(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の構造に取り付けるための調節可能なエアバッグ・システム(100)であって、前記調節可能なエアバッグ・システムが、エアバッグ集成体(110)と、第１アクチュエータ(116A)及び第２アクチュエータ(116B)と、センサ(132)と、コントローラ(120)とを含んでおり、
前記エアバッグ集成体は、ハウジング(112)の内部の膨張可能なエアバッグ(114)を有しており、
前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータは、前記ハウジング(112)に機械的にカップリングされていて、前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータの各アクチュエータは、ばね(118B,119B)と形状記憶合金装置(118A,119A)とを含んでおり、
前記ばねは、前記ハウジングと前記車両の構造(210)との間に配置されるように、前記ハウジングにカップリングされていて、前記構造から離れる方向に前記ハウジングを付勢しており、
前記形状記憶合金装置は、前記ハウジングと前記車両の構造との間に配置されるように、前記ハウジングにカップリングされていて、前記形状記憶合金装置に電流が供給されると、前記ばねを圧縮するように働くことができ、
前記センサは、前記車両の乗員の身体的特性を測定するように働くことができ、
前記コントローラは、前記乗員の身体的特性に関連する前記センサからのフィードバック信号を受信したら、前記乗員に対する前記ハウジングの位置を調節するために前記第１アクチュエータあるいは前記第２アクチュエータに制御信号を送信するように、前記センサ及び前記アクチュエータと通信し、
前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータのばね及び形状記憶合金装置は、前記第１アクチュエータあるいは前記第２アクチュエータの一方が前記制御信号によって作動させられるときにのみ、それぞれの形状記憶合金装置が収縮して、上方傾倒位置あるいは下方傾倒位置のいずれか一方にハウジングの位置を変えるように、前記ハウジングの位置が調節されるべく、配列されている、
車両の構造に取り付けるための調節可能なエアバッグ・システム。
【請求項２】
前記乗員の第２の身体的特性を測定するために第２のセンサを更に含んでおり、前記第２のセンサは前記コントローラと通信する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記アクチュエータは、前記膨張可能なエアバッグの位置を、前記乗員に対して約±１０ｍｍだけ調節するように働くことができる、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記アクチュエータは、前記ハウジングの傾斜を調節するように働くことができる、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記ハウジングの傾倒は、前記乗員に対して約±５度である、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記形状記憶合金装置は、形状記憶合金から形成されたボルトである、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記形状記憶合金装置は、形状記憶合金から形成されたワイヤである、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
車両の構造に固定された調節可能なエアバッグ・システム(100)を有する車両であって、前記システムが、エアバッグ集成体(110)と、第１アクチュエータ(116A)及び第２アクチュエータ(116B)と、センサ(132)と、コントローラ(120)とを含んでおり、
前記エアバッグ集成体は、前記車両の構造(210)にカップリングされていて、ハウジング(112)の内部の膨張可能なエアバッグ(114)を有しており、
前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータは、前記ハウジングに機械的にカップリングされていて、前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータの各アクチュエータは、ばね(118B,119B)と形状記憶合金装置(118A,119A)とを含んでおり、
前記ばねは、前記ハウジングにカップリングされ、前記ハウジングと前記車両の構造との間に配置されていて、前記構造から離れる方向に前記ハウジングを付勢しており、
前記形状記憶合金装置は、前記ハウジングと前記車両の構造との間に配置されるように、前記ハウジングにカップリングされていて、前記ばねを圧縮するように働くことができ、
前記センサは、前記車両の乗員の身体的特性を測定するように働くことができ、
前記コントローラは、前記乗員の身体的特性に関連する前記センサからのフィードバック信号を受信したら、前記乗員に対する前記ハウジングの位置を調節するために前記アクチュエータに制御信号を送信するように、前記センサ及び前記アクチュエータと通信し、
前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータのばね及び形状記憶合金装置は、前記第１アクチュエータあるいは前記第２アクチュエータの一方が前記制御信号によって作動させられるときにのみ、それぞれの形状記憶合金装置が収縮して、上方傾倒位置あるいは下方傾倒位置のいずれか一方にハウジングの位置を変えるように、前記ハウジングの位置が調節されるべく、配列されている、
車両の構造に固定された調節可能なエアバッグ・システムを有する車両。
【請求項９】
前記乗員の第２の身体的特性を測定するために第２のセンサを更に含んでおり、前記第２のセンサは前記コントローラと通信する、請求項８に記載の車両。
【請求項１０】
前記アクチュエータは、前記膨張可能なエアバッグの位置を、前記乗員に対して約±１０ｍｍだけ調節するように働くことができる、請求項８に記載の車両。
【請求項１１】
前記アクチュエータは、前記ハウジングの傾倒を調節するように働くことができる、請求項８に記載の車両。
【請求項１２】
前記ハウジングの傾倒は、前記乗員に対して約±５度である、請求項１１に記載の車両。
【請求項１３】
車両の構造に固定された調節可能なエアバッグ・システム(100)を有する車両であって、前記システムが、エアバッグ集成体(110)と、第１アクチュエータ(116A)及び第２アクチュエータ(116B)と、キーと、コントローラ(120)とを含んでおり、
前記エアバッグ集成体は、前記車両の構造(210)にカップリングされていて、ハウジング(112)の内部の膨張可能なエアバッグ(114)を有しており、
前記第１アクチュエータ及び第２アクチュエータは、前記ハウジングに機械的にカップリングされていて、前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータの各アクチュエータは、ばね(118B,119B)と形状記憶合金装置(118A,119A)とを含んでおり、
前記ばねは、前記ハウジングにカップリングされ、前記ハウジングと前記車両の構造との間に配置されていて、前記構造から離れる方向に前記ハウジングを付勢しており、
前記形状記憶合金装置は、前記ハウジングと前記車両の構造との間に配置されるように、前記ハウジングにカップリングされていて、前記ばねを圧縮するように働くことができ、
前記キーは、運転者に関する身体的特性情報を含有しており、
前記コントローラは、前記キーから前記運転者に関する身体的特性情報を受信したら、前記運転者に対する前記ハウジングの位置を調節するために前記アクチュエータに制御信号を送信するように、前記キー及び前記アクチュエータと通信し、
前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータのばね及び形状記憶合金装置は、前記第１アクチュエータあるいは前記第２アクチュエータの一方が前記制御信号によって作動させられるときにのみ、それぞれの形状記憶合金装置が収縮して、上方傾倒位置あるいは下方傾倒位置のいずれか一方にハウジングの位置を変えるように、前記ハウジングの位置が調節されるべく、配列されている、
車両の構造に固定された調節可能なエアバッグ・システムを有する車両。
【請求項１４】
前記アクチュエータは、前記膨張可能なエアバッグの位置を、乗員に対して約±１０ｍｍだけ調節するように働くことができる、請求項１３に記載の車両。
【請求項１５】
前記アクチュエータは、前記ハウジングの傾倒を乗員に対して約±５度だけ調節するように働くことができる、請求項１３に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のための調節可能なエアバッグ・システム、より具体的には、乗員の身体的特性に基づいてエアバッグの位置を選択的に調節するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景として、自動車製造業者は、包括的な安全システムの一部として、車両内に多数のエアバッグを組み込むことがある。エアバッグは、クラッシュ時に乗員を保護するように設計されており、このような保護を最大限にするために車両全体にわたって戦略的な場所に置かれている。その結果、エアバッグは種々様々な形状及びサイズで設計される。
【０００３】
このような安全システムの１つの欠点は、エアバッグによってもたらされる保護作用が、乗員間の体格の違いにより一貫性がないおそれがあることである。例えば、乗員の胸部を保護するように設計された側面衝突用エアバッグが提供する安全性レベルは、身長１．５２４ｍ(５フィート）の乗員に対してよりも身長１．８２９ｍ(６フィート）の乗員に対して高いことがある。自動車製造業者は伝統的には、この問題点を解決するために２つのアプローチを採用している。第一に、乗員のあらゆる体格をカバーする、より大きなエアバッグを設計することができる。しかしこのような解決策は、エアバッグ（並びにその実施に必要な電気的・機械的な支持構成部分）のコストを高め、また重量を大きくすることがある。第二に、エアバッグは、乗員の制限された部位だけをカバーするように設計することができる。このアプローチは、「平均的」な体格の乗員にとって適度に良好に働くかもしれないが、極めて小柄な乗員及び極めて大柄な乗員に対する安全性を犠牲にするおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、コスト及び重量を軽減し、しかも自動車／車両のあらゆる体型及び体格の乗員に適合し得る、調節可能なエアバッグ・システムが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態の場合、車両のための調節可能なエアバッグ・システムが、エアバッグ集成体と、センサと、コントローラとを含んでおり、エアバッグ集成体は、ハウジング内部の膨張可能なエアバッグ、及びハウジングと連携するアクチュエータを有しており、センサは、車両の乗員の身体的特性を測定するように働くことができ、コントローラは、乗員の身体的特性に関連するセンサからのフィードバック信号を受信したら、乗員に対するハウジングの位置を調節するためにアクチュエータに制御信号を送信するように、センサ及びアクチュエータと通信する。
【０００６】
別の実施形態の場合、車両が、車両の構造に固定された調節可能なエアバッグ・システムを有していてよく、このシステムは、エアバッグ集成体と、センサと、コントローラとを含んでおり、エアバッグ集成体は、ハウジング内部の膨張可能なエアバッグ、及びハウジングと連携するアクチュエータを有していて、ハウジングは車両の構造に固定されており、センサは、車両の乗員の身体的特性を測定するように働くことができ、コントローラは、乗員の身体的特性に関連するセンサからのフィードバック信号を受信したら、乗員に対するハウジングの位置を調節するためにアクチュエータに制御信号を送信するように、センサ及びアクチュエータと通信する。
【０００７】
本発明の実施形態によって提供されるこれらの特徴及びさらなる特徴は、図面とともに下記詳細な説明に照らしてより十分に理解することができる。
【０００８】
図面に示す実施形態は、説明のための例示的なものにすぎず、特許請求の範囲によって定義される本発明を限定しようとするものではない。例示した実施形態の下記詳細な説明は、添付の図面と併せて読めばよく理解することができる。図面において、同様の構造は同一の符号で示されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本明細書に示して説明する１つ又は２つ以上の実施形態に基づく調節可能なエアバッグ・システムを示す図である。
【図２Ａ】本明細書に示して説明する１つ又は２つ以上の実施形態に基づくアクチュエータを示す図である。
【図２Ｂ】本明細書に示して説明する１つ又は２つ以上の実施形態に基づくアクチュエータを示す図である。
【図３Ａ】本明細書に示して説明する１つ又は２つ以上の実施形態に基づくエアバッグ・ハウジングの調節機能を示す図である。
【図３Ｂ】本明細書に示して説明する１つ又は２つ以上の実施形態に基づくエアバッグ・ハウジングの調節機能を示す図である。
【図３Ｃ】本明細書に示して説明する１つ又は２つ以上の実施形態に基づくエアバッグ・ハウジングの調節機能を示す図である。
【図４Ａ】本明細書に示して説明する１つ又は２つ以上の実施形態に基づく、膨張させられたエアバッグの調節機能を示す図である。
【図４Ｂ】本明細書に示して説明する１つ又は２つ以上の実施形態に基づく、膨張させられたエアバッグの調節機能を示す図である。
【図５】本明細書に示して説明する１つ又は２つ以上の実施形態に基づく、人の体重と身長との一般的な関係を示すグラフである。
【図６】本明細書に示して説明する１つ又は２つ以上の実施形態に基づく、センサと、コントローラと、アクチュエータとの関係を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書中に使用される「車両」という用語は、自動車、スポーツ・ユーティリティ・ビークル（ＳＵＶ）、ピックアップ・トラック、セミ・トラクター・トレーラー、バス、オートバイ、スクーター、又は任意の他の人搬送手段を意味する。加えて、本明細書中に使用される「車両の構造」という用語は、例えば屋根、ダッシュボード、ドア、シート（背もたれ及び／又はフレームを含む）、及びステアリング・ホイールを含む永久的な車両部分と考えられる任意の車両構成部分又は車両構造を意味する。また、本明細書中に使用される「乗員」という用語は、車両の運転者又は車両の乗客を意味するものとする。
【００１１】
実施形態は大まかに言えば、調節可能なエアバッグ・システムに関する。膨張可能なエアバッグは通常、これが膨張（すなわち展開）させられるまで、エアバッグ・ハウジング内部に配置されている。膨張は車両の衝突（すなわちクラッシュ）中に発生し得る。ハウジングの位置は、エアバッグ・ハウジングを傾倒するように働くことができるアクチュエータによって調節することができる。エアバッグ・ハウジングの位置を調節することによって、車両構造及び／又は車両乗員に対する、膨張（展開）させられたエアバッグの位置を調節することができる。調節可能なエアバッグ・システム内のセンサは、乗員の身体的特性、例えば体重及び／又は身長を推定するように働くことができる。コントローラが、身体的特性を表す、センサからのフィードバック信号を受信し、そしてこの身体的特性に基づいて乗員に適合するようにエアバッグ・ハウジングを調節することができる。エアバッグ・ハウジングは車両構造、例えばドア又はシート・フレームに、アクチュエータを介して機械的にカップリングされていてよい。車両内には、１つ又は２つ以上の調節可能なエアバッグ・システムが設けられていてよい。
【００１２】
図面を参照すると、図１は、調節可能なエアバッグ・システム１００の一実施形態を概略的に示している。図示のように、調節可能なエアバッグ・システム１００は、エアバッグ集成体１１０と、コントローラ１２０と、センサ１３２，１３４とを含むことができる。エアバッグ集成体１１０はエアバッグ・ハウジング１１２と、膨張可能なエアバッグ１１４（展開していない状態で概略的に示されている）と、ハウジング１１２と連携する１つ又は２つ以上のアクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂとを含んでよい。膨張可能なエアバッグ１１４は、これが膨張させられる前は、ハウジング１１２に配置されていてよい。ハウジング１１２は電子装置、及び膨張可能なエアバッグ１１４を膨張させるのに必要なその他の構成部分（図示せず）を含んでいてもよい。
【００１３】
アクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂは、ハウジング１１２に機械的にカップリングされ、しかも車両構造２１０にも機械的にカップリングされている。車両構造２１０の一例としては、屋根、ダッシュボード、ドア、シート、又はステアリング・ホイールが挙げられる。エアバッグ・ハウジングが車両内の種々の場所に設けられるのを可能にする他の車両構造が使用されてもよい。アクチュエータは、エアバッグ・ハウジングと連携してその位置を調節するように働くことができる任意の機械システムを含んでいてよい。機械システムが数多くの技術を採用して、車両構造と、エアバッグ・ハウジングと、アクチュエータとを機械的にカップリングすることにより、アクチュエータの働きによりエアバッグ・ハウジングの位置を調節できるようになっている。本明細書中に後で論じるように、エアバッグ・ハウジングを調節することは詰まるところ、エアバッグが展開させられた場合の乗員とのターゲット接触域を獲得するために、膨張可能なエアバッグ１１４の位置を膨張前に調節することになる。アクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂは、１つ又は２つ以上のアクチュエータ制御信号１１２を受信するとエアバッグ・ハウジング１１２の位置を調節することができる。これも本明細書中に後で論じるように、アクチュエータは時計回り又は反時計回りにエアバッグ・ハウジング１１２を傾倒させ、ひいては膨張可能なエアバッグ１１４（展開時）の位置を上下に調節するように働くことができる。
【００１４】
図２Ａ及び２Ｂはアクチュエータの２つの可能な実施形態を示している。ただし言うまでもなく、アクチュエータの数多くの他の実施形態が可能である。図２Ａにおいて、アクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂはボルト１１８Ａと、ばね１１８Ｂと、ナット１１８Ｃとを含んでいてよい。ボルト１１８Ａはエアバッグ・ハウジング１１２を車両構造２１０に機械的にカップリングすることができる。ばね１１８Ｂは、ハウジング１１２を車両構造２１０から離れる方向に付勢していてよい。ナット１１８Ｃはハウジング１１２を所定の位置に保持し、そしてばね１１８Ｂが車両構造２１０からボルト１１８Ａを押し出すのを防止することができる。ボルト１１８Ａは形状記憶合金（ＳＭＡ）タイプの材料を含んでいてよい。このタイプの材料は、加熱するか又は電流を印加することによって作動させることができる。例えば、一実施形態の場合、ボルト１１８Ａに電流が印加されると、ボルトは収縮してエアバッグ・ハウジング１１２を車両構造２１０に向かって動かし、ひいてはばね１１８Ｂを圧縮させることができる。アクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂは独立して操作することができ、そしてこのようなものとして、図２Ａの２つのアクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂの操作により、電流が印加されるのが一方のアクチュエータか又は他方のアクチュエータかに応じて、時計回り又は反時計回りにエアバッグ・ハウジング１１２を回転させることができる。
【００１５】
図２Ｂは、ＳＭＡ技術を用いたアクチュエータの別の実施形態を示している。この実施形態では、アクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂはワイヤ１１９Ａとばね１１９Ｂとを含んでいる。ワイヤ１１９ＡはＳＭＡ材料を含んでいてよく、この材料は上述のように、電流が印加されると収縮することができる。ばね１１９Ｂは、ハウジング１１２を車両構造２１０から離れる方向に付勢していてよく、また、ハウジングを車両構造に機械的にカップリングすることもできる。他の構造要素（図示せず）の働きにより（アクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂと協働して）、ハウジング１１２を車両構造２１０にカップリングするのを助けることができる。アクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂは、エアバッグ・ハウジング１１２の一方又は両方の端部が車両構造２１０に向かって動かされるのを可能にする。ばね１１９Ｂは、車両構造２１０から固定距離でエアバッグ・ハウジングを維持することもでき、アクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂの力に抗する。結果として、ＳＭＡワイヤ１１９Ａに電流を印加すると、ワイヤは収縮させられ、どのアクチュエータが作動させられるかに応じて、膨張可能なエアバッグ１１４（展開時）の位置が上昇又は下降することになる。
【００１６】
アクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂに使用されるこれらのＳＭＡ材料の一例としては、銅―亜鉛―アルミニウム―ニッケル合金、銅―アルミニウム―ニッケル合金、及びニッケル―チタン合金が挙げられる。ただし言うまでもなく、アクチュエータのために、現在知られているもの及びまだ開発されていないものを含む他のＳＭＡ材料を使用してもよい。一実施形態の場合、ボルト１１８Ａ又はワイヤ１１９Ａは、ニッケル―チタン、例えばニチノール(Nitinol)を含んでいてよい。電流が印加されていないときは、ボルト１１８Ａ又はワイヤ１１９Ａは、１つの形状を成すことができる。しかし電流がボルト１１８Ａ又はワイヤ１１９Ａに印加されると、これは収縮し、そして本明細書中で論じるように、アクチュエータがエアバッグ・ハウジングの位置を変えることになる。ＳＭＡアクチュエータに印加される電流は、エアバッグ・ハウジングの所期位置を表す制御信号を形成することができる。
【００１７】
別の実施形態の場合、アクチュエータは圧電材料を含んでいてよい。この材料の一例としては、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、チタン酸鉛又はポリフッ化ビニリデンが挙げられる。アクチュエータが圧電材料を含んでいる場合、アクチュエータは、種々の形状、サイズ、及び形態を成していてよい。圧電アクチュエータは、エアバッグ・ハウジング１１２を車両構造２１０に機械的にカップリングすることができる。加えて、圧電アクチュエータは、エアバッグ・ハウジングの所期位置を表す制御信号を受信するように働くことができる。エアバッグ・ハウジングの位置を調節するために、１つ又は２つ以上の圧電アクチュエータが使用されてよい。
【００１８】
さらに別の実施形態は、電気活性ポリマー（ＥＡＰ）材料又は形状記憶ポリマー（ＳＭＰ）材料を含むアクチュエータを含むことができる。ＥＡＰ又はＳＭＰアクチュエータは、エアバッグ・ハウジング１１２を車両構造２１０に機械的にカップリングすることができる。加えて、ＥＡＰ又はＳＭＰアクチュエータは、エアバッグ・ハウジングの所期位置を表す制御信号を受信するように働くことができる。エアバッグ・ハウジングの位置を調節するために、１つ又は２つ以上のＥＡＰ又はＳＭＰアクチュエータが使用されてよい。
【００１９】
さらに別の実施形態の場合、電気機械アクチュエータを使用して、エアバッグ・ハウジングの位置を調節してもよい。このようなアクチュエータの一例としては電気モータ及びソレノイドが挙げられる。アクチュエータが電気モータを含んでいる場合、歯車、ラック及びピニオン、又は他のこのような装置を採用して、エアバッグの調節を容易にすることができる。アクチュエータがソレノイドを含んでいる場合、ソレノイドは、エアバッグの位置を２つ又は３つ以上の不連続な位置に調節することができる。いずれの場合にも、電気機械アクチュエータは、車両構造並びにエアバッグ・ハウジングに機械的にカップリングすることができる。電気機械アクチュエータを使用した数多くの実施形態が可能である。
【００２０】
アクチュエータの開示された実施形態はＳＭＡ、圧電、ＥＡＰ、ＳＭＰ、及びコンベンショナルな電気機械装置を含むものの、まだ発見されていないアクチュエータを含む他のタイプのアクチュエータを使用して、エアバッグ・ハウジングの位置を調節することも考えられる。従って、これらのアクチュエータのいずれかを使用して、本明細書中に記載されているようにエアバッグ・ハウジングの位置を調節することができる。さらに、異なるアクチュエータの種々の組み合わせを用いて、エアバッグ・ハウジングの位置を調節することもできる。例えば一実施形態の場合、システムは電気機械アクチュエータ及びＳＭＡアクチュエータの両方を含んでよい。このようなシステムでは、電気機械アクチュエータは粗い位置調節を可能にするのに対して、ＳＭＡアクチュエータは、微細な位置調節を可能にする。
【００２１】
図２Ａ及び２Ｂを再び参照すると、示された実施形態は２つのアクチュエータを利用している。しかしながら、他の実施形態ではただ１つのアクチュエータを使用することも考えられる。例えば図２Ａを参照すると、上側アクチュエータ１１６Ａをヒンジ又はその他の同様のカップリングによって置き換え、ただ１つのアクチュエータ、例えばアクチュエータ１１６Ｂだけを使用して、エアバッグ・ハウジングの位置を調節してもよい。この実施形態では、アクチュエータ１１６Ｂは、ヒンジを中心としてエアバッグを回転させ、ひいてはエアバッグ・ハウジングの位置を時計回り又は反時計回りに調節することができる。ヒンジの代わりに、アクチュエータ１１６Ａを、フレキシブルな接着剤又は同様のフレキシブルなカップリングによって置き換えることもできる。さらに他の実施形態では、２つ又は３つ以上のアクチュエータを使用してよい。例えば、ほぼ方形のハウジング１１２が各角部にアクチュエータを有していてよい。このようにして、エアバッグ・ハウジング１１２の位置は、図２及び２Ｂに示すように、ただ１つの自由度の代わりに２つの自由度で調節することができる。このように、種々異なる実施形態が１つ、２つ、又は３つ以上のアクチュエータを使用して、エアバッグ・ハウジングを適切に位置決めすることも考えられる。
【００２２】
図２Ａを模範的な実施形態としてなおも参照すると、アクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂは、全長の１０％の調節機能を有するＳＭＡを含むボルト１１８Ａを含んでいてよい。この模範的な実施形態の場合、エアバッグ・ハウジングの長さは２つのアクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂ間でほぼ７５ｍｍであり、そして膨張させられたエアバッグ（図示せず）は半径３００ｍｍのほぼ球形である。エアバッグ・ハウジングの他の長さ及び形状も考えられる。エアバッグ・ハウジング１１２を±２°だけ動かすために、それぞれのアクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂに対応するアクチュエータ・ボルト１１８Ａの長さはほぼ２５ｍｍであってよい。こうして、上側アクチュエータ１１６Ａのボルト１１８Ａに電流が印加される（しかし下側アクチュエータ１１６Ｂには電流は印加されない）と、ボルト１１８Ａは１０％だけ、又は２．５ｍｍだけ収縮することになる。結果として、エアバッグ・ハウジング１１２は、ほぼ２°だけ反時計回りに動くことができ、そして、膨張可能なエアバッグ（展開時）は、乗員に対してほぼ１０ｍｍだけ上昇することになる。同様に、下側アクチュエータ１１６Ｂのボルト１１８Ａに電流が印加される（しかし上側アクチュエータ１１６Ａには電流は印加されない）と、ボルト１１８Ｂは１０％だけ、又は２．５ｍｍだけ収縮することになる。結果として、エアバッグ・ハウジング１１２は、ほぼ２°だけ時計回りに動くことができ、そして、膨張可能なエアバッグ（展開時）は、乗員に対してほぼ１０ｍｍだけ下降することになる。この例では±２°までの任意の角度にハウジング１１２を調節し得る様々な電流量がボルト１１８Ａに印加されてよい。加えて、この例は単に説明のためのものに過ぎず、エアバッグ・ハウジング及びアクチュエータの他の長さ、並びに他のタイプのＳＭＡ材料も可能であることは言うまでもない。
【００２３】
図２Ａをなおも参照すると、別の模範的な実施形態において、システムは、全長の５％の調節機能を有するＳＭＡを含むボルト１１８Ａを備えたアクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂを含んでいてよい。この例の場合、エアバッグ・ハウジング１１２の長さは２つのアクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂ間でほぼ７５ｍｍであり、そして膨張させられたエアバッグ（図示せず）は半径３００ｍｍのほぼ球形である。エアバッグ・ハウジング１１２を±２°だけ動かすために、それぞれのアクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂに対応するアクチュエータ・ボルト１１８Ａの長さはほぼ５０ｍｍであってよい。こうして、上側アクチュエータ１１６Ａのボルト１１８Ａに電流が印加される（しかし下側アクチュエータ１１６Ｂには電流は印加されない）と、ボルト１１８Ａは５％だけ、又は２．５ｍｍだけ収縮することになる。結果として、エアバッグ・ハウジング１１２は、ほぼ２°だけ反時計回りに動くことができ、そして、膨張可能なエアバッグ（展開時）は、乗員に対してほぼ１０ｍｍだけ上昇することになる。同様に、下側アクチュエータ１１６Ｂのボルト１１８Ａに電流が印加される（しかし上側アクチュエータ１１６Ａには電流は印加されない）と、ボルト１１８Ｂは５％だけ、又は２．５ｍｍだけ収縮することになる。結果として、エアバッグ・ハウジング１１２は、ほぼ２°だけ時計回りに動くことができ、そして、膨張可能なエアバッグ（展開時）は、乗員に対してほぼ１０ｍｍだけ下降することになる。この例では±２°までの任意の角度にハウジング１１２を調節し得る様々な電流量がボルト１１８Ａに印加されてよい。加えて、この例は単に説明のためのものに過ぎず、エアバッグ・ハウジング及びアクチュエータの他の長さ、並びに他のタイプのＳＭＡ材料も可能であることは言うまでもない。
【００２４】
図２Ａを再び参照すると、模範的な実施形態が、弾性率が７０メガパスカル（ＭＰａ）であり引張り応力限界が５００ＭＰａであるＳＭＡ材料を含むアクチュエータを有していてよい。このようなＳＭＡ材料（例えばＮｉＴｉ）から成る８ミリメートル直径のボルト１１８Ａに対しては、作動時に適当な歪みレベルを得るために１５０Ｍｐａのプレストレス(pre-stress)・レベルが望まれることがある。これを目的として、ばね１１８Ｂ又はその他の同様の装置を使用することができ、これは、（ボルト１１８Ａの）面積に所期の応力を掛け算した値に等しい力を発生させることができる。この例では、８ｍｍ直径のボルトの面積は、πに４ｍｍの二乗を掛け算したもの、又はほぼ５０ｍｍ2である。所期のプレストレス・レベルは１５０ＭＰａなので、ばねによって発生する所期の力は５０ｍｍ2に１５０ＭＰａを掛け算したもの、又はほぼ７５００ニュートン（Ｎ）であってよい。この量の力を有するばねをどのように設計するべきかは当業者には明らかである。アクチュエータのさらなる実施形態は、異なる直径、ＳＭＡ材料、又は弾性率のボルトを含んでよい。さらに、１つ又は２つ以上のばね（又は同様の装置）を使用して、アクチュエータに適した歪みレベルを提供することができる。
【００２５】
図３Ａ〜３Ｃを参照すると、車両構造２１０に対するエアバッグ・ハウジング１１２の調節機能が示されている。エアバッグ・ハウジング１１２の調節角度は、車両構造２１０又は乗員に対してほぼ±２°であってよい。もちろん他の実施形態が、異なる形状及びサイズ、並びに例えば０°〜±５°を含む種々の傾倒角度のエアバッグを含んでいてもよい。
【００２６】
図３Ａでは、アクチュエータ１１６Ａもアクチュエータ１１６Ｂも作動させられておらず、そのようなものとして、エアバッグ・ハウジング１１２は、構造２１０に対して事実上約０°の角度を成している。図３Ｂでは、アクチュエータは、エアバッグ・ハウジングが車両構造２１０に対して約２°だけ反時計回りに回転するように作動させられている。ハウジング１１２及び／又は膨張可能なエアバッグ１１４がこのように回転することにより、膨張可能なエアバッグ１１４（展開時）を、乗員に対してほぼ１０ｍｍだけ上昇させることができる。図３Ｃでは、アクチュエータは、エアバッグ・ハウジングが車両構造２１０に対して約２°だけ時計回りに回転するように作動させられている。ハウジング１１２がこのように回転することにより、膨張可能なエアバッグ（展開時）を、乗員に対してほぼ１０ｍｍだけ下降させることができる。この実施形態において、２つのアクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂは、車両構造に対してエアバッグ・ハウジングを±２°だけ調節することができる。これにより、膨張可能なエアバッグ１１４（展開時）は、乗員に対してほぼ±１０ｍｍだけ動かされる。しかし言うまでもなく、他の実施形態では、乗員の身体的特性及び／又はエアバッグのタイプに応じて、調節範囲を増減することができる。加えて、アクチュエータ及びアクチュエータを組み込んだメカニズムのタイプに応じて、（上方及び下方への傾倒に加えて）多様な動作範囲も考えられる。
【００２７】
図４は、エアバッグが前面衝突時に車両の運転者／乗員の頭部又は胸部を保護するように設計された、調節可能なエアバッグ・システム（例えば正面衝突エアバッグ・システム）の実施形態を示している。ここでは、シートに乗員が着席していてよく、膨張済みエアバッグ１１４Ａの位置が、シート２１２並びに乗員に対して調節可能であるように、エアバッグ・ハウジング１１２を調節することができる。この実施形態の場合、エアバッグ・ハウジング１１２は、車両のステアリング・ホイール２１４内に配置されていてよく、そしてエアバッグ・ハウジング１１２がステアリング・ホイール２１４と一緒に回転しないように設計されていてよい。図４Ａでは、エアバッグ・ハウジング１１２は、膨張済みエアバッグ１１４Ａ（展開時）が乗員に対して上昇するように反時計回りに回転させられている。この例では、膨張済みエアバッグ１１４Ａの上昇は、比較的背の高い乗員の適正な接触域３１０を維持するので、エアバッグ・システムによってもたらされる保護作用を改善することができる。図４Ｂでは、エアバッグ・ハウジング１１２は、膨張済みエアバッグ１１４Ａ（展開時）が乗員に対して下降するように時計回りに回転させられている。この例では、膨張済みエアバッグ１１４Ａの下降は、比較的背の低い乗員の適正な接触域３２０を維持するので、エアバッグ・システムによってもたらされる保護作用を改善することができる。調節可能なエアバッグ・システムの他の実施形態が、車両内の種々様々な場所に配置されてよく、これらは乗員のための付加的な保護を提供することができる。
【００２８】
図１を再び参照すると、調節可能なエアバッグ・システム１００は、コントローラ１２０を含んでいてもよい。コントローラは、アクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂと電気的に連通していてよい。コントローラ１２０は、アクチュエータ制御信号１２２を発生させ、そしてそれぞれのアクチュエータにこれを送信するように働くことができる。こうして、コントローラはエアバッグ・ハウジング１１２の位置を、そして結果として、膨張可能なエアバッグ１１４の位置を調節するように働くことができる。調節可能なエアバッグ・システム１００はさらに、センサ１３２，１３４を含んでいてよい。センサは、フィードバック信号１２４を発生させるように働くことができる。コントローラは、センサ１３２，１３４と電気的に連通していてよく、そしてそれぞれのセンサによって発生させられたフィードバック信号１２４を受信するように働くことができる。使用されるセンサのタイプは、重量（例えば圧力）センサ１３２及び／又は高さセンサ１３４を含んでよい。センサによって発生させられたフィードバック信号１２４は、センサによって測定された身体的特性を表すことができる。例えば重量センサ１３２が、車両の乗員の体重を表すフィードバック信号１２４をコントローラ１２０に送信することができる。別の例として、高さセンサ１３４が、車両の乗員の身長を表すフィードバック信号１２４をコントローラに送信することができる。他のタイプのセンサを単独で、例えば他のセンサと組み合わせて使用してもよい。重量センサ１３２は、車両のシート２１２又はその他の好適な場所に配置されてよい。高さセンサ１３４は、車両の屋根又はその他の好適な場所に配置されてよい。
【００２９】
図１をなおも参照すると、調節可能なエアバッグ・システム１００は、重量センサ１３２からのフィードバック信号だけに基づいて、エアバッグ・ハウジング１１２の位置を調節することができる。この実施形態では、重量センサ１３２は、シートの乗員の体重を推定するように働くことができ、そして乗員の体重を表すフィードバック信号１２４をコントローラ１２０に送信することができる。コントローラ１２０は、このフィードバック信号１２４を受信することができ、そしてこの信号を使用して、シートの乗員の保護作用を改善するエアバッグ・ハウジング１１２の位置を決定することができる。コントローラ１２０は、重量センサ１３２だけに基づいて乗員の身長を推定することにより、この位置を決定することができる。図６に示されているように、人の身長は一般に人の体重に対して比例する。従って、エアバッグ・ハウジング１１２の所期位置は、重量センサ１３２の出力に直接に依存し得る。図１に戻ると、コントローラ１２０は、制御信号１２２をアクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂに送信することにより、アクチュエータは乗員の推定体重に基づいて、エアバッグ・ハウジングを所期位置へ動かすことになる。本明細書中ですでに論じたように、エアバッグ・ハウジング１１２の位置は、エアバッグが展開されたときに、膨張可能なエアバッグ１１４の位置に直接に影響を与える。
【００３０】
一例としては、乗員が車両内で着席しているとき、重量センサ１３２は、乗員の体重が６８．０４ｋｇ(１５０ポンド）であることを示すフィードバック信号１２４をコントローラ１２０に送信してよい。コントローラ１２０はこの情報を受信し、そして車両の設計に応じて、この体重の人物が典型的には身長１．７２７ｍ(５フィート８インチ）であることを割り出すことができる。従って、コントローラ１２０は、膨張可能なエアバッグ（展開時）の位置をこの身長の人物に適合させるために３ｍｍだけ下降させるように、エアバッグ・ハウジング１１２の位置を調節するべきであることを決定することができる。こうして、コントローラ１２０は制御信号１２２をアクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂに送信することにより、アクチュエータにエアバッグ・ハウジング１１２の位置を相応に調節させることができる。このように、この調節は、膨張可能なエアバッグ１１４によってもたらされる乗員保護作用を改善することができる。
【００３１】
他の実施形態は、コントローラ１２０が乗員の体重及び／又は身長を割り出すのを助けることができる付加的なセンサを含んでよい。これらのセンサは、シート２１２内又はその周りに配置されてよく、コントローラ１２０が乗員の体重及び／又は身長をより正確に割り出すのを可能にする。例えば、シートの背もたれ内にセンサを配置してよく、これを重量センサ１３２とともに使用することにより、乗員の体重を割り出すことができる。付加的なセンサはコントローラ１２０と電気的に連通していてよく、そして、一般には身体的特性、例えば圧力を表すフィードバック信号１２４をコントローラに送信することができる。コントローラ１２０は、これらの付加的な信号入力を使用して、乗員の身長を推定することができる。当業者には明らかなように、センサの種々異なるタイプ及び組み合わせを用いて、乗員の体重、身長、又はその他の身体的特性を推定することができる。
【００３２】
図１をなおも参照すると、さらに別の実施形態が高さセンサ１３４を含んでよい。このセンサは超音波タイプであってよく、センサに対する乗員の頭部又は胴の位置を測定することができる。高さセンサ１３４は、乗員の身長を表すフィードバック信号１２４をコントローラに送信することができる。従って、エアバッグ・ハウジング１１２の所期位置は、高さセンサ１３４の出力に直接に依存し得る。
【００３３】
一例としては、乗員が車両内で着席しているとき、高さセンサ１３４は、乗員の頭頂部が高さセンサ１３４から５０．８ｍｍ(２インチ）の場所にあることを示すフィードバック信号１２４をコントローラ１２０に送信してよい。コントローラ１２０はこの情報を受信し、そして車両の設計に応じて、乗員が典型的には身長１．８７９８ｍ(６フィート２インチ）であることを割り出すことができる。従って、コントローラ１２０は、膨張させられたエアバッグの位置をこの身長の人物に適合させるために７ｍｍだけ上昇させるように、エアバッグ・ハウジング１１２の位置を調節するべきであることを決定することができる。こうして、コントローラ１２０は制御信号をアクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂに送信することにより、膨張可能なエアバッグ（展開時）の位置をこの身長の人物に適合させるために７ｍｍだけ上昇させるように、アクチュエータにエアバッグ・ハウジング１１２の位置を調節させることができる。このように、この方法は、膨張可能なエアバッグ１００によってもたらされる乗員保護作用を改善することができる。
【００３４】
コントローラ１２０は、重量センサ１３２及び高さセンサ１３４の両方を使用することによって、乗員保護作用を改善するエアバッグ・ハウジング１１２の位置を決定することができる。別の例としては、コントローラは、重量センサ１３２と高さセンサ１３４とを組み合わせることによって、乗員の身長を推定することができる。このことは、例えば車両内の位置に起因して高さセンサ１３４の精度が低下する場合に、望ましいことがある。この場合、コントローラ１２０は、重量センサ１３２に基づいてのみ人の身長を推定することができ（上述の通り）、また高さセンサ１３４に基づいてのみ人の身長を推定することもできる（上述の通り）。次いでコントローラ１２０は２つの推定値の何らかの組み合わせに基づいて、例えば２つの推定値の単純平均を求めることにより、又は一方を他方に優先させて重み付けすることにより（例えば高さセンサの推定値に関しては７５％、重量センサ推定値に関しては２５％）、乗員の身長を推定することができる。当業者に明らかなように、乗員の身長を推定するために１つ又は２つ以上のセンサを使用する数多くの他の可能な実施形態がある。
【００３５】
乗員の身体的特性に関する情報を他の手段を通して得ることもできる。例えば、運転者は、運転者に関する数多くの情報が電子的に記憶されている、車両のキーを有していてよい。運転者は車両内にキーを導入する（車両の始動及び運転のため）と、車両のコンピュータはこのキーから情報を読み取り、そして関連する情報を他のサブシステムに電子的に送信することができる。例えば、キーは運転者のシート位置又は運転者のラジオ局の好みに関する情報を含有していてよい。同様に、このキーは運転者の身長及び体重に関する情報を含有していてもよい。キーが挿入されると、この情報はコントローラ１２０に電子的に伝送することができる。コントローラはエアバッグ・ハウジングの位置を相応に自動的に調節することができる。他の同様の装置を使用して、上述のように乗員の体重又は身長を実際に推定する必要なしに、乗員を識別することもできる。
【００３６】
図１を引き続き参照すると、コントローラ１２０は多数の形態を成していてよい。コントローラ１２０はスタンドアローン型コンピュータ又はマイクロコントローラに基づくシステムを含んでいてよい。別の実施形態の場合、コントローラ１２０は別のサブシステム、例えばエアバッグ展開コンピュータ内に含まれていてよい。さらに他の実施形態は、コンピュータ又はマイクロコントローラ上で実行するソフトウェア命令によって全体的又は部分的に実施することができる。加えて、コントローラ１２０は、図１に示されているようにエアバッグ・ハウジング１１２の近くに、又はエアバッグ・ハウジング１１２内部に配置されてよい。コントローラ１２０は車両の任意の他の部分内に配置されてもよい。当業者に明らかなように、コントローラ１２０は多くの種々異なる実施形態を呈することができる。
【００３７】
再び図１を参照すると、重量センサ１３２は一実施形態では、シート・クッション内に埋め込まれた圧力センサの形態を成していてよい。このようなセンサはシートに着席した乗員の体重を検出することができる。別の実施形態はシートのそれぞれの支持脚にセンサを含むことができる。この実施形態では、それぞれの脚センサが、シートのそれぞれの脚にかかる重量を表すフィードバック信号をコントローラ１２０に伝送することができる。コントローラ１２０はこれらの個々の体重を合計することにより、乗員の全体重を推定することができる。これらのセンサの代わりに、他のタイプのセンサを使用してもよい。高さセンサ１３４も種々異なる形態を成していてよい。一例としては、高さセンサ１３４は、センサと乗員の頭頂部との間の距離を測定することができる超音波装置を含んでいてよい。他の実施形態では、高さセンサ１３４は容量センサ又はレーザ・センサであってよい。
【００３８】
上述のように、図５は人の体重と身長との一般的な関係を示している。この関係は比較的線形であり、コントローラは、人の体重を知ることによりその人の身長を推定するために、この関係を用いることができる。このグラフは、国ごと、地域ごと、そして時間とともに変化する可能性がある。従って、コントローラの一実施形態は、ヨーロッパに関するものとは異なる、米国に関する体重―身長グラフを使用することができる。他の実施形態は同様の技術を用いて、種々異なる市場又は区域における身長推定精度全体を改善することができる。
【００３９】
図６の場合、センサとコントローラとアクチュエータとの関係が示されている。本明細書中で論じられているように、センサは乗員の身体的特性、例えば体重又は身長に関する情報を獲得することができる。センサは、この情報を表すフィードバック信号をコントローラに送信することができる。図６は１つのセンサしか示していないが、乗員の１つ又は２つ以上の身体的特性を割り出すために、１つ又は２つ以上のセンサを使用してもよい。コントローラは、フィードバック信号を処理することができ、また乗員保護作用を改善するエアバッグ・ハウジングの位置を決定することができる。このことは、膨張可能なエアバッグが展開される場合の所定の乗員接触域をターゲットにすることによって達成することができる。コントローラは、制御信号をアクチュエータに送信することにより、エアバッグ・ハウジングの位置を相応に調節することができる。ただ１つのアクチュエータが示されているが、エアバッグ・ハウジングを調節するために１つ又は２つ以上のアクチュエータが採用されることも考えられる。
【００４０】
図１をなおも参照すると、調節可能なエアバッグ・システム１００は下記のように働くことができる。センサ１３２，１３４は、車両の乗員の身体的特性を測定するように働くことができる。この測定は、一例としては車両が最初に始動したときに行われてよい。あるいは、この測定は別の例としては、車両のドアを閉めたときに行われてよい。センサは、乗員の身体的特性を表すフィードバック信号をコントローラ１２０に送信することができる。コントローラ１２０は、フィードバック信号に基づいて、膨張可能なエアバッグ１１４による乗員保護作用を改善するエアバッグ・ハウジング１１２の位置を決定することができる。コントローラ１２０は、制御信号をアクチュエータ１１６Ａ，１１６Ｂに送信することにより、エアバッグ・ハウジング１１２の位置を相応に調節することができる。従ってこのような位置は、膨張可能なエアバッグ１１４が展開されることになった場合（例えばクラッシュ時）、フィードバック信号によって決定された所定の乗員接触域をターゲットにすることによって、乗員保護作用を改善することができる。
【００４１】
本明細書中に記載された調節可能なエアバッグ・システムは、複数の乗員に、且つ／又は単独の乗員における複数の接触域に保護作用をもたらすために、車両内の多数の場所に配置することができる。例えば、運転者の頭部及び／又は胸部を保護するために、調節可能なエアバッグ・システムを車両のステアリング・ホイール内に配置してよい。別の例では、着席している乗員の胸部を側面衝突時に保護するために、調節可能なエアバッグ・システムを車両のシート内に配置してよい。さらに別の例では、乗員のうちの一人又は二人以上の頭部を保護するために、調節可能なエアバッグ・システムを車両の屋根内に配置してよい。乗員の保護作用を改善するために、これらの調節可能なエアバッグ・システムのすべてを、本明細書中に記載された技術に従って調節することができる。加えて、車両は複数のエアバッグ・システムを有していて、これらのうちのいくつか又はすべてが（本明細書中に記載された技術及び方法に従って）調節可能であってよく、そしていくつかは調節可能でなくてよい（すなわちコンベンショナルなエアバッグ・システム）。このように、調節可能なエアバッグ・システムと調節可能でないエアバッグ・システムとの任意の組み合わせも考えられる。
【００４２】
今や明らかなように、本明細書中に記載されたシステム及び方法を用いて車両に対するエアバッグの位置を調節することにより、車両乗員の保護作用を改善することができる。
【００４３】
本発明の特定の実施形態及び態様をここに例示して説明してきたが、本発明の思想及び範囲を逸脱することなしに、種々の他の変更及び改変を加えることができる。さらに、種々の態様をここに説明してきたが、このような態様を組み合わせて利用する必要はない。従って添付の請求項は、本発明の範囲に含まれるこのようなすべての変更及び改変をも対象とするものとする。
【図１】
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【図２Ａ】
0005486080.tif 000003
【図２Ｂ】
0005486080.tif 000004
【図３Ａ】
0005486080.tif 000005
【図３Ｂ】
0005486080.tif 000006
【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
0005486080.tif 000008
【図４Ｂ】
0005486080.tif 000009
【図５】
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【図６】
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