(57)【要約】【課題】車両の前面衝突時における乗員保護性能を向上させる。【解決手段】車両用乗員拘束装置１０は、シートベルト１２と、衝突予知センサ１４と、乗員２６と車両用シート２４のシートバック３２との間の間隙Ｓを拡大させるブレーキ装置１６（間隙拡大手段）と、シートベルト１２を引き込む火薬式プリテンショナ１８及び電動モータ２０（アクチュエータ）と、衝突予知センサ１４により車両の前面衝突が事前に検知された場合、ブレーキ装置１６（間隙拡大手段）により乗員２６とシートバック３２との間隙Ｓを拡大させると共に火薬式プリテンショナ１８及び電動モータ２０（アクチュエータ）によってシートベルト１２の引込みを開始し、少なくとも前面衝突発生後に乗員２６の前方移動が始まるまで、シートベルト１２から乗員２６に荷重を入力し続け乗員２６を車両後方へ移動させ続ける制御部２２と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に引込み可能に構成され、車両用シートに着座した乗員の胸部に対応するシートベルトと、
車両の前面衝突を事前に検知する衝突予知センサと、
前記乗員と前記車両用シートのシートバックとの間の間隙を拡大させる間隙拡大手段と、
前記シートベルトを引き込むアクチュエータと、
前記衝突予知センサにより車両の前面衝突が事前に検知された場合、前記間隙拡大手段により前記乗員と前記シートバックとの間隙を拡大させると共に前記アクチュエータによって前記シートベルトの引込みを開始し、前面衝突前から少なくとも前面衝突発生後に前記乗員の前方移動が始まるまで、前記シートベルトから前記乗員に荷重を入力し続けると共に前記乗員を車両後方へ移動させ続ける制御部と、
を有する車両用乗員拘束装置。
【請求項２】
前記アクチュエータは、火薬式プリテンショナ及び電動モータであり、
前記制御部は、車両の前面衝突前に前記火薬式プリテンショナを作動させると共に、該前面衝突前から少なくとも前記乗員の前方移動が始まるまで、前記電動モータを駆動する請求項１に記載の車両用乗員拘束装置。
【請求項３】
前記荷重は、前記火薬式プリテンショナの作動時に最大となるように設定されている請求項２に記載の車両用乗員拘束装置。
【請求項４】
前記アクチュエータは、電動モータであり、
前記制御部は、車両の前面衝突発生前には前記電動モータを第１速度で駆動し、その後該前面衝突発生前から少なくとも前記乗員の前方移動が始まるまで、前記第１速度よりも遅い第２速度で前記電動モータを駆動する請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両用乗員拘束装置。
【請求項５】
前記間隙拡大手段は、車両を減速させ前記乗員を慣性により前傾させるブレーキ装置、前記シートバックを後傾させるリクライニング装置、及び前記車両用シートを車両後方へ移動させるシートスライド装置の少なくとも１つである請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両用乗員拘束装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用乗員拘束装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗員保護装置として、車両の前面衝突が事前に検知された場合に、座席移動機構とシートベルト巻取機構とを連動制御して、シートベルトを巻き取った後にシートを後傾させ、乗員とハンドルとの距離を通常状態に比べて拡大する構成が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、乗員保護装置として、車両衝突後にシートベルトによる乗員拘束の強さを制御することで、乗員の減速度を好適に低減する車体減速度波形を実現して、乗員の傷害値低減を可能にする構成が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７５９０１号公報
【特許文献２】特開２００３−２５９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した特許文献１のように、衝突の事前検知時に乗員とハンドルとの距離を拡大しても、車両衝突速度や乗員質量等が増加し乗員の運動エネルギが増えたときには、エネルギ吸収が不十分となる可能性がある。
【０００６】
また、上記した特許文献２のように、衝突後にシートベルトによる乗員拘束の強さを制御しても、乗員の運動エネルギが増えたときには、エネルギ吸収が不十分となる可能性がある。
【０００７】
本発明は、車両の前面衝突時における乗員保護性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る車両用乗員拘束装置は、車両に引込み可能に構成され、車両用シートに着座した乗員の胸部に対応するシートベルトと、車両の前面衝突を事前に検知する衝突予知センサと、前記乗員と前記車両用シートのシートバックとの間の間隙を拡大させる間隙拡大手段と、前記シートベルトを引き込むアクチュエータと、前記衝突予知センサにより車両の前面衝突が事前に検知された場合、前記間隙拡大手段により前記乗員と前記シートバックとの間隙を拡大させると共に前記アクチュエータによって前記シートベルトの引込みを開始し、前面衝突前から少なくとも前面衝突発生後に前記乗員の前方移動が始まるまで、前記シートベルトから前記乗員に荷重を入力し続けると共に前記乗員を車両後方へ移動させ続ける制御部と、を有する。
【０００９】
なお、「前面衝突」には、車両同士のフルラップ衝突に限られず、微小ラップ衝突や斜め衝突等、車両進行方向において生じ得る各種衝突形態が含まれる。
【００１０】
この車両用乗員拘束装置では、衝突予知センサにより車両の前面衝突が事前に検知された場合に、制御部が間隙拡大手段を作動させ、乗員とシートバックとの間隙を拡大させる。続いて、制御部がアクチュエータを作動させることにより、シートベルトの引込みが開始される。これにより、車両の前面衝突が発生する前から少なくとも該前面衝突発生後に乗員の前方移動が始まる（衝突初期）まで、シートベルトから乗員の乗員に荷重を入力し続けると共に、該乗員を後方移動させ続ける。
【００１１】
つまり、車両の前面衝突予知時に、乗員とシートバックとの間隙を拡大させ、車両の前面衝突が発生する前から衝突初期にかけて、シートベルトにより乗員を押圧しつつ車両後方へ移動させ続ける。したがって、乗員の対地速度が車両の対地速度よりも遅くなる減速状態が、衝突初期まで持続する。これにより、乗員の減速による初期運動エネルギを低減し、乗員の拘束時に吸収すべきエネルギを低減することが可能となる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の車両用乗員拘束装置において、前記アクチュエータが、火薬式プリテンショナ及び電動モータであり、前記制御部は、車両の前面衝突前に前記火薬式プリテンショナを作動させると共に、該前面衝突前から少なくとも前記乗員の前方移動が始まるまで、前記電動モータを駆動する。
【００１３】
この車両用乗員拘束装置では、車両の前面衝突が事前に検知された場合におけるシートベルトの引込みが、火薬式プリテンショナ及び電動モータを用いて行われる。火薬式プリテンショナによりシートベルトを迅速に引き込むことにより、前面衝突前における乗員の減速を大きくすることができる。また、前面衝突発生前から少なくとも前面衝突発生後に乗員の前方移動が始まるまで、電動モータを駆動してシートベルトを引き込み、乗員を車両後方へ移動させ続ける。したがって、前面衝突発生後に乗員の前方移動が始まるときに、乗員は既にシートベルトに拘束されている。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２に記載の車両用乗員拘束装置において、前記荷重が、前記火薬式プリテンショナの作動時に最大となるように設定されている。
【００１５】
この車両用乗員拘束装置では、シートベルトから乗員に入力される荷重が、前面衝突発生前に作動する火薬式プリテンショナの作動時に最大となる。したがって、前面衝突発生前における乗員の減速をより一層大きくすることができる。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両用乗員拘束装置において、前記アクチュエータが電動モータであり、前記制御部は、車両の前面衝突発生前には前記電動モータを第１速度で駆動し、その後該前面衝突発生前から少なくとも前記乗員の前方移動が始まるまで、前記第１速度よりも遅い第２速度で前記電動モータを駆動する。
【００１７】
この車両用乗員拘束装置では、車両の前面衝突が事前に検知された場合におけるシートベルトの引込みが、電動モータを用いて行われる。制御部による電動モータの駆動速度には、第１速度と、第１速度よりも遅い第２速度とがある。車両の前面衝突発生前には、まず電動モータを比較的速い第１速度で駆動してシートベルトを引き込むことにより、前面衝突前における乗員の減速を大きくすることができる。また、その後前面衝突発生前から少なくとも前面衝突発生後に乗員の前方移動が始まるまで、電動モータを第２速度で駆動してシートベルトを引き込み、乗員を車両後方へ移動させ続ける。したがって、前面衝突発生後に乗員の前方移動が始まるときに、既に該シートベルトに拘束されている。これにより、乗員の減速による初期運動エネルギを低減し、乗員の拘束時に吸収すべきエネルギを低減することができる。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車両用乗員拘束装置において、前記間隙拡大手段が、車両を減速させ前記乗員を慣性により前傾させるブレーキ装置、前記シートバックを後傾させるリクライニング装置、及び前記車両用シートを車両後方へ移動させるシートスライド装置の少なくとも１つである。
【００１９】
この車両用乗員拘束装置では、間隙拡大手段として、シートバックを後傾させる機構、車両用シートを車両後方へ移動させる機構、又は自動ブレーキ装置が用いられる。車両の前面衝突発生後に乗員の前方移動が始まるまでに、シートバックを後傾させたり、車両用シートを車両後方へ移動させたりすることにより、乗員とシートバックとの間の間隙を拡大させることができる。また、自動ブレーキ装置により車両に制動力を作用させることにより、車両用シートに着座した乗員の胸部を慣性により前傾させ、乗員とシートバックとの間の間隙を拡大させることができる。このように、各種間隙拡大手段を用いて、乗員の胸部の車両後方への可動領域を広げることができる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に記載の車両用乗員拘束装置によれば、車両の前面衝突時における乗員保護性能を向上させることができる。
【００２１】
請求項２及び請求項４に記載の車両用乗員拘束装置によれば、乗員の初期運動エネルギを更に低減することができる。
【００２２】
請求項３に記載の車両用乗員拘束装置によれば、乗員の初期運動エネルギをより一層低減することができる。
【００２３】
請求項５に記載の車両用乗員拘束装置によれば、各種の間隙拡大手段を用いて、シートベルトの引込みによる乗員の減速状態を、衝突初期まで持続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係る車両用乗員拘束装置を模式的に示す側面図及びブロック図である。
【図２】シートベルト引込み開始から乗員の前方移動開始までの間における、シートベルト荷重の変化を示す線図である。
【図３Ａ】自車と対向車との前面衝突が予知された状態を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａのタイミングで、乗員が通常の着座状態にあることを示す側面図である。
【図４Ａ】自動ブレーキの作動により自車が減速している状態を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａのタイミングで、乗員が慣性により前傾することを示す側面図である。
【図５Ａ】自車が更に減速した状態を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａのタイミングで、シートベルトが引き込まれて乗員が車両後方へ移動し始めた状態を示す側面図である。
【図６Ａ】自車と対向車との前面衝突が発生する直前の状態を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ａのタイミングで、乗員の車両後方への移動が継続している状態を示す側面図である。
【図７Ａ】前面衝突が発生した後の状態を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ａのタイミングで乗員が前方移動し、エアバッグにより拘束された状態を示す側面図である。
【図８】自動ブレーキの作動開始から、乗員の前方移動までの間における、車両Ｇの変化、シートベルト荷重の変化、乗員速度の変化、及びシートバックと乗員の間隙の変化を示す線図である。
【図９】自動ブレーキの作動開始から前面衝突発生後までの間における、乗員の前方移動の変化を示す線図である。
【図１０】自動ブレーキの作動開始から前面衝突発生後までの間における、シートベルト及びエアバッグに対する接触荷重の変化を示す線図である。
【図１１】乗員の胸部のたわみ（胸たわみ）について、従来例と実施例とを比較した線図である。
【図１２】乗員の運動エネルギについて、従来例と実施例とを比較した図である。
【図１３】アクチュエータとして電動モータのみを用いた場合において、シートベルト引込み開始から乗員の前方移動開始までの間における、シートベルト荷重の変化を示す線図である。
【図１４】図１３のシートベルト荷重の変化を実現するための、シートベルト引込量の制御を示す線図である。
【図１５】間隙拡大手段として、リクライニング装置を用いた例を示す側面図及びブロック図である。
【図１６】間隙拡大手段として、シートスライド装置を用いた例を示す側面図及びブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図面において、矢印ＦＲは車両前方を示し、矢印ＵＰは車両上方を示している。
【００２６】
図１において、本実施形態に係る車両用乗員拘束装置１０は、シートベルト１２と、衝突予知センサ１４と、間隙拡大手段の一例としてのブレーキ装置１６と、アクチュエータの一例としての火薬式プリテンショナ１８及び電動モータ２０と、制御部２２とを有している。
【００２７】
シートベルト１２は、車両に引込み可能に構成され、車両用シート２４に着座した乗員２６の胸部２８に対応する、非伸長性の乗員拘束用ウェビングである。シートベルト１２は、図示しないリトラクタにより巻き取られることで、矢印Ａ方向に引込み可能に構成されている。図１では、車両用シート２４は運転席であり、車両用シート２４の車両前方には、ステアリングホイール３６が設けられている。このステアリングホイール３６には、乗員拘束装置としてのエアバッグ３４（図７Ｂ）が格納されている。
【００２８】
衝突予知センサ１４は、車両の一例としての自車３０（図３Ａ）の前面衝突を事前に検知するものである。衝突予知センサ１４としては、カメラ、ミリ波レーダ、赤外線レーザ等の各種センサを用いることができる。
【００２９】
ブレーキ装置１６は、車両を減速させ乗員２６を慣性により前傾させることで、乗員２６とシートバック３２との間の間隙Ｓを拡大させるものである。このブレーキ装置１６は、前面衝突が予知されたときに制御部２２からの信号によって自動的に作動する、いわゆる自動ブレーキ機能を有している。ブレーキ装置１６は、通常時は、乗員２６の操作により作動する。ブレーキ装置１６は、車両の減速を大きくして運動エネルギを低減するために、前面衝突前のなるべく早いうちに作動することが望ましい。
【００３０】
火薬式プリテンショナ１８及び電動モータ２０は、シートベルト１２を引き込む駆動部であり、例えばシートベルト１２を巻き取るためのリトラクタ（図示せず）に設けられている。火薬式プリテンショナ１８は、制御部２２からの信号により火薬が着火され、該火薬が燃焼することで発生するガスの圧力を利用して、シートベルト１２を矢印Ａ方向に引き込むようになっている。また、電動モータ２０は、制御部２２からの信号によりリトラクタを巻取り方向に作動させて、シートベルト１２を矢印Ａ方向に引き込むようになっている。
【００３１】
制御部２２は、衝突予知センサ１４により車両の前面衝突が事前に検知された場合、ブレーキ装置１６により乗員２６とシートバック３２との間隙Ｓを拡大させると共に、火薬式プリテンショナ１８及び電動モータ２０によってシートベルト１２の引込みを開始する。そして、前面衝突前から少なくとも前面衝突発生後に乗員２６の前方移動が始まるまで、シートベルト１２から乗員２６に荷重を入力し続けると共に、乗員２６を車両後方へ移動させ続けるようになっている。なお、この荷重を「シートベルト荷重」ということがある。
【００３２】
制御部２２は、車両の前面衝突前に火薬式プリテンショナ１８を作動させると共に、該前面衝突前から少なくとも乗員２６の前方移動が始まるまで、電動モータ２０を駆動する。また、シートベルト１２から乗員２６に入力されるシートベルト荷重は、火薬式プリテンショナ１８の作動時に最大（Ｆ１）となるように設定されている。制御部２２から火薬式プリテンショナ１８及び電動モータ２０に対して同時に作動信号が出力された場合、応答性の違いから、電動モータ２０よりも火薬式プリテンショナ１８の方が早くシートベルト１２を引き込み始める。したがって、図２に示されるように、まず、火薬式プリテンショナ１８によりシートベルト荷重が急速に増加し、最大の荷重であるＦ１に達し、火薬の燃焼の終了によりシートベルト荷重がＦ２まで減少するタイミングで、電動モータ２０によるシートベルト１２の引込みが始まる。電動モータ２０は、前面衝突発生前から少なくとも前面衝突発生後に乗員２６の前方移動が始まるまで作動し続け、シートベルト荷重をＦ２に維持するようになっている。また、電動モータ２０は、制御部２２の制御により、前面衝突発生後に停止する。なお、制御部２２から火薬式プリテンショナ１８に作動信号を出力した後に、制御部２２から電動モータ２０に対して作動信号を出力してもよい。
【００３３】
乗員２６が、胸部２８の耐性の低い高齢者である場合を考慮すると、荷重Ｆ１は２ｋＮ以下であることが望ましい。また、シートベルト荷重が小さ過ぎると、乗員２６が減速しないので、シートベルト荷重は、例えば５００Ｎ以上であることが望ましい。
【００３４】
シートベルト１２により乗員２６を車両後方へ移動させる際、シートベルト１２が緩まないようにして、乗員２６を拘束状態に維持することが望ましい。荷重Ｆ２は、その拘束状態の維持に適した荷重である。前面衝突後乗員２６の前方移動が始まるときにおける、車両の速度Ｆ（図１）に対する乗員２６の減速が５ｋｍ／ｈである場合、荷重Ｆ２は、例えば１ｋＮである。乗員２６の減速とは、図１に示される胸部２８の後方移動速度Ｒであり、「車両の速度Ｆ−胸部の前進速度」に相当する。
【００３５】
乗員２６の胸部２８の前進速度は、シートベルト１２の引込み開始から時間が経過するほど減速するので、その観点では引込み開始は早い方がよい。一方、乗員２６の車両後方への移動時に、乗員２６とシートバック３２との間の間隙Ｓがなくなると、乗員２６の速度が車両の速度と一致してしまい、減速がキャンセルされるため、その観点では引込み開始は遅い方がよい。シートベルト１２の引込み開始のタイミングは、このような事情を比較考慮して設定される。
【００３６】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、本実施形態に係る車両用乗員拘束装置１０では、衝突予知センサ１４により車両の前面衝突が事前に検知された場合に、制御部２２が間隙拡大手段の一例としてのブレーキ装置１６を作動させ、乗員２６とシートバック３２との間隙Ｓを拡大させる。続いて、制御部２２が火薬式プリテンショナ１８及び電動モータ２０を作動させることにより、シートベルト１２の引込みが開始される。
【００３７】
具体的には、火薬式プリテンショナ１８によりシートベルト１２を迅速に引き込むことにより、前面衝突前における乗員２６の減速を大きくすることができる。特に、図２に示されるように、シートベルト荷重が、前面衝突発生前に作動する火薬式プリテンショナ１８の作動時に最大（Ｆ１）となるようにすることで、前面衝突発生前における乗員２６の減速を一層大きくすることができる。また、前面衝突発生前から少なくとも前面衝突発生後に乗員２６の前方移動が始まるまで、電動モータ２０を駆動してシートベルト１２を引き込み、乗員２６を車両後方へ移動させ続ける。
【００３８】
つまり、車両の前面衝突予知時に、乗員２６とシートバック３２との間隙Ｓを拡大させ、車両の前面衝突が発生する前から衝突初期にかけて、シートベルト１２から乗員２６にシートベルト荷重を入力し続けると共に、該乗員２６を車両後方へ移動させ続ける。換言すれば、乗員２６が一旦前傾してから、前面衝突発生後に乗員２６の前方移動が始まる（衝突初期）まで、乗員２６はシートバック３２に接触しない。したがって、乗員２６の対地速度が車両の対地速度よりも遅くなる減速状態が、衝突初期まで持続する。また、前面衝突発生後に乗員２６の前方移動が始まるときに、乗員２６は既にシートベルト１２に拘束されている。これにより、乗員２６の減速による初期運動エネルギを低減し、乗員２６の拘束時に吸収すべきエネルギを低減することができる。
【００３９】
このように、本実施形態によれば、車両の前面衝突時における乗員保護性能を向上させることができる。
【００４０】
（実施例）
以下、本実施形態についてのコンピュータシミュレーションの内容及びその結果について説明する。前提として、自動ブレーキ作動中に自車３０及び対向車４０がそれぞれ５６ｋｍ／ｈで正面衝突した場合を想定した。乗員２６は、平均的な男性が運転席に着座しているものとした。
【００４１】
図３Ａ、図３Ｂは、障害物である対向車４０の検知により前面衝突が予知された状態を示している。このとき、自車３０の速度は７６ｋｍ／ｈ、対向車４０の速度は５６ｋｍ／ｈである。前面衝突の予知により、自動ブレーキが作動し始める。乗員２６は通常の着座状態にあり、乗員速度は自車３０の速度と同じ７６ｋｍ／ｈである。
【００４２】
図４Ａ、図４Ｂは、自動ブレーキの作動により自車３０の速度が５７ｋｍ／ｈまで減速した状態を示している。乗員２６の胸部２８は、自車３０の減速度Ｇにより生じる慣性により前傾し、シートバック３２との間隙Ｓが拡大する。このとき、シートベルト１２がリトラクタ（図示せず）から引き出されるが、引出し加速度が所定値よりも大きい場合ロックされ、後述するベルトフォースリミッタが作動しない限り、それ以上の引出しは抑制される。乗員速度は自車３０の速度と同じ５７ｋｍ／ｈである。
【００４３】
図５Ａ、図５Ｂは、自車３０の速度が更に５６ｋｍ／ｈまで減速した状態を示している。このタイミングでは、火薬式プリテンショナ１８（図１）の作動によりシートベルト１２が引き込まれ、乗員２６の胸部２８が車両後方へ移動し始める。
【００４４】
図６Ａ、図６Ｂは、自車３０と対向車４０との前面衝突が発生する直前の状態を示している。このタイミングでは、電動モータ２０の作動によりシートベルト１２が引き込まれ、乗員２６の車両後方への移動が継続する。これにより、乗員２６とシートバック３２との間隙Ｓは、図５Ｂの状態よりも減少している。
【００４５】
図７Ａ、図７Ｂは、前面衝突が発生した後の状態を示している。このタイミングでは、乗員２６が前方移動し、例えばステアリングホイール３６から展開したエアバッグ３４により拘束された状態を示す図である。このとき、シートベルト１２に大きな張力が生じることで、リトラクタのベルトフォースリミッタが作動し、リトラクタのロックや電動モータ２０による引込みにかかわらず、シートベルト１２の引出しが許容される。
【００４６】
図８は、自動ブレーキの作動開始から、乗員の前方移動までの間における、車両Ｇ（減速度）の変化、シートベルト荷重の変化、乗員速度の変化、及びシートバックと乗員の間隙の変化を示す線図である。図中、太線は実施例、細線は本実施形態の構成を有しない従来例を指す。また、図中、区間（ａ）は、図３Ａ、図３Ｂから図４Ａ、図４Ｂの段階を示している。区間（ａ）は、前面衝突開始の１ｓ前から２５ｍｓ前までタイミングに相当する。区間（ｂ）は、図４Ａ、図４Ｂから図５Ａ、図５Ｂの段階を示しており、火薬式プリテンショナ１８（図１）によるシートベルトの引込み開始（前面衝突開始の２５ｍｓ前）から終わりまでのタイミングに相当する。区間（ｃ）は、図６Ａ、図６Ｂの段階を示しており、電動モータ２０（図１）によるシートベルトの引込み開始から、前面衝突発生後乗員の前方移動開始までのタイミングに相当する。シートベルトの引込みは、例えば区間（ｂ）、（ｃ）で行われる。そして、区間（ｄ）は、図７Ａ、図７Ｂの段階を示しており、乗員の前方移動開始後（前面衝突開始の１５ｍｓ後以降）のタイミングに相当する。
【００４７】
車両Ｇ（減速度）は、区間（ａ）において、自動ブレーキの作動開始により発生する。この車両Ｇ（減速度）は、区間（ａ）の間に例えば１Ｇに達する。この１Ｇの減速度は、前面衝突開始まで持続する。前面衝突が発生すると減速度が急上昇するため、車両の速度は急減する。
【００４８】
シートベルト荷重は、区間（ｂ）において、火薬式プリテンショナ１８（図１）の作動により急速に増加し、最大のＦ１に達した後、Ｆ２まで減少する。続いて、シートベルト荷重は、区間（ｃ）において、電動モータ２０によるシートベルト荷重が発生する。電動モータ２０は、前面衝突発生後の乗員の前方移動が始まるまで、つまり区間（ｃ）の間作動し続け、シートベルト荷重をＦ２に維持する。乗員の前方移動開始後は、車両の減速度の急上昇に伴い、シートベルト荷重も急上昇する。なお、細線で示されるように、従来例のシートベルト荷重は、乗員の前方移動開始までは増加しない。
【００４９】
乗員速度は、区間（ｂ）、（ｃ）において、シートベルトの引込みに伴い減少し、前面衝突発生後の乗員の前方移動が始まった時点で、例えば５ｋｍ／ｈ減速されている。この例では、前面衝突発生時の車両の速度が５６ｋｍ／ｈであるのに対し、乗員速度は５１ｋｍ／ｈまで減少したことになる。この５ｋｍ／ｈの減速により、乗員の運動エネルギが低減される。なお、細線で示されるように、従来例では、自動ブレーキによる車両の制動や、シートベルトの引込みが行われないので、乗員速度は車両の速度と一致しており、前面衝突開始後の乗員の前方移動開始まで減少しない。
【００５０】
シートバックと乗員の間隙は、区間（ａ）において、自動ブレーキの作動により増加する。区間（ｂ）、（ｃ）では、間隙は、シートベルトの引込みによる乗員の車両後方への移動により減少して行くが、０にはならない。つまり、この区間（ｂ）、（ｃ）では、乗員はシートバック３２（図１）に接触せず、車両後方へ移動し続けている。区間（ｄ）では、乗員の前方移動開始により、間隙は増加に転じる。なお、細線で示されるように、従来例におけるシートバックと乗員の間隙は、自動ブレーキによる車両の制動が行われないことから前面衝突開始までは変化しない。つまり、乗員は、前面衝突開始までシートバックに接触した状態となっている。この間隙は、前面衝突開始時から増加する。
【００５１】
次に、図９は、自動ブレーキの作動開始から前面衝突発生後までの間における、乗員の前方移動の変化を示す線図である。自動ブレーキの作動開始により、乗員の胸部２８（図１）は慣性により車両前方へ移動する。シートベルトの引込みが開始されると、乗員は、前面衝突発生後の乗員の前方移動開始まで、シートベルト荷重を受けつつ、車両後方へ移動し続ける。乗員は、前方移動開始後、シートベルト１２及びエアバッグ３４（図７Ｂ）により拘束されるまで車両前方へ移動する。太線で示される実施例と細線で示される従来例とを比較すると、実施例における車両前方移動の最大値は、従来例における車両前方移動の最大値よりも２５ｍｍ少なくなっている。このことから、乗員の拘束時に吸収すべきエネルギが低減していることがわかる。
【００５２】
図１０は、自動ブレーキの作動開始から前面衝突発生後までの間における、シートベルト及びエアバッグに対する接触荷重の変化を示す線図である。前面衝突発生後に乗員の前方移動が始まるまでの接触荷重の変化は、図８に示されるシートベルト荷重の変化に対応する。乗員の前方移動開始後に、乗員がエアバッグの拘束を受けると、シートベルトとの接触荷重に、エアバッグとの接触荷重が加算される。太線で示される実施例と細線で示される従来例とを比較すると、実施例における接触荷重の最大値は、従来例における接触荷重の最大値よりも０．５ｋＮ少なくなっている。このことからも、乗員の拘束時に吸収すべきエネルギが低減していることがわかる。
【００５３】
図１１は、乗員の胸部のたわみ（胸たわみ）について、従来例と実施例とを比較した線図である。胸たわみは、乗員保護性能の指標であり、小さい程良好である。実施例では、従来例と比較して、胸たわみが５ｍｍ減少している。
【００５４】
図１２は、乗員の運動エネルギについて、従来例と実施例とを比較した図である。白抜きの部分は、車両が吸収するエネルギであり、網掛け部分はシートベルト及びエアバッグ等の拘束装置が吸収するエネルギである。実施例は、従来例と比較して、拘束装置が吸収するエネルギが１５％低減した。これは、前面衝突発生前に、自動ブレーキにより乗員を減速させるだけでなく、シートベルトの引込みにより更に乗員を減速させて初期運動エネルギを低減させていることによるものである。実施例において車両が吸収するエネルギは、従来例と同様に維持されている。
【００５５】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、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。
【００５６】
例えばアクチュエータを、電動モータ２０（図１）のみとしてもよい。図１３は、電動モータ２０のみを用いた場合において、シートベルト引込み開始から乗員の前方移動開始までの間における、シートベルト荷重の変化の一例を示す線図である。火薬式プリテンショナ１８（図１）を併用している図２と比較すると、該火薬式プリテンショナ１８による引込みがないため、シートベルト荷重の最大値であるＦ１は、電動モータ２０による荷重Ｆ２と同値である。電動モータ２０が作動し始めると、シートベルト荷重が増加して行き、Ｆ２に至る。シートベルト荷重は、その後少なくとも乗員の前方移動開始まで、Ｆ２に維持される。
【００５７】
このようなシートベルト荷重の変化特性を得るためには、例えば図１４に示されるように、シートベルト引込み量を制御することが考えられる。この場合、電動モータ２０は、制御部２２（図１）により、車両の前面衝突発生前、具体的にはシートベルト１２の引込みを開始した初期段階において、第１速度Ｖ１で駆動される。その後、電動モータ２０は、前面衝突発生前から少なくとも乗員２６の前方移動が始まるまで、第１速度Ｖ１よりも遅い第２速度Ｖ２で駆動される。
【００５８】
車両の前面衝突発生前のシートベルト１２の引込みの初期段階で、まず電動モータ２０を比較的速い第１速度Ｖ１で駆動してシートベルト１２を引き込むことにより、単位時間当たりのシートベルト引込み量を多くする。これにより、前面衝突前における乗員２６の減速を大きくすることができる。また、その後前面衝突発生前から少なくとも前面衝突発生後に乗員２６の前方移動が始まるまで、電動モータ２０を比較的遅い第２速度Ｖ２で駆動してシートベルト１２を引き込むことにより、単位時間当たりのシートベルト引込み量を少なくする。
【００５９】
これにより、乗員２６に作用するシートベルト荷重の増加を抑制しつつ、乗員２６を車両後方へ移動させ続けることができる。前面衝突発生後に乗員２６の前方移動が始まるときに、乗員２６は既にシートベルト１２によって拘束されているため、乗員２６の前方移動時の運動エネルギの増加を抑制できる。アクチュエータとして電動モータ２０のみを用いた場合、電動モータ２０は繰り返し使用できることから、衝突が避けられたときに部品交換を行う必要がない。
【００６０】
なお、リトラクタの巻取り量センサ（図示せず）を用いて、シートベルト１２の引込み量を監視し、引込み量が所定量に達したときに、電動モータ２０の駆動速度を第１速度Ｖ１から第２速度Ｖ２に転換してもよい。駆動速度は、電動モータ２０に供給する電力により調節することができる。
【００６１】
アクチュエータを火薬式プリテンショナ１８（図１）のみとしてもよい。図１４の縦軸を火薬式プリテンショナ１８の火薬のエネルギに置き換え、該エネルギを段階的に制御することで、前面衝突後乗員２６の前方変位が始まるまで、シートベルト１２から乗員２６にシートベルト荷重を入力し続けると共に、該乗員２６を車両後方へ移動させ続けることができる。
【００６２】
次に、間隙拡大手段は、ブレーキ装置１６に限られず、シートバック３２を後傾させるリクライニング装置４２（図１５）、又は車両用シート２４を車両後方へ移動させるシートスライド装置４４（図１６）等であってもよい。リクライニング装置４２やシートスライド装置４４は、前面衝突前から、少なくとも（遅くとも）前面衝突発生後の乗員２６の前方移動が始まるまでに、作動するようになっている。図１５、図１６において、乗員２６はシートベルト（図示せず）を装着しているものとする。前面衝突前に作動が完了していてもよいし、乗員２６の前方移動が始まるまで作動が継続していてもよい。
【００６３】
車両の前面衝突発生後に乗員２６の前方移動が始まるまでに、シートバック３２を後傾させたり、車両用シート２４を車両後方へ移動させたりすることにより、乗員２６とシートバック３２との間の間隙Ｓを拡大させることができる。このように、各種間隙拡大手段を用いて、乗員２６の胸部２８の車両後方への可動領域を広げることができる。またこれによって、シートベルト１２の引込みによる乗員２６の減速状態を、前面衝突発生後乗員２６の前方移動が始まる衝突初期段階まで持続させることができる。
【００６４】
なお、また、ブレーキ装置１６、リクライニング装置４２及びシートスライド装置４４を、適宜組み合わせて用いてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１０    車両用乗員拘束装置
１２    シートベルト
１４    衝突予知センサ
１６    ブレーキ装置（間隙拡大手段）
１８    火薬式プリテンショナ（アクチュエータ）
２０    電動モータ（アクチュエータ）
２２    制御部
２４    車両用シート
２６    乗員
２８    胸部
３０    自車（車両）
３２    シートバック
４２    リクライニング装置（間隙拡大手段）
４４    シートスライド装置（間隙拡大手段）
Ｆ１    シートベルト荷重の最大値
Ｓ      乗員とシートバックの間隙
Ｖ１    第１速度
Ｖ２    第２速度
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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