JP2020179826A - 乗員保護システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両において乗員が車両の進行方向とは異なる方向を向いてシートを傾けて座している場合でも、その乗員を好適に保護する。【解決手段】車両内のシート上に搭乗している乗員を保護するシステムであって、シートのシートバックは、該シートのシートクッションに対して傾倒可能に構成される。そして、システムは、走行中の車両又はその周囲環境に関連する環境情報を取得する取得部と、シートが車両の進行方向とは異なる方向を向き、且つ、シートバックがシートクッションに対して所定の角度以上の傾倒状態になっている場合に、環境情報に基づいて、シートに搭乗する乗員に作用すると想定される慣性力に対して抗するように、シートにおいて乗員を支持する支持制御を実行する制御部と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、車両内のシート上に搭乗している乗員を保護する乗員保護システムに関する。

車両において、衝突の衝撃から乗員を保護するため、シートベルトや各種エアバッグ等の乗員拘束装置を用いることが知られている。例えば、ステアリングホイール、インストルメントパネル等から乗員の前方側へ展開する前面衝突エアバッグや、ステアリングコラム下部で展開する膝部保護エアバッグ（ニーバッグ）、シート側部から乗員側方へ展開する側面衝突エアバッグ、サイドドアガラスに沿って展開するカーテンエアバッグなどの各種エアバッグ装置が普及している。

ここで、車両内における乗員の姿勢は多様化しており、必ずしも乗員は車両の前方を向いてシートに座しているとは限らない。例えば、特許文献１に示す車両では、車両の前方列に着席している乗員が後方を向き、後方列の乗員と対面している状態が形成されている。そのような状態において車両に対して衝撃が加わったとき、乗員を保護すべくエアバッグが展開される。具体的には、当該文献の図７に示すように、前方列の乗員の背面と側面をカバーするように、且つ、後方列の乗員の前面と側面をカバーするように、上方から見たときにコの字状にエアバッグが展開される。このような展開により乗員の個々がその四方をエアバッグやシートに囲まれた状態が形成され、その保護が図られている。

米国特許出願公開第２０１８／０２１５３３８号明細書

近年は車両の自動運転技術の開発が盛んになっている。このような自動運転技術では最終的に乗員は車両の運転から解放されることになり得るため、乗員は必ずしも車両の進行方向を向いてシートに座しているとは限らない。そのため、乗員を保護するための拘束装置等を利用した保護システムについては、従来の形態をそのまま適用できないおそれがある。例えば、自動運転技術の下では、上記の先行技術文献で示すように、車両内で乗員が後方を向いた状態で車両が運転される状態が生じ得るが、仮に後方を向いた乗員がシートを傾けていた場合、前方からの衝突時の衝撃に対してシートバックで乗員を好適に支えることが難しくなるおそれがある。このようにシートバックによる十分な支持が無いと、乗員の保護が難しくなる。

本明細書では、上記した問題に鑑み、車両において乗員が車両の進行方向とは異なる方向を向いてシートを傾けて着席している場合でも、その乗員を好適に保護する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本明細書で開示する実施形態は、乗員が車両の進行方向とは異なる方向を向いて且つシートを傾けて座っている場合に、その乗員に作用すると想定される慣性力を考慮して乗員を支持するための支持制御を行う構成を採用した。このような支持制御を行うことで、車両内での乗員の座る姿勢にかかわらず、その乗員を好適に保護することが可能となる。

具体的には、本実施形態は、車両内のシート上に搭乗している乗員を保護するシステムであって、前記シートのシートバックは、該シートのシートクッションに対して傾倒可能に構成され、前記システムは、走行中の車両又はその周囲環境に関連する環境情報を取得する取得部と、前記シートが前記車両の進行方向とは異なる方向を向き、且つ、前記シートバックが前記シートクッションに対して所定の角度以上の傾倒状態になっている場合に、前記環境情報に基づいて、前記シートに搭乗する乗員に作用すると想定される慣性力に対して抗するように、前記シートにおいて乗員を支持する支持制御を実行する制御部と、を備える。

本実施形態の乗員保護システムは、車両内のシート上に搭乗している乗員を保護するシステムであり、当該シートは、乗員が座るシートクッションに対してシートバックが傾倒可能に構成される。なお、当該傾倒可能な構成は、特定のものに限定されない。ここで、乗員がシートに座る際、シートバックがシートクッションに対して比較的立っている状態となっている場合がある。このときは、車両に対して衝撃が掛かったときに、基本的にはシートバックが乗員を支えるように機能し得る。したがって、このようなシートバックに対して乗員を拘束することで、衝撃から乗員を保護することが可能となる。一方で、乗員が座るシートが車両の進行方向と異なる方向を向き、且つ、シートが所定の角度以上に傾倒した傾倒状態になった状態では、乗員に慣性力が作用するとシートバックによる乗員の支持を好適に行うのが難しい。すなわち、シートバックがシートクッションに対して傾いていると、シートバックに沿って乗員の体が滑り動きやすくなるため、シートバックにより乗員を支えることが容易ではなくなる。

このようなシートの向きとシートバックの傾きに起因して生じる新たな課題を考慮して、本実施形態の乗員保護システムは、乗員に作用すると想定される慣性力に対して抗するように、ユーザの支持に関する支持制御を制御部が実行するように構成される。すなわち、上述したシートバックに沿ったユーザ滑りを抑制するように、当該支持制御が行われる。この慣性力は、常に同一の方向から乗員に対して作用するものではなく、その大きさも一定ではなく、車両の走行状態や車両とその周囲の障害物等との相関に依存する。そこで、この支持制御には、走行中の車両又はその周囲環境に関連する環境情報が利用される。当該環境情報としては、乗員に作用すると想定される慣性力を把握するために有用な情報であるのが好ましく、車両の走行速度やその周囲に位置する障害物の位置、乗員の着座有無やその体重等に関する情報が例示できる。これらの情報は、取得部が、車両側に設けられた各種のセンサから取得したり、車両外のサーバ等から送信される情報を受信することで取得したりすることができる。

このように車両に対して慣性力が作用すると想定されたときに制御部より支持制御が行われることで、乗員の体がシートバックに沿って滑り動くのを抑制できる。この結果、シートが傾倒状態にあった場合でも、シートバックによる乗員の支持を実現でき、効果的な乗員保護を図ることができる。なお、支持制御は、シートバックに対する乗員の滑りが懸念される程度にシートバックが傾倒された状態、すなわちシートバックの傾倒角度が所定の角度以上のときに実行されてもよい。シートバックの傾倒程度が小さいとき、すなわちシートクッションに対するシートバックの傾倒角度が所定の角度より小さいときは、制御部による支持制御は行われなくてもよい。なお、本願における傾斜角度について、傾斜角度が小さくなるほどシートバックが直立に近い状態に至る。

ここで、上記乗員保護システムにおいて、制御部により実行される支持制御には様々な形態が適用できる。以下に、その適用形態を例示する。先ず、第１の適用形態として、前記制御部は、前記シートが前記車両の進行方向とは反対方向を向き、且つ、前記シートバックが前記傾倒状態になっている場合に、前記環境情報に基づいて前記車両の衝突を予測
すると、前記シートに搭乗する乗員に作用すると想定される前記慣性力に対して抗するように、乗員が位置するシートの姿勢を所定の起立姿勢にする前記支持制御を実行してもよい。すなわち、第１の適用形態では、環境情報に基づいて車両の衝突が予測される場合に、その衝突に対して事前に備えるために上記支持制御が行われる。

そして、第１の適用形態の支持制御では、乗員が座っているシートの姿勢を所定の起立姿勢に調整する。当該所定の起立姿勢は、シートを起き上がらせて慣性力に抵抗できるように乗員を支持するための姿勢である。所定の起立姿勢は、乗員を支持できる姿勢であればよく、シート全体又はシートの一部を変形、変位等することで所定の起立姿勢を得ることができる。このように衝突の予測に基づいてシートの姿勢が制御されることで、衝突に対して前もって準備ができるため、仮に車両の衝突が生じた場合でも乗員の保護をより的確に対応することができる。

ここで、所定の起立姿勢を実現するための一例として、前記シートバックは、前記シートクッションに対して接続されるベース部と、乗員との接触面を有し、且つ、該ベース部に対して起き上がるように構成された可動部と、を有する場合、前記制御部は、前記ベース部と前記シートクッションの相対関係は保持した状態で、前記可動部を前記ベース部に対して起き上がらせて前記所定の起立姿勢を形成してもよい。すなわち、シートバックの全体を起き上がらせるのではなく、その一部である可動部を起き上がらせることで、所定の起立姿勢を形成する。このような構成により所定の起立姿勢を得るための支持制御を速やかに、また少ないエネルギーで実行することができ、衝突に対する的確な準備が可能となる。

ここで、上記の乗員保護システムにおいて、前記制御部は、前記環境情報に含まれる、前記車両とその周囲の衝突が想定される障害物との距離が短くなるほど、前記ベース部に対して前記可動部を起き上がらせて前記シートを前記所定の起立姿勢に近付けるように支持制御を行ってもよい。車両と障害物との距離が短くなることは、その障害物との衝突の可能性が高まることを意味する。そこで、衝突の可能性が高まるに従いシートを所定の起立姿勢に近付けるように支持制御を行うことで、衝突に対する予めの準備を実現できるとともに、急なシートの姿勢変化を避けることができる。これにより、支持制御が行われる際に乗員に急な体勢変更を課することを抑制でき、以て、乗員保護と車両内での乗員の快適性を両立することができる。

また、上記の乗員保護システムにおいて、前記シートは、火薬の燃焼に起因してガスを発生させるガス発生器を有し、該ガス発生器から供給されるガスによって前記可動部を前記ベース部に対して起き上がらせるように構成され、前記シートバックは、前記ベース部に対する前記可動部の相対速度を緩和させる緩和手段を有してもよい。ガス発生器により発生されたガスを利用することで、可動部を速やかに動かして所定の起立姿勢を形成することができる。ただし、可動部の動きが過度に早いと、乗員に対して急な体勢変更を課することになるため好ましくない。そこで、シートバックが緩和手段を有することで、そのような可動部の過度に速い動きを抑制することができる。

なお、緩和手段としては、一例にダンパ装置が例示できる。また、別法として、緩和手段として、前記可動部の起き上がり動作のために前記ガス発生器から供給されるガスの単位時間当たりの供給量を制御する手段を採用してもよい。供給されるガスは可動部を起き上がらせるための動力源であるから、その供給量を制御することで、ベース部に対する可動部の相対速度を緩和させることが可能である。

ここで、所定の起立姿勢を実現するための他の例として、前記制御部は、前記シートクッションに対する前記シートバックの傾倒状態を維持したまま前記シートの頭側を該シー
トの足側よりも大きく上昇させて前記所定の起立姿勢を形成してもよい。すなわち、シート全体を動かすことで、乗員に作用すると想定される慣性力に対して抗し得る、シートによる支持状態である所定の起立姿勢を形成する。

次に、上記乗員保護システムにおける支持制御の第２の適用形態について説明する。第２の適用形態では、前記制御部は、前記シート上に位置する乗員を該シートに対して拘束するための拘束装置による乗員の拘束が行われておらず且つ前記シートバックが前記傾倒状態になっている場合に、前記環境情報に基づいて前記車両の衝突が検知され、又は該衝突が避けられない状態にあると判断されると、前記慣性力に対して抗するように、前記支持制御として前記拘束装置により乗員の拘束を実行してもよい。すなわち、第２の適用形態では、環境情報に基づいて車両の衝突が検知された場合に、又は衝突前であっても衝突が避けられない状態に陥っていると判断された場合に、その衝突から乗員を保護するために上記支持制御が行われる。なお、本適用形態の支持制御が実行される前の状態では、乗員に対する拘束装置による拘束は行われていない。このように衝突の検知や比較的高い蓋然性に基づいて拘束装置により乗員の拘束が実行されることで、衝突により慣性力が乗員に作用したときに、乗員の体がシートバックに沿って滑り動くのを抑制でき、以て乗員の保護を実現できる。

ここで、上記の乗員保護システムにおいて、前記拘束装置は、膨張時に前記シート上に位置する乗員の肩部に当接するように該シートに設けられ、且つ、膨張時に前記車両の進行方向に沿った乗員の頭部大きさより大きい所定の膨張大きさを有する肩用エアバッグであって、前記制御部は、前記シートバックが前記傾倒状態になっている場合に前記車両の衝突が検知され、又は該衝突が避けられない状態にあると判断されると、前記肩用エアバッグを膨張させてもよい。シートが傾倒状態にある場合、慣性力により乗員は頭から滑り動くことになる。そのため、肩用エアバッグにより頭近くの肩で乗員の体の動きを拘束することで、慣性力に抗して効果的に乗員を保護することができる。なお、乗員の動きを拘束する際にその頭に力が加わるのは好ましくない。そこで、肩用エアバッグは、車両の進行方向における乗員の頭部大きさより大きい所定の膨張大きさを有する。この構成により、膨張した肩用エアバッグにより、乗員の頭はその周囲の構成物（例えば、車両内部のダッシュボード等）に接触しにくくなり、好適な乗員保護を図ることができる。

また、上記の乗員保護システムにおいて、前記拘束装置は、前記シートに設けられ、且つ、前記シートバック上に位置する乗員の脚部を前記シートクッションに押圧するように膨張する脚用エアバッグを更に含み、前記制御部は、前記シートバックが前記傾倒状態になっている場合に前記車両の衝突が検知され、又は該衝突が避けられない状態にあると判断されると、前記肩用エアバッグとともに前記脚用エアバッグを膨張させてもよい。このような構成により、慣性力により乗員の体が浮き上がるのを抑制できる。特に肩用エアバッグで乗員の肩を拘束している場合、足側でも乗員を拘束することで、より安定して乗員の拘束を図ることができる。

また、上記の乗員保護システムにおいて、前記拘束装置は、前記車両の天井部に配置されている保持用ネットであって、前記制御部は、前記シートバックが前記傾倒状態になっている場合に前記車両の衝突が検知され、又は該衝突が避けられない状態にあると判断されると、前記保持用ネットを前記シート上に位置する乗員に向かって放出し該乗員を該シートに対して拘束してもよい。このような拘束形態で乗員の体の動きを拘束することでも、シートバックが傾倒状態にあることに起因する乗員の滑りを抑制でき、以て慣性力に抗して効果的に乗員を保護することができる。

本明細書に開示の実施形態によれば、車両において乗員が車両の進行方向とは異なる方
向を向いてシートを傾けて座している場合でも、その乗員を好適に保護することが可能となる。

車両に搭乗している乗員の着席状態を示す第１の図である。 車両に搭乗している乗員の着席状態を示す第２の図である。 図２に示す着席状態を上方から見た図である。 乗員がシートバックを傾倒させて着席している状態を示す図である。 第１の形態の乗員保護システムによる乗員保護のメカニズムを説明するための第１の図である。 車両に設置されている乗員保護システムに関連する機能ブロックを示す図である。 乗員保護システムで実行される乗員保護のための支持制御に関連する第１のフローチャートである。 乗員保護システムによる乗員保護のメカニズムを説明するための第２の図である。 第２の形態の乗員保護システムを示す図である。 第３の形態の乗員保護システムを示す図である。 乗員保護システムで実行される乗員保護のための支持制御に関連する第２のフローチャートである。

以下に、図面を参照して本実施形態に係る乗員保護システムの形態について説明する。なお、以下の実施形態の構成は例示であり、本実施形態はこれらの開示の構成に限定されるものではない。

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態に係る乗員保護システムについて説明する。当該乗員保護システムは、いわゆる自動運転が可能な車両１に搭載される。車両１は自動運転が可能であるため、乗員のうち特定の者が車両１の操縦者となる必要がない。そのため、例えば、図１に示すように複数の乗員が互いに向かい合いながらそれぞれのシート１０に着席した状態で、車両１に搭乗できる。このとき、車両１は、後述する走行制御部４によって自動操縦されており、所定の進行方向に走行している。なお、図１では、４人の乗員が車両１に搭乗しており、前列の２名がそれぞれのシート１０ごと後方を向くことで、４人が向かい合っている着席状態が形成されている。

ここで、車両１に搭載されているシート１０のそれぞれは、任意の角度に傾倒可能に構成されている。そして、図２は、図１に示す着席状態から、前方列の一人が着席しているシート１０を傾倒させた状態を表し、図３は、図２に示す着席状態を上方から見た状態を表している。また、図４は、傾倒させているシート１０上に横たわっている乗員の状態を側方視で表している。これらの図における白抜き矢印は、車両１の進行方向を示す。具体的には、シート１０は、乗員が着席するシートクッション１１に対してシートバック１２が回転軸１４で傾倒可能（リクライニング可能）に構成されている。また、シートクッション１１の下には回転台座１５が取り付けられており、シートクッション１１は車両床に固定された回転台座１５に対して回転可能である。そのため、乗員は、回転台座１５に対してシートクッション１１を回転させることで、自己が着席するシート１０の向きを任意に変更することができる。

そして、シートバック１２にはヘッドレスト１３が接続されている。図４に示す傾倒状態では、乗員は、ヘッドレスト１３に自己の頭部を載せて、更にシートバック１２及びシ
ートクッション１１に自己の体の大部分を載せた状態となっている。また、シート１０において、シートクッション１１に対するシートバック１２の傾倒角度（回転軸１４の回転角度）を検出するセンサ１４ａと、回転台座１５に対するシートクッション１１の回転角度、すなわちシート１０の向きを検出するセンサ１５ａが設けられている。

ここで、車両１において図２〜４に示すように、シート１０が車両１の進行方向（前方）とは反対の方向（後方）を向いた状態で、そのシートバック１２を傾けて乗員がシート１０に着席しているときに、仮に車両１がその外部に存在する障害物と衝突してしまうと、その乗員に対して慣性力が生じてしまう。例えば、図５の上段（ａ）に示すように、車両１が白抜き矢印方向に進行している場合、車両前方での衝突時には上記慣性力は黒塗り矢印で示す慣性力Ｆ１として乗員に作用する。このとき、シートバック１２がシートクッション１１に対して所定の角度以上傾倒した状態であると、シート１０上に着座している乗員の体の延在方向が車両１の進行方向に近くなるため、乗員の背部がシートバック１２から受ける支持力Ｆ２が小さくなる。その結果、慣性力Ｆ１に対して乗員の背部がシートバック１２で十分に支えられなくなり、シート１０上で乗員の体が滑り動き、乗員保護の観点から好ましくない。

そこで、本実施形態の乗員保護システムは、このように乗員が車両１の進行方向と反対を向いてシート１０を傾倒して利用している状態でも、乗員を好適に保護するための支持制御を行うように構成されている。ここで、図５の下段（ｂ）に基づいて、当該乗員保護システムによる乗員保護の形態について詳細に説明する。

ここで、シート１０において、シートバック１２は、回転軸１４を介してシートクッション１１と回転可能に接続されているベース部１２ａと、ベース部１２ａに対して起き上がるように構成された可動部１２ｂとを有する。可動部１２ｂは、回転軸１４の近傍においてベース部１２ａに対して回転可能に接続され、この可動部１２ｂの表面は、乗員の背部に接触する面を提供する。ベース部１２ａと可動部１２ｂとの間には、シートクッション１１の内部に配置されているガス発生器１７におけるガス発生剤の燃焼で生成されるガスにより膨張するエアバッグ２０が配置されている。なお、ガス発生剤としては、例えば、硝酸グアニジン（４１重量％）、塩基性硝酸銅（４９重量％）及びバインダーや添加物からなる、単孔円柱状のものを用いることができる。また、ガス発生器１７についても加圧ガスとガス発生剤を併用した公知のハイブリッドタイプや、加圧ガスのみからなる公知のストアードタイプも使用可能である。

ガス発生器１７は、ガス流路１８を介してエアバッグ２０に接続されている。ガス発生器１７が作動する前、すなわちシート１０上の乗員を保護する必要性が無い場合には、図５の上段（ａ）に示すようにエアバッグ２０は折り畳まれた状態でベース部１２ａと可動部１２ｂとの間に収容されている。ガス発生器１７が作動すると、そこで生成されたガスがエアバッグ２０に送り込まれて膨張する。その膨張力を動力源として、可動部１２ｂがベース部１２ａに対して起き上がるように回転する。また、ガス流路１８には、そこを流れエアバッグ２０に供給されるガス流量を調整するための調整弁１９が設けられている。ガス流路１８を流れるガスの流量を調整することで、エアバッグ２０の膨張の程度を調整でき、以て、ベース部１２ａに対する可動部１２ｂの起き上がりの速度を調整することが可能である。

また、シートバック１２において、ガス発生器１７の作動によりエアバッグ２０が膨張したときに、ベース部１２ａと可動部１２ｂとの間の相対速度を緩和するために、ヘッドレスト１３の近傍であってベース部１２ａと可動部１２ｂとの間にダンパ装置１６が配置されている。なお、ガス発生器１７が作動する前には、図５の上段（ａ）に示すようにダンパ装置１６はベース部１２ａと可動部１２ｂとの間に収容されている。

このように構成されるシート１０において、乗員が車両１の進行方向と反対を向いてシート１０を傾倒して利用しているときに、車両１が外部の障害物と衝突する可能性が高まると、ガス発生器１７が作動してエアバッグ２０を膨張させることで、ベース部１２ａに対して可動部１２ｂが起き上がった、シート１０の所定の起立姿勢を形成する支持制御が実行される。シート１０が所定の起立姿勢となった状態が、図５の下段（ｂ）に示されている。なお、このときベース部１２ａとシートクッション１１との相対的な位置関係、すなわち回転軸１４における傾倒角度は維持されたままである。シート１０が所定の起立姿勢を取ると、シート１０上の乗員の体の延在方向が車両１の進行方向から離れた状態となるため、可動部１２ｂを介して乗員は衝突の際の慣性力Ｆ１に対して抗しやすくなる。そして、このように車両１と障害物との衝突の可能性が高まったときに所定の起立姿勢を形成することは、当該衝突が生じる前に、起き上がったシートバック１２の可動部１２ｂによってより大きな支持力Ｆ３を、乗員の背部に対して作用させる準備を完了させておくことを意味する。したがって、仮に車両１と障害物が衝突してしまったとしても、その際に慣性力Ｆ１に対して抗するように可動部１２ｂを介して十分な支持力Ｆ３を確実に乗員に対して作用することができ、以て乗員の保護を好適に実現することができる。また、シート１０のいずれかの部分（例えば、シートクッション１１）に乗員の体重を検知するセンサを配置し、乗員の体重を考慮して適切な大きさの支持力Ｆ３を発生させるために、検知された体重に基づいて、シートバック１２（可動部１２ｂ）の起き上がり高さを調整してもよい。例えば、乗員の体重が重くなるほど、起き上がり角度を大きくしシートバック１２を直立状態により近づけてもよい。

なお、図５の下段（ｂ）に示すようにベース部１２ａと可動部１２ｂとの間にダンパ装置１６が配置されていることにより、上記のようにガス発生器１７が作動したときの可動部１２ｂの急速な動きを緩和することができる。このことは、所定の起立姿勢を形成する際に、シート１０の上に位置する乗員の体に対して急激な体勢の変化を課さないようにするためである。また、乗員の頚部への負担を減らす目的で、可動部１２ｂ側にヘッドレスト１３を接続するように構成して、その乗員の頭部を支えながら可動部１２ｂを起き上がらせて所定の起立姿勢を形成するようにしてもよい。

ここで、上述した乗員保護システムによる乗員の保護のための支持制御の詳細について、図６及び図７に基づいて説明する。図６は、乗員保護システムとして各シート１０に備えられた制御装置１０Ａに形成されている、支持制御のための機能ブロック図である。車両１においては、シート１０は４台配置されているため、図６には４台の制御装置１０Ａが示されており、そのうちの１台の制御装置１０Ａについて代表的にその機能部を示している。各制御装置１０Ａは、例えば、マイクロコンピュータによって構成されており、記憶手段（ＲＯＭ（Read Only Memory）等であり不図示）に記憶されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）（不図示）によって実行させることで各機能が実現される
。

更に、図６には、車両１を自動運転可能に構成するためのセンサ２、位置情報取得部３、走行制御部４、駆動部５も示されている。先ず、これらの車両１に関連する構成について説明する。車両１は、その周囲をセンシングしながら自律走行として適切な方法で道路上を走行する。センサ２は、車両１の自律走行に必要な情報を取得するために車両１の周囲のセンシングを行う手段であり、典型的にはステレオカメラ、レーザスキャナ、ＬＩＤＡＲ、レーダなどを含んで構成される。センサ２が取得した情報は、走行制御部４に送信され、車両１の周囲に存在する障害物や走行レーンの認識等のために走行制御部４によって利用される。本実施形態では、センサ２は、監視を行うための可視光カメラを含んでもよい。また、位置情報取得部３は、車両１の現在位置を取得する手段であり、典型的にはＧＰＳ受信器などを含んで構成される。位置情報取得部３が取得した情報も走行制御部４
に送信され、例えば、車両１の現在位置を利用して車両１が目的地に到達するためのルートの算出や、当該目的地への到達に要する所要時間の算出等の所定処理に利用される。

走行制御部４は、センサ２や位置情報取得部３から取得した情報に基づいて、車両１の制御を行うコンピュータである。走行制御部４は、例えば、マイクロコンピュータによって構成されており、記憶手段（ＲＯＭ（Read Only Memory）等であり不図示）に記憶されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）（不図示）によって実行させること
で上記した各種処理を行うための機能が実現される。

走行制御部４による各種処理の具体例として、車両１の走行計画の生成処理、センサ２が取得したデータに基づいた、自律走行に必要な車両１の周囲の所定データの検出処理、走行計画、所定データ、位置情報取得部３が取得した車両１の位置情報に基づいた、自律的な走行を制御するための制御指令の生成処理等が例示できる。走行計画の生成処理とは、出発地から目的地に到達するための走行経路の決定する処理である。また、所定データの検出処理は、例えば、車線の数や位置、自車両の周囲に存在する車両の数や位置、自車両の周囲に存在する障害物（例えば歩行者、自転車、構造物、建築物など）の数や位置、道路の構造、道路標識などを検出する処理である。また、上記制御指令は、後述の駆動部５へ送信される。車両１を自律走行させるための制御指令の生成方法については、公知の方法を採用することができる。

駆動部５は、走行制御部４が生成した制御指令に基づいて、車両１を走行させる手段である。駆動部５は、例えば、車輪を駆動するためのモータやインバータ、ブレーキ、ステアリング機構等を含んで構成され、制御指令に従ってモータやブレーキ等が駆動されることで、車両１の自律走行が実現される。

続いて、制御装置１０Ａの各機能部について説明する。制御装置１０Ａは、取得部１０１、状態検知部１０２、制御部１０３、衝突予測部１０４、衝突検知部１０５を有する。先ず、取得部１０１は、走行中の車両１又は車両１の周囲環境に関連する環境情報を取得する機能部である。環境情報は、車両１とその周囲に存在する障害物との衝突に関連する情報であり、例えば、車両１の走行や操舵に関する情報や、車両１に対する障害物の相対位置情報、相対速度情報、車両１と障害物との距離に関する情報等が挙げられる。取得部１０１は、センサ２が取得したデータを利用して環境情報を取得する。なお、車両１の自律走行のための上記所定データは、当該環境情報と必ずしも一致するものではない。次に、状態検知部１０２は、乗員が着席しているシート１０の状態を検知する機能部であり、具体的には、センサ１４ａによるシートバック１２の傾倒のための回転軸１４の回転角度と、センサ１５ａによるシートクッション１１の回転角度をシート１０の状態として検知する。更に、状態検知部１０２は、シート１０に着席している乗員の体重もシート１０の状態として検知する。

次に制御部１０３は、図５の下段（ｂ）に基づいて説明した支持制御を実行する機能部である。制御部１０３は、状態検知部１０２が検知した回転軸１４の回転角度と、シートクッション１１の回転角度とを踏まえて、車両１が障害物と衝突する際に乗員に作用すると想定される慣性力（図５に示す慣性力Ｆ１）に抗するように支持制御を実行する。当該支持制御は、上述したようにガス発生器１７を作動させることによる、シート１０の所定の起立姿勢を形成する処理である。

また、衝突予測部１０４は、車両１と障害物との衝突を予測する機能部である。具体的には、取得部１０１によって取得された環境情報としての車両１の速度情報や、障害物と車両１との離間距離等に基づいて、衝突の可能性を予測する。例えば、車両１の速度と離間距離より算出される、衝突までの時間が短くなるほど、衝突の可能性は高いと予測する
ことができる。また、衝突検知部１０５は、車両１と障害物との衝突を検知し、又は、その衝突が避けられない状態にあることを判断する機能部である。すなわち、衝突検知部１０５は、実際に生じた衝突や、比較的高い蓋然性をもって衝突が生じ得る状態を検知する機能部である。衝突検知部１０５は、車両１の複数の部位に設けられた加速度センサや圧力センサ等の検出値を利用して障害物との衝突を検知できる。

ここで、図７に基づいて、支持制御の詳細について説明する。なお、この支持制御は、制御装置１０Ａにより所定の間隔で繰り返し実行される。先ず、Ｓ１０１では、状態検知部１０２によりシート１０の状態として、回転軸１４の回転角度とシートクッション１１の回転角度と乗員の体重が検知される。次に、Ｓ１０２では、取得部１０１により環境情報が取得される。上記の通り、当該環境情報は、車両１とその周囲に存在する障害物との衝突に関連する情報である。

そして、Ｓ１０３では、衝突予測部１０４によって車両１と障害物との衝突の可能性の有無が判定される。例えば、車両１の速度と離間距離より算出される、衝突までの時間が、所定の閾値よりも短い時間である場合には、衝突の可能性があると判断されてＳ１０３では肯定判定される。Ｓ１０３で肯定判定されると処理はＳ１０４へ進み、否定判定されると支持制御を終了する。

続いて、Ｓ１０４では、状態検知部１０２で検知されたシート１０の状態が所定状態であるか否かが判定される。当該所定状態は、シート１０の向きが車両１の進行方向とは反対である状態であり、且つ、シート１０の傾倒状態が、図５の上段（ａ）に基づいて説明した乗員の不十分な支持が生じ得る状態、すなわち傾倒角度が所定の角度以上である状態である。前者は、センサ１４ａにより検知でき、後者はセンサ１５ａにより検知できる。Ｓ１０４で肯定判定されると処理はＳ１０５へ進み、否定判定されると支持制御を終了する。

そして、Ｓ１０５では制御部１０３により支持制御が実行される。すなわち、現時点ではまだ車両１と障害物との衝突は生じていないが、Ｓ１０３による判定結果、すなわち障害物との衝突の可能性が高いとの判定結果を踏まえて、衝突で想定される慣性力Ｆ１に抗するように、事前にシート１０を所定の起立姿勢とする（図５の下段（ｂ）に示すシート１０の姿勢）。このように衝突の前に慣性力Ｆ１に抗する姿勢を形成することで、より好適な乗員の保護を図ることができる。

なお、Ｓ１０３で衝突の可能性があると判定された場合でも、その可能性の程度に応じて可動部１２ｂの起き上がり角度を調整してもよい。例えば、衝突の可能性がある場合でも車両１と障害物の距離が相対的に長い場合には、ベース部１２ａに対する可動部１２ｂの起き上がり角度を小さくし、当該距離が縮まるほど可動部１２ｂの起き上がり角度を大きくすることで、最終的にシート１０を所定の起立姿勢に近付けるようにしてもよい。このように起き上がり角度を調整することで、事前に衝突に備える場合であっても乗員に体勢の変更を過度に課さないことになるため、乗員保護システムの利便性が高まる。なお、可動部１２ｂの起き上がり角度を調整するためには、調整弁１９の開度を調整してエアバッグ２０の膨張程度が調整される。ガス発生器１７で生成されるガスの一部をエアバッグ２０に供給する場合、残りのガスは、調整弁１９を介してエアバッグ２０の外部に排出されるようにガス流路１８が構成されている。

また、調整弁１９によるエアバッグ２０へのガスの供給について、エアバッグ２０が急激に膨張し乗員に対して急な体勢変化を課すことを回避するために、ガスの単位時間当たりの供給量を制御してもよい。すなわち、可動部１２ｂを起き上がらせる初期においては、ベース部１２ａに対する可動部１２ｂの相対速度を緩和させるべくガスの供給量を比較
的少なくする。その後、可動部１２ｂの相対速度を上昇させるべくガスの供給量を増加してもよい。

また、シート１０を所定の起立姿勢とするための動力源の別法として、ガス発生器１７によるガスに代えて、電気的な手段、例えば電動モータやソレノイドを利用してもよい。当該電動モータにより、可動部１２ｂをベース部１２ａに対して回転するように構成してもよく、又は、電動モータの出力軸を回転軸１４に繋いでシートバック１２そのものをシートクッション１１に対して回転するように構成してもよい。このような構成により、支持制御における所定の起立姿勢を形成することができる。

＜第１の変形例＞
図８に基づいて、支持制御の変形例、特に、シート１０の所定の起立姿勢を形成するための別形態について説明する。本変形例のシート１０においては、回転台座１５の一端が、車両床に対して回動可能となるようにヒンジ部２１を介して接続されている。その上で、作動前の状態においては図８の上段（ａ）に示すように回転台座１５と車両床との間にリフト装置２２（図８の下段（ｂ）を参照）が収容されている。

このように構成されるシート１０において、乗員が車両１の進行方向と反対を向いてシート１０を傾倒して利用しているときに、車両１が外部の障害物と衝突する可能性が高まると、リフト装置２２が作動する。その結果、シートクッション１１に対するシートバック１２の傾倒状態は維持したまま、ヒンジ部２１を基準としてシート１０全体が車両床に対して傾き、シート１０の所定の起立姿勢を形成する支持制御が実行されることになる。その所定の起立姿勢が形成された状態が、図８の下段（ｂ）に示されている。

本変形例のようにシート１０が所定の起立姿勢を取る場合でも、シート１０の頭側をその足側よりも大きく上昇させることで、シート１０上の乗員の体の延在方向が車両１の進行方向から離れた状態となるため、シートバック１２を介して乗員は衝突の際の慣性力Ｆ１に対して抗しやすくなる。そして、このように車両１と障害物との衝突の可能性が高まったときに所定の起立姿勢を形成することは、当該衝突が生じる前に、起き上がったシートバック１２によってより大きな支持力Ｆ４を、乗員の背部に対して作用させる準備を完了させておくことを意味する。したがって、仮に車両１と障害物が衝突してしまったとしても、その際に慣性力Ｆ１に対して抗するようにシートバック１２を介して十分な支持力Ｆ４を確実に乗員に対して作用することができ、以て乗員の保護を好適に実現することができる。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態に係る乗員保護システムについて図９及び図１０に基づいて説明する。本実施形態の乗員保護システムは、車両１が障害物と衝突した際に乗員の保護を図るシステムである。先ず、図９の上段（ａ）に示す形態では、シート１０のシートバック１２の上側の端部であって、シート１０に乗員が着席したときに乗員の肩部が位置すると想定される部位の近くに、肩用エアバッグ２５が、乗員の両肩にそれぞれ対応するように２つ配置されている。なお、図９は、肩用エアバッグ２５及び後述する頭用エアバッグ２６、脚用エアバッグ２８が膨張した状態を示している。膨張時の肩用エアバッグ２５の大きさ（車両１の進行方向に沿った大きさ）は、乗員の頭部の大きさよりも十分に大きく設定されている。なお、これらのエアバッグを膨張させるためのガスを生成するガス発生器は、シート１０内に配置されているが、図９においてはその図示は省略されている。更に、ヘッドレスト１３の端部であって、シート１０に乗員が着席したときに乗員の頭部が位置すると想定される部位の近くに、頭用エアバッグ２６が配置されている。頭用エアバッグ２６は２つの肩用エアバッグ２５の間に位置している。

このように構成されるシート１０において、乗員が車両１の進行方向と反対を向いてシート１０を傾倒して利用しているときに、車両１が外部の障害物と衝突すると、図示しないガス発生器が作動して肩用エアバッグ２５と頭用エアバッグ２６が膨張する。このとき衝突の際に生じる慣性力Ｆ１に対して抗するように、肩用エアバッグ２５が乗員の両肩部に当接し乗員の体の滑りを制限する。また、肩用エアバッグ２５が乗員の頭部に対して十分に大きく、また頭用エアバッグ２６も設置されていることから、乗員の頭部近くに存在する車両１のダッシュボード等の構造物との接触を十分に回避することができ、以て好適な乗員の保護を図ることができる。

次に、図９の下段（ｂ）に示す形態では、シート１０のシートクッション１１の下側の端部であって、シート１０に乗員が着席したときに乗員の脚部が位置すると想定される部位の近くに、脚用エアバッグ２８が、乗員の両脚にそれぞれ対応するように２つ配置されている。脚用エアバッグ２８は乗員の脚部を上から押さえるように、外側から回り込んで展開する。このように構成されるシート１０において、乗員が車両１の進行方向と反対を向いてシート１０を傾倒して利用しているときに、車両１が外部の障害物と衝突すると、図示しないガス発生器が作動して肩用エアバッグ２５と頭用エアバッグ２６に加えて、脚用エアバッグ２８が膨張する。脚用エアバッグ２８が膨張することで、乗員の脚部はシートクッション１１に対して押圧される。脚用エアバッグ２８が無いと、衝突時の慣性力Ｆ１が乗員の脚部に作用し乗員の体の拘束が浮き上がるおそれがあるが、このように脚用エアバッグ２８も併せて利用することで、より好適な乗員の保護を図ることができる。

次に、図１０に示す形態では、シート１０が配置されている車両１の天井部６の内部に、伸縮性のある部材で形成され、その表面に比較的強い粘着性を有する拘束ネット７０を放出する放出装置７が設けられている。放出装置７の作動前には、図１０の上段（ａ）に示すように、拘束ネット７０は装置内に収容されている。そして、乗員が車両１の進行方向と反対を向いてシート１０を傾倒して利用しているときに、車両１が外部の障害物と衝突すると、放出装置７の放出扉７ａが開き、その下方に位置している乗員に対して拘束ネット７０が放出され、乗員をシート１０に対して好適に拘束する。

このような拘束ネット７０の放出が行われる場合、シート１０は傾倒した状態となっているため、乗員はそのシート１０上に横たわっている。そのため、天井部６から放出された拘束ネット７０は、乗員の体を広く捕らえることができ、効果的な乗員の拘束を実現できる。上記放出装置７は、車両１においてシート１０のそれぞれに対応する天井部６に設けることができる。

また、変形例として、車両１内に存在する全部のシート１０に着席する乗員全員を１つの拘束ネットで拘束できるように、より大型の拘束ネットを天井部６に設けてもよい。このような場合、車両１内の全部のシート１０のうち少なくとも１つのシート１０において、乗員が車両１の進行方向と反対を向いてシート１０を傾倒して利用していれば、その大型の拘束ネットを放出して全員を拘束するようにしてもよい。

ここで、図１１に基づいて、本実施形態の支持制御の詳細について説明する。なお、この支持制御も、制御装置１０Ａにより所定の間隔で繰り返し実行される。なお、図７に示す支持制御と、本実施形態の支持制御で同一の処理が行われる場合には、同一の参照番号を付してその詳細な説明は省略する。本実施形態の支持制御では、Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ２０１へ進む。Ｓ２０１では、状態検知部１０２で検知されたシート１０の状態が上記の所定状態であるか否かが判定される。なお、Ｓ２０１の判定処理は、上記のＳ１０４の判定処理と実質的に同じである。Ｓ２０１で肯定判定されると処理はＳ２０２へ進み、否定判定されると支持制御を終了する。

Ｓ２０２では、衝突検知部１０５により車両１と障害物との衝突が検知される。その後、Ｓ２０３では、制御部１０３により、図９で示した拘束装置（肩用エアバッグ２５等）や図１０で示した拘束ネット７０を収容する放出装置７が作動される。すなわち、本実施形態では、車両１と障害物との衝突が生じた際に、衝突で生じる慣性力Ｆ１に抗するように、肩用エアバッグ２５等の膨張や拘束ネット７０の放出が実行される。これにより、好適な乗員の保護を図ることができる。なお、図９や図１０に示す実施形態でも、衝突検知部１０５により障害物との衝突が避けられないと判断されると、実際には衝突前の状態であっても肩用エアバッグ２５、頭用エアバッグ２６、脚用エアバッグ２８、拘束ネット７０を作動させる態様とすることができる。

１: 車両
１０: シート
１０Ａ: 制御装置
１１: シートクッション
１２: シートバック
１２ａ: ベース部
１２ｂ: 可動部
１３: ヘッドレスト
１６: ダンパ装置
１７: ガス発生器
１８: ガス流路
１９: 調整弁
２０: エアバッグ
２１: ヒンジ部
２２: リフト装置
２５: 肩用エアバッグ
２６: 頭用エアバッグ
２８: 脚用エアバッグ
６: 天井部
７: 放出装置
７０: 拘束ネット
７ａ: 放出扉

Claims (12)

1. 車両内のシート上に搭乗している乗員を保護するシステムであって、
   前記シートのシートバックは、該シートのシートクッションに対して傾倒可能に構成され、
   前記システムは、
   走行中の車両又はその周囲環境に関連する環境情報を取得する取得部と、
   前記シートが前記車両の進行方向とは異なる方向を向き、且つ、前記シートバックが前記シートクッションに対して所定の角度以上の傾倒状態になっている場合に、前記環境情報に基づいて、前記シートに搭乗する乗員に作用すると想定される慣性力に対して抗するように、前記シートにおいて乗員を支持する支持制御を実行する制御部と、
   を備える、乗員保護システム。
2. 前記制御部は、前記シートが前記車両の進行方向とは反対方向を向き、且つ、前記シートバックが前記傾倒状態になっている場合に、前記環境情報に基づいて前記車両の衝突を予測すると、前記シートに搭乗する乗員に作用すると想定される前記慣性力に対して抗するように、乗員が位置するシートの姿勢を所定の起立姿勢にする前記支持制御を実行する、
   請求項１に記載の乗員保護システム。
3. 前記シートバックは、前記シートクッションに対して接続されるベース部と、乗員との接触面を有し、且つ、該ベース部に対して起き上がるように構成された可動部と、を有し、
   前記制御部は、前記ベース部と前記シートクッションの相対関係は保持した状態で、前記可動部を前記ベース部に対して起き上がらせて前記所定の起立姿勢を形成する、
   請求項２に記載の乗員保護システム。
4. 前記制御部は、前記環境情報に含まれる、前記車両とその周囲の衝突が想定される障害物との距離が短くなるほど、前記ベース部に対して前記可動部を起き上がらせて前記シートを前記所定の起立姿勢に近付ける、
   請求項３に記載の乗員保護システム。
5. 前記シートは、火薬の燃焼に起因してガスを発生させるガス発生器を有し、該ガス発生器から供給されるガスによって前記可動部を前記ベース部に対して起き上がらせるように構成され、
   前記シートバックは、前記ベース部に対する前記可動部の相対速度を緩和させる緩和手段を有する、
   請求項３に記載の乗員保護システム。
6. 前記緩和手段は、ダンパ装置である、
   請求項５に記載の乗員保護システム。
7. 前記緩和手段は、前記可動部の起き上がり動作のために前記ガス発生器から供給されるガスの単位時間当たりの供給量を制御する、
   請求項５に記載の乗員保護システム。
8. 前記制御部は、前記シートクッションに対する前記シートバックの傾倒状態を維持したまま前記シートの頭側を該シートの足側よりも大きく上昇させて前記所定の起立姿勢を形成する、
   請求項２に記載の乗員保護システム。
9. 前記制御部は、前記シート上に位置する乗員を該シートに対して拘束するための拘束装置による乗員の拘束が行われておらず且つ前記シートバックが前記傾倒状態になっている場合に、前記環境情報に基づいて前記車両の衝突が検知され、又は該衝突が避けられない状態にあると判断されると、前記慣性力に対して抗するように、前記支持制御として前記拘束装置により乗員の拘束を実行する、
   請求項１に記載の乗員保護システム。
10. 前記拘束装置は、膨張時に前記シート上に位置する乗員の肩部に当接するように該シートに設けられ、且つ、膨張時に前記車両の進行方向に沿った乗員の頭部大きさより大きい所定の膨張大きさを有する肩用エアバッグであって、
    前記制御部は、前記シートバックが前記傾倒状態になっている場合に前記車両の衝突が検知され、又は該衝突が避けられない状態にあると判断されると、前記肩用エアバッグを膨張させる、
    請求項９に記載の乗員保護システム。
11. 前記拘束装置は、前記シートに設けられ、且つ、前記シートバック上に位置する乗員の脚部を前記シートクッションに押圧するように膨張する脚用エアバッグを更に含み、
    前記制御部は、前記シートバックが前記傾倒状態になっている場合に前記車両の衝突が検知され、又は該衝突が避けられない状態にあると判断されると、前記肩用エアバッグとともに前記脚用エアバッグを膨張させる、
    請求項１０に記載の乗員保護システム。
12. 前記拘束装置は、前記車両の天井部に配置されている保持用ネットであって、
    前記制御部は、前記シートバックが前記傾倒状態になっている場合に前記車両の衝突が検知され、又は該衝突が避けられない状態にあると判断されると、前記保持用ネットを前記シート上に位置する乗員に向かって放出し該乗員を該シートに対して拘束する、
    請求項９に記載の乗員保護システム。

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