JP6785260B2 - 乗員保護装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車等の車両に設けられ、ファーサイド側面衝突時に乗員を保護する乗員保護装置に関する。
自動車等の車両において、乗員の上体に対して斜行して設けられるショルダベルト、及び、乗員の腰部回りに設けられるラップベルトを有する3点式のシートベルトは、衝突時等に乗員を保護する乗員拘束装置として広く用いられている。
また、車両の衝突やその前兆を検出した場合に、シートベルトを所定量だけ巻き上げて拘束力を高めるシートベルトプリテンショナが普及している。
シートベルトプリテンショナに関する従来技術として、例えば特許文献1には、車両の前面衝突又は側面衝突が検出された際に、シートベルトのウェビングを所定量巻き取る乗員拘束装置において、乗員の着座姿勢が正規着座姿勢に対して前進していることを検知した場合には、ヘッドレストを車両前方に移動させることが記載されている。
特開2017−100550号公報
近年、側面衝突時における乗員保護性能を向上することが要望されている。
特に、車幅方向において乗員が着座している側とは反対側から入力を受けるファーサイド側面衝突においては、サイドエアバッグやカーテンエアバッグ等の各種エアバッグ装置による乗員の保護が難しく、乗員の上体、頭部が慣性力によって車体に対し入力側に大きく振られることによるニアサイド(衝突側)の乗員や、内装部材などとの衝突及び傷害の悪化が問題となる。
これに対し、側面衝突時にシートベルトプリテンショナを用いてシートベルトを牽引し、ショルダベルトの張力を高めて乗員の上体を強力に拘束すれば、乗員の車幅方向変位を抑制して側面衝突時の乗員の傷害を抑制することが可能であるが、3点式シートベルトの場合には乗員の腰部を拘束するラップベルトの張力が過度に高くなると、ラップベルトに内臓が圧迫されること等により乗員腹部の傷害が懸念される。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、ファーサイド側面衝突時における乗員の車幅方向変位を抑制した乗員保護装置を提供することである。
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項1に係る発明は、車体中央に対して左右いずれか一方にオフセットして着座する乗員の車幅方向外側の肩部付近と車幅方向内側の腰部付近との間にわたして配置されるショルダベルト部、及び、前記乗員の車幅方向内側の腰部付近と車幅方向外側の腰部付近との間にわたして配置されるラップベルト部を有するシートベルトと、前記乗員の車幅方向内側の腰部付近に設けられたバックルに着脱可能に取り付けられ、前記シートベルトが通されるとともに、前記ショルダベルト部と前記ラップベルト部との間で前記シートベルトが移動することを許容するアンロック状態と前記移動を規制するロック状態とを切り替え可能なロッキングタングと、前記ショルダベルト部を牽引して張力を与えることが可能なショルダベルト牽引部と、側面衝突又はその前兆を検出する側面衝突検出手段とを備える乗員保護装置であって、前記側面衝突検出手段が前記乗員側とは反対側からの側面衝突又はその前兆を検出した場合に、前記ロッキングタングを前記ロック状態とする指令を与え、かつ前記ショルダベルト牽引部に前記ショルダベルト部を牽引させるファーサイド側突制御を実行する制御部を有し、前記ロッキングタングは、前記制御部からの前記指令に応じて前記アンロック状態から前記ロック状態へ切り替えられ、前記ラップベルト部を牽引して張力を与えることが可能なラップベルト牽引部を備え、前記制御部は、前記乗員の腰部の車幅方向内側への並進が終了し、前記腰部の車幅方向外側が持ち上がる方向への回動が開始するまでに前記ラップベルト牽引部による前記ラップベルト部の牽引を開始することを特徴とする乗員保護装置である。
これによれば、ファーサイド側面衝突時に、ショルダベルト部の張力を高めることにより、乗員の腰部が車幅方向内側に移動することを抑制するとともに、乗員の上体を座席のシートバック部に拘束し、車幅方向内側に倒れ込む方向の挙動を抑制し、頭部の移動量を小さくして乗員の傷害を軽減することができる。
また、ロッキングタングをロック状態とすることによって、ショルダベルト牽引部による牽引力がラップベルト部まで及ぶことを防止し、ラップベルト部に過剰な張力が発生して乗員の腹部、内臓等に傷害を与えることを防止できる。
また、ロッキングタングをロック状態とした後にラップベルト部を牽引することにより、ショルダベルト部の張力とは独立してラップベルト部に適度な張力を与え、乗員の腰部を適切に拘束することができる。
請求項に係る発明は、前記制御部は、前記ラップベルト牽引部による前記ラップベルト部の牽引を、前記ショルダベルト牽引部による前記ショルダベルトの牽引開始から時間差を設けて開始することを特徴とする請求項に記載の乗員保護装置である。
これによれば、衝突後乗員の腰部が車幅方向に並進移動した後に、車幅方向外側の大腿部が浮き上がる方向に腰部が回動する挙動を抑制し、上体の倒れ込みを防止することができる。
請求項に係る発明は、前記ラップベルト牽引部による牽引後の前記ラップベルト部の張力を、前記ショルダベルト牽引部による牽引後の前記ショルダベルトの張力よりも低くしたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の乗員保護装置である。
これによれば、ラップベルト部の張力をショルダベルト部の張力よりも低くすることにより、乗員の内臓や腹部への加害性を抑制し、乗員の傷害を確実に軽減することができる。
請求項に係る発明は、車体中央に対して左右いずれか一方にオフセットして着座する乗員の車幅方向外側の肩部付近と車幅方向内側の腰部付近との間にわたして配置されるショルダベルト部、及び、前記乗員の車幅方向内側の腰部付近と車幅方向外側の腰部付近との間にわたして配置されるラップベルト部を有するシートベルトと、前記乗員の車幅方向内側の腰部付近に設けられたバックルに着脱可能に取り付けられ、前記シートベルトが通されるとともに、前記ショルダベルト部と前記ラップベルト部との間で前記シートベルトが移動することを許容するアンロック状態と前記移動を規制するロック状態とを切り替え可能なロッキングタングと、前記ショルダベルト部を牽引して張力を与えることが可能なショルダベルト牽引部と、側面衝突又はその前兆を検出する側面衝突検出手段とを備える乗員保護装置であって、前記側面衝突検出手段が前記乗員側とは反対側からの側面衝突又はその前兆を検出した場合に、前記ロッキングタングを前記ロック状態とする指令を与え、かつ前記ショルダベルト牽引部に前記ショルダベルト部を牽引させるファーサイド側突制御を実行する制御部を有し、前記ロッキングタングは、前記制御部からの前記指令に応じて前記アンロック状態から前記ロック状態へ切り替えられ、前記制御部は、前記ショルダベルト牽引部による前記ショルダベルト部の牽引開始後、所定時間の経過後に前記ロッキングタングを前記アンロック状態とすることを特徴とする乗員保護装置である。
これによれば、衝突の衝撃に伴う乗員の挙動が収束した後は、ショルダベルト部の張力を軽減することによって、乗員の上体の移動に自由度を与え、バックルの取り外しや車両からの脱出動作を阻害することを防止できる。
請求項に係る発明は、前記バックルに設けられ、前記ロッキングタングを牽引するタング牽引部を備え、前記制御部は、前記ロッキングタングを前記アンロック状態とした後に前記タング牽引部に前記ロッキングタングを牽引させることを特徴とする請求項に記載の乗員保護装置である。
請求項に係る発明は、車体中央に対して左右いずれか一方にオフセットして着座する乗員の車幅方向外側の肩部付近と車幅方向内側の腰部付近との間にわたして配置されるショルダベルト部、及び、前記乗員の車幅方向内側の腰部付近と車幅方向外側の腰部付近との間にわたして配置されるラップベルト部を有するシートベルトと、前記乗員の車幅方向内側の腰部付近に設けられたバックルに着脱可能に取り付けられ、前記シートベルトが通されるとともに、前記ショルダベルト部と前記ラップベルト部との間で前記シートベルトが移動することを許容するアンロック状態と前記移動を規制するロック状態とを切り替え可能なロッキングタングと、前記ショルダベルト部を牽引して張力を与えることが可能なショルダベルト牽引部と、側面衝突又はその前兆を検出する側面衝突検出手段とを備える乗員保護装置であって、前記側面衝突検出手段が前記乗員側とは反対側からの側面衝突又はその前兆を検出した場合に、前記ロッキングタングを前記ロック状態としかつ前記ショルダベルト牽引部に前記ショルダベルト部を牽引させるファーサイド側突制御を実行する制御部を有し、前記制御部は、前記ショルダベルト牽引部による前記ショルダベルト部の牽引開始後、所定時間の経過後に前記ロッキングタングを前記アンロック状態とし、前記バックルに設けられ、前記ロッキングタングを牽引するタング牽引部を備え、前記制御部は、前記ロッキングタングを前記アンロック状態とした後に前記タング牽引部に前記ロッキングタングを牽引させることを特徴とする乗員保護装置である。
これらの各発明によれば、ロッキングタングを開放した後にショルダベルト部、ラップベルト部に再度張力を付与することにより、ウェビングの弛みなどが生じることを防止し、乗員拘束性能の安定化を図ることができる。
請求項に係る発明は、前記バックルに設けられ、前記ロッキングタングを牽引するタング牽引部を備え、前記制御部は、前記ショルダベルト牽引部による前記ショルダベルト部の牽引と同時に前記タング牽引部に前記ロッキングタングを牽引させることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか1項に記載の乗員保護装置である。
これによれば、衝突初期におけるショルダベルト部の張力をより向上し、上述した効果を促進することができる。
以上説明したように、本発明によれば、ファーサイド側面衝突時における乗員の車幅方向変位を抑制した乗員保護装置を提供することができる。
本発明を適用した乗員保護装置の第1実施形態の構成を示すブロック図である。 第1実施形態の乗員保護装置を有する車両の車室前部を側方から見た状態を示す模式図であって、通常状態を示すものである。 図2のIII−III部矢視断面図である。 図2のIV−IV部矢視断面図である。 車両のファーサイド側面衝突時における乗員の挙動の一例を模式的に示す図である。 第1実施形態の乗員保護装置における衝突時の制御を示すフローチャートである。 本発明を適用した乗員保護装置の第2実施形態における衝突時の制御を示すフローチャートである。
<第1実施形態>
以下、本発明を適用した乗員保護装置の第1実施形態について説明する。
第1実施形態の乗員保護装置は、例えば、乗用車等の自動車の前席(運転席又は助手席)に着座した乗員を保護するものである。
図1は、第1実施形態の乗員保護装置の構成を示すブロック図である。
図2は、第1実施形態の乗員保護装置を有する車両の車室前部を側方から見た状態を示す模式図であって、通常状態(衝突又はその前兆が検出されない状態)を示すものである。
図2において、左側が車両前方側を示している。(図6乃至7において同じ)
図3は、図2のIII−III部矢視断面図である。
図4は、図2のIV−IV部矢視断面図である。
図1に示すように、乗員保護装置1は、ステレオカメラ装置11、ミリ波レーダ装置12、レーザスキャナ装置13、環境認識ユニット20、乗員保護装置制御ユニット30、エアバッグ制御ユニット40、ショルダプリテンショナ50、ラッププリテンショナ60、ロッキングタング70、バックルプリテンショナ80等を有する。
ステレオカメラ装置11は、左右一対のカメラ及びステレオ画像処理ユニット等を有する。
左右のカメラは、レンズ群等の光学系や、CMOS等の固体撮像素子及びその駆動装置、画像処理エンジン、入出力インターフェイス等を有する撮像装置である。
カメラは、左右方向に離間した状態で、車両前方に向けて取り付けられている。
カメラは、例えば、ルーフ130の前端部から車室内に吊り下げられ、フロントガラス140越しに自車両前方の画像を撮像するようになっている。
左右カメラがそれぞれ撮像した画像に係るデータは、ステレオ画像処理ユニットに逐次提供されるようになっている。
ステレオ画像処理ユニットは、撮像された画像のデータに公知のステレオ画像処理を施し、自車両に対する被写体の相対位置を算出するとともに、被写体の種類(車両、歩行者、建造物、地形等)を判別する。
ミリ波レーダ装置12は、例えば24GHz帯や79GHz帯のミリ波レーダを用いて、自車両の周囲に存在する物体を検出し、検出された物体の自車両に帯する相対位置、相対速度を判別するものである。
レーザスキャナ装置13は、自車両の周囲をレーザ光で照射し、レーザ光が物体に当たった際の散乱光を利用して、自車両の周囲に存在する物体の位置や形状を三次元的にスキャンする3D LiDARである。
レーザスキャナ装置13は、例えば、自車両の全方位(周囲360°)において物体の形状検出を行うことが可能となっている。
環境認識ユニット20は、ステレオカメラ装置11、ミリ波レーダ装置12、レーザスキャナ装置13による自車両周辺の物体検出結果等を利用して、自車両周辺の環境を認識するものである。
環境認識ユニット20は、ステレオカメラ装置11、ミリ波レーダ装置12、レーザスキャナ装置13が認識した他車両、建築物等のうち、自車両に対する相対位置、相対速度などから、自車両と衝突する可能性が高いリスク対象物を認識する。
環境認識ユニット20は、リスク対象物の自車両に対する相対位置、相対速度(接近速度)などから、リスク対象物と自車両との衝突が不可避であると判定した場合(プリクラッシュ判定が成立した場合)には、そのリスク対象物に関する情報を乗員保護装置制御ユニット30に伝達する。
ここで、リスク対象物に関する情報として、例えば、リスク対象物の種類、衝突予想箇所、衝突エネルギの入力方向、衝突までの予想時間、衝突時の予想相対速度等が挙げられる。
乗員保護装置制御ユニット30は、自車両のリスク対象物(他車両等)との前面衝突、側面衝突の前兆等に応じて、エアバッグ制御ユニット40、ショルダプリテンショナ50、ラッププリテンショナ60、ロッキングタング70、バックルプリテンショナ80等に対して指令を出し、これらを制御するものである。
乗員保護装置制御ユニット30には、加速度センサ31が接続されている。
加速度センサ31は、例えば、車体における前後方向加速度、及び、車幅方向加速度をそれぞれ検出する加速度ピックアップを有する。
加速度センサ31は、自車両が他車両等のリスク対象物と実際に衝突したことを検出する手段として機能する。
乗員保護装置制御ユニット30は、加速度センサ31、環境認識ユニット20、ステレオカメラ装置11、ミリ波レーダ装置12、レーザスキャナ装置13等と協働し、側面衝突又はその前兆を検出するとともに、衝突方向を検出可能な側面衝突検出手段として機能する。
乗員保護装置制御ユニット30の機能、動作については、後に詳しく説明する。
エアバッグ制御ユニット40は、運転席前面衝突用エアバッグ、助手席前面衝突用エアバッグ、膝部保護エアバッグ、サイドエアバッグ、カーテンエアバッグ、シートクッションエアバッグ等の各エアバッグ装置を統括的に制御するものである。
各エアバッグ装置は、展開用ガスを発生するインフレータが、エアバッグ制御ユニット40からの指令に応じて作動することにより、ナイロン等の基布パネルにより袋状に形成されたバッグが内装部材等に収容された格納状態から展開膨張し、乗員の身体の一部を拘束する。
ショルダプリテンショナ50、ラッププリテンショナ60は、後述するシートベルト230のショルダベルト部230S、ラップベルト部230Lをそれぞれ牽引し、張力を与える牽引装置(シートベルトプリテンショナ)である。
ロッキングタング70は、シートベルト230の中間部が挿通されるとともに、バックル232に着脱可能に取り付けられる部分であって、後述するロック機能を備えている。
シートベルト230において、ロッキングタング70よりもスリップジョイント233側の領域がショルダベルト部230Sとなり、ロッキングタング70よりもラッププリテンショナ60側の領域がラップベルト230Lとなる。
バックルプリテンショナ80は、ロッキングタング70が着脱可能に取り付けられるバックル232に設けられ、ロッキングタング70を例えば下向きに牽引し、ショルダベルト部230S、ラップベルト部230Lに同時に張力を与える牽引装置(シートベルトプリテンショナ)である。
ショルダプリテンショナ50、ラッププリテンショナ60、ロッキングタング70、バックルプリテンショナ80の機能については、後に詳しく説明する。
図2、図3、図4に示すように、車室100は、フロア110、トーボード120、ルーフ130、フロントガラス140、インストルメントパネル150、サイドドア160、センターコンソール170、Bピラー180等を有して構成されている。
車室100は、乗員P等が収容される空間部である。
フロア110は、車室の床面部を構成する部分である。
フロア110は、車室100の下部に、実質的に水平方向に沿って配置されている。
図3に示すように、フロア110には、フロアトンネル111が形成されている。
フロアトンネル111は、フロア110の車幅方向中央部を上方へ突出させて形成され、車両前後方向に延在している。
フロアトンネル111の内部(床下側)には、図示しないトランスミッション、プロペラシャフト、エキゾーストパイプ等が収容される。
フロア110には、フロントサイドフレーム112、サイドシル113、シートクロスメンバ114等が接合されている。
フロントサイドフレーム112は、閉断面を有する梁状に形成され、フロアトンネル111の下面部に沿って車両前後方向に延在する構造部材である。
フロントサイドフレーム112は、フロアトンネル111の左右に一対設けられている。
サイドシル113は、閉断面を有する梁状に形成され、フロア110の側端部に沿って車両前後方向に延在する構造部材である。
サイドシル113は、サイドドア160が設けられるドア開口の下縁部を構成する。
シートクロスメンバ114は、フロア110の上面から突出して設けられ、車幅方向に沿って延在する構造部材である。
シートクロスメンバ114の両端部は、フロアトンネル111、サイドシル113にそれぞれ連結されている。
シートクロスメンバ114は、シート200を支持するシートレール211が取り付けられる基部となる。
トーボード120は、車室100の下部における前面部を構成する部分である。
トーボード120は、フロア110の前端部から上方へ立ち上げて形成されている。
トーボード120は、車室100と図示しないエンジンルームとの隔壁として機能する。
ルーフ130は、車室100の天井部分を構成する部分である。
ルーフ130は、車室100の上部に実質的に水平方向に沿って配置されている。
図3に示すように、ルーフ130の左右両端部には、ルーフサイドフレーム131が設けられている。
ルーフサイドフレーム131は、ルーフ130の側端部に沿って前後方向に延在する構造部材である。
ルーフサイドフレーム131の前端部は、フロントガラス140の側端部に沿って配置されるAピラーの上端部と接合される。
ルーフ130の下側には、内装部材であるルーフトリム132が設けられる。
フロントガラス140は、車室100の前部において、乗員Pの上体UBの正面に設けられている。
フロントガラス140は、上端部が下端部に対して後方側となるように後傾して配置されている。
フロントガラス140の上端部は、ルーフ130の前端部に取り付けられている。
フロントガラス140の下端部は、インストルメントパネル150の上端部近傍において、図示しないカウル部に取り付けられている。
インストルメントパネル150は、例えば計器類、空調装置、ナビゲーション装置、グローブボックス等が設けられる内装部材である。
インストルメントパネル150は、トーボード120の上部から後方側(乗員P側)に張り出して形成されている。
サイドドア160は、車室100の側部に設けられ乗員Pの乗降等に用いられる扉状の部材である。
サイドドア160は、アウタパネル161、ドアトリム162、ドアガラス163等を有する。
アウタパネル161は、車体外板の一部を構成する部分であって、例えば鋼板等の金属板をプレス加工して成型されている。
アウタパネル161の内側には、図示しないインナパネルが取り付けられる。
ドアトリム162は、サイドドア160の車室100内側に取り付けられる内装材であって、例えば樹脂系材料等によって形成されている。
ドアガラス163は、アウタパネル161の上端部から上方に突出しかつ昇降可能となっている。
ドアガラス163が閉状態(上限まで上昇した状態)においては、ドアガラス163の上端部は、ルーフサイドフレーム131に近接して配置されている。
センターコンソール170は、車室100内においてフロアトンネル111の上部に設けられた内装部材である。
センターコンソール170は、例えば、樹脂系材料等によって形成され、小物を収容する空間部等が設けられる。
Bピラー180は、ルーフサイドフレーム131とサイドシル113との間にわたして設けられる柱状の部材である。
Bピラー180は、サイドドア160の後端部に沿って配置され、サイドドア160の図示しないラッチ機構と係合するストライカが設けられている。
Bピラー180には、シートベルト230のスリップジョイント233、リトラクタ231、及び、ラッププリテンショナ60が上方側から順次取り付けられている。
車室100内には、前席(運転席、助手席)乗員が着座するシート200が設けられている。
シート200は、シートレール211を介して、前後方向に位置を調節可能な状態でフロア100の上部に固定されている。
シート200は、座面210、シートバック220を有するとともに、シートベルト230が設けられている。
座面210は、乗員Pの大腿部Fから臀部までが載置される実質的に平板状の部分である。
座面210において乗員Pと接する上面部は、通常時においては、水平方向にほぼ沿いかつ前端部側が後端部側よりも高くなるようわずかに傾斜している。
座面210は、シートレール211を介して、フロア110のシートクロスメンバ114に取り付けられている。
シートレール211は、フロア110に対して、座面210を前後方向に相対変位可能に支持する。
シートバック220は、乗員Pの上体UBの背部を保持する背もたれ部である。
シートバック220は、座面210の後端部近傍から上方へ立ち上げられている。
シートバック220において乗員Pと接する前面部は、上端部が下端部に対して車両後方側となるようにやや後傾している。
座面210及びシートバック220は、例えば金属製の枠体であるシートフレームの内部に、スプリング等の弾性体を配置し、その周囲をウレタンフォーム等の弾性体で被覆し、表皮部分を構成する織物、編物等の布地や、天然皮革、合成皮革等でカバーして構成されている。
図4に示すように、シートバック220の左右方向(車幅方向)における両端部には、車両前方側に突出したサイドサポート221が設けられている。
サイドサポート221は、乗員Pの脇腹部を支持することにより、乗員Pの上体UBが旋回時の求心加速度や側面衝突時の衝突加速度によって車幅方向に振られることを防止する機能を有する。
シートベルト230は、布製のウェビングにより乗員Pを拘束するものである。
シートベルト230は、乗員Pの上体UBの前部(胸部)に袈裟掛け状にかけ渡されるショルダベルト部230S、及び、乗員Pの腰部に左右方向にかけ渡されるラップベルト部230Lを有する3点式のものである。
シートベルト230には、上述したショルダプリテンショナ50、ラッププリテンショナ60、ロッキングタング70、バックルプリテンショナ80に加え、リトラクタ231、バックル232、スリップジョイント233等が設けられる。
ショルダベルト部230S、ラップベルト部230Lは、共通のベルト(ウェビング)によって構成され、ロッキングタング70よりもリトラクタ231側がショルダベルト部230S、ラッププリテンショナ60側がラップベルト230Lとなる。
リトラクタ231は、シートベルト230の一方の端部が、巻き上げ可能に取り付けられるものである。
リトラクタ231は、Bピラー180の上下方向における中間部に取り付けられている。
ショルダプリテンショナ50は、リトラクタ231に内蔵されている。
バックル232は、シートベルト230の中間部が挿通されるロッキングタング70が着脱可能に取り付けられるものである。
バックル232は、例えば、シート200の座面210における車幅方向内側かつ後端部近傍において、図示しないシートフレームに取り付けられている。
バックル232には、ロッキングタング70を牽引してショルダベルト部230S、ラップベルト部230Lに張力を付与するバックルプリテンショナ80が設けられている。
スリップジョイント233は、リトラクタ231の上方においてBピラー180に取り付けられ、リトラクタ231から上方へ引き出されたシートベルト230の方向を、バックル232側へ転換させるものである。
シートベルト230は、スリップジョイント233を自由に通過可能となっている。
シートベルト230のリトラクタ231側とは反対の端部は、ラッププリテンショナ60に接続されている。
ラッププリテンショナ60は、Bピラー180の下端部近傍に取り付けられている。
ショルダプリテンショナ50、ラッププリテンショナ60、バックルプリテンショナ80は、乗員保護装置制御ユニット30からの指令に応じて、シートベルト230を牽引して張力を付加する機能を備えている。
ショルダプリテンショナ50、ラッププリテンショナ60、バックルプリテンショナ80は、例えば、火薬式のガス発生器が発生するガス圧力を用いてシートベルト230を牽引するガス圧式のアクチュエータを有する。
ロッキングタング70は、シートベルト230のウェビングが挿通された状態で、バックル232に着脱可能に取り付けられる。
シートベルト230のウェビングにおいて、ロッキングタング70よりもスリップジョイント233側の領域がショルダベルト部230Sとして機能し、ロッキングタング70よりもラッププリテンショナ60側の領域がラップベルト部230Lとして機能する。
ロッキングタング70は、ショルダベルト部230Sの領域と、ラップベルト230部Lの領域との間で、ウェビングが自由に通過可能な開放状態(アンロック状態)と、ウェビングの通過が拘束された拘束状態(ロック状態)とを、乗員保護装置制御ユニット30からの指令に応じて切替可能となっている。
図5は、車両のファーサイド側面衝突時における乗員の挙動の一例を模式的に示す図である。
ショルダプリテンショナ50、ラッププリテンショナ60、ロッキングタング70、バックルプリテンショナ80等の制御を行わない場合、図5に示すように、車両の右側面部に側面衝突を受け、左側のシート200に乗員Pが着座しているファーサイド側面衝突の場合、衝突による入力によって車体が左側に変位する際に、乗員Pは慣性力によって車体に対して右側に相対変位する。
このとき、乗員の腰部はラップベルト部230Lによって拘束され、また、車幅方向に変位した場合であってもセンターコンソール170との干渉によって変位が制限されることから、上体UBが右側(車幅方向内側)に大きく振られることになる。
このような上体UBの揺動が大きいと、それ自体が傷害を発生させるほか、隣席の乗員や車室内装部材との衝突による傷害も懸念される。
そこで、第1実施形態の乗員保護装置においては、以下説明する制御により、側面衝突時の乗員保護を図っている。
図6は、第1実施形態の乗員保護装置における衝突時の制御(ファーサイド側突制御)を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
<ステップS01:ファーサイド側面衝突判定>
乗員保護装置制御ユニット30は、加速度センサ31及び環境認識ユニット20から取得した情報に基づいて、ファーサイド側面衝突又はその前兆が検出されたか否かを判別する。
ファーサイド側面衝突又はその前兆が検出された場合、ファーサイド側面衝突判定を成立させ、ステップS02に進む。
その他の場合は、一連の処理を終了する。
<ステップS02:ロッキングタングロック・ショルダプリテンショナ作動>
乗員保護装置制御ユニット30は、ロッキングタング70を、アンロック状態からロック状態に移行させ、その後直ちにショルダプリテンショナ50を作動させる。
ショルダプリテンショナ50は、シートベルト230を牽引し、ショルダベルト部230Sに張力を与える。
このときの張力は、ショルダベルト部230Sにおける乗員Pの腰部と当接する箇所のたわみを抑制し、腰部がセンターコンソール170に近接する方向の車幅方向移動を抑制するとともに、乗員Pの上体UBをシートバック220に押し付けて脇腹がサイドサポート221と確実に接するよう拘束するのに十分な程度に、強力に設定される。
その後、ステップS03に進む。
<ステップS03:ショルダプリテンショナ作動後経過時間カウントアップ>
乗員保護装置制御ユニット30は、ステップS02においてショルダプリテンショナ50を作動させた後の経過時間を計時するタイマ手段のカウンタ値を加算(カウントアップ)する。
その後、ステップS04に進む。
<ステップS04:所定時間経過判断(1)>
乗員保護装置制御ユニット30は、ショルダプリテンショナ50作動後の経過時間が予め設定された第1の所定時間を経過(閾値を超過)したか否かを判別する。
この第1の所定時間(閾値)は、車両の側面衝突後、ファーサイド側の乗員Pの腰部の車幅方向内側への並進が終了し、車幅方向外側が持ち上がる方向への回動が開始するまでの時間を考慮して設定されている。
経過時間が第1の所定時間を経過している場合はステップS05に進み、経過していない場合はステップS03に戻り、以降の処理を繰り返す。
<ステップS05:ラッププリテンショナ作動>
乗員保護装置制御ユニット30は、ラッププリテンショナ60を作動させる。
ラッププリテンショナ60は、シートベルト230を牽引し、ラップベルト部230Lに張力を与える。
このときのラップベルト部230Lの張力は、乗員Pの腹部や内臓に深刻な傷害を与えないことを考慮し、ショルダベルト部230Sの張力に対して低くなるように設定されている。
その後、ステップS06に進む。
<ステップS06:ラッププリテンショナ作動後経過時間カウントアップ>
乗員保護装置制御ユニット30は、ステップS05においてラッププリテンショナ60を作動させた後の経過時間を計時するタイマ手段のカウンタ値を加算(カウントアップ)する。
その後、ステップS07に進む。
<ステップS07:所定時間経過判断(2)>
乗員保護装置制御ユニット30は、ラッププリテンショナ60作動後の経過時間が予め設定された第2の所定時間を経過(閾値を超過)したか否かを判別する。
この第2の所定時間(閾値)は、車両の衝突に伴う乗員Pの挙動が収束する程度の時間を考慮して設定されている。
経過時間が第2の所定時間を経過している場合はステップS08に進み、経過していない場合はステップS06に戻り、以降の処理を繰り返す。
<ステップS08:ロッキングタングアンロック・バックルプリテンショナ作動>
乗員保護装置制御ユニット30は、ロッキングタング70をロック状態からアンロック状態に移行させるとともに、バックルプリテンショナ80を作動させる。
バックルプリテンショナ80は、バックル232に装着されたロッキングタング70を牽引することによって、シートベルト230のショルダベルト部230S、ラップベルト部230Lに実質的に均等に張力を与える。
その後、一連の処理を終了する。
以上説明したように、第1実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)ファーサイド側面衝突時に、ロッキングタング70をロック状態としてショルダプリテンショナ50によりショルダベルト部230Sを牽引することによって、ショルダベルト部230Sの張力を高めて乗員Pの腰部が車幅方向内側に移動することを抑制するとともに、上体UBをシート200のシートバック220に押圧してサイドサポート221により拘束し、車幅方向内側に倒れ込む方向の挙動を抑制して乗員Pの傷害を軽減することができる。
また、ロッキングタング70をロック状態とすることによって、ラップベルト部230Lに過剰な張力が発生して乗員Pの腹部、内臓等に傷害を与えることを防止できる。
(2)ロッキングタング70をロック状態とした後にラップベルト部230Lを牽引することにより、ショルダベルト部230Sの張力とは独立してラップベルト部230Lに適度な張力を与え、乗員Pの腰部を適切に拘束することができる。
(3)ショルダプリテンショナ50の作動後、第1の所定時間の経過後にラッププリテンショナ60を作動させてラップベルト部230Lを牽引することにより、衝突後乗員Pの腰部が車幅方向に並進移動した後に、車幅方向外側の大腿部が浮き上がる方向に腰部が回動する挙動を抑制し、上体の倒れ込みを防止することができる。
(4)ラッププリテンショナ60によりラップベルト部230Lを牽引した際の張力を、ショルダベルト部230Sの張力に対して低くしたことによって、乗員Pの内臓や腹部への加害性を抑制し、乗員の傷害を確実に軽減することができる。
(5)ラッププリテンショナ60の作動後、第2の所定時間の経過後にロッキングタング70をロック状態からアンロック状態に移行させることによって、衝突の衝撃に伴う乗員の挙動が収束した後は、ショルダベルト部230Sの張力を軽減し、乗員Pの上体UBの移動に自由度を与え、バックル232の取り外しや車両からの脱出動作を阻害することを防止できる。
(6)ロッキングタング70をアンロック状態に移行させた後に、バックルプリテンショナ80によってショルダベルト部230S、ラップベルト部230Lに再度張力を付与することにより、ウェビングの弛みなどが生じることを防止し、乗員拘束性能の安定化を図ることができる。
<第2実施形態>
次に、本発明を適用した乗員保護装置の第2実施形態について説明する。
第2実施形態の乗員保護装置は、第1実施形態の乗員保護装置と実質的に同様のハードウェア構成を有する。
以下、共通する要素には同じ符号を付して説明する。
第2実施形態の乗員保護装置は、ファーサイド側面衝突時におけるバックルプリテンショナ80の制御が上述した第1実施形態と異なっている。
図7は、第2実施形態の乗員保護装置における衝突時の制御(ファーサイド側突制御)を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
<ステップS11:ファーサイド側面衝突判定>
乗員保護装置制御ユニット30は、加速度センサ31及び環境認識ユニット20から取得した情報に基づいて、ファーサイド側面衝突又はその前兆が検出されたか否かを判別する。
ファーサイド側面衝突又はその前兆が検出された場合、ファーサイド側面衝突判定を成立させ、ステップS12に進む。
その他の場合は、一連の処理を終了する。
<ステップS12:ロッキングタングロック・ショルダ及びバックルプリテンショナ作動>
乗員保護装置制御ユニット30は、ロッキングタング70を、アンロック状態からロック状態に移行させ、その後直ちにショルダプリテンショナ50及びバックルプリテンショナ80を作動させる。
ショルダプリテンショナ50は、シートベルト230を牽引し、ショルダベルト部230Sに張力を与える。
また、バックルプリテンショナ80は、バックル232に取り付けられたロッキングタング70を牽引し、ショルダベルト部230S及びラップベルト部230Lにそれぞれ張力を与える。
このときのショルダベルト部230Sの張力は、ショルダベルト部230Sにおける乗員Pの腰部と当接する箇所のたわみを抑制し、腰部がセンターコンソール170に近接する方向の車幅方向移動を抑制するとともに、乗員Pの上体UBをシートバック220に押し付けて脇腹がサイドサポート221と確実に接するよう拘束するのに十分な程度に、強力に設定される。
一方、ラップベルト部230Lの張力は、ショルダベルト部230Sの張力に対して低くなるように設定されている。
その後、ステップS13に進む。
<ステップS13:ショルダプリテンショナ作動後経過時間カウントアップ>
乗員保護装置制御ユニット30は、ステップS12においてショルダプリテンショナ50を作動させた後の経過時間を計時するタイマ手段のカウンタ値を加算(カウントアップ)する。
その後、ステップS14に進む。
<ステップS14:所定時間経過判断(1)>
乗員保護装置制御ユニット30は、ショルダプリテンショナ50作動後の経過時間が予め設定された第1の所定時間を経過(閾値を超過)したか否かを判別する。
経過時間が第1の所定時間を経過している場合はステップS15に進み、経過していない場合はステップS13に戻り、以降の処理を繰り返す。
<ステップS15:ラッププリテンショナ作動>
乗員保護装置制御ユニット30は、ラッププリテンショナ60を作動させる。
ラッププリテンショナ60は、シートベルト230を牽引し、ラップベルト部230Lに張力を与える。
このときのラップベルト部230Lの張力は、ショルダベルト部230Sの張力に対して低くなるように設定されている。
その後、ステップS16に進む。
<ステップS16:ラッププリテンショナ作動後経過時間カウントアップ>
乗員保護装置制御ユニット30は、ステップS15においてラッププリテンショナ60を作動させた後の経過時間を計時するタイマ手段のカウンタ値を加算(カウントアップ)する。
その後、ステップS17に進む。
<ステップS17:所定時間経過判断(2)>
乗員保護装置制御ユニット30は、ラッププリテンショナ60作動後の経過時間が予め設定された第2の所定時間を経過(閾値を超過)したか否かを判別する。
経過時間が第2の所定時間を経過している場合はステップS18に進み、経過していない場合はステップS16に戻り、以降の処理を繰り返す。
<ステップS18:ロッキングタングアンロック>
乗員保護装置制御ユニット30は、ロッキングタング70をロック状態からアンロック状態に移行させる。
その後、一連の処理を終了する。
以上説明した第2実施形態によれば、上述した第1実施形態の効果と実質的に同様の効果(0059段落(6)項記載の効果を除く)に加えて、ショルダベルト部230Sをショルダプリテンショナ50及びバックルプリテンショナ80により両側から牽引することによって、衝突初期におけるショルダベルト部230Sの張力をより向上し、ファーサイド側面衝突時における乗員保護効果を促進することができる。
(変形例)
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)乗員保護装置及びこれが搭載される車両の構成は、上述した実施形態に限らず適宜変更することができる。
例えば、上述した各プリテンショナ、ロッキングタングの制御によるショルダベルト部、ラップベルト部の張力制御に加えて、エアバッグ等の他の乗員拘束装置を組み合わせて利用し、乗員保護を行うようにしてもよい。
(2)実施形態において、乗員保護装置は一例として乗用車の前席に設けられるものであったが、これに限らず、後席(複数列を有する車両における2列目以降)に設けることも可能である。
(3)実施形態においては、ショルダベルト部の牽引に対して時間差を設けて、ラップベルト部をショルダベルト部よりも張力が低くなるように弱く牽引しているが、ラップベルト部をショルダベルト部と実質的に同時に、ショルダベルト部よりも張力が低くなるように牽引してもよい。また、ラップベルト部を、ショルダベルト部の牽引に対して時間差を設けて、ショルダベルト部と同等の張力となるように牽引してもよい。
1 乗員保護装置 11 ステレオカメラ装置
12 ミリ波レーダ装置 13 レーザスキャナ装置
20 環境認識ユニット 30 乗員保護装置制御ユニット
31 加速度センサ 40 エアバッグ制御ユニット
50 ショルダプリテンショナ 60 ラッププリテンショナ
70 ロッキングタング 80 バックルプリテンショナ
100 車室 110 フロア
111 フロアトンネル 112 フロントサイドフレーム
113 サイドシル 114 シートクロスメンバ
120 トーボード 130 ルーフ
131 ルーフサイドフレーム 132 ルーフトリム
140 フロントガラス 150 インストルメントパネル
160 サイドドア 161 アウタパネル
162 ドアトリム 163 ドアガラス
170 センターコンソール 180 Bピラー
200 シート 210 座面
211 シートレール 220 シートバック
221 サイドサポート
230 シートベルト 230S ショルダベルト部
230L ラップベルト部 231 リトラクタ
232 バックル 233 スリップジョイント
P 乗員 H 頭部
UB 上体 F 大腿部

Claims (7)

  1. 車体中央に対して左右いずれか一方にオフセットして着座する乗員の車幅方向外側の肩部付近と車幅方向内側の腰部付近との間にわたして配置されるショルダベルト部、及び、前記乗員の車幅方向内側の腰部付近と車幅方向外側の腰部付近との間にわたして配置されるラップベルト部を有するシートベルトと、
    前記乗員の車幅方向内側の腰部付近に設けられたバックルに着脱可能に取り付けられ、前記シートベルトが通されるとともに、前記ショルダベルト部と前記ラップベルト部との間で前記シートベルトが移動することを許容するアンロック状態と前記移動を規制するロック状態とを切り替え可能なロッキングタングと、
    前記ショルダベルト部を牽引して張力を与えることが可能なショルダベルト牽引部と、
    側面衝突又はその前兆を検出する側面衝突検出手段と
    を備える乗員保護装置であって、
    前記側面衝突検出手段が前記乗員側とは反対側からの側面衝突又はその前兆を検出した場合に、前記ロッキングタングを前記ロック状態とする指令を与え、かつ前記ショルダベルト牽引部に前記ショルダベルト部を牽引させるファーサイド側突制御を実行する制御部を有し、
    前記ロッキングタングは、前記制御部からの前記指令に応じて前記アンロック状態から前記ロック状態へ切り替えられ
    前記ラップベルト部を牽引して張力を与えることが可能なラップベルト牽引部を備え、
    前記制御部は、前記乗員の腰部の車幅方向内側への並進が終了し、前記腰部の車幅方向外側が持ち上がる方向への回動が開始するまでに前記ラップベルト牽引部による前記ラップベルト部の牽引を開始すること
    を特徴とする乗員保護装置。
  2. 前記制御部は、前記ラップベルト牽引部による前記ラップベルト部の牽引を、前記ショルダベルト牽引部による前記ショルダベルトの牽引開始から時間差を設けて開始すること
    を特徴とする請求項に記載の乗員保護装置。
  3. 前記ラップベルト牽引部による牽引後の前記ラップベルト部の張力を、前記ショルダベルト牽引部による牽引後の前記ショルダベルトの張力よりも低くしたこと
    を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の乗員保護装置。
  4. 車体中央に対して左右いずれか一方にオフセットして着座する乗員の車幅方向外側の肩部付近と車幅方向内側の腰部付近との間にわたして配置されるショルダベルト部、及び、前記乗員の車幅方向内側の腰部付近と車幅方向外側の腰部付近との間にわたして配置されるラップベルト部を有するシートベルトと、
    前記乗員の車幅方向内側の腰部付近に設けられたバックルに着脱可能に取り付けられ、前記シートベルトが通されるとともに、前記ショルダベルト部と前記ラップベルト部との間で前記シートベルトが移動することを許容するアンロック状態と前記移動を規制するロック状態とを切り替え可能なロッキングタングと、
    前記ショルダベルト部を牽引して張力を与えることが可能なショルダベルト牽引部と、
    側面衝突又はその前兆を検出する側面衝突検出手段と
    を備える乗員保護装置であって、
    前記側面衝突検出手段が前記乗員側とは反対側からの側面衝突又はその前兆を検出した場合に、前記ロッキングタングを前記ロック状態とする指令を与え、かつ前記ショルダベルト牽引部に前記ショルダベルト部を牽引させるファーサイド側突制御を実行する制御部を有し、
    前記ロッキングタングは、前記制御部からの前記指令に応じて前記アンロック状態から前記ロック状態へ切り替えられ、
    前記制御部は、前記ショルダベルト牽引部による前記ショルダベルト部の牽引開始後、
    所定時間の経過後に前記ロッキングタングを前記アンロック状態とすること
    を特徴とする乗員保護装置。
  5. 前記バックルに設けられ、前記ロッキングタングを牽引するタング牽引部を備え、
    前記制御部は、前記ロッキングタングを前記アンロック状態とした後に前記タング牽引部に前記ロッキングタングを牽引させること
    を特徴とする請求項に記載の乗員保護装置。
  6. 車体中央に対して左右いずれか一方にオフセットして着座する乗員の車幅方向外側の肩部付近と車幅方向内側の腰部付近との間にわたして配置されるショルダベルト部、及び、前記乗員の車幅方向内側の腰部付近と車幅方向外側の腰部付近との間にわたして配置されるラップベルト部を有するシートベルトと、
    前記乗員の車幅方向内側の腰部付近に設けられたバックルに着脱可能に取り付けられ、前記シートベルトが通されるとともに、前記ショルダベルト部と前記ラップベルト部との間で前記シートベルトが移動することを許容するアンロック状態と前記移動を規制するロック状態とを切り替え可能なロッキングタングと、
    前記ショルダベルト部を牽引して張力を与えることが可能なショルダベルト牽引部と、
    側面衝突又はその前兆を検出する側面衝突検出手段と
    を備える乗員保護装置であって、
    前記側面衝突検出手段が前記乗員側とは反対側からの側面衝突又はその前兆を検出した場合に、前記ロッキングタングを前記ロック状態としかつ前記ショルダベルト牽引部に前記ショルダベルト部を牽引させるファーサイド側突制御を実行する制御部を有し、
    前記制御部は、前記ショルダベルト牽引部による前記ショルダベルト部の牽引開始後、所定時間の経過後に前記ロッキングタングを前記アンロック状態とし、
    前記バックルに設けられ、前記ロッキングタングを牽引するタング牽引部を備え、
    前記制御部は、前記ロッキングタングを前記アンロック状態とした後に前記タング牽引部に前記ロッキングタングを牽引させること
    を特徴とする乗員保護装置。
  7. 前記バックルに設けられ、前記ロッキングタングを牽引するタング牽引部を備え、
    前記制御部は、前記ショルダベルト牽引部による前記ショルダベルト部の牽引と同時に前記タング牽引部に前記ロッキングタングを牽引させること
    を特徴とする請求項1から請求項までのいずれか1項に記載の乗員保護装置。
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