JP6599872B2 - 能動的膝保護システム - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

［関連出願の相互参照］
本出願は２０１３年１２月３０日に出願された米国仮出願第６１／９２２，０７７号の利益を主張するものであり、その全体を参照することによりその開示を本願に援用する。本出願は、同様に、２０１４年１２月１日の出願日を有する同時係属中の米国出願第１４／５５７，３８５号の一部継続出願である。
［背景技術］
現在、ＳＵＶ及び軽量トラックにおいて、移動車両と歩行者との間の接触後において、脚損傷を軽減し、車両の下への歩行者の「滑り込み（ｓｕｂｍａｒｉｎｉｎｇ）」を防止することがしばしば難しい。これは、バンパの高さが高いタイプの車両が典型的であるからであり、また、車両外観の要求、オフロード性能のニーズ、及び他の因子のせいで、低い位置に固定式で取付けられるエネルギー吸収体をパッケージングする困難さによる。そのため、ＳＵＶ又は軽量トラックとの衝突中に、歩行者の下腿を検出し、捕捉し、支持するように設計された能動システムについての必要性が存在する。
［発明の概要］
本明細書で述べる実施形態の一態様において、車両用の能動的脚係合システムは、選択的に展開可能な脚係合部材を含む。

本明細書で述べる実施形態の別の態様において、車両用の脚係合システムが提供される。前記システムは、展開可能な脚係合部材を含み、脚係合部材が駆動前に格納位置に存在するように構築される。前記システムは、同様に、脚係合部材が、車両と歩行者との間の接触の前に、展開位置に移動可能であるように構築され、展開位置において、脚係合部材の少なくとも一部分は、車両のフロントバンパと車両が存在する走行表面との間に位置決めされる。

本明細書に組込まれ、その一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を示し、説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。

格納状態又は駆動前状態で示される、本明細書で述べる一実施形態による脚係合システムを含む車両のフロントエンドの一部の側面図である。 図１に示す脚係合システムの実施形態を示す、図１の車両のフロントエンドの下側の一部の斜視図である。 完全に展開した状態又は拡張した状態で示される、本明細書で述べる一実施形態による脚係合システムの概略図である。 完全に展開した状態又は拡張した状態で示される、本明細書で述べる一実施形態による脚係合システムの概略図である。 完全に展開した状態又は拡張した状態の脚係合システムの実施形態を示す、図１の側面図である。 本明細書で述べる一実施形態による脚係合システムのブロック図の概略図である。 本明細書で述べる別の実施形態による脚係合システムのブロック図の概略図である。 歩行者の脚に係合するため完全に展開した状態の、本明細書で述べる一実施形態による脚係合システムを示す概略図である。 車両内へのシステムの設置を容易にするため、脚係合システムの他の要素が取付けられてもよい脚係合システムハウジングの一実施形態の概略図である。 車両内へのシステムの設置を容易にするため、脚係合システムの別の実施形態の他の要素が取付けられてもよい脚係合システムハウジングの概略図である。 格納状態又は駆動前状態で示される、本明細書で述べる一実施形態による揺動型脚係合システムの概略図である。 図８Ａに示す揺動型脚係合システムの実施形態の概略図である。 格納状態又は駆動前状態で示される、本明細書で述べる別の実施形態による揺動型脚係合システムの概略図である。 図９Ａに示す揺動型脚係合システムの実施形態の概略図である。 格納状態又は駆動前状態で示される、本明細書で述べる別の実施形態によるエアバッグを含む揺動型脚係合システムの概略図である。 エアバッグが同様に駆動されている展開状態の、図１０Ａの揺動型脚係合システムの概略図である。 バンパ内に単一エアバッグを含む本発明の脚係合システムの概略図である。 バンパに近接にして又はバンパの背後に単一エアバッグを含む本発明の脚係合システムの概略図である。［発明の詳細な説明］ 同様の参照数字は、図面の幾つかの図全体を通して同様の部品を指す。更に、目標値が、本明細書で述べる種々の特徴の寸法について挙げられてもよいが、これらの値が製造公差のような因子によってわずかに変動してもよいこと、及び、同様に、こうした変動が、本明細書で述べる実施形態の企図される範囲内にあることが理解される。

図１〜７は、車両搭載式脚係合システム（全体的に１０で指定する）の種々の実施形態を示す。脚係合システムには、脚係合部材１２が組み込まれ、脚係合部材１２は、道路又は走行表面に対して所定の位置まで動くことができ、車両が歩行者に接触すると、又は、車両と歩行者との間の接触後にできる限り早急に、膝において、膝の下で、膝の上で、又はより一般的に膝に近接して歩行者の脚に係合する。特定の実施形態において、脚係合部材１２は、システムが展開されると、車両のバンパ９９の前に位置付けられた成人歩行者の、例えば、膝及び／又は脛骨の下側１／２に接触するように位置決めされる。脚係合部材１２の完全に展開した位置において、脚係合部材１２は、衝突が起こると車両の下への歩行者の「滑り込み」を抑制するのを補助する。本明細書で使用されるとき、用語「滑り込み」は、車両と歩行者の接触後の、移動車両のフロントバンパ及び／又は本体の下への歩行者又は歩行者の一部分の移動を指す。

図１〜５に示す実施形態において、脚係合システム１０は、可動エネルギー吸収脚係合部材１２を含む。一実施形態において、脚係合部材１２は、エアバッグを含んでもよく、エアバッグは、展開すると、三日月形である、かつ／又は、部材が展開状態にあるときに、脚係合部材のすぐ上に存在する車両フロントバンパの部分又は外形と同じ湾曲に実質的に追従するか又は同じ湾曲を有する。脚係合部材１２は、任意の適したエネルギー吸収材料、例えば、発泡材料、ポリマー、ゴム、シリコーン、１つ又は複数の金属材料等から形成されてもよい。脚係合部材１２は、同様に、膨張可能プラスチックバッグ、エアバッグ、膜又はレセプタクルから形成されてもよく、膜又はレセプタクルは、駆動信号に応答して、適したガス発生システム（例えば、レセプタクルに動作可能に結合されたスクイブ又はガス発生システム）又は他の膨張流体源（例えば、圧縮機の動作によってチャージされるリザーバに動作可能に結合された空気ライン）によって膨張してもよい。エアバッグ等の既知の拡張可能エネルギー吸収体が使用されてもよく、拡張可能エネルギー吸収体は、エアバッグが作動されると、バンパの周りの外形の少なくとも一部分を包むように本質的には設計される。米国特許第８，４０８，３５０号、第８，８６４，１６７号、第８，８４０，１４０号、第８，８０１，０３０号、第８，７６４，０５６号、第８，７１４，５８７号、第８，６９６，０１９号、第８，６２２，４１６号、第８，５００，１６１号、第８，１７２，０２７号、及び第８，５０５，９６９号は、その全体を参照することにより本願に援用され、本発明において企図される、既知のエアバッグ又は拡張可能エネルギー吸収体を例示するが制限しない。米国特許第８，８４０，１３８号、第６，４２２，６０１号、第６，８０５，３７７号、第６，６５９，５００号、第６，７４９，２１９号、第６，７５２，４２１号、第８，４１９，０５７号、第７，７３９，９５７号、及び第７，５９１，４８１号は、その全体を参照することにより援用され、本発明に従って企図される、火工式、貯留ガス、ハイブリッド、又は圧縮ガス発生器又は膨張器等のガス発生手段を例示するが制限しない。これらの同じ参照は、図１０Ａ〜１０Ｄにおいて述べる実施形態等の、本出願全体を通して述べられる実施形態に適用可能である。

特定の実施形態において、歩行者の脚に接触する部材の表面に沿う脚係合部材の高さ又は厚さを示す寸法Ｈは、脚係合部材において使用されるエネルギー吸収材料の型、走行表面と車両バンパとの間の利用可能な間隔、及び他の関連因子に応じて、２０〜１５０ミリメートルの範囲内にある。

本明細書で述べる実施形態において、脚係合システム１０は、能動的機構であり、脚係合部材１２が、ノーマル格納又は後退（すなわち、未展開）状態（図１及び２に示す）から、所定の条件又は条件のセットの発生に応答して歩行者の脚に係合するように設計された完全展開状態まで選択的に展開可能であることを意味する。完全展開位置は、車両と歩行者との接触の前に達せられる。

或る実施形態において、脚係合部材１２は、車両の一部分に脚係合部材１２を動作可能に結合させる１つ又は複数の入れ子式アーム１４の形態のアクチュエータ上に搭載される。図１〜５に示す実施形態は、２つの離間した入れ子式アーム１４を利用し、一方のアームは、部材のいずれかの端に近接して脚係合部材１２に接続される。しかし、任意の所望の数の入れ子式アームが使用されてもよい。同様に、アーム１４は、特定のアプリケーションの動作的、構造的、又は寸法的な要件に応じて、部材に沿って任意の所望の１つ又は複数の場所において脚係合部材１２に接続されてもよい。

図２Ａを参照すると、一実施形態において、アーム１４のそれぞれは、空気圧又は油圧ピストン及びシリンダ配置構成の形態である。ピストンロッド１４ａはピストン（図示せず）に取付けられて、ピストンと共に移動する。脚係合部材の一部分は、各ピストンロッド１４ａの端に取付けられる。既知の方法で、脚係合システム１０の駆動は、加圧済み流体をシリンダに導入し（又は、シリンダ内に流入させ）、その関連するシリンダの内部に沿うピストン１４ｂの移動をもたらす。例えば、圧縮機システムは、全体を参照することにより本願に援用される米国特許第７，５９１，４８１号に記載され例示されるように、圧縮済みガスを脚係合システムに提供するように設けられてもよい。ピストン１４ｂの移動は、ピストンに取付けられたロッド１４ａの移動を生じ、また同様に、ロッド１４ａの端に取付けられた脚係合部材１２の、脚係合部材の完全に展開した位置への対応する移動を生じる。

図２Ａは、ピストン及びシリンダ配置構成の形態の作動可能アーム１４を使用するシステムの一例を示す。アーム１４及び脚係合部材１２に加えて、システムのこの実施形態は、所定の基準に従って脚係合部材１２の展開を制御するためのアーム１４に結合したコントローラ２２、１つ又は複数の加圧式流体源、及び、（弁、ソレノイド等を含む）関連する流体流量制御機構（全体的に５１で指定される）を含み、流体流量制御機構は、コントローラ２２及びシリンダ１４に動作可能に結合し、所望されるときに加圧済み流体をアームに提供するように構築される。

アーム１４は、アームと平行な長手方向軸又はスラスト軸Ｐ１及びＰ２が脚係合部材１２の最終展開位置の方に向けられる又はそれに整列するように、そして、アームのストロークが作動されると脚係合部材１２を所望の完全に展開した位置になるよう移動させるように、構築され、配向され、車両に動作可能に結合されてもよい。

システム用の加圧式流体源（複数可）は、例えば、圧縮機の動作によってチャージされるリザーバ及び例えば米国特許第７，５９１，４８１号に記載される空気圧システム用の他の既知の要素；油圧システム用のリザーバ、ポンプ、及び他の既知の要素；図２Ｂに示すガス発生システム（例えば、既知のマイクロガス発生システムすなわちＭＧＧ（：ｍｉｃｒｏ−ｇａｓ ｇｅｎａｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ））９７；又は任意の他の適した流体源を含んでもよい。別個の加圧式流体源が各シリンダ１４に動作可能に結合されてもよい。代替的に、一般的な加圧式流体源がアーム１４の両方に結合されてもよい。

コントローラ２２は、車両に既に設置されたシステムコントローラであってよい、又は、コントローラは、専用脚係合システムコントローラであってよい。
脚係合システム１０は、適した１つ（又は複数）のセンサ２０から受信される信号によって、又は、コントローラ２０によって受信されるセンサ入力に応答してコントローラ２２から駆動されてもよい。センサ（複数可）は、車両の前にいる歩行者であって、本明細書で述べる動作範囲内の車両速度で車両と歩行者が接触する前に脚係合位置への脚係合部材の位置決めを可能にするのに少なくとも車両から十分な距離離れた歩行者の存在を検出するように構成される。使用されてもよいセンサの型は、車両の前の歩行者の存在を検出し、歩行者と車両との接触前にシステムが駆動されるための脚係合システム駆動信号を適時に生成するように構成される、既知のレーダ、ライダ、ビジョンセンサ、又は任意の他の適したセンサを含む。歩行者の存在を検出するために使用されるセンサ（複数可）２０は、脚係合システムコントローラ２２に動作可能に結合される、又は、適した制御信号を受信するとアームに加圧済み流体を供給するように構築されたガス発生システム等の要素に直接結合される、既存の車両センサ又は専用脚係合システムセンサであってよい。

別の実施形態（図示せず）において、入れ子式アーム１４はばね式である。アームは、脚係合部材１２の展開前に、（例えば、適したソレノイドを使用して）係脱可能ロックによって格納又は後退位置に維持される。適したばね部材が、構成され、アームに動作可能に結合されて、ロックの非アクティブ化又は解除によってアームを伸長又は展開位置に高速に付勢する。ロックは、コントローラから受信されたシステム作動信号によって非アクティブ化されてもよい。コントローラ信号は、歩行者との接触が差し迫っている可能性があることを示すセンサ手段（例えば、適したレーダ、ライダ、ビジョンシステム等）からの信号に応答して送出される。これは、ばね式アームが伸長し、脚係合部材１２が、車両と歩行者との接触前に、その完全に展開した位置に移動するようにさせる。ロックが非アクティブ化されると、アームは伸長し、それにより、脚係合部材１２を、その最終的な完全に展開した位置に位置決めする。脚係合部材１２は、その後の使用のために（例えば手動で）後でリセットしてもよい。

図８Ａ〜９Ｂを参照すると、他の実施形態において、脚係合部材１２は、脚係合部材を車両の一部分に動作可能に結合する１つ又は複数の揺動可能展開アーム１１４上に搭載される。図８Ａ〜９Ｂに示す実施形態は、２つの展開アームを利用し、１つのアームは、部材のそれぞれの端に近接して脚係合部材１２に接続される。しかし、任意の所望の数の展開アームが使用されてもよい。同様に、アーム１１４は、特定のアプリケーションの動作的、構造的、又は寸法的な要件に応じて、場所のうちの任意の所望の場所において脚係合部材に接続されてもよい。更に、アーム１１４は、ハウジング４０に又は車両の一部分（例えば、フレーム９０）に直接、回転可能に結合されてもよい。同様に、コントローラ２２及び任意の必要とされるセンサに加えて、図８Ａ〜９Ｂに示す実施形態の各実施形態は、任意の加圧式流体源、弁、電子コントロール、及び／又は、当技術分野で知られており、本明細書で述べる特定の実施形態を機能させるために必要とされる任意の他のコンポーネントを含んでもよい。

図８Ａ〜９Ｂに示す実施形態において、アーム１１４及びアーム１１４に取付けられた脚係合部材１２は、脚係合システムの駆動前に、先に述べたように格納状態で存在する。しかし、アーム１４に関して先に述べたように脚係合部材１２を展開するためアームの長手方向軸に沿って伸長し後退するのではなく、アーム１１４は、車両に動作可能に結合されて、車両に対して予め規定された弧に沿って揺動又は回転し、それにより、脚係合部材１２を展開する。

図８Ａは、格納状態又は駆動前の状態の揺動可能アーム及び脚係合部材１２を示す。図８Ａ〜８Ｂに示す実施形態において、システムが駆動した後、展開アーム１１４は、矢印ＭＭで示すように全体的に下方に揺動又は回転しながら、その格納位置から移動して、図８Ｂに示すように脚係合部材１２をバンパの下に位置決めする。

図９Ａは、システムの別の実施形態における、格納状態又は駆動前の状態の揺動可能アーム及び脚係合部材１２を示す。図９Ａ〜９Ｂに示す特定の実施形態において、システムが駆動した後、展開アーム１１４は、矢印Ｍ’Ｍ’で示すように全体的に前方でかつ下方に揺動又は回転しながら、その格納位置から移動して、図９Ｂに示すように、脚係合部材１２をバンパの下に位置決めする。

アーム１１４は、既知の任意の適したタイプの回転アクチュエータ（全体的に５５で指定する）、例えば、ステッピングモーター及び関連するセンサ及び／又は位置エンコーダ並びに他のハードウェア；ステッピングモーター及び関連するギア列、センサ、及び／又は位置エンコーダ並びに他のハードウェア；既知の流体パワー回転アクチュエータ及び関連ハードウェア；又は任意の他の適した回転アクチュエータに動作可能に結合されてもよい。こうしたアクチュエータは、種々のベンダーから入手可能である。別個の回転アクチュエータ５５が、アーム１１４のそれぞれに結合されてもよい、又は、両方のアームが、単一回転アクチュエータによって回転してもよい（図７Ａに示す）。使用される回転アクチュエータの型は、脚係合システムが位置決めされる車両サイズエンベロープ、脚係合部材１２及び回転アーム１１４の特定のデザインについてのトルク要件、及び他の関連因子のような因子に従って指定されることになる。

回転アクチュエータ（複数可）５５は、コントローラ２２に動作可能に結合される。コントローラから駆動信号を受信すると（また、本明細書の他の所で述べるように）、回転アクチュエータ（複数可）は、アーム１１４を下方に及び／又は所望の弧に沿って揺動させるように動作し、ついには、脚係合部材１２がその展開位置に達する。所望される場合、１つ又は複数の硬質停止部（図示せず）がアーム１１４に動作可能に結合されて、当技術分野で知られている方法でアームの回転運動を制限してもよい。

脚係合システムは、同様に、部材と接触状態の歩行者によって脚係合部材に加えられる反力に応答して脚係合部材１２を完全に展開した位置に維持するように構築される。アーム伸長を制御するため加圧済み流体を使用する一実施形態において、反力は、アーム内の加圧済み流体によって知られている方法で吸収されてもよい。

特定の実施形態（例えば、本明細書で述べるばね式アームを使用する実施形態）において、ロック用機構（図示せず）が、脚係合部材１２を展開した位置又は配向にロックするため脚係合システムに組込まれても（又は、動作可能に結合されても）よい。ロック用機構は、脚係合部材１２が完全に展開した位置に達すると自動的に係合してもよく、また、更なる使用のため脚係合部材１２の位置をリセットするために手動で係脱されてもよい。種々の既知の機構又は方法のうちの任意の機構又は方法が使用されて、脚係合部材１２を、展開した配向又は状態に維持してもよい。

一実施形態において、上述した脚係合システム１０は、車両の構造内に組込まれる。脚係合部材１２を展開するための機構は、製造中に車両に設置される車両コントローラ及び／又はセンサに動作可能に結合されてもよい。特定の実施形態において、脚係合部材１２は、車両バンパ内に形成されたキャビティの内部に収縮状態で格納されて存在する膨張可能部材である。センサ又はコントローラからの駆動信号は、脚係合部材１２の内部に動作可能に結合されたガス発生システムを始動させ、加圧済みガスを生成し、それにより、部材を膨張させる。展開後、脚係合部材１２は、膨張ガスが排気され、脚係合部材１２がその後の使用のためのバンパ内に再装填されるまで、膨張又は拡張状態のままであってもよい。急速作用ガス発生システムの使用は、車両センサ２０が車両のフロントに非常に接近している歩行者の検出に応答した後、脚係合部材１２の比較的高速な展開を可能にする。

歩行者と接触する前に脚係合部材１２を位置決めするために使用される特定の方法は、脚係合システムが設置されてもよい利用可能なエンベロープサイズ；脚係合部材が、通常の車両動作中に展開され後退されるか、又は歩行者との接触が差し迫っていると見なされるときにだけ展開されるか；（歩行者の検出から、歩行者との接触前の展開位置への脚係合部材の位置決めまでの）システムの応答時間；格納位置から展開位置までの脚係合部材の距離、及び他の関連因子等の因子によって決定されることになる。

揺動可能又は回転可能アーム１１４を使用する一実施形態において、アームは、（例えば、入れ子式構造を使用して）アームの長さの調整を可能にする、又は、ハウジング又は車両上のアームの旋回場所と脚係合部材１２が取付けられるアーム１１４上の場所との間の距離Ｄ９（図９Ｂに示す）の変動を可能にするように構築されてもよい。これは、本明細書の他の所で述べるように、脚係合部材１２の位置決め時の更なる柔軟性を提供する。

特定の実施形態において、脚係合システムは、ハウジング４０を含み、ハウジング４０に対して、脚係合システムの他のコンポーネント（例えば、脚係合部材１２、センサ（複数可）２０、コントローラ２２、入れ子式アーム１４、及び任意の関連する作動機構（図示せず）、並びに任意の他の所望のコンポーネント（複数可））が搭載されて、車両フレーム又は車両の別の適した部分に固着されてもよいモジュールを形成してもよい。ハウジングは、ハウジングへの脚係合システムコンポーネントの搭載、並びに、コンポーネントのそれぞれに関して位置及び配向の固定を可能にして、脚係合システム設置及びシステムの適切な動作を容易にする。ハウジングは、同様に、脚係合システムが既存の車両上でより容易に改造されることを可能にする。適したスペーサ又は搭載ブラケット（図示せず）等の搭載補助具が、同様に使用されて、ハウジングを所与の車両に取付けるのを補助してもよい。

図７は、ハウジング４０であって、ハウジング上に他の脚係合システムコンポーネントを搭載するのに適した、ハウジング４０の一実施形態の概略図である。図７に示す実施形態において、ハウジング４０は、第１の部分４０ａ、及び、第１の部分と結合すると第１の部分に対して摺動可能である、又は、その他の方法で位置的に調整可能であるように構築された第２の部分４０ｂを含む。図示する実施形態において、第１及び第２の部分４０ａ及び４０ｂは、（車両に搭載されると、車両の前後軸に垂直に延在する）ハウジングの幅Ｗが調整されることを可能にし、所定の位置に固定されるハウジングの部分が所望の幅寸法を維持することを可能にするように構築される。ハウジング幅のこの調整可能性は、種々のサイズの車両フレームに対するハウジングの取付けを容易にする。ハウジング部分４０ａ及び４０ｂが互いに対して所定の位置に固定された後、脚係合システムの他の要素は、締結具、溶接、又は任意の他の適した１つ又は複数の方法を使用して、ハウジング部分に取付けられてもよい。ハウジングは、他の適した１つ又は複数の材料（例えば、金属材料、ポリマー等）から形成されてもよい。入れ子式アーム１４は、図示するようにまた本明細書で述べる実施形態のうちの１つの実施形態に従ってハウジング部分に取付けられてもよい。

図７Ａは、図７と同様の概略図であり、揺動可能又は回転可能アーム１１４がハウジング４０に取付けられる一実施形態を示す。図７Ａに示す実施形態において、アーム１１４は、ハウジング部分４０ａ及び４０ｂに回転可能に取付けられて示される。アーム１１４は、アーム及びハウジング４０に（又は、車両に直接）動作可能に結合された単一回転アクチュエータ５５によって回転される。代替的に、アーム１１４のそれぞれは、別個の回転アクチュエータに動作可能に結合されてもよい。

更に、脚係合システムの他の要素は、ハウジング部分４０ａ及び４０ｂを互いに対して所定の位置に固定する前に、ハウジング部分に取付けられてもよい。これは、ハウジング幅Ｗが、特定のアプリケーションの要件に応じて、また、他のシステム要素が既に取付けられた状態で、特定の車両の所定の部分に取付けるために調整されることを可能にする。

別の実施形態において、ハウジング４０は、調整不可幅Ｗを有する単一の一体構造として形成される。幅寸法Ｗは、フレーム又は特定の車両デザインの所定の部分に対するハウジングの搭載を容易にするために指定される。

本明細書で述べるように、本明細書で述べる動作モードの１つ又は複数に従って、モジュールは、既存の車両コントローラ及び／又はセンサを組込むか又はそれに動作可能に結合してもよく、或は、モジュールは、内蔵式であり、車両と歩行者との間の接触の前に脚係合部材１２を作動するように構成されるそれ自身のコントローラ及び／又はセンサ（複数可）を組込んでもよい。

特定の実施形態において、脚係合システムは、脚係合システムの種々のコンポーネントの最終的な位置及び／又は配向が、コンポーネントが搭載される車両の部分に対して調整可能であるように構築される。例えば、シリンダ１４は、調整可能ストロークシリンダであってよい。こうしたシリンダは、当技術分野で知られており、種々の供給業者の任意の供給業者、例えば、イリノイ州マチェスニーパーク（Ｍａｃｈｅｓｎｅｙ Ｐａｒｋ，ＩＬ）のＴＲＤ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，Ｉｎｃ．から入手可能である。

同様に、シリンダ１４が、本明細書で述べるようにハウジング４０に取付けられる場合、各シリンダの一部分は、関連するハウジング部分に回転可能に取付けられて、特定のアプリケーションの要件に応じてハウジングに対するシリンダの角度配向の調整を可能にしてもよい。シリンダは、回転可能接続部を中心に旋回して、所望の角度配向を提供し、その後、ピン、締結具、又は任意の他の適した固定機構を使用してこの配向に固定されてもよい。代替的に、車両フレームに対するシリンダの回転可能性は、車両フレームに対するシリンダの直接的な回転可能な取付けによって提供されてもよい。代替的に、車両フレームに対するシリンダの回転可能性は、フレームであって、フレームに結合されるとフレームに対して回転するようシリンダが構築されてもよい、フレームに対する適したブラケットの取付けによって提供されてもよい。これは、シリンダを別個のハウジング上に搭載する必要性なしに、車両フレームに対するシリンダの配向の調整を可能にする。

更に、シリンダ１４が本明細書で述べるようにハウジング４０に取付けられる場合、シリンダは、ハウジングの関連部分に搭載されて、入れ子式アームの伸長軸（図２の軸Ｐ１又はＰ２）に沿うハウジングに対するシリンダの摺動可能移動を可能にしてもよい。シリンダ本体は、特定のアプリケーションの要件に応じてハウジングに沿って摺動可能に位置決めされ、その後、ピン、締結具、又は任意の他の適した固定機構を使用して所与の位置に固定されてもよい。代替的に、車両フレームに対するシリンダの摺動可能性は、フレームであって、フレームに結合されるとシリンダがフレームに沿って摺動するように構築されてもよい、フレームに対する適したブラケット又は他のハードウェアの取付けによって提供されてもよい。これは、シリンダを別個のハウジング上に搭載する必要性なしに、展開軸に沿うシリンダの場所の調整を可能にする。

更に、脚係合部材１２は、シリンダ１４又はアーム１１４の端に（例えば、ピンを使用して）回転可能に接続されて、歩行者によって与えられる予想経路に対して、また部材の最終的な展開位置に従って、脚係合部材１２の角度配向の調整を可能にしてもよい。脚係合部材１２は、必要に応じて配向され、任意の適した方法を使用して所望の配向で固定されてもよい。

システムの他の部分は、同様に、システムの駆動後に、脚係合部材１２の完全に展開した位置が達成されることを保証しながら、車両内でのシステムの設置に関する柔軟性を提供するように位置的に及び／又は回転可能に調整可能であってよい。より具体的には、述べる調整可能性は、車両に対するシステムコンポーネントの位置決め及び取付けの柔軟性を提供して、脚係合部材１２が、完全に展開すると、本明細書で述べる寸法範囲によって規定されるように、車両バンパに対して場所Ｄ２に、また、走行表面に対して場所Ｄ１に存在することを保証する。

１つの動作モードにおいて、脚係合システム１０は、１回の駆動のために構成される。システムは、ユーザ又はサービスセンタによって、その後の使用のために手動でリセット又は再構成されなければならない。こうした実施形態の一例は、ガス発生システム（例えば、適したマイクロガス発生器すなわちＭＧＣ）がアーム１４の作動のために加圧式流体源を提供する図２Ｂに示される。システムの１回の駆動及び脚係合システムの展開後に、ガス発生システムは、サービスセンタによって置換されなければならない。

別の動作モードにおいて、脚係合システム１０は、自動的にリセット可能であり、また、再使用可能である（すなわち、システムは、システムをリセットするユーザによる行為を必要とすることなくリセット可能である）。こうした実施形態の一例は、シリンダ１４内のピストンのいずれかの側に対する流体流量が、シリンダ１４の所定の部分に対する流体流量を制御する弁５１に対するコントローラ２２の動作によって制御される図２Ａに示される。ピストン１４ｂのいずれかの側に対する加圧済み流体の方向は、アーム１４の伸長及び後退を、既知の方法で制御する。

図１〜３を参照すると、脚係合システムが駆動する前に、脚係合部材１２は、車両の下側に沿って後退又は非展開状態で格納される。これは、車両がオフロードで又はでこぼこの道路表面に沿って運転されるとき、脚係合部材と走行表面Ｒとの接触を抑制する。脚係合システム１０は、同様に、脚係合部材が格納位置（図１及び２に示す）にあるときに車両の長さを増加させないように構築され設置される。

システムの駆動の前の脚係合部材１２の道路表面の上の高さは、一般的には、車両製造業者によって指定されることになり、また、先に述べたように、システムストローク長、脚係合システムの位置決め及び／又は設置を左右する任意のパッケージング制約、脚係合部材１２が格納されるときの車両の意図される使用、及び、展開したときの道路表面の上の脚係合部材１２の高さＤ１が動作有効性について所望の範囲内にあることを保証するための他の関連因子に従って設定されてもよい。しかし、本明細書で述べる実施形態において、駆動前の（すなわち、格納状態における）走行表面からの脚係合部材１２の距離は、展開したときの走行表面からの脚係合部材１２の距離Ｄ１より常に大きいことになる。

特定の実施形態において、脚係合システム１０は、脚係合部材１２が格納状態にあるときに脚係合部材１２全体が、図３に示す平面Ｂ１によって規定される、車両バンパの下側縁によって規定される平面の上に位置決めされるように構築される。これは、脚係合部材１２が格納位置にあるときにバンパの下に延在する脚係合部材１２の部分に起因し得る空気力学的抗力を減少させるのを補助する。

特定の実施形態において、脚係合部材が完全に展開しロックされた状態にあるときの脚係合部材１２の道路表面の上の高さを示す寸法Ｄ１は、１５０〜９３０ミリメートルの範囲内にある。

図３を参照すると、寸法Ｄ２は、脚係合部材が完全に展開しロックされた状態にあるときの、フロントバンパ２０の最も前の表面を通る垂直平面Ｐからの、脚係合部材１２の最も前の表面Ｆを通る垂直平面Ｇの距離を示す。そのため、バンパ９９の外形に追従する脚係合部材１２において、表面Ｆを通りバンパの外形に追従する平面Ｐと、表面Ｆを通り脚係合部材の外形に追従する平面Ｇとの間の距離は、脚係合部材の全長に沿って一定又は実質的に一定であることになる。バンパ平面Ｐからの脚係合部材１２の最も前の接触面の距離Ｄ２は、異なるバンパ及び車両デザインにおける動作要件に対処するために調整される必要があってもよい。或る実施形態において、（例えば図２Ａに示すように）平面Ｇに関する平面Ｐの共平面性又は実質的な共平面性を達成することが望ましい場合がある。特定の実施形態において、脚係合部材平面Ｇは、脚係合部材１２が完全に展開しロックされた状態にあるときに＋／−５０ミリメートルの範囲内で平面Ｐと同一平面上にある。

本明細書で述べるように、展開可能アーム１４は、脚係合システム１０の駆動後の所望の所定の時間内で脚係合部材１２を格納位置（図１及び２に示す）から図３に示す完全に展開した位置まで移動させるように構築される。一実施形態において、アーム１４は、車両と歩行者との間の接触が差し迫っていると見なされるときだけ、脚係合部材１２を位置決めするように駆動される。こうした場合、脚係合部材１２は、比較的高速に展開されなければならず、また、使用されるものは、車両と歩行者との間のあらゆる接触の前に脚係合部材１２を所望の脚係合位置に位置決めすることが可能であるべきである。特定の実施形態において、システムは、センサ又はコントローラからの作動信号の受信の３００ミリ秒以内に脚係合部材１２を所望の脚係合位置に位置決めするように構成される。以下で提供される図１０Ａ〜１０Ｄの議論に加えて、エアバッグ１１２等の拡張可能エネルギー吸収デバイスがこの実施形態により展開されてもよく、それにより、脚係合部材１２が３００ミリ秒以内に歩行者の脚（複数可）に接するように位置決めされるだけでなく、歩行者の脚が脚係合部材１２に衝突するときにより軟質クッション（例えば、図１０Ｂに示すエアバッグ１１２）を提示するために作動又は展開されることが認識されるであろう。

別の実施形態において、システムは、車両が０〜１０ＭＰＨ以内の速度で走行しているとき、また同様に、車両が２５ＭＰＨを超える速度で走行しているとき脚係合部材１２が格納位置に存在するように構成される。アームは、車両が１０ＭＰＨを超える速度に達すると展開して、脚係合部材１２をその脚係合位置に位置決めし、また、車両が２５ＭＰＨを超える速度に達すると格納状態に戻る。この動作モードにおいて、所望される場合、脚係合部材１２は、歩行者との差し迫っている接触について必要とされるのに比べてゆっくりと展開されてもよい。この実施形態のために、コントローラは、車両速度を測定又は計算するために使用可能な任意のセンサ又は他の手段（例えば、速度計又はホイール速度センサ）に動作可能に結合されてもよい。脚係合部材１２が展開される間にわたる車両速度の特定の範囲は、車両製造業者によって決定されてもよい。

別の特定の実施形態において、システムは、車両と歩行者との間の接触が差し迫っていると見なされるとき、しかし車両が所定の範囲内の（例えば、１０ＭＰＨと２５ＭＰＨとの間（両端を含む）の）速度で移動しているときだけ、脚係合部材１２を所望の位置に展開するように構成される。

特定の実施形態において、システムは、脚係合システム１０が、或る条件下で（例えば、オフロード運転中、スノープラウが車両のフロントに取付けられるとき、又は任意の他の特定の車両使用の場合）無効にされることを可能にするシステム無効手段又は無効化手段を備える。一実施形態において、無効化手段は、ユーザが脚係合システム１０を切離すことを可能にする客室内のスイッチ又はボタンを備える。別の実施形態において、無効化手段は、ハウジング４０に取付けられるか又は車両フード（図面においてＶＨとラベル付けされる）の下に設けられ、また同様にユーザによって操作可能なスイッチを備える。無効化手段の操作は、脚係合システムがオンされるか又は再び有効にされるまで、駆動信号が作動用アーム１４に全く送信されないことをコントローラに合図するか又はその他の方法でアーム１４への駆動信号の送信を遮断してもよい。

図４は、通常は格納状態にあり、車両と歩行者との間の差し迫った接触の検出に応答して展開される脚係合システムのブロック図である。この実施形態において、脚係合システム１０に組込まれるか又は脚係合システム１０に動作可能に結合される１つ又は複数のセンサ２０は、車両のフロントにおける歩行者の存在を検出する。センサ信号は、コントローラ２２に送信され、コントローラ２２は、所定の脚係合システム駆動プロトコルに従ってセンサ信号を処理又は評価する。信号処理の結果に応答して、コントローラは、駆動信号を生成し、駆動信号は、アーム１４又は任意の関連する流体制御機構に送信され、車両と歩行者との間の接触前に脚係合部材１２を展開するためのアーム１４の作動をもたらす。

図５に示す代替の実施形態において、アーム１４は、センサからアーム１４に又は関連する流体制御機構に直接送出される信号に応答して駆動される。センサ又は適したコントローラからの信号は、ピストン及びシリンダ配置構成を作動させるガス発生器を駆動する。ピストンロッドは、その後、シリンダから伸長して、脚係合部材１２を展開する。他の展開方法が同様に企図される。使用される任意の展開機構は、駆動信号に応答して、車両と歩行者との間の接触前に完全な展開を保証するのに十分に高速に脚係合部材１２を展開できるべきである。

図６を参照すると、脚係合システム１０の一実施形態は、車両搭載式歩行者安全システムに組込まれてもよい。図６は、車両に設置されたこうした安全システムの例示的な一実施形態の概略図を示す。図６において、本明細書で述べる一実施形態による脚係合システム１０は、先に述べたように、フロントバンパの下で及び／又はその背後で車両９に固定されてもよい。駆動されると、システムの脚係合部材１２は、先に述べたように、矢印Ｚで示す方向に車両のフロントに向かって、歩行者の下腿が係合され得る位置まで展開する。

同様に、図６を見てわかるように、脚係合システムが完全に展開されると、脚係合部材１２は、バンパ９９及び／又は接触中に歩行者の身体下側に係合するように設計された他の車両特徴部を補完するか又はそれと連携して作用して、脚を複数の場所で支持し、ヒップ領域から下方に脛骨まで（脛骨を含む）の脚の整列を維持するのを補助する。例えば、バンパ９９及び／又は他のフロント搭載式車両特徴部は、下方に膝関節まで（膝関節を含む）の脚を支持するように設計されてもよい。膝の下の脚の部分に係合して、脚のこの部分が車両のフロントの下に押込まれるのを抑制するのに役立つことによって、展開した脚係合部材１２は、膝における脚の過剰な屈曲を抑制するのに役立ち、それが、膝靭帯に対する損傷を低減するのを補助する。

脚係合システム１０は、先に述べたようにプロセッサ又はコントローラ（ＥＣＵ２２）と通信状態にあるセンサ２０と動作可能な通信状態にあってよい。コントローラは、アーム１４のそれぞれに動作可能に結合されたガス発生システム又は別の加圧式流体源を制御する弁の作動を合図する、既知のアルゴリズムを実装する。先に述べたように、アーム１４のそれぞれに動作可能に結合された加圧式流体源（複数可）の駆動及び／又は制御は、任意の所望の基準、例えば、車両と歩行者９８との実際の又は差し迫った接触の検出、及び／又は任意の他の所望の基準に基づいてもよい。

図１０Ａ及び１０Ｂにおいて例示される更に別の実施形態において、エアバッグ１１２が脚係合部材１１０内のエネルギー吸収体１１２として設けられてもよいことが見てわかる。ガス発生器又はガスリザーバ１１７は、エアバッグ１１２を膨張させる膨張ガスを提供するために設けられてもよい。当技術分野で知られているように、アルゴリズムは、上述したＥＣＵ１２２と協働してもよく、同じように歩行者検知手段１２０から信号を受信すると、既知のセンサによる歩行者の検出に基づいてエアバッグが同様に作動されてもよく、エアバッグは、車両のフロント部分又はバンパと即座に衝突することになる。当技術分野で知られているように、ガス発生手段１１７は、例えば、火工式膨張器又はガス発生器、貯留ガス膨張器、ハイブリッド膨張器、又はポンプからの圧縮式ガス源であってもよい。当技術分野で知られているように、ガス発生器１１７は、歩行者検知手段１２０に応答するＥＣＵ１２２と電子的に通信し、それにより、ガス発生器１１７を作動させてもよい、したがって、エアバッグ又はエネルギー吸収体１１２を膨張させてもよい。エネルギー吸収体１１２が当技術分野で知られているエアバッグであってよい、又は、エネルギー吸収体１１２が当技術分野で同様に知られている拡張可能プラスチックであってよいことが認識されるであろう。現在のとこと企図されるように、エアバッグ又は拡張可能プラスチックエネルギー吸収体１１２は、本明細書で述べるように、歩行者保護のために使用された後、再調整又は置換されなければならない。

図１０Ｃを参照すると、また、本発明の更に別の実施形態において、単一のエアバッグ、拡張可能プラスチックデバイス、又はエネルギー吸収デバイス１１２は、バンパ内に格納され、バンパ上の弱化部分１１５を通して解放されてもよい。図１０Ａ及び１０Ｂに示す実施形態の場合と同様に、エアバッグ又は拡張可能プラスチックは、ガス発生器１１７との流体連通によって作動され、ガス発生器１１７は、歩行者が検出されると又はより一般的には所定の条件が満たされると作動される。やはり、例えば、歩行者センサと電子通信状態にある、既知のＥＣＵが使用されて、膨張器１１７を作動させ、その後、エアバッグ又は拡張可能プラスチック１１２を作動させてもよい。代替的に、同様に図１０Ｄに概略的に示すように、単一のエアバッグ又は拡張可能プラスチックエネルギー吸収デバイス１１２は、バンパ９９の背後に格納され、また、エアバッグが、膨張し、バンパの周りに外形付けられる展開経路に追従して、近づいてくる歩行者の下腿を保護するようにパッケージングされてもよい。エアバッグ１１２の計画される展開経路は、バンパの背後のエアバッグの位置から、点線で示され、ＤＰと注記を付けられる。

本明細書で利用されるとき、用語「ほぼ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」、「約（ａｂｏｕｔ）」、「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」、及び同様な用語は、本開示の主題が関連する当業者による一般的でかつ受入れられる使用と協調して広い意味を有することを意図される。これらの用語が、或る特徴の説明が、これらの特徴の範囲を、規定される厳密な数値範囲に制限することなく述べられることを可能にすることを意図されることが本開示を検討する当業者によって理解されるべきである。したがって、これらの用語は、述べられる主題の非実質的な又は重要でない修正又は変更が本発明の範囲内にあると考えられることを示すものとして解釈されるべきである。

種々の実施形態を述べるために本明細書で使用される用語「例示的な（ｅｘｅｍｐｌａｒｙ）」が、こうした実施形態が、考えられる実施形態の考えられる例、代表、及び／又は例証であり、また、こうした用語が、こうした実施形態が必ず桁外れの又は最上級の例であることを暗示することを意図されないことを示すことを意図されることが留意されるべきである。

本明細書で使用される用語「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」、「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、及び同様なものは、２つの部材を互いに直接に又は間接に結び付けることを意味する。こうした結び付けは、固定（例えば、永久的）又は可動（例えば、取外し可能又は解除可能）であってよい。こうした結び付けは、２つの部材又は２つの部材と任意の更なる中間部材が互いに単一の一体型ボディとして一体形成されることによって、又は、２つの部材又は２つの部材と任意の更なる中間部材が互いに取付けられることによって達成されてもよい。

要素の位置に対する本明細書における参照、例えば、「上部（ｔｏｐ）」、「下部（ｂｏｔｔｏｍ）」、「の上（ａｂｏｖｅ）」、「の下（ｂｅｌｏｗ）」等は、図において種々の要素の配向を述べるために使用されるだけである。種々の要素の配向が他の例示的な実施形態に応じて異なってもよいこと、及び、こうした変動が、本開示によって包含されることを意図されることが留意されるべきである。

種々の実施形態の先の説明が単に例証のためのものであることが理解されるであろう。したがって、本明細書で開示する種々の構造的及び動作的特徴は、多数の修正を受け、その修正はいずれも、添付特許請求の範囲から逸脱しない。

Claims (17)

1. 脚係合部材と、
   前記脚係合部材内に格納された拡張可能エネルギー吸収デバイスとを備え、
   前記拡張可能エネルギー吸収デバイスは、センサが歩行者を検出すると作動するエアバッグであり、
   前記脚係合部材は、駆動前に格納位置に存在するように構築されており、
   前記脚係合部材は、車両と歩行者との間の接触前に、前記歩行者が前記車両のフロントバンパの前に位置付けられるときに前記エアバッグを歩行者の脚に係合させるための展開位置に移動可能である、脚係合システム。
2. 前記車両の前記フロントバンパの前に前記歩行者を検出すると、前記脚係合部材を前記展開位置に移動させるように構成されている、請求項１に記載の脚係合システム。
3. 前記車両の速度が所定の第１の速度を超えると前記脚係合部材を前記展開位置に移動させ、所定の第２の速度を超えると前記格納位置に引込めるように、構成されている、請求項１に記載の脚係合システム。
4. 前記拡張可能エネルギー吸収デバイスは、火工品タイプのガス発生器によって作動される、請求項１に記載の脚係合システム。
5. 前記拡張可能エネルギー吸収デバイスは、圧縮ガス又は貯留ガスによって作動される、請求項１に記載の脚係合システム。
6. 前記第１の速度は１０マイル／時間である、請求項３に記載の脚係合システム。
7. 前記第２の速度は２５マイル／時間である、請求項３に記載の脚係合システム。
8. 脚係合部材と、
   前記脚係合部材内に格納された拡張可能エネルギー吸収デバイスと、
   車両の一部分に動作可能に結合された少なくとも１つのアームと、
   を備え、
   前記拡張可能エネルギー吸収デバイスは、センサが歩行者を検出すると作動するエアバッグであり、
   前記少なくとも１つのアームは、前記脚係合部材を格納位置から、前記エアバッグを歩行者の脚に係合させるための展開位置に移動され又は前記展開位置から前記格納位置に移動されるように回転可能なアームである、
   脚係合システム。
9. 前記少なくとも１つのアームは、一対の離間したアームである、請求項８に記載の脚係合システム。
10. 前記少なくとも１つのアームは、ピストン及びシリンダ装置からなるアームである、請求項８に記載の脚係合システム。
11. 前記ピストン及びシリンダ装置は、ストロークを調整することができるピストン及びシリンダ装置である、請求項１０に記載の脚係合システム。
12. 前記少なくとも１つのアームを回転させる少なくとも１つの回転アクチュエータを更に備える、請求項１１に記載の脚係合システム。
13. 前記車両の一部分に前記少なくとも１つのアームを取付けるために構築された前記ハウジングの幅を調整することができるハウジングを更に備え、前記少なくとも１つのアームは前記ハウジングに動作可能に結合される、請求項８に記載の脚係合システム。
14. 前記脚係合部材が前記展開位置に存在しているときに、前記脚係合部材の少なくとも一部分は前記車両のフロントバンパと前記車両が存在する走行表面との間に位置決めされ、
    前記脚係合部材が前記格納位置に存在しているときに、前記脚係合部材のどの部分も、前記フロントバンパと前記走行表面との間に存在しないように構築されている、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の脚係合システム。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の脚係合システムを含む歩行者安全システム。
16. 請求項１５に記載の歩行者安全システムを含む車両。
17. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の脚係合システムを含む車両。

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