JP2018161968A - 乗員保護装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】乗員保護性能を更に改善する。【解決手段】乗員保護装置10は、自動車1のシート4の座面についての左右方向の中央部から上へ向かって展開してシート4に着座した乗員の右腿部と左腿部との間に突出する第一座面エアバッグ21と、シート4の座面についての左右方向の中央部から上へ向かって展開して第一座面エアバッグ21より後側へ延在する第二座面エアバッグ31と、を有する。第二座面エアバッグ31は、第一座面エアバッグ21より低い剛性に展開する。【選択図】図5

Description

本発明は、自動車においてシートに着座した乗員を保護する装置に関する。
自動車においてシートに着座した乗員を保護する装置には、シートベルトやフロントエアバッグを用いるものがある(特許文献1)。
シートベルトは、一般的に三点式であり、シートに着座した乗員の腰周りのラップ部、および上体前にたすき掛けされるショルダ部を有する。そして、衝突前にリトラクタでシートベルトを巻き取って弛みを減らし、衝突時にシートベルトの送り出しを規制する。これにより、衝突時にシートから前へ移動しようとする乗員の身体をシートに着座した状態に保持するように作動できる。
フロントエアバッグは、乗員室においてシートの前に設けられるハンドルまたはダッシュボードに設けられ、シートへ向かって後向きに展開する。そして、衝突時に前へ倒れ込む乗員の上体を、展開したフロントエアバッグで支えて衝撃を吸収する。
特開2010−235009号公報
しかしながら、このような乗員保護装置を用いても、すべての衝突形態において適切に保護できる訳ではない。
たとえば前面衝突においても、衝突の衝撃によりシートに着座した乗員が前へ移動する可能性がある。そして、乗員の腰部がシートの着座位置から前へ滑って移動してしまうと、腰部を軸としてその周りで前へ倒れ込もうとする上体は、フロントエアバッグに近づいた状態から前へ倒れ込むことになる。この場合、フロントエアバッグと上体との接触状態は、腰部がシートの着座位置にある場合に想定していたものとは異なる。
このように、乗員保護装置では、乗員保護性能についての更なる改善が求められている。
本発明に係る乗員保護装置は、車両のシートの座面についての左右方向の中央部から上へ向かって展開して前記シートに着座した乗員の右腿部と左腿部との間に突出する第一座面エアバッグと、前記シートの座面についての左右方向の中央部から上へ向かって展開して前記第一座面エアバッグより後側へ延在する第二座面エアバッグと、を有し、前記第二座面エアバッグは、前記第一座面エアバッグより低い剛性に展開する。
好適には、前記第一座面エアバッグは、前記シートに着座した乗員の荷重により変形し難い高い剛性に展開される、とよい。
好適には、前記第二座面エアバッグは、前記第一座面エアバッグと前後方向に並んで前記第一座面エアバッグの後側において展開する、とよい。
好適には、前記第二座面エアバッグは、前記第一座面エアバッグの外側において二重に展開する、とよい。
好適には、前記第一座面エアバッグは、前記シートに着座した乗員の右腿部および左腿部より上へ展開し、前記第一座面エアバッグの上端から前記右腿部および前記左腿部の上へ広がって展開する腿上展開部、を更に有する、とよい。
好適には、前記第一座面エアバッグおよび前記第二座面エアバッグは、前記シートの座面の前半分の範囲内で展開する、とよい。
本発明に係る他の乗員保護装置は、車両のシートの座面についての左右方向の中央部から上へ向かって展開して前記シートに着座した乗員の右腿部と左腿部との間に突出する座面エアバッグを有する。
本発明では、前記シートに着座した乗員の右腿部と左腿部との間へ向かって、シートの座面についての左右方向の中央部から上へ向かって第一座面エアバッグと第二座面エアバッグとが展開する。これにより、シートに着座した乗員の腰部などが展開した第一座面エアバッグおよび第二座面エアバッグにより支えられて前などへ向かって滑って移動し難くなる。
その結果、乗員の腰部はシートの着座位置に保持され、たとえば前面衝突の際に乗員の上体は着座位置に安定した腰部の周りで前側へ倒れるようになり、衝突の際の乗員の上体の挙動は所望のものに近づく。そして、着座位置にある腰部の周りで前などへ倒れる上体を、フロントエアバッグにより好適に支えて衝撃を吸収することができる。
しかも、第二座面エアバッグは、第一座面エアバッグより後側へ延在し、第一座面エアバッグより低い剛性に展開する。よって、たとえば第一座面エアバッグをシートに着座した乗員の荷重により変形し難い高い剛性に展開させて乗員の腰部などを好適に支持させつつ、乗員の腰部などがその高い剛性の第一座面エアバッグに対して直接的に接触し難くなる。乗員の腰部などを第一座面エアバッグより低い剛性に展開する第二座面エアバッグに接触した状態で、第一座面エアバッグにより支えることができる。
図1は、本発明の実施形態に係る乗員保護装置が適用可能な自動車の説明図である。 図2は、フルラップ正面衝突における乗員の挙動の一例の説明図である。 図3は、乗員の腰部がシートの着座位置にあるままで上体が倒れ込んだ状態の一例の説明図である。 図4は、第1実施形態に係る乗員保護装置の説明図である。 図5は、図4の第一座面エアバッグおよび第二座面エアバッグが展開した状態の説明図である。 図6は、第2実施形態に係る第一座面エアバッグおよび第二座面エアバッグが展開した状態の説明図である。 図7は、第3実施形態に係る第一座面エアバッグおよび第二座面エアバッグが展開した状態の説明図である。
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の実施形態に係る乗員保護装置10が適用可能な自動車1の説明図である。
自動車1は、自動車1の一例である。自動車1は、乗員室2が形成された車体3を有する。乗員室2には、乗員室2において前向きに設けられて乗員が着座する2つのフロントシート4、リアシート4が設けられる。乗員室2についての左右両側には、乗員が乗降するために開閉されるドア5が設けられる。フロントシート4の前には、乗員室2の左右幅に対応する長さのダッシュボード6が設けられる。2つのフロントシート4の間には、センターコンソール7が設けられる。
ところで、このような自動車1では、他の自動車などと衝突した際に、シート4に着座した乗員を保護する装置が設けられる。
図1には、シートベルト19、フロントエアバッグ16が図示されている。
シートベルト19は、一般的に三点式である。三点式のシートベルト19は、シート4に着座した乗員の腰周りのラップ部、および上体前にたすき掛けされるショルダ部を有する。そして、衝突前に図示外のリトラクタでシートベルト19を巻き取ってたるみを減らし、さらに衝突時にシートベルト19の送り出しを規制する。これにより、衝突時にシート4から前へ移動しようとする乗員の身体をシート4に着座した状態に保持するように作動できる。
フロントエアバッグ16は、乗員室2においてシート4の前に設けられるハンドルまたはダッシュボード6に設けられ、シート4へ向かって後向きに展開する。そして、衝突時に前へ倒れ込む乗員の上体を、展開したフロントエアバッグ16で支えて衝撃を吸収できる。
しかしながら、このような乗員保護装置10を用いても、すべての衝突形態において乗員を適切に保護できる訳ではない。
たとえば図2は、前面衝突における乗員の挙動の一例の説明図である。
乗員がシート4に着座した状態で前面衝突が起きると、図2(A)に示すように、衝突の衝撃によりシート4に着座した乗員には相対的に前へ移動しようとする力が作用する。
この際に乗員がシートベルト19により押さえられていないとすると、図2(B)に示すように、乗員の腰部はシート4の着座位置から前へ滑って移動する。
そして、乗員の腰部はたとえば膝頭がダッシュボード6に当たった状態で止まり、乗員の上体は、図2(C)に示すように、その位置の腰部を軸としてその周りで前へ倒れ込むことになる。
これに対し、図3は、乗員の腰部がシート4の着座位置にあるままで乗員の上体が倒れ込んだ状態の一例の説明図である。
図2(C)でのフロントエアバッグ16に対する上体の接触状態は、図3と比較すれば明らかなように腰部が着座位置にある場合において想定したものとは異なる。乗員の上体は、フロントエアバッグ16に近づいた位置において前へ倒れ込む。展開したフロントエアバッグ16と上体との接触状態は、腰部がシート4の着座位置にあると想定した場合のものとは異なる。この場合、展開したフロントエアバッグ16により、適切に倒れ込んだ上体を支持して衝撃を吸収することができない可能性がある。
また、上体は腰部の移動が止まった後に短時間で急に前へ倒れることになる。
このように、乗員保護装置10では、乗員保護性能を更に改善することが求められている。
図4は、第1実施形態に係る乗員保護装置10の説明図である。
図4には、乗員保護装置10とともに、自動運転制御装置40が図示されている。自動運転制御装置40は、車外撮像センサ41、自動運転制御部42、操舵アクチュエータ43、ブレーキアクチュエータ44、動力源45、を有する。
車外撮像センサ41は、たとえば車体3の前方を撮像する。これにより、たとえば走行中の車体3に対して前から近づく他の車体を画像として撮像することができる。
操舵アクチュエータ43は、ハンドルの替わりに、自動車1の操舵装置を駆動する。
ブレーキアクチュエータ44は、ブレーキペダルの替わりに、自動車1の制動装置を駆動する。
動力源45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42は、自動車1の走行を自動制御する。自動運転制御部42は、たとえば目的地までの走行経路情報にしたがって、操舵アクチュエータ43、ブレーキアクチュエータ44、および動力源45を制御する。また、自動運転制御部42は、車外撮像センサ41の画像に基づいて接近物を特定し、接近物との衝突を予想する。そして、接近物との衝突を予想した場合には、自動運転制御部42は、その衝突を回避するように操舵アクチュエータ43、ブレーキアクチュエータ44、および動力源45を制御する。
図4の乗員保護装置10は、乗員位置センサ11、Gセンサ12、タイマ13、乗員保護制御部14、フロントエアバッグ装置15、三点式シートベルト装置18、第一座面エアバッグ装置20、第二座面エアバッグ装置30、を有する。
乗員保護制御部14には、車外撮像センサ41、自動運転制御部42、乗員位置センサ11、Gセンサ12、タイマ13、フロントエアバッグ装置15、三点式シートベルト装置18、第一座面エアバッグ装置20、第二座面エアバッグ装置30、が接続される。
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。たとえば乗員位置センサ11は、シート4に背を付けた着座位置を基準として、前方への移動量または左右方向への移動量を検出する。
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。
タイマ13は、時刻または時間を計測する。
フロントエアバッグ装置15は、シート4に着座した乗員の前に設けられる。フロントエアバッグ装置15は、たとえばダッシュボード6、ハンドルに設けられる。フロントエアバッグ装置15は、フロントエアバッグ16、インフレータ17、を有する。点火信号が入力されることにより、インフレータ17は、フロントエアバッグ16内へガスを放出する。これにより、フロントエアバッグ16は、シート4に着座した乗員へ向けて後方へ展開する。乗員の上体の前にフロントエアバッグ16が展開される。
三点式シートベルト装置18は、シートベルト19を有する。シートベルト19は、図示外のタングがバックルと係合することにより、シート4に着座した乗員についての腰部の周りに対して設けられるラップ部と、上体についての一方の肩部から腰部の内側部分にかけてたすき掛けされるショルダ部と、を形成する。そして、プリテンション信号や支持信号が入力されることにより、図示外のリトラクタは、シートベルト19を巻き取る。たとえば、衝突前にシートベルト19を巻き取って弛みを減らし、衝突時にシートベルト19の送り出しを規制する。これにより、衝突時にシート4から前へ移動しようとする乗員の身体をシート4に着座した状態に保持することができる。
図5は、第一座面エアバッグ21、第二座面エアバッグ31、およびフロントエアバッグ16が展開した状態の説明図である。図5(A)は正面図、図5(B)は右側面図である。
第一座面エアバッグ装置20は、第一座面エアバッグ21、図示外のインフレータ、を有する。第一座面エアバッグ装置20は、シート4の座部の前部分において左右方向の中央に設けられる。点火信号が入力されてインフレータがガスを第一座面エアバッグ21内へ放出することにより、第一座面エアバッグ21は、シート4の座面を破り、シート4の座面から上へ向かって展開する。展開した第一座面エアバッグ21は、シート4に着座した乗員の右腿部と左腿部との間に突出する。
第二座面エアバッグ装置30は、第二座面エアバッグ31、図示外のインフレータ、を有する。第二座面エアバッグ装置30は、シート4の座部の左右方向の中央において、第一座面エアバッグ装置20の後側に隣接して設けられる。点火信号が入力されてインフレータがガスを第二座面エアバッグ31内へ放出することにより、第二座面エアバッグ31は、シート4の座面を破り、シート4の座面から上へ向かって展開する。第二座面エアバッグ31は、第一座面エアバッグ21と前後方向に並んで第一座面エアバッグ21の後側に隣接して展開し、シート4に着座した乗員の右腿部と左腿部との間に突出する。
これにより、第二座面エアバッグ31は、第一座面エアバッグ21より後側に延在するように展開する。
また、第一座面エアバッグ21および第二座面エアバッグ31は、シート4の座面の前半分の範囲内で展開する。
そして、第一座面エアバッグ21は、シート4に着座した乗員の荷重により変形し難い高い剛性に展開される。これに対し、第二座面エアバッグ31は、第一座面エアバッグ21より低い剛性に展開される。
エアバッグは、たとえばエアバッグの容量に対する発生ガス量を増やすことにより高い圧力に展開して剛性が高くなる。
この他にも、エアバッグそのものにテザーなどにより補剛構造を持たせることにより、剛性が高くなる。
乗員保護制御部14は、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15の展開、三点式シートベルト装置18の作動、第一座面エアバッグ21の展開、および第二座面エアバッグ31の展開を制御する。
乗員がシート4の着座位置に座っている状態で、乗員保護制御部14は、たとえば車外撮像センサ41による車体3の前方の撮像画像、自動運転制御部42からの走行状態情報に基づいて、衝突の可能性を予想する。走行状態情報には、操舵アクチュエータ43の操舵量、ブレーキアクチュエータ44および動力源45による加減速量などがある。乗員保護制御部14は、これらの情報に基づいて車体3の進行経路を判断する。また、車体3の前方の撮像画像に基づいて進行経路上または近傍の対象物を特定する。乗員保護制御部14は、これらの情報に基づいて、対象物との正面衝突の可能性を判断する。なお、これらの判断を自動運転制御部42で実行し、乗員保護制御部14はその判断結果を自動運転制御部42から取得してもよい。
そして、正面衝突の可能性がある場合、乗員保護制御部14は、乗員保護制御を開始する。乗員保護制御において、乗員保護制御部14は、第一座面エアバッグ装置20のインフレータおよび第二座面エアバッグ装置30のインフレータへ点火信号を出力する。これにより、第一座面エアバッグ21および第二座面エアバッグ31は、展開を開始してシート4の座面を破り、シート4の座面の上に突出する。
展開した第一座面エアバッグ21および第二座面エアバッグ31は、シート4に着座した乗員の右腿部と左腿部との間に突出する。高剛性の第一座面エアバッグ21の後側に、低剛性の第二座面エアバッグ31が展開する。
これにより、シート4の座面の上で前へ滑ろうとする乗員の腰部は、第二座面エアバッグ31に当たり、前から押さえられる。乗員の腰部は、シート4の着座位置から前へ移動し難くなる。
次に、乗員保護制御部14は、Gセンサ12の加速度信号に基づいて正面衝突を実際に検出すると、フロントエアバッグ装置15を展開させる。乗員保護制御部14は、フロントエアバッグ装置15のインフレータ17へ点火信号を出力する。これにより、フロントエアバッグ16は、シート4の前側から後向きに展開する。
その後、正面衝突の衝撃入力により、乗員の上体は、前へ倒れる。乗員の上体は、図3に示すように、シート4の着座位置に維持された腰部を軸としてその周りで回転するように前へ倒れる。
なお、上述した乗員保護制御は、正面衝突の可能性を判断したタイミングからではなく、正面衝突を実際に検出したタイミングから第一座面エアバッグ21および第二座面エアバッグ31の展開を開始してもよい。
以上のように、本実施形態では、前記シート4に着座した乗員の右腿部と左腿部との間へ向かって、シート4の座面についての左右方向の中央部から第一座面エアバッグ21と第二座面エアバッグ31とが展開する。これにより、シート4に着座した乗員の腰部などが展開した第一座面エアバッグ21および第二座面エアバッグ31により支えられて前などへ向かって滑って移動し難くなる。
その結果、乗員の腰部はシート4の着座位置に保持され、たとえば前面衝突の際に乗員の上体は着座位置に安定した腰部の周りで前側へ倒れるようになり、衝突の際の乗員の上体の挙動は所望のものに近づく。そして、着座位置にある腰部の周りで前などへ倒れる上体を、フロントエアバッグ16により好適に支えて衝撃を吸収することができる。
しかも、第二座面エアバッグ31は、第一座面エアバッグ21より後側へ延在し、第一座面エアバッグ21より低い剛性に展開する。よって、たとえば第一座面エアバッグ21がシート4に着座した乗員の荷重により変形し難い高い剛性に展開されたとしても、乗員の腰部などがその高い剛性の第一座面エアバッグ21に対して直接的に接触し難くなる。第一座面エアバッグ21より低い剛性に展開する第二座面エアバッグ31に接触した状態で、第一座面エアバッグ21により支えることができる。
本実施形態では、第二座面エアバッグ31は、第一座面エアバッグ21と前後方向に並んで、第一座面エアバッグ21の後側において展開する。よって、第一座面エアバッグ21と乗員の腰部などとの間に、第二座面エアバッグ31を適切に展開できる。乗員の荷重により第二座面エアバッグ31が前へ変形して第一座面エアバッグ21に支えられることにより、乗員の腰部などは、第二座面エアバッグ31が全体的に当たり、局所的な高い圧力が作用することなく第一座面エアバッグ21により支えることができる。
しかも、乗員が直接的に接触する第二座面エアバッグ31は、第一座面エアバッグ21の後側に並べて別体に立設する。このため、第二座面エアバッグ31が荷重などにより倒れるような場合でも、さらに第一座面エアバッグ21により乗員を支えることができる。荷重の大きさに応じて二段階の支持を実現できる。
本実施形態では、第一座面エアバッグ21および第二座面エアバッグ31は、シート4の座面の前半分の範囲内で展開する。これにより、第一座面エアバッグ21および第二座面エアバッグ31は、シート4に着座した乗員のスカートなどにより上へ展開できない状況であっても、腰部の前側において腿部の下で横へ展開し得る。その結果、座面の前部を凸にして、スカートなどを履いた乗員の腰部が前へ滑って移動し難くなる。
なお、第一座面エアバッグ21および第二座面エアバッグ31にアクティブベントを設け、所定以上の高い展開圧力が作用した場合にはこれを排気するようにしてもよい。これにより、スカートなどにより上へ展開できない状況であっても、腰部の前側において腿部の下で横へ展開し易くなる。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係る乗員保護装置10について説明する。以下の説明では、主に第1実施形態との相違点について説明し、第1実施形態と重複する説明は省略する。
図6は、第2実施形態に係る第一座面エアバッグ21および第二座面エアバッグ31が展開した状態の説明図である。図6(A)は正面図、図6(B)は平面図である。
図6において、第二座面エアバッグ31は、第一座面エアバッグ21の外側において二重に展開する。第一座面エアバッグ21は、第二座面エアバッグ31により覆われる。
このように第一座面エアバッグ21の周囲を第二座面エアバッグ31により囲むことにより、第一座面エアバッグ21に対して乗員の腰部などが直接的に接触しなくなる。乗員の腰部などは、第二座面エアバッグ31に全体的に当たり、局所的な高い圧力が作用することなく第一座面エアバッグ21により支えることができる。
また、第二座面エアバッグ31は、第一座面エアバッグ21を囲むために、第一座面エアバッグ21より大きく展開される。これにより、乗員の腰部などがエアバッグに接触する面積は大きくなる。その分、さらに乗員の腰部などに対して作用する単位面積当たりの圧力を低くできる。
[第3実施形態]
次に、第3実施形態に係る乗員保護装置10について説明する。以下の説明では、主に第1実施形態との相違点について説明し、第1実施形態と重複する説明は省略する。
図7は、第3実施形態に係る第一座面エアバッグ21および第二座面エアバッグ31が展開した状態の説明図である。図7(A)は正面図、図7(B)は平面図である。
図7において、第一座面エアバッグ21は、シート4の座面から上へ向かって展開する腿間展開部23と、腿間展開部23の上端から左右方向へ展開する腿上展開部24と、を有する。
そして、第二座面エアバッグ31は、腿間展開部23の周囲に展開する。腿間展開部23と第二座面エアバッグ31とにより、座面から立設する部分は、二重のエアバッグ構造となる。
この場合、腿間展開部23と第二座面エアバッグ31とは、シート4に着座した乗員の右腿部と左腿部との間に展開する。
また、腿上展開部24は、乗員の右腿部および左腿部より上へ突出した腿間展開部23の上端から右腿部および左腿部の上へ広がって展開する。
以上のように、本実施形態の第一座面エアバッグ21では、腿間展開部23がシート4に着座した乗員の右腿部および左腿部より上へ展開し、その第一座面エアバッグ21の上端から前記右腿部および前記左腿部の上へ広がるように腿上展開部24が展開する。これにより、シート4に着座した乗員の右腿部および左腿部がシート4から浮き上がり難くなり、乗員の下肢を着座位置に好適に支持することができる。
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。
1…自動車(車両)、2…乗員室、3…車体、4…シート、5…ドア、6…ダッシュボード、7…センターコンソール、10…乗員保護装置、11…乗員位置センサ、12…Gセンサ、13…タイマ、14…乗員保護制御部、15…フロントエアバッグ装置、16…フロントエアバッグ、17…インフレータ、18…三点式シートベルト装置、19…シートベルト、20…第一座面エアバッグ装置、21…第一座面エアバッグ、23…腿間展開部、24…腿上展開部、30…第二座面エアバッグ装置、31…第二座面エアバッグ、40…自動運転制御装置、41…車外撮像センサ、42…自動運転制御部、43…操舵アクチュエータ、44…ブレーキアクチュエータ、45…動力源。

Claims (7)

  1. 車両のシートの座面についての左右方向の中央部から上へ向かって展開して前記シートに着座した乗員の右腿部と左腿部との間に突出する第一座面エアバッグと、
    前記シートの座面についての左右方向の中央部から上へ向かって展開して前記第一座面エアバッグより後側へ延在する第二座面エアバッグと、
    を有し、
    前記第二座面エアバッグは、前記第一座面エアバッグより低い剛性に展開する、
    乗員保護装置。
  2. 前記第一座面エアバッグは、前記シートに着座した乗員の荷重により変形し難い高い剛性に展開される、
    請求項1記載の乗員保護装置。
  3. 前記第二座面エアバッグは、前記第一座面エアバッグと前後方向に並んで前記第一座面エアバッグの後側において展開する、
    請求項1または2記載の乗員保護装置。
  4. 前記第二座面エアバッグは、前記第一座面エアバッグの外側において二重に展開する、
    請求項1または2記載の乗員保護装置。
  5. 前記第一座面エアバッグは、前記シートに着座した乗員の右腿部および左腿部より上へ展開し、
    前記第一座面エアバッグの上端から前記右腿部および前記左腿部の上へ広がって展開する腿上展開部、を更に有する、
    請求項1から4のいずれか一項記載の乗員保護装置。
  6. 前記第一座面エアバッグおよび前記第二座面エアバッグは、前記シートの座面の前半分の範囲内で展開する、
    請求項1から4のいずれか一項記載の乗員保護装置。
  7. 車両のシートの座面についての左右方向の中央部から上へ向かって展開して前記シートに着座した乗員の右腿部と左腿部との間に突出する座面エアバッグを有する、
    乗員保護装置。
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