(57)【要約】  【課題】  シートベルトに拘束される乗員の上体姿勢を適切に制御して、確実な乗員保護を実現することのできる車両の乗員保護装置を提供する。【解決手段】  シートバックにエアバック４を設ける。エアバック４に、インフレータ５を接続する一方で、リリースバルブ６を設ける。インフレータ５による気体注入とリリースバルブの開放をコントローラ８によって制御する。コントローラ８は衝突検知センサから前方衝突、または、後方衝突の検出信号を受け、前方衝突があったものと判断したときにはインフレータ５からエアバック４に気体を注入してエアバックを膨らませる。また、コントローラ８が後方衝突を判断したときには、インフレータ５からエアバック４に気体を注入してエアバック４を膨らませた後にリリースバルブ６を開いてエアバック４内から気体を排出する。  【選択図】        図３
2006069373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両衝突時にシートに着座した乗員を保護する車両の乗員保護装置において、
車両衝突時に、シートベルトに拘束される乗員の上体姿勢を制御する姿勢制御手段を設け、
前記姿勢制御手段の制御を車両の前方衝突時と後方衝突時で変えることを特徴とする車両の乗員保護装置。
【請求項２】
前記姿勢制御手段を、シートバックに設けられ、該シートバックと乗員との間に気体の注入によって展開可能なエアバックを備えた構成とした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。
【請求項３】
前記姿勢制御手段は、前方衝突時には前記エアバックを膨らませ、後方衝突時には前記エアバックを膨らませた後にエアバックから内部の気体を抜くことを特徴とする請求項２に記載の車両の乗員保護装置。
【請求項４】
車両衝突時に乗員を保護する車両の乗員保護装置において、
車両衝突時に、シートベルトに拘束される乗員の上体姿勢を制御する姿勢制御手段を設け、
前記姿勢制御手段を、シートバックに設けられて、該シートバックと乗員との間に気体の注入によって展開可能なエアバックを備えた構成としたことを特徴とする車両の乗員保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シートに着座した乗員を保護する車両の乗員保護装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の乗員保護装置として、乗員の座るシートクッション部分を車両衝突時に上方に膨出させるものが開発されている（特許文献１参照）。
【０００３】
この乗員保護装置は、シートクッション内にエアバックを内蔵し、車両衝突時にエアバック内に気体を送り込むことによってシートクッションの前部を硬化させるものである。
【特許文献１】特開２００２−２６４７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、この従来の乗員保護装置は、車両の衝突時における乗員の上体姿勢を考慮して開発されたものではない。
近年、衝突時にシートベルトによって拘束される乗員の上体姿勢と乗員保護状態の関係が研究されており、乗員の上体姿勢を適切に制御することのできる装置の開発が望まれている。
【０００５】
この発明の目的は、シートベルトに拘束される乗員の上体姿勢を適切に制御して、確実な乗員保護を実現することのできる車両の乗員保護装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、車両衝突時にシート（例えば、後述の実施形態におけるシート１）に着座した乗員を保護する車両の乗員保護装置において、車両衝突時に、シートベルト（例えば、後述の実施形態におけるシートベルト３）に拘束される乗員の上体姿勢を制御する姿勢制御手段（例えば、後述の実施形態におけるエアバック４、インフレータ５、リリースバルブ６、衝突検知センサ７、コントローラ８によって構成される手段）を設け、前記姿勢制御手段の制御を車両の前方衝突時と後方衝突時で変えるようにした。
【０００７】
この発明の場合、車両の前方衝突時と後方衝突時で姿勢制御手段の制御内容変えるため、衝突時に乗員に作用する外力等に応じた姿勢制御を行うことができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記姿勢制御手段を、シートバック（例えば、後述の実施形態におけるシートバック１ａ）に設けられて、該シートバックと乗員との間に気体の注入によって展開可能なエアバック（例えば、後述の実施形態におけるエアバック４）を備えた構成とした。この場合、気体注入によるエアバックの展開によって姿勢制御手段の迅速な初期作動を得ることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前方衝突時には前記エアバックを膨らませ、後方衝突時には前記エアバックを膨らませた後にエアバックから内部の気体を抜くようにした。前方衝突時には、エアバックを膨らませることによって乗員の上体を起こし、その状態でシートベルトによって乗員をシートに拘束する。また、後方衝突時には、最初にエアバックを膨らませ、乗員がシートバック方向に押し付けられるときの衝撃をエアバックからの気体の抜けによって吸収する。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、車両衝突時に乗員を保護する車両の乗員保護装置において、車両衝突時に、シートベルトに拘束される乗員の上体姿勢を制御する姿勢制御手段を設け、前記姿勢制御手段を、シートバックに設けられて、該シートバックと乗員との間に気体の注入によって展開可能なエアバックを備えた構成とした。
【００１１】
この発明の場合、気体注入によるエアバックの展開によって車両衝突時における乗員の上体姿勢を迅速に制御することができる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によると、車両の前方衝突時と後方衝突時の乗員の上体姿勢を一つの装置で適正に制御することができるため、装置数の増加を招くことなく、確実な乗員保護を実現することが可能になる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によると、エアバックによって姿勢制御手段の迅速な初期作動を得ることができるため、より望ましい姿勢制御を実現することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によると、前方衝突時と後方衝突時で乗員に作用する外力等に応じた適切な姿勢制御を行うことができるため、より確実な乗員保護を実現することが可能になる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によると、エアバックによって車両衝突時における乗員の上体姿勢を迅速に制御することができるため、確実な乗員保護を実現することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の各実施形態を、図面を参照して説明する。なお、各実施形態において同一部分には同一符号を付し、重複する部分については説明を省略するものとする。
【００１７】
この実施形態の車両の乗員保護装置は、図１〜図３に示すようにシート１に着座した乗員２の上体をそのシート１に拘束するシートベルト３と、シートバック１ａに内蔵され、高圧気体の注入によって展開可能なエアバック４と、エアバック４に高圧気体を注入するインフレータ５と、エアバック４内の注入気体を排出可能なリリースバルブ６と、車両の衝突を検知する加速度センサ等の衝突検知センサ７と、衝突検知センサ７からの入力を受けてインフレータ５とリリースバルブ６を制御するコントローラ８と、を備えている。
【００１８】
エアバック４は、シートバック１ａの中央付近の前面上部に内蔵されており、車両の衝突時に高圧気体の注入によって前面側に迫り出し、乗員２の上体の接触姿勢を通常のシートバック１ａ形状に対して前方側に起こすように形状変化する。インフレータ５は、高圧気体が充填されたガスタンク９と、そのガスタンク９とエアバック４を接続する導入通路を開閉する開閉バルブ１０とを備え、その開閉バルブ１０がコントローラ８によって開閉制御されるようになっている。また、衝突検知センサ７は、図３では一つのみ描かれているが、前方衝突用と後方衝突用のものが夫々設けられており、コントローラ８では、これらのセンサ７からの入力信号を基に前方衝突と後方衝突を夫々判断するようになっている。
【００１９】
この実施形態では、上記のエアバック４と、インフレータ５、リリースバルブ６、衝突検知センサ７、コントローラ８等によってこの発明における姿勢制御手段が構成されている。なお、この実施形態では、インフレータ５がガスタンク９と開閉バルブ１０を備えたものであるが、図４に示す実施形態のようにガス発生剤によって瞬時に気体を発生するガス発生装置１１を用いることも可能である。
【００２０】
この乗員保護装置は、後に詳述ように車両の衝突時にエアバック４によって乗員２の上体姿勢を制御するものであるが、これは前方衝突時と後方衝突時のいずれの場合にもシートベルト３によって拘束される乗員２の上体姿勢が鉛直に近い後方傾斜姿勢であるほど乗員保護の上で有利であるという研究結果に基づくものである。特に、前方衝突時には、乗員２の上体姿勢（傾斜角）とシートベルト３の抗力（張力）に以下の関係がある。
【００２１】
図５（Ａ），（Ｂ）は、シートバック４が鉛直に近い後方傾斜姿勢にあるときにおける乗員状態と前方衝突時に作用する力の関係を示し、図６（Ａ），（Ｂ）は、シートバック４が、図５の状態よりも後方に傾斜したときにおける同様の乗員状態と作用する力の関係を示したものである。
これらの図から明らかなように、乗員２の上体姿勢が鉛直に近い図５の状態では、上部側のアンカーを支点とするシートベルト３の引き出し角度が水平方向に近いθ１の角度であるのに対し、図６の状態では、同様のシートベルト３の引き出し角度はそれよりも大きいθ２の角度となる（θ１＜θ２）。そして、図５，図６のいずれの場合にも、衝突時に乗員に作用する前方加重Ｆと釣り合う後ろ向きの拘束力Ｆ´がシートベルト３から乗員の上体に作用するが、このとき、シートベルト３に必要なベルト抗力Ｒ１，Ｒ２は上記のシートベルト３の引き出し角度θ１，θ２によって大きく異なってくる。即ち、ベルト抗力Ｒ１，Ｒ２と乗員拘束力Ｆ´の関係は、
Ｒ１＝Ｆ´／cosθ１
Ｒ２＝Ｆ´／cosθ２
となるため、ベルト抗力Ｒ１，Ｒ２は引き出し角度の小さい前者の方が小さくなる。
【００２２】
したがって、乗員の上体姿勢が鉛直に高いほどシートベルト３の抗力は小さくて済み、シートベルト３の拘束力はより効率良く乗員２に作用することとなる。
【００２３】
つづいて、この乗員保護装置の制御を、図８，図９のタイミングチャートを参照しつつ、図７のフローチャートにしたがって説明する。
コントローラ８では衝突検知センサ７からの入力を常時監視し、ステップ１０１において前方衝突があったかどうかを判断し、前方衝突があったと判断したときにはステップ１０２に進み、開閉バルブ１０を開くことによってガスタンク９内の高圧気体をエアバック４に注入する。これにより、エアバック４は図１（Ｂ）に示すようにシートバック１ａの上部前面に沿って前方に膨らみ、シートベルト３による引き込みが完全に完了する前に乗員２の上体姿勢を前方側に適正に起こす。この結果、シートベルト３による拘束効率が確実に高められる。なお、図４に示す実施形態のようにインフレータ５としてガス発生装置１１を用いる場合には、開閉バルブ１０を開く代わりにガス発生装置１１内の薬剤を燃焼させ、発生したガスをエアバック４内に導入する。
【００２４】
一方、ステップ１０１において前方衝突がないと判断したときにはステップ１０３に進み、同ステップ１０３において後方衝突があったかどうかを判断する。ここで、前方衝突があったと判断したときにはステップ１０４に進んで開閉バルブ１０を開き（図４に示す実施形態ではガス発生装置１１を作動させ）、ガスタンク９内の高圧気体をエアバック４に注入した後（図３（Ｂ）参照）に、ステップ１０５に進んでリリースバルブ６を開く。こうしてリリースバルブ６が開くと、エアバック４内の気体が外部に排出される（図３（Ｃ）参照）。したがって、乗員２の上体がシートバック１ａ方向に押し付けられたときには、エアバック４による衝撃吸収機能が発揮され、エアバック４が萎むストロークの間に乗員２の上体姿勢が緩やかにシートバック面に戻される。
【００２５】
この乗員保護装置の制御は以上の通りであるが、この装置の制御を司るコントローラ８は、前方衝突の有無を判断する前方衝突判断手段と、その前方衝突判断手段で前方衝突があったと判断したときにエアバック４を膨らませてそのまま維持する前突処理手段と、後方衝突の有無を判断する後方衝突判断手段と、その後方衝突判断手段で後方衝突があったと判断したときにエアバック４を膨らませ、さらにその後にエアバック４内の気体を排出する後突処理手段と、を備えているものと言える。
【００２６】
以上のように、この乗員保護装置は車両の前方衝突と後方衝突を衝突検知センサ７によって検出し、前方衝突時と後方衝突時で乗員２の上体姿勢をエアバック４によって適切に制御するものであるため、一つの装置によって衝突に応じた確実な乗員保護を実現することができる。
【００２７】
また、上体姿勢を制御する姿勢制御手段はエアバック４を用いるこの実施形態のものに限るものではないが、この実施形態のようにエアバック４をシートバック１ａに配置した場合には、迅速に乗員２の上体姿勢を制御できるという利点がある。
【００２８】
ところで、以上で説明した実施形態は、車両に衝突検知センサ７を設置して衝突時にセンサ入力があったときに上述の姿勢制御を行うものであるが、衝突検知センサ７に代えてレーダや超音波等を用いた衝突予測装置を車両に設置し、その衝突予測装置が前方衝突や後方衝突の可能性があることを意味する信号をコントローラ８に発したときに、前述と同様の姿勢制御を行うようにしても良い。この実施形態の場合には、図８，図９のタイミングチャート中に破線で示したように車両が衝突する前にエアバック４が作動するため、充分時間的な余裕をもってシートベルト３の引き込みや乗員のシートバック１ａに対する押し付けに備えることができる。また、この実施形態の場合、後方衝突におけるリリースバルブ６の開きタイミングは、エアバック４の展開直後ではなく衝突後の適切にタイミングになるように制御する。
【００２９】
なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の一実施形態を示すものであり、車両の衝突のない状態での乗員の上体姿勢を示した概念図（Ａ）と、前方衝突後の乗員の上体姿勢を示した概念図（Ｂ）を同時に記載した図。
【図２】同実施形態を示すものであり、車両の衝突のない状態での乗員の上体姿勢を示した概念図（Ａ）と、後方衝突初期の乗員の上体姿勢を示した概念図（Ｂ）、後方衝突後期の乗員の上体姿勢を示した概念図を同時に記載した図。
【図３】この発明の一実施形態を示す概略構成図。
【図４】この発明の他の実施形態を示す概略構成図。
【図５】シートに着座した乗員姿勢の概念図（Ａ）と、乗員に作用する力とベルト抗力の関係を示す図（Ｂ）を合わせて記載した図。
【図６】シートに着座した乗員姿勢の概念図（Ａ）と、乗員に作用する力とベルト抗力の関係を示す図（Ｂ）を合わせて記載した図。
【図７】この発明の一実施形態の制御の流れを示すフローチャート．
【図８】この発明の一実施形態の前方衝突時における制御タイミングを示すタイミングチャート。
【図９】この発明の一実施形態の後方衝突時における制御タイミングを示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００３１】
１  シート
１ａ  シートバック
３  シートベルト
４  エアバック
５  インフレータ
６  リリースバルブ
７  衝突検知センサ
８  コントローラ
【図１】
2006069373.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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