(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
折り畳まれたエアバッグと、該エアバッグを膨らませるためのガス発生手段とを有する車両用エアバッグ装置において、
シートベルトの装着、非装着を検出するシートベルト装着検出手段と、
車両の衝突速度を検出する衝突速度検出手段と、
この衝突速度検出手段で検出される衝突速度が大きくなるほどガス発生手段からのガス発生量を増大させるガス発生量の制御手段とを設けたエアバッグ装置であって、
前記ガス発生手段は複数個のガス発生器を備えており、
前記制御手段は、衝突速度が大きくなるほどガス発生作動するガス発生器の個数を増加させるものであり、複数個の前記ガス発生器を作動させる場合、各ガス発生器の作動開始時期を異ならせるものであり、さらに、前記シートベルト装着検出手段がシートベルト装着を検知する場合にはガス発生器の点火時期の時間差を大きくし、シートベルト非装着を検知する場合にはガス発生器の点火時期の時間差を小さくするものであることを特徴とするエアバッグ装置。
【請求項２】
請求項１において、前記制御手段は、衝突速度が第１の閾値以上であることが検知されるとまず一部のガス発生器を作動させ、その後衝突速度が第１の閾値よりも大きな第２の閾値以上であることが検知されると他のガス発生器を作動させるものであることを特徴とするエアバッグ装置。
【請求項３】
折り畳まれたエアバッグと、該エアバッグを膨らませるためのガス発生器とを有する車両用エアバッグ装置において、
シートベルトの装着、非装着を検出するシートベルト装着検出手段と、
車両の衝突速度を検出する衝突速度検出手段と、
この衝突速度検出手段で検出される衝突速度が大きくなるほどガス発生器からのガス発生量を増大させるガス発生量の制御手段とを設けたエアバッグ装置であって、
前記ガス発生器は２段階以上にわたってガスを発生させるものであり、
前記制御手段は、衝突速度が大きくなるほどガス発生器が後段階までガス発生作動するように制御するものであり、前記ガス発生器を第２段階目以降まで作動させる場合、各段階の作動開始時期を異ならせるものであり、さらに、前記シートベルト装着検出手段がシートベルト装着を検知する場合にはガス発生器の点火時期の時間差を大きくし、シートベルト非装着を検知する場合にはガス発生器の点火時期の時間差を小さくするものであることを特徴とするエアバッグ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の衝突時にエアバッグを展開させて乗員を保護するためのエアバッグ装置に係り、特に衝突速度に応じてガス発生量を制御するようにしたエアバッグ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、車両用エアバッグ装置は、折り畳まれたエアバッグと、このエアバッグを収容したケースと、エアバッグを展開させるためのガス発生手段とを有しており、車両に設けられた衝突検知センサが衝突検知信号を出力すると、ガス発生手段が作動してガスを発生させ、これによってエアバッグが乗員前方に大きく展開し、乗員を保護する。
【０００３】
このガス発生手段としては、ガス発生用の薬剤と、この薬剤に点火するための点火器とを有したインフレータが広く用いられている。
【０００４】
広く普及しているエアバッグ装置においては、インフレータは１個又は２個設けられている。２個設けられた場合でも、双方のインフレータは、衝突検知信号によって同時に作動を開始するよう構成されている。
【０００５】
特開平２−３１０１４３号（ヨーロッパ公開特許３９９４９８号）、特開平４−３４５５５５号、特開平４−３４５５５６号、特開平７−４７９１０号、及びイギリス特許公開２２８１４２９号には２個又は２ステージのインフレータを備え、２個（又は２ステージ）のインフレータを互いに時間差をもって作動させるエアバッグ装置が記載されているが、この場合でも、衝突が検知されると時間差はあるにしてもすべてのインフレータが作動する点は一般的なエアバッグ装置と変りはない。
【０００６】
ところで、この「衝突の検知によってインフレータを作動させる」ということは、実際には、車両に搭載された衝突規模検知システムが『衝突速度は閾値以上である』と判定することによってインフレータ作動信号を出力することである。  この閾値たる衝突速度は、以下に述べる理由から、一般には１２ｍｐｈ（１２マイル／Ｈｒ）と設定されている。
【０００７】
即ち、車両が衝突した場合、乗員は急速に前方へ移動してエアバッグに突っ込むのであるが、乗員の身体前面がエアバッグに最初に接触した時点においてはエアバッグは全展開（即ち、その最も大きく膨らんだ状態となるまでに展開）していることが望ましい。通常のエアバッグの設計に際しては、エアバッグの全展開状態において、該エアバッグの乗員対峙面と、着座正規姿勢（座席のシートバックに乗員の背中が接した姿勢）にある乗員身体前面との間に５インチ（１２５ｍｍ）の間隔があくように配慮がなされている。
【０００８】
そして、一般的なエアバッグ装置においては、インフレータの点火からエアバッグの展開完了に到るまでの時間は３０ｍＳｅｃと見積られている。このようなことから、従来のエアバッグ装置においては、衝突してから乗員身体が５インチ（５″）移動するのに要する時間よりも３０ｍＳｅｃ以上前にインフレータが点火されるように、即ち、インフレータ点火時期は、衝突発生から（５″移動時間−３０ｍＳｅｃ）以内となるように設計される必要がある。
【０００９】
なお、インフレータの点火時期はＴＴＦ（ｔｉｍｅ  ｔｏ  ｆｉｒｅ）と称されている。ちなみに、一般の乗用車にあっては、このＴＴＦは、前述の理由から、３０ｍｐｈ（約４８ｋｍ／Ｈｒ）の正面衝突の場合で、衝突後約１５ｍＳｅｃ以内である必要がある。
【００１０】
ところで、車両の衝突速度検知システムは、車両衝突時点から車両に加えられる加速度を経時的に検出し、加速度の経時変化から衝突の規模を検出し、衝突規模が所定以上であるときにはインフレータを点火させる。
【００１１】
現在の技術レベルの衝突規模検知システムにおいては、例えば、３０ｍｐｈ正面衝突の場合、衝突速度が１２ｍｐｈを超えていると判断するには衝突後１２〜１４ｍＳｅｃかかり、衝突速度が２０ｍｐｈを超えていると判断するには衝突後２０〜２３ｍＳｅｃかかり、３０ｍｐｈを検出するには３０〜３５ｍＳｅｃかかっている。斜め衝突やオフセット衝突の場合には加速度の立ち上りが遅く、さらに検知に長い時間がかかる。
【００１２】
前記の通り、ＴＴＦは（５″移動時間−３０ｍＳｅｃ）以前として設計されるのであるが、衝突速度検知に長時間を要していたのでは、インフレータの点火指示信号出力がＴＴＦよりも遅くなってしまう。例えば、３０ｍｐｈの衝突のときには、前記の通り衝突後１５ｍＳｅｃ以内にインフレータを点火する必要があるが、この１５ｍＳｅｃ経過時点では衝突規模検知システムがまだ衝突速度が３０ｍｐｈのものと判定しきれていない。
【００１３】
そこで、現在のエアバッグ点火システムにおいては、衝突速度が１２ｍｐｈを超えると判定した時点（この「１２ｍｐｈ超」を判定するのに要する時間は、上記の通り衝突後１２〜１５ｍＳｅｃ程度である。）になるとエアバッグ点火信号を出力し、インフレータを点火させるようにしている。このようにＴＴＦを「１２ｍｐｈ超の時点」と設定しておけば、インフレータのＴＴＦが（５″移動時間−３０ｍＳｅｃ）より遅くなることが回避され、乗員がエアバッグに突っ込んできた時点では必ずエアバッグを全展開状態としておくことができる。
【００１４】
図４はこのインフレータ点火時期を説明する構成図であり、３０ｍｐｈ衝突時のＴＴＦ、（５″移動時間−３０ｍＳｅｃ）、５″移動時期等の関係を示している。
【００１５】
３０ｍｐｈで車両が衝突した後、１２ｍＳｅｃ経過すると、衝突速度は１２ｍｐｈ超であると判定されるので、この時点でインフレータ点火指令を出力し、インフレータを点火させる。それから約３０ｍＳｅｃでエアバッグが全展開状態となる。５″移動時期（乗員が展開したエアバッグに最初に接する時期）はこの全展開後となる。
【００１６】
図示の通り、このＴＴＦは（５″移動時間−３０ｍＳｅｃ）の前である。
【００１７】
もし、実際に３０ｍｐｈ超であると判定してからインフレータ点火指令を出したのでは、第４図中に破線で示されるように、エアバッグが全展開する前に乗員がエアバッグに突っ込んでくることになる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
前記の通り、従来のエアバッグ装置は、１２ｍｐｈ以上の衝突速度の衝突が発生すると、衝突速度の大小にかかわらずすべてのインフレータが作動する。ところが、衝突速度が小さいときには、エアバッグの内圧はさほど高くする必要はなく、衝突速度が大きいときに限りエアバッグ内圧を十分に高くすれば足りる。
【００１９】
本発明は、このような実情に鑑み、衝突速度に応じてガス発生量を変えるようにしたエアバッグ装置を提供することを目的とする。
【００２０】
また、本発明は、衝突速度が大きくなるほど作動するインフレータの数を増加させ、且つ、この際、各インフレータの作動のタイミングを異ならせるようにしたエアバッグ装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のエアバッグ装置は、折り畳まれたエアバッグと、該エアバッグを膨らませるためのガス発生手段とを有する車両用エアバッグ装置において、シートベルトの装着、非装着を検出するシートベルト装着検出手段と、車両の衝突速度を検出する衝突速度検出手段と、この衝突速度検出手段で検出される衝突速度が大きくなるほどガス発生手段からのガス発生量を増大させるガス発生量の制御手段とを設けたエアバッグ装置であって、前記ガス発生手段は複数個のガス発生器を備えており、前記制御手段は、衝突速度が大きくなるほどガス発生作動するガス発生器の個数を増加させるものであり、複数個の前記ガス発生器を作動させる場合、各ガス発生器の作動開始時期を異ならせるものであり、さらに、前記シートベルト装着検出手段がシートベルト装着を検知する場合にはガス発生器の点火時期の時間差を大きくし、シートベルト非装着を検知する場合にはガス発生器の点火時期の時間差を小さくするものであることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項２のエアバッグ装置は、請求項１において、前記制御手段は、衝突速度が第１の閾値以上であることが検知されるとまず一部のガス発生器を作動させ、その後衝突速度が第１の閾値よりも大きな第２の閾値以上であることが検知されると他のガス発生器を作動させるものであることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項３のエアバッグ装置は、折り畳まれたエアバッグと、該エアバッグを膨らませるためのガス発生器とを有する車両用エアバッグ装置において、シートベルトの装着、非装着を検出するシートベルト装着検出手段と、車両の衝突速度を検出する衝突速度検出手段と、この衝突速度検出手段で検出される衝突速度が大きくなるほどガス発生器からのガス発生量を増大させるガス発生量の制御手段とを設けたエアバッグ装置であって、前記ガス発生器は２段階以上にわたってガスを発生させるものであり、前記制御手段は、衝突速度が大きくなるほどガス発生器が後段階までガス発生作動するように制御するものであり、前記ガス発生器を第２段階目以降まで作動させる場合、各段階の作動開始時期を異ならせるものであり、さらに、前記シートベルト装着検出手段がシートベルト装着を検知する場合にはガス発生器の点火時期の時間差を大きくし、シートベルト非装着を検知する場合にはガス発生器の点火時期の時間差を小さくするものであることを特徴とするものである。
【００２４】
かかる請求項１〜３の発明のエアバッグ装置においては、衝突速度が小さいときには、衝突速度が大きい場合よりも少量のガスが発生することになり、エアバッグは少ないガスで展開する。最も大きく展開した状態において、少ないガスで展開したエアバッグはそれよりも多いガスで展開したエアバッグに比べ、ソフトである。車両の衝突速度が小さいときには、乗員がエアバッグに突っ込んでくる速度は小さいので、乗員はソフトなエアバッグにゆっくりと突っ込むことになり、エアバッグにソフトに保護される。
【００２５】
ガス発生器の作動開始の時期を異ならせることにより、展開初期のエアバッグの展開スピードを小さくすることができる。
【００２６】
請求項２のエアバッグ装置においては、衝突速度が第１の閾値（例えば１２ｍｐｈ）以上であると判定されると、まず例えば１個のガス発生器が作動され、これによりエアバッグが展開を開始する。
【００２７】
その後、衝突速度が第２の閾値（例えば２０ｍｐｈ）以上であると判定されると、他のガス発生器を作動させる。
【００２８】
もし、すべてのガス発生器の点火時期をこの第２の閾値検知時期としてしまうと、前記の通り、ＴＴＦが（５″移動時間−３０ｍＳｅｃ）時期よりも遅くなり、全展開していないエアバッグに乗員が突っ込んでくるおそれがある。これに対し、この請求項２のエアバッグ装置においては、第１の閾値以上の衝突速度であると判定された時点でまず一部のガス発生器を作動させ、エアバッグの展開を開始させる。衝突速度が小さいときには、この一部のガス発生器のみによってエアバッグが展開される。衝突速度が大きいときには、その後に他のガス発生器も作動され、エアバッグ内圧を高める。また、他のガス発生器が作動することにより、エアバッグの展開速度が増大するので、５″移動時期が早まっても、乗員が突っ込んでくる前にエアバッグは十分に全展開を完了する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１〜３を参照して実施の形態について説明する。車両１に加速度センサ２、制御ユニット３、エアバッグ装置４が設けられている。このエアバッグ装置４は助手席用、運転席用、後席用のいずれでも良い。
【００３０】
このエアバッグ装置４は、エアバッグ５を２個のインフレータ６，７で展開させるよう構成されている。車両１が衝突すると、そのときの加速度が加速度センサ２で検知され、この検知された加速度の経時変化（具体的には、加速度の時間による積分値と、加速度の時間による微分値）から衝突速度が制御ユニット３によって演算される。この衝突速度の大きさに応じてインフレータ６，７が制御ユニット３によって作動される。なお、この加速度センサ２と制御ユニット３とで衝突速度検知システムが構成されている。
【００３１】
この制御ユニット３はバッテリ８からの電流をインフレータ６，７の点火器に供給するよう構成されている。この制御ユニット３は、衝突速度が第１の閾値（例えば１２ｍｐｈ）よりも小さいときにはインフレータ６，７のいずれをも作動させない。衝突速度が第１の閾値以上であり、第２の閾値（例えば２０ｍｐｈ）未満であるときには、第１のインフレータ６のみを衝突速度が第１の閾値に達したことを検出したｔ１時に作動させ、第２のインフレータを作動させない。ｔ１時点で衝突速度が第１の閾値以上であると判定され、さらにｔ２時点で衝突速度が第２の閾値以上であると判定されたときには、ｔ１時点でまず第１のインフレータ６が作動し、さらにその後、ｔ２よりも後のｔ３時に第２のインフレータ７が作動する。
【００３２】
第１のインフレータ６のみが作動する時のエアバッグ５の内部の圧力変化を模式的に表すと図３（ａ）のようになり、圧力はｔ１時から次第に上昇する。第１のインフレータ６がまず作動し、その後第２のインフレータ７が作動するときには、図３（ｂ）のようにｔ１時にエアバッグ５の内圧が上昇開始し、さらにｔ３時に第２のインフレータ７からのガス圧も重畳して加わるようになる。
【００３３】
図３（ａ），（ｂ）のいずれの場合も、乗員９が展開したエアバッグ５に突っ込んでくるのはエアバッグ５が十分に大きく展開したｔ４時以降になるが、このｔ４時以降の段階では図３（ａ），（ｂ）から明らかな通り、第１のインフレータ６だけで展開したエアバッグ５内の圧力は双方のインフレータ６，７によって展開したエアバッグ５の内圧よりも低い。従って、図３（ａ）の場合、乗員９は図３（ｂ）の場合よりもソフトなエアバッグ５に突っ込むことになる。ただし、この場合、乗員９がエアバッグ５に突っ込むスピードは、車両の衝突速度が小さいことから図３（ｂ）の場合よりも小さいので、乗員９の身体はソフトなエアバッグ５によって十分に保護される。
【００３４】
車両が高速で衝突する図３（ｂ）の場合には、内圧が高いエアバッグ５によって乗員９がしっかりと保護される。
【００３５】
出力がほぼ等しい２個のインフレータ６，７を有するエアバッグ装置４を搭載した乗員車が頑丈なコンクリート壁に衝突すると仮定した場合には、第１の閾値は１２ｍｐｈとし、第２の閾値は２０ｍｐｈとするのが好ましい。また、インフレータ６，７の点火時期の時間差（ｔ３−ｔ１）は、好ましくは、１０〜３０ｍＳｅｃ，特に好ましくは２０ｍＳｅｃである。
【００３６】
さらに、シートベルトの装着、非装着を検出する検出手段を設け、シートベルト装着の場合にはｔ３−ｔ１を大きくし、シートベルト非装着の場合には、ｔ３−ｔ１を小さくする。
【００３７】
なお、図３（ｂ）の場合、ｔ１〜ｔ３間におけるエアバッグ５の展開速度を小さくすることができる。これにより、エアバッグ装置のすぐ近くに乗員や物体が存在していても、エアバッグがこの物体に当るスピードが小さくなる。
【００３８】
上記実施の形態のエアバッグ装置は２個のインフレータ６，７を備えているが、３個以上のインフレータを備えていても良い。この場合、衝突速度に応じて、インフレータの作動個数を０、１、２又は３以上とするのが好ましく、２個以上のインフレータを作動させる場合には各インフレータの作動開始のタイミングを図３（ｂ）のようにずらすのが好ましい。３個以上のインフレータをタイミングを異ならせて作動させる場合には、例えば、１２ｍｐｈで１個のインフレータを作動させ、２０ｍｐｈでもう１個のインフレータを作動させ、３０ｍｐｈで残りのインフレータを作動させる。
【００３９】
本発明では、１個のインフレータが２段階以上にわたってガスを発生させるものであり、且つ２段階目以降のガス発生を制御ユニットからの信号によって停止させうるものであっても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上の通り、本発明は車両の衝突速度に応じてインフレータを制御するようにしたものであり、低速度で車両が衝突したときに乗員を内圧の低いソフトなエアバッグで保護することができ、また高速衝突時には内圧が高いエアバッグでしっかりと乗員を保護することができる。本発明のエアバッグ装置によると、展開開始直後のエアバッグの展開速度を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係るエアバッグ装置を搭載した車両の側面図である。
【図２】実施の形態に係るエアバッグ装置の系統図である。
【図３】実施の形態に係るエアバッグ装置の作動を示すエアバッグ内圧力の経時変化図である。
【図４】インフレータの点火時期とエアバッグ内圧の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  車両
２  加速度センサ
３  制御ユニット
４  エアバッグ装置
５  エアバッグ
６，７  インフレータ
８  バッテリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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