JP2010155571A - 乗員保護装置 - Google Patents

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Shuzo Hashimoto
周三 橋本
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守雄 酒井
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Abstract

【課題】側方衝突時に乗員保護性能を向上することを目的とする。
【解決手段】衝突判断ECUによって衝突が予測され(100)、衝突予測方向が乗員の左側の場合には、シートバックの乗員の右側のリクライニングアクチュエータをダウン側(シートバック44を倒す方向)へ作動し(110)、シートバックの乗員の左側のリクライニングアクチュエータをアップ側(シートバック44を起こす方向)へ作動する(112)。また、衝突予測方向が乗員の右側の場合には、シートバックの乗員の右側のリクライニングアクチュエータをアップ側へ作動し(106)、シートバックの乗員の左側のリクライニングアクチュエータをダウン側へ作動する(108)。
【選択図】図5

Description

本発明は、乗員保護装置にかかり、特に、衝突を予測して乗員を保護する乗員保護装置に関する。
乗員保護装置は、種々のものが提案されており、例えば、衝突を予測してシートバックの傾斜角度を予め定めた角度にすることによってシートベルトやエアバッグ装置を適切に動作させる乗員保護装置が提案されている(特許文献1)。
特許文献1に記載の技術では、シートバックの側部または側部の一部に、側突サポート機構のサポート部を形成し、側突が予測された時に、シートバックから乗員の側部にサポート部を展開して、着座乗員の横方向の移動を阻止または抑制することが提案されている。
特開2005−10120号公報
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、サポート部によって乗員を支持するのみであるため、側突や斜突等の側方衝突の際の乗員保護性能をより一層向上するためには改善の余地がある。
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、側方衝突時に乗員保護性能を向上することを目的とする。
上記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、車幅方向の一端側と他端側とが車両前後方向に相対的に移動可能なシートバックを駆動する駆動手段と、自車両の衝突及び衝突方向を予測する予測手段と、前記予測手段によって側方衝突が予測された場合に、前記シートバックの背面が衝突方向を向き、且つ前記シートバックが衝突方向に対して垂直に近づくように、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。
請求項1に記載の発明によれば、シートバックの車幅方向の一端側と他端側が駆動手段によって車両前後方向に相対的に移動される。すなわち、駆動手段を駆動することによって、シートバックを傾けることができる。
予測手段では、自車両の衝突及び衝突方向が予測され、予測手段によって側方衝突が予測された場合に、制御手段では、シートバックの背面が衝突方向を向き、且つシートバックが衝突方向に対して垂直に近づくように、駆動手段が制御される。
これによって、乗員を衝突から遠ざけることができると共に、衝突対象の障害物と乗員との間にシートバックが介在し易くなり、シートバックによって衝突時の衝撃を吸収することが可能となる。従って、側方衝突時の乗員保護性能を向上することができる。
例えば、請求項2に記載の発明のように、制御手段が、衝突方向に近いシートバックの一端側が他端側に対して相対的に車両前方向へ移動するように駆動手段を制御するようにしてもよい。
また、駆動手段は、請求項3に記載の発明のように、シートバックの一端側を駆動する第1駆動手段と、他端側を駆動する第2駆動手段と、を有するようにしてもよい。この場合には、請求項4に記載の発明のように、シートバックの背面が衝突方向を向き、且つシートバックが衝突方向に対して垂直に近づくように、第1駆動手段及び第2駆動手段をそれぞれ逆方向へ駆動するようにしてもよい。或いは、第1駆動手段及び第2駆動手段の何れか一方のみを駆動するようにしてもよい。
以上説明したように本発明によれば、衝突予測時に、シートバックの背面が衝突方向を向き、且つシートバックが衝突方向に対して垂直に近づくように制御することによって、乗員を衝突から遠ざけることができると共に、衝突対象の障害物と乗員との間にシートバックが介在し易くなり、シートバックによって衝突時の衝撃を吸収することが可能となるので、側方衝突時に乗員保護性能を向上することことができる、という効果がある。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態に係わる乗員保護装置の概略構成を示すブロック図である。
本発明の実施の形態に係わる乗員保護装置10は、速突及び斜突を含む側方衝突を予測して、側方衝突が予測された場合に、車両用シートのシートバックをシートバックの背面が衝突方向を向き、且つシートバックが衝突方向に対して垂直に近づくように制御する。
本発明の実施の形態に係わる乗員保護装置10は、車両用シートのシートバックの駆動制御を行うためのシート制御ECU12、及び車両用シートのシートバックの角度を調節するためのリクライニングアクチュエータ14、15を備えている。なお、リクライニングアクチュエータ14、15は、本実施の形態では、シートバックの乗員の右側及び左側をそれぞれ独立に駆動するために2つ設けられている。
シート制御ECU12は、CPU、ROM、RAM、及び入出力インターフェースを有するマイクロコンピュータ16を備えており、リクライニングアクチュエータ14、15はそれぞれ、モータ18、19、及びシートバックの位置(リクライニング角度)を検出するためのセンサ20、21を備えている。モータ18及びセンサ20を備えたリクライニングアクチュエータ14はシートバックの乗員の右側を駆動し、モータ19及びセンサ21を備えたリクライニングアクチュエータ15はシートバックの乗員の左側を駆動する。なお、センサ20、21はそれぞれ、例えば、モータ18、19の回転数や回転位置等をホール素子等を用いて検出することにより、シートバックの角度を検出する。
マイクロコンピュータ16には、電源回路22、車両情報入力回路24、スイッチ入力回路26、モータ駆動回路28、電流モニタ回路30、及びセンサ入力回路32が接続されている。
電源回路22は、スイッチ34を介してバッテリ36に接続されており、バッテリ36の電力を乗員保護装置10の各部へ供給する。
車両情報入力回路24は、車両の各種制御を行うための各種ECU38が接続されており、各種ECU38との通信が可能とされている。
スイッチ入力回路26は、車両用シートのシートバックやシートスライド等の調整を指示するためのシート操作スイッチ40に接続されている。シート操作スイッチ40は、例えば、車両用シートの側面やドアトリム等に設けられ、シートバックのリクライニング調整やシートスライド等の調整を指示するスイッチが設けられている。
モータ駆動回路28には、リクライニングアクチュエータ14、15を駆動するためのモータ18、19が接続されており、モータ駆動回路28によってモータ18、19が個別に駆動可能とされている。モータ18、19は、車両用シートのシートバックの角度を調整するための機構(詳細は後述)を駆動する。また、モータ18、19はモータ駆動回路28から供給される電流等に応じて速度可変とされている。
電流モニタ回路30は、モータ駆動回路28からモータ18、19へ供給される電流を検出し、検出結果をマイクロコンピュータ16へ出力する。マイクロコンピュータ16は、電流モニタ回路30の検出結果を用いてモータ18、19の回転速度等を制御する。
センサ入力回路32には、リクライニングアクチュエータ14、15のセンサ20、21が接続されており、センサ20、21の検出結果をマイクロコンピュータ16へ出力する。
ここで、シートバックの傾斜角度の変更するリクライニング機構について説明する。なお、ここでは、後席のリクライニング機構について説明する。
図2は、本発明の実施の形態に係わる乗員保護装置における後席のリクライニング機構の概略機構を示す図である。
図4に示すように、後席の車両用シート42は、シートクッション46が車体(フロアパネル)72に固定され、シートバック44は、リンク機構(詳細は後述)70を介して車体(シートバックブレースパネルやシートバックサポートパネル等)74に固定されている。
シートバック44の下端は、ブラケット76を介して車体に固定されており、シートバック44は、ブラケット74を回転軸として、リンク機構30を動作させることによって傾斜角度が変更可能とされている。
図3は、リンク機構70の詳細な構成を示す図であり、(A)はシートバック44が起立する方向に調整された際のリンク機構の状態を示し、(B)はシートバック44が倒れる方向に調整された際のリンク機構70の状態を示す。
リンク機構70は、シートバック44と車体74との間に車幅方向に沿って2つ設けられている。2つのリンク機構は、リクライニングアクチュエータ14、15によってそれぞれ個別に駆動さえる。
また、リンク機構70は、リンク部材の台座となるベースブラケット78を備え、該ベースブラケット78が車体に固定される。
ベースブラケット78には、後述するリンク部材を回転可能に軸支するための3つの貫通穴78A、78B、78Cが設けられており、それぞれの貫通穴には、円弧状の第1円弧リンク部材80、L字状の第1L字リンク部材82、及びL字状の第2L字リンク部材84の一端がそれぞれ回転可能に軸支されている。
第1円弧リンク部材80の他端は、棒状の第1リンク部材86の一端が回転可能に軸支されており、第1リンク部材86の他端は、シートバック44を支持するシートバック支持ブラケット88に回転可能に軸支されている。
第1L字リンク部材82の他端は、第1リンク部材86のシートバック支持ブラケット88の軸支位置と第1円弧リンク部材80の軸支位置の間に回転可能に軸支されている。
第2L字リンク部材84の他端は、円弧状の第2円弧リンク部材900の一端が回転可能に軸支されており、第2円弧リンク部材90の他端が、シートバック支持ブラケット88に回転可能に軸支されている。
また、第1L字リンク部材82と第2L字リンク部材84の各L字の角部分には、棒状の第2リンク部材92の端部がそれぞれ回転可能に軸支されている。
シートバック支持ブラケット88は、U字形状の部分を有しており、当該U字形状部分に、シートバック44に設けられたワイヤ94が係止される。
また、第2L字リンク部材84のベースブラケット78が軸支された部分を回転軸として、リンク機構70を駆動するための駆動用ブラケット96が設けられており、該駆動用ブラケット96には、リクライニングアクチュエータアクチュエータ14に接続された駆動ロッド98が接続されている。リクライニングアクチュエータ14は、図示しないギヤボックスルを駆動することによって駆動ロッド98を駆動し、第2L字リンク部材86をベースブラケット78が軸支された部分を回転軸として回転駆動する。
すなわち、リクライニングアクチュエータ14、15によって駆動ロッド98を図3の紙面略上下方向へ移動することによって、駆動用ブラケット96を介して第2L字リンク部材44をベースブラケット38の貫通穴38Cを回転軸として回転する。これに伴って第2円弧リンク部材90が図3の紙面略左右方向へ移動されてシートバック支持ブラケット88の車両下側の部分が図3の紙面左右方向へ移動される。また、第2L字リンク部材84の回転によって第2リンク部材92が図3の紙面略上下方向へ移動することで、第1L字リンク部材82が回転される。これによって第1リンク部材86が図3の紙面略左右方向へ移動されると共に、第1円弧リンク部材80が貫通穴78Aを中心に回転し、シートバック支持ブラケット88の車両上側の部分が図3の紙面略左右方向へ移動される。これによって、シートバック44の傾斜角度が調整される。なお、本実施の形態では、左右独立にシートバック44の傾斜角度を調整することが可能であり、双方のリンク機構を異なる方向へ駆動することによって、シートバック44を傾けることができる。
続いて、車両情報入力回路24に接続される各種ECU38について詳細に説明する。本実施の形態では、車両情報入力回路24に接続された各種ECU38として衝突を予測する衝突判断ECU46(図4)が接続されている。
衝突判断ECU46は、図4に示すように、前方の障害物までの距離を検出するための前方ミリ波レーダー48、前側方の障害物までの距離を検出するための前側方ミリ波レーダー50、前方を撮影するステレオカメラ52、後方の障害物までの距離を検出するための後方ミリ波レーダー54、後側方の障害物までの距離を検出するための後側方ミリ波レーダー56、及び衝突を検出するための加速度センサ60が接続されたバス58に接続されている。
前方ミリ波レーダー48、前側方ミリ波レーダー50、ステレオカメラ52、後方ミリ波レーダー54、及び後側方ミリ波レーダー56は、車両周辺を監視して、監視結果を衝突判断ECU46に出力する。
前方ミリ波レーダー48は、例えば、フロントグリル中央付近に設けられ、前側方ミリ波レーダー50は、バンパ内の車幅方向両端付近等に設けられ、それぞれ車両前方や前側方にミリ波を出射することで対象物から反射してきた電波を受信し、伝搬時間やドップラー効果によって生じる周波数差などを基に対象物までの距離や自車との相対速度等を測定するために設けられている。また、後方ミリ波レーダー54及び後側方ミリ波レーダー56は、リアバンパー等に設けられ、それぞれ車両後方や後側方にミリ波を出射することで対象物から反射してきた電波を受信し、伝搬時間やドップラー効果によって生じる周波数差などを基に対象物までの距離や自車との相対速度等を測定するために設けられている。
ステレオカメラ52は、例えば、フロントウインドシールドガラス上方の中央付近車室内に設けられ、車両前方を撮影して、周辺障害物を検出すると共に、障害物までの距離を測定するために設けられている。なお、ステレオカメラ52は、前方ミリ波レーダー48及び前側方ミリ波レーダー50等によって障害物までの距離を検出できるので、省略した構成としてもよい。
そして、衝突判断ECU46は、前方ミリ波レーダー48、前側方ミリ波レーダー50、ステレオカメラ52、後方ミリ波レーダー54、及び後側方ミリ波レーダー56の検出結果を取得して衝突予測を行う。衝突予測については既知の各種技術を適用することができるので、詳細な説明を省略する。例えば、衝突判断ECU46は、前方ミリ波レーダー48、前側方ミリ波レーダー50、ステレオカメラ52、後方ミリ波レーダー54、及び後側方ミリ波レーダー56の検出結果に基づいて、障害物までの距離の変化から相対速度を求めて、衝突までの時間を算出し、算出した衝突予測時間tが予め定めた時刻以内の場合に衝突予測とする。また、本実施の形態では、衝突予測した方向(衝突方向)についても検出する。例えば、衝突予測したレーダーがどれかによって衝突方向を検出することができる。
また、衝突判断ECU46は、衝突を予測し、その方向が側方(側突又は斜突)の場合に、側方衝突を予測したことを表す信号及び衝突方向をシート制御ECU12へ出力するようになっている。
以上のように構成された本発明の実施の形態に係わる乗員保護装置10は、衝突判断ECU46によって衝突予測した場合に、衝突方向に応じて各リクライニングアクチュエータ14、15の駆動をシート制御ECU12が制御して、シートバックの背面が衝突方向を向き、且つシートバックが衝突方向に対して垂直に近づくように制御する。
具体的には、衝突判断ECU46によって衝突が予測され、衝突予測方向が乗員の左側の場合には、シートバック44の乗員の右側のリクライニングアクチュエータ14をダウン側(シートバック44を倒す方向)へ作動し、シートバック44の乗員の左側のリクライニングアクチュエータ15をアップ側(シートバック44を起こす方向)へ作動する。また、衝突予測方向が乗員の右側の場合には、シートバック44の乗員の右側のリクライニングアクチュエータ14をアップ側へ作動し、シートバック44の乗員の左側のリクライニングアクチュエータ15をダウン側へ作動する。これによって、シートバック44の背面が衝突方向を向き、且つシートバック44が衝突方向に対して垂直に近づくように制御することができる。そして、このようにシートバック44を傾けることによって、乗員を衝突から遠ざけることができると共に、衝突対象の障害物と乗員との間にシートバック44が介在し易くなり、シートバック44によって衝突時の衝撃を吸収することが可能となる。
なお、衝突予測時のリクライニングアクチュエータ14、15の作動は、シート操作スイッチ40を操作してシートバック44の傾斜角度を調整する際の駆動速度よりも高速に駆動する。また、シート操作スイッチ40を操作することによってシートバック44の傾斜角度を調整する際には、2つのリクライニングアクチュエータ14、15は同方向に作動する。
続いて、上述のように構成された本発明の実施の形態に係わる乗員保護装置10のシート制御ECU12で行われる処理の流れの一例について説明する。図5は、本発明の実施の形態に係わる乗員保護装置10のシート制御ECU12で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、ステップ100では、側方衝突予測があるか否かマイクロコンピュータ16によって判定される。該判定は、衝突判断ECU46から側方衝突を予測したことを表す信号を受信したか否かを判定し、該判定が肯定されるまで待機してステップ102へ移行する。なお、待機中に他の処理を行うようにしてもよい。
ステップ102では、シートバック44の現在の位置がRAM等に記憶されてステップ104へ移行する。すなわち、センサ入力回路32を介してセンサ20、21の検出結果を取得して、各リクライニングアクチュエータ14、15の現在の位置を記憶する。
ステップ104では、予測した側方衝突が乗員の右方向からか否かがマイクロコンピュータ15によって判定される。該判定は、衝突判断ECU46から出力される衝突方向に基づいて判定し、該判定が肯定された場合にはステップ106へ移行し、否定された場合には衝突方向が左側と判断してステップ110へ移行する。
ステップ106では、シートバック44の乗員右側のモータ18がアップ方向へ高速作動されてステップ108へ移行する。すなわち、マイクロコンピュータ16がモータ駆動回路28を制御することによってシート操作スイッチ40の操作によってシート調整を行うよりも高速にモータ18をアップ方向に駆動する。
ステップ108では、シートバック44の乗員左側のモータ19がダウン方向へ高速作動されてステップ114へ移行する。すなわち、マイクロコンピュータ16がモータ駆動回路28を制御することによってシート操作スイッチ40の操作によってシート調整を行うよりも高速にモータ19をダウン方向に駆動する。
このように、シートバック44の右側のモータ18がアップ方向へ駆動され、左側のモータ19がダウン方向へ駆動されることによって、シートバック44が乗員の左側へ傾く。すなわち、シートバック44の背面が衝突方向を向き、且つシートバック44が衝突方向に対して垂直に近づくように制御することができ、これによって乗員を衝突から遠ざけることができると共に、乗員の右側からの衝突対象と乗員との間にシートバック44が介在し易くなり、シートバック44によって衝突時の衝撃を吸収することが可能となる。
一方、ステップ110では、シートバック44の乗員右側のモータ18がダウン方向へ高速作動されてステップ112へ移行する。すなわち、マイクロコンピュータ16がモータ駆動回路28を制御することによってシート操作スイッチ40の操作によってシート調整を行うよりも高速にモータ18をダウン方向に駆動する。
ステップ112では、シートバック44の乗員左側のモータ19がアップ方向へ高速作動されてステップ114へ移行する。すなわち、マイクロコンピュータ16がモータ駆動回路28を制御することによってシート操作スイッチ40の操作によってシート調整を行うよりも高速にモータ19をアップ方向に駆動する。
このように、シートバック44の右側のモータ18がダウン方向へ駆動され、左側のモータ19がアップ方向へ駆動されることによって、シートバック44が乗員の右側へ傾く。すなわち、シートバック44の背面が衝突方向を向き、且つシートバック44が衝突方向に対して垂直に近づくように制御することができ、これによって乗員を衝突から遠ざけることができると共に、乗員の左側からの衝突対象と乗員との間にシートバック44が介在し易くなり、シートバック44によって衝突時の衝撃を吸収することが可能となる。
ステップ114では、予め定めた一定時間経過したか否かマイクロコンピュータ16によって判定され、該判定が肯定されるまで待機してステップ116へ移行する。なお、該判定は、衝突予測してから衝突が発生するまでの時間を待機するが、一定時間としては予め定めた固定の時間としてもよいし、衝突判断ECU46によって検知された衝突が発生するまでの予測時間を一定時間としてもよい。
ステップ116では、衝突が発生したか否かマイクロコンピュータ16によって判定される。該判定は、車両情報入力回路24を介して加速度センサ60の検出結果をマイクロコンピュータ16が取得して、検出した加速度が予め定めた値以上か否かを判定し、該判定が否定された場合には衝突が回避されたものと判断してステップ118へ移行し、肯定された場合には衝突したものと判断してそのまま一連の処理を終了する。
ステップ118では、元の位置へ戻すように各モータ18、19が作動されてステップ100に戻って上述の処理が繰り返される。すなわち、マイクロコンピュータ16がモータ駆動回路を制御して、ステップ102で記憶された位置に戻るように各モータ18、19が駆動される。
このように、本実施の形態に係わる乗員保護装置10は、衝突判断ECU46によって側方衝突を予測した場合に、衝突方向に近い方のシートバックの一端側が他端側に対して相対的に車両前方へ移動するように、モータ18、19を駆動制御することによって、乗員を衝突から遠ざけることができると共に、衝突対象の障害物と乗員との間にシートバック44が介在し易くなり、側方衝突時の衝撃を吸収することができる。
例えば、衝突判断ECU46によって衝突が予測され、衝突予測方向が乗員の右側の場合には、シートバック44の乗員の右側のリクライニングアクチュエータ14をアップ側へ作動し、シートバック44の乗員の左側のリクライニングアクチュエータ15をダウン側へ作動する。これによって、図6(A)に示す状態から図6(B)に示す状態となり、シートバック44の背面が衝突方向を向き、且つシートバック44が衝突方向に対して垂直に近づくように制御されるので、乗員を衝突から遠ざけることができると共に、衝突対象の障害物と乗員との間にシートバック44が介在し易くなり、シートバック44によって衝突時の衝撃を吸収することが可能となる。
なお、上記の実施の形態では、側方衝突予測時に、2つのモータ18、19を逆方向に駆動するようにしたが、これに限るものではなく、シートバック44の背面が衝突方向を向き、且つシートバック44が衝突方向に対して垂直に近づくように一方のモータのみを駆動するようにしてもよい。
また、上記の実施の形態では、後席の車両用シートを例に挙げて説明したが、これに限るものではなく、シートバック44の左右の傾斜角度を独立して駆動できる構成にすれば、後席に限るものではない。
本発明の実施の形態に係わる乗員保護装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係わる乗員保護装置における後席のリクライニング機構の概略機構を示す図である。 リンク機構の詳細な構成を示す図であり、(A)はシートバックが起立する方向に調整された際のリンク機構の状態を示し、(B)はシートバックが倒れる方向に調整された際のリンク機構の状態を示す。 本発明の実施の形態に係わる乗員保護装置の車両用シート制御ECUに接続される衝突判断ECUと衝突を判断するための構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係わる乗員保護装置のシート制御ECUで行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。 (A)は側方衝突予測時のシートバックの制御前の状態を示す図であり、(B)は側方衝突予測時のシートバックの制御後の状態を示す図である。
符号の説明
10 乗員保護装置
12 シート制御ECU
14、15 リクライニングアクチュエータ
16 マイクロコンピュータ
18、19 モータ
24 車両情報入力回路
28 モータ駆動回路
44 シートバック
46 衝突判断ECU
70 リンク機構

Claims (4)

  1. 車幅方向の一端側と他端側とが車両前後方向に相対的に移動可能なシートバックを駆動する駆動手段と、
    自車両の衝突及び衝突方向を予測する予測手段と、
    前記予測手段によって側方衝突が予測された場合に、前記シートバックの背面が衝突方向を向き、且つ前記シートバックが衝突方向に対して垂直に近づくように、前記駆動手段を制御する制御手段と、
    を備えた乗員保護装置。
  2. 前記制御手段が、衝突方向に近い前記一端側が前記他端側に対して相対的に車両前方向へ移動するように前記駆動手段を制御する請求項1に記載の乗員保護装置。
  3. 前記駆動手段は、前記シートバックの前記一端側を駆動する第1駆動手段と、前記シートバックの前記他端側を駆動する第2駆動手段と、を有する請求項1又は請求項2に記載の乗員保護装置。
  4. 前記制御手段は、前記シートバックの背面が衝突方向を向き、且つ前記シートバックが衝突方向に対して垂直に近づくように、前記第1駆動手段と前記第2駆動手段をそれぞれ逆方向へ駆動する請求項3に記載の乗員保護装置。
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