JP4545960B2 - 車両用エアバッグの展開制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用エアバッグの展開制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の車両用エアバッグの展開制御装置として、例えば特開平１０−３５４０５号公報に開示されたよう装置が知られている。この車両用エアバッグの展開制御装置は、ガスジェネレータ及び折り畳まれたエアバッグを収容するケースにガスジェネレータからの発生ガスを外部に逃がす減圧孔が設けられており、この減圧孔の開度を調整するバルブを動かすアクチュエータと、車室内温度を検出する温度センサの信号と乗員の着座位置を検出する着座センサの信号とに応じてアクチュエータを作動させ減圧孔の開度を可変的に制御するコントローラとを備えている。これにより、ガスジェネレータがどのような温度条件で作動しても、エアバッグを膨張させるガス圧が正常範囲内となるよう減圧孔の開度が適切に制御されると共に、乗員の着座位置に応じて常にエアバッグが乗員にやわらかく当たるようエアバッグ膨張用のガス圧が適切に制御されることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、乗員をより一層適正に保護することが可能なエアバッグの展開制御について鋭意研究を行った結果、エアバッグの展開制御に対して乗員の着座位置だけではなく、車両の衝突（前面衝突）にともなう乗員（頭部）の車両前方への移動量（乗員移動量）を考慮する必要があることを新たに見出した。
【０００４】
本発明の課題は、エアバッグの展開制御に対して乗員移動量を考慮して、乗員をより一層適正に保護することが可能な車両用エアバッグの展開制御装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の車両用エアバッグの展開制御装置は、ガスジェネレータ及び折り畳まれたエアバッグを収容するケースにガスジェネレータからの発生ガスを外部に逃がす減圧孔が設けられており、減圧孔の開度を調整するバルブと、バルブを駆動するアクチュエータと、アクチュエータを駆動し、減圧孔の開度を制御する減圧孔開度制御手段とを備えた車両用エアバッグの展開制御装置であって、乗員がシートベルトを着用しているか否かを検知する着用状態検知手段と、車両前後方向におけるシート位置を検知するシート位置検知手段と、乗員の着座位置を検知する着座位置検知手段と、車両前方への乗員移動量を検知する乗員移動量検知手段と、エアバッグ内の圧力を検知するエアバッグ内圧検知手段とを備えており、減圧孔開度制御手段は、着用状態検知手段にて検知されたシートベルトの着用の有無と、シート位置検知手段にて検知されたシート位置と、着座位置検知手段にて検知された着座位置と、乗員移動量検知手段にて検知された乗員移動量と、エアバッグ内圧検知手段にて検知された圧力とに基づいて、車両が衝突したときの乗員移動量が第１の所定値に達するまでの間、シートベルトの着用の有無、シート位置及び着座位置に対応して決定された初期開度となるように減圧孔の開度を制御し、乗員移動量が第１の所定値に達すると、エアバッグ内の圧力が乗員移動量に対応して予め決定された所定の圧力特性にしたがって変化するように減圧孔の開度を制御することを特徴とする。
【０００６】
この請求項１記載の車両用エアバッグの展開制御装置によれば、車両の衝突により乗員が前方に移動し始めて、乗員移動量が第１の所定値に達するまでの間、シートベルトの着用の有無、シート位置及び着座位置に対応して決定された初期開度となるように減圧孔の開度が制御される。これにより、乗員の着座状態に応じてエアバッグ膨張用のガス圧が調整されて、乗員（頭部）がエアバッグに接触する際のエアバッグの抗力が適切に制御されることになり、乗員（頭部）に過大な押圧力が与えられるのを防止することができる。また、乗員が前方に移動して、乗員移動量が第１の所定値に達すると、エアバッグ内の圧力が乗員移動量に対応して予め決定された所定の圧力特性にしたがって変化するように減圧孔の開度が制御される。これにより、エアバッグの抗力が乗員移動量に応じて適切に制御されることになり、乗員（頭部）を所望の減速度で減速することができる。
【０００７】
また、請求項２記載の車両用エアバッグの展開制御装置は、圧力特性は乗員移動量に応じてエアバッグ内の圧力が除々に下がるように設定することを特徴とする。
【０００８】
この請求項２記載の車両用エアバッグの展開制御装置によれば、圧力特性は乗員移動量に応じてエアバッグ内の圧力が除々に下がるように設定される。これにより、エアバッグの抗力が乗員移動量に応じて除々に下がるように制御されることになり、乗員（頭部）を除々に減速することができる。
【０００９】
また、請求項３記載の車両用エアバッグの展開制御装置は、減圧孔開度制御手段が乗員移動量が第１の所定値から更に乗員が車両前方に移動して、乗員移動量が第２の所定値に達すると、減圧孔が閉状態となるように減圧孔の開度を制御することを特徴とする。
【００１０】
この請求項３記載の車両用エアバッグの展開制御装置によれば、乗員移動量が第１の所定値から更に乗員が車両前方に移動して、乗員移動量が第２の所定値に達すると、減圧孔が閉状態となるように減圧孔の開度が制御される。これにより、エアバッグ内に所定のガス圧が保持されることになり、乗員（頭部）が車両側部材（ステアリングホイール、インストルメントパネル等）に衝突するのを確実に防ぐことができる。これらの結果、車両の衝突時において、乗員をより一層適正に保護することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明に係る車両用エアバッグの展開制御装置の実施の形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付しており、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１は、本実施の形態に係る車両用エアバッグの展開制御装置の構成を示すブロック図である。この車両用エアバッグの展開制御装置は、車両用エアバッグ装置１におけるエアバッグの展開を制御するためのものであり、ベルトセンサ１１と、ポジションセンサ１３と、着座センサ１５と、Ｇセンサ１７と、シートベルト引出量センサ１９と、圧力センサ２１と、車両用エアバッグ装置１に含まれるエアバッグの展開状態を制御するための制御ユニット部２３とを備えている。ベルトセンサ１１は、乗員がシートベルトを着用しているか否かを検知するため検知手段（着用状態検知手段）である。ポジションセンサ１３は、車両前後方向におけるシート位置（シートスライド位置）を検知するための検知手段（シート位置検知手段）である。着座センサ１５は、乗員のシートにおける着座位置を検知するための検知手段（着座位置検知手段）である。Ｇセンサ１７は、車両（車体）に作用する減速度を検出する検知手段である。シートベルト引出量センサ１９は、シートに着座している乗員（頭部）の車両前方への移動量（乗員移動量）を検知するための検知手段（乗員移動量検知手段）である。圧力センサ２１は、エアバッグ内の圧力（ガス圧）を検知するための検知手段（エアバッグ内圧検知手段）である。
【００１３】
ベルトセンサ１１、ポジションセンサ１３、着座センサ１５、Ｇセンサ１７、シートベルト引出量センサ１９、及び圧力センサ２１は、制御ユニット部２３に接続されている。各センサ１１，１３，１５，１７，１９，２１における検知結果は、各センサ１１，１３，１５，１７，１９，２１の出力信号として制御ユニット部２３に入力される。なお、着座センサ１５としては、例えばレーダ又は超音波センサ又は映像認識装置等が用いられ、着座している乗員の位置（例えば頭部を含む上半身位置）を検知する。また、制御ユニット部２３は、車両用エアバッグ装置１のガスジェネレータ３及びアクチュエータ８に接続され、ガスジェネレータ３及びアクチュエータ８に対して制御信号を出力する。
【００１４】
制御ユニット部２３は、中央演算ユニット（ＣＰＵ）２５、ＲＯＭ２７、ＲＡＭ２９等を有しており、ＣＰＵ２５が制御ユニット部２３全体の信号処理等をつかさどる処理部となる。ＲＯＭ２７は、制御ユニット部２３（ＣＰＵ２５）を制御するための制御プログラム等を記憶する記憶部である。ＲＡＭ２９は、ＣＰＵ２５における各種演算の結果を読み出し可能に一時的に記憶する。ＣＰＵ２５（制御ユニット部２３）は、後述するエアバッグ展開制御処理のための制御プログラムをＲＯＭ２７から読み出し、この制御プログラムに従った処理を行うことで、減圧孔開度制御手段として機能する。
【００１５】
次に、図２に基づいて、車両用エアバッグ装置１の構成について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る車両用エアバッグ装置の構成を示す概略断面図である。
【００１６】
車両用エアバッグ装置１は、上部が開口したほぼＵ字状断面形状のケース２と、このケース２内に収納されたガスジェネレータ（インフレータ）３と、ケース２内に折り畳まれた状態で収納されたエアバッグ４と、ケース２の上部開口部を閉塞するリッド５とを備えて構成されている。
【００１７】
車両用エアバッグ装置１は、ドライバ用のものとしてはステアリングハンドルの中央部に取付けられ、助手席乗員用のものとしては助手席前方のインストルメントパネル部に取付けられる。車両用エアバッグ装置１は、ガスジェネレータ３が作動し、その発生ガスにてエアバッグ４がリッド５を押し開いて膨張し、前倒してくる乗員の頭部及び上半身部を膨張したエアバッグ４にて受け止めるようになっている。リッド５には破断部５ａが設けられている。ガスジェネレータ３の発生ガスにてエアバッグ４が膨張したとき、その圧力にてリッド５が破断部５ａから破断してリッド５が前縁部を中心として上向きに回動して開き、エアバッグ４が膨張展開することになる。なお、車両用エアバッグ装置１の作動時リッド５を開放させる手段は、リッド５に破断部５ａを設ける構成に限らず、例えばリッド５の後部をケース２に固定するピン５ｂを内圧が設定値を越えたとき剪断するシヤーピンにて構成する等、既知の構成を採用できる。
【００１８】
ケース２には、ガスジェネレータ３から発生したガスの一部をケース２の外部に逃がす減圧孔６が形成されている。この減圧孔６には、その開度を調整するバルブ７が設けられている。バルブ７により減圧孔６の開度を調節することにより、エアバッグ４内の圧力（ガス圧）を制御することが可能となる。このバルブ７には、アクチュエータ８が接続されており、バルブ７はアクチュエータ８により駆動される。
【００１９】
ガスジェネレータ３は、図１に示されるように、制御ユニット部２３に接続されており、制御ユニット部２３から送られる制御信号に基づいてその作動状態が制御されることになる。制御ユニット部２３は、Ｇセンサ１７によって検出された減速度に基づき、車両が衝突状態となったか否かを判別し、車両の衝突時に、ガスジェネレータ３を作動させるように制御信号を出力する。これにより、ガスジェネレータ３が作動してエアバッグ４が展開する。また、アクチュエータ８も、ガスジェネレータ３と同様に、制御ユニット部２３に接続されており、制御ユニット部２３から送られる制御信号に基づいてその作動状態が制御されることになる。
【００２０】
次に、図３を参照して、制御ユニット部２３（ＣＰＵ２５）にて実行されるエアバッグ展開制御処理動作について説明する。このエアバッグ展開制御処理動作は、ＲＯＭ２７に記憶された制御プログラムに基づいて実行される。
【００２１】
制御ユニット部２３（ＣＰＵ２５）は、所定サイクルごとに各センサ１１，１３，１５，１７，１９，２１からの出力を読み込んでいる。まず、制御ユニット部２３は、処理動作がスタートすると、Ｓ１０にて、ベルトセンサ１１、ポジションセンサ１３及び着座センサ１５からの出力信号に基づいて、シートベルトの着用の有無、シート位置及び着座位置に対応した減圧孔６の初期開度を決定する。例えば、シートベルトが着用されており、シート位置が前方寄りの位置で且つ乗員がシートに浅く（前方寄りの位置）着座している場合には、減圧孔６の初期開度は大きい値に設定される。一方、シートベルトが着用されておらず、シート位置が後方寄りの位置で且つ乗員がシートに深く（後方寄りの位置）着座している場合には、減圧孔６の初期開度は小さい値に設定される。また、Ｓ１０では、制御ユニット部２３が、減圧孔６の開度が決定した初期開度となるようにアクチュエータ８に対して制御信号を出力する。
【００２２】
次に、Ｓ１１では、制御ユニット部２３は、シートベルト引出量センサ１９からの出力信号に基づいて、乗員移動量が第１の所定値（Ｘ−Ｘ１）に達したか否かを判断する。ここで、図４に基づいて、乗員移動量について説明する。所定の基準位置Ｘ０から、シートＳに着座している乗員（頭部）Ｐまでの距離を「Ｘ」とし、同様に所定の基準位置Ｘ０から、エアバッグ４がフル展開した状態でのエアバッグ４の先端（乗員（頭部）が当たる部分）から少し乗員Ｐ寄りとなる位置までの距離を「Ｘ１」としている。そして、所定の基準位置Ｘ０から、インストルメントパネルＩから少し乗員Ｐ寄りとなる位置までの距離を「Ｘ２」としている。従って、Ｓ１１では、車両の衝突にともない乗員（頭部）Ｐが車両前方に移動し、乗員（頭部）Ｐがフル展開状態のエアバッグ４に当たる直前の位置まで移動したか否かが判断されることになる。なお、図４においては、助手席に着座した乗員Ｐに対するエアバッグ４及びインストルメントパネルＩとの位置関係に基づいて説明したが、運転席に着座した乗員についても、インストルメントパネルＩをステアリングホイールに置き換えることにより、同様に規定することができる。
【００２３】
乗員移動量が第１の所定値（Ｘ−Ｘ１）に達した場合には（Ｓ１１で「ＹＥＳ」）、Ｓ１２に進み、制御ユニット部２３は、圧力センサ２１からの出力信号に基づいて、エアバッグ４内の圧力が乗員移動量に対応して予め決定された所定の圧力特性にしたがって変化するように減圧孔６の開度を決定する。この圧力特性は、エアバッグ４内の圧力の目標値が乗員移動量に対して設定されており、マップ等の形でＲＯＭ２７に記憶されている。圧力特性は、例えば図５に示されるように、乗員移動量が第１の所定値（Ｘ−Ｘ１）から第２の所定値（Ｘ−Ｘ２）まで変化する間、エアバッグ４内の圧力が徐々に下がるように設定されている。なお、圧力特性は、傾き等を適宜変更可能とされている。
【００２４】
制御ユニット部２３は、現在の乗員移動量に対応するエアバッグ４内の圧力の目標値をＲＯＭ２７に記憶された圧力特性から読み込み、圧力センサ２１にて検知されるエアバッグ４内の圧力がこの目標値と一致するように減圧孔６の開度を決定し、減圧孔６の開度が決定した開度となるようにアクチュエータ８に対して制御信号を出力する。これにより、エアバッグ４内の圧力に基づいて、減圧孔６の開度がフィードバック制御されることになる。一方、乗員移動量が第１の所定値（Ｘ−Ｘ１）に達していない場合には（Ｓ１１で「ＮＯ」）、Ｓ１０にリターンして、減圧孔６の開度は上述した初期開度とされる。
【００２５】
Ｓ１３に進むと、制御ユニット部２３は、シートベルト引出量センサ１９からの出力信号に基づいて、乗員移動量が第２の所定値（Ｘ−Ｘ２）に達したか否か、即ち乗員（頭部）ＰがインストルメントパネルＩに当たる直前の位置まで移動したか否かを判断する。
【００２６】
乗員移動量が第２の所定値（Ｘ−Ｘ２）に達した場合には（Ｓ１３で「ＹＥＳ」）、Ｓ１４に進み、制御ユニット部２３は、減圧孔６の開度を閉状態に決定し、バルブ７が減圧孔６を閉じるようにアクチュエータ８に対して制御信号を出力する。一方、乗員移動量が第２の所定値（Ｘ−Ｘ２）に達していない場合には（Ｓ１３で「ＮＯ」）、Ｓ１２にリターンして、減圧孔６の開度のフィードバック制御が継続されることになる。
【００２７】
なお、本実施の形態においては、車両の衝突時、車体の減速度は一般に初期で小さく、衝突後半に大きくなることから乗員の減速度も衝突後半に上昇することを考慮して減圧孔６の開度を制御している。従って、車体の減速度が小さくなるほど減圧孔６の開度を小さくし、車体の減速度が大きくなるほど減圧孔６の開度を大きくすることで、減速度の比較的小さい衝突初期には、減圧孔６の開度が小さくなってエアバッグ４の抗力が大きくなる。そして、減速度が大きくなる衝突後半には、減圧孔６の開度が大きくなってエアバッグ４の抗力が小さくなる。これにより、乗員をほぼ一定の減速度で減速することができ、乗員を適正に保護することが可能となる。
【００２８】
このように、本実施の形態に係る車両用エアバッグの展開制御装置においては、車両の衝突により乗員Ｐが前方に移動し始めて、乗員移動量が第１の所定値（Ｘ−Ｘ１）に達するまでの間、制御ユニット部２３により、シートベルトの着用の有無、シート位置及び着座位置に対応して決定された初期開度となるように減圧孔６の開度が制御されることになる。このため、乗員Ｐの着座状態に応じてエアバッグ４の膨張用のガス圧が調整されて、乗員（頭部）Ｐがエアバッグ４に接触する際のエアバッグ４の抗力が適切に制御されることになり、乗員（頭部）Ｐに過大な押圧力を与えるのを防止することができる。
【００２９】
また、乗員Ｐが更に前方に移動して、乗員移動量が第１の所定値（Ｘ−Ｘ１）から第２の所定値（Ｘ−Ｘ２）に達するまでの間、制御ユニット部２３により、エアバッグ４内の圧力が乗員移動量に対応して予め決定された所定の圧力特性にしたがって変化するように減圧孔６の開度、即ちガスジェネレータ３からの発生ガスの流出量が制御されることになる。このため、エアバッグ４の抗力が乗員移動量に応じて適切に制御されることになり、乗員（頭部）Ｐを所望の減速度で減速することができる。
【００３０】
そして、乗員移動量が第２の所定値（Ｘ−Ｘ２）に達すると、制御ユニット部２３により、減圧孔６が閉状態となるように減圧孔６の開度が制御されることになる。このため、エアバッグ４内に所定のガス圧が保持されることになり、乗員（頭部）Ｐが車両側部材（ステアリングホイール、インストルメントパネルＩ等）に衝突するのを確実に防ぐことができる。
【００３１】
これらの結果、本実施の形態に係る車両用エアバッグの展開制御装置によれば、エアバッグ４の展開制御に対して乗員移動量を考慮することが可能となり、車両の衝突時において、乗員Ｐをより一層適正に保護することができる。
【００３２】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。たとえば、第１の所定値（Ｘ−Ｘ１）及び第２の所定値（Ｘ−Ｘ２）も、適宜変更して設定することができる。
【００３３】
また、本実施の形態においては、エアバッグ内圧検知手段として圧力センサ２１を用いているが、この圧力センサ２１を用いる代わりに、減圧孔６を介してケース２から流出する発生ガスの量を検知する流出量センサを用いるようにしてもよい。
【００３４】
また、本実施の形態においては、乗員移動量検知手段としてシートベルト引出量センサ１９を用いているが、このシートベルト引出量センサ１９の代わりに、レーダ又は超音波センサ又は映像認識装置等の着座センサ１５を用いて、乗員（頭部）Ｐが衝突前の位置からどれだけ移動したかを検知するようにしてもよい。
この場合には、着座センサ１５が乗員移動量検知手段と着座位置検知手段として機能することになり、センサ（検知手段）の数を削減することができ、システムの低コスト化が可能となる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の車両用エアバッグの展開制御装置によれば、減圧孔開度制御手段が、着用状態検知手段にて検知されたシートベルトの着用の有無と、シート位置検知手段にて検知されたシート位置と、着座位置検知手段にて検知された着座位置と、乗員移動量検知手段にて検知された乗員移動量と、エアバッグ内圧検知手段にて検知された圧力とに基づいて、車両が衝突したときの乗員移動量が第１の所定値に達するまでの間、シートベルトの着用の有無、シート位置及び着座位置に対応して決定された初期開度となるように減圧孔の開度を制御し、乗員移動量が第１の所定値から第２の所定値に達するまでの間、エアバッグ内の圧力が乗員移動量に対応して予め決定された所定の圧力特性にしたがって変化するように減圧孔の開度を制御し、乗員移動量が第２の所定値に達すると、減圧孔が閉状態となるように減圧孔の開度を制御するので、エアバッグの展開制御に対して乗員移動量が考慮されることになり、乗員をより一層適正に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両用エアバッグの展開制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車両用エアバッグ装置の構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る車両用エアバッグの展開制御装置に含まれる、減圧孔開度制御部にて実行されるエアバッグ展開制御処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】エアバッグ及びインストルメントパネルと、乗員との位置関係を示す説明図である。
【図５】エアバッグ内の圧力特性を示す線図である。
【符号の説明】
１…車両用エアバッグ装置、２…ケース、３…ガスジェネレータ、４…エアバッグ、６…減圧孔、７…バルブ、８…アクチュエータ、１１…ベルトセンサ、１３…ポジションセンサ、１５…着座センサ、１７…Ｇセンサ、１９…シートベルト引出量センサ、２１…圧力センサ、２３…制御ユニット部、Ｉ…インストルメントパネル、Ｐ…乗員、Ｓ…シート。

Claims (3)

1. ガスジェネレータ及び折り畳まれたエアバッグを収容するケースに前記ガスジェネレータからの発生ガスを外部に逃がす減圧孔が設けられており、
   前記減圧孔の開度を調整するバルブと、
   前記バルブを駆動するアクチュエータと、
   前記アクチュエータを駆動し、前記減圧孔の開度を制御する減圧孔開度制御手段とを備えた車両用エアバッグの展開制御装置であって、
   乗員がシートベルトを着用しているか否かを検知する着用状態検知手段と、
   車両前後方向におけるシート位置を検知するシート位置検知手段と、
   前記乗員の着座位置を検知する着座位置検知手段と、
   車両前方への乗員移動量を検知する乗員移動量検知手段と、
   前記エアバッグ内の圧力を検知するエアバッグ内圧検知手段とを備えており、
   前記減圧孔開度制御手段は、前記着用状態検知手段にて検知された前記シートベルトの着用の有無と、前記シート位置検知手段にて検知された前記シート位置と、前記着座位置検知手段にて検知された前記着座位置と、前記乗員移動量検知手段にて検知された前記乗員移動量と、前記エアバッグ内圧検知手段にて検知された前記圧力とに基づいて、車両が衝突したときの前記乗員移動量が第１の所定値に達するまでの間、前記シートベルトの着用の有無、前記シート位置及び前記着座位置に対応して決定された初期開度となるように前記減圧孔の開度を制御し、前記乗員移動量が前記第１の所定値に達すると、前記エアバッグ内の前記圧力が前記乗員移動量に対応して予め決定された所定の圧力特性にしたがって変化するように前記減圧孔の開度を制御することを特徴とする車両用エアバッグの展開制御装置。
2. 前記圧力特性は前記乗員移動量に応じて前記エアバッグ内の前記圧力が除々に下がるように設定することを特徴とする請求項１記載の車両用エアバッグの展開制御装置。
3. 前記減圧孔開度制御手段は、前記乗員移動量が前記第１の所定値から更に乗員が車両前方に移動して、前記乗員移動量が第２の所定値に達すると、前記減圧孔が閉状態となるように前記減圧孔の開度を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用エアバッグの展開制御装置。

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