JP3230146B2 - 乗員拘束装置 - Google Patents
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Air Bags (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両に配置され
て、車両の衝突時に、膨張させたエアバッグで乗員の頭
胸部を拘束する乗員拘束装置に関し、特に、衝突の程
度、乗員の体重、乗員の着座位置に応じて、内圧を調整
してエアバッグを膨張させることができる乗員拘束装置
に関する。
て、車両の衝突時に、膨張させたエアバッグで乗員の頭
胸部を拘束する乗員拘束装置に関し、特に、衝突の程
度、乗員の体重、乗員の着座位置に応じて、内圧を調整
してエアバッグを膨張させることができる乗員拘束装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来の膨張させたエアバッグ
で乗員を拘束する乗員拘束装置では、特開平６−２０６
５１４号公報や特表平８−５０２７０９号公報等に記載
されているものが知られている。
で乗員を拘束する乗員拘束装置では、特開平６−２０６
５１４号公報や特表平８−５０２７０９号公報等に記載
されているものが知られている。
【０００３】これらの装置では、乗員の着座位置や衝突
の程度等によって、エアバッグの内圧を調整して膨張さ
せているものの、乗員の着座位置や衝突の程度等が、所
定の境界値で段階的に区切られ、その段階に応じて、エ
アバッグの内圧を調整していた。
の程度等によって、エアバッグの内圧を調整して膨張さ
せているものの、乗員の着座位置や衝突の程度等が、所
定の境界値で段階的に区切られ、その段階に応じて、エ
アバッグの内圧を調整していた。
【０００４】すなわち、例えば、乗員の着座位置とし
て、折り畳まれたエアバッグから乗員までの距離が４０
cm未満か否か、あるいは、衝突の加速度が７０Km/H未満
か否か、さらには、乗員の体重が５０Kg未満か否か、等
の境界値が設定されており、それらの境界値を超えてい
るか否かで、段階的にエアバッグの内圧を調整してい
た。
て、折り畳まれたエアバッグから乗員までの距離が４０
cm未満か否か、あるいは、衝突の加速度が７０Km/H未満
か否か、さらには、乗員の体重が５０Kg未満か否か、等
の境界値が設定されており、それらの境界値を超えてい
るか否かで、段階的にエアバッグの内圧を調整してい
た。
【０００５】しかし、これらの境界値の近傍の場合、例
えば、乗員の体重が、５０Kg未満か否かで、エアバッグ
の内圧をロウ・ハイとして段階的に調整するような場
合、体重が４９Kgでは、ロウレベルのエアバッグの内圧
で対処され、体重が５０Kgでは、ハイレベルのエアバッ
グの内圧で対処されることとなり、体重を４９Kgとした
乗員は、体重差が１Kgしか違わないのに、ロウレベルの
エアバッグの内圧で対処され、その乗員を適確にエアバ
ッグで拘束する点で改善の余地があった。
えば、乗員の体重が、５０Kg未満か否かで、エアバッグ
の内圧をロウ・ハイとして段階的に調整するような場
合、体重が４９Kgでは、ロウレベルのエアバッグの内圧
で対処され、体重が５０Kgでは、ハイレベルのエアバッ
グの内圧で対処されることとなり、体重を４９Kgとした
乗員は、体重差が１Kgしか違わないのに、ロウレベルの
エアバッグの内圧で対処され、その乗員を適確にエアバ
ッグで拘束する点で改善の余地があった。
【０００６】本発明は、上述の課題を解決するものであ
り、乗員の着座位置と体重、及び、衝突の程度を段階的
に区切ることなく、それらの値の増減によって、適確
に、内圧を調整してエアバッグを膨張させることができ
る乗員拘束装置を提供することを目的とする。
り、乗員の着座位置と体重、及び、衝突の程度を段階的
に区切ることなく、それらの値の増減によって、適確
に、内圧を調整してエアバッグを膨張させることができ
る乗員拘束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】本発明に係る乗員拘束装
置は、ベントホールを有するエアバッグが、ガス発生装
置から吐出する膨張用ガスにより、膨張して乗員の頭胸
部を拘束するとともに、膨張時の前記エアバッグの内圧
を、乗員の着座位置と体重、及び、衝突の程度に応じ
て、調整するように、制御装置により前記ガス発生装置
が制御される乗員拘束装置であって、車両の所定位置に
収納されたエアバッグから乗員頭胸部までの距離を測定
する距離センサと、乗員の着座したシートに配置されて
乗員の体重を測定する重量センサと、車両の所定位置に
配置されて車両の加速度を測定する加速度センサと、を
備えて、前記制御装置が、膨張を完了したエアバッグの
突出距離、膨張したエアバッグと乗員との接触する接触
面積、及び、膨張したエアバッグが乗員と接触して圧縮
される緩衝距離、を一定値として予め入力されるととも
に、衝突の程度に応じた乗員の加速度のデータ、を予め
入力されて、前記加速度センサからの信号に基いて前記
データから取り出した乗員の加速度、前記距離センサか
らの信号に基く膨張前のエアバッグから乗員頭胸部まで
の距離、前記重量センサからの信号に基く乗員の頭胸部
の重量、及び、予め入力されていた前記エアバッグ突出
距離・接触面積・緩衝距離の一定値を使用して、衝突時
のエアバッグと乗員との挙動に基く速度、距離及び力の
それぞれの釣り合い条件式から、エアバッグの適正な内
圧値を算出して、該内圧値に対応する発生ガス圧力を発
生させるように、前記ガス発生装置を制御し、前記エア
バッグが予め入力された前記緩衝距離で、乗員を拘束す
るように構成されて、 予め入力されていた前記エアバッ
グの接触面積をＳ、 予め入力されていた前記エアバッグ
の緩衝距離をＬ m 、 前記重量センサからの信号に基く乗
員の頭胸部の重量をｍ、 前記エアバッグに拘束されて移
動する乗員の加速度であって、前記加速度センサからの
信号に基いて前記データから取り出した乗員の加速度を
ａ X (ｔ)、 衝突時点からの前記エアバッグに乗員が接触
し始める接触時点であって、前記エアバッグの突出距
離、前記距離センサからの信号に基く膨張前のエアバッ
グから乗員頭胸部までの距離、及び、前記乗員の加速度
ａ X (ｔ)、から算出した接触時点をｔ 2 、 前記速度を乗
員のエアバッグに対する進入速度として、算出した前記
接触時点ｔ 2 と、前記データから取り出した乗員の加速
度ａ X (ｔ)と、から算出した進入速度をＶ 1 、 とし、 乗
員が緩衝距離Ｌ m で停止する停止時点ｔ 3 、 前記接触時
点ｔ 2 から前記停止時点ｔ 3 までの、エアバッグの乗員
に作用させる反力を生じさせる減速加速度ａ 1 (ｔ)、及
び、 前記エアバッグの内圧値Ｐ、を、それぞれ未知数と
して、 前記速度、距離及び力のそれぞれの釣り合い条件
式が、 Ｌ m ＝Ｖ 1 （ｔ 3 −ｔ 2 ）−∫∫ t2 t3 ａ 1 （ｔ）ｄ 2 ｔ Ｖ 1 ＋∫ t2 t3 ａ 1 （ｔ）ｄｔ＝０ ａ 1 （ｔ）＝ａ X （ｔ）−ＰＳ／ｍ の三式からなる連立方程式から、構成され、 前記制御装
置が、前記連立方程式から、前記エアバッグの内圧値を
算出する ことを特徴とする。
置は、ベントホールを有するエアバッグが、ガス発生装
置から吐出する膨張用ガスにより、膨張して乗員の頭胸
部を拘束するとともに、膨張時の前記エアバッグの内圧
を、乗員の着座位置と体重、及び、衝突の程度に応じ
て、調整するように、制御装置により前記ガス発生装置
が制御される乗員拘束装置であって、車両の所定位置に
収納されたエアバッグから乗員頭胸部までの距離を測定
する距離センサと、乗員の着座したシートに配置されて
乗員の体重を測定する重量センサと、車両の所定位置に
配置されて車両の加速度を測定する加速度センサと、を
備えて、前記制御装置が、膨張を完了したエアバッグの
突出距離、膨張したエアバッグと乗員との接触する接触
面積、及び、膨張したエアバッグが乗員と接触して圧縮
される緩衝距離、を一定値として予め入力されるととも
に、衝突の程度に応じた乗員の加速度のデータ、を予め
入力されて、前記加速度センサからの信号に基いて前記
データから取り出した乗員の加速度、前記距離センサか
らの信号に基く膨張前のエアバッグから乗員頭胸部まで
の距離、前記重量センサからの信号に基く乗員の頭胸部
の重量、及び、予め入力されていた前記エアバッグ突出
距離・接触面積・緩衝距離の一定値を使用して、衝突時
のエアバッグと乗員との挙動に基く速度、距離及び力の
それぞれの釣り合い条件式から、エアバッグの適正な内
圧値を算出して、該内圧値に対応する発生ガス圧力を発
生させるように、前記ガス発生装置を制御し、前記エア
バッグが予め入力された前記緩衝距離で、乗員を拘束す
るように構成されて、 予め入力されていた前記エアバッ
グの接触面積をＳ、 予め入力されていた前記エアバッグ
の緩衝距離をＬ m 、 前記重量センサからの信号に基く乗
員の頭胸部の重量をｍ、 前記エアバッグに拘束されて移
動する乗員の加速度であって、前記加速度センサからの
信号に基いて前記データから取り出した乗員の加速度を
ａ X (ｔ)、 衝突時点からの前記エアバッグに乗員が接触
し始める接触時点であって、前記エアバッグの突出距
離、前記距離センサからの信号に基く膨張前のエアバッ
グから乗員頭胸部までの距離、及び、前記乗員の加速度
ａ X (ｔ)、から算出した接触時点をｔ 2 、 前記速度を乗
員のエアバッグに対する進入速度として、算出した前記
接触時点ｔ 2 と、前記データから取り出した乗員の加速
度ａ X (ｔ)と、から算出した進入速度をＶ 1 、 とし、 乗
員が緩衝距離Ｌ m で停止する停止時点ｔ 3 、 前記接触時
点ｔ 2 から前記停止時点ｔ 3 までの、エアバッグの乗員
に作用させる反力を生じさせる減速加速度ａ 1 (ｔ)、及
び、 前記エアバッグの内圧値Ｐ、を、それぞれ未知数と
して、 前記速度、距離及び力のそれぞれの釣り合い条件
式が、 Ｌ m ＝Ｖ 1 （ｔ 3 −ｔ 2 ）−∫∫ t2 t3 ａ 1 （ｔ）ｄ 2 ｔ Ｖ 1 ＋∫ t2 t3 ａ 1 （ｔ）ｄｔ＝０ ａ 1 （ｔ）＝ａ X （ｔ）−ＰＳ／ｍ の三式からなる連立方程式から、構成され、 前記制御装
置が、前記連立方程式から、前記エアバッグの内圧値を
算出する ことを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】本発明に係る乗員拘束装置では、制御装
置が、加速度センサからの信号に基いてデータから取り
出した乗員の加速度、距離センサからの信号に基く膨張
前のエアバッグから乗員頭胸部までの距離、重量センサ
からの信号に基く乗員の頭胸部の重量、及び、予め入力
されていたエアバッグ突出距離・接触面積・緩衝距離の
一定値を使用して、衝突時のエアバッグと乗員との挙動
に基く速度・距離・力の釣り合い条件式から、エアバッ
グの適正な内圧値を算出し、その内圧値に対応する発生
ガス圧力を発生させるように、ガス発生装置を制御す
る。
置が、加速度センサからの信号に基いてデータから取り
出した乗員の加速度、距離センサからの信号に基く膨張
前のエアバッグから乗員頭胸部までの距離、重量センサ
からの信号に基く乗員の頭胸部の重量、及び、予め入力
されていたエアバッグ突出距離・接触面積・緩衝距離の
一定値を使用して、衝突時のエアバッグと乗員との挙動
に基く速度・距離・力の釣り合い条件式から、エアバッ
グの適正な内圧値を算出し、その内圧値に対応する発生
ガス圧力を発生させるように、ガス発生装置を制御す
る。
【０００９】すなわち、本発明に係る乗員拘束装置で
は、乗員の着座位置や体重、あるいは、衝撃の程度を、
従来のような境界値で段階的に区別して、エアバッグの
内圧を調整するのではなく、エアバッグの乗員頭胸部を
拘束して圧縮される緩衝距離が一定となるように、乗員
の着座位置や体重、あるいは、衝撃の程度の増減した値
を所定の釣り合い条件式に代入して、エアバッグの内圧
値を算出し、その内圧値に応じてガス発生装置を制御す
るものであり、乗員の着座位置と体重、及び、衝突の程
度を段階的に区切ることなく、それらの値の増減によっ
て、適確に、内圧を調整してエアバッグを膨張させるこ
とができる。
は、乗員の着座位置や体重、あるいは、衝撃の程度を、
従来のような境界値で段階的に区別して、エアバッグの
内圧を調整するのではなく、エアバッグの乗員頭胸部を
拘束して圧縮される緩衝距離が一定となるように、乗員
の着座位置や体重、あるいは、衝撃の程度の増減した値
を所定の釣り合い条件式に代入して、エアバッグの内圧
値を算出し、その内圧値に応じてガス発生装置を制御す
るものであり、乗員の着座位置と体重、及び、衝突の程
度を段階的に区切ることなく、それらの値の増減によっ
て、適確に、内圧を調整してエアバッグを膨張させるこ
とができる。
【００１０】また、本発明に係る乗員拘束装置では、乗
員の着座位置や体重、あるいは、衝撃の程度が増減して
も、エアバッグの乗員頭胸部を拘束して圧縮される緩衝
距離が一定であり、その緩衝距離を使用するエアバッグ
の最大値で設定すれば、乗員の着座位置や体重、あるい
は、衝撃の程度が増減しても、膨張したエアバッグが、
その条件での最も長い距離で乗員を拘束できるため、乗
員に作用するエアバッグからの反力を、その条件で最も
抑えることができる。
員の着座位置や体重、あるいは、衝撃の程度が増減して
も、エアバッグの乗員頭胸部を拘束して圧縮される緩衝
距離が一定であり、その緩衝距離を使用するエアバッグ
の最大値で設定すれば、乗員の着座位置や体重、あるい
は、衝撃の程度が増減しても、膨張したエアバッグが、
その条件での最も長い距離で乗員を拘束できるため、乗
員に作用するエアバッグからの反力を、その条件で最も
抑えることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００１２】実施形態の乗員拘束装置１０は、図１に示
すように、エアバッグ１１、ガス発生装置１２、距離セ
ンサ１３、重量センサ１４、加速度センサ１５、及び、
制御装置１９を備えて構成されている。
すように、エアバッグ１１、ガス発生装置１２、距離セ
ンサ１３、重量センサ１４、加速度センサ１５、及び、
制御装置１９を備えて構成されている。
【００１３】エアバッグ１１は、袋形状として、車両の
助手席シート３のインストルメントパネル（以下、イン
パネとする）１に折り畳まれて収納されている。そし
て、エアバッグ１１には、膨張した際に、乗員Ｍと接触
して圧縮されるまで、内圧を一定とするように、膨張用
ガスを大気中に逃すベントホール１１ａが形成されてい
る。
助手席シート３のインストルメントパネル（以下、イン
パネとする）１に折り畳まれて収納されている。そし
て、エアバッグ１１には、膨張した際に、乗員Ｍと接触
して圧縮されるまで、内圧を一定とするように、膨張用
ガスを大気中に逃すベントホール１１ａが形成されてい
る。
【００１４】なお、インパネ１には、開き可能なカバー
１ａが形成されており、エアバッグ１１の膨張時には、
膨張するエアバッグ１１に押されてカバー１ａが開い
て、エアバッグ１１を乗員Ｍ側へ突出させることとな
る。
１ａが形成されており、エアバッグ１１の膨張時には、
膨張するエアバッグ１１に押されてカバー１ａが開い
て、エアバッグ１１を乗員Ｍ側へ突出させることとな
る。
【００１５】ガス発生装置１２は、点火装置の点火によ
りガス発生剤が発火して膨張用ガスを発生するガス発生
部材１２ａ・１２ｂが、２個使用されて構成され、これ
らの２個のガス発生部材１２ａ・１２ｂの点火時期を接
近させることにより、エアバッグ１１に供給する膨張用
ガスの圧力を高くし、逆に点火時期を大きくずらすにつ
れて、エアバッグ１１に供給する膨張用ガスの圧力を低
くするものである。すなわち、図２に示すように、点火
時期を１／１０００秒単位でずらせばずらす程、経過途
中では、発生ガス圧力は、低くなり、この経過途中で、
エアバッグ１１の膨張を完了させて、エアバッグ１１に
乗員Ｍが接触するようにすれば、エアバッグ１１の内圧
を調整できることとなる。なお、点火時期をずらして
も、２個のガス発生部材１２ａ・１２ｂを点火させれ
ば、最終的には、図２に示すように、ガス発生装置１２
自体の発生ガス圧力は一定に近付くが、エアバッグ１１
には、内圧を一定とするように、膨張用ガスを大気中に
逃すベントホール１１ａが形成されているため、膨張完
了後のエアバッグ１１の内圧調整は、２つのガス発生部
材１２ａ・１２ｂの点火時期調整で可能となる。
りガス発生剤が発火して膨張用ガスを発生するガス発生
部材１２ａ・１２ｂが、２個使用されて構成され、これ
らの２個のガス発生部材１２ａ・１２ｂの点火時期を接
近させることにより、エアバッグ１１に供給する膨張用
ガスの圧力を高くし、逆に点火時期を大きくずらすにつ
れて、エアバッグ１１に供給する膨張用ガスの圧力を低
くするものである。すなわち、図２に示すように、点火
時期を１／１０００秒単位でずらせばずらす程、経過途
中では、発生ガス圧力は、低くなり、この経過途中で、
エアバッグ１１の膨張を完了させて、エアバッグ１１に
乗員Ｍが接触するようにすれば、エアバッグ１１の内圧
を調整できることとなる。なお、点火時期をずらして
も、２個のガス発生部材１２ａ・１２ｂを点火させれ
ば、最終的には、図２に示すように、ガス発生装置１２
自体の発生ガス圧力は一定に近付くが、エアバッグ１１
には、内圧を一定とするように、膨張用ガスを大気中に
逃すベントホール１１ａが形成されているため、膨張完
了後のエアバッグ１１の内圧調整は、２つのガス発生部
材１２ａ・１２ｂの点火時期調整で可能となる。
【００１６】距離センサ１３は、インパネ１の所定位置
に配置されて、インパネ１内に収納されたエアバッグ１
１から乗員Ｍの頭胸部Ｈまでの距離Ｌ1 を測定するもの
である。距離センサ１３は、光や超音波等を利用した公
知の光センサ・超音波センサ・赤外線センサ等から構成
されている。
に配置されて、インパネ１内に収納されたエアバッグ１
１から乗員Ｍの頭胸部Ｈまでの距離Ｌ1 を測定するもの
である。距離センサ１３は、光や超音波等を利用した公
知の光センサ・超音波センサ・赤外線センサ等から構成
されている。
【００１７】重量センサ１４は、圧力センサから構成さ
れて、乗員Ｍの着座するシート３における座部４に埋設
されてエアを密封された袋体６に配設されている。そし
て、乗員Ｍが座部４に着座した際の袋体６内の圧力上昇
により、乗員Ｍの体重を測定することとなる。
れて、乗員Ｍの着座するシート３における座部４に埋設
されてエアを密封された袋体６に配設されている。そし
て、乗員Ｍが座部４に着座した際の袋体６内の圧力上昇
により、乗員Ｍの体重を測定することとなる。
【００１８】加速度センサ１５は、車両の前部等に配置
されて、公知の歪ゲージ式・ピアゾ式等の加速度計で構
成されている。
されて、公知の歪ゲージ式・ピアゾ式等の加速度計で構
成されている。
【００１９】制御装置１９は、マイクロコンピュータ等
から構成されて、車両の所定位置に配置されるととも
に、ガス発生装置１２・距離センサ１３・重量センサ１
４・加速度センサ１５と電気的に接続されている。そし
て、距離センサ１３・重量センサ１４・加速度センサ１
５からの信号を入力して、演算し、ガス発生装置１２の
ガス発生部材１２ａ・１２ｂの作動を制御することとな
る。
から構成されて、車両の所定位置に配置されるととも
に、ガス発生装置１２・距離センサ１３・重量センサ１
４・加速度センサ１５と電気的に接続されている。そし
て、距離センサ１３・重量センサ１４・加速度センサ１
５からの信号を入力して、演算し、ガス発生装置１２の
ガス発生部材１２ａ・１２ｂの作動を制御することとな
る。
【００２０】なお、制御装置１９は、シート３にチャイ
ルドシートが配置されているか否かを検知するチャイル
ドシート確認センサ１６や、シートベルトが装着されて
いるか否かを検知するシートベルト確認センサ１７から
の信号を入力するように構成されている。センサ１６
は、例えば、シート３の背もたれ部５に配置された２つ
のリードスイッチ１６ａ・１６ｂから構成されて、チャ
イルドシートの前側と後側とに別途設けた磁石の磁力を
感知することにより、所定のリードスイッチがオンされ
て、チャイルドシートが前向き若しくは後向きに装着さ
れていることを検知する。また、センサ１７は、例え
ば、バックル７に配置された光電スイッチから構成され
て、シートベルトの金具がバックル７に装着された際
に、バックル７内が遮光されることにより、オンされ
て、シートベルトが装着されていることを検知すること
となる。
ルドシートが配置されているか否かを検知するチャイル
ドシート確認センサ１６や、シートベルトが装着されて
いるか否かを検知するシートベルト確認センサ１７から
の信号を入力するように構成されている。センサ１６
は、例えば、シート３の背もたれ部５に配置された２つ
のリードスイッチ１６ａ・１６ｂから構成されて、チャ
イルドシートの前側と後側とに別途設けた磁石の磁力を
感知することにより、所定のリードスイッチがオンされ
て、チャイルドシートが前向き若しくは後向きに装着さ
れていることを検知する。また、センサ１７は、例え
ば、バックル７に配置された光電スイッチから構成され
て、シートベルトの金具がバックル７に装着された際
に、バックル７内が遮光されることにより、オンされ
て、シートベルトが装着されていることを検知すること
となる。
【００２１】また、制御装置１９のメモリには、予め、
衝突時点（ｔ0 ）から、乗員拘束を必要とする加速度の
境界値（ａS ）を越える時点（ｔ1 ）までの、経過時間
に応じた、衝突時の乗員の加速度関数データ、膨張を完
了したエアバッグ１１の突出距離（Ｌ2 ）、膨張したエ
アバッグ１１と乗員Ｍとの接触する接触面積（Ｓ）、膨
張したエアバッグ１１が乗員Ｍと接触して圧縮される緩
衝距離（Ｌm ）、さらに、エアバッグ１１が種々の内圧
で膨張を完了させた際の、膨張に要する時間データが、
記録されている。
衝突時点（ｔ0 ）から、乗員拘束を必要とする加速度の
境界値（ａS ）を越える時点（ｔ1 ）までの、経過時間
に応じた、衝突時の乗員の加速度関数データ、膨張を完
了したエアバッグ１１の突出距離（Ｌ2 ）、膨張したエ
アバッグ１１と乗員Ｍとの接触する接触面積（Ｓ）、膨
張したエアバッグ１１が乗員Ｍと接触して圧縮される緩
衝距離（Ｌm ）、さらに、エアバッグ１１が種々の内圧
で膨張を完了させた際の、膨張に要する時間データが、
記録されている。
【００２２】この制御装置１９の制御について、基本的
な考え方を説明すると、つぎのようである（図３参
照）。
な考え方を説明すると、つぎのようである（図３参
照）。
【００２３】まず、等速走行中の車両が正面衝突する
と、車両は急激に減速され、車両には、後向きの加速度
ａ0 が発生する。衝突時点（ｔ0 ）では、路面を基準と
すると無拘束乗員Ｍはまだ等速運動しているが、車両室
内を基準にすると、乗員Ｍには見かけ上の加速度ａ0 が
前向きに発生し、その瞬間から乗員Ｍは車内を速度を増
しながら前方に進み出す。
と、車両は急激に減速され、車両には、後向きの加速度
ａ0 が発生する。衝突時点（ｔ0 ）では、路面を基準と
すると無拘束乗員Ｍはまだ等速運動しているが、車両室
内を基準にすると、乗員Ｍには見かけ上の加速度ａ0 が
前向きに発生し、その瞬間から乗員Ｍは車内を速度を増
しながら前方に進み出す。
【００２４】そして、加速度ａ0 が、予め設定しておい
た乗員拘束を必要とする加速度の境界値ａS を越えた時
点（ｔ1 ）でガス発生装置１２に点火される（なお、実
施形態では、加速度ａ0 が設定した境界値ａS を越えた
時点（ｔ1 ）で制御装置１９が所定の演算を行なって、
エアバッグ１１の適正な内圧値を決定し、ガス発生装置
１２を点火させることとなるが、乗員Ｍやエアバッグ１
１の膨張等の挙動に比べて、制御装置１９の演算は瞬時
に行なわれるため、設定した境界値ａS を越えた時点ｔ
1 でガス発生装置１２に点火されると同様な状態とな
る）。
た乗員拘束を必要とする加速度の境界値ａS を越えた時
点（ｔ1 ）でガス発生装置１２に点火される（なお、実
施形態では、加速度ａ0 が設定した境界値ａS を越えた
時点（ｔ1 ）で制御装置１９が所定の演算を行なって、
エアバッグ１１の適正な内圧値を決定し、ガス発生装置
１２を点火させることとなるが、乗員Ｍやエアバッグ１
１の膨張等の挙動に比べて、制御装置１９の演算は瞬時
に行なわれるため、設定した境界値ａS を越えた時点ｔ
1 でガス発生装置１２に点火されると同様な状態とな
る）。
【００２５】その後、エアバッグ１１が膨張を完了さ
せ、所定の時点（ｔ2 ）で乗員Ｍがエアバッグ１１に接
触する。この接触時点（ｔ2 ）で、加速度ａ0 は終息に
向っているが、乗員Ｍには、新たに、エアバッグ１１の
反力Ｆ1 による加速度ａ1 が後向きにかかる。そして、
乗員Ｍは、徐々に速度を失いながら、所定の時点
（ｔ3）で距離Ｌm だけ進んで停止する。この距離Ｌm
は、エアバッグ１１が底着きしない限り（エアバッグ１
１が膨張用ガスを排気して圧縮され、乗員Ｍが周縁機器
に接触しない限り）、長い方が乗員Ｍに与える衝撃が小
さくなるため、乗員Ｍの運動エネルギーに拘らず、許容
される最大長さが良い。
せ、所定の時点（ｔ2 ）で乗員Ｍがエアバッグ１１に接
触する。この接触時点（ｔ2 ）で、加速度ａ0 は終息に
向っているが、乗員Ｍには、新たに、エアバッグ１１の
反力Ｆ1 による加速度ａ1 が後向きにかかる。そして、
乗員Ｍは、徐々に速度を失いながら、所定の時点
（ｔ3）で距離Ｌm だけ進んで停止する。この距離Ｌm
は、エアバッグ１１が底着きしない限り（エアバッグ１
１が膨張用ガスを排気して圧縮され、乗員Ｍが周縁機器
に接触しない限り）、長い方が乗員Ｍに与える衝撃が小
さくなるため、乗員Ｍの運動エネルギーに拘らず、許容
される最大長さが良い。
【００２６】したがって、エアバッグ１１の袋形状か
ら、予め、緩衝距離Ｌm が設定され、その緩衝距離Ｌm
で、乗員Ｍを停止できるように、エアバッグ１１の内圧
値を調整すれば良い。
ら、予め、緩衝距離Ｌm が設定され、その緩衝距離Ｌm
で、乗員Ｍを停止できるように、エアバッグ１１の内圧
値を調整すれば良い。
【００２７】また、エアバッグ１１には膨張用ガスを排
気可能なベントホール１１ａが設けられているため、乗
員Ｍに接触したエアバッグ１１は、余剰の膨張用ガスを
ベントホール１１ａから排気しつつ、膨張完了時の内圧
を維持した一定とした状態で、圧縮されることとなる。
そのため、ガス発生装置１２の点火時期調整した発生ガ
ス圧力が、乗員Ｍを停止させるまでのエアバッグ１１の
内圧となる。
気可能なベントホール１１ａが設けられているため、乗
員Ｍに接触したエアバッグ１１は、余剰の膨張用ガスを
ベントホール１１ａから排気しつつ、膨張完了時の内圧
を維持した一定とした状態で、圧縮されることとなる。
そのため、ガス発生装置１２の点火時期調整した発生ガ
ス圧力が、乗員Ｍを停止させるまでのエアバッグ１１の
内圧となる。
【００２８】そしてまた、エアバッグ１１の内圧値を算
出する際には、ガス発生装置１２を作動させる時点ｔ
1 、すなわち、加速度センサ１５で測定していた加速度
ａ0 が境界値ａS を越えた時点ｔ1 で、ガス発生装置１
２の作動条件を決定しなければならず、ｔ1 〜ｔ3 まで
の間の乗員Ｍの前向きの加速度ａ0 は、推定しなければ
ならない。
出する際には、ガス発生装置１２を作動させる時点ｔ
1 、すなわち、加速度センサ１５で測定していた加速度
ａ0 が境界値ａS を越えた時点ｔ1 で、ガス発生装置１
２の作動条件を決定しなければならず、ｔ1 〜ｔ3 まで
の間の乗員Ｍの前向きの加速度ａ0 は、推定しなければ
ならない。
【００２９】しかしながら、この加速度ａ0 は、衝突時
の車両の前部フレーム等の部位が衝撃エネルギーを吸収
しつつ変形することから、時間により変化する関数とな
って、実際には、ａX （ｔ）で表されることとなる。そ
して、この時間の関数で表される加速度ａX （ｔ）は、
車両毎において、さらに、走行速度毎に、異なってい
る。そのため、乗員拘束装置１０を搭載する車両を、種
々の速度で衝突させた実車衝突試験、あるいは、シュミ
レーションによる衝突試験により、図４に示すように、
加速度の関数データを多数準備しておく。ちなみに、ａ
A （ｔ）は、走行速度の速い状態で車両が正面衝突した
際の加速度を示すものであり、ａB （ｔ）は、走行速度
の遅い状態で車両が正面衝突した際の加速度を示すもの
である。そして、ｔ0 から、加速度センサ１５からの信
号に基く加速度値ａ0 が境界値ａSを越えた時点ｔ1 ま
で、の経過時間に応じて、経過時間が短ければ、衝突の
程度が大きく、加速度ａA （ｔ）側の所定の折れ線グラ
フの関数データを採用し、経過時間が長ければ、衝突の
程度が小さく、加速度ａB （ｔ）側の所定の折れ線グラ
フの関数データを採用するようにする。このような加速
度ａX （ｔ）の関数データは、車両が一定ならば、実車
にも同様に適用できるものであり、制御装置１９のメモ
リーに、予め多数記録させておく。
の車両の前部フレーム等の部位が衝撃エネルギーを吸収
しつつ変形することから、時間により変化する関数とな
って、実際には、ａX （ｔ）で表されることとなる。そ
して、この時間の関数で表される加速度ａX （ｔ）は、
車両毎において、さらに、走行速度毎に、異なってい
る。そのため、乗員拘束装置１０を搭載する車両を、種
々の速度で衝突させた実車衝突試験、あるいは、シュミ
レーションによる衝突試験により、図４に示すように、
加速度の関数データを多数準備しておく。ちなみに、ａ
A （ｔ）は、走行速度の速い状態で車両が正面衝突した
際の加速度を示すものであり、ａB （ｔ）は、走行速度
の遅い状態で車両が正面衝突した際の加速度を示すもの
である。そして、ｔ0 から、加速度センサ１５からの信
号に基く加速度値ａ0 が境界値ａSを越えた時点ｔ1 ま
で、の経過時間に応じて、経過時間が短ければ、衝突の
程度が大きく、加速度ａA （ｔ）側の所定の折れ線グラ
フの関数データを採用し、経過時間が長ければ、衝突の
程度が小さく、加速度ａB （ｔ）側の所定の折れ線グラ
フの関数データを採用するようにする。このような加速
度ａX （ｔ）の関数データは、車両が一定ならば、実車
にも同様に適用できるものであり、制御装置１９のメモ
リーに、予め多数記録させておく。
【００３０】そして、実施形態の乗員拘束装置１０の作
動態様を説明すると、まず、車両が衝突すると、制御装
置１９は、加速度センサ１５からの電気信号を計算処理
し、加速度値ａ0 が乗員Ｍを拘束する必要のある加速度
境界値ａS を越えたならば、車両の衝突を検知し、図５
に示すように、制御する。
動態様を説明すると、まず、車両が衝突すると、制御装
置１９は、加速度センサ１５からの電気信号を計算処理
し、加速度値ａ0 が乗員Ｍを拘束する必要のある加速度
境界値ａS を越えたならば、車両の衝突を検知し、図５
に示すように、制御する。
【００３１】まず、ステップ１００で、チャイルドシー
ト確認センサ１６からの信号の有無から、チャイルトシ
ートが装着されているか否かを検知し、チャイルドシー
トが装着されていれば、ステップ１０１に移行し、チャ
イルドシートが装着されていなければ、ステップ１０３
に移行する。
ト確認センサ１６からの信号の有無から、チャイルトシ
ートが装着されているか否かを検知し、チャイルドシー
トが装着されていれば、ステップ１０１に移行し、チャ
イルドシートが装着されていなければ、ステップ１０３
に移行する。
【００３２】ステップ１０１では、チャイルドシート確
認センサ１６のリードスイッチ１６ａ・１６ｂからの信
号により、チャイルドシートが前向きかあるいは後向き
に装着されているかを判断し、前向きにチャイルドシー
トが装着されている場合には、ステップ１０２に移行
し、エアバッグ１１を弱モード展開させるように、ガス
発生装置１２の作動を制御する。この弱モード展開で
は、制御装置１９は、ガス発生装置１２の一方のガス発
生部材１９ａのみを点火させて、一方のガス発生部材１
９ａからの膨張用ガスだけでエアバッグ１１を膨張させ
ることとなる。チャイルドシートが後向きに装着されて
いる場合には、エアバッグ１１を膨張させないように、
ステップ１０２に移行せず、制御装置１９の制御が終了
する。
認センサ１６のリードスイッチ１６ａ・１６ｂからの信
号により、チャイルドシートが前向きかあるいは後向き
に装着されているかを判断し、前向きにチャイルドシー
トが装着されている場合には、ステップ１０２に移行
し、エアバッグ１１を弱モード展開させるように、ガス
発生装置１２の作動を制御する。この弱モード展開で
は、制御装置１９は、ガス発生装置１２の一方のガス発
生部材１９ａのみを点火させて、一方のガス発生部材１
９ａからの膨張用ガスだけでエアバッグ１１を膨張させ
ることとなる。チャイルドシートが後向きに装着されて
いる場合には、エアバッグ１１を膨張させないように、
ステップ１０２に移行せず、制御装置１９の制御が終了
する。
【００３３】チャイルドシートがシート３に装着されて
いない場合のステップ１０３では、重量センサ１４の信
号により、シート３に乗員が着座しているか否かを判断
し、シート３に乗員Ｍが着座していない場合には、エア
バッグ１１を膨張させないように、制御装置１９の制御
が終了し、シート３に乗員Ｍが着座している場合には、
ステップ１０４に移行する。
いない場合のステップ１０３では、重量センサ１４の信
号により、シート３に乗員が着座しているか否かを判断
し、シート３に乗員Ｍが着座していない場合には、エア
バッグ１１を膨張させないように、制御装置１９の制御
が終了し、シート３に乗員Ｍが着座している場合には、
ステップ１０４に移行する。
【００３４】ステップ１０４では、シートベルト確認セ
ンサ１７からの信号により、シートベルトの装着の有無
を判断し、シートベルトを乗員Ｍが装着している場合に
は、ステップ１０２に移行し、エアバッグ１１を弱モー
ド展開させるように、ガス発生装置１２の作動を制御す
る。シートベルトを乗員Ｍが装着していない場合には、
エアバッグ１１の内圧を算出するステップ１０５に移行
する。
ンサ１７からの信号により、シートベルトの装着の有無
を判断し、シートベルトを乗員Ｍが装着している場合に
は、ステップ１０２に移行し、エアバッグ１１を弱モー
ド展開させるように、ガス発生装置１２の作動を制御す
る。シートベルトを乗員Ｍが装着していない場合には、
エアバッグ１１の内圧を算出するステップ１０５に移行
する。
【００３５】そして、ステップ１０５では、まず、車両
が衝突した時点ｔ0 からの、膨張を完了させたエアバッ
グ１１に乗員Ｍが接触し始める接触時点ｔ2 を計算す
る。
が衝突した時点ｔ0 からの、膨張を完了させたエアバッ
グ１１に乗員Ｍが接触し始める接触時点ｔ2 を計算す
る。
【００３６】この計算式は、距離センサ１３からの信号
に基く膨張前のエアバッグ１１から乗員頭胸部Ｈまでの
距離Ｌ1 、加速度センサ１５からの信号に基いて測定し
ておいた加速度値ａ0 が衝突時点ｔ0 から加速度境界値
ａS を越える経過時間に応じて採用する関数データによ
る乗員Ｍの加速度ａX （ｔ）、及び、膨張を完了したエ
アバッグ１１の突出距離Ｌ2 から、まず、乗員頭胸部Ｈ
の膨張を完了したエアバッグ１１に接触するまでの距離
Ｌ3 を算出する。
に基く膨張前のエアバッグ１１から乗員頭胸部Ｈまでの
距離Ｌ1 、加速度センサ１５からの信号に基いて測定し
ておいた加速度値ａ0 が衝突時点ｔ0 から加速度境界値
ａS を越える経過時間に応じて採用する関数データによ
る乗員Ｍの加速度ａX （ｔ）、及び、膨張を完了したエ
アバッグ１１の突出距離Ｌ2 から、まず、乗員頭胸部Ｈ
の膨張を完了したエアバッグ１１に接触するまでの距離
Ｌ3 を算出する。
【００３７】すなわち、 Ｌ3 ＝Ｌ1 −Ｌ2 …(1) である。
【００３８】そして、距離Ｌ3 は、車両の衝突時点ｔ0
から接触時点ｔ2 までの加速度ａX（ｔ）を、２回積分
した値に等しいことから、 Ｌ3 ＝∫∫t0 t2ａX （ｔ）ｄ2 ｔ …(2) となり、上記(1)・(2) 式により、ｔ2 を算出する。
から接触時点ｔ2 までの加速度ａX（ｔ）を、２回積分
した値に等しいことから、 Ｌ3 ＝∫∫t0 t2ａX （ｔ）ｄ2 ｔ …(2) となり、上記(1)・(2) 式により、ｔ2 を算出する。
【００３９】なお、Ｌ1 は、距離センサ１３からの信号
で測定されており、また、Ｌ2 は、エアバッグ１１の袋
形状から制御装置１９のメモリに予め記録されており、
それらの値を代入すれば良い。さらに、衝突時点ｔ0 も
加速度センサ１５からの信号を入力していた制御装置１
９が記録しており、その値を代入すれば良い。
で測定されており、また、Ｌ2 は、エアバッグ１１の袋
形状から制御装置１９のメモリに予め記録されており、
それらの値を代入すれば良い。さらに、衝突時点ｔ0 も
加速度センサ１５からの信号を入力していた制御装置１
９が記録しており、その値を代入すれば良い。
【００４０】接触時点ｔ2 を算出したならば、その接触
時点（ｔ2 ）と、関数データから採用した乗員Ｍの加速
度（ａX （ｔ））とから、乗員Ｍのエアバッグ１１に対
する進入速度（Ｖ1 ）を算出する。
時点（ｔ2 ）と、関数データから採用した乗員Ｍの加速
度（ａX （ｔ））とから、乗員Ｍのエアバッグ１１に対
する進入速度（Ｖ1 ）を算出する。
【００４１】すなわち、進入速度Ｖ1 は、車両の衝突時
点ｔ0 から接触時点ｔ2 までの加速度ａX （ｔ）を積分
した値（速度）であり、 Ｖ1 ＝∫t0 t2ａX （ｔ）ｄｔ …(3) となり、この式(3) により、Ｖ1 を算出する。
点ｔ0 から接触時点ｔ2 までの加速度ａX （ｔ）を積分
した値（速度）であり、 Ｖ1 ＝∫t0 t2ａX （ｔ）ｄｔ …(3) となり、この式(3) により、Ｖ1 を算出する。
【００４２】ついで、重量センサ１４からの信号に基い
て、乗員Ｍの頭胸部Ｈの重量（ｍ）を算出する。乗員Ｍ
の頭胸部Ｈの重量ｍは、重量センサ１４からの信号に基
いて、乗員Ｍの体重を測定でき、その体重の約３０％の
値が頭胸部Ｈの重量ｍであることから、実施形態の場
合、体重値に０．３を乗じて、頭胸部Ｈの重量ｍを算出
する。
て、乗員Ｍの頭胸部Ｈの重量（ｍ）を算出する。乗員Ｍ
の頭胸部Ｈの重量ｍは、重量センサ１４からの信号に基
いて、乗員Ｍの体重を測定でき、その体重の約３０％の
値が頭胸部Ｈの重量ｍであることから、実施形態の場
合、体重値に０．３を乗じて、頭胸部Ｈの重量ｍを算出
する。
【００４３】また、エアバッグ１１と乗員頭胸部Ｈとの
接触面積（Ｓ）は、体重の大小に拘らず、個人差は殆ど
無いと推定されるから、実施形態の場合、Ｓ＝０．１３
m2とする。
接触面積（Ｓ）は、体重の大小に拘らず、個人差は殆ど
無いと推定されるから、実施形態の場合、Ｓ＝０．１３
m2とする。
【００４４】なお、頭胸部Ｈの重量ｍを算出すための体
重値に乗ずる数値や接触面積Ｓは、勿論、適宜、変更し
た値を採用しても良い。
重値に乗ずる数値や接触面積Ｓは、勿論、適宜、変更し
た値を採用しても良い。
【００４５】そして、エアバッグ１１が乗員Ｍに対して
作用する減速加速度（ａ1 （ｔ））、乗員Ｍが緩衝距離
（Ｌm ）で停止する停止時点（ｔ3 ）、エアバッグ１１
の内圧（Ｐ）、の関係においては、まず、距離Ｌm は、
エアバッグ１１と干渉していないとした場合の、接触時
点ｔ2 から停止時点ｔ3 までの進入速度Ｖ1 で進んだ乗
員Ｍの距離から、接触時点ｔ2 から停止時点ｔ3 まで
の、エアバッグ１１の乗員Ｍに作用させる反力Ｆ1 を生
じさせる減速加速度ａ1 （ｔ）を２回積分した値（距
離）を減ずれば良く、 Ｌm ＝Ｖ1 （ｔ3 −ｔ2 ）−∫∫t2 t3ａ1 （ｔ）ｄ2 ｔ…(4) として表せる。
作用する減速加速度（ａ1 （ｔ））、乗員Ｍが緩衝距離
（Ｌm ）で停止する停止時点（ｔ3 ）、エアバッグ１１
の内圧（Ｐ）、の関係においては、まず、距離Ｌm は、
エアバッグ１１と干渉していないとした場合の、接触時
点ｔ2 から停止時点ｔ3 までの進入速度Ｖ1 で進んだ乗
員Ｍの距離から、接触時点ｔ2 から停止時点ｔ3 まで
の、エアバッグ１１の乗員Ｍに作用させる反力Ｆ1 を生
じさせる減速加速度ａ1 （ｔ）を２回積分した値（距
離）を減ずれば良く、 Ｌm ＝Ｖ1 （ｔ3 −ｔ2 ）−∫∫t2 t3ａ1 （ｔ）ｄ2 ｔ…(4) として表せる。
【００４６】また、進入速度Ｖ1 は、接触時点ｔ2 から
停止時点ｔ3 までの間で、零となることから、接触時点
ｔ2 から停止時点ｔ3 までの、エアバッグ１１の乗員Ｍ
に作用させる反力Ｆ1 を生じさせる減速加速度ａ1
（ｔ）の積分値（速度）と、方向が逆方向で釣り合うこ
ととなり、 Ｖ1 ＋∫t2 t3ａ1 （ｔ）ｄｔ＝０ …(5) として、表せる。
停止時点ｔ3 までの間で、零となることから、接触時点
ｔ2 から停止時点ｔ3 までの、エアバッグ１１の乗員Ｍ
に作用させる反力Ｆ1 を生じさせる減速加速度ａ1
（ｔ）の積分値（速度）と、方向が逆方向で釣り合うこ
ととなり、 Ｖ1 ＋∫t2 t3ａ1 （ｔ）ｄｔ＝０ …(5) として、表せる。
【００４７】さらに、接触時点ｔ2 から停止時点ｔ3 ま
での力の釣り合い条件式としては、重量ｍの乗員Ｍは、
加速度ａX （ｔ）で移動しつつ、エアバッグ１１の内圧
Ｐを接触面積Ｓで逆向き受け、エアバッグ１１は、重量
ｍの乗員Ｍに対して、逆向きの減速加速度ａ1 （ｔ）を
与えることから、 ｍａX （ｔ）−ＰＳ＝ｍａ1 （ｔ） すなわち、 ａ1 （ｔ）＝ａX （ｔ）−ＰＳ／ｍ …(6) （ただし、ｔ2 ≦ｔ≦ｔ3 ）で表せる。
での力の釣り合い条件式としては、重量ｍの乗員Ｍは、
加速度ａX （ｔ）で移動しつつ、エアバッグ１１の内圧
Ｐを接触面積Ｓで逆向き受け、エアバッグ１１は、重量
ｍの乗員Ｍに対して、逆向きの減速加速度ａ1 （ｔ）を
与えることから、 ｍａX （ｔ）−ＰＳ＝ｍａ1 （ｔ） すなわち、 ａ1 （ｔ）＝ａX （ｔ）−ＰＳ／ｍ …(6) （ただし、ｔ2 ≦ｔ≦ｔ3 ）で表せる。
【００４８】そして、エアバッグ１１が乗員Ｍに対して
作用する減速加速度（ａ1 （ｔ））、乗員Ｍが緩衝距離
（Ｌm ）で停止する停止時点（ｔ3 ）、エアバッグ１１
の内圧（Ｐ）、を未知数として、衝突時のエアバッグ１
１と乗員Ｍとの挙動に基く速度・距離・力の釣り合い条
件式(4) 〜(6) の連立方程式を演算して、エアバッグ１
１の内圧値（Ｐ）を算出する。
作用する減速加速度（ａ1 （ｔ））、乗員Ｍが緩衝距離
（Ｌm ）で停止する停止時点（ｔ3 ）、エアバッグ１１
の内圧（Ｐ）、を未知数として、衝突時のエアバッグ１
１と乗員Ｍとの挙動に基く速度・距離・力の釣り合い条
件式(4) 〜(6) の連立方程式を演算して、エアバッグ１
１の内圧値（Ｐ）を算出する。
【００４９】エアバッグ１１の内圧値Ｐが算出されたな
らば、ステップ１０６に移行し、ステップ１０６では、
乗員Ｍが極端に前に着座していた場合、その乗員Ｍが膨
張途中のエアバッグ１１と接触しないようにする必要が
あることから、つぎの条件式を演算する。
らば、ステップ１０６に移行し、ステップ１０６では、
乗員Ｍが極端に前に着座していた場合、その乗員Ｍが膨
張途中のエアバッグ１１と接触しないようにする必要が
あることから、つぎの条件式を演算する。
【００５０】すなわち、 ｔ2 ≦ｔ1 ＋Δｔb …(7) の条件を満足するか否かを演算する。なお、ｔ2 は、エ
アバッグ１１と乗員頭胸部Ｈとの接触時点であって、既
にステップ１０５で算出されており、ｔ1 は、加速度セ
ンサ１５から信号に基いて測定しておいた加速度値ａ0
が境界値ａS を越えた時点であり、予め判明している。
また、Δｔb は、エアバッグ１１の膨張完了までに要す
る時間であり、制御装置１９のメモリには、エアバッグ
１１が種々の内圧で膨張を完了させた際の時間データが
予め記録されているため、ステップ１０５で算出された
内圧値（Ｐ）に基き、その内圧で膨張に要する時間をメ
モリから引き出し、その引き出した時間値を適用する。
アバッグ１１と乗員頭胸部Ｈとの接触時点であって、既
にステップ１０５で算出されており、ｔ1 は、加速度セ
ンサ１５から信号に基いて測定しておいた加速度値ａ0
が境界値ａS を越えた時点であり、予め判明している。
また、Δｔb は、エアバッグ１１の膨張完了までに要す
る時間であり、制御装置１９のメモリには、エアバッグ
１１が種々の内圧で膨張を完了させた際の時間データが
予め記録されているため、ステップ１０５で算出された
内圧値（Ｐ）に基き、その内圧で膨張に要する時間をメ
モリから引き出し、その引き出した時間値を適用する。
【００５１】この式(7) の条件式を満足したならば、乗
員Ｍが膨張途中のエアバッグ１１と接触することとなる
ため、これを防ぐように、ステップ１０２の弱モード展
開に移行する。そして、式(7) の条件式を満足しなけれ
ば、乗員Ｍは、膨張を完了したエアバッグ１１に接触す
ることとなって、エアバッグ１１の膨張展開が間に合う
ことから、ステップ１０７に移行する。
員Ｍが膨張途中のエアバッグ１１と接触することとなる
ため、これを防ぐように、ステップ１０２の弱モード展
開に移行する。そして、式(7) の条件式を満足しなけれ
ば、乗員Ｍは、膨張を完了したエアバッグ１１に接触す
ることとなって、エアバッグ１１の膨張展開が間に合う
ことから、ステップ１０７に移行する。
【００５２】ステップ１０７では、ステップ１０５で算
出したエアバッグ１１の内圧値Ｐとなるように、相互の
点火時期を調整しつつ、ガス発生装置１２のガス発生部
材１２ａ・１２ｂを点火して、制御を終了させる。
出したエアバッグ１１の内圧値Ｐとなるように、相互の
点火時期を調整しつつ、ガス発生装置１２のガス発生部
材１２ａ・１２ｂを点火して、制御を終了させる。
【００５３】そして、ガス発生装置１２が点火されたな
らば、ガス発生装置１２から吐出する膨張用ガスによ
り、エアバッグ１１は、カバー１ａを空けて、膨張完了
形状まで膨張し、その後に乗員Ｍの頭胸部Ｈを受けて、
ベントホール１１ａから膨張用ガスを排気しつつ、緩衝
距離Ｌm 分縮むように、圧縮されて、乗員Ｍを停止させ
ることとなる。
らば、ガス発生装置１２から吐出する膨張用ガスによ
り、エアバッグ１１は、カバー１ａを空けて、膨張完了
形状まで膨張し、その後に乗員Ｍの頭胸部Ｈを受けて、
ベントホール１１ａから膨張用ガスを排気しつつ、緩衝
距離Ｌm 分縮むように、圧縮されて、乗員Ｍを停止させ
ることとなる。
【００５４】実施形態の乗員拘束装置１０では、以上の
ように、乗員Ｍの着座位置や体重、あるいは、衝撃の程
度を、従来のような境界値で段階的に区別して、エアバ
ッグ１１の内圧を調整するのではなく、エアバッグ１１
の乗員頭胸部Ｈを拘束して圧縮される緩衝距離Ｌm が一
定となるように、乗員Ｍの着座位置や体重、あるいは、
衝撃の程度の増減した値を所定の釣り合い条件式に代入
して、エアバッグＰの内圧値Ｐを算出し、その内圧値Ｐ
に応じてガス発生装置１２を制御するものであり、乗員
の着座位置と体重、及び、衝突の程度を段階的に区切る
ことなく、それらの値の増減によって、適確に、内圧を
調整してエアバッグ１１を膨張させることができる。
ように、乗員Ｍの着座位置や体重、あるいは、衝撃の程
度を、従来のような境界値で段階的に区別して、エアバ
ッグ１１の内圧を調整するのではなく、エアバッグ１１
の乗員頭胸部Ｈを拘束して圧縮される緩衝距離Ｌm が一
定となるように、乗員Ｍの着座位置や体重、あるいは、
衝撃の程度の増減した値を所定の釣り合い条件式に代入
して、エアバッグＰの内圧値Ｐを算出し、その内圧値Ｐ
に応じてガス発生装置１２を制御するものであり、乗員
の着座位置と体重、及び、衝突の程度を段階的に区切る
ことなく、それらの値の増減によって、適確に、内圧を
調整してエアバッグ１１を膨張させることができる。
【００５５】また、実施形態の乗員拘束装置１０では、
乗員Ｍの着座位置や体重、あるいは、衝撃の程度が増減
しても、エアバッグ１１の乗員頭胸部Ｈを拘束して圧縮
される緩衝距離Ｌm が一定であり、その緩衝距離Ｌm
が、使用するエアバッグ１１の最大値で設定されていこ
とから、乗員Ｍの着座位置や体重、あるいは、衝撃の程
度が増減しても、膨張したエアバッグ１１が、その条件
での最も長い距離Ｌm で乗員Ｍを拘束できるため、乗員
Ｍに作用するエアバッグ１１からの反力Ｆ1 を、その条
件で最も抑えることができる。
乗員Ｍの着座位置や体重、あるいは、衝撃の程度が増減
しても、エアバッグ１１の乗員頭胸部Ｈを拘束して圧縮
される緩衝距離Ｌm が一定であり、その緩衝距離Ｌm
が、使用するエアバッグ１１の最大値で設定されていこ
とから、乗員Ｍの着座位置や体重、あるいは、衝撃の程
度が増減しても、膨張したエアバッグ１１が、その条件
での最も長い距離Ｌm で乗員Ｍを拘束できるため、乗員
Ｍに作用するエアバッグ１１からの反力Ｆ1 を、その条
件で最も抑えることができる。
【００５６】なお、実施形態におけるガス発生装置１２
の発生ガス圧力の調整では、２つのガス発生部材１２ａ
・１２ｂの点火時期調整により行なっていたが、他に、
１つのガス発生部材を使用して、エアバッグ１１への膨
張用ガスの流路に、膨張用ガスを大気中に放出可能とし
て、その大気への放出量を調整可能な電磁式の流量制御
弁を配置させ、その流量制御弁を制御装置１９が制御す
るように構成しても良い。
の発生ガス圧力の調整では、２つのガス発生部材１２ａ
・１２ｂの点火時期調整により行なっていたが、他に、
１つのガス発生部材を使用して、エアバッグ１１への膨
張用ガスの流路に、膨張用ガスを大気中に放出可能とし
て、その大気への放出量を調整可能な電磁式の流量制御
弁を配置させ、その流量制御弁を制御装置１９が制御す
るように構成しても良い。
【００５７】さらに、点火時の発生ガス圧力が、小・中
・大等の複数種類のガス発生部材を準備し、それらを単
独若しくは適宜組み合わせて同時に点火させても良い。
例えば、ガス発生圧が、小・中・大の３種類のガス発生
部材を利用する場合には、図６に示すように７段階の発
生ガス圧力を発生させることができ、制御装置１９が、
算出したエアバッグ１１の内圧Ｐに近くなるように、所
定のガス発生部材を点火させるようにしても良い。
・大等の複数種類のガス発生部材を準備し、それらを単
独若しくは適宜組み合わせて同時に点火させても良い。
例えば、ガス発生圧が、小・中・大の３種類のガス発生
部材を利用する場合には、図６に示すように７段階の発
生ガス圧力を発生させることができ、制御装置１９が、
算出したエアバッグ１１の内圧Ｐに近くなるように、所
定のガス発生部材を点火させるようにしても良い。
【００５８】ちなみに、実施形態の点火時期調整や流量
制御弁の流量調整で、発生ガス圧力を調整する場合に
は、アナログ的にきめ細かく、発生ガス圧力を調整でき
ることから、エアバッグ１１の内圧もアナログ的にきめ
細かく調整されて、乗員Ｍの着座位置や体重、あるい
は、衝撃の程度の増減する値に応じて、アナログ的にき
め細かく連続的に、乗員を最適に拘束できることとな
る。勿論、点火時の発生ガス圧力を異ならせた複数種類
のガス発生部材を準備する場合には、準備するガス発生
部材を多くすれば、同様となり、少なくとも３個以上準
備すれば良い。
制御弁の流量調整で、発生ガス圧力を調整する場合に
は、アナログ的にきめ細かく、発生ガス圧力を調整でき
ることから、エアバッグ１１の内圧もアナログ的にきめ
細かく調整されて、乗員Ｍの着座位置や体重、あるい
は、衝撃の程度の増減する値に応じて、アナログ的にき
め細かく連続的に、乗員を最適に拘束できることとな
る。勿論、点火時の発生ガス圧力を異ならせた複数種類
のガス発生部材を準備する場合には、準備するガス発生
部材を多くすれば、同様となり、少なくとも３個以上準
備すれば良い。
【図１】本発明の一実施形態の乗員拘束装置を示す概略
図である。
図である。
【図２】同実施形態で点火するガス発生装置の発生ガス
圧力を調整する際の説明用のグラフ図である。
圧力を調整する際の説明用のグラフ図である。
【図３】同実施形態の制御の概念を説明する図である。
【図４】同実施形態の制御時に使用する加速度の関数デ
ータを示すグラフ図である。
ータを示すグラフ図である。
【図５】同実施形態の制御を示すフローチャートであ
る。
る。
【図６】他の実施形態で点火するガス発生装置の発生ガ
ス圧力を調整する際の説明図である。
ス圧力を調整する際の説明図である。
１０…乗員拘束装置、 １１…エアバッグ、 １２…ガス発生装置、 １３…距離センサ、 １４…重量センサ、 １５…加速度センサ、 １９…制御装置、 Ｍ…乗員、 Ｈ…頭胸部、 Ｌ1 …膨張を完了したエアバッグの突出距離、 Ｓ…膨張したエアバッグと乗員との接触する接触面積、 Ｌm …膨張したエアバッグの乗員と接触して圧縮される
緩衝距離。
緩衝距離。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 帯刀 慶真 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑 １番地 豊田合成株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−206514（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−216343（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−156451（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−240406（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−29494（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−244453（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−131892（ＪＰ，Ａ) 特表 平８−502709（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60R 21/32 B60R 21/16
Claims (1)
- 【請求項１】 ベントホールを有するエアバッグが、ガ
ス発生装置から吐出する膨張用ガスにより、膨張して乗
員の頭胸部を拘束するとともに、 膨張時の前記エアバッグの内圧を、乗員の着座位置と体
重、及び、衝突の程度に応じて、調整するように、制御
装置により前記ガス発生装置が制御される乗員拘束装置
であって、 車両の所定位置に収納されたエアバッグから乗員頭胸部
までの距離を測定する距離センサと、 乗員の着座したシートに配置されて乗員の体重を測定す
る重量センサと、 車両の所定位置に配置されて車両の加速度を測定する加
速度センサと、 を備えて、 前記制御装置が、 膨張を完了したエアバッグの突出距離、膨張したエアバ
ッグと乗員との接触する接触面積、及び、膨張したエア
バッグが乗員と接触して圧縮される緩衝距離、を一定値
として予め入力されるとともに、衝突の程度に応じた乗
員の加速度のデータ、を予め入力されて、 前記加速度センサからの信号に基いて前記データから取
り出した乗員の加速度、前記距離センサからの信号に基
く膨張前のエアバッグから乗員頭胸部までの距離、前記
重量センサからの信号に基く乗員の頭胸部の重量、及
び、予め入力されていた前記エアバッグ突出距離・接触
面積・緩衝距離の一定値を使用して、衝突時のエアバッ
グと乗員との挙動に基く速度、距離及び力のそれぞれの
釣り合い条件式から、エアバッグの適正な内圧値を算出
して、 該内圧値に対応する発生ガス圧力を発生させるように、
前記ガス発生装置を制御し、前記エアバッグが予め入力
された前記緩衝距離で、乗員を拘束するように構成され
て、 予め入力されていた前記エアバッグの接触面積をＳ、 予め入力されていた前記エアバッグの緩衝距離をＬ m 、 前記重量センサからの信号に基く乗員の頭胸部の重量を
ｍ、 前記エアバッグに拘束されて移動する乗員の加速度であ
って、前記加速度セン サからの信号に基いて前記データ
から取り出した乗員の加速度をａ X (ｔ)、 衝突時点からの前記エアバッグに乗員が接触し始める接
触時点であって、前記エアバッグの突出距離、前記距離
センサからの信号に基く膨張前のエアバッグから乗員頭
胸部までの距離、及び、前記乗員の加速度ａ X (ｔ)、か
ら算出した接触時点をｔ 2 、 前記速度を乗員のエアバッグに対する進入速度として、
算出した前記接触時点ｔ 2 と、前記データから取り出し
た乗員の加速度ａ X (ｔ)と、から算出した進入速度をＶ
1 、 とし、 乗員が緩衝距離Ｌ m で停止する停止時点ｔ 3 、 前記接触時点ｔ 2 から前記停止時点ｔ 3 までの、エアバ
ッグの乗員に作用させる反力を生じさせる減速加速度ａ
1 (ｔ)、及び、 前記エアバッグの内圧値Ｐ、 を、それぞれ未知数として、 前記速度、距離及び力のそれぞれの釣り合い条件式が、 Ｌ m ＝Ｖ 1 （ｔ 3 −ｔ 2 ）−∫∫ t2 t3 ａ 1 （ｔ）ｄ 2 ｔ Ｖ 1 ＋∫ t2 t3 ａ 1 （ｔ）ｄｔ＝０ ａ 1 （ｔ）＝ａ X （ｔ）−ＰＳ／ｍ の三式からなる連立方程式から、構成され、 前記制御装置が、前記連立方程式から、前記エアバッグ
の内圧値を算出する ことを特徴とする乗員拘束装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25923796A JP3230146B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 乗員拘束装置 |
| US08/941,076 US5868423A (en) | 1996-09-30 | 1997-09-30 | Air bag system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25923796A JP3230146B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 乗員拘束装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10100857A JPH10100857A (ja) | 1998-04-21 |
| JP3230146B2 true JP3230146B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=17331319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25923796A Expired - Fee Related JP3230146B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 乗員拘束装置 |
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| Country | Link |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP3358517B2 (ja) * | 1997-11-17 | 2002-12-24 | 日本電気株式会社 | 乗員検知システム及び乗員検知方法 |
| US6158768A (en) * | 1998-02-20 | 2000-12-12 | Trw Vehicle Safety Systems Inc. /Trw Inc. | Apparatus and method for discerning certain occupant characteristics using a plurality of capacitive sensors |
| US6192849B1 (en) | 1999-06-18 | 2001-02-27 | Siemens Canada Limited | Manifold housing system |
| JP4002343B2 (ja) * | 1998-07-02 | 2007-10-31 | 日産自動車株式会社 | 乗員保護装置 |
| JP3838794B2 (ja) * | 1998-10-20 | 2006-10-25 | タカタ株式会社 | 乗員拘束装置 |
| DE19854366C1 (de) * | 1998-11-25 | 2000-04-06 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Anpassung einer Auslöseschwelle von Insassenschutzeinrichtungen |
| JP2000211467A (ja) * | 1999-01-21 | 2000-08-02 | Nissan Motor Co Ltd | エアバッグ展開モ―ド判定装置 |
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| JP3521795B2 (ja) | 1999-03-18 | 2004-04-19 | トヨタ自動車株式会社 | 着座検知センサ及び該着座検知センサを用いた助手席用エアバッグ装置制御システム |
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| KR100579223B1 (ko) * | 1999-12-28 | 2006-05-11 | 현대자동차주식회사 | 에어백 시스템 |
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| JP2013024114A (ja) * | 2011-07-20 | 2013-02-04 | Mazda Motor Corp | 車両の制御装置 |
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| CN105509672B (zh) * | 2015-12-04 | 2018-05-25 | 北京汽车研究总院有限公司 | 一种汽车碰撞实验假人胸部触底判断方法及装置 |
| EP3404423A1 (en) * | 2016-01-13 | 2018-11-21 | Sony Corporation | Information processing device, information processing method, and storage medium |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1996
- 1996-09-30 JP JP25923796A patent/JP3230146B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-09-30 US US08/941,076 patent/US5868423A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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| US5868423A (en) | 1999-02-09 |
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