JP2018075962A - 乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のエアバッグが展開する際の干渉を抑制しつつ、乗員頭部の拘束性能を確保することができる乗員保護装置を得る。【解決手段】車両の前面衝突時に、展開中のカーテンエアバッグ４２における下端部５６が展開完了後の運転席用エアバッグ３２の車両幅方向外側最端部を通る仮想水平面Ｈを通過した後に運転席用エアバッグ３２の展開が完了するようにエアバッグＥＣＵによって運転席用エアバッグ装置１４及びカーテンエアバッグ装置１６がそれぞれ制御される。つまり、カーテンエアバッグ４２に最も近い運転席用エアバッグ３２の車両幅方向外側最端部がカーテンエアバッグ４２の展開後に展開することで、カーテンエアバッグ４２の形状が安定した状態で運転席用エアバッグ３２が展開される。したがって、運転席用エアバッグ３２及びカーテンエアバッグ４２の展開途中でのそれぞれの形状変化による干渉の影響を抑制することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、乗員保護装置に関する。

下記特許文献１には、乗員拘束装置が開示されている。この乗員拘束装置では、運転席用エアバッグと、カーテンエアバッグとを有しており、カーテンエアバッグには、展開した運転席用エアバッグが係合する凹部が設けられている。これにより、微小ラップ衝突時や斜突時に運転席用エアバッグとカーテンエアバッグとの間に突入する乗員頭部を拘束している。

特開２０１６−２８９３２号公報

ところで、運転席エアバッグ及びカーテンエアバッグが展開する際は、エアバッグ自体の形状及び折畳み方によって展開完了するまでエアバッグの形状が時々刻々と変化する。したがって、特許文献１に開示された構成では、運転席エアバッグとカーテンエアバッグとが展開途中において相互に干渉してそれぞれのエアバッグにおける狙った挙動が妨げられる可能性がある。

一方、それぞれのエアバッグが展開途中において相互に干渉するのを抑制するために、運転席エアバッグとカーテンエアバッグとをそれぞれ異なるタイミングで展開完了させることが考えられる。この場合、エアバッグの容量が大きいカーテンエアバッグを先に展開完了させた後に運転席用エアバッグを展開完了させることが望ましい。しかし、運転席用エアバッグは展開時に乗員側へ一度飛び出した後に車両幅方向に膨張する挙動をとるため、運転席用エアバッグの展開が遅れると、車両幅方向への膨張が完了していない運転席用エアバッグとカーテンエアバッグとの間に乗員頭部が突入して乗員頭部の拘束が十分にできない可能性がある。したがって、上記先行技術はこの点で改良の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、複数のエアバッグが展開する際の干渉を抑制しつつ、乗員頭部の拘束性能を確保することができる乗員保護装置を得ることを目的とする。

請求項１記載の発明に係る乗員保護装置は、乗員の前方に第１袋体を展開する第１エアバッグ装置と、乗員の側方に展開する第２袋体、及び展開した状態の当該第２袋体における展開した状態の前記第１袋体に対応した位置に設けられかつ前記第１袋体が係合する凹部、を有している第２エアバッグ装置と、車両の前面衝突時に前記第２エアバッグ装置及び前記第１エアバッグ装置を作動させ、展開中の前記第２袋体における下端部が展開完了後の前記第１袋体の車両幅方向外側最端部を通る仮想水平面を通過した後に前記第１袋体の展開を完了させるように前記第１エアバッグ装置及び前記第２エアバッグ装置をそれぞれ制御する制御部と、を有している。

請求項１記載の発明によれば、乗員の側方に展開した状態の第２袋体における展開した状態の第１袋体に対応した位置には、第１袋体が係合する凹部が設けられている。したがって、第１エアバッグ装置及び第２エアバッグ装置を作動させることで、前面衝突時に第１袋体と第２袋体との間に突入する乗員頭部を拘束することができる。

ここで、展開中の第２袋体における下端部が展開完了後の第１袋体の車両幅方向外側最端部を通る仮想水平面を通過した後に第１袋体の展開が完了するように制御部によって第１エアバッグ装置及び第２エアバッグ装置がそれぞれ制御される。つまり、第２袋体に最も近い第１袋体の車両幅方向外側最端部が第２袋体の展開後に展開完了することで、第２袋体における第１袋体と当接及び近接する部位の形状が安定した状態で第１袋体が展開される。したがって、第１袋体及び第２袋体の展開途中でのそれぞれの形状変化による干渉の影響を抑制することができる。

また、第１袋体は、第２袋体における下端部が展開完了後の第１袋体の車両幅方向外側最端部を通る仮想水平面を通過した後に展開が完了することから、第２袋体の展開が完了してから第１袋体の展開が完了する場合と比べて車両の前面衝突開始時から展開完了までの時間が短縮されるので、乗員の頭部の拘束をより確実に行うことができる。

請求項２記載の発明に係る乗員保護装置は、請求項１記載の発明において、前記制御部は、前記第２袋体の下端部における凹部に対応した部位が展開完了後の前記第１袋体の車両幅方向外側最端部を通る仮想水平面を通過した後に前記第１袋体の展開を完了させるよう前記第１エアバッグ装置及び前記第２エアバッグ装置をそれぞれ制御する。

請求項２記載の発明によれば、展開中の第２袋体の下端部における凹部に対応した部位が展開完了後の第１袋体の車両幅方向外側最端部を通る仮想水平面を通過した後に第１袋体の展開が完了するように制御部によって第１エアバッグ装置及び第２エアバッグ装置がそれぞれ制御される。したがって、第２袋体の凹部が第１袋体の展開完了より早いタイミングで展開することで、凹部の形状が安定した状態で第１袋体が展開完了することから、第１袋体を第２袋体の凹部により確実に係合させることができる。

請求項３記載の発明に係る乗員保護装置は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記制御部は、運転席側へのオフセット衝突時にフルラップ衝突時に対して前記第１袋体の展開の完了を遅らせるように前記第１エアバッグ装置を制御する。

請求項３記載の発明によれば、制御部は、運転席側へのオフセット衝突時にフルラップ衝突時よりも第１袋体の展開の完了を遅らせるように制御する。一般的に、運転席側へのオフセット衝突時では、乗員頭部が斜め前方かつ車両幅方向外側へ移動するため、フルラップ衝突時に比べて乗員頭部の第１袋体に当接するタイミングが遅くなる。したがって、運転席側へのオフセット衝突時における乗員頭部の動きに第１袋体の展開タイミングを合せることができると共に、第１袋体と第２袋体とのそれぞれの展開タイミングの差を大きくすることで、展開途中での第１袋体と第２袋体との干渉をより抑制することができる。

ここで、「オフセット衝突」には、前面衝突時に乗員の頭部が斜め前方へ移動する微小ラップ衝突やオブリーク衝突等の衝突形態が含まれる。

請求項１記載の本発明に係る乗員保護装置は、複数のエアバッグが展開する際の干渉を抑制しつつ、乗員頭部の拘束性能を確保することができるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明に係る乗員保護装置は、より確実に乗員の頭部を拘束することができるという優れた効果を有する。

請求項３記載の本発明に係る乗員保護装置は、複数のエアバッグが展開する際にエアバッグの展開挙動を安定させることができるという優れた効果を有する。

第１、第２実施形態に係る乗員保護装置の運転席エアバッグ及びカーテンエアバッグが展開した状態を示す平面図である。 第１、第２実施形態に係る乗員保護装置の運転席エアバッグ及びカーテンエアバッグの展開時の初期状態を車両後方側から車両前方側へ向けて見た状態を示す概略断面図である。 第１、第２実施形態に係る乗員保護装置の運転席エアバッグ及びカーテンエアバッグの展開時の後期状態を車両後方側から車両前方側へ向けて見た状態を示す概略断面図である。

（第１実施形態）
以下、図１〜３を用いて、本発明に係る乗員保護装置の第１施形態について説明する。なお、これらの図において示される矢印ＦＲは車両前後方向前側、矢印ＯＵＴは車幅方向外側、矢印ＵＰは車両上下方向上側をそれぞれ示す。

図１に示されるように、乗員保護装置１０を設けた車両１２には、第１エアバッグ装置としての運転席用エアバッグ装置１４と、第２エアバッグ装置としてのカーテンエアバッグ装置１６とが設けられている。なお、図１には、車両１２の車室１８内の車両前方側における車両幅方向一方側が模式的な平面図にて示されている。この図に示される車室１８内における車両幅方向一方側には、運転席用の運転席用シート２０が配置されている。この運転席用シート２０は、乗員Ｄが着座するシートクッション２２と、乗員Ｄの背部を支えるシートバック２４と、を含んで構成されており、シートバック２４の下端部がシートクッション２２の後端部に連結されている。

運転席用シート２０の車両前方側には、車両幅方向に延設されたインストルメントパネル２６が設けられている。このインストルメントパネル２６における運転席用シート２０側には、ステアリングホイール２８が配置されている。ステアリングホイール２８は、ステアリングコラム３０を介して支持されており、インストルメントパネル２６に対して車両後方側に配置されている。

運転席用エアバッグ装置１４は、ステアリングホイール２８に設けられている。運転席用エアバッグ装置１４は、第１袋体としての運転席用エアバッグ３２と、ガスを噴出して運転席用エアバッグ３２へガスを供給する運転席用インフレータ３４と、運転席用エアバッグ３２及び運転席用インフレータ３４を収容する図示しないホイールパッドと、を含んで構成されている。

運転席用エアバッグ３２は、一例として複数の基布の外周部を縫製することにより袋状に形成されている。また、運転席用エアバッグ３２には、反乗員側の左右両側に図示しないベントホールが形成されている。さらに、運転席用エアバッグ３２の基端側に運転席用インフレータ３４が挿入されており、図示しないエアバッグリテーナによって運転席用エアバッグ３２の基端側と共に図示しないベースプレートに共締めされている。これにより、運転席用エアバッグ３２が折り畳まれた状態でベースプレートとホイールパッドとの間に収納されている。そして、運転席用エアバッグ３２が運転席用インフレータ３４からガスの供給を受けると、運転席用エアバッグ３２の膨張圧によってステアリングホイールパッドが開裂されて、運転席用エアバッグ３２が乗員Ｄ側へ一度飛び出した（図中二点鎖線参照）後に車両幅方向に膨張して展開されるようになっている。これにより、車両の前面衝突時に前方へ移動する乗員Ｄの頭部ＨＥを運転席用エアバッグ３２によって拘束するように構成されている。

また、運転席用インフレータ３４は、制御部としてのエアバッグＥＣＵ４０に電気的に接続されており、エアバッグＥＣＵ４０の制御によって運転席用インフレータ３４が作動するようになっている。なお、運転席用インフレータ３４の作動タイミングについては後述する。

カーテンエアバッグ装置１６は、第２袋体としてのカーテンエアバッグ４２と、ガスを噴出してカーテンエアバッグ４２へガスを供給するカーテンエアバッグ用インフレータ４４と、を含んで構成されている。カーテンエアバッグ４２は、車両前後方向を長手方向とする長尺状に折り畳まれており、車両１２のフロントピラー４６、ルーフサイドレール４８及びリアピラー（図示省略）の内側に配設されている。また、カーテンエアバッグ４２は、乗員Ｄの車両幅方向外側にて膨張展開されるメインチャンバ５０と、メインチャンバ５０の車両前方側且つステアリングホイール２８の車両幅方向外側にて膨張展開されるサブチャンバ５２と、展開した状態の運転席用エアバッグ３２に対応した位置（メインチャンバ５０とサブチャンバ５２との間）に設けられ且つ展開した状態の運転席用エアバッグ３２が内部に入り込んで車両幅方向に係合する凹部５４と、を含んで構成されている。このメインチャンバ５０とサブチャンバ５２とは、凹部５４を介して互いに連通されている。そして、カーテンエアバッグ４２が展開した状態では、運転席用エアバッグ３２が凹部５４の内部に入り込んで係合することから、車両幅方向外側かつ車両前方側へ斜めに移動する乗員Ｄの頭部ＨＥ（図１の矢印方向に移動。図中二点鎖線）を運転席用エアバッグ３２及びカーテンエアバッグ４２のメインチャンバ５０によって拘束するように構成されている。なお、カーテンエアバッグ４２は、通常時は下端部５６（図２、３参照）を中心に渦巻状に折り畳まれており、展開時にはルーフヘッドライニング４５の車両幅方向端部４５ａを車室１８の内部側へと押し退けながら略車両下方側へカーテン状に展開される（図２参照）。

また、カーテンエアバッグ用インフレータ４４は、車両前後方向を長手方向とする略円柱状に形成されていると共に、ルーフサイドレール４８の内側に配設されている。そして、カーテンエアバッグ用インフレータ４４がエアバッグＥＣＵ４０に電気的に接続されており、エアバッグＥＣＵ４０の制御によってカーテンエアバッグ用インフレータ４４が作動するようになっている。なお、カーテンエアバッグ用インフレータ４４の作動タイミングについては後述する。

エアバッグＥＣＵ４０は、図示しない衝突センサに電気的に接続されている。衝突センサは、一例として、車両１２の前端部における車幅方向両側に設けられた左右一対の加速度センサによって構成されている。そして、衝突センサからエアバッグＥＣＵ４０へ出力される信号に基づいて、車両１２の前面衝突の形態（詳しくは、車両１２の前面衝突がフルラップ衝突であるのか、或いはオブリーク衝突及び微小ラップ衝突を含むオフセット衝突であるのか）をエアバッグＥＣＵ４０が判定するように構成されている。具体的には、例えば一対の加速度センサから左右同程度の検出値（加速度）がエアバッグＥＣＵ４０へ出力された場合には、車両１２の前面衝突をフルラップ衝突であるとエアバッグＥＣＵ４０が判定する。一方、一対の加速度センサの一方からより大きな加速度を示す検出値がエアバッグＥＣＵ４０へ出力された場合には、車両１２の前面衝突をオフセット衝突であるとエアバッグＥＣＵ４０が判定する。そして、エアバッグＥＣＵ４０による判定結果に基づいて、運転席用インフレータ３４及びカーテンエアバッグ用インフレータ４４をエアバッグＥＣＵ４０が作動させるようになっている。

ここで、オブリーク衝突（ＭＤＢ斜突）とは、例えばＮＨＴＳＡにて規定される斜め前方（一例として、衝突相手方との相対角１５°、車幅方向のラップ量３５％程度の衝突）とされる。この実施形態では、一例として相対速度９０ｋｍ／ｈｒでのオブリーク衝突が想定されている。また、微小ラップ衝突とは、自動車Ｖの前面衝突のうち、例えばＩＩＨＳにて規定される衝突相手方との車幅方向のラップ量が２５％以下の衝突とされる。例えば車体骨格であるフロントサイドメンバに対する車幅方向外側への衝突が微小ラップ衝突に該当する。この実施形態では、一例として相対速度６４ｋｍ／ｈｒでの微小ラップ衝突が想定されている。

（運転席用インフレータ３４及びカーテンエアバッグ用インフレータ４４の作動タイミングについて）
エアバッグＥＣＵ４０がフルラップ衝突或いはオフセット衝突であると判定した場合は、カーテンエアバッグ用インフレータ４４を作動させると共に、所定時間が経過した時に運転席用インフレータ３４の作動が開始するように構成されている。つまり、本実施形態では、フルラップ衝突及びオフセット衝突どちらの衝突形態でも運転席用エアバッグ３２とカーテンエアバッグ４２との両方を作動させる。なお、所定時間とは、カーテンエアバッグ用インフレータ４４の作動を開始させてカーテンエアバッグ４２の下端部５６における凹部５４に対応した部位、具体的には、第２袋体の下端部５６における凹部５４と車両前後方向にて略同一の部位が、展開完了後の運転席用エアバッグ３２の車両幅方向外側最端部を通る仮想水平面Ｈを通過した後に運転席用エアバッグ３２が展開完了する時間とされている。

（第１実施形態の作用・効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

本実施形態では、図１に示されるように、乗員Ｄの側方に展開した状態のカーテンエアバッグ４２における展開した状態の運転席用エアバッグ３２に対応した位置には、運転席用エアバッグ３２が係合する凹部５４が設けられている。したがって、運転席用エアバッグ装置１４及びカーテンエアバッグ装置１６を作動させることで、運転席用エアバッグ３２とカーテンエアバッグ４２との間に突入する乗員Ｄの頭部ＨＥを拘束することができる。

ここで、展開中のカーテンエアバッグ４２における下端部５６が展開完了後の運転席用エアバッグ３２の車両幅方向外側最端部を通る仮想水平面Ｈ（図２参照）を通過した後に運転席用エアバッグ３２の展開が完了するようにエアバッグＥＣＵ４０によって運転席用エアバッグ装置１４及びカーテンエアバッグ装置１６がそれぞれ制御される。つまり、カーテンエアバッグ４２に最も近い運転席用エアバッグ３２の車両幅方向外側最端部がカーテンエアバッグ４２の展開後に展開完了することで、カーテンエアバッグ４２における運転席用エアバッグ３２と当接及び近接する部位の形状が安定した状態で運転席用エアバッグ３２が展開される。したがって、運転席用エアバッグ３２及びカーテンエアバッグ４２の展開途中でのそれぞれの形状変化による干渉の影響を抑制することができる。

また、運転席用エアバッグ３２は、カーテンエアバッグ４２における下端部５６が展開完了後の運転席用エアバッグ３２の車両幅方向外側最端部を通る仮想水平面Ｈを通過した後に展開が完了することから、カーテンエアバッグ４２の展開が完了してから運転席用エアバッグ３２の展開が完了する場合と比べて車両の前面衝突開始時から展開完了までの時間が短縮されるので、乗員Ｄの頭部ＨＥの拘束をより確実に行うことができる。これにより、複数のエアバッグが展開する際の干渉を抑制しつつ、乗員Ｄの頭部ＨＥの拘束性能を確保することができる。

さらに、展開中のカーテンエアバッグ４２の下端部５６における凹部５４に対応した部位が仮想水平面Ｈを通過した後に運転席用エアバッグ３２の展開が完了するようにエアバッグＥＣＵ４０によって運転席用エアバッグ装置１４及びカーテンエアバッグ装置１６がそれぞれ制御される。したがって、カーテンエアバッグ４２の凹部５４が運転席用エアバッグ３２の展開完了より早いタイミングで展開することで、凹部５４の形状が安定した状態で運転席用エアバッグ３２が展開完了することから、運転席用エアバッグ３２をカーテンエアバッグ４２の凹部５４により確実に係合させることができる。これにより、より確実に乗員Ｄの頭部ＨＥを拘束することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る乗員保護装置について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一構成部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第２実施形態に係る乗員保護装置は、基本的な構成は第１実施形態と同様とされ、フルラップ衝突時とオフセット衝突時とで運転席用エアバッグ３２の展開タイミングが異なるように制御されている点に特徴がある。

すなわち、図１に示される制御部としてのエアバッグＥＣＵ６０が車両１２の前面衝突をフルラップ衝突であると判定した場合には、カーテンエアバッグ用インフレータ４４を作動させると共に、第１実施形態と同様の所定時間が経過した時に運転席用インフレータ３４の作動が開始するように構成されている。

一方、エアバッグＥＣＵ６０が車両１２の前面衝突をオフセット衝突であると判定した場合には、カーテンエアバッグ用インフレータ４４を作動させると共に、第２の所定時間経過後に運転席用インフレータ３４を作動させるように構成されている。この第２の所定時間とは、フルラップ衝突時の所定時間より長く設定された時間である。具体的には、フルラップ衝突時に運転席用インフレータ３４の作動開始から乗員Ｄの頭部ＨＥが運転席用エアバッグ３２に当接するまでの時間を時間ｔ１とし、オフセット衝突時に運転席用インフレータ３４の作動開始から乗員Ｄの頭部ＨＥが運転席用エアバッグ３２に当接するまでの時間を時間ｔ２とすると、オフセット衝突時では乗員Ｄが斜め前方へ移動するため、時間ｔ１よりも時間ｔ２のほうが長くなる。この時間ｔ１と時間ｔ２との差の時間だけ第２の所定時間はフルラップ衝突時の所定時間より長く設定されている。

（第２実施形態の作用・効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

上記構成によっても、フルラップ衝突時とオフセット衝突（斜め衝突又は微小ラップ）とで運転席用エアバッグ３２の展開タイミングが異なるように制御されている点以外は第１実施形態の乗員保護装置と同様に構成されているので、第１実施形態と同様の効果が得られる。

また、エアバッグＥＣＵ６０は、運転席側へのオフセット衝突時にフルラップ衝突時よりも運転席用エアバッグ３２の展開の完了を遅らせるように制御する。一般的に、運転席側へのオフセット衝突時では、乗員Ｄの頭部ＨＥが斜め前方かつ車両幅方向外側へ移動するため、フルラップ衝突時に比べて乗員Ｄの頭部ＨＥの運転席用エアバッグ３２に当接するタイミングが遅くなる。したがって、運転席側へのオフセット衝突時の乗員Ｄの頭部ＨＥの動きに運転席用エアバッグ３２の展開タイミングを合せることができると共に、運転席用エアバッグ３２とカーテンエアバッグ４２とのそれぞれの展開タイミングの差を大きくすることで、展開途中での運転席用エアバッグ３２とカーテンエアバッグ４２との干渉をより抑制することができる。これにより、複数のエアバッグが展開する際にエアバッグの展開挙動を安定させることができる。

なお、上述した第１、第２実施形態では、第２袋体の下端部５６における凹部５４と車両前後方向にて略同一の部位が仮想水平面Ｈを通過した後に運転席用エアバッグ３２の展開が完了するように構成されているが、これに限らず、カーテンエアバッグ４２の下端部５６におけるメインチャンバ５０やサブチャンバ５２等その他の部位に対応した部位が仮想水平面Ｈを通過した後に運転席用エアバッグ３２の展開が完了するように構成してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０ 乗員保護装置
１４ 運転席用エアバッグ装置（第１エアバッグ装置）
１６ カーテンエアバッグ装置（第２エアバッグ装置）
３２ 運転席用エアバッグ（第１袋体）
４０ エアバッグＥＣＵ（制御部）
４２ カーテンエアバッグ（第２袋体）
５４ 凹部
５６ 下端部
６０ エアバッグＥＣＵ（制御部）
Ｄ 乗員
Ｈ 仮想水平面

Claims (3)

1. 乗員の前方に第１袋体を展開する第１エアバッグ装置と、
   乗員の側方に展開する第２袋体、及び展開した状態の当該第２袋体における展開した状態の前記第１袋体に対応した位置に設けられかつ前記第１袋体が係合する凹部、を有している第２エアバッグ装置と、
   車両の前面衝突時に前記第２エアバッグ装置及び前記第１エアバッグ装置を作動させ、展開中の前記第２袋体における下端部が、展開完了後の前記第１袋体の車両幅方向外側最端部を通る仮想水平面を通過した後に前記第１袋体の展開を完了させるように前記第１エアバッグ装置及び前記第２エアバッグ装置をそれぞれ制御する制御部と、
   を有する乗員保護装置。
2. 前記制御部は、前記第２袋体の下端部における凹部に対応した部位が展開完了後の前記第１袋体の車両幅方向外側最端部を通る仮想水平面を通過した後に前記第１袋体の展開を完了させるよう前記第１エアバッグ装置及び前記第２エアバッグ装置をそれぞれ制御する、
   請求項１記載の乗員保護装置。
3. 前記制御部は、運転席側へのオフセット衝突時にフルラップ衝突時に対して前記第１袋体の展開の完了を遅らせるように前記第１エアバッグ装置を制御する、
   請求項１又は請求項２記載の乗員保護装置。