JP2020132100A - 車両用乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】前面衝突時における乗員の保護性能を向上させる。
【解決手段】車両用乗員保護装置１０は、車両１２の前面衝突時に乗員Ｐがシートベルト２８から受けるフォースリミッタ荷重を変更可能とされた可変フォースリミッタ機構３６を有するシートベルト装置２６と、車両１２の前面衝突時に乗員Ｐの前方へエアバッグ４８を展開させるエアバッグ装置４６と、乗員Ｐが着座している着座位置を検出する着座位置検出部と、着座位置検出部によって検出された乗員Ｐの着座位置が、標準的な着座領域である標準着座領域より車両後方であり且つ展開するエアバッグ４８によって乗員Ｐが保護されるエアバッグ保護領域内である場合、乗員Ｐが標準着座領域内に位置する場合に比べてフォースリミッタ荷重を低下させる制御部と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用乗員保護装置に関する。

下記特許文献１に記載された車両の乗員保護装置では、可動シートである助手席がエアバッグ保護領域と非エアバッグ保護領域との間を移動自在に設けられている。そして、シートベルトのリトラクタは、助手席がエアバッグ保護領域に位置している場合、フォースリミッタ荷重を低荷重にするとともに、助手席が非エアバッグ保護領域に位置している場合、フォースリミッタ荷重を高荷重にする。このように、助手席が位置する領域に応じてシートベルトのフォースリミッタ荷重を切り替えることで、乗員を最適な拘束力で保護するようにしている。

特開２０１３−１０３６０３号公報

上記の先行技術では、フォースリミッタ荷重を高荷重に切り替える非エアバッグ保護領域として、エアバッグが助手席乗員を全く拘束しない領域、すなわち助手席が後席の位置までスライドした状態を設定している。しかしながら、エアバッグが助手席乗員を拘束するエアバッグ保護領域内においても、助手席の前後スライド位置やリクライニング角度によって助手席乗員とエアバッグとの距離が変化する。この点については、上記の先行技術では考慮されていない。また、上記の先行技術では、フォースリミッタ荷重を高荷重に切り替えることで、助手席乗員の前方移動量を低減するようにしているが、当該高荷重への切り替えによって、助手席乗員の胸部がシートベルトから受ける負荷が高くなる。このため、乗員保護性能を向上させる観点で改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、前面衝突時における乗員保護性能を向上させることができる車両用乗員保護装置を得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明に係る車両用乗員保護装置は、車両の前面衝突時に乗員がシートベルトから受けるフォースリミッタ荷重を変更可能とされた可変フォースリミッタ機構を有するシートベルト装置と、前記車両の前面衝突時に前記乗員の前方へエアバッグを展開させるエアバッグ装置と、前記乗員が着座している着座位置を検出する着座位置検出部と、前記着座位置検出部によって検出された前記乗員の着座位置が、標準的な着座領域である標準着座領域より車両後方であり且つ展開する前記エアバッグによって前記乗員が保護されるエアバッグ保護領域内である場合、前記乗員が前記標準着座領域内に位置する場合に比べて前記フォースリミッタ荷重を低下させる制御部と、を備えている。

請求項１に記載の発明によれば、シートベルト装置が有する可変フォースリミッタ機構は、車両の前面衝突時に乗員がシートベルトから受けるフォースリミッタ荷重を変更可能とされている。また、エアバッグ装置は、車両の前面衝突時に上記乗員の前方へエアバッグを展開させ、着座位置検出部は、上記乗員が着座している着座位置を検出する。そして、制御部は、着座位置検出部によって検出された乗員の着座位置が、標準的な着座領域である標準着座領域より車両後方であり且つ展開するエアバッグによって乗員が保護されるエアバッグ保護領域内である場合、乗員が標準着座領域に位置する場合に比べてフォースリミッタ荷重を低下させる。つまり、乗員の着座位置が標準着座領域より車両後方である場合、標準着座領域内である場合よりも、車両に対する乗員の前方移動量（すなわち衝撃吸収ストローク）を大きく確保することができるため、制御部は、フォースリミッタ荷重を低下させる。その結果、乗員の胸部がシートベルトから受ける負荷が低くなるので、乗員保護性能を向上させることができる。

請求項２に記載の発明に係る車両用乗員保護装置は、請求項１において、前記車両は、自動運転と手動運転とに切替可能な自動運転車両であり、前記乗員は、前記自動運転車両の運転者であり、前記制御部は、手動運転時における前記乗員の着座位置に基づいて前記標準着座領域を検知する。

請求項２に記載の発明によれば、制御部は、乗員すなわち自動運転車両の運転者が手動運転をしている時の着座位置に基づいて、当該乗員の標準着座領域を検知する。この自動運転車両が自動運転されている時には、乗員は標準着座領域より車両後方でリラックスした安楽姿勢をとることができる。その際には、乗員が標準着座領域内に位置する場合よりもフォースリミッタ荷重が低下される。これにより、自動運転時に前面衝突が発生した場合でも、乗員の胸部がシートベルトから受ける負荷が低減される。

請求項３に記載の発明に係る車両用乗員保護装置は、請求項２において、前記着座位置検出部は、前記乗員が着座している車両用シートの前後スライド位置及びリクライニング角度の少なくとも一方を検出し、前記制御部は、前記着座位置検出部の検出結果に基づいて前記乗員の頭部の位置を検知する。

請求項３に記載の発明では、車両用シートの前後スライド位置及びリクライニング角度の少なくとも一方が着座位置検出部によって検出され、当該検出結果に基づいて制御部が乗員の頭部の位置を検出する。これにより、乗員の頭部の位置を簡素な構成で検出することができる。

請求項４に記載の発明に係る車両用乗員保護装置は、請求項３において、前記制御部は、前記乗員の前方に位置する内装部品と前記頭部との間の車両前後方向の距離の増加に応じて前記フォースリミッタ荷重を低下させる。

請求項４に記載の発明では、乗員の前方に位置する内装部品と乗員の頭部との間の車両前後方向の距離が増加すると、当該増加に応じてフォースリミッタ荷重が低下される。つまり、前述した衝撃吸収ストロークの増加に応じてフォースリミッタ荷重が低下されるので、衝撃吸収量を一定に保つことが可能となる。

請求項５に記載の発明に係る車両用乗員保護装置は、請求項４において、前記着座位置検出部は、前記前後スライド位置及び前記リクライニング角度の両方を検出し、前記制御部は、前記距離の増加が、前記リクライニング角度の増加による場合、前記前後スライド位置の後退による場合に比して前記フォースリミッタ荷重を高く設定する。

請求項５に記載の発明によれば、乗員の前方に位置する内装部品と乗員の頭部との間の車両前後方向の距離の増加が、車両用シートのリクライニング角度の増加による場合、車両用シートの前後スライド位置の後退（車両後方へのスライド）による場合に比してフォースリミッタ荷重が高く設定される。つまり、車両用シートのリクライニング角度が増加した状態では、前面衝突時に乗員の胸部がシートベルトから受ける負荷が低くなるので、上記のようにフォースリミッタ荷重を高く設定することにより、乗員保護性能を確保しつつ、シートベルトの乗員拘束力を向上させることができる。

請求項６に記載の発明に係る車両用乗員保護装置は、請求項４又は請求項５において、前記着座位置検出部は、少なくとも前記前後スライド位置を検出し、前記制御部は、手動運転時における前記前後スライド位置に基づいて前記乗員の体格を推定すると共に、当該推定した体格に基づいて前記頭部の位置の検知結果を補正する。

請求項６に記載の発明によれば、制御部は、手動運転時における車両用シートの前後スライド位置に基づいて乗員の体格を推定すると共に、当該推定した体格に基づいて乗員の頭部の位置の検知結果を補正する。これにより、乗員の体格に応じてより細やかにフォースリミッタ荷重を変更することが可能となる。

以上説明したように、本発明に係る車両用乗員保護装置では、前面衝突時における乗員の保護性能を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る車両用乗員保護装置が適用された自動運転車両における運転席周辺の構成を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る車両用乗員保護装置の構成を示すブロック図である。 図１の一部に対応した側面図であり、乗員の頭部とステアリング装置との間の車両前後方向の距離と、フォースリミッタ荷重との関係について説明するための図である。 乗員の頭部とステアリング装置との間の車両前後方向の距離に応じてフォースリミッタ荷重を無段階に変更する例を示す線図である。 乗員の頭部とステアリング装置との間の車両前後方向の距離に応じてフォースリミッタ荷重を２段階に変更する例を示す線図である。 乗員の頭部とステアリング装置との間の車両前後方向の距離に応じてフォースリミッタ荷重を無段階に変更するに際し、推定した乗員の体格に基づいて頭部の位置の検知結果を補正する例を示す線図である。

以下、図１〜図６を用いて、本発明の実施形態に係る車両用乗員保護装置１０について説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰは、車両の前方向（進行方向）、上方向をそれぞれ示している。以下、単に前後、上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下を示すものとする。

（構成）
図１及び図２に示されるように、本発明の実施形態に係る車両用乗員保護装置１０は、シートベルト装置２６と、エアバッグ装置４６と、着座位置検出部５２と、制御部としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）５８とを備えている。この車両用乗員保護装置１０が適用された車両１２は、手動運転と自動運転とに切替可能な自動運転車両１２（以下、単に「車両１２」と称する場合がある）とされている。この車両１２には、自動運転装置（図示省略）が搭載されている。

自動運転装置は、車両１２の自動運転の制御や、自動運転と手動運転との切替制御を行う自動運転制御ＥＣＵを備えている。この自動運転制御ＥＣＵには、高精度地図情報ＥＣＵ、外部センサ、内部センサ、アクチュエータ、補助機器及びＨＭＩ（Human Machine Interface）などが接続されている（何れも図示省略）。

高精度地図情報ＥＣＵは、地図情報及びＧＰＳ情報により車両１２の位置情報を取得する。外部センサは、車両１２の周辺情報を検出するものであり、車外カメラの撮像情報や、レーダーの障害物情報、ライダー（LIDER：Laser Imaging Detection and Ranging）の障害物情報等を車両１２の周辺情報として検出する。内部センサは、車両１２の走行状態を検出するものであり、車速センサ、加速度センサ及びヨーレートセンサのうちの少なくとも一つを含んでいる。アクチュエータは、車両１２のアクセル、ブレーキ、ステアリング等を駆動するものである。補助機器は、車両１２の前照灯、制動灯、方向指示灯、ワイパ装置等を含んでいる。ＨＭＩは、車両１２の乗員と自動運転装置との間で情報の入出力を行うためのインターフェースであり、ディスプレイ、スピーカ、タッチパネル、音声入力装置等を含んでいる。

自動運転制御ＥＣＵは、高精度地図情報ＥＣＵ、外部センサ、内部センサ及びＨＭＩからの出力に基づいて、アクチュエータ及び補助機器の作動を制御する自動運転制御処理を行う。この自動運転制御処理では、車両１２の周辺情報と地図情報とに基づいて、予め設定された目標ルートに沿った走行計画を生成し、生成した走行計画に従って車両１２が自立走行するよう車両１２の運転を制御する。

上記の車両１２に適用された車両用乗員保護装置１０では、車両１２の運転席である車両用シート１４に着座した乗員（運転者）Ｐを、車両１２の前面衝突時にシートベルト装置２６及びエアバッグ装置４６によって保護（拘束）する構成になっている。

車両用シート１４は、ここでは車室前部の右側に配置された運転席とされている。この車両用シート１４は、乗員Ｐが着座するシートクッション１６と、シートクッション１６の後端部に傾倒可能に支持されたシートバック１８と、シートバック１８の上端部に高さ調節可能に支持されたヘッドレスト２０と、を備えている。この車両用シート１４の前後左右上下の方向は、車両１２の前後左右上下の方向と一致している。なお、車両用シート１４が車室前部の左側に配置される場合、本実施形態とは左右対称の構成となる。

シートクッション１６は、車両用シート１４の前後スライド位置を調節するためのスライド機構２２を介して車両１２の床部１２Ａに連結されている。シートクッション１６の後端部には、シートバック１８のリクライニング角度を調節するためのリクライニング機構２４を介してシートバック１８の下端部が連結されている。スライド機構２２は、モータの駆動力によって車両用シート１４を床部１２Ａに対して前後にスライドさせる構成になっており、リクライニング機構２４は、モータの駆動力によってシートバック１８を下端部回りに前後に傾動させる構成になっている。なお、スライド機構２２及びリクライニング機構２４は、手動式であってもよい。

上記の車両用シート１４に適用されたシートベルト装置２６は、３点式のシートベルト（ウエビング）２８と、リトラクタ（ウエビング巻取装置）３０と、タング３８と、バックル４０とを備えている。リトラクタ３０は、シートバック１８の上部に配設されており、バックル４０は、車両用シート１２の側方（ここでは左方）に配設されている。

シートベルト２８の図示しない一端部は、車両用シート１４の右方でシートクッション１６又はスライド機構２２等に固定された図示しないアンカプレートに係止されており、シートベルト２８の他端部は、リトラクタ３０の巻取軸３２に係止されている。このリトラクタ３０は、シートバック１８のフレーム（図示省略）に固定されている。

シートバック１８の上端部には、図示しない長孔（ベルト挿通孔）が形成されたベルトガイド４２が取り付けられており、当該ベルトガイド４２の長孔にシートベルト２８の他端側が挿通されている。シートベルト２８の中間部は、タング３８に形成された長孔（符号省略）に挿通されている。これにより、タング３８がシートベルト３２の中間部に摺動可能に取り付けられている。バックル４０は、シートクッション１６の側方（ここでは左方）に配置されており、ブラケット４１を介してスライド機構２２に連結されている。

上記のバックル４０にタング３８が連結されると、乗員Ｐがシートベルト２８を装着した状態となる。このシートベルト装着状態では、シートベルト２８のうちベルトガイド４２からタング３８までの間の部位が乗員Ｐの肩部から腹部までを拘束するショルダベルト２８Ａとなり、シートベルト２８のうちタング３８からアンカプレートまでの間の部位が乗員Ｐの腰部を拘束するラップベルト２８Ｂとなる。

上記のリトラクタ３０は、プリテンショナ機構３４と、可変フォースリミッタ機構３６とを有している。プリテンショナ機構３４は、車両１２の前面衝突時に巻取軸３２を軸線回り一方（シートベルト２８を巻き取る巻取方向）へ強制的に回転させる構成になっている。このプリテンショナ機構３４は、例えば火薬式とされており、火薬の発火によって巻取軸３２を回転させることにより、シートベルト２８を所定量だけ巻取軸３２に強制的に巻き取る（リトラクタ３０に引き込む）構成になっている。このプリテンショナ機構３４は、後述するＥＣＵ５８によって作動を制御される。

可変フォースリミッタ機構３６は、車両１２の前面衝突時に、巻取軸３２の軸線回り他方（シートベルト２８を引き出す引出方向）への回転、すなわちリトラクタ３０からのシートベルト２８の引き出しを一定量だけ許容すると共に、当該引き出しに制限荷重（フォースリミッタ荷重）を付与する構成になっている。また、この可変フォースリミッタ機構３６は、車両１２の前面衝突時に乗員Ｐがシートベルト２８から受ける上記フォースリミッタ荷重を変更可能とされている。このフォースリミッタ荷重の変更は、無段階、２段階又は３段階以上の多段階に行われるものの何れであってもよい。この可変フォースリミッタ機構３６としては、例えば特開２０１３−１０３６０３号公報、特開２０１６−１６５９９４号公報、特開２０１８−０７５８７７号公報、特開２０１８−１３１１６８号公報、特開２００６−０６２６３２号公報等に開示された従来周知のフォースリミッタ機構を適用することができる。この可変フォースリミッタ機構３６は、後述するＥＣＵ５８によって作動を制御される。なお、可変フォースリミッタ機構３６の具体的な構成については、本実施形態の要部ではないため説明を省略する。

エアバッグ装置４６は、車両１２のステアリング装置１３に搭載された運転席用エアバッグ装置であり、袋状に縫製されたエアバッグ４８と、当該エアバッグ４８内に膨張用のガスを供給するインフレータ５０（図２参照；図１では図示省略）とを備えている。エアバッグ４８は、通常時には折り畳まれた状態でインフレータ５０と共にモジュール化され、ステアリングホイール１３Ａの中央部に設けられた図示しないホールパッド１３Ｂによって覆われている。このエアバッグ４８は、インフレータ５０から発生するガスの圧力で膨張し、ステアリングホイール１３Ａの後方側すなわち乗員Ｐの前方へ展開する（図１の二点鎖線参照）。このエアバッグ４８の展開時には、ホイールパッド１３Ｂがティアライン（薄肉部）において破断される構成になっている。上記のインフレータ５０は、ＥＣＵ５８によって作動を制御される。

ＥＣＵ５８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びＲＯＭ（Read Only Memory）を含むマイクロコンピュータで構成されており、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに展開してＣＰＵで実行する。このＥＣＵ５８には、図２に示されるように、前述したプリテンショナ機構３４、可変フォースリミッタ機構３６、及びインフレータ５０が電気的に接続されている。また、このＥＣＵ５８には、衝突センサ６０と、スライド位置検出センサ５４と、リクライニング角度検出センサ５６とが電気的に接続されている。

衝突センサ６０は、例えば車両１２の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、車両１２の左右方向の加速度を検出する左右加速度センサとを含んで構成されている。ＥＣＵ５８は、衝突センサ６０からの出力に基づいて車両１２が前面衝突をしたことを検知した際に、インフレータ５０及びプリテンショナ機構３４を作動させる構成になっている。なお、例えば車外カメラ、ミリ波レーダー、赤外線レーザーのうち少なくとも一つを含んで構成されたプリクラッシュセンサからの出力に基づいて、ＥＣＵ５８が車両１２の前面衝突を予知（予測）する構成にしてもよい。

スライド位置検出センサ５４は、例えばスライド機構２２に設けられており、スライド機構２２のモータの回転数に基づいて車両用シート１４の前後スライド位置を検出（算出）する構成になっている。リクライニング角度検出センサ５６は、例えばリクライニング機構２４に設けられており、リクライニング機構２４のモータの回転数に基づいてシートバック１８のリクライニング角度を検出（算出）する構成になっている。これらのスライド位置検出センサ５４及びリクライニング角度検出センサ５６は、乗員Ｐが着座している着座位置を検出する着座位置検出部５２を構成している。なお、スライド位置検出センサ５４及びリクライニング角度検出センサ５６は、電気抵抗式、光学式、レーザー式等の距離計であってもよい。

ＥＣＵ５８は、着座位置検出部５２によって検出された乗員Ｐの着座位置が、標準的な着座領域である標準着座領域より車両後方であり、且つ車両１２の前面衝突時に展開するエアバッグ４８によって乗員Ｐが保護されるエアバッグ保護領域内である場合、乗員Ｐが標準着座領域内に位置する場合に比べて可変フォースリミッタ機構３６のフォースリミッタ荷重を低下させる構成になっている。

上記の標準着座領域は、車両１２の車体設計の際に定まる領域であり、標準体型の乗員Ｐ（図１及び図３参照）が車両用シート１４に着座することを想定して定まる。この標準着座領域により、車体に対する車両用シート１４の前後方向及び上下方向の位置が定まる。標準体型の乗員Ｐは、平均的な成人男性の体格を有しており、例えば「Ｈｙｂｒｉｄ−ＩＩＩ ＡＭ５０」のダミー人形と同等の体格（身長１７５ｃｍ、体重７８ｋｇ）を有している。

上記の標準体型の乗員Ｐが、標準的な着座姿勢で車両１２を手動運転する時（図１に示される乗員Ｐ及び図３に実線で示される乗員Ｐ１参照）には、当該乗員Ｐが上記の標準着座領域に位置することになる。このため、本実施形態では、ＥＣＵ５８は、車両１２の手動運転時における乗員Ｐの着座位置に基づいて上記の標準着座領域（標準着座位置）を検知する構成になっている。またこの場合、ＥＣＵ５８は、着座位置検出部５２の検出結果に基づいて乗員Ｐの頭部Ｈの位置を検知し、乗員Ｐの前方に位置する内装部品（ここではステアリング装置１３）と頭部Ｈとの間の車両前後方向の距離の増加に応じてフォースリミッタ荷重を低下させる構成になっている。

上記の「距離の増加」は、例えば乗員Ｐが自動運転時に標準着座領域よりも車両後方になる姿勢をとる場合（図３に二点鎖線で示される乗員Ｐ２、Ｐ３参照）に生じるものである。なお、図３の乗員Ｐ２は、標準着座領域よりも車両後方へスライドされ且つシートバック１８が手動運転時と同じリクライニング角度に設定された状態の車両用シート１４（図３では図示省略）に着座している。また、図３の乗員Ｐ３は、手動運転時と同じ前後スライド位置に配置され且つシートバック１８が手動運転時よりも車両後方にリクライニングされた状態の車両用シート１４（図３では図示省略）に着座している。これらの乗員Ｐ２、Ｐ３は、前述したエアバッグ保護領域内に位置している。このため、乗員Ｐが上記のような姿勢（以下、「後退姿勢」と称する）をとっている自動運転時に車両１２が前面衝突した場合、ＥＣＵ５８は、前述したように可変フォースリミッタ機構３６のフォースリミッタ荷重を低下させる構成になっている。

つまり、乗員Ｐが後退姿勢をとっており且つエアバッグ保護領域内に位置している状態で車両１２が前面衝突した場合、乗員Ｐがステアリング装置１３（内装部品）に衝突せずに車両前方へ移動可能な衝撃吸収ストロークが、手動運転時よりも大きくなる。このため、ＥＣＵ５８は、上記衝撃吸収ストロークの増加に応じてフォースリミッタ荷重を低下させる構成になっている。

具体的には、図３に示されるように、ＥＣＵ５８は、手動運転時の乗員Ｐの頭部Ｈとステアリング装置１３との間の車両前後方向の距離をＳ０とし、自動運転時の乗員Ｐの頭部Ｈとステアリング装置１３との間の車両前後方向の距離をＳとし、手動運転時のフォースリミッタ荷重をＦ０とした場合に、手動運転時に前面衝突が生じた場合の乗員Ｐのエネルギ吸収量（Ｆ０×Ｓ０）と、自動運転時に前面衝突が生じた場合の後退姿勢の乗員Ｐのエネルギ吸収量（Ｆ×Ｓ）とが同じになるように、自動運転時のフォースリミッタ荷重Ｆを定める構成になっている（Ｆ＝Ｆ０×Ｓ０／Ｓ）。

上記の距離Ｓは、例えば上記の距離Ｓ０に対して、頭部Ｈ（車両用シート１４）の車両後方へのスライド移動量ｓと、シートバック１８のリクライニング角度の増加による頭部Ｈの車両後方への移動量ｒとを加えた距離とされている（Ｓ＝Ｓ０＋ｓ＋ｒ）。そして、上記の移動量ｒは、乗員ＰのヒップポイントＨＰから頭部Ｈ（ここでは鼻頭）までの距離をｄとし、手動運転時におけるリクライニング角度をθ０とし、乗員Ｐがシートバック１８を手動運転時よりも車両後方にリクライニングさせている時のリクライニング角度をθとした場合に、ｒ＝ｄ×ｓｉｎ（θ−θ０）として算出されるものである。なお、本実施形態では、上記の角度θ０、θは、車両１２の側面視において、乗員ＰのヒップポイントＨＰと乗員Ｐの頭部Ｈ（ここでは鼻頭）とを通る仮想直線Ｌ１、Ｌ２が車両の垂直方向に延びる仮想直線Ｌ０に対してなす角度とされている。また、本実施形態では、上記の距離Ｓ０、Ｓは、ステアリングホイール１３Ａの中心から乗員Ｐの頭部Ｈ（ここでは鼻頭）までの車両前後方向の距離とされている。

ここで、例えば本実施形態において、可変フォースリミッタ機構３６がフォースリミッタ荷重Ｆを無段階に変更可能である場合、図４に示されるように、ＥＣＵ５８は、Ｆ＝Ｆ０×Ｓ０／Ｓの関係を満たすようにフォースリミッタ荷重Ｆを変更する。

また例えば、本実施形態において、可変フォースリミッタ機構３６がフォースリミッタ荷重を高荷重Ｆ０と低荷重Ｆ１とに２段階に変更（切替）可能である場合、図５に示されるように、ＥＣＵ５８は、Ｓ≦Ｓ０×Ｆ０／Ｆ１＝Ｓ１とされた状態ではフォースリミッタ荷重を高荷重Ｆ０とし、Ｓ＞Ｓ０×Ｆ０／Ｆ１＝Ｓ１とされた状態ではフォースリミッタ荷重を低荷重Ｆ１とする。すなわち、例えば高荷重Ｆ０が４ｋＮであり、低荷重Ｆ１が３ｋＮであり、Ｓ０が３８０ｍｍである場合、Ｓ＞５０７ｍｍの状態では、フォースリミッタ荷重が３ｋＮに低下される。なお、この場合、Ｓ＞Ｓ０×Ｆ０／Ｆ１＝Ｓ１となる領域が、標準着座領域よりも車両後方の領域となる。

また、図示は省略するが、可変フォースリミッタ機構３６がフォースリミッタ荷重を３段階以上の多段階に変更（切替）可能である場合にも、ＥＣＵ５８は、Ｆ＝Ｆ０×Ｓ０／Ｓの関係を満たすようにフォースリミッタ荷重を多段階に切り替える構成になっている。

（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

上記構成の車両用乗員保護装置１０では、シートベルト装置２６が有する可変フォースリミッタ機構３６は、車両１２の前面衝突時に乗員Ｐがシートベルトから受けるフォースリミッタ荷重を変更可能とされている。また、エアバッグ装置４６は、車両１２の前面衝突時に、乗員Ｐの前方へエアバッグを展開させ、着座位置検出部５２は、乗員Ｐが着座している着座位置を検出する。そして、ＥＣＵ５８は、着座位置検出部５２によって検出された乗員Ｐの着座位置が、標準的な着座領域である標準着座領域より車両後方であり且つ展開するエアバッグ４８によって乗員Ｐが保護されるエアバッグ保護領域内である場合、乗員Ｐが標準着座領域に位置する場合に比べてフォースリミッタ荷重を低下させる。

つまり、乗員Ｐの着座位置が標準着座領域より車両後方である場合、標準着座領域内である場合よりも、車両１２に対する乗員Ｐの前方移動量（すなわち衝撃吸収ストローク）を大きく確保することができるため、ＥＣＵ５８は、フォースリミッタ荷重を低下させる。その結果、乗員Ｐの胸部がシートベルト２８（詳細にはショルダベルト２８Ａ）から受ける負荷が低くなるので、乗員保護性能を向上させることができる。

また、本実施形態では、上記の車両１２は、自動運転と手動運転とに切替可能な自動運転車両１２とされており、上記の乗員Ｐは、当該自動運転車両１２の運転者とされている。そして、ＥＣＵ５８は、手動運転時における乗員Ｐの着座位置に基づいて上記の標準着座領域を検知する構成になっている。上記の自動運転車両１２が自動運転されている時には、乗員Ｐは標準着座領域より車両後方で後退姿勢（図３の乗員Ｐ２、Ｐ３参照）をとることができる。その際には、乗員Ｐが標準着座領域内に位置する場合よりもフォースリミッタ荷重が低下される。これにより、自動運転時に前面衝突が発生した場合でも、後退姿勢の乗員Ｐの胸部がシートベルト２８から受ける負荷が低減される。

しかも、本実施形態では、着座位置検出部５２は、車両用シート１４の前後スライド位置を検出するスライド位置検出センサ５４と、シートバック１８のリクライニング角度を検出するリクライニング角度検出センサ５６とを有している。そして、ＥＣＵ５８は、上記の前後スライド位置及びリクライニング角度に基づいて乗員Ｐの頭部Ｈの位置を検知する。これにより、乗員Ｐの頭部Ｈの位置を簡素な構成で検出することができる。

また、本実施形態では、ＥＣＵ５８は、乗員Ｐの前方に位置する内装部品（ステアリング装置１３）と、乗員Ｐの頭部Ｈとの間の車両前後方向の距離Ｓの増加に応じてフォースリミッタ荷重を低下させる（Ｆ＝Ｆ０×Ｓ０／Ｓ）。つまり、前述した衝撃吸収ストロークの増加に応じてフォースリミッタ荷重が低下されるので、衝撃吸収量を一定に保つことが可能となる（Ｆ０×Ｓ０＝Ｆ×Ｓ）。

なお、上記実施形態では、スライド位置検出センサ５４によって検出される車両用シート１２の前後スライド位置、及びリクライニング角度検出センサ５６によって検出されるシートバック１８のリクライニング角度の両方に基づいて、ＥＣＵ５８が乗員Ｐの着座位置（頭部Ｈの位置）を検知する構成にしたが、これに限るものではない。すなわち、例えば車両用シートの車両前後方向のスライド範囲が狭い場合には、ＥＣＵ５８がリクライニング角度のみに基づいて乗員Ｐの着座位置を検知する構成にしてもよい。また例えば、車両用シートのリクライニング範囲が狭い場合には、ＥＣＵ５８が前後スライド位置のみに基づいて乗員Ｐの着座位置を検知する構成にしてもよい。そのように構成することで、センサの分の質量及びコストを低減することができる。

また、上記実施形態では、上記の前後スライド位置及びリクライニング角度（すなわち車両用シート１２の位置）に基づいて、ＥＣＵ５８が乗員Ｐの頭部Ｈの位置を検知する構成にしたが、これに限るものではない。すなわち、例えば乗員Ｐを撮影する車内カメラによって頭部Ｈの位置を検出する構成にしてもよい。その場合、上記の車内カメラが着座位置検出部となる。そのような構成では、例えばシートバック１８が大きくリクライニングされているにもかかわらず、乗員Ｐが上体を起こして着座している場合においても、頭部Ｈの位置を正確に検知することができる。その結果、フォースリミッタ荷重の変更制御をより正確に行うことが可能となる。

また、上記実施形態では、頭部Ｈとステアリング装置１３との間の距離の増加が、前後スライド位置の増加による場合と、リクライニング角度の増加による場合とで、フォースリミッタ荷重が同様に変更される構成にしたが、これに限るものではない。例えば上記距離の増加が、リクライニング角度の増加による場合、前後スライド位置の後退による場合に比して、フォースリミッタ荷重を高く設定するようにしてもよい。つまり、車両用シート１２のシートバック１８のリクライニング角度が増加した状態では、前面衝突時に乗員Ｐの胸部がショルダベルト２８Ａから受ける負荷が低くなるので、上記のようにフォースリミッタ荷重を高く設定することにより、乗員保護性能を確保しつつ、シートベルト１２の乗員拘束力を向上させることができる。

また、上記実施形態では、標準体型の乗員Ｐが車両１２を手動運転している時の着座位置に基づいて、ＥＣＵ５８が標準着座領域を検知する構成にしたが、これに限るものではない。例えばＥＣＵ５８が、手動運転時における前後スライド位置に基づいて乗員Ｐの体格を推定すると共に、当該推定した体格に基づいて頭部Ｈの位置の検知結果（図３のＳ０及びｄの値）を補正する構成にしてよい。その場合、図６に示されるように、Ｆ＝Ｆ０×Ｓ０／Ｓの曲線が、乗員の体格に応じて変更される構成となる。これにより、乗員の体格に応じてより細やかにフォースリミッタ荷重を変更することが可能となる。

また、上記実施形態では、乗員Ｐが運転者である場合について説明したが、これに限るものではない。すなわち、例えば助手席乗員を撮影可能な車内カメラが着座位置検出部とされる場合、助手席乗員の体格毎に定められる助手席乗員の標準着座領域を予め制御部に記憶させると共に、当該標準着座領域より車両後方で且つ助手席用エアバッグによる助手席乗員の保護領域内に助手席乗員が着座している場合に、助手席用シートベルト装置のフォースリミッタ荷重を低下させる構成にしてもよい。その場合、例えば助手席用エアバッグ装置が搭載されるインストルメントパネルが、本発明における「内装部品」となる。

また、上記実施形態では、車両１２が自動運転車両である場合について説明したが、これに限らず、本発明に係る車両用乗員保護装置は、自動運転ができない車両に対しても適用可能である。

その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記各実施形態に限定されないことは勿論である。

１０ 車両用乗員保護装置
１２ 車両
１３ ステアリング装置（内装部品）
１４ 車両用シート
２６ シートベルト装置
２８ シートベルト
３６ 可変フォースリミッタ機構
４６ エアバッグ装置
４８ エアバッグ
５２ 着座位置検出部
５４ スライド位置検出センサ
５６ リクライニング角度検出センサ
５８ ＥＣＵ（制御部）

Claims (6)

1. 車両の前面衝突時に乗員がシートベルトから受けるフォースリミッタ荷重を変更可能とされた可変フォースリミッタ機構を有するシートベルト装置と、
   前記車両の前面衝突時に前記乗員の前方へエアバッグを展開させるエアバッグ装置と、
   前記乗員が着座している着座位置を検出する着座位置検出部と、
   前記着座位置検出部によって検出された前記乗員の着座位置が、標準的な着座領域である標準着座領域より車両後方であり且つ展開する前記エアバッグによって前記乗員が保護されるエアバッグ保護領域内である場合、前記乗員が前記標準着座領域内に位置する場合に比べて前記フォースリミッタ荷重を低下させる制御部と、
   を備えた車両用乗員保護装置。
2. 前記車両は、自動運転と手動運転とに切替可能な自動運転車両であり、
   前記乗員は、前記自動運転車両の運転者であり、
   前記制御部は、手動運転時における前記乗員の着座位置に基づいて前記標準着座領域を検知する請求項１に記載の車両用乗員保護装置。
3. 前記着座位置検出部は、前記乗員が着座している車両用シートの前後スライド位置及びリクライニング角度の少なくとも一方を検出し、
   前記制御部は、前記着座位置検出部の検出結果に基づいて前記乗員の頭部の位置を検知する請求項２に記載の車両用乗員保護装置。
4. 前記制御部は、前記乗員の前方に位置する内装部品と前記頭部との間の車両前後方向の距離の増加に応じて前記フォースリミッタ荷重を低下させる請求項３に記載の車両用乗員保護装置。
5. 前記着座位置検出部は、前記前後スライド位置及び前記リクライニング角度の両方を検出し、
   前記制御部は、前記距離の増加が、前記リクライニング角度の増加による場合、前記前後スライド位置の後退による場合に比して前記フォースリミッタ荷重を高く設定する請求項４に記載の車両用乗員保護装置。
6. 前記着座位置検出部は、少なくとも前記前後スライド位置を検出し、
   前記制御部は、手動運転時における前記前後スライド位置に基づいて前記乗員の体格を推定すると共に、当該推定した体格に基づいて前記頭部の位置の検知結果を補正する請求項４又は請求項５に記載の車両用乗員保護装置。