JP2015044532A - 乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より的確な乗員の保護効果を希求する。
【解決手段】乗員保護装置１０は、乗員Ｍの着座位置に対して進退可能に設けられる第１可動板５４、第１可動板５４に取り付けられる第１エアバック５２、および、第１反力支持機構、を有する第１拘束用エアバックモジュール５１を備える。制御部１００は、展開した第１エアバック５２がシート５に着座する乗員Ｍの身体と接触するように第１可動板５４の位置を制御し、第１反力支持機構は、第１エアバック５２を展開する際に、第１可動板５４を、制御された位置に保持する。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車などの車両において乗員を保護するための乗員保護装置に関する。

乗員保護装置では、シートベルトモジュール、エアバックモジュールが用いられる（特許文献１、２）。
シートベルトモジュールは、車両のシートに着座する乗員を、シートに拘束するために用いられる。
エアバックモジュールは、エアバックを、車両のたとえばハンドル、インストルメントパネル、サイドパネルといった構造物と乗員との間で展開し、乗員の頭部などの上体が構造物に強く打ちつけられないようするために用いられる。

また、エアバックモジュールには、乗員の下肢用のエアバックモジュールがある。特許文献１の下肢用のエアバックモジュールは、インストルメントパネルから、車両のシートに着座する乗員の膝下へ向けて展開する。下肢用エアバックモジュールが展開することで、衝突の際に乗員の膝下（下肢）が前へ移動し難くなる。乗員の膝下は、インストルメントパネルに当たらなくなる。乗員の膝下がインストルメントパネルに当たるまで移動した場合における、下肢に対する衝撃の入力を抑制できる。
これらの乗員保護装置により、堅いダミー人形により検証される衝突実験では、衝突の際の人員の損傷を抑制する高い効果が得られるとされている。

特開２０１１−２１３１９５号公報 特開２００５−０６７２７３号公報

しかしながら、乗員保護装置においては更なる改善が求められている。
たとえば、衝突の際に下肢用エアバックモジュールを展開したとしても、下肢用エアバックモジュールの下側の足下にはエアバックモジュールが展開されない空間が残る。その足下の空間を通じて、乗員の下肢が前へ移動する可能性がある。また、乗員の下肢が衝突前の着座位置から前へ移動することにより、乗員の上体の位置が、衝突前の着座位置から下がる可能性がある。

このような課題を解決するために、乗員の下肢部、特に膝、脛または足首といった膝下部を拘束することが考えられる。
これにより、衝突の際に下肢部を拘束し、乗員の下肢部を移動し難くし、乗員がシートの着座位置から前へ移動し難くできる。
しかしながら、乗員の下肢部の位置は、シートに着座しているとしても、乗員の体格、着座姿勢に応じて異なる。
このため、固定的に展開されるエアバックでは、現実に、乗員の下肢部を拘束できない可能性がある。
そこで、更に、エアバックの展開範囲を調整することが考えられる。
しかしながら、エアバックの展開範囲を調整可能に構成した場合、エアバックを可動部分に取り付ける必要がある。
このため、可動部分についての保持力が不足すると、エアバックを所望の範囲に適切に展開できない、可能性が生じ得る。
たとえばシートに着座した乗員の膝下部とシートの間に、下からエアバックを展開する場合、エアバックを所望の膝裏位置まで展開できない可能性がある。
この他にもたとえば、複数のエアバックでたとえば膝下部を挟んで拘束する場合、一方のエアバックが展開しようとする力が、乗員の膝下部を通じて他方のエアバックに作用し、他方のエアバックの展開を妨げる、可能性がある。

このように、乗員保護装置では、一定の高い乗員の保護効果を得ているものの、より的確な乗員の保護効果を希求することが求められている。

本発明に係る乗員保護装置は、車両のシートに着座する乗員の周囲で展開するエアバックモジュールと、エアバックモジュールを制御する制御部と、を有する乗員保護装置であって、前記エアバックモジュールとして、乗員の着座位置に対して進退可能に設けられる第１可動板、前記第１可動板に取り付けられる第１エアバック、および、第１反力支持機構、を有する第１拘束用エアバックモジュールを備え、前記制御部は、展開した前記第１エアバックが前記シートに着座する乗員の身体と接触するように前記第１可動板の位置を制御し、前記第１反力支持機構は、前記第１エアバックを展開する際に、前記第１可動板を、制御された前記位置に保持する。

好適には、前記第１拘束用エアバックは、前記シートに着座する乗員の下肢部と接触する、とよい。

好適には、前記第１可動板は、その上部が前記シートに回動可能に取り付けられ、前記制御部により前記シートの下側で回動することにより位置が制御され、前記第１エアバックは、前記第１可動板から上方へ展開し、前記シートに着座する乗員の膝下部と前記シートとの間で展開し、前記第１反力支持機構は、前記第１可動板と前記シートとの間に設けられるトラスフレームを有し、前記第１エアバックが上方へ展開する際に前記トラスフレームが前記第１可動板を前記シートに支持する、とよい。

好適には、前記エアバックモジュールとして、更に、乗員の着座位置に対して進退可能に設けられる第２可動板、および、前記第２可動板に取り付けられる第２エアバック、を有する第２拘束用エアバックモジュールを備え、前記制御部は、展開した前記第２エアバックが前記シートに着座する乗員の膝下部の前側と接触するように前記第２可動板の位置を制御し、展開した前記第１エアバックおよび展開した前記第２エアバックにより、乗員の膝下部を前後から挟んで拘束する、とよい。

好適には、前記第１拘束用エアバックモジュールは、前記制御部の制御に基づいて、前記第１可動板を、前記車両の前後方向へ駆動するアクチュエータを有する、とよい。

本発明によれば、第１エアバックが展開される範囲を、制御部により調整できる。しかも、第１エアバックが取り付けられる第１可動板の位置は、展開した前記第１エアバックが前記シートに着座する乗員の身体と接触するように調整される。そして、位置が調整された第１可動板から、第１エアバックが展開する。よって、第１エアバックは、シートに着座する乗員の身体と接触するように展開し得る。シートに着座する乗員の身体を、乗員の体格、着座位置に応じて、第１エアバックにより支えることができる。
しかも、たとえば第１エアバックを展開する際に第１可動板に作用する力は、第１反力支持機構により受ける。抗力壁を構成できる。第１可動板を可動させるたとえばアクチュエータには、該力のすべてが作用しない。アクチュエータの保持力構造を簡易とし、小型化できる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る乗員保護装置を備える乗用自動車を示す説明図である。 図２は、図１の車両に搭載される乗員保護装置を示す説明図である。 図３は、図２の後エアバックモジュールの取り付け構造を示す説明図である。 図４は、制御部による調整制御を示すフローチャートである。 図５は、制御部による衝突の際の制御を示すフローチャートである。 図６は、第２実施形態に係る、後エアバックモジュールの取り付け構造を示す説明図である。 図７は、第３実施形態に係る、後エアバックモジュールの取り付け構造を示す説明図である。 図８は、第４実施形態に係る、後エアバックモジュールの取り付け構造を示す説明図である。 図９は、第５実施形態に係る、前エアバックモジュールの取り付け構造を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る乗員保護装置１０を備える乗用自動車１を示す説明図である。乗用自動車１は、運転手および同乗者が乗車可能な複数人乗りの自動車である。自動車は、車両の一例である。以下、図１の車両を基準として、前後左右上下を使用する。
図１の乗用自動車１は、車体２を有する。図１の車体２は、前部、中部、後部から構成される。車体２の前部および後部には、タイヤ３が配置される。
車体２の中部には、乗員Ｍが乗車するための乗車空間４が形成される。乗車空間４には、運転手または同乗者が着座するシート５が前後二列で配置される。乗車空間４は、たとえば複数のフレーム部材を箱枠型に組み合わせた骨格構造を有する。この骨格構造により、乗車空間４は潰れ難い。
車体２の前部には、乗車空間４の骨格構造から前へ延在する図示外のフレーム部材が配置される。フレーム部材は、衝突の際の入力に応じて座屈して衝撃を吸収する中空構造とするとよい。フレーム部材は、車体２の前部に配置されるたとえば燃焼機関、モータ、バッテリ、タイヤ３を支える。乗用自動車１は、燃焼機関を主動力源としても、モータを主動力源とする電気自動車でも、これらの双方を動力源とするハイブリット式自動車でもよい。
車体２の後部には荷物室が形成される。車体２の後部には、乗車空間４の骨格構造から後へ延在する図示外のフレーム部材が配置される。フレーム部材は、衝突の際に好適に座屈して衝撃を吸収し易い中空構造とするとよい。フレーム部材は、車体２の後部に配置されるたとえばスペアタイヤ、電気自動車用のバッテリ、タイヤ３を支える。

図２は、図１の車両に搭載される乗員保護装置１０を示す説明図である。乗員保護装置１０は、乗車空間４内に設置される。
図２には、乗用自動車１の乗車空間４に配置されるシート５と、シート５に着座する乗員Ｍとが併せて図示されている。なお、図２では、見易さのために、同じ乗員Ｍが着座する同一のシート５が、左右二個所に描画されている。
シート５は、略四角形の座面を有するクッション部６、クッション部６の一辺から立設するバック部７、クッション部６から下へ突出する脚部８、を有する。乗員Ｍは、クッション部６に腰を下ろし、バック部７に背中で寄り掛かる。乗員Ｍは、シート５に着座する。
シート５の脚部８は、シートレール９にスライド可能に取り付けられる。シートレール９は、乗車空間４の床面に前後方向に延在する。シートレール９は、車体２の骨格構造に固定される。シート５は、前後方向に移動可能であり、移動した位置に固定可能である。また、シート５は、たとえば、床面からのクッション部６の高さ、バック部７の傾斜角度、を調整可能でよい。これにより、たとえば運転は、ハンドルやブレーキなどに対して操作がしやすい、それぞれの体型や好みに応じた最適な着座位置でシート５に着座できる。

図２の乗員保護装置１０は、シートベルトモジュール２１、複数のエアバックモジュール３１，４１，５１、制御部１００、を有する。

シートベルトモジュール２１は、シート５に着座した乗員Ｍをシート５に拘束する手段である。シートベルトモジュール２１は、シートベルト２２、タングプレート２３、バックル２４、リトラクタ２５、を有する。
シートベルト２２は、細長い長尺のベルトである。シートベルト２２の一端は、たとえばクッション部６の左右方向外側の側面に固定される。シートベルト２２の他端は、リトラクタ２５に固定される。
リトラクタ２５は、シートベルト２２を解放し、保持し、巻き取る。リトラクタ２５は、乗車空間４を画成する骨格部材に固定される。骨格部材としては、たとえば所謂Ｂピラーがある。
タングプレート２３は、シートベルト２２に通される。
バックル２４は、タングプレート２３と取り外し可能に係合する。バックル２４は、たとえばクッション部６の左右方向内側の側面に固定される。
リトラクタ２５がシートベルト２２を解放している通常の状態で、乗員Ｍは、シート５に着座し、タングプレート２３を引き寄せ、シートベルト２２が上体の前で架け渡されるようにタングプレート２３をバックル２４に係合させる。これにより、シートベルト２２の一部が、着座した乗員Ｍの腰前周りに架け渡される。シートベルト２２の他の一部が、着座した乗員Ｍの腰から肩にかけて斜めに架け渡される。この状態で、リトラクタ２５は、制御部１００からの起動信号により、シートベルト２２を巻き取って保持する。シート５に着座した乗員Ｍは、シート５に拘束される。
なお、シートベルトモジュール２１には、上述した三点式のもの以外に、四点式のものも利用されている。

エアバックモジュール３１，４１，５１は、基本的にはシート５着座した乗員Ｍがハンドルなどの車両の構造物にぶつからないようにするために、シート５着座した乗員Ｍと車両の構造物との間で展開する手段である。エアバックモジュール３１，４１，５１は、エアバック、インフレータ、を有する。
エアバックは、高圧ガスの注入により展開可能な袋体である。インフレータは、高圧ガスを貯蔵する。インフレータの高圧ガスをエアバックに注入することにより、エアバックが展開する。展開したエアバックの形状は、各々のエアバックモジュール３１，４１，５１の設置個所、展開方向、展開範囲に応じて適宜設計される。

そして、図２の乗員保護装置１０では、複数のエアバックモジュールとして、ハンドルエアバックモジュール３１、左右一対の前エアバックモジュール４１、左右一対の後エアバックモジュール５１、を有する。

ハンドルエアバックモジュール３１は、ハンドルに配置される。前上エアバック３２および前上インフレータ３３は、ハンドルに内蔵される。制御部１００からの起動信号により、前上インフレータ３３は高圧ガスを前上エアバック３２に注入する。前上エアバック３２は、乗員Ｍの顔とハンドルとの間に展開する。これにより、衝突時に前へ移動する乗員Ｍの顔、胸などの上体がハンドルに打ち付けられないようにできる。

前エアバックモジュール４１は、インストルメントパネルの下部に配置される。エアバック４２およびインフレータ４３は、インストルメントパネルの下部内に配置される。左右一対の前エアバックモジュール４１は、インストルメントパネルの下部において左右に並べて設けられる。制御部１００からの起動信号により、インフレータ４３は高圧ガスをエアバック４２に注入する。エアバック４２は、インストルメントパネルとシート５との間に展開する。前エアバックモジュール４１は、シート５に着座する乗員Ｍの膝下部の前側において後向きに展開する。これにより、衝突時に乗員Ｍの膝、脛、足首などの膝下部が前へ移動し難くなる。その結果、乗員Ｍの膝や足首がインストルメントパネルまたはトーボードに当たるまで移動し難くなる。インストルメントパネルまたはトーボードに当たる膝や足首から、衝突の際の強い衝撃が入力され難くできる。

このように、図２の乗員保護装置１０は、ハンドルから顔方向へ展開するハンドルエアバックモジュール３１と、インストルメントパネルから膝下部の方向へ展開する左右一対の前エアバックモジュール４１とにより、たとえば堅いダミー人形を用いた衝突実験では、衝突の際の人員の損傷を抑制する高い効果が得られる。
しかしながら、乗員保護装置１０においては更なる改善が求められている。
たとえば、衝突の際に前エアバックモジュール４１を展開したとしても、足下には前エアバックモジュール４１が展開されていない空間が残る。その足下の空間を通じて、乗員Ｍの下肢が前へ移動する可能性がある。仮に乗員Ｍの下肢がインストルメントパネルの前側のトーボードに当たると、トーボードから入力される荷重により、乗員Ｍの下肢部にモーメント障害が発生する可能性が生じる。
この他にもたとえば、衝突の際に乗員Ｍの下肢が前へ移動することにより、乗員Ｍの上体の位置が下がる可能性がある。シートベルト２２は、乗員Ｍがシート５に着座した状態で、乗員Ｍの腰または所定の胸位置を拘束することにより、障害から乗員Ｍを守る。しかしながら、乗員Ｍの上体の位置が下がることにより、この機能を発揮できなくなる可能性が生じる。

そこで、本実施形態では、さらに的確な乗員Ｍの保護効果を得るために、乗員Ｍの下肢部、特に膝、脛または足首といった膝下部を、腰部とともに拘束する。
これにより、衝突の際に下肢部を拘束し、乗員Ｍの下肢全体を移動し難くし、乗員Ｍがシートの着座位置から前へ移動し難くできる。乗員Ｍがシートの着座位置から前へ移動することに起因する、上体および下肢の障害を減らすことを期待できる。
また、本実施形態では、シート５の乗り心地を損なうことがないように後エアバックモジュール５１をシートの下側に配置し、そのシートの下側からシートに着座する乗員Ｍの膝裏へ向けて後エアバックモジュール５１を展開する。エアバックを展開する力に抗し、エアバックを所望の形状および範囲に展開可能とする、反力支持構造を提供する。
また、本実施形態において前エアバックモジュール４１および後エアバックモジュール５１は、通常の隔壁を構成するエアバックと異なり、乗員Ｍの膝下部を拘束する。エアバックを展開する際に、これらのエアバックには相互に展開を妨げる力が作用する。その力に抗することが可能な反力支持構造を提供する。
以下、詳しく説明する。

可動可能な前エアバックモジュール４１は、前下エアバック４２、前下インフレータ４３に加えて、前可動板４４、前アクチュエータ４５、を有する。前下エアバック４２および前下インフレータ４３は、前可動板４４に固定される。
前下エアバック４２は、通常の下肢用エアバックモジュールのエアバックと同様の略立方体形状でもよいが、好ましくは、膝下部を前側および左右側から包み込む上下に長い断面略Ｕ字形状とするとよい。
前可動板４４は、たとえば左右方向に長い矩形板形状を有し、インストルメントパネルの下部からシート５の前面に向かう方向へ可動可能に設けられる。前下エアバック４２および前下インフレータ４３は、前可動板４４により可動可能に車体２に固定される。前下エアバック４２は、所望の位置に設けられ、さらにその所望の位置から所望の方向および範囲へ展開できる。前可動板４４の前後位置を調整することにより、前下エアバック４２の展開範囲を前後に調整できる。
前アクチュエータ４５は、前可動板４４の位置を制御する。前アクチュエータ４５は、たとえばモータでよい。前可動板４４の位置を前後方向に制御して位置決めする。前可動板４４の前後位置を制御することにより、展開した前下エアバック４２についての、乗車空間４内での前後位置および範囲を調整できる。

可動可能な後エアバックモジュール５１は、シート５の前面と乗員Ｍの膝下部との間に展開される。後エアバックモジュール５１は、シート５に着座する乗員Ｍの膝下部の後側において前向きに展開される。これにより、衝突の際に乗員Ｍの足首などの膝下部が、クッション部６に当たるように後へ移動し難くなる。
後エアバックモジュール５１は、後エアバック５２、後インフレータ５３に加えて、後可動板５４、後アクチュエータ５５、後反力支持機構５６、を有する。後エアバック５２および後インフレータ５３は、後可動板５４に固定される。
後エアバック５２は、たとえば、膝下部を後側および左右側から包み込む上下に長い断面略Ｕ字形状とするとよい。
後エアバックモジュール５１の後可動板５４は、シート５のクッション部６と乗車空間４の床面との間に配置される。後可動板５４は、たとえば左右方向に長い矩形板形状を有し、クッション部６の前縁から後方に向けて可動可能に設けられる。後可動板５４は、前後方向に移動可能である。または、たとえばオットマンのようにクッション部６の下で回転可能でもよい。
後エアバックモジュール５１の後アクチュエータ５５は、後可動板５４の位置を前後方向に制御して位置決めする。これにより、シート５に着座した乗員Ｍの膝下部の後で展開する後エアバック５２の展開位置および範囲を、前後方向で調整できる。クッション部６の後に展開する後エアバック５２の位置および範囲を、調整できる。

なお、展開したエアバック４２，５２の展開範囲および位置は、すなわち展開状態は、上述した可動板４４，５４の位置を制御する以外の方法でも実現可能である。たとえば、インフレータ４３，５３からエアバック４２，５２へ注入する高圧ガスの量を制御することにより、エアバック４２，５２の展開状態を調整できる。さらに、展開したサイズまたは形状が異なる複数のエアバックを配列し、この内の一部のエアバックを展開する、ようにしてもよい。これらの技術は、併用可能である。

図３は、図２の後エアバックモジュール５１の取り付け構造を示す説明図である。
図３には、シート５のクッション部６の構成が図示されている。クッション部６は、シートフレーム６Ａ、クッション部材６Ｂ、カバー６Ｃを有する。
シートフレーム６Ａは、シートの座面サイズに対応する矩形枠形状を有する。シートフレーム６Ａは、たとえばアルミニウムなどの高剛性材料からなる。シートフレーム６Ａの内側には、たとえば複数のコイルスプリングがマトリックス状に取り付けられる。シートフレーム６Ａは、脚部８が取り付けられる。脚部８は、シートフレーム６Ａから下方へ延在する。シートフレーム６Ａの上側に、クッション部材６Ｂが配置される。カバー６Ｃは、袋状に形成され、クッション部材６Ｂおよびシートフレーム６Ａの外側を覆う。
このような構造のシート５のクッション部６に対して、後エアバックモジュール５１が取り付けられる。
図３の後エアバックモジュール５１において、後可動板５４は、シートフレーム６Ａの前下側に取り付けられる。後可動板５４は、その上端を回転中心として、シートフレーム６Ａの下側で、前後方向へ回転可動可能である。
後エアバック５２は、後可動板５４から上方へ展開し、クッション部６に着座する乗員Ｍの膝下部とクッション部６との間で展開する。後可動板５４の位置が変わると、後エアバック５２の展開範囲も変わる。
後反力支持機構５６は、一対の後トラスフレーム５７と、一対の後波板レール５８と、を有する。
後波板レール５８は、略長方形の板材であり、その長辺が波型の凹凸に形成される。一対の後波板レール５８は、シートフレーム６Ａの左右両側に前後方向に延在して取り付けられる。後波板レール５８は、波型の凹凸が下向きとなるように、シートフレーム６Ａの下側に固定される。
後トラスフレーム５７は、アーム部材である。後トラスフレーム５７は、アルミニウムなどの高剛性の金属材料でよい。後トラスフレーム５７の一端は、後可動板５４の下端部に取り付けられる。一対の後トラスフレーム５７の他端は、一対の後波板レール５８の凹部と係合する。これにより、後エアバックモジュール５１において、三角形によるトラス構造が形成される。後可動板５４が後向きへ回転する場合、後トラスフレーム５７の他端が後波板レール５８の凹部と係合し、支えられる。
後アクチュエータ５５は、後可動板５４の後方に配置される。後アクチュエータ５５は、後可動板５４のたとえば下端と連結される。後アクチュエータ５５は、後可動板５４の下端を、前後方向へ駆動する。
このような取り付け構造により、後可動板５４の位置は、後アクチュエータ５５により駆動される。
また、後トラスフレーム５７が後波板レール５８の凹部と係合することにより、後可動板５４に対して後ろ向きの力が作用した場合、後反力支持機構５６によるトラス構造により、後可動板５４の位置が変わらないように支持できる。

制御部１００は、図２に示すように、たとえばマイクロコンピュータである。乗用自動車１は、ＥＣＵ（Engine Control Unit）を有する。制御部１００は、ＥＣＵ用のマイクロコンピュータでよい。制御部１００には、シートベルトモジュール２１のリトラクタ２５、複数のエアバックモジュール３１，４１，５１のインフレータ３３，４３，５３およびアクチュエータ４５，５５が、接続される。

図４は、制御部１００による調整制御を示すフローチャートである。
制御部１００は、通常の走行中にまたは衝突を予測した時に、図４の処理を繰り返し実行する。
制御部１００は、たとえば乗員Ｍの下肢部を検出するセンサモジュールから検出信号を取得すると（ステップＳＴ１）、それら検出信号からシート５に着座した乗員Ｍの膝から足首までの膝下部の位置を特定し（ステップＳＴ２）、衝突の際の乗員Ｍの挙動を予測する（ステップＳＴ３）。
たとえば、制御部１００は、着座した乗員Ｍの膝下部の位置を特定する。また、制御部１００は、左右の荷重分布を演算する。

乗員Ｍの着座位置等を特定した後、制御部１００は、可動可能な前エアバックモジュール４１の前後位置と、後エアバックモジュール５１の前後位置と、を演算する（ステップＳＴ４）。
たとえば、制御部１００は、前エアバックモジュール４１については、展開した前下エアバック４２の後部が、特定した膝下部（たとえば膝および脛）の前面の位置となるように、前後位置を演算する。
制御部１００は、後エアバックモジュール５１については、展開した後エアバック５２の前部が、特定した膝下部（たとえば膝および脛）の後面の位置となるように、前後位置を演算する。

エアバック４２，５２の展開位置を調整位置を演算した後、制御部１００は、アクチュエータ４５，５５へ制御信号を出力する。これにより、前エアバックモジュール４１および後エアバックモジュール５１の前後位置は、特定した膝下部の位置および衝突の際の乗員Ｍの挙動に対応する位置に調整される（ステップＳＴ５）。
たとえば、前エアバックモジュール４１では、制御部１００の制御信号に基づく前アクチュエータ４５の制御により、展開した前下エアバック４２の後面が特定した膝下部の前面と重なるように、前可動板４４の前後位置が調整されて位置決めされる。
後エアバックモジュール５１では、制御部１００の制御信号に基づく後アクチュエータ５５の制御により、展開した後エアバック５２の前面が特定した膝下部の後面と重なるように、後可動板５４の前後位置が調整されて位置決めされる。

図５は、制御部１００による衝突の際の制御を示すフローチャートである。
制御部１００は、たとえば図示外の加速度センサによる衝突検出信号などに基づいて、図５の処理を実行する。また、制御部１００は、車両に搭載された周辺監視装置からの衝突予測信号などに基づいて、実行してよい。
制御部１００は、検出信号などに基づいて衝突を検出すると（ステップＳＴ１１）、作動信号をリトラクタ２５および複数のインフレータ３３，４３，５３へ出力する（ステップＳＴ１２）。
作動信号の入力により、シートベルトモジュール２１のリトラクタ２５は、シートベルト２２を巻取って保持する。これにより、乗員Ｍは、シートベルト２２によりシート５に拘束される。
作動信号の入力により、エアバックモジュールのインフレータ３３，４３，５３は、高圧ガスをエアバック３２，４２，５２へ放出する。エアバック３２，４２，５２が展開する。これにより、乗員Ｍと車両の構造物との間に、展開したエアバック３２，４２，５２が介在する。
また、前エアバックモジュール４１の前下エアバック４２と、後エアバックモジュール５１の後エアバック５２とは、調整された位置から展開する。これらのエアバック４２，５２により、着座した乗員Ｍの膝下部は、特定した衝突前の膝下部の位置に、前後から拘束される。

なお、図４および図５では、制御部１００は、衝突が起きていない平常時に、前エアバックモジュール４１の前可動板４４の前後位置と、後エアバックモジュール５１の後可動板５４の前後位置とを調整し、衝突を検出する際にはエアバック４２，５２を展開する。この他にもたとえば、制御部１００は、衝突が起きそうであることを予想した時に前エアバックモジュール４１の前可動板４４の前後位置および後エアバックモジュール５１の後可動板５４の前後位置を調整してよい。

また、エアバック４２，５２の展開状態を、上述した位置調整ではなく、インフレータ４３，５３からエアバック４２，５２への高圧ガスの注入量により調整する場合、制御部１００は、インフレータ４３，５３へ注入量を指示する。この場合の注入量は、特定した膝下部の位置まで開くために必要とされるエアバック４２，５２の展開量に基づいて決定すればよい。
また、エアバック４２，５２の展開状態を、展開したサイズまたは形状が異なる複数のエアバックから選択することにより調整する場合、制御部１００は、エアバックの選択情報を保持し、衝突検出の際に、選択したエアバックに対応するインフレータのみへ、作動信号を出力すればよい。
また、制御部１００は、複数のエアバックモジュール３１，４１，５１に対して同一の起動信号ではなく、別々の起動信号を出力してよい。特に、前エアバックモジュール４１へ前下インフレータ４３の起動信号と、後エアバックモジュール５１へ後インフレータ５３の起動信号とは、微妙に時間をずらしてもよい。起動信号のタイミングがずれていたとしても、乗員Ｍの下肢を前後から拘束できることには変わりがない。

以上のように、本実施形態では、衝突検出の際には、乗員Ｍの膝下部（たとえば膝および脛）を、前エアバックモジュール４１および後エアバックモジュール５１により前後から拘束する。乗員Ｍの膝下部を前後から、特定した膝下部の位置に拘束する。乗員Ｍの下肢が前後へ移動し難くなる。また、乗員Ｍの腰は、シートベルトモジュール２１のシートベルト２２により拘束される。その結果、乗員Ｍの下肢は、衝突の際にシート５に着座した状態に維持され得る。乗員Ｍの下肢の全体を、着座位置に拘束し得る。
よって、所謂サブマリン効果により、乗員Ｍの下肢がトーボードに当たるまで移動することはない。トーボードから下肢に入力される荷重により乗員Ｍの下肢部にモーメント障害が発生する可能性も減らせる。
また、乗員Ｍの下肢が前へ移動せずに乗車位置に好適に拘束され得るため、乗員Ｍの上体の位置がシート５上で下がり難い。乗員Ｍの上体の位置が下がることによる、上体の障害値の増加を効果的に抑制できる。上体をも適切に保護することができる。
その結果、本実施形態の乗員保護装置１０では、たとえば乗員Ｍを衝突前の着座位置を基準として拘束するシートベルトモジュール２１と相まって、乗員Ｍの下肢だけでなく上体をも適切に保護することができる。従来ではなし得ることができなかった、高度で的確な乗員Ｍの保護効果を得ることができる。
特に、左右一対の前エアバックモジュール４１および左右一対の後エアバックモジュール５１により乗員Ｍの両膝下部を別々に拘束するので、乗員Ｍの着座姿勢が悪い場合でも、大腿部から入力される慣性力に抗して乗員Ｍの両膝下部を個別に安定的に拘束できる。左右双方の膝下部の保持が干渉しない。また、膝下部が足首を中心にして回転しようとする場合でも、その回転を抑止でき、乗員Ｍの両膝下部を安定的に拘束できる。衝突の際の乗員Ｍの下肢の挙動を抑止できる。
また、後エアバックモジュール５１をシート５のクッション部６の下側に配置しているので、後エアバックモジュール５１をシート５のクッション部６に配置する場合のようにシート５の乗り心地を低下させることもない。

また、本実施形態において制御部１００は、実際にシート５に着座している乗員Ｍの下肢部の位置を特定し、その検出に基づいて下肢部の位置を特定し、支える。
よって、シート５に着座する乗員Ｍの体型、体格、着座姿勢が異なる場合であっても、それぞれの体型、体格、着座姿勢に応じた下肢部の位置を特定し、その下肢部の位置に支えることができる。乗員Ｍの体型、体格、着座姿勢によらない、高い乗員Ｍ保護を期待できる。
このように、乗員Ｍの下肢部を、特定した下肢部の位置に支えることにより、従来の乗員保護装置１０では得られない、より的確な乗員Ｍ保護を期待できる。

しかも、本実施形態では、後エアバック５２を展開する際に後可動板５４に作用する力は、後反力支持機構５６により受ける。後反力支持機構５６による抗力壁を構成できる。後可動板５４を可動させるたとえば後アクチュエータ５５には、該力のすべてが作用しない。後アクチュエータ５５の保持力構造を簡易とし、小型化できる。

また、本実施形態では、後可動板５４は、シート５の下側で回動可能に設けられる。よって、シート５の上に着座する乗員ＭMの乗り心地に影響を与えることなく、後エアバックモジュール５１をシート５に設けることができる。
しかも、後エアバック５２を通じて後可動板５４に力が作用した場合、後可動板５４は回転する。たとえばエアバックを展開する際に後可動板５４が可動しようとする向きを、シート５に近づく方向とすることができる。後可動板５４とシート５との間に設けられる後トラスフレーム５７により、後可動板５４を支持できる。シート５に、後反力支持機構５６を設けることができる。また、この反力の向きは、前後方向ではなく、回転方向であることから、後アクチュエータ５５に対して、反力が作用し難い。
このように、シート５の基本構造および基本機能を損なうことなく、乗員ＭMの膝下部とシート５の間で好適に後エアバック５２を展開できる。シート５自体は乗り心地を優先して設計でき、乗り心地を損なわないようにできる。

また、本実施形態では、前下エアバック４２および後エアバック５２により、乗員ＭMの膝下部を、前後から挟んで拘束できる。また、後エアバック５２とともに前下エアバック４２を展開し、前下エアバック４２の展開により後エアバック５２に作用する力を、シート５の下側で回動可能に設けられる後可動板５４および後トラスフレーム５７により受けることができる。後エアバック５２が他の前下エアバック４２と直接または間接的にぶつかり合うことにより前下エアバック４２に作用する力に対して、抗力壁を構成できる。

また、本実施形態では、後エアバック５２に作用する力を、後可動板５４によるシート５の下側での回動により受けることができる。後アクチュエータ５５は、この回転方向とは異なる車両の前後方向へ後可動板５４を駆動する。これらの力の方向が異なるため、後アクチュエータ５５は、後可動板５４に作用する力のすべてを受ける必要はない。後アクチュエータ５５の構成の複雑化および大型化を抑制できる。

［第２実施形態］
上述した第１実施形態では、後エアバックモジュール５１について後反力支持機構５６を設けている。また、後反力支持機構５６は、シート５のクッション部６に取り付けられている。後反力支持機構５６は、その他の車両の構造物に取り付けてよい。
次に、本発明の第２実施形態に係る乗員保護装置１０について説明する。
第２実施形態の乗員保護装置１０の基本的な構成は、第１実施形態の構成と同様であり、同一の符号を使用して図示および説明を省略する。

図６は、第２実施形態に係る、後エアバックモジュール５１の取り付け構造を示す説明図である。
図６において、後エアバックモジュール５１の一対の後波板レール５８は、一対のシートレール９に取り付けられる。一対の後トラスフレーム５７の他端は、一対の後波板レール５８の凹部と係合する。これ以外の取り付け構造は、第１実施形態と同様である。

第２実施形態でも、後可動板５４の位置は、後アクチュエータ５５により前後方向へ駆動される。
また、後トラスフレーム５７が後波板レール５８の凹部と係合することにより、後可動板５４に対して後ろ向きの力が作用した場合、後反力支持機構５６により、後可動板５４の位置が変わらないように支持できる。
それゆえ、第２実施形態の乗員保護装置１０は、第１実施形態のものと同様の効果を奏する。
ただし、後可動板５４はシートフレーム６Ａに取り付けられているが、後波板レール５８は、第１実施形態と異なり、シートフレーム６Ａとは別体のシートレール９に取り付けられる。このため、第１実施形態と同様の反力支持機能を得るためには、シートフレーム６Ａ、脚部８、シートレール９の間の取り付け構造を、第１実施形態より強固にする必要がある。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る乗員保護装置１０について説明する。
第２実施形態の乗員保護装置１０の基本的な構成は、第２実施形態の構成と同様であり、同一の符号を使用して図示および説明を省略する。

図７は、第３実施形態に係る、後エアバックモジュール５１の取り付け構造を示す説明図である。
図７において、後エアバックモジュール５１の一対の後可動板５４は、一対のシートレールの間に取り付けられる。後可動板５４は、その下端を回転中心として、シートフレーム６Ａの下側で、前後方向へ回転可動可能である。これ以外の取り付け構造は、第２実施形態と同様である。

第３実施形態でも、後可動板５４の位置は、後アクチュエータ５５により前後方向へ駆動される。
また、後トラスフレーム５７が後波板レール５８の凹部と係合することにより、後可動板５４に対して後ろ向きの力が作用した場合、後反力支持機構５６により、後可動板５４の位置が変わらないように支持できる。
それゆえ、第３実施形態の乗員保護装置１０は、第２実施形態のものと同様の効果を奏する。
しかも、後可動板５４は、後波板レール５８とともに、第２実施形態と異なり、シートレール９に取り付けられる。これにより、トラス構造を実現する。よって、第１実施形態と同様に、後反力支持機構５６のトラス構造により、後可動板５４の位置が変わらないように支持できる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る乗員保護装置１０について説明する。
第４実施形態の乗員保護装置１０の基本的な構成は、第１実施形態の構成と同様であり、同一の符号を使用して図示および説明を省略する。

図８は、第４実施形態に係る、後エアバックモジュール５１の取り付け構造を示す説明図である。
図８において、後エアバックモジュール５１の後可動板５４は、その上部において、一対の脚部８の間に取り付けられる。後可動板５４は、その上端を回転中心として、シートフレーム６Ａの下側で、前後方向へ回転可動可能である。これ以外の取り付け構造は、第１実施形態と同様である。図８の後可動板５４は、左右一対の後エアバックモジュール５１に共通の可動板である。

第４実施形態でも、後可動板５４の位置は、後アクチュエータ５５により前後方向へ駆動される。
また、後トラスフレーム５７が後波板レール５８の凹部と係合することにより、後可動板５４に対して後ろ向きの力が作用した場合、後反力支持機構５６により、後可動板５４の位置が変わらないように支持できる。
それゆえ、第３実施形態の乗員保護装置１０は、第１実施形態のものと同様の効果を奏する。
ただし、後可動板５４は、第１実施形態と異なり、一対の脚部８に取り付けられ、後波板レール５８は、シートフレーム６Ａに取り付けられる。このため、第１実施形態と同様の反力支持機能を得るためには、シートフレーム６Ａ、脚部８の間の取り付け構造を、第１実施形態より強固にする必要がある。

［第５実施形態］
以上の実施形態では、可動可能な後エアバックモジュール５１に、後反力支持機構５６を設ける例である。反力支持機構は、前エアバックモジュール５１に設けてもよい。
次に、本発明の第５実施形態に係る乗員保護装置１０について説明する。
第５実施形態に係る乗員保護装置１０の基本的な構成は、第１実施形態の構成と同様であり、同一の符号を使用して図示および説明を省略する。
第５実施形態の乗員保護装置１０では、可動可能な前エアバックモジュール４１が、前下エアバック４２、前下インフレータ４３に加えて、前可動板４４、前アクチュエータ４５、前反力支持機構６１、を有する。

図９は、第５実施形態に係る、前エアバックモジュール４１の取り付け構造を示す説明図である。
図９には、インストルメントパネルの断面が図示されている。
図９において、前エアバックモジュール４１の前可動板４４は、その下部において、インストルメントパネルに取り付けられる。前可動板４４は、その下端を回転中心として、前後方向へ回転可能である。
前下エアバック５２は、後可動板５４から後方へ展開し、インストルメントパネルとクッション部６に着座する乗員Ｍの膝下部との間で展開する。前可動板４４の位置が変わると、前下エアバック４２の展開範囲も変わる。
前反力支持機構６１は、一対の前トラスフレーム６２と、一対の前波板レール６３と、を有する。
前波板レール６３は、略長方形の板材であり、その長辺が波型の凹凸に形成される。一対の前波板レール６３は、前可動板４４の左右両側に前後方向に延在して取り付けられる。前波板レール６３は、波型の凹凸が下向きとなるように、インストルメントパネル内に固定される。
前トラスフレーム６２は、アーム部材である。前トラスフレーム６２は、アルミニウムなどの高剛性の金属材料でよい。前トラスフレーム６２の一端は、前可動板４４の上端部に取り付けられる。一対の前トラスフレーム６２の他端は、一対の前波板レール６３の凹部と係合する。
前アクチュエータ４５は、前可動板４４の上端と連結され、前可動板４４の上端の前方に配置される。前アクチュエータ４５は、前可動板４４の上端を、前後方向へ駆動する。
このような取り付け構造により、前可動板５４の位置は、前アクチュエータ４５により駆動される。
また、前トラスフレーム６２が前波板レール６３の凹部と係合することにより、前可動板４４に対して前向きの力が作用した場合、前反力支持機構６１により、後可動板５４の位置が変わらないように支持できる。

第５実施形態でも、前アクチュエータ４５は、前可動板４４を前後方向へ駆動する。これにより、前可動板４４は、回転する。
また、前トラスフレーム６２が前波板レール６３の凹部と係合することにより、前可動板４４に対して前向きの力が作用した場合、前反力支持機構６１により、前可動板４４の位置が変わらないように支持できる。
それゆえ、第５実施形態の乗員保護装置１０では、前エアバックモジュール４１について、第１実施形態の後エアバックモジュール５１と同様の効果を奏する。
特に、第５実施形態では、前エアバックモジュール４１および後エアバックモジュール５１において共に、反力支持機構を採用するため、シート５に着座した乗員Ｍの膝下部を、前後から安定的に挟むことができる。乗員Ｍの下肢部を、着座位置からずれ難くできる。しかも、後エアバックモジュール５１の後アクチュエータ５５だけでなく、前エアバックモジュール４１の前アクチュエータ４５についても、すべての反力を支持する剛性とする必要がない。

以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。

上記実施形態では、たとえば後エアバックモジュール５１において、後可動板５４は回転可能に支持されるとともに、後アクチュエータ５５は後可動板５４を前後方向に駆動する。エアバックの展開時に後可動板５４に作用する力の方向と、アクチュエータの駆動方向とを異なる方向としている。
この他にもたとえば、エアバックの展開時に後可動板５４に作用する力の方向と、アクチュエータの駆動方向とを、たとえば前後方向で一致させてもよい。

上記実施形態では、前エアバックモジュール４１および後エアバックモジュール５１は、シート５に着座した乗員Ｍの膝下部を前後から挟んで、保持する。
この他にもたとえば、複数のエアバックモジュールは、乗員Ｍの膝下部を左右方向から挟んでもよい。また、乗員Ｍの膝下部以外の下肢部、上体、腕部を挟んでもよい。
上記実施形態では、前エアバックモジュール４１または後エアバックモジュール５１は、１つのエアバックを有する。この他にもたとえば、前エアバックモジュール４１または後エアバックモジュール５１は、複数のエアバックを有してよい。

１ 乗用自動車（車両）、５ シート、１０ 乗員保護装置、４１ 前エアバックモジュール（第２拘束用エアバックモジュール）、４２ 前下エアバック（第２エアバック）、４３ 前下インフレータ、４４ 前可動板（第２可動板）、４５ 前アクチュエータ、５１ 後エアバックモジュール（第１拘束用エアバックモジュール）、５２ 後エアバック（第１エアバック）、５３ 後インフレータ、５４ 後可動板（第１可動板）、５５ 後アクチュエータ、５６ 後反力支持機構、５７ 後トラスフレーム、５８ 後波板レール、６１ 前反力支持機構、６２ 前トラスフレーム、６３ 前波板レール、１００ 制御部、Ｍ 乗員

Claims (5)

1. 車両のシートに着座する乗員の周囲で展開するエアバックモジュールと、
   エアバックモジュールを制御する制御部と、
   を有する乗員保護装置であって、
   前記エアバックモジュールとして、
   乗員の着座位置に対して進退可能に設けられる第１可動板、
   前記第１可動板に取り付けられる第１エアバック、および、
   第１反力支持機構、
   を有する第１拘束用エアバックモジュールを備え、
   前記制御部は、展開した前記第１エアバックが前記シートに着座する乗員の身体と接触するように前記第１可動板の位置を制御し、
   前記第１反力支持機構は、前記第１エアバックを展開する際に、前記第１可動板を、制御された前記位置に保持する、
   乗員保護装置。
2. 前記第１拘束用エアバックは、前記シートに着座する乗員の下肢部と接触する、
   請求項１記載の乗員保護装置。
3. 前記第１可動板は、その上部が前記シートに回動可能に取り付けられ、前記制御部により前記シートの下側で回動することにより位置が制御され、
   前記第１エアバックは、前記第１可動板から上方へ展開し、前記シートに着座する乗員の膝下部と前記シートとの間で展開し、
   前記第１反力支持機構は、前記第１可動板と前記シートとの間に設けられるトラスフレームを有し、前記第１エアバックが上方へ展開する際に前記トラスフレームが前記第１可動板を前記シートに支持する、
   請求項２記載の乗員保護装置。
4. 前記エアバックモジュールとして、更に、
   乗員の着座位置に対して進退可能に設けられる第２可動板、および、
   前記第２可動板に取り付けられる第２エアバック、
   を有する第２拘束用エアバックモジュールを備え、
   前記制御部は、展開した前記第２エアバックが前記シートに着座する乗員の膝下部の前側と接触するように前記第２可動板の位置を制御し、展開した前記第１エアバックおよび展開した前記第２エアバックにより、乗員の膝下部を前後から挟んで拘束する、
   請求項３記載の乗員保護装置。
5. 前記第１拘束用エアバックモジュールは、
   前記制御部の制御に基づいて、前記第１可動板を、前記車両の前後方向へ駆動するアクチュエータを有する、
   請求項３または４記載の乗員保護装置。

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