JP7032209B2 - 車両の乗員保護装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の乗員保護装置に関する。

車両の乗員に近い領域で乗員を保護するための技術としてシートに搭載されるエアバッグがある。例えば搭乗者の頭部を保護するために、車両のボディサイド部と搭乗者の胸部から頭部にかけての部位との間にて展開膨張するエアバッグ本体部と、エアバッグ本体部から搭乗者の顔面前方に突出するように展開膨張するエアバッグ突出部とを備えるサイドエアバッグ装置などが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００６－００８１０５号公報

自動運転技術の発展に伴い、車室内空間での着座位置及び着座状態の自由化が実現した場合、シートを従来の配置とは異なるものにしたときに、従来使用していた、ステアリング、インストルメントパネルなどに設けられるエアバッグでは乗員の保護が困難となる可能性がある。これに鑑みて、既存のエアバッグを従来とは異なる方向に展開させることも有り得る。
上述したような従来のサイドエアバッグ装置では全方位の衝突には対応することが困難である。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、膨出方向とは異なる方向に展開が可能なエアバッグを用いて様々な衝突形態での乗員保護を実現することが可能な車両の乗員保護装置を提供することである。

前記課題を解決するための手段として、本発明に係る車両の乗員保護装置は、車両に配置され、展開の際に開裂する開裂部を有する第１エアバッグと、前記第１エアバッグ内に配置され、展開の際に前記開裂部を介して少なくとも一部が露出する第２エアバッグと、前記第１エアバッグ及び前記第２エアバッグに供給されるガスが流通し、前記第１エアバッグ及び前記第２エアバッグに対してそれぞれ独立して設けられる流路と、を備える。

本発明に係る車両の乗員保護装置において、前記第１エアバッグと前記第２エアバッグとは、相互に独立した気室によって形成されて成ることが好ましい。

本発明に係る車両の乗員保護装置において、前記第２エアバッグと、前記第１エアバッグの内側面において前記第２エアバッグと反対側面の一部とを接続するテザーを備えることが好ましい。

本発明に係る車両の乗員保護装置において、前記第２エアバッグは、展開したときに前記第１エアバッグより硬くなることが好ましい。

本発明に係る車両の乗員保護装置において、前記第１エアバッグは、シートバックにおいて乗員の上体に対してシートの幅方向外側位置から前記シートの前方に膨出し、前記第１エアバッグの先端の展開方向が前記第２エアバッグによって前記シートの膨出位置より前記シートの幅方向内側に向けられ、前記乗員の上体前方に展開することが好ましい。

本発明に係る車両の乗員保護装置において、前記第１エアバッグは、シートクッションにおいて乗員の下肢よりシートの幅方向外側位置から前記シートの上方に膨出し、前記第１エアバッグの先端の展開方向が前記第２エアバッグによって前記シートの膨出位置より前記シートの幅方向内側に向けられ、前記乗員の下肢上方に展開することが好ましい。

本発明によると、第１エアバッグ内に設けられる第２エアバッグが第１エアバッグ外にも露出しつつ展開し、第１エアバッグ及び第２エアバッグのガスの供給流路が独立していることで、第１エアバッグの展開方向が第２エアバッグを起点として曲がることになる。例えば第１エアバッグ及び第２エアバッグをシートに設けた場合、第１エアバッグをシートの幅方向内側に向かうように展開させることができる。これにより、シートから展開したエアバッグが乗員に近接して延在することとなるので、乗員の周囲をエアバッグが展開された状態となり、結果としてシートの構成のみで様々な衝突形態での乗員保護を実現することが可能な車両の乗員保護装置を提供することができる。

図１（ａ）～（ｂ）は本発明の一実施形態である乗員保護装置を示す概略図であり、図１（ａ）は乗員保護装置を示す正面図であり、図１（ｂ）は乗員保護装置を示す平面図である。 図２（ａ）～（ｄ）は、図１に示した乗員保護装置におけるエアバッグの一展開形態を示す説明図である。 図３は、本発明の他の実施形態に係る乗員保護装置を概略的に示す平面図である。

本発明に係る車両の乗員保護装置の一実施形態について、図１及び図２を参照しつつ説明する。
なお、図１（ａ）～（ｂ）は本発明の一実施形態である乗員保護装置１を示す概略図であり、図１（ａ）は乗員保護装置１を示す正面図であり、図１（ｂ）は乗員保護装置１を示す平面図である。図２（ａ）～（ｄ）は、図１に示した乗員保護装置１における各エアバッグの一展開形態を示す説明図である。

図１に示すように、乗員保護装置１は、第１エアバッグ２と、第２エアバッグ３と、ガス流路４とを備えている。なお、乗員保護装置１は、第１エアバッグ２及び第２エアバッグ３の駆動のために、検知手段５及び制御手段６も併せて備えている。

第１エアバッグ２は、乗員Ｐが着座するシート１００のシート表面を介して展開される。なお、シート１００は、乗員Ｐが着座可能なシートクッション１０１と、乗員Ｐが背面をもたれさせることのできるシートバック１０２とを有する。
特に図１（ｂ）に示すように、第１エアバッグ２は、シートバック１０２の側方から前方に延在して乗員Ｐの側方に位置する基端部２１と、基端部２１より第１エアバッグ２の先端側であって、基端部２１からシート１００の幅方向内側に向かって延在し、乗員Ｐの前方に位置する先端部２２とを有する。
第１エアバッグ２は、布製の袋体であり、展開前にはシートバック１０２内に配置されて成る収容部７に折り畳まれて収容される。第１エアバッグ２は全体形状として略板状である。第１エアバッグ２が展開する際には、収容部７に付設されて成るインフレータ８から発生するガスが第１エアバッグ２内に圧入されることで、第１エアバッグ２が収容部７外に膨出し、更にシートバック１０２のシート表面を開裂させて車室内空間へ展開することとなる。

第２エアバッグ３は、第１エアバッグ２内に配置され、展開すると第１エアバッグ２から一部が第１エアバッグ２外に露出する。つまり、第２エアバッグ３は、第１エアバッグ２に埋設されて成る埋設部３１と、第１エアバッグ２外に露出して成る露出部３２とを有する。
第２エアバッグ３は、シート１００の上下方向に沿って延在する略円柱形状を有し、第１エアバッグ２におけるシート１００の幅方向外側に固定的に配置されている。
第２エアバッグ３は、布製の袋体であり、展開前には第１エアバッグ２と共に折り畳まれて、収容部７に収容される。第２エアバッグ３が展開する際には、インフレータ８から発生するガスが第２エアバッグ３内に圧入されることで、第２エアバッグ３が第１エアバッグ２と共に収容部７外に膨出し、シートバック１０２のシート表面を開裂させ、更に第１エアバッグ２の後述の開裂部を開裂させて車室内空間へ展開することとなる。
なお、第２エアバッグ３の埋設部３１と露出部３２との境界部分は、第２エアバッグ３の延在方向（本実施形態ではシート１００の上下方向）に沿って形成されることになる。図１（ｂ）のように展開状態の第１エアバッグ２及び第２エアバッグ３を平面視したときに第１エアバッグ２と上記境界部分との交点を、露出部３２の起点Ａ及びＢとすることができる。

ガス流路４は、インフレータ８で発生するガスを第１エアバッグ２及び第２エアバッグ３に供給するためのガスの流通路である。
本実施形態におけるガス流路４は、インフレータ８から延在する第１エアバッグ２の基端部２１と、インフレータ８から第２エアバッグ３まで延在する管状部材とを有する。つまり、基端部２１は、乗員保護のために設けられるだけでなく、先端部２２へのガスの供給流路としても機能し、ガス流路４の一部である。また、インフレータ８と第２エアバッグ３とを接続する管状部材は、基端部２１とは独立したガスの流通路であり、第１エアバッグ２への基端部２１を介したガスの圧入とは独立して第２エアバッグ３にガスを圧入することができる。

なお、第１エアバッグ２と第２エアバッグ３とは相互に独立した気室によって形成されている。したがって、上述したようにガス流路４は第１エアバッグ２に対してガスを供給する流路と第２エアバッグ３に対してガスを供給する流路とが独立して成るので、第１エアバッグ２と第２エアバッグ３とはそれぞれ独立して展開することとなる。

検知手段５は、車両の衝突又は衝突可能性を検知する。具体的には、検知手段５は、適宜のカメラ、センサなどにより車外の周辺環境の監視結果に基づいて、他車両又は障害物と自車両との衝突又は衝突可能性の有無を検知する。検知手段５は、検知結果を制御手段６に出力することが可能となっている。
衝突の検知は、例えば車両に搭載される加速度センサなどによって自車両に作用する衝撃を検知することで、衝突が発生したと判別することができる。
また、衝突可能性の検知は、例えば車両に搭載される車外監視用カメラ、監視用センサなどによる他車両又は障害物の監視結果と、自車両の走行速度、方向などのパラメータとを併せることで、自車両に他車両又は障害物が接触し得る可能性を導出する。更に、導出結果が適宜のしきい値を超えているか否かによって衝突可能性の高低を判別することができる。
検知手段５としては、例えば車載カメラ、監視用センサ、加速度センサなどと、監視結果の解析のための演算処理装置とを組合せて用いることができる。

制御手段６は、インフレータ８の駆動を制御する。具体的には、制御手段６は、検知手段５から出力された検知結果に基づいて、インフレータ８を駆動させる制御を行う。インフレータ８を駆動させると、火薬への着火などによってガスが発生することとなる。制御手段６はインフレータ８に対して駆動信号を出力することが可能となっている。
制御手段６としては、例えば車載用の演算処理装置であるＥＣＵなどを用いることができる。

次に、図１に示した乗員保護装置１において、第１エアバッグ２及び第２エアバッグ３の展開について図２を参照しつつ説明する。第２エアバッグ３の展開過程を主に示すために、図２（ａ）～（ｃ）はエアバッグのみを示すこととし、第１エアバッグ２がシートバック１０２から膨出してある程度の展開が進んだ状態からの説明を行う。また、図２では第１エアバッグ２内の部材であっても模式的に実線で図示している。

乗員保護装置１の第１エアバッグ２が展開するには、先ず検知手段５が衝突又は衝突の可能性を検知する。
更に検知手段５による検知結果に係る信号が制御手段６に入力されたときに、制御手段６がインフレータ８に駆動信号を出力する。
制御手段６からの駆動信号の入力によって、インフレータ８は例えば火薬に着火するなどしてガスを発生させる。
インフレータ８から発生したガスは、第１エアバッグ２内に圧入されることでシートバック１０２を開裂させてシート１００外に前方に膨出する。シート１００外に膨出した第１エアバッグ２を図２（ａ）に示している。

図２（ａ）に示す第１エアバッグ２は、基端部２１及び先端部２２が完全に膨満状態ではない。このとき、第２エアバッグ３は、埋設部３１内に露出部３２が折り畳まれて収納され、上記起点Ａと起点Ｂとが縫製、溶着又は接着などにより接合されている。起点Ａと起点Ｂとの接合部位が、第１エアバッグ２に形成される展開の際に開裂する開裂部２３である。

図２（ａ）に示す第１エアバッグ２及び第２エアバッグ３の展開が進むと、図２（ｂ）に示す状態となる。
図２（ｂ）に示す第１エアバッグ２は、ガス流路４の一部である基端部２１を介して先端部２２にガスが流入しつつある状態である。また、第２エアバッグ３は、ガス流路４の一部である管状部材を介してガスが流入し、膨張しつつある状態である。このとき、第１エアバッグ２の膨張と、第２エアバッグ３の膨張とによって、起点Ａと起点Ｂとが離れる方向に力が作用するので、図２（ａ）に示した開裂部２３が開裂する。
なお、図２（ａ）及び（ｂ）に示す状態において、第２エアバッグ３の露出部３２は、第１エアバッグ２内に収まっているので露出している部位ではないが、展開が進むと露出部３２と成る部位であるので部材名を変更せずに用いることとする。

図２（ｂ）に示す第１エアバッグ２及び第２エアバッグ３の展開が進むと、図２（ｃ）に示す状態となる。
図２（ｃ）に示す第１エアバッグ２は、基端部２１及び先端部２２がガスにより膨張が進んだ状態である。また、第２エアバッグ３は、ガスにより膨張が進んで第１エアバッグ２外に露出部３２が膨出し始めた状態である。

図２（ｃ）に示す第１エアバッグ２及び第２エアバッグ３の展開が進むと、図２（ｄ）に示す状態となる。
図２（ｄ）に示す第１エアバッグ２は、基端部２１及び先端部２２がガスにより略膨満状態である。また、第２エアバッグ３も、ガスにより略膨満状態である。
第１エアバッグ２が略膨満状態となるときに、開裂部２３が形成されていた部位から露出部３２が第１エアバッグ２外に露出することで、第１エアバッグ２の外側面の周長が、シート１００の幅方向内側に比べて幅方向外側が大きくなる。これにより、先端部２２がシート１００の幅方向内側に向けられる。よって、第１エアバッグ２の先端部２２が乗員Ｐの上体前方に展開した状態となる。
図２（ｄ）に示す第１エアバッグ２は、第２エアバッグ３によりシート１００の前方から幅方向内側に方向転換した展開が完了している。

図２に示したように、第１エアバッグ２は、シートバック１０２において乗員Ｐの上体よりシート１００の幅方向外側位置からシート１００の前方に膨出し、第１エアバッグ２の先端部２２の展開方向が第２エアバッグ３によってシート１００における第１エアバッグ２の膨出位置よりシート１００の幅方向内側に向けられることによって、乗員Ｐの上体前方に展開する。

よって、シートバック１０２から展開した第１エアバッグ２が乗員Ｐの上体の側方及び前方を囲んだ状態になるので、結果としてシート１００の構成のみで前方衝突、側方衝突、後方衝突及び斜め衝突などの様々な衝突形態での乗員保護を実現することが可能となる。

図２に示したように、第１エアバッグ２は、シート１００の前方という展開方向を展開の終盤まで維持し続け、展開の終盤まで乗員Ｐに向かうような展開方向を有していない。これは、第２エアバッグ３の膨満状態となるタイミングが、第１エアバッグ２の展開の終盤前後に設定されているからである。これにより、第１エアバッグ２の展開の終盤、つまり先端部２２の展開に伴う第１エアバッグ２の様々な方向への動き、いわゆる展開暴れが収束しつつある段階において、第２エアバッグ３によって第１エアバッグ２が湾曲又は屈曲して乗員Ｐに近づくことになるので、第１エアバッグ２による乗員Ｐへの攻撃性を低減することができて好ましい。

本発明における第１エアバッグは、シートクッションにおいて乗員の下肢に対してシートの幅方向外側位置からシートの上方に膨出し、第１エアバッグの先端部の展開方向が第２エアバッグによってシートにおける第１エアバッグの膨出位置よりシートの幅方向内側に向けられ、乗員の下肢上方に展開する形態であっても良い。

よって、シートクッションから展開した第１エアバッグが乗員の下肢の側方及び上方を囲んだ状態になるので、結果としてシートの構成のみで前方衝突、側方衝突、後方衝突及び斜め衝突などの様々な衝突形態での乗員の下肢に対する保護性能を確保することが可能となる。

起点Ａ及び起点Ｂについて埋設部３１の周長をＬ１とし、露出部３２の周長をＬ２とする。第１エアバッグ２におけるシート１００の幅方向外側部位の周長が露出部３２の周長Ｌ２分だけ大きくなることで、第１エアバッグ２の展開方向がシート１００の幅方向内側に向くことになる。
なお、埋設部３１の周長Ｌ１は露出部３２の周長Ｌ２より小さく形成されるのが好ましい。これにより、第２エアバッグ３の展開による第１エアバッグ２の周長の変化（露出部３２の周長Ｌ２）が大きくなるので、第１エアバッグ２の先端部２２をシート１００の幅方向内側に向け易くなる。

本発明に係る乗員保護装置について好適な実施形態として第２エアバッグを硬くする形態を挙げることができる。具体的には、第２エアバッグを、展開したときに第１エアバッグより硬くする形態である。エアバッグを硬くする方法としては、例えば第２エアバッグの方が硬質な材料によって形成する方法、又は、展開完了時の膨満状態にあるときの内圧を第１エアバッグより第２エアバッグを高くなるように設定する方法などを挙げることができる。第２エアバッグを硬くすることで、第１エアバッグの展開方向を確実に変化させることができる。更に、第２エアバッグを硬くすることで、第１エアバッグに対して倒れ挙動を生じた乗員が当たったときに、第１エアバッグが湾曲又は屈曲状態が無くなる方向に変形しようとするが、硬質の第２エアバッグが第１エアバッグの変形を抑制する反力部材として機能することができる。

本発明における第１エアバッグの展開を制御する形態の一つとして、図３に示すように第１エアバッグ内にテザーを配置する形態を挙げることができる。
なお、図３は、本発明の他の実施形態に係る乗員保護装置１１を概略的に示す平面図である。

図３に示すように、テザー９は、第１エアバッグ２内に配置され、一端部が第２エアバッグ３の埋設部３１の一部に接続されると共に、他端部が第１エアバッグ２の内側面における第２エアバッグ３とは反対側の一部に接続される。第２エアバッグ３が第１エアバッグ２に設けられる側が第１エアバッグ２におけるシート１００の幅方向外側であるので、上述の第２エアバッグ３の反対側とは、第１エアバッグ２におけるシート１００の幅方向内側である。つまり、第１エアバッグ２におけるシート１００の幅方向内側部位であって、第１エアバッグ２の内側面にテザー９の他端部が接続される。

図３に示すテザー９を設けることで、第１エアバッグ２におけるテザー９の接続部位が屈曲点となって第１エアバッグ２がシート１００の幅方向内側に屈曲する。すなわち、第１エアバッグ２は、シート１００の幅方向外側において第２エアバッグ３を起点として屈曲又は湾曲し、シート１００の幅方向内側においてテザー９との接続部位を起点として屈曲又は湾曲する。これにより、乗員Ｐ又はシート１００に対する第１エアバッグ２の屈曲又は湾曲させる位置及び角度などを、第２エアバッグ３及びテザー９によって様々に調整することができ、結果として第１エアバッグ２の展開を所望の形態に制御することができる。

以上に説明したように、図１～図３に示した実施形態に係る乗員保護装置１及び１１は、シート１００から乗員Ｐとは別方向に膨出した第１エアバッグ２を湾曲又は屈曲させることで、乗員Ｐに近接する領域にまで展開方向を規制することが可能である。
将来的に自動運転車両ではシート１００を車両前方の向きだけに限定されず、様々な方向に向けることが可能となる。また、シート１００を様々な位置にも配置が可能となる。これらによって、種々の内装材に配置される既存のエアバッグなどの乗員保護デバイスは可動となるシート１００に着座する乗員Ｐに対して、従来の乗員保護性能を十分に発揮することができなくなる可能性が生じる。これに鑑みて、エアバッグなどの乗員の保護デバイスをシートに設ける必要性が高まる。
これに対して、乗員保護装置１及び１１は、シート１００から第１エアバッグ２が展開し、乗員Ｐに近接する領域で乗員Ｐを囲むように第１エアバッグ２が展開するので、どのような方向及びどのような位置に配置されるシート１００であっても乗員保護性能が低下しない又は低下し難い。

本発明に係る乗員保護装置は、上述の実施形態のようにシートに設ける形態だけでなく、既存のエアバッグの配置を維持しつつ、自動運転車両及び高度運転支援車両の車内空間に応じて必要となる従来とは異なるエアバッグの展開領域に対して適用することができ、第１エアバッグが新たに必要となる展開領域に第２エアバッグによって展開可能となる。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により、本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。

１及び１１：乗員保護装置、２：第１エアバッグ、２１：基端部、２２：先端部、２３：開裂部、３：第２エアバッグ、３１：埋設部、３２：露出部、４：ガス流路、５：検知手段、６：制御手段、７：収容部、８：インフレータ、９：テザー、１００：シート、１０１：シートクッション、１０２：シートバック、Ｐ：乗員

Claims (6)

1. 車両に配置され、展開の際に開裂する開裂部を有する第１エアバッグと、
   前記第１エアバッグ内に配置され、展開の際に前記開裂部を介して少なくとも一部が露出する第２エアバッグと、
   前記第１エアバッグ及び前記第２エアバッグに供給されるガスが流通し、前記第１エアバッグ及び前記第２エアバッグに対してそれぞれ独立して設けられる流路と、を備える、
   車両の乗員保護装置。
2. 前記第１エアバッグと前記第２エアバッグとは、相互に独立した気室によって形成されて成る、
   請求項１に記載の車両の乗員保護装置。
3. 前記第２エアバッグと、前記第１エアバッグの内側面において前記第２エアバッグと反対側の一部とを接続するテザーを備える、
   請求項１又は２に記載の車両の乗員保護装置。
4. 前記第２エアバッグは、展開したときに前記第１エアバッグより硬くなる、
   請求項１又は２に記載の車両の乗員保護装置。
5. 前記第１エアバッグは、
   シートバックにおいて乗員の上体に対してシートの幅方向外側位置から前記シートの前方に膨出し、
   前記第１エアバッグの先端の展開方向が前記第２エアバッグによって前記シートの膨出位置より前記シートの幅方向内側に向けられ、前記乗員の上体前方に展開する、
   請求項１～４のいずれかに記載の車両の乗員保護装置。
6. 前記第１エアバッグは、
   シートクッションにおいて乗員の下肢よりシートの幅方向外側位置から前記シートの上方に膨出し、
   前記第１エアバッグの先端の展開方向が前記第２エアバッグによって前記シートの膨出位置より前記シートの幅方向内側に向けられ、前記乗員の下肢上方に展開する、
   請求項１～４のいずれかに記載の車両の乗員保護装置。
   
   

Images