(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員を拘束するシートベルトの引き出しに要する荷重を可変に設定可能なエネルギ吸収機構を備えるシートベルト装置と、
自車両の衝突を検出する衝突検知装置と、
前記衝突の状態を定量化した、車両の破損状態に影響する衝突パラメータを検知する衝突パラメータ検知手段と、
前記衝突の検出及び前記衝突パラメータに基づいて決定される閾値によって前記シートベルト装置の作動の有無と、前記衝突パラメータに対応して決められたシートベルト張力の制限値によって前記エネルギ吸収機構に前記シートベルトの引き出しに要する荷重を設定する制御装置と、
を備える車両の乗員保護装置。
【請求項２】
前記エネルギ吸収機構は、前記シートベルト装置のシートベルトを巻き取るリトラクタに設けられて電気粘性流体を含み、
前記制御装置は、前記電気粘性流体に印加する電圧によって前記電気粘性流体の粘性を変えることによって前記シートベルトの引き出しに要する荷重を設定する、請求項１に記載の乗員保護装置。
【請求項３】
前記衝突パラメータ検知手段は、前記衝突の複数の状態をそれぞれ定量化した複数のパラメータを前記衝突パラメータとして出力し、
前記制御装置は、前記複数のパラメータの各数値にそれぞれ重み付けを行って前記シートベルトの引き出しに要する荷重を決定する、請求項１又は２に記載の車両の乗員保護装置。
【請求項４】
更に、バッグの展開速度を可変に設定可能なエアバッグ装置を備え、
前記衝突パラメータ検知手段は、前記衝突の複数の状態をそれぞれ定量化した複数のパラメータを前記衝突パラメータとして出力し、
前記制御装置は、前記複数のパラメータの各数値にそれぞれ重み付けを行って前記シートベルトの引き出しに要する荷重及び前記バッグの展開速度を決定する、請求項１又は２に記載の車両の乗員保護装置。
【請求項５】
前記複数のパラメータには、自車両の重さ、自車両の速度、衝突する対象物体の速度、対象物体の重量及び自車両の衝突部位のうち少なくともいずれかが含まれる、請求項３又は４に記載の車両の乗員保護装置。
【請求項６】
前記複数のパラメータには、自車両の重さ、自車両の速度、衝突する対象物体の速度、対象物体の重量及び自車両の衝突部位が含まれる、請求項３又は４に記載の車両の乗員保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両衝突から乗員を保護するシートベルト装置やエアバッグ装置等の乗員保護装置に関し、特に、衝突の際に、車両が衝突した状態を考慮してシートベルト装置とエアバッグ装置の動作を適宜に制御して乗員保護を図る乗員保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両には、事故の際の乗員保護のために、エアバッグ装置やシートベルト装置が設けられている。また、衝突による乗員の衝撃を緩和するために、シートベルト装置に、シートベルト張力が所定値を越えないようにするエネルギ吸収（ＥＡ）機構を備えるようにしたもの（例えば、特開平１０−６９２２号）もある。これ等の安全装置によって、車両衝突時の乗員へのダメージが改善されることが確認されている。
【０００３】
ところで、車両対車両の衝突について検討すると、夫々の車の乗員に及される障害の程度は、自他の車両重量、自他の車両速度、車両の衝突の部位などでかなりの差がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シートベルト装置、エアバッグ装置の動作制御に関しては、自車両の衝突を検出すると、シートベルト巻取り、エアバック展開を画一的に行うだけである。このため、相対的に重い車両と軽い車両とが正面衝突した場合、衝突検出装置は加わる衝撃加速度に基づいて車両の乗員保護装置（エアバッグ装置、シートベルト装置）の作動判断を行うため、重い車両の乗員は乗員保護装置が動作して傷害程度が低くなり、軽い車両の乗員は乗員保護装置が動作せず傷害の程度か重くなることが考えられる。また、車両の速度や衝突の部位によっても乗員保護装置の動作が異なることが考えられる。
【０００５】
よって、本発明は、衝突の相手及び衝突状態に対応して適切なエアバッグ装置及びシートベルト装置の制御を行って乗員の保護を図る乗員保護装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の乗員保護装置は、バッグの展開速度を可変に設定可能なエアバッグ装置と、乗員を拘束するシートベルトの張力を可変に設定可能なシートベルト装置と、自車両の衝突を検出する衝突検知装置と、上記衝突の状態を定量化した衝突パラメータを検知する衝突パラメータ検知手段と、上記衝突の検出及び上記衝突パラメータに基づいて上記エアバッグ及び／又はシートベルト装置の作動の有無と、上記エアバッグの展開速度及び／又は前記シートベルトの張力を制御する制御装置と、を備える。
【０００７】
かかる構成とすることによって、衝突の状態に対応したエアバッグ装置及びシートベルト装置の制御を行うことが可能となり、乗員の保護がより図られる。
【０００８】
好ましくは、上記衝突パラメータ検知手段は、自車両の重さを検知する車重検知装置、自車両の速度を検知する自車速度検知装置、衝突する対象物体の速度を検知する対象物体速度検知装置及び自車両の衝突部位を検知する自車両衝突部位検知装置の少なくともいずれかを含む。
【０００９】
かかる衝突による車両破損状態に影響する衝突パラメータを制御に利用することによって、エアバッグ装置及びシートベルト装置制御の個別的な衝突対策が可能となって好ましい。
【００１０】
【実施の形態】
以下、本発明について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の乗員保護装置の制御系を説明するブロック図である。この例では、車両の衝突状態に関連する衝突パラメータとして、自車重量、自車速度、対象物体速度、対象物体重量、自車衝突部位等を使用している。
【００１１】
図１において、自車重量検知装置１１は、自車の重量を検知し、自車重量に応じた信号を制御装置２１に供給する。自車重量は、サスペンションの沈み込み量を検出するセンサ、車両底面に取付けられて車高を検出する超音波距離センサによって検知し、あるいはより簡便な方法として車輌製造時に決る重量を予め不揮発メモリに書込むことにより、検知される。自車速検知装置１２は、車両に装備されている速度センサ（デジタル速度計）を使用することが出来、この速度信号は制御装置２１に供給される。自車衝突部位検知装置１３は、車両前方に取付けた複数の超音波センサ、レーザレーダ、ミリ波レーダ、カメラによる画像データ等により、対象物体の接近方向を検知し、衝突部位を予測し、検知する。また、車両前方のバンパーに取付けた複数の感圧センサによって直接衝突部位を検知しても良い。衝突部位の情報は制御装置２１に供給される。対象物体速度検知装置１４は、車両前方に取付けたレーザレーダ、ミリ波レーダあるいは超音波センサからのセンス波の発射から対象物で反射して戻るまでの応答時間を測定し、距離を測定する。単位時間当りの距離の変化から相対速度を計算し、これを制御装置２１に供給する。相対速度は、２台のカメラの撮像データから三角測量法によって対象物体までの距離を求めることとしても良い。制御装置２１は、相対速度と自車両の速度との差から対象物体の速度を計算する。なお、対象物体が車両であり、車−車間通信が可能である場合、直接相手車両から速度情報を受信しても良い。対象物体重量検知装置１５は、対象物体が車両である場合、対象車両が上記自車重量検知装置等によって検知した対象車両の重量を、車−車間通信によって入手し、これを制御装置２１に供給する。衝突検知装置１６は、衝突を検知して衝突検知出力を制御装置２１に供給する。
【００１２】
図２は、衝突検出装置の構成例を示している。加速度センサ１６ａの出力は信号処理回路１６ｂによってノイズ成分が除かれ、衝突の衝撃に対応した衝突情報成分が抽出され、レベル比較器１６ｃの比較入力に供給される。レベル比較器１６ｃの比較基準入力には、制御装置２１によって設定された閾値ＴＨが供給される。信号処理回路１６ｂは、例えば、二重積分回路である。衝突情報成分のレベルが閾値ＴＨを越えると、エアバッグ及びシートベルト装置の動作を作動させる作動許可信号を制御装置２１に供給する。閾値ＴＨは可変であり、衝突パラメータに対応して決定される。
【００１３】
制御装置２１は、マイクロコンピュータシステムによって構成され、これ等の各種検知装置の出力に基づいて、乗員保護装置の作動の有無、エアバッグの展開速度値、シートベルトの張力値を決定し、動作を制御する。
【００１４】
制御装置２１の乗員保護装置を作動させるかどうかの動作について説明する。制御装置２１による上述した閾値ＴＨの設定について説明する。装置を作動させるかどうかを判断する閾値ＴＨは、衝突パラメータに基づいて、
ＴＨ＝ＴＨstd＋ＴＨmax・（ｋ1・ＷM＋ｋ2・Ｖy＋ｋ3・Ｐ＋＋ｋ4・Ｗyｋ5・ＶM）  として決定される。ここで、ＴＨstdは検知装置１１乃至１５を装備しないときに適用される閾値である。ＴＨmaxは閾値の変更し得る最大値である。ｋ1は自車重量の閾値決定に与える重み付係数（例えば、０．４２）である。ＷMは自車の重さ加減を示す値（−１≦ＷM≦１）である。例えば、図３に示すように重量ＷMが１０００Ｋｇ以下の場合は、−１、重量ＷMが１０００Ｋｇから１４００Ｋｇの範囲では−１≦ＷM≦１、重量ＷMが１４００Ｋｇ以上の場合は、＋１である。
【００１５】
ｋ2は対象物体速度の閾値決定に与える重み付係数（例えば、０．１７）である。Ｖyは対象物体速度の速さ具合を示す値（−１≦Ｖy≦１）である。例えば、図４に示すように速度Ｖyが２０Ｋｍ／ｈ以下の場合は＋１、速度Ｖyが２０Ｋｍ／ｈから６０Ｋｍ／ｈの範囲では−１≦Ｖy ≦１、速度Ｖyが６０Ｋｍ／ｈ以上の場合は−１である。
【００１６】
ｋ3は、自車衝突部位の閾値決定に与える重み付係数（例えば、０．１７）である。Ｐは、自車衝突部位の厳しさを示す値である（−１≦Ｐ≦１）。例えば、図５に示すように、自車フロント部の全面衝突（フルオーバーラップ）の場合は＋１、３０％乃至１００％オーバーラップの範囲の範囲では−１≦Ｐ≦１、３０％以下のオーバーラップの場合は−１である。
【００１７】
ｋ4は、相手車重量の閾値決定に与える重み付係数（例えば、０．１２）である。Ｗyは、相手車両の重さ加減を示す値（−１≦Ｗy≦１）である。上述した自車重量ＷMの場合と同様に求められる。
【００１８】
ｋ5は、自車速度の閾値決定に与える重み付係数（例えば、０．０４）である。ＶMは、自車速度の速さ加減を示す値（−１≦ＶM≦１）である。上述した対象体速度Ｖyの場合と同様に求められる。
【００１９】
重み付係数ｋ1乃至ｋ5は総和が１．０となる。情報を得ることが出来ない検知装置がある場合には、当該検知情報に対応する係数を除いた係数の総和が１．０になるように重み付が割振られる。
【００２０】
このように衝突状況（衝突パラメータ）に対応してして決定された閾値ＴＨを衝突情報成分のレベルが越えると、乗員保護装置を作動させる出力が得られる。
【００２１】
次に、エアバッグの展開速度の制御について説明する。エアバッグの展開速度ＤＳは次のようにして決定される。
ＤＳ＝ＤＳstd＋ＤＳmax・（ｌ1・ＷM＋ｌ2・Ｖy＋ｌ3・Ｐ＋ｌ4・Ｗy＋ｌ5・ＶM）  として決定される。ここで、ＤＳstdは実施例の検知装置１１乃至１５が装備されていない場合に適用されるエアバッグの展開速度である。ＤＳmaxは展開速度の設定し得る最大値である。ｌ1乃至ｌ5は重み付係数である。ＷM、Ｖy、Ｐ、Ｗy及びＶMは、それぞれ前述した、自車の重さ加減を示す値、対象物体速度の速さを示す値、自車衝突部位の厳しさを示す値、相手車両の重さ加減を示す値、自車速度の速さ加減を示す値である。
【００２２】
図６に示すように、エアバッグ装置３１は、バッグ部３１ａ及び制御部３１ｂによって構成される。制御部３１ｂには、膨張ガスを発生するインフレータ３１ｃ乃至３１ｅが設けられている。インフレータ３１ｃはガス出力が大きく、インフレータ３１ｄ及び３１ｅはガス出力が小さい。
【００２３】
制御部２１は、図７に示すように、決定した展開速度ＤＳがＤＳ＞ＤＳstd＋ＤＳmax／２であるとき、全てのインフレータ３１ｃ乃至３１ｅを作動させて最大の展開速度でエアバッグ装置を作動させる。展開速度ＤＳがＤＳ＜ＤＳstd−ＤＳmax／２であるとき、インフレータ３１ｃを作動させてエアバッグ装置３１を展開させる。また、展開速度ＤＳがＤＳ≧ＤＳstd−ＤＳmax／２、若しくは、ＤＳ≦ＤＳstd＋ＤＳmax／２であるとき、インフレータ３１ｃ及び３１ｄを作動させ、エアバッグ装置３１を展開させる。このような制御を行うことで、衝突の状況に対応したバッグ展開速度でエアバッグ装置３１を作動させることが可能となる。
【００２４】
シートベルト装置のシートベルト張力の決定について説明する。シートベルトの張力の制限値ＴＳは次のようにして決定される。ＴＳ＝ＴＳstd＋ＴＳmax・（ｍ1・ＷM＋ｍ2・Ｖy＋ｍ3・Ｐ＋ｍ4・Ｗy＋ｍ5・ＶM） として決定される。ここで、ＴＳstdは実施例の検知装置１１乃至１５が装備されていない場合に適用されるシートベルトの張力の制限値である。ＴＳmaxはシートベルト張力の制限値の設定し得る最大値である。ｍ1乃至ｍ5は重み付係数である。ＷM、Ｖy、Ｐ、Ｗy及びＶMは、それぞれ前述した、自車の重さ加減を示す値、対象物体速度の速さを示す値、自車衝突部位の厳しさを示す値、相手車両の重さ加減を示す値、自車速度の速さ加減を示す値である。制御装置２１は、このようにして決定されたシートベルト張力の制限値をシートベルト装置のエネルギー吸収（ＥＡ）機構に設定し、ＥＡ荷重を制御して、シートベルト張力を適切に調節する。
【００２５】
図８は、シートベルト装置３２のリトラクタに設けられて、シートベルトの限界張力を可変とするエネルギ吸収機構の例を示している。
【００２６】
同図において、４１はシートベルトを巻取るリトラクタ４０のフレーム、４２はシートベルトの引出しを阻止するロック機構、４３はシートベルトを巻取る中空部（シリンダ）５１を備えるボビン、４４はボビンのシャフト、４５はシートベルト、４６はボビン４３に比較的に弱い付勢力を与えて、余分のシートベルト４５を巻取るつる巻ばね、４７は基端がベース４１に固定され、シリンダ５１の中心軸方向に延在する雄ねじ、４８は雄ねじ４７とボビン４３間を電気的に絶縁すると共に、電圧を印加すると該電圧に対応する粘度を呈する電気粘性(Electro-Rheological, ＥＲ)流体４９をシリンダ５１内に封止するシール、５０は雄ねじ４７に螺合し、ボビン４３のシリンダ５１内壁と僅かな隙間を有して雄ねじ４７上を回転移動可能なピストン、Ｅは可変電圧源及びＳはＥＲ流体に電圧Ｅを印加するスイッチであり、共に制御装置２１によって操作される。
【００２７】
上述したロック機構４２は、衝突などによって車両の加速度が所定値を越えた場合、あるいはシートベルト４５が急に引出された場合に、シートベルト４５を巻取るボビン４３のシャフト４４をロックし、シートベルト４５の引出しを阻止し、乗員の前方への移動を防止する。
また、乗員へのダメージを減らすべく、このロック機構４２は所定荷重（通常入力荷重以上で中速衝突等ＥＡを必要とする荷重以下）でロックが解除するようになっている。前述したように、ボビン４３のシリンダ５１内にはＥＲ流体４９が充填されている。シリンダ５１の内壁とピストンとの隙間にＥＲ流体４９が介在し、ＥＲ流体４９の粘性によってナット状のピストン５０はボビン４３と一体に回転する。ピストン５０とボビン４３の間はシール４８によって絶縁されている。リトラクタの通常作動では、シートベルト４５の引出しによりボビン４３が回転すると、ピストン５０も雄ねじ４７に対して相対的に回転することにより、軸方向に移動する。これにより、ＥＲ流体４９はピストン５０とシリンダ５１との隙間を通って移動する。通常のシートベルトの巻取り、引出しでは、動きが遅いため大きな抵抗にならない。衝突時等でシートベルト４５に荷重が加わり、ロック機構４２が解除すると、シートベルト４５が引出され、急激にピストン５０が回転移動するためＥＲ流体４９の粘度によって抵抗を受けてベルト引出しに対する荷重を生ずる。このとき、制御部２１は、スイッチＳを投入し、ピストン５０とシリンダ５１の隙間に、上述したシートベルト張力の制限値に対応した電圧Ｅを印加することによってＥＲ流体４９の粘度を決定し、シートベルト引出しに要する荷重を制限値ＴＳに設定する。
【００２８】
このように、制御装置２１は、相手車両のパラメータを含む衝突パラメータに基づいて、シートベルト装置３２及びエアバッグ装置３１の作動の有無、エアバッグ装置３１の展開速度、シートベルト装置３２のベルト張力の制限値を制御する。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の乗員保護装置によれば、相手車両を含む衝突の状況に対応して、エアバッグ装置、シートベルト装置の作動、エアバッグの展開速度、シートベルトの張力制限値が決定されるので、自車両のみの衝突検出に基づいて画一的にエアバッグ装置及びシートベルト装置を作動させる場合に比べてより乗員の保護が図れて具合がよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の構成例を説明するブロック図である。
【図２】図２は、衝突検知装置の構成例を説明するブロック図である。
【図３】図３は、自車重量ＷMのパラメータ設定を説明するグラフである。
【図４】図４は、対象物体速度Ｖyのパラメータ設定を説明するグラフである。
【図５】図５は、自車衝突部位Ｐｋパラメータ設定を説明するグラフである。
【図６】図６は、エアバック装置３１を説明する説明図である。
【図７】図７は、作動させるインフレータの組合わせによってエアバッグ展開速度を決定する例を説明する説明図である。
【図８】図８は、シートベルト張力を可変としたリトラクタのエネルギ吸収機構を説明する断面図である。
【符号の説明】
１１  自車重量検知装置
１２  自車速度検知装置
１３  自車衝突部位検知装置
１４  対象物体速度検知装置
１５  対象物体重量検知装置
１６  衝突検知装置
２１  制御装置
３１  エアバッグ装置
３２  シートベルト装置
【図１】
0004263814.tif 000002
【図２】
0004263814.tif 000003
【図３】
0004263814.tif 000004
【図４】
0004263814.tif 000005
【図５】
0004263814.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004263814.tif 000008
【図８】
0004263814.tif 000009