JPH0832513B2 - 車両用乗員保護装置 - Google Patents

車両用乗員保護装置

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JPH0832513B2
JPH0832513B2 JP2324794A JP32479490A JPH0832513B2 JP H0832513 B2 JPH0832513 B2 JP H0832513B2 JP 2324794 A JP2324794 A JP 2324794A JP 32479490 A JP32479490 A JP 32479490A JP H0832513 B2 JPH0832513 B2 JP H0832513B2
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occupant
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紳一郎 鶴島
泰男 斉藤
国広 金子
悟 松森
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株式会社カンセイ
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は車両の衝突時に乗員を保護する車両用乗員
保護装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来の車両用乗員保護装置としては、例えば第6図に
示すようなものがある。すなわち、図において、101は
車両の衝突等による加速度の変化を検出し、その様子を
アナログ信号として出力する加速度センサ、102はこの
加速度センサ101からの衝突検出波形に係る加速度信号
を積分する信号処理回路である積分回路、103はこの積
分回路102からの積分出力が所定レベル以上か否かを判
定し、所定レベルを越えたときトリガ信号を出力する比
較回路、104はこの比較回路103からのトリガ信号を所定
時間保持し、その時間内は駆動信号を出力するワンショ
ットマルチバイブレータよりなる駆動回路、105はこの
駆動回路104からの駆動信号を受けて作動する乗員保護
装置本体である点火装置で、この点火装置105が駆動す
ると、エアバッグを膨張させたり、シートベルトを緊張
させたりして乗員を保護していた。
しかして、この従来の車両用乗員保護装置は加速度セ
ンサ101からの信号からある一定以上の信号波形を取り
出し、さらにその取り出した信号波形を積分回路102を
通し、その積分値が比較器103に設定された所定レベル
を越えたときに乗員保護装置本体であるエアバッグシス
テムなどの点火装置105を駆動し、エアバッグを膨張さ
せたり、シートベルトを膨張させたりして乗員を保護し
ていた。
〔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車両用乗員保護装置に
あっては、乗員の座るシートの位置や乗員の体格等によ
って、実際には人体とエアバッグとの間の距離が変わる
ことになり、これに対して対応することができなかっ
た。
例えば、第7図(A),(B),(C)において、12
をシート、13を乗員の人体、14をステアリング、15をシ
ートベルトとすると、同図(B)の標準的な状態に対し
て、同図(A)の場合は、シート12を前方に移動させた
ため、ステアリング14と人体13との距離が短くなってい
る。また、同図(C)の場合は、乗員の体格が太ってい
るため、ステアリング14と人体13との距離が短くなって
いる。また、図示しないが、シート12を後方に移動させ
れば、ステアリング14と人体との距離は長くなることに
なる。
このように、エアバッグが設けられたステアリング14
と人体13との距離が変化するため、従来の装置では、衝
突時に常にエアバッグが最適な膨張状態にあるときに全
体がエアバッグにぶつかるとは限らないという問題点が
あった。
この発明は、このような従来の問題点に鑑み、ステア
リング14と人体との間の距離は、シートベルトの引き出
し量に関係することに着目してなされたもので、シート
ベルトの引き出し量に応じてエアバッグの作動タイミン
グを制御することにより、上記問題点を解決することを
目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る車両用乗員保護装置は、回転角検出手
段によりシートベルトの引き出しまたは巻取りに応じて
伸縮するうず巻バネとこのうず巻の巻取り軸に取り付け
られ、このうず巻軸の回転に伴って一体的に回転し、シ
ートベルトの引き出し量または巻取り量に応じて、不感
帯を有する抵抗値を変化させ、この抵抗値により比較回
路の基準値を変更させるようにしたものである。
また、それによって衝突時には乗員のタイミングに合
わせられて、常に最適な膨張状態にあるエアバッグに人
体がぶつかることができ、乗員を確実に保護することが
でき、かつシートベルトの引き出し量または巻取り量に
応じてその全範囲で抵抗が変化せず、必要な部分のみ、
すなわち不感帯を除く他の部分のみを変化させるように
したので、その部分での感度を良くすることができる。
換言すると、例えばある程度以上太った人は腹部の肉が
前方に傾こうとする体の邪魔をするので、エアバックに
人体がぶつかるまでの時間に差がなくなるので、抵抗値
を一定にしても良い。
〔作用〕
この発明における車両用乗員保護装置は、シートベル
トの引き出しまたは巻取りに応じて伸縮するうず巻バネ
とこのうず巻の巻取り軸に取り付けられ、このうず巻軸
の回転に伴って一体的に回転し、シートベルトの引き出
し量または巻取り量に応じて、不感帯を有する抵抗値を
変化させ、この抵抗値により比較回路の基準値を変更さ
せるので、衝突時には乗員のタイミングに合わせられ
て、常に最適な膨張状態にあるエアバックに人体がぶつ
かることができ、乗員を確実に保護することができ、か
つシートベルトの引き出し量または巻取り量に応じてそ
の全範囲で抵抗が変化せず、必要な部分のみ、すなわち
不感帯を除く他の部分のみが変化するようにしたので、
その部分での感度を良くすることができる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。まず、構成を説明すると、第1図,第2図にお
いて、1は車両に設けられた加速度センサ、2は時定数
T1を有し、加速度センサ1から出力されるアナログの加
速度信号を積分する第1不完全積分回路、3は第1不完
全積分回路2と同一機能を有し、第1不完全積分回路2
からの不完全積分出力を再度不完全積分する第2不完全
積分回路で、この第2不完全積分回路3の時定数T2は第
1不完全積分回路2の時定数T1と同一である。4は加速
度センサ1の検出出力に第1係数を付加する第1減衰器
からなる第1係数回路、5は減衰率がKである第2減衰
器からなる第2係数回路で、この第2係数回路5は第1
不完全積分回路2の積分出力に第2係数を付加する。な
お、上記第1係数回路4の減衰率は第2係数回路5の減
衰率Kの2乗の1/2である。また、上記減衰率Kは後述
の点火装置9に点火電流が供給されてからエアバッグの
膨張が完了するまでに必要な時間tdに等しい。6は加算
回路で、この加算回路6は上記第2不完全積分回路3、
第1係数回路4および第2係数回路5のそれぞれからの
出力を加算してその加算結果を出力する。7は加算回路
6からの加算出力が基準値VSを越えると、出力レベルを
例えばハイレベルに切換える比較回路、8は駆動回路、
9は乗員保護装置本体である点火装置で、この点火装置
9は駆動回路8の出力に基づいて、例えばステアリング
に設けられたエアバッグを作動させる。10,11は電源電
圧Vを分圧して上記基準値VSを得るための抵抗である。
19はシートベルト15の引き出し量の検出手段としての例
えば多回転ボリューム等から成る可変抵抗で、その摺動
子bは抵抗10,11の接続点に接続されている。20,21は可
変抵抗19の両端a,cに直列に接続された分圧用の抵抗で
ある。なお、抵抗10,11,20,21の抵抗値をそれぞれR1,
R2,R3,R4とする。また可変抵抗19の一端aと摺動子bと
の間の抵抗値をRab、他端cと摺動子bとの間の抵抗値
をRbcとする。なお、第1,第2不完全積分回路2,3、第1,
第2係数回路4,5および加算回路6により、人体移動量
予測回路が構成される。
第2図において、16はステアリング14に設けられたエ
アバッグで、膨張状態が示されている。17はシートベル
ト15を巻取るシートベルト巻取器、18はシートベト15の
バックルである。
第3図は可変抵抗19とシートベルト巻取器17との関係
を示す分解斜視図であり、図において、22はシートベル
ト15を収納するケース、23はケース22の円筒部22aに収
納された巻取用のうず巻バネ、24はうず巻バネ23の中心
に設けられた巻取軸で、先端にガイド凹部24aが設けら
れている。25は上記円筒部22aの蓋、26は取付ネジ、27
は取付金具である。多回転ボリュームから成る可変抵抗
19は、その先端部に形成されたネジ部19aを蓋25の中心
孔25aから挿入され、取付ネジ26を螺合されることによ
り取付固定される。これと共に可変抵抗19の回転軸19b
が取付金具27を介して上記巻取軸24のガイド凹部24aに
嵌合される。
第4図は可変抵抗19の回転軸19bの回転角と抵抗値と
の関係を示す特性図である。
この特性図から理解できるように、可変抵抗19には巻
取軸24の回転角が変化しても抵抗値が変化しない不感帯
を有しているため、乗員の座るシート位置や乗員の体格
において標準的な範囲を越えるものにあっては、点火装
置9の点火のタイミングを早めにすることができるた
め、感度が良くなる効果がある。
次に動作について説明する。
車両の走行に伴って車両には種々の加速度が作用す
る。いま、車両が一定速度v0で走行しているときに、例
えば衝突により、第5図(A)に示されるような車両の
前後方向に作用する加速度a(t)が加速度センサ1に
よって検出されると、乗員の人体、例えば頭は一定速度
v0で投げ出される一方でそのときの加速度a(t)は乗
員にも作用する。それによって乗員の頭は車両に対して
ある相対速度V(t)(=∫a(t)dt)で動き出す。
そのときの加速度センサ1の出力a(t)が第1不完全
積分回路2で積分されて上記V(t)が得られる。ま
た、乗員の頭は動き出すことによって衝突直前の位置を
初期位置とした場合、その位置から時間経過に伴ってx
(t)(=∫V(t)dt)だけ前方に変位する。この変
位x(t)は第2不完全積分回路3によって第1不完全
積分回路2の出力が積分されて求められ、実時間におけ
る乗員の頭の変位量が算出される。次に、第1不完全積
分回路2の出力V(t)は第2係数回路5によってtd
重み付けされ、V(t)×td、すなわちtd時間の間に変
位する量が求められる。さらに加速度センサ1の出力a
(t)は第1係数回路4によって1/2td 2だけ重み付けさ
れ、1/2a(t)×td 2すなわちtd時間の間に変位する量
が求められる。これらの出力は加算回路6によって加算
されることにより、 X(t)+V(t)×td+1/2a(t)×td 2 が求められる。この加算結果は現時点tからtd時間後に
おける乗員の頭の位置の予測値x(t+td)を示してい
る。この予測値は比較回路7に供給され、第5図(B)
において乗員の頭の位置が初期位置0からxだけずれた
とき、すなわち時刻t1においてx(t+td)が比較回路
7の基準値VSを越えたとして点火装置9に点火電流を供
給してエアバッグを作動させ、乗員を保護する。すなわ
ち、第5図(B)においてエアバッグなどを作動させる
位置を初期位置VSに応じた距離xだけ離れた位置に設定
すると、x(t)で示されるように実際の頭の位置がx
に達する時刻t2よりもtdだけ速い時刻t1に作動すること
が分かる。
第3図において、シートベルト巻取器17からのシート
ベルト15の引き出し又は巻取りに応じてうず巻バネ23が
伸縮すると共に巻取軸24が回転し、これに伴ってそのガ
イド凹部24aに嵌合する可変抵抗19の回転軸19bが回転す
る。従って、第1図の摺動子bが移動して抵抗値Rab,R
bcが第4図の特性に沿って変化する。このとき比較回路
7に与えられる基準値VSは、 VS=V(R2R4+Rbc)/{R1(R3+Rab)+ R2(R4+Rbc)} ……(1) で表わされる。
また第7図において、同図(A)の状態は、同図
(B)の標準状態よりステアリング14と人体13との距離
が短く、このときシートベルト15の引き出し量は標準状
態の引き出し量より大きくなっている。この場合は、上
記(1)式で求められる基準値VSは標準状態のときより
小さく設定される。従って、点火装置9に点火電流が供
給されるタイミングが標準状態より早められ、第2図の
エアバッグ16が早めに作動する。また、ステアリング14
と人体13との距離が長い第7図(C)の状態の場合は、
シートベルト15の引き出し量が少ないので、基準値VS
大き目に設定されて、エアバッグ16の作動は遅らされ
る。
以上によれば、ステアリング14と人体13との距離に応
じてエアバッグ16は適切なタイミングで膨張を開始する
ので、車両の衝突時には、人体は常にエアバッグ16が最
適な膨張状態にあるときにこのエアバッグ16にぶつか
り、最良の緩衝を得ることができる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、シートベルトの引
き出しまたは巻取りに応じて伸縮するうず巻バネとこの
うず巻の巻取り軸に取り付けられ、このうず巻軸の回転
に伴って一体的に回転し、シートベルトの引き出し量ま
たは巻取り量に応じて、不感帯を有する抵抗値を変化さ
せ、この抵抗値により比較回路の基準値を変更させるの
で、衝突時には乗員のタイミングに合わせられて、常に
最適な膨張状態にあるエアバッグに人体がぶつかること
ができ、乗員を確実に保護することができ、かつシート
ベルトの引き出し量または巻取り量に応じてその全範囲
で抵抗が変化せず、必要な部分のみ、すなわち不感帯を
除く他の部分のみが変化するようにしたので、その部分
での感度を良くすることができるという効果が発揮され
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による車両用乗員保護装置
を示すブロック図、第2図は同装置の斜視図、第3図は
同装置の要部の分解斜視図、第4図は同装置に用いられ
る可変抵抗の特性図、第5図は第1図における衝突時の
積分回路の入力と頭の変位量を表す波形図、第6図は従
来の車両用乗員保護装置を示すブロック図、第7図はス
テアリングと人体との距離の変化を示す側面図である。 1……加速度センサ、2……第1積分回路、3……第2
積分回路、4……第1係数回路、5……第2係数回路、
6……加算回路、7……比較回路、9……乗員保護装置
本体、15……シートベルト、19……可変抵抗。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松森 悟 埼玉県大宮市日進町2丁目1910番地 関東 精器株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−18135(JP,A) 特開 平3−159838(JP,A) 実開 平4−1061(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両に設けられた加速度センサ(1)と、
    上記加速度センサから得られる加速度信号に基づいて得
    られる信号と基準値とを比較する比較回路(7)と、上
    記加速度信号に基づいて得られる信号が上記基準値を越
    えたときの上記比較回路の出力に基づいて動作される乗
    員保護装置本体(9)と、シートベルト(15)の引き出
    しまたは巻取りに応じて伸縮するうず巻バネ(23)と、
    このうず巻バネの巻取軸に連結され、この巻取軸の回転
    に伴って一体的に回転して回転角を検出する回転角検出
    手段(19)とを備えた車両用乗員保護装置であって、上
    記回転角検出手段(19)は、可変抵抗からなり、その抵
    抗値に応じて上記比較回路(7)の基準値を変更し、か
    つ該可変抵抗は上記シートベルトの引き出し量または巻
    取り量に応じて抵抗が変化すると共に、巻取軸の回転角
    が変化しても抵抗値が変化しない不感帯を有することを
    特徴とする車両用乗員保護装置。
JP2324794A 1990-08-24 1990-11-27 車両用乗員保護装置 Expired - Fee Related JPH0832513B2 (ja)

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US08/311,741 US5787377A (en) 1990-08-24 1994-09-23 Air-bag control circuit
US09/064,850 US6125313A (en) 1990-08-24 1998-04-23 Air-bag control circuit

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