(57)【要約】      （修正有）【課題】乗員特性に基づいたステアリングホイール調整のためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】乗員検知モジュール１１０およびインフレータガス流量制御モジュール１２０は、ステアリングホイール調整モジュール１３０に情報を伝達する。これに関し、乗員検知モジュール１１０が乗員特性を伝達する一方、ガス流量制御モジュール１２０はガス流量を伝送する。ステアリングホイール調整モジュール１３０は、ステアリングホイールが安全性を向上するように調整された流量に基づいて位置決めされるようになっている。ステアリングホイールの位置決めには、ステアリング角の調整および／またはステアリングコラムの伸長部の調整を含んでもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用ステアリングホイール位置決めシステムであって、
ステアリングホイールを向いて着座する乗員の特性を決定するように構成された乗員特性検知モジュールと、
ステアリングホイール内にあるエアバッグへのインフレータガス流量を前記乗員特性に基づいて調整するように構成されたインフレータ制御モジュールと、
前記乗員特性および前記インフレータガス流量に基づいて、前記ステアリングホイールを位置決めするように構成されたステアリングホイール制御モジュールを有するシステム。
【請求項２】
車両用安全拘束制御システムであって、
ステアリングホイールを向いて着座する乗員の特性を決定するように構成されている乗員特性検知モジュールと、
ステアリングホイールの位置を決定するように構成されているステアリングホイール位置決めモジュールと、
前記乗員特性および前記ステアリングホイールの位置に基づいて、ステアリングホイール内にあるエアバッグへのインフレータガス流量を調整するように構成されているインフレータ制御モジュールを有するシステム。
【請求項３】
乗員特性が、乗員の重量および乗員の頭部の位置のうちの１つ以上有する請求項１または２に記載のシステム
【請求項４】
インフレータ制御モジュールが、乗員特性に基づいて、連続するスケールにてインフレータガス流量を調整するように構成されている請求項１から３までのいずれかに記載のシステム。
【請求項５】
インフレータ制御モジュールが、乗員特性に基づいて、離散値にてインフレータガス流量を調整するように構成されている請求項１から３まのでいずれかに記載のシステム。
【請求項６】
乗員が５パーセンタイル成人女性よりも小柄であると決定された場合、インフレータ制御モジュールがインフレータガス流量を低減するように構成されている請求項１から５までのいずれかに記載のシステム。
【請求項７】
ステアリングホイール制御モジュールがステアリングホイール角を調整するように構成されている請求項１から６までのいずれかに記載のシステム。
【請求項８】
ステアリングホイール制御モジュールがステアリングの伸長位置を調整するように構成されている請求項１から７までのいずれかに記載のシステム。
【請求項９】
車両シート、シートクッションおよびシートバックのうちの少なくとも１つについての、少なくとも位置あるいは形状の一方を、決定された乗員特性によって調整するための車両シート制御モジュールをさらに含む請求項１から８までのいずれかに記載のシステム。
【請求項１０】
サイドミラーおよびバックミラーのうちの少なくとも１つの位置を、決定された乗員特性によって調整するためのミラー制御モジュールをさらに含む請求項１から９までのいずれかに記載のシステム。
【請求項１１】
ショルダーベルトのシートベルト高さを、決定された乗員特性によって調整するためのシートベルト制御モジュールをさらに含む請求項１から１０までのいずれかに記載のシステム。
【請求項１２】
シートベルトタングおよびシートベルトバックルのうちの少なくとも１つを、検知した乗員特性によって決定された係合位置へと移動するためのシートベルト制御モジュールをさらに含む請求項１から１１までのいずれかに記載のシステム。
【請求項１３】
乗員特性検知モジュールがシート重量センサ、画像認識センサ、電気容量センサのうちの少なくとも１つを含む請求項１から１２までのいずれかに記載のシステム。
【請求項１４】
画像認識センサがＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ、３Ｄカメラ、立体カメラのうち少なくとも１つを含む請求項１から１３までのいずれかに記載のシステム。
【請求項１５】
ステアリングホイールと、当該ステアリングホイール内に配設されたエアバッグ装置と、当該エアバッグ装置を作動させるインフレータを有する車両であって、前記ステアリングホイールは、請求項１に記載のシステムによって制御されることを特徴とする車両。
【請求項１６】
ステアリングホイールと、当該ステアリングホイール内に配設されたエアバッグ装置と、当該エアバッグ装置を作動させるインフレータを有する車両であって、エアバッグへの前記インフレータのガス流量率は、請求項２に記載のシステムによって制御されることを特徴とする車両。
【請求項１７】
車両用ステアリングホイール位置決め方法であって、
ステアリングホイールを向いて着座する乗員の乗員特性を検知するステップと、
前記乗員特性に基づき、ステアリングホイール内のエアバッグ用のインフレータ制御手段を調整するステップと、
前記乗員特性および前記インフレータ制御手段に基づき、前記ステアリングホイールを位置決めするステップを有する方法。
【請求項１８】
車両用安全拘束制御方法であって、
ステアリングホイールを向いて着座する乗員の乗員特性を検知するステップと、
前記ステアリングホイールの位置を決定するステップと、
前記乗員特性および前記ステアリングホイールの位置に基づいて、ステアリングホイール内のエアバッグ用インフレータ制御手段を調整するステップを有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は安全拘束システムの分野一般に関し、詳しくは、乗員特性に基づいたステアリングホイールの位置決めおよび／またはエアバッグの加圧に関する。
【０００２】
本願は、２００３年１２月２９日付け米国仮出願第６０／５３２６２５号の優先権および利益を主張している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明により車両用ステアリングホイールの位置決めの手法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本手法によれば、ステアリングホイールを向いて着座する乗員の乗員特性を検知するステップが包含される。この乗員特性に基づいてステアリングホイール内のエアバッグ用インフレータ制御手段が調整され、乗員特性およびインフレータ制御手段に基づいてステアリングホイールが位置決めされる。
【０００５】
本発明の他の態様では、車両用ステアリングホイール位置決めシステムが提供される。本システムは、乗員特性検知モジュールと、インフレータ制御モジュールと、ステアリングホイール制御モジュールとを含む。乗員特性検知モジュールは、ステアリングホイールを向いて着座する乗員の特性を決定するように構成されている。インフレータ制御モジュールは、乗員特性に基づいてステアリングホイール内にあるエアバッグへのインフレータガス流量を調整するように構成されている。ステアリングホイール制御モジュールは、乗員特性およびインフレータガス流量に基づいてステアリングホイールを位置決めするように構成されている。
【０００６】
本発明の更なる他の態様では、車両用安全拘束制御の手法が提供される。本手法は、ステアリングホイールを向いて着座する乗員の乗員特性を検知するステップと、ステアリングホイールの位置を決定するステップとを含む。ステアリングホイール内にあるエアバッグ用インフレータ制御手段は、乗員特性およびステアリングホイールの位置に基づいて調整される。
【０００７】
また本発明の更なる他の態様により、安全拘束制御システムが提供される。本システムは、乗員特性検知モジュール、ステアリングホイール位置決めモジュール、およびインフレータ制御モジュールを有する。乗員特性検知モジュールは、ステアリングホイールを向いて着座する乗員の特性を決定するように構成されている。ステアリングホイール位置決めモジュールは、ステアリングホイールの位置を決定するように構成されており、インフレータ制御モジュールは、乗員特性およびステアリングホイールの位置に基づいてステアリングホイール内にあるエアバッグへのインフレータガス流量を調整するように構成されている。
【０００８】
上述の上位的説明および以下の詳細な説明は例示であり、本発明の請求の範囲を限定するものではないと理解されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の特徴・態様および利点は、以下の説明、添付された特許請求の範囲、および図面に示される実施形態より明らかとなる。以下にそれらを簡単に説明する。
【００１０】
図１では、本発明に係る自動車等の車両におけるステアリングホイール調整システムの一実施態様が示される。ステアリングホイール調整システム１００は乗員検知モジュール１１０を含む。乗員検知モジュール１１０は、車両のステアリングホイールを向いて着座する乗員の所定の特性を検出するようになっている。この乗員検知モジュール１１０は、着座位置にいる乗員の重量や乗員の頭部の高さ等といった乗員特性を検出あるいは測定することが可能に構成されている。このような乗員検知モジュールは当業者に公知である。
【００１１】
当該検知モジュールの一実施態様として、シート重量センサ（以下ＳＷＳとも称呼）がある。ＳＷＳシステムは、シートに沿ってまたはシートの内部に配置された単数または複数のセンサを含んでもよく、これらのセンサは着座した乗員の重量を検出、測定あるいは検知することができる。検知モジュールの他の実施態様としては電気容量センサを含む。
【００１２】
他の実施態様において、検知モジュールは画像認識センサを含む。画像認識センサは、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ、３Ｄカメラ、および立体カメラのうちの１つまたは複数を含んでもよい。このような画像認識センサの１つが２００４年１１月１２日付け米国特許仮出願第６０／６２７０２７号「Vehicle Safety Control System by Image
Processing」に記述されており、その全体を本明細書に引用する。
【００１３】
乗員検知モジュール１１０はインフレータガス流量制御モジュール１２０に乗員特性を伝達する。インフレータガス流量制御モジュール１２０は、与圧中のエアバッグへのガス流量を制御する。例えばステアリングホイールあるいはステアリングホイールコラムの内部に収容されたエアバッグは、その展開時にエアバッグへ急速に流入するガスにより展開する。インフレータガス流量制御モジュール１２０は乗員特性に基づいてガス流量を制御する。ガス流量は例えばテーブル探索あるいは多項式係数の集合によって決定してもよい。一実施態様では、ガス流量をベースライン率において設定し、乗員特性に基づいた実質的連続値の集合に沿って調整する。流量は、例えば乗員の重量の一次関数あるいは対数関数であってもよい。他の実施態様では、ガス流量を乗員特性に基づいた一定の離散値にて調整する。これに関し、流量の値は段階的に高くなったり低くなったりするが、各値は乗員の重量の範囲に対応している。好適な実施態様としては、運転者が５パーセンタイル成人女性よりも小柄であることを乗員特性が示す場合のみ、流量を低めの比率に設定する。
【００１４】
乗員検知モジュール１１０およびインフレータガス流量制御モジュール１２０は、ステアリングホイール調整モジュール１３０に情報を伝達する。これに関し、乗員検知モジュール１１０が乗員特性を伝達する一方、ガス流量制御モジュール１２０はガス流量を伝送する。ステアリングホイール調整モジュール１３０は、ステアリングホイールが安全性を向上するように調整された流量に基づいて位置決めされるようになっている。ステアリングホイールの位置決めには、ステアリング角の調整および／またはステアリングコラムの伸長部の調整を含んでもよい。ステアリング角は、ステアリングコラムの頂角を指し、伸長部は、ステアリングコラムの車両運転室への突出部分を指す。ステアリング角および伸長部は、例えば一次元あるいは多次元のテーブル探索あるいは多項式係数の集合により決定してもよい。
【００１５】
図２は、本発明の一実施態様によるステアリング角および／または伸長部の調整を示す。まずブロック２１０では、インフレータガス流量を、例えば母集団の大部分に適用できるように決定されたベースライン値において設定することができる。ブロック２２０では、運転席にいる乗員の乗員特性を決定する。上述したように、乗員特性には乗員の重量および乗員の頭部の高さを無制限に含んでもよい。
【００１６】
ブロック２３０では、インフレータ流量値を調整する必要性を乗員特性が示すかどうかが決定される。図１に関して上述したように、必要な流量値はテーブル探索あるいは多項式の集合によって決定してもよく、連続値であっても離散値であってもどちらでもよい。調整が必要なければ処理を終了する。
【００１７】
ブロック２３０において、インフレータ流量値を調整する必要性があるとされる場合、当該インフレータ流量を適宜に所望値に調整することができ、ブロック２４０において、乗員特性および調整されたインフレータ流量値がステアリングホイール角の調整および／または伸長部の調整を行うか否かについての決定がなされる。ステアリングホイール角あるいは伸長部の調整が必要なければ処理を終了する。
【００１８】
ブロック２４０において、ステアリングホイールの位置を調整する必要性があるとされる場合、当該位置調整が適宜行われるよう決定される（ブロック２５０）。図１に関して上述したように、この調整はステアリングホイール角の調整および／または伸長部の調整を含んでもよい。このようにして、ステアリングホイールは運転者にとって安全な位置に自動的に設定される。
【００１９】
一実施態様においては、ステアリングホイールの位置は、乗員が車両に着座する都度調整される。例えば長時間運転中に着座位置を変更しがちな運転者を収容するために、その後定期的に調整が行われるように設定してもよい。
【００２０】
図３は、本発明による安全拘束制御システムの一実施態様を示す。所定の場合には、乗員は、自分にとって快適な位置あるいは他の所望位置へとステアリングホイールを手動で調整してもよい。これに関し、安全拘束制御システムは、インフレータガス流量を安全なレベルになるように調整する。
【００２１】
この実施態様では、安全拘束制御システム３００は、乗員検知モジュール３１０および図１に関して上述したのと同等の構成を有する。乗員検知モジュール３１０は乗員特性をインフレータガス流量制御モジュール３３０へ伝達する。ステアリングホイールの現在の位置を決定するためにステアリングホイール位置決めモジュール３２０が設けられる。上述したように、ステアリングホイールの位置としてステアリングホイール角および伸長部を含んでもよい。ステアリングホイール位置決めモジュール３２０は、ステアリングホイールの位置に関する情報をインフレータガス流量制御モジュール３３０へ伝達する。
【００２２】
そしてインフレータガス流量制御モジュール３３０は、乗員検知モジュール３１０およびステアリングホイール位置決めモジュール３２０から受け取った乗員特性に基づいてガス流量をあるレベルになるように調整する。例として、乗員が５パーセンタイル成人女性よりも小柄であることを乗員特性が示す場合、また運転者がステアリングを自分の顔部に異常に接近させて（すなわち伸長部を大きく）位置決めしてしまったことをステアリングホイールの位置情報が示す場合、乗員のサイズ、および乗員の頭部に対するステアリングホイールの近接の度合いを補償するようにガス流量を調整することができる。
【００２３】
図４は、本発明の一実施態様によるインフレータガス流量の調整を示す。ブロック４１０では、インフレータガス流量を、例えば母集団の大部分に適用できるように決定されたベースライン値において設定してもよい。ブロック４２０では、運転席にいる乗員の乗員特性を決定する。上述したように、乗員特性には乗員の重量および乗員の頭部の高さを無制限に含んでもよい。ブロック４３０では、ステアリングホイールの位置（例えば乗員の重量や乗員の頭部の高さ等）が決定される。
【００２４】
ブロック４４０において、乗員特性およびステアリングホイールの位置がインフレータ流量値の調整を必要とするか否かが決定される。上述したように、必要な流量レベルをテーブル探索あるいは多項式の集合によって決定してもよく、連続値であっても離散値であってもどちらでもよい。調整が必要なければ処理が終了する。
【００２５】
ブロック４４０にて、インフレータガス流量の調整が必要とされる場合、当該インフレータガス流量が適宜調整されるよう決定され（ブロック４５０）、エアバッグ展開の際に適用される。したがって、乗員が手動でステアリングホイールを安全でない位置へと調整した場合であっても安全性を確保することができる。
【００２６】
インフレータガス流量の調節は、乗員が車両に着座する都度調整される。例えば長時間運転中着座位置を変更しがちな運転者を収容するために、その後定期的に調整が行われてもよい。
【００２７】
ステアリングホイール角および伸長部の調整に加え、あるいはこれに代えて、決定した乗員特性に応じて他の車両の設定を調整してもよい。例えば、車両シート、シートクッション、あるいはシートバックの位置あるいは形状を適宜調整してもよい。さらにサイドミラーおよびバックミラーを、決定した乗員特性により調整してもよい。
【００２８】
他の実施態様においては、シートベルト機構における各種の構成要素を適宜調整することができる。例えば図５Ａおよび図５Ｂは、シートベルトのバックル位置あるいはタング位置を調整するためのベルトリーチャシステムの一実施態様を示す。図５Ａおよび図５Ｂは、後退位置および伸長位置におけるベルトリーチャシステム１０をそれぞれ示す。リーチャシステム１０は、乗客あるいは運転者を収容するように構成された車両シート２上あるいはその近傍に配設される。ベルトリーチャシステム１０は伸長モジュール１７を含み、この伸長モジュールは、シート２上の乗員の手が容易に届くようにシートベルトタング１８を位置決めするように構成されている。これに関し、乗員がシート２に着座すると、センサモジュールは乗員特性を決定し、これによりベルトリーチャシステム１０がタング１８を適宜位置決めする。これに関し、伸長モジュール１７にハウジング１３が設けられ、このハウジングから単数または複数の伸長部が突出してもよい。図示する実施態様では、３つの伸長部１４、１５、１６がハウジング１３からひと続きに突出して、容易に乗員の手が届くようにタング１８を位置決めする。一旦乗員がタングを伸長モジュール１７から取り出し、タング１８をバックル（図示せず）に係合させると、伸長モジュール１７は、図５Ａに示すように、その後退位置に戻ることが可能とされている。
【００２９】
図６Ａおよび図６Ｂは、係合位置と開放位置との間でベルトのバックルが移動するためのベルトバックル位置決めシステムの一実施態様を示す。ベルトバックル位置決めシステム４２にはバックル６が設けられ、このバックル６はタング５に係合するように構成されている（図６Ｂ）。ベルトバックル位置決めシステム４２はバックルバー４３上に装着されたバックル６を含み、このバックル６は、回動支点４６の周りを枢動するようになっている。バックルバー４３は、駆動バー４４をコネクタピン４７に係合するための開口４３ａを含む。駆動バー４４は、モータ４５により駆動される駆動アセンブリ４８に連結されている。乗員特性の決定に応じてバックル６が開放位置（図６Ａ）にある間、ねじアセンブリ４８を駆動するようにモータ４５を作動させることができる。ねじアセンブリ４８を駆動すると同時に、ねじアセンブリ４８のねじ５０により駆動ブロック４９が駆動バー４４に向かって伸長し、駆動バー４４が駆動する。駆動バー４４が駆動されると同時に、バックルバー４３が枢支点４６の周りを回転し、それによりバックル６が係合位置（図６Ｂ）に位置決めされる。バックルバー４３が回転する量ないし係合位置は、決定した乗員特性により定めてもよい。
【００３０】
図７Ａおよび図７Ｂは、係合位置と開放位置との間でベルトのバックルが移動するためのベルトバックル位置決めシステムの他の実施態様を示す。これに関し、ベルトバックル位置決めシステム４２ａにはバックル６ａが設けられ、このバックルはタング５ａに係合するように構成されている（図７Ｂ）。ベルトバックル位置決めシステム４２ａはバックルバー４３ａ上に装着されたバックル６ａを含み、このバックルは、開放位置（図７Ａ）と係合位置（図７Ｂ）との間で伸長・後退するようになっている。バックルバー４３ａは、モータ４５ａにより駆動される駆動アセンブリ４８ａに連結されている。乗員特性の決定に応じてバックル６ａが開放位置（図７Ａ）にある間、ねじアセンブリ４８ａを駆動するようにモータ４５ａを作動させることができる。ねじアセンブリ４８ａを駆動すると同時に、ねじアセンブリ４８ａのねじ５０ａにより駆動ブロック４９ａがバックルバー４３ａに向かって伸長し、バックルバー４３ａを駆動する。バックルバー４３ａを駆動することで、バックル６ａは係合位置へと伸長する（図７Ｂ）。バックルバー４３ａの伸長部、したがって係合位置は、決定した乗員特性によって定めてもよい。
【００３１】
図８は、本発明の実施態様で用いられるシートベルト高さ調整システムの一実施態様を示す。シートベルト高さ調整システム８００は、車両シート８１０にいる乗員８２０が使用するために配置されている。乗員８２０は、ショルダーベルト８３０を含むシートベルトにより、シート８１０に固定されている。乗員８２０が車両シート８１０に着座すると、上述したセンサにより乗員特性を決定することが可能とされる。決定した乗員特性に基づいて、ショルダーベルトのアンカー８４０の上下方向位置を調整し、それによりショルダーベルト８３０の高さを調整してもよい。
【００３２】
モジュールという用語は、本発明の特徴を引用するべく所定の実施形態を説明する際に用いられる。モジュールは、ソフトウェア、ファームウェア、あるいはハードウェアの構成要素であってもよい。さらに当業者にとっては、各種モジュールによって奏される機能は、単数または複数のモジュールとなるように組み合わせ可能であると理解される。例えば、単一のモジュールによって遂行される機能は、２つ以上のモジュールにより遂行されるように分割することができ、また、２つ以上のモジュールにより遂行される機能は、単一のモジュールにより遂行されるように組み合わせることができる。
【００３３】
当業者は、本発明の開示内容により、本発明の範囲を逸脱しない範囲にて他の実施形態ないし変更形態が存し得ると理解される。従って本発明の範囲を逸脱することなく本開示内容から当業者が実現できる全ての変更形態は、本発明の更なる実施態様として包含されるべきである。本発明の範囲は、特許請求の範囲にて規定されるよう定義されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るステアリングホイール調整システムの一実施態様の模式である。
【図２】ステアリングホイールの位置調整方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る安全拘束制御システムの一実施態様の略図である。
【図４】本発明に係る安全拘束要素の調整方法を示すフローチャートである。
【図５Ａ】本発明で使用するベルトリーチャシステムの一実施態様を示す。
【図５Ｂ】本発明で使用するベルトリーチャシステムの一実施態様を示す。
【図６Ａ】本発明で使用するベルトバックル位置決めシステムの一実施態様を示す。
【図６Ｂ】本発明で使用するベルトバックル位置決めシステムの一実施態様を示す。
【図７Ａ】本発明で使用するベルトバックル位置決めシステムの他の実施態様を示す。
【図７Ｂ】本発明で使用するベルトバックル位置決めシステムの他の実施態様を示す。
【図８】図８は、本発明で使用するシートベルト高さ調整システムの一実施態様を示す。
【符号の説明】
【００３５】
１１０  乗員検知モジュール
１２０  インフレータガス流量制御モジュール
１３０  ステアリングホイール調整モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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【外国語明細書】
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