JP2017124680A - 乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乗員の上体の移動量が比較的大きくなった場合においても、乗員の運転操作に対する影響を低減することができる乗員保護装置を得る。【解決手段】乗員保護装置１０は、運転席の車両用シートに着座した乗員の上体を拘束するウエビングベルト２０と、作動することにより、ウエビングベルト２０にさらに張力を付与するプリテンショナ２２と、車両用シートのシートバックと乗員との距離を検出する静電容量センサ１８と、自車両の衝突が検知されたか、又は予測された場合にプリテンショナ２２を作動させ、かつ静電容量センサ１８により検出された距離が予め定められた第１閾値より長い場合に、該距離が第１閾値以下である場合よりもウエビングベルト２０に付与する張力を小さくするようにプリテンショナ２２を制御するＥＣＵ１２と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の乗員を保護する乗員保護装置に関する。

従来、乗員の着座姿勢等に応じて、バックル又はウエビングベルトの先端部を好適な向きに引っ張る技術が提案されている。

例えば、特許文献１には、車両用シートに着座した乗員を拘束するウエビングベルトと、ウエビングベルトの中間部に設けられたタングが装着されるバックル又はウエビングベルトの先端部が一側に直接又は間接的に係止されると共に、軸線方向がシート幅方向に沿った支持軸を介して他側が車両用シート側又は車体側に回転可能に連結され、かつ、前記支持軸よりも一側に被引張部が設けられたリンク部材と、を備えたシートベルト装置が開示されている。また、このシートベルト装置は、作動することにより、リンク部材よりも下方側に設定された引張位置へ向けて被引張部を引っ張るプリテンショナ本体を備え、前記被引張部、前記支持軸、及び前記引張位置がシート幅方向から見て直線的に並んだ中立状態でプリテンショナ本体が作動することによりリンク部材の支持軸周りの回転が阻害されることを回避する。

特開２０１１−１７３４６２号公報

しかしながら、自車両の衝突を検知又は予測した際に、乗員の背部がシートバックに接触していない状態でプリテンショナを作動させた場合、乗員の上体の車両後方に対する移動量が比較的大きくなる。例えば、図７Ａに示すように、運転席に着座した乗員Ｄの鎖骨が平面Ａ、Ｂよりも車両前方にあり、かつ乗員Ｄの背部がシートバック２００に接触していない場合、上記移動量が比較的大きくなる。この場合、ウエビングベルト２０２の引き込みによって、乗員Ｄの上体に対して車両後方側への力が加わる。また、この場合、乗員Ｄがその場に留まろうとすることや、急制動により乗員Ｄが移動すること等によって、慣性力として乗員Ｄの上体に対して車両前方側への力が加わる。そして、上記車両後方側への力は、該慣性力に対抗して乗員Ｄの上体を車両後方側（シートバック側）へ移動させる。なお、ここでいう平面Ａとはショルダアンカ２０４と乗員Ｄの骨盤の最前端とを結ぶ平面であり、平面Ｂとはショルダアンカ２０４とバックルアンカ２０６とを結ぶ平面である。また、図７Ａにおいて、ウエビングベルト２０２が引っ張られる力は矢印Ｆ１方向の力であり、乗員Ｄの上体に対して加わる車両後方側への力は矢印Ｆ２方向の力であり、上記慣性力は矢印Ｆ３方向の力である。

従って、図７Ｂに示すように、ウエビングベルト２０２の引き込みによって発生した車両後方側への力が乗員Ｄの慣性力より大きい場合、乗員Ｄの上体は車両後方側に向けて後退する。

そして、乗員の上体の移動量が比較的大きくなると、乗員の手や腕がステアリングホイールから離れてしまい、運転操作に影響を与える可能性がある。

本発明は、以上の事実を考慮して成されたもので、乗員の上体の移動量が比較的大きくなった場合においても、乗員の運転操作に対する影響を低減することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、運転席の車両用シートに着座した乗員の上体を拘束するウエビングベルトと、作動することにより、前記ウエビングベルトにさらに張力を付与するプリテンショナと、前記車両用シートのシートバックと前記乗員との距離を検出する検出部と、自車両の衝突が検知されたか、又は予測された場合に前記プリテンショナを作動させ、かつ前記検出部により検出された距離が予め定められた第１閾値より長い場合に、前記検出部により検出された距離が前記第１閾値以下である場合よりも前記ウエビングベルトに付与する張力を小さくするように前記プリテンショナを制御する制御部と、を備えている。

請求項１に記載の発明によれば、プリテンショナが作動されることにより、運転席の車両用シートに着座した乗員の上体を拘束するウエビングベルトに張力がさらに付与される。また、検出部により、車両用シートのシートバックと乗員との距離が検出される。そして、制御部により、自車両の衝突が検知されたか、又は予測された場合にプリテンショナが作動され、かつ検出部により検出された距離が予め定められた第１閾値より長い場合に、検出部により検出された距離が第１閾値以下である場合よりもウエビングベルトに付与する張力を小さくするようにプリテンショナが制御される。従って、乗員の上体の移動量が比較的大きくなった場合においても、乗員の運転操作に対する影響を低減することができる。

なお、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、制御部が、自車両の衝突が予測された場合で、かつ検出部により検出された距離が第１閾値より長い場合に、検出部により検出された距離が第１閾値以下である場合よりもプリテンショナの作動を開始させるタイミングを早くする制御を行う。すなわち、ウエビングベルトに付与する張力が小さくされた場合に、プリテンショナの作動を開始させるタイミングが早くなる。従って、ウエビングベルトに付与する張力が小さくされた場合においても、乗員の拘束性を高めることができる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、制御部が、検出部により検出された距離が第１閾値より大きい第２閾値以上の場合、プリテンショナの作動を禁止する制御を行う。これにより、乗員の上体の移動量が所定量以上となる場合に、プリテンショナの作動が禁止される結果、運転操作への影響を低減することができる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の発明において、検出部が、自車両を正面視した場合に、乗員を拘束した状態のウエビングベルトとシートバックとが重なる範囲内でシートバックと乗員との距離を検出する。これにより、乗員の上体の移動量を精度良く検出することができる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４の何れか１項に記載の発明において、制御部が、検出部により検出された距離が長くなるほど、ウエビングベルトに付与する張力を小さくするようにプリテンショナを制御する。これにより、シートバックと乗員との距離に応じて、乗員の運転操作に対する影響を低減することができる。

以上説明したように本発明によれば、乗員の上体の移動量が比較的大きくなった場合においても、乗員の運転操作に対する影響を低減することができる、という効果が得られる。

各実施の形態に係る乗員保護装置の概略構成の一例を示すブロック図である。 各実施の形態に係る車両用シートの概略構成の一例を示す正面図である。 第１の実施の形態に係る乗員保護装置で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。 各実施の形態に係る乗員とシートバックとが接触した状態の一例を示す側面図である。 各実施の形態に係る乗員とシートバックとが接触していない状態の一例を示す側面図である。 第２の実施の形態に係る乗員保護装置で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第３の実施の形態に係る乗員保護装置で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。 乗員の上体の車両後方に対する移動量が大きくなる場合の該上体の移動前の状態の一例を示す側面図である。 乗員の上体の車両後方に対する移動量が大きくなる場合の該上体の移動後の状態の一例を示す側面図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態例を詳細に説明する。なお、各図面において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示し、矢印ＵＰは車両上方側を示し、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。

［第１の実施の形態］
まず、図１及び図２を参照して、本実施の形態に係る乗員保護装置１０の構成について説明する。図１に示すように、乗員保護装置１０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２、衝突検知センサ１４、衝突予測センサ１６、静電容量センサ１８、ウエビングベルト２０、及びプリテンショナ２２を備えている。

ＥＣＵ１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を含むマイクロコンピュータで構成されている。また、ＥＣＵ１２には、衝突検知センサ１４、衝突予測センサ１６、静電容量センサ１８、及びプリテンショナ２２が接続されている。

衝突検知センサ１４は、ＥＣＵ１２による自車両と衝突対象との衝突検知に用いられるセンサであり、例えば衝突対象との衝突によって生じる車両用バンパの変形量に応じた信号をＥＣＵ１２に出力する。ＥＣＵ１２は、衝突検知センサ１４から入力された信号に基づいて、自車両と衝突対象とが衝突したことを検知する。なお、衝突検知センサ１４としては、例えば、圧力センサや加速度センサ等を適用することができる。

衝突予測センサ１６は、ＥＣＵ１２による自車両と衝突対象との衝突予測に用いられるセンサであり、例えば自車両と衝突対象との距離に応じた信号をＥＣＵ１２に出力する。ＥＣＵ１２は、衝突予測センサ１６から入力された信号に基づいて、自車両と衝突対象との衝突が不可避であることを予測する。なお、衝突予測センサ１６としては、例えば、ミリ波レーダやライダー（LIDER：Laser Imaging Detection and Ranging）等を適用することができる。

静電容量センサ１８は、後述するシートバック３４（図２参照。）に設けられ、静電容量の変化に基づいて、シートバック３４と運転席の車両用シート３０に着座した乗員の背部との距離を検出し、検出した距離に応じた信号をＥＣＵ１２に出力する。図２を参照して、静電容量センサ１８の設置位置について説明する。なお、図２では、錯綜を回避するために、ウエビングベルト２０を破線で示している。図２に示すように、車両用シート３０は、ヘッドレスト３２、シートバック３４、サイドサポート３６、及びシートクッション３８を備えている。

静電容量センサ１８は、シートバック３４の内部の正面視左上部に設けられ、自車両を車両前方側から正面視した場合に、乗員を拘束した状態のウエビングベルト２０とシートバック３４とが重なる範囲内でシートバック３４と乗員の背部（より詳細には乗員の車両幅方向外側の肩甲骨）との距離を検出する。なお、本実施の形態では、静電容量センサを用いてシートバック３４と乗員との距離を検出する場合について説明するが、これに限定されない。例えば、シートバック３４と乗員とを車両上方から撮像する車内カメラの撮像結果等を用いて、シートバック３４と乗員との距離を検出する形態としてもよい。

ウエビングベルト２０は、運転席の車両用シート３０に着座した乗員に装着され、乗員の上体を拘束する帯状の部材である。ウエビングベルト２０の長手方向の一端部は、シートクッション３８の車両幅方向外側の側部にアンカプレートを介して取り付けられている。また、ウエビングベルト２０の長手方向の他端部は、リトラクタに引き出し可能に巻き取られている。

また、ウエビングベルト２０の中間部は、車両幅方向外側の上部に設けられたショルダアンカに挿通されて折り返されている。そして、ウエビングベルト２０が挿通されたタングプレートを、シートクッション３８の車両幅方向内側に設けられたバックルに係止させることで、ウエビングベルト２０が車両用シート３０に着座した乗員に装着される。

プリテンショナ２２は、リトラクタに設けられ、作動してウエビングベルト２０にさらに張力を付与することによって、ウエビングベルト２０をリトラクタに巻き取る。なお、ここでいう張力とは、ウエビングベルト２０をリトラクタに巻き取る巻き取り方向に引っ張る力を意味する。また、プリテンショナ２２は、ＥＣＵ１２による制御によって、ウエビングベルト２０に付与する張力を変更することが可能に構成されている。

なお、プリテンショナ２２の構成は、ウエビングベルト２０に付与する張力を変更可能であれば特に限定されない。例えば、プリテンショナ２２は、モータを駆動することによりウエビングベルト２０に張力を付与する構成の部材であってもよい。この場合、ＥＣＵ１２によってモータの駆動量を変えることで、ウエビングベルト２０に付与する張力を変える形態が例示される。

また、例えば、プリテンショナ２２は、点火装置を作動させることによりガスを発生させて、発生したガスの圧力によりウエビングベルト２０に張力を付与する構成の部材であってもよい。この場合、ＥＣＵ１２によって、発生したガスの圧力を減圧機構等により減圧することで、ウエビングベルト２０に付与する張力を変える形態が例示される。

なお、本実施の形態では、静電容量センサ１８が本発明の検出部の一例であり、ＥＣＵ１２が本発明の制御部の一例である。

次に、図３を参照して、本実施の形態に係る乗員保護装置１０の作用について説明する。なお、図３は、本実施の形態に係る乗員保護装置１０のＥＣＵ１２で実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。また、本実施の形態では、図３に示す処理は、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムをＥＣＵ１２が実行する。また、図３に示す処理は、例えば図示しないイグニッションスイッチがオン状態とされた場合に実行が開始される。

図３のステップ１００で、ＥＣＵ１２は、自車両と衝突対象とが衝突したか否か、又は自車両と衝突対象との衝突が不可避であるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ１２は、衝突検知センサ１４の出力信号を取得し、取得した出力信号に基づいて自車両と衝突対象とが衝突したか否かを判定する。また、ＥＣＵ１２は、衝突予測センサ１６の出力信号を取得し、取得した出力信号に基づいて自車両と衝突対象との衝突が不可避であるか否かを判定する。ＥＣＵ１２は、ステップ１００の判定が否定判定となった場合はステップ１００を繰り返し実行する一方、肯定判定となった場合はステップ１０２に移行する。

ステップ１０２で、ＥＣＵ１２は、静電容量センサ１８により検出されたシートバック３４と乗員の背部との距離を取得する。次のステップ１０４で、ＥＣＵ１２は、ステップ１０２で取得された距離に基づいて、シートバック３４と乗員の背部とが接触しているか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ１２は、ステップ１０２で取得された距離が、予め定められた第１閾値ＴＨ１以下であるか否かを判定する。この場合の第１閾値ＴＨ１は、車両の実機を用いた実験等により、シートバック３４と乗員の背部とが接触している値の上限値として予め得られた値等を適用すればよい。ＥＣＵ１２は、ステップ１０４の判定が肯定判定となった場合はステップ１０６に移行する。なお、図４Ａには、ステップ１０４の判定が肯定判定となった場合の乗員の着座姿勢の一例が示されている。

ステップ１０６で、ＥＣＵ１２は、プリテンショナ２２を作動させる。また、ＥＣＵ１２は、プリテンショナ２２を制御して、後述するステップ１０８で付与する張力より大きい張力をウエビングベルト２０に付与することによって、ウエビングベルト２０をリトラクタに巻き取った後、本処理ルーチンを終了する。具体的には、一例として、ＥＣＵ１２は、プリテンショナ２２を制御して、許容される最大の張力をウエビングベルト２０に付与する。

一方、ＥＣＵ１２は、ステップ１０４の判定が否定判定となった場合はステップ１０８に移行する。なお、図４Ｂには、ステップ１０４の判定が否定判定となった場合の乗員の着座姿勢の一例が示されている。ステップ１０８で、ＥＣＵ１２は、プリテンショナ２２を作動させる。また、ＥＣＵ１２は、プリテンショナ２２を制御して、ステップ１０６で付与する張力より小さい張力をウエビングベルト２０に付与することによって、ウエビングベルト２０をリトラクタに巻き取った後、本処理ルーチンを終了する。

［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態に係る乗員保護装置１０の構成は、上記第１の実施の形態（図１及び図２参照。）と同様であるため、ここでの説明を省略する。

図５を参照して、本実施の形態に係る乗員保護装置１０の作用について説明する。なお、図５は、本実施の形態に係る乗員保護装置１０のＥＣＵ１２で実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。また、図５における図３と同一の処理を実行するステップについては図３と同一のステップ番号を付して、その説明を省略する。

図５のステップ１０１で、ＥＣＵ１２は、自車両と衝突対象との衝突が不可避であるか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ１２は、衝突予測センサ１６の出力信号を取得し、取得した出力信号に基づいて自車両と衝突対象との衝突が不可避であるか否かを判定する。ＥＣＵ１２は、この判定が否定判定となった場合はステップ１０１を繰り返し実行する一方、肯定判定となった場合はステップ１０２に移行する。

ＥＣＵ１２は、ステップ１０４の判定が肯定判定となった場合はステップ１０５に移行する一方、否定判定となった場合はステップ１０７Ａに移行する。ステップ１０５で、ＥＣＵ１２は、予め定められた期間Ｔ１の間待機した後、ステップ１０６に移行する。一方、ステップ１０７Ａで、ＥＣＵ１２は、期間Ｔ１より短い期間として予め定められた期間Ｔ２の間待機した後、ステップ１０８に移行する。なお、期間Ｔ１、Ｔ２は、車両の実機を用いた実験等により、乗員の保護に間に合う期間等を適用すればよい。また、期間Ｔ２は０（零）であってもよい。

このように、本実施の形態では、自車両の衝突が予測された場合で、かつ静電容量センサ１８により検出された距離が第１閾値ＴＨ１より長い場合に、該距離が第１閾値ＴＨ１以下である場合よりもプリテンショナ２２の作動を開始させるタイミングを早くしている。従って、ウエビングベルト２０に付与する張力が小さくされた場合においても、乗員の拘束性を高めることができる。

［第３の実施の形態］
以下、本発明の第３の実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態に係る乗員保護装置１０の構成は、上記第１の実施の形態（図１及び図２参照。）と同様であるため、ここでの説明を省略する。

図６を参照して、本実施の形態に係る乗員保護装置１０の作用について説明する。なお、図６は、本実施の形態に係る乗員保護装置１０のＥＣＵ１２で実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。また、図６における図３と同一の処理を実行するステップについては図３と同一のステップ番号を付して、その説明を省略する。

ＥＣＵ１２は、図６のステップ１０４の判定が否定判定となった場合はステップ１０７Ｂに移行する。ステップ１０７Ｂで、ＥＣＵ１２は、ステップ１０２で取得された距離が、第１閾値ＴＨ１より大きい値として予め定められた第２閾値ＴＨ２以上であるか否かを判定する。なお、第２閾値としては、車両の実機を用いた実験等により、ウエビングベルト２０による乗員の拘束を禁止する値の下限値として予め得られた値等を適用すればよい。ＥＣＵ１２は、ステップ１０７Ｂの判定が肯定判定となった場合はステップ１００に戻る一方、否定判定となった場合はステップ１０８に移行する。

このように、本実施の形態では、静電容量センサ１８により検出されたシートバック３４と乗員との距離が第１閾値ＴＨ１より大きい第２閾値ＴＨ２以上の場合、プリテンショナ２２の作動を禁止している。従って、運転操作への影響を低減することができる。なお、本第３の実施の形態と上記第２の実施の形態とを組み合わせてもよい。

なお、上記各実施の形態では、プリテンショナ２２を作動させることによりウエビングベルト２０に付与する張力を２段階で変更する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、該張力を３段階以上の複数段階で変更する形態としてもよい。この場合の形態例として、静電容量センサ１８により検出された距離が長くなるほど、プリテンショナ２２を作動させることによりウエビングベルト２０に付与する張力を小さくする形態が例示される。

また、上記各実施の形態では、シートバック３４と乗員の車両幅方向外側の肩甲骨との距離を検出する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、シートバック３４と乗員の車両幅方向外側の肩甲骨以外の部位との距離を検出する形態としてもよい。

また、上記各実施の形態では、静電容量センサ１８をシートバック３４の内部の正面視左上部に設けた場合について説明したが、これに限定されない。例えば、静電容量センサ１８をシートバック３４の他の位置に設ける形態としてもよい。

また、上記各実施の形態におけるＥＣＵ１２で行われる処理は、プログラムを実行することにより行われるソフトウェア処理として説明したが、ハードウェアで行われる処理としてもよい。また、ＥＣＵ１２で行われる処理は、ソフトウェア及びハードウェアの双方を組み合わせて行われる処理としてもよい。また、ＲＯＭに記憶されるプログラムは、各種記憶媒体に記憶して流通させてもよい。

また、上記各実施の形態では、ＥＣＵ１２を１つのマイクロコンピュータで構成する例を説明したが、これに限定されない。ＥＣＵ１２の何れかの機能を他のＥＣＵに含ませてもよい。

さらに、本発明は、上記の形態例に限定されるものではなく、上記の形態例以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０ 乗員保護装置
１２ ＥＣＵ（制御部）
１８ 静電容量センサ（検出部）
２０ ウエビングベルト
２２ プリテンショナ
３０ 車両用シート
３４ シートバック

Claims (5)

1. 運転席の車両用シートに着座した乗員の上体を拘束するウエビングベルトと、
   作動することにより、前記ウエビングベルトにさらに張力を付与するプリテンショナと、
   前記車両用シートのシートバックと前記乗員との距離を検出する検出部と、
   自車両の衝突が検知されたか、又は予測された場合に前記プリテンショナを作動させ、かつ前記検出部により検出された距離が予め定められた第１閾値より長い場合に、前記検出部により検出された距離が前記第１閾値以下である場合よりも前記ウエビングベルトに付与する張力を小さくするように前記プリテンショナを制御する制御部と、
   を備えた乗員保護装置。
2. 前記制御部は、自車両の衝突が予測された場合で、かつ前記検出部により検出された距離が前記第１閾値より長い場合に、前記検出部により検出された距離が前記第１閾値以下である場合よりも前記プリテンショナの作動を開始させるタイミングを早くする制御を行う
   請求項１記載の乗員保護装置。
3. 前記制御部は、前記検出部により検出された距離が前記第１閾値より大きい第２閾値以上の場合、前記プリテンショナの作動を禁止する制御を行う
   請求項１又は請求項２記載の乗員保護装置。
4. 前記検出部は、自車両を正面視した場合に、前記乗員を拘束した状態の前記ウエビングベルトと前記シートバックとが重なる範囲内で前記シートバックと前記乗員との距離を検出する
   請求項１から請求項３の何れか１項記載の乗員保護装置。
5. 前記制御部は、前記検出部により検出された距離が長くなるほど、前記ウエビングベルトに付与する張力を小さくするように前記プリテンショナを制御する
   請求項１から請求項４の何れか１項記載の乗員保護装置。