JP3772693B2 - 車両用乗員拘束装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用乗員拘束装置に係り、特に推定した乗員の挙動に応じて前後方向及び左右方向に乗員を拘束する車両用乗員拘束装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より車両衝突時に乗員を保護するために、シートベルト、エアバッグ、ニーパッド等の乗員拘束装置が用いられている。一般に乗用車用のシートベルトは、乗員身体の中心線に対して非対称に装着されるため、衝突時に乗員身体のねじれを生じる。この乗員身体のねじれを抑制し、衝撃吸収性能を最大限に高める技術として、特開平５−３９０００号公報記載の技術が知られている。この従来技術は、乗員測定センサにより乗員の体格や挙動を把握し、エアバッグ、シートベルト、ニーパッド等を調整制御し、衝突時の衝撃吸収効果を高めるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例によれば、乗員測定センサで検出した乗員の変位に応じて各拘束装置を作動させるため、乗員の移動を確実に拘束するためには、必ずしも乗員移動に対する拘束装置作動に十分な応答性が得られないケースが発生する可能性がある。
【０００４】
たとえば、図１５に示したような斜め前面衝突の場合、衝突してからエンジンコンパートメントが衝撃エネルギーを吸収して潰れる間は、左右方向の移動量は小さく、車体に発生する左右方向の加速度も小さい。しかしエンジンコンパートメントが潰れ終わると車両の回転や車両左右方向の衝撃力により左右方向の加速度が大きくなり、乗員に左右方向の力が作用する。この時点でシートベルトはロードリミッタが機能しているため、左右方向の拘束力は小さく、しかも、通常の側面衝突時ほど大きな車体左右方向加速度ではないため、サイドエアバッグ等の左右方向の拘束装置も作動しない可能性がある。また乗員の挙動に応じて作動したとしても、エアバッグ等が展開に時間を要するため、その効果が十分に発揮できない可能性もある。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、従来の車両用乗員拘束装置では、前後方向拘束装置または左右方向拘束装置の一方の拘束装置しか作動しない衝突時にも、乗員の前後方向移動量及び左右方向移動量を推定し、この推定結果に応じて他方の拘束装置も最適なタイミングで作動させることにより、乗員移動及び車体変形に伴う乗員と部品との干渉を回避し、もし干渉した場合にも衝撃吸収能力を最大限に発揮させることができる車両用乗員拘束装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記目的を達成するため、車両の衝突を検出する衝突検出手段と、乗員を前後方向に拘束する前後方向拘束手段と、乗員を左右方向に拘束する左右方向拘束手段と、前記衝突検出手段からの信号により、前記前後方向拘束手段及び前記左右方向拘束手段を作動させるタイミングを制御するタイミング制御手段と、乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定する移動量推定手段と、を備えた車両用乗員拘束装置であって、前記タイミング制御手段は、前記推定された前後方向移動量及び左右方向移動量に基づいて、前記前後方向拘束手段を作動させてから前記左右方向拘束手段を作動させるまでの作動遅延時間を設定し、該作動遅延時間は、前記前後方向移動量に比例し、かつ前記左右方向移動量に反比例するように設定されることを要旨とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、上記目的を達成するため、車両の衝突を検出する衝突検出手段と、乗員を前後方向に拘束する前後方向拘束手段と、乗員を左右方向に拘束する左右方向拘束手段と、前記衝突検出手段からの信号により、前記前後方向拘束手段及び前記左右方向拘束手段を作動させるタイミングを制御するタイミング制御手段と、乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定する移動量推定手段と、を備えた車両用乗員拘束装置であって、前記タイミング制御手段は、前記推定された前後方向移動量及び左右方向移動量に基づいて、前記左右方向拘束手段を作動させてから前記前後方向拘束手段を作動させるまでの作動遅延時間を設定し、該作動遅延時間は、前記左右方向移動量に比例し、かつ前記前後方向移動量に反比例するように設定されることを要旨とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項１または請求項２記載の車両用乗員拘束装置において、前記推定される前後方向移動量及び左右方向移動量は、少なくとも大小２つの設定域を有し、小さい設定域は、車両前後方向に略平行な前面衝突または車両左右方向に略平行な側面衝突で発生する推定移動量以下の値とすることを要旨とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置において、前記移動量推定手段は、車体にかかる車両前後方向加速度と車体にかかる車両左右方向加速度とに基づいて、乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定することを要旨とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置において、前記移動量推定手段は、シートベルトにかかる張力に基づいて乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定することを要旨とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置において、前記移動量推定手段は、エアバッグの内圧に基づいて乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定することを要旨とする。
【００１２】
請求項７記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置において、前記タイミング制御手段は、前記左右方向拘束手段の作動遅延時間を乗員の前後移動量に線形に反比例させ、前記前後方向拘束手段の作動遅延時間を乗員の左右移動量に線形に反比例させるように設定することを要旨とする。
【００１３】
請求項８記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置において、前記タイミング制御手段は、前記左右方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された前後方向移動量に幾何級数により反比例させ、前記前後方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された左右方向移動量に幾何級数により反比例させるように設定することを要旨とする。
【００１４】
請求項９記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置において、前記タイミング制御手段は、前記左右方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された前後方向移動量に対し段階的に設定することを要旨とする。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置において、前記タイミング制御手段は、前記前後方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された左右方向移動量に対し段階的に設定することを要旨とする。
【００１６】
請求項１１記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項９または請求項１０記載の車両用乗員拘束装置において、前記タイミング制御手段は、前記前後方向拘束手段または左右方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された前後方向移動量と左右方向移動量とのマトリクスにより設定することを要旨とする。
【００１７】
請求項１２記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項１ないし請求項１１のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置において、前記移動量推定手段は、前記推定された前後方向移動量または左右方向移動量を少なくとも乗員の体格または位置または姿勢のいずれかにより補正することを要旨とする。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、車両の衝突を検出する衝突検出手段と、乗員を前後方向に拘束する前後方向拘束手段と、乗員を左右方向に拘束する左右方向拘束手段と、前記衝突検出手段からの信号により、前記前後方向拘束手段及び前記左右方向拘束手段を作動させるタイミングを制御するタイミング制御手段と、乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定する移動量推定手段と、を備えた車両用乗員拘束装置であって、前記タイミング制御手段は、前記推定された前後方向移動量及び左右方向移動量に基づいて、前記前後方向拘束手段を作動させてから前記左右方向拘束手段を作動させるまでの作動遅延時間を設定し、該作動遅延時間は、前記前後方向移動量に比例し、前記左右方向移動量に反比例するよう設定したので、車両の衝突方向を検知するとともに、乗員の前後、左右方向の移動量を推定し、たとえ従来の単純な前面衝突や単純な側面衝突で一方の拘束手段が作動し他方の拘束手段が作動しないような乗員移動量であっても、その推定移動量に対し前後方向拘束手段と左右方向拘束手段を適切なタイミングで作動させることにより、乗員移動および車体変形に伴う乗員と部品との干渉を最小にし、干渉した場合その衝撃吸収を最大にすることができるという効果がある。
【００１９】
請求項２記載の発明によれば、車両の衝突を検出する衝突検出手段と、乗員を前後方向に拘束する前後方向拘束手段と、乗員を左右方向に拘束する左右方向拘束手段と、前記衝突検出手段からの信号により、前記前後方向拘束手段及び前記左右方向拘束手段を作動させるタイミングを制御するタイミング制御手段と、乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定する移動量推定手段と、を備えた車両用乗員拘束装置であって、前記タイミング制御手段は、前記推定された前後方向移動量及び左右方向移動量に基づいて、前記左右方向拘束手段を作動させてから前記前後方向拘束手段を作動させるまでの作動遅延時間を設定したので、車両の衝突方向を検知するとともに、乗員の前後、左右方向の移動量を推定し、たとえ従来の単純な前面衝突や単純な側面衝突で一方の拘束手段が作動し他方の拘束手段が作動しないような乗員移動量であっても、その推定移動量に対し前後方向拘束手段と左右方向拘束手段を適切なタイミングで作動させることにより、乗員移動および車体変形に伴う乗員と部品との干渉を最小にし、干渉した場合その衝撃吸収を最大にすることができるという効果がある。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の発明の効果に加えて、前記推定される前後方向移動量及び左右方向移動量は、少なくとも大小２つの設定域を有し、小さい設定域は、車両前後方向に略平行な前面衝突または車両左右方向に略平行な側面衝突で発生する推定移動量以下の値とするようにしたので、従来左右方向拘束手段が作動しなかった単純前面衝突、または従来前後方向拘束手段が作動しなかった単純側面衝突においても、乗員の左右方向移動量及び前後左右移動量を推定して、左右方向拘束装置または前後方向拘束装置を作動させて、車体の衝突変形後の二次的な加速度による乗員と部品との干渉を効果的に回避または衝撃吸収を最大限に発揮することができるという効果がある。
【００２１】
請求項４記載の発明によれば、請求項１ないし請求項３記載の発明の効果に加えて、前記移動量推定手段は、車体にかかる車両前後方向加速度と車体にかかる車両左右方向加速度とに基づいて、乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定するので、前方からの衝突に対しても、側方からの衝突に対しても乗員の前後及び左右方向の移動量を推定することができるという効果がある。
【００２２】
請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし請求項３記載の発明の効果に加えて、前記移動量推定手段は、シートベルトにかかる張力に基づいて乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定するので、拘束手段の作動状況を把握することができ、より直接的に乗員の前後方向、左右方向の移動量の時間変化を推定することができるという効果がある。
【００２３】
請求項６記載の発明によれば、請求項１ないし請求項３記載の発明の効果に加えて、前記移動量推定手段は、エアバッグの内圧に基づいて乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定するので、拘束手段の作動状況を把握することができ、より直接的に乗員の前後方向、左右方向の移動量の時間変化を推定することができるという効果がある。
【００２４】
請求項７記載の発明によれば、請求項１ないし請求項６記載の発明の効果に加えて、前記タイミング制御手段は、前記左右方向拘束手段の作動遅延時間を乗員の前後移動量に線形に反比例させ、前記前後方向拘束手段の作動遅延時間を乗員の左右移動量に線形に反比例させるように設定するので、より詳細な拘束装置の作動遅延時間設定が可能となるという効果がある。
【００２５】
請求項８記載の発明によれば、請求項１ないし請求項６記載の発明の効果に加えて、前記タイミング制御手段は、前記左右方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された前後方向移動量に幾何級数により反比例させ、前記前後方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された左右方向移動量に幾何級数により反比例させるように設定するので、より詳細な拘束装置の作動遅延時間設定ができるという効果がある。
【００２６】
請求項９記載の発明によれば、請求項１ないし請求項６記載の発明の効果に加えて、前記タイミング制御手段は、前記左右方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された前後方向移動量に対し段階的に設定するようにしたので、拘束装置の作動遅延時間設定を容易にすることができるという効果がある。
【００２７】
請求項１０記載の発明によれば、請求項１ないし請求項６記載の発明の効果に加えて、前記タイミング制御手段は、前記前後方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された左右方向移動量に対し段階的に設定するようにしたので、拘束装置の作動遅延時間設定を容易にすることができるという効果がある。
【００２８】
請求項１１記載の発明によれば、請求項９または請求項１０記載の発明の効果に加えて、前記タイミング制御手段は、前記前後方向拘束手段または左右方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された前後方向移動量と左右方向移動量とのマトリクスにより設定するようにしたので、拘束装置の作動遅延時間設定を容易にすることができるという効果がある。
【００２９】
請求項１２記載の発明によれば、請求項１ないし請求項１１記載の発明の効果に加えて、前記移動量推定手段は、前記推定された前後方向移動量または左右方向移動量を少なくとも乗員の体格または位置または姿勢のいずれかにより補正するようにしたので、より正確な乗員の移動量を推定することができ、これに基づいてより適切な拘束装置の作動遅延時間を設定することができるという効果がある。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る車両用乗員拘束装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００３１】
〔第１実施形態〕
図２は、本発明に係る車両用乗員拘束装置を乗用車に適用した場合の全体構成を示す平面図であり、運転者に対応する拘束装置のみを示している。同図においてコントロールユニット１は、衝突検知及び前後左右の加速度を検出する加速度センサーユニット２（衝突検出手段）からの信号を受けて車両用乗員拘束装置の作動を制御する。加速度センサーユニット２には衝突を検知するとともに、車体前後方向及び車体左右方向のそれぞれの加速度を計測するための加速度センサーが搭載されている。ここで、前面衝突検知用センサをフロントサンドメンバ先端に搭載してもよく、また側面衝突検知用センサをセンターピラー下端に搭載しても良い。
【００３２】
シートベルトプリテンショナ３は、衝突初期にシートベルトのたるみを除去するようシートベルトを巻き込み、乗員７を拘束する拘束装置であり、ロードリミッタ機能も併せ持っている。前面衝突用エアバッグ４は、前面衝突時に乗員７とステアリング等車体部品との干渉による衝撃を吸収するための前後方向拘束装置である。
【００３３】
側面衝突用エアバッグ５は、側面衝突時に乗員７とピラー等車体部品との干渉による衝撃を吸収するための左右方向拘束装置である。バックルプリテンショナ６は、シートベルトに張力をあたえるべく、シートベルトのバックルを客室後方へ引き込む拘束装置である。
【００３４】
上記シートベルトプリテンショナ３，前面衝突用エアバッグ４，側面衝突用エアバッグ５，及びバックルプリテンショナ６は、コントロールユニット１からの信号によりその作動タイミングが制御されるよう構成されている。
【００３５】
図１は、本発明に係る車両用乗員拘束装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。図１において、車両用乗員拘束装置は、車両の衝突を検出する衝突検出手段である加速度センサーユニット２と、乗員を前後方向に拘束する前後方向拘束手段である前後方向拘束装置１０と、乗員を左右方向に拘束する左右方向拘束手段である左右方向拘束装置１１と、加速度センサーユニット２からの信号により、前後方向拘束装置１０及び左右方向拘束装置１１を作動させるタイミングを制御するタイミング制御手段であるタイミング制御部１３と、乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定する移動量推定手段である移動量推定部１２と、を備え、タイミング制御部１３は、推定された前後方向移動量及び左右方向移動量に基づいて、前後方向拘束装置１０（または左右方向拘束装置１１）を作動させてから、左右方向拘束装置１１（または前後方向拘束装置１０）を作動させるまでの作動遅延時間を演算し、該作動遅延時間は、前後方向移動量（または左右方向移動量）に比例し、かつ左右方向移動量（前後方向移動量）に反比例するように設定される（請求項１、請求項２）。
【００３６】
ここで、移動量推定部１２とタイミング制御部１３とは、コントロールユニット１としてまとめて実装されている。また乗員を前後方向に拘束する前後方向拘束装置１０は、前面衝突用エアバッグ４及びシートベルトプリテンショナ３であり、左右方向に拘束する左右方向拘束装置１１は、側面衝突用エアバッグ５及びバックルプリテンショナ６である。
【００３７】
次に、図３のフローチャート及び図４、図５のタイムチャートを参照して、第１実施形態の動作について説明する。図４（ａ）は、第１実施形態における前面衝突時のタイムチャートであり、図４（ｂ）は、第１実施形態における側面衝突時のタイムチャートである。図６は、斜め前面衝突時における前後方向の加速度（前後Ｇ）及び左右方向の加速度（左右Ｇ）の時間変化と図３のフローチャートの各ステップＳ１〜Ｓ９の対応を示すタイムチャートである。
【００３８】
図３において、はじめに、加速度センサーユニット２が検出した車両の前後方向及び左右方向の加速度をコントロールユニット１が読み込む（ステップＳ１）。次いで、前後方向の加速度が所定値を超えるか否かにより前面衝突したか否かを判定する（ステップＳ２）。前後方向の加速度が所定値を超えていれば、前面衝突と判定しステップＳ４へ進む。前後方向の加速度が所定値を超えていなければ、次いで、左右方向の加速度が所定値を超えるか否かにより側面衝突したか否かを判定する（ステップＳ３）。左右方向の加速度が所定値を超えていれば、側面衝突と判定しステップＳ１０へ進む。左右方向の加速度が所定値を超えていなければ、衝突はないとして、ステップＳ１へ戻る。
【００３９】
ステップＳ２で前面衝突と判定したとき、前後方向拘束装置１０である前面衝突用エアバッグ４及びシートベルトプリテンショナ３を作動させる（ステップＳ４）。この間の車両および乗員の挙動は、図１５（ｂ）に示すように、車両エンジンコンパートメントが潰れながら、減速する。このとき乗員は、車両に対し相対的に前方移動を開始するが、その移動は前後方向拘束装置の作動により拘束される。
【００４０】
次いで、乗員の前後方向及び左右方向移動量を推定し（ステップＳ５）、これら推定した前後方向移動量及び左右方向移動量に基づいて、乗員の左右方向拘束が必要か否かを判定する（ステップＳ６）。左右方向拘束が必要でなければ、以上で処理を終了する。左右方向拘束が必要であれば、左右方向拘束装置の作動遅延時間Ｔｄ１を演算し（ステップＳ７）、作動遅延時間Ｔｄ１が経過するまで待つ（ステップＳ８）。作動遅延時間Ｔｄ１となると左右方向拘束装置１１である側面衝突用エアバッグ５及びバックルプリテンショナ６を作動させる（ステップＳ９）。
【００４１】
ステップＳ３で側面衝突と判定したとき、左右方向拘束装置１１である側面衝突用エアバッグ５、及びシートベルトプリテンショナ３を作動させ（ステップＳ１０）、乗員の前後方向及び左右方向移動量を推定する（ステップＳ１１）。次いで、これら推定した前後方向移動量及び左右方向移動量に基づいて、乗員の前後方向拘束が必要か否かを判定する（ステップＳ１２）。前後方向拘束が必要でなければ、以上で処理を終了する。前後方向拘束が必要であれば、前後方向拘束装置の作動遅延時間Ｔｄ２を演算し（ステップＳ１３）、作動遅延時間Ｔｄ２が経過するまで待つ（ステップＳ１４）。作動遅延時間Ｔｄ２となると前後方向拘束装置１０である前面衝突用エアバッグ４、及びバックルプリテンショナ６を作動させる（ステップＳ１５）。
【００４２】
次に、前面衝突時の前後方向拘束装置作動後に行うステップＳ６の左右方向の拘束が必要かどうかの判断から、ステップＳ９の左右方向拘束装置の作動までの詳細例を図５の詳細フローチャートに示す。尚、以下の説明では、作動遅延時間Ｔｄ１と作動遅延時間Ｔｄ２とを特に区別せずに作動遅延時間Ｔｄと表記する。
【００４３】
図５において、前後方向拘束装置の作動後のステップＳ３１で、車体前後方向加速度（以下、前後Ｇと略す）、左右方向加速度（以下、左右Ｇと略す）、衝突後又は前後方向拘束装置１０の作動後の経過時間Ｔｓ（ｔ）が計測される。続くステップＳ３２では、前後Ｇおよび左右Ｇに基づいて乗員の前後方向移動量と左右方向移動量を推定し、これら推定移動量により左右方向拘束装置１１の作動遅延時間Ｔｄが演算される（請求項４）。
【００４４】
ここで作動遅延時間Ｔｄは、左右方向移動量の推測から決定されるものであり、前後Ｇが大きいほど大きく、左右Ｇが大きいほど小さく定義され、＊を乗算記号として、例えば、次に示す式（１）により演算されるものとする。
【００４５】
【数１】
Ｔｄ（ｔ）＝ｆ（前後Ｇ（ｔ））＊前後Ｇ（ｔ）／左右Ｇ（ｔ） …（１）
ここで、前後Ｇの増加に対して単調増加する関数ｆ（前後Ｇ（ｔ））は、たとえば、図７（ａ）に示すような前後Ｇの線形関係により定義される関数ｆとしてもよいし（請求項７）、あるいは、図７（ｂ）に示すように、関数ｆを前後Ｇの幾何級数で定義し、この関数ｆを用いて式（１）により作動遅延時間Ｔｄを演算してもよい。
【００４６】
また、作動遅延時間Ｔｄは、次に示す式（２）により演算することもできる。
【００４７】
【数２】
Ｔｄ（ｔ）＝ｆ（左右Ｇ（ｔ））＊前後Ｇ（ｔ） …（２）
ここで、左右Ｇの増加に対して単調減少（停留も含む）する関数ｆ（左右Ｇ（ｔ））は、図８（ａ）に示すよう関数ｆを左右Ｇの幾何級数に反比例する関数で定義したり（請求項８）、図８（ｂ）に示すよう関数ｆを左右Ｇの階段状の関数で定義し（請求項９）、それに前後Ｇを積算することにより作動遅延時間Ｔｄを求めてもよい。
【００４８】
さらに、図１６に示すように前後Ｇ、左右Ｇをそれぞれの段階にわけ、その２次元マトリックスの組み合わせで作動遅延時間Ｔｄを定義するようにしてもよい（請求項１１）。
【００４９】
いずれにせよ、これらの定義により車両左右方向に略平行な単純側面衝突で左右方向拘束装置が作動する場合に発生する左右Ｇより小さい左右Ｇでも、前後Ｇの状態によっては左右方向拘束装置が作動するように定義される。すなわち、従来の左右方向拘束装置が作動しない１０Ｇ程度の左右Ｇでも、前面衝突時の前後方向拘束装置作動後に、左右方向拘束装置を作動させることが可能である（請求項３）。
【００５０】
このようにして演算された左右方向拘束装置の作動遅延時間Ｔｄと、衝突開始時刻を基準とした現在の時刻、すなわち衝突発生からの経過時間Ｔｓ（ｔ）を加算することによりステップＳ３３で左右方向拘束装置が作動すべき時刻Ｔ（ｔ）が決定される。続くステップＳ３４〜Ｓ３６で前回のタイムステップ、すなわちｔ−△ｔ時に求められたＴ（ｔ−△ｔ）と比較され小さいほうをＴ（ｔ）とする。
【００５１】
ステップＳ３７では、ステップ３６で求められた作動時刻Ｔ（ｔ）と現在の時刻Ｔｓ（ｔ）の大小が比較され、作動時刻Ｔ（ｔ）の方が大きければ、ステップＳ３１からを繰り返し、作動時刻Ｔ（ｔ）の方が小さければ、ステップＳ３８で左右方向拘束装置作動トリガを出力する。このトリガをうけた左右方向拘束装置１１すなわち側面衝突用エアバッグ５および、バックルプリテンショナ６は、図３のステップＳ９で左右方向拘束装置を作動させ一連の作動を終了する。
【００５２】
一方、図３のステップＳ３で側面衝突と判断した場合、ステップＳ１０に進み、左右方向拘束装置１１すなわち側面衝突用エアバッグ５を作動させ、またシートベルトプリテンショナ３を作動させる。次いで乗員の前後方向及び左右方向移動量を推定し（ステップＳ１１）、これら推定した前後方向移動量及び左右方向移動量に基づいて、乗員の前後方向拘束が必要か否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００５３】
ステップＳ１２における前後方向拘束が必要か否かの判断のフローは、前面衝突時のステップＳ６の判断と同様である。ただし、側面衝突時に左右方向拘束装置１１を作動させた後の前後方向拘束装置１０の作動遅延時間Ｔｄ２は、前後Ｇが大きいほど小さく、左右Ｇが大きいほど大きく定義される。
【００５４】
この作動遅延時間Ｔｄ２の演算に用いられる式は、前後衝突時の式（１）、式（２）に代えて、次に示す式（３）、式（４）を用いる。
【００５５】
【数３】
Ｔｄ２（ｔ）＝ｆ（左右Ｇ（ｔ））＊左右Ｇ（ｔ）／前後Ｇ（ｔ） …（３）
ここで、左右Ｇの増加に対して単調増加する関数ｆ（左右Ｇ（ｔ））は、たとえば、左右Ｇの線形関係により定義される関数ｆとしてもよいし（請求項７）、あるいは、関数ｆを左右Ｇの幾何級数で定義し、この関数ｆを用いて式（３）により作動遅延時間Ｔｄ２を演算してもよい。
【００５６】
また、作動遅延時間Ｔｄ２は、次に示す式（４）により演算することもできる。
【００５７】
【数４】
Ｔｄ２（ｔ）＝ｆ（前後Ｇ（ｔ））＊左右Ｇ（ｔ） …（４）
これらの式（３）、（４）の説明は、図７、図８の「前後」を「左右」と読み替え、「左右」を「前後」と読み替えて、参照することができる。
【００５８】
こうして、側面衝突時に、従来の前後方向拘束装置が作動する限界の前後Ｇより小さい前後Ｇでも、左右Ｇの状態によっては前後方向拘束装置が作動するように定義される（請求項３）。
【００５９】
すなわち、従来の前後方向拘束装置が作動しない１０Ｇ程度の前後Ｇでも、側面衝突時に左右方向拘束装置を作動させた後に前後方向拘束装置を作動させることが可能である。続くステップＳ１５で前後方向拘束装置１０すなわち前面衝突用エアバッグ４を作動させ、またバックルプリテンショナ６を作動させて一連の作動を終了する。
【００６０】
以上のように前後方向拘束装置の作動後に車体にかかる前後加速度及び左右加速度から乗員の移動量を推定し、左右方向拘束装置の作動の必要性を判断すること、あるいは、左右方向拘束装置の作動後に車体にかかる前後加速度及び左右加速度から乗員の移動量を推定し、前後方向拘束装置の作動の必要性を判断することにより、従来の斜め衝突のような前後方向拘束装置または左右方向拘束装置のいずれか一方しか作動しない、または作動遅れが発生する可能性があるような状況でも乗員の移動を確実に拘束するために十分な拘束装置作動の応答性が得ることが可能となる。
【００６１】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を図面を参照して説明する。
第２実施形態は、前面衝突の場合に作用を特化した場合である。第２実施形態の構成は、第１実施形態に対してシートベルトにかかる張力を検出するシートベルト張力計８、図示していないシート座面圧力計１０、シート位置検出装置１１を付加したものであり、シートベルト張力計８は衝突後のシートベルト張力を計測し、コントロールユニット１にその計測値を送るよう構成されている。
【００６２】
動作フローは第１実施形態と同様である。ただし、図３のステップＳ６の左右方向拘束の必要性の判定、及びステップＳ７の左右方向拘束装置の作動遅延時間Ｔｄの演算には、図９，１０、１１に示すようシートベルト張力が使用される（請求項５）。
【００６３】
図９は、第２実施形態の動作を説明するタイムチャートであり、図１０は第２実施形態の要部の動作を説明するフローチャートである。また図１１は、シートベルト張力Ｆ（ｔ）と、所定のシートベルト張力閾値Ｃｆ（ｔ）とを示すタイムチャートである。
【００６４】
図１０において、まず、ステップＳ４１でシートベルトプリテンショナ３の作動が確認された後、ステップＳ４２で、シートベルト張力Ｆ（ｔ）、前後方向拘束装置の作動後の経過時間Ｔｓ（ｔ）が計測される。続くステップＳ４３では、あらかじめ設定されているシートベルト張力閾値Ｃｆ（ｔ）とシートベルト張力Ｆ（ｔ）が比較される。
【００６５】
シートベルト張力閾値Ｃｆ（ｔ）は、図１７に示すよう前後Ｇ、乗員の体格、シート位置、乗車姿勢により補正される（請求項１２）。ただし、シート位置補正係数Ｓ１（ｄ）はシート位置が可動範囲の中央の場合を０とし、それより前方の場合、シート位置補正係数Ｓ１（ｄ）は−の値で前方ほど小さい値をとるよう、後方の場合＋の値で後方ほど大きい値となるよう定義される。また乗車姿勢補正係数Ｓ２（ａ）は、乗車姿勢として、シートバック角度を計測使用しており、シートバック角度２０°の場合を０とし、それより角度が小さい場合、乗車姿勢補正係数Ｓ２（ａ）は−の値で前方ほど小さい値をとるよう、角度が２０°より大きい場合は乗車姿勢補正係数Ｓ２（ａ）は＋の値で角度が大きいほど大きい値となるよう定義される。
【００６６】
シートベルト張力計８が検出するシートベルト張力Ｆ（ｔ）は、そのピーク値が大きいほど、また張力持続時間が長いほど、乗員の左右方向移動量が小さい。従って、シートベルト張力と張力持続時間により乗員の左右方向移動量を演算することができる（請求項５）。
【００６７】
これにより、図１１に示す単純側面衝突時に発生するシートベルト張力よりも大きく、持続時間も大きい範囲、すなわち、単純側面衝突で発生する乗員左右方向移動量より小さい場合でも、左右方向拘束装置作動の必要性の判定されることになる。ステップＳ４２〜Ｓ４３は、シートベルト張力Ｆ（ｔ）がシートベルト張力閾値Ｃｆ（ｔ）より小さくなるまで繰り返される。Ｆ（ｔ）の方がＣｆ（ｔ）より小さい場合は、続くステップＳ４４で左右方向拘束装置の作動遅延時間Ｔｄと、現在の時刻、すなわち衝突発生からの経過時間Ｔｓ（ｔ）を加算することにより、左右方向拘束装置の作動時刻Ｔが決定される。ここで左右方向拘束装置の作動遅延時間Ｔｄは一定値とする。
【００６８】
ステップＳ４５では、ステップＳ４４で求められた作動時刻Ｔと現在の時刻Ｔｓ（ｔ）の大小が比較され、作動時刻Ｔの方が大きければ、引き続きステップＳ４６で現在の時刻Ｔｓ（ｔ）を計測、ステップＳ４５を繰り返し、作動時刻Ｔの方が現在の時刻Ｔｓ（ｔ）より小さい場合、ステップＳ４６で左右方向拘束装置作動トリガを出力する。このトリガをうけた左右方向拘束装置１１すなわち側面衝突用エアバッグ５及びバックルプリテンショナ６は、図３ステップＳ９で左右方向拘束装置を作動させ一連の作動を終了する。
【００６９】
以上のように第２実施形態では、第１実施形態と同様の効果が得られるのに加え、シートベルト張力から前面衝突後の乗員の左右方向移動量および移動開始をより正確に推定することが可能となる。
【００７０】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態を図面を参照して説明する。
第３実施形態は、前面衝突の場合に作用を特化した場合である。第３実施形態の構成は、第１実施形態に前面衝突用エアバッグ内圧計９、図示していないシート座面圧力計１０、シート位置検出装置１１を付加したものであり、前面衝突用エアバッグ内圧計９は衝突後の前面衝突用エアバッグ４の内圧を計測し、コントロールユニット１にその計測値を送るよう構成されている。
【００７１】
動作フローは第１実施形態と同様である。ただし、図３のステップＳ６の左右方向拘束の必要性の判定、ないしステップＳ７の左右方向拘束装置の作動遅延時間Ｔｄの演算には、図１２，１３、１４に示すように前面衝突用エアバッグ内圧が使用される（請求項６）。
【００７２】
図１２は、第３実施形態の動作を説明するタイムチャートである。図１３は、第３実施形態の要部の動作を説明するフローチャートである。図１４は、前面衝突用エアバッグ内圧Ｐ（ｔ）と、所定の前面衝突用エアバッグ内圧閾値Ｃｐ（ｔ）とを説明するタイムチャートである。
【００７３】
図１３において、ステップＳ５１で前面衝突用エアバッグ４の作動が確認された後、ステップＳ５２で、前面衝突用エアバッグ内圧Ｐ（ｔ）、前後方向拘束装置の作動後の経過時間Ｔｓ（ｔ）が計測される。続くステップＳ５３では、あらかじめ設定されている前面衝突用エアバッグ内圧閾値Ｃｐ（ｔ）と前面衝突用エアバッグ内圧Ｐ（ｔ）が比較される。
【００７４】
前面衝突用エアバッグ内圧閾値Ｃｐ（ｔ）は、図１７に示すよう前後Ｇ、乗員の体格、乗車位置、乗車姿勢により補正される（請求項１２）。ここで、エアバッグ内圧はそのピーク値が大きいほど、また内圧持続時間が長いほど、乗員の左右方向移動量が小さい。したがって、図１４に示す単純側面衝突時に発生するエアバッグ内圧よりも大きく、持続時間も大きい範囲、すなわち、単純側面衝突で発生する乗員左右方向移動量より小さい場合でも、左右方向拘束の必要性が判定されることになる。ステップＳ５２〜Ｓ５３は、Ｐ（ｔ）がＣｐ（ｔ）より小さくなるまで繰り返される。
【００７５】
Ｐ（ｔ）の方がＣｐ（ｔ）より小さい場合は、続くステップＳ５４でＴｄと現在の時刻、すなわち衝突発生からの経過時間Ｔｓ（ｔ）を加算することにより左右方向拘束装置の作動時刻Ｔが決定される。ここで左右方向拘束装置の作動遅延時間Ｔｄは一定値とする。ステップＳ５５では、ステップＳ５４で求められた作動時刻Ｔと現在の時刻Ｔｓ（ｔ）の大小が比較され、作動時刻Ｔの方が大きければ、引き続きステップＳ５６で現在の時刻Ｔｓ（ｔ）を計測、ステップＳ５５を繰り返し、作動時刻Ｔの方が現在の時刻Ｔｓ（ｔ）より小さい場合、ステップＳ５６で左右方向拘束装置の作動トリガを出力する。このトリガをうけた左右方向拘束装置１１すなわち側面衝突用エアバッグ５及びバックルプリテンショナ６は、図３のステップＳ９で左右方向拘束装置を作動させ一連の作動を終了する。
【００７６】
以上のように第３実施形態では、第１実施形態と同様の効果が得られるのに加え、前面衝突用エアバッグ内圧から前面衝突後の乗員の左右方向移動量および移動開始をより正確に推定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用乗員拘束装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る車両用乗員拘束装置の全体構成を示す平面図である。
【図３】第１実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図４】（ａ）第１実施形態における前面衝突時のタイムチャート、（ｂ）第１実施形態における側面衝突時のタイムチャートである。
【図５】第１実施形態の前後方向（左右方向）拘束装置作動後の左右方向（前後方向）拘束装置の作動遅延時間を決定するフローチャートである。
【図６】斜め前面衝突時の車体加速度発生例を示すタイムチャートである。
【図７】第１実施形態における作動遅延時間の定義説明図である。
【図８】第１実施形態における作動遅延時間の定義説明図である。
【図９】第２実施形態の動作を説明するタイムチャートである。
【図１０】第２実施形態における前後方向拘束装置作動後の左右方向拘束装置の作動遅延時間を決定するフローチャートである。
【図１１】第２実施形態におけるシートベルト張力閾値の説明図である。
【図１２】第３実施形態の動作を説明するタイムチャートである。
【図１３】第３実施形態における前後方向拘束装置作動後の左右方向拘束装置の作動遅延時間を決定するフローチャートである。
【図１４】第３実施形態における前面衝突用エアバッグ内圧閾値の説明図である。
【図１５】実施形態作動時の車両および乗員の挙動を説明する図である。
【図１６】第１実施形態における作動遅延時間の定義説明図である。
【図１７】第２，３実施形態における閾値補正方法の説明図である。
【符号の説明】
１ コントロールユニット
２ 加速度センサユニット
３ シートベルトプリテンショナ
４ 前面衝突用エアバッグ
５ 側面衝突用エアバッグ
６ バックルプリテンショナ
１０ 前後方向拘束装置
１１ 左右方向拘束装置
１２ 移動量推定部
１３ タイミング制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用乗員拘束装置に係り、特に推定した乗員の挙動に応じて前後方向及び左右方向に乗員を拘束する車両用乗員拘束装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より車両衝突時に乗員を保護するために、シートベルト、エアバッグ、ニーパッド等の乗員拘束装置が用いられている。一般に乗用車用のシートベルトは、乗員身体の中心線に対して非対称に装着されるため、衝突時に乗員身体のねじれを生じる。この乗員身体のねじれを抑制し、衝撃吸収性能を最大限に高める技術として、特開平５−３９０００号公報記載の技術が知られている。この従来技術は、乗員測定センサにより乗員の体格や挙動を把握し、エアバッグ、シートベルト、ニーパッド等を調整制御し、衝突時の衝撃吸収効果を高めるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例によれば、乗員測定センサで検出した乗員の変位に応じて各拘束装置を作動させるため、乗員の移動を確実に拘束するためには、必ずしも乗員移動に対する拘束装置作動に十分な応答性が得られないケースが発生する可能性がある。
【０００４】
たとえば、図１５に示したような斜め前面衝突の場合、衝突してからエンジンコンパートメントが衝撃エネルギーを吸収して潰れる間は、左右方向の移動量は小さく、車体に発生する左右方向の加速度も小さい。しかしエンジンコンパートメントが潰れ終わると車両の回転や車両左右方向の衝撃力により左右方向の加速度が大きくなり、乗員に左右方向の力が作用する。この時点でシートベルトはロードリミッタが機能しているため、左右方向の拘束力は小さく、しかも、通常の側面衝突時ほど大きな車体左右方向加速度ではないため、サイドエアバッグ等の左右方向の拘束装置も作動しない可能性がある。また乗員の挙動に応じて作動したとしても、エアバッグ等が展開に時間を要するため、その効果が十分に発揮できない可能性もある。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、従来の車両用乗員拘束装置では、前後方向拘束装置または左右方向拘束装置の一方の拘束装置しか作動しない衝突時にも、乗員の前後方向移動量及び左右方向移動量を推定し、この推定結果に応じて他方の拘束装置も最適なタイミングで作動させることにより、乗員移動及び車体変形に伴う乗員と部品との干渉を回避し、もし干渉した場合にも衝撃吸収能力を最大限に発揮させることができる車両用乗員拘束装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記目的を達成するため、車両の衝突を検出する衝突検出手段と、乗員を前後方向に拘束する前後方向拘束手段と、乗員を左右方向に拘束する左右方向拘束手段と、前記衝突検出手段からの信号により、前記前後方向拘束手段及び前記左右方向拘束手段を作動させるタイミングを制御するタイミング制御手段と、乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定する移動量推定手段と、を備えた車両用乗員拘束装置であって、前記タイミング制御手段は、前記推定された前後方向移動量及び左右方向移動量に基づいて、前記前後方向拘束手段を作動させてから前記左右方向拘束手段を作動させるまでの作動遅延時間を設定し、該作動遅延時間は、前記前後方向移動量に比例し、かつ前記左右方向移動量に反比例するように設定されることを要旨とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、上記目的を達成するため、車両の衝突を検出する衝突検出手段と、乗員を前後方向に拘束する前後方向拘束手段と、乗員を左右方向に拘束する左右方向拘束手段と、前記衝突検出手段からの信号により、前記前後方向拘束手段及び前記左右方向拘束手段を作動させるタイミングを制御するタイミング制御手段と、乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定する移動量推定手段と、を備えた車両用乗員拘束装置であって、前記タイミング制御手段は、前記推定された前後方向移動量及び左右方向移動量に基づいて、前記左右方向拘束手段を作動させてから前記前後方向拘束手段を作動させるまでの作動遅延時間を設定し、該作動遅延時間は、前記左右方向移動量に比例し、かつ前記前後方向移動量に反比例するように設定されることを要旨とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項１または請求項２記載の車両用乗員拘束装置において、前記推定される前後方向移動量及び左右方向移動量は、少なくとも大小２つの設定域を有し、小さい設定域は、車両前後方向に略平行な前面衝突または車両左右方向に略平行な側面衝突で発生する推定移動量以下の値とすることを要旨とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置において、前記移動量推定手段は、車体にかかる車両前後方向加速度と車体にかかる車両左右方向加速度とに基づいて、乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定することを要旨とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置において、前記移動量推定手段は、シートベルトにかかる張力に基づいて乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定することを要旨とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置において、前記移動量推定手段は、エアバッグの内圧に基づいて乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定することを要旨とする。
【００１２】
請求項７記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置において、前記タイミング制御手段は、前記左右方向拘束手段の作動遅延時間を乗員の前後移動量に線形に反比例させ、前記前後方向拘束手段の作動遅延時間を乗員の左右移動量に線形に反比例させるように設定することを要旨とする。
【００１３】
請求項８記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置において、前記タイミング制御手段は、前記左右方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された前後方向移動量に幾何級数により反比例させ、前記前後方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された左右方向移動量に幾何級数により反比例させるように設定することを要旨とする。
【００１４】
請求項９記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置において、前記タイミング制御手段は、前記左右方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された前後方向移動量に対し段階的に設定することを要旨とする。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置において、前記タイミング制御手段は、前記前後方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された左右方向移動量に対し段階的に設定することを要旨とする。
【００１６】
請求項１１記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項９または請求項１０記載の車両用乗員拘束装置において、前記タイミング制御手段は、前記前後方向拘束手段または左右方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された前後方向移動量と左右方向移動量とのマトリクスにより設定することを要旨とする。
【００１７】
請求項１２記載の発明は、上記目的を達成するため、請求項１ないし請求項１１のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置において、前記移動量推定手段は、前記推定された前後方向移動量または左右方向移動量を少なくとも乗員の体格または位置または姿勢のいずれかにより補正することを要旨とする。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、車両の衝突を検出する衝突検出手段と、乗員を前後方向に拘束する前後方向拘束手段と、乗員を左右方向に拘束する左右方向拘束手段と、前記衝突検出手段からの信号により、前記前後方向拘束手段及び前記左右方向拘束手段を作動させるタイミングを制御するタイミング制御手段と、乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定する移動量推定手段と、を備えた車両用乗員拘束装置であって、前記タイミング制御手段は、前記推定された前後方向移動量及び左右方向移動量に基づいて、前記前後方向拘束手段を作動させてから前記左右方向拘束手段を作動させるまでの作動遅延時間を設定し、該作動遅延時間は、前記前後方向移動量に比例し、前記左右方向移動量に反比例するよう設定したので、車両の衝突方向を検知するとともに、乗員の前後、左右方向の移動量を推定し、たとえ従来の単純な前面衝突や単純な側面衝突で一方の拘束手段が作動し他方の拘束手段が作動しないような乗員移動量であっても、その推定移動量に対し前後方向拘束手段と左右方向拘束手段を適切なタイミングで作動させることにより、乗員移動および車体変形に伴う乗員と部品との干渉を最小にし、干渉した場合その衝撃吸収を最大にすることができるという効果がある。
【００１９】
請求項２記載の発明によれば、車両の衝突を検出する衝突検出手段と、乗員を前後方向に拘束する前後方向拘束手段と、乗員を左右方向に拘束する左右方向拘束手段と、前記衝突検出手段からの信号により、前記前後方向拘束手段及び前記左右方向拘束手段を作動させるタイミングを制御するタイミング制御手段と、乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定する移動量推定手段と、を備えた車両用乗員拘束装置であって、前記タイミング制御手段は、前記推定された前後方向移動量及び左右方向移動量に基づいて、前記左右方向拘束手段を作動させてから前記前後方向拘束手段を作動させるまでの作動遅延時間を設定したので、車両の衝突方向を検知するとともに、乗員の前後、左右方向の移動量を推定し、たとえ従来の単純な前面衝突や単純な側面衝突で一方の拘束手段が作動し他方の拘束手段が作動しないような乗員移動量であっても、その推定移動量に対し前後方向拘束手段と左右方向拘束手段を適切なタイミングで作動させることにより、乗員移動および車体変形に伴う乗員と部品との干渉を最小にし、干渉した場合その衝撃吸収を最大にすることができるという効果がある。
【００２０】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の発明の効果に加えて、前記推定される前後方向移動量及び左右方向移動量は、少なくとも大小２つの設定域を有し、小さい設定域は、車両前後方向に略平行な前面衝突または車両左右方向に略平行な側面衝突で発生する推定移動量以下の値とするようにしたので、従来左右方向拘束手段が作動しなかった単純前面衝突、または従来前後方向拘束手段が作動しなかった単純側面衝突においても、乗員の左右方向移動量及び前後左右移動量を推定して、左右方向拘束装置または前後方向拘束装置を作動させて、車体の衝突変形後の二次的な加速度による乗員と部品との干渉を効果的に回避または衝撃吸収を最大限に発揮することができるという効果がある。
【００２１】
請求項４記載の発明によれば、請求項１ないし請求項３記載の発明の効果に加えて、前記移動量推定手段は、車体にかかる車両前後方向加速度と車体にかかる車両左右方向加速度とに基づいて、乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定するので、前方からの衝突に対しても、側方からの衝突に対しても乗員の前後及び左右方向の移動量を推定することができるという効果がある。
【００２２】
請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし請求項３記載の発明の効果に加えて、前記移動量推定手段は、シートベルトにかかる張力に基づいて乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定するので、拘束手段の作動状況を把握することができ、より直接的に乗員の前後方向、左右方向の移動量の時間変化を推定することができるという効果がある。
【００２３】
請求項６記載の発明によれば、請求項１ないし請求項３記載の発明の効果に加えて、前記移動量推定手段は、エアバッグの内圧に基づいて乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定するので、拘束手段の作動状況を把握することができ、より直接的に乗員の前後方向、左右方向の移動量の時間変化を推定することができるという効果がある。
【００２４】
請求項７記載の発明によれば、請求項１ないし請求項６記載の発明の効果に加えて、前記タイミング制御手段は、前記左右方向拘束手段の作動遅延時間を乗員の前後移動量に線形に反比例させ、前記前後方向拘束手段の作動遅延時間を乗員の左右移動量に線形に反比例させるように設定するので、より詳細な拘束装置の作動遅延時間設定が可能となるという効果がある。
【００２５】
請求項８記載の発明によれば、請求項１ないし請求項６記載の発明の効果に加えて、前記タイミング制御手段は、前記左右方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された前後方向移動量に幾何級数により反比例させ、前記前後方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された左右方向移動量に幾何級数により反比例させるように設定するので、より詳細な拘束装置の作動遅延時間設定ができるという効果がある。
【００２６】
請求項９記載の発明によれば、請求項１ないし請求項６記載の発明の効果に加えて、前記タイミング制御手段は、前記左右方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された前後方向移動量に対し段階的に設定するようにしたので、拘束装置の作動遅延時間設定を容易にすることができるという効果がある。
【００２７】
請求項１０記載の発明によれば、請求項１ないし請求項６記載の発明の効果に加えて、前記タイミング制御手段は、前記前後方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された左右方向移動量に対し段階的に設定するようにしたので、拘束装置の作動遅延時間設定を容易にすることができるという効果がある。
【００２８】
請求項１１記載の発明によれば、請求項９または請求項１０記載の発明の効果に加えて、前記タイミング制御手段は、前記前後方向拘束手段または左右方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された前後方向移動量と左右方向移動量とのマトリクスにより設定するようにしたので、拘束装置の作動遅延時間設定を容易にすることができるという効果がある。
【００２９】
請求項１２記載の発明によれば、請求項１ないし請求項１１記載の発明の効果に加えて、前記移動量推定手段は、前記推定された前後方向移動量または左右方向移動量を少なくとも乗員の体格または位置または姿勢のいずれかにより補正するようにしたので、より正確な乗員の移動量を推定することができ、これに基づいてより適切な拘束装置の作動遅延時間を設定することができるという効果がある。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る車両用乗員拘束装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００３１】
〔第１実施形態〕
図２は、本発明に係る車両用乗員拘束装置を乗用車に適用した場合の全体構成を示す平面図であり、運転者に対応する拘束装置のみを示している。同図においてコントロールユニット１は、衝突検知及び前後左右の加速度を検出する加速度センサーユニット２（衝突検出手段）からの信号を受けて車両用乗員拘束装置の作動を制御する。加速度センサーユニット２には衝突を検知するとともに、車体前後方向及び車体左右方向のそれぞれの加速度を計測するための加速度センサーが搭載されている。ここで、前面衝突検知用センサをフロントサンドメンバ先端に搭載してもよく、また側面衝突検知用センサをセンターピラー下端に搭載しても良い。
【００３２】
シートベルトプリテンショナ３は、衝突初期にシートベルトのたるみを除去するようシートベルトを巻き込み、乗員７を拘束する拘束装置であり、ロードリミッタ機能も併せ持っている。前面衝突用エアバッグ４は、前面衝突時に乗員７とステアリング等車体部品との干渉による衝撃を吸収するための前後方向拘束装置である。
【００３３】
側面衝突用エアバッグ５は、側面衝突時に乗員７とピラー等車体部品との干渉による衝撃を吸収するための左右方向拘束装置である。バックルプリテンショナ６は、シートベルトに張力をあたえるべく、シートベルトのバックルを客室後方へ引き込む拘束装置である。
【００３４】
上記シートベルトプリテンショナ３，前面衝突用エアバッグ４，側面衝突用エアバッグ５，及びバックルプリテンショナ６は、コントロールユニット１からの信号によりその作動タイミングが制御されるよう構成されている。
【００３５】
図１は、本発明に係る車両用乗員拘束装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。図１において、車両用乗員拘束装置は、車両の衝突を検出する衝突検出手段である加速度センサーユニット２と、乗員を前後方向に拘束する前後方向拘束手段である前後方向拘束装置１０と、乗員を左右方向に拘束する左右方向拘束手段である左右方向拘束装置１１と、加速度センサーユニット２からの信号により、前後方向拘束装置１０及び左右方向拘束装置１１を作動させるタイミングを制御するタイミング制御手段であるタイミング制御部１３と、乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定する移動量推定手段である移動量推定部１２と、を備え、タイミング制御部１３は、推定された前後方向移動量及び左右方向移動量に基づいて、前後方向拘束装置１０（または左右方向拘束装置１１）を作動させてから、左右方向拘束装置１１（または前後方向拘束装置１０）を作動させるまでの作動遅延時間を演算し、該作動遅延時間は、前後方向移動量（または左右方向移動量）に比例し、かつ左右方向移動量（前後方向移動量）に反比例するように設定される（請求項１、請求項２）。
【００３６】
ここで、移動量推定部１２とタイミング制御部１３とは、コントロールユニット１としてまとめて実装されている。また乗員を前後方向に拘束する前後方向拘束装置１０は、前面衝突用エアバッグ４及びシートベルトプリテンショナ３であり、左右方向に拘束する左右方向拘束装置１１は、側面衝突用エアバッグ５及びバックルプリテンショナ６である。
【００３７】
次に、図３のフローチャート及び図４、図５のタイムチャートを参照して、第１実施形態の動作について説明する。図４（ａ）は、第１実施形態における前面衝突時のタイムチャートであり、図４（ｂ）は、第１実施形態における側面衝突時のタイムチャートである。図６は、斜め前面衝突時における前後方向の加速度（前後Ｇ）及び左右方向の加速度（左右Ｇ）の時間変化と図３のフローチャートの各ステップＳ１〜Ｓ９の対応を示すタイムチャートである。
【００３８】
図３において、はじめに、加速度センサーユニット２が検出した車両の前後方向及び左右方向の加速度をコントロールユニット１が読み込む（ステップＳ１）。次いで、前後方向の加速度が所定値を超えるか否かにより前面衝突したか否かを判定する（ステップＳ２）。前後方向の加速度が所定値を超えていれば、前面衝突と判定しステップＳ４へ進む。前後方向の加速度が所定値を超えていなければ、次いで、左右方向の加速度が所定値を超えるか否かにより側面衝突したか否かを判定する（ステップＳ３）。左右方向の加速度が所定値を超えていれば、側面衝突と判定しステップＳ１０へ進む。左右方向の加速度が所定値を超えていなければ、衝突はないとして、ステップＳ１へ戻る。
【００３９】
ステップＳ２で前面衝突と判定したとき、前後方向拘束装置１０である前面衝突用エアバッグ４及びシートベルトプリテンショナ３を作動させる（ステップＳ４）。この間の車両および乗員の挙動は、図１５（ｂ）に示すように、車両エンジンコンパートメントが潰れながら、減速する。このとき乗員は、車両に対し相対的に前方移動を開始するが、その移動は前後方向拘束装置の作動により拘束される。
【００４０】
次いで、乗員の前後方向及び左右方向移動量を推定し（ステップＳ５）、これら推定した前後方向移動量及び左右方向移動量に基づいて、乗員の左右方向拘束が必要か否かを判定する（ステップＳ６）。左右方向拘束が必要でなければ、以上で処理を終了する。左右方向拘束が必要であれば、左右方向拘束装置の作動遅延時間Ｔｄ１を演算し（ステップＳ７）、作動遅延時間Ｔｄ１が経過するまで待つ（ステップＳ８）。作動遅延時間Ｔｄ１となると左右方向拘束装置１１である側面衝突用エアバッグ５及びバックルプリテンショナ６を作動させる（ステップＳ９）。
【００４１】
ステップＳ３で側面衝突と判定したとき、左右方向拘束装置１１である側面衝突用エアバッグ５、及びシートベルトプリテンショナ３を作動させ（ステップＳ１０）、乗員の前後方向及び左右方向移動量を推定する（ステップＳ１１）。次いで、これら推定した前後方向移動量及び左右方向移動量に基づいて、乗員の前後方向拘束が必要か否かを判定する（ステップＳ１２）。前後方向拘束が必要でなければ、以上で処理を終了する。前後方向拘束が必要であれば、前後方向拘束装置の作動遅延時間Ｔｄ２を演算し（ステップＳ１３）、作動遅延時間Ｔｄ２が経過するまで待つ（ステップＳ１４）。作動遅延時間Ｔｄ２となると前後方向拘束装置１０である前面衝突用エアバッグ４、及びバックルプリテンショナ６を作動させる（ステップＳ１５）。
【００４２】
次に、前面衝突時の前後方向拘束装置作動後に行うステップＳ６の左右方向の拘束が必要かどうかの判断から、ステップＳ９の左右方向拘束装置の作動までの詳細例を図５の詳細フローチャートに示す。尚、以下の説明では、作動遅延時間Ｔｄ１と作動遅延時間Ｔｄ２とを特に区別せずに作動遅延時間Ｔｄと表記する。
【００４３】
図５において、前後方向拘束装置の作動後のステップＳ３１で、車体前後方向加速度（以下、前後Ｇと略す）、左右方向加速度（以下、左右Ｇと略す）、衝突後又は前後方向拘束装置１０の作動後の経過時間Ｔｓ（ｔ）が計測される。続くステップＳ３２では、前後Ｇおよび左右Ｇに基づいて乗員の前後方向移動量と左右方向移動量を推定し、これら推定移動量により左右方向拘束装置１１の作動遅延時間Ｔｄが演算される（請求項４）。
【００４４】
ここで作動遅延時間Ｔｄは、左右方向移動量の推測から決定されるものであり、前後Ｇが大きいほど大きく、左右Ｇが大きいほど小さく定義され、＊を乗算記号として、例えば、次に示す式（１）により演算されるものとする。
【００４５】
【数１】
Ｔｄ（ｔ）＝ｆ（前後Ｇ（ｔ））＊前後Ｇ（ｔ）／左右Ｇ（ｔ） …（１）
ここで、前後Ｇの増加に対して単調増加する関数ｆ（前後Ｇ（ｔ））は、たとえば、図７（ａ）に示すような前後Ｇの線形関係により定義される関数ｆとしてもよいし（請求項７）、あるいは、図７（ｂ）に示すように、関数ｆを前後Ｇの幾何級数で定義し、この関数ｆを用いて式（１）により作動遅延時間Ｔｄを演算してもよい。
【００４６】
また、作動遅延時間Ｔｄは、次に示す式（２）により演算することもできる。
【００４７】
【数２】
Ｔｄ（ｔ）＝ｆ（左右Ｇ（ｔ））＊前後Ｇ（ｔ） …（２）
ここで、左右Ｇの増加に対して単調減少（停留も含む）する関数ｆ（左右Ｇ（ｔ））は、図８（ａ）に示すよう関数ｆを左右Ｇの幾何級数に反比例する関数で定義したり（請求項８）、図８（ｂ）に示すよう関数ｆを左右Ｇの階段状の関数で定義し（請求項９）、それに前後Ｇを積算することにより作動遅延時間Ｔｄを求めてもよい。
【００４８】
さらに、図１６に示すように前後Ｇ、左右Ｇをそれぞれの段階にわけ、その２次元マトリックスの組み合わせで作動遅延時間Ｔｄを定義するようにしてもよい（請求項１１）。
【００４９】
いずれにせよ、これらの定義により車両左右方向に略平行な単純側面衝突で左右方向拘束装置が作動する場合に発生する左右Ｇより小さい左右Ｇでも、前後Ｇの状態によっては左右方向拘束装置が作動するように定義される。すなわち、従来の左右方向拘束装置が作動しない１０Ｇ程度の左右Ｇでも、前面衝突時の前後方向拘束装置作動後に、左右方向拘束装置を作動させることが可能である（請求項３）。
【００５０】
このようにして演算された左右方向拘束装置の作動遅延時間Ｔｄと、衝突開始時刻を基準とした現在の時刻、すなわち衝突発生からの経過時間Ｔｓ（ｔ）を加算することによりステップＳ３３で左右方向拘束装置が作動すべき時刻Ｔ（ｔ）が決定される。続くステップＳ３４〜Ｓ３６で前回のタイムステップ、すなわちｔ−△ｔ時に求められたＴ（ｔ−△ｔ）と比較され小さいほうをＴ（ｔ）とする。
【００５１】
ステップＳ３７では、ステップ３６で求められた作動時刻Ｔ（ｔ）と現在の時刻Ｔｓ（ｔ）の大小が比較され、作動時刻Ｔ（ｔ）の方が大きければ、ステップＳ３１からを繰り返し、作動時刻Ｔ（ｔ）の方が小さければ、ステップＳ３８で左右方向拘束装置作動トリガを出力する。このトリガをうけた左右方向拘束装置１１すなわち側面衝突用エアバッグ５および、バックルプリテンショナ６は、図３のステップＳ９で左右方向拘束装置を作動させ一連の作動を終了する。
【００５２】
一方、図３のステップＳ３で側面衝突と判断した場合、ステップＳ１０に進み、左右方向拘束装置１１すなわち側面衝突用エアバッグ５を作動させ、またシートベルトプリテンショナ３を作動させる。次いで乗員の前後方向及び左右方向移動量を推定し（ステップＳ１１）、これら推定した前後方向移動量及び左右方向移動量に基づいて、乗員の前後方向拘束が必要か否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００５３】
ステップＳ１２における前後方向拘束が必要か否かの判断のフローは、前面衝突時のステップＳ６の判断と同様である。ただし、側面衝突時に左右方向拘束装置１１を作動させた後の前後方向拘束装置１０の作動遅延時間Ｔｄ２は、前後Ｇが大きいほど小さく、左右Ｇが大きいほど大きく定義される。
【００５４】
この作動遅延時間Ｔｄ２の演算に用いられる式は、前後衝突時の式（１）、式（２）に代えて、次に示す式（３）、式（４）を用いる。
【００５５】
【数３】
Ｔｄ２（ｔ）＝ｆ（左右Ｇ（ｔ））＊左右Ｇ（ｔ）／前後Ｇ（ｔ） …（３）
ここで、左右Ｇの増加に対して単調増加する関数ｆ（左右Ｇ（ｔ））は、たとえば、左右Ｇの線形関係により定義される関数ｆとしてもよいし（請求項７）、あるいは、関数ｆを左右Ｇの幾何級数で定義し、この関数ｆを用いて式（３）により作動遅延時間Ｔｄ２を演算してもよい。
【００５６】
また、作動遅延時間Ｔｄ２は、次に示す式（４）により演算することもできる。
【００５７】
【数４】
Ｔｄ２（ｔ）＝ｆ（前後Ｇ（ｔ））＊左右Ｇ（ｔ） …（４）
これらの式（３）、（４）の説明は、図７、図８の「前後」を「左右」と読み替え、「左右」を「前後」と読み替えて、参照することができる。
【００５８】
こうして、側面衝突時に、従来の前後方向拘束装置が作動する限界の前後Ｇより小さい前後Ｇでも、左右Ｇの状態によっては前後方向拘束装置が作動するように定義される（請求項３）。
【００５９】
すなわち、従来の前後方向拘束装置が作動しない１０Ｇ程度の前後Ｇでも、側面衝突時に左右方向拘束装置を作動させた後に前後方向拘束装置を作動させることが可能である。続くステップＳ１５で前後方向拘束装置１０すなわち前面衝突用エアバッグ４を作動させ、またバックルプリテンショナ６を作動させて一連の作動を終了する。
【００６０】
以上のように前後方向拘束装置の作動後に車体にかかる前後加速度及び左右加速度から乗員の移動量を推定し、左右方向拘束装置の作動の必要性を判断すること、あるいは、左右方向拘束装置の作動後に車体にかかる前後加速度及び左右加速度から乗員の移動量を推定し、前後方向拘束装置の作動の必要性を判断することにより、従来の斜め衝突のような前後方向拘束装置または左右方向拘束装置のいずれか一方しか作動しない、または作動遅れが発生する可能性があるような状況でも乗員の移動を確実に拘束するために十分な拘束装置作動の応答性が得ることが可能となる。
【００６１】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を図面を参照して説明する。
第２実施形態は、前面衝突の場合に作用を特化した場合である。第２実施形態の構成は、第１実施形態に対してシートベルトにかかる張力を検出するシートベルト張力計８、図示していないシート座面圧力計１０、シート位置検出装置１１を付加したものであり、シートベルト張力計８は衝突後のシートベルト張力を計測し、コントロールユニット１にその計測値を送るよう構成されている。
【００６２】
動作フローは第１実施形態と同様である。ただし、図３のステップＳ６の左右方向拘束の必要性の判定、及びステップＳ７の左右方向拘束装置の作動遅延時間Ｔｄの演算には、図９，１０、１１に示すようシートベルト張力が使用される（請求項５）。
【００６３】
図９は、第２実施形態の動作を説明するタイムチャートであり、図１０は第２実施形態の要部の動作を説明するフローチャートである。また図１１は、シートベルト張力Ｆ（ｔ）と、所定のシートベルト張力閾値Ｃｆ（ｔ）とを示すタイムチャートである。
【００６４】
図１０において、まず、ステップＳ４１でシートベルトプリテンショナ３の作動が確認された後、ステップＳ４２で、シートベルト張力Ｆ（ｔ）、前後方向拘束装置の作動後の経過時間Ｔｓ（ｔ）が計測される。続くステップＳ４３では、あらかじめ設定されているシートベルト張力閾値Ｃｆ（ｔ）とシートベルト張力Ｆ（ｔ）が比較される。
【００６５】
シートベルト張力閾値Ｃｆ（ｔ）は、図１７に示すよう前後Ｇ、乗員の体格、シート位置、乗車姿勢により補正される（請求項１２）。ただし、シート位置補正係数Ｓ１（ｄ）はシート位置が可動範囲の中央の場合を０とし、それより前方の場合、シート位置補正係数Ｓ１（ｄ）は−の値で前方ほど小さい値をとるよう、後方の場合＋の値で後方ほど大きい値となるよう定義される。また乗車姿勢補正係数Ｓ２（ａ）は、乗車姿勢として、シートバック角度を計測使用しており、シートバック角度２０°の場合を０とし、それより角度が小さい場合、乗車姿勢補正係数Ｓ２（ａ）は−の値で前方ほど小さい値をとるよう、角度が２０°より大きい場合は乗車姿勢補正係数Ｓ２（ａ）は＋の値で角度が大きいほど大きい値となるよう定義される。
【００６６】
シートベルト張力計８が検出するシートベルト張力Ｆ（ｔ）は、そのピーク値が大きいほど、また張力持続時間が長いほど、乗員の左右方向移動量が小さい。従って、シートベルト張力と張力持続時間により乗員の左右方向移動量を演算することができる（請求項５）。
【００６７】
これにより、図１１に示す単純側面衝突時に発生するシートベルト張力よりも大きく、持続時間も大きい範囲、すなわち、単純側面衝突で発生する乗員左右方向移動量より小さい場合でも、左右方向拘束装置作動の必要性の判定されることになる。ステップＳ４２〜Ｓ４３は、シートベルト張力Ｆ（ｔ）がシートベルト張力閾値Ｃｆ（ｔ）より小さくなるまで繰り返される。Ｆ（ｔ）の方がＣｆ（ｔ）より小さい場合は、続くステップＳ４４で左右方向拘束装置の作動遅延時間Ｔｄと、現在の時刻、すなわち衝突発生からの経過時間Ｔｓ（ｔ）を加算することにより、左右方向拘束装置の作動時刻Ｔが決定される。ここで左右方向拘束装置の作動遅延時間Ｔｄは一定値とする。
【００６８】
ステップＳ４５では、ステップＳ４４で求められた作動時刻Ｔと現在の時刻Ｔｓ（ｔ）の大小が比較され、作動時刻Ｔの方が大きければ、引き続きステップＳ４６で現在の時刻Ｔｓ（ｔ）を計測、ステップＳ４５を繰り返し、作動時刻Ｔの方が現在の時刻Ｔｓ（ｔ）より小さい場合、ステップＳ４６で左右方向拘束装置作動トリガを出力する。このトリガをうけた左右方向拘束装置１１すなわち側面衝突用エアバッグ５及びバックルプリテンショナ６は、図３ステップＳ９で左右方向拘束装置を作動させ一連の作動を終了する。
【００６９】
以上のように第２実施形態では、第１実施形態と同様の効果が得られるのに加え、シートベルト張力から前面衝突後の乗員の左右方向移動量および移動開始をより正確に推定することが可能となる。
【００７０】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態を図面を参照して説明する。
第３実施形態は、前面衝突の場合に作用を特化した場合である。第３実施形態の構成は、第１実施形態に前面衝突用エアバッグ内圧計９、図示していないシート座面圧力計１０、シート位置検出装置１１を付加したものであり、前面衝突用エアバッグ内圧計９は衝突後の前面衝突用エアバッグ４の内圧を計測し、コントロールユニット１にその計測値を送るよう構成されている。
【００７１】
動作フローは第１実施形態と同様である。ただし、図３のステップＳ６の左右方向拘束の必要性の判定、ないしステップＳ７の左右方向拘束装置の作動遅延時間Ｔｄの演算には、図１２，１３、１４に示すように前面衝突用エアバッグ内圧が使用される（請求項６）。
【００７２】
図１２は、第３実施形態の動作を説明するタイムチャートである。図１３は、第３実施形態の要部の動作を説明するフローチャートである。図１４は、前面衝突用エアバッグ内圧Ｐ（ｔ）と、所定の前面衝突用エアバッグ内圧閾値Ｃｐ（ｔ）とを説明するタイムチャートである。
【００７３】
図１３において、ステップＳ５１で前面衝突用エアバッグ４の作動が確認された後、ステップＳ５２で、前面衝突用エアバッグ内圧Ｐ（ｔ）、前後方向拘束装置の作動後の経過時間Ｔｓ（ｔ）が計測される。続くステップＳ５３では、あらかじめ設定されている前面衝突用エアバッグ内圧閾値Ｃｐ（ｔ）と前面衝突用エアバッグ内圧Ｐ（ｔ）が比較される。
【００７４】
前面衝突用エアバッグ内圧閾値Ｃｐ（ｔ）は、図１７に示すよう前後Ｇ、乗員の体格、乗車位置、乗車姿勢により補正される（請求項１２）。ここで、エアバッグ内圧はそのピーク値が大きいほど、また内圧持続時間が長いほど、乗員の左右方向移動量が小さい。したがって、図１４に示す単純側面衝突時に発生するエアバッグ内圧よりも大きく、持続時間も大きい範囲、すなわち、単純側面衝突で発生する乗員左右方向移動量より小さい場合でも、左右方向拘束の必要性が判定されることになる。ステップＳ５２〜Ｓ５３は、Ｐ（ｔ）がＣｐ（ｔ）より小さくなるまで繰り返される。
【００７５】
Ｐ（ｔ）の方がＣｐ（ｔ）より小さい場合は、続くステップＳ５４でＴｄと現在の時刻、すなわち衝突発生からの経過時間Ｔｓ（ｔ）を加算することにより左右方向拘束装置の作動時刻Ｔが決定される。ここで左右方向拘束装置の作動遅延時間Ｔｄは一定値とする。ステップＳ５５では、ステップＳ５４で求められた作動時刻Ｔと現在の時刻Ｔｓ（ｔ）の大小が比較され、作動時刻Ｔの方が大きければ、引き続きステップＳ５６で現在の時刻Ｔｓ（ｔ）を計測、ステップＳ５５を繰り返し、作動時刻Ｔの方が現在の時刻Ｔｓ（ｔ）より小さい場合、ステップＳ５６で左右方向拘束装置の作動トリガを出力する。このトリガをうけた左右方向拘束装置１１すなわち側面衝突用エアバッグ５及びバックルプリテンショナ６は、図３のステップＳ９で左右方向拘束装置を作動させ一連の作動を終了する。
【００７６】
以上のように第３実施形態では、第１実施形態と同様の効果が得られるのに加え、前面衝突用エアバッグ内圧から前面衝突後の乗員の左右方向移動量および移動開始をより正確に推定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用乗員拘束装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る車両用乗員拘束装置の全体構成を示す平面図である。
【図３】第１実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図４】（ａ）第１実施形態における前面衝突時のタイムチャート、（ｂ）第１実施形態における側面衝突時のタイムチャートである。
【図５】第１実施形態の前後方向（左右方向）拘束装置作動後の左右方向（前後方向）拘束装置の作動遅延時間を決定するフローチャートである。
【図６】斜め前面衝突時の車体加速度発生例を示すタイムチャートである。
【図７】第１実施形態における作動遅延時間の定義説明図である。
【図８】第１実施形態における作動遅延時間の定義説明図である。
【図９】第２実施形態の動作を説明するタイムチャートである。
【図１０】第２実施形態における前後方向拘束装置作動後の左右方向拘束装置の作動遅延時間を決定するフローチャートである。
【図１１】第２実施形態におけるシートベルト張力閾値の説明図である。
【図１２】第３実施形態の動作を説明するタイムチャートである。
【図１３】第３実施形態における前後方向拘束装置作動後の左右方向拘束装置の作動遅延時間を決定するフローチャートである。
【図１４】第３実施形態における前面衝突用エアバッグ内圧閾値の説明図である。
【図１５】実施形態作動時の車両および乗員の挙動を説明する図である。
【図１６】第１実施形態における作動遅延時間の定義説明図である。
【図１７】第２，３実施形態における閾値補正方法の説明図である。
【符号の説明】
１ コントロールユニット
２ 加速度センサユニット
３ シートベルトプリテンショナ
４ 前面衝突用エアバッグ
５ 側面衝突用エアバッグ
６ バックルプリテンショナ
１０ 前後方向拘束装置
１１ 左右方向拘束装置
１２ 移動量推定部
１３ タイミング制御部
Claims (12)
- 車両の衝突を検出する衝突検出手段と、
乗員を前後方向に拘束する前後方向拘束手段と、
乗員を左右方向に拘束する左右方向拘束手段と、
前記衝突検出手段からの信号により、前記前後方向拘束手段及び前記左右方向拘束手段を作動させるタイミングを制御するタイミング制御手段と、
乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定する移動量推定手段と、
を備えた車両用乗員拘束装置であって、
前記タイミング制御手段は、
前記推定された前後方向移動量及び左右方向移動量に基づいて、
前記前後方向拘束手段を作動させてから前記左右方向拘束手段を作動させるまでの作動遅延時間を設定し、
該作動遅延時間は、
前記前後方向移動量に比例し、かつ前記左右方向移動量に反比例するように設定されることを特徴とする車両用乗員拘束装置。 - 車両の衝突を検出する衝突検出手段と、
乗員を前後方向に拘束する前後方向拘束手段と、
乗員を左右方向に拘束する左右方向拘束手段と、
前記衝突検出手段からの信号により、前記前後方向拘束手段及び前記左右方向拘束手段を作動させるタイミングを制御するタイミング制御手段と、
乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定する移動量推定手段と、
を備えた車両用乗員拘束装置であって、
前記タイミング制御手段は、
前記推定された前後方向移動量及び左右方向移動量に基づいて、
前記左右方向拘束手段を作動させてから前記前後方向拘束手段を作動させるまでの作動遅延時間を設定し、
該作動遅延時間は、
前記左右方向移動量に比例し、かつ前記前後方向移動量に反比例するように設定されることを特徴とする車両用乗員拘束装置。 - 前記推定される前後方向移動量及び左右方向移動量は、少なくとも大小２つの設定域を有し、
小さい設定域は、
車両前後方向に略平行な前面衝突または
車両左右方向に略平行な側面衝突で発生する
推定移動量以下の値とすること
を特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用乗員拘束装置。 - 前記移動量推定手段は、
車体にかかる車両前後方向加速度と
車体にかかる車両左右方向加速度とに基づいて
乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定すること
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置。 - 前記移動量推定手段は、
シートベルトにかかる張力に基づいて
乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定すること
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置。 - 前記移動量推定手段は、
エアバッグの内圧に基づいて
乗員の前後方向移動量と左右方向移動量とをそれぞれ推定すること
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置。 - 前記タイミング制御手段は、
前記左右方向拘束手段の作動遅延時間を乗員の前後移動量に線形に反比例させ、
前記前後方向拘束手段の作動遅延時間を乗員の左右移動量に線形に反比例させるように設定すること
を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置。 - 前記タイミング制御手段は、
前記左右方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された前後方向移動量に幾何級数により反比例させるように設定するか、
あるいは、前記前後方向拘束手段の作動遅延時間を前記推定された左右方向移動量に幾何級数により反比例させるように設定すること
を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置。 - 前記タイミング制御手段は、
前記左右方向拘束手段の作動遅延時間を
前記推定された前後方向移動量に対し段階的に設定すること
を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置。 - 前記タイミング制御手段は、
前記前後方向拘束手段の作動遅延時間を
前記推定された左右方向移動量に対し段階的に設定すること
を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置。 - 前記タイミング制御手段は、
前記前後方向拘束手段または左右方向拘束手段の作動遅延時間を
前記推定された前後方向移動量と左右方向移動量とのマトリクスにより設定することを特徴とする請求項９または請求項１０記載の車両用乗員拘束装置。 - 前記移動量推定手段は、
前記推定された前後方向移動量または左右方向移動量を
少なくとも乗員の体格または位置または姿勢のいずれかにより補正することを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項記載の車両用乗員拘束装置。
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