JP3870837B2 - Airbag device for automobile head protection - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の頭部保護用エアバッグ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車の車体における乗員頭部よりも高い位置には、サイドルーフレールが配され、このサイドルーフレールに沿って、横転時における乗員頭部保護用のエアバッグ装置を設けたものがある(類似技術として、特開2001−260802号公報参照)。
【0003】
この種のエアバッグ装置は、上端部が前記サイドルーフレールに固定された状態で、全体が上下方向で折り畳まれて収納されていると共に、座席に着座した乗員に対応する位置のエアバッグがインフレータからの噴出ガスにより上方から下方に向けて膨張しながらカーテン状に降りてくる構造である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、自動車の横方向に加速度がかかって、乗員が自動車の室内側壁に近寄って、エアバッグの展開領域に乗員が進入するなど、乗員の頭部と室内側壁、例えばドアガラス、ピラートリムとの間隙が小さくなっている場合にカーテンエアバッグが展開すると、展開したカーテンエアバッグが乗員頭部よりも室内側に展開してしまうおそれがあり、乗員に違和感を与えるおそれがある。
【0005】
この発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、カーテンエアバッグ展開時に乗員の頭部よりも室内側にカーテンエアバッグが展開しないようにした自動車の頭部保護用エアバッグ装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、上端部が乗員頭部よりも高い位置にある車体上部に固定された状態で折り畳まれて収納されてなると共に、自動車の横転時に、下側へ向けてカーテン状に展開させるエアバッグを備えた自動車の頭部保護用エアバッグ装置であって、前記カーテンエアバッグが展開する直前に、自動車に加わる横方向加速度を積分して、乗員頭部の移動軌跡を推測し、該移動軌跡から乗員頭部と室内側壁との距離を検出し、該距離がカーテンエアバッグの展開時の車幅方向幅よりも小さい場合には、カーテンエアバッグの膨張展開を禁止する。
【0007】
請求項1に記載の発明のカーテンエアバッグによれば、カーテンエアバッグの展開直前に乗員頭部と室内側壁との距離がカーテンエアバッグの展開時の車幅方向幅よりも小さい場合には、カーテンエアバッグの膨張展開を禁止するので、乗員より室内側に展開することによる違和感を与えることを防止できる。換言すると、保護すべき乗員頭部と自動車室内側壁との間にカーテンエアバッグが入り込むので、乗員の二次衝突などの衝撃力を吸収できる。
【0008】
請求項1に記載の発明は、自動車に加わる横方向加速度を積分して、乗員頭部の移動軌跡を推測し、該移動軌跡から乗員頭部と室内側壁との距離を検出する。
【0009】
請求項1に記載の発明によれば、乗員の頭部の移動軌跡を推定するので、乗員と室内側壁との距離の検出がより正確で、カーテンエアバッグが乗員頭部と室内側壁との間に確実に膨張展開可能である。
【0010】
請求項2に記載の発明は、前記自動車のロール角速度から自動車のロール角を推測し、該ロール角の大きさから乗員頭部と室内側壁との距離を検出する。
【0011】
請求項2に記載の発明によれば、自動車のロール角速度から自動車のロール角を推定するので、乗員と室内側壁との距離の検出がより正確で、カーテンエアバッグが乗員頭部と室内側壁との間に確実に膨張展開可能である。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な一実施形態を図1乃至図9に基づいて説明する。
【0013】
図1は、ロール角θ及びロール角速度ωと自動車1の横転可能性との関係を説明する図で、自動車1が図1(a)よりロールされて、自動車1の重心位置Mgがロール外側のタイヤ8を通る鉛直線上に来る点(図1(b))まで持ち上げた状態が、静的な横転限界(SSA)であり、ロール角速度ωがほぼゼロであっても、この静的な横転限界(SSA)よりもロール角θを大きくすると重力により自動車1は横転に至る。
【0014】
図2は、自動車1の横転の可能性を示す二次元マップで、縦軸のロール角θは、正値(原点の上側)が右ロール角に対応し、横軸のロール角速度ωは、正値(原点の右側)が右ロール角速度に対応する。この二次元マップには、右下がりの直線よりなる敷居値ラインSが設定されており、敷居値ラインSの原点側、つまりロール角θ及びロール角速度ωが小さい領域が非横転領域とされ、敷居値ラインSの反原点側、つまりロール角θ及びロール角速度ωが大きい領域が横転領域とされる。そして、自動車1の実際のロール角θ及びロール角速度ωの履歴ラインH1〜H3が敷居値ラインSを原点側の非横転領域から反原点側の横転領域を横切ると、自動車1の横転可能性が有ると判定される。
【0015】
履歴ラインH1は、ロール角θ及びロール角速度ωが共にゼロの状態(原点)から、ロール角速度ωをほぼゼロに保持したままロール角θだけをゆっくりと増加させた場合にであり、敷居値ラインSが縦軸と交わる点においてロール角θが臨界ロール角θCRITに達したときに自動車1が横転する可能性があると判定される。このとき、ローリングの支点となるロール方向外側のタイヤ8を通る鉛直線上に自動車の重心位置Mgがあり、この状態が自動車1の横転についての静的な安定限界となる。臨界ロール角θCRITの値は、自動車の形状や積載状態によって異なるが、一般的に50度程度である。
【0016】
尚、ロール角θがゼロであっても、大きいロール角速度ωが作用していれば、自動車1が横転する可能性がある。この時のロール角速度ωを、臨界ロール角速度SSAとする。
【0017】
自動車1がロール角θの方向と同方向のロール角速度ωを持つ場合には、このロール角速度ωによって横転が助長される傾向にあるため、ロール角θが臨界ロール角θCRITより小さい状態であっても、横転することになる。例えば、ロール角θ及びロール角速度ωの履歴ラインがH2或いはH3で示される場合、履歴ラインH2或いはH3が敷居値ラインSを原点側から反原点側に横切る点において自動車1が横転する可能性があると判定される。この時のロール角θは、前記臨界ロール角θCRITより小さい値となる。
【0018】
図3は、時間の経過による自動車1と乗員7の頭部7aとの挙動関係を示す図で、図3(a)は、ロール角θとの関係を示し、図3(b)は、ロール角速度ωとの関係を示し、図3(c)は、自動車1に加わる横方向加速度Y−Gとの関係を示し、図3(d)は、乗員7の頭部7aと自動車1の室内側壁とのクリアランスを示す。つまり、横方向加速度Y−Gが乗員に加わると、始めは乗員7の頭部7aが自動車1の室内側壁9から離れ(一次衝突)、二次衝突荷重が加わることで、乗員7の頭部7aが自動車1の室内側壁9に近接し、再び離れることを意味する。
【0019】
図4は、自動車1の横転時に乗員7の頭部7aを保護するカーテン状のエアバッグ(以下単にカーテンエアバッグという。)2を、自動車1の室内側壁9に沿って展開するための制御系の一例を示すものである。前記カーテンエアバッグ2は、上端部が乗員7の頭部7aよりも高い位置にあるサイドルーフレールの上部に固定された状態で全体が上下方向で折り畳まれて収納されてなると共に、自動車1の横転時に、インフレータのガスを導くことにより、下側へ向けてカーテン状に展開させるものである。
【0020】
前記制御系の一例を説明すると、自動車1の横転可能性の有無を判定し、且つカーテンエアバッグ2の作動の適否を判定するように、電子制御ユニット3には、車体左右方向の加速度、つまり横方向加速度Y−Gを検出する横方向加速度センサ4からの信号と、自動車1のロール角速度ωを検出するロール角速度センサ5からの信号とが入力される。最初に、車体に固定した横方向加速度センサ4は、イグニッションスイッチをONしたときの横方向加速度Y−Gを出力する。イグニッションスイッチをONしたときは、自動車1は停止状態にあるため、自動車1の旋回に伴う遠心力に起因する横方向加速度Y−Gを検出することはなく、重力加速度G=1の車体左右方向の成分だけを横方向加速度Y−Gとして検出する。従って、前記横方向加速度Y−Gを用いて、自動車1のロール角θの初期値θiを、θi=sinー1Y−Gにより算出することができる。
【0021】
以上のようにして、イグニッションスイッチをONしたときの横方向加速度センサ4の出力に基づいて自動車1のロール角θの初期値θiが算出されると、この初期値θiにロール角θの変動分を加算することにより、自動車1のロール角θが算出される。即ち、イグニッションスイッチをONした時点から、ロール角速度センサ5が出力する自動車1のロール角速度ωの積分値∫ωdtをロール角θの変動分として前記初期値θiに加算することにより、自動車1のロール角θが算出される。
【0022】
横方向加速度センサ4は、自動車1の自由落下時には横方向加速度Y−Gを検出できず、また自動車1の旋回に伴う遠心力に起因する横方向加速度Y−Gを、重力加速度Gの車体左右方向の成分である横方向加速度Y−Gと識別できずに誤検出してしまうというデメリットを有するが、この横方向加速度センサ4が出力する横方向加速度Y−GをイグニッションスイッチをONした時点での自動車1のロール角θの初期値θiの算出にだけ使用し、その後の自動車1のロール角θの算出には、ロール角速度センサ5が出力する自動車1のロール角速度ωの積分値∫ωdtを使用することにより、上記デメリットを解消して正確なロール角θを算出することができる。
【0023】
上記作用を、図5に示すフローチャートで説明する。ステップ1で自動車1のロール角速度ω及び横方向加速度Y−Gを読み込み、ステップ2で横方向加速度Y−Gに応じてマップ上の敷居値ラインS,Sを確定する。敷居値ラインS,Sは、マップの縦軸に交わる臨界ロール角θCRITと、横軸に交わる臨界ロール角速度ωCRITとが決まれば確定する。この実施形態では、横方向加速度Y−Gによって自動車1の横転が助長される時には、臨界ロール角θCRIT及び臨界ロール角速度ωCRITが共に減少して敷居値ラインS,Sが原点に近づく方向に移動し、横方向加速度Y−Gによって自動車1の横転が抑制されるときには、臨界ロール角θCRIT及び臨界ロール角速度ωCRITが共に増加して敷居値ラインS,Sが原点から遠ざかる方向に移動する。これにより、自動車1の横方向加速度Y−Gに応じて適切な横転領域及び非横転領域を設定することができる。
【0024】
続いて、現在のロール角θ1及びロール角速度ω1のなす座標点が横転領域にあるか非横転領域にあるかを判定する。即ち、ステップ3で、前記敷居値ラインSの方程式のロール角速度ωに現在のロール角速度ω1の値を代入して判定値ωSを算出する。ステップ4で、判定値ωSと現在のロール角θ1とを比較して、判定値ωSよりロール角速度ωが大きければステップ5に進み、横転領域にあると判定し、続くステップ6で、乗員位置センサ6で検出した乗員7の頭部7aの左右方向位置から乗員7の頭部7aとルーフライニングやドアウインドパネルなどの室内側壁9との左右方向の距離(図8のD)を算出し、この距離Dを予め設定した敷居値Dminと比較する。該敷居値Dminは、カーテンエアバッグを展開しても、そのカーテンエアバッグが乗員7の頭部7aと干渉しないための車幅方向幅(最小距離)として設定される。
【0025】
このように、ステップ6で、乗員7の頭部7aとルーフライニングやドアウインドパネルなどの室内側壁9との左右方向の距離Dが敷居値Dmin以上で有れば、ステップ7に進んで、カーテンエアバッグ2を膨張展開させて、自動車1の横転時に乗員7の頭部7aを室内側壁9に干渉させないようにできる。一方、ステップ4で、判定値ωSと現在のロール角θ1とを比較して、判定値ωSよりロール角速度ωが小さければステップ8に進み、非横転領域にあると判定し、続くステップ9で、カーテンエアバッグ2にガスを供給することを禁止し、不作動とする。また、ステップ6で、乗員の頭部とルーフライニングやドアウインドパネルなどの室内側壁9との左右方向の距離Dが敷居値Dmin未満で有れば、カーテンエアバッグ2を展開すると、そのカーテンエアバッグ2が乗員7の頭部7aに干渉しない車幅方向幅(最小距離)以下と推定して、ステップ9に進んで、カーテンエアバッグ2にガスを供給することを禁止し、不作動とし、乗員の頭部とカーテンエアバッグ2との干渉を防止する。
【0026】
図6は、自動車1及び乗員7の頭部7aの挙動と積分する横方向加速度Y−Gとの関係を示す。即ち、図6(a)に示すように、横方向加速度Y−Gが一定値G1(例えば0.3G)以下の場合、自動車1も乗員7の頭部7aも共に移動は生じない。次に、図6(b)に示すように、横方向加速度Y−Gが一定値G1より高い一定値G2(例えば1.1G)の場合、自動車1にはタイヤ8の浮きは発生しないが、乗員7の頭部7aは横方向加速度Y−Gが加わった方向に移動する(二次衝突という)。そして、図6(c)に示すように、横方向加速度Y−Gが一定値G2より高い場合、自動車1のタイヤ8が浮くように傾き、乗員7の頭部7aは横方向加速度Y−Gが加わった方向により押しつけられる。これらの横方向加速度Y−Gと乗員7の頭部7aの挙動との関係は、図6(b)における横方向加速度Y−Gのみを積分することにより、乗員7の頭部7aの移動軌跡が推測され、それを、図9に示す。図9において、実線は、実際の頭部7aの移動軌跡を示し、細線は積分範囲を限定した移動軌跡を示し、点線は全てを積分した移動軌跡を示す。この移動軌跡から乗員7の頭部7aと室内側壁9との距離を検出することになる。また、定常円旋回などの横方向加速度Y−Gが持続的に加わっている事象では積分値が累積し、誤差が大きくなるため、積分する時間を限定(例えば200mmsec)することにより誤作動を防止できるようになっている。
【0027】
図10は、この発明の他の実施形態であり、乗員7の頭部7aの移動軌跡を計算するために、ロール角速度センサ5による自動車1のロール角速度ωを用いて行う例である。この実施形態によれば、図8(b)に示すように、大きなロール角速度ωが発生した場合に、乗員7は慣性で元の位置に戻ろうと挙動するため、距離Dが大きくなる傾向にあり、図8(a)に示すように、小さいロール角速度ωが発生した場合に、乗員7は重力にまかせて自動車1の車室内側面9に近づく傾向があり、この傾向を利用して乗員7の頭部7aの移動軌跡を推測し、該ロール角の大きさから乗員7の頭部7aと室内側壁9との距離を検出するもので、乗員7と室内側壁9との距離の検出がより正確で、カーテンエアバッグ2が乗員7の頭部7aと室内側壁9との間に確実に膨張展開可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】自動車のロール角及びロール角速度との関係を示す説明図。
【図2】図1における自動車のロール角及びロール角速度と自動車の横転可能性との関係を示す説明図。
【図3】自動車が横転に至るまでの、自動車と乗員状態を示す軌跡図。
【図4】この発明の一実施形態に係るシステム図。
【図5】図4のフローチャート。
【図6】自動車に加わった横方向加速度と乗員頭部との関係を示す説明図。
【図7】図6における自動車への積分する横方向加速度の範囲を示す説明図。
【図8】自動車のロール角速度と乗員頭部の挙動との関係を示す説明図。
【図9】乗員頭部の移動軌跡を示す図。
【図10】この発明の他の実施形態に係るシステム図。
【符号の説明】
1 自動車
2 カーテンエアバッグ
3 電子制御ユニット
4 横方向加速度センサ
5 ロール角速度センサ
7 乗員
7a 乗員の頭部
8 タイヤ
9 室内側壁
D 室内側壁と乗員頭部との距離
θ ロール角
θCRIT 臨界ロール角
ω ロール角速度
ωCRIT 臨界ロール角速度
ωS 判定値
Mg 自動車の重心位置
SSA 自動車の静的な横転限界
S 敷居値ライン
Y−G 横方向加速度[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an airbag device for protecting a head of an automobile.
[0002]
[Prior art]
A side roof rail is arranged at a position higher than the occupant's head in the body of an automobile, and an airbag device for protecting the occupant's head during rollover is provided along this side roof rail (similar technology, JP, 2001-260802, A).
[0003]
In this type of airbag device, the upper end portion is fixed to the side roof rail, the whole is folded and stored in the vertical direction, and the airbag at a position corresponding to an occupant seated on the seat is from the inflator. It is a structure that descends in the form of a curtain while expanding from the top to the bottom by the jet gas.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional technology, acceleration is applied in the lateral direction of the automobile, the occupant approaches the interior wall of the automobile, and the occupant enters the airbag deployment area. If the curtain airbag is deployed when the gap between the interior side walls, for example, the door glass and the pillar trim is small, the deployed curtain airbag may be deployed on the interior side of the occupant's head. There is a risk of giving.
[0005]
The present invention has been made paying attention to such a conventional technique, and is intended for protecting the head of an automobile in which the curtain airbag is not deployed indoors from the passenger's head when the curtain airbag is deployed. A bag device is provided.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0007]
According to the curtain airbag of the first aspect of the present invention, when the distance between the occupant head and the interior side wall is smaller than the width in the vehicle width at the time of deployment of the curtain airbag immediately before deployment of the curtain airbag, Since the inflating and deploying of the curtain airbag is prohibited, it is possible to prevent an uncomfortable feeling caused by deploying from the passenger to the indoor side. In other words, since the curtain airbag enters between the occupant head to be protected and the side wall of the automobile interior, it is possible to absorb an impact force such as a secondary collision of the occupant.
[0008]
According to the first aspect of the present invention, the lateral acceleration applied to the automobile is integrated to estimate the movement locus of the occupant head, and the distance between the occupant head and the indoor side wall is detected from the movement locus.
[0009]
According to the first aspect of the present invention, since the movement trajectory of the occupant's head is estimated, the detection of the distance between the occupant and the interior side wall is more accurate, and the curtain airbag is located between the occupant head and the interior side wall. It can be surely inflated and deployed.
[0010]
The invention according to
[0011]
According to the invention described in
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0013]
FIG. 1 is a diagram for explaining the relationship between the roll angle θ and the roll angular velocity ω and the rollover possibility of the
[0014]
FIG. 2 is a two-dimensional map showing the possibility of rollover of the
[0015]
The history line H1 is a case where only the roll angle θ is slowly increased from the state where the roll angle θ and the roll angular velocity ω are both zero (origin) while the roll angular velocity ω is substantially zero, and the threshold value line. When the roll angle θ reaches the critical roll angle θCRIT at the point where S intersects the vertical axis, it is determined that the
[0016]
Even if the roll angle θ is zero, the
[0017]
When the
[0018]
FIG. 3 is a diagram showing the behavioral relationship between the
[0019]
FIG. 4 shows a control system for deploying a curtain-like airbag 2 (hereinafter simply referred to as a curtain airbag) 2 that protects the head 7 a of the
[0020]
An example of the control system will be described. The
[0021]
As described above, when the initial value θi of the roll angle θ of the
[0022]
The lateral acceleration sensor 4 cannot detect the lateral acceleration Y-G when the
[0023]
The above operation will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In
[0024]
Subsequently, it is determined whether the coordinate point formed by the current roll angle θ1 and roll angular velocity ω1 is in the rollover region or the non-rollover region. That is, in
[0025]
In this way, if the left-right distance D between the head 7a of the
[0026]
FIG. 6 shows the relationship between the behavior of the head 1a of the
[0027]
FIG. 10 is another embodiment of the present invention, and is an example in which the roll angular velocity ω of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a relationship between a roll angle and a roll angular velocity of an automobile.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the roll angle and roll angular velocity of the automobile in FIG. 1 and the possibility of rollover of the automobile.
FIG. 3 is a trajectory diagram showing an automobile and an occupant state until the automobile rolls over.
FIG. 4 is a system diagram according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart of FIG. 4;
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between lateral acceleration applied to the automobile and the occupant's head.
7 is an explanatory diagram showing a range of lateral acceleration to be integrated into the automobile in FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between the roll angular velocity of the automobile and the behavior of the passenger's head.
FIG. 9 is a diagram showing a movement locus of an occupant head.
FIG. 10 is a system diagram according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記カーテンエアバッグが展開する直前に、自動車に加わる横方向加速度を積分して、乗員頭部の移動軌跡を推測し、該移動軌跡から乗員頭部と室内側壁との距離を検出し、該距離がカーテンエアバッグの展開時の車幅方向幅よりも小さい場合には、カーテンエアバッグの膨張展開を禁止することを特徴とする自動車の頭部保護用エアバッグ装置。An automobile equipped with an airbag that is folded and stored with the upper end fixed to the upper part of the vehicle body at a position higher than the passenger's head, and that deploys in a curtain shape downward when the automobile rolls over An air bag device for protecting the head of
Immediately before the curtain airbag is deployed, the lateral acceleration applied to the automobile is integrated to estimate the movement locus of the occupant head, and the distance between the occupant head and the indoor side wall is detected from the movement locus, When the curtain airbag is smaller than the width in the vehicle width direction when the curtain airbag is deployed, the airbag apparatus for protecting the head of an automobile is characterized by prohibiting the inflation and deployment of the curtain airbag.
前記自動車のロール角速度から自動車のロール角を推測し、該ロール角の大きさから乗員頭部と室内側壁との距離を検出することを特徴とする自動車の頭部保護用エアバッグ装置。 An airbag device for protecting a head of an automobile according to claim 1,
An automobile head protecting airbag device , wherein the automobile roll angle is estimated from the automobile roll angular velocity, and the distance between the passenger's head and the interior side wall is detected from the roll angle magnitude .
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