JP4752739B2 - 乗員拘束装置の制御方法およびその装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用乗員拘束装置の制御方法およびその装置に関する。

特許文献１は、車両の前面衝突時に、シートベルトに、シートベルトが引き出されるのを規制するロードリミッタの規制値以上の引出力が作用した場合に、ロードリミッタの規制値を調節する調節手段を設け、前面衝突時にシートベルトから乗員に作用する衝撃エネルギをロードリミッタによって効果的に吸収させシートベルトから乗員に作用する衝撃を軽減させた車両用乗員拘束装置の制御方法を開示している。
特開平１１−１７０９７４号公報

特許文献１などの従来の乗員拘束装置の制御方法は、いずれも車両の前面衝突を対象にしたものであり、側面衝突時のシートベルト引出し力を制御する方法または装置ではない。
しかし、斜め側面衝突では、側面からの衝撃入力に加え前からの衝撃が入力される。
前からの衝撃によって乗員が前に移動しサイドエアバッグの保護領域から出てしまうことを抑制するために、すなわち、乗員をサイドエアバッグの保護エリアでシートベルトにて拘束するために、シートベルトプリテンショナを作動させ乗員の前への移動を規制させたい。
その場合、サイドドアやサイドエアバッグからの乗員胸部側面への入力に加え、シートベルトから、前に慣性で移動する乗員の胸部前面への入力が加わり、胸部への負担が増すという問題が生じる。
この問題は、「乗員の前方への移動を抑制すること」と、「シートベルトから乗員の胸部への入力を低減すること」とが、背反しているから生じる。

本発明の目的は、車両の側面衝突時に、乗員の前方への移動を抑制できるとともに、シートベルトから乗員の胸部にかかる負担増を抑制できる乗員拘束装置の制御方法およびその装置を提供することにある。

上記課題を解決し、上記目的を達成する本発明はつぎのとおりである。
（１） 側突センサおよび前突センサの出力信号に基づいてシートベルト荷重リミッタのリミット荷重の高低を制御する乗員拘束装置の制御方法であって、
車両の側面衝突時に、側面衝撃演算値が所定の側面衝撃閾値より大か否かを判定する工程と、
側面衝撃演算値が側面衝撃閾値より大の場合に車両の前面衝撃演算値が所定の前面衝撃閾値より大か否かを判定する工程と、
前面衝撃演算値が前面衝撃閾値より大の場合には、シートベルト荷重リミッタのリミット荷重を高にし、シートベルトプリテンショナをＯＮし、サイドエアバッグ装置をＯＮする工程と、
前面衝撃演算値が前面衝撃閾値以下の場合には、シートベルト荷重リミッタのリミット荷重を低にし、シートベルトプリテンショナをＯＮし、サイドエアバッグ装置をＯＮする工程と、
を有する乗員拘束装置の制御方法。

（２） 側突センサおよび前突センサの出力信号に基づいてシートベルト荷重リミッタのリミット荷重の高低を制御する乗員拘束装置の制御装置であって、
側面衝撃信号に基づく側面衝撃演算値が所定の側面衝撃閾値より大か否かを判定する側面衝撃演算値判定手段と、前面衝撃信号に基づく前面衝撃演算値が所定の前面衝撃閾値より大か否かを判定する前面衝撃演算値判定手段と、側面衝撃演算値が所定の側面衝撃閾値より大でかつ前面衝撃演算値が所定の前面衝撃閾値より大である場合にシートベルト荷重リミッタのリミット荷重を高にし、シートベルトプリテンショナをＯＮし、サイドエアバッグ装置をＯＮにする第１の指示手段と、側面衝撃演算値が所定の側面衝撃閾値より大でかつ前面衝撃演算値が所定の前面衝撃閾値以下である場合にシートベルト荷重リミッタのリミット荷重を低にし、シートベルトプリテンショナをＯＮし、サイドエアバッグ装置をＯＮにする第２の指示手段と、を有している、乗員拘束装置の制御装置。

上記（１）の本発明の乗員拘束装置の制御方法によれば、車両の側面衝突時に、側面衝撃の強さが側面衝撃閾値より大の場合はシートベルトプリテンショナをＯＮしサイドエアバッグ装置をＯＮするので、斜め衝突であっても、乗員の前への移動を拘束してサイドエアバッグの保護エリアに乗員を保持でき、乗員障害を低減できる。その場合に、前面衝撃の強さが前面衝撃閾値以下の場合にはシートベルト荷重リミッタを低荷重にする工程を含むので、シートベルトから乗員胸部への入力を低減することができる。これによって、シートベルトから胸部前面への入力による胸部への負担増を必要最低限にすることができる。

上記（２）の本発明の乗員拘束装置の制御装置によれば、側面衝撃演算値が所定の側面衝撃閾値より大である場合にシートベルトプリテンショナをＯＮにする手段を含むので、斜め衝突であっても、乗員の前への移動を拘束してサイドエアバッグの保護エリアに乗員を保持でき、乗員障害を低減できる。その場合に、前面衝撃の強さが前面衝撃閾値以下の場合にはシートベルト荷重リミッタを低荷重にする第２の指示手段を含むので、シートベルトから乗員胸部への入力を低減することができる。これによって、シートベルトから胸部前面への入力による胸部への負担増を必要最低限にすることができる。

本発明の最良の形態に係る乗員拘束装置の制御方法と該方法の実施に直接使用する本発明の乗員拘束装置の制御装置を、図１〜図７を参照して説明する。

本発明の乗員拘束装置の制御装置１は、図２〜図４、図７に示すように、側突センサ１１および前突センサ１２と、シートベルトプリテンショナ２０およびリミット荷重が高低に変化され得るシートベルト荷重リミッタ３０と、インフレータ４１をもつサイドエアバッグ装置４０と、側突センサ１１および前突センサ１２の出力信号に基づいてシートベルトプリテンショナ２０のＯＮ、ＯＦＦ、シートベルト荷重リミッタ３０のリミット荷重の高低、サイドエアバッグ４２のＯＮ、ＯＦＦを制御する制御ルーチンがインストールされた電子制御ユニット（ＥＣＵ、ＥＣＵはElectronic Control Unit の略）１０と、を備えている。

電子制御ユニット１０は、互いに双方向バスにて接続されたＣＰＵ１０ａ、ＲＯＭ１０ｂ、ＲＡＭ１０ｃ、入力インターフェース１０ｄ、出力インターフェース１０ｅ、を備え、ＲＯＭ１０ｂには図２の制御ルーチンがインストールされ、該制御ルーチンはＣＰＵ１０ａに読み込まれてＣＰＵにて演算が実行される。
電子制御ユニット１０にインストールされた制御ルーチンは、図２に示すように、側突センサ１１からの側面衝撃信号を読み込む側面衝撃信号読み込み手段１０１と、前突センサ１２からの前面衝撃信号を読み込む前面衝撃信号読み込み手段１０３と、側面衝撃信号に基づく側面衝撃演算値（側演算値）が所定の側面衝撃閾値（側閾値）より大か否かを判定する側面衝撃演算値判定手段１０２と、前面衝撃信号に基づく前面衝撃演算値（前演算値）が所定の前面衝撃閾値（前閾値）より大か否かを判定する前面衝撃演算値判定手段１０４と、側面衝撃演算値（側演算値）が所定の側面衝撃閾値（側閾値）より大でかつ前面衝撃演算値（前演算値）が所定の前面衝撃閾値（前閾値）より大である場合にシートベルトプリテンショナ２０をＯＮし、シートベルト荷重リミッタ３０のリミット荷重を高にし、サイドエアバッグ装置４０をＯＮにする第１の指示手段１０５と、側面衝撃演算値（側演算値）が所定の側面衝撃閾値（側閾値）より大でかつ前面衝撃演算値（前演算値）が所定の前面衝撃閾値（前閾値）以下である場合にシートベルトプリテンショナ２０をＯＮし、シートベルト荷重リミッタ３０のリミット荷重を低（第１の指示手段１０５によるリミット荷重より低）にし、サイドエアバッグ装置４０をＯＮにする第２の指示手段１０６と、を有している。

ここで、側面衝撃閾値は、サイドエアバッグ装置をＯＮさせていた従来の側面衝撃閾値（ただし、車の重量などによって変化する）と等しいかほぼ等しい。前面衝撃閾値は、プリテンショナ付きシートベルトのプリテンショナをＯＮさせていた従来の前面衝撃閾値（ただし、車の重量などによって変化する）と等しいかほぼ等しい。シートベルト荷重リミッタのリミット荷重の高荷重は、従来の前面衝突の場合のシートベルト荷重リミッタのリミット荷重（ただし、車の重量などによって変化する）と等しいかほぼ等しい。シートベルト荷重リミッタのリミット荷重の低荷重は、従来の前面衝突の場合のシートベルト荷重リミッタのリミット荷重（ただし、車の重量などによって変化する）より小（たとえば、上記高荷重の３０〜７０％、ただし、上記高荷重の３０〜７０％に限定されるものではない）である。

側突センサ１１は、たとえば車両側部に設けられた、車両横方向加速度を検知し出力する加速度センサであり、その出力信号はＥＣＵ１０に入力される。前突センサ１２は、たとえば車両中央部に設けられた、車両前後方向加速度（または車両前後方向加速度と横方向加速度の両方）を検知し出力する加速度センサであり、その出力信号はＥＣＵ１０に入力される。

シートベルトプリテンショナ２０は、図６に示すように、シートベルト２１の巻取り部２３に、シートベルト（ウエビング）２１の張力を増大させることによりその弛みをとるために設けられる。シートベルトプリテンショナ２０の駆動源２２としては、インフレータ、またはモータ、またはインフレータとモータなどがある。シートベルトプリテンショナ２０は、電子制御ユニット１０の第１、第２の指示手段１０５、１０６からの指示を受けてＯＮし、シートベルト２１を巻き取って、張力を増大させる。シートベルトプリテンショナは従来は側突センサが側突を検知しても作動しなかったが、本発明では、側突センサ１１が側突を検知した場合はシートベルトプリテンショナ２０がＯＮしてシートベルト２１の張力を増大させる。シートベルトプレテンショナ２０は、この構造に限るものではない。

シートベルト荷重リミッタ３０は、図５に示すように、シートベルト２１の引出し荷重を、複数段階に、たとえば２段階に、大小に変化させることができる。シートベルト荷重リミッタ３０は、たとえば、シートベルト２１を挟んで相対向して設けられた一対のクランプ３１、３２と、一方のクランプ３１を他方のクランプに押し付ける揺動タイプのロックレバー３３と、ロックレバー３３を揺動させるアクチュエータ３４と、シートベルト２１の引出しによって一対のクランプ３１、３２が上昇した時にクランプに当たってクランプ３１、３２を規制しロックレバー３３の揺動範囲を規制して一対のクランプ３１、３２による挟持力を調節するストッパ３５と、ストッパ３５の位置を調節するネジ軸３６およびそれを回転させるサーボモータ３７とを有する。そして、電子制御ユニット１０の第１、第２の指示手段１０５、１０６からの指示信号によって、サーボモータ３７の回転角度を変えることにより、ストッパ３５の位置、シートベルト２１の引出し荷重を、複数段階に、たとえば２段階に、大小に変化させる。シートベルト荷重リミッタ３０は、この構造に限るものではない。

サイドエアバッグ装置４０は、図７に示すように、インフレータ４１とインフレータ起爆時に展開、膨張されるサイドエアバッグ４２を有する。インフレータ４１とサイドエアバッグ４２とガイド４７はシートフレーム４８によって支持される。サイドエアバッグ装置４０は、シートのサイドサポート４３内に設置されており、側突時に、電子制御ユニット１０の第１、第２の指示手段１０５、１０６からの指示信号によって、ＯＮされる。サイドエアバッグ４２は、縫合部４４を破って乗員４５とサイドドア４６との間に展開、膨張し、進入するサイドドア４６から乗員４５を遠ざけ、乗員４５を保護する。サイドエアバッグ装置４０は、この構造に限るものではない。

本発明の乗員拘束装置の制御方法は、図１に示すように、ステップＳ１０１〜Ｓ１０６を有する。ステップＳ１０１〜Ｓ１０６は、それぞれ、手段１０１〜１０６によって実行される。

本発明の乗員拘束装置の制御方法は、車両の側面衝突時に、側面衝撃演算値が所定の側面衝撃閾値より大か否かを判定する工程Ｓ１０２と、側面衝撃演算値が側面衝撃閾値より大の場合に車両の前面衝撃演算値が所定の前面衝撃閾値より大か否かを判定する工程Ｓ１０４と、前面衝撃演算値が前面衝撃閾値より大の場合には、シートベルトプリテンショナ２０をＯＮし、シートベルト荷重リミッタ３０のリミット荷重を高（大）にし、サイドエアバッグ装置４０をＯＮする第１の指示工程Ｓ１０５と、前面衝撃演算値が前面衝撃閾値以下の場合には、シートベルトプリテンショナ２０をＯＮし、シートベルト荷重リミッタ３０のリミット荷重を低にし、サイドエアバッグ装置４０をＯＮする第２の指示工程Ｓ１０６と、を有する。

本発明の乗員拘束装置の制御方法では、図１の制御ルーチンに所定時間間隔で、常時割り込まれ、演算が実行される。

ステップＳ１０１で、側突センサ１１から側面衝撃信号が読み込まれる。側面衝撃信号は時間積分されて側面衝撃演算値が求められる。

ついで、Ｓ１０２に進み、側面衝撃演算値が予め定めた側面衝撃閾値より大か否かが判定される。この側面衝撃閾値は、それを越えると衝撃が側突の衝撃でサイドエアバッグ装置４０をＯＮさせる閾値である。側面衝撃演算値が側面衝撃閾値以下の場合は、車両にかかった横方向加速度はシートベルトプリテンショナ２０とサイドエアバッグ装置４０をＯＮする必要がない程度の大きさであると判断し、エンドステップに進み、その１サイクルを終了する。側面衝撃演算値が側面衝撃閾値より大の場合は、側突か、または車両にかかった横方向加速度はサイドエアバッグ装置４０をＯＮする必要がある大きさであると判断し、ステップＳ１０３に進む。

側突は多くの場合斜め側突であり、斜め側突では横方向加速度のほか前後方向加速度が生じ、乗員は慣性力によって前方へ移動しようとするので、乗員をサイドエアバッグ４２の展開、膨張領域に保持するために、シートベルトプリテンショナ２０をＯＮさせる必要がある。側突時の前後方向加速度を検知するために、ステップ１０３で、前突センサ１２から前面衝撃信号が読み込まれる。前面衝撃信号は時間積分されて前面衝撃演算値が求められる。

ついで、Ｓ１０４に進み、前面衝撃演算値が予め定めた前面衝撃閾値より大か否かが判定される。この前面衝撃閾値は、それを越えると衝撃が斜め側突に含まれる前突の衝撃でシートベルトプリテンショナ２０をＯＮさせる閾値である。

前面衝撃演算値が前面衝撃閾値より大の場合は、ステップＳ１０５に進み、シートベルトプリテンショナ２０のＯＮにし、シートベルト荷重リミッタ３０のリミット荷重を高荷重に設定し、サイドエアバッグ装置４０をＯＮにする。シートベルト荷重リミッタ３０のリミット荷重を高荷重に設定することにより、前面衝撃閾値が大であるにかかわらずシートベルト２１の引出し荷重が大となり、乗員の前移動が抑制され、乗員４５をサイドエアバッグ４２の展開、膨張領域に保持できる。ステップＳ１０５からエンドステップに進む。

前面衝撃演算値が前面衝撃閾値以下の場合は、ステップＳ１０６に進み、シートベルトプリテンショナ２０のＯＮにし、シートベルト荷重リミッタ３０のリミット荷重を低荷重（ステップ１０５の高荷重より低い荷重）に設定し、サイドエアバッグ装置４０をＯＮにする。シートベルト荷重リミッタ３０のリミット荷重を低荷重に設定することにより、シートベルト２１の引出し荷重が小となり、シートベルトプリテンショナ２０をＯＮにしたにかかわらず、乗員４５が慣性で前に移動するときにシートベルト２１から乗員４５にかかる荷重負担を低減できる。ステップＳ１０６からエンドステップに進む。

上記の本発明の乗員拘束装置の制御方法によれば、車両の側面衝突時に、側面衝撃の強さが側面衝撃閾値より大の場合は、シートベルトプリテンショナ２０をＯＮしサイドエアバッグ装置４０をＯＮするので、斜め衝突で乗員４５に前方への慣性が働いても、乗員４５の前への移動を拘束してサイドエアバッグ４２の保護エリアに乗員４５を保持でき、展開、膨張したサイドエアバッグ４２で乗員４５をサイドドア４６から遠ざかる方向に乗員４５を押して移動させ、側面衝突時における乗員障害を低減できる。

その場合に、前面衝撃の強さが前面衝撃閾値より大の場合は、従来の前面衝突におけると同様の強さでシートベルトプリテンショナ２０をＯＮして乗員４５の前への移動を拘束することができる。また、前面衝撃の強さが前面衝撃閾値以下の場合にはシートベルト荷重リミッタ３０を低荷重にする工程１０６を含むので、シートベルト２１から乗員胸部への入力を低減することができる。これによって、側面衝突時にもシートベルトプリテンショナ２０をＯＮさせるにもかかわらず、シートベルト２１から胸部前面への入力による胸部への負担増を必要最低限にすることができる。

上記の本発明の乗員拘束装置の制御装置１によれば、側面衝撃演算値が所定の側面衝撃閾値より大である場合にシートベルトプリテンショナ２０をＯＮにする手段を含むので、斜め衝突であっても、慣性による乗員４５の前への移動を拘束してサイドエアバッグ４２の保護エリアに乗員４５を保持でき、展開、膨張したサイドエアバッグ４２で乗員４５をサイドドア４６から遠ざかる方向に乗員４５を押して移動させ、側面衝突時における乗員障害を低減できる。

その場合に、前面衝撃の強さが前面衝撃閾値以下の場合にはシートベルト荷重リミッタ３０のリミット荷重を低荷重にする手段１０６を含むので、シートベルトから乗員胸部への入力を低減することができる。これによって、側面衝突時にもシートベルトプリテンショナ２０をＯＮさせるにもかかわらず、シートベルト２１から胸部前面への入力による胸部への負担増を必要最低限にすることができる。

以上によって、「乗員の前方への移動を抑制すること」と、「ベルトから胸部への入力を低減すること」とを両立させることができる。また、この両立をＥＣＵ１０にインストールさせる制御プログラムを変更するだけで達成することができ、部品の追加、設計変更を伴わないか、またはほとんど伴わないで達成することができる。

本発明の一実施例に係る乗員拘束装置の制御方法を実施する乗員拘束装置の制御装置の、制御ルーチンのフローチャートである。 本発明の一実施例に係る乗員拘束装置の制御方法を実施する乗員拘束装置の制御装置の、ブロック図である。 本発明の一実施例に係る乗員拘束装置の制御方法を実施する乗員拘束装置の制御装置のうちの、側突センサと前突センサを搭載した車両の平面図である。 本発明の一実施例に係る乗員拘束装置の制御方法を実施する乗員拘束装置の制御装置を搭載した車両の側面図である。 図４の装置のうちの、シートベルトプリテンショナとシートベルト荷重リミッタの模式的側面図である。 図４の装置のうちの、シートベルトプリテンショナの模式的平面図である。 図４の装置のうちの、サイドエアバッグ装置の部分断面図である。

符号の説明

１ 乗員拘束装置の制御装置
１０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１０ａ ＣＰＵ
１０ｂ ＲＯＭ
１０ｃ ＲＡＭ
１０ｄ 入力インターフェース
１０ｅ 出力インターフェース
２０ シートベルトプリテンショナ
２１ シートベルト
２２ 駆動源
２３ 巻取り部
３０ シートベルト荷重リミッタ
３１、３２ クランプ
３３ ロックレバー
３４ アクチュエータ
３５ ストッパ
３６ ネジ軸
３７ サーボモータ
４０ サイドエアバッグ装置
４１ インフレータ
４２ サイドエアバッグ
４３ シートのサイドサポート ４４ 縫合部
４５ 乗員
４６ サイドドア
４７ ガイド
４８ シートフレーム
１０１Ｓ、１０１ 側面衝撃信号読み込み工程、およびその手段
１０２Ｓ、１０２ 側面衝撃演算値判定工程、およびその手段
１０３Ｓ、１０３ 前面衝撃信号読み込み工程、およびその手段
１０４Ｓ、１０４ 前面衝撃演算値判定工程、およびその手段
１０５Ｓ、１０５ 第１の指示工程、およびその手段
１０６Ｓ、１０６ 第２の指示工程、およびその手段

Claims (2)

1. 側突センサおよび前突センサの出力信号に基づいてシートベルト荷重リミッタのリミット荷重の高低を制御する乗員拘束装置の制御方法であって、
   車両の側面衝突時に、側面衝撃演算値が所定の側面衝撃閾値より大か否かを判定する工程と、
   側面衝撃演算値が側面衝撃閾値より大の場合に車両の前面衝撃演算値が所定の前面衝撃閾値より大か否かを判定する工程と、
   前面衝撃演算値が前面衝撃閾値より大の場合には、シートベルト荷重リミッタのリミット荷重を高にし、シートベルトプリテンショナをＯＮし、サイドエアバッグ装置をＯＮする工程と、
   前面衝撃演算値が前面衝撃閾値以下の場合には、シートベルト荷重リミッタのリミット荷重を低にし、シートベルトプリテンショナをＯＮし、サイドエアバッグ装置をＯＮする工程と、
   を有する乗員拘束装置の制御方法。
2. 側突センサおよび前突センサの出力信号に基づいてシートベルト荷重リミッタのリミット荷重の高低を制御する乗員拘束装置の制御装置であって、
   側面衝撃信号に基づく側面衝撃演算値が所定の側面衝撃閾値より大か否かを判定する側面衝撃演算値判定手段と、前面衝撃信号に基づく前面衝撃演算値が所定の前面衝撃閾値より大か否かを判定する前面衝撃演算値判定手段と、側面衝撃演算値が所定の側面衝撃閾値より大でかつ前面衝撃演算値が所定の前面衝撃閾値より大である場合にシートベルト荷重リミッタのリミット荷重を高にし、シートベルトプリテンショナをＯＮし、サイドエアバッグ装置をＯＮにする第１の指示手段と、側面衝撃演算値が所定の側面衝撃閾値より大でかつ前面衝撃演算値が所定の前面衝撃閾値以下である場合にシートベルト荷重リミッタのリミット荷重を低にし、シートベルトプリテンショナをＯＮし、サイドエアバッグ装置をＯＮにする第２の指示手段と、を有している、乗員拘束装置の制御装置。

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