車両の乗員保護装置
【課題】 緊急時と通常時とにおいてそれぞれ適正なシートの動作速度を得ることができる車両の乗員保護装置を提供する。
【解決手段】 衝突を予知するための衝突予知手段と、衝突予備動作として、衝突予知手段からの出力に基づいてシートの各部を所定の目標姿勢にするように所定の動作機構を動作させるシート作動手段と、シート作動手段の動作制御を行う制御手段とを備え、シート作動手段によるシートの動作速度を、衝突が予知された緊急時における第１速度と、衝突が予知されていない通常時における、第１速度より低速の第２速度とに設定可能な車両の乗員保護装置。
【解決手段】 衝突を予知するための衝突予知手段と、衝突予備動作として、衝突予知手段からの出力に基づいてシートの各部を所定の目標姿勢にするように所定の動作機構を動作させるシート作動手段と、シート作動手段の動作制御を行う制御手段とを備え、シート作動手段によるシートの動作速度を、衝突が予知された緊急時における第１速度と、衝突が予知されていない通常時における、第１速度より低速の第２速度とに設定可能な車両の乗員保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突を予知するための衝突予知手段を備えた車両の乗員保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に自動車等の車両には、衝突・横転・転覆等の緊急時の乗員の安全を確保するために、乗員を保護・拘束するシートベルトやエアバッグなどの安全装置が装備されている。しかし、実際に乗員が着座している座席のスライド位置やリクライニングなどの座席姿勢は、衝突時にこれら安全装置が最も効果を発揮する状態であるとは限らない。そこで、衝突時には座席姿勢など、車両の状態をより安全性の高いものとすることが求められている。
【０００３】
安全装置である乗員保護装置を備えた車両のシートはプリクラッシュシートと呼ばれている。
例えば、車両の衝突の可能性を予知した際にシートベルトのプリテンショナを作動させ、シートベルトの張力を増加させて乗員をシートに拘束することにより保護する構成を備えるものにおいて、シートバックが過度に倒伏している場合等には、シートベルトの張力を増加させても良好な乗員保護効果を得ることができない。このため、乗員を適切に保護するために、衝突予知時にシートバックの傾斜角度を検出し、その傾斜角度が所定の範囲以外にあるときには、シートバックを所定の範囲内に変位させる車両の乗員保護装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、車両の衝突が予測された緊急時にシート等を乗員の保護に適した位置に動作させる場合、車両の衝突予測時から実際の衝突までの時間が非常に短い場合があることから、シート等を乗員の保護に適した位置まで高速で動作させる必要がある。これに関して、車両用シートにおいて緊急時用の火薬を内蔵するアクチュエータを設ける構成が知られている（例えば特許文献２）。これにより、緊急時に内蔵火薬の点火によりワイヤを引き込むようにアクチュエータを動作させることにより、シートを高速に適正位置に変位させることが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３３４４３７号公報（第２頁、第１図等参照）
【特許文献２】特開平１０−３０９９６７号公報（段落００１３等参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
シート作動手段において、シートを高速で動作可能な構成とするにあたり、特許文献２の車両シートのように火薬を利用する技術は、複数回の利用が困難である。そのため、シート作動手段は、繰り返し使用可能で、かつ、作動速度が高速であるモータやソレノイド等のアクチュエータを適用することが望まれる。
【０００７】
しかし、この場合、車両の衝突予測時以外の通常時にもシートを高速で動作させることになる。一般に、乗員が各個人に最適なシート位置を設定しようとするときの通常時のシート速度は、乗員が不快に感じない程度の比較的遅い速度が望まれる。しかし、この通常時のシート速度が速まると乗員が不快に感じるだけでなく、シート位置の微調整が困難になるという問題点があった。
【０００８】
また、衝突後の車両の横転・転覆等によって乗員の車外放出等を防止するため、衝突に備えて車両の状態を最適な状態に制御しようとするとき、シート・シートベルト・窓・サンルーフなどの複数の作動部位を同時に動かす必要が生じる。そして、通常、これらはそれぞれ別のモータなどのアクチュエータで駆動されるため、複数のモータが一時期に集中して駆動されることとなる。
このように、衝突が予知されて一度に複数のモータが駆動されると、各モータに流れる突入電流が重なり、各モータに電力を供給する配線にも瞬間的な大電流が流れる。その結果、配線抵抗やバッテリーの供給能力の不足による電圧降下が生じ、モータのトルク低下などを招いて、緊急時に必要なシートの動作速度が得られない。そのため、衝突時の乗員の安全を確保するために必要な動作を迅速にできなくなるという問題点があった。
【０００９】
さらに、緊急時および通常時においては、シートにかかる負荷等によってもシートの動作速度が変化してしまう虞がある。例えば、シートにかかる負荷が予想される負荷より少ない場合、シート速度が速まることが考えられる。このとき、乗員はこのような速いシート速度を不快に感じ、特に緊急時においては乗員の身体に負担が増すという問題点があった。
【００１０】
従って、本発明の目的は、緊急時と通常時とにおいてそれぞれ適正なシートの動作速度を得ることができる車両の乗員保護装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係る車両の乗員保護装置の第一特徴構成は、 衝突を予知するための衝突予知手段と、衝突予備動作として、前記衝突予知手段からの出力に基づいてシートの各部を所定の目標姿勢にするように所定の動作機構を動作させるシート作動手段と、前記シート作動手段の動作制御を行う制御手段とを備え、前記シート作動手段による前記シートの動作速度を、衝突が予知された緊急時における第１速度と、衝突が予知されていない通常時における、前記第１速度より低速の第２速度とに設定可能にしてある点にある。
【００１２】
上記第一特徴構成によれば、衝突予知状態でない通常時においては、通常時で適度な速度である第２速度でシート作動手段を動作させることができる。
また、衝突予知状態となった緊急時には、シート作動手段を通常時よりも高速である第１速度で動作させることができる。従って、衝突を予知した時から衝突予想時刻までの短時間にシート作動手段の動作を完了させるように設定することが可能となる。
従って、本発明の第１特徴構成に記載の車両の乗員保護装置であれば、緊急時と通常時とにおいてそれぞれ適正なシートの動作速度を得ることができる。
【００１３】
本発明に係る車両の乗員保護装置の第二特徴構成は、前記緊急時において、前記シート作動手段への実供給電圧値と前記シート作動手段の定常電圧値とが異なるとき、前記シート作動手段への実供給電圧値が前記シート作動手段の緊急時設定電圧値になるように、前記実供給電圧値と前記定常電圧値との差分に応じて制御設定値を変化させ、前記シートの動作速度が前記第１速度となるように制御する点にある。
【００１４】
緊急時には、衝突に備えて車両の状態を最適な状態に制御しようとして、シート・シートベルト・窓・サンルーフなどの複数の作動部位を同時に動かす必要が生じる。その際、一度に複数のモータが駆動されると、配線抵抗やバッテリーの供給能力の不足による電圧降下が生じ、緊急時に必要なシートの動作速度が得られないことがある。
【００１５】
しかし、本構成のように、シート作動手段の実供給電圧値とシート作動手段の定常電圧値との比較結果に基づき、シート作動手段への実供給電圧値を、シート作動手段の緊急時設定電圧値になるように、実供給電圧値と定常電圧値との差分に応じて制御設定値を変化させ、前記シートの動作速度が第１速度となるように制御することにより、上述した緊急時のバッテリーの電圧降下が発生したとしても、シート作動手段には、当該手段が迅速かつ十分な出力を得られる緊急時設定電圧が供給される状態でシートの動作を行うことができる。
【００１６】
また、緊急時においてシート作動手段に供給される電圧は緊急時設定電圧値となるため、所望の第１速度を超えてシートが動作することがなく、乗員の身体に、想定される以上の負荷がかかるのを防止できる。
さらに、緊急時においてシート作動手段には緊急時設定電圧値を下回る電圧が供給されることは無いため、緊急時に必要なシートの動作速度を確実に得ることができ、衝突時の乗員の安全を確保するために必要な動作が迅速に行える。
【００１７】
つまり、本発明の第二特徴構成に記載の車両の乗員保護装置であれば、緊急時には、迅速にシートを目標姿勢に変位させる必要があるため、シート作動手段への実供給電圧値を参照してシート作動手段への供給電圧を、当該手段が迅速にシートを目標姿勢に変位できるのに迅速かつ十分な出力を得られるように調節する。
これにより、緊急時においてそれぞれ適正なシートの動作速度を確実に得ることができる。
【００１８】
本発明に係る車両の乗員保護装置の第三特徴構成は、前記通常時において、前記シート作動手段における実シート速度と前記第２速度とが異なるとき、前記実シート速度と前記第２速度との差分に応じて前記シート作動手段への実供給電圧値の制御設定値を変化させ、前記シートの動作速度が前記第２速度に近似するように制御する点にある。
【００１９】
本構成のように、通常時には、実シート速度と第２速度との比較結果に基づき、シート作動手段への供給電圧値を、シート作動手段の通常時設定電圧値になるように制御設定値を変化させ、シートの動作速度が第２速度に近似するように制御することにより、シート作動手段には、当該手段が十分な出力を得られる通常時設定電圧が常に維持される。
従って、通常時に所望されるシート速度が得られるため、例えば乗員が不快に感じるほど速いシート速度でシートを変位させるのを防止できる。また、シート速度が速過ぎて位置の微調整が困難になることも防止できる。
【００２０】
つまり、本発明の第三特徴構成に記載の車両の乗員保護装置であれば、通常時には、シート速度を目標速度に設定する必要があるため、実シート速度を参照してシート作動手段への供給電圧を調節する。
これにより、通常時においてそれぞれ適正なシートの動作速度を確実に得ることができる。
【００２１】
また、仮にシートにかかる負荷が変動する場合であっても、シート作動手段への供給電圧を、当該手段が十分な出力を得られるように調節することにより、適切なシート速度を得ることが期待される。
【００２２】
本発明に係る車両の乗員保護装置の第四特徴構成は、前記通常時における前記シートの作動状態を記憶しておき、この記憶された作動状態に基づいて、前記緊急時における前記シート作動手段に係る制御設定値を設定する点にある。
【００２３】
「通常時におけるシートの作動状態を記憶」とは、例えば、シート作動手段への電圧供給状態、つまり、ＰＷＭ回路によるデューティー制御が行われている状態におけるデューティー比を記憶すること等が挙げられる。そして、この通常時におけるデューティー比を記憶して緊急時におけるシート作動手段に係る制御設定値を設定する。
【００２４】
このとき、バッテリーの実出力電圧が低下している場合等において、記憶されたデューティー比を、制御設定値を決定する際の調整係数として利用できる。これにより、バッテリーの電力不足分を補う制御を行うことができる。
【００２５】
従って、本発明の第四特徴構成に記載の車両の乗員保護装置であれば、緊急時においてバッテリーの実出力電圧が所定の値で無いときであっても、記憶された通常時のデューティー比に基づいて調整された制御設定値によりシート作動手段への供給電圧を決定できるため、より確実に緊急時に必要なシートの動作を実行できる。
【００２６】
本発明に係る車両の乗員保護装置の第五特徴構成は、前記緊急時における前記シート作動手段の動作制御を、供給する電圧のデューティー制御で行う点にある。
【００２７】
緊急時にシート作動手段への動作制御を行う場合、例えば前記制御設定値を変化させてシート作動手段への供給電圧を所望の設定電圧値にする。このとき、本構成であれば、この制御設定値に基づき、パルス幅のデューティーサイクルを変化させることにより、前記供給電圧を所望の設定電圧値にする制御が行える。
【００２８】
従って、上記第五特徴構成によれば、シート作動手段の動作制御を、パルス幅のデューティーサイクルが変化する公知のＰＷＭ回路等を適用できるため、シート作動手段の動作制御を容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明に係る車両の乗員保護装置を自動車のシートに適用した実施形態について図面に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る車両の乗員保護装置の制御ブロック図、図２は本実施形態に係る乗員保護装置のシート１を示す図である。尚、本実施形態では、シート１は、運転者が乗車する運転席を例示しているが、これに限らず、助手席側のシート等にも適用可能である。
【００３０】
本実施形態における乗員保護装置は、車両の衝突を予知したとき等の緊急時に、シート等を乗員の保護に適した位置に動作させる、所謂プリクラッシュシートである。ここで、「緊急時」とは、車両の衝突・横転・転覆等が予知された状態を指す。以下に、車両の衝突が予知されたときにおいて、本発明の乗員保護装置がシート１を、リクライニング、スライド及びバーチカルに駆動させる場合ついて説明するが、シート１の駆動状態はこれらに限られるものではない。
【００３１】
図１〜２に示したように、本実施形態に係るシート１は、シートバック２、シートクッション３、及びヘッドレスト４を備えている。シートバック２は、所定の支点５を介してシートクッション３に取り付けられており、リクライニング機構６により傾斜角度が変更可能である。シートクッション３は、スライドレール７を介して車両の床面８に取り付けられており、シートスライド機構９により前後方向にスライド動作可能である。また、シートクッション２の前部には、フロントバーチカル機構１０が設けられており、座面前部の上下方向の突出量を変更可能である。
【００３２】
リクライニング機構６は、制御部１１からの制御信号に従って動作するリクライニングモータ１２によりシートバック２の傾斜角度を変更動作させる。
また、シートスライド機構９は、制御部１１からの制御信号に従って動作するシートスライドモータ１３によりシートクッション３を前後方向にスライド動作させる。これによりシート１全体も前後方向にスライド動作される。
さらに、フロントバーチカル機構１０は、制御部１１からの制御信号に従って動作するバーチカルモータ１４によりシートクッション３の座面前部を上下方向に動作させる。
従って、本実施形態においては、リクライニング機構６、シートスライド機構９及びフロントバーチカル機構１０が本発明の「所定の動作機構１５」を構成し、これらを駆動するリクライニングモータ１２、シートスライドモータ１３、及びバーチカルモータ１４が、本発明の「シート作動手段１６」を構成する。
【００３３】
リクライニング機構６には、シートバック２の傾斜角度を検知するリクライニング角度検知装置１７が設けられている。シートスライド機構９には、シート１の前後方向のスライド位置を検知するスライド位置検知装置１８が設けられている。フロントバーチカル機構１０には、シートクッション３の座面前部の上下方向の突出量を検知する突出量検知装置１９が設けられている。
これらのリクライニング角度検知装置１７、スライド位置検知装置１８及び突出量検知装置１９としては、例えば、ポテンショメータやロータリエンコーダ等の角度計測機器、或いは、リニアポテンショメータやリニアエンコーダ等の側長機器等を用いることができる。
【００３４】
また、シート１は、リクライニング機構６、シートスライド機構９、及びフロントバーチカル機構１０を、乗員が任意の位置に動作させるために操作可能に設けられた操作スイッチ２０を備えている。図１では、操作スイッチ２０は一つの箱で示されているが、各機構にそれぞれ対応するスイッチを設けると好適である。そして、乗員により操作スイッチ２０が操作されると、その操作量や操作時間等に応じた操作信号が、操作スイッチ２０からの動作指示として制御部１１に入力される。制御部１１は、この操作信号に基づいてリクライニングモータ１２、シートスライドモータ１３、及びバーチカルモータ１４に対して駆動制御信号を出力し、リクライニング機構６、シートスライド機構９、及びフロントバーチカル機構１０をそれぞれ動作させる。
【００３５】
更に、本実施形態に係る乗員保護装置は、衝突予知センサ２１と車両安定制御システム２２とを備えている。
【００３６】
衝突予知センサ２１は、例えば、車両の周囲に存在する障害物を検出するミリ波レーダや画像認識装置等を利用して構成される。そして、この衝突予知センサ２１からの出力信号は制御部１１に入力される。
そして、制御部１１においては、衝突予知センサ２１からの出力信号に基づいて、障害物までの距離や相対速度等の情報が演算されるとともに、それらの情報に基づいて一定の判断条件の下に車両が衝突する可能性が判断される。
【００３７】
一方、車両安定制御システム２２は、車両の前輪や後輪の横滑りをセンサ等により検知し、各車輪のブレーキやエンジンの出力を制御することにより車両の安定性を確保するためのシステムである。この車両安定制御システム２２が動作したときは車両の衝突の可能性があると判断できることから、ここでは、車両安定制御システム２２からその動作状態に応じて制御部１１に対して信号が出力される構成としている。
そして、制御部１１においては、この車両安定制御システム２２からの出力信号に基づいて、一定の判断条件の下に車両が衝突する可能性が判断される。
【００３８】
従って、本実施形態においては、これらの衝突予知センサ２１と車両安定制御システム２２、及びこれらの出力信号に基づいて車両の衝突の可能性を判断する制御部１１が、本発明の「衝突予知手段２３」を構成する。
【００３９】
そして、制御部１１は、上記の衝突予知センサ２１及び車両安定制御システム２２の一方又は双方からの出力に基づいて、一定以上の確率で衝突を回避できないと判断したときに衝突予知状態となる。
また、このとき制御部１１は、衝突予知センサ２１及び車両安定制御システム２２の一方又は双方からの出力に基づいて車両が衝突すると予想される衝突予想時刻の演算も行う。この衝突予想時刻は、例えば、衝突予知センサ２１からの出力信号に基づいて演算される障害物までの距離や相対速度等の情報に基づいて演算される。
そして、制御部１１は、上記のように衝突予知状態となったときには、リクライニングモータ１２、シートスライドモータ１３、及びバーチカルモータ１４といったシート作動手段１６に対して駆動制御信号を出力し、リクライニング機構６、シートスライド機構９、及びフロントバーチカル機構１０といった所定の動作機構１５をそれぞれ動作させる。この際、リクライニング機構６、シートスライド機構９、及びフロントバーチカル機構１０が、それぞれ衝突予想時刻まで動作を完了するように動作させる必要がある。
【００４０】
このように、本実施形態の乗員保護装置は、衝突を予知するための衝突予知手段２３を設け、衝突予知手段２３により衝突予知状態であると判断されたときには、衝突予備動作として、衝突予知手段２３からの出力に基づいてシート１の各部を所定の目標姿勢にするように所定の動作機構１５を動作させるシート作動手段１６と、シート作動手段１６の動作制御を行う制御部１１とを備えた構成となっている。
【００４１】
ここで、制御部１１は、シート作動手段１６によるシート１の動作速度を、衝突が予知された緊急時における第１速度と、衝突が予知されていない通常時における第２速度とに設定してある。
ここで、第２速度は、緊急時の第１速度より遅い速度を設定する。
【００４２】
これにより、衝突予知状態でない通常時においては、通常時で適度な速度である第２速度でシート作動手段１６（リクライニングモータ１２、シートスライドモータ１３及びバーチカルモータ１４）を動作させることができる。
また、衝突予知状態となった緊急時には、シート作動手段１６を通常時の第２速度よりも高速である第１速度で動作させることができる。従って、衝突を予知した時から衝突予想時刻までの短時間にシート作動手段１６の動作を完了させることが可能となる。
以上より、緊急時と通常時とにおいてそれぞれ適正なシートの動作速度を得ることができる。
【００４３】
緊急時におけるシート作動手段１６の動作制御は、デューティー制御、或いはリニア制御等で行う。
例えば、動作制御を供給する電圧のデューティー制御で行う場合は、パルス幅のデューティーサイクルが変化するＰＷＭ回路を適用する。
つまり、バッテリー２７からシート作動手段１６へ電圧を供給する際、バッテリーの定常出力電圧を制御してシート作動手段１６の設定電圧値になるように電圧供給を行う。このとき、シート作動手段への電圧供給は、バッテリーの定常出力電圧値に対して制御設定値を参照する過程を経て決定される。このシート作動手段への供給電圧の決定を、ＰＷＭ回路を用いて行う。
【００４４】
ここで、シート作動手段１６の設定電圧値とは、本実施例では、上述したリクライニングモータ１２、シートスライドモータ１３、及びバーチカルモータ１４でそれぞれ設定される電圧値のことを指し、例えば通常時および緊急時のそれぞれにおいて電圧値を設定することが可能である。例えば、バッテリー２７の定常出力電圧値が２４Ｖであるとき、シートスライドモータ１３の通常時設定電圧値は１２Ｖ、緊急時設定電圧値は２０Ｖと設定するものとする。
このとき、例えば、緊急時にシート作動手段１６に電圧を供給するとき、バッテリー２７の定常出力電圧値である２４Ｖに対して第１制御設定値（２０/２４＝０．８３）を参照し、２０Ｖ（２４*０．８３）の電圧をシート作動手段１６に供給する。
【００４５】
このように、このシート作動手段１６への供給電圧の決定を公知の回路を利用して行えるため、シート作動手段１６の動作制御を容易に行える。以下、シート作動手段１６への供給電圧制御はＰＷＭ回路を用いて行うものとする。
【００４６】
次に、本実施形態に係る乗員保護装置の動作制御について図３に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。
【００４７】
まず、制御部１１は、乗員がシート１を任意の位置に動作させるために操作スイッチ２０を操作したか否かを判断する（ステップ＃０１）。そして、乗員が操作スイッチ２０をオン操作したことが認識された場合（ステップ＃０１：ＹＥＳ）、衝突予知状態でない通常時であると判断してシート速度を通常時のシート速度（第２速度）で駆動させる制御を行う。この「通常時シート速度制御」については後述する。
【００４８】
一方、乗員が操作スイッチ２０を操作したことが認識されない場合（ステップ＃０１：ＮＯ）、衝突予知センサ２１及び車両安定制御システム２２の一方又は双方からの出力に基づいて衝突の可能性について判断する（ステップ＃０２）。そして、衝突予知状態となった場合（ステップ＃０２：ＹＥＳ）、衝突の有無を検出する（ステップ＃０３）。
【００４９】
衝突が発生しておらず、一定以上の確率で衝突を回避できないと判断したとき（ステップ＃０３：ＮＯ）、衝突予備動作として、シート１の各部を所定の目標姿勢にする制御を行う。このとき、シート速度を緊急時のシート速度（第１速度）で駆動させる制御を行う。この「緊急時シート速度制御」については後述する。
【００５０】
また、衝突が検出されたとき（ステップ＃０３：ＹＥＳ）、シート１を不用意に動作してシートベルト等によって乗員の身体への負担が増すことが想定されるため、シート１を目標姿勢にする制御は行わない。
【００５１】
（緊急時シート速度制御）
シート１は、緊急時には、シートベルトやエアバッグ等の安全装置により乗員を適正に保護することができるシート位置である「目標姿勢」に迅速に設定することが望まれる。
ここで、シート１の各部（所定の動作機構１５）の目標姿勢は以下のようにして設定される。
【００５２】
リクライニング機構６の場合、リクライニング角度が設定範囲内か否かについて判断する。この判断は、リクライニング角度検知装置１７からの出力に基づいて制御部１１において行う。ここで、リクライニング角度の設定範囲は、衝突時における乗員の保護に適したリクライニング角度の範囲に基づいて設定する。
【００５３】
また、シートスライド機構９の場合、シート１の前後方向の位置が設定範囲内か否かについて判断する。この判断は、スライド位置検知装置１８からの出力に基づいて制御部１１において行う。ここで、シート１の前後方向の位置の設定範囲は、衝突時における乗員の保護に適したシート位置の範囲に基づいて設定する。
【００５４】
さらに、フロントバーチカル機構１０の場合、シートクッション３の座面前部の上下方向の突出量が設定範囲内か否かについて判断する。この判断は、突出量検知装置１９からの出力に基づいて制御部１１において行う。ここで、シートクッション３の座面前部の上下方向の突出量の設定範囲は、衝突時における乗員の保護に適したシート位置の範囲に基づいて設定する。
【００５５】
第１速度への制御は、図４に示したように、まず、事前にシート１が目標姿勢にあるかを判断する（ステップ＃０４）。
【００５６】
シート１が目標姿勢の設定範囲外のとき（ステップ＃０４：ＮＯ）、シート１を目標姿勢に変位させる際のシート速度を緊急時のシート速度（第１速度）で駆動させる制御を行う。
【００５７】
第１速度を得るには、まず、バッテリー２７から得られたシート作動手段１６への実際の供給電圧値（実供給電圧値）とシート作動手段１６で通常使用される定常電圧値とが異なるとき、シート作動手段１６への実供給電圧値を、シート作動手段１６の緊急時設定電圧値になるように、実供給電圧値と定常電圧値との差分に応じて制御設定値を変化させ、シート１の動作速度が前記第１速度となるように制御を行う。
【００５８】
つまり、バッテリー２７から得られたシート作動手段１６への実供給電圧値がシート作動手段１６で通常使用される定常電圧値より大きいとき（ステップ＃０５−１：ＹＥＳ）、シート作動手段１６への供給電圧を、シート作動手段１６の緊急時設定電圧値になるように、実供給電圧値と定常電圧値との差分に応じて制御設定値を減少させる制御をＰＷＭ回路にて行う。このとき、ＰＷＭ回路ではデューティー比はダウンする制御が行われる。
例えば、シート作動手段１６で通常使用される定常電圧値が２４Ｖで、シート作動手段１６への実供給電圧値が２５Ｖであるとき、第２制御設定値（２０/２５＝０．８）を参照して２０Ｖの電圧をシート作動手段１６に供給する。つまり、実供給電圧値と定常電圧値とが等しい場合の第１制御設定値（２０/２４＝０．８３）に比べて、制御設定値を０．８３から０．８に減少させる制御を行っている。
【００５９】
ここで、シート作動手段１６への実供給電圧値（２５Ｖ）がシート作動手段１６で通常使用される定常電圧値（２４Ｖ）より大きいとき、第２制御設定値（０．８）を参照すべきところを、制御設定値を減少させることなく、仮に第１制御設定値（０．８３）を参照した場合、シート作動手段１６に供給される電圧は２０．８Ｖ（２５*０．８３）となる（図６参照）。しかし、本構成により、第２制御設定値（０．８）を参照してシート作動手段１６の供給電圧が緊急時設定電圧値（２０Ｖ）になるように制御しているため、結果的に供給電圧は降圧していることとなる。
【００６０】
従って、緊急時においてシート作動手段１６に供給される電圧は緊急時設定電圧値となるため、所望の第１速度を超えてシートが動作することがなく、乗員の身体に、想定される以上の負荷がかかるのを防止できる。
【００６１】
一方、実供給電圧値が定常電圧値より小さいとき（ステップ＃０５−２：ＹＥＳ）、シート作動手段１６への供給電圧を、シート作動手段１６の緊急時設定電圧値になるように、実供給電圧値と定常電圧値との差分に応じて制御設定値を増加させる制御をＰＷＭ回路にて行う。このとき、ＰＷＭ回路ではデューティー比はアップする制御が行われる。
【００６２】
例えば、シート作動手段１６で通常使用される定常電圧値が２４Ｖで、シート作動手段１６への実供給電圧値が２３Ｖであるとき、第３制御設定値（２０/２３＝０．８６）を参照して２０Ｖの電圧をシート作動手段１６に供給する。つまり、実供給電圧値と定常電圧値とが等しい場合の制御設定値（２０/２４＝０．８３）に比べて、制御設定値を０．８３から０．８６に増加させる制御を行っている。
【００６３】
ここで、シート作動手段１６への実供給電圧値（２３Ｖ）がシート作動手段１６で通常使用される定常電圧値（２４Ｖ）より小さいとき、第３制御設定値（０．８６）を参照すべきところを、制御設定値を増加させることなく、仮に第１制御設定値（０．８３）を参照した場合、シート作動手段１６に供給される電圧は１９．１Ｖ（２３*０．８３）となる（図６参照）。しかし、本構成により、第３制御設定値（０．８６）を参照してシート作動手段１６の供給電圧が緊急時設定電圧値（２０Ｖ）になるように制御しているため、結果的に供給電圧は昇圧していることとなる。
【００６４】
従って、緊急時においてシート作動手段１６には緊急時設定電圧値を下回る電圧が供給されることは無いため、緊急時に必要なシートの動作速度を確実に得ることができ、衝突時の乗員の安全を確保するために必要な動作が迅速に行える。
【００６５】
また、緊急時には、衝突に備えて車両の状態を最適な状態に制御しようとして、シート・シートベルト・窓・サンルーフなどの複数の作動部位を同時に動かす必要が生じる。その際、一度に複数のモータが駆動されると、バッテリー２７の供給能力の不足による電圧降下が生じ、緊急時に必要なシートの動作速度が得られないことがある。
しかし、本構成のように、バッテリー２７から得られたシート作動手段１６への実供給電圧値とシート作動手段１６で通常使用される定常電圧値との比較結果に基づき、シート作動手段１６への実供給電圧値を、シート作動手段１６の緊急時設定電圧値になるように、実供給電圧値と定常電圧値との差分に応じて制御設定値を変化させ、シート１の動作速度が第１速度となるように制御することにより、上述した緊急時のバッテリー２７の電圧降下が発生したとしても、シート作動手段１６には、当該手段が迅速かつ十分な出力を得られる緊急時設定電圧が供給される状態でシート１の動作を行うことができる。つまり、緊急時に所望されるシート速度が得られるようにシート作動手段１６への電圧の出力が最適になるように調節されるため、緊急時に必要なシート１の動作が確実に完了することが期待される。従って、本構成により、衝突時の乗員の安全を確保するために必要な動作を迅速かつ確実に行うことができる。
【００６６】
（通常時シート速度制御）
操作スイッチ２０がオン操作され、乗員がシート１を任意の位置に動作させる場合、乗員が不快に感じない程度の比較的遅いシート速度（第２速度）でシート位置を変位させる。
【００６７】
乗員が操作スイッチ２０をオン操作すると、所定の動作機構１５が動作する。このときのシート作動時における現実のシート速度を実シート速度とする。
そして、図５に示したように、実シート速度と第２速度とを比較する（ステップ＃０６）。そして、シート作動手段１６における実シート速度と第２速度とが異なるとき、シート作動手段１６への供給電圧値がシート作動手段１６の通常時設定電圧値になるように、実シート速度と第２速度との差分に応じて制御設定値を変化させ、シート１の動作速度が第２速度に近似するように制御を行う。
【００６８】
つまり、実シート速度が第２速度より大きいとき（ステップ＃０６−１：ＹＥＳ）、シート作動手段１６への供給電圧を、シート作動手段１６の通常時設定電圧値になるように、実シート速度と第２速度との差分に応じて制御設定値を変化させ、実シート速度が第２速度より小さいとき（ステップ＃０６−２：ＹＥＳ）シート作動手段１６への供給電圧を、シート作動手段１６の通常時設定電圧値になるように、実シート速度と第２速度との差分に応じて制御設定値を変化させる。
【００６９】
つまり、実シート速度Ａ、Ｂ（図６参照）と第２速度との比較結果に基づき、シート作動手段１６への供給電圧を、シート作動手段１６の通常時設定電圧値になるように制御設定値を制御することにより、シート作動手段１６には、当該手段が十分な出力を得られる通常時設定電圧が常に維持される。つまり、通常時に所望されるシート速度が得られるようにシート作動手段１６への出力が最適になるように調節されるため、例えば乗員が不快に感じるほど速いシート速度でシート１を変位させるのを防止できる。また、シート速度が速過ぎて位置の微調整が困難になることも防止できる。
【００７０】
尚、通常時は、実シート速度と第２速度との比較結果に基づき、シート作動手段１６への供給電圧を通常時設定電圧値になるように制御するだけでなく、通常時設定電圧値を参照せず、単に、実シート速度と第２速度とを比較して制御設定値を変化させることで第２速度に近似するように制御することも可能である。
【００７１】
〔別実施の形態〕
上述した実施形態において、通常時におけるシートの作動状態を記憶しておき、この記憶された作動状態に基づいて、緊急時におけるシート作動手段１６に係る制御設定値を設定することが可能である。
【００７２】
ここで、「通常時におけるシートの作動状態を記憶」とは、シート作動手段１６への電圧供給状態、或いは、実シート速度と第２速度との比、等を記憶することを指す。以下に、シート作動手段１６への電圧供給状態を記憶するときについて詳述する。
【００７３】
つまり、シート作動手段１６への電圧供給状態については、例えば、ＰＷＭ回路によるデューティー制御が行われている状態におけるデューティー比を記憶して、記憶されたデューティー比を緊急時におけるシート作動手段１６への電圧供給状態の決定に利用する。
【００７４】
つまり、例えばバッテリー２７の実出力電圧が低下している場合、通常時のシート作動手段１６への電圧供給状態（デューティー比）を記憶しておく。このとき、バッテリー２７の実出力電圧が低下しているため、記憶されたデューティー比は、通常のデューティー比よりも高い値となっている。
そして、衝突予知状態となったときには、シート作動手段１６への供給電圧値を、シート作動手段１６の緊急時設定電圧値になるように制御設定値を変化させるが、このとき、記憶されたデューティー比を、制御設定値を決定する際の調整係数として利用することにより、バッテリー２７の電力不足分を補う制御を行うことができる。
そのため、緊急時においてバッテリー２７の実出力電圧が低下した状態でシート１を目標姿勢に変位させる途中で、更なるバッテリー２７電力の低下が想定される場合であっても、記憶されたデューティー比に基づいて調整された制御設定値によりシート作動手段１６への供給電圧を決定できるため、より確実に緊急時に必要なシート１の動作を実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態に係る乗員保護装置の制御ブロック図
【図２】本発明の実施形態に係る乗員保護装置の駆動対象であるシートを示す図
【図３】本発明の実施形態に係る乗員保護装置によるシートの動作制御を示すフローチャート
【図４】緊急時シート速度制御における動作制御を示すフローチャート
【図５】通常時シート速度制御における動作制御を示すフローチャート
【図６】シート動作手段への供給電圧とシート速度との関係を示した図
【符号の説明】
【００７６】
１ シート
１１ 制御手段
１５ 所定の動作機構
１６ シート作動手段
２３ 衝突予知手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突を予知するための衝突予知手段を備えた車両の乗員保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に自動車等の車両には、衝突・横転・転覆等の緊急時の乗員の安全を確保するために、乗員を保護・拘束するシートベルトやエアバッグなどの安全装置が装備されている。しかし、実際に乗員が着座している座席のスライド位置やリクライニングなどの座席姿勢は、衝突時にこれら安全装置が最も効果を発揮する状態であるとは限らない。そこで、衝突時には座席姿勢など、車両の状態をより安全性の高いものとすることが求められている。
【０００３】
安全装置である乗員保護装置を備えた車両のシートはプリクラッシュシートと呼ばれている。
例えば、車両の衝突の可能性を予知した際にシートベルトのプリテンショナを作動させ、シートベルトの張力を増加させて乗員をシートに拘束することにより保護する構成を備えるものにおいて、シートバックが過度に倒伏している場合等には、シートベルトの張力を増加させても良好な乗員保護効果を得ることができない。このため、乗員を適切に保護するために、衝突予知時にシートバックの傾斜角度を検出し、その傾斜角度が所定の範囲以外にあるときには、シートバックを所定の範囲内に変位させる車両の乗員保護装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、車両の衝突が予測された緊急時にシート等を乗員の保護に適した位置に動作させる場合、車両の衝突予測時から実際の衝突までの時間が非常に短い場合があることから、シート等を乗員の保護に適した位置まで高速で動作させる必要がある。これに関して、車両用シートにおいて緊急時用の火薬を内蔵するアクチュエータを設ける構成が知られている（例えば特許文献２）。これにより、緊急時に内蔵火薬の点火によりワイヤを引き込むようにアクチュエータを動作させることにより、シートを高速に適正位置に変位させることが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３３４４３７号公報（第２頁、第１図等参照）
【特許文献２】特開平１０−３０９９６７号公報（段落００１３等参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
シート作動手段において、シートを高速で動作可能な構成とするにあたり、特許文献２の車両シートのように火薬を利用する技術は、複数回の利用が困難である。そのため、シート作動手段は、繰り返し使用可能で、かつ、作動速度が高速であるモータやソレノイド等のアクチュエータを適用することが望まれる。
【０００７】
しかし、この場合、車両の衝突予測時以外の通常時にもシートを高速で動作させることになる。一般に、乗員が各個人に最適なシート位置を設定しようとするときの通常時のシート速度は、乗員が不快に感じない程度の比較的遅い速度が望まれる。しかし、この通常時のシート速度が速まると乗員が不快に感じるだけでなく、シート位置の微調整が困難になるという問題点があった。
【０００８】
また、衝突後の車両の横転・転覆等によって乗員の車外放出等を防止するため、衝突に備えて車両の状態を最適な状態に制御しようとするとき、シート・シートベルト・窓・サンルーフなどの複数の作動部位を同時に動かす必要が生じる。そして、通常、これらはそれぞれ別のモータなどのアクチュエータで駆動されるため、複数のモータが一時期に集中して駆動されることとなる。
このように、衝突が予知されて一度に複数のモータが駆動されると、各モータに流れる突入電流が重なり、各モータに電力を供給する配線にも瞬間的な大電流が流れる。その結果、配線抵抗やバッテリーの供給能力の不足による電圧降下が生じ、モータのトルク低下などを招いて、緊急時に必要なシートの動作速度が得られない。そのため、衝突時の乗員の安全を確保するために必要な動作を迅速にできなくなるという問題点があった。
【０００９】
さらに、緊急時および通常時においては、シートにかかる負荷等によってもシートの動作速度が変化してしまう虞がある。例えば、シートにかかる負荷が予想される負荷より少ない場合、シート速度が速まることが考えられる。このとき、乗員はこのような速いシート速度を不快に感じ、特に緊急時においては乗員の身体に負担が増すという問題点があった。
【００１０】
従って、本発明の目的は、緊急時と通常時とにおいてそれぞれ適正なシートの動作速度を得ることができる車両の乗員保護装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係る車両の乗員保護装置の第一特徴構成は、 衝突を予知するための衝突予知手段と、衝突予備動作として、前記衝突予知手段からの出力に基づいてシートの各部を所定の目標姿勢にするように所定の動作機構を動作させるシート作動手段と、前記シート作動手段の動作制御を行う制御手段とを備え、前記シート作動手段による前記シートの動作速度を、衝突が予知された緊急時における第１速度と、衝突が予知されていない通常時における、前記第１速度より低速の第２速度とに設定可能にしてある点にある。
【００１２】
上記第一特徴構成によれば、衝突予知状態でない通常時においては、通常時で適度な速度である第２速度でシート作動手段を動作させることができる。
また、衝突予知状態となった緊急時には、シート作動手段を通常時よりも高速である第１速度で動作させることができる。従って、衝突を予知した時から衝突予想時刻までの短時間にシート作動手段の動作を完了させるように設定することが可能となる。
従って、本発明の第１特徴構成に記載の車両の乗員保護装置であれば、緊急時と通常時とにおいてそれぞれ適正なシートの動作速度を得ることができる。
【００１３】
本発明に係る車両の乗員保護装置の第二特徴構成は、前記緊急時において、前記シート作動手段への実供給電圧値と前記シート作動手段の定常電圧値とが異なるとき、前記シート作動手段への実供給電圧値が前記シート作動手段の緊急時設定電圧値になるように、前記実供給電圧値と前記定常電圧値との差分に応じて制御設定値を変化させ、前記シートの動作速度が前記第１速度となるように制御する点にある。
【００１４】
緊急時には、衝突に備えて車両の状態を最適な状態に制御しようとして、シート・シートベルト・窓・サンルーフなどの複数の作動部位を同時に動かす必要が生じる。その際、一度に複数のモータが駆動されると、配線抵抗やバッテリーの供給能力の不足による電圧降下が生じ、緊急時に必要なシートの動作速度が得られないことがある。
【００１５】
しかし、本構成のように、シート作動手段の実供給電圧値とシート作動手段の定常電圧値との比較結果に基づき、シート作動手段への実供給電圧値を、シート作動手段の緊急時設定電圧値になるように、実供給電圧値と定常電圧値との差分に応じて制御設定値を変化させ、前記シートの動作速度が第１速度となるように制御することにより、上述した緊急時のバッテリーの電圧降下が発生したとしても、シート作動手段には、当該手段が迅速かつ十分な出力を得られる緊急時設定電圧が供給される状態でシートの動作を行うことができる。
【００１６】
また、緊急時においてシート作動手段に供給される電圧は緊急時設定電圧値となるため、所望の第１速度を超えてシートが動作することがなく、乗員の身体に、想定される以上の負荷がかかるのを防止できる。
さらに、緊急時においてシート作動手段には緊急時設定電圧値を下回る電圧が供給されることは無いため、緊急時に必要なシートの動作速度を確実に得ることができ、衝突時の乗員の安全を確保するために必要な動作が迅速に行える。
【００１７】
つまり、本発明の第二特徴構成に記載の車両の乗員保護装置であれば、緊急時には、迅速にシートを目標姿勢に変位させる必要があるため、シート作動手段への実供給電圧値を参照してシート作動手段への供給電圧を、当該手段が迅速にシートを目標姿勢に変位できるのに迅速かつ十分な出力を得られるように調節する。
これにより、緊急時においてそれぞれ適正なシートの動作速度を確実に得ることができる。
【００１８】
本発明に係る車両の乗員保護装置の第三特徴構成は、前記通常時において、前記シート作動手段における実シート速度と前記第２速度とが異なるとき、前記実シート速度と前記第２速度との差分に応じて前記シート作動手段への実供給電圧値の制御設定値を変化させ、前記シートの動作速度が前記第２速度に近似するように制御する点にある。
【００１９】
本構成のように、通常時には、実シート速度と第２速度との比較結果に基づき、シート作動手段への供給電圧値を、シート作動手段の通常時設定電圧値になるように制御設定値を変化させ、シートの動作速度が第２速度に近似するように制御することにより、シート作動手段には、当該手段が十分な出力を得られる通常時設定電圧が常に維持される。
従って、通常時に所望されるシート速度が得られるため、例えば乗員が不快に感じるほど速いシート速度でシートを変位させるのを防止できる。また、シート速度が速過ぎて位置の微調整が困難になることも防止できる。
【００２０】
つまり、本発明の第三特徴構成に記載の車両の乗員保護装置であれば、通常時には、シート速度を目標速度に設定する必要があるため、実シート速度を参照してシート作動手段への供給電圧を調節する。
これにより、通常時においてそれぞれ適正なシートの動作速度を確実に得ることができる。
【００２１】
また、仮にシートにかかる負荷が変動する場合であっても、シート作動手段への供給電圧を、当該手段が十分な出力を得られるように調節することにより、適切なシート速度を得ることが期待される。
【００２２】
本発明に係る車両の乗員保護装置の第四特徴構成は、前記通常時における前記シートの作動状態を記憶しておき、この記憶された作動状態に基づいて、前記緊急時における前記シート作動手段に係る制御設定値を設定する点にある。
【００２３】
「通常時におけるシートの作動状態を記憶」とは、例えば、シート作動手段への電圧供給状態、つまり、ＰＷＭ回路によるデューティー制御が行われている状態におけるデューティー比を記憶すること等が挙げられる。そして、この通常時におけるデューティー比を記憶して緊急時におけるシート作動手段に係る制御設定値を設定する。
【００２４】
このとき、バッテリーの実出力電圧が低下している場合等において、記憶されたデューティー比を、制御設定値を決定する際の調整係数として利用できる。これにより、バッテリーの電力不足分を補う制御を行うことができる。
【００２５】
従って、本発明の第四特徴構成に記載の車両の乗員保護装置であれば、緊急時においてバッテリーの実出力電圧が所定の値で無いときであっても、記憶された通常時のデューティー比に基づいて調整された制御設定値によりシート作動手段への供給電圧を決定できるため、より確実に緊急時に必要なシートの動作を実行できる。
【００２６】
本発明に係る車両の乗員保護装置の第五特徴構成は、前記緊急時における前記シート作動手段の動作制御を、供給する電圧のデューティー制御で行う点にある。
【００２７】
緊急時にシート作動手段への動作制御を行う場合、例えば前記制御設定値を変化させてシート作動手段への供給電圧を所望の設定電圧値にする。このとき、本構成であれば、この制御設定値に基づき、パルス幅のデューティーサイクルを変化させることにより、前記供給電圧を所望の設定電圧値にする制御が行える。
【００２８】
従って、上記第五特徴構成によれば、シート作動手段の動作制御を、パルス幅のデューティーサイクルが変化する公知のＰＷＭ回路等を適用できるため、シート作動手段の動作制御を容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明に係る車両の乗員保護装置を自動車のシートに適用した実施形態について図面に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る車両の乗員保護装置の制御ブロック図、図２は本実施形態に係る乗員保護装置のシート１を示す図である。尚、本実施形態では、シート１は、運転者が乗車する運転席を例示しているが、これに限らず、助手席側のシート等にも適用可能である。
【００３０】
本実施形態における乗員保護装置は、車両の衝突を予知したとき等の緊急時に、シート等を乗員の保護に適した位置に動作させる、所謂プリクラッシュシートである。ここで、「緊急時」とは、車両の衝突・横転・転覆等が予知された状態を指す。以下に、車両の衝突が予知されたときにおいて、本発明の乗員保護装置がシート１を、リクライニング、スライド及びバーチカルに駆動させる場合ついて説明するが、シート１の駆動状態はこれらに限られるものではない。
【００３１】
図１〜２に示したように、本実施形態に係るシート１は、シートバック２、シートクッション３、及びヘッドレスト４を備えている。シートバック２は、所定の支点５を介してシートクッション３に取り付けられており、リクライニング機構６により傾斜角度が変更可能である。シートクッション３は、スライドレール７を介して車両の床面８に取り付けられており、シートスライド機構９により前後方向にスライド動作可能である。また、シートクッション２の前部には、フロントバーチカル機構１０が設けられており、座面前部の上下方向の突出量を変更可能である。
【００３２】
リクライニング機構６は、制御部１１からの制御信号に従って動作するリクライニングモータ１２によりシートバック２の傾斜角度を変更動作させる。
また、シートスライド機構９は、制御部１１からの制御信号に従って動作するシートスライドモータ１３によりシートクッション３を前後方向にスライド動作させる。これによりシート１全体も前後方向にスライド動作される。
さらに、フロントバーチカル機構１０は、制御部１１からの制御信号に従って動作するバーチカルモータ１４によりシートクッション３の座面前部を上下方向に動作させる。
従って、本実施形態においては、リクライニング機構６、シートスライド機構９及びフロントバーチカル機構１０が本発明の「所定の動作機構１５」を構成し、これらを駆動するリクライニングモータ１２、シートスライドモータ１３、及びバーチカルモータ１４が、本発明の「シート作動手段１６」を構成する。
【００３３】
リクライニング機構６には、シートバック２の傾斜角度を検知するリクライニング角度検知装置１７が設けられている。シートスライド機構９には、シート１の前後方向のスライド位置を検知するスライド位置検知装置１８が設けられている。フロントバーチカル機構１０には、シートクッション３の座面前部の上下方向の突出量を検知する突出量検知装置１９が設けられている。
これらのリクライニング角度検知装置１７、スライド位置検知装置１８及び突出量検知装置１９としては、例えば、ポテンショメータやロータリエンコーダ等の角度計測機器、或いは、リニアポテンショメータやリニアエンコーダ等の側長機器等を用いることができる。
【００３４】
また、シート１は、リクライニング機構６、シートスライド機構９、及びフロントバーチカル機構１０を、乗員が任意の位置に動作させるために操作可能に設けられた操作スイッチ２０を備えている。図１では、操作スイッチ２０は一つの箱で示されているが、各機構にそれぞれ対応するスイッチを設けると好適である。そして、乗員により操作スイッチ２０が操作されると、その操作量や操作時間等に応じた操作信号が、操作スイッチ２０からの動作指示として制御部１１に入力される。制御部１１は、この操作信号に基づいてリクライニングモータ１２、シートスライドモータ１３、及びバーチカルモータ１４に対して駆動制御信号を出力し、リクライニング機構６、シートスライド機構９、及びフロントバーチカル機構１０をそれぞれ動作させる。
【００３５】
更に、本実施形態に係る乗員保護装置は、衝突予知センサ２１と車両安定制御システム２２とを備えている。
【００３６】
衝突予知センサ２１は、例えば、車両の周囲に存在する障害物を検出するミリ波レーダや画像認識装置等を利用して構成される。そして、この衝突予知センサ２１からの出力信号は制御部１１に入力される。
そして、制御部１１においては、衝突予知センサ２１からの出力信号に基づいて、障害物までの距離や相対速度等の情報が演算されるとともに、それらの情報に基づいて一定の判断条件の下に車両が衝突する可能性が判断される。
【００３７】
一方、車両安定制御システム２２は、車両の前輪や後輪の横滑りをセンサ等により検知し、各車輪のブレーキやエンジンの出力を制御することにより車両の安定性を確保するためのシステムである。この車両安定制御システム２２が動作したときは車両の衝突の可能性があると判断できることから、ここでは、車両安定制御システム２２からその動作状態に応じて制御部１１に対して信号が出力される構成としている。
そして、制御部１１においては、この車両安定制御システム２２からの出力信号に基づいて、一定の判断条件の下に車両が衝突する可能性が判断される。
【００３８】
従って、本実施形態においては、これらの衝突予知センサ２１と車両安定制御システム２２、及びこれらの出力信号に基づいて車両の衝突の可能性を判断する制御部１１が、本発明の「衝突予知手段２３」を構成する。
【００３９】
そして、制御部１１は、上記の衝突予知センサ２１及び車両安定制御システム２２の一方又は双方からの出力に基づいて、一定以上の確率で衝突を回避できないと判断したときに衝突予知状態となる。
また、このとき制御部１１は、衝突予知センサ２１及び車両安定制御システム２２の一方又は双方からの出力に基づいて車両が衝突すると予想される衝突予想時刻の演算も行う。この衝突予想時刻は、例えば、衝突予知センサ２１からの出力信号に基づいて演算される障害物までの距離や相対速度等の情報に基づいて演算される。
そして、制御部１１は、上記のように衝突予知状態となったときには、リクライニングモータ１２、シートスライドモータ１３、及びバーチカルモータ１４といったシート作動手段１６に対して駆動制御信号を出力し、リクライニング機構６、シートスライド機構９、及びフロントバーチカル機構１０といった所定の動作機構１５をそれぞれ動作させる。この際、リクライニング機構６、シートスライド機構９、及びフロントバーチカル機構１０が、それぞれ衝突予想時刻まで動作を完了するように動作させる必要がある。
【００４０】
このように、本実施形態の乗員保護装置は、衝突を予知するための衝突予知手段２３を設け、衝突予知手段２３により衝突予知状態であると判断されたときには、衝突予備動作として、衝突予知手段２３からの出力に基づいてシート１の各部を所定の目標姿勢にするように所定の動作機構１５を動作させるシート作動手段１６と、シート作動手段１６の動作制御を行う制御部１１とを備えた構成となっている。
【００４１】
ここで、制御部１１は、シート作動手段１６によるシート１の動作速度を、衝突が予知された緊急時における第１速度と、衝突が予知されていない通常時における第２速度とに設定してある。
ここで、第２速度は、緊急時の第１速度より遅い速度を設定する。
【００４２】
これにより、衝突予知状態でない通常時においては、通常時で適度な速度である第２速度でシート作動手段１６（リクライニングモータ１２、シートスライドモータ１３及びバーチカルモータ１４）を動作させることができる。
また、衝突予知状態となった緊急時には、シート作動手段１６を通常時の第２速度よりも高速である第１速度で動作させることができる。従って、衝突を予知した時から衝突予想時刻までの短時間にシート作動手段１６の動作を完了させることが可能となる。
以上より、緊急時と通常時とにおいてそれぞれ適正なシートの動作速度を得ることができる。
【００４３】
緊急時におけるシート作動手段１６の動作制御は、デューティー制御、或いはリニア制御等で行う。
例えば、動作制御を供給する電圧のデューティー制御で行う場合は、パルス幅のデューティーサイクルが変化するＰＷＭ回路を適用する。
つまり、バッテリー２７からシート作動手段１６へ電圧を供給する際、バッテリーの定常出力電圧を制御してシート作動手段１６の設定電圧値になるように電圧供給を行う。このとき、シート作動手段への電圧供給は、バッテリーの定常出力電圧値に対して制御設定値を参照する過程を経て決定される。このシート作動手段への供給電圧の決定を、ＰＷＭ回路を用いて行う。
【００４４】
ここで、シート作動手段１６の設定電圧値とは、本実施例では、上述したリクライニングモータ１２、シートスライドモータ１３、及びバーチカルモータ１４でそれぞれ設定される電圧値のことを指し、例えば通常時および緊急時のそれぞれにおいて電圧値を設定することが可能である。例えば、バッテリー２７の定常出力電圧値が２４Ｖであるとき、シートスライドモータ１３の通常時設定電圧値は１２Ｖ、緊急時設定電圧値は２０Ｖと設定するものとする。
このとき、例えば、緊急時にシート作動手段１６に電圧を供給するとき、バッテリー２７の定常出力電圧値である２４Ｖに対して第１制御設定値（２０/２４＝０．８３）を参照し、２０Ｖ（２４*０．８３）の電圧をシート作動手段１６に供給する。
【００４５】
このように、このシート作動手段１６への供給電圧の決定を公知の回路を利用して行えるため、シート作動手段１６の動作制御を容易に行える。以下、シート作動手段１６への供給電圧制御はＰＷＭ回路を用いて行うものとする。
【００４６】
次に、本実施形態に係る乗員保護装置の動作制御について図３に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。
【００４７】
まず、制御部１１は、乗員がシート１を任意の位置に動作させるために操作スイッチ２０を操作したか否かを判断する（ステップ＃０１）。そして、乗員が操作スイッチ２０をオン操作したことが認識された場合（ステップ＃０１：ＹＥＳ）、衝突予知状態でない通常時であると判断してシート速度を通常時のシート速度（第２速度）で駆動させる制御を行う。この「通常時シート速度制御」については後述する。
【００４８】
一方、乗員が操作スイッチ２０を操作したことが認識されない場合（ステップ＃０１：ＮＯ）、衝突予知センサ２１及び車両安定制御システム２２の一方又は双方からの出力に基づいて衝突の可能性について判断する（ステップ＃０２）。そして、衝突予知状態となった場合（ステップ＃０２：ＹＥＳ）、衝突の有無を検出する（ステップ＃０３）。
【００４９】
衝突が発生しておらず、一定以上の確率で衝突を回避できないと判断したとき（ステップ＃０３：ＮＯ）、衝突予備動作として、シート１の各部を所定の目標姿勢にする制御を行う。このとき、シート速度を緊急時のシート速度（第１速度）で駆動させる制御を行う。この「緊急時シート速度制御」については後述する。
【００５０】
また、衝突が検出されたとき（ステップ＃０３：ＹＥＳ）、シート１を不用意に動作してシートベルト等によって乗員の身体への負担が増すことが想定されるため、シート１を目標姿勢にする制御は行わない。
【００５１】
（緊急時シート速度制御）
シート１は、緊急時には、シートベルトやエアバッグ等の安全装置により乗員を適正に保護することができるシート位置である「目標姿勢」に迅速に設定することが望まれる。
ここで、シート１の各部（所定の動作機構１５）の目標姿勢は以下のようにして設定される。
【００５２】
リクライニング機構６の場合、リクライニング角度が設定範囲内か否かについて判断する。この判断は、リクライニング角度検知装置１７からの出力に基づいて制御部１１において行う。ここで、リクライニング角度の設定範囲は、衝突時における乗員の保護に適したリクライニング角度の範囲に基づいて設定する。
【００５３】
また、シートスライド機構９の場合、シート１の前後方向の位置が設定範囲内か否かについて判断する。この判断は、スライド位置検知装置１８からの出力に基づいて制御部１１において行う。ここで、シート１の前後方向の位置の設定範囲は、衝突時における乗員の保護に適したシート位置の範囲に基づいて設定する。
【００５４】
さらに、フロントバーチカル機構１０の場合、シートクッション３の座面前部の上下方向の突出量が設定範囲内か否かについて判断する。この判断は、突出量検知装置１９からの出力に基づいて制御部１１において行う。ここで、シートクッション３の座面前部の上下方向の突出量の設定範囲は、衝突時における乗員の保護に適したシート位置の範囲に基づいて設定する。
【００５５】
第１速度への制御は、図４に示したように、まず、事前にシート１が目標姿勢にあるかを判断する（ステップ＃０４）。
【００５６】
シート１が目標姿勢の設定範囲外のとき（ステップ＃０４：ＮＯ）、シート１を目標姿勢に変位させる際のシート速度を緊急時のシート速度（第１速度）で駆動させる制御を行う。
【００５７】
第１速度を得るには、まず、バッテリー２７から得られたシート作動手段１６への実際の供給電圧値（実供給電圧値）とシート作動手段１６で通常使用される定常電圧値とが異なるとき、シート作動手段１６への実供給電圧値を、シート作動手段１６の緊急時設定電圧値になるように、実供給電圧値と定常電圧値との差分に応じて制御設定値を変化させ、シート１の動作速度が前記第１速度となるように制御を行う。
【００５８】
つまり、バッテリー２７から得られたシート作動手段１６への実供給電圧値がシート作動手段１６で通常使用される定常電圧値より大きいとき（ステップ＃０５−１：ＹＥＳ）、シート作動手段１６への供給電圧を、シート作動手段１６の緊急時設定電圧値になるように、実供給電圧値と定常電圧値との差分に応じて制御設定値を減少させる制御をＰＷＭ回路にて行う。このとき、ＰＷＭ回路ではデューティー比はダウンする制御が行われる。
例えば、シート作動手段１６で通常使用される定常電圧値が２４Ｖで、シート作動手段１６への実供給電圧値が２５Ｖであるとき、第２制御設定値（２０/２５＝０．８）を参照して２０Ｖの電圧をシート作動手段１６に供給する。つまり、実供給電圧値と定常電圧値とが等しい場合の第１制御設定値（２０/２４＝０．８３）に比べて、制御設定値を０．８３から０．８に減少させる制御を行っている。
【００５９】
ここで、シート作動手段１６への実供給電圧値（２５Ｖ）がシート作動手段１６で通常使用される定常電圧値（２４Ｖ）より大きいとき、第２制御設定値（０．８）を参照すべきところを、制御設定値を減少させることなく、仮に第１制御設定値（０．８３）を参照した場合、シート作動手段１６に供給される電圧は２０．８Ｖ（２５*０．８３）となる（図６参照）。しかし、本構成により、第２制御設定値（０．８）を参照してシート作動手段１６の供給電圧が緊急時設定電圧値（２０Ｖ）になるように制御しているため、結果的に供給電圧は降圧していることとなる。
【００６０】
従って、緊急時においてシート作動手段１６に供給される電圧は緊急時設定電圧値となるため、所望の第１速度を超えてシートが動作することがなく、乗員の身体に、想定される以上の負荷がかかるのを防止できる。
【００６１】
一方、実供給電圧値が定常電圧値より小さいとき（ステップ＃０５−２：ＹＥＳ）、シート作動手段１６への供給電圧を、シート作動手段１６の緊急時設定電圧値になるように、実供給電圧値と定常電圧値との差分に応じて制御設定値を増加させる制御をＰＷＭ回路にて行う。このとき、ＰＷＭ回路ではデューティー比はアップする制御が行われる。
【００６２】
例えば、シート作動手段１６で通常使用される定常電圧値が２４Ｖで、シート作動手段１６への実供給電圧値が２３Ｖであるとき、第３制御設定値（２０/２３＝０．８６）を参照して２０Ｖの電圧をシート作動手段１６に供給する。つまり、実供給電圧値と定常電圧値とが等しい場合の制御設定値（２０/２４＝０．８３）に比べて、制御設定値を０．８３から０．８６に増加させる制御を行っている。
【００６３】
ここで、シート作動手段１６への実供給電圧値（２３Ｖ）がシート作動手段１６で通常使用される定常電圧値（２４Ｖ）より小さいとき、第３制御設定値（０．８６）を参照すべきところを、制御設定値を増加させることなく、仮に第１制御設定値（０．８３）を参照した場合、シート作動手段１６に供給される電圧は１９．１Ｖ（２３*０．８３）となる（図６参照）。しかし、本構成により、第３制御設定値（０．８６）を参照してシート作動手段１６の供給電圧が緊急時設定電圧値（２０Ｖ）になるように制御しているため、結果的に供給電圧は昇圧していることとなる。
【００６４】
従って、緊急時においてシート作動手段１６には緊急時設定電圧値を下回る電圧が供給されることは無いため、緊急時に必要なシートの動作速度を確実に得ることができ、衝突時の乗員の安全を確保するために必要な動作が迅速に行える。
【００６５】
また、緊急時には、衝突に備えて車両の状態を最適な状態に制御しようとして、シート・シートベルト・窓・サンルーフなどの複数の作動部位を同時に動かす必要が生じる。その際、一度に複数のモータが駆動されると、バッテリー２７の供給能力の不足による電圧降下が生じ、緊急時に必要なシートの動作速度が得られないことがある。
しかし、本構成のように、バッテリー２７から得られたシート作動手段１６への実供給電圧値とシート作動手段１６で通常使用される定常電圧値との比較結果に基づき、シート作動手段１６への実供給電圧値を、シート作動手段１６の緊急時設定電圧値になるように、実供給電圧値と定常電圧値との差分に応じて制御設定値を変化させ、シート１の動作速度が第１速度となるように制御することにより、上述した緊急時のバッテリー２７の電圧降下が発生したとしても、シート作動手段１６には、当該手段が迅速かつ十分な出力を得られる緊急時設定電圧が供給される状態でシート１の動作を行うことができる。つまり、緊急時に所望されるシート速度が得られるようにシート作動手段１６への電圧の出力が最適になるように調節されるため、緊急時に必要なシート１の動作が確実に完了することが期待される。従って、本構成により、衝突時の乗員の安全を確保するために必要な動作を迅速かつ確実に行うことができる。
【００６６】
（通常時シート速度制御）
操作スイッチ２０がオン操作され、乗員がシート１を任意の位置に動作させる場合、乗員が不快に感じない程度の比較的遅いシート速度（第２速度）でシート位置を変位させる。
【００６７】
乗員が操作スイッチ２０をオン操作すると、所定の動作機構１５が動作する。このときのシート作動時における現実のシート速度を実シート速度とする。
そして、図５に示したように、実シート速度と第２速度とを比較する（ステップ＃０６）。そして、シート作動手段１６における実シート速度と第２速度とが異なるとき、シート作動手段１６への供給電圧値がシート作動手段１６の通常時設定電圧値になるように、実シート速度と第２速度との差分に応じて制御設定値を変化させ、シート１の動作速度が第２速度に近似するように制御を行う。
【００６８】
つまり、実シート速度が第２速度より大きいとき（ステップ＃０６−１：ＹＥＳ）、シート作動手段１６への供給電圧を、シート作動手段１６の通常時設定電圧値になるように、実シート速度と第２速度との差分に応じて制御設定値を変化させ、実シート速度が第２速度より小さいとき（ステップ＃０６−２：ＹＥＳ）シート作動手段１６への供給電圧を、シート作動手段１６の通常時設定電圧値になるように、実シート速度と第２速度との差分に応じて制御設定値を変化させる。
【００６９】
つまり、実シート速度Ａ、Ｂ（図６参照）と第２速度との比較結果に基づき、シート作動手段１６への供給電圧を、シート作動手段１６の通常時設定電圧値になるように制御設定値を制御することにより、シート作動手段１６には、当該手段が十分な出力を得られる通常時設定電圧が常に維持される。つまり、通常時に所望されるシート速度が得られるようにシート作動手段１６への出力が最適になるように調節されるため、例えば乗員が不快に感じるほど速いシート速度でシート１を変位させるのを防止できる。また、シート速度が速過ぎて位置の微調整が困難になることも防止できる。
【００７０】
尚、通常時は、実シート速度と第２速度との比較結果に基づき、シート作動手段１６への供給電圧を通常時設定電圧値になるように制御するだけでなく、通常時設定電圧値を参照せず、単に、実シート速度と第２速度とを比較して制御設定値を変化させることで第２速度に近似するように制御することも可能である。
【００７１】
〔別実施の形態〕
上述した実施形態において、通常時におけるシートの作動状態を記憶しておき、この記憶された作動状態に基づいて、緊急時におけるシート作動手段１６に係る制御設定値を設定することが可能である。
【００７２】
ここで、「通常時におけるシートの作動状態を記憶」とは、シート作動手段１６への電圧供給状態、或いは、実シート速度と第２速度との比、等を記憶することを指す。以下に、シート作動手段１６への電圧供給状態を記憶するときについて詳述する。
【００７３】
つまり、シート作動手段１６への電圧供給状態については、例えば、ＰＷＭ回路によるデューティー制御が行われている状態におけるデューティー比を記憶して、記憶されたデューティー比を緊急時におけるシート作動手段１６への電圧供給状態の決定に利用する。
【００７４】
つまり、例えばバッテリー２７の実出力電圧が低下している場合、通常時のシート作動手段１６への電圧供給状態（デューティー比）を記憶しておく。このとき、バッテリー２７の実出力電圧が低下しているため、記憶されたデューティー比は、通常のデューティー比よりも高い値となっている。
そして、衝突予知状態となったときには、シート作動手段１６への供給電圧値を、シート作動手段１６の緊急時設定電圧値になるように制御設定値を変化させるが、このとき、記憶されたデューティー比を、制御設定値を決定する際の調整係数として利用することにより、バッテリー２７の電力不足分を補う制御を行うことができる。
そのため、緊急時においてバッテリー２７の実出力電圧が低下した状態でシート１を目標姿勢に変位させる途中で、更なるバッテリー２７電力の低下が想定される場合であっても、記憶されたデューティー比に基づいて調整された制御設定値によりシート作動手段１６への供給電圧を決定できるため、より確実に緊急時に必要なシート１の動作を実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態に係る乗員保護装置の制御ブロック図
【図２】本発明の実施形態に係る乗員保護装置の駆動対象であるシートを示す図
【図３】本発明の実施形態に係る乗員保護装置によるシートの動作制御を示すフローチャート
【図４】緊急時シート速度制御における動作制御を示すフローチャート
【図５】通常時シート速度制御における動作制御を示すフローチャート
【図６】シート動作手段への供給電圧とシート速度との関係を示した図
【符号の説明】
【００７６】
１ シート
１１ 制御手段
１５ 所定の動作機構
１６ シート作動手段
２３ 衝突予知手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝突を予知するための衝突予知手段と、
衝突予備動作として、前記衝突予知手段からの出力に基づいてシートの各部を所定の目標姿勢にするように所定の動作機構を動作させるシート作動手段と、前記シート作動手段の動作制御を行う制御手段とを備え、
前記シート作動手段による前記シートの動作速度を、
衝突が予知された緊急時における第１速度と、衝突が予知されていない通常時における、前記第１速度より低速の第２速度とに設定可能な車両の乗員保護装置。
【請求項２】
前記緊急時において、
前記シート作動手段への実供給電圧値と前記シート作動手段の定常電圧値とが異なるとき、前記シート作動手段への実供給電圧値が前記シート作動手段の緊急時設定電圧値になるように、前記実供給電圧値と前記定常電圧値との差分に応じて制御設定値を変化させ、前記シートの動作速度が前記第１速度となるように制御する請求項１に記載の車両の乗員保護装置。
【請求項３】
前記通常時において、
前記シート作動手段における実シート速度と前記第２速度とが異なるとき、前記実シート速度と前記第２速度との差分に応じて前記シート作動手段への実供給電圧値の制御設定値を変化させ、前記シートの動作速度が前記第２速度に近似するように制御する請求項１又は２に記載の車両の乗員保護装置。
【請求項４】
前記通常時における前記シートの作動状態を記憶しておき、この記憶された作動状態に基づいて、前記緊急時における前記シート作動手段に係る制御設定値を設定する請求項１〜３の何れか一項に記載の車両の乗員保護装置。
【請求項５】
前記緊急時における前記シート作動手段の動作制御を、供給する電圧のデューティー制御で行う請求項１〜４の何れか一項に記載の車両の乗員保護装置。
【請求項１】
衝突を予知するための衝突予知手段と、
衝突予備動作として、前記衝突予知手段からの出力に基づいてシートの各部を所定の目標姿勢にするように所定の動作機構を動作させるシート作動手段と、前記シート作動手段の動作制御を行う制御手段とを備え、
前記シート作動手段による前記シートの動作速度を、
衝突が予知された緊急時における第１速度と、衝突が予知されていない通常時における、前記第１速度より低速の第２速度とに設定可能な車両の乗員保護装置。
【請求項２】
前記緊急時において、
前記シート作動手段への実供給電圧値と前記シート作動手段の定常電圧値とが異なるとき、前記シート作動手段への実供給電圧値が前記シート作動手段の緊急時設定電圧値になるように、前記実供給電圧値と前記定常電圧値との差分に応じて制御設定値を変化させ、前記シートの動作速度が前記第１速度となるように制御する請求項１に記載の車両の乗員保護装置。
【請求項３】
前記通常時において、
前記シート作動手段における実シート速度と前記第２速度とが異なるとき、前記実シート速度と前記第２速度との差分に応じて前記シート作動手段への実供給電圧値の制御設定値を変化させ、前記シートの動作速度が前記第２速度に近似するように制御する請求項１又は２に記載の車両の乗員保護装置。
【請求項４】
前記通常時における前記シートの作動状態を記憶しておき、この記憶された作動状態に基づいて、前記緊急時における前記シート作動手段に係る制御設定値を設定する請求項１〜３の何れか一項に記載の車両の乗員保護装置。
【請求項５】
前記緊急時における前記シート作動手段の動作制御を、供給する電圧のデューティー制御で行う請求項１〜４の何れか一項に記載の車両の乗員保護装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−８０２６（Ｐ２００６−８０２６Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９０３４９（Ｐ２００４−１９０３４９）
【出願日】平成１６年６月２８日（２００４．６．２８）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２８日（２００４．６．２８）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]