JP4457477B2

JP4457477B2 - 車両の乗員保護装置

Info

Publication number: JP4457477B2
Application number: JP2000283231A
Authority: JP
Inventors: 毅高木; 敏弘石川
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2020-09-19
Also published as: JP2002087209A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の衝突時に乗員を保護するためにエアバッグとシートベルトとを備えたような車両の乗員保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述例の車両の乗員保護装置としては、例えば、特開平６−４８２６７号公報および特開平１０−３５４１１号公報に記載の装置がある。
前者の特開平６−４８２６７号公報に記載の装置は、車両の衝突を検出する衝突センサと、シートベルトを引き込み動作させるプリテンショナとを備え、衝突センサが車両の衝突を検出した時、制御部を介してプリテンショナを作動させて乗員を初期拘束し、シートベルトの張力が所定荷重に達すると、シートベルトの伸びによって衝撃力を吸収するように構成したものである。
【０００３】
この従来装置によれば、プリテンショナの作動で乗員とシートベルトとの間の緩みを除去して、乗員の初期拘束を迅速に行なうことができる利点がある反面、体格の異なる乗員に対して、乗員の体格に応じたシートベルト荷重の設定が不可能で、また、胸加速度および頭部加速度の低減を図ることができない問題点があった。
【０００４】
一方、後者の特開平１０−３５４１１号公報に記載の装置は、外周部にシートベルトを巻回するボビンと、このボビンの軸芯部に配置されたトーションバーと、該トーションバーに一体的に設けられたロッキングプレートと、このロッキングプレートと上述のボビンとの間に設けられたせん断ピンとを備え、車両の衝突時にシートベルトを介してロッキングプレートに所定以上の荷重が付勢されると、まず、せん断ピンを破断して、乗員の運転エネルギの一部を吸収し、その後、トーションバーが該バーそれ自体の軸回りに捩じれ変形し、所定のトルクにてボビンを回転させることで、乗員の運動エネルギを吸収し、これにより衝撃力を吸収するものである。
【０００５】
この従来装置(いわゆるロードリミッタ)によれば、せん断ピンの破断およびトーションバーの捩じれ変形により、衝撃力を吸収することができる利点がある反面、上記せん断ピンによる降伏荷重、並びにトーションバーの捩じれ変形による後半荷重は乗員の体格に関係なしに一律に設定されているので、体格の異なる乗員に対して、乗員の体格に応じたシートベルト荷重の設定が不可能で、かつ、乗員に応じて胸加速度および頭部加速度の低減を図ることができない問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、シートベルトによる乗員拘束力の降伏荷重を乗員の体格に応じて変更する降伏荷重変更手段と、降伏後の後半荷重を上記降伏荷重よりも低い所定の荷重に保持する後半荷重設定手段と、上記降伏荷重から後半荷重に至るまでの変化率を乗員の体格に応じて異なる値に設定する荷重変化率設定手段とを設けることで、乗員の体格に応じて降伏荷重とそれより低い後半荷重とを設定することができ、乗員に応じて胸加速度と頭部加速度とを充分に低減することができ、しかも、シートベルトによるエネルギ吸収の態様を乗員の体格に応じて変化させることができる、つまり、エネルギ吸収力を乗員の体格に応じて適切に設定することができる車両の乗員保護装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明による車両の乗員保護装置は、エアバッグおよびシートベルトを備えた車両の乗員保護装置であって、乗員の体格を入力設定または検出する体格検出手段と、車両の衝突を検出する衝突検出手段と、上記体格検出手段からの信号に基づいて上記シートベルトによる乗員拘束力の降伏荷重を乗員の体格に応じて変更する降伏荷重変更手段と、降伏後の後半荷重を上記降伏荷重より低い所定の荷重に保持する後半荷重設定手段と、上記降伏荷重から後半荷重に至るまでの変化率を乗員の体格に応じて異なる値に設定する荷重変化率設定手段とを備えたものである。
【０００８】
上記構成の乗員拘束力の降伏荷重とは、シートベルトによる乗員拘束力が立上がった後に降伏する時点(上降伏点)での荷重である。
上記構成の後半荷重とは、シートベルトによる乗員拘束力が上記降伏点に達した時点以降の荷重であって、この後半荷重は一定荷重(一定の値)に設定してもよい。
【０００９】
上記構成により、体格検出手段は乗員の体格を入力設定または検出し、降伏荷重変更手段は体格検出手段からの信号に基づいて上記シートベルトによる乗員拘束力の降伏荷重を乗員の体格に応じて変更し、後半荷重設定手段は降伏後の後半荷重を上記降伏荷重より低い所定の荷重に保持し、衝突検出手段が車両の衝突を検出した時、エアバッグを展開して乗員を保護しつつ、シートベルトの伸びを上記設定された降伏荷重および後半荷重になるように制御して、乗員を保護する。
【００１０】
このように上記構成によれば、乗員の体格に応じて降伏荷重とそれより低い後半荷重とを設定することができ、乗員に応じて胸加速度(車両衝突時の慣性で乗員に発生する胸部の加速度)と頭部加速度(車両衝突時の慣性で乗員に発生する頭部の加速度)とを充分に低減することができる。特に、上記後半荷重は降伏荷重よりも低い値に設定されるので効果的なエネルギ吸収を行なうことができる。
【００１１】
しかも、上記降伏荷重から後半荷重に至るまでの変化率を乗員の体格に応じて異なる値に設定する荷重変化率設定手段を備えたものであるから、シートベルトによるエネルギ吸収の態様を乗員の体格に応じて変化させることができる。つまり、エネルギ吸収力を乗員の体格に応じて適切に設定することができる。
【００１２】
この発明の一実施態様においては、上記後半荷重設定手段は、上記所定の荷重を乗員の体格に応じて異なる値に設定するものである。
上記構成により、乗員の体格に応じた後半荷重の設定ができ、乗員の胸加速度と頭部加速度とをより一層良好に低減させることができる。
【００１３】
この発明の一実施態様においては、上記後半荷重の開始時期は乗員の胸加速度がピークとなる時期より以前または同一時期に設定されたものである。
【００１４】
上記構成により、乗員の胸加速度がピークになる時期(時点)よりも前または同一時期において降伏荷重より低い後半荷重での乗員拘束(エネルギ吸収)がスタートするので、胸加速度の低減が図れ、乗員保護性能を向上させることができる。
【００１５】
この発明の一実施態様においては、上記シートベルトによる初期荷重の立ち上がりを早期化する早期化手段を備えたものである。
上記構成により、早期化手段でシートベルトによる初期荷重の立ち上がりを早期化して、シートベルトによる衝撃力吸収効果(特に、初期拘束性能)を高めることができる。
【００１６】
【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。
[第１実施例]
図面は車両の乗員保護装置を示し、図１において車両の衝突速度Ｖ_Ｂを検出する衝突センサ１１と、乗員がシートに着座したシートの前後方向のスライド位置を検出するシートスライド位置検出センサ１２と、乗員の体格を直接または間接的に検出する体格検出手段１３とを設けている。
【００１７】
制御手段としてのＣＰＵ２０は、衝突センサ１１(衝突検出手段)からの衝突速度Ｖ_Ｂと、シートスライド位置検出センサ１２からのスライド位置Ｐと、体格検出手段１３からの体格Ｍとの各信号入力に基づいて、ＲＯＭ１４に格納されたプログラムに従って、エアバッグ装置１５およびプリテンショナ１６を駆動すると共に、降伏荷重変更手段１７、後半荷重設定手段１８を介してシートベルトリトラクタ１９を制御し、またＲＡＭ２１は必要なデータやマップを記憶する。
【００１８】
ここで、上述の降伏荷重変更手段１７は、体格検出手段１３からの信号に基づいて乗員の体格が検出された時点にてシートベルトによる乗員拘束力の降伏荷重ａ，ｂ，ｃ(図７参照)を乗員の体格に応じて変更するものであり、また、上述の後半荷重設定手段１８は、体格検出手段１３からの信号に基づいて乗員の体格が検出された時点にて降伏後の後半荷重ｘ，ｙ(図７参照)を上記降伏荷重ａ，ｂ，ｃよりも低い所定の荷重(一定の荷重)に保持すると共に、この所定の荷重を乗員の体格に応じて異なる値ｘ，ｙに設定する手段であるが、これら両手段１７，１８の具体的構成については後述する。
【００１９】
図２はシートスライド位置検出センサ１２の具体的構成を示し、フロアパネル２２にブラケット２３，２４と、固定レール２５および可動レール２６から成るシートスライド機構２７を介して取付けられたシート２８において、上述の各レール２５，２６間に可変抵抗器２９を設けている。
【００２０】
シートスライド時には、この可変抵抗器２９の抵抗値が変化するので、シート２８のスライド位置Ｐを電圧または電流の変化量(電気量の変化信号)として取出すシートスライド位置検出センサ１２を構成することができる。
【００２１】
図２において、３０はシートクッション、３１はシートバッグ、３２はヘッドレスト、３３はステアリングホイールであるが、本実施例の車両の乗員保護装置はドライバーズ側および第１列目側に限定されるものではない。
【００２２】
一方、図２において車体側の下部にはシートベルト３４を巻取りおよび繰出し可能と成したシートベルトリトラクタ１９を取付け、このシートベルトリトラクタ１９から引出されたシートベルト３４をショルダガイド部としてのショルダアンカ３５を介して乗員側に導出している。
【００２３】
シートベルト３４の他端は固定手段としてのアンカレッジ３６でシートベルトリトラクタ１９近傍のボディに固定され、このシートベルト３４には可動タング(図示せず)が配設されていて、該可動タングをバックル３７に嵌め込むことで、ショルダベルト部３８とラップベルト部３９とを備えた３点式のシートベルト装置となる。
【００２４】
上述のバックル３７の下部には、ベルト部材などの連結部材４０を介してプリテンショナ１６を取付けている。このプリテンショナ１６は所定位置に固定されており、該プリテンションナ１６はシートベルト３４による初期荷重(図７参照)の立ち上がりを早期化する早期化手段であるが、この早期化手段としては図示のバックルタイプのプリテンショナ１６に代えて、シートベルトリトラクタ１９に内蔵されたリトラクタ内蔵タイプのプリテンションであってもよい。
【００２５】
図３は体格検出手段１３の具体的構成を示す。図３に示す体格検出手段１３は、シートクッション３０の着座面に感圧フィルムセンサ４１を配設して構成したものである。
【００２６】
上述の感圧フィルムセンサ４１には多数の感圧センサ４２…が埋設されており、乗員の体重(荷重)により感圧センサ４２…を構成する抵抗体の抵抗値が変化するので、この抵抗値変化を出力電圧の変化として取出すことができるように構成され、乗員の体格によって出力電圧パターンが異なるため、乗員の体格を判別することができる。
【００２７】
なお、図３に示す体格検出手段に代えて、シート取付け部材とシートクッション下面との間に、シートクッションの下部の四隅部分に対応するように合計４個のロードセルを介設し、例えば、歪みゲージ式のロードセルを用いて、荷重により生ずる歪みを、歪みゲージで検出して、出力電気信号を得て、このロードセルの出力に基づいて乗員の体格を推定するように構成してもよいことは勿論である。
【００２８】
ここで、上述の体格検出手段１３はセンサ等により検出する構成に代えて、インストルメントパネル部にスイッチ等による体格入力設定手段を設け、乗員がマニュアル操作により小、中、大に選択した体格信号をＣＰＵ２０に入力するように構成してもよい。
【００２９】
図４、図５、図６はシートベルトリトラクタ１９(いわゆるロードリミッタ)の内部構成を示す。
一対のロックプレート４３，４４間には、その外周にシートベルト３４を巻回したスプール４５を設けると共に、３つのランド４６，４７，４８と大径部４９および小径部５０とを有するトーションバー５１を設けている。
【００３０】
このトーションバー５１は、それ自体の捩じれ変形により後半荷重を決定するもので、このトーションバー５１は略筒軸状のスプール４５の軸心空間部にその軸心線に沿って移動可能に配置されたもので、一側のロックプレート４３にはランド４６を保持(または係止)し得る断面円形の凹部４３ａが形成され、他側のロックプレート４４にはランド４８を保持し得る断面円形の凹部４４ａが形成されている。
【００３１】
このトーションバー５１の両端はスプリング室５２に設けた付勢手段としてのスプリング５３と、ロックプレート４３外部に取付けた軸径部選定用のアクチュエータ５４のロッド５５先端との間で支持されている。
【００３２】
また、上述のスプール４５の内周部中間には径方向内方へ突出する環状の凸部４５ａが一体形成されており、この凸部４５ａで中間のランド４７を移動可能に保持すべく構成している。
【００３３】
而して、上述のアクチュエータ５４の作動によりランド４７，４８(小径部５０両端のランド)が凸部４５ａと凹部４４ａとで保持され、トーションバー５１の小径部５０が選定された態様(図４、図５参照)と、上述のアクチュエータ５４の作動によりランド４６，４７(大径部４９両端のランド)が凹部４３ａと凸部４５ａとで保持され、トーションバー５１の大径部４９が選定された態様(図６参照)とに切換えるように構成している。
【００３４】
トーションバー５１の小径部５０が選定された場合には、図７に示す一定の後半荷重ｘを得ることができ、トーションバー５１の大径部４９が選定された場合には、図７に示す一定の後半荷重ｙ(但し、ｙ＞ｘ)を得ることができる。
【００３５】
つまり、上述のアクチュエータ５４によるトーションバー５１の大径部４９、小径部５０の選定構造により後半荷重設定手段１８(図１参照)が構成される。
上述の機能を達成するために、上記ランド４６，４７，４８の周面と各凹部４３ａ，４４ａおよび凸部４５ａの対応面には係止部(ギヤ状の凹凸面またはスプライン状の凹凸面など)が形成され、ランドの軸芯線方向への移動を許容する一方、上記保持時にはランドの回転方向の移動が規制されて捩じれ変形が許容されるようになっている。
【００３６】
一方、ロックプレート４４の外部には降伏荷重変更用のアクチュエータ５６を取付けている。このアクチュエータ５６は、その先端から基端にかけて小径部、中径部、大径部の複数段構造、たとえば、３段構造に形成されたロッド５７(せん断ピン)を有し、このロッド５７をスプール４５の対向するフランジ部４５ｂにおける開口部５８の臨設可能に構成している。
【００３７】
而して、上述のアクチュエータ５６の作動によりロッド５７の小径部を開口部５８に臨設させた時(図４参照)には、そのせん断面積に対応して図７に示す降伏荷重ａを得ることができ、同様に、ロッド５７の中径部を開口部５８に臨設させた時(図５参照)には、そのせん断面積に対応して図７に示す降伏荷重ｂ(但し、ｂ＞ａ)を得ることができ、ロッド５７の大径部を開口部５８に臨設させた時(図６参照)には、そのせん断面積に対応して図７に示す降伏荷重ｃ(但し、ｃ＞ｂ)を得ることができるように構成している。
つまり、複数段構造のロッド５７を有するアクチュエータ５６により降伏荷重変更手段１７(図１参照)を構成したものである。
【００３８】
図４、図５、図６に示すロックプレート４３，４４は通常のシートベルト巻取時およびシートベルト引出し時においてはロッド５７(せん断ピン)によるロックプレート４４とスプール４５との係合により、これら両者４５，４３，４４は一体的に回転する。
【００３９】
しかも、上述のロックプレート４３，４４は、シートベルトリトラクタ１９に衝撃が加わった時、換言すれば、車両衝突時に、リトラクタ本体に揺動可能に取付けられた歯止め手段としてのパウル５９が揺動して、このパウル５９がロックプレート４３，４４の歯部と係合するので、該ロックプレート４３，４４の回転は阻止されるようになっている。
【００４０】
また、図７に示すように、後半荷重ｘ，ｙの開始時期ｘ０１，ｘ０２，ｙ０は乗員の胸加速度がピークとなる時期ｚより以前(または同一時点)に設定されている。
このように構成した車両の乗員保護装置の作用を、図８に示すフローチャートを参照して、以下に詳述する。
【００４１】
第１ステップＳ１で、ＣＰＵ２０は乗員の体重を検出する感圧フィルムセンサ４１(図３参照)などで構成された体格検出手段１３からの出力に基づいて、乗員の体重検知を実行する。
【００４２】
次に第２ステップＳ２で、ＣＰＵ２０はシートスライド位置検出センサ１２からの出力に基づいて、シート２８の前後方向のスライド量を検知する。
次に第３ステップＳ３で、ＣＰＵ２０は体重とシートスライド量との両方の値によって乗員の体格を判定する。この乗員の体格判定は、例えば「小」「中」「大」の３段階に分けて判定される。ここで、体重のみによる体格判定と異なり、体重とシートスライド量との双方の値によって乗員の体格を判定しているので、適切な体格判定の実行ができる。
【００４３】
次に第４ステップＳ４で、ＣＰＵ２０は上記体格判定結果、つまり、体格の小、体格の中、体格の大に応じて必要なアクチュエータ５６，５５を駆動する。
すなわち、乗員の体格が「小」の場合には、図４に示す如くアクチュエータ５６の駆動によりロッド５７の小径部を開口部５８に臨設して、降伏荷重ａを選定すると共に、アクチュエータ５５の駆動によりトーションバー５１の小径部５０を選定して、降伏荷重ａよりも低い所定の荷重の後半荷重ｘが設定される。
【００４４】
乗員の体格が「中」の場合には、図５に示す如くアクチュエータ５６の駆動によりロッド５７の中径部を開口部５８に臨設して、降伏荷重ｂを選定すると共に、アクチュエータ５５の駆動によりトーションバー５１の小径部５０を選定して、降伏荷重ｂよりも低い所定の荷重の後半荷重ｘが設定される。
【００４５】
乗員の体格が「大」の場合には、図６に示す如くアクチュエータ５６の駆動によりロッド５７の大径部を開口部５８に臨設して、降伏荷重ｃを選定すると共に、アクチュエータ５５の駆動によりトーションバー５１の大径部４９を選定して、降伏荷重ｃよりも低い所定の荷重の後半荷重ｙが設定される。
【００４６】
これらの各降伏荷重ａ，ｂ，ｃおよび後半荷重ｘ，ｙの設定は、乗員の体格が判定(または確定)されたタイミングで車両の衝突以前に実行されると共に、体格変化などが検出された場合には、フローチャートの繰返しにより、体格判定が再度実行される。
【００４７】
衝突センサ１１が車両の衝突を検出すると、エアバッグ装置１５が作動して、そのエアバッグを展開すると同時に、プリテンショナ１６が作動してシートベルト３４による初期荷重の立ち上りを早期化する。この実施例の場合には、バックルタイプのプリテンショナ１６がシートベルト３４のショルダベルト部３８およびラップベルト部３９をバックル３７と共に締付け方向へ引張って、乗員とシートベルト３４との間の緩みを除去する。
【００４８】
このプリテンショナ１６による初期荷重の立ち上がり早期化後においては、第４ステップＳ４で予め設定された降伏荷重ａ，ｂ，ｃおよび後半荷重ｘ，ｙになるようにシートベルト３４の伸びが制御される。
【００４９】
つまり、乗員の体格が「小」の場合には、ロッド５７の小径部がせん断されるまで荷重が立上がり、降伏荷重ａにて小径部がせん断されると、荷重は後半荷重ｘの開始時期ｘ０１まで低下し、この時点からトーションバー５１の小径部５０による捩じれ変形がスタートするので、降伏荷重ａよりも低い一定の後半荷重ｘで前方へのめり移動する乗員の運動エネルギを吸収する。
【００５０】
また、乗員の体格が「中」の場合には、ロッド５７の中径部がせん断されるまで荷重が立上がり、降伏荷重ｂにて中径部がせん断されると、荷重は後半荷重ｘの開始時期ｘ０２まで低下し、この時点からトーションバー５１の小径部５０による捩じれ変形がスタートするので、降伏荷重ｂよりも低い一定の後半荷重ｘで前方へのめり移動する乗員の運動エネルギを吸収する。
【００５１】
さらに、乗員の体格が「大」の場合には、ロッド５７の大径部がせん断されるまで荷重が立上がり、降伏荷重ｃにて大径部がせん断されると、荷重は後半荷重ｙの開始時期ｙ０まで低下し、この時点からトーションバー５１の大径部４９による捩じれ変形がスタートするので、降伏荷重ｃよりも低い一定の後半荷重ｙで前方へのめり移動する乗員の運動エネルギを吸収する。
【００５２】
このように図１〜図８で示した実施例の車両の乗員保護装置は、エアバッグ装置１５とシートベルト３４とを備えた車両の乗員保護装置であって、乗員の体格を入力設定または検出する体格検出手段１３と、車両の衝突を検出する衝突検出手段(衝突センサ１１参照)と、上記体格検出手段１３からの信号に基づいて上記シートベルト３４による乗員拘束力の降伏荷重ａ，ｂ，ｃ(図７参照)を乗員の体格に応じて変更する降伏荷重変更手段１７と、降伏後の後半荷重ｘ，ｙ(図７参照)を上記降伏荷重ａ，ｂ，ｃより低い所定の荷重に保持する後半荷重設定手段１８とを備えたものである。
【００５３】
この記構成により、体格検出手段１３は乗員の体格を入力設定または検出し、降伏荷重変更手段１７は体格検出手段１３からの信号に基づいて上記シートベルト３４による乗員拘束力の降伏荷重ａ，ｂ，ｃを乗員の体格に応じて変更し、後半荷重設定手段１８は降伏後の後半荷重ｘ，ｙを上記降伏荷重ａ，ｂ，ｃより低い所定の荷重に保持し、衝突検出手段(衝突センサ１１参照)が車両の衝突を検出した時、エアバッグを展開して乗員を保護しつつ、シートベルト３４の伸びを上記設定された降伏荷重ａ，ｂ，ｃおよび後半荷重ｘ，ｙになるように制御して、乗員を保護する。
【００５４】
このように上記構成によれば、乗員の体格に応じて降伏荷重ａ，ｂ，ｃとそれより低い後半荷重ｘ，ｙとを設定することができ、乗員に応じて胸加速度と頭部加速度とを充分に低減することができる。
【００５５】
また、上記後半荷重設定手段１８は上記所定の荷重を乗員の体格に応じて異なる値ｘ，ｙに設定するものである。
上記構成により、乗員の体格に応じた後半荷重ｘ，ｙの設定ができ、乗員の胸加速度と頭部加速度とをより一層良好に低減させることができる。
【００５６】
さらに、上記後半荷重ｘ，ｙの開始時期ｘ０１，ｘ０２，ｘ０３は乗員の胸加速度がピークとなる時期ｚ(図７参照)より以前(または同一時期)に設定されたものである。
【００５７】
この構成により、乗員の胸加速度がピークになる時期(時点)ｚよりも(前または同一時期)において降伏荷重ａ，ｂ，ｃより低い後半荷重ｘ，ｙでの乗員拘束(エネルギ吸収)がスタートするので、胸加速度の低減が図れ、乗員保護性能を向上させることができる。
【００５８】
加えて、上記シートベルト３４による初期荷重の立ち上がりを早期化する早期化手段(プリテンショナ１６参照)を備えたものである。
この構成により、早期化手段(プリテンショナ１６参照)でシートベルト３４による初期荷重の立ち上がりを早期化して、シートベルト３４による衝撃力吸収効果を高めることができる。
【００５９】
[第２実施例]
図９〜図１３は車両の乗員保護装置の他の実施例を示す。
図９に示す制御回路ブロック図において、車両の衝突速度Ｖ_Ｂを検出する衝突センサ１１と、乗員がシートに着座したシートの前後方向のスライド位置を検出するシートスライド位置検出センサ１２と、乗員の体格を直接または間接的に検出する体格検出手段１３とを設けている。
【００６０】
制御手段としてのＣＰＵ２０は、衝突センサ１１からの衝突速度Ｖ_Ｂと、シートスライド位置検出センサ１２からのスライド位置Ｐと、体格検出手段１３からの体格Ｍとの各信号入力に基づいて、ＲＯＭ１４に格納されたプログラムに従って、エアバッグ装置１５およびプリテンショナ１６を駆動すると共に、降伏荷重変更手段１７、後半荷重設定手段１８および荷重変化率設定手段６０を介してシートベルトリトラクタ１９を制御し、またＲＡＭ２１は必要なデータやマップＭ１(図１１参照)を記憶する。
【００６１】
上述のシートスライド位置検出センサ１２(図２参照)、体格検出手段１３(図３参照)およびプリテンショナ１６による初期荷重の早期化構造については、この実施例においても先の実施例と同様の構成を用いるが、降伏荷重変更手段１７および後半荷重設定手段１８については他の構造を用いるので、次に、図１０を参照してシートベルトリトラクタ１９の構成について説明する。
【００６２】
このシートベルトリトラクタ１９は、リトラクタケース６１を設け、このリトラクタケース６１の巻取り部にはスプール４５を取付け、前述のシートベルト３４をスプール４５の外周に巻回した後に、このシートベルト３４をクランプロック機構６２を介してリトラクタケース６１からケース外方へ引出すように構成している。
【００６３】
上述のクランプロック機構６２は、降伏荷重ｄ，ｅ，ｆ(図１２参照)を決定する可動ストッパ６３と、ベースプレート６４と、上下両部にシートベルト３４のガイド孔６５，６６を備えたアウタケース６７とを備え、ベースプレート６４とアウタプレート６７とで囲繞された空間内にティース形状の対向クランプ部材６８と可動クランプ部材６９とを対向して配置させる一方、クランプアーム軸７０に設けられたクランプアーム７１(ロックレバーと同意)の先端に揺動支点７２を介して上述の可動クランプ部材６９を揺動可能に連結して、ベルトロック時に一対のクランプ部材６８，６９間でシートベルト３４をクランプしてロックすべく構成している。
【００６４】
但し、上述の一対のクランプ部材６８，６９間によるシートベルト３４のクランプロックは、シートベルト３４を完全にロックするものではなく、一対のクランプ部材６８，６９間の隙間により決定される所定荷重にてシートベルト３４を繰出し可能に挟持して、このＥＡ作動（エネルギ緩衝作動）にて乗員を拘束するものである。
【００６５】
上述のストッパ６３は、シートベルトリトラクタ１９(いわゆるロードリミッタ)のリトラクタケース６１に沿って上下方向にスライド可能に支持されると共に、スクリュ７３(ねじ軸)と、このスクリュ７３を回転駆動するアクチュエータ７４とからなる降伏荷重変更手段１７によってネジ送りされるように構成されている。また、上述のアクチュエータ７４はサーボモータによって構成することができる。
【００６６】
この降伏荷重変更手段１７は、ＣＰＵ２０から出力される制御信号に応じて駆動され、上述の可動ストッパ６３がネジ送りされることにより、クランプ部材６８，６９の上昇阻止位置が乗員の体格に応じて複数段階たとえば３段階に変化するようになっている。
【００６７】
ここで、上記クランプ部材６８，６９の上昇阻止位置が上方に移動するのに伴い、クランプアーム７１が水平状態に近付くように揺動変位して、クランプ部材６９に対する押圧力が上昇するので、一対の各クランプ部材６８，６９によるシートベルト３４の挟持力(クランプ力)が大きくなって、シートベルト３４の引出しを規制する降伏荷重ｄ，ｅ，ｆ(図１２参照)が増大する。
【００６８】
つまり、この実施例においては、可動ストッパ６３，スクリュ７３、アクチュエータ７４により降伏荷重変更手段１７を構成している。
また、上述のクランプアーム７１の上部には、該アーム７１と対向するようにロッド７５を備えたアクチュエータ７６を設けている。
【００６９】
このアクチュエータ７６は、上記アクチュエータ７４で設定された降伏荷重ｄ，ｅ，ｆ(図１２参照)を超えた後に、そのロッド７５を作動させてクランプアーム７１を押下げ方向に制御し、一対のクランプ部材６８，６９によるクランプ力を次第に低下制御(クランプ部の食いつき力を打ち消す方向に力を発生させて、摩擦力を調整)することで、降伏荷重ｄ，ｅ，ｆから後半荷重ｍ，ｎに至るまでの変化率ｇ，ｈ，ｉ(図１２参照、詳しくは同図の荷重特性の傾き)を乗員の体格に応じて異なる値に設定すると共に、降伏荷重ｄ，ｅ，ｆよりも低い一定の後半荷重ｍ，ｎに設定するものである。
【００７０】
つまり、この実施例においては、アクチュエータ７６で、後半荷重設定手段１８と荷重変化率設定手段６０との両手段を構成している。
上述の降伏荷重変更用のアクチュエータ７４は、乗員の体格が判定されたタイミングで作動し、後半荷重設定用および荷重変化率設定用のアクチュエータ７６は、衝突発生後においてスプール４５の回転量が所定の値になったタイミングで作動する。
【００７１】
このため、リトラクタケース６１にはスプール４５の回転量を検出する回転量検出手段としてのロータリエンコーダ７７が設けられており、ロータリエンコーダ７７からの信号は図９のＣＰＵ２０に入力され、ＣＰＵ２０は回転量が所定の値になったタイミングで上記アクチュエータ７４を駆動制御する。
【００７２】
一方、図９に示す制御回路のＲＡＭ２１は図１１に示すマップＭ１を記憶している。このマップＭ１は乗員の体格に応じて降伏荷重、後半荷重、荷重変化率を決定するそれぞれのパターンＡ，Ｂ，Ｃを設定したマップである。
【００７３】
すなわち、乗員の体格「大」に相当するパターンＡは、降伏荷重「大」＝ｆ、後半荷重「大」＝ｎ、荷重変化率「大」＝ｉに設定され、乗員の体格「中」に相当するパターンＢは、降伏荷重「中」＝ｅ、後半荷重「小」＝ｍ、荷重変化率「中」＝ｈに設定され、乗員の体格「小」に相当するパターンＣは、降伏荷重「小」＝ｄ、後半荷重「小」＝ｍ、荷重変化率「小」＝ｇに設定されている。
【００７４】
また、この実施例においても後半荷重ｍ，ｎの開始時期ｍ０１，ｍ０２，ｎ０は乗員の胸加速度がピークとなる時期ｚより以前に設定されている。
さらに、この実施例においても、シートベルト３４による初期荷重(図１２参照)の立ち上がりを早期化するプリテンショナ１６を設け、シートベルト３４による衝撃力吸収効果を高めるように構成している。
【００７５】
このように構成した車両の乗員保護装置の作用を、図１３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Ｑ１で、ＣＰＵ２０は乗員の体重を検出する感圧フィルムセンサ４１(図３参照)などで構成された体格検出手段１３からの出力に基づいて、乗員の体重検知を実行する。
【００７６】
次に第２ステップＱ２で、ＣＰＵ２０はシートスライド位置検出センサ１２からの出力に基づいて、シート２８(図２参照)の前後方向のスライド量を検知する。
次に第３ステップＱ３で、ＣＰＵ２０は体重とシートスライド量との両方の値によって乗員の体格を判定する。この乗員の体格判定は例えば「小」「中」「大」の３段階に分けて判定される。
【００７７】
この第３ステップＱ３で、ＣＰＵ２０は乗員の体格が「大」であると判定された時には第４ステップＱ４に、乗員の体格が「中」であると判定された時には第５ステップＱ５に、乗員の体格が「小」であると判定された時には第６ステップＱ６にそれぞれ移行する。
【００７８】
上述の第４ステップＱ４で、ＣＰＵ２０は乗員の体格「大」に対応してパターンＡ(図１１参照)を選定し、第５ステップＱ５で、ＣＰＵ２０は乗員の体格「中」に対応してパターンＢ(図１１参照)を選定し、第６ステップＱ６で、ＣＰＵ２０は乗員の体格「小」に対応してパターンＣ(図１１参照)を選定する。
【００７９】
パターンＡが選定されると、ＣＰＵ２０は車両の衝突以前にアクチュエータ７４を駆動して、スクリュ７３を介して可動ストッパ６３を降伏荷重ｆが得られる位置に制御する。衝突センサ１１が車両の衝突を検出すると、エアバッグ装置１５およびプリテンショナ１６を駆動し、エアバッグを展開すると共に、プリテンショナ１６でシートベルト３４を引き込み動作させて、シートベルト３４による初期荷重の立ち上がり早期化を図る。
【００８０】
シートベルト３４による荷重は、図１２に示すように設定された降伏荷重ｆに達するまで立上がり、降伏荷重ｆに達すると、アクチュエータ７６の制御により、荷重変化率ｉに従って後半荷重ｎの開始時期ｎ０まで低下し、この時点から降伏荷重ｆよりも低い一定の後半荷重ｎで前方へのめり移動する乗員の運動エネルギを吸収する。
【００８１】
パターンＢが選定されると、ＣＰＵ２０は車両の衝突以前にアクチュエータ７４を駆動して、スクリュ７３を介して可動ストッパ６３を降伏荷重ｅが得られる位置に制御する。衝突センサ１１が車両の衝突を検出すると、エアバッグ装置１５およびプリテンショナ１６を駆動し、エアバッグを展開すると共に、プリテンショナ１６でシートベルト３４を引き込み動作させて、シートベルト３４による初期荷重の立ち上がり早期化を図る。
【００８２】
シートベルト３４による荷重は、図１２に示すように設定された降伏荷重ｅに達するまで立上がり、降伏荷重ｅに達すると、アクチュエータ７６の制御により、荷重変化率ｈに従って後半荷重ｍの開始時期ｍ０２まで低下し、この時点から降伏荷重ｅよりも低い一定の後半荷重ｍで前方へのめり移動する乗員の運動エネルギを吸収する。
【００８３】
パターンＣが選定されると、ＣＰＵ２０は車両の衝突以前にアクチュエータ７４を駆動して、スクリュ７３を介して可動ストッパ６３を降伏荷重ｄが得られる位置に制御する。衝突センサ１１が車両の衝突を検出すると、エアバッグ装置１５およびプリテンショナ１６を駆動し、エアバッグを展開すると共に、プリテンショナ１６でシートベルト３４を引き込み動作させて、シートベルト３４による初期荷重の立ち上がり早期化を図る。
【００８４】
シートベルト３４による荷重は、図１２に示すように設定された降伏荷重ｄに達するまで立上がり、降伏荷重ｄに達すると、アクチュエータ７６の制御により、荷重変化率ｇに従って後半荷重ｍの開始時期ｍ０１まで低下し、この時点から降伏荷重ｄよりも低い一定の後半荷重ｍで前方へのめり移動する乗員の運動エネルギを吸収する。
【００８５】
このように図９〜図１３で示した実施例の車両の乗員保護装置は、エアバッグ装置１５とシートベルト３４とを備えた車両の乗員保護装置であって、乗員の体格を入力設定または検出する体格検出手段１３と、車両の衝突を検出する衝突検出手段(衝突センサ１１参照)と、上記体格検出手段１３からの信号に基づいて上記シートベルト３４による乗員拘束力の降伏荷重ｄ，ｅ，ｆ(図１２参照)を乗員の体格に応じて変更する降伏荷重変更手段１７と、降伏後の後半荷重ｍ，ｎ(図１２参照)を上記降伏荷重ｄ，ｅ，ｆより低い所定の荷重に保持する後半荷重設定手段１８とを備えたものである。
【００８６】
この構成により、体格検出手段１３は乗員の体格を入力設定または検出し、降伏荷重変更手段１７は体格検出手段１３からの信号に基づいて上記シートベルト３４による乗員拘束力の降伏荷重ｄ，ｅ，ｆを乗員の体格に応じて変更し、後半荷重設定手段１８は降伏後の後半荷重ｍ，ｎを上記降伏荷重ｄ，ｅ，ｆより低い所定の荷重に保持し、衝突検出手段(衝突センサ１１参照)が車両の衝突を検出した時、エアバッグを展開して乗員を保護しつつ、シートベルト３４の伸びを上記設定された降伏荷重ｄ，ｅ，ｆおよび後半荷重ｍ，ｎになるように制御して、乗員を保護する。
【００８７】
このように上記構成によれば、乗員の体格に応じて降伏荷重ｄ，ｅ，ｆとそれより低い後半荷重ｍ，ｎとを設定することができ、乗員に応じて胸加速度と頭部加速度とを充分に低減することができる。
【００８８】
また、上記後半荷重設定手段１８は上記所定の荷重を乗員の体格に応じて異なる値ｍ，ｎに設定するものである。
この構成により、乗員の体格に応じた後半荷重ｍ，ｎの設定ができ、乗員の胸加速度と頭部加速度とをより一層良好に低減させることができる。
【００８９】
さらに、上記後半荷重ｍ，ｎの開始時期ｍ０１，ｍ０２，ｎ０は乗員の胸加速度がピークとなる時期ｚより以前(または同一時期)に設定されたものである。
【００９０】
この構成により、乗員の胸加速度がピークになる時期(時点)ｚよりも前(または同一時期)において降伏荷重ｄ，ｅ，ｆより低い後半荷重ｍ，ｎでの乗員拘束(エネルギ吸収)がスタートするので、胸加速度の低減が図れ、乗員保護性能を向上させることができる。
【００９１】
さらには、上記降伏荷重ｄ，ｅ，ｆから後半荷重ｍ，ｎに至るまでの変化率ｇ，ｈ，ｉを乗員の体格に応じて異なる値に設定する荷重変化率設定手段６０を備えたものである。
【００９２】
この構成により、シートベルト３４によるエネルギ吸収の態様を乗員の体格に応じて変化させることができる。つまり、エネルギ吸収力を乗員の体格に応じて適切に設定することができる。
【００９３】
加えて、上記シートベルト３４による初期荷重の立ち上がりを早期化する早期化手段(プリテンショナ１６参照)を備えたものである。
この構成により、早期化手段(プリテンショナ１６参照)でシートベルト３４による初期荷重の立ち上がりを早期化して、シートベルト３４による衝撃力吸収効果を高めることができる。
【００９４】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明のエアバッグは、実施例のエアバッグ装置１５に対応し、
以下同様に、
シートベルトは、３点式のシートベルト３４に対応し、
衝突検出手段は、衝突センサ１１に対応し、
早期化手段は、プリテンショナ１６に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
【００９５】
例えば、体重とシートスライド位置との両方の値によって乗員の体格を判定する手段に加えて、車両の衝突速度Ｖ_Ｂ(衝突の場合)を加味して降伏荷重ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆなどを可変し、例えば、低速衝突時または低速衝突の予測時には上記降伏荷重を低い値に可変すべく構成してもよい。
【００９６】
さらに、上記各実施例においては乗員の体格「小」「中」「大」に対応して降伏荷重を３段階にまた、後半荷重を２段階に変更すべく構成したが、これは多段階に変更するように構成してもよい。
【００９７】
【発明の効果】
この発明によれば、シートベルトによる乗員拘束力の降伏荷重を乗員の体格に応じて変更する降伏荷重変更手段と、降伏後の後半荷重を上記降伏荷重よりも低い所定の荷重に保持する後半荷重設定手段とを設けることで、乗員の体格に応じて降伏荷重とそれより低い後半荷重とを設定することができ、乗員に応じて胸加速度と頭部加速度とを充分に低減することができる効果がある。
【００９８】
しかも、上記降伏荷重から後半荷重に至るまでの変化率を乗員の体格に応じて異なる値に設定する荷重変化率設定手段を備えたものであるから、シートベルトによるエネルギ吸収の態様を乗員の体格に応じて変化させることができる。つまり、エネルギ吸収力を乗員の体格に応じて適切に設定することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両の乗員保護装置を示す制御回路ブロック図。
【図２】シートスライド位置検出センサを含む系統図。
【図３】体格検出手段の構成を示す斜視図。
【図４】シートベルトリトラクタの体格「小」対応時の断面図。
【図５】シートベルトリトラクタの体格「中」対応時の断面図。
【図６】シートベルトリトラクタの体格「大」対応時の断面図。
【図７】シートベルトの伸びに対する荷重変化を示す特性図。
【図８】乗員保護処理を示すフローチャート。
【図９】本発明の車両の乗員保護装置の他の実施例を示す制御回路ブロック図。
【図１０】シートベルトリトラクタの構成を示す断面図。
【図１１】ＲＡＭに記憶させたマップの説明図。
【図１２】シートベルトの伸びに対する荷重変化を示す特性図。
【図１３】乗員保護処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
１１…衝突センサ(衝突検出手段)
１３…体格検出手段
１５…エアバッグ装置
１６…プリテンショナ(早期化手段)
１７…降伏荷重変更手段
１８…後半荷重変更手段
３４…シートベルト
６０…荷重変化率設定手段
ａ，ｂ，ｃ…降伏荷重
ｄ，ｅ，ｆ…降伏荷重
ｇ，ｈ，ｉ…荷重変化率
ｍ，ｎ…後半荷重
ｍ０１，ｍ０２，ｎ０…開始時間
ｘ，ｙ…後半荷重
ｘ０１，ｘ０２，ｙ０…開始時間
ｚ…胸加速度がピークとなる時間

Claims

エアバッグおよびシートベルトを備えた車両の乗員保護装置であって、
乗員の体格を入力設定または検出する体格検出手段と、
車両の衝突を検出する衝突検出手段と、
上記体格検出手段からの信号に基づいて上記シートベルトによる乗員拘束力の降伏荷重を乗員の体格に応じて変更する降伏荷重変更手段と、
降伏後の後半荷重を上記降伏荷重より低い所定の荷重に保持する後半荷重設定手段と、
上記降伏荷重から後半荷重に至るまでの変化率を乗員の体格に応じて異なる値に設定する荷重変化率設定手段を備えた
車両の乗員保護装置。
上記後半荷重設定手段は上記所定の荷重を乗員の体格に応じて異なる値に設定する
請求項１記載の車両の乗員保護装置。
上記後半荷重の開始時期は乗員の胸加速度がピークとなる時期より以前または同一時期に設定された
請求項１または２記載の車両の乗員保護装置。
上記シートベルトによる初期荷重の立ち上がりを早期化する早期化手段を備えた
請求項１〜３の何れか１に記載の車両の乗員保護装置。