JP5850011B2

JP5850011B2 - 車両用乗員保護装置

Info

Publication number: JP5850011B2
Application number: JP2013173566A
Authority: JP
Inventors: 達哉駒村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-08-23
Filing date: 2013-08-23
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2033-08-23
Also published as: US20150054267A1; US9296360B2; JP2015040017A

Description

本発明は、車両の乗員をエアバッグによって保護する車両用乗員保護装置に関する。

下記特許文献１に記載された運転席用のエアバッグ装置では、エアバッグを少なくとも車幅方向に複数の分割室に区画している。また、インフレータは、エアバッグの複数の分割室に対応して複数に分割されたガス発生室を有しており、各分割室にガスを分配可能とされている。そして、衝突の状況に応じてエアバッグを適当な展開パターンで膨らませるように、インフレータの複数のガス発生室を選択的に作動させる。それにより、乗員の保護をより適確に行うようにしている。

一方、下記特許文献２に記載された助手席用のエアバッグ装置では、エアバッグを隔壁によって左右方向で３つの気室に区画している。また、各気室にガスを供給するインフレータが夫々の気室に設けられている。そして、正面衝突時には全ての気室を作動させる一方、斜め衝突時には反衝突側の気室を非膨張又は低圧膨張させる。それにより、衝突側の気室を他の気室よりも相対的に大きく膨張させ、斜め衝突の場合の乗員保護性能を向上させるようにしている。

実開平５−６５７０６号公報特開２００６−２５６５０８号公報

ところで、正面衝突（前面衝突）の形態が斜め衝突や所謂微小ラップ衝突等の非対称衝突の場合には、フルラップ衝突等の対称衝突の場合と比較して、車体が変形する時間が長くなり、車体に生じる加速度が小さくなる。その結果、非対称衝突時には、対称衝突時よりも、乗員の頭部の前方移動速度が遅くなり、衝突現象が生じている時間が長くなる。

本発明は上記事実を考慮し、衝突形態に応じて乗員を良好に保護することができる車両用乗員保護装置を得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明に係る車両用乗員保護装置は、フロントシートの前方に設けられ、内部にガスが供給されることにより膨張展開すると共に、左右両側にベントホールが設けられた前突用エアバッグと、作動することにより前記前突用エアバッグの内部にガスを供給する前突用インフレータと、前記左右のベントホールのうちの少なくとも一方からのガスの排気を制限可能な排気制限手段と、前面衝突を検知又は予知した場合に前記前突用インフレータを作動させると共に、当該前面衝突の形態が前記一方の側での非対称衝突の場合には、前記排気制限手段が前記一方からのガスの排気を制限するように前記排気制限手段を制御する制御装置と、を備えている。

請求項１に記載の発明では、制御装置が前面衝突を検知又は予知すると、前突用インフレータが作動される。すると、前突用エアバッグの内部にガスが供給され、前突用エアバッグがフロントシートの前方に膨張展開する。ここで、前面衝突の形態が対称衝突の場合には、フロントシートに着座した乗員の頭部が、非対称衝突の場合よりも高い前方移動速度で前突用エアバッグに突入する。その際には、前突用エアバッグに設けられた左右のベントホールからそれぞれガスが排気される。それにより、乗員の頭部の慣性エネルギをすばやく吸収し、乗員の頸部が受ける負荷を軽減することが可能になる。

一方、前面衝突の形態が、上記左右のベントホールのうちの一方の側での非対称衝突の場合、当該一方からのガスの排気が排気制限手段によって制限される。その結果、前突用エアバッグにおける上記一方の側の内圧が他方の側の内圧よりも高くなるので、乗員の頭部が非対称衝突の衝撃によって前突用エアバッグにおける上記一方の側（衝突側）に斜めに突入した場合でも、乗員の頭部を良好に受け止めることができる。しかも、この非対称衝突時には、対称衝突時と比較して、乗員の頭部の前方移動速度が遅くなり、衝突現象が生じている時間が長くなるが、上記のようにガスの排気が制限されることにより、前突用エアバッグによる頭部の拘束時間を長くすることができる。

以上のことから、本発明によれば、衝突形態に応じて乗員を良好に保護することが可能になる。なお、請求項１に記載の「制限」は、上記の効果が得られるものであればよく、一方のベントホールからのガスの排気を完全に遮断する場合の他、一方のベントホールからのガスの排気を抑制する場合が含まれる。

請求項２に記載の発明に係る車両用乗員保護装置は、請求項１において、前記排気制限手段は、内部にガスが供給されることにより前記前突用エアバッグの膨張展開領域よりも車幅方向外側に膨張展開すると共に、前記前突用エアバッグの膨張展開時に膨張展開した場合には、前記前突用エアバッグにおける車幅方向外側の前記ベントホールの形成部位に接するように形成された側突用カーテンエアバッグと、作動することにより前記側突用カーテンエアバッグの内部にガスを供給する側突用インフレータと、を含んでおり、前記制御装置は、前記側突用カーテンエアバッグの側での非対称衝突及び側面衝突の何れか一方を検知又は予知した場合に前記側突用インフレータを作動させる。

請求項２に記載の発明では、前面衝突の形態が対称衝突の場合には、制御装置は、側突用インフレータを作動させず、前突用インフレータを作動させる。この場合、側突用カーテンエアバッグが膨張展開されないことにより、前突用エアバッグの左右のベントホールからのガスの排気が許容される。

一方、制御装置が側突用カーテンエアバッグの側での非対称衝突を検知又は予知すると、前突用インフレータ及び側突用インフレータが作動される。すると、前突用エアバッグの内部にガスが供給され、前突用エアバッグがフロントシートの前方に膨張展開すると共に、側突用カーテンエアバッグの内部にガスが供給され、側突用カーテンエアバッグが前突用エアバッグの車幅方向外側へ膨張展開する。その状態では、前突用エアバッグにおける車幅方向外側（衝突側）のベントホールの形成部位に側突用カーテンエアバッグが接する。それにより、前突用エアバッグにおける衝突側のベントホールからのガスの排気が制限される。

しかも、前突用エアバッグを側突用カーテンエアバッグによって車幅方向外側から支えることができるため、前突用エアバッグに乗員の頭部が突入した際の衝撃によって、前突用エアバッグが車幅方向外側へ倒れ込むことを抑制できる。また、既存の側突用カーテンエアバッグ及び側突用インフレータを、排気制限手段の構成部材として利用することができるので、低コスト化を図ることができる。

請求項３に記載の発明に係る車両用乗員保護装置は、請求項２において、前記制御装置は、前記側突用カーテンエアバッグの側での非対称衝突を検知又は予知した場合、前記前突用インフレータよりも遅れて前記側突用インフレータを作動させる。

請求項３に記載の発明では、乗員の頭部が前突用エアバッグに突入するタイミングに合わせて、前突用エアバッグにおける車幅方向外側のベントホールからのガスの排気を制限することができる。つまり、側突用カーテンエアバッグが膨張展開する非対称衝突時には、対称衝突時と比較して、乗員の頭部が前突用エアバッグに突入するタイミングが遅くなる。この点、本発明では、側突用カーテンエアバッグが前突用エアバッグよりも遅れて膨張展開するため、乗員の頭部が前突用エアバッグに突入する際に、当該前突用エアバッグにおける車幅方向外側のベントホールの形成部位に側突用カーテンエアバッグが接するようにすることができる。それにより、車幅方向外側のベントホールからのガスの排気を効果的に制限することができる。

請求項４に記載の発明に係る車両用乗員保護装置は、請求項１において、前記排気制限手段は、前記左右のベントホールを個別に開閉可能な左右の開閉機構であり、前記制御装置は、前面衝突の形態が対称衝突の場合には前記左右のベントホールが開放するように前記左右の開閉機構を制御する一方、前面衝突の形態が非対称衝突の場合には反衝突側のベントホールが開放し且つ衝突側のベントホールが閉塞するように前記左右の開閉機構を制御する。

請求項４に記載の発明では、左右のベントホールのそれぞれに専用の開閉機構が設けられているので、左右どちらの側で非対称衝突が生じた場合でも、反衝突側のベントホールを開放し、衝突側のベントホールを閉塞することができる。

請求項５に記載の発明に係る車両用乗員保護装置は、請求項４において、前記制御装置には、前記フロントシートに着座した乗員のシートベルト装着状態を検出するためのシートベルト装着検出部と、車両の前後方向の加速度を検出するための前後加速度センサを含んだ衝突検出部とが設けられている。

請求項５に記載の発明では、車両の前面衝突時には、乗員のシートベルト装着状態や、衝突時の車両の前後方向の加速度に基づいて、前突用エアバッグにおける左右のベントホールの開閉状態を適切に切り替えることが可能になる。

請求項６に記載の発明に係る車両用乗員保護装置は、請求項１〜請求項５の何れか１項において、前記前突用インフレータは、各々が作動することにより個別にガスを発生させる第１ガス発生部及び第２ガス発生部を有しており、前記制御装置は、前面衝突の形態が非対称衝突の場合、前記第１ガス発生部よりも遅れて前記第２ガス発生部を作動させる。

請求項６に記載の発明では、前面衝突の形態が非対称衝突の場合、先ず前突用インフレータの第１ガス発生部からのガスが前突用エアバッグ内に供給され、前突用エアバッグが膨張展開する。その後、インフレータの第２ガス発生部からのガスが前突用エアバッグ内に供給される。これにより、前突用エアバッグの内圧が保持される時間を長くすることができる。その結果、乗員の頭部が前突用エアバッグに突入するタイミングが遅くなる非対称衝突時において、頭部を効果的に保護することが可能になる。

以上説明したように、本発明に係る車両用乗員保護装置では、衝突形態に応じて乗員を良好に保護することができる。

本発明の第１実施形態に係る車両用乗員保護装置を含む周辺の構成を示し、運転席用エアバッグ及び側突用カーテンエアバッグの膨張展開状態を示す概略的な側面図である。同運転席用エアバッグの膨張展開状態を示す概略的な平面図である。同車両用乗員保護装置が備える制御装置のブロック図である。（Ａ）は、同車両用乗員保護装置が搭載された車両が対称衝突をした際の状況を説明するための平面図であり、（Ｂ）は、同車両が左側で非対称衝突をした際の状況を説明するための平面図である。（Ａ）は、比較例に係る車両が対称衝突をした際の状況を説明するための平面図であり、（Ｂ）は、同車両が左側で非対称衝突をした際の状況を説明するための平面図である。前面衝突時における車体の加速度と時間との関係を示す線図である。前面衝突時における乗員の頭部の加速度と時間との関係を示す線図である。非対称衝突時における運転席用エアバッグのガス流入量及びガス流出量の関係を、第１実施形態と比較例とのそれぞれについて示す線図である。本発明の第２実施形態に係る車両用乗員保護装置の主要部の構成を示し、対称衝突時の状況を説明するための概略的な平断面図である。左側での非対称衝突時の状況を説明するための図９に対応した平面図である。右側での非対称衝突時の状況を説明するための図９に対応した平面図である。同車両用乗員保護装置が備える運転席用エアバッグの外側ベントホール周辺を拡大して示す拡大図である。本発明の第３実施形態に係る車両用乗員保護装置の主要部の構成を示し、対称衝突時の状況を説明するための概略的な平断面図である。左側での非対称衝突時の状況を説明するための図１３に対応した平断面図である。同車両用乗員保護装置が備える運転席用エアバッグの内側ベントホール周辺を拡大して示す拡大図である。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る車両用乗員保護装置１０について、図１〜図８に基づいて説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＯＵＴは、車両の前方向（進行方向）、上方向、車幅方向の外側をそれぞれ示している。以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両左右方向（車幅方向）の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。

（構成）
図１に示されるように、本実施形態に係る車両用乗員保護装置１０は、前突用のエアバッグ装置である運転席用エアバッグ装置１２と、側突用のエアバッグ装置である側突用カーテンエアバッグ装置１４とによって構成されている。

運転席用エアバッグ装置１２は、ここでは左ハンドルの車両の運転席１６（フロントシート）の前方においてステアリングホイール１８に搭載されている。この運転席用エアバッグ装置１２は、ステアリングホイール１８の中央部に取り付けられた前突用インフレータ２０（前突用ガスジェネレータ）と、当該前突用インフレータ２０が発生させるガスによって運転席１６の前方へ膨張展開する運転席用エアバッグ２２（前突用エアバッグ）とを主要部として構成されている。なお、図２、図４、図５では、前突用インフレータ２０は図示が省略されている。

前突用インフレータ２０は、２段着火式のインフレータ（所謂デュアルモードインフレータ）であり、図３に示されるように、１段目の第１ガス発生部２４と２段目の第２ガス発生部２６とを備えている。第１ガス発生部２４及び第２ガス発生部２６は、各々が作動することにより個別にガスを発生させる構成になっている。

運転席用エアバッグ２２は、例えばナイロン系やポリエステル系の布材からなる２枚の基布が重ね合わされて外周縁部を縫製されることにより袋状に形成されている。この運転席用エアバッグ２２は、前突用インフレータ２０を用いてステアリングホイール１８の中央部に固定されており、前突用インフレータ２０からのガスが内部に供給されることにより、ステアリングホイール１８のリム１８Ａの外径よりも大きな略球状に膨張展開し、当該リム１８Ａによって運転席１６とは反対側から支持される。なお、図１、図２、図４、図５には、運転席用エアバッグ２２の膨張展開状態が示されている。

この運転席用エアバッグ２２には、左右一対のベントホール２８、３０（排気口）が設けられている。これらのベントホール２８、３０は、運転席用エアバッグ２２の膨張展開状態で、運転席用エアバッグ２２の左右両側（ここでは左右両端部）に位置するように設けられている。これらのベントホール２８、３０は、運転席用エアバッグ２２の内圧を調整するためのものであり、運転席用エアバッグ２２の内部に供給されたガスが左右のベントホール２８、３０から運転席用エアバッグ２２の外部へ排気される。以下、左側のベントホール２８を、外側ベントホール２８と称し、右側のベントホール３０を内側ベントホール３０と称する。

上記構成の運転席用エアバッグ２２は、通常時には、所定の折り畳み方で折り畳まれると共に、ステアリングホイール１８の中央部に取り付けられた図示しないホイールパッドによって前突用インフレータ２０と共に覆われている。

一方、側突用カーテンエアバッグ装置１４は、図１に示されるように、側突用カーテンエアバッグ３２（以下、カーテンエアバッグ３２と称する）と、該カーテンエアバッグ３２内にガスを供給する側突用インフレータ３４（側突用ガスジェネレータ）とを主要部として構成されている。なお、本実施形態では、左右一対の側突用カーテンエアバッグ装置１４が、車室の天井の車幅方向両端部にそれぞれ設けられているが、各図では、車両右側の側突用カーテンエアバッグ装置１４の図示を省略している。また、本実施形態では、図１及び図４（Ｂ）に示される車両左側（運転席側）の側突用カーテンエアバッグ装置１４が、車両用乗員保護装置１０の構成部材とされている。

カーテンエアバッグ３２は、運転席用エアバッグ２２と基本的に同様の製法によって長尺な袋状に形成されている。このカーテンエアバッグ３２は、所定の折り畳み方（ここではロール折り）によって長尺状に折り畳まれ、車室の天井の車幅方向端部（ここでは図示しないルーフサイドレールとルーフヘッドライニングとの間）に配設されている。このカーテンエアバッグ３２は、図示しないＡピラーとＣピラーとの間にわたり、Ｂピラーに跨る状態で車両前後方向に延在している。このカーテンエアバッグ３２の長手方向中間部には、筒状の接続部３２Ｂを介して側突用インフレータ３４が接続されている。

側突用インフレータ３４は、例えばシリンダータイプのインフレータであり、軸線方向が車両前後方向に沿う状態でルーフサイドレールに固定されている。この側突用インフレータ３４が作動すると、側突用インフレータ３４から発生されるガスがカーテンエアバッグ３２の内部に供給される。それにより、カーテンエアバッグ３２が、ルーフヘッドライニングの端末部を車室側へ撓ませつつ、ルーフサイドレールの下方側へカーテン状に膨張展開する。

車両用乗員保護装置１０の構成部材である左側の側突用カーテンエアバッグ装置１４では、カーテンエアバッグ３２の膨張展開領域が、運転席用エアバッグ２２の膨張展開領域よりも車幅方向外側に設定されている。膨張展開したカーテンエアバッグ３２の前端部には、図４（Ｂ）に示されるように、車両前方側かつ車幅方向内側へ向けて斜めに延びる排気制限部３２Ａが形成される。この排気制限部３２Ａは、カーテンエアバッグ３２及び運転席用エアバッグ２２の両方が膨張展開した状態において、運転席用エアバッグ２２における外側ベントホール２８の形成部位及びその周辺に接するように形成されている。それにより、外側ベントホール２８が閉塞又は絞られる（外側ベントホール２８の全部又は一部が塞がれる）ことになり、外側ベントホール２８からのガスの排気が制限される構成になっている。

上述した運転席用エアバッグ装置１２及び側突用カーテンエアバッグ装置１４は、これらの作動を制御するための制御装置３６（図３参照）を備えている。この制御装置３６は、ＥＣＵ３８と、衝突検出部４０と、シートベルト装着検出部４２と、ロールオーバーセンサ４６とを有している。

衝突検出部４０は、例えば車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、車両の左右方向の加速度を検出する左右加速度センサとを含んで構成されており、車両の衝突形態や衝突の激しさ等を検出し、検出結果をＥＣＵ３８へ出力する。

シートベルト装着検出部４２は、運転席１６に着座した乗員Ｐが装着する３点式シートベルト４８に設けられたタングとバックルとの連結状態を検出するスイッチ等によって構成されている。このシートベルト装着検出部４２は、乗員Ｐのシートベルト４８の装着の有無を検出し、検出結果をＥＣＵ３８へ出力する。

ロールオーバーセンサ４６は、ジャイロ等を含めて構成されており、車両の姿勢、例えば、車両前後方向を軸方向とする軸回りの車両の傾斜角度（ロール角度）及び車両前後方向を軸方向とする軸回りの回転角速度（ロールレイト）を検出し、車両の姿勢に対応したレベルの信号をＥＣＵ３８に出力する。ＥＣＵ３８は、ロールオーバーセンサ４６から出力された信号に基づいて、車両のロールオーバー状態を検知する。

ＥＣＵ３８は、衝突検出部４０、シートベルト装着検出部４２、及びロールオーバーセンサ４６からの信号に基づいて、運転席用エアバッグ１２及び左右の側突用カーテンエアバッグ装置１４の各作動を制御する。以下、この制御方法について説明する。

ＥＣＵ３８は、衝突検出部４０からの信号に基づいて側面衝突を検知した際には、衝突側（左側又は右側）の側突用カーテンエアバッグ装置１４の側突用インフレータ３４を作動させる。また、ＥＣＵ３８は、ロールオーバーセンサ４６からの信号に基づいてロールオーバーを検知した際には、左右両側の側突用カーテンエアバッグ装置１４の側突用インフレータ３４を作動させる。

また、ＥＣＵ３８は、衝突検出部４０からの信号に基づいて前面衝突を検知した際には、前面衝突の形態が対称衝突であるか非対称衝突であるかを判定する。この対称衝突には、フルラップ前面衝突（正突）や、電柱等の縦長の衝突物が車体前面の車幅方向中央部に衝突した場合が含まれる。また、上記の非対称衝突には、オフセット衝突、微小ラップ衝突、及び斜め衝突（斜突）が含まれる。なお、以下の表１には、対称衝突及び非対称衝突の場合における各エアバッグの展開設定表が示されている。

ＥＣＵ３８による上記の判定結果が対称衝突である場合、ＥＣＵ３８は、前突用インフレータ２０を作動させる。この場合、ＥＣＵ３８は、衝突検出部４０及びシートベルト装着検出部４２からの信号に基づいて、衝突の激しさや乗員Ｐのシートベルト装着状態を判断し、第１ガス発生部２４及び第２ガス発生部２６の各作動（着火）タイミングを制御する。

例えば、乗員がシートベルト４８を装着している場合や、衝突時の車両の前後方向の加速度が所定値未満の場合（軽衝突時）には、１段目の第１ガス発生部２４を着火後、所定時間経過してから２段目の第２ガス発生部２６を着火する（所謂ディレイ着火を行う）。それにより、運転席用エアバッグ２２の展開速度を遅くすると共に、運転席用エアバッグ２２の内圧が保持される時間を長くする。また例えば、乗員がシートベルト４８を装着していない場合や、衝突時の車両の前後方向の加速度が所定値以上の場合には、第１ガス発生部２４及び第２ガス発生部２６を同時に着火する。それにより、運転席用エアバッグ２２を早期に膨張展開させる。

一方、上記の判定結果が非対称衝突である場合、ＥＣＵ３８は、非対称衝突が左右何れの側で生じたのかを判定する。左側（運転席１６側）で非対称衝突が生じたと判定した場合、ＥＣＵ３８は、前突用インフレータ２０を作動させると共に、左側（衝突側）の側突用カーテンエアバッグ装置１４の側突用インフレータ３４を作動させる。この際にも、ＥＣＵ３８は、前突用インフレータ２０に対して前述したディレイ着火を行う。またこの際には、ＥＣＵ３８は、少なくとも第１ガス発生部２４よりも遅れて、側突用インフレータ３４に着火する。具体的には、ＥＣＵ３８は、第１ガス発生部２４に着火後、所定時間経過してから側突用インフレータ３４に着火する。

なお、前面衝突又は側面衝突を予知（予測）するプリクラッシュセンサがＥＣＵ３８に接続されている場合には、プリクラッシュセンサからの信号に基づいてＥＣＵが前面衝突又は側面衝突を予知した際に前突用インフレータ２０及び側突用インフレータ３４が適宜作動される構成にしてもよい。

また、衝突検出部４０が、左右のフロントサイドメンバ等に取り付けられた左右一対の前後加速度センサを備えている場合には、ＥＣＵ３８が、左右の前後加速度センサからの信号の入力タイミングのズレと、各前後加速度センサの出力信号の大きさとを比較することにより、対称衝突と非対称衝突とを判別する構成にしてもよい。

（作用及び効果）
次に、本第１実施形態の作用及び効果について説明する。

上記構成の車両用乗員保護装置１０では、ＥＣＵ３８が前面衝突を検知又は予知すると、前突用インフレータ２０が作動される。すると、運転席用エアバッグ２２の内部にガスが供給され、運転席用エアバッグ２２が運転席１６の前方に膨張展開する。

ここで、前面衝突の形態が対称衝突の場合には、運転席１６に着座した乗員Ｐの頭部Ｈが、非対称衝突の場合よりも高い前方移動速度で運転席用エアバッグ２２に突入する。その際には、図４（Ａ）に示されるように、運転席用エアバッグ２２の外側ベントホール２８及び内側ベントホール３０からそれぞれガスＧが排気される。それにより、乗員Ｐの頭部Ｈの慣性エネルギをすばやく吸収し、乗員Ｐの頸部Ｖが受ける負荷を軽減することが可能になる。

一方、前面衝突の形態が、左側（運転席１６側）での非対称衝突の場合、ＥＣＵ３８は、前突用インフレータ２０及び左側の側突用インフレータ３４を作動させる。すると、運転席用エアバッグ２２の内部にガスが供給され、運転席用エアバッグ２２が運転席１６の前方に膨張展開すると共に、左側のカーテンエアバッグ３２の内部にガスが供給され、左側のカーテンエアバッグ３２が運転席用エアバッグ２２の車幅方向外側へ膨張展開する（図４（Ｂ）図示状態）。その状態では、運転席用エアバッグ２２における外側ベントホール２８の形成部位及びその周辺に左側のカーテンエアバッグ３２の排気制限部３２Ａが接する。それにより、運転席用エアバッグ２２における外側ベントホール２８からのガスＧの排気が制限される。

その結果、運転席用エアバッグ２２における左側（車幅方向外側）の内圧が、右側（車幅方向内側）の内圧よりも高くなるので、乗員Ｐの頭部Ｈが非対称衝突の衝撃によって運転席用エアバッグ２２における左側部分に斜めに突入した場合でも、頭部Ｈを良好に受け止めることができる。なお、図４（Ｂ）では、説明を分かり易くするために、内圧が高くなる運転席用エアバッグ２２の左側部分にハッチングを付してある。

また、非対称衝突時には、対称衝突時と比較して、頭部Ｈの前方移動速度が遅くなり、衝突現象が生じている時間が長くなるが、上記のようにガスＧの排気が制限されることにより、運転席用エアバッグ２２による頭部Ｈの拘束時間を長くすることができる。以上のことから、本実施形態によれば、衝突形態に応じて乗員Ｐを良好に保護することが可能になる。

上記の効果につき、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示される比較例５０を用いて更に説明する。この比較例５０では、図５（Ａ）に示される対称衝突時には、外側ベントホール２８及び内側ベントホール３０からガスＧが排気されることにより、本実施形態と同様の効果を得ることができる。しかしながら、図５（Ｂ）に示される運転席側での非対称衝突時には、運転席用エアバッグ２２の外側ベントホール２８からガスＧの排気が制限されないため、運転席用エアバッグ２２による頭部Ｈの拘束時間（すなわち頭部Ｈの前方移動を減速する時間）が短くなる。

また、運転席用エアバッグ２２はステアリングホイール１８の中央部に取り付けられており、膨張展開中はその取付部とステアリングホイール１８のリム１８Ａによって支えられる構造になっている。そのため、運転席用エアバッグ２２におけるリム１８Ａよりも外側へ頭部Ｈから荷重が作用する非対称衝突時には、図５（Ｂ）に示されるように、運転席用エアバッグ２２が車幅方向外側へ傾く可能性がある。

上記のような問題を解消するために、例えばベントホール２８、３０の大きさを小さくしてガスＧの排気を抑制することも考えられる。しかしながら、そのような構成では、対称衝突時における頸部の保護性能を確保し難くなってしまう。この点、本実施形態では、対称衝突時には、カーテンエアバッグ３２が膨張展開されないことにより、外側ベントホール２８からのガスＧの排気が許容される一方、運転席側での非対称衝突時には、カーテンエアバッグ３２によって外側ベントホール２８からのガスＧの排気を制限することができる。それにより、上記のような問題を解消することができる。

なお、図６には、前面衝突時における車体の加速度と時間との関係が線図にて示されている。また、図７には、前面衝突時における乗員の頭部の加速度と時間との関係が線図にて示されている。さらに、図８には、非対称衝突時における運転席用エアバッグ２２のガス流入量及びガス流出量を示す線図が、本第１実施形態と比較例５０とのそれぞれについて示されている。なお、図７においてｔ１は、運転席用エアバッグによる頭部の拘束が開始される時点を示している。また、図８においてｔ２は、前突用インフレータ２０の第１ガス発生部２４が着火される時点を示しており、ｔ３は運転席用エアバッグ２２からのガスの排気が開始される時点を示している。

図６に示されるように、破線及び実線で示す非対称衝突時には、一点鎖線で示す対称衝突時よりも車体の加速度がピークを迎えるタイミングが遅くなる。その結果、図７に示されるように、破線及び実線で示す非対称衝突時には、一点鎖線で示す対称衝突時よりも乗員の頭部の加速度がピークを迎えるタイミングも遅くなり、衝突現象が生じている時間が長くなる。

上記の事実に鑑み、本実施形態では、図８に示されるように、比較例５０よりも運転席用エアバッグ２２からのガス抜け量を抑制することにより、衝突後半における運転席用エアバッグ２２内のガス残量が多くなるようにしている。これにより、非対称衝突時における頭部の保護性能を向上させることができる。

しかも、本実施形態では、運転席用エアバッグ２２をカーテンエアバッグ３２によって車幅方向外側から支えることができるため、運転席用エアバッグ２２に乗員Ｐの頭部Ｈが突入した際の衝撃によって、運転席用エアバッグ２２が車幅方向外側へ傾くことを抑制できる。また、運転席側での微小ラップ衝突時には、衝突荷重が伝達される可能性が高い運転席側のＡピラーへ向けて乗員Ｐの頭部Ｈが斜めに変位することになるが、本実施形態では、運転席用エアバッグ２２及び運転席側のカーテンエアバッグ３２によって頭部Ｈを良好に保護することができる。さらに、既存の側突用カーテンエアバッグ装置１４を利用することができるので、低コスト化を図ることもできる。

また、非対称衝突時には、対称衝突時と比較して、乗員Ｐの頭部Ｈが運転席用エアバッグ２２に突入するタイミングが遅くなるが、本実施形態では、ＥＣＵ３８が、前突用インフレータ２０の第１ガス発生部２４よりも遅れて運転席側の側突用インフレータ３４に着火する。それにより、運転席用エアバッグ２２よりも遅れて運転席側のカーテンエアバッグ３２を膨張展開させることができるため、頭部Ｈが運転席用エアバッグ２２に突入する際に、運転席用エアバッグ２２における外側ベントホール２８の形成部位に排気制限部３２Ａが接するようにすることができる。それにより、運転席側のカーテンエアバッグ３２の内圧保持時間を延長することができるので、外側ベントホール２８からのガスの排気を効果的に制限することができる。

さらに、本実施形態では、前面衝突の形態が非対称衝突の場合、先ず前突用インフレータ２０の第１ガス発生部２４からのガスが運転席用エアバッグ２２内に供給され、運転席用エアバッグ２２が膨張展開する。その後、インフレータの第２ガス発生部２６からのガスが運転席用エアバッグ２２内に供給される。これにより、運転席用エアバッグ２２の内圧が保持される時間を長くすることができる。その結果、乗員Ｐの頭部Ｈが運転席用エアバッグ２２に突入するタイミングが遅くなる非対称衝突時において、頭部Ｈを効果的に保護することが可能になる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。なお、前記第１実施形態と基本的に同様の構成・作用については、前記第１実施形態と同符号を付与しその説明を省略する。

＜第２の実施形態＞
図９〜図１１には、本発明の第２実施形態に係る車両用乗員保護装置６０の主要部の構成が概略的な平断面図にて示されている。この車両用乗員保護装置６０では、前記第１実施形態のように側突用カーテンエアバッグ３２によって外側ベントホール２８からのガスの排気を制限する構成にはなっていない。この車両用乗員保護装置６０では、外側ベントホール２８（以下、左側ベントホール２８という）及び内側ベントホール３０（以下、右側ベントホール３０という）を、左右一対の開閉機構６２、６４によって個別に開閉する構成になっている。

左右の開閉機構６２、６４は、左側ベントホール２８を閉塞する左側閉塞部材６６と、右側ベントホール３０を閉塞する右側閉塞部材６８と、左側閉塞部材６６が連結された左側マイクロガスジェネレータ７０（以下、左側ＭＭＧ７０という）と、右側閉塞部材６８が連結された右側マイクロガスジェネレータ７２（右側ＭＭＧ７２）とによって構成されている。

左側閉塞部材６６は、運転席用エアバッグ２２の基布の材料と同様の布材によって形成されたものであり、図１２に示されるように、左側ベントホール２８よりも若干大きな円形に形成された閉塞部６６Ａ（排気制限部）を備えている。この閉塞部６６Ａは、脆弱な縫製部７４（ティアシーム）によって左側ベントホール２８の孔縁部に縫製されており、左側ベントホール２８を閉塞している。この閉塞部６６Ａからは、帯状のベルト部６６Ｂが延出されている。このベルト部６６Ｂの先端部は、ステアリングホイール１８の中央側に固定された左側ＭＭＧ７０に連結されている。この左側ＭＭＧ７０は、上記ベルト部６６Ｂの先端側が通される挿通孔を備えており、作動した際には上記ベルト部６６Ｂの先端側を切断するようになっている。

右側閉塞部材６８は、左側閉塞部材６６と同様に、閉塞部６８Ａ（排気制限部）及びベルト部６８Ｂを備えている。右側閉塞部材６８の閉塞部６８Ａは、脆弱な縫製部７６（ティアシーム）によって右側ベントホール３０の孔縁部に縫製されており、右側ベントホール３０を閉塞している。また、右側閉塞部材６８のベルト部６８Ｂは、ステアリングホイール１８の中央側に固定された右側ＭＭＧ７２に連結されている。この右側ＭＭＧ７２は、左側ＭＭＧ７０と同様の構成とされており、作動した際には右側閉塞部材６８のベルト部６８Ｂの先端側を切断するようになっている。

上記の左側ＭＭＧ７０及び右側ＭＭＧ７２は、ＥＣＵ３８に接続されている。ＥＣＵ３８は、対称衝突を検知した際には、前突用インフレータ２０を作動させる。それにより、運転席用エアバッグ２２が膨張展開するが、この際には、左右の縫製部７４、７６が破断するように、左側閉塞部材６６及び右側閉塞部材６８の長さ寸法が短く設定されている。つまり、運転席用エアバッグ２２の膨張展開によって左側閉塞部材６６及び右側閉塞部材６８が伸張され、左右の縫製部７４、７６に破断荷重が作用するようになっている。左右の縫製部７４、７６が破断されると、図９に示されるように、左右のベントホール２８、３０が開放される。

一方、ＥＣＵ３８が左側での非対称衝突を検知した際には、ＥＣＵ３８は、前突用インフレータ２０を作動させると共に、左側ＭＭＧ７０を作動させる。それにより、図１０に示されるように、左側閉塞部材６６のベルト部６６Ｂが切断されると共に、運転席用エアバッグ２２が膨張展開する。この場合、左側の縫製部７４は破断されず、右側の縫製部７６のみが破断される。その結果、右側ベントホール３０のみが開放される。

また一方、ＥＣＵ３８が右側での非対称衝突を検知した際には、ＥＣＵ３８は、前突用インフレータ２０を作動させると共に、右側ＭＭＧ７２を作動させる。それにより、図１１に示されるように、右側閉塞部材６８のベルト部６８Ｂが切断されると共に、運転席用エアバッグ２２が膨張展開する。この場合、右側の縫製部７６は破断されず、左側の縫製部７４のみが破断される。その結果、左側ベントホール２８のみが開放される。この実施形態では、上記以外の構成は、前記第１実施形態と同様とされている。

この実施形態では、対称衝突時には、前記第１実施形態と同様に、左右のベントホール２８、３０が開放されるので、前記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、前面衝突の形態が左側での非対称衝突の場合、右側のベントホール３０のみが開放されるので、運転席用エアバッグ２２における左側（車幅方向外側）の内圧が、右側（車幅方向内側）の内圧よりも高くなる。従ってこの場合にも前記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

更に、この実施形態では、前面衝突の形態が右側での非対称衝突の場合、左側のベントホール２８のみが開放される。その結果、運転席用エアバッグ２２における右側（車幅方向内側）の内圧が、左側（車幅方向外側）の内圧よりも高くなるので、乗員Ｐの頭部Ｈが非対称衝突の衝撃によって運転席用エアバッグ２２における右側部分に斜めに突入した場合でも、頭部Ｈを良好に受け止めることができる。また、右側のベントホール３０からのガスＧの排気が制限されることにより、運転席用エアバッグ２２による頭部Ｈの拘束時間を長くすることができる。なお、図１０、図１１では、説明を分かり易くするために、運転席用エアバッグ２２において内圧が高くなる部分にハッチングを付してある。

このように、本実施形態では、左右のベントホール２８、３０のそれぞれに専用の開閉機構が設けられているので、左右どちらの側で非対称衝突が生じた場合でも、反衝突側のベントホールを開放し、衝突側のベントホールを閉塞することができる。また、本実施形態では、左右のベントホール２８、３０を個別に開閉可能とされているため、例えば、シートベルト装着検出部４２によって検出された乗員Ｐのシートベルト装着の有無や、衝突検出部４０によって検出された衝突の激しさ等に基づいて、左右のベントホール２８、３０の開閉状態を適切に切り替えることが可能になる。

なお、上記第２実施形態に係る左右の開閉機構６２、６４では、左右の閉塞部材６６、６８の各ベルト部６６Ｂ、６８Ｂを、左右のＭＭＧ７０、７２によって適宜切断する構成にしたが、本発明はこれに限らず、左右の開閉機構の構成については、既知の各種技術を適用することができる。例えば、左右のＭＭＧ７０、７２によって左右の閉塞部材６６、６８の各ベルト部６６Ｂ、６８Ｂを適宜引っ張ることにより、左右のベントホール２８、３０を適宜開放させる構成にしてもよい。

その場合、例えば、ＥＣＵ３８が対称衝突の検知により運転席用エアバッグ２２を膨張展開させるに際し、衝突検出部４０及びシートベルト装着検出部４２の検出結果に基づいて、左右のベントホール２８、３０が開放、閉塞、閉塞後に開放の何れかの態様となるように左右のＭＭＧ７０、７２を制御する構成にしてもよい。

＜第３の実施形態＞
図１３及び図１４には、本発明の第３実施形態に係る車両用乗員保護装置８０の主要部の構成が概略的な平断面図にて示されている。この実施形態は、参考例とする。この車両用乗員保護装置８０の運転席用エアバッグ２２では、左側のベントホール２８が省略されており、右側のベントホール３０が前記各実施形態よりも大径に形成されている。また、この車両用乗員保護装置８０は、右側のベントホール３０を開閉可能な開閉機構８１を備えている。この開閉機構８１は、前記第２実施形態に係る開閉機構６４と基本的に同様の構成とされており、右側ＭＭＧ７２（以下、単にＭＭＧ７２という）に連結された右側閉塞部材６８（以下、単に閉塞部材６８という）を備えている。但し、この閉塞部材６８では、図１５に示されるように、ベントホール３０を閉塞する閉塞部６８Ａに、ベントホール３０よりも小径に形成された小径ベントホール８２が形成されている。

この実施形態では、ＥＣＵ３８は、対称衝突を検知した際には、前突用インフレータ２０を作動させる。それにより、運転席用エアバッグ２２が膨張展開すると、閉塞部材６８が伸張され、縫製部７６が破断するようになっている。その結果、図１３に示されるように、ベントホール３０が開放される。このベントホール３０は、前記第１実施形態よりも大径に形成されているため、運転席用エアバッグ２２内のガスＧを良好に排気することができる。それにより、乗員Ｐの頭部Ｈの慣性エネルギをすばやく吸収し、乗員Ｐの頸部Ｖが受ける負荷を軽減することが可能になる。

一方、ＥＣＵ３８が左側又は右側での非対称衝突を検知した際には、ＥＣＵ３８は、前突用インフレータ２０を作動させると共に、右側ＭＭＧ７２を作動させる。それにより、閉塞部材６８のベルト部６８Ｂが切断されると共に、運転席用エアバッグ２２が膨張展開する。この場合、縫製部７６が破断されないため、閉塞部材６８の閉塞部６８Ａが縫製部７６において運転席用エアバッグ２２に縫製されたままとなるが、その状態でも小径ベントホール８２からのガスＧの排気が許容される（図１４参照）。但し、この小径ベントホール８２は、ベントホール３０よりも小径に形成されているため、運転席用エアバッグ２２からのガスＧの排気を抑制することができる。その結果、運転席用エアバッグ２２の内圧保持時間を長くすることができるので、運転席用エアバッグ２２による頭部Ｈの拘束時間を長くすることができる。以上のことから、本実施形態においても、衝突形態に応じて乗員Ｐを良好に保護することができる。

なお、前記各実施形態では、前突用エアバッグが運転席用エアバッグ２２とされた構成にしたが、本発明はこれに限らず、前突用エアバッグが助手席用エアバッグとされた構成にしてもよい。

また、前記第１実施形態では、排気制限手段が、側突用カーテンエアバッグ３２及び側突用インフレータ３４を備えた構成にしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、内部にガスが供給されることにより車室の天井の車幅方向中央部から下方側へ膨張展開するルーフエアバッグと、該ルーフエアバッグ内にガスを供給するルーフインフレータとによって排気制限手段を構成し、上記ルーフエアバッグによって車幅方向内側のベントホール３０からのガスの排気を制限する構成にしてもよい。

その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記各実施形態に限定されないことは勿論である。

１０車両用乗員保護装置
１６運転席（フロントシート）
２０前突用インフレータ
２２運転席用エアバッグ（前突用エアバッグ）
２４第１ガス発生部
２６第２ガス発生部
２８、３０左右のベントホール
３２側突用カーテンエアバッグ（排気制限手段）
３４側突用インフレータ（排気制限手段）
３６制御装置
４０衝突検出部
４２シートベルト装着検出部
６０車両用乗員保護装置
６２、６４左右の開閉機構（排気制限手段）
８０車両用乗員保護装置
８１開閉機構８１（排気制限手段）

Claims

フロントシートの前方に設けられ、内部にガスが供給されることにより膨張展開すると共に、左右両側にベントホールが設けられた前突用エアバッグと、
作動することにより前記前突用エアバッグの内部にガスを供給する前突用インフレータと、
前記左右のベントホールのうちの少なくとも一方からのガスの排気を制限可能な排気制限手段と、
前面衝突を検知又は予知した場合に前記前突用インフレータを作動させると共に、当該前面衝突の形態が前記一方の側での非対称衝突の場合には、前記排気制限手段が前記一方からのガスの排気を制限するように前記排気制限手段を制御する制御装置と、
を備えた車両用乗員保護装置。
前記排気制限手段は、
内部にガスが供給されることにより前記前突用エアバッグの膨張展開領域よりも車幅方向外側に膨張展開すると共に、前記前突用エアバッグの膨張展開時に膨張展開した場合には、前記前突用エアバッグにおける車幅方向外側の前記ベントホールの形成部位に接するように形成された側突用カーテンエアバッグと、
作動することにより前記側突用カーテンエアバッグの内部にガスを供給する側突用インフレータと、
を含んでおり、
前記制御装置は、前記側突用カーテンエアバッグの側での非対称衝突及び側面衝突の何れか一方を検知又は予知した場合に前記側突用インフレータを作動させる請求項１に記載の車両用乗員保護装置。
前記制御装置は、前記側突用カーテンエアバッグの側での非対称衝突を検知又は予知した場合、前記前突用インフレータよりも遅れて前記側突用インフレータを作動させる請求項２に記載の車両用乗員保護装置。
前記排気制限手段は、前記左右のベントホールを個別に開閉可能な左右の開閉機構であり、前記制御装置は、前面衝突の形態が対称衝突の場合には前記左右のベントホールが開放するように前記左右の開閉機構を制御する一方、前面衝突の形態が非対称衝突の場合には反衝突側のベントホールが開放し且つ衝突側のベントホールが閉塞するように前記左右の開閉機構を制御する請求項１に記載の車両用乗員保護装置。
前記制御装置には、前記フロントシートに着座した乗員のシートベルト装着状態を検出するためのシートベルト装着検出部と、車両の前後方向の加速度を検出するための前後加速度センサを含んだ衝突検出部とが設けられている請求項４に記載の車両用乗員保護装置。
前記前突用インフレータは、各々が作動することにより個別にガスを発生させる第１ガス発生部及び第２ガス発生部を有しており、前記制御装置は、前面衝突の形態が非対称衝突の場合、前記第１ガス発生部よりも遅れて前記第２ガス発生部を作動させる請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の車両用乗員保護装置。