JP2005263071A - 乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シートベルトを乗員に押し付けるための駆動手段、並びにシートベルトの一端を引き込むベルト引込手段を適切なタイミングで作動させて衝突後の早期に確実な乗員拘束状態を実現する。
【解決手段】 衝突を予知する衝突予知センサ２と、少なくとも高低２段階の検知感度で衝突を検知可能な衝突検知センサ３と、シートベルト５の一端を引き込んでたるみを除去するベルトプリテンショナ６と、衝突時の慣性力による乗員の移動方向と相反する向きの相対移動によりシートベルトを乗員に押し付けるアクチュエータ９とを設け、衝突予知センサにて衝突が確実と判定されると、衝突に先だって、ベルトプリテンショナを作動させると共に、衝突検知センサを高い側の検知感度で衝突を検知するように切り替えた後、その衝突検知センサにて衝突が検知されるのに応じてアクチュエータを作動させるようにする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、車両衝突時に発生する車体と乗員と間の速度差に起因した衝撃により乗員が受ける傷害を軽減する乗員保護装置に関するものである。

従来、車両衝突時に発生する車体と乗員と間の速度差に起因した衝撃により乗員が受ける傷害を軽減することを目的とした各種の乗員保護装置が知られている。このような乗員保護装置として、本出願と同一出願人は、衝突の瞬間にアクチュエータでシートを後方へ駆動してシートベルトを能動的に乗員に押し付けることにより、シートベルトに乗員を確実に拘束させた状態を衝突後の早期に実現するようにしたシステムを既に提案している（特許文献１参照。）。
特開２０００−６２５５６号公報

しかるに、前記従来の技術は、シートベルトに乗員を確実に拘束させた状態を衝突後の早期に実現することで、慣性力による乗員の移動量を小さく抑えて、乗員が受ける衝撃を軽減するものであるが、アクチュエータの作動信号を出力する衝突検知センサにおいて衝突判定に要する時間だけ作動開始に遅れが生じるため、この衝突検知センサの衝突判定時間を短縮する構成が望まれる。

また、シートベルトの一端を引き込んでシートベルトのたるみを除去するベルトプリテンショナを併用すると、シートベルトによる確実な乗員拘束状態に到達するまでの時間をより一層短縮することができるものと考えられるが、衝突検知センサの作動信号に応じてベルトプリテンショナとアクチュエータとを同時作動させると、各々の動作がシートベルトを同時に引き合うように作用して乗員拘束の効率があまり向上しない難点があり、両者を効率の良いタイミングで作動させる構成が望まれる。

本発明は、このような発明者の知見に基づき案出されたものであり、その主な目的は、シートベルトを乗員に押し付けるための駆動手段、並びにシートベルトの一端を引き込むベルト引込手段を適切なタイミングで作動させて衝突後の早期に確実な乗員拘束状態を実現することができるように構成された乗員保護装置を提供することにある。

このような課題を解決するために、本発明においては、請求項１に示すとおり、車輌の衝突を予知する衝突予知手段（２）と、少なくとも高低２段階の検知感度で車輌の衝突を検知可能な衝突検知手段（３）と、シートベルトの一端を引き込んでたるみを除去するベルト引込手段（６）と、衝突時の慣性力による乗員の移動方向と相反する向きの相対移動により前記シートベルトを乗員に押し付ける駆動手段（９）とを有し、前記衝突予知手段にて衝突が確実と判定されると、衝突に先だって、前記ベルト引込手段を作動させると共に、前記衝突検知手段を高い側の検知感度で衝突を検知するように切り替えた後、その衝突検知手段にて衝突が検知されるのに応じて前記駆動手段を作動させるようにしたものとした。

これによると、衝突検知手段が高い側の検知感度で衝突を検知するため、衝突検知に要する時間を短縮して、衝突後の早期に駆動手段を作動開始させることができる。さらに衝突時の駆動手段の動作に先だってベルト引込手段を作動させるため、駆動手段と同時に作動させた場合にシートベルトを引き合うことで乗員拘束の効率が低下する不具合を避けることができる。このため、シートベルトに乗員を確実に拘束させた状態に到達するまでの時間を大幅に短縮することができる。

この場合、前記衝突検知手段については、１つのセンサの検知感度を変更設定する構成のものが好適であるが、高感度及び低感度の検知機能をそれぞれ備えた複数のセンサを設ける構成も可能である。また前記ベルト引込手段については、シートベルトを巻き取る構成のものが好適であるが、リトラクタ装置を牽引する構成のものも可能である。

前記駆動手段については、シートベルトがシートに連結された一般的な構成では、シートを駆動させれば良く、この他、シートが据え付けられたフロアを駆動させる構成も可能である。また、シートベルトがシートではなく車体側に連結された構成では、シートベルトのバックルを牽引するなどしてシートベルトそのものを駆動する構成も可能である。

このように本発明によれば、シートベルトを乗員に押し付けるための駆動手段の作動開始を早めると共に、これに先だってシートベルトの一端を引き込むベルト引込手段を作動させることにより、確実な乗員拘束状態に到達するまでの時間を短縮することが可能になるため、衝突時に乗員が受ける衝撃を軽減する上で大きな効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明による乗員保護システムの概略構成を示すブロック図である。図２は、図１に示した乗員保護システムが適用される車輌の模式的な要部側面図である。この乗員保護システムは、車体１の衝突を予知する衝突予知センサ２と、車体１の衝突を検知する衝突検知センサ３と、シート４に着座した乗員を拘束するためのシートベルト５の一端を引き込んでたるみを除去するベルトプリテンショナ６と、ステアリング部７に設けられて乗員の前面側に膨張展開するエアバッグ８と、衝突時にシート４を車体後方に向けて駆動するアクチュエータ９とを備えている。

衝突予知センサ２は、レーザ、レーダ、超音波、並びに画像認識などにより自車輌の前方の障害物の接近速度及び方向などを検出し、自車輌の制動距離などに基づいて衝突の可能性及び激しさを判定する。

ベルトプリテンショナ６は、衝突予知センサ２からの作動信号に応じて、電動モータにより巻取リールを回転駆動させてシートベルト５を巻き取るものであり、衝突が回避された場合にはシートベルト５を弛める逆方向に作動可能となっている。なお、インフレータにおいて火薬の着火により発生した高圧の燃焼ガスにより駆動する不可逆式のものも可能である。

エアバッグ８は、衝突検知センサ３からの作動信号に応じて、インフレータにて火薬に着火することにより発生する高圧の燃焼ガスが内部に導入されて膨張展開するものである。なお、ステアリング部７の他に、インストルメントパネルの内側に配置された構成なども可能である。

アクチュエータ９は、衝突検知センサ３からの作動信号に応じて、車体前後方向にスライド可能に支持されたシート４を車体後方に向けて駆動するものであり、インフレータにおいて火薬の着火により発生した高圧の燃焼ガスが導入されるシリンダと、その高圧の燃焼ガスにより動作するピストンとを有し、シリンダ及びピストンのいずれか一方が車体側に連結されると共に他方がシート側に連結されている。

図３は、図１に示した衝突検知センサを構成する加速度センサの一例を示す断面図である。この加速度センサは、ウエイト３１の動きに応じて屈曲変形する板ばね３２の歪みを歪みゲージ３３により検出するものであり、歪みゲージ３３の検出結果より車体に生じる加速度が算出される。

図４は、図１に示した衝突検知センサの動作要領を示すグラフである。衝突検知センサ３では、前記加速度センサでの検出値（加速度）と閾値とを判定回路において比較することで衝突の有無が判定され、図中にケースＩで示すように、縁石への乗り上げなどにより車体に生じる比較的小さな加速度による誤検知を回避するため、平時は高い閾値Ａに設定されており、図中にケースIIで示すように、車体が実際に衝突して大きな加速度が生じた場合に衝突と判定される。

他方、衝突予知センサ２からの衝突予知信号が衝突検知センサ３に入力されると、衝突検知センサ３では、低い閾値Ｂに切り替えられ、これにより高い閾値Ａによる場合の衝突検知に要する時間Ｔ_Ａに比較して短い時間Ｔ_Ｂで衝突を検知することができる。このため、アクチュエータ９の作動開始を早めることができる。

図５は、図１に示した乗員保護システムの動作状況を示す図２と同様の側面図である。衝突予知センサ２により車体１の衝突が確実と判定されると、（Ａ）に示すように、衝突予知センサ２からベルトプリテンショナ６に作動信号が送られ、ベルトプリテンショナ６ではシートベルト５を巻き取ってベルトスラックを除去する動作が行われる。また、衝突予知センサ２から衝突検知センサ３に衝突予知信号が送られ、衝突検知センサ３では判定回路の閾値を低くして高い検知感度で衝突を検知する状態に切り替えられる。

次に（Ｂ）に示すように車体１が実際に衝突すると、衝突後の早期に衝突検知センサ３が衝突を検知し、衝突検知センサ３からエアバッグ８及びアクチュエータ９に作動信号が送られ、これに応じてエアバッグ８が乗員の前面側に膨張展開し、同時にアクチュエータ９がシート４を車体後方に向けて加速駆動し、これによりシートベルト５が能動的に乗員に押し付けられ、シートベルト５が緊張して乗員を確実に拘束した状態に早期に到達する。

なお、前記のように衝突の瞬間にシート４を車体後方に向けて加速駆動した後、逆方向のアクチュエータでシート４を前方へ加速して車体１とシート４及び乗員との減速度が早期に互いに等しくなるようにしても良い。

図６は、図１に示した乗員保護システムによる乗員の拘束状況を示す斜視図である。シートベルト５は、いわゆる３点式のものであり、その一端は、図２に示したベルトプリテンショナ６の巻取リールに固定され、他端はアンカ５１によりシート４に対して固定されている。またこのシートベルト５は、ルーフ近傍に取付けられたショルダスルーアンカ５２、並びにタング５３にそれぞれ挿通され、シート４に対して固定されたバックル５４にタング５３を繋着することにより、このタング５３を挟んでショルダスルーアンカ５２側のショルダベルト部５６が乗員の上体を拘束し、アンカ５１側のラップベルト部５７が乗員の腰部を拘束する。

このようなシートベルト５においては、図５（Ａ）に示したように衝突に先だってベルトプリテンショナ６が作動してシートベルト５を引き込むと、主にショルダベルト部５６のたるみが除去される。そして、図５（Ｂ）に示したように衝突後の早期にアクチュエータ９が作動してシート４を車体後方に向けて駆動すると、これに伴ってアンカ５１及びバックル５４が後方に移動し、慣性力により車体前方に移動しようとする乗員に対して主にラップベルト部５７が押し付けられ、これにより乗員を確実に拘束した状態を実現することができる。

図７は、図１に示した乗員保護システムによる乗員拘束特性を示すグラフである。前記のようにアクチュエータ９により衝突時の乗員の減速度を制御する減速度制御を行うと、（Ａ）に示すように、シートベルト５に作用する荷重の立ち上がりが早くなり、乗員を確実に拘束した状態に早期に到達し、さらに衝突予知により事前に衝突検知センサ３の感度を高めておくことにより、乗員を確実に拘束した状態に到達するまでの時間を短縮することができる。

また（Ｂ）に示すように、衝突予知センサ２からの作動信号によって衝突前にベルトプリテンショナ６を作動させて、事前にベルトスラックを小さくしておくと、衝突前にベルトプリテンショナ６を作動させずに衝突時のベルトスラックが大きい場合と比較して、ベルト荷重の立ち上がりが早くなる。このベルトプリテンショナ６によるベルトスラック除去と前記のアクチュエータ９による減速度制御とを組み合わせると、確実な乗員拘束状態に到達するまでの時間を大幅に短縮することができる。

本発明にかかる乗員保護装置は、衝突後の早期に確実な乗員拘束状態を実現する効果を有し、車両衝突時に発生する車体と乗員と間の速度差に起因した衝撃により乗員が受ける傷害を軽減する乗員保護装置などとして有用である。

本発明による乗員保護システムの概略構成を示すブロック図である。 図１に示した乗員保護システムが適用される車輌の模式的な要部側面図である。 図１に示した衝突検知センサを構成する加速度センサの一例を示す断面図である。 図１に示した衝突検知センサの動作要領を示すグラフである。 図１に示した乗員保護システムの動作状況を示す図２と同様の側面図である。 図１に示した乗員保護システムによる乗員の拘束状況を示す斜視図である。 図１に示した乗員保護システムによる乗員拘束特性を示すグラフである。

符号の説明

１ 車体
２ 衝突予知センサ
３ 衝突検知センサ
４ シート
５ シートベルト
６ ベルトプリテンショナ
９ アクチュエータ

Claims (1)

1. 車輌の衝突を予知する衝突予知手段と、少なくとも高低２段階の検知感度で車輌の衝突を検知可能な衝突検知手段と、シートベルトの一端を引き込んでたるみを除去するベルト引込手段と、衝突時の慣性力による乗員の移動方向と相反する向きの相対移動により前記シートベルトを乗員に押し付ける駆動手段とを有し、
   前記衝突予知手段にて衝突が確実と判定されると、衝突に先だって、前記ベルト引込手段を作動させると共に、前記衝突検知手段を高い側の検知感度で衝突を検知するように切り替えた後、その衝突検知手段にて衝突が検知されるのに応じて前記駆動手段を作動させるようにしたことを特徴とする乗員保護装置。

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