JP3829474B2 - 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、このセンサの予測または検出時に乗員の頸部付近にエアバッグを展開させるＣＰＵなどの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号公報および特開平１０−６９０７号公報に記載の装置がある。
【０００３】
すなわち、上記何れの装置も車両のシートのシートバックに備えられるヘッドレストの内部に、エアバッグ装置を内蔵し、衝撃時または後突予測時にエアバッグ装置のエアバッグ（袋体）を前方へ膨張展開させて、乗員の頭部および頸部を保護すべく構成した車両用乗員保護装置である。
【０００４】
これらの各従来装置あっては、後突予測時または後突時にヘッドレストからエアバッグが略真っ直ぐ前方に展開されるものであるから、乗員の頸椎に生ずる負担を良好に解消することができない問題点があった。
【０００５】
つまり後突時におけるの頸椎への負担は、次の如きメカニズムで発生する。すなわち、後突時において乗員の頭部は慣性で止まろうとする一方、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、乗員の頸椎に負担が発生するものと推考される。したがって、エアバッグを単に前方に向けて展開する程度では、乗員の頸椎に発生する負担を解消することができない問題点があった。
【０００６】
加えて、上述の各従来装置においてはエアバッグ装置がヘッドレストに内蔵されているので、インフレータに電気信号を供給するための通電ラインを、シートクッションからヘッドレストに導入させる必要があり、配線が複雑化するばかりでなく、その組付け工数、組付けコスト共に大となる問題点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、センサの後突予測または検出時に乗員の頸部付近に展開するエアバッグをシートバックの上部に内蔵することで、エアバッグをシートバック上部から上方に向けて展開し、エアバッグの展開方向を最適に設定でき、かつ速やかに頸部に向けて展開することができ、乗員の頸椎に生ずる負担を良好かつ未然に防止することができ、しかも、乗員状態検出センサにより乗員の頸部位置を検出し、乗員の身長が低すぎる場合にはエアバッグの展開を禁止することで、乗員の頚椎に生ずる負担を良好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。
【０００８】
この発明の一実施態様は、ヘッドレストをシートバックに対して上下移動可能に構成することで、ヘッドレストが上下動してもシートバックに設けられたエアバッグは定位置に存在し、この展開時に乗員を良好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。
【０００９】
この発明の一実施態様は、上述のエアバッグを乗員の身長の最高点から所定距離下方（つまり頸部）に展開させることで、エアバッグを適切な位置に展開して、乗員を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。
【００１０】
この発明の一実施態様は、上述の乗員状態検出センサで乗員の身長を検出し、検出された身長を均等割りして頸部位置を設定し、設定された頸部に向けてエアバッグを展開することで、頸部の位置検出を容易に行なうことができると共に、エアバッグを適切な位置に展開して、乗員を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、上述のエアバッグを乗員の頸部および後頭部に当接すべく構成することで、エアバッグの展開時にはヘッドレストの位置に関係なく乗員の頸部と後頭部とを該エアバッグにて同時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。
【００１２】
【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、上記センサの予測または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、上記エアバッグはヘッドレストが取付けられるシートバックの上部に内蔵されて、シートバック上部から上方に向けて展開されるように形成する一方、乗員状態を検出する乗員状態検出センサを設け、該乗員状態検出センサにより乗員の頸部位置を検出し、上記制御手段は、乗員状態検出センサの検出結果に基づき、乗員の頸部に向けエアバッグの展開方向を変位制御すると共に、乗員の身長が低すぎる場合にはエアバッグの展開を禁止するよう制御するものである。
【００１３】
この発明の一実施態様においては、上記ヘッドレストはシートバックに対して上下移動可能に構成されたものである。
【００１４】
この発明の一実施態様においては、上記エアバッグを乗員の身長の最高点から所定距離下方に展開させるものである。
【００１５】
この発明の一実施態様においては、上記乗員状態検出センサで乗員の身長を検出し、検出された身長を均等割りして頸部位置を設定し、設定された頸部に向けて上記エアバッグを展開させるものである。
【００１６】
この発明の一実施態様においては、上記エアバッグは乗員の頸部および後頭部に当接するものである。
【００１７】
【発明の作用及び効果】
この発明の請求項１記載の発明によれば、上述の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または検出時に乗員の頸部付近にエアバッグを展開させるが、このエアバッグをシートバック上部に設け、そこから上方に展開させるように設けているので、エアバッグの展開方向を最適に設定し速やかに頸部に向けて展開することができると共に、乗員の身長が低すぎる場合には、エアバッグの展開を禁止するので、乗員の頸椎に生ずる負担を良好かつ未然に防止することができる効果がある。
【００１８】
加えて、エアバッグをシートバックに設けているので、このエアバッグをヘッドレストに内蔵する従来構造と比較して、インフレータ等に対する配線を容易に行なうことができる効果がある。
【００１９】
しかも、上述の乗員状態検出センサは乗員状態を検出し、このセンサにて乗員の頸部位置が検出され、上述のエアバッグは検出された頸部に向けて展開される。このため、乗員の頸部をより一層適確に保護することができる効果がある。
【００２０】
この発明の一実施態様によれば、ヘッドレストがシートバックに対して上下動しても、シートバックに設けられたエアバッグは定位置に存在し、このエアバッグは最適方向に展開するので、エアバッグの展開時に乗員を良好に保護することができる効果がある。
【００２１】
この発明の一実施態様によれば、上述のエアバッグを乗員の身長の最高点から所定距離下方に展開させるので、エアバッグを適切な位置に展開して、乗員を保護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、上述の乗員状態検出センサで検出された身長を均等割りして頸部位置を設定するので、頸部の位置検出を容易に行なうことができる効果があり、また設定された頸部に向けてエアバッグを展開させるので、このエアバッグは適切な位置に展開され、乗員を良好に保護することができる効果がある。
【００２３】
この発明の一実施態様によれば、上述のエアバッグはその展開時に乗員の頸部および後頭部に当接するので、ヘッドレストの位置に関係なくエアバッグ展開時において乗員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る。
【００２４】
【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、図２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。
【００２５】
上述のショルダベルト７、ラップベルト８の一方または双方は、車体に内設されたプリテンショナに連結され、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。
【００２６】
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（起伏可能）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。
【００２７】
さらに、上述のシートバック２内の上方前部には中実構造のシートバックフレーム１０に支持されて成るエアバッグ装置１１を内蔵し、インフレータ１２の作動時には、シートバック２の表皮縫目部を介して袋体としてのエアバッグ１３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の頸部および頭部を保護すべく構成している。
【００２８】
すなわち、上述のエアバック装置１１は図１、図２に示す如く、シートバック２内における上側前部中央に設けられ、袋体としてのエアバック１３は下方から上方に向けて乗員Ａの頸部付近に展開されるようになっている。しかも、図１に仮想線で示すように展開時のエアバック１３は乗員Ａの頸部に当接する第１の当接部１３ａと、乗員Ａの後頭部に当接する第２の当接部１３ｂとを有し、乗員と各要素２，３との間の隙間形状に対応した形状をもって、乗員の頸部および後頭部を同時かつ一体的に保護すべく構成している。
【００２９】
一方、上述のシートバック２に対してヘッドレストポール１４を介して上下移動可能に構成されたヘッドレスト３内には、乗員Ａの頭部とヘッドレスト３との間の距離を検出する水平方向センサ１５を取付けている。この水平方向センサ１５は超音波センサにより構成することができる。
【００３０】
また、車両におけるルーフの車室側の面１６(以下単にルーフ面と略記する)には、乗員状態検出センサの一例として超音波センサ１７を取付け、この超音波センサ１７でルーフ面１６とシート４に着座した乗員Ａの身長の最高点との間(検出距離)を検出し、ルーフ面１６とシートクッション１の着座面１ａ(図２参照)との間の距離(既知数)から上述の検出距離を減算して、乗員Ａの身長、なかんずく、座高を求めるように構成している。
【００３１】
ここで、上述の超音波センサ１７は、乗員の座高から頸部の位置を検出するために用いるセンサであるが、この超音波センサ１７に代えて、乗員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乗員状態検出手段として用いてもよい。
【００３２】
図３は車両用乗員保護装置の制御回路を示し、ＣＰＵ２０は予測センサ１８、超音波センサ１７、水平方向センサ１５およびその他の必要なセンサからの入力に基づいて、ＲＯＭ１９に格納されたプログラムに従って、インフレータドライバ２１を介してインフレータ１２、エアバッグ１３を駆動制御し、またＲＡＭ２２は乗員の身長が低くすぎる場合にＦ＝１となるフラグ（図４参照）、前述の既知数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。
【００３３】
ここで、上述の予測センサ１８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１８で後突を予測する手段に代えて、加速度センサ(いわゆるＧセンサ)で後突を検出すべく構成してもよい。
また、上述のＣＰＵ２０は予測センサ１８の予測時に乗員Ａの頸部付近にエアバッグ１３を展開させる制御手段である。
【００３４】
しかも、上述のＣＰＵ２０は、超音波センサ１７からの出力に基づいて乗員Ａの身長(座高)を検出する身長検出手段(図５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１３の展開部位に設定する設定手段(図５に示すサブルーチンの第２ステップＱ２参照)と、
を兼ねる。なお、図１における２３はステアリングホイールである。
【００３５】
このように構成した車両用乗員保護装置の作用を、図４に示すフローチャート(メインルーチン)と、図５に示すフローチャート(サブルーチン)とを参照して、以下に詳述する。
【００３６】
まず、図４に示すフローチャートを参照して、エアバック１３の展開制御処理について述べる。
第１ステップＳ１で、ＣＰＵ２０は予測センサ１８による検出を実行し、次の第２ステップＳ２で、ＣＰＵ２０は予測センサ１８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Ｓ３に移行する一方、ＹＥＳ判定時には第４ステップＳ４に移行する。
【００３７】
上述の第３ステップＳ３で、ＣＰＵ２０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。
【００３８】
一方、上述の第４ステップＳ４で、ＣＰＵ２０は超音波センサ１７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１６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を検出する。
【００３９】
次に第５ステップＳ５で、ＣＰＵ２０はエアバック１３の展開態様(展開方向、展開強度など)を算出するが、この第５ステップＳ５の具体的処理内容については図５に示すサブルーチンを参照して後述する。
【００４０】
次に第６ステップＳ６で、ＣＰＵ２０はフラグがＦ＝１か否かを判定する。このフラグＦは図５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。
【００４１】
而して、上述の第６ステップＳ６でＦ＝１に対応してＹＥＳ判定されると、第８ステップＳ８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Ｓ７に移行する。
【００４２】
この第７ステップＳ７で、ＣＰＵ２０は第５ステップＳ５で算出された展開態様に応じてエアバッグ１３を、シートバック２から上方に向けて展開する。一方、上述の第８ステップＳ８では、乗員の身長が低くすぎること、またはシート４上に乗員が存在しないことに対応して、ＣＰＵ２０はエアバック１３の展開を禁止する。
【００４３】
次に図５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、ＣＰＵ２０はルーフ面１６とシートクッション１の着座面１ａとの間の距離(既知数)から超音波センサ１７による検出距離を減算して、乗員Ａの身長(座高)を検出(演算)する。
【００４４】
次に第２ステップＱ２で、ＣＰＵ２０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展開部位とする。
【００４５】
次に第３ステップＱ３で、ＣＰＵ２０は検出された乗員Ａの身長(座高)と、予めＲＡＭ２２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Ｆ＝１とし、それ以外の時にはフラグをＦ＝０とする。この図５に示すサブルーチンでの処理内容が図４に示すメインルーチンに反映される。
【００４６】
このように、図１〜図５に示す実施例によれば、上述の予測センサ１８は後突を予測し、上述の制御手段(ＣＰＵ２０参照)は予測センサ１８の後突予測時に乗員Ａの頸部付近にエアバッグ１３を展開させるが、このエアバッグ１３をシートバック２に設けているので、エアバッグ１３の展開方向を最適に設定することができて、乗員Ａの頸椎に生ずる負担を良好かつ未然に防止することができる効果がある。
【００４７】
加えて、エアバッグ１３をシートバック２に設けているので、このエアバッグをヘッドレストに内蔵する従来構造と比較して、インフレータ１２等に対する配線を容易に行なうことができる効果がある。
【００４８】
しかも、上述の乗員状態検出センサ(超音波センサ１７参照)は乗員状態を検出し、このセンサ１７出力に基づいて乗員Ａの頸部位置が検出され、上述のエアバッグ１３は検出された頸部に向けて展開される。このため、乗員Ａの頸部をより一層適確に保護することができる効果がある。
【００４９】
また、上述の予測センサ１８は後突を予測し、上述の制御手段(ＣＰＵ２０参照)は予測センサ１８の後突予測時に乗員Ａの頸部付近にエアバッグ１３を展開させるが、このエアバッグ１３は下方から上方に向けて乗員Ａの頸部付近に展開されるので、エアバッグ１３の展開方向を最適に設定することができ、乗員Ａの頸椎に生ずる負担を良好に、しかも未然に防止することができる効果がある。
【００５０】
なお、上述の乗員状態検出センサ(超音波センサ１７参照)は乗員状態を検出し、このセンサ１７出力に基づいて乗員Ａの頸部位置が検出され、上述のエアバッグ１３は検出された頸部に向けて展開され、これにより、乗員Ａの頸部をより一層適確に保護することができる点については上述同様である。
【００５１】
さらに、ヘッドレスト３がシートバック２に対して上下動しても、シートバック２に設けられたエアバッグ装置１１は定位置に存在し、このエアバッグ１３は最適方向に展開するので、エアバッグ１３の展開時に乗員Ａを良好に保護することができる効果がある。
【００５２】
また、上述のエアバッグ１３を乗員Ａの身長の最高点から所定距離下方に展開すべく構成すると、このエアバッグ１３を適切な位置に展開して、乗員Ａを保護することができる効果がある。
【００５３】
さらに、上述の乗員状態検出センサ(超音波センサ１７参照)で検出された身長(座高)を均等割りして図５に示す第２ステップＱ２にて頸部位置を設定するので、頸部の位置検出を容易に行なうことができる効果があり、また設定された頸部に向けてエアバッグ１３を展開させるので、このエアバッグ１３は適切な位置に展開され、乗員を良好に保護することができる効果がある。
【００５４】
さらにまた、上述のエアバッグ１３は図１に仮想線で示すようにその展開時に乗員Ａの頸部および後頭部にともに当接するので、ヘッドレスト３の位置(特に上下位置)に関係なく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る。
【００５５】
加えて、上述のエアバッグ１３はシートバック２から上方に向けて乗員Ａの頸部付近に展開するので、このエアバッグ１３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。
【００５６】
図６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３で示した回路装置を用いるが、この図６に示すこの実施例の場合には、上述のＣＰＵ２０は、予測センサ１８の予測時に乗員Ａの頸部付近にエアバッグ１３を展開させる制御手段(ＣＰＵ２０それ自体参照)と、
超音波センサ１７からの出力に基づいて乗員Ａの身長(座高)を検出する身長(座高)検出手段(図６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１３の展開部位に設定する設定手段(図６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１３の展開方向を変位させる方向変位手段(図６に示すフローチャートの第４ステップＣ４参照)と、
水平方向センサ１５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６に示すフローチャートの第８ステップＣ８参照)と、
この距離演算手段で求められた距離に対応してエアバック１３の展開強度を算出する展開強度算出手段(図６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。
【００５７】
なお、上述のエアバッグ１３の展開強度を可変するには、インフレータ１２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２１を、例えば、低圧用と高圧用とに分割すればよい。
【００５８】
このように構成した車両用乗員保護装置の作用を、図６に示すフローチャートを参照して以下に詳述する。第１ステップＣ１で、ＣＰＵ２０は超音波センサ１７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１６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(検出距離)を検出する。
【００５９】
次に第２ステップＣ２で、ＣＰＵ２０はルーフ面１６とシートクッション１の着座面１ａとの間の距離(既知数)から超音波センサ１７による検出距離を減算して、乗員Ａの身長(座高)を検出(演算)する。
【００６０】
次に第３ステップＣ３で、ＣＰＵ２０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展開部位とする。
次に第４ステップＣ４で、ＣＰＵ２０はエアバッグ１３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。
【００６１】
次に第５ステップＣ５で、ＣＰＵ２０は予測センサ１８による検出を実行し、次の第６ステップＣ６で、ＣＰＵ２０は予測センサ１８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７ステップＣ７に移行する一方、ＹＥＳ判定時には第８ステップＣ８に移行する。
【００６２】
上述の第７ステップＣ７で、ＣＰＵ２０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。
【００６３】
一方、上述の第８ステップＣ８では、後突予測に対応して、ＣＰＵ２０は水平方向センサ１５を駆動して、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。
【００６４】
次に第９ステップＣ９で、ＣＰＵ２０は上述の演算距離に基づいてエアバッグ１３の展開強度を算出する。なお、この展開強度の算出は図示しないサブルーチンにより求められるが、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。
【００６５】
次に第１０ステップＣ１０で、ＣＰＵ２０はエアバッグ１３を展開するが、この展開の態様は第４ステップＣ４で設定された展開方向と、第９ステップＣ９で求められた展開強度を反映しつつ、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る。
【００６６】
このように構成しても先の実施例とほぼ同様の作用、効果を奏する。また図６に示すフローチャートに先の実施例で示した如く乗員の身長が低すぎる場合、または、シート４に乗員が着座していない場合に、エアバック展開を禁止するステップ(処理)を組み入れてもよいことは勿論である。
【００６７】
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ＣＰＵ２０に対応し、
以下同様に、
センサは、予測センサ１８に対応し、
乗員状態検出センサは、ルーフ面１６に取付けられた超音波センサ１７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。
【００６８】
例えば、予測センサ１８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。また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。
【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】 シートの正面図。
【図３】 制御回路ブロック図。
【図４】 エアバッグの展開制御処理を示すフローチャート。
【図５】 乗員頸部位置の割出し処理を示すフローチャート。
【図６】 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】
２…シートバック
３…ヘッドレスト
１３…エアバッグ
１７…超音波センサ(乗員状態検出センサ)
１８…予測センサ(センサ)
２０…ＣＰＵ(制御手段)
【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、このセンサの予測または検出時に乗員の頸部付近にエアバッグを展開させるＣＰＵなどの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号公報および特開平１０−６９０７号公報に記載の装置がある。
【０００３】
すなわち、上記何れの装置も車両のシートのシートバックに備えられるヘッドレストの内部に、エアバッグ装置を内蔵し、衝撃時または後突予測時にエアバッグ装置のエアバッグ（袋体）を前方へ膨張展開させて、乗員の頭部および頸部を保護すべく構成した車両用乗員保護装置である。
【０００４】
これらの各従来装置あっては、後突予測時または後突時にヘッドレストからエアバッグが略真っ直ぐ前方に展開されるものであるから、乗員の頸椎に生ずる負担を良好に解消することができない問題点があった。
【０００５】
つまり後突時におけるの頸椎への負担は、次の如きメカニズムで発生する。すなわち、後突時において乗員の頭部は慣性で止まろうとする一方、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、乗員の頸椎に負担が発生するものと推考される。したがって、エアバッグを単に前方に向けて展開する程度では、乗員の頸椎に発生する負担を解消することができない問題点があった。
【０００６】
加えて、上述の各従来装置においてはエアバッグ装置がヘッドレストに内蔵されているので、インフレータに電気信号を供給するための通電ラインを、シートクッションからヘッドレストに導入させる必要があり、配線が複雑化するばかりでなく、その組付け工数、組付けコスト共に大となる問題点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、センサの後突予測または検出時に乗員の頸部付近に展開するエアバッグをシートバックの上部に内蔵することで、エアバッグをシートバック上部から上方に向けて展開し、エアバッグの展開方向を最適に設定でき、かつ速やかに頸部に向けて展開することができ、乗員の頸椎に生ずる負担を良好かつ未然に防止することができ、しかも、乗員状態検出センサにより乗員の頸部位置を検出し、乗員の身長が低すぎる場合にはエアバッグの展開を禁止することで、乗員の頚椎に生ずる負担を良好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。
【０００８】
この発明の一実施態様は、ヘッドレストをシートバックに対して上下移動可能に構成することで、ヘッドレストが上下動してもシートバックに設けられたエアバッグは定位置に存在し、この展開時に乗員を良好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。
【０００９】
この発明の一実施態様は、上述のエアバッグを乗員の身長の最高点から所定距離下方（つまり頸部）に展開させることで、エアバッグを適切な位置に展開して、乗員を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。
【００１０】
この発明の一実施態様は、上述の乗員状態検出センサで乗員の身長を検出し、検出された身長を均等割りして頸部位置を設定し、設定された頸部に向けてエアバッグを展開することで、頸部の位置検出を容易に行なうことができると共に、エアバッグを適切な位置に展開して、乗員を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、上述のエアバッグを乗員の頸部および後頭部に当接すべく構成することで、エアバッグの展開時にはヘッドレストの位置に関係なく乗員の頸部と後頭部とを該エアバッグにて同時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。
【００１２】
【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、上記センサの予測または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、上記エアバッグはヘッドレストが取付けられるシートバックの上部に内蔵されて、シートバック上部から上方に向けて展開されるように形成する一方、乗員状態を検出する乗員状態検出センサを設け、該乗員状態検出センサにより乗員の頸部位置を検出し、上記制御手段は、乗員状態検出センサの検出結果に基づき、乗員の頸部に向けエアバッグの展開方向を変位制御すると共に、乗員の身長が低すぎる場合にはエアバッグの展開を禁止するよう制御するものである。
【００１３】
この発明の一実施態様においては、上記ヘッドレストはシートバックに対して上下移動可能に構成されたものである。
【００１４】
この発明の一実施態様においては、上記エアバッグを乗員の身長の最高点から所定距離下方に展開させるものである。
【００１５】
この発明の一実施態様においては、上記乗員状態検出センサで乗員の身長を検出し、検出された身長を均等割りして頸部位置を設定し、設定された頸部に向けて上記エアバッグを展開させるものである。
【００１６】
この発明の一実施態様においては、上記エアバッグは乗員の頸部および後頭部に当接するものである。
【００１７】
【発明の作用及び効果】
この発明の請求項１記載の発明によれば、上述の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または検出時に乗員の頸部付近にエアバッグを展開させるが、このエアバッグをシートバック上部に設け、そこから上方に展開させるように設けているので、エアバッグの展開方向を最適に設定し速やかに頸部に向けて展開することができると共に、乗員の身長が低すぎる場合には、エアバッグの展開を禁止するので、乗員の頸椎に生ずる負担を良好かつ未然に防止することができる効果がある。
【００１８】
加えて、エアバッグをシートバックに設けているので、このエアバッグをヘッドレストに内蔵する従来構造と比較して、インフレータ等に対する配線を容易に行なうことができる効果がある。
【００１９】
しかも、上述の乗員状態検出センサは乗員状態を検出し、このセンサにて乗員の頸部位置が検出され、上述のエアバッグは検出された頸部に向けて展開される。このため、乗員の頸部をより一層適確に保護することができる効果がある。
【００２０】
この発明の一実施態様によれば、ヘッドレストがシートバックに対して上下動しても、シートバックに設けられたエアバッグは定位置に存在し、このエアバッグは最適方向に展開するので、エアバッグの展開時に乗員を良好に保護することができる効果がある。
【００２１】
この発明の一実施態様によれば、上述のエアバッグを乗員の身長の最高点から所定距離下方に展開させるので、エアバッグを適切な位置に展開して、乗員を保護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、上述の乗員状態検出センサで検出された身長を均等割りして頸部位置を設定するので、頸部の位置検出を容易に行なうことができる効果があり、また設定された頸部に向けてエアバッグを展開させるので、このエアバッグは適切な位置に展開され、乗員を良好に保護することができる効果がある。
【００２３】
この発明の一実施態様によれば、上述のエアバッグはその展開時に乗員の頸部および後頭部に当接するので、ヘッドレストの位置に関係なくエアバッグ展開時において乗員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る。
【００２４】
【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、図２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。
【００２５】
上述のショルダベルト７、ラップベルト８の一方または双方は、車体に内設されたプリテンショナに連結され、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。
【００２６】
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（起伏可能）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。
【００２７】
さらに、上述のシートバック２内の上方前部には中実構造のシートバックフレーム１０に支持されて成るエアバッグ装置１１を内蔵し、インフレータ１２の作動時には、シートバック２の表皮縫目部を介して袋体としてのエアバッグ１３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の頸部および頭部を保護すべく構成している。
【００２８】
すなわち、上述のエアバック装置１１は図１、図２に示す如く、シートバック２内における上側前部中央に設けられ、袋体としてのエアバック１３は下方から上方に向けて乗員Ａの頸部付近に展開されるようになっている。しかも、図１に仮想線で示すように展開時のエアバック１３は乗員Ａの頸部に当接する第１の当接部１３ａと、乗員Ａの後頭部に当接する第２の当接部１３ｂとを有し、乗員と各要素２，３との間の隙間形状に対応した形状をもって、乗員の頸部および後頭部を同時かつ一体的に保護すべく構成している。
【００２９】
一方、上述のシートバック２に対してヘッドレストポール１４を介して上下移動可能に構成されたヘッドレスト３内には、乗員Ａの頭部とヘッドレスト３との間の距離を検出する水平方向センサ１５を取付けている。この水平方向センサ１５は超音波センサにより構成することができる。
【００３０】
また、車両におけるルーフの車室側の面１６(以下単にルーフ面と略記する)には、乗員状態検出センサの一例として超音波センサ１７を取付け、この超音波センサ１７でルーフ面１６とシート４に着座した乗員Ａの身長の最高点との間(検出距離)を検出し、ルーフ面１６とシートクッション１の着座面１ａ(図２参照)との間の距離(既知数)から上述の検出距離を減算して、乗員Ａの身長、なかんずく、座高を求めるように構成している。
【００３１】
ここで、上述の超音波センサ１７は、乗員の座高から頸部の位置を検出するために用いるセンサであるが、この超音波センサ１７に代えて、乗員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乗員状態検出手段として用いてもよい。
【００３２】
図３は車両用乗員保護装置の制御回路を示し、ＣＰＵ２０は予測センサ１８、超音波センサ１７、水平方向センサ１５およびその他の必要なセンサからの入力に基づいて、ＲＯＭ１９に格納されたプログラムに従って、インフレータドライバ２１を介してインフレータ１２、エアバッグ１３を駆動制御し、またＲＡＭ２２は乗員の身長が低くすぎる場合にＦ＝１となるフラグ（図４参照）、前述の既知数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。
【００３３】
ここで、上述の予測センサ１８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１８で後突を予測する手段に代えて、加速度センサ(いわゆるＧセンサ)で後突を検出すべく構成してもよい。
また、上述のＣＰＵ２０は予測センサ１８の予測時に乗員Ａの頸部付近にエアバッグ１３を展開させる制御手段である。
【００３４】
しかも、上述のＣＰＵ２０は、超音波センサ１７からの出力に基づいて乗員Ａの身長(座高)を検出する身長検出手段(図５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１３の展開部位に設定する設定手段(図５に示すサブルーチンの第２ステップＱ２参照)と、
を兼ねる。なお、図１における２３はステアリングホイールである。
【００３５】
このように構成した車両用乗員保護装置の作用を、図４に示すフローチャート(メインルーチン)と、図５に示すフローチャート(サブルーチン)とを参照して、以下に詳述する。
【００３６】
まず、図４に示すフローチャートを参照して、エアバック１３の展開制御処理について述べる。
第１ステップＳ１で、ＣＰＵ２０は予測センサ１８による検出を実行し、次の第２ステップＳ２で、ＣＰＵ２０は予測センサ１８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Ｓ３に移行する一方、ＹＥＳ判定時には第４ステップＳ４に移行する。
【００３７】
上述の第３ステップＳ３で、ＣＰＵ２０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。
【００３８】
一方、上述の第４ステップＳ４で、ＣＰＵ２０は超音波センサ１７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１６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を検出する。
【００３９】
次に第５ステップＳ５で、ＣＰＵ２０はエアバック１３の展開態様(展開方向、展開強度など)を算出するが、この第５ステップＳ５の具体的処理内容については図５に示すサブルーチンを参照して後述する。
【００４０】
次に第６ステップＳ６で、ＣＰＵ２０はフラグがＦ＝１か否かを判定する。このフラグＦは図５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。
【００４１】
而して、上述の第６ステップＳ６でＦ＝１に対応してＹＥＳ判定されると、第８ステップＳ８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Ｓ７に移行する。
【００４２】
この第７ステップＳ７で、ＣＰＵ２０は第５ステップＳ５で算出された展開態様に応じてエアバッグ１３を、シートバック２から上方に向けて展開する。一方、上述の第８ステップＳ８では、乗員の身長が低くすぎること、またはシート４上に乗員が存在しないことに対応して、ＣＰＵ２０はエアバック１３の展開を禁止する。
【００４３】
次に図５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、ＣＰＵ２０はルーフ面１６とシートクッション１の着座面１ａとの間の距離(既知数)から超音波センサ１７による検出距離を減算して、乗員Ａの身長(座高)を検出(演算)する。
【００４４】
次に第２ステップＱ２で、ＣＰＵ２０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展開部位とする。
【００４５】
次に第３ステップＱ３で、ＣＰＵ２０は検出された乗員Ａの身長(座高)と、予めＲＡＭ２２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Ｆ＝１とし、それ以外の時にはフラグをＦ＝０とする。この図５に示すサブルーチンでの処理内容が図４に示すメインルーチンに反映される。
【００４６】
このように、図１〜図５に示す実施例によれば、上述の予測センサ１８は後突を予測し、上述の制御手段(ＣＰＵ２０参照)は予測センサ１８の後突予測時に乗員Ａの頸部付近にエアバッグ１３を展開させるが、このエアバッグ１３をシートバック２に設けているので、エアバッグ１３の展開方向を最適に設定することができて、乗員Ａの頸椎に生ずる負担を良好かつ未然に防止することができる効果がある。
【００４７】
加えて、エアバッグ１３をシートバック２に設けているので、このエアバッグをヘッドレストに内蔵する従来構造と比較して、インフレータ１２等に対する配線を容易に行なうことができる効果がある。
【００４８】
しかも、上述の乗員状態検出センサ(超音波センサ１７参照)は乗員状態を検出し、このセンサ１７出力に基づいて乗員Ａの頸部位置が検出され、上述のエアバッグ１３は検出された頸部に向けて展開される。このため、乗員Ａの頸部をより一層適確に保護することができる効果がある。
【００４９】
また、上述の予測センサ１８は後突を予測し、上述の制御手段(ＣＰＵ２０参照)は予測センサ１８の後突予測時に乗員Ａの頸部付近にエアバッグ１３を展開させるが、このエアバッグ１３は下方から上方に向けて乗員Ａの頸部付近に展開されるので、エアバッグ１３の展開方向を最適に設定することができ、乗員Ａの頸椎に生ずる負担を良好に、しかも未然に防止することができる効果がある。
【００５０】
なお、上述の乗員状態検出センサ(超音波センサ１７参照)は乗員状態を検出し、このセンサ１７出力に基づいて乗員Ａの頸部位置が検出され、上述のエアバッグ１３は検出された頸部に向けて展開され、これにより、乗員Ａの頸部をより一層適確に保護することができる点については上述同様である。
【００５１】
さらに、ヘッドレスト３がシートバック２に対して上下動しても、シートバック２に設けられたエアバッグ装置１１は定位置に存在し、このエアバッグ１３は最適方向に展開するので、エアバッグ１３の展開時に乗員Ａを良好に保護することができる効果がある。
【００５２】
また、上述のエアバッグ１３を乗員Ａの身長の最高点から所定距離下方に展開すべく構成すると、このエアバッグ１３を適切な位置に展開して、乗員Ａを保護することができる効果がある。
【００５３】
さらに、上述の乗員状態検出センサ(超音波センサ１７参照)で検出された身長(座高)を均等割りして図５に示す第２ステップＱ２にて頸部位置を設定するので、頸部の位置検出を容易に行なうことができる効果があり、また設定された頸部に向けてエアバッグ１３を展開させるので、このエアバッグ１３は適切な位置に展開され、乗員を良好に保護することができる効果がある。
【００５４】
さらにまた、上述のエアバッグ１３は図１に仮想線で示すようにその展開時に乗員Ａの頸部および後頭部にともに当接するので、ヘッドレスト３の位置(特に上下位置)に関係なく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る。
【００５５】
加えて、上述のエアバッグ１３はシートバック２から上方に向けて乗員Ａの頸部付近に展開するので、このエアバッグ１３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。
【００５６】
図６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３で示した回路装置を用いるが、この図６に示すこの実施例の場合には、上述のＣＰＵ２０は、予測センサ１８の予測時に乗員Ａの頸部付近にエアバッグ１３を展開させる制御手段(ＣＰＵ２０それ自体参照)と、
超音波センサ１７からの出力に基づいて乗員Ａの身長(座高)を検出する身長(座高)検出手段(図６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１３の展開部位に設定する設定手段(図６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１３の展開方向を変位させる方向変位手段(図６に示すフローチャートの第４ステップＣ４参照)と、
水平方向センサ１５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６に示すフローチャートの第８ステップＣ８参照)と、
この距離演算手段で求められた距離に対応してエアバック１３の展開強度を算出する展開強度算出手段(図６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。
【００５７】
なお、上述のエアバッグ１３の展開強度を可変するには、インフレータ１２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２１を、例えば、低圧用と高圧用とに分割すればよい。
【００５８】
このように構成した車両用乗員保護装置の作用を、図６に示すフローチャートを参照して以下に詳述する。第１ステップＣ１で、ＣＰＵ２０は超音波センサ１７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１６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(検出距離)を検出する。
【００５９】
次に第２ステップＣ２で、ＣＰＵ２０はルーフ面１６とシートクッション１の着座面１ａとの間の距離(既知数)から超音波センサ１７による検出距離を減算して、乗員Ａの身長(座高)を検出(演算)する。
【００６０】
次に第３ステップＣ３で、ＣＰＵ２０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展開部位とする。
次に第４ステップＣ４で、ＣＰＵ２０はエアバッグ１３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。
【００６１】
次に第５ステップＣ５で、ＣＰＵ２０は予測センサ１８による検出を実行し、次の第６ステップＣ６で、ＣＰＵ２０は予測センサ１８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７ステップＣ７に移行する一方、ＹＥＳ判定時には第８ステップＣ８に移行する。
【００６２】
上述の第７ステップＣ７で、ＣＰＵ２０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。
【００６３】
一方、上述の第８ステップＣ８では、後突予測に対応して、ＣＰＵ２０は水平方向センサ１５を駆動して、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。
【００６４】
次に第９ステップＣ９で、ＣＰＵ２０は上述の演算距離に基づいてエアバッグ１３の展開強度を算出する。なお、この展開強度の算出は図示しないサブルーチンにより求められるが、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。
【００６５】
次に第１０ステップＣ１０で、ＣＰＵ２０はエアバッグ１３を展開するが、この展開の態様は第４ステップＣ４で設定された展開方向と、第９ステップＣ９で求められた展開強度を反映しつつ、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る。
【００６６】
このように構成しても先の実施例とほぼ同様の作用、効果を奏する。また図６に示すフローチャートに先の実施例で示した如く乗員の身長が低すぎる場合、または、シート４に乗員が着座していない場合に、エアバック展開を禁止するステップ(処理)を組み入れてもよいことは勿論である。
【００６７】
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ＣＰＵ２０に対応し、
以下同様に、
センサは、予測センサ１８に対応し、
乗員状態検出センサは、ルーフ面１６に取付けられた超音波センサ１７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。
【００６８】
例えば、予測センサ１８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。また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。
【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】 シートの正面図。
【図３】 制御回路ブロック図。
【図４】 エアバッグの展開制御処理を示すフローチャート。
【図５】 乗員頸部位置の割出し処理を示すフローチャート。
【図６】 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】
２…シートバック
３…ヘッドレスト
１３…エアバッグ
１７…超音波センサ(乗員状態検出センサ)
１８…予測センサ(センサ)
２０…ＣＰＵ(制御手段)
Claims (5)
- 後突を予測または検出するセンサと、
上記センサの予測または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、
上記エアバッグはヘッドレストが取付けられるシートバックの上部に内蔵されて、シートバック上部から上方に向けて展開されるように形成する一方、
乗員状態を検出する乗員状態検出センサを設け、該乗員状態検出センサにより乗員の頸部位置を検出し、上記制御手段は、乗員状態検出センサの検出結果に基づき、乗員の頸部に向けエアバッグの展開方向を変位制御すると共に、乗員の身長が低すぎる場合にはエアバッグの展開を禁止するよう制御する
車両用乗員保護装置。 - 上記ヘッドレストはシートバックに対して上下移動可能に構成された
請求項１記載の車両用乗員保護装置。 - 上記エアバッグを乗員の身長の最高点から所定距離下方に展開させる
請求項１または２記載の車両用乗員保護装置。 - 上記乗員状態検出センサで乗員の身長を検出し、検出された身長を均等割りして頸部位置を設定し、設定された頸部に向けて上記エアバッグを展開させる
請求項１記載の車両用乗員保護装置。 - 上記エアバッグは乗員の頸部および後頭部に当接する
請求項１記載の車両用乗員保護装置。
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