KR102021022B1 - 차량용 가변 포스리미터 제어시스템 - Google Patents

차량용 가변 포스리미터 제어시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102021022B1
KR102021022B1 KR1020180012376A KR20180012376A KR102021022B1 KR 102021022 B1 KR102021022 B1 KR 102021022B1 KR 1020180012376 A KR1020180012376 A KR 1020180012376A KR 20180012376 A KR20180012376 A KR 20180012376A KR 102021022 B1 KR102021022 B1 KR 102021022B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
collision
load
vehicle
force limiter
mode
Prior art date
Application number
KR1020180012376A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180095446A (ko
Inventor
지로 오하치
다쿠야 네자키
다카시 하세가와
가츠노리 야마다
미츠아키 고토
마코토 아키
유스케 마세
다카시 후지나미
Original Assignee
도요타 지도샤（주）
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도요타 지도샤（주） filed Critical 도요타 지도샤（주）
Publication of KR20180095446A publication Critical patent/KR20180095446A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102021022B1 publication Critical patent/KR102021022B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/341—Belt retractors, e.g. reels comprising energy-absorbing means
    • B60R22/3413—Belt retractors, e.g. reels comprising energy-absorbing means operating between belt reel and retractor frame
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/48—Control systems, alarms, or interlock systems, for the correct application of the belt or harness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/013—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/28—Safety belts or body harnesses in vehicles incorporating energy-absorbing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/36—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency
    • B60R22/405—Belt retractors, e.g. reels self-locking in an emergency responsive to belt movement and vehicle movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/46—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up
    • B60R22/4676—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up comprising energy-absorbing means operating between belt reel and retractor frame
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R2021/01204—Actuation parameters of safety arrangents
    • B60R2021/01211—Expansion of air bags
    • B60R2021/01231—Expansion of air bags control of expansion timing or sequence
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R2021/01204—Actuation parameters of safety arrangents
    • B60R2021/01252—Devices other than bags
    • B60R2021/01265—Seat belts
    • B60R2021/01279—Load limiters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R2021/01286—Electronic control units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/28—Safety belts or body harnesses in vehicles incorporating energy-absorbing devices
    • B60R2022/288—Safety belts or body harnesses in vehicles incorporating energy-absorbing devices with means to adjust or regulate the amount of energy to be absorbed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/48—Control systems, alarms, or interlock systems, for the correct application of the belt or harness
    • B60R2022/4808—Sensing means arrangements therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/48—Control systems, alarms, or interlock systems, for the correct application of the belt or harness
    • B60R2022/4808—Sensing means arrangements therefor
    • B60R2022/4841—Sensing means arrangements therefor for sensing belt tension
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/013—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over
    • B60R21/0132—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over responsive to vehicle motion parameters, e.g. to vehicle longitudinal or transversal deceleration or speed value
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/20—Arrangements for storing inflatable members in their non-use or deflated condition; Arrangement or mounting of air bag modules or components
    • B60R21/203—Arrangements for storing inflatable members in their non-use or deflated condition; Arrangement or mounting of air bag modules or components in steering wheels or steering columns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors
    • B60Y2400/304—Acceleration sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)
  • Air Bags (AREA)

Abstract

본 차량용 가변 포스리미터 제어시스템(10)은, 포스리미터 하중의 모드를 고하중 모드에서 저하중 모드로 전환가능한 가변 포스리미터 기구(52)와, 차량과 충돌 상대의 충돌 전에 양자의 상대속도를 검출하는 상대속도 센서(94)와, 차량의 가속도를 검출하는 가속도 센서(96)와, 적어도 상대속도에 의거하여 충돌의 격함(ΔV)을 예측하고, 당해 예측ΔV와, 차량의 충돌 초기에 있어서의 가속도(G)와의 양방에 의거하여 포스리미터 하중의 모드 전환을 제어하는 전자제어장치(92)를 구비하고 있다.

Description

차량용 가변 포스리미터 제어시스템{VARIABLE FORCE LIMITER CONTROL SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은, 차량용 가변 포스리미터 제어시스템에 관한 것이다.
일본국 공개특허 특개2006-62632에는, 적어도 제 1 및 제 2 시트 벨트 하중 제한기구(포스리미터 기구)를 구비하여, 충돌 시에 시트 벨트에 걸리는 제한 하중(포스리미터 하중)을 3단계로 변경가능하게 되어 있는 시트 벨트 리트랙터(retractor)가 개시되어 있다. 제 2 시트 벨트 하중 제한기구는, 미리 사전에 알고 있는 정보(탑승자의 체중, 시트 슬라이드 위치 등), 충돌 예지 센서로 충돌을 예지한 충돌 예지 정보, 및 충돌 후의 충돌의 심각함의 정보(충돌 속도, 충돌 가감속도, 충돌의 방법 등)에 의거하여 포스리미터 하중을 변경한다. 이에 의해, 포스리미터 하중을 충돌 시의 상황에 따라 한층 유연하고 다양하게 설정하도록 하고 있다.
그러나, 상기 구성의 시트 벨트 리트랙터에서는, 충돌 후의 충돌의 심각함(격함)을, 가속도 센서의 검출 신호에 의거하여 판단하는 구성으로 되어 있다. 이 경우, 충돌 개시에서 충돌 종료까지의 가속도를 적분하지 않으면, 충돌의 격함을 정확하게 구할 수 없다. 즉, 충돌 종료까지 충돌의 격함을 정확하게 판단할 수 없으므로, 포스리미터 하중을 적절한 타이밍에 전환하는 것이 곤란하다. 또한 가령, 적절한 타이밍에 포스리미터 하중을 전환하려고 하면, 충돌의 격함이 정확하게 판단되어 있지 않은 타이밍에 전환하는 것이 되므로, 포스리미터 하중의 잘못된 전환(포스리미터 기구의 불필요 작동)의 원인이 된다.
본 발명은, 포스리미터 하중의 모드를 충돌의 격함에 따라 전환하는 것에 즈음하여, 적절한 타이밍에 전환가능하면서 또한 잘못된 전환을 방지 또는 억제가능한 차량용 가변 포스리미터 제어시스템을 제공한다.
본 발명의 양태와 관련되는 차량용 가변 포스리미터 제어시스템은, 차량의 충돌 시에 시트 벨트에 걸리는 포스리미터 하중을 변경가능한 가변 포스리미터 기구와, 상기 차량과 충돌 상대의 충돌 전에 양자의 상대속도를 검출하도록 구성된 상대속도 센서와, 상기 차량의 가속도를 검출하는 가속도 센서와, 적어도 상기 상대속도에 의거하여 충돌의 격함을 예측하고, 적어도 당해 예측 결과와, 상기 충돌의 초기에 있어서의 상기 가속도와에 의거하여 상기 포스리미터 하중을 제어하는 전자제어장치를 구비한다. 이 양태에 있어서, 상기 가변 포스리미터 기구는, 상기 포스리미터 하중의 모드를 고하중 모드에서 저하중 모드로 전환가능해도 된다. 또한, 상기 전자제어장치는, 상기 포스리미터 하중의 모드 전환을 제어하도록 구성되어도 된다.
또한, 상기 양태에 있어서 「충돌 초기」는, 충돌 개시 후의 기간이며, 또한 포스리미터 하중이 저하중 모드의 하중에 도달하기 전의 기간이어도 된다.
상기 양태에 의하면, 가변 포스리미터 기구는, 차량의 충돌 시에 시트 벨트에 걸리는 포스리미터 하중의 모드를 고하중 모드에서 저하중 모드로 전환가능하게 되어 있다. 또한, 상대속도 센서는, 차량과 충돌 상대의 충돌 전에 양자의 상대속도를 검출하고, 가속도 센서는, 차량의 가속도를 검출한다. 그리고, 전자제어장치는, 적어도 상대속도 센서의 검출 결과에 의거하여 충돌의 격함을 예측하고, 당해 예측 결과와, 차량의 충돌 초기에 있어서의 가속도 센서의 검출 결과와의 양방에 의거하여 포스리미터 하중의 모드 전환을 제어한다. 이에 의해, 예를 들어 전자제어장치가, 상기 예측 결과 및 상기 검출 결과 중 어느 일방만에 의거하여 상기 모드 전환을 제어하는 경우와 비교하여, 상기 모드 전환의 필요성을 정확하게 판정할 수 있으므로, 잘못된 전환을 방지 또는 억제할 수 있다. 게다가, 차량의 충돌 초기에 있어서의 가속도 센서의 검출 결과를 사용하므로, 적절한 타이밍에 포스리미터 하중의 모드를 전환하는 것이 가능하게 된다.
상기 차량용 가변 포스리미터 제어시스템은, 상기 충돌 상대의 종류를 검출하는 종류검출 센서를 더 구비해도 되고, 상기 전자제어장치는, 상기 충돌 상대의 종류에 의거하여 상기 충돌 상대의 질량을 추측하고, 적어도 당해 추측 결과와 상기 상대속도에 의거하여 상기 충돌의 격함을 예측하도록 구성되어도 된다.
상기 양태에서는, 전자제어장치는, 종류검출 센서가 검출한 충돌 상대의 종류(크기, 차종 등)에 의거하여 충돌 상대의 질량을 추측하고, 그 추측 결과와, 상대속도 센서의 검출 결과와의 양방에 의거하여 충돌의 격함을 예측한다. 이에 의해, 예측의 정밀도를 높일 수 있다.
상기 차량용 가변 포스리미터 제어시스템은, 상기 시트 벨트를 장착하는 탑승자의 체격을 검출하는 체격 센서를 더 구비하고, 상기 전자제어장치는, 상기 탑승자의 체격과 상기 예측 결과의 양방에 의거하여 상기 포스리미터 하중의 모드가 상기 저하중 모드의 경우에 있어서의 충돌 시의 상기 차량에 대한 상기 탑승자의 최대 전방 이동량을 예측하여, 상기 탑승자의 전방에 위치하는 차량용 내장부품에 상기 탑승자가 충돌할 가능성이 있다고 판단했을 경우, 상기 포스리미터 하중의 모드를 상기 고하중 모드인 채로 하도록 구성되어도 된다.
상기 양태에서는, 전자제어장치는, 체격 센서가 검출한 탑승자의 체격과, 스스로가 예측한 충돌의 격함의 양방에 의거하여 포스리미터 하중의 모드가 저하중 모드의 경우에 있어서의 충돌 시의 차량에 대한 탑승자의 최대 전방 이동량을 예측한다. 그 결과, 전자제어장치가, 탑승자의 전방에 위치하는 차량용 내장부품(스티어링 휠 등)에 탑승자가 충돌할 가능성이 있다고 판단했을 경우, 전자제어장치는, 포스리미터 하중의 모드를 고하중 모드인 채로 한다. 이에 의해, 탑승자와 차량용 내장부품과의 충돌을 방지할 수 있다. 한편, 차량의 충돌 시에 스티어링 휠 등으로부터 팽창 전개하는 에어백은, 상기 양태에 기재된 「차량용 내장부품」에 포함되지 않는 것으로 한다.
상기 차량용 가변 포스리미터 제어시스템에 있어서, 상기 전자제어장치는, 상기 상대속도가 미리 설정된 속도이상일 경우, 상기 포스리미터 하중의 모드를 상기 고하중 모드인 채로 하도록 구성되어도 된다.
상기 양태에서는, 전자제어장치는, 상대속도 센서의 검출 결과, 즉 차량과 충돌 상대의 상대속도가 미리 설정된 속도이상일 경우(고속충돌 시)에는, 포스리미터 하중의 모드를 고하중 모드인 채로 한다. 즉, 고속충돌 시 포스리미터 하중의 모드가 저하중 모드로 전환되면, 탑승자가 전방의 차량용 내장부품과 충돌하는 리스크가 높아지지만, 본 발명의 양태에서는 포스리미터 하중의 모드가 고하중 모드인 채로 되기 때문에, 상기의 리스크를 회피할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 양태와 관련되는 차량용 가변 포스리미터 제어시스템에는, 포스리미터 하중의 모드를 충돌의 격함에 따라 전환하는 것에 즈음하여, 적절한 타이밍에 전환가능하면서 또한 잘못된 전환을 방지 또는 억제가능하다.
본 발명의 예시적인 실시형태의 특징, 이점, 및 기술적 그리고 산업적 중요성이 첨부 도면을 참조하여 하기에 기술될 것이며, 첨부 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지시한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태와 관련되는 차량용 가변 포스리미터 제어시스템이 적용된 차량의 캐빈 전부(前部)를 차량 좌측에서 본 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태와 관련되는 차량용 가변 포스리미터 제어시스템의 구성요소인 시트 벨트 리트랙터의 단면도이다.
도 3은 동 시트 벨트 리트랙터에 설치된 가변 포스리미터 기구가 가지는 클러치 기구 및 전환기구의 구성을 나타내는 정면도이며, 클러치 기구의 비작동 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 클러치 기구의 작동 상태를 나타내는 도 3에 대응한 도이다.
도 5는 전환기구의 가스 제너레이터가 작동한 상태를 나타내는 도 4에 대응한 도이다.
도 6은 가변 포스리미터 기구가 고하중 모드의 경우에 있어서의 벨트 하중(포스리미터 하중)과 탑승자 흉부의 스트로크의 관계를 나타내는 선도이다.
도 7은 가변 포스리미터 기구가 저하중 모드의 경우에 있어서의 벨트 하중과 탑승자 흉부의 스트로크의 관계를 나타내는 선도이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시형태와 관련되는 차량용 가변 포스리미터 제어시스템이 구비하는 제어부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시형태와 관련되는 차량과 충돌 상대의 충돌 전의 상황을 나타내는 측면도이다.
도 10은 본 발명의 제 1 실시형태와 관련되는 차량과 충돌 상대의 충돌 전후의 시간과, 벨트 하중의 관계를 나타내는 선도이다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시형태와 관련되는 차량용 가변 포스리미터 제어시스템의 제어순서를 나타내는 플로우 차트이다.
도 12는 본 발명의 제 1 실시형태와 관련되는 차량과 충돌 상대의 충돌 전후의 시간과, 충돌 센서의 검출 가속도의 관계를 나타내는 선도이다.
도 13은 본 발명의 제 1 실시형태와 관련되는 차량용 가변 포스리미터 제어시스템에 있어서의 포스리미터 하중의 전환 타이밍에 관하여 설명하기 위한 도 6 및 도 7에 대응한 선도이다.
도 14는 본 발명의 제 2 실시형태와 관련되는 차량과 충돌 상대의 충돌 전의 상황을 나타내는 측면도이다.
도 15는 본 발명의 제 3 실시형태와 관련되는 차량용 가변 포스리미터 제어시스템의 제어순서를 나타내는 플로우 차트이다.
도 16은 본 발명의 제 3 실시형태와 관련되는 차량용 가변 포스리미터 제어시스템이 적용된 차량의 캐빈 전부를 차량 좌측에서 본 측면도이다.
<제1 실시형태>
이하, 도 1∼도 13을 사용해서 본 발명의 제 1 실시형태와 관련되는 차량용 가변 포스리미터 제어시스템(10)에 대해서 설명한다. 또한, 도 1에 나타내는 화살표(FR) 및 화살표(UP)는, 각각 차량용 가변 포스리미터 제어시스템(10)이 적용된 차량(자동차)(V1)의 전방 및 상방을 나타내고 있다.
도 1에는, 차량용 가변 포스리미터 제어시스템(10)이 적용된 차량(V1)에 있어서의 캐빈(C)의 전부가 측면도로 나타나있다. 이 차량(V1)은, 탑승자(P)가 착좌하는 차량용 시트(12)(여기서는 운전석)를 구비하고 있다. 이 차량용 시트(12)의 전방에는, 인스트루먼트 패널(14)이나 스티어링 휠(16) 등의 차량용 내장부품이 설치되어 있다. 또한 스티어링 휠(16)에는, 운전석용 에어백 장치(18)가 탑재되어 있다. 이 운전석용 에어백 장치(18)는, 차량의 전면 충돌이 검지되었을 때 가스 발생 장치를 작동시켜서 에어백(20)을 팽창 전개시키는 구성으로 되어 있다. 이 차량(V1)에 적용된 차량용 가변 포스리미터 제어시스템(10)은, 운전석용의 시트 벨트 장치(30)와, 도 8에 나타내는 제어부(90)를 구비하고 있다.
(시트 벨트 장치(30)의 구성)
도 1에 나타나 있는 바와 같이, 시트 벨트 장치(30)는, 3점식의 시트 벨트 장치이며, 시트 벨트(웨빙)(32)를 구비하고 있다. 시트 벨트(32)의 길이방향 일단부는, B필러(22)의 하단부에 고정된 시트 벨트 리트랙터(42)의 스풀(48)(도 2 참조)에 계지(係止)되어 있다. 시트 벨트(32)의 길이방향 중간부는, B필러(22)의 상부에 장착된 숄더 앵커(슬립조인트(slip joint))(34)에 감아 걸려 있으며, 시트 벨트(32)의 길이방향 타단부는, B필러(22) 하단부 부근에서 차량(V1)의 플로어에 고정된 앵커 부재(도시 생략)에 계지되어 있다.
또한 시트 벨트(32)의 길이방향 중간부에는, 숄더 앵커(34)와 앵커 부재의 사이에 있어서, 텅 플레이트(tongue plate)(36)가 슬라이딩 가능하게 장착되어 있다. 이 텅 플레이트(36)는, 차량용 시트(12)의 차량 폭방향 중앙측에 설치된 버클(38)과 연결된다. 이에 의해, 차량용 시트(12)에 착좌한 탑승자(P)가 시트 벨트(32)를 장착한 상태(탑승자(P)가 시트 벨트(32)에 의해 차량용 시트(12)에 구속된 상태)가 된다.
상기의 시트 벨트 리트랙터(42)(이하, 「리트랙터(42)」라고 약칭한다)는, 시트 벨트(32)를 권취하여 격납하는 권취장치이다. 이 리트랙터(42)는, 프레임(46)과, 스풀(권취축)(48)과, 로크 기구(50)와, 가변 포스리미터 기구(52)와, 도시하지 않은 프리텐셔너 기구를 구비하고 있다. 상기의 가변 포스리미터 기구(52)(이하, 「가변 FL 기구(52)」라고 약칭한다)는, 메인 토션샤프트(54)와, 서브 토션샤프트(56)와, 트리거 와이어(58)와, 클러치 기구(60)와, 전환기구(62)를 구비하고 있다. 또한, 상기의 프리텐셔너 기구는, 예를 들면 화약식으로 되어 있으며, 차량(V1)의 전면 충돌이 검지되었을 때 화약의 발화에 의해 스풀(48)을 회전시킴으로써, 시트 벨트(32)를 소정량만큼 스풀(48)에 강제적으로 권취하는 구성으로 되어 있다.
상기의 프레임(46)은, 차체에 고정된 판형상의 배판(背板)(46A)을 구비하고 있다. 배판(46A)의 폭방향 양단부에서는 다리부(46B,46C)가 대략 직각으로 연장 돌출되어 있으며, 프레임(46)은, 평면에서 볼 때 대략 U자형상으로 형성되어 있다. 스풀(48)은, 축선방향으로 관통하는 관통구멍(48A)을 가지는 원통 형상으로 형성되어 있으며, 다리부(46B)와 다리부(46C)의 대향방향을 축선방향으로 하여, 다리부(46B)와 다리부(46C)의 사이에 배치되어 있다. 이 스풀(48)은, 메인 토션샤프트(54), 서브 토션샤프트(56) 등을 개재하여 프레임(46)에 회전가능하게 지지되어 있다. 이 스풀(48)에는, 전술한 바와 같이 시트 벨트(32)의 길이방향 일단부가 계지되어 있다. 이 스풀(48)은, 일방의 회전 방향인 벨트 권취방향으로 회전함으로써 시트 벨트(32)를 길이방향 일단측으로부터 권취하여 격납하는 구성으로 되어 있다. 또한 이 스풀(48)은, 시트 벨트(32)가 인출됨으로써 타방의 회전 방향인 벨트 인출방향으로 회전되는 구성으로 되어 있다. 또한, 도 3∼도 5에 화살표A로 나타내는 방향이 벨트 권취방향이며, 도 3∼도 5에 화살표B로 나타내는 방향이 벨트 인출방향이다.
로크 기구(50)는, 스풀(48)의 축선방향 일방측(도 2에서는 우측)에 있어서 스풀(48)과 동축적으로 배치된 로크 기어(64)와, 당해 로크 기어(64)에 맞물림 가능하게 된 로크 폴(66)을 구비하고 있다. 이 로크 기구(50)는, 차량(V1)의 가속도 (특히 감속 가속도)가 일정 이상인 것, 또는 스풀(48)에서의 시트 벨트(32)의 인출 가속도가 일정 이상인 것을 검출하면, 로크 폴(66)이 로크 기어(64)와 계합(engaging)한다. 이에 의해, 로크 기어(64)의 벨트 인출방향으로의 회전이 저지(로크)되는 구성으로 되어 있다.
메인 토션샤프트(54)는, 스풀(48)의 관통구멍(48A) 내에 동축적으로 삽입되어 있다. 메인 토션샤프트(54)의 축선방향 일단부(54A)는, 스풀(48)의 내주부에 있어서의 축선방향 중간부에 감합(嵌合) 계지되어 있다. 이에 의해, 메인 토션샤프트(54)가 스풀(48)과 일체 회전가능하게 연결되어 있다. 메인 토션샤프트(54)의 축선방향 타단부(54B)는, 로크 기어(64)의 축심부에 감합 계지되어 있다. 이에 의해, 메인 토션샤프트(54)가 로크 기어(64)와 일체 회전가능하게 연결되어 있다.
이 메인 토션샤프트(54)는, 차량(V1)의 충돌에 의해 로크 기어(64)의 벨트 인출방향으로의 회전이 로크된 상태에서, 시트 벨트(32)가 탑승자에 의해 과대한 하중으로 잡아당겨지면, 비틀림 변형된다. 즉, 시트 벨트(32)의 인장력에 의거하는 벨트 인출방향으로의 스풀(48)의 회전력이 메인 토션샤프트(54)의 내(耐)비틀림 하중(내(耐)변형 하중)을 상회하면, 메인 토션샤프트(54)가 비틀림 변형한다(가변 FL 기구(52)가 작동한다). 이에 의해, 메인 토션샤프트(54)가 비틀림 변형한만큼, 스풀(48)이 인출방향으로 회전하여, 리트랙터(42)로부터의 시트 벨트(32)의 인출이 허용된다. 이때는, 상기의 비틀림 변형에 제공되는 하중이, 포스리미터 하중(이하, 「FL 하중」이라고 칭한다)으로 하여 시트 벨트(32)에 작용하는 구성으로 되어 있다.
서브 토션샤프트(56)는, 메인 토션샤프트(54)보다도 스풀(48)의 축선방향 타방측에서 스풀(48)의 관통구멍(48A) 내에 동축적으로 삽입되어 있다. 서브 토션샤프트(56)의 축선방향 일단부(56A)는, 스풀(48)의 내주부에 있어서의 축선방향 중간부에 감합 계지되어 있다. 이에 의해, 서브 토션샤프트(56)가 스풀(48)과 일체 회전가능하게 연결되어 있다. 서브 토션샤프트(56)의 축선방향 타단부(56B)는, 스풀(48)의 축선방향 타방측(도 2에서는 좌측)으로 돌출하고 있다. 서브 토션샤프트(56)의 축선방향 타단부(56B)는, 클러치 기구(60)에 대응하고 있다.
트리거 와이어(58)는, 스풀(48)의 관통구멍(48A)과 병행되어서 스풀(48)에 형성된 구멍부(48B) 내에 삽입되어 있다. 이 트리거 와이어(58)의 일단부(58A)는, 로크 기어(64)에 계지되어 있다. 트리거 와이어(58)의 타단부(58B)는, 스풀(48)의 축선방향 타방측(도 2에서는 좌측)으로 돌출하고 있다. 이 트리거 와이어(58)의 타단부(58B)는, 클러치 기구(60)에 대응하고 있다.
클러치 기구(60)는, 스풀(48)의 축선방향 타방측에 있어서 스풀(48)과 동축적으로 배치된 클러치 베이스부(68)와, 당해 클러치 베이스부(68)에 회전 운동 가능하게 지지된 한 쌍의 폴(70)을 구비하고 있다. 클러치 베이스부(68)의 축심부에는, 서브 토션샤프트(56)의 축선방향 타단부(56B)가 감합 계지되어 있다. 이에 의해, 서브 토션샤프트(56)가 클러치 베이스부(68)와 일체 회전가능하게 연결되어 있다.
이 클러치 베이스부(68)에는, 트리거 와이어(58)의 타단부(58B)가 삽입된 와이어 삽입 구멍(72)이 형성되어 있다. 상기의 삽입 상태에서는, 한 쌍의 폴(70)이 도 3에 나타내는 비작동 위치로 보지되는 구성으로 되어 있다. 이 트리거 와이어(58)는, 메인 토션샤프트(54)의 비틀림 변형에 의해 스풀(48)이 로크 기어(64)에 대하여 벨트 인출방향으로 회전하면, 와이어 삽입 구멍(72)으로부터 뽑아진다. 이에 의해, 한 쌍의 폴(70)이 도시하지 않은 가압부재의 가압력에 의해 도 4 및 도 5에 나타내는 작동 위치로 이동되어, 전환기구(62)가 가지는 로킹 링(76)과 계합하는 구성으로 되어 있다. 이 계합상태에서는, 로킹 링(76)이 클러치 기구(60)를 개재하여 서브 토션샤프트(56)와 연결되는 구성으로 되어 있다. 또한, 이 클러치 기구(60)는, 일본국 공개특허 특개2012-144123호 공보, 일본국 공개특허 특개2013-1313호 공보, 일본국 공개특허 특개2013-249030호 공보 등에 개시된 것과 동일한 것이며, 주지의 것이기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.
전환기구(62)는, 스풀(48)의 축선방향 타방측(도 2에서는 좌측)에 배치되어 있으며, 상기의 로킹 링(76)과, 로크 레버(78)와, 가스 제너레이터(80)와, 다리부(46B)에 고정된 도시하지 않은 케이스를 구비하고 있다. 로킹 링(76)은, 링 형상으로 형성되어, 스풀(48)과 동축적으로 배치되어 있으며, 내측에 클러치 기구(60)를 수용하고 있다. 이 로킹 링(76)은, 상기의 케이스에 회전가능하게 지지되어 있다. 이 로킹 링(76)의 외주부에는, 로크 레버(78)가 계합하는 컷아웃부(76A)가 형성되어 있다.
로크 레버(78)는, 장척형상으로 형성되어, 로킹 링(76)의 외주 외측에 배치되어 있으며, 지지축(84)을 개재하여 상기의 케이스에 지지되어 있다. 이 지지축(84)의 축선은, 스풀(48)의 축선과 평행하게 설정되어 있다. 그리고, 로크 레버(78)는, 도 3 및 도 4에 나타내는 제 1 위치와, 도 5에 나타내는 제 2 위치의 사이에서 지지축(84) 주위에서 회전 운동 가능하게 되어 있다. 로크 레버(78)가 제 1 위치에 위치하는 상태에서는, 로크 레버(78)가 로킹 링(76)의 컷아웃부(76A)에 계합(감합)하여, 로킹 링(76)의 벨트 인출방향(도 3∼도 5의 화살표B 방향)으로의 회전이 저지된다. 한편, 로크 레버(78)가 제 2 위치에 위치하는 상태에서는, 상기의 계합이 해제되어, 로킹 링(76)의 인출방향의 회전이 허용된다.
상기의 로크 레버(78)가 제 1 위치에 위치하면서, 또한 클러치 기구(60)의 한 쌍의 폴(70)이 로킹 링(76)과 계합상태(도 4 도시 상태)에서는, 서브 토션샤프트(56)의 축선방향 타단부가 벨트 인출방향으로의 회전이 저지된다. 이 상태에서 시트 벨트(32)가 탑승자(P)에 의해 과대한 하중으로 잡아당겨져, 당해 인장력에 의거하는 벨트 인출방향으로의 스풀(48)의 회전력이 메인 토션샤프트(54)의 내비틀림 하중(내변형 하중)과 서브 토션샤프트(56)의 내비틀림 하중(내변형 하중)의 합계를 상회하면, 메인 토션샤프트(54) 및 서브 토션샤프트(56)가 비틀림 변형한다. 이에 의해, 메인 토션샤프트(54)만이 비틀림 변형하는 경우보다도, 시트 벨트(32)에 걸리는 FL 하중이 높게 되는 구성으로 되어 있다. 한편, 로크 레버(78)가 제 2 위치에 위치하는 상태에서는, 서브 토션샤프트(56)의 축선방향 타단부가 벨트 인출방향으로의 회전을 허용된다. 이 상태에서는, 서브 토션샤프트(56)가 비틀림 변형하지 않으므로, FL 하중이 낮게 되는 구성으로 되어 있다.
즉, 상기의 로크 레버(78)는, 제 1 위치와 제 2 위치의 사이에서 회전 운동됨으로써 FL 하중의 모드를 「고하중 모드」와 「저하중 모드」의 2단계로 변경하는(전환하는) 구성으로 되어 있다. 상기의 고하중 모드는, 도 6에 나타나 있는 바와 같이 FL 하중(벨트 하중)이 고하중(F2)(최대 하중)이 되는 모드이며, 상기의 저하중 모드는, 도 7에 나타나 있는 바와 같이 FL 하중(벨트 하중)이 저하중(F1)(최소 하중)이 되는 모드이다. 그리고, 로크 레버(78)가 제 1 위치에 위치하는 상태를 고하중 모드로 하고, 로크 레버(78)가 제 2 위치에 위치하는 상태를 저하중 모드로 하고 있다. 또한, 도 6은, 고하중 모드에 있어서의 벨트 하중과 탑승자(P)의 흉부 스트로크(차량에 대한 흉부의 전방 이동량)의 관계를 나타내고 있으며, 도 7은, 저하중 모드에 있어서의 벨트 하중과 탑승자(P)의 흉부 스트로크의 관계를 나타내고 있다.
상기의 로크 레버(78)는, 지지축(84)에 장착된 비틀림 코일스프링(86)에 의해 제 1 위치에 가압되어 있으며, 통상 시에는 제 1 위치로 보지되어 있다. 이 때문에, 통상 시(차량(V1)의 이그니션 스위치가 오프의 상태를 포함한다)에는, FL 하중의 모드가 고하중 모드로 설정되는 구성으로 되어 있다.
또한 로크 레버(78)의 회전운동방향 일방측(도 3∼도 5에서는 우측)에는, 가스 제너레이터(80)가 배치되어 있다. 가스 제너레이터(80)는, 피스톤(80A)을 로크 레버(78)측을 향항 상태로 전술한 케이스에 고정되어 있다. 이 가스 제너레이터(80)는, 통전됨으로써 가스발생제가 점화되어서 연소하여, 고압의 가스를 발생시킨다. 이 가스의 압력으로 가스 제너레이터(80)의 피스톤(80A)이 로크 레버(78)측으로 돌출하여, 로크 레버(78)를 제 1 위치에서 제 2 위치로 이동시키는 구성으로 되어 있다. 즉, 이 가스 제너레이터(80)는, FL 하중의 모드를 고하중 모드에서 저하중 모드로 전환하는(FL 하중을 고하중(F2)에서 저하중(F1)으로 전환하는) 구성으로 되어 있다.
(제어부(90)의 구성)
도 8에 나타나 있는 바와 같이, 제어부(90)는, 제어장치로서의 ECU(Electronic Control Unit)(92)를 구비하고 있다. 이 ECU(92)는, 예를 들면 센터 콘솔의 하방에서 차량의 플로어에 장착되어 있다. 이 ECU(92)에는, 전술한 가스 제너레이터(80)와, 운전석용 에어백 장치(18)가 가지는 가스 발생 장치(도시 생략)와, 프리텐셔너 기구가 가지는 가스 발생 장치(도시 생략)가 전기적으로 접속되어 있다. 또한 이 ECU(92)에는, 충돌 예지 센서로서의 예방 센서(93)와, 가속도 센서로서의 충돌 센서(96)와, 버클 스위치(98)가 전기적으로 접속되어 있다.
예방 센서(93)는, 본 실시형태에서는 도 9에 나타내는 밀리미터파 레이더(94)로 구성되어 있다. 이 밀리미터파 레이더(94)는, 본 발명의 양태에 있어서의 「상대속도 센서」에 상당히 하는 것이며, 차량(V1)의 전단부에 탑재되어 있다. 이 밀리미터파 레이더(94)는, 차량(V1)이 충돌 상대(여기서는 도 9에 나타내는 차량(V2 또는 V3))와 충돌하기 전에, 차량(V1)과 충돌 상대의 상대속도(Vr)를 검출하여, 당해 검출 결과에 따른 신호를 ECU(92)로 출력하는 구성으로 되어 있다. 또한, 상대속도 센서는, 밀리미터파 레이더에 한하지 않고, 레이저 레이더나, 스테레오 카메라 등이어도 된다.
충돌 센서(96)는, 차량(V1)의 전부에 있어서 좌우의 프론트 사이드 멤버나 라디에이터 서포트에 장착된 좌우 한 쌍의 프론트 새틀라이트 센서(도시 생략)와, 센터 콘솔의 하방에서 차량(V1)의 플로어에 장착된 플로어 G센서(도시 생략)를 포함하여 구성되어 있다. 좌우의 프론트 새틀라이트 센서 및 플로어 G센서는, 어느 것도 가속도 센서이며, 차량(V1)의 전면 충돌 시에 차량(V1)의 가속도를 검출하여, 당해 검출 결과에 따른 신호를 ECU(92)로 출력한다. 또한, 상기의 전면 충돌에는, 대칭충돌(정면 충돌; 풀 랩(full wrap) 전면 충돌) 외, 경사 충돌이나 미니멀 랩(minimal wrap) 충돌 등의 비대칭 충돌이 포함된다.
버클 스위치(98)는, 버클(38)에 설치되어 있으며, 텅 플레이트(36)가 버클(38)에 연결된 상태, 즉 탑승자가 시트 벨트(32)를 장착한 상태에서 온 신호를 출력하는 구성으로 되어 있다.
ECU(92)는, 차량(V1)의 이그니션 스위치가 온이면서 또한 버클 스위치(98)로부터 온 신호가 출력되어 있는 상태에서는, ROM에 기억된 제어프로그램을 실행한다. 이 제어프로그램에서는, ECU(92)는, 밀리미터파 레이더(94)(예방 센서(93))가 검출한 차량(V1)과 충돌 상대의 상대속도(Vr)에 의거하여 차량(V1)의 충돌 전에 충돌의 격함(ΔV)을 예측한다. 그리고, ECU(92)는, 그 예측 결과(예측ΔV)와, 차량(V1)의 충돌 초기에 있어서의 충돌 센서(96)의 검출 결과(검출 가속도(G))와의 양방에 의거하여, FL 하중의 모드 전환을 제어(모드 전환의 필요성을 판정)한다.
구체적으로는, ECU(92)는, 차량(V1)이 충돌 상대와 충돌하기 전의 일정기간(PL1)(도 10 참조) 내에, 밀리미터파 레이더(94)의 검출 결과인 상대속도(Vr)에 의거하여, 충돌의 격함(ΔV)을 예측한다(도 11의 스텝(S1)참조). 그리고, ECU(92)는, 예측ΔV가 미리 설정된 제 1 임계값 이상(고 ΔV)일 경우, 가변 FL 기구(52)의 가스 제너레이터(80)를 작동시키지 않고, FL 하중의 모드를 고하중 모드로 설정한 채로 한다(저하중 모드로 전환하지 않는다). 또한, 본 실시형태에서는, ECU(92)는, 예측ΔV를 「ΔV=Vr」로 하여 예측한다. 즉, 본 실시형태에서는, ECU(92)는, 상대속도(Vr)가 미리 설정된 속도 이상일 경우, FL 하중의 모드를 저하중 모드로 전환하지 않는 구성으로 되어 있다.
또한 ECU(92)는, 예측ΔV가 제 1 임계값 미만(저 ΔV)일 경우, 충돌 초기의 일정 기간(PL2)(도 10 참조) 내에 있어서의 충돌 센서(96)의 검출 가속도(G)와, 미리 설정된 제 2 임계값을 비교한다(도 11의 스텝(S2)참조). 그리고, 검출 가속도(G)가 제 2 임계값 이상(고 G)일 경우, ECU(92)는, 가변 FL 기구(52)의 가스 제너레이터(80)를 작동시키지 않고, FL 하중의 모드를 고하중 모드로 설정한 채로 한다. 한편, 검출 가속도(G)가 제 2 임계값 미만(저 G)일 경우, ECU(92)는, 가변 FL 기구(52)의 가스 제너레이터(80)를 작동시켜, FL 하중의 모드를 저하중 모드로 전환하는 구성으로 되어 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서 「충돌 초기」는, 차량(V1)과 충돌 상대의 충돌이 개시된 시점(도 10 및 도 12의 T0의 시점)보다도 후의 기간이며, 또한 시트 벨트(32)에 걸리는 FL 하중(벨트 하중)이 도 13에 나타나 있는 바와 같이 저하중(F1)에 도달하는 시점(도 10 및 도 12의 T1의 시점)보다도 전의 기간이다. 또한 본 실시형태에서는, ECU(92)가 FL 하중의 모드를 저하중 모드로 전환하는 타이밍(FL 하중 전환 타이밍)은, 도 10 및 도 12의 T1의 시점으로 되어 있다.
또한 ECU(92)는, 충돌 센서(96)로부터의 출력에 의거하여 차량의 전면 충돌을 검지했을 경우, 상기 T0의 시점보다도 후이며, 또한 상기 T1의 시점보다도 전의 시점에 있어서, 운전석용 에어백 장치(18) 및 프리텐셔너 기구의 가스 발생 장치를 작동시키는 구성으로 되어 있다. 이에 의해, 에어백(20)이 인스트루먼트 패널(14)로부터 탑승자(P)의 전방으로 팽창 전개됨과 함께, 시트 벨트(32)가 리트랙터(42)에 급속하게 권취되어, 시트 벨트(32)의 느슨함이 제거된다. 이 시트 벨트(32)에는, 전면 충돌의 충격에 의해 관성이동하는 탑승자(P)으로부터의 하중이 더해지므로, 가변 FL 기구(52)가 작동하여, 리트랙터(42)로부터 시트 벨트(32)가 인출되어, 탑승자(P)가 시트 벨트(32)로부터 FL 하중을 받으면서 에어백(20)측으로 관성이동한다(도 1에 2점 쇄선으로 나타내는 탑승자(P) 참조). 이에 의해, 시트 벨트(32)와 에어백(20)이 분담해서 탑승자(P)를 구속하고, 탑승자(P)의 충격이 흡수되는 구성으로 되어 있다.
(작용 및 효과)
다음으로, 본 실시형태의 작용 및 효과에 대해서 설명한다.
상기 구성의 차량용 가변 포스리미터 제어시스템(10)에서는, 가변 FL 기구(52)는, 차량(V1)의 충돌 시에 시트 벨트(32)에 걸리는 FL 하중의 모드를 고하중 모드에서 저하중 모드로 전환가능하게 되어 있다. 또한 예방 센서(93)를 구성하는 밀리미터파 레이더(94)는, 차량(V1)과 충돌 상대의 충돌 전에 양자의 상대속도(Vr)를 검출하고, 충돌 센서(96)는, 차량(V1)의 가속도를 검출한다. 그리고, ECU(92)는, 밀리미터파 레이더(94)의 검출 결과(상대속도(Vr))에 의거하여 충돌의 격함(ΔV)을 예측하고, 당해 예측ΔV와, 차량(V1)의 충돌 초기에 있어서의 충돌 센서(96)의 검출 가속도(G)와의 양방에 의거하여 FL 하중의 모드 전환을 제어(모드 전환의 필요성을 판정)한다.
이에 의해, 예를 들어 ECU(92)가, 상기 예측ΔV 및 상기 검출 가속도(G) 중 어느 일방만을 의거하여 상기 필요성을 판정하는 경우와 비교하여, 용장성을 높일 수 있다. 그 결과, 상기 필요성을 정확하게 판정할 수 있으므로, FL 하중 모드의 잘못된 전환을 방지 또는 억제할 수 있다. 게다가, 차량(V1)의 충돌 초기에 있어서의 충돌 센서(96)의 검출 가속도(G)를 사용하므로, 적절한 타이밍에 FL 하중의 모드를 전환하는 것이 가능하게 된다.
또한, 충돌의 격함(ΔV)을 정확하게 구하기 위해서는, 도 12에 나타내는 충돌 개시 시점(T0)에서 충돌 종료 시점(T2)까지의 사이에 충돌 센서(96)가 검출한 가속도를 적분할 필요가 있다. 즉, 도 12에 있어서 해칭을 첨부한 부분의 총 면적이, 충돌의 격함(차량(V1)의 속도변화)(ΔV)으로서 구해진다. 이 때문에, 배경기술란에서 설명한 시트 벨트 리트랙터와 같이, 가속도 센서(본 실시형태의 「충돌 센서(96)」에 상당)의 검출 신호에 의거하여 충돌의 격함(ΔV)을 판단하는 구성의 경우, 충돌 종료까지 충돌의 격함(ΔV)을 정확하게 판단할 수 없으므로, FL 하중의 모드를 적절한 타이밍에 전환하는 것이 곤란하다.
상기 문제의 해결책으로서는, 예를 들면 충돌 초기에 있어서의 충돌 센서(96)의 검출 가속도(G)에 의거하여 충돌의 격함(ΔV)을 예측하고, 당해 예측 결과에 의거하여 FL 하중의 모드 전환을 제어하는 것이 생각된다. 그러나, 충돌 후에 작동시키는 가변 FL 기구(52)는, 일반적으로 화약식이기 때문에, FL 하중의 모드를 한번밖에 전환할 수 없다. 이 때문에, 모드 전환 후에 예측이 어긋난 것이 판명되어도, 재전환을 할 수 없다. 이 때문에, 충돌의 격함(ΔV)을 예측함에 있어서는, 본 실시형태와 같이 용장성을 높이는 것이 바람직하다. 그에 의해, 가변 FL 기구(52)의 불필요 작동을 방지 또는 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, ECU(92)는, 밀리미터파 레이더(94)(예방 센서(93))의 검출 결과, 즉 차량(V1)과 충돌 상대의 상대속도(Vr)가 미리 설정된 속도 이상일 경우(고속충돌 시)에는, FL 하중의 모드를 고하중 모드인 채로 한다. 즉, 고속충돌 시 FL 하중의 모드가 저하중 모드로 전환되면, 탑승자(P)의 헤드부 등이 전방의 스티어링 휠(16) 등과 충돌하는 리스크가 높게 되지만, 본 실시형태에서는 FL 하중의 모드가 고하중 모드인 채로 하기 때문에, 상기의 리스크를 회피할 수 있다.
한편, ECU(92)는, 차량(V1)과 충돌 상대의 상대속도(Vr)가 미리 설정된 속도 미만인 경우(중저속충돌 시)에는, 탑승자(P)의 에너지가 작아, 차량(V1)에 대한 탑승자(P)의 최대 전방 이동량도 작아지므로, FL 하중의 모드를 저하중 모드로 전환한다. 이에 의해, 탑승자(P)의 흉부(늑골) 등이 시트 벨트(32)로부터 받는 부하를 저감할 수 있으므로, 특히 고령자의 흉부를 보호하는 관점에서 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시형태에 대해서 설명한다. 또한, 상기 제 1 실시형태와 기본적으로 동일한 구성 및 작용에 대해서는, 상기 제 1 실시형태와 같은 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.
<제 2 실시형태>
도 14에는, 본 발명의 제 2 실시형태와 관련되는 차량용 가변 포스리미터 제어시스템이 적용된 차량(V1)의 일부가 측면도로 나타나있다. 이 실시형태에서는, 예방 센서(93)가, 상대속도 센서인 밀리미터파 레이더(94)와, 종류검출 센서인 스테레오 카메라(95)에 의해 구성되어 있다. 이 스테레오 카메라(95)는, 충돌 상대(여기서는 도 14에 나타내는 보통차(V2) 또는 대형차(V3))의 종류(크기, 차종 등)를 검출가능하게 되어 있다. 또한, 종류검출 센서는, 스테레오 카메라(95)에 한하지 않고, 단안(單眼) 카메라와 레이저 레이더의 조합이나, 차들 간 통신장치 등이어도 된다. 또한 충돌 상대는, 보통차(V2) 또는 대형차(V3) 등의 차량에 한하지 않고, 건조물 등이어도 된다.
ECU(92)는, 차량(V1)이 충돌 상대와 충돌하기 전에, 밀리미터파 레이더(94)로부터의 출력에 의거하여 차량(V1)과 충돌 상대의 상대속도(Vr)를 검지함과 함께, 스테레오 카메라(95)로부터의 출력에 의거하여 충돌 상대의 종류(크기, 차종 등)를 검지한다. 그리고, ECU(92)는, 스테레오 카메라(95)의 검출 결과에 의거하여 충돌 상대의 질량(m)을 추측한다. 그리고, ECU(92)는, 그 추정 결과(질량(m))와, 밀리미터파 레이더(94)의 검출 결과(상대속도(Vr))의 양방에 의거하여 충돌의 격함(ΔV)을 예측한다. 이 경우, ECU(92)는, 예측ΔV를, 운동량보존법칙에 의거하여 「ΔV=Vr×m/(m+M)」로 하여 예측하는 구성으로 되어 있다. 또한, 상기의 Ｍ은 차량(V1)의 질량이다. 이 실시형태에서는, 상기 이외의 구성은, 제 1 실시형태와 동일하게 되어 있다.
이 실시형태에서는, ECU(92)는, 상기한 바와 같이 상대속도(Vr)와 충돌 상대의 추정 질량(m)의 양방에 의거하여 충돌의 격함(ΔV)을 예측한다. 이에 의해, 예측ΔV의 정밀도를 높일 수 있다.
<제 3 실시형태>
도 15에는, 본 발명의 제 3 실시형태와 관련되는 차량용 가변 포스리미터 제어시스템의 제어순서가 플로우 차트로 나타나있다. 이 실시형태에서는, 차량용 가변 포스리미터 제어시스템은, 탑승자(P)의 체격을 검출하는 체격 센서(97)(도 16)를 구비하고 있다. 이 체격 센서는, 탑승자(P)를 촬영하는 차내 카메라(97)의 대신에, 차량용 시트(12)에서의 탑승자(P)의 착좌 하중을 검지하는 시트 웨이트 센서, 차량용 시트(12)의 전후 슬라이드 위치를 검지하는 시트 슬라이드 센서, 리트랙터(42)로부터의 시트 벨트(32)의 인출량을 검지하는 벨트 인출량 센서, 중의 적어도 하나를 포함하여 구성할 수 있다. 이 체격 센서는, ECU(92)(도 15에서는 도시 생략)에 전기적으로 접속되어 있으며, 검출 결과(탑승자(P)의 체격)에 따른 신호를 ECU(92)로 출력한다.
ECU(92)는, 체격 센서의 검출 결과와, 예측ΔV의 양방에 의거하여 FL 하중의 모드가 저하중 모드의 경우에 있어서의 충돌 시의 차량(V1)에 대한 탑승자(P)의 최대 전방 이동량을 예측하여, 탑승자(P)의 전방에 위치하는 차량용 내장부품(여기서는 도 1에 나타내는 스티어링 휠(16))에 탑승자(P)의 안면 등이 충돌(2차 충돌)하는 가능성의 유무를 판단한다. 그리고, 당해 가능성이 있다고 ECU(92)가 판단했을 경우, ECU(92)는, FL 하중의 모드를 고하중 모드로 설정한 채로 하는(저하중 모드로 전환하지 않는다) 구성으로 되어 있다.
구체적으로는, ECU(92)는, 버클 스위치(98)로부터 온 신호가 출력되어 있는 상태에서는, 체격 센서의 검출 결과에 의거하여 탑승자(P)가 큰 몸집인가 작은 몸집인가를 판단한다(도 15의 스텝(S3)참조). 탑승자(P)가 큰 몸집이라고 판단된 경우, 도 15의 스텝(S4)으로 이행한다. 스텝(S4)에서는, ECU(92)는, 예방 센서(93)를 사용해서 예측한 예측ΔV와, 미리 설정된 제 3 임계값을 비교한다. 예측ΔV가 제 3 임계값 이상(중 ΔV 또는 고 ΔV)일 경우, ECU(92)는, 상기 최대 전방 이동량이 상기 2차 충돌을 생기게 하는 이동량이라고 판단하여, 가변 FL 기구(52)의 가스 제너레이터(80)를 작동시키지 않고, FL 하중의 모드를 고하중 모드로 설정한 채로 한다.
한편, 예측ΔV가 제 3 임계값 미만(저 ΔV)일 경우, 도 15의 스텝(S5)으로 이행한다. 스텝(S5)에서는, ECU(92)는, 충돌 초기에 있어서의 충돌 센서(96)의 검출 가속도(G)와, 미리 설정된 제 4 임계값을 비교한다. 그리고, 검출 가속도(G)가 제 4 임계값 이상(중 G 또는 고 G)일 경우, ECU(92)는, 가변 FL 기구(52)의 가스 제너레이터(80)를 작동시키지 않고, FL 하중의 모드를 고하중 모드로 설정한 채로 한다. 한편, 검출 가속도(G)가 제 4 임계값 미만(저 G)일 경우, ECU(92)는, 가변 FL 기구(52)의 가스 제너레이터(80)를 작동시켜, FL 하중의 모드를 저하중 모드로 전환하는 구성으로 되어 있다.
한편, 스텝(S3)에 있어서 탑승자(P)가 작은 몸집이라고 판단된 경우, 도 15의 스텝(S6)으로 이행한다. 스텝(S6)에서는, ECU(92)는, 예방 센서(93)를 사용해서 예측한 예측ΔV와, 미리 설정된 제 5 임계값을 비교한다. 예측ΔV가 제 5 임계값 이상(고 ΔV)일 경우, ECU(92)는, 상기 최대 전방 이동량이 상기 2차 충돌을 생기게 하는 이동량이라고 판단하여, 가변 FL 기구(52)의 가스 제너레이터(80)를 작동시키지 않고, FL 하중의 모드를 고하중 모드로 설정한 채로 한다(저하중 모드로 전환하지 않는다).
한편, 예측ΔV가 제 5 임계값 미만(중 ΔV 또는 저 ΔV)일 경우, 도 15의 스텝(S7)으로 이행한다. 스텝(S7)에서는, ECU(92)는, 충돌 초기에 있어서의 충돌 센서(96)의 검출 가속도(G)와, 미리 설정된 제 6 임계값을 비교한다. 그리고, 검출 가속도(G)가 제 6 임계값 이상(고 G)일 경우, ECU(92)는, 가변 FL 기구(52)의 가스 제너레이터(80)를 작동시키지 않고, FL 하중의 모드를 고하중 모드로 설정한 채로 한다. 한편, 검출 가속도(G)가 제 6 임계값 미만(중 G 또는 저 G)일 경우, ECU(92)는, 가변 FL 기구(52)의 가스 제너레이터(80)를 작동시켜, FL 하중의 모드를 저하중 모드로 전환하는 구성으로 되어 있다. 이 실시형태에서는, 상기 이외의 구성은 제 1 실시형태와 동일하게 되어 있다.
이 실시형태에서는, ECU(92)는, 체격 센서의 검출 결과 및 예측ΔV에 의거하여 저하중 모드의 경우에 탑승자(P)가 스티어링 휠(16) 등의 차량용 내장부품과 2차 충돌할 가능성이 있다고 판단했을 경우, FL 하중의 모드를 고하중 모드인 채로 한다. 이에 의해, 상기 2차 충돌을 방지 또는 효과적으로 억제할 수 있다.
<실시형태의 보충 설명>
상기 각 실시형태에서는, 가변 FL 기구(52)(가변 포스리미터 기구)가 FL 하중을 고하중에서 저하중으로 2단계로 전환가능하게 된 구성으로 했지만, 본 발명의 양태는 이에 한정하지 않으며, 가변 포스리미터 기구의 구성은 적절히 변경가능하다. 예를 들면 가변 포스리미터 기구가 FL 하중을 고하중에서 저하중으로 무단계로 전환가능하게 된 구성으로 해도 된다. 또 예를 들면 가변 포스리미터 기구가 FL 하중을 고하중과 중하중과 저하중으로 3단계로 전환가능하게 된 구성으로 해도 된다.
또한 상기 각 실시형태에서는, 운전석용 시트 벨트 장치(30)의 리트랙터(42)에 가변 FL 기구(52)가 설치된 구성으로 했지만, 본 발명의 양태는 이에 한정하지 않고, 가변 포스리미터 기구는, 조수석용 시트 벨트 장치의 리트랙터에 설치된 것이어도 되고, 후석용 시트 벨트 장치의 리트랙터에 설치된 것이어도 된다.
그 외, 본 발명은, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변경해서 실시할 수 있다. 또한 본 발명의 권리범위가 상기 각 실시형태에 한정되지 않는 것은 물론이다.

Claims (5)

  1. 차량의 충돌 시에 시트 벨트(32)에 걸리는 포스리미터 하중을 변경가능한 가변 포스리미터 기구(52)와,
    상기 차량과 충돌 상대의 충돌 전에 양자의 상대속도를 검출하도록 구성된 상대속도 센서(94)와,
    상기 차량의 가속도를 검출하는 가속도 센서(96)와,
    적어도 상기 상대속도에 의거하여 충돌의 격함을 예측하고, 적어도 당해 예측 결과와, 상기 충돌의 초기에 있어서의 상기 가속도에 의거하여 상기 포스리미터 하중을 제어하는 전자제어장치(92)를 구비하고,
    상기 충돌의 초기는, 충돌이 개시된 시점보다 후의 기간이며, 또한 상기 시트 벨트에 걸리는 하중이 소정의 하중에 달하는 시점보다 전의 기간인 차량용 가변 포스리미터 제어시스템(10).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 충돌 상대의 종류를 검출하도록 구성된 종류검출 센서(95)를 더 구비하고,
    상기 전자제어장치(92)는, 상기 충돌 상대의 종류에 의거하여 상기 충돌 상대의 질량을 추측하고, 적어도 당해 추측 결과와 상기 상대속도에 의거하여 상기 충돌의 격함을 예측하도록 구성되는 차량용 가변 포스리미터 제어시스템(10).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가변 포스리미터 기구(52)는, 상기 포스리미터 하중의 모드를 고하중 모드에서 저하중 모드로 전환가능하고,
    상기 전자제어장치(92)는, 상기 포스리미터 하중의 모드 전환을 제어하도록 구성되는 차량용 가변 포스리미터 제어시스템(10).
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 시트 벨트(32)를 장착하는 탑승자의 체격을 검출하는 체격 센서를 더 구비하고,
    상기 전자제어장치(92)는, 상기 탑승자의 체격과 상기 예측 결과의 양방에 의거하여 상기 포스리미터 하중의 모드가 상기 저하중 모드의 경우에 있어서의 충돌 시의 상기 차량에 대한 상기 탑승자의 최대 전방 이동량을 예측하여, 상기 탑승자의 전방에 위치하는 차량용 내장부품에 상기 탑승자가 충돌할 가능성이 있다고 판단했을 경우, 상기 포스리미터 하중의 모드를 상기 고하중 모드인 채로 하도록 구성되는 차량용 가변 포스리미터 제어시스템(10).
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 전자제어장치(92)는, 상기 상대속도가 미리 설정된 속도 이상일 경우, 상기 포스리미터 하중의 모드를 상기 고하중 모드인 채로 하는 차량용 가변 포스리미터 제어시스템(10).
KR1020180012376A 2017-02-17 2018-01-31 차량용 가변 포스리미터 제어시스템 KR102021022B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017028337A JP6658602B2 (ja) 2017-02-17 2017-02-17 車両用可変フォースリミッタ制御システム
JPJP-P-2017-028337 2017-02-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180095446A KR20180095446A (ko) 2018-08-27
KR102021022B1 true KR102021022B1 (ko) 2019-09-11

Family

ID=61132335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180012376A KR102021022B1 (ko) 2017-02-17 2018-01-31 차량용 가변 포스리미터 제어시스템

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10668895B2 (ko)
EP (1) EP3363691B1 (ko)
JP (1) JP6658602B2 (ko)
KR (1) KR102021022B1 (ko)
CN (1) CN108454560B (ko)
CA (1) CA2993853C (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10525923B2 (en) * 2017-09-08 2020-01-07 Ford Global Technologies, Llc Belt load modulation for vehicle front oblique impacts
CN110065462B (zh) * 2018-01-24 2022-05-03 现代自动车株式会社 车辆的安全气囊点火控制系统及其控制方法
CN109353307A (zh) * 2018-09-21 2019-02-19 广州众志物联网科技有限公司 安全带检测方法、检测终端以及可读存储介质
JP7035948B2 (ja) * 2018-10-12 2022-03-15 トヨタ自動車株式会社 車両用シートベルト装置
DE102018127909B4 (de) * 2018-11-08 2021-12-02 Autoliv Development Ab Sicherheitsgurtaufroller
JP7103270B2 (ja) 2019-02-25 2022-07-20 トヨタ自動車株式会社 車両用乗員保護装置
JP7283130B2 (ja) 2019-02-28 2023-05-30 トヨタ自動車株式会社 フォースリミッタ制御システム
JP7205309B2 (ja) 2019-03-04 2023-01-17 トヨタ自動車株式会社 車両用乗員保護装置
CN114954346A (zh) * 2022-06-08 2022-08-30 徐金菊 一种降噪音的汽车安全带卷收器及其降噪方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004521014A (ja) * 2001-05-17 2004-07-15 ダイムラークライスラー・アクチェンゲゼルシャフト ベルト引締力制限装置付き乗員拘束装置
JP2006264672A (ja) * 2005-02-28 2006-10-05 Takata Corp 乗員拘束装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6863235B2 (en) * 2002-01-17 2005-03-08 Key Safety Systems, Inc. Mechanical shifting of multi-load retractor
JP2004034827A (ja) * 2002-07-03 2004-02-05 Toyota Motor Corp 乗員保護装置
JP2006062632A (ja) 2003-10-31 2006-03-09 Takata Corp シートベルトリトラクタおよびこれを備えているシートベルト装置
GB2416896B (en) * 2004-07-22 2009-03-11 Autoliv Dev Improvements in or relating to a safety arrangement
JP2006306142A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Takata Corp シートベルトリトラクタおよびこれを備えているシートベルト装置
JP4811942B2 (ja) 2006-11-01 2011-11-09 タカタ株式会社 シートベルトリトラクタおよびこれを備えているシートベルト装置
JP4885764B2 (ja) * 2007-02-28 2012-02-29 株式会社東海理化電機製作所 ウエビング巻取装置
EP2045143B1 (en) * 2007-10-02 2016-07-27 Volvo Car Corporation Method and arrangement for load limiting of a safety belt
JP4438873B2 (ja) * 2008-02-15 2010-03-24 トヨタ自動車株式会社 シートベルト制御装置
JP5676283B2 (ja) 2011-01-11 2015-02-25 株式会社東海理化電機製作所 ウェビング巻取装置
JP5535988B2 (ja) 2011-06-20 2014-07-02 株式会社東海理化電機製作所 ウェビング巻取装置
JP5673500B2 (ja) 2011-11-14 2015-02-18 トヨタ車体株式会社 車両の乗員保護装置
JP5819255B2 (ja) 2012-06-04 2015-11-18 株式会社東海理化電機製作所 ウェビング巻取装置
DE102012022392B4 (de) * 2012-11-15 2016-02-04 Audi Ag Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer mit einem Sicherheitsgurt verbundenen Sicherheitsgurt-Vorrichtung eines Fahrzeugs mit einer vorausschauenden Kollisionserkennungseinheit
JP2015182561A (ja) * 2014-03-24 2015-10-22 トヨタ紡織株式会社 シートベルト装置を備えた乗物用シート

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004521014A (ja) * 2001-05-17 2004-07-15 ダイムラークライスラー・アクチェンゲゼルシャフト ベルト引締力制限装置付き乗員拘束装置
JP2006264672A (ja) * 2005-02-28 2006-10-05 Takata Corp 乗員拘束装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN108454560A (zh) 2018-08-28
US10668895B2 (en) 2020-06-02
KR20180095446A (ko) 2018-08-27
EP3363691A1 (en) 2018-08-22
CN108454560B (zh) 2021-09-21
CA2993853A1 (en) 2018-08-17
US20180236971A1 (en) 2018-08-23
CA2993853C (en) 2020-04-14
JP2018131168A (ja) 2018-08-23
EP3363691B1 (en) 2019-10-09
JP6658602B2 (ja) 2020-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102021022B1 (ko) 차량용 가변 포스리미터 제어시스템
EP1550589B1 (en) Belt retractor
JP6493354B2 (ja) 車両用乗員拘束装置
JP2013018460A (ja) 自動車用シートベルト装置
JP6891742B2 (ja) ３点式シートベルト装置
US20090210115A1 (en) Method for the Controlled Paying-Out of a Seatbelt of a Seatbelt System and Corresponding Restraint System
JP2004521014A (ja) ベルト引締力制限装置付き乗員拘束装置
US6564895B1 (en) Belt retractor for a vehicle safety belt and method for actuating the belt retractor
EP3543076B1 (en) Seatbelt device for vehicle and vehicle
US7204334B2 (en) Occupant restraint system
JP6568807B2 (ja) 乗員保護装置及びプログラム
JP2017124680A (ja) 乗員保護装置
CN111038437B (zh) 用于车辆的座椅安全带装置及座椅安全带装置的控制方法
JP6111990B2 (ja) シートベルト制御システム、及び、シートベルト制御装置
JP4088240B2 (ja) 車両のシートベルト装置
JP2007083883A (ja) 車両のシートベルト制御装置
JP2018075877A (ja) 車両用乗員拘束装置
JP2018039336A (ja) フォースリミッタ荷重変更システム
JP4133749B2 (ja) 車両のシートベルト装置
JP2010083236A (ja) シートベルト装置
WO2006044953A1 (en) Adaptive restraint system with retractor having pretensioner
GB2406832A (en) Seat belt retractor having a multiple energy level force limiter
JP2011230690A (ja) シートベルトリトラクタの制御装置およびこれを備えたシートベルト装置
JP4722619B2 (ja) 車両のシートベルト装置
JP2005075225A (ja) シートベルト装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant