車両用の乗員保護装置
【課題】車両が物体と斜めに衝突したことによりエアバッグが展開しないような場合でも、衝突による衝撃から乗員を適切に保護することができる車両用の乗員保護装置を提供する。
【解決手段】乗員保護装置では、検出された車両の加速度ＶＧＦＢに基づいて車両が物体と衝突したかが判定され、衝突したと判定されたとき（ステップ８：ＹＥＳ）に、エアバッグを展開させる（ステップ１０）。また、エアバッグが展開しない場合において、検出されたウェビングの引出量の変化度合ＢＬＣＨが所定値ＢＬＣＨＲＥＦに達したとき（ステップ１４：ＹＥＳ）に、ウェビングを巻き取るように回転駆動機構が制御される（ステップ１５）。
【解決手段】乗員保護装置では、検出された車両の加速度ＶＧＦＢに基づいて車両が物体と衝突したかが判定され、衝突したと判定されたとき（ステップ８：ＹＥＳ）に、エアバッグを展開させる（ステップ１０）。また、エアバッグが展開しない場合において、検出されたウェビングの引出量の変化度合ＢＬＣＨが所定値ＢＬＣＨＲＥＦに達したとき（ステップ１４：ＹＥＳ）に、ウェビングを巻き取るように回転駆動機構が制御される（ステップ１５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の衝突による衝撃から乗員を保護する車両用の乗員保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の乗員保護装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この従来の乗員保護装置は、運転席と運転席側のドアとの間に展開される側面エアバッグと、車両のシートに乗員を拘束するためのウェビングと、ウェビングに張力を付与するための、火薬式のプリテンショナを備えている。また、乗員保護装置では、車両の前後方向の加速度と、左右方向の加速度が、センサによって検出されるとともに、検出された前後方向の加速度が所定のしきい値を超えたときには、車両が物体と正面衝突したとして、上記のプリテンショナを駆動することによって、ウェビングに張力が付与される。さらに、検出された左右方向の加速度が所定のしきい値を超えたときには、車両が物体と側面衝突したとして、側面エアバッグを展開させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、従来の乗員保護装置では、車両の前後方向の加速度がしきい値を超えたことを条件として、プリテンショナを駆動するにすぎず、また、車両の左右方向の加速度がしきい値を超えたことを条件として、側面エアバッグを展開させるにすぎない。これに対して、例えば車両が、物体と前後方向に対して斜めに衝突（以下「斜め衝突」という）したときには、前後方向の加速度や左右方向の加速度がしきい値を超えない場合がある。その場合には、この従来の乗員保護装置では、衝突による衝撃が乗員に作用するにもかかわらず、プリテンショナや側面エアバッグが作動せず、この衝撃をプリテンショナや側面エアバッグで吸収できないため、乗員を適切に保護することができない。
【０００５】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、車両が物体と斜め衝突したことによりエアバッグが展開しないような場合でも、衝突による衝撃から乗員を適切に保護することができる車両用の乗員保護装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明による車両用の乗員保護装置は、車両Ｖのシート（実施形態における（以下、本項において同じ）運転席ＳＥ）に乗員（運転者ＤＲ）を拘束するためのウェビング５が巻回されたリール８と、リール８を回転駆動するための回転駆動機構（プリテンショナ１０）と、ウェビング５の引出量の変化度合を検出する変化度合検出手段（回転角センサ３１、ＥＣＵ２、ステップ１３）と、車両Ｖの加速度を検出する加速度検出手段（第１加速度センサ３２）と、検出された車両の加速度（前後方向加速度ＶＧＦＢ）に基づいて、車両Ｖが物体と衝突したか否かを判定する衝突判定手段（ＥＣＵ２、ステップ８）と、車両Ｖが物体と衝突したと判定されたとき（ステップ８：ＹＥＳ）に、車両Ｖの乗員を保護するためにエアバッグ４ａを展開させるエアバッグ展開手段（ＥＣＵ２、ステップ１０）と、エアバッグ展開手段によってエアバッグ４ａが展開しない場合（ステップ８：ＮＯ）において、検出されたウェビング５の引出量の変化度合（ウェビング引出変化量ＢＬＣＨ）が所定値ＢＬＣＨＲＥＦに達したとき（ステップ１４：ＹＥＳ）に、ウェビング５を巻き取るように回転駆動機構を制御する制御手段（ＥＣＵ２、ステップ１５）と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、車両のシートに乗員を拘束するためのウェビングが、リールに巻回されており、このウェビングの引出量の変化度合が変化度合検出手段によって検出されるとともに、車両の加速度が加速度検出手段によって検出される。また、検出された車両の加速度に基づき、衝突判定手段によって、車両が物体と衝突したか否かが判定されるとともに、車両が物体と衝突したと判定されたときに、エアバッグを、エアバッグ展開手段によって展開させる。さらに、エアバッグ展開手段によってエアバッグが展開しない場合において、検出されたウェビングの引出量の変化度合が所定値に達したときに、回転駆動機構が、ウェビングを巻き取るように、制御手段によって制御される。
【０００８】
上述したように、衝突判定手段では、車両の加速度に基づいて車両の衝突を判定するので、例えば、車両が物体と斜め衝突（前後方向に対して斜めに衝突）したことにより、当該衝突で発生した車両の加速度が比較的小さいことによって、車両が物体と衝突したと判定されず、その結果、エアバッグが展開しない場合がある。上述した構成によれば、例えば車両が斜め衝突したことによりエアバッグが展開しないような場合でも、この衝突による衝撃が乗員に作用することによって実際のウェビングの引出量の変化度合が所定値に達したときに、ウェビングが回転駆動機構によって巻き取られるので、シートに乗員を適切に拘束でき、したがって、衝突による衝撃から乗員を適切に保護することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の車両用の乗員保護装置において、車両Ｖの加速度が所定加速度に達したときに、リール８を、ウェビング５を引き出す方向に回転しないようにロックするロック機構１１をさらに備えることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、車両の加速度が所定加速度に達したとき、すなわち、車両が物体と衝突したときに、リールが、ウェビングを引き出す方向に回転しないように、ロック機構によってロックされる。これにより、車両の衝突時、シートに乗員を適切に拘束できるので、請求項１に係る発明による効果、すなわち、乗員を適切に保護できるという効果をより有効に得ることができる。また、ロック機構は、ウェビングの引出方向へのリールの回転を阻止するだけで、ウェビングを巻き取る方向へのリールの回転については許容するので、請求項１に係る発明の説明で述べた回転駆動機構によるウェビングの巻取を支障なく行うことができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の車両用の乗員保護装置において、回転駆動機構は、火薬の発火によって発生するガスを動力源とするものであり、リール８を回転駆動するためのモータ９をさらに備え、制御手段は、回転駆動機構によるウェビング５の巻取の完了後（ステップ１７：ＹＥＳ）、巻き取られたウェビング５の引出量を保持するように、モータ９を制御する（ステップ２０）ことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、回転駆動機構は、火薬の発火によって発生するガスを動力源としている。この種の回転駆動機構は、応答性が非常に高いので、車両の衝突時におけるウェビングの巻取を迅速に行うことができ、したがって、請求項１に係る発明による効果をより有効に得ることができる。また、回転駆動機構が火薬の発火によって発生するガスを動力源とするので、その動力が得られる期間は比較的短いのに対し、上述した構成によれば、回転駆動機構によるウェビングの巻取の完了後、当該巻き取られたウェビングの引出量を保持するように、リールを回転駆動するためのモータが制御される。これにより、回転駆動機構の動力が得られなくなった後にも、モータの動力によりウェビングに張力を付与し、シートに乗員を適切に拘束できるので、乗員を適切に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態による乗員保護装置を、車両の運転席や運転者とともに概略的に示す側面図である。
【図２】本実施形態による乗員保護装置を、車両の運転席などとともに概略的に示す正面図である。
【図３】乗員保護装置のシートベルト装置やエアバッグ装置、ＥＣＵを概略的に示す図である。
【図４】ＥＣＵによって実行される、乗員保護制御処理を示すフローチャートである。
【図５】図４に示す処理の続きを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１〜図３に示す車両用の乗員保護装置は、シートベルト装置３およびエアバッグ装置４を備えている。これらのシートベルト装置３およびエアバッグ装置４として、車両Ｖの運転者ＤＲ用のものと、助手席（図示せず）の乗員用のものが設けられている。まず、運転者ＤＲ用のシートベルト装置３およびエアバッグ装置４について説明する。また、運転者ＤＲから見て前側を「前」、左側を「左」として説明する。
【００１５】
シートベルト装置３は、いわゆる３点式のものであり、運転者ＤＲを運転席ＳＥに拘束するためのウェビング５と、ウェビング５を巻き取るためのリトラクタ６を有している。リトラクタ６は、車両Ｖの右側のセンタピラーＣＰの下部に取り付けられている。ウェビング５は、リトラクタ６から上方に延びるとともに、センタピラーＣＰの上部に取り付けられたスルーアンカＴＡに通されており、ウェビング５の先端部は、センタピラーＣＰの下部に、アウタアンカＯＡを介して固定されている。ウェビング５は、運転者ＤＲに装着されていない非装着状態では、センタピラーＣＰに沿って、上下方向に延びている。
【００１６】
また、ウェビング５には、スルーアンカＴＡとアウタアンカＯＡの間に、タングプレートＴＰが設けられている。このタングプレートＴＰは、ウェビング５の長さ方向に移動自在であるとともに、バックルＢＵに着脱可能になっている。バックルＢＵは、車両ＶのフロントフロアＦＦに固定されており、運転席ＳＥ付近の助手席寄りに配置されている。以上の構成のシートベルト装置３では、運転席ＳＥに着座した運転者ＤＲが、ウェビング５をリトラクタ６から引き出し、タングプレートＴＰをバックルＢＵに係合させることによって、ウェビング５が運転者ＤＲに装着される。この装着状態では、運転者ＤＲは、ウェビング５によって運転席ＳＥに拘束される。
【００１７】
図３に示すように、リトラクタ６は、センタピラーＣＰに固定されたフレーム７と、ウェビング５が巻回されたリール８と、リール８を回転駆動するためのモータ９と、プリテンショナ１０と、ロック機構１１などで構成されている。リール８は、フレーム７に回転自在に支持されており、復帰ばね（図示せず）によって、ウェビング５を巻き取る方向（以下「巻取方向」という）に付勢されている。この復帰ばねによる付勢によって、ウェビング５は、非装着状態では、リール８に巻き取られ、リトラクタ６に部分的に収容される。
【００１８】
また、リール８の軸部８ａは、動力伝達機構１２を介してモータ９の出力軸９ａに連結されている。モータ９は、例えばＤＣモータで構成され、供給された電力を動力に変換して出力軸９ａから出力するものであり、動力伝達機構１２とともに、車両Ｖの衝突時にウェビング５を巻き取るための電動式プリテンショナを構成している。モータ９の動作は、後述するＥＣＵ２によって制御される。
【００１９】
さらに、動力伝達機構１２は、機械式のクラッチや遊星歯車装置（いずれも図示せず）などで構成されている。モータ９が正転したときには、このクラッチによって、モータ９の出力軸９ａがリール８の軸部８ａに接続されるとともに、遊星歯車装置によって、モータ９の動力が減速した状態でリール８に伝達される。これにより、リール８は、巻取方向に回転駆動される。一方、モータ９が逆転したときには、クラッチによって、出力軸９ａと軸部８ａの間が遮断される。車両Ｖの衝突時以外の通常時には、リール８とモータ９の間は、クラッチによって遮断された状態にある。
【００２０】
また、プリテンショナ（以下「Ｐ／Ｔ」という）１０は、火薬の発火によって発生するガスを動力源とする火薬式のものであり、インナロータ２１、アウタロータ２２、ガス発生器２３、およびハウジング２４などで構成されている。インナロータ２１は、リール８の軸部８ａに一体に取り付けられており、アウタロータ２２は、インナロータ２１の外周側に配置されている。通常時には、インナロータ２１およびアウタロータ２２は、互いに所定の間隔を存した状態で対向しており、インナロータ２１の外周面およびアウタロータ２２の内周面には、両ロータ２１、２２を互いに係合させるための係合部（図示せず）が形成されている。また、インナロータ２１およびアウタロータ２２は、ハウジング２４に収容されており、ハウジング２４にはさらに、複数のスチールボール（図示せず）が収容されている。アウタロータ２２の外周面には、これらのスチールボールと係合可能な羽根部２２ａが形成されている。
【００２１】
上記のガス発生器２３は、点火機器や、着火薬、ガス発生剤（いずれも図示せず）などで構成されており、車両Ｖの衝突時、ＥＣＵ２による制御によって、火薬を発火させることでガスを発生させる。発生したガスは、ハウジング２４内に供給される。このガスの圧力によって、スチールボールが、アウタロータ２２の羽根部２２ａに打ち込まれ、それにより、アウタロータ２２が、上記の係合部を介してインナロータ２１に係合する。これにより、ガス発生器２３のガスの圧力は、スチールボール、アウタロータ２２およびインナロータ２１を介して、回転力に変換され、リール８に伝達される。それにより、リール８が、巻取方向に回転駆動され、ウェビング５がリール８に瞬時に巻き取られる。
【００２２】
また、前記ロック機構１１は、クラッチや、ラチェット、振り子（いずれも図示せず）などで構成されている。ロック機構１１は、車両Ｖの衝突方向にかかわらない車両Ｖの加速度（減速度）が所定値ＶＧＰＡＲＥＦに達したときに、リール８を、ウェビング５を引き出す方向（以下「引出方向」という）に回転しないようにロックし、巻取方向へのリール８の回転については許容する。
【００２３】
また、リトラクタ６には、回転角センサ３１が設けられている。回転角センサ３１は、ホール素子などで構成されており、リール８の回転角度位置を検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、検出されたリール８の回転角度位置に基づいて、リトラクタ６から引き出されているウェビング５の引出量（以下「ウェビング引出量」という）ＢＬを算出する。
【００２４】
エアバッグ装置４は、エアバッグ４ａ（図１に仮想線で図示）およびインフレータ４ｂを有している。エアバッグ４ａは、通常時には、車両ＶのステアリングホイールＳＷのパッドに、たたまれた状態で収容されており、エアバッグ４ａには、ガス排出孔が形成されている。また、インフレータ４ｂは、点火機器や、着火薬、ガス発生剤（いずれも図示せず）などで構成されており、車両Ｖの衝突時、ＥＣＵ２による制御によって、ガスを発生させるとともに、エアバッグ４ａに供給する。これにより、エアバッグ４ａは、運転者ＤＲとステアリングホイールＳＷとの間に、瞬時に展開する。また、エアバッグ４ａは、最大に展開し（展開しきった状態）、インフレータ４ｂからのガスの供給が終了すると、供給されたガスがガス排出孔から排出されることによって、瞬時にしぼむ。
【００２５】
また、車両Ｖには、第１加速度センサ３２、第２加速度センサ３３およびバックルスイッチ（以下「ＢＵ・ＳＷ」という）３４が設けられている。第１加速度センサ３２は、半導体ピエゾ効果を利用した半導体式のものであり、車両Ｖの前後方向の加速度および減速度（以下「前後方向加速度」という）ＶＧＦＢを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。また、第２加速度センサ３３は、第１加速度センサ３２と同様、半導体式のものであり、車両Ｖの左右方向の加速度および減速度（以下「左右方向加速度」という）ＶＧＬＲを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００２６】
上記のＢＵ・ＳＷ３４は、前述したウェビング５のタングプレートＴＰがバックルＢＵに係合しているとき、すなわちウェビング５が装着状態のときに、ＯＮ信号をＥＣＵ２に出力する一方、タングプレートＴＰがバックルＢＵと係合していないとき、すなわちウェビング５が非装着状態のときに、ＯＦＦ信号をＥＣＵ２に出力する。
【００２７】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ３１〜３３からの検出信号およびＢＵ・ＳＷ３４からの出力信号などに応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、他の車両や電柱などの物体との車両Ｖの衝突による衝撃から運転者ＤＲを保護するために、シートベルト装置３およびエアバッグ装置４の動作を制御する乗員保護制御処理を実行する。
【００２８】
図４および図５は、この乗員保護制御処理を示している。本処理は、所定周期（例えば１ｍｓｅｃ）で繰り返し実行される。まず、図４のステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）では、保護完了フラグＦ＿ＤＯＮＥが「１」であるか否かを判別する。この保護完了フラグＦ＿ＤＯＮＥは、後述するシートベルト装置３やエアバッグ装置４による運転者ＤＲの保護が完了したときに「１」に設定されるものであり、車両Ｖの工場からの出荷時に「０」に初期化されている。その詳細については後述する。
【００２９】
このステップ１の答がＮＯ（Ｆ＿ＤＯＮＥ＝０）のときには、前述したＢＵ・ＳＷ３４からＯＮ信号が出力されているか否かを判別する（ステップ２）。この答がＮＯのとき、すなわち、ウェビング５が非装着状態のときには、アップカウント式のＰ／Ｔタイマのタイマ値ｔＰ／Ｔを値０にリセットする（ステップ３）とともに、ステップ４および５においてそれぞれ、後述するＰ／Ｔ作動済みフラグＦ＿Ｐ／Ｔおよびモータ保持制御フラグＦ＿ＭＣを「０」にリセットし、シートベルト装置３やエアバッグ装置４を作動させる必要がないため、そのまま本処理を終了する。
【００３０】
一方、上記ステップ２の答がＹＥＳで、ＢＵ・ＳＷ３４からＯＮ信号が出力されているとき、すなわち、ウェビング５が装着状態のときには、モータ保持制御フラグＦ＿ＭＣが「１」であるか否かを判別する（ステップ６）。このモータ保持制御フラグＦ＿ＭＣは、後述するモータ保持制御の実行中に「１」に設定されるものである。このモータ保持制御では、Ｐ／Ｔ１０の作動完了後に、ウェビング引出量ＢＬを保持するように、モータ９が制御される。
【００３１】
上記ステップ６の答がＮＯ（Ｆ＿ＭＣ＝０）のとき、すなわち、モータ保持制御の実行中でないときには、Ｐ／Ｔ作動済みフラグＦ＿Ｐ／Ｔが「１」であるか否かを判別する（ステップ７）。このＰ／Ｔ作動済みフラグＦ＿Ｐ／Ｔは、Ｐ／Ｔ１０を作動させたときに「１」に設定されるものである。
【００３２】
上記ステップ７の答がＮＯ（Ｆ＿Ｐ／Ｔ＝０）のとき、すなわち、Ｐ／Ｔ１０が作動していないときには、検出された前後方向加速度ＶＧＦＢが所定加速度ＶＧＦＢＲＥＦ以上であるか否かを判別する（ステップ８）。この所定加速度ＶＧＦＢＲＥＦは、車両Ｖが比較的高い速度で物体と正面衝突したか否かを判定するためのものであり、実験などによって、前述した所定値ＶＧＰＡＲＥＦよりも大きな値に設定されている。
【００３３】
上記ステップ８の答がＹＥＳで、前後方向加速度ＶＧＦＢが所定加速度ＶＧＦＢＲＥＦに達したときには、車両Ｖが比較的高い速度で正面衝突したと判定する。次いで、この正面衝突による衝撃から運転者ＤＲを保護すべく、ステップ９および１０において、Ｐ／Ｔ１０およびエアバッグ４ａをそれぞれ作動させる。これらのステップ９および１０の実行により、前述したように、ガス発生器２３で発生したガスによって、リール８が巻取方向に回転駆動され、ウェビング５がリール８に瞬時に巻き取られるとともに、インフレータ４ｂからエアバッグ４ａにガスが供給されることによって、エアバッグ４ａが瞬時に展開する。
【００３４】
次いで、シートベルト装置３およびエアバッグ装置４による運転者ＤＲの保護が完了したとして、そのことを表すために、図５のステップ２２において、保護完了フラグＦ＿ＤＯＮＥを「１」に設定し、本処理を終了する。
【００３５】
上記ステップ２２の実行により、前記ステップ１の答がＹＥＳになり、その場合には、前記ステップ３〜５を実行し、本処理を終了する。保護完了フラグＦ＿ＤＯＮＥは、このように「１」に設定された後には、工場などにおいて、エアバッグ４ａおよびＰ／Ｔ１０が再度、使用可能になったときに「０」にリセットされる。
【００３６】
一方、ステップ８の答がＮＯで、ＶＧＦＢ＜ＶＧＦＢＲＥＦのときには、車両Ｖが正面衝突していないと判定する。次いで、検出された前後方向加速度ＶＧＦＢおよび左右方向加速度ＶＧＬＲを用い、次式（１）によって、加速度パラメータＶＧＰＡを算出する（ステップ１１）。この加速度パラメータＶＧＰＡは、車両Ｖの衝突方向にかかわらない車両Ｖの加速度（前後方向加速度ＶＧＦＢおよび左右方向加速度ＶＧＬＲのベクトル和）である。
ＶＧＰＡ＝（ＶＧＦＢ2 ＋ＶＧＬＲ2 ）1/2 ……（１）
【００３７】
次に、このステップ１１で算出された加速度パラメータＶＧＰＡが、前述したロック機構１１が作動する車両Ｖの加速度（減速度）である所定値ＶＧＰＡＲＥＦ以上であるか否かを判別する（ステップ１２）。この答がＮＯで、ＶＧＰＡ＜ＶＧＰＡＲＥＦのときには、車両Ｖが斜め衝突していないと判定するとともに、前記ステップ３〜５を実行し、本処理を終了する。
【００３８】
一方、上記ステップ１２の答がＹＥＳで、加速度パラメータＶＧＰＡが所定値ＶＧＰＡＲＥＦに達したときには、車両Ｖが斜め衝突したと判定する。次いで、算出された今回のウェビング引出量ＢＬからその前回値ＢＬＺを減算することによって、ウェビング引出変化量ＢＬＣＨを算出する（ステップ１３）。これにより、ウェビング引出変化量ＢＬＣＨは、本処理の実行周期である所定周期当たりのウェビング引出量ＢＬの変化量に算出される。
【００３９】
次いで、上記ステップ１３で算出されたウェビング引出変化量ＢＬＣＨが所定値ＢＬＣＨＲＥＦ以上であるか否かを判別する（ステップ１４）。この答がＮＯのときには、車両Ｖの斜め衝突による運転者ＤＲの実際の移動量が比較的小さいとして、Ｐ／Ｔ１０を作動させることなく、前記ステップ３〜５を実行し、本処理を終了する。
【００４０】
一方、上記ステップ１４の答がＹＥＳ（ＢＬＣＨ≧ＢＬＣＨＲＥＦ）で、ウェビング引出変化量ＢＬＣＨが所定値ＢＬＣＨＲＥＦに達したときには、斜め衝突による運転者ＤＲの移動によってウェビング５が大きく引き出されたとして、当該衝突による衝撃から運転者ＤＲを保護すべく、運転席ＳＥに運転者ＤＲを拘束するために、Ｐ／Ｔ１０を作動させる（ステップ１５）。これにより、前記ステップ９と同様、ウェビング５がリール８に瞬時に巻き取られる。
【００４１】
次いで、Ｐ／Ｔ１０が作動したことを表すため、Ｐ／Ｔ作動済みフラグＦ＿Ｐ／Ｔを「１」に設定し（ステップ１６）、図５のステップ１７を実行する。このステップ１６の実行により、前記ステップ７の答がＹＥＳになり、その場合には、前記ステップ８〜１６をスキップし、ステップ１７を実行する。
【００４２】
このステップ１７では、前記ステップ３で設定されたＰ／Ｔタイマのタイマ値ｔＰ／Ｔが所定時間ｔＰ／ＴＲＥＦ以上であるか否かを判別する。この所定時間ｔＰ／ＴＲＥＦは、Ｐ／Ｔ１０の作動期間、すなわちＰ／Ｔ１０の動力が得られる期間に設定されており、例えば７ｍｓｅｃに設定されている。ステップ１７の答がＮＯのときには、アップカウント式の保持制御タイマのタイマ値ｔＭＣを値０にリセットし（ステップ１８）、本処理を終了する。
【００４３】
一方、ステップ１７の答がＹＥＳ（ｔＰ／Ｔ≧ｔＰ／ＴＲＥＦ）になったとき、すなわち、Ｐ／Ｔ１０が作動を開始してから所定時間ｔＰ／ＴＲＥＦが経過したときには、Ｐ／Ｔ１０によるウェビング５の巻取が完了したとして、ウェビング５を巻き取られた状態に保持すべく、モータ保持制御を実行するために、モータ保持制御フラグＦ＿ＭＣを「１」に設定し（ステップ１９）、ステップ２０を実行する。このステップ１９の実行により、前記ステップ６の答がＹＥＳになり、その場合には、前記ステップ７〜１９をスキップし、ステップ２０を実行する。
【００４４】
このステップ２０では、モータ保持制御を実行する。具体的には、前記ステップ１３と同様にしてウェビング引出変化量ＢＬＣＨを算出するとともに、算出されたウェビング引出変化量ＢＬＣＨが値０になるように、モータ９の動力を制御する。これにより、ウェビング引出量ＢＬが変化しないように保持される。
【００４５】
次いで、前記ステップ１８で設定された保持制御タイマのタイマ値ｔＭＣが所定時間ｔＭＣＲＥＦ以上であるか否かを判別する（ステップ２１）。この答がＮＯのときには、本処理を終了する一方、ＹＥＳ（ｔＭＣ≧ｔＭＣＲＥＦ）になったとき、すなわち、モータ保持制御を開始してから所定時間ｔＭＣＲＥＦが経過したときには、シートベルト装置３による運転者ＤＲの保護が完了したとして、前記ステップ２２を実行し、本処理を終了する。
【００４６】
なお、助手席の乗員用のシートベルト装置およびエアバッグ装置は、上述した運転手用のものとほぼ同様に構成されており、エアバッグ装置のエアバッグが、助手席の前方のインストルメントパネルに収容されていることが、主に異なる。このため、その詳細な説明については省略する。また、助手席用のシートベルト装置およびエアバッグ装置についても、車両Ｖの衝突による衝撃から助手席の乗員を保護するために、上述した乗員保護制御処理と同様の処理が実行される。その詳細な説明については省略する。
【００４７】
また、本実施形態における各種の要素と、本発明における各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、本実施形態における運転席ＳＥおよびＰ／Ｔ１０が、本発明におけるシートおよび回転駆動機構にそれぞれ相当し、本実施形態における回転角センサ２１およびＥＣＵ２が、本発明における変化度合検出手段に相当するとともに、本実施形態における第１加速度センサ３２が、本発明における加速度検出手段に相当する。また、本実施形態におけるＥＣＵ２が、本発明における衝突判定手段、エアバッグ展開手段、および制御手段に相当する。さらに、本実施形態における前後方向加速度ＶＧＦＢおよびウェビング引出変化量ＢＬＣＨが、本発明における検出された車両の加速度およびウェビングの引出量の変化度合にそれぞれ相当する。
【００４８】
以上のように、本実施形態によれば、検出された前後方向加速度ＶＧＦＢに基づいて、車両Ｖが正面衝突したと判定されたとき（ステップ８：ＹＥＳ）に、エアバッグ４ａを展開させる（ステップ１０）。さらに、エアバッグ４ａが展開しない場合において（ステップ８：ＮＯ）、ウェビング引出変化量ＢＬＣＨが所定値ＢＬＣＨＲＥＦに達したとき（ステップ１４：ＹＥＳ）に、Ｐ／Ｔ１０が駆動され（ステップ１５）、それによりウェビング５が瞬時に巻き取られる。これにより、例えば車両Ｖの斜め衝突によりエアバッグ４ａが展開しないような場合でも、この斜め衝突による衝撃が運転者ＤＲに作用することによって実際のウェビング引出変化量ＢＬＣＨが所定値ＢＬＣＨＲＥＦに達したときに、ウェビング５がＰ／Ｔ１０によって巻き取られるので、運転席ＳＥに運転者ＤＲを適切に拘束でき、したがって、斜め衝突による衝撃から運転者ＤＲを適切に保護することができる。
【００４９】
また、車両Ｖの加速度が、その方向にかかわらず、所定値ＶＧＰＡＲＥＦに達したときに、リール８が、ウェビング５を引き出す方向に回転しないように、ロック機構１１によってロックされる。さらに、この所定値ＶＧＰＡＲＥＦが、エアバッグ４ａの作動の判定に用いられる所定加速度ＶＧＦＢＲＥＦよりも小さな値に設定されているので、エアバッグ４ａが展開しないような斜め衝突時に、ロック機構１１によってウェビング５を確実にロックし、運転席ＳＥに運転者ＤＲを適切に拘束でき、したがって、上述した運転者ＤＲを適切に保護できるという効果をより有効に得ることができる。また、ロック機構１１は、引出方向へのリール８の回転を阻止するだけで、巻取方向へのリール８の回転については許容するので、上述したＰ／Ｔ１０によるウェビング５の巻取を支障なく行うことができる。
【００５０】
さらに、Ｐ／Ｔ１０は、火薬の発火によって発生するガスを動力源としている。したがって、車両Ｖの斜め衝突時におけるウェビング５の巻取を迅速に行うことができ、それにより、上述した効果をより有効に得ることができる。また、Ｐ／Ｔ１０によるウェビング５の巻取の完了後（ステップ１７：ＹＥＳ）、モータ保持制が実行され（ステップ２０）、それにより、ウェビング引出量ＢＬが変化しないように保持される。これにより、Ｐ／Ｔ１０の動力が得られなくなった後にも、モータ９の動力によりウェビング５に張力を付与し、運転席ＳＥに運転者ＤＲを適切に拘束でき、したがって、運転者ＤＲを適切に保護することができる。また、以上の効果を、助手席の乗員についても同様に得ることができる。
【００５１】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、モータ９は、ＤＣモータであるが、ＡＣモータでもよい。また、実施形態では、ロック機構１１を、車両Ｖの衝突方向にかかわらない車両Ｖの加速度に応じて作動するように構成しているが、車両Ｖのある特定の方向の加速度、例えば、前後方向加速度ＶＧＦＢまたは左右方向加速度ＶＧＬＲに応じて作動するように構成してもよい。さらに、実施形態では、本発明における回転駆動機構として、火薬式のＰ／Ｔ１０を用いているが、リール８を回転駆動可能な他の適当な機構、例えばモータ９を用いてもよい。
【００５２】
また、実施形態では、本発明におけるウェビングの引出量の変化度合として、ウェビング引出変化量ＢＬＣＨを、すなわち、所定周期（乗員保護制御処理の実行周期）当たりのウェビング引出量ＢＬの変化量を用いているが、ウェビング引出量ＢＬの変化度合を表す他の適当なパラメータを用いてもよい。例えば、通常時におけるウェビング引出量ＢＬを記憶し、記憶された通常時におけるウェビング引出量ＢＬに対する、斜め衝突時（ステップ１２：ＹＥＳ）におけるウェビング引出量ＢＬの変化量を算出するとともに、算出されたウェビング引出量ＢＬの変化量を用いてもよい。あるいは、単位時間当たりのウェビング引出量ＢＬの変化量すなわちウェビング５の引出速度や、このウェビング５の引出速度の逆数またはウェビング引出変化量ＢＬＣＨの逆数を用いてもよい。この場合、ウェビング５の引出速度を、例えば電磁ピックアップ式のセンサで検出してもよい。
【００５３】
さらに、実施形態では、第１および第２加速度センサ３２、３３として、半導体式のものを用いているが、例えば、ばねや慣性質量などで構成された機械式のものを用いてもよい。あるいは、これらを併用してもよい。また、実施形態では、運転者ＤＲとステアリングホイールＳＷ（インストルメントパネル）との間に展開するエアバッグ４ａを用いていが、運転席と運転席側のドアとの間（助手席と助手席側のドアとの間）に展開する側面エアバッグを用いてもよい。あるいは、これらのエアバッグ４ａおよび側面エアバッグの双方を用いてもよい。この場合、検出された左右方向加速度ＶＧＬＲに基づいて車両の側面衝突が判定されるとともに、側面衝突が判定されたときに、側面エアバッグを展開させる。
【００５４】
さらに、実施形態は、運転席ＳＥ用のエアバッグ４ａおよび助手席用のエアバッグの双方が設けられた車両Ｖに、本発明を適用した例であるが、本発明は、運転席ＳＥ用のエアバッグ４ａおよび助手席用のエアバッグの一方が設けられた車両にも適用可能である。また、実施形態では、３点式のシートベルト装置３を用いているが、左右一対のウェビングを備える４点式のシートベルト装置を用いてもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
Ｖ 車両
ＤＲ 運転者（乗員）
ＳＥ 運転席（シート）
２ ＥＣＵ（変化度合検出手段、衝突判定手段、エアバッグ展開手段、
制御手段）
４ａ エアバッグ
５ ウェビング
８ リール
９ モータ
１０ Ｐ／Ｔ（回転駆動機構）
１１ ロック機構
３１ 回転角センサ（変化度合検出手段）
３２ 第１加速度センサ（加速度検出手段）
ＶＧＦＢ 前後方向加速度（検出された車両の加速度）
ＢＬＣＨ ウェビング引出変化量（検出されたウェビングの引出量の変化度合）
ＢＬＣＨＲＥＦ 所定値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の衝突による衝撃から乗員を保護する車両用の乗員保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の乗員保護装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この従来の乗員保護装置は、運転席と運転席側のドアとの間に展開される側面エアバッグと、車両のシートに乗員を拘束するためのウェビングと、ウェビングに張力を付与するための、火薬式のプリテンショナを備えている。また、乗員保護装置では、車両の前後方向の加速度と、左右方向の加速度が、センサによって検出されるとともに、検出された前後方向の加速度が所定のしきい値を超えたときには、車両が物体と正面衝突したとして、上記のプリテンショナを駆動することによって、ウェビングに張力が付与される。さらに、検出された左右方向の加速度が所定のしきい値を超えたときには、車両が物体と側面衝突したとして、側面エアバッグを展開させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、従来の乗員保護装置では、車両の前後方向の加速度がしきい値を超えたことを条件として、プリテンショナを駆動するにすぎず、また、車両の左右方向の加速度がしきい値を超えたことを条件として、側面エアバッグを展開させるにすぎない。これに対して、例えば車両が、物体と前後方向に対して斜めに衝突（以下「斜め衝突」という）したときには、前後方向の加速度や左右方向の加速度がしきい値を超えない場合がある。その場合には、この従来の乗員保護装置では、衝突による衝撃が乗員に作用するにもかかわらず、プリテンショナや側面エアバッグが作動せず、この衝撃をプリテンショナや側面エアバッグで吸収できないため、乗員を適切に保護することができない。
【０００５】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、車両が物体と斜め衝突したことによりエアバッグが展開しないような場合でも、衝突による衝撃から乗員を適切に保護することができる車両用の乗員保護装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明による車両用の乗員保護装置は、車両Ｖのシート（実施形態における（以下、本項において同じ）運転席ＳＥ）に乗員（運転者ＤＲ）を拘束するためのウェビング５が巻回されたリール８と、リール８を回転駆動するための回転駆動機構（プリテンショナ１０）と、ウェビング５の引出量の変化度合を検出する変化度合検出手段（回転角センサ３１、ＥＣＵ２、ステップ１３）と、車両Ｖの加速度を検出する加速度検出手段（第１加速度センサ３２）と、検出された車両の加速度（前後方向加速度ＶＧＦＢ）に基づいて、車両Ｖが物体と衝突したか否かを判定する衝突判定手段（ＥＣＵ２、ステップ８）と、車両Ｖが物体と衝突したと判定されたとき（ステップ８：ＹＥＳ）に、車両Ｖの乗員を保護するためにエアバッグ４ａを展開させるエアバッグ展開手段（ＥＣＵ２、ステップ１０）と、エアバッグ展開手段によってエアバッグ４ａが展開しない場合（ステップ８：ＮＯ）において、検出されたウェビング５の引出量の変化度合（ウェビング引出変化量ＢＬＣＨ）が所定値ＢＬＣＨＲＥＦに達したとき（ステップ１４：ＹＥＳ）に、ウェビング５を巻き取るように回転駆動機構を制御する制御手段（ＥＣＵ２、ステップ１５）と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、車両のシートに乗員を拘束するためのウェビングが、リールに巻回されており、このウェビングの引出量の変化度合が変化度合検出手段によって検出されるとともに、車両の加速度が加速度検出手段によって検出される。また、検出された車両の加速度に基づき、衝突判定手段によって、車両が物体と衝突したか否かが判定されるとともに、車両が物体と衝突したと判定されたときに、エアバッグを、エアバッグ展開手段によって展開させる。さらに、エアバッグ展開手段によってエアバッグが展開しない場合において、検出されたウェビングの引出量の変化度合が所定値に達したときに、回転駆動機構が、ウェビングを巻き取るように、制御手段によって制御される。
【０００８】
上述したように、衝突判定手段では、車両の加速度に基づいて車両の衝突を判定するので、例えば、車両が物体と斜め衝突（前後方向に対して斜めに衝突）したことにより、当該衝突で発生した車両の加速度が比較的小さいことによって、車両が物体と衝突したと判定されず、その結果、エアバッグが展開しない場合がある。上述した構成によれば、例えば車両が斜め衝突したことによりエアバッグが展開しないような場合でも、この衝突による衝撃が乗員に作用することによって実際のウェビングの引出量の変化度合が所定値に達したときに、ウェビングが回転駆動機構によって巻き取られるので、シートに乗員を適切に拘束でき、したがって、衝突による衝撃から乗員を適切に保護することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の車両用の乗員保護装置において、車両Ｖの加速度が所定加速度に達したときに、リール８を、ウェビング５を引き出す方向に回転しないようにロックするロック機構１１をさらに備えることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、車両の加速度が所定加速度に達したとき、すなわち、車両が物体と衝突したときに、リールが、ウェビングを引き出す方向に回転しないように、ロック機構によってロックされる。これにより、車両の衝突時、シートに乗員を適切に拘束できるので、請求項１に係る発明による効果、すなわち、乗員を適切に保護できるという効果をより有効に得ることができる。また、ロック機構は、ウェビングの引出方向へのリールの回転を阻止するだけで、ウェビングを巻き取る方向へのリールの回転については許容するので、請求項１に係る発明の説明で述べた回転駆動機構によるウェビングの巻取を支障なく行うことができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の車両用の乗員保護装置において、回転駆動機構は、火薬の発火によって発生するガスを動力源とするものであり、リール８を回転駆動するためのモータ９をさらに備え、制御手段は、回転駆動機構によるウェビング５の巻取の完了後（ステップ１７：ＹＥＳ）、巻き取られたウェビング５の引出量を保持するように、モータ９を制御する（ステップ２０）ことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、回転駆動機構は、火薬の発火によって発生するガスを動力源としている。この種の回転駆動機構は、応答性が非常に高いので、車両の衝突時におけるウェビングの巻取を迅速に行うことができ、したがって、請求項１に係る発明による効果をより有効に得ることができる。また、回転駆動機構が火薬の発火によって発生するガスを動力源とするので、その動力が得られる期間は比較的短いのに対し、上述した構成によれば、回転駆動機構によるウェビングの巻取の完了後、当該巻き取られたウェビングの引出量を保持するように、リールを回転駆動するためのモータが制御される。これにより、回転駆動機構の動力が得られなくなった後にも、モータの動力によりウェビングに張力を付与し、シートに乗員を適切に拘束できるので、乗員を適切に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態による乗員保護装置を、車両の運転席や運転者とともに概略的に示す側面図である。
【図２】本実施形態による乗員保護装置を、車両の運転席などとともに概略的に示す正面図である。
【図３】乗員保護装置のシートベルト装置やエアバッグ装置、ＥＣＵを概略的に示す図である。
【図４】ＥＣＵによって実行される、乗員保護制御処理を示すフローチャートである。
【図５】図４に示す処理の続きを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１〜図３に示す車両用の乗員保護装置は、シートベルト装置３およびエアバッグ装置４を備えている。これらのシートベルト装置３およびエアバッグ装置４として、車両Ｖの運転者ＤＲ用のものと、助手席（図示せず）の乗員用のものが設けられている。まず、運転者ＤＲ用のシートベルト装置３およびエアバッグ装置４について説明する。また、運転者ＤＲから見て前側を「前」、左側を「左」として説明する。
【００１５】
シートベルト装置３は、いわゆる３点式のものであり、運転者ＤＲを運転席ＳＥに拘束するためのウェビング５と、ウェビング５を巻き取るためのリトラクタ６を有している。リトラクタ６は、車両Ｖの右側のセンタピラーＣＰの下部に取り付けられている。ウェビング５は、リトラクタ６から上方に延びるとともに、センタピラーＣＰの上部に取り付けられたスルーアンカＴＡに通されており、ウェビング５の先端部は、センタピラーＣＰの下部に、アウタアンカＯＡを介して固定されている。ウェビング５は、運転者ＤＲに装着されていない非装着状態では、センタピラーＣＰに沿って、上下方向に延びている。
【００１６】
また、ウェビング５には、スルーアンカＴＡとアウタアンカＯＡの間に、タングプレートＴＰが設けられている。このタングプレートＴＰは、ウェビング５の長さ方向に移動自在であるとともに、バックルＢＵに着脱可能になっている。バックルＢＵは、車両ＶのフロントフロアＦＦに固定されており、運転席ＳＥ付近の助手席寄りに配置されている。以上の構成のシートベルト装置３では、運転席ＳＥに着座した運転者ＤＲが、ウェビング５をリトラクタ６から引き出し、タングプレートＴＰをバックルＢＵに係合させることによって、ウェビング５が運転者ＤＲに装着される。この装着状態では、運転者ＤＲは、ウェビング５によって運転席ＳＥに拘束される。
【００１７】
図３に示すように、リトラクタ６は、センタピラーＣＰに固定されたフレーム７と、ウェビング５が巻回されたリール８と、リール８を回転駆動するためのモータ９と、プリテンショナ１０と、ロック機構１１などで構成されている。リール８は、フレーム７に回転自在に支持されており、復帰ばね（図示せず）によって、ウェビング５を巻き取る方向（以下「巻取方向」という）に付勢されている。この復帰ばねによる付勢によって、ウェビング５は、非装着状態では、リール８に巻き取られ、リトラクタ６に部分的に収容される。
【００１８】
また、リール８の軸部８ａは、動力伝達機構１２を介してモータ９の出力軸９ａに連結されている。モータ９は、例えばＤＣモータで構成され、供給された電力を動力に変換して出力軸９ａから出力するものであり、動力伝達機構１２とともに、車両Ｖの衝突時にウェビング５を巻き取るための電動式プリテンショナを構成している。モータ９の動作は、後述するＥＣＵ２によって制御される。
【００１９】
さらに、動力伝達機構１２は、機械式のクラッチや遊星歯車装置（いずれも図示せず）などで構成されている。モータ９が正転したときには、このクラッチによって、モータ９の出力軸９ａがリール８の軸部８ａに接続されるとともに、遊星歯車装置によって、モータ９の動力が減速した状態でリール８に伝達される。これにより、リール８は、巻取方向に回転駆動される。一方、モータ９が逆転したときには、クラッチによって、出力軸９ａと軸部８ａの間が遮断される。車両Ｖの衝突時以外の通常時には、リール８とモータ９の間は、クラッチによって遮断された状態にある。
【００２０】
また、プリテンショナ（以下「Ｐ／Ｔ」という）１０は、火薬の発火によって発生するガスを動力源とする火薬式のものであり、インナロータ２１、アウタロータ２２、ガス発生器２３、およびハウジング２４などで構成されている。インナロータ２１は、リール８の軸部８ａに一体に取り付けられており、アウタロータ２２は、インナロータ２１の外周側に配置されている。通常時には、インナロータ２１およびアウタロータ２２は、互いに所定の間隔を存した状態で対向しており、インナロータ２１の外周面およびアウタロータ２２の内周面には、両ロータ２１、２２を互いに係合させるための係合部（図示せず）が形成されている。また、インナロータ２１およびアウタロータ２２は、ハウジング２４に収容されており、ハウジング２４にはさらに、複数のスチールボール（図示せず）が収容されている。アウタロータ２２の外周面には、これらのスチールボールと係合可能な羽根部２２ａが形成されている。
【００２１】
上記のガス発生器２３は、点火機器や、着火薬、ガス発生剤（いずれも図示せず）などで構成されており、車両Ｖの衝突時、ＥＣＵ２による制御によって、火薬を発火させることでガスを発生させる。発生したガスは、ハウジング２４内に供給される。このガスの圧力によって、スチールボールが、アウタロータ２２の羽根部２２ａに打ち込まれ、それにより、アウタロータ２２が、上記の係合部を介してインナロータ２１に係合する。これにより、ガス発生器２３のガスの圧力は、スチールボール、アウタロータ２２およびインナロータ２１を介して、回転力に変換され、リール８に伝達される。それにより、リール８が、巻取方向に回転駆動され、ウェビング５がリール８に瞬時に巻き取られる。
【００２２】
また、前記ロック機構１１は、クラッチや、ラチェット、振り子（いずれも図示せず）などで構成されている。ロック機構１１は、車両Ｖの衝突方向にかかわらない車両Ｖの加速度（減速度）が所定値ＶＧＰＡＲＥＦに達したときに、リール８を、ウェビング５を引き出す方向（以下「引出方向」という）に回転しないようにロックし、巻取方向へのリール８の回転については許容する。
【００２３】
また、リトラクタ６には、回転角センサ３１が設けられている。回転角センサ３１は、ホール素子などで構成されており、リール８の回転角度位置を検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、検出されたリール８の回転角度位置に基づいて、リトラクタ６から引き出されているウェビング５の引出量（以下「ウェビング引出量」という）ＢＬを算出する。
【００２４】
エアバッグ装置４は、エアバッグ４ａ（図１に仮想線で図示）およびインフレータ４ｂを有している。エアバッグ４ａは、通常時には、車両ＶのステアリングホイールＳＷのパッドに、たたまれた状態で収容されており、エアバッグ４ａには、ガス排出孔が形成されている。また、インフレータ４ｂは、点火機器や、着火薬、ガス発生剤（いずれも図示せず）などで構成されており、車両Ｖの衝突時、ＥＣＵ２による制御によって、ガスを発生させるとともに、エアバッグ４ａに供給する。これにより、エアバッグ４ａは、運転者ＤＲとステアリングホイールＳＷとの間に、瞬時に展開する。また、エアバッグ４ａは、最大に展開し（展開しきった状態）、インフレータ４ｂからのガスの供給が終了すると、供給されたガスがガス排出孔から排出されることによって、瞬時にしぼむ。
【００２５】
また、車両Ｖには、第１加速度センサ３２、第２加速度センサ３３およびバックルスイッチ（以下「ＢＵ・ＳＷ」という）３４が設けられている。第１加速度センサ３２は、半導体ピエゾ効果を利用した半導体式のものであり、車両Ｖの前後方向の加速度および減速度（以下「前後方向加速度」という）ＶＧＦＢを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。また、第２加速度センサ３３は、第１加速度センサ３２と同様、半導体式のものであり、車両Ｖの左右方向の加速度および減速度（以下「左右方向加速度」という）ＶＧＬＲを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００２６】
上記のＢＵ・ＳＷ３４は、前述したウェビング５のタングプレートＴＰがバックルＢＵに係合しているとき、すなわちウェビング５が装着状態のときに、ＯＮ信号をＥＣＵ２に出力する一方、タングプレートＴＰがバックルＢＵと係合していないとき、すなわちウェビング５が非装着状態のときに、ＯＦＦ信号をＥＣＵ２に出力する。
【００２７】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ３１〜３３からの検出信号およびＢＵ・ＳＷ３４からの出力信号などに応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、他の車両や電柱などの物体との車両Ｖの衝突による衝撃から運転者ＤＲを保護するために、シートベルト装置３およびエアバッグ装置４の動作を制御する乗員保護制御処理を実行する。
【００２８】
図４および図５は、この乗員保護制御処理を示している。本処理は、所定周期（例えば１ｍｓｅｃ）で繰り返し実行される。まず、図４のステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）では、保護完了フラグＦ＿ＤＯＮＥが「１」であるか否かを判別する。この保護完了フラグＦ＿ＤＯＮＥは、後述するシートベルト装置３やエアバッグ装置４による運転者ＤＲの保護が完了したときに「１」に設定されるものであり、車両Ｖの工場からの出荷時に「０」に初期化されている。その詳細については後述する。
【００２９】
このステップ１の答がＮＯ（Ｆ＿ＤＯＮＥ＝０）のときには、前述したＢＵ・ＳＷ３４からＯＮ信号が出力されているか否かを判別する（ステップ２）。この答がＮＯのとき、すなわち、ウェビング５が非装着状態のときには、アップカウント式のＰ／Ｔタイマのタイマ値ｔＰ／Ｔを値０にリセットする（ステップ３）とともに、ステップ４および５においてそれぞれ、後述するＰ／Ｔ作動済みフラグＦ＿Ｐ／Ｔおよびモータ保持制御フラグＦ＿ＭＣを「０」にリセットし、シートベルト装置３やエアバッグ装置４を作動させる必要がないため、そのまま本処理を終了する。
【００３０】
一方、上記ステップ２の答がＹＥＳで、ＢＵ・ＳＷ３４からＯＮ信号が出力されているとき、すなわち、ウェビング５が装着状態のときには、モータ保持制御フラグＦ＿ＭＣが「１」であるか否かを判別する（ステップ６）。このモータ保持制御フラグＦ＿ＭＣは、後述するモータ保持制御の実行中に「１」に設定されるものである。このモータ保持制御では、Ｐ／Ｔ１０の作動完了後に、ウェビング引出量ＢＬを保持するように、モータ９が制御される。
【００３１】
上記ステップ６の答がＮＯ（Ｆ＿ＭＣ＝０）のとき、すなわち、モータ保持制御の実行中でないときには、Ｐ／Ｔ作動済みフラグＦ＿Ｐ／Ｔが「１」であるか否かを判別する（ステップ７）。このＰ／Ｔ作動済みフラグＦ＿Ｐ／Ｔは、Ｐ／Ｔ１０を作動させたときに「１」に設定されるものである。
【００３２】
上記ステップ７の答がＮＯ（Ｆ＿Ｐ／Ｔ＝０）のとき、すなわち、Ｐ／Ｔ１０が作動していないときには、検出された前後方向加速度ＶＧＦＢが所定加速度ＶＧＦＢＲＥＦ以上であるか否かを判別する（ステップ８）。この所定加速度ＶＧＦＢＲＥＦは、車両Ｖが比較的高い速度で物体と正面衝突したか否かを判定するためのものであり、実験などによって、前述した所定値ＶＧＰＡＲＥＦよりも大きな値に設定されている。
【００３３】
上記ステップ８の答がＹＥＳで、前後方向加速度ＶＧＦＢが所定加速度ＶＧＦＢＲＥＦに達したときには、車両Ｖが比較的高い速度で正面衝突したと判定する。次いで、この正面衝突による衝撃から運転者ＤＲを保護すべく、ステップ９および１０において、Ｐ／Ｔ１０およびエアバッグ４ａをそれぞれ作動させる。これらのステップ９および１０の実行により、前述したように、ガス発生器２３で発生したガスによって、リール８が巻取方向に回転駆動され、ウェビング５がリール８に瞬時に巻き取られるとともに、インフレータ４ｂからエアバッグ４ａにガスが供給されることによって、エアバッグ４ａが瞬時に展開する。
【００３４】
次いで、シートベルト装置３およびエアバッグ装置４による運転者ＤＲの保護が完了したとして、そのことを表すために、図５のステップ２２において、保護完了フラグＦ＿ＤＯＮＥを「１」に設定し、本処理を終了する。
【００３５】
上記ステップ２２の実行により、前記ステップ１の答がＹＥＳになり、その場合には、前記ステップ３〜５を実行し、本処理を終了する。保護完了フラグＦ＿ＤＯＮＥは、このように「１」に設定された後には、工場などにおいて、エアバッグ４ａおよびＰ／Ｔ１０が再度、使用可能になったときに「０」にリセットされる。
【００３６】
一方、ステップ８の答がＮＯで、ＶＧＦＢ＜ＶＧＦＢＲＥＦのときには、車両Ｖが正面衝突していないと判定する。次いで、検出された前後方向加速度ＶＧＦＢおよび左右方向加速度ＶＧＬＲを用い、次式（１）によって、加速度パラメータＶＧＰＡを算出する（ステップ１１）。この加速度パラメータＶＧＰＡは、車両Ｖの衝突方向にかかわらない車両Ｖの加速度（前後方向加速度ＶＧＦＢおよび左右方向加速度ＶＧＬＲのベクトル和）である。
ＶＧＰＡ＝（ＶＧＦＢ2 ＋ＶＧＬＲ2 ）1/2 ……（１）
【００３７】
次に、このステップ１１で算出された加速度パラメータＶＧＰＡが、前述したロック機構１１が作動する車両Ｖの加速度（減速度）である所定値ＶＧＰＡＲＥＦ以上であるか否かを判別する（ステップ１２）。この答がＮＯで、ＶＧＰＡ＜ＶＧＰＡＲＥＦのときには、車両Ｖが斜め衝突していないと判定するとともに、前記ステップ３〜５を実行し、本処理を終了する。
【００３８】
一方、上記ステップ１２の答がＹＥＳで、加速度パラメータＶＧＰＡが所定値ＶＧＰＡＲＥＦに達したときには、車両Ｖが斜め衝突したと判定する。次いで、算出された今回のウェビング引出量ＢＬからその前回値ＢＬＺを減算することによって、ウェビング引出変化量ＢＬＣＨを算出する（ステップ１３）。これにより、ウェビング引出変化量ＢＬＣＨは、本処理の実行周期である所定周期当たりのウェビング引出量ＢＬの変化量に算出される。
【００３９】
次いで、上記ステップ１３で算出されたウェビング引出変化量ＢＬＣＨが所定値ＢＬＣＨＲＥＦ以上であるか否かを判別する（ステップ１４）。この答がＮＯのときには、車両Ｖの斜め衝突による運転者ＤＲの実際の移動量が比較的小さいとして、Ｐ／Ｔ１０を作動させることなく、前記ステップ３〜５を実行し、本処理を終了する。
【００４０】
一方、上記ステップ１４の答がＹＥＳ（ＢＬＣＨ≧ＢＬＣＨＲＥＦ）で、ウェビング引出変化量ＢＬＣＨが所定値ＢＬＣＨＲＥＦに達したときには、斜め衝突による運転者ＤＲの移動によってウェビング５が大きく引き出されたとして、当該衝突による衝撃から運転者ＤＲを保護すべく、運転席ＳＥに運転者ＤＲを拘束するために、Ｐ／Ｔ１０を作動させる（ステップ１５）。これにより、前記ステップ９と同様、ウェビング５がリール８に瞬時に巻き取られる。
【００４１】
次いで、Ｐ／Ｔ１０が作動したことを表すため、Ｐ／Ｔ作動済みフラグＦ＿Ｐ／Ｔを「１」に設定し（ステップ１６）、図５のステップ１７を実行する。このステップ１６の実行により、前記ステップ７の答がＹＥＳになり、その場合には、前記ステップ８〜１６をスキップし、ステップ１７を実行する。
【００４２】
このステップ１７では、前記ステップ３で設定されたＰ／Ｔタイマのタイマ値ｔＰ／Ｔが所定時間ｔＰ／ＴＲＥＦ以上であるか否かを判別する。この所定時間ｔＰ／ＴＲＥＦは、Ｐ／Ｔ１０の作動期間、すなわちＰ／Ｔ１０の動力が得られる期間に設定されており、例えば７ｍｓｅｃに設定されている。ステップ１７の答がＮＯのときには、アップカウント式の保持制御タイマのタイマ値ｔＭＣを値０にリセットし（ステップ１８）、本処理を終了する。
【００４３】
一方、ステップ１７の答がＹＥＳ（ｔＰ／Ｔ≧ｔＰ／ＴＲＥＦ）になったとき、すなわち、Ｐ／Ｔ１０が作動を開始してから所定時間ｔＰ／ＴＲＥＦが経過したときには、Ｐ／Ｔ１０によるウェビング５の巻取が完了したとして、ウェビング５を巻き取られた状態に保持すべく、モータ保持制御を実行するために、モータ保持制御フラグＦ＿ＭＣを「１」に設定し（ステップ１９）、ステップ２０を実行する。このステップ１９の実行により、前記ステップ６の答がＹＥＳになり、その場合には、前記ステップ７〜１９をスキップし、ステップ２０を実行する。
【００４４】
このステップ２０では、モータ保持制御を実行する。具体的には、前記ステップ１３と同様にしてウェビング引出変化量ＢＬＣＨを算出するとともに、算出されたウェビング引出変化量ＢＬＣＨが値０になるように、モータ９の動力を制御する。これにより、ウェビング引出量ＢＬが変化しないように保持される。
【００４５】
次いで、前記ステップ１８で設定された保持制御タイマのタイマ値ｔＭＣが所定時間ｔＭＣＲＥＦ以上であるか否かを判別する（ステップ２１）。この答がＮＯのときには、本処理を終了する一方、ＹＥＳ（ｔＭＣ≧ｔＭＣＲＥＦ）になったとき、すなわち、モータ保持制御を開始してから所定時間ｔＭＣＲＥＦが経過したときには、シートベルト装置３による運転者ＤＲの保護が完了したとして、前記ステップ２２を実行し、本処理を終了する。
【００４６】
なお、助手席の乗員用のシートベルト装置およびエアバッグ装置は、上述した運転手用のものとほぼ同様に構成されており、エアバッグ装置のエアバッグが、助手席の前方のインストルメントパネルに収容されていることが、主に異なる。このため、その詳細な説明については省略する。また、助手席用のシートベルト装置およびエアバッグ装置についても、車両Ｖの衝突による衝撃から助手席の乗員を保護するために、上述した乗員保護制御処理と同様の処理が実行される。その詳細な説明については省略する。
【００４７】
また、本実施形態における各種の要素と、本発明における各種の要素との対応関係は、次のとおりである。すなわち、本実施形態における運転席ＳＥおよびＰ／Ｔ１０が、本発明におけるシートおよび回転駆動機構にそれぞれ相当し、本実施形態における回転角センサ２１およびＥＣＵ２が、本発明における変化度合検出手段に相当するとともに、本実施形態における第１加速度センサ３２が、本発明における加速度検出手段に相当する。また、本実施形態におけるＥＣＵ２が、本発明における衝突判定手段、エアバッグ展開手段、および制御手段に相当する。さらに、本実施形態における前後方向加速度ＶＧＦＢおよびウェビング引出変化量ＢＬＣＨが、本発明における検出された車両の加速度およびウェビングの引出量の変化度合にそれぞれ相当する。
【００４８】
以上のように、本実施形態によれば、検出された前後方向加速度ＶＧＦＢに基づいて、車両Ｖが正面衝突したと判定されたとき（ステップ８：ＹＥＳ）に、エアバッグ４ａを展開させる（ステップ１０）。さらに、エアバッグ４ａが展開しない場合において（ステップ８：ＮＯ）、ウェビング引出変化量ＢＬＣＨが所定値ＢＬＣＨＲＥＦに達したとき（ステップ１４：ＹＥＳ）に、Ｐ／Ｔ１０が駆動され（ステップ１５）、それによりウェビング５が瞬時に巻き取られる。これにより、例えば車両Ｖの斜め衝突によりエアバッグ４ａが展開しないような場合でも、この斜め衝突による衝撃が運転者ＤＲに作用することによって実際のウェビング引出変化量ＢＬＣＨが所定値ＢＬＣＨＲＥＦに達したときに、ウェビング５がＰ／Ｔ１０によって巻き取られるので、運転席ＳＥに運転者ＤＲを適切に拘束でき、したがって、斜め衝突による衝撃から運転者ＤＲを適切に保護することができる。
【００４９】
また、車両Ｖの加速度が、その方向にかかわらず、所定値ＶＧＰＡＲＥＦに達したときに、リール８が、ウェビング５を引き出す方向に回転しないように、ロック機構１１によってロックされる。さらに、この所定値ＶＧＰＡＲＥＦが、エアバッグ４ａの作動の判定に用いられる所定加速度ＶＧＦＢＲＥＦよりも小さな値に設定されているので、エアバッグ４ａが展開しないような斜め衝突時に、ロック機構１１によってウェビング５を確実にロックし、運転席ＳＥに運転者ＤＲを適切に拘束でき、したがって、上述した運転者ＤＲを適切に保護できるという効果をより有効に得ることができる。また、ロック機構１１は、引出方向へのリール８の回転を阻止するだけで、巻取方向へのリール８の回転については許容するので、上述したＰ／Ｔ１０によるウェビング５の巻取を支障なく行うことができる。
【００５０】
さらに、Ｐ／Ｔ１０は、火薬の発火によって発生するガスを動力源としている。したがって、車両Ｖの斜め衝突時におけるウェビング５の巻取を迅速に行うことができ、それにより、上述した効果をより有効に得ることができる。また、Ｐ／Ｔ１０によるウェビング５の巻取の完了後（ステップ１７：ＹＥＳ）、モータ保持制が実行され（ステップ２０）、それにより、ウェビング引出量ＢＬが変化しないように保持される。これにより、Ｐ／Ｔ１０の動力が得られなくなった後にも、モータ９の動力によりウェビング５に張力を付与し、運転席ＳＥに運転者ＤＲを適切に拘束でき、したがって、運転者ＤＲを適切に保護することができる。また、以上の効果を、助手席の乗員についても同様に得ることができる。
【００５１】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、モータ９は、ＤＣモータであるが、ＡＣモータでもよい。また、実施形態では、ロック機構１１を、車両Ｖの衝突方向にかかわらない車両Ｖの加速度に応じて作動するように構成しているが、車両Ｖのある特定の方向の加速度、例えば、前後方向加速度ＶＧＦＢまたは左右方向加速度ＶＧＬＲに応じて作動するように構成してもよい。さらに、実施形態では、本発明における回転駆動機構として、火薬式のＰ／Ｔ１０を用いているが、リール８を回転駆動可能な他の適当な機構、例えばモータ９を用いてもよい。
【００５２】
また、実施形態では、本発明におけるウェビングの引出量の変化度合として、ウェビング引出変化量ＢＬＣＨを、すなわち、所定周期（乗員保護制御処理の実行周期）当たりのウェビング引出量ＢＬの変化量を用いているが、ウェビング引出量ＢＬの変化度合を表す他の適当なパラメータを用いてもよい。例えば、通常時におけるウェビング引出量ＢＬを記憶し、記憶された通常時におけるウェビング引出量ＢＬに対する、斜め衝突時（ステップ１２：ＹＥＳ）におけるウェビング引出量ＢＬの変化量を算出するとともに、算出されたウェビング引出量ＢＬの変化量を用いてもよい。あるいは、単位時間当たりのウェビング引出量ＢＬの変化量すなわちウェビング５の引出速度や、このウェビング５の引出速度の逆数またはウェビング引出変化量ＢＬＣＨの逆数を用いてもよい。この場合、ウェビング５の引出速度を、例えば電磁ピックアップ式のセンサで検出してもよい。
【００５３】
さらに、実施形態では、第１および第２加速度センサ３２、３３として、半導体式のものを用いているが、例えば、ばねや慣性質量などで構成された機械式のものを用いてもよい。あるいは、これらを併用してもよい。また、実施形態では、運転者ＤＲとステアリングホイールＳＷ（インストルメントパネル）との間に展開するエアバッグ４ａを用いていが、運転席と運転席側のドアとの間（助手席と助手席側のドアとの間）に展開する側面エアバッグを用いてもよい。あるいは、これらのエアバッグ４ａおよび側面エアバッグの双方を用いてもよい。この場合、検出された左右方向加速度ＶＧＬＲに基づいて車両の側面衝突が判定されるとともに、側面衝突が判定されたときに、側面エアバッグを展開させる。
【００５４】
さらに、実施形態は、運転席ＳＥ用のエアバッグ４ａおよび助手席用のエアバッグの双方が設けられた車両Ｖに、本発明を適用した例であるが、本発明は、運転席ＳＥ用のエアバッグ４ａおよび助手席用のエアバッグの一方が設けられた車両にも適用可能である。また、実施形態では、３点式のシートベルト装置３を用いているが、左右一対のウェビングを備える４点式のシートベルト装置を用いてもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
Ｖ 車両
ＤＲ 運転者（乗員）
ＳＥ 運転席（シート）
２ ＥＣＵ（変化度合検出手段、衝突判定手段、エアバッグ展開手段、
制御手段）
４ａ エアバッグ
５ ウェビング
８ リール
９ モータ
１０ Ｐ／Ｔ（回転駆動機構）
１１ ロック機構
３１ 回転角センサ（変化度合検出手段）
３２ 第１加速度センサ（加速度検出手段）
ＶＧＦＢ 前後方向加速度（検出された車両の加速度）
ＢＬＣＨ ウェビング引出変化量（検出されたウェビングの引出量の変化度合）
ＢＬＣＨＲＥＦ 所定値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のシートに乗員を拘束するためのウェビングが巻回されたリールと、
当該リールを回転駆動するための回転駆動機構と、
前記ウェビングの引出量の変化度合を検出する変化度合検出手段と、
前記車両の加速度を検出する加速度検出手段と、
当該検出された車両の加速度に基づいて、前記車両が物体と衝突したか否かを判定する衝突判定手段と、
前記車両が物体と衝突したと判定されたときに、前記車両の乗員を保護するためにエアバッグを展開させるエアバッグ展開手段と、
当該エアバッグ展開手段によって前記エアバッグが展開しない場合において、前記検出されたウェビングの引出量の変化度合が所定値に達したときに、前記ウェビングを巻き取るように前記回転駆動機構を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用の乗員保護装置。
【請求項２】
前記車両の加速度が所定加速度に達したときに、前記リールを、前記ウェビングを引き出す方向に回転しないようにロックするロック機構をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の車両用の乗員保護装置。
【請求項３】
前記回転駆動機構は、火薬の発火によって発生するガスを動力源とするものであり、
前記リールを回転駆動するためのモータをさらに備え、
前記制御手段は、前記回転駆動機構による前記ウェビングの巻取の完了後、当該巻き取られたウェビングの引出量を保持するように、前記モータを制御することを特徴とする、請求項１または２に記載の車両用の乗員保護装置。
【請求項１】
車両のシートに乗員を拘束するためのウェビングが巻回されたリールと、
当該リールを回転駆動するための回転駆動機構と、
前記ウェビングの引出量の変化度合を検出する変化度合検出手段と、
前記車両の加速度を検出する加速度検出手段と、
当該検出された車両の加速度に基づいて、前記車両が物体と衝突したか否かを判定する衝突判定手段と、
前記車両が物体と衝突したと判定されたときに、前記車両の乗員を保護するためにエアバッグを展開させるエアバッグ展開手段と、
当該エアバッグ展開手段によって前記エアバッグが展開しない場合において、前記検出されたウェビングの引出量の変化度合が所定値に達したときに、前記ウェビングを巻き取るように前記回転駆動機構を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用の乗員保護装置。
【請求項２】
前記車両の加速度が所定加速度に達したときに、前記リールを、前記ウェビングを引き出す方向に回転しないようにロックするロック機構をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の車両用の乗員保護装置。
【請求項３】
前記回転駆動機構は、火薬の発火によって発生するガスを動力源とするものであり、
前記リールを回転駆動するためのモータをさらに備え、
前記制御手段は、前記回転駆動機構による前記ウェビングの巻取の完了後、当該巻き取られたウェビングの引出量を保持するように、前記モータを制御することを特徴とする、請求項１または２に記載の車両用の乗員保護装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−８２３３４（Ｐ２０１３−８２３３４Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２３８３４（Ｐ２０１１−２２３８３４）
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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