JP6745698B2 - 車両の乗員保護装置 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば自動車といった車両の乗員保護装置に関する。

自動車では、近年、自動運転の研究が開始されている（特許文献１）。

特開２００５−０６７４８３号公報

ところで、自動運転の自動車では、運転手といった乗員の意思と無関係に自動車の走行状態が制御される。この場合、たとえば衝突を自動的に回避する場合などにおいて、運転手が自動車を操作する場合と比べて、車両の限界性能の近くで走行するように制御が実施される可能性がある。たとえば衝突直前に、衝突を回避するために、限界性能ぎりぎりの操舵を実施して、衝突を回避するように制御する可能性がある。
そして、たとえばこのように車両の限界性能の近くで走行が制御されている状況下で、実際には衝突を回避できない場合、運転手の操舵の下で衝突を回避していた場合と比べて、現在の自動車とは異なる状況下で衝突が生じてしまう可能性がある。
たとえば自動運転で急減速している状況下では、シートに着座した乗員の上体は、シートの着座位置より前外方へ移動している可能性がある。そして、このように衝突前にシートの着座位置より前外方へ上体が移動していた状況下で衝突が生じると、乗員の上体は、シートの着座位置から大きく前外へ移動してしまうことになる。また、衝突によりフロントエアバッグが展開し始めたとしても、衝突前から上体がシートの着座位置より前外へ移動していることに起因して、衝突の衝撃により更に前へ倒れてゆく上体を好適に支えることができない可能性がある。たとえば通常の着座位置に上体が位置していることを前提として展開するフロントエアバッグの場合、フロントエアバッグが適切に展開し終わる前に上体がフロントエアバッグにめり込んでしまう。
この他にもたとえば、衝突以外のことに気を取られていて衝突に備えていない乗員にあっては、衝突時に、その上体が通常想定される移動範囲を超えて大きく前外方へ移動してしまう可能性がある。

このように自動車といった車両では、たとえば自動運転中において現在の自動車とは異なる乗員保護機能を持たせる必要性があると予想される。

本発明に係る車両の乗員保護装置は、車両内で乗員が着座するシートと、前記シートに着座した乗員の上体の前に展開するフロントエアバッグを有する第１エアバッグ装置と、前記シートの外側である前記車両の側部に沿って展開するサイドエアバッグを有する第２エアバッグ装置と、を有し、前記フロントエアバッグと前記サイドエアバッグとは前記車両の車幅方向に重なるように展開し、展開した前記フロントエアバッグは、前記車幅方向の内側部分より外側部分が前となるように車両外前方向へ連続的に傾斜する傾斜面を形成し、前記シートの着座位置より前外方へ移動していた上体の両肩を、連続的な前記傾斜面と前記サイドエアバッグとの間に挟む。

好適には、前記傾斜面は、前記シートについての前記車幅方向の中央側の縁より更に車幅方向内側から形成される、とよい。

好適には、前記傾斜面は、少なくとも前記シートの前側となる範囲において連続的に形成される、とよい。

好適には、前記傾斜面は、前記サイドエアバッグと接する部分までに連続的に形成される、とよい。

好適には、連続的な前記傾斜面は、前記サイドエアバッグの接触面より硬い、とよい。

好適には、前記傾斜面は、凹曲面により連続的に傾斜している、とよい。

好適には、前記傾斜面は、凸曲面により連続的に傾斜している、とよい。

好適には、前記車両の走行状態に応じて前記第１エアバッグ装置および前記第２エアバッグ装置の作動を制御する制御部を有し、前記制御部は、前記車両についての運転支援を含む自動走行制御中の衝突または急減速中の衝突の可能性がある場合には、前記傾斜面を形成するように前記フロントエアバッグを展開させ、それ以外の場合には、前記傾斜面が形成されないように前記フロントエアバッグを展開させて前記着座位置にいた上体を全体的に支持する、とよい。

好適には、前記シートに着座した乗員の上体の位置を検出する検出部を有し、前記制御部は、前記車両についての運転支援を含む自動走行制御中または急減速中における前記検出部の検出に基づいて上体の位置を判断し、前記上体が前記着座位置より前へ移動していた場合には、前記傾斜面を形成するように前記フロントエアバッグを展開させ、前記上体が前記着座位置にある場合には、前記傾斜面を形成しないように前記フロントエアバッグを展開させる、とよい。

本発明では、フロントエアバッグとサイドエアバッグとは車両の車幅方向に重なるように展開し、展開したフロントエアバッグは、車幅方向の外側より内側が後へ突出して、シートより車幅方向の内側から少なくともシートの前までとなる範囲において、車幅方向の内側より外側が前となる連続的な傾斜面を形成し、シートの着座位置より前外方へ移動していた上体の両肩を、連続的な傾斜面とサイドエアバッグとの間に挟む。よって、たとえば車両の自動運転中においてシートに着座した乗員の上体が衝突前にシートの着座位置より前外へ移動していたとしても、この上体の両肩をフロントエアバッグの連続的な傾斜面とサイドエアバッグとの間に挟んで支持し、乗員を保護することができる。乗員の上体がフロントエアバッグの連続的な傾斜面とサイドエアバッグとの間で滑ることにより、衝撃を吸収することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る車両の乗員保護装置を適用可能な自動車の説明図である。 図２は、図１の自動車における通常の乗員保護装置の説明図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係る車両の乗員保護装置の説明図である。 図４は、図３のフロントエアバッグ装置のフロントエアバッグが展開した作動状態の説明図である。 図５は、図４（Ａ）のように展開した場合の乗員保護状態の一例の説明図である。 図６は、本発明の第２実施形態に係るフロントエアバッグ装置の説明図である。 図７は、本発明の第３実施形態に係るフロントエアバッグ装置の説明図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る車両の乗員保護装置１０を適用可能な自動車１の説明図である。

図１には、上から見た自動車１が図示されている。自動車１は、車両の一例である。
図１の自動車１は、車体２を有する。車体２の乗員室３内には、乗員が着座する複数のシート４が配置される。右前のシート４の前には、ハンドル５、図示外のアクセルペダル、ブレーキペダルが配置される。シート４に着座した乗員がハンドル５などを操作することにより、自動車１は前進、停止、後退、右折、左折をする。
ところで、自動車１では、近年、自動運転の研究が開始されている。自動運転には、単に乗員の操作を警告したり補間したりする運転支援タイプのものもあるが、将来的にはたとえば目的地を設定することによりその目的地まで自動的に走行する完全自動タイプものが実現されると予想される。
また、自動運転では、乗員などの保護のために併せて、たとえば、乗員室３に前向きに配置された前撮像センサ３１、乗員室３に後向きに配置された後撮像センサ３１、車体２の左右両側に配置された右撮像センサ３１および左撮像センサ３１を用い、これらのセンサの撮像画像に基づいて、走行する自動車１の周囲環境を観測し、他の自動車１などが接近する場合には衝突を回避する乗員保護制御を実施することが重要である。

図２は、図１の自動車１における通常の乗員保護装置１０の説明図である。図２には、シート４に着座した乗員の上体の前に展開するフロントエアバッグ１５、が図示されている。
そして、図２（Ａ）に示すように、衝突前の乗員の上体がたとえば図示外のシートベルトにより拘束されることによりシート４に背をつけた着座位置に位置する場合、上体から離れた状態でフロントエアバッグ１５が展開できる。その後、自動車１の前に他の自動車１などが衝突すると、上体が着座位置から前へ移動するが、前へ移動する上体を、展開したフロントエアバッグ１５により支持することができる。これにより、好適に乗員を保護することができる。
しかしながら、たとえば自動運転中の自動車１では、運転手といった乗員の意思と無関係に自動車１の走行状態が制御される。この場合、たとえば衝突を自動的に回避する場合などにおいて、運転手が自動車１を操作する場合と比べて、車両の限界性能の近くで走行するように制御が実施される可能性がある。たとえば衝突直前に、衝突を回避するために、限界性能ぎりぎりの制動制御や操舵制御を実施して、衝突を回避しようとする可能性がある。

そして、たとえばこのように車両の限界性能の近くで走行が制御されている状況下で、実際には衝突を回避できず衝突した場合、一般的なドライバの操舵で衝突を回避している最中に衝突した場合とは異なる状況下で衝突が生じてしまう可能性がある。
たとえば図２（Ｂ）に示すように、自動運転で急制動している状況下では、シート４に着座した乗員の上体の肩部は、シート４の着座位置より前へ大きく移動してしまう可能性がある。そして、通常想定される範囲より前へ上体が移動している状態でフロントエアバッグ１５が展開されると、展開し切っていないフロントエアバッグ１５に上体が当たってしまう。この場合、フロントエアバッグ１５により、上体を好適に支持できなくなる可能性がある。
なお、この他にもたとえば、衝突以外のことに気を取られていて衝突に備えていない乗員にあっては、衝突時に、その上体が通常想定される移動範囲を超えて大きく前へ移動してしまう可能性もある。
このように自動車１といった車両では、たとえば自動運転中において現在の自動車１とは異なる乗員保護機能を持たせる必要性があると予想される。
また、衝突の入力方向は、前からに限られるものではなく、斜め前方向などから入力される場合もある。図２（Ｂ）では、衝突により上体が前へ移動する場合だけでなく、前外へ移動する場合についても図示している。

図３は、本発明の第１実施形態に係る車両の乗員保護装置１０の説明図である。
また、図３には、乗員保護装置１０とともに、自動運転制御装置３０が図示されている。自動運転制御装置３０は、上述した各種の車外撮像センサ３１、自動運転制御部３２、操舵アクチュエータ３３、ブレーキアクチュエータ３４、動力源３５、を有する。
操舵アクチュエータ３３は、ハンドル５の替わりに、自動車１を操舵する。ブレーキアクチュエータ３４は、ブレーキペダルの替わりに、自動車１を制動する。動力源３５は、たとえばガソリンエンジン、電気モータである。自動運転制御部３２は、たとえば目的地までの走行経路に従って、操舵アクチュエータ３３、ブレーキアクチュエータ３４、および動力源３５を制御する。また、車外撮像センサ３１の画像に基づいて接近物を特定し、接近物との衝突が予想される場合には、それを回避するように操舵アクチュエータ３３、ブレーキアクチュエータ３４、および動力源３５を制御する。

図３の乗員保護装置１０は、乗員位置センサ１１、Ｇセンサ１２、乗員保護制御部１３、フロントエアバッグ装置１４、サイドエアバッグ装置１７、を有する。

乗員位置センサ１１は、シート４に着座した乗員の頭部の位置または上体の位置を検出する。シート４に背を付けた着座位置を基準とし、前方への移動量または車幅方向左右両側への移動量を検出する。乗員位置センサ１１は、たとえば検出する方向に配列された複数の近接センサで構成してよい。

Ｇセンサ１２は、自動車１に作用する加速度を検出する。検出する加速度の方向は、前後方向、左右方向、上下方向でよい。

フロントエアバッグ装置１４は、シート４に着座した乗員の上体の前に展開するフロントエアバッグ１５、フロントエアバッグ１５内へガスを放出するインフレータ１６、を有する。

サイドエアバッグ装置１７は、シート４に着座した乗員についての車幅方向外側に展開するサイドエアバッグ１８、サイドエアバッグ１８内へガスを放出する図示外のインフレータ、を有する。

乗員保護制御部１３には、車外撮像センサ３１、自動運転制御部３２、Ｇセンサ１２、乗員位置センサ１１、フロントエアバッグ装置１４、サイドエアバッグ装置１７、が接続される。
そして、乗員保護制御部１３は、たとえば自動車１の走行状態に応じて、乗員保護装置１０の動作を制御する。具体的には、フロントエアバッグ装置１４およびサイドエアバッグ装置１７の作動を制御する。

図４は、図３のフロントエアバッグ装置１４のフロントエアバッグ１５が展開した作動状態の説明図である。

乗員保護制御部１３は、自動車１に乗員が乗車している場合、自動車１の走行状態を判断する。乗員保護制御部１３は、たとえば自動運転制御部３２からの自動運転中信号に基づいて、自動運転中であるか否かを判断する。
また、乗員保護制御部１３は、車外撮像センサ３１の画像に基づいて、接近物の有無を判断し、さらに接近物との衝突可能性を判断する。
また、乗員保護制御部１３は、Ｇセンサ１２の検出加速度に基づいて、自動車１が急減速しているか否かを判断する。
また、乗員保護制御部１３は、乗員位置センサ１１の検出値、または自動運転制御部３２からの自動運転制御状況の情報に基づいて、乗員の上体が着座位置から前外へ大きく移動しているか否かを判断、又は推定する。なお、乗員保護制御部１３は、図２（Ａ）の通常想定される範囲を超えているか否かに基づいて、この移動を判断すればよい。

そして、自動走行制御中に衝突する可能性がある場合、または急減速中に衝突する可能性がある場合、さらに衝突前に上体が前や前外へ大きく移動している時には、乗員保護制御部１３は、図４（Ａ）に示すように、フロントエアバッグ１５およびサイドエアバッグ１８を展開させる。
この場合、フロントエアバッグ１５は、展開した状態で、車幅方向の内側部分より外側部分が前となるように車両外前方向へ連続的に傾斜する接触面１５Ｓを形成する。
また、サイドエアバッグ１８は、シート４の外側である車体２の側部に沿って展開する。サイドエアバッグ１８の前部とフロントエアバッグ１５とは車幅方向に重なるように展開し、互いに圧接される。
そして、傾斜面１５Ｓは、シート４についての車幅方向の中央側の縁より更に車幅方向内側から形成され、シート４の前側となる範囲においては連続的に形成され、サイドエアバッグ１８と接する部分までに連続的に形成される。

これに対し、上述したいずれの場合でもなくて衝突前の上体が着座位置にある場合、乗員保護制御部１３は、図４（Ｂ）に示すように、略長方形にフロントエアバッグ１５を展開させる。この場合、フロントエアバッグ１５は、傾斜した接触面１５Ｓを形成しないように大きく展開する。

図５は、図４（Ａ）のように展開した場合の乗員保護状態の一例の説明図である。

図５（Ａ）では、衝突前の上体は、着座位置より大きく前外へ移動している。
そして、フロントエアバッグ１５およびサイドエアバッグ１８は互い重なって展開して、互いの展開圧力により一体的な状態となる。
この状態で、着座位置より大きく前外へ移動した上体が、フロントエアバッグ１５およびサイドエアバッグ１８に当たる。

その後、移動しようとする上体は、図５（Ｂ）に示すように連続的に傾斜した接触面１５Ｓの上をすべるように移動し、両肩がフロントエアバッグ１５とサイドエアバッグ１８との間に挟まれるようになる。これにより、上体を支持することができる。上体は、フロントエアバッグ１５およびサイドエアバッグ１８により支えられる。
また、たとえばフロントエアバッグ１５の展開圧力をサイドエアバッグ１８の展開圧力より高くすることにより、フロントエアバッグ１５の連続的に傾斜した接触面１５Ｓは、サイドエアバッグ１８の接触面より硬くなる。これにより、接触した上体が前へ行こうとする力で接触面１５Ｓがたわみ難くなり、上体をサイドエアバッグ１８に押し付けるようにすることができる。その結果、接触面１５Ｓの上をすべる際に、上体の運動エネルギーの一部を吸収することができる。なお、フロントエアバッグ１５において接触面１５Ｓそのものを硬く形成しても同様である。

以上のように、本実施形態では、フロントエアバッグ１５とサイドエアバッグとは車両の車幅方向に重なるように展開し、展開したフロントエアバッグ１５は、車幅方向の内側部分より外側部分が前となるように車両外前方向へ連続的に傾斜する接触面１５Ｓを形成し、シート４の着座位置より前外方へ移動していた上体の両肩を、連続的に傾斜する接触面１５Ｓとサイドエアバッグとの間に挟む。よって、たとえば車両の自動運転中においてシート４に着座した乗員の上体が衝突前にシート４の着座位置より前外へ移動していたとしても、この上体の両肩をフロントエアバッグ１５の連続的に傾斜する接触面１５Ｓとサイドエアバッグとの間に挟んで支持し、乗員を保護することができる。乗員の上体がフロントエアバッグ１５で連続的に傾斜する接触面１５Ｓとサイドエアバッグとの間で滑ることにより、衝撃を吸収することができる。

本実施形態では、展開したフロントエアバッグ１５は、シート４についての車幅方向の中央側の縁より内側から形成される。また、サイドエアバッグ１８と接する部分までに連続的に形成される。よって、衝突により上体が移動する方向や移動する量にかかわらず、これを挟んで支えることができる。上体が更に前へ移動する場合でも、更に前外へ移動する場合でも、上体を挟んで支えることができる。

本実施形態では、フロントエアバッグ１５の連続的に傾斜する接触面１５Ｓは、サイドエアバッグの接触面より硬い。よって、荷重が作用する状態でも、乗員の上体を、フロントエアバッグ１５の連続的に傾斜する接触面１５Ｓにおいて滑らせて、衝撃を吸収することができる。

本実施形態では、自動車１の走行状態に応じて前記エアバッグ装置１４の作動を制御する制御部１３は、自動車１についての運転支援を含む自動走行制御中の衝突または急減速中の衝突の可能性がある場合には、傾斜面１５Ｓを形成するようにフロントエアバッグ１５を展開させ、それ以外の場合には、傾斜面１５Ｓが形成されないようにフロントエアバッグ１５を展開させて着座位置にいた上体を全体的に支持する。よって、フロントエアバッグ１５は、衝突前の乗員の上体がシート４の着座位置にある場合でも、着座位置より前へ移動している場合でも、それぞれの状態に応じて適切に展開することができる。

本実施形態では、検出部により、シート４に着座した乗員の上体の位置を検出する。よって、衝突前の乗員の上体の位置を実際に検出し、それぞれの位置に応じてフロントエアバッグ１５を適切に展開させることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る車両の乗員保護装置１０について説明する。以下、同様の構成については第１実施形態と同一の符号を使用し、主に第１実施形態との相違点について説明する。

図６は、本発明の第２実施形態に係るフロントエアバッグ装置の説明図である。
図６のフロントエアバッグ１５において、連続的に傾斜する接触面１５Ｓは、全体的に凹曲面に形成される。
このように、連続的に傾斜する接触面１５Ｓが、凹曲面により連続的に傾斜することにより、上体と接触面１５Ｓとは、局所的で高い摩擦力で接触し易くなる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る車両の乗員保護装置１０について説明する。以下、同様の構成については第１実施形態と同一の符号を使用し、主に第１実施形態との相違点について説明する。

図７は、本発明の第３実施形態に係るフロントエアバッグ装置の説明図である。
図７のフロントエアバッグ１５において、連続的に傾斜する接触面１５Ｓは、全体的に凸曲面に形成される。
このように連続的に傾斜する接触面１５Ｓが、凸曲面により連続的に傾斜することにより、上体が連続的に傾斜する接触面１５Ｓの上をすべって前へ移動する場合、上体をサイドエアバッグ１８へ押し付ける作用を大きくでき、滑り中での高い衝撃吸収効果を期待できる。

以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。

１…自動車（車両）
２…車体
３…乗員室
４…シート
５…ハンドル
１０…乗員保護装置
１１…乗員位置センサ
１２…Ｇセンサ
１３…乗員保護制御部
１４…フロントエアバッグ装置（第１エアバッグ装置）
１５…フロントエアバッグ
１５Ｓ…接触面（傾斜面）
１６…インフレータ
１７…サイドエアバッグ装置（第２エアバッグ装置）
１８…サイドエアバッグ
３０…自動運転制御装置
３１…撮像センサ
３２…自動運転制御部
３３…操舵アクチュエータ
３４…ブレーキアクチュエータ
３５…動力源

Claims (9)

1. 車両内で乗員が着座するシートと、
   前記シートに着座した乗員の上体の前に展開するフロントエアバッグを有する第１エアバッグ装置と、
   前記シートの外側である前記車両の側部に沿って展開するサイドエアバッグを有する第２エアバッグ装置と、
   を有し、
   前記フロントエアバッグと前記サイドエアバッグとは前記車両の車幅方向に重なるように展開し、
   展開した前記フロントエアバッグは、前記車幅方向の内側部分より外側部分が前となるように車両外前方向へ連続的に傾斜する傾斜面を形成し、
   前記シートの着座位置より前外方へ移動していた上体の両肩を、連続的な前記傾斜面と前記サイドエアバッグとの間に挟む、
   車両の乗員保護装置。
2. 前記傾斜面は、前記シートについての前記車幅方向の中央側の縁より更に車幅方向内側から形成される、
   請求項１記載の車両の乗員保護装置。
3. 前記傾斜面は、少なくとも前記シートの前側となる範囲において連続的に形成される、
   請求項１または２記載の車両の乗員保護装置。
4. 前記傾斜面は、前記サイドエアバッグと接する部分までに連続的に形成される、
   請求項１から３のいずれか一項記載の車両の乗員保護装置。
5. 連続的な前記傾斜面は、前記サイドエアバッグの接触面より硬い、
   請求項１から４のいずれか一項記載の車両の乗員保護装置。
6. 前記傾斜面は、凹曲面により連続的に傾斜している、
   請求項１から５のいずれか一項記載の車両の乗員保護装置。
7. 前記傾斜面は、凸曲面により連続的に傾斜している、
   請求項１から５のいずれか一項記載の車両の乗員保護装置。
8. 前記車両の走行状態に応じて前記第１エアバッグ装置および前記第２エアバッグ装置の作動を制御する制御部を有し、
   前記制御部は、
   前記車両についての運転支援を含む自動走行制御中の衝突または急減速中の衝突の可能性がある場合には、前記傾斜面を形成するように前記フロントエアバッグを展開させ、
   それ以外の場合には、前記傾斜面が形成されないように前記フロントエアバッグを展開させて前記着座位置にいた上体を全体的に支持する、
   請求項１から７のいずれか一項記載の車両の乗員保護装置。
9. 前記シートに着座した乗員の上体の位置を検出する検出部を有し、
   前記制御部は、
   前記車両についての運転支援を含む自動走行制御中または急減速中における前記検出部の検出に基づいて上体の位置を判断し、
   前記上体が前記着座位置より前へ移動していた場合には、前記傾斜面を形成するように前記フロントエアバッグを展開させ、
   前記上体が前記着座位置にある場合には、前記傾斜面を形成しないように前記フロントエアバッグを展開させる、
   請求項８記載の車両の乗員保護装置。
   

Images