JP3566080B2 - エアバッグ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、折り畳んだエアバッグの開口部周縁が固定されるリテーナの内部にインフレータを収納し、車両の衝突時に前記インフレータが発生するガスで膨張するエアバッグを展開して乗員を拘束するエアバッグ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエアバッグ装置は、インフレータが発生するガスで膨張するエアバッグにベントホールを設け、前記ガスの一部をベントホールから排出してエアバッグの内圧を制御している。かかるエアバッグ装置において、ベントホールを薄膜で閉鎖しておくことにより展開の初期にエアバッグを速やかに膨張させるとともに、展開が完了してエアバッグの内圧が高まると前記薄膜が破断し、ベントホールからガスを排出して乗員を柔らかく拘束するものが提案されている（実公平５−６２０６号公報参照）。
【０００３】
またエアバッグ装置に２個のインフレータを設けておき、エアバッグ装置の近傍に乗員が存在しない場合には２個のインフレータを両方とも点火し、エアバッグ装置の近傍に乗員が存在する場合には１個のインフレータだけを点火することにより、エアバッグの展開速度および内圧を乗員の位置に応じて制御するものが提案されている（特開平９−３０１１１５号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記実公平５−６２０６号公報に記載されたものは、薄膜が破断する圧力にバラツキが発生し易いため、エアバッグの内圧が所定値に達したときにベントホールを的確に開放するのが難しいだけでなく、一旦開放したベントホールを再び閉じることができないので内圧の精密な制御が難しいという問題があった。また上記特開平９−３０１１１５号公報に記載されたものは、２個のインフレータを必要とするために部品点数が増加してコストアップの要因になるだけでなく、エアバッグの展開特性を２段階にしか制御できないためにきめ細かい制御が難しいという問題があった。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、エアバッグの展開時にベントホールから排出されるガス量を変化させてエアバッグの内圧を的確に制御することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、折り畳んだエアバッグの開口部周縁が固定されるリテーナの内部にインフレータを収納し、車両の衝突時に前記インフレータが発生するガスで膨張するエアバッグを展開して乗員を拘束するエアバッグ装置において、前記リテーナに形成されたベントホールと、アクチュエータにより作動して前記ベントホールを開閉する制御弁と、前記エアバッグの内圧を検出する内圧検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記内圧検出手段で検出した前記エアバッグ内圧が予め設定した目標内圧パターンに一致するように前記ベントホールの開度をフィードバック制御する制御手段とを備え、前記制御手段が、前記車速検出手段で検出した衝突時の車速が低速の場合は高速の場合よりも目標内圧の最大値が小さくなるように、かつ前記目標内圧の最大値が発生するタイミングが遅れるように、該車速検出手段からの信号に応じて前記目標内圧パターンを変更することを特徴とする。
【０００７】
請求項１の構成によれば、内圧検出手段で検出したエアバッグ内圧に応じて制御手段がアクチュエータで制御弁を開閉駆動してベントホールの開度を変化させることにより、ベントホールから排出されるガスの量を任意に変化させてエアバッグ内圧を予め設定した目標内圧パターンに一致させるので、エアバッグ内圧を最適の大きさに制御して乗員の拘束性能を高めることができる。
【０００８】
特に車速検出手段で検出した衝突時の車速が低速の場合は高速の場合よりも目標内圧の最大値が小さくなるようにベントホールの開度を制御するので、車速の大小に応じた最適の大きさの拘束力を発揮させることができ、また衝突時の車速が低速の場合は高速の場合よりも目標内圧の最大値が発生するタイミングが遅れるようにベントホールの開度を制御するので、車速の大小に応じた最適のタイミングで拘束力を発揮させることができる。
【０００９】
また請求項２に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、前記アクチュエータは圧電素子であることを特徴とする。上記構成によれば、アクチュエータを圧電素子で構成することにより、モータやソレノイド等の他のアクチュエータに比べて部品点数の少ない簡単な構造で、かつ低コストでベントホールを開閉駆動することができる。
【００１０】
また請求項３に記載された発明は、請求項２の構成に加えて、前記アクチュエータは前記ベントホールを覆うように配置されて一端が前記リテーナに固定された板状の圧電素子であることを特徴とする。上記構成によれば、板状の圧電素子でアクチュエータを構成することにより、そのアクチュエータの構造が極めて単純になるだけでなく、圧電素子そのものを弁体として利用することが可能となり、部品点数の一層の削減とコストの一層の削減とが可能となる。
【００１１】
また請求項４に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、前記リテーナは複数のベントホールを備えるとともに前記制御弁は前記複数のベントホールにそれぞれ対応する複数の開口が形成された弁板を備えてなり、前記アクチュエータは前記弁板を前記リテーナに沿って摺動させて前記複数の開口を前記複数のベントホールに対向させることを特徴とする。上記構成によれば、リテーナに形成した複数のベントホールと弁板に形成した複数の開口とを組み合わせることにより、弁板を僅かなストローク移動させるだけでベントホールの開度を全閉状態から全開状態まで変化させることが可能となり、アクチュエータの小型化と応答性の向上とが同時に達成される。
【００１２】
また請求項５に記載された発明は、請求項４の構成に加えて、前記複数のベントホールは円周方向に配置されており、前記弁板は前記アクチュエータで往復回転駆動されることを特徴とする。上記構成によれば、円周方向に配置された複数のベントホールをアクチュエータで往復回転駆動される弁板で開閉するので、モータのような回転出力のアクチュエータを容易に適用することができる。
【００１３】
また請求項６に記載された発明は、請求項４の構成に加えて、前記複数のベントホールは直線方向に配置されており、前記弁板は前記アクチュエータで往復直線駆動されることを特徴とする。上記構成によれば、直線方向に配置された複数のベントホールをアクチュエータで往復直線駆動される弁板で開閉するので、リニアソレノイドや積層型の圧電素子のような直線出力のアクチュエータを容易に適用することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 図１〜図２６は本発明の一実施例を示すもので、図１は自動車の車室前部の斜視図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図３の４−４線拡大断面図、図５は運転席用エアバッグ装置の分解斜視図、図６は運転席用エアバッグ装置の変形例を示す、前記図３に対応する図、図７は図６の７−７線拡大断面図、図８は図１の８−８線拡大断面図、図９は図８の９−９線断面図、図１０は図９の１０−１０線矢視図、図１１は助手席用エアバッグ装置の分解斜視図、図１２は助手席用エアバッグ装置の第１変形例を示す、前記図９に対応する図、図１３は図１２の１３−１３線断面図、図１４は図１２の１４−１４線断面図、図１５は助手席用エアバッグ装置の第２変形例を示す、前記図９に対応する図、図１６は図１５の１６−１６線断面図、図１７は図１５の１７−１７線断面図、図１８は図１の１８−１８線拡大断面図、図１９は図１８の１９方向矢視図、図２０は図１９の２０−２０線断面図、図２１は図１９の２１−２１線断面図、図２２は図１９の２２−２２線断面図、図２３はベントホールの開度の制御系を示すブロック図、図２４は乗員状態による目標内圧パターンの変化の一例を示す図、図２５は車速による目標内圧パターンの変化の一例を示す図、図２６はベントホール開度のフィードバック制御の説明図である。
【００１５】
図１に示すように、運転席シート１の前方に配置されたステアリングホイール２の中央部に運転席用エアバッグ装置Ｒｄが設けられ、助手席シート３の前方に配置されたダッシュボード４の上部に助手席用エアバッグ装置Ｒｐが設けられ、運転席シート１および助手席シートのシートバック５，５の内部にそれぞれ側突用エアバッグ装置Ｒｓ，Ｒｓが設けられる。
【００１６】
次に、図２〜図５に基づいて運転席用エアバッグ装置Ｒｄの構造を説明する。
【００１７】
ステアリングホイール２は、ステアリングシャフト１１の後端に相対回転不能に嵌合してナット１２で固定されたステアリングボス１３と、このステアリングボス１３を囲繞するように配置された環状のホイールリム１４と、前記ステアリングボス１３に固定されたフロントカバー１５と、このフロントカバー１５に結合されたリヤカバー１６と、前記フロントカバー１５をホイールリム１４に接続する複数本のスポーク１７…とを備えており、フロントカバー１５およびリヤカバー１６により区画される空間にエアバッグモジュール１８が収納される。
【００１８】
エアバッグモジュール１８は、それをリヤカバー１６の内面に支持するためのリテーナ１９と、高圧ガスを発生するインフレータ２０と、インフレータ２０が発生した高圧ガスにより膨張するエアバッグ２１とから構成される。リテーナ１９の外周に一体に形成された取付フランジ１９1 がリヤカバー１６の内周に一体に形成された取付フランジ１６1 に複数本のリベット２２…で固定され、更にエアバッグ２１の開口部周縁とリング状のホルダー２３とが重ね合わされてリテーナ１９に複数本のボルト２４…で共締めされる。粒状のガス発生剤２５…が充填されたインフレータ２０はエアバッグ２１の内部に収納され、複数本のボルト２６でリテーナ１９に固定される。インフレータ２０の内部には着火剤２７が配置されており、インフレータ２０の内部に延びる点火器２８の先端が前記着火剤２７に臨んでいる。
【００１９】
エアバッグ２１の内部に臨むリテーナ１９に４個のベントホール２９…が直列に形成される。ベントホール２９…の開度を制御する制御弁３０は、短冊状に形成された圧電素子３１を金属板よりなる同形のプロテクタ３２に接着したもので、その一側面が前記ベントホール２９…を覆うように、その一端部がボルト３３，３３でリテーナ１９に固定される。脆くて破損し易い圧電素子３１はプロテクタ３２に接着されることで補強される。前記圧電素子３１は本発明のアクチュエータを構成する。
【００２０】
図２３に示すように、本発明の制御手段を構成するエアバッグ展開制御装置３４には、車両の衝突時の加速度を検出する加速度検出手段３５ａと、乗員の体重、体格、着座姿勢等の乗員状態を検出する乗員状態検出手段３５ｂと、車速を検出する車速検出手段３５ｃと、エアバッグ２１の内圧を検出する内圧検出手段３５ｄとが接続される。乗員状態検出手段３５ｂは、シートクッションに設けられて乗員の体重を検出することにより大人および子供を識別するもの、あるいは赤外線で乗員の座高を検出することにより大人および子供を識別するものから構成される。内圧検出手段３５ｄは通常の圧力センサから構成され、その検出部がエアバッグ２１の内部空間に臨むようにリテーナ１９に設けられる。
【００２１】
エアバッグ展開制御装置３４は、車両の衝突時に所定値以上の加速度が検出されると点火器２８に通電してインフレータ２０を点火し、インフレータ２０が発生するガスで膨張するエアバッグ２１はリヤカバー１６にＨ形に形成された薄肉のティアライン１６2 を破断して車室内に展開する。このとき、エアバッグ展開制御装置３４は乗員状態検出手段３５ｂあるいは車速検出手段３５ｃからの信号に基づいて制御弁３０の圧電素子３１に対する通電を制御し、ベントホール２９…の開度を変化させる。即ち、圧電素子３１への非通電時には、図４（Ａ）に示すように制御弁３０は直線状に延びてベントホール２９…を閉塞し、圧電素子３１に通電すると、図４（Ｂ）に示すように通電量に応じて制御弁３０が湾曲してベントホール２９…を開放する。このように、ベントホール２９…を覆う板状の圧電素子３１に通電して湾曲させるだけの極めて簡単な構造により、ベントホール２９…の開度を精密にかつ無段階に制御することができる。
【００２２】
このとき、エアバッグ２１の複数の内圧パターン、つまり時間の経過に対するエアバッグ２１の内圧変化が予めマップとして記憶されており、エアバッグ展開制御装置３４は前記複数の内圧パターンのうちから所定の内圧パターンを選択して制御弁３０を制御する。また実際のエアバッグ内圧をマップに記憶した内圧パターンに一致させるべく、内圧検出手段３５ｄで検出したエアバッグ内圧に基づくフィードバック制御が行われる。この制御弁３０の開度制御の具体的内容は後から詳述する。
【００２３】
図６および図７は運転席用エアバッグ装置Ｒｄの変形例を示すものであり、その制御弁３０の構造が図２〜図５で説明したものと異なっている。
【００２４】
本変形例の制御弁３０は、リテーナ１９に環状に配置されたベントホール２９…を開閉するもので、ベントホール２９…と同形かつ同数の開口３６1 …を備えた円板状の弁板３６と、この弁板３６を回転駆動する超音波モータ３７とから構成される。弁板３６が図７（Ａ）の位置にあるときに該弁板３６によってベントホール２９…が閉鎖され、弁板３６が図７（Ｂ）の位置にあるときに該弁板３６の開口３６1 によってベントホール２９…が開放される。
【００２５】
このように、環状に配置した複数のベントホール２９…の開度を複数の開口３６1 …を有する弁板３６をモータ３７で回転させて制御するので、弁板３６を１個のベントホール２９の中心角に相当する僅かな角度回転させるだけで、ベントホール２９…の開度を全閉状態から全開状態まで変化させることが可能となり、モータ３７の小型化と応答性の向上とが同時に達成される。
【００２６】
次に、図８〜図１１に基づいて助手席用エアバッグ装置Ｒｐの構造を説明する。
【００２７】
ダッシュボード４の上面に形成された開口４1 に固定されたリッド４１から下方に延びる支持部４１1 …に、エアバッグモジュール４２のリテーナ４３が固定される。リテーナ４３は複数本のボルト４４…で固定されたアッパーリテーナ４５およびロアリテーナ４６から構成されており、アッパーリテーナ４４が複数本のボルト４７…で前記リッド４１の支持部４１1 …に固定される。アッパーリテーナ４５およびロアリテーナ４６の結合部にエアバッグ４８の開口部周縁が挟まれて前記ボルト４７…で共締めされる。リッド４１には、エアバッグ４８が膨張する際に破断する薄肉のティアライン４１2 が形成される。ロアリテーナ４６の底部に一対の取付ブラケット４９，４９を介して円筒状のインフレータ５０が支持される。またロアリテーナ４６の底部に形成された４個のベントホール２９…を開閉すべく、前記運転席用エアバッグ装置Ｒｄのものと同じ構造の制御弁３０が装着される。エアバッグ４８の内圧はロアリテーナ４６に設けられた内圧検出手段３５ｄにより検出される。
【００２８】
加速度検出手段３５ａ、乗員状態検出手段３５ｂ、車速検出手段３５ｃおよび内圧検出手段３５ｄからの信号が入力されるエアバッグ展開制御装置３４により、インフレータ５０および制御弁３０に対する通電が制御される。即ち、車両の衝突時に加速度検出手段３５ａが所定値以上の加速度を検出すると、エアバッグ展開制御装置３４からの指令でインフレータ５０が点火して高圧ガスが発生し、その圧力で膨張するエアバッグ４８はリッド４１のティアライン４１2 を破断して車室内に展開する。このとき、乗員状態検出手段３５ｂ、車速検出手段３５ｃおよび内圧検出手段３５ｄからの信号によって制御弁３０の開度がフィードバック制御される。
【００２９】
図１２〜図１４は助手席用エアバッグ装置Ｒｐの第１変形例を示すものであり、その制御弁３０の構造が図８〜図１１で説明したものと異なっている。
【００３０】
本変形例の制御弁３０は、インフレータ５０の外周に回転自在に支持された横断面円弧状の弁板５１と、この弁板５１を回動させるアクチュエータとしてのモータ３７とを備える。回動する弁板５１がリテーナ４３の内面に沿って摺動すると、そのリテーナ４３に形成された２個のスリット状のベントホール２９，２９が、それらに対応する２個のスリット状の開口５１1 ，５１1 を有する弁板５１によって開閉される。
【００３１】
このように、複数のベントホール２９，２９の開度を複数の開口５１1 ，５１1 を有する弁板５１をモータ３７で回動させて制御するので、弁板５１を１個のベントホール２９の中心角に相当する僅かな角度回転させるだけで、ベントホール２９，２９の開度を全閉状態から全開状態まで変化させることが可能になって応答性が高められる。
【００３２】
図１５〜図１７は助手席用エアバッグ装置Ｒｐの第２変形例を示すものであり、その制御弁３０の構造が図８〜図１１で説明したものと異なっている。
【００３３】
本変形例の制御弁３０は、リテーナ４３の底面に設けた一対のガイドレール４３1 ，４３1 に摺動自在に支持された弁板５２と、この弁板５２をガイドレール４３1 ，４３1 に沿って往復駆動するアクチュエータとしてのリニアソレノイド５３とを備える。弁板５２には一直線上に配置された４個のベントホール２９…と同形かつ同数の開口５２1 …が形成されており、リニアソレノイド５３で駆動された弁板５２の開口５２1 …がベントホール２９…に重なると、該ベントホール２９…が開放される。
【００３４】
このように、一直線上に配置された複数のベントホール２９…の開度を複数の開口５２1 …を有する弁板５２をリニアソレノイド５３で往復動させて制御するので、弁板５２を１個のベントホール２９の長さに相当する僅かな距離を移動させるだけで、ベントホール２９…の開度を全閉状態から全開状態まで変化させることが可能となって応答性が高められる。尚、リニアソレノイド５３に代えて、多数の圧電素子を積層したアクチュエータを採用することも可能である。
【００３５】
次に、図１８〜図２２に基づいて側突用エアバッグ装置Ｒｓの構造を説明する。
【００３６】
シートバック５の右側縁に沿って上下方向に延びるパイプフレーム６１に車体前方に延びる金属製の取付ブラケット６２が溶接により固定されており、この取付ブラケット６２の右側面にエアバッグモジュール６３がボルト６４，６４で固定される。粗毛布よりなる保形材６５がエアバッグモジュール６３の前面からシートバック５の厚さ方向中間部を車体左側に延び、車体左側のパイプフレーム（図示せず）に接続される。パイプフレーム６１の内周にはメッシュ状のスプリング６６が張られており、このスプリング６６の前面と、保形材１６の後面と、取付ブラケット６２の後面とに囲まれた部分にスポンジよりなるパッド６７が装着される。また保形材６５の前面には同じくスポンジよりなるパッド６８が装着される。
【００３７】
シートバック５の前面中央部は第１被覆材６９により覆われるとともに、その第１被覆材６９の左右両側部および上部は第２被覆材７０により覆われ、また第２被覆材７０に連なるシートバック５の左右両側面および上面は第３被覆材７１により覆われ、更にシートバック５の後面は第４被覆材７２により覆われる。第１被覆材６９と第２被覆材７０とは縫製部７３において縫製され、また第２被覆材７０と第３被覆材７１とは縫製部７４において縫製される。
【００３８】
エアバッグモジュール６３は、合成樹脂で一体に形成されたリテーナ７５と、その内部に支持されたホルダー７７とを備えており、これらリテーナ７５およびホルダー７７は前記ボルト６４，６４で取付ブラケット６２に共締めされる。リテーナ７５は車体右側に向けて開口するトレー状の本体部７５1 と、この本体部７５1 の後縁にヒンジ部７５2 を介して接続された蓋部７５3 とを備えており、本体部７５1 の上縁、前縁および下縁に設けた５個の係止爪７５4 …を蓋部７５3 の上縁、前縁および下縁に設けた５個の係止孔７５5 …に係止することにより、本体部７５1 の開口を覆うように蓋部７５3 が固定される。 折り畳んだエアバッグ７８がプロテクトカバー７９により包装される。エアバッグ７８の開口部周縁とプロテクトカバー７９の両端とがリテーナ７５およびホルダー７７に挟まれて固定され、これによりホルダー７７に固定されたインフレータ８０がエアバッグ７８の内部に収納される。尚、エアバッグ７８の膨張時にプロテクトカバー７９は容易に破断するため、その膨張を妨げることはない。
【００３９】
ホルダー７７に形成された開口７７1 と、リテーナ７５の本体部７５1 に形成された４個のベントホール２９…と、取付ブラケット６２に形成された開口６２1 と、パッド６８に形成されたガス通路６８1 と、シートバック５の後面側に形成された空間８１とを介して、エアバッグ７８の内部がシートバック５の外部に連通する。また前記４個のベントホール２９…を開度を制御すべく、前記運転席用エアバッグ装置Ｒｄおよび前記助手席用エアバッグ装置Ｒｐのものと同じ構造の制御弁３０がリテーナ７５の内部に装着される。
【００４０】
加速度検出手段３５ａ、乗員状態検出手段３５ｂ、車速検出手段３５ｃおよび内圧検出手段３５ｄからの信号が入力されるエアバッグ展開制御装置３４により、インフレータ８０および制御弁３０に対する通電が制御される。而して、車両の衝突時にインフレータ８０がガスを発生すると、リテーナ７５の内部でエアバッグ７８が膨張する。エアバッグ７８が膨張する圧力がリテーナ７５の蓋部７５3 に作用すると、係止爪７５4 …が係止孔７５5 …から外れて蓋部７５3 がヒンジ部７５2 回りに回転し、本体部７５1 が開放される。蓋部７５3 が開く圧力がシートバック５の第３被覆材７１に伝達されると、縫製部７４が破断して第２被覆材７０と第３被覆材７１とが分離し、その隙間を通過したエアバッグ７８がフロントドアの内面に沿うように前方に展開する。
【００４１】
次に、運転席用エアバッグ装置Ｒｄ、助手席用エアバッグ装置Ｒｐおよび側突用エアバッグ装置Ｒｓ，Ｒｓのベントホール２９…の開閉制御の内容を、図２４〜図２６を参照して具体的に説明する。
【００４２】
図２４の横軸はインフレータ２０，５０，８０が点火してからの時間を示し、縦軸はエアバッグ２１，４８，７８の内圧の目標値を示している。インフレータ２０，５０，８０が点火した直後、運転席用エアバッグ装置Ｒｄではリヤカバー１６のティアライン１６2 （図５参照）が破断するまでの間、助手席用エアバッグ装置Ｒｐではリッド４１のティアライン４１2 （図１１参照）が破断するまでの間、側突用エアバッグ装置Ｒｓ，Ｒｓでは縫製部７４（図１８参照）が破断するまでの間、エアバッグ２１，４８，７８の膨張が抑制されてエアバッグ内圧が急激に増加する。続いて前記リヤカバー１６、リッド４１あるいは縫製部７４が破断してエアバッグ２１，４８，７８が車室内に勢い良く飛び出すと、その慣性でエアバッグ２１，４８，７８の容積が増加するためにエアバッグ内圧は急激に低下し、その後にインフレータ２０，５０，８０が発生するガスでエアバッグ２１，４８，７８は更に膨張展開して乗員を拘束する。
【００４３】
このときのエアバッグ２１，４８，７８の目標内圧パターン、特に展開したエアバッグ２１，４８，７８で乗員を拘束する際のエアバッグ内圧の最大値は、乗員状態検出手段３５ｂで検出した乗員の体格により変更される。即ち、実線で示すように乗員が体重の大きい大人である場合にはベントホール２９…の開度を減少させてエアバッグ２１，４８，７８の内圧を増加させ、また破線で示すように乗員が体重の小さい子供である場合にはベントホール２９…の開度を増加させてエアバッグ２１，４８，７８の内圧を減少させることにより、乗員の体格に応じた最適の拘束力を発生させるようになっている。
【００４４】
上記エアバッグ２１，４８，７８の目標内圧パターンは、車速検出手段３５ｃで検出した車速により変更される。即ち、図２５に示すように、衝突時の車速が小さい場合には乗員がエアバッグ２１，４８，７８に拘束されるタイミングが遅れるとともに必要な拘束力も小さくなるため、実線で示す高速衝突時の目標内圧パターンに比べて、破線で示す低速衝突時の目標内圧パターンは、その内圧の最大値が発生するタイミングが遅らされ、かつ内圧の最大値が減少するように設定される。
【００４５】
さて、上述したように乗員状態や車速に応じて適切な目標内圧パターンが選択されると、内圧検出手段３５ｄで検出した実際のエアバッグ内圧と目標内圧とを比較し、図２６に示すように実際のエアバッグ内圧が目標内圧以上である場合にはベントホール２９…の開度を増加させ、また実際のエアバッグ内圧が目標内圧未満である場合にはベントホール２９…の開度を減少させることにより、実際のエアバッグ内圧を目標内圧に一致させるフィードバック制御が行われる。
【００４６】
前記フィードバック制御におけるベントホール２９…の開度Ａ（ｔ）は、時間ｔの関数として、以下の例１の（１）式、あるいは例２の（２）式および（３）式により決定される。ここで、Ｒ（ｔ）は目標内圧、Ｐ（ｔ）は実内圧、Ｃ1 （ｔ）〜Ｃ4 （ｔ）は修正係数である。
上記実施例では内圧検出手段３５ｄとして市販の圧力センサを用いているが、それ以外に以下のような内圧検出手段３５ｄを用いることができる。
【００４７】
図２７に示す実施例は、圧電素子８３を金属製のプロテクタ８４に接着してなる内圧検出手段３５ｄを、リテーナ１９に形成した開口８５を外側から覆うようにボルト８６で固定したものである。エアバッグ内圧が増加して開口８５から排出されるガス量が増加すると内圧検出手段３５ｄの圧電素子８３が外向きに変形し、その変形量に応じた電位差が発生する。従って、前記電位差をモニターすることによりエアバッグ内圧を検出することができる。
【００４８】
また図２８に示す実施例は、リテーナ１９の内壁面に歪みゲージ８７を張りつけたもので、エアバッグ内圧の変化に応じてリテーナ１９が変形すると前記歪みゲージ８７の抵抗値が変化することに基づき、エアバッグ内圧を検出することができる。
【００４９】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、内圧検出手段で検出したエアバッグ内圧に応じて制御手段がアクチュエータで制御弁を開閉駆動してベントホールの開度を変化させることにより、ベントホールから排出されるガスの量を任意に変化させてエアバッグ内圧を予め設定した内圧パターンに一致させるので、エアバッグ内圧を最適の大きさに制御して乗員の拘束性能を高めることができる。
【００５１】
特に車速検出手段で検出した衝突時の車速が低速の場合は高速の場合よりも目標内圧の最大値が小さくなるようにベントホールの開度を制御するので、車速の大小に応じた最適の大きさの拘束力を発揮させることができ、また衝突時の車速が低速の場合は高速の場合よりも目標内圧の最大値が発生するタイミングが遅れるようにベントホールの開度を制御するので、車速の大小に応じた最適のタイミングで拘束力を発揮させることができる。
【００５２】
また請求項２の発明によれば、アクチュエータを圧電素子で構成することにより、モータやソレノイド等の他のアクチュエータに比べて部品点数の少ない簡単な構造で、かつ低コストでベントホールを開閉駆動することができる。
【００５３】
また請求項３の発明によれば、板状の圧電素子でアクチュエータを構成することにより、そのアクチュエータの構造が極めて単純になるだけでなく、圧電素子そのものを弁体として利用することが可能となり、部品点数の一層の削減とコストの一層の削減とが可能となる。
【００５４】
また請求項４の発明によれば、リテーナに形成した複数のベントホールと弁板に形成した複数の開口とを組み合わせることにより、弁板を僅かなストローク移動させるだけでベントホールの開度を全閉状態から全開状態まで変化させることが可能となり、アクチュエータの小型化と応答性の向上とが同時に達成される。
【００５５】
また請求項５の発明によれば、円周方向に配置された複数のベントホールをアクチュエータで往復回転駆動される弁板で開閉するので、モータのような回転出力のアクチュエータを容易に適用することができる。
【００５６】
また請求項６の発明によれば、直線方向に配置された複数のベントホールをアクチュエータで往復直線駆動される弁板で開閉するので、リニアソレノイドや積層型の圧電素子のような直線出力のアクチュエータを容易に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車の車室前部の斜視図
【図２】図１の２−２線拡大断面図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】図３の４−４線拡大断面図
【図５】運転席用エアバッグ装置の分解斜視図
【図６】運転席用エアバッグ装置の変形例を示す、前記図３に対応する図
【図７】図６の７−７線拡大断面図
【図８】図１の８−８線拡大断面図
【図９】図８の９−９線断面図
【図１０】図９の１０−１０線矢視図
【図１１】助手席用エアバッグ装置の分解斜視図
【図１２】助手席用エアバッグ装置の第１変形例を示す、前記図９に対応する図
【図１３】図１２の１３−１３線断面図
【図１４】図１２の１４−１４線断面図
【図１５】助手席用エアバッグ装置の第２変形例を示す、前記図９に対応する図
【図１６】図１５の１６−１６線断面図
【図１７】図１５の１７−１７線断面図
【図１８】図１の１８−１８線拡大断面図
【図１９】図１８の１９方向矢視図
【図２０】図１９の２０−２０線断面図
【図２１】図１９の２１−２１線断面図
【図２２】図１９の２２−２２線断面図
【図２３】ベントホールの開度の制御系を示すブロック図
【図２４】乗員状態による目標内圧パターンの変化の一例を示す図
【図２５】車速による目標内圧パターンの変化の一例を示す図
【図２６】ベントホール開度のフィードバック制御の説明図
【図２７】内圧検出手段の第２実施例を示す図
【図２８】内圧検出手段の第３実施例を示す図
【符号の説明】
１９ リテーナ
２０ インフレータ
２１ エアバッグ
２９ ベントホール
３０ 制御弁
３１ 圧電素子（アクチュエータ）
３４ エアバッグ展開制御装置（制御手段）
３５ｂ 乗員状態検出手段
３５ｃ 車速検出手段
３５ｄ 内圧検出手段
３６ 弁板
３６1 開口
３７ モータ（アクチュエータ）
４３ リテーナ
４８ エアバッグ
５０ インフレータ
５１ 弁板
５１1 開口
５２ 弁板
５２1 開口
５３ リニアソレノイド（アクチュエータ）
７５ リテーナ
７８ エアバッグ
８０ インフレータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、折り畳んだエアバッグの開口部周縁が固定されるリテーナの内部にインフレータを収納し、車両の衝突時に前記インフレータが発生するガスで膨張するエアバッグを展開して乗員を拘束するエアバッグ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエアバッグ装置は、インフレータが発生するガスで膨張するエアバッグにベントホールを設け、前記ガスの一部をベントホールから排出してエアバッグの内圧を制御している。かかるエアバッグ装置において、ベントホールを薄膜で閉鎖しておくことにより展開の初期にエアバッグを速やかに膨張させるとともに、展開が完了してエアバッグの内圧が高まると前記薄膜が破断し、ベントホールからガスを排出して乗員を柔らかく拘束するものが提案されている（実公平５−６２０６号公報参照）。
【０００３】
またエアバッグ装置に２個のインフレータを設けておき、エアバッグ装置の近傍に乗員が存在しない場合には２個のインフレータを両方とも点火し、エアバッグ装置の近傍に乗員が存在する場合には１個のインフレータだけを点火することにより、エアバッグの展開速度および内圧を乗員の位置に応じて制御するものが提案されている（特開平９−３０１１１５号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記実公平５−６２０６号公報に記載されたものは、薄膜が破断する圧力にバラツキが発生し易いため、エアバッグの内圧が所定値に達したときにベントホールを的確に開放するのが難しいだけでなく、一旦開放したベントホールを再び閉じることができないので内圧の精密な制御が難しいという問題があった。また上記特開平９−３０１１１５号公報に記載されたものは、２個のインフレータを必要とするために部品点数が増加してコストアップの要因になるだけでなく、エアバッグの展開特性を２段階にしか制御できないためにきめ細かい制御が難しいという問題があった。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、エアバッグの展開時にベントホールから排出されるガス量を変化させてエアバッグの内圧を的確に制御することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、折り畳んだエアバッグの開口部周縁が固定されるリテーナの内部にインフレータを収納し、車両の衝突時に前記インフレータが発生するガスで膨張するエアバッグを展開して乗員を拘束するエアバッグ装置において、前記リテーナに形成されたベントホールと、アクチュエータにより作動して前記ベントホールを開閉する制御弁と、前記エアバッグの内圧を検出する内圧検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記内圧検出手段で検出した前記エアバッグ内圧が予め設定した目標内圧パターンに一致するように前記ベントホールの開度をフィードバック制御する制御手段とを備え、前記制御手段が、前記車速検出手段で検出した衝突時の車速が低速の場合は高速の場合よりも目標内圧の最大値が小さくなるように、かつ前記目標内圧の最大値が発生するタイミングが遅れるように、該車速検出手段からの信号に応じて前記目標内圧パターンを変更することを特徴とする。
【０００７】
請求項１の構成によれば、内圧検出手段で検出したエアバッグ内圧に応じて制御手段がアクチュエータで制御弁を開閉駆動してベントホールの開度を変化させることにより、ベントホールから排出されるガスの量を任意に変化させてエアバッグ内圧を予め設定した目標内圧パターンに一致させるので、エアバッグ内圧を最適の大きさに制御して乗員の拘束性能を高めることができる。
【０００８】
特に車速検出手段で検出した衝突時の車速が低速の場合は高速の場合よりも目標内圧の最大値が小さくなるようにベントホールの開度を制御するので、車速の大小に応じた最適の大きさの拘束力を発揮させることができ、また衝突時の車速が低速の場合は高速の場合よりも目標内圧の最大値が発生するタイミングが遅れるようにベントホールの開度を制御するので、車速の大小に応じた最適のタイミングで拘束力を発揮させることができる。
【０００９】
また請求項２に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、前記アクチュエータは圧電素子であることを特徴とする。上記構成によれば、アクチュエータを圧電素子で構成することにより、モータやソレノイド等の他のアクチュエータに比べて部品点数の少ない簡単な構造で、かつ低コストでベントホールを開閉駆動することができる。
【００１０】
また請求項３に記載された発明は、請求項２の構成に加えて、前記アクチュエータは前記ベントホールを覆うように配置されて一端が前記リテーナに固定された板状の圧電素子であることを特徴とする。上記構成によれば、板状の圧電素子でアクチュエータを構成することにより、そのアクチュエータの構造が極めて単純になるだけでなく、圧電素子そのものを弁体として利用することが可能となり、部品点数の一層の削減とコストの一層の削減とが可能となる。
【００１１】
また請求項４に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、前記リテーナは複数のベントホールを備えるとともに前記制御弁は前記複数のベントホールにそれぞれ対応する複数の開口が形成された弁板を備えてなり、前記アクチュエータは前記弁板を前記リテーナに沿って摺動させて前記複数の開口を前記複数のベントホールに対向させることを特徴とする。上記構成によれば、リテーナに形成した複数のベントホールと弁板に形成した複数の開口とを組み合わせることにより、弁板を僅かなストローク移動させるだけでベントホールの開度を全閉状態から全開状態まで変化させることが可能となり、アクチュエータの小型化と応答性の向上とが同時に達成される。
【００１２】
また請求項５に記載された発明は、請求項４の構成に加えて、前記複数のベントホールは円周方向に配置されており、前記弁板は前記アクチュエータで往復回転駆動されることを特徴とする。上記構成によれば、円周方向に配置された複数のベントホールをアクチュエータで往復回転駆動される弁板で開閉するので、モータのような回転出力のアクチュエータを容易に適用することができる。
【００１３】
また請求項６に記載された発明は、請求項４の構成に加えて、前記複数のベントホールは直線方向に配置されており、前記弁板は前記アクチュエータで往復直線駆動されることを特徴とする。上記構成によれば、直線方向に配置された複数のベントホールをアクチュエータで往復直線駆動される弁板で開閉するので、リニアソレノイドや積層型の圧電素子のような直線出力のアクチュエータを容易に適用することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 図１〜図２６は本発明の一実施例を示すもので、図１は自動車の車室前部の斜視図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図３の４−４線拡大断面図、図５は運転席用エアバッグ装置の分解斜視図、図６は運転席用エアバッグ装置の変形例を示す、前記図３に対応する図、図７は図６の７−７線拡大断面図、図８は図１の８−８線拡大断面図、図９は図８の９−９線断面図、図１０は図９の１０−１０線矢視図、図１１は助手席用エアバッグ装置の分解斜視図、図１２は助手席用エアバッグ装置の第１変形例を示す、前記図９に対応する図、図１３は図１２の１３−１３線断面図、図１４は図１２の１４−１４線断面図、図１５は助手席用エアバッグ装置の第２変形例を示す、前記図９に対応する図、図１６は図１５の１６−１６線断面図、図１７は図１５の１７−１７線断面図、図１８は図１の１８−１８線拡大断面図、図１９は図１８の１９方向矢視図、図２０は図１９の２０−２０線断面図、図２１は図１９の２１−２１線断面図、図２２は図１９の２２−２２線断面図、図２３はベントホールの開度の制御系を示すブロック図、図２４は乗員状態による目標内圧パターンの変化の一例を示す図、図２５は車速による目標内圧パターンの変化の一例を示す図、図２６はベントホール開度のフィードバック制御の説明図である。
【００１５】
図１に示すように、運転席シート１の前方に配置されたステアリングホイール２の中央部に運転席用エアバッグ装置Ｒｄが設けられ、助手席シート３の前方に配置されたダッシュボード４の上部に助手席用エアバッグ装置Ｒｐが設けられ、運転席シート１および助手席シートのシートバック５，５の内部にそれぞれ側突用エアバッグ装置Ｒｓ，Ｒｓが設けられる。
【００１６】
次に、図２〜図５に基づいて運転席用エアバッグ装置Ｒｄの構造を説明する。
【００１７】
ステアリングホイール２は、ステアリングシャフト１１の後端に相対回転不能に嵌合してナット１２で固定されたステアリングボス１３と、このステアリングボス１３を囲繞するように配置された環状のホイールリム１４と、前記ステアリングボス１３に固定されたフロントカバー１５と、このフロントカバー１５に結合されたリヤカバー１６と、前記フロントカバー１５をホイールリム１４に接続する複数本のスポーク１７…とを備えており、フロントカバー１５およびリヤカバー１６により区画される空間にエアバッグモジュール１８が収納される。
【００１８】
エアバッグモジュール１８は、それをリヤカバー１６の内面に支持するためのリテーナ１９と、高圧ガスを発生するインフレータ２０と、インフレータ２０が発生した高圧ガスにより膨張するエアバッグ２１とから構成される。リテーナ１９の外周に一体に形成された取付フランジ１９1 がリヤカバー１６の内周に一体に形成された取付フランジ１６1 に複数本のリベット２２…で固定され、更にエアバッグ２１の開口部周縁とリング状のホルダー２３とが重ね合わされてリテーナ１９に複数本のボルト２４…で共締めされる。粒状のガス発生剤２５…が充填されたインフレータ２０はエアバッグ２１の内部に収納され、複数本のボルト２６でリテーナ１９に固定される。インフレータ２０の内部には着火剤２７が配置されており、インフレータ２０の内部に延びる点火器２８の先端が前記着火剤２７に臨んでいる。
【００１９】
エアバッグ２１の内部に臨むリテーナ１９に４個のベントホール２９…が直列に形成される。ベントホール２９…の開度を制御する制御弁３０は、短冊状に形成された圧電素子３１を金属板よりなる同形のプロテクタ３２に接着したもので、その一側面が前記ベントホール２９…を覆うように、その一端部がボルト３３，３３でリテーナ１９に固定される。脆くて破損し易い圧電素子３１はプロテクタ３２に接着されることで補強される。前記圧電素子３１は本発明のアクチュエータを構成する。
【００２０】
図２３に示すように、本発明の制御手段を構成するエアバッグ展開制御装置３４には、車両の衝突時の加速度を検出する加速度検出手段３５ａと、乗員の体重、体格、着座姿勢等の乗員状態を検出する乗員状態検出手段３５ｂと、車速を検出する車速検出手段３５ｃと、エアバッグ２１の内圧を検出する内圧検出手段３５ｄとが接続される。乗員状態検出手段３５ｂは、シートクッションに設けられて乗員の体重を検出することにより大人および子供を識別するもの、あるいは赤外線で乗員の座高を検出することにより大人および子供を識別するものから構成される。内圧検出手段３５ｄは通常の圧力センサから構成され、その検出部がエアバッグ２１の内部空間に臨むようにリテーナ１９に設けられる。
【００２１】
エアバッグ展開制御装置３４は、車両の衝突時に所定値以上の加速度が検出されると点火器２８に通電してインフレータ２０を点火し、インフレータ２０が発生するガスで膨張するエアバッグ２１はリヤカバー１６にＨ形に形成された薄肉のティアライン１６2 を破断して車室内に展開する。このとき、エアバッグ展開制御装置３４は乗員状態検出手段３５ｂあるいは車速検出手段３５ｃからの信号に基づいて制御弁３０の圧電素子３１に対する通電を制御し、ベントホール２９…の開度を変化させる。即ち、圧電素子３１への非通電時には、図４（Ａ）に示すように制御弁３０は直線状に延びてベントホール２９…を閉塞し、圧電素子３１に通電すると、図４（Ｂ）に示すように通電量に応じて制御弁３０が湾曲してベントホール２９…を開放する。このように、ベントホール２９…を覆う板状の圧電素子３１に通電して湾曲させるだけの極めて簡単な構造により、ベントホール２９…の開度を精密にかつ無段階に制御することができる。
【００２２】
このとき、エアバッグ２１の複数の内圧パターン、つまり時間の経過に対するエアバッグ２１の内圧変化が予めマップとして記憶されており、エアバッグ展開制御装置３４は前記複数の内圧パターンのうちから所定の内圧パターンを選択して制御弁３０を制御する。また実際のエアバッグ内圧をマップに記憶した内圧パターンに一致させるべく、内圧検出手段３５ｄで検出したエアバッグ内圧に基づくフィードバック制御が行われる。この制御弁３０の開度制御の具体的内容は後から詳述する。
【００２３】
図６および図７は運転席用エアバッグ装置Ｒｄの変形例を示すものであり、その制御弁３０の構造が図２〜図５で説明したものと異なっている。
【００２４】
本変形例の制御弁３０は、リテーナ１９に環状に配置されたベントホール２９…を開閉するもので、ベントホール２９…と同形かつ同数の開口３６1 …を備えた円板状の弁板３６と、この弁板３６を回転駆動する超音波モータ３７とから構成される。弁板３６が図７（Ａ）の位置にあるときに該弁板３６によってベントホール２９…が閉鎖され、弁板３６が図７（Ｂ）の位置にあるときに該弁板３６の開口３６1 によってベントホール２９…が開放される。
【００２５】
このように、環状に配置した複数のベントホール２９…の開度を複数の開口３６1 …を有する弁板３６をモータ３７で回転させて制御するので、弁板３６を１個のベントホール２９の中心角に相当する僅かな角度回転させるだけで、ベントホール２９…の開度を全閉状態から全開状態まで変化させることが可能となり、モータ３７の小型化と応答性の向上とが同時に達成される。
【００２６】
次に、図８〜図１１に基づいて助手席用エアバッグ装置Ｒｐの構造を説明する。
【００２７】
ダッシュボード４の上面に形成された開口４1 に固定されたリッド４１から下方に延びる支持部４１1 …に、エアバッグモジュール４２のリテーナ４３が固定される。リテーナ４３は複数本のボルト４４…で固定されたアッパーリテーナ４５およびロアリテーナ４６から構成されており、アッパーリテーナ４４が複数本のボルト４７…で前記リッド４１の支持部４１1 …に固定される。アッパーリテーナ４５およびロアリテーナ４６の結合部にエアバッグ４８の開口部周縁が挟まれて前記ボルト４７…で共締めされる。リッド４１には、エアバッグ４８が膨張する際に破断する薄肉のティアライン４１2 が形成される。ロアリテーナ４６の底部に一対の取付ブラケット４９，４９を介して円筒状のインフレータ５０が支持される。またロアリテーナ４６の底部に形成された４個のベントホール２９…を開閉すべく、前記運転席用エアバッグ装置Ｒｄのものと同じ構造の制御弁３０が装着される。エアバッグ４８の内圧はロアリテーナ４６に設けられた内圧検出手段３５ｄにより検出される。
【００２８】
加速度検出手段３５ａ、乗員状態検出手段３５ｂ、車速検出手段３５ｃおよび内圧検出手段３５ｄからの信号が入力されるエアバッグ展開制御装置３４により、インフレータ５０および制御弁３０に対する通電が制御される。即ち、車両の衝突時に加速度検出手段３５ａが所定値以上の加速度を検出すると、エアバッグ展開制御装置３４からの指令でインフレータ５０が点火して高圧ガスが発生し、その圧力で膨張するエアバッグ４８はリッド４１のティアライン４１2 を破断して車室内に展開する。このとき、乗員状態検出手段３５ｂ、車速検出手段３５ｃおよび内圧検出手段３５ｄからの信号によって制御弁３０の開度がフィードバック制御される。
【００２９】
図１２〜図１４は助手席用エアバッグ装置Ｒｐの第１変形例を示すものであり、その制御弁３０の構造が図８〜図１１で説明したものと異なっている。
【００３０】
本変形例の制御弁３０は、インフレータ５０の外周に回転自在に支持された横断面円弧状の弁板５１と、この弁板５１を回動させるアクチュエータとしてのモータ３７とを備える。回動する弁板５１がリテーナ４３の内面に沿って摺動すると、そのリテーナ４３に形成された２個のスリット状のベントホール２９，２９が、それらに対応する２個のスリット状の開口５１1 ，５１1 を有する弁板５１によって開閉される。
【００３１】
このように、複数のベントホール２９，２９の開度を複数の開口５１1 ，５１1 を有する弁板５１をモータ３７で回動させて制御するので、弁板５１を１個のベントホール２９の中心角に相当する僅かな角度回転させるだけで、ベントホール２９，２９の開度を全閉状態から全開状態まで変化させることが可能になって応答性が高められる。
【００３２】
図１５〜図１７は助手席用エアバッグ装置Ｒｐの第２変形例を示すものであり、その制御弁３０の構造が図８〜図１１で説明したものと異なっている。
【００３３】
本変形例の制御弁３０は、リテーナ４３の底面に設けた一対のガイドレール４３1 ，４３1 に摺動自在に支持された弁板５２と、この弁板５２をガイドレール４３1 ，４３1 に沿って往復駆動するアクチュエータとしてのリニアソレノイド５３とを備える。弁板５２には一直線上に配置された４個のベントホール２９…と同形かつ同数の開口５２1 …が形成されており、リニアソレノイド５３で駆動された弁板５２の開口５２1 …がベントホール２９…に重なると、該ベントホール２９…が開放される。
【００３４】
このように、一直線上に配置された複数のベントホール２９…の開度を複数の開口５２1 …を有する弁板５２をリニアソレノイド５３で往復動させて制御するので、弁板５２を１個のベントホール２９の長さに相当する僅かな距離を移動させるだけで、ベントホール２９…の開度を全閉状態から全開状態まで変化させることが可能となって応答性が高められる。尚、リニアソレノイド５３に代えて、多数の圧電素子を積層したアクチュエータを採用することも可能である。
【００３５】
次に、図１８〜図２２に基づいて側突用エアバッグ装置Ｒｓの構造を説明する。
【００３６】
シートバック５の右側縁に沿って上下方向に延びるパイプフレーム６１に車体前方に延びる金属製の取付ブラケット６２が溶接により固定されており、この取付ブラケット６２の右側面にエアバッグモジュール６３がボルト６４，６４で固定される。粗毛布よりなる保形材６５がエアバッグモジュール６３の前面からシートバック５の厚さ方向中間部を車体左側に延び、車体左側のパイプフレーム（図示せず）に接続される。パイプフレーム６１の内周にはメッシュ状のスプリング６６が張られており、このスプリング６６の前面と、保形材１６の後面と、取付ブラケット６２の後面とに囲まれた部分にスポンジよりなるパッド６７が装着される。また保形材６５の前面には同じくスポンジよりなるパッド６８が装着される。
【００３７】
シートバック５の前面中央部は第１被覆材６９により覆われるとともに、その第１被覆材６９の左右両側部および上部は第２被覆材７０により覆われ、また第２被覆材７０に連なるシートバック５の左右両側面および上面は第３被覆材７１により覆われ、更にシートバック５の後面は第４被覆材７２により覆われる。第１被覆材６９と第２被覆材７０とは縫製部７３において縫製され、また第２被覆材７０と第３被覆材７１とは縫製部７４において縫製される。
【００３８】
エアバッグモジュール６３は、合成樹脂で一体に形成されたリテーナ７５と、その内部に支持されたホルダー７７とを備えており、これらリテーナ７５およびホルダー７７は前記ボルト６４，６４で取付ブラケット６２に共締めされる。リテーナ７５は車体右側に向けて開口するトレー状の本体部７５1 と、この本体部７５1 の後縁にヒンジ部７５2 を介して接続された蓋部７５3 とを備えており、本体部７５1 の上縁、前縁および下縁に設けた５個の係止爪７５4 …を蓋部７５3 の上縁、前縁および下縁に設けた５個の係止孔７５5 …に係止することにより、本体部７５1 の開口を覆うように蓋部７５3 が固定される。 折り畳んだエアバッグ７８がプロテクトカバー７９により包装される。エアバッグ７８の開口部周縁とプロテクトカバー７９の両端とがリテーナ７５およびホルダー７７に挟まれて固定され、これによりホルダー７７に固定されたインフレータ８０がエアバッグ７８の内部に収納される。尚、エアバッグ７８の膨張時にプロテクトカバー７９は容易に破断するため、その膨張を妨げることはない。
【００３９】
ホルダー７７に形成された開口７７1 と、リテーナ７５の本体部７５1 に形成された４個のベントホール２９…と、取付ブラケット６２に形成された開口６２1 と、パッド６８に形成されたガス通路６８1 と、シートバック５の後面側に形成された空間８１とを介して、エアバッグ７８の内部がシートバック５の外部に連通する。また前記４個のベントホール２９…を開度を制御すべく、前記運転席用エアバッグ装置Ｒｄおよび前記助手席用エアバッグ装置Ｒｐのものと同じ構造の制御弁３０がリテーナ７５の内部に装着される。
【００４０】
加速度検出手段３５ａ、乗員状態検出手段３５ｂ、車速検出手段３５ｃおよび内圧検出手段３５ｄからの信号が入力されるエアバッグ展開制御装置３４により、インフレータ８０および制御弁３０に対する通電が制御される。而して、車両の衝突時にインフレータ８０がガスを発生すると、リテーナ７５の内部でエアバッグ７８が膨張する。エアバッグ７８が膨張する圧力がリテーナ７５の蓋部７５3 に作用すると、係止爪７５4 …が係止孔７５5 …から外れて蓋部７５3 がヒンジ部７５2 回りに回転し、本体部７５1 が開放される。蓋部７５3 が開く圧力がシートバック５の第３被覆材７１に伝達されると、縫製部７４が破断して第２被覆材７０と第３被覆材７１とが分離し、その隙間を通過したエアバッグ７８がフロントドアの内面に沿うように前方に展開する。
【００４１】
次に、運転席用エアバッグ装置Ｒｄ、助手席用エアバッグ装置Ｒｐおよび側突用エアバッグ装置Ｒｓ，Ｒｓのベントホール２９…の開閉制御の内容を、図２４〜図２６を参照して具体的に説明する。
【００４２】
図２４の横軸はインフレータ２０，５０，８０が点火してからの時間を示し、縦軸はエアバッグ２１，４８，７８の内圧の目標値を示している。インフレータ２０，５０，８０が点火した直後、運転席用エアバッグ装置Ｒｄではリヤカバー１６のティアライン１６2 （図５参照）が破断するまでの間、助手席用エアバッグ装置Ｒｐではリッド４１のティアライン４１2 （図１１参照）が破断するまでの間、側突用エアバッグ装置Ｒｓ，Ｒｓでは縫製部７４（図１８参照）が破断するまでの間、エアバッグ２１，４８，７８の膨張が抑制されてエアバッグ内圧が急激に増加する。続いて前記リヤカバー１６、リッド４１あるいは縫製部７４が破断してエアバッグ２１，４８，７８が車室内に勢い良く飛び出すと、その慣性でエアバッグ２１，４８，７８の容積が増加するためにエアバッグ内圧は急激に低下し、その後にインフレータ２０，５０，８０が発生するガスでエアバッグ２１，４８，７８は更に膨張展開して乗員を拘束する。
【００４３】
このときのエアバッグ２１，４８，７８の目標内圧パターン、特に展開したエアバッグ２１，４８，７８で乗員を拘束する際のエアバッグ内圧の最大値は、乗員状態検出手段３５ｂで検出した乗員の体格により変更される。即ち、実線で示すように乗員が体重の大きい大人である場合にはベントホール２９…の開度を減少させてエアバッグ２１，４８，７８の内圧を増加させ、また破線で示すように乗員が体重の小さい子供である場合にはベントホール２９…の開度を増加させてエアバッグ２１，４８，７８の内圧を減少させることにより、乗員の体格に応じた最適の拘束力を発生させるようになっている。
【００４４】
上記エアバッグ２１，４８，７８の目標内圧パターンは、車速検出手段３５ｃで検出した車速により変更される。即ち、図２５に示すように、衝突時の車速が小さい場合には乗員がエアバッグ２１，４８，７８に拘束されるタイミングが遅れるとともに必要な拘束力も小さくなるため、実線で示す高速衝突時の目標内圧パターンに比べて、破線で示す低速衝突時の目標内圧パターンは、その内圧の最大値が発生するタイミングが遅らされ、かつ内圧の最大値が減少するように設定される。
【００４５】
さて、上述したように乗員状態や車速に応じて適切な目標内圧パターンが選択されると、内圧検出手段３５ｄで検出した実際のエアバッグ内圧と目標内圧とを比較し、図２６に示すように実際のエアバッグ内圧が目標内圧以上である場合にはベントホール２９…の開度を増加させ、また実際のエアバッグ内圧が目標内圧未満である場合にはベントホール２９…の開度を減少させることにより、実際のエアバッグ内圧を目標内圧に一致させるフィードバック制御が行われる。
【００４６】
前記フィードバック制御におけるベントホール２９…の開度Ａ（ｔ）は、時間ｔの関数として、以下の例１の（１）式、あるいは例２の（２）式および（３）式により決定される。ここで、Ｒ（ｔ）は目標内圧、Ｐ（ｔ）は実内圧、Ｃ1 （ｔ）〜Ｃ4 （ｔ）は修正係数である。
【００４７】
図２７に示す実施例は、圧電素子８３を金属製のプロテクタ８４に接着してなる内圧検出手段３５ｄを、リテーナ１９に形成した開口８５を外側から覆うようにボルト８６で固定したものである。エアバッグ内圧が増加して開口８５から排出されるガス量が増加すると内圧検出手段３５ｄの圧電素子８３が外向きに変形し、その変形量に応じた電位差が発生する。従って、前記電位差をモニターすることによりエアバッグ内圧を検出することができる。
【００４８】
また図２８に示す実施例は、リテーナ１９の内壁面に歪みゲージ８７を張りつけたもので、エアバッグ内圧の変化に応じてリテーナ１９が変形すると前記歪みゲージ８７の抵抗値が変化することに基づき、エアバッグ内圧を検出することができる。
【００４９】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、内圧検出手段で検出したエアバッグ内圧に応じて制御手段がアクチュエータで制御弁を開閉駆動してベントホールの開度を変化させることにより、ベントホールから排出されるガスの量を任意に変化させてエアバッグ内圧を予め設定した内圧パターンに一致させるので、エアバッグ内圧を最適の大きさに制御して乗員の拘束性能を高めることができる。
【００５１】
特に車速検出手段で検出した衝突時の車速が低速の場合は高速の場合よりも目標内圧の最大値が小さくなるようにベントホールの開度を制御するので、車速の大小に応じた最適の大きさの拘束力を発揮させることができ、また衝突時の車速が低速の場合は高速の場合よりも目標内圧の最大値が発生するタイミングが遅れるようにベントホールの開度を制御するので、車速の大小に応じた最適のタイミングで拘束力を発揮させることができる。
【００５２】
また請求項２の発明によれば、アクチュエータを圧電素子で構成することにより、モータやソレノイド等の他のアクチュエータに比べて部品点数の少ない簡単な構造で、かつ低コストでベントホールを開閉駆動することができる。
【００５３】
また請求項３の発明によれば、板状の圧電素子でアクチュエータを構成することにより、そのアクチュエータの構造が極めて単純になるだけでなく、圧電素子そのものを弁体として利用することが可能となり、部品点数の一層の削減とコストの一層の削減とが可能となる。
【００５４】
また請求項４の発明によれば、リテーナに形成した複数のベントホールと弁板に形成した複数の開口とを組み合わせることにより、弁板を僅かなストローク移動させるだけでベントホールの開度を全閉状態から全開状態まで変化させることが可能となり、アクチュエータの小型化と応答性の向上とが同時に達成される。
【００５５】
また請求項５の発明によれば、円周方向に配置された複数のベントホールをアクチュエータで往復回転駆動される弁板で開閉するので、モータのような回転出力のアクチュエータを容易に適用することができる。
【００５６】
また請求項６の発明によれば、直線方向に配置された複数のベントホールをアクチュエータで往復直線駆動される弁板で開閉するので、リニアソレノイドや積層型の圧電素子のような直線出力のアクチュエータを容易に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車の車室前部の斜視図
【図２】図１の２−２線拡大断面図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】図３の４−４線拡大断面図
【図５】運転席用エアバッグ装置の分解斜視図
【図６】運転席用エアバッグ装置の変形例を示す、前記図３に対応する図
【図７】図６の７−７線拡大断面図
【図８】図１の８−８線拡大断面図
【図９】図８の９−９線断面図
【図１０】図９の１０−１０線矢視図
【図１１】助手席用エアバッグ装置の分解斜視図
【図１２】助手席用エアバッグ装置の第１変形例を示す、前記図９に対応する図
【図１３】図１２の１３−１３線断面図
【図１４】図１２の１４−１４線断面図
【図１５】助手席用エアバッグ装置の第２変形例を示す、前記図９に対応する図
【図１６】図１５の１６−１６線断面図
【図１７】図１５の１７−１７線断面図
【図１８】図１の１８−１８線拡大断面図
【図１９】図１８の１９方向矢視図
【図２０】図１９の２０−２０線断面図
【図２１】図１９の２１−２１線断面図
【図２２】図１９の２２−２２線断面図
【図２３】ベントホールの開度の制御系を示すブロック図
【図２４】乗員状態による目標内圧パターンの変化の一例を示す図
【図２５】車速による目標内圧パターンの変化の一例を示す図
【図２６】ベントホール開度のフィードバック制御の説明図
【図２７】内圧検出手段の第２実施例を示す図
【図２８】内圧検出手段の第３実施例を示す図
【符号の説明】
１９ リテーナ
２０ インフレータ
２１ エアバッグ
２９ ベントホール
３０ 制御弁
３１ 圧電素子（アクチュエータ）
３４ エアバッグ展開制御装置（制御手段）
３５ｂ 乗員状態検出手段
３５ｃ 車速検出手段
３５ｄ 内圧検出手段
３６ 弁板
３６1 開口
３７ モータ（アクチュエータ）
４３ リテーナ
４８ エアバッグ
５０ インフレータ
５１ 弁板
５１1 開口
５２ 弁板
５２1 開口
５３ リニアソレノイド（アクチュエータ）
７５ リテーナ
７８ エアバッグ
８０ インフレータ
Claims (6)
- 折り畳んだエアバッグ（２１，４８，７８）の開口部周縁が固定されるリテーナ（１９，４３，７５）の内部にインフレータ（２０，５０，８０）を収納し、車両の衝突時に前記インフレータ（２０，５０，８０）が発生するガスで膨張するエアバッグ（２１，４８，７８）を展開して乗員を拘束するエアバッグ装置において、
前記リテーナ（１９，４３，７５）に形成されたベントホール（２９）と、
アクチュエータ（３１，３７，５３）により作動して前記ベントホール（２９）を開閉する制御弁（３０）と、
前記エアバッグ（２１，４８，７８）の内圧を検出する内圧検出手段（３５ｄ）と、
車速を検出する車速検出手段（３５ｃ）と、
前記内圧検出手段（３５ｄ）で検出した前記エアバッグ内圧が予め設定した目標内圧パターンに一致するように前記ベントホール（２９）の開度をフィードバック制御する制御手段（３４）とを備え、
前記制御手段（３４）は、前記車速検出手段（３５ｃ）で検出した衝突時の車速が低速の場合は高速の場合よりも目標内圧の最大値が小さくなるように、かつ前記目標内圧の最大値が発生するタイミングが遅れるように、該車速検出手段（３５ｃ）からの信号に応じて前記目標内圧パターンを変更することを特徴とする、エアバッグ装置。 - 前記アクチュエータ（３１）は圧電素子であることを特徴とする、請求項１に記載のエアバッグ装置。
- 前記アクチュエータ（３１）は前記ベントホール（２９）を覆うように配置されて一端が前記リテーナ（１９，４３，７５）に固定された板状の圧電素子であることを特徴とする、請求項２に記載のエアバッグ装置。
- 前記リテーナ（１９，４３）は複数のベントホール（２９）を備えるとともに前記制御弁（３０）は前記複数のベントホール（２９）にそれぞれ対応する複数の開口（３６1 ，５１1 ，５２1 ）が形成された弁板（３６，５１，５２）を備えてなり、前記アクチュエータ（３７，５３）は前記弁板（３６，５１，５２）を前記リテーナ（１９，４３）に沿って摺動させて前記複数の開口（３６1 ，５１1 ，５２1 ）を前記複数のベントホール（２９）に対向させることを特徴とする、請求項１に記載のエアバッグ装置。
- 前記複数のベントホール（２９）は円周方向に配置されており、前記弁板（３６，５１）は前記アクチュエータ（３７）で往復回転駆動されることを特徴とする、請求項４に記載のエアバッグ装置。
- 前記複数のベントホール（２９）は直線方向に配置されており、前記弁板（５２）は前記アクチュエータ（５３）で往復直線駆動されることを特徴とする、請求項４に記載のエアバッグ装置。
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