JP3750314B2

JP3750314B2 - 車両のエアーバッグ装置

Info

Publication number: JP3750314B2
Application number: JP29034997A
Authority: JP
Inventors: 浩司細田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1997-10-06
Filing date: 1997-10-06
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2017-10-06
Also published as: JPH11105666A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両衝突時にエアーバッグを展開して乗員を拘束保護する運転席エアーバッグ、助手席エアーバッグ、のような車両のエアーバッグ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、所定の状態または所定の走行状態に応じてエアーバッグの展開状態を可変制御する車両のエアーバッグ装置が既に発明されている。
例えば、車速（所定の走行状態）が大きい程、衝突時の衝突度合が大となるので、これに対応してエアーバッグの展開開始時期を早める装置、並びに舵角（所定の走行状態）が大きい程、乗員に付勢される遠心力により乗員の衝突時の挙動が不安定になるので、これに対応してエアーバッグの展開開始時期を早める装置が知られている。
【０００３】
また特開平７−２７７１２３号公報に記載のように、乗員がシートベルトを装着していない時（所定の状態）は、装着時に対してエアーバッグの展開圧力を増大方向に変更し、エアーバッグによる乗員保護性能の向上を図る装置も知られている。
しかし、上述のように所定の状態または所定の走行状態に応じてエアーバッグの展開状態（例えば展開開始時期や展開圧力）を如何に制御しても、衝突対象車両などの衝突対象物に合致した適切なエアーバッグの展開を行なうことができない問題点があった。
【０００４】
つまり、図１３に衝突時における加速度Ｇの変化を示すように自車が静止物体と衝突した場合には特性ｅ１の如く変化し、自車が移動体と衝突した場合には特性ｅ２の如く変化し、自車が衝突対象車両としてのトラック等（車高が高い車両）に潜り込むように衝突した場合には自車の塑性変形をともなって特性ｅ３の如く変化するので、単に所定の状態（車速、舵角、シートベルト装着の有無）に応じてエアーバッグの展開状態を可変するだけでは、衝突対象物、特に、衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置の高低に対応した適切なエアーバッグの展開を行なうことができない問題点があった。
【０００５】
また、加速度Ｇを積分して衝突速度を求め、この衝突速度と展開開始しきい値とを比較して、衝突速度が展開開始しきい値を超えた時に、エアーバッグを展開制御する場合、自車がトラック等の車高の高い車両と衝突する場合には加速度Ｇの変化が図１３の特性ｅ３で示すように、その衝突初期において極めて小さいので、エアーバッグの展開時期が過度におくれる懸念があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置が高い程、エアーバッグの低圧展開開始時期を早め、かつ高圧展開開始時期を遅らせることで、トラック、バス等の衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置の高さの差異に対応した適切なエアーバッグの展開を実行することができ、特に低圧時の展開開始遅れの防止と、高圧時の乗員拘束性能の向上との両立を図ることができる車両のエアーバッグ装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明による車両のエアーバッグ装置は、所定の状態に応じてエアーバッグの展開状態を可変制御する車両のエアーバッグ装置であって、車両の衝突度合を検出する衝突度合検出手段と、上記衝突度合検出手段により検出された衝突度合に基づいて、該衝突度合が展開開始しきい値以上の時に、所定の展開圧力でエアーバッグを展開させるエアーバッグ制御手段と、衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置を検出する衝突車両検出手段と、上記衝突車両検出手段での検出に応じて、上記展開開始しきい値を設定するしきい値設定手段とを備え、上記エアーバッグ制御手段は、衝突度合が低圧展開開始しきい値以上の時に、低圧となる所定の展開圧力でエアーバッグを展開させ、衝突度合が高圧展開開始しきい値以上の時に、高圧となる所定の展開圧力でエアーバッグを展開させると共に、上記しきい値設定手段は、衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置が高い程、エアーバッグの低圧展開開始時期を早め、高圧展開開始時期を遅くするように、低圧展開開始しきい値を小さくする一方、高圧展開開始しきい値を大きく設定するものである。
【０００８】
上記構成によれば、衝突度合検出手段は、車両の衝突度合を検出し、エアーバッグ制御手段は、上記衝突度合検出手段により検出された衝突度合に基づいて、該衝突度合が低圧展開開始しきい値以上の時に、低圧となる所定の展開圧力でエアーバッグを展開させ、衝突度合が高圧展開開始しきい値以上の時に、高圧となる所定の展開圧力でエアーバッグを展開させるが、上述のしきい値設定手段は、衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置を検出する衝突車両検出手段での検出に応じて、衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置が高い程、エアーバッグの低圧展開開始時期を早め、高圧展開開始時期を遅くするように、低圧展開開始しきい値を小さくする一方、高圧展開開始しきい値を大きく設定する。
【０００９】
この結果、トラック、バス、乗用車等の衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置の高さの差異に対応した適切なエアーバッグの展開を実行することができる効果がある。
【００１０】
特に、衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置が高い程、エアーバッグの低圧展開開始時期を早め、高圧展開開始時期を遅らせるので、衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置の高低に対応して低圧時の展開開始遅れの防止と、高圧時の乗員拘束性能の向上との両立を図ることができる効果がある。
【００１１】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は車両のエアーバッグ装置を示し、図１において、左右側部のカウルサイドパネル間に水平に張架したパイプ状のステアリングサポートメンバ１を設け、このステアリングサポートメンバ１で、ドライバーズ側にステアリングホイール２のステアリングシャフト３を支持し、パッセンジャーズ側に助手席エアーバッグ装置４を支持している。
【００１２】
ここで、上述のカウルサイドパネルは剛性が高く、衝突時においても変形しにくいものであって、このような高剛性のカウルサイドパネルに対して取付けられた剛性の高いステアリングサポートメンバ１に助手席エアーバッグ装置４を支持させているので、この助手席エアーバッグ装置４は衝突時において変位することなく、確実に作動する。
【００１３】
上述の助手席エアーバッグ装置４の下方部にはブロアユニット５、クーラユニット６およびヒータユニット７からなる空気調和装置８が配設されている。
また上述の助手席エアーバッグ装置４はステアリングサポートメンバ１に固設された固定ブラケット９，９に支承されている。
【００１４】
ところで、図２に示すようにフロアパネル１０にはロアレール１１、アッパレール１２を介してシート１３が前後方向にスライド可能に取付けられている。このシート１３はシートクッション１４と、リクライニング可能なシートバック１５と、ヘッドレスト１６とを備え、上述のシートクッション１４およびシートバック１５に複数の圧力センサ１７…を内蔵して、これら複数の圧力センサ１７の圧力分布により乗員の体重を検出する体重センサ１８を構成している。
【００１５】
また乗員をシート１３に拘束するシートベルト１９を設け、このシートベルト１９先端の係入金具２０がシート１３側のバックル２１に係入された時（シートベルト装着時）にＯＮとなるシートベルトスイッチ２２を設けている。
さらに、インストルメントパネル２３の例えば下域部には乗員のシート１３に対する着座位置を検出するために乗員位置検出センサ２４を配設している。このセンサ２４は単一もしくは複数の赤外線センサやＣＣＤカメラあるいは超音波センサ等により構成することができる。なお、上記乗員位置検出センサ２４の取付け位置はインストルメントパネル２３の下部に限定されることなく、ルーフ側に設けてもよい。
【００１６】
一方、上述のシート１３のシートバック１５における内側部には図３、図４に示す如くサイドエアーバッグ装置２５が内蔵されている。このサイドエアーバッグ２５は車両の側面衝突時にドアと乗員との間をエアーバッグ２６が後方から前方に展開するものである。
【００１７】
上述のサイドエアーバッグ装置２５は図４に示すように、ケーシング２７内にエアーバッグ２６およびインフレータ２８が収納され、シートバック１５のクッション部材１５ａ内に埋設されている。
また上述のケーシング２７にはエアーバッグリッド２９が設けられる一方、上述のケーシング２７は取付用の補強部材３０を介してシートフレーム３１に固定されている。
【００１８】
ところで、図５、図６に示すように車両ボディの前部には衝突物体検出手段としてのクラッシュセンサ３２が複数個設けられている。これらの各クラッシュセンサ３２は所定の照射角を有する超音波センサにより構成され、衝突対象物（衝突対象車両を含む）を検出する。なお上述のクラッシュセンサ３２を超音波センサで構成する手段に代えて、ＣＣＤカメラの撮像情報を画像処理する手段であってもよく、相手車両と自車との車両間通信により相手車両の情報なかんずく車高、地上最低高、バンパ位置の情報を入手する手段であってもよく、障害物検知センサとしての既存のコーナセンサを用いる手段であってもよい。
【００１９】
図７はエアーバッグ装置の制御回路ブロック図を示し、エアーバッグＣＰＵ（以下単にＣＰＵと略記する）４０は、車速センサ３３からの車速Ｖ、舵角センサ３４からの舵角θ、スロットルセンサ３５からのスロットル開度ＴＶＯ、シートベルトスイッチ２２からのＯＮ、ＯＦＦ信号、車両間通信装置３６からの相手車両データ、乗員位置検出センサ２４からの乗員位置情報、体重センサ１８からの信号、車両前後方向の加速度を検出する加速度センサ３７（以下単に縦Ｇセンサと略記する）からの加速信号、車両左右方向の加速度を検出する加速度センサ３８（以下単に横Ｇセンサと略記する）からの加速度信号、クラッシュセンサ３２からの衝突物体検出信号等の必要な各種入力信号に基づいて、ＲＯＭ３９に格納されたプログラムに従って、運転席エアーバッグ装置４１、助手席エアーバッグ装置４およびサイドエアーバッグ装置２５の高圧インフレータドライバ４２，４３，４４、低圧インフレータドライバ４５，４６，４７と、警報装置４８と、ワーニング４９とを駆動制御し、またＲＡＭ５０は必要なデータやマップを記憶する。
【００２０】
ここで、上述の各エアーバッグ装置４１，４，２５は衝突時に展開して乗員を拘束保護するエアーバッグ５１，５２，２６を有し、運転席エアーバッグ装置４１はステアリングホイール部に設けられている。
また上述の各エアーバッグ５１，５２，２６にはガス排出用のベントホールと、このベントホールの排気面積を可変調整する排気バルブ（図示せず）がそれぞれ設けられ、該排気バルブはＣＰＵ４０により開度調整される。
【００２１】
上述のエアーバッグ５１，５２，２６を展開させるインフレータ５３（但し、各エアーバッグ装置４１，４，２５のインフレータを一括して図示している）は図８に示す如く中央の仕切部５３ａを介して均等配置され、低圧イフンレータドライバ４５，４６，４７により一方５３ｂのみを作動（化学物質に着火し、ガスを発生）した時には図９に示す低圧特性ｘが得られ、高圧インフレータドライバ４２，４３，４４により両方５３ｂ，５３ｃを作動した時には図９に示す高圧特性ｙが得られるように構成している。なお図９に示す各特性ｘ，ｙは前述の排気バルブによりエアーバッグ５１，５２，２６のベントホールの排気面積を可変調整することで、図９の矢印方向にそのタンク圧力をコントロールすることができる。
【００２２】
また上述の各エアーバッグ装置４１，４は、車速Ｖが大きい程、衝突時の衝突度合が大となるので、これに対応してエアーバッグ５１，５２の展開開始時期を早めると共に、舵角θが大きい程、乗員に付勢される遠心力により乗員の衝突時の挙動が不安定になるので、これに対応してエアーバッグ５１，５２の展開開始時期を早めるように構成されている。
【００２３】
上述の縦Ｇセンサ３７は、車両の衝突度合を検出する衝突度合検出手段である。
また、上記ＣＰＵ４０は、縦Ｇセンサ３７により検出された衝突度合に基づいて、該衝突度合が展開開始しきい値以上の時に、所定の展開圧力でエアーバッグ５１，５２を展開させるエアーバッグ制御手段であって、このＣＰＵ４０は、衝突度合が低圧展開開始しきい値以上の時に、低圧となる所定の展開圧力でエアーバッグ５１，５２を展開させ、衝突度合が高圧展開開始しきい値以上の時に、高圧にとなる所定の展開圧力でエアーバッグ５１，５２を展開させる。
【００２４】
しかも、上述のＣＰＵ４０は、衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置を検出する衝突車両検出手段（図１０に示すフローチャートのステップＰ１参照）と、この衝突車両検出手段Ｐ１での検出に応じて、衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置が高い程、エアーバッグ５１，５２の低圧展開開始時期を早め、高圧展開開始時期を遅くするように、上記低圧展開開始しきい値を小さくする一方、高圧展開開始しきい値を大きく設定するしきい値設定手段（図１０、図１１に示す各フローチャートのステップＰ２、Ｐ１２参照）と、を兼ねる。
【００２５】
次に図１０に示すフローチャート（メインルーチン）と、図１１に示すフローチャート（サブルーチン）とを参照して、衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置が高い程、エアーバッグの低圧展開開始時期を早め、高圧展開開始時期を遅らせる制御について説明する。この場合、図７に示すＲＡＭ５０は図１２に示すマップＭ１を記憶する。なお、このマップＭ１はＣＤ−ＲＯＭ（図示せず））に記憶させてもよい。
【００２６】
図１２に示すマップＭ１は衝突対象車両の地上最低高ｈ４，ｈ３，ｈ２，ｈ１（但し、ｈ１＜ｈ２＜ｈ３＜ｈ４）に対応して、低圧展開開始しきい値αＬ１，αＬ２，αＬ３，αＬ４（但し、αＬ１＜αＬ２＜αＬ３＜αＬ４）と、高圧展開開始しきい値αＨ１，αＨ４，αＨ３，αＨ２（但し、αＨ１＜αＨ２＜αＨ３＜αＨ４）とをそれぞれ設定した記憶手段である。なお上述の地上最低高ｈ１はバンパ相互の衝突を基準とした値である。
【００２７】
図１２から明らかなように衝突対象車両の地上最低高（ｈ３＞ｈ２＞ｈ１）が高い程、低圧展開開始しきい値（αＬ２＜αＬ３＜αＬ４）が小さく、その展開時期が早くなるように設定されると共に、地上最低高（ｈ３＞ｈ２＞ｈ１）が高い程、高圧展開開始しきい値（αＨ４＞αＨ３＞αＨ２）が大きく、その展開開始時期が遅くなるように設定されている。
但し、衝突対象車両の地上最低高が所定値以上の値ｈ４の場合には、低圧展開開始しきい値αＬ１および高圧展開開始しきい値αＨ１が共に小さく、低圧展開開始時期および高圧展開開始時期が共に早くなるように設定されている。以下、図１０、図１１を参照して、その作用について述べる。
【００２８】
図１０に示すフローチャートの第１ステップＰ１で、ＣＰＵ４０は複数のクラッシュセンサ３２からの入力信号により衝突対象車両の地上最低高を検出する。つまり、この第１ステップＰ１で衝突対象車両がトラック、バス、乗用車の何れかを判別することができる。なお、超音波センサにより構成された上述のクラッシュセンサ３２により衝突対象車両の地上最低高を検出する手段に代えて、ＣＣＤカメラの撮像情報を画像処理する手段であってもよく、相手車両と自車との車両間通信により相手車両の地上最低高を入手する手段であってもよく、さらには赤外線センサにより相手車両の地上最低高を検出してもよい。
【００２９】
次に第２ステップＰ２で、ＣＰＵ４０はエアーバッグ５１，５２の展開開始時期の設定（展開開始しきい値の変更）を実行する。この第２ステップＰ２の処理は図１１に示すサブルーチンにより実行されるので後述する。
次に第３ステップＰ３で、ＣＰＵ４０はエアーバッグ５１，５２の展開制御を実行する。すなわち、縦Ｇセンサ３７からの加速度信号を入力し、この信号を積分して衝突速度を求め、衝突速度が展開開始しきい値を超えると、エアーバッグ５１，５２を展開させる。
【００３０】
図１１に示すサブルーチンの第１ステップＰ１１で、ＣＰＵ４０は先の第１ステップＰ１で予め検出した衝突対象車両の地上最低高の読込みを実行し、次の第２ステップＰ１２（読込み設定手段）で、ＣＰＵ４０は読込んだ地上最低高（ｈ１，ｈ２，ｈ３またはｈ４の何れか１つに）対応してＲＡＭ５０のマップＭ１（図１２参照）から低圧展開開始しきい値および高圧展開開始しきい値を読込んで設定する。この第２ステップＰ１２で読込み設定された展開開始しきい値は図１０のメインルーチンに反映される。
【００３１】
このように上記実施例の車両のエアーバッグ装置は、所定の状態に応じてエアーバッグ５１，５２の展開状態を可変制御する車両のエアーバッグ装置であって、車両の衝突度合を検出する衝突度合検出手段（縦Ｇセンサ３７参照）と、上記衝突度合検出手段（縦Ｇセンサ３７）により検出された衝突度合に基づいて、該衝突度合が展開開始しきい値以上の時に、所定の展開圧力でエアーバッグ５１，５２を展開させるエアーバッグ制御手段（ＣＰＵ４０参照）と、衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置を検出する衝突車両検出手段（ステップＰ１参照）と、上記衝突車両検出手段（ステップＰ１）での検出に応じて、上記展開開始しきい値を設定するしきい値設定手段（ステップＰ２，Ｐ１２参照）とを備え、上記エアーバッグ制御手段（ＣＰＵ４０）は、衝突度合が低圧展開開始しきい値（αＬ２，αＬ３，αＬ４）以上の時に、低圧となる所定の展開圧力でエアーバッグ５１，５２を展開させ、衝突度合が高圧展開開始しきい値（αＨ２，αＨ３，αＨ４）以上の時に、高圧となる所定の展開圧力でエアーバッグ５１，５２を展開させると共に、上記しきい値設定手段（ステップＰ２，Ｐ１２）は、衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置が高い程、エアーバッグ５１，５２の低圧展開開始時期を早め、高圧展開開始時期を遅くするように、低圧展開開始しきい値を小さくする一方、高圧展開開始しきい値を大きく設定するものである。
【００３２】
この構成によれば、衝突度合検出手段（縦Ｇセンサ３７）は、車両の衝突度合を検出し、エアーバッグ制御手段（ＣＰＵ４０）は、上記衝突度合検出手段（縦Ｇセンサ３７）により検出された衝突度合に基づいて、該衝突度合が低圧展開開始しきい値（αＬ２，αＬ３，αＬ４）以上の時に、低圧となる所定の展開圧力でエアーバッグ５１，５２を展開させ、衝突度合が高圧展開開始しきい値（αＨ２，αＨ３，αＨ４）以上の時に、高圧となる所定の展開圧力でエアーバッグ５１，５２を展開させるが、上述のしきい値設定手段（ステップＰ２，Ｐ１２）は、衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置を検出する衝突車両検出手段（ステップＰ１）での検出に応じて、衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置が高い程、エアーバッグ５１，５２の低圧展開開始時期を早め、高圧展開開始時期を遅くするように、低圧展開開始しきい値を小さくする一方、高圧展開開始しきい値を大きく設定する。
【００３３】
この結果、トラック、バス、乗用車等の衝突対象車両の地上最低高もしくはバンパ位置の高さの差異に対応した適切なエアーバッグの展開を実行することができる効果がある。
【００３４】
特に、衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置が高い程、エアーバッグ５１，５２の低圧展開開始時期を早め、高圧展開開始時期を遅らせるので、衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置の高低に対応して低圧時の展開開始遅れ防止と、図１３の特性ｅ３で示すように大きい衝撃力がタイミングをずらして付勢される場合の高圧時の乗員拘束性能の向上との両立を図ることができる効果がある。
【００３５】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の衝突車両検出手段は、実施例のＣＰＵ制御によるステップＰ１に対応し、
以下同様に、
衝突度合検出手段は、縦Ｇセンサ３７に対応し、
エアーバッグ制御手段は、ＣＰＵ４０に対応し、
しきい値設定手段は、ステップＰ２，Ｐ１２に対応するも、
この発明は上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
【００３６】
例えば、上記実施例の衝突対象車両の地上最低高を検知する手段に代えて、車高またはバンパ位置を検知すべく構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両のエアーバッグ装置を含む車室内前部の斜視図。
【図２】センサ配置構造を示す概略側面図。
【図３】サイドエアーバッグ装置の配設構造を示す斜視図。
【図４】図３のＡ−Ａ線矢視に沿う拡大断面図。
【図５】クラッシュセンサ配置構造を示す車両の平面図。
【図６】クラッシュセンサ配置構造を示す車両の側面図。
【図７】エアーバッグ装置の制御回路ブロック図。
【図８】インフレータ分割構造を示す説明図。
【図９】時間に対するタンク圧力の変化を示す特性図。
【図１０】エアバッグ展開制御を示すメインルーチン。
【図１１】しきい値設定処理を示すサブルーチン。
【図１２】ＲＡＭに記憶させたマップの説明図。
【図１３】衝突時の加速度の変化を示す特性図。
【符号の説明】
３７…縦Ｇセンサ（衝突度合検出手段）
４０…ＣＰＵ（エアーバッグ制御手段）
５１，５２…エアーバッグ
Ｐ１…衝突車両検出手段
Ｐ２，Ｐ１２…しきい値設定手段

Claims

所定の状態に応じてエアーバッグの展開状態を可変制御する車両のエアーバッグ装置であって、
車両の衝突度合を検出する衝突度合検出手段と、
上記衝突度合検出手段により検出された衝突度合に基づいて、該衝突度合が展開開始しきい値以上の時に、所定の展開圧力でエアーバッグを展開させるエアーバッグ制御手段と、
衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置を検出する衝突車両検出手段と、
上記衝突車両検出手段での検出に応じて、上記展開開始しきい値を設定するしきい値設定手段とを備え、
上記エアーバッグ制御手段は、衝突度合が低圧展開開始しきい値以上の時に、低圧となる所定の展開圧力でエアーバッグを展開させ、衝突度合が高圧展開開始しきい値以上の時に、高圧となる所定の展開圧力でエアーバッグを展開させると共に、
上記しきい値設定手段は、衝突対象車両の車高、地上最低高もしくはバンパ位置が高い程、エアーバッグの低圧展開開始時期を早め、高圧展開開始時期を遅くするように、低圧展開開始しきい値を小さくする一方、高圧展開開始しきい値を大きく設定する
車両のエアーバッグ装置。