JP7398336B2 - 車両の乗員保護装置 - Google Patents
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Description
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。
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。
しかも、本発明では、右袋体および左袋体のそれぞれに、テザーが接続される。引込装置は、テザーを引く。これにより、たとえば乗員の上体の前に離れて展開している右袋体および左袋体は、シートへ向かって引かれる。右袋体および左袋体は、引かれることにより、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。
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。乗員の上体の振れそのものを好適に抑制し得る。
図1は、本発明の第一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。車両は、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。
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には、さらなる改善が求められている。
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。
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、右袋体21、左袋体22、インフレータ23、後述するガイド部材24、後述するテザー25、巻取装置26、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。
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。
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4の処理を繰返し実行する。
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の右袋体21および左袋体22を展開できる。
図5は、本発明の第一実施形態に係る乗員保護装置10の右袋体21および左袋体22についてのシート4での収容状態の説明図である。
図5(A)は、シート4の前面図である。図5(B)は、シート4の側面図である。図5(C)は、シート4の上面図である。
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。
図7は、図6に続く展開方法の説明図である。
このように後巻きに巻いた状態でシート4に設けられる右袋体21および左袋体22は、展開する勢いによりシート4の左右両側において、着座している乗員の上体より前へ移動する。
また、撓んで展開することにより、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上体などにより前への移動を阻害されることなく、着座している乗員の上体より前へ移動することができる。
ただし、右袋体21および左袋体22は、この段階でも撓んだ状態にあるため、シート4に着座している乗員の上体を拘束することは難しい。
図8において、シート4の背部6に収容されている巻取装置26は、説明のためにシート4の背部6の後側に示している。
図8(A)において、右袋体21および左袋体22は、図7(B)のように、着座している乗員の上体より前に展開している。
図8(B)は、展開した右袋体21と左袋体22とがシート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している状態である。
図9(A)は、前面図である。図9(B)は、側面図である。図9では、展開した右袋体21と左袋体22とは、図8(B)と同様にシート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している。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袋体21と左袋体22とは、図6から図7に示すように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、最終的には図8および図9に示すようにシート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。右袋体21と左袋体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。
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袋体21と左袋体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。
しかも、本実施形態では、右袋体21および左袋体22のそれぞれに、左右共通のテザー25が接続される。引込装置は、テザー25を引く。これにより、たとえば乗員の上体の前に離れて展開している右袋体21および左袋体22は、シート4へ向かって引かれる。右袋体21および左袋体22は、引かれることにより、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、右袋体21および左袋体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。
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、右袋体21および左袋体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、右袋体21および左袋体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、右袋体21および左袋体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。乗員の上体の振れそのものを好適に抑制し得る。
そして、本実施形態では、巻取装置26は、右袋体21および左袋体22が、シート4に着座する乗員より前へ移動することが可能な展開完了タイミングより後に、テザー25を引き始める。右袋体21および左袋体22は、展開を開始した後に巻取装置26によりテザー25が引き始められることにより、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上体の前面へ至る位置へ移動する。これにより、右袋体21および左袋体22は、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。
このように右袋体21および左袋体22が上下の二か所においてシート4に固定されることにより、乗員の荷重が作用しても右袋体21および左袋体22は、その展開している位置に維持され易くなる。右袋体21および左袋体22は、乗員の大きな荷重が作用したとしても、展開している位置に維持され得る。乗員を良好に支持することができる。
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。
図10(A)は、右袋体21および左袋体22が着座している乗員の上体より前に展開している状態であり、シート4の背部6を後から見た説明図である。
右ガイド部材32は、背部6の上面についての右側部分において、スライド機構を介して左右方向へ移動可能に設けられる。右ガイド部材32は、スライド機構の右端の初期位置にある。
右テザー30は、右ガイド部材32を通して、一端が巻取装置26に接続され、他端が右袋体21に接続される。これにより、右ガイド部材32は、右袋体21に接続される右テザー30と係わる。
左ガイド部材33は、背部6の上面についての左側部分において、スライド機構を介して左右方向へ移動可能に設けられる。左ガイド部材33は、スライド機構の左端の初期位置にある。
左テザー31は、左ガイド部材33を通して、一端が巻取装置26に接続され、他端が左袋体22に接続される。これにより、左ガイド部材33は、左袋体22に接続される左テザー31と係わる。
シート4の背部6には、上下方向へ可動可能な降下部材34が設けられる。
図10(B)は、展開した右袋体21と左袋体22とが、右テザー30および左テザー31により引かれて、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している状態である。
次に、本発明の第三実施形態に係る自動車1の乗員保護装置について説明する。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。
図11(A)は、右袋体21および左袋体22が着座している乗員の上体より前に展開している状態であり、シート4の背部6を後から見た説明図である。
右スライド部材41は、背部6の右側部分において、左下方向へ移動可能に設けられる。下方向へ移動する際に左方向へ移動可能に設けられる右ガイド部材32は、右上側の初期位置にある。
右テザー30は、シート4の背部6の上面を経由して、一端が巻取装置26に接続され、他端が右袋体21に接続される。これにより、右スライド部材41は、右袋体21に接続される右テザー30と係わる。
左スライド部材42は、背部6の左側部分において、左下方向へ移動可能に設けられる。下方向へ移動する際に右方向へ移動可能に設けられ左ガイド部材33は、左上側の初期位置にある。
左テザー31は、シート4の背部6の上面を経由して、一端が巻取装置26に接続され、他端が左袋体22に接続される。これにより、左スライド部材42は、左袋体22に接続される左テザー31と係わる。
図11(B)は、展開した右袋体21と左袋体22とが、右テザー30および左テザー31により引かれて、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している状態である。
この他にもたとえば、右袋体21および左袋体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。
この他にもたとえば、右袋体21および左袋体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。この場合でも、左右に分岐している部分にそれぞれにテザー25を接続することにより、上述したものと同様の効果が得られる。
この他にもたとえば、巻取装置26などは、右袋体21および左袋体22の展開完了タイミングより前に、テザー25を引き始めてもよい。巻取装置26は、右袋体21および左袋体22が展開を開始したタイミングより後であれば、テザー25を引き始めてよい。
この他にもたとえば、右袋体21および右袋体21は、前巻きに巻いた状態でシート4に設けられても、蛇腹状に折り畳まれてシート4に設けられても、よい。これらの場合であっても、たとえばシート4の左右に反射板を設け、袋体を反射板に当てて前へ移動させるようにすれば、右袋体21および右袋体21は、シート4の背部6から前広がりとなるように斜前方向へ向かって、またはシート4についての左右の両側へ向かって展開を開始することができる。
図12(A)は、変形例に係る右袋体21および左袋体22についての展開開始前の収容状態である。右袋体21は、左回りに巻き取られ、左袋体22は、右回りに巻き取られて収容されている。このように右袋体21および左袋体22は、前巻きに巻いた状態でシート4に設けられる。インフレータ23が高圧ガスを噴出することにより、右袋体21および左袋体22は、展開を開始する。右袋体21および左袋体22は、巻きをほどくようにしながら左右へ広がるように展開を開始し、図12(B)に示すようにシート4の左右の縁から飛び出し、規制板28に当たって前へ跳ね返される。巻きがほどけた右袋体21および左袋体22は、図12(C)に示すように、展開時の慣性力により、前へ移動する。
このように前巻きに巻いた状態でシート4に設けられる右袋体21および左袋体22は、図7と同様に、展開する勢いにより着座している乗員の上体より前へ移動できる。
この他にもたとえば、右袋体21および左袋体22は、図13(A)に示すように、シート4の背部6の上において、左右両端寄りの位置に固定されてもよい。図13は、図5の右袋体および左袋体の他の変形例の展開方法の説明図である。
この場合、右袋体21および左袋体22の長さは、図5と比べて短くなるため、展開を開始した後の撓みを小さくできる。
しかも、右袋体21および左袋体22がシート4の背部6の上において左右両端寄りの位置に固定されているため、図13(B)に示すように巻取装置26によりテザー25を巻き取ることによる後方への引き込みにより、右袋体21および左袋体22の撓み解消効果が高くなる。テザー25により大きく引き寄せることにより、右袋体21および左袋体22の撓みを効果的に解消し得る。
図10や図11の形態においても、同様の効果を期待できる。
Claims (5)
- 車両のシートに設けられ、前記シートの背部の左右それぞれの上部から前記シート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展開可能な右袋体および左袋体と、
前記右袋体および前記左袋体を展開するインフレータと、
前記右袋体および前記左袋体のそれぞれに接続されるテザーと、
前記テザーを引く引込装置と、
を有し、
展開し始めた後の前記右袋体および前記左袋体は、前記引込装置が前記テザーを引くことにより、互いに接するように前記シートの左右方向の中央へ寄る、
車両の乗員保護装置。
- 前記背部の上部についての左右方向の中央に設けられ、前記右袋体および前記左袋体に接続されるテザーと係わるガイド部材、を有する、
請求項1記載の、車両の乗員保護装置。
- 車両のシートに設けられ、前記シートの背部の左右それぞれの上部から前記シート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展開可能な右袋体および左袋体と、
前記右袋体および前記左袋体を展開するインフレータと、
前記右袋体および前記左袋体のそれぞれに接続されるテザーと、
前記テザーを引く引込装置と、
前記背部の上部についての左右方向の中央に設けられ、前記右袋体および前記左袋体に接続されるテザーと係わるガイド部材と、
を有する、車両の乗員保護装置。
- 前記引込装置は、前記右袋体および前記左袋体が展開を開始した後に、前記テザーを引き始める、
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。
- 前記引込装置は、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より前へ移動することが可能な展開完了タイミングより後に、前記テザーを引き始める、
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。
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