JP7112870B2

JP7112870B2 - 車両の乗員保護装置

Info

Publication number: JP7112870B2
Application number: JP2018068596A
Authority: JP
Inventors: 勇長澤
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2022-08-04
Anticipated expiration: 2038-03-30
Also published as: JP2019177792A

Description

本発明は、車両の乗員保護装置に関する。

車両の乗員に近い領域で乗員を保護するための技術としてシートに搭載されるエアバッグがある。例えば搭乗者の頭部を保護するために、車両のボディサイド部と搭乗者の胸部から頭部にかけての部位との間にて展開膨張するエアバッグ本体部と、エアバッグ本体部から搭乗者の顔面前方に突出するように展開膨張するエアバッグ突出部とを備えるサイドエアバッグ装置などが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００６－００８１０５号公報

自動運転技術の発展に伴い、車室内空間での着座位置及び着座状態の自由化が実現した場合、シートを従来の配置とは異なるものにしたときに、従来使用していた、ステアリング、インストルメントパネルなどに設けられるエアバッグでは乗員の保護が困難となる可能性がある。これに鑑みて、エアバッグなどの乗員の保護デバイスをシートに設ける必要性が高まる。
上述したような従来のサイドエアバッグ装置では全方位の衝突には対応することが困難である。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、乗員が着座するシートの構成のみで様々な衝突形態での乗員保護を実現することが可能な車両の乗員保護装置を提供することである。

前記課題を解決するための手段として、本発明に係る車両の乗員保護装置は、乗員が着座するシート又は前記シートの周辺部材から展開するエアバッグを備え、前記エアバッグは、前記シート側の第１気室と先端側の第２気室とに内部が画分されて成り、前記第１気室は、前記シートの幅方向内側の周長が外側の周長より大きく形成されて成り、前記第２気室は、前記シートの幅方向外側の周長が内側の周長より大きく形成されて成る。

本発明に係る車両の乗員保護装置において、前記第１気室と第２気室との間に隔壁が設けられ、前記隔壁は所定の圧力で開弁する弁体を有し、前記第１気室の展開中又は展開後に前記弁体が開弁して前記第２気室が展開することが好ましい。

本発明に係る車両の乗員保護装置において、前記エアバッグは、展開したときに、前記エアバッグの先端部が前記シート又は前記周辺部材における前記第１気室の膨出位置より前記シートの幅方向内側に位置することが好ましい。

本発明に係る車両の乗員保護装置において、前記エアバッグは、シートバックにおいて前記乗員の上体に対してシートの幅方向外側位置から前記シートの前方に膨出し、前記第１気室が前記シートの幅方向外側に向かって展開し、前記第２気室が前記シートの幅方向内側に向かって展開することで、前記乗員の上体前方に展開することが好ましい。

本発明に係る車両の乗員保護装置において、前記エアバッグは、シートクッションにおいて前記乗員の下肢に対してシートの幅方向外側位置から前記シートの上方に膨出し、前記第１気室が前記シートの幅方向外側に向かって展開し、前記第２気室が前記シートの幅方向内側に向かって展開することで、前記乗員の下肢上方に展開することが好ましい。

本発明によると、シート又はその周辺部材から展開するエアバッグのシートの幅方向内側と外側との周長に関して第１気室と第２気室とで大小関係を異ならせることで、エアバッグの展開方向が一旦シートの幅方向外側に向かった後に内側に向かうものとなる。これにより、シートなどから展開したエアバッグが乗員に近接して延在することとなるので、乗員の周囲をエアバッグが展開された状態となり、結果としてシートの構成のみで様々な衝突形態での乗員保護を実現することが可能な車両の乗員保護装置を提供することができる。

図１（ａ）～（ｂ）は本発明の一実施形態である乗員保護装置を示す概略図であり、図１（ａ）は乗員保護装置を示す平面図であり、図１（ｂ）は乗員保護装置を示す側面図である。図２は、図１に示した乗員保護装置におけるエアバッグを模式的に示す概略図である。図３（ａ）～（ｄ）は、図１に示した乗員保護装置におけるエアバッグの一展開形態を示す説明図である。

本発明に係る車両の乗員保護装置の一実施形態について、図１及び図２を参照しつつ説明する。
なお、図１（ａ）～（ｂ）は本発明の一実施形態である乗員保護装置１を示す概略図であり、図１（ａ）は乗員保護装置１を示す平面図であり、図１（ｂ）は乗員保護装置１を示す側面図である。図２は、図１に示した乗員保護装置１におけるエアバッグ２を模式的に示す概略図である。

図１に示すように、乗員保護装置１は、エアバッグ２と、隔壁３と、弁体４とを備える。なお、乗員保護装置１は、エアバッグ２の展開駆動のために検知手段５及び制御手段６も併せて備えている。

エアバッグ２は、乗員Ｐが着座するシート１００のシート表面を介して展開される。特に図１（ａ）に示すように、エアバッグ２は、シート１００側から先端側に向かって第１気室部２１、第２気室部２２及び第３気室部２３を有する。
なお、シート１００は、乗員Ｐが着座可能なシートクッション１０１と、乗員Ｐが背面をもたれさせることのできるシートバック１０２とを有する。
エアバッグ２は、布製の袋体であり、展開前にはシートバック１０２内に配置されて成る収容部７に折り畳まれて収容される。エアバッグ２が展開する際には、収容部７に付設されて成るインフレータ８から発生するガスがエアバッグ２内に圧入されることで、エアバッグ２が収容部７外に膨出し、更にシートバック１０２のシート表面を開裂させて車室内空間へ展開することとなる。
エアバッグ２の内部が後述の隔壁３により画分されることで、第１気室部２１、第２気室部２２及び第３気室部２３が形成されている。なお、第１気室部２１及び第２気室部２２は本発明における第１気室及び第２気室の一例であり、第３気室部２３は任意で追加形成されて成る気室である。

隔壁３は、例えばエアバッグ２と同材料で形成されて成り、エアバッグ２内に固定的に配置され、エアバッグ２の内部を画分するための仕切り部材である。隔壁３は、エアバッグ２の展開前においてエアバッグ２と共に折り畳まれて収容部７内に収容される。隔壁３は、第１隔壁３１及び第２隔壁３２を有する。第１隔壁３１は第１気室部２１と第２気室部２２との間に設けられ、第２隔壁３２は第２気室部２２と第３気室部２３との間に設けられる。
隔壁３のエアバッグ２に対する配置については図２を参照しつつ後述する。

弁体４は、第１隔壁３１及び第２隔壁３２に設けられ、所定の圧力が作用すると開弁する弁部材である。弁体４はエアバッグ２の展開までは閉弁している。弁体４が閉弁している状態では、エアバッグ２の第１気室部２１と第２気室部２２と第３気室部２３とは隔絶された状態となる。弁体４は、第１圧力弁４１及び第２圧力弁４２を有する。第１圧力弁４１は第１隔壁３１に設けられ、第２圧力弁４２は第２隔壁３２に設けられる。第１圧力弁４１が開弁すると第１気室部２１と第２気室部２２とが連通状態となり、第２圧力弁４２が開弁すると第２気室部２２と第３気室部２３とが連通状態となる。弁体４は、例えば第１圧力弁４１であれば第１気室部２１、第２圧力弁４２であれば第２気室部２２などの、弁体４が接する気室のうちシート側の気室が展開中又は展開後に開弁する。なお、弁体４としては、所定の圧力で開放状態と成るものであれば、バルブ以外にも、貫通孔を縫製により閉塞し、該縫製部位の開裂し易さ及び破断し易さの強度が縫製強度などで調整されて成る形態を採ることもできる。

検知手段５は、車両の衝突又は衝突可能性を検知する。具体的には、検知手段５は、適宜のカメラ、センサなどにより車外の周辺環境の監視結果に基づいて、他車両又は障害物と自車両との衝突又は衝突可能性の有無を検知する。検知手段５は、検知結果を制御手段６に出力することが可能となっている。
衝突の検知は、例えば車両に搭載される加速度センサなどによって自車両に作用する衝撃を検知することで、衝突が発生したと判別することができる。
また、衝突可能性の検知は、例えば車両に搭載される車外監視用カメラ、監視用センサなどによる他車両又は障害物の監視結果と、自車両の走行速度、方向などのパラメータとを併せることで、自車両に他車両又は障害物が接触し得る可能性を導出する。更に、導出結果が適宜のしきい値を超えているか否かによって衝突可能性の高低を判別することができる。
検知手段５としては、例えば車載カメラ、監視用センサ、加速度センサなどと、監視結果の解析のための演算処理装置とを組合せて用いることができる。

制御手段６は、インフレータ８の駆動を制御する。具体的には、制御手段６は、検知手段５から出力された検知結果に基づいて、インフレータ８を駆動させる制御を行う。インフレータ８を駆動させると火薬への着火などによってガスが発生することとなる。制御手段６はインフレータ８に対して駆動信号を出力することが可能となっている。
制御手段６としては、例えば車載用の演算処理装置であるＥＣＵなどを用いることができる。

続いて、乗員保護装置におけるエアバッグの各気室の大きさについて、図２を参照しつつ詳述する。

図２には、図１に示した乗員保護装置１におけるエアバッグ２と、隔壁３と、弁体４と、シートバック１０２とを平面視状態で模式的に示している。エアバッグ２は図１に示したように、展開方向が膨出位置よりシート１００の幅方向内側に向くように展開するが、図２ではエアバッグ２の各部位の周長の大きさを比較し易くするために、エアバッグ２をシートバック１０２のシート表面１０３から直線的に延在させた状態で示すこととしている。
なお、図２における左側がシート１００の幅方向外側であり、右側がシート１００の幅方向内側である。また、図２における上側がシート１００の前後方向前側であり、下側がシート１００の前後方向後側である。

シート表面１０３から膨出するエアバッグ２のシート１００側に設けられる第１気室部２１がシート表面１０３から露出する部位のうちシート１００の幅方向外側部位をＡとし、幅方向内側部位をＢとする。第１気室部２１の前端部（又は第２気室部２２の後端部）である第１隔壁３１とエアバッグ２との接続部位のうちシート１００の幅方向外側部位をＣとし、幅方向内側部位をＤとする。また、第２気室部２２の前端部（又は第３気室部２３の後端部）である第２隔壁３２とエアバッグ２との接続部位のうちシート１００の幅方向外側部位をＥとし、幅方向内側部位をＦとする。エアバッグ２の先端部をＧとする。

図２に示す実施形態において、第１気室部２１は、シート１００の幅方向内側の周長Ｌ_２（Ｂ－Ｄ間の長さ）が幅方向外側の周長Ｌ_１（Ａ－Ｃ間の長さ）より大きく形成される。また、第２気室部２２は、シート１００の幅方向外側の周長Ｌ_３（Ｃ－Ｅ間の長さ）が幅方向内側の周長Ｌ_４（Ｄ－Ｆ間の長さ）より大きく形成される。なお、第３気室部２３は、シート１００の幅方向外側の周長Ｌ_５（Ｅ－Ｇ間の長さ）と幅方向内側の周長Ｌ_６（Ｆ－Ｇ間の長さ）とが略同一の大きさに形成される。

図２に示したエアバッグ２の各部位の周長が特定の関係を満たすことで、エアバッグ２の展開軌道がシートバック１０２より膨出したときから変化してシート１００の幅方向内側に向くことになる。
次に、図１及び図２に示した実施形態に係る乗員保護装置１において、エアバッグ２の展開について、図３を参照しつつ説明する。

図３（ａ）～（ｄ）は、図１に示した乗員保護装置１におけるエアバッグ２の一展開形態を示す説明図である。
乗員保護装置１のエアバッグ２が展開するには、先ず検知手段５が衝突又は衝突の可能性を検知する。
更に検知手段５による検知結果に係る信号が制御手段６に入力されたときに、制御手段６がインフレータ８に駆動信号を出力する。
制御手段６からの駆動信号の入力によって、インフレータ８は例えば火薬に着火するなどしてガスを発生させる。
インフレータ８から発生したガスは、エアバッグ２内に圧入されることでシートバック１０２のシート表面１０３を開裂させてシート１００外に膨出する。シート１００外に膨出した初期段階のエアバッグ２を図３（ａ）に示している。

図３（ａ）に示すエアバッグ２は、第１気室部２１にある程度のガスが流入しているが、膨満状態ではない。このとき、第１圧力弁４１及び第２圧力弁４２は閉弁している。これにより、第２気室部２２及び第３気室部２３は、ガスが流入しておらず収縮状態である。
図３（ａ）に示すように、エアバッグ２の第１気室部２１はシート１００の幅方向外側かつシート１００の前方に向かって膨出している。これは、図２に示したように、第１気室部２１におけるシート１００の幅方向内側の周長Ｌ_２が幅方向外側の周長Ｌ_１より大きく形成されているからである。

図３（ａ）に示すエアバッグ２の展開が進むと、図３（ｂ）に示す状態となる。
図３（ｂ）に示すエアバッグ２は、第１気室部２１が略膨満状態となり、第２気室部２２にガスが流入し始めた状態である。このとき、第１圧力弁４１は第１気室部２１の内圧によって開弁している。なお、第２圧力弁４２は閉弁状態を維持している。これにより、第３気室部２３はガスが流入しておらず収縮状態である。

図３（ｂ）に示すエアバッグ２の展開が進むと、図３（ｃ）に示す状態となる。
図３（ｃ）に示すエアバッグ２は、第１気室部２１及び第２気室部２２が略膨満状態となっている。このとき、第１圧力弁４１は開弁し、第２圧力弁４２は閉弁状態を維持している。これにより、第３気室部２３はガスが流入しておらず収縮状態である。
図３（ｃ）に示すように、エアバッグ２の第２気室部２２はシート１００の幅方向内側に向かって展開している。これは、図２に示したように、第２気室部２２におけるシート１００の幅方向外側の周長Ｌ_３が幅方向内側の周長Ｌ_４より大きく形成されているからである。

図３（ｃ）に示すエアバッグ２の展開が進むと、図３（ｄ）に示す状態となる。
図３（ｄ）に示すエアバッグ２は、第１気室部２１、第２気室部２２及び第３気室部２３が略膨満状態となっている。このとき、第１圧力弁４１及び第２圧力弁４２は開弁している。これにより、第１気室部２１、第２気室部２２及び第３気室部２３の全てにガスが圧入された状態となる。
図３（ｄ）に示すように、エアバッグ２の第３気室部２３はシート１００の幅方向内側に向かって直線的に展開している。これは、図２に示したように、第３気室部２３におけるシート１００の幅方向外側の周長Ｌ_５と幅方向内側の周長Ｌ_６とが略同一に形成されているからである。
よって、エアバッグ２が乗員Ｐの上体前方に展開した状態となる。
図３（ｄ）に示すエアバッグ２は、シート１００の幅方向外側から内側に方向転換した展開が完了している。

図３に示したように、エアバッグ２は、シートバック１０２において乗員Ｐの上体よりシート１００の幅方向外側位置からシート１００の前方に膨出し、上述の特定の周長の設定によって第１気室部２１がシート１００の幅方向外側に向かって展開すると共に、第２気室部２２がシート１００の幅方向内側に向かって展開することで乗員Ｐの上体前方に展開する。更に、第３気室部２３がシート１００の幅方向内側にエアバッグ２を伸長するように展開するので、シート１００の幅方向において乗員Ｐの上体を大きくカバーする領域が確保される。

よって、シートバック１０２から展開したエアバッグ２が乗員Ｐの上体の側方及び前方を囲んだ状態になるので、結果としてシート１００の構成のみで前方衝突、側方衝突、後方衝突及び斜め衝突などの様々な衝突形態での乗員保護を実現することが可能となる。

仮に第１気室部２１の展開と同時又は展開初期段階で第２気室部２２及び第３気室部２３を展開させる場合は、第２気室部２２及び第３気室部２３の展開に伴うエアバッグ２の様々な方向への動き、いわゆる展開暴れが乗員Ｐの近傍で生じる可能性がある。
本実施形態に係る乗員保護装置１は、エアバッグ２の展開の際に、先ず第１気室部２１をシート１００の幅方向外側に展開させ、かつ、第１圧力弁４１の開弁圧力を第１気室部２１の展開が完了するとき又はその近傍の圧力に設定することで第２気室部２２の展開を第１気室部２１の展開完了前後に行うこととしている。これにより、第２気室部２２及び第３気室部２３の展開を乗員Ｐから離れた領域で開始することができるので、第２気室部２２及び第３気室部２３の展開が乗員Ｐへの攻撃性を生じ難くすることができて好ましい。

なお、エアバッグ２により乗員Ｐの上体を大きくカバーする領域を確実に確保するために、エアバッグ２は、展開したときに、第２気室部２２の先端部、つまり第２隔壁３２が設けられる部位がシートバック１０２における第１気室部２１の膨出部位よりシート１００の幅方向内側に位置する。このためには、例えば図２に示したエアバッグ２の各部位の大きさの関係性は維持しつつ、第２気室部２２におけるシート１００の幅方向外側の周長Ｌ_３（Ｃ－Ｅ間の長さ）が、第１気室部２１におけるシート１００の幅方向内側の周長Ｌ_２（Ｂ－Ｄ間の長さ）より大きく形成されると共に、第２気室部２２におけるシート１００の幅方向内側の周長Ｌ_４（Ｄ－Ｆ間の長さ）が、第１気室部２１におけるシート１００の幅方向外側の周長Ｌ_１（Ａ－Ｃ間の長さ）より大きく形成されるのが良い。これにより、第１気室部２１の展開によるシート１００の幅方向外側への展開量が、第２気室部２２の展開によるシート１００の幅方向内側への展開量より小さくなるので、エアバッグ２全体として乗員Ｐの上体前方にまで確実に展開させることができるようになる。

本発明におけるエアバッグは、シートクッションにおいて乗員の下肢よりシートの幅方向外側位置からシートの上方に膨出し、上述のエアバッグの各部位における周長の特定の設定によって、第１気室部がシートの幅方向外側に向かって展開すると共に、第２気室部がシートの幅方向内側に向かって展開することで乗員の下肢上方に展開する。更に、第３気室部を設けることでシートの幅方向内側にエアバッグを伸長するように展開するので、シートの幅方向において乗員の下肢を大きくカバーする領域が確保される。

よって、シートクッションから展開したエアバッグが乗員の下肢の側方及び上方を囲んだ状態になるので、結果としてシートの構成のみで前方衝突、側方衝突、後方衝突及び斜め衝突などの様々な衝突形態での乗員の下肢に対する保護性能を確保することが可能となる。

本発明におけるエアバッグは、上述した実施形態のようにシートから膨出しても良く、シートの周辺部材、例えばシート近傍の内装材などから膨出しても良い。

以上に説明したように、図１～図３に示した実施形態に係る乗員保護装置１は、シート１００から乗員Ｐとは別方向に膨出したエアバッグ２を湾曲又は屈曲させることで、乗員Ｐに近接する領域にまで展開方向を規制することが可能である。
将来的に自動運転車両ではシート１００を車両前方の向きだけに限定されず、様々な方向に向けることが可能となる。また、シート１００を様々な位置にも配置が可能となる。これらによって、種々の内装材に配置される既存のエアバッグなどの乗員保護デバイスは可動となるシート１００に着座する乗員Ｐに対して、従来の乗員保護性能を十分に発揮することができなくなる可能性が生じる。
これに対して、乗員保護装置１は、シート１００からエアバッグ２が展開し、乗員Ｐに近接する領域で乗員Ｐを囲むようにエアバッグ２が展開するので、どのような方向及びどのような位置に配置されるシート１００であっても乗員保護性能が低下しない又は低下し難い。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により、本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。

１：乗員保護装置、２：エアバッグ、２１：第１気室部、２２：第２気室部、２３：第３気室部、３：隔壁、３１：第１隔壁、３２：第２隔壁、４：弁体、４１：第１圧力弁、４２：第２圧力弁、５：検知手段、６：制御手段、７：収容部、８：インフレータ、１００：シート、１０１：シートクッション、１０２：シートバック、Ｐ：乗員

Claims

乗員が着座するシート又は前記シートの周辺部材から展開するエアバッグを備え、
前記エアバッグは、前記シート側の第１気室と先端側の第２気室とに内部が画分されて成り、
前記第１気室は、前記シートの幅方向内側の周長が外側の周長より大きく形成されて成り、
前記第２気室は、前記シートの幅方向外側の周長が内側の周長より大きく形成されて成り、
前記エアバッグは、
シートバックにおいて前記乗員の上体に対して前記シートの幅方向外側位置から前記シートの前方に膨出し、
前記第１気室が前記シートの幅方向外側に向かって展開し、前記第２気室が前記シートの幅方向内側に向かって展開することで、前記乗員の上体前方に展開する、
車両の乗員保護装置。
乗員が着座するシート又は前記シートの周辺部材から展開するエアバッグを備え、
前記エアバッグは、前記シート側の第１気室と先端側の第２気室とに内部が画分されて成り、
前記第１気室は、前記シートの幅方向内側の周長が外側の周長より大きく形成されて成り、
前記第２気室は、前記シートの幅方向外側の周長が内側の周長より大きく形成されて成り、
前記エアバッグは、
シートクッションにおいて前記乗員の下肢に対して前記シートの幅方向外側位置から前記シートの上方に膨出し、
前記第１気室が前記シートの幅方向外側に向かって展開し、前記第２気室が前記シートの幅方向内側に向かって展開することで、前記乗員の下肢上方に展開する、
車両の乗員保護装置。
前記第１気室と前記第２気室との間に隔壁が設けられ、
前記隔壁は所定の圧力で開弁する弁体を有し、
前記第１気室の展開中又は展開後に前記弁体が開弁して前記第２気室が展開する、
請求項１又は２に記載の車両の乗員保護装置。
前記エアバッグは、展開したときに、前記エアバッグの先端部が前記シート又は前記周辺部材における前記第１気室の膨出位置より前記シートの幅方向内側に位置する、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両の乗員保護装置。
以上