JPH11115678A - エアバッグ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】着座姿勢の影響を受けることなく、着座者の体
格を正確に判定してエアバックの作動を制御することが
できるエアバック装置を提供する。 【解決手段】このエアバック装置は、座席の着座部１に
設けられた感圧センサ５と、その感圧センサ５によって
着座部の圧力分布を測定し、着座者の臀部下で認められ
る２つの圧力ピーク間距離に基づいて着座者の体格を判
定する処理部６と、その処理部６によって判定された結
果に基づいてエアバック３の作動を制御する制御部４
と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車両に
用いられるエアバッグ装置に関し、特に、着座者の体格
に応じてエアバッグの作動を制御することができるエア
バッグ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車等では衝突事故から着座者
を保護するエアバッグ装置が装備されるようになった。
エアバッグ装置は、衝突時の衝撃を感知して起爆装置が
爆発することによって、エアバッグをバルーン状に膨張
させ、着座者が前に倒れ込むのを防止するようにしたも
のである。エアバックは、運転席側であればハンドルの
中心部分に格納され、助手席側であればインストルメン
トパネル内に格納される。

【０００３】しかし、一般的なエアバッグ装置は、着座
者の体格に関係なく作動するので、必ずしも着座者の安
全を図ることができない場合があった。例えば、女性の
ように小柄な人が運転している場合は、顔がハンドルに
接近し、エアバッグの展開によって、顔が負傷してしま
う。子供や特に女性のような小柄な人が助手席に着座し
ているときは、頭部がエアバッグを格納したインストル
メントパネルと対向するため、展開したエアバッグによ
って頭部が強く押しつけられてしまうこともある。

【０００４】そこで、従来においては、着座者の体重を
算出するセンサを着座部に設置し、着座者の体格に応じ
てエアバッグの展開を制御できるエアバッグ装置が提案
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のエアバック
装置では、バックレストの角度が変更されると、着座部
に加えられる荷重が変化してしまうため、荷重を測定し
て着座者の体重を算出するセンサを着座部に設置しただ
けでは、センサが正確に体重を算出することができな
い。従って、着座者の体重を算出するセンサが着座部に
設置されただけでは、エアバッグは着座者の体格に応じ
て展開することができないことになる。

【０００６】このため、バックレストの角度を別途、測
定して着座部に加わる荷重の測定値を補正する等の方法
も提案されている。バックレストの角度は、高級車に採
用されているパワーシートであれば、特別な装置を設け
ることにより測定することができる。

【０００７】しかし、パワーシートを採用していない大
衆車では、バックレストの角度を測定することができな
いため、補正することが困難である。また、たとえバッ
クレストの角度を測定して、荷重の測定値を補正して
も、着座者が脚を組んだり、突っ張ったり、あるいは膝
を立てたりする等姿勢を変化させると、正確に体重を算
出することができず、大人を子供と判断してしまう等の
問題がある。

【０００８】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、着座姿勢の影響を受けることなく、着
座者の体格を正確に判定してエアバックの作動を制御す
ることができるエアバック装置を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のエアバッグ装置
は、座席の着座部に設けられた感圧センサと、その感圧
センサによって着座部の圧力分布を測定し、着座者の臀
部下で認められる２つの圧力ピーク間距離に基づいて着
座者の体格を判定する体格判定手段と、その体格判定手
段によって判定された結果に基づいてエアバックの作動
を制御する制御手段と、を有することを特徴とするもの
である。

【００１０】本発明によれば、着座者の臀部下で認めら
れる２つの圧力ピーク間距離に基づいて着座者の体格を
判定するので、着座者の着座姿勢の影響を受けることな
く、着座者の体格を正確に判定してエアバックの作動を
制御することができる。

【００１１】上記感圧センサは、圧力に応じて電気抵抗
値が変化するセンサ素子を備えていてもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明のエアバッグ装置を
図面を参照しながら説明する。図１に示すように、本発
明に係るエアバッグ装置は、座席の着座部１の内部に設
けられたセンサ装置２と、エアバッグ３の展開の有無、
爆発力、展開速度、展開方向等の作動を制御する制御部
４と、を有する。

【００１３】センサ装置２は、着座者Ｔの座圧を検出す
る感圧センサ５と、その感圧センサ５によって検出され
た座圧から圧力分布を測定し、着座者Ｔの臀部下で認め
られる２つの圧力ピーク間距離に基づいて着座者Ｔの体
格を判定する処理部６とからなる。

【００１４】感圧センサ５は、着座部１の表面よりやや
内側部分に取り付けられる。また、図２及び図３に示す
ように、感圧センサ５は、透明なプラスチックフィルム
１０、１１と、上側のプラスチックフィルムに印刷され
た行電極１２と、下側のプラスチックフィルムに印刷さ
れた列電極１３と、行電極１２及び列電極１３との交差
する部分に設けられたセンサ素子１４とからなる。

【００１５】プラスチックフィルム１０、１１に用いら
れるプラスチックとしては、例えば、ポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（Ｐ
ＥＮ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド
（ＰＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポ
リエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテ
ルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポ
リアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリパラフェニレンテレフ
タルアミド（ＰＰＴＡ）、ＰＴＦＥ，ＰＶＤＦ，ＰＦ
Ａ，ＦＥＰ，ＥＴＦＥ等のフッ素系樹脂、ポリエチレン
（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート
（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶ
Ｃ）等である。

【００１６】行電極１２及び列電極１３は、銀粉末や銅
粉末等の金属粉末を主成分とする導電インクを公知の印
刷手段でプラスチックフィルム１０、１１上に印刷する
ことにより形成される。また、図２において、図示しな
いリード線が行電極１２と列電極１３から引き出され、
処理部６に接続される。

【００１７】センサ素子１４は、上側のプラスチックフ
ィルム１０に塗布又は印刷された感圧インク１５と、下
側のプラスチックフィルム１１に塗布又は印刷された感
圧インク１６とからなる。感圧インク１５、１６は、非
加圧状態では高抵抗性（絶縁性）を示し、加圧するに従
ってその圧力の大きさに応じて抵抗値が変化するよう
に、半導電粒子を含む物質が用いられる。感圧インク１
５、１６の表面には凹凸部があるので、互いが接着する
のを防止するために、各感圧インク１５、１６間には一
定距離の空隙部１７が形成されている。

【００１８】行電極１２と下側のプラスチックフィルム
１１との間及び列電極１３と上側のプラスチックフィル
ム１０との間は粘着層１８が設けられる。

【００１９】感圧センサ５に圧力が加わると、上下の感
圧インク１５、１６が接触し、その間の電気抵抗が変化
するので、その変化を検出して着座部１の圧力分布を測
定することができる。

【００２０】感圧センサ５によって測定された圧力分布
は、図４に示すように臀部の下に二つの圧力ピークが認
められる。この圧力ピークは座骨結節の下に現れること
が知られている。一般に、圧力ピークの値と身体特徴と
の関係では、身長、体重、ローレル指数及び大腿最大外
周径との間には有意な相関は認められないことが知られ
ている（日本パラプレジア医学会雑誌VOL7,P114,1994参
照）。これは座面と骨盤との角度、つまり座骨結節部の
形状は前方が尖って狭くなっているため、骨盤が前傾す
るにしたがい、座骨結節の接地点も狭い前方に移動する
ために圧力ピークの値が大きくなるためである。従っ
て、圧力ピークの値から着座者Ｔの身体特徴（体重）を
求めることはできない。

【００２１】さらに、体格の小さい子供が深く座った場
合、着座部１の前端部に脹（ふく）や脛（すね）が当た
り、そのため膝が宙に浮く姿勢となるため、大腿部の下
側は殆ど加圧されない。よって、着座面に加わる荷重か
らは、着座者の体重を正確に求めることができない。ま
た、成人が膝を立てて座る場合も同様に大腿部の下が加
圧されない。

【００２２】そこで、本発明においては、着座部１の圧
力分布に認められる二つの圧力ピーク間の距離に着目
し、その距離を処理部６によって測定し、着座者Ｔの骨
盤下部の大きさを判定することによって、この測定値か
ら着座者Ｔの体格を判定する。ここで、判定する体格情
報は、例えば身長、体重、ローレル指数やBody MassIn
dex等の肥満度を示す指数である。

【００２３】圧力ピーク間の距離は、測定データでピー
ク値を示すセンサ素子１４の位置から求めることができ
る。ただし、センサ素子１４が離散的に設置されている
と、センサ素子１４の設置間隔が身長の判定精度を左右
することになるため、多くのセンサ素子１４を密に設置
することが好ましい。センサ素子１４の間隔が粗い場合
は、圧力ピーク間のプロファイル測定データに対し、曲
線近似を行い、求めた近似曲線のピーク間隔から座圧ピ
ーク間距離とすることで、着座者Ｔの身長を求めること
も可能である。

【００２４】さらに、臀部幅は肥満度（ローレル指数や
Body Mass Index）との関係があり、上記の圧力ピー
ク間距離から身長を判定した場合と併せることにより、
着座者Ｔの肥満度を求めることもできる。更に、身長と
肥満度を示す指数とから体重を判定することもできる。

【００２５】上記のように着座者Ｔの体格を判定する処
理部６には、図１に示すようにエアバック３の作動を制
御するコンピュータ等の制御部４が接続される。制御部
４には衝撃検知センサ７とエアバック３を起爆させる起
爆装置８とが接続され、衝撃検知センサ７が衝撃を検知
すると、起爆装置８が爆発し、エアバッグ３が展開す
る。

【００２６】制御部４は、センサ装置２の処理部６によ
って判定された着座者Ｔの体格に関する情報を入力し、
その情報に基づいてエアバック３の展開の有無、爆発
力、展開速度、展開方向等を決定する。その際、例えば
着座者Ｔの体格を、大柄、中柄、小柄の３段階に分類
し、分類されたクラスに応じて、上記事項が決定され
る。決定された事項は、エアバック制御信号として起爆
装置８に送られる。起爆装置８は、そのエアバック制御
信号に基づいてエアバック３を作動する。

【００２７】本発明に係るエアバッグ装置は以上のよう
に構成したことにより、着座者Ｔの体格に応じてエアバ
ッグ３を展開することができる。従って、例えば、小柄
な女性が運転席に着座していると判定されたときは、エ
アバッグ３は遅い速度で展開し、助手席に小さな子供が
着座していると判定されたときは、エアバッグ３は展開
しないようにすることができる。

【００２８】本発明は、上記実施の形態に限定されるこ
とはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範
囲内において、種々の変更が可能である。例えば、感圧
センサ５はバックレスト９内にも配置し、着座部１に配
置した感圧センサ５と併用することにより、着座者Ｔの
体格を一層、正確に判定することも可能である。

【００２９】

【実施例】本出願の発明者は、座席の着座部１に４４個
×２７個のセンサ素子１４をマトリックス状に配置した
感圧センサ５を用いて、圧力分布の測定を行った。な
お、センサ素子１４の設置間隔は１ｃｍである。また、
シートレストの角度は一定にし、着座者Ｔは奥まで腰を
入れるように着座姿勢を固定して着席するようにした。

【００３０】図５は、センサ装置２の圧力分布のピーク
間の距離と身長との関係を示すグラフである。図５から
わかるように、圧力分布のピーク間距離と身長との間に
は相関関係があり、圧力分布のピーク間距離から身長を
求めることができることがわかる。今回、得られたデー
タから求めた回帰式を元にして判定した身長と身長計で
測定した値との誤差は±２０ｃｍ以下であった。従っ
て、身長に応じて分類（背が高い、中位、背が低い等）
を行い、着座者Ｔがどのクラスに分類されるかを求める
ことが可能である。

【００３１】図６は、センサ素子に加わる荷重（着座面
センサ出力和）と体重の関係を示すグラフである。図６
からわかるように、センサ素子１４に加わる荷重と着座
者Ｔの体重との間にも相関関係があり、センサ素子１４
に加わる荷重から着座者Ｔ体重を求めることができる。
バックレスト９の角度が一定であれば、着座部１に加わ
る荷重と体重は比例する。体重５０ｋｇ付近で着座部セ
ンサ出力和と体重の傾きが変化しているのは、体重５０
ｋｇ程度以上の成人になると、座位臀幅がセンサの設置
領域よりも広くなり、センサが検知していない荷重の比
重が高くなるためと考えられる。そこで体重５０ｋｇ以
下の成人及び子供のデータから相関係数を求めると、Ｒ
＝０．８１と強い相関があることがわかった。また、判
定体重と体重計で測定した実体重との誤差は±７ｋｇ以
下であった。

【００３２】また、背もたれであるハックレストの角度
を変えた状態での荷重値及びピーク間距離を表１に示
す。なお、ここで、ピーク間距離は近似曲線を算出して
求めた。

【００３３】

【表１】 表１からわかるように、バックレストの角度は荷重に大
きく影響するが、着座姿勢が変化してもピーク間距離が
大きく変わることがなく、従ってピーク間距離から身長
を求めることができるといえる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、着座者の臀部下で認め
られる２つの圧力ピーク間距離に基づいて着座者の体格
を判定するので、着座者の着座姿勢の影響を受けること
なく、着座者の体格を正確に判定してエアバックの作動
を制御することができる。

【００３５】従って、例えば、着座者の体格が小さい者
と判断した場合には、エアバックの膨張速度を低速に調
整したり、エアバックを展開させないことにより、座席
に着座していた幼児や体格の小さな女性がエアバックに
圧迫されるような事故を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエアバッグ装置の概略構成図であ
る。

【図２】本発明に係るエアバッグ装置を構成する感圧セ
ンサを示す概略平面図である。

【図３】本発明に係るエアバッグ装置を構成する感圧セ
ンサを示す断面図である。

【図４】着座部の圧力分布を３次元的に示す説明図であ
る。

【図５】圧力ピーク間距離と身長との関係を示すグラフ
である。

【図６】センサ素子に加わる荷重（着座面センサ出力
和）と体重との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

Ｔ：着座者 １：着座部 ２：センサ装置 ３：エアバッグ ４：制御部 ５：感圧センサ ６：処理部（体格判定手段） ７：衝撃検知センサ ８：起爆装置 １４：センサ素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】座席の着座部に設けられた感圧センサと、 その感圧センサによって着座部の圧力分布を測定し、着
   座者の臀部下で認められる２つの圧力ピーク間距離に基
   づいて着座者の体格を判定する体格判定手段と、 その体格判定手段によって判定された結果に基づいてエ
   アバックの作動を制御する制御手段と、 を有することを特徴とするエアバック装置。
2. 【請求項２】前記感圧センサは、圧力に応じて電気抵抗
   値が変化するセンサ素子を備えていることを特徴とする
   請求項１に記載のエアバック装置。