JP2008155883A - 乗員保護装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】乗員とエアバッグとの距離、すなわち着座位置に応じて、エアバッグの展開タイミングおよび展開力の最適化を図り、エアバッグの衝撃吸収性能を向上させること。
【解決手段】シート1に設けた第1〜第4荷重センサ11〜14の出力に基づいてシート1における乗員の着座位置がシートクッションの前側であるか後側であるかを検出し、コントローラ3は、エアバッグ展開時に、乗員の着座位置がシートクッションの前側であるときには、後側であるときに比べて、エアバッグの展開タイミングを早くするとともに、展開力を低く抑えるようにした。
【選択図】図1

Description

本発明は、乗員保護装置に関し、特に、エアバッグを展開させる技術に関する。
従来、乗員保護装置において、車両衝突検出時に、エアバッグを展開させるものにおいて、カメラを用いてシート上の乗員の体格を検出し、この乗員の体格に応じてエアバッグの展開力を最適に制御するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−176075号公報
車両衝突時には、乗員がエアバッグに当るまでの移動量の大小により、乗員がエアバッグに受け止められるタイミングやエアバッグによる衝撃吸収性能が変化する。しかしながら、上記従来技術では、乗員の体格は考慮しているものの、その移動量を考慮していなかったため、エアバッグの展開タイミングや展開力を最適に制御することができずに、エアバッグの衝撃吸収性能が十分に得られないおそれがあった。
本発明は、上述のような従来の問題に着目して成されたもので、乗員とエアバッグとの距離、すなわち着座位置に応じて、エアバッグの展開タイミングおよび展開力の最適化を図り、エアバッグの衝撃吸収性能を向上させることを目的としている。
上述の目的を達成するために請求項1に記載の発明は、車両に搭載されたシートの車両前方に設けられたエアバッグ装置と、衝突検出手段が車両前面衝突を検出したときに、前記エアバッグ装置のエアバッグを展開させるとともに、このときのエアバッグの展開開始タイミングおよび展開力を制御する展開制御手段と、を備えた乗員保護装置であって、前記シートにおける乗員の着座位置がシートクッションの前側であるか後側であるかを検出可能な乗員着座位置検出手段が設けられ、前記展開制御手段は、エアバッグ展開時に、乗員の着座位置がシートクッションの前側であるときには、後側であるときに比べて、エアバッグの展開タイミングを早くするとともに、展開力を低く抑えるようにしたことを特徴とする乗員保護装置とした。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の乗員保護装置において、前記乗員着座位置検出手段は、前記シートクッションに作用する荷重を検出する荷重センサを備え、かつ、この荷重センサの出力に基づいて乗員の着座位置を検出することを特徴とする乗員保護装置とした。
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の乗員保護装置において、前記荷重センサが、前記シートクッションをスライド可能に支持するスライドガイド手段において、前記シートクッションの前部の左右と後部の左右の荷重を支える4箇所に設けられ、前記乗員着座位置検出手段は、前部左右の荷重センサが検出する荷重の合計が、後部左右の荷重センサが検出する荷重の合計よりも大きい場合に、乗員が前記シートクッションの前側に着座している判定し、逆に、後部左右の荷重センサが検出する荷重の合計が、前部左右の荷重センサが検出する荷重の合計よりも大きい場合に、乗員が前記シートクッションの後側に着座している判定することを特徴とする乗員保護装置とした。
本発明の乗員保護装置では、乗員着座位置検出手段により、乗員がシートクッションの前側に着座しているか後側に着座しているかを検出し、車両前面衝突によるエアバッグ展開時には、乗員の着座位置がシートクッションの前側であるときには、後側であるときに比べて、エアバッグの展開タイミングを早くするとともに、展開力を低く抑えるようにした。
このように、乗員が、エアバッグとの距離が短いシートクッション前側に着座している場合、エアバッグを早期に展開させて、乗員がエアバッグの展開前にエアバッグの位置に達すること、ならびにエアバッグ当接時の展開力が過剰になることを防止して、エアバッグの展開力および展開タイミングを最適に制御することができる。これにより、エアバッグの衝撃吸収性能を向上させることができる。
さらに、請求項2に記載の発明では、乗員の着座位置検出を、シートクッションに作用する荷重を検出する荷重センサにより行うようにしたため、カメラを用いるものと比較して、安価に製造することが可能である。
また、請求項3に記載の発明では、乗員の着座位置を検出するのにあたり、シートクッションの前部左右および後部左右の荷重を支える4箇所に設けた荷重センサの検出に基づいて、前部左右の2つの荷重センサの検出荷重の合計と、後部左右の2つの荷重センサの検出荷重の合計と、とに基づいて乗員の位置を判定するようにしたため、シートクッションの座面全体の面圧を検出するものに比べて、安価な荷重センサを用いることができながらも、乗員の姿勢により荷重分布にばらつきがあっても、高い精度で乗員の位置を検出することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この実施の形態の乗員保護装置は、車両に搭載されたシート(1)の車両前方に設けられたエアバッグ装置(4)と、衝突検出手段(21,22,23,31)が車両前面衝突を検出したときに、前記エアバッグ装置(4)のエアバッグを展開させるとともに、このときのエアバッグの展開開始タイミングおよび展開力を制御する展開制御手段(3)と、を備えた乗員保護装置であって、前記シート(1)における乗員の着座位置がシートクッション(1a)の前側であるか後側であるかを検出可能な乗員着座位置検出手段(11,12,13,14,32)が設けられ、前記展開制御手段(3)は、エアバッグ展開時に、乗員の着座位置がシートクッション(1a)の前側であるときには、後側であるときに比べて、エアバッグの展開タイミングを早くするとともに、展開力を低く抑えるようにしたことを特徴とする乗員保護装置である。
以下に、図1〜図7に基づいて、この発明の最良の実施の形態の実施例1の乗員保護装置Aについて説明する。
この実施例1の乗員保護装置Aは、車両の前面衝突時に、乗員PEの着座位置に応じてエアバッグ装置4におけるエアバッグの展開タイミングならびに展開力を制御するようにした装置であって、図1に示すように、シート1と、乗員着座位置検出手段としての第1〜第4荷重センサ11〜14と、衝突検出手段としての第1加速度センサ21、第2加速度センサ22および展開許可センサ23と、展開制御手段としてのコントローラ3と、エアバッグ装置4と、を備えている。
シート1は、例えば、助手席用のもので、図2に示すように、シートクッション1a、シートバック1b、ヘッドレスト1cを備えている。
シートクッション1aは、図示を省略した車体のフロアに取り付けられたスライドガイド手段としての左右一対のガイドレール15,15ならびに各ガイドレール15にスライド可能に支持されたスライダ16により車両前後方向にスライド可能に支持されている。各ガイドレール15は、車両前後方向に延在されており、このガイドレール15に、スライダ16が車幅方向および車両上下方向に移動を規制された状態で車両前後方向にスライド可能に装着されている。そして、各スライダ16の前後に設けられた締結軸17が、図外のナットを用いてシートクッション1aに締結されている。
各荷重センサ11〜14は、各締結軸17に共締めされた歪み式のセンサであり、シートクッション1aから締結軸17に対して車両上下方向に作用する荷重を検出する。本実施例1では、各荷重センサ11〜14は、シートクッション1aを上方から視ると、図3に示すように配置されており、第1荷重センサ11は、シートクッション1aの前右端部の荷重を検出し、第2荷重センサ12は、シートクッション1aの前左端部の荷重を検出し、第3荷重センサ13は、シートクッション1aの後右端部の荷重を検出し、第4荷重センサ14は、シートクッション1aの後左端部の荷重を検出する。
図1に戻り、エアバッグ装置4は、シート1の車両前方の図示を省略したインストルメントパネルにエアバッグを格納したもので、このエアバッグにガスを供給してエアバッグを車両後方のシート1に向けて展開させる手段として、本実施例1では、第1インフレータ41と第2インフレータ42との2つのインフレータで生じた高圧ガスが供給されるものを用いている。そして、エアバッグ装置4は、両インフレータ41,42を作動させた場合と、その一方のみを作動させた場合とで、エアバッグの展開力を2段階に調節可能に構成されている。
コントローラ3は、前述のように車両の前面衝突を検出した時に、両インフレータ41,42の一方あるいは両方作動させてエアバッグを展開させる制御を実行するもので、展開判定部31、乗員位置判定部32、展開タイミング・展開力判定部33を備え、車両の前面衝突時には、駆動回路34をONとしてエアバッグ装置4を展開作動させる。
展開判定部31は、第1加速度センサ21、第2加速度センサ22、展開許可センサ23および後述する乗員検出信号ppを用いて、衝突検出時にエアバッグ装置4の展開を実行するか否かの判定を行う。
第1加速度センサ21は、シート1の近傍に設けられ、乗員に作用するのと同等の加速度を検出する。第2加速度センサ22は、図示を省略した車両前部に設けられ車両前部の加速度を検出する。また、展開許可センサ23は、第1加速度センサ21の近傍に配置され、車両の衝突の衝撃が設定限度を超えると、図示を省略したマグネットが移動するのに伴って接点を閉じてONとなるスイッチである。
展開判定部31は、乗員検出信号ppが入力されるとともに第1加速度センサ21が検出する車両前後方向の減速度があらかじめ設定された衝突判定閾値を越えると展開と判定する第1判定部31aと、第2加速度センサ22が検出する車両前後方向の減速度があらかじめ設定された衝突判定閾値を越えると展開と判定する第2判定部31bと、を備えている。なお、各判定部31a,31bの衝突判定閾値は、異なる値に設定されている。
そして、展開判定部31では、第1判定部31aと第2判定部31bとのいずれかで展開と判定されるOR条件が成立し、かつ、展開許可センサ23がONとなるAND条件が成立した場合に、展開判定出力を行う。
展開タイミング・展開力判定部33は、展開判定部31が展開判定出力を行った際に、乗員位置判定部32の出力に基づいて、エアバッグの展開タイミングおよび展開力を判定する。
この展開タイミング・展開力判定部33の制御の流れを、図4のフローチャートに基づいて以下に説明する。
まず、ステップS1では、展開判定部において展開判定されているか否か判定し、非展開判定時には、1回の流れを終え、展開判定時には、次のステップS2に進む。
ステップS2では、乗員検出信号ppを読み込む。この乗員検出信号ppには、乗員の有無および着座位置が含まれている。
この乗員検出信号ppは、乗員位置判定部32における乗員位置判定処理に基づいて出力されるもので、この乗員位置判定処理を図5のフローチャートにより説明する。
ステップS201では、各荷重センサ11〜14の出力値を読み込む。
次のステップS202〜204では、乗員がシート1に着座しているか否かを判定し、非着座判定時には1回の流れを終え、着座判定時には、ステップS205以降の着座位置の判定に進む。なお、この着座判断は、全荷重センサ11〜14の出力値の合計を求め、ステップS202において、合計値が、シートクッション1aに何も載っていないときの出力値よりも、設定値以上大きい場合にステップS204に進んで着座と判定する。
さらに、ステップS204において、着座と判定された場合、以下に説明する条件の成立に基づいて乗員PEの着座位置を判定し、その判定時には、乗員PEの着座位置を示す信号が添付される。
ステップS205では、第1荷重センサ11の出力値aと第2荷重センサ12の出力値bとの合計である前側荷重が、第3荷重センサ13の出力値cと第4荷重センサ14の出力値dとの合計値である後側荷重よりも設定値α以上大きいか否か判定し、大きい場合には、ステップS206に進み、乗員PEの着座位置が、図6(b)に示すように、シートクッション1aの前部に片寄っていると判断する。
一方、ステップS205でNOと判定された時は、ステップS207に進み、第3荷重センサ13の出力値cと第4荷重センサ14の出力値dとの合計値である後側荷重が、第1荷重センサ11の出力値aと第2荷重センサ12の出力値bとの合計値である前側荷重よりも設定値α以上大きいか否か判定し、大きい場合には、ステップS208に進んで、乗員PEの着座位置が、図6(a)に示すように、シートクッション1aの後部に寄った通常の着座位置であると判断する。
ステップS207においてNOと判定されたときには、ステップS209に進んで、第1荷重センサ11の出力値aと第3荷重センサ13の出力値cとの合計値である右側荷重が、第2荷重センサ12の出力値bと第4荷重センサ14の出力値dとの合計値である左側荷重よりも設定値β以上大きいか否か判定し、大きい場合には、ステップS210に進んで、乗員PEの着座位置が、シートクッション1aの右側に片寄っていると判定する。
ステップS209においてNOと判定されたときには、ステップS211に進んで、第2荷重センサ12の出力値bと第4荷重センサ14の出力値dとの合計値である左側荷重が、第1荷重センサ11の出力値aと第3荷重センサ13の出力値cとの合計値である右側荷重よりも設定値β以上大きいか否か判定し、大きい場合には、ステップS212に進んで、乗員PEの着座位置が、左側に片寄っていると判定する。なお、ステップS211でNO判定の場合には、乗員PEの着座位置は未検出として着座位置に関する情報は添付されない。
前述した乗員検出信号ppは、乗員PEがシート1に存在していることを示すことに加え、ステップS206,S208,S210,S212の位置に関する判定が成された場合には、その位置を示す信号も含まれる。
ここで、図4のフローチャートに戻り、ステップS3では、乗員検出信号ppに基づいて乗員PEの着座位置が図6(b)に示すようにシートクッション1aの前部に着座した状態であるか否か判定し、前部着座状態の場合、ステップS4に進んで、作動閾値として第1閾値GS1を設定し、かつ、駆動させるインフレータを第1インフレータ41のみとする。
一方、前部着座状態でない場合、すなわち、乗員位置判定部において、乗員PEの位置として、後部着座判定、右寄り着座判定、左寄り着座判定が成されている場合などには、ステップS5に進んで、作動閾値GSとして第2閾値GS2を設定し、かつ、駆動させるインフレータを第1インフレータ41ならびに第2インフレータ42とする。
ここで作動閾値について説明すると、図7は、検出減速度Gと作動閾値GSと展開タイミングTとの関係を示している。
作動閾値GSは、駆動回路34がエアバッグ装置4を展開作動させるタイミングを決定する値であり、検出減速度Gがこの作動閾値GSを超えると、駆動回路34を作動させてエアバッグを展開させる。
第1閾値GS1は、第2閾値GS2よりも小さな値に設定されており、その分、駆動回路34の作動開始タイミング、すなわちエアバッグの展開タイミングが早くなる。なお、両閾値GS1,GS2は、第1加速度センサ21が検出する減速度と第2加速度センサ22が検出する減速度のそれぞれに対応して設定されている。
次に、実施例1の作用を説明する。
本実施例では、シート1に設けた各荷重センサ11〜14の出力に基づいて乗員位置判定部32において、乗員PEの着座位置の判定が成されている。
そして、乗員PEが、図6(a)に示すように、背中をシートバック1bに当接させてシートクッション1aの後部に着座した状態では、図4のフローチャートにおいて、ステップS1→S2→S3→S5の順で処理が成され、作動閾値GSとして第2閾値GS2が選択されるとともに、第1インフレータ41および第2インフレータ42を作動させると判定する。
この場合、車両が前面衝突して、第1加速度センサ21あるいは第2加速度センサ22で検出する減速度が図7に示すように立上がった際に、この減速度が第2閾値GS2を越えるタイミングT2で、両インフレータ41,42が同時に作動して、エアバッグが展開される。
このように乗員PEがシートクッション1aの後部に着座している状態では、シート1の前方に配置されたエアバッグ装置4のエアバッグ格納位置との間隔が広いため、エアバッグが展開を開始してから乗員PEの車両前方への移動を受止めるまでの時間がある程度かかるとともに、乗員PEを受止める位置までエアバッグを展開させるのに必要な高圧ガスの容積も必要である。
したがって、タイミングT2で両インフレータ41,42を作動させることで、適正なエアバッグ展開タイミングおよび展開力が得られる。
一方、図6(b)に示すように、乗員PEが、図6(b)に示すように、シートバック1bから離れてシートクッション1aの前部に着座した状態では、図4のフローチャートにおいて、ステップS1→S2→S3→S4の順で処理が成され、作動閾値GSとして第1閾値GS1が選択されるとともに、第1インフレータ41のみの作動と判定する。
この場合、車両が前面衝突して、第1加速度センサ21あるいは第2加速度センサ22で検出する減速度が図7に示すように立上がった際に、この減速度が第1閾値GS1を越えるタイミングT1で、第1インフレータ41のみが同時に作動して、エアバッグが展開される。
このように乗員PEがシートクッション1aの前部に着座している状態では、シート1の前方に配置されたエアバッグ装置4のエアバッグ格納位置との間隔が狭いため、エアバッグが展開を開始してから乗員PEの車両前方への移動を受止めるまでの時間が短いともに、乗員PEを受止める位置までエアバッグを展開させるのに必要な高圧ガスの容積も少ない。
したがって、タイミングT1で第1インフレータ41のみを作動させることで、適正なエアバッグ展開タイミングおよび展開力が得られる。
以上説明したように、実施例1の乗員保護装置では、乗員PEの着座位置を検出し、車両の前面衝突時には、乗員PEの位置に応じた展開タイミングおよび展開力でエアバッグを展開させるようにしたため、乗員の着座位置を検出しない場合に比べて、エアバッグの展開力および展開タイミングを最適に制御することができる。これにより、エアバッグの衝撃吸収性能をより有効に発揮させることができる。
さらに、実施例1では、乗員PEの位置の検出を第1〜第4荷重センサ11〜14により行うため、カメラを用いるものと比較して、安価に製造することが可能である。
また、荷重センサにより乗員の着座位置を検出するのにあたり、スライダにおいてシートクッションを締結させる締結軸に共締めした第1〜第4荷重センサ11〜14を用いるようにしたため、シートクッション1aの座面全体の面圧を検出するものに比べて、安価に製造することが可能である。
しかも、安価な各荷重センサ11〜14を用いながらも、前部左右の2つの第1・第2荷重センサ11,12の出力値(検出荷重)a,bの合計と、後部左右の2つの第3・第4荷重センサ13,14の出力値(検出荷重)c,dの合計と、に基づいて乗員PEの位置を判定するようにしたため、乗員PEの姿勢により荷重分布にばらつきがあっても、高い精度で乗員PEの位置を検出することができる。
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態および実施例1について詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および実施例1に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
例えば、本実施例1では、エアバッグ装置4として、第1インフレータ41と第2インフレータ42との2つのインフレータを作動させて図外のエアバッグへ高圧ガスを供給して展開させるものを用いたが、エアバッグを展開させる手段としては、これに限定されることは無く、圧縮ガスを用いるものなど他の手段を用いてもよい。
また、エアバッグ装置の展開力を変化させるのにあたり、本実施例1では、2つのインフレータ41,42を両方作動させるか一方を作動させるかにより、展開力を2段階に変化させる手段を用いたが、これに限定されない。例えば、インフレータとして、3以上の複数を用いて3段階以上の複数段階に調節できるものを用いてもよいし、あるいは、ガスを供給する手段として、1または複数設け、エアバッグへガスを供給する通路の途中にガスを大気解放可能なバルブを設け、バルブの作動により、エアバッグへのガスの供給量を調節可能としてもよい。
さらに、本実施例1では、エアバッグの展開タイミングおよび展開力を制御するのにあたり、乗員PEのシートクッション1aの上の車両前後方向位置に基づいて制御したが、これに加え、荷重センサにより乗員の体重を検出し、乗員PEの体重が軽い場合には、着座位置にかかわらず、例えば、第1インフレータ41のみを作動させて展開力を低くするようにしてもよい。この場合、具体的には、乗員位置判定部32の判定処理では、ステップS204において着座判定に加え、検出体重により体格を判定し、体重が軽い場合には、乗員検出信号ppに体重が軽いことを示す信号を加える。また、展開タイミング・展開力判定部33では、着座位置が前部着座位置でなくステップS3でNO判定の場合に進むステップで、体重が軽いか重いか判定し、体重が重い場合には、ステップS5に進み、一方、体重が軽い場合には、第2閾値GS2を選択し、第1インフレータ41のみ作動判定とするステップに進むようにする。
また、実施例1では、助手席用のシートに適用した例を示したが、本発明を適用するシートは、後席用や運転席用など助手席用以外のシートにも適用可能である。
また、実施例1では、乗員着座位置検出手段として、第1〜第4荷重センサ11〜14を用いた例を示したが、請求項1に記載の発明では、乗員位置検出手段としては、カメラなど他の手段を用いてもよい。また、乗員着座位置検出手段として荷重センサを用いる場合でも、その設置位置は、実施例で示したものに限定されず、座面に設けたものなど他の荷重センサを用いてもよい。
本発明の最良の実施の形態の実施例1の乗員保護装置Aを示す全体説明図である。 実施例1の乗員保護装置Aの要部を示す斜視図である。 実施例1の乗員保護装置Aに用いた各荷重センサ11〜14の設置位置を示す車両上方から視た説明図である。 実施例1の乗員保護装置Aの展開タイミング・展開力判定部33の制御の流れを示すフローチャートである。 実施例1の乗員保護装置Aの乗員位置判定部32における乗員位置判定処理の制御流れを示すフローチャートである。 実施例1の乗員保護装置Aの作用を説明する作用説明図である。 実施例1の乗員保護装置Aにおける検出減速度Gと作動閾値GSと展開タイミングTとの関係を示す説明図である。
符号の説明
1 シート
1a シートクッション
3 コントローラ(展開制御手段)
4 エアバッグ装置
11 第1荷重センサ(乗員着座位置検出手段)
12 第2荷重センサ(乗員着座位置検出手段)
13 第3荷重センサ(乗員着座位置検出手段)
14 第4荷重センサ(乗員着座位置検出手段)
15 ガイドレール(スライドガイド手段)
16 スライダ(スライドガイド手段)
17 締結軸
21 第1加速度センサ(衝突検出手段)
22 第2加速度センサ(衝突検出手段)
23 展開許可センサ(衝突検出手段)
31 展開判定部
32 乗員位置判定部(乗員着座位置検出手段)
33 展開タイミング・展開力判定部
41 第1インフレータ
42 第2インフレータ
A 乗員保護装置
PE 乗員

Claims (3)

  1. 車両に搭載されたシートの車両前方に設けられたエアバッグ装置と、
    衝突検出手段が車両前面衝突を検出したときに、前記エアバッグ装置のエアバッグを展開させるとともに、このときのエアバッグの展開開始タイミングおよび展開力を制御する展開制御手段と、
    を備えた乗員保護装置であって、
    前記シートにおける乗員の着座位置がシートクッションの前側であるか後側であるかを検出可能な乗員着座位置検出手段が設けられ、
    前記展開制御手段は、エアバッグ展開時に、乗員の着座位置がシートクッションの前側であるときには、後側であるときに比べて、エアバッグの展開タイミングを早くするとともに、展開力を低く抑えるようにしたことを特徴とする乗員保護装置。
  2. 前記乗員着座位置検出手段は、前記シートクッションに作用する荷重を検出する荷重センサを備え、かつ、この荷重センサの出力に基づいて乗員の着座位置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. 前記荷重センサが、前記シートクッションをスライド可能に支持するスライドガイド手段において、前記シートクッションの前部の左右と後部の左右の荷重を支える4箇所に設けられており、
    前記乗員着座位置検出手段は、前部左右の荷重センサが検出する荷重の合計が、後部左右の荷重センサが検出する荷重の合計よりも大きい場合に、乗員が前記シートクッションの前側に着座している判定し、逆に、後部左右の荷重センサが検出する荷重の合計が、前部左右の荷重センサが検出する荷重の合計よりも大きい場合に、乗員が前記シートクッションの後側に着座している判定することを特徴とする請求項2に記載の乗員保護装置。
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