【手続補正書】
【提出日】平成16年8月6日(2004.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度センサを有し、該センサの出力値に基づいて車両の衝突の衝撃規模を判定する衝撃規模判定手段と、
該衝撃規模判定手段からの信号によって作動するガス発生手段と、
該ガス発生手段のガスによって展開されるエアバッグと、
を備え、該ガス発生手段は、ガス発生量を変えうるものである乗員保護装置において、
前記衝撃規模判定手段は、衝撃規模を小規模、中規模及び大規模の少なくとも３段階に分けて判定するものであって、
衝撃規模が小規模であるときにはガス発生手段を作動させず、
衝撃規模が中規模及び大規模であるときに限りガス発生手段を作動させ、且つ衝撃規模が大きいほどガス発生量を増大させるものである
ことを特徴とする乗員保護装置。
【請求項２】
請求項１において、前記衝撃規模判定手段は、まず衝撃規模が小規模であるか否かを判別し、小規模ではないと判定されるときにはガス発生手段の一部を作動させることを特徴とする乗員保護装置。
【請求項３】
請求項２において、前記衝撃規模判定手段は、衝撃規模が小規模ではないと判定されガス発生手段の一部が作動された後、衝撃規模が大規模であるか否か判定し、大規模であると判定される場合にガス発生手段をさらに作動させることを特徴とする乗員保護装置。
【請求項４】
請求項３において、前記衝撃規模判定手段は、衝撃規模が小規模ではないと判定された後、所定時間以内に衝撃規模が大規模であると判定される場合にのみガス発生手段をさらに作動させることを特徴とする乗員保護装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、小規模の衝撃規模と中規模の衝撃規模とを区分する閾値は、時速１２．８ｋｍ／ｈ〜２２．４ｋｍ／ｈ（８〜１４ｍｐｈ）の間から選ばれた速度にて車両がバリア衝突した場合の衝撃であることを特徴とする乗員保護装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、中規模の衝撃規模と大規模の衝撃規模とを区分する閾値は、時速２５．６ｋｍ／ｈ〜３５．２ｋｍ／ｈ（１６〜２２ｍｐｈ）の間から選ばれた速度にて車両がバリア衝突した場合の衝撃であることを特徴とする乗員保護装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、
前記衝撃規模判定手段は、少なくとも
加速度の大きさ、
加速度の経時変化及び
速度の低減量、
に基づいて衝撃規模を検知するものであることを特徴とする乗員保護装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】乗員保護装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の衝突時に乗員を保護する乗員保護装置に係り、特にエアバッグ装置によって乗員を保護する乗員保護装置に関する。詳しくは、車両の衝撃規模（クラッシュシビアリティ）によってエアバッグ展開用ガス発生量を制御するようにした乗員保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の衝突時に経時的に点火タイミングをずらせて２個のインフレータを作動させてエアバッグを段階的に膨らませ、乗員の鼓膜を急激な車両室内圧増大から守るようにしたエアバッグ装置が米国特許４，２４３，２４８号に記載されている。
【０００３】
図３は同号のエアバッグ装置の系統図であり、２個の加速度検知器Ｂ１，Ｂ２及び判定部Ｓ１，Ｓ２を有した衝撃規模検知手段７，８が設置されている。判定部Ｓ１，Ｓ２では閾値Ｓ１，Ｓ２（Ｓ１＜Ｓ２）がそれぞれ別個に設定されており、加速度検知器Ｂ１又はＢ２で検出される加速度から求まる衝撃規模が閾値Ｓ１，Ｓ２を越えると、衝撃規模検知手段７，８から点火信号が出力される。なお、衝撃規模検知手段７から点火装置１２への信号は、遅延回路９を経由して出力される。
【０００４】
加速度検知器Ｂ１により検知された衝撃規模がＳ１未満のときには、衝撃規模検知手段７，８は信号を出力しない。加速度検知器Ｂ１により検知された衝撃規模がＳ１に達すると、まず衝撃規模検知手段７が信号を出力し、点火装置１１がガス発生器３４の第１室１４のみを点火させて８０リットルのガスを発生させ助手席用エアバッグ２２を破線２２’の如く小さめに膨らませる。
【０００５】
加速度検知器Ｂ２により検知された衝撃規模がＳ２に達すると、衝撃規模検知手段８も信号を出力する。手段７が信号を出力してから予め設定されたΔＴ１時間経過して該手段７からの信号が点火装置１２に入力されたときに手段８からの信号が点火装置１２に入力されると、点火装置１２はガス発生器３４の第２室１６と運転席用エアバッグ２１のガス発生器３３とを作動させ、第２室１６から７０リットルのガスをエアバッグ２２に送り込み、エアバッグ２１には６０リットルのガスを供給する。
【０００６】
なお、衝撃規模検知手段７，８では、２個の加速度検知器Ｂ１，Ｂ２のそれぞれの出力（減速度）を時間で積分し、減速度ｂ（ｔ）の積分値∫ｂ（ｔ）ｄｔに比例した減速度増加の経時的進行を示す値を求め、この値を閾値Ｓ１，Ｓ２と比較するようにしている。
【特許文献１】米国特許４，２４３，２４８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の米国特許４，２４３，２４８号のエアバッグ装置は、運転席用エアバッグ２１と助手席用エアバッグ２２とが同時に一挙に膨らんで乗員の鼓膜に影響することを防止するものであり、衝撃規模に応じて適切にエアバッグを膨らませて乗員を保護するという技術的効果を有していない。即ち、２個のガス発生器の点火タイミングに時間差をつける目的で車両の減速度をタイマーとして利用しており、エアバッグの乗員保護と衝撃規模を対応させるものでない。
【０００８】
本発明は、衝撃規模に応じて乗員を適切に保護できる乗員保護装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明（請求項１）の乗員保護装置は、加速度センサを有し、該センサの出力値に基づいて車両の衝突の衝撃規模を判定する衝撃規模判定手段と、該衝撃規模判定手段からの信号によって作動するガス発生手段と、該ガス発生手段のガスによって展開されるエアバッグと、を備え、該ガス発生手段は、ガス発生量を変えうるものである乗員保護装置において、前記衝撃規模判定手段は、衝撃規模を小規模、中規模及び大規模の少なくとも３段階に分けて判定するものであって、衝撃規模が小規模であるときにはガス発生手段を作動させず、衝撃規模が中規模及び大規模であるときに限りガス発生手段を作動させ、且つ衝撃規模が大きいほどガス発生量を増大させるものであることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明では、衝撃規模が小規模ではないと判定されると直ちにガス発生手段の一部を作動させてエアバッグをソフトに膨らませ、その後さらに衝撃規模がどの程度であるのかを判定し衝撃規模が中規模より大きい（大規模である）と判定された場合にガス発生手段をさらに作動させる。このようにすれば大規模な衝撃の判定に十分な判断時間をとれ、大規模であると判定された時点で初めてガス発生手段を作動させる場合に比べ、早期にエアバッグ内圧を十分に高めることができる。
【００１１】
また、中規模の衝撃規模であると判定されたときには、エアバッグ内のガス圧は大規模の衝撃規模の場合に比べ低く、エアバッグの展開はソフトである。このソフトなエアバッグに乗員の身体が突っ込むことにより乗員に対しエアバッグから与えられる反力が小さなものとなる。衝撃規模が大規模である場合は、エアバッグ内のガス圧は十分に高く、乗員が高速でエアバッグに突っ込んできても乗員身体が車体メンバー（例えばステアリングやインストルメントパネル、ウインドシールドなど）に直接的に当ることが確実に防止される。
【００１２】
本発明では、衝撃規模判定手段は、少なくとも加速度の大きさ、加速度の経時変化及び速度の低減量、に基づいて衝撃規模を検知するようにしてもよい。
【００１３】
本発明では、小規模の衝撃規模と中規模の衝撃規模とを区分する閾値は、時速１２．８ｋｍ〜２２．４ｋｍ（８〜１４ｍｐｈ）の間から選ばれた速度にて車両がバリア衝突した場合の衝撃であるのが好ましい。中規模の衝撃規模と大規模の衝撃規模とを区分する閾値は、時速２５．６ｋｍ〜３５．２ｋｍ（１６〜２２ｍｐｈ）の間から選ばれた速度にて車両がバリア衝突した場合の衝撃であるのが好ましい。しかし、この範囲に限定されることはない。
【００１４】
このバリアとは頑丈なコンクリート壁である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の乗員保護装置によると、車両の衝突の規模を的確に判断し、それに応じて乗員を適切に保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１（ａ）は実施の形態に係る乗員保護装置のブロック図、図１（ｂ），（ｃ）は加速度及び速度の波形図である。
【００１７】
この乗員保護装置は、１個の加速度センサ１と、この加速度センサ１によって発生される加速度信号が入力される制御回路２と、この制御回路２によって作動されるインフレータ３と、このインフレータ３のガスによって膨らむエアバッグ４とを備えてなる。このエアバッグ４は、運転席用及び助手席用のいずれのものであっても良い。
【００１８】
インフレータ３は、第１インフレータ３ａと第２インフレータ３ｂとの２個からなるが、３個以上のインフレータにて構成しても良く、またガス発生量を制御しうる１個のインフレータにて構成されても良い。インフレーター３が複数のインフレーターによって構成される場合には、各インフレーターの発生ガス量を異ならせることにより、また異なるガス発生量のインフレーターの点火順序を適宜選択することにより、きめ細かなエアバッグの展開早さの選択ができることになる。
【００１９】
車両が衝突するときには加速度Ｇが発生し、図１（ｂ）に模式的に示される加速度信号が加速度センサ１から出力される。この加速度Ｇを時間で積分すると、図１（ｃ）に示される速度の経時変化グラフとなる。加速度Ｇは、図１（ａ）のように経時的に激しく変化するところから、これを時間で積分して得られる車両速度Ｖは、図１（ｃ）のように細かく上下しながら０（車両停止）まで減少する。
【００２０】
ところで、加速度信号の波形は、衝突の形態、すなわちバリアとの正面衝突、ポールとの衝突、オフセット衝突等によって異なる。またラフロードにおいて高速走行したときやカーブストーン（縁石）に乗り上げたときにも、加速度信号は異なる。とりわけラフロードの高速走行やカーブストーン乗上げのような場合には、たとえ大きな加速度波形が発生していてもインフレーターを作動させエアバッグを展開させてはならない。従って、加速度センサー１から出力される加速度信号の波形に基づいて、当該波形がインフレーターを展開すべき状況における波形なのかインフレーターを展開してはならない状況における波形なのかを判断をしなければならない。またエアバッグを展開させなければならない状況であると判断されるときは、エアバッグをゆっくりと展開させるべきなのか、急速に展開すべきであるのかをエアバッグの膨張時間を考慮し、すばやく判断しなければならない。
【００２１】
この実施の形態では、加速度Ｇの大きさ、加速度の変化量ΔＧ（加速度信号の谷のボトムから次の山のピークまでのＧの差、及び速度低減量（速度の低下量）ΔＶ（以下これらを「衝撃規模のパラメーター」という）からこの衝突の衝撃規模を判断する。
【００２２】
このような判断を行うための事前の処理として、この乗員保護装置を搭載する自動車を種々の速度で各種物体（例えばコンクリート製の被衝突部材たるバリア、電柱等のポール、車両など）に対し衝突させ、図１（ｂ）のような加速度波形（Ｇ波形）をサンプリングし、コンピュータ等のメモリに記憶させておく。また、この自動車を、ラフロード高速走行させる；道路の凹陥部上を通過させる；ベルジャン路を走行させる；カーブストーンに乗り上げさせる；等により、それぞれの場合に発生する固有の加速度波形をサンプリングし、メモリに記憶させておく。
【００２３】
さらに、種々の速度でオフセット衝突させた場合における加速度の波形をそれぞれメモリに記憶させておく。
【００２４】
これらのメモリに蓄えられた信号をコンピュータに与え、衝撃規模のパラメーターである加速度Ｇ、加速度変化量ΔＧ、所定時間ｔまでの速度低減量ΔＶについての閾値Ｇ１、Ｇ２、ΔＧ１、ΔＧ２、ΔＶ１、ΔＶ２を種々変えてみる。即ち、閾値Ｇ１、ΔＧ１、ΔＶ１に種々の値をあてはめて衝突のシュミレーションを行い、次のすべての場合においてＧ、ΔＧ、ΔＶがすべてそろってＧ１、ΔＧ１、ΔＶ１を上回ることなく、
８ｍｐｈバリヤ衝突    （ｍｐｈ：マイル／ｈ）
ラフロード高速走行
穴ぼこ走破
ベルジヤン路
カーブストーン乗り上げ
且つ次のすべての場合においてＧ、ΔＧ、ΔＶがすべてＧ１、ΔＧ１、ΔＶ１よりも上回るような閾値Ｇ１、ΔＧ１、ΔＶ１を見つけ出す。  
１２ｍｐｈバリヤ衝突
１８ｍｐｈバリヤ衝突
１５ｍｐｈポール衝突
１８ｍｐｈオフセット衝突
２０ｍｐｈバリヤ衝突
２５ｍｐｈバリヤ衝突
３０ｍｐｈバリヤ衝突
３５ｍｐｈバリヤ衝突
３５ｍｐｈオフセット衝突
【００２５】
同様に、Ｇ２、ΔＧ２、ΔＶ２に種々の値をあてはめてシュミレーションを行い、次のすべての場合においてＧ、ΔＧ、ΔＶがすべてＧ２、ΔＧ２、ΔＶ２よりも上回り、
２０ｍｐｈバリヤ衝突
２５ｍｐｈバリヤ衝突
３０ｍｐｈバリヤ衝突
３５ｍｐｈバリヤ衝突
３５ｍｐｈオフセット衝突
且つ次のすべての場合においてＧ、ΔＧ、ΔＶがすべてそろってＧ２、ΔＧ２、ΔＶ２を上回ることのないＧ２、ΔＧ２、ΔＶ２を見つけ出す。  
８ｍｐｈバリヤ衝突
ラフロード高速走行
穴ぼこ走破
ベルジヤン路
カーブストーン乗り上げ
１２ｍｐｈバリヤ衝突
１８ｍｐｈバリヤ衝突
１５ｍｐｈポール衝突
１８ｍｐｈオフセット衝突
【００２６】
次の処理として、このＧ１、ΔＧ１、ΔＶ１を小規模の衝突と中規模以上の衝突とを区別する閾値として制御回路２に設定する。更にＧ２、ΔＧ２、ΔＶ２を大規模と中規模以下とを区別する閾値として制御回路２に設定する。
【００２７】
即ち、この制御回路２では、現実の自動車の衝突によって得られた加速度信号によって得られる衝撃規模のパラメーターＧ、ΔＧ、ΔＶに基づいて閾値Ｇ１、Ｇ２、ΔＧ１、ΔＧ２、ΔＶ１、ΔＶ２の基準により当該衝撃規模が表１に示されるように小、中、大のいずれであるかを判定する。とりわけラフロード高速走行、穴ぼこ走破、ベルジヤン路、カーブストーン乗上げの場合には、衝撃規模は小規模であると判断するようにして、エアバッグが展開しないようにする。
【００２８】
【表１】
2004131084.tif 000001
【００２９】
本発明の乗員保護装置を搭載した自動車が衝突したり、悪路走行、あるいはカーブストーン乗り上げすると、加速度センサ１が図１（ｂ）のような加速度変化を示す信号を出力する。制御回路２では、この信号を処理し、衝撃の規模を判定する。
【００３０】
本発明の制御例においては、図２に示すように、まずこの衝突の規模が小規模であるか否かを同様にして判断し、小規模ではない（即ち、中規模以上）であると判断されるときには直ちに第１インフレータ３ａを作動させ、エアバッグ４を低圧でソフトに膨らます。その後さらに継続して判定を行い、衝撃が大規模と判断されるときには、さらに第２インフレータ３ｂを作動させ、乗員が高速でエアバッグに突っ込んできても十分に衝撃を吸収できるようにする。
【００３１】
図２のように、衝撃が小規模でないと判定されるとまずエアバッグを部分的に膨らませ、その後衝撃が大規模であると判定された場合にエアバッグをさらに膨らませるようにした場合には、最初の判定は従来技術と同様にエアバッグの展開有無を判断するだけで良く、中、大規模の判定はその後さらに時間をかけて判断できる。
【００３２】
車両が物体に衝突した瞬間（衝突開始時刻）から衝撃の規模を判定し終るまでの判定に要する時間（判定時間）は、衝撃規模が大きいほど短くなる。即ち、衝撃が小規模であるときは、衝突開始時刻から比較的長時間の間の衝撃規模パラメーターであるＧ、ΔＧ、ΔＶに基いて衝撃規模を判定できるが、衝撃規模が大きくなるに従って、それがどの程度の衝撃規模であるかを判定するには、より短い時間にＧ、ΔＧ、ΔＶの変化を解析する必要がある。
【００３３】
車両の衝突が１８ｍｐｈバリヤ衝突であった場合、すなわち衝撃規模が中規模の場合、衝突開始から例えば２０〜４０ｍｓｅｃ以内の衝撃規模パラメーターＧ、ΔＧ、ΔＶに基づいて、当該衝突規模が小規模衝突より大きなものであることはわかるが、中規模衝突かまたはそれ以上の衝突かを判定するにはＧ、ΔＧ、ΔＶを更に解析しなければならない。また、車両の衝突が２５ｍｐｈバリヤ衝突であった、すなわち衝撃規模が大規模であった場合、衝撃規模が大規模であることが分かるためには、さらにＧ、ΔＧ、ΔＶを解析しなければならない。
【００３４】
衝突開始から大規模な衝撃であることを検知しインフレータを作動させる場合、乗員がエアバッグに突っ込んでくるまでにエアバッグを十分に展開させるためには、非常に短い時間で悪路、小、中、大規模の判断を行うか、または、インフレータから多量のガスを急激に発生させなければならず、インフレータとして大容量のものを用いると共に、エアバッグとしても急激な展開に耐える丈夫なものを用いる必要があり、エアバッグ装置のコストが嵩む。
【００３５】
本発明の図２の制御例であれば、衝撃が小規模ではない（即ち、中規模以上である）ことを検知した早期の段階でまずエアバッグを部分的に膨らませているので、その後衝撃が大規模であることを検知した時点においてインフレータが少量のガスをゆっくりと発生させるだけで、乗員がエアバッグに高速度で突っ込んでくる前に、エアバッグを十分に展開させておくことができる。従って、容量の小さいインフレータ及び強度（例えば基布の強度及び縫合強度）が低いエアバッグを採用することが可能となる。
【００３６】
また、図２の制御例であれば、衝撃が中規模であるときには、少量のガスでソフトに展開した状態のエアバッグに対し乗員が比較的ゆっくりと突っ込んでくるようになるため、乗員がエアバッグから受ける反力がきわめて小さいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施の形態を示すブロック図及びグラフである。
【図２】実施の形態を示すフローチャートである。
【図３】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  加速度センサ
２  制御回路
３，３ａ，３ｂ  インフレータ
４  エアバッグ
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2004131084.tif 000002
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】削除
【補正の内容】