JP2007076445A - 車両の乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
乗員の頭部及び頸部以外の部位に衝撃を及ぼすことなく、後突時における乗員の鞭打ち症の軽減を図ることを課題とする。
【解決手段】
シート２０に着座した乗員Ｘを拘束するためのシートベルト３１と、自車両Ｗの衝突が予知されたときに前記シートベルト３１を所定量巻き取って乗員Ｘの拘束力を増大するプリテンショナ１４とを有する車両の乗員保護装置１において、作動時に前記シート２０における乗員Ｘの背当て面の剛性を低減する剛性低減手段１６と、自車両Ｗが後方から追突されることを予知する後突予知手段１２と、前記後突予知手段１２で自車両Ｗの後突が予知されたときは、前記プリテンショナ１４を作動させると共に、前記剛性低減手段１６を作動させる乗員保護手段１０とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車等の車両の乗員保護装置に関する。

従来、自動車等の車両において、自車両の衝突が予知されたときに、シートに着座した乗員を拘束するためのシートベルトを所定量巻き取って、乗員の拘束力を増大するプリテンショナが搭載されている（特許文献１参照）。一方、衝突のうちでも、自車両が後方から他車両に追突される後突が発生したときには、乗員の鞭打ち症を軽減するために、ヘッドレストを前方へ移動させることが提案されている（特許文献２参照）。ヘッドレストが前方へ移動することにより、該ヘッドレストと乗員の頭部との距離が短くなり、後突時における乗員の頭部ひいては頸部の後方向への揺れ動き量が抑制されて、鞭打ち症の軽減が図られる。
特開２００１−３４７９２３号公報 特開２００２−２７４２４０号公報

しかしながら、前記技術は、ヘッドレスト支持フレームをシートバックフレームに回動自在に枢支し、後突時に乗員の背中が後方移動してヘッドレスト支持フレームの下部に設けられた受圧部を後方へ押すと、それに連動してヘッドレスト支持フレームの上部に取り付けられたヘッドレストが前方へ傾倒する構成であるため、乗員の背中の次に、乗員の頭部がヘッドレストに当たってヘッドレストを後方へ押したときには、それに連動して受圧部が前方へ振り戻され、その結果、乗員の背中が前方へ押し戻されて、乗員が障害を被る可能性がある。もっとも、前記特許文献２には、いったん前方移動したヘッドレストが後方へ戻らないようにする構造が提案されているが、乗員の頭部と接触するヘッドレストと、乗員の背中と接触する受圧部とが、同じヘッドレスト支持フレームに一体化されているから、乗員の頭部がヘッドレストに当たったときの衝撃が支持フレーム及び受圧部を介して乗員の背中に何等かの影響を及ぼすことは否定できない。

本発明は、車両の乗員保護装置における前記不具合に対処するもので、乗員の頭部及び頸部以外の部位に衝撃を及ぼすことなく、後突時における乗員の鞭打ち症の軽減を図ることを課題とする。

前記課題を解決するため、本願の請求項１に記載の発明は、シートに着座した乗員を拘束するためのシートベルトと、自車両の衝突が予知されたときに前記シートベルトを所定量巻き取って乗員の拘束力を増大するプリテンショナとを有する車両の乗員保護装置であって、作動時に前記シートにおける乗員の背当て面の剛性を低減する剛性低減手段と、自車両が後方から追突されることを予知する後突予知手段と、前記後突予知手段で自車両の後突が予知されたときは、前記プリテンショナを作動させると共に、前記剛性低減手段を作動させる乗員保護手段とを有することを特徴とする。

次に、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の車両の乗員保護装置において、前記剛性低減手段は、シートバックに内包された袋体と、該袋体に流体を供給し又は該袋体から流体を排出する流体給排手段とを含み、前記乗員保護手段は、自車両の後突が予知されたときは、前記流体給排手段を制御して前記袋体から流体を排出させることを特徴とする。

次に、請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載の車両の乗員保護装置において、自車両の後突が回避されたことを検知する後突回避検知手段がさらに設けられ、前記乗員保護手段は、前記検知手段で自車両の後突回避が検知されたときは、前記流体給排手段を制御して前記袋体に流体を供給させることを特徴とする。

次に、請求項４に記載の発明は、前記請求項１から３のいずれかに記載の車両の乗員保護装置において、前記プリテンショナの拘束力よりも大きい拘束力で乗員を拘束する第２のプリテンショナと、自車両の後突が発生したことを検知する後突発生検知手段とがさらに設けられ、前記乗員保護手段は、前記検知手段で自車両の後突発生が検知されたときは、前記第２のプリテンショナを作動させることを特徴とする。

まず、請求項１に記載の車両の乗員保護装置によれば、自車両の後突が予知されたときは、シートベルトを所定量巻き取って乗員の拘束力を増大すると共に、乗員が着座しているシートにおける乗員の背当て面の剛性を低減するようにしたから、乗員の背中がシートバックに埋まり込んで乗員の身体全体が後方へ移動することとなり、その結果、ヘッドレストと乗員の頭部との距離が短くなって、あるいは乗員の頭部がヘッドレストに当接して、後突時における鞭打ち症の軽減を有効に図ることが可能となる。そして、その際、乗員の頭部や頸部以外の部位に何等の衝撃も及ぶことがない。しかも、後突が発生したときではなく、後突が予知された段階で前記動作を行うようにしたから、より確実に鞭打ち症の軽減を図ることが可能となる。

その場合に、請求項２に記載の車両の乗員保護装置によれば、例えばエア等の流体の排出を利用して、迅速、安全、確実に乗員の背当て面の剛性を低減することができる。

また、請求項３に記載の車両の乗員保護装置によれば、例えばエア等の流体の供給を利用して、迅速、安全、確実に乗員の背当て面の剛性を回復させることができる。そして、背当て面の剛性の低減と回復とを何度でも繰り返し行うことが可能となる。

そして、請求項４に記載の車両の乗員保護装置によれば、実際に後突が発生したときには、乗員をさらに大きい拘束力で拘束するようにしたから、乗員保護効果と鞭打ち症の軽減効果とをより一層高めることが可能となる。以下、発明の実施形態を通して本発明をさらに詳しく説明する。

図１は、本実施形態に係る車両の乗員保護装置１の各構成要素のレイアウト図である。この乗員保護装置１は、自車両Ｗと前方車両Ｗｆ（図示せず）との車間距離を検出するための前方レーダ１１と、自車両Ｗと後方車両Ｗｒ（図示せず）との車間距離を検出するための後方レーダ１２とを含んでいる。これらレーダ１１，１２は、例えばミリ波レーダ等でなる。また、この乗員保護装置１は、自車両Ｗに所定値以上の衝撃が加わったことを検知することにより自車両Ｗの衝突を検知する衝突検知センサ１３を含んでいる。

また、この乗員保護装置１は、自車両Ｗの衝突が予知されたときにシート２０（図２参照）に着座している乗員Ｘを拘束するためのシートベルト３１を所定量巻き取って乗員Ｘの拘束力を増大する第１プリテンショナ１４と、自車両Ｗの衝突が実際に発生したときにシートベルト３１をさらに所定量巻き取って乗員Ｘの拘束力をさらに増大する第２プリテンショナ１５とを含んでいる。第１プリテンショナ１４は、電気モータでシートベルト３１を高速で巻き取るものであり、第２プリテンショナ１５は、火薬の爆発力でシートベルト３１を不可逆的に超高速で巻き取るものである。

そして、この乗員保護装置１は、シート２０における乗員Ｘの背当て面の剛性を低減する剛性低減装置１６を含んでいる。この剛性低減装置１６は、より具体的には、図２に示すように、前部シート２０のシートバック２２に内包された袋体１６ａと、該袋体１６ａに連通管１６ｂを介して圧縮エアを圧送するコンプレッサ１６ｃと、前記連通管１６ｂ上に設けられて前記袋体１６ａと前記コンプレッサ１６ｃとの連通状態を切り換えるエア給排切換弁１６ｄとを含んでいる。なお、コンプレッサ１６ｃとして、例えばパンク修理用のものを利用することができる。また、図２は、袋体１６ａにコンプレッサ１６ｃでエアが供給・充填され、該袋体１６ａが膨張し、シート２０における乗員Ｘの背当て面の剛性が確保された状態を示している。

図２に詳しく図示したように、シート２０は、乗員Ｘの下肢を下方から受けるシートクッション２１と、乗員Ｘの背中を後方から受けるシートバック２２と、乗員Ｘの頭部を後方から受けるヘッドレスト２３とを有している。また、シートベルト３１は、３点式のもので、センタピラー（図示せず）の下部に固定されたリトラクタ３２に一端が巻き取られ、該リトラクタ３２から上方へ延びてショルダアンカ３３を通り、さらにタング３５を通って、他端がアウタアンカ３４に結合されている。タング３５は、シートクッション２１を挟んでアウタアンカ３４の反対側に固定されたバックル３６に着脱自在に差し込まれる。

図３は、この乗員保護装置１のコントロールユニット１０を中心とした制御システム図である。コントロールユニット１０は、前方レーダ１１からの信号と、後方レーダ１２からの信号と、衝突検知センサ１３からの信号とを入力し、これらの信号に基いて、第１プリテンショナ１４と、第２プリテンショナ１５と、剛性低減装置１６のコンプレッサ１６ｃ及びエア供給切換弁１６ｄとに制御信号を出力する。

次に、図４のフローチャートに従って、前記コントロールユニット１０が行う乗員保護制御の具体的動作の１例を説明する。まず、ステップＳ１で、各種信号を入力した後、ステップＳ２で、後方に追突してくる車両が有るか否かを判定する。これは、後方レーダ１２で検出された自車両Ｗと後方車両Ｗｒとの車間距離の時間変化から判定できる。そして、ＮＯのときは、ステップＳ１に戻る一方、ＹＥＳのときは、ステップＳ３で、所定時間以内に後突するか否かを判定する。これも、後方レーダ１２で検出された自車両Ｗと後方車両Ｗｒとの車間距離の時間変化（特にその変化速度）から判定できる。そして、ＮＯのときは、ステップＳ１に戻る一方、ＹＥＳのとき、つまり自車両Ｗの後突が予知されたときは、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、剛性低減装置１６の切換弁１６ｄを制御して、シートバック２２の袋体１６ａと大気とを連通し、袋体１６ａのエアを抜く。これにより、袋体１６ａが収縮し、シート２０における乗員Ｘの背当て面の剛性が低減される。次いで、ステップＳ５で、第１プリテンショナ１４を所定時間作動させ、シートベルト３１を所定量巻き取る。これにより、シートベルト３１による乗員Ｘの拘束力が増大する。その結果、図５に示すように、乗員Ｘの背中がシートバック２２に埋まり込んで乗員Ｘの身体全体が後方へ移動し、ヘッドレスト２３と乗員Ｘの頭部との距離が短くなって、あるいは乗員Ｘの頭部がヘッドレスト２３に当接して、後突時における乗員Ｘの鞭打ち症の軽減を有効に図ることが可能となる。

次いで、ステップＳ６で、自車両Ｗの後突が回避したか否かを判定する。これは、衝突検知センサ１３から衝撃検知信号を受けないままステップＳ３の所定時間が経過したことから判定できる。そして、ＹＥＳのときは、ステップＳ７で、剛性低減装置１６の切換弁１６ｄを制御して、シートバック２２の袋体１６ａとコンプレッサ１６ｃとを連通し、コンプレッサ１６ｃを駆動して、袋体１６ａへエアを供給する。これにより、袋体１６ａが再び膨張し、シート２０における乗員Ｘの背当て面の剛性が回復する。そしてリターンする。

一方、ステップＳ６でＮＯのときは、ステップＳ８で、自車両Ｗの後突が実際に発生したか否かを判定する。これは、ステップＳ３の所定時間が経過するまでに衝突検知センサ１３から衝撃検知信号を受けたことから判定できる。そして、ＮＯのときは、ステップＳ６に戻る一方、ＹＥＳのときは、ステップＳ９で、第２プリテンショナ１５を作動させ、シートベルト３１をさらに所定量巻き取る。これにより、シートベルト３１による乗員Ｘの拘束力がさらに増大する。そしてエンドとなる。

以上のように、本実施形態に係る自動車の乗員保護装置１によれば、自車両Ｗの後突が予知されたとき（ステップＳ２，Ｓ３）は、シートベルト３１を所定量巻き取って乗員Ｘの拘束力を増大する（ステップＳ５）と共に、乗員Ｘが着座しているシート２０における乗員Ｘの背当て面の剛性を低減する（ステップＳ４）ようにしたから、乗員Ｘの背中がシートバック２２に埋まり込んで乗員Ｘの身体全体が後方へ移動することとなり、その結果、ヘッドレスト２２と乗員Ｘの頭部との距離が短くなって、あるいは乗員Ｘの頭部がヘッドレスト２２に当接して、後突時における乗員Ｘの鞭打ち症の軽減を有効に図ることが可能となる。そして、その際、乗員Ｘの頭部や頸部以外の部位に何等の衝撃も及ぶことがない。しかも、後突が発生したとき（ステップＳ８）ではなく、後突が予知された段階（ステップＳ２，Ｓ３）で前記動作（ステップＳ４，Ｓ５）を行うようにしたから、より確実に鞭打ち症の軽減を図ることが可能となる。

その場合に、流体であるエアの排出を利用して、袋体１６ａを収縮させ、乗員Ｘの背当て面の剛性を低減するようにした（ステップＳ４）から、迅速、安全、確実に乗員Ｘの背当て面の剛性を低減することができる。

また、後突回避時（ステップＳ６）には、流体であるエアの供給を利用して、袋体１６ａを膨張させ、乗員Ｘの背当て面の剛性を回復するようにした（ステップＳ７）から、迅速、安全、確実に乗員Ｘの背当て面の剛性を回復させることができる。そして、背当て面の剛性の低減と回復とを何度でも繰り返し行うことが可能となる。

そして、実際に後突が発生したとき（ステップＳ８）には、乗員Ｘをさらに大きい拘束力で拘束するようにした（ステップＳ９）から、乗員保護効果と鞭打ち症の軽減効果とをより一層高めることが可能となる。

なお、前記各実施形態は、本発明の最良の実施形態ではあるが、特許請求の範囲を逸脱しない限り、なお種々の修正、変更が可能なことはいうまでもない。例えば、袋体１６ａを収縮・膨張させる流体として、エアに代えて、他の気体（好ましくは不活性ガス）でもよく、また状況に応じて液体でもよい。

以上、具体例を挙げて詳しく説明したように、本発明は、車両の乗員保護装置において、乗員の頭部及び頸部以外の部位に衝撃を及ぼすことなく、後突時における乗員の鞭打ち症を軽減することができるもので、車両の乗員保護装置の技術分野において幅広い産業上の利用可能性を有する。

本発明の最良の実施形態に係る車両の乗員保護装置の各構成要素のレイアウト図である。 前記乗員保護装置の剛性低減装置の構成を示す概略側面図である。 前記乗員保護装置のコントロールユニットを中心とした制御システム図である。 前記コントロールユニットが行う乗員保護制御の具体的動作の１例を示すフローチャートである。 前記乗員保護動作の作用を示す図２と類似の概略側面図である。

符号の説明

１ 乗員保護装置
１０ コントロールユニット（乗員保護手段）
１１ 前方レーダ
１２ 後方レーダ（後突予知手段）
１３ 衝突検知センサ（後突回避検知手段、後突発生検知手段）
１４ 第１プリテンショナ（プリテンショナ）
１５ 第２プリテンショナ（第２のプリテンショナ）
１６ 剛性低減装置
１６ａ 袋体
１６ｃ コンプレッサ（流体給排手段）
１６ｄ エア給排切換弁（流体給排手段）
２０ シート
２２ シートバック
２３ ヘッドレスト
３１ シートベルト
Ｗ 自車両
Ｘ 乗員

Claims (4)

1. シートに着座した乗員を拘束するためのシートベルトと、自車両の衝突が予知されたときに前記シートベルトを所定量巻き取って乗員の拘束力を増大するプリテンショナとを有する車両の乗員保護装置であって、
   作動時に前記シートにおける乗員の背当て面の剛性を低減する剛性低減手段と、
   自車両が後方から追突されることを予知する後突予知手段と、
   前記後突予知手段で自車両の後突が予知されたときは、前記プリテンショナを作動させると共に、前記剛性低減手段を作動させる乗員保護手段とを有することを特徴とする車両の乗員保護装置。
2. 前記請求項１に記載の車両の乗員保護装置において、
   前記剛性低減手段は、シートバックに内包された袋体と、該袋体に流体を供給し又は該袋体から流体を排出する流体給排手段とを含み、
   前記乗員保護手段は、自車両の後突が予知されたときは、前記流体給排手段を制御して前記袋体から流体を排出させることを特徴とする車両の乗員保護装置。
3. 前記請求項２に記載の車両の乗員保護装置において、
   自車両の後突が回避されたことを検知する後突回避検知手段がさらに設けられ、
   前記乗員保護手段は、前記検知手段で自車両の後突回避が検知されたときは、前記流体給排手段を制御して前記袋体に流体を供給させることを特徴とする車両の乗員保護装置。
4. 前記請求項１から３のいずれかに記載の車両の乗員保護装置において、
   前記プリテンショナの拘束力よりも大きい拘束力で乗員を拘束する第２のプリテンショナと、
   自車両の後突が発生したことを検知する後突発生検知手段とがさらに設けられ、
   前記乗員保護手段は、前記検知手段で自車両の後突発生が検知されたときは、前記第２のプリテンショナを作動させることを特徴とする車両の乗員保護装置。

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