JPH0640305A

JPH0640305A - エアバッグの圧力調整装置

Info

Publication number: JPH0640305A
Application number: JP19721992A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Yasui; 慎一安井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-07-23
Filing date: 1992-07-23
Publication date: 1994-02-15

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はエアバッグが展開した後の緩衝性
能を高めるよう構成したエアバッグの圧力調整装置を提
供することを目的とする。【構成】エアバッグの圧力調整装置は、車両の衝突を
検出する衝突検出手段(A1)と、衝突検出手段(A1)の衝突
検出動作によりエアバッグ(A2)を展開させる展開手段(A
3)と、展開手段(A3)の展開動作後前記エアバッグ(A2)が
展開完了したことを判定する判定手段(A4)と、エアバッ
グ(A2)の後部に設けられた排気口(A5)と、排気口(A5)を
閉蓋する位置に係止された蓋(A6)と、エアバッグ(A2)が
展開完了したことを判定手段(A4)により判定されたとき
蓋(A6)の係止を解除する開蓋手段(A7)と、よりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエアバッグの圧力調整装
置に係り、特にエアバッグが展開した後の緩衝性能を高
めるよう構成したエアバッグの圧力調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両衝突発生と同時にステアリ
ングホイールに設けられたエアバッグをガスにより膨ら
ますことにより、乗員がステアリングホイールに衝突す
る際の運動エネルギーを吸収し、乗員の保護を図るよう
構成されたエアバッグシステムが知られている。このエ
アバッグシステムは、大略するとエアバッグ駆動装置と
エアバッグ制御装置とにより構成されている。エアバッ
グ駆動装置は、エアバッグをガスにより膨らます機構で
ある。また、エアバッグ制御装置は、車両の衝突を検知
するとともに、衝突状態がエアバッグの展開が必要であ
るかどうかを判定し、必要であると判定した場合に適宜
なタイミングでエアバッグが展開するようエアバッグ駆
動装置を駆動制御するものである。

【０００３】しかるに、エアバッグシステムでは、車両
衝突発生を検出してから乗員がステアリングホイールに
衝突するまでの僅か３０〜４０ｍｓｅｃの間にステアリ
ングホイールに収納されたエアバッグを充分に膨らます
ため、車両衝突発生を検出すると同時にインフレータを
作動させ高圧の窒素ガスが瞬時にエアバッグ内に放出さ
れる。そのため、車両衝突後乗員がステアリングホイー
ルに衝突する際にはエアバッグが高圧の窒素ガスの圧力
により展開完了した状態になり、乗員の運動エネルギー
がエアバッグにより吸収される。ところが、、エアバッ
グ内の圧力が展開時のまま維持されていると乗員への衝
撃が大きいので、乗員がステアリングホイールに衝突す
る直前にエアバッグ内の窒素ガスを排気して減圧するこ
とが望ましい。

【０００４】このようにエアバッグの圧力を調整する機
能を有する従来のエアバッグシステムとしては、例えば
特開平３−１３９４５９号公報に開示されたものがあ
る。同公報に開示されたエアバッグシステムは、エアバ
ッグに穿設された複数の小孔に軟質樹脂材の弁体を設
け、この弁体に薄肉部を設けた構成とすることにより、
エアバッグの展開当初は必要以上のガスを外部に排出す
ることなく、且つエアバッグ内の圧力が所定値に達した
とき、弁体の薄肉部が破断してガス排出量を増大させて
エアバッグ内の圧力を適当な状態に調整されるようにな
っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来の
エアバッグシステムでは、弁体の薄肉部をエアバッグ内
の圧力により破断させる構成を採用しているため、弁体
の材質又は弁体の経年変化、周囲の温度変化などの条件
により破断圧力が変動しやすく、充分な緩衝性能を発揮
できないといった課題がある。

【０００６】そこで、本発明は上記の点に鑑みてなされ
たものであり、エアバッグが展開完了したことを判定し
て排気口を開とすることにより上記課題を解決したエア
バッグの圧力調整装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
ある。同図に示すように、本発明では、車両の衝突を検
出する衝突検出手段(A1)と、該衝突検出手段(A1)の衝突
検出動作によりエアバッグ(A2)を展開させる展開手段(A
3)と、該展開手段(A3)の展開動作後前記エアバッグ(A2)
が展開完了したことを判定する判定手段(A4)と、前記エ
アバッグ(A2)の後部に設けられた排気口(A5)と、前記排
気口(A5)を閉蓋する位置に係止された蓋(A6)と、前記エ
アバッグ(A2)が展開完了したことを前記判定手段(A4)に
より判定されたとき前記蓋(A6)を開蓋する開蓋手段(A7)
と、よりなることを特徴とする。

【０００８】

【作用】車両の衝突が検出され展開手段によりエアバッ
グを展開させた後、エアバッグが展開完了したことを判
定手段により判定されたとき、開蓋手段によりエアバッ
グの排気口を閉蓋する蓋を開蓋させるため、エアバッグ
が充分に展開してから減圧されることになる。

【０００９】

【実施例】図２乃至図４に本発明になるエアバッグの圧
力調整装置の一実施例を示す。

【００１０】各図中、エアバッグシステム１０はステア
リングホイール１１の中央に配設されたエアバッグ駆動
装置１２と、エアバッグ制御装置１３とにより構成され
ている。エアバッグ制御装置１３は、加速度センサ１
４，１５から供給される加速度信号Ｇに基づきエアバッ
グ駆動装置１２を駆動させるためのエアバッグ起動信号
を生成する装置である。

【００１１】エアバッグ制御装置１３は、図３に示され
るように、前後方向加速度センサ（衝突検出手段）１
４、横方向加速度センサ１５、アナログ／デジタル（Ａ
／Ｄ）コンバータ１６，１７、中央制御回路（ＣＰＵ）
１８等により構成されている。前後方向加速度センサ１
４は、図２にＡ方向で示す前後方向に対する車両１９の
加速度を検出して前後方向加速度信号Ｇを出力するもの
である。また、横方向加速度センサ１５は、Ｂ方向で示
す前後方向に対する車両１９の加速度を検出して横方向
加速度信号ＧＹを出力するものである。

【００１２】この各加速度センサ１４，１５から出力さ
れる加速度信号Ｇ，ＧＹは、夫々Ａ／Ｄコンバータ１
６，１７でデジタル化された上で中央制御回路１８に入
力される。また、中央制御回路１８には電源供給を行う
電源回路２０が接続されると共に、前記したエアバッグ
駆動装置１２が接続されている。そして、エアバッグ駆
動装置１２はエアバッグ制御装置１３を構成する中央制
御回路１８からエアバッグ起動信号が出力されると、点
火剤を点火させてガス発生剤がガスを発生し、エアバッ
グが展開される構成とされている。

【００１３】又、中央制御回路１８は後述するようにエ
アバッグ起動信号を出力した後、所定時間（本実施例で
は一例として３０ｍｓｅｃ）経過した時点で排気口開蓋
装置（開蓋手段）２１に開信号を出力する。本実施例で
は、この展開時間の経過によりエアバッグ２２の展開完
了を判定しており、この展開時間はエアバッグ２２の容
量とインフレータ２３の窒素ガス発生量によって予め設
定されている。従って、エアバッグ２２の容量又はイン
フレータ２３の容量が変更されると、それに応じて展開
時間は設定変更される。

【００１４】尚、上記中央制御回路１８は後述するフロ
ーチャート（図７参照）で説明するように、エアバッグ
展開完了を判定する判定プログラム（判定手段）を有
し、上記排気口開蓋装置２１とともに本発明の圧力調整
装置を構成する。

【００１５】エアバッグ駆動装置１２は、図４に示すよ
うにステアリングホイール１１の中央に配設されてお
り、大略エアバッグ２２，インフレータ（ガス発生器）
２３，排気口２４，蓋２５，スクイブ（点火装置）２６
より構成されている。エアバッグ２２は折り畳まれた状
態でステアリングホイール１１のケーシング２７内に収
納され、唯一の開口部２２ａはインフレータ２３を覆う
ようにケーシング２７の内壁に固定されている。

【００１６】インフレータ２３は展開手段として周知の
構成であり、ケース内部にアジ化ナトリウム（Ｎａ
Ｎ₃）よりなる窒素ガス発生剤と、上記スクイブと、ス
クイブの発火を窒素ガス発生剤に伝火する伝火剤とが組
み込まれている。従って、インフレータ２３は中央制御
回路１８からエアバッグ起動信号が出力されると、スク
イブの点火により窒素ガス発生剤を瞬時に燃焼させて窒
素ガスをエアバッグ２２内に供給する。

【００１７】このような構成とされたインフレータ２３
とステアリングホイール１１のケーシング２７との間に
は仕切り板２８が設けられ、エアバッグ２２の後部側を
閉塞されている。仕切り板２８は長方形状の排気口２４
が穿設されており、エアバッグ２２内の窒素ガスを排気
してエアバッグ２２の圧力を調整する。

【００１８】図５及び図６に示すように排気口２４を閉
蓋する蓋２５は、仕切り板２８の下面側に蝶番２９によ
り回動自在に支承されている。又、蓋２５は蝶番２９の
反対側端部に仕切り板２８を下面側より貫通するピン２
５ａを有し、ピン２５ａの先端は仕切り板２８の上面側
に設けられたスクイブ２６により係止されている。

【００１９】そのため、蓋２５は通常排気口２４を閉蓋
する位置に係止されており、スクイブ３１に開信号が入
来して点火されると係止が解除されて開蓋する。尚、ス
クイブ３１は前記インフレータ２３の点火装置として使
用するものと同一であり、開信号の入来により瞬時に蓋
２５の係止解除を行う。

【００２０】又、排気口２４は開口面積が従来エアバッ
グに設けられた各排気口の総和とほぼ等しい大きさにな
るように形成されている。

【００２１】続いて、中央制御回路１８が実行するエア
バッグ制御動作について説明する。

【００２２】エアバッグ制御処理は、衝突検知後エアバ
ッグを展開するのに要する時間に対して非常に短い時間
で実行されるルーチン処理であり、また衝突は何時発生
するか予想できないものであるためリアルタイムで実行
される。

【００２３】各図に示される処理が起動すると、先ずス
テップＳ１（以下、ステップを省略する）において、前
後方向加速度センサ１４から前後方向加速度Ｇが読み込
まれる。続いてＳ２では、Ｓ１で読み込まれた前後方向
加速度Ｇが予め設定された加速度しきい値Ｇ₁以上のと
き、Ｓ３に移り加速度の累積Ｖｉを演算する。

【００２４】次いで、Ｓ４で加速度の累積Ｖｉが予め設
定された加速度の累積しきい値Ｃｘを越ると、タイマカ
ウンタをスタート（Ｓ５）させるとともにインフレータ
２３にエアバッグ起動信号を出力する。これにより、イ
ンフレータ２３は点火装置（図示せず）が点火して窒素
ガス発生剤を瞬時に燃焼させてステアリングホイール１
１のケーシング２７内に折り畳まれたエアバッグ２２に
窒素ガスを供給する。

【００２５】従って、エアバッグ２２はインフレータ２
３から放出された高圧の窒素ガスが充満して膨らみなが
らステアリングホイール１１を押し破って瞬時に展開す
る。このエアバッグ２２の展開動作時上記蓋２５は、排
気口２４を閉蓋した状態に係止されているため、インフ
レータ２３から放出された高圧の窒素ガスが全く漏れる
ことなく、エアバッグ２２内に充満するためエアバッグ
起動信号が出力されてから展開完了となるまでの展開時
間がより短縮されている。又、エアバッグ２２の展開動
作過程で排気が行われない分、展開完了するまでのガス
量が少なくて済み、即ち、窒素ガス発生剤の使用量を減
らしてインフレータ２３の小型化とともに窒素ガス発生
量を減らして展開後の車内の空気汚染を軽減できる。

【００２６】次のＳ７では、タイマカウンタがスタート
してから展開時間である３０ｍｓｅｃが経過したかどう
かをチェックする。従って、Ｓ７において３０ｍｓｅｃ
が経過すると、Ｓ８に移り排気口開蓋装置２１に開信号
を出力する。その結果、スクイブ２６は点火され、蓋２
５のピン２５ａの係止が解除される。

【００２７】エアバッグ２２の内部は既に上記窒素ガス
供給により昇圧されているので、蓋２５はスクイブ２６
の係止解除動作と同時に窒素ガス圧力によりＡ方向（図
６参照）に回動して排気口２４を開蓋する。よって、エ
アバッグ２２の内部に充満した窒素ガスが排気口２４か
ら排気され、エアバッグ２２の内部圧力が減圧される。

【００２８】上記エアバッグ２２の展開動作における、
エアバッグ２２内の圧力変化は図８の破線で示すように
展開当初一気に圧力Ｐａまで上昇するが、エアバッグ２
２の内部容量の拡大が進とともに一旦圧力Ｐｄまで降下
する。そして、エアバッグ２２の内部容量の拡大が止ま
ると、内部圧力が再び上昇し従来の場合圧力Ｐｂまで上
昇したころに乗員がエアバッグ２２に衝突することにな
る。

【００２９】これに対し、本実施例の場合、エアバッグ
２２の展開完了時間Ｔａ、つまり展開開始から３０ｍｓ
ｅｃ経過後に排気口２４が開くため、エアバッグ２２の
圧力は図８中実線で示すようなゆるやかな曲線状に変化
することになり、従来よりも低い圧力Ｐｃに調整され
る。そのため、乗員がエアバッグ２２に衝突する時点で
は、エアバッグ２２は展開完了しており、さらに圧力が
低い圧力Ｐｃに調整されているので、乗員が受ける衝撃
が軽減される。

【００３０】従って、本発明の圧力調整装置では、エア
バッグ２２の展開完了後に圧力調整を行うため、従来の
装置よりも、乗員がエアバッグ２２に衝突する時点でエ
アバッグ２２が展開完了していない、あるいは乗員がエ
アバッグ２２に衝突する時点で圧力調整が行われていな
い等の不都合がない。

【００３１】図９に本発明の変形例を示す。

【００３２】同図に示すエアバッグシステムは助手席用
のものであり、助手席の前のグラブボックス（図示せ
ず）の上部又は下部に設けられている。この助手席用エ
アバッグシステムのエアバッグ駆動装置３１は、上記運
転席用のものとほぼ同様な構成であり、図９に示すよう
に大略ケーシング３２，エアバッグ３３，インフレータ
（ガス発生器）３４，排気口３５，蓋３６，スクイブ
（点火装置）３７より構成されている。尚、エアバッグ
３３の展開動作は上記実施例と同じなのでここでは省略
する。

【００３３】このエアバッグ駆動装置３１の場合、助手
席の乗員とグラブボックスとの離間距離が運転席の場合
よりも長いが、その分エアバッグ３３及びインフレータ
３４の容量が大型化してあり、乗員の衝突時間及びエア
バッグ３３の展開完了時間が運転席と同じになるように
設計されている。

【００３４】従って、助手席の乗員も運転席の乗員とほ
ぼ同時にエアバッグ３３に衝突することになり、エアバ
ッグ駆動装置３２の場合も展開開始から３０ｍｓｅｃ経
過後に排気口３５が開くように動作させる。

【００３５】そのため、変形例のエアバッグ駆動装置３
１の場合もエアバッグ３３の展開完了時間Ｔａ、つまり
展開開始から３０ｍｓｅｃ経過後に排気口３５が開くた
め、エアバッグ３３の圧力は図８中実線で示すようなゆ
るやかな曲線状に変化することになり、助手席の乗員が
エアバッグ３３に衝突する時点では、エアバッグ３３は
展開完了しており、さらに圧力が低い圧力Ｐｃに調整さ
れているので、乗員が受ける衝撃を軽減することができ
る。

【００３６】尚、上記実施例では、エアバッグの後部に
１個の排気口を設けたが、排気口の数はこれに限らず、
例えば２個以上の複数個の排気口を設けても良い。その
場合、複数個の排気口を同時に開いてエアバッグ内部の
圧力分布が均一になるように圧力調整できるとともに、
前後方向加速度センサ１４から出力された前後方向加速
度信号Ｇに基づいて乗員がエアバッグに衝突する際の加
速度を予測し、この加速度の大きさに応じて複数個の排
気口を段階的に開くようにしても良い。

【００３７】又、上記実施例では、展開完了時間の経過
によりエアバッグの展開完了を判定するようにしたが、
エアバッグの展開完了を判定する手段としては、これ以
外の方法、例えば予め衝突形態の変化によるエアバッグ
内部の圧力変化のパターンを記憶させておき、実際の圧
力変化のパターンと比較して展開完了を判定するように
しても良し、あるいはエアバッグの表面に歪みゲージを
貼着し、展開完了時に作用するエアバッグ表面の応力を
検出して展開完了を判定するようにしても良い。

【００３８】又、排気口の形状は上記実施例のように長
方形状に限らず、例えば円形、楕円形などを採用しても
良いのは勿論である。

【００３９】又、上記実施例では、排気口の蓋をスクイ
ブにより係止して点火により係止解除したが、これに限
らず、例えば機械的な係止解除動作あるいは電磁的な駆
動力を利用して開蓋させても良い。

【００４０】又、上記実施例では、蓋を回動させて開蓋
させたが、これに限らず、蓋が脱落するようにしても良
いし、あるいは蓋をスライドさせて排気口を開くように
しても良いし、あるいは蓋を打ち破って開蓋させるよう
にしても良いのは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】上述の如く、本発明になるエアバッグの
圧力調整装置は、車両の衝突が検出され展開手段により
エアバッグを展開させた後、エアバッグが展開完了した
ことを判定手段により判定されたとき、開蓋手段により
エアバッグの排気口を閉蓋する蓋を開蓋させるため、エ
アバッグが充分に展開してから減圧されることになり、
乗員がエアバッグに衝突する直前に確実にエアバッグの
圧力を下げて乗員が受ける衝撃を適度に緩衝することが
できる。従って、エアバッグの展開完了後に圧力調整を
行うため、乗員がエアバッグに衝突する前に排気口が開
いてエアバッグが展開完了していない状態で乗員がエア
バッグに衝突してしまったり、あるいは乗員がエアバッ
グに衝突したあと排気口が開いて乗員が高圧のエアバッ
グに衝突するといった不都合がない等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】エアバッグシステムを説明するための斜視図で
ある。

【図３】本発明になるエアバッグの圧力調整装置に一実
施例が適用されたエアバッグシステムの構成図である。

【図４】ステアリングホイールに配設されたエアバッグ
駆動装置の縦断面図である。

【図５】本発明の要部を示す斜視図である。

【図６】排気口の蓋の開蓋動作を説明するための縦断面
図である。

【図７】中央制御回路が実行する処理を説明するための
フローチャートである。

【図８】エアバッグの内部の圧力変化を示す線図であ
る。

【図９】本発明の変形例の斜視図である。

【符号の説明】

１０エアバッグシステム１１ステアリングホイール１２，３１エアバッグ駆動装置１３エアバッグ制御装置１４，１５加速度センサ１８中央制御回路（ＣＰＵ）１９車両２１排気口開蓋装置２２，３３エアバッグ２３，３４インフレータ２４，３５排気口２５，３６蓋２６，３７スクイブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の衝突を検出する衝突検出手段と、該衝突検出手段の衝突検出動作によりエアバッグを展開
させる展開手段と、該展開手段の展開動作後前記エアバッグが展開完了した
ことを判定する判定手段と、前記エアバッグの後部に設けられた排気口と、前記排気口を閉蓋する位置に係止された蓋と、前記エアバッグが展開完了したことを前記判定手段によ
り判定されたとき前記蓋を開蓋する開蓋手段と、よりなることを特徴とするエアバッグの圧力調整装置。