(57)【要約】【課題】衝突の予知や、衝突状況、乗員情報、保護装置等の使用状況に応じて保護装置を制御することができる制御システムを提供する。【解決手段】座席の使用状態（座席への乗員の着座の有無、座席上の乗員の重量、乗員の姿勢例えば脚部の位置）の検知信号と、衝突予知信号（衝突方向の予知、フルラップ衝突かオフセット衝突かの予知、衝突対象の種類の予知、衝突対象物の大きさの予知、衝突相対速度の予知、及び衝突相対加速度の予知）と、事故状態検知信号（事故が衝突であるかロールオーバーであるかの検知、衝突部位の検知衝突形態の検知、及び衝突規模の検知）とが制御装置に入力され、これによりシートベルト装置１０、エアバッグ装置３０及びニーバッグ装置２０が制御される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の座席に座った乗員を保護するためのシートベルト装置及びニーバッグ装置を有する乗員保護装置において、該座席の使用状態の検知手段、該シートベルト装置の使用状態の検知手段、衝突予知手段、及び事故状態検知手段の少なくとも１つの検知又は予知信号に基づいて前記シートベルト装置及びニーバッグ装置を制御する制御装置を備えたことを特徴とする乗員保護装置。
【請求項２】
請求項１において、該乗員保護装置はさらに、乗員の近傍に膨張し得るエアバッグを有するエアバッグ装置を備えており、前記制御装置は、少なくとも１つの前記検知又は予知信号に基づいて該エアバッグ装置を制御することを特徴とする乗員保護装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記座席の使用状態の検知手段は、
座席への乗員の着座の有無、
乗員の重量、及び
乗員の姿勢
の少なくとも１つを検知するものであることを特徴とする乗員保護装置。
【請求項４】
請求項３において、前記乗員の姿勢の検知手段は、乗員の脚部の位置を検知するものであることを特徴とする乗員保護装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記衝突予知手段は、衝突の発生予知と共に、
衝突方向の予知、
フルラップ衝突かオフセット衝突かの予知、
衝突対象の種類の予知、
衝突対象物の大きさの予知、
衝突相対速度の予知、及び
衝突相対加速度の予知
のうち少なくとも１つの予知を行うことを特徴とする乗員保護装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、前記事故状態検知手段は、
事故が衝突であるかロールオーバーであるかの検知、
衝突部位の検知、
衝突形態の検知、及び
衝突規模の検知
の少なくとも１つの検知を行うものであることを特徴とする乗員保護装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、前記制御装置は、前記検知又は予知信号に基づいて、
前記シートベルト装置のプリテンショナー力及びエネルギー吸収力、
エアバッグの展開力、大きさ及びエネルギー吸収力、
前記ニーバッグ装置の作動、ニーバッグの展開力、大きさ及びエネルギー吸収力
の少なくとも１つの制御を行うことを特徴とする乗員保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両の座席の乗員を衝突時に保護するための乗員保護装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の乗員を衝突時に保護するシステムとして各種のエアバッグ装置やエアベルト装置、エアカーテン装置などが開発されている。
【０００３】
また、前衝突時に乗員の脚部を保護するために、座席前方の膝高さを含む領域にニーバッグを膨張させるようにしたニーバッグ装置も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このニーバッグ装置を有する乗員保護装置において、このニーバッグ装置を、シートベルト装置やあるいはさらにエアバッグ装置と共に、座席やシートベルト装置の使用状態、衝突予知、事故状態等に応じて作動させるようにした乗員保護装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の乗員保護装置は、車両の座席に座った乗員を保護するためのシートベルト装置及びニーバッグ装置とを有する乗員保護装置において、該座席の使用状態の検知手段、該シートベルト装置の使用状態の検知手段、衝突予知手段、及び事故状態検知手段の少なくとも１つの検知又は予知信号に基づいて前記シートベルト装置及びニーバッグ装置を制御する制御装置を備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
かかる乗員保護装置においては、座席の使用状態、シートベルト装置の使用状態、衝突予知、あるいは事故状態に応じてニーバッグ装置及びシートベルト装置が適切に制御される。
【０００７】
本発明では、この制御装置によってさらにエアバッグ装置が制御されてもよい。
【０００８】
本発明では、座席の使用状態の検知手段は、座席への乗員の着座の有無、乗員の重量、及び乗員の姿勢（例えば、乗員の脚部の位置）の少なくとも１つを検知するものであることが好ましい。
【０００９】
また、本発明では衝突予知手段は、衝突の発生予知と共に、衝突方向の予知、フルラップ衝突かオフセット衝突かの予知、衝突対象の種類の予知、衝突対象物の大きさの予知、衝突相対速度の予知、及び衝突相対加速度の予知のうち少なくとも１つの予知を行うことが好ましい。
【００１０】
事故状態検知手段は、事故が衝突であるかロールオーバーであるかの検知、衝突部位の検知、衝突形態の検知、及び衝突規模の検知の少なくとも１つの検知を行うものであるものであることが好ましい。
【００１１】
このように衝突の内容を詳細に予知あるいは検知することにより、乗員保護装置を適切に制御することができる。
【００１２】
また、本発明では、制御装置は、前記検知又は予知信号に基づいて、前記シートベルト装置のプリテンショナー力及びエネルギー吸収力、エアバッグの展開力、大きさ及びエネルギー吸収力、前記ニーバッグ装置の作動、ニーバッグの展開力、大きさ及びエネルギー吸収力の少なくとも１つの制御を行うものであることが好ましい。このように構成することにより、事故時に乗員を十分に保護することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の形態に係る乗員保護装置のシステムブロック図、図２〜４は乗員保護装置の制御内容を示すフローチャート、図５は乗員保護装置を備えた座席の模式的な側面図、図６はニーパネルの斜視図である。
【００１５】
図５の通り、座席１はシートクッション２と、シートバック３と、ヘッドレスト４とを備えており、ガイドレール５に沿って前後方向位置調整可能とされている。
【００１６】
この座席１に座った乗員の体重は、荷重センサ６によって検出される。
【００１７】
図示はしないが、この座席に座った乗員の姿勢を検知したりあるいはシートクッション２上に置かれた物体の形状を識別するためにＣＣＤカメラ等の撮像装置と画像処理装置とが設けられている。
【００１８】
なお、座席にチャイルドシート取付装置が設置されている場合、この取付装置へのチャイルドシートの装着を検知することによりシートクッション上の物体がチャイルドシートであるか否かを判定するようにしてもよい。
【００１９】
この車両に設けられたシートベルト装置１０のウェビング１２によってチャイルドシートを座席に固定する方式の場合は、ウェビング１２の巻出量やウェビング１２に加えられる張力を検知し、これらの検知データと荷重センサによる検知データとを組み合わせ、座席上の物体が人体であるか、チャイルドシートであるかを判定するようにしてもよい。
【００２０】
この座席１の側部には、シートベルト装置１０のバックル１１が設置されている。シートベルト装置のウェビング１２が掛通されたタング１３が該バックル１１に装着される。
【００２１】
このバックル１１には、タング１３が装着されたことを検知するタング検知センサ（図示略）が設けられている。また、ウェビング１２を巻取るためのリトラクタ（図示略）にはウェビングの巻出しを検知するセンサが設けられている。さらに、このリトラクタやバックル１１には、車両衝突時にウェビング１２を所定長さ引き取って乗員を拘束するためのプリテンショナと、ウェビング１２に加えられる張力が所定値以上であるときにはウェビング１２を少しずつ緩めて乗員に加えられる衝撃を吸収するためのＥＡ装置（エネルギー吸収装置）が設けられている。
【００２２】
座席１の前方のインストルメントパネル１５の下方にはニーパネル１６が設けられており、このニーパネル１６にニーバッグ装置２０が設けられている。なお、ニーパネル１６の裏側にはアルミハニカム等よりなるエネルギー吸収部材１７が配置されている。
【００２３】
ニーバッグ装置２０は、折り畳まれたニーバッグ２１をケーシング２２内に収容し、インフレータ（ガス発生器。図示略。）によって該ニーバッグ２１を膨張させるようにしたものである。ケーシング２２の前面はリッド２３（図６）によって覆われている。ニーバッグ２１が膨張するときには、リッド２３は車両室内側へ開き出すよう構成されている。
【００２４】
このニーバッグ装置２０のインフレータはガス発生量が可変のものとなっている。インフレータのガス発生量を制御することにより、ニーバッグ２１の展開力や大きさが制御可能である。また、このニーバッグ２１は膨張したエアバッグに乗員が突っ込んできた場合の衝撃を吸収するためのガス放出手段を有すると共に、該ガス放出手段からのガス放出量の制御手段を備えており、衝撃エネルギー吸収量（ＥＡ量）が制御可能となっている。インストルメントパネル１５又はニーパネル１６もしくは、シートクッション２の前部には、乗員の脚部の位置を検知するための脚部位置検知センサが設けられている。
【００２５】
インストルメントパネルの上部又はステアリングホイールには、乗員近傍に膨張可能なエアバッグ３１及びそのためのインフレータ（図示略）を有したエアバッグ装置３０が設置されている。このエアバッグ装置３０は、運転席用、助手席用のいずれでもよい。
【００２６】
このエアバッグ装置３０のインフレータはガス発生量が可変のものとなっている。インフレータのガス発生量を制御することにより、エアバッグ３１の展開力や大きさが制御可能である。また、このエアバッグ３１は膨張したエアバッグに乗員が突っ込んできた場合の衝撃を吸収するためのガス放出手段を有すると共に、該ガス放出手段からのガス放出量の制御手段を備えており、衝撃エネルギー吸収量（ＥＡ量）が制御可能となっている。なお、１つのエアバッグ装置に複数のエアバッグが配設されており、膨張させるエアバッグの数を制御可能としたエアバッグ装置を採用してもよい。さらに、エアバッグの展開方向を制御可能としたエアバッグ装置を採用してよい。
【００２７】
この座席１を備えた車両には、ミリ波センサ、画像センサ、赤外線レーザーセンサ、ＧＰＳからの自動車位置対他車位置検知装置等よりなる衝突予知装置が設けられている。この衝突予知は、前後左右の全方向について行われる。この衝突予知装置により衝突するか否かが予知されると共に、衝突すると予知される場合には衝突方向の予知、フルラップ衝突かオフセット衝突かの予知、衝突対象の種類の予知、衝突対象物の大きさの予知、衝突相対速度の予知、及び衝突相対加速度の予知が行われる。
【００２８】
さらに、この車両には、ジャイロ等よりなる車両姿勢の検知センサのほか、多数箇所に加速度センサ、衝撃センサが設けられており、実際に衝突事故が生じた場合に、事故が衝突であるかロールオーバーであるかの検知、衝突部位の検知、衝突形態の検知、及び衝突規模（クラッシュシビアリティー）の検知を行うよう構成されている。
【００２９】
図１の通り、上記の座席の使用状態（座席への乗員の着座の有無、座席への荷物やチャイルドシートの載置の有無、座席上の乗員の重量、乗員の姿勢、及び座席の前後位置）の検知信号と、衝突予知信号（衝突するか否かの予知、衝突方向の予知、フルラップ衝突かオフセット衝突かの予知、衝突対象の種類の予知、衝突対象物の予知、衝突相対速度の予知、及び衝突相対加速度の予知）と、事故状態検知信号（事故が衝突であるかロールオーバーであるかの検知、衝突部位の検知、衝突形態の検知、及び衝突規模の検知）とが制御装置に入力され、これによりシートベルト装置１０、エアバッグ装置３０及びニーバッグ装置２０が制御される。
【００３０】
次に、この一連の制御内容について図２〜４を参照して説明する。図２は座席の使用状態の検知プロセスを示している。プログラムがスタートすると、まずステップ４１にて座席に乗員が座っているか否かが判断される。乗員が座っていると判断される場合には、ニーバッグ装置２０を作動可能状態におく。次いで、ステップ４２〜４４の各判定が行われる。
【００３１】
ステップ４２では、乗員の重量（体重）が判定される。乗員重量が軽い場合は、ニーバッグ装置２０の展開力・ＥＡ力（量）を低くするか又はニーバッグ装置２０を非作動とし、乗員重量が重い場合はニーバッグ装置２０の展開力・ＥＡ力（量）を高くするよう制御する。併せてシートベルト装置１０のプリテンショナー力・ＥＡ力やエアバッグ３１の展開力・大きさ・ＥＡ力もコントロールする。
【００３２】
ステップ４３では乗員の脚部位置が判定される。乗員脚部が所定位置よりも後方に位置する場合には、ニーバッグ２１が最も大きくなるようにインフレータが大きな出力にて作動する。乗員脚部が所定位置よりも前方に位置する場合（膝などの脚部がニーパネルやグローブボックスに接している場合も含む。）には、インフレータは低出力にて作動するか、又は作動しない。なお、この場合、ニーパネルやグローブボックスと脚部との間隔が小さくなるほどインフレータの出力を小さくなるようにしてもよい。
【００３３】
ステップ４４ではシートベルトの着用の有無が判定される。シートベルト巻取り装置（以下リトラクター）や、バックルに装備したセンサ情報により、シートベルト着用有無を着用時・非着用時にそれぞれ最適となるようにニーバッグ装置２０の展開力・ＥＡ力（量）を制御する。併せてシートベルト装置１０のプリテンショナーの作動・非作動及びエアバッグの展開力・大きさ・ＥＡ力も制御する。
【００３４】
図３は衝突が予知される場合の処理手順のフローチャートを示す。まず、ステップ５１で衝突が予知されるか否かが判定され、衝突すると判定される場合にはステップ５２〜５７の処理が行われる。
【００３５】
ステップ５２では衝突方向が判定される。この予知は車両の前後左右方向全てに行われると同時に、その細部位置の予知も行う。予知情報は各装置１０，２０，３０を作動させたり、事故時判定処理における各装置１０，２０，３０を作動させる減速度の閾値を変化させるために利用される。
【００３６】
ステップ５３では、予想される衝突がフルラップ衝突であるかオフセット衝突であるかが判定され、また、この判定結果に基づいて衝突時の車両挙動を予測する。この衝突予知情報は各装置１０，２０，３０の作動モードを最適にコントロールしたり、事故時判定処理における各装置１０，２０，３０を作動させる減速度の閾値を変化させるために利用される。
【００３７】
ステップ５４では衝突対象の種類が判定される。即ち、衝突対象物を識別し、衝突時のクラッシュシビアリティーを予知する。この予知情報は、乗員保護用の各装置１０，２０，３０の作動モードを最適にコントロールするのに用いられる。また、この予知情報は、事故時判定処理における各保護装置を作動させる減速度の閾値を変化させるのにも利用される。
【００３８】
ステップ５５では衝突対象物の大きさや質量を判定し、衝突時のクラッシュシビアリティーを予知する。この予知情報は、各装置１０，２０，３０の作動モードを最適にコントロールするのに用いられる。また、この予知情報は、事故時判定処理における各装置１０，２０，３０を作動させる減速度の閾値を変化させるのにも利用される。
【００３９】
ステップ５６では衝突対象との相対速度を判定し、衝突時のクラッシュシビアリティーを予知する。この予知情報は、各装置１０，２０，３０の作動モードを最適にコントロールするのに用いられる。また、この予知情報は、事故時判定処理における各装置１０，２０，３０を作動させる減速度の閾値を変化させるのにも利用される。
【００４０】
ステップ５７では、衝突対象との相対加速度を判定し、衝突時のクラッシュシビアリティーを予知する。この予知情報は、各装置１０，２０，３０の作動モードを最適にコントロールするのに用いられる。また、この予知情報は、事故時判定処理にける各装置１０，２０，３０を作動させる減速度の閾値を変化させるのにも利用される。
【００４１】
図４は衝突等の事故が実際に発生した場合の処理手順のフローチャートを示している。
【００４２】
ステップ６１において車両の前後左右方向に取り付けられた静電容量やひずみを利用した加速度センサにより、車両の衝突を検知する。衝突判断の閾値は、衝突予知情報によって変化させることも可能である。
【００４３】
ステップ６１において、衝突と判定されない場合はステップ６２に進み、ロールオーバーが発生したかどうかが判定される。衝突でもなくロールオーバーでもないときにはステップ６１に戻る。ロールオーバーだけの場合であれば、ステップ６２からステップ６７に進み、ニーバッグ装置２０の作動・非作動及び最適な展開力・ＥＡ力（量）をコントロールする。併せてシートベルト装置１０のプリテンショナー力・ＥＡ力やエアバッグ３１の展開力・大きさ・ＥＡ力もコントロールする。
【００４４】
ステップ６１において衝突と判定される場合には、ステップ６３〜６６の処理が行われる。
【００４５】
ステップ６３では衝突した部位を判定し、最適なニーバッグ装置２０の展開力・ＥＡ力（量）をコントロールする。併せてシートベルト装置１０のプリテンショナー力・ＥＡ力やエアバッグの展開力・大きさ・ＥＡ力もコントロールする。
【００４６】
ステップ６４では衝突形態を判定し（前方・斜方・側方衝突等）、最適なニーバッグ装置２０の展開力・ＥＡ力（量）をコントロールする。併せてシートベルト装置１０のプリテンショナー力・ＥＡ力やエアバッグ３１の展開力・大きさ・ＥＡ力もコントロールする。
【００４７】
ステップ６５では、衝突衝撃の大きさ（クラッシュシビアリティー）を判定する。判定結果により、ニーバッグ装置２０の作動・非作動を決定し、作動させる場合には、最適なニーバッグ装置２０の展開力・ＥＡ力（量）をコントロールする。例えば、クラッシュシビアリティーが低い場合には、ニーバッグ装置２０の展開力・ＥＡ力（量）を低くするか又はニーバッグ装置２０を非作動とし、クラッシュシビアリティーが高い場合にはニーバッグ装置２０の展開力・ＥＡ力（量）を高くするよう制御する。これと併せて、シートベルト装置１０のプリテンショナー力・ＥＡ力やエアバッグ３１の展開力・大きさ・ＥＡ力もコントロールする。
【００４８】
なお、ステップ６２での判定結果ではロールオーバーには該当しなかった場合でも、衝突によりロールオーバーすることがあるので、ステップ６６において改めてロールオーバーしたかどうか判定し、ニーバッグ装置２０の作動・非作動及び最適な展開力・ＥＡ力（量）をコントロールする。併せてシートベルト装置１０のプリテンショナー力・ＥＡ力やエアバッグの展開力・大きさ・ＥＡ力もコントロールする。
【００４９】
上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。例えば、衝突時にヘッドレストを前方に移動させる装置など、上記以外の保護装置を用いても良い。さらに、上記以外の条件を予知あるいは検知するようにしても良い。
【００５０】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によると、衝突の予知や、衝突状況、乗員情報、保護装置の使用状況等に応じてニーバッグ装置や、シートベルト装置、エアバッグ装置等の乗員保護装置を制御することができる制御システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る乗員保護装置の制御ブロック図である。
【図２】実施の形態に係る乗員保護装置の制御内容を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態に係る乗員保護装置の制御内容を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態に係る乗員保護装置の制御内容を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態に係る乗員保護装置を備えた車両内部の側面図である。
【図６】ニーパネルの斜視図である。
【符号の説明】
１　座席
２　シートクッション
３　シートバック
４　ヘッドレスト
６　荷重センサ
１０　エアバッグ装置
１１　バックル
１２　ウェビング
１３　タング
２０　ニーバッグ装置
２１　ニーバッグ
３０　エアバッグ装置
３１　エアバッグ
【図１】
2004001591.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004001591.tif 000005
【図４】
2004001591.tif 000006
【図５】
2004001591.tif 000007
【図６】
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