JP2001122081A

JP2001122081A - 乗員拘束保護システム

Info

Publication number: JP2001122081A
Application number: JP2000293388A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Fujii; 弘昭藤居
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 1999-10-07
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2001-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】走行時に車体の横滑り、駆動輪の空転等が生
じた場合に、シートベルトのプリテンショナを動作さ
せ、乗員を有効に拘束保護できるようにする。【解決手段】各車輪の車輪速を検出する車輪速センサ
３と、車体の横滑りを検出する横滑り検出センサ４，
６，７と、車輪速センサ３及び／又は横滑り検出センサ
４，６，７からの検出信号を受け、車体の横滑りを検知
し、車体の横滑り動作中にアクチュエータ３１を動作さ
せる信号を出力する制御部２０と、アクチュエータ３１
を有し、その動作によりシートベルトＢを所定量引き込
むプリテンショナ３０とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は乗員拘束保護システ
ムに係り、走行時に車体の横滑り、駆動輪の空転等を検
知した場合に、乗員の姿勢保持のために、シートベルト
のプリテンショナを動作させ、その後衝突が生じた場合
にも、乗員拘束保護装置により乗員を有効に拘束保護で
きるようにした乗員拘束保護システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の自動車には、走行車両の操縦安定
性を高めるために、種々の走行安全装置が搭載されてい
る。たとえばこれらの走行安全装置としては、低μ路等
でのコーナリングを安定させるためのＬＳＤ（リミテッ
ドスリップ・デファレンシャル）、また制動時にタイヤ
のロックを解除させるＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ
・システム）、走行時に駆動輪のホイール・スピンを防
止し、走行安定性を図るＴＲＣ（トラクションコントロ
ール）等が実用化されている。

【０００３】低μ路の代表例として雪道や氷結路がある
が、雪道等でのスリップ事故は、運転時にドライバーが
車体を的確に操縦できなくなった結果の代表的な例であ
る。上述の走行安全装置は、このような走行中に生じる
車体のスリップや駆動輪の空転による操縦不能状態を緩
和したり、安定した制動性能を保持させることを目的と
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、たとえばスリ
ップ等によって起こる衝突事故等の場合、制動をかけた
場合でも、スリップ車両が衝突対象に向かってスリップ
している間、車輪がロックして制動が効かず、検知可能
な大きな減加速度が検知されないことがある。このた
め、乗員はシートベルトを装着していても、崩れる姿勢
を、シートベルトで保持することができない。そして、
スリップしてそのまま対向車や対象物と衝突して初めて
衝撃を検知し、乗員拘束保護装置としてのシートベルト
やエアバッグが動作する。このとき乗員の姿勢が崩れ
て、正規の位置に着座していない場合もある。そのよう
な場合には、これらの乗員拘束保護装置で乗員を有効に
拘束保護することは難しい。

【０００５】そこで、本発明の目的は上述した従来の技
術が有する問題点を解消し、走行中の車両のスリップ等
を検知した際に、乗員拘束保護装置としてのシートベル
ト装置のプリテンショナ等のアクチュエータを動作でき
るようにした乗員拘束保護システムを提供することにあ
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
に、本発明は、各車輪の車輪速を検出する車輪速センサ
と、車体の横滑りを検出する横滑り検出センサと、前記
車輪速センサ及び／又は横滑り検出センサからの検出信
号を受け、車体の横滑りを検知し、車体の横滑り動作中
にアクチュエータを動作させる信号を出力する制御部
と、前記アクチュエータの動作により駆動するシートベ
ルトプリテンショナとを備えたことを特徴とする。

【０００７】前記制御部は、車体の横滑りを検知する
際、前輪操舵角に応じてセットされた設定値と前記横滑
り検出センサの検出値とを比較し、前記検出値が前記設
定値より大きい場合に、前記アクチュエータの動作指令
信号の出力を行うようにすることが好ましい。

【０００８】前記横滑り検出センサは、ヨーレートセン
サまたは横Ｇセンサとすることが好ましい。

【０００９】前記車輪速センサからの検出信号により、
車載トラクションコントロール装置または車載アンチブ
レーキング・システム装置の動作指令が前記制御部に並
行して出力され、前記車載の装置の動作と並行して前記
アクチュエータを動作させるようにすることが好まし
い。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の乗員拘束保護シス
テムの一実施の形態について、添付図面を参照して説明
する。図１は、本発明の乗員拘束保護システムを、車両
走行安全装置において各構成が明らかになるように示し
たシステム模式構成図である。同図には乗員として、シ
ートベルトＢを装着した運転席の乗員Ｐのみが簡単化の
ために示されている。図示した車両には、前述したよう
な操縦安定性を確保するための走行安全装置として、一
部の部品を共通使用した公知のＴＲＣ、ＡＢＳ（図示せ
ず）が搭載されている。本発明ではこれらの走行安全装
置の構成部品を一部利用してシステムの一部が構成され
ている。これら共通部品を本発明の乗員拘束保護システ
ムの点から説明する。

【００１１】車体１の前後各車輪２Ｆ、２Ｒの車軸近傍
には車輪速センサ３としてのエンコーダが装着されてい
る。車輪速センサ３からのカウンタ信号は、車両中央部
に設置されたコントロールユニットに送られ、車輪回転
速度が算出される。この車輪速検出センサ３からの信号
によって車輪ロック（車輪速＝０）が検知されると、Ａ
ＢＳが動作するようになっている。また、ＴＲＣにおい
ては、駆動輪の空転状態が検知情報として利用される。

【００１２】舵角センサ４は、ステアリングシャフト５
に取り付けられたエンコーダからなり、前輪操舵を行う
際、ステアリングシャフト５の回転方向、回転数を検知
し、その前輪操舵角を検出することができる。この舵角
センサ４から得られた操舵角情報はコントロールユニッ
ト２０に出力され、走行時における横滑り等の状態把握
のために利用される。

【００１３】ヨーレートセンサ６は、走行車体１のヨー
の変化を角速度で検出するセンサで、高速旋回走行中に
車体重心に作用するヨーモーメントＭ_y（図２）によっ
て生じる車体１の尻振り、横滑り等を押さえるヨーコン
トロール装置等に用いられる。図２は、この旋回走行時
に生じる旋回内外の後輪駆動輪２Ｒの車輪速の差によっ
て生じたヨーモーメントＭ_yによる車体１の横滑りある
いは尻振り状態を模式的に示している。

【００１４】横Ｇセンサ７は、車体１に生じる進行方向
に対して左右方向に生じる加速度を検知するセンサで、
公知の機械的、電子的検出機構のものが使用される。

【００１５】ブレーキセンサ８は、運転者（乗員Ｐ）が
制動動作に入ったかを検知するセンサで、ブレーキペダ
ル１０の踏み込み量を機械的に検出したり、ブレーキフ
リューイドの圧力変化を検知してそのブレーキ動作の開
始、制動量等を確認することができる。図１にはＡＢＳ
において動作するブレーキアクチュエータ１８とその配
管１９とが示されている。

【００１６】スロットル開度センサ１１はＴＲＣ、ヨー
コントロール装置等において、エンジン１３の出力制御
等によって走行車体１の安定を図るために、エンジン回
転状態をコントロールユニット２０にフィードバックさ
せるセンサで、本発明では走行時に生じる車体１の横滑
り、制動時に生じる車体１の横滑りをそれぞれ判断する
際に利用される。また、エンジン１３にはエンジン回転
数を検出する回転センサ１４も取り付けられ、エンジン
回転状態を把握できるようになっている。

【００１７】コントロールユニット２０は、図３に示し
たように、車体１に搭載された上述した各センサからの
検出信号を直接、あるいはＴＲＣ、ＡＢＳ、ヨーコント
ロール装置が備えられている場合には、各装置の図示し
ないコントロール回路（コントロールユニット２０と同
一基板に設けられてもよいし、別基板としてもよい。）
への出力信号と兼用した形で、並行して信号が得られる
ようになっている。コントロールユニット２０における
横滑り状態判断およびシートベルトのプリテンショナ３
０のアクチュエータ３１への動作指令のフローについて
は後述する。

【００１８】ここで、シートベルトのプリテンショナ３
０のアクチュエータ３１の動作について説明する。走行
中、車体１の横滑りが検知され、その度合いが設定状態
より大きいと判断されたとき、プリテンショナ３０のア
クチュエータ３１を動作させることにより、横滑り状態
において乗員をあらかじめ座席に拘束させることによ
り、その後発生する可能性のある衝突に対してシートベ
ルトによる拘束保護が有効に機能させることができる。
乗員の姿勢保持を行う。すなわち、姿勢が崩れ、正規の
着座位置からはずれた状態の乗員に対し、衝突時に高出
力のリトラクタを動作させるより、適正な引き込み力で
設定されたプリテンショナの第１次引き込み動作によっ
て、衝突前のスリップ状態にある車体１内で乗員の姿勢
が崩れないように、またシートベルトに生じているスラ
ックを除去して拘束することを目的としている。これに
より、実際の衝突が起きた際に、乗員の移動を有効に拘
束保護することができる。

【００１９】プリテンショナ３０のアクチュエータ３１
としては、火薬による爆発力あるいはガスが蓄圧された
アキュムレータ等の高圧源等による圧力流体を利用して
ピストンシリンダを駆動するものが好適である。この他
バネ付勢機構、電動モータ等の駆動源も可能である。ま
た、アクチュエータ３１によってシートベルトを引き込
む部位としては、ベルト巻取装置内の他、肩ベルトアン
カー部、スリップアンカーアジャスタ部、腰ベルトアン
カー部、バックル装置等、ベルト（ウェビング）の一部
等どこでも良い。この駆動位置は単独でも各位置の組み
合わせでも良い。このときのプリテンショナ３０による
ベルト引き込み量は最大で約２００mmを確保することが
好ましい。

【００２０】コントロールユニット２０における横滑り
状態の判断及びプリテンショナ３０のアクチュエータ３
１への動作指令フローについて図４を参照して説明す
る。なお、以下、プリテンショナ３０の動作指令と言う
表現で、プリテンショナ３０に付帯するアクチュエータ
３１の動作指令をさす。

【００２１】コントロールユニット２０では、走行中
に、車体１に装備されている公知のＴＲＣあるいはＡＢ
Ｓの作動信号を受けてプリテンショナ３０の動作指令を
行い、シートベルトの引き込みを図ることができる。す
なわち、ＴＲＣ、ＡＢＳを装備した車体１では、この両
回路のいずれかが動作した際に、同時にプリテンショナ
３０を動作させている。さらに、同図に示したように、
ＴＲＣあるいはＡＢＳの作動と独立して、あるいはＴＲ
Ｃ、ＡＢＳを装備しない車体１の場合にも所定の検出セ
ンサを搭載することで、車体１がアクセル動作中である
か、制動中であるかの判断を行い、さらに対象車両が横
滑りしたり、駆動輪が空転した場合を個々に判断してプ
リテンショナ３０を動作させるか判断するようにしてい
る。

【００２２】以下、走行時、制動時にプリテンショナ３
０を動作させるための図４のフローチャートに従って説
明する。コントロールユニット２０では、スロットル開
度センサ１１からの検出信号から車両が運転状態（スロ
ットル開）にあるか、制動状態（スロットル閉）にある
かを判断する（ステップ１００）。運転状態にある場
合、車輪速センサ３から得られた駆動輪と従動輪の車輪
速を比較することで、駆動輪の空転状態を判断する（ス
テップ１１０）。駆動輪と従動輪の車輪速が等しくない
場合には駆動輪に空転が生じているので、プリテンショ
ナ３０を動作させる（ステップ２００）。駆動輪と従動
輪の車輪速が等しい場合は、舵角センサ４からの情報信
号により前輪操舵角を確認し、直進状態である場合（図
１参照）には、左右輪の車輪速が等しいかを確認する
（ステップ１２０，１３０）。左右輪の車輪速が等しく
ない場合には、車体１に滑りが発生していると判断し、
プリテンショナ３０を動作させる（ステップ２００）。
さらに所定の速度での直進走行時（操舵角＝０）、所定
の操舵角での旋回走行時（図２参照）、それぞれの状態
に対応する適正な車体１のヨーを示す角速度（設定ヨー
レート）、設定横Ｇを設定する（ステップ１４０）。そ
して走行時におけるヨーレートセンサ６、横Ｇセンサ７
からの検出値が設定値を上回る場合は、通常走行状態に
対して車体１の横滑り等が生じていると判断し、プリテ
ンショナ３０を動作させる（ステップ１５０，１６０，
２００）。

【００２３】一方、ブレーキセンサ８から車体１が制動
中であり、かつ所定速度以上からの制動であることが確
認された際、いずれかの車輪がロックした（車輪速がゼ
ロ）と判断されたら（ステップ１７０，１８０，１９
０）、プリテンショナ３０を動作させる（ステップ２０
０）。また、制動中の車体１の横滑り状態を判断するた
めに、制動時の適正ヨーレート及び横Ｇの設定値をセッ
トし、これに対して検出値が大きくなった場合にはプリ
テンショナ３０を動作させる（１４５，１５０，１６
０）。このようにして運転中、制動中に駆動輪の空転、
車体１の横滑り等が生じたことが判断された場合に、乗
員の姿勢を保持させるためにシートベルトＢのプリテン
ショナ３０を適正なタイミングで動作させることができ
る。

【００２４】また、設定ヨーレート、設定横Ｇ値より、
検出値がどの程度大きいかの度合いによりプリテンショ
ナ３０のアクチュエータ３１の動作量、すなわちシート
ベルトの引き込み量を段階的に設定することができる。
横滑りが緩やかに生じ、加速度変化も小さい場合には、
シートベルト引き込み量は小さく設定できる一方、急激
な横滑りに対しては衝突発生の可能性の有無に関わら
ず、シートベルトを十分な引き込み量で引き込み、乗員
の座席上での移動を積極的に拘束することが好ましい。

【００２５】

【発明の効果】以上に述べたように、運転時、制動時に
駆動輪の空転、車体の横滑り等、操縦不安定状態が生じ
たときに、その後に衝突等が起きた場合に乗員拘束保護
装置が有効かつ確実に動作するように、シートベルトの
プリテンショナを動作させることでシート上の乗員の姿
勢を保持することができる。これにより衝突時の乗員の
安全確保が格段に向上するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による乗員拘束保護システムの一実施の
形態を車体に重ねて模式的に示したシステム構成図。

【図２】図１に示した本発明の乗員拘束保護システムに
おいて、横滑りが生じたときの動作状況を模式的に示し
たシステム構成図。

【図３】本発明のシステム構成を模式的に示したブロッ
ク図。

【図４】本発明のシステム中のコントロールユニットに
おけるプリテンショナ動作指令フローを示したフローチ
ャート。

【符号の説明】

１車体２，２Ｆ，２Ｒ車輪（前後輪）３車輪速センサ４舵角センサ６ヨーレートセンサ７横Ｇセンサ８ブレーキセンサ１１スロットル開度センサ２０コントロールユニット３０プリテンショナ３１アクチュエータＢシートベルトＰ乗員

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各車輪の車輪速を検出する車輪速センサ
と、車体の横滑りを検出する横滑り検出センサと、前記
車輪速センサ及び／又は横滑り検出センサからの検出信
号を受け、車体の横滑りを検知し、車体の横滑り動作中
にアクチュエータを動作させる信号を出力する制御部
と、前記アクチュエータを有し、その動作によりシート
ベルトを所定量引き込むプリテンショナとを備えたこと
を特徴とする乗員拘束保護システム。
【請求項２】前記制御部は、車体の横滑りを検知する
際、前輪操舵角に応じてセットされた設定値と前記横滑
り検出センサの検出値とを比較し、前記検出値が前記設
定値より大きい場合に、前記アクチュエータの動作指令
信号の出力を行うようにしたことを特徴とする請求項１
に記載の乗員拘束保護システム。
【請求項３】前記横滑り検出センサは、ヨーレートセン
サまたは横Ｇセンサであることを特徴とする請求項１ま
たは請求項２に記載の乗員拘束保護システム。
【請求項４】前記車輪速センサからの検出信号により、
車載トラクションコントロール装置または車載アンチブ
レーキング・システム装置の動作指令が前記制御部に並
行して出力され、前記車載の装置の動作と並行して前記
アクチュエータを動作させるようにしたことを特徴とす
る請求項１に記載の乗員拘束保護システム。