JP2004189092A

JP2004189092A - 車両の乗員保護装置

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Publication number: JP2004189092A
Application number: JP2002358883A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Hoshino; 茂星野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-12-11
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2022-12-11
Also published as: JP3922171B2

Abstract

【課題】車両の乗員保護装置において、車両衝突時に運転者が胸（または顔面）にて受ける衝撃を極力小さくする。
【解決手段】車両の乗員保護装置は、エアバック装置２０、コラム離脱機構３０、エネルギー吸収機構４０およびシートベルト装置６０を有し、これらの装置２０，３０，４０，６０は電気制御ユニット７６のプログラム処理により制御される。電気制御ユニット７６は、加速度センサ７１により検出された加速度に基づいて車両衝突を検出すると、シートベルト装置６０のリトラクタ６５を制御してシートベルト６１を引き締め、かつエアバック装置２０を制御してエアバックを展開させた後、所定のタイミングでコラム離脱機構３０によるステアリングコラム１２の変位規制を解除して、同コラム１２の変位に伴って衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構４０を機能させる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両衝突時にステアリングコラムの変位に伴って衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構を備えた車両の乗員保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば特許文献１に示されているように、車両衝突時にステアリングコラムを変位させて車両衝突に伴う衝撃力を吸収するエネルギー吸収機構と、車両衝突時にステアリングコラムを前方へ引き込むコラム引込機構とを備えた車両の安全装置は知られている。エネルギー吸収機構は、ステアリングコラムへの衝撃力が所定力以上になったとき、ステアリングコラムが変位し始め（アウターコラムとインナーコラムの収縮が開始し）、このステアリングコラムの変位に対して荷重を負荷して衝突エネルギーを吸収するもので、体格の大きな運転者に対しては小柄な運転者に比べて大きな荷重が負荷されるようにしている。コラム引込機構は、ステアリングホイールと運転者との空間を適正にして、エアバックの展開・膨張時にエアバックの後面が運転者の顔面や胸を強打しないようにするもので、小柄な運転者に対しては機能させるが、標準的な体格以上の運転者には機能させないようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−７９９４４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のエネルギー吸収機構は、車両衝突に伴ってエアバックが展開・膨張した後、運転者の胸（または顔面）がある程度大きな衝撃力でステアリングパッドに２次衝突したとき、ステアリングコラムが変位し始めるようになっている。したがって、多くの場合、運転者が胸（又は顔面）にて受ける衝撃は、車両衝突による衝撃力が比較的小さくても、これとは無関係にある程度大きくなる（図８（Ａ）参照）。
【０００５】
【発明の概要】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、車両衝突時に運転者が胸（または顔面）にて受ける衝撃を極力を小さくするようにした車両の乗員保護装置を提供することにある。
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、車両衝突時にステアリングコラムの変位に伴って衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構を備えた車両の乗員保護装置において、第１状態にてステアリングコラムの変位を規制するとともに、切り換え制御信号の入力により第２状態に切り換えられてステアリングコラムの変位規制を解除する変位規制装置を設けたことにある。
【０００７】
この場合、さらに、車両の衝突を検出する衝突検出手段と、衝突検出手段による車両の衝突検出後、所定のタイミングで切り換え制御信号を変位規制装置に出力して同変位規制装置を第２状態に切り換える切り換え制御手段を設けて、車両衝突後の任意のタイミングでステアリングコラムの変位規制を解除し、エネルギー吸収機構による衝突エネルギーの吸収機能を発揮させるようにするとよい。
【０００８】
これによれば、エネルギー吸収機構による衝突エネルギーの吸収機能を車両衝突時に最適なタイミングで発揮させることができるようになり、シートベルトの引き締め、エアバックの展開などの他の車両保護装置の作動との協働により運転者を最適に保護できる。例えば、車両衝突後、シートベルト、エアバックなどの他の保護装置により運転者を保護した後の適当なタイミングで、変位規制装置を第２状態に切り換えてエネルギー吸収機構を作動させれば、運転者の胸（または顔面）がステアリングホイールに２次衝突する衝撃を緩和できる。
【０００９】
また、本発明の他の特徴は、切り換え制御手段を、車両衝突時に運転者に与える衝撃力の大きさを予測して、同予測した衝撃力の大きさに応じたタイミングで変位規制装置に切り換え制御信号を出力して同変位規制装置を第２状態に切り換えるように構成したことにある。この場合、例えば、予測される車両衝突時の衝撃力が大きい場合、同予測される衝撃力が小さい場合に比べて、切り換え制御信号の出力タイミングを遅らせるように構成するとよい。これによれば、車両衝突時の衝撃力が大きくて早めにステアリングコラムの変位規制を解除すると、ステアリングコラムが変位限界に達する（以下、ステアリングコラムの底着きという）ような場合でも、同ステアリングコラムの底着きが回避され、運転者がより良好に保護される。
【００１０】
また、本発明の他の特徴は、エネルギー吸収機構は、ステアリングコラムの変位に伴う衝突エネルギーの吸収量を可変設定するエネルギー吸収量可変装置を有し、さらに、変位規制装置への切り換え制御信号の出力タイミングが遅くなるに従って、ステアリングコラムの変位に伴う衝突エネルギーの吸収量が大きくなるようにエネルギー吸収量可変装置を制御するエネルギー吸収量制御手段を設けたことにある。これによれば、車両衝突時の衝撃力がかなり大きい場合でも、エネルギー吸収機構による衝突エネルギーの吸収が大きくなるので、ステアリングコラムの底着きを回避できて、運転者をより良好に保護できる。
【００１１】
また、本発明の前記他の特徴を他の観点から見れば、車両衝突時にステアリングコラムの変位に伴って衝突エネルギーを吸収するものであって、ステアリングコラムの変位に伴う衝突エネルギーの吸収量を可変とするエネルギー吸収量可変装置を有するエネルギー吸収機構と、第１状態にてステアリングコラムの変位を規制するとともに第２状態に切り換えられて前記ステアリングコラムの変位規制を解除する変位規制装置と、車両の衝突を検出する衝突検出手段と、衝突検出手段による車両の衝突検出後、変位規制装置を所定条件に従ったタイミングで第２状態に切り換え制御する切り換え制御手段と、変位規制装置が第２状態に切り換えられるタイミングに応じて、エネルギー吸収量可変装置を制御してステアリングコラムの変位に伴う衝突エネルギーの吸収量の大きさを変更するエネルギー吸収量制御手段とを備えたことにある。
【００１２】
これによれば、変位規制装置の第２状態への切り換えタイミングを制御することにより、エネルギー吸収機構による衝突エネルギーの吸収開始タイミングが制御されるので、シートベルト、エアバックなどの他の保護装置により運転者を保護した後の的確なタイミングで、エネルギー吸収機構を作動させれば、運転者の胸（または顔面）がステアリングホイールに２次衝突する衝撃を緩和できる。また、このエネルギー吸収機構による吸収開始タイミングに応じて、言い換えれば所定の条件に従ってエネルギー吸収機構によるステアリングコラムの変位に伴う衝突エネルギーの吸収量の大きさを制御することにより、ステアリングコラムの底着きも回避され、運転者をより良好に保護できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明すると、図１は同実施形態に係る車両の乗員保護装置を示している。この車両の乗員保護装置は、ステアリングホイール１１に装着したエアバッグ装置２０と、ステアリングコラム１２と車体ＢＤとの間に装着したコラム離脱機構３０およびエネルギー吸収機構４０と、シート５０と車体との間に装着したシートベルト装置６０とを備えている。
【００１４】
ステアリングホイール１１は、ステアリングコラム１２に軸方向移動不能かつ回転自在に組付けたステアリングシャフト１３の後端部に一体回転可能に組付けられていて、ステアリングホイール１１の塑性変形により運転者Ｈの衝突エネルギーを吸収するように構成されている。ステアリングコラム１２は、その後方がコラム離脱機構３０を介して車体ＢＤの一部に支持され、かつ、その前方がエネルギー吸収機構４０を介して車体ＢＤの一部に支持されている。ステアリングシャフト１３は、先端部にてステアリングリンク機構１４に連結されている。このような構成により、ステアリングホイール１１が回動されると、この回動はステアリングシャフト１３およびステアリングリンク機構１４を介して左右前輪（図示しない）に伝達されて、左右前輪が操舵される。
【００１５】
エアバッグ装置２０は、ステアリングホイール１１の中央部のステアリングパッド内に折り畳んで収納されたエアバッグ本体と、このエアバッグ本体にガスを供給するためのインフレータを備えていて、車両の前面衝突時に、運転者Ｈとステアリングホイール１１間にて膨張展開したエアバッグ本体が運転者Ｈを受け止めることにより、運転者Ｈの衝突エネルギーを吸収するようになっている。
【００１６】
コラム離脱機構３０は、図２に詳細に示すように、車体ＢＤ側に固定された支持部材３１と、ステアリングコラム１２に連結部材３２ａを介して固定された規制プレート３２とを備えている。これらの支持部材３１および規制プレート３２はステアリングコラム１２の左右両側に一対設けられているが、図２においてはその一方のみを示している。支持部材３１は、車体ＢＤに固着されたブラケット３３にボルト３４ａおよびナット３４ｂにより固定されており、規制プレート３２をステアリングコラム１２の軸線方向に移動可能に支持するスリット３１ａを有する。
【００１７】
規制プレート３２には、同規制プレート３２を支持部材３１のスリット３１ａ内に侵入させた状態で、支持部材３１に設けた貫通孔３１ｂに連続する貫通孔３２ｂが形成されている。これらの貫通孔３１ｂ，３２ｂには、規制ピン３５が進退可能に侵入している。規制ピン３５は、その基端部にて、支持部材３１に固定されたアクチュエータ３６に組み付けられている。アクチュエータ３６は、スプリングおよび電磁ソレノイドを備えており、スプリングにより規制ピン３５を常時図示上方に付勢していて、電磁ソレノイドへの通電により規制ピン３５を下方へ引き抜く。この規制ピン３５は図示規制プレート３２の貫通孔３２ｂへの侵入状態にてステアリングコラム１２の軸線方向への変位を規制しており、アクチュエータ３６の電磁ソレノイドへの通電により下方へ引き抜かれて、ステアリングコラム１２の軸線方向への変位規制を解除する。このように機能する支持部材３１、規制プレート３２、規制ピン３５およびアクチュエータ３６が、本発明のステアリングコラム１２の変位を規制する変位規制装置を構成する。
【００１８】
エネルギー吸収機構４０は、ステアリングコラム１２の前方を支持する支持機構を兼ねていて、図３に示したように、支持ブラケット４１、支持ピン４２、エネルギー吸収部材である屈曲プレート４３および剪断ピン４４を備えている。
【００１９】
支持ブラケット４１は、前後方向からみて門形形状のものであり、互いに対向する側壁部４１ａの下側端部にて、ステアリングコラム１２の外周の上方部位に固着されている。また、支持ブラケット４１の両側壁部４１ａには、中央部位から後方へ斜め上方に向けて延びる長孔４１ｂが対向して形成されている。長孔４１ｂには、前部にて内側に向けて突出した幅狭部４１ｂ１が形成されている。支持ピン４２は、支持ブラケット４１の長孔４１ｂを貫通した状態で、車体ＢＤの一部に固着されるブラケット（図示しない）に固着されている。また、支持ピン４２は、図示状態にて支持ブラケット４１の長孔４１ｂにおける前部に挿通されていて、支持ブラケット４１との相対的な移動（相対移動）により、幅狭部４１ｂ１を乗り越えて長孔４１ｂ内を後方へ移動可能である。
【００２０】
屈曲プレート４３は、図３〜図５に示すように、所定幅を有して剪断ピン４４によって剪断可能な材料でプレート状に形成されており、ステアリングコラム１２の軸線方向に延設された延設部４３ａと、後端部側を略３６０度屈曲して形成した屈曲部４３ｂとからなる。この屈曲プレート４３は、その屈曲部４３ｂの前壁にて、支持ブラケット４１の側壁部４１ａに植設された複数のピン４１ｃにより位置決めされた状態で支持ブラケット４１に溶接固定されていて、支持ブラケット４１内で支持ピン４２を包囲している。また、屈曲プレート４３においては、図４および図５に示すように、延設部４３ａの幅方向の中央部に長さ方向に延びる上下の溝部４３ｃ１，４３ｃ２が形成されているとともに、両溝部４３ｃ１，４３ｃ２の後端部に円形状の係合孔４３ｃ３が形成されている。この係合孔４３ｃ３には、屈曲プレート４３の剪断開始を容易にするために切欠き４３ｃ４が形成されている。
【００２１】
剪断ピン４４は、漸次先細りとなるテーパ形状に形成されていて、屈曲プレート４３の係合孔４３ｃ３に侵入して、その侵入量が多くなるに従って屈曲プレート４３を剪断するために大きな剪断力が必要になるようにしている。剪断ピン４４は、その基端部にて、支持ブラケット４１の上壁部に固定されたアクチュエータ４５に組み付けられている。アクチュエータ４５は、小型モータおよび同小型モータの回転を剪断ピン４４の軸線方向の変位に変換する変換機構を備え、剪断ピン４４の係合孔４３ｃ３の侵入量が変更されるようになっている。
【００２２】
このように構成したエネルギー吸収機構４０においては、ステアリングコラム１２が前方へ変位すると、支持ピン４２が、支持ブラケット４１と共に屈曲プレート４３の屈曲部４３ｂを図３の右方向に押圧する。このとき、屈曲プレート４３は、剪断ピン４４により図４のラインＬ１に沿って屈曲プレート４３を剪断しながら引き伸ばされる。そして、この剪断力は、アクチュエータ４５による剪断ピン４４の係合孔４３ｃ３への侵入量によって変更されるので、アクチュエータ４５は、ステアリングコラム１２の変位に伴って衝突エネルギーの吸収量を可変する本発明のエネルギー吸収量可変装置を構成する。
【００２３】
シート５０は、図示しない電動モータにより、シートレールに沿って前後方向に変位可能になっている。シートベルト装置６０は、シートベルト６１、タングプレート６２、バックル６３、ショルダーベルトアンカ６４を備えるとともに、プリテンショナ機構およびフォースリミッタ機構を内蔵したリトラクタ６５を備えている。プリテンショナ機構は、車両の前面衝突時の初期にシートベルト６１を瞬時に巻き取り、運転者Ｈの身体をしっかりと拘束する機構である。フォースリミッタ機構は、車両の前面衝突時に運転者Ｈが衝撃の反動で前方へ移動したときに、シートベルト６１の拘束力を少し緩めて、運転者Ｈの胸部にかかる荷重を低減可能な機構である。
【００２４】
次に、エアバック装置２０、コラム離脱機構３０、エネルギー吸収機構４０およびリトラクタ６５を制御する電気制御装置７０について説明する。電気制御装置７０は、加速度センサ７１、シートベルト着用センサ７２、シート位置センサ７３、荷重センサ７４および車速センサ７５に加え、これらの各センサ７１〜７５に接続された電気制御ユニット７６を備えている。
【００２５】
加速度センサ７１は、車体ＢＤに組み付けられて、車両の衝突を検出するために車体ＢＤの前後方向の加速度Ｇを検出する。シートベルト着用センサ７２は、バックル６３内に組み込まれてタングプレート６２の有無を検知するスイッチにより構成され、運転者Ｈのシートベルト着用・非着用を検出する。シート位置センサ７３は、シート５０の移動機構（図示しない）に組み込まれていて、シート５０の最後部位置を基準に前方への移動量をシート位置ＳＰとして検出する。荷重センサ７４は、シート５０内に組み込まれて運転者Ｈの体重ＷＴを検出する。車速センサ７５は、変速機（図示しない）の出力軸の回転に応じて車速Ｖを検出する。
【００２６】
電気制御ユニット７６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とするもので、図６のプログラムの実行により、エアバック装置２０、コラム離脱機構３０、エネルギー吸収機構４０およびリトラクタ６５を制御する
【００２７】
次に、上記のように構成した実施形態の動作を説明する。車両の走行に伴い、電気制御ユニット７６は図６のプログラムをステップＳ１０にて開始する。このプログラムの実行開始後、電気制御ユニット７６は、ステップＳ１２にて、加速度センサ７１によって検出された加速度Ｇを入力して、同加速度Ｇが所定の加速度Ｇ_０以上であるかを判定する。この場合、所定の加速度Ｇ_０は、車両が前方物体に衝突したときに発生する大きな値に設定されており、車両が前方物体に衝突しない限り、ステップＳ１２にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ１４以降に進む。
【００２８】
ステップＳ１４においては、シートベルト着用センサ７２からの検出信号を入力して、運転者Ｈがシートベルト６１を装着しているか否かを判定する。運転者Ｈがシートベルト６１を装着していれば、ステップＳ１４にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ１６にて遅延量ΔＴ_１を「０」に設定する。運転者Ｈがシートベルト６１を装着していなければ、ステップＳ１４にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１８にて遅延量ΔＴ_１を所定値ΔＴ_１０に設定する。この遅延量ΔＴ_１は、後述する遅延量ΔＴ_２，ΔＴ_３，ΔＴ_４と共に、車両衝突後においてステアリングコラム１２を車体ＢＤから離脱させるタイミングを制御するための変数である。
【００２９】
前記ステップＳ１６，Ｓ１８の処理後、電気制御ユニット７６は、ステップＳ２０にて、シート位置センサ７３からの検出信号を入力するとともに、シート位置−遅延量マップを参照して、検出されたシート位置ＳＰに対応した遅延量ΔＴ_２を決定する。シート位置−遅延量マップは、図７（Ａ）に示すように、シート位置ＳＰが大きくなるに従って（シート５０が前方に位置するに従って）増加する遅延量ΔＴ_２を記憶している。
【００３０】
次に、電気制御ユニット７６は、ステップＳ２２にて、荷重センサ７４からの検出信号を入力するとともに、体重−遅延量マップを参照して、検出された運転者Ｈの体重ＷＴに対応した遅延量ΔＴ_３を決定する。体重−遅延量マップは、図７（Ｂ）に示すように、運転者Ｈの体重ＷＴが大きくなるに従って増加する遅延量ΔＴ_３を記憶している。
【００３１】
次に、電気制御ユニット７６は、ステップＳ２４にて、車速センサ７５からの検出信号を入力するとともに、車速−遅延量マップを参照して、検出された車速Ｖに対応した遅延量ΔＴ_４を決定する。車速−遅延量マップは、図７（Ｃ）に示すように、車速Ｖが大きくなるに従って増加する遅延量ΔＴ_４を記憶している。そして、ステップＳ２６にて、前記決定した遅延量ΔＴ_１，ΔＴ_２，ΔＴ_３，ΔＴ_４を合算して、合算遅延量ΔＴを計算する。
【００３２】
次に、ステップＳ２８にて、遅延量−コラム変位荷重マップを参照して、前記合算遅延量ΔＴに対応したコラム変位荷重ＣＰを決定する。遅延量−コラム変位荷重マップは、図７（Ｄ）に示すように、合算遅延量ΔＴが大きくなるに従って増加するコラム変位荷重ＣＰを記憶している。そして、ステップＳ３０にて、このコラム変位荷重ＣＰに応じてアクチュエータ４５を駆動制御して、コラム変位荷重ＣＰの大きさに対応した深さ位置まで剪断ピン４４を進退させる。なお、アクチュエータ４５の駆動制御においては、剪断ピン４４のアクチュエータ４５からの突出量を検出する図示しないセンサが利用される。また、この場合、コラム変位荷重ＣＰが大きくなるに従って、剪断ピン４４のアクチュエータ４５からの突出量が増加するように制御、すなわち剪断ピン４４が屈曲プレート４３を剪断するための剪断力が増加するように制御される。
【００３３】
前記ステップＳ３０の処理後、車両の衝突が検出されない限り、ステップＳ１２における「Ｎｏ」との判定のもとに、ステップＳ１２〜Ｓ３０からなる循環処理が繰返し実行される。
【００３４】
一方、車両が前方物体に衝突すると、電気制御ユニット７６は、ステップＳ１２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３２以降の処理を実行する。ステップＳ３２においては、リトラクタ６５内のプリテンショナ機構およびフォースリミッタ機構を起動する。これにより、シートベルト６１がリトラクタ６５内に引き込まれて、運転者Ｈはシートベルト６１によってシート５０に固定されて、前方への飛び出さないように保護される。次に、ステップＳ３４にてエアバック装置２０内のインフレータを起動して、エアバックを展開・膨張させる。これにより、エアバックが運転者Ｈとステアリングホイール１１との間に介在し、運転者Ｈの胸（または顔面）がステアリングホイール１１に衝突することを回避できる。
【００３５】
これらのステップＳ３２，Ｓ３４の処理後、電気制御ユニット７６は、ステップＳ３６にてタイマによる時間計測を開始させ、ステップＳ３８にて、計測時間Ｔが、所定値Ｔ_０に前記合算遅延量ΔＴを加算した値Ｔ_０＋ΔＴ以上であるかを判定する。計測時間Ｔが前記加算値Ｔ_０＋ΔＴに達するまでは、ステップＳ３８にて「Ｎｏ」と判定し続ける。一方、計測時間Ｔが前記加算値Ｔ_０＋ΔＴに達すると、ステップＳ４０にてアクチュエータ３６内の電磁ソレノイドに通電して、ステップＳ４２にてプログラムの実行を終了する。
【００３６】
前記電磁ソレノイドへの通電により、アクチュエータ３６は規制ピン３５を規制プレート３２の貫通孔３２ｂから引き抜く。したがって、この時点で、規制プレート３２すなわちステアリングコラム１２の軸線方向への変位が許容される。このステアリングコラム１２の変位の許容により、ステアリングコラム１２は車両衝突の衝撃力によって前方へ移動する。この場合、エネルギー吸収機構４０においては、支持ピン４２が支持ブラケット４１およびステアリングコラム１２に対して相対的に後方へ移動することになり、屈曲プレート４３は剪断ピン４４によって剪断されながら引き伸ばされる（図３の２点鎖線参照）。したがって、剪断ピン４４による屈曲プレート４３の剪断によって前記衝撃力が吸収される。
【００３７】
このように動作する上記実施形態によれば、ステップＳ１２，Ｓ３２〜Ｓ４０の処理により、シートベルト６１の引き締めと、エアバックの展開との運転者保護に加え、エネルギー吸収機構４０によって良好に運転者Ｈが保護される。特に、車両衝突後、シートベルト６１の引き締めおよびエアバックの展開後に、コラム離脱機構３０内のアクチュエータ３６を作動させてステアリングコラム１２の変位を許容し、エネルギー吸収機構４０によって車両衝突による衝撃を吸収させるようにしたので、運転者Ｈの胸（または顔面）がステアリングホイール１１に２次衝突する衝撃を緩和できる。
【００３８】
すなわち、車両衝突に伴ってエアバックが展開・膨張した後、運転者の胸（または顔面）がステアリングホイール１１に２次衝突しなくても、ステアリングコラム１２の変位が許容される。したがって、車両衝突による衝撃が小さい場合には、エネルギー吸収機構４０によって前記２次衝突の衝撃力が緩和され、運転者が胸（又は顔面）にて受ける衝撃力が良好に緩和される。
【００３９】
また、上記実施形態においては、ステップＳ１４〜Ｓ２６の処理により、運転者のシートベルト６１の装着の有無、シート５０の位置、運転者Ｈの体重および車速Ｖを考慮し、これらに応じて遅延量ΔＴ_１，ΔＴ_２，ΔＴ_３，ΔＴ_４を決定するとともに、それらの合算遅延量ΔＴを計算するようにした。言い換えれば、車両衝突時に運転者に与える衝撃力の大きさを予測して、同予測した衝撃力の大きさに応じて遅延量ΔＴ_１，ΔＴ_２，ΔＴ_３，ΔＴ_４を決定するとともに、合算遅延量ΔＴを計算するようにした。そして、ステップＳ３８，Ｓ４０の処理により、合算遅延量ΔＴに応じたタイミングで、エネルギー吸収機構４０を機能させるようにした。より具体的には、運転者がシートベルト６１を装着していない場合、シート５０が前方に位置している場合、運転者Ｈの体重が大きい場合（すなわち、運転者の体格が大きい場合）、および車速Ｖが速い場合、すなわち予測衝撃力が大きい場合に、エネルギー吸収機構４０の作動タイミングを遅らせるようにした。
【００４０】
したがって、車両衝突時の衝撃力が大きくて早めにステアリングコラム１２の変位規制を解除すると、ステアリングコラム１２が変位限界に達する（以下、ステアリングコラム１２の底着きという）ような場合でも、同ステアリングコラム１２の底着きが回避され、運転者がより良好に保護される。
【００４１】
また、ステップＳ３０の処理により、前記予測衝撃力が大きくなるに従って、エネルギー吸収機構４０によるステアリングコラム１２の変位に伴う衝突エネルギーの吸収量が大きくなるように制御されるので、車両衝突時の衝撃力がかなり大きい場合でも、ステアリングコラム１２の底着きを回避できて、運転者をより良好に保護できる。
【００４２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００４３】
例えば、運転者Ｈの体重（または体格）を荷重センサ７４によって検出（または推定）するようにしたが、これに代えまたは加えて、シート位置センサ７３により検出されるシート位置ＳＰに応じて運転者Ｈの体重（体格）を推定するようにしてもよい。この場合、シート位置ＳＰが小さくなる（後方位置を示す）に従って、推定される運転者Ｈの体重（体格）が増加するようにすればよい。
【００４４】
また、シートベルト６１の引き出し量を検出するセンサを設け、同センサによって検出されたシートベルト６１の引き出し量に応じて運転者Ｈの体重（体格）を推定するようにしてもよい。この場合、シートベルト６１の引き出し量が大きくなるに従って、推定される運転者Ｈの体重（体格）が増加するようにすればよい。
【００４５】
さらに、上記実施形態における運転者Ｈのシートベルト６１の着用の有無、シート５０の位置、運転者Ｈの体重（体格）および車速Ｖに代えまたは加えて、車両衝突時に運転者Ｈが受ける衝撃の大きさを直接的または間接的に表す他の物理量に応じて、ステップＳ３８の処理によるコラム離脱タイミングおよびステップＳ３０の処理によるエネルギー吸収量を可変制御するようにしてもよい。この他の物理量としては、ステアリングホイール１１と運転者Ｈの胸（又は顔面）との距離、衝突衝撃力の大きさなどが考えられる。
【００４６】
前記ステアリングホイール１１と運転者Ｈの胸（又は顔面）との距離に応じた制御の場合、前記距離を検出する距離センサをステアリングホイール１１に組付けて、同距離センサによる検出距離が近くなるに従って、コラム離脱タイミングが遅くなるとともにエネルギー吸収量が多くなるように制御すればよい。また、衝突衝撃力の大きさによる制御の場合には、加速度センサ７１によって検出される加速度が大きくなるに従って、または車体ＢＤに別途組付けた衝撃力センサによって検出された衝撃力が大きくなるに従って、コラム離脱タイミングが遅くなるとともにエネルギー吸収量が多くなるように制御すればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の乗員保護装置の概略図である。
【図２】図１のコラム離脱機構をステアリングコラムの軸線と直交する方向に破断した断面図である。
【図３】図１のエネルギー吸収機構をステアリングコラムの軸線方向に沿って一部を破断して示す一部破断図である。
【図４】図３の屈曲プレートの平面図である。
【図５】図４の５−５線に沿う拡大縦断正面図である。
【図６】図１の電気制御ユニットにより実行されるプログラムのフローチャートである。
【図７】（Ａ）はシート位置と遅延量との関係を示すグラフであり、（Ｂ）は体重と遅延量との関係を示すグラフであり、（Ｃ）は車速と遅延量との関係を示すグラフであり、（Ｄ）遅延量とコラム収縮荷重との関係を示すグラフである。
【図８】（Ａ）は従来の乗員保護装置において車両衝突時に運転者が胸に受ける荷重の時間的変化特性を表すグラフであり、（Ｂ）は本発明の乗員保護装置において車両衝突時に運転者が胸に受ける荷重の時間的変化特性を表すグラフである。
【符号の説明】
ＢＤ…車体、１１…ステアリングホイール、１２…ステアリングコラム、１３…ステアリングシャフト、２０…エアバッグ装置、３０…コラム離脱機構、３２…規制プレート、３５…規制ピン、３６…アクチュエータ、４０…エネルギー吸収機構、４３…屈曲プレート、４４…剪断ピン、４５…アクチュエータ、５０…シート、６０…シートベルト装置、６１…シートベルト、６５…リトラクタ、７０…電気制御装置、７１…加速度センサ、７２…シートベルト着用センサ、７３…シート位置センサ、７４…荷重センサ、７５…車速センサ、７６…電気制御ユニット。

Claims

車両衝突時にステアリングコラムの変位に伴って衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構を備えた車両の乗員保護装置において、第１状態にてステアリングコラムの変位を規制するとともに、切り換え制御信号の入力により第２状態に切り換えられて前記ステアリングコラムの変位規制を解除する変位規制装置を設けたことを特徴とする車両の乗員保護装置。
前記請求項１に記載した車両の乗員保護装置において、さらに
車両の衝突を検出する衝突検出手段と、
前記衝突検出手段による車両の衝突検出後、所定のタイミングで切り換え制御信号を前記変位規制装置に出力して同変位規制装置を第２状態に切り換える切り換え制御手段とを設けたことを特徴とする車両の乗員保護装置。
前記請求項２に記載した車両の乗員保護装置において、
前記切り換え制御手段は、車両衝突時に運転者に与える衝撃力の大きさを予測して、同予測した衝撃力の大きさに応じたタイミングで前記変位規制装置に切り換え制御信号を出力して同変位規制装置を第２状態に切り換えるものである車両の乗員保護装置。
前記請求項３に記載した車両の乗員保護装置において、
前記切り換え制御手段は、前記予測される車両衝突時の衝撃力が大きい場合、同予測される衝撃力が小さい場合に比べて、前記切り換え制御信号の出力タイミングを遅らせるものである車両の乗員保護装置。
前記請求項４に記載した車両の乗員保護装置において、
前記エネルギー吸収機構は、ステアリングコラムの変位に伴う衝突エネルギーの吸収量を可変設定するエネルギー吸収量可変装置を有し、さらに
前記変位規制装置への切り換え制御信号の出力タイミングが遅くなるに従って、ステアリングコラムの変位に伴う衝突エネルギーの吸収量が大きくなるようにエネルギー吸収量可変装置を制御するエネルギー吸収量制御手段を設けたことを特徴とする車両の乗員保護装置。
車両衝突時にステアリングコラムの変位に伴って衝突エネルギーを吸収するものであって、ステアリングコラムの変位に伴う衝突エネルギーの吸収量を可変とするエネルギー吸収量可変装置を有するエネルギー吸収機構と、
第１状態にてステアリングコラムの変位を規制するとともに第２状態に切り換えられて前記ステアリングコラムの変位規制を解除する変位規制装置と、
車両の衝突を検出する衝突検出手段と、
前記衝突検出手段による車両の衝突検出後、前記変位規制装置を所定条件に従ったタイミングで第２状態に切り換え制御する切り換え制御手段と、
前記変位規制装置が第２状態に切り換えられるタイミングに応じて、前記エネルギー吸収量可変装置を制御してステアリングコラムの変位に伴う衝突エネルギーの吸収量の大きさを変更するエネルギー吸収量制御手段とを備えたことを特徴とする車両の乗員保護装置。