JP2013052827A

JP2013052827A - 乗員保護装置

Info

Publication number: JP2013052827A
Application number: JP2011193811A
Authority: JP
Inventors: Shotaro Odate; 正太郎大舘
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-09-06
Filing date: 2011-09-06
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2031-09-06
Also published as: JP5542106B2

Abstract

【課題】運転席側と助手席側のシートベルト装置のウェビングの引き込みを危険度に応じて制御できるようにして、過拘束による乗員の不快感を抑制しつつ安全性の一層の向上を図ることができる乗員保護装置を提供する。
【解決手段】自車両の前方正面領域と前方左右の領域の障害物を検出するミリ波レーダ４６と、車両の操舵方向を検出する操舵角センサ４７を設ける。運転席と助手席のシートベルト装置１Ａ，１Ｂのモータ１０をコントローラ２１，４５によって制御する。コントローラ２１，４５は、ミリ波レーダ４と操舵角センサ４７の信号に基づいて自車両が障害物に近づく方向に操舵されているものと予測されるときに、障害物に近づく側の席のシートベルト装置の張力が、逆側の席のシートベルト装置の張力よりも増大するようにモータ１０を駆動させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、シートに着座した乗員をウェビングによって拘束する乗員保護装置に関するものである。

車両に搭載される乗員保護装置として、ミリ波レーダ等の障害物検出装置によって車両前方の障害物を検出し、前方の障害物との衝突が予測されるときに、シートベルト装置のウェビングをモータによって引き込み、ウェビングによる乗員拘束力を高めるものが知られている。

また、この種の乗員保護装置においては、乗員の運転中にウェビングの自動的な引き込みが頻繁に作動すると、乗員に不快感を与える原因となるため、ステアリング操作等の乗員の運転操作意思に応じてモータの作動閾値を上げるようにしたものも案出されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１１４７６４号公報

上記従来の乗員保護装置においては、ステアリング操作等の乗員の操作意思が検出された場合に、モータの作動閾値を上げることにより、ウェビングの自動的な引き込みが行われにくくしているが、このときのシートベルト装置の制御は運転席側と助手席側とで同様に行われる。
しかし、実際には、同様のステアリング操作を行う場合であっても、障害物の左右の位置とステアリングの操舵方向によって予測される危険度が運転席側と助手席側とで異なる。
このため、上記従来の乗員保護装置においては、運転席側と助手席側のシートベルト装置のウェビングの引き込みを危険度に応じて制御することができず、状況によっては運転席側と助手席側の一方シートベルト装置が過拘束となり、乗員に不快感を与えることが懸念される。

そこでこの発明は、運転席側と助手席側のシートベルト装置のウェビングの引き込みを危険度に応じて制御できるようにして、過拘束による乗員の不快感を抑制しつつ安全性の一層の向上を図ることができる乗員保護装置を提供しようとするものである。

この発明に係るシートベルト装置では、上記課題を解決するために以下の構成を採用した。
請求項１に係る発明は、自車両の前方正面領域と前方左右の領域の障害物を検出する障害物検出手段（例えば、実施形態のミリ波レーダ４６）と、車両の操舵方向を検出する操舵方向検出手段（例えば、実施形態の操舵角センサ４７）と、ウェビング操作用のアクチュエータ（例えば、実施形態のモータ１０）を有する運転席側と助手席側のシートベルト装置（例えば、実施形態のシートベルト装置１Ａ，１Ｂ）と、この各シートベルト装置のアクチュエータを制御する制御手段（例えば、実施形態のコントローラ２１，統合コントローラ４５）と、を備え、前記制御手段は、前記障害物検出手段によって前記障害物が自車両の前方左右のいずれかの領域で検出され、かつその検出された領域と前記操舵方向検出手段によって検出された操舵方向とが一致したときに、前記障害物の検出された側の席のシートベルト装置のウェビング張力が、逆側の席のシートベルト装置のウェビング張力よりも増大するように、前記アクチュエータを駆動させることを特徴とするものである。
これにより、自車両が障害物に近づくように操舵される状況では、運転席側と助手席側のうちの障害物に近づく側のシートベルト装置が、逆側のシートベルト装置よりもウェビング張力を増大させることになる。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る乗員保護装置において、前記制御手段は、前記障害物検出手段によって前記障害物が自車両の前方左右のいずれかの領域で検出され、かつその検出された領域と前記操舵方向検出手段によって検出された操舵方向とが一致しない場合には、少なくとも前記障害物の検出された側と逆側の席のシートベルト装置のアクチュエータを、乗員の上体移動によってウェビングが引き出されたときにのみ、その引き出しを戻すように駆動させることを特徴とする。
これにより、自車両が障害物から遠ざかるように操舵される状況では、少なくとも障害物から遠い側のシートベルト装置において、ウェビングが乗員の上体移動によって引き出された場合にのみ、その引き出しを戻すようにアクチュエータが駆動されることになる。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る乗員保護装置において、前記制御手段は、前記障害物検出手段によって前記障害物が自車両の前方正面領域で検出された場合には、運転席側と助手席側のシートベルト装置のアクチュエータを、両者のウェビング張力が同じになるように、駆動させることを特徴とする。
これにより、自車両が正面から障害物に近づく状況では、運転席側と助手席側のシートベルト装置が同様にウェビングの張力を増大させることになる。

請求項１に係る発明によれば、自車両が障害物に近づくように操舵される状況において、障害物に近づく側の席のシートベルト装置が逆側の席のシートベルト装置よりもウェビング張力を増大させるように制御されるため、運転席側と助手席側のシートベルト装置のウェビングの引き込みが危険度に応じて適切に行われるようになる。したがって、過拘束による乗員の不快感を抑制しつつ、安全性をより高めることができる。

請求項２に係る発明によれば、自車両が障害物から遠ざかるように操舵される状況においては、少なくとも障害物から遠い側の席のシートベルト装置のアクチュエータが、ウェビングが乗員の上体移動によって引き出された場合にのみ、その引き出しを戻すように駆動されるため、アクチュエータによる乗員の過拘束をさらに抑制することができる。

請求項３に係る発明によれば、自車両が正面から障害物に近づく状況では、運転席側と助手席側のシートベルト装置が同様にウェビングの張力を増大させるため、運転席側と助手席側の安全性を同様に高めることができる。

この発明の一実施形態の乗員保護装置の一方のシートベルト装置の概略構成図である。同実施形態の乗員保護装置の概略構成図である。同実施形態の乗員保護装置を採用した車両の屈曲路上での鳥瞰図である。同実施形態の乗員保護装置を採用した車両の上面図である。同実施形態の乗員保護装置の制御の流れを示すフローチャートである。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、車両の運転席側と助手席側のシートベルト装置１Ａ，１Ｂの概略構成図であり、図２は、乗員保護装置１００の全体概略構成図である。
運転席側と助手席側のシートベルト装置１Ａ，１Ｂは同様の基本構成とされている。シートベルト１Ａ，１Ｂは、図１に示すように、所謂三点式のシートベルト装置であり、図示しないセンタピラーに取付けられたリトラクタ４からウェビング５が上方に引き出され、そのウェビング５がセンタピラーの上部側に支持されたスルーアンカ６に挿通されるとともに、ウェビング５の先端がシート２の車室外側寄りのアウタアンカ７を介して車体フロアに固定されている。そして、ウェビング５のスルーアンカ６とアウタアンカ７の間にはタングプレート８が挿通されており、そのタングプレート８は、シート２の車体内側寄りの車体フロアに固定されたバックル９に対して脱着可能となっている。
ウェビング５は、初期状態ではリトラクタ４に巻取られており、乗員３が手で引き出してタングプレート８をバックル９に固定することにより、乗員３の主に胸部と腹部をシート２に対して拘束する。また、このシートベルト装置１Ａ，１Ｂは、障害物との衝突が予測されるときや、ウェビング５の弛み取り時、ウェビング５をリトラクタ４に巻取り収納するとき等に、アクチュエータである電動式のモータ１０によってウェビング５の巻取りを行う。

リトラクタ４は、図２に示すようにケーシング（図示せず）に回転可能に支持されたベルトリール１２にウェビング５が巻回されるとともに、ケーシングの一端側にベルトリール１２の軸が突出している。このベルトリール１２の軸は、動力伝達機構１３を介してモータ１０の回転軸１０ａに連動可能に接続されている。動力伝達機構１３は、モータ１０の回転を減速してベルトリール１２に伝達する。また、リトラクタ４には、ベルトリール１２をウェビング巻取り方向に付勢する巻取りばね５０が設けられ、ベルトリール１２とモータ１０がクラッチ２０によって切り離された状態において、巻取りばね５０によるウェビング巻取り方向の付勢力がベルトリール１２に作用するようになっている。
なお、クラッチ２０は、モータ１０の正転方向の回転トルクの入力を契機として動力伝達機構１３を接続状態にし、モータ１０の逆転方向の回転トルクの入力を契機として動力伝達機構１３を遮断状態にする。

また、リトラクタ４には、ベルトリール１２の回転位置を検出する回転センサ１１が設けられている。この回転センサ１１は、例えば、円周方向に沿って異磁極が交互に着磁され、ベルトリール１２と一体に回転する磁性円板と、この磁性円板の外周縁部に近接配置された一対のホール素子と、ホール素子の検出信号を処理するセンサ回路とから成り、センサ回路で処理されたパルス信号がコントローラ２１に出力されるようになっている。
この場合、ベルトリール１２の回転に応じてセンサ回路からコントローラ２１に入力されたパルス信号は、ベルトリール１２の回転量や、回転速度、回転方向等を検出するのに用いられる。つまり、コントローラ２１においては、パルス信号をカウントすることによってベルトリール１２の回転量（ウェビング５の巻取り・引き出し量）を検出し、パルス信号の変化速度（周波数）を演算することによってベルトリール１２の回転速度（ウェビング５の巻取り・引き出し速度）を求め、さらに、両パルス信号の波形の立ち上がりの比較によってベルトリール１２の回転方向を検出する。

ところで、運転席側と助手席側のシートベルト装置１Ａ，１Ｂの各コントローラ２１は統合コントローラ４５から指令を受け、その指令に基づいて各モータ１０を制御するようになっている。したがって、この実施形態においては、各コントローラ１０と統合コントローラ４５がモータ１０（アクチュエータ）を制御する制御手段を構成している。

各コントローラ２１の入力側には、図２に示すように回転センサ１１の他に、タングプレート８とバックル９の係合状態（ウェビング５の脱着状態）を検出するバックルスイッチ３９と、モータ１０に通電されている電流を検出する電流センサ４０が接続されるとともに、車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサ４１、車両の左右方向の加速度を検出する横加速度センサ４２、車両のヨー方向の角加速度を検出するヨーレートセンサ４３、車両の走行速度を検出する車速センサ４４等の車両状態を検出するためのセンサ類が接続されている。

図３は、屈曲路３５を走行中の自車両Ｃと対抗車両Ｏｂの挙動を、自車両Ｃのステアリング３６の操作と共に示した図である。なお、この実施形態の自車両Ｃは、ステアリング３６が右側のシートの前方に設置された右ハンドル車であるものとする。
統合コントローラ４５の入力側には、図２に示すように、自車両Ｃの前方の障害物を検出するためのミリ波レーダ４５（障害物検出手段）と、運転者によるステアリング３６（図３参照）の操舵角度を検出する操舵角センサ４７と、が接続されている。統合コントローラ４５は、図３に示すように、ミリ波レーダ４５が自車両Ｃの前方に対向車両Ｏｂ等の障害物を検出すると、障害物の検出領域と自車両Ｃの操舵方向とに基づいて運転席側と助手席側の各シートベルト装置１Ａ，１Ｂのコントローラ２１にモータ１０の制御モードを選択するための指令を発する。

図４は、ミリ波レーダ４５の検出領域を示す自車両Ｃの上面図である。
同図に示すように、ミリ波レーダ４５は、自車両Ｃの前方の正面中央を中心として左右に所定角度範囲の領域で障害物を検出することができるが、その検出精度は全領域で一様ではなく、前方正面の小角度範囲の領域ａ１（以下、「前方正面領域ａ１」と呼ぶ。）では障害部の検出精度が高く、前方正面領域ａ１の左側の残余の領域ａ２（以下、「左領域ａ２」と呼ぶ。）と、前方正面領域ａ１の右側の残余の領域ａ３（以下、「右領域ａ３」と呼ぶ。）では、前方正面領域ａ１に比較して障害物の検出精度が低くなる。

統合コントローラ４５は、操舵角センサ４７からステアリング３６の操舵角信号を受け、その信号を基にして現在の自車両Ｃの操舵方向が右側であるか左側であるか、それとも中間状態であるかを判定する。なお、ここではステアリング３６が設定角度以上右や左に操舵された場合にのみ、「右操舵」や「左操舵」と判定し、設定角度に達しない角度範囲では「中間状態」と判定する。

また、各シートベルト装置１Ａ，１Ｂのコントローラ２１におけるモータ１０の制御モードとしては、以下の（ａ）〜（ｃ）が用意されている。
（ａ）通常引き込み制御モード
（ｂ）強引き込み制御モード
（ｃ）保持制御モード

（ａ）の通常引き込み制御モードは、通常走行時におけるウェビング５の引き出し位置からウェビング５を所定の目標位置まで引き込み、その引き込みの後に目標位置を保つようにモータ１０の電流を制御する。
（ｂ）の強引き込み制御モードは、通常引き込み制御モードと同様にウェビング５を目標位置まで引き込んだ後に、その目標位置を保つようにモータ１０の電流を制御するものであるが、通常引き込み制御モードに比較して、ウェビング５の引き込み量が多くなるように目標位置が設定される。したがって、強引き込み制御モードでは、乗員を拘束するウェビング５の張力が通常引き込み制御モードの場合よりも大きくなる。
（ｃ）の保持制御モードは、通常走行時におけるウェビング５の引き出し位置からウェビング５の引き込みを行わず、その初期の引き出し位置を保つようにモータ１０の電流を制御する。したがって、保持制御モードでは、乗員の上体移動によってウェビング５が引き出されたときにのみ、その引き出しを戻すようにモータ１０が駆動される。

なお、コントローラ２１によるモータ１０の制御は、上記のものの他にも、前後加速度センサ４１、横加速度センサ４２、ヨーレートセンサ４３、車速センサ４４等の車両状態を検出する他のセンサ類を用いたものや、ウェビング５の装着直後の弛み取りや、ウェビング５を外した後の収納作動等もあるが、これらについては説明を省略するものとする。

以下、この乗員保護装置１００を採用した自車両Ｃが屈曲路３５を走行している場合に、ミリ波レーダ４６が対向車両Ｏｂを検出したときの制御の例を図５のフローチャートに基づいて説明する。
図５のステップＳ１０１においては、対向車両Ｏｂが自車両Ｃの前方正面領域ａ１で検出されたか否かを判定し、Ｙｅｓの場合にはステップＳ１０２に進み、Ｎｏの場合にはステップＳ１０３に進む。
ステップＳ１０３では、対向車両Ｏｂが自車両Ｃの右領域ａ２で検出されたか否かを判定し、ここでＹｅｓの場合にはステップＳ１０４に進み、Ｎｏの場合にはステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、さらに対向車両Ｏｂが自車両Ｃの左領域ａ３で検出されたか否かを判定し、ここでＹｅｓの場合にはステップＳ１０６に進み、Ｎｏの場合にはリターンする。

対向車両Ｏｂが自車両Ｃの前方正面領域ａ１で検出されてステップＳ１０２に進んだ場合には、統合コントローラ４５が運転席側と助手席側のシートベルト装置１Ａ，１Ｂ（コントローラ２１）に通常引き込み制御モードを選択するように指令を発し、両シートベルト装置１Ａ，１Ｂのコントローラ２１が各モータ１０を通常引き込み制御モードで駆動する。

対向車両Ｏｂが自車両Ｃの右領域ａ２で検出されてステップＳ１０４に進んだ場合には、ステップＳ１０４において、現在自車両Ｃが右操舵状態であるか否かを判定し、ここでＹｅｓの場合にはステップＳ１０７に進み、Ｎｏの場合にはステップＳ１０８へと進む。
ステップＳ１０８に進んだ場合には、自車両Ｃの右領域ａ２で対向車両Ｏｂが検出され、しかも、このとき自車両Ｃが対向車両Ｏｂと逆方向に操舵されているため、自車両Ｃと対向車両Ｏｂとの衝突の可能性は小さくなる。このため、ステップＳ１０８では、統合コントローラ４５が運転席側と助手席側のシートベルト装置１Ａ，１Ｂ（コントローラ２１）に保持制御モードを選択するように指令を発し、両シートベルト装置１Ａ，１Ｂのコントローラ２１が各モータ１０を保持制御モードで駆動する。

また、現在右操舵状態でステップＳ１０７に進んだ場合には、制御を実行するコントローラ２１が運転席側のシートベルト装置１Ａのものか否かを判定し、Ｙｅｓの場合にはステップＳ１０９に進み、Ｎｏの場合にはステップＳ１１０に進む。
ステップＳ１０９では、統合コントローラ４５が運転席側のシートベルト装置１Ａ（コントローラ２１）に強引き込みモードを選択するように指令を発し、その結果、運転席側のシートベルト装置１Ａのコントローラ２１がモータ１０を強引き込みモードで駆動する。
ステップＳ１１０では、統合コントローラ４５が助手席側のシートベルト装置１Ｂ（コントローラ２１）に通常引き込みモードを選択するように指令を発し、その結果、助手席側のシートベルト装置１Ｂのコントローラ２１がモータ１０を通常引き込みモードで駆動する。
自車両Ｃの右領域ａ２で対向車両Ｏｂが検出され、かつ、自車両Ｃが右方向に操舵されている状況では、運転席側が助手席側よりも危険の度合いが高まる。このため、助手席側のシートベルト装置１Ｂのコントローラ２１が、ステップＳ１１０において、モータ１０を通常引き込みモードで駆動するのに対し、運転席側のシートベルト装置１Ａのコントローラ２１は、ステップＳ１０９において、モータ１０を強引き込みモードで駆動することになる。

一方、対向車両Ｏｂが自車両Ｃの左領域ａ３で検出されてステップＳ１０６に進んだ場合には、ステップＳ１０６において、現在自車両Ｃが左操舵状態であるか否かを判定し、ここでＹｅｓの場合にはステップＳ１１１に進み、Ｎｏの場合にはステップＳ１１２へと進む。
ステップＳ１１２に進んだ場合には、自車両Ｃの左領域ａ３で対向車両Ｏｂが検出され、しかも、このとき自車両Ｃが対向車両Ｏｂと逆方向に操舵されているため、ステップＳ１１２では、統合コントローラ４５が運転席側と助手席側のシートベルト装置１Ａ，１Ｂ（コントローラ２１）に保持制御モードを選択するように指令を発し、両シートベルト装置１Ａ，１Ｂのコントローラ２１が各モータ１０を保持制御モードで駆動する。

また、現在自車両Ｃが左操舵状態でステップＳ１１１に進んだ場合には、制御を実行するコントローラ２１が助手席側のシートベルト装置１Ｂのものか否かを判定し、Ｙｅｓの場合にはステップＳ１１３に進み、Ｎｏの場合にはステップＳ１１４に進む。
ステップＳ１１３では、統合コントローラ４５が助手席側のシートベルト装置１Ｂ（コントローラ２１）に強引き込みモードを選択するように指令を発し、その結果、助手席側のシートベルト装置１Ｂのコントローラ２１がモータ１０を強引き込みモードで駆動する。
ステップＳ１１４では、統合コントローラ４５が運転席側のシートベルト装置１Ａ（コントローラ２１）に通常引き込みモードを選択するように指令を発し、その結果、運転席側のシートベルト装置１Ａのコントローラ２１がモータ１０を通常引き込みモードで駆動する。
自車両Ｃの左領域ａ３で対向車両Ｏｂが検出され、かつ、自車両Ｃが左方向に操舵されている状況においては、危険度の高まる助手席側のシートベルト装置１Ｂのコントローラ２１がモータ１０を強引き込みモードで駆動することになる。

以上のように、この乗員保護装置１００では、ミリ波レーダ４６によって検出される対向車両Ｏｂ等の障害物の検出領域と自車両Ｃの操舵方向とが一致して、自車両Ｃが障害物に近づく状況が予測されるときに、障害物に近づく側の席のシートベルト装置１Ａ（１Ｂ）のモータ１０が強引き込みモードで駆動されるとともに、逆側の席のシートベルト装置１Ｂ（１Ａ）のモータ１０が通常引き込みモードで駆動されるため、運転席側と助手席側のシートベルト装置１Ａ，１Ｂのウェビング５の引き込みを車両走行時の危険度に応じて適切に行うことができる。したがって、この乗員保護装置１００を採用することにより、過拘束による乗員の不快感を抑制しつつ、安全性をより高めることが可能になる。

また、この実施形態の乗員保護装置１００においては、ミリ波レーダ４６によって検出される障害物の検出領域と自車両Ｃの操舵方向が逆向きになり、自車両Ｃが障害物から遠ざかる状況が予測されるときに、両席のシートベルト装置１Ａ，１Ｂのモータ１０が保持制御モードで駆動されるため、モータ１０の駆動に伴うウェビング５での乗員の過拘束をより抑制することができる。
なお、この実施形態では、自車両Ｃが障害物から遠ざかる状況が予測されるときに、両席のシートベルト装置１Ａ，１Ｂのモータ１０が保持制御モードで駆動されるようにしているが、障害物から遠い側の席のシートベルト装置１Ｂ（１Ａ）のモータ１０のみを保持制御モードで駆動するようにしても良い。

また、この実施形態の乗員保護装置１００においては、ミリ波レーダ４６によって検出される障害物の検出領域が前方正面領域ａ１で、自車両Ｃが正面から障害物に近づく状況が予測されるときに、運転席側と助手席側のシートベルト装置１Ａ，１Ｂのモータ１０がともに通常引き込みモードで駆動されるため、運転席側と助手席側の安全性を同様に高めることができる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

１Ａ，１Ｂ…シートベルト装置
１０…モータ（アクチュエータ）
２１…コントローラ（制御手段）
４５…統合コントローラ（制御手段）
４６…ミリ波レーダ（障害物検出手段）
４７…操舵角センサ（操舵方向検出手段）
１００…乗員保護装置

Claims

自車両の前方正面領域と前方左右の領域の障害物を検出する障害物検出手段と、
車両の操舵方向を検出する操舵方向検出手段と、
ウェビング操作用のアクチュエータを有する運転席側と助手席側のシートベルト装置と、
この各シートベルト装置のアクチュエータを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記障害物検出手段によって前記障害物が自車両の前方左右のいずれかの領域で検出され、かつその検出された領域と前記操舵方向検出手段によって検出された操舵方向とが一致したときに、前記障害物の検出された側の席のシートベルト装置のウェビング張力が、逆側の席のシートベルト装置のウェビング張力よりも増大するように、前記アクチュエータを駆動させることを特徴とする乗員保護装置。
前記制御手段は、前記障害物検出手段によって前記障害物が自車両の前方左右のいずれかの領域で検出され、かつその検出された領域と前記操舵方向検出手段によって検出された操舵方向とが一致しない場合には、少なくとも前記障害物の検出された側と逆側の席のシートベルト装置のアクチュエータを、乗員の上体移動によってウェビングが引き出されたときにのみ、その引き出しを戻すように駆動させることを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置。
前記制御手段は、前記障害物検出手段によって前記障害物が自車両の前方正面領域で検出された場合には、運転席側と助手席側のシートベルト装置のアクチュエータを、両者のウェビング張力が同じになるように駆動させることを特徴とする請求項１または２に記載の乗員保護装置。