JP5593367B2

JP5593367B2 - 乗員保護装置

Info

Publication number: JP5593367B2
Application number: JP2012240615A
Authority: JP
Inventors: 幸則緑川
Original assignee: オートリブディベロップメントエービー
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2028-06-17
Also published as: JP2013047098A

Description

本発明は、車両の乗員をシートベルトによって拘束保護する乗員保護装置に関し、特にシートベルト装着時にシートベルトの巻き取り力を制御することによって、乗員の圧迫感を軽減するテンションレデューサを備えた乗員保護装置に関する。

車両の座席に設けられる乗員保護装置は、車両の衝突時に乗員を拘束し、保護する装置であり、シートベルト（ウェビング）、シートベルトリトラクタ及びバックルから構成される。

シートベルトリトラクタは、シートベルトを巻取軸に巻回し、渦巻きばねの付勢力により内部に引き込み、シートベルト非装着時にはその引き込んだ状態でシートベルトを収容している。乗員がシートベルトを装着する場合、シートベルトの巻き取り側と反対側一端に設けたタングプレートを引っ張ることで収容されたシートベルトを引き出し、これを座席の傍らに設けたバックルに係合させることで、シートベルトを装着する。

このように構成されたシートベルトリトラクタは、車両衝突時にシートベルトの巻取軸からの引き出しをロックし、前方へ慣性移動する乗員の身体を拘束する。また、特に車両急減速時等において一層強力に乗員の身体を拘束するため、プリテンショナ及びロック機構が設けられる。
プリテンショナは、車両が急減速状態になったことを加速度センサが検知した場合にシートベルトの弛みを除去し、シートベルトによる拘束力を向上するものである。

一方、乗員がシートベルトを装着した際、渦巻きばねの付勢力によって乗員が圧迫感を抱かぬよう、シートベルトの巻き取り力を軽減するテンションレデューサを備えたシートベルトリトラクタが知られている（例えば、特許文献１〜３）。
テンションレデューサは、シートベルトの巻き取り方向へ巻取軸を付勢する第１渦巻きばね及び第２渦巻きばねを備え、シートベルト非装着時には第１及び第２渦巻きばね両方の付勢力によってシートベルトを巻き取り、シートベルト装着時には、第２渦巻きばねの付勢力のみによってシートベルトを巻き取るように構成されている。

実開昭６４−１０４５０号公報特開２０００−２３８６１１号公報特開２００１−１８７５６０号公報

ところで、自動車分野では車両の小型化、車内空間の拡大が求められている。このため、各種車載装置にも省スペース化が要求されている。
しかしながら、従来、プリテンショナ及びテンションレデューサは技術的目的が異なるため、別システムで構成されており、シートベルトリトラクタにプリテンショナ、テンションレデューサ等の各種機構を備えることによる乗員保護装置の大型化が深刻な問題となっていた。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シートベルトの装着を検出するベルト装着検出手段と、車両の衝突を検知する衝突検知手段とを備え、シートベルト装着時に車両の衝突を検知した場合、シートベルトの巻き取り力が大きくなるようにテンションレデューサの動作を制御するよう構成することにより、テンションレデューサ機能及びプリテンショナ機能を同一機構で構成し、装置を簡素化及び小型化することができる乗員保護装置を提供することにある。

本発明に係る乗員保護装置は、乗員を拘束保護するためのシートベルトを巻き取る巻取軸を、該シートベルトの巻き取り方向へ付勢する付勢手段と、該付勢手段によって前記巻取軸に加えられる付勢力を変化させるテンションレデューサとを備える乗員保護装置において、前記シートベルトの装着を検出するベルト装着検出手段と、車両の衝突を検知する衝突検知手段と、前記テンションレデューサの動作を制御するプリテンショナ機能の制御手段とを備え、前記プリテンショナ機能の制御手段は、前記ベルト装着検出手段が前記シートベルトの非装着を検出した場合、前記衝突検知手段による検知結果に拘わらず、第１付勢力で前記シートベルトが巻き取られるように、前記テンションレデューサの動作をオフ状態に制御する手段と、前記ベルト装着検出手段が前記シートベルトの装着を検出した場合であって、前記衝突検知手段が車両の衝突を検知していないとき、第１付勢力より弱い第２付勢力で前記シートベルトが巻き取られるように、前記テンションレデューサの動作をオン状態に制御する手段と、前記ベルト装着検出手段が前記シートベルトの装着を検出した場合であって、前記衝突検知手段が衝突を検知したとき、第１付勢力で前記シートベルトが巻き取られるように、前記テンションレデューサの動作をオフ状態に制御する手段とを備えることを特徴とする。
本発明に係る乗員保護装置は、乗員を拘束保護するためのシートベルトを巻き取る巻取軸を、該シートベルトの巻き取り方向へ付勢する付勢手段と、該付勢手段によって前記巻取軸に加えられる付勢力を変化させるテンションレデューサとを備える乗員保護装置において、前記シートベルトの装着を検出するベルト装着検出手段と、障害物との距離を所定時間毎に計測して該障害物に衝突するまでの時間を計算し、該時間が所定時間以内である場合、衝突検知信号を出力する衝突検知センサと、前記テンションレデューサの動作を制御するプリテンショナ機能の制御手段とを備え、前記プリテンショナ機能の制御手段は、前記ベルト装着検出手段が前記シートベルトの非装着を検出した場合、前記衝突検知信号の出力の有無に拘わらず、第１付勢力で前記シートベルトが巻き取られるように、前記テンションレデューサの動作をオフ状態に制御する手段と、前記ベルト装着検出手段が前記シートベルトの装着を検出した場合であって、前記衝突検知センサが前記衝突検知信号を出力していないとき、第１付勢力より弱い第２付勢力で前記シートベルトが巻き取られるように、前記テンションレデューサの動作をオン状態に制御する手段と、前記ベルト装着検出手段が前記シートベルトの装着を検出した場合であって、前記衝突検知センサが前記衝突検知信号を出力したとき、第１付勢力で前記シートベルトが巻き取られるように、前記テンションレデューサの動作をオフ状態に制御する手段とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、付勢手段は巻取軸をシートベルトの巻き取り方向へ付勢している。テンションレデューサは、巻取軸に加えられる付勢力を増減変化させる手段であり、シートベルト装着時に乗員の圧迫感を軽減するテンションレデューサと、車両衝突時にシートベルトの弛みを取り除き、乗員を初期拘束するプリテンショナとを同一機構で構成するものである。
ベルト装着検出手段は、テンションレデューサ機能を実現すべく、シートベルトの装着を検出する。また、衝突検知手段は、プリテンショナ機能を実現すべく、車両の衝突を検知する。そして、乗員保護装置は、ベルト装着検出手段の検出結果と、衝突検知手段の検知結果とに基づいて、テンションレデューサの動作を制御、つまり、シートベルトの巻き取り力を制御する。
具体的には、シートベルトが装着されていない場合、強い第１付勢力でシートベルトが巻き取られる。シートベルトが装着されている場合であって、衝突検知手段が車両の非衝突を検知したとき、弱い第２付勢力でシートベルトが巻き取られる。従って、シートベルト装着時における乗員の圧迫感を軽減することが可能になる。
一方、シートベルトが装着されている場合であって、衝突検知手段が車両の衝突を検知したとき、強い第１付勢力でシートベルトが巻き取られる。従って、車両衝突時にシートベルトの弛みを取り除き、乗員を効果的に初期拘束することが可能になる。

本発明によれば、テンションレデューサ機能及びプリテンショナ機能を同一機構で構成し、装置を簡素化及び小型化することができる。

本発明の実施の形態に係る乗員保護装置の構成を示す模式図である。制御部の構成を模式的に示すブロック図である。テンションレデューサ機能及びプリテンショナ機能の制御に係るＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。車両衝突及びベルト装着の有無と、テンションレデューサ機能のオンオフ状態との関係を示す図表である。

図１は、本発明の実施の形態に係る乗員保護装置の構成を示す模式図である。本発明の乗員保護装置は、車両内部に設けられており、乗員Ａを座席Ｃに拘束するためのシートベルト１と、シートベルト１の一方側を引き出し可能に巻き取るシートベルトリトラクタ２と、シートベルト１に摺動可能に設けたタング３と、タング３と係合するバックル４とを備えている。
また、乗員保護装置は、乗員Ａを拘束保護するためのシートベルト１を巻き取る巻取軸を、該シートベルト１の巻き取り方向へ付勢する付勢手段と、シートベルト装着時にシートベルト１の巻き取り力を制御することによって、乗員Ａの圧迫感を軽減するテンションレデューサとを備えている。

シートベルト１は、一方側がセンターピラーＢ内下部に設けられるシートベルトリトラクタ２により巻き取られると共に、途中でショルダアンカ５に通され、その他方側端部が止め具６により車体下部にて回動可能に接続されている。

また、乗員保護装置は、例えば、バックル４に設けられており、シートベルト１の装着を検出するベルト装着検出部７と、車両の衝突を検知する衝突検知センサ９とを備える。ベルト装着検出部７は、例えばバックルスイッチを備え、バックル４にタング３が挿嵌されたか否かを検出する。

衝突検知センサ９は、例えば、衝突時に車体に発生する衝撃を検出する加速度センサを備え、加速度センサの信号を衝突検知信号として制御部８へ出力する。なお、加速度センサから得られる加速度信号を信号処理して大きさ又は立ち上がり波形に基づいて車両の衝突を検出し、衝突の有無を示す衝突検知信号を制御部８へ出力するように構成しても良い。
また、自車両と、前方車両等の障害物との衝突が生ずる可能性があるか、衝突を回避可能か回避不可であるかを判別するように衝突検知センサ９を構成しても良い。例えば、レーザレーダ、超音波センサ等の非接触型距離センサによって所定時間毎に自車と障害物との距離を計測する。この距離の時間的変化から相対速度を計算する。距離を相対速度で除算して衝突までの時間を計算する。該衝突時間が予め設定された所定時間以下なら、衝突の可能性があるとして衝突検知信号を制御部８へ出力する。
また、ヨーレート検知センサ、ロール検知センサ、車両周囲モニター等で、衝突検知センサ９を構成しても良い。

図２は、制御部８の構成を模式的に示すブロック図である。制御部８は、テンションレデューサ機能及びプリテンショナ機能の制御、各種演算、判定処理等を行うＣＰＵ８０を備える。ＣＰＵ８０には、バス８６を介してテンションレデューサ機能及びプリテンショナ機能の制御を行うためのコンピュータプログラムを記憶するＲＯＭ８１と、演算に伴って発生する一時的な情報を記憶するＲＡＭ８２と、ベルト装着検出部７からシートベルト１の装着の有無を示すシートベルト装着信号が入力する第１入力部８３と、衝突検知センサ９から衝突検知信号が入力する第２入力部８５と、テンションレデューサの動作を制御、具体的には電磁ソレノイド２６への通電を制御するための制御信号を出力する出力部８４とが接続されている。なお、図１においては作図の便宜上、ベルト装着検出部７から制御部８へ入力する信号を示す矢印を省略している。

図３は、テンションレデューサ機能及びプリテンショナ機能の制御に係るＣＰＵ８０の処理手順を示すフローチャート、図４は、車両衝突及びベルト装着の有無と、テンションレデューサ機能のオンオフ状態との関係を示す図表である。まず、ＣＰＵ８０は、衝突検知信号を取得する（ステップＳ１１）。そして、衝突検知信号の信号レベルが所定レベル以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。所定レベル未満であると判定した場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、ＣＰＵ８０は、ベルト装着検出部７からシートベルト装着信号を取得し（ステップＳ１３）、シートベルト１の装着の有無を判定する（ステップＳ１４）。ステップＳ１２で所定レベル以上であると判定した場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、又はステップＳ１４でシートベルト１を装着していないと判定した場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、ＣＰＵ８０は、テンションレデューサ機能をオフ状態に制御、つまりシートベルト１が強い付勢力で巻き取られるように、電磁ソレノイド２６を非通電状態に制御し（ステップＳ１６）、処理を終える。シートベルト１を装着していると判定した場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ８０は、テンションレデューサ機能をオン状態に制御、つまりシートベルト１が弱い付勢力で巻き取られるように、電磁ソレノイド２６を通電状態に制御し（ステップＳ１５）、処理を終える。

このように構成された乗員保護装置にあっては、テンションレデューサ機能及びプリテンショナ機能を同一機構で構成し、装置を簡素化及び小型化することができる。

更に、車両衝突時のシートベルト１の巻き取り力を乗員Ａの体格、体重等に応じて増減させることができ、より効果的に乗員Ａを初期拘束することができる。

更にまた、バックル４にシートベルト検出スイッチを設ける場合に必要となるケーブル、即ちバックル４のシートベルト検出スイッチからシートベルトリトラクタ２へ引き回すケーブルが不要になり、装置全体をより簡素化及び小型化することができる。

（変形例１）
変形例１に係る乗員保護装置は、シートベルト１の巻き取り量によって、シートベルト１の装着を検出するように構成したものである。

変形例１に係る乗員保護装置は、バックル４に設けたベルト装着検出部７に代えて、シートベルト１の巻き取り量を検出する巻取量センサを備える。巻取量センサは、可動片を有する常閉接点型のリミットスイッチであり、可動片が巻取軸まわりに巻回されたシートベルト１の最外周面に当接するような位置及び姿勢で、フレームの適宜箇所に固定されている。巻取量センサは、シートベルト１が所定量以上引き出されて可動片が押されていない状態になった場合、オン状態となり、シートベルト１の引き出し量が所定量未満で可動片が押されている状態になった場合、オフ状態となる。制御部８は、巻取量センサのオンオフ状態を検出することによって、シートベルト１の装着を検出する。

変形例１に係る乗員保護装置にあっては、シートベルトリトラクタ２側でシートベルト１の装着を検出するように構成されているため、バックル４に設けたベルト装着検出部７と、シートベルトリトラクタ２側の制御部８とを接続するケーブル及びケーブルを引き回すスペースが不要になる。従って、乗員保護装置をより簡素化及び小型化することができる。

本発明の他の目的は、ベルトの巻き取り量を検出するセンサによって、シートベルトの装着を検知するように構成することにより、バックルにシートベルト検出スイッチを設ける場合に必要となるケーブル、即ちバックルのシートベルト検出スイッチからシートベルトリトラクタへ引き回すケーブルが不要になり、装置全体をより簡素化及び小型化することができる乗員保護装置を提供することにある。

本発明に係る乗員保護装置は、前記ベルト装着検出手段は、ベルトの巻き取り量を検出するセンサであることを特徴とする。

本発明に係る発明にあっては、ベルト装着検出部（ベルト装着検出手段）が、シートベルトの巻き取り量を検出するセンサ、例えばリミットスイッチによって、シートベルトの装着を検出する。シートベルトの巻き取り量が所定量以上である場合、シートベルトが装着されていない状態、所定量未満である場合、シートベルトが装着されている状態と考えられるため、シートベルトの巻き取り量によってシートベルトの装着を検出することができる。
シートベルトの巻き取り量を検出するセンサによってシートベルトの装着を検出するように構成した場合、シートベルト検出スイッチをバックルに備える場合に必要となるケーブル、ケーブルの配線スペースが不要になる。

本発明に係る発明によれば、バックルにシートベルト検出スイッチを備える場合に必要となるケーブル、即ちバックルからシートベルトリトラクタへ引き回すケーブルが不要になり、装置全体をより簡素化及び小型化することができる。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

１シートベルト
２シートベルトリトラクタ
７ベルト装着検出部（ベルト装着検出手段）
８制御部
９衝突検知センサ（衝突検知手段）
８０ＣＰＵ
Ａ乗員

Claims

乗員を拘束保護するためのシートベルトを巻き取る巻取軸を、該シートベルトの巻き取り方向へ付勢する付勢手段と、該付勢手段によって前記巻取軸に加えられる付勢力を変化させるテンションレデューサとを備える乗員保護装置において、
前記シートベルトの装着を検出するベルト装着検出手段と、
車両の衝突を検知する衝突検知手段と、
前記テンションレデューサの動作を制御するプリテンショナ機能の制御手段と
を備え、
前記プリテンショナ機能の制御手段は、
前記ベルト装着検出手段が前記シートベルトの非装着を検出した場合、前記衝突検知手段による検知結果に拘わらず、第１付勢力で前記シートベルトが巻き取られるように、前記テンションレデューサの動作をオフ状態に制御する手段と、
前記ベルト装着検出手段が前記シートベルトの装着を検出した場合であって、前記衝突検知手段が車両の衝突を検知していないとき、第１付勢力より弱い第２付勢力で前記シートベルトが巻き取られるように、前記テンションレデューサの動作をオン状態に制御する手段と、
前記ベルト装着検出手段が前記シートベルトの装着を検出した場合であって、前記衝突検知手段が衝突を検知したとき、第１付勢力で前記シートベルトが巻き取られるように、前記テンションレデューサの動作をオフ状態に制御する手段と
を備えることを特徴とする乗員保護装置。
乗員を拘束保護するためのシートベルトを巻き取る巻取軸を、該シートベルトの巻き取り方向へ付勢する付勢手段と、該付勢手段によって前記巻取軸に加えられる付勢力を変化させるテンションレデューサとを備える乗員保護装置において、
前記シートベルトの装着を検出するベルト装着検出手段と、
障害物との距離を所定時間毎に計測して該障害物に衝突するまでの時間を計算し、該時間が所定時間以内である場合、衝突検知信号を出力する衝突検知センサと、
前記テンションレデューサの動作を制御するプリテンショナ機能の制御手段と
を備え、
前記プリテンショナ機能の制御手段は、
前記ベルト装着検出手段が前記シートベルトの非装着を検出した場合、前記衝突検知信号の出力の有無に拘わらず、第１付勢力で前記シートベルトが巻き取られるように、前記テンションレデューサの動作をオフ状態に制御する手段と、
前記ベルト装着検出手段が前記シートベルトの装着を検出した場合であって、前記衝突検知センサが前記衝突検知信号を出力していないとき、第１付勢力より弱い第２付勢力で前記シートベルトが巻き取られるように、前記テンションレデューサの動作をオン状態に制御する手段と、
前記ベルト装着検出手段が前記シートベルトの装着を検出した場合であって、前記衝突検知センサが前記衝突検知信号を出力したとき、第１付勢力で前記シートベルトが巻き取られるように、前記テンションレデューサの動作をオフ状態に制御する手段と
を備えることを特徴とする乗員保護装置。