JP2018177141A - エアバッグ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】搭乗者をエアバッグで安全に受け止めるエアバッグ装置を提供する。
【解決手段】自動車に搭乗する搭乗者Dの前方において前後方向に移動可能に設けられた移動部に配置され、前後方向に異なる大きさで展開可能に形成されたエアバッグ9と、移動部の移動位置に応じてエアバッグ9が展開する大きさを制御するエアバッグ制御部11とを備える。
【選択図】図3

Description

この発明は、エアバッグ装置に係り、特に、自動車に搭乗する搭乗者の前方にエアバッグを配置したエアバッグ装置に関する。
従来から、自動車に搭乗する搭乗者の前方にエアバッグを配置して、自動車が衝突した際の衝撃から搭乗者を保護するエアバッグ装置が用いられている。例えば、自動車の運転席に搭乗した搭乗者を保護するために、自動車を操舵するステアリングにエアバッグが配置されている。このエアバッグを展開することにより、衝突に伴って前方に移動する搭乗者を受け止めて衝撃を吸収することができる。
しかしながら、エアバッグと搭乗者との間の距離が変化する場合、例えば運転席を前後方向に移動させた場合には、エアバッグが最適な展開状態の時に搭乗者を受け止めることができないおそれがあった。
そこで、エアバッグが最適な展開状態の時に搭乗者を受け止める技術として、例えば、特許文献1には、シートの傾斜角に応じてエアバッグの作動タイミングを制御する車両用乗員保護装置が提案されている。この車両用乗員保護装置は、シートの傾きが浅いときはエアバッグの作動タイミングを早め、シートの傾きが深いときはエアバッグの作動タイミングを遅らせるため、エアバッグが最適な展開状態の時に搭乗者を受け止めることができる。
特公平8−520号公報
しかしながら、特許文献1の車両用乗員保護装置では、エアバッグの作動タイミングを制御するため、エアバッグの展開状態を高精度に制御することができず、例えば自動車が制動および転舵されて搭乗者が大きく移動する場合には搭乗者を安全に受け止めることが困難であった。また、運転席の傾斜角からエアバッグと搭乗者との距離を正確に求めることが難しく、エアバッグの展開状態を高精度に制御することが困難であった。
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、搭乗者をエアバッグで安全に受け止めるエアバッグ装置を提供することを目的とする。
この発明に係るエアバッグ装置は、自動車に搭乗する搭乗者の前方において前後方向に移動可能に設けられた移動部に配置され、前後方向に異なる大きさで展開可能に形成されたエアバッグと、移動部の移動位置に応じてエアバッグが展開する大きさを制御するエアバッグ制御部とを備えるものである。
ここで、移動部は、自動車を操舵するためのステアリングであることが好ましい。
また、自動車の動きを取得する動き取得部をさらに有し、エアバッグ制御部は、移動部の移動位置および動き取得部で取得された自動車の動きに応じてエアバッグが展開する大きさを制御することが好ましい。
また、動き取得部は、自動車の転舵量を取得し、エアバッグ制御部は、動き取得部で取得された転舵量が所定の値より大きい場合に、転舵量に応じてエアバッグが展開する大きさを制御することができる。
また、自動車の自動運転を制御する運転制御部をさらに有し、動き取得部は、運転制御部の制御情報に基づいて転舵量を取得することができる。
また、エアバッグは、自動車の前後方向に交差する交差方向に異なる大きさで展開可能に形成され、エアバッグ制御部は、動き取得部で取得された自動車の交差方向の動きに応じてエアバッグが展開する大きさを交差方向に制御することもできる。
また、エアバッグに配置され、エアバッグの展開する大きさを規制するテザーと、テザーを切断するテザー切断部とをさらに有し、エアバッグ制御部は、テザー切断部を制御してエアバッグを異なる大きさで展開させることが好ましい。
この発明によれば、前後方向に移動可能に設けられた移動部に配置されたエアバッグが前後方向に異なる大きさで展開可能に形成され、エアバッグ制御部が移動部の移動位置に応じてエアバッグの展開する大きさを制御するので、搭乗者をエアバッグで安全に受け止めるエアバッグ装置を提供することが可能となる。
この発明の実施の形態1に係るエアバッグ装置を備えた自動車の構成を示す図である。 エアバッグ装置の構成を示す図である。 ステアリングホイールの移動位置に応じてエアバッグが展開する大きさを制御する様子を示す図である。 実施の形態2に係るエアバッグ装置の構成を示す図である。 実施の形態3に係るエアバッグ装置の構成を示す図である。 実施の形態1〜3の変形例に係るエアバッグ装置の要部を示す図である。
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態1
図1に、この発明の実施の形態1に係るエアバッグ装置を備えた自動車の構成を示す。この自動車は、自動運転と手動運転とを切り換え可能に構成されたものであり、運転席1と、運転席1に配置されたシートベルト2と、運転席1の前方に配置されたインストルメントパネル3と、運転席1とインストルメントパネル3との間に配置されたステアリング4と、ステアリング4に配置されたエアバッグ装置5とを有する。
シートベルト2は、運転席1に座る搭乗者Dの肩と腰を固定する、いわゆる3点式のシートベルト2である。
インストルメントパネル3は、車室の前部を車幅方向に延びるように配置され、自動運転と手動運転とを切り換えるスイッチなどの様々な車載機器が設けられている。なお、自動運転としては、自動車の運転を完全に制御するものだけでなく、搭乗者Dの運転を部分的に支援する運転支援システムも含むものである。
ステアリング4は、搭乗者Dが自動車を操舵するために把持するステアリングホイール6と、ステアリングホイール6からインストルメントパネル3内に延びるシャフト部7とを有する。
ステアリングホイール6は、搭乗者Dの前方に配置され、自動運転時には手動運転時の位置から前方へ移動して収納される、すなわち前後方向に移動可能に形成されている。
シャフト部7は、ステアリングホイール6の転舵量を自動車のタイヤに伝達するためのものである。
エアバッグ装置5は、ステアリングホイール6の中央部に配置された収納部8と、収納部8に収納されたエアバッグ9とを有する。
エアバッグ9は、自動車の前後方向に異なる大きさで展開可能に形成されている。
次に、エアバッグ装置5の構成について詳細に説明する。
図2示すように、エアバッグ装置5は、移動位置取得部10を有し、この移動位置取得部10にエアバッグ制御部11が接続されている。また、エアバッグ制御部11は、インフレータ12およびテザー切断部13にそれぞれ接続されている。さらに、エアバッグ9の内部には、内部テザー14が配置されている。
インフレータ12は、エアバッグ9を展開させるためのもので、収納部8に配置されている。
内部テザー14は、エアバッグ9内を前後方向に延びるように配置され、前端部がエアバッグ9の前部側に固定されると共に後端部がエアバッグ9の後部側に固定されている。これにより、内部テザー14は、展開するエアバッグ9の前後方向の大きさを規制し、エアバッグ9を所定の大きさだけ小さく展開させる。
テザー切断部13は、内部テザー14を切断するものであり、内部テザー14が切断されることによりエアバッグ9が前後方向に大きく展開される。
移動位置取得部10は、ステアリングホイール6の前後方向における移動位置を取得するものである。移動位置取得部10は、ステアリングホイール6の移動位置を直接検出してもよく、自動車の運転を制御する図示しない運転制御部の制御情報からステアリングホイール6の移動位置を算出してもよい。
エアバッグ制御部11は、移動位置取得部10で取得されたステアリングホイール6の移動位置に応じてエアバッグ9が展開する大きさを制御する。具体的には、エアバッグ制御部11は、テザー切断部13を制御してエアバッグ9を2つの大きさで展開させる。すなわち、ステアリングホイール6が搭乗者Dに近い手動運転位置P1にあるときは、テザー切断部13を駆動せずに、エアバッグ9を前後方向に所定の大きさだけ小さく展開させる。一方、図3に示すように、ステアリングホイール6が搭乗者Dから遠い自動運転位置P2にあるときは、テザー切断部13により内部テザー14を切断してエアバッグ9を前後方向に大きく展開させる。
次に、この実施の形態の動作について説明する。
まず、図1に示すように、運転席1に座る搭乗者Dがステアリングホイール6を操舵して自動車が手動運転される。この時、ステアリングホイール6は、搭乗者Dに近い手動運転位置P1で固定されている。
ここで、自動車が衝突すると、図示しない衝突検出部に衝突の衝撃が入力されて、その衝突信号が、図2に示すエアバッグ制御部11に入力される。エアバッグ制御部11は、衝突信号が入力されると、移動位置取得部10を介してステアリングホイール6の移動位置情報を取得する。そして、エアバッグ制御部11は、ステアリングホイール6が手動運転位置P1に位置する情報に基づいてステアリングホイール6から搭乗者Dまでの距離が近いと判定し、テザー切断部13を駆動せずに、インフレータ12からエアバッグ9内に展開ガスを注入してエアバッグ9を展開させる。
エアバッグ9は、内部テザー14により前後方向の大きさが規制されており、内部テザー14がない場合と比較して所定の大きさだけ小さく展開される。ここで、内部テザー14は、ステアリングホイール6の手動運転位置P1と運転席1との間の距離に基づいて、エアバッグ9が最適な位置で搭乗者Dを受け止めるように長さが予め調節されている。このため、エアバッグ9は、内部テザー14に規制されて、手動運転位置P1から搭乗者Dまでの距離に応じた大きさに展開し、その状態で搭乗者Dが受け止められる。これにより、衝突による搭乗者Dの衝撃をエアバッグ9で確実に吸収することができる。
一方、自動車が手動運転から自動運転に切り換えられると、ステアリングホイール6は、搭乗者Dから離れた自動運転位置P2に移動される。これにより、搭乗者Dによる誤操作を抑制することができる。この自動運転時に自動車が衝突すると、手動運転時と同様に、衝突検出部からの衝突信号がエアバッグ制御部11に入力される。
エアバッグ制御部11は、衝突信号が入力されると、図3に示すように、移動位置取得部10を介してステアリングホイール6の移動位置情報を取得する。そして、エアバッグ制御部11は、ステアリングホイール6が自動運転位置P2に位置する情報に基づいてステアリングホイール6から搭乗者Dまでの距離が遠いと判定し、テザー切断部13を駆動して内部テザー14を切断すると共にインフレータ12からエアバッグ9内に展開ガスを注入してエアバッグ9を展開させる。
この時、エアバッグ9は、内部テザー14に規制されないため大きく展開される。ここで、エアバッグ9は、ステアリングホイール6の手動運転位置P2と運転席1との間の距離に基づいて、エアバッグ9が最適な位置で搭乗者Dを受け止めるように前後方向の大きさが予め調節されている。このため、エアバッグ9は、自動運転位置P2から搭乗者Dまでの距離に応じた大きさに展開し、その状態で搭乗者Dが受け止められる。これにより、衝突による搭乗者Dの衝撃をエアバッグ9で確実に吸収することができる。
このように、ステアリングホイール6から搭乗者Dまでの距離に応じた大きさでエアバッグ9が展開されるため、搭乗者Dを最適な位置で受け止めると共に搭乗者Dを受け止めるための反力をステアリングホイール6などから得ることができる。特に、自動運転時には、搭乗者Dはステアリングホイール6から手を離しているため衝突により急激に移動するおそれがあるが、エアバッグ9が搭乗者Dを適切な位置で受け止めるため衝突による搭乗者Dの衝撃を大きく低減することができる。
本実施の形態によれば、エアバッグ制御部11がステアリングホイール6から搭乗者Dまでの距離に応じてエアバッグ9の展開する大きさを制御するため、ステアリングホイール6と搭乗者Dとの距離が大きく変化した場合でもエアバッグ9により搭乗者Dを安全に受け止めることができる。
実施の形態2
実施の形態1において、エアバッグ制御部11は、自動車の動きが所定の値より大きい場合に、ステアリングホイール6の移動位置および自動車の動きの大きさに応じてエアバッグ9が展開する大きさを制御することが好ましい。
例えば、図4(a)に示すように、実施の形態1において、自動車の運転制御部21に接続された動き取得部22を新たに配置し、この動き取得部22に接続されたエアバッグ制御部23をエアバッグ制御部11に換えて配置することができる。
なお、運転制御部21は、予め記憶された地図データと自動車の現在の位置とに基づいて自動車の自動運転を制御するものであり、例えば自動車の制動および転舵の制御を行う。
動き取得部22は、運転制御部21の制御情報に基づいて自動車の動きを取得するものである。例えば、動き取得部22は、運転制御部21の制御情報に基づいて自動車の制動量および転舵量などを取得することができる。また、動き取得部22は、運転席1における搭乗者Dの動きを検出し、その搭乗者Dの動きに基づいて自動車の動きを取得することもできる。
エアバッグ制御部23は、動き取得部22で取得された自動車の制動量および転舵量が予め定められた所定の値より大きい場合に、ステアリングホイール6の移動位置および自動車の動きの大きさに応じてエアバッグ9が展開する大きさを制御する。
まず、手動運転時においてステアリングホイール6が手動運転位置P1で固定されている状態で自動車が衝突した場合には、実施の形態1と同様に、エアバッグ制御部23は、テザー切断部13を駆動せずにエアバッグ9を展開させる。
一方、自動運転時においてステアリングホイール6が自動運転位置P2で固定されている状態で自動車が衝突した場合には、エアバッグ制御部23は、移動位置取得部10を介してステアリングホイール6の移動位置を取得すると共に動き取得部22を介して自動車の制動量および転舵量を取得する。この時、自動車の制動量および転舵量が所定の値以下の場合には、エアバッグ制御部23は、図4(a)に示すように、テザー切断部13を駆動せずにエアバッグ9を展開させる。
このように、自動車の制動量および転舵量が小さい場合には、手動運転時と同じ大きさでエアバッグ9を展開しても搭乗者Dを安全に受け止めることができる。
また、エアバッグ制御部23は、自動車の制動量および転舵量が所定の値より大きい場合、例えば自動運転により制動と転舵を同時に行っている場合には、図4(b)に示すように、テザー切断部13で内部テザー14を切断してエアバッグ9を展開させる。
ここで、搭乗者Dによる手動運転の場合には自動車性能の最大限まで制動および転舵を行うことは困難であるが、運転制御部21による自動運転の場合には自動車性能の最大限まで制動および転舵を行うことができる。このため、自動運転時には、手動運転時と比較して自動車の動きが大きくなり、これに伴って衝突に伴う搭乗者Dの加速度も大きくなるおそれがある。
そこで、エアバッグ9は、ステアリングホイール6の自動運転位置P2と運転席1との距離、および、自動車の制動量および転舵量が所定の値より大きい時の搭乗者Dの加速度に基づいて、最適な位置で搭乗者Dを受け止めるようにエアバッグ9の前後方向の大きさが調節されている。このため、エアバッグ9は、自動運転位置P2から搭乗者Dまでの距離および搭乗者Dの加速度に応じた大きさに展開し、その状態で搭乗者Dを受け止める。これにより、自動運転時の衝突により大きな加速度で移動する搭乗者Dの衝撃をエアバッグ9で確実に吸収することができる。
なお、エアバッグ制御部23は、動き取得部22で取得された自動車の動きが所定の値より大きい場合に、ステアリングホイール6の移動位置および自動車の動きの大きさに応じてエアバッグ9が展開する大きさを制御すればよく、自動運転時に限られるものではない。例えば、手動運転時においても自動車の動きが所定の値より大きい場合には、ステアリングホイール6の手動運転位置P1から搭乗者Dまでの距離および搭乗者Dの加速度に応じた大きさでエアバッグ9を展開することができる。この時、手動運転位置P1から搭乗者Dまでの距離、および、自動車の動きが所定の値より大きい時の搭乗者Dの加速度に基づいて内部テザー14の長さを調節することで、エアバッグ9が最適な大きさに展開して搭乗者Dを安全に受け止めることができる。
本実施の形態によれば、動き取得部22で取得された自動車の動きが所定の値より大きい場合にステアリングホイール6の移動位置および自動車の動きの大きさに応じてエアバッグ9を展開する大きさが制御されるため、衝突により大きな加速度で移動する搭乗者Dの衝撃を確実に吸収することができる。
実施の形態3
実施の形態2では、エアバッグ制御部11は、自動車の動きが所定の値より大きい場合にエアバッグ9の展開する大きさを制御したが、ステアリングホイール6の移動位置および自動車の動きに応じてエアバッグ9の展開する大きさを制御できればよく、これに限られるものではない。
例えば、図5(a)に示すように、実施の形態2において、エアバッグ制御部23に換えてエアバッグ制御部31を配置すると共に内部テザー14に換えて内部テザー32aおよび32bを配置することができる。
内部テザー32aおよび32bは、エアバッグ9の前後方向の大きさを規制すると共にエアバッグ9の左右方向(車幅方向)の大きさを規制するようにエアバッグ9内に配置されている。すなわち、内部テザー32aおよび32bは、エアバッグ9が前後左右方向に所定の大きさだけ小さく展開するように配置されている。ここで、内部テザー32aはエアバッグ9の右方向の大きさを規制し、内部テザー32bはエアバッグ9の左方向の大きさを規制している。
エアバッグ制御部31は、動き取得部22で取得された自動車の左右方向の動きに応じてエアバッグ9が展開する大きさを左右方向に制御するものである。
例えば、図5(b)に示すように、自動運転時に自動車が左方向に転舵しつつ衝突した場合には、エアバッグ制御部31は、移動位置取得部10を介してステアリングホイール6の移動位置を取得すると共に動き取得部22を介して自動車の転舵量を取得する。そして、エアバッグ制御部31は、動き取得部22から入力された転舵量に基づいて搭乗者Dの移動方向を右方向と算出し、エアバッグ9が右方向に展開するようにテザー切断部13を駆動して内部テザー32aだけを切断する。
これにより、エアバッグ9は、搭乗者Dの移動方向に応じた大きさで右方向に展開して搭乗者Dを受け止めることができる。なお、自動車が右方向に転舵する場合には、エアバッグ制御部31は、内部テザー32bを切断することでエアバッグ9を左方向に展開して搭乗者Dを受け止めることができる。このように、エアバッグ制御部31は、ステアリングホイール6の移動位置および動き取得部22で取得された自動車の左右方向の動きに応じて、エアバッグ9が展開する大きさを左右方向に制御することにより、搭乗者Dを安全に受け止めることができる。
ここで、搭乗者Dは、3点式のシートベルト2をしているため、自動車が左方向に転舵した場合と比較して右方向に転舵した場合には、シートベルト2で左肩が固定されていないため移動する加速度が大きくなる。このため、エアバッグ9は、自動車が転舵する方向に応じて左右の展開する大きさを調節することが好ましい。
なお、エアバッグ9が展開する方向は左右方向に限られるものではない。例えば、エアバッグ9は、自動車の前後方向に交差する交差方向、例えば上下方向などに異なる2つの大きさで展開可能に形成することができる。これにより、エアバッグ制御部31は、動き取得部22で取得された自動車の交差方向への動きに応じてエアバッグが展開する大きさを交差方向に制御することができる。
本実施の形態によれば、エアバッグ制御部31が、動き取得部22で取得された自動車の交差方向の動きに応じてエアバッグが展開する大きさを交差方向に制御するため、搭乗者Dをより安全に受け止めることができる。
なお、上記の実施の形態1〜3では、エアバッグ9は、前後方向に異なる2つの大きさで展開可能に形成されたが、前後方向に異なる複数の大きさで展開できればよく、2つの大きさに限られるものではない。
例えば、実施の形態2において、手動運転時において自動車の動きが所定の値以下の場合および所定の値より大きい場合、並びに、自動運転時において自動車の動きが所定の値以下の場合および所定の値より大きい場合に対応するように、前後方向に異なる4つの大きさで展開可能にエアバッグ9を形成することができる。
また、実施の形態3において、自動車の複数の交差方向への動きに対応するように交差方向に異なる複数の大きさで展開可能にエアバッグ9を形成することもできる。
また、上記の実施の形態1〜3では、エアバッグ9は、ステアリングホイール6の正面に展開するように形成されたが、運転席1の搭乗者Dに向かって展開できればよく、ステアリングホイール6の正面に限られるものではない。
例えば、自動運転時においてステアリングホイール6が上方を向いて収納される場合には、エアバッグ9の前部にテザーなどを配置して展開方向が運転席1側へ向かうように形成することが好ましい。
また、上記の実施の形態1〜3では、エアバッグ9は、内部テザーを配置することにより異なる大きさで展開可能に形成されたが、前後方向に異なる大きさで展開可能に形成されていればよく、内部テザーに限られるものではない。
例えば、図6に示すように、実施の形態1においてエアバッグ9に換えてエアバッグ41を配置すると共に内部テザー14に換えて圧力弁42を配置することができる。
エアバッグ41は、分割部43により前後方向に2つの展開室44aおよび44bに分割されている。
圧力弁42は、分割部43に配置されており、インフレータ12からエアバッグ41の展開室44aに所定の圧力以上で展開ガスを注入すると、展開室44bに展開ガスが流入するように形成されている。
このため、インフレータ12からエアバッグ41内に注入する展開ガスの圧力を調節することで、エアバッグ41を前後方向に異なる大きさで展開可能に形成することができる。
また、上記の実施の形態1〜3において、テザー切断部13は、内部テザーを機械的に切断するものに限られるものではない。
例えば、テザー切断部13は、所定の圧力により切断される内部テザーに設けられた脆弱部であってもよい。これにより、エアバッグ制御部がエアバッグ内の圧力を制御することで、脆弱部により内部テザーを切断してエアバッグが展開する大きさを変えることができる。
また、上記の実施の形態1〜3では、エアバッグ9は、ステアリングホイール6に配置されたが、搭乗者Dの前方において前後方向に移動可能に設けられた移動部に配置されていればよく、ステアリングホイール6に限られるものではない。
1 運転席、2 シートベルト、3 インストルメントパネル、4 ステアリング、5 エアバッグ装置、6 ステアリングホイール、7 シャフト部、8 収納部、9,41 エアバッグ、10 移動位置取得部、11,23,31 エアバッグ制御部、12 インフレータ、13 テザー切断部、14,32a,32b 内部テザー、21 運転制御部、22 動き取得部、42 圧力弁、43 分割部、44a,44b 展開室、D 搭乗者、P1 手動運転位置、P2 自動運転位置。

Claims (7)

  1. 自動車に搭乗する搭乗者の前方において前後方向に移動可能に設けられた移動部に配置され、前後方向に異なる大きさで展開可能に形成されたエアバッグと、
    前記移動部の移動位置に応じて前記エアバッグが展開する大きさを制御するエアバッグ制御部とを備えるエアバッグ装置。
  2. 前記移動部は、前記自動車を操舵するためのステアリングである請求項1に記載のエアバッグ装置。
  3. 前記自動車の動きを取得する動き取得部をさらに有し、
    前記エアバッグ制御部は、前記移動部の移動位置および前記動き取得部で取得された前記自動車の動きに応じて前記エアバッグが展開する大きさを制御する請求項1または2に記載のエアバッグ装置。
  4. 前記動き取得部は、前記自動車の転舵量を取得し、
    前記エアバッグ制御部は、前記動き取得部で取得された前記転舵量が所定の値より大きい場合に、前記転舵量に応じて前記エアバッグが展開する大きさを制御する請求項3に記載のエアバッグ装置。
  5. 前記自動車の自動運転を制御する運転制御部をさらに有し、
    前記動き取得部は、前記運転制御部の制御情報に基づいて前記転舵量を取得する請求項4に記載のエアバッグ装置。
  6. 前記エアバッグは、前記自動車の前後方向に交差する交差方向に異なる大きさで展開可能に形成され、
    前記エアバッグ制御部は、前記動き取得部で取得された前記自動車の前記交差方向の動きに応じて前記エアバッグが展開する大きさを前記交差方向に制御する請求項3〜5のいずれか一項に記載のエアバッグ装置。
  7. 前記エアバッグに配置され、前記エアバッグの展開する大きさを規制するテザーと、
    前記テザーを切断するテザー切断部とをさらに有し、
    前記エアバッグ制御部は、前記テザー切断部を制御して前記エアバッグを異なる大きさで展開させる請求項1〜6のいずれか一項に記載のエアバッグ装置。
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