JP4311149B2 - 乗員保護装置 - Google Patents

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本発明は、突出可能とされた突出部材と乗員を保護可能とされた保護手段とを備えた乗員保護装置に関する。
乗員保護装置としては、車両の衝突が予測された際に車体前方へ突出されるバンパ本体を備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。
さらに、一般に、乗員保護装置は、シートベルト装置やエアバッグ装置等の乗員拘束装置を備えており、車両が衝突する際(車両の減速加速度が閾値以上になった際)には、乗員拘束装置が作動されることで乗員を拘束する。
ここで、このような乗員保護装置では、車両の衝突が予測されてから車両が衝突するまでの時間に応じて、車両が衝突する際のバンパ本体の突出量が相違することで、車両が衝突する際における車両の形状が相違する。
しかしながら、上記乗員拘束装置の作動は、車両が衝突する際における車両の形状の相違に対応(リンク)されていない。
このため、車両の衝突対象が同一形態であっても、車両が衝突する際における車両の形状の相違によって車両の衝突による減速特性が相違することで、乗員拘束装置が作動する閾値(センシングマップ)が適切な閾値からずれたり、乗員拘束装置による乗員の拘束力(拘束スペック)が適切な拘束力からずれる可能性がある。
特開平11−291845号公報
本発明は上記事実を考慮し、車両が衝突する際の突出部材の作動状況に対応して保護手段が乗員を適切に保護できる乗員保護装置を得ることが目的である。
請求項1に記載の乗員保護装置は、車両の衝突が予測された際に作動されて車両外側へ突出される突出部材と、車両が衝突する際に作動されることで乗員を拘束して保護する保護手段と、車両が衝突する際の前記突出部材の突出ストロークが大きい程前記保護手段が作動する閾値を高くする制御手段と、を備えている。
請求項2に記載の乗員保護装置は、車両の衝突が予測された際に作動されて車両外側へ突出される突出部材と、車両が衝突する際に作動されることで乗員を拘束して保護する保護手段と、車両が衝突する際の前記突出部材の突出ストロークが大きい程前記保護手段が乗員に与える荷重を小さくする制御手段と、を備えている。
請求項1に記載の乗員保護装置では、車両の衝突が予測された際に突出部材が作動されて車両外側へ突出されると共に、車両が衝突する際に保護手段が作動されることで乗員を拘束して保護する。
ここで、制御手段によって、車両が衝突する際の突出部材の突出ストロークが大きい程、保護手段が作動する閾値が高くされる。これにより、車両が衝突する際の突出部材の突出ストロークに対応して保護手段が作動する閾値を適切にできるため、保護手段が乗員を適切に保護することができる。
請求項2に記載の乗員保護装置では、車両の衝突が予測された際に突出部材が作動されて車両外側へ突出されると共に、車両が衝突する際に保護手段が作動されることで乗員を拘束して保護する。
ここで、制御手段によって、車両が衝突する際の突出部材の突出ストロークが大きい程、保護手段が乗員に与える荷重が小さくされる。これにより、車両が衝突する際の突出部材の突出ストロークに対応して保護手段が乗員に与える荷重を適切にできるため、保護手段が乗員を適切に保護することができる。
図2には、本発明の実施の形態に係る乗員保護装置10が適用されて構成された車両12が左斜め前方からの斜視図にて示されている。なお、本実施の形態では、車両12の上方を「上方」とし、車両12の下方を「下方」とし、車両12の前方を「前方」とし、車両12の後方を「後方」とし、車両12の右方を「右方」とし、車両12の左方を「左方」とする。
本実施の形態に係る乗員保護装置10は、アクティブセーフティバンパ装置14を備えている。
アクティブセーフティバンパ装置14は、衝突予測手段を構成する電子スキャンタイプのミリ波レーダ16を有しており、ミリ波レーダ16は、車体18の前端上部中央に配置されて、車両12と車両12前方の障害物(図示省略)との距離を測定する。
アクティブセーフティバンパ装置14は、衝突予測手段を構成するステレオタイプの画像センサ20を有しており、画像センサ20は、車室22内の前端上部中央のインナミラー(図示省略)に配置されて、障害物の画像を立体的に撮影する。
ミリ波レーダ16及び画像センサ20には、衝突予測手段を構成するプリクラッシュセンサ24(衝突判断ECU)が接続されており、プリクラッシュセンサ24は、車体18の前部内に配置されている。プリクラッシュセンサ24は、ミリ波レーダ16からの車両12と障害物との距離情報、画像センサ20からの障害物の画像情報、及び、算出した車両12の障害物に対する速度に基づいて、車両12の障害物との衝突を予測可能とされている。
プリクラッシュセンサ24は、制御手段としてのバンパコントロールECU26に接続されており、バンパコントロールECU26は車体18の前部内に配置されている。プリクラッシュセンサ24が車両12の障害物との衝突を予測した際(車両12の障害物との衝突直前)には、プリクラッシュセンサ24が作動して、プリクラッシュセンサ24からバンパコントロールECU26へ衝突予測信号が送信される。
アクティブセーフティバンパ装置14は、突出部材としてのアクティブバンパ28を有しており、アクティブバンパ28は、車体18の前端下部に配置されている。アクティブバンパ28の後面には、左右両端部において、駆動軸30が固定されており、各駆動軸30は、アクティブバンパ28から後方へ延伸している。各駆動軸30は、筒状の支持筒32に収容されて支持されており、各支持筒32は、車体18の前部内に固定されている。
図3(A)に示す如く、各駆動軸30は各支持筒32から前方へ突出しない状態に収容されており、これにより、アクティブバンパ28は、各支持筒32に各駆動軸30を介して支持されて、車体18の前端下部から前方へ突出しない状態にされている。各駆動軸30の後端側には作動アクチュエータ34が接続されており、各作動アクチュエータ34はバンパコントロールECU26に接続されている。
プリクラッシュセンサ24が車両12の障害物との衝突を予測した際(プリクラッシュセンサ24が作動してバンパコントロールECU26へ衝突予測信号を送信した際)には、バンパコントロールECU26が各作動アクチュエータ34へ作動信号を送信して、各作動アクチュエータ34が作動される。これにより、図3(B)にも示す如く、各駆動軸30が各支持筒32から前方へ突出されることで、アクティブバンパ28が作動されて車体18の前端下部から前方へ突出される。
作動アクチュエータ34、駆動軸30及び支持筒32の何れか1つには、ストロークセンサ(図示省略)が設けられており、ストロークセンサは駆動軸30の支持筒32からの突出ストローク(移動ストローク)を検出する。ストロークセンサはバンパコントロールECU26に接続されており、ストロークセンサはバンパコントロールECU26へ駆動軸30の支持筒32からの突出ストロークを送信する。
各支持筒32の前端は各駆動軸30の後端側を係止可能とされており、アクティブバンパ28が作動された際に、各支持筒32の前端に各駆動軸30の後端側が係止されることで、図3(C)に示す如く、アクティブバンパ28の車体18前端下部から前方への突出が完了されて作動が完了される。支持筒32の前端または駆動軸30の後端側にはタッチセンサ(図示省略)が固定されており、タッチセンサが支持筒32前端への駆動軸30後端側の係止(接触)を検出することで、アクティブバンパ28の作動完了(突出完了)が検出される。タッチセンサはバンパコントロールECU26に接続されており、タッチセンサは、支持筒32前端への駆動軸30後端側の係止を検出した際に、係止検出信号をバンパコントロールECU26へ送信する。
図3に示す如く、各支持筒32の前端にはロックアクチュエータ36が固定されており、各ロックアクチュエータ36はバンパコントロールECU26に接続されている。バンパコントロールECU26は、アクティブバンパ28の作動が完了した際(タッチセンサから係止検出信号を送信された際)に、各ロックアクチュエータ36へ作動信号を送信することで、各ロックアクチュエータ36を作動させる。これにより、各ロックアクチュエータ36によって各駆動軸30が図3(C)の状態(アクティブバンパ28の作動完了状態)にロック(係止)されて、各駆動軸30の後方への移動が阻止される。このため、車両12が障害物と衝突する際には、アクティブバンパ28が障害物と接触して、各駆動軸及び各支持筒32が塑性変形されることで、衝突エネルギーが吸収される。
バンパコントロールECU26は、プリクラッシュセンサ24からの衝突予測信号の受信、各作動アクチュエータ34への作動信号の送信、及び、ストロークセンサから受信した駆動軸30の支持筒32からの突出ストロークが0から変動を開始したことの少なくとも1つによって、アクティブバンパ28が作動を開始したことを検出する。
また、バンパコントロールECU26は、タッチセンサからの係止検出信号の受信、各ロックアクチュエータ36への作動信号の送信、アクティブバンパ28が作動を開始したことを検出してからの経過時間が設定時間(アクティブバンパ28が作動を開始してから完了するまでの時間)以上になったこと、及び、ストロークセンサから受信した駆動軸30の支持筒32からの突出ストロークが設定ストローク(アクティブバンパ28が作動を完了した際の駆動軸30の支持筒32からの突出ストローク)になったことの少なくとも1つによって、アクティブバンパ28が作動を完了したことを検出する。
さらに、バンパコントロールECU26は、アクティブバンパ28が作動を開始したことを検出した後アクティブバンパ28が作動を完了したことを検出する前であること、アクティブバンパ28が作動を開始したことを検出してからの経過時間が0より大きく設定時間未満であること、及び、ストロークセンサから受信した駆動軸30の支持筒32からの突出ストロークが0より大きく設定ストローク未満であることの少なくとも1つによって、アクティブバンパ28が作動途中であることを検出する。
アクティブバンパ28が作動を完了された後に現実には車両12が障害物に衝突しなかった際(アクティブバンパ28が作動を開始したことを検出した後所定時間以上車両12の障害物との衝突が検出されなかった際)には、バンパコントロールECU26が各ロックアクチュエータ36及び各作動アクチュエータ34へ復帰信号を送信して各ロックアクチュエータ36及び各作動アクチュエータ34が復帰作動される。これにより、図3(B)にも示す如く、各ロックアクチュエータ36による各駆動軸30のロックが解除されると共に、各作動アクチュエータ34によって各駆動軸30が後方へ移動されて各支持筒32から前方への突出が解除されることで、アクティブバンパ28が復帰作動されて車体18前端下部から前方への突出が解除される。
車体18前端の上下方向中間部には、バンパ38が設けられており、バンパ38は前方へ突出できない構成とされている。
乗員保護装置10は、保護手段(乗員拘束手段)としてのシートベルト装置(図示省略)を備えており、シートベルト装置は、車室22内の座席(図示省略)周辺に配置されている。シートベルト装置はシートベルト及び巻取装置を有しており、シートベルトは一端側が巻取装置に巻き取られると共に他端が車体18に固定された状態で乗員に装着される。車両12が障害物と衝突する際(車両12の減速加速度が閾値以上になったことが検出された際)には、シートベルト装置が作動される。これにより、シートベルトが拘束巻取機能(例えばプリテンショナ機能)により巻取装置に巻き取られることで乗員が拘束されると共に、乗員からシートベルトにフォースリミッタ荷重以上の荷重が与えられた場合にフォースリミッタ機能によりシートベルトが巻取装置から引き出されることでシートベルトによる乗員の拘束力が過度に大きくならなくされて、乗員が保護される。
シートベルト装置は、センシングマップA、センシングマップB及びセンシングマップCの3種類のセンシングマップで作動可能とされている。センシングマップAでは、シートベルト装置が作動される車両12の減速加速度の閾値が低くされる。センシングマップCでは、シートベルト装置が作動される車両12の減速加速度の閾値が高くされる。センシングマップBでは、シートベルト装置が作動される車両12の減速加速度の閾値がセンシングマップAでの閾値とセンシングマップCでの閾値との間にされる。
シートベルト装置は、拘束スペックα、拘束スペックβ及び拘束スペックγの3種類の拘束スペックで作動可能とされている。拘束スペックαでは、拘束巻取機能によるシートベルトの巻取力が大きくされると共に、フォースリミッタ機能が作動するフォースリミッタ荷重が大きくされて、乗員の拘束力(シートベルト装置が乗員に与える荷重)が大きくされる。拘束スペックγでは、拘束巻取機能によるシートベルトの巻取力が小さくされると共に、フォースリミッタ機能が作動するフォースリミッタ荷重が小さくされて、乗員の拘束力が小さくされる。拘束スペックβでは、拘束巻取機能によるシートベルトの巻取力が拘束スペックαでの巻取力と拘束スペックγでの巻取力との間にされると共に、フォースリミッタ機能が作動するフォースリミッタ荷重が拘束スペックαでのフォースリミッタ荷重と拘束スペックγでのフォースリミッタ荷重との間にされて、乗員の拘束力が拘束スペックαでの拘束力と拘束スペックβでの拘束力との間にされる。
乗員保護装置10は、保護手段(乗員拘束手段)としてのエアバッグ装置(図示省略)を備えており、エアバッグ装置は、座席の前方上部(例えばステアリングホイールやインストルメントパネル)や座席の前方下部に配置されている。エアバッグ装置はエアバッグ(袋体)を有しており、エアバッグには排気口が形成されている。車両12が障害物と衝突する際(車両12の減速加速度が閾値以上になったことが検出された際)には、エアバッグ装置が作動される。これにより、エアバッグに気体が送られて膨張されることで乗員の頭部や脚部がエアバッグに拘束されると共に、エアバッグへ送られた気体が排気口から排出されることでエアバッグによる乗員の頭部や脚部の拘束が過度に大きくならないようにされて、乗員が保護される。
エアバッグ装置は、センシングマップA、センシングマップB及びセンシングマップCの3種類のセンシングマップで作動可能とされている。センシングマップAでは、エアバッグ装置が作動される車両12の減速加速度の閾値が低くされる。センシングマップCでは、エアバッグ装置が作動される車両12の減速加速度の閾値が高くされる。センシングマップBでは、エアバッグ装置が作動される車両12の減速加速度の閾値がセンシングマップAでの閾値とセンシングマップCでの閾値との間にされる。
エアバッグ装置は、拘束スペックα、拘束スペックβ及び拘束スペックγの3種類の拘束スペックで作動可能とされている。拘束スペックαでは、エアバッグに送られる気体の量が多くされるか、エアバッグの排気口が小さくされるかの少なくとも一方とされて、乗員の拘束力(エアバッグ装置が乗員に与える荷重)が大きくされる。拘束スペックγでは、エアバッグに送られる気体の量が少なくされるか、エアバッグの排気口が大きくされるかの少なくとも一方とされて、乗員の拘束力が小さくされる。拘束スペックβでは、エアバッグに送られる気体の量が拘束スペックαでの量と拘束スペックγでの量との間にされるか、エアバッグの排気口が拘束スペックαでの大きさと拘束スペックγでの大きさの間の大きさにされるかの少なくとも一方とされて、乗員の拘束力が拘束スペックαでの拘束力と拘束スペックγでの拘束力との間にされる。
乗員保護装置10は、保護手段(乗員拘束手段)としてのステアリング装置(図示省略)を備えており、ステアリング装置は、車室22内の運転席前方に配置されている。ステアリング装置はステアリングホイール及びステアリングコラムを有しており、ステアリングホイールはステアリングコラムに支持されている。車両12が障害物と衝突する際には、乗員頭部のステアリングホイールへの荷重によってステアリングコラムが作動される。すなわち、乗員の頭部がステアリングホイールに上記エアバッグを介して拘束されてステアリングコラムが塑性変形されることで、乗員頭部のステアリングホイールへの荷重がステアリングコラムに吸収されて、乗員が保護される。
ステアリング装置は、拘束スペックα、拘束スペックβ及び拘束スペックγの3種類の拘束スペックで作動可能とされている。拘束スペックαでは、ステアリングコラムの強度が大きくされて、乗員の拘束力(ステアリング装置が乗員に与える荷重)が大きくされる。拘束スペックγでは、ステアリングコラムの強度が小さくされて、乗員の拘束力が小さくされる。拘束スペックβでは、ステアリングコラムの強度が拘束スペックαでの強度と拘束スペックγでの強度との間にされて、乗員の拘束力が拘束スペックαでの拘束力と拘束スペックγでの拘束力との間にされる。
シートベルト装置、エアバッグ装置及びステアリング装置は、バンパコントロールECU26に接続されている。
車両12の障害物との衝突が検出された際(車両12が障害物と衝突する際)に、図3(A)に示す如くアクティブバンパ28が作動していない状態(アクティブバンパ28が作動を開始したことをバンパコントロールECU26が検出する前)である場合には、シートベルト装置及びエアバッグ装置がセンシングマップAで作動されると共に、シートベルト装置、エアバッグ装置及びステアリング装置が拘束スペックαで作動される。
車両12の障害物との衝突が検出された際に、図3(B)に示す如くアクティブバンパ28が作動途中であることをバンパコントロールECU26が検出した状態である場合には、シートベルト装置及びエアバッグ装置がセンシングマップBで作動されると共に、シートベルト装置、エアバッグ装置及びステアリング装置が拘束スペックβで作動される。
車両12の障害物との衝突が検出された際に、図3(C)に示す如くアクティブバンパ28が作動を完了したことをバンパコントロールECU26が検出した状態である場合には、シートベルト装置及びエアバッグ装置がセンシングマップCで作動されると共に、シートベルト装置、エアバッグ装置及びステアリング装置が拘束スペックγで作動される構成である。
次に、本実施の形態の作用を説明する。
以上の構成の乗員保護装置10では、プリクラッシュセンサ24が車両12の障害物との衝突を予測した際に、アクティブバンパ28が作動されて車体18の前端下部から前方へ突出される。さらに、車両12が障害物と衝突する際に、シートベルト装置、エアバッグ装置及びステアリング装置が作動されることで、乗員が拘束されて保護される。
ここで、図1に示す如く、バンパコントロールECU26によって、車両12の障害物との衝突が検出された際のアクティブバンパ28の作動状況に対応(リンク)して、シートベルト装置、エアバッグ装置及びステアリング装置の作動状況が制御される。
すなわち、ステップ100における車両12の通常走行状態から、ステップ102において、プリクラッシュセンサ24が作動しない(車両12の障害物との衝突を予測しない)ために、ステップ104において、アクティブバンパ28が作動されない(車体18の前端下部から前方へ突出されない)状態で、ステップ106において、車両12の障害物との衝突が検出された場合には、ステップ108において、シートベルト装置及びエアバッグ装置がセンシングマップAで作動されると共に、シートベルト装置、エアバッグ装置及びステアリング装置が拘束スペックαで作動される。このため、アクティブバンパ28が作動されないために車体18が障害物と衝突する前に衝突エネルギーが吸収されない(衝突エネルギーの吸収効率が低い)場合には、シートベルト装置及びエアバッグ装置が作動される車両12の減速加速度の各閾値が低くされると共に、シートベルト装置、エアバッグ装置及びステアリング装置による乗員の拘束力が大きくされる。
なお、ステップ104において、アクティブバンパ28が作動されない状態で、ステップ110において、車両12の障害物との衝突が検出されない(車両12が障害物と衝突しない)場合には、ステップ100における車両12の通常走行状態が継続される。
一方、ステップ100における車両12の通常走行状態から、ステップ112において、プリクラッシュセンサ24が作動した(車両12の障害物との衝突を予測した)ために、ステップ114において、アクティブバンパ28が作動を開始された後、ステップ116において、アクティブバンパ28が作動を完了した状態で、ステップ118において、車両12の障害物との衝突が検出された場合には、ステップ120において、シートベルト装置及びエアバッグ装置がセンシングマップCで作動されると共に、シートベルト装置、エアバッグ装置及びステアリング装置が拘束スペックγで作動される。このため、アクティブバンパ28が作動を完了しているために車体18が障害物と衝突する前に衝突エネルギーが充分に吸収された(衝突エネルギーの吸収効率が高い)場合には、シートベルト装置及びエアバッグ装置が作動される車両12の減速加速度の各閾値が高くされると共に、シートベルト装置、エアバッグ装置及びステアリング装置による乗員の拘束力が小さくされる。
なお、ステップ116において、アクティブバンパ28が作動を完了した後に、ステップ122において、車両12の障害物との衝突が検出されない(車両12が障害物と衝突しない)場合には、アクティブバンパ28が復帰作動されて車体18前端下部から前方への突出が解除されることで、ステップ100における車両12の通常走行状態に戻される。
また、ステップ114において、アクティブバンパ28が作動を開始された後、ステップ124において、アクティブバンパ28が作動途中である状態で、ステップ126において、車両12の障害物との衝突が検出された場合には、ステップ128において、シートベルト装置及びエアバッグ装置がセンシングマップBで作動されると共に、シートベルト装置、エアバッグ装置及びステアリング装置が拘束スペックβで作動される。このため、アクティブバンパ28が作動途中であるために車体18が障害物と衝突する前に衝突エネルギーがある程度吸収された(衝突エネルギーの吸収効率がある程度高い)場合には、シートベルト装置及びエアバッグ装置が作動される車両12の減速加速度の各閾値がある程度高くされると共に、シートベルト装置、エアバッグ装置及びステアリング装置による乗員の拘束力がある程度小さくされる。
以上により、車両12が障害物と衝突する際のアクティブバンパ28の作動状況に対応してシートベルト装置、エアバッグ装置及びステアリング装置の作動状況(作動する閾値及び乗員の拘束力)を適切にできるため、シートベルト装置、エアバッグ装置及びステアリング装置が乗員を適切に拘束できて保護することができる。
なお、本実施の形態では、車両12が障害物と衝突する際のアクティブバンパ28の作動状況を3種類に分けてシートベルト装置、エアバッグ装置及びステアリング装置の作動状況を3種類に分けた構成としたが、車両12が障害物と衝突する際のアクティブバンパ28の作動状況を複数種類に分けてシートベルト装置、エアバッグ装置及びステアリング装置の作動状況を複数種類に分けた構成であればよい。
例えば、車両12が障害物と衝突する際のアクティブバンパ28の作動状況をアクティブバンパ28が作動されない場合とアクティブバンパ28が作動を完了された場合との2種類に分けてシートベルト装置、エアバッグ装置及びステアリング装置の作動状況を2種類に分けた構成としてもよい。また、車両12が障害物と衝突する際のアクティブバンパ28の作動状況をアクティブバンパ28が作動途中である場合について複数種類に分けてシートベルト装置、エアバッグ装置及びステアリング装置の作動状況を4種類以上に分けた構成としてもよい。
さらに、本実施の形態では、ストロークセンサ、タッチセンサ及びロックアクチュエータ36を設けた構成としたが、ストロークセンサ、タッチセンサ及びロックアクチュエータ36の少なくとも1つを設けない構成としてもよい。
また、本実施の形態では、突出部材をアクティブバンパ28にした構成としたが、バンパ38を突出可能にして突出部材をバンパ38にした構成や、車両12後端のバンパを突出可能にして突出部材をこのバンパにした構成としてもよい。さらに、車両12のドアの少なくとも一部を突出可能にして突出部材をこのドアの少なくとも一部にした構成としてもよく、この場合、ドアに配置されるエアバッグ装置等が保護手段にされる。
本発明の実施の形態に係る乗員保護装置の制御を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る車両を示す左斜め前方からの斜視図である。 (A)乃至(C)は、本発明の実施の形態に係る車両の主要部を示す左方からの側面図であり、(A)は、アクティブバンパが作動されない状態を示す図であり、(B)は、アクティブバンパが作動途中である状態を示す図であり、(C)は、アクティブバンパが作動を完了した状態を示す図である。
符号の説明
10 乗員保護装置
12 車両
26 バンパコントロールECU(制御手段)
28 アクティブバンパ(突出部材)

Claims (2)

  1. 車両の衝突が予測された際に作動されて車両外側へ突出される突出部材と、
    車両が衝突する際に作動されることで乗員を拘束して保護する保護手段と、
    車両が衝突する際の前記突出部材の突出ストロークが大きい程前記保護手段が作動する閾値を高くする制御手段と、
    を備えた乗員保護装置。
  2. 車両の衝突が予測された際に作動されて車両外側へ突出される突出部材と、
    車両が衝突する際に作動されることで乗員を拘束して保護する保護手段と、
    車両が衝突する際の前記突出部材の突出ストロークが大きい程前記保護手段が乗員に与える荷重を小さくする制御手段と、
    を備えた乗員保護装置。
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