特許 6757455 車両用乗員保護装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6757455

(24)【登録日】2020年9月1日

(45)【発行日】2020年9月16日

(54)【発明の名称】車両用乗員保護装置

(51)【国際特許分類】

   B60R 21/205 20110101AFI20200907BHJP

   B60R 21/233 20060101ALI20200907BHJP

   B60R 21/213 20110101ALI20200907BHJP

【ＦＩ】

   B60R21/205

   B60R21/233

   B60R21/213

【請求項の数】1

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2019-189421(P2019-189421)

(22)【出願日】2019年10月16日

(62)【分割の表示】特願2015-194731(P2015-194731)の分割

【原出願日】2015年9月30日

(65)【公開番号】特開2020-6950(P2020-6950A)

(43)【公開日】2020年1月16日

【審査請求日】2019年10月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000383

【氏名又は名称】特許業務法人 エビス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉川 満晴

(72)【発明者】

【氏名】山根 和也

【審査官】 鈴木 貴晴

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００６−５０８８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０４００１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２３９１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５１６７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０２７５１９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 独国特許出願公開第１０２０１６００２０８６（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 独国特許出願公開第１００２１８４５（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 特開２０１６−０４３７１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｒ ２１／０８

Ｂ６０Ｒ ２１／１６−２１／３３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体に設けられ、前記車体に乗車した乗員の少なくとも頭部が当たるように乗員の周囲で展開するエアバッグと、
車体に設けられ、前記エアバッグの展開領域内へ向かって作動可能な押圧部材と、
前記押圧部材の作動を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
展開中又は展開後の前記エアバッグに対して乗員の頭部が当接している状態で前記エアバッグを変位させるように、前記押圧部材を作動させ、
前記エアバッグは、
前記押圧部材により押圧されることにより、前記頭部の移動方向へ変位できる、
車両用乗員保護装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用乗員保護装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車といった車両には、各種の車両用乗員保護装置が設けられる。
たとえば特許文献１は、シートに着座した乗員の前側で展開されるフロントエアバッグ、乗員の外側で展開されるカーテンエアバッグを開示する。
これにより、たとえば自動車が他の自動車などと衝突する際に、シートに着座した乗員の前側でフロントエアバッグを展開させ、展開したフロントエアバッグに対して前へ倒れた乗員を支えることができる。乗員を保護することが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−１５１６７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、このように車両においてフロントエアバッグを展開させるようにしたとしても、たとえば乗員が斜め前方向へ倒れる場合、乗員の頭部がフロントエアバッグに当たった後に乗員の頭部がフロントエアバッグの横へ落ちるように移動してしまう可能性がある。この際、頭部が回転してしまう可能性がある。

【0005】

このように車両用乗員保護装置では、エアバッグに当たった後の乗員の頭部の回転を抑制することが求められている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る車両用乗員保護装置は、車体に設けられ、前記車体に乗車した乗員の少なくとも頭部が当たるように乗員の周囲で展開するエアバッグと、車体に設けられ、前記エアバッグの展開領域内へ向かって作動可能な押圧部材と、前記押圧部材の作動を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、展開中又は展開後の前記エアバッグに対して乗員の頭部が当接している状態で前記エアバッグを変位させるように、前記押圧部材を作動させ、前記エアバッグは、前記押圧部材により押圧されることにより、前記頭部の移動方向へ変位できる。

【発明の効果】

【0007】

本発明では、エアバッグを押圧部材により押圧して頭部の移動方向へ変位できる。よって、エアバッグに当たった後の乗員の頭部の回転を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用乗員保護装置が適用される自動車の構造を模式的に示す説明図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る車両用乗員保護装置の説明図である。

【図3】図３は、図２の制御部によるエアバッグモジュールの回動駆動処理の流れを示すフローチャートである。

【図4】図４は、第２実施形態の車両用乗員保護装置の構成要素の配置の説明図である。

【図5】図５は、第３実施形態の車両用乗員保護装置の構成要素の配置の説明図である。

【図6】図６は、第４実施形態の車両用乗員保護装置の構成要素の配置の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。

【0010】

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用乗員保護装置２が適用される自動車１の構造を模式的に示す説明図である。

【0011】

自動車１は、車両の一種である。自動車１の車体の前後方向中央部には、乗員が乗車する乗員室が形成される。車体の前部には、燃料エンジンなどを配置するための前室が形成される。車体の後部には、荷室などとして用いることができる後室が形成される。
乗員室は、略四角形のフロアパネル１１、フロアパネル１１の前角に立設される一対のＡピラー１２、フロアパネル１１の前後方向中央に立設される一対のＢピラー１３、フロアパネル１１の後角に立設される一対のＣピラー１４、を有する。Ａピラー１２の上端とＣピラー１４の上端とは、ルーフレール１５により連結される。Ｂピラー１３の上端は、ルーフレール１５の前後方向中央に接合される。左右一対のルーフレール１５の間には、略四角形のルーフパネル１６が接合される。
フロアパネル１１の前縁と一対のＡピラー１２の下部との間にはトーボード１７が配置され、トーボード１７の上側にはダッシュボード１８が配置される。ダッシュボード１８、一対のＡピラー１２の上部、およびルーフパネル１６の前縁に囲われるように、フロントガラス１９が嵌め込まれる。一対のＣピラー１４の上部の間には、リアガラス２０が嵌め込まれる。
前後方向に並ぶＡピラー１２とＢピラー１３との間には、Ａピラー１２に回転可能に支持される前ドアが配置される。Ｂピラー１３とＣピラー１４との間には、Ｂピラー１３に回転可能に支持される後ドアが配置される。フロアパネル１１の左右幅方向両縁には、一対のサイドシル２１が接合される。
このように、自動車１の乗員室は、略立方体形状の箱型の空間となる。
また、フロアパネル１１の左右幅方向中央には、乗員室内へ突出するように前後方向へ延在するセンタートンネル２２が形成される。センタートンネル２２の下側には、たとえば燃料エンジンの駆動力を後輪へ伝達するためのドライブシャフトが配置される。
フロアパネル１１の前部には、フロントシートとして、ドライバが着座するドライバシート２３、ナビゲータが着座するナビゲーションシート２４が左右幅方向に並べて取り付けられる。ドライバシート２３は、座部４１と背部４２とを有する。ナビゲーションシート２４は、座部４１と背部４２とを有する。ドライバシート２３の座部４１とナビゲーションシート２４の座部４１との間にセンタートンネル２２が位置する。センタートンネル２２の上には、シフトレバー２５、サイドブレーキレバー、内装部材としてのコンソールボックス２６などが取り付けられる。
ドライバシート２３およびナビゲーションシート２４の前には、左右幅方向へ延在するダッシュボード１８が位置する。ドライバシート２３の前には、ダッシュボード１８から後向きに突出して設けられたステアリングホイール２７が位置する。
フロアパネル１１の後部には、リアシートとして、複数の乗員が着座できるベンチシート２８が取り付けられる。ベンチシート２８は、座部４１と背部４２とを有する。ベンチシート２８は、フロアパネル１１と同等の左右幅を有する。ベンチシート２８には、通常３名までの乗員が着座することが可能である。

【0012】

ところで、自動車１では、衝突時に乗員等を保護するための車両用乗員保護装置２が用いられる。
図２は、第１実施形態に係る車両用乗員保護装置２の説明図である。
車両用乗員保護装置２は、フロントエアバッグモジュール５０、押圧部材６１、制御部７１、を有する。

【0013】

フロントエアバッグモジュール５０は、フロントエアバッグ５１、インフレータ５２、モジュールベース５３、を有する。
フロントエアバッグ５１は、たとえば布を略立方体形状の袋状に縫製したものである。
インフレータ５２は、火薬および高圧ガスを収容する小型のタンクである。インフレータ５２は、フロントエアバッグ５１と連結される。
モジュールベース５３は、たとえば金属板である。モジュールベース５３には、フロントエアバッグ５１、インフレータ５２が固定される。
また、モジュールベース５３は、ダッシュボード１８内で、ステアリングサポートビーム２９に固定される。モジュールベース５３は、ナビゲーションシート２４の前側となる位置で、後向きに固定される。ステアリングサポートビーム２９の両端は、一対のＡピラー１２に固定される。
そして、フロントエアバッグモジュール５０は、高圧ガスが導入されることで、モジュールベース５３から後方向へ展開する。

【0014】

押圧部材６１は、たとえば押圧エアバッグモジュール６２である。押圧エアバッグモジュール６２は、押圧エアバッグ６３、インフレータ６４、モジュールベース６５、を有する。
モジュールベース６５は、Ａピラー１２に固定される。押圧エアバッグ６３は、インフレータ６４の高圧ガスが導入されることで、Ａピラー１２から斜め内側後方へ向かって展開する。押圧エアバッグ６３の展開領域は、フロントエアバッグ５１の展開領域と重なる。押圧エアバッグ６３は、フロントエアバッグ５１の外側の面を外側から押圧する。

【0015】

制御部７１は、たとえばマイクロコンピュータ装置である。マイクロコンピュータ装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、これらを接続するシステムバスを有する。ＲＯＭは、車両用乗員保護装置２の動作を制御するためのプログラムを記憶する。ＣＰＵは、このプログラムをＲＡＭに読み込み、実行する。これにより、マイクロコンピュータ装置は、車両用乗員保護装置２の制御部７１として機能する。
入出力ポートには、インフレータ５２、各種の検出部、が接続される。検出部には、たとえば乗員室から車体の前方といった車外を撮像する車外カメラ７２、車内を撮像する車内カメラ７３、加速度センサ７４、車速センサ７５、操舵角センサ７６、がある。制御部７１は、これら検出部からの入力情報に基づいて、車両用乗員保護装置２の動作を制御する。制御部７１は、たとえば押圧部材６１の駆動を制御する。

【0016】

次に、車両用乗員保護装置２の動作について説明する。
図３は、図２の制御部７１によるエアバッグモジュール５０の回動駆動処理の流れを示すフローチャートである。制御部７１は、図３の処理を周期的に実施する。

【0017】

制御部７１は、衝突前に、入出力ポートに入力される車体の内外状況を示す入力情報に基づいて、衝突形態を予測判断する（ステップＳＴ１）。
ここで、車体の内外状況を示す入力情報には、たとえば車外の撮像画像といった衝突形態の予測に用いる入力情報、衝突時の入力情報、車内の撮像画像といった車内状況の入力情報がある。
また、衝突形態としては、たとえばフルラップ衝突、オフセット衝突、オブリーク衝突、側面衝突、がある。フルラップ衝突は、たとえば対向車と車幅全体で正面衝突することである。オフセット衝突は、たとえば対向車とずれた状態で正面衝突することである。オブリーク衝突は、さらにずれた状態で対向車と正面衝突することである。側面衝突は、車体の側面に他の自動車１が衝突することである。そして、衝突形態の違いにより、衝突時の車体の挙動および乗員の挙動が変化する。
このため、衝突前の衝突形態の予測判断において、制御部７１は、まず、車体の内外状況を示す入力情報に基づいて、衝突形態を予測判断する。
たとえば、制御部７１は、車外の撮像画像から、先行車、対向車、構造物との相対位置および相対速度を予測し、さらにエアバッグ５１の初期展開方向と衝撃入力方向との一致度、衝撃値の大きさ、を予測する。
また、制御部７１は、車内の撮像画像から、乗員の乗車位置、乗員の体格若しくは体重を予測し、さらに衝撃による乗員の倒れ方向とエアバッグ５１の初期展開方向との一致度、乗員と車体の内装部材との距離、を予測する。
このように、制御部７１は、衝突形態を予測判断する。
なお、制御部７１は、衝突前の通常時だけでなく、衝突中にもこれらの衝突形態の予測判断を実施してよい。

【0018】

次に、制御部７１は、予測した衝突形態に基づいて、フロントエアバッグモジュール５０の押圧の要否または押圧タイミングを判断する（ステップＳＴ２）。ここで、押圧タイミングは、離散的な値であっても、連続的な値であってもよい。
たとえば予測した衝突形態がフルラップ衝突である場合、制御部７１は、フロントエアバッグモジュール５０の押圧を不要と判断する。
また、予測した衝突形態がオブリーク衝突である場合、制御部７１は、フロントエアバッグモジュール５０の押圧を必要と判断する。
フロントエアバッグモジュール５０の押圧が必要である場合、制御部７１は、フロントエアバッグ５１を押圧するタイミングを、すなわち押圧エアバッグモジュール６２の展開を開始するタイミングを判断する。制御部７１は、乗員の体格、車速等に応じて、倒れた乗員がフロントエアバッグ５１に到達するまでの遅延時間を計算する。遅延時間は、たとえばフロントエアバッグモジュール５０のインフレータ５２に点火信号を出力したタイミングを基準としてよい。

【0019】

このように衝突前にフロントエアバッグモジュール５０の押圧要否を判断するとともに、制御部７１は、図３とは別の衝突判断処理により、衝突の発生を判断する。
衝突判断処理において、制御部７１は、入出力ポートに入力される各種の検出情報に基づいて、衝突の発生を判断する。
そして、衝突が発生する場合、制御部７１は、インフレータ５２へ点火信号を出力する。制御部７１は、エアバッグ５１が最大サイズに展開するタイミングまたはその直前または直後のタイミングで乗員がフロントエアバッグ５１に対して突入するように、インフレータ５２へ点火信号を出力するタイミングを調整する。
フロントエアバッグモジュール５０は、インフレータ５２に点火信号が入力されると、火薬を発火させ、高圧ガスをエアバッグ５１へ吹き出す。これにより、フロントエアバッグ５１が展開する。フロントエアバッグ５１は、高圧ガスの流入開始により展開を開始し、その後に最大サイズに達し、さらに内圧が高まると、ガスの放出を開始してしぼむ。この展開したフロントエアバッグ５１に対して乗員が当たることにより、乗員が内装部品などに当たる場合と比べて、乗員を保護することができる。
また、予測時にフロントエアバッグ５１の押圧が必要であると判断した場合、制御部７１は、フロントエアバッグ５１の展開を開始してから遅延時間の後に、押圧エアバッグモジュール６２のインフレータ６４へ点火信号を出力する。押圧エアバッグ６３は、展開中又は展開後のフロントエアバッグ５１へ向かって作動する。
これにより、たとえばナビゲーションシート２４に着座した乗員が内側へ倒れながらフロントエアバッグ５１に当たった場合、その乗員の動きに合わせてフロントエアバッグ５１を内向きに変位させることができる。乗員の頭部の移動方向に沿って、フロントエアバッグ５１を変位させることができる。

【0020】

以上のように、本実施形態では、内向きに倒れる乗員がフロントエアバッグ５１に当接するタイミングで押圧エアバッグ６３を展開し、展開中又は展開後のフロントエアバッグ５１を乗員の動きに合わせて内向きに変位させることができる。よって、内向きに倒れる乗員の頭部は、フロントエアバッグ５１に当たった後に、フロントエアバッグ５１とずれるように横へ移動し難くなる。
これに対して、内向きに倒れる乗員の頭部は、フロントエアバッグ５１に当たった後に、フロントエアバッグ５１に当接したままフロントエアバッグ５１とずれるように横へ移動した場合、回転することになる。この回転が大きく且つ早い場合、頭部の回転に対して脳が遅れて回転し易くなる。本実施形態では、このような事態の発生を効果的に抑制できる。

【0021】

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態の車両用乗員保護装置２は、押圧部材６１の構成が異なる以外は、第１実施形態のものと同様である。以下の説明では、第１実施形態のものと対応する構成要素には、第１実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。

【0022】

図４は、第２実施形態の車両用乗員保護装置２の構成要素の配置の説明図である。
押圧部材６１は、押圧ロッド６６、ソレノイド６７、を有する。押圧部材６１は、Ａピラー１２に固定される。
押圧ロッド６６は、Ａピラー１２からフロントエアバッグ５１の展開領域へ向かって可動可能に設けられる。
ソレノイド６７は、制御部７１からの制御信号により押圧ロッド６６を可動させる。
これにより、押圧ロッド６６は、Ａピラー１２から突出し、その先端がフロントエアバッグ５１の展開領域内に侵入する。

【0023】

衝突判断処理において、制御部７１は、入出力ポートに入力される各種の検出情報に基づいて衝突の発生を判断し、さらにフロントエアバッグ５１を展開させる。そして、予測時にフロントエアバッグ５１の押圧が必要であると判断した場合、制御部７１は、フロントエアバッグ５１の展開を開始してから遅延時間の後に、押圧部材６１のソレノイド６７に駆動信号を出力する。これにより、押圧ロッド６６が作動し、展開中又は展開後のフロントエアバッグ５１を内側に変位させる。
これにより、たとえばナビゲーションシート２４に着座した乗員が内側へ倒れながらフロントエアバッグ５１に当たった場合、その乗員の動きに合わせてフロントエアバッグ５１を内向きに変位させることができる。乗員の頭部の移動方向に沿って、フロントエアバッグ５１を変位させることができる。

【0024】

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態の車両用乗員保護装置２は、押圧部材６１の構成が異なる以外は、第１実施形態のものと同様である。以下の説明では、第１実施形態のものと対応する構成要素には、第１実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。

【0025】

図５は、第３実施形態の車両用乗員保護装置２の構成要素の配置の説明図である。
押圧部材６１は、たとえば押圧エアバッグモジュール６２である。押圧エアバッグモジュール６２は、押圧エアバッグ６３、インフレータ６４、切替弁６８、を有する。そして、インフレータ６４は、切替弁６８を介して、押圧エアバッグ６３およびカーテンエアバッグ６９と連結される。カーテンエアバッグ６９は、側突の場合に乗員の外側で展開されるエアバッグである。このようにインフレータ６４を共用化することにより、狭い空間しか確保できないＡピラー１２内に、押圧エアバッグモジュール６２とともにカーテンエアバッグ６９を収容することが可能になる。

【0026】

制御部７１は、予測時にフロントエアバッグモジュール５０の押圧が必要であると判断した場合、切替弁６８により押圧エアバッグ６３を選択する。これにより、インフレータ５２のガスの供給先は、押圧エアバッグ６３に切り替わる。
それ以外の場合は、制御部７１は、切替弁６８によりカーテンエアバッグ６９を選択する。インフレータ５２のガスの供給先は、カーテンエアバッグ６９に切り替わる。

【0027】

これにより、衝突時にフロントエアバッグモジュール５０の押圧が必要である場合に、制御部７１は、内向きに倒れる乗員がフロントエアバッグ５１に当接するタイミングで押圧エアバッグ６３を展開し、展開中又は展開後のフロントエアバッグ５１を乗員の動きに合わせて内向きに変位させることができる。よって、内向きに倒れる乗員の頭部は、フロントエアバッグ５１に当たった後に、フロントエアバッグ５１とずれるように横へ移動し難くなる。

【0028】

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態の車両用乗員保護装置２は、押圧部材６１の構成が異なる以外は、第１実施形態のものと同様である。以下の説明では、第１実施形態のものと対応する構成要素には、第１実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。

【0029】

図６は、第４実施形態の車両用乗員保護装置２の構成要素の配置の説明図である。
押圧部材６１は、フロントエアバッグモジュール５０の上下左右の４方向の周囲に隣接して配置された押圧エアバッグモジュール６２である。押圧エアバッグモジュール６２は、複数の押圧エアバッグ６３、インフレータ６４、切替弁６８、を有する。なお、切替弁６８を有し、１つのインフレータ６４のガスの供給先をこの複数の押圧エアバッグモジュール６２の間で切り替えるようにしてもよい。４つの押圧エアバッグ６３の展開領域は、フロントエアバッグ５１の展開領域と上下左右で重なる。

【0030】

次に、車両用乗員保護装置２の動作について説明する。
本実施形態の制御部７１によるエアバッグモジュール５０の回転駆動処理の全体的な流れは、図４と同様である。

【0031】

制御部７１は、衝突前に、入出力ポートに入力される車体の内外状況を示す入力情報に基づいて、衝突形態を予測判断する。また、予測した衝突形態に基づいて、フロントエアバッグモジュール５０の押圧の要否、押圧方向、および押圧タイミングを判断する。制御部７１は、必要に応じて切替弁６８により、インフレータ５２のガスの供給先を、押圧方向と逆側の押圧エアバッグモジュール６２に切り替える。

【0032】

また、制御部７１は、衝突の発生を判断する。
そして、衝突が発生すると判断した場合、制御部７１は、フロントエアバッグモジュール５０のインフレータ５２へ点火信号を出力する。これにより、フロントエアバッグ５１が展開する。
また、予測時にフロントエアバッグ５１の押圧が必要であると判断した場合、制御部７１は、フロントエアバッグ５１の展開を開始してから遅延時間の後に、押圧方向と逆側の押圧エアバッグモジュール６２のインフレータ５２へ点火信号を出力する。押圧方向と逆側の押圧エアバッグ６３は、展開中又は展開後のフロントエアバッグ５１へ向かって作動する。
これにより、たとえばナビゲーションシート２４に着座した乗員が内側へ倒れながらフロントエアバッグ５１に当たった場合、その乗員の動きに合わせてフロントエアバッグ５１を押圧方向に変位させることができる。乗員の頭部の移動方向に沿って、フロントエアバッグ５１を変位させることができる。

【符号の説明】

【0033】

１…自動車（車両）、２…車両用乗員保護装置、１１…フロアパネル、１２…Ａピラー、１３…Ｂピラー、１４…Ｃピラー、１５…ルーフレール、１６…ルーフパネル、１７…トーボード、１８…ダッシュボード、１９…フロントガラス、２０…リアガラス、２１…サイドシル、２２…センタートンネル、２３…ドライバシート、２４…ナビゲーションシート、２５…シフトレバー、２６…コンソールボックス、２７…ステアリングホイール、２８…ベンチシート、２９…ステアリングサポートビーム、４１…座部、４２…背部、５０…エアバッグモジュール、５１…エアバッグ、５２…インフレータ、５３…モジュールベース、６１…押圧部材、６２…押圧エアバッグモジュール、６３…押圧エアバッグ、６４…インフレータ、６５…モジュールベース、６６…押圧ロッド、６７…ソレノイド、６８…切替弁、６９…カーテンエアバッグ、７１…制御部、７２…車外カメラ、７３…車内カメラ、７４…加速度センサ、７５…車速センサ、７６…操舵角センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】