JP4304526B2

JP4304526B2 - 車両用乗員保護装置

Info

Publication number: JP4304526B2
Application number: JP2006156229A
Authority: JP
Inventors: 治久是
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2006-06-05
Filing date: 2006-06-05
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2019-02-16
Also published as: JP2006290348A

Description

本発明は、乗員を保持する方向にシートベルトを駆動するプリテンショナーを備えた車両用乗員保護装置に関するものである。

従来、下記特許文献１に示されるように、シートに着座した乗員に装着可能なシートベルトと、作動信号の入力により上記シートベルトを初期位置から巻き取って第１の張力を発生させ、乗物衝突回避の操作が可能な範囲で上記乗員を拘束する第１のプリテンショナー機構と、作動信号の入力により上記第１の張力状態にあるシートベルトを巻き取って第２の張力を発生させ、乗物衝突に対して乗員を拘束する第２のプリテンショナー機構と、上記乗物の衝突を予測して上記第１のプリテンショナー機構に作動指令信号を出力する第１の指令手段と、乗物の衝突を判断して上記第２のプリテンショナー機構に作動指令信号を出力する第２の指令手段とを備えた乗物用シートベルト装置が知られている。
特開平６−２８６５８１号公報

上記特許文献１に開示されているように衝突の回避が可能な状態及び衝突の発生時に、段階的にプリテンショナーを作動させるように構成した場合には、それぞれの状態に適合した張力をシートベルトに作用させて乗員を効果的に保護することができる。しかし、車両が後方から追突される後突事故の発生時に、上記プリテンショナーを作動させて乗員を後方側に強制的に移動させたとしても、乗員の頭部をヘッドレストによって効果的に支持することができないと、乗員の頭部が不安定になることが避けられないという問題がある。特に、車両の後部座席等では、運転者の後方視界を確保するために前部席に比べてヘッドレストの設置高さが低く設定されているため、乗員の頭部の支持状態が不安定になって乗員が違和感を受け易いという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑み、車両の後突時に、乗員に違和感を与えることなく、ヘッドレストによって乗員の頭部を安定して支持することができる車両用乗員保護装置を提供するものである。

請求項１に係る発明は、乗員を保持する方向にシートベルトを駆動するプリテンショナーを備えた車両用乗員保護装置において、ヘッドレストを上方の支持位置または斜め前方側に向けて上昇させるように駆動するヘッドレスト駆動手段と、車両の後突が避けられない状態にあることを検出し、後突予知信号を出力する後突予知手段と、車両の後突が発生したことを検出し、後突発生信号を出力する後突発生検出手段と、上記後突予知信号に応じて、上記ヘッドレスト駆動手段を作動させて上記ヘッドレストを上昇させるとともに、上記後突発生信号に応じて上記プリテンショナーを作動させるように制御する制御手段とを備えたものである。

この構成によれば、上記検出手段により車両の後突が発生したこと又は後突が避けられない状態にあることが検出された時点で、上記プリテンショナーを作動させる際には、上記ヘッドレスト駆動手段が作動状態となってヘッドレストが上方の支持位置または斜め前方に向けて上昇駆動されるため、このヘッドレストにより乗員の頭部が安定して支持された状態で、上記プリテンショナーによりシートベルトが駆動されて乗員が保持されることになる。

請求項２に係る発明は、上記請求項１に記載の車両用乗員保護装置において、上記ヘッドレスト駆動手段は、上記ヘッドレストを上方の支持位置から下方の元の位置に復帰することができるように構成されており、上記プリテンショナーは、上記制御手段から出力される制御信号に応じて、上記シートベルトを巻き取るためのガス圧を発生するガス発生器を備えている。

請求項３に係る発明は、乗員を保持する方向にシートベルトを駆動するプリテンショナーを備えた車両用乗員保護装置において、ヘッドレストを上方の支持位置または斜め前方側に向けて上昇させるように駆動するヘッドレスト駆動手段と、車両の後突が発生したこと又は後突が避けられない状態にあることを検出する検出手段と、この検出手段の検出信号に応じて上記プリテンショナーを作動させるように制御するとともに、このプリテンショナーを作動させる際に、上記ヘッドレスト駆動手段を作動させるように制御する制御手段とを備えた車両用乗員保護装置であって、上記ヘッドレスト駆動手段により駆動されたヘッドレストが上方に移動したか否かを検出するヘッドレスト検出手段を備え、検出手段により車両の後突が発生したこと又は後突が避けられない状態にあることが確認された時点から所定時間の経過後に、ヘッドレストが上方に移動していないことが上記ヘッドレスト検出手段の検出信号に応じて確認された場合に、プリテンショナーの作動を禁止または抑制するように構成したものである。

この構成によれば、検出手段により車両の後突が発生したこと又は後突が避けられない状態にあることが確認された時点でヘッドレスト駆動手段に制御手段から作動指令信号が出力された後、何らかの原因でヘッドレストが上方に移動していないことが上記ヘッドレスト検出手段の検出信号に応じて確認された場合には、上記プリテンショナーの作動が禁止または抑制されるため、ヘッドレストが上方に移動していない状態にあるにも拘わらず、乗員がシートベルトによって強い力でシートバック側に付勢されることが防止されることになる。
請求項４に係る発明は、上記請求項３に記載の車両用保護装置において、上記ヘッドレストを上昇させる第１駆動手段と、この第１駆動手段により上記ヘッドレストを上昇させた後に上記ヘッドレストを前方側に移動させる第２駆動手段とを備えたものである。
この構成によれば、上記検出手段により車両の後突が発生したこと又は後突が避けられない状態にあることが検出された時点で、上記プリテンショナーを作動させる際には、第１駆動手段によりヘッドレストを上昇させるように駆動した後に、第２駆動手段によりヘッドレストを前方側に移動させるように駆動して乗員の頭部を効果的に支持した状態で、上記プリテンショナーによりシートベルトが駆動されて乗員が保持されることになる。

本発明は、上記のように乗員を保持する方向にシートベルトを駆動するプリテンショナーを備えた車両用乗員保護装置において、ヘッドレストを上方の支持位置または斜め前方側に向けて上昇させるように駆動するヘッドレスト駆動手段と、車両の後突が発生したこと又は後突が避けられない状態にあることを検出する検出手段と、この検出手段の検出信号に応じて上記プリテンショナーを作動させるように制御するとともに、このプリテンショナーを作動させる際に、上記ヘッドレスト駆動手段を作動させるように制御する制御手段とを設けたため、車両の後突が避けられない状態にあること等が上記検出手段によって検出された場合には、ヘッドレストにより乗員の頭部を安定して支持した状態で、上記プリテンショナーによりシートベルトを駆動して乗員を保持することができるという利点がある。

図１及び図２は、本発明に係る車両用乗員保護装置の実施形態を示している。この車両用乗員保護装置は、シートクッション１、シートバック２及びヘッドレスト３を有するシート４と、このシート４に乗員の体を保持させるシートベルト５と、ヘッドレスト３を上方に移動させるように駆動するヘッドレスト駆動手段６と、車両の後突予知信号を出力する後突予知手段７と、上記シートベルト５を巻き取ることにより乗員を保持する方向にシートベルト５を駆動するプリテンショナー８と、上記後突予知手段７から出力された後突予知信号に対応して上記ヘッドレスト駆動手段６及びプリテンショナー８を作動させるように制御する制御手段９とを備えている。

上記ヘッドレスト駆動手段６は、油圧シリンダ、ソレノイドもしくは電動モータ等からなり、ヘッドレスト３を下方の退避位置から上方の支持位置、つまり乗員の頭部の重心位置と同等程度またそれ以上の高さにヘッドレスト３の上端部を上昇させるように構成されている。なお、上記ヘッドレスト駆動手段６によりヘッドレスト３を斜め前方側に向けて上昇させるように構成してもよく、あるいはヘッドレスト３を第１駆動手段によって上昇させた後、さらに第２駆動手段によって前方側に移動させるように構成してもよい。

また、上記後突予知手段７は、超音波センサ、赤外線センサまたはレーダー等の検出信号に応じて車両の後方に位置する他車との相対距離及び相対速度を検出する等により、他車が自車の後部に衝突する後突の発生が避けられない状態にあるか否かを検出し、後突の発生が避けられない状態あることが検出された場合に、上記制御手段９に後突予知信号を出力するように構成されている。

また、上記プリテンショナー８は、図３に示すように、シートベルト５を所定のばね力で巻き取る巻取リール１１と、この巻取リール１１の駆動軸に連結されたピニオンギア１２と、このピニオンギア１２を回転駆動するラックギア１３と、このラックギア１３を駆動するガス発生器１４とを有し、車両の後突予測時に、上記制御手段９から出力される制御信号に応じてガス発生器１４を作動させるように構成されている。これによって上記ラックギア１３を下方の待機位置から上方の駆動位置に移動させるガス圧を発生させ、上記ピニオンギア１２を回転駆動して上記巻取リール１１によりシートベルト５を巻き取ることにより、このシートベルト５に所定のテンションを付与するようになっている。なお、上記ラックギア１３及びガス発生器１４等に代え、電動モータにより巻取リール１１を回転駆動してシートベルト５を巻き取ることにより、シートベルト５に所定のテンションを付与するように構成してもよい。

上記制御手段９は、後突予知手段７から後突予知信号が出力された時点で、上記ヘッドレスト駆動手段６に作動指令信号を出力してヘッドレスト３を、図１の仮想線で示すように上方に移動させた後、上記作動指令信号の出力時点からタイマー等によって設定された所定時間が経過した時点で、上記プリテンショナー８に作動指令信号を出力するように構成されている。

また、上記車両用乗員保護装置には、図２に示すように、上記ヘッドレスト駆動手段６により駆動されたヘッドレスト３が上方に移動したか否かを検出するヘッドレスト検出手段１０が設けられている。そして、上記制御手段９からヘッドレスト駆動手段６に作動指令信号が出力されたにも拘らず、ヘッドレスト３が上方に移動していないことがヘッドレスト検出手段１０の検出信号に応じて確認された場合には、上記プリテンショナー８の作動を禁止する制御が制御手段９において実行されるようになっている。

さらに、上記プリテンショナー８に作動指令信号が出力された時点から、予め設定された所定時間内に車両の後突が実際に発生したか否かを図外の後突発生検出手段の検出信号に応じて判別し、車両の後突が発生していないことが確認された場合には、上記プリテンショナー８の作動状態を解除した後、上記ヘッドレスト駆動手段６によってヘッドレスト３を元の位置に復帰させる制御が制御手段９において実行されるようになっている。

上記車両用乗員保護装置の制御手段９において実行される制御動作を、図４に示すフローチャートに基づいて説明する。上記制御動作がスタートすると、まず後突予知手段７から後突予知信号が出力されたか否かを判定し（ステップＳ１）、ＹＥＳと判定された時点で、ヘッドレスト３を上方移動させる制御信号を上記ヘッドレスト駆動手段６に出力する（ステップＳ２）。

次いで、タイマー等によって設定された０．２〜０．３秒程度の所定時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ３）、ＹＥＳと判定された時点で、ヘッドレスト３が上昇したか否かを上記ヘッドレスト検出手段１０の検出信号に応じて判定する（ステップＳ４）。このステップＳ４でＮＯと判定され、上記制御手段９からヘッドレスト駆動手段６を作動させる制御信号が出力されたにも拘らず、何らかの原因でヘッドレストが上方に移動していないことが上記ヘッドレスト検出手段１０の検出信号に応じて確認された場合には、上記プリテンショナー８を作動させることなく、そのままリターンする。

また、上記ステップＳ４でＹＥＳと判定され、ヘッドレスト３が上昇したことが確認された場合には、上記プリテンショナー８を作動させる制御信号を出力してシートベルト５の巻取を行った後（ステップＳ５）、車両の後突が実際に発生したか否かを確認し（ステップＳ６）、ＹＥＳと判定された場合には、リターンして制御動作を終了する。

上記ステップＳ６でＮＯと判定されて車両の後突が未だ発生していないことが確認された場合には、タイマー等によって設定された２秒程度の所定時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ７）、ＮＯと判定された場合に、上記ステップＳ６に戻り、上記判定を繰り返す。そして、上記ステップＳ７でＹＥＳと判定され、上記所定時間が経過しても車両の後突が発生しなかったことが確認された場合には、上記プリテンショナー８の作動状態を解除してシートベルト５の巻取状態を解放する（ステップＳ８）。

次いで、タイマー等によって設定された１秒程度の所定時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ９）、ＹＥＳと判定された時点で、ヘッドレスト３を下降させて元の位置に復帰させる制御信号を上記ヘッドレスト駆動手段６に出力した後（ステップＳ１０）、制御動作を終了する。

このように乗員を保持する方向にシートベルト５を駆動するプリテンショナー８を備えた車両用乗員保護装置において、ヘッドレスト３を上方の支持位置または斜め前方に向けて上昇させるように駆動するヘッドレスト駆動手段６と、車両の後突が避けられない状態にあることを検出する上記後突予知手段７からなる検出手段と、この検出手段の検出信号に応じて上記プリテンショナー８を作動させるように制御するとともに、このプリテンショナー８を作動させる際に上記ヘッドレスト駆動手段６を作動させる制御手段９とを設けたため、車両の後突が避けられない状態にあることが上記検出手段によって検出された場合には、上記ヘッドレスト駆動手段６によりヘッドレスト３を上方に駆動して、このヘッドレスト３により乗員の頭部を安定して支持した状態で、上記プリテンショナー８を作動させて乗員をシートベルト５により保持することができる。

特に、上記実施形態では、後突予知手段７から後突予知信号が出力された時点で、上記ヘッドレスト駆動手段６によってヘッドレスト３を上方に移動させた後、タイマー等によって設定された所定時間が経過した時点で、上記プリテンショナー８を作動させてシートベルト５を巻き取ることにより、プリテンショナー８の作動前に、ヘッドレスト駆動手段６を作動させるように構成したため、ヘッドレスト３が下方位置にある状態でプリテンショナー８が作動状態となってシートベルト５が巻き取られるという事態の発生を確実に防止することができる。したがって、上記シートベルト５によってシートバック２側に付勢された乗員の頭部を上記ヘッドレスト３によって確実に支持し、違和感を生じさせることなく乗員を保護することができる。

なお、上記のように後突予知手段７から後突予知信号が出力された時点で、上記ヘッドレスト駆動手段６によってヘッドレスト３を上方に移動させた後、タイマー等により予め設定された一定時間が経過した時点で、上記プリテンショナー８を作動させてシートベルト５を巻き取るように構成した上記実施形態に代え、自車の後部に接近する他車の相対速度等に応じて上記タイマーの設定時間を変化させ、例えば自車の後部に他車が急接近しつつある場合には、上記設定時間を通常時に比べて短くするように構成してもよい。

また、車両の後突が発生する確率を検出する後突確率検出手段を設け、この後突確率検出手段によって検出された後突確率が予め設定された第１基準値を越えた時点で上記ヘッドレスト駆動手段６を作動させるとともに、上記後突確率検出手段によって検出された後突確率が第１基準値よりも高い確率に設定された第２基準値を越えた時点で上記プリテンショナー８を作動させるように構成してもよい。

上記ように構成した場合には、自車の後部に接近する他車の相対速度等に応じて上記ヘッドレスト３の上方移動時点と、プリテンショナー８の作動時点との間隔を適正に調節することができる。すなわち、自車の後部に他車が急接近しつつある場合には、上記ヘッドレスト３の上方移動の直後にプリテンショナー８を作動させることにより、乗員を迅速に保護することができ、逆に自車の後部に他車がゆっくりと接近しつつある場合には、上記ヘッドレスト３の上方移動後に他車の接近速度に対応した所定時間が経過した時点でプリテンショナー８を作動させることにより、シートベルト５によってシートバック２側に付勢された乗員の頭部を上記ヘッドレスト３によって確実に支持できるという利点がある。

さらに、車両の後突が発生する確率が予め設定された基準値以上となったことを検出して後突予知信号を出力する後突予知検出手段と、車両の後突が実際に発生したことを検出して後突発生信号を出力する後突発生検出手段とを設け、上記後突予知検出手段から後突予知信号が出力された時点で上記ヘッドレスト駆動手段６を作動させるとともに、上記後突発生検出手段から後突発生信号が出力された時点で上記プリテンショナー８を作動させるように構成してもよい。

上記のように構成した場合には、自車の後部に接近する他車の相対速度等に対応させて上記ヘッドレスト３の上方移動時点と、プリテンショナー８の作動時点との間隔を適正に調節することができるとともに、実際に車両の後突が発生しなかった場合には、上記プリテンショナー８を非作動状態に保持できるため、乗員に不要な負荷が作用するのを防止できるという利点がある。

また、上記実施形態では、ヘッドレスト駆動手段６により駆動されたヘッドレスト３が上方に移動したか否かを検出するヘッドレスト検出手段１０を設け、上記ヘッドレスト駆動手段６に制御手段９から作動指令信号が出力されたにも拘らず、ヘッドレスト３が上方に移動していないことがヘッドレスト検出手段１０の検出信号に応じて確認された場合には、上記プリテンショナー８の作動を禁止するように構成したため、何らかの原因でヘッドレスト３が上方に移動していない状態で、上記プリテンショナー８が作動状態となって乗員がシートベルト５によりシートバック２側に付勢されて、乗員が違和感を受けるという事態の発生を確実に防止することができる。

なお、上記ヘッドレスト駆動手段６に制御手段９から作動指令信号が出力されたにも拘らず、ヘッドレスト３が上方に移動していないことがヘッドレスト検出手段１０の検出信号に応じて確認された場合に、上記プリテンショナー８の作動を禁止するように構成された上記実施形態に代え、プリテンショナー８によるシートベルト５の引込み力を通常時に比べて小さな値に設定することにより、プリテンショナー８の作動を抑制するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、上記ヘッドレスト駆動手段６及びプリテンショナー８の作動後に、車両の後突が発生しなかったことが確認された時点で、上記プリテンショナー８の作動状態を解除した後に、ヘッドレスト３を元の位置に復帰させるように構成することにより、ヘッドレスト３を元の位置に復帰させる前に、上記プリテンショナー８の作動状態を解除するように構成したため、乗員がシートベルト５により拘束された状態でヘッドレスト３が下降して乗員が違和感を受けるという事態の発生を確実に防止できるとともに、乗員の衣服がヘッドレスト３とシートバック２との間に挟まれること等を防止できるという利点がある。

なお、車室内に配設された全ての座席に上記ヘッドレスト駆動手段６等を有する車両用乗員保護装置を配設することも可能であるが、特に運転席よりも後方側に位置する座席、つまり後部座席または中央部座席に上記ヘッドレスト駆動手段６等を配設した構造とすることが望ましい。すなわち、上記後部座席又は中央部座席のヘッドレスト３は、通常時に運転者の後方視界を確保するためにその設置高さを低く設定する必要があるので、車両の後突が発生したこと又は後突が避けられない状態にあることが上記後突予知手段７等からなる検出手段によって検出された場合に、ヘッドレスト駆動手段６によりヘッドレスト３を上方に駆動するように構成することにより、通常時の運転者の後方視界を確保しつつ、後突時に上記座席に着座した乗員の頭部を上記ヘッドレスト３により安定して支持できるようにすることが望ましい。

本発明に係る車両用乗員保護装置の実施形態を示す説明図である。上記車両用乗員保護装置の具体的構成を示すブロック図である。プリテンショナーの具体的構成を示す断面図である。上記車両用乗員保護装置の制御動作を示すフローチャートである。

符号の説明

３ヘッドレスト
５シートベルト
６ヘッドレスト駆動手段
７後突予知手段（検出手段）
８プリテンショナー
９制御手段
１０ヘッドレスト検出手段

Claims

乗員を保持する方向にシートベルトを駆動するプリテンショナーを備えた車両用乗員保護装置において、ヘッドレストを上方の支持位置または斜め前方側に向けて上昇させるように駆動するヘッドレスト駆動手段と、車両の後突が避けられない状態にあることを検出し、後突予知信号を出力する後突予知手段と、車両の後突が発生したことを検出し、後突発生信号を出力する後突発生検出手段と、上記後突予知信号に応じて、上記ヘッドレスト駆動手段を作動させて上記ヘッドレストを上昇させるとともに、上記後突発生信号に応じて上記プリテンショナーを作動させるように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする車両用乗員保護装置。
上記ヘッドレスト駆動手段は、上記ヘッドレストを上方の支持位置から下方の元の位置に復帰することができるように構成されており、
上記プリテンショナーは、上記制御手段から出力される制御信号に応じて、シートベルトを巻き取るためのガス圧を発生するガス発生器を備える請求項１記載の車両用乗員保護装置。
乗員を保持する方向にシートベルトを駆動するプリテンショナーを備えた車両用乗員保護装置において、ヘッドレストを上方の支持位置または斜め前方側に向けて上昇させるように駆動するヘッドレスト駆動手段と、車両の後突が発生したこと又は後突が避けられない状態にあることを検出する検出手段と、この検出手段の検出信号に応じて上記プリテンショナーを作動させるように制御するとともに、このプリテンショナーを作動させる際に、上記ヘッドレスト駆動手段を作動させるように制御する制御手段とを備えた車両用乗員保護装置であって、
ヘッドレスト駆動手段により駆動されたヘッドレストが上方に移動したか否かを検出するヘッドレスト検出手段を備え、検出手段により車両の後突が発生したこと又は後突が避けられない状態にあることが確認された時点から所定時間の経過後に、ヘッドレストが上方に移動していないことが上記ヘッドレスト検出手段の検出信号に応じて確認された場合に、プリテンショナーの作動を禁止または抑制するように構成したことを特徴とする車両用乗員保護装置。
上記ヘッドレストを上昇させる第１駆動手段と、この第１駆動手段により上記ヘッドレストを上昇させた後に上記ヘッドレストを前方側に移動させる第２駆動手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用乗員保護装置。