特許 7644625 乗員保護装置及び乗員保護方法

(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】2025-03-04

(45)【発行日】2025-03-12

(54)【発明の名称】乗員保護装置及び乗員保護方法

(51)【国際特許分類】

   B60R 21/017 20060101AFI20250305BHJP

   B60R 21/015 20060101ALI20250305BHJP

   B60R 21/02 20060101ALI20250305BHJP

【ＦＩ】

B60R21/017

B60R21/015 312

B60R21/02

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021030999

(22)【出願日】2021-02-26

(65)【公開番号】P2022131835

(43)【公開日】2022-09-07

【審査請求日】2024-02-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000002901

【氏名又は名称】株式会社ダイセル

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】エリック アリワルガ

(72)【発明者】

【氏名】福本 健二

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 征幸

【審査官】瀬戸 康平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１５６１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００５／００６１５６９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－１３１８８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３２２５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１８２０５５７７（ＤＥ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１４５６６５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｒ ２１／００

Ｂ６０Ｗ ５０／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に取り付けられ、前記車両の走行状態を示す情報及び前記車両の周囲の状況を示す情報を含む車両情報を出力する第一センサと、
前記車両に取り付けられ、前記車両における乗員の着座状態を示す乗員情報を出力する第二センサと、
前記乗員に装着されると共に、作動時に前記乗員に対して刺激を付与する、複数の刺激付与部と、
前記刺激付与部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第一センサから取得した前記車両情報に基づいて前記車両が衝撃を受けることを予測し、
前記車両の衝撃を予測した場合に、前記第二センサから取得した前記乗員情報に基づいて、前記乗員の姿勢を前記車両の衝撃に備える姿勢に矯正するために必要な前記刺激付与部による刺激付与内容を決定し、
決定した前記刺激付与内容に則して複数の前記刺激付与部を異なるタイミングで作動させ、前記車両が衝撃を受けるタイミングに先立って前記乗員の姿勢を矯正する、
乗員保護装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記車両情報に基づいて前記車両の衝撃モードを判定し、判定した衝撃モードに応じて前記刺激付与内容を決定する、
請求項１に記載の乗員保護装置。

【請求項3】

前記刺激付与部が、電流、熱、圧力、及び振動のうち少なくとも一つの外部刺激を前記乗員へ付与する、請求項１又は２に記載の乗員保護装置。

【請求項4】

複数の前記刺激付与部は、第１の刺激付与部および第２の刺激付与部を含み、
前記制御部は、前記車両の衝撃を予測した場合に決定した前記刺激付与内容に則して前記第１の刺激付与部を作動させた後、更に前記第二センサから取得した前記乗員情報に基づいて前記乗員の姿勢を前記車両の衝撃に備える姿勢に矯正するために必要な第２の刺激付与内容を決定し、決定した前記第２の刺激付与内容に則して前記第２の刺激付与部を作
動させる、請求項１に記載の乗員保護装置。

【請求項5】

音又は映像を刺激として前記乗員に付与する補助刺激付与部を、更に備え、
前記制御部は、前記車両の衝撃を予測した場合に、前記車両が衝撃を受けるタイミングに先立って前記補助刺激付与部を補助的に作動させる、請求項１～４の何れか１項に記載の乗員保護装置。

【請求項6】

前記刺激付与部が、前記乗員の左耳付近に装着される電極及び右耳付近に装着される電極を備え、前記左右の電極間に電気を流すことで刺激を与える請求項１～５の何れか１項に記載の乗員保護装置。

【請求項7】

前記刺激付与部は、前記乗員の耳の近傍かつ前方位置に装着される第１電極と、前記乗員の耳の近傍かつ後方に装着される第２電極を備え、前記第１電極および第２電極間に電気を流すことで前記乗員に刺激を与える、請求項１～６の何れか１項に記載の乗員保護装置。

【請求項8】

前記刺激付与部が、
前記乗員に装着される装着部と、
前記装着部を装着する前記乗員の皮膚と接触するように前記装着部に設けられた、刺激付与用のパッドと、
を備える請求項１～７の何れか１項に記載の乗員保護装置。

【請求項9】

前記刺激付与部が、前記乗員の耳介に装着されるアクチュエータを備え、前記アクチュエータで前記耳介を引っ張ることで前記乗員に刺激を与える、請求項１～８の何れか１項に記載の乗員保護装置。

【請求項10】

前記刺激付与部が、前記乗員の左右の肩に夫々装着されるバイブレータを備え、前記バイブレータが振動することで前記乗員に刺激を与える、請求項１～９の何れか１項に記載の乗員保護装置。

【請求項11】

車両に搭載される乗員保護装置の制御部が実行する乗員保護方法であって、
前記乗員保護装置が、前記車両の乗員に装着されると共に作動時に前記乗員に対して刺激を付与する、複数の刺激付与部を備え、
前記乗員保護方法が、
前記車両に取り付けられた第一センサから、前記車両の走行状態を示す情報及び前記車両の周囲の状況を示す情報を含む車両情報を取得し、取得した前記車両情報に基づいて前記車両が衝撃を受けることを予測するステップと、
前記車両に取り付けられた第二センサから、前記車両における乗員の着座状態を示す乗員情報を取得し、前記車両の衝撃を予測した場合に取得した前記乗員情報に基づいて、前記乗員の姿勢を前記車両の衝撃に備える姿勢に矯正するために必要な前記刺激付与部による刺激付与内容を決定するステップと、
決定した前記刺激付与内容に則して複数の前記刺激付与部を異なるタイミングで作動させ、前記車両が衝撃を受けるタイミングに先立って前記乗員の姿勢を矯正するステップと、を含む
乗員保護方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、乗員保護装置及び乗員保護方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、車両の衝突が予測された場合、予測された衝突方向及び乗員の姿勢に基づいて、乗員が予測された衝突に備える姿勢に近づくようにシートに設けられた複数の電極の中から選択した電極に通電することで、乗員の姿勢を矯正して乗員保護性能を向上させる装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１５６１７９号公報

【文献】独国特許出願公開第１０２０１８２０５５７７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に示すように、車両のシートに電極を設けた場合、電極と乗員の皮膚との間に服が存在するので、介在する服の枚数や服の材質によっては、電気が流れにくくなり、十分に刺激を与えられないという課題があった。

【0005】

また、乗員の体格によって電極の当たるところが異なり、適切に刺激を与えられず、姿勢を適切に制御できないないという課題があった。

【0006】

更に、電極に通電して乗員の体が動くと電極から体が離れるため、衝撃回避のための体の変位が不十分な状態で終わってしまという課題があった。

【0007】

本開示の技術は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、的確に乗員の姿勢を制御して、乗員の保護性能を向上させる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本開示の乗員保護装置は、
車両に取り付けられ、前記車両の走行状態を示す情報及び前記車両の周囲の状況を示す情報を含む車両情報を出力する第一センサと、
前記車両に取り付けられ、前記車両における乗員の着座状態を示す乗員情報を出力する第二センサと、
前記乗員に装着されると共に、作動時に前記乗員に対して刺激を付与する、少なくとも一つの刺激付与部と、
前記刺激付与部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第一センサから取得した前記車両情報に基づいて前記車両が衝撃を受けることを予測し、
前記車両の衝撃を予測した場合に、前記第二センサから取得した前記乗員情報に基づいて、前記乗員の姿勢を前記車両の衝撃に備える姿勢に矯正するために必要な前記刺激付与部による刺激付与内容を決定し、
決定した前記刺激付与内容に則して前記刺激付与部を作動させ、前記車両が衝撃を受けるタイミングに先立って前記乗員の姿勢を矯正する。

【0009】

前記制御部は、前記車両情報に基づいて前記車両の衝撃モードを判定し、判定した衝撃モードに応じて前記刺激付与内容を決定してもよい。

【0010】

前記刺激付与部は、電流、熱、圧力、及び振動のうち少なくとも一つの外部刺激を前記乗員へ付与してもよい。

【0011】

乗員保護装置は、複数の前記刺激付与部を備え、
前記制御部は、前記車両の衝撃を予測した場合に、複数の前記刺激付与部を作動させてもよい。

【0012】

前記制御部は、複数の前記刺激付与部を異なるタイミングで作動させてもよい。

【0013】

乗員保護装置において、
複数の前記刺激付与部は、第１の刺激付与部および第２の刺激付与部を含み、
前記制御部は、前記車両の衝撃を予測した場合に決定した前記刺激付与内容に則して前記第１の刺激付与部を作動させた後、更に前記第二センサから取得した前記乗員情報に基づいて前記乗員の姿勢を前記車両の衝撃に備える姿勢に矯正するために必要な第２の刺激付与内容を決定し、決定した前記第２の刺激付与内容に則して前記第２の刺激付与部を作動させてもよい。

【0014】

前記乗員保護装置は、
音又は映像を刺激として前記乗員に付与する補助刺激付与部を、更に備え、
前記制御部は、前記車両の衝撃を予測した場合に、前記車両が衝撃を受けるタイミングに先立って前記補助刺激付与部を補助的に作動させてもよい。

【0015】

前記刺激付与部は、前記乗員の左耳付近に装着される電極及び右耳付近に装着される電極を備え、前記左右の電極間に電気を流すことで刺激を与えてもよい。
前記刺激付与部は、前記乗員の耳の近傍かつ前方位置に装着される第１電極と、前記乗員の耳の近傍かつ後方に装着される第２電極を備え、前記第１電極および第２電極間に電気を流すことで前記乗員に刺激を与えてもよい。

【0016】

前記刺激付与部は、
前記乗員に装着される装着部と、
前記装着部を装着する前記乗員の皮膚と接触するように前記装着部に設けられた、刺激付与用のパッドと、
を備えてもよい。

【0017】

前記刺激付与部は、前記乗員の耳介に装着されるアクチュエータを備え、前記アクチュエータで前記耳介を引っ張ることで前記乗員に刺激を与えてもよい。

【0018】

前記刺激付与部は、前記乗員の左右の肩に夫々装着されるバイブレータを備え、前記バイブレータが振動することで前記乗員に刺激を与えてもよい。

【0019】

上記課題を解決するために、本開示の乗員保護方法は、
車両に搭載される乗員保護装置の制御部が実行する方法であって、
前記乗員保護装置が、前記乗員に装着されると共に作動時に前記乗員に対して刺激を付与する、少なくとも一つの刺激付与部を備え、
乗員保護方法が、
前記車両に取り付けられた第一センサから、前記車両の走行状態を示す情報及び前記車
両の周囲の状況を示す情報を含む車両情報を取得し、取得した前記車両情報に基づいて前記車両が衝撃を受けることを予測するステップと、
前記車両に取り付けられた第二センサから、前記車両における乗員の着座状態を示す乗員情報を取得し、前記車両の衝撃を予測した場合に取得した前記乗員情報に基づいて、前記乗員の姿勢を前記車両の衝撃に備える姿勢に矯正するために必要な前記刺激付与部による刺激付与内容を決定するステップと、
決定した前記刺激付与内容に則して前記刺激付与部を作動させ、前記車両が衝撃を受けるタイミングに先立って前記乗員の姿勢を矯正するステップと、を含む。

【発明の効果】

【0020】

本開示によれば、的確に乗員の姿勢を制御して、乗員の保護性能を向上させる技術を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】乗員保護システムの構成を示す図である。

【図2】乗員保護装置の構成を示す図である。

【図3】刺激付与部の一例を示す図である。

【図4】図３のＡ－Ａ線における断面である。

【図5】乗員が刺激付与部を装着した状態を示す図である。

【図6】刺激付与部の動作を説明する図である。

【図7】乗員保護装置の制御部が実行する乗員保護方法のフローを示す図である。

【図8】第二実施形態に係る刺激付与部を示す図である。

【図9】第二実施形態における衝撃時の動作を説明する図である。

【図10】第三実施形態に係る刺激付与部を示す図である。

【図11】パッドの構成を示す図である。

【図12】第三実施形態における衝撃時の動作を説明する図である。

【図13】変形例１に係るパッドの構成を示す図である。

【図14】第四実施形態に係る刺激付与部を備えた乗員保護装置の構成を示す図である。

【図15】第四実施形態に係る刺激付与部の装着状態を示す図である。

【図16】第四実施形態における衝撃時の動作を説明する図である。

【図17】第五実施形態に係る刺激付与部を示す図である。

【図18】変形例２に係る刺激付与部の構成を示す図である。

【図19】第六実施形態に係る刺激付与部を示す図である。

【図20】 刺激付与部を乗員の肩に装着する動作の説明図である。

【図21】バイブレータの構成を示す図である。

【図22】変形例３に係る乗員保護装置の構成を示す図である。

【図23】第七実施形態に係る乗員保護装置の構成を示す図である。

【図24】第七実施形態に係る乗員保護装置が実行する乗員保護方法の処理手順を示す図である。

【図25】第八実施形態に係る補助刺激付与部を示す模式平面図である。

【図26】運転席付近に配置された補助刺激付与部を示す図である。

【図27】第八実施形態に係る刺激付与部及び補助刺激付与部の動作を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

＜第一実施形態＞
以下に、図面を参照して本開示の実施形態に係る乗員保護装置について説明する。なお、実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は、一例であって、本開示の主旨から逸脱しない範囲内で、適宜、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。本開示は、実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

【0023】

＜システム構成＞
図１に示す乗員保護システム１は、車両１０の状態を検出する複数のセンサ１１、乗員の状態を検出するセンサ２０、及び乗員保護装置３０を備えている。乗員保護装置３０は、乗員に装着される刺激付与部３Ａを備えている。乗員保護装置３０は、センサ（第一センサ）１１から取得した車両情報に基づいて車両１０が受ける衝撃を予測し、車両１０が衝撃を受ける直前に、刺激付与部３Ａを制御して乗員に刺激を与え、乗員が衝撃に備える姿勢をとるように制御し、乗員を保護する。

【0024】

≪車両≫
車両１０は、各種センサ１１，２０、自動ブレーキ制御装置１２、及びエアバッグ装置１３を備えている。

【0025】

複数のセンサ１１は、例えば、車速、走行距離、ブレーキの動作状態、方向指示器の動作状態、及び操舵状態、ヨーレート、重力（Ｇ）など、自車両の状態を検出するセンサ（第一センサ）を含む。また、センサ１１は、カメラで車両１０の周囲を撮影し、撮影画像を画像処理して障害物を検出する装置、レーザレーダ、及びミリ波レーダ等、障害物を検出するレーダ装置など、自車両１０の周囲に存在する他車両や障害物の状態を検出するセンサ（第一センサ）を含む。

【0026】

センサ２０は、車両１０の座席に着座する乗員の姿勢や位置等、乗員の着座状態を検出するための第二センサであり、例えば車内を撮影するカメラや、シートセンサである。

【0027】

自動ブレーキ制御装置１２は、センサ１１によって、車両１０の進行方向に存在する障害物を検出し、この障害物に対する自車両１０の相対速度及び躍度等から、当該障害物と衝突せずに停止するのに必要な距離（停止距離）を求める。そして、自動ブレーキ制御装置１２は、障害物との間隔が停止距離に近づいた場合に、自動でブレーキを動作させて急制動する。なお、自動ブレーキを動作させる具体的な条件は、公知の技術を利用できるので、詳細な説明は省略する。

【0028】

エアバッグ装置１３は、センサ１１によって検出した加速度が閾値を越えた場合に、例えばインフレーターを動作させてエアバッグを展開させる。なお、加速度を検出するセンサ１１は、エアバッグ装置１３専用に設けられたものでも、乗員保護装置３０と兼用のものでああってもよい。

【0029】

≪乗員保護装置≫
図２は、乗員保護装置３０の構成を示す図である。乗員保護装置３０は、制御部３１０、記憶部３２０、電力供給部３３０、及び刺激付与部３Ａを備える。本実施形態では、これらの要素のうち、制御部３１０、記憶部３２０、及び電力供給部３３０を一つの筐体内に収めてコントロールユニット３００とし、刺激付与部３Ａと別体としている。制御部３１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、
又はＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのプロセッサ、およびＲＡＭ（Random Access Memory）又はＲＯＭ（Read Only Memory）などの主記憶部を備える。

【0030】

記憶部（補助記憶部）３２０は、ＲＡＭ等の揮発性メモリ、ＲＯＭ等の不揮発性メモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ、Hard Disk Drive）、又はリムーバブルメディアなどの記憶媒体から構成される。なお、リムーバブルメディアは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、または、ＣＤ（Co
mpact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、またはＢＤ（Blu-ray（登録商標） Disc）のようなディスク記録媒体である。また、外部から装着可能なメモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いて記憶部３２０を構成してもよい。

【0031】

記憶部３２０には、乗員保護装置３０の動作を実行するための、オペレーティングシステム（Operating System：ＯＳ）、各種プログラム、各種データテーブル、各種データベース、設定データ、ユーザデータなどが記憶可能である。

【0032】

電力供給部３３０は、車両側のバッテリ及び刺激付与部３Ａと接続し、後述のように制御部３１０によって決定した制御信号に基づいてバッテリから供給された電力を変換し、刺激付与部３Ａへ供給する。

【0033】

制御部３１０は、記憶部３２０に記憶されたプログラムを主記憶部の作業領域に読み出して実行し、各構成部等を制御することで、所定の機能部、例えば、車両情報取得部３１１、乗員情報取得部３１２、衝撃予測部３１３、姿勢特定部３１４、制御決定部３１５、及び刺激制御部３１６として機能する。なお、これらの機能部は、プログラム（ソフトウェア）に基づいて実現されるものに限らず、その一部又は全部が、プロセッサ、集積回路、及び論理回路等のハードウェア回路により構成されてもよい。

【0034】

車両情報取得部３１１は、車両１０に取り付けられたセンサ１１から、車両１０の走行状態を示す情報及び車両の周囲の状況を示す情報を車両情報として取得する。

【0035】

乗員情報取得部３１２は、センサ２０から、車両１０に乗車している乗員の姿勢や位置等の状態を示す乗員情報を検出する。

【0036】

衝撃予測部３１３は、車両情報に基づいて、衝突などにより車両１０が受ける衝撃を予測する。衝撃予測部３１３は、例えば、レーダ装置１１２やカメラ１１１から周囲の情報を取得する。レーダ装置１１２は、検出範囲が互いに異なる複数のレーダ装置を含み、自車両１０の前方、右側方、左側方、及び後方を含む自車両の周囲に存在する他車両や障害物等の物体を検出し、検出した物体と自車両の相対位置及び相対速度を取得する。

【0037】

カメラ１１１は、撮影範囲が互いに異なる複数のカメラを含み、自車両１０の前方、右側方、左側方、及び後方を含む自車両の周囲を撮影し、撮影画像を出力する。衝撃予測部３１３は、カメラ１１１から取得した撮影画像（車両情報）を画像処理し、周囲に存在する他車両や障害物等の物体を求める。また、衝撃予測部３１３は、レーダ装置１１２で検出した物体の画像をカメラ１１１の撮影画像から抽出し、画像処理により歩行者、普通乗用車、大型トラック等、物体の種類を特定してもよい。

【0038】

衝撃予測部３１３は、例えば車両１０の周囲に他車両等の物体を検出した場合、当該物体との相対速度や加速度、及び躍度等から停止距離など、衝突回避に必要な距離（回避可能距離）を推定し、当該物体と自車両１０との距離を回避可能距離と比較して、衝突するか否か、即ち衝撃を受けるか否かを予測する。なお、衝撃の予測は、自動ブレーキ制御装置１２による判定結果を用いて行ってもよい。また、衝撃予測部３１３は、車両１０が他車両等の物体に衝突すると予測した場合、接近する物体の走行方向（移動軌跡）に基づいて物体が衝突する方向、即ち衝撃を受ける方向を求める。更に、衝撃予測部３１３は、当該物体との相対速度や物体の大きさ等に基づいて強さを求めてもよい。なお、前方又は側方から衝突されるのか、後方から衝突されるのかなど、衝撃の方向や、強さ、衝突する物体の種類、衝突時の車速などに応じて、衝撃モードを予め定めておき、衝撃予測部３１３は予測した衝撃の方向や強さ等に応じて衝撃モードを判定する。

【0039】

本実施形態の衝撃予測部３１３は、レーダ装置１１２及びカメラ１１１から取得した車両情報に基づいて衝撃を予測したが、これら以外のセンサから取得した情報を用いても、レーダ装置１１２及びカメラ１１１の一方から取得した車両情報を用いて衝撃を予測してもよい。また衝撃予測部３１３は、衝突以外の衝撃、例えば急旋回時、急制動時（急ブレーキなど）、滑りやすい路面でのスリップ、車両の横転などで乗員が受ける衝撃（G）を
感知（予測）してもよい。

【0040】

姿勢特定部３１４は、乗員情報に基づいて乗員の現時点における姿勢を求める。例えば、姿勢特定部３１４は、シートセンサにより、乗員が着座したシートの座面に係る圧力の分布を検出し、圧力がシート前方に集中していれば前傾姿勢、圧力がシート後方に集中していれば後傾姿勢、圧力がシート右側に集中していれば右寄りの姿勢、圧力がシート左側に集中していれば左寄りの姿勢であると特定する。また、姿勢特定部３１４は、車内カメラで撮影した自車両内の撮影画像を取得し、この撮影画像から乗員の画像を抽出し、各乗員の姿勢を特定してもよい。

【0041】

制御決定部３１５は、車両１０が衝撃を受けると予測した場合に、乗員の現在の姿勢や衝撃モードに基づいて、乗員が衝撃に備えた姿勢をとるような刺激付与内容を決定する。例えば、正面、右側方、又は左側方から衝撃を受ける場合、衝撃を受ける方向と逆側へ傾くように、即ち衝撃が入力される方向から離れる方向に体を向けるように姿勢を変化させる。また、後方から衝撃を受ける場合、乗員が前傾し、乗員の頭とヘッドレストとの距離が大きいと衝撃を受けた際に勢いよく頭をヘッドレストに打ち付ける可能性があるため、後方から衝撃を受ける場合、乗員を後傾させ、頭をヘッドレストに付けるように姿勢を変化させる。なお、正面、右側方、又は左側方から衝撃を受ける場合であって、乗員の姿勢が既に、衝撃を受ける箇所から離れた姿勢になっている場合、姿勢を変える必要がないので、制御信号を出力しないようにしてもよい。また、後方から衝撃を受ける場合であって、乗員の姿勢が既に、頭をヘッドレストに付けた姿勢になっている場合、姿勢を変える必要がないので、制御信号を出力しないようにしてもよい。更に、衝撃の強さが、所定値以下の場合にも、制御信号を出力しない、即ち姿勢を変化させないこととしてもよい。

【0042】

刺激制御部３１６は、車両１０が受ける衝撃に先立ち、前記衝撃を受けるタイミングに応じて前記制御信号を前記刺激付与部に供給し、制御信号に応じた刺激を発生させて、前記乗員に与えさせる。例えば、刺激制御部３１６は、衝撃を受けると予測されるタイミングより所定時間前に刺激付与部へ制御信号を供給し、衝撃を受ける直前に乗員の姿勢を変化させる。なお、衝撃を受けるまでの時間が短く、姿勢制御が間に合わないと判定した場合には、制御信号を供給せず、姿勢制御を行わなくてもよい。

【0043】

≪刺激付与部≫
図３は、刺激付与部３Ａの一例を示す図、図４は、図３のＡ－Ａ線における断面である。図５は、乗員が刺激付与部３Ａを装着した状態を示す図である。本実施形態の刺激付与部３Ａは、乗員の右耳付近に装着する右側刺激付与部３０Ｒと、乗員の左耳付近に装着する左側刺激付与部３０Ｌとを有している。右側刺激付与部３０Ｒと、左側刺激付与部３０Ｌとは、左右対称であるため、図５では右側刺激付与部３０Ｒのみを示し、左側刺激付与部３０Ｌの図示を省略する。

【0044】

右側刺激付与部３０Ｒは、乗員の耳付近であって耳の前方に装着される電極（第１電極）３０ＦＲと、耳の後方に装着される電極（第２電極）３０ＢＲとを備えている。電極３０ＦＲと電極３０ＢＲとは、連結部３０５で連結されている。また、電極３０ＦＲにはコード３０Ｒ１が電気的に接続され、電極３０ＢＲにはコード３０Ｒ２が電気的に接続されている。

【0045】

左側刺激付与部３０Ｌは、乗員の耳付近であって耳の前方に装着される電極３０ＦＬと、耳の後方に装着される電極３０ＢＬとを備えている。電極３０ＦＬと電極３０ＢＬとは、連結部３０５で連結されている。また、電極３０ＦＬにはコード３０Ｌ１が電気的に接続され、電極３０ＢＬにはコード３０Ｌ２が電気的に接続されている。

【0046】

図４に示すように、電極３０ＦＬは、一方の面（電極面）３０１１が、乗員の皮膚と接するように配置され、他方の面（背面）３０１２に電極３０ＦＬよりも大径のゲルシート３０１３が貼付され、ゲルシート３０１３の粘着力によって電極３０ＦＬが乗員の皮膚に貼り付けられる。図４では、電極３０ＦＬのみを示したが、他の電極３０ＢＬ，３０ＦＲ，３０ＢＲについても同様の構成であり、電極３０ＢＬ，３０ＦＲ，３０ＢＲは、背面３０１２に貼付され、周囲に張り出したゲルシート３０１３の粘着力によって、乗員の皮膚に貼り付けられる。

【0047】

コード３０３は、左右のコード３０Ｌ１，３０Ｌ２，３０Ｒ１，３０Ｒ２を有している。コード３０３は、コードリール３０４を介してコントロールユニット３００の電力供給部３３０に接続されている。コードリール３０４は、シートの背もたれ１５の内部に設けられ、コード３０３を巻き取ることができる。

【0048】

刺激付与部３Ａは、車両１０内の各座席に設けられることが望ましいが、運転席や助手席など、一部の座席にのみ設けられてもよい。また、コントロールユニット３００は、座席毎に設けられてもよいが、一つのコントロールユニット３００が、各座席の刺激付与部３Ａと接続され、複数の刺激付与部３Ａを制御する構成であってもよい。

【0049】

本実施形態の刺激付与部３Ａは、乗員の前庭器官に微弱な電流を刺激として与えるものである。刺激付与部３Ａにより微弱な電流を前庭器官に与えると、乗員は加速度が生じたたように知覚する。通常であれば、乗員は、加速度が生じた場合、これを打ち消すように反射的に体を動かすことで姿勢を保つ。刺激付与部３Ａの電気刺激によって加速度が生じたかのように知覚した場合、実際には加速度は生じていないため、加速度を打ち消そうとする動きが体（頭部）を移動させ、姿勢を変えることになる。

【0050】

図６は、刺激付与部３Ａの動作を説明する図である。図６（Ａ）に示すように、電極３０ＦＬ，電極３０ＢＬから電極３０ＦＲ，３０ＢＲへ電流を流すと、乗員は左から右に向かう加速度が生じたように知覚し、これを打ち消すように頭部を左に移動させる。一方、図６（Ｂ）に示すように、電極３０ＦＲ，３０ＢＲから電極３０ＦＬ，電極３０ＢＬへ電流を流すと、乗員は頭部を右に移動させる。

【0051】

また、図６（Ｃ）に示すように、電極３０ＦＬ，電極３０ＦＲから電極３０ＢＬ，３０ＢＲへ電流を流すと、乗員は前から後ろに向かう加速度が生じたように知覚し、これを打ち消すように頭部を前に移動させる。一方、図６（Ｄ）に示すように、電極３０ＢＬ，３０ＢＲから電極３０ＦＬ，電極３０ＦＲへ電流を流すと、乗員は頭部を後ろへ移動させる。

【0052】

このように刺激に反応して乗員が姿勢を変えるため、乗員保護装置３０は、衝撃を受けることを検出した際、乗員がこの衝撃に備える姿勢となるように刺激を与える。

【0053】

＜乗員保護方法＞
図７は、乗員保護装置３０の制御部３１０が実行する乗員保護方法のフローを示す図である。制御部３１０は、車両１０のイグニッションスイッチがオンとなっている場合など、乗員保護装置３０に電力が供給されている間、図７の処理を繰り返し実行する。

【0054】

ステップＳ１０にて、制御部３１０は、センサ１１から、車両１０の走行状態を示す情報及び車両の周囲の状況を示す情報を車両情報として取得する。

【0055】

ステップＳ２０にて、制御部３１０は、ステップＳ１０で取得した車両情報に基づいて、車両１０の衝撃を予測する。

【0056】

ステップＳ３０にて、制御部３１０は、ステップＳ２０の予測の結果、衝撃が発生するか否かを判定し、否定判定の場合、図７の処理を終了する。一方、ステップＳ３０で、肯定判定の場合、制御部３１０は、ステップＳ４０へ移行する。

【0057】

ステップＳ４０にて、制御部３１０は、車両１０に乗車している乗員の状態を示す乗員情報をセンサ２０から取得する。

【0058】

ステップＳ５０にて、制御部３１０は、ステップＳ４０で取得した乗員情報に基づいて乗員の現時点における姿勢を求める。

【0059】

ステップＳ６０にて、制御部３１０は、衝撃モード及び乗員の現在の姿勢に基づき、乗員の姿勢を衝撃に備える姿勢に変化させるための刺激付与内容を決定する。例えば、自車両１０の進行方向に存在する物体との衝突（前突）や、他車両等に側方から衝突される場合（側突）などの衝撃モードの場合、衝撃の入力方向から乗員の体、特に頭部を遠ざけるように姿勢を制御する。また、後方から衝撃を受ける衝撃モード（追突）の場合、乗員が前傾していて、乗員の頭とヘッドレストとの距離が大きいと衝撃を受けた際に勢いよく頭をヘッドレストに打ち付ける可能性があるため、後方から衝撃を受ける場合には、乗員を後傾させ、頭をヘッドレストに近づけるように姿勢を変化させる。

【0060】

ステップＳ７０にて、制御部３１０は、制御信号を電力供給部３３０へ送り、衝撃を受けるタイミングに応じて刺激付与部３Ａに電流を供給し、乗員に電気刺激を与えさせる。

【0061】

このように、本実施形態によれば、自車両１０が、他の車両や障害物と衝突して衝撃を受けると予測した場合に、衝撃を受ける前に、乗員へ刺激を与えて衝撃に備える姿勢をとるように制御し、乗員の保護性能を向上させる。特に本実施形態では、刺激付与部３Ａを乗員に装着しているので、乗員の着座姿勢や着衣の状態によらずに刺激を与えることができるので、的確に乗員の姿勢を制御でき、乗員の保護性能を向上させることができる。なお本実施形態では、Ｓ３０に対してＳ１０およびＳ２０の演算を、Ｓ４０およびＳ５０よりも先に行ったが、これに限定されない。例えばＳ１０とＳ２０およびＳ４０とＳ５０を常に演算しておき、ステップＳ３０で衝突不可避と判断された場合にＳ５０で求めた結果に応じ、Ｓ６０に進んでもよい。

【0062】

＜第二実施形態＞
図８は、第二実施形態に係る刺激付与部３Ｂを示す図である。本実施形態は、前述の第一実施形態と比べて、刺激付与部３Ｂの構成が異なり、その他の構成は同じである。このため、前述の実施形態と同一の要素には同符号を付す等して再度の説明を省略する。

【0063】

本実施形態では、装着部の一例である専用服（スーツ）４に、刺激付与部３Ｂとしての電極３Ｂ２１～３Ｂ３０と、コントロールユニット３００とが設けられている。電極３Ｂ２１～３Ｂ３０は、図４の電極と同様の構成であり、ゲルシート３０１３によって服４の内面に張り付けられていると共に、服４を着た乗員の皮膚に貼り付けられる。図８の例では、電極３Ｂ２１，３Ｂ２２が左上腕と接し、電極３Ｂ２３，３Ｂ２４が右上腕と接し、電極３Ｂ２５，３Ｂ２６が胸と接するように配置されている。また、電極３Ｂ２７，３Ｂ２８が背中の右側部分と接し、電極３Ｂ２９，３Ｂ３０が背中の左側部分と接するように
配置されている。各電極３Ｂ２１～３Ｂ３０は、それぞれコードを介してコントロールユニット３００の電力供給部３３０に接続されている。各電極３Ｂ２１～３Ｂ３０及びコントロールユニット３００は、服４に対して着脱可能となっており、電極３Ｂ２１～３Ｂ３０及びコントロールユニット３００を取り外すことで服４を洗濯することができる。各電極３Ｂ２１～３Ｂ３０のコードは、カプラ３Ｂ３に接続され、カプラ３Ｂ３をコントロールユニット３００側のカプラ３０９と接続することで、複数の電極３Ｂ２１～３Ｂ３０を一括してコントロールユニット３００に接続させることができる。これにより各電極３Ｂ２１～３Ｂ３０とコントロールユニット３００との接続の間違いを防止でき、確実に乗員の所定部位に刺激を与えることができるようにしている。

【0064】

コントロールユニット３００は、前述の第一実施形態と同様に、衝撃を受けると予測した場合に、電極３Ｂ２１～３Ｂ３０の少なくともいずれかを動作させ、乗員に電気刺激を与えて乗員の姿勢を制御する。例えば、上腕と接した電極３Ｂ２１～３Ｂ２４に電流を流すと、腕を縮めて、腕が体の方に引っ張られるように動く。これにより乗員が衝撃に備えた姿勢をとるように制御する。

【0065】

図９は、第二実施形態における衝撃時の動作を説明する図である。図９（Ａ）に示すように、車両１０の右側座席に乗員が座っており、コントロールユニット３００の制御部３１０が、乗員の右側から衝撃を受けると予測した場合、電極３Ｂ２９，３Ｂ３０により電気刺激を与えることで、乗員の左上半身の背面筋肉を収縮させ上半身を左側へ移動（傾斜）させる。これにより、衝撃の入力方向から乗員を遠ざけることができると共に、図９（Ｂ）に示すようにエアバッグが展開する空間を確保することができ、乗員の保護性能を向上させることができる。なお本実施形態ではスーツ４以外にも、装着部をベルト状に形成して、乗員の必要な個所に巻き付けて使用するのでもよい。また、装着部は、帽子、手袋、ベスト（チョッキ）、ズボン、靴下など、スーツ４以外の衣服や、ヘルメット、チョーカー、眼鏡、ヘッドフォン、腕時計、アンクレットなどの装身具であってもよい。

【0066】

＜第三実施形態＞
図１０は、第三実施形態に係る刺激付与部３Ｃを示す図である。本実施形態は、前述の第二実施形態と比べて、刺激付与部３Ｃの構成が異なり、その他の構成は同じである。このため、前述の実施形態と同一の要素には同符号を付す等して再度の説明を省略する。

【0067】

本実施形態では、専用の服（スーツ）４に、刺激付与部３Ｃとしてのパッド３Ｃ２１～３Ｃ３０と、コントロールユニット３００とが設けられている。図１０の例では、パッド３Ｃ２１，３Ｃ２２が左上腕と接し、パッド３Ｃ２３，３Ｃ２４が右上腕と接し、パッド３Ｃ２５，３Ｃ２６が胸と接するように配置されている。また、パッド３Ｃ２７，３Ｃ２８が右側脇腹と接し、パッド３Ｃ２９，３Ｃ３０が左側脇腹と接するように配置されている。図１１は、パッド３Ｃ２１～３Ｃ３０の構成を示す図である。パッド３Ｃ２１～３Ｃ３０は、図１１（Ａ）に示すように平面形状が円形の筐体３Ｃ１内に、駆動部３Ｃ４及び針３Ｃ５を備えている。各パッド３Ｃ２１～３Ｃ３０は、筐体３Ｃ１における背板部３Ｃ１１の外面が服４に貼り付けられる。筐体３Ｃ１における背板部３Ｃ１１と反対側に位置する当接板部３Ｃ１２の外面には、粘着テープ３Ｃ１３が設けられ、乗員の皮膚に貼り付けられる。

【0068】

駆動部３Ｃ４は、コード３Ｃ７を介してコントロールユニット３００の電力供給部３３０と接続され、動作時に電力が供給される。駆動部３Ｃ４は、熱膨張率の異なる２種類の金属を合わせて平板状に形成されたバイメタルであり、電力供給部３３０によって作動電流が流されると発熱し、その熱膨張率の違いによって変形するようになっている。駆動部３Ｃ４は、一端が筐体３Ｃ１の背板部３Ｃ１１における周縁部分に固定され、他端（作動端）３Ｃ４１が筐体３Ｃ１の中央付近に配置されている。駆動部３Ｃ４は、作動前の状態
では背板部３Ｃ１１に沿った平板状であり、作動電流によって発熱すると作動端３Ｃ４１が当接板部３Ｃ１２側へ近づくように湾曲する。作動端３Ｃ４１の当接板部３Ｃ１２側には、針３Ｃ５が配置されており、駆動部３Ｃ４の作動前は針３Ｃ５の全体が筐体内に収容されているのに対し、駆動部３Ｃ４が作動して作動端３Ｃ４１が当接板部３Ｃ１２側に移動すると、針３Ｃ５の先端が筐体３Ｃ１から突出する。これにより各パッド３Ｃ２１～３Ｃ３０は作動時に針３Ｃ５が乗員の皮膚を刺突して刺激を与える。

【0069】

このパッド３Ｃ２１～３Ｃ３０によって刺激（痛み）を受けた乗員は、侵害反射により、この痛みから逃れる方向に体を移動させる。この反応を利用し、制御部３１０は、衝撃を受けると予測した場合に、乗員が衝撃に備えた姿勢をとるように制御する。なお、制御部３１０は、パッド３Ｃ２１～３Ｃ３０を作動させた場合、作動してから所定時間後に作動電流を停止させてもよい。これにより、駆動部３Ｃ４が冷めて作動前の平板状に戻り針３Ｃ５が筐体３Ｃ１内に収容される。

【0070】

図１２は、第三実施形態における衝撃時の動作を説明する図である。図１２（Ａ）に示すように、車両１０の右側座席に乗員が座っており、コントロールユニット３００の制御部３１０が、乗員の右側から衝撃を受けると予測した場合、パッド３Ｃ２１，３Ｃ２２，３Ｃ２９，３Ｃ３０によって電気刺激を与えることで、上半身を左側へ移動（傾斜）させる。これにより、図１２（Ｂ）に示すように衝撃を受ける箇所から乗員を遠ざけることができ、乗員の保護性能を向上させることができる。

【0071】

＜変形例１＞
図１３は、変形例１に係るパッドの構成を示す図である。本実施形態は、前述の第三実施形態と比べて、刺激付与部３Ｃのパッド３Ｃ６の構成が異なり、その他の構成は同じである。前述の第三実施形態では、各パッド３Ｃ２１～３Ｃ３０が針３Ｃ５の刺突による痛みを刺激として与える構成であるが、これに代えて本変形例では、加熱シートによる熱を刺激として与えるパッド３Ｃ６を用いた構成である。

【0072】

パッド３Ｃ６は、基板３Ｃ６１の当接面側に加熱シート３Ｃ６２を備えている。加熱シート３Ｃ６２は、コード３Ｃ６３を介してコントロールユニット３００の電力供給部３３０と接続し、作動時に電力供給部３３０から作動電流を受ける。

【0073】

パッド３Ｃ６は、基板３Ｃ６１の外面が服４に貼り付けられ、加熱シート３Ｃ６２の基板３Ｃ６１と反対側の面が乗員の皮膚と接するように配置される。

【0074】

制御部３１０は、衝撃を受けると予測した場合、作動電流をパッド３Ｃ６に供給し、加熱シート３Ｃ６２を発熱させて、この熱を刺激として乗員に与える。なお、制御信号の決定など、その他の処理は、第三実施形態と同じである。本変形例によれば、熱の刺激によって前述の実施形態と同様に乗員の姿勢を制御し、乗員を保護することができる。

【0075】

＜第四実施形態＞
図１４は、第四実施形態に係る刺激付与部３Ｄを備えた乗員保護装置３０の構成を示す図、図１５は、第四実施形態に係る刺激付与部３Ｄの装着状態を示す図である。本実施形態は、前述の第一～第三実施形態と比べて、刺激付与部３Ｄの構成が異なり、その他の構成は同じである。このため、前述の実施形態と同一の要素には同符号を付す等して再度の説明を省略する。

【0076】

本実施形態では、ベルト状の刺激付与部本体５に、刺激付与部３Ｄとしての風船部３Ｄ１～３Ｄ４が設けられている。図１４の例では、風船部３Ｄ１が左腹部と接し、風船部３Ｄ２が右腹部と接し、風船部３Ｄ３が腰の右側部分と接し、風船部３Ｄ４が腰の左側部分
と接するように配置されている。また、本実施形態の乗員保護装置３０では、前述の電力供給部３３０に代えて加圧ボンベ３Ｄ５，コンプレッサー３Ｄ６を備えている。

【0077】

各風船部３Ｄ１～３Ｄ４は、エアチューブ３Ｄ７を介して加圧ボンベ３Ｄ５と接続している。加圧ボンベ３Ｄ５は、コントロールユニット３００から受信する制御信号に基づいて、風船部３Ｄ１～３Ｄ４へ空気を供給し、各風船部３Ｄ１～３Ｄ４を膨らませることができる。なお、加圧ボンベ３Ｄ５は、各風船部３Ｄ１～３Ｄ４と接続するエアチューブ３Ｄ７に夫々設けられたバルブ３Ｄ５１の開閉を制御信号に基づいて制御することにより、各風船部３Ｄ１～３Ｄ４への空気の供給を個別に供給できる。

【0078】

図１５に示すように、刺激付与部３Ｄは、刺激付与部本体５を乗員の腰付近に巻回して装着される。本実施形態の加圧ボンベ３Ｄ５及びコンプレッサー３Ｄ６は、座席内に設けられ、刺激付与部３Ｄの風船部３Ｄ１～３Ｄ４に接続されたエアチューブ３Ｄ７と、加圧ボンベ３Ｄ５に接続されたエアチューブ３Ｄ８とがカプラ３Ｄ９を介して接続されている。コンプレッサー３Ｄ６は、加圧ボンベ３Ｄ５から刺激付与部３Ｄへ速やかに空気を供給できるように、加圧ボンベ３Ｄ５内の空気圧が所定値以上となるように加圧ボンベ３Ｄ５へ空気を補充する。

【0079】

刺激付与部本体５が乗員に装着された状態で、制御部３１０が刺激付与部３Ｄを作動させる制御信号を加圧ボンベ３Ｄ５（バルブ３Ｄ５１）に送り、加圧ボンベ３Ｄ５が風船部３Ｄ１～３Ｄ４に空気を供給すると、風船部３Ｄ１～３Ｄ４が刺激付与部本体５と乗員の体表面との間で膨らむことで、乗員の体表面に圧力（刺激）を与える。なお、風船部３Ｄ１～３Ｄ４には不図示の排気口（ベントホール）が設けられ、供給された空気が所定の速度で排気されるので、加圧ボンベ３Ｄ５から空気の供給が停止すると、空気が排出されて圧力を与えない状態に戻るようにしてもよい。またバルブ３Ｄ５１に排気弁を取り付け、コントロールユニットからの信号で排気弁を開き、風船部３Ｄ１～３Ｄ４の空気を排出してもよい。

【0080】

図１６は、第四実施形態における衝撃時の動作を説明する図である。図１６（Ａ）に示すように、本実施形態では、水平面において風船部３Ｄ１～３Ｄ４が乗員の四方に配置され、各風船部３Ｄ１～３Ｄ４の位置を頂点とする四角形の対角位置にある風船部３Ｄ２，３Ｄ４を作動させると、乗員は、ハンガー反射により、この風船部３Ｄ２，３Ｄ４から圧力を受けた筋肉を縮ませるように動き、上半身を左へ捻るように姿勢を変化させる。

【0081】

一方、図１６（Ｂ）に示すように、風船部３Ｄ１，３Ｄ３を作動させると、乗員は、ハンガー反射により、上半身を右へ捻るように姿勢を変化させる。このハンガー反射を利用し、制御部３１０は、右側から衝撃を受けると予測した場合に、風船部３Ｄ２，３Ｄ４を作動させて上半身を左へ捻るように姿勢を制御し、左側から衝撃を受けると予測した場合に、風船部３Ｄ１，３Ｄ３を作動させて上半身を右へ捻るように姿勢を制御する。これにより、衝撃を受ける箇所から乗員を遠ざけて、乗員の保護性能を向上させることができる。

【0082】

なお、本実施形態では、加圧ボンベ３Ｄ５から各風船部３Ｄ１～３Ｄ４へ空気を供給する構成としたが、加圧ボンベ３Ｄ５を省略し、コンプレッサー３Ｄ６から各風船部３Ｄ１～３Ｄ４へ空気を供給してもよい。また、加圧ボンベ３Ｄ５やコンプレッサー３Ｄ６に代えて点火器を用い、点火器で火薬に点火した際に膨張した空気を風船部３Ｄ１～３Ｄ４へ供給する構成としても良い。更に、ガス発生器で発生したガスを風船部３Ｄ１～３Ｄ４へ供給することで風船部３Ｄ１～３Ｄ４を膨らませる構成としても良い。

【0083】

＜第五実施形態＞
図１７は、第五実施形態に係る刺激付与部３Ｅを示す図である。本実施形態は、前述の第一実施形態と比べて、刺激付与部３Ｅの構成が異なり、その他の構成は同じである。このため、前述の実施形態と同一の要素には同符号を付す等して再度の説明を省略する。

【0084】

本実施形態の刺激付与部３Ｅは、ヘルメット３Ｅ１、フレーム部３Ｅ２、引張り部３Ｅ３、ワイヤー３Ｅ４、巻き取り部（アクチュエータ）３Ｅ５Ｌ，３Ｅ５Ｒを備えている。

【0085】

ヘルメット３Ｅ１の左右には、フレーム部３Ｅ２が取り付けられ、乗員がヘルメット３Ｅ１を装着した場合に、フレーム部３Ｅ２が左右の耳の外側に位置するように構成されている。引張り部３Ｅ３は、乗員の耳介に取り付けられ、耳介を引っ張るための部材である。ワイヤー３Ｅ４は、一端が引張り部３Ｅ３に接続され、他端が、フレーム部３Ｅ２に設けられている滑車（不図示）を介して巻き取り部３Ｅ５Ｌ，３Ｅ５Ｒに接続されている。

【0086】

巻き取り部３Ｅ５Ｌ，３Ｅ５Ｒは、制御信号に応じて、ワイヤー３Ｅ４を巻き取る、又はワイヤー３Ｅ４を繰り出すアクチュエータである。刺激付与部３Ｅが乗員に装着された状態で、巻き取り部３Ｅ５Ｌ，３Ｅ５Ｒがワイヤー３Ｅ４を巻き取ると、ワイヤー３Ｅ４が引張り部３Ｅ３をフレーム部３Ｅ２に設けられている滑車の方向に引き、乗員の耳介をこの方向、即ち乗員の左右方向外側に引っ張る。このように耳介が引っ張られると、乗員は耳介が引っ張られた方向に上体を傾けることになる。例えば、巻き取り部３Ｅ５Ｒが右耳側のワイヤー３Ｅ４を巻き取り、乗員の右耳を引っ張ると、乗員は図１７（Ｂ）に示すように、上体を右側に傾けるように姿勢を変化させる。この反応を利用し、制御部３１０は、右側から衝撃を受けると予測した場合に、左側の巻き取り部３Ｅ５Ｌを作動させて、左の耳介を引っ張り、上体を左へ傾けるように姿勢を制御し、左側から衝撃を受けると予測した場合には、右側の巻き取り部３Ｅ５Ｒを作動させて、右の耳介を引っ張り、上体を右へ傾けるように姿勢を制御する。これにより、衝撃を受ける箇所から乗員を遠ざけて、乗員の保護性能を向上させることができる。

【0087】

＜変形例２＞
図１８は、変形例２に係る刺激付与部３Ｆの構成を示す図である。本変形例は、前述の第五実施形態と比べて、刺激付与部３Ｆの構成が異なり、その他の構成は同じである。

【0088】

刺激付与部３Ｆは、左右一対のアーム部３ＦＬ，３ＦＲを備えている。アーム部３ＦＬ，３ＦＲは、一方の端部が座席のヘッドレスト１６に固定され、他方の端部３ＦＬ１，３ＦＲ１が乗員の耳介に接続されている。アーム部３ＦＬ，３ＦＲは、制御信号に応じて、端部３ＦＬ１，３ＦＲ１を前後左右に動かすことができ、これにより乗員に耳介を引っ張るという刺激を与えることができる。

【0089】

制御部３１０は、後方から衝撃を受けると予測した場合、図１８（Ｂ）に示すように、端部３ＦＬ１，３ＦＲ１を後方に動かし、耳介を後方へ引っ張ることで、乗員の頭をヘッドレストに近づけるように姿勢を制御する。これにより後方から衝撃を受ける場合にヘッドレストと頭部との間隔を狭め、乗員の保護性能を向上させることができる。

【0090】

＜第六実施形態＞
図１９は、第六実施形態に係る刺激付与部３Ｇを示す図である。本実施形態は、前述の第一実施形態と比べて、刺激付与部３Ｇの構成が異なり、その他の構成は同じである。このため、前述の実施形態と同一の要素には同符号を付す等して再度の説明を省略する。

【0091】

刺激付与部３Ｇは、振動による刺激を乗員に与える構成である。乗員が着座する前（非使用時）の刺激付与部３Ｇは、座席の背もたれ１５に保持されており、乗員が着座した際に自動でユーザに装着される。

【0092】

支持部１５１は、非使用時に刺激付与部３Ｇを背もたれ１５の上方に支持するアーム状の部材である。支持部１５１は、基端部１５１１が、背もたれ１５の上端部であってヘッドレスト１６の両脇に埋設された回転駆動部１５２に軸支され、基端部１５１１を中心に回転駆動される。支持部１５１の先端には、磁石１５１２が設けられている。

【0093】

刺激付与部３Ｇは、筐体３Ｇ１の側面に、鉄芯を用いた電磁石３Ｇ２を備えると共に、筐体３Ｇ１の下面側に、乗員の肩を把持して刺激付与部３Ｇを乗員に装着するための把持部３Ｇ３を備えている。把持部３Ｇ３は、一対の弧状部材３Ｇ３１と、当該弧状部材３Ｇ３１の上端を回動可能に保持し、弧状部材３Ｇ３１の下端側を開閉させるように駆動する開閉駆動部３Ｇ３２を有している。また、把持部３Ｇ３は、コード３Ｇ４を介してコントロールユニット３００と電気的に接続されている。

【0094】

電磁石３Ｇ２は、コントロールユニット３００の電力供給部３３０から電力の供給を受けて磁力を発生させる。刺激付与部３Ｇは、非使用時に、電磁石３Ｇ２の鉄芯が、支持部１５１の磁石１５１２に吸着されることで支持部１５１の先端に取り付けられる。

【0095】

図２０は、刺激付与部３Ｇを乗員の肩に装着する動作の説明図である。乗員が着座する前は、図２０（Ａ）に示すように、刺激付与部３Ｇは弧状部材３Ｇ３１が開いた状態で支持部１５１に支持されている。座席の圧力センサー（シートセンサ）により乗員が着座したことを検知すると、制御部３１０は、図２０（Ｂ）に示すように支持部１５１を乗員側へ回転させる。そして、図２０（Ｃ）のように、刺激付与部３Ｇが乗員の肩に当たり回転が停止すると、制御部３１０は、開閉駆動部３Ｇ３２を制御して弧状部材３Ｇ３１を閉じ、乗員の肩を把持して刺激付与部３Ｇを乗員の両肩に装着する。その後、制御部３１０は、電磁石３Ｇ２に電力を供給して磁石１５１２と同極となるように磁力を発生させ、磁石１５１２と反発させることで、図２０（Ｄ）のように支持部１５１を分離させる。また、分離後の支持部１５１は、元の位置に回動させる。

【0096】

刺激付与部３Ｇは、筐体３Ｇ１内に、コントロールユニット３００の電力供給部３３０から電力の供給を受けて振動するバイブレータ３Ｇ５を有している。図２１は、バイブレータ３Ｇ５の構成を示す図である。バイブレータ３Ｇ５は、回転ホイール３Ｇ５１と、リンク３Ｇ５２と、錘３Ｇ５３とを有している。回転ホイール３Ｇ５１は、不図示のモータによって回転駆動される。リンク３Ｇ５２は、一方の端部５２１が、回転ホイール３Ｇ５１の周縁部に軸着され、他方の端部５２２が錘３Ｇ５３に軸着されている。錘３Ｇ５３は、直線状の溝３Ｇ５４内に嵌め込まれ、溝３Ｇ５４に沿ってスライド可能となっている。

【0097】

刺激付与部３Ｇは、制御部３１０から制御信号を受けた場合、この制御信号に基づいて回転ホイール３Ｇ５１を回転させ、この回転に伴ってリンク３Ｇ５２の端部５２１が回転し、他端部５２２に接続された錘３Ｇ５３を溝３Ｇ５４に沿って、第一方向と第二方向とに往復運動させ、振動を発生させる。なお、刺激付与部３Ｇは、制御信号に応じた特定の方向へ錘３Ｇ５３が移動するときの加速度が、他の方向へ移動するときの加速度に比べて高くなるように駆動する。例えば、刺激付与部３Ｇは、錘３Ｇ５３が第一方向へ移動するときの加速度が、第二方向へ移動するときの加速度に比べて高くなるように駆動する。また反対に、刺激付与部３Ｇは、錘３Ｇ５３が第二方向へ移動するときの加速度が、第一方向へ移動するときの加速度に比べて高くなるように駆動させてもよい。

【0098】

刺激付与部３Ｇが乗員の肩に装着された状態で、このように刺激付与部３Ｇが、方向によって加速度を偏らせた振動を刺激として乗員に与えると、乗員は加速度を高くした方向に、実際の加速度が生じたように知覚し、この方向に引っ張られるように姿勢を変更する。このため本実施形態では、バイブレータ３Ｇ５の第一方向と第二方向が車両の前後方向
となるように配置したバイブレータ３Ｇ５と、第一方向と第二方向が車両の幅方向（左右方向）となるように配置したバイブレータ３Ｇ５とを左右の肩に装着する刺激付与部３Ｇに夫々設け、乗員の姿勢を前後左右に制御できるようにしている。なお、これに限らず、左右の肩に装着する刺激付与部３Ｇのうち一方に、第一方向と第二方向が車両の前後方向となるように配置したバイブレータ３Ｇ５を備え、他方の刺激付与部３Ｇに、第一方向と第二方向が車両の幅方向（左右方向）となるように配置したバイブレータ３Ｇ５を備える構成としてもよい。

【0099】

＜変形例３＞
図２２は、変形例３に係る乗員保護装置３０の構成を示す図である。本変形例は、前述の第一～第六実施形態と比べて、刺激付与部を複数備えた構成が異なり、その他の構成は同じである。本変形例では、図２２に示すように、第四実施形態と同じ刺激付与部３Ｄ、及び第六実施形態と同じ刺激付与部３Ｇとを備えている。

【0100】

なお、各刺激付与部３Ｄと刺激付与部３Ｇの制御は、前述の実施形態と同じであり、これら複数の刺激付与部を組み合わせて作動させてもよいし、同時に作動させてもよい。

【0101】

＜第七実施形態＞
図２３は、第七実施形態に係る乗員保護装置３０の構成を示す図、図２４は、第七実施形態に係る乗員保護装置３０が実行する乗員保護方法の処理手順を示す図である。本実施形態は、前述の第一～第六実施形態と比べて、刺激付与部を複数備え、第１の刺激で行き過ぎてしまった姿勢を矯正する処理を行う構成が異なっている。なお、その他の構成は同じであるため、同一の要素には同符号を付すなどして、再度の説明を省略する。

【0102】

本実施形態では、図２３（Ａ）に示すように、複数の刺激付与部として、第四実施形態と同じ刺激付与部（第１の刺激付与部）３Ｄ、及び第六実施形態と同じ刺激付与部（第２の刺激付与部）３Ｇとを備えている。

【0103】

本実施形態の乗員保護装置３０が実行する乗員保護方法は、図２４に示すように、ステップＳ１０からステップＳ７０までは、前述の第四実施形態と同様に、刺激付与部３Ｄによって乗員へ刺激を与えて姿勢を制御する。図２３では、乗員の右側から衝撃を受けると予測し、乗員を左側へ傾かせている。

【0104】

ステップＳ８０にて、制御部３１０は、センサ２０から乗員情報を取得する。そしてステップＳ９０にて、制御部３１０は、取得した乗員情報に基づいて乗員の姿勢を求める。

【0105】

ステップＳ１００にて、制御部３１０は、ステップＳ９０で求めた姿勢が正しく衝撃に備える姿勢になっているか否かを判定する。ここで肯定判定であれば、制御部３１０は、図２４の処理を終了し、図２３（Ｂ）のように乗員の傾きが大きすぎ、否定判定の場合、ステップＳ１１０へ移行する。

【0106】

ステップＳ１１０にて、制御部３１０は、車両の衝撃に備える姿勢に矯正するために必要な第２の刺激付与内容を決定する。

【0107】

ステップＳ１２０にて、制御部３１０は、ステップＳ１１０で決定した第２の刺激付与内容に則して刺激付与部３Ｇを作動させる。

【0108】

このように本実施形態によれば、第一の刺激によって、乗員が移動し過ぎた場合でも第二の刺激によって、衝撃に備える適切な姿勢に矯正できる。

【0109】

＜第八実施形態＞
図２５は、第八実施形態に係る補助刺激付与部を示す模式平面図、図２６は、運転席付近に配置された補助刺激付与部を示す図である。本実施形態は、前述の第一～第七実施形態と比べて、補助刺激付与部を備えた構成が異なっている。なお、その他の構成は同じであるため、同一の要素には同符号を付すなどして、再度の説明を省略する。

【0110】

本実施形態の乗員保護装置３０は、図２５に示すように、音を刺激として乗員に付与する複数の補助刺激付与部（スピーカ）３Ｈを備えている。また、本実施形態の乗員保護装置３０は、映像を刺激として乗員に付与する補助刺激付与部（プロジェクタ）３Ｊを備えている。補助刺激付与部３Ｊは、図２６に示すように、車両１０のダッシュボード１９内に配置され、フロントガラス（ウインドシールド）１８に立体映像を投影するヘッドアップディスプレイである。なお、これに限らず、車内に設けられた表示装置で表示する構成であってもよい。

【0111】

図２７は、第八実施形態に係る刺激付与部及び補助刺激付与部の動作を説明する図である。なお、本実施形態において、補助刺激付与部３Ｈ，３Ｊで刺激を与える処理手順は、前述の第七実施形態において、第２の刺激付与部によって刺激を与える処理手順と同様である。また、第１の刺激付与部として、第六実施形態と同じ刺激付与部３Ｇを備えている。

【0112】

図２７（Ａ）に示すように、乗員の右側から衝撃を受けると予測した場合、制御部３１０は、刺激付与部３Ｇを作動させて、乗員が衝撃から遠ざかるように左側へ移動させる。

【0113】

このとき図２７（Ｂ）のように、乗員が移動し過ぎた場合、この姿勢を矯正する第２の刺激付与内容を決定し、この刺激付与内容に則って補助刺激付与部３Ｈ，３Ｊを作動させる。例えば、補助刺激付与部３Ｊにより、フロントガラスに映像を投影することで、図２７（Ｃ）に示すように、飛翔体１７が乗員に向かって飛んでくるような映像を乗員に対して表示する。また、この表示に合わせて飛翔体１７の接近する音を補助刺激付与部（スピーカ）３Ｈから出力し、この音像を飛翔体１７と同様に移動させる。これにより乗員が、その飛翔体１７を避けるように体をわずかに戻し、適正な姿勢をとるように制御する。

【0114】

このように本実施形態によれは、第一の刺激によって、乗員の姿勢を変更させすぎた場合であっても音や映像を用いた補助的な刺激によって、衝撃に備えた適切な姿勢に矯正できる。

【0115】

以上、本開示に係る乗員保護装置の実施形態について説明したが、本明細書に開示された各々の態様は、本明細書に開示された他のいかなる特徴とも組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0116】

１ 乗員保護システム
３Ａ～３Ｆ 刺激付与部
Ｂ２９，３Ｂ３０ 電極
４ 専用服（スーツ）
５ 刺激付与部本体
１０ 車両
１１，２０ センサ
１２ 自動ブレーキ制御装置
３０ 乗員保護装置
１１１ カメラ
１１２ レーダ装置
３００ コントロールユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】