JP4904941B2

JP4904941B2 - 車両の乗員保護装置および乗員保護方法

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Publication number: JP4904941B2
Application number: JP2006173846A
Authority: JP
Inventors: 真希佐野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2026-06-23
Also published as: US20070296192A1; DE602007002016D1; EP1870297A1; US7669897B2; EP1870297B1; JP2008001275A

Description

本発明は、車両の前面衝突時に乗員下肢を拘束することにより乗員を保護するようにした車両の乗員保護装置および乗員保護方法に関する。

従来の車両の乗員保護装置としては、前面衝突時に乗員下肢と前方車体部材との間で展開する下肢エアバッグで、乗員の頭部と大腿部との間で展開する頭部エアバッグを押圧することにより、乗員頭部の拘束を早めて乗員の運動エネルギー吸収量を増大できるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平２００６−７６４１８号公報

しかしながら、かかる従来の車両の乗員保護装置は、衝突時に乗員下肢の位置が制御されない状態で下肢エアバッグが展開するので、下肢エアバッグと接触する下肢の部位や位置によっては、頭部エアバッグによる乗員の拘束力が低下してしまう恐れがある。

そこで、本発明は、車両の前面衝突時に下肢の拘束位置を制御して、乗員の頭部保護をより確実に行えるようにした車両の乗員保護装置および乗員保護方法を提供するものである。

本発明の車両の乗員保護装置は、車両の前面衝突時に乗員の頭部を保護する保護手段を備えた車両の乗員保護装置であって、前面衝突時に乗員の大腿部と脛部との成す角度θ１を制御しつつ拘束する膝角度制御手段と、前面衝突時に乗員の腰部と大腿部との成す角度θ２を制御しつつ拘束する腰角度制御手段と、前面衝突時に乗員の股関節回転中心を通る前後方向軸線と大腿部との成す角度θ３を制御しつつ拘束する股角度制御手段と、を備え、前記膝角度制御手段、前記腰角度制御手段および前記股角度制御手段は、車両の前面衝突時に股角度制御手段、腰角度制御手段、膝角度制御手段の順に作動することを最も主要な特徴とする。

また、本発明の車両の乗員保護方法は、車両の前面衝突時に乗員の頭部を保護する保護手段を備えた車両の乗員保護方法であって、前面衝突時に、膝角度制御手段によって乗員の大腿部と脛部との成す角度θ１を制御しつつ拘束し、腰角度制御手段によって乗員の腰部と大腿部との成す角度θ２を制御しつつ拘束し、かつ、股角度制御手段によって乗員の股関節回転中心を通る前後方向軸線と大腿部との成す角度θ３を制御しつつ拘束する際に、前記膝角度制御手段、前記腰角度制御手段および前記股角度制御手段を、股角度制御手段、腰角度制御手段、膝角度制御手段の順に作動させることを特徴とする。

本発明の車両の乗員保護装置および乗員保護方法によれば、車両の前面衝突時に膝角度制御手段、腰角度制御手段および股角度制御手段がそれぞれ作動して、乗員の大腿部と脛部との成す角度θ１、乗員の腰部と大腿部との成す角度θ２および乗員の股関節回転中心を通る前後方向軸線と大腿部との成す角度θ３をそれぞれ制御しつつ拘束することができる。

つまり、前記角度θ１、前記角度θ２および前記角度θ３を制御することにより、乗員の上半身が車両前方に大きく屈曲しないように全体的な着座姿勢を安定化させて拘束できるようになり、乗員の車両前方に存在する保護手段による乗員の頭部の保護を確実に行うことができる。
また、膝角度制御手段、腰角度制御手段および前記股角度制御手段は、車両の前面衝突時に股角度制御手段、腰角度制御手段、膝角度制御手段の順に作動するようにしたので、股角度θ３を決定した状態で腰角度θ２を決定し、その後に膝角度θ１を決定できるので、乗員の下肢位置を安定させた後に大腿部を拘束させることが可能となり、拘束時の乗員への負担を軽減することができる。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

図１〜図９は本発明にかかる車両の乗員保護装置および乗員保護方法の第１実施形態を示し、図１は本発明の乗員保護装置を適用した車両の側面図、図２は乗員保護装置の配置状態を示す車室前部の側面図、図３は乗員の着座状態の平面図であり、図４は膝角度制御手段および腰角度制御手段の具体構造を示す斜視図、図５は膝角度制御手段に用いられるヒンジ部の分解斜視図である。

また、図６は本発明の乗員保護装置を制御するフローチャートを示す説明図、図７は乗員保護装置の作動手順を（ａ）〜（ｄ）に順を追って示す車室前部の側面図であり、図８は乗員保護装置を制御した際の膝角度θ１，腰角度θ２，股角度θ３の変化を従来と比較して示す角度変化特性図、図９は前面衝突時に乗員の股関節に作用する接触圧力を従来と比較して示す特性図である。

本実施形態の車両の乗員保護装置１０は、図１に示すように自動車１の前席２に着座した乗員Ｍを前面衝突から保護するようになっており、この乗員保護装置１０は同図中Ａ部に示す部分に適用され、車両前部（フロントコンパートメントＦ・Ｃ）に配置した減速度センサ若しくは圧力センサ等の衝突検知センサ１１で検出する前面衝突信号に基づいて、前席２下方に配置したコントローラ１２によって制御するようになっている。

また、本実施形態では図２に示すように、自動車１の前面衝突時に乗員Ｍの頭部Ｍｈを保護する保護手段としてのエアバッグ３を備えており、このエアバグ３は、ステアリングホイール４の中心部に折り畳まれて格納され、前面衝突時に図示するように膨張・展開して、頭部Ｍｈがステアリングホール４に干渉する際の衝撃を緩和するようになっており、また、前席２には３点式シートベルト装置５０が設けられる。

そして、本実施形態の前記乗員保護装置１０は、図２に示すように前面衝突時に乗員Ｍの大腿部Ｍｔと脛部Ｍｓとの成す角度（膝角度）θ１を制御しつつ拘束する膝角度制御手段２０と、前面衝突時に乗員Ｍの腰部Ｍｗと大腿部Ｍｔとの成す角度（腰角度）θ２を制御しつつ拘束する腰角度制御手段３０と、図３に示すように前面衝突時に乗員Ｍの股関節回転中心Ｔｏを通る前後方向軸線Ｐｍと大腿部Ｍｔとの成す角度（股角度）θ３を制御しつつ拘束する股角度制御手段４０と、を備えている。

また、本実施形態の乗員保護方法は、前面衝突時に、膝角度制御手段２０によって乗員Ｍの大腿部Ｍｔと脛部Ｍｓとの成す膝角度θ１を制御しつつ拘束し、腰角度制御手段３０によって乗員Ｍの腰部Ｍｗと大腿部Ｍｔとの成す腰角度θ２を制御しつつ拘束し、かつ、股角度制御手段４０によって乗員Ｍの股関節回転中心Ｔｏを通る前後方向軸線Ｐｍと大腿部Ｍｔとの成す股角度θ３を制御しつつ拘束するようにしている。

前記膝角度制御手段２０は、図２に示すように大腿部Ｍｔの膝側先端部の上面および脛部Ｍｓの膝側先端部の前面を拘束する膝部拘束パッド２１を備え、この膝部拘束パッド２１はインフレータ２２で発生するガス圧で突出するシリンダ装置２３を介してステアリングメンバ５に取り付けてある。

前記膝部拘束パッド２１は、図５に示すように大腿部Ｍｔの膝側先端部の上面および脛部Ｍｓの膝側先端部の前面に略沿ってＬ字状に形成された固定部材２４と、この固定部材２４の内側に取り付けたクッション材２５と、を備え、固定部材２４はヒンジ部２６を介して上下回動可能に前記シリンダ装置２３に取り付けられる。

前記ヒンジ部２６の詳細な構造は、図５に示すように固定部材２４の前面に結合されるΩ字状の取付ブラケット２６ａと、シリンダ装置２３のロッド２３ａ先端に結合されて前記取付ブラケット２６ａの両端に嵌合されるコ字状の連結ブラケット２６ｂと、前記取付ブラケット２６ａ内に嵌合されて両端部が前記連結ブラケット２６ｂにボルト２６ｃで結合される断面略三角状の軸部材２６ｄと、を備えている。

また、前記軸部材２６ｄと前記取付ブラケット２６ａの底部との間に中空三角状の緩衝部材２６ｅを介在させて、ヒンジ部２６に所定以上の上下方向回動力が作用した際に、この緩衝部材２６ｅが潰れてエネルギーを吸収できるようになっている。

前記膝部拘束パッド２１を備えた膝角度制御手段２０は、車両前面衝突時にその膝部拘束パッド２１を脛部Ｍｓの膝側先端部の前面に接触させた後、上下方向へ若干回動することにより大腿部Ｍｔの膝側先端部の上面に接触させ、膝部角度θ１を制御するようになっている。

前記腰角度制御手段３０は、図２，図４に示すように脛部Ｍｓを車両後方に所定量変位させる脛部拘束エアバッグ３１によって構成される。

前記脛部拘束エアバッグ３１は、脛部Ｍｓの前面に接触する前拘束部としての前拘束エアバッグ３２と、脛部Ｍｓの後面に接触する後拘束部としての後拘束エアバッグ３３と、を備え、これら前・後拘束エアバッグ３２，３３で脛部Ｍｓを車両前後方向から狭窄するようになっている。

前記前拘束エアバッグ３２は、車室の前方下部、つまり、フロアパネル６の足下前方部分に配置され、かつ、後拘束エアバッグ３３は、前席２のシートクッション２ａの前側下方に配置される。

そして、前面衝突時に前拘束エアバッグ３２および後拘束エアバッグ３３が膨張すると、前拘束エアバッグ３２は脛部Ｍｓの車両前方から後方に向かって展開するとともに、後拘束エアバッグ３３は脛部Ｍｓの車両後方から前方に向かって展開し、これら両拘束エアバッグ３２，３３によって脛部Ｍｓを前後から狭窄する。このとき、前拘束エアバッグ３２の後方への展開量が後拘束エアバッグ３３の展開量よりも大きくなって、脛部Ｍｓを全体的に車両後方に変位できるようになっている。

つまり、このように脛部Ｍｓを車両後方に所定量変位させて拘束することにより、乗員Ｍの上半身が前屈するのを拘束し、ひいては、前記腰部角度θ２を制御できる。

前記股角度制御手段４０は、図２，図４に示すように膝部Ｍｓを所定量押し広げる股拡開エアバッグ４１で構成してある。

前記股拡開エアバッグ４１は、シートクッション２ａの前端部分に配置され、前面衝突時に膨張・展開して左右の膝部Ｍｓ間に進入して膝部Ｍｓ（大腿部Ｍｔ）を強制的に所定量押し広げるようになっている。

ところで、前記膝角度制御手段２０は、膝部拘束パッド２１の内側にクッション材２５が設けられ、かつ、シリンダ装置２３内部のガスが圧縮性であることによって衝撃エネルギーの吸収機能を備えており、かつ、前記腰角度制御手段３０および前記股角度制御手段４０は、脛部拘束エアバッグ３１および股拡開エアバッグ４１で構成されて、それぞれのエアバッグのクッション性により衝撃エネルギーの吸収機能を備えている。

また、前記膝角度制御手段２０、前記腰角度制御手段３０および前記股角度制御手段４０は、車両の前面衝突時に股角度制御手段４０、腰角度制御手段３０、膝角度制御手段２０の順に作動するようになっている。

つまり、前記コントローラ１２は衝突検知センサ１１の検出信号に基づき、図６に示すフローチャートに従って膝角度制御手段２０、腰角度制御手段３０および股角度制御手段４０を制御するようになっている。

前記フローチャートでは、イグニッションスイッチのＯＮにより制御がスタートすると、まず、ステップＳ１で衝突検知センサ１１からの信号を入力（センシング）して、ステップＳ２で前面衝突したかどうかを判断する。

そして、衝突した場合はステップＳ３で股拡開エアバッグ４１のインフレータ（図示省略）を作動して、該股拡開エアバッグ４１を展開することにより左右の大腿部Ｍｔ（膝部Ｍｋ）を開脚する。

次に、ステップＳ４で脛部拘束エアバッグ３１のインフレータ（図示省略）を作動して、この脛部拘束エアバッグ３１（前拘束エアバッグ３２と後拘束エアバッグ３３）を展開することにより左右の脛部Ｍｓを後方に変位しつつ拘束する。

次に、ステップＳ５でインフレータ２２を作動してシリンダ装置２３を突出させて膝部拘束パッド２１で膝部Ｍｋを拘束する。

即ち、フロントコンパートメントＦ・Ｃの車幅方向両側にフロントサイドメンバ（図示省略）が設けられるが、図７（ａ）に示すようにこのフロントサイドメンバの先端部が潰れる前面衝突直後に前記衝突検知センサ１１が衝突を検知し、同図（ｂ）に示すようにサイドメンバの変形が前後中間部から後部に至る衝突中期では、エアバッグ３が膨張を開始するとともに、前記股拡開エアバッグ４１、前記脛部拘束エアバッグ３１および前記膝部拘束パッド２１をそれらの順に作動する。

この状態から車体変形が更に進行して、同図（ｃ）に示すようにダッシュロア７ａが後退する状態では、前記股拡開エアバッグ４１、前記脛部拘束エアバッグ３１および前記膝部拘束パッド２１により、乗員Ｍの股角度θ３、腰角度θ２および膝角度θ１を所定角度に固定し、これによって乗員Ｍの上半身の姿勢が安定した状態で、乗員Ｍは慣性力により前屈状態となってステアリングホイール４のエアバッグ３に干渉開始する。

そして、同図（ｄ）に示すように車室に変形が及んだ状態では、慣性力による乗員Ｍの前屈量は更に大きくなるが、このとき、乗員Ｍの股角度θ３、腰角度θ２および膝角度θ１が固定されていることによって乗員Ｍの前屈量が抑えられ、かつ、乗員Ｍの上半身の姿勢が安定化されていることにより、エアバッグ３への干渉部位を略一定としつつその干渉量が減少される。

因に、前面衝突した際の乗員Ｍの膝角度θ１、腰角度θ２および股角度θ３の変化を従来と比較して示すと図８のようになり、同図中、Ｉ欄に膝角度θ１の変化特性、II欄に腰角度θ２の変化特性、III欄に股角度θ３の変化特性をそれぞれ示し、それぞれの変化特性で実線は本実施形態の場合の特性線α１，α２，α３、破線は従来の場合の特性線β１，β２，β３をそれぞれ示す。尚、従来の場合とは、膝角度制御手段２０、腰角度制御手段３０および股角度制御手段４０を設けていない場合である。

また、本実施形態では前面衝突後にダッシュボード７と乗員Ｍの膝部Ｍｋとの接触中の乗員の状態は、従来構造、つまり、膝角度制御手段２０、腰角度制御手段３０、股角度制御手段４０が設けられない場合と本実施形態の場合とを比較すると、本実施形態では股関節の角度が大きくなる。このため、本実施形態では衝突中に衝突前の姿勢を保つ効果があり、股関節の接触圧力は、図９中、特性線γで示した本実施形態の場合は、特性線δで示した従来の場合よりも低下する。

以上の構成により本実施形態の乗員保護装置１０および乗員保護方法によれば、自動車１の前面衝突時に膝角度制御手段２０、腰角度制御手段３０および股角度制御手段４０がそれぞれ作動して、乗員Ｍの大腿部Ｍｔと脛部Ｍｓとの成す膝角度θ１、乗員Ｍの腰部Ｍｗと大腿部Ｍｔとの成す腰角度θ２および乗員Ｍの股関節回転中心Ｔｏを通る前後方向軸線Ｐｍと大腿部Ｍｔとの成す股角度θ３をそれぞれ制御しつつ拘束することができる。

つまり、前記膝角度θ１、前記腰角度θ２および前記股角度θ３を制御することにより、乗員Ｍの上半身が車両前方に大きく屈曲しないように全体的な着座姿勢を安定化させて拘束できるようになり、乗員Ｍの車両前方に存在するエアバッグ３による乗員Ｍの頭部Ｍｈの保護を確実に行うことができる。

また、本実施形態では膝角度制御手段２０を、大腿部Ｍｔの膝側先端部の上面および脛部Ｍｓの膝側先端部の前面を拘束する膝部拘束パッド２１を備えて構成したので、膝部拘束パッド２１により確実に乗員Ｍの膝部Ｍｋ部分を拘束し、ひいては、膝角度θ１を制御しつつ乗員Ｍの前方および上方への移動を拘束して、大腿部Ｍｔの動きを確実に拘束することができる。

更に、腰角度制御手段３０を、脛部Ｍｓを車両後方に所定量変位させる脛部拘束エアバッグ３１によって構成したので、脛部拘束エアバッグ３１の膨張・展開により脛部Ｍｓを緩衝的に拘束し、乗員Ｍの脛部Ｍｓを痛めることなく拘束することができる。

更にまた、股角度制御手段４０を、膝部Ｍｓを所定量押し広げる股拡開エアバッグ４１で構成したので、股拡開エアバッグ４１の膨張・展開により左右大腿部Ｍｔを緩衝的に開脚し、乗員Ｍの大腿部Ｍｔを痛めることなく押し広げることができる。

また、前記脛部拘束エアバッグ３１を、脛部Ｍｓの前面に接触する前拘束エアバッグ３２と、脛部Ｍｓの後面に接触する後拘束エアバッグ３３と、で構成し、これら前・後拘束エアバッグ３２，３３で脛部Ｍｓを車両前後方向から狭窄するようにしたので、脛部Ｍｓの拘束を安定させることができる。

更に、前記膝角度制御手段２０、前記腰角度制御手段３０および前記股角度制御手段４０が衝撃エネルギーの吸収機能を備えているので、膝角度制御手段２０、腰角度制御手段３０および股角度制御手段４０が作動して乗員Ｍに接触した際に、その接触した際の衝撃を緩和して乗員Ｍを痛めるのを防止できる。

更にまた、前記膝角度制御手段２０、前記腰角度制御手段３０および前記股角度制御手段４０は、車両の前面衝突時に股角度制御手段４０、腰角度制御手段３０、膝角度制御手段２０の順に作動するようにしたので、股角度θ３を決定した状態で腰角度θ２を決定し、その後に膝角度θ１を決定できるので、乗員Ｍの下肢位置を安定させた後に大腿部Ｍｔを拘束させることが可能となり、拘束時の乗員Ｍへの負担を軽減することができる。

また、膝角度制御手段２０の膝部拘束パッド２１を、車両前面衝突時にその膝部拘束パッド２１を脛部Ｍｓの膝側先端部の前面に接触させた後に、大腿部Ｍｔの膝側先端部の上面に接触させるようにしたので、前面衝突時の乗員Ｍの挙動に追随する順序で膝部拘束パッド２１を乗員下肢に接触させることが可能となり、乗員Ｍの負担を軽減しつつ確実な拘束性を確保することができる。

更に、前記前拘束エアバッグ３２を車室の前方下部に配置したので、この前拘束エアバッグ３２の膨張・展開時に、前面衝突時に前方への慣性力が作用した際の脛部Ｍｓの挙動を押さえつつ車両後方に押し戻すことができるので、目的とする脛部Ｍｓ位置に確実に制御することができる。

更にまた、後拘束エアバッグ３３を、前席２のシートクッション２ａの前側下方に配置したので、脛部Ｍｓに近接する部位から後拘束エアバッグ３３を膨張・展開させることができるので、脛部Ｍｓの後側に迅速に接触させて脛部Ｍｓを迅速に拘束することができる。

図１０は第１実施形態の第１変形例を示す車室前部を後方から見た斜視図で、本変形例では脛部拘束エアバッグ３１の前拘束エアバッグ３２をダッシュロア７ａに取り付けてあり、この第１変形例にあっても第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

図１１は第１実施形態の第２変形例を示す車室前部を後方から見た斜視図で、本変形例では前記前拘束エアバッグ３２に代えて前拘束パッド３４を用いたもので、この前拘束パッド３４はダッシュロア７ａに取り付けられ、前面衝突時に前拘束パッド３４はアクチュエータ３６（図１６参照）により車両後方に突出して、乗員Ｍの脛部Ｍｓを車両後方に変位させるようになっており、この第２変形例にあっても第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

図１２は第１実施形態の第３変形例を示す前席の斜視図で、本変形例では股拡開エアバッグ４１を前席のシートクッション２ａのフレーム前端部に取り付けたもので、この第３変形例にあっても第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

図１３は第１実施形態の第４変形例を示す車室前部を後方から見た斜視図で、本変形例では膝角度制御手段２０を、ダッシュロア７ａに取り付けられて、膨張時の断面形状がＬ字状となる膝部拘束エアバッグ２７で構成し、前面衝突時にこの膝部拘束エアバッグ２７が膨張・展開して、大腿部Ｍｔの膝側先端部の上面および脛部Ｍｓの膝側先端部の前面を拘束するようになっており、この第４変形例にあっても第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

図１４は第１実施形態の第５変形例を示す乗員の下肢部分を前方から見た斜視図で、本変形例ではＬ字状の固定部材２４の内側に取り付けるクッション材２５が、上下端部を構成する剛性の低いクッション材２５ａと、中央部を構成する剛性の高いクッション材２５ｂと、で形成されるとともに、ヒンジ部２６が、車幅方向に沿ってＵ字状に折曲した上下２段の連結部２６ｆと、シリンダ装置２３のロッド２３ａ先端に結合されて前記２段の連結部２６ｆに摺動自在に係合する連結ブラケット２６ｇと、で形成されており、この第５変形例にあっても第１実施形態と同様の作用効果を奏することができ、特にこの第５変形例では乗員膝部Ｍｋが斜め横方向にずれて膝部拘束パッド２１に干渉した際に、該膝部拘束パッド２１が左右方向に回動して、乗員膝部Ｍｋを適正に拘束することができる。

図１５は第１実施形態の第６変形例を示す乗員の下肢部分を前方から見た斜視図で、本変形例では第１実施形態と同様に腰角度制御手段３０の脛部拘束エアバッグ３１を、前拘束エアバッグ３２と後拘束エアバッグ３３とによって構成してあるが、前拘束エアバッグ３２をフロアパネル６の前端に配置するとともに、後拘束エアバッグ３３を前席２の取付部、つまりシートクッション２ａの取付部の前端付近に配置してあり、この第６変形例にあっても第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

図１６は第１実施形態の第７変形例を示す乗員の下肢部分を前方から見た斜視図で、本変形例では腰角度制御手段３０を脛部拘束パッド３１Ａで構成し、脛部Ｍｓの前面に接触する前拘束部としての前拘束パッド３４と、脛部Ｍｓの後面に接触する後拘束部としての後拘束パッド３５と、を備えていて、これら前・後拘束パッド３４，３５で脛部Ｍｓを車両前後方向から狭窄するようになっている。

前拘束パッド３４は、シリンダ装置３６のピストンロッド３６ａの先端部に取り付けられ、前面衝突時に図示省略したインフレータから供給されるガスで作動される。後拘束パッド３５は、シートクッション２ａの取付部前端部に配置したエアバッグ３７の前端に取り付けられ、前面衝突時に図示省略したインフレータから供給されるガスで膨張するエアバッグ３７で作動され、この第７変形例にあっても第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

図１７は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１７は車室前部を後方から見た斜視図である。

本実施形態は、基本的に第１実施形態と同様の構成（図２参照）となり、前面衝突時に膝角度θ１を制御しつつ拘束する膝角度制御手段２０と、腰角度θ２を制御しつつ拘束する腰角度制御手段３０と、股角度θ３を制御しつつ拘束する股角度制御手段４０と、を備えている。

そして、本実施形態の乗員保護装置が第１実施形態と主に異なる点は、図１７に示すように膝角度制御手段２０および股角度制御手段４０を膝部拘束エアバッグ２８および股拡開エアバッグ４２で形成し、それぞれのエアバッグ２８，４２を互いに連結して座席前方に配置してある。

即ち、前記膝部拘束エアバッグ２８および前記股拡開エアバッグ４２は、股拡開エアバッグ４２を中央に配置するとともに、その車幅方向両側に一対の膝部拘束エアバッグ２８を配置して、それらが一体となって構成される。

そして、前面衝突時には、インフレータ（図示省略）から供給されるガス圧により、まず、股拡開エアバッグ４２が膨張・展開し、この股拡開エアバッグ４２の展開に追従して両側の膝部拘束エアバッグ２８が膨張・展開することにより、股拡開エアバッグ４２が左右大腿部Ｍｔ間に進入して膝部Ｍｋを押し開いた後、膝部拘束エアバッグ２８が大腿部Ｍｔの膝側先端部の上面および脛部Ｍｓの膝側先端部の前面を拘束するようになっている。

従って、本実施形態の乗員保護装置によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏するのは勿論のこと、膝部拘束エアバッグ２８および股拡開エアバッグ４２を互いに連結したので、これら膝部拘束エアバッグ２８および股拡開エアバッグ４２が一体となるため、これらエアバッグ２８，４２の取り付けを簡単にできる。

図１８は本発明の第３実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１８は乗員の下肢部分を前方から見た斜視図である。

本実施形態は、第２実施形態と同様に基本的に第１実施形態と同様の構成（図２参照）となり、前面衝突時に膝角度θ１を制御しつつ拘束する膝角度制御手段２０と、腰角度θ２を制御しつつ拘束する腰角度制御手段３０と、股角度θ３を制御しつつ拘束する股角度制御手段４０と、を備えている。

そして、本実施形態の乗員保護装置が第１実施形態と主に異なる点は、図１８に示すように膝角度制御手段２０が膝部拘束パッド２１で構成されるが、この膝部拘束パッド２１は、大腿部Ｍｔの膝側先端部の上面に接触させる上パッド２１Ｕと、この上パッド２１Ｕと分離され脛部Ｍｔの膝側先端部の前面に接触させる下パッド２１Ｌと、を備えている。

そして、上パッド２１Ｕを上方シリンダ装置２３Ｕで作動させるとともに、下パッド２１Ｌを下方シリンダ装置２３Ｌで作動させるようになっており、また、それぞれの上・下方シリンダ装置２３Ｕ，２３Ｌと上・下パッド２１Ｕ，２１Ｌの固定部材２４とは、それぞれヒンジ部２６を介して上下回動可能に連結される。

また、前記上・下パッド２１Ｕ，２１Ｌは、前面衝突時に、下パッド２１Ｌを脛部Ｍｓの膝側先端部の前面に接触させた後に、上パッド２１Ｕを大腿部の膝側先端部の上面に接触させるようになっている。

従って、本実施形態の乗員保護装置によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏するのは勿論のこと、膝角度制御手段２０を、大腿部Ｍｔの膝側先端部の上面に接触させる上パッド２１Ｕと、この上パッド２１Ｕと分離され脛部Ｍｔの膝側先端部の前面に接触させる下パッド２１Ｌと、により構成したので、上パッド２１Ｕと下パッド２１Ｌによって膝部Ｍｋを上下方向から拘束することができるため、前面衝突時の乗員Ｍの挙動に対して膝角度θ１を調整し易くなる。また、前面衝突時に、下パッド２１Ｌを脛部Ｍｓの膝側先端部の前面に接触させた後に、上パッド２１Ｕを大腿部の膝側先端部の上面に接触させるようにしたので、前面衝突時の乗員下肢の挙動に追随して上・下パッド２１Ｕ，２１Ｌを接触させることができるので、予想外の挙動に対しても膝部Ｍｋの拘束力を確保することができる。

ところで、本発明の車両の乗員保護装置は前記第１〜第３実施形態および第１実施形態の第１〜第７変形例に例をとって説明したが、これら各実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。

本発明の第１実施形態における乗員保護装置を適用した車両の側面図。本発明の第１実施形態における乗員保護装置の配置状態を示す車室前部の側面図。本発明の第１実施形態における乗員の着座状態の平面図。本発明の第１実施形態における膝角度制御手段および腰角度制御手段の具体構造を示す斜視図。本発明の第１実施形態における膝角度制御手段に用いられるヒンジ部の分解斜視図。本発明の第１実施形態における乗員保護装置を制御するフローチャートを示す説明図。本発明の第１実施形態における乗員保護装置の作動手順を（ａ）〜（ｄ）に順を追って示す車室前部の側面図。本発明の第１実施形態における乗員保護装置を制御した際の膝角度θ１，腰角度θ２，股角度θ３の変化を従来と比較して示す角度変化特性図。本発明の第１実施形態における前面衝突時に乗員の股関節に作用する接触圧力を従来と比較して示す特性図。本発明の第１実施形態の第１変形例を示す車室前部を後方から見た斜視図。本発明の第１実施形態の第２変形例を示す車室前部を後方から見た斜視図。本発明の第１実施形態の第３変形例を示す前席の斜視図。本発明の第１実施形態の第４変形例を示す車室前部を後方から見た斜視図。本発明の第１実施形態の第５変形例を示す乗員の下肢部分を前方から見た斜視図。本発明の第１実施形態の第６変形例を示す乗員の下肢部分を前方から見た斜視図。本発明の第１実施形態の第７変形例を示す乗員の下肢部分を前方から見た斜視図。本発明の第２実施形態における車室前部を後方から見た斜視図。本発明の第３実施形態における乗員の下肢部分を前方から見た斜視図。

符号の説明

θ１膝角度
θ２腰角度
θ３股角度
Ｍ乗員
Ｍｓ脛部
Ｍｔ大腿部
Ｍｋ膝部
Ｍｗ腰部
３エアバッグ（乗員頭部の保護手段）
１０乗員保護装置
２０膝角度制御手段
２１膝部拘束パッド
２１Ｕ上パッド
２１Ｌ下パッド
２８膝部拘束エアバッグ
３０腰角度制御手段
３１脛部拘束エアバッグ
３１Ａ脛部拘束パッド
３２前拘束エアバッグ（前拘束部）
３３後拘束エアバッグ（後拘束部）
３４前拘束パッド（前拘束部）
３５後拘束パッド（後拘束部）
４０股角度制御手段
４１，４２股拡開エアバッグ

Claims

車両の前面衝突時に乗員の頭部を保護する保護手段を備えた車両の乗員保護装置であって、
前面衝突時に乗員の大腿部と脛部との成す角度θ１を制御しつつ拘束する膝角度制御手段と、
前面衝突時に乗員の腰部と大腿部との成す角度θ２を制御しつつ拘束する腰角度制御手段と、
前面衝突時に乗員の股関節回転中心を通る前後方向軸線と大腿部との成す角度θ３を制御しつつ拘束する股角度制御手段と、を備え、
前記膝角度制御手段、前記腰角度制御手段および前記股角度制御手段は、車両の前面衝突時に股角度制御手段、腰角度制御手段、膝角度制御手段の順に作動することを特徴とする車両の乗員保護装置。
膝角度制御手段は、大腿部の膝側先端部の上面および脛部の膝側先端部の前面を拘束するエアバッグまたはパッドであることを特徴とする請求項１に記載の車両の乗員保護装置。
腰角度制御手段は、脛部を車両後方に所定量変位させるエアバッグまたはパッドであることを特徴とする請求項１に記載の車両の乗員保護装置。
股角度制御手段は、膝部を所定量押し広げるエアバッグであることを特徴とする請求項１に記載の車両の乗員保護装置。
膝角度制御手段および股角度制御手段を膝部拘束エアバッグおよび股拡開エアバッグで形成し、それぞれのエアバッグを互いに連結して座席前方に配置したことを特徴とする請求項１に記載の車両の乗員保護装置。
腰角度制御手段は、脛部の前面に接触する前拘束部と、脛部の後面に接触する後拘束部と、を備え、これら前・後拘束部で脛部を車両前後方向から狭窄することを特徴とする請求項３に記載の車両の乗員保護装置。
膝角度制御手段、腰角度制御手段および股角度制御手段は、それぞれ衝撃エネルギーの吸収機能を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の車両の乗員保護装置。
膝角度制御手段は膝部拘束パッドであり、車両前面衝突時にこの膝部拘束パッドを脛部の膝側先端部の前面に接触させた後に、大腿部の膝側先端部の上面に接触させることを特徴とする請求項２に記載の車両の乗員保護装置。
膝角度制御手段は、大腿部の膝側先端部の上面に接触させる上パッドと、この上パッドと分離され、脛部の膝側先端部の前面に接触させる下パッドと、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の車両の乗員保護装置。
前面衝突時に、下パッドを脛部の膝側先端部の前面に接触させた後に、上パッドを大腿部の膝側先端部の上面に接触させることを特徴とする請求項９に記載の車両の乗員保護装置。
前拘束部を、車室の前方下部若しくはダッシュロアに配置したことを特徴とする請求項６に記載の車両の乗員保護装置。
後拘束部を、シートクッションの前側下方に配置したことを特徴とする請求項６に記載の車両の乗員保護装置。
車両の前面衝突時に乗員の頭部を保護する保護手段を備えた車両の乗員保護方法であって、
前面衝突時に、膝角度制御手段によって乗員の大腿部と脛部との成す角度θ１を制御しつつ拘束し、腰角度制御手段によって乗員の腰部と大腿部との成す角度θ２を制御しつつ拘束し、かつ、股角度制御手段によって乗員の股関節回転中心を通る前後方向軸線と大腿部との成す角度θ３を制御しつつ拘束する際に、前記膝角度制御手段、前記腰角度制御手段および前記股角度制御手段を、股角度制御手段、腰角度制御手段、膝角度制御手段の順に作動させることを特徴とする車両の乗員保護方法。