(57)【要約】【課題】  乗員保護性能の点で向上を図ることが可能な乗員保護装置を提供する。【解決手段】  乗員保護装置１は、車両の状態を検出する車両状態検出部１０と、車両の衝突を検出又は予測する衝突検出部２０と、乗員Ｈの着座姿勢を検出する姿勢検出部とを備えている。また、乗員保護装置１は、姿勢矯正部４０と、コントローラ５０とを備えている。コントローラ５０は、車両状態検出部１０と姿勢検出部３０からの信号に基づいて、乗員Ｈの上半身を起こすように姿勢矯正部４０を制御する。また、コントローラ５０は、衝突検出部２０から車両衝突を示す信号を入力した場合にも、乗員Ｈの上半身を起こすように姿勢矯正部４０を制御する。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の状態を検出する車両状態検出手段と、
車両の衝突を検出又は予測する衝突検出手段と、
乗員の着座姿勢を検出する姿勢検出手段と、
乗員の上半身の傾斜角を調整する姿勢矯正手段と、
前記車両状態検出手段と前記衝突検出手段と前記姿勢検出手段とからの信号に基づいて、乗員の上半身を起こすように前記姿勢矯正手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする乗員保護装置。
【請求項２】
乗員の着座位置を検出する着座位置検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記姿勢検出手段と前記着座位置検出手段とからの信号により、乗員の大腿部に対する上半身の傾斜角を推定し、この推定した角度に基づいて前記姿勢矯正手段を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置。
【請求項３】
前記姿勢矯正手段は、巻取り部に電動アクチュエータを備えたシートベルト装置により構成され、
前記制御手段は、前記車両状態検出手段と前記衝突検出手段と前記姿勢検出手段とからの信号に基づいて、乗員の上半身を起こすようにシートベルトの引き込み量を制御する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の乗員保護装置。
【請求項４】
前記姿勢矯正手段は、巻取り部に電動アクチュエータと火薬式アクチュエータとの双方を備えたシートベルト装置により構成され、
前記制御手段は、前記車両状態検出手段と前記衝突検出手段と前記姿勢検出手段とからの信号に基づいて、乗員の上半身を起こすようにシートベルトの引き込み量を制御する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の乗員保護装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記車両状態検出手段と前記衝突検出手段と前記姿勢検出手段とからの信号に基づき、車両状態及び乗員の状態に応じて、シートベルトの引き込み量を多段階に制御する
ことを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれかに記載の乗員保護装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記車両状態検出手段と前記衝突検出手段と前記姿勢検出手段とからの信号に基づき、車両状態及び乗員の状態に応じて、シートベルトの引き込みタイミング及び引き込みパターンを制御する
ことを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれかに記載の乗員保護装置。
【請求項７】
前記車両状態検出手段は、走行速度及び前後左右の加速度のうち少なくとも一方を含む車両の走行状態を検出する走行状態検出センサと、ステアリングの急操舵及びペダル類の急操作のうち少なくとも一方を検出する操作検出センサとを含んで構成され、
前記制御手段は、前記走行状態検出センサ及び前記操作検出センサの情報を集約分析することで、車両が緊急状態にあるか否かを判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置。
【請求項８】
前記衝突検出手段は、レーダー及び超音波の少なくとも一方により非接触で障害物との距離を推定する距離推定センサと、衝撃及び減速度の少なくとも一方から障害物の接触を検出する接触検出センサとを含んで構成され、
前記制御手段は、前記距離推定センサと前記車両状態検出手段とからの信号に基づいて衝突回避の可能か否かを判断し、前記接触検出センサからの信号に基づいて衝突を判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置。
【請求項９】
前記姿勢検出手段は、シート座面の略後方又はシート背もたれ部の略下端に配された荷重計を含んで構成され、
前記制御手段は、前記荷重計から出力される電圧レベルに基づいて乗員姿勢を判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置。
【請求項１０】
前記姿勢検出手段は、着座した乗員の略側方に配された超音波センサ又は電磁場センサを含んで構成され、
前記制御手段は、前記超音波センサ又は電磁場センサから出力される波形イメージ又は信号レベルを、予め登録された複数の乗員姿勢それぞれの波形パターン又は信号レベルと照合することにより乗員姿勢を判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置。
【請求項１１】
前記着座位置検出手段は、乗員用シート座面下部に配された複数の重量センサを含んで構成され、
前記制御手段は、前記複数の重量センサから出力される重量分布をもとに骨盤位置を判断する
ことを特徴とする請求項２に記載の乗員保護装置。
【請求項１２】
車両の状態及び乗員の着座姿勢を検出し、これらの検出結果に基づいて、乗員の上半身の傾斜角を調整する姿勢矯正手段を車両の衝突前に作動させて、乗員の上半身を起こすように制御することを特徴とする乗員保護装置。
【請求項１３】
車両の衝突を検出した場合には、乗員の着座姿勢にかかわらず、前記姿勢矯正手段を作動させて、乗員の上半身を起こすように制御することを特徴とする請求項１２に記載の乗員保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗員保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、障害物検出手段からの信号に基づいて車両の衝突を予知した場合に、乗員保護を行う乗員保護装置が知られている。この装置では、衝突を予知した場合、衝突前にシートベルトを巻き取るべくプリテンショナ装置を制御する。また、巻取りの際には、多段階に設定される巻取り張力のうち最適なものを選択して、乗員のブレーキ操作や操舵操作への影響を防ぎつつ、乗員保護を確実に行うようにしている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１８２５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来装置では、ステアリングやフロントウィンドウなどの内装部品に、乗員の頭部及び胸部が近づきすぎないように、シートベルトに張力を付与している。すなわち、従来装置では、頭部及び胸部が内装部品に近づきすぎないように、乗員頭部及び胸部の前方移動量を抑制することが目的とされている。
【０００４】
また、従来装置では、頭部に加わる減速度及び胸部に加わる負荷を緩和するため、衝突前にシートベルトに張力を付与している。すなわち、従来装置では、頭部に加わる減速度及び胸部に加わる負荷を緩和する程度で、シートベルトに張力を付与しており、必要以上に張力を付与することをしていない。このため、シートベルトに付与する張力は、乗員頭部及び胸部の前方移動量を抑制する程度に留められている。
【０００５】
以上のように、従来装置は、乗員の前方移動を抑制することにより乗員を保護している。しかし、従来装置では、前方移動の抑制することを目的としているため、乗員の姿勢矯正という点では考慮がなされていない。例えば、衝突に際して乗員の膝部がダッシュパネルに当たってしまう場合、乗員の荷重の感じ方等の点から、上半身を起こすようにすることが望ましいが、このような点が考慮されていない。
【０００６】
このように、従来装置は、乗員の前方移動量を抑制することにより充分に乗員を保護するものであるが、乗員の姿勢矯正という観点からすれば、乗員保護性能の点で向上の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、乗員保護装置は、車両状態検出手段、衝突検出手段、姿勢検出手段、姿勢矯正手段、及び制御手段を備え、車両状態検出手段が車両の状態を検出し、衝突検出手段が車両の衝突を検出又は予測し、姿勢検出手段が乗員の着座姿勢を検出し、姿勢矯正手段が乗員上半身の傾斜角を調整し、制御手段が、車両状態検出手段と衝突検出手段と姿勢検出手段とからの信号に基づいて、乗員の上半身を起こすように姿勢矯正手段を制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、乗員の姿勢を検出し、衝突等の際には乗員の前方移動を抑制するに留まらず、乗員姿勢によっては上半身を起こすように姿勢矯正をしている。このため、衝突の際に乗員の膝部とダッシュパネルとが干渉してしまう場合であっても、乗員が荷重を感じにくいように姿勢矯正をすることが可能となっている。従って、乗員保護性能の点で向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において、同一の要素又は相当する要素には、同一の符号を付して説明を省略するものとする。
【００１０】
まず、本実施形態に係る乗員保護装置は、車両が衝突等したときに乗員の前方移動を抑制するだけでなく、乗員の上半身を起こすことにより乗員の姿勢を矯正して、好適に乗員を保護するものである。なお、以下には、乗員保護装置の一例として、衝突時にシートベルトにて乗員上半身を車両後方側へ引き起こすものを例に説明する。
【００１１】
まず、本実施形態に係る乗員保護装置を説明するのに先立って、車室内の様子及び衝突の際の様子等を説明する。図１は、本実施形態に係る乗員保護装置が用いられる車室内のシート周辺部を示す構成図であり、（ａ）はシート周辺部を示す斜視図であり、（ｂ）はシートを取り除いたときの様子を示す斜視図である。
【００１２】
図１（ａ）に示すように、シート１００は、車体骨格１０１により形成される車室空間内に配置されている。具体的にシート１００は車室床面１０２上に前後位置調節用レールを介して固定されている。このシート１００の前方には、ダッシュパネル１０３が横断的に配置されている。
【００１３】
また、シート１００には、乗員を拘束する帯状のシートベルト４１が設けられている。このシートベルト４１は、一端４１ａが車体骨格１０１の下方に格納されるリトラクタ４２に連結され、他端４１ｂがシート略下側方の車体骨格１０１に取り付けられている。
【００１４】
さらに、シートベルト４１は、一端４１ａから他端４１ｂに至るまでにアンカ部４３及びタング部４４のスリットに通されている。アンカ部４３は、シート略上側方の車体骨格１０１に締結されている。タング部４４は、他端４１ｂとアンカ部４３との間においてシートベルト４１に移動可能に係止されている。また、タング部４４は、バックル部４５に装着されるようになっている。バックル部４５は、シート１００を挟んで車体骨格１０１の反対側床面から延設されている。
【００１５】
このように構成されるため、タング部４４がバックル部４５に装着されると、シートベルト４１は、乗員の肩口からバックル側の腰部にかけて乗員を拘束すると共に、バックル側の腰部から車体骨格側の腰部にかけて乗員を拘束する。
【００１６】
図２は、車両の前面衝突時における乗員の挙動を示す説明図であり、（ａ）は衝突発生前の乗員の様子を示しており、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は衝突発生後の乗員の様子を示している。なお、図２（ｂ）は、シートベルト装置がプリテンショナ機構を備えない場合を示しており、（ｃ）はシートベルト装置がプリテンショナ機構を備える場合を示している。また、（ｄ）はシートベルト装置がプリテンショナ機構を備え、且つ小柄な乗員が乗車している場合を示している。さらに、図２に示す例では、エアバッグが車両に装備されているものとする。
【００１７】
まず、図２（ａ）に示すように、衝突前において乗員Ｈは、シート１００の背もたれ部に寄りかかった状態で着座している。ここで、前面衝突が発生すると、乗員Ｈの身体は前方へと移動する。そして、図２（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）に示すように、衝突時の速度等が大きいときには、エアバッグ１０４が展開して乗員Ｈの上半身を拘束することとなる。また、乗員Ｈの上半身はシートベルト４１によっても拘束される。
【００１８】
このとき、図２（ｂ）に示す例の場合、シートベルト４１及びエアバッグ１０４により乗員Ｈの前方移動が抑制されることとなる。また、図２（ｃ）に示す例の場合、乗員Ｈの前方移動が抑制される点は同じであるが、プリテンショナ機構を備えているため、一層抑制効果が高くなっている。このため、乗員Ｈの身体は、図２（ｂ）に示す例よりも、ステアリング１０５から離れた位置で停止することとなる。
【００１９】
このように、乗員Ｈの上半身は、シートベルト４１及びエアバッグ１０４により拘束されて保護されることとなる。しかし、いずれの例においても、乗員Ｈの膝部がダッシュパネル１０３に干渉している。乗員Ｈの膝部がダッシュパネル１０３に干渉するか否かは、車両衝突時の減速度によるが、減速度が大きい場合には干渉の可能性は高くなる。
【００２０】
例えば、図２（ｄ）に示す例のように小柄な乗員Ｈが乗車している場合、通常、乗員Ｈはシート１００の位置をやや前寄りにしている。ここで、前面衝突が発生すると、上記例と同様に、シートベルト４１及びエアバッグ１０４により乗員Ｈの前方移動が抑制される。また、シートベルト装置がプリテンショナ機構を備えているため、乗員Ｈの身体はステアリング１０５から離れた位置で停止している。しかし、この場合であっても、シート１００の位置が前寄りであるため、乗員Ｈの膝部はダッシュパネル１０３に干渉している。
【００２１】
また、図示しないが、大柄な乗員Ｈが乗車している場合など、シート１００の位置がやや後ろ寄りにされている場合であっても、衝突によって車両が変形したときには、乗員Ｈの膝部がダッシュパネル１０３に干渉する可能性がある。
【００２２】
このように、乗員Ｈの膝部とダッシュパネル１０３との干渉は、乗員Ｈの体格やシート位置等によりその可能性が否定されるものではなく、減速度が大きい場合には、発生しうるものである。なお、衝突の際に、乗員Ｈは脚を踏ん張るなどしてペダル類１０６を踏みしめる場合があるが、強く踏みしめた場合であっても、膝部とダッシュパネル１０３との干渉が発生しないというわけではない。
【００２３】
次に、大腿骨に対する骨盤の角度を、乗員Ｈの姿勢毎に説明する。図３は、大腿骨に対する骨盤の角度を示す説明図であり、（ａ）は通常姿勢時の様子を示している。また、（ｂ）は多少前傾姿勢となった時の様子を示しており、（ｃ）は大きく前傾した時の様子を示している。
【００２４】
まず、図３（ａ）に示すように、通常の着座姿勢の場合、骨盤Ｂは大腿骨Ｔに対して後方に傾斜（伸展）している。また、図３（ｂ）に示すように、乗員Ｈが多少前傾姿勢となった場合、骨盤Ｂは大腿骨Ｔに対して略直交した状態となる。また、図３（ｃ）に示すように、車両の前面衝突等の慣性力により乗員Ｈが大きく前傾した場合、骨盤Ｂは大腿骨Ｔに対して前方に傾斜（屈曲）した状態となる。
【００２５】
ここで、膝部に荷重Ｆが加わったとすると、荷重Ｆは大腿骨Ｔを伝わり、骨盤Ｂに至る。このときに骨盤Ｂに加わる荷重を図４に示す。図４は、図３に示す各姿勢において膝部に荷重Ｆが加わった場合に、骨盤Ｂに加わる荷重方向を示す説明図であり、（ａ）は骨盤Ｂを正面から示しており、（ｂ）は骨盤Ｂを側面から示している。
【００２６】
まず、図３（ａ）に示すような通常の姿勢において、膝部に荷重Ｆが加わったとする。この場合、荷重Ｆは、大腿骨Ｔを伝わって骨盤Ｂの上後方向（図４（ｂ）矢印ａの方向）に加わる。また、図３（ｂ）に示すようなやや前傾姿勢の場合、荷重Ｆは、骨盤Ｂの後方向（図４（ｂ）矢印ｂの方向）に加わる。また、図３（ｃ）に示すように、大きく前傾した場合、荷重Ｆは、骨盤Ｂの下後方向（図４（ｂ）矢印ｃの方向）に加わる。
【００２７】
このように、乗員Ｈの姿勢によって、骨盤Ｂに加わる荷重方向は異なっている。ここで、乗員Ｈは、骨盤Ｂの構造上、荷重Ｆが上後方向（図４（ｂ）矢印ａの方向）に加わったときに、荷重Ｆ自体を小さく感じる傾向にある。荷重Ｆが上後方向（図４（ｂ）矢印ａの方向）に加わる場合、荷重Ｆは骨盤Ｂから背骨方向に伝わることとなり、荷重Ｆの一部が骨盤Ｂ以外に逃がされることとなる。このため、乗員Ｈは荷重Ｆ自体を小さく感じやすくなる。
【００２８】
一方、荷重Ｆが下後方向（図４（ｂ）矢印ｃの方向）に加わったときに、乗員Ｈは、荷重Ｆ自体を大きく感じる傾向にある。この場合、荷重Ｆは骨盤Ｂから背骨方向に伝わり難く、荷重Ｆの逃げ場がない状態となっている。このため、乗員Ｈは荷重Ｆ自体を大きく感じやすくなる。
【００２９】
すなわち、荷重Ｆが加わったことによる乗員Ｈの不快感等を考慮すると、乗員Ｈの姿勢は前傾状態よりも後方に引き起こされた状態の方が好ましいといえる。より詳しくは、骨盤Ｂ（すなわち上半身）が大腿骨Ｔに対して直角以上の角度となっていれば、荷重Ｆは背骨方向に伝わり、乗員Ｈの不快感等は軽減されることとなる。
【００３０】
次に、本実施形態に係る乗員保護装置の具体的構成について説明する。図５は、本実施形態に係る乗員保護装置の構成図であり、（ａ）は全体構成を示し、（ｂ）はシート１００の周辺部構成を示している。
【００３１】
図５（ａ）に示すように、本実施形態に係る乗員保護装置１は、車両の状態を検出する車両状態検出部（車両状態検出手段）１０を備えている。また、乗員保護装置１は、車両の衝突を検出又は予測するための衝突検出部（衝突検出手段）２０と、乗員Ｈの着座姿勢を検出するための姿勢検出部（姿勢検出手段）３０とを具備している。さらに、乗員保護装置１は、乗員Ｈの上半身の傾斜角を調整する姿勢矯正部（姿勢矯正手段）４０を有している。
【００３２】
車両状態検出部１０は、走行機器等から情報入力する構成とされている。具体的に車両状態検出部１０は、走行速度及び前後左右の加速度のうち少なくとも一方を含む車両の走行状態を検出する走行状態検出センサを含んで構成されている。また、車両状態検出部１０は、ステアリング１０５の急操舵及びペダル類１０６の急操作のうち少なくとも一方を検出する操作検出センサを含んで構成されている。
【００３３】
衝突検出部２０は、車両の略前部に設けられ、衝撃や減速度の少なくとも一方により車両の衝突を検出する衝突検出センサにより構成されている。姿勢検出部３０は乗員Ｈが着座するシート１００の近傍に設けられている。具体的には、図５（ｂ）に示すように、姿勢検出部３０は、シート背もたれ部の略下端に配された荷重計を含んで構成されている。ここで、荷重計は、シート座面の略後方に配されていてもよい。
【００３４】
また、姿勢矯正部４０は、姿勢検出部３０と同様に、乗員Ｈが着座するシート１００の近傍に設けられている。この姿勢矯正部４０は、シートベルト４１とその関連部品４２〜４５により構成されるシートベルト装置であり、関連部品としては先に説明したリトラクタ４２等が含まれる。
【００３５】
さらに、乗員保護装置１は、車両状態検出部１０と衝突検出部２０と姿勢検出部３０とからの信号に基づいて、乗員Ｈの上半身を起こすように姿勢矯正部４０を制御するコントローラ（制御手段）５０を備えている。このコントローラ５０は、衝突時に損傷を受けにくい車両の中心付近に設置されており、所定の条件が成立すると姿勢矯正部４０を作動させる構成とされている。
【００３６】
図６は、姿勢矯正部４０の構成部品であるリトラクタ４２の詳細を示す構成図である。リトラクタ４２は、シートベルト４１の巻取り部として機能するものである。図６に示すように、リトラクタ４２は、ボビン４２１、ハウジング４２２、回転軸４２３、ＥＬＲ部４２４、電動クラッチ４２５、減速ギア４２６、及び電動アクチュエータ４２７を備えている。
【００３７】
ボビン４２１は、ハウジング４２２に収容され、シートベルト４１の一端４１ａが締結される略筒状体である。また、筒状を為すボビン４２１の中心部には、回転軸４２３が通されている。このため、ボビン４２１は、回転軸４２３を中心として回転可能となっている。
【００３８】
回転軸４２３の一端は、シートベルト４１の繰り出し及び巻き取りを行い、且つ急激な繰り出しを停止するＥＬＲ部４２４が連結されている。一方、回転軸４２３の他端は、電動クラッチ４２５及び減速ギア４２６を介して電動アクチュエータ４２７に接続されている。
【００３９】
電動クラッチ４２５は、衝突等が発生していない通常時に、回転軸４２３と非接続の状態となっている。このため、乗員Ｈがシートベルト４１を装着する際には、ＥＬＲ部４２４のみが作動することとなる。一方、電動クラッチ４２５は、衝突等が発生してコントローラ５０からの信号を受信すると、回転軸４２３に接続された状態となる。このため、電動アクチュエータ４２７が発生する駆動力は、減速ギア４２６及び電動クラッチ４２５を介して回転軸４２３に伝達されることとなる。この際、駆動力は、減速ギア４２６にて増幅されて伝達されることとなる。
【００４０】
このような乗員保護装置１においては、まず、車両状態検出部１０の１つである走行状態検出センサが走行速度、前後左右の加速度などを含む車両の走行状態を検出する。また、車両状態検出部１０の１つである操作検出センサが、ステアリング１０５の急操舵やペダル類１０６の急操作を検出する。そして、車両状態検出部１０は、これらの情報をコントローラ５０に送信する。
【００４１】
送信後、コントローラ５０は、走行状態検出センサ及び操作検出センサの情報を集約分析して、車両が緊急状態にあるか否かを判断する。すなわち、コントローラ５０は、前面衝突発生時に、膝部がダッシュパネル１０３に干渉する程度の状態（緊急状態）にあるか否かを判断する。
【００４２】
例えば、車速が数キロメートルである場合など、前面衝突したとしても車両乗員Ｈの膝部はダッシュパネル１０３まで到達しない。このような場合、コントローラ５０は、車両が緊急状態でないと判断する。
【００４３】
また、一方で姿勢検出部３０は、背もたれ部に加わる荷重を検出する。そして、姿勢検出部３０は、背もたれ部に加わる荷重量を示す電圧信号を、コントローラ５０に出力する。ここで、電圧信号が示す電圧レベルは通常姿勢時に最大値となる。通常姿勢時に最も背もたれ部に荷重が掛かるからである。送信後、コントローラ５０は、上記電圧信号が示す電圧レベルに基づいて乗員Ｈの姿勢を判断する。
【００４４】
その後、コントローラ５０は、車両が緊急状態であるか否かに基づいて、姿勢矯正部４０を作動させるか否かを判断する。また、コントローラ５０は、作動させると判断した場合、乗員Ｈの姿勢に基づいて姿勢矯正部４０の作動方法を決定する。
【００４５】
例えば、コントローラ５０は、乗員Ｈの上半身の大腿部Ｔに対する角度（以下上半身角度と称する）が直角よりも小さい場合には、乗員を起こすように姿勢矯正部４０を制御する。また、例えば、コントローラ５０は、上半身角度が直角よりも大きい場合には、乗員Ｈの前方移動量を抑制するように、姿勢矯正部４０を制御する。
【００４６】
また、コントローラ５０は、姿勢矯正部４０を作動させる場合、電動クラッチ４２５を回転軸４２３に接続させ、リトラクタ４２に所定の駆動電圧Ｖを与えることで、姿勢矯正部４０を制御する。
【００４７】
さらに、衝突検出部２０は、常時、車両の衝撃等を検出しており、車両に過大な衝撃等が加わった場合には、コントローラ５０にその旨を示す信号を送信する。そして、コントローラ５０は、この信号を受信すると、車両の衝突があったと判断し、上記緊急状態及び乗員姿勢にかかわらず、乗員Ｈを起こすように姿勢矯正部４０を制御する。
【００４８】
次に、乗員保護装置１の動作の一例を、フローチャートに沿って説明する。図７は、本実施形態に係る乗員保護装置１の動作の一例を示すフローチャートである。
【００４９】
まず、図７に示すように、コントローラ５０は、車両状態及び乗員姿勢のセンシングを開始させる（ＳＴ１０）。これにより、車両状態検出部１０は車両状態を検出し、姿勢検出部３０は乗員姿勢を検出することとなる。
【００５０】
その後、コントローラ５０は、姿勢検出部３０からの信号を入力して、乗員Ｈの初期状態、すなわち初期姿勢を検出する（ＳＴ１１）。このとき、コントローラ５０は、姿勢検出部３０から初期の乗員姿勢に応じた電圧レベルＧの信号を受信する。そして、コントローラ５０は、この処理において得られた電圧レベルＧを記憶する。なお、多くの場合、乗員Ｈは乗車開始時に通常姿勢となっている。このため、コントローラ５０は、乗員Ｈが通常姿勢であるときの電圧レベルＧを記憶することとなる。
【００５１】
検出後、コントローラ５０は、車両状態検出部１０から車両状態を示す信号を入力する（ＳＴ１２）。次いで、コントローラ５０は、車両状態検出部１０にて検出された車両状態に基づいて、車両が緊急状態であるか否かを判断する（ＳＴ１３）。この処理において、コントローラ５０は、上記したように、走行状態検出センサ及び操作検出センサの双方からの信号を集約分析して緊急状態か否かを判断する。
【００５２】
ここで、緊急状態でないと判断した場合（ＳＴ１３：ＮＯ）、処理はステップＳＴ１２に戻り、再度、コントローラ５０は車両状態を示す信号を入力することとなる。一方、緊急状態であると判断した場合（ＳＴ１３：ＹＥＳ）、コントローラ５０は、姿勢検出部３０からの信号を入力して、最新の乗員姿勢を示す電圧レベルＧの信号を入力する（ＳＴ１４）。
【００５３】
ここで、コントローラ５０は、ステップＳＴ１１において乗員Ｈが通常姿勢であるときの電圧レベルＧを記憶している。このため、コントローラ５０は、最新の乗員姿勢に応じた電圧レベルＧの信号を入力することで、通常姿勢に対する現在の乗員姿勢を判断できることとなる。
【００５４】
その後、コントローラ５０は、リトラクタ４２に信号を送出して、電動クラッチ４２５を回転軸４２３に係合させる。また、コントローラ５０は、リトラクタ４２の駆動電圧Ｖを発生させて、姿勢矯正部４０を作動させる（ＳＴ１５）。この際、コントローラ５０は、最新の乗員姿勢に応じた駆動電圧Ｖを発生させる。つまり、上半身角度が直角を超える場合、乗員Ｈの前方移動量を抑制すればよい。一方、上半身角度が直角以下である場合、乗員Ｈを引き起こす必要がある。このため、コントローラ５０は、乗員姿勢に応じた駆動電圧Ｖを発生させ、シートベルト４１の引き込み量を最適なものに制御する。ここで、シートベルト４１の引き込み量とは、実際に乗員Ｈを引き起こすときにシートベルト４１を巻き取る量だけでなく、前方移動を抑制するために付与される張力についても含むものとする。
【００５５】
その後、コントローラ５０は、最新の乗員姿勢を示す電圧レベルＧが、閾値Ｇ１を超えるものであるか否かを判断する（ＳＴ１６）。この処理により、コントローラ５０は、ステップＳＴ１５にて開始された姿勢矯正部４０の作動を、継続するか否かを判断する。なお、閾値Ｇ１は、初期の電圧レベルＧに基づいて決定される。例えば、コントローラ５０は、予め係数α（０＜α＜１）の情報を記憶しておき、初期の電圧レベルＧが得られた段階で「Ｇ１＝αＧ」の演算により「Ｇ１」を決定する。
【００５６】
このとき、値「Ｇ１」は、上半身角度が直角となるときの数値を示している。すなわち、ステップＳＴ１６においてコントローラ５０は、上半身角度が直角である場合を基準として判断することとなる。
【００５７】
なお、値「Ｇ１」は上半身角度が直角となるときの数値である一方で、「α」の値は「βδ＜α＜Ｇ０−βδ」の範囲内であることが望ましい。ここで、βは安全率であり、δはノイズ信号である。また、β＞１，０＜δ＜１，０＜βδ＜１である。このようにすることにより、ノイズ信号δによる誤判断を防止することができるからである。
【００５８】
ここで、最新の乗員姿勢を示す電圧レベルＧが閾値Ｇ１を超えるものでないと判断した場合（ＳＴ１６：ＮＯ）、処理はステップＳＴ１４に戻る。すなわち、閾値Ｇ１を超えない場合、最新の上半身角度は直角以下である。このため、コントローラ５０は、閾値Ｇ１を超えない場合、姿勢矯正部４０の作動を継続すべく、ステップＳＴ１４に処理を戻すこととなる。
【００５９】
一方、閾値Ｇ１を超えるものであると判断した場合（ＳＴ１６：ＹＥＳ）、コントローラ５０は、衝突が回避されたか否かを判断する（ＳＴ１７）。回避されたか否かは、緊急状態であるか否かの判断と同様して行われる。すなわち、コントローラ５０は、緊急状態でない場合には衝突が回避されたと判断し、緊急状態である場合には衝突が回避されていないと判断する。
【００６０】
衝突が回避されていないと判断した場合、すなわち緊急状態である場合（ＳＴ１７：ＮＯ）、コントローラ５０は、衝突に備えて、処理をステップＳＴ１４に戻す。すなわち、コントローラ５０は、緊急状態が継続する限り、衝突が発生すると、乗員Ｈが前傾すると共に膝部がダッシュパネルに干渉することから、処理をステップＳＴ１４に戻している。
【００６１】
一方、衝突が回避されたと判断した場合、すなわち緊急状態でない場合（ＳＴ１７：ＹＥＳ）、コントローラ５０は、再度リトラクタ４２に信号を送出して、電動クラッチ４２５を解除すると共に、駆動電圧Ｖの発生を停止させる（ＳＴ１８）。すなわち、コントローラ５０は、緊急状態でない場合、衝突が発生しても、膝部がダッシュパネルに干渉しないことから、姿勢矯正部４０の作動を停止すべく、駆動電圧Ｖの発生を停止させる。そして、処理はステップＳＴ１２に戻る。
【００６２】
また、上記のステップＳＴ１０〜ＳＴ１８の処理が行われる一方で、コントローラ５０は、車両状態のセンシングを開始させる（ＳＴ１９）。その後、コントローラ５０は、衝突検出部２０からの信号により、車両の衝突があったか否かを判断する（ＳＴ２０）。
【００６３】
車両の衝突がなかったと判断した場合（ＳＴ２０：ＮＯ）、衝突があったと判断されるまで、処理は繰り返されることとなる。一方、車両の衝突があったと判断した場合（ＳＴ２０：ＹＥＳ）、コントローラ５０は、電動クラッチ４２５を回転軸４２３に係合させ、且つ、リトラクタ４２の駆動電圧Ｖを発生させて、シートベルト４１の巻取りを行う（ＳＴ２１）。なお、この処理は、先に説明したステップＳＴ１０〜ＳＴ１８の処理にかかわらず、強制的に行われるものである。すなわち、コントローラ５０は、例えばステップＳＴ１３において緊急状態でないと判断したとしても、ステップＳＴ２０にて車両が衝突したと判断した場合、シートベルト４１の巻取りを行うこととなる。
【００６４】
その後、コントローラ５０は、数秒程度（例えば３秒程度）待機し、電動クラッチ４２５の解除すると共に、駆動電圧Ｖの発生を停止する（ＳＴ２２）。そして、処理は終了する。
【００６５】
次に、姿勢検出部３０から送信される乗員姿勢を示す信号について説明する。図８は、図７に示したステップＳＴ１１，ＳＴ１４にて入力される電圧レベルＧの説明図である。なお、図８（ａ）は姿勢検出部３０の設置例を示しており、（ｂ）は通常姿勢時の乗員Ｈの様子を示している。また、（ｃ）は乗員Ｈが多少前傾姿勢（上半身角度が直角）となった時の様子を示しており、（ｄ）は乗員Ｈが大きく前傾した時の様子を示している。また、（ｅ）は乗員Ｈの各姿勢に応じて得られる乗員姿勢Ｇを示す信号を示している。
【００６６】
まず、図８（ａ）に示すように、姿勢検出部３０は、シート背もたれ部の下端部に配されている。このため、乗員Ｈが背もたれ部に寄りかかる程、荷重計から出力される電圧レベルＧは大きくなる。すなわち、電圧レベルＧが高いほど乗員Ｈが通常姿勢に近い状態にあるといえる。
【００６７】
図８（ｂ）〜（ｄ）を参照して、乗員Ｈが通常の姿勢からやや前傾姿勢となり、その後、背中が完全に背もたれ部から離れた場合を例に説明する。まず、乗員Ｈが通常の姿勢を保っている間では（図８（ｂ））、姿勢検出部３０から出力される電圧のレベルＧは最大値「Ｇ０」となっている（図８（ｅ）時刻０〜ｔ１）。
【００６８】
その後、乗員Ｈがやや前傾姿勢（上半身角度が直角）となると（図８（ｃ））、電圧レベルＧは「Ｇ０」よりも小さい値「Ｇ１」となる（図８（ｅ）時刻ｔ１〜ｔ２）。そして、背中が背もたれ部から完全に離れると（図８（ｄ））、電圧レベルＧはほぼ「０」となる（図８（ｅ）時刻ｔ２〜）。
【００６９】
図９は、図７に示した緊急状態判断（ＳＴ１３）、及び駆動電圧制御（ＳＴ１５）の説明図であり、（ａ）は緊急状態の条件の一例を示し、（ｂ）は駆動電圧Ｖの例を示している。まず、図９（ａ）に示すように、緊急状態か否かは、車速及び減速度により判断される。具体的に、コントローラ５０は、減速度Ａが予め定義された値Ａ１未満であれば、走行速度Ｃによらず車両が緊急状態でないと判断する。
【００７０】
また、コントローラ５０は、減速度Ａが予め定義された値Ａ２（Ａ１よりも大きい値）を超えると、走行速度Ｃによらず緊急状態であると判断する。ここで、減速度Ａは、例えばブレーキ操作により発生するものである。このため、ブレーキによる減速度が「１．０Ｇ」を超えることは殆どなく、値Ａ１及び値Ａ２は「１．０Ｇ」以下の値となる。
【００７１】
また、コントローラ５０は、減速度Ａが値Ａ１以上値Ａ２以下である場合、走行速度Ｃが値Ｃ２を超えると緊急状態であると判断する。一方、コントローラ５０は、走行速度Ｃが値Ｃ１（Ｃ２より小さい値）を下回ると、緊急状態でないと判断する。
【００７２】
さらに、コントローラ５０は、減速度が値Ａ１以上値Ａ２以下であり、走行速度が値Ｃ１以上値Ｃ２以下である場合、以下の式により判断する。すなわち、コントローラ５０は、
【数１】
2005075269.tif 000003
が成立するときに、緊急状態であると判断し、そうでない場合に緊急状態でないと判断する。
【００７３】
ここで、走行速度Ｃ及び減速度Ａは双方とも車両状態検出部１０の走行状態検出センサにより検出されるものである。上記において、コントローラ５０は、走行状態検出センサと操作検出センサとからの信号を集約分析して、緊急状態を判断すると説明したが、図９（ａ）のように、走行状態検出センサだけの信号により判断するようにしてもよい。
【００７４】
なお、走行状態検出センサと操作検出センサとからの信号を集約分析する場合には、操作検出センサにて急ブレーキの操作等を検出することにより、一層精度良く緊急状態を判断することができる。
【００７５】
また、コントローラ５０は、駆動電圧Ｖを図９（ｂ）に示すようにして決定する。まず、電圧レベルＧが「Ｇ０」、すなわち乗員Ｈが通常の姿勢である場合、コントローラ５０は、駆動電圧Ｖを「０」とする。
【００７６】
ここで、乗員Ｈが通常姿勢から前傾姿勢に移行しつつあるとする。このとき、コントローラ５０は、電圧レベルＧが「Ｇ１」に至るまで、電圧レベルＧの変化に応じて駆動電圧Ｖを変化させる（図９（ｂ）符号１１０）。具体的にコントローラ５０は、駆動電圧Ｖを
【数２】
2005075269.tif 000004
とする。
【００７７】
また、乗員Ｈが前傾姿勢となり、電圧レベルＧが「Ｇ１」以下となった場合、コントローラ５０は、駆動電圧Ｖを「Ｖ０」とする（図９（ｂ）符号１１１）。さらに、電圧レベルＧが「Ｇ１」以下となった後に、電圧レベルＧが「Ｇ１」を超えるようになった場合、コントローラ５０は、電圧レベルＧの上昇に応じて駆動電圧Ｖを徐々に低下させる（図９（ｂ）符号１１２）。具体的にコントローラ５０は、駆動電圧Ｖを
【数３】
2005075269.tif 000005
とする。なお、この場合において、電圧レベルＧが「Ｇ０」に至ったとしても、車両が緊急状態である場合には、駆動電圧Ｖは「０」とならず「Ｖ１」を維持することとなる。
【００７８】
以上のように、コントローラ５０は駆動電圧Ｖを決定する。ここで、駆動電圧Ｖが大きくなるほど、シートベルト４１の引き込み量は多くなる。このため、コントローラ５０は、駆動電圧Ｖを調整することで、シートベルト４１の引き込み量を制御することとなる。
【００７９】
また、コントローラ５０は、上記の示すように、車両緊急状態であるか否か、及び電圧レベルＧの双方に基づいて駆動電圧Ｖを決定する。ここで、コントローラ５０は、車両緊急状態であるか否かを、車両状態検出部１０からの信号に基づいて判断している。さらに、コントローラ５０は、姿勢検出部３０にて検出された電圧レベルＧの信号を入力している。すなわち、コントローラ５０は、車両状態検出部１０及び姿勢検出部３０からの信号に基づいて駆動電圧Ｖを決定し、シートベルト４１の引き込み量を制御している。
【００８０】
一方、図示していないが、車両衝突が発生した場合、コントローラ５０は駆動電圧Ｖを強制的に「Ｖ０」とする。このため、コントローラ５０は、車両状態検出部１０、衝突検出部２０及び姿勢検出部３０からの信号に基づいて、駆動電圧Ｖを決定し、シートベルト４１の引き込み量を制御するといえる。
【００８１】
また、図９（ｂ）に示すように、シートベルト４１の引き込み量は、多段階に制御されている。すなわち、コントローラ５０は、図９（ｂ）の表に示すように「０」から「Ｖ０」までの値で、駆動電圧Ｖを多段階に変化させている。このため、コントローラ５０は、車両状態検出部１０、衝突検出部２０及び姿勢検出部３０からの信号、すなわち車両の状態と乗員Ｈの姿勢状態とに基づいて、シートベルト４１の引き込み量を多段階に制御していることとなる。
【００８２】
なお、コントローラ５０は、車両衝突が発生した場合、駆動電圧Ｖを強制的に「Ｖ０」とせず、図９（ｂ）を参照して説明したように、駆動電圧Ｖを決定するようにしてもよい。
【００８３】
次に、姿勢矯正部４０が作動するときの様子を説明する。図１０は、姿勢矯正部４０が作動するときの様子を示す説明図である。なお、図１０（ａ）は、車両が緊急状態と判断された後に姿勢矯正部４０が作動し、その後衝突を回避したときの駆動電圧Ｖ及び電圧レベルＧを示している。また、（ｂ）は車両が緊急状態と判断される前の乗員姿勢を示し、（ｃ）は緊急状態が発生した際の乗員姿勢を示している。また、（ｄ）は緊急状態が発生して一定時間経過したときの乗員姿勢を示し、（ｅ）は衝突が回避されたときの乗員姿勢を示している。
【００８４】
まず、図１０（ｂ）に示すように、緊急状態の発生前において、乗員Ｈは、シート１００の背もたれ部に寄りかかった状態で着座している。このとき、図１０（ａ）に示すように、姿勢検出部３０から得られる電圧レベルＧは「Ｇ０」となり、リトラクタ４２の駆動電圧Ｖは「０」となる（時刻０〜Ｔ１１）。また、リトラクタ４２の駆動電圧Ｖが「０」であるため、姿勢矯正部４０は何ら作動していない。
【００８５】
その後、時刻Ｔ１１において緊急状態が発生したとすると、図１０（ｃ）に示すように、乗員Ｈは大きく前傾した姿勢となる。このとき、図１０（ａ）に示すように、電圧レベルＧは「０」付近まで低下し、リトラクタ４２の駆動電圧Ｖは「Ｖ０」まで上昇する（時刻Ｔ１１〜Ｔ１２）。
【００８６】
また、リトラクタ４２の駆動電圧Ｖが「Ｖ０」となり、シートベルト４１が引き込まれる。ここで、駆動電圧Ｖが「Ｖ０」であると、シートベルト４１は、乗員Ｈの身体に過大な負荷を与えない程度で巻き取られる。従って、乗員Ｈは、無理な負荷が加えられることなく、上半身が車両後方側へ引き起こされることとなる。
【００８７】
そして、緊急状態が発生して一定時間経過すると、図１０（ｄ）に示すように、乗員Ｈの前傾姿勢は多少改善される。このとき、図１０（ａ）に示すように、電圧レベルＧは「Ｇ１」付近まで上昇し、リトラクタ４２の駆動電圧Ｖは「Ｖ１」まで低下する（時刻Ｔ１２〜Ｔ１３）。また、リトラクタ４２の駆動電圧Ｖは「Ｖ１」となるので、シートベルト４１は、乗員Ｈの身体に軽くフィットしつつ張力を維持することとなる。従って、乗員Ｈは、前方移動が抑制される。
【００８８】
その後、車両の衝突が回避されると、図１０（ｅ）に示すように乗員Ｈは通常姿勢に戻ると共に、図１０（ａ）に示すように、電圧レベルＧは「Ｇ０」となり、リトラクタ４２の駆動電圧Ｖは「０」まで低下する（時刻Ｔ１３〜）。また、リトラクタ４２の駆動電圧Ｖは「０」となるため、姿勢矯正部４０は作動しなくなる。
【００８９】
以上により、乗員Ｈの上半身はシートベルト４１により引き起こされることとなる。ここで、衝突の発生により図７に示したステップＳＴ１９〜ＳＴ２２の処理が行われる場合、乗員Ｈの駆動電圧Ｖ等は以下のようになる。
【００９０】
図１１は、姿勢矯正部４０が作動するときの様子を示す説明図である。なお、図１１（ａ）は、車両が緊急状態と判断された後に姿勢矯正部４０が作動し、その後衝突が発生したときの駆動電圧Ｖ及び電圧レベルＧを示している。また、（ｂ）は車両が緊急状態と判断される前の乗員姿勢を示し、（ｃ）は緊急状態が発生した際の乗員姿勢を示している。また、（ｄ）は衝突が発生したときの乗員姿勢を示し、（ｅ）は姿勢矯正部４０の作動終了後の乗員姿勢を示している。
【００９１】
まず、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、緊急状態の発生前及び緊急状態の発生から衝突までは、図１０（ａ）〜（ｃ）を参照して説明したものと同様である。
【００９２】
そして、時刻Ｔ２２において車両が衝突したとすると、図７に示したステップＳＴ１９〜ＳＴ２２の処理が実行され、図１１（ｄ）に示すように、乗員Ｈは、強制的に引き起こされることとなる。このとき、図１１（ａ）に示すように、電圧レベルＧは「Ｇ１」よりやや低い値を継続した後、乗員Ｈの上半身が引き起こされて電圧レベルＧが「Ｇ０」となる。また、リトラクタ４２の駆動電圧Ｖは「Ｖ０」を維持する（時刻Ｔ２２〜Ｔ２２＋３ｓｅｃ）。
【００９３】
その後、衝突発生から３秒程度経過すると、図１１（ａ）及び（ｅ）に示すように、電圧レベルＧは「Ｇ０」となり、リトラクタ４２の駆動電圧Ｖは「０」まで低下する（時刻Ｔ２３〜）。このときには、乗員姿勢は通常の状態に戻ることとなる。なお、３秒程度でシートベルト４１の拘束を解除する理由は、約３秒の拘束により乗員Ｈを充分保護できるためである。
【００９４】
ここで、先に説明した図１０から明らかなように、姿勢矯正部４０がシートベルト４１を引き込むタイミング、及び引き込む際のパターン（引き込み力や引き込み量の推移）は、車両が緊急状態であるか否か、及び乗員Ｈの着座姿勢により異なってくる。例えば、緊急状態とならない場合には、シートベルト４１が引き込まれることはない。さらに、乗員Ｈが大きく前傾とならない場合には、シートベルト４１は引き込まれることはない。
【００９５】
すなわち、コントローラ５０は、シートベルト４１の引き込みタイミング、及び引き込みパターンを、車両の状態及び乗員Ｈの状態に応じて変化させるという制御を行っていることとなる。
【００９６】
また、図１１から明らかなうように、衝突が発生した場合には、姿勢矯正部４０はシートベルト４１を強制的に引き込むため、図１０に示す制御と比べると、引き込みタイミング、及び引き込みパターンに変化をきたすこととなる。すなわち、コントローラ５０は、シートベルト４１の引き込みタイミング、及び引き込みパターンを、衝突の発生に応じて変化させていることとなる。
【００９７】
従って、図１０及び図１１から、コントローラ５０は、車両状態検出部１０、衝突検出部２０、及び姿勢検出部３０からの信号に基づき、車両状態及び乗員Ｈの状態に応じてシートベルト４１の引き込みタイミング、及び引き込みパターンをを制御しているといえる。
【００９８】
このようにして、本実施形態に係る乗員保護装置１によれば、乗員Ｈの姿勢を検出し、衝突等の際には乗員Ｈの前方移動を抑制するに留まらず、乗員姿勢によっては上半身を起こすように姿勢矯正をしている。このため、衝突の際に乗員Ｈの膝部とダッシュパネルとが干渉してしまう場合であっても、乗員Ｈが荷重Ｆを感じにくいように姿勢矯正をすることが可能となっている。従って、乗員保護性能の点で向上を図ることができる。
【００９９】
より詳しくは、乗員Ｈの姿勢を検知し、例えば、衝突の際に乗員Ｈが荷重Ｆを感じやすい姿勢で、膝部とダッシュパネル１０３とが干渉してしまう場合には、衝突前に乗員Ｈの姿勢矯正を行う。このため、衝突前に乗員姿勢に応じた姿勢矯正をして、乗員保護性能の点で向上を図ることができる。
【０１００】
また、この一方で、衝突が検知された場合には、乗員姿勢にかかわらず姿勢矯正を行っている。ここで、衝突が発生した場合には、乗員Ｈは前傾姿勢となっていることが多く、緊急的に乗員姿勢を矯正する必要性が高い。そして、本実施形態の場合には、衝突が発生すると、強制的に姿勢矯正を行うため、緊急的な対応が可能となっている。従って、乗員保護性能の点で向上を図ることができる。
【０１０１】
また、乗員Ｈの上半身を起こすように、シートベルト４１の引き込み量を制御している。このため、任意な引き込み量の制御を行うことが可能となると共に、引き込みの際に乗員Ｈに加わる引き込み力についても任意に制御することが可能となる。従って、乗員Ｈの姿勢矯正をスムーズに行うことが可能となり、乗員Ｈに与える不快感の軽減を図ることができる。
【０１０２】
また、車両の状態及び乗員Ｈの状態に応じて、シートベルト４１の引き込み量を多段階に制御している。このため、各状態に応じて多段階に姿勢矯正することが可能となる。従って、状況に応じた最適な姿勢矯正が可能となり、姿勢矯正の的確性の向上を図ることができる。
【０１０３】
また、車両状態の検出手段として、走行速度や前後左右の加速度など車両の走行状態を検出する走行状態検出センサや、ステアリング１０５の急操舵やペダル類１０６の急操作を検出する操作検出センサを用いている。このため、既に市販車に搭載されている装置等とセンサ類を共有することができる。また、これらからの信号を集約して緊急状態を判断するため、市販車の装置等を利用して車両の緊急状態を判断することができる。
【０１０４】
また、乗員姿勢の検出手段として、シート座面の略後方もしくはシート背もたれ部の略下端に配された荷重計により構成している。このため、既に市販車に搭載されている乗員Ｈの着座有無を検出する装置とセンサを共有することができる。
【０１０５】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態に係る乗員保護装置２は、第１実施形態のものと同様であるが、新たに姿勢矯正部４０に火薬式プリテンショナ（火薬式アクチュエータ）４２８を備える点で、第１実施形態のものと異なっている。また、コントローラ５０の処理内容も一部異なっている。
【０１０６】
以下、第１実施形態との相違点について説明する。図１２は、第２実施形態に係る姿勢矯正部４０の構成部品であるリトラクタ４２の分解斜視図である。図１２に示すように、リトラクタ４２は、火薬式プリテンショナ４２８を更に備えている。火薬式プリテンショナ４２８は、ボビン４２１とＥＬＲ部４２４との間に組み込まれており、電動アクチュエータ４２７と独立して作動するようになっている。すなわち、火薬式プリテンショナ４２８は、電動アクチュエータ４２７とは別個に作動して、シートベルト４１を巻取ることとなる。
【０１０７】
図１３は、本実施形態に係る乗員保護装置２の動作の一例を示すフローチャートである。まず、同図に示すステップＳＴ３０〜ＳＴ４０は、図７に示すステップＳＴ１０〜ＳＴ２０と同様であるため、説明を省略する。ステップＳＴ４０において、コントローラ５０は、衝突が発生したと判断した場合（ＳＴ４０：ＹＥＳ）、火薬式プリテンショナ４２８を作動させる（ＳＴ４１）。これにより、シートベルト４１が強制的に巻き取られることとなる。
【０１０８】
その後、コントローラ５０は、数秒程度（例えば３秒程度）待機し、火薬式プリテンショナ４２８を解除する（ＳＴ４２）。そして、処理は終了する。このように、本実施形態では、第１実施形態が衝突発生時に電動アクチュエータ４２７によってシートベルト４１を巻き取るのに代えて、火薬式プリテンショナ４２８によりシートベルト４１を巻取るようにしている。
【０１０９】
図１４は、姿勢矯正部４０が作動するときの各信号を示す説明図である。なお、図１４（ａ）は、車両が緊急状態と判断された後に姿勢矯正部４０が作動し、その後衝突が発生したときの駆動電圧Ｖ及び電圧レベルＧを示している。また、（ｂ）は車両緊急状態を判断できずに衝突が発生したときの電圧レベルＧを示している。
【０１１０】
まず、図１４（ａ）に示すように、時刻０〜時刻Ｔ３１の期間では、緊急状態と判断されておらず、電圧レベルＧは「Ｇ０」であり、駆動電圧Ｖは「０」である。その後、時刻Ｔ３１〜Ｔ３２の期間では、緊急状態と判断される。このとき、車両は衝突していないものの、図１０及び図１１にて説明したように、乗員Ｈは大きく前傾姿勢となる。このため、電圧レベルＧは「０」付近まで低下し、駆動電圧Ｖは「Ｖ０」まで上昇する。
【０１１１】
その後、駆動電圧Ｖが「Ｖ０」まで上昇したことにより、電動アクチュエータ４２７が作動して、シートベルト４１が引き込まれる。そして、乗員Ｈの上半身角度が少し縮小しところで時刻Ｔ３２に達し、衝突が発生したとする。このとき、図１３に示したステップＳＴ３９〜ＳＴ４２の処理が実行される。そして、火薬式プリテンショナ４２８が作動し、時刻Ｔ３２〜Ｔ３２＋３ｓｅｃの期間においてシートベルト４１が引き込まれる。これにより、乗員Ｈは強制的に引き起こされることとなる。なお、この期間において、駆動電圧Ｖは「Ｖ０」のまま維持されるが、電動アクチュエータ４２７によりシートベルト４１の引き込みが行われたわけでなく、火薬式プリテンショナ４２８により引き込みが行われている。
【０１１２】
そして、衝突発生から３秒程度経過すると、乗員Ｈは通常姿勢に戻ると共に、電圧レベルＧは「Ｇ０」となり、リトラクタ４２の駆動電圧Ｖは「０」まで低下する（時刻Ｔ３２＋３ｓｅｃ〜）。
【０１１３】
また、車両緊急状態を判断できずに衝突が発生した場合、電圧レベルＧは図１４（ｂ）に示すようになる。まず、時刻０〜Ｔ４１の期間では、緊急状態と判断されておらず、電圧レベルＧは「Ｇ０」であり、駆動電圧Ｖは「０」である。その後、時刻Ｔ４１において衝突が発生したとする。
【０１１４】
このとき、火薬式プリテンショナ４２８が作動し、時刻Ｔ４１〜Ｔ４１＋３ｓｅｃの期間においてシートベルト４１が引き込まれる。これにより、乗員Ｈは強制的に引き起こされることとなる。そして、衝突発生から３秒程度経過すると、乗員Ｈは通常姿勢に戻り、電圧レベルＧは「Ｇ０」となる（時刻Ｔ３２＋３ｓｅｃ〜）。
【０１１５】
ここで、衝突の際には、慣性力により乗員上半身が前傾しようとする。しかし、火薬式プリテンショナ４２８によって生じた拘束力により、乗員Ｈの上半身角度があまり増大しないように乗員姿勢が保持される。さらに、その保持の状態から乗員Ｈを引き起こすことにより、乗員Ｈは通常の姿勢に戻る。このように、本装置２は、火薬式プリテンショナ４２８を用いることで、歩行者の急な飛び出しなどにより予期しない衝突に対応できるようになっている。すなわち、前方移動量の抑制及び引き起こしを行い、効果的に乗員を保護することが可能となっている。
【０１１６】
このようにして、本実施形態に係る乗員保護装置２によれば、第１実施形態と同様に、乗員保護性能の点で向上を図ることができ、乗員Ｈに与える不快感の軽減を図ることができる。また、姿勢矯正の的確性の向上を図ることができる。さらに、既に市販車に搭載されている装置等とセンサ類を共有することができ、市販車の装置等を利用して車両の緊急状態を判断することができる。さらには、既に市販車に搭載されている乗員Ｈの着座有無を検出する装置とセンサを共有することができる。
【０１１７】
また、本実施形態では、電動アクチュエータ４２７と火薬式プリテンショナ４２８とを併設している。このため、第１実施形態と同様に、電動アクチュエータ４２７により、乗員Ｈの姿勢矯正をスムーズに行うことが可能となり、乗員Ｈに与える不快感の軽減を図ることができる。さらに、衝突が発生したときには、火薬式プリテンショナ４２８により、瞬時に乗員Ｈの上半身を起こすことができる。
【０１１８】
特に本実施形態では、電動アクチュエータ４２７と火薬式プリテンショナ４２８とを併設しているため、仮に火薬式プリテンショナ４２８が動作しなかったような場合であっても、電動アクチュエータ４２７により乗員Ｈの上半身を起こすことが可能となっている。従って、衝突発生時にはより確実に乗員Ｈの上半身を起こすことができる。
【０１１９】
次に、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態に係る乗員保護装置３は、第１実施形態のものと同様であるが、姿勢検出部３０の構成が、第１実施形態のものと異なっている。また、コントローラ５０の処理内容も一部異なっている。
【０１２０】
以下、第１実施形態との相違点について説明する。図１５は、本実施形態に係る乗員保護装置３の構成図であり、（ａ）は全体構成を示し、（ｂ）はシート１００の周辺部構成を示している。
【０１２１】
まず、図１５（ａ）に示すように、本実施形態では、姿勢検出部３０が乗員Ｈの側方に設けられている。具体的に姿勢検出部３０は、図１５（ｂ）に示すように、乗員側方のドア部１０７に設けられている。また、この姿勢検出部３０は、超音波センサを含んで構成されている。さらに、姿勢検出部３０は、超音波センサに限らず、電磁場センサであってもよい。これらのセンサは、送信器と受信器とにより構成され、送信器から超音波又は電磁波を発し、跳ね返ってきた超音波又は電磁波を受信器にて受信し、波形イメージや信号レベルを検出するものである。
【０１２２】
さらに、姿勢検出部３０は、コントローラ５０に接続されており、計測した波形イメージや信号レベルの情報をコントローラ５０に伝える構成とされている。また、本実施形態のコントローラ５０は、予め複数の乗員姿勢それぞれの波形パターン又は信号レベルを記憶している。また、コントローラ５０は、姿勢検出部３０からの波形イメージや信号レベルの情報を入力すると、予め登録されている波形イメージや信号レベルと照合して、乗員姿勢を判断する構成とされている。
【０１２３】
図１６は、第３実施形態の姿勢検出部３０が姿勢を検出する様子を示す説明図であり、（ａ）は姿勢検出エリアを示しており、（ｂ）〜（ｄ）は各姿勢での検出例を示している。なお、図１６（ｂ）は通常姿勢を示し、（ｃ）はやや前傾姿勢となった場合を示し、（ｄ）は背もたれ部から背中が完全に離れた場合を示している。
【０１２４】
まず、図１６（ａ）に示すように、姿勢検出部３０は、乗員Ｈの胸部を含む範囲に姿勢検出エリアを有している。具体的に姿勢検出エリアは、姿勢検出部３０の設置位置を中心として車両前後方向に約３０〜４０ｃｍの範囲を有している。そして、姿勢検出部３０は、検出した乗員Ｈの胸部位置に応じて、「０．０」〜「１．０」までの数値信号を出力するようになっている。
【０１２５】
図１６（ｂ）に示すように、乗員Ｈが通常姿勢を保っている場合、姿勢検出部３０は、上半身位置Ｄを約「１．０」の数値信号として出力する。ここで、乗員Ｈが通常姿勢を保っている場合、シート背もたれ部に完全に寄りかかっていることから、乗員Ｈの胸部位置は最後方にあるといえる。このように、乗員Ｈの胸部位置が最後方にあるときに、姿勢検出部３０は、上半身位置Ｄを約「１．０」の数値信号として出力する。
【０１２６】
また、図１６（ｃ）に示すように、乗員Ｈがやや前傾姿勢となった場合（上半身角度が直角となった場合）、姿勢検出部３０は、上半身位置Ｄを例えば「０．５」の数値信号として出力する。ここで、乗員Ｈがやや前傾姿勢となった場合、乗員Ｈの胸部位置は中間位置にある。このように、乗員Ｈの胸部位置が中間位置にあるときに、姿勢検出部３０は、上半身位置Ｄを約「０．５」の数値信号として出力する。なお、姿勢検出部３０は、乗員Ｈの胸部位置が中間位置より少しだけ前方に移動している場合や、後方に移動している場合などには、その移動分を反映して、「０．０」より大きく「１．０」より小さい値の数値信号を出力する。
【０１２７】
また、図１６（ｄ）に示すように、乗員Ｈの背中が完全に背もたれ部から離れた場合、姿勢検出部３０は、上半身位置Ｄを約「０．０」の数値信号として出力する。ここで、背中が完全に背もたれ部から離れた場合、乗員Ｈの胸部位置は最前部にある。このように、乗員Ｈの胸部位置が最前部にあるときに、姿勢検出部３０は、上半身位置Ｄを約「０．０」の数値信号として出力する。
【０１２８】
そして、乗員保護装置３は以下のような動作をする。まず、姿勢検出部３０は、送信器から超音波又は電磁波を発し、跳ね返ってきた超音波又は電磁波を受信器にて受信し、波形イメージや信号レベルを検出する。
【０１２９】
そして、姿勢検出部３０は、計測した波形イメージや信号レベルの情報をコントローラ５０に伝える。その後、コントローラ５０は、予め記憶する複数の乗員姿勢それぞれの波形パターン又は信号レベルと、入力した波形イメージや信号レベルと照合して、乗員姿勢を判断する。判断後、コントローラ５０は、判断した乗員姿勢と、車両状態検出部１０及び衝突検出部２０からの信号とに基づいて、姿勢矯正部４０を作動させる。
【０１３０】
次に、本実施形態に係る乗員保護装置３の動作の一例を説明する。図１７は、本実施形態に係る乗員保護装置３の動作の一例を示すフローチャートである。
【０１３１】
まず、図１７に示すように、コントローラ５０は、車両状態及び乗員姿勢のセンシングを開始させる（ＳＴ５０）。その後、コントローラ５０は、姿勢検出部３０からの信号を入力して、乗員Ｈの初期状態を検出する（ＳＴ５１）。
【０１３２】
このとき、コントローラ５０は、姿勢検出部３０から初期の上半身位置Ｄに応じた数値信号を受信する。そして、コントローラ５０は、この処理において得られた数値信号を「Ｄ０」として記憶する。なお、多くの場合、乗員Ｈは乗車開始時に通常姿勢となっているため、コントローラ５０は、乗員Ｈが通常姿勢であるときの数値信号を記憶することとなる。
【０１３３】
その後、ステップＳＴ５２，５３において、図７に示したステップＳＴ１２，１３と同様の処理が行われる。そして、ステップＳＴ５３において、コントローラ５０は、車両が緊急状態であると判断した場合（ＳＴ５３：ＹＥＳ）、姿勢検出部３０からの信号を入力して、最新の上半身位置Ｄに応じた数値信号を入力する（ＳＴ５４）。
【０１３４】
より具体的に、コントローラ５０は、最新の上半身位置Ｄに応じた数値信号（信号レベル）と、予め登録されている複数の乗員姿勢それぞれの信号レベルとを照合して乗員姿勢を判断する。
【０１３５】
その後、コントローラ５０は、電動クラッチ４２５を係合させると共に、ステップＳＴ５４にて判断した乗員姿勢に応じた駆動電圧Ｖを発生させる。そして、コントローラ５０は、最新の上半身位置Ｄに応じた数値が、閾値Ｄｃｒを超えるものであるか否かを判断する（ＳＴ５６）。なお、閾値Ｄｃｒは、ステップＳＴ５１にて取得した初期の上半身位置に応じた数値に基づいて、第１実施形態と同様に決定される。
【０１３６】
ここで、閾値Ｄｃｒを超えるものであると判断した場合、（ＳＴ５６：ＮＯ）、処理はステップＳＴ５５に戻る。乗員姿勢が一方、閾値Ｄｃｒを超えるものであると判断した場合（ＳＴ５６：ＹＥＳ）、処理はステップＳＴ５７に移行する。そして、ステップＳＴ５７，５８において、図７に示したステップＳＴ１７，１８と同様の処理が行われる。また、車両が衝突した場合には、割込処理が行われる。この割込処理は、図７に示したステップＳＴ４２〜ＳＴ６２と同様であるため、説明を省略する。
【０１３７】
このように、本実施形態では、第１実施形態の姿勢検出部３０である荷重計に代えて、超音波センサ等を用いている。そして、コントローラ５０は、第１実施形態では荷重計からの信号を入力していたのに対し、第３実施形態では超音波センサ等からの信号を入力している。これによっても第１実施形態と同様に姿勢矯正等を行うことができる。
【０１３８】
このようにして、本実施形態に係る乗員保護装置３によれば、第１実施形態と同様に、乗員保護性能の点で向上を図ることができ、乗員Ｈに与える不快感の軽減を図ることができる。また、姿勢矯正の的確性の向上を図ることができる。さらに、既に市販車に搭載されている装置等とセンサ類を共有することができ、市販車の装置等を利用して車両の緊急状態を判断することができる。
【０１３９】
また、本実施形態では、超音波センサ等により乗員Ｈの上半身の傾斜を検出している。このため、実際の乗員Ｈの身体位置を検出することとなり、正確に乗員姿勢を検出することができる。また、超音波センサ等を用い、予め登録された乗員姿勢の信号レベル等の照合を行うため、複雑な演算等を行うことなく、簡便に乗員姿勢を検出することができる。従って、正確且つ簡便に乗員姿勢を検出することができる。
【０１４０】
次に、本発明の第４実施形態を説明する。第４実施形態に係る乗員保護装置４は、第３実施形態のものと同様であるが、新たに着座位置検出部（着座位置検出手段）６０を備える点で第３実施形態のものと異なっている。
【０１４１】
以下、第３実施形態との相違点について説明する。図１８は、本実施形態に係る乗員保護装置４の構成図であり、（ａ）は全体構成を示し、（ｂ）はシート１００の周辺部構成を示している。なお、図１８（ｂ）では、姿勢矯正部４０の図示を省略している。
【０１４２】
まず、図１８（ａ）に示すように、乗員保護装置４が備える着座位置検出部６０は、乗員Ｈの着座位置を検出するためのものであり、図１８（ｂ）に示すように、シート１００の座面下部に配されている。この着座位置検出部６０には、複数の重量センサ、具体的には多分割ロードセルが用いられている。この多分割ロードセルは、幅１０ｃｍ程度、長さ２０〜３０ｃｍ程度の方形状を為しており、着座面の荷重分布、特に最大荷重点を検出する構成となっている。
【０１４３】
また、着座位置検出部６０は、多分割ロードセルの占有面積分だけ、着座位置検出エリアを有している。すなわち、着座位置検出部６０は、幅１０ｃｍ程度、長さ２０〜３０ｃｍの着座位置検出エリアを有している。そして、着座位置検出部６０は、検出した最大荷重点の位置Ｐに応じて、「０．０」〜「１．０」までの数値を示す信号を出力するようになっている。
【０１４４】
ここで、最大荷重点の位置Ｐに応じた数値が「０．０」である場合、乗員Ｈの最大荷重点が着座位置検出エリアの最前端にあることを示している。一方、最大荷重点の位置Ｐに応じた数値が「１．０」である場合、乗員Ｈの最大荷重点が着座位置検出エリアの最後端にあることを示している。
【０１４５】
また、着座位置検出部６０は、コントローラ５０に接続されており、荷重分布の情報（具体的に最大荷重点の位置Ｐに応じた数値信号）をコントローラ５０に伝える構成とされている。そして、コントローラ５０は、送信されてきた荷重分布の情報に基づいて、骨盤位置を判断するようになっている。さらに、コントローラ５０は、乗員Ｈの上半身位置Ｄと、骨盤位置とに基づいて、乗員Ｈの大腿部Ｔに対する上半身の傾斜角（上半身傾斜角）を推定するようになっている。
【０１４６】
図１９は、コントローラ５０が上半身傾斜角を推定するときの処理内容を示す説明図であり、（ａ）は通常姿勢時の処理を示している。また、（ｂ）は大きく前傾した時の処理を示しており、（ｃ）は後傾姿勢時の処理を示している。
【０１４７】
まず、コントローラ５０は、姿勢検出部３０から、乗員Ｈの上半身位置Ｄを示す数値信号を入力する。また、コントローラ５０は、着座位置検出部６０から荷重分布の情報を入力する。そして、コントローラ５０は、荷重分布（特に最大荷重点）に基づいて、骨盤位置を判断する。その後、コントローラ５０は、乗員Ｈの上半身位置Ｄと骨盤位置とに基づいて、乗員Ｈの上半身傾斜角を推定する。ここで、上半身傾斜角とは、角度に限らず、乗員Ｈのおおよその姿勢についても含むものとする。なお、以下の図１９の説明において、コントローラ５０は、角度でなく乗員Ｈのおおよその姿勢を推定するものとする。
【０１４８】
例えば、図１９（ａ）に示す例の場合、姿勢検出部３０は、乗員Ｈの上半身位置Ｄを示す数値「１．０」の信号をコントローラ５０に出力する。また、着座位置検出部６０は、最大荷重点Ｐを示す数値「１．０」の信号をコントローラ５０に出力する。
【０１４９】
このため、コントローラ５０は、上半身位置Ｄを示す数値「１．０」に基づいて、乗員Ｈがシート背もたれ部に寄りかかっていると判断する。また、コントローラ５０は、最大荷重点Ｐを示す数値「１．０」に基づいて、乗員Ｈがシート１００に深く座っていると判断する。そして、コントローラ５０は、これらに基づいて、上半身傾斜角として、乗員Ｈが通常姿勢であると判断する。
【０１５０】
また、図１９（ｂ）に示す例の場合、姿勢検出部３０は、乗員Ｈの上半身位置Ｄを示す数値「０．０」をコントローラ５０に出力する。また、着座位置検出部６０は、最大荷重点Ｐを示す数値「０．０」をコントローラ５０に出力する。
【０１５１】
このため、コントローラ５０は、上半身位置Ｄを示す数値「０．０」に基づいて、乗員Ｈの背中がシート１００から完全に離れていると判断する。また、コントローラ５０は、最大荷重点Ｐを示す数値「０．０」に基づいて、乗員Ｈの着座位置がシート１００の前側になっていると判断する。そして、コントローラ５０は、これらに基づき、上半身傾斜角として乗員Ｈが大きく前傾姿勢になっていると判断する。
【０１５２】
また、図１９（ｃ）に示す例の場合、姿勢検出部３０は、乗員Ｈの上半身位置Ｄを示す数値「１．０」をコントローラ５０に出力する。また、着座位置検出部６０は、最大荷重点Ｐを示す数値「０．０」をコントローラ５０に出力する。
【０１５３】
このため、コントローラ５０は、上半身位置Ｄを示す数値「１．０」に基づいて、乗員Ｈがシート背もたれ部に寄りかかっていると判断する。また、コントローラ５０は、最大荷重点Ｐを示す数値「０．０」に基づいて、乗員Ｈの着座位置がシート１００の前側になっていると判断する。そして、コントローラ５０は、これらに基づき、上半身傾斜角として、乗員Ｈが後ろ側に傾斜した状態になっていると判断する。
【０１５４】
このように、本実施形態では、姿勢検出部３０と着座位置検出部６０とからの信号に基づいて、上半身傾斜角を推定している。このため、上記図１９（ｃ）に示すように、乗員Ｈが後傾となっているか否について検出することができるようになっている。従って、助手席や後席の乗員など後傾姿勢をとり易い乗員Ｈに対しても有効に姿勢検出することができる。
【０１５５】
なお、本実施形態の処理内容は、第１〜第３の実施形態に示したような処理と異なる。例えば、上記実施形態では、まず、乗員Ｈの初期姿勢を検出していたが（図７のＳＴ１１，図１３のＳＴ３１，図１７のＳＴ５１）、本実施形態では不要である。これは以下の理由による。
【０１５６】
まず、初期姿勢の検出は、後の閾値判断（図７のＳＴ１６，図１３のＳＴ３６，図１７のＳＴ５６）を行うためのものである。すなわち、上記実施形態では、初期姿勢から閾値を求め、閾値判断を行うことにより、緊急状態中に乗員姿勢が改善されつつあるか等を判断している。ところが、第４実施形態では、上半身位置Ｄと着座位置とに基づいて、乗員姿勢を詳細に検出することができる。このため、閾値判断を行わなくとも、乗員姿勢が改善されつつあるか等を判断することができる。よって、初期姿勢の検出処理（図７のＳＴ１１，図１３のＳＴ３１，図１７のＳＴ５１）は不要となる。また、同様の理由で、閾値判断（図７のＳＴ１６，図１３のＳＴ３６，図１７のＳＴ５６）も不要となる。
【０１５７】
以上から、本実施形態において、コントローラ５０は、単に姿勢検出部３０と着座位置検出部６０とからの信号により、上半身傾斜角を推定し、推定角度に基づいて姿勢矯正を行えばよいこととなる。
【０１５８】
このようにして、本実施形態に係る乗員保護装置４によれば、第３実施形態と同様に、乗員保護性能の点で向上を図ることができ、乗員Ｈに与える不快感の軽減を図ることができる。また、姿勢矯正の的確性の向上を図ることができる。
【０１５９】
さらに、既に市販車に搭載されている装置等とセンサ類を共有することができ、市販車の装置等を利用して車両の緊急状態を判断することができる。さらには、正確且つ簡便に乗員姿勢を検出することができる。
【０１６０】
また、本実施形態では、姿勢検出部３０と着座位置検出部６０とからの信号により、上半身の傾斜角を推定し、推定角度に基づいて姿勢矯正部４０を制御している。このため、上半身傾斜角を詳細に求めて処理を行うことができ、乗員Ｈの初期姿勢を検出する処理を不要とすることができる。また、初期姿勢に応じた制御を行うこともなくなるため、乗員Ｈが初期に予期しない姿勢をとった場合に、姿勢制御が不安定となる事態が生じにくくなる。従って、初期姿勢に依らず安定した姿勢制御を行うことができる。
【０１６１】
また、着座位置を検出する手段として、複数の重量センサをシート座面下部に配したことにより、骨盤位置に代表される乗員Ｈの着座位置を容易に推定でき、これを用いて上半身傾斜角を求めることに利用することができる。
【０１６２】
次に、本発明の第５実施形態を説明する。第５実施形態に係る乗員保護装置５は、第１実施形態のものと同様であるが、衝突検出部２０の構成が第１実施形態のものと異なっている。また、コントローラ５０の処理内容も一部異なっている。
【０１６３】
以下、第１実施形態との相違点について説明する。図２０は、第５実施形態に係る衝突検出部２０の構成図であり、（ａ）は全体構成を示し、（ｂ）は車両を斜め前方から見たときの様子を示している。
【０１６４】
まず、図２０（ａ）に示すように、本実施形態に係る乗員保護装置５は、衝突検出部２０として、衝突検出センサに加え、距離推定センサを備えている。距離推定センサは、車両の前端部に配置されている。具体的には、図２０（ｂ）に示すように、車両前端部のフロントグリル部に透明プレート２１にて保護されつつ配置されている。
【０１６５】
この距離推定センサは、レーダー及び超音波の少なくとも一方により非接触で障害物との距離を推定するものである。また、距離推定センサは、コントローラ５０に接続されており、推定した距離の情報をコントローラ５０に送信するようになっている。このため、コントローラ５０は、車両状態のみならず、障害物との距離に基づいて緊急状態であるか否かを判断することができる。また、さらに、コントローラ５０は、障害物との距離に基づいて、衝突を回避可能か否かを判断することができる。
【０１６６】
図２１は、緊急状態等の条件の一例を示す説明図であり、（ａ）は通常状態となる条件の一例を示し、（ｂ）は緊急状態となる条件の一例を示し、（ｃ）は衝突不可避状態となる条件の一例を示している。なお、図２１（ａ）〜（ｃ）において、値「Ａ２」及び値「Ｃ２」は、それぞれ車両において発生する減速度Ａ及び走行速度Ｃの最大値である。
【０１６７】
まず、衝突不可避状態とは、衝突の回避が不可能となった状態をいう。また、通常状態とは、車両が緊急状態でなく、且つ衝突不可避状態でもない状態をいう。これらの図に示すように、コントローラ５０は、車両が各状態のいずれかに属するかを、減速度Ａ、走行速度Ｃ及び障害物までの距離Ｌによって詳細に判断する。
【０１６８】
まず、図２１（ａ）に示すように、コントローラ５０は、減速度Ａ及び走行速度Ｃがそれぞれ予め定義された値「Ａ１」「Ｃ１」以下であり、且つ距離Ｌが予め定義された「Ｌ２」以上である場合に、車両が通常状態であると判断する。
【０１６９】
また、距離Ｌが予め定義された「Ｌ２」より小さい場合、コントローラ５０は、減速度Ａ、距離Ｌ、及び走行速度Ｃからなる３次元直交座標形において、
【数４】
2005075269.tif 000006
の条件を満たす場合に、車両が通常状態であると判断する。
【０１７０】
また、図２１（ｂ）に示すように、コントローラ５０は、減速度Ａ及び走行速度Ｃがそれぞれ予め定義された値「Ａ２」「Ｃ２」以下であり、且つ距離Ｌが予め定義された「Ｌ１」より大きく「Ｌ２」より小さい場合に、車両が緊急状態であると判断する。ただし、上記数４の条件を満たす場合を除く。
【０１７１】
また、図２１（ｃ）に示すように、コントローラ５０は、減速度Ａ及び走行速度Ｃがそれぞれ予め定義された値「Ａ２」「Ｃ２」以下であり、且つ距離Ｌが予め定義された「Ｌ１」以下の場合に、車両が衝突不可避状態であると判断する。ただし、上記数４の条件を満たす場合を除く。
【０１７２】
このように、本実施形態において、コントローラ５０は、緊急状態の判断及び衝突回避可能か否かの判断を、車両状態検出部１０からの信号に加え、距離推定センサからの信号に基づいて行うようになっている。このため、衝突回避可能でないと判断した場合には、迅速に姿勢矯正を行うことができる。さらに、障害物との距離Ｌという要素を追加しているため、緊急状態の判断をより正確に行うことができる。
【０１７３】
このようにして、本実施形態に係る乗員保護装置５によれば、第１実施形態と同様に、乗員保護性能の点で向上を図ることができ、乗員Ｈに与える不快感の軽減を図ることができる。また、姿勢矯正の的確性の向上を図ることができる。さらに、既に市販車に搭載されている装置等とセンサ類を共有することができ、市販車の装置等を利用して車両の緊急状態を判断することができる。さらには、既に市販車に搭載されている乗員Ｈの着座有無を検出する装置とセンサを共有することができる。
【０１７４】
また、本実施形態では、衝突を検出又は予測するための情報入力手段として、レーダー及び超音波の少なくとも一方により非接触で障害物との距離を推定する距離推定センサを用いている。さらには、衝撃及び減速度の少なくとも一方から障害物の接触を検出する接触検出センサを用いている。これにより、市販車に搭載されている装置、例えばレーンキープ装置や車間距離キープ装置、又は障害物検知装置や接触検知装置などとセンサ類を共有することができる。
【０１７５】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、各実施形態を組み合わせてもよい。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。例えば、衝突検出部２０は、それ自体が衝突を検出又は予測してもよいし、衝突を検出又は予測せずに、衝突の検出又は予測に必要な信号のみを検知して他の演算部等に送信し、演算部等が衝突を検出又は予測してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１７６】
【図１】本実施形態に係る乗員保護装置が用いられる車室内のシート周辺部を示す構成図であり、（ａ）はシート周辺部を示す斜視図であり、（ｂ）はシートを取り除いたときの様子を示す斜視図である。
【図２】車両の前面衝突時における乗員Ｈの挙動を示す説明図であり、（ａ）は衝突発生前の乗員Ｈの様子を示し、（ｂ）はシートベルト装置がプリテンショナ機構を備えない場合であって、衝突発生後の乗員Ｈの様子を示し、（ｃ）はシートベルト装置がプリテンショナ機構を備える場合であって、衝突発生後の乗員Ｈの様子を示し、（ｄ）はシートベルト装置がプリテンショナ機構を備え、且つ小柄な乗員Ｈが乗車している場合であって、衝突発生後の乗員Ｈの様子を示している。
【図３】大腿骨に対する骨盤の角度を示す説明図であり、（ａ）は通常姿勢時の様子を示し、（ｂ）は多少前傾姿勢となった時の様子を示しており、（ｃ）は大きく前傾した時の様子を示している。
【図４】図３に示す各姿勢において膝部に荷重Ｆが加わった場合に、骨盤Ｂに加わる荷重方向を示す説明図であり、（ａ）は骨盤Ｂを正面から示しており、（ｂ）は骨盤Ｂを側面から示している。
【図５】本実施形態に係る乗員保護装置の構成図であり、（ａ）は全体構成を示し、（ｂ）はシートの周辺部構成を示している。
【図６】姿勢矯正部の構成部品であるリトラクタの詳細を示す構成図である。
【図７】本実施形態に係る乗員保護装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】図７に示したステップＳＴ１１，ＳＴ１４にて入力される電圧レベルＧの説明図であり、（ａ）は姿勢検出部３０の設置例を示し、（ｂ）は通常姿勢時の乗員Ｈの様子を示し、（ｃ）は乗員Ｈが多少前傾姿勢（上半身角度が直角）となった時の様子を示し、（ｄ）は乗員Ｈが大きく前傾した時の様子を示し、（ｅ）は乗員Ｈの各姿勢に応じて得られる乗員姿勢Ｇを示す信号を示している。
【図９】図７に示した緊急状態判断（ＳＴ１３）、及び駆動電圧制御（ＳＴ１５）の説明図であり、（ａ）は緊急状態の条件の一例を示し、（ｂ）は駆動電圧Ｖの例を示している。
【図１０】姿勢矯正部が作動するときの様子を示す説明図であり、（ａ）は車両が緊急状態と判断された後に姿勢矯正部が作動し、その後衝突を回避したときの駆動電圧Ｖ及び電圧レベルＧを示し、（ｂ）は車両が緊急状態と判断される前の乗員姿勢を示し、（ｃ）は緊急状態が発生した際の乗員姿勢を示し、（ｄ）は緊急状態が発生して一定時間経過したときの乗員姿勢を示し、（ｅ）は衝突が回避されたときの乗員姿勢を示している。
【図１１】姿勢矯正部が作動するときの様子を示す説明図であり、（ａ）は車両が緊急状態と判断された後に姿勢矯正部が作動し、その後衝突が発生したときの駆動電圧Ｖ及び電圧レベルＧを示し、（ｂ）は車両が緊急状態と判断される前の乗員姿勢を示し、（ｃ）は緊急状態が発生した際の乗員姿勢を示し、（ｄ）は衝突が発生したときの乗員姿勢を示し、（ｅ）は姿勢矯正部の作動終了後の乗員姿勢を示している。
【図１２】第２実施形態に係る姿勢矯正部の構成部品であるリトラクタ４２の分解斜視図である。
【図１３】本実施形態に係る乗員保護装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１４】姿勢矯正部が作動するときの各信号を示す説明図であり、（ａ）は車両が緊急状態と判断された後に姿勢矯正部が作動し、その後衝突が発生したときの駆動電圧Ｖ及び電圧レベルＧを示し、（ｂ）は車両緊急状態を判断できずに衝突が発生したときの電圧レベルＧを示している。
【図１５】本実施形態に係る乗員保護装置の構成図であり、（ａ）は全体構成を示し、（ｂ）はシートの周辺部構成を示している。
【図１６】第３実施形態の姿勢検出部が姿勢を検出する様子を示す説明図であり、（ａ）は姿勢検出エリアを示しており、（ｂ）は通常姿勢での検出例を示し、（ｃ）はやや前傾姿勢となった場合での検出例を示し、（ｄ）は背もたれ部から背中が完全に離れた場合での検出例を示している。
【図１７】本実施形態に係る乗員保護装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１８】本実施形態に係る乗員保護装置の構成図であり、（ａ）は全体構成を示し、（ｂ）はシートの周辺部構成を示している。
【図１９】コントローラが乗員Ｈの大腿部に対する上半身の傾斜角を推定するときの処理内容を示す説明図であり、（ａ）は通常姿勢時の処理を示し、（ｂ）は大きく前傾した時の処理を示しており、（ｃ）は後傾姿勢時の処理を示している。
【図２０】第５実施形態に係る衝突検出部の構成図であり、（ａ）は全体構成を示し、（ｂ）は車両を斜め前方から見たときの様子を示している。
【図２１】緊急状態等の条件の一例を示す説明図であり、（ａ）は通常状態となる条件の一例を示し、（ｂ）は緊急状態となる条件の一例を示し、（ｃ）は衝突不可避状態となる条件の一例を示している。
【符号の説明】
【０１７７】
１〜５…乗員保護装置
１０…車両状態検出部（車両状態検出手段）
２０…衝突検出部（衝突検出手段）
３０…姿勢検出部（姿勢検出手段）
４０…姿勢矯正部（姿勢矯正手段）
４１…シートベルト
４２…リトラクタ
５０…コントローラ（制御手段）
６０…着座位置検出部（着座位置検出手段）
１００…シート
１０５…ステアリング
１０６…ペダル類
４２７…電動アクチュエータ
４２８…火薬式プリテンショナ（火薬式アクチュエータ）
【図１】
2005075269.tif 000007
【図２】
2005075269.tif 000008
【図３】
2005075269.tif 000009
【図４】
2005075269.tif 000010
【図５】
2005075269.tif 000011
【図６】
2005075269.tif 000012
【図７】
2005075269.tif 000013
【図８】
2005075269.tif 000014
【図９】
2005075269.tif 000015
【図１０】
2005075269.tif 000016
【図１１】
2005075269.tif 000017
【図１２】
2005075269.tif 000018
【図１３】
2005075269.tif 000019
【図１４】
2005075269.tif 000020
【図１５】
2005075269.tif 000021
【図１６】
2005075269.tif 000022
【図１７】
2005075269.tif 000023
【図１８】
2005075269.tif 000024
【図１９】
2005075269.tif 000025
【図２０】
2005075269.tif 000026
【図２１】
2005075269.tif 000027