JP3922171B2 - Vehicle occupant protection device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両衝突時にステアリングコラムの変位に伴って衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構を備えた車両の乗員保護装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、例えば特許文献1に示されているように、車両衝突時にステアリングコラムを変位させて車両衝突に伴う衝撃力を吸収するエネルギー吸収機構と、車両衝突時にステアリングコラムを前方へ引き込むコラム引込機構とを備えた車両の安全装置は知られている。エネルギー吸収機構は、ステアリングコラムへの衝撃力が所定力以上になったとき、ステアリングコラムが変位し始め(アウターコラムとインナーコラムの収縮が開始し)、このステアリングコラムの変位に対して荷重を負荷して衝突エネルギーを吸収するもので、体格の大きな運転者に対しては小柄な運転者に比べて大きな荷重が負荷されるようにしている。コラム引込機構は、ステアリングホイールと運転者との空間を適正にして、エアバックの展開・膨張時にエアバックの後面が運転者の顔面や胸を強打しないようにするもので、小柄な運転者に対しては機能させるが、標準的な体格以上の運転者には機能させないようにしている。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−79944号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のエネルギー吸収機構は、車両衝突に伴ってエアバックが展開・膨張した後、運転者の胸(または顔面)がある程度大きな衝撃力でステアリングパッドに2次衝突したとき、ステアリングコラムが変位し始めるようになっている。したがって、多くの場合、運転者が胸(又は顔面)にて受ける衝撃は、車両衝突による衝撃力が比較的小さくても、これとは無関係にある程度大きくなる(図8(A)参照)。
【0005】
【発明の概要】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、車両衝突時に運転者が胸(または顔面)にて受ける衝撃を極力を小さくするようにした車両の乗員保護装置を提供することにある。
【0006】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、車両衝突時にステアリングコラムの変位に伴って衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収機構を備えた車両の乗員保護装置において、第1状態にてステアリングコラムの変位を規制するとともに、切り換え制御信号の入力により第2状態に切り換えられてステアリングコラムの変位規制を解除する変位規制装置と、車両の衝突を検出する衝突検出手段と、前記衝突検出手段による車両の衝突検出後、切り換え制御信号を前記変位規制装置に出力して同変位規制装置を第2状態に切り換える手段であって、車両衝突時に運転者に与える衝撃力の大きさを予測して、前記予測される車両衝突時の衝撃力が大きい場合、同予測される衝撃力が小さい場合に比べて、前記切り換え制御信号の出力タイミングを遅らせるようにした切り換え制御手段とを備えたことにある。
【0008】
これによれば、車両衝突後、シートベルト、エアバックなどの他の保護装置により運転者を保護した後の適当なタイミングで、変位規制装置を第2状態に切り換えてエネルギー吸収機構を作動させれば、運転者の胸(または顔面)がステアリングホイールに2次衝突する衝撃を緩和できる。そして、予測される車両衝突時の衝撃力が大きい場合、同予測される衝撃力が小さい場合に比べて、切り換え制御信号の出力タイミングが遅くなるので、車両衝突時の衝撃力が大きくて早めにステアリングコラムの変位規制を解除すると、ステアリングコラムが変位限界に達する(以下、ステアリングコラムの底着きという)ような場合でも、同ステアリングコラムの底着きが回避され、運転者がより良好に保護される。
【0010】
また、本発明の他の特徴は、エネルギー吸収機構は、ステアリングコラムの変位に伴う衝突エネルギーの吸収量を可変設定するエネルギー吸収量可変装置を有し、さらに、変位規制装置への切り換え制御信号の出力タイミングが遅くなるに従って、ステアリングコラムの変位に伴う衝突エネルギーの吸収量が大きくなるようにエネルギー吸収量可変装置を制御するエネルギー吸収量制御手段を設けたことにある。これによれば、車両衝突時の衝撃力がかなり大きい場合でも、エネルギー吸収機構による衝突エネルギーの吸収が大きくなるので、ステアリングコラムの底着きを回避できて、運転者をより良好に保護できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明すると、図1は同実施形態に係る車両の乗員保護装置を示している。この車両の乗員保護装置は、ステアリングホイール11に装着したエアバッグ装置20と、ステアリングコラム12と車体BDとの間に装着したコラム離脱機構30およびエネルギー吸収機構40と、シート50と車体との間に装着したシートベルト装置60とを備えている。
【0014】
ステアリングホイール11は、ステアリングコラム12に軸方向移動不能かつ回転自在に組付けたステアリングシャフト13の後端部に一体回転可能に組付けられていて、ステアリングホイール11の塑性変形により運転者Hの衝突エネルギーを吸収するように構成されている。ステアリングコラム12は、その後方がコラム離脱機構30を介して車体BDの一部に支持され、かつ、その前方がエネルギー吸収機構40を介して車体BDの一部に支持されている。ステアリングシャフト13は、先端部にてステアリングリンク機構14に連結されている。このような構成により、ステアリングホイール11が回動されると、この回動はステアリングシャフト13およびステアリングリンク機構14を介して左右前輪(図示しない)に伝達されて、左右前輪が操舵される。
【0015】
エアバッグ装置20は、ステアリングホイール11の中央部のステアリングパッド内に折り畳んで収納されたエアバッグ本体と、このエアバッグ本体にガスを供給するためのインフレータを備えていて、車両の前面衝突時に、運転者Hとステアリングホイール11間にて膨張展開したエアバッグ本体が運転者Hを受け止めることにより、運転者Hの衝突エネルギーを吸収するようになっている。
【0016】
コラム離脱機構30は、図2に詳細に示すように、車体BD側に固定された支持部材31と、ステアリングコラム12に連結部材32aを介して固定された規制プレート32とを備えている。これらの支持部材31および規制プレート32はステアリングコラム12の左右両側に一対設けられているが、図2においてはその一方のみを示している。支持部材31は、車体BDに固着されたブラケット33にボルト34aおよびナット34bにより固定されており、規制プレート32をステアリングコラム12の軸線方向に移動可能に支持するスリット31aを有する。
【0017】
規制プレート32には、同規制プレート32を支持部材31のスリット31a内に侵入させた状態で、支持部材31に設けた貫通孔31bに連続する貫通孔32bが形成されている。これらの貫通孔31b,32bには、規制ピン35が進退可能に侵入している。規制ピン35は、その基端部にて、支持部材31に固定されたアクチュエータ36に組み付けられている。アクチュエータ36は、スプリングおよび電磁ソレノイドを備えており、スプリングにより規制ピン35を常時図示上方に付勢していて、電磁ソレノイドへの通電により規制ピン35を下方へ引き抜く。この規制ピン35は図示規制プレート32の貫通孔32bへの侵入状態にてステアリングコラム12の軸線方向への変位を規制しており、アクチュエータ36の電磁ソレノイドへの通電により下方へ引き抜かれて、ステアリングコラム12の軸線方向への変位規制を解除する。このように機能する支持部材31、規制プレート32、規制ピン35およびアクチュエータ36が、本発明のステアリングコラム12の変位を規制する変位規制装置を構成する。
【0018】
エネルギー吸収機構40は、ステアリングコラム12の前方を支持する支持機構を兼ねていて、図3に示したように、支持ブラケット41、支持ピン42、エネルギー吸収部材である屈曲プレート43および剪断ピン44を備えている。
【0019】
支持ブラケット41は、前後方向からみて門形形状のものであり、互いに対向する側壁部41aの下側端部にて、ステアリングコラム12の外周の上方部位に固着されている。また、支持ブラケット41の両側壁部41aには、中央部位から後方へ斜め上方に向けて延びる長孔41bが対向して形成されている。長孔41bには、前部にて内側に向けて突出した幅狭部41b1が形成されている。支持ピン42は、支持ブラケット41の長孔41bを貫通した状態で、車体BDの一部に固着されるブラケット(図示しない)に固着されている。また、支持ピン42は、図示状態にて支持ブラケット41の長孔41bにおける前部に挿通されていて、支持ブラケット41との相対的な移動(相対移動)により、幅狭部41b1を乗り越えて長孔41b内を後方へ移動可能である。
【0020】
屈曲プレート43は、図3〜図5に示すように、所定幅を有して剪断ピン44によって剪断可能な材料でプレート状に形成されており、ステアリングコラム12の軸線方向に延設された延設部43aと、後端部側を略360度屈曲して形成した屈曲部43bとからなる。この屈曲プレート43は、その屈曲部43bの前壁にて、支持ブラケット41の側壁部41aに植設された複数のピン41cにより位置決めされた状態で支持ブラケット41に溶接固定されていて、支持ブラケット41内で支持ピン42を包囲している。また、屈曲プレート43においては、図4および図5に示すように、延設部43aの幅方向の中央部に長さ方向に延びる上下の溝部43c1,43c2が形成されているとともに、両溝部43c1,43c2の後端部に円形状の係合孔43c3が形成されている。この係合孔43c3には、屈曲プレート43の剪断開始を容易にするために切欠き43c4が形成されている。
【0021】
剪断ピン44は、漸次先細りとなるテーパ形状に形成されていて、屈曲プレート43の係合孔43c3に侵入して、その侵入量が多くなるに従って屈曲プレート43を剪断するために大きな剪断力が必要になるようにしている。剪断ピン44は、その基端部にて、支持ブラケット41の上壁部に固定されたアクチュエータ45に組み付けられている。アクチュエータ45は、小型モータおよび同小型モータの回転を剪断ピン44の軸線方向の変位に変換する変換機構を備え、剪断ピン44の係合孔43c3の侵入量が変更されるようになっている。
【0022】
このように構成したエネルギー吸収機構40においては、ステアリングコラム12が前方へ変位すると、支持ピン42が、支持ブラケット41と共に屈曲プレート43の屈曲部43bを図3の右方向に押圧する。このとき、屈曲プレート43は、剪断ピン44により図4のラインL1に沿って屈曲プレート43を剪断しながら引き伸ばされる。そして、この剪断力は、アクチュエータ45による剪断ピン44の係合孔43c3への侵入量によって変更されるので、アクチュエータ45は、ステアリングコラム12の変位に伴って衝突エネルギーの吸収量を可変する本発明のエネルギー吸収量可変装置を構成する。
【0023】
シート50は、図示しない電動モータにより、シートレールに沿って前後方向に変位可能になっている。シートベルト装置60は、シートベルト61、タングプレート62、バックル63、ショルダーベルトアンカ64を備えるとともに、プリテンショナ機構およびフォースリミッタ機構を内蔵したリトラクタ65を備えている。プリテンショナ機構は、車両の前面衝突時の初期にシートベルト61を瞬時に巻き取り、運転者Hの身体をしっかりと拘束する機構である。フォースリミッタ機構は、車両の前面衝突時に運転者Hが衝撃の反動で前方へ移動したときに、シートベルト61の拘束力を少し緩めて、運転者Hの胸部にかかる荷重を低減可能な機構である。
【0024】
次に、エアバック装置20、コラム離脱機構30、エネルギー吸収機構40およびリトラクタ65を制御する電気制御装置70について説明する。電気制御装置70は、加速度センサ71、シートベルト着用センサ72、シート位置センサ73、荷重センサ74および車速センサ75に加え、これらの各センサ71〜75に接続された電気制御ユニット76を備えている。
【0025】
加速度センサ71は、車体BDに組み付けられて、車両の衝突を検出するために車体BDの前後方向の加速度Gを検出する。シートベルト着用センサ72は、バックル63内に組み込まれてタングプレート62の有無を検知するスイッチにより構成され、運転者Hのシートベルト着用・非着用を検出する。シート位置センサ73は、シート50の移動機構(図示しない)に組み込まれていて、シート50の最後部位置を基準に前方への移動量をシート位置SPとして検出する。荷重センサ74は、シート50内に組み込まれて運転者Hの体重WTを検出する。車速センサ75は、変速機(図示しない)の出力軸の回転に応じて車速Vを検出する。
【0026】
電気制御ユニット76は、CPU、ROM、RAM、タイマなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とするもので、図6のプログラムの実行により、エアバック装置20、コラム離脱機構30、エネルギー吸収機構40およびリトラクタ65を制御する
【0027】
次に、上記のように構成した実施形態の動作を説明する。車両の走行に伴い、電気制御ユニット76は図6のプログラムをステップS10にて開始する。このプログラムの実行開始後、電気制御ユニット76は、ステップS12にて、加速度センサ71によって検出された加速度Gを入力して、同加速度Gが所定の加速度G0以上であるかを判定する。この場合、所定の加速度G0は、車両が前方物体に衝突したときに発生する大きな値に設定されており、車両が前方物体に衝突しない限り、ステップS12にて「No」と判定してステップS14以降に進む。
【0028】
ステップS14においては、シートベルト着用センサ72からの検出信号を入力して、運転者Hがシートベルト61を装着しているか否かを判定する。運転者Hがシートベルト61を装着していれば、ステップS14にて「Yes」と判定して、ステップS16にて遅延量ΔT1を「0」に設定する。運転者Hがシートベルト61を装着していなければ、ステップS14にて「No」と判定して、ステップS18にて遅延量ΔT1を所定値ΔT10に設定する。この遅延量ΔT1は、後述する遅延量ΔT2,ΔT3,ΔT4と共に、車両衝突後においてステアリングコラム12を車体BDから離脱させるタイミングを制御するための変数である。
【0029】
前記ステップS16,S18の処理後、電気制御ユニット76は、ステップS20にて、シート位置センサ73からの検出信号を入力するとともに、シート位置−遅延量マップを参照して、検出されたシート位置SPに対応した遅延量ΔT2を決定する。シート位置−遅延量マップは、図7(A)に示すように、シート位置SPが大きくなるに従って(シート50が前方に位置するに従って)増加する遅延量ΔT2を記憶している。
【0030】
次に、電気制御ユニット76は、ステップS22にて、荷重センサ74からの検出信号を入力するとともに、体重−遅延量マップを参照して、検出された運転者Hの体重WTに対応した遅延量ΔT3を決定する。体重−遅延量マップは、図7(B)に示すように、運転者Hの体重WTが大きくなるに従って増加する遅延量ΔT3を記憶している。
【0031】
次に、電気制御ユニット76は、ステップS24にて、車速センサ75からの検出信号を入力するとともに、車速−遅延量マップを参照して、検出された車速Vに対応した遅延量ΔT4を決定する。車速−遅延量マップは、図7(C)に示すように、車速Vが大きくなるに従って増加する遅延量ΔT4を記憶している。そして、ステップS26にて、前記決定した遅延量ΔT1,ΔT2,ΔT3,ΔT4を合算して、合算遅延量ΔTを計算する。
【0032】
次に、ステップS28にて、遅延量−コラム変位荷重マップを参照して、前記合算遅延量ΔTに対応したコラム変位荷重CPを決定する。遅延量−コラム変位荷重マップは、図7(D)に示すように、合算遅延量ΔTが大きくなるに従って増加するコラム変位荷重CPを記憶している。そして、ステップS30にて、このコラム変位荷重CPに応じてアクチュエータ45を駆動制御して、コラム変位荷重CPの大きさに対応した深さ位置まで剪断ピン44を進退させる。なお、アクチュエータ45の駆動制御においては、剪断ピン44のアクチュエータ45からの突出量を検出する図示しないセンサが利用される。また、この場合、コラム変位荷重CPが大きくなるに従って、剪断ピン44のアクチュエータ45からの突出量が増加するように制御、すなわち剪断ピン44が屈曲プレート43を剪断するための剪断力が増加するように制御される。
【0033】
前記ステップS30の処理後、車両の衝突が検出されない限り、ステップS12における「No」との判定のもとに、ステップS12〜S30からなる循環処理が繰返し実行される。
【0034】
一方、車両が前方物体に衝突すると、電気制御ユニット76は、ステップS12にて「Yes」と判定して、ステップS32以降の処理を実行する。ステップS32においては、リトラクタ65内のプリテンショナ機構およびフォースリミッタ機構を起動する。これにより、シートベルト61がリトラクタ65内に引き込まれて、運転者Hはシートベルト61によってシート50に固定されて、前方への飛び出さないように保護される。次に、ステップS34にてエアバック装置20内のインフレータを起動して、エアバックを展開・膨張させる。これにより、エアバックが運転者Hとステアリングホイール11との間に介在し、運転者Hの胸(または顔面)がステアリングホイール11に衝突することを回避できる。
【0035】
これらのステップS32,S34の処理後、電気制御ユニット76は、ステップS36にてタイマによる時間計測を開始させ、ステップS38にて、計測時間Tが、所定値T0に前記合算遅延量ΔTを加算した値T0+ΔT以上であるかを判定する。計測時間Tが前記加算値T0+ΔTに達するまでは、ステップS38にて「No」と判定し続ける。一方、計測時間Tが前記加算値T0+ΔTに達すると、ステップS40にてアクチュエータ36内の電磁ソレノイドに通電して、ステップS42にてプログラムの実行を終了する。
【0036】
前記電磁ソレノイドへの通電により、アクチュエータ36は規制ピン35を規制プレート32の貫通孔32bから引き抜く。したがって、この時点で、規制プレート32すなわちステアリングコラム12の軸線方向への変位が許容される。このステアリングコラム12の変位の許容により、ステアリングコラム12は車両衝突の衝撃力によって前方へ移動する。この場合、エネルギー吸収機構40においては、支持ピン42が支持ブラケット41およびステアリングコラム12に対して相対的に後方へ移動することになり、屈曲プレート43は剪断ピン44によって剪断されながら引き伸ばされる(図3の2点鎖線参照)。したがって、剪断ピン44による屈曲プレート43の剪断によって前記衝撃力が吸収される。
【0037】
このように動作する上記実施形態によれば、ステップS12,S32〜S40の処理により、シートベルト61の引き締めと、エアバックの展開との運転者保護に加え、エネルギー吸収機構40によって良好に運転者Hが保護される。特に、車両衝突後、シートベルト61の引き締めおよびエアバックの展開後に、コラム離脱機構30内のアクチュエータ36を作動させてステアリングコラム12の変位を許容し、エネルギー吸収機構40によって車両衝突による衝撃を吸収させるようにしたので、運転者Hの胸(または顔面)がステアリングホイール11に2次衝突する衝撃を緩和できる。
【0038】
すなわち、車両衝突に伴ってエアバックが展開・膨張した後、運転者の胸(または顔面)がステアリングホイール11に2次衝突しなくても、ステアリングコラム12の変位が許容される。したがって、車両衝突による衝撃が小さい場合には、エネルギー吸収機構40によって前記2次衝突の衝撃力が緩和され、運転者が胸(又は顔面)にて受ける衝撃力が良好に緩和される。
【0039】
また、上記実施形態においては、ステップS14〜S26の処理により、運転者のシートベルト61の装着の有無、シート50の位置、運転者Hの体重および車速Vを考慮し、これらに応じて遅延量ΔT1,ΔT2,ΔT3,ΔT4を決定するとともに、それらの合算遅延量ΔTを計算するようにした。言い換えれば、車両衝突時に運転者に与える衝撃力の大きさを予測して、同予測した衝撃力の大きさに応じて遅延量ΔT1,ΔT2,ΔT3,ΔT4を決定するとともに、合算遅延量ΔTを計算するようにした。そして、ステップS38,S40の処理により、合算遅延量ΔTに応じたタイミングで、エネルギー吸収機構40を機能させるようにした。より具体的には、運転者がシートベルト61を装着していない場合、シート50が前方に位置している場合、運転者Hの体重が大きい場合(すなわち、運転者の体格が大きい場合)、および車速Vが速い場合、すなわち予測衝撃力が大きい場合に、エネルギー吸収機構40の作動タイミングを遅らせるようにした。
【0040】
したがって、車両衝突時の衝撃力が大きくて早めにステアリングコラム12の変位規制を解除すると、ステアリングコラム12が変位限界に達する(以下、ステアリングコラム12の底着きという)ような場合でも、同ステアリングコラム12の底着きが回避され、運転者がより良好に保護される。
【0041】
また、ステップS30の処理により、前記予測衝撃力が大きくなるに従って、エネルギー吸収機構40によるステアリングコラム12の変位に伴う衝突エネルギーの吸収量が大きくなるように制御されるので、車両衝突時の衝撃力がかなり大きい場合でも、ステアリングコラム12の底着きを回避できて、運転者をより良好に保護できる。
【0042】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【0043】
例えば、運転者Hの体重(または体格)を荷重センサ74によって検出(または推定)するようにしたが、これに代えまたは加えて、シート位置センサ73により検出されるシート位置SPに応じて運転者Hの体重(体格)を推定するようにしてもよい。この場合、シート位置SPが小さくなる(後方位置を示す)に従って、推定される運転者Hの体重(体格)が増加するようにすればよい。
【0044】
また、シートベルト61の引き出し量を検出するセンサを設け、同センサによって検出されたシートベルト61の引き出し量に応じて運転者Hの体重(体格)を推定するようにしてもよい。この場合、シートベルト61の引き出し量が大きくなるに従って、推定される運転者Hの体重(体格)が増加するようにすればよい。
【0045】
さらに、上記実施形態における運転者Hのシートベルト61の着用の有無、シート50の位置、運転者Hの体重(体格)および車速Vに代えまたは加えて、車両衝突時に運転者Hが受ける衝撃の大きさを直接的または間接的に表す他の物理量に応じて、ステップS38の処理によるコラム離脱タイミングおよびステップS30の処理によるエネルギー吸収量を可変制御するようにしてもよい。この他の物理量としては、ステアリングホイール11と運転者Hの胸(又は顔面)との距離、衝突衝撃力の大きさなどが考えられる。
【0046】
前記ステアリングホイール11と運転者Hの胸(又は顔面)との距離に応じた制御の場合、前記距離を検出する距離センサをステアリングホイール11に組付けて、同距離センサによる検出距離が近くなるに従って、コラム離脱タイミングが遅くなるとともにエネルギー吸収量が多くなるように制御すればよい。また、衝突衝撃力の大きさによる制御の場合には、加速度センサ71によって検出される加速度が大きくなるに従って、または車体BDに別途組付けた衝撃力センサによって検出された衝撃力が大きくなるに従って、コラム離脱タイミングが遅くなるとともにエネルギー吸収量が多くなるように制御すればよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る車両の乗員保護装置の概略図である。
【図2】図1のコラム離脱機構をステアリングコラムの軸線と直交する方向に破断した断面図である。
【図3】図1のエネルギー吸収機構をステアリングコラムの軸線方向に沿って一部を破断して示す一部破断図である。
【図4】図3の屈曲プレートの平面図である。
【図5】図4の5−5線に沿う拡大縦断正面図である。
【図6】図1の電気制御ユニットにより実行されるプログラムのフローチャートである。
【図7】(A)はシート位置と遅延量との関係を示すグラフであり、(B)は体重と遅延量との関係を示すグラフであり、(C)は車速と遅延量との関係を示すグラフであり、(D)遅延量とコラム収縮荷重との関係を示すグラフである。
【図8】(A)は従来の乗員保護装置において車両衝突時に運転者が胸に受ける荷重の時間的変化特性を表すグラフであり、 (B) は本発明の乗員保護装置において車両衝突時に運転者が胸に受ける荷重の時間的変化特性を表すグラフである。
【符号の説明】
BD…車体、11…ステアリングホイール、12…ステアリングコラム、13…ステアリングシャフト、20…エアバッグ装置、30…コラム離脱機構、32…規制プレート、35…規制ピン、36…アクチュエータ、40…エネルギー吸収機構、43…屈曲プレート、44…剪断ピン、45…アクチュエータ、50…シート、60…シートベルト装置、61…シートベルト、65…リトラクタ、70…電気制御装置、71…加速度センサ、72…シートベルト着用センサ、73…シート位置センサ、74…荷重センサ、75…車速センサ、76…電気制御ユニット。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle occupant protection device including an energy absorption mechanism that absorbs collision energy in accordance with displacement of a steering column in a vehicle collision.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as disclosed in, for example, Patent Document 1, an energy absorbing mechanism that displaces a steering column at the time of a vehicle collision and absorbs an impact force accompanying the vehicle collision, and a column pull-in mechanism that pulls the steering column forward at the time of the vehicle collision. A vehicle safety device equipped with the above is known. When the impact force on the steering column exceeds the specified force, the energy absorption mechanism starts to displace the steering column (the outer column and inner column begin to contract), and loads the steering column against the displacement. It absorbs collision energy, and a large load is applied to a driver with a large physique compared to a small driver. The column pull-in mechanism optimizes the space between the steering wheel and the driver so that the back of the airbag does not hit the driver's face or chest when the airbag is deployed or inflated. It works for the driver, but it doesn't work for drivers over the standard physique.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002-79944 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional energy absorbing mechanism, when the driver's chest (or face) collides with the steering pad with a certain degree of impact force after the airbag is expanded and inflated due to a vehicle collision, the steering column is It starts to displace. Therefore, in many cases, the impact that the driver receives on the chest (or face) is increased to some extent regardless of the impact force caused by the vehicle collision (see FIG. 8A).
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION
The present invention has been made to address the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle occupant protection device that minimizes the impact that the driver receives on the chest (or face) during a vehicle collision. There is to do.
[0006]
In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that, in a vehicle occupant protection device having an energy absorbing mechanism that absorbs collision energy in accordance with displacement of a steering column in the event of a vehicle collision, Displacement restricting device that restricts displacement and is switched to the second state by input of a switching control signal to release the displacement restriction of the steering columnA collision detection means for detecting a vehicle collision, and a means for outputting a switching control signal to the displacement regulating device and switching the displacement regulating device to the second state after the collision detection by the collision detecting means is detected. Predicting the magnitude of the impact force applied to the driver at the time of the vehicle collision, and when the predicted impact force at the time of the vehicle collision is large, the switching control signal Switching control means for delaying the output timingThat is.
[0008]
According to this,carAfter the two collisions, if the driver is protected by another protective device such as a seat belt or an air bag, the displacement regulating device is switched to the second state and the energy absorbing mechanism is activated at an appropriate timing. The impact that the chest (or face) collides secondarily with the steering wheel can be reduced.When the predicted impact force at the time of the vehicle collision is large, the output timing of the switching control signal is delayed compared to the case when the predicted impact force is small, so the impact force at the time of the vehicle collision is large and early. When the displacement restriction of the steering column is released, even when the steering column reaches the displacement limit (hereinafter referred to as the bottoming of the steering column), the bottoming of the steering column is avoided and the driver is better protected. .
[0010]
Another feature of the present invention is that the energy absorption mechanism has an energy absorption amount variable device that variably sets the absorption amount of collision energy that accompanies displacement of the steering column, and further includes a switching control signal to the displacement restriction device. An energy absorption amount control means for controlling the energy absorption amount variable device is provided so that the amount of collision energy absorption associated with the displacement of the steering column increases as the output timing is delayed. According to this, even when the impact force at the time of the vehicle collision is considerably large, the absorption of the collision energy by the energy absorption mechanism becomes large, so that the bottom of the steering column can be avoided and the driver can be better protected.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a vehicle occupant protection device according to the embodiment. This vehicle occupant protection device includes an
[0014]
The steering wheel 11 is assembled to a rear end portion of a
[0015]
The
[0016]
As shown in detail in FIG. 2, the
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
As shown in FIGS. 3 to 5, the bending
[0021]
The
[0022]
In the
[0023]
The
[0024]
Next, the electric control device 70 that controls the
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
Next, the operation of the embodiment configured as described above will be described. As the vehicle travels, the
[0028]
In step S14, a detection signal from the seat
[0029]
After the processes of steps S16 and S18, the
[0030]
Next, in step S22, the
[0031]
Next, in step S24, the
[0032]
Next, in step S28, the column displacement load CP corresponding to the total delay amount ΔT is determined with reference to the delay amount-column displacement load map. As shown in FIG. 7D, the delay amount-column displacement load map stores a column displacement load CP that increases as the total delay amount ΔT increases. In step S30, the
[0033]
After the process of step S30, unless a vehicle collision is detected, the circulation process including steps S12 to S30 is repeatedly executed based on the determination of “No” in step S12.
[0034]
On the other hand, when the vehicle collides with a front object, the
[0035]
After the processes in steps S32 and S34, the
[0036]
By energizing the electromagnetic solenoid, the
[0037]
According to the above-described embodiment that operates in this manner, the processing of steps S12 and S32 to S40 allows the driver to satisfactorily use the
[0038]
That is, even if the driver's chest (or face) does not collide with the steering wheel 11 secondarily after the airbag is expanded and inflated due to a vehicle collision, the displacement of the
[0039]
In the above embodiment, the processing of steps S14 to S26 takes into account the presence or absence of the driver's
[0040]
Therefore, even if the
[0041]
Further, as the predicted impact force is increased by the processing in step S30, the amount of collision energy absorbed by the displacement of the
[0042]
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment and its modifications, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention. is there.
[0043]
For example, the weight (or physique) of the driver H is detected (or estimated) by the
[0044]
Further, a sensor for detecting the amount of withdrawal of the
[0045]
Further, in place of or in addition to the presence or absence of the
[0046]
In the case of control according to the distance between the steering wheel 11 and the driver's H chest (or face), a distance sensor for detecting the distance is assembled to the steering wheel 11 and the distance detected by the distance sensor becomes closer. Control may be performed so that the column removal timing is delayed and the energy absorption amount is increased. Further, in the case of control by the magnitude of the collision impact force, as the acceleration detected by the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a vehicle occupant protection device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view in which the column detachment mechanism of FIG. 1 is broken in a direction perpendicular to the axis of the steering column.
3 is a partially cutaway view of the energy absorbing mechanism of FIG. 1 with a portion broken along the axial direction of the steering column. FIG.
4 is a plan view of the bending plate of FIG. 3;
FIG. 5 is an enlarged longitudinal sectional front view taken along line 5-5 in FIG.
6 is a flowchart of a program executed by the electric control unit of FIG.
7A is a graph showing the relationship between seat position and delay amount, FIG. 7B is a graph showing the relationship between weight and delay amount, and FIG. 7C is the relationship between vehicle speed and delay amount. (D) is a graph showing the relationship between the delay amount and the column contraction load.
FIG. 8A is a graph showing a temporal change characteristic of a load that a driver receives on a chest at the time of a vehicle collision in a conventional occupant protection device, and FIG. 8B is a graph showing a driving operation at the time of a vehicle collision in the occupant protection device of the present invention. It is a graph showing the time change characteristic of the load which a person receives to a chest.
[Explanation of symbols]
BD ... body, 11 ... steering wheel, 12 ... steering column, 13 ... steering shaft, 20 ... airbag device, 30 ... column release mechanism, 32 ... regulating plate, 35 ... regulating pin, 36 ... actuator, 40 ... energy absorbing mechanism , 43 ... bending plate, 44 ... shear pin, 45 ... actuator, 50 ... seat, 60 ... seat belt device, 61 ... seat belt, 65 ... retractor, 70 ... electric control device, 71 ... acceleration sensor, 72 ... wearing
Claims (2)
第1状態にてステアリングコラムの変位を規制するとともに、切り換え制御信号の入力により第2状態に切り換えられて前記ステアリングコラムの変位規制を解除する変位規制装置と、
車両の衝突を検出する衝突検出手段と、
前記衝突検出手段による車両の衝突検出後、切り換え制御信号を前記変位規制装置に出力して同変位規制装置を第2状態に切り換える手段であって、車両衝突時に運転者に与える衝撃力の大きさを予測して、前記予測される車両衝突時の衝撃力が大きい場合、同予測される衝撃力が小さい場合に比べて、前記切り換え制御信号の出力タイミングを遅らせるようにした切り換え制御手段とを備えたことを特徴とする車両の乗員保護装置。In a vehicle occupant protection device equipped with an energy absorption mechanism that absorbs collision energy in accordance with displacement of a steering column in a vehicle collision,
A displacement regulating device that regulates the displacement of the steering column in the first state and is switched to the second state by the input of a switching control signal to release the displacement restriction of the steering column ;
Collision detection means for detecting a vehicle collision;
After the vehicle collision is detected by the collision detection means, a switching control signal is output to the displacement regulating device to switch the displacement regulating device to the second state, and the magnitude of the impact force applied to the driver at the time of the vehicle collision Switching control means for delaying the output timing of the switching control signal when the predicted impact force at the time of the vehicle collision is larger than when the predicted impact force is small. An occupant protection device for a vehicle.
前記エネルギー吸収機構は、ステアリングコラムの変位に伴う衝突エネルギーの吸収量を可変設定するエネルギー吸収量可変装置を有し、さらにThe energy absorption mechanism includes an energy absorption amount variable device that variably sets the amount of collision energy absorption associated with the displacement of the steering column,
前記変位規制装置への切り換え制御信号の出力タイミングが遅くなるに従って、ステアリングコラムの変位に伴う衝突エネルギーの吸収量が大きくなるようにエネルギー吸収量可変装置を制御するエネルギー吸収量制御手段を設けたことを特徴とする車両の乗員保護装置。Energy absorption amount control means is provided for controlling the energy absorption amount variable device so that the amount of collision energy absorption associated with the displacement of the steering column increases as the output timing of the switching control signal to the displacement regulating device is delayed. An occupant protection device for a vehicle.
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