本发明涉及在汽车中保护坐在座椅上的乘员的装置。
背景技术：
在汽车中保护坐在座椅上的乘员的装置，有的会使用座椅安全带和前安全气囊(专利文献1)。
座椅安全带一般为三点式，具有绕在坐在座椅上的乘员的腰部的腰带部、以及斜挂在上身前的肩带部。而且，在碰撞前通过卷收器卷绕座椅安全带降低松弛度，在碰撞时限制座椅安全带的送出。由此，能够以将在碰撞时要从座椅向前移动的乘员的身体保持为坐在座椅上的状态的方式工作。
前安全气囊在乘员室中设置在设于座椅前方的方向盘或仪表板上，向后朝向座椅展开。而且，将在碰撞时向前倒去的乘员的上身通过展开的前安全气囊支撑，并吸收冲击。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2010-235009号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
但是，即使使用这种乘员保护装置，也不能在所有的碰撞形式中提供适当的保护。
例如，即使在前面碰撞中，坐在座椅上的乘员也可能会因碰撞的冲击而向前移动。而且，当乘员的腰部从座椅的就座位置向前滑行移动时，以腰部为轴并要绕着腰部向前倒去的上身会从靠近前安全气囊的状态变为向前倒去。这种情况下，前安全气囊与上身的接触状态将与在腰部位于座椅的就座位置的情况下设想的接触状态有所不同。
因此，为了不让乘员的腰部从座椅的就座位置向前滑行移动，考虑从前方按住乘员的腰部。
但是，例如若要从前方按住腰部，则会从前方按住腹部。而在人体中，腹部没有骨骼。假设当从前方按住了例如腹部的中央部分时，腹部的中央部分会部分地作用有局部压力。而且，即使从前方按住，乘员的腰部也容易从座椅的就座位置向前滑行移动。
另外，坐在座椅上的乘员腰部的位置和范围，根据车体中的座椅的前后调整位置、坐在座椅上的乘员的体型、乘员的就座姿势等而异。因此，要以适当的压力按住腹部并不容易。
如此，就乘员保护装置而言，需要对乘员保护性能进行进一步的改进。
解决问题的手段
本发明涉及的乘员保护装置具有：三点式座椅安全带，其对坐在车辆的座椅上的乘员进行约束；腰前安全气囊，其设置于所述座椅安全带，在乘员的腰部前展开；以及前侧安全气囊，其在所述腰前安全气囊的前侧展开，坐在所述座椅上的乘员倾倒的上身的负荷作用于所述前侧安全气囊，其中，所述腰前安全气囊以比所述前侧安全气囊硬的状态展开，被受到倾倒的上身的负荷作用而变形的所述前侧安全气囊向腰部压入。
优选地，所述腰前安全气囊可以在中央部分与所述座椅安全带的腰带部固定，在所述座椅安全带的腰带部与乘员的腰部之间展开。
优选地，所述腰前安全气囊可以在中央部分与所述座椅安全带的腰带部固定，以左右方向的两端部向后方突出的方式弯曲展开。
优选地，所述腰前安全气囊可以在左右方向上被分割，与所述座椅安全带的腰带部固定，在所述座椅安全带的腰带部与乘员的腰部两端部之间展开。
优选地，所述前侧安全气囊可以比所述腰前安全气囊更大地展开，通过受到倾倒的上身的负荷的作用而在所述腰前安全气囊的前侧进行上下压缩，由此将所述腰前安全气囊推向后方。
优选地，所述腰前安全气囊可以以相当于坐在所述座椅上的乘员的腰部的左右宽度展开，所述前侧安全气囊以比所述腰前安全气囊宽的左右宽度展开。
发明效果
本发明中，腰前安全气囊在坐在车辆座椅上的乘员的腰部之前展开，上侧安全气囊以接触或可接触腰前安全气囊的上侧或前侧的方式展开。由此，当坐在座椅上的乘员的腰部要向前方等移动时，腰部会碰到腰前安全气囊而难以移动。无论车体中的座椅的前后调整位置如何，展开前的座椅上的就座位置和姿势如何，乘员的体型如何，坐在座椅上的乘员的腰部都难以从座椅的就座位置向前滑行移动。另外，即使座椅安全带的腰带部与腰部之间留有空隙，也能抑制腰部在该空隙中向前滑行移动。其结果，在碰撞时乘员的腰部容易保持在与腰前安全气囊接触的位置。
而且，在碰撞时，当坐在座椅上的乘员的上身要向前方等倾倒时，上身会倒向上侧安全气囊。上侧安全气囊因受到倾倒的上身的负荷的作用而发生变形，将腰前安全气囊向腰部压入。
由于这些作用，在碰撞时乘员的上身，特别是腰部难以向前方等移动。在例如前面碰撞时，乘员的上身将会绕着稳定处于就座位置的腰部向前侧倾倒，上身的举动接近期望的举动。而且，绕着处于就座位置的腰部向前方等倾倒的上身由上侧安全气囊等支撑，能够吸收冲击。
附图说明
图1是可应用本发明实施方式的乘员保护装置的汽车的说明图；
图2是完全重叠正面碰撞中的乘员的举动的一例的说明图；
图3是乘员腰部一直处于座椅的就座位置的情况下上身倒下的状态的一例的说明图；
图4是第一实施方式的乘员保护装置的说明图；
图5(a)和图5(b)是图4的腰前安全气囊和前侧安全气囊的展开状态的说明图；
图6是图5(a)和图5(b)的展开状态的腰前安全气囊和前侧安全气囊的放大部分说明图；
图7是图4的腰前安全气囊和上侧安全气囊的展开控制的说明图；
图8是第二实施方式的展开状态的腰前安全气囊和上侧安全气囊的放大部分说明图；
图9是第三实施方式的展开状态的右腰前安全气囊、左腰前安全气囊和前侧安全气囊的放大部分说明图。
符号说明
1…汽车(车辆)
2…乘员室
3…车体
4…座椅
5…车门
6…仪表板
7…中控台
10…乘员保护装置
11…乘员位置传感器
12…g传感器
13…计时器
14…乘员保护控制部(控制部)
15…前安全气囊装置
16…前安全气囊
17…充气器
18…三点式座椅安全带装置
19…座椅安全带
20…腰前安全气囊装置
21…腰前安全气囊
22…腰前充气器
23…右腰前安全气囊
24…左腰前安全气囊
30…前侧安全气囊装置
31…前侧安全气囊
32…前侧充气器
40…自动驾驶控制装置
41…车外摄像传感器
42…自动驾驶控制部
43…转向促动器
44…制动促动器
45…动力源
具体实施方式
下面基于附图，对本发明的实施方式进行说明。
[第一实施方式]
图1是可应用本发明实施方式的乘员保护装置10的汽车1的说明图。
汽车1是车辆的一例。汽车1具有形成有乘员室2的车体3。乘员室2中设置有在乘员室2中朝前设置以供乘员就座的后座4和2个前座4。乘员室2的左右两侧设置有供乘员上下车而开关的车门5。前座4的前面设置有与乘员室2的左右宽度相对应的长度的仪表板6。2个前座4之间设置有中控台7。
另外，该汽车1中设置有在与其他汽车等碰撞时保护坐在座椅4上的乘员的装置。
图1中图示有座椅安全带19、前安全气囊16。
座椅安全带19一般为三点式。三点式座椅安全带19具有绕在坐在座椅4上的乘员的腰部的腰带部、以及斜挂在上身前的肩带部。而且，在碰撞前通过未图示的卷收器卷绕座椅安全带19降低松弛度，并在碰撞时限制座椅安全带19的送出。由此，能够在碰撞时将要从座椅4向前移动的乘员的身体以保持为坐在座椅4上的状态的方式进行约束。
前安全气囊16在乘员室2中设置于在座椅4前方所设置的方向盘或仪表板6，向后朝向座椅4展开。而且，能够将在碰撞时向前倒去的乘员的上身通过展开的前安全气囊16支撑，并吸收冲击。
但是，即使使用这种乘员保护装置10，也不能在所有的碰撞形式中适当地保护乘员。
例如，图2是正面碰撞中的乘员的举动的一例的说明图。
当在乘员坐在座椅4上的状态下发生正面碰撞时，如图2的(a)所示，由于碰撞的冲击，会有要相对向前移动的力作用在坐在座椅4上的乘员身上。
此时，假设乘员未被座椅安全带19按压，则如图2的(b)所示，乘员的腰部会从座椅4的就座位置向前滑行移动。
而且，在例如膝头碰到仪表板6的状态下，乘员的腰部会停止移动，乘员的上身如图2的(c)所示，会以该位置的腰部为轴，绕着腰部向前倒去。
与此相对，图3是乘员腰部一直位于座椅4的就座位置的情况下乘员的上身倒下的状态的一例的说明图。
图2的(c)中上身对于前安全气囊16的接触状态与图3相比，显然与在腰部位于就座位置的情况下设想的接触状态有所不同。乘员的上身会在靠近前安全气囊16的位置向前倒去。展开的前安全气囊16与上身的接触状态会与设想为腰部位于座椅4的就座位置的情况下的接触状态有所不同。这种情况下，通过展开的前安全气囊16，有可能无法适当地支撑倒下的上身并吸收冲击。
另外，上身在腰部停止移动后会在短时间内急速向前倾倒。
因此，为了不让乘员的腰部从座椅4的就座位置向前滑行移动，考虑从前方按住乘员的腰部。
但是，例如若要从前方按住腰部，则会从前方按住腹部。而在人体中，腹部没有骨骼。假设例如当从前方按住了腹部的中央部分时，腹部的中央部分会部分地作用有局部压力。而且，即使从前方按住，乘员的腰部也容易从座椅4的就座位置向前滑行移动。
另外，坐在座椅4上的乘员腰部的位置和范围，根据车体中的座椅4的前后调整位置、坐在座椅4上的乘员的体型、乘员的就座姿势等而异。因此，要以适当的压力按住腹部并不容易。
如此，就乘员保护装置10而言，需要对乘员保护性能进行进一步的改进。
图4是第一实施方式的乘员保护装置10的说明图。
图4中，除了乘员保护装置10以外，还同时图示有自动驾驶控制装置40。自动驾驶控制装置40具有：车外摄像传感器41、自动驾驶控制部42、转向促动器43、制动促动器44和动力源45。
车外摄像传感器41例如拍摄车体3的前方。由此，例如可以将从前面接近行驶中的车体3的其他车体拍摄成图像。
转向促动器43代替方向盘，驱动汽车1的转向装置。
制动促动器44代替制动器踏板，驱动汽车1的制动装置。
动力源45例如为汽油发动机、电动机。
自动驾驶控制部42自动控制汽车1的行驶。自动驾驶控制部42例如按照通往目的地的行驶路径信息，控制转向促动器43、制动促动器44、以及动力源45。另外，自动驾驶控制部42根据车外摄像传感器41的图像，确定接近物，预测与接近物的碰撞。而且，当预测到与接近物的碰撞时，自动驾驶控制部42会控制转向促动器43、制动促动器44、以及动力源45，以躲避该碰撞。
图4的乘员保护装置10具有：乘员位置传感器11、g传感器12、计时器13、乘员保护控制部14、前安全气囊装置15、三点式座椅安全带装置18、腰前安全气囊装置20和前侧安全气囊装置30。
乘员保护控制部14连接有：车外摄像传感器41、自动驾驶控制部42、乘员位置传感器11、g传感器12、计时器13、前安全气囊装置15、三点式座椅安全带装置18、腰前安全气囊装置20和前侧安全气囊装置30。
乘员位置传感器11检测坐在座椅4上的乘员的头部位置或上身位置。例如，乘员位置传感器11以背靠在座椅4上的就座位置为基准，检测向前方的移动量或向左右方向的移动量。
g传感器12检测作用在汽车1上的加速度。检测的加速度的方向可以为前后方向、左右方向、上下方向。
计时器13测量时刻或时间。
前安全气囊装置15设置在坐在座椅4上的乘员的前面。前安全气囊装置15例如设置在仪表板6或方向盘。前安全气囊装置15具有前安全气囊16和充气器17。通过输入点火信号，充气器17向前安全气囊16内放出气体。由此，前安全气囊16向后朝向坐在座椅4上的乘员展开。前安全气囊16在乘员上身的前面展开。
三点式座椅安全带装置18具有座椅安全带19。通过未图示的卡舌与带扣的卡合，座椅安全带19形成有：针对坐在座椅4上的乘员的腰部周围设置的腰带部、以及从上身的一方的肩部跨到腰部内侧部分斜挂着的肩带部。而且，通过输入预紧信号和支撑信号，未图示的卷收器将座椅安全带19卷绕。例如，在碰撞前卷绕座椅安全带19降低松弛度，在碰撞时限制座椅安全带19的送出。由此，能够将在碰撞时要从座椅4向前移动的乘员的身体约束为坐在座椅4上的状态。
图5(a)和图5(b)是图4的腰前安全气囊21和前侧安全气囊31的展开状态的说明图。图5(a)是侧视图，图5(b)是主视图。
图6是图5(a)和图5(b)的展开状态的腰前安全气囊21和前侧安全气囊31的放大部分说明图。
腰前安全气囊装置20具有腰前安全气囊21和腰前充气器22。腰前安全气囊装置20的中央部分固定在座椅安全带19的腰带部的后面。
通过输入点火信号让腰前充气器22向腰前安全气囊21内放出气体，腰前安全气囊21在腰带部的后侧向后方和左右方向展开。腰前安全气囊21在坐在座椅4上的乘员的腰部前，在左右方向上展开成长柱形状。腰前安全气囊21以座椅4的左右宽度，即以相当于坐在座椅4上的乘员的腰部的左右宽度展开。
前侧安全气囊装置30具有前侧安全气囊31和前侧充气器32。前侧安全气囊装置30固定在座椅安全带19的腰带部的前面。
通过输入点火信号让前侧充气器32向前侧安全气囊31内放出气体，前侧安全气囊31在腰带部的前侧展开。前侧安全气囊31与腰前安全气囊21相比，向左右拓宽且向上下更高地展开。
如此，前侧安全气囊31在腰前安全气囊21的前侧展开。
另外，腰前安全气囊21与前侧安全气囊31相比，展开为较硬的状态。通过增加注入到腰前安全气囊21中的气体量和气体压力，可以让安全气囊较硬地展开。在安全气囊的大小和容量不同的情况下，通过增加每单位容量的气体量，可以让安全气囊较硬地展开。另外，通过使用比前侧安全气囊31强韧的纤维、布，可以使基本的硬度变硬。
乘员保护控制部14根据汽车1的行驶状态，控制乘员保护装置10的动作。具体而言，控制前安全气囊装置15的展开、三点式座椅安全带装置18的动作、腰前安全气囊21的展开以及前侧安全气囊31的展开。
图7是图4的腰前安全气囊21和前侧安全气囊31的展开控制的说明图。
如图7的(a)所示，在乘员坐在座椅4的就座位置的状态下，乘员保护控制部14例如根据车外摄像传感器41拍摄的车体3前方的摄像图像、来自自动驾驶控制部42的行驶状态信息，来预测碰撞的可能性。行驶状态信息中包括转向促动器43的转向量、制动促动器44和动力源45引起的加减速量等。乘员保护控制部14根据这些信息判断车体3的行进路径。另外，根据车体3前方的摄像图像来确定行进路径上或附近的对象物。乘员保护控制部14根据这些信息，判断与对象物正面碰撞的可能性。需要说明的是，也可以由自动驾驶控制部42执行这些判断，乘员保护控制部14从自动驾驶控制部42获取该判断结果。
而且，当有可能发生正面碰撞时，乘员保护控制部14开始进行乘员保护控制。在乘员保护控制中，乘员保护控制部14向腰前安全气囊装置20的腰前充气器22输出点火信号，向前侧安全气囊装置30的前侧充气器32输出点火信号。由此，如图7的(b)所示，在坐在座椅4上的乘员的腰前，腰前安全气囊21和前侧安全气囊31展开。前侧安全气囊31以将座椅安全带19的腰带部夹在中间的状态在腰前安全气囊21的前侧展开。
之后，由于正面碰撞的冲击输入，乘员的上身向前倾倒。乘员的上身如图7的(c)所示，向前侧安全气囊31上倒去。由此，比腰前安全气囊21更大地展开的前侧安全气囊31在腰前安全气囊21的前侧顶到坐在座椅4上的乘员的两腿部上，而在上下方向上被压扁。其结果，在上下方向上被压扁的前侧安全气囊31向前后方向伸展，将腰前安全气囊21推向后方。
由此，展开为比前侧安全气囊31硬的状态而不易变形的腰前安全气囊21，在维持其原有形状的同时，以从前方推压坐在座椅4上的乘员的腰部的方式朝向腰部压入。腰前安全气囊21在整个左右宽度上从前方按压乘员腰部。在腰部的左右两侧有胯骨。
乘员的腰部以停留在座椅4的就座位置的方式从前方被按压，不易从就座位置脱离和移动。
需要说明的是，上述乘员保护控制也可以不从判断出有可能正面碰撞的时间，而是从实际检测到正面碰撞的时间开始腰前安全气囊21和前侧安全气囊31的展开。
如上所述，本实施方式中，腰前安全气囊21在坐在汽车1的座椅4上的乘员的腰部之前展开，前侧安全气囊31以接触或可接触腰前安全气囊21的前侧的方式展开。由此，当坐在座椅4上的乘员的腰部要向前方等移动时，腰部会碰到腰前安全气囊21而不易移动。无论车体中的座椅4的前后调整位置、展开前的座椅4上的就座位置和姿势以及乘员的体型如何，坐在座椅4上的乘员的腰部都难以从座椅4的就座位置向前滑行移动。另外，即使座椅安全带19的腰带部与腰部之间留有空隙，也能抑制腰部在该空隙中向前滑行移动。其结果，在碰撞时乘员的腰部容易保持在与腰前安全气囊21接触的位置。
而且，在碰撞时，当坐在座椅4上的乘员的上身要向前方等倒去时，上身会倒向前侧安全气囊31。前侧安全气囊31因受到倒下的上身的负荷的作用而发生变形，将腰前安全气囊21向腰部压入。
由于这些作用，在碰撞时乘员的上身，特别是腰部难以向前方等移动。例如，在前面碰撞时，乘员的上身将会绕着稳定处于就座位置的腰部向前侧倒下，上身的举动接近期望的举动。而且，绕着位于就座位置的腰部向前方等倒下的上身由前安全气囊16等支撑，能够吸收冲击。
本实施方式中，腰前安全气囊21与座椅安全带19的腰带部在中央部分固定，在座椅安全带19的腰带部与乘员的腰部之间展开。因此，可以消除座椅安全带19的腰带部与腰部之间的空隙，通过座椅安全带19以腰部不会向前滑行移动的方式进行约束。其结果，在碰撞时乘员的腰部容易保持在与腰前安全气囊21接触的位置。
本实施方式中，前侧安全气囊31比腰前安全气囊21更大地展开。而且，由于作用有倒下的上身的负荷，较大展开的前侧安全气囊31在腰前安全气囊21的前侧被上下压缩。前侧安全气囊31在腰前安全气囊21的前侧，在倒下的乘员的上身与两腿部之间被上下压扁并向前后方向伸展。其结果，位于前侧安全气囊31后侧的腰前安全气囊21，因前侧安全气囊31向后方向伸展而被推向后方，碰到腰部，将腰部向后方按压。例如在正面碰撞时，乘员的上身容易绕着被稳定地按在就座位置上的腰部以期望的状态向前侧倒去。
本实施方式中，腰前安全气囊21以相当于坐在座椅4上的乘员的腰部的左右宽度展开，例如以座椅4的左右宽度展开，前侧安全气囊31以比腰前安全气囊21宽的左右宽度展开。因此，腰前安全气囊21被前侧安全气囊31按压，使其难以向左右方向偏离或脱离。即使上身倒下的方向向左右倾斜，前侧安全气囊31也能切实地将该负荷传递到腰前安全气囊21，从前方将腰前安全气囊21向腰部压入。
而且，腰前安全气囊21以相当于坐在座椅4上的乘员腰部的左右宽度展开，以例如座椅4的左右宽度展开，因此可以使按压腰部的力分散到腰部整体而作用。可以使按压力作用于腰部两侧的骨骼。
与此相对，假设例如当从前方只按住了腹部的中央部分时，腹部的中央部分会部分地作用有局部压力。而且，即使从前方按住柔软腹部，乘员的腰部也容易从座椅4的就座位置向前滑行移动。本实施方式中，这种问题不易发生。
[第二实施方式]
下面针对第二实施方式的乘员保护装置10进行说明。以下的说明中，主要针对与第一实施方式的区别进行说明，与第一实施方式重复的说明则省略。
图8是第二实施方式的展开状态的腰前安全气囊21和前侧安全气囊31的放大部分说明图。
图8中，腰前安全气囊21与座椅安全带19的腰带部在中央部分固定，展开成弯曲的棒状，而非直线状的圆柱形。而且，腰前安全气囊21对于坐在座椅4上的乘员的腰部，以与其中央部分相比更深地与左右两侧部分抵靠的方式弯曲展开。
由此，腰前安全气囊21以与座椅安全带19的腰带部在中央部分固定，左右方向的两端部向后方突出的方式弯曲展开。另外，腰前安全气囊21在左右方向的两端部按压腰部的左右方向的两侧部分。与腰部的中央部分相比，按压腰部的力优先作用于左右方向的两侧部。能够抑制针对腰部的中央部分的压力，同时按压左右方向的两侧部分。
[第三实施方式]
下面针对第三实施方式的乘员保护装置10进行说明。以下的说明中，主要针对与第一实施方式的区别进行说明，与第一实施方式重复的说明则省略。
图9是第三实施方式的展开状态的右腰前安全气囊23、左腰前安全气囊24和前侧安全气囊31的放大部分说明图。
图9中，右腰前安全气囊23和左腰前安全气囊24从腰前安全气囊装置20向左右展开成直线状的圆柱形，该腰前安全气囊装置20与座椅安全带19的腰带部在中央部分固定。
而且，右腰前安全气囊23和左腰前安全气囊24，以只与坐在座椅4上的乘员腰部的左右两侧部分更深地抵靠的方式展开。
右腰前安全气囊23和左腰前安全气囊24在左右方向上被分割，与座椅安全带19的腰带部固定，在座椅安全带19的腰带部与乘员的腰部两端部之间展开。
由此，右腰前安全气囊23和左腰前安全气囊24从与座椅安全带19的腰带部在中央部分固定的腰前安全气囊装置20向左右展开成直线状的圆柱形。
另外，右腰前安全气囊23和左腰前安全气囊24按压腰部的左右方向的两侧部分。相比腰部的中央部分，按压腰部的力优先作用于左右方向的两侧部。能够抑制针对腰部的中央部分的压力，同时能够按压左右方向的两侧部分。
上述实施方式为本发明的优选实施方式的示例，但本发明并不限于此，可以在不脱离本发明要旨的范围内进行各种变形或变更。
上述实施方式中，腰前安全气囊21和前侧安全气囊31分开形成。
此外，例如，腰前安全气囊21和前侧安全气囊31也可以一体形成。即使在这种情况下，通过腰前安全气囊21比前侧安全气囊31更硬地展开，也能使前侧安全气囊31优先变形，发挥通过前侧安全气囊31将腰前安全气囊21向后方向推压的功能。