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JP2003531770A - 生体力学的なグレーゾーンを有するエアバッグシステム - Google Patents

生体力学的なグレーゾーンを有するエアバッグシステム

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JP2003531770A
JP2003531770A JP2001580113A JP2001580113A JP2003531770A JP 2003531770 A JP2003531770 A JP 2003531770A JP 2001580113 A JP2001580113 A JP 2001580113A JP 2001580113 A JP2001580113 A JP 2001580113A JP 2003531770 A JP2003531770 A JP 2003531770A
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ジョン クーパー、
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ブリード オートモティブ テクノロジィ、インコーポレイテッド
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)

Abstract

(57)【要約】 ２段式のインフレータ（５２，５４）が、独立に、同時に、または途中で間をおくモードで点火をすることができるスクイブ（４８，５０）を備えている。この融通性によって、衝撃速度、または他のパラメータに応じて、低レベル、高レベル、または間をおいて順に行うレベルの点火を行う能力が与えられている。各拘束条件に対して、インフレータを出力させる速度の閾値が確認されている。各傷害評価基準値に対する生体力学的なグレーゾーンが、乗員の反応に基づいて定められている。各生体力学的なグレーゾーンの上限と下限は、乗り物の乗員、インフレータの出力、ベルトの拘束、および傷害パラメータのタイプに関連付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、安全拘束システムの動作を定める生体力学的なグレーゾーンを有す
る、原動機付き乗り物の安全拘束システムに関する。
【０００２】 インフレータ技術の進歩によって、多段レベル出力のエアバッグインフレータ
を使用できるようになってきている。これらの新しいインフレータによって乗り
物の乗員の安全が広範囲の衝突条件に亘って著しく改善される一方で、これらの
インフレータのために、システムの構成と動作が非常に複雑になっている。
【０００３】 エアバッグシステムの動作を分析する場合、そのシステムを別々の３つの状況
に分けるのが有効である。すなわち、 １．情報伝達：緊急事態および乗員に関する情報を取得する。 ２．解析／判定：取得した情報を解析して衝突の性質と前部シートの乗員の状態
を判定し、それに応じてエアバッグシステムをどのように展開するかを判定する
。 ３．応答：２の判定に応答してエアバッグ（すなわち、インフレータ）の展開を
調整する。
【０００４】 エアバッグシステムはセンサによって情報を取得する。全てのエアバッグシス
テムは、衝突の発生とその激しさを示すある種の衝突センサを備えている。これ
らのシステムは、衝突センサからの情報を、エアバッグの展開についての判定を
行うアルゴリズムを用いて処理する。これらのシステムは、シートベルトの使用
、チャイルドシートの使用、乗員の重さ、大きさ、および位置、シート位置のよ
うな事項に関する情報を与えるセンサを備えることができる。これらのセンサか
らの情報は、電子制御ユニットによって、エアバッグを展開すべきか否か、およ
びいつ展開すべきかを判定するのに用いられる。これらの情報は、これらの先進
的な技術を用いるエアバッグシステムによって、多段エアバッグの膨張レベルを
調整するのに用いられる。
【０００５】 エアバッグシステムの前述の情報伝達、解析／判定、応答の局面は、乗員の保
護を改良する機会を与えている。例えば、衝突の激しさについての、改良された
情報伝達によって、エアバッグを展開すべきか否かを衝突時により早く判定する
ことができる。エアバッグシステムが乗員の重さと大きさの一方または双方、ま
たは位置に関する情報を与えるセンサを備えている場合、幼児がいるところで展
開しないようにし、または、小さい成人と大きな成人に対して異なる展開をする
ように構成することができる。これらの先進的なシステムにとって重要なのは、
多段レベルのインフレータを、衝突のシナリオに応じて種々のレベルで動作させ
る能力である。低レベルの出力または高レベルの出力のどちらで動作させること
も許容される領域を、本明細書および請求項では、生体力学的なグレーゾーンと
呼んでいる。
【０００６】 特定の乗り物モデルと特定の衝突状況を用いたシミュレーションによる研究が
生体力学的なグレーゾーンの境界を定めるのに用いられている。衝撃速度と拘束
の状態が乗員のシミュレーションモデルを用いて解析されている。例示のケース
では、正常位置にいる、中央に着座した、第５０百分位数の乗員の反応のみが研
究されている。勿論、生体力学的なグレーゾーンを有する実際の拘束システムの
発展には、種々の大きさの乗員が含まれるであろうということが想定される。
【０００７】 発明の詳細な説明 以下、本発明を、概して、前面衝突用の乗り物安全拘束システムに関して詳細
に説明するが、当業者には、本発明が、前面で検知される衝突に限定されること
はなく、本明細書でさらに論じるように、側面衝突や転倒のような種々の他の衝
突シナリオに適用できることが明らかに理解されるであろう。
【０００８】 図１は、乗り物の安全拘束システムの動作特性を制御するのに使用される、本
発明の望ましい実施形態による複数のセンサを備えた、乗り物の乗客の代表的な
コンパートメント２６の描画的な図である。乗り物の安全拘束システムは、周り
にシートベルト２９が巻かれているリトラクタ（引き戻し具）２７を有している
。プリテンショナ（予備引っ張り装置）、すなわちベルト締め具２８がリトラク
タかバックルかに結合されている。プリテンショナは、プリテンショナのスクイ
ブ３１によって作動させられる。エアバッグモジュール３０が、計器パネル３４
、ステアリングホイール、乗り物の側部、または乗り物シートの側部に取り付け
られている。
【０００９】 衝突センサ２５と乗員センサ２４が、先進的なエアバッグシステムにおいて衝
突と乗員に関する情報を得るのに用いられている。この情報はエアバッグの動作
を衝突の性質に合わせるのに用いることができる。前述したように、この情報は
、エアバッグ３８を展開すべきか否か、いつ展開すべきか、そして、エアバッグ
３８が多段の膨張レベルを有している場合、どの膨張レベルにどのような膨張速
度で展開すべきかを判定するのに用いることができる。
【００１０】 衝突の激しさ、すなわち、乗り物が他の物体にぶつかった時の減速速度が衝突
センサ２５によって測定される。比較的弱い激しさの衝突が感知された場合、２
段式のエアバッグインフレレータの低レベル段のみが作動させられる。中程度の
激しさの衝突が感知された場合、２段式のエアバッグインフレレータの低レベル
段と高レベル段が、それら２つの段の間で一定の時間間隔をおいて作動させられ
る。そして、さらに激しい衝突が感知された場合、両方の段が同時に、またはそ
れらの段の間に非常に短い時間間隔（２−１０ミリセカンド）をおいて作動させ
られる。
【００１１】 シートベルト着用センサと協働する衝突センサからの情報は、ベルトを着用し
た乗員とベルトを着用していない乗員に対する、衝突激しさの閾値の適切なレベ
ルを選択するのに使用される。例えば、エアバッグを展開するための、多段階の
速度の閾値が想定され、速度の閾値を設定することが本発明の主題である。乗り
物は、例えば、乗員がベルトを着用していない時には、エアバッグを展開するた
めの、約１９ｋｍ／ｈの低い閾値を有することができ、約２９ｋｍ／ｈの高い閾
値が、乗員がベルトを着用している時に用いられる。これらの２つの閾値の間の
選択を可能にする情報がベルトバックルのスイッチによって与えられる。
【００１２】 エアバッグモジュール３０は、折り畳まれてエアバッグハウジング４２の内部
に収容されたエアバッグ３８を備えている。展開ドア４６がエアバッグを覆って
おり、エアバッグの膨張時に開くように構成されている。展開ドアは計器パネル
の一部であってもよいし、または、計器パネルから分離されていてもよい。
【００１３】 インフレレータが、エアバッグハウジング４２の背後に取り付けられた、エア
バッグ３８に作用を及ぼすように接続された第１のガス源５２と第２のガス源５
４を有している。第１のガス源５２と第２のガス源５４の一方または双方からの
ガスが、エアバッグを膨張させるようにエアバッグに供給される。
【００１４】 ガス源５２，５４は、スクイブ４８，５０と呼ばれる電気的に作動させられる
点火装置を通常備えている。第１のガス源５２および第２のガス源５４の一方ま
たは双方は、スクイブによって、インフレーションガスを発生し、すなわち放出
するように作動させられる。スクイブは、エアバッグの展開の速度と程度を調節
するために、個別に作動させてもよいし、同時に作動させてもよいし、または、
間をおいて順に作動させてもよい。
【００１５】 衝突の激しさおよびシートベルトの着用の情報を、２つの閾値を設けた方法に
用いるのに加えて、この情報は、多段式のエアバッグインフレレータを用いて、
シートベルトを着用した乗員とシートベルトを着用していない乗員で異なる膨張
レベルにするのにも利用される。例えば、ベルトを着用した乗員は、シートベル
トによっても拘束されるので、低出力で作動させられた膨張レベルのみを必要と
する場合があり、一方、ベルトを着用していない乗員は、エアバッグが適正なタ
イミングで膨張し、エアバッグによって最大限に保護されるように、最大限の出
力で作動させられたエアバッグを必要とする場合がある。衝突の激しさの情報は
、同様に、多段式のインフレレータによって、弱い激しさの衝突時にはエアバッ
グを低レベルに膨張させ、乗員を保護するのにより強い拘束が必要な強い激しさ
の衝突時には最大限の出力で膨張させるように使用してもよい。
【００１６】 スクイブ４８，５０、ベントバルブ、リトラクタ２７および／またはバックル
プリテンショナ、すなわちベルト締め具２８は、衝突が感知された時に、マイク
ロコンピュータのような制御装置６２によって電気的に作動させられる。制御装
置６２は、エアバッグが適切な動的な膨張した外形になるように、必要な信号を
出力し、シートベルトは個々の衝突条件、乗員の存在および／または位置のに合
わせて調整される。
【００１７】 さらに、子供がいる時に、望ましくない展開を防止するために、エアバッグを
動作させないようにする他のセンサが想定される。これを実施するために、乗員
の大きさおよび／または位置を検出するシート重量検知システムまたはシートパ
ターン検知システムの製造が精密化されている。
【００１８】 乗員の重さが、シートクッション７２内またはシートの底部に配置された重量
感知システム７０により種々のロードセル技術によって評価される。ロードセル
技術による方法は、シートの背もたれが、乗員の重さのかなりの部分がシートク
ッションからシートの背もたれに移るのに充分な程度に後方に傾けられた時、シ
ートクッション重量センサに生じる可能性のある困難を回避する可能性を有して
いる。これらの装置に関連するアルゴリズムによれば、ベルトの張力を測定する
機械装置を、重量を調整して評価するのに用いることによって、（例えば、チャ
イルド安全シートによる）ベルト締付け力の影響を考慮して、その影響をできる
だけ小さくすることができる。
【００１９】 開発段階にある、先進的な他の乗員検知システムでは、容量性センサ、超音波
センサ、および赤外線センサのような技術が、乗員の大きさおよび／またはエア
バッグモジュールに対する位置を感知するのに用いられている。これらは、動的
および静的な作動抑制方式の開発に用いられている。
【００２０】 静的な乗員検知システムの方策は、乗員の大きさおよび／または位置に対して
、エアバッグを展開させるのが妥当か否か、または、膨張をどのレベルにするの
が適切であるかを判定する能力を有している。例えば、乗員が小児であるか、ま
たは普通の大きさの成人であるか、または、乗員がシートの背もたれに寄りかか
っているか、または、エアバッグに比較的近いシートの縁の上に座っているかと
いうことに応じて判定が行われる。これらの技術は、シート重量検知／パターン
検知システム、または、シートベルトの使用および衝突の激しさの感知と結び付
けられて、乗員の分類および位置評価を改善するのに用いられている。
【００２１】 容量技術、超音波技術、および赤外線方式の乗員センサ２４のような先進の技
術を用いる動的な作動抑制方式では、衝突時の乗員の位置を判定することによっ
て乗員がいつ適正な位置から外れるかが動的に評価される。これらの技術は、エ
アバッグを展開させるか、作動させないかの判定を、例えば、衝突前の制動時に
行う高速の感知性能とアルゴリズムを有している。
【００２２】 エアバッグシステムは、乗員が自身のシートベルトを使用しているか否か、お
よび乗員が乗り物のシートをシートトラック７４に沿ってどこに位置させている
か（すなわち、完全に前方か、またはほぼ完全に前方か、またはもっと後方か）
を判定するセンサに接続されている。衝突センサ２５と２段式のインフレータ５
２，５４を用いる先進的なエアバッグシステムでは、シートベルト使用情報が展
開の閾値または膨張レベルを調整するのに用いられている。ベルトを着用してい
ない乗員は、弱い激しさの衝突時に、ベルトを着用した乗員よりも負傷しやすい
ので、ベルトを着用していない乗員には、ベルトを着用した乗員に必要であるの
よりも弱い激しさの衝突でエアバッグによる保護が必要である。したがって、エ
アバッグは、ベルトを着用していない乗員に対して低い閾値で展開する。
【００２３】 シートがそのシートトラック７４上でどれだけ前方または後方に位置調整され
ているかがシート位置センサ７６によって判定される。先進的なエアバッグシス
テム７２は、２段式のエアバッグ３８が、シートが完全に前方にある時に、シー
トがもっと後方にある時よりも低レベルで展開するように構成されている。この
ことは、シートを完全に前方に移動させている低い身長のドライバ、またはシー
トをもっと後方に移動させている中身長から高い身長のドライバに対して有利で
ある。
【００２４】 ２段式のインフレータ５２，５４を用いることが、本発明にとって必要である
。インフレータの出力の融通性によって、衝撃速度またはその他の判断基準に応
じて低レベル、高レベル、または間をおいて順に行うレベルで点火を行う能力が
与えられる。以下の例では、高レベル出力と低レベル出力のみを考慮する。生体
力学的なグレーゾーンは、これらの点火閾値を定めることによって定められる。
低レベルの出力または高レベルの出力のどちらで展開することも許容される領域
を本明細書および請求の範囲では、生体力学的なグレーゾーンと呼んでいる。
【００２５】 システムおよびシステムの要求が複雑であるために、複雑な一群のコンピュー
タ衝突シミュレーションを実施することによって生体力学的なグレーゾーンを決
定し、生体力学的なグレーゾーンのシステムを設定する必要がある。これらのシ
ミュレーションは、どのような状況下で拘束部材を始動させることによって、乗
員の全体的な安全性が向上する見込みがあるか、また、傷害が誘起される確率が
、拘束部材を作動させることによってどのような時に増加するかを判定するのに
用いられる。このような拘束シミュレーションの一例を以下に示す。
【００２６】 以下の例は、生体力学的なグレーゾーンを、与えられた拘束システムに対して
どのようにして定めるかを示している。図２および３は、一般的な産業界の代表
的な乗り物の内部を示している。スレッド試験に対するドライバのシミュレーシ
ョンモデルと乗客のシミュレーションモデルを関連付けた。図２および３は、ベ
ルトを装着したドライバとベルトを装着してない乗客の運動を示している。ドラ
イバのエアバッグシミュレータモデルと乗客のエアバッグシミュレータモデルは
、エアバッグのエネルギーとの相関を得るために、物理的な動的な落下塔試験に
関連付けた。
【００２７】 シミュレーションに用いた衝突パルスは、単一ボディの乗り物の障壁衝突試験
によって生じさせ、または、それらの試験から既知のアルゴリズムを用いて所定
の倍率で強くしまたは弱くして得た。表１は、パルス、それを点火する時間（Ｔ
ＴＦ）、およびそれぞれの出展の一覧を示している。
【００２８】
【表１】 この研究に用いたインフレータは、ドライバおよび乗客用にそれぞれARCハイ
ブリッド２段ADH-SDOおよびAPH-TFA040である。図４は、ADH-SDOおよびAPH-TFA0
40インフレータの、高レベルおよび低レベルでの、タンクの圧力の時間変化が示
している。
【００２９】 全般的なモデルは、システムおよびサブシステムのレベルで最初に相互に関連
付けた。４８ｋｍ／ｈの、ベルトを着用した構成とベルトを着用していない構成
を、ドライバ内部モデルの相関を得るのに用いた。図５および６は、ドライバの
、モデルとスレッド試験の間での相関を示している。コラムのストロークとステ
アリングホイールのリムの剛性を落下塔テストのために相互に関連付けた。ベル
ト着用モデルの相関は、ベルトを着用した場合専用のスレッド試験条件で得た。
AAMAの、ベルトを着用していない構成を、乗客内部モデルの相関を得るのに用い
た。図７は、乗客の相関を示している。
【００３０】 一連のタンク試験を高レベルおよび低レベルの出力で行った。これらの試験は
、ドライバのインフレータ(ADH-SDO)と乗客のインフレータ(APH-TFA040)につい
て行った。タンク試験における圧力の時間変化を記録し、次に、乗員シミュレー
ションの仮想的なタンク試験においてシミュレートした。次に、相関を得た、イ
ンフレータの出力をエアバッグの妥当性の実証に使用した。
【００３１】 ２段エアバッグを鉛直落下塔で試験し、この際、落下質量加速度とバッグの圧
力を記録した。このデータはエアバッグの相関を得るのに使用し、次に、このデ
ータはシステムレベルのモデルに入力した。
【００３２】 サブシステムのレベルで各モデルを相互に関連付けることによって、モデルに
よって乗員の反応の傾向を予測する能力について高い信頼度が得られた。次に、
これらのモデルは、衝撃速度、インフレータの出力、およびベルト条件の変数を
備える、全要素のＤＯＥ（計画的な実験）に用いた。
【００３３】 ２段エアバッグを導入した場合、乗り物の衝突の制御装置での検知によって、
高レベルおよび低レベルのインフレータの出力をいつ点火すべきかを判定する必
要がある。点火をしなければならない閾値を点火の各段に対して生成する必要が
ある。検知システムと乗り物の構造の性質のために、システムが低い段または高
い段の点火のいずれも実施することができ、また、点火しないか低い段を点火す
るかのいずれも実施することができる検知グレーゾーン８０が存在するであろう
。乗員の安全を保障するために、拘束システムは、検知グレーゾーン８２に等し
い、または検知グレーゾーン８２よりも広い、等価なグレーゾーン８０を有する
必要がある。拘束システムのこのグレーゾーンは生体力学的なグレーゾーンと呼
ばれている。図８は、インフレータの閾値と生体力学的なグレーゾーン８０が示
している。図９は、検知グレーゾーンと生体力学的なグレーゾーン８０の関係を
示している。生体力学的なグレーゾーン８０の使用は、ベルトを着用していない
乗員にとって特に重要である。
【００３４】 この例では、生体力学に基づく、高レベルのインフレータの出力で点火をして
はならない速度の閾値８４が、低出力のインフレータによって、高出力のインフ
レータによるよりも高いが、ＩＡＲＶ（Injury Assessment Reference Value；
傷害評価基準値）の目標値を越えない、正常位置の乗員反応値を生じる速度とし
て定められている。高出力のインフレータを点火させてよい場合がこの閾値によ
って定められている。ある場合には、高レベルで点火をしてはならない速さの閾
値を、ＩＡＲＶ目標値を超さなければ、より遅いまたはより速い速さに設定して
もよい。
【００３５】 生体力学に基づく、高レベルのインフレータの出力で点火をしなければならな
い速さの閾値８６が、低レベルのインフレータの出力による乗員の反応がＩＡＲ
Ｖ目標値を超す速さとして定められている。この閾値８４の点において、高出力
のインフレータを点火する必要がある。高レベルで点火をしてはならない速さの
閾値と高レベルで点火をしなければならない速さの閾値の間の速度領域が生体力
学的なグレーゾーン８０として定められている。
【００３６】 曲線８８が、低レベル出力を有するシステムの反応値曲線である。曲線９０が
、高出力のインフレータによる、与えられたＩＡＲＶレベルの反応値を示してい
る。領域９２が、与えられた衝突に対して、高レベルの出力によって、低レベル
またはインフレータがない場合よりも良い結果が得られる領域である。領域９４
が、乗員に対するＩＡＲＶ値が、低レベルのインフレータによって、ＩＡＲＶの
目標値よりも小さくなる領域である。これらの領域がＩＡＲＶレベル毎に定めら
れることが理解されるべきである。図１４に示されている、システムの生体力学
的な領域は、領域８０の組み合わせである。
【００３７】 図５〜７に示されているように、乗員シミュレーションモデルでは、頸部の応
答が過剰に予測された。このため、これらの値は、シミュレーションによるこの
研究においては生体力学的なグレーゾーンを定めるのに用いていない。シミュレ
ーションを頸部の生体力学的なグレーゾーンの評価に使用する必要がある場合に
は、頸部の相関を改善するためにさらに作業をする必要がある。
【００３８】 この例のために、ＩＡＲＶの目標値はU.S.A. National Highway Traffic Safe
ty Administration, "Development of the Improved Injury Criteria for the
Assessment of Advanced Automotive Restraint System" １９９８年９月に定義
されているように、ＦＭＶＳＳ２０８の値の１００％に規格化した。実用では、
適合余裕（compliance margin）を生じさせるために、調整されたＦＭＶＳＳの
値の８０％以下の値が自動車の製造に用いられる傾向がある。表２は、ＮＨＴＳ
Ａによって定義された、各傷害値に対するＩＡＲＶ目標値を示している。これら
の値は、政府または自動車製造業者によって変更を受けるので、これらの値は単
に例示である。
【００３９】
【表２】 図１０に始まる図は、各インフレータの出力に対する、各ＩＡＲＶ目標値につ
いて規格化された乗員反応値を衝撃速度の関数として示している。生体力学的な
グレーゾーン８０の上下限が各グラフに重ね合わされている。各乗員反応値に対
する生体力学的なグレーゾーンがこの上下限によって定義されている。また、全
ての乗員反応値に基づく、最小限の生体力学的なグレーゾーン８０のグラフが示
されている。
【００４０】 図１０は、ベルトを着用したドライバについての結果を示している。低レベル
を用いた場合の、計算された乗員反応曲線が、高レベルを用いた場合の、計算さ
れた乗員反応曲線と交差していないので、生体力学的なグレーゾーンの下端は、
評価を行った最低速度１９ｋｍ／ｈに設定されている。
【００４１】 低レベルのインフレータの出力を用いた場合の乗員反応値が、評価を行った速
度範囲についてＩＡＲＶ目標値を超えていないので、生体力学的なグレーゾーン
の上端は、評価を行った最高速度５６ｋｍ／ｈに設定した。
【００４２】 高出力レベルを用いた場合と低出力レベルを用いた場合で、乗員反応値の最小
値の隔たりが観察された。これは、シートベルトの寄与に起因すると考えられる
。結果として得られた生体力学的なグレーゾーンは１９ｋｍ／ｈから５６ｋｍ／
ｈの範囲である。
【００４３】 図１１は、シートベルトを着用していないドライバについての結果を示してい
る。低レベルを用いた場合の、計算された乗員反応曲線が、高レベルを用いた場
合の、計算された乗員反応曲線と交差していないので、生体力学的なグレーゾー
ンの下端は、評価を行った最低速度１９ｋｍ／ｈに設定されている。低レベルの
インフレータの出力を用いた場合の、頭部のＧが、３５ｋｍ／ｈところでＩＡＲ
Ｖ目標値を超えた。これによって、生体力学的なグレーゾーンの上端が定められ
ている。高レベルのインフレータの出力を用いた場合の、頭部のＧが、４４ｋｍ
／ｈのときにＩＡＲＶ目標値を超えた。所望の速度は４８ｋｍ／ｈより大きく、
これによって、拘束システムの改良が必要であることが示唆されている。結果と
して得られた生体力学的なグレーゾーンは１９ｋｍ／ｈから３５ｋｍ／ｈの範囲
である。
【００４４】 図１２は、ベルトを着用した乗客についての結果を示している。低レベルを用
いた場合の、頭部のＧの、計算された乗員反応曲線が、３７ｋｍ／ｈの速度のと
ころで、高レベルを用いた場合の、頭部のＧの、計算された乗員反応曲線と交差
している。これによって、生体力学的なグレーゾーンの下端が定められている。
【００４５】 低レベルのインフレータの出力を用いた場合の乗員反応値が、評価を行った速
度範囲についてＩＡＲＶ目標値を超えていないので、生体力学的なグレーゾーン
の上端は、評価を行った最高速度５６ｋｍ／ｈに設定した。高出力レベルを用い
た場合と低出力レベルを用いた場合で、乗員反応の最小値に隔たりが観測された
。これは、シートベルトに起因すると考えられる。結果として得られた生体力学
的なグレーゾーンは３７ｋｍ／ｈから５６ｋｍ／ｈまでの範囲である。
【００４６】 図１３は、ベルトを着用していない乗客についての結果を示している。低レベ
ルを用いた場合の、胸部の変位の、計算された乗員反応曲線が、高レベルを用い
た場合の、胸部の変位の、計算された乗員反応曲線と４５ｋｍ／ｈのところで交
差しているが、最小値の隔たりが存在しており、傷害値の大きさは、ＩＡＲＶ目
標値の３０％より小さい。胸部の変位におけるこの交差点は無視し、生体力学的
なグレーゾーンの下端は、評価を行った最低速度１９ｋｍ／ｈに設定することが
できる。低レベルのインフレータの出力を用いた場合の、頭部のＧが、３０ｋｍ
／ｈのところでＩＡＲＶ目標値を超えた。これによって、生体力学的なグレーゾ
ーンの上端が定められている。
【００４７】 高レベルのインフレータの出力を用いた場合の、頭部のＧが、４１ｋｍ／ｈの
ところでＩＡＲＶ目標値を超えた。所望の速度は４８ｋｍ／ｈよりも大きく、こ
れによって、拘束システムの改良が必要であることが示唆されている。結果とし
て得られた生体力学的なグレーゾーンは１９ｋｍ／ｈから３１ｋｍ／ｈまでの範
囲である。
【００４８】 各拘束条件に対して、各ＩＡＲＶについての生体力学的なグレーゾーン８０を
計算した。次に、各拘束条件に対する最小のグレーゾーンを確認するために、各
ＩＡＲＶに対する生体力学的なグレーゾーン８０を重ね合わせた。図１４は、全
てのＩＡＲＶから生成した最小のグレーゾーンを示している。
【００４９】 さらに、図１４は、ＩＡＲＶ目標値を考慮した拘束動作を示している。乗員反
応値は、ベルトを着用していない乗員に対しては４８ｋｍ／ｈより低い速度で、
ベルトを着用した乗員に対しては５６ｋｍ／ｈより低い速度でＩＡＲＶ目標値を
超えない必要がある。
【００５０】 ベルトを着用したドライバに対する生体力学的なグレーゾーンは、評価を行っ
た全速度範囲に及んでおり、生体力学的なグレーゾーンの実際の限界を定める前
に、考慮した速度範囲の外側の研究をさらに行うのが望ましいことを示唆してい
る。ＩＡＲＶ目標値は、評価を行った全ての速度で満足されている。
【００５１】 ベルトを着用していないドライバに対する生体力学的なグレーゾーンの下端は
、低レベルと高レベルのインフレータの出力の乗員応答曲線の交差ではなく、評
価を行った最低衝撃速度によって定められている。このため、与えられた速度範
囲より低い領域の研究がさらに必要である場合がある。生体力学的なグレーゾー
ンの上端は、頭部のＧによって規制されている。頭部のＧは所望の最高速度より
低い速度でＩＡＲＶ目標値を超えた。
【００５２】 ベルトを着用した乗客に対する生体力学的なグレーゾーンの下端は、頭部のＧ
によって規制されているが、評価を行った速度範囲内では、生体力学的なグレー
ゾーンの上端を規制するものはなかった。ＩＡＲＶ目標値は、評価を行った全て
の速度で満足されている。
【００５３】 ベルトを着用していない乗客に対する生体力学的なグレーゾーンの下端は、低
レベルと高レベルのインフレータの出力の乗員反応曲線の交差ではなく、評価を
行った最低衝撃速度によって設定されている。与えられた速度範囲より低い速度
範囲の研究をさらに行うのが望ましい場合がある。生体力学的なグレーゾーンの
上端は頭部のＧのＩＡＲＶ目標値によって規制されている。ベルトを着用してい
ない乗客に対しては、頭部のＧは、評価を行った最高速度より低い速度でＩＡＲ
Ｖ目標値を超えている。
【００５４】 ドライバと乗客に対して別々の生体力学的なグレーゾーンを計算することがで
きる。これらの生体力学的なグレーゾーンを結び付けると、乗員反応についての
全体的な複合図を作成することができる。図１５は、衝撃速度の関数としての生
体力学的なグレーゾーンの関係を示している。ドライバと乗客が重なる領域は、
ドライバと乗客で共通の閾値を用いると仮定した場合の生体力学的な複合グレー
ゾーンを定めている。
【００５５】 図１６は、各拘束条件に対するドライバ・乗客の生体力学的な複合グレーゾー
ンを示している。許容される生体力学的な反応が、高出力または低出力のインフ
レータによって生じる速度範囲が図１６によって定められている。生体力学的な
グレーゾーンは、衝突アルゴリズムによって生じる検知グレーゾーンと重ね合わ
せることができる。理想的には、検知グレーゾーンは、生体力学的なグレーゾー
ンの内側の範囲に収めるべきである。図１６は、センサと拘束システムの動作の
間の相違を確認するのに有用であり、バランスのとれた拘束システムの構成を得
るのに重要である。
【００５６】 ベルトを着用したドライバの生体力学的なグレーゾーンは、評価を行った全速
度範囲に及んでいる。評価を行った速度範囲内において、ベルトを着用したドラ
イバは、低レベルまたは高レベルのインフレータの出力に対する全てのＩＡＲＶ
目標値を満たしている。ベルトを着用していないドライバの生体力学的なグレー
ゾーンの下端は、評価を行った最低衝撃速度によって設定した。ベルトを着用し
ていないドライバの生体力学的なグレーゾーンの上端は頭部のＧによって規制し
た。このことは、頭部の、フロントガラスへの接触に起因すると考えられる。
【００５７】 ベルトを着用していないドライバは、評価を行った最高速度より低い速度にお
いて頭部のＧのＩＡＲＶ目標値を越えている。ベルトを着用した乗客の生体力学
的なグレーゾーンの下端は頭部のＧによって規制したが、その上端はどの乗員反
応値によっても規制されず、評価を行った最高衝撃速度に基づいて評価した。
【００５８】 ベルトを着用していない乗客の生体力学的なグレーゾーンの下端は、評価を行
った最低衝撃速度によって設定した。ベルトを着用していない乗客の生体力学的
なグレーゾーンの上端は、頭部Ｇによって規制されている。ベルトを着用してい
ない乗客は、評価を行った最大速度より低い速度で頭部のＧのＩＡＲＶ目標値を
超えている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の自動車安全拘束システムの描画的な図である。
【図２】 発明の望ましい実施形態を実施するのに用いたコンピュータモデルからのスナ
ップショットの図である。
【図３】 発明の望ましい実施形態を実施するのに用いたコンピュータモデルからのスナ
ップショットの図である。
【図４】 ドライバ用のインフレータと乗客用のインフレータの、高レベルと低レベルで
の出力を示すグラフである。
【図５】 ベルトを着用したドライバの、コンピュータモデルの応答とスレッドテストの
間の相関を示す図である。
【図６】 ベルトを着用していないドライバの、コンピュータモデルの応答とスレッドテ
ストの間の相関を示す図である。
【図７】 ベルトを着用していない乗客の、コンピュータモデルの応答とスレッドテスト
の間の相関を示す図である。
【図８】 生体力学的なグレーゾーンの定義を示す図である。
【図９】 生体力学的なグレーゾーンをセンサグレーゾーンと共に示す図である。
【図１０】 ドライバの生体力学的なグレーゾーンの例を示す図である。
【図１１】 ドライバの生体力学的なグレーゾーンの例を示す図である。
【図１２】 乗客の生体力学的なグレーゾーンの例を示す図である。
【図１３】 乗客の生体力学的なグレーゾーンの例を示す図である。
【図１４】 生体力学的なグレーゾーンを示す図である。
【図１５】 ドライバと乗客の生体力学的なグレーゾーンの重ね合わせを示す図である。
【図１６】 ドライバと乗客の複合した生体力学的なグレーゾーンを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＡＴ，Ａ Ｕ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＺ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＮ，ＪＰ，ＫＲ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＵ，ＳＥ，ＴＲ，ＹＵ，ＺＡ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 乗り物の安全拘束システムの動作特性を制御する、乗り物の
    乗員の検知装置であって、 低レベルの出力を発生することができるインフレータ（５２）と、高レベルの
    出力を発生することができるインフレータ（５４）を備えているエアバッグモジ
    ュール（３０）と、 乗り物の、衝突中の減速を示す第１の信号を発生する衝突センサ（２５）と、 前記第１の信号を受信する制御装置であって、低レベルの出力を発生すること
    ができる前記インフレータを作動させるべき最小限の速度変化を示す第１の低閾
    値と、最小限の速度変化を示す、点火をしなければならない第１の高閾値を有し
    、乗り物の前記安全拘束システムの動作特性を制御するのに用いられる制御信号
    を発生する制御装置（６２）を有し、 前記第１の低閾値（８４）は、低レベルの出力を発生することができる前記イ
    ンフレータ（５２）によって、高レベルの出力をことができる前記インフレータ
    （５４）によるよりも大きいが、正常位置外れの、傷害評価基準値であるＩＡＲ
    Ｖの目標値を超えない、正常位置の乗員反応値が生じる速度として定められ、 高レベルの前記インフレータの出力に対する、点火をしなければならない前記
    第１の高閾値の速度は、低レベルの出力の前記インフレータを用いた場合の乗員
    反応が、傷害評価基準値であるＩＡＲＶの目標値を越える速度として定められて
    いる乗員検知装置。
  2. 【請求項２】 ＩＡＲＶの前記目標値は、アメリカ合衆国連邦自動車安全基
    準のＦＭＶＳＳ２０８値の１００％に規格化されている、請求項１に記載の乗員
    検知装置。
  3. 【請求項３】 傷害評価基準値であるＩＡＲＶの前記目標値は、３６ｍｓの
    ＨＩＣ、頭部のＧ、胸部のＧ、胸部の変位、ＣＴＩ、頸部の剪断、頸部の引っ張
    り、頸部の圧縮、頸部の伸長、およびこれらの組み合わせから選択されている、
    請求項２に記載の乗員検知装置。
  4. 【請求項４】 ＩＡＲＶの前記目標値はアメリカ合衆国連邦自動車安全基準
    のＦＭＶＳＳ２０８値より小さい、請求項１に記載の乗員検知装置。
  5. 【請求項５】 少なくとも１つのＩＡＲＶの前記目標値はアメリカ合衆国連
    邦自動車安全基準のＦＭＶＳＳ２０８値の約６０％と８０％の間にある、請求項
    ４に記載の乗員検知装置。
  6. 【請求項６】 乗員のシートベルトが適切に係合されているか否かを示すベ
    ルト信号を出力する第１のセンサ（７３）をさらに有する、請求項１に記載の乗
    員検知装置。
  7. 【請求項７】 前記第１のセンサ(７３)が、乗員のシートベルトが適切に係
    合されていることを示す信号を出力している場合に、低レベルの出力を発生する
    ことができる前記インフレータ（５２）を起動させるべき最小限の速度変化を示
    す第２の低閾値をさらに有する、請求項６に記載の乗員検知装置。
  8. 【請求項８】 前記第１のセンサ（７３）が、乗員のシートベルトが適正に
    係合されていることを示すベルト信号を出力している場合に、高レベルの出力を
    発生することができる前記インフレータ（５４）を作動させるべき最小限の速度
    変化を示す、点火をしなけばならない第２の高閾値をさらに有する、請求項７に
    記載の装置。
  9. 【請求項９】 低レベルの出力を発生することができる前記インフレータ（
    ５２）または高レベルの出力を発生することができる前記インフレータ（５４）
    のいずれかが作動させられる、高レベルで点火をしてはならない速度の閾値と高
    レベルで点火をしなければならない速度の閾値の間の速度範囲が前記制御装置（
    ６２）によって定められている、請求項６に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 乗り物のコンパートメント（２６）内の乗員の位置を判定
    するセンサ（２４）をさらに有する、請求項２に記載の装置。
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