JP7368127B2 - 乗員保護装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭乗している乗員を保護する乗員保護装置に関する。
従来、車両に搭乗している乗員を保護するための技術が知られている。例えば、特許文献１には、乗員がステアリングホイールに衝突した際に乗員に対して作用する反力を軽減させることで当該乗員を保護するエネルギー貯蔵装置が記載されている。このエネルギー貯蔵装置は、ステアリングシャフトの軸方向前側に力が加わった際に、当該力に抗する力の大きさを調整することによって乗員に対して作用する反力を軽減させている。
米国特許第７１８８８６７号明細書
ところで、車両が急減速等して乗員に慣性力が作用した際に、ステアリングホイールやその他の車両内の構造物等に乗員が衝突する場合には慣性力によって乗員に加速度が生じ、乗員が初速度よりも大きい速度で構造物等に衝突してしまう虞がある。乗員が相対的に大きい速度で車両内の構造物に衝突すると、衝突の際に乗員に作用する反力も大きくなり、乗員を保護できない虞がある。
本明細書では、上記した問題に鑑み、乗員を保護しつつ、繰り返し使用可能な乗員保護装置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、初期位置である第１の位置と、乗員に慣性力が作用した際の乗員の動きを抑制するための第２の位置とで往復移動可能な作用部を採用した。このような作用部によって、乗員の動きを第２の位置で抑制することができ、乗員の拘束及び保護が可能となる。
具体的には、本実施形態は、車両に搭乗している乗員を保護する乗員保護装置であって、前記車両に対して固定されたベース部と、初期位置である第１の位置と、前記乗員に慣性力が作用した際の該乗員の動きを抑制するための第２の位置とで往復移動可能な作用部であって、前記ベース部に接続された作用部と、前記作用部を前記第１の位置から前記第２の位置に移動させる移動制御を実行する制御部と、を、備え、前記作用部は、前記第１の位置から前記第２の位置に移動した後に該第１の位置に戻すことで繰り返し前記移動制御によって該第１の位置から該第２の位置に移動することが可能である。前記乗員保護装置は、前記作用部が前記第２の位置に移動した際に、該作用部に対する前記乗員への衝突衝撃を緩和する緩和手段を更に備える。
本実施形態の乗員保護装置は、第２の位置に移動させた作用部により乗員に慣性力が作用した際の該乗員の動きを抑制する。これにより、乗員保護装置は、乗員が車両内の構造物に衝突するのを防ぎつつ、慣性力が作用した際の乗員の移動速度が相対的に小さい第２の位置で当該乗員の動きを抑制できるので、乗員を好適に保護できる。更に、乗員保護装置は、作用部が乗員の動きを抑制する際に、該作用部に対する前記乗員への衝突衝撃を緩和する緩和手段を備える。これにより、乗員保護装置は、乗員の作用部に対する衝突衝撃
を小さくすることができ、乗員をより確実に保護できる。
上記の乗員保護装置において、前記制御部は、前記車両の急減速又は前記乗員に前記慣性力が作用して該乗員が動いたことを示す情報を取得した場合に、前記移動制御を実行してもよい。このように、制御部が、車両の急減速が検出された場合や、乗員に慣性力が作用して乗員が動いたことが検出された場合のいずれかで移動制御を実行することで、乗員保護装置は乗員を保護できる。
上記の乗員保護装置において、前記作用部は、前記第２の位置に移動した場合に前記乗員と対向する位置に取り付けられたエアバッグを有してもよく、前記乗員保護装置は、前記エアバッグにガスを供給するガス発生器を更に備えてもよく、前記制御部は、前記移動制御を実行する際に前記ガス発生器を作動させて前記エアバッグにガスを供給してもよい。このように、制御部は、作用部の移動制御を実行する際にガス発生器を作動させてエアバッグを展開させてもよい。乗員保護装置によれば、作用部が乗員に第１の位置よりも接近した第２の位置でエアバッグを展開させることができるため、エアバッグの容量が小さくてよく、エアバッグ及びガス発生器を含むエアバッグ装置を小型化できる。
上記の乗員保護装置において、前記制御部は、前記第２の位置における前記作用部と前記乗員との距離が所定距離未満であると判定した場合には、前記移動制御を実行する際に前記ガス発生器を作動させなくてもよい。これは、作用部と乗員との距離が所定距離未満である場合にはエアバッグを展開させると乗員にとって危険な場合も想定されるからである。乗員保護装置１このような場合にエアバッグを展開させないようにして乗員を適切に保護できる。
上記の乗員保護装置において、前記作用部は、前記第２の位置で前記乗員の体の一部を受け止めることで該乗員の動きを抑制してもよく、前記緩和手段は、前記作用部が前記乗員の体の一部を受け止める際に、該乗員に対して作用する前記慣性力に対する反力を軽減させてもよい。ここで、作用部が受け止める乗員の体の一部として頭部が挙げられるが、乗員保護装置がこれに限られず、作用部は乗員の胸部、腹部、腕部、脚部等を受け止めるように配置されていてもよい。
上記の乗員保護装置において、前記制御部は、前記車両の速度や前記乗員の体重、又は前記慣性力が作用した場合の前記作用部に向かう前記乗員の速度に応じて前記緩和手段による前記反力の調整を制御してもよい。
上記の乗員保護装置において、前記作用部は、弾性部材で形成され、前記第２の位置で前記乗員の体の一部を受け止める受止部を有してもよく、前記緩和手段は、前記受止部が前記乗員の体の一部を受け止める際に、該乗員の運動エネルギーを吸収することで、前記反力を軽減させてもよい。
上記の乗員保護装置において、前記作用部は、ステアリングホイールであってもよく、、前記乗員保護装置は、前記ステアリングホイールと前記ベース部を接続するステアリングシャフトを更に備えていてもよく、前記緩和手段は、前記ステアリングホイールが前記乗員の体の一部を受け止める際に、該乗員の運動エネルギーを前記ステアリングシャフトに作用させる際にその抵抗力を調整することで、前記反力を軽減させてもよい。
上記の乗員保護装置において、前記制御部は、前記車両に搭載されたセンサが検出した該車両の環境情報に基づいて該車両が障害物への衝突が予測されると判断された場合に、該障害物への衝突前に前記移動制御を実行してもよい。このように、乗員保護装置は、車両が障害物に衝突することが予測された場合に移動制御を実行してもよい。これにより、乗員保護装置は、車両の衝突や急減速によって乗員に慣性力が作用する前に移動制御を実行することができるので、乗員が慣性力によって動き始める前に作用部を第２の位置に移動させておくことができる。これにより、乗員保護装置は、乗員の初速度が相対的に小さいうちに作用部で乗員の動きを抑制できるので、乗員が作用部から受ける反力を相対的に小さくすることができ、以て乗員を好適に保護できる。
本明細書に開示の実施形態によれば、乗員を保護しつつ、繰り返し使用可能とできる。
第１の実施形態に係る乗員保護装置を示す第１の図である。 第１の実施形態に係る乗員保護装置を示す第２の図である。 第１の実施形態に係る乗員保護装置を示す第３の図である。 乗員保護装置のブロック図である。 乗員保護装置の制御部が実行する処理に関するフローチャートである。 第２の実施形態に係る乗員保護装置を示す第１の図である。 第２の実施形態に係る乗員保護装置を示す第２の図である。 第２の実施形態の変形例２－１に係る乗員保護装置を示す図である。 第２の実施形態の変形例２－２に係る乗員保護装置を示す図である。 第３の実施形態に係る乗員保護装置を示す図である。 第４の実施形態に係る乗員保護装置を示す第１の図である。 第４の実施形態に係る乗員保護装置を示す第２の図である。
以下に、図面を参照して本発明の実施形態に係る乗員保護装置について説明する。なお、以下の実施形態の構成は例示であり、本発明はこれらの実施形態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装置について説明する。当該乗員保護装置は、自動車等の車両に搭乗している乗員を保護するために車両に搭載される。なお、以下では、当該乗員に対して相対的に車両の前側を「前」や「前側」や「前方」と称し、相対的に車両の後側を「後」や「後側」や「後方」と称し、後側から前側に向かって相対的に左側を「左」や「左側」や「左方」と称し、後側から前側に向かって相対的に右側を「右」や「右側」や「右方」と称する。
図１（ａ）は、車両の上方から乗員保護装置１を見た状態を模式的に示す図であり、図１（ｂ）は、車両の左方から乗員保護装置１を見た状態を模式的に示す図である。図１（ａ）及び図１（ｂ）において乗員２００は、車両内に設けられたシート２０１に着席した状態で車両に搭乗している。なお、シート２０１は、着席した乗員２００が車両の前方を向くように車両内に配置されている。また、シート２０１は、乗員２００の下腹部を拘束するシートベルト２０２を有している。乗員２００は、シートベルト２０２によって自己の下腹部がシート２０１に対して拘束されている。なお、シートベルト２０２は、乗員の下腹部だけでなく、乗員の上半身を拘束する構成でもよい。
図１（ａ）に示すように、乗員保護装置１は、車両に対して固定されたベース部２を備える。ベース部２は、車両を構成する構造物（例えば、ボディやフレーム）に対して固定されている。本実施形態では、ベース部２は、車両のボディの天井部に対して固定され、車両の前後方向に延伸する一対の左側ベース２ａ及び右側ベース２ｂを有する。左側ベース２ａ及び右側ベース２ｂは一般的な成人の肩幅程度の間隔（約４０ｃｍ）を設けて対向
配置されている。
また、乗員保護装置１は、作用部３を備える。作用部３は、慣性力が作用した際の乗員２００の動きを抑制するために設けられている。作用部３は、左側ベース２ａに対して摺動可能に取り付けられた摺動部４ａと、右側ベース２ｂを摺動可能に取り付けられた摺動部４ｂとを介してベース部２に接続されている。摺動部４ａは、左側ベース２ａに設けられた案内溝（不図示）に案内されて左側ベース２ａに沿って図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す状態から前方向に摺動可能である。同様に、摺動部４ｂは、右側ベース２ｂに設けられた案内溝（不図示）に案内されて右側ベース２ｂに沿って図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す状態から前方向に摺動可能である。なお、左側ベース２ａ、右側ベース２ｂの後端部よりも摺動部４ａ、４ｂが摺動しないように、左側ベース２ａ、右側ベース２ｂの案内溝には止め部（不図示）が設けられている。摺動部４ａ、４ｂは、乗員保護装置１の作動前において、各後端部が左側ベース２ａ、右側ベース２ｂの後端と一致する位置で静止するように、弾性部材等で後方に付勢されている。
作用部３は、摺動部４ａ、４ｂにヒンジ５を介して接続されており、ヒンジ５を中心として回動移動が可能である。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す状態において、作用部３は、初期位置である第１の位置に位置している。第１の位置は、乗員保護装置１の作動前における作用部３の収納位置である。作用部３は、留め具（不図示）によってその前側端部が摺動部４ａ、４ｂに対して固定されており、作動前の状態において重力等により第２の位置（例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）に回動移動しないように第１の位置で固定されている。乗員保護装置１は、作動時において、例えばソレノイド等によって作用部３を第１の位置に固定する留め具を動かして当該留め具を作用部３から外すことで作用部３が第２の位置に移動できるようにする。
また、作用部３は、第１の位置と、乗員２００に慣性力が作用した際の乗員２００の動きを抑制するための第２の位置とで往復移動可能である。更に、作用部３は、第１の位置から第２の位置に移動した後に第１の位置に戻すことで繰り返し第１の位置から第２の位置に移動することが可能である。本実施形態では、作用部３が第１の位置と第２の位置とで往復移動可能なようにベース部２に接続されている。
また、図１（ｂ）に示すように、作用部３は、乗員２００に慣性力が作用した際の乗員２００を受け止める受止部３ａと、受止部３ａを摺動部４ａ、４ｂに接続する枠部３ｂを有する。受止部３ａは、弾性部材で形成され、乗員の体の一部（本実施形態では頭部）を受け止める。受止部３ａに用いられる弾性部材としては、例えば、網、布、樹脂等が挙げられる。なお、受止部３ａには塑性変形する樹脂が用いられていてもよい。受止部３ａは、その左右端側に配置された枠部３ｂに取り付けられており、左側の枠部３ｂが左側のヒンジ５を介して摺動部４ａに接続されており、右側の枠部３ｂ（不図示）が右側のヒンジ５を介して摺動部４ｂに接続されている。
乗員保護装置１は、作用部３が第２の位置に移動した際に、作用部３に対する乗員２００への衝突衝撃を緩和するダンパ装置６（「緩和手段」の一例）を更に備える。ダンパ装置６は、摺動部４ａ、４ｂよりも前側で左側ベース２ａ及び右側ベース２ｂの各々に固定されており、摺動部４ａ、４ｂが前方に摺動する際の運動エネルギーを吸収する。なお、ダンパ装置６は、摺動部４ａ、４ｂと左側ベース２ａ及び右側ベース２ｂの各間に介在する様に配置されていてもよい。ダンパ装置６は、乗員２００に慣性力が作用し、乗員２００が作用部３に衝突して作用部３及び摺動部４ａ、４ｂが前方に摺動させる乗員２００の運動エネルギーを吸収することで、作用部３が乗員２００の体の一部を受け止める際に、乗員２００に対して作用する慣性力に対する反力を軽減させる。なお、緩和手段は、運動エネルギーを吸収することで当該反力を軽減させることができればよく、ばね等の弾性部
材が用いられてもよい。
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、作用部３が第２の位置に移動した状態を示す模式図である。図２（ａ）は、車両の上方から乗員保護装置１を見た状態を模式的に示す図であり、図２（ｂ）は、車両の左方から乗員保護装置１を見た状態を模式的に示す図である。
乗員保護装置１は、車両の急減速又は乗員２００に慣性力が作用して乗員２００が動いたことを示す信号を検出した場合に、作用部３を第１の位置から第２の位置に移動させる移動制御を実行する。この移動制御の詳細については後述する。なお、図２（ｂ）中、矢印ａｒは、作用部３がヒンジ５を中心として第１の位置から第２の位置に回動移動したことを表してる。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す状態において、作用部３は、乗員２００に慣性力が作用した際の乗員２００の動きを抑制するための第２の位置に位置している。本実施の形態において、第２の位置は、作用部３の受止部３ａとシート２０１に着席している乗員２００との間で所定の隙間が設けられている。なお、第２の位置は、受止部３ａとシート２０１に着席している乗員２００とが接する位置であってもよい。
また、図２（ｂ）に示すように、乗員保護装置１は、第２の位置に移動した作用部３を支える支持棒７を備えていてもよい。乗員保護装置１は、作用部３の左側の枠部３ｂと摺動部４ａとを繋ぐ支持棒７と、作用部３の右側の枠部と摺動部４ｂとを繋ぐ支持棒（不図示）と、を備えている。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、乗員２００に慣性力Ｆ１（図３（ｂ）において図示省略）が作用した状態を示している。図３（ａ）は、車両の上方から乗員保護装置１を見た状態を模式的に示す図であり、図３（ｂ）は、車両の左方から乗員保護装置１を見た状態を模式的に示す図である。
図３（ａ）及び図３（ｂ）において、作用部３の受止部３ａは乗員２００の頭部を受け止めている。本実施形態に係る乗員保護装置１は、乗員２００に慣性力Ｆ１が作用する際に作用部３を第２の位置に移動させておくことで、乗員２００の動きを抑制することができる。また、乗員２００に慣性力Ｆ１が作用し、乗員２００が受止部３ａに衝突して作用部３及び摺動部４ａ、４ｂが前方に摺動している。ダンパ装置６は、受止部３ａが乗員２００の頭部を受け止める際に、乗員２００の運動エネルギーを吸収することで、乗員２００に対して作用する慣性力Ｆ１に対する反力を軽減させる。これにより、本実施形態に係る乗員保護装置１は、乗員を保護できる。
次に、上述した乗員保護装置１による作用部３の移動制御について、図４及び図５に基づいて説明する。図４は、乗員保護装置１のブロック図である。本実施形態において、乗員保護装置１が搭載された車両１００は上述のシート２０１が４台配置されており、乗員保護装置１はシート２０１毎に配置されている。図４には４台の乗員保護装置１が示されており、そのうちの１台の乗員保護装置１について代表的にその機能部を示している。乗員保護装置１は、制御部１０を有する。制御部１０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
ことで各処理を実行する。
更に、図４には、車両１００に搭載されたセンサ１０１、位置情報取得部１０２、走行制御部１０３、走行駆動部１０４も示されている。先ず、これらの車両１００に関連する構成について説明する。車両１００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自動運転が可能である。なお、車両１００は、搭乗者による手動運転も勿論可能である。センサ１０１は、車両１００の自律走行に必要な情報を取得
するために車両１００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１０１が取得した情報は、走行制御部１０３に送信され、車両１００の周囲に存在する障害物や歩行者や走行レーンの認識等のために走行制御部１０３によって利用される。本実施形態では、センサ１０１は、監視を行うための可視光カメラや赤外線カメラを含んでもよい。また、位置情報取得部１０２は、車両１００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１０２が取得した情報も走行制御部１０３に送信され、例えば、車両１００の現在位置を利用して車両１００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１０３は、センサ１０１や位置情報取得部１０２から取得した情報に基づいて、車両１００の制御を行うコンピュータである。走行制御部１０３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１０３による各種処理の具体例として、車両１００の走行計画の生成処理、センサ１０１が取得したデータに基づいた、自律走行に必要な車両１００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１０２が取得した車両１００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を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、車両１００の周囲に存在する他の車両の数や位置、車両１００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、後述の走行駆動部１０４へ送信される。車両１００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。
走行駆動部１０４は、走行制御部１０３が生成した制御指令に基づいて、車両１００を走行させる手段である。走行駆動部１０４は、例えば、車輪を駆動するためのモータ、エンジンやインバータ、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１００の自律走行が実現される。
次いで、図５に基づいて、移動制御の詳細について説明する。図５は、制御部１０が行う処理に関するフローチャートである。なお、この処理は、制御部１０により所定の間隔で繰り返し実行される。先ず、Ｓ１０１では、制御部１０は、各種情報を取得する。各種情報は、走行制御部１０３から送信される。
次に、Ｓ１０２では、制御部１０は、移動制御が必要であるか否かを判定する。制御部１０は、Ｓ１０１で取得した各種情報に、車両１００が急減速されたことを示す情報が含まれていると判定すると、移動制御が必要であると判定する。
制御部１０は、Ｓ１０２で移動制御が必要であると判定すると、Ｓ１０３の処理を実行する。Ｓ１０３では、制御部１０は移動制御を実行する。例えば、制御部１０は、ソレノイドや、モータや、油圧装置やガス発生器等を含んで構成され作用部３を駆動させる駆動部を制御することによって移動制御を実行する。なお、乗員保護装置１は、これらの駆動部を備えておらず、作用部３を圧縮コイルバネ等で摺動部４ａ、４ｂから下方に向かって付勢されており、制御部１０が、作用部３を摺動部４ａ、４ｂに対して固定する留め具をソレノイド等で動かして作用部３から外し、作用部３が第２の位置に移動させる移動制御を実行してもよい。
本実施形態に係る乗員保護装置１は、急減速を感知すると作用部３を第２の位置に移動させる。乗員保護装置１は、乗員２００に慣性力Ｆ１が作用した際に作用部３が第２の位置で乗員２００の動きを抑制することできる。これにより、乗員保護装置１は、乗員２００が車両１００内の構造物に衝突するのを防ぐことができるので、乗員を保護できる。更に、乗員保護装置１は、作用部３が乗員２００の動きを抑制する際に、ダンパ装置６によって乗員２００の運動エネルギーを吸収することで、乗員２００に対して作用する慣性力Ｆ１に対する反力を軽減させる。これにより、乗員保護装置１は、乗員への衝撃を緩和しながら作用部３で受け止めた乗員２００をより確実に保護できる。
ところで、乗員を保護する装置として一般的に用いられているエアバッグ装置は、一旦エアバッグを展開した後は交換をしなければならず、継続して利用することが不可能である。このため、車両への衝突衝撃が比較的小さく当該車両が修理によって再度走行可能である場合にはエアバッグ装置も交換する必要がある。一方、本実施形態に係る乗員保護装置１は、作用部３が第１の位置と第２の位置で往復移動可能であるので、作用部３を第２の位置に移動した後で作用部３を第１の位置に戻すことができるので、繰り返し使用可能である。このため、本実施形態に係る乗員保護装置１は、作動後も交換の必要がない。
＜変形例１－１＞
次に、本実施形態における移動制御の変形例１－１について説明する。本変形例では、制御部１０は、センサ１０１が検出した車両１００の環境情報に基づいて車両１００が障害物への衝突が予測されると判断された場合に、当該障害物への衝突前に移動制御を実行することに特徴を有する。本変形例の移動制御について図５を参照しつつ説明する。
制御部１０は、Ｓ１０１で取得した各情報にセンサ１０１が検出した車両１００の環境情報に基づいて車両１００が障害物への衝突が予測されると判断されたことを示す情報が含まれている場合にはＳ１０２で肯定判定を行い、Ｓ１０３で移動制御を実行する。環境情報は、車両１００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１００の走行や操舵に関する情報や、車両１００に対する障害物の相対位置情報、相対速度情報、車両１００と障害物との距離に関する情報等が挙げられる。例えば、車両１００の速度と障害物までの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。本変形例では、走行制御部１０３は、センサ１０１によって検出された環境情報としての車両１００の速度情報や、障害物と車両１００との離間距離等に基づいて、衝突予測を判断する。なお、この判断は、制御部１０によって行われてもよい。
本変形例に係る乗員保護装置１は、車両１００が障害物に衝突することが予測された場合、すなわち衝突が発生する前の段階で移動制御を実行する。このため、乗員保護装置１は、車両１００の衝突や急減速によって乗員２００に慣性力Ｆ１が作用する前に移動制御を実行することができるので、乗員２００が前方に動き始める前に作用部３を第２の位置に移動させておくことができる。これにより、乗員保護装置１は、乗員２００の初速度が相対的に小さいうちに作用部３で乗員２００の動きを抑制できるので、乗員２００が作用部３から受ける反力を相対的に小さくすることができ、以て乗員２００を好適に保護できる。例えば、衝突が回避できたとしても、本変形例の移動制御を実行することで、車両の急制動に対する乗員の保護は可能であり、作動後は作用部３を第１の位置に戻すことで乗員保護装置１を繰り返し使用可能となる。
更に、車両１００が急減速を感知する前に乗員保護装置１が作動して作用部３を第２の位置に移動させる場合において、車両１００の障害物への衝突が回避されてたとしても、乗員保護装置１は繰り返し使用可能であるのでエアバッグ装置と異なり取り換える必要が
ない。
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態に係る乗員保護装置１について説明する。図６は、車両の左方から乗員保護装置１を見た状態を模式的に示す図である。本実施形態に係る乗員保護装置１は、ステアリングホイール１３が作用部であることに特徴を有している。本実施形態において、
シート２０１は運転席に配置されており、乗員２００は車両の運転手である。なお、本実施形態に係る乗員保護装置１も上記第１の実施形態と同様に図４に示す制御部１０を備える。
図６に示すように、乗員保護装置１は、車両に対して固定されたステアリングコラム１１（「ベース部」の一例）を備える。ステアリングコラム１１は、車両を構成する構造物であるフレームに対して固定されている。ステアリングコラム１１は、前後方向で後方側が高くなるように延伸しており、ステアリングシャフト１２を内包している。ステアリングシャフト１２の後側端部にはステアリングホイール１３（「作用部」の一例）が固定されている。
ステアリングシャフト１２は、ステアリングコラム１１内で摺動可能である。ステアリングホイール１３はステアリングシャフト１２が摺動することで第１の位置と第２の位置とで往復移動可能である。ステアリングホイール１３は、慣性力が作用した際の乗員２００の動きを抑制する。
また、ステアリングホイール１３は、初期位置である第１の位置と、乗員２００に慣性力が作用した際の乗員２００の動きを抑制するための第２の位置とで往復移動可能である。図６に示す状態において、ステアリングホイール１３は第１の位置に位置している。
乗員保護装置１は、ステアリングホイール１３が第２の位置に移動した際に、ステアリングホイール１３に対する乗員２００への衝突衝撃を緩和するダンパ装置６を更に備える。ダンパ装置６は、ステアリングコラム１１の前側端部に固定されている。
また、本実施形態において車両内の側面にはセンサ１４、１５が設けられている。センサ１４、１５は乗員２００の所定位置と第１の位置でのステアリングホイール１３との間で前後方向に所定の間隔を設けて配置されている。乗員２００に慣性力が作用すると乗員２００の上半身が前方に傾く。センサ１４、１５は乗員２００のこの動きを検出する。
図７は、乗員２００に慣性力Ｆ１が作用した際に、ステアリングホイール１３が第２の位置で乗員２００の動きを抑制している状態を示す模式図である。図７は、車両の左方から乗員保護装置１を見た状態を模式的に示している。
乗員保護装置１の制御部１０は、センサ１４、１５によって検出された乗員２００の前方への移動速度が所定値以上である場合には、慣性力が作用して乗員２００が動いたことを示す情報を取得したので移動制御が必要であると判定し（図５におけるステップＳ１０２のＹＥＳ）、ステアリングホイールを第２の位置に移動させる移動制御を実行する。例えば、制御部１０は、ソレノイドや、モータや、油圧装置等を含んで構成された駆動部を制御することによってステアリングシャフト１２を後方（乗員２００側）に摺動させ、ステアリングホイール１３を第２の位置に移動させる。これにより制御部１０は移動制御を実行する。
本実施形態に係る乗員保護装置１は、乗員２００に慣性力Ｆ１が作用して乗員が移動したことが検出されるとステアリングホイール１３を第２の位置に移動させ、乗員２００の
動きを抑制することができる。また、乗員２００に慣性力Ｆ１が作用し、乗員２００がステアリングホイール１３に衝突してステアリングホイール１３及びステアリングシャフト１２が前方に摺動する。ダンパ装置６は、ステアリングシャフト１２が前方に摺動する際の運動エネルギーを吸収する。ダンパ装置６は、ステアリングホイール１３が乗員２００の頭部又は胸部を受け止める際に、乗員２００の運動エネルギーをステアリングシャフト１２に作用させる際にその抵抗力を調整することで、前記反力を軽減させる。なお、抵抗力は、ステアリングシャフト１２が摺動する際にステアリングシャフト１２に作用する抵抗力である。これにより、本実施形態に係る乗員保護装置１は、乗員を保護できる。更に、ステアリングホイール１３は、第１の位置から第２の位置に移動した後に第１の位置に戻すことで繰り返し第１の位置から第２の位置に移動することが可能である。本実施形態では、ステアリングホイール１３が第１の位置と第２の位置とで往復移動可能なようにステアリングシャフト１２がステアリングコラム１１内に内包されている。このため、本実施形態に係る乗員保護装置１は、繰り返し使用可能である。
＜変形例２－１＞
次に、本実施形態における移動制御の変形例２－１について図８に基づいて説明する。本変形例では、図８に示すようにシート２０１のシートバックにセンサ１６が配置されている。乗員２００に慣性力が作用すると乗員２００の上半身が前方に傾く。センサ１６は乗員２００のこの動きを検出する。乗員保護装置１の制御部１０は、センサ１６によって乗員２００の前方への動きが検出された場合には、慣性力が作用して乗員２００が動いたことを示す情報を取得したので移動制御が必要であると判定し（図５におけるステップＳ１０２のＹＥＳ）、ステアリングホイール１３を第２の位置に移動させる移動制御を実行する。本変形例に係る乗員保護装置１は、乗員２００に慣性力が作用して乗員が移動したことが検出されるとステアリングホイール１３を第２の位置に移動させ、乗員２００の動きを抑制し、以て乗員２００を保護することができる。
＜変形例２－２＞
次に、本実施形態における移動制御の変形例２－２について図９に基づいて説明する。本変形例では、図９に示すようにステアリングホイール１３にセンサ１７が配置されている。乗員２００に慣性力が作用すると乗員２００の上半身が前方に傾く。センサ１７は乗員２００のこの動きを検出する。乗員保護装置１の制御部１０は、センサ１７によって乗員２００とステアリングホイール１３との距離が急速に縮まったことが検出された場合には、慣性力が作用して乗員２００が動いたことを示す情報を取得したので移動制御が必要であると判定し（図５におけるステップＳ１０２のＹＥＳ）、ステアリングホイール１３を第２の位置に移動させる移動制御を実行する。本変形例に係る乗員保護装置１は、乗員２００に慣性力が作用して乗員が移動したことが検出されるとステアリングホイール１３を第２の位置に移動させ、乗員２００の動きを抑制し、以て乗員２００を保護することができる。なお、第２の実施形態２や変形例２－１、２－２では、ステアリングホイール１３に対する乗員の衝撃を緩和するため、ステアリングホイール１３やホイールスポークに緩衝機能を持たせてもよい。
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態に係る乗員保護装置１について説明する。図１０は、車両の左方から乗員保護装置１を見た状態を模式的に示す図である。本実施形態に係る乗員保護装置１は、エアバッグ１８を備えることに特徴を有している。なお、図６及び図７に示した第２の実施形態の乗員保護装置１の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明は省略する。なお、本実施形態に係る乗員保護装置１も上記第１の実施形態と同様に図４に示す制御部１０を備える。
本実施形態に係る乗員保護装置１のステアリングホイール１３は、第２の位置に移動し
た場合に乗員２００と対向する位置に取り付けられたエアバッグ１８を有する。また、乗員保護装置１は、エアバッグ１８にガスを供給するガス発生器１９を備える。乗員保護装置１の制御部１０は、ステアリングホイール１３の移動制御を実行する際にガス発生器を作動させてエアバッグ１８にガスを供給する。これにより、エアバッグ１８が展開される。本実施形態に係る乗員保護装置１によれば、作用部の一例であるステアリングホイール１３が乗員２００に接近した第２の位置でエアバッグ１８を展開させることができるため、エアバッグ１８の容量が小さくてよく、エアバッグ１８及びガス発生器１９を含むエアバッグ装置を小型化できる。また、ステアリングホイール１３が乗員２００の動きを抑制する際の乗員２００への衝突衝撃をエアバッグ１８により緩和できる。なお、エアバッグ装置には公知のものを用いることができる。
なお、乗員保護装置１の制御部１０は、第２の位置におけるステアリングホイール１３と乗員２００との距離が所定距離未満であると判定した場合には、上述の移動制御を実行する際にガス発生器１９を作動させなくてもよい。ステアリングホイール１３と乗員２００との距離が所定距離未満であって例えば乗員２００の頭部がステアリングホイール１３と近接している場合にはエアバッグ１８を展開させると乗員２００にとって危険な場合も想定される。本実施形態に係る乗員保護装置１はこのような場合にエアバッグ１８を展開させないようにして乗員２００を適切に保護できる。なお、ステアリングホイール１３と乗員２００との距離は、例えば、図９に示すセンサ１７によって検出することができる。
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態に係る乗員保護装置１について説明する。図１１は、車両の左方から乗員保護装置１を見た状態を模式的に示す図である。本実施形態に係る乗員保護装置１は、ダッシュボード２０の前面パネル２３が作用部であることに特徴を有している。本実施形態において、シート２０１は助手席に配置されている。なお、本実施形態に係る乗員保護装置１も上記第１の実施形態と同様に図４に示す制御部１０を備える。
図１１に示すように、乗員保護装置１は、車両に対して固定された軸受け２１（「ベース部」の一例）を備える。軸受け２１は、車両を構成する構造物であるフレームに対して固定されている。軸受け２１は、前後方向で後方側が高くなるように延伸しており、シャフト２２を内包している。シャフト２２の後側端部には前面パネル２３（「作用部」の一例）が固定されている。
シャフト２２は、軸受け２１内で摺動可能である。前面パネル２３はシャフト２２が摺動することで第１の位置と第２の位置とで往復移動可能である。前面パネル２３は、慣性力が作用した際の乗員２００の動きを抑制する。
また、前面パネル２３は、初期位置である第１の位置と、乗員２００に慣性力が作用した際の乗員２００の動きを抑制するための第２の位置とで往復移動可能である。図１１に示す状態において、前面パネル２３は第１の位置に位置している。
乗員保護装置１は、シャフト２２が第２の位置に移動した際に、前面パネル２３に対する乗員２００への衝突衝撃を緩和するダンパ装置６を更に備える。ダンパ装置６は、ステアリングコラムの前側端部に固定されている。
図１２は、乗員２００に慣性力Ｆ１が作用した際に、前面パネル２３が第２の位置で乗員２００の動きを抑制している状態を示す模式図である。図１２は、車両の左方から乗員保護装置１を見た状態を模式的に示している。なお、本実施形態に係る乗員保護装置１の制御部１０による移動制御は、上述の第２の実施形態及び変形例２－１、２－２での移動制御と同様に実行可能である。
本実施形態に係る乗員保護装置１は、乗員２００に慣性力Ｆ１が作用して乗員が移動したことが検出されると前面パネル２３を第２の位置に移動させ、乗員２００の動きを抑制することができる。また、乗員２００に慣性力Ｆ１が作用し、乗員２００が前面パネル２３に衝突して前面パネル２３及びシャフト２２が前方に摺動する。ダンパ装置６は、シャフト２２が前方に摺動する際の運動エネルギーを吸収する。ダンパ装置６は、前面パネル２３が乗員２００の頭部を受け止める際に、乗員２００の運動エネルギーをシャフト２２に作用させる際にその抵抗力を調整することで、反力を軽減させる。なお、抵抗力は、シャフト２２が摺動する際にシャフト２２に作用する抵抗力である。これにより、本実施形態に係る乗員保護装置１は、乗員を保護できる。更に、前面パネル２３は、第１の位置から第２の位置に移動した後に第１の位置に戻すことで繰り返し第１の位置から第２の位置に移動することが可能である。本実施形態では、前面パネル２３が第１の位置と第２の位置とで往復移動可能なようにシャフト２２が軸受け２１内に内包されている。このため、本実施形態に係る乗員保護装置１は、繰り返し使用可能である。
上記実施形態において、制御部１０は、車両の速度や乗員２００の体重、又は慣性力が作用した場合の作用部３に向かう乗員２００の速度に応じてダンパ装置６による反力の調整を制御してもよい。なお、乗員の体重はシート２０１に配置される荷重センサにより検出可能である。例えば、車両の速度が相対的に大きい場合や、乗員２００の体重が大きい場合には乗員２００に作用する慣性力も大きくなるため、ダンパ装置６が軽減させる乗員２００に作用する反力も大きくなる。例えば、減衰力を電磁コイルで調整できるダンパ装置６を用いることで、制御部１０は、ダンパ装置６による反力調整の制御を行うことができる。
また、上記第１の実施形態、第２の実施形態、及び第４の実施形態に係る乗員保護装置１は、図１０に示すエアバッグ１８を備えていてもよい。エアバッグ１８が各実施形態における作用部に配置される。なお、ガス発生器１９には、作動後に圧縮空気を再度注入したりガス発生剤を含むカードリッジを交換したりすることで繰り返し使用可能なものを用いてもよい。
また、乗員保護装置１における緩和手段はダンパ装置６には限られない。例えば、緩和手段としてばね等の弾性部材や、リニアモータ等が用いられてもよい。また、作用部の第２の位置への駆動にガス発生器によるガスが用いられる場合には、ガス発生器作動後にガスを排出するオリフィスを設けておき、このオリフィスから排出されるガスの容量によって乗員に対して作用する反力を調整してもよい。なお、上記第１の実施形態においては、摺動部４ａ、４ｂが左側ベース２ａ、右側ベース２ｂを摺動する際に生じる摩擦力によって乗員２００の運動エネルギーを摺動部４ａ、４ｂ及び左側ベース２ａ、右側ベース２ｂに生じる熱に変換することで当該反力を調整してもよい。同様に、第２の実施形態及び第３の実施形態において、ステアリングシャフト１２がステアリングコラム１１内を摺動する際に生じる摩擦力によって乗員２００の運動エネルギーをステアリングシャフト１２及びステアリングコラム１１に生じる熱に変換することで当該反力を調整してもよい。同様に、第４の実施形態において、シャフト２２が軸受け２１内を摺動する際に生じる摩擦力によって乗員２００の運動エネルギーをシャフト２２及び軸受け２１に生じる熱に変換することで当該反力を調整してもよい。
また、乗員保護装置１は、車両１００の速度が所定速度未満である場合には上述の移動制御を実行しなくてもよい。車両１００の速度が所定未満である場合には作用部３を第２の位置に移動させないほうが乗員１００にとって安全な場合もあるためである。なお、制御部１０は、車両１００の速度を走行制御部１０３から取得することができる。
なお、乗員保護装置１は、作用部３を第２の位置から第１の位置に移動させるためのモータを備えていてもよい。これにより、乗員保護装置１が作動した後に作用部３を第１の位置に戻す乗員２００の負担を無くすことができる。
なお、上記実施形態及び変形例に係る乗員保護装置１は、シートベルト２０２の使用有無に関わらず乗員２００を保護できる。
１ 乗員保護装置
２ ベース部
３ 作用部
４ａ、４ｂ 摺動部
５ ヒンジ
６ ダンパ装置
１０ 制御部
１１ ステアリングコラム
１２ ステアリングシャフト
１３ ステアリングホイール
１４、１５、１６、１７ センサ
１８ エアバッグ
１９ ガス発生器
２０ ダッシュボード
２１ 軸受け
２２ シャフト
２３ 前面パネル
１００ 車両
１０１ センサ
１０２ 位置情報取得部
１０３ 走行制御部
１０４ 走行駆動部
２００ 乗員
２０１ シート
２０２ シートベルト

Claims (7)

  1. 車両に搭乗している乗員を保護する乗員保護装置であって、
    前記車両に対して固定されたベース部と、
    初期位置である第１の位置と、前記乗員に慣性力が作用した際の該乗員の動きを抑制するための第２の位置とで往復移動可能な作用部であって、前記ベース部に接続された作用部と、
    前記作用部を前記第１の位置から前記第２の位置に移動させる移動制御を実行する制御部と、
    を、備え、
    前記作用部は、前記第１の位置から前記第２の位置に移動した後に該第１の位置に戻すことで繰り返し前記移動制御によって該第１の位置から該第２の位置に移動することが可能であり、
    前記乗員保護装置は、前記作用部が前記第２の位置に移動した際に、該作用部に対する前記乗員への衝突衝撃を緩和する緩和手段を更に備え、
    前記作用部は、前記第２の位置に移動した場合に前記乗員と対向する位置に取り付けられたエアバッグを有しており、
    前記乗員保護装置は、前記エアバッグにガスを供給するガス発生器を更に備え、
    前記制御部は、前記移動制御を実行する際に前記ガス発生器を作動させて前記エアバッグにガスを供給し、
    前記制御部は、前記第２の位置における前記作用部と前記乗員との距離が所定距離未満であると判定した場合には、前記移動制御を実行する際に前記ガス発生器を作動させない、
    乗員保護装置。
  2. 前記制御部は、前記車両の急減速又は前記乗員に前記慣性力が作用して該乗員が動いたことを示す情報を取得した場合に、前記移動制御を実行する、
    請求項１に記載の乗員保護装置。
  3. 前記作用部は、前記第２の位置で前記乗員の体の一部を受け止めることで該乗員の動きを抑制し、
    前記緩和手段は、前記作用部が前記乗員の体の一部を受け止める際に、該乗員に対して
    作用する前記慣性力に対する反力を軽減させる、
    請求項１又は請求項２に記載の乗員保護装置。
  4. 車両に搭乗している乗員を保護する乗員保護装置であって、
    前記車両に対して固定されたベース部と、
    初期位置である第１の位置と、前記乗員に慣性力が作用した際の該乗員の動きを抑制するための第２の位置とで往復移動可能な作用部であって、前記ベース部に接続された作用部と、
    前記作用部を前記第１の位置から前記第２の位置に移動させる移動制御を実行する制御部と、
    を、備え、
    前記作用部は、前記第１の位置から前記第２の位置に移動した後に該第１の位置に戻すことで繰り返し前記移動制御によって該第１の位置から該第２の位置に移動することが可能であり、
    前記乗員保護装置は、前記作用部が前記第２の位置に移動した際に、該作用部に対する前記乗員への衝突衝撃を緩和する緩和手段を更に備え、
    前記作用部は、前記第２の位置で前記乗員の体の一部を受け止めることで該乗員の動きを抑制し、
    前記緩和手段は、前記作用部が前記乗員の体の一部を受け止める際に、該乗員に対して作用する前記慣性力に対する反力を軽減させ、
    前記制御部は、前記車両の速度や前記乗員の体重、又は前記慣性力が作用した場合の前記作用部に向かう前記乗員の速度に応じて前記緩和手段による前記反力の調整を制御する、
    乗員保護装置。
  5. 前記作用部は、弾性部材で形成され、前記第２の位置で前記乗員の体の一部を受け止める受止部を有し、
    前記緩和手段は、前記受止部が前記乗員の体の一部を受け止める際に、該乗員の運動エネルギーを吸収することで、前記反力を軽減させる、
    請求項３又は請求項４に記載の乗員保護装置。
  6. 車両に搭乗している乗員を保護する乗員保護装置であって、
    前記車両に対して固定されたベース部と、
    初期位置である第１の位置と、前記乗員に慣性力が作用した際の該乗員の動きを抑制するための第２の位置とで往復移動可能な作用部であって、前記ベース部に接続された作用部と、
    前記作用部を前記第１の位置から前記第２の位置に移動させる移動制御を実行する制御部と、
    を、備え、
    前記作用部は、前記第１の位置から前記第２の位置に移動した後に該第１の位置に戻すことで繰り返し前記移動制御によって該第１の位置から該第２の位置に移動することが可能であり、
    前記乗員保護装置は、前記作用部が前記第２の位置に移動した際に、該作用部に対する前記乗員への衝突衝撃を緩和する緩和手段を更に備え、
    前記作用部は、前記第２の位置で前記乗員の体の一部を受け止めることで該乗員の動きを抑制し、
    前記緩和手段は、前記作用部が前記乗員の体の一部を受け止める際に、該乗員に対して作用する前記慣性力に対する反力を軽減させ、
    前記作用部は、ステアリングホイールであり、
    前記乗員保護装置は、前記ステアリングホイールと前記ベース部を接続するステアリン
    グシャフトを更に備え、
    前記緩和手段は、前記ステアリングホイールが前記乗員の体の一部を受け止める際に、該乗員の運動エネルギーを前記ステアリングシャフトに作用させる際にその抵抗力を調整することで、前記反力を軽減させる、
    乗員保護装置。
  7. 前記制御部は、前記車両に搭載されたセンサが検出した該車両の環境情報に基づいて該車両が障害物への衝突が予測されると判断された場合に、該障害物への衝突前に前記移動制御を実行する、
    請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の乗員保護装置。
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