JP2007223360A - 乗員拘束装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の衝突の衝撃から乗員を保護するため、衝突時に乗員がシートへ強く拘束されることが好ましい。
【解決手段】乗員拘束装置１０は、車両の乗員が着座するシート１８、第１配管３０でシート１８と第１配管３０で接続される圧力タンク２０、および圧力タンク２０と第２配管３２で接続されるバキュームポンプ２２を含む。シート１８の表面には第１配管３０と接続された吸引口が設けられている。第１配管３０には第１開閉弁２４が設けられる。ＥＣＵ１４は、Ｇセンサ１２により検出された車両減速度が所定の第１閾値を超えたとき、第１開閉弁２４を開放して負圧により乗員をシート１８に拘束する。車速減速度が第１閾値より大きい第２閾値を超えたとき、ＥＣＵ１４はエアバッグを作動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の乗員をシートに拘束する技術に関する。

車両が障害物に衝突する場合、その衝突の衝撃から乗員を保護するため、衝突時に乗員をシートへ強く拘束することが好ましい。例えば、特許文献１には、衝突時においてエアバッグ作動させるとき、エアバッグ装置内で発生させるガス圧の一部を利用してバックルと連結された部材を移動させることにより、シートベルト引き締め作動の遅れを抑制する技術が開示されている。
特開平９−８６３４５号公報

特許文献１に開示された技術は、上述したように、シートベルトを引き締めることによって乗員をシートに拘束する。近年、シートベルトに限らず、乗員をシートに拘束するための様々な手法の開発が望まれている。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の乗員をシートに拘束する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の乗員拘束装置は、車両の乗員が着座するシートと、第１の配管でシートと接続され、負圧状態を形成する負圧状態形成手段と、を備える。シートの表面に第１の配管と接続された吸引口が設けられている。
この態様において、負圧状態形成手段と接続された吸引口から車両内の空気が吸い込まれる。これによって、シートに着座した乗員の身体には吸引口における吸引力によってシートに押さえ付けられるような力が働くので、乗員をシートに拘束できる。

負圧状態形成手段は、シートと第１の配管で接続される負圧貯蔵手段と、負圧貯蔵手段と第２の配管で接続される負圧発生手段と、を含んでもよい。
この態様によれば、負圧発生手段が発生させた負圧を負圧貯蔵手段に保持させておくので、乗員拘束装置において、車両減速前にあらかじめ負圧状態を維持することができる。これによって、負圧を貯蔵しない場合と比較して、乗員をシートに拘束する吸引力が発生するまでの時間を短縮できる。

第１の配管に設けられた第１の開閉弁と、車両の減速度が所定の第１の閾値を超えたか否かを判定して、その判定結果に応じて第１の開閉弁の開閉を制御する制御手段と、をさらに備えてもよい。制御手段は、車両の減速度が第１の閾値を超えたと判定したとき、第１の開閉弁を開放させてもよい。
車両が急激に減速すると乗員の身体は前方に傾き、例えばハンドルやダッシュボード等にぶつかるおそれがある。この態様によれば、車両の減速度が第１の閾値を超えた場合に第１の開閉弁を開放して、負圧による吸引力を利用して乗員をシートに拘束するので、乗員の身体が前方に傾くことを回避できる。

シートの前方または側方に設けられ、制御手段に作動を制御されるエアバッグ装置をさらに備えてもよい。制御手段は、車両の減速度が第１の閾値より大きい第２の閾値を超えたと判定したとき、エアバッグ装置を作動させてもよい。
この態様によれば、まず車両の減速度が第１の閾値を超えたときに、乗員の身体は負圧によってシートに拘束され、さらに減速度が増加して第２の閾値を超えるとエアバッグ装置が作動する。このようにエアバッグ装置の作動前に乗員をシートに拘束しておくことにより、展開したエアバッグに乗員を受け止めさせることができる。

負圧貯蔵手段を大気圧に開放する第２の開閉弁をさらに備えてもよい。制御手段は、エアバッグ装置を作動させた後に第２の開閉弁を開放させてもよい。
この態様によれば、第２の開閉弁は、エアバッグがある程度展開してから開放される。第２の開閉弁が開放されると、負圧による吸引力が低下して乗員がシートの拘束から解放される。これによって、展開したエアバッグに乗員を良好なタイミングで受け止めさせることができる。

負圧発生手段は、エンジンにより負圧を発生させてもよい。これによって、負圧を発生するために新たな装置を設ける必要がなくなるので、乗員拘束装置の省スペース化を実現できる。

本発明のディスクホイールによれば、車両の乗員をシートに拘束できる。

図１は、本実施の形態に係る乗員拘束装置の構成を示すブロック図である。乗員拘束装置１０において、車両の乗員が着座するシート１８には、負圧状態を形成する負圧状態形成装置３４が第１配管３０で接続される。負圧状態形成装置３４は、負圧を貯蔵する圧力タンク２０および負圧を発生させるバキュームポンプ２２を含む。ここで、シート１８には、第１配管３０で圧力タンク２０が接続される。圧力タンク２０には第２配管３２でバキュームポンプ２２が接続される。バキュームポンプ２２は、第２配管３２を介して圧力タンク２０の空気を吸引し、圧力タンク２０を負圧状態にする。

第１配管３０には第１開閉弁２４が、圧力タンク２０には第２開閉弁２６が、第２配管３２には第３開閉弁２８が設けられる。第１開閉弁２４が開放されるとシート１８と圧力タンク２０とが連通する。第２開閉弁２６が開放されると、圧力タンク２０内部は大気圧に開放される。第３開閉弁２８が開放されると圧力タンク２０とバキュームポンプ２２とが連通する。以下、第１開閉弁２４、第２開閉弁２６および第３開閉弁２８を総称して「開閉弁」ともいう。

ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１４は、車両の加速度を検出する加速度センサ（以下、「Ｇセンサ」ともいう）１２の検出結果に基づいて、開閉弁の開閉ならびにシート１８の前方および側方に設けられたエアバッグ装置１６の作動を制御する。ここで、エアバッグ装置１６は、前方のみに設けられていてもよい。ＥＣＵ１４による開閉弁の開閉およびエアバッグ装置１６の作動の制御については、図４を用いて後述する。

図２は、シート１８を示す斜視図である。シート１８は、ヘッドレスト４０、シートバック４２およびシートクッション４４を含む。乗員がシート１８に着座した状態において、乗員の後頭部はヘッドレスト４０、背中はシートバック４２、太ももやふくらはぎの裏側はシートクッション４４に接触する。ヘッドレスト４０、シートバック４２およびシートクッション４４のそれぞれの表面には、図２に示すように複数の吸引口４６が設けられている。

図３は、図２に示したシート１８の側面に平行な方向の断面図である。図１および図２と同一の構成については同一番号を付す。ここでは、また、図３には、シート１８に着座した乗員４８をも示している。同図に示すように、乗員４８が着座した状態において、乗員４８の後頭部はヘッドレスト４０に設けられた吸引口４６ａ、背中はシートバック４２に設けられた吸引口４６ｂ、ふくらはぎの裏側はシートクッション４４に設けられた吸引口４６ｃに接触する。

図３に示すように、すべての吸引口４６は第１配管３０と接続されている。図１を用いて上述したように、第１配管３０は第１開閉弁２４を介して圧力タンク２０と接続されている。圧力タンク２０に負圧が貯蔵された状態で第１開閉弁２４が開放されると、第１配管３０内において圧力タンク２０に向かって空気が流れ（矢印ｐ）、吸引口４６から車内の空気が吸い込まれる。このとき生じる吸引力によって、乗員４８の身体にはシート１８に押さえ付けられるような方向に力が働き（矢印ｑ）、乗員４８はシート１８に拘束される。

本実施の形態では、シートバック４２のみならず、ヘッドレスト４０およびシートクッション４４にも吸引口４６を設けた。ヘッドレスト４０に吸引口４６ａを設けることにより、乗員が鞭打ちになることを回避できる。また、シートクッション４４に吸引口４６ｃを設けることによって、膝にかかる荷重を低減できる。

図４は、ＥＣＵ１４によるエアバッグ装置１６の作動および開閉弁の開閉の制御を示すフローチャートである。ここでは、ドライバが車両走行中に障害物を確認して急ブレーキをかけた後、その障害物に衝突したときの動作制御について説明する。また、乗員はドライバであることを前提とし、乗員を「ドライバ」ともいう。
まず、ＥＣＵ１４は、第１開閉弁２４および第２開閉弁２６を閉鎖させ、第３開閉弁２８を開放させて圧力タンク２０内部に負圧状態を形成した後、第３開閉弁２８を閉鎖させて圧力タンク２０に負圧を貯蔵する。以下、この状態を「初期状態」ともいう。このように、ＥＣＵ１４は、まず、乗員拘束装置１０を初期状態に設定する（Ｓ１０）。

車両走行中において、ドライバが障害物を確認して急なブレーキ操作により減速した場合において、Ｇセンサ１２により検出される減速度が所定の閾値（以下、「第１閾値」ともいう）を超えたとき（Ｓ１２のＹ）、ＥＣＵ１４は第１開閉弁２４を開放させる（Ｓ１４）。ここで、第１閾値は、例えばドライバが急ブレーキをかけたときの減速度に設定されているものとする。第１開閉弁２４が開放すると、上述したようにドライバの身体は圧力タンク２０に貯蔵された負圧によって吸引口４６に吸い付けられる。これによって、ドライバはシート１８に拘束される。このように、乗員拘束装置１０によれば、シートベルト等を用いなくともドライバをシート１８に拘束できる。ここで、乗員拘束装置１０とともにシートベルトを用いれば、拘束力の向上を実現できる。

その後、車両が障害物に衝突して、Ｇセンサ１２により検出される減速度が第１閾値より大きい所定の閾値（以下、「第２閾値」ともいう）を超えたとき（Ｓ１６のＹ）、ＥＣＵ１４はエアバッグ装置１６を作動させる（Ｓ１８）。ここで、第２閾値は、例えば車両が前方衝突したときの減速度を設定するものとする。つまり、車両が前方衝突したときにシート１８の前方や側方に設けられたエアバッグが展開する。衝突の初期段階において、ドライバはすでにシート１８に拘束されている。これによって、シートベルト等を用いなくともいわゆるドライバの初期拘束が可能となり、エアバッグの衝撃吸収性能をより良好に実現できる。また、乗員拘束装置１０とともにシートベルトを用いる場合、シートベルトによる拘束力が加わる分、より良好な初期拘束を実現できる。

次に、ＥＣＵ１４は、エアバッグが完全に展開する直前に第２開閉弁２６を開放して、圧力タンク２０内部を大気圧に開放する（Ｓ２０）。圧力タンク２０内部が大気圧に開放されるとドライバを吸引する力は低下するので、ドライバはシート１８への拘束から解放される。これによって、車両衝突の衝撃により前方へ傾いたドライバの身体はエアバッグに受け止められる。このように、ドライバの拘束をエアバッグが完全に展開する直前に解除することにより、ドライバは適当なタイミングでエアバッグに受け止められる。これによって、エアバッグの衝撃吸収性能をより良好に実現できる。この結果、乗員の安全が確保される。
Ｓ１２において、車両の減速度が第１閾値以下であるとき（Ｓ１２のＮ）、Ｓ１４からＳ２０までの処理は実行されない。また、Ｓ１６において、車両の減速度が第２閾値以下であるとき（Ｓ１６のＮ）、Ｓ１８およびＳ２０の処理は実行されない。

上述のように、乗員拘束装置１０は、開閉弁の開閉によって乗員をシート１８に拘束する。従って、万が一、ＥＣＵ１４が誤判定して開閉弁を開閉させた場合であっても、それによって破壊される部品はない。つまり、再度乗員をシート１８に拘束するために部品を交換する必要はなく、再度初期状態に設定するだけでよい。これによって、部品の交換に伴うコストの増加を抑制できる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。例えば、以下のような変形例が考えられる。

本実施の形態では、バキュームポンプ２２により負圧を発生させたが、変形例では、エンジンにより発生する負圧を利用してもよい。これによって、圧力タンク２０に負圧を貯蔵するためにバキュームポンプ２２を設ける必要がなくなるので、乗員拘束装置１０の省スペース化および乗員拘束装置１０の軽量化を実現できる。

本実施の形態では、乗員拘束装置１０をドライバのシートに設ける例について説明したが、乗員拘束装置１０を設けるシートはこれに限らず、車両のすべてのシートに設けることができる。これによって、車両のどの座席についても上述したすべての効果が得られ、乗員の安全が確保される。

本実施の形態では、乗員拘束装置１０を車両が前方からの衝突に適用する例を説明したが、変形例として、車両の側方や後方からの衝突についても適用してもよい。この場合、車両に側方や後方からの衝突を検出するセンサを設けて、そのセンサの検出結果に応じてＥＣＵ１４が開閉弁の開閉およびエアバッグ装置１６の作動を制御する。

実施の形態に係る乗員拘束装置の構成を示すブロック図である。 シートを示す斜視図である。 図２に示したシートの側面に平行な方向の断面図である。 ＥＣＵによるエアバッグ装置の作動および開閉弁の開閉の制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 乗員拘束装置、 １２ Ｇセンサ、 １４ ＥＣＵ、 １６ エアバッグ装置、 １８ シート、 ２０ 圧力タンク、 ２２ バキュームポンプ、 ２４ 第１開閉弁、 ２６ 第２開閉弁、 ２８ 第３開閉弁、 ３０ 第１配管、 ３２ 第２配管、 ３４ 負圧状態形成装置、 ４０ ヘッドレスト、 ４２ シートバック、 ４４ シートクッション、 ４６ 吸引口、 ４８ 乗員。

Claims (6)

1. 車両の乗員が着座するシートと、
   第１の配管で前記シートと接続され、負圧状態を形成する負圧状態形成手段と、
   を備え、
   前記シートの表面に第１の配管と接続された吸引口が設けられていることを特徴とする乗員拘束装置。
2. 前記負圧状態形成手段は、
   前記シートと第１の配管で接続される負圧貯蔵手段と、
   前記負圧貯蔵手段と第２の配管で接続される負圧発生手段と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の乗員拘束装置。
3. 前記第１の配管に設けられた第１の開閉弁と、
   車両の減速度が所定の第１の閾値を超えたか否かを判定して、その判定結果に応じて前記第１の開閉弁の開閉を制御する制御手段と、
   をさらに備え、
   前記制御手段は、車両の減速度が前記第１の閾値を超えたと判定したとき、前記第１の開閉弁を開放させることを特徴とする請求項２に記載の乗員拘束装置。
4. 前記シートの前方または側方に設けられ、前記制御手段に作動を制御されるエアバッグ装置をさらに備え、
   前記制御手段は、車両の減速度が前記第１の閾値より大きい第２の閾値を超えたと判定したとき、前記エアバッグ装置を作動させることを特徴とする請求項３に記載の乗員拘束装置。
5. 前記負圧貯蔵手段を大気圧に開放する第２の開閉弁をさらに備え、
   前記制御手段は、前記エアバッグ装置を作動させた後に前記第２の開閉弁を開放させることを特徴とする請求項４に記載の乗員拘束装置。
6. 前記負圧発生手段は、エンジンにより負圧を発生させることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の乗員拘束装置。

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