JPH10506344A - 自動車用エアバッグシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 マイクロプロセッサー（１６）に接続された静電結合乗員ポジションセンサー（１２）を含んだエアバッグシステムである。このマイクロプロセッサーは乗員ポジションと乗員モーションとを三角測定し、車体角加速力分析のために３軸電子コンパスから信号を受信し、必要な時だけエアバッグの膨張を指示する。マイクロプロセッサー（１６）は乗員と車両とのデータを記録する。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車用エアバッグシステム 発明の背景 本発明は車両事故の際に活用するエアバッグシステムに関する。さらに特定す れば、本発明は、角加速力（angular acceleration）を含む衝突エネルギーによ って引き起こされる車両のモーションに関する情報ばかりでなく、乗員のモーシ ョンに関する測定データをも利用して乗員への危害のリスクを最低限度に押え、 エアバッグの作動がかえって悪影響を及ぼす可能性が存在するときには作動しな い構造のエアバッグシステムに関する。 自動車用エアバッグシステムは衝突事故の際に乗員への危害を最低限度に押さ えることを目的に採用されている一般的な手段の１つである。エアバッグシステ ムは衝突時に乗員の前方でエアバッグを急速に膨張させ、ハンドルやダッシュボ ード等の車内の硬質部分との衝突から乗員を保護するように設計されている。典 型的には、エアバッグシステムは車体の急激な減速を察知する加速度計を活用す ることで車両の衝突を感知する。エアバッグの急速な膨張は、エアバッグの膨張 に充分な量のガスを急速に発生させる発火性ガス発生物質（pyrotechnic substa nce）の電気的着火によって、あるいはエアバッグシステムの一部であるチャン バー（分室：chamber）内に収納された圧縮ガスを開放させるバルブの電気式開 放によって提供される。 乗員保護の観点から見たエアバッグシステムの効果は、乗員の当初ポジション 及び衝突後の乗員モーションに関する事実によって大きく影響を受けると考えら れる。このような乗員ポジションと乗員モーションとは車両の減速のみを感知す る加速度計を用いたシステムでは知ることができない。乗員の頭部モーションは 特に重要な考察要素である。なぜなら、頭部への損傷は重大な結果をもたらす可 能性があるからである。例えば、乗員があまりにもシートの前方に座っていれば 、あるいは乗員の頭部が前方に出すぎていれば、エアバッグが膨張するスペース 内に頭部が進入した状態となり、本来的には乗員を保護するように意図されたエ アバッグの強力な膨張によって乗員は重大な頭部損傷を受ける可能性がある。従 って、衝突開始時に乗員が既に座席の前方に出すぎている場合にはエアバッグの 膨張を阻止させるような乗員ポジションの検出手段が必要である。 しかしながら、たとえ衝突開始時に乗員が前方に出すぎてはいない場合であっ ても、少なくとも前方衝突事故の場合には車体が急激に減速する際に乗員は頭部 に先導されて急速に前方に移動し、エアバッグの完全膨張以前にエアバッグ膨張 スペース内に深く進入し、エアバッグ自体からの衝撃を回避することができない であろう。乗員の当初ポジション以外にも乗員の前方モーションに多大な影響を 及ぼすであろう多数の要因が存在する。それらはケースバイケースで大きく異な る。乗員の相対的な前方モーションは乗員がシートベルトをしていたか否かの事 実にも大きく関わる。乗員のモーションは衝突の際の乗員の本能的なリアクショ ン、すなわち、身体を支えようとする足のふんばり等にも影響を受けよう。どの ように反応するかは個々の乗員によって大きく異なるろうが、いずれにしても衝 突があまりにも急激であれば、あるいは乗員が酒酔等で通常の状態でない場合に は全く反応できないこともあろう。さらに、衝撃程度も乗員の加速モーションに 大きく影響を及ぼすであろう。従って、乗員のポジションと時間との関係、特に 頭部の時間に対するモーションを測定し、そのデータを分析してエアバッグの作 動の適否を判定するシステムが必要である。本願出願人が提出した情報開示書に 添付された資料に記載されたもののごとき乗員モーションの測定システムは知ら れてはいるが、本願発明のように静電結合（capacitive coupling）接近度セン サー（proximity sensor）の頭上アレイ（overhead array）を採用し、三角測定 法（triangulation）によって継続的に乗員ポジションを決定し、このアレイの 各センサーと乗客との距離と、時間の関数としての距離変化とを表す信号を分析 するマイクロプロセッサー手段によって乗員の加速度を決定するシステムは存在 しなかった。頭上センサーは従来式の乗員前方に位置するビーム発生式センサー を有 したシステム、例えば、ハンドル部に搭載された音波センサーを備えたエアバッ グシステムにはない利点を提供する。すなわち、このような従来システムはドラ イバーの手や腕でビームがブロックされてシステムが作動しないことがあった。 静電結合接近度センサーアレイの使用はエアバッグシステムにおいて従来のビ ーム発生センサーにはない利点を提供する。各静電結合センサーは、乗員の存在 によって引き起こされる静電容量（capacitor）の容量（capacitance）の変化を 検出することで機能するからである。この効果は超音波ポジションセンサーの場 合のような短時間ではあるが無視できない程度のビーム移動時間を必要とせず、 本質的には瞬時（光速で伝播）に提供されるものであり、さらに、静電結合セン サーはブロックされる可能性を有したビームの伝播と検出とを必要としない。ま た、その発生信号がマイクロプロセッサーで分析される静電結合接近度センサー で成る頭上アレイの使用により、乗員とアレイの各々のセンサーとの距離に基づ いた三角測定法を利用し、乗員ポジションと乗員モーションとを瞬時で継続的に モニターが可能であり、さらに、このような頭上センサーアレイは前方、後方、 斜め、及び横方向の乗員モーションを正確で継続的に決定することが可能である 。乗員の頭部は頭上センサーに最も近く位置しているので、この方法は乗員の頭 部モーションに対して特に感度がよいであろう。 本発明のエアバッグシステムは車両の衝突の認知はもとより、エアバッグの有 効性が疑わしく、エアバッグの膨張が望まれないような車両転覆事故等の場合に はエアバッグの膨張を阻止するために車両の角加速度にも敏感である。このよう な作用効果は３軸式車両転覆センサー（three axis vehicle rollover sensor） の使用によって提供される。その出力はマイクロプロセッサーによって分析され る。 本発明は前方に位置した乗員への損傷に対する保護をも提供する。座席の前方 に位置した乗員はエアバッグの膨張によってかえって怪我をする可能性があるか らである。エアバッグの膨張は特に後向きの幼児用シートに座らされている幼児 に対して危険である。この場合には幼児の頭部（後頭部）は前方に出ており、エ アバッグの膨張で重大な頭部損傷を受ける危険がある。詳細に後述するように、 本発明は、エアバッグが膨張したときに中間部に凹形状部を提供する２体の主要 チャンバー（隔室）を有したエアバッグによって前述の問題を解消させる。この 凹形状部は幼児用カーシートの幼児を安全に収容し、カーシートと幼児とによっ て２体のチャンバーの最後部を適度に変形させ、乗員との衝撃力を吸収緩和させ て怪我の危険性を減少させる。 衝突時の乗員モーションの変化に関連した諸問題を含む衝突力学作用に関する 知識の向上に伴って自動車用エアバッグシステムのデザインは常に変化しており 、衝突事故の研究を目的とした、衝突時の車両と乗員のモーション、特に乗員の 頭部モーションを記録できるシステムが必要となってきている。本発明はこの要 求にも応えるものであり、車両と乗員のモーションを検出するセンサーに接続さ れたマイクロプロセッサーへの記録手段も提供されている。 発明の要旨 本発明は車内のルーフに取り付けられる自動車用エアバッグシステムであり、 要部として、乗員から個々のセンサーまでの距離を三角測定法で分析する分析手 段にて乗員のポジション、特に頭部のポジションを継続的に検出するルーフ搭載 式静電結合乗員ポジションセンサーのアレイと、全３車両軸オリエンテーション を継続的にモニターするロールオーバー（転覆）センサーと、それら乗員ポジシ ョンセンサーとロールオーバーセンサーの出力を分析して記録し、以下に解説す るように、代表的な衝突関連パラメータ値のテーブル（表）であるデータベース をもメモリに保存し、エアバッグ膨張のための信号を発生させるマイクロプロセ ッサーと、このマイクロプロセッサーから発火信号を受信してエアバッグを膨張 させる発火性ガス発生手段と、２体の主要チャンバーを有したマルチチャンバー タイプのエアバッグ（本発明の他の部材を利用すればドライバー用、側壁用、あ るいは後部シート用のエアバッグとしても利用が可能）とを含んでいる。このエ アバッグは２体のチャンバー間に凹形状部を有しており、一方の主要チャンバー はフロントガラスの内面に沿って下方に膨張し、その後方に他方の主要チャンバ ーが提供されている。これら２体の主要チャンバーの最後部は、通常は前部座席 で後向きに設置される子供用カーシート内の幼児のごとき座席の前方に位置する 乗員との衝突によって変形し、衝突エネルギーを効果的に吸収緩和する。さらに 凹形状部はそのような幼児用シートを収容し、同時に乗員への怪我のリスクを最 大限に減少させるように作用する。乗員ポジションセンサーは接近度センサーで ある。これは、近接した人体の存在によって引き起こされる静電容量値の変化を 継続的にモニターする回路を備えたキャパシタである。この静電容量値の変化は 人体とセンサーとの間の距離によって変化する。センサーアレイが乗員の動きの 測定に使用できるよう、オシレータ（oscillator）と信号処理回路との使用によ って本発明の好適実施例は適当なサンプル周波数で静電結合効果の変化をモニタ ーする。マイクロプロセッサーは、衝突認知データベーステーブル（比較を目的 として、このデータベーステーブルは衝突の表示ではない通常のモーション、例 えば、くしゃみによる頭部のモーションのデータをも含む）との比較によってセ ンサーデータが衝突を認知するものであるときにエアバッグを膨張させるように プログラムされている。しかし、乗員ポジションセンサーアレイからの乗員のポ ジションと速度のデータと、エアバッグ膨張時のエアバッグポジションを示すテ ーブルの”非作動（no fire）”データベース値との比較によって、乗員がエア バッグ膨張の障害物となることが示されるとき、あるいは、車両のロールオーバ ーが起こり得ることがロールオーバーセンサーからのデータと車両ロールオーバ ーを示すテーブル値とのマイクロプロセッサーによる比較によって示されている なら、あるいは、ロールオーバーセンサーからのデータが車体の角加速力が衝突 を示すには不十分であることを示すなら、あるいは、そのセンサーデータが、例 えば、実質的に横方向の衝突力成分を伴う衝突であって、実質的に横方向の乗員 モーションを引き起こすような衝突に起因する乗員のモーションの方向性により 、乗員のモーションがエアバッグによっては抑制されないであろうことを示すな ら、マイクロプロセッサーは発火信号を発生させないようにプログラムされてい る。 図面の簡単な説明 図１は本発明システムの一部が断面で示されている側面図である。 図２は本発明の静電結合接近度センサーアレイ（array of capacitive coupli ng proximity sensors）を示す平面図である。 図３は膨張前の収縮した状態のエアバッグを示す図１のシステムの一部の拡大 図である。 図４は半膨張状態のエアバッグを示す側面図である。 図５は最大に膨張した状態のエアバッグと、後方に面した幼児用カーシートと を示す側面図である。 図６は最大に膨張した状態のエアバッグと、成人の乗員とを示す側面図である 。 図７は本発明の好適実施例による接近度センサーの１つを形成する検出器要素 と信号処理回路とを略図で示す。 図８は乗員の頭上に設置された接近度センサーの側断面図である。 好適実施例の説明 図面を参照にして本発明を詳細に解説する。同一の参照番号は図面を通じて同 一の部材要素を示している。本発明の室内ルーフ搭載用エアバッグシステムの主 要な部材は、静電結合接近度センサー１２で成るポジションセンサーアレイ１０ と、ロールオーバーセンサー１４と、マイクロプロセッサー１６と、ガス発生手 段１８と、エアバッグ２０とである。それぞれを以下において詳細に説明する。 本システムの部材は、エッジモールディング（edge molding）、接着剤、及び ／又はファスナーで室内ルーフに固定されるヘッドライナー２４の上方に設置さ れる搭載プレート２２に取り付けられる。搭載プレート２２は、フロントガラス ２８の車体ルーフ３０への取り付けに使用される車体の一部であるフロントガラ スヘッダー２６に、その前方端部にてボルトあるいは他の取付手段で固定される 。搭載プレート２２は、車体ルーフ３０の内側を横断する標準ブレース（brace ）で ある横断ブレース３２にボルトあるいは溶接等の手段でその後方端部にて強固に 固定される。 ガス発生手段１８はマニフォールド（manifold）３４に収容されている。マニ フォールド３４はボルトあるいは溶接等の手段で搭載プレート２２に強固に固定 されている。ガス発生手段１８はガスノズル３６を通じてガスをエアバッグ２０ 内に送るものである。図３に示すように、膨張していないエアバッグ２０はヘッ ドライナー２４の上方にコンパクトに折り畳まれている。ヘッドライナー２４は エアバッグ２０の前方に脆いカバーあるいはドア体３８を有しており、衝突時の エアバッグ２０の室内への膨張を可能にしている。 ポジションセンサーアレイ１０を形成する複数の接近度センサー１２は搭載プ レート２２に取り付けが可能であるが、ヘッドライナー２４に搭載することもで きよう。 ポジションセンサー１０に隣接したロールオーバーセンサー１４はネジ等によ って搭載プレート２２に強固に取り付けられる。マイクロプロセッサー１６もま た搭載プレート２２に強固に取り付けられる。マイクロプロセッサー１６を作動 させる電力は図示のように左右いずれかのフロントピラー４２を介して配線した ワイヤー４０によって供給することができよう。あるいは、ドームランプ（dome lamp：図示せず）に配線したワイヤー４０から得ることもできよう。バックア ップ電力は搭載プレート２２に取り付けられたバッテリー４４及び／又はキャパ シタ４６を利用することができる。このエアバッグシステムはヘッドライナー２ ４でカバーされている。ヘッドライナー２４は成形ボード、あるいはウレタン樹 脂等の絶縁性化粧材であり、車両ルーフ３０の内側の搭載プレート２２にエッジ モールディングまたは他の固定手段によって取り付けられる。 各接近度センサー１２は図７に示すように検出要素（detector element）４８ と信号処理回路５０とで成る。検出要素４８は、オシレータ入力ループ（oscill ator input loop）５４及び検出出力ループ（detector output loop）５６とし て図７に示す実施例のように、プリント回路ボード５２の片側の少なくとも２体 のコンダクタで成る。接近度センサー１２はオシレータ入力ループ５４と検出出 力ループ５６との間に静電界（electrostatic field）を創出する。この静電界 は、人体が導電性であって、空気とは異なる誘電率を有していることによる静電 結合の結果として、近接する人体の存在によって影響を受ける。すなわち、近接 した人体の存在によって、オシレータ入力ループ５４と検出出力ループ５６との 間の静電容量には変化が生じる。電子技術界においては周知のように、このよう な静電結合効果は人体とセンサーとの距離に影響される。よって、測定されたキ ャパシタンスの変化はセンサーからの人体の距離の決定に利用が可能である。オ シレータ５８と電荷に敏感なアンプリファイヤ６０とを備えた信号処理回路５０ はこの静電結合効果と、その効果の大きさの変化とを継続的にモニターする。マ イクロプロセッサー１６は乗員ポジションを示す各々の接近度センサー１２から の信号を継続的に受信するであろう。この信号は特に乗員の頭部ポジションとモ ーションとに敏感であろう。なぜなら、頭部は頭上のポジションセンサーアレイ １０に最も近いからである。オシレータ５８は１００ｋＨｚ程度の周波数で作動 し、信号処理回路５０は１０ｋＨｚにてサンプルする。この周波数は静電結合効 果及びその変化の継続的で迅速なサンプリングに適当である。信号処理回路５０ のサンプルレートは、従来式アナログデジタル変換回路等のマイクロプロセッサ ー１６に内蔵された手段によって決定が可能であろう。信号処理回路５０は直列 に接続された従来式全波長整流器（full wave rectifier）とピーク検出器（pea k detector）とで構成が可能であろう。ポジションセンサーアレイ１０は図２に 示すように長軸方向及び横軸方向の延長部を有した接近度センサー１２のアレイ である。１体が６インチ（約12.54cm）から１２インチ（約30.48cm）程度の検出 器のアレイが適当であろう。すなわち、車両の形状及びサイズにも関係するが、 ４体から８体の検出器で成るアレイが適当であろう。シートでの乗員ポジション の多様性に鑑み、一般的にベンチシート用のアレイはバケットシート用のアレイ よりも多くの検出器を必要とするであろう。このアレイは以下に解説するように 乗員ポジションの決定に使用される。 ロールオーバーセンサー１４は電子式３軸コンパスであり、各軸周囲でのロー ルオーバーセンサー１４の回転を示す３種の電気出力を提供する。ロールオーバ ーセンサー１４からの出力信号はワイヤー（図示せず）によってマイクロプロセ ッサー１６の入力部に送られ、マイクロプロセッサー１６は車体の角加速度成分 に関するデータを継続的に分析する。 マイクロプロセッサー１６は以下の機能を実行するようにプログラムされてい る。マイクロプロセッサー１６のパワーをオンにする車両のエンジンスタート時 に、マイクロプロセッサー１６はポジションセンサーアレイ１０の接近度センサ ー１２の各々のパワーとロールオーバーセンサーのパワーをオン状態にする。マ イクロプロセッサー１６は、マイクロプロセッサー１６のメモリに保存された距 離に関する静電結合効果相関関係を含むルックアップテーブルと、各接近度セン サー１２で創出された静電結合効果とを比較することで、乗員の電子的中心部（ electronic center）の各接近度センサー１２からの距離を継続的にモニターす る。ポジションセンサーアレイ１０の３体の最も近い接近度センサー１２からの 乗員の距離を三角測定処理することで、オシレータ５８によって継続的にドライ ブされる各接近度センサー１２からの出力信号がマイクロプロセッサー１６によ って継続的に受信されて分析され、その乗員ポジションは継続的に計算されて更 新される。マイクロプロセッサー１６のメモリは約５秒間のセンサー処理（オシ レータ５８のサンプリング周波数１０ｋＨｚ）に対応する最新の５０，０００の 乗員ポジションを保存するのに充分な容量である。その処理後に新データによっ て先行の記録データが更新される。従って、マイクロプロセッサー１６は衝突直 前の最後の５秒間の乗員ポジションの詳細な記録を含み、衝突直後の５秒間のデ ータを継続して記録するであろう。この記録は後に行われる衝突の力学解析に非 常に有効であろう。エアバッグの膨張で古いデータの消去は停止されるであろう 。 マイクロプロセッサー１６のメモリはさらに”しきい加速値（threshold acce leration values）”の乗員頭部モーションルックアップテーブルをも含んでい る。 このテーブルは非衝突条件、例えば、くしゃみによる頭部モーションで発生する ような加速度の識別に利用が可能であろう。 マイクロプロセッサー１６は、もしそのメモリ内の３０から５０、あるいはそ れ以上の連続的な乗員ポジションデータポイントが乗員の加速力の増加を示すな ら、あるいは、もしこの乗員のモーションデータと、乗員モーション衝突パラメ ータルックアップテーブルのパラメータとの比較が衝突を示すなら、エアバッグ ２０の膨張を指示する予備決定を行うようにプログラムされている。しかしなが ら、マイクロプロセッサー１６はいくつかの異なる条件のもとでエアバッグの膨 張を指示するこの予備決定をキャンセルするようにもプログラムされている。 マイクロプロセッサー１６はこの３０から５０の最新乗員ポジションデータポ イントを使用してエアバッグ膨張中に予想される乗員モーションも同時に計算し 、エアバッグ膨張の初期の段階において可能な平均乗員ポジションを決定する。 マイクロプロセッサー１６はこのポジションを、マイクロプロセッサー１６のメ モリに含まれており、エアバッグ２０の初期の膨張段階で膨張開始後にエアバッ グ２０が占めるであろう代表的なポジション（空間ポジション）、すなわち当初 の収納ポジションから（乗員用のエアバッグの場合）ダッシュボードにまで、あ るいは（ドライバー用のエアバッグの場合）ハンドルの中央部にまで膨張するま での代表的なポジションを含んだ”非作動”ルックアップテーブルと比較する。 マイクロプロセッサー１６は、エアバッグ膨張後の予想された平均乗員ポジショ ンが”非作動”ゾーンに入っているか、あるいは選択された安全マージン距離内 で近すぎれば、エアバッグ膨張を指示する予備決定をキャンセルするようにプロ グラムされている。 マイクロプロセッサー１６はさらに車両のｘ軸、ｙ軸あるいはｚ軸の回転を表 すロールオーバーセンサー１４からの信号を継続的にサンプルする。ロールオー バーセンサー１４はこのデータを５ｋＨｚでマイクロプロセッサー１６に送る。 このデータはサンプル処理されて約２０％のレート、あるいはミリ秒（millisec ond）ごとに１データポイントのレートで記録される。マイクロプロセッサー１ ６は２つの状況において、ロールオーバーセンサー１４からの信号の分析に基づ いてエアバッグ膨張を指示する当初の決定をキャンセルするようにプログラムさ れている。まず、サンプルされたデータポイントの角加速力データが、車体ロー ルオーバーを示す軸加速力の値を含んだ”ロールオーバーにつきキャンセル（ro llover therefore cancel）”ルックアップテーブルのマイクロプロセッサー１ ６のメモリに保存されたデータと比較される。もしこの比較によって、車両が衝 突によって転覆することが示されるならエアバッグの膨張はキャンセルされる。 なぜなら、ロールオーバー時のエアバッグの作用は予測不能であり、危険な場合 さえあるからである。例えば、乗員はハンドルやダッシュボードの方向ではなく 、ルーフ方向に向けて加速されるかも知れないからである。次に、角加速力に関 する同じデータポイントが、真の衝突を示す最低の角加速値を含んだマイクロプ ロセッサー１６のメモリに保存された”衝突認知（crash confirmation）”テー ブルと比較される。もし３軸の角加速度がこのルックアップテーブルの値よりも 低ければ、エアバッグの膨張はキャンセルされる。すなわち、エアバッグの膨張 を実行させるには、少なくとも１種の測定された角加速力がその対応する最低値 を越えなければならない。 もしエアバッグ膨張の予備決定が前述のようにマイクロプロセッサー１６でキ ャンセルされなければ、マイクロプロセッサー１６はガス発生手段１８に電気信 号を送ってエアバッグ２０を膨張開始させる。 ガス発生手段１８はマイクロプロセッサー１６からの電気信号に呼応してエア バッグ２０を膨張させる大量のガスを急速に発生させる手段である。好適には、 マイクロプロセッサー１６からの発火信号によって、１本のガスノズル３６によ ってエアバッグ２０に接続された２体のガス発生チャンバー内に保存された発火 式ガス発生混合物の発火装置（squib：図示せず）による発火によってエアバッ グ２０は膨張する。電気的に着火される発火混合物の発火により発生されるガス によるエアバッグの膨張は従来より知られた技術である。例えば、キューバス（ Cu evas）の米国特許第５，０５８，９２１号に開示された、発火装置３６によって 着火されるアジナトリウム（sodium azide）と酸化銅との混合物を含んだ燃焼チ ャンバー３２と３４（欄６，行５６−６８，図２；欄７，行３７−４１）や、ホ ワイト他の米国特許第５，０７１，１６０号に開示された、複数体の発火式ガス 発生カートリッジ４４によるエアバッグ膨張（欄５，行２２−３７）が存在する 。これらの開示内容を本明細書に援用する。 本発明のエアバッグ２０は、前方に位置した乗員や幼児用シートで後方を向い た幼児に対する重大な怪我のリスクを減少させるように意図された膨張形状を有 したマルチチャンバータイプのエアバッグである。このエアバッグデザインはさ らに乗員の怪我のリスクを減少させるように増強されたクッション効果をも提供 する。 このエアバッグ２０は第１チャンバー６２を有している。ガスノズル３６の周 囲には頸部が提供されており、適当な固定具６４等の取付手段にて第１チャンバ ー６２がこれに強固に取り付けられている。エアバッグ２０は膨張時に２体の主 要チャンバーを形成するように形状化されている。すなわち、その前面６８がフ ロントガラス２８に沿って下方に延びて膨張する前方チャンバー６６と、後方チ ャンバー７０とである。逆Ｖ字形状の凹形状部７２は、凹形状表面７４と、前方 チャンバー６６と後方チャンバー７０とを結続させているエアバッグ２０の表面 の一部とによって提供される。凹形状部７２は、エアバッグ２０の上方部を前方 チャンバー６６と後方チャンバー７０との間の接合部に接合させているエアバッ グ２０内の紐体７６の手段によって前方チャンバー６６と後方チャンバー７０と の間の接合部を下方に拡張させることでガスの圧力に対抗して維持される。 このような凹形状部７２の提供は、後方に面したカーシート内の幼児、あるい は前方に位置した乗員に対する怪我のリスクを減少させるであろう。なぜなら、 前方に位置した乗員は前方チャンバー６６と後方チャンバー７０との間の凹形状 部７２内に収容されるからである。後方チャンバー７０での保護が可能な程度に 後方に位置した前方の乗員の場合であっても、衝突によって後方チャンバー７０ を上方に変形させることができ、乗員のエアバッグ２０との衝突インパクトを低 減させることができる。 このようなエアバッグのデザインは増大されたクッションの効果をも提供する 。なぜなら、第１チャンバー６２から前方チャンバー６６へ、さらに前方チャン バー６６から後方チャンバー７０へとガスが経時的に流入するからである。エア バッグ２０内のガスを膨張と同時的にエアバッグ２０に提供された微小孔（図示 せず）から抜くこともできる。あるいは、多孔性布がエアバッグ２０に採用され ていればガスの一部はそれらの孔から抜け出て、ソフトなクッション効果を提供 するであろう。 本技術の専門家であれば本発明のエアバッグシステムは、その発明の本質から 逸脱せずにこの実施例以外の形態であっても充分に機能することを理解するであ ろう。 例えば、限定は意味されないが、センサー要素がその２電極間にキャパシタン スを有しており、センサー回路が乗員の頭部の静電結合効果によって引き起こさ れるその静電容量の変化を測定できるものであれば、ここに開示された特定の形 態以外の他の形態の静電結合接近度センサーであっても使用が可能であろう。あ るいは、乗員ポジションと加速度の計算手段は本出願人による米国特許願第０８ ／１３０，０８９号（１９９３年９月３０日出願「自動車エアバッグシステム」 のページ１１，行２５からページ１２，行１０に記載）にて開示された要素を使 用することもできよう。 ガス発生手段において、発火装置用の発火混合物を使用しなければならないこ とはない。代用としてマイクロプロセッサーからの作動信号によって起動される タイプの電気作動式バルブを備えた圧縮ガス容器を利用することもできよう。 同様に本発明は、ポジションセンサーアレイ１０の接近度センサー１２の空間 位置関係や、センサー作動レートあるいはサンプルレートや、ヘッドライナー２ ４内の搭載方法や、ルーフ構造物への取り付け手段や、衝突認知プロセスの一部 として３軸式角加速度計ではなくてアナログデバイス社のＡＤＸＬ５０のごとき 特定の車体リニア加速度計の使用等の選択に関する限定を意図するものではない 。 本発明の範囲は本明細書の「請求の範囲」によって定義されており、それらに 適用が可能な「均等の原則」によって保護されるべき全変更態様をも含むもので ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＮＤ，ＭＧ，Ｍ Ｋ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．自動車用のエアバッグシステムであって、衝突事故時に乗員の前方でエア バッグを膨張させるものであり、該自動車は少なくとも１人の乗員のための乗員 室を有しており、該乗員室はルーフと、フロントガラスと、座席とを有しており 、本エアバッグシステムは、 （ａ）エアバッグと、 （ｂ）該エアバッグに接続され、該エアバッグをガスで膨張させる膨張手 段と、 （ｃ）前記乗員室に対する前記乗員のポジションを継続的に検出し、その ポジションを示す電気出力を発生させる、好適には車体の内側ルーフに隣接して 搭載される乗員センサー手段と、 （ｄ）車体の角オリエンテーションを検出し、そのオリエンテーションを 示す電気出力を発生させる車体角オリエンテーションセンサー手段と、 （ｅ）前記乗員センサー手段と、前記車体角オリエンテーションセンサー 手段と、前記膨張手段とに電気的に接続されており、前記乗員センサー手段と前 記車体角オリエンテーションセンサー手段からの前記電気出力を比較して分析し 、その分析結果が車体の衝突を認知し、前記エアバッグの膨張が前記乗員に対す る重大な怪我の危険を減少させ、怪我の危険をかえって増大させることがないと 判断したときには該エアバッグを膨張させる前記膨張手段を起動させる情報処理 手段と、 を含んでおり、 該情報処理手段は、一定時間に関する前記乗員の前記ポジションのデー タを保存し、車体の衝突を示す乗員加速力と車体角加速力とに関し、さらに前記 エアバッグの膨張によって占められるエアバッグポジションに関し、さらに車体 の転覆を示す車体角加速度力に関する衝突基準データを保存するメモリ手段を選 択的に含むものであり、さらに、 （ｆ）該情報処理手段によって所定時間に関する前記乗員ポジションの比 較が前記乗員室との相対的位置関係で増加する乗員加速力を示すなら、さらに、 乗員加速に関する前記衝突基準データとの比較で車体の衝突を示すなら、前記膨 張手段に前記エアバッグを膨張させるように予備決定する手段と、 （ｇ）該エアバッグの膨張初期段階の前記乗員の予想平均ポジションを計 算する手段と、 （ｈ）該予想平均ポジションと、該エアバッグの予想膨張ポジションに関 する前記衝突基準データとの比較で、前記乗員が膨張エアバッグの膨張ポジショ ン内に入るであろうことが示されるなら、該エアバッグの膨張のための前記予備 決定をキャンセルする手段と、 （ｉ）前記情報処理による所定時間に関する前記車体角オリエンテーショ ンの比較が、衝突を示す角加速力に関する前記衝突基準データと比較されたとき に衝突ではないことを示す車体角加速力を示すなら、前記エアバッグの膨張のた めの前記予備決定をキャンセルする手段と、 （ｊ）前記車体角加速力と車体の転覆に関する前記衝突基準データとの比 較が車体の転覆の運命を示すなら、前記エアバッグの膨張のための前記予備決定 をキャンセルする手段と、 （ｋ）エアバッグの膨張のための前記予備決定が発せられ、手段（ｇ）か ら（ｊ）により示されるプロセスでキャンセルされなければ、前記エアバッグの 前記膨張手段を起動させる手段と、 を含んでいることを特徴とする自動車用エアバッグシステム。 ２．前記乗員センサー手段は複数の乗員接近度センサー手段で成るアレイを含 み、乗員と個々の該乗員接近度センサー手段との距離を検出し、前記情報処理手 段は該距離のデータによって乗員ポジションを決定する乗員ポジション決定手段 を含んでおり、さらに、その距離を三角測定法で分析する距離分析手段を含み、 前記乗員のポジションを決定し、選択的に前記車体角オリエンテーションセンサ ー手段は３本の相互に垂直な軸の各々に関する該車体角オリエンテーションを検 出するセンサー手段であって、選択的に３軸電子コンパスであることを特徴とす る請求項１記載の自動車用エアバッグシステム。 ３．個々の前記乗員接近度センサー手段はキャパシタと、該キャパシタに接続 された回路手段とを含んでおり、前記乗員の存在によって引き起こされる該キャ パシタの静電容量（capacitance）に対する静電結合効果を継続的に検出し、さ らに、該静電容量の値を示す信号を前記情報処理手段に継続的に提供するもので あり、該情報処理手段は該静電容量の値を基に個々の前記乗員接近度センサー手 段からの前記乗員の距離を継続的に決定する距離決定手段を含んでいることを特 徴とする請求項２記載の自動車用エアバッグシステム。 ４．自動車用のエアバッグシステムであって、衝突事故時に乗員の前方でエア バッグを膨張させるものであり、該自動車は少なくとも１人の乗員のための乗員 室を有しており、該乗員室はルーフと、フロントガラスと、座席とを有しており 、本エアバッグシステムは、 （ａ）エアバッグと、 （ｂ）該エアバッグに接続され、該エアバッグをガスで膨張させる膨張手 段と、 （ｃ）前記乗員室に対する前記乗員のポジションを継続的に検出し、その ポジションを示す電気出力を発生させる車体ルーフ内側に隣接して搭載された乗 員センサー手段と、 （ｄ）前記乗員センサー手段と前記膨張手段とに電気的に接続されており 、前記乗員センサー手段からの前記電気出力を比較して分析し、その分析結果が 車体の衝突を認知し、前記エアバッグの膨張が前記乗員に対する重大な怪我の危 険を減少させ、怪我の危険をかえって増大させることがないと判断したときには 該エアバッグを膨張させる前記膨張手段を起動させる情報処理手段と、 を含んでいることを特徴とする自動車用エアバッグシステム。 ５．前記乗員センサー手段は複数の乗員接近度センサー手段で成るアレイを含 んでおり、乗員と個々の該乗員接近度センサー手段との距離を検出するものであ り、前記情報処理手段は該距離のデータによって乗員ポジションを決定する乗員 ポジション決定手段を含んでおり、さらに、その距離を三角測定法で分析する分 析手段を含み、前記乗員のポジションを決定することを特徴とする請求項４記載 の自動車用エアバッグシステム。 ６．個々の前記乗員接近度センサー手段はキャパシタと、該キャパシタに接続 された回路手段とを含んでおり、前記乗員の存在によって引き起こされる該キャ パシタの静電容量（capacitance）に対する静電結合効果を継続的に検出し、さ らに、該静電容量の値を示す信号を前記情報処理手段に継続的に提供するもので あり、該情報処理手段は該静電容量の値を基に個々の前記乗員接近度センサー手 段からの前記乗員の距離を継続的に決定する距離決定手段を含んでいることを特 徴とする請求項５記載の自動車用エアバッグシステム。 ７．前記情報処理手段は一定時間に関する前記乗員の前記ポジションを保存す るメモリ手段を含んでおり、本自動車エアバッグシステムはさらに車体のリニア 加速度を決定するリニア加速度決定手段を含み、前記メモリ手段は一定時間に関 する該リニア加速度の値を保存する保存手段を含んでおり、前記情報処理手段は さらに時間に関する該リニア加速度を分析する分析手段を含んでおり、該分析結 果が車両が衝突していないことを示すなら前記エアバッグの膨張を指示する前記 予備決定をキャンセルするものであり、該情報処理手段は、 （ａ）該情報処理手段によって所定時間に関する前記乗員ポジションの比 較が前記乗員室との相対的位置関係で増加する乗員加速力を示すなら、さらに、 乗員加速力に関する前記衝突基準データとの比較で車体の衝突を示すなら、前記 膨張手段に前記エアバッグを膨張させるように予備決定する手段と、 （ｂ）該エアバッグの膨張初期段階の前記乗員の予想平均ポジションを計 算する手段と、 （ｃ）該予想平均ポジションと、該エアバッグの予想膨張ポジションに関 する前記衝突基準データとの比較で、前記乗員が膨張エアバッグの膨張ポジショ ン内に入るであろうことが示されるなら、該エアバッグの膨張のための前記予備 決定をキャンセルする手段と、 （ｄ）エアバッグの膨張のための前記予備決定が発せられ、手段（ｂ）と （ｃ）とにより示されるプロセスでキャンセルされなければ前記エアバッグの前 記膨張手段を起動させる手段と、 を含んでいることを特徴とする請求項４記載の自動車用エアバッグシステム。 ８．車両のリニア加速度を決定するリニア加速度決定手段をさらに含んでおり 、前記情報処理手段は、時間に関して該リニア加速度を分析する分析手段をさら に含んでおり、該分析結果で車両が衝突していないことが示されたとき前記エア バッグの膨張を防止することを特徴とする請求項４記載の自動車用エアバッグシ ステム。 ９．自動車内の座席ポジションに関してエアバッグシステムを非作動化する方 法であって、該エアバッグシステムはエアバッグドアを含んでいるものであり、 本方法は、 （ａ）前記座席ポジションの上方のルーフに乗員用静電結合センサーを設 置するステップと、 （ｂ）前記エアバッグドアに対する乗員の接近度を検出するステップと、 （ｃ）該乗員が該エアバッグドアに対して所定の距離よりも近ければ前記 エアバッグシステムを非作動化するステップと、 を含んでおり、さらに選択的に、 （ｄ）該乗員の該エアバッグドアに対する接近度に応じてエアバッグの膨 張力を調整するためにエアバッグ膨張パラメータを変動させるステップ、 を含んでいることを特徴とするエアバッグシステム非作動化方法。 １０．自動車内の座席ポジションに関してエアバッグシステムを非作動化する装 置であって、該エアバッグシステムはエアバッグドアを含んでいるものであり、 本装置は、 前記座席ポジションの上方のルーフに隣接した乗員用静電結合センサーと 、 前記エアバッグドアに対する乗員の接近度を検出する検出手段と、 該乗員が該エアバッグドアに対して所定の距離よりも近ければ前記エアバ ッグシステムを非作動化する手段と、 を含み、さらに選択的に、 該乗員の該エアバッグドアに対する接近度に応じてエアバッグの膨張力を 調整するためにエアバッグ膨張パラメータを変動させる手段、 を含んでいることを特徴とするエアバッグシステム非作動化装置。