CN104417480B - 乘员保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及乘员保护装置。提供一种希求得到更精确的乘员保护效果的乘员保护装置。乘员保护装置(10)的控制部(100)基于传感器组件(61、71、81、91)的检测信号，确定坐在座椅(5)上的状态下的乘员(M)的下肢部的位置，控制下肢用安全气囊组件(41、51)相对于所确定的下肢部的位置的展开状态，并且通过展开后的下肢用安全气囊组件(41、51)，将乘员(M)的下肢部支承在所确定的下肢部的位置。

Description

乘员保护装置

技术领域

本发明涉及在汽车等车辆中用于保护乘员的乘员保护装置。

背景技术

在乘员保护装置中，使用安全带组件、安全气囊组件(专利文献1、2)。

安全带组件是为将坐在车辆的座椅上的乘员约束于座椅而使用的。

安全气囊组件是为使安全气囊在车辆的例如方向盘、仪表板、侧面板之类的构造物和乘员之间进行展开且使乘员的头部等上身不会强烈地撞到构造物而使用的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2011－213195号公报

专利文献2：(日本)特开2005－067273号公报

另外，作为安全气囊组件，具有乘员的下肢用的安全气囊组件。专利文献1的下肢用的安全气囊组件从仪表板向坐在车辆的座椅上的乘员的膝下展开。通过下肢用安全气囊组件进行展开，在碰撞时，乘员的膝下(下肢)难以向前移动。乘员的膝下不会与仪表板抵接。能够抑制在乘员的膝下移动到与仪表板抵接时对下肢的冲击的输入。

通过这些乘员保护装置，在利用硬体假人进行验证的碰撞实验中，可得到抑制碰撞时的人员的损伤的较高的效果。

但是，在乘员保护装置中，正在寻求进一步的改善。

例如，在碰撞时，即使下肢用安全气囊组件展开，也会在下肢用安全气囊组件的下侧的脚下残留有未展开有安全气囊组件的空间。乘员的下肢有可能穿过其脚下的空间而向前移动。另外，通过乘员的下肢从碰撞前的就座位置向前移动，乘员的上身的位置有可能从碰撞前的就座位置下降。

这样，在乘员保护装置中，虽然可得到一定较高的乘员保护效果，但正在寻求的是希求得到更精确的乘员保护效果。

发明内容

本发明的乘员保护装置包括：多个安全气囊组件，其包含向坐在车辆的座椅上的乘员的下肢部展开的下肢用安全气囊组件；控制所述多个安全气囊组件的控制部；对坐在座椅上的乘员进行检测的传感器组件，其中所述控制部与所述传感器组件连接，基于所述传感器组件的检测信号来确定坐在座椅上的状态的乘员的下肢部的位置，控制所述下肢用安全气囊组件相对于所确定的所述下肢部的位置的展开状态，并且通过展开后的所述下肢用安全气囊组件，将乘员的下肢部支承在所确定的所述下肢部的位置。

优选的是，所述多个安全气囊组件可以具有向坐在座椅上的乘员的膝盖下部展开的膝盖下部安全气囊组件，作为所述下肢用安全气囊组件，所述控制部可以基于所述传感器组件的检测信号来确定坐在座椅上的状态的乘员的膝盖下部的位置作为所述下肢部的位置，使所述膝盖下部安全气囊组件向所确定的所述膝盖下部的位置展开，并且通过展开后的所述膝盖下部安全气囊组件，将乘员的膝盖下部支承在所确定的所述膝盖下部的位置。

优选的是，所述多个安全气囊组件可以具有前安全气囊组件和后安全气囊组件作为所述下肢用安全气囊组件，所述前安全气囊组件在坐在座椅上的乘员的膝盖下部的前侧向后展开，所述后安全气囊组件在坐在座椅上的乘员的膝盖下部的后侧向前展开；所述控制部基于所述传感器组件的检测信号来确定坐在座椅上的状态的乘员的膝盖下部的位置作为所述下肢部的位置，然后使所述前安全气囊组件及所述后安全气囊组件从前后向所确定的所述膝盖下部的位置展开，并且通过展开后的所述前安全气囊组件及展开后的所述后安全气囊组件，从前后将乘员的膝盖下部约束在所确定的所述膝盖下部的位置。

优选的是，所述前安全气囊组件及所述后安全气囊组件可以对乘员的膝盖、胫部及脚踝中的至少包含膝盖在内的两个部位进行约束。

优选的是，所述传感器组件可以具有在左右方向上并列设置于座椅周围的车辆的构造物的一对传感器组件，所述控制部可以通过利用所述一对传感器组件的检测信号和所述一对传感器组件的相对位置的三角测量法的计算，确定坐在座椅上的乘员的膝盖下部的位置。

优选的是，所述传感器组件可以具有从以下传感器组件中所选择的至少一个传感器组件：对坐在座椅上的乘员的膝盖、胫部或脚踝的前面的位置进行检测的传感器组件、对坐在座椅上的乘员的膝盖、胫部或脚踝的后面的位置进行检测的传感器组件、对乘坐空间内的座椅的位置进行检测的传感器组件、以及对坐在座椅上的乘员产生的体压分布进行检测的传感器组件，所述控制部基于所述至少一个传感器组件的检测信号，确定坐在座椅上的状态的乘员的下肢部的位置。

优选的是，所述传感器组件可以具有红外线传感器、超声波传感器、图像传感器等的非接触地检测乘员的位置的传感器。

发明效果

在本发明中，通过展开的下肢用安全气囊组件，将乘员的下肢部支承在坐在座椅上的状态的乘员的下肢部的位置。乘员的下肢部难以偏离所确定的下肢部的位置。其结果是，乘员的下肢部在碰撞时，可维持在就座位置上。因为在碰撞时乘员的下肢部可维持在就座位置上，所以在碰撞时，乘员的上身难以下降，能够期待放倒在碰撞前的就座位置上。与例如以碰撞前的就座位置为基准而约束乘员的安全带组件相结合，不仅能够适当地保护乘员的下肢，而且还能够适当地保护上身。

特别是，在本发明中，控制部基于传感器组件的检测信号，确定实际坐在座椅上的乘员的下肢部的位置，基于该检测确定支承下肢部的位置。因而，即使是坐在座椅上的乘员的体型、体格、坐姿不同，也能够确定与各自的体型、体格、坐姿相应的下肢部的位置，能够支承在其下肢部的位置。不管乘员的体型、体格、坐姿如何，都能够期待较高的乘员保护。

这样，通过将乘员的下肢部支承在所确定的下肢部的位置，能够期待现有乘员保护装置所得不到的更精确的乘员保护。

附图说明

图1是表示具有本发明第一实施方式的乘员保护装置的乘用汽车的说明图；

图2是表示搭载于图1的车辆的乘员保护装置的说明图；

图3是对一对座椅前传感器组件的在乘坐空间的配置进行说明的图；

图4是对一对座椅后传感器组件的在乘坐空间的配置进行说明的图；

图5是座椅位置传感器组件及体压分布传感器组件的在乘坐空间的配置的说明图；

图6是表示控制部进行的调节控制的流程图；

图7是表示控制部进行的碰撞时的控制的流程图；

图8是第二实施方式的前安全气囊组件及后安全气囊组件的说明图；

图9是表示控制部进行的调节控制的流程图；

图10是表示控制部对碰撞时的控制的流程图；

图11是第三实施方式的前安全气囊组件及后安全气囊组件的说明图。

符号说明

1 乘用汽车(车辆)

4 乘坐空间

5 座椅

6 坐垫部

10 乘员保护装置

31 方向盘安全气囊组件(安全气囊组件)

41 前安全气囊组件(安全气囊组件、膝盖下部安全气囊组件)

51 后安全气囊组件(安全气囊组件、膝盖下部安全气囊组件)

61 前传感器组件(传感器组件)

62 红外线传感器

71 座椅后传感器组件(传感器组件)

81 座椅位置传感器组件(传感器组件)

91 体压分布传感器组件(传感器组件)

100 控制部

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

[第一实施方式]

图1是表示具备本发明第一实施方式的乘员保护装置10的乘用汽车1的说明图。乘用汽车1是司机及同乘者可乘坐的多人乘坐的汽车。汽车是车辆的一个例子。下面，以图1的车辆为基准，使用前后左右上下。

图1的乘用汽车1具有车身2。图1的车身2由前部、中部、后部构成。在车身2的前部及后部配置有轮胎3。

在车身2的中部形成有用于乘员M乘坐的乘坐空间4。在乘坐空间4内，前后两排地配置有司机或同乘者就座的座椅5。乘坐空间4具有例如将多个框架部件组合成箱形框架型而成的骨架构造。通过该骨架构造，乘坐空间4难以破坏。

在车身2的前部，配置有从乘坐空间4的骨架构造向前延伸的未图示的框架部件。框架部件可以设为响应于碰撞时的输入而纵向弯曲并吸收冲击的中空构造。框架部件对配置于车身2的前部的例如内燃机、电动机、电池、轮胎3进行支承。乘用汽车1既可以是以内燃机为主动力源的汽车，也可以是以电动机为主动力源的电动汽车，还可以是以内燃机和电动机两者为动力源的混合动力式汽车。

在车身2的后部形成有行李箱。在车身2的后部，配置有从乘坐空间4的骨架构造向后延伸的未图示的框架部件。框架部件可以设为在碰撞时优选纵向弯曲而容易吸收冲击的中空构造。框架部件对配置于车身2的后部的例如备胎、电动汽车用的电池、轮胎3进行支承。

图2是表示搭载于图1的车辆的乘员保护装置10的说明图。乘员保护装置10设置于乘坐空间4内。

在图2中一并图示有配置于乘用汽车1的乘坐空间4的座椅5、坐在座椅5上的乘员M。予以说明，在图2中，为了使其显而易见，同一乘员M坐的同一座椅5描绘在左右两个部位。

座椅5具有：具有大致四角形座面的坐垫部6、从坐垫部6的一边起垂直设置的靠背部7、从坐垫部6向下突出的支脚部8。乘员M使腰落入坐垫部6，以后背靠在靠背部7。乘员M坐在座椅5上。

座椅5的支脚部8可滑动地安装于座椅导轨9。座椅导轨9沿着前后方向在乘坐空间4的地板面上延伸。座椅导轨9固定于车身2的骨架构造。座椅5可向前后方向移动，可固定于移动后的位置。另外，座椅5可调节坐垫部6例如距地板面的高度、靠背部7的倾斜角度。由此，例如，驾驶员能够容易对方向盘及制动器等进行操作，以各自的体型及爱好相应的最佳就座位置坐在座椅5上进行驾驶。

图2的乘员保护装置10具有安全带组件21、多个安全气囊组件31、41、51、多个传感器组件61、71、81、91、控制部100。

安全带组件21是将坐在座椅5上的乘员M约束于座椅5的单元。安全带组件21具有安全带22、舌板23、卡扣24、卷收器25。

安全带22是细长的长条带。安全带22的一端固定于例如坐垫部6的左右方向外侧的侧面。安全带22的另一端固定于卷收器25。

卷收器25对安全带22进行释放、保持、卷取。卷收器25固定于界定乘坐空间4的骨架部件。作为骨架部件，具有例如所谓的B立柱。

舌板23供安全带22穿过。

卡扣24可拆卸地与舌板23卡合。卡扣24固定于例如坐垫部6的左右方向内侧的侧面。

在卷收器25释放安全带22的通常的状态下，乘员M坐在座椅5上，将舌板23拉到跟前，以安全带22在上身的前边进行搭挂的方式使舌板23与卡扣24卡合。由此，安全带22的一部分搭挂在坐着的乘员M的前腰围。安全带22的另一部分从坐着的乘员M的腰起，倾斜地搭挂到肩。在该状态下，卷收器25通过来自控制部100的启动信号，来卷取保持安全带22。坐在座椅5上的乘员M被座椅5约束。

予以说明，作为安全带组件21，除利用上述的三点式的安全带组件以外，也可以利用四点式的安全带组件。

安全气囊组件31、41、51基本上是为了不使坐在座椅5上的乘员M碰到方向盘等车辆的构造物而在坐在座椅5上的乘员M和车辆的构造物之间进行展开的单元。安全气囊组件31、41、51具有安全气囊、充气筒。

安全气囊是通过高压气体的注入可展开的袋体。充气筒储存高压气体。通过将充气筒的高压气体注入安全气囊，安全气囊进行展开。展开后的安全气囊的形状可根据各安全气囊组件31、41、51的设置部位、展开方向、展开范围进行适当设计。

而且，在图2的乘员保护装置10中，作为多个安全气囊组件，具有方向盘安全气囊组件31、左右一对前安全气囊组件41、左右一对后安全气囊组件51。

方向盘安全气囊组件31配置于方向盘。前上安全气囊32及前上充气筒33内置于方向盘。通过来自控制部100的启动信号，前上充气筒33将高压气体注入前上安全气囊32。前上安全气囊32在乘员M的脸和方向盘之间展开。由此，能够使在碰撞时向前移动的乘员M的脸、胸等上身不会撞到方向盘。

前安全气囊组件41配置于仪表板的下部。前下安全气囊42及前下充气筒43配置于仪表板的下部内。左右一对前安全气囊组件41在仪表板的下部，并排设置于左右。通过来自控制部100的启动信号，前下充气筒43将高压气体注入前下安全气囊42。前下安全气囊42在仪表板和座椅5之间展开。前安全气囊组件41在坐在座椅5上的乘员M的膝盖下部的前侧，向后展开。由此，在碰撞时，乘员M的膝盖、胫部、脚踝等膝盖下部难以向前移动。其结果是，乘员M的膝盖及脚踝难以移动到与仪表板或踏脚板抵接。难以从与仪表板或踏脚板抵接的膝盖及脚踝输入碰撞时的强烈冲击。

这样，图2的乘员保护装置10通过从方向盘向脸方向展开的方向盘安全气囊组件31、从仪表板向膝盖下部的方向展开的左右一对前安全气囊组件41，可以在例如利用硬体假人的碰撞实验中得到抑制碰撞时的人员损伤的较高的效果。

但是，在乘员保护装置10中，正在寻求进一步的改善。

例如，在碰撞时，即使已经展开了前安全气囊组件41，也会在脚下残留有未展开有前安全气囊组件41的空间。乘员M的下肢有可能穿过其脚下的空间而向前移动。当假设乘员M的下肢与仪表板的前侧的踏脚板抵接时，则有可能由于从踏脚板输入的载荷而在乘员M的下肢部发生瞬间损坏。

此外，例如，在碰撞时，通过乘员M的下肢向前移动，乘员M的上身位置有可能下降。安全带22通过在乘员M坐在座椅5上的状态下约束乘员M的腰或规定的胸位置，来保护乘员M免受伤害。但是，由于乘员M的上身的位置下降，有可能不能发挥该功能。

因此，在本实施方式中，为了进一步得到精确的乘员M的保护效果，使用检测乘员M的体型、体格、坐姿的传感器组件、可移动的前安全气囊组件41、可移动的后安全气囊组件51。控制部100基于传感器组件的检测信号，确定乘员M的下肢的就座位置，且以使得前安全气囊组件41及后安全气囊组件51以确定的就座位置为基准在前后展开的方式控制这些安全气囊组件的展开状态。通过前安全气囊组件41及后安全气囊组件51，约束乘员的膝盖下部。下面，进行详细说明。

可移动的前安全气囊组件41除具有前下安全气囊42、前下充气筒43以外，还具有前可动板44、前致动器45。前下安全气囊42及前下充气筒43固定于前可动板44。

前下安全气囊42也可以为与通常的下肢用安全气囊组件的安全气囊相同的大致立方体形状，但可以优选采用从前侧及左右侧包裹下肢部的上下方向较长的截面大致U字形状。

前可动板44具有例如在左右方向上较长的矩形板形状，向着从仪表板的下部朝向座椅5的前面的方向可移动地设置。前下安全气囊42及前下充气筒43通过前可动板44，可移动地固定于车身2。前下安全气囊42设置在所期望的位置，能够进一步从其所期望的位置向所期望的方向及范围展开。通过调节前可动板44的前后位置，能够前后地调节前下安全气囊42的展开范围。

前致动器45控制前可动板44的位置。前致动器45可以是例如电动机。在前后方向上控制前可动板44的位置以使其定位。通过控制前可动板44的前后位置，能够调节展开后的前下安全气囊42的在乘坐空间4内的前后位置及范围。

可移动的后安全气囊组件51在座椅5的前面和乘员M的膝盖下部之间展开。后安全气囊组件51在坐在座椅5上的乘员M的膝盖下部的后侧向前展开。由此，在碰撞时，乘员M的脚踝等膝盖下部不易以与坐垫部6抵接的方式向后移动。

后安全气囊组件51除具有后安全气囊52、后充气筒53以外，还具有后可动板54、后致动器55。后安全气囊52及后充气筒53固定于后可动板54。

后安全气囊52可以采用例如从后侧及左右侧包裹下肢部的上下方向较长的截面大致U字形状。

后安全气囊组件51的后可动板54配置在座椅5的坐垫部6和乘坐空间4的地板面之间。后可动板54具有例如在左右方向上较长的矩形板形状，从坐垫部6的前缘朝向后方可移动地设置。后可动板54在前后方向上可移动。或者，也可以例如像软凳(オットマン)那样在坐垫部6的下方可旋转。

后安全气囊组件51的后致动器55在前后方向上控制后可动板54的位置，使其定位。由此，能够在前后方向上调节在坐在座椅5上的乘员M的膝盖下部的后方进行展开的后安全气囊52的展开位置及范围。能够调节向坐垫部6的前方展开的后安全气囊52的位置及范围。

予以说明，展开后的安全气囊42、52的展开范围及位置即展开状态即使利用上述的控制可动板44、54的位置的方法以外的方法，也能够实现。例如，通过控制从充气筒43、53向安全气囊42、52注入的高压气体的量，能够调节安全气囊42、52的展开状态。进而，也可以将展开后的大小或形状都不相同的多个安全气囊进行排列，然后将其中的一部分安全气囊展开。这些技术都可并用。

传感器组件61、71、81、91是检测坐在座椅5上的乘员M的单元。传感器组件61、71、81、91检测例如乘员M的左右膝盖的位置、左右胫部的位置、左右脚踝的位置、在座椅5的坐垫部6上的就座位置。在这种情况下，传感器组件具有一对座椅前传感器组件61、一对座椅后传感器组件71、座椅位置传感器组件81、体压分布传感器组件91。传感器组件61、71、81、91与控制部100连接，向控制部100输出检测信号。

座椅前传感器组件61是从前方非接触地检测坐着的乘员M的膝盖、胫部、脚踝的位置即膝盖下部的位置的传感器组件。座椅前传感器组件61具有例如红外线传感器、超声波传感器、热传感器、图像传感器。在对膝盖下部分别检测例如膝盖的前面和脚踝的前面的情况下，座椅前传感器组件61只要采用例如在上下方向上排列有多个红外线传感器的传感器阵列即可。通过分别检测膝盖的前面和脚踝的前面，不仅能够确定膝盖的前面的位置及脚踝的前面的位置，而且还能够通过计算，来确定胫部的前面的长度、胫部的前面的位置、胫部的前面的角度。

图3是对一对座椅前传感器组件61的在乘坐空间4内的配置进行说明的图。

图3的一对座椅前传感器组件61左右分开地设置在座椅5的坐垫部6的前方向上。图3左侧的座椅前传感器组件61向后地设置在例如界定乘坐空间4的A立柱的下部。右侧的座椅前传感器组件61向后地设置在例如形成于地板面的通道部。或者，右侧的座椅前传感器组件61可以向后地设置在仪表板的中央部。通过安装于这些位置，障碍物难以介于一对座椅前传感器组件61和乘员M的左右一对膝盖下部之间。一对座椅前传感器组件61能够可靠地检测坐着的乘员M的膝盖下部的前面的位置。

另外，各座椅前传感器组件61具有在上下方向上排列有三个红外线传感器62的传感器阵列。由此，能够分别检测乘员M的左右一对膝盖下部，例如：膝盖的前面的位置、胫部的前面的位置、脚踝的前面的位置。在这种情况下，如后述的图4的点划线所示，例如，根据左右一对传感器的间隔、各传感器的到膝盖下部的检测距离，通过基于三角测量法的计算，能够确定乘坐空间4中的膝盖、胫部及脚踝的位置。能够确定膝盖下部的位置。

座椅后传感器组件71是从后方非接触地检测坐着的乘员M的从膝盖到脚踝的膝盖下部的位置的传感器组件。座椅后传感器组件71具有例如红外线传感器、超声波传感器、热传感器、图像传感器。座椅后传感器组件71具有例如在上下方向上排列有多个红外线传感器的传感器阵列。

图4是对一对座椅后传感器组件71的在乘坐空间4内的配置进行说明的图。

一对座椅后传感器组件71设置于座椅5的坐垫部6的左右侧面。通过安装于该位置，障碍物难以介于一对座椅后传感器组件71和乘员M的左右一对膝盖下部之间。一对座椅后传感器组件71能够可靠地检测坐着的乘员M的膝盖下部的后面的位置。在这种情况下，因为一对座椅后传感器组件71设置在乘坐空间4内且在可前后移动的座椅5上，所以在基于三角测量法的计算中，能够确定膝盖下部相对于座椅5的相对位置。

座椅位置传感器组件81是检测座椅导轨9上的座椅5的前后位置的传感器组件。座椅位置传感器组件81具有例如读取座椅导轨9上的位置的位置传感器。

图5是座椅位置传感器组件81及体压分布传感器组件91的在乘坐空间4的配置的说明图。

在图5中，在座椅5的支脚部8配置有座椅位置传感器组件81。

通过利用座椅位置传感器组件81检测的座椅5的前后位置，能够从膝盖下部相对于座椅5的相对位置，确定膝盖下部在乘坐空间4中的绝对位置。

体压分布传感器组件91是检测坐在座椅5的坐垫部6的乘员M的体压分布的传感器组件。体压分布传感器组件91具有例如座椅5状的压力分布传感器。如图5所示，通过使该压力分布传感器介于座椅框架和缓冲材料之间，能够检测乘员M的体重产生的压力分布。

由体压分布传感器组件91检测的坐垫部6的体压分布可作为预测碰撞时的乘员M的举动的数据而使用。在乘员M例如在坐垫部6上偏坐于左右任一方的情况下，人体的载荷以偏重侧升高的方式左右不均等地发挥作用。如果作为体压分布的偏重，检测出该载荷的偏重，则能够左右地分别控制左右一对前安全气囊组件41的展开状态。例如，通过对偏坐着的乘员M增加偏重侧的前安全气囊组件41的注入量，能够期待与正体坐着的乘员M同样高的防损伤效果。

控制部100是例如微型计算机。乘用汽车1具有ECU(发动机控制单元)。控制部100也可以是ECU用的微型计算机。在控制部100，连接有多个传感器组件61、71、81、91、安全带组件21的卷收器25、多个安全气囊组件31、41、51的充气筒33、43、53及致动器45、55。

图6是表示控制部100进行的调节控制的流程图。

控制部100在通常的行驶中或预测碰撞时，重复执行图6的处理。

控制部100当从多个传感器组件取得检测信号时(步骤ST1)，根据那些检测信号确定坐在座椅5上的乘员M的从膝盖到脚踝的膝盖下部的位置(步骤ST2)，并预测碰撞时的乘员M的举动(步骤ST3)。

例如，控制部100基于一对座椅前传感器组件61的检测信号，通过三角测量法的计算，确定坐着的乘员M的膝盖下部的前面的位置。控制部100基于一对座椅后传感器组件71的检测信号及座椅位置传感器组件81的检测信号，通过三角测量法的计算等，确定坐着的乘员M的膝盖下部的后面的位置。

另外，控制部100基于体压分布传感器组件91的检测信号，计算左右的载荷分布。

予以说明，例如，在传感器组件61、71扫描乘坐空间4的情况下，控制部100需要在确定乘员M的就座位置等之前，由从传感器组件61、71取得的检测信号中抽取乘员M的膝盖下部相关的信号成分。

在这种情况下，控制部100只要计算例如乘员M不在时的信号成分和检测到的信号成分之间的差值，然后将该差值的信号成分确定为乘员M的膝盖下部产生的信号成分即可。

在确定了乘员M的就座位置等以后，控制部100计算可移动的前安全气囊组件41的前后位置、后安全气囊组件51的前后位置(步骤ST4)。

例如，就前安全气囊组件41而言，控制部100以展开后的前下安全气囊42的后部成为确定的膝盖下部(例如，膝盖及胫部)的前面的位置的方式计算前后位置。

就后安全气囊组件51而言，控制部100以展开后的后安全气囊52的前部成为确定的膝盖下部(例如，膝盖及胫部)的后面的位置的方式计算前后位置。

在计算出安全气囊42、52的展开位置的调节位置以后，控制部100向致动器45、55输出控制信号。由此，前安全气囊组件41及后安全气囊组件51的前后位置被调节到确定的膝盖下部的位置及碰撞时的对应于乘员M的举动的位置(步骤ST5)。

例如，在前安全气囊组件41中，通过基于控制部100的控制信号的前致动器45的控制，对前可动板44的前后位置进行调节定位，以使展开后的前下安全气囊42的后面与确定的膝盖下部的前面重合。

在后安全气囊组件51中，通过基于控制部100的控制信号的后致动器55的控制，对后可动板54的前后位置进行调节定位，以使展开后的后安全气囊52的前面与确定的膝盖下部的后面重合。

图7是表示控制部100进行的碰撞时的控制的流程图。

控制部100基于例如未图示的加速度传感器检测的碰撞检测信号等，执行图7的处理。另外，控制部100可以基于来自搭载于车辆的周围监视装置的碰撞预测信号等来执行。

当基于检测信号等检测到碰撞时(步骤ST11)，控制部100向卷收器25及多个充气筒33、43、53输出工作信号(步骤ST12)。

通过工作信号的输入，安全带组件21的卷收器25对安全带22进行卷取保持。由此，乘员M通过安全带22被约束在座椅5上。

通过工作信号的输入，安全气囊组件的充气筒33、43、53向安全气囊32、42、52放出高压气体。安全气囊32、42、52进行展开。由此，展开后的安全气囊32、42、52介于乘员M和车辆的构造物之间。

另外，前安全气囊组件41的前下安全气囊42和后安全气囊组件51的后安全气囊52从调节后的位置进行展开。通过这些安全气囊42、52，坐着的乘员M的膝盖下部被从前后约束在确定的碰撞前的膝盖下部的位置。

予以说明，在图6及图7中，控制部100在不发生碰撞的平常时，调节前安全气囊组件41的前可动板44的前后位置、后安全气囊组件51的后可动板54的前后位置，在检测到碰撞时，将安全气囊42、52展开。此外，例如，控制部100可以在预料到要发生碰撞时，调节前安全气囊组件41的前可动板44的前后位置及后安全气囊组件51的后可动板54的前后位置。

另外，在不是通过上述的位置调节而是通过从充气筒43、53向安全气囊42、52的高压气体的注入量来调节安全气囊42、52的展开状态的情况下，控制部100指示向充气筒43、53的注入量。这时的注入量只要基于为了展开到确定的膝盖下部的位置所需要的安全气囊42、52的展开量来决定即可。

另外，在通过从展开后的大小或形状不同的多个安全气囊中进行选择来调节安全气囊42、52的展开状态的情况下，控制部100只要保持安全气囊的选择信息，在检测到碰撞时仅向与所选择的安全气囊相对应的充气筒输出工作信号即可。

另外，控制部100也可以不对多个安全气囊组件31、41、51输出同一启动信号，而是输出各自的启动信号。特别是，对于前安全气囊组件41的前下充气筒43的启动信号和对于后安全气囊组件51的后充气筒53的启动信号也可以微妙地错开时间。即使是偏离了启动信号的定时，也能够从前后约束乘员M的下肢，在这一点上是不变的。

如上所述，在本实施方式中，在检测到碰撞时，通过前安全气囊组件41及后安全气囊组件51，从前后约束乘员M的膝盖下部(例如，膝盖及胫部)。从前后将乘员M的膝盖下部约束到确定的膝盖下部的位置。乘员M的下肢难以向前后移动。另外，乘员M的腰通过安全带组件21的安全带22来约束。其结果是，乘员M的下肢在碰撞时可维持到坐在座椅5上的状态。可将乘员M的下肢整体约束在就座位置上。

因而，乘员M的下肢不会因为所谓的下潜效应(サブマリン効果)而移动到与踏脚板抵接。由于从踏脚板输入到下肢的载荷而在乘员M的下肢部发生瞬时伤害的可能性也减小。

另外，因为乘员M的下肢不向前移动地被合适地约束到乘坐位置，所以乘员M的上身位置难以在座椅5上下降。能够有效地抑制因为乘员M的上身位置下降造成的上身的伤害值增大。也能够适当地保护上身。

其结果是，在本实施方式的乘员保护装置10中，例如，与以碰撞前的就座位置为基准来约束乘员M的安全带组件21相结合，不仅能够适当地保护乘员M的下肢，而且也能够适当地保护上身。能够得到以前所不能得到的先进且精确的乘员M的保护效果。

特别是，由于通过左右一对前安全气囊组件41及左右一对后安全气囊组件51来分别约束乘员M的两膝盖下部，因此即使在乘员M的坐姿不良的情况下，也能够抵抗从大腿部输入的惯性力而单独且稳定地约束乘员M的两膝盖下部。左右双方的膝盖下部的保持不会干扰。另外，即使是膝盖下部要以脚踝为中心进行旋转的情况，也能够抑制其旋转，能够稳定地约束乘员M的两膝盖下部。能够抑制碰撞时的乘员M的下肢的举动。

另外，在本实施方式中，控制部100基于传感器组件61、71、81、91的检测信号，确定实际坐在座椅5上的乘员M的下肢部的位置，基于该检测确定下肢部的位置并进行支承。

因而，即使是坐在座椅5上的乘员M的体型、体格、坐姿不相同，也能够确定与各自的体型、体格、坐姿相应的下肢部的位置，而能够支承在其下肢部的位置。不管乘员M的体型、体格、坐姿如何，都能够期待较高的乘员M保护。

这样，通过将乘员M的下肢部支承在确定的下肢部的位置，能够期待在现有乘员保护装置10中得不到的更精确的乘员M保护。

另外，在本实施方式中，前安全气囊组件41及左右一对后安全气囊组件51将膝盖、胫部及脚踝中的至少包含膝盖在内的两个部位作为膝盖下部进行约束。由此，在碰撞时，既使乘员M的从膝盖到脚踝难以向前后移动，又使胫部难以在脚踝的周围进行旋转。膝盖不仅难以向前后方向移动，而且也难以向上下方向及左右方向移动。在三个坐标轴方向上约束膝盖位置的结果是，通过利用例如安全带组件21一并约束腰部，能够以不偏离就座位置的方式强固地约束乘员M的下肢整体。在碰撞时，能够将乘员M的下肢整体约束在碰撞前的下肢位置。

与此相对，假使在例如简单地使下肢用安全气囊组件从仪表板展开的情况下，就会在展开后的下肢用安全气囊组件的下侧的脚下残留有未展开有安全气囊组件的空间。由于碰撞时的冲击等，有可能导致乘员M的脚踝及胫部穿过该空间而向前移动。在本发明中，大致能够消除这种可能性。

另外，在本实施方式中，通过一对前传感器组件61及三角测量法的计算，能够正确地确定坐在座椅5上的乘员M的膝盖下部的前面的位置。并且，因为将一对前传感器组件61设置于座椅5周围的车辆的构造物，所以其他物件难以介于一对前传感器组件61和乘员M的膝盖下部之间。难以妨碍确定乘员M的膝盖下部的位置。关于一对后传感器组件71，也同样。

另外，在本实施方式中，作为传感器组件，具有一对座椅前传感器组件61、一对座椅后传感器组件71、座椅位置传感器组件81、体压分布传感器组件91。通过采用这种传感器组件的组合，不将传感器突出配置在座椅5的周围就能够确定乘坐空间4内的乘员M的下肢部的绝对位置。能够使传感器组件不妨碍乘员M的上下车或驾驶。

特别是，通过使用红外线传感器62之类的非接触式传感器作为座椅前传感器组件61或座椅后传感器组件71，不需要在座椅5周围配置接触式传感器。座椅5周围难以如接触式传感器那样显得杂乱。

[第二实施方式]

接着，对本发明第二实施方式的乘员保护装置10进行说明。

第二实施方式的乘员保护装置10与第一实施方式相比，可移动的前安全气囊组件41及可移动的后安全气囊组件51的构成及控制不同。这以外的构成与第一实施方式的构成同样，使用同一符号以省略图示及说明。

图8是第二实施方式的前安全气囊组件41及后安全气囊组件51的说明图。

可移动的前安全气囊组件41具有多个前下安全气囊42、多个前下充气筒43、前可动板44、前致动器45。

多个前下安全气囊42及多个前下充气筒43在沿上下方向上较长的前可动板44中，排列在上下方向上。多个前下充气筒43分别地与控制部100连接。多个前下安全气囊42通过多个前下充气筒43，可分别地展开。多个前下充气筒43也可以分别地调节注入量。各前下安全气囊42可以采用从前侧及左右侧包裹一部分下肢部的截面大致U字形状。

前安全气囊组件41的前可动板44及前致动器45的配置与第一实施方式同样。前可动板44还可能具有例如在左右方向上较长的矩形板形状，且在从仪表板的下部向座椅5的前面的方向上可移动地设置。

可移动的后安全气囊组件51具有多个后安全气囊52、多个后充气筒53、后可动板54、后致动器55。

多个后安全气囊52及多个后充气筒53在上下方向上较长的后可动板54中，排列在上下方向上。多个后充气筒53分别地与控制部100连接。多个后安全气囊52通过多个后充气筒53，可分别地展开。多个后充气筒53也可以分别地调节注入量。各后安全气囊52可以采用从后侧及左右侧包裹一部分下肢部的截面大致U字形状。

后安全气囊组件51的后可动板54及后致动器55的配置与第一实施方式同样。后可动板54还可能具有例如在左右方向上较长的矩形板形状，且从坐垫部6的前缘向后方可移动地设置。

图9是表示控制部100进行的调节控制的流程图。

控制部100在通常的行驶中或在预测碰撞时，执行图9的调节控制处理。

在步骤ST3中确定乘员M的就座位置等之后，控制部100计算可移动的前安全气囊组件41的前后位置、后安全气囊组件51的前后位置(步骤ST4)。

另外，控制部100根据确定的膝盖下部(例如，膝盖及胫部)的前面的高度，在前安全气囊组件41中，选择进行展开的前下安全气囊42(步骤ST21)。例如，在确定的膝盖的位置较低的情况下，选择下两个前下安全气囊42。另外，在确定的膝盖的位置较高的情况下，选择全部三个前下安全气囊42。

另外，控制部100根据确定的膝盖下部(例如，膝盖及胫部)的后面的高度，在后安全气囊组件51中，选择进行展开的后安全气囊52(步骤ST21)。例如，在确定的膝下较短的情况下，选择上两个后安全气囊52。另外，在确定的膝下较长的情况下，选择全部三个后安全气囊52。

控制部100对确定所选择的安全气囊42、52的信息进行保存。

图10是表示控制部100进行的碰撞时的控制的流程图。

控制部100在检测到碰撞时，执行图10的控制处理。

控制部100当检测到碰撞时(步骤ST11)，就向卷收器25及所选择的充气筒33、43、53输出工作信号(步骤ST31)。

这时，控制部100基于预存储的选择信息，仅向前安全气囊组件41的多个前下充气筒43中的与所选择的前下安全气囊42对应的充气筒输出工作信号。

另外，控制部100基于预存储的选择信息，仅向后安全气囊组件51的多个后充气筒53中的与所选择的后安全气囊52对应的充气筒输出工作信号。

如上所述，本实施方式的乘员保护装置10除可实现第一实施方式的效果以外，还可实现以下效果。

即，在本实施方式中，根据确定的膝盖下部(例如，膝盖及胫部)的上下位置，就前安全气囊组件41而言，选择要展开的前下安全气囊42，就后安全气囊组件51而言，选择要展开的后安全气囊52。因而，例如，通过与各自的膝下(例如，胫部)的长度相对应的安全气囊，能够优选地对膝下的长度大大不同的男性和女性进行约束。安全气囊42、52的展开范围通过可前后移动的可动板44、54，能够在前后方向上进行调节，通过上下排列的多个安全气囊42、52的选择，能够在上下方向上进行调节。

另外，由于能够减小一个一个的安全气囊42、52的大小，因此不需要加大各自的充气筒43、53的大小。使用小的充气筒43、53，就能够强固地约束膝盖下部。通过展开后的各安全气囊42、52，可持续地得到较高的抗力、较高的保持力。

予以说明，在上下方向上可调节座椅5的坐垫部6的高度的情况下，在一对座椅后传感器组件71安装于座椅5的坐垫部6时，乘坐空间4内的膝盖下部(例如，膝盖及胫部)的上下位置有可能不明确。在这种情况下，只要通过座椅位置传感器组件81检测坐垫部6的高度，然后根据检测到的坐垫部6的高度，将基于一对座椅后传感器组件71的检测信号而确定的膝盖下部相对于座椅5的相对位置修正到绝对位置即可。由此，能够计算乘坐空间4的绝对位置。

[第三实施方式]

接着，对本发明的第三实施方式的乘员保护装置10进行说明。

第三实施方式的乘员保护装置10与第二实施方式相比，可移动的前安全气囊组件41及可移动的后安全气囊组件51的构成及控制不同。这以外的构成都与第二实施方式的构成同样，使用同一符号以省略图示及说明。

图11是第三实施方式的前安全气囊组件41及后安全气囊组件51的说明图。

可移动的前安全气囊组件41具有多个前下安全气囊42、多个前下充气筒43、前可动板44、前致动器45。

多个前下安全气囊42及多个前下充气筒43在左右方向上较长的前可动板44中，排列在左右方向上。各前下安全气囊42可以采用例如可约束下肢部的前面整体的上下较长的形状。

可移动的后安全气囊组件51具有多个后安全气囊52、多个后充气筒53、后可动板54、后致动器55。

多个后安全气囊52及多个后充气筒53在左右方向上较长的后可动板54中，排列在左右方向上。各后安全气囊52可以采用例如可约束下肢部的后面整体的上下较长的形状。

控制部100在通常的行驶时或预测碰撞时，执行图9的调节控制处理。

在步骤ST1～ST3中确定乘员M的就座位置等之后，控制部100计算可移动的前安全气囊组件41的前后位置、后安全气囊组件51的前后位置(步骤ST4)。

另外，控制部100根据确定的膝盖下部(例如，膝盖及胫部)的前面的左右位置，在前安全气囊组件41中，选择进行展开的前下安全气囊42(步骤ST21)。这时，控制部100不仅可以选择膝盖下部的前侧的前下安全气囊42，而且也可以选择其左右邻接的前下安全气囊42。

另外，控制部100根据确定的膝盖下部(例如，膝盖及胫部)的后面的左右位置，在后安全气囊组件51中，选择进行展开的后安全气囊52(步骤ST21)。这时，控制部100不仅可以选择膝盖下部的后侧的后安全气囊52，而且也可以选择其左右邻接的后安全气囊52。

控制部100对确定所选择的安全气囊42、52的信息进行保存。

控制部100在检测到碰撞时，执行图10的控制处理。

控制部100当检测到碰撞时(步骤ST11)，向卷收器25及所选择的充气筒43、53输出工作信号(步骤ST31)。

这时，控制部100基于预存储的选择信息，仅向前安全气囊组件41的多个前下充气筒43中的与所选择的前下安全气囊42相对应的充气筒输出工作信号。

另外，控制部100基于预存储的选择信息，仅向后安全气囊组件51的多个后充气筒53中的与所选择的后安全气囊52相对应的充气筒输出工作信号。

如上所述，本实施方式的乘员保护装置10除可实现第一实施方式的效果以外，还可实现以下效果。

即，在本实施方式中，根据确定的膝盖下部(例如，膝盖及胫部)的左右位置，就前安全气囊组件41而言，选择要展开的前下安全气囊42，就后安全气囊组件51而言，选择要展开的后安全气囊52。因而，通过与各自的膝盖下部(例如，膝盖及胫部)的左右位置相对应的安全气囊42、52，能够优选地对膝盖下部的左右位置大大不同的乘员M进行约束。多个安全气囊42、52的展开范围通过可前后移动的可动板44、54，能够在前后方向上进行调节，并且通过左右排列的多个安全气囊42、52，能够在左右方向上进行调节。

另外，由于能够减小一个一个的安全气囊42、52的大小，因此不需要加大各自的充气筒43、53的大小。使用小的充气筒43、53，就能够强固地约束膝盖下部。通过展开后的各安全气囊42、52，可持续地得到较高的抗力、较高的保持力。

予以说明，在左右方向上可调节座椅5的坐垫部6的情况下，在一对座椅后传感器组件71安装于座椅5的坐垫部6时，乘坐空间4内的膝盖下部(例如，膝盖及胫部)的左右位置有可能不明确。在这种情况下，只要通过座椅位置传感器组件81检测坐垫部6的左右位置，然后根据检测到的坐垫部6的左右位置，将基于一对座椅后传感器组件71的检测信号而确定的膝盖下部相对于座椅5的相对位置修正到绝对位置即可。由此，能够计算乘坐空间4内的绝对位置。

另外，第二实施方式和第三实施方式也可以组合。

即，例如，在前安全气囊组件41中，多个前下安全气囊42可以在上下方向及左右方向上排列为矩阵状。在这种情况下，控制部100只要确定膝盖下部的上下方向的位置及左右方向的位置，然后据此选择例如与膝盖相对应的位置的前下安全气囊42和其下侧的前下安全气囊42即可。

以上的实施方式是本发明优选的实施方式的例子，但本发明不局限于此，在不脱离发明精神的范围内，可进行种种变形或变更。

在上述实施方式中，对于一个座椅5而言，设有左右一对前安全气囊组件41和左右一对后安全气囊组件51。

此外，例如，可以对一个座椅5设置有左右共用的一个前安全气囊组件41和左右共用的一个后安全气囊组件51。另外，也可以设置前安全气囊组件41及后安全气囊组件51中的任一方。也可以对一个座椅5设置三个以上的约束乘员M的下肢的安全气囊组件。在这些情况下，通过例如设计安全气囊42、52的展开形状，也能够以将坐着的乘员M的下肢约束或保持在确定的就座位置的方式发挥功能。

在上述实施方式中，对一个座椅5设有多种传感器组件61、71、81、91。

此外，例如，可以对一个座椅5设置例如座椅前传感器组件61之类的一个传感器组件。即使在这种情况下，也不仅能够基于确定的膝盖下部的位置，调节前安全气囊组件41的展开状态，而且还能够调节后安全气囊组件51的展开状态。

在上述实施方式中，体压分布传感器组件91设置于座椅5的坐垫部6。

此外，例如，体压分布传感器组件91也可以设置在座椅5前的地板面上。在这种情况下，体压分布传感器组件91可检测着地的乘员的脚后跟、脚尖。而且，如果能够确定脚后跟和膝盖的位置，则也能够通过计算，来确定膝盖下部整体的位置。

Claims (7)

1.一种乘员保护装置，包括：

多个安全气囊组件，其包含向坐在车辆的座椅上的乘员的下肢部展开的下肢用安全气囊组件，所述多个安全气囊组件具有前安全气囊组件和后安全气囊组件作为所述下肢用安全气囊组件，所述前安全气囊组件在坐在座椅上的乘员的膝盖下部的前侧向后展开，所述后安全气囊组件在坐在座椅上的乘员的膝盖下部的后侧向前展开；

控制部，其控制所述多个安全气囊组件；以及

传感器组件，其对坐在座椅上的乘员进行检测，

其中所述控制部与所述传感器组件连接，基于所述传感器组件的检测信号来确定在坐在座椅上的状态下的乘员的膝盖下部的位置，使所述前安全气囊组件及所述后安全气囊组件从前后向所确定的所述膝盖下部的位置展开，并且通过展开后的所述前安全气囊组件及展开后的所述后安全气囊组件，从前后将乘员的膝盖、胫部及脚踝中的至少包含膝盖在内的两个部位约束在所确定的所述膝盖下部的位置。

2.如权利要求1所述的乘员保护装置，其中，

所述传感器组件具有在左右方向上并列设置于座椅周围的车辆的构造物的一对传感器组件，

所述控制部通过利用所述一对传感器组件的检测信号和所述一对传感器组件的相对位置的三角测量法的计算，确定坐在座椅上的乘员的膝盖下部的位置。

3.如权利要求1或2所述的乘员保护装置，其中，

所述传感器组件具有以下传感器组件中的至少一个传感器组件：

对坐在座椅上的乘员的膝盖、胫部或脚踝的前面的位置进行检测的第一传感器组件；

对坐在座椅上的乘员的膝盖、胫部或脚踝的后面的位置进行检测的第二传感器组件；

对乘坐空间内的座椅的位置进行检测的第三传感器组件；以及

对坐在座椅上的乘员产生的体压分布进行检测的第四传感器组件，

所述至少一个传感器组件包括所述第一传感器组件或所述第二传感器组件，

并且其中，所述控制部基于所述至少一个传感器组件的检测信号，确定在坐在座椅上的状态下的乘员的下肢部的位置。

4.如权利要求1或2所述的乘员保护装置，其中，

所述传感器组件具有对乘员的位置进行非接触地检测的传感器。

5.如权利要求3所述的乘员保护装置，其中，

所述传感器组件具有对乘员的位置进行非接触地检测的传感器。

6.如权利要求4所述的乘员保护装置，其中，

对乘员的位置进行非接触地检测的传感器包括红外线传感器、超声波传感器或图像传感器。

7.如权利要求5所述的乘员保护装置，其中，

对乘员的位置进行非接触地检测的传感器包括红外线传感器、超声波传感器或图像传感器。