JP2000016230A - 乗員保護装置 - Google Patents
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Abstract
エアバッグ展開開始時の乗員位置を高速で推定してエア
バッグの展開モードを的確に選択制御する。 【解決手段】 プリクラッシュブレーキ検出用Gセンサ
11がプリクラッシュブレーキを検知した時には、それ
までに乗員位置検出装置3が検出していた乗員の着座位
置を取得し、この乗員の衝突発生前の着座位置と、衝突
により生じる衝撃に対して衝突検出用Gセンサ11が検
出する加速度の2階時間積分演算による乗員移動距離と
に基づいて、当該乗員のエアバック展開開始時の乗員位
置を推定する。そして乗員の存在推定位置がエアバック
飛出し口から所定の距離範囲外にある場合には通常モー
ドで、乗員の存在推定位置がエアバック飛出し口から所
定の距離範囲内にある場合には緩やかな展開モードでエ
アバッグを展開させる。
Description
する。
席乗員は無拘束状態にあるため、プリクラッシュブレー
キ(運転者が衝突を回避するためにとっさに行う急ブレ
ーキ)操作によって前のめりになる。したがって、その
直後に衝突を検出して助手席エアバッグが展開すると、
その乗員はエアバック飛出し口(ディプロイメントド
ア:deployment door)の直近に上体が存在しているた
めに衝突からの保護が効果的でない可能性がある。
口の直近に存在する状況ではエアバッグを通常速度(NO
RMALモード)よりも緩やかな速度(TAILOREDモード)で
展開させるようにした乗員保護装置が提案されている。
の展開速度をエアバッグ展開直前の乗員の存在位置によ
ってNORMALモードとTAILOREDモードとのいずれかを選択
してエアバッグを展開させるためには、衝突時の乗員の
存在位置を検出する必要がある。そこで、従来から、乗
員の着座位置やシートの状態を検出する手段として、様
々なものが提案されている。
択のためには、比較的走行速度が高い衝突においてもミ
リ秒(msec)オーダーで瞬時に助手席乗員がエアバッグ
飛出し口の近傍に接近していることを検出する必要があ
り、検出手段に高い応答速度が要求されるが、実用化に
供せるまでに高い応答速度を有する検出手段は知られて
いない。
みてなされたものであり、衝突時のエアバッグ展開直前
の乗員の存在位置の検出手段に高い応答速度を要求する
ことなく、従来からのエアバッグの展開・非展開の判断
の応答時間のままで、瞬間的な乗員の前のめりにも対応
してエアバッグの展開速度をふさわしく選択することが
できる乗員保護装置を提供することを目的とする。
護装置は、第1速度の第1の展開モードと第1速度より
も緩やかな第2速度の第2の展開モードとのいずれかで
展開するエアバッグと、車両衝突時に発生する衝撃度を
検知する衝突衝撃度検知手段と、急ブレーキを検知する
急ブレーキ検知手段と、乗員の着座位置を検出して保持
する着座位置検出手段と、前記急ブレーキ検知手段が前
記急ブレーキを検知した時に、前記着座位置検出手段が
直前に検出して保持する前記乗員の着座位置を取得し、
当該着座位置と前記衝突衝撃度検知手段の検知する衝撃
度とに基づき、当該乗員のエアバック展開時の存在位置
を推定する乗員位置推定手段と、前記衝突衝撃度検知手
段の検知した衝撃度が所定値を超え、かつ前記乗員位置
推定手段の推定した前記乗員の存在位置がエアバック飛
出し口から所定の距離範囲外にある場合に前記第1の展
開モードと判定し、前記乗員の存在位置がエアバック飛
出し口から所定の距離範囲内にある場合に前記第2の展
開モードと判定し、このいずれかの判定に基づいて前記
エアバックを展開させるエアバック展開制御手段とを備
えたものである。
レーキ検知手段が衝突直前の急ブレーキ操作を検知した
時には、着座位置検出手段の検出して保持する乗員の着
座位置を乗員位置推定手段が取得し、この乗員の衝突発
生直前の着座位置と、その直後の衝突により生じる衝撃
に対して衝突衝撃度検知手段の検知する衝撃度とに基づ
いて、当該乗員のエアバック展開開始時の存在位置を推
定する。
撃度検知手段の検知した衝撃度が所定値を超え、かつ乗
員位置推定手段の推定した乗員の存在位置がエアバック
飛出し口から所定の距離範囲外にある場合には第1の展
開モードと判定し、他方、乗員の存在位置がエアバック
飛出し口から所定の距離範囲内にある場合に第2の展開
モードと判定し、この判定に基づいてエアバックを第1
速度の第1の展開モード又はより緩やかな第2速度の第
2の展開モードで展開させる。
させる展開開始時の乗員の存在位置を直接検出するので
はなく、衝突の直前に操作されるプリクラッシュブレー
キの発生時の乗員の着座位置を検出しておいて、その着
座位置と衝突時にエアバッグ展開・非展開の判断に使用
する衝撃度とに基づいてエアバッグ展開開始時の乗員の
存在位置を推定演算し、展開モードを選択するので、乗
員の存在位置の検出のための高応答速度の検出手段を必
要とせず、しかも、衝突発生の瞬間に瞬時に乗員の存在
位置に対応したふさわしい展開モードでエアバッグを展
開させることができる。
置において、前記急ブレーキ検知手段として、急ブレー
キにより発生する制動衝撃を検知する衝撃検知手段を用
いたものであり、プリクラッシュブレーキを確実に捉え
てエアバッグの展開制御に利用することができる。
置において、前記急ブレーキ検知手段として、ブレーキ
踏込み時にオン信号を出力するブレーキスイッチを用い
たものであり、特別な検出手段をあらたに採用すること
なく、通常のブレーキスイッチの信号を衝突に先立つプ
リクラッシュブレーキ発生の判定に利用することがで
き、コストの上昇が抑えられる。
かの乗員保護装置において、前記着座位置検出手段とし
て、エアバッグ飛出し口から乗員までの距離を計測する
測距センサを用いたものであり、乗員の衝突発生直前の
着座位置を正確に検出することができ、エアバッグの展
開モードを的確に選択ができる。
かの乗員保護装置において、前記着座位置検出手段とし
て、前記乗員の着座位置を前後複数ゾーンに分け、それ
ぞれのゾーンの乗員の顔部から放射する赤外線を感知す
る赤外線センサを用いたものであり、比較的安価な赤外
線センサの採用でコストの上昇を抑えることができる。
かの乗員保護装置を助手席エアバックに適用したもので
あり、シートベルトの着用率が低い助手席乗員を衝突時
の衝撃から的確に保護することができる。
アバッグを展開させる展開開始時の乗員の存在位置を直
接検出するのではなく、衝突の直前に操作されるプリク
ラッシュブレーキの発生時の乗員の着座位置を検出して
おいて、その着座位置と衝突時にエアバッグ展開・非展
開の判断に使用する衝撃度とに基づいてエアバッグ展開
開始時の乗員の存在位置を推定演算し、展開モードを選
択するので、乗員の存在位置の検出のための高応答速度
の検出手段を必要とせず、しかも、衝突発生の瞬間に瞬
時に乗員の存在位置に対応したふさわしい展開モードで
エアバッグを展開させることができる。
の効果に加えて、プリクラッシュブレーキを確実に捉え
てエアバッグを展開制御することができる。
の効果に加えて、特別な検出手段をあらたに採用するこ
となく、通常のブレーキスイッチの信号を衝突に先立つ
プリクラッシュブレーキ発生の判定に利用することがで
き、コストの上昇が抑えられる。
れぞれの発明の効果に加えて、乗員の衝突発生直前の着
座位置を正確に検出することができ、エアバッグの展開
モードを的確に選択ができる。
れぞれの発明の効果に加えて、比較的安価な赤外線セン
サの採用でコストの上昇が抑えられる。
着用率が低い助手席乗員を衝突時の衝撃から的確に保護
することができる。
基づいて詳説する。図1は本発明の第1の実施の形態の
構成を示している。この実施の形態の乗員保護装置は、
助手席エアバッグの展開制御を行うためのものであり、
エアバッグコントロールユニット1とこれによつて通常
(第1)速度の第1の展開モード(NORMALモード)と第
1速度よりも緩やかな第2速度の第2の展開モード(TA
ILOREDモード)のいずれかを選択して展開されるエアバ
ッグ2と、助手席乗員の着座位置を継続的に監視する乗
員位置検出装置3から構成されている。
両の衝突時に発生する負の加速度を検出する衝突検出用
のGセンサ(GP1)11と、これとは別に、それより
も感度が高く、絶対値にしてより小さな負の加速度を検
出するプリクラッシュブレーキ検出用のGセンサ(GP
2)12と、衝突検出用Gセンサ11の検出する加速度
に基づき、エアバッグ展開が必要な衝突が発生したか否
かを判定する衝突検出判定部13とを備えている。
た、プリクラッシュブレーキ検出用Gセンサ12の検出
する加速度が所定値を超えた時に乗員移動量演算を開始
し、衝突検出用Gセンサ11が出力する加速度を2回積
分することによって乗員移動量を算出する乗員移動量演
算部14と、衝突検出判定部13がエアバッグ展開判定
を出力した時に、乗員位置検出装置3の検出している直
前の乗員着座位置と乗員移動量演算部14の算出した乗
員移動量とに基づいて乗員のエアバッグ展開開始時点の
存在位置を推定し、これがエアバッグ飛出し口から所定
の距離範囲内にあるかどうかを判定し、エアバッグの展
開モードを第1モードとするか第2モードとするかを決
定するエアバッグ展開モード選択部15と、このエアバ
ッグ展開モード選択部15の選択した展開モードでエア
バッグ1を展開させる駆動回路16とを備えている。
22を有していて、第1のモード(NORMALモード)で展
開する場合にはこの両方のインフレータ21,22を同
時に作動させることにより通常速度でエアバッグ2を展
開させ、第2のモード(TAILOREDモード)で展開する場
合には両方のインフレータ21,22に所定の時間差を
持たせて順に作動させることにより緩やかな速度でエア
バッグ2を展開させる機能を有している。
助手席エアバッグ2のエアバッグ飛出し口(ディプロイ
メントドア)31の近傍に、助手席に向けて設置されて
いて、助手席32に着座している乗員33までの距離を
計測する。この乗員位置検出装置3には、例えば、光、
超音波あるいは赤外線の発光素子と受光素子のペアを備
え、発光素子から発射した信号が助手席乗員33に反射
して戻ってくるまでの時間から距離LDISTを推定する測
距装置が採用されている。
保護装置の動作を説明する。衝突検出用Gセンサ11は
電子式Gセンサであり、前面衝突時に発生した減速度を
電気信号に変換し、衝撃度を示す信号GP1として衝突
検出判定部13と乗員移動良縁算部14に出力する。
2は1G未満の減速度の発生を検出するセンサであっ
て、衝突検出用Gセンサ11よりも高い感度を持ち、プ
リクラッシュブレーキ操作により発生する減速度を検出
して乗員移動量演算部14に出力する。
乗員33の位置をディプロイメントドア31からの距離
LDISTとして繰返し計測している。
サ11は衝撃度を示す加速度信号GP1を出力する。そ
してこの衝突の直前に、ドライバは衝突を回避しようと
して急ブレーキを踏むことになるが、このプリクラッシ
ュブレーキによって発生する衝突の衝撃よりも小さい制
動衝撃をプリクラッシュブレーキ検出用Gセンサ12が
検出して加速度検出信号GP2を出力する。
シュブレーキ検出用Gセンサ12からの加速度信号GP
2をしきい値THと比較し、プリクラッシュブレーキに
相当する加速度信号GP2が入力されれば、これを演算
開始のトリガーとして、衝突検出用Gセンサ11が出力
する加速度信号GP1の2階時間積分を開始し、衝突検
出判定部13がエアバッグ展開の判定を行うのに必要な
時間dtの間、この2階時間積分LCALを行う。
らの加速度信号GP1を監視し、エアバッグ展開を必要
とする衝撃度に相当する加速度変化を示した時にエアバ
ッグ展開必要と判定し、エアバッグ展開モード選択部1
5にエアバッグ展開指令を出力する。
アバッグ展開指令を受け取ると、図2に示したように、
乗員位置検出装置3から衝突発生直前の乗員位置検出値
LDISTを取得し、また乗員移動量演算部14から乗員移
動量演算値LCALを入力し、エアバッグ展開開始時の助
手席乗員33の存在位置がKOZゾーンに入っていない
かどうか判断する。つまり、
OREDモード) LDIST−LCAL>LKOZ → 第1モード(NORMALモー
ド) の判定を行い、駆動回路16に展開モードと展開指令を
出力する。ここで、KOZ(Keep Out Zone)とは、エ
アバッグが第2モード(TAILOREDモード)で展開される
領域を示し、SZ(Safe Zone)とは、エアバッグが第
1モード(NORMALモード)で展開される領域を示してい
る。
を受けて、第1モードの指令であればエアバッグ2のイ
ンフレータ21,22を同時に作動させることによって
通常速度でエアバッグ2を展開させ、第2モードの指令
であればインフレータ21,22の着火タイミングをず
らし、段階的に着火させることにより緩やかな展開速度
でエアバッグ2を展開させ、前のめりになってディプロ
イメントドア31に接近している助手席乗員33がエア
バッグ2の急激な展開で逆に強い衝撃を受けることを避
けながら、衝突による衝撃からも保護する。
図4のフローチャートにより、さらに詳しく説明する。
動量演算ルーチン>図3の最初のステップS10のFLG_
CALは、プリクラッシュブレーキ検出の有無を示すフラ
グであり、“0”の場合にはプリクラッシュブレーキ有
無の判断を行うべく、ステップS20に移るが、FLG_CA
L=1であれば、プリクラッシュブレーキ検出により乗
員移動量演算を既に開始していることになるので、初期
設定を避けるためにステップS60に移る。なお、FLG_
CALの初期値は“0”である。
ーキの検出有無を、Gセンサ12のGP2出力が所定の
G(加速度)値THよりも大きいかどうかによって判断
する。GP2>THであればプリクラッシュブレーキ有
りと判定してYESに分岐し、後の2階時間積分のタイ
ムオーバーを計時するためのタイマを作動させ(ステッ
プS30)、またフラグFGL_CALに“1”をセットし
(ステップS40)、さらに、乗員位置検出装置3から
乗員位置初期値LDISTを取得して保持する(ステップS
50)。
間積分のタイムオーバーをチェックする。そして予め設
定されている時間Tが経過している場合には2階時間積
分による乗員移動量演算が完了したものとして、FLG_CA
Lを0リセットし(ステップS70)、演算タイマの計
数値も0クリアし(ステップS80)、それまでの積分
演算値LCALも0クリアする(S90)。
までの間中、ステップS10−S60−S100のルー
トの演算処理を演算サイクル時間ΔTごとに繰返すこと
によって、2階時間積分演算を実行する。ステップS1
00における演算式は、
に2階時間積分するための演算式である。この演算値L
CALは、衝突による減速度GP1を2階積分しているこ
とから、無拘束状態にある助手席乗員33が衝突により
車両が急激に停止する際に移動する距離に相当する。な
お、このLCALの初期値は0である。
LDISTとステップS100で算出した演算値LCALは、
図4に示すエアバッグ展開モード選択ルーチンで使用さ
れる。
突検出判定部13の実行するエアバッグ展開アルゴリズ
ムによりエアバッグ展開が判定されると、エアバッグ展
開フラグFLG_FIRE=1がセットされる。
入ると、ステップS110でエアバッグ展開が判断され
たかどうかを判別する。エアバッグ展開が判定され、FL
G_FIRE=1にセットされている場合には、ステップS1
20に移る。一方、エアバッグ展開が必要との判定がさ
れていない場合(FLG_FIRE=0の場合)には、このルー
チンを終了する。
レーキにより、助手席乗員33の位置が現在どこにある
かを判断する。ここでは、ステップS50で取得した乗
員位置初期値LDISTと、ステップS100で演算した最
新の乗員移動距離LCALとの差をKOZまでの距離LKOZ
と比較することによって判断する。
であると判断されればステップS130に移り、NORMAL
モードでの展開指令を出力し、乗員の存在位置がKOZ
内であると判断されればステップS140に移り、TAIL
OREDモードでの展開指令を出力する。
の乗員保護装置では、衝突が発生してエアバッグ展開が
必要と判定された場合、そのエアバッグ展開の要否判定
の瞬間に乗員位置を検出してエアバッグ展開モードも選
択する処理を行うのではなく、乗員の着座位置を前もっ
て検出しておき、衝突が発生した場合には、その直前に
実行されるプリクラッシュブレーキを検出して着座位置
を初期値として取得し、またその後の衝突時の加速度に
よって乗員が移動する距離を演算によって推定し、エア
バッグ展開の要否半定時には乗員の存在位置がKOZ内
であるか、SZ内であるかを判断することによって展開
モードを選択するだけであるため、乗員位置の検出手段
に高応答性のものを採用しなくても、エアバッグ展開モ
ードを的確に選択することができる。
護装置について、図5及び図6に基づいて説明する。第
1の実施の形態では乗員の着座位置検出手段としての乗
員位置検出装置3に、ディプロイメントドアの近くに設
置した測距センサを用いたが、第2の実施の形態では、
これに代わって、図5に示すような乗員33の顔部から
放射される赤外線を検知する熱検知センサ3A,3B,
3Cを採用したことを特徴とする。
その性質上、測距センサのような距離測定はできないの
で、図5に示したように乗員の着座位置をA,B,Cの
ように複数領域に分け、それぞれの着座領域に存在する
乗員33からの赤外線を検知する仕組みにする。
がエアバッグ展開を判定する場合には、それに先だって
プリクラッシュブレーキ検出用Gセンサ12からの信号
GP2が所定値THを超えて大きくなった時点で、第1
の実施の形態と同様に乗員移動量演算部14で衝突検出
用Gセンサ11側の信号GP1の2階時間積分を開始
し、衝突検出判定部13がエアバッグ展開判定した時に
は、エアバッグ展開モード選択部15が乗員位置検出装
置3から衝突発生直前の乗員存在領域信号を取得し、ま
た乗員移動量演算部14から乗員移動量演算値LCALを
入力し、エアバッグ展開開始時の助手席乗員33の存在
位置がKOZ内に入っていないかどうか判断する。つま
り、次の判定を行う。
第2モード(TAILOREDモード)、LCAL<LAのときに
第1モード(NORMALモード)。 (2)乗員領域がBならば、LCAL≧LA+LBのときに第
2モード(TAILOREDモード)、LCAL<LA+LBのと
きに第1モード(NORMALモード)。 (3)乗員領域がCならば、LCAL≧LA+LB+LCのと
きに第2モード(TAILOREDモード)、LCAL<LA+L
B+LCのときに第1モード(NORMALモード)。
選択部15の判断結果を受けて、指定された展開モード
でエアバッグ2を展開させる。
A,3B,3Cを乗員位置検出装置3として採用した場
合の、エアバッグ展開制御モードの選択ルーチンを図6
のフローチャートに基づいて、さらに詳しく説明する。
なお、これに先立って実行されるプリクラッシュブレー
キ検出後の乗員移動量演算ルーチンは、第1の実施の形
態と同様に図3に示したフローチャートによる。ただ
し、ステップS50では乗員位置初期値としてはA,
B,Cのどの着座領域に位置しているかの信号を取得す
ることになる。
展開アルゴリズムによりエアバッグ展開が判定される
と、エアバッグ展開フラグFLG_FIRE=1がセットされ
る。
入ると、ステップS210でエアバッグ展開が判断され
たかどうかを判別する。エアバッグ展開が判定され、FL
G_FIRE=1にセットされている場合には、ステップS2
20に移る。一方、エアバッグ展開が必要との判定がさ
れていない場合(FLG_FIRE=0の場合)には、このルー
チンを終了する。
ラッシュブレーキにより、助手席乗員33の位置が現在
どこにあるかを判断する。ここでは、図3のフローチャ
ートにおけるステップS50で取得した乗員位置がA領
域であれば、ステップS100で演算した最新の乗員移
動距離LCALがA領域の幅LAを超えているかどうか
(LCAL<LA?)によって判断する。
移動距離LCALがB領域とA領域の合計幅LA+LBを
超えているかどうか(LCAL<LA+LB?)によって
判断する。さらに、乗員位置がC領域であれば、乗員移
動距離LCALがA〜C領域の合計幅LA+LB+LCを
超えているかどうか(LCAL<LA+LB+LC?)に
よって判断する。
で、乗員の存在位置がKOZの範囲外であると判断され
ればステップS250に移り、第1のモード(NORMALモ
ード)での展開指令を出力し、乗員の存在位置がKOZ
内であると判断されればステップS260に移り、第2
のモード(TAILOREDモード)での展開指令を出力する。
の乗員保護装置でも、衝突が発生してエアバッグ展開が
必要と判定された場合、そのエアバッグ展開の要否判定
の瞬間に乗員位置を検出してエアバッグ展開モードも選
択する処理を行うのではなく、乗員の着座領域を前もっ
て検出しておき、衝突が発生した場合には、その直前に
実行されるプリクラッシュブレーキを検出して着座領域
を初期値として取得し、またその後の衝突時の加速度に
よって乗員が移動する距離を演算によって推定し、エア
バッグ展開の要否半定時には乗員の存在位置がKOZ内
であるか、SZ内であるかを判断することによって展開
モードを選択するだけであるため、乗員位置の検出手段
に高速応答性のものを採用しなくても、エアバッグ展開
モードを的確に選択することができる。
展開モードの制御はインフレータの着火タイミングの制
御によって行うものとしたが、展開モードを第1モード
と第2モードとで切換える仕組みには、他にもガス量の
異なるインフレータを内蔵させ、第1モードでは両方同
時に着火させ、第2モードでは一方だけを着火させる方
式、その他、従来から採用されている種々の方式のもの
を等しく採用することができる。
に上記実施の形態では衝突検出用Gセンサ11とは別
に、より小さな加速度を検出する高感度のものを採用し
たが、これに限られるわけではなく、衝突検出用Gセン
サが小さな加速度から衝突時の大きな加速度まで広範
囲、かつ高感度で検出できるのものであればそれを兼用
することができる。またABSシステムの作動のために
採用されているセンサを流用してその作動信号を上記乗
員移動量演算の開始信号として利用することもでき、さ
らに単純には、ブレーキスイッチがオンすれば上記の乗
員移動量演算を開始する構成にしてもよい。
ク図。
構成を示す説明図。
ーキ検出後の乗員移動量演算ルーチンを示すフローチャ
ート。
モードの選択ルーチンを示すフローチャート。
出装置の構成を示す説明図。
モードの選択ルーチンを示すフローチャート。
Claims (6)
- 【請求項1】 第1速度の第1の展開モードと第1速度
よりも緩やかな第2速度の第2の展開モードとのいずれ
かで展開するエアバッグと、 車両衝突時に発生する衝撃度を検知する衝突衝撃度検知
手段と、 急ブレーキを検知する急ブレーキ検知手段と、 乗員の着座位置を検出して保持する着座位置検出手段
と、 前記急ブレーキ検知手段が前記急ブレーキを検知した時
に、前記着座位置検出手段が直前に検出して保持する前
記乗員の着座位置を取得し、当該着座位置と前記衝突衝
撃度検知手段の検知する衝撃度とに基づき、当該乗員の
エアバック展開時の存在位置を推定する乗員位置推定手
段と、 前記衝突衝撃度検知手段の検知した衝撃度が所定値を超
え、かつ前記乗員位置推定手段の推定した前記乗員の存
在位置がエアバック飛出し口から所定の距離範囲外にあ
る場合に前記第1の展開モードと判定し、前記乗員の存
在位置がエアバック飛出し口から所定の距離範囲内にあ
る場合に前記第2の展開モードと判定し、このいずれか
の判定に基づいて前記エアバックを展開させるエアバッ
ク展開制御手段とを備えて成る乗員保護装置。 - 【請求項2】 前記急ブレーキ検知手段として、急ブレ
ーキにより発生する制動衝撃を検知する衝撃検知手段を
用いたことを特徴とする請求項1に記載の乗員保護装
置。 - 【請求項3】 前記急ブレーキ検知手段として、ブレー
キ踏込み時にオン信号を出力するブレーキスイッチを用
いたことを特徴とする請求項1に記載の乗員保護装置。 - 【請求項4】 前記着座位置検出手段として、エアバッ
グ飛出し口から乗員までの距離を計測する測距センサを
用いたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
の乗員保護装置。 - 【請求項5】 前記着座位置検出手段として、前記乗員
の着座位置を前後複数ゾーンに分け、それぞれのゾーン
の乗員の顔部から放射する赤外線を感知する赤外線セン
サを用いたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに
記載の乗員保護装置。 - 【請求項6】 助手席エアバックに適用したことを特徴
とする請求項1〜5のいずれかに記載の乗員保護装置。
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