JP2009029266A - ニーエアバッグ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乗員の体格に応じて膝部を拘束できるニーエアバッグ装置の提供。
【解決手段】（１）乗員の体格を検知する体格検知センサ３０と、複数のセル１１を有するニーエアバッグ１０と、体格検知センサ３０が検知した乗員体格に応じて、複数のセル１１のうち乗員膝部２ａに対応する高さ位置にあるセルに選択的にガスを導入するガス流入制御装置２０と、を備えたニーエアバッグ装置１。
（２）ニーエアバッグ１０が上、中、下の３つのセル１１を有する。
（３）ガス流入制御装置２０は、各セルに接続するガス流路２２と、各ガス流路２２に設けられたバルブ２３と、乗員の体格に応じてバルブ２３を選択的に開閉するガス流路開閉制御装置２４と、を含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の前面衝突時に乗員の下肢前方で展開膨張して乗員の膝部を前方から拘束し乗員の腰部の前方への移動を抑制するための、ニーエアバッグ装置に関する。ここで、「ニー」は「膝」を意味する。

特許文献１は、ニーエアバアッグを上、中、下の３層に分割し各層に異なる機能をもたせた３層分割ニーエアバッグ装置を開示している。そこでは、乗員の脛部に対応する中間保護部の体積を、乗員の膝部を拘束する上部保護部、および乗員のニーエアバッグの下方への潜り込みを防止する下部保護部より、小さくすることで、脛部にかかる圧力を低減させながら、膝部を押さえて乗員の前方への移動を抑制している。
特開２０００−２９８１２３

従来の３層分割ニーエアバッグ装置においては、乗員の体格に応じてニーエアバアッグの、乗員膝部との接触位置が変わり、ニーエアバッグが乗員膝部を前方から押さえる時に、乗員の体格によっては乗員下肢に望ましくない荷重をかける場合が生じるという課題がある。
具体的には、乗員が大柄な体格の場合、ニーエアバッグの下部保護部が脛部を押し戻し大きな膝部の変位が生じ、膝部と脛部との間に剪断力がはたらく可能性がある。また、乗員が小柄な場合、ニーエアバッグの上部保護部が膝部上面に覆い被さり、脛部から踵部にかけて脛部軸方向に圧縮力が作用し、踵部に大きな圧縮力がかかる可能性がある。
これらを抑制するために、乗員の体格に応じて乗員の膝部の高さ位置が変化しても、膝部以外の部分に大きな荷重負担をかけることなく膝部を拘束できるように、ニーエアバッグ装置の乗員下肢拘束性能を改善することが望まれる。

本発明の目的は、乗員の体格に応じて乗員の膝部の高さ位置が変化しても、膝部以外の部分に大きな荷重負担をかけることなく、膝部を拘束できるニーエアバッグ装置を提供することにある。

上記課題を解決する、または上記目的を達成する本発明はつぎのとおりである。
（１） 乗員の体格を検知する体格検知センサと、
展開膨張された時の高さ位置が互いに異なる複数のセルを有するニーエアバッグと、
体格検知センサが検知した乗員体格に応じて、複数のセルのうち乗員膝部に対応する高さ位置にあるセルを選択的にインフレータに連通させておき、車両前面衝突時にインフレータからの膨張用ガスが、乗員膝部に対応する高さ位置にあるセルに選択的に流入させるガス流入制御装置と、
を備えたニーエアバッグ装置。
（２） ニーエアバッグが上、中、下の３つのセルを有する（１）記載のニーエアバッグ装置。
（３） ガス流入制御装置は、
インフレータと各セルとを接続するガス流路と、
各ガス流路に設けられたバルブと、
体格検知センサにより乗員が大柄な体格であると検知された場合は上、中のセルに接続されたガス流路のバルブを開くとともに下のセルに接続されたガス流路のバルブを閉じ、体格検知センサにより乗員が小柄な体格であると検知された場合は中、下のセルに接続されたガス流路のバルブを開くとともに上のセルに接続されたガス流路のバルブを閉じるガス流路開閉制御装置と、
を含む（２）記載のニーエアバッグ装置。

上記（１）のニーエアバッグ装置によれば、乗員の乗車時に予め、体格検知センサにより、乗員の体格を検知して乗員の膝部の高さ位置を推定し、ガス流入制御装置により、エアバッグの複数セルのうち乗員の膝部の高さ位置にあるセルをインフレータに選択的に連通させておく。したがって、車両前面衝突時には、インフレータからの膨張用ガスを、乗員膝部に対応する高さ位置にあるセル（複数でもよい）にのみ選択的に流入させることができ、膝部を拘束して乗員の腰部の前方への移動を抑制できる。その場合、膝部以外の部分に対応するセルは膨張されないので、膝部以外の部分に大きな荷重負担をかけることがない。よって、乗員の体格に応じて乗員の膝部の高さ位置が変化しても、膝部以外の部分に大きな荷重負担をかけることなく、膝部を拘束できる。

上記（２）のニーエアバッグ装置によれば、エアバッグが上、中、下の３つのセルを有するので、上、中、下の３つのセルの何れか少なくとも１つが乗員の膝部の高さ位置に対応し、乗員の体格に応じて乗員の膝部の高さ位置が変化しても、乗員の膝部高さ位置に対応するセル（複数でもよい）によって膝部を拘束できる。

上記（３）のニーエアバッグ装置によれば、ガス流路開閉制御装置を備えているので、乗員が大柄な場合は上、中のセルを開くとともに、下のセルは非膨張のままとすることにより、特許文献１の装置のように下セルが脛部を押し戻し大きな膝部変位が生じて膝部と脛部との間に剪断力がはたらくことを、防止することができる。また、乗員が小柄な場合、中、下のセルを開くとともに、上のセルは非膨張のままとすることにより、特許文献１の装置のようにニーエアバッグの上セルが膝部上面に覆い被さり、脛部から踵部にかけて大きな圧縮力が作用することを、防止することができる。

以下に、本発明のニーエアバッグ装置を、図１、図２を参照して説明する。
本発明のニーエアバッグ装置１は、常時は乗員２の前方（たとえば、運転席および／または助手席の前方のインスツルメントパネル３内、また、後部座席前方で前部座席のシートバック内を含んでもよい）に折り畳んで収容されたニーエアバッグ１０を備え、車両前面衝突時（衝突予知時でもよい）にニーエアバッグ１０を乗員側に展開膨張させて乗員を前方から膝部２ａで拘束し、乗員の腰部２ｄが前方に移動するのを抑制し、乗員２を保護する装置である。

図１、図２において、本発明のニーエアバッグ装置１は、体格検知センサ３０とニーエアバッグ１０とガス流入制御装置２０とを備える。図１は車両前面衝突後の、ニーエアバッグが展開膨張した状態を示してある。

体格検知センサ３０は、乗員２の体格を検知するセンサである。体格検知センサ３０は、乗員２の体格と膝部２ａの高さ位置とがが互いに相関関係を有すると考えて、乗員２の体格を検知することにより乗員２の膝部２ａの高さ位置を推定するセンサである。体格検知センサ３０は、乗員２の体格を検知または推定できるセンサであれば、どのような公知のセンサであってもよい。体格検知センサ３０は、車両の前面衝突センサ（図示せず）とは、別のセンサである。

たとえば、体格検知センサ３０は、乗員体格が体重にほぼ比例すると考えて、シートクッション４内に配置された、乗員２の体重を検知する体重検知センサであってもよいし、あるいは、乗員２が大柄２Ｌか小柄２Ｓかでシートスライド位置が変えられることを考慮して、シートスライドセンサであってもよい。

ニーエアバッグ１０は、展開膨張された時の高さ位置が互いに異なる複数のセル１１（各セルに高い方から低い方に順に符号１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、・・・・を付す）を有する。セル１１の数は、２以上（２、３、４、５、・・・・）であればよいが、望ましくは３である。複数のセル１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、各セルの断面積の中心の高さが互いに異なる。各セルの断面積の中心位置は、鉛直上下方向に互いに異なってもよいし、斜め上下方向に互いに異なってもよい。

複数のセル１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、１つの袋体を複数のセルに区画したものでもよいし、あるいは互いに別の複数の袋体から構成されてもよい。１つの袋体を複数のセルに区画する場合は、１つの袋体内に設けられた隔壁でセル同士を互いに区画してもよいし、あるいは１つの袋体を縫い目でセル同士を互いに区画してもよい。

ガス流入制御装置２０は、体格検知センサ３０が検知した乗員体格に応じて、複数のセル１１のうち乗員膝部２ａに対応する高さ位置にあるセル１１を選択的にインフレータ２１に連通させておく装置である。これによって、車両前面衝突時（衝突予知時を含む）にインフレータ２１からの膨張用ガスが、乗員膝部２ａに対応する高さ位置にあるセル１１に選択的に流入させる。複数のセル１１の一部が選択的に展開膨張されるのであって、複数のセル１１の全部が展開膨張されるのではない。

体格検知センサ３０は乗員乗車時に乗員体格を検知できるので、ガス流入制御装置２０は、車両衝突前に予め、乗員膝部２ａに対応する高さ位置にあるセル１１を選択的にインフレータ２１に連通させておく。

ガス流入制御装置２０は、インフレータ２１と、インフレータ２１と各セル１１ａ、１１ｂ、１１ｃとを接続するガス流路２２（各セル１１ａ、１１ｂ、１１ｃに対応するガス流路を２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、・・・・とする）と、各ガス流路２２ａ、２２ｂ、２２ｃに設けられたバルブ２３（各ガス流路２２ａ、２２ｂ、２２ｃに設けたバルブを２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、・・・・とする）と、各バルブ２３ａ、２３ｂ、２３ｃを選択的に開閉制御するガス流路開閉制御装置（ＥＣＵ）２４とを有する。バルブ２３は、たとえば、電磁弁からなる。ガス流路２２ａ、２２ｂ、２２ｃは互いに独立である。
図１において、バルブ２３の各バルブ２３ａ、２３ｂ、２３ｃの開閉を「○」、「×」で示す。そして、「○」はバルブ２３が開いている状態を示し、「×」はバルブ２３が閉じている状態を示す。図１の（イ）では、バルブ２３ａ、２３ｂが「○」で、バルブ２３ｃが「×」であり、図１の（ロ）では、バルブ２３ａが「×」で、バルブ２３ｂ、２３ｃが「○」である。

セル１１の数が３で（ただし、セル数は３に限るものではない）、セル１１がセル１１ａ、１１ｂ、１１ｃを有する場合、セル１１ａ、１１ｂは、大柄乗員２Ｌの膝部２ａの高さ位置に対応する位置にあり、セル１１ｂ、１１ｃは、小柄乗員２Ｓの膝部２ａの高さ位置に対応する位置にある。
その場合に、図１（イ）に示すように、ガス流路開閉制御装置（ＥＣＵ）２４は、体格検知センサ３０により乗員２が大柄な体格であると検知された場合に、上、中のセル１１ａ、１１ｂに接続されたガス流路２２ａ、２２ｂのバルブ２３ａ、２３ｂを開くとともに、下のセル１１ｃに接続されたガス流路２２ｃのバルブ２３ｃを閉じる。
また、図１（ロ）に示すように、ガス流路開閉制御装置（ＥＣＵ）２４は、体格検知センサ３０により乗員２が小柄な体格であると検知された場合に、中、下のセル１１ｂ、１１ｃに接続されたガス流路２２ｂ、２２ｃのバルブ２３ｂ、２３ｃを開くとともに、上のセル１１ａに接続されたガス流路２２ａのバルブ２３ａを閉じる。

図２は、ガス流路開閉制御装置（ＥＣＵ）２４が実行する制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは、乗員の乗車以後（乗車時を含む）で車両走行前に実行される。まず、ステップ１０１で体格検知センサ３０の出力信号を読み込む。ついで、ステップ１０２で乗員２が大柄（標準体型ＡＭ５０と等しいかそれ以上）か否かが判定される。乗員２が大柄であると判断された場合は、ステップ１０３に進み、上記３つのセル数の場合、上、中のセル１１ａ、１１ｂに接続されたガス流路２２ａ、２２ｂのバルブ２３ａ、２３ｂを開くとともに、下のセル１１ｃに接続されたガス流路２２ｃのバルブ２３ｃを閉じる。乗員２が小柄（ＡＭ５０未満）であると判断された場合は、ステップ１０４に進み、３つのセル数の場合、中、下のセル１１ｂ、１１ｃに接続されたガス流路２２ｂ、２２ｃのバルブ２３ｂ、２３ｂｃを開くとともに、上のセル１１ａに接続されたガス流路２２ａのバルブ２３ａを閉じる。ステップ１０３、１０４からはステップ１０５に進み、バルブ開閉の制御を終了する。

つぎに、本発明のニーエアバッグ装置１の作用、効果を説明する。
セル数が３の場合を例にとって、図１を参照して説明する。ただし、セル数は３に限るものではない。
まず、乗員乗車時以後車両走行前に、体格検知センサ３０が自動的に乗員２の体格を検知する。
ついで、ガス流路開閉制御装置（ＥＣＵ）２４が作動し、図２の制御ルーチが実行される。大柄乗員２Ｌの場合は、上、中のセル１１ａ、１１ｂに接続されたガス流路２２ａ、２２ｂのバルブ２３ａ、２３ｂが開き、下のセル１１ｃに接続されたガス流路２２ｃのバルブ２３ｃが閉じる。小柄乗員２Ｓの場合、中、下のセル１１ｂ、１１ｃに接続されたガス流路２２ｂ、２２ｃのバルブ２３ｂ、２３ｂｃが開き、上のセル１１ａに接続されたガス流路２２ａのバルブ２３ａが閉じる。この操作は、車両の衝突の有無とは関係なく、事前に行われる。

車両走行時に、前面衝突センサまたは衝突予知センサが作動すると、インフレータ２１がオンし、起爆して、ガス流路２２およびバルブ２３を介して、膨張用ガスをニーエアバッグ１０に供給する。この場合、ニーエアバッグ１０の複数のセル１１ａ、１１ｂ、１１ｃのうち、予め開いているバルブ２３に接続されたセル１１のみに、膨張用ガスが供給され、そのセル１１が展開、膨張される。セル１１に接続されたガス流路２２のバルブ２３が閉じているセル１１には、膨張用ガスは供給されない。閉じているバルブ２３に接続されたセル１１は非展開のままである。

セル１１が３の場合を例にとって具体的に説明する。
大柄乗員２Ｌの場合は、図１（イ）に示すように、上、中のセル１１ａ、１１ｂのみが展開膨張され、下のセル１１ｃは非展開のままである。
したがって、乗員２の膝部２ａが展開膨張したセル１１ａ、１１ｂによって前方から拘束されて腰部２ｄの前方への移動が抑制される。乗員２の脛部２ｂにかかるセル１１ｃからの反力（押しもどし力）は無いかまたは小さい。その結果、脛部２ｂにかかるセル１１ｃからの反力がある場合に比べて、過大な膝部２ａの変位が生じることが抑制されるとともに、膝部２ａと脛部２ｂとの間の剪断力が小さく、大きな負担が膝部２ａと脛部２ｂとの間にかかることが抑制される。

また、小柄乗員２Ｓの場合は、図１（ロ）に示すように、中、下のセル１１ｂ、１１ｃのみが展開膨張され、上のセル１１ａは非展開のままである。
したがって、乗員２の膝部２ａが展開膨張したセル１１ｂ、１１ｃによって前方から拘束されて腰部２ｄの前方への移動が抑制される。セル１１ａが乗員２の膝部２ａに覆い被さって上から乗員２の脛部２ｂおよび踵部２ｃに脛部軸方向の圧縮荷重をかけることは無いかまたは抑制される。その結果、踵部２ｃに上から下に向かっての押しつけ力が作用せず、大きな負担が踵部２ｃにかかることが抑制される。

本発明のニーエアバッグ装置１では、衝突検知前に、予め、乗員２の膝部２ａの高さに対応するバルブ２３を開い、展開膨張させるセル１１をインフレータ２１に連通させておくので、衝突検知時にバルブバルブ２３を開いてセル１１を展開膨張させる場合に比べて、セル１１の展開膨張がバルブ２３の開速度の影響を受けることがなく、乗員保護の信頼性が高い。

また、複数セル１１の各セルは、膝を前方から拘束するという同じ機能をもっており、従来のように互いに異なる機能（たとえば、もぐり込み防止機能）をもたないので、各セルの構成を、位置の上下関係を除き、互いに変える必要がなく、従来に比べて構成が単純化され得る。

（イ）は、本発明のニーエアバッグ装置の、乗員が大柄乗員である場合の、セルの一部が展開膨張した状態の側面図であり、（ロ）は、本発明のニーエアバッグ装置の、乗員が小柄乗員である場合の、セルの一部が展開膨張した状態の側面図である。 本発明のニーエアバッグ装置の、ガス流入制御装置２０のガス流路開閉制御装置（ＥＣＵ）の、制御ルーチン図である。

符号の説明

１ ニーエアバッグ装置
２ 乗員
２ａ 膝部
２ｂ 脛部
２ｃ 踵部
２ｄ 腰部
３ インスツルメントパネル
４ シートクッション
１０ ニーエアバッグ
１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ） セル
２０ ガス流入制御装置
２１ インフレータ
２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ） ガス流路
２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ） バルブ
２４ ガス流路開閉制御装置（ＥＣＵ）
３０ 体格検知センサ

Claims (3)

1. 乗員の体格を検知する体格検知センサと、
   展開膨張された時の高さ位置が互いに異なる複数のセルを有するニーエアバッグと、
   前記体格検知センサが検知した乗員体格に応じて、前記複数のセルのうち乗員膝部に対応する高さ位置にあるセルを選択的にインフレータに連通させておき、車両前面衝突時にインフレータからの膨張用ガスが、前記乗員膝部に対応する高さ位置にあるセルに選択的に流入させるガス流入制御装置と、
   を備えたニーエアバッグ装置。
2. 前記ニーエアバッグが上、中、下の３つのセルを有する請求項１記載のニーエアバッグ装置。
3. 前記ガス流入制御装置は、
   インフレータと各セルとを接続するガス流路と、
   各ガス流路に設けられたバルブと、
   前記体格検知センサにより乗員が大柄な体格であると検知された場合は前記上、中のセルに接続されたガス流路のバルブを開くとともに前記下のセルに接続されたガス流路のバルブを閉じ、前記体格検知センサにより乗員が小柄な体格であると検知された場合は前記中、下のセルに接続されたガス流路のバルブを開くとともに前記上のセルに接続されたガス流路のバルブを閉じるガス流路開閉制御装置と、
   を含む請求項２記載のニーエアバッグ装置。

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