JP2005306091A - 乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 緊急ブレーキ等の不意な制動時においても、乗員に不快感を与えることを抑制しつつ乗員の前方移動量をより少なく抑えることのできる乗員保護装置を提供する。
【解決手段】 運転席ウエビング２ａを巻き取る運転席モータ４ａと、助手席ウエビング２ｂを巻き取る助手席モータ４ｂと、後部座席ウエビング２ｃを巻き取る後部座席モータ４ｃと、ブレーキペダル６の動きを検出するブレーキペダルセンサ７と、ブレーキペダルセンサ７の検出値がモータ作動閾値を超えたときに、各モータを作動させそれぞれウエビングを巻き取って乗員を拘束する制御手段と、を備えて構成し、ＥＣＵ１１により、助手席モータ４ｂおよび後部座席モータ４ｃのモータ作動閾値を運転席モータ４ａの作動閾値よりも低い値に設定して、運転席以外の座席のウエビングを巻き取るタイミングを運転席のウエビングを巻き取るタイミングよりも早める。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モータを用いてシートベルトのウエビングを巻き取るようにした乗員保護装置に係り、特に、緊急ブレーキ等の不意な制動時においても、乗員に不快感を与えることを抑制しつつ乗員の前方移動量をより少なく抑えることのできる乗員保護装置に関する。

従来技術としては、例えば特開２００１−１１４０６９号公報に開示された「シートベルトシステム」がある。この従来例は、衝突の際に、運転者のシートベルト装置と運転者以外の者のシートベルト装置とを異なる態様で制御するものである。具体的には、運転者のシートベルト装置と運転者以外の者のシートベルト装置に別々の張力可変機構を設けて、運転者のシートベルトの張力を運転者以外のシートベルトの張力よりも相対的に小さくして、運転者の運転操作による衝突回避を衝突の直前まで可及的に可能とする。また、衝突の可能性があると、予め運転者のシートベルトの余分の弛みを除いておき、衝突の際には、運転者以外のシートベルトをさらに引き込んで乗員をしっかりと座席に拘束するようにして、厚手の衣服を着ている場合などにも確実な乗員拘束を可能とし、後部座席の乗員が前方の座席に突き当たるような不具合も解消可能としたものである。
特開２００１−１１４０６９号公報

上述のように、特許文献１に開示された技術は、衝突予知信号に応じてシートベルトをモータで巻き取り、運転席と運転席以外の座席で巻き取り力を変えて制御するものであるが、一般的に運転席以外の座席では、運転席と比べて乗員の着座姿勢に自由度がある。そして、運転者と運転者以外の座席で巻き取り荷重（ベルト張力）を変えたとしても、緊急ブレーキ時の減速度に対して、運転席ではステアリングやペダルなどで踏ん張ることができるため身体があまり移動しないのに対し、運転席以外の座席では、運転席のようにステアリングやペダルで踏ん張ることなどができないため、前方への身体の移動量が大きくなるおそれがある。また、運転者以外の座席で巻き取り荷重（ベルト張力）を高めるにも、強い力で引っ張ると乗員に不快感を与えるおそれがあるという問題があった。

また、モータに流れる電流値を制御してシートベルトの巻き取り荷重（ベルト張力）を変える構成となっているため、巻き取り荷重（ベルト張力）を高める場合には電流値を増やす必要があり、モータや制御ＥＣＵの大型化を図る必要が出てきて、結果として装置の大型化、コスト高を招くという問題もあった。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであって、緊急ブレーキ等の不意な制動時においても、乗員に不快感を与えることを抑制しつつ乗員の前方移動量をより少なく抑えることのできる乗員保護装置を提供することを目的としている。

上記目的を解決するため、本発明は、運転席のウエビングを巻き取る第１のモータと、助手席または後部座席のウエビングを巻き取る第２のモータと、ブレーキペダルの動きを検出するブレーキペダルセンサと、前記ブレーキペダルセンサの検出値がモータ作動閾値を超えたときに、前記第１および第２のモータを作動させウエビングを巻き取って乗員を拘束する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第２のモータのモータ作動閾値が前記第１のモータの作動閾値よりも低い値に設定されることを特徴とする。

本発明に係る乗員保護装置では、制御手段により、運転席以外の助手席または後部座席のウエビングを巻き取る第２のモータのモータ作動閾値を、運転席のウエビングを巻き取る第１のモータの作動閾値よりも低い値に設定して、運転席以外の座席のウエビングを巻き取るタイミングを運転席のウエビングを巻き取るタイミングよりも早めることで、緊急ブレーキ等の不意な制動時においても、乗員に不快感を与えるほどのベルト張力にすることなく乗員の前方移動を低減することが可能となる。

以下、本発明の乗員保護装置の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。

〔実施例〕
図１は本発明の一実施例に係る乗員保護装置の配置を示す説明図であり、図２は実施例の乗員保護装置の構成図である。

図１において、本実施例の乗員保護装置は、シートＳに着座した乗員（運転者）Ｊを拘束する運転席ウエビング２ａと、該運転席ウエビング２ａの一端側を巻回する運転席モータ４ａと、運転席リトラクタ３ａとを備えて、運転席ウエビング２ａの他端側はシートＳのドア側に配置した運転席ショルダアンカ１ａを介して車体に固定されている。ここで、運転席リトラクタ３ａは、運転席ウエビング２ａの巻き取りを行うと共に、車体に所定の減速が作用した時に運転席ウエビング２ａの引出しを阻止するものである。

また、運転席ウエビング２ａの中間部に移動自在に挿通したタングを、シートＳの車体中央側で車体に固定した運転席インナーバックル５に着脱自在に係合し、該運転席インナーバックル５ａと運転席リトラクタ３ａとの間で運転席ウエビング２ａをセンターピラーの上部に設けられる運転席ショルダアンカ１ａを介して移動自在に支持するようになっている。

さらに、乗員（運転者）Ｊの足下には、ブレーキペダル６および該ブレーキペダル６の動き（ペダルを踏み始めるタイミング、踏み込み量、ペダルの踏み込み速度等）を検出するブレーキペダルセンサ７、並びに、アクセルペダル８および該アクセルペダル８の動き（踏み込み量、ペダルを戻し始めるタイミング、ペダルの戻し速度等）を検出するアクセルペダルセンサ９が設けられている。

なお、図１では運転席における乗員保護装置の構造のみを示しているが、運転席以外の助手席および後部座席についても運転席と同様の構造を備えている。

つまり、図２の構成図に示すように、本実施例の乗員保護装置１００は、少なくとも、運転席ウエビング２ａと、助手席ウエビング２ｂ、後部座席ウエビング２ｃ、運転席ウエビング２ａ駆動用の運転席モータ４ａと、助手席ウエビング２ｂ駆動用の助手席モータ４ｂと、後部座席ウエビング２ｃ駆動用の後部座席モータ４ｃと、運転席モータ４ａ，助手席モータ４ｂおよび後部座席モータ４ｃを制御する制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１とを備えている。ここで、運転席モータ４ａは特許請求の範囲にいう第１のモータに該当し、助手席モータ４ｂおよび後部座席モータ４ｃは第２のモータに該当する。

また、制御ＥＣＵ１１は特許請求の範囲にいう制御手段に該当し、該制御ＥＣＵ１１には、ブレーキペダルセンサ７より得られるブレーキ信号、アクセルペダルセンサ９より得られるアクセル信号（図示せず）、並びに、インナーバックル５ａ，５ｂ、５ｃにタングが挿入されたことを検出するバックルスイッチ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの検出信号が与えられる。さらに制御ＥＣＵ１１には、車両に搭載される車速検出装置（図示せず）より車速信号が与えられる。

制御ＥＣＵ１１は、車両運転動作に基づく検出値（本実施例では、ブレーキペダル６の踏み込み量または踏み込み速度）が所定のモータ作動閾値を超えたときに、緊急ブレーキ操作がなされたと判断し、運転席モータ４ａ，助手席モータ４ｂおよび後部座席モータ４ｃを作動させ、それぞれ運転席ウエビング２ａ，助手席ウエビング２ｂおよび後部座席ウエビング２ｃを巻き取って運転者Ｊおよび運転者以外の乗員を拘束する。

ここで、制御ＥＣＵ１１は、運転席以外の座席のウエビングを巻き取るタイミングを運転席のウエビングを巻き取るタイミングよりも早くなるように、助手席モータ４ｂおよび後部座席モータ４ｃのモータ作動閾値を、運転席モータ４ａの作動閾値よりも低い値に設定する。

次に、以上の構成を備えた本実施例の乗員保護装置１００の原理的説明および動作について、図３に示す原理説明図、並びに、図４および図５に示す説明図を参照しながら説明する。

まず、図３を参照して原理的な説明を行う。図３は、横軸を減速Ｇとし、縦軸を乗員の身体の移動量として、制動時の運転者の前方移動量（図中、破線で示す）および運転者以外の乗員の前方移動量（図中、実線で示す）の変化を示したものである。同図に示すように、運転席では、緊急ブレーキ等の緊急制動が発生しても、高い制動Ｇが発生するまではステアリング１０で踏ん張ることができるため、制動Ｇに対して前方移動量がリニアに変化せず、これに対して、助手席または後部座席の運転席以外の座席では、踏ん張ることができないため、制動Ｇに対して前方移動量が相対的にリニアに変化して移動量も大きい。

図中に示す目標レベルに乗員移動量が設定されているとして、運転者の移動量がこの目標レベル以下となるように、減速Ｇ＝Ｄｒのタイミングでウエビングを巻き取るべくモータのモータ作動閾値を設定すれば、運転者の移動量（図中、ＰＤ）は目標レベル以内に収まるが、運転者以外の乗員の移動量（図中、ＰＡ１）は目標レベルを大きく超えた移動量となってしまう。

この運転者以外の乗員の移動量を目標レベル以内に収める一手法として、運転者以外の乗員のベルト張力をより高める手法（従来例）もあるが、前述のように、ベルト張力を高めることで移動量を少なくできても、強い力で引っ張ると乗員に不快感を与えてしまうため限界があるという問題点があった。

また、運転者以外の乗員の移動量が目標レベル以下となるように、減速Ｇ＝Ａｓのタイミングでウエビングを巻き取るべくモータのモータ作動閾値を設定すれば、運転者以外の乗員の移動量（図中、ＰＡ２）も運転者の移動量も目標レベル以内に収まるが、運転者にとっては目標レベルまでかなりの余裕が在り、ウエビングの巻き取りタイミングが早すぎて、うっとうしいと感じ易くなる。

そこで本発明では、運転席と運転席以外の座席での巻き取りタイミングを変えて制御を行う。つまり、運転席では、運転者の移動量が目標レベル以下となるように、減速Ｇ＝Ｄｒのタイミングで運転席ウエビング２ａを巻き取るべく運転席モータ４ａのモータ作動閾値を設定し、運転席以外の座席では、運転者以外の乗員の移動量が目標レベル以下となるように、減速Ｇ＝Ａｓのタイミングで助手席ウエビング２ｂおよび後部座席ウエビング２ｃを巻き取るべく助手席モータ４ｂおよび後部座席モータ４ｃのモータ作動閾値を設定する。これにより、強い力で引っ張りすぎて運転者以外の乗員に不快感を与えてしまうこともなく、また、運転者に対するウエビングの巻き取りタイミングが早すぎて、うっとうしさを感じさせることもない。

次に、モータ作動閾値の具体的な設定方法について、図４および図５を参照して説明する。図４および図５は、縦軸をブレーキペダル６の踏み込み速度、横軸をブレーキペダル６の踏み込み量として、運転席モータ４ａのモータ作動閾値と運転席以外のモータ（助手席モータ４ｂおよび後部座席モータ４ｃ）のモータ作動閾値を示している。

図４では、ブレーキペダル６の踏み込み速度が遅いときには、ブレーキペダル６の踏み込み量に応じたモータ作動閾値の設定を運転席モータ４ａと運転席以外のモータ間で略同一とし、ブレーキペダル６の踏み込み速度が速くなるにつれて、運転席モータ４ａと運転席以外のモータ間のブレーキペダル６の踏み込み量に応じたモータ作動閾値の差が大きくなるように設定する。

ブレーキペダル６の踏み込み速度が遅い場合には、相対的に減速Ｇも小さく、また、あまり緊急度がないと思われるため、運転席と運転席以外の座席での巻き取りタイミングを略同一として制御し、ブレーキペダル６の踏み込み速度が速くなるに従って、相対的に減速Ｇも大きくなってくるので、運転席以外の座席での巻き取りタイミングを運転席の巻き取りタイミングよりもより早くなるように制御するものである。

なお、図４では、運転席以外のモータのモータ作動閾値は直線で示され、踏み込み量に応じたモータ作動閾値の差はブレーキペダル６の踏み込み速度に比例して大きく（一次関数の関係と）なっているが、これに限定されることなく、運転席以外のモータのモータ作動閾値を曲線として、踏み込み量に応じたモータ作動閾値の差とブレーキペダル６の踏み込み速度との関係を多次関数の関係となるようにしてもよい。

また、図５では、ブレーキペダル６の踏み込み速度が所定値未満のときには、ブレーキペダル６の踏み込み量に応じたモータ作動閾値の設定を運転席モータ４ａと運転席以外のモータ間で略同一とし、ブレーキペダル６の踏み込み速度が所定値以上のときには、ブレーキペダル６の踏み込み速度が速くなるにつれて、運転席モータ４ａと運転席以外のモータ間のブレーキペダル６の踏み込み量に応じたモータ作動閾値の差が大きくなるように設定する。

ブレーキペダル６の踏み込み速度が遅いところでは、相対的に減速Ｇも小さく、また、あまり緊急度がないと思われ、あえて運転席以外の座席での巻き取りタイミングを早めてしまうと、運転者以外の乗員に対してうっとうしさを与えてしまう可能性があることから、所定の踏み込み速度を超えてから運転席以外の座席での巻き取りタイミングを運転席の巻き取りタイミングよりもより早くなるように制御するものである。

なお、図５では、ブレーキペダル６の踏み込み速度が所定値以上のときに、運転席以外のモータのモータ作動閾値は直線で示され、踏み込み量に応じたモータ作動閾値の差はブレーキペダル６の踏み込み速度に比例して大きく（一次関数の関係と）なっているが、これに限定されることなく、運転席以外のモータのモータ作動閾値を曲線として、踏み込み量に応じたモータ作動閾値の差とブレーキペダル６の踏み込み速度との関係を多次関数の関係となるようにしてもよい。

さらに、図４および図５において、複数個の所定値により複数のブレークペダル６の踏み込み速度の範囲に区切り、それぞれの踏み込み速度の範囲で異なる傾きの直線、或いは、異なる曲線となるようにしてもよい。

以上説明したように、本実施例の乗員保護装置では、運転席ウエビング２ａを巻き取る運転席モータ４ａと、助手席ウエビング２ｂを巻き取る助手席モータ４ｂと、後部座席ウエビング２ｃを巻き取る後部座席モータ４ｃと、ブレーキペダル６の動きを検出するブレーキペダルセンサ７と、ブレーキペダルセンサ７の検出値がモータ作動閾値を超えたときに、各モータを作動させそれぞれウエビングを巻き取って乗員を拘束する制御手段と、を備えて構成し、ＥＣＵ（制御手段）１１により、助手席モータ４ｂおよび後部座席モータ４ｃのモータ作動閾値を運転席モータ４ａの作動閾値よりも低い値に設定して、運転席以外の座席のウエビングを巻き取るタイミングを運転席のウエビングを巻き取るタイミングよりも早めることとしたので、緊急ブレーキ等の不意な制動時においても、乗員に不快感を与えるほどのベルト張力にすることなく乗員の前方移動を低減することが可能となる。 また、ブレーキペダルセンサ７によりブレーキペダル６の踏み込み量および踏み込み速度を検出して、ＥＣＵ（制御手段）１１において、ブレーキペダル６の踏み込み速度が遅いときには、ブレーキペダル６の踏み込み量に応じたモータ作動閾値の設定を運転席モータ４ａと運転席以外のモータ間で略同一とし、ブレーキペダル６の踏み込み速度が速くなるにつれて、運転席モータ４ａと運転席以外のモータ間のブレーキペダル６の踏み込み量に応じたモータ作動閾値の差が大きくなるように設定することとすれば、緊急度に応じた適切な巻き取りタイミングを実現でき、乗員に対して与えるうっとうしさを低減することができる。

また、ＥＣＵ（制御手段）１１において、ブレーキペダル６の踏み込み速度が所定値未満のときには、ブレーキペダル６の踏み込み量に応じたモータ作動閾値の設定を運転席モータ４ａと運転席以外のモータ間で略同一とし、ブレーキペダル６の踏み込み速度が所定値以上のときには、ブレーキペダル６の踏み込み速度が速くなるにつれて、運転席モータ４ａと運転席以外のモータ間のブレーキペダル６の踏み込み量に応じたモータ作動閾値の差が大きくなるように設定することとすれば、緊急度に応じたより適切な巻き取りタイミングを実現でき、乗員に対して与えるうっとうしさを低減することができる。

さらに、モータに流れる電流値と関係なく行う制御手法であるので、従来例のように、電流値の増大によりモータや制御ＥＣＵの大型化を図る必要もなく、装置の大型化、コスト高を招くこともない。

ブレーキ操作に連動してウエビングを巻き取って乗員を拘束する上で、極めて有用である。

本発明の一実施例に係る乗員保護装置の配置を示す説明図である。 実施例の乗員保護装置の構成図である。 本発明の原理説明図である。 モータ作動閾値の設定方法の説明図（その１）である。 モータ作動閾値の設定方法の説明図（その２）である。

符号の説明

１ａ ショルダアンカ
２ａ 運転席ウエビング
２ｂ 助手席ウエビング
２ｃ 後部座席ウエビング
３ａ リトラクタ
４ａ 運転席モータ
４ｂ 助手席モータ
４ｃ 後部座席モータ
５ａ インナーバックル
６ ブレーキペダル
７ ブレーキペダルセンサ
８ アクセルペダル
９ アクセルペダルセンサ
１０ ステアリングホイール
１１ ＥＣＵ（制御手段）
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ バックルスイッチ
１００ 乗員保護装置
Ｓ シート
Ｊ 乗員

Claims (4)

1. 運転席のウエビングを巻き取る第１のモータと、
   助手席または後部座席のウエビングを巻き取る第２のモータと、
   ブレーキペダルの動きを検出するブレーキペダルセンサと、
   前記ブレーキペダルセンサの検出値がモータ作動閾値を超えたときに、前記第１および第２のモータを作動させウエビングを巻き取って乗員を拘束する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記第２のモータのモータ作動閾値が前記第１のモータの作動閾値よりも低い値に設定されることを特徴とする乗員保護装置。
2. 前記ブレーキペダルセンサは、前記ブレーキペダルの踏み込み量または踏み込み速度を検出することを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置。
3. 前記ブレーキペダルセンサは、前記ブレーキペダルの踏み込み量および踏み込み速度を検出し、
   前記制御手段は、前記ブレーキペダルの踏み込み速度が遅いときには、前記ブレーキペダルの踏み込み量に応じたモータ作動閾値の設定を前記第１および第２のモータ間で略同一とし、前記ブレーキペダルの踏み込み速度が速くなる程、前記第１および第２のモータ間の前記ブレーキペダルの踏み込み量に応じたモータ作動閾値の差が大きくなるように設定することを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置。
4. 前記制御手段は、前記ブレーキペダルの踏み込み速度が所定値未満のときには、前記ブレーキペダルの踏み込み量に応じたモータ作動閾値の設定を前記第１および第２のモータ間で略同一とすることを特徴とする請求項３に記載の乗員保護装置。

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