JP2011168120A - 車両の乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】助手席シート２１に着座している乗員５１（小柄な乗員５１）の顔面が、エアバッグ１２の、車両前方に向かって上側に傾斜する受け面１２ａに出来る限り当接するようにして該乗員を効果的に保護する。
【解決手段】車両１の衝突時に、乗員５１の上半身が前傾して該乗員５１の顔面が、膨張展開状態のエアバッグ１２の受け面１２ａに当接するように、助手席シート２１のシートクッション２１ａの前部を上昇させて乗員５１の膝部を持ち上げる上昇手段（第２エアバッグユニット３１）を設ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両の衝突時（特に前面衝突時）にインフレータを作動させてエアバッグを助手席シートの前方に膨張展開させるように構成された車両の乗員保護装置に関する技術分野に属する。

従来より、車両の車室内の前端部に設けたインストルメントパネル内にエアバッグユニットを配設して、車両の衝突時に、このエアバッグユニットのエアバッグを、インフレータからのガス供給により助手席シートの前方に膨張展開させることで、助手席シートに着座している乗員を保護するようにすることは、よく知られている。

上記膨張展開状態のエアバッグの車両後側の面には、車両前方に向かって上側に傾斜する受け面が形成されている場合があり（例えば特許文献１参照）、このような受け面で乗員の顔面を受けるようにすれば、乗員を有効に保護することが可能になる。すなわち、エアバッグの車両後側の面が略鉛直に延びる面である場合には、乗員の頭部がエアバッグから後向きの力を受け易くなるため、頭部が車両後側に仰け反る可能性があるが、乗員の頭部が前傾して上記受け面に当接すれば、頭部が車両後側に仰け反り難くなり、頭部を支える首部が保護される。

特開２００２−１９５６０号公報（第１図）

上記エアバッグに上記のような受け面を形成することは、特に小柄な乗員の場合に有効である。すなわち、小柄でない乗員の場合には、顔面が略鉛直に延びる面に当接して頭部が後向きの力を受けても、その力に十分に打ち勝つ力を首部に発生させることができる。しかし、小柄な乗員の場合には、エアバッグから受ける力に打ち勝つ力を発生させることができず、このため、小柄な乗員の場合に、その顔面を上記受け面に当接させるようにすることが好ましい。

しかし、小柄な乗員の場合には、車両の衝突時に、該乗員の臀部が前側に移動し易く、このように臀部が前側に移動してしまうと、上半身が前傾姿勢になり難く、このため、顔面が上記受け面に当接しなくなる可能性が高くなる。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、助手席シートに着座している乗員（小柄な乗員）の顔面が、エアバッグの、車両前方に向かって上側に傾斜する受け面に出来る限り当接するようにして該乗員を効果的に保護しようとすることにある。

上記の目的を達成するために、本発明では、車両のインストルメントパネル内における助手席シートの前方に相当する部分に収容されたエアバッグと、該エアバッグへガスを供給するインフレータとを備え、上記車両の衝突時に該インフレータを作動させて該エアバッグを上記助手席シートの前方に膨張展開させるように構成された車両の乗員保護装置を対象として、上記エアバッグは、膨張展開状態で、上記助手席シートに着座している所定の体格の乗員の顔面を受ける、車両前方に向かって上側に傾斜する受け面を有し、上記車両の衝突時に、上記乗員の上半身が前傾して該乗員の顔面が、膨張展開状態のエアバッグの上記受け面に当接するように、上記助手席シートのシートクッションの前部を上昇させて上記乗員の膝部を持ち上げる上昇手段を備えている、構成とした。

上記の構成により、車両が衝突（特に前面衝突）すると、エアバッグが助手席シートの前方（助手席シートに着座している所定の体格の乗員（小柄な乗員）の上半身の前方）に膨張展開するとともに、上昇手段が作動して、助手席シートのシートクッションの前部を上昇させて乗員の膝部を持ち上げる。この膝部の持ち上げにより、乗員の臀部が前側に移動し難くなり、腰部が助手席シートのシートバックの直前に位置することになる。この結果、乗員の上半身がその腰部を起点にして前傾し易くなる。よって、乗員の顔面が、膨張展開状態のエアバッグの受け面に当接するようになり、乗員の首部が保護される。

上記車両の乗員保護装置において、上記エアバッグの受け面は、該エアバッグの膨張展開状態で、エアバッグの車両後側の面において該受け面の車幅方向両側の部分に対して車両前側へ窪んだ窪み部に形成されている、ことが好ましい。

このことにより、窪み部の幅（車幅方向の長さ）を適切に設定することで、乗員の顔面が受け面に当接するまでの間に、受け面の車幅方向両側の部分（窪み部の車幅方向両側の側面）でも顔面を受けることができ、顔面が受け面に直接当接する場合に比べて、顔面に加わる衝撃力を軽減することができる。

上記車両の乗員保護装置において、上記エアバッグは、該エアバッグの下端部が、上記乗員の上記上昇手段による持ち上げ前の膝部近傍まで膨張展開する形状であって、該エアバッグの下端部が、上記上昇手段による上記乗員の膝部の持ち上げにより該膝部から上側への押圧力を受けても、膨張展開状態のエアバッグの上端部が上記車両のフロントウインドに当接することによって、上記受け面の上方移動を抑制するように形成されている、ことが好ましい。

このことで、乗員の膝部が持ち上げられても、エアバッグ（受け面）の上方移動が抑制され、乗員の顔面が、膨張展開状態のエアバッグの受け面に当接するようになる。

或いは、上記車両の乗員保護装置において、上記エアバッグは、該エアバッグの下端部が、上記乗員の上記上昇手段による持ち上げ前の膝部近傍まで膨張展開する形状であって、該エアバッグの下端部に、上記乗員の上記上昇手段により持ち上げられた膝部とエアバッグの下端部との当接を回避するための上方へ凹む凹部が形成されている、ことが好ましい。

このような凹部の形成により、乗員の膝部が持ち上げられても、その膝部がエアバッグの下端部に当接しなくなり、エアバッグ（受け面）の上方移動が抑制される。

また、上記車両の乗員保護装置において、上記エアバッグは、該エアバッグの下端部が、上記乗員の上記上昇手段による持ち上げ前の膝部近傍まで膨張展開する形状であって、該エアバッグ内における上記受け面よりも上側位置に、エアバッグの車幅方向への膨張展開を規制するテザーが配設されている、ことが好ましい。

このことにより、エアバッグのテザー配設部分（受け面よりも上側部分）の車幅方向への膨張展開が規制され、その代わりに、エアバッグにおけるテザーよりも下側部分（エアバッグの下部）が車幅方向に膨張展開し易くなる。この結果、乗員の持ち上げられた膝部がエアバッグの下端部に当接したとしても、エアバッグの下部が車幅方向に膨張展開することで、受け面が上方に移動し難くなり、乗員の顔面が、膨張展開状態のエアバッグの受け面に当接するようになる。また、小柄でない乗員の場合には、該乗員の顔面がエアバッグの車両後側の面における受け面よりも上側部分に当接することになるが、この部分に対応する高さ位置にテザーが配設されてエアバッグの車幅方向への膨張展開が規制されるので、小柄でない乗員の顔面を適切に受け止めることができる。

上記車両の乗員保護装置において、上記インフレータは、上記エアバッグへ供給するガス圧を変更可能なものであり、上記インフレータの上記ガス圧を制御する圧力制御手段と、上記助手席シートのシートクッションの車両前後方向のスライド位置を検出する位置検出手段とを更に備え、上記圧力制御手段は、上記位置検出手段により検出された上記スライド位置が所定位置よりも前側にあるときには、該所定位置又はその後側にあるときよりも上記ガス圧を低下させるように構成されている、ことが好ましい。

すなわち、助手席シートのシートクッションのスライド位置が所定位置よりも前側にあるときには、助手席シートに小柄な乗員が着座している場合であり、この場合には、ガス圧を低くして該乗員が受ける力を小さくすることが好ましい。一方、上記スライド位置が上記所定位置又はその後側にあるときには、助手席シートに小柄な乗員又は小柄でない乗員が着座している場合であり、小柄な乗員であっても小柄でない乗員であっても、インストルメントパネルから離れた位置に居るので、ガス圧を高くすることが好ましい。したがって、圧力制御手段による上記制御により、シートクッションのスライド位置に応じてガス圧を適切にすることがきる。

以上説明したように、本発明の車両の乗員保護装置によると、車両の衝突時に、乗員の臀部が前側に移動し難くなり、乗員の上半身が腰部を起点にして前傾して、乗員の顔面が、膨張展開状態のエアバッグの受け面に当接するようになり、よって、乗員の適切な保護を図ることができる。

本発明の実施形態に係る乗員保護装置が搭載された車両の車室内前部を示す、車両後側から見た図である。 上記車両の車室内前部の部分断面概略側面図である。 上記乗員保護装置の制御系の構成を示すブロック図である。 車両が前面衝突した状態を示す図２相当図である。 第１エアバッグユニットにおける膨張展開完了時のエアバッグを車両後側から見た図である。 第１エアバッグユニットのエアバッグの別の形態を示す図４相当図である。 第１エアバッグユニットのエアバッグの更に別の形態を示す図５相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１及び図２は、本発明の実施形態に係る乗員保護装置が搭載された車両１の車室内前部を示す。この車両１の車室内の前端部には、車幅方向に延びるインストルメントパネル２が設けられている。このインストルメントパネル２内における助手席シート２１の前方に相当する部分に第１エアバッグユニット１０が配設されている。この第１エアバッグユニット１０は、開口を有するケーシング１１と、該ケーシング１１内の開口側に折り畳まれた状態で収容されたエアバッグ１２と、ケーシング１１内の奥側に収容され、エアバッグ１２へガスを供給するインフレータ１３とを有している。

上記ケーシング１１は、ブラケット１４を介して、車幅方向に延びる車体強度部材としてのステアリング支持部材３に支持固定されており、この支持固定状態で、ケーシング１１の開口は、車両後側寄りの斜め上側を向いていて、インストルメントパネル１の上壁部の内側面に略接している。

インストルメントパネル２の上壁部の内側面におけるケーシング１１の開口縁部と対向する部分には、断面略Ｖ字状の破断溝４が形成されている。この破断溝４は、エアバッグ１２の膨張展開圧によって破断するようになっている。そして、エアバッグ１２は、インストルメントパネル２の上壁部において破断溝４の破断により生じる開口からインストルメントパネル２の外側（助手席シート２１の前方）に膨張展開する。

上記インフレータ１３は、車両１の衝突時（前面衝突時）に、当該乗員保護装置の制御を行うコントローラ６１（図３参照）から起爆信号を受けて作動（起爆）して、ガスを発生させ、このガスをエアバッグ１２へ供給する。本実施形態では、インフレータ１３には、２つの火薬が設けられ、コントローラ６１から低圧力用の起爆信号を受けたときには、１つの火薬のみを起爆し、コントローラ６１から高圧力用の起爆信号を受けたときには、２つの火薬を起爆するように作動する。１つの火薬のみを起爆したときには、２つの火薬を起爆したときに比べて、インフレータ１３がエアバッグ１２へ供給するガス圧（エアバッグ１２の膨張展開圧）が低くなる。このことで、コントローラ６１は、インフレータ１３の上記ガス圧を制御する圧力制御手段を構成することになる。

上記エアバッグ１２は、インフレータ１３からのガス供給により、助手席シート２１の前方（助手席シート２１に着座している乗員５１の上半身の前方）に膨張展開する。このエアバッグ１２は、膨張展開状態で、助手席シート２１に着座している所定の体格の乗員５１の顔面を受ける、車両前方に向かって上側に傾斜する受け面１２ａを有している（図４参照）。本実施形態では、上記所定の体格の乗員５１は、小柄な人、具体的には、アメリカ人女性の中で５％以内に入るような小柄な人を想定している。以下、所定の体格の乗員５１を他の体格の乗員５１と区別していう場合には、小柄な乗員５１といい、区別しない場合には、単に乗員５１という。

上記受け面１２ａは、エアバッグ１２の膨張展開状態で、エアバッグ１２の車両後側の面の上下方向及び左右方向の略中央において該受け面１２ａの車幅方向両側の部分に対して車両前側へ窪んだ窪み部１２ｂに形成されている（図４及び図５参照）。この窪み部１２ｂの下部が、車両前方に向かって上側に傾斜していて、上記受け面１２ａを形成している。窪み部１２ｂの上部は、受け面１２ａの上端（車両前側端）から車両後方に向かって上側に傾斜している。窪み部１２ｂの幅（車幅方向の長さ）は、窪み部１２ｂの上下方向略中央で最大であり、上側及び下側に向かって小さくなる（図５参照）。窪み部１２ｂの幅の最大値（小柄な乗員５１の顔が当接する前の値）は、小柄な乗員５１の顔の幅よりも小さくて、該小柄な乗員５１の顔面が受け面に当接するまでの間に、受け面１２ａの車幅方向両側の部分（窪み部１２ｂの車幅方向両側の側面）でも顔面を受ける（図４は、受け面１２ａの車幅方向両側の部分で顔面を受けている状態を示す）。このとき、窪み部１２ｂが左右に拡がりながら小柄な乗員５１の顔面が窪み部１２ｂ内に沈み込んでいき、最終的に小柄な乗員５１の顔面が受け面１２ａに当接することになる。尚、助手席シート２１に小柄でない乗員５１が着座している場合には、該小柄でない乗員５１の顔面は、膨張展開状態のエアバッグ１２の車両後側の面における窪み部１２ｂよりも上側部分又は受け面１２ａよりも上側部分に当接する。

上記助手席シート２１は、シートクッション２１ａと、下端部がシートクッション２１ａの後端部に、車幅方向に延びる軸回りに回動可能に支持されたシートバック２１ｂと、このシートバック２１ｂの上端に取り付けられたヘッドレスト２１ｃとを有している。

助手席シート２１のシートクッション２１ａの前部には、第２エアバッグユニット３１が配設されている。この第２エアバッグユニット３１も、第１エアバッグユニット１０と同様に、開口を有するケーシング３２と、該ケーシング３２内の開口側に折り畳まれた状態で収容されたエアバッグ３３（膨張展開した状態の図４参照）と、ケーシング３２内の奥側に収容され、エアバッグ３３へガスを供給するインフレータ３４（図３のみに示す）とを有している。上記ケーシング３２の支持構成の図示は省略するが、ケーシング３２は、助手席シート２１のシートクッション２１ａのパッド前部の下側において、ブラケットを介してシートクッションフレームに支持固定されており、この支持固定状態で、ケーシング３２の開口は上側を向いていて、上記パッドの下面に略接している。そして、上記インフレータ３４は、車両１の衝突時（前面衝突時）に、コントローラ６１から起爆信号を受けて作動（起爆）して、ガスを発生させ、このガスをエアバッグ３３へ供給する。このガス供給により、エアバッグ３３が上記パッド前部の下側で展開して、該パッド前部を上昇させる。

上記第２エアバッグユニット３１は、車両１の衝突時に、エアバッグ３３の膨張展開によって、シートクッション２１ａの前部を上昇させて乗員５１の膝部を持ち上げる上昇手段として機能させるために設けられている。このエアバッグ３３の膨張展開により、車両１の衝突時に、小柄な乗員５１の上半身が腰部を起点に前傾して該小柄な乗員５１の顔面が、第１エアバッグユニット１０における膨張展開状態のエアバッグ１２の受け面１２ａに当接するようにしている。すなわち、小柄な乗員５１の場合には、車両１の衝突時に、該小柄な乗員５１の臀部が前側に移動し易く（後述のシートベルト装置４１のプリテンショナ機構４９が作動しても、臀部がシートベルト４２の腰部拘束部４２ｂの下側をすり抜ける可能性がある）、このように臀部が前側に移動してしまうと、上半身が前傾姿勢になり難く、このため、顔面が上記受け面１２ａに当接しなくなる可能性が高くなる。そこで、小柄な乗員５１の膝部を持ち上げることで、小柄な乗員５１の臀部が前側に移動するのを抑制して、小柄な乗員５１の上半身がその腰部を起点にして前傾し易くなるようにする。小柄でない乗員５１の場合も、その膝部が持ち上げられることになるが、これにより、プリテンショナ機構４９の作動と相俟って、小柄でない乗員５１の上半身も腰部を起点にして前傾し易くなる。上記膝部の持ち上げ量は、小柄な乗員５１の臀部が前側に移動するのを抑制できる程度の量であり、このことから、第２エアバッグユニット３１のエアバッグ３３の膨張展開完了時の容積は、第１エアバッグユニット１０のエアバッグ１２の膨張展開完了時の容積に比べてかなり小さく、また、インフレータ３４の火薬は１つのみであり、その火薬量も第１エアバッグユニット１０のインフレータ１３の１つの火薬量よりもかなり少ない。

尚、上記上昇手段としては、第２エアバッグユニット３１に限らず、助手席シート２１のシートクッション２１ａの前部（パッド前部）を上昇させる電磁式又は油圧式等のアクチュエータで構成してもよい。但し、車両１の衝突時にシートクッション２１ａの前部を出来る限り早期に上昇させる観点からは、上記のようにエアバッグ３３を膨張展開させる構成が好ましい。

助手席シート２１は、シートクッション２１ａを車両前後方向にスライドさせるスライド機構２２を有している。このスライド機構２２は、シートクッション２１ａの左右両端部の下部に設けられたスライダ２３と、前後部でレール取付部材２５を介して車室フロア（車体部材）に固定した、車両前後方向に延びる左右の案内レール２４とで構成されている。上記左右のスライダ２３が、左右の案内レール２４に対し車両前後方向にスライド可能にそれぞれ係合されており、シートクッション２１ａの車両前後方向のスライド位置を調整することができるようになっている。そして、シートクッション２１ａには、該シートクッション２１ａの車両前後方向のスライド位置を検出する位置検出手段としてのポジションセンサ２６（図３のみに示す）が配設されている。このポジションセンサ２６による検出信号は上記コントローラ６１に入力される。

図４に示すように、上記第１エアバッグユニット１０のエアバッグ１２は、該エアバッグ１２の下端部が、乗員５１の膝部（第２エアバッグユニット３１により持ち上げられる前の膝部）近傍まで膨張展開する形状である。すなわち、エアバッグ１２の下部（窪み部１２ｂよりも下側部分）は、左側分割部１２ｃと右側分割部１２ｄとに２分割されており（図５参照）、これら両分割部１２ｃ，１２ｄの後面が、乗員５１の左右の肩部から胸部にかけての部分をそれぞれ保護する。このために、エアバッグ１２の下端部（両分割部１２ｃ，１２ｄの下端部）は、乗員５１の膝部近傍に位置する。このような位置関係では、第２エアバッグユニット３１のエアバッグ３３により乗員５１の膝部が持ち上げられると、エアバッグ１２の下端部が該膝部から上側への押圧力を受けてエアバッグ１２全体が上方移動してしまう。これにより、エアバッグ１２の受け面１２ａの位置が、予め設定した設定位置から上側にずれて、小柄な乗員５１の顔面が受け面１２ａに当接しなくなる。このようなことがないように、本実施形態では、エアバッグ１２は、該エアバッグ１２の下端部が乗員５１の膝部から上側への押圧力を受けても、膨張展開状態のエアバッグ１２の上端部が車両１のフロントウインド７に当接することによって、受け面１２ａ（エアバッグ１２全体）の上方移動を抑制するように形成されている。これにより、エアバッグ１２は、該エアバッグ１２の下端部が乗員５１の膝部から上側への押圧力を受けても、上方移動はできず、車幅方向に膨張する。

上記車両１には、助手席シート２１に着座している乗員５１を拘束するシートベルト装置４１が設けられている。このシートベルト装置４１は、図２に示すように、シートベルト４２と、該シートベルト４２を巻き取るリトラクタ部４３と、このリトラクタ部４３から引き出されたシートベルト４２の先端部が取り付けられた外側固定部４４と、シートベルト４２の長さ方向中間部に配設されたタング４６が着脱可能に係合するバックル４７を有する内側固定部４５とを有する３点式に構成されている。内側固定部４５は、助手席シート２１の車幅方向内側で車体部材に固定されている一方、リトラクタ部４３及び外側固定部４４は、助手席シート２１を挟んで内側固定部４５とは反対側である車幅方向外側で車体部材に固定されている。上記リトラクタ部４３から引き出されたシートベルト４２は、助手席シート２１の車幅方向外側の上方位置に設けられたスリップガイド４８により、その引き出し方向が上向きから下向きに変換されて、その先端部が外側固定部４４に取り付けられている。タング４６は、スリップガイド４８と外側固定部４４との間でシートベルト４２に対して摺動可能に設けられており、このタング４６がバックル４７に係合されることで、乗員５１がシートベルト４２を着用した状態となる。この着用状態で、シートベルト４２は、乗員５１の車幅方向外側の肩部から胸部を通って腰部の車幅方向内側部分にまで下側に向かって車幅方向内側に斜めに延びる胸部拘束部４２ａと、乗員５１の腰部において車幅方向に延びる腰部拘束部４２ｂとを有する。

上記リトラクタ部４３及び外側固定部４４内には、後述の距離センサ６３による検出結果に基づいてコントローラ６１が衝突を予知したとき（例えば、車両１が障害物に衝突するまでの予測時間が、予め決めた基準時間よりも短いとき）に、シートベルト４２の両端部をリトラクタ部４３及び外側固定部４４内にそれぞれ引き込むプリテンショナ機構４９がそれぞれ設けられている。これらプリテンショナ機構４９は、シートベルト４２を巻き取る巻取ローラを巻取方向に回転駆動する電動モータによって構成されている。上記リトラクタ部４３のプリテンショナ機構４９は、ロードリミッタ機能を有し、シートベルト４２に所定値よりも大きな張力が作用しないようになされている。この所定値の値に応じて、車両１の衝突時に乗員５１の上半身がその腰部を起点にして前傾する際の前傾量を調整することができる。

図３は、上記乗員保護装置の制御系の構成を示す。コントローラ６１は、周知のマイクロコンピュータをベースとする制御装置であって、プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されてプログラムおよびデータを格納するメモリと、種々の信号の入出力を行うための入出力（Ｉ／Ｏ）バスとを含む。このコントローラ６１に、車両１の前面衝突を検出するための衝突センサ６２（例えば加速度センサからなる）と、車両１と該車両１の前方に位置する障害物との間の距離を検出するための距離センサ６３と、上記ポジションセンサ２６とが接続されて、これらセンサ６２，６３，２６からの検出信号が入力される。そして、これらの入力信号に基づいて、第１及び第２エアバッグユニット１０，３１のインフレータ１３，３４並びにリトラクタ部４３及び外側固定部４４のプリテンショナ機構４９を制御する。

コントローラ６１は、衝突センサ６２からの入力信号に基づいて車両１の前面衝突を検出すると、第１及び第２エアバッグユニット１０，３１のインフレータ１３，３４に対して起爆信号をそれぞれ送信する。本実施形態では、コントローラ６１は、両エアバッグユニット１０，３１のインフレータ１３，３４に対して同時に起爆信号をそれぞれ送信する。

また、コントローラ６１は、第１エアバッグユニット１０のインフレータ１３に対しては、ポジションセンサ２６からの入力信号に応じて、低圧力用又は高圧力用の起爆信号を送信する。具体的には、助手席シート２１のシートクッション２１ａの車両前後方向のスライド位置が所定位置よりも前側にあるときには、インフレータ１３に対して低圧力用の起爆信号を送信する一方、上記スライド位置が上記所定位置又はその後側にあるときには、インフレータ１３に対して高圧力用の起爆信号を送信する。これにより、上記スライド位置が所定位置よりも前側にあるときには、該所定位置又はその後側にあるときよりも、エアバッグへ供給するガス圧が低下する。すなわち、上記スライド位置が所定位置よりも前側にあるときには、助手席シート２１に小柄な乗員５１が着座している場合であり、この場合には、上記ガス圧を低くして該小柄な乗員が受ける力を小さくすることが好ましい。一方、上記スライド位置が上記所定位置又はその後側にあるときには、助手席シート２１に小柄な乗員又は小柄でない乗員が着座している場合であり、小柄な乗員であっても小柄でない乗員であっても、インストルメントパネル２から離れた位置に居るので、ガス圧を高くすることが好ましい。したがって、上記の制御により、シートクッション２１ａのスライド位置に応じて上記ガス圧を適切にすることがきる。

上記距離センサ６３は、例えば、車両前方へ検知波（赤外線やミリ波等）を発信する発信器と、その検知波が車両前方の障害物に当たって反射してくる反射波を受信する受信器とを有していて、検知波の発信時点から反射波を受信するまでの時間を計測することによって、車両１と車両１前方の障害物との間の距離を検出する。そして、コントローラ６１は、距離センサ６３により検出された距離に応じて、車両１の上記障害物への衝突可能性の大小を判定する。この判定は、例えば以下のようにして行う。すなわち、車両１と障害物との間の距離と、該距離の変化から得られる、車両１の障害物に対する接近速度とから、車両１が障害物に衝突するまでの予測時間を求め、この予測時間が、予め定めた基準時間よりも短いときに、衝突可能性が高いと判定する。

コントローラ６１は、車両１の障害物への衝突可能性が高いと判定したときには、上記リトラクタ部及び外側固定部内のプリテンショナ機構４９に対して作動信号をそれぞれ送信して、両プリテンショナ機構４９を共に作動させる。これにより、助手席シート２１に着座している乗員５１を、シートベルト４２により強く拘束する。そして、コントローラ６１は、衝突センサ６２により障害物との衝突を検出したときには、上記の如く第１及び第２エアバッグユニット１０，３１のインフレータ１３，３４を同時に作動（起爆）させる。一方、衝突可能性が高いと判定した時点から所定時間（上記基準時間よりも僅かに長い時間）経過しても、衝突センサ６２により障害物との衝突が検出されなかったときには、衝突が回避されたものと判断して、プリテンショナ機構４９の作動を停止して、乗員５１のシートベルト４２による強い拘束を解除する。

次に、上記乗員保護装置の動作について説明する。

先ず、コントローラ６１が、距離センサ６３からの入力信号に基づき、車両１の障害物への衝突可能性が高いと判定したときには、リトラクタ部４３及び外側固定部４４内のプリテンショナ機構４９を共に作動させて、助手席シート２１に着座している乗員５１を、シートベルト４２により強く拘束する。これにより、助手席シート２１の乗員５１の背中がシートバック２１ｂに押え付けられるとともに、該乗員５１の腰部がシートバック２１ｂの直前に位置することになる。

そして、実際に車両１が障害物へ前面衝突すると、コントローラ６１は、衝突センサ６２からの入力信号に基づき衝突を検出し、第１及び第２エアバッグユニット１０，３１のインフレータ１３，３４に対して起爆信号を同時に送信する。このとき、助手席シート２１のシートクッション２１ａの車両前後方向のスライド位置が所定位置よりも前側にあるときには、第１エアバッグユニット１０のインフレータ１３に対して低圧力用の起爆信号を送信する一方、上記スライド位置が上記所定位置又はその後側にあるときには、インフレータ１３に対して高圧力用の起爆信号を送信する。

第１及び第２エアバッグユニット１０，３１のインフレータ１３，３４の起爆により、第１及び第２エアバッグユニット１０，３１のエアバッグ１２，３３がそれぞれ膨張展開し始める。第２エアバッグユニット３１のエアバッグ３３は、第１エアバッグユニット１０のエアバッグ１２よりも膨張展開完了時の容積が小さいので、エアバッグ１２よりも早期に膨張展開完了する（図４参照）。このエアバッグ１２の膨張展開により、助手席シート２１のシートクッション２１ａのパッド前部が上昇して乗員５１の膝部が持ち上げられる。これにより、乗員５１の臀部が前側に移動し難くなり、腰部がシートバック２１ｂの直前に位置することになる。ここで、上記のようにプリテンショナ機構４９が作動しているので、これだけでも乗員５１の臀部は前側には移動し難いが、小柄な乗員５１の場合には、臀部がシートベルト４２の腰部拘束部４２ｂの下側をすり抜ける可能性がある。そこで、上記のように乗員５１（小柄でない乗員５１も含む）の膝部を持ち上げ、これにより、乗員５１の臀部の前側への移動（すり抜け）を抑制する。

上記のように膝部が持ち上げられた乗員５１の上半身は、腰部を起点にして前傾しようとする。この前傾しようとする力が次第に強くなって、シートベルト４２に所定値よりも大きな張力が作用すると、リトラクタ部４３のプリテンショナ機構４９におけるロードリミッタ機能により、シートベルト４２に所定値よりも大きな張力が作用しないようになされているので、乗員５１の上半身がその腰部を起点にして前傾し始める。

上記乗員５１の上半身の前傾の途中又は前傾開始前に、第１エアバッグユニット１０のエアバッグ１２が膨張展開完了した状態になる（図４参照）。そして、小柄な乗員５１の場合には、更に上半身が前傾していくと、該小柄な乗員５１の顔面がエアバッグ１２の窪み部１２ｂの車幅方向両側の側面に接触しながら窪み部１２ｂ内に沈み込んでいき（図４参照）、やがて受け面１２ａに当接する。助手席シート２１のシートクッション２１ａの車両前後方向のスライド位置が前側にあるときには、小柄な乗員５１の顔面が受け面１２ａの前側部分に当接し、上記スライド位置が後側にあるときには、小柄な乗員５１の顔面が受け面１２ａの後側部分に当接する。これにより、小柄な乗員５１の頭部が車両後側に仰け反り難くなり、頭部を支える首部が保護される。また、窪み部１２ｂの車幅方向両側の側面でも小柄な乗員５１の顔面を受けることで、該顔面が受け面１２ａに直接当接する場合に比べて、顔面に加わる衝撃力を軽減することができる。

一方、小柄でない乗員５１の場合には、その顔面が、膨張展開状態のエアバッグ１２の車両後側の面における窪み部１２ｂよりも上側部分又は受け面１２ａよりも上側部分（略鉛直方向に延びる部分）に当接する。小柄でない乗員５１の場合には、その当接により頭部が後向きの力を受けても、その力に十分に打ち勝つ力を首部に発生させることができるので、顔面が略鉛直方向に延びる部分に当接しても、頭部が車両後側に仰け反るようなことはない。

ここで、エアバッグ１２は、該エアバッグ１２の下端部が、乗員５１の上記エアバッグ３３による持ち上げ前の膝部近傍まで膨張展開する形状であるため、エアバッグ３３により乗員５１の膝部が持ち上げられたときに、該膝部がエアバッグ１２の下端部を上側へ押圧する。しかし、膨張展開状態のエアバッグ１２の上端部は、フロントウインド７に当接しているため、エアバッグ１２の下端部が乗員５１の膝部から上側への押圧力を受けても、エアバッグ１２は上方移動できず、車幅方向に膨張する。これにより、エアバッグ１２の受け面１２ａが上記設定位置から上側にずれるようなことはなく、小柄な乗員５１の顔面が受け面１２ａに当接する。

したがって、本実施形態では、第１エアバッグユニット１０のエアバッグ１２が、膨張展開状態で、助手席シート２１に着座している小柄な乗員５１の顔面を受ける、車両前方に向かって上側に傾斜する受け面１２ａを有し、車両１の衝突時に、小柄な乗員５１の上半身が前傾して該小柄な乗員５１の顔面が、膨張展開状態のエアバッグ１２の受け面１２ａに当接するように、助手席シート２１のシートクッション２１ａの前部を上昇させて小柄な乗員５１の膝部を持ち上げるようにしたので、小柄な乗員５１の上半身がその腰部を起点にして前傾し易くなり、小柄な乗員５１の顔面が、エアバッグ１２の受け面１２ａに当接し、小柄な乗員５１の首部が保護される。

尚、上記実施形態では、エアバッグ３３により乗員５１の膝部が持ち上げられたときに、その膝部によりエアバッグ１２が上方移動しないように、膨張展開状態のエアバッグ１２の上端部をフロントウインド７に当接させるようにしたが、図６に示すように、エアバッグ１２の下端部（左側分割部１２ｃ及び右側分割部１２ｄの下端部）に、エアバッグ３３により持ち上げられた膝部とエアバッグ１２の下端部との当接を回避するための上方へ凹む凹部１２ｅを形成するようにしてもよい。この場合も、エアバッグ１２の上端部をフロントウインド７に当接させることが好ましい。これは、小柄でない乗員５１の場合、その顔面が、膨張展開状態のエアバッグ１２の車両後側の面における略鉛直方向に延びる部分に当接するため、その当接によりエアバッグ１２が車両前側に移動しようとするが、エアバッグ１２の上端部が、車両前方に向かって下側に傾斜したフロントウインド７に当接することで、エアバッグ１２の車両前側移動を抑制することができる。

また、上記凹部１２ｅに代えて、図７に示すように、エアバッグ１２内における受け面１２ａよりも上側位置に、エアバッグ１２の車幅方向への膨張展開を規制するテザー１７を配設するようにしてもよい。このテザー１７は、膨張展開状態のエアバッグ１２の車幅方向両側の側部同士を連結するように、エアバッグ１２内において車幅方向に延びている。これにより、エアバッグ１２のテザー１７配設部分（受け面１２ａよりも上側部分）の車幅方向への膨張展開が規制され、その代わりに、エアバッグ１２におけるテザー１７よりも下側部分、つまりエアバッグ１２の下部（左側分割部１２ｃ及び右側分割部１２ｄ）が車幅方向に膨張展開し易くなる。これにより、乗員５１の持ち上げられた膝部がエアバッグ１２の下端部に当接したとしても、エアバッグ１２の下部が車幅方向に膨張展開することで、受け面１２ａが上方に移動し難くなる。しかも、小柄でない乗員５１の場合には、該小柄でない乗員５１の顔面がエアバッグ１２の車両後側の面におけるテザー１７と略同じ高さ位置に当接するので、その高さ位置でのエアバッグ１２の車幅方向への膨張展開が規制され、小柄でない乗員５１の顔面を適切に受け止めることができる。このようなテザー１７を配設する場合も、エアバッグ１２の上端部をフロントウインド７に当接させることで、エアバッグ３３により持ち上げられた膝部によりエアバッグ１２が上方移動しないようにしたり、小柄でない乗員５１の顔面の当接によるエアバッグ１２の車両前側移動を抑制したりすることが好ましい。また、テザー１７の配設に加えて、上記凹部１２ｅを形成するのがより一層好ましい。

さらに、上記実施形態では、第１及び第２エアバッグユニット１０，３１のインフレータ１３，３４を同時に起爆させたが、第２エアバッグユニット３１のインフレータ３４の起爆タイミングは、小柄な乗員５１の臀部の前側への移動を効果的に抑制できるような観点から設定すればよく、第１エアバッグユニット１０のインフレータ１３の起爆タイミングと異なっていてもよい。

また、上記実施形態では、エアバッグ１２の受け面１２ａを、該エアバッグ１２の膨張展開状態で、エアバッグ１２の車両後側の面において受け面１２ａの車幅方向両側の部分に対して車両前側へ窪んだ窪み部１２ｂに形成したが、このような窪み部１２ｂに受け面１２ａを形成する必要は必ずしもなく、窪み部の車幅方向両側の側面がない形態（受け面の車幅方向両側が車両後側へ隆起していない形態）で、車両前方に向かって上側に傾斜する受け面を形成したエアバッグにも本発明を適用することができる。

本発明は、車両の衝突時にインフレータを作動させてエアバッグを助手席シートの前方に膨張展開させるように構成された車両の乗員保護装置に有用である。

１ 車両
２ インストルメントパネル
７ フロントウインド
１０ 第１エアバッグユニット
１２ エアバッグ
１２ａ 受け面
１２ｂ 窪み部
１２ｅ 凹部
１３ インフレータ
１７ テザー
２１ 助手席シート
２１ａ シートクッション
２６ ポジションセンサ（位置検出手段）
３１ 第２エアバッグユニット（上昇手段）
５１ 乗員
６１ コントローラ（圧力制御手段）

Claims (6)

1. 車両のインストルメントパネル内における助手席シートの前方に相当する部分に収容されたエアバッグと、該エアバッグへガスを供給するインフレータとを備え、上記車両の衝突時に該インフレータを作動させて該エアバッグを上記助手席シートの前方に膨張展開させるように構成された車両の乗員保護装置であって、
   上記エアバッグは、膨張展開状態で、上記助手席シートに着座している所定の体格の乗員の顔面を受ける、車両前方に向かって上側に傾斜する受け面を有し、
   上記車両の衝突時に、上記乗員の上半身が前傾して該乗員の顔面が、膨張展開状態のエアバッグの上記受け面に当接するように、上記助手席シートのシートクッションの前部を上昇させて上記乗員の膝部を持ち上げる上昇手段を備えていることを特徴とする車両の乗員保護装置。
2. 請求項１記載の車両の乗員保護装置において、
   上記エアバッグの受け面は、該エアバッグの膨張展開状態で、エアバッグの車両後側の面において該受け面の車幅方向両側の部分に対して車両前側へ窪んだ窪み部に形成されていることを特徴とする車両の乗員保護装置。
3. 請求項１又は２記載の車両の乗員保護装置において、
   上記エアバッグは、該エアバッグの下端部が、上記乗員の上記上昇手段による持ち上げ前の膝部近傍まで膨張展開する形状であって、該エアバッグの下端部が、上記上昇手段による上記乗員の膝部の持ち上げにより該膝部から上側への押圧力を受けても、膨張展開状態のエアバッグの上端部が上記車両のフロントウインドに当接することによって、上記受け面の上方移動を抑制するように形成されていることを特徴とする車両の乗員保護装置。
4. 請求項１又は２記載の車両の乗員保護装置において、
   上記エアバッグは、該エアバッグの下端部が、上記乗員の上記上昇手段による持ち上げ前の膝部近傍まで膨張展開する形状であって、該エアバッグの下端部に、上記乗員の上記上昇手段により持ち上げられた膝部とエアバッグの下端部との当接を回避するための上方へ凹む凹部が形成されていることを特徴とする車両の乗員保護装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の車両の乗員保護装置において、
   上記エアバッグは、該エアバッグの下端部が、上記乗員の上記上昇手段による持ち上げ前の膝部近傍まで膨張展開する形状であって、該エアバッグ内における上記受け面よりも上側位置に、エアバッグの車幅方向への膨張展開を規制するテザーが配設されていることを特徴とする車両の乗員保護装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の車両の乗員保護装置において、
   上記インフレータは、上記エアバッグへ供給するガス圧を変更可能なものであり、
   上記インフレータの上記ガス圧を制御する圧力制御手段と、
   上記助手席シートのシートクッションの車両前後方向のスライド位置を検出する位置検出手段とを更に備え、
   上記圧力制御手段は、上記位置検出手段により検出された上記スライド位置が所定位置よりも前側にあるときには、該所定位置又はその後側にあるときよりも上記ガス圧を低下させるように構成されていることを特徴とする車両の乗員保護装置。

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