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(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】
(24)【登録日】2023-10-05
(45)【発行日】2023-10-16
(54)【発明の名称】車両の乗員保護装置
(51)【国際特許分類】
   B60R 21/207 20060101AFI20231006BHJP
   B60R 21/231 20110101ALI20231006BHJP
   B60N 2/42 20060101ALI20231006BHJP
【FI】
B60R21/207
B60R21/231
B60N2/42
【請求項の数】 5
(21)【出願番号】P 2020081571
(22)【出願日】2020-05-01
(65)【公開番号】P2021175647
(43)【公開日】2021-11-04
【審査請求日】2023-04-11
(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】100099793
【弁理士】
【氏名又は名称】川北 喜十郎
(74)【代理人】
【識別番号】100154586
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 正広
(74)【代理人】
【識別番号】100182051
【弁理士】
【氏名又は名称】松川 直宏
(74)【代理人】
【識別番号】100179280
【弁理士】
【氏名又は名称】河村 育郎
(74)【代理人】
【識別番号】100180747
【弁理士】
【氏名又は名称】小森 剛彦
(72)【発明者】
【氏名】長澤 勇
【審査官】田邉 学
(56)【参考文献】
【文献】特開2010-006254(JP,A)
【文献】特開昭63-258239(JP,A)
【文献】米国特許第3888503(US,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60R 21/207
B60R 21/231
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両のシートについての背部の右側および左側の側部に沿って延在するように両端が前記シートに固定され、前記シートに着座する乗員の上体の前に展開する右袋体および左袋体と、
前記右袋体および前記左袋体へ高圧ガスを供給して展開するインフレータと、
展開する前記右袋体についての前記シートの前記背部より前へ展開する部位に設けられ、前記シートの前記背部との間に展開する右サブ袋体と、
展開する前記左袋体についての前記シートの前記背部より前へ展開する部位に設けられ、前記シートの前記背部との間に展開する左サブ袋体と、
を有する、車両の乗員保護装置。
【請求項2】
前記右サブ袋体および前記左サブ袋体は、前記右袋体および前記左袋体が前記シートの前記背部より前へ展開した後に、後側へ向かって展開を開始する、
請求項1記載の、車両の乗員保護装置。
【請求項3】
前記右サブ袋体および前記左サブ袋体は、前記右袋体および前記左袋体が前記シートに着座する乗員の上体の前に展開している状態において、前記シートと接するように展開する、
請求項1または2記載の、車両の乗員保護装置。
【請求項4】
前記右サブ袋体および前記左サブ袋体は、前記シートを押圧するように展開することにより、展開している前記右袋体および前記左袋体を前記シートの左右方向の中央へ寄せる、
請求項1から3のいずれか一項記載の、車両の乗員保護装置。
【請求項5】
前記右サブ袋体および前記左サブ袋体は、展開を開始した前記右袋体および前記左袋体についての外側の部位から展開する、
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、車両の乗員保護装置に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車といった車両では、乗車している乗員を保護するために、シートベルト装置や、エアバッグ装置が使用されている(特許文献1)。
シートベルトは、乗員の上体の前に掛け渡されるシートベルトにより、シートに着座している乗員がシートから変位しないように拘束する。エアバッグ装置は、シートに着座する乗員の周囲で展開し、シートの着座位置から変位した乗員に作用する可能性がある大きな衝撃を吸収する。これらの乗員保護装置を使用することにより、車両は、乗車している乗員を保護することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2013-124063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、たとえばシートベルトは、乗員を局所的に拘束する。このため、大きな衝撃から乗員を保護することができても、乗員に局所的な負担がかかる可能性がないとは言えない。
また、袋体は、それが想定している衝突形態については適切な衝撃吸収をすることができるが、想定したものとは異なる衝突形態については適切な衝撃吸収をすることができるとは限らない。たとえばシートに着座する乗員の前で展開する袋体は、側面衝突によりシートの横方向へ倒れる乗員についてのシートの着座位置からの変位について、適切に衝撃を吸収することは難しい。このため、車両では、シートの周りに、それぞれの衝突形態に対応する複数のエアバッグ装置を設けている。
また、袋体は、様々な乗員の体形に対応するなどのために、シートの着座位置にいる乗員のたとえば上体から少し離れた位置において展開する。展開した袋体は、乗員のたとえば上体が明らかに動いてから、その衝撃を吸収するように機能し始める。この場合、展開した袋体は、既に動き始めている乗員のたとえば上体についての大きな衝撃を吸収する必要がある。
【0005】
このように車両に設けられる乗員保護装置には、改善の余地がある。
【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、車両のシートについての背部の右側および左側の側部に沿って延在するように両端が前記シートに固定され、前記シートに着座する乗員の上体の前に展開する右袋体および左袋体と、前記右袋体および前記左袋体へ高圧ガスを供給して展開するインフレータと、展開する前記右袋体についての前記シートの前記背部より前へ展開する部位に設けられ、前記シートの前記背部との間に展開する右サブ袋体と、展開する前記左袋体についての前記シートの前記背部より前へ展開する部位に設けられ、前記シートの前記背部との間に展開する左サブ袋体と、を有する。
【0007】
好適には、前記右サブ袋体および前記左サブ袋体は、前記右袋体および前記左袋体が前記シートの前記背部より前へ展開した後に、後側へ向かって展開を開始する、とよい。
【0008】
好適には、前記右サブ袋体および前記左サブ袋体は、前記右袋体および前記左袋体が前記シートに着座する乗員の上体の前に展開している状態において、前記シートと接するように展開する、とよい。
【0009】
好適には、前記右サブ袋体および前記左サブ袋体は、前記シートを押圧するように展開することにより、展開している前記右袋体および前記左袋体を前記シートの左右方向の中央へ寄せる、とよい。
【0010】
好適には、前記右サブ袋体および前記左サブ袋体は、展開を開始した前記右袋体および前記左袋体についての外側の部位から展開する、とよい。
【0011】
好適には、前記右サブ袋体および前記左サブ袋体は、展開を開始した前記右袋体および前記左袋体についての外側の部位から外側へ展開する、とよい。
【0012】
好適には、前記右サブ袋体および前記左サブ袋体は、前記右袋体および前記左袋体を通じて供給される前記インフレータの高圧ガスにより展開する、とよい。
【0013】
好適には、前記右袋体、前記左袋体、前記右サブ袋体、および前記左サブ袋体の展開を制御する制御部、を有し、前記制御部は、前記右袋体および前記左袋体の展開を開始した後に、前記右サブ袋体および前記左サブ袋体の展開を開始する、とよい。
【発明の効果】
【0014】
本発明では、車両のシートには、背部の右側および左側の側部に沿って延在するように収容して右袋体および左袋体が設けられる。右袋体および左袋体の両端は、シートに固定される。このように両端が固定される右袋体および左袋体は、インフレータからの高圧ガスの供給により、シートの背部の左右それぞれから展開を開始して、シートに着座する乗員の上体の前に展開する。袋体がこのように展開することにより、シートに着座している乗員は、その状態に維持され得る。たとえば、車両に対して前方向から衝撃が入力される場合だけでなく、斜前方向から入力される場合でも、乗員をシートに着座している状態に維持するように拘束し得る。また、乗員の上体の前面は、左右の袋体により抑えられる。シートベルトにより乗員を保護しようとする場合には、乗員を拘束する力が上体の前面についてのシートベルトが当たる部位に局所的に強い力が作用する可能性があるが、本発明ではそのような可能性を低減できる。
しかも、本発明では、展開する右袋体についてのシートの背部より前へ展開する部位に右サブ袋体が設けられ、展開する左袋体についてのシートの背部より前へ展開する部位に左サブ袋体が設けられる。そして、右サブ袋体および左サブ袋体は、たとえば右袋体および左袋体がシートの背部より前へ展開した後に、後側へ向かって展開を開始する。これにより、右サブ袋体および左サブ袋体は、右袋体および左袋体がシートに着座する乗員の上体の前に展開している状態において、シートと接するように展開できる。右サブ袋体および左サブ袋体は、シートを押圧するように展開することにより、シートの反力を使用して、展開している右袋体および左袋体をシートの左右方向の中央へ寄せることができる。右袋体および左袋体は、シートに着座する乗員の左右両肩の上へ展開できる。仮にたとえば展開した右袋体および左袋体が乗員の左右両肩に横から当たるような場合でも、右サブ袋体および左サブ袋体を通じたシートの反力により、右袋体および左袋体は乗員の左右両肩の上に乗り上げるように押し込まれ得る。右袋体および左袋体は、シートの反力により中央へ押されることにより、シートに着座している乗員の上体の前面に対して、その体格によらず密着することが可能である。シートに着座している乗員は、右袋体および左袋体によりシートに押し付けられて、その着座している状態から動き難くなる。しかも、右袋体および左袋体は、シートの中央へ向かって押し込まれるので、乗員の首部の周囲の近くに位置し、首部へ密着するようになり得る。首部の周囲に袋体が近接または密着することにより、頭部は振れ難くなる。
これらの作用により、本発明では、各種の衝突において高い乗員保護を実現可能である。たとえば前面衝突や斜め衝突やオフセット衝突だけでなく、側面衝突などにおいても、右袋体および左袋体により、乗員がシートの着座位置から変位し難くなるように拘束できる。しかも、右袋体および左袋体により乗員を拘束するので、シートベルトのように局所的に強く力を乗員に対して作用させ難くし得る。また、右袋体および左袋体は、シートの着座位置にいる乗員の上体の近くにおいて好適には密着するように展開しているので、乗員の上体が明らかに動いてしまう前に、その衝撃を吸収し始めるように機能し得る。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1図1は、本発明の第一実施形態に係る自動車の説明図である。
図2図2は、図1の自動車に設けることが可能な乗員保護装置の基本的な右メイン袋体および左メイン袋体の展開状態の説明図である。
図3図3は、図1の自動車に設けられる、本発明の第一実施形態に係る乗員保護装置の制御系の説明図である。
図4図4は、本発明の第一実施形態に係る乗員保護装置の右メイン袋体および左メイン袋体についてのシートでの収容状態の説明図である。
図5図5は、図3の制御部による乗員保護処理の流れを示すフローチャートである。
図6図6は、図5の右メイン袋体および左メイン袋体の展開方法の説明図である。
図7図7は、右サブ袋体および左サブ袋体の展開の作用の説明図である。
図8図8は、図7に続く図3の引込装置の動作の説明図である。
図9図9は、右メイン袋体および左メイン袋体の最終的な展開状態の説明図である。
図10図10は、本発明の第二実施形態に係る乗員保護装置の制御系の説明図である。
図11図11は、図11の制御部による乗員保護処理の流れ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】
【0016】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
[第一実施形態]
【0017】
図1は、本発明の実施形態に係る自動車1の説明図である。自動車1は、車両の一例である。車両には、この他にもたとえば、公共交通用のバス、電車、個人用のパーソナルモビリティ、パーソナルモビリティを乗せる架台装置、がある。自動車1は、手動運転または自動運転できるものでもよい。
図1(A)は、自動車1の模式的な側面図である。図1(B)は、図1(A)の自動車1の上面図である。図1には、自動車1とともに、自動車1に乗車している乗員が図示されている。
自動車1は、車体2、を有する。車体2は、複数のシート4が前向きで配置される乗員室3を有する。シート4は、座部5と、座部5の後縁から上へ立設する背部6と、を有する。乗員は、その腰部および腿を座部5に載せ、その上体の背中を背部6に当ててシート4に着座する。
【0018】
このような自動車1では、乗車している乗員を保護するために、シートベルト装置や、エアバッグ装置が使用される。
シートベルト装置は、シート4に着座している乗員の上体の前に掛け渡されるシートベルトを有する。シートベルトは、衝突の際にシート4に着座している乗員がシート4からずれて変位しないように乗員をシート4に拘束する。
エアバッグ装置は、シート4に着座する乗員の周囲で展開する袋体を有する。袋体は、たとえばシート4の前側において展開する。乗員の上体は、衝突の際にシート4に背をつけている着座位置からたとえば前へ倒れるが、展開している袋体に当たることにより衝撃が吸収される。乗員に作用する衝撃を吸収できる。
これらのシートベルト装置や、エアバッグ装置により、自動車1は、乗車している乗員を保護することができる。
しかしながら、たとえばシートベルトは、乗員の胸部を局所的に拘束する。このため、大きな衝撃が入力された際に、乗員の胸部に局所的な負担がかかる可能性がないとは言えない。
また、袋体は、それが想定している衝突形態については適切な位置およびタイミングに展開して衝撃吸収をすることができるが、想定したものとは異なる衝突形態については適切に衝撃を吸収できるとは限らない。たとえばシート4に着座する乗員の前で展開する袋体は、側面衝突によりシート4の横方向へ倒れる乗員についてのシート4の着座位置からの車幅方向への変位について、衝撃を吸収することは難しい。このため、自動車1では、シート4の周りに、複数の衝突形態に対応する複数のエアバッグ装置を設けることになる。シート4の周りには、衝突形態に対応する数の多数のエアバッグ装置が設けられることになる。この場合、乗員を保護するための装置の構造および制御は、複雑化する。
このように乗員保護装置10には、さらなる改善が求められている。
【0019】
図2は、図1の自動車1に設けることが可能な乗員保護装置10の基本的な右メイン袋体21および左メイン袋体22の展開状態の説明図である。図2は、右メイン袋体21および左メイン袋体22による乗員保護の基本的な原理を説明するものである。
【0020】
図2の右メイン袋体21は、インフレータ23からの高圧ガスの流入により、シート4の背部6の右上部から前方へ突出し、さらに下方へ突出するように展開する。この場合、右メイン袋体21は、シート4の背部6の右上部からシート4に着座する乗員の右肩の上側を通って乗員の上体の前へ至る状態に展開することになる。
【0021】
左メイン袋体22は、インフレータ23からの高圧ガスの流入により、シート4の背部6の左上部から前方へ突出し、さらに下方へ突出するように展開する。この場合、左メイン袋体22は、シート4の背部6の左上部からシート4に着座する乗員の左肩の上側を通って乗員の上体の前へ至る状態に展開することになる。
【0022】
このように自動車1のシート4に設けられる右メイン袋体21および左メイン袋体22は、インフレータ23から供給される高圧ガスにより、シート4の背部6の左右それぞれの上部からシート4に着座する乗員の左右それぞれの肩の上側を通って乗員の上体の前へ至る状態に別々に展開する。なお、右袋体21と左袋体22は、連通する形態であっても良い。シート4に着座している乗員の上体は、その全面に密着している右メイン袋体21および左メイン袋体22により抑えられ、衝突の際にその状態に維持され得る。展開した右メイン袋体21および左メイン袋体22は、自動車1に対して前方向から衝撃が入力される場合だけでなく、斜前方向から入力される場合でも、乗員をシート4に着座している状態に維持するように拘束できる。また、乗員の上体の前面には、展開した右メイン袋体21および左メイン袋体22により抑えられる。展開した右メイン袋体21および左メイン袋体22は、シートベルトが乗員の上体の前面を拘束する場合と比べて、乗員を拘束する力が上体の前面の一部に局所的に強く作用し難くなる。
本実施形態では、このような効果を実用的に期待することができる乗員保護装置10について説明する。
【0023】
図3は、図1の自動車1に設けられる、本発明の第一実施形態に係る乗員保護装置10の制御系の説明図である。
図3の乗員保護装置10は、ステレオカメラ11、赤外線カメラ12、LiDAR13、加速度センサ14、通信装置15、GPS受信機16、および、エアバッグ装置17、を有する。エアバッグ装置17は、右メイン袋体21、左メイン袋体22、インフレータ23、右サブ袋体24、左サブ袋体25、右メイン袋体21および左メイン袋体22に接続されるテザー42を引込む引込装置41、および、これらが接続される制御部27、を有する。これら乗員保護装置10の各センサおよび各装置は、自動車1に設けられる不図示の車ネットワークにより、制御部27に接続されてよい。
【0024】
ステレオカメラ11は、たとえば乗員室3の前部において前向きに配置される。ステレオカメラ11は、車幅方向に並ぶ複数の撮像デバイスを有する。ステレオカメラ11は、複数の撮像デバイスにより撮像される車外の人などを撮像する。ステレオカメラ11は、撮像した車外の人についての車体2を基準とした方向および距離を演算してよい。ステレオカメラ11は、複数の撮像デバイスの撮像画像における被写体である車外の人の位置に基づいて、たとえば三角法などにより、被写体の方向および距離を演算してよい。ステレオカメラ11は、また、時間をずらして撮像した画像中での位置の変化により、被写体の移動の有無、移動方向、移動速度などを演算してよい。
赤外線カメラ12は、たとえばステレオカメラ11と同様に乗員室3の前部において前向きに配置される。赤外線カメラ12は、車外の人や他の移動体などを撮像した赤外線画像を撮像する。
LiDAR13は、たとえば車体2の前部において前向きに配置される。LiDAR13は、前方へ向かって光を照射し、車体2の前方の車外の人による反射光に基づいて、被写体の方向、距離、速度などを取得する。
加速度センサ14は、車体2に設けられる。加速度センサ14に作用する加速度を検出する。車体2が人などの移動体に当たると、加速度センサ14は、通常の走行では生じないような大きな加速度を検出する。この場合、加速度センサ14は、衝突検出を出力してよい。この場合、加速度センサ14は、車体2と他の動体との接触を予測または検出する衝突検出部として機能する。
通信装置15は、無線通信により他の移動体、たとえば他の自動車1や歩行者の他の通信装置、道路沿いに配置される基地局、などと通信する。通信装置15は、他の通信装置から、他の移動体の現在位置、移動方向、移動速度などを取得してよい。
GPS受信機16は、GPS衛星などから電波を受信し、自車の現在位置、移動速度、などを取得する。
【0025】
エアバッグ装置17の右メイン袋体21および左メイン袋体22は、たとえばナイロンその他の樹脂繊維により滑らかな表面に形成されてよい。右メイン袋体21および左メイン袋体22は、後述するように折れ曲がった棒形状の袋体でよい。
【0026】
インフレータ23は、右メイン袋体21および左メイン袋体22に接続される。インフレータ23は、点火信号により高圧ガスを発生し、右メイン袋体21および左メイン袋体22へ供給する。
【0027】
右サブ袋体24は、右メイン袋体21に設けられる。右サブ袋体24は、右メイン袋体21と連通し、右メイン袋体21を通じて供給されるインフレータ23の高圧ガスにより展開する。
左サブ袋体25は、左メイン袋体22に設けられる。左サブ袋体25は、左メイン袋体22と連通し、左メイン袋体22を通じて供給されるインフレータ23の高圧ガスにより展開する。
右サブ袋体24および右サブ袋体24は、右メイン袋体21および左メイン袋体22と同様に、たとえばナイロンその他の樹脂繊維により滑らかな表面に形成されてよい。
【0028】
制御部27は、たとえばCPU(Central Processing Unit)、ECU(Electric Control Unit)である。制御部27は、たとえば、エアバッグ装置17に専用のCPUとして自動車1に設けられても、自動車1に設けられる各種の保護装置に共通するCPUとして自動車1に設けられてもよい。CPUは、ROM(Read Only Memory)などのストレージからプログラムを読み込んで実行する。これにより、CPUは、エアバッグ装置17の制御部27として機能する。エアバッグ装置17の制御部27は、ステレオカメラ11、赤外線カメラ12、LiDAR13、加速度センサ14、通信装置15といった衝突検出部からの検出情報に基づいて、自動車1についての衝突の可能性を判断し、衝突を検出する。CPUは、判断または検出した衝突に基づいて、インフレータ23へ点火信号を出力する。これにより、エアバッグ装置17は、展開した右メイン袋体21および左メイン袋体22による乗員保護を実行する。
【0029】
図4は、本発明の第一実施形態に係る乗員保護装置10の右メイン袋体21および左メイン袋体22についてのシート4での収容状態の説明図である。
図4(A)は、シート4の前面図である。図4(B)は、シート4の側面図である。図4(C)は、シート4の上面図である。
【0030】
図4に示すように、本実施形態の右メイン袋体21は、略棒形状に展開可能な長尺形状の袋体である。長尺形状の右メイン袋体21の上端は、シート4の背部6の上部についての左右方向の中央よりの位置に固定される。長尺形状の右メイン袋体21の下端は、シート4の座部5の前部についての前後方向の前よりの位置に固定される。右メイン袋体21は、シート4の座部5の右側部から背部6の右側部に沿って延在するように収容して設けられる。このようにして右メイン袋体21は、シート4についての少なくとも座部5の右側の側部に沿って延在するように収容して設けられる。
そして、右サブ袋体24は、右メイン袋体21についての右側に設けられる。
【0031】
また、左メイン袋体22は、略棒形状に展開可能な長尺形状の袋体である。長尺形状の左メイン袋体22の上端は、シート4の背部6の上部についての左右方向の中央よりの位置に固定される。長尺形状の左メイン袋体22の下端は、シート4の座部5の前部についての前後方向の前よりの位置に固定される。左メイン袋体22は、シート4の座部5の左側部から背部6の左側部に沿って延在するように収容して設けられる。このようにして左メイン袋体22は、シート4についての少なくとも座部5の左側の側部に沿って延在するように収容して設けられる。
そして、左サブ袋体25は、左メイン袋体22についての左側に設けられる。
【0032】
引込装置41は、図4(B)に示すようにシート4の座部5の下側に設けられる。引込装置41と右メイン袋体21の下端とは、テザー42により接続される。引込装置41と左メイン袋体22の下端とは、テザー42により接続される。引込装置41と右メイン袋体21とを接続するテザー42と、引込装置41と左メイン袋体22とを接続するテザー42とは、複数のローラ43により座部5の下で折り返される。
【0033】
そして、右メイン袋体21および左メイン袋体22は、展開時の圧力によりシート4の表面を形成するシートカバーを破って、シート4の外へ突出する。シート4の外へ突出する右メイン袋体21および左メイン袋体22は、シート4に着座する乗員の左右両側の横で前へ展開することができる。シート4の右側から前へ展開する右メイン袋体21は、シート4の背部6の上部とシート4の座部5の前部とが固定されて、それらの間に延在するように展開できる。シート4の左側から前へ展開する左メイン袋体22は、シート4の背部6の上部とシート4の座部5の前部とが固定されて、それらの間に延在するように展開できる。
【0034】
ただし、このように右袋体21がシート4の背部6から座部5にかけてシート4の右縁部分に沿って埋設されている場合、シートカバーを破ってシート4の外へ突出した後の右袋体21の長さは、右袋体21の両端が固定されているシート4の背部6の右上部から座部5の右前部分までの直線距離より長くなる。右袋体21は、2つの固定点の直線距離より長い長さで展開することになる。このため、右袋体21は、単に展開しただけでは、撓んで展開するようになり、図2のように乗員に密着して拘束するようにはなり難い。
同様に、左袋体22はシート4の背部6から座部5にかけてシート4の左縁部分に沿って埋設されている場合、シートカバーを破ってシート4の外へ突出した後の左袋体22の長さは、左袋体22の両端が固定されているシート4の背部6の左上部から座部5の左前部分までの直線距離より長くなる。左袋体22は、2つの固定点の直線距離より長い長さで展開することになる。このため、左袋体22は、単に展開しただけでは、撓んで展開するようになり、図2のように乗員に密着して拘束するようにはなり難い。
そして、乗員の左右で撓んだままに展開される右袋体21および左袋体22は、シート4に着座している乗員の前面や左右の両肩に対して密着するようには展開し難い。
【0035】
図5は、図3の制御部27による乗員保護処理の流れを示すフローチャートである。
制御部27としてのCPUは、たとえば自動車1の走行中の場合に、または自動車1に乗員が乗車している場合に、図5の処理を繰返し実行する。
【0036】
ステップST1において、CPUは、自動車1の衝突を判断する。CPUは、他の動体が車体2の前面に衝突することが予測または検出されている場合、処理をステップST2へ進める。CPUは、他の動体についての衝突が予測または検出されていない場合、処理をステップST1へ戻す。CPUは、ステップST1において、自動車1の衝突を繰り返し判断する。
【0037】
ステップST2において、CPUは、エアバッグ装置17を展開する。CPUは、インフレータ23へ点火信号を出力する。これによりエアバッグ装置17の右メイン袋体21および左メイン袋体22は、展開を開始する。また、展開し始めた後の右メイン袋体21および左メイン袋体22に設けられる右サブ袋体24および左サブ袋体25は、右メイン袋体21および左メイン袋体22より遅れて展開を開始する。
【0038】
ステップST3において、CPUは、引込装置41を動作させてテザー42を引込む。これにより、右メイン袋体21の下端および左メイン袋体22の下端は、シート4の座部5の下へ引き込まれる。その後、CPUは、本処理を終了する。
これにより、制御部27としてのCPUは、自動車1の衝突が検出または予測された場合に、乗員保護装置10の右メイン袋体21、左メイン袋体22、右サブ袋体24、および左サブ袋体25を展開する。
【0039】
図6は、図5の右メイン袋体21および左メイン袋体22の展開方法の説明図である。
【0040】
図6(A)は、右メイン袋体21および左メイン袋体22が、シート4に収容されている状態を示す側面図である。右メイン袋体21および左メイン袋体22は、自動車1のシート4についての背部6の右側および左側の側部に沿って延在するようにシート4に収容される。右メイン袋体21の両端および左メイン袋体22の両端は、シート4に固定される。このようにシート4に収容されている右メイン袋体21および左メイン袋体22は、インフレータ23から高圧ガスが供給されることにより、展開を開始する。
【0041】
図6(B)は、展開を開始した右メイン袋体21および左メイン袋体22が、シートカバーを破って前へ展開し始めた状態を示す側面図である。展開を開始した右メイン袋体21および左メイン袋体22は、その内圧により膨らんでシートカバーを破り、シート4の背部6より前へ展開し始める。また、右サブ袋体24および左サブ袋体25は、右メイン袋体21および左メイン袋体22より遅れて展開を開始する。
【0042】
図6(C)は、シート4の外へ展開した右メイン袋体21および左メイン袋体22が、シート4に着座する乗員の上体より前へ略棒形状に展開している状態を示す側面図である。シートカバーを破ってシート4の外へ展開した右メイン袋体21および左メイン袋体22は、それらが基本的に展開可能な略棒形状にしたがって、略棒形状の軸方向に伸長するように展開する。右メイン袋体21の両端および左メイン袋体22の両端が、シート4に固定されていることにより、シート4の外において伸長するように展開する右メイン袋体21および左メイン袋体22は、シート4の固定されている両端の間で湾曲するように撓んで展開する。
また、展開し始めた右サブ袋体24は、右メイン袋体21とシート4の背部6との間において展開する。シート4の背部6の反力により、右サブ袋体24は、右メイン袋体21を前へ押し出す。同様に、展開し始めた左サブ袋体25は、左メイン袋体22とシート4の背部6との間において展開する。シート4の背部6の反力により、左サブ袋体25は、左メイン袋体22を前へ押し出す。これにより、展開した右メイン袋体21および左メイン袋体22は、右サブ袋体24および左サブ袋体25により後ろから前へ押されて、シート4に着座する乗員の上体より前へ張り出すように前向きに湾曲して展開する。
【0043】
図7は、右サブ袋体24および左サブ袋体25の展開の作用の説明図である。
図7において、右サブ袋体24および左サブ袋体25は、前へ展開している右メイン袋体21および左メイン袋体22についての外側の部位に設けられる。右サブ袋体24および左サブ袋体25は、右メイン袋体21および左メイン袋体22がシート4の背部6より前へ展開した後に、外後側へ向かって展開を開始する。
【0044】
図7(A)は、右メイン袋体21および左メイン袋体22が、前へ略棒形状に展開している状態を示す側面図である。右サブ袋体24は、展開を開始した右メイン袋体21についてのシート4の背部6より前へ展開する部位に設けられる。左サブ袋体25は、展開を開始した左メイン袋体22についてのシート4の背部6より前へ展開する部位に設けられる。そして、右サブ袋体24および左サブ袋体25は、右メイン袋体21および左メイン袋体22についてのシート4の背部6より前へ展開している部位から、外後側へ向かって展開する。
【0045】
図7(B)は、右メイン袋体21および左メイン袋体22から後ろへ展開した右サブ袋体24および左サブ袋体25が、シート4の背部6の前面と接触している状態を示す側面図である。外後側へ向かって展開を開始した右サブ袋体24および左サブ袋体25は、シート4の背部6の前面と接触する。右サブ袋体24および左サブ袋体25は、右サブ袋体24および左サブ袋体25とシート4の背部6との間に展開する。シート4の背部6の反力により、右サブ袋体24は、右メイン袋体21を前中央へ向けて押す。シート4の背部6の反力により、左サブ袋体25は、左メイン袋体22を前中央へ向けて押す。
これにより、展開した右メイン袋体21および左メイン袋体22は、右サブ袋体24および左サブ袋体25により後ろから前へ押されて、シート4に着座する乗員の上体の中央に寄るように展開することが可能である。
【0046】
図8は、図7に続く図3の引込装置41の動作の説明図である。
【0047】
図8(A)の右メイン袋体21および左メイン袋体22は、図6および図7のように、着座している乗員の上体より前へ展開している。
【0048】
引込装置41は、図8(B)に示すように、右メイン袋体21の下端に接続されるテザー42と、左メイン袋体22の下端に接続されるテザー42とを引く。テザー42は、シート4の座部5の下に前後に並べて設けられる複数のローラ43により、シート4の座部5の座面の下において折り返される。右メイン袋体21の下端および左メイン袋体22の下端は、シート4の座部5の下へ引き込まれる。右メイン袋体21および左メイン袋体22の撓みは、引込装置41により引き込まれて解消される。右メイン袋体21および左メイン袋体22は、シート4に着座する乗員の左右両肩の上側を通って乗員の前面へ至る位置へ引き寄せられるように移動する。そして、撓んで展開した右メイン袋体21と左メイン袋体22とは、シート4に着座している乗員の上体の前面および両肩の上に密着する状態となる。
【0049】
図9は、右メイン袋体21および左メイン袋体22の最終的な展開状態の説明図である。
図9(A)は、上面図である。図9(B)は、前面図である。図9(C)は、側面図である。図9では、展開した右メイン袋体21と左メイン袋体22とは、右サブ袋体24および左サブ袋体25によりシート4の左右方向の中央へ向かって押されて、シート4に着座している乗員の上体の左右両肩の上を通って前面の前に展開している。そして、右サブ袋体24および左サブ袋体25は、シート4に着座している乗員の左右両肩と前面とに密着している。右メイン袋体21は、シート4の背部6の右上部からシート4に着座する乗員の右肩の上側を通って乗員の上体の前へ至る状態に展開する。左メイン袋体22は、シート4の背部6の左上部からシート4に着座する乗員の左肩の上側を通って乗員の上体の前へ至る状態に展開する。シート4に着座している乗員の上体は、それに密着するように展開している右メイン袋体21と左メイン袋体22により抑えられ、前後上下左右へずれたり移動したりし難くなる。
両端の2つの固定点の直線距離より長い長さで展開を開始することに起因して撓んだ状態で展開を開始する右メイン袋体21と左メイン袋体22とは、撓んだままにシート4の着座する乗員の前側へ移動でき、最終的にはシート4に着座している乗員の上体の前面および両肩の上に密着するように展開できる。右メイン袋体21と左メイン袋体22とは、最終的にはそれらの撓みを残さないように展開して、シート4に着座している乗員の上体の前面および両肩の上に密着するように展開できる。
右メイン袋体21と左メイン袋体22とにより拘束される乗員の上体は、中央寄せされた右メイン袋体21と左メイン袋体22とによりしっかりとホールドされて、それらの間からたとえば前へ抜け出し難くなる。
しかも、側突時に図9の状態となることにより、乗員の首の側方近傍に右メイン袋体21と左メイン袋体22とが存在することになり、乗員の上体が左右の側方へ移動してしまうことを効果的に抑制し得る。
【0050】
以上のように、本実施形態では、自動車1のシート4には、背部6の右側および左側の側部に沿って延在するように収容して右メイン袋体21および左メイン袋体22が設けられる。右メイン袋体21および左メイン袋体22の両端は、シート4に固定される。このように両端が固定される右メイン袋体21および左メイン袋体22は、インフレータ23からの高圧ガスの供給により、シート4の背部6の左右それぞれから展開を開始して、シート4に着座する乗員の上体の前に略棒形状に展開する。袋体がこのように展開することにより、シート4に着座している乗員は、その状態に維持され得る。たとえば、自動車1に対して前方向から衝撃が入力される場合だけでなく、斜前方向から入力される場合でも、乗員をシート4に着座している状態に維持するように拘束し得る。また、乗員の上体の前面は、左右の袋体により抑えられる。シートベルトにより乗員を保護しようとする場合には、乗員を拘束する力が上体の前面についてのシートベルトが当たる部位に局所的に強い力が作用する可能性があるが、本実施形態ではそのような可能性を低減できる。
しかも、本実施形態では、展開を開始した右メイン袋体21についてのシート4の背部6より前へ展開する部位に右サブ袋体24が設けられ、展開を開始した左メイン袋体22についてのシート4の背部6より前へ展開する部位に左サブ袋体25が設けられる。そして、右サブ袋体24および左サブ袋体25は、たとえば右メイン袋体21および左メイン袋体22がシート4の背部6より前へ展開した後に、後側へ向かって展開を開始する。これにより、右サブ袋体24および左サブ袋体25は、右メイン袋体21および左メイン袋体22がシート4に着座する乗員の上体の前に展開している状態において、シート4の背部6と接して押圧するように展開できる。右サブ袋体24および左サブ袋体25は、シート4の背部6を押圧するように展開することにより、シート4の反力を使用して、展開している右メイン袋体21および左メイン袋体22をシート4の左右方向の中央へ寄せることができる。右メイン袋体21および左メイン袋体22は、シート4に着座する乗員の左右両肩の上へ展開できる。仮にたとえば展開した右メイン袋体21および左メイン袋体22が乗員の左右両肩に横から当たるような場合でも、右サブ袋体24および左サブ袋体25を通じたシート4の反力により、右メイン袋体21および左メイン袋体22は乗員の左右両肩の上に乗り上げるように押し込まれ得る。右メイン袋体21および左メイン袋体22は、シート4の反力により中央へ押されることにより、シート4に着座している乗員の上体の前面に対して、その体格によらず密着することが可能である。シート4に着座している乗員は、右メイン袋体21および左メイン袋体22によりシート4に押し付けられて、その着座している状態から動き難くなる。しかも、右メイン袋体21および左メイン袋体22は、シート4の中央へ向かって押し込まれるので、乗員の首部の周囲の近くに位置し、首部へ密着するようになり得る。首部の周囲に袋体が近接または密着することにより、頭部は振れ難くなる。
これらの作用により、本実施形態では、各種の衝突において高い乗員保護を実現可能である。たとえば前面衝突や斜め衝突やオフセット衝突だけでなく、側面衝突などにおいても、右メイン袋体21および左メイン袋体22により、乗員がシート4の着座位置から変位し難くなるように拘束できる。しかも、右メイン袋体21および左メイン袋体22により乗員を拘束するので、シートベルトのように局所的に強く力を乗員に対して作用させ難くし得る。また、右メイン袋体21および左メイン袋体22は、シート4の着座位置にいる乗員の上体の近くにおいて好適には密着するように展開しているので、乗員の上体が明らかに動いてしまう前に、その衝撃を吸収し始めるように機能し得る。
【0051】
本実施形態では、右サブ袋体24および左サブ袋体25は、展開を開始した右メイン袋体21および左メイン袋体22についての外側の部位から外側へ展開する。これにより、右サブ袋体24は、右メイン袋体21をシート4の中央へ向けて押し込むように機能できる。また、左サブ袋体25は、左メイン袋体22をシート4の中央へ向けて押し込むように機能できる。
【0052】
本実施形態では、右サブ袋体24および左サブ袋体25は、右メイン袋体21および左メイン袋体22を通じて供給されるインフレータ23の高圧ガスにより展開する。これにより、右サブ袋体24および左サブ袋体25は、右メイン袋体21および左メイン袋体22より遅れて展開できる。たとえば右サブ袋体24は、右メイン袋体21についての右サブ袋体24が設けられる部位がシート4の背部6より前へ展開しているタイミングにおいて、展開を開始できる。左サブ袋体25は、左メイン袋体22についての左サブ袋体25が設けられる部位がシート4の背部6より前へ展開しているタイミングにおいて、展開を開始できる。
【0053】
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態に係る自動車1の乗員保護装置10について説明する。本実施形態では、上述した実施形態と同様の構成については同一の符号を使用して図示および説明を省略する。以下の説明では、主に上述した実施形態との相違点について説明する。
【0054】
図10は、本発明の第二実施形態に係る乗員保護装置10の制御系の説明図である。
本実施形態では、右サブ袋体24および左サブ袋体25は、高圧ガスを供給するインフレータ23に接続される。図10において、右サブ袋体24および左サブ袋体25は、電磁弁31を介して右メイン袋体21および左メイン袋体22と共通のインフレータ23に接続される。電磁弁31は、制御部27により開閉制御される。なお、右サブ袋体24および左サブ袋体25は、右メイン袋体21および左メイン袋体22とは別の他のインフレータに接続されてよい。この場合、制御部27は、複数のインフレータに対して個別に点火信号を出力してよい。これにより、制御部27は、右メイン袋体21、左メイン袋体22、右サブ袋体24、および左サブ袋体25の展開を、個別にまたはグループごとに制御することができる。
【0055】
図11は、図10の制御部27による乗員保護処理の流れを示すフローチャートである。
制御部27としてのCPUは、たとえば自動車1の走行中の場合に、または自動車1に乗員が乗車している場合に、図5の処理を繰返し実行する。
【0056】
ステップST1において、CPUは、自動車1の衝突を判断する。CPUは、他の動体が車体2の前面に衝突することが予測または検出されている場合、処理をステップST11へ進める。CPUは、他の動体についての衝突が予測または検出されていない場合、処理をステップST1へ戻す。CPUは、ステップST1において、自動車1の衝突を繰り返し判断する。
【0057】
ステップST11において、CPUは、エアバッグ装置17の右メイン袋体21および左メイン袋体22を展開する。CPUは、インフレータ23へ点火信号を出力する。これによりエアバッグ装置17の右メイン袋体21および左メイン袋体22は、展開を開始する。制御部27としてのCPUは、右サブ袋体24および左サブ袋体25の展開を開始する。
【0058】
ステップST12において、CPUは、展開開始からの経過時間により、右メイン袋体21および左メイン袋体22がシート4の背部6より前へ展開しているか否かを判断する。展開開始からの経過時間が、右メイン袋体21および左メイン袋体22の展開を開始した後の所定のタイミングに相当する所定時間となっていない場合、CPUは、本処理を繰り返す。そして、展開開始から所定時間が経過すると、CPUは、処理をステップST13へ進める。なお、CPUは、展開開始からの経過時間以外の検出に基づいて、右メイン袋体21および左メイン袋体22がシート4の背部6より前へ展開しているか否かを判断してよい。
【0059】
ステップST13において、CPUは、電磁弁31を開く。これにより、インフレータ23が発生するガスは、右サブ袋体24および左サブ袋体25へ供給される。右サブ袋体24および左サブ袋体25は、展開を開始する。展開し始めた後の右メイン袋体21および左メイン袋体22に設けられる右サブ袋体24および左サブ袋体25は、右メイン袋体21および左メイン袋体22より遅れて展開を開始する。
これにより、制御部27としてのCPUは、自動車1の衝突が検出または予測された場合に、乗員保護装置10の右メイン袋体21、左メイン袋体22、右サブ袋体24、および左サブ袋体25を展開する。
【0060】
ステップST14において、CPUは、引込装置41を動作させてテザー25を巻き取る。これにより、テザー25に接続されている右袋体21の上端および左袋体22の上端は、後ろへ引き込まれる。その後、CPUは、本処理を終了する。
【0061】
以上のように、本実施形態では、右サブ袋体24および左サブ袋体25は、右メイン袋体21および左メイン袋体22とは別にインフレータ23から高圧ガスが供給される。そして、これらの展開を制御する制御部27は、右メイン袋体21および左メイン袋体22の展開を開始した後の所定のタイミングに、右サブ袋体24および左サブ袋体25の展開を開始する。これにより、右サブ袋体24および左サブ袋体25は、右メイン袋体21および左メイン袋体22より遅れて展開できる。たとえば右サブ袋体24は、右メイン袋体21についての右サブ袋体24が設けられる部位がシート4の背部6より前へ展開しているタイミングにおいて、展開を開始できる。左サブ袋体25は、左メイン袋体22についての左サブ袋体25が設けられる部位がシート4の背部6より前へ展開しているタイミングにおいて、展開を開始できる。
【0062】
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。
【0063】
たとえば上述した実施形態では、右メイン袋体21および左メイン袋体22は、それぞれの両端がシート4の背部6の上部とシート4の座部5の左右の側部分とに固定されている。
この他にもたとえば、右メイン袋体21および左メイン袋体22は、それぞれの両端がシート4の背部6の上部とシート4の左右のアームレスト部とに固定されてよい。
【0064】
上述した実施形態では、右メイン袋体21および左メイン袋体22は、たとえばシート4の左右で独立して展開する。
この他にもたとえば、右メイン袋体21および左メイン袋体22は、たとえばシート4の背部6の上で連結されて、一体化されてもよい。
【0065】
上述した実施形態では、右サブ袋体24および左サブ袋体25は、右メイン袋体21および左メイン袋体22とシート4の背部6との間に展開する。
この他にもたとえば、右サブ袋体24および左サブ袋体25は、右メイン袋体21および左メイン袋体22とシート4の他の部位、たとえばヘッドレストとの間に展開してよい。
【符号の説明】
【0066】
1…自動車(車両)、2…車体、3…乗員室、4…シート、5…座部、6…背部、10…乗員保護装置、11…ステレオカメラ、12…赤外線カメラ、13…LiDAR、14…加速度センサ、15…通信装置、16…GPS受信機、17…エアバッグ装置、21…右メイン袋体(右袋体)、22…左メイン袋体(左袋体)、23…インフレータ、24…右サブ袋体、25…左サブ袋体、27…制御部、31…電磁弁


図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11