專利名稱：機動車乘員約束裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輪式機動車乘員約束裝置，特別是涉及這樣一種乘員約束裝置，其至少包括一個安全帶和一個控制器，該控制器能夠控制安全帶的設(shè)定位置，從而在發(fā)生車輛碰撞時通過安全帶安全地約束乘員(即佩戴安全帶的乘員)。
背景技術(shù)：
日本公開專利申請(Tokkaihei)6-286581和特開(Tokkai)2003-175797均公開了上述類型的乘員約束裝置。這些裝置每個都包括一個用于約束乘員的安全帶，對安全帶施加一定張力的第一和第二預(yù)緊器，以及一個根據(jù)車輛碰撞的預(yù)測和探測來控制第一和第二預(yù)緊器的控制器。第一預(yù)緊器為可逆式(或可重復(fù)式)，而第二預(yù)緊器為不可逆式(或不可重復(fù)式)。即當預(yù)測到車輛碰撞時，控制器啟動第一預(yù)緊器，當探測到車輛碰撞時，控制器啟動第二預(yù)緊器，以便在發(fā)生車輛碰撞時，安全帶能夠及時為佩戴安全帶的乘員提供最佳約束。

發(fā)明內(nèi)容
在上述乘員約束裝置中，根據(jù)對車輛碰撞的預(yù)測和/或探測控制乘員約束裝置的操作。
但是，特別是在控制多個乘員約束裝置時，上述基于車輛碰撞預(yù)測和/或探測的控制可能無法表現(xiàn)出令人滿意的安全操作。即存在這樣一種可能，盡管能以最佳方式控制乘員約束裝置中的一個裝置，但不能以最佳方式控制其它約束裝置。
除上述預(yù)測和探測因素外，還有很多因素會增加這種不理想情況的可能性，例如由于長期使用而導(dǎo)致的碰撞預(yù)測和探測精確性的降低以及類似情況。
由于上面提到的原因，現(xiàn)有的乘員約束裝置仍具有改進其操作的空間。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種不具有上述缺點的機動車乘員約束裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供一種機動車乘員約束裝置，包括多個預(yù)測裝置，每個裝置均能預(yù)測或探測車輛與其前方障礙物的碰撞；一個靈敏度調(diào)節(jié)裝置，其能調(diào)節(jié)至少一個預(yù)測裝置的靈敏度；可逆式乘員約束裝置，其能以可逆方式約束車輛中的乘員；不可逆式乘員約束裝置，其能以不可逆方式約束車輛中的乘員；以及一個控制單元，根據(jù)預(yù)測裝置中經(jīng)靈敏度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)過靈敏度的一個預(yù)測裝置產(chǎn)生的信號，控制可逆式乘員約束裝置和不可逆式乘員約束裝置的操作。
本發(fā)明所述的乘員約束裝置，當其中一個所述預(yù)測裝置預(yù)測或探測到車輛與障礙物的碰撞時，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)除該已預(yù)測或探測到車輛碰撞的預(yù)測裝置以外至少一個所述預(yù)測裝置的靈敏度。
本發(fā)明所述的乘員約束裝置，至少一個所述預(yù)測裝置為非接觸式，在不接觸障礙物的情況下預(yù)測車輛與障礙物的碰撞，并且所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)所述非接觸式預(yù)測裝置的靈敏度。
本發(fā)明所述的乘員約束裝置，至少一個所述預(yù)測裝置為接觸式，通過接觸障礙物來探測車輛的碰撞，并且所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)所述接觸式預(yù)測裝置的靈敏度。
本發(fā)明所述的乘員約束裝置，當其中一個所述預(yù)測裝置預(yù)測到車輛與障礙物的碰撞時，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)除該預(yù)測到車輛碰撞的預(yù)測裝置以外至少一個所述預(yù)測裝置在一個方向上的靈敏度，該方向為探測到障礙物的方向。
本發(fā)明所述的乘員約束裝置，由所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)的所述方向上的靈敏度不同于至少一個所述預(yù)測裝置在其它方向上的靈敏度，所述其它方向是指沒有探測到障礙物的方向。
本發(fā)明所述的乘員約束裝置，所述非接觸式預(yù)測裝置利用無線電波、光束和超聲波中的一個來預(yù)測車輛與障礙物的碰撞，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)所述非接觸式預(yù)測裝置對所述無線電波、光束或超聲波的接收靈敏度。
本發(fā)明所述的乘員約束裝置，所述非接觸式預(yù)測裝置利用無線電波，光束和超聲波中的一種來預(yù)測車輛與障礙物的碰撞，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)所述非接觸式預(yù)測裝置對所述無線電波、光束或超聲波的發(fā)射靈敏度。
本發(fā)明所述的乘員約束裝置，所述接觸式預(yù)測裝置具有一個在接觸障礙物時發(fā)出信息信號的傳感元件，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置改變該傳感元件與車輛預(yù)定部分之間的距離。
本發(fā)明所述的乘員約束裝置，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置通過改變在預(yù)測車輛與障礙物碰撞的算法中使用的閾值來調(diào)節(jié)至少一個所述預(yù)測裝置的靈敏度。
本發(fā)明所述的乘員約束裝置，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置通過改變在預(yù)測車輛與障礙物碰撞的算法中使用的閾值來調(diào)節(jié)至少一個所述預(yù)測裝置的靈敏度。
本發(fā)明所述的乘員約束裝置，當其中一個所述預(yù)測裝置預(yù)測到車輛與障礙物的碰撞時，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置根據(jù)預(yù)測到的車輛碰撞調(diào)節(jié)除該預(yù)測到車輛碰撞的預(yù)測裝置以外至少一個所述預(yù)測裝置的靈敏度，與未經(jīng)靈敏度調(diào)節(jié)的所述預(yù)測裝置預(yù)測到車輛碰撞時相比，當經(jīng)過靈敏度調(diào)節(jié)的所述預(yù)測裝置預(yù)測到車輛與障礙物的碰撞時，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置提前可逆式乘員約束裝置和不可逆式乘員約束裝置的操作時間。
本發(fā)明所述的乘員約束裝置，當所述可逆式乘員約束裝置和不可逆式乘員約束裝置中至少一個的操作時間提前時，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置降低所述可逆式乘員約束裝置和不可逆式乘員約束裝置中至少一個的操作速度。
本發(fā)明所述的乘員約束裝置，隨著車輛相對于其所行駛的地面的行駛速度的增大，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置增大至少一個預(yù)測裝置的靈敏度。
本發(fā)明所述的乘員約束裝置，隨著車輛相對于障礙物的行駛速度的增大，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置增大至少一個預(yù)測裝置的靈敏度。
本發(fā)明所述的乘員約束裝置，隨著車輛相對于地面的行駛速度與車輛相對于障礙物的行駛速度中更高的一個速度的增大，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置增大至少一個預(yù)測裝置的靈敏度。
根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供一種機動車乘員約束裝置，包括多個預(yù)測裝置，每個裝置均能預(yù)測或探測車輛與其前方障礙物的碰撞；靈敏度調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)至少一個預(yù)測裝置的靈敏度；可逆式乘員約束裝置，用于以可逆方式約束車輛中的乘員；不可逆式乘員約束裝置，用于以不可逆方式約束車輛中的乘員；以及控制裝置，根據(jù)預(yù)測裝置中經(jīng)靈敏度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)過靈敏度的一個預(yù)測裝置發(fā)出的信號，控制可逆式和不可逆式乘員約束裝置的操作。
本發(fā)明提供的機動車乘員約束裝置具有多個預(yù)測裝置，當其中一個預(yù)測裝置預(yù)測或探測到車輛碰撞時，調(diào)整其它預(yù)測裝置的靈敏度，并且根據(jù)調(diào)節(jié)過靈敏度的預(yù)測裝置發(fā)出的信號控制乘員約束裝置，從而顯著提高了預(yù)測和探測的準確度，確保了約束裝置能在發(fā)生車輛碰撞時為乘員提供約束，并且降低了約束裝置給乘員帶來的不適。


圖1為本發(fā)明第一實施例乘員約束裝置的示意圖；圖2為在第一實施例中使用的控制單元的原理框圖；圖3為電動安全帶回卷器的剖面圖；圖4A為膝蓋支承墊的示意圖；圖4B為膝蓋支承墊主要部分的示意圖；圖5用來說明安裝在主車上的長距離和短距離雷達系統(tǒng)的操作；圖6為流程圖，用來顯示第一實施例中的控制單元的程序操作步驟；圖7顯示的是安裝有本發(fā)明乘員約束裝置的主車，用來說明圖6所示流程圖中的靈敏度調(diào)節(jié)處理(步驟12)；圖8為流程圖，顯示的是控制單元執(zhí)行圖6所示流程圖中的操作時間判斷處理(步驟ST17)的程序操作步驟；圖9為流程圖，顯示的是控制單元操作每個乘員約束裝置的程序操作步驟；圖10A為曲線圖，顯示的是用于執(zhí)行碰撞預(yù)測判斷的相對車速和車距的關(guān)系；圖10B為曲線圖，顯示的是用于執(zhí)行碰撞預(yù)測判斷的相對車速和避免車輛碰撞所需時間之間的關(guān)系；圖11顯示的是車輛碰撞前各乘員約束裝置的操作時間；圖12為流程圖，顯示的是本發(fā)明第二實施例乘員約束裝置使用的控制單元的程序操作步驟；圖13顯示的是本發(fā)明第三實施例乘員約束裝置中使用的長距離和短距離雷達系統(tǒng)的操作；圖14為流程圖，顯示的是第三實施例乘員約束裝置使用的控制單元的程序操作步驟；圖15顯示的是一種安裝在主車上的接觸式碰撞傳感器；圖16顯示的是對接觸式碰撞傳感器的改進；圖17為流程圖，顯示的是本發(fā)明第四實施例乘員約束裝置使用的控制單元的程序操作步驟，所述操作步驟用于執(zhí)行圖6所示流程圖中的操作時間判斷處理(步驟ST17)；圖18顯示的是本發(fā)明第五實施例乘員約束裝置中使用的多個接觸式碰撞傳感器；圖19為曲線圖，用于解釋本發(fā)明第六實施例乘員約束裝置中的靈敏度調(diào)節(jié)；圖20為可逆式乘員約束裝置的一個例子，主動式頭枕的視圖；圖21為可逆式乘員約束裝置的另一個例子，凸出式門飾的視圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的各實施例。
為了便于說明，在下文中，將安裝有本發(fā)明乘員約束裝置的車輛稱為“主車”，將在主車前面行駛的車輛稱為“在前車輛”。
圖1至圖11，特別是圖1，顯示的是本發(fā)明第一實施例乘員約束裝置100。
如圖1所示，乘員約束裝置100包括一個安裝在主車前部的長距離雷達系統(tǒng)10，以及一個安裝在該車前部的短距離雷達系統(tǒng)11。這兩個距離雷達系統(tǒng)10和11中的每一個均能夠探測主車和在其前面行駛的在前車輛(或前方障礙物)之間的距離，下面將對其詳細說明。每個雷達系統(tǒng)10或11向在前車輛發(fā)射電磁波，接收來自在前車輛的反射波，并且通過處理發(fā)射所述電磁波的時間和接收反射波的時間計算兩車之間的距離。短距離雷達系統(tǒng)11的最大探測距離比長距離雷達系統(tǒng)10的最大探測距離短。長/短距離雷達系統(tǒng)10或11探測的距離由一個控制單元40處理，以便預(yù)測車輛碰撞?？梢允褂霉馐吞綔y器、超聲波型探測器或類似裝置代替雷達系統(tǒng)來探測兩車之間的距離。
乘員約束裝置100還包括一個用于探測主車與在前車輛碰撞的加速度計(accelerometer)20。即當主車與在前車輛發(fā)生碰撞時，加速度計20能夠探測到主車的較大異常減速。
乘員約束裝置100還包括一個乘員約束單元30。
乘員約束單元30包括一個約束乘員膝部的膝蓋支承墊(knee bolster)31，一個通過電力縮回安全帶的電動回卷器(retractor)32，一個約束乘員上部的氣囊33，以及一個通過爆炸力縮回安全帶的卡盤(cartridge)驅(qū)動回卷器34。
需要指出的是，膝蓋支承墊31和電動回卷器32為可逆式(或可重復(fù)式)，而氣囊33和卡盤驅(qū)動回卷器34則為不可逆式(或不可重復(fù)式)。即乘員約束單元30包括兩種乘員約束裝置，一種為可逆式乘員約束裝置，另一種為不可逆式乘員約束裝置。
乘員約束裝置100還包括一個控制單元40，通過處理來自長距離和短距離雷達系統(tǒng)10和11以及加速度計20的信息信號來控制乘員約束單元30的四個約束裝置31、32、33和34。即控制單元40根據(jù)來自長距離和短距離雷達系統(tǒng)10和11以及加速度計20的信息信號，控制膝蓋支承墊31、電動回卷器32、氣囊33和卡盤驅(qū)動回卷器34四個約束裝置。
控制單元40是一個微型計算機，通常包括一個CPU(中央處理器)，一個RAM(隨機存儲器)，一個ROM(只讀存儲器)以及輸入和輸出接口。如下文所述，通過處理所述信息信號，控制單元40進行車輛碰撞預(yù)測判斷以及車輛碰撞探測判斷。
圖2是控制單元40的功能方框圖。如圖所示，控制單元40包括一個碰撞預(yù)測判斷部分(C.P.J.S.)41，一個靈敏度調(diào)節(jié)部分(S.A.S.)42，一個碰撞探測判斷部分(C.D.J.S.)43，一個操作定時確定部分(O.T.D.S.)44以及四個驅(qū)動指令部分45a、45b、45c和45d。
如圖所示，通過處理來自長距離和短距離雷達系統(tǒng)10和11的信息信號，碰撞預(yù)測判斷部分41預(yù)測主車是否與在前車輛碰撞。根據(jù)接收到的來自碰撞預(yù)測判斷部分41的信號，靈敏度調(diào)節(jié)部分42調(diào)節(jié)長距離和短距離雷達系統(tǒng)10和11以及加速度計20中至少一個的靈敏度。在所說明的實施例中，靈敏度調(diào)節(jié)部分42根據(jù)來自長距離雷達系統(tǒng)10的信息信號調(diào)節(jié)短距離雷達系統(tǒng)11的靈敏度。
通過處理來自加速度計20的信息信號，碰撞探測判斷部分43判斷主車是否已與在前車輛發(fā)生碰撞。
根據(jù)來自碰撞預(yù)測判斷部分41和碰撞探測判斷部分43的結(jié)果信號，操作定時確定部分44確定膝蓋支承墊31、電動回卷器32、氣囊33和卡盤驅(qū)動回卷器34的操作時間。來自操作定時確定部分44的指令信號輸入驅(qū)動指令部分45a、45b、45c和45d，從而根據(jù)部分44確定的操作時間分別驅(qū)動電動回卷器32、膝蓋支承墊31、卡盤驅(qū)動回卷器34和氣囊33。
圖3顯示了電動回卷器32的詳細結(jié)構(gòu)，所述電動回卷器32此外還具有已知的基本元件，即一個電動馬達32a，一個減速齒輪32b，以及一個行星齒輪裝置32c。當電動馬達32a通電后，馬達32a的扭矩傳遞至減速齒輪32b和行星齒輪裝置32c。經(jīng)減速齒輪32b減速后的扭矩通過行星齒輪裝置32c作用于一個卷軸32d，從而卷起安全帶。
電動回卷器32還具有一個鎖定齒輪32e和一個鎖定機構(gòu)32f。由于設(shè)置了鎖定齒輪32e和鎖定機構(gòu)32f。在發(fā)生車輛碰撞或類似情況，回卷器32受到異常大的沖擊時，通過鎖定齒輪32e和鎖定機構(gòu)32f能夠抑制安全帶從回卷器32中抽出。
圖4A和4B顯示了電動膝蓋支承墊31。如圖4A所示，膝蓋支承墊31包括安裝在座椅前方內(nèi)部面板中的一個電動馬達31a、一個齒輪傳動裝置31b和一個缸體組件31c，以及一個與缸體組件31c相連的支承墊襯墊(bolster pad)31d。由圖4B可知，當電動馬達31a通電后，齒輪傳動裝置31b通過缸體組件31c推或拉支承墊襯墊31d。雖然圖中未示，但在靜止條件下，支承墊襯墊31d位于內(nèi)部面板的蓋內(nèi)。
當有碰撞危險時，例如主車很可能與在前車輛發(fā)生碰撞，則電動馬達31a通電，從而立即推出支承墊襯墊31d，以便支承乘員的膝部，以此可靠抑制乘員的向前運動。同時，當沒有碰撞危險時，例如發(fā)生車輛碰撞的可能性消失了，則立即將支承墊襯墊31d拉回至內(nèi)縮位置。
參見圖1，氣囊33包括一個氣囊本體和一個氣體發(fā)生器。當車輛發(fā)生碰撞時，啟動氣體發(fā)生器，從而立即對氣囊本體充氣。借此，通過氣囊本體柔和地支承乘員的上半部。
卡盤驅(qū)動回卷器34用來在車輛發(fā)生碰撞時，借助爆炸力迅速但小幅卷繞安全帶。即當車輛發(fā)生碰撞時，卡盤內(nèi)的爆炸產(chǎn)生一個巨大的力，以此通過卷軸卷回安全帶。以此方式，如圖1所示，避免乘員的上半部過分前傾。
如圖5所示，每個雷達系統(tǒng)10或11均能向前(即向在主車前面行駛的在前車輛)發(fā)出電磁波，并且接收來自在前車輛的反射波。雷達系統(tǒng)10或11監(jiān)視發(fā)出和接收電磁波的時間，并將其輸入控制單元40的碰撞預(yù)測判斷部分41。
通過處理電磁波的發(fā)送和接收時間，碰撞預(yù)測判斷部分41計算或估計主車與在前車輛(或前方障礙物)之間的距離。通過用時間微分算得的距離，部分41能夠獲得主車與在前車輛(或前方障礙物)之間的相對車速。如果需要，實際上可以利用多普勒(Doppler)效應(yīng)獲得相對速度。通過用估計的距離除以相對車速，部分41能夠得知主車與在前車輛(或前方障礙物)可能發(fā)生碰撞的時間。
加速度計20用來測量沿前后方向作用于車輛上的加速度。來自加速度計20的代表加速度的信號發(fā)送至控制單元40的碰撞探測判斷部分43。通過比較測得的加速度和閾值“Th1”，部分43判斷車輛碰撞是否已發(fā)生。
下面結(jié)合圖6所示的流程圖說明第一實施例乘員約束裝置100的操作。
當接通點火開關(guān)(圖中未示)啟動發(fā)動機時，乘員約束裝置100啟動。這時，長距離和短距離雷達系統(tǒng)10和11以及加速度計20啟動。
在步驟ST10中，碰撞預(yù)測判斷部分41讀取來自長距離雷達系統(tǒng)10(即L.D.R.S.)的信息信號。在步驟ST11中，根據(jù)來自系統(tǒng)10的信息信號，部分41判斷主車是否將要與在前車輛(或前方障礙物)發(fā)生碰撞。如果否，即判斷不會發(fā)生碰撞，則操作流程轉(zhuǎn)到步驟ST13，該步驟將在后面說明。如果在步驟ST11中為是，即判斷將要發(fā)生碰撞，則操作流程進入步驟ST12，在該步驟中，碰撞預(yù)測判斷部分41向靈敏度調(diào)節(jié)部分42發(fā)出相應(yīng)信號，以調(diào)節(jié)短距離雷達系統(tǒng)(或S.D.R.S.)11的靈敏度。隨后，操作流程進入步驟ST13。
在步驟ST13中，碰撞預(yù)測判斷部分41讀取來自短距離雷達系統(tǒng)11的信息信號。隨后，在步驟ST14中，根據(jù)來自系統(tǒng)11的信息信號，部分41判斷主車是否將與在前車輛(或前方障礙物)發(fā)生碰撞。如果否，即判斷不會發(fā)生碰撞，操作流程返回步驟ST10。如果在步驟ST14中為是，則操作流程進入步驟ST15。需要注意的是，碰撞預(yù)測判斷部分41根據(jù)來自短距離雷達系統(tǒng)11的信息給出判斷結(jié)果。在步驟ST15中，碰撞探測判斷部分43讀取來自加速度計20的信息信號。隨后，操作流程進入步驟ST16。在該步驟，部分43判斷車輛碰撞是否已實際發(fā)生。如果否，即判斷尚未發(fā)生碰撞，則操作流程返回步驟ST10。如果是，即判斷碰撞已實際發(fā)生，則操作流程進入步驟ST17，在該步驟中，由操作定時確定部分44確定膝蓋支承墊31、電動回卷器32、氣囊33和卡盤驅(qū)動回卷器34的操作時間。隨后，在步驟ST17確定的時間，由四個驅(qū)動指令部分45a、45b、45c和45d起動裝置31、32、33和34。
隨后，操作流程進入步驟ST19。在該步驟，判斷點火開關(guān)是否已切斷。如果否，即點火開關(guān)保持ON(開)狀態(tài)，則操作流程返回步驟ST10。如果是，即判斷點火開關(guān)已切斷，則結(jié)束操作。
下面結(jié)合圖7詳細說明圖6所示流程圖中步驟ST12執(zhí)行的靈敏度調(diào)節(jié)。
在所說明的實施例中，由于對短距離雷達系統(tǒng)11的靈敏度的調(diào)節(jié)，擴大了雷達系統(tǒng)11的探測范圍。即通過調(diào)節(jié)靈敏度，可以提高短距離雷達系統(tǒng)11的探測能力。
由圖6所示的流程圖可知，當根據(jù)來自長距離雷達系統(tǒng)10的信息信號預(yù)測到車輛碰撞時，調(diào)節(jié)短距離雷達系統(tǒng)11的靈敏度。需要注意的是，當根據(jù)來自長距離雷達系統(tǒng)10的信息信號預(yù)測到碰撞時，發(fā)生車輛碰撞的可能性比根據(jù)來自長距離雷達系統(tǒng)10的信息信號沒有預(yù)測到碰撞時的可能性高。即當車輛發(fā)生碰撞的可能性較高時，提高雷達系統(tǒng)11的靈敏度。換句話說，如果發(fā)生車輛碰撞的可能性更高，則應(yīng)改變短距離雷達系統(tǒng)11，使之具有更長的探測范圍。
因此，當發(fā)生車輛碰撞的可能性較高時，重新設(shè)定系統(tǒng)11，使其具有更長的探測范圍，從而降低判斷失誤的可能性，即消除當不可能發(fā)生車輛碰撞時仍預(yù)測到車輛碰撞的情況，或至少將其降至最低。另一方面，由于發(fā)生車輛碰撞的可能性越高，探測范圍就越長，因而能探測到很大范圍內(nèi)的在前車輛(或障礙物)，從而實現(xiàn)對車輛碰撞的可靠預(yù)測。因此，在調(diào)節(jié)過靈敏度之后，短距離雷達系統(tǒng)11的探測準確性能夠得到改善。
當提高了短距離雷達系統(tǒng)11的探測準確性后，即使車輛更高速行駛和/或因濃霧而導(dǎo)致能見度非常差時，仍能可靠預(yù)測車輛碰撞。
由于探測范圍的增大，短距離雷達系統(tǒng)11能在進行高精度車輛碰撞預(yù)測的同時，在早期階段探測在前車輛(或障礙物)。目前已知，通過改變波的傳輸強度和/或波的接收靈敏度，可以調(diào)節(jié)雷達系統(tǒng)11的探測范圍。
需要注意的是，通過改變控制單元40中碰撞預(yù)測判斷部分41的參數(shù)，可以調(diào)節(jié)所述靈敏度。例如，為了預(yù)測車輛碰撞，部分41存有一個閾值“Th2”。比較算出的距預(yù)計發(fā)生車輛碰撞所剩的時間和閾值“Th2”，當算出的時間小于閾值“Th2”時，碰撞預(yù)測判斷部分41預(yù)測發(fā)生車輛碰撞。
下面結(jié)合圖8說明圖6所示流程圖中步驟ST17的細節(jié)。
圖8顯示的是圖2中控制單元40的操作定時確定部分44執(zhí)行時間判斷處理的操作步驟。
如圖8的流程圖所示，在步驟ST20，根據(jù)來自短距離雷達系統(tǒng)11的信息信號，預(yù)測是否發(fā)生車輛碰撞。具體地說，碰撞預(yù)測判斷部分41根據(jù)來自短距離雷達系統(tǒng)11的信息提供結(jié)果，操作定時確定部分44根據(jù)該結(jié)果判斷車輛碰撞的可能性。
如果在步驟ST20中為是，即碰撞預(yù)測判斷部分41判斷發(fā)生車輛碰撞的可能性較高時，操作流程進入步驟ST21。在該步驟中，操作定時確定部分44判斷預(yù)計的碰撞是否將在1秒內(nèi)發(fā)生。如果否，即預(yù)計的碰撞不會在1.0秒內(nèi)發(fā)生，則操作流程返回圖6所示流程圖的ST18。
如果在步驟ST21中為是，即車輛碰撞將在1.0秒內(nèi)發(fā)生，則操作流程進入步驟ST22，啟動膝蓋支承墊31。在該步驟中，相應(yīng)的指令信號輸送至膝蓋支承墊驅(qū)動指令部分45b，從而操作膝蓋支承墊31。
隨后，在步驟ST23，操作定時確定部分44判斷預(yù)計的碰撞是否將在0.5秒內(nèi)發(fā)生。
如果否，即預(yù)計的碰撞不會在0.5秒內(nèi)發(fā)生時，則操作流程返回圖6所述流程圖中的ST18。
如果在步驟ST23中為是，即車輛碰撞將在0.5秒內(nèi)發(fā)生時，則操作流程進入步驟ST24，啟動電動回卷器32。在該步驟中，相應(yīng)的指令信號輸送至電動回卷器驅(qū)動指令部分(M.D.R.D.I.S.)45a，從而操作回卷器32。
隨后，操作流程進入步驟ST25。在該步驟，操作定時確定部分44判斷是否已探測到車輛碰撞。即部分44判斷來自碰撞探測判斷部分43的信息信號是否表示車輛碰撞。
如果否，即尚未發(fā)生車輛碰撞時，則操作流程返回圖6所述流程圖中的ST18。
如果在步驟ST25中為是，即已發(fā)生車輛碰撞，則操作流程進入步驟ST26，啟動卡盤驅(qū)動回卷器34。在該步驟，相應(yīng)的指令信號輸送至卡盤驅(qū)動回卷器驅(qū)動指令部分(C.A.R.D.I.S.)45c，從而操作卡盤驅(qū)動回卷器34。
隨后，操作流程進入步驟ST27。在該步驟，操作定時確定部分44向氣囊驅(qū)動指令部分(A.B.D.I.S.)45d輸送用于操作氣囊33的指令信號。隨后，操作流程返回圖6中流程圖的步驟ST18。
如果在步驟ST20中為否，即碰撞預(yù)測判斷部分41認為發(fā)生車輛碰撞的可能性不高，則操作流程進入步驟ST28。在該步驟，操作定時確定部分44取消對膝蓋支承墊31的操作。即部分44向操作膝蓋支承墊驅(qū)動指令部分(K.B.D.I.S.)45b輸送操作取消指令。因此，如果正在操作膝蓋支承墊31，則取消所述操作。隨后，操作流程進入步驟ST29，向電動驅(qū)動回卷器驅(qū)動指令部分45a輸送操作取消信號。隨后，操作流程返回圖6所述流程圖中的步驟ST18。
下面結(jié)合圖9中的流程圖說明膝蓋支承墊31的操作。需要注意的是，其它約束裝置，即電動回卷器32、氣囊33和卡盤驅(qū)動回卷器34，其操作與膝蓋支承墊31大致相同。
如圖9中的流程圖所示，在步驟ST30，膝蓋支承墊31的驅(qū)動部分判斷操作信號是否為ON。即驅(qū)動部分判斷來自膝蓋支承墊驅(qū)動指令部分45b的指令信號是ON(驅(qū)動)信號還是OFF(取消)信號。
如果在步驟ST30為否，即來自膝蓋支承墊驅(qū)動指令部分45b的指令信號為OFF信號時，操作流程進入步驟ST31。在該步驟，膝蓋支承墊31的驅(qū)動部分將計數(shù)器設(shè)定為0(零)，然后操作流程返回步驟ST30。即只要步驟ST30發(fā)出NO應(yīng)答，計數(shù)器的值就保持為0(零)。
如果在步驟ST30為是，即來自膝蓋支承墊驅(qū)動指令部分45b的指令信號為ON信號時，則操作流程進入步驟ST32。在該步驟，驅(qū)動部分判斷計數(shù)器的值是否小于預(yù)定的閾值“TH3”。如果是，即計數(shù)器的值小于預(yù)定的閾值“TH3”時，操作流程進入步驟ST33，開始操作膝蓋支承墊31。隨后，在步驟ST34，增加計數(shù)器的值，然后操作步驟返回至步驟ST30。
在重復(fù)上述處理之后，如果計數(shù)器的值超過了預(yù)定的閾值“TH3”，則步驟ST32發(fā)出NO應(yīng)答。在這種情況下，操作流程進入步驟ST35，停止操作膝蓋支承墊31，隨后操作流程返回至步驟ST30。
按照上述方式操作膝蓋支承墊31，從而支持或約束乘員的膝部。如上所述，使用與膝蓋支承墊31相似的方式操作電動回卷器32、氣囊33和卡盤驅(qū)動回卷器34，以便支持或約束乘員。
下面結(jié)合圖10A和10B說明圖6所示流程圖中步驟ST11(車輛碰撞預(yù)測)和步驟ST14(車輛碰撞預(yù)測)的詳細內(nèi)容。
圖10A顯示了相對車速和車距的關(guān)系，圖10B顯示了相對車速和避免預(yù)計的車輛碰撞所需的“碰撞前時間(time-to-collision，TTC)”之間的關(guān)系。
當車輛面臨碰撞時，駕駛員會通過迅速制動和/或轉(zhuǎn)向來努力避免碰撞。
關(guān)于這一點，各種測試結(jié)果已經(jīng)揭露了下述實事。
具體來說，在相對車速較低時，例如低于40km/h(千米/小時)，為了避免車輛發(fā)生碰撞，迅速制動比迅速轉(zhuǎn)向所需的車距短。也就是說，如果迅速制動不能避免車輛碰撞，那么迅速轉(zhuǎn)向也不能避免車輛碰撞。因此，碰撞預(yù)測判斷部分41應(yīng)能根據(jù)迅速制動來預(yù)測車輛碰撞，從而使避免碰撞所需的車距更短。
由圖10A的曲線可知，在相對車速低于40km/h時，為了避免碰撞，迅速制動所需的距離較短，不超過約6m(米)，而在相對車速大于40km/h時，迅速轉(zhuǎn)向所需的距離較短，超過約7m。
需要注意的是，圖10B是根據(jù)圖10A所示的特征制作的，即根據(jù)這兩個附圖來預(yù)測車輛碰撞(主車與在前車輛的碰撞)。
具體來說，例如相對車速高于40km/h，當碰撞前所剩的時間小于0.58秒時，碰撞預(yù)測判斷部分41預(yù)測車輛發(fā)生碰撞。
下面說明約束裝置31、32、33和34的操作。圖11顯示的是這些約束裝置31、32、33和34的操作開始時間。盡管已經(jīng)結(jié)合圖8所示的流程圖說明了每個約束裝置31、32、33或34的程序操作，但圖11顯示的是這些裝置相對于主車與在前車輛發(fā)生碰撞的操作時間。
由該圖(圖11)可知，主車將要與在前車輛發(fā)生碰撞。在這種情況下，根據(jù)來自長距離雷達系統(tǒng)10的信息信號，預(yù)測到車輛碰撞。借此，靈敏度調(diào)節(jié)部分42調(diào)節(jié)短距離雷達系統(tǒng)11的靈敏度。
根據(jù)來自短距離雷達系統(tǒng)11的信息信號，當預(yù)計的碰撞還剩1.0秒時，啟動膝蓋支承墊31。由于該膝蓋支承墊31的啟動，約束了乘員的膝部，從而抑止了乘員的下部向前運動。由于已調(diào)節(jié)了短距離雷達系統(tǒng)11的靈敏度，因而能夠根據(jù)準確的車輛碰撞預(yù)測，正確操作膝蓋支承墊31。
根據(jù)來自短距離雷達系統(tǒng)11的信息信號，當預(yù)計的碰撞還剩0.5秒時，啟動電動回卷器32。借此，安全帶略微縮回，從而約束乘員的上部。由于已調(diào)節(jié)了短距離雷達系統(tǒng)11的靈敏度，因而能夠根據(jù)準確的車輛碰撞預(yù)測，正確操作電動回卷器32。
現(xiàn)在，假設(shè)主車最終撞在在前車輛上。這時，根據(jù)來自加速度計20的信息信號探測到車輛碰撞，啟動氣囊33和卡盤驅(qū)動回卷器34。由于氣囊33的啟動，防止了乘員上部撞在前部構(gòu)件(例如方向盤、儀表板或類似構(gòu)件)上。由于卡盤驅(qū)動回卷器34的啟動，能夠立即縮回安全帶，從而非常牢固地約束乘員的上部。
由上述說明可知，在第一實施例乘員約束裝置100中，短距離雷達系統(tǒng)11的靈敏度是在與在前車輛碰撞之前調(diào)節(jié)的。即在碰撞前，根據(jù)主車和在前車輛的狀態(tài)調(diào)節(jié)靈敏度，從而提高裝置100的碰撞預(yù)測能力。
根據(jù)來自調(diào)節(jié)過靈敏度的短距離雷達系統(tǒng)11的信息信號，控制可逆式約束裝置31、32和不可逆式約束裝置33、34的操作。也就是說，根據(jù)來自探測能力更高的短距離雷達系統(tǒng)11的信息信號，控制可逆式約束裝置31、32和不可逆式約束裝置33、34，因而絕不會發(fā)生由于環(huán)境惡化而導(dǎo)致探測能力惡化，進而使這些約束裝置31、32、33和34失靈的情況。
因此，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種能夠確保約束裝置31、32、33和34正確操作的乘員約束裝置100。
在長距離雷達系統(tǒng)10預(yù)測到車輛碰撞時，調(diào)節(jié)短距離雷達系統(tǒng)11的靈敏度。因此，在車輛發(fā)生碰撞的可能性相對較高時，可以提高碰撞探測能力。此外，由于在車輛發(fā)生碰撞的可能性相對較高時增強了車輛碰撞探測能力，從而消除了碰撞探測失誤或至少將其降至最低程度。所謂“碰撞探測失誤”是指錯誤的、甚至是當不可能發(fā)生車輛碰撞時預(yù)測到的車輛碰撞。因此，能夠更準確地操作可逆式約束裝置31、32和不可逆式約束裝置33、34。
在長距離和短距離雷達系統(tǒng)10和11以及加速度計20中，需要對非接觸式雷達系統(tǒng)10和11進行靈敏度調(diào)節(jié)。因此，通過調(diào)節(jié)無線電波、超聲波或光束，能夠準確地預(yù)測車輛碰撞，并且根據(jù)準確的預(yù)測，正確控制可逆式約束裝置31和32以及不可逆式約束裝置33和34的操作。
對于靈敏度調(diào)節(jié)，可以調(diào)節(jié)無線電波、超聲波或光束中至少一個的信號接收靈敏度。因此，可以在不增加傳輸功率和耗電量的同時進行靈敏度調(diào)節(jié)。
對于靈敏度調(diào)節(jié)，可以調(diào)節(jié)無線電波、超聲波或光束中至少一個的信號傳輸強度。因此，可以在不受環(huán)境噪聲影響的情況下，正確調(diào)節(jié)靈敏度。
可以通過改變閾值“Th2”來調(diào)節(jié)短距離雷達系統(tǒng)11的靈敏度，這樣便于調(diào)節(jié)系統(tǒng)11的靈敏度。也就是說，無需改動長距離和短距離雷達系統(tǒng)10和11的硬件即可調(diào)節(jié)靈敏度。
在上述第一實施例100中，當根據(jù)來自長距離雷達系統(tǒng)10的信息信號預(yù)測到車輛碰撞時，進行短距離雷達系統(tǒng)11的靈敏度調(diào)節(jié)。但如果需要，可以不做這種調(diào)節(jié)，而是在根據(jù)來自短距離雷達系統(tǒng)11的信息預(yù)測到車輛碰撞時，調(diào)節(jié)加速度計20的靈敏度。
下面結(jié)合圖12說明本發(fā)明第二實施例乘員約束裝置200。
圖12為流程圖，顯示了本發(fā)明第二實施例200中的控制單元40的部分程序操作步驟，特別是對圖6所示流程圖中步驟ST17的改進。
如下所述，在第二實施例200中，根據(jù)長距離雷達系統(tǒng)10是否預(yù)測到車輛碰撞，改變膝蓋支承墊31和電動回卷器32的操作順序。
如圖12中的流程圖所示，在步驟ST40，根據(jù)來自短距離雷達系統(tǒng)11的信息信號，判斷是否預(yù)測到車輛碰撞。如果是，即預(yù)測到車輛碰撞，操作流程進入步驟ST41。在該步驟，操作定時確定部分44根據(jù)來自長距離雷達系統(tǒng)10(LDRS)的信息信號，判斷是否預(yù)測到車輛碰撞。如果是，即根據(jù)來自長距離雷達系統(tǒng)10的信息信號預(yù)測到車輛碰撞，則操作流程進入步驟ST42。在該步驟，操作定時確定部分44判斷所預(yù)測到的碰撞是否將在1.5秒內(nèi)發(fā)生。如果否，則操作流程返回上述圖6所示流程圖的步驟ST18。
如果在步驟ST42為是，即預(yù)測到的碰撞將在1.5秒內(nèi)發(fā)生，操作流程進入步驟ST43，啟動膝蓋支承墊31。在該步驟，將相應(yīng)的指令信號發(fā)送至膝蓋支承墊驅(qū)動指令部分45b，操作膝蓋支承墊31。
隨后，在步驟ST44，操作定時確定部分44判斷預(yù)測到的碰撞是否將在1.0秒內(nèi)發(fā)生。
如果否，即預(yù)測到的碰撞不會在1.0秒內(nèi)發(fā)生，則操作流程返回圖6所示流程圖的步驟ST18。
如果在步驟ST44為是，即預(yù)測到的碰撞將在1.0秒內(nèi)發(fā)生，操作流程進入步驟ST45，啟動電動回卷器32。在該步驟，將相應(yīng)的指令信號發(fā)送至電動回卷器驅(qū)動指令部分45a，操作電動回卷器32。
隨后，操作流程進入步驟ST46。
由于操作步驟ST46至ST48以及ST53至ST54與第一實施例100的圖8中ST25至ST27以及ST28至ST29相同，為簡單起見，省略了對這些相同步驟的說明。
如果在步驟ST41為否，即根據(jù)來自長距離雷達系統(tǒng)10(LDRS)的信息信號沒有預(yù)測到車輛碰撞，操作流程進入步驟ST49。在該步驟，操作定時確定部分44判斷預(yù)測到的車輛碰撞是否將在1.0秒內(nèi)發(fā)生。
如果在步驟ST49處為否，則操作流程返回圖6所示流程圖中的步驟ST18。如果在步驟ST49處為是，即車輛碰撞將在1.0秒內(nèi)發(fā)生，操作流程進入步驟ST50，啟動電動回卷器32。在該步驟，將相應(yīng)的指令信號發(fā)送至電動回卷器驅(qū)動指令部分45a，操作回卷器32。
隨后，操作流程進入步驟ST51。在該步驟，操作定時確定部分44判斷預(yù)測到的碰撞是否將在0.5秒內(nèi)發(fā)生。如果否，則操作流程返回圖6所示流程圖中的步驟ST18。如果是，則操作流程進入步驟ST52，啟動膝蓋支承墊31。在該步驟，將相應(yīng)的指令信號發(fā)送至膝蓋支承墊驅(qū)動指令部分45b，操作膝蓋支承墊31。
由上述內(nèi)容可知，在第二實施例200中，根據(jù)長距離雷達系統(tǒng)10是否預(yù)測到車輛碰撞，改變膝蓋支承墊31和電動回卷器32的操作順序。即預(yù)測到碰撞時，首先操作膝蓋支承墊31，而沒有預(yù)測到時，首先操作電動回卷器32。也就是說，當發(fā)生車輛碰撞的可能性較高時，首先啟動膝蓋支承墊31，然后啟動電動回卷器32，從而實現(xiàn)對乘員的約束。這樣可以在發(fā)生碰撞之前，實現(xiàn)膝蓋支承墊31的可靠操作，從而支承乘員的膝部。
此外，在第二實施例200中，如果首先操作膝蓋支承墊31，可以增加距實際碰撞所剩的時間，因而允許降低膝蓋支承墊31的操作速度。由于膝蓋支承墊31操作速度的降低，使其給乘員帶來的不適降至最小。
除了上述優(yōu)點以外，第二實施例200的其它優(yōu)點與第一實施例100的上述優(yōu)點相似。具體來說，與第一實施例100類似，可以更精確地控制可逆式約束裝置31和32以及不可逆式約束裝置33和34。根據(jù)對車輛碰撞的精確預(yù)測，可以正確控制這些約束裝置31、32、33和34。
在第二實施例200中，可以在不增加傳輸功率和耗電量的情況下調(diào)節(jié)靈敏度。此外，可以在不受環(huán)境噪聲影響的情況下，正確調(diào)節(jié)靈敏度。
此外，在第二實施例200中，當調(diào)節(jié)過靈敏度的短距離雷達系統(tǒng)11預(yù)測到車輛碰撞時，與沒有調(diào)節(jié)過靈敏度的情況相比，膝蓋支承墊31的操作時間被提前了。因此，在發(fā)生車輛碰撞的可能性較高時，迅速對乘員進行約束，從而增強裝置200的乘員約束能力。
此外，由于降低了膝蓋支承墊31的操作速度，因而能消除其操作時給乘員帶來的不適或至少將其降至最小。
下面結(jié)合圖13說明本發(fā)明第三實施例乘員約束裝置300。
如圖13所示，第三實施例300使用的長距離和短距離雷達系統(tǒng)10和11，每個都能發(fā)射無線電波10’或11’，按預(yù)定周期掃描前面的區(qū)域。通過處理發(fā)射波和反射波，碰撞預(yù)測判斷部分41探測障礙物(或在前車輛)所在的方向。當長距離雷達系統(tǒng)10探測到障礙物時，提高用于探測障礙物方向的短距離雷達系統(tǒng)11的靈敏度。
圖14為流程圖，顯示了第三實施例300使用的控制單元40的部分程序操作步驟，特別是對圖6所示流程圖中步驟ST12的改進。
在步驟ST60，根據(jù)來自長距離雷達系統(tǒng)10的信息信號，判斷是否在主車前面探測到障礙物。如果否，則操作流程進入步驟ST61。在該步驟，不調(diào)節(jié)短距離雷達系統(tǒng)11的靈敏度。然而，如果在步驟ST61一直保持靈敏度沿指定方向增大，則靈敏度調(diào)節(jié)部分42使系統(tǒng)11的靈敏度恢復(fù)至較低水平。隨后，操作流程進入后面將要說明的步驟ST64。
如果在步驟ST60為是，即長距離雷達系統(tǒng)10探測到障礙物，操作流程進入步驟ST62。在該步驟，判斷短距離雷達系統(tǒng)11的掃描方向與障礙物所在方向是否一致。如果否，則操作流程進入上述步驟ST61。
如果是，即短距離雷達系統(tǒng)11的掃描方向與障礙物的方向一致，操作流程進入步驟ST63。在該步驟，靈敏度調(diào)節(jié)部分42增大短距離雷達系統(tǒng)11在該方向上的靈敏度。隨后，操作流程進入步驟ST64。在該步驟，短距離雷達系統(tǒng)(SDRS)11將無線電波發(fā)射至障礙物上，以便對其進行探測。隨后，操作流程進入步驟ST65。在該步驟，改變短距離雷達系統(tǒng)11的掃描方向，使之掃描全部給定的向前方向。隨后，在步驟ST66，判斷短距離雷達系統(tǒng)11是否已掃描完全部給定的向前方向。如果否，則操作流程返回步驟ST60。如果是，即已掃描過所有給定方向，操作流程返回至圖6所示流程圖中的步驟ST13。
由上述內(nèi)容可知，在第三實施例300中，當根據(jù)來自長距離雷達系統(tǒng)10的信息信號探測到障礙物時，增大短距離雷達系統(tǒng)11在障礙物所在方向上的靈敏度。因此，在該方向上對車輛與障礙物碰撞的預(yù)測更為精確。
在第三實施例300中，不增加系統(tǒng)11在其它沒有障礙物的方向上的探測靈敏度，從而降低預(yù)測失誤的可能性。也就是說，對于不存在障礙物的方向，無需增大探測靈敏度。在這些不必要的方向上增大探測靈敏度會增大探測失誤的可能性。
除該優(yōu)點以外，第三實施例300還具有與第一實施例100的上述優(yōu)點相似的其它優(yōu)點。具體來說，與第一實施例100類似，可以更精確地控制可逆式約束裝置31和32以及不可逆式約束裝置33和34。根據(jù)對車輛碰撞的精確預(yù)測，可以正確控制這些約束裝置31、32、33和34。
在第三實施例300中，無需增加傳輸功率和耗電量即可進行靈敏度調(diào)節(jié)。此外，靈敏度調(diào)節(jié)不會受環(huán)境噪聲的影響。
在第三實施例300中，僅將預(yù)測到車輛碰撞的方向的靈敏度調(diào)節(jié)得高于其它方向。即靈敏度的增大僅用于車輛碰撞可能性較高的方向，因而能夠精確預(yù)測車輛碰撞。
在第三實施例300中，不增加發(fā)生車輛碰撞可能性較低的方向上的探測靈敏度。因此，可以消除由于增加該方向的靈敏度所引起的探測失誤或至少將其降至最小。
因此，在第三實施例300中可以顯著增強車輛碰撞的預(yù)測能力，進而準確控制可逆式約束裝置31和32以及不可逆式約束裝置33和34的操作。
如果需要，可以對第三實施例300進行如下改進。即沿障礙物所在方向的靈敏度保持不變，并且降低不存在障礙物的方向上的靈敏度。這種改進能夠獲得相似的優(yōu)點。
如果需要，可以將上述第二實施例200的方法用于第三實施例300。例如，如圖12的流程圖所示，可以提前膝蓋支承墊31的操作時間。即與第二實施例200類似，在車輛碰撞的可能性較高時，迅速對乘員進行約束。通過提前膝蓋支承墊31的操作，降低其操作速度，從而減少乘員的不適。
下面結(jié)合圖15、16和17說明本發(fā)明第四實施例乘員約束裝置400。
在第四實施例400中，使用接觸式碰撞傳感器12代替上面提到的短距離雷達系統(tǒng)11。
圖15顯示了一種接觸式碰撞傳感器12，其包括一個固定于主車前部的支承桿以及一個固定于支承桿前端的傳感元件12a。傳感元件12a可以為機械接觸式、振動探測式、壓力探測式或類似類型。由于碰撞傳感器12是接觸式傳感器，因此，其碰撞探測靈敏度會隨傳感元件12a與主車前緣之間距離的增大而增強。
圖16顯示了對接觸式碰撞傳感器的改進。在這種改進中，將傳感元件12a安裝在一個前保險杠上，因此，可以通過改變保險杠的前后位置來調(diào)節(jié)碰撞探測靈敏度。
圖17為流程圖，顯示了本發(fā)明第四實施例400中的控制單元40的部分程序操作步驟，特別是對圖6所示流程圖中步驟ST12、ST13、ST14和ST17的改進。
如圖17的流程圖所示，在步驟ST70，根據(jù)來自長距離雷達系統(tǒng)10的信息信號，操作定時確定部分44判斷是否預(yù)測到車輛碰撞。如果是，即預(yù)測到車輛碰撞，操作流程進入步驟ST71。
由于步驟ST71至ST74與圖8所示的第一實施例100中的ST20至ST24大致相同，為簡化起見，省略了對這些相同步驟的說明。
在步驟ST74之后，操作流程進入步驟ST75。在該步驟，操作定時確定部分44判斷接觸式碰撞傳感器12是否探測到傳感器12與障礙物發(fā)生接觸。如果否，則操作流程進入圖6所示流程圖中的步驟ST18。
如果是，即傳感器12探測到接觸，則操作流程進入步驟ST76，啟動卡盤驅(qū)動回卷器34。在該步驟，將相應(yīng)的指令信號發(fā)送至卡盤驅(qū)動回卷器驅(qū)動指令部分45c，操作卡盤驅(qū)動回卷器34。
隨后，操作流程進入步驟ST77。在該步驟，操作定時確定部分44判斷是否探測到車輛碰撞。也就是說，部分44判斷來自碰撞探測判斷部分43的結(jié)果是否表示發(fā)生了車輛碰撞。
如果在步驟ST77為否，即沒有探測到車輛碰撞，則操作流程返回至圖6所示流程圖中的步驟ST18。如果為是，即探測到車輛碰撞，則操作流程進入步驟ST78，啟動氣囊33。在該步驟，啟動氣囊33。之后，操作流程進入圖6所示流程圖中的步驟ST18。
如果在步驟ST70為否，即沒有預(yù)測到車輛碰撞，則操作流程進入步驟ST79和ST80。步驟ST79和ST80與第一實施例中的步驟ST28和ST29相同。之后，操作流程返回至圖6所示流程中的步驟ST18。
如上所述，在第四實施例400中，進行“接觸式探測判斷處理(ST75)”。由于碰撞傳感器12是接觸式的，因此，與非接觸式傳感器相比，傳感器12幾乎不受噪聲的影響。碰撞預(yù)測判斷部分41用來在障礙物與傳感器12發(fā)生碰撞時預(yù)測或探測車輛碰撞。因此，在第四實施例400中，可以進行精確的車輛碰撞預(yù)測。
也就是說，如果根據(jù)來自接觸式傳感器12的信息預(yù)測到車輛碰撞，則發(fā)生車輛碰撞的可能性非常高。因此，在本實施例中，當障礙物撞到傳感器12時，立即啟動不可逆式約束裝置卡盤驅(qū)動回卷器34。因此，在預(yù)測車輛碰撞的階段，能夠可靠操作這類不可逆式約束裝置34。
因此，在第四實施例400中，與第一實施例100類似，能夠可靠控制約束裝置31、32、33和34。
此外，可以非常精確地控制可逆式約束裝置31和32以及不可逆式約束裝置33和34。
此外，在該第四實施例400中，由于使用了接觸式傳感器12，因而能在不受環(huán)境噪聲影響的情況下確保并可靠預(yù)測車輛碰撞。這樣能確保對可逆式和非可逆式約束裝置31、32、33和34進行可靠操作。
為了調(diào)節(jié)接觸式傳感器12的靈敏度，傳感元件12a相對于車體伸出或收縮。因此，在根據(jù)來自長距離雷達系統(tǒng)10的信息信號預(yù)測到車輛碰撞時，向前伸出傳感元件12a，從而更快速地實現(xiàn)精確的車輛碰撞預(yù)測。這樣可以提前操作不可逆式約束裝置33和34。
下面結(jié)合圖18說明本發(fā)明第五實施例乘員約束裝置500。
如圖18所示，在該第五實施例500中，使用了在上述第三實施例300中使用的長距離雷達系統(tǒng)10，并且在機動車前部橫向間隔設(shè)置多個接觸式碰撞傳感器12。碰撞傳感器12分別具有傳感元件12a，這些元件從車輛前部向前伸出一定距離。
在第五實施例500中，長距離雷達系統(tǒng)10以預(yù)定的周期對預(yù)定的前部區(qū)域進行掃描。因此，當長/短距離雷達系統(tǒng)10或11探測到在機動車行駛方向上存在障礙物時，碰撞預(yù)測判斷部分41探測障礙物所在的方向。
當根據(jù)來自長距離雷達系統(tǒng)10的信息信號探測到障礙物時，僅調(diào)節(jié)接觸式傳感器12中位于障礙物所在方向上的一個或多個傳感元件12a的靈敏度。如圖所示，僅使傳感元件12a向前伸出，以提高其靈敏度。用于進行靈敏度調(diào)節(jié)的步驟與步驟ST12大致相同(參見圖6)。
如上所述，在第五實施例500中，僅調(diào)節(jié)接觸式碰撞傳感器12中位于障礙物所在方向上的一個或多個傳感元件12a的靈敏度，因而顯著提高了第五實施例500預(yù)測車輛碰撞的準確性。即在第五實施例500中，除進行靈敏度調(diào)節(jié)的傳感元件12a以外，其它傳感元件12a的靈敏度保持不變，因而避免了由這些傳感器12a引起的不必要的、重復(fù)的強探測，增強了對障礙物的可靠預(yù)測能力。此外，由于接觸式碰撞傳感器12的特性，傳感器12預(yù)測的車輛碰撞非?？煽?。
下面結(jié)合圖19說明本發(fā)明第六實施例乘員約束裝置600。
第六實施例600與上述第一實施例100相似。但是，在第六實施例600中，步驟ST12的處理(參見圖6所示的流程圖)略有不同。即在第六實施例600中，根據(jù)主機動車行駛速度和主車與在前車輛之間的相對車速中更高的一個來調(diào)節(jié)短距離雷達系統(tǒng)11的靈敏度。
圖19顯示了用于根據(jù)車速或相對車速來調(diào)節(jié)短距離雷達系統(tǒng)11(或系統(tǒng)11的靈敏度)的曲線圖。如圖所示，當車速或相對車速低于較低的給定值“C1”時，控制單元的靈敏度調(diào)節(jié)部分42(參見圖2)將雷達系統(tǒng)11的探測距離調(diào)節(jié)至最小值“D1”，而在車速或相對車速高于較高的給定值“C2”時，部分42將探測距離調(diào)節(jié)至最大值“D2”。當車速或相對車速的值位于“C1”至“C2”范圍內(nèi)時，探測距離被部分42調(diào)節(jié)為從值“D1”到值“D2”線性變化。
由上述內(nèi)容可知，在第六實施例600中，短距離雷達系統(tǒng)11的靈敏度隨車速或相對車速的提高而增大，這能改善本發(fā)明對車輛碰撞的預(yù)測。
因此，第六實施例600與上述第一實施例100類似，能夠正確操作約束裝置31、32、33和34。
此外，還可以非常精確地控制可逆式約束裝置31和32以及不可逆式約束裝置33和34。
此外，還可以在不增加傳輸功率和耗電量的情況下調(diào)節(jié)靈敏度，并且可以在不受環(huán)境噪聲影響的情況下正確調(diào)節(jié)靈敏度。
此外，在第6實施例600中，靈敏度是根據(jù)主車的行駛速度和主車與在前車輛之間的相對車速中更高的一個來調(diào)節(jié)的。即使在所述速度變高時，仍能正確探測兩車之間的距離，從而消除約束裝置31、32、33和34之間的配合不當，避免出現(xiàn)當預(yù)測到車輛碰撞時，距發(fā)生車輛碰撞所剩時間已經(jīng)非常少的情況。因此，通過調(diào)節(jié)探測距離，可以正確操作約束裝置31、32、33和34。
如果需要，可以對第六實施例600進行以下改進，即根據(jù)主機動車的車速調(diào)節(jié)靈敏度。此外，還可以根據(jù)兩車之間的相對車速來調(diào)節(jié)靈敏度。
下面說明對本發(fā)明的改進。
如果需要，可以結(jié)合使用上述實施例100、200、300、400、500和600中的方法。
此外，如果需要，可以使用電動座椅滑軌(seat slide)、電動座墊角度調(diào)節(jié)器(seat cushion angle adjuster)、電動座椅靠背角度調(diào)節(jié)器(seat back angle adjuster)、電動伸縮式轉(zhuǎn)向柱調(diào)節(jié)器(telescopic steering column adjuster)、電動窗(electric power window)、電動天窗控制器(electric sunroofcontroller)以及電動內(nèi)部緩沖墊(interior pad)來代替上述膝蓋支承墊31和電動回卷器32。
此外，如圖20和21所示，可以采用活動頭枕(activeheadrest)35(參見圖20)以及電動門飾(trim)36(參見圖21)來代替上述膝蓋支承墊31和電動回卷器32，。這些裝置35和36由控制單元40控制，在發(fā)生車輛碰撞時分別支承或固定乘員的頭部或側(cè)部。這些裝置35和36的起動順序可根據(jù)其起動速度以及乘員對其的接觸感覺程度來確定。如果根據(jù)接觸感覺確定順序，則能消除乘員的不適或至少將其降至最低。此外，如果根據(jù)裝置35和36的起動速度確定順序，則能實現(xiàn)非常可靠的約束。在發(fā)生車輛碰撞的可能性較高時，優(yōu)先根據(jù)裝置35和36的起動速度確定順序。
為了對上面提到的可逆式和不可逆式約束裝置31、32、33、34、35和36提供動力，可以使用電動傳動裝置、液壓傳動裝置、彈簧、卡盤驅(qū)動傳動裝置或者類似裝置。當然，也可以使用這些傳動裝置的組合。
在上述實施例中，使用長距離和短距離雷達系統(tǒng)10和11以及接觸式傳感器12來探測車輛碰撞的信息。但是，在本發(fā)明中，也可以使用能夠探測該信息的其它裝置。
在上述實施例中，說明針對的是主車與在前車輛的后部發(fā)生碰撞。但是，本發(fā)明的方案也可用于車輛側(cè)面碰撞、迎面碰撞以及車輛翻滾。
此外，如果需要，探測或預(yù)測車輛碰撞的裝置可以采用獨立式裝置，即裝置本身能夠完成該功能。此外，用于探測或預(yù)測車輛碰撞的裝置還可以是非獨立式裝置，即需要其它輔助裝置才能實現(xiàn)該功能。也就是說，對于非獨立式裝置，其僅探測用于探測或預(yù)測車輛碰撞的信息信號，并將這些信息信號輸入一個計算電路。在該電路中，可以進行各種計算，以便探測或預(yù)測車輛碰撞。
本申請使用日本專利申請2003-366269(申請日為2003年10月27日)的全部內(nèi)容作為參考。
雖然使用實施例對本發(fā)明進行了說明，但是，本發(fā)明不應(yīng)局限于所述實施例。根據(jù)上述說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對這些實施例作出各種修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種機動車乘員約束裝置，其特征在于包括多個預(yù)測裝置，每個均能預(yù)測或探測車輛與其前方障礙物的碰撞；一個靈敏度調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)至少一個所述預(yù)測裝置的靈敏度；可逆式乘員約束裝置，以可逆方式約束車輛中的乘員；不可逆式乘員約束裝置，以不可逆方式約束車輛中的乘員；一個控制單元，根據(jù)所述預(yù)測裝置中經(jīng)所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)過靈敏度的一個預(yù)測裝置產(chǎn)生的信號，控制所述可逆式乘員約束裝置和所述不可逆式乘員約束裝置的操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乘員約束裝置，其特征在于當其中一個所述預(yù)測裝置預(yù)測或探測到車輛與障礙物的碰撞時，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)除該已預(yù)測或探測到車輛碰撞的預(yù)測裝置以外至少一個所述預(yù)測裝置的靈敏度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乘員約束裝置，其特征在于至少一個所述預(yù)測裝置為非接觸式，在不接觸障礙物的情況下預(yù)測車輛與障礙物的碰撞，并且所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)所述非接觸式預(yù)測裝置的靈敏度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乘員約束裝置，其特征在于至少一個所述預(yù)測裝置為接觸式，通過接觸障礙物來探測車輛的碰撞，并且所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)所述接觸式預(yù)測裝置的靈敏度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乘員約束裝置，其特征在于當其中一個所述預(yù)測裝置預(yù)測到車輛與障礙物的碰撞時，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)除該預(yù)測到車輛碰撞的預(yù)測裝置以外至少一個所述預(yù)測裝置在一個方向上的靈敏度，該方向為探測到障礙物的方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的乘員約束裝置，其特征在于由所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)的所述方向上的靈敏度不同于至少一個所述預(yù)測裝置在其它方向上的靈敏度，所述其它方向是指沒有探測到障礙物的方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的乘員約束裝置，其特征在于所述非接觸式預(yù)測裝置利用無線電波、光束和超聲波中的一個來預(yù)測車輛與障礙物的碰撞，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)所述非接觸式預(yù)測裝置對所述無線電波、光束或超聲波的接收靈敏度。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的乘員約束裝置，其特征在于所述非接觸式預(yù)測裝置利用無線電波，光束和超聲波中的一種來預(yù)測車輛與障礙物的碰撞，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)所述非接觸式預(yù)測裝置對所述無線電波、光束或超聲波的發(fā)射靈敏度。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的乘員約束裝置，其特征在于所述接觸式預(yù)測裝置具有一個在接觸障礙物時發(fā)出信息信號的傳感元件，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置改變該傳感元件與車輛預(yù)定部分之間的距離。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的乘員約束裝置，其特征在于所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置通過改變在預(yù)測車輛與障礙物碰撞的算法中使用的閾值來調(diào)節(jié)至少一個所述預(yù)測裝置的靈敏度。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的乘員約束裝置，其特征在于所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置通過改變在預(yù)測車輛與障礙物碰撞的算法中使用的閾值來調(diào)節(jié)至少一個所述預(yù)測裝置的靈敏度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乘員約束裝置，其特征在于當其中一個所述預(yù)測裝置預(yù)測到車輛與障礙物的碰撞時，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置根據(jù)預(yù)測到的車輛碰撞調(diào)節(jié)除該預(yù)測到車輛碰撞的預(yù)測裝置以外至少一個所述預(yù)測裝置的靈敏度，與未經(jīng)靈敏度調(diào)節(jié)的所述預(yù)測裝置預(yù)測到車輛碰撞時相比，當經(jīng)過靈敏度調(diào)節(jié)的所述預(yù)測裝置預(yù)測到車輛與障礙物的碰撞時，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置提前可逆式乘員約束裝置和不可逆式乘員約束裝置的操作時間。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的乘員約束裝置，其特征在于當所述可逆式乘員約束裝置和不可逆式乘員約束裝置中至少一個的操作時間提前時，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置降低所述可逆式乘員約束裝置和不可逆式乘員約束裝置中至少一個的操作速度。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乘員約束裝置，其特征在于隨著車輛相對于其所行駛的地面的行駛速度的增大，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置增大至少一個預(yù)測裝置的靈敏度。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乘員約束裝置，其特征在于隨著車輛相對于障礙物的行駛速度的增大，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置增大至少一個預(yù)測裝置的靈敏度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乘員約束裝置，其特征在于隨著車輛相對于地面的行駛速度與車輛相對于障礙物的行駛速度中更高的一個速度的增大，所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置增大至少一個預(yù)測裝置的靈敏度。
17.一種機動車乘員約束裝置，其特征在于包括多個預(yù)測裝置，每個裝置均能預(yù)測或探測車輛與其前方障礙物的碰撞；靈敏度調(diào)節(jié)裝置，用來調(diào)節(jié)至少一個所述預(yù)測裝置的靈敏度；可逆式乘員約束裝置，用來以可逆方式約束車輛中的乘員；不可逆式乘員約束裝置，用來以不可逆方式約束車輛中的乘員；控制裝置，根據(jù)所述預(yù)測裝置中經(jīng)所述靈敏度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)過靈敏度的一個預(yù)測裝置產(chǎn)生的信號，控制所述可逆式和不可逆式乘員約束裝置的操作。
全文摘要
一種機動車乘員約束裝置，包括多個預(yù)測裝置，每個裝置均能預(yù)測或探測車輛與其前方障礙物的碰撞；一個靈敏度調(diào)節(jié)裝置，能夠調(diào)節(jié)至少一個預(yù)測裝置的靈敏度；可逆式乘員約束裝置，以可逆方式約束車輛中的乘員；不可逆式乘員約束裝置，以不可逆方式約束車輛中的乘員；一個控制單元，根據(jù)預(yù)測裝置中經(jīng)靈敏度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)過靈敏度的一個預(yù)測裝置產(chǎn)生的信號，控制可逆式乘員約束裝置和不可逆式乘員約束裝置的操作。本發(fā)明提高了預(yù)測和探測車輛碰撞的準確度，確保了約束裝置能在發(fā)生車輛碰撞時為乘員提供約束，并且降低了約束裝置給乘員帶來的不適。
文檔編號B60R21/0132GK1611390SQ200410086128
公開日2005年5月4日 申請日期2004年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月27日
發(fā)明者戶畑秀夫 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社