CN114364581B - 乘坐者保护系统 - Google Patents

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Abstract

通过简便的方法，使适当的压力作用于乘坐者来适当地实现乘坐者的保护。乘坐者保护系统通过保护装置保护车内的乘坐者，该乘坐者保护系统具备：气体发生器，该气体发生器构成为因点火器的工作而使气体产生并送入至规定空间，由此使保护装置工作；预测部，该预测部预测车辆与障碍物的碰撞；以及控制部，该控制部基于该预测结果，对向点火器的点火信号的供给进行控制。并且，控制部具备：计算部，该计算部计算出为了保护乘坐者而通过保护装置作用于乘坐者的保护压力和该保护压力作用于该乘坐者的保护定时；以及工作控制部，该工作控制部基于与向点火器供给点火信号时的由规定空间内的气体产生的压力推移关联的压力数据，在比由预测部预测到的碰撞定时早的工作定时使气体发生器工作，以使通过保护装置使保护压力在保护定时进行作用。

Description

乘坐者保护系统
技术领域
本发明涉及一种对车辆内的乘坐者进行保护的乘坐者保护系统。
背景技术
在车辆中，为了保护乘坐者免受碰撞的冲击，已知有使用各种气囊等保护装置。例如，从方向盘、仪表盘等向乘坐者的前侧展开的正面碰撞气囊、在转向柱下部展开的膝部保护气囊(膝部气囊)、从座椅侧部向乘坐者侧方展开的侧面碰撞气囊、沿着侧门玻璃展开的帘式气囊等各种气囊装置正在普及。此外，除气囊装置之外，作为保护装置，还已知有以当感测到碰撞时使乘坐者在适当的姿势下被约束于座椅的方式提高座椅安全带的张力的座椅安全带装置。
在此，为了通过保护装置保护乘坐者免受碰撞的冲击，需要根据该保护装置的保护方案对乘坐者加以适当的保护压力。在该保护压力脱离规定的压力范围的情况下，可能会无法适当地保护乘坐者，或者对乘坐者作用过度的冲击。因此，例如，在专利文献1所示的气体发生器中具备两个点火器，在感测到碰撞后对这些点火器的点火定时进行调整，调整由产生的气体带来的气囊内的压力，由此对气囊作用于乘坐者的保护压力进行调整。此外，在专利文献2所示的技术中，在感测到碰撞后对两个气体发生器的工作进行控制，由此同样地对气囊内的压力进行调整。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3965050号公报
专利文献2：日本特开2013-256227号公报
专利文献3：日本特表2009-520628号公报
发明内容
发明所要解决的问题
为了通过保护装置保护车辆内的乘坐者免受碰撞的冲击，需要以适当的保护压力约束乘坐者。根据现有技术，将车辆与障碍物的碰撞作为触发来对包括在一个气体发生器中的两个点火器或者两个气体发生器的工作进行控制。在这样的方式下，用于气囊展开的气体的产生定时是从碰撞的感测起经过了一定时间之后，因此不一定能以适当的压力使气囊作用(接触)于乘坐者。也就是说，对由两个点火器等产生的气体进行组合而使由气囊产生的压力作用于乘坐者，因此能作用的压力的范围受到限制。
此外，由于是需要两个点火器等的构成，因此作为保护装置，成为在机械上复杂的构成，或者装置容易大型化。因此，从成本的观点来看，也难以提供合适的保护装置。
在本公开中，鉴于上述的问题，其目的在于提供一种在通过保护装置保护车辆内的乘坐者免受碰撞的冲击时，通过更简便的方法使适当的保护压力作用于乘坐者的技术。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，在本公开中，在预测到车辆与障碍物的碰撞的情况下，在比预测到的碰撞定时早的工作定时使气体发生器工作，以使通过保护装置的工作而作用于乘坐者的保护压力及其作用定时适合于该乘坐者。通过进行这样的气体发生器的工作控制，即使气体发生器的数量为一个，也能通过保护装置使合适的压力在合适的定时作用于乘坐者。
具体而言，本公开是一种乘坐者保护系统，其通过设于车辆内的保护装置来保护所述车内的乘坐者，其中，所述乘坐者保护系统具备：气体发生器，包括根据点火信号而点火的点火器，因该点火器的点火的工作而使气体产生，该气体发生器构成为由该气体发生器产生的气体使所述保护装置工作；预测部，预测所述车辆与存在于其周围的障碍物的碰撞；以及控制部，基于由所述预测部得到的预测结果，对向所述点火器的点火信号的供给进行控制。并且，所述保护装置构成为由所述气体发生器产生的气体被送入至该保护装置的规定空间，由此经由作用于该规定空间的压力使该保护装置工作。此外，所述控制部具有：计算部，计算出为了保护所述乘坐者而通过所述保护装置作用于所述乘坐者的保护压力和该保护压力作用于该乘坐者的保护定时；以及工作控制部，基于与向所述点火器供给所述点火信号时的由所述规定空间内的气体产生的压力推移关联的压力数据，在比由所述预测部预测到的碰撞定时早的工作定时使所述气体发生器工作，以使通过所述保护装置使所述保护压力在所述保护定时进行作用。
本公开的乘坐者保护系统是通过保护装置对车辆内的乘坐者进行保护的系统。该保护装置不限定于具有特定的方式，但构成为由气体发生器产生的气体被送入至设于保护装置或保护装置所具有的规定空间，由此经由作用于该规定空间的气体的压力进行工作。作为保护装置的一个例子，可以列举供给有由气体发生器产生的气体而膨胀为规定的膨胀形状的气囊装置，作为其他例子，可以列举通过供给有由气体发生器产生的气体而拉紧座椅安全带来将乘坐者约束于座椅的座椅安全带装置。在这样的保护装置中，规定空间内的气体压力传递至乘坐者，由此能保护该乘坐者免受车辆与障碍物的碰撞时的冲击。
在此，上述乘坐者保护系统具有预测部。预测部能利用公知的技术进行关于车辆与障碍物的碰撞的预测，例如与障碍物的碰撞发生的碰撞定时、能否避免与该障碍物的碰撞等的预测。例如，预测部能基于利用对车辆的前进方向进行拍摄的摄像机、使用了近红外线等短波的电磁波的LIDAR(激光探测及测距系统：Light Detection and Ranging)技术而感测到的车辆与其周围的障碍物的相对距离、相对速度等来进行碰撞预测。并且，在上述乘坐者保护系统中，基于由该预测部得到的预测结果，由控制部对用于使保护装置工作的向点火器的点火信号的供给进行控制。
在此，上述控制部为了向点火器的点火信号的供给控制而具有计算部和工作控制部。计算部计算出为了乘坐者保护而由保护装置作用于乘坐者的保护压力，即因气体发生器所产生的气体而作用于乘坐者的压力，和该保护压力作用于乘坐者的保护定时。为了通过保护装置来谋求乘坐者保护，重要的是使不会对乘坐者带来危害并且能适当地保护乘坐者的压力在适合于该保护的定时作用于乘坐者。并且，该保护压力和保护定时也可以根据由保护装置进行的乘坐者保护的方式而不同。而且，可以根据与碰撞时的乘坐者的运动关联的物理参数，例如与作用于前进方向的惯性力关联的参数(车辆速度、乘坐者体重等)、与乘坐者的身体可能接触的车辆内的设备的距离、该设备的配置等来对保护压力和保护定时进行调整。
并且，工作控制部利用与事先保持的规定空间内的气体的压力推移关联的压力数据，在比碰撞定时早的工作定时向点火器供给点火信号，使气体发生器工作，以使由保护装置进行的乘坐者保护在由计算部计算出的保护压力下并且在保护定时进行。也就是说，考虑预先假定的由气体发生器所产生气体产生的规定空间内的压力作用的推移，工作控制部确定点火器的适当的工作定时，在该工作定时供给点火信号。通过这样的构成，能在比碰撞定时早的定时对一个点火器的工作定时进行前后调整，由此使期望的保护压力在期望的保护定时作用于乘坐者，以此，能通过简便的方法，经由保护装置使适当的压力作用于乘坐者。
在此，在上述的乘坐者保护系统中，所述压力数据也可以包括在向所述点火器供给所述点火信号后所述规定空间内的气体的压力迎来峰值的峰值定时和与该峰值定时以后的该规定空间内的压力推移，更具体而言为与压力的下降推移关联的数据。也就是说，通过至少包括这些数据，能适当地确定使气体发生器工作的工作定时。
此外，在此前上述的乘坐者保护系统中，所述压力数据也可以以与所述气体发生器的温度对应的形式形成为与所述规定空间内的气体的压力推移关联的数据。并且，所述工作控制部也可以基于所述气体发生器的温度，在所述工作定时使所述气体发生器工作。通过这样的构成，即使气体发生器周围的温度发生变化，也根据该周围温度适当地确定工作定时，进行气体发生器的工作。特别是，在气体发生器的气体产生特性容易受到该周围温度的影响的情况下，能如此通过进行基于周围温度的气体发生器的工作来进行乘坐者的适当的保护。
此外，在此前上述的乘坐者保护系统中，所述计算部也可以基于所述乘坐者的体重来计算出所述保护压力。碰撞时作用于乘坐者的惯性力受乘坐者的体重的影响很大。因此，为了谋求适当的乘坐者保护，优选的是，考虑乘坐者的体重来确定保护压力。
在此，在此前上述的乘坐者保护系统中，能采用各种方式的装置作为保护装置，能以与该装置方式相应的形式进行由上述控制部进行的气体发生器的工作控制。以下，列举其方式。首先，作为第一装置方式，所述保护装置也可以是供给有由所述气体发生器产生的气体而膨胀为规定的膨胀形状的气囊装置。在该情况下，所述规定空间为所述气囊装置内的膨胀空间，此外，所述压力数据为与所述膨胀空间内的气体的压力推移关联的数据。并且，也可以是，所述计算部计算出在所述气囊装置膨胀为所述规定的膨胀形状而与所述乘坐者进行了接触时作用于该乘坐者的所述保护压力和该气囊装置与该乘坐者接触的所述保护定时，所述工作控制部基于所述保护定时和所述压力数据，在所述工作定时使所述气体发生器工作。
在这样的装置方式中，进行由控制部进行的气体发生器的工作控制，以使通过向气囊装置的规定空间供给气体而膨胀的气囊装置与乘坐者的接触时的保护压力在适合于保护乘坐者免受碰撞时的冲击的定时进行作用。其结果为，能通过简便的方法，利用气囊装置的膨胀，安全且可靠地保护乘坐者。
此外，在利用这样的气囊装置的方式中，所述工作控制部还可以基于所述车辆的前进速度，在所述工作定时使所述气体发生器工作。车辆的前进速度越快，则碰撞后到乘坐者与膨胀的气囊装置接触为止的时间(以下，称为“接触到达时间”)越短。因此，考虑接触到达时间而确定工作定时，由此能谋求更适当的乘坐者保护。
接着，作为第二方式，所述保护装置也可以是通过供给有由所述气体发生器产生的气体而拉紧座椅安全带来将乘坐者约束于座椅的座椅安全带装置。在这样的情况下，也可以是，所述规定空间是用于通过所述气体施加压力而使该座椅安全带对所述乘坐者作用约束力的压力空间，所述压力数据也可以是与所述压力空间内的气体的压力推移关联的数据。并且，也可以是，所述计算部计算出在所述座椅安全带通过由所述气体带来的压力施加而将所述乘坐者约束于所述座椅时作用于该乘坐者的所述保护压力和该座椅安全带约束该乘坐者的所述保护定时，所述工作控制部基于所述保护定时和所述压力数据，在所述工作定时使所述气体发生器工作。
在这样的装置方式中，向座椅安全带装置的规定空间供给气体，由此向座椅安全带施加压力来使座椅安全带运动，进行乘坐者的约束。并且，进行由控制部进行的气体发生器的工作控制，以使乘坐者被该座椅安全带约束于座椅时的保护压力在适合于保护乘坐者免受碰撞时的冲击的定时作用于乘坐者。其结果为，能通过简便的方法，利用座椅安全带装置安全且可靠地保护乘坐者。需要说明的是，作为座椅安全带装置的一个例子，上述规定空间也可以是用于通过气体对与座椅安全带的端部以能滑动的方式连接的活塞施加压力而使该活塞滑动的压力空间。
此外，上述的乘坐者保护系统还可以构成为通过膨胀为规定的膨胀形状的气囊装置来进行所述乘坐者的保护。并且，所述乘坐者保护系统还具备第二气体发生器，所述第二气体发生器包括通过第二点火信号进行点火的第二点火器，因该第二点火器的工作而使气体产生，该第二气体发生器构成为由该第二气体发生器产生的气体被送入至所述气囊装置内的膨胀空间，由此经由作用于该膨胀空间的压力使该气囊装置工作。在该情况下，所述控制部基于由所述预测部得到的预测结果，对向所述点火器的所述点火信号的供给和向所述第二点火器的所述第二点火信号的供给进行控制，并且，所述计算部还可以计算出在所述气囊装置膨胀为所述规定的膨胀形状而与所述乘坐者接触时作用于该乘坐者的第二保护压力和该气囊装置与该乘坐者接触的第二保护定时，所述工作控制部也可以基于所述压力数据，在所述工作定时使所述气体发生器工作，以使通过所述座椅安全带使所述保护压力在所述碰撞定时后且所述第二保护定时前的所述保护定时作用于所述乘坐者，而且，基于与向所述第二点火器供给所述第二点火信号时的所述膨胀空间内的气体的压力推移关联的第二压力数据，在第二工作定时使所述第二气体发生器工作，以使该气囊装置与该乘坐者在所述第二保护定时接触且使所述第二保护压力作用于该乘坐者。
也就是说，上述的乘坐者保护系统包括座椅安全带装置和气囊装置两者作为保护装置。在这样的方式中，形成了座椅安全带装置和气囊装置的各自的工作通过控制部进行控制的构成。详细而言，工作控制部进行上述的气体发生器和第二气体发生器的工作控制，以使由各自的装置产生的压力(上述的保护压力和第二保护压力)在适合于由各自的装置进行的乘坐者保护的定时(上述的保护定时和第二保护定时)作用于乘坐者。其结果为，能通过简便的方法，利用座椅安全带装置和气囊装置安全且可靠地保护乘坐者。
需要说明的是，在上述的乘坐者保护系统中，也可以是，所述工作定时和所述第二工作定时均是所述碰撞定时前的定时，所述工作定时是比所述第二工作定时早的定时。其结果为，乘坐者以被座椅安全带装置适当地约束于座椅的状态享受由气囊装置进行的保护，因此，能提供有助于乘坐者的安全的确保的技术。
发明效果
根据本公开，能在通过保护装置保护车辆内的乘坐者免受碰撞的冲击时，通过更简便的方法使适当的压力作用于乘坐者。
附图说明
图1是表示乘坐于车辆的乘坐者的状态第一图。
图2是表示与设置于车辆的乘坐者保护系统关联的功能框的图。
图3是表示乘坐于车辆的乘坐者的状态的第二图。
图4是表示乘坐于车辆的乘坐者的状态的第三图。
图5是表示气囊装置中的气囊内的气体压力的推移的第一图。
图6是与在乘坐者保护系统中执行的用于乘坐者保护的点火器的工作控制关联的流程图。
图7是用于对图6所示的工作控制中使气囊装置的点火器工作的定时的确定过程进行说明的图。
图8是表示气囊装置中气囊内的气体压力的推移的第二图。
图9是表示座椅安全带装置的概略构成的图。
图10是用于对使气囊装置的点火器和座椅安全带装置的点火器工作的定时的确定过程进行说明的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本实施方式的乘坐者保护系统的方式进行说明。需要说明的是，各实施方式中的各构成及其组合等为一个例子，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行适当的构成的附加、省略、置换以及其他变更。本公开不被实施方式限定，而只被权利要求书限定。
<第一实施方式>
对第一实施方式的乘坐者保护系统进行说明。图1示出了乘坐于车辆1进行驾驶的乘坐者70的状态。此外，图2是作为乘坐者保护系统而形成于车辆1所具备的控制装置100的、用于气囊装置10的工作控制的功能框图。气囊装置10相当于本申请中的保护装置。
如图1所示，乘坐者70以就座于座椅40的状态进行车辆1的驾驶。座椅40构成为座椅靠背42能相对于乘坐者所就座的座垫41倾倒(能倾斜)。此外，在座椅靠背42连接有头枕43。在图1所示的状态下，乘坐者70以将自己的头部载置于头枕43，将自己身体的大部分载置于座椅靠背42和座垫41的状态，通过方向盘2进行车辆1的驾驶。并且，为了在由乘坐者70进行的车辆1的驾驶中发生的事故等中确保乘坐者70的安全，设有座椅安全带装置50。座椅安全带装置50具有肩带52和腰带53，形成为三点式的座椅安全带，通过穿过了这些挂带的金属制的舌片54与带扣51连接，形成驾驶中的乘坐者70的身体被约束于座椅40的状态。
并且，在车辆1中，为了谋求乘坐者70的安全，在方向盘2的内部配置有气囊装置10。气囊装置10具有包括点火器121的气体发生器122，构成为对通过气体发生器122中的气体产生剂的燃烧而产生的气体进行供给，气囊123膨胀(参照图3)。也就是说，气囊123的内部空间相当于本申请中的规定空间。需要说明的是，作为气体产生剂，例如可以使用由硝酸胍(41重量％)、碱性硝酸铜(49重量％)以及粘合剂、添加物构成的单孔圆柱状的物质。此外，关于气体发生器122，兼用了加压气体和气体产生剂的公知的混合型、仅由加压气体构成的公知的存储型都能使用。
在气囊装置10工作前，即在不需要对座椅40上的乘坐者进行保护的情况下，在气囊123被折叠的状态下，在方向盘2的内部容纳有气囊装置10整体。然后，当预测到车辆1与障碍物的碰撞时，或者当发生碰撞时，为了保护乘坐者70免受该碰撞的冲击，向气囊装置10的点火器121供给点火信号，将由气体发生器122产生的气体送入至气囊123的内部而膨胀(图3的状态)。然后，通过膨胀的气囊123来挡住向车辆1的前进方向甩出的乘坐者70的身体(图4的状态)。此时，对于乘坐者70，优选的是，气囊123以不使乘坐者70的身体进一步向前方前进的程度并且以接触时不会对乘坐者70的身体施加过度的压力的程度进行膨胀。
需要说明的是，在气囊123设有用于随着时间的经过将供给至内部的气体排出的通气孔。因此，利用气体发生器122供给气体时的气囊123内部的压力如图5所示进行变化。图5的横轴表示时间，纵轴表示气囊123内部的压力。并且，定时T1是向点火器121供给点火信号的时刻。在此，当向点火器121供给点火信号时，通过由点火器121产生的燃烧生成物，气体发生器122内部的气体产生剂开始燃烧。通过如此产生的气体，气囊123稍微膨胀，气囊模块因该压力而破裂，气囊从方向盘2的容纳空间向外部释放(展开、膨胀)。因此，气囊123的内部压力虽然会暂时上升但立即就会下降(图5所示的线L1的推移)。另一方面，气体产生剂的燃烧继续，在定时T2，气囊123的内部压力因产生的气体而再次开始上升，然后，在定时T3，内部压力迎来峰值。此时的峰值压力被设为P1。然后，根据来自气体发生器122的气体的供给流量与来自设于气囊123的通气孔的气体的排出流量、气囊123内的气体的冷却之间的相关性，气囊123的内部压力逐渐下降(图5所示的线L2的变化)。优选的是，考虑这样的压力推移来实现由气囊装置10进行的乘坐者70的保护。
在此，返回至图2对用于由上述的乘坐者保护系统进行的乘坐者的保护的控制的详细内容进行说明。图2是作为乘坐者保护系统而形成于车辆1所具备的控制装置100的、用于气囊装置10的工作控制的功能框图。控制装置100例如由微型计算机构成，通过利用CPU(中央处理器：Central Processing Unit)(未图示)执行存储于存储单元(ROM(只读存储器：Read Only Memory)等，未图示)的程序来实现各功能。
需要说明的是，图2还示出了设于车辆1的车辆信息获取部130、传感器140。车辆信息获取部130是获取车辆1的速度、当前位置等与车辆的行驶状态关联的信息的单元，典型构成为包括速度传感器、GPS接收器等。车辆信息获取部130所获得的信息被发送至控制装置100，用于与车辆1的行驶关联的控制，例如车载导航装置中的路径显示、用于保护车辆1行驶时的乘坐者70的保护控制等。此外，传感器140是为了获取该保护控制所需的信息，即与车辆周围的构造物(障碍物)等关联的信息而进行检测的单元，典型构成为包括立体摄像机、可见光摄像机、激光扫描仪、LIDAR、雷达等。传感器140所获得的信息也被发送至控制装置100。
在此，对控制装置100所具有的各功能部进行说明。控制装置100具有获取部101、状态感测部102、控制部103、预测部106、存储部107。首先，获取部101是获取与行驶中的车辆1或车辆1的周围环境关联的环境信息的功能部。环境信息是与车辆1与存在于其周围的障碍物的碰撞关联的信息，例如，可以列举与车辆1的行驶、转向相关的信息，障碍物相对于车辆1的相对位置信息、相对速度信息，关于车辆1与障碍物的距离的信息等。获取部101利用车辆信息获取部130、传感器140所获得的数据来获取与车辆1的周围、车辆的放置状况相关的环境信息。接着，状态感测部102是对与车辆1中的乘坐者70的状态相关的信息，例如与乘坐者70的体重相关的信息、与就座于座椅40的乘坐者70相对于车辆1内的构造物(特别是方向盘2)处于何种相对位置相关的信息进行感测的功能部。具体而言，状态感测部102通过设于座椅40的重量传感器来感测乘坐者70的体重，或者通过设于车辆1内的摄像机来感测乘坐者70与方向盘2的分开距离。
接着，控制部103是基于后述的预测部106的预测结果来对向气囊装置10所包括的点火器121的点火信号的供给进行控制的功能部。也就是说，在由预测部106进行的预测的结果是判断为需要使气囊装置10工作以保护乘坐者70的情况下，控制部103通过向点火器121供给点火信号来实现该工作。并且，为了该点火器121的工作，控制部103具有计算部104和工作控制部105。详细而言，计算部104是计算出在气囊装置10的气囊123进行了膨胀时作用于乘坐者70的、适合于乘坐者保护的保护压力和该保护压力作用的保护定时的功能部。此外，工作控制部105是向点火器121供给点火信号，使气体发生器122工作的功能部，以便能进行在由计算部104计算出的保护压力和保护定时下的、由气囊装置10进行的乘坐者70的保护。此时，工作控制部105基于存储于后述的存储部107的、在气体发生器122进行了工作时所假定的气囊123内部的压力推移数据来对气体发生器122的工作进行控制。关于该工作控制的详细内容，将在后文加以记述。
此外，预测部106是对车辆1与障碍物的碰撞进行预测的功能部。具体而言，基于作为由获取部101获取的环境信息的车辆1的速度信息、障碍物与车辆1的分开距离等来预测碰撞的可能性。例如，根据车辆1的速度和分开距离计算出的到碰撞为止的时间越短，则能预测为碰撞的可能性越高，当该时间小于基准值时，预测“碰撞的发生”。在该情况下，预测部106还预测、输出发生碰撞的定时(碰撞定时)。此外，存储部107是对图5所示的在气体发生器122进行工作时所假定的气囊123内部的压力推移数据、其他数据进行存储、储存的功能部。需要说明的是，图5所示的压力推移中，实际与气囊123的膨胀关联的压力(即乘坐者70约束所需的保护压力的)推移通过线L2示出。因此，存储部107只要至少存储压力推移L2中的迎来峰值压力P1的峰值定时T3以及与该峰值定时T3以后的压力推移相关的数据即可。
在此，基于图6，对气囊装置10的工作控制进行说明。该工作控制由控制装置100以规定的间隔反复执行。首先，在S101中，利用状态感测部102感测与乘坐者70的体重和乘坐者70与方向盘2的分开距离相关的信息作为与车辆1中的乘坐者70的状态相关的信息。前者是与车辆1与障碍物发生了碰撞时所产生的惯性力关联的信息，后者是与发生了碰撞时的乘坐者70与方向盘2的接触到达时间关联的信息。接着，在S102中，利用获取部101获取环境信息。如上所述，该环境信息是车辆1的行驶信息、与车辆1与存在于其周围的障碍物的碰撞关联的信息。
然后，在S103中，利用预测部106判断有无车辆1与障碍物的碰撞的可能性。需要说明的是，本实施方式中的碰撞的可能性的意思是处于即使通过乘坐者70的转向也难以避免与障碍物的碰撞的状况。例如，在根据车辆1的速度和分开距离计算出的到碰撞为止的时间为比规定的阈值短的时间的情况下，判断为有碰撞的可能性并在S103中进行肯定判定。此时，相当于到距离为止的时间的碰撞定时也通过预测部106输出。在S103中，如果进行肯定判定，则处理前进至S104，如果进行否定判定，则结束工作控制。
接下来，在S104中，利用计算部104计算出保护压力。如图4所示，该保护压力是在通过气囊装置10保护乘坐者70免受碰撞时的冲击时，乘坐者70从膨胀的气囊123受到的适当的压力。也就是说，当从气囊123受到的压力过大时，会对乘坐者70施加过度的冲击，从乘坐者保护的观点来看不优选，此外，当从气囊123受到的压力过弱时，难以适当地支承因碰撞时的惯性力而飞向车辆1的行驶方向的乘坐者70，从乘坐者保护的观点来看还是不优选。因此，计算部104根据能作用的惯性力来计算出从乘坐者保护的观点来看优选的保护压力。由于乘坐者70的体重越重，或者车辆1的速度越快，则惯性力越大，因此计算部104基于这些参数中的至少一方来计算出保护压力。具体而言，计算部104以乘坐者70的体重越重则保护压力越大的方式计算出保护压力。
接下来，在S105中，利用计算部104计算出保护定时。该保护定时是适合于通过气囊装置10保护乘坐者70的定时，即为使膨胀的气囊123与乘坐者70接触来支承因惯性力而移动的乘坐者70的定时。因此，优选的是，考虑到由于碰撞时的冲击而因惯性力而移动的乘坐者70的身体与方向盘2接触为止的接触到达时间来进行保护定时的计算。例如，也可以基于由状态感测部102感测到的乘坐者70与方向盘2的分开距离和车辆1的前进速度来计算出保护定时。在以碰撞定时(由预测部106预测)为基准确定保护定时的情况(例如，将碰撞定时的规定时间后的定时设为保护定时的情况)下，以该分开距离越短或者前进速度越快，则保护定时越接近碰撞定时的方式，进行该计算。
接下来，在S106中，确定利用工作控制部105向点火器121供给点火信号并使气体发生器122工作的工作定时。基于图7，对工作定时的确定的流程进行说明。图7所示的横轴为时间轴。在该时间轴上，定时T10是由预测部106预测到碰撞的定时，即在S103的处理中进行了肯定判定的定时。此外，此时预测到的碰撞定时由定时T30表示，在S105中计算出的保护定时被表示为气囊123与乘坐者70接触的定时T40。并且，使气体发生器122工作的工作定时被表示为定时T20或者T20’。
在此，图7的上段(a)说明了如下内容：为了在作为保护定时的定时T40下使膨胀的气囊123以保护压力P11与乘坐者70(将体重设为60kg)接触，利用图5所示的压力推移，需要在比碰撞定时T30早的定时T20，使点火信号传到点火器121并使气体发生器122工作。也就是说，意味着在乘坐者70的体重为60kg的情况下，为了适当地保护乘坐者70，需要在比碰撞定时T30早的定时T20使气体发生器122工作。需要说明的是，该上段(a)所示的气体发生器122的工作方式通过事先的实验等而被事先确定，称为“标准工作方式”。并且，与该标准工作方式相关的信息，即与为了在碰撞定时T30后的保护定时T40(即，从碰撞定时T3起T40-T30后的定时)使保护压力P11作用于乘坐者70而将气体发生器122的工作定时设为T20相关的信息被存储于存储部107。
在此，在实际的S106中，如果乘坐者70的体重轻于60kg，则作用于该乘坐者70的保护压力被计算为比P11小的P12(上述的S104的处理)。此外，在实际的S105中，保护定时被计算为与标准工作方式的情况相同的定时。在这样的情况下，为了在保护定时T40使保护压力P12作用于乘坐者70，需要在使气体发生器122工作起经过更长的时间而气囊123内的压力进行了进一步衰减的时间点迎来保护定时T40。为此，与标准工作方式相比，需要将气体发生器122的工作定时仅提前ΔTA而将工作定时设为T20’(参照图7的下段(b))。ΔTA能基于由存储部107储存的压力推移的数据并根据保护压力P12来计算。在如此计算出的ΔTA中考虑标准工作方式的工作定时T20，确定S106中的工作定时T20’。从图7也能理解，该工作定时T20’是比由预测部106预测到的碰撞定时T30早的定时。
然后，当在S106中确定了工作定时T20’时，接下来在S107中，在该工作定时T20’，向点火器121供给点火信号来实现气体发生器122的工作。如此，在车辆1与障碍物碰撞的情况下，能在该碰撞前使气体发生器122在适当的定时工作，由此实现适当的乘坐者保护。
需要说明的是，在图7的下段(b)所示的方式中，车辆1的行驶速度与标准工作方式所对应的情况相同，因此该保护定时与标准工作方式所对应的情况下的保护定时T40相同。假如在车辆1的行驶速度更快的情况下，则实际的保护定时被设为与标准工作方式所对应的情况下的保护定时T40相比接近碰撞定时T30的定时，使气体发生器122的工作定时T20’提前以便保护压力P12在该保护定时作用于乘坐者70。
<变形例>
在此，基于图8，对存储于存储部107的、在气体发生器122进行了工作时所假定的气囊123内部的压力推移数据的变形例进行说明。图8所示的压力推移数据是与放置气体发生器122的温度所对应的三种方式的压力推移相关的数据。需要说明的是，在本变形例中，省略了气囊123从方向盘2的内部飞出时的压力推移L1，将定时T2以后的压力推移存储于存储部107。气体发生器122中的气体产生剂的燃烧特性容易受到其周围温度(气体发生器122的温度)的影响。即，周围温度越高，则气体产生剂处于更剧烈燃烧的趋势。于是，将气体发生器122的温度处于常温、低温、高温时的压力推移数据分别设为L20、L21、L22。需要说明的是，常温的压力推移L20与图5所示的压力推移L2相同。并且，压力推移L20、L21、L22各自的峰值压力被设为P1、P2、P3。
在这样的压力推移数据存储于存储部107的情况下，与标准工作方式相关的信息也以与各压力推移对应的形式储存于存储部107。并且，当进行图6所示的工作控制时，在S106中的工作定时的确定处理中，基于此时的气体发生器122的温度来从L20～L22中选择适当的压力推移，并且根据与之对应的标准工作方式来确定此时的工作定时。其结果为，能够不受气体发生器122的温度的影响而实现适当的乘坐者保护。
<第二实施方式>
基于图9和图10，对第二实施方式的乘坐者保护系统进行说明。图9是表示在座椅安全带装置50的肩带52的端部设置的预紧机构的概略构成的图。在本实施方式中，除了上述的气囊装置10，座椅安全带装置50也相当于本申请中的保护装置。在本实施方式的座椅安全带装置50设有气体发生器63，并且气体发生器63具有用于其工作的点火器。并且，内部具有供给由气体发生器63产生的气体的规定空间62的金属制外壳60在其一方的端部与气体发生器63连接。需要说明的是，外壳60的另一方的端部经由开口部与外部空间连通。并且，在外壳60的直线部分配置有能在该内部的规定空间62滑动的活塞61，通过活塞61的端部和气体发生器63、外壳60，划定出供产生的气体排出的规定空间62。因此，规定空间62的容积随着活塞61的滑动而发生变化。
需要说明的是，当气体从气体发生器63流入初始，规定空间62的内部的压力大幅度上升，但随着该压力上升，活塞61发生滑动且规定空间62的容积变大，由此规定空间62的内部压力衰减。需要说明的是，在活塞61的端部连接有钢丝绳65的一端。钢丝绳65以与旋转轴64和在肩带52的端部的固定扣件66设置的钩部66a接触的状态被卷曲，钢丝绳65的另一端相对于旋转轴64固定。因此，当活塞61通过来自气体的压力而发生滑动时，钢丝绳65被拉紧，肩带52也同样地被拉紧。此时，肩带52处于乘坐者70从肩到胸被挂住的状态(参照图1)，因此通过活塞61的滑动，能经由肩带52对乘坐者70施加按压来使乘坐者70的身体约束于座椅40。
由这样的座椅安全带装置50实现的乘坐者70的身体的约束使乘坐者70的姿势相对于座椅40大致固定，因此对使由气囊装置10进行的乘坐者保护作出更有效的贡献。因此，在本实施方式中，为了对由这样的座椅安全带装置50实现的向乘坐者70的按压进行适当控制，与上述的第一实施方式同样地进行设于座椅安全带装置50的气体发生器63的工作控制。
在此，在气体发生器63进行了工作时所假定的外壳60内部的规定空间62中的压力推移数据也储存于存储部107。该压力推移的概况示于图10的(A)、(B)。需要说明的是，图10的(A)表示座椅安全带装置50的气体发生器63中的标准工作方式的压力推移。关于与座椅安全带装置50对应的压力推移，在其趋势上与气囊装置10所对应的压力推移不同的点是压力随着气体发生器63的工作而立即上升这一点(即，不包括与气囊123从方向盘2展开所需的压力推移L1相当的推移)。
在此，提及本实施方式中的工作控制。如上所述，作为本实施方式的保护装置，包括气囊装置10和座椅安全带装置50。关于与气囊装置10相关的工作控制，如基于图6已说明的那样，因此省略其详细(特别是，针对从图10所示的标准工作方式下的气体发生器122的工作定时T20偏移的时间ΔTA的确定的详细情况)的说明。关于座椅安全带装置50，在工作控制的S104中计算出通过座椅安全带装置50施加在乘坐者70的适当的保护压力，即在不对乘坐者70施加过度的冲击的范围内能适当地将其身体约束于座椅40的压力。在该情况下，也能考虑以抵抗碰撞时的惯性力的方式约束身体的情况来基于乘坐者70的体重等计算出座椅安全带装置50中的保护压力。
此外，在S105中，计算出通过座椅安全带装置50对乘坐者70施加保护压力的保护定时，即通过座椅安全带装置50将乘坐者70的身体约束于座椅40的定时。座椅安全带装置50中的保护定时例如能按照从由预测部106预测到的碰撞定时起一定时间后等的基准来确定。
基于图10，对基于上述的座椅安全带装置50中的保护压力和保护定时而进行的座椅安全带装置50的气体发生器63的工作定时的确定(S106中的处理)进行说明。需要说明的是，图10所示的第三段(a)、第四段(b)与图7所示的上段(a)、下段(b)相同。此外，在图10的时间轴上，关于定时T10、T20、T20’、T30、T40，如第一实施方式中所说明的那样。而且，上述的座椅安全带装置50的保护定时被表示为座椅安全带装置50将乘坐者70约束于座椅40的定时T140。并且，使气体发生器63工作的工作定时被表示为定时T120或T120’。
在此，图10的第一段(A)示出了与座椅安全带装置50相关的标准工作方式，通过事先的实验等而被事先确定。关于其条件，说明了与和气囊装置10相关的标准工作方式(图10的第三段(a))的情况相同，将乘坐者70的体重设为60kg，为了在气囊123完全膨胀前将乘坐者70的身体适当地约束于座椅40，需要在比碰撞定时T30早的定时T120使点火信号传到气体发生器63的点火器并使气体发生器63工作的情况。该定时T120是比气囊装置10的工作定时T20早的定时。并且，与该标准工作方式相关的信息，即关于为了在碰撞定时T30后的保护定时T140(即，从碰撞定时T3起T140-T30后的定时)使保护压力P13作用于乘坐者70而将气体发生器63的工作定时设为T120的信息被存储于存储部107。
在此，与第一实施方式相同，在实际的S106中，如果将乘坐者70的体重设为比60kg轻，则通过座椅安全带装置50作用于该乘坐者70的保护压力被计算为比P13小的P14。此外，在实际的S105中，座椅安全带装置50的保护定时被计算为与标准工作方式的情况相同的定时。在这样的情况下，为了在保护定时T140使保护压力P14作用于乘坐者70，需要在使座椅安全带装置50的气体发生器63工作起经过更长的时间并且规定空间62内的压力进行了进一步衰减的时间点迎来保护定时T140。为此，与图10的第一段(A)所示的标准工作方式相比，需要将气体发生器63的工作定时提前ΔTB的量而将工作定时设为T120’(参照图10的第二段(B))。ΔTB能基于由存储部107储存的压力推移的数据并根据保护压力P14来计算。对于如此计算出的ΔTB，考虑标准工作方式的工作定时T120，确定座椅安全带装置50的气体发生器63的工作定时T120’。从图10也能理解，该工作定时T120’是比由预测部106预测到的碰撞定时T30早的定时，并且是比气囊装置10的气体发生器122的实际工作定时T20’早的定时。
然后，当在S106中确定了与气囊装置10相关的工作定时T20’的同时还确定了工作定时T120’时，接下来在S107中，首先在座椅安全带装置50中，在工作定时T120’向气体发生器63的点火器供给点火信号来实现气体发生器63的工作，然后在工作定时T20’向点火器121供给点火信号来实现气体发生器122的工作。如此，在车辆1与障碍物碰撞的情况下，能在该碰撞前使气体发生器63和气体发生器122分别在适当的定时工作，由此实现适当的乘坐者保护。
需要说明的是，在上述的第一、第二实施例中，对就座于驾驶席侧的座椅40的乘坐者70的保护进行了说明，但本实施方式也可应用于例如就座于副驾驶席侧座椅的乘坐者70的保护。在该情况下，利用状态感测部102感测与乘坐者70的体重和乘坐者70与仪表板或者车窗屏幕的分开距离相关的信息作为与车辆1中的乘坐者70的状态相关的信息。前者是与车辆1与障碍物发生了碰撞时所产生的惯性力关联的信息，后者是与发生了碰撞时的乘坐者70与仪表板、车窗屏幕的接触到达时间关联的信息。而且，本实施方式也可以应用于车辆的其他座椅(例如后座)的乘坐者的保护系统。
<其他实施方式>
在第一实施方式中，公开了仅包括气囊装置10作为保护乘坐者70的保护装置的方式，在第二的实施方式中，公开了包括气囊装置10和座椅安全带装置50作为保护装置的方式。除了这些方式，仅包括座椅安全带装置50作为保护装置的方式或者包括其他装置的方式也属于本申请说明书的公开范围。无论在何种保护装置中，都设有用于使该保护装置工作的气体发生器，关于利用该生成气体经由保护装置而作用于乘坐者70的保护压力及其保护定时，本领域的技术人员基于目前为止的本申请中的公开内容能充分理解。此外，本说明书所公开的各种方案也能与本说明书所公开的其他任意特征进行组合。
附图标记说明
1：车辆；
2：方向盘；
10：气囊装置；
40：座椅；
50：座椅安全带装置；
60：外壳；
61：活塞；
62：规定空间；
63：气体发生器；
70：乘坐者；
100：控制装置；
101：获取部；
102：状态感测部；
103：控制部；
104：计算部；
105：工作控制部；
106：预测部；
107：存储部；
121：点火器；
122：气体发生器；
123：气囊；
130：车辆信息获取部；
140：传感器。

Claims (14)

1.一种乘坐者保护系统，所述乘坐者保护系统通过设于车辆内的保护装置来保护所述车辆内的乘坐者，所述乘坐者保护系统具备：气体发生器，所述气体发生器包括通过点火信号进行点火的点火器，因所述点火器的点火的工作而使气体产生，所述气体发生器构成为由所述气体发生器产生的气体使所述保护装置工作；预测部，所述预测部预测所述车辆与存在于其周围的障碍物的碰撞；以及控制部，所述控制部基于由所述预测部得到的预测结果，对向所述点火器的点火信号的供给进行控制，
所述保护装置构成为由所述气体发生器产生的气体被送入至所述保护装置中的规定空间，由此经由作用于所述规定空间的压力使所述保护装置工作，
所述控制部具有：
计算部，所述计算部计算出为了保护所述乘坐者而通过所述保护装置作用于所述乘坐者的保护压力和所述保护压力作用于所述乘坐者的保护定时；和
工作控制部，所述工作控制部基于由所述计算部计算出的保护压力、和与向所述点火器供给所述点火信号时的由所述规定空间内的气体产生的压力推移关联的压力数据，在比由所述预测部预测到的碰撞定时早的工作定时使所述气体发生器工作，以使通过所述保护装置使所述保护压力在所述保护定时进行作用。
2.根据权利要求1所述的乘坐者保护系统，其中，所述压力数据包括在向所述点火器供给所述点火信号后所述规定空间内的气体的压力迎来峰值的峰值定时和与所述峰值定时以后的所述规定空间内的压力推移关联的数据。
3.根据权利要求1或2所述的乘坐者保护系统，其中，所述压力数据以与所述气体发生器的温度对应的形式形成为与所述规定空间内的气体的压力推移关联的数据，
所述工作控制部基于所述气体发生器的温度，在所述工作定时使所述气体发生器工作。
4.根据权利要求1或2所述的乘坐者保护系统，其中，所述计算部基于所述乘坐者的体重来计算出所述保护压力。
5.根据权利要求3所述的乘坐者保护系统，其中，所述计算部基于所述乘坐者的体重来计算出所述保护压力。
6.根据权利要求1或2所述的乘坐者保护系统，其中，所述保护装置是供给有由所述气体发生器产生的气体而膨胀为规定的膨胀形状的气囊装置，
所述规定空间是所述气囊装置内的膨胀空间，
所述压力数据是与所述膨胀空间内的气体的压力推移关联的数据，
所述计算部计算出在所述气囊装置膨胀为所述规定的膨胀形状而与所述乘坐者接触时作用于所述乘坐者的所述保护压力和所述气囊装置与所述乘坐者接触的所述保护定时，
所述工作控制部基于所述保护定时和所述压力数据，在所述工作定时使所述气体发生器工作。
7.根据权利要求3所述的乘坐者保护系统，其中，所述保护装置是供给有由所述气体发生器产生的气体而膨胀为规定的膨胀形状的气囊装置，
所述规定空间是所述气囊装置内的膨胀空间，
所述压力数据是与所述膨胀空间内的气体的压力推移关联的数据，
所述计算部计算出在所述气囊装置膨胀为所述规定的膨胀形状而与所述乘坐者接触时作用于所述乘坐者的所述保护压力和所述气囊装置与所述乘坐者接触的所述保护定时，
所述工作控制部基于所述保护定时和所述压力数据，在所述工作定时使所述气体发生器工作。
8.根据权利要求4所述的乘坐者保护系统，其中，所述保护装置是供给有由所述气体发生器产生的气体而膨胀为规定的膨胀形状的气囊装置，
所述规定空间是所述气囊装置内的膨胀空间，
所述压力数据是与所述膨胀空间内的气体的压力推移关联的数据，
所述计算部计算出在所述气囊装置膨胀为所述规定的膨胀形状而与所述乘坐者接触时作用于所述乘坐者的所述保护压力和所述气囊装置与所述乘坐者接触的所述保护定时，
所述工作控制部基于所述保护定时和所述压力数据，在所述工作定时使所述气体发生器工作。
9.根据权利要求6所述的乘坐者保护系统，其中，所述工作控制部还基于所述车辆的前进速度，在所述工作定时使所述气体发生器工作。
10.根据权利要求1或2所述的乘坐者保护系统，其中，所述保护装置是通过供给有由所述气体发生器产生的气体而拉紧座椅安全带来将乘坐者约束于座椅的座椅安全带装置，
所述规定空间是用于通过所述气体而施加压力而使所述座椅安全带对所述乘坐者作用约束力的压力空间，
所述压力数据是与所述压力空间内的气体的压力推移关联的数据，
所述计算部计算出在所述座椅安全带通过所述气体的压力施加而将所述乘坐者约束于所述座椅时作用于所述乘坐者的所述保护压力和所述座椅安全带约束所述乘坐者的所述保护定时，
所述工作控制部基于所述保护定时和所述压力数据，在所述工作定时使所述气体发生器工作。
11.根据权利要求3所述的乘坐者保护系统，其中，所述保护装置是通过供给有由所述气体发生器产生的气体而拉紧座椅安全带来将乘坐者约束于座椅的座椅安全带装置，
所述规定空间是用于通过所述气体而施加压力而使所述座椅安全带对所述乘坐者作用约束力的压力空间，
所述压力数据是与所述压力空间内的气体的压力推移关联的数据，
所述计算部计算出在所述座椅安全带通过所述气体的压力施加而将所述乘坐者约束于所述座椅时作用于所述乘坐者的所述保护压力和所述座椅安全带约束所述乘坐者的所述保护定时，
所述工作控制部基于所述保护定时和所述压力数据，在所述工作定时使所述气体发生器工作。
12.根据权利要求4所述的乘坐者保护系统，其中，所述保护装置是通过供给有由所述气体发生器产生的气体而拉紧座椅安全带来将乘坐者约束于座椅的座椅安全带装置，
所述规定空间是用于通过所述气体而施加压力而使所述座椅安全带对所述乘坐者作用约束力的压力空间，
所述压力数据是与所述压力空间内的气体的压力推移关联的数据，
所述计算部计算出在所述座椅安全带通过所述气体的压力施加而将所述乘坐者约束于所述座椅时作用于所述乘坐者的所述保护压力和所述座椅安全带约束所述乘坐者的所述保护定时，
所述工作控制部基于所述保护定时和所述压力数据，在所述工作定时使所述气体发生器工作。
13.根据权利要求10所述的乘坐者保护系统，其中，所述乘坐者保护系统还构成为通过膨胀为规定的膨胀形状的气囊装置来进行所述乘坐者的保护，
所述乘坐者保护系统还具备第二气体发生器，所述第二气体发生器包括通过第二点火信号进行点火的第二点火器，因所述第二点火器的点火的工作而使气体产生，所述第二气体发生器构成为由所述第二气体发生器产生的气体被送入至所述气囊装置内的膨胀空间，由此经由作用于所述膨胀空间的压力使所述气囊装置工作，
所述控制部基于由所述预测部得到的预测结果，对向所述点火器的所述点火信号的供给和向所述第二点火器的所述第二点火信号的供给进行控制，
所述计算部还计算出在所述气囊装置膨胀为所述规定的膨胀形状而与所述乘坐者接触时作用于所述乘坐者的第二保护压力和所述气囊装置与所述乘坐者接触的第二保护定时，
所述工作控制部基于所述压力数据，在所述工作定时使所述气体发生器工作，以使通过所述座椅安全带使所述保护压力在所述碰撞定时后且所述第二保护定时前的所述保护定时作用于所述乘坐者，而且，基于与向所述第二点火器供给所述第二点火信号时的所述膨胀空间内的气体的压力推移关联的第二压力数据，在第二工作定时使所述第二气体发生器工作，以使所述气囊装置与所述乘坐者在所述第二保护定时接触且使所述第二保护压力作用于所述乘坐者。
14.根据权利要求13所述的乘坐者保护系统，其中，所述工作定时和所述第二工作定时均是所述碰撞定时前的定时，所述工作定时是比所述第二工作定时早的定时。
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