JP2001055104A - 車両の乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 衝突の相手及び衝突状態に対応して適切なエ
アバッグ装置及びシートベルト装置の制御を行って乗員
の保護を図る乗員保護装置を提供する。 【構成】 衝突の検出及び衝突パラメータに基づいてエ
アバッグ(31)及びシートベルト装置(32)の作動の有無、
エアバッグの展開速度及びシートベルトの張力を制御す
る制御装置(21)と、を備える

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両衝突から乗員を保
護するシートベルト装置やエアバッグ装置等の乗員保護
装置に関し、特に、衝突の際に、車両が衝突した状態を
考慮してシートベルト装置とエアバッグ装置の動作を適
宜に制御して乗員保護を図る乗員保護装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両には、事故の際の乗員保護の
ために、エアバッグ装置やシートベルト装置が設けられ
ている。また、衝突による乗員の衝撃を緩和するため
に、シートベルト装置に、シートベルト張力が所定値を
越えないようにするエネルギ吸収（ＥＡ）機構を備える
ようにしたもの（例えば、特開平１０−６９２２号）も
ある。これ等の安全装置によって、車両衝突時の乗員へ
のダメージが改善されることが確認されている。

【０００３】ところで、車両対車両の衝突について検討
すると、夫々の車の乗員に及される障害の程度は、自他
の車両重量、自他の車両速度、車両の衝突の部位などで
かなりの差がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シート
ベルト装置、エアバッグ装置の動作制御に関しては、自
車両の衝突を検出すると、シートベルト巻取り、エアバ
ック展開を画一的に行うだけである。このため、相対的
に重い車両と軽い車両とが正面衝突した場合、衝突検出
装置は加わる衝撃加速度に基づいて車両の乗員保護装置
（エアバッグ装置、シートベルト装置）の作動判断を行
うため、重い車両の乗員は乗員保護装置が動作して傷害
程度が低くなり、軽い車両の乗員は乗員保護装置が動作
せず傷害の程度か重くなることが考えられる。また、車
両の速度や衝突の部位によっても乗員保護装置の動作が
異なることが考えられる。

【０００５】よって、本発明は、衝突の相手及び衝突状
態に対応して適切なエアバッグ装置及びシートベルト装
置の制御を行って乗員の保護を図る乗員保護装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の乗員保護装置は、バッグの展開速度を可変
に設定可能なエアバッグ装置と、乗員を拘束するシート
ベルトの張力を可変に設定可能なシートベルト装置と、
自車両の衝突を検出する衝突検知装置と、上記衝突の状
態を定量化した衝突パラメータを検知する衝突パラメー
タ検知手段と、上記衝突の検出及び上記衝突パラメータ
に基づいて上記エアバッグ及び／又はシートベルト装置
の作動の有無と、上記エアバッグの展開速度及び／又は
前記シートベルトの張力を制御する制御装置と、を備え
る。

【０００７】かかる構成とすることによって、衝突の状
態に対応したエアバッグ装置及びシートベルト装置の制
御を行うことが可能となり、乗員の保護がより図られ
る。

【０００８】好ましくは、上記衝突パラメータ検知手段
は、自車両の重さを検知する車重検知装置、自車両の速
度を検知する自車速度検知装置、衝突する対象物体の速
度を検知する対象物体速度検知装置及び自車両の衝突部
位を検知する自車両衝突部位検知装置の少なくともいず
れかを含む。

【０００９】かかる衝突による車両破損状態に影響する
衝突パラメータを制御に利用することによって、エアバ
ッグ装置及びシートベルト装置制御の個別的な衝突対策
が可能となって好ましい。

【００１０】

【実施の形態】以下、本発明について図面を参照しつつ
説明する。図１は、本発明の乗員保護装置の制御系を説
明するブロック図である。この例では、車両の衝突状態
に関連する衝突パラメータとして、自車重量、自車速
度、対象物体速度、対象物体重量、自車衝突部位等を使
用している。

【００１１】図１において、自車重量検知装置１１は、
自車の重量を検知し、自車重量に応じた信号を制御装置
２１に供給する。自車重量は、サスペンションの沈み込
み量を検出するセンサ、車両底面に取付けられて車高を
検出する超音波距離センサによって検知し、あるいはよ
り簡便な方法として車輌製造時に決る重量を予め不揮発
メモリに書込むことにより、検知される。自車速検知装
置１２は、車両に装備されている速度センサ（デジタル
速度計）を使用することが出来、この速度信号は制御装
置２１に供給される。自車衝突部位検知装置１３は、車
両前方に取付けた複数の超音波センサ、レーザレーダ、
ミリ波レーダ、カメラによる画像データ等により、対象
物体の接近方向を検知し、衝突部位を予測し、検知す
る。また、車両前方のバンパーに取付けた複数の感圧セ
ンサによって直接衝突部位を検知しても良い。衝突部位
の情報は制御装置２１に供給される。対象物体速度検知
装置１４は、車両前方に取付けたレーザレーダ、ミリ波
レーダあるいは超音波センサからのセンス波の発射から
対象物で反射して戻るまでの応答時間を測定し、距離を
測定する。単位時間当りの距離の変化から相対速度を計
算し、これを制御装置２１に供給する。相対速度は、２
台のカメラの撮像データから三角測量法によって対象物
体までの距離を求めることとしても良い。制御装置２１
は、相対速度と自車両の速度との差から対象物体の速度
を計算する。なお、対象物体が車両であり、車−車間通
信が可能である場合、直接相手車両から速度情報を受信
しても良い。対象物体重量検知装置１５は、対象物体が
車両である場合、対象車両が上記自車重量検知装置等に
よって検知した対象車両の重量を、車−車間通信によっ
て入手し、これを制御装置２１に供給する。衝突検知装
置１６は、衝突を検知して衝突検知出力を制御装置２１
に供給する。

【００１２】図２は、衝突検出装置の構成例を示してい
る。加速度センサ１６ａの出力は信号処理回路１６ｂに
よってノイズ成分が除かれ、衝突の衝撃に対応した衝突
情報成分が抽出され、レベル比較器１６ｃの比較入力に
供給される。レベル比較器１６ｃの比較基準入力には、
制御装置２１によって設定された閾値ＴＨが供給され
る。信号処理回路１６ｂは、例えば、二重積分回路であ
る。衝突情報成分のレベルが閾値ＴＨを越えると、エア
バッグ及びシートベルト装置の動作を作動させる作動許
可信号を制御装置２１に供給する。閾値ＴＨは可変であ
り、衝突パラメータに対応して決定される。

【００１３】制御装置２１は、マイクロコンピュータシ
ステムによって構成され、これ等の各種検知装置の出力
に基づいて、乗員保護装置の作動の有無、エアバッグの
展開速度値、シートベルトの張力値を決定し、動作を制
御する。

【００１４】制御装置２１の乗員保護装置を作動させる
かどうかの動作について説明する。制御装置２１による
上述した閾値ＴＨの設定について説明する。装置を作動
させるかどうかを判断する閾値ＴＨは、衝突パラメータ
に基づいて、ＴＨ＝ＴＨstd＋ＴＨmax・（ｋ1・ＷM＋ｋ
2・Ｖy＋ｋ3・Ｐ＋＋ｋ4・Ｗyｋ5・ＶM） として決定
される。ここで、ＴＨstdは検知装置１１乃至１５を装
備しないときに適用される閾値である。ＴＨmaxは閾値
の変更し得る最大値である。ｋ1は自車重量の閾値決定
に与える重み付係数（例えば、０．４２）である。ＷM
は自車の重さ加減を示す値（−１≦ＷM≦１）である。
例えば、図３に示すように重量ＷMが１０００Ｋｇ以下
の場合は、−１、重量ＷMが１０００Ｋｇから１４００
Ｋｇの範囲では−１≦ＷM≦１、重量ＷMが１４００Ｋｇ
以上の場合は、＋１である。

【００１５】ｋ2は対象物体速度の閾値決定に与える重
み付係数（例えば、０．１７）である。Ｖyは対象物体
速度の速さ具合を示す値（−１≦Ｖy≦１）である。例
えば、図４に示すように速度Ｖyが２０Ｋｍ／ｈ以下の
場合は＋１、速度Ｖyが２０Ｋｍ／ｈから６０Ｋｍ／ｈ
の範囲では−１≦Ｖy ≦１、速度Ｖyが６０Ｋｍ／ｈ以
上の場合は−１である。

【００１６】ｋ3は、自車衝突部位の閾値決定に与える
重み付係数（例えば、０．１７）である。Ｐは、自車衝
突部位の厳しさを示す値である（−１≦Ｐ≦１）。例え
ば、図５に示すように、自車フロント部の全面衝突（フ
ルオーバーラップ）の場合は＋１、３０％乃至１００％
オーバーラップの範囲の範囲では−１≦Ｐ≦１、３０％
以下のオーバーラップの場合は−１である。

【００１７】ｋ4は、相手車重量の閾値決定に与える重
み付係数（例えば、０．１２）である。Ｗyは、相手車
両の重さ加減を示す値（−１≦Ｗy≦１）である。上述
した自車重量ＷMの場合と同様に求められる。

【００１８】ｋ5は、自車速度の閾値決定に与える重み
付係数（例えば、０．０４）である。ＶMは、自車速度
の速さ加減を示す値（−１≦ＶM≦１）である。上述し
た対象体速度Ｖyの場合と同様に求められる。

【００１９】重み付係数ｋ1乃至ｋ5は総和が１．０とな
る。情報を得ることが出来ない検知装置がある場合に
は、当該検知情報に対応する係数を除いた係数の総和が
１．０になるように重み付が割振られる。

【００２０】このように衝突状況（衝突パラメータ）に
対応してして決定された閾値ＴＨを衝突情報成分のレベ
ルが越えると、乗員保護装置を作動させる出力が得られ
る。

【００２１】次に、エアバッグの展開速度の制御につい
て説明する。エアバッグの展開速度ＤＳは次のようにし
て決定される。ＤＳ＝ＤＳstd＋ＤＳmax・（ｌ1・ＷM＋
ｌ2・Ｖy＋ｌ3・Ｐ＋ｌ4・Ｗy＋ｌ5・ＶM） として決
定される。ここで、ＤＳstdは実施例の検知装置１１乃
至１５が装備されていない場合に適用されるエアバッグ
の展開速度である。ＤＳmaxは展開速度の設定し得る最
大値である。ｌ1乃至ｌ5は重み付係数である。ＷM、Ｖ
y、Ｐ、Ｗy及びＶMは、それぞれ前述した、自車の重さ
加減を示す値、対象物体速度の速さを示す値、自車衝突
部位の厳しさを示す値、相手車両の重さ加減を示す値、
自車速度の速さ加減を示す値である。

【００２２】図６に示すように、エアバッグ装置３１
は、バッグ部３１ａ及び制御部３１ｂによって構成され
る。制御部３１ｂには、膨張ガスを発生するインフレー
タ３１ｃ乃至３１ｅが設けられている。インフレータ３
１ｃはガス出力が大きく、インフレータ３１ｄ及び３１
ｅはガス出力が小さい。

【００２３】制御部２１は、図７に示すように、決定し
た展開速度ＤＳがＤＳ＞ＤＳstd＋ＤＳmax／２であると
き、全てのインフレータ３１ｃ乃至３１ｅを作動させて
最大の展開速度でエアバッグ装置を作動させる。展開速
度ＤＳがＤＳ＜ＤＳstd−ＤＳmax／２であるとき、イン
フレータ３１ｃを作動させてエアバッグ装置３１を展開
させる。また、展開速度ＤＳがＤＳ≧ＤＳstd−ＤＳmax
／２、若しくは、ＤＳ≦ＤＳstd＋ＤＳmax／２であると
き、インフレータ３１ｃ及び３１ｄを作動させ、エアバ
ッグ装置３１を展開させる。このような制御を行うこと
で、衝突の状況に対応したバッグ展開速度でエアバッグ
装置３１を作動させることが可能となる。

【００２４】シートベルト装置のシートベルト張力の決
定について説明する。シートベルトの張力の制限値ＴＳ
は次のようにして決定される。ＴＳ＝ＴＳstd＋ＴＳmax
・（ｍ1・ＷM＋ｍ2・Ｖy＋ｍ3・Ｐ＋ｍ4・Ｗy＋ｍ5・Ｖ
M） として決定される。ここで、ＴＳstdは実施例の検
知装置１１乃至１５が装備されていない場合に適用され
るシートベルトの張力の制限値である。ＴＳmaxはシー
トベルト張力の制限値の設定し得る最大値である。ｍ1
乃至ｍ5は重み付係数である。ＷM、Ｖy、Ｐ、Ｗy及びＶ
Mは、それぞれ前述した、自車の重さ加減を示す値、対
象物体速度の速さを示す値、自車衝突部位の厳しさを示
す値、相手車両の重さ加減を示す値、自車速度の速さ加
減を示す値である。制御装置２１は、このようにして決
定されたシートベルト張力の制限値をシートベルト装置
のエネルギー吸収（ＥＡ）機構に設定し、ＥＡ加重を制
御して、シートベルト張力を適切に調節する。

【００２５】図８は、シートベルト装置３２のリトラク
タに設けられて、シートベルトの限界張力を可変とする
エネルギ吸収機構の例を示している。

【００２６】同図において、４１はシートベルトを巻取
るリトラクタ４０のフレーム、４２はシートベルトの引
出しを阻止するロック機構、４３はシートベルトを巻取
る中空部（シリンダ）５１を備えるボビン、４４はボビ
ンのシャフト、４５はシートベルト、４６はボビン４３
に比較的に弱い付勢力を与えて、余分のシートベルト４
５を巻取るつる巻ばね、４７は基端がベース４１に固定
され、シリンダ５１の中心軸方向に延在する雄ねじ、４
８は雄ねじ４７とボビン４３間を電気的に絶縁すると共
に、電圧を印加すると該電圧に対応する粘度を呈する電
気粘性(Electro-Rheological, ＥＲ)流体４９をシリン
ダ５１内に封止するシール、５０は雄ねじ４７に螺合
し、ボビン４３のシリンダ５１内壁と僅かな隙間を有し
て雄ねじ４７上を回転移動可能なピストン、Ｅは可変電
圧源及びＳはＥＲ流体に電圧Ｅを印加するスイッチであ
り、共に制御装置２１によって操作される。

【００２７】上述したロック機構４２は、衝突などによ
って車両の加速度が所定値を越えた場合、あるいはシー
トベルト４５が急に引出された場合に、シートベルト４
５を巻取るボビン４３のシャフト４４をロックし、シー
トベルト４５の引出しを阻止し、乗員の前方への移動を
防止する。また、乗員へのダメージを減らすべく、この
ロック機構４２は所定荷重（通常入力荷重以上で中速衝
突等ＥＡを必要とする荷重以下）でロックが解除するよ
うになっている。前述したように、ボビン４３のシリン
ダ５１内にはＥＲ流体４９が充填されている。シリンダ
５１の内壁とピストンとの隙間にＥＲ流体４９が介在
し、ＥＲ流体４９の粘性によってナット状のピストン５
０はボビン４３と一体に回転する。ピストン５０とボビ
ン４３の間はシール４８によって絶縁されている。リト
ラクタの通常作動では、シートベルト４５の引出しによ
りボビン４３が回転すると、ピストン５０も雄ねじ４７
に対して相対的に回転することにより、軸方向に移動す
る。これにより、ＥＲ流体４９はピストン５０とシリン
ダ５１との隙間を通って移動する。通常のシートベルト
の巻取り、引出しでは、動きが遅いため大きな抵抗にな
らない。衝突時等でシートベルト４５に荷重が加わり、
ロック機構４２が解除すると、シートベルト４５が引出
され、急激にピストン５０が回転移動するためＥＲ流体
４９の粘度によって抵抗を受けてベルト引出しに対する
荷重を生ずる。このとき、制御部２１は、スイッチＳを
投入し、ピストン５０とシリンダ５１の隙間に、上述し
たシートベルト張力の制限値に対応した電圧Ｅを印加す
ることによってＥＲ流体４９の粘度を決定し、シートベ
ルト引出しに要する荷重を制限値ＴＳに設定する。

【００２８】このように、制御装置２１は、相手車両の
パラメータを含む衝突パラメータに基づいて、シートベ
ルト装置３２及びエアバッグ装置３１の作動の有無、エ
アバッグ装置３１の展開速度、シートベルト装置３２の
ベルト張力の制限値を制御する。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の乗員保護
装置によれば、相手車両を含む衝突の状況に対応して、
エアバック装置、シートベルト装置の作動、エアバック
の展開速度、シートベルトの張力制限値が決定されるの
で、自車両のみの衝突検出に基づいて画一的にエアバッ
ク装置及びシートベルト装置を作動させる場合に比べて
より乗員の保護が図れて具合がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の構成例を説明するブロック図
である。

【図２】図２は、衝突検知装置の構成例を説明するブロ
ック図である。

【図３】図３は、自車重量ＷMのパラメータ設定を説明
するグラフである。

【図４】図４は、対象物体速度Ｖyのパラメータ設定を
説明するグラフである。

【図５】図５は、自車衝突部位Ｐｋパラメータ設定を説
明するグラフである。

【図６】図６は、エアバック装置３１を説明する説明図
である。

【図７】図７は、作動させるインフレータの組合わせに
よってエアバッグ展開速度を決定する例を説明する説明
図である。

【図８】図８は、シートベルト張力を可変としたリトラ
クタのエネルギ吸収機構を説明する断面図である。

【符号の説明】

１１ 自車重量検知装置 １２ 自車速度検知装置 １３ 自車衝突部位検知装置 １４ 対象物体速度検知装置 １５ 対象物体重量検知装置 １６ 衝突検知装置 ２１ 制御装置 ３１ エアバッグ装置 ３２ シートベルト装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バッグの展開速度を可変に設定可能なエア
   バッグ装置と、 乗員を拘束するシートベルトの張力を可変に設定可能な
   シートベルト装置と、 自車両の衝突を検出する衝突検知装置と、 前記衝突の状態を定量化した衝突パラメータを検知する
   衝突パラメータ検知手段と、 前記衝突の検出及び前記衝突パラメータに基づいて前記
   エアバッグ及び／又はシートベルト装置の作動の有無
   と、前記エアバッグの展開速度及び／又は前記シートベ
   ルトの張力を制御する制御装置と、 を備える車両の乗員保護装置。