JP2011020498A - 自動二輪車のエアバッグ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加速度センサが衝撃を検知するよりも先に、圧力センサによって衝突による衝撃の大きさを検知できるようにした自動二輪車のエアバッグ装置を提供する。
【解決手段】メインフレーム２に固定されたサブフレーム２１を、ヘッドパイプ３の前方でかつ前輪ＷＦの前方の位置まで延出させ、該サブフレーム２１の前端部に形成された気密性を有する密閉空間２２Ｌ，２２Ｒの内部に、第１，第２圧力センサ２４，２５を配設する。メインフレーム２に固定されるエアバッグＥＣＵ４０の内部に、車体に加えられる減速度Ｇを検知する加速度センサ４６を配設する。自動二輪車１の衝突時に、密閉空間２２Ｌ，２２Ｒの変形に伴う圧力センサ２４，２５の出力変化に基づいて、その衝突度合い（衝撃の大きさ）を判定する。この衝突度合に応じて、エアバッグ３３を展開させる第１インフレータ３１の点火タイミングを決定するための、減速度Ｇの閾値Ｌを補正する。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動二輪車のエアバッグ装置に係り、特に、加速度センサの出力信号に基づいてエアバッグ展開用のインフレータを作動させるようにした自動二輪車のエアバッグ装置に関する。

従来から、車体に取り付けられた加速度センサ等の出力信号に基づいて、車体に加えられた減速度が所定値を超えた場合に、エアバッグ装置のインフレータを作動させてエアバッグを展開するようにしたエアバッグ装置が知られている。

特許文献１には、自動二輪車のフロントフォークおよび車体フレームのそれぞれに加速度センサを取り付けることで、衝突の態様に関わらず、車体に加えられる減速度を精度よく検知できるようにしたエアバッグ装置が開示されている。

また、特許文献２には、四輪車のサイドドアへの衝突を検知するため、サイドドアの内部空間に圧力センサを配設し、サイドドアの車体外方側の外壁の変形に伴う内部空間の圧力変化が所定値を超えた場合に、エアバッグ装置のインフレータを作動させるようにしたエアバッグ装置が開示されている。なお、このエアバッグ装置では、圧力センサの近傍に配設した変位センサによって前記内部空間を構成する壁面のうちの車体内方側の一面の変形量を検知して、この変形量に基づいて圧力センサの出力信号を補正するように構成されている。

特開２００３−３０６１８４号公報 特開２００８−１３７４９１号公報

ところで、加速度センサの出力信号に基づいて検知される減速度がある所定値（閾値）を超えた場合に、エアバッグのインフレータを点火作動させるようにしたエアバッグ装置において、車体に加えられる衝撃の大きさに応じてエアバッグの展開開始タイミング（インフレータの点火タイミング）を調整できるように、その衝撃の大きさに応じて、前記所定値（閾値）の大小を調整することが検討されている。

このような調整を可能とするためには、エアバッグを展開させるための加速度センサのほかに、該加速度センサよりも先に衝撃の大きさを検知する手段を設けることが考えられる。特許文献１は、複数の加速度センサを配置することで衝撃に対する応答性を高めているが、センサの検出速度が同じため、応答性に改善が望まれる。また、特許文献２は、圧力センサと変位センサ（加速度センサ）は同一面に配置しているため、変位センサより先に圧力センサで衝撃を検出するには不十分である。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、加速度センサが衝撃を検知するよりも先に、圧力センサによって衝突による衝撃の大きさを検知できるようにした自動二輪車のエアバッグ装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、車体フレーム（２）の前端部に設けられたヘッドパイプ（３）に、前輪（ＷＦ）を回転自在に軸支するフロントフォーク（４）を軸支するようにした自動二輪車（１）に適用される自動二輪車のエアバッグ装置（３０）において、前記車体フレーム（２）に固定され、車体に加わる減速度を検知する加速度センサ（４６）と、気密性を有する密閉空間（２２Ｌ，２２Ｒ）と、前記密閉空間（２２Ｌ，２２Ｒ）の圧力を検知する圧力センサ（２４，２５）と、前記圧力センサ（２４，２５）の出力信号に応じて、前記エアバッグ装置（３０）の作動タイミングを決定するエアバッグ制御部（４０）とを具備し、前記密閉空間（２２Ｌ，２２Ｒ）が、前記ヘッドパイプ（３）の車体前方側かつ前輪（ＷＦ）の上方に設けられている点に第１の特徴がある。

また、前記密閉空間（２２Ｌ，２２Ｒ）が、前記車体フレーム（２）に結合され、かつ前記ヘッドパイプ（３）の車体前方側に延出するサブフレーム（２１）の前端部に設けられている点に第２の特徴がある。

また、前記サブフレーム（２１）が、前記ヘッドパイプ（３）の車体前方側を凸とするアーチ状に形成されている点に第３の特徴がある。

また、前記サブフレーム（２１）が左右一対のサブフレーム（２１Ｌ，２１Ｒ）からなり、左右それぞれのサブフレーム（２１Ｌ，２１Ｒ）は、車体フレーム（２）に結合されて車体前方側に延設されるパイプ部材（２１０Ｌ，２１０Ｒ）の前端部に、前記密閉空間（２２Ｌ，２２Ｒ）を形成する外壁からなる箱体（２２０Ｌ，２２０Ｒ）を結合して構成されており、前記サブフレーム（２１Ｌ，２１Ｒ）の左右の連結は、前記ヘッドパイプ（３）の車体前方側で左右の箱体（２２０Ｌ，２２０Ｒ）を結合することで行われる点に第４の特徴がある。

また、前記サブフレーム（２１）が、前記自動二輪車（１）のフロントカウル（２０）に覆われている点に第５の特徴がある。

また、前記密閉空間（２２Ｌ，２２Ｒ）が、前記前輪（ＷＦ）の前端部より車体前方側に設けられている点に第６の特徴がある。

また、前記圧力センサ（２４，２５）が、前記密閉空間（２２Ｌ，２２Ｒ）の外壁を構成すると共に前記密閉空間（２２Ｌ，２２Ｒ）の車体後方側に配設される仕切板（２７Ｌ，２７Ｒ）に取り付けられている点に第７の特徴がある。

また、加速度センサ（４６）によって検知される減速度に基づいてエアバッグ装置を作動させる自動二輪車のエアバッグ装置（３０）において、車体前方側に設けられ、気密性を有する密閉空間（２２Ｌ，２２Ｒ）の圧力を検知する圧力センサ（２４，２５）と、前記圧力センサ（２４，２５）の出力信号に応じて、前記エアバッグ装置（３０）を作動させる減速度の閾値を補正する減速度閾値補正量算出部（４３）とを具備し、前記減速度閾値補正量算出部（４３）は、前記圧力センサ（２４，２５）の出力値に基づいて算出される圧力値（Ｐ）および圧力変化率（ｄｐ／ｄｔ）の値に基づいて、衝突度合いを判定するように構成されている点に第８の特徴がある。

また、前記加速度センサ（４６）が自動二輪車（１）の車体フレーム（２）側に配設されており、前記減速度（Ｇ）の値を２回積分することで、前記減速度（Ｇ）が生じた後の乗員移動量（Ｓ）を算出し、前記減速度（Ｇ）が、前記乗員移動量（Ｓ）の関数として設定される前記減速度（Ｇ）の閾値（Ｌ）を超えると、インフレータ（３１）に点火してエアバッグ（３３）の展開を開始するように構成されている点に第９の特徴がある。

また、前記減速度（Ｇ）の閾値（Ｌ）を、前記衝突度合いに応じて変化させるように構成されている点に第１０の特徴がある。

さらに、前記インフレータは、先に点火される第１インフレータ（３１）と、次に点火される第２インフレータ（３２）とからなり、前記衝突度合いに応じて、前記第１インフレータ（３１）を点火してから第２インフレータ（３２）を点火するまでの遅延時間を変更するように構成されている点に第１１の特徴がある。

第１の特徴によれば、車体フレームに固定され、車体に加わる減速度を検知する加速度センサと、気密性を有する密閉空間と、密閉空間の圧力を検知する圧力センサと、圧力センサの出力信号に応じて、エアバッグ装置の作動タイミングを決定するエアバッグ制御部とを具備し、ヘッドパイプの車体前方側かつ前輪の上方に密閉空間が設けられているので、車体フレームに取り付けられた加速度センサが車体の減速度を検知するよりも早く、車体前方側に設けられた密閉空間の圧力変動に基づいて衝突の度合いを検知することが可能となる。

第２の特徴によれば、車体フレームに結合され、かつヘッドパイプの車体前方側に延出するサブフレームの前端部に密閉空間が設けられているので、自動二輪車の衝突時に、密閉空間の変形を他の部分の変形より優先させることが可能となる。これにより、衝突度合いをより早く検知することが可能となる。

第３の特徴によれば、サブフレームが、ヘッドパイプの車体前方側を凸とするアーチ状に形成されているので、サブフレームの支持剛性を高めることが可能となる。これにより、自動二輪車の衝突時に、サブフレーム全体のうち、密閉空間の部分が最初に変形するように構成することができる。

第４の特徴によれば、サブフレームが左右一対のサブフレームからなり、左右それぞれのサブフレームは、車体フレームに結合されて車体前方側に延設されるパイプ部材の前端部に、密閉空間を形成する外壁からなる箱体を結合して構成されており、サブフレームの左右の連結は、ヘッドパイプの車体前方側で左右の箱体を結合することで行われるので、サブフレームを左右一体式とする構成に比してサブフレームの形成が容易となる。また、左右のサブフレームを共通部品とすることで、さらに生産工数を低減することができる。

第５の特徴によれば、サブフレームが、自動二輪車のフロントカウルに覆われているので、走行中の飛び石や、停車中の第三者による接触等からサブフレームを保護し、衝突時以外に密閉空間が変形することを防止することができる。

第６の特徴によれば、前輪の前端部より車体前方側に密閉空間が設けられているので、例えば、路面に垂直な壁等に衝突する場合に、前輪より先に密閉空間の壁面を壁等に当接させることが可能となる。これにより、前輪やフロントフォーク等が変形するより先に密閉空間を変形させて、より早く衝突度合を検知することが可能となる。

第７の特徴によれば、圧力センサが、密閉空間の外壁を構成すると共に密閉空間の車体後方側に配設される仕切板に取り付けられているので、例えば、車体前方側の仕切板に圧力センサを配設する構成に比して、衝突時の初期段階で圧力センサに衝撃が直接伝わることを防いで、圧力変化の検知精度を高めることが可能となる。

第８の特徴によれば、車体前方側に設けられ、気密性を有する密閉空間の圧力を検知する圧力センサと、圧力センサの出力信号に応じて、エアバッグ装置を作動させる減速度の閾値を補正する減速度閾値補正量算出部とを具備し、減速度閾値補正量算出部は、圧力センサの出力値に基づいて算出される圧力値および圧力変化率の値に基づいて、衝突度合いを判定するように構成されているので、圧力センサの出力値に基づいて、衝突時の衝突度合い（衝撃の大きさ）を検知することが可能となる。これにより、エアバッグ装置を作動させる減速度の閾値を調整し、より適切なタイミングでエアバッグ装置を作動させることが可能となる。

第９の特徴によれば、加速度センサが自動二輪車の車体フレーム側に配設されており、減速度の値を２回積分することで減速度が生じた後の乗員移動量を算出し、減速度が、乗員移動量の関数として設定される減速度の閾値を超えると、インフレータに点火してエアバッグの展開を開始するように構成されているので、エアバッグの展開を開始するタイミングの調整を高い精度で行うことが可能となる。

第１０の特徴によれば、減速度の閾値を、衝突度合いに応じて変化させるように構成されているので、例えば、衝突度合いが大きい場合にはエアバッグの展開タイミングを早くし、一方、衝突度合が小さい場合にはエアバッグの展開タイミングを遅らせることで、より適切なタイミングでエアバッグを展開させることが可能となる。

第１１の特徴によれば、インフレータは、先に点火される第１インフレータと、次に点火される第２インフレータとからなり、衝突度合いに応じて、第１インフレータを点火してから第２インフレータを点火するまでの遅延時間を変更するように構成されているので、第１インフレータのみではエアバッグが完全な膨張状態には至らないようにし、第２インフレータを点火することで所定の膨張状態が得られるように設定されている場合に、圧力センサの出力信号に基づいて、エアバッグが適切な硬さで膨張している期間を任意に調整することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るエアバッグ装置を適用した自動二輪車の側面図である。 メインフレームの側面図である。 メインフレームの上面図である。 エアバッグ装置およびその周辺構成を示す機能ブロック図である。 圧力センサの出力値に基づいて衝突度合いを判定する衝突度合マップである。 減速度閾値−乗員移動量マップである。 エアバッグ展開制御の流れを示すフローチャートである。 本実施形態に係るエアバッグ装置の構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るエアバッグ装置を適用した自動二輪車１の側面図である。メインフレーム２の前端部に設けられたヘッドパイプ３には、不図示のステアリングステムが回動自在に軸支されている。該ステアリングステムには、前輪ＷＦを回転可能に軸支する左右一対のフロントフォーク４が取り付けられており、前輪ＷＦは、フロントフォーク４の上端部に取り付けられた左右一対のハンドルバー５によって操舵可能とされている。

車体フレームとしてのメインフレーム２の後方下部には、駆動輪としての後輪ＷＲを回転可能に軸支するスイングアーム８が、ピボット軸１１によって揺動自在に軸支されている。スイングアーム８とメインフレーム２との間には、リンク機構を介して互いを連結するリヤクッション１２が配設されている。

ピボット軸１１の前方かつメインフレーム２の下方には、エンジン６が配設されている。エンジン６の上部には、燃料噴射装置およびスロットルボディを含む吸気管１４が取り付けられており、その上部には、エアクリーナボックス１３が接続されている。エンジン６の前方側には、該エンジン６の燃焼ガスを車体後端部に配設されたマフラ１９に導く排気管７が取り付けられている。エンジン６の回転駆動力は、出力軸に軸支された駆動側スプロケット９に巻き掛けられたドライブチェーン１０を介して後輪ＷＲに伝達される。メインフレーム２の上部には、燃料タンク１５が配設されており、メインフレーム２から後方上方に延出するシートフレーム１７には、シート１６およびシートカウル１８が取り付けられている。

ヘッドパイプ３の後方でメインフレーム２の上部には、本発明の一実施形態に係るエアバッグ装置３０が配設されている。エアバッグ装置３０には、第１，第２インフレータ（１段目，２段目インフレータ）３１，３２および折り畳まれた袋状のエアバッグ３３が収納されている。エアバッグ装置３０は、車体に所定値を超える減速度が加えられると、第１，第２インフレータ３１，３２が順次点火して燃焼ガスを発生し、これにより、エアバッグ３３が所定の形状に膨張展開するように構成されている。

第１，第２インフレータ３１，３２に点火信号を発するエアバッグ制御手段としてのエアバッグＥＣＵ４０は、エアバッグ装置３０の下方でメインフレーム２に固定されている。なお、詳細は後述するが、エアバッグＥＣＵ４０の内部には、エアバッグ装置３０を作動させるため、車体に加わる減速度を検知する加速度センサが配設されている。

ヘッドパイプ３の前方側には、車体前方側への延出部を有するフロントカウル２０が配設されている。フロントカウル２０の内側には、メインフレーム２に固定されると共に、車体前方側へ延出するサブフレーム２１が収納されている。図中の直線Ｐは、水平な路面Ｈに垂直な線を示しており、サブフレーム２１およびこれを覆うフロントカウル２０の先端部は、前輪ＷＦの前端部よりもさらに車体前方側に配置されている。

図２は、メインフレーム２の側面図である。また、図３は、メインフレーム２の上面図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。サブフレーム２１は、メインフレーム２と同種の金属で形成されたパイプ材等からなり、車体中心線Ｃ上でヘッドパイプ３の前方側を凸とするアーチ状に形成されている。このようなサブフレーム２１の形状によれば、サブフレーム２１の支持剛性を高めることが可能となる。なお、メインフレーム２とサブフレーム２１との結合は、溶着加工のほか、ボルト等の締結部材によって行うようにしてもよい。

サブフレーム２１は、左右で同一構造を有する右側サブフレーム２１Ｒおよび左側サブフレーム２１Ｌからなる。左右のサブフレーム２１Ｌ，２１Ｒは、車体フレーム２の側面に結合されて車体前方に延出するパイプ部材２１０Ｌ，２１０Ｒの先端に、箱体２２０Ｌ，２２０Ｒを結合して構成されている。箱体２２０Ｌ，２２０Ｒは、気密性を有する密閉空間２２Ｌ，２２Ｒを形成するための板部材からなる部品である。箱体２２０Ｌは、中空パイプ部２３０Ｌとその両端を塞ぐ板２７Ｌ，２８Ｌよりなり、箱体２２０Ｒは、中空パイプ部２３０Ｒとその両端を塞ぐ板２７Ｒ，２８Ｒよりなる。右側サブフレーム２１Ｒと左側サブフレーム２１Ｌとは、先端部２９において、中空パイプ部２３０Ｌ，２３０Ｒの前端の板２８Ｌ，２８Ｒを溶着することで互いに連結されている。

そして、左側サブフレーム２１Ｌの密閉空間２２Ｌには、温度センサ２６および第２圧力センサ２５が配設され、一方、右側サブフレーム２１Ｒの密閉空間２２Ｒには、第１圧力センサ２４が配設されている。第１，第２圧力センサ２４，２５は、箱体２２０Ｌ，２２０Ｒの後端部の板２７Ｌ，２７Ｒにそれぞれ取り付けられている。

温度センサ２６は、温度変化に伴って変動する両圧力センサ２４，２５の出力値を補正するために設けられるものであり、右側の密閉空間２２Ｒに設けたり、左右の密閉空間に１つずつ設けるようにしてもよい。さらに、密閉空間は、箱体を左右一体としてひとつの空間で構成することもできる。

前記したように、サブフレーム２１は、その先端部２９が、自動二輪車１の前輪ＷＦの先端よりさらに前方側に位置するように配設されている。したがって、例えば、自動二輪車１が路面と略垂直な壁面に衝突する際には、前輪ＷＦより先に、サブフレーム２１の先端部２９が壁面に当接することになる。これにより、自動二輪車１が衝突する際には、まず最初にサブフレーム２１の密閉空間２２Ｌ，２２Ｒの車体前方側の壁面を構成する板状部材が変形することとなり、これにより、密閉空間の体積が減少して内圧が上昇する。

本実施形態に係るエアバッグ装置３０は、この密閉空間２２Ｌ，２２Ｒの圧力上昇に基づいて、衝突に伴う衝撃の大きさを検知することが可能である。そして、本実施形態に係るサブフレーム２１の配置構成によれば、この圧力上昇を、密閉空間２２Ｌ，２２Ｒがわずかに変形したタイミング、すなわち、前輪ＷＦがまだ壁面に接触する前のタイミングで検知することができる。なお、サブフレーム２１は、密閉空間２２Ｌ，２２Ｒの位置が、前輪ＷＦの前端部と同じか、またはやや車体後方側となるように形成してもよい。

一方、本実施形態では、エアバッグ３３の展開判断に用いる車体の減速度を検知するための加速度センサ４６が、メインフレーム２に固定されたエアバッグＥＣＵ４０（図１参照）の内部に配置されている。これは、乗員を効果的に拘束するために適切なエアバッグ展開開始タイミング（インフレータ点火タイミング）が、車体前方側から前輪ＷＲやフロントフォーク４等が順次変形した後、メインフレーム２に衝撃が伝わり始めた時期に存在するため、この衝撃（減速度）を検知するために好適であることに起因する。

ここで、一般に、エアバッグの展開開始タイミングは、同じ速度で衝突した場合でも、その相手が比較的硬いもの（例えば、コンクリートブロック）であって減速度の立ち上がりが早く衝撃が大きい場合には、展開タイミングを早くし、一方、比較的軟らかいもの（例えば、四輪車のサイドドア）であって、減速度の立ち上がりは緩やかなものの衝撃の継続時間が長くなるような場合には、展開開始タイミングを少し遅らせてエアバッグの開いている時間を長くすることが、乗員の効果的な拘束に有効であるとされる。

本実施形態に係るエアバッグ装置３０では、圧力センサ２４，２５の出力信号に基づいて衝突に伴う衝撃の大きさを検知し、この衝撃の大きさに応じてエアバッグの展開開始タイミングを調整できるようにした点に特徴がある。以下、図４ないし７を参照して、本実施形態に係るエアバッグ展開制御を詳細に説明する。

図４は、エアバッグ装置３０およびその周辺機器の構成を示す機能ブロック図である。以下では、周辺機器を含む全体構成を、エアバッグ装置と呼称することもある。エアバッグＥＣＵ４０には、主に、車体に加わる減速度を検知してインフレータの点火タイミングを決定するための加速度センサ４６と、第１，第２圧力センサ２４，２５の出力信号に基づいて衝突度合いを判定する衝突度合判定手段４１と、エアバッグ装置３０の第１，第２インフレータ３１，３２に点火信号を供給するエアバッグ駆動制御部４４とが含まれている。

衝突度合判定手段４１には、第１，第２圧力センサ２４，２５および圧力センサ出力値補正部４５からの出力信号が入力される。圧力センサ出力値補正部４５は、温度センサ２６からの入力信号に基づいて、温度変化に伴う圧力変化が衝突度合いの判定に影響を与えないように、圧力センサの出力信号の補正量を決定する。

また、加速度センサ４６からの出力信号は、減速度導出部４７および乗員移動量算出部４８に伝達される。減速度算出部４７では、加速度センサ４６の出力信号に基づいて自動二輪車１の減速度が導出され、乗員移動量算出部４８では、車体に加えられた減速度を２回積分することにより衝突後の乗員の移動量（推定値）が算出される。

衝突度合判定手段４１は、第１圧力センサ２４または第２圧力センサ２５のうち、圧力（Ｐ）または圧力変化率（ｄｐ／ｄｔ）がより高くなる方のセンサ出力を用いて、図５に示すような衝突度合マップ４１ａに、圧力および圧力変化率の算出値を適用して、衝突度合い（衝撃の大きさ）が、例えば、大、中、小の三段階のいずれであるかを判定する。

衝突度合判定手段４１で判定された衝突度合いは、第２インフレータ点火遅延量算出部４２と、減速度閾値補正量算出部４３にそれぞれ伝達される。減速度閾値補正量算出部４３では、前記判定された衝突度合いに応じて、エアバッグ装置３０を作動が必要と判定するための減速度の閾値を補正するように構成されている。なお、第２インフレータ点火遅延量算出手段４２の機能に関しては後述する。

エアバッグ駆動制御部４４には、減速度閾値補正量算出部４３で算出された補正量と、減速度導出部４７で導出された減速度と、乗員移動量算出部４８で算出された乗員移動量とがそれぞれ入力される。そして、エアバッグ駆動制御部４４は、図６に示す減速度閾値−乗員移動量マップ４４ａに基づいて、減速度が所定値（閾値）を超えた場合に、第１，第２インフレータ３１，３２に順次点火してエアバッグ３３を展開させる。

図６は、減速度閾値−乗員移動量マップ４４ａの一例である。このマップでは、エアバッグの展開判断に適用する減速度の閾値Ｌが、自動二輪車１の衝突時に慣性力によって車体前方側に移動する乗員移動量（Ｓ）の関数として設けられている。そして、エアバッグ駆動制御部４４は、前記算出された閾値補正量に基づいて、閾値Ｌを、図示下方側に平行移動した閾値Ｌ１に補正したり、また、図示上方側に移動した閾値Ｌ２に補正してから、減速度（Ｇ）および乗員移動量（Ｓ）の値を適用する。そして、減速度（Ｇ）と乗員移動量（Ｓ）との交点がエアバッグ展開領域に入ると、第１インフレータ３１が点火作動し、エアバッグ３３の展開が開始される。衝撃が大きい場合は閾値を下方に移動し、速くエアバッグが作動するようにしている。

ここで、本実施形態に係るエアバッグ装置３０では、先に点火される第１インフレータ３１と、第１インフレータ３１が点火された後に点火される第２インフレータ３２とが備えられている。両者は、第１インフレータ３１のみではエアバッグ３３が完全な膨張状態には至らないようにし、第２インフレータ３２を点火することで所定の膨張状態が得られるように設定されている。これにより、第１インフレータ３１の点火後に第２インフレータ３２に点火するまでの遅延時間（例えば、１０ｍｓ）の長さを変更することで、エアバッグ３３が適切な硬さで膨張している期間を調整できるように構成されている。

そして、本実施形態では、第１，第２圧力センサ２４，２５の出力信号に基づいて検知された衝突度合いに応じて、第１インフレータ３１を点火する減速度閾値Ｌを補正するだけでなく、第２インフレータ３２に点火するまでの遅延時間を補正できるように構成されている。この補正は、第２インフレータ点火遅延時間算出部４２が、予め定められた所定のマップ等から衝突度合いに応じた遅延時間を導出し、この遅延量がエアバッグ駆動制御部４４に伝達されることで実行される。なお、第２インフレータ３２に点火するまでの遅延時間（例えば、５〜１５ｍｓ）は、これを短くすると、展開開始からエアバッグ３３が所定の硬さに至るタイミングが早くなり、一方、これを長くすると、エアバッグ３３が所定の硬さに至るタイミングが遅くなることとなる。

図７は、本実施形態に係るエアバッグ展開制御の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１では、温度センサ２６の出力値が検知され、ステップＳ２では、両圧力センサ２４，２５の出力値が検知される。続くステップＳ３では、圧力センサ出力値補正部４５によって、温度センサ出力値に基づく圧力センサ出力値の補正が行われる。

ステップＳ４では、圧力および圧力変化率がそれぞれ所定値以上であるか否かが算出され、肯定判定されると、ステップＳ５に進む。ステップＳ４で否定判定された場合は、エアバッグ装置３０を作動させる必要がないとして、ステップＳ４の判定に戻る。次に、ステップＳ５では、衝突度合判定手段４１によって、圧力−圧力変化率マップ（衝突度合マップ）４１ａに基づいて車両の衝突度合いが判定される。

ステップＳ６では、減速度閾値補正量算出部４３により、ステップＳ５で算出された衝突度合いに基づいて減速度閾値Ｌの補正量が算出される。次に、ステップＳ７では、第２インフレータ点火遅延時間算出部４２により、ステップＳ５で算出された衝突度合いに基づいて第２インフレータ２５の点火遅延時間が算出される。

そして、減速度（Ｇ）と乗員移動量（Ｓ）との交点が、減速度閾値Ｌを超えてエアバッグ展開領域に入ると、ステップＳ８において、第１インフレータ３１に点火される。続くステップＳ９では、点火遅延時間が経過したか否かが判定され、否定判定されるとステップＳ９の判定に戻り、肯定判定されると、ステップＳ１０で第２インフレータ３２が点火され、ステップＳ１１でエアバッグの展開処理が完了する。

図８は、本実施形態に係るエアバッグ装置の構成を示すブロック図である。この図は、図４に示した機能ブロック図に示した各手段のより具体的な構成および動作を示すものであり、以下、図８を参照してエアバッグ展開制御の全体の流れを説明する。

まず、図８に示した圧力値温度補正（Ｆ４，Ｆ５）は、図４に示した圧力センサ出力値補正部４５によって実行されるものである。第１圧力センサ２４からの第１圧力センサ信号（Ｆ１）および第２圧力センサ２５からの第２圧力センサ信号（Ｆ３）は、温度センサ２６の出力信号である温度センサ信号（Ｆ２）に基づいて、圧力値温度補正（Ｆ４，Ｆ５）の処理が施される。

次に、補正後の圧力Ｐが、衝突度合判定手段４１（図４参照）に含まれる微分器（Ｆ６，Ｆ７）によって微分され、それぞれ、衝突度合いマップ（Ｆ８，Ｆ９）に入力される。実験等により予め設定された衝突度合マップ（Ｆ８，Ｆ９）は、図４の衝突度合マップ４１ａに相当するものである。衝突度合マップ（Ｆ８，Ｆ９）には、補正後の圧力Ｐおよび該圧力Ｐの微分により算出される圧力変化率ｄｐ／ｄｔが入力され、これにより、自動二輪車の衝突度合い（例えば、大、中、小）が導出されることとなる。

一方、ＥＣＵ内部センサ信号（Ｆ１０）に基づいて減速度Ｇおよび乗員移動量Ｓが算出されるまでの流れは、図４に示した減速度導出部４７により減速度Ｇが算出されて、さらに、乗員移動量算出部４８により乗員移動量が算出されるまでの流れに相当する。積分器（Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１３）は、減速度導出部４７および乗員移動量算出部４８に含まれるものであり、加速度センサ４６の出力信号であるＥＣＵ内部Ｇセンサ信号（Ｆ１０）は、積分器（Ｆ１１）および積分器（Ｆ１２）によって２回積分されて乗員移動量（Ｓ）に変換され、また、積分器（Ｆ１３）によって１回積分されて減速度（Ｇ）に変換される。

そして、Ｓ−Ｖマップ（Ｆ１４）は、図４に示したエアバッグ駆動制御部４４内の減速度閾値−乗員移動量マップ４４ａに相当するものである。前記したように、エアバッグの展開判断に用いるＳ−Ｖマップ（Ｆ１４）の閾値（Ｌ）は、衝突度合いの大小に応じて補正される。閾値（Ｌ）の補正値を算出する処理は、図４に示した減速度閾値補正量算出部４３で実行される。Ｓ−Ｖマップ（Ｆ１４）には、衝突度合いマップで求められた衝突度合いと、積分器（Ｆ１１，Ｆ１２）によって算出された乗員移動量（Ｓ）が入力される。

比較器（Ｆ１５）およびＡＮＤ回路（Ｆ１６）は図４に示したエアバッグ駆動制御部４４に含まれ、積分器（Ｆ１３）は減速度導出部４７に含まれるものである。比較器（Ｆ１５）では、積分器（Ｆ１３）によって算出された減速度（Ｇ）と、補正後の閾値（Ｌ）とが比較され、減速度（Ｇ）が閾値（Ｌ）を超えると、ＡＮＤ回路（Ｆ１６）に衝突判定信号が入力されるように構成されている。

ＡＮＤ回路（Ｆ１６）は、衝突度合いマップ（Ｆ８，Ｆ９）からの衝突判定信号および比較器（Ｆ１５）からの衝突判定信号がすべて入力されることで、インフレータへの点火信号を出力する。これにより、エアバッグ駆動制御部４４から第１インフレータ３１への点火信号が出力されることとなる。

一方、衝突度合いマップ（Ｆ８，Ｆ９）で求められた衝突度合いに基づいて、１段目インフレータの点火から２段目インフレータが点火するまでの遅延量算出（Ｆ１７）が実行されると、遅延カウンタ（Ｆ１８）が所定の遅延量（時間）の計測が開始される。この衝突度合いに応じた遅延量算出（Ｆ１７）の処理は、図４に示した第２インフレータ点火遅延時間算出部４２で実行されるものであり、遅延時間を計測するタイマはエアバッグ駆動制御部４４に含まれる。そして、１段目インフレータの点火から所定の遅延時間が経過すると、２段目インフレータ（第２インフレータ３２）の点火が実行され、エアバッグの展開処理が完了する。

なお、上記した図８の説明では、微分器および積分器がそれぞれ複数存在するものとして記載したが、エアバッグＥＣＵ４０が備える単一の微分器（微分回路）および積分器（積分回路）を、必要な演算時に繰り返して作動するように構成してもよい。

上記したように、本発明に係るエアバッグ装置によれば、車体の最前部に設けた密閉空間の変形を圧力センサで検知し、この圧力変化に基づいて判定される衝突度合いに基づいて、エアバッグを展開させる減速度の閾値を補正するようにしたので、加速度センサによって減速度が検知されるより早い（例えば、数ｍｓ）タイミングで衝突度合いを判定することが可能となり、時間的余裕をもって減速度の閾値を補正することができる。

また、圧力センサの出力値に基づいてエアバッグを展開させるのではなく、圧力センサの出力値に基づいて、エアバッグを展開させる減速度閾値を調整するようにしたので、例えば、サブフレームに衝撃が加えられることで、停車中にもかかわらずエアバッグが展開するといった作動状態の発生を防止することが可能となる。

なお、サブフレームやメインフレームの形状や材質、密閉空間の形状や体積、圧力センサやエアバッグＥＣＵの配設位置、衝突度合いの判定方法（例えば、４段階以上に分類する等）、衝突度合マップや減速度閾値−乗員移動量マップの形態、第２インフレータを点火させる遅延時間の設定等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、左右のサブフレームを一体形成すると共に密閉空間を左右一対とすることもできる。本発明に係るエアバッグ装置は、自動二輪車に限られず、鞍乗型三輪車等の各種車両に適用することが可能である。

１…自動二輪車、２…メインフレーム（車体フレーム）、３…ヘッドパイプ、４…フロントフォーク、２０…フロントカウル、２１（２１Ｌ，２１Ｒ）…サブフレーム、２２Ｌ，２２Ｒ…密閉空間、２７Ｌ，２７Ｒ…仕切板、２４，２５…第１，第２圧力センサ、２６…温度センサ、２８Ｌ，２８Ｒ…合わせ面、２９…先端部、３０…エアバッグ装置、３１…第１インフレータ、３２…第２インフレータ、３３…エアバッグ、４１…衝突度合判定手段、４１ａ…衝突度合マップ、４２…第２インフレータ点火遅延時間算出部、４３…減速度閾値補正量算出部、４４…エアバッグ駆動制御部、４４ａ…減速度閾値−乗員移動量マップ、４５…圧力センサ出力値補正部、４６…加速度センサ、４７…減速度導出部、４８…乗員移動量算出部、ＷＦ…前輪

Claims (11)

1. 車体フレーム（２）の前端部に設けられたヘッドパイプ（３）に、前輪（ＷＦ）を回転自在に軸支するフロントフォーク（４）を軸支するようにした自動二輪車（１）に適用される自動二輪車のエアバッグ装置（３０）において、
   前記車体フレーム（２）に固定され、車体に加わる減速度を検知する加速度センサ（４６）と、
   気密性を有する密閉空間（２２Ｌ，２２Ｒ）と、
   前記密閉空間（２２Ｌ，２２Ｒ）の圧力を検知する圧力センサ（２４，２５）と、
   前記圧力センサ（２４，２５）の出力信号に応じて、前記エアバッグ装置（３０）の作動タイミングを決定するエアバッグ制御部（４０）とを具備し、
   前記密閉空間（２２Ｌ，２２Ｒ）が、前記ヘッドパイプ（３）の車体前方側かつ前輪（ＷＦ）の上方に設けられていることを特徴とする自動二輪車のエアバッグ装置。
2. 前記密閉空間（２２Ｌ，２２Ｒ）が、前記車体フレーム（２）に結合され、かつ前記ヘッドパイプ（３）の車体前方側に延出するサブフレーム（２１）の前端部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車のエアバッグ装置。
3. 前記サブフレーム（２１）が、前記ヘッドパイプ（３）の車体前方側を凸とするアーチ状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の自動二輪車のエアバッグ装置。
4. 前記サブフレーム（２１）が左右一対のサブフレーム（２１Ｌ，２１Ｒ）からなり、
   左右それぞれのサブフレーム（２１Ｌ，２１Ｒ）は、車体フレーム（２）に結合されて車体前方側に延設されるパイプ部材（２１０Ｌ，２１０Ｒ）の前端部に、前記密閉空間（２２Ｌ，２２Ｒ）を形成する外壁からなる箱体（２２０Ｌ，２２０Ｒ）を結合して構成されており、
   前記サブフレーム（２１Ｌ，２１Ｒ）の左右の連結は、前記ヘッドパイプ（３）の車体前方側で左右の箱体（２２０Ｌ，２２０Ｒ）を結合することで行われることを特徴とする請求項２または３に記載の自動二輪車のエアバッグ装置。
5. 前記サブフレーム（２１）が、前記自動二輪車（１）のフロントカウル（２０）に覆われていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の自動二輪車のエアバッグ装置。
6. 前記密閉空間（２２Ｌ，２２Ｒ）が、前記前輪（ＷＦ）の前端部より車体前方側に設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の自動二輪車のエアバッグ装置。
7. 前記圧力センサ（２４，２５）が、前記密閉空間（２２Ｌ，２２Ｒ）の外壁を構成すると共に前記密閉空間（２２Ｌ，２２Ｒ）の車体後方側に配設される仕切板（２７Ｌ，２７Ｒ）に取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の自動二輪車のエアバッグ装置。
8. 加速度センサ（４６）によって検知される減速度に基づいてエアバッグ装置を作動させる自動二輪車のエアバッグ装置（３０）において、
   車体前方側に設けられ、気密性を有する密閉空間（２２Ｌ，２２Ｒ）の圧力を検知する圧力センサ（２４，２５）と、
   前記圧力センサ（２４，２５）の出力信号に応じて、前記エアバッグ装置（３０）を作動させる減速度の閾値を補正する減速度閾値補正量算出部（４３）とを具備し、
   前記減速度閾値補正量算出部（４３）は、前記圧力センサ（２４，２５）の出力値に基づいて算出される圧力値（Ｐ）および圧力変化率（ｄｐ／ｄｔ）の値に基づいて、衝突度合いを判定するように構成されていることを特徴とする自動二輪車のエアバッグ装置。
9. 前記加速度センサ（４６）が自動二輪車（１）の車体フレーム（２）側に配設されており、
   前記減速度（Ｇ）の値を２回積分することで、前記減速度（Ｇ）が生じた後の乗員移動量（Ｓ）を算出し、
   前記減速度（Ｇ）が、前記乗員移動量（Ｓ）の関数として設定される前記減速度（Ｇ）の閾値（Ｌ）を超えると、インフレータ（３１）に点火してエアバッグ（３３）の展開を開始するように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の自動二輪車のエアバッグ装置。
10. 前記減速度（Ｇ）の閾値（Ｌ）を、前記衝突度合いに応じて変化させるように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の自動二輪車のエアバッグ装置。
11. 前記インフレータは、先に点火される第１インフレータ（３１）と、次に点火される第２インフレータ（３２）とからなり、
    前記衝突度合いに応じて、前記第１インフレータ（３１）を点火してから第２インフレータ（３２）を点火するまでの遅延時間を変更するように構成されていることを特徴とする請求項９または１０に記載の自動二輪車のエアバッグ装置。

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