JP2507796B2 - Airbag device - Google Patents

Airbag device

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JP2507796B2
JP2507796B2 JP1038040A JP3804089A JP2507796B2 JP 2507796 B2 JP2507796 B2 JP 2507796B2 JP 1038040 A JP1038040 A JP 1038040A JP 3804089 A JP3804089 A JP 3804089A JP 2507796 B2 JP2507796 B2 JP 2507796B2
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occupant
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internal pressure
collision
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、乗員保護装置の一つとして自動車に装備さ
れるエアバッグ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an airbag device mounted on a vehicle as one of occupant protection devices.

従来の技術 エアバッグ装置は、第8図に示すように(同図中エア
バッグ装置は符号1で示す。)ステアリングホイール2
の中央に配設され、車両が衝突すると、減速度センサ
(図示せず。)の検出に基づいて内部のインフレータ
(図示せず。)が作動してバッグ本体3が急速展開する
ようになっている。そして、この展開したバッグ本体3
によって前のめりになる乗員Dの上半身を拘束し、乗員
Dがステアリングホイール2に直撃しないようにしてい
る。また、このようなエアバッグ装置1にあっては、イ
ンフレータに併せて排気弁(図示せず。)が設けられて
おり、乗員Dがバッグ本体3に衝突してバッグ本体3の
内圧が設定圧以上に高まるとこの排気弁が作動し、乗員
Dが拘束時にバッグ本体3から受ける衝撃をこの排気作
用によって出来る限り和らげるようにしている。
2. Description of the Related Art An airbag device has a steering wheel 2 as shown in FIG. 8 (the airbag device is indicated by reference numeral 1 in the figure).
When the vehicle collides with the bag, the inflator (not shown) therein operates based on the detection of the deceleration sensor (not shown) so that the bag body 3 is rapidly deployed. There is. And this expanded bag body 3
The upper body of the occupant D who leans forward is restrained by this so that the occupant D does not hit the steering wheel 2 directly. In addition, in such an airbag device 1, an exhaust valve (not shown) is provided in addition to the inflator, and the occupant D collides with the bag body 3 and the internal pressure of the bag body 3 becomes equal to the set pressure. When the exhaust pressure is increased above, the exhaust valve is actuated so that the impact that the occupant D receives from the bag body 3 when restrained is reduced by the exhaust action as much as possible.

尚、この類似技術は、例えば特開昭47−72839号公報
や実開昭61−117051号公報等に示されている。
This similar technique is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 47-72839, Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-117051, and the like.

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述した従来のエアバッグ装置1にお
いては、予め乗員Dの体格や衝突時の車速等を最大のも
のを基準にして各部の仕様を一様に設定してあるため、
装置が大型化するという問題がある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention However, in the above-described conventional airbag device 1, the specifications of each part are set in advance based on the maximum physique of the occupant D, the vehicle speed at the time of a collision, and the like. For,
There is a problem that the device becomes large.

衝突時に乗員が持つ運動エネルギーは、同じ車速で衝
突した場合であっても乗員の体格が違えば異なり、また
同じ体格の乗員の場合でも衝突時の車速が違えば異なる
ことが知られている。このことはエアバッグ装置におい
ても、乗員の体格や衝突時の車速等に対応させてバッグ
本体の拘束特性を変化させなければ、より適切な乗員の
拘束を行うことができないことを意味している。
It is known that the kinetic energy possessed by an occupant at the time of a collision is different if the physique of the occupant is different even when the occupant collides at the same vehicle speed, and even if the occupants of the same physique are different at different vehicle speeds at the time of the collision. This means that even in the airbag device, more appropriate restraint of the occupant cannot be performed unless the restraint characteristic of the bag body is changed in accordance with the physique of the occupant and the vehicle speed at the time of collision. .

そこで本発明は、乗員の体格や衝突時の車速等の変動
条件に対応させて逐次バッグ本体の拘束特性を自動調整
し得るエアバッグ装置を提供し、装置を小型化せんとす
るものである。
Therefore, the present invention provides an airbag device capable of automatically adjusting the restraint characteristics of the bag body one by one in response to the varying conditions such as the physique of the occupant and the vehicle speed at the time of a collision, and the device is downsized.

課題を解決するための手段 本発明は、上述した課題を解決するための手段とし
て、車両の衝突時にバッグ本体が展開して乗員の上半身
を拘束するエアバッグ装置において、バッグ本体に乗員
が衝突する時のバッグ本体の内圧とバッグ本体に乗員が
拘束されている間のバッグ本体の内圧とを調整する圧力
調整手段と、乗員の上半身の重量を直接又は間接的に検
出する重量検出手段と、乗員のバッグ本体への衝突速度
を検出する衝突速度検出手段と、前記重量検出手段と衝
突速度検出手段の出力値に基づいて前記圧力調整手段の
作動圧を演算・制御する演算・制御手段とを備えるよう
にしたものである。
Means for Solving the Problems The present invention is, as means for solving the above-mentioned problems, in an airbag device in which a bag body is deployed to restrain the upper body of an occupant during a vehicle collision, the occupant collides with the bag body. Pressure adjusting means for adjusting the internal pressure of the bag main body and the internal pressure of the bag main body while the occupant is restrained in the bag main body, a weight detecting means for directly or indirectly detecting the weight of the upper body of the occupant, and the occupant. A collision speed detecting means for detecting the collision speed of the bag body against the bag body, and a calculating / controlling means for calculating / controlling the operating pressure of the pressure adjusting means based on the output values of the weight detecting means and the collision speed detecting means. It was done like this.

作用 このような手段を講じたため、車両が衝突した場合に
は、重量検出手段と衝突速度検出手段によって乗員の上
半身の重量とバッグ本体への衝突速度が演算・制御手段
に入力され、この演算・制御手段でその時の乗員と衝突
状態に適した圧力調整手段の作動圧が換算され、この結
果に基づいて圧力調整手段の作動圧が適切な値に調整さ
れるようになる。ここで、圧力調整手段によって調整さ
れる乗員が衝突する時のバッグ本体の内圧は、乗員バッ
グ本体に拘束され始めてから乗員の減速度の増大の仕方
に大きく影響するものであるため、乗員が衝突する時の
バッグ本体の内圧を上述のように制御することによって
バッグ本体から受ける乗員の衝撃を低い値に抑えられる
ようになる。また、圧力調整手段によって調整される乗
員がバッグ本体に拘束されている間のバッグ本体の内圧
は、乗員の減速度の最大値とバッグ本体の所要バックス
トロークを左右するものであるため、この乗員がバッグ
本体に拘束されている間のバッグ本体の内圧を上述のよ
うに制御することによって乗員がバッグ本体から受ける
反力を、バッグ本体の仕様を越えない範囲内で低い値に
抑えられるようになる。
By taking such a measure, when the vehicle collides, the weight detection means and the collision speed detection means input the weight of the upper half of the occupant's upper body and the collision speed to the bag body to the calculation / control means. The control means converts the working pressure of the pressure adjusting means suitable for the occupant and the collision state at that time, and the working pressure of the pressure adjusting means is adjusted to an appropriate value based on this result. Here, the internal pressure of the bag body when the occupant collides with the occupant, which is adjusted by the pressure adjusting means, has a great influence on how the deceleration of the occupant increases after being restrained by the occupant bag body. By controlling the internal pressure of the bag body at the time of performing as described above, the impact of the occupant received from the bag body can be suppressed to a low value. Further, the internal pressure of the bag body adjusted by the pressure adjusting means while the occupant is restrained by the bag body affects the maximum deceleration of the occupant and the required back stroke of the bag body. By controlling the internal pressure of the bag body as described above while the vehicle is restrained by the bag body, the reaction force received by the occupant from the bag body can be suppressed to a low value within the range not exceeding the specifications of the bag body. Become.

実施例 以下、本発明の具体的な実施例を第1図〜第7図に基
づいて説明する。尚、第8図に示した従来の技術と同一
部分には同一符号を用いるものとする。
Example Hereinafter, a specific example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. The same parts as those of the conventional technique shown in FIG. 8 are designated by the same reference numerals.

第1,2図において、エアバッグ装置1は、第8図に示
したものと同様にステアリングホイール2の中央に配設
され、衝突時に図示しない減速度センサの検知に基づい
てインフレータ4が作動し、このエア圧によってバッグ
本体3を急速に展開させるようになっている。バッグ本
体3は、ステアリングホイール2に固定される基板5に
その外周端がリテーナ6を介して固定されており、通常
に車両が走行している間は折り畳んだ状態でカバー7に
格納されている。さらに、基板5には圧力調整手段であ
る第一排気弁8と第二排気弁9が配設されており、第一
排気弁8は、バッグ本体3の展開時にバッグ本体3の内
圧が第一の作動開始圧Paに達したところで開口して乗員
Dが衝突する時のバッグ本体3の内圧をPaと等しくなる
ように維持し、第二排気弁9は、バッグ本体3に乗員D
が衝突しバッグ本体3の内圧が第二の作動開始圧Pbに達
したところで開口して乗員Dを拘束する間のバッグ本体
3の内圧をPb以下に維持するようになっている。尚、こ
の第一排気弁8と第二排気弁9の各作動開始圧Pa,Pbは
外部からの電気信号によって適宜変更可能となってい
る。
In FIGS. 1 and 2, the airbag device 1 is arranged in the center of the steering wheel 2 similarly to the one shown in FIG. 8, and the inflator 4 is activated based on the detection of a deceleration sensor (not shown) at the time of collision. The bag body 3 is rapidly expanded by this air pressure. The bag body 3 is fixed to the base plate 5 fixed to the steering wheel 2 at its outer peripheral end via a retainer 6, and is normally stored in the cover 7 in a folded state while the vehicle is traveling. . Further, the substrate 5 is provided with a first exhaust valve 8 and a second exhaust valve 9 which are pressure adjusting means, and the first exhaust valve 8 has a first internal pressure of the bag body 3 when the bag body 3 is deployed. When the occupant D collides with the occupant D, the second exhaust valve 9 keeps the internal pressure of the bag body 3 equal to Pa when the occupant D collides.
And the internal pressure of the bag body 3 reaches the second operation start pressure Pb, the internal pressure of the bag body 3 is maintained below Pb while opening and restraining the occupant D. The operation starting pressures Pa and Pb of the first exhaust valve 8 and the second exhaust valve 9 can be changed appropriately by an electric signal from the outside.

第一排気弁8と第二排気弁9は演算・制御手段として
の中央処理装置(以下、CPU10と呼ぶ。)に電気的に接
続されており、CPU10は、さらに乗員Dの上半身の重量
を直接検出するためにシートバック11に設置したロード
セル12、トランスミッション13に設置した車速センサ1
4、シートベルト15の基部に埋設したシートベルトセン
サ16、吸気孔17部分に設置した圧力計18、車両の衝突を
検知する図示しない減速度センサ等に電気的に接続され
ている。ロードセル12は、シートクッション11に着座し
た乗員Dの上半身の重量を検出する重量検出手段として
機能し、車速センサ14とシートベルトセンサ16は乗員D
のバッグ本体3への衝突速度を検出する衝突速度検出手
段として機能するようになっている。乗員Dのバッグ本
体3への衝突速度は、シートベルト15を着用していなけ
れば衝突する寸前の車速とほぼ同速度であるが、シート
ベルト15を着用している場合にはシートベルト15に拘束
される分だけ衝突前の車速よりも小さくなるものと考え
なければならないため、CPU10においては車速センサ14
とシートベルトセンサ16からの二つの出力信号によって
乗員Dがバッグ本体3に衝突する際の速度を判断する。
大気圧は地域等によって異なる変動条件の一つであるた
め、この実施例の場合には圧力計18をCPU10に接続する
ようにしてあるが、大気圧の格差はさして大きなもので
はないため、この圧力計18は特別に設けなくてもかまわ
ない。
The first exhaust valve 8 and the second exhaust valve 9 are electrically connected to a central processing unit (hereinafter, referred to as CPU 10) as a calculation / control means, and the CPU 10 further directly measures the weight of the upper body of the occupant D. A load cell 12 installed on the seat back 11 for detection, and a vehicle speed sensor 1 installed on the transmission 13
4, electrically connected to a seat belt sensor 16 embedded in the base of the seat belt 15, a pressure gauge 18 installed in the intake hole 17 portion, a deceleration sensor (not shown) that detects a vehicle collision, and the like. The load cell 12 functions as a weight detecting means for detecting the weight of the upper half of the occupant D seated on the seat cushion 11, and the vehicle speed sensor 14 and the seatbelt sensor 16 serve as the occupant D.
It functions as a collision speed detecting means for detecting the collision speed of the bag body 3 against the bag body 3. The collision speed of the occupant D on the bag body 3 is almost the same as the vehicle speed on the verge of a collision unless the seat belt 15 is worn, but when the seat belt 15 is worn, the vehicle is restrained by the seat belt 15. Since it must be considered that the vehicle speed before the collision is reduced by the amount of the
The two output signals from the seat belt sensor 16 determine the speed at which the occupant D collides with the bag body 3.
Since the atmospheric pressure is one of the varying conditions that vary depending on the region, etc., the pressure gauge 18 is connected to the CPU 10 in this embodiment, but the difference in atmospheric pressure is not so large. The pressure gauge 18 does not have to be specially provided.

ここで、第一の作動開始圧Paの値の求め方について説
明する。
Here, how to obtain the value of the first operation starting pressure Pa will be described.

乗員Dがバッグ本体3に衝突し、このバッグ本体3を
圧縮していく場合において、微小時間Δtにおけるバッ
グ本体3の容積減少量ΔVは、 ΔV=−A・v・Δt …… [A:乗員Dとバッグ本体3との接触面積,v:乗員Dのバ
ック本体3への衝突速度] で表される。
When the occupant D collides with the bag body 3 and compresses the bag body 3, the volume reduction amount ΔV of the bag body 3 in a minute time Δt is ΔV = −A · v · Δt ...... [A: occupant Contact area between D and the bag body 3, v: collision speed of the occupant D with the back body 3].

また、衝突時に乗員Dがバッグ本体3に与える力m・
(d2S/dt2)[m:乗員Dの略上半身の重量,S:乗員Dの前
方への変位量]と、バッグ本体3が乗員Dに与える反力
(P−Pc)・A[P:バッグ本体3の内圧,Pc:大気圧,A:
乗員Dとバッグ本体3との接触面積]とは、バッグ本体
3が乗員Dを拘束している全時間にわたって等しいこと
より、 m・(d2S/dt2)=−(P−Pc)・A …… という関係式が得られる。
In addition, the force m applied to the bag body 3 by the occupant D during a collision
(D 2 S / dt 2 ) [m: weight of the upper half of the occupant D, S: displacement of the occupant D to the front], and the reaction force (P-Pc) · A [A] given to the occupant D by the bag body 3. P: Internal pressure of bag body 3, Pc: Atmospheric pressure, A:
The contact area between the occupant D and the bag body 3] is equal over the entire time that the bag body 3 restrains the occupant D. Therefore, m · (d 2 S / dt 2 ) = − (P−Pc) · The relational expression A ... is obtained.

これら,の式より、次の微分方程式を導くことが
出来る。
From these equations, the following differential equation can be derived.

d2V/dt2=(P−Pc)・A2/m …… 一方、微小時間Δtにおけるガスの排気によるバッグ
本体3の内圧の減少量ΔPeは、減圧率をcとすれば、 ΔPe=c・Δt …… で表され、ある時間tからΔt時間経過した時における
バッグ本体3の内圧Pは、排気がないとした場合のある
時間tの内圧をP0とすれば、 P=P0−ΔPe …… で表される。
d 2 V / dt 2 = (P−Pc) · A 2 / m ...... On the other hand, the decrease amount ΔPe of the internal pressure of the bag body 3 due to the exhaust of the gas at the minute time Δt is ΔPe = The internal pressure P of the bag body 3 when Δt time has elapsed from a certain time t is P = P 0 , where P 0 is the internal pressure at a certain time t when there is no exhaust gas. −ΔPe …….

また、終始バッグ本体3の排気が生じないものとすれ
ば、ある時間tのバッグ本体3の内圧P0,容積V0と、Δ
t時間経過した時のバッグ本体3の内圧P,容積Vとの関
係は、理想気体の状態方程式より、 P・V=P0・V0 …… で表される。
Further, assuming that the bag body 3 is not exhausted from beginning to end, the internal pressure P 0 and the volume V 0 of the bag body 3 at a certain time t, and Δ
The relationship between the internal pressure P and the volume V of the bag body 3 when the time t has elapsed is represented by P · V = P 0 · V 0 ... From the equation of state of the ideal gas.

これらの式,,より次の微分方程式を導きだす
ことが出来る。
The following differential equation can be derived from these equations.

dP/dt=−(P/V)・(dV/dt)−c …… このようにして導きだされた微分方程式,を用い
て数値解析を行えば乗員Dの減速度を算出出来る。
dP / dt =-(P / V) * (dV / dt) -c ... The deceleration of the occupant D can be calculated by performing a numerical analysis using the differential equation derived in this way.

ところで、第3図は、乗員Dがバッグ本体6に接触す
る時のバッグ本体3の内圧を変化させた場合のバッグ本
体3の内圧波形の例を示し、第4図は、この時の乗員D
の減速度波形の例を示す。第3図のM1,M,M2は乗員Dと
バッグ本体との接触開始点を示したもので(イ),
(ロ),(ハ)の順に接触圧が0.025kg/m2から0,2kg/m2
まで順次高くなっている。尚、第4図に示す波形
(イ),(ロ),(ハ)は第3図に示す波形(イ),
(ロ),(ハ)に対応するものである。第4図を見て明
らかなように、乗員Dが接触する時のバッグ本体3の内
圧がM(0.1kg/m2)の場合に、バッグ本体3の内圧と乗
員Dの減速度の各ピーク値が最も低くなり、これよりも
僅かに小さい値M1(0.025kg/m2)でも逆に僅かに大きい
値M2(0.2kg/m2)でも各ピーク値は上昇する。また、第
5図は、乗員Dが接触する時のバッグ本体3の内圧と乗
員Dのピーク減速度(以下、ピークGと呼ぶ。)の関係
を示したものであるが、この図から明らかなように、バ
ッグ本体3に拘束されるときの乗員DのピークGは、バ
ッグ本体3に乗員Dが接触した時のバッグ本体3の内圧
の大きさに左右され、内圧が値M(0.1kg/m2)の時にピ
ークGが最低となる。ここで、バッグ本体3の内圧が最
適な値Mよりも小さい場合に乗員DのピークGが大きく
なるのは、バッグ本体3がへこみ易いために乗員Dとバ
ッグ本体3との接触面積が急激に増加するということに
加え、乗員Dの同じ変位量に対するバッグ本体3の圧力
変化率が高くなるため、接触面積と内圧を掛け合わせて
求められる乗員Dの反力が急増するということが原因し
ている。また、逆にバッグ本体3の内圧が最適な値Mよ
りも大きい場合に乗員DのピークGが大きくなるのは、
バッグ本体3が剛体に近づくために初期反力が増大する
ということが原因している。
By the way, FIG. 3 shows an example of the internal pressure waveform of the bag body 3 when the internal pressure of the bag body 3 when the occupant D contacts the bag body 6 is changed, and FIG. 4 shows the occupant D at this time.
An example of the deceleration waveform of is shown. M 1 , M, M 2 in FIG. 3 indicate the contact start points between the occupant D and the bag body (a),
Contact pressure from 0.025kg / m 2 to 0.2kg / m 2 in order of (b) and (c)
It is gradually increasing until. The waveforms (a), (b) and (c) shown in FIG. 4 are the waveforms (a) and (b) shown in FIG.
It corresponds to (b) and (c). As is apparent from FIG. 4, when the internal pressure of the bag body 3 when the occupant D comes into contact is M (0.1 kg / m 2 ), each peak of the internal pressure of the bag body 3 and the deceleration of the occupant D The value becomes the lowest, and each peak value rises at a slightly smaller value M 1 (0.025 kg / m 2 ) or a slightly larger value M 2 (0.2 kg / m 2 ). Further, FIG. 5 shows the relationship between the internal pressure of the bag body 3 and the peak deceleration of the occupant D (hereinafter referred to as the peak G) when the occupant D contacts, which is clear from this figure. As described above, the peak G of the occupant D when restrained by the bag body 3 depends on the magnitude of the internal pressure of the bag body 3 when the occupant D contacts the bag body 3, and the internal pressure is the value M (0.1 kg / 0.1 kg / The peak G is the lowest at m 2 ). Here, when the internal pressure of the bag body 3 is smaller than the optimum value M, the peak G of the occupant D becomes large because the contact area between the occupant D and the bag body 3 suddenly increases because the bag body 3 is easily dented. In addition to the increase, the rate of change in pressure of the bag body 3 with respect to the same displacement amount of the occupant D becomes high, which causes a rapid increase in the reaction force of the occupant D obtained by multiplying the contact area and the internal pressure. There is. On the contrary, when the internal pressure of the bag body 3 is larger than the optimum value M, the peak G of the occupant D increases.
The cause is that the initial reaction force increases because the bag body 3 approaches the rigid body.

したがって、第一の作動開始圧Paを第3,5図に示す値
Mとなるように設定すればピークGは最も低くなる。実
際に設定する第一の作動開始圧Paは、厳密に最低のピー
クGとなるものとは限らず、そのピークGが最低限図示
最低のピークGに0.5Gを加えた範囲内に入るようにして
いる。この条件にあったバッグ本体3の内圧領域は、第
5図中符号Eで示す。
Therefore, if the first operation starting pressure Pa is set to the value M shown in FIGS. 3 and 5, the peak G becomes the lowest. The first operation start pressure Pa actually set is not strictly the lowest peak G, but the peak G should be within the range of the minimum peak G shown in the figure plus 0.5G. ing. The internal pressure region of the bag body 3 which meets this condition is indicated by the reference symbol E in FIG.

つづいて、第二の作動開始圧Pbの値の求め方について
説明する。
Next, how to obtain the value of the second operation starting pressure Pb will be described.

乗員Dがバッグ本体3に衝突する直前の運動エネルギ
ーは、m・v2/2で表される。一方、バッグ本体3が吸収
するエネルギーは、バッグ本体3が乗員Dに与える反力
をF,バッグ本体3の前後方向のストロークをlとする
と、F・lで表される。この反力Fはバッグ本体3の内
圧をP,接触面積をAとすればF=P・Aであるため、バ
ッグ本体3が吸収するエネルギーはさらにP・A・lで
表される。
Occupant D kinetic energy just before hitting the bag body 3 is represented by m · v 2/2. On the other hand, the energy absorbed by the bag body 3 is represented by F · l, where F is the reaction force applied to the occupant D by the bag body 3 and l is the stroke in the front-rear direction of the bag body 3. This reaction force F is F = P · A, where P is the internal pressure of the bag body 3 and A is the contact area, so the energy absorbed by the bag body 3 is further represented by P · A · l.

ところで、乗員Dがステアリングホイール2に底づく
ことなく、バッグ本体3によって確実に拘束されるため
には、バッグ本体3側の吸収エネルギーが乗員D側の運
動エネルギーを上回っていなければならず、このことは
m・v2/2≦P・A・lの条件、即ち、P≧m・v2/2・A
・lの条件を満たすことを意味する。また、バッグ本体
3に拘束されるときの乗員Dの減速度を低く抑えるため
には、バッグ本体3の内圧Pを出来るだけ小さい値に設
定しなければならない。
By the way, in order for the occupant D to be reliably restrained by the bag body 3 without bottoming on the steering wheel 2, the absorbed energy on the bag body 3 side must exceed the kinetic energy on the occupant D side. it m · v 2/2 ≦ P · a · l conditions, i.e., P ≧ m · v 2/ 2 · a
-It means that the condition of l is satisfied. Further, in order to suppress the deceleration of the occupant D when restrained by the bag body 3, the internal pressure P of the bag body 3 must be set to a value as small as possible.

したがって、第二の作動開始圧Pbは、P≧m・v2/2・
A・lの条件を満足しつつ、出来る限り小さいPとなる
P≒m・v2/2・A・lの条件を共に満たす値となるよう
に設定する。
Accordingly, the second operation starting pressure Pb of, P ≧ m · v 2/ 2 ·
While satisfying the conditions of A · l, set so that both satisfy value condition of small P become P ≒ m · v 2/2 · A · l as possible.

第一の作動開始圧Paと第二の作動開始圧Pbの求め方は
以上で説明した通りであるが、CPU10において、第一の
作動開始圧Paと第二の作動開始圧Pbの具体的数値を算出
するにあたっては、各条件式を構成する記号に具体的な
数値を入れなければならない。ここで、エアバッグ装置
1の仕様が決まった段階で自動的に数値が決定されるも
のは、バッグ本体3の容積V,バッグ本体3と乗員Dとの
接触面積A、及び、排気孔からのガスの排気によるバッ
グ本体内圧の減圧率cである。これに対し、状況によっ
て数値が変化するものは、乗員Dの上半身の重量m,乗員
Dのバッグ本体3への衝突速度v、及び、大気圧Pcであ
る。したがって、CPU10においては、エアバック装置1
の仕様によっで予め決まっている数値V,A,cと、衝突時
に入力される数値m,v,Pcから最適な第一の作動開始圧Pa
と第二の作動開始圧Pbの値を算出する。
The method for obtaining the first operation start pressure Pa and the second operation start pressure Pb is as described above, but in the CPU 10, the specific values of the first operation start pressure Pa and the second operation start pressure Pb. When calculating, the specific numerical values must be entered in the symbols that make up each conditional expression. Here, the values that are automatically determined when the specifications of the airbag device 1 are determined include the volume V of the bag body 3, the contact area A between the bag body 3 and the occupant D, and the exhaust hole. It is the pressure reduction rate c of the internal pressure of the bag main body due to gas exhaust. On the other hand, it is the weight m of the upper body of the occupant D, the collision speed v of the occupant D with respect to the bag body 3, and the atmospheric pressure Pc that change depending on the situation. Therefore, in the CPU 10, the airbag device 1
The optimum first operation pressure Pa from the values V, A, and c that are predetermined according to the specifications and the values m, v, and Pc that are input at the time of collision.
And the value of the second operation starting pressure Pb is calculated.

次に、この実施例におけるエアバッグ装置1の作動を
説明する。
Next, the operation of the airbag device 1 in this embodiment will be described.

車両の衝突が図示しない減速度センサによって検知さ
れると、インフレータ4が作動してバッグ本体3が展開
を開始し、その際シートバック11に配設されるロードセ
ル14によって乗員Dの上半身の重量mが読み取られると
共にトランスミッション13内の車速センサ14によって車
速が読み取られ、圧力計18によって大気圧Pcが夫々検出
される。
When a vehicle collision is detected by a deceleration sensor (not shown), the inflator 4 is actuated and the bag body 3 starts to be deployed. At that time, the load cell 14 provided in the seat back 11 causes the weight m of the upper body of the occupant D to rise. Is read, the vehicle speed is read by the vehicle speed sensor 14 in the transmission 13, and the atmospheric pressure Pc is detected by the pressure gauge 18, respectively.

第6図のフローチャートに示すように、CPU10におい
ては、この重量m、車速、大気圧Pcの各信号を読み込み
(ステップ、ステップ2、ステップ3)、次にシートベ
ルトセンサ16がONであるかOFFであるかを判断し(ステ
ップ4)、ONであった場合とOFFであった場合で異なる
演算を行う。即ち、シートベルトセンサ16がONである場
合には、衝突時の車速を基にしてシートベルト15を装着
しているときのバッグ本体3に対する乗員Dの衝突速度
vを換算し、この速度vと重量mを基にして第一の作動
開始圧Paと第二の作動開始圧Pbの最適値を算出する(ス
テップ5)。また、シートベルトセンサ16がOFFである
場合には、衝突時の車速をそのままバッグ本体3に対す
る乗員Dの衝突速度vとみなし、この速度vと重量mを
基にして第一の作動開始圧Paと第二の作動開始圧Pbの最
適値を算出する(ステップ6)。そして、ステップ4と
ステップ5の算出結果に基づいて第一の作動開始圧の値
Paと第二の作動開始圧の値Pbが最適値となるように第一
排気弁8と第二排気弁9を夫々制御する(ステップ
7)。この結果、第一の作動開始圧Paと第二の作動開始
圧Pbは夫々常に最適値に設定される。
As shown in the flowchart of FIG. 6, in the CPU 10, the signals of the weight m, the vehicle speed, and the atmospheric pressure Pc are read (step, step 2, step 3), and then the seat belt sensor 16 is ON or OFF. Is determined (step 4), and different calculation is performed depending on whether it is ON or OFF. That is, when the seat belt sensor 16 is ON, the collision speed v of the occupant D with respect to the bag body 3 when the seat belt 15 is worn is converted based on the vehicle speed at the time of the collision, and this speed v Optimal values of the first operation starting pressure Pa and the second operation starting pressure Pb are calculated based on the weight m (step 5). Further, when the seat belt sensor 16 is OFF, the vehicle speed at the time of the collision is regarded as it is as the collision speed v of the occupant D with respect to the bag body 3, and the first operation start pressure Pa based on this speed v and the weight m. And an optimum value of the second operation starting pressure Pb is calculated (step 6). Then, based on the calculation results of step 4 and step 5, the value of the first operation start pressure
The first exhaust valve 8 and the second exhaust valve 9 are controlled so that Pa and the value Pb of the second operation start pressure are optimal values (step 7). As a result, the first operation start pressure Pa and the second operation start pressure Pb are always set to the optimum values.

この一方で、展開を開始したバッグ本体3は、第7図
に示す波形を描くように内圧が変化していく。バッグ本
体3の内圧は、インフレータ4が作動した当初はモジュ
ールを破るために急激に増大する(同図中ニ)が、その
後慣性によってバッグ本体3が急激に展開するために一
時期は負圧となり(同図中ホ)、その後バッグ本体3が
ある程度展開したところで再び急増する(同図中ヘ)。
このままバッグ本体3の内圧が第一の作動開始圧Paにま
で達すると、第一排気弁8が開口してそれ以降のバッグ
本体3の内圧が第一の作動開始圧Paと同じ圧力に維持さ
れる(同図中ト)。したがって、乗員Dは、バッグ本体
3とこれ以降のどの時点で衝突してもその時のバッグ本
体3の内圧は常にPaと同じ圧力になる。この状態におい
て、展開したバッグ本体3に乗員Dが衝突すると、バッ
グ本体3の内圧は急激に増大する(同図中チ)。そし
て、バッグ本体3が第二の作動開始圧Pbに達すると第二
排気弁9が開口してそれ以降のバッグ本体3の内圧が第
二の作動開始圧Pbと同じ圧力に維持される(同図中
リ)。
On the other hand, the internal pressure of the bag body 3 which has started to be expanded changes so as to draw the waveform shown in FIG. The internal pressure of the bag body 3 rapidly increases to break the module when the inflator 4 is actuated (D in the figure), but then becomes a negative pressure for a period of time because the bag body 3 rapidly expands due to inertia ( (E in the figure), and thereafter, when the bag body 3 is expanded to some extent, the number of the bags again increases rapidly (f in the figure).
When the internal pressure of the bag body 3 reaches the first operation start pressure Pa as it is, the first exhaust valve 8 opens and the subsequent internal pressure of the bag body 3 is maintained at the same pressure as the first operation start pressure Pa. (In the figure). Therefore, even if the occupant D collides with the bag body 3 at any time thereafter, the internal pressure of the bag body 3 at that time is always the same as Pa. In this state, when the occupant D collides with the deployed bag body 3, the internal pressure of the bag body 3 rapidly increases (C in the figure). Then, when the bag body 3 reaches the second operation start pressure Pb, the second exhaust valve 9 opens and the subsequent internal pressure of the bag body 3 is maintained at the same pressure as the second operation start pressure Pb (the same). Re in the figure).

乗員Dが衝突する時のバッグ本体3の内圧は、乗員D
のピークGがほぼ最小となるような値に維持されている
ため、拘束時に乗員Dがバッグ本体3から受ける衝撃は
最小のものとなる。また、第二排気弁9が開口してから
後は、乗員Dがステアリングホイーハル2に底づかない
最低の圧力Pb以下の圧力にバッグ本体3の内圧が維持さ
れるため、乗員Dが完全に拘束されるまでにバッグ本体
3から受ける反力も最小のもとなる。このように本実施
例では、バッグ本体3の内圧を常時最適に制御している
ため、バッグ本体3を必要最小限の大きさとして装置を
小型化することが出来る。
The internal pressure of the bag body 3 when the occupant D collides is
Since the peak G is maintained at a value that is substantially the minimum, the impact that the occupant D receives from the bag body 3 when restrained is minimized. Further, after the second exhaust valve 9 is opened, the internal pressure of the bag body 3 is maintained at a pressure equal to or lower than the lowest pressure Pb at which the occupant D does not bottom on the steering wheel hull 2. The reaction force received from the bag body 3 before being restrained is also the minimum. As described above, in the present embodiment, the internal pressure of the bag body 3 is always optimally controlled, so that the size of the bag body 3 can be reduced to the required minimum and the apparatus can be downsized.

尚、前述の実施例では圧力調整手段として第一,第二
排気弁を用いたが、これに限らず一つの圧力調整弁を用
いたりその他の装置を用いることも可能であり、また、
乗員Dの上半身の重量は直接的に検出するのではなく、
乗員Dの全体重を計測してそこから上半身の重量を換算
して検出することも可能である。
Although the first and second exhaust valves are used as the pressure adjusting means in the above-described embodiment, the present invention is not limited to this, and one pressure adjusting valve or another device may be used.
The weight of the upper body of the occupant D is not directly detected,
It is also possible to measure the total weight of the occupant D and convert the weight of the upper half of the body to detect it.

発明の効果 以上のように本発明によれば、乗員の上半身の重量と
バッグ本体への衝突速度を基にしてその時の乗員と衝突
状態に適した圧力調整手段の作動圧を逐次調整するた
め、乗員の体格や衝突時の車速等の変動条件に対応して
乗員がバッグ本体から受ける衝撃や反力を常に最低限に
抑えられるようになる。この結果、バッグ本体の拘束特
性を常に最適にし、装置を小型なものとすることが出来
る。
As described above, according to the present invention, the operating pressure of the pressure adjusting means suitable for the occupant and the collision state at that time is sequentially adjusted based on the weight of the upper body of the occupant and the collision speed to the bag body. The impact and reaction force that the occupant receives from the bag body can always be minimized in response to the varying conditions such as the physique of the occupant and the vehicle speed at the time of a collision. As a result, the restraint characteristic of the bag body is always optimized, and the device can be made compact.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す模式側面図、第2図は
同断面図、第3図は乗員が衝突する時の内圧を変化させ
た場合のバッグ本体の内圧波形を示すグラフ、第4図は
乗員Dが衝突する時の内圧を変化させた場合の乗員Dの
減速度波形を示すグラフ、第5図は、乗員Dが衝突する
時のバッグ本体の内圧と乗員Dの減速度との関係を示す
グラフ、第6図は本発明の一実施例における処理の流れ
を示すフローチャート、第7図は本発明にかかるエアバ
ッグ装置を採用した場合の衝突時のバッグ本体の内圧波
形を示すグラフ、第8図は従来の技術を示す模式側面図
である。 1……エアバッグ装置、3……バッグ本体、8……第一
排気弁(圧力調整手段)、9……第二排気弁(圧力調整
手段)、10……CPU(演算・制御手段)、12……ロード
セル(重量検出手段)、14……車速センサ(衝突速度検
出手段)、16……シートベルトセンサ(衝突速度検出手
段)。
FIG. 1 is a schematic side view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the same, and FIG. 3 is a graph showing the internal pressure waveform of the bag body when the internal pressure when an occupant collides is changed. FIG. 4 is a graph showing the deceleration waveform of the occupant D when the internal pressure when the occupant D collides is changed, and FIG. 5 is the internal pressure of the bag body and the deceleration of the occupant D when the occupant D collides. FIG. 6 is a flow chart showing the flow of processing in one embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an internal pressure waveform of the bag body at the time of collision when the airbag device according to the present invention is adopted. The graph shown in FIG. 8 is a schematic side view showing a conventional technique. 1 ... Air bag device, 3 ... Bag body, 8 ... First exhaust valve (pressure adjusting means), 9 ... Second exhaust valve (pressure adjusting means), 10 ... CPU (calculation / control means), 12 …… load cell (weight detection means), 14 …… vehicle speed sensor (collision speed detection means), 16 …… seat belt sensor (collision speed detection means).

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】車両の衝突時にバッグ本体が展開して乗員
の上半身を拘束するエアバッグ装置において、バッグ本
体に乗員が衝突する時のバッグ本体の内圧とバッグ本体
に乗員が拘束されている間のバッグ本体の内圧とを調整
する圧力調整手段と、乗員の上半身の重量を直接又は間
接的に検出する重量検出手段と、乗員のバッグ本体への
衝突速度を検出する衝突速度検出手段と、前記重量検出
手段と衝突速度検出手段の出力値に基づいて前記圧力調
整手段の作動圧を演算・制御する演算・制御手段とを備
えたことを特徴とするエアバッグ装置。
1. An airbag device for restraining an occupant's upper body by expanding a bag body at the time of collision of a vehicle, while the internal pressure of the bag body when the occupant collides with the bag body and the occupant being restrained by the bag body. A pressure adjusting means for adjusting the internal pressure of the bag body, a weight detecting means for directly or indirectly detecting the weight of the upper body of the occupant, a collision speed detecting means for detecting a collision speed of the occupant with the bag body, An airbag apparatus comprising: a weight detection means and a calculation / control means for calculating / controlling an operating pressure of the pressure adjusting means based on an output value of the collision speed detection means.
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