JP2004500273A - 車両用乗員保護装置 - Google Patents

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Abstract

車両用乗員保護装置は、組み合わされた駆動装置により、通常状態から、衝突により誘導される保護状態に移動できる複数の安全装置（８〜１１）を有する。乗員保護装置はまた、１つ又はそれ以上の安全装置を保護中間位置に動かすことができる衝突予測センサシステム（１）を含み、次いでその後の運転状況に応じて、それぞれの安全装置（８〜１１）は、保護状態に置かれてその保護状態に保たれるか、あるいは通常状態に戻される。

Description

【０００１】
（産業上の利用分野）
本発明は、組み合わされた駆動装置により作動できる複数の安全装置と、衝突の確率を判定する衝突予測センサシステムとを有する車両用乗員保護装置に関する。
【０００２】
（従来の技術）
車両の乗員保護装置には、例えば、ベルトテンショナを備えるシートベルト、ベルトフォースリミッタ、車両シートの下部構造の調節可能なシート斜面部、調節可能なステアリングコラム、調節可能なペダル、車両シート上のバックレストとヘッドレストとの調節可能な組合せ、調節可能なロールバー、エアバッグなどが含まれる。乗員保護装置は、車両搭乗者の保護のための安全装置のみならず、車両の外にいる人の保護のための安全装置も含むことができる。
【０００３】
衝突前に危険な運転状況を検知する衝突予測センサを有する車両を提供することもまた望ましい。コンピュータが衝突の確率を判定し、車両上の安全装置がそれに応じて起動する。
【０００４】
既知の安全装置では、車両搭乗者あるいは車両外部の人を保護するためには、衝突発生時の短時間のうちに、安全装置を対応する保護位置あるいは保護状態に置くことが必要である。
【０００５】
（課題を解決する手段）
本発明によると、乗員保護装置の各安全装置は、衝突発生の際のその安全装置の保護状態、少なくとも緊急配備への保護準備状態に向かって移動でき、且つその保護準備状態から通常走行時の通常状態に可逆的に戻ることができるように設計される。コントローラは、車両の種々の安全装置を制御し、それらの安全装置が、瞬時に、例えば半秒あるいはそれ以上の間に保護準備位置に移動するように、安全装置に信号を送る。次いで、安全装置は、衝突発生時の配備状態に移動するか、あるいは、衝突が無かった場合には通常状態に復帰する。
【０００６】
安全装置の可逆的作動のために、それぞれの安全装置を衝突発生時に必要とする配備状態にするための駆動装置を、作動させることができる。しかしながら、安全装置を準備位置にまたそこから通常状態に戻す可逆移動を行わせる追加の駆動装置を設けることも可能である。
【０００７】
本発明は、対応する安全装置を衝突時のその最終配備状態とするための時間を著しく短縮することができる。
【０００８】
衝突予測センサにより検知できる限界状況には、例えば、緊急ブレーキ、スキッド、それぞれの車輪のデフレクション及び／又はリバウンド、ハンドル操作の角速度、及び道路に対する車輪の異なった摩擦係数が含まれる。衝突予測センサはまた、車両に接近する物体のような外的な衝突の危険も検知できる。
【０００９】
例えば、コントローラが、危険な状況にあると判定した場合に、各使用中の車両シートのシートベルト装置が準備状態に置かれる。このことは、例えば、シートベルトリトラクタのベルトリールに作用する、あるいはシートベルトリトラクタの駆動スプリングの復帰力を増大させる電動モータにより行なわれるのが好ましい。例えば、ドイツ特許出願ＤＥ　４３　０２　０４２　Ａ１あるいはドイツ特許ＤＥ　１９４　３１　６８９　Ｃ２により知られている形式のブラシレス直流モータをこの目的のために用いるのが好ましい。
【００１０】
更に、３点シートベルトのベルト高さ調節器により、限界状況の間に電動モータにより高さを調節することができる。このことは、準備位置におけるベルトテンショナの移動と関連して行なうことができる。このことはまた、特に、例えばドイツ特許ＤＥ　１９８　０４　６５に記載されている形式の膨張式安全ベルト装置と関連して採用される。
【００１１】
例えばテンショナ駆動装置あるいは付加的に組み合わされた駆動装置（すなわち電動モータ駆動装置）を用いてのシートベルトの準備位置への移動に加え、車両シートのバックレストを、電動モータにより、正面衝突に対して車両搭乗者を理想的な身体位置（約２１゜）に置くように調節することもまた有利である。このことは、例えばドイツ特許出願ＤＥ４３　０２　０４２　Ａ１に記載されている形式の電動モータにより達成することができる。
【００１２】
バックレストに加え、シートの下部構造、特にシート台もまた調節することができ、衝突予測時の調節のためにその傾斜を調節することができる。特に正面衝突の危険については、好ましくは電動モータ駆動装置を用いて、シート台の上面の傾斜位置を調節することが有利である。ドイツ特許出願ＤＥ４３　０２　０４２　Ａ１により知られている形式のブラシレス直流モータが、この可逆調節のためにも好適である。また、ステアリングコラム、ペダル、計器盤あるいは膝領域の変形エレメントのような車両の内部の構成要素も、一時的にそれらの配備位置に置かれることができるように可逆的に移動するように設計することができる。
【００１３】
車両外部の人を巻き込んだ衝突時の歩行者保護のために、レーダにより歩行者の接近を判定できるコントローラにより、アクチュエータを可逆的に作動させることができる。歩行者の傷害を最小限にするために、バンパー、車体側面部品、車両の屋根のような車両構成要素は、一時的に、エネルギーを吸収する状態に動かすことができる。従って、車両構成要素は、車両外部の人を巻き込んだ衝突のとき、エネルギーを吸収するように作用するのに準備が整っている状態に、意図的に置かれることができる。
【００１４】
側面衝突の可能性の早期検知により、シートベルトにテンションを与えるために、また着座位置（シート台、バックレスト、ヘッドレスト）の最適化のために使用されるそれぞれの安全装置は、一時的にそれぞれの準備位置に置かれる。さらに、シートの下部構造内のサイドプレートが上の位置に動かすようにしてもよい。ドアの内装部品、例えば、膨張するエアバッグのための十分な空間が保有されるようにアームレストを一時的に移動させることができる。
【００１５】
後部衝突が差し迫った場合には、ヘッドレストの位置の修正は、衝突の影響の重大性を最小限にするために必須である。後部衝突から起こる影響の重大性を回避あるいは軽減するための最適な身体の配置は、例えばドイツ特許出願ＤＥ　１９９　３１　８９４　Ａ１に記載されているように、ヘッドレストの調節と組み合わされたバックレストの傾きを電動モータで調節することにより得られる。例えば、ヘッドレストが一時的に前方に傾けられ、あるいは例えばドイツ特許出願ＤＥ　１９９　３１　８９４　Ａ１に記載されているように、ヘッドレストは、バックレストの位置に対して前方及び上方に動かされる。シートベルトテンショナもまた、バックレストに対する搭乗者の相対的な後方への移動の結果として生じたベルトの緩みを除去するように作動することができる。車両搭乗者の最適位置への配置は、このように、後部衝突の発生の前に達成される。後部衝突が起こらなかった場合には、一時的にそれらの配備位置に置かれた構成要素、すなわちバックレスト、ヘッドレスト及びシート台は、それらの通常位置に戻される。例えばドイツ特許出願ＤＥ　４３　０２　０４２　Ａ１に記載されている形式の電動モータ駆動装置は、この可逆移動にとっても好適である。
【００１６】
アクチュエータ、特に高性能アクチュエータも、車両のロールが検知されたとき、シートベルト装置の可逆調節を行なうことができる。
【００１７】
電動モータにより駆動される高出力アクチュエータが、それぞれの安全装置の必要な可逆調節を行なうために、回転又は直線運動を発生させるものとして使用されるのが好ましい。
【００１８】
発明の詳細な説明
図１は、複数の衝突予測センサを備える衝突予測センサシステム１を有する乗員保護装置のブロック図であり、その複数の衝突予測センサは、例えば、緊急ブレーキ、スキッド、道路と個々の車輪との間の異なった摩擦係数、それぞれの車輪のリバウンド、あるいはハンドル操作の角速度に関する情報を提供する。危険状態を引き起こす衝突の可能性を早期に検知するために外部センサを設けるようにしてもよい。対応するセンサ信号がコントローラ３に送信される。衝突センサ２は衝突事故のときに信号をコントローラに送信する。衝突が起こらない場合は、衝突予測信号の発生から算定して例えば０．５秒ないし数秒である一定の時間が経過した後、衝突センサは対応する信号をコントローラに送ることができる。
【００１９】
コントローラ３は、種々の安全装置８、９、１０及び１１の作動を制御する。それぞれの安全装置は、ベルトテンショナ、ベルトウェビング高さ調節器のための調節装置、車両バックレストに対するヘッドレストの位置を調節するための調節装置、バックレスト調節装置、シート傾斜調節装置、ペダル及び／又はステアリングコラムのための調節装置などとすることができる。安全装置８〜１１は、衝突事故のときに、それぞれの安全装置を通常走行時に一般的である通常状態から衝突により誘導される配備状態に移動させる統合駆動装置を有することができる。
【００２０】
安全装置８〜１１は、それらが、少なくとも、衝突により誘導される配備状態に向けて導かれる準備状態に可逆的に移動できるように設計される。安全装置８〜１１のこの可逆移動又は調節機能は統合駆動装置により行なうことができ、その駆動装置は、火工技術的（ｐｙｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌｌｙ）に、例えばスプリング力による機械的に、例えば電動モータ又はマグネットにより電気的に、空圧的にあるいはまた液圧的に作動されることができる。安全装置８〜１１はまた、図１に示すような補助アクチュエータ４〜７と組み合わせることもできる。アクチュエータ４〜７は、それぞれの安全装置に、準備状態又は配備状態にしまた通常状態に戻す可逆移動を生じさせる。
【００２１】
コントローラ３は、コンピュータを用いて、衝突予測センサから送られる衝突予測信号を評価するのが好ましい。その評価が、正面衝突、側面衝突、後部衝突、あるいは転覆に至る可能性がある限界運転状況を示した場合、コントローラは、少なくとも、この種の衝突事故において車両搭乗者の安全確保にかかわる安全装置を起動させる。この目的のため、安全装置は、統合駆動装置あるいは組み合わされたアクチュエータ４〜７により、一時的にその配備状態に置かれるかあるいは配備状態の方向にある準備状態に移動される。例えば約０．５秒あるいはそれ以上のような短い時間が経過した後に、衝突センサ２が衝突を検知しない場合は、それぞれの安全装置は、配備状態又は保護準備状態から通常状態に戻る。
【００２２】
安全装置を可逆的に調節するアクチュエータ４〜７は、空圧的に、液圧的に、機械的に（例えばスプリング力により）、もしくは、特に回転駆動装置又は直線駆動装置をもつマグネットあるいは電動モータ（電動モータ又は電磁石が好ましい）により電気的に作動されることができる。
【００２３】
図２ないし図８は、安全装置において可逆調節移動を生じる種々のアクチュエータを示す。
【００２４】
図２において、電動モータ駆動装置１２が提示されている。その電動モータ駆動装置１２は、ベルトリール１４（詳細には図示せず）上に巻き取られた安全ベルトにプリテンションを与えることによる配備状態の方向に、ギア１３を介して、シートベルトリトラクタのベルトリール１４を可逆的に移動させまた戻すことができる。
【００２５】
電動モータ駆動装置１２は、好ましくはベルトリール１４に直接作用する、ベルトリトラクタの駆動スプリング１６の固定点１５を調節することができる。モータ軸上に置かれたピニオン１７は、例えばギア１３を介して固定点１５に回転駆動接続されることができる。ギア１３は、例えばウォームギア又は遊星ギアのようなセルフロッキング歯車として設計され、回転減速歯車として作動するのが好ましい。駆動スプリング１６の固定点１５は、その通常位置と配備位置又は準備位置との間で可逆的に調節されることができる。駆動スプリング１６によって、ベルトリール１４に、従って着用された安全ベルトウェビングに作用するスプリング力は、固定点１５を調節することにより一時的に増大されることができ、次いで通常状態に戻ることができる。このスプリング力はまた、駆動スプリング１６が、衝突事故のときにシートベルトにパワーテンションを与えるための機械エネルギー蓄積を形成するような方法で増大させることができる。
【００２６】
図３に示す実施形態においては、例えばドイツ特許ＤＥ ４４ ２２ ９８０ Ｃ２により知られている形式の、火工技術的に駆動されるシートベルトテンショナ駆動装置２２が可逆的に調節される。回転ピストン又は駆動輪１８のそれぞれの作動チャンバー３１にバルブ２０を介して接続されている圧力貯蔵装置１９がその目的のために用いられる。モータ駆動ポンプ又はコンプレッサ２１で圧力貯蔵装置１９を常時再充填することができるようになっている。クラッチは、加圧媒体、例えば圧力貯蔵装置１９内に蓄積された圧縮ガスによる、あるいは回転する間の遠心力によるシートベルトテンショナ駆動装置の運動の間に、駆動輪１８の回転運動を、既知の方法でベルトリールに伝達する。ベルトウェビングには、一時的に回転運動による一定の引張力が掛けられる。衝突がない場合には、好ましくは電磁的に作動されるバルブ２０が再び閉じられる。クラッチ（カップリング）が係合を解かれ、ベルトリールは、テンショナ駆動装置の駆動輪１８に対して再び自由に回転できるようになる。推進薬ガスにより駆動されることができる、テンショナ駆動装置のための別のロータを駆動輪に代えて使用することができる。液圧媒体もまた気圧媒体に代えて使用することができる。この場合は、巡回路を形成して、液圧流体は貯槽３２から管路４４を通ってポンプ２１に戻ることができる。ポンプ（コンプレッサ）２１と圧力貯蔵装置１９との間には逆止弁３０が設けられる。
【００２７】
図４に示す実施形態においては、安全ベルトウェビング２３が、ベルトリトラクタ２４から離れたところで、例えば電動モータにより回転するように設定することができる２つのジョー部２５、２６の間で案内される。これにより、シートベルト２３には、ジョー部が回転する間に、一定の引張力が得られる（準備状態）まで一時的にテンションが掛けられる。
【００２８】
図５に示す実施形態においては、ベルトバックル２９のためのテンショナ駆動装置２２のピストン３３が、電動モータ駆動装置１２により、一時的に準備状態に置かれる。これにより、一定の増大した引張力が、例えば５秒までの一定の時間の間、シートベルトウェビングに加えられる。モータ駆動装置１２は牽引ケーブル４５を介してピストン３３に接続される。衝突事故のときに、テンショナ駆動装置２２が、例えば火工技術的に作動され、ベルトバックル２９と従ってベルトウェビングとが配備状態におけるテンションを掛けられるまで、ピストン３３がガイド管３４内で駆動される。衝突が起こらない場合は、ピストン３３は、圧縮スプリング３５によりその準備位置からその通常位置に戻る。従って、ベルトバックル２９は、その通常位置に戻る。
【００２９】
図６及び図７に示す実施形態においては、車両シートの１つあるいは両方の側部に配置することができる電動モータ駆動装置１２が、伝動軸３８を介して車両シートのバックレスト３７に作用する。電動モータ駆動装置１２の出力軸は、電動モータ駆動装置１２により発生されるトルクを、バックレストのフレーム４０に接続されているそれ自身は既知である調節ギア３９に伝達する。電動モータ駆動装置のステ−タは、シートフレーム４１上に支持される。電動モータ駆動装置１２を、例えばドイツ特許出願ＤＥ ４３ ０２ ０４２ Ａ１により知られている形式のフラットフレームモータとして設計することができる。衝突、特に後部衝突の危険が衝突予測センサシステム１により検知された場合、電動モータ駆動装置１２が起動される。従って、バックレスト３７は図７において実線で示す通常位置から破線で示す保護配備位置に移される。ヘッドレスト４２もまた、前方及び上方に移動するように同時に調節されることができる。正面衝突の危険がある場合には、バックレスト３７はまた、図７において破線で示す保護配備位置に置かれる。ある時間、例えば約５秒の後に、衝突が起こらない場合は、電動モータ駆動装置１２が再び起動され、バックレスト３７及びヘッドレスト４２はそれらの通常位置に戻される。
【００３０】
図８に示す実施形態においては、テンショナ駆動装置２２は、シートベルトにテンションを与えるために火工技術的駆動装置３６によりガイド管３４内を駆動される、歯付きラック３５を有する。歯付きラック３５は、ベルトリトラクタのベルトリールに直接又はギアを介して接続されている駆動輪２８に作用する。このパワーテンションを与えることは、衝突が発生したときに行なわれる。歯付きラック駆動装置を備えるパワーテンショナは、例えばヨーロッパ特許出願ＥＰ ０ ６２９ ５３１ Ａ１により知られている。
【００３１】
追加のラック２７に作用する電動モータ駆動装置１２の動作は、衝突予測センサシステム１からの信号に応じて制御される。この目的のため、電動モータ駆動装置１２は、歯付きラック２７の雌ねじに噛み合うねじ軸４３を回転させる。歯付きラック２７はこの操作により図８における上方に移動し、その結果、詳細には図示しないが、ベルトリールに巻き取られたシートベルトが、駆動輪２８の回転により、プリテンションを与えられる。例えば、シートベルトからベルトの弛みが取除かれることができ、あるいは車両搭乗者が、ずれた位置から、傷害の危険が低減される好ましい位置に移されることができる。衝突が発生しない場合には、歯付きラック２７は、電動モータ駆動装置１２により通常の位置に戻される。衝突発生した場合には、推進用火薬３６が点火され、歯付きラック３５は、パワーテンションを遂行するための配置に置かれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による車両の乗員保護装置のブロック図である。
【図２】
安全装置の第１の実施形態を示す図である。
【図３】
安全装置の第２の実施形態を示す図である。
【図４】
安全装置の第３の実施形態を示す図である。
【図５】
安全装置の第４の実施形態を示す図である。
【図６】
安全装置の第５の実施形態を示す図である。
【図７】
図６に示す安全装置の実施形態の側面図である。
【図８】
安全装置の第６の実施形態を示す図である。

Claims (7)

  1. 事故発生時に、それぞれに組み合わされた駆動装置により通常状態から保護状態に移動できる複数の安全装置と、それによって事故の確率を判定できる衝突予測センサシステムと、その衝突予測センサシステムにより送られる信号に応じて、１つ又はそれ以上の安全装置を作動させるコントローラとを有する車両の乗員保護装置であって、
    前記それぞれの安全装置（８〜１１）は、その保護状態に向かう方向において少なくとも保護中間位置に移動することができ、且つその保護中間位置から前記通常状態に可逆的に戻ることができ、
    前記衝突予測信号に応じて、前記コントローラ（３）は、前記それぞれの安全装置（８〜１１）の少なくとも前記保護中間位置への短時間の移動のために前記駆動装置（４〜７）を作動させ、
    次いで、その後の運転状況に応じて、前記それぞれの安全装置（８〜１１）は、前記保護状態に置かれてその保護状態に保たれるか、あるいは前記通常状態に戻される
    ことを特徴とする乗員保護装置。
  2. 前記それぞれの安全装置の前記可逆移動は、空圧的に、液圧的に、電気的にあるいは機械的に行われることを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置。
  3. 前記可逆移動を行わせるためのエネルギー貯蔵装置は、再充填可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の乗員保護装置。
  4. 電動モータ駆動装置が、前記安全装置の前記可逆移動のために設けられることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちの１項に記載の乗員保護装置。
  5. 前記安全装置のための前記それぞれの駆動装置は、可逆的に作動可能であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちの１項に記載の乗員保護装置。
  6. 前記安全装置（８〜１１）の少なくとも１つがテンショナ駆動装置（２２）を備えるシートベルト装置として設計され、前記保護中間位置へのシートベルトウェビング（２３）の移動の間、一定時間の間にわたり維持される一定の引張力が前記ベルトに加えられることを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちの１項に記載の乗員拘束装置。
  7. 前記一定の引張力は、約５秒の間にわたり維持されることを特徴とする請求項６に記載の乗員拘束装置。
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