JP7129300B2 - 乗員保護装置 - Google Patents

Description

本発明は、乗員保護装置に関する。

衝突等から乗員を保護するため、自動車などの車両では、エアバッグ装置が用いられている。
そして、前突時に膝部と内装部材との衝突による障害の低減や、上体の回転軸となる腰の位置のズレを防止し、上半身の挙動も安定させる膝部前面で展開するニーエアバッグが提案されている。

例えば、インストルメントパネル（ここでは、ダッシュボードと同義として使用されている）内に、展開時に着座状態の乗員の両膝にそのまま対応できるように幅方向には折り畳まれずにニーエアバッグが収納された車両用ニーエアバッグ装置が提案されている。この車両用ニーエアバッグ装置は、左右に折り畳まれずに収納されているので、膨張初期状態から左右の幅が広く、乗員が両膝を開いた状態で着座していても、両膝の前にニーエアバッグが展開し、乗員の脚部を確実に保護できるようにしている（特許文献１参照）。

一方、人間の足裏からの荷重に対する耐久性は意外に強く、大腿部では「１トン」の荷重でも耐えられることができる。そのため、前突時に乗員が脚を踏ん張ることができれば、骨格の耐衝撃性による傷害値の低減を図ることができることが分かった。

特開２００７－１３７１５０号公報

しかしながら、従来のニーエアバッグ装置は、乗員が脚を踏ん張ることを想定したものではない。例えば、乗員の下肢部が直線状となると、脚を踏ん張り易くなるが、従来のニーエアバッグ装置は、内装部品と、乗員の膝下との間、脛の前方で展開するので、乗員は下肢部を直線状とはし難く、踏ん張りには不向きである。また、床面部に脚を踏ん張るための載置部を設置したとしても、座席シートが移動や回転されると、載置部まで脚が届かなかったり、直線状とならなかったりする等、踏ん張ることができなくなってしまう虞がある。
また、床面部に脚を踏ん張るための載置部を設置した場合、載置部の移動、変形による最適形状化を図る場合、構成が複雑になってしまう虞がある。

本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、座席シートの移動等にかかわらず、座席シートと足裏が載置される載置部との相対位置が変わることなく、乗員に身を守る姿勢を取り易くさせて乗員保護を行うことができる乗員保護装置を提供することを課題とする。

本発明に係る車両の乗員保護装置は、乗員が着座する座席シートと、前記座席シートに着座した乗員の脚部の、足裏が載置される載置部と、前記座席シートに着座した乗員の踵の位置を検知する位置検知部と、車両の衝突または衝突予測を検知する衝突検知装置と、前記載置部を可動させる載置部可動装置と、を備え、前記載置部は、前記座席シートと連結されるとともに、一部または全部が車両の後方側を軸に、上方に回動可能に設けられ、前記載置部可動装置は、前記衝突検知装置が衝突または衝突予測を検知した場合、前記位置検知部に検知された乗員の踵の位置に基づいて、前記載置部の一部を回動させる、ことを特徴とする。

また、前記載置部可動装置は、前記載置部を車両の前方にも移動させる、ようにしてもよい。

さらに、車両に対する加速度を検出する加速度検出装置と、を備え、前記載置部可動装置は、検出された加速度に応じて、前記載置部を移動させる、ようにしてもよい。

さらに、車両に対する角加速度を検出する角加速度検出装置と、を備え、前記載置部可動装置は、検出された角加速度に応じて、前記載置部を移動させる、ようにしてもよい。

本発明によれば、座席シートの移動等にかかわらず、座席シートと足裏が載置される載置部との相対位置が変わることなく、乗員に身を守る姿勢を取り易くさせて乗員保護を行うことができる乗員保護装置を提供することができる。
また、載置部が座席シートと連結されることにより、載置部全体を様々な方向に傾斜させる、載置部全体又は一部を回動・変形させるなどの実施が容易になり、より適切な制御が可能となる。

本発明の実施の形態における乗員保護装置を備えた車両の一部の概略を示す断面図である。 足裏を前方に移動させる乗員保護装置を備えた車両の一部の概略断面図である。 水平移動可能なフットレストを設けた乗員保護装置を説明する概略正面図である。 垂直移動可能なフットレストを設けた乗員保護装置を説明する概略正面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態における乗員保護装置を備えた車両の一部の概略を示す断面図である。なお、図１（ａ）は、本実施の形態の乗員保護装置の作動前の概略断面図であり、図１（ｂ）は、本実施の形態の乗員保護装置の作動後の概略断面図である。

（車両１の構成）
図１に示すように、車両１は、下部にアンダーフロア３、上部にルーフ４が設けられている。また、アンダーフロア３の上部には、フロアパネル５が設けられ、乗員室と床下空間とを区切っている。さらに、車両１には、乗員保護装置３１が設けられている。

（乗員保護装置３１の構成）
乗員保護装置３１は、座席シート１０と、フットレスト６１と、載置部制御装置８１と、を備えている。

（座席シート１０）
座席シート１０は、アンダーフロア３に配備され、車両１に乗車した乗員Ｐが着座するものである。また、座席シート１０は、乗員Ｐの臀部から大腿部を支えるシートクッション１１（座部）と、リクライニング可能に設けられたシートバッグ１２（背もたれ部）と、乗員Ｐの頭部を支えるヘッドレスト１３（ヘッド部）と、を備えている。

（フットレスト６１）
フットレスト６１は、座席シート１０に着座した乗員Ｐの足置きとして使用され、乗員Ｐの脚部の足裏が載置される載置部として機能する。また、フットレスト６１は、後述するように、一部または全部が回動可能となっている。
さらに、フットレスト６１は、座席シート１０と接続されており、座席シート１０とともに移動するようになっている。例えば、座席シート１０を車両１の後方に移動（スライド）させると、フットレスト６１も座席シート１０とともに後方に移動する。また、座席シート１０が回転可能である場合には、座席シート１０の回転に合わせて、フットレスト６１も座席シート１０を中心に回転するものである。

さらに、フットレスト６１は、車両１の前後方向に複数に分割されている。なお、フットレスト６１は、車両１の幅方向に複数に分割されていてもよい。また、複数に分割されたフットレスト６１の各々を、車両１の前方から順に、フットボード６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ、６１ｆ、６１ｇ・・・とする。

フットボード６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ、６１ｆ、６１ｇ・・・には、圧力センサが設けられている。各圧力センサの検知信号は、載置部制御装置８１に出力され、乗員Ｐの足裏の位置検出の情報として使用される。
また、フットボード６１ａとフットボード６１ｂ、フットボード６１ｂとフットボード６１ｃ、フットボード６１ｃとフットボード６１ｄ・・・は、それぞれ回転軸で接続されている。

フットボード６１ａは、載置部制御装置８１に制御され、車両１の後方側を軸として回転し、前方側を立ち上げることができるようになっている。すなわち、フットボード６１ａは、車両１の後方側を軸に上方に回動可能となっている。また、フットボード６１ａは、自身より後方のフットボード６１ｂ以降が立ち上がった場合には、フットボード６１ｂと略直線状に連結されたまま、立ち上がるようになっている。なお、フットボード６１ｂ以降のフットボードも同様に、自身より後方のフットボードが立ち上がった場合には、略直線状に連結されたまま、立ち上がるようになっている。

フットボード６１ｂ以降のフットボードは、フットボード６１ａと同様であるので、説明を省略する。なお、座席シート１０にいちばん近いフットボードは、座席シート１０と接続されている。
また、以下では、便宜上、フットボード６１ａとフットボード６１ｂとが接続される回転軸をフットボード６１ａの回転軸、フットボード６１ｂとフットボード６１ｃとが接続される回転軸をフットボード６１ｂの回転軸・・・ということとする。

（載置部制御装置８１）
載置部制御装置８１は、乗員保護装置３１全体を制御するためものである。
また、載置部制御装置８１は、前述のように、圧力センサから検知情報を入力する。そして、載置部制御装置８１は、圧力センサの検知情報から、乗員Ｐの踵の位置を検出するものである。

また、載置部制御装置８１は、車載カメラから車両１の外部の情報を入力し、外部状況を把握、判定するものである。具体的には、載置部制御装置８１は、車載カメラから入力した画像データに基づいて、車両１に対する衝突予測および衝突判定を行う。
なお、載置部制御装置８１は、車載カメラから入力した情報にかかわらず、加速度センサ（Ｇセンサ）や、衝撃センサ（圧力センサ）等による情報から衝突予測および衝突判定を行うものであってもよい。さらに、載置部制御装置８１は、例えば、車両制御装置であるＥＣＵ等の外部から、衝突予測および衝突検知情報を入力するものであってもよい。

また、載置部制御装置８１は、フットレスト６１の一部を回動させるものである。具体的には、載置部制御装置８１は、車両１の衝突予測または衝突検知を行った場合に、乗員Ｐの踵位置よりも前方の直近にあるフットボードの回転軸を回転させ、乗員Ｐの踵位置よりも前方のフットボードを立ち上げるものである。
すなわち、載置部制御装置８１は、検出した乗員Ｐの踵位置が、フットボード６１ｅの上であったら、フットボード６１ｄの回転軸を回転させ、フットボード６１ａ～６１ｄを立ち上げるものである。

このように、載置部制御装置８１は、乗員Ｐの踵の位置を検知する位置検知部、車両１の衝突または衝突予測を検知する衝突検知装置、および、フットレスト（載置部）６１を可動させる載置部可動装置としての機能を備えている。

（乗員保護装置３１の動作）
以下、乗員Ｐが、フットレスト６１のフットボード６１ｅの上に踵を載せて、車両１を走行させている場合を例に、説明する。
乗員保護装置３１は、載置部制御装置８１が車両１の衝突予測を行うと、乗員Ｐの踵の位置を検出する。ここでは、乗員Ｐはフットボード６１ｅの上に踵を載せているので、圧力センサから入力した検知信号により、フットボード６１ｅの上に乗員Ｐの踵があると検出する。
なお、載置部制御装置８１が車両１の衝突検知を行った時の動作は、衝突予測を行った時の動作を同様であるので、説明を省略する。

次いで、載置部制御装置８１は、乗員Ｐの踵位置がフットボード６１ｅの上にあるという情報から、前方直近のフットボード６１ｄの回転軸を回転させる。これにより、フットボード６１ｄが立ち上がる。また、このフットボード６１ｄの立ち上がりに連れてフットボード６１ａ～６１ｃも立ち上がることとなる。

したがって、フットボード６１ａ～６１ｄが斜め前方に角度をつけた傾斜面となり、座席シート１０に着座している乗員Ｐの下肢部と略直交となるため、乗員Ｐがフットレスト６１を足裏で押すことが容易になる。このように、乗員保護装置３１は、車両１の衝突の衝撃に対して、乗員Ｐが脚を踏ん張って耐え易くすることができ、乗員Ｐが身を守り易くなり（自力で傷害値の低減を図ることができ）、乗員保護を行うことができる。

（足裏を前方に移動させる乗員保護装置）
次に、足裏を前方に移動させる乗員保護装置について、説明する。
図２は、乗員保護装置を備えた車両の一部の概略を示す断面図である。なお、図２（ａ）は、乗員保護装置の作動前の概略断面図であり、図２（ｂ）は、乗員保護装置の作動後の概略断面図である。

（乗員保護装置３２の構成）
図２に示すように、乗員保護装置３２は、座席シート１０と、フットレスト６２と、載置部制御装置８２と、を備えている。
座席シート１０は、上記実施の形態の座席シート１０と同様のものであるので、説明を省略する。

（フットレスト６２）
フットレスト６２は、上記実施の形態のフットレスト６１と同様のものであるが、載置部制御装置８２に制御され、車両１の前方にも移動できるようになっている。
また、フットレスト６２は、車両１の前後方向に複数に分割されている。また、複数に分割されたフットレスト６２の各々を、車両１の前方から順に、フットボード６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆ、６２ｇ・・・とする。

フットボード６２ａは、上記実施の形態のフットボード６１ａと同様のものであるが、フットレスト６２の移動と同様に、車両１の前方にも移動できるようになっている。
フットボード６２ｂ以降のフットボードも、同様であるので、説明を省略する。なお、座席シート１０にいちばん近いフットボードは、座席シート１０と接続されている。

（載置部制御装置８２）
載置部制御装置８２は、上記実施の形態の載置部制御装置８１と同様のものであるが、載置部制御装置８１の機能に加え、衝突予測時には、乗員Ｐの踵位置を前方に移動させるようになっている。
すなわち、載置部制御装置８２は、衝突予測を検出すると、フットレスト６２を車両１の前方、座席シート１０から離れる方向に移動させるようになっている。

なお、座席シート１０が回転され、フットレスト６２が座席シート１０に対して車両１の前方位置にないときには、車両１の前方ではなく、対応する座席シート１０から離れる方向に移動させる。例えば、座席シート１０が１８０°回転され、乗員Ｐが車両１の後方を向いている場合には、載置部制御装置８２は、フットレスト６２を座席シート１０から離れる方向、すなわち、車両１の後方に移動させる。

（乗員保護装置３２の動作）
以下、乗員Ｐが、フットレスト６２のフットボード６２ｅの上に踵を載せて、車両１を走行させている場合を例に、説明する。
乗員保護装置３２は、載置部制御装置８２が車両１の衝突予測を行うと、乗員Ｐの踵の位置を検出する。ここでは、乗員Ｐはフットボード６２ｅの上に踵を載せているので、圧力センサから入力した検知信号により、フットボード６２ｅの上に乗員Ｐの踵があると検出する。

次いで、載置部制御装置８２は、検出した乗員Ｐの踵位置に基づいて、フットレスト６２の移動量を決定して、フットレスト６２、特に、フットボード６２ｅを車両１の前方に移動させる。例えば、載置部制御装置８２は、乗員Ｐの踵位置が座席シート１０から遠く離れた位置にあるときには、移動量を小さくし、乗員Ｐの踵位置が座席シート１０から近い位置にあるときには、移動量を大きくする。これにより、乗員Ｐが脚を伸ばして着座しているときには、あまり移動させず、乗員Ｐが脚を曲げて着座しているときには、大きく移動させ、脚を伸ばさせることができる。また、載置部制御装置８２は、乗員Ｐの体格、身長、脚の長さ等を検出して、これに応じて移動量を決定するようにしてもよい。

また、載置部制御装置８２は、上記実施の形態の載置部制御装置８１と同様に、乗員Ｐの踵位置がフットボード６２ｅの上にあるという情報から、フットボード６２ｄの回転軸を回転させる。これにより、フットボード６２ｄが立ち上がる。また、このフットボード６２ｄの立ち上がりに連れてフットボード６２ａ～６２ｃも立ち上がることとなる。

したがって、乗員Ｐの脚が直線状となり、これと略直交する形で乗員Ｐの足裏にフットボード６１ａ～６１ｄの壁ができるようになる。これにより、乗員保護装置３２は、車両１の衝突の衝撃に対して、乗員Ｐが脚を踏ん張って耐え易くすることができ、乗員Ｐが身を守り易くなり、乗員保護を行うことができる。

（水平移動可能なフットレストを設けた乗員保護装置）
次に、水平移動可能なフットレストを設けた乗員保護装置について、説明する。
図３は、水平移動可能なフットレストを設けた乗員保護装置を説明する概略正面図である。なお、図３（ａ）は、乗員保護装置の作動前の概略正面図であり、図３（ｂ）は、乗員保護装置の作動後の概略正面図である。

（乗員保護装置３３の構成）
図３に示すように、乗員保護装置３３は、座席シート１０と、フットレスト６３と、図示しないヨーレートＧセンサと、載置部制御装置と、を備えている。
座席シート１０は、上記実施の形態の座席シート１０と同様のものであるので、説明を省略する。

（フットレスト６３）
フットレスト６３は、座席シート１０に着座した乗員Ｐの足置きとして使用され、乗員Ｐの足裏が載置される載置部として機能する。また、フットレスト６３は、車両１の幅方向（水平方向）に移動できるようになっている。
また、フットレスト６３は、車両１の幅方向に複数に分割されている。なお、フットレスト６３は、車両１の前後方向に複数に分割されていてもよい。また、複数に分割されたフットレスト６３の各々を、向かって左（乗員Ｐの右側）から順に、フットボード６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ、６３ｅとする。

フットボード６３ａは、載置部制御装置に制御され、車両１の幅方向に水平移動ができるようになっている。なお、フットボード６３ａは、水平回転ができるものであってもよい。また、フットボード６３ａに圧力センサが設けられ、この圧力センサにより、乗員Ｐの脚の載置位置を検出し、乗員Ｐの脚の位置に応じた制御が行われるものであってもよい。
フットボード６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ、６３ｅは、フットボード６３ａと同様のものであるので、説明を省略する。

（ヨーレートＧセンサ）
ヨーレートＧセンサは、加速度検出装置および角加速度検出装置として機能し、３軸に対する加速度および角加速度を検出するものである。すなわち、Ｘ軸（横方向の軸）に対する加速度、Ｙ軸（縦方向の軸）に対する加速度、Ｚ軸（垂直方向の軸）に対する加速度、および、ピッチ、ロール、ヨーに対する角加速度（ヨーレート）を検出するものである。

（載置部制御装置）
載置部制御装置は、乗員保護装置３３全体を制御するためものである。
また、載置部制御装置は、車載カメラから車両１の外部の情報を入力し、外部状況を把握、判定するものである。具体的には、載置部制御装置は、車載カメラから入力した画像データに基づいて、車両１に対する衝突予測および衝突判定を行う。

また、載置部制御装置は、フットレスト６３を可動させるものである。具体的には、載置部制御装置は、ヨーレートＧセンサにより所定の値よりも大きな加速度または角加速度が検知された場合に、フットレスト６３を水平方向に移動させるものである。

（乗員保護装置３３の動作）
以下、車両１に対して大きな横Ｇがかかった場合を例に、説明する。
乗員保護装置３３は、ヨーレートＧセンサが所定値以上の横Ｇを検知すると、載置部制御装置に検知信号が出力される。なお、ヨーレートＧセンサは、検知信号を常に載置部制御装置に出力するものであってもよい。

載置部制御装置は、ヨーレートＧセンサから所定値以上の加速度信号が入力されると、加速度の方向、大きさに基づいて、フットレスト６３を水平方向に移動させる。
例えば、ヨーレートＧセンサが車両１の右側方からの大きな横Ｇを検知した際には、載置部制御装置は、フットレスト６３のフットボード６３ａ～６３ｅの全てを車両１の左側に水平移動させる。
これにより、乗員Ｐの脚が左側に移動することとなり、右側からの衝撃に対して脚を踏ん張り易くなる。

（垂直移動可能なフットレストを設けた乗員保護装置）
次に、垂直移動可能なフットレストを設けた乗員保護装置について、説明する。
図４は、垂直移動可能なフットレストを設けた乗員保護装置を説明する概略正面図である。なお、図４（ａ）は、乗員保護装置の作動前の概略正面図であり、図４（ｂ）は、乗員保護装置の作動後の概略正面図である。

（乗員保護装置３４の構成）
図４に示すように、乗員保護装置３４は、座席シート１０と、フットレスト６４と、図示しないヨーレートＧセンサと、載置部制御装置と、を備えている。
座席シート１０は、上記実施の形態の座席シート１０と同様のものであるので、説明を省略する。

（フットレスト６４）
フットレスト６４は、座席シート１０に着座した乗員Ｐの足置きとして使用され、乗員Ｐの足裏が載置される載置部として機能する。また、フットレスト６４は、車両１に対して垂直方向に移動できるようになっている。
また、フットレスト６４は、車両１の幅方向に複数に分割されている。なお、フットレスト６４は、車両１の前後方向に複数に分割されていてもよい。また、複数に分割されたフットレスト６４の各々を、向かって左（乗員Ｐの右側）から順に、フットボード６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅとする。

フットボード６４ａは、載置部制御装置に制御され、垂直移動ができるようになっている。また、フットボード６４ａは、車両１の前後方向を軸に回転ができるようになっている。なお、フットボード６４ａに圧力センサが設けられ、この圧力センサにより、乗員Ｐの脚の載置位置を検出し、乗員Ｐの脚の位置に応じた制御が行われるものであってもよい。
フットボード６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ、６４ｅは、フットボード６４ａと同様のものであるので、説明を省略する。

（ヨーレートＧセンサ）
ヨーレートＧセンサは、上記実施の形態のヨーレートＧセンサと同様のものである。

（載置部制御装置）
載置部制御装置は、乗員保護装置３４全体を制御するためものである。
また、載置部制御装置は、車載カメラから車両１の外部の情報を入力し、外部状況を把握、判定するものである。具体的には、載置部制御装置は、車載カメラから入力した画像データに基づいて、車両１に対する衝突予測および衝突判定を行う。

また、載置部制御装置は、フットレスト６４を可動させるものである。具体的には、載置部制御装置は、ヨーレートＧセンサにより所定の値よりも大きな加速度または角加速度が検知された場合に、フットレスト６４を垂直方向に移動させるものである。

（乗員保護装置３４の動作）
以下、車両１に対して大きなヨーレートがかかった場合を例に、説明する。
乗員保護装置３４は、ヨーレートＧセンサが所定値以上のヨーレートを検知すると、載置部制御装置に検知信号が出力される。なお、ヨーレートＧセンサは、検知信号を常に載置部制御装置に出力するものであってもよい。

載置部制御装置は、ヨーレートＧセンサから所定値以上のヨーレート信号が入力されると、入力されたヨーレートに基づいて、フットレスト６４を垂直方向に移動させる。
例えば、ヨーレートＧセンサが反時計回りのヨーレートを検知した際には、載置部制御装置は、フットレスト６４のフットボード６４ａ側が高く、フットボード６４ｅ側が低くなるように、フットボード６４ａ～６４ｅを垂直方向に移動させる。
これにより、乗員Ｐの右脚が左脚よりも高くなり、ヨーレートに対して脚を踏ん張り易くなる。

以上のように、本実施の形態における乗員保護装置は、座席シートと連結されたフットレストを設け、座席シートの移動等にかかわらず、座席シートとフットレストとの相対位置が変わることなく、衝突に備えて乗員の踵位置よりも前方、または、衝撃の向きと反対側のフットレストを高くするので、車両の衝突に対して、乗員が身を守り易くなり、乗員保護を行うことができる。

１ 車両、３ アンダーフロア、４ ルーフ、５ フロアパネル、１０ 座席シート、１１ シートクッション、１２ シートバッグ、１３ ヘッドレスト、３１、３２、３３、３４ 乗員保護装置、６１、６２、６３、６４ フットレスト、６１ａ～６１ｇ、６２ａ～６２ｇ、６３ａ～６３ｅ、６４ａ～６４ｅ フットボード、８１、８２ 載置部制御装置

Claims (4)

1. 乗員が着座する座席シートと、
   前記座席シートに着座した乗員の脚部の、足裏が載置される載置部と、
   前記座席シートに着座した乗員の踵の位置を検知する位置検知部と、
   車両の衝突または衝突予測を検知する衝突検知装置と、
   前記載置部を可動させる載置部可動装置と、
   を備え、
   前記載置部は、前記座席シートと連結されるとともに、一部または全部が車両の後方側を軸に、上方に回動可能に設けられ、
   前記載置部可動装置は、前記衝突検知装置が衝突または衝突予測を検知した場合、前記位置検知部に検知された乗員の踵の位置に基づいて、前記載置部の一部を回動させる、
   ことを特徴とする車両の乗員保護装置。
2. 前記載置部可動装置は、
   前記載置部を車両の前方にも移動させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両の乗員保護装置。
3. 車両に対する加速度を検出する加速度検出装置と、
   を備え、
   前記載置部可動装置は、検出された加速度に応じて、前記載置部を移動させる、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の乗員保護装置。
4. 車両に対する角加速度を検出する角加速度検出装置と、
   を備え、
   前記載置部可動装置は、検出された角加速度に応じて、前記載置部を移動させる、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両の乗員保護装置。

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