特許 6784559 車両の乗員保護装置

(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】6784559

(24)【登録日】2020年10月27日

(45)【発行日】2020年11月11日

(54)【発明の名称】車両の乗員保護装置

(51)【国際特許分類】

   B60R 21/203 20060101AFI20201102BHJP

   B60R 21/0134 20060101ALI20201102BHJP

   B60R 21/00 20060101ALI20201102BHJP

   B60R 21/0132 20060101ALI20201102BHJP

【ＦＩ】

   B60R21/203

   B60R21/0134

   B60R21/00 310

   B60R21/0132

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-194164(P2016-194164)

(22)【出願日】2016年9月30日

(65)【公開番号】特開2018-52446(P2018-52446A)

(43)【公開日】2018年4月5日

【審査請求日】2019年8月29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】長澤 勇

(72)【発明者】

【氏名】近藤 敬生

【審査官】 内山 隆史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０７７８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０２８９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０２０１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２０３５４１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｒ ２１／２０３

Ｂ６０Ｒ ２１／００

Ｂ６０Ｒ ２１／０１３２

Ｂ６０Ｒ ２１／０１３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両内で乗員が着座するシートと、
前記シートに着座した乗員の上体の前に展開するフロントエアバッグを有するエアバッグ装置と、
を有し、
展開した前記フロントエアバッグは、前記車両の車幅方向の内側より外側が前となる連続的な傾斜面を形成し、
前記シートの着座位置より外方へ移動していた上体の両肩を、連続的な前記傾斜面と前記車両の側面との間に挟む、
車両の乗員保護装置。

【請求項2】

連続的な前記傾斜面は、前記シートの内側縁より車幅方向の内側から形成される、
請求項１記載の車両の乗員保護装置。

【請求項3】

展開した前記フロントエアバッグは、前記車幅方向の外側の部分に、前記車幅方向において対称的な前吸収面が形成される、
請求項１記載の車両の乗員保護装置。

【請求項4】

前記前吸収面は、前記車幅方向に沿った面に形成される、
請求項３記載の車両の乗員保護装置。

【請求項5】

前記車両の走行状態に応じて前記エアバッグ装置の作動を制御する制御部を有し、
前記制御部は、
前記車両についての運転支援を含む自動走行制御中の衝突または急旋回中の衝突の可能性がある場合には、連続的な前記傾斜面を形成するように前記フロントエアバッグを展開させ、
それ以外の場合には、連続的な前記傾斜面が形成されないように前記フロントエアバッグを展開させて前記着座位置にいた上体を全体的に支持する、
請求項１から４のいずれか一項記載の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、たとえば自動車といった車両の乗員保護装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車では、近年、自動運転の研究が開始されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−０６７４８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、自動運転の自動車では、運転手といった乗員の意思と無関係に自動車の走行状態が制御される。この場合、たとえば衝突を自動的に回避する場合などにおいて、運転手が自動車を操作する場合と比べて、車両の限界性能の近くで走行するように制御が実施される可能性がある。たとえば衝突直前に、衝突を回避するために、限界性能ぎりぎりの操舵を実施して、衝突を回避するように制御する可能性がある。
そして、たとえばこのように車両の限界性能の近くで走行が制御されている状況下で、実際には衝突を回避できない場合、運転手の操舵の下で衝突を回避していた場合と比べて、現在の自動車とは異なる状況下で衝突が生じてしまう可能性がある。
たとえば自動運転で急旋回している状況下では、シートに着座した乗員の上体の肩部は、シートの着座位置より外へ移動している可能性がある。そして、このように衝突前にシートの着座位置より外へ上体が移動していた状況下で衝突が生じると、乗員の上体は、シートの着座位置から大きく外側へ移動してしまうことになる。
この他にもたとえば、衝突以外のことに気を取られていて衝突に備えていない乗員にあっては、衝突時に、その上体が通常想定される移動範囲を超えて大きく外へ移動してしまう可能性がある。

【0005】

このように自動車といった車両では、たとえば自動運転中において現在の自動車とは異なる乗員保護機能を持たせる必要性があると予想される。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る車両の乗員保護装置は、車両内で乗員が着座するシートと、前記シートに着座した乗員の上体の前に展開するフロントエアバッグを有するエアバッグ装置と、を有し、展開した前記フロントエアバッグは、前記車両の車幅方向の内側より外側が前となる連続的な傾斜面を形成し、前記シートの着座位置より外方へ移動していた上体の両肩を、連続的な前記傾斜面と前記車両の側面との間に挟む。

【0007】

好適には、連続的な前記傾斜面は、前記シートの内側縁より車幅方向の内側から形成される、とよい。

【0008】

好適には、展開した前記フロントエアバッグは、前記車幅方向の外側の部分に、前記車幅方向において対称的な前吸収面が形成される、とよい。

【0009】

好適には、前記前吸収面は、前記車幅方向に沿った面に形成される、とよい。

【0013】

好適には、前記車両の走行状態に応じて前記エアバッグ装置の作動を制御する制御部を有し、前記制御部は、前記車両についての運転支援を含む自動走行制御中の衝突または急旋回中の衝突の可能性がある場合には、連続的な前記傾斜面を形成するように前記フロントエアバッグを展開させ、それ以外の場合には、連続的な前記傾斜面が形成されないように前記フロントエアバッグを展開させて前記着座位置にいた上体を全体的に支持する、とよい。

【発明の効果】

【0016】

本発明では、展開したフロントエアバッグは、車両の車幅方向の内側より外側が前となる連続的な傾斜面を形成し、シートの着座位置より外方へ移動していた上体の両肩を、連続的な傾斜面と車体の側面との間に挟む。よって、たとえば車両の自動運転中においてシートに着座した乗員の上体の肩部が衝突前にシートの着座位置より外へ大きく移動していたとしても、この上体の両肩をフロントエアバッグの連続的な傾斜面と車体の側部との間に挟んで支持し、乗員を保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る車両の乗員保護装置を適用可能な自動車の説明図である。

【図2】図２は、図１の自動車における通常の乗員保護装置の説明図である。

【図3】図３は、本発明の第１実施形態に係る車両の乗員保護装置の説明図である。

【図4】図４は、図３のフロントエアバッグ装置のフロントエアバッグが展開した作動状態の説明図である。

【図5】図５は、図４（Ａ）のように展開した場合の乗員保護状態の一例の説明図である。

【図6】図６は、本発明の第２実施形態に係るフロントエアバッグ装置の説明図である。

【図7】図７は、本発明の第３実施形態に係るフロントエアバッグ装置の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。

【0019】

［第１実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る車両の乗員保護装置１０を適用可能な自動車１の説明図である。

【0020】

図１には、上から見た自動車１が図示されている。自動車１は、車両の一例である。
図１の自動車１は、車体２を有する。車体２の乗員室３内には、乗員が着座する複数のシート４が配置される。右前のシート４の前には、ハンドル５、図示外のアクセルペダル、ブレーキペダルが配置される。シート４に着座した乗員がハンドル５などを操作することにより、自動車１は前進、停止、後退、右折、左折をする。

【0021】

ところで、自動車１では、近年、自動運転の研究が開始されている。自動運転には、単に乗員の操作を警告したり補間したりする運転支援タイプのものもあるが、将来的にはたとえば目的地を設定することによりその目的地まで自動的に走行する完全自動タイプものが実現されると予想される。
また、自動運転では、乗員などの保護のために併せて、たとえば、乗員室３に前向きに配置された前撮像センサ３１、乗員室３に後向きに配置された後撮像センサ３１、車体２の左右両側に配置された右撮像センサ３１および左撮像センサ３１を用い、これらのセンサの撮像画像に基づいて、走行する自動車１の周囲環境を観測し、他の自動車１などが接近する場合には衝突を回避する乗員保護制御を実施することが重要である。

【0022】

図２は、図１の自動車１における通常の乗員保護装置１０の説明図である。図２には、シート４に着座した乗員の上体の前に展開するフロントエアバッグ１５、が図示されている。
そして、図２（Ａ）に示すように、衝突前の乗員の上体がたとえばシートベルト１８により拘束されることによりシート４に背をつけた着座位置に位置する場合、上体から離れた状態でフロントエアバッグ１５が展開できる。その後、自動車１の前に他の自動車１などが衝突すると、上体が着座位置から前へ移動するが、前へ移動する上体を、展開したフロントエアバッグ１５により支持することができる。これにより、好適に乗員を保護することができる。
しかしながら、たとえば自動運転中の自動車１では、運転手といった乗員の意思と無関係に自動車１の走行状態が制御される。この場合、たとえば衝突を自動的に回避する場合などにおいて、運転手が自動車１を操作する場合と比べて、車両の限界性能の近くで走行するように制御が実施される可能性がある。たとえば衝突直前に、衝突を回避するために、限界性能ぎりぎりの操舵制御を実施して、衝突を回避しようとする可能性がある。

【0023】

そして、たとえばこのように車両の限界性能の近くで走行が制御されている状況下で、実際には衝突を回避できず衝突した場合、一般的なドライバの操舵で衝突を回避している最中に衝突した場合とは異なる状況下で衝突が生じてしまう可能性がある。
たとえば図２（Ｂ）に示すように、自動運転で急旋回している状況下では、シート４に着座した乗員の上体の肩部は、シート４の着座位置より外へ大きく移動してしまう可能性がある。そして、通常想定される範囲より外へ上体の肩部が移動している状態では、フロントエアバッグ１５が展開しても、上体の全体をフロントエアバッグ１５に当てて支えることができない可能性がある。
なお、この他にもたとえば、衝突以外のことに気を取られていて衝突に備えていない乗員にあっては、衝突時に、その上体の肩部が通常想定される移動範囲を超えて大きく外へ移動してしまう可能性もある。
このように自動車１といった車両では、たとえば自動運転中において現在の自動車１とは異なる乗員保護機能を持たせる必要性があると予想される。

【0024】

図３は、本発明の第１実施形態に係る車両の乗員保護装置１０の説明図である。

【0025】

また、図３には、乗員保護装置１０とともに、自動運転制御装置３０が図示されている。自動運転制御装置３０は、上述した各種の車外撮像センサ３１、自動運転制御部３２、操舵アクチュエータ３３、ブレーキアクチュエータ３４、動力源３５、を有する。
操舵アクチュエータ３３は、ハンドル５の替わりに、自動車１を操舵する。ブレーキアクチュエータ３４は、ブレーキペダルの替わりに、自動車１を制動する。動力源３５は、たとえばガソリンエンジン、電気モータである。自動運転制御部３２は、たとえば目的地までの走行経路に従って、操舵アクチュエータ３３、ブレーキアクチュエータ３４、および動力源３５を制御する。また、車外撮像センサ３１の画像に基づいて接近物を特定し、接近物との衝突が予想される場合には、それを回避するように操舵アクチュエータ３３、ブレーキアクチュエータ３４、および動力源３５を制御する。

【0026】

図３の乗員保護装置１０は、乗員位置センサ１１、Ｇセンサ１２、乗員保護制御部１３、フロントエアバッグ装置１４、三点式シートベルト１８、を有する。

【0027】

乗員位置センサ１１は、シート４に着座した乗員の頭部の位置または上体の位置を検出する。シート４に背を付けた着座位置を基準とし、前方への移動量または車幅方向左右両側への移動量を検出する。乗員位置センサ１１は、たとえば検出する方向に配列された複数の近接センサで構成してよい。

【0028】

Ｇセンサ１２は、自動車１に作用する加速度を検出する。検出する加速度の方向は、前後方向、左右方向、上下方向でよい。

【0029】

フロントエアバッグ装置１４は、シート４に着座した乗員の上体の前に展開するフロントエアバッグ１５、フロントエアバッグ１５内へガスを放出するインフレータ１６、を有する。

【0030】

三点式シートベルト装置１７は、シート４に着座した乗員の腰部の両側および一方の肩部の前に掛け渡されるシートベルト１８、シートベルト１８を巻き取る図示外のアクチュエータ、を有する。

【0031】

乗員保護制御部１３には、車外撮像センサ３１、自動運転制御部３２、Ｇセンサ１２、乗員位置センサ１１、フロントエアバッグ装置１４、三点式シートベルト装置１７、が接続される。
そして、乗員保護制御部１３は、たとえば自動車１の走行状態に応じて、乗員保護装置１０の動作を制御する。具体的には、フロントエアバッグ装置１４および三点式シートベルト装置１７の作動を制御する。

【0032】

図４は、図３のフロントエアバッグ装置１４のフロントエアバッグ１５が展開した作動状態の説明図である。

【0033】

乗員保護制御部１３は、自動車１に乗員が乗車している場合、自動車１の走行状態を判断する。乗員保護制御部１３は、たとえば自動運転制御部３２からの自動運転中信号に基づいて、自動運転中であるか否かを判断する。
また、乗員保護制御部１３は、車外撮像センサ３１の画像に基づいて、接近物の有無を判断し、さらに接近物との衝突可能性を判断する。
また、乗員保護制御部１３は、Ｇセンサ１２の検出加速度に基づいて、自動車１が急旋回しているか否かを判断する。
また、乗員保護制御部１３は、乗員位置センサ１１の検出値に基づいて、乗員の上体が着座位置から外へ大きく移動しているか否かを判断する。
また、乗員保護制御部１３は、乗員位置センサ１１の検出値、または自動運転制御部３２からの自動運転制御状況の情報に基づいて、乗員の上体が着座位置から外へ大きく移動しているか否かを判断、又は推定する。なお、乗員保護制御部１３は、図２（Ａ）の通常想定される範囲を超えているか否かに基づいて、この移動を判断すればよい。

【0034】

そして、自動走行制御中に衝突する可能性がある場合、または急旋回中に衝突する可能性がある場合、さらに衝突前に上体が外へ大きく移動している時には、乗員保護制御部１３は、図４（Ａ）に示すように、フロントエアバッグ１５を展開させる。
この場合、フロントエアバッグ１５は、展開した状態で自動車１の車幅方向の内側より外側が前となるように連続的に傾斜した接触面１５Ｓを形成する。
接触面１５Ｓは、フロントエアバッグ１５についてのシート４の内側縁より車幅方向の内側から、シート４についての車幅方向の中央前までとなる範囲に形成される。ここで、連続的に傾斜した接触面１５Ｓは、車体２の側面と同等の摩擦係数を有してよい。
また、接触面１５Ｓについいての車幅方向の外側の部分には、車幅方向に沿った前吸収面１５Ｆを形成する。
前吸収面１５Ｆは、車幅方向において対称的に形成されていればよく、たとえば車幅方向に沿った面に形成されている。なお、前吸収面１５Ｆは、たとえば後方へ凸形状となるようにして、車幅方向において対称的に形成されてもよい。

【0035】

これに対し、上述したいずれの場合でもなくて衝突前の上体が着座位置にある場合、乗員保護制御部１３は、図４（Ｂ）に示すように、略長方形にフロントエアバッグ１５を展開させる。この場合、フロントエアバッグ１５は、傾斜した接触面１５Ｓを形成しないように大きく展開する。

【0036】

この他にもたとえば、乗員保護制御部１３は、自動運転制御部３２が自動車１についての運転支援を含む自動走行制御において操舵制御を実行している状況において衝突の可能性がある場合、図４（Ａ）に示すようにフロントエアバッグ１５を展開させてもよい。また、これ以外の場合には、乗員保護制御部１３は、図４（Ｂ）に示すように略長方形にフロントエアバッグ１５を展開させる。

【0037】

図５は、図４（Ａ）のように展開した場合の乗員保護状態の一例の説明図である。

【0038】

図５（Ａ）では、衝突前の上体は、着座位置より大きく外へ移動している。
そして、フロントエアバッグ１５は展開し、フロントエアバッグ１５の車幅方向外面は、車体の内面に当たる。シート４の前には、シートより車幅方向内側の位置から、シートの略中央前の位置までの範囲に、傾斜した接触面１５Ｓが形成される。そして、傾斜した接触面１５Ｓと車体の内面との間には、車幅方向に沿った前吸収面１５Ｆが形成される。

【0039】

この状態で、衝突前に着座位置より大きく外へ移動していた上体は、図５（Ｂ）に示すように、車体の内面とフロントエアバッグ１５とに当たる。上体は、連続的に傾斜した接触面１５Ｓの上をすべるように移動し、両肩がフロントエアバッグ１５と車体の内面との間に挟まれる状態で前へ移動する。これにより、上体を支持しながら、上体の運動エネルギーを吸収できる。
その後、滑った上体は、前吸収面１５Ｆに当たる。これにより、上体の運動エネルギーは吸収できる。

【0040】

以上のように、本実施形態では、展開したフロントエアバッグ１５は、自動車１の車幅方向の内側より外側が前となる連続的に傾斜した接触面１５Ｓを形成し、シート４の着座位置より外方へ移動していた上体の両肩を、連続的に傾斜した接触面１５Ｓと車体２の側面との間に挟む。よって、たとえば車両の自動運転中においてシート４に着座した乗員の上体の肩部が衝突前にシート４の着座位置より外へ大きく移動していたとしても、この上体の両肩をフロントエアバッグ１５の連続的に傾斜した接触面１５Ｓと車体２の側部との間に挟んで支持し、乗員を保護することができる。

【0041】

本実施形態では、展開したフロントエアバッグ１５において、車幅方向の外側の部分に形成される前吸収面１５Ｆは、車幅方向において対称的となるように車幅方向に沿った面に形成されている。図５（Ａ）では、一点鎖線で示した前後方向の軸に対して略対称な面形状となっている。よって、フロントエアバッグ１５の連続的に傾斜した接触面１５Ｓと車体２の側部との間に挟むだけでは衝撃を吸収できない場合には、前吸収面において衝撃を更に吸収することができる。

【0042】

本実施形態では、展開したフロントエアバッグ１５の連続的に傾斜した接触面１５Ｓの表面は、車体２の側面と同等の摩擦係数を有する。よって、乗員の上体は、フロントエアバッグ１５の連続的に傾斜した接触面１５Ｓと車体２の側部との間に挟まれた後、両肩において同等の摩擦力で支えられながら、それらの間を移動できる。その結果、衝突後の上体のたとえば前外への移動を好適に抑制しながら、支持することができる。

【0043】

本実施形態では、傾斜した接触面１５Ｓは、展開したフロントエアバッグ１５において、シート４の内側縁より車幅方向の内側から少なくともシート４についての車幅方向の中央前までとなる範囲に形成される。よって、前外へ移動した上体の位置が前後左右に多少ずれていたとしても、フロントエアバッグ１５の連続的に傾斜した接触面１５Ｓと車体２の側部との間に挟むことができる。

【0044】

本実施形態では、自動車１の走行状態に応じてフロントエアバッグ装置１４の作動を制御する制御部１３は、自動車１についての運転支援を含む自動走行制御中の衝突または急旋回中の衝突の可能性がある場合には、連続的に傾斜した接触面１５Ｓを形成するようにフロントエアバッグ１５を展開させ、それ以外の場合には、連続的に傾斜した接触面１５Ｓが形成されないようにフロントエアバッグ１５を展開させて着座位置にいた上体を全体的に支持する。よって、フロントエアバッグ１５は、衝突前の乗員の上体がシート４の着座位置にある場合でも、着座位置より前へ移動している場合でも、それぞれの状態に応じて適切に展開することができる。

【0045】

また、自動運転制御部３２が自動車１についての運転支援を含む自動走行制御において操舵制御を実行している状況において衝突の可能性に基づいて乗員保護制御部１３がフロントエアバッグ１５の展開状態を制御する場合においても、同様である。

【0046】

本実施形態では、検出部により、シート４に着座した乗員の上体の位置を検出する。よって、衝突前の乗員の上体の位置を実際に検出し、それぞれの位置に応じてフロントエアバッグ１５を適切に展開させることができる。

【0047】

その結果、本実施形態では、乗員の肩部が着座位置から外方へ逸脱した場合における前方入力に対し、保護デバイスによる確実なエネルギー吸収、若しくは低加害性を維持することができる。

【0048】

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る車両の乗員保護装置１０について説明する。以下、同様の構成については第１実施形態と同一の符号を使用し、主に第１実施形態との相違点について説明する。

【0049】

図６は、本発明の第２実施形態に係るフロントエアバッグ装置１４の説明図である。

【0050】

図６において、傾斜した接触面１５Ｓは、凹曲面により連続的に傾斜している。
このように、連続的に傾斜する接触面１５Ｓが、凹曲面により連続的に傾斜することにより、上体と接触面１５Ｓとは、局所的で高い摩擦力で接触し易くなる。

【0051】

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る車両の乗員保護装置１０について説明する。以下、同様の構成については第１実施形態と同一の符号を使用し、主に第１実施形態との相違点について説明する。

【0052】

図７は、本発明の第３実施形態に係るフロントエアバッグ装置の説明図である。

【0053】

図７のフロントエアバッグ１５において、連続的に傾斜する接触面１５Ｓは、全体的に凸曲面に形成される。
このように連続的に傾斜する接触面１５Ｓが、凸曲面により連続的に傾斜することにより、上体が、傾斜した接触面１５Ｓ上をすべって前へ移動する場合、上体を、車体２の側面へ押し付ける作用を大きくでき、滑り中での高い衝撃吸収効果を期待できる。

【0054】

以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。

【符号の説明】

【0055】

１…自動車（車両）
２…車体
３…乗員室
４…シート
５…ハンドル
１０…乗員保護装置
１１…乗員位置センサ
１２…Ｇセンサ
１３…乗員保護制御部
１４…フロントエアバッグ装置
１５…フロントエアバッグ
１５Ｓ…接触面
１５Ｆ…前吸収面
１６…インフレータ
１７…三点式シートベルト装置
１８…シートベルト
３０…自動運転制御装置
３１…撮像センサ
３２…自動運転制御部
３３…操舵アクチュエータ
３４…ブレーキアクチュエータ
３５…動力源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】