JP3783409B2 - 車両用乗員保護装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、後突（追突）を予測または検出するセンサと、このセンサの後突予測時または後突検出時に乗員の頸部付近にエアバッグを展開、あるいはヘッドレストを前方移動させる制御手段とを備えて、乗員を保護するような車両用乗員保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述例の車両用乗員保護装置としては、例えば特開平７−１３７５９２号公報、特開平１０−６９０７号公報、特開平１０−９７３号公報、特開平１０−６８３２号公報に記載の装置がある。
【０００３】
上述の特開平７−１３７５９２号公報に記載の装置は、シートバックに設けられたヘッドレストの内部にエアバッグ装置ユニットを内設し、加速度センサ（いわゆるＧセンサ）で後突を検出した時、インフレータを介して上記エアバッグ装置ユニットの袋体としてのエアバッグを真っ直ぐに前方へ向けて展開し、乗員の頭部および頸部を衝撃力から保護すべく構成したものである。
【０００４】
また、上述の特開平１０−６９０７号公報に記載の装置は、ヘッドレストに設けられたエアバッグケース内にインフレータおよび袋体としてのエアバッグを内設し、後突時に上述のインフレータを作動させてエアバッグを乗員の後頭部方向に向けて真っ直ぐに前方へ向けて展開し、この時、上述のエアバッグケース前面の上カバーおよび下カバーがヒンジ部を支点として上下に開放し、展開したエアバッグにて乗員の頭部と頸部に加わる衝撃を効果的に吸収すべく構成したものである。
【０００５】
さらに、上述の特開平１０−９７３号公報に記載の装置は、シートバック内に設けられた側面視Ｌ字状のヘッドレストサポートの上端部にヘッドレストを取付ける一方、上述のヘッドレストサポートをシートバックフレームの上端部に対して揺動可能に配設し、さらにヘッドレストサポートのベルトガイド部とシートバックフレームの下端部との間には受圧ベルトを張架し、後突時において乗員の後方向きの慣性力による衝撃力で、受圧ベルトが後方に移動することにより、ベルトガイド部が後方に移動させられ、これに伴ってヘッドレストサポートを介してヘッドレストを前方に移動すべく構成し、乗員を保護するように成したものである。
【０００６】
さらにまた、上述の特開平１０−６８３２号公報に記載の装置は、シートバックの内部に上体荷重受けフレームを配設し、このフレームに対してリンク機構を取付け、このリンク機構の上端部にヘッドレストを取付けて、後突時においてシートに着座した乗員の後方向きの慣性力による衝撃力で、上体荷重受けフレームが車両後方へ移動し、リンク機構を介して上述のヘッドレストを車両前方の斜め上方に向けてスライドし、乗員頭部を保護すべく構成したものである。
【０００７】
しかし、これらの各従来装置にあっては、乗員の状態を検出する技術手段を備えておらず、乗員状態に対応してエアバッグの展開状態またはヘッドレストの移動状態を変更するものではない以上、エアバッグまたはヘッドレストの乗員状態に対応した良好なスマート制御が困難で、後突時における乗員頸部への負担発生を充分に防止することができない問題点があった。
【０００８】
ここで、上述の頸部への負担は次のようなメカニズムで発生するものと推考される。つまり、後突時において乗員の頭部は慣性で止ろうとする一方、乗員の胸椎はシートバック上部で押されて前進しながら直線化し、また乗員の体幹はシートバックに沿ってずり上がるので、乗員の頸部に負担が発生するものと推考される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、乗員の状態つまり乗員の頸部位置を検出する手段を設け、この乗員状態検出手段（頸部位置検出手段）で検出された乗員状態に対応して、後突予測時または後突時に展開されるエアバッグの展開方向を乗員の頸部位置に向くように変更すべく構成することで、乗員の頸部位置を問わず確実にエアバッグを乗員の頸部位置に展開することができ、乗員の頸椎への負担発生を充分かつ未然に防止することができる車両用乗員保護装置の提供を目的とする。
【００１０】
この発明の一実施態様は、乗員の頸部と共に後頭部を一体的に保護することができる車両用乗員保護装置の提供を目的とする。
【００１１】
この発明の一実施態様は、通常時における乗員の頭部支持と、後突時のエアバッグの支持、つまり乗員の頭部の保護とを適切に行うことができる車両用乗員保護装置の提供を目的とする。
【００１２】
この発明の一実施態様は、後突予測時または後突検出時に、エアバッグの展開と共に、ヘッドレストを前方に移動させることで、乗員の保護性能をさらに向上させることができる車両用乗員保護装置の提供を目的とする。
【００１３】
この発明の一実施態様は、乗員の頸部位置の検出（割り出し）が極めて容易となる車両用乗員保護装置の提供を目的とする。
【００１４】
この発明の一実施態様は、上述の乗員状態検出手段で検出された乗員の身長を均等割して、頸部位置を検出することで、乗員の頸部位置検出（割り出し）が極めて容易となり、また検出された頸部位置付近にエアバッグを展開またはヘッドレストを移動させることで、乗員の頸椎への負担発生をより一層良好に未然防止することができる車両用乗員保護装置の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明による車両用乗員保護装置は、後突を予測または検出するセンサと、上記センサの後突予測時または後突検出時に乗員の頸部付近にエアバッグを展開させる制御手段とを備えた車両用乗員保護装置であって、乗員の状態を検出する乗員状態検出手段を設け、上記乗員状態検出手段で検出された乗員状態に対応して上記エアバッグの展開状態を変更するエアバッグ展開状態変更手段を備え、上記乗員状態検出手段は乗員の頸部位置検出手段であり、上記エアバッグ展開状態変更手段は、エアバッグの展開方向を上記頸部位置検出手段で検出した頸部位置に向くように変位制御するものである。
【００１６】
この発明の一実施態様においては、上記エアバッグは、その展開時に乗員の頭部に当接する頭部当接部位と、乗員の頸部に当接する頸部当接部位とを備えたものである。
【００１７】
この発明の一実施態様においては、ヘッドレストの高さを、常時乗員の頭部の高さに符合させるヘッドレスト高さ調節手段が設けられたものである。
【００１８】
この発明の一実施態様においては、上記センサの後突予測時、または後突検出時に上記ヘッドレストを前方移動させる制御手段を備えたものである。
【００１９】
この発明の一実施態様においては、上記頸部位置検出手段は、乗員の身長を検出し、均等割りして頸部位置を検出するものである。
【００２０】
この発明の一実施態様においては、上記乗員状態検出手段で検出された乗員の身長を均等割りして、頸部位置を検出し、検出された頸部位置付近にエアバッグを展開またはヘッドレストを移動させるものである。
【００２１】
【発明の作用及び効果】
この発明によれば、上述のセンサ(予測センサまたはＧセンサ)は後突を予測または検出し、上述の制御手段はセンサの後突予測時または後突検出時に乗員の頸部付近にエアバッグを展開させるが、上述のエアバッグ展開状態変更手段は、乗員の頸部位置を検出する頸部位置検出手段で検出された乗員の頸部位置にエアバッグが向くように、該エアバッグの展開方向を変位制御する。
この結果、乗員の頸部位置を問わず確実にエアバッグを乗員の頸部位置に展開することができ、乗員の頸椎への負担発生を充分かつ未然に防止することができる効果がある。
【００２２】
この発明の一実施態様によれば、エアバッグはその展開時に乗員の頭部に当接する頭部当接部位と、乗員の頸部に当接する頸部当接部位とを備えているので、乗員の頸部と共に 後頭部を一体的に保護することができる。
【００２３】
この発明の一実施態様によれば、上述のヘッドレスト高さ調節手段は、ヘッドレストの高さを、常時乗員の頭部の高さに符合させるので、通常時における乗員の頭部支持と、後突時のエアバッグの支持、つまり乗員の頭部の保護とを適切に行なうことができる。
【００２４】
この発明の一実施態様によれば、後突予測時、または後突検出時に制御手段がヘッドレストを前方移動させるので、エアバッグの展開と共に、ヘッドレストの前方移動により、乗員の保護性能をさらに向上させることができる。
【００２５】
この発明の一実施態様によれば、頸部位置検出手段は、乗員の身長を検出し、均等割りして頸部位置を検出するので、乗員の頸部位置の検出（割り出し）が極めて容易となる。
【００２６】
この発明の一実施態様によれば、上述の乗員状態検出手段（頸部位置検出手段）で検出された乗員の身長を均等割りして、頸部位置を検出するので、乗員の頸部位置検出(割り出し)が極めて容易となり、また検出された頸部位置付近にエアバッグを展開またはヘッドレストを移動させるので、乗員の頸椎への負担発生をより一層良好、かつ未然に防止することができる効果がある。
【００２７】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は車両用乗員保護装置を示し、図１においてシートクッション１と、シートバック２と、ヘッドレスト3とを備えたシート４を設け、このシート４に着座した乗員Ａを、タング５をバックル６に係入させた時、ショルダベルト７およびラップベルト８から成る３点式シートベルト装置にて拘束すべく構成している。
【００２８】
上述のショルダベルト７、ラップベルト８(以下、単にこれら両者をシートベルトと略記する)の一方または双方は車体に内設されたプリテンショナ（図示せず）に連結され、必要時にシートベルト７，８に張力を付与すべく構成している。
【００２９】
また、上述のシートバック２はシートバック角度駆動モータ(図示せず)によりシートクッション１に対して傾動可能に構成されており、リクライニング支点９を中心として起伏する。
【００３０】
さらに、上述のシートバック２内の上方前部にはエアバッグ装置１０を内蔵し、インフレータ１１の作動時にはシートバック２の表皮縫目部を介してエアバッグ１２を図１に仮想線で示すように乗員Ａの頸部から後頭部にかけて展開して、乗員Ａの頸部乃至後頭部を保護すべく構成している。
【００３１】
上述のエアバッグ１２は、その展開時において乗員Ａの頸部に当接する第１の当接部１２ａと、乗員の後頭部に当接する第２の当接部１２ｂとを有し、シートバック２から上方に向けて展開(つまり頸椎を延ばす方向に展開)され、これらの両当接部１２ａ，１２ｂにて乗員Ａの頸部および後頭部を一体的に保護するように構成されている。
【００３２】
一方、車両の天井を構成するルーフにおける車室側の面１３(以下単にルーフ面と略記する)には乗員の状態を検出する乗員状態検出手段の一例として、超音波センサより成るルーフセンサ１４を取付け、このルーフセンサ１４でルーフ面１３と乗員Ａの身長の最高点までの離間距離Ｌ１を検出すべく構成している。
【００３３】
ここで、上述のルーフ面１３とシート４におけるシートクッション１の着座面１ａとの間を距離Ｌ３は予め認識されているので、この既知数としての距離Ｌ３から検出値としての距離Ｌ１を減算すると、乗員Ａの座高(Ｌ３−Ｌ１)を求めることができる。
【００３４】
さらに、上述のヘッドレスト３には、このヘッドレスト３の前面と乗員の後頭部までの水平離間距離を検出する第１センサＳ１と、ヘッドレスト３の上面とルーフ面１３までの垂直離間距離または乗員頭部検出用の第２センサＳ２とを取付けている。これら第１および第２の各センサＳ１，Ｓ２は超音波センサにより構成することができる。
【００３５】
ところで、上述のヘッドレスト３は、シートバック２に内蔵された機構により上下方向および前後方向に移動可能に構成されているので、図２および図３を参照して該機構の具体的構成について説明する。
【００３６】
シートバック２のフレーム(図示せず)に固定された左右一対のレール１５，１５にガイド部材１６，１６を介して前後方向に移動可能なスライドベース１７を設ける一方、上述のレール１５，１５の上方対応位置に固定された左右一対のガイドフレーム１８，１８にはワイヤ１９，１９にて牽引駆動されるスライダ２０，２０を設けている。
【００３７】
上述のスライダ２０，２０とその下方のスライドベース１７との間には軸受を介して合計２本のスクリュ２１，２１を立設し、左右のスクリュ２１，２１間にはヘッドレストベースフレーム２２を張架している。
すなわち、このヘッドレストベースフレーム２２はその左右にガイド筒２３，２３を有し、これらの各ガイド筒２３，２３の内部に形成されたネジ孔を上述のスクリュ２１，２１に螺合させ、スクリュ２１，２１の回転時にヘッドレストベースフレーム２２を昇降移動すべく構成している。
【００３８】
また、上述のヘッドレストベースフレーム２２にはヘッドレストポール２４を介してヘッドレスト３を取付けている。
【００３９】
さらに、上述のスライドベース１７に取付けた両軸タイプの昇降モータ２５を設け、このモータ２５の回転軸には原動ベベルギヤ２６，２６を嵌合する一方、合計２本のスクリュ２１，２１の対応位置には従動ベベルギヤ２７，２７を嵌合して、これら原動ベベルギヤ２６と従動ベベルギヤ２７とを常時噛合させ、昇降モータ２５の駆動時に各要素２６，２７，２１，２３，２２，２４を介してヘッドレスト３を上下方向に移動すべく構成している。つまり、これらの各要素２５，２６，２７，２１，２３，２２にてヘッドレスト３の上下方向移動機構２８(図４参照)を構成している。
【００４０】
一方、上述のスライドベース１７にはモータ取付けブラケット２９を立設し、このブラケット２９には移動モータ３０を取付けている。この移動モータ３０はその回転軸にワイヤ１９巻回用のプーリ(図示せず)を有し、このプーリを前後に案内部材３１ａ，３１ｂをもったプーリカバー３１で離間囲繞している。
【００４１】
前述のガイドフレーム１８側にはその前後にプーリ３２，３３を軸架し、これら各プーリ３２，３３に巻回され、かつ各プーリ３２，３３に張架されたワイヤ１９をスライダ２０の係止部２０ａに係止させると共に、前部のプーリ３２から導出されたワイヤ１９を前側の案内部材３１ａからプーリカバー３１内に導入して移動モータ３０で駆動させるプーリ(図示せず)に巻回し、このプーリに巻回されたワイヤ１９をプーリカバー３１から後側の案内部材３１ｂを介して導出し、ガイドフレーム１８側の後部のプーリ３３から導出されたワイヤ１９と一体連結している。
【００４２】
而して、移動モータ３０の駆動時にワイヤ１９を牽引し、スライダ２０および各要素２１，２３，２２，２４を介してヘッドレスト３を前後方向に移動すべく構成している。つまり上述の各要素３０，１９，２０にてヘッドレスト３の前後方向移動機構３４(図４参照)を構成している。
【００４３】
ここで、上述のヘッドレスト３の前後方向移動時にはガイド部材１６およびスライドベース１７よりも上方の各要素２０〜３１が下側のレール１５と上側のガイドフレーム１８とで案内されつつ、一体的に前後動する。
【００４４】
さらに上述のガイドフレーム１８の対向面間にはエアバッグ装置１０を支持する支持フレーム３５が張架され、この支持フレーム３５にエアバッグ装置１０が取付けられている。なお、図１において３６はステアリングホイールである。
【００４５】
図４は車両用乗員保護装置の制御回路を示し、ＣＰＵ４０は予測センサ３７、ルーフセンサ１４、第１センサＳ１、第２センサＳ２からの信号入力に基づいて、ＲＯＭ３８に格納されたプログラムに従って、前後方向移動機構３４の移動モータ３０、上下方向移動機構２８の昇降モータ２５、インフレータドライバ３９を駆動制御し、またＲＡＭ４１は乗員Ａの身長が低くすぎる場合にＦ＝１となるフラグ(図９参照)、前述の既知数Ｌ３に相当するデータやその他の必要なデータおよびマップを記憶する。
【００４６】
ここで、上述の予測センサ３７は超音波を用いて自車両と後突の可能性がある他車両との間の相対距離や相対速度を計測して、後突を予測するが、この予測センサ３７を用いて後突を予測する構成に代えて、加速度センサ(いわゆるＧセンサ)を用いて後突を検出すべく構成してもよい。
【００４７】
また、上述のＣＰＵ４０は予測センサ３７の予測時に乗員Ａの頸部付近にエアバッグ１２を展開、または、乗員Ａの頸部付近にヘッドレスト３を前方移動させる制御手段である。
しかも、上述のＣＰＵ４０は乗員状態検出手段としてのルーフセンサ１４で検出された乗員状態に対応して上述のエアバッグ１２の展開状態を変更するエアバッグ展開状態変更手段(図９に示すフローチャートの第５ステップＰ５参照)と、
ルーフセンサ１４および第１センサＳ１で検出された乗員状態に対応して上述のヘッドレスト３の移動状態を変更するヘッドレスト移動状態変更手段(図９に示すフローチャートの第５ステップＰ５参照、この実施例では該第５ステップＰ５がヘッドレスト移動状態変更手段と、上述のエアバッグ展開状態変更手段とを兼ねる)と、
ルーフセンサ１４からの出力に基づいて乗員Ａの身長(座高＝Ｌ３−Ｌ１)を検出する身長検出手段(図１０に示すサブルーチンの第１ステップＱ１参照)と、
検出された身長(座高)を均等割りして、所定比率の高さを頸部位置に設定し、この位置をエアバッグ１２の展開部位、またはヘッドレスト３の移動部位に設定する設定手段(図１０に示すサブルーチンの第２ステップＱ２参照)と、
を兼ねる。
【００４８】
このように構成した車両用乗員保護装置の作用を以下に詳述する。
なお、この実施例においては乗員Ａがシート４に着座したことを、シートクッション１に内蔵した体重センサ(感圧センサ)で検出した時、予めヘッドレスト３の高さを乗員Ａの頭部に符合させるので、エアバッグ１２の展開制御およびヘッドレスト３の前方移動制御の説明に先立って、まず、ヘッドレスト３の高さ制御について述べる。
【００４９】
上述の体重センサ(図示せず)の乗員着座信号がＣＰＵ４０に入力されると、ＣＰＵ４０はルーフセンサ１４を駆動して、ルーフ面１３と乗員Ａの身長の最高点との間の距離Ｌ１を検出すると共に、第２センサＳ２を駆動して、ルーフ面１３とヘッドレスト３の頂面との間の距離Ｌ２を検出し、これらの各距離Ｌ１，Ｌ２が等しくなるように上下方向移動機構２８の昇降モータ２５を正逆駆動して、ヘッドレスト３の高さを乗員Ａの頭部高さに符合させる。
【００５０】
ヘッドレスト３の高さを乗員Ａの頭部高さに符合させる方法は、上記の方法に代えて、図５〜図８に示すような方法であってもよい。
すなわち超音波センサより成る第２センサＳ２を用いて、図５に示す如く所定距離内に乗員Ａの頭部を検出した時には、昇降モータ２５および上下方向移動機構２８を介してヘッドレスト３を上下移動させ、図６に示すように所定距離内で第２センサＳ２が乗員Ａの頭部を検出しなくなった時点で、ヘッドレスト３の上方移動を停止する。
【００５１】
また、図７に示すように所定距離内で第２センサＳ２が乗員Ａの頭部を検出できない時には、昇降モータ２５および上下方向移動機構２８を介してヘッドレスト３を下方移動させ、図８に示す如く所定距離内で第２センサＳ２が乗員Ａの頭部を検出した時点にて、ヘッドレスト３の下方移動を停止する。
このような方法であっても図１で示したヘッドレスト高さ自動調整方法と同様にして、ヘッドレスト３の高さを乗員Ａの頭部高さに符合させることができる。
【００５２】
次に、図９に示すフローチャート(メインルーチン)と図１０に示すフローチャート(サブルーチン)とを参照して、エアバッグ１２の展開制御およびヘッドレスト３の前方移動制御について詳述する。
【００５３】
まず、図９に示すフローチャートを参照して、エアバッグ１２およびヘッドレスト３の作動制御処理について述べる。
第１ステップＰ１で、ＣＰＵ４０は予測センサ３７による検出を実行し、次の第２ステップＰ２で、ＣＰＵ４０は予測センサ３７の出力に基づいて衝突予測か否か、換言すれば後突の可能性があるか否かを判定し、ＮＯ判定時には第３ステップＰ３に移行する一方、ＹＥＳ判定時には第４ステップＰ４に移行する。
【００５４】
上述の第３ステップＰ３で、ＣＰＵ４０は各種機器（例えばシートバック２、シートベルト７，８等）が作動されていれば、これらを違和感のないようにゆっくりと元に戻す。
【００５５】
一方、上述の第４ステップＰ４で、ＣＰＵ４０は後突の予測に対応してルーフセンサ１４を駆動して、乗員状態を検出する。つまり、この場合はルーフ面１３とシート４に着座した乗員Ａの身長の最高点との間の距離Ｌ１を検出する。
【００５６】
次に第５ステップＰ５で、ＣＰＵ４０はエアバッグ１２の展開態様(展開方向、展開強度など)およびヘッドレスト３の前方移動態様(移動量など)を算出するが、この第５ステップＰ５の具体的処理内容については図１０に示すサブルーチンを参照して後述する。
【００５７】
次に第６ステップＰ６で、ＣＰＵ４０はフラグがＦ＝１か否かを判定する。このフラグＦは図１０に示すサブルーチンの第３ステップＱ３において乗員の身長が低くすぎる時(乗員が着座していない場合を含む)にＦ＝１となり、それ以外の時にＦ＝０となる判定用フラグである。
【００５８】
而して、上述の第６ステップＰ６で、Ｆ＝１に対応してＹＥＳ判定されると第８ステップＰ８に移行する一方、Ｆ＝０に対応してＮＯ判定されると次の第７ステップＰ７に移行する。
【００５９】
この第７ステップＰ７で、ＣＰＵ４０は第５ステップＰ５で算出された展開態様に応じてエアバッグ１２を、シートバック２から上方に向けて展開すると共に、前方移動態様に応じてヘッドレスト３を前方移動させる。一方、上述の第８ステップＰ８では、乗員Ａの身長が低くすぎること、またはシート４上に乗員Ａが存在しないことに対応して、ＣＰＵ４０はエアバッグ１２の展開を禁止する。
【００６０】
次に図１０に示すフローチャート(サブルーチン)を参照して乗員の頸部位置設定処理について述べる。
第１ステップＱ１で、ＣＰＵ４０はルーフ面１３とシートクッション１の着座面１ａとの間の距離Ｌ３(既知数)からルーフセンサ１４による検出距離Ｌ１を減算(Ｌ３−Ｌ１)して、乗員Ａの身長(座高)を検出(演算)する。
【００６１】
次に第２ステップＱ２で、ＣＰＵ４０は上述の座高(Ｌ３−Ｌ１)を均等割りして、所定比率の高さを乗員Ａの頸部位置に設定し、この設定された頸部位置をエアバッグ展開部位、またはヘッドレスト移動部位とする。この場合、第１センサＳ１でヘッドレスト３の前面と乗員Ａの後頭部との間に距離を計測して、この距離をヘッドレスト前方移動量と成してもよい。
【００６２】
次に第３ステップＱ３で、ＣＰＵ４０は検出された乗員Ａの身長(座高)と、予めＲＡＭ４１に記憶させておいた判定値とを比較して、身長が低くすぎる時(乗員が着座していない場合を含む)にはフラグをＦ＝１とし、それ以外の時にはフラグをＦ＝０とする。この図１０に示すサブルーチンでの処理内容が図９に示すメインルーチンに反映される。
【００６３】
このように図１〜図１０に示す実施例によれば、上述のセンサ(予測センサ３７参照)は後突を予測し、上述の制御手段(ＣＰＵ４０参照)は予測センサ３７の後突予測時に乗員Ａの頸部付近にエアバッグ１２を展開させるが、上述のエアバッグ展開状態変更手段(第５ステップＰ５参照)は乗員状態検出手段(ルーフセンサ１４参照)で検出された乗員状態に対応して上述のエアバッグ１２の展開状態を変更する。
この結果、乗員の状態に応じたエアバッグ１２の展開状態を確保することができて、乗員Ａの頸椎への負担発生を充分かつ未然に防止することができる効果がある。
【００６４】
また、上述のセンサ(予測センサ３７参照)は後突を予測し、上述の制御手段(ＣＰＵ４０参照)は予測センサ３７の後突予測時に乗員Ａの頸部付近にヘッドレスト３を前方移動させるが、上述のヘッドレスト移動状態変更手段(第５ステップＰ５参照)は乗員状態検出手段(ルーフセンサ１４または第１センサＳ１参照)で検出された乗員状態に対応して上述のヘッドレスト３の移動状態を変更する。
【００６５】
この結果、乗員Ａの状態に応じたヘッドレスト移動状態を確保することができて、乗員Ａの頸椎への負担発生を充分かつ未然に防止することができる効果がある。
【００６６】
しかも、上述の乗員状態検出手段(ルーフセンサ１４参照)は乗員Ａの身長を検出するので、乗員Ａの身長の高低に応じたエアバッグ展開状態またはヘッドレスト移動状態を確保することができる効果がある。
【００６７】
また、上述の乗員状態検出手段(ルーフセンサ１４参照)で車両のルーフ面１３と乗員Ａとの離間距離を検出するので、この検出手段(ルーフセンサ１４参照)による身長検出性の向上を図ることができ、身長を測定しやすい効果がある。
【００６８】
さらに、上述の乗員状態検出手段(ルーフセンサ１４参照)でルーフ面１３と乗員Ａの身長を最高点までの離間距離Ｌ１を検出するので、乗員Ａの座高を容易に求めることができ、また身長の最高点から所定距離下方にエアバッグ１２を展開、または所定距離下方の頸部付近にヘッドレスト３を移動させるので、これらエアバッグ１２またはヘッドレスト３を乗員頸部位置に応じてさらに良好に作動させることができる効果がある。
【００６９】
加えて、上述の乗員状態検出手段(ルーフセンサ１４参照)で検出された乗員Ａの身長を均等割りして、頸部位置を検出するので、乗員Ａの頸部位置検出(割り出し)が極めて容易となり、また検出された頸部位置付近にエアバッグ１２を展開、またはヘッドレスト３を移動させるので、乗員Ａの頸椎への負担発生をより一層良好に未然防止することができる効果がある。
【００７０】
さらには、上述のエアバッグ展開状態変更手段(第５ステップＰ５参照)またはヘッドレスト移動状態変更手段(第５ステップＰ５参照)による変更制御は、後突を予測してから開始(図９に示すフローチャートにおいて第２ステップＰ２のＹＥＳ判定後に開始)されるので、通常時(非衝突時)には上述の変更制御を規制して、制御の簡素化を達成することができると共に、乗員Ａに対して違和感を与えることもない効果がある。
【００７１】
また、上述のエアバッグ１２を図１に仮想線で示すようにその展開時において乗員Ａの頸部および後頭部にともに当接すべく構成したので、エアバッグ展開時において乗員Ａの頸部と後頭部とを同時かつ一体的に保護することができる効果があり、加えて、上述のエアバッグ１２をシートバック２から上方に向けて乗員Ａの頸部付近に展開すべく構成したので、このエアバッグ１２の展開方向をより一層的確に設定することができて、乗員Ａの頸椎に生ずる負担をさらに良好に未然防止することができる効果がある。
【００７２】
図１１は車両用乗員保護装置の他の実施例を示し、この実施例においても図１〜図４で示した回路装置を用いるが、この図１１に示すこの実施例の場合には、上述のＣＰＵ４０は、予測センサ３７の予測時に乗員Ａの頸部付近にエアバッグ１２を展開、またはヘッドレスト３を前方移動させる制御手段(ＣＰＵ４０それ自体参照)と、
乗員状態検出手段としてのルーフセンサ１４で検出された乗員状態に対応してエアバッグ１２の展開状態を変更するエアバッグ展開状態変更手段(図１１に示すフローチャートの第１０ステップＣ１０参照)と、
ルーフセンサ１４または第１センサＳ１で検出された乗員状態に対応してヘッドレスト３の移動状態を変更するヘッドレスト移動状態変更手段(図１１に示すフローチャートの第１０ステップＣ１０参照、この実施例では該第１０ステップＣ１０がヘッドレスト移動状態変更手段と先のエアバッグ展開状態変更手段との双方を兼ねる)と、
ルーフセンサ１４からの出力に基づいて乗員Ａの身長(座高＝Ｌ３−Ｌ１)を検出する身長(座高)検出手段(図１１に示すフローチャートの第２ステップＣ２参照)と、
検出された身長(座高)を均等割りして、所定比率の高さを頸部位置に設定し、この位置をエアバッグ１２の展開部位またはヘッドレスト３の移動部位に設定する設定手段(図１１に示すフローチャートの第３ステップＣ３参照)と、
エアバッグ１２の展開方向を変位させると共に、ヘッドレスト３の高さを常時乗員Ａの頭部の高さに符合するように変位させるヘッドレスト高さ調整手段(図１１に示すフローチャートの第５ステップＣ５参照)と、
第１センサＳ１からの出力に基づいて乗員Ａの頭部とヘッドレスト３との間の距離を算出する距離演算手段(図１１に示すフローチャートの第９ステップＣ９参照)と、
を兼ねる。
【００７３】
なお、上述のエアバッグ１２の展開強度を可変する場合にはインフレータ１１を、仕切部を介して複数に分割すると共に、インフレータドライバ３９を、例えば低圧用と高圧用とに分割すればよい。
【００７４】
このように構成した車両用乗員保護装置の作用を、図１１に示すフローチャートを参照して以下に詳述する。
【００７５】
第１ステップＣ１で、ＣＰＵ４０はルーフセンサ１４を駆動して、乗員状態を検出する。つまり、この場合はルーフ面１３とシート４に着座した乗員Ａの身長の最高点との間の距離Ｌ１を検出する。
【００７６】
次に第２ステップＣ２で、ＣＰＵ４０はルーフ面１３とシートクッション１の着座面１ａとの間の距離Ｌ３(既知数)からルーフセンサ１４による検出距離Ｌ１を減算(Ｌ３−Ｌ１)して、乗員Ａの身長(座高)を検出(演算)する。
【００７７】
次に第３ステップＣ３で、ＣＰＵ４０は上述の座高を均等割りして、所定比率の高さを乗員Ａの頸部位置に設定し、この設定された頸部位置をエアバッグ１２の展開部位またはヘッドレスト３の移動部位とする。
次に第４ステップＣ４で、ＣＰＵ４０は検出された乗員の身長（座高）と、予めＲＡＭ４１に記憶させておいた判定値とを比較して、身長が低くすぎる時（乗員が着座していない場合を含む）にはフラグをＦ＝１とし、それ以外の時にはフラグをＦ＝０とする。
【００７８】
次に第５ステップＣ５で、ＣＰＵ４０はエアバッグ１２の展開方向が設定した頸部位置方向に向くように変位制御すると共に、ヘッドレスト３の高さを乗員Ａの頭部に合わせるように調整する。このヘッドレスト３の高さ調整については図１または図５〜図８を参照して既述した通りである。
【００７９】
次に第６ステップＣ６で、ＣＰＵ４０は予測センサ３７による検出を実行し、次の第７ステップＣ７で、ＣＰＵ４０は予測センサ３７の出力に基づいて衝突予測か否か、換言すれば、後突の可能性があるか否かを判定し、ＮＯ判定時には第８ステップＣ８に移行する一方、ＹＥＳ判定時には第９ステップＣ９に移行する。
【００８０】
上述の第８ステップＣ８で、ＣＰＵ４０は各種機器（例えばシートバック２、シートベルト７，８等）が作動されていれば、これらを違和感のないようにゆっくりと元に戻す。
【００８１】
一方、上述の第９ステップＣ９では、後突予測に対応して、ＣＰＵ４０は第１センサＳ１を駆動して、乗員Ａの頭部とヘッドレスト３との間の水平距離を算出する。
【００８２】
次に第１０ステップＣ１０で、ＣＰＵ４０は上述の演算距離に基づいてエアバッグ１２の展開強度を算出すると共に、ヘッドレスト３の移動距離を算出する。なお、この展開強度を演算により求める構成に代えて、マップからの読込み処理を実行すべく構成してもよいことは勿論である。
【００８３】
次に第１１ステップＣ１１で、ＣＰＵ４０はフラグがＦ＝１か否かを判定し、Ｆ＝０に相当するＮＯ判定時には第１２ステップＣ１２に移行する一方、Ｆ＝１に相当するＹＥＳ判定時には別の第１３ステップＣ１３に移行する。
【００８４】
上述の第１２ステップＣ１２で、ＣＰＵ４０はエアバッグ１２を展開すると共に、ヘッドレスト３を前方移動させるが、これらの作動態様は第５ステップＣ５で設定された展開方向と、第１０ステップＣ１０で求められた展開強度および移動距離を反映しつつ、エアバッグ１２にあってはシートバック２から上方に向けて、乗員Ａの頸部および後頭部に当接するように展開処理され、ヘッドレスト３にあっては乗員Ａの頸部に近接すべく前方移動される。
【００８５】
一方、上述の第１３ステップＣ１３では、ＣＰＵ４０はＦ＝１に対応してエアバッグ１２の展開を禁止する。
このように構成すると、上述のヘッドレスト高さ調整手段(第５ステップＣ５参照)がヘッドレスト３の高さを常時乗員Ａの頭部の高さに符合させるので、後突時および通常時(非衝突時)において乗員Ａの頭部支持を適切に行なうことができる効果がある。なお、その他の点については先の実施例とほぼ同様の作用、効果を奏するので、その詳しい説明を省略するが、この実施例にあっても先の実施例と同様に予測センサ３７を用いて後突を予測する構成に代えて、加速度センサ(いわゆるＧセンサ)を用いて後突を検出すべく構成してもよいことは勿論である。
【００８６】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の制御手段は、実施例のＣＰＵ４０に対応し、
以下同様に、
乗員状態検出手段は、ルーフ面１３に取付けられたルーフセンサ１４と第１センサＳ１に対応し、
エアバッグ展開状態変更手段およびヘッドレスト移動状態変更手段は、各ステップＰ５，Ｃ１０に対応し、
ヘッドレスト高さ調整手段は、第５ステップＣ５に対応し、
後突を予測または検出するセンサは、予測センサ３７に対応するも、
この発明は、上記実施例の構成のみに限定されるものではない。
【００８７】
例えば、上記実施例においては本発明の乗員保護装置を運転席側に適用したものを例示したが、これは助手席側およびリヤ席側に適用してもよいことは云うまでもない。
【００８８】
また乗員状態検出手段は図示実施例のルーフセンサ１４に代えて、乗員Ａの前方から乗員の体格、身長を検出する既設のセンサまたはＣＣＤカメラおよび画像処理装置を用いてもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の車両用乗員保護装置を示す側面図。
【図２】 シートバックの内部構造を示す正面図。
【図３】 図２のＢ−Ｂ線矢視断面図。
【図４】 制御回路ブロック図。
【図５】 ヘッドレスト高さの調整時の説明図。
【図６】 ヘッドレスト高さの調整時の説明図。
【図７】 ヘッドレスト高さの調整時の説明図。
【図８】 ヘッドレスト高さの調整時の説明図。
【図９】 エアバッグおよびヘッドレストの作動制御処理を示すフローチャート。
【図１０】 乗員頸部位置の割出し処理を示すフローチャート。
【図１１】 本発明の車両用乗員保護装置の他の実施例を示すフローチャート。
【符号の説明】
３…ヘッドレスト
１２…エアバッグ
１３…ルーフ面
１４…ルーフセンサ(乗員状態検出手段)
３７…予測センサ(センサ)
４０…ＣＰＵ(制御手段)
Ｓ１…第１センサ(乗員状態検出手段)
Ｐ５，Ｃ１０…エアバッグ展開状態変更手段(ヘッドレスト移動状態変更手段)
Ｃ５…ヘッドレスト高さ調整手段
【発明の属する技術分野】
この発明は、後突（追突）を予測または検出するセンサと、このセンサの後突予測時または後突検出時に乗員の頸部付近にエアバッグを展開、あるいはヘッドレストを前方移動させる制御手段とを備えて、乗員を保護するような車両用乗員保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述例の車両用乗員保護装置としては、例えば特開平７−１３７５９２号公報、特開平１０−６９０７号公報、特開平１０−９７３号公報、特開平１０−６８３２号公報に記載の装置がある。
【０００３】
上述の特開平７−１３７５９２号公報に記載の装置は、シートバックに設けられたヘッドレストの内部にエアバッグ装置ユニットを内設し、加速度センサ（いわゆるＧセンサ）で後突を検出した時、インフレータを介して上記エアバッグ装置ユニットの袋体としてのエアバッグを真っ直ぐに前方へ向けて展開し、乗員の頭部および頸部を衝撃力から保護すべく構成したものである。
【０００４】
また、上述の特開平１０−６９０７号公報に記載の装置は、ヘッドレストに設けられたエアバッグケース内にインフレータおよび袋体としてのエアバッグを内設し、後突時に上述のインフレータを作動させてエアバッグを乗員の後頭部方向に向けて真っ直ぐに前方へ向けて展開し、この時、上述のエアバッグケース前面の上カバーおよび下カバーがヒンジ部を支点として上下に開放し、展開したエアバッグにて乗員の頭部と頸部に加わる衝撃を効果的に吸収すべく構成したものである。
【０００５】
さらに、上述の特開平１０−９７３号公報に記載の装置は、シートバック内に設けられた側面視Ｌ字状のヘッドレストサポートの上端部にヘッドレストを取付ける一方、上述のヘッドレストサポートをシートバックフレームの上端部に対して揺動可能に配設し、さらにヘッドレストサポートのベルトガイド部とシートバックフレームの下端部との間には受圧ベルトを張架し、後突時において乗員の後方向きの慣性力による衝撃力で、受圧ベルトが後方に移動することにより、ベルトガイド部が後方に移動させられ、これに伴ってヘッドレストサポートを介してヘッドレストを前方に移動すべく構成し、乗員を保護するように成したものである。
【０００６】
さらにまた、上述の特開平１０−６８３２号公報に記載の装置は、シートバックの内部に上体荷重受けフレームを配設し、このフレームに対してリンク機構を取付け、このリンク機構の上端部にヘッドレストを取付けて、後突時においてシートに着座した乗員の後方向きの慣性力による衝撃力で、上体荷重受けフレームが車両後方へ移動し、リンク機構を介して上述のヘッドレストを車両前方の斜め上方に向けてスライドし、乗員頭部を保護すべく構成したものである。
【０００７】
しかし、これらの各従来装置にあっては、乗員の状態を検出する技術手段を備えておらず、乗員状態に対応してエアバッグの展開状態またはヘッドレストの移動状態を変更するものではない以上、エアバッグまたはヘッドレストの乗員状態に対応した良好なスマート制御が困難で、後突時における乗員頸部への負担発生を充分に防止することができない問題点があった。
【０００８】
ここで、上述の頸部への負担は次のようなメカニズムで発生するものと推考される。つまり、後突時において乗員の頭部は慣性で止ろうとする一方、乗員の胸椎はシートバック上部で押されて前進しながら直線化し、また乗員の体幹はシートバックに沿ってずり上がるので、乗員の頸部に負担が発生するものと推考される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、乗員の状態つまり乗員の頸部位置を検出する手段を設け、この乗員状態検出手段（頸部位置検出手段）で検出された乗員状態に対応して、後突予測時または後突時に展開されるエアバッグの展開方向を乗員の頸部位置に向くように変更すべく構成することで、乗員の頸部位置を問わず確実にエアバッグを乗員の頸部位置に展開することができ、乗員の頸椎への負担発生を充分かつ未然に防止することができる車両用乗員保護装置の提供を目的とする。
【００１０】
この発明の一実施態様は、乗員の頸部と共に後頭部を一体的に保護することができる車両用乗員保護装置の提供を目的とする。
【００１１】
この発明の一実施態様は、通常時における乗員の頭部支持と、後突時のエアバッグの支持、つまり乗員の頭部の保護とを適切に行うことができる車両用乗員保護装置の提供を目的とする。
【００１２】
この発明の一実施態様は、後突予測時または後突検出時に、エアバッグの展開と共に、ヘッドレストを前方に移動させることで、乗員の保護性能をさらに向上させることができる車両用乗員保護装置の提供を目的とする。
【００１３】
この発明の一実施態様は、乗員の頸部位置の検出（割り出し）が極めて容易となる車両用乗員保護装置の提供を目的とする。
【００１４】
この発明の一実施態様は、上述の乗員状態検出手段で検出された乗員の身長を均等割して、頸部位置を検出することで、乗員の頸部位置検出（割り出し）が極めて容易となり、また検出された頸部位置付近にエアバッグを展開またはヘッドレストを移動させることで、乗員の頸椎への負担発生をより一層良好に未然防止することができる車両用乗員保護装置の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明による車両用乗員保護装置は、後突を予測または検出するセンサと、上記センサの後突予測時または後突検出時に乗員の頸部付近にエアバッグを展開させる制御手段とを備えた車両用乗員保護装置であって、乗員の状態を検出する乗員状態検出手段を設け、上記乗員状態検出手段で検出された乗員状態に対応して上記エアバッグの展開状態を変更するエアバッグ展開状態変更手段を備え、上記乗員状態検出手段は乗員の頸部位置検出手段であり、上記エアバッグ展開状態変更手段は、エアバッグの展開方向を上記頸部位置検出手段で検出した頸部位置に向くように変位制御するものである。
【００１６】
この発明の一実施態様においては、上記エアバッグは、その展開時に乗員の頭部に当接する頭部当接部位と、乗員の頸部に当接する頸部当接部位とを備えたものである。
【００１７】
この発明の一実施態様においては、ヘッドレストの高さを、常時乗員の頭部の高さに符合させるヘッドレスト高さ調節手段が設けられたものである。
【００１８】
この発明の一実施態様においては、上記センサの後突予測時、または後突検出時に上記ヘッドレストを前方移動させる制御手段を備えたものである。
【００１９】
この発明の一実施態様においては、上記頸部位置検出手段は、乗員の身長を検出し、均等割りして頸部位置を検出するものである。
【００２０】
この発明の一実施態様においては、上記乗員状態検出手段で検出された乗員の身長を均等割りして、頸部位置を検出し、検出された頸部位置付近にエアバッグを展開またはヘッドレストを移動させるものである。
【００２１】
【発明の作用及び効果】
この発明によれば、上述のセンサ(予測センサまたはＧセンサ)は後突を予測または検出し、上述の制御手段はセンサの後突予測時または後突検出時に乗員の頸部付近にエアバッグを展開させるが、上述のエアバッグ展開状態変更手段は、乗員の頸部位置を検出する頸部位置検出手段で検出された乗員の頸部位置にエアバッグが向くように、該エアバッグの展開方向を変位制御する。
この結果、乗員の頸部位置を問わず確実にエアバッグを乗員の頸部位置に展開することができ、乗員の頸椎への負担発生を充分かつ未然に防止することができる効果がある。
【００２２】
この発明の一実施態様によれば、エアバッグはその展開時に乗員の頭部に当接する頭部当接部位と、乗員の頸部に当接する頸部当接部位とを備えているので、乗員の頸部と共に 後頭部を一体的に保護することができる。
【００２３】
この発明の一実施態様によれば、上述のヘッドレスト高さ調節手段は、ヘッドレストの高さを、常時乗員の頭部の高さに符合させるので、通常時における乗員の頭部支持と、後突時のエアバッグの支持、つまり乗員の頭部の保護とを適切に行なうことができる。
【００２４】
この発明の一実施態様によれば、後突予測時、または後突検出時に制御手段がヘッドレストを前方移動させるので、エアバッグの展開と共に、ヘッドレストの前方移動により、乗員の保護性能をさらに向上させることができる。
【００２５】
この発明の一実施態様によれば、頸部位置検出手段は、乗員の身長を検出し、均等割りして頸部位置を検出するので、乗員の頸部位置の検出（割り出し）が極めて容易となる。
【００２６】
この発明の一実施態様によれば、上述の乗員状態検出手段（頸部位置検出手段）で検出された乗員の身長を均等割りして、頸部位置を検出するので、乗員の頸部位置検出(割り出し)が極めて容易となり、また検出された頸部位置付近にエアバッグを展開またはヘッドレストを移動させるので、乗員の頸椎への負担発生をより一層良好、かつ未然に防止することができる効果がある。
【００２７】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は車両用乗員保護装置を示し、図１においてシートクッション１と、シートバック２と、ヘッドレスト3とを備えたシート４を設け、このシート４に着座した乗員Ａを、タング５をバックル６に係入させた時、ショルダベルト７およびラップベルト８から成る３点式シートベルト装置にて拘束すべく構成している。
【００２８】
上述のショルダベルト７、ラップベルト８(以下、単にこれら両者をシートベルトと略記する)の一方または双方は車体に内設されたプリテンショナ（図示せず）に連結され、必要時にシートベルト７，８に張力を付与すべく構成している。
【００２９】
また、上述のシートバック２はシートバック角度駆動モータ(図示せず)によりシートクッション１に対して傾動可能に構成されており、リクライニング支点９を中心として起伏する。
【００３０】
さらに、上述のシートバック２内の上方前部にはエアバッグ装置１０を内蔵し、インフレータ１１の作動時にはシートバック２の表皮縫目部を介してエアバッグ１２を図１に仮想線で示すように乗員Ａの頸部から後頭部にかけて展開して、乗員Ａの頸部乃至後頭部を保護すべく構成している。
【００３１】
上述のエアバッグ１２は、その展開時において乗員Ａの頸部に当接する第１の当接部１２ａと、乗員の後頭部に当接する第２の当接部１２ｂとを有し、シートバック２から上方に向けて展開(つまり頸椎を延ばす方向に展開)され、これらの両当接部１２ａ，１２ｂにて乗員Ａの頸部および後頭部を一体的に保護するように構成されている。
【００３２】
一方、車両の天井を構成するルーフにおける車室側の面１３(以下単にルーフ面と略記する)には乗員の状態を検出する乗員状態検出手段の一例として、超音波センサより成るルーフセンサ１４を取付け、このルーフセンサ１４でルーフ面１３と乗員Ａの身長の最高点までの離間距離Ｌ１を検出すべく構成している。
【００３３】
ここで、上述のルーフ面１３とシート４におけるシートクッション１の着座面１ａとの間を距離Ｌ３は予め認識されているので、この既知数としての距離Ｌ３から検出値としての距離Ｌ１を減算すると、乗員Ａの座高(Ｌ３−Ｌ１)を求めることができる。
【００３４】
さらに、上述のヘッドレスト３には、このヘッドレスト３の前面と乗員の後頭部までの水平離間距離を検出する第１センサＳ１と、ヘッドレスト３の上面とルーフ面１３までの垂直離間距離または乗員頭部検出用の第２センサＳ２とを取付けている。これら第１および第２の各センサＳ１，Ｓ２は超音波センサにより構成することができる。
【００３５】
ところで、上述のヘッドレスト３は、シートバック２に内蔵された機構により上下方向および前後方向に移動可能に構成されているので、図２および図３を参照して該機構の具体的構成について説明する。
【００３６】
シートバック２のフレーム(図示せず)に固定された左右一対のレール１５，１５にガイド部材１６，１６を介して前後方向に移動可能なスライドベース１７を設ける一方、上述のレール１５，１５の上方対応位置に固定された左右一対のガイドフレーム１８，１８にはワイヤ１９，１９にて牽引駆動されるスライダ２０，２０を設けている。
【００３７】
上述のスライダ２０，２０とその下方のスライドベース１７との間には軸受を介して合計２本のスクリュ２１，２１を立設し、左右のスクリュ２１，２１間にはヘッドレストベースフレーム２２を張架している。
すなわち、このヘッドレストベースフレーム２２はその左右にガイド筒２３，２３を有し、これらの各ガイド筒２３，２３の内部に形成されたネジ孔を上述のスクリュ２１，２１に螺合させ、スクリュ２１，２１の回転時にヘッドレストベースフレーム２２を昇降移動すべく構成している。
【００３８】
また、上述のヘッドレストベースフレーム２２にはヘッドレストポール２４を介してヘッドレスト３を取付けている。
【００３９】
さらに、上述のスライドベース１７に取付けた両軸タイプの昇降モータ２５を設け、このモータ２５の回転軸には原動ベベルギヤ２６，２６を嵌合する一方、合計２本のスクリュ２１，２１の対応位置には従動ベベルギヤ２７，２７を嵌合して、これら原動ベベルギヤ２６と従動ベベルギヤ２７とを常時噛合させ、昇降モータ２５の駆動時に各要素２６，２７，２１，２３，２２，２４を介してヘッドレスト３を上下方向に移動すべく構成している。つまり、これらの各要素２５，２６，２７，２１，２３，２２にてヘッドレスト３の上下方向移動機構２８(図４参照)を構成している。
【００４０】
一方、上述のスライドベース１７にはモータ取付けブラケット２９を立設し、このブラケット２９には移動モータ３０を取付けている。この移動モータ３０はその回転軸にワイヤ１９巻回用のプーリ(図示せず)を有し、このプーリを前後に案内部材３１ａ，３１ｂをもったプーリカバー３１で離間囲繞している。
【００４１】
前述のガイドフレーム１８側にはその前後にプーリ３２，３３を軸架し、これら各プーリ３２，３３に巻回され、かつ各プーリ３２，３３に張架されたワイヤ１９をスライダ２０の係止部２０ａに係止させると共に、前部のプーリ３２から導出されたワイヤ１９を前側の案内部材３１ａからプーリカバー３１内に導入して移動モータ３０で駆動させるプーリ(図示せず)に巻回し、このプーリに巻回されたワイヤ１９をプーリカバー３１から後側の案内部材３１ｂを介して導出し、ガイドフレーム１８側の後部のプーリ３３から導出されたワイヤ１９と一体連結している。
【００４２】
而して、移動モータ３０の駆動時にワイヤ１９を牽引し、スライダ２０および各要素２１，２３，２２，２４を介してヘッドレスト３を前後方向に移動すべく構成している。つまり上述の各要素３０，１９，２０にてヘッドレスト３の前後方向移動機構３４(図４参照)を構成している。
【００４３】
ここで、上述のヘッドレスト３の前後方向移動時にはガイド部材１６およびスライドベース１７よりも上方の各要素２０〜３１が下側のレール１５と上側のガイドフレーム１８とで案内されつつ、一体的に前後動する。
【００４４】
さらに上述のガイドフレーム１８の対向面間にはエアバッグ装置１０を支持する支持フレーム３５が張架され、この支持フレーム３５にエアバッグ装置１０が取付けられている。なお、図１において３６はステアリングホイールである。
【００４５】
図４は車両用乗員保護装置の制御回路を示し、ＣＰＵ４０は予測センサ３７、ルーフセンサ１４、第１センサＳ１、第２センサＳ２からの信号入力に基づいて、ＲＯＭ３８に格納されたプログラムに従って、前後方向移動機構３４の移動モータ３０、上下方向移動機構２８の昇降モータ２５、インフレータドライバ３９を駆動制御し、またＲＡＭ４１は乗員Ａの身長が低くすぎる場合にＦ＝１となるフラグ(図９参照)、前述の既知数Ｌ３に相当するデータやその他の必要なデータおよびマップを記憶する。
【００４６】
ここで、上述の予測センサ３７は超音波を用いて自車両と後突の可能性がある他車両との間の相対距離や相対速度を計測して、後突を予測するが、この予測センサ３７を用いて後突を予測する構成に代えて、加速度センサ(いわゆるＧセンサ)を用いて後突を検出すべく構成してもよい。
【００４７】
また、上述のＣＰＵ４０は予測センサ３７の予測時に乗員Ａの頸部付近にエアバッグ１２を展開、または、乗員Ａの頸部付近にヘッドレスト３を前方移動させる制御手段である。
しかも、上述のＣＰＵ４０は乗員状態検出手段としてのルーフセンサ１４で検出された乗員状態に対応して上述のエアバッグ１２の展開状態を変更するエアバッグ展開状態変更手段(図９に示すフローチャートの第５ステップＰ５参照)と、
ルーフセンサ１４および第１センサＳ１で検出された乗員状態に対応して上述のヘッドレスト３の移動状態を変更するヘッドレスト移動状態変更手段(図９に示すフローチャートの第５ステップＰ５参照、この実施例では該第５ステップＰ５がヘッドレスト移動状態変更手段と、上述のエアバッグ展開状態変更手段とを兼ねる)と、
ルーフセンサ１４からの出力に基づいて乗員Ａの身長(座高＝Ｌ３−Ｌ１)を検出する身長検出手段(図１０に示すサブルーチンの第１ステップＱ１参照)と、
検出された身長(座高)を均等割りして、所定比率の高さを頸部位置に設定し、この位置をエアバッグ１２の展開部位、またはヘッドレスト３の移動部位に設定する設定手段(図１０に示すサブルーチンの第２ステップＱ２参照)と、
を兼ねる。
【００４８】
このように構成した車両用乗員保護装置の作用を以下に詳述する。
なお、この実施例においては乗員Ａがシート４に着座したことを、シートクッション１に内蔵した体重センサ(感圧センサ)で検出した時、予めヘッドレスト３の高さを乗員Ａの頭部に符合させるので、エアバッグ１２の展開制御およびヘッドレスト３の前方移動制御の説明に先立って、まず、ヘッドレスト３の高さ制御について述べる。
【００４９】
上述の体重センサ(図示せず)の乗員着座信号がＣＰＵ４０に入力されると、ＣＰＵ４０はルーフセンサ１４を駆動して、ルーフ面１３と乗員Ａの身長の最高点との間の距離Ｌ１を検出すると共に、第２センサＳ２を駆動して、ルーフ面１３とヘッドレスト３の頂面との間の距離Ｌ２を検出し、これらの各距離Ｌ１，Ｌ２が等しくなるように上下方向移動機構２８の昇降モータ２５を正逆駆動して、ヘッドレスト３の高さを乗員Ａの頭部高さに符合させる。
【００５０】
ヘッドレスト３の高さを乗員Ａの頭部高さに符合させる方法は、上記の方法に代えて、図５〜図８に示すような方法であってもよい。
すなわち超音波センサより成る第２センサＳ２を用いて、図５に示す如く所定距離内に乗員Ａの頭部を検出した時には、昇降モータ２５および上下方向移動機構２８を介してヘッドレスト３を上下移動させ、図６に示すように所定距離内で第２センサＳ２が乗員Ａの頭部を検出しなくなった時点で、ヘッドレスト３の上方移動を停止する。
【００５１】
また、図７に示すように所定距離内で第２センサＳ２が乗員Ａの頭部を検出できない時には、昇降モータ２５および上下方向移動機構２８を介してヘッドレスト３を下方移動させ、図８に示す如く所定距離内で第２センサＳ２が乗員Ａの頭部を検出した時点にて、ヘッドレスト３の下方移動を停止する。
このような方法であっても図１で示したヘッドレスト高さ自動調整方法と同様にして、ヘッドレスト３の高さを乗員Ａの頭部高さに符合させることができる。
【００５２】
次に、図９に示すフローチャート(メインルーチン)と図１０に示すフローチャート(サブルーチン)とを参照して、エアバッグ１２の展開制御およびヘッドレスト３の前方移動制御について詳述する。
【００５３】
まず、図９に示すフローチャートを参照して、エアバッグ１２およびヘッドレスト３の作動制御処理について述べる。
第１ステップＰ１で、ＣＰＵ４０は予測センサ３７による検出を実行し、次の第２ステップＰ２で、ＣＰＵ４０は予測センサ３７の出力に基づいて衝突予測か否か、換言すれば後突の可能性があるか否かを判定し、ＮＯ判定時には第３ステップＰ３に移行する一方、ＹＥＳ判定時には第４ステップＰ４に移行する。
【００５４】
上述の第３ステップＰ３で、ＣＰＵ４０は各種機器（例えばシートバック２、シートベルト７，８等）が作動されていれば、これらを違和感のないようにゆっくりと元に戻す。
【００５５】
一方、上述の第４ステップＰ４で、ＣＰＵ４０は後突の予測に対応してルーフセンサ１４を駆動して、乗員状態を検出する。つまり、この場合はルーフ面１３とシート４に着座した乗員Ａの身長の最高点との間の距離Ｌ１を検出する。
【００５６】
次に第５ステップＰ５で、ＣＰＵ４０はエアバッグ１２の展開態様(展開方向、展開強度など)およびヘッドレスト３の前方移動態様(移動量など)を算出するが、この第５ステップＰ５の具体的処理内容については図１０に示すサブルーチンを参照して後述する。
【００５７】
次に第６ステップＰ６で、ＣＰＵ４０はフラグがＦ＝１か否かを判定する。このフラグＦは図１０に示すサブルーチンの第３ステップＱ３において乗員の身長が低くすぎる時(乗員が着座していない場合を含む)にＦ＝１となり、それ以外の時にＦ＝０となる判定用フラグである。
【００５８】
而して、上述の第６ステップＰ６で、Ｆ＝１に対応してＹＥＳ判定されると第８ステップＰ８に移行する一方、Ｆ＝０に対応してＮＯ判定されると次の第７ステップＰ７に移行する。
【００５９】
この第７ステップＰ７で、ＣＰＵ４０は第５ステップＰ５で算出された展開態様に応じてエアバッグ１２を、シートバック２から上方に向けて展開すると共に、前方移動態様に応じてヘッドレスト３を前方移動させる。一方、上述の第８ステップＰ８では、乗員Ａの身長が低くすぎること、またはシート４上に乗員Ａが存在しないことに対応して、ＣＰＵ４０はエアバッグ１２の展開を禁止する。
【００６０】
次に図１０に示すフローチャート(サブルーチン)を参照して乗員の頸部位置設定処理について述べる。
第１ステップＱ１で、ＣＰＵ４０はルーフ面１３とシートクッション１の着座面１ａとの間の距離Ｌ３(既知数)からルーフセンサ１４による検出距離Ｌ１を減算(Ｌ３−Ｌ１)して、乗員Ａの身長(座高)を検出(演算)する。
【００６１】
次に第２ステップＱ２で、ＣＰＵ４０は上述の座高(Ｌ３−Ｌ１)を均等割りして、所定比率の高さを乗員Ａの頸部位置に設定し、この設定された頸部位置をエアバッグ展開部位、またはヘッドレスト移動部位とする。この場合、第１センサＳ１でヘッドレスト３の前面と乗員Ａの後頭部との間に距離を計測して、この距離をヘッドレスト前方移動量と成してもよい。
【００６２】
次に第３ステップＱ３で、ＣＰＵ４０は検出された乗員Ａの身長(座高)と、予めＲＡＭ４１に記憶させておいた判定値とを比較して、身長が低くすぎる時(乗員が着座していない場合を含む)にはフラグをＦ＝１とし、それ以外の時にはフラグをＦ＝０とする。この図１０に示すサブルーチンでの処理内容が図９に示すメインルーチンに反映される。
【００６３】
このように図１〜図１０に示す実施例によれば、上述のセンサ(予測センサ３７参照)は後突を予測し、上述の制御手段(ＣＰＵ４０参照)は予測センサ３７の後突予測時に乗員Ａの頸部付近にエアバッグ１２を展開させるが、上述のエアバッグ展開状態変更手段(第５ステップＰ５参照)は乗員状態検出手段(ルーフセンサ１４参照)で検出された乗員状態に対応して上述のエアバッグ１２の展開状態を変更する。
この結果、乗員の状態に応じたエアバッグ１２の展開状態を確保することができて、乗員Ａの頸椎への負担発生を充分かつ未然に防止することができる効果がある。
【００６４】
また、上述のセンサ(予測センサ３７参照)は後突を予測し、上述の制御手段(ＣＰＵ４０参照)は予測センサ３７の後突予測時に乗員Ａの頸部付近にヘッドレスト３を前方移動させるが、上述のヘッドレスト移動状態変更手段(第５ステップＰ５参照)は乗員状態検出手段(ルーフセンサ１４または第１センサＳ１参照)で検出された乗員状態に対応して上述のヘッドレスト３の移動状態を変更する。
【００６５】
この結果、乗員Ａの状態に応じたヘッドレスト移動状態を確保することができて、乗員Ａの頸椎への負担発生を充分かつ未然に防止することができる効果がある。
【００６６】
しかも、上述の乗員状態検出手段(ルーフセンサ１４参照)は乗員Ａの身長を検出するので、乗員Ａの身長の高低に応じたエアバッグ展開状態またはヘッドレスト移動状態を確保することができる効果がある。
【００６７】
また、上述の乗員状態検出手段(ルーフセンサ１４参照)で車両のルーフ面１３と乗員Ａとの離間距離を検出するので、この検出手段(ルーフセンサ１４参照)による身長検出性の向上を図ることができ、身長を測定しやすい効果がある。
【００６８】
さらに、上述の乗員状態検出手段(ルーフセンサ１４参照)でルーフ面１３と乗員Ａの身長を最高点までの離間距離Ｌ１を検出するので、乗員Ａの座高を容易に求めることができ、また身長の最高点から所定距離下方にエアバッグ１２を展開、または所定距離下方の頸部付近にヘッドレスト３を移動させるので、これらエアバッグ１２またはヘッドレスト３を乗員頸部位置に応じてさらに良好に作動させることができる効果がある。
【００６９】
加えて、上述の乗員状態検出手段(ルーフセンサ１４参照)で検出された乗員Ａの身長を均等割りして、頸部位置を検出するので、乗員Ａの頸部位置検出(割り出し)が極めて容易となり、また検出された頸部位置付近にエアバッグ１２を展開、またはヘッドレスト３を移動させるので、乗員Ａの頸椎への負担発生をより一層良好に未然防止することができる効果がある。
【００７０】
さらには、上述のエアバッグ展開状態変更手段(第５ステップＰ５参照)またはヘッドレスト移動状態変更手段(第５ステップＰ５参照)による変更制御は、後突を予測してから開始(図９に示すフローチャートにおいて第２ステップＰ２のＹＥＳ判定後に開始)されるので、通常時(非衝突時)には上述の変更制御を規制して、制御の簡素化を達成することができると共に、乗員Ａに対して違和感を与えることもない効果がある。
【００７１】
また、上述のエアバッグ１２を図１に仮想線で示すようにその展開時において乗員Ａの頸部および後頭部にともに当接すべく構成したので、エアバッグ展開時において乗員Ａの頸部と後頭部とを同時かつ一体的に保護することができる効果があり、加えて、上述のエアバッグ１２をシートバック２から上方に向けて乗員Ａの頸部付近に展開すべく構成したので、このエアバッグ１２の展開方向をより一層的確に設定することができて、乗員Ａの頸椎に生ずる負担をさらに良好に未然防止することができる効果がある。
【００７２】
図１１は車両用乗員保護装置の他の実施例を示し、この実施例においても図１〜図４で示した回路装置を用いるが、この図１１に示すこの実施例の場合には、上述のＣＰＵ４０は、予測センサ３７の予測時に乗員Ａの頸部付近にエアバッグ１２を展開、またはヘッドレスト３を前方移動させる制御手段(ＣＰＵ４０それ自体参照)と、
乗員状態検出手段としてのルーフセンサ１４で検出された乗員状態に対応してエアバッグ１２の展開状態を変更するエアバッグ展開状態変更手段(図１１に示すフローチャートの第１０ステップＣ１０参照)と、
ルーフセンサ１４または第１センサＳ１で検出された乗員状態に対応してヘッドレスト３の移動状態を変更するヘッドレスト移動状態変更手段(図１１に示すフローチャートの第１０ステップＣ１０参照、この実施例では該第１０ステップＣ１０がヘッドレスト移動状態変更手段と先のエアバッグ展開状態変更手段との双方を兼ねる)と、
ルーフセンサ１４からの出力に基づいて乗員Ａの身長(座高＝Ｌ３−Ｌ１)を検出する身長(座高)検出手段(図１１に示すフローチャートの第２ステップＣ２参照)と、
検出された身長(座高)を均等割りして、所定比率の高さを頸部位置に設定し、この位置をエアバッグ１２の展開部位またはヘッドレスト３の移動部位に設定する設定手段(図１１に示すフローチャートの第３ステップＣ３参照)と、
エアバッグ１２の展開方向を変位させると共に、ヘッドレスト３の高さを常時乗員Ａの頭部の高さに符合するように変位させるヘッドレスト高さ調整手段(図１１に示すフローチャートの第５ステップＣ５参照)と、
第１センサＳ１からの出力に基づいて乗員Ａの頭部とヘッドレスト３との間の距離を算出する距離演算手段(図１１に示すフローチャートの第９ステップＣ９参照)と、
を兼ねる。
【００７３】
なお、上述のエアバッグ１２の展開強度を可変する場合にはインフレータ１１を、仕切部を介して複数に分割すると共に、インフレータドライバ３９を、例えば低圧用と高圧用とに分割すればよい。
【００７４】
このように構成した車両用乗員保護装置の作用を、図１１に示すフローチャートを参照して以下に詳述する。
【００７５】
第１ステップＣ１で、ＣＰＵ４０はルーフセンサ１４を駆動して、乗員状態を検出する。つまり、この場合はルーフ面１３とシート４に着座した乗員Ａの身長の最高点との間の距離Ｌ１を検出する。
【００７６】
次に第２ステップＣ２で、ＣＰＵ４０はルーフ面１３とシートクッション１の着座面１ａとの間の距離Ｌ３(既知数)からルーフセンサ１４による検出距離Ｌ１を減算(Ｌ３−Ｌ１)して、乗員Ａの身長(座高)を検出(演算)する。
【００７７】
次に第３ステップＣ３で、ＣＰＵ４０は上述の座高を均等割りして、所定比率の高さを乗員Ａの頸部位置に設定し、この設定された頸部位置をエアバッグ１２の展開部位またはヘッドレスト３の移動部位とする。
次に第４ステップＣ４で、ＣＰＵ４０は検出された乗員の身長（座高）と、予めＲＡＭ４１に記憶させておいた判定値とを比較して、身長が低くすぎる時（乗員が着座していない場合を含む）にはフラグをＦ＝１とし、それ以外の時にはフラグをＦ＝０とする。
【００７８】
次に第５ステップＣ５で、ＣＰＵ４０はエアバッグ１２の展開方向が設定した頸部位置方向に向くように変位制御すると共に、ヘッドレスト３の高さを乗員Ａの頭部に合わせるように調整する。このヘッドレスト３の高さ調整については図１または図５〜図８を参照して既述した通りである。
【００７９】
次に第６ステップＣ６で、ＣＰＵ４０は予測センサ３７による検出を実行し、次の第７ステップＣ７で、ＣＰＵ４０は予測センサ３７の出力に基づいて衝突予測か否か、換言すれば、後突の可能性があるか否かを判定し、ＮＯ判定時には第８ステップＣ８に移行する一方、ＹＥＳ判定時には第９ステップＣ９に移行する。
【００８０】
上述の第８ステップＣ８で、ＣＰＵ４０は各種機器（例えばシートバック２、シートベルト７，８等）が作動されていれば、これらを違和感のないようにゆっくりと元に戻す。
【００８１】
一方、上述の第９ステップＣ９では、後突予測に対応して、ＣＰＵ４０は第１センサＳ１を駆動して、乗員Ａの頭部とヘッドレスト３との間の水平距離を算出する。
【００８２】
次に第１０ステップＣ１０で、ＣＰＵ４０は上述の演算距離に基づいてエアバッグ１２の展開強度を算出すると共に、ヘッドレスト３の移動距離を算出する。なお、この展開強度を演算により求める構成に代えて、マップからの読込み処理を実行すべく構成してもよいことは勿論である。
【００８３】
次に第１１ステップＣ１１で、ＣＰＵ４０はフラグがＦ＝１か否かを判定し、Ｆ＝０に相当するＮＯ判定時には第１２ステップＣ１２に移行する一方、Ｆ＝１に相当するＹＥＳ判定時には別の第１３ステップＣ１３に移行する。
【００８４】
上述の第１２ステップＣ１２で、ＣＰＵ４０はエアバッグ１２を展開すると共に、ヘッドレスト３を前方移動させるが、これらの作動態様は第５ステップＣ５で設定された展開方向と、第１０ステップＣ１０で求められた展開強度および移動距離を反映しつつ、エアバッグ１２にあってはシートバック２から上方に向けて、乗員Ａの頸部および後頭部に当接するように展開処理され、ヘッドレスト３にあっては乗員Ａの頸部に近接すべく前方移動される。
【００８５】
一方、上述の第１３ステップＣ１３では、ＣＰＵ４０はＦ＝１に対応してエアバッグ１２の展開を禁止する。
このように構成すると、上述のヘッドレスト高さ調整手段(第５ステップＣ５参照)がヘッドレスト３の高さを常時乗員Ａの頭部の高さに符合させるので、後突時および通常時(非衝突時)において乗員Ａの頭部支持を適切に行なうことができる効果がある。なお、その他の点については先の実施例とほぼ同様の作用、効果を奏するので、その詳しい説明を省略するが、この実施例にあっても先の実施例と同様に予測センサ３７を用いて後突を予測する構成に代えて、加速度センサ(いわゆるＧセンサ)を用いて後突を検出すべく構成してもよいことは勿論である。
【００８６】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の制御手段は、実施例のＣＰＵ４０に対応し、
以下同様に、
乗員状態検出手段は、ルーフ面１３に取付けられたルーフセンサ１４と第１センサＳ１に対応し、
エアバッグ展開状態変更手段およびヘッドレスト移動状態変更手段は、各ステップＰ５，Ｃ１０に対応し、
ヘッドレスト高さ調整手段は、第５ステップＣ５に対応し、
後突を予測または検出するセンサは、予測センサ３７に対応するも、
この発明は、上記実施例の構成のみに限定されるものではない。
【００８７】
例えば、上記実施例においては本発明の乗員保護装置を運転席側に適用したものを例示したが、これは助手席側およびリヤ席側に適用してもよいことは云うまでもない。
【００８８】
また乗員状態検出手段は図示実施例のルーフセンサ１４に代えて、乗員Ａの前方から乗員の体格、身長を検出する既設のセンサまたはＣＣＤカメラおよび画像処理装置を用いてもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の車両用乗員保護装置を示す側面図。
【図２】 シートバックの内部構造を示す正面図。
【図３】 図２のＢ−Ｂ線矢視断面図。
【図４】 制御回路ブロック図。
【図５】 ヘッドレスト高さの調整時の説明図。
【図６】 ヘッドレスト高さの調整時の説明図。
【図７】 ヘッドレスト高さの調整時の説明図。
【図８】 ヘッドレスト高さの調整時の説明図。
【図９】 エアバッグおよびヘッドレストの作動制御処理を示すフローチャート。
【図１０】 乗員頸部位置の割出し処理を示すフローチャート。
【図１１】 本発明の車両用乗員保護装置の他の実施例を示すフローチャート。
【符号の説明】
３…ヘッドレスト
１２…エアバッグ
１３…ルーフ面
１４…ルーフセンサ(乗員状態検出手段)
３７…予測センサ(センサ)
４０…ＣＰＵ(制御手段)
Ｓ１…第１センサ(乗員状態検出手段)
Ｐ５，Ｃ１０…エアバッグ展開状態変更手段(ヘッドレスト移動状態変更手段)
Ｃ５…ヘッドレスト高さ調整手段
Claims (6)
- 後突を予測または検出するセンサと、
上記センサの後突予測時または後突検出時に乗員の頸部付近にエアバッグを展開させる制御手段とを備えた
車両用乗員保護装置であって、
乗員の状態を検出する乗員状態検出手段を設け、
上記乗員状態検出手段で検出された乗員状態に対応して上記エアバッグの展開状態を変更するエアバッグ展開状態変更手段を備え、
上記乗員状態検出手段は乗員の頸部位置検出手段であり、
上記エアバッグ展開状態変更手段は、エアバッグの展開方向を上記頸部位置検出手段で検出した頸部位置に向くように変位制御する
車両用乗員保護装置。 - 上記エアバッグは、その展開時に乗員の頭部に当接する頭部当接部位と、乗員の頸部に当接する頸部当接部位とを備えた
請求項１記載の車両用乗員保護装置。 - ヘッドレストの高さを、常時乗員の頭部の高さに符合させるヘッドレスト高さ調節手段が設けられた
請求項２記載の車両用乗員保護装置。 - 上記センサの後突予測時、または後突検出時に上記ヘッドレストを前方移動させる制御手段を備えた
請求項３記載の車両用乗員保護装置。 - 上記頸部位置検出手段は、乗員の身長を検出し、均等割りして頸部位置を検出する
請求項１記載の車両用乗員保護装置。 - 上記乗員状態検出手段で検出された乗員の身長を均等割りして、頸部位置を検出し、検出された頸部位置付近にエアバッグを展開またはヘッドレストを移動させる
請求項１または５記載の車両用乗員保護装置。
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