CN107215304B - 车辆的乘员保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆的乘员保护装置，目的在于削减对带条与乘员身体抵接的部位作用的力。车辆的乘员保护装置具有：带条(11)，其搭设在坐在车辆的座椅(5)上的乘员身体的前面；预紧装置，其卷绕带条(11)；车辆姿势传感器，其检测车辆的姿势变化或用于姿势变化的操作；以及控制部(30)，其在碰撞前或碰撞时通过预紧装置开始带条(11)的卷绕。控制部(30)在开始带条(11)的卷绕后，根据车辆的姿势变化暂时停止或放缓带条(11)的卷绕。

Description

车辆的乘员保护装置
技术领域
本发明涉及一种车辆例如汽车的乘员保护装置。
背景技术
专利文献1～3公开了预紧机构，其在碰撞前或碰撞时开始卷绕搭设在坐在汽车座椅上的乘员前面的带条(ストラップ)。通过预紧动作，坐在座椅上的乘员的背面从碰撞前或碰撞时被按压在座椅的靠背上，能够在乘员因碰撞而向前移动时矫正乘员的姿势。由此，碰撞时的冲击负荷易于作用在处于被带条适当地约束的状态的乘员，可以预期获得碰撞时的乘员的保护性能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开平10-167000号公报
专利文献2：(日本)特开2000-142321号公报
专利文献3：(日本)特开2011-152837号公报
但是，这些现有的预紧机构，从碰撞前或碰撞时开始卷绕带条的预紧动作，会在保持该状态下发生碰撞。因此，当在预紧动作中例如由于制动操作等导致车辆的前部发生下沉时，在带条与乘员身体抵接的部位例如胸部，除了用于矫正姿势的预紧动作产生的压迫压力外，也会作用有车辆的姿势变化导致的负荷。而且，当之后发生碰撞时，也会作用有碰撞产生的冲击负荷。这三种力很可能直接加在一起作用在抵接部位上。
这种车辆的乘员保护装置，需要削减对带条与乘员身体抵接的部位作用的力。
发明内容
本发明涉及的车辆的乘员保护装置，具有：带条，其搭设在坐在车辆的座椅上的乘员身体的前面；预紧装置，其卷绕所述带条；车辆姿势传感器，其检测所述车辆的姿势变化或用于姿势变化的操作；以及控制部，其在碰撞前或碰撞时通过所述预紧装置开始所述带条的卷绕，其中，所述控制部在开始所述带条的卷绕后，根据所述车辆的姿势变化暂时停止或放缓所述带条的卷绕。
优选地，所述控制部可以在所述车辆姿势传感器检测到所述车辆的前部的下沉时，暂时停止或放缓所述带条的卷绕。
优选地，可以具有：行驶状况传感器，其检测所述车辆的行驶状况，其中，所述控制部在根据所述行驶状况传感器检测到的行驶状况有可能发生碰撞时，在碰撞前通过所述预紧装置开始卷绕所述带条，并通过所述车辆姿势传感器开始检测所述车辆的前部的下沉。
优选地，所述控制部可以在通过所述预紧装置暂时停止或放缓所述带条的卷绕后，再次卷绕所述带条。
优选地，可以具有：行驶状况传感器，其检测所述车辆的行驶状况，其中，在根据所述行驶状况传感器检测到的行驶状况有可能发生碰撞，且根据所述车辆姿势传感器未检测到所述车辆的前部的下沉时，所述控制部通过所述预紧装置开始卷绕所述带条，在根据所述行驶状况传感器检测到的行驶状况有可能发生碰撞，且根据所述车辆姿势传感器检测到所述车辆的前部的下沉时，所述控制部不会通过所述预紧装置开始卷绕所述带条，而是延后通过所述预紧装置开始卷绕所述带条。
优选地，所述车辆姿势传感器可以为：检测所述车辆或所述乘员的减速或减速操作的车辆减速传感器、落座传感器、设置在所述车辆的前部或后部的车辆角速度传感器、或者设置在所述带条上的安全带传感器。
优选地，所述控制部可以在暂时放缓所述带条的卷绕的控制中，将所述带条送出。
发明效果
本发明在碰撞前或碰撞时，通过预紧装置开始带条的卷绕。能够通过预紧动作矫正并支撑乘员的身体。
而且，在开始带条的卷绕后，根据车辆的姿势变化暂时停止或放缓带条的卷绕。由此，即使预紧动作产生的压迫压力作用在带条与乘员的抵接部位，也能够将其复位并削减。对于带条的抵接部位，预紧产生的压迫压力与车辆的姿势变化产生的负荷难以直接相加并作用。而且，即使之后作用有碰撞产生的冲击负荷，这三种力也难以直接加在一起作用在抵接部位上。
附图说明
图1是本发明第一实施方式涉及的汽车的说明图；
图2是设置在图1的车体中的车辆的乘员保护装置的一例的说明图；
图3是利用普通的乘员保护装置进行的乘员保护动作的一例的说明图；
图4是图2的乘员保护装置的控制系统的方框图；
图5是利用图4的控制部进行的乘员保护控制的流程图；
图6是利用图5的控制进行的乘员保护动作的一例的说明图；
图7是第二实施方式中的乘员保护控制的流程图。
符号说明
1…汽车(车辆)
2…前室
3…乘员室
4…后室
5…座椅
10…座椅安全带装置
11…带条
12…锚固件
13…舌板
14…带扣
15…卷收器装置
16…支架
17…卷轴
18…电机
21…摄像设备
22…车辆加速度传感器
23…车辆速度传感器
24…制动操作传感器
25…车辆角速度传感器
26…安全带张力传感器
27…安全带卷绕量传感器
28…落座传感器
29…计时器
30…控制部
35…安全气囊装置
具体实施方式
下面基于附图，对本发明的实施方式进行说明。
[第一实施方式]
图1是本发明第一实施方式涉及的汽车1的说明图。汽车1是车辆的一例。图1中，还图示有在汽车1的前方行驶的其他汽车1。
图1的汽车1具有由前室2、乘员室3以及后室4构成的车体。前室2中配置有发动机、电动机等动力单元。后室4中设置有行李空间。乘员室3中设置有乘车的乘员坐的座椅5。另外，乘员室3中，在驾驶员用的座椅5的前方，设置有加速踏板、制动踏板、方向盘等操作部件。汽车1根据驾驶员的操作进行行驶、停止、左右转向。
图2是设置在图1的车体中的车辆的乘员保护装置的一例的说明图。
图2中图示有三点式座椅安全带装置10。座椅安全带装置10具有：带条11、锚固件12、舌板13、带扣14、卷收器装置15、支架16。
带条11是搭设在坐在座椅5上的乘员的身体前面的安全带。
锚固件12将带条11的前端固定在座椅5的椅面的外侧位置。
带条11穿过舌板13。
带扣14固定在座椅5的椅面的内侧位置。舌板13以相对于带扣14可拆卸的方式安装。
卷收器装置15具有：卷绕带条11的卷轴17、以任意扭矩对卷轴17进行正反旋转驱动的电机18、以及使卷轴17瞬间向卷绕方向旋转的未图示的气体发生装置。电机18以及气体发生装置能够作为碰撞前卷绕带条11的预紧装置发挥功能。
卷收器装置15设置在座椅5的外下方的位置，例如B柱下部。
支架16设置在座椅5的外上方的位置，例如B柱上部。带条11穿过支架16。
于是，坐在座椅5上的乘员例如拉动舌板13，从卷收器装置15抽出带条11，将舌板13安装到带扣14上。由此，带条11从支架16向带扣14延伸，进而从带扣14向锚固件12延伸，从而搭设在坐在座椅5上的乘员的腰部及胸部的前面。
图3是利用普通的乘员保护装置进行的乘员保护动作的一例的说明图。
碰撞前，如图3(A)所示，座椅安全带装置10的带条11搭设在坐在座椅5上的乘员的前面。此时，带条11可以松缓，不必以将乘员身体按压在座椅5上的方式进行约束。
之后，例如，当预想发生碰撞时，如图3(B)所示，卷收器装置15的预紧装置工作，卷绕带条11。由此，乘员的身体能够以被按压在座椅5上的方式约束。另外，卷收器装置15以在规定以下的扭矩不被抽出的方式保持带条11。
此外，在预紧装置工作中，例如，当发生制动操作等时，如图3(C)所示，汽车1的车体前部会发生下沉。
之后，当实际上车体例如与图1的其他汽车1发生追尾时，如图3(D)所示，坐在座椅5上的乘员的身体将相对地从座椅5向前移动。
如此，通过碰撞前的预紧动作，坐在座椅5上的乘员的背面会从碰撞前或碰撞时被按压在座椅5的靠背上。在碰撞导致乘员向前移动时，能够矫正乘员的姿势。碰撞时的冲击负荷易于作用在处于被带条11适当地约束的状态的乘员，可以预期获得碰撞时的乘员的保护性能。
但是，这些现有的预紧机构，从碰撞前或碰撞时开始卷绕带条11的预紧动作，会在保持该状态下发生碰撞。因此，当在预紧动作中例如由制动操作等导致车辆的前部发生下沉时，在带条11与乘员身体抵接的部位例如胸部，除了用于矫正姿势的预紧动作产生的压迫压力外，也会作用有因车辆的姿势变化导致的负荷。而且，当之后发生碰撞时，碰撞产生的冲击负荷也会发生作用。这三种力很可能直接加在一起作用在抵接部位上。
因此，本实施方式会削减对带条11与乘员身体抵接的部位作用的力，提高乘员保护性能。
图4是图2的乘员保护装置的控制系统的方框图。
图4的控制系统具有：摄像设备21、车辆加速度传感器22、车辆速度传感器23、制动操作传感器24、车辆角速度传感器25、安全带张力传感器26、安全带卷绕量传感器27、落座传感器28、计时器29、以及与这些部件连接的控制部30。另外，图4中一并图示了与控制部30连接的控制对象即座椅安全带装置10和安全气囊装置35。
摄像设备21例如为一对摄像元件，如图1所示，面向前方地设置在乘员室3的车顶，通过摄像来观测车辆前方的周边状况。控制部30根据拍摄的图像，确定例如车辆前方的其他汽车1等障碍物作为车辆的周边状况，得以判断该障碍物的碰撞可能性。由此，能够检测碰撞前的车辆的行驶状况。
车辆加速度传感器22固定设置在车体上，检测加速减速引起的车辆的加速度作为车辆的行驶状况。由此，能够检测碰撞前的车辆的姿势变化。另外，由于在碰撞时会产生较大减速，因此能够检测车辆的碰撞。
车辆速度传感器23固定设置在车体上，检测车辆的速度作为车辆的行驶状况。
制动操作传感器24设置在乘员室3内，检测乘员踩下制动踏板的操作。由此，能够检测用于碰撞前的车辆的姿势变化的操作。
车辆角速度传感器25固定设置在车体的前部或后部，检测车辆的例如上下方向的角速度作为车辆的行驶状况。由此，能够检测碰撞前的车辆的姿势变化。
安全带张力传感器26例如设置在卷收器装置15中，检测作用在带条11上的张力。由此，能够检测减速时相对地向前移动的乘员身体的动作，或者因其身体的动作而作用在带条11上的张力。由此，能够作为检测碰撞前的车辆的姿势变化的安全带传感器发挥功能。
安全带卷绕量传感器27例如设置在卷收器装置15中，检测带条11的卷绕量。由此，能够作为检测碰撞前的车辆的姿势变化的安全带传感器发挥功能。
落座传感器28例如设置在座椅5的椅面上，检测乘员是否坐在座椅5上、落座压、落座位置。在碰撞时，乘员的身体将会向前移动。由此，能够检测碰撞前的车辆的姿势变化。
计时器29测量时间。
控制部30根据这些传感器的检测信号，控制座椅安全带装置10进行的乘员保护动作。控制部30例如基于碰撞预测，实施通过预紧装置卷绕带条11的碰撞前控制，基于碰撞检测实施碰撞时控制。
图5是图4的控制部30进行的乘员保护控制的流程图。控制部30反复执行图5的处理，控制预紧装置进行的带条11的卷绕。
图6是图5的控制进行的乘员保护动作的一例的说明图。时间按照从图6(A)向图6(D)的顺序经过。而且，在图6(D)的时间，汽车1与其他汽车1发生碰撞。
如图5所示，控制部30周期性地判断碰撞的可能性(步骤ST1)。控制部30也可以判断不易躲避的碰撞的可能性。
例如，控制部30根据摄像设备21拍摄的车辆前方的图像，确定车辆前方的其他汽车1等障碍物。另外，当确定了障碍物时，判断碰撞的可能性。当存在碰撞的可能性时，预测距离碰撞的时间。例如，在车宽方向上并排的一对摄像元件的图像之间，处于近处的障碍物的看到方式有所不同。因此，根据这一对图像中的障碍物的不同，能够确定近处的障碍物。另外，根据一对摄像元件的配置、以及一对图像中的障碍物的拍摄位置，能够通过三角学计算出障碍物的方向和距离。根据该距离和车辆速度传感器23检测到的车速，能够计算出距离车辆到达障碍物并发生碰撞的时间。另外，控制部30也可以进一步根据在时间上先后的多组障碍物的方向和距离的信息，预测障碍物的移动方向和距离，根据该预测结果预测与障碍物的碰撞。
此外，例如，控制部30也可以根据车辆加速度传感器22检测到的用于躲避碰撞的急剧的车辆减速、和制动操作传感器24检测到的用于躲避碰撞的急剧的减速操作，来判断碰撞的可能性。
而且，当预测到碰撞的可能性时，控制部30利用预紧装置开始带条11的卷绕(步骤ST2)。这种情况下，控制部30使电机18向卷绕方向驱动即可。由此，在碰撞前，开始卷绕搭设在乘员身体前面的带条11。乘员的身体被带条11约束，按压在座椅5上。乘员的身体被矫正为背部与座椅5接触的正确姿势。例如，如图6(A)所示离开座椅5向前移动的乘员的上身，如图6(B)所示，通过被带条11约束，在碰撞前被按压在座椅5上。
相反，当未预测到碰撞的可能性时，控制部30结束图5的处理。
预紧装置开始卷绕带条11后，控制部30开始检测前端低头现象这一车辆的姿势变化(步骤ST3)。
然后，当检测到车辆前部下沉时，暂时停止或放缓带条11的卷绕(步骤ST4)。
在此，控制部30即使使电机18降低卷绕扭矩，也可以使电机18反向地向送出方向旋转。由此，在碰撞时的冲击导致身体向前移动时，能够暂时放缓带条11的卷绕。如图6(B)所示在碰撞前以被按压在座椅5上的方式而约束的乘员的上身，由于前端低头现象而如图6(C)那样向前移动。图6(C)中，由于该上身向前移动，带条11被抽出。即，为了矫正乘员的姿势，带条11对上身进行紧固，以此方式发生作用的应力在碰撞时由于暂时放缓卷绕而被削减。
暂时放缓带条11的卷绕后，控制部30检测碰撞(步骤ST5)。具体而言，例如对车辆加速度传感器22或安全带张力传感器26这些冲击传感器的检测进行监测。当车辆加速度传感器22检测到碰撞时的较高加速度时、或者当安全带张力传感器26检测到碰撞时的较高张力时，控制部30判断为发生了碰撞。
然后，当检测到碰撞时，控制部30再次卷绕带条11(步骤ST6)。在此，控制部30也可以以放缓前的卷绕扭矩来驱动电机18。由此，在图6(B)的矫正后，在图6(C)的碰撞时向前移动的身体，能够如图6(D)那样被适当地按压在座椅5上而被约束。
如上所述，本实施方式在碰撞前或碰撞时，通过预紧装置开始带条11的卷绕。能够通过预紧动作矫正并支撑乘员的身体。
而且，本实施方式在开始带条11的卷绕后，根据车辆的姿势变化暂时停止或放缓带条11的卷绕。由此，即使预紧动作产生的压迫压力作用在带条11与乘员的抵接部位，也能够将其复位并削减。对于带条11的抵接部位，预紧产生的压迫压力与车辆的姿势变化产生的负荷难以直接相加并作用。而且，即使之后作用有碰撞产生的冲击负荷，这三种力也难以直接加在一起作用在抵接部位上。
另外，本实施方式在开始带条11的卷绕时，通过车辆姿势传感器开始检测车辆前部的下沉。因此，通过车辆姿势传感器，无需经常检测车辆前部下沉的前端低头现象。
另外，本实施方式在停止或中断预紧动作后，会再次卷绕带条11。因此，能够通过带条11，支撑因前端低头现象而从通过碰撞前的预紧动作进行了矫正的姿势向前移动的身体。而且，当发生了前端低头现象时，会事先降低碰撞前的预紧动作产生的压迫压力和前端低头现象产生的负荷压力，故也不易发生对这些压力直接加上碰撞时的冲击负荷而作用在身体上。能够有效减轻产生前端低头现象而发生碰撞时作用在乘员身体上的压力。
[第二实施方式]
本发明的第二实施方式在乘员保护控制方面与第一实施方式有所不同。下面主要针对与第一实施方式的区别进行说明，与第一实施方式共通的构成和动作的说明则省略。
图7是第二实施方式中的乘员保护控制的流程图。
如图7所示，控制部30周期性地判断碰撞的可能性(步骤ST11)。控制部30也可以判断不易躲避的碰撞的可能性。
当预测到碰撞的可能性时，控制部30开始检测前端低头现象这一车辆的姿势变化(步骤ST12)。控制部30持续检测车辆的姿势变化，直到计时器29测量到比距离碰撞的预测时间短的规定时间(步骤ST13)。
而且，当在计时器29测量到比距离碰撞的预测时间短的规定时间之前未检测到前端低头现象时，控制部30利用预紧装置开始带条11的卷绕(步骤ST14)。
另外，当在计时器29测量到规定时间之前检测到前端低头现象时，控制部30通过计时器29测量延迟时间(步骤ST15)，之后通过预紧装置开始带条11的卷绕(步骤ST14)。
如上所述，本实施方式中，当在检测到碰撞的可能性时发生前端低头现象时，在该时间不会开始预紧动作，而是延后开始预紧动作。由此，能够避免因前端低头现象而通过带条11将要向前倾倒的乘员紧固。
上述实施方式为本发明的优选实施方式的示例，但本发明并不限于此，可以在不脱离本发明要旨的范围内进行各种变形或变更。

Claims (5)

1.一种车辆的乘员保护装置，包括：
带条，其搭设在坐在车辆的座椅上的乘员的身体的前面；
预紧装置，其卷绕所述带条；
车辆姿势传感器，其检测发生碰撞前的所述车辆的姿势变化或用于姿势变化的操作；以及
控制部，当判断所述车辆有发生碰撞的可能性时，其通过所述预紧装置开始所述带条的卷绕，
其中，所述控制部在开始所述带条的卷绕后，在所述车辆姿势传感器检测到由于制动操作导致所述车辆的前部发生下沉时，直到检测到所述车辆与障碍物发生碰撞为止，暂时停止或放缓所述带条的卷绕，
所述控制部在通过所述预紧装置暂时停止或放缓所述带条的卷绕后，当检测到所述车辆与障碍物发生碰撞时，再次卷绕所述带条。
2.根据权利要求1所述的车辆的乘员保护装置，还具有：
行驶状况传感器，其检测所述车辆的行驶状况，
其中，在根据所述行驶状况传感器检测到的行驶状况有可能发生碰撞时，所述控制部在碰撞前通过所述预紧装置开始卷绕所述带条，并通过所述车辆姿势传感器开始检测所述车辆的前部的下沉。
3.根据权利要求1或2所述的车辆的乘员保护装置，其中，
所述车辆姿势传感器为检测所述车辆或所述乘员的减速或减速操作的车辆减速传感器、落座传感器、设置在所述车辆的前部或后部的车辆角速度传感器、或者设置在所述带条上的安全带传感器。
4.根据权利要求1或2所述的车辆的乘员保护装置，其中，
所述控制部在暂时放缓所述带条的卷绕的控制中，将所述带条送出。
5.根据权利要求3所述的车辆的乘员保护装置，其中，
所述控制部在暂时放缓所述带条的卷绕的控制中，将所述带条送出。
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