JP2002019555A - 乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 衝突の予知や、衝突状況、乗員情報、保護装
置等の使用状況に応じて保護装置を制御することができ
る制御システムを提供する。 【解決手段】 座席の使用状態（座席への乗員の着座の
有無、座席への荷物の載置の有無、座席へのチャイルド
シートの載置の有無、座席上の乗員の重量、座席上の乗
員の重心位置、座席上の乗員の姿勢、座席のシートバッ
クのリクライニング角度、及び座席の前後位置）の検知
信号と、衝突予知信号（衝突方向の予知、フルラップ衝
突かオフセット衝突かの予知、衝突対象の種類の予知、
衝突対象物の大きさの予知、衝突相対速度の予知、及び
衝突相対加速度の予知）と、事故状態検知信号（事故が
衝突であるかロールオーバーであるかの検知、衝突部位
の検知衝突形態の検知、及び衝突規模の検知）とが制御
装置に入力され、これによりシートベルト装置１０、エ
アバグ装置３０及び硬化装置２０が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両の
座席の乗員を衝突時に保護するための乗員保護装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車の乗員を衝突時に保護するシステ
ムとして各種のエアバッグ装置やエアベルト装置、エア
カーテン装置などが開発されている。

【０００３】また、前衝突時に乗員の腰部が前進するこ
とを防止するために、車両衝突時にシートクッションの
前部を高くする装置も提案されている。例えば特開平１
０−３０９９６７号には火薬式アクチュエータによって
シートクッションの前端部を押し上げるようにした車両
用シートが記載され、特開平１０−２１７８１８号には
エアバッグによってシートクッション前端部を押し上げ
るようにした車両用シートが記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このシート
クッションの前部を硬化させる硬化装置を有する乗員保
護装置において、この硬化装置を、シートベルト装置や
あるいはさらにエアバッグ装置と共に、座席やシートベ
ルト装置の使用状態、衝突予知、事故状態等に応じて作
動させるようにした乗員保護装置を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の乗員保護装置
は、車両の座席に座った乗員を保護するためのシートベ
ルト装置と、座席のシートクッションの前部を硬化させ
る硬化装置とを有する乗員保護装置において、該座席の
使用状態の検知手段、該シートベルト装置の使用状態の
検知手段、衝突予知手段、及び事故状態検知手段の少な
くとも１つの検知又は予知信号に基づいて前記シートベ
ルト装置及び硬化装置を制御する制御装置を備えたこと
を特徴とするものである。

【０００６】かかる乗員保護装置においては、座席の使
用状態、シートベルト装置の使用状態、衝突予知、ある
いは事故状態に応じて硬化装置及びシートベルト装置が
適切に制御される。

【０００７】本発明では、この制御装置によってさらに
エアバッグ装置が制御されてもよい。

【０００８】本発明では、座席の使用状態の検知手段
は、座席への乗員の着座の有無、座席への荷物の載置の
有無、座席へのチャイルドシートの載置の有無、座席上
の乗員の重量、座席上の乗員の重心位置、座席上の乗員
の姿勢、座席のシートバックのリクライニング角度、及
び座席の前後位置の少なくとも１つを検知するものであ
ることが好ましい。

【０００９】また、本発明では衝突予知手段は、衝突の
発生予知と共に、衝突方向の予知、フルラップ衝突かオ
フセット衝突かの予知、衝突対象の種類の予知、衝突対
象物の大きさの予知、衝突相対速度の予知、及び衝突相
対加速度の予知のうち少なくとも１つの予知を行うこと
が好ましい。

【００１０】事故状態検知手段は、事故が衝突であるか
ロールオーバーであるかの検知、衝突部位の検知、衝突
形態の検知、及び衝突規模の検知の少なくとも１つの検
知を行うものであるものであることが好ましい。

【００１１】このように衝突の内容を詳細に予知あるい
は検知することにより、乗員保護装置を適切に制御する
ことができる。

【００１２】また、本発明では、制御装置は、前記検知
又は予知信号に基づいて、前記シートベルト装置のプリ
テンショナー力及びエネルギー吸収力、エアバッグの展
開力、大きさ及びエネルギー吸収力、前記硬化装置の硬
化力、位置、硬化させるべき硬化装置の選択の少なくと
も１つの制御を行うものであることが好ましい。このよ
うに構成することにより、事故時に乗員を十分に保護す
ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００１４】図１は本発明の実施の形態に係る乗員保護
装置のシステムブロック図、図２〜４は乗員保護装置の
制御内容を示すフローチャート、図５は乗員保護装置を
備えた座席の模式的な側面図である。

【００１５】図５の通り、座席１はシートクッション２
と、シートバック３と、ヘッドレスト４とを備えてお
り、ガイドレール５に沿って前後方向位置調整可能とさ
れている。このガイドレール５には、座席１の位置を検
知するためのセンサ（図示略）が設置されている。この
座席１は、シートバック３のリクライニング角度を検出
する角度センサ７を備えている。

【００１６】この座席１に座った乗員の体重は、荷重セ
ンサ６によって検出される。この荷重センサ６は座席１
の前後左右の少なくとも４ヶ所に設けられており、乗員
の体重だけでなく重心位置も検知可能となっている。

【００１７】シートバック３には超音波センサや静電容
量センサ（図示略）が設けられており、シートバック３
と乗員の背中との距離や、乗員上半身の左右位置を検知
して乗員の姿勢を検知することが検知可能となってい
る。

【００１８】図示はしないが、この座席に座った乗員の
姿勢を検知したりあるいはシートクッション２上に置か
れた物体の形状を識別するためにＣＣＤカメラ等の撮像
装置と画像処理装置とが設けられている。

【００１９】なお、座席にチャイルドシート取付装置が
設置されている場合、この取付装置へのチャイルドシー
トの装着を検知することによりシートクッション上の物
体がチャイルドシートであるか否かを判定するようにし
てもよい。

【００２０】この車両に設けられたシートベルト装置１
０のウェビング１２によってチャイルドシートを座席に
固定する方式の場合は、ウェビング１２の巻出量やウェ
ビング１２に加えられる張力を検知し、これらの検知デ
ータと荷重センサによる検知データとを組み合わせ、座
席上の物体が人体であるか、チャイルドシートであるか
を判定するようにしてもよい。

【００２１】この座席１の側部には、シートベルト装置
１０のバックル１１が設置されている。シートベルト装
置のウェビング１２が掛通されたタング１３が該バック
ル１１に装着される。

【００２２】このバックル１１には、タング１３が装着
されたことを検知するタング検知センサ（図示略）が設
けられている。また、ウェビング１２を巻取るためのリ
トラクタ（図示略）にはウェビングの巻出しを検知する
センサが設けられている。さらに、このリトラクタやバ
ックル１１には、車両衝突時にウェビング１２を所定長
さ引き取って乗員を拘束するためのプリテンショナと、
ウェビング１２に加えられる張力が所定値以上であると
きにはウェビング１２を少しずつ緩めて乗員に加えられ
る衝撃を吸収するためのＥＡ装置（エネルギー吸収装
置）が設けられている。

【００２３】シートクッション２の下側には、膨張可能
なバッグと該バッグを膨張させるためのガス発生器を有
したシートクッション用硬化装置２０が設置されてい
る。このガス発生器は、ガス発生量が制御可能なものと
なっており、このガス発生量を制御することによりバッ
グの展開力が制御される。この硬化装置２０には、バッ
グからのガスの放出口及びこのガス放出口からのガス放
出量の制御手段が設けられている。このガス放出量を制
御することにより、乗員の臀部がシートクッションの硬
化した部分に押し付けられたときの衝突吸収量（ＥＡ
量）を制御することができる。

【００２４】この座席１の近傍には、乗員近傍に膨張可
能なエアバッグ３１及びそのためのインフレータ（図示
略）を有したエアバッグ装置３０が設置されている。こ
のエアバッグ装置３０は、運転席用、助手席用、後席用
などのいずれでもよく、また、サイドエアバッグや乗員
頭部保護エアバッグなどであってもよい。

【００２５】このエアバッグ装置３０のインフレータは
ガス発生量が可変のものとなっている。インフレータの
ガス発生量を制御することにより、エアバッグ３１の展
開力や大きさが制御可能である。また、このエアバッグ
３１は膨張したエアバッグに乗員が突っ込んできた場合
の衝撃を吸収するためのガス放出手段を有すると共に、
該ガス放出手段からのガス放出量の制御手段を備えてお
り、衝撃エネルギー吸収量（ＥＡ量）が制御可能となっ
ている。なお、１つのエアバッグ装置に複数のエアバッ
グが配設されており、膨張させるエアバッグの数を制御
可能としたエアバグ装置を採用してもよい。さらに、エ
アバッグの展開方向を制御可能としたエアバッグ装置を
採用してよい。

【００２６】この座席１を備えた車両には、ミリ波セン
サ、画像センサ、赤外線レーザーセンサ、ＧＰＳからの
自動車位置対他車位置検知装置等よりなる衝突予知装置
が設けられている。この衝突予知は、前後左右の全方向
について行われる。この衝突予知装置により衝突するか
否かが予知されると共に、衝突すると予知される場合に
は衝突方向の予知、フルラップ衝突かオフセット衝突か
の予知、衝突対象の種類の予知、衝突対象物の大きさの
予知、衝突相対速度の予知、及び衝突相対加速度の予知
が行われる。

【００２７】さらに、この車両には、ジャイロ等よりな
る車両姿勢の検知センサのほか、多数箇所に加速度セン
サ、衝撃センサが設けられており、実際に衝突事故が生
じた場合に、事故が衝突であるかロールオーバーである
かの検知、衝突部位の検知、衝突形態の検知、及び衝突
規模（クラッシュシビアリティー）の検知を行うよう構
成されている。

【００２８】図１の通り、上記の座席の使用状態（座席
への乗員の着座の有無、座席への荷物の載置の有無、座
席へのチャイルドシートの載置の有無、座席上の乗員の
重量、座席上の乗員の重心位置、座席上の乗員の姿勢、
座席のシートバックのリクライニング角度、及び座席の
前後位置）の検知信号と、衝突予知信号（衝突するか否
かの予知、衝突方向の予知、フルラップ衝突かオフセッ
ト衝突かの予知、衝突対象の種類の予知、衝突対象物の
予知、衝突相対速度の予知、及び衝突相対加速度の予
知）と、事故状態検知信号（事故が衝突であるかロール
オーバーであるかの検知、衝突部位の検知、衝突形態の
検知、及び衝突規模の検知）とが制御装置に入力され、
これによりシートベルト装置１０、エアバッグ装置３０
及び硬化装置２０が制御される。

【００２９】次に、この一連の制御内容について図２〜
４を参照して説明する。図２は座席の使用状態の検知プ
ロセスを示している。プログラムがスタートすると、ま
ずステップ４１にて座席に乗員が座っているか荷物等が
載っているか否かが判断される。乗員が座っていると判
断される場合には、後述のステップ４３〜４８の各種の
判定処理が行われる。乗員ではなく荷物等が載っている
場合には、ステップ４２に進み、座席に載っているのは
荷物であるかチャイルドシートであるのかどうかが判定
される（ステップ４２）。載っているのが荷物の場合に
は、ステップ４１に戻る。

【００３０】ステップ４１にて座席に乗員が座っている
と判定された場合及びステップ４２にて座席にチャイル
ドシートが載っていると判定される場合、シートクッシ
ョン用硬化装置２０を作動可能状態におく。次いで、ス
テップ４３〜４８の各判定が行われる。

【００３１】ステップ４３では、乗員の重量（体重）が
判定される。乗員重量が軽い場合は硬化装置２０の展開
力・ＥＡ力（量）を低くし、乗員重量が重い場合は硬化
装置２０の展開力・ＥＡ力（量）を高くするよう制御す
る。併せてシートベルト装置１０のプリテンショナー力
・ＥＡ力やエアバッグの展開力・大きさ・ＥＡ力もコン
トロールする。

【００３２】ステップ４４では乗員の重心位置が判定さ
れる。乗員重心位置が前方の場合、硬化装置２０が前方
へ移動し、後方の場合は後ろへ移動することにより、最
適な位置で拘束を行う。併せてシートベルト装置１０の
プリテンショナー力・ＥＡ力やエアバッグの展開力・大
きさ・ＥＡ力もコントロールする。

【００３３】ステップ４５ではシートリクライニング角
度が判定される。リクライニング角度が前（約１５度以
下）、リクライニング角度が中（約１５度〜３０度）、
リクライニング角度が後（約３０度以上）の場合とでそ
れぞれ最適な硬化装置２０の展開力・ＥＡ力（量）とな
るように制御する。併せてシートベルト装置１０のプリ
テンショナー力・ＥＡ力やエアバッグの展開力・大きさ
・ＥＡ力も制御する。

【００３４】ステップ４６では乗員の姿勢が判定され
る。乗員が前（前かがみ）の場合と、乗員が中（通常姿
勢）の場合と、乗員が後（ヘッドレストに頭が付いた状
態）の場合とでそれぞれ最適となるように硬化装置２０
の展開力・ＥＡ力（量）を制御する。併せてシートベル
ト装置１０のプリテンショナー力・ＥＡ力やエアバッグ
の展開力・大きさ・ＥＡ力も制御する。

【００３５】ステップ４７では座席の前後位置が判定さ
れる。座席位置が前（一番前から約１００ｍｍまでの
間）、座席位置が中（一番前から約１００〜約２００ｍ
ｍの間）、座席位置が後（一番前から約２００ｍｍ以上
後方）の場合とでそれぞれ最適となるように硬化装置２
０の展開力・ＥＡ力（量）を制御する。併せてシートベ
ルト装置１０のプリテンショナー力・ＥＡ力やエアバッ
グの展開力・大きさ・ＥＡ力も制御する。

【００３６】ステップ４８ではシートベルトの着用の有
無が判定される。シートベルト巻取り装置（以下リトラ
クター）や、バックルに装備したセンサ情報により、シ
ートベルト着用有無を着用時・非着用時にそれぞれ最適
となるように硬化装置２０の展開力・ＥＡ力（量）を制
御する。併せてシートベルト装置１０のプリテンショナ
ーの作動・非作動及びエアバッグの展開力・大きさ・Ｅ
Ａ力も制御する。

【００３７】図３は衝突が予知される場合の処理手順の
フローチャートを示す。まず、ステップ５１で衝突が予
知されるか否かが判定され、衝突すると判定される場合
にはステップ５２〜５７の処理が行われる。

【００３８】ステップ５２では衝突方向が判定される。
この予知は車両の前後左右方向全てに行われると同時
に、その細部位置の予知も行う。予知情報は各装置１
０，２０，３０を作動させたり、事故時判定処理におけ
る各装置１０，２０，３０を作動させる減速度の閾値を
変化させるために利用される。

【００３９】ステップ５３では、予想される衝突がフル
ラップ衝突であるかオフセット衝突であるかが判定さ
れ、また、この判定結果に基づいて衝突時の車両挙動を
予測する。この衝突予知情報は各装置１０，２０，３０
の作動モードを最適にコントロールしたり、事故時判定
処理における各装置１０，２０，３０を作動させる減速
度の閾値を変化させるために利用される。

【００４０】ステップ５４では衝突対象の種類が判定さ
れる。即ち、衝突対象物を識別し、衝突時のクラッシュ
シビアリティーを予知する。この予知情報は乗員保護用
の各装置１０，２０，３０の作動モードを最適にコント
ロールしたり、事故時判定処理における各保護装置を作
動させる減速度の閾値を変化させるために利用される。

【００４１】ステップ５５では衝突対象物の大きさや質
量を判定し、衝突時のクラッシュシビアリティーを予知
する。この予知情報は各装置１０，２０，３０の作動モ
ードを最適にコントロールしたり、事故時判定処理にお
ける各装置１０，２０，３０を作動させる減速度の閾値
を変化させるために利用される。

【００４２】ステップ５６では衝突対象との相対速度を
判定し、衝突時のクラッシュシビアリティーを予知す
る。この予知情報は各装置１０，２０，３０の作動モー
ドを最適にコントロールしたり、事故時判定処理におけ
る各装置１０，２０，３０を作動させる減速度の閾値を
変化させるために利用される。

【００４３】ステップ５７では、衝突対象との相対加速
度を判定し、衝突時のクラッシュシビアリティーを予知
する。この予知情報は各装置１０，２０，３０の作動モ
ードを最適にコントロールしたり、事故時判定処理にけ
る各装置１０，２０，３０を作動させる減速度の閾値を
変化させるために利用される。

【００４４】図４は衝突等の事故が実際に発生した場合
の処理手順のフローチャートを示している。

【００４５】ステップ６１において車両の前後左右方向
に取り付けられた静電容量やひずみを利用した加速度セ
ンサにより、車両の衝突を検知する。衝突判断の閾値
は、衝突予知情報によって変化させることも可能であ
る。

【００４６】ステップ６１において、衝突と判定されな
い場合はステップ６２に進み、ロールオーバーが発生し
たかどうかが判定される。衝突でもなくロールオーバー
でもないときにはステップ６１に戻る。ロールオーバー
だけの場合であれば、ステップ６２からステップ６７に
進み、最適な硬化装置２０の展開力・ＥＡ力（量）をコ
ントロールする。併せてシートベルト装置１０のプリテ
ンショナー力・ＥＡ力やエアバッグ３１の展開力・大き
さ・ＥＡ力もコントロールする。

【００４７】ステップ６１において衝突と判定される場
合には、ステップ６３〜６６の処理が行われる。

【００４８】ステップ６３では衝突した部位を判定し、
最適な硬化装置２０の展開力・ＥＡ力（量）をコントロ
ールする。併せてシートベルト装置１０のプリテンショ
ナー力・ＥＡ力やエアバッグの展開力・大きさ・ＥＡ力
もコントロールする。

【００４９】ステップ６４では衝突形態を判定し（前方
・斜方・側方衝突等）、最適な硬化装置２０の展開力・
ＥＡ力（量）をコントロールする。併せてシートベルト
装置１０のプリテンショナー力・ＥＡ力やエアバッグ３
１の展開力・大きさ・ＥＡ力もコントロールする。

【００５０】ステップ６５では、衝突衝撃の大きさ（ク
ラッシュシビアリティー）を判定する。判定結果により
最適な硬化装置２０の展開力・ＥＡ力（量）をコントロ
ールする。併せてシートベルト装置１０のプリテンショ
ナー力・ＥＡ力やエアバッグ３１の展開力・大きさ・Ｅ
Ａ力もコントロールする。

【００５１】なお、ステップ６２での判定結果ではロー
ルオーバーには該当しなかった場合でも、衝突によりロ
ールオーバーすることがあるので、ステップ６６におい
て改めてロールオーバーしたかどうか判定し、最適な硬
化装置２０の展開力・ＥＡ力（量）をコントロールす
る。併せてシートベルト装置１０のプリテンショナー力
・ＥＡ力やエアバッグの展開力・大きさ・ＥＡ力もコン
トロールする。

【００５２】上記実施の形態は本発明の一例であり、本
発明はこの実施の形態に限定されるものではない。例え
ば、衝突時にヘッドレストを前方に移動させる装置な
ど、上記以外の保護装置を用いても良い。さらに、上記
以外の条件を予知あるいは検知するようにしても良い。

【００５３】

【発明の効果】以上の通り、本発明によると、衝突の予
知や、衝突状況、乗員情報、保護装置の使用状況等に応
じてシートクッション前部の硬化装置や、シートベルト
装置、エアバッグ装置等の乗員保護装置を制御すること
ができる制御システムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係る乗員保護装置の制御ブロック
図である。

【図２】実施の形態に係る乗員保護装置の制御内容を示
すフローチャートである。

【図３】実施の形態に係る乗員保護装置の制御内容を示
すフローチャートである。

【図４】実施の形態に係る乗員保護装置の制御内容を示
すフローチャートである。

【図５】実施の形態に係る乗員保護装置を備えた車両内
部の側面図である。

【符号の説明】

１ 座席 ２ シートクッション ３ シートバック ４ ヘッドレスト ６ 荷重センサ ７ リクライニングの角度センサ １０ エアバッグ装置 １１ バックル １２ ウェビング １３ タング ２０ 硬化装置 ２１ 移動装置 ３０ エアバッグ装置 ３１ エアバッグ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｒ 21/00 ６２１ Ｂ６０Ｒ 21/00 ６２１Ｄ ６２２ ６２２Ｄ ６２２Ｆ ６２８ ６２８Ｃ Ｂ６０Ｎ 2/42 Ｂ６０Ｎ 2/42 Ｂ６０Ｒ 21/02 Ｂ６０Ｒ 21/02 Ｊ 21/13 21/13 Ｚ 21/22 21/22 21/32 21/32 22/28 22/28 22/46 22/46 22/48 22/48 Ｃ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の座席に座った乗員を保護するため
   のシートベルト装置と、座席のシートクッションの前部
   を硬化させる硬化装置とを有する乗員保護装置におい
   て、該座席の使用状態の検知手段、該シートベルト装置
   の使用状態の検知手段、衝突予知手段、及び事故状態検
   知手段の少なくとも１つの検知又は予知信号に基づいて
   前記シートベルト装置及び硬化装置を制御する制御装置
   を備えたことを特徴とする乗員保護装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、該乗員保護装置はさ
   らに、乗員の近傍に膨張し得るエアバッグを有するエア
   バッグ装置を備えており、前記制御装置は、少なくとも
   １つの前記検知又は予知信号に基づいて該エアバッグ装
   置を制御することを特徴とする乗員保護装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記座席の使
   用状態の検知手段は、 座席への乗員の着座の有無、 座席への荷物の載置の有無、 座席へのチャイルドシートの載置の有無、 座席上の乗員の重量、 座席上の乗員の重心位置、 座席上の乗員の姿勢、 座席のシートバックのリクライニング角度、及び座席の
   前後位置 の少なくとも１つを検知するものであることを特徴とす
   る乗員保護装置。
4. 【請求項４】 請求項１又は２において、前記衝突予知
   手段は、衝突の発生予知と共に、 衝突方向の予知、 フルラップ衝突かオフセット衝突かの予知、 衝突対象の種類の予知、 衝突対象物の大きさの予知、 衝突相対速度の予知、及び衝突相対加速度の予知 のうち少なくとも１つの予知を行うことを特徴とする乗
   員保護装置。
5. 【請求項５】 請求項１又は２において、前記事故状態
   検知手段は、 事故が衝突であるかロールオーバーであるかの検知、 衝突部位の検知、 衝突形態の検知、及び衝突規模の検知 の少なくとも１つの検知を行うものであることを特徴と
   する乗員保護装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか１項におい
   て、前記制御装置は、前記検知又は予知信号に基づい
   て、 前記シートベルト装置のプリテンショナー力及びエネル
   ギー吸収力、 エアバッグの展開力、大きさ及びエネルギー吸収力、 前記硬化装置の硬化力、位置、硬化させるべき硬化装置
   の選択 の少なくとも１つの制御を行うことを特徴とする乗員保
   護装置。