静電容量を制御器７が検知するまで、制御器７で制御できる背もたれ３の自動モーター調整器を配置してもよい。
【００３０】
ヘッドレスト１の傾斜が調整不能の場合はいずれにせよ、それが背もたれ３の前面に、従って頭に向かって傾くように配置されるのがよい。
【００３１】
ヘッドレスト１が手動でのみ調整可能の場合は、素子９がヘッドレスト１の不適切な位置取りの表示素子として用いられ、その素子は近接センサー５，１４が応答して、その結果ヘッドレスト１が正しい高さと正しい距離に設定されるまでこれを指示する。
【００３２】
ヘッドレスト１は、さらに図１に見られるように、駆動系１３によって、あるいは手動で、背もたれ３に対して水平軸周りの傾斜を調整可能である。
【００３３】
電極１５，１６はヘッドレスト１の中の電極１６に関して、ヘッドレスト１の幅の中央部で重ね合わせて配置される。
【００３４】
二つの電極１４，１５から得られるフィールドイメージ６は車両シートに座る乗員Ｐの頭の後面の平均的形状を写し、それによって人Ｐの頭の後面の“電気的テンプレート”が形成され、二つの電極１５，１６の静電容量がコンデンサーの部分としての頭の距離と位置の関数として、ヘッドレスト１の位置のずれおよび／または調整の指標となる。近接センサー５，１４の特定の既定静電容量の場合、これらが始動される。
【００３５】
好ましくは、電極１４，１５はヘッドレスト１の頭に対する面と比較して、頭部の衝撃の際に頭を危険にさらさないように、対応して設定される。
【００３６】
例えば自動車では、長距離旅行の間に座る位置が変わることもあり得る。この場合には基本的にはヘッドレスト１の設定の変更を行なわず、電極１４，１５からの信号に変化が生じた場合には、所定時間経過後にのみ制御器７の反応が生じるように設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】車両シートのヘッドレストを持つ背もたれの実施態様の概略を示す図である。
【図２】実施態様におけるヘッドレストの容量近接センサーの形状と位置を模式的に示す断面図である。
【図３】図２のヘッドレストの正面図を部分断面図として模式的に示す図である。
【図４】第二の実施態様の詳細の概略を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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