車両用乗員保護装置
【課題】本発明の目的は、衝突発生を予知して衝突形態に応じて乗員の着座姿勢（着座位置を含む）を適正状態に修正可能な乗員保護装置を提供することである。
【解決手段】乗員のシートバック６の中央エアバッグ装置２１を、左右の側部にエアバッグ装置２２，２３を設け、エアバッグ２１ｂを膨張後上方へ移動駆動するワイヤ式移動駆動機構２１Ａとエアバッグ２２ｂ，２３ｂを膨張後シートバック６の幅方向中央側へ移動駆動するワイヤ式移動駆動機構２２Ａ，２３Ａを設け、後突発生を予知した際には、エアバッグ２１ｂを膨張させてから上方へ移動させ、側突発生を予知した際には、側突発生側のエアバッグ２２ｂ又は２３ｂを膨張させてから中央側へ移動させる。エアバッグ２１ｂ〜２３ｂを加圧エアで膨張させてもよく、エアバッグ２１ｂ〜２３ｂを分割構造の複数のエアバッグで構成して順次膨張させる構成にしてもよい。
【解決手段】乗員のシートバック６の中央エアバッグ装置２１を、左右の側部にエアバッグ装置２２，２３を設け、エアバッグ２１ｂを膨張後上方へ移動駆動するワイヤ式移動駆動機構２１Ａとエアバッグ２２ｂ，２３ｂを膨張後シートバック６の幅方向中央側へ移動駆動するワイヤ式移動駆動機構２２Ａ，２３Ａを設け、後突発生を予知した際には、エアバッグ２１ｂを膨張させてから上方へ移動させ、側突発生を予知した際には、側突発生側のエアバッグ２２ｂ又は２３ｂを膨張させてから中央側へ移動させる。エアバッグ２１ｂ〜２３ｂを加圧エアで膨張させてもよく、エアバッグ２１ｂ〜２３ｂを分割構造の複数のエアバッグで構成して順次膨張させる構成にしてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用乗員保護装置に関し、特に車両の衝突発生を予知した際に、乗員の着座姿勢を修正して乗員保護を促進するようにしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車等には、乗員保護装置として、シートベルト装置とエアバック装置が装備されているが、これらは、通常自動車の衝突が発生したときに機能するものである。
ところで、最近自動車の衝突を予知する種々の技術が開発され、衝突発生が予知された際の乗員保護性能を高める技術の開発も要請されている。
【０００３】
特許文献１には、衝突形態に応じて乗員を保護できるようにしたエアシート装置が記載れている。このシート装置は、ガスを封入した気密構造のシートクッションと、ガスを封入した気密構造のシートバックを有する。シートクッション内は中央前室と中央後室と左室と右室とに区画してガスを封入し、中央前室にはガス発生器が設けられている。シートバック内は中央下室と中央上室と左室と右室とに区画してガスを封入してある。
【０００４】
前突発生時には、ガス発生器からのガスの充填と、排出弁からガス排出を介して、シートクッションの中央後室を減容させ且つその他の部分を膨張させ、シートバックの左右両側部を膨張させることで、乗員の腰部の前方移動や側方移動を抑制する。後突発生時には、同様にして、シートクッションの中央後室と、シートバックの中央下室を凹陥させ、その他の部分を膨張させることで、乗員の腰部をシートクッションとシートバックの交差部に拘束して、乗員の上半身の上方への移動を抑制する。側突発生時にも、同様にして、シートクッションの中央後室と、シートバックの中央下室を凹陥させ、その他の部分を膨張させることで、乗員の腰部をシートクッションとシートバックの交差部に拘束して、乗員の左右方向への移動を抑制する。
【０００５】
特許文献２には、シート装置のシートクッションとシートバック内に夫々複数のエアバッグを設けて個々のエアバッグにガスを充填可能に構成し、車両の走行中に、ロール加速度、ヨー加速度、ピッチ加速度を各加速度センサで検出し、加速度の大きさと方向を判定し、乗員に作用する最大加速度に対応する１又は複数のエアバッグにガスを充填することで、乗員の乗り心地や運転姿勢を確保するようになっている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−６７０２５号公報
【特許文献２】特開平６−９０８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のエアシート装置では、ガス封入型の特殊構造のシートクッションとシートバックを採用するため、一般的なシート装置に適用することができず、汎用性と実用性に欠ける。しかも、衝突が発生しない限り作動しないため、衝突を予知して衝突発生前から乗員のホールド性を高めたり、着座姿勢（着座位置を含む）を適正化したりことはできないので、シート装置の構造が複雑である割りには十分な機能が得られない。
【０００８】
特許文献２の車両用シート装置は、車両の走行中における乗員の乗り心地の向上を図り、運転姿勢を確保することは可能であるが、衝突発生時の乗員の保護、衝突が予知された場合の乗員の保護については何ら開示されていない。そのため、特許文献１の技術と同様に、衝突を予知して衝突発生前から乗員のホールド性を高めたり、着座姿勢を適正化したりことはできない。
【０００９】
本発明の目的は、衝突発生を予知して衝突形態に応じて乗員の着座姿勢（着座位置を含む）を適正状態に修正可能な乗員保護装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の車両用乗員保護装置は、車両の衝突時に乗員を保護する車両用乗員保護装置において、車両の衝突発生とその衝突形態を予知する衝突発生予知手段と、シート装置のシートバック部内の所定部位に設けられ、前方へ突出しない通常状態と、前方へ突出して乗員の着座姿勢を修正する突出状態とに切り換え可能な突出部材と、衝突発生予知手段が衝突発生を予知した際に突出部材を通常状態から突出状態に切り換える切換え手段と、衝突発生予知手段が衝突発生とその衝突形態を予知した際に、突出状態に切り換えられた突出部材を前記衝突形態に対応付けて予め設定された方向へ移動させる移動手段とを備えたものである。
【００１１】
衝突発生予知手段により車両の衝突発生とその衝突形態が予知された際、切換え手段により、シートバック部内の突出部材が前方へ突出しない通常状態から前方へ突出する突出状態に切換えられる。次に、移動手段により、上記の突出部材が前記衝突形態に対応付けて予め設定された方向へ移動して、乗員の着座姿勢（着座位置を含む）が修正されるので、衝突時に乗員に作用する衝撃を緩和することができる。
尚、乗員の着座姿勢を修正するとは、衝突により乗員に作用する衝撃が緩和する方向へ着座姿勢を修正したり、シートベルト装置により乗員を拘束する拘束性を高める方向へ着座姿勢を修正したりすることである。
【００１２】
請求項２の車両用乗員保護装置は、請求項１の発明において、突出部材は、インフレータに接続されたエアバックであることを特徴としている。
請求項３の車両用乗員保護装置は、請求項１の発明において、衝突発生予知手段は、他車両と通信可能な車車間通信手段を備え、この車車間通信手段による車車間通信により得られる他車両との車間距離と相対速度から車両の衝突発生を予知することを特徴としている。
【００１３】
請求項４の車両用乗員保護装置は、請求項１又は２の発明において、衝突発生予知手段が後突を予知可能に構成され、突出部材がシートバックの下部に設けられ、移動手段は後突が予知された際に突出部材を上方へ移動させるように構成されたことを特徴としている。
【００１４】
請求項５の車両用乗員保護装置は、請求項１又は２の発明において、衝突発生予知手段が側突を予知可能に構成され、突出部材がシートバックのうちの車両側壁側の側端近傍部に上下に細長く延びるように設けられ、前記移動手段は側突が予知された際に前記突出部材をシートバックの幅方向の中央側へ移動させるように構成されたことを特徴としている。
【００１５】
請求項６の車両用乗員保護装置は、請求項１又は２の発明において、衝突発生予知手段がロールオーバを予知可能に構成され、突出部材がシートバックのうちの幅方向両端近傍部に上下に細長く延びるように左右１対設けられ、移動手段は、ロールオーバが予知された際に左右１対の突出部材をシートバック中央側へ移動させるように構成されたことを特徴としている。
【００１６】
請求項７の車両用乗員保護装置は、請求項１〜５の何れかの発明において、シートベルト装置はモータプリテンショナーを備え、衝突発生予知手段により衝突が予知された際にシートベルトの巻き込みと同時又は巻込み開始後、切換え手段が突出部材を突出状態へ切り換える動作を開始することを特徴としている。
【００１７】
請求項８の車両用乗員保護装置は、請求項１〜７の何れかの発明において、乗員の体格と着座姿勢の少なくとも一方を検知可能な体格姿勢検知手段を有し、移動手段は、乗員の体格と着座姿勢の少なくとも一方に応じて前記突出部材を移動させる移動量を設定することを特徴としている。
【００１８】
請求項９の車両用乗員保護装置は、請求項３の発明において、衝突発生予知手段は前記車間距離と相対速度から衝撃力を予測可能に構成され、切換え手段は突出部材の突出量を調節可能に構成され且つ衝突発生予知手段により予測された予測衝撃力に応じて突出部材の突出量を調節することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によれば、車両用乗員保護装置は、衝突発生予知手段と、シートバック部材の内部の所定部位に設けられた突出部材と、切換え手段と、移動手段とを有し、車両の衝突発生とその衝突形態が予知された際、突出部材が突出状態に切り換えられて衝突形態に応じて予め設定された方向へ移動駆動されて、乗員の着座姿勢が修正されるため、衝突時に乗員に作用する衝撃力を緩和したり、シートベルト装置により乗員を拘束する拘束性を高めたりすることができる。
しかも、この車両用乗員保護装置の突出部材、切換え手段、移動手段は、通常のシート装置のシートバックに組み込み可能であるので、汎用性と実用性に優れる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、突出部材がインフレータに接続されたエアバッグであるので、衝突発生が予知された際、迅速かつ瞬時に突出部材を突出状態に切り換えることができる。請求項３の発明によれば、衝突発生予知手段は、他車両と通信可能な車車間通信手段による車車間通信により得られる他車両との車間距離と相対速度から車両の衝突発生を予知するので、精度良く車両の衝突を予知することができる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、「後突」の発生がが予知された際に、シートバックの下部に設けられた突出部材を上方へ移動させるので、突出部材が前方に突出して乗員の背中が前方に押されて乗員の背中が伸ばされた着座姿勢になるので、後突時の乗員の首部に作用する後方向きの衝撃力を緩和できる。尚、突出部材と協働してシートベルト装置のモータプリテンショナーが作動すれば、乗員の背中を伸ばす突出部材の機能が一層顕著になり、衝撃力を緩和する効果が一層高くなる。
【００２２】
請求項５の発明によれば、突出部材がシートバックのうちの車両側壁側の側端近傍部に上下に細長く延びるように設けられ、「側突」の発生が予知された際に突出部材をシートバックの幅方向の中央側へ移動させるので、衝突前に乗員を衝突側のサイドドア等から極力離隔させることができるため、側突時に乗員に作用する衝撃力を緩和できる。
【００２３】
請求項６の発明によれば、突出部材がシートバックのうちの幅方向両端近傍部に上下に細長く延びるように左右１対設けられ、「ロールオーバ」が予知された際に左右１対の突出部材をシートバック中央側へ移動させるので、左右１対の突出部材により、乗員を両側からシートバック中央側に拘束してシートバックへの拘束性を高めることができる。
【００２４】
請求項７の発明によれば、シートベルト装置はモータプリテンショナーを備え、衝突発生予知手段により衝突発生が予知された際にシートベルトの巻き込みと同時又は巻込み開始後、切換え手段が突出部材を突出状態へ切り換える動作を開始するので、衝突発生前に乗員のシートへの拘束力を高めることができる。
【００２５】
請求項８の発明によれば、乗員の体格と着座姿勢の少なくとも一方を検知可能な体格姿勢検知手段を有し、移動手段は、乗員の体格と着座姿勢の少なくとも一方に応じて前記突出部材を移動させる移動量を設定するので、乗員の体格や着座姿勢に応じて、乗員の着座姿勢の修正を適正に行うことができる。
【００２６】
請求項９の発明によれば、衝突発生予知手段は前記車間距離と相対速度から衝撃力を予測可能に構成され、切換え手段は突出部材の突出量を調節可能に構成され且つ衝突発生予知手段により予測された予測衝撃力に応じて突出部材の突出量を調節するので、乗員の移動・拘束を適切に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明に係る車両用乗員保護装置は、車両の衝突発生とその衝突形態を予知する衝突発生予知手段と、シート装置のシートバック部内の所定部位に設けられ、前方へ突出しない通常状態と、前方へ突出して乗員の着座姿勢を修正する突出状態とに切り換え可能な突出部材と、衝突発生予知手段が衝突発生を予知した際に突出部材を通常状態から突出状態に切り換える切換え手段と、衝突発生予知手段が衝突発生とその衝突形態を予知した際に、突出状態に切り換えられた突出部材を前記衝突形態に応じて予め設定された方向へ移動させる移動手段とを備えたものである。
【実施例１】
【００２８】
以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
図１，図２に示すように、自動車１には運転席シート装置２及び助手席シート装置３と、リヤシート装置４が設けられ、運転席シート装置２及び助手席シート装置３は、夫々シートクッション５とシートバック６とを備え、これらシート装置２，３には、モータプリテンショナー付きのモータシートベルト装置７，８も装備されている。運転席シート装置２と助手席シート装置３の前側にはインストルメントパネル９が設けられ、運転席の前側にはステアリングホイール１０も設けられている。運転席用のエアバッグ装置と助手席用のエアバッグ装置も設けられている。
【００２９】
次に、本発明の車両用乗員保護装置について説明するが、本実施例では、運転席の乗員を保護する車両用乗員保護装置２０を例として説明する。
この車両用乗員保護装置２０は、運転席シート装置２のシートバック６に組み込んだ３組のエアバッグ装置２１〜２３、これらエアバッグ装置２１〜２３を移動させる移動機構２１Ａ〜２３Ａ、衝突検知用のカメラやセンサ類、これらカメラやセンサ類からの検出信号を受けて３組のエアバッグ装置２１〜２３と３組の移動機構２１Ａ〜２３Ａを制御する制御ユニット３０などを有する。
【００３０】
次に、上記の３組のエアバッグ装置２１〜２３と３組の移動機構２１Ａ〜２３Ａについて説明する。図２に示すように、運転席シート装置２のシートバック６の表皮材は伸縮性に優れる生地で構成されている。このシートバック６の表皮材の内部において、シートバック６の幅方向中央部の下部には、中央エアバッグ装置２１と、この中央エアバッグ装置２１を上下方向へ所定距離昇降移動可能に案内する１対の案内レール２１ａと、中央エアバッグ装置２１を昇降駆動する為のワイヤ式移動駆動機構２１Ａとが設けられている。
【００３１】
中央エアバッグ装置２１は、ほぼ小判形のエアバッグ２１ｂとインフレータ２１ｃとを有し、インフレータ２１ｃに通電することで発生させたガスをエアバッグ２１ｂに充填して膨張させて前方へ突出させるようになっており、この膨張状態のエアバッグ２１ｂは「突出部材」に相当する。
【００３２】
前記のワイヤ式移動機構２１Ａは、上下１対のプーリ２１ｐと、両端が中央エアバッグ装置２１のケース体に連結されて１対のプーリ２１ｐで支持されたワイヤ２１ｗと、一方のプーリ２１ｐを回転駆動する電動モータ２１ｍとを有し、エアバッグ２１ｂを膨張させたまま中央エアバッグ装置２１を上方へ中段位置まで移動駆動可能に構成されている。
このワイヤ式移動機構２１Ａと案内レール２１ａと後述の制御ユニット３０が「移動手段」に相当するものであり、制御ユニット３０とインフレータ２１ｃが「切換え手段」に相当するものである。
【００３３】
シートバック６の表皮材の内部において、シートバック６の左側端近傍部位と右側端近傍部位には、夫々、側部エアバッグ装置２２，２３と、この側部エアバッグ装置２２，２３を幅方向中央側へ所定距離昇降移動可能に案内する１対の案内レール２２ａ，２３ａと、側部エアバッグ装置２２，２３を昇降駆動する為のワイヤ式移動駆動機構２２Ａ，２３Ａとが設けられている。
左側の側部エアバッグ装置２２は、シートバック６の左側端近傍部位に配設された上下方向に細長くのびるエアバッグ２２ｂとインフレータ２２ｃとを有し、インフレータ２２ｃに通電することで発生させたガスをエアバッグ２２ｂに充填して膨張させ、山脈状に前方へ突出させるようになっている。この膨張状態のエアバッグ２２ｂは「突出部材」に相当する。
【００３４】
上記のワイヤ式移動機構２２Ａは、上端側の左右１対のプーリ２２ｐと、この１対のプーリ２２ｐに支持され両端が側部エアバッグ装置２２のケース体に連結された上側ワイヤ２２ｗと、下端側の左右１対のプーリ２２ｐと、この１対のプーリ２２ｐに支持され両端が側部エアバッグ装置２２のケース体に連結された下側ワイヤ２２ｗと、上下の外側のプーリ２２ｐを夫々回転駆動する１対の電動モータ２２ｍとを有し、エアバッグ２２ｂを膨張させたまま側部エアバッグ装置２２をシートバック６の幅方向中央側へ所定距離移動駆動可能に構成されている。このワイヤ式移動機構２２Ａと、案内レール２２ａと、後述の制御ユニット３０が「移動手段」に相当するものであり、制御ユニット３０とインフレータ２２ｃが「切換え手段」に相当するものである。
【００３５】
右側の側部エアバッグ装置２３と１対の案内レール２３ａとワイヤ式移動機構２３Ａは、左側のものと左右にほぼ対称に配置されているので、同様の符号を付して詳しい説明は省略する。尚、膨張したエアバッグ２３ｂが「突出部材」に相当し、ワイヤ式移動機構２３Ａと１対の案内レール２３ａと後述の制御ユニット３０が「移動手段」に相当するものであり、制御ユニット３０とインフレータ２３ｃが「切換え手段」に相当するものである。なお、右側の側部エアバッグ装置２３のエアバッグ２３ｂは、シートバック６のうちの車体右側壁側の右側端近傍部に上下方向に細長くのびるように設けられている。
【００３６】
次に、この車両用乗員保護装置２０の制御系について説明する。
図１、図３に示すように、運転席用エアバッグ装置と、シートベルト装置７と本発明の車両用乗員保護装置２０を制御する為の制御ユニット３０であって、入力インタフェースとコンピュータと出力インタフェースと複数の駆動回路を有する制御ユニット３０が設けられ、この制御ユニット３０のコンピュータには、運転席用エアバッグ装置と、シートベルト装置７と、この車両用乗員保護装置２０を制御する制御プログラムが予め格納されている。乗員保護装置２０を制御する制御プログラムには、衝突予知判定マップも付随的に設けられている。
【００３７】
上記の中央エアバッグ装置２１のインフレータ２１ｃとそのエアバッグ２１ｂから排気する排気弁２１ｖと移動用モータ２１ｍ、左側の側部エアバッグ装置２２のインフレータ２２ｃとそのエアバッグ２２ｂから排気する排気弁２２ｖと２つの移動用モータ２２ｍ、右側の側部エアバッグ装置２３のインフレータ２３ｃとそのエアバッグ２３ｂから排気する排気弁２３ｖと２つの移動用モータ２３ｍは、制御ユニット３０に接続されており、制御ユニット３０により駆動制御される。
【００３８】
次に、衝突検知用のカメラやセンサ類について説明する。
車速を検出する車速センサ３１、前方からの衝突を検知する衝突検知センサ３２、車体の左右方向へのローリング傾斜角を検出する車体傾斜角センサ３３、車体の左側からの左側突を検出する為の左側突用カメラ３４、車体の右側からの右側突を検出する為の右側突用カメラ３５、車体後方からの衝突を検出する為の後突用カメラ３６などが設けられ、これらが制御ユニット３０に接続されている。
【００３９】
さらに、自車両の前後所定範囲内を走行する他車両との間で車車間通信を行う通信システムと、その車車間通信アンテナ３７も設けられて制御ユニット３０に接続されている。 図７に示すように、乗員の着座姿勢を検出する為に、シートバック７の下部と中段部と上部には所定の荷重が作用したときにオンする姿勢センサ３８〜４０が組み込まれ、ヘッドレスト６Ｈにも同様の姿勢センサ４１が組み込まれ、これらの姿勢センサ３８〜４１は制御ユニット３０に接続されている。
【００４０】
運転席シート装置２のシートクッション７には、着座した運転手の体重の大きさに応じた信号を出力する圧力センサ４２が組み込まれ、この圧力センサ４２が制御ユニット３０に接続されている。インストルメントパネル９には、運転手の固有情報（氏名、身長、体重、運転技量レベル、等々）を記録したＩＣカード４３を着脱するＩＣカードスロット４３Ａも設けられ、ＩＣカード４３の情報が制御ユニット３０に出力される。
【００４１】
次に、制御ユニット３０により実行される乗員保護制御について図４のフローチャートに基づいて説明する。尚、図４におけるＳｉ（ｉ＝１，２，・・）は各ステップを示す。 自動車のイグニションキーの投入により制御が開始されと、最初に各種センサ信号が読み込まれ（Ｓ１）、次に衝突予知判定処理が実行される（Ｓ２）。
【００４２】
この衝突予知判定処理は、カメラ３４〜３６からの画像信号を解析処理し、予め格納されている衝突予知判定マップに基づいて、自動車の左方からの左側突、自動車の右方からの右側突、自動車の後方からの後突、の発生と衝突形態（左側突、右側突、後突、ロールオーバー）を予知する処理である。そのため、最新の所定微小時間（例えば、１秒）の間のカメラ３４〜３６からの画像信号はコンピュータのＲＡＭに更新しつつ記憶されており、その記憶している最新の画像信号を解析処理するものとする。
【００４３】
但し、これらの衝突は車両との衝突に限定されず、電柱等の構築物との衝突も含む。例えば、左側突を予知する場合、左側突用カメラ３４からの画像信号と衝突予知判定マップに基づいて、自車両に左方から所定以上の相対速度以上の速度で接近する衝突対象物が、所定距離以内に存在する場合に左側突発生の可能性有りと判定する。衝突予知判定マップには、例えば、４０ｋｍ／ｈｒ以上で１５ｍ以内、３０ｋｍ／ｈｒ以上で１０ｍ以内、・・・のように設定されている。右側突、後突についても同様であるが、右側突発生の予知は右側突用カメラ３５からの画像信号に基づいて判定され、後突発生の予知は後突用カメラ３６からの画像信号に基づいて判定される。
【００４４】
ロールオーバーについては、車体傾斜角センサ３３からの検出信号に基づいて、車体傾斜角の変化率が所定値以上で且つ車体傾斜角が所定値以上になった場合に、ロールオーバー発生の可能性ありと判定する。
【００４５】
次に、Ｓ３において、Ｓ２の衝突予知判定処理の結果に基づいて、衝突（ロールオーバも含む）の可能性があるか否か判定され、その判定がＹｅｓの場合はＳ４へ移行し、その判定がＮｏの場合はＳ１へ戻る。次にＳ４では、運転席シートベルト装置７のプリテンション用モータ７ｍを微小時間駆動してシートベルト７ｂを軽く引き込んで乗員を拘束する拘束性を高める。
【００４６】
次に、Ｓ５において後突予知有りか否か判定して後突予知有りの場合は、Ｓ６においてシートバック７に組み込まれた中央エアバッグ装置２１のインフレータ２１ｃに通電してそのエアバッグ２１ｂを図５に示すように膨張させる。次にＳ７において、中央エアバッグ装置２１の移動用モータ２１ｍを所定方向へ所定微小時間駆動することにより、図６に示すように、膨張状態の中央エアバッグ２１ｂを所定距離だけ上方へ移動させる。
【００４７】
その結果、図７に示すように、膨張状態の中央エアバッグ２１ｂが乗員の胸部の背面側に位置して、胸部を前方へ押し乗員の右肩部はシートベルト７ｂで後方へ引かれるため、乗員の上半身の姿勢が修正されて、乗員の背筋を伸ばした状態となる。そのため、乗員の頭部からヘッドレスト７Ｈまでの距離が短縮し、後突が発生した場合における乗員の頭部に作用する後方向きの衝撃力が緩和される。
【００４８】
Ｓ５の判定がＮｏのとき、Ｓ２の衝突予知判定処理の結果に基づいて、Ｓ８において側突予知有りか否か判定して側突予知有りの場合、Ｓ９においてシートバック７に組み込まれた側突側の側部エアバッグ装置２２又は２３のインフレータ２２ｃ又は２３ｃに通電してそのエアバッグ２２ｂ又は２３ｂを膨張させる。次にＳ１０において、側部エアバッグ装置２２又は２３の２つの移動用モータ２２ｍ又は２３ｍを所定方向へ所定微小時間駆動することにより、膨張状態の側部エアバッグ２２ｂ又は２３ｂを所定距離だけシートバック７の中央側へ移動させる。
【００４９】
例えば、右側突発生を予知した場合には、図８に示すように、右側のエアバッグ２３ｂを膨張させてから、図９に示すように中央側へ所定距離移動させる。また、左側突の発生を予知した場合には、図示省略したが、左側のエアバッグ２２ｂを膨張させてから中央側へ所定距離移動させる。
【００５０】
その結果、膨張したエアバッグ２２ｂ又は２３ｂにより乗員を側突側のドアやセンタピラーから離隔する方向へ移動させることができ、側突が発生した場合に乗員に作用する衝撃を著しく緩和することができる。しかも、膨張したエアバッグ２２ｂ又は２３ｂで乗員の上半身の側面を保護することもできるため、乗員保護性能を高めることができる。
【００５１】
Ｓ８の判定がＮｏのとき、Ｓ２の衝突予知判定処理の結果に基づいて、Ｓ１１においてロールオーバー予知有りか否か判定してロールオーバー予知有りの場合、Ｓ１２においてシートバック７に組み込まれた両側の側部エアバッグ装置２２，２３のインフレータ２２ｃ，２３ｃに通電して、図１０に示すように、それらのエアバッグ２２ｂ，２３ｂを膨張させる。次にＳ１３において、左側の側部エアバッグ装置２２の２つの移動用モータ２２ｍを所定方向へ所定微小時間駆動すると共に、右側の側部エアバッグ装置２３の２つの移動用モータ２３ｍを所定方向へ所定微小時間駆動することにより、図１１に示すように、膨張状態の両側のエアバッグ２２ｂ，２３ｂを所定距離だけシートバック７の中央側へ所定距離移動させる。
【００５２】
その結果、乗員の上半身がシートバック７の中央部に拘束され、且つ左右両側から膨張状態のエアバッグ２２ｂ，２３ｂでホールドされるため、ロールオーバーが発生した際に乗員に作用する衝撃を緩和して保護性能を著しく高めることができる。
【００５３】
次に、Ｓ１４では、衝突が発生したか又は衝突不可避か否か判定され、その判定がＹｅｓのときは、Ｓ１５においてプリテンション用モータ７ｍを所定微小時間の間所定方向へ駆動することにより、シートベルト７ｂを強く引き込んだ状態にして乗員を強く拘束し、この制御は終了する。他方、Ｓ１４の判定がＮｏのときは、Ｓ１６において所定時間経過したか否か判定し、その判定がＮｏのうちはＳ１４へ戻り、その判定がＹｅｓになると、Ｓ１７において、膨張させたエアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂに対応する排気弁２１ｖ，２２ｖ，２３ｖを開いてエアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂから排気し、シートベルト７ｂを元の状態に戻す。尚、このとき、膨張後排気したエアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを元の位置に復帰させることが望ましい。
なお、この実施例においては、制御ユニット３０と、車体傾斜角センサ３３、カメラ３４〜３６などが「衝突発生予知手段」に相当する。
【００５４】
以上説明した乗員保護装置２０の作用、効果について説明する。
衝突発生を予知した場合に、Ｓ４に示すように、シートベルト７ｂを軽く引き込むので、乗員の身体をシート装置２に拘束して乗員保護性能を高めることができる。
【００５５】
後突の発生を予知した際には、シートバック６の中央部の下部に設けたエアバッグ２１ｂを膨張させてから、その膨張状態のエアバッグ２１ｂを上方移動させることで、乗員の背筋がのびるように乗員の姿勢を修正するため、乗員の頭部からヘッドレスト６Ｈまでの距離が小さくなり、後突発生時に乗員の頭部に作用する衝撃を緩和することができる。
【００５６】
側突の発生を予知した際には、シートバック６の衝突発生予知した方の側端近傍部位に設けたエアバック２２ｂ又は２３ｂを膨張させてから、シートバック６の幅方向中央側へ移動させるので、乗員の上半身を車体の側壁部（サイドドアやセンタピラーなど）から離隔する方へ移動させることができるので、側突発生時に乗員に作用する衝撃を緩和することができる。このとき、膨張したエアバッグ２２ｂ又は２３ｂによって乗員の上半身を保護することもできるため、側突発生時における衝撃を一層緩和することができる。
【００５７】
ロールオーバーの発生を予知した際には、左右両側の側端近傍部位に設けたエアバッグ２２ｂ，２３ｂを膨張させてから、それらエアバッグ２２ｂ，２３ｂをシートバック の幅方向中央側へ移動させるので、乗員の上半身をシートバック６の幅方向中央部に拘束し、車体側壁部から離隔させることができるため、ロールオーバーの発生時に乗員に作用する衝撃を緩和することができる。このとき、膨張したエアバッグ２２ｂ，２３ｂによって乗員の上半身を両側から保護することもできるため、ロールオーバー発生時における衝撃を一層緩和することができる。
【００５８】
しかも、Ｓ１４，Ｓ１５に示すように、衝突発生した時又は衝突不可避になった時には、シートベルト７ｂを強く引き込むので、乗員を強固に拘束して乗員保護を確実にすることができる。そして、Ｓ１６，Ｓ１７に示すように、結果的に衝突が回避された場合には、膨張させたエアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂから排気してそのエアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを元の位置に復帰させると共に、シートベルト７ｂを元に戻すため、その後の走行中において乗員保護装置２０を本実施例と同様に機能させることができる。
【００５９】
前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
（１）図４のフローチャートでは、Ｓ４をＳ６，Ｓ９，Ｓ１２よりも先に実行するように構成したが、Ｓ４とＳ６、Ｓ４とＳ９、Ｓ４とＳ１２を同時に実行するように構成してもよい。
【００６０】
（２）前記実施例では、カメラ３４，３５，３６から受ける画像信号を解析処理して衝突発生を予知するように構成したが、車車間通信システムでは、他車両から、時々刻々の、少なくともその車両の位置情報と車速情報を受信できるため、その車車間通信で得られる情報を用いて他車両との車間距離と相対速度と衝突形態を演算し、その演算結果から衝突発生を予知するように構成してもよい。
【００６１】
（３）前記のワイヤ式移動駆動機構２１Ａ，２２Ａ，２３Ａの代わりに、ラック・ピニオン式動移動駆動機構や、小径のエアシリンダを用いたシリンダ式移動駆動機構を採用してもよい。
【実施例２】
【００６２】
前記実施例の乗員保護装置２０を部分的に変更した例について説明する。
図１２に示すように、シートバック６には前記の乗員保護装置２０とほぼ同様の乗員保護装置２０Ａが装備されているので、同様のものに同様の符号を付して説明を省略する。但し、この乗員保護装置２０Ａでは、エアバッグ装置２１〜２３のインフレータ２１ｃ〜２３ｃは省略され、エアバッグ２１ｂ〜２３ｂに加圧エアを充填する加圧エア充填系が設けられている。
【００６３】
上記の加圧エア充填系として、コンプレッサ５０（又はブロア）と、このコンプレッサ５０から加圧エアの供給を受けて所定圧（例えば、０．５ＭＰａ）の加圧エアを蓄圧するアキュムレータ５１と、このアキュムレータ５１からエアバッグ２１ｂ〜２３ｂへ加圧エアを供給するエア通路５２と、エアバッグ２１ｂ〜２３ｂへ通ずる分岐エア通路に介装された電磁三方弁５３〜５５と、コンプレッサ５０と電磁三方弁５３〜５５を制御する制御ユニット３０Ａなどが設けられている。上記の電磁三方弁５３〜５５は、加圧エアの供給を遮断する遮断位置と、加圧エアを供給する供給位置と、エアバッグ２１ｂ〜２３ｂ内の加圧エアを排気する排気位置とに切り換え可能なものである。
【００６４】
制御ユニット３０Ａには、図３と同様にセンサ類やカメラからの検出信号が供給されており、この制御ユニット３０Ａにおいても、図４のフローチャートとほぼ同様の制御が実行される。但し、この乗員保護制御においては、前記圧力センサ からの検出信号から得られる乗員の体格と、姿勢センサ３８〜４１の検出信号から得られる乗員の着座姿勢との少なくとも一方に基づいて、エアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを移動させる移動量を設定する。
【００６５】
圧力センサ４２の検出信号と乗員の体格「小」、「中」、「大」との関係が予め設定されると共に、乗員の体格「小」、「中」、「大」に対応するエアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの移動量「大」、「中」、「小」が予め設定されている。そして、Ｓ７、Ｓ１０、Ｓ１３では、乗員の体格の「小」、「中」、「大」に応じたエアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの移動量「大」、「中」、「小」となるように移動用モータ２１ｍ，２２ｍ，２３ｍが駆動制御される。そのため、乗員の体格に適合する範囲でエアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを移動させることで、移動用モータ２１ｍ，２２ｍ，２３ｍが過負荷となるのを防止し、ワイヤ式移動駆動機構２１Ａ，２２Ａ，２３Ａの損傷を防止できる。
【００６６】
さらに、この乗員保護制御においては、姿勢センサ３８〜４１からの検出信号に応じて膨張させたエアバッグ２１ｂを上方へ移動させる移動量を設定する。即ち、姿勢センサ４０がオンであり、乗員の背中の全体がシートバック６に接触している場合には、乗員の背筋が伸びているため、膨張させたエアバッグ２１ｂを上方へ移動させる必要がないので、図４のＳ７におけるエアバッグ２１ｂの上方移動を実行しない。
【００６７】
姿勢センサ４０がオフで且つ姿勢センサ３９がオンの場合には、乗員の背筋が概ね伸びているものとして、膨張させたエアバッグ２１ｂの上方移動量は、例えばフル移動量の約半分に設定される。また、姿勢センサ４０がオフで且つ姿勢センサ３９ノオン・オフが繰り返されている場合には、膨張させたエアバッグ２１ｂの上方移動量は、例えばフル移動量に設定される。
【実施例３】
【００６８】
この実施例３では、実施例２と同様の乗員保護装置２０Ａが採用される。但し、本実施例の乗員保護制御では、実施例１の変更例（２）と同様に、車車間通信により得られる他車両との車間距離と相対速度と衝突形態とを演算し、その演算結果から衝突の発生を予知すると共に、衝突発生時の衝撃力を演算し、その衝撃力の大きさに応じてエアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを膨張させる膨張度合いを調節する。
【００６９】
即ち、この乗員保護制御では、衝突発生予知の際における自車両と他車両との間の距離と相対接近速度とをパラメータとして衝突時の衝撃力を予め設定したマップが予め設けられており、前記図４とほぼ同様の乗員保護制御が実行されるが、Ｓ２において、衝突発生予知の際に衝突発生時の衝撃力も演算される。そして、図４のＳ７、Ｓ１０、Ｓ１３において、エアバッグ２１ｂ〜２３ｂを膨張させる際に、対応する何れかの電磁三方弁５３〜５５をエア供給位置に切り換えて膨張させてから遮断位置にする。
【００７０】
このとき、Ｓ２で演算した衝撃力の「小」、「中」、「大」に応じてエアバッグ２１ｂ〜２３ｂに供給する加圧エアの圧力を「小」、「中」、「大」に調節する。この場合、電磁三方弁５３〜５５をエア供給位置に保持する時間の長さを調節することで、加圧エアの圧力を調節することができる。なお、Ｓ１７に相当するステップにおいては、膨張させたエアバッグ２１ｂ〜２３ｂから排気してから、エアバッグ２１ｂ〜２３ｂを元の位置に復帰させ、シートベルト６ｂも元に戻す。このように、衝撃力の大きさに応じてエアバッグ を膨張させる際の加圧エアの圧力を調節するので、乗員の移動、拘束を適切に行うことができる。
【実施例４】
【００７１】
図１３に示すように、この実施例３の運転席シート装置２Ａは、シートクッション５Ａとシートバック６Ａとを有し、そのシートバック６Ａの表皮材は、前記シートバック６の表皮材と同様に伸縮可能な生地で構成されている。乗員保護装置２０Ｂとして、シートバック６Ａの幅方向中央部には、独立の４つのエアバッグ６１ａ〜６１ｄが直列状に装備されている。シートバック６Ａの左端寄り部位には、上下方向に細長い３つの独立のエアバッグ６２ａ〜６２ｃが併設状に装備され、シートバック６Ａの右端寄り部位には、上下方向に細長い３つの独立のエアバッグ６３ａ〜６３ｃが併設状に装備されている。
【００７２】
図１４に示すように、上記の乗員保護装置２０Ｂの３群のエアバッグ６１ａ〜６１ｄ、６２ａ〜６２ｃ、６３ａ〜６３ｃに加圧エアを充填する加圧エア充填系として、コンプレッサ６４と、このコンプレッサ６４から加圧エアの供給を受けて所定圧の加圧エアを蓄圧するアキュムレータ６５と、このアキュムレータ６５から３群のエアバッグ６１ａ〜６１ｄ、６２ａ〜６２ｃ、６３ａ〜６３ｃの各エアバッグに加圧エアを供給するエア通路と、複数の分岐エア通路に夫々介装された複数の電磁三方弁６６ａ〜６６ｄ、６７ａ〜６７ｃ、・・であって前記電磁三方弁５３〜５５と同様の複数の電磁三方弁などを有する。
【００７３】
上記コンプレッサ６４と複数の電磁三方弁６６ａ〜６６ｄ、６７ａ〜６７ｃ、・・は制御ユニット３０Ｂにより制御されるが、この制御ユニット３０Ｂは図３に図示のように、センサ類やカメラに接続されており、制御ユニット３０と同様に衝突予知判定処理を行う。後突発生を予知した際には、エアバッグ６１ａ〜６１ｄを順に１つずつ膨張させることで、恰も膨張させたエアバッグを上方へ移動させるのと同様に挙動させる。即ち、最初にエアバッグ６１ａのみを膨張させ、次にエアバッグ６１ｂのみを膨張させ、次にエアバッグ６１ｃのみを膨張させ、最後にエアバッグ６１ｄのみを膨張させる。
【００７４】
左側の側突発生を予知した場合には、エアバッグ６２ａ〜６２ｃを順に１つずつ膨張させることで、膨張させたエアバッグを側部から中央側へ移動させるのと同様に挙動させる。即ち、最初にエアバッグ６２ａのみを膨張させ、次にエアバッグ６２ｂのみを膨張させ、最後にエアバッグ６２ｃのみを膨張させる。右側の側突発生を予知した場合にも、エアバッグ６３ａ〜６３ｃを前記と対称に膨張させる。
【００７５】
但し、左側の側突の場合には、最初にエアバッグ６２ａを膨張させ、次に２つのエアバッグ６２ａ，６２ｂを膨張させ、最後に３つのエアバッグ６２ａ，６２ｂ，６２ｃを膨張させてもよい。このことは、右側の側突の場合におけるエアバッグ６３ａ〜６３ｃについても同様である。
【００７６】
ロールオーバーの発生を予知した場合には、最初にエアバッグ６２ａ，６３ａを膨張させ、次にエアバッグ６２ｂ，６３ｂのみを膨張させ、最後にエアバッグ６２ｃ，６３ｃのみを膨張させる。但し、最初に２つのエアバッグ６２ａ，６３ａを膨張させ、次に４つのエアバッグ６２ａ，６３ａ，６２ｂ，６３ｂを膨張させ、最後に６つのエアバッグ６２ａ〜６２ｃ，６３ａ〜６３ｃを膨張させてもよい。
【００７７】
この乗員保護装置２０Ｂでは、シートバック６内に、膨張させたエアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを移動させるためのワイヤ式移動駆動機構２１Ａ，２２Ａ，２３Ａなどのクッション性を損なうような部材や機構を組み込む必要がなく、３群のエアバッグ６１ａ〜６１ｄ、６２ａ〜６２ｃ、６３ａ〜６３ｃと、そのエア通路を組み込めばよいので、一般的なシート装置に適用可能で、汎用性と実用性に優れ、製作費の面でも有利である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施例1に係る自動車の概略平面図である。
【図２】シート装置とそこに組み込んだ乗員保護装置の正面図である。
【図３】乗員保護装置の制御系のブロック図である。
【図４】乗員保護制御のフローチャートである。
【図５】中央エアバッグを膨張させた状態を示す説明図である。
【図６】中央エアバッグを膨張させ上方移動させた状態を示す説明図である。
【図７】シート装置とセンサ類と乗員とシートベルトを示す説明図である。
【図８】側部エアバッグを膨張させた状態を示す説明図である。
【図９】側部エアバッグを膨張させ移動させた状態を示す説明図である。
【図１０】両側の側部エアバッグを膨張させた状態を示す説明図である。
【図１１】両側の側部エアバッグを膨張させ移動させた状態を示す説明図である。
【図１２】実施例２のシート装置と乗員保護装置の構成図である。
【図１３】実施例４のシート装置と乗員保護装置の斜視図である。
【図１４】実施例４の乗員保護装置の構成図である。
【符号の説明】
【００７９】
１ 自動車
２ シート装置
６ シートバック
７ シートベルト装置
２０，２０Ａ，２０Ｂ 乗員保護装置
２１ 中央エアバッグ装置
２２，２３ 側部エアバッグ装置
２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ ワイヤ式移動駆動機構
２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ エアバッグ
３０，３０Ａ，３０Ｂ 制御ユニット
５０，６４ コンプレッサ
５１，６５ アキュムレータ
５３，５４，５５ 電磁三方弁
６１ａ〜６１ｃ エアバッグ
６２ａ〜６２ｃ エアバッグ
６３ａ〜６３ｃ エアバッグ
６６ａ〜６６ｄ 電磁三方弁
６７ａ〜６７ｃ 電磁三方弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用乗員保護装置に関し、特に車両の衝突発生を予知した際に、乗員の着座姿勢を修正して乗員保護を促進するようにしたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車等には、乗員保護装置として、シートベルト装置とエアバック装置が装備されているが、これらは、通常自動車の衝突が発生したときに機能するものである。
ところで、最近自動車の衝突を予知する種々の技術が開発され、衝突発生が予知された際の乗員保護性能を高める技術の開発も要請されている。
【０００３】
特許文献１には、衝突形態に応じて乗員を保護できるようにしたエアシート装置が記載れている。このシート装置は、ガスを封入した気密構造のシートクッションと、ガスを封入した気密構造のシートバックを有する。シートクッション内は中央前室と中央後室と左室と右室とに区画してガスを封入し、中央前室にはガス発生器が設けられている。シートバック内は中央下室と中央上室と左室と右室とに区画してガスを封入してある。
【０００４】
前突発生時には、ガス発生器からのガスの充填と、排出弁からガス排出を介して、シートクッションの中央後室を減容させ且つその他の部分を膨張させ、シートバックの左右両側部を膨張させることで、乗員の腰部の前方移動や側方移動を抑制する。後突発生時には、同様にして、シートクッションの中央後室と、シートバックの中央下室を凹陥させ、その他の部分を膨張させることで、乗員の腰部をシートクッションとシートバックの交差部に拘束して、乗員の上半身の上方への移動を抑制する。側突発生時にも、同様にして、シートクッションの中央後室と、シートバックの中央下室を凹陥させ、その他の部分を膨張させることで、乗員の腰部をシートクッションとシートバックの交差部に拘束して、乗員の左右方向への移動を抑制する。
【０００５】
特許文献２には、シート装置のシートクッションとシートバック内に夫々複数のエアバッグを設けて個々のエアバッグにガスを充填可能に構成し、車両の走行中に、ロール加速度、ヨー加速度、ピッチ加速度を各加速度センサで検出し、加速度の大きさと方向を判定し、乗員に作用する最大加速度に対応する１又は複数のエアバッグにガスを充填することで、乗員の乗り心地や運転姿勢を確保するようになっている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−６７０２５号公報
【特許文献２】特開平６−９０８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のエアシート装置では、ガス封入型の特殊構造のシートクッションとシートバックを採用するため、一般的なシート装置に適用することができず、汎用性と実用性に欠ける。しかも、衝突が発生しない限り作動しないため、衝突を予知して衝突発生前から乗員のホールド性を高めたり、着座姿勢（着座位置を含む）を適正化したりことはできないので、シート装置の構造が複雑である割りには十分な機能が得られない。
【０００８】
特許文献２の車両用シート装置は、車両の走行中における乗員の乗り心地の向上を図り、運転姿勢を確保することは可能であるが、衝突発生時の乗員の保護、衝突が予知された場合の乗員の保護については何ら開示されていない。そのため、特許文献１の技術と同様に、衝突を予知して衝突発生前から乗員のホールド性を高めたり、着座姿勢を適正化したりことはできない。
【０００９】
本発明の目的は、衝突発生を予知して衝突形態に応じて乗員の着座姿勢（着座位置を含む）を適正状態に修正可能な乗員保護装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の車両用乗員保護装置は、車両の衝突時に乗員を保護する車両用乗員保護装置において、車両の衝突発生とその衝突形態を予知する衝突発生予知手段と、シート装置のシートバック部内の所定部位に設けられ、前方へ突出しない通常状態と、前方へ突出して乗員の着座姿勢を修正する突出状態とに切り換え可能な突出部材と、衝突発生予知手段が衝突発生を予知した際に突出部材を通常状態から突出状態に切り換える切換え手段と、衝突発生予知手段が衝突発生とその衝突形態を予知した際に、突出状態に切り換えられた突出部材を前記衝突形態に対応付けて予め設定された方向へ移動させる移動手段とを備えたものである。
【００１１】
衝突発生予知手段により車両の衝突発生とその衝突形態が予知された際、切換え手段により、シートバック部内の突出部材が前方へ突出しない通常状態から前方へ突出する突出状態に切換えられる。次に、移動手段により、上記の突出部材が前記衝突形態に対応付けて予め設定された方向へ移動して、乗員の着座姿勢（着座位置を含む）が修正されるので、衝突時に乗員に作用する衝撃を緩和することができる。
尚、乗員の着座姿勢を修正するとは、衝突により乗員に作用する衝撃が緩和する方向へ着座姿勢を修正したり、シートベルト装置により乗員を拘束する拘束性を高める方向へ着座姿勢を修正したりすることである。
【００１２】
請求項２の車両用乗員保護装置は、請求項１の発明において、突出部材は、インフレータに接続されたエアバックであることを特徴としている。
請求項３の車両用乗員保護装置は、請求項１の発明において、衝突発生予知手段は、他車両と通信可能な車車間通信手段を備え、この車車間通信手段による車車間通信により得られる他車両との車間距離と相対速度から車両の衝突発生を予知することを特徴としている。
【００１３】
請求項４の車両用乗員保護装置は、請求項１又は２の発明において、衝突発生予知手段が後突を予知可能に構成され、突出部材がシートバックの下部に設けられ、移動手段は後突が予知された際に突出部材を上方へ移動させるように構成されたことを特徴としている。
【００１４】
請求項５の車両用乗員保護装置は、請求項１又は２の発明において、衝突発生予知手段が側突を予知可能に構成され、突出部材がシートバックのうちの車両側壁側の側端近傍部に上下に細長く延びるように設けられ、前記移動手段は側突が予知された際に前記突出部材をシートバックの幅方向の中央側へ移動させるように構成されたことを特徴としている。
【００１５】
請求項６の車両用乗員保護装置は、請求項１又は２の発明において、衝突発生予知手段がロールオーバを予知可能に構成され、突出部材がシートバックのうちの幅方向両端近傍部に上下に細長く延びるように左右１対設けられ、移動手段は、ロールオーバが予知された際に左右１対の突出部材をシートバック中央側へ移動させるように構成されたことを特徴としている。
【００１６】
請求項７の車両用乗員保護装置は、請求項１〜５の何れかの発明において、シートベルト装置はモータプリテンショナーを備え、衝突発生予知手段により衝突が予知された際にシートベルトの巻き込みと同時又は巻込み開始後、切換え手段が突出部材を突出状態へ切り換える動作を開始することを特徴としている。
【００１７】
請求項８の車両用乗員保護装置は、請求項１〜７の何れかの発明において、乗員の体格と着座姿勢の少なくとも一方を検知可能な体格姿勢検知手段を有し、移動手段は、乗員の体格と着座姿勢の少なくとも一方に応じて前記突出部材を移動させる移動量を設定することを特徴としている。
【００１８】
請求項９の車両用乗員保護装置は、請求項３の発明において、衝突発生予知手段は前記車間距離と相対速度から衝撃力を予測可能に構成され、切換え手段は突出部材の突出量を調節可能に構成され且つ衝突発生予知手段により予測された予測衝撃力に応じて突出部材の突出量を調節することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によれば、車両用乗員保護装置は、衝突発生予知手段と、シートバック部材の内部の所定部位に設けられた突出部材と、切換え手段と、移動手段とを有し、車両の衝突発生とその衝突形態が予知された際、突出部材が突出状態に切り換えられて衝突形態に応じて予め設定された方向へ移動駆動されて、乗員の着座姿勢が修正されるため、衝突時に乗員に作用する衝撃力を緩和したり、シートベルト装置により乗員を拘束する拘束性を高めたりすることができる。
しかも、この車両用乗員保護装置の突出部材、切換え手段、移動手段は、通常のシート装置のシートバックに組み込み可能であるので、汎用性と実用性に優れる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、突出部材がインフレータに接続されたエアバッグであるので、衝突発生が予知された際、迅速かつ瞬時に突出部材を突出状態に切り換えることができる。請求項３の発明によれば、衝突発生予知手段は、他車両と通信可能な車車間通信手段による車車間通信により得られる他車両との車間距離と相対速度から車両の衝突発生を予知するので、精度良く車両の衝突を予知することができる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、「後突」の発生がが予知された際に、シートバックの下部に設けられた突出部材を上方へ移動させるので、突出部材が前方に突出して乗員の背中が前方に押されて乗員の背中が伸ばされた着座姿勢になるので、後突時の乗員の首部に作用する後方向きの衝撃力を緩和できる。尚、突出部材と協働してシートベルト装置のモータプリテンショナーが作動すれば、乗員の背中を伸ばす突出部材の機能が一層顕著になり、衝撃力を緩和する効果が一層高くなる。
【００２２】
請求項５の発明によれば、突出部材がシートバックのうちの車両側壁側の側端近傍部に上下に細長く延びるように設けられ、「側突」の発生が予知された際に突出部材をシートバックの幅方向の中央側へ移動させるので、衝突前に乗員を衝突側のサイドドア等から極力離隔させることができるため、側突時に乗員に作用する衝撃力を緩和できる。
【００２３】
請求項６の発明によれば、突出部材がシートバックのうちの幅方向両端近傍部に上下に細長く延びるように左右１対設けられ、「ロールオーバ」が予知された際に左右１対の突出部材をシートバック中央側へ移動させるので、左右１対の突出部材により、乗員を両側からシートバック中央側に拘束してシートバックへの拘束性を高めることができる。
【００２４】
請求項７の発明によれば、シートベルト装置はモータプリテンショナーを備え、衝突発生予知手段により衝突発生が予知された際にシートベルトの巻き込みと同時又は巻込み開始後、切換え手段が突出部材を突出状態へ切り換える動作を開始するので、衝突発生前に乗員のシートへの拘束力を高めることができる。
【００２５】
請求項８の発明によれば、乗員の体格と着座姿勢の少なくとも一方を検知可能な体格姿勢検知手段を有し、移動手段は、乗員の体格と着座姿勢の少なくとも一方に応じて前記突出部材を移動させる移動量を設定するので、乗員の体格や着座姿勢に応じて、乗員の着座姿勢の修正を適正に行うことができる。
【００２６】
請求項９の発明によれば、衝突発生予知手段は前記車間距離と相対速度から衝撃力を予測可能に構成され、切換え手段は突出部材の突出量を調節可能に構成され且つ衝突発生予知手段により予測された予測衝撃力に応じて突出部材の突出量を調節するので、乗員の移動・拘束を適切に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明に係る車両用乗員保護装置は、車両の衝突発生とその衝突形態を予知する衝突発生予知手段と、シート装置のシートバック部内の所定部位に設けられ、前方へ突出しない通常状態と、前方へ突出して乗員の着座姿勢を修正する突出状態とに切り換え可能な突出部材と、衝突発生予知手段が衝突発生を予知した際に突出部材を通常状態から突出状態に切り換える切換え手段と、衝突発生予知手段が衝突発生とその衝突形態を予知した際に、突出状態に切り換えられた突出部材を前記衝突形態に応じて予め設定された方向へ移動させる移動手段とを備えたものである。
【実施例１】
【００２８】
以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
図１，図２に示すように、自動車１には運転席シート装置２及び助手席シート装置３と、リヤシート装置４が設けられ、運転席シート装置２及び助手席シート装置３は、夫々シートクッション５とシートバック６とを備え、これらシート装置２，３には、モータプリテンショナー付きのモータシートベルト装置７，８も装備されている。運転席シート装置２と助手席シート装置３の前側にはインストルメントパネル９が設けられ、運転席の前側にはステアリングホイール１０も設けられている。運転席用のエアバッグ装置と助手席用のエアバッグ装置も設けられている。
【００２９】
次に、本発明の車両用乗員保護装置について説明するが、本実施例では、運転席の乗員を保護する車両用乗員保護装置２０を例として説明する。
この車両用乗員保護装置２０は、運転席シート装置２のシートバック６に組み込んだ３組のエアバッグ装置２１〜２３、これらエアバッグ装置２１〜２３を移動させる移動機構２１Ａ〜２３Ａ、衝突検知用のカメラやセンサ類、これらカメラやセンサ類からの検出信号を受けて３組のエアバッグ装置２１〜２３と３組の移動機構２１Ａ〜２３Ａを制御する制御ユニット３０などを有する。
【００３０】
次に、上記の３組のエアバッグ装置２１〜２３と３組の移動機構２１Ａ〜２３Ａについて説明する。図２に示すように、運転席シート装置２のシートバック６の表皮材は伸縮性に優れる生地で構成されている。このシートバック６の表皮材の内部において、シートバック６の幅方向中央部の下部には、中央エアバッグ装置２１と、この中央エアバッグ装置２１を上下方向へ所定距離昇降移動可能に案内する１対の案内レール２１ａと、中央エアバッグ装置２１を昇降駆動する為のワイヤ式移動駆動機構２１Ａとが設けられている。
【００３１】
中央エアバッグ装置２１は、ほぼ小判形のエアバッグ２１ｂとインフレータ２１ｃとを有し、インフレータ２１ｃに通電することで発生させたガスをエアバッグ２１ｂに充填して膨張させて前方へ突出させるようになっており、この膨張状態のエアバッグ２１ｂは「突出部材」に相当する。
【００３２】
前記のワイヤ式移動機構２１Ａは、上下１対のプーリ２１ｐと、両端が中央エアバッグ装置２１のケース体に連結されて１対のプーリ２１ｐで支持されたワイヤ２１ｗと、一方のプーリ２１ｐを回転駆動する電動モータ２１ｍとを有し、エアバッグ２１ｂを膨張させたまま中央エアバッグ装置２１を上方へ中段位置まで移動駆動可能に構成されている。
このワイヤ式移動機構２１Ａと案内レール２１ａと後述の制御ユニット３０が「移動手段」に相当するものであり、制御ユニット３０とインフレータ２１ｃが「切換え手段」に相当するものである。
【００３３】
シートバック６の表皮材の内部において、シートバック６の左側端近傍部位と右側端近傍部位には、夫々、側部エアバッグ装置２２，２３と、この側部エアバッグ装置２２，２３を幅方向中央側へ所定距離昇降移動可能に案内する１対の案内レール２２ａ，２３ａと、側部エアバッグ装置２２，２３を昇降駆動する為のワイヤ式移動駆動機構２２Ａ，２３Ａとが設けられている。
左側の側部エアバッグ装置２２は、シートバック６の左側端近傍部位に配設された上下方向に細長くのびるエアバッグ２２ｂとインフレータ２２ｃとを有し、インフレータ２２ｃに通電することで発生させたガスをエアバッグ２２ｂに充填して膨張させ、山脈状に前方へ突出させるようになっている。この膨張状態のエアバッグ２２ｂは「突出部材」に相当する。
【００３４】
上記のワイヤ式移動機構２２Ａは、上端側の左右１対のプーリ２２ｐと、この１対のプーリ２２ｐに支持され両端が側部エアバッグ装置２２のケース体に連結された上側ワイヤ２２ｗと、下端側の左右１対のプーリ２２ｐと、この１対のプーリ２２ｐに支持され両端が側部エアバッグ装置２２のケース体に連結された下側ワイヤ２２ｗと、上下の外側のプーリ２２ｐを夫々回転駆動する１対の電動モータ２２ｍとを有し、エアバッグ２２ｂを膨張させたまま側部エアバッグ装置２２をシートバック６の幅方向中央側へ所定距離移動駆動可能に構成されている。このワイヤ式移動機構２２Ａと、案内レール２２ａと、後述の制御ユニット３０が「移動手段」に相当するものであり、制御ユニット３０とインフレータ２２ｃが「切換え手段」に相当するものである。
【００３５】
右側の側部エアバッグ装置２３と１対の案内レール２３ａとワイヤ式移動機構２３Ａは、左側のものと左右にほぼ対称に配置されているので、同様の符号を付して詳しい説明は省略する。尚、膨張したエアバッグ２３ｂが「突出部材」に相当し、ワイヤ式移動機構２３Ａと１対の案内レール２３ａと後述の制御ユニット３０が「移動手段」に相当するものであり、制御ユニット３０とインフレータ２３ｃが「切換え手段」に相当するものである。なお、右側の側部エアバッグ装置２３のエアバッグ２３ｂは、シートバック６のうちの車体右側壁側の右側端近傍部に上下方向に細長くのびるように設けられている。
【００３６】
次に、この車両用乗員保護装置２０の制御系について説明する。
図１、図３に示すように、運転席用エアバッグ装置と、シートベルト装置７と本発明の車両用乗員保護装置２０を制御する為の制御ユニット３０であって、入力インタフェースとコンピュータと出力インタフェースと複数の駆動回路を有する制御ユニット３０が設けられ、この制御ユニット３０のコンピュータには、運転席用エアバッグ装置と、シートベルト装置７と、この車両用乗員保護装置２０を制御する制御プログラムが予め格納されている。乗員保護装置２０を制御する制御プログラムには、衝突予知判定マップも付随的に設けられている。
【００３７】
上記の中央エアバッグ装置２１のインフレータ２１ｃとそのエアバッグ２１ｂから排気する排気弁２１ｖと移動用モータ２１ｍ、左側の側部エアバッグ装置２２のインフレータ２２ｃとそのエアバッグ２２ｂから排気する排気弁２２ｖと２つの移動用モータ２２ｍ、右側の側部エアバッグ装置２３のインフレータ２３ｃとそのエアバッグ２３ｂから排気する排気弁２３ｖと２つの移動用モータ２３ｍは、制御ユニット３０に接続されており、制御ユニット３０により駆動制御される。
【００３８】
次に、衝突検知用のカメラやセンサ類について説明する。
車速を検出する車速センサ３１、前方からの衝突を検知する衝突検知センサ３２、車体の左右方向へのローリング傾斜角を検出する車体傾斜角センサ３３、車体の左側からの左側突を検出する為の左側突用カメラ３４、車体の右側からの右側突を検出する為の右側突用カメラ３５、車体後方からの衝突を検出する為の後突用カメラ３６などが設けられ、これらが制御ユニット３０に接続されている。
【００３９】
さらに、自車両の前後所定範囲内を走行する他車両との間で車車間通信を行う通信システムと、その車車間通信アンテナ３７も設けられて制御ユニット３０に接続されている。 図７に示すように、乗員の着座姿勢を検出する為に、シートバック７の下部と中段部と上部には所定の荷重が作用したときにオンする姿勢センサ３８〜４０が組み込まれ、ヘッドレスト６Ｈにも同様の姿勢センサ４１が組み込まれ、これらの姿勢センサ３８〜４１は制御ユニット３０に接続されている。
【００４０】
運転席シート装置２のシートクッション７には、着座した運転手の体重の大きさに応じた信号を出力する圧力センサ４２が組み込まれ、この圧力センサ４２が制御ユニット３０に接続されている。インストルメントパネル９には、運転手の固有情報（氏名、身長、体重、運転技量レベル、等々）を記録したＩＣカード４３を着脱するＩＣカードスロット４３Ａも設けられ、ＩＣカード４３の情報が制御ユニット３０に出力される。
【００４１】
次に、制御ユニット３０により実行される乗員保護制御について図４のフローチャートに基づいて説明する。尚、図４におけるＳｉ（ｉ＝１，２，・・）は各ステップを示す。 自動車のイグニションキーの投入により制御が開始されと、最初に各種センサ信号が読み込まれ（Ｓ１）、次に衝突予知判定処理が実行される（Ｓ２）。
【００４２】
この衝突予知判定処理は、カメラ３４〜３６からの画像信号を解析処理し、予め格納されている衝突予知判定マップに基づいて、自動車の左方からの左側突、自動車の右方からの右側突、自動車の後方からの後突、の発生と衝突形態（左側突、右側突、後突、ロールオーバー）を予知する処理である。そのため、最新の所定微小時間（例えば、１秒）の間のカメラ３４〜３６からの画像信号はコンピュータのＲＡＭに更新しつつ記憶されており、その記憶している最新の画像信号を解析処理するものとする。
【００４３】
但し、これらの衝突は車両との衝突に限定されず、電柱等の構築物との衝突も含む。例えば、左側突を予知する場合、左側突用カメラ３４からの画像信号と衝突予知判定マップに基づいて、自車両に左方から所定以上の相対速度以上の速度で接近する衝突対象物が、所定距離以内に存在する場合に左側突発生の可能性有りと判定する。衝突予知判定マップには、例えば、４０ｋｍ／ｈｒ以上で１５ｍ以内、３０ｋｍ／ｈｒ以上で１０ｍ以内、・・・のように設定されている。右側突、後突についても同様であるが、右側突発生の予知は右側突用カメラ３５からの画像信号に基づいて判定され、後突発生の予知は後突用カメラ３６からの画像信号に基づいて判定される。
【００４４】
ロールオーバーについては、車体傾斜角センサ３３からの検出信号に基づいて、車体傾斜角の変化率が所定値以上で且つ車体傾斜角が所定値以上になった場合に、ロールオーバー発生の可能性ありと判定する。
【００４５】
次に、Ｓ３において、Ｓ２の衝突予知判定処理の結果に基づいて、衝突（ロールオーバも含む）の可能性があるか否か判定され、その判定がＹｅｓの場合はＳ４へ移行し、その判定がＮｏの場合はＳ１へ戻る。次にＳ４では、運転席シートベルト装置７のプリテンション用モータ７ｍを微小時間駆動してシートベルト７ｂを軽く引き込んで乗員を拘束する拘束性を高める。
【００４６】
次に、Ｓ５において後突予知有りか否か判定して後突予知有りの場合は、Ｓ６においてシートバック７に組み込まれた中央エアバッグ装置２１のインフレータ２１ｃに通電してそのエアバッグ２１ｂを図５に示すように膨張させる。次にＳ７において、中央エアバッグ装置２１の移動用モータ２１ｍを所定方向へ所定微小時間駆動することにより、図６に示すように、膨張状態の中央エアバッグ２１ｂを所定距離だけ上方へ移動させる。
【００４７】
その結果、図７に示すように、膨張状態の中央エアバッグ２１ｂが乗員の胸部の背面側に位置して、胸部を前方へ押し乗員の右肩部はシートベルト７ｂで後方へ引かれるため、乗員の上半身の姿勢が修正されて、乗員の背筋を伸ばした状態となる。そのため、乗員の頭部からヘッドレスト７Ｈまでの距離が短縮し、後突が発生した場合における乗員の頭部に作用する後方向きの衝撃力が緩和される。
【００４８】
Ｓ５の判定がＮｏのとき、Ｓ２の衝突予知判定処理の結果に基づいて、Ｓ８において側突予知有りか否か判定して側突予知有りの場合、Ｓ９においてシートバック７に組み込まれた側突側の側部エアバッグ装置２２又は２３のインフレータ２２ｃ又は２３ｃに通電してそのエアバッグ２２ｂ又は２３ｂを膨張させる。次にＳ１０において、側部エアバッグ装置２２又は２３の２つの移動用モータ２２ｍ又は２３ｍを所定方向へ所定微小時間駆動することにより、膨張状態の側部エアバッグ２２ｂ又は２３ｂを所定距離だけシートバック７の中央側へ移動させる。
【００４９】
例えば、右側突発生を予知した場合には、図８に示すように、右側のエアバッグ２３ｂを膨張させてから、図９に示すように中央側へ所定距離移動させる。また、左側突の発生を予知した場合には、図示省略したが、左側のエアバッグ２２ｂを膨張させてから中央側へ所定距離移動させる。
【００５０】
その結果、膨張したエアバッグ２２ｂ又は２３ｂにより乗員を側突側のドアやセンタピラーから離隔する方向へ移動させることができ、側突が発生した場合に乗員に作用する衝撃を著しく緩和することができる。しかも、膨張したエアバッグ２２ｂ又は２３ｂで乗員の上半身の側面を保護することもできるため、乗員保護性能を高めることができる。
【００５１】
Ｓ８の判定がＮｏのとき、Ｓ２の衝突予知判定処理の結果に基づいて、Ｓ１１においてロールオーバー予知有りか否か判定してロールオーバー予知有りの場合、Ｓ１２においてシートバック７に組み込まれた両側の側部エアバッグ装置２２，２３のインフレータ２２ｃ，２３ｃに通電して、図１０に示すように、それらのエアバッグ２２ｂ，２３ｂを膨張させる。次にＳ１３において、左側の側部エアバッグ装置２２の２つの移動用モータ２２ｍを所定方向へ所定微小時間駆動すると共に、右側の側部エアバッグ装置２３の２つの移動用モータ２３ｍを所定方向へ所定微小時間駆動することにより、図１１に示すように、膨張状態の両側のエアバッグ２２ｂ，２３ｂを所定距離だけシートバック７の中央側へ所定距離移動させる。
【００５２】
その結果、乗員の上半身がシートバック７の中央部に拘束され、且つ左右両側から膨張状態のエアバッグ２２ｂ，２３ｂでホールドされるため、ロールオーバーが発生した際に乗員に作用する衝撃を緩和して保護性能を著しく高めることができる。
【００５３】
次に、Ｓ１４では、衝突が発生したか又は衝突不可避か否か判定され、その判定がＹｅｓのときは、Ｓ１５においてプリテンション用モータ７ｍを所定微小時間の間所定方向へ駆動することにより、シートベルト７ｂを強く引き込んだ状態にして乗員を強く拘束し、この制御は終了する。他方、Ｓ１４の判定がＮｏのときは、Ｓ１６において所定時間経過したか否か判定し、その判定がＮｏのうちはＳ１４へ戻り、その判定がＹｅｓになると、Ｓ１７において、膨張させたエアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂに対応する排気弁２１ｖ，２２ｖ，２３ｖを開いてエアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂから排気し、シートベルト７ｂを元の状態に戻す。尚、このとき、膨張後排気したエアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを元の位置に復帰させることが望ましい。
なお、この実施例においては、制御ユニット３０と、車体傾斜角センサ３３、カメラ３４〜３６などが「衝突発生予知手段」に相当する。
【００５４】
以上説明した乗員保護装置２０の作用、効果について説明する。
衝突発生を予知した場合に、Ｓ４に示すように、シートベルト７ｂを軽く引き込むので、乗員の身体をシート装置２に拘束して乗員保護性能を高めることができる。
【００５５】
後突の発生を予知した際には、シートバック６の中央部の下部に設けたエアバッグ２１ｂを膨張させてから、その膨張状態のエアバッグ２１ｂを上方移動させることで、乗員の背筋がのびるように乗員の姿勢を修正するため、乗員の頭部からヘッドレスト６Ｈまでの距離が小さくなり、後突発生時に乗員の頭部に作用する衝撃を緩和することができる。
【００５６】
側突の発生を予知した際には、シートバック６の衝突発生予知した方の側端近傍部位に設けたエアバック２２ｂ又は２３ｂを膨張させてから、シートバック６の幅方向中央側へ移動させるので、乗員の上半身を車体の側壁部（サイドドアやセンタピラーなど）から離隔する方へ移動させることができるので、側突発生時に乗員に作用する衝撃を緩和することができる。このとき、膨張したエアバッグ２２ｂ又は２３ｂによって乗員の上半身を保護することもできるため、側突発生時における衝撃を一層緩和することができる。
【００５７】
ロールオーバーの発生を予知した際には、左右両側の側端近傍部位に設けたエアバッグ２２ｂ，２３ｂを膨張させてから、それらエアバッグ２２ｂ，２３ｂをシートバック の幅方向中央側へ移動させるので、乗員の上半身をシートバック６の幅方向中央部に拘束し、車体側壁部から離隔させることができるため、ロールオーバーの発生時に乗員に作用する衝撃を緩和することができる。このとき、膨張したエアバッグ２２ｂ，２３ｂによって乗員の上半身を両側から保護することもできるため、ロールオーバー発生時における衝撃を一層緩和することができる。
【００５８】
しかも、Ｓ１４，Ｓ１５に示すように、衝突発生した時又は衝突不可避になった時には、シートベルト７ｂを強く引き込むので、乗員を強固に拘束して乗員保護を確実にすることができる。そして、Ｓ１６，Ｓ１７に示すように、結果的に衝突が回避された場合には、膨張させたエアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂから排気してそのエアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを元の位置に復帰させると共に、シートベルト７ｂを元に戻すため、その後の走行中において乗員保護装置２０を本実施例と同様に機能させることができる。
【００５９】
前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
（１）図４のフローチャートでは、Ｓ４をＳ６，Ｓ９，Ｓ１２よりも先に実行するように構成したが、Ｓ４とＳ６、Ｓ４とＳ９、Ｓ４とＳ１２を同時に実行するように構成してもよい。
【００６０】
（２）前記実施例では、カメラ３４，３５，３６から受ける画像信号を解析処理して衝突発生を予知するように構成したが、車車間通信システムでは、他車両から、時々刻々の、少なくともその車両の位置情報と車速情報を受信できるため、その車車間通信で得られる情報を用いて他車両との車間距離と相対速度と衝突形態を演算し、その演算結果から衝突発生を予知するように構成してもよい。
【００６１】
（３）前記のワイヤ式移動駆動機構２１Ａ，２２Ａ，２３Ａの代わりに、ラック・ピニオン式動移動駆動機構や、小径のエアシリンダを用いたシリンダ式移動駆動機構を採用してもよい。
【実施例２】
【００６２】
前記実施例の乗員保護装置２０を部分的に変更した例について説明する。
図１２に示すように、シートバック６には前記の乗員保護装置２０とほぼ同様の乗員保護装置２０Ａが装備されているので、同様のものに同様の符号を付して説明を省略する。但し、この乗員保護装置２０Ａでは、エアバッグ装置２１〜２３のインフレータ２１ｃ〜２３ｃは省略され、エアバッグ２１ｂ〜２３ｂに加圧エアを充填する加圧エア充填系が設けられている。
【００６３】
上記の加圧エア充填系として、コンプレッサ５０（又はブロア）と、このコンプレッサ５０から加圧エアの供給を受けて所定圧（例えば、０．５ＭＰａ）の加圧エアを蓄圧するアキュムレータ５１と、このアキュムレータ５１からエアバッグ２１ｂ〜２３ｂへ加圧エアを供給するエア通路５２と、エアバッグ２１ｂ〜２３ｂへ通ずる分岐エア通路に介装された電磁三方弁５３〜５５と、コンプレッサ５０と電磁三方弁５３〜５５を制御する制御ユニット３０Ａなどが設けられている。上記の電磁三方弁５３〜５５は、加圧エアの供給を遮断する遮断位置と、加圧エアを供給する供給位置と、エアバッグ２１ｂ〜２３ｂ内の加圧エアを排気する排気位置とに切り換え可能なものである。
【００６４】
制御ユニット３０Ａには、図３と同様にセンサ類やカメラからの検出信号が供給されており、この制御ユニット３０Ａにおいても、図４のフローチャートとほぼ同様の制御が実行される。但し、この乗員保護制御においては、前記圧力センサ からの検出信号から得られる乗員の体格と、姿勢センサ３８〜４１の検出信号から得られる乗員の着座姿勢との少なくとも一方に基づいて、エアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを移動させる移動量を設定する。
【００６５】
圧力センサ４２の検出信号と乗員の体格「小」、「中」、「大」との関係が予め設定されると共に、乗員の体格「小」、「中」、「大」に対応するエアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの移動量「大」、「中」、「小」が予め設定されている。そして、Ｓ７、Ｓ１０、Ｓ１３では、乗員の体格の「小」、「中」、「大」に応じたエアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂの移動量「大」、「中」、「小」となるように移動用モータ２１ｍ，２２ｍ，２３ｍが駆動制御される。そのため、乗員の体格に適合する範囲でエアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを移動させることで、移動用モータ２１ｍ，２２ｍ，２３ｍが過負荷となるのを防止し、ワイヤ式移動駆動機構２１Ａ，２２Ａ，２３Ａの損傷を防止できる。
【００６６】
さらに、この乗員保護制御においては、姿勢センサ３８〜４１からの検出信号に応じて膨張させたエアバッグ２１ｂを上方へ移動させる移動量を設定する。即ち、姿勢センサ４０がオンであり、乗員の背中の全体がシートバック６に接触している場合には、乗員の背筋が伸びているため、膨張させたエアバッグ２１ｂを上方へ移動させる必要がないので、図４のＳ７におけるエアバッグ２１ｂの上方移動を実行しない。
【００６７】
姿勢センサ４０がオフで且つ姿勢センサ３９がオンの場合には、乗員の背筋が概ね伸びているものとして、膨張させたエアバッグ２１ｂの上方移動量は、例えばフル移動量の約半分に設定される。また、姿勢センサ４０がオフで且つ姿勢センサ３９ノオン・オフが繰り返されている場合には、膨張させたエアバッグ２１ｂの上方移動量は、例えばフル移動量に設定される。
【実施例３】
【００６８】
この実施例３では、実施例２と同様の乗員保護装置２０Ａが採用される。但し、本実施例の乗員保護制御では、実施例１の変更例（２）と同様に、車車間通信により得られる他車両との車間距離と相対速度と衝突形態とを演算し、その演算結果から衝突の発生を予知すると共に、衝突発生時の衝撃力を演算し、その衝撃力の大きさに応じてエアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを膨張させる膨張度合いを調節する。
【００６９】
即ち、この乗員保護制御では、衝突発生予知の際における自車両と他車両との間の距離と相対接近速度とをパラメータとして衝突時の衝撃力を予め設定したマップが予め設けられており、前記図４とほぼ同様の乗員保護制御が実行されるが、Ｓ２において、衝突発生予知の際に衝突発生時の衝撃力も演算される。そして、図４のＳ７、Ｓ１０、Ｓ１３において、エアバッグ２１ｂ〜２３ｂを膨張させる際に、対応する何れかの電磁三方弁５３〜５５をエア供給位置に切り換えて膨張させてから遮断位置にする。
【００７０】
このとき、Ｓ２で演算した衝撃力の「小」、「中」、「大」に応じてエアバッグ２１ｂ〜２３ｂに供給する加圧エアの圧力を「小」、「中」、「大」に調節する。この場合、電磁三方弁５３〜５５をエア供給位置に保持する時間の長さを調節することで、加圧エアの圧力を調節することができる。なお、Ｓ１７に相当するステップにおいては、膨張させたエアバッグ２１ｂ〜２３ｂから排気してから、エアバッグ２１ｂ〜２３ｂを元の位置に復帰させ、シートベルト６ｂも元に戻す。このように、衝撃力の大きさに応じてエアバッグ を膨張させる際の加圧エアの圧力を調節するので、乗員の移動、拘束を適切に行うことができる。
【実施例４】
【００７１】
図１３に示すように、この実施例３の運転席シート装置２Ａは、シートクッション５Ａとシートバック６Ａとを有し、そのシートバック６Ａの表皮材は、前記シートバック６の表皮材と同様に伸縮可能な生地で構成されている。乗員保護装置２０Ｂとして、シートバック６Ａの幅方向中央部には、独立の４つのエアバッグ６１ａ〜６１ｄが直列状に装備されている。シートバック６Ａの左端寄り部位には、上下方向に細長い３つの独立のエアバッグ６２ａ〜６２ｃが併設状に装備され、シートバック６Ａの右端寄り部位には、上下方向に細長い３つの独立のエアバッグ６３ａ〜６３ｃが併設状に装備されている。
【００７２】
図１４に示すように、上記の乗員保護装置２０Ｂの３群のエアバッグ６１ａ〜６１ｄ、６２ａ〜６２ｃ、６３ａ〜６３ｃに加圧エアを充填する加圧エア充填系として、コンプレッサ６４と、このコンプレッサ６４から加圧エアの供給を受けて所定圧の加圧エアを蓄圧するアキュムレータ６５と、このアキュムレータ６５から３群のエアバッグ６１ａ〜６１ｄ、６２ａ〜６２ｃ、６３ａ〜６３ｃの各エアバッグに加圧エアを供給するエア通路と、複数の分岐エア通路に夫々介装された複数の電磁三方弁６６ａ〜６６ｄ、６７ａ〜６７ｃ、・・であって前記電磁三方弁５３〜５５と同様の複数の電磁三方弁などを有する。
【００７３】
上記コンプレッサ６４と複数の電磁三方弁６６ａ〜６６ｄ、６７ａ〜６７ｃ、・・は制御ユニット３０Ｂにより制御されるが、この制御ユニット３０Ｂは図３に図示のように、センサ類やカメラに接続されており、制御ユニット３０と同様に衝突予知判定処理を行う。後突発生を予知した際には、エアバッグ６１ａ〜６１ｄを順に１つずつ膨張させることで、恰も膨張させたエアバッグを上方へ移動させるのと同様に挙動させる。即ち、最初にエアバッグ６１ａのみを膨張させ、次にエアバッグ６１ｂのみを膨張させ、次にエアバッグ６１ｃのみを膨張させ、最後にエアバッグ６１ｄのみを膨張させる。
【００７４】
左側の側突発生を予知した場合には、エアバッグ６２ａ〜６２ｃを順に１つずつ膨張させることで、膨張させたエアバッグを側部から中央側へ移動させるのと同様に挙動させる。即ち、最初にエアバッグ６２ａのみを膨張させ、次にエアバッグ６２ｂのみを膨張させ、最後にエアバッグ６２ｃのみを膨張させる。右側の側突発生を予知した場合にも、エアバッグ６３ａ〜６３ｃを前記と対称に膨張させる。
【００７５】
但し、左側の側突の場合には、最初にエアバッグ６２ａを膨張させ、次に２つのエアバッグ６２ａ，６２ｂを膨張させ、最後に３つのエアバッグ６２ａ，６２ｂ，６２ｃを膨張させてもよい。このことは、右側の側突の場合におけるエアバッグ６３ａ〜６３ｃについても同様である。
【００７６】
ロールオーバーの発生を予知した場合には、最初にエアバッグ６２ａ，６３ａを膨張させ、次にエアバッグ６２ｂ，６３ｂのみを膨張させ、最後にエアバッグ６２ｃ，６３ｃのみを膨張させる。但し、最初に２つのエアバッグ６２ａ，６３ａを膨張させ、次に４つのエアバッグ６２ａ，６３ａ，６２ｂ，６３ｂを膨張させ、最後に６つのエアバッグ６２ａ〜６２ｃ，６３ａ〜６３ｃを膨張させてもよい。
【００７７】
この乗員保護装置２０Ｂでは、シートバック６内に、膨張させたエアバッグ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを移動させるためのワイヤ式移動駆動機構２１Ａ，２２Ａ，２３Ａなどのクッション性を損なうような部材や機構を組み込む必要がなく、３群のエアバッグ６１ａ〜６１ｄ、６２ａ〜６２ｃ、６３ａ〜６３ｃと、そのエア通路を組み込めばよいので、一般的なシート装置に適用可能で、汎用性と実用性に優れ、製作費の面でも有利である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施例1に係る自動車の概略平面図である。
【図２】シート装置とそこに組み込んだ乗員保護装置の正面図である。
【図３】乗員保護装置の制御系のブロック図である。
【図４】乗員保護制御のフローチャートである。
【図５】中央エアバッグを膨張させた状態を示す説明図である。
【図６】中央エアバッグを膨張させ上方移動させた状態を示す説明図である。
【図７】シート装置とセンサ類と乗員とシートベルトを示す説明図である。
【図８】側部エアバッグを膨張させた状態を示す説明図である。
【図９】側部エアバッグを膨張させ移動させた状態を示す説明図である。
【図１０】両側の側部エアバッグを膨張させた状態を示す説明図である。
【図１１】両側の側部エアバッグを膨張させ移動させた状態を示す説明図である。
【図１２】実施例２のシート装置と乗員保護装置の構成図である。
【図１３】実施例４のシート装置と乗員保護装置の斜視図である。
【図１４】実施例４の乗員保護装置の構成図である。
【符号の説明】
【００７９】
１ 自動車
２ シート装置
６ シートバック
７ シートベルト装置
２０，２０Ａ，２０Ｂ 乗員保護装置
２１ 中央エアバッグ装置
２２，２３ 側部エアバッグ装置
２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ ワイヤ式移動駆動機構
２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ エアバッグ
３０，３０Ａ，３０Ｂ 制御ユニット
５０，６４ コンプレッサ
５１，６５ アキュムレータ
５３，５４，５５ 電磁三方弁
６１ａ〜６１ｃ エアバッグ
６２ａ〜６２ｃ エアバッグ
６３ａ〜６３ｃ エアバッグ
６６ａ〜６６ｄ 電磁三方弁
６７ａ〜６７ｃ 電磁三方弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の衝突時に乗員を保護する車両用乗員保護装置において、
車両の衝突発生とその衝突形態を予知する衝突発生予知手段と、
シート装置のシートバック部内の所定部位に設けられ、前方へ突出しない通常状態と、前方へ突出して乗員の着座姿勢を修正する突出状態とに切り換え可能な突出部材と、
前記衝突発生予知手段が衝突発生を予知した際に前記突出部材を通常状態から突出状態に切り換える切換え手段と、
前記衝突発生予知手段が衝突発生とその衝突形態を予知した際に、前記突出状態に切り換えられた突出部材を前記衝突形態に対応付けて予め設定された方向へ移動させる移動手段と、
を備えたことを特徴とする車両用乗員保護装置。
【請求項２】
前記突出部材は、インフレータに接続されたエアバッグであることを特徴とする請求項１に記載の車両用乗員保護装置。
【請求項３】
前記衝突発生予知手段は、他車両と通信可能な車車間通信手段を備え、この車車間通信手段による車車間通信により得られる他車両との車間距離と相対速度から車両の衝突発生を予知することを特徴とする請求項１に記載の車両用乗員保護装置。
【請求項４】
前記衝突発生予知手段が後突を予知可能に構成され、前記突出部材がシートバックの下部に設けられ、前記移動手段は後突が予知された際に前記突出部材を上方へ移動させるように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用乗員保護装置。
【請求項５】
前記衝突発生予知手段が側突を予知可能に構成され、前記突出部材がシートバックのうちの車両側壁側の側端近傍部に上下に細長く延びるように設けられ、前記移動手段は側突が予知された際に前記突出部材をシートバックの幅方向の中央側へ移動させるように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用乗員保護装置。
【請求項６】
前記衝突発生予知手段がロールオーバを予知可能に構成され、前記突出部材がシートバックのうちの幅方向両端近傍部に上下に細長く延びるように左右１対設けられ、前記移動手段は、ロールオーバが予知された際に左右１対の突出部材をシートバック中央側へ移動させるように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用乗員保護装置。
【請求項７】
シートベルト装置はモータプリテンショナーを備え、前記衝突発生予知手段により衝突発生が予知された際にシートベルトの巻き込みと同時又は巻込み開始後、前記切換え手段が突出部材を突出状態へ切り換える動作を開始することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の車両用乗員保護装置。
【請求項８】
乗員の体格と着座姿勢の少なくとも一方を検知可能な体格姿勢検知手段を有し、
前記移動手段は、乗員の体格と着座姿勢の少なくとも一方に応じて前記突出部材を移動させる移動量を設定することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の車両用乗員保護装置。
【請求項９】
前記衝突発生予知手段は前記車間距離と相対速度から衝撃力を予測可能に構成され、
前記切換え手段は前記突出部材の突出量を調節可能に構成され且つ衝突発生予知手段により予測された予測衝撃力に応じて前記突出部材の突出量を調節することを特徴とする請求項３に記載の車両用乗員保護装置。
【請求項１】
車両の衝突時に乗員を保護する車両用乗員保護装置において、
車両の衝突発生とその衝突形態を予知する衝突発生予知手段と、
シート装置のシートバック部内の所定部位に設けられ、前方へ突出しない通常状態と、前方へ突出して乗員の着座姿勢を修正する突出状態とに切り換え可能な突出部材と、
前記衝突発生予知手段が衝突発生を予知した際に前記突出部材を通常状態から突出状態に切り換える切換え手段と、
前記衝突発生予知手段が衝突発生とその衝突形態を予知した際に、前記突出状態に切り換えられた突出部材を前記衝突形態に対応付けて予め設定された方向へ移動させる移動手段と、
を備えたことを特徴とする車両用乗員保護装置。
【請求項２】
前記突出部材は、インフレータに接続されたエアバッグであることを特徴とする請求項１に記載の車両用乗員保護装置。
【請求項３】
前記衝突発生予知手段は、他車両と通信可能な車車間通信手段を備え、この車車間通信手段による車車間通信により得られる他車両との車間距離と相対速度から車両の衝突発生を予知することを特徴とする請求項１に記載の車両用乗員保護装置。
【請求項４】
前記衝突発生予知手段が後突を予知可能に構成され、前記突出部材がシートバックの下部に設けられ、前記移動手段は後突が予知された際に前記突出部材を上方へ移動させるように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用乗員保護装置。
【請求項５】
前記衝突発生予知手段が側突を予知可能に構成され、前記突出部材がシートバックのうちの車両側壁側の側端近傍部に上下に細長く延びるように設けられ、前記移動手段は側突が予知された際に前記突出部材をシートバックの幅方向の中央側へ移動させるように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用乗員保護装置。
【請求項６】
前記衝突発生予知手段がロールオーバを予知可能に構成され、前記突出部材がシートバックのうちの幅方向両端近傍部に上下に細長く延びるように左右１対設けられ、前記移動手段は、ロールオーバが予知された際に左右１対の突出部材をシートバック中央側へ移動させるように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用乗員保護装置。
【請求項７】
シートベルト装置はモータプリテンショナーを備え、前記衝突発生予知手段により衝突発生が予知された際にシートベルトの巻き込みと同時又は巻込み開始後、前記切換え手段が突出部材を突出状態へ切り換える動作を開始することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の車両用乗員保護装置。
【請求項８】
乗員の体格と着座姿勢の少なくとも一方を検知可能な体格姿勢検知手段を有し、
前記移動手段は、乗員の体格と着座姿勢の少なくとも一方に応じて前記突出部材を移動させる移動量を設定することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の車両用乗員保護装置。
【請求項９】
前記衝突発生予知手段は前記車間距離と相対速度から衝撃力を予測可能に構成され、
前記切換え手段は前記突出部材の突出量を調節可能に構成され且つ衝突発生予知手段により予測された予測衝撃力に応じて前記突出部材の突出量を調節することを特徴とする請求項３に記載の車両用乗員保護装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−３１４０１５（Ｐ２００７−３１４０１５Ａ）
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４５２１７（Ｐ２００６−１４５２１７）
【出願日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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