JP2005271889A - 車両用乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】後突時、シートクッション部の前端に乗員の大腿部や膝の引っ掛かることに伴う、乗員の頚椎への負担を軽減ことを目的とする。
【解決手段】シートに着座した乗員を車両後方側からの衝突時に保護する乗員用保護装置であって、乗員の着座が可能とされ、前端が後端よりも高く位置するよう傾斜されるシートクッション部２ａ，３ａと、乗員の背部を支持可能なシートバック部２ｂ，３ｂと、乗員の頭部を支持可能なヘッドレスト部２ｃ，３ｃとからなるシートと、車両の後方からの衝突を予知する車両後突予知手段と、該車両後突予知手段により車両の後方からの衝突が予知された時、上記シートクッション部２ａ，３ａの前端を下降させるシートクッション部前端移動手段４とを備えるよう構成してある。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両用乗員保護装置に関し、特に、車両後突時における乗員の頚椎への負担を軽減可能な車両用乗員保護装置に関する。

従来、シートクッションにおいては、ホールド性を向上させる観点から、シートクッション前端側が高く、ヒップポイントとなるシートクッション後端側が低くされたバケット調のシートが採用されることが多く、例えば、下記特許文献１に開示されている。

実公平７−１６３６１号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示されているような、シートクッション前端側が高くされたシートにおいては、車両後突時、次に示すような新たなメカニズムにより乗員の頚椎への負担が発生することを本発明者等は見出した。
つまり、後突時、乗員が着座しているシートは車両前方側へ移動しようとするのに対し、乗員は慣性で止まろうとするため、乗員には後方側への力が生じるが、その際、シートクッション前端側に乗員の大腿部や膝が引っ掛かり、その引っ掛かった乗員の大腿部や膝を中心として乗員の上半身が後方側に回動するため、頭部と背部とでは異なる移動速度で後方側に移動してシートバック、ヘッドレストに密着することになる。その結果、乗員の頚椎にせん断力がかかり、頚椎に負担が発生してしまう。

本発明は、以上のような課題に勘案してなされたもので、その目的は、後突時、シートクッション部の前端に乗員の大腿部や膝の引っ掛かることに伴う、乗員の頚椎への負担を軽減可能な車両用乗員保護装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明にあってはその解決手法として次のようにしてある。すなわち、本発明の第１の構成において、シートに着座した乗員を車両後方側からの衝突時に保護する乗員用保護装置であって、乗員の着座が可能とされ、前端が後端よりも高く位置するよう傾斜されるシートクッション部と、乗員の背部を支持可能なシートバック部と、乗員の頭部を支持可能なヘッドレスト部とからなるシートと、車両の後方からの衝突を予知する後突予知手段と、該後突予知手段により車両の後方からの衝突が予知された時、上記シートクッション部の前端を下降させるシートクッション部前端移動手段とを備えるよう構成してある。

本発明の第１の構成によれば、車両の後方からの衝突が予知された時、シートクッション部の前端が下降されるため、乗員の大腿部や膝のシートクッションの前端への引っ掛かりを抑制でき、乗員の後方側へのスムースな移動を確保できるため、乗員の腰部、背部及び頭部を一体で後方側へ平行移動させて乗員をシートに深く着座させるとともに頭部をヘッドレストで拘束することができ、乗員の頚椎への負担を軽減することができる。

本発明の第２の構成において、上記シートクッション部前端移動手段は、上記後突予知手段により車両の後方からの衝突が予知された後実際に衝突が検出された時、所定時間経過後、上記シートクッション部の前端を上昇させるよう構成してある。

ここで、後突の予知後実際の後突が発生した時、乗員はシートに対する反動により前方側に投げ出され、例えば、車両前方側のインストゥルメントパネルの下に潜り込むという問題が発生する虞がある。
本発明の第２の構成によれば、車両後方側からの衝突予知によりシートクッション部の前端が下降されて乗員の後方側へのスムースな移動が確保された後、実際の衝突が検出され所定時間経過した時は、シートクッション部の前端は上昇されるため、その上昇されたシートクッション部の前端により乗員の前方側への移動が阻害され、乗員が前方側へ投げ出されることを抑制することができる。

本発明の第３の構成において、上記シートバック部の傾斜角度を検出するシートバック角度検出手段を備え、上記シートクッション部移動手段は、上記シートバック角度検出手段により検出されたシートバック部の傾斜角度が所定値以下で上記シートバック部が車両後方側へ後傾している時、上記シートクッション部の前端の下降を禁止するよう構成してある。

ここで、シートバック部が傾斜されて乗員が寝ているような状態の時は、通常の姿勢で着座している時に対して、後突時における乗員への衝撃が小さく頚椎への負担が小さいため、シートクッション部の前端を下降させる必要性が低く、シートクッション部の前端を下降させることによって、後突後の乗員の前方側への投げ出しが却って懸念される。
本発明の第３の構成によれば、シートバック部の傾斜角度が所定値以下でシートバック部が車両後方側へ後傾している時、シートクッション部の前端の下降が禁止されるため、乗員の頚椎への負担の発生を抑制しつつ、後突後に乗員が前方側への投げ出されることを抑制することができる。

本発明の第４の構成において、上記シートは、上記シートクッション部の前端が下降された時、当該シートクッション部の中央付近を中心として上記シート全体を一体的に前方側へ回動可能に構成してある。

本発明の第４の構成によれば、上記シートクッション部の前端が下降された時、当該シートクッション部の中央付近を中心として上記シート全体が一体的に前方側へ回動されるため、シートクッション部の前端の下降に伴いシートバック及びヘッドレストも前方側に回動されるため、乗員の後方へのスムースな移動と、シート全体の前方側への回動とが相俟って、早期に乗員の腰部、背部及び頭部を一体で後方側へ平行移動させて乗員をシートに深く着座させるとともに頭部をヘッドレストで拘束することができ、更に、頚椎への負担を軽減することができる。

本発明の第５の構成において、上記シートクッション部前端移動手段は、上記後突予知手段により車両後方側からの衝突が予知された後所定期間実際の衝突が検出されない時、上記シートクッション部の前端を元の状態に戻すよう構成してある。

本発明の第５の構成によれば、上記後突予知手段により車両後方側からの衝突が予知された後所定期間実際の衝突が検出されない時、上記シートクッション部の前端を元の状態に戻されるため、後突予知の誤検出や、乗員の回避動作等により実際の後突が回避された後の乗員のシートクッションによるホールド性を確保することができる。

本発明によれば、後突時、シートクッションの前端への乗員の大腿部や膝の引っ掛かりによる頚椎への負担を軽減することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態に関する全体構成図を示しており、車両１の運転席２、助手席３が設けられており、運転席、助手席２，３は、それぞれ、シートクッション部２ａ，３ａ、シートバック部２ｂ，３ｂ、ヘッドレスト部２ｃ，３ｃとから構成されている。
また、各シートクッション部２ａ，３ａの下方側には、シートクッション部２ｂ，３ｂの前端を上昇或いは下降させるための、後述する油圧式のシートクッション用アクチュエータ４，４がそれぞれ設けられている。
また、各シートバック２ｂ，３ｂの後方側には、シートバック２ｂ，３ｂの傾斜角度を変更させるための油圧式のシートバック傾斜角度変更用アクチュエータ５，５がそれぞれ設けられるとともに、各シートバック２ｂ，３ｂの側方側には、シートバック２ｂ，３ｂの傾斜角度を検出するシートバック傾斜角度センサ６，６が設けられている。
また、運転席２，助手席３に着座する乗員を拘束するシートベルトの張力制御用のプリテンション用モータ７，７がそれぞれ設けられている。
尚、８は衝突センサ、９は後突予知用の後突予知距離検出センサである。

上記各シートクッション部２ａ，３ａは、図２に示すように、シートクッション部２ａ，３ａの前端が後端よりも上方側に位置するよう、シートクッション面２ｄの前端付近が前端側から後端側に向かって後傾されている。
また、上記シートクッション用アクチュエータ４，４は、図２に示すように、各シートクッション部２ａ，３ａの前端側下方に設けられており、シートクッション用アクチュエータ４，４が上方側に移動されると、シートクッション部２ａ，３ａの中央付近の回動軸Ｏを中心にシートクッション部２ａ，３ａの前端側が上昇し、逆にアクチュエータ４が下方側に移動されると、シートクッション部２ａ，３ａの前端側が下降する。
また、上記シートバック傾斜角度変更用アクチュエータ５，５は、各シートバック部２ｂ，３ｂの下方側背面に設けられており、シートバック用アクチュエータ５，５が前方側に移動されると、シートバック部２ｂ，３ｂが、シートクッション部２ａ，３ａとシートバック部２ｂ，３ｂとの連結箇所（不図示）を中心に前方側へ回動され、逆にアクチュエータ５，５が後方側に移動されると、連結箇所（不図示）を中心に後方側へ回動される。

次に、本実施形態に関する制御用のコントロールユニット５０に対する入出力関係を、図３の制御ブロック図に基づき説明する。
図３において、コントロールユニット５０には、各運転席２，３の各シートバック部２ｂ，３ｂの傾斜角度を検出するシートバック傾斜角度検出センサ６，６、車両１に対する加速度を検出して車両の衝突（前突、後突）を検出する衝突センサ８、及び車両１に対する後突を予知、例えば、超音波、電波、レーザ等により自車と後続車との間の距離を検出することによって後突を予知可能な後突予知距離センサ９からの検出信号が入力されるようになっている。
また、コントロールユニット５０は、各センサから入力された検出信号に基づいてシートクッション用アクチュエータ４，４、シートバック傾斜角度変更用アクチュエータ５，５、プリテンション用モータ７，７をそれぞれ制御するよう構成されている。

次に、上記シートクッション用アクチュエータ４，４、シートバック傾斜角度変更用アクチュエータ５，５、プリテンション用モータ７，７の制御について、図４のフローチャート、図５の作動図に基づき説明する。

図４のステップＳ１において、後突予知距離センサ９からの検出信号を読み込む。
ステップＳ２では、ステップＳ１で読み込まれた自車と後続車との間の距離に基づいて後突予知判断処理を行う。
続く、ステップＳ３では、ステップＳ２で判断された距離が所定値以下で、所定時間後に後突が発生されると予知される場合は、ステップＳ４に進み、シートベルトによる乗員の拘束力が高まるようプリテンション用モータ７，７を作動させる。

ステップＳ５では、シートバック傾斜角度検出センサ６，６からの検出信号を読み込む。
続く、ステップＳ６では、シートバック傾斜角度が所定値以上でシートバック部２ｂ，３ｂが寝ているか否か判定する。
ステップＳ６でＮＯと判定された時、つまり、シートバック部２ｂ，３ｂが寝ていない場合、ステップＳ７に進み、シートバック傾斜角度変更用アクチュエータ５，５によりシートバック部２ｂ，３ｂの傾斜角度が所定値（例えば、略垂直相当の値）まで立ち上げ、実際の後突に備えて乗員の背部をシートバック部２ｂ，３ｂに密着させておく。尚、この時、ヘッドレスト２ｃ，３ｃはシートバック部２ｂ，３ｂに固定され、連動して前方側に移動されるため、乗員の頭部もヘッドレスト２ｃ，３ｃに密着される。
続く、ステップＳ８では、シートクッション用アクチュエータ４，４によりシートクッション部２ａ，３ａの前端側を下降させ、実際の後突に備えて乗員の後方側へのスムースな移動を確保しておく。

ステップＳ９では、衝突センサ８からの検出信号を読み込む。
続く、ステップＳ１０では、後突予知後に実際に後突があったか否か判定する。
ステップＳ１０でＹＥＳと判定された時、ステップＳ１１に進み、後突後所定時間経過したか否か判定する。
ステップＳ１１でＹＥＳと判定された時、ステップＳ１２に進み、シートクッション部２ａ，３ａの前端側を上昇させ、後突後の乗員の前方側への投げ出しを抑制する。
ここで、本実施形態における上昇とは、ステップＳ８で下降させた位置から通常の位置に戻すことを意図しているが、通常の位置よりも更に上昇させるようにしてもよい。
また、ステップＳ１１でＮＯと判定された時はステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３では、ステップＳ４で高めた拘束力が更に高まるようプリテンション用モータ７，７を作動させ、後突時における乗員の拘束力を高めるようにしている。

また、ステップＳ１０でＮＯと判定された時、つまり、ステップＳ３で後突が予知された後、実際に後突が生じていない時、ステップＳ１４に進み、後突予知後所定時間経過しているか否か判定する。
ステップＳ１４でＹＥＳと判定された時、つまり、後突予知後所定時間経過しても実際の後突が検出されない時は、後突予知の誤予知、或いは乗員による後突回避動作等により後突が生じなかったとみなせることから、ステップＳ１５，１６，１７に進み、ステップＳ８で上昇させたシートクッション部２ａ，３ａの前端側の位置、ステップＳ４で設定したプリテンション用モータ７，７による拘束力、及びステップＳ７で設定したシートバック２ｂ，３ｂの傾斜角度の全てを通常に復帰させる。
また、ステップＳ１４でＮＯと判定された時は、後突予知後所定時間経過していないことから、ステップＳ１５乃至Ｓ１７の処理を行うことなくステップＳ１０の判定処理の前に戻る。

また、ステップＳ３でＮＯと判定された時、或いはステップＳ６でＹＥＳと判定された時は、後突予知がなされていない、或いは後突予知はなされたが後突による乗員の頚椎への負担の影響が小さい位置にシートバック２ｂ，３ｂが傾斜されていると判断されることから、後突予知時の対応としてのステップＳ７，Ｓ８の処理をバイパスして、ステップＳ９の前に進み、以降、実際に後突が生じた場合の対応のみを上述と同様に行う。

以上のような作動を、図５に基づき説明する。
図５の（１）は後突、及び後突予知がなされていな通常時、図５の（２）は後突予知時、図５の（３）は後突時の状態を示している。

図５（１）に示す通常状態から車両の後突が予知されると、図５（２）中矢印ａ１で示すように、プリテンション用モータ７，７によりシートベルトによる乗員の拘束力が高められる。
また、図５（２）中矢印ｂ１で示すように、シートバック傾斜角度変更用アクチュエータ５，５の前方側への移動によりシートバック２ｂ，３ｂ、ヘッドレスト２ｃ，３ｃが前方側に回動されて、後突に備えた乗員の背部及び頭部と、シートバック２ｂ，３ｂ及びヘッドレスト２ｃ，３ｃとの早期な密着が確保される。
また、図５（２）中矢印ｃ１で示すように、シートクッション用アクチュエータ４，４によりシートクッション部２ａ，３ａの前端側が下降されて、乗員の後方側へのスムースな移動が確保される。

そして、後突予知後実際の後突が検出されると、図５（３）中矢印ａ２で示すように、後突予知の時に対して更に乗員の拘束力が高められるようプリテンション用モータ７，７が作動される。
また、図５（３）中矢印ｃ２で示すように、シートクッション用アクチュエータ４，４によりシートクッション部２ａ，３ａの前端側が上昇され、そのシートクッション部２ａ，３ａの前端により乗員の前方側への移動が阻害されるため、後突後の乗員の前方側への投げ出しが抑制される。

以上のように、本実施形態によれば、車両の後突が予知された時、シートクッション部２ａ，３ａの前端が下降されるため、乗員の大腿部や膝のシートクッション部部２ａ，３ａの前端への引っ掛かりを抑制でき、乗員の後方側へのスムースな移動を確保できるため、乗員の腰部、背部及び頭部を一体で後方側へ平行移動させて乗員をシートに深く着座させるとともに頭部をヘッドレスト２ｃ，３ｃで拘束することができ、乗員の頚椎への負担を軽減することができる。

また、車両の後突が予知された時、プリテンション用モータ７，７によるシートベルトによる乗員の拘束力が高められるため、乗員の安全性を高めておくことができる。

また、車両の後突が予知された時、シートバック傾斜角度が所定値以下でシートバック部部２ａ，３ａが車両後方側へ後傾している時、シートクッション部部２ａ，３ａの前端の下降を禁止されるため、乗員の頚椎への負担の発生を抑制しつつ、後突後に乗員が前方側への投げ出されることを抑制することができる。

また、車両の後突が予知された時、シートクッション部部２ａ，３ａの前端が下降された時、シートバック部２ｂ，３ｂ及びヘッドレスト２ｃ，３ｃが前方側へ回動されるため、実際の後突に備えて乗員の背部及び頭部のシートへの密着が早期に確保されるため、更に、頚椎への負担を軽減することができる。

また、後突予知によりシートクッション部部２ａ，３ａの前端が下降されて乗員の後方側へのスムースな移動が確保された後、実際の後突が検出され所定時間経過した時は、シートクッション部部２ａ，３ａの前端は上昇されるため、その上昇されたシートクッション部部２ａ，３ａの前端により乗員の前方側への移動が阻害され、乗員が前方側へ投げ出されることを抑制することができる。

また、実際の後突が検出された時は、プリテンション用モータ７，７によるシートベルトによる乗員の拘束力が後突予知時よりも更に高められるため、乗員の安全性を高めることができる。

また、後突が予知された後所定期間実際の衝突が検出されない時、シートクッション部部２ａ，３ａの前端を元の状態に戻されるため、後突予知の誤検出や、乗員の回避動作等により実際の後突が回避された後の乗員のシートクッション部２ａ，３ａにおけるホールド性を確保することができる。

尚、本実施形態では、後突の予知された時、シートクッション部２ａ，３ａの前端側の下降と、シートバック２ｂ，３ｂの前方側への回動を別々のアクチュエータ４，４，５，５により行う例を示したが、図６に示すように、シートバック傾斜角度変更用アクチュエータ５，５を廃止するとともに、シートクッション２ａ，３ａと、シートバック２ｂ，３ｂ、及びヘッドレスト２ｃ，３ｃとを一体的に構成し、図６（２）中矢印ｃ３で示すように、シートクッション用アクチュエータ４，４によりシートクッション２ａ，３ａの前端側を下降させることにより、図６（２）中矢印Ａで示すように、回動軸Ｏを中心にシート全体を前方側へ回動させるようにしてもよい。
また、後突後は、図６（３）中矢印ｃ４で示すように、シートクッション用アクチュエータ４，４によりシートクッション２ａ，３ａの前端側を上昇させることにより、図６（２）中矢印Ｂで示すように、回動軸Ｏを中心にシート全体を後方側へ回動される。

このような実施形態によれば、シートクッション部部２ａ，３ａの中央付近の回動軸Ｏを中心としてシート全体を一体的に前方側へ回動されるため、シートクッション部部２ａ，３ａの前端の下降に伴いシートバック部２ｂ，３ｂ及びヘッドレスト部２ｃ，３ｃも前方側に回動されるため、乗員の後方へのスムースな移動と、シート全体の前方側への回動とが相俟って、早期に乗員の腰部、背部及び頭部を一体で後方側へ平行移動させて乗員をシートに深く着座させるとともに頭部をヘッドレストで拘束することができ、更に、頚椎への負担を軽減することができる。

また、本実施形態によれば、シートクッション用アクチュエータ４，４、シートバック傾斜角度変更用アクチュエータ５，５を油圧アクチュエータとする例を示したが、その他電気モータ等により構成するようにしてもよい。

本発明の実施形態に係る全体構成図。 本発明の実施形態に係るシートを示す図。 本発明の実施形態に係る制御ブロック図。 本発明の実施形態に係る制御フローチャート。 本発明の実施形態に係る作動状態を示す図。 本発明の実施形態の変形例に係る作動状態を示す図。

符号の説明

１：車両
２：運転席（シート）
３：助手席（シート）
２ａ，３ａ：シートクッション部
２ｂ，３ｂ：シートバック部
２ｃ，３ｃ：ヘッドレスト部
２ｄ：シートクッション面
４：シートクッション用アクチュエータ（シートクッション前端移動手段）
５：シートバック傾斜角度変更用アクチュエータ
６：シートバック傾斜角度センサ（シートバック傾斜角度検出手段）
８：衝突センサ
９：後突予知距離センサ（後突予知手段）
５０：コントロールユニット（シートクッション前端移動手段）
Ｏ：回動軸

Claims (5)

1. シートに着座した乗員を車両後方側からの衝突時に保護する乗員用保護装置であって、
   乗員の着座が可能とされ、前端が後端よりも高く位置するよう傾斜されるシートクッション部と、乗員の背部を支持可能なシートバック部と、乗員の頭部を支持可能なヘッドレスト部とからなるシートと、
   車両の後方からの衝突を予知する後突予知手段と、
   該後突予知手段により車両の後方からの衝突が予知された時、上記シートクッション部の前端を下降させるシートクッション部前端移動手段とを備えていることを特徴とする車両用乗員保護装置。
2. 上記シートクッション部前端移動手段は、上記後突予知手段により車両の後方からの衝突が予知された後実際の衝突が検出された時、所定時間経過後、上記シートクッション部の前端を上昇させるよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用乗員保護装置。
3. 上記シートバック部の傾斜角度を検出するシートバック角度検出手段を備え、
   上記シートクッション部移動手段は、上記シートバック角度検出手段により検出されたシートバック部の傾斜角度が所定値以下で上記シートバック部が車両後方側へ後傾している時、上記シートクッション部の前端の下降を禁止するよう構成されていることを特徴とする請求項１に車両用乗員保護装置。
4. 上記シートは、上記シートクッション部の前端が下降された時、当該シートクッション部の中央付近を中心として上記シート全体を一体的に前方側へ回動可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用乗員保護装置。
5. 上記シートクッション部前端移動手段は、上記後突予知手段により車両の後方からの衝突が予知された後所定期間実際の衝突が検出されない時、上記シートクッション部の前端を元の状態に戻すよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用乗員保護装置。

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