JP7074702B2 - 車両用エアバッグ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用エアバッグ装置に関する。
下記特許文献１には、車両の前面衝突時に助手席に着座した乗員を拘束する車両用エアバッグ装置が開示されている。この文献に記載された車両用エアバッグ装置では、オブリーク衝突や微小ラップ衝突時におけるエアバッグの内圧のピークを正面衝突時におけるエアバッグの内圧のピークよりも遅らせるように、複数のインフレータの着火タイミングを制御している。これにより、衝突形態の違いに応じて適切なエアバッグの内圧で乗員の身体を拘束することが可能となっている。
特開２０１８－０３９４３１号公報
しかしながら、オブリーク衝突時のインフレータの着火タイミングを正突時よりも遅らせると、オブリーク衝突時にエアバッグが車幅方向に変位してしまい、乗員の身体のエアバッグによる拘束性能が十分に発揮できない場合があることが、各種の衝突試験を行うことにより判明した。
本発明は上記事実を考慮し、オブリーク衝突時におけるエアバッグの車幅方向への変位を抑制することができる車両用エアバッグ装置を得ることが目的である。
請求項１記載の車両用エアバッグ装置は、第１スクイブ及び第２スクイブを有し、該第１スクイブ及び該第２スクイブがそれぞれ着火されることでガスを発生させるインフレータと、前記インフレータが発生したガスが内部に供給されることで助手席に着座した乗員とインストルメントパネル及びフロントガラスとの間で膨張展開し、膨張展開後の状態で前記助手席に着座した乗員の前方に配置されるメインバッグ部と、該メインバッグ部から前記助手席と運転席との間に張り出すセンタバッグ部と、を有するエアバッグと、正面衝突が発生した際においては前記第１スクイブを着火した後に前記第２スクイブを着火し、オブリーク衝突が発生した際においては前記第１スクイブを着火した後に正面衝突が発生した際よりも早いタイミングで前記第２スクイブを着火する制御部と、を備えている。
請求項１記載の車両用エアバッグ装置によれば、正面衝突（以下「正突」とも称する）が発生すると、制御部は第１スクイブを着火した後に第２スクイブを着火する。これにより、インフレータが第１スクイブの着火タイミング及び第２スクイブの着火タイミングに対応する特性でガスを発生させる。そして、インフレータが発生したガスがエアバッグ内に供給されることで、エアバッグが膨張する。これにより、正突時の乗員をエアバッグのメインバッグ部によって拘束することができる。
オブリーク衝突が発生すると、制御部は第１スクイブを着火した後に第２スクイブを着火する。これにより、インフレータが第１スクイブの着火及び第２スクイブの着火タイミングに対応する特性でガスを発生させる。そして、インフレータが発生したガスがエアバッグ内に供給されることで、エアバッグが膨張する。これにより、運転席側へのオブリーク衝突時に運転席側へ移動した乗員をエアバッグのサブバッグ部及びメインバッグ部によって拘束することができる。
ここで、請求項１記載の発明では、オブリーク衝突が発生した際の第２スクイブの着火タイミングが、正突が発生した際の第２スクイブの着火タイミングよりも早くなっている。これにより、オブリーク衝突が発生した際に正突が発生した際よりもインフレータからエアバッグへ速やかにガスが供給され、オブリーク衝突が発生した際のエアバッグの膨張展開完了までの時間が、正突が発生した際のエアバッグの膨張展開完了までの時間よりも短くなる。その結果、オブリーク衝突が発生した際に、エアバッグをインストルメントパネル及びフロントガラスによって速やかに支持させることができ、エアバッグの車幅方向への変位を抑制することができる。
請求項２記載の車両用エアバッグ装置は、請求項１記載の車両用エアバッグ装置において、前記制御部は、衝突試験用のＡＦ０５ダミーと対応する又はＡＦ０５ダミーよりも小柄な乗員が前記助手席に着座している状態で正面衝突が発生した際に、衝突試験用のＡＭ５０ダミーと対応する又はＡＭ５０ダミーよりも大柄な乗員が前記助手席に着座している状態で正面衝突が発生した際よりも早いタイミングで前記第２スクイブを着火する。
請求項２記載の車両用エアバッグ装置によれば、衝突試験用のＡＦ０５ダミーと対応する又はＡＦ０５ダミーよりも小柄な乗員が助手席に着座している状態で正突が発生した際に、衝突試験用のＡＭ５０ダミーと対応する又はＡＭ５０ダミーよりも大柄な乗員が助手席に着座している状態で正突が発生した際よりも早いタイミングで第２スクイブが着火する。これにより、衝突試験用のＡＦ０５ダミーと対応する又はＡＦ０５ダミーよりも小柄な乗員が助手席に着座している状態で正突が発生した際に、衝突試験用のＡＭ５０ダミーと対応する又はＡＭ５０ダミーよりも大柄な乗員が助手席に着座している状態で正突が発生した際よりも早期にエアバッグの膨張展開が完了する。その結果、正突時に前方側へ移動しやすい小柄な（質量の小さい）乗員をエアバッグによって速やかに拘束することができる。
本発明に係る車両用エアバッグ装置は、オブリーク衝突時におけるエアバッグの車幅方向への変位を抑制することができる、という優れた効果を有する。
本実施形態のエアバッグ装置を備えた車両のキャビンを上方側から見た平面図である。 本実施形態のエアバッグ装置を備えた車両のキャビンを運転席側から見た側面図である。 正突が発生した場合及びオブリーク衝突が発生した場合の各スクイブの着火タイミングを示す図である。
図１～図３を用いて本発明の実施形態に係る車両用エアバッグ装置１０について説明する。なお、各図において適宜示される矢印ＦＲは車両前後方向前側、矢印ＵＰは車両上下方向上側、矢印ＲＨは車両幅方向右側、矢印ＬＨは車両幅方向左側をそれぞれ示している。また以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両左右方向（車幅方向）の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。なお、本実施形態では、左ハンドル車を例にとって説明する。
図１に示されるように、本実施形態の車両用エアバッグ装置１０は、キャビン１２の右側に設けられた助手席１４の前方側に設けられている。なお、以下の説明においては「車両用エアバッグ装置１０」を単に「エアバッグ装置１０」と呼ぶ。また、キャビン１２内における助手席１４の左側には、運転席１６が設けられている。この運転席１６に着座した乗員によってステアリングホイール１８等が操作されることで、車両が走行するようになっている。
図１及び図２に示されるように、助手席１４及び運転席１６の前方側には、前後方向及び車幅方向に延びる天板部２０を有するインストルメントパネル２２が設けられている。そして、車両の前面衝突時に助手席１４に着座した乗員を拘束する本実施形態のエアバッグ装置１０が、インストルメントパネル２２内に設けられている。
エアバッグ装置１０は、ガスを発生させるインフレータ２４と、インフレータ２４が発生したガスが内部に供給されることで膨張するエアバッグ２６と、インフレータ２４を作動させる制御部としてのＥＣＵ４２と、を備えている。また、エアバッグ装置１０は、インフレータ２４が固定されると共に膨張する前のエアバッグ２６が折りたたまれた状態で格納されるエアバッグケース２８と、エアバッグケース２８におけるキャビン１２側の開放端を閉止する図示を省略するエアバッグドアと、を備えている。
図１に示されるように、エアバッグ２６は、布状の部材が織り上げられる或いは布状の部材が縫製等で接合されることにより袋状に形成されている。このエアバッグ２６は、助手席１４の前方側へ展開する直方体状のメインバッグ部３２と、メインバッグ部３２の左側（車幅方向中央側）の端部から後方側へ突出する（張り出す）センタバッグ部３４と、を備えている。エアバッグ２６の展開完了後の状態において、センタバッグ部３４は、助手席１４と運転席１６との間に配置されるようになっている。
エアバッグケース２８は、インストルメントパネル２２内に設けられ、キャビン１２側が開放された有底箱状に形成されている。このエアバッグケース２８の底には、エアバッグ２６にガスを供給するインフレータ２４が締結部材等を介して固定されている。
インフレータ２４は、２つのスクイブ（第１スクイブ３６と第２スクイブ３８）を有することで着火出力を段階的に調節可能とされたデュアル式のインフレータである。この２つのスクイブ（第１スクイブ３６と第２スクイブ３８）の着火タイミングを調節することで、インフレータ２４からのガスの発生特性を調節することが可能となっている。また、２つのスクイブ（第１スクイブ３６と第２スクイブ３８）は、後述するＥＣＵ４２に電気的に接続されている。
ＥＣＵ４２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を含むマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ４２には、図示を省略する衝突センサが電気的に接続されている。また、ＥＣＵ４２は、衝突センサからの情報に基づいて、本実施形態のエアバッグ装置１０が適用された車両４４に対する前面衝突（の発生又は不可避であること）を衝突形態毎に検知可能とされている。ＥＣＵ４２は、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムをＲＡＭに展開してＣＰＵが実行することで、インフレータ２４の動作を制御して、エアバッグ２６の膨張展開の制御を行う。
ＥＣＵ４２は、衝突センサからの情報に基づいて衝突を検知すると、第１スクイブ３６及び第２スクイブ３８を着火して、インフレータ２４からガスを発生させる。なお、ＥＣＵ４２がインフレータ２４を作動させる衝突の形態には、フルラップ衝突である正突（正面衝突）と、車幅方向一方側にオフセットした位置への衝突であるオブリーク衝突等とが含まれる。従って、ＥＣＵ４２は、衝突センサからの情報に基づいて、衝突の形態が正突、オブリーク衝突等の何れであるかを検知する。
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／ｈでのオブリーク衝突が想定されている。
ＥＣＵ４２は、例えば、衝突センサが衝突による加速度の情報を検出する複数のセンサで実現されている場合に、複数のセンサの各々からの衝突による加速度の情報に基づいて、車両４４に対する前面衝突（の発生又は不可避であること）を検知すると共に、衝突形態が正突、オブリーク衝突等の何れであるかを検知する。
図３には、正突又はオブリーク衝突における、インフレータ２４の各スクイブ（第１スクイブ３６及び第２スクイブ３８）の着火のタイミングの一例が示されている。
正突の車両衝突が時刻０［ｍｓ］において発生した場合には、時刻ＴＴＦ（Time to Fire）［ｍｓ］において、第１スクイブ３６を着火させる。そして、ＴＴＦ＋ｘ［ｍｓ］において、第２スクイブ３８を着火させる。そして、ＴＴＦ＋ｙ１［ｍｓ］において、エアバッグ２６の膨張展開が完了する。一例として、本実施形態では、ｘを２５［ｍｓ］に設定している。
一方、オブリーク衝突（車両４４の前部における運転席１６側への衝突）が発生した場合、図１において二点鎖線で示されるように、エアバッグ２６の慣性力により、当該エアバッグ２６が運転席１６側へ変位（揺動）することがある。このエアバッグ２６の運転席１６側への変位量は、インフレータ２４がガスを発生させてからエアバッグ２６の膨張展開完了までの時間が長いほど大きくなることが各種の衝突実験で判明した。そこで、オブリーク衝突が発生した場合、正突が発生した場合よりもエアバッグ２６の膨張展開完了までの時間を短くして、当該エアバッグ２６の前方側２６Ａをインストルメントパネル２２及びフロントガラス４０によって支持させるようにした。具体的には、オブリーク衝突の車両衝突が時刻０［ｍｓ］において発生した場合には、時刻ＴＴＦ（Time to Fire）［ｍｓ］において、第１スクイブ３６を着火させる。そして、正突時よりも早いタイミングであるＴＴＦ＋ｘ－α［ｍｓ］において、第２スクイブ３８を着火させる。そして、ＴＴＦ＋ｙ２［ｍｓ］において、エアバッグ２６の膨張展開が完了する。すなわち、正突時よりも早期にエアバッグ２６の膨張展開が完了する。一例として、本実施形態では、ｘ－αを１０［ｍｓ］に設定している（αを１５［ｍｓ］に設定している）。
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
図１及び図２に示されるように、本実施形態のエアバッグ装置１０を備えた車両４４が走行している際に、ＥＣＵ４２が衝突センサからの情報に基づいて衝突を検知すると、第１スクイブ３６及び第２スクイブ３８を着火して、インフレータ２４からガスを発生させる。
ここで、車両４４の衝突形態が正突であることがＥＣＵ４２によって検知されると、ＥＣＵ４２は、第１スクイブ３６を着火する。また、ＥＣＵ４２は、第１スクイブ３６の着火タイミングの２５［ｍｓ］後に第２スクイブ３８を着火する。この第１スクイブ３６及び第２スクイブ３８の着火タイミングに対応する特性で、インフレータ２４からガスが発生し、エアバッグ２６が膨張展開する。これにより、正突時に助手席１４に着座した乗員Ｐをエアバッグ２６のメインバッグ部３２によって拘束することができる。
また、車両４４の衝突形態がオブリーク衝突（車両４４の前部における運転席１６側への衝突）であることがＥＣＵ４２によって検知されると、ＥＣＵ４２は、第１スクイブ３６を着火する。また、ＥＣＵ４２は、第１スクイブ３６の着火タイミングの１０［ｍｓ］後に第２スクイブ３８を着火する。この第１スクイブ３６及び第２スクイブ３８の着火タイミングに対応する特性で、インフレータ２４からガスが発生し、エアバッグ２６が膨張展開する。これにより、オブリーク衝突時に助手席１４に着座した乗員Ｐ（乗員Ｐの頭部Ｐ１）をエアバッグ２６のセンタバッグ部３４によって拘束することができる。
ここで、本実施形態では、オブリーク衝突が発生した際の第２スクイブ３８の着火タイミングが、正突が発生した際の第２スクイブ３８の着火タイミングよりも１５［ｍｓ］早くなっている。これにより、オブリーク衝突が発生した際に正突が発生した際よりもインフレータ２４からエアバッグ２６へ速やかにガスが供給され、オブリーク衝突が発生した際のエアバッグ２６の膨張展開完了までの時間ＴＴＦ＋ｙ２［ｍｓ］が、正突が発生した際のエアバッグの膨張展開完了までの時間ＴＴＦ＋ｙ１［ｍｓ］よりも短くなる。その結果、オブリーク衝突が発生した際に、エアバッグ２６をインストルメントパネル２２及びフロントガラス４０によって速やかに支持させることができ、エアバッグ２６の車幅方向への変位を抑制することができる。
なお、本実施形態では、正突時においては第１スクイブ３６の着火タイミングの２５［ｍｓ］後に第２スクイブ３８を着火し、オブリーク衝突時においては第１スクイブ３６の着火タイミングの１０［ｍｓ］後に第２スクイブ３８を着火した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。第２スクイブ３８の着火タイミングは、車両４４の形状や構造等に伴う衝突時の減速特性を考慮して適宜設定すればよい。
また、以下の表１に示されるように、第２スクイブ３８の着火タイミングを助手席１４に着座した乗員Ｐの体格に応じて切り替えてもよい。
Figure 0007074702000001



この例では、衝突試験用のＡＦ０５ダミーと対応する又はＡＦ０５ダミーよりも小柄な乗員が助手席１４に着座している状態で車両４４が前面衝突した場合、正突及びオブリーク衝突に関わらず、第１スクイブ３６の着火タイミングの１０［ｍｓ］後に第２スクイブ３８を着火する。
また、衝突試験用のＡＭ５０ダミーと対応する又はＡＭ５０ダミーよりも大柄な乗員Ｐが助手席１４に着座している状態で車両４４が前面衝突した場合、正突時においては第１スクイブ３６の着火タイミングの２５［ｍｓ］後に第２スクイブ３８を着火する。また、オブリーク衝突時においては第１スクイブ３６の着火タイミングの１０［ｍｓ］後に第２スクイブ３８を着火する。なお、ここで言う「ダミー」とは、NHTSA（National Highway Traffic Safety Administration：米国高速道路交通安全協会）の規格[49CFR Part572 Subpart E 及びO] にて決められた前面衝突試験用人体ダミーであり、ＡＭ５０ダミーは、米国人成人男性の５０パーセンタイルのダミーであり、ＡＦ０５ダミーは、米国人成人女性の５パーセンタイルのダミーである。
以上、本発明の一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 車両用エアバッグ装置
１４ 助手席
２２ インストルメントパネル
２４ インフレータ
２６ エアバッグ
３２ メインバッグ部
３４ センタバッグ部
３６ 第１スクイブ
３８ 第２スクイブ
４０ フロントガラス
４２ ＥＣＵ（制御部）
Ｐ 乗員

Claims (2)

  1. 第１スクイブ及び第２スクイブを有し、該第１スクイブ及び該第２スクイブがそれぞれ着火されることでガスを発生させるインフレータと、
    前記インフレータが発生したガスが内部に供給されることで助手席に着座した乗員とインストルメントパネル及びフロントガラスとの間で膨張展開し、膨張展開後の状態で前記助手席に着座した乗員の前方に配置されるメインバッグ部と、該メインバッグ部から前記助手席と運転席との間に張り出すセンタバッグ部と、を有するエアバッグと、
    正面衝突が発生した際においては前記第１スクイブを着火した後に前記第２スクイブを着火し、オブリーク衝突が発生した際においては前記第１スクイブを着火した後に正面衝突が発生した際よりも早いタイミングで前記第２スクイブを着火する制御部と、
    を備えた車両用エアバッグ装置。
  2. 前記制御部は、衝突試験用のＡＦ０５ダミーと対応する又はＡＦ０５ダミーよりも小柄な乗員が前記助手席に着座している状態で正面衝突が発生した際に、衝突試験用のＡＭ５０ダミーと対応する又はＡＭ５０ダミーよりも大柄な乗員が前記助手席に着座している状態で正面衝突が発生した際よりも早いタイミングで前記第２スクイブを着火する請求項１記載の車両用エアバッグ装置。
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