專利名稱：車輛氣囊裝置和其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛氣囊裝置和其控制方法，更具體地涉及設(shè)置在轉(zhuǎn)向設(shè) 備中的車輛氣囊裝置，該轉(zhuǎn)向設(shè)備構(gòu)造成轉(zhuǎn)向握把位于轉(zhuǎn)向設(shè)備的上側(cè)。
背景技術(shù)：
日本專利公開公報(bào)No. Hll-342819描述了一種轉(zhuǎn)向設(shè)備，其包括非圓 形轉(zhuǎn)向盤，在該轉(zhuǎn)向盤中盤握把設(shè)置在轉(zhuǎn)向盤的左右側(cè)。在日本專利公開 公報(bào)No. H11-352819中描述的轉(zhuǎn)向設(shè)備中，氣囊容納在轉(zhuǎn)向盤的中心位 置。當(dāng)車輛碰撞發(fā)生時(shí)，氣囊展開，同時(shí)覆蓋氣囊的墊蓋被向上和向下分 割和打開。被分割和打開的墊蓋支撐展開的氣囊的后側(cè)。因而，即使使用 非圓形轉(zhuǎn)向盤，打開的墊蓋精確地防止展開的氣囊在車輛的前側(cè)移位。
然而，如果車主在車輛碰撞過程中接觸墊蓋，則墊蓋的剛性會使得墊 蓋抵抗車主動沖擊而維持其位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種設(shè)置在轉(zhuǎn)向設(shè)備中的車輛氣囊，該轉(zhuǎn)向設(shè)備構(gòu)造有位 于轉(zhuǎn)向盤的左右側(cè)而不是轉(zhuǎn)向設(shè)備上側(cè)的盤握把。該轉(zhuǎn)向設(shè)備被旋轉(zhuǎn)以使 車輛轉(zhuǎn)向。本發(fā)明的車輛氣囊裝置的特征在于展開的氣囊施加適合的反作
用力以適合地保護(hù)車主，這是因?yàn)闆]有如傳統(tǒng)的氣囊裝置那樣使用由高剛 性材料制成的墊蓋。
在第一方面，本發(fā)明提供一種設(shè)置在轉(zhuǎn)向設(shè)備中的車輛氣囊裝置。該 轉(zhuǎn)向設(shè)備構(gòu)造有位于轉(zhuǎn)向設(shè)備的左右側(cè)而不位于轉(zhuǎn)向設(shè)備的上側(cè)的握把。 車輛氣囊裝置包括氣囊，其容納在轉(zhuǎn)向設(shè)備的中心部分中并朝著駕駛員展 開；轉(zhuǎn)向角度傳感器，其檢測轉(zhuǎn)向設(shè)備的轉(zhuǎn)向角度；以及展開控制單元， 其在車輛碰撞發(fā)生時(shí)或者當(dāng)預(yù)測車輛碰撞時(shí)控制氣囊的展開，其中當(dāng)檢測到的轉(zhuǎn)向角度小于或者等于預(yù)定基準(zhǔn)角度時(shí)展開控制增大氣囊的充氣壓 力。在此情況下，基準(zhǔn)角度可以是在中性位置的右手側(cè)或者左手側(cè)小于
90°的值。例如，基準(zhǔn)角度可以是中性位置的右手側(cè)或者左手側(cè)45°或者 60°的值。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，當(dāng)轉(zhuǎn)向設(shè)備朝著中性位置的右手側(cè)或者左手側(cè) 旋轉(zhuǎn)，使得握把位于轉(zhuǎn)向設(shè)備的上側(cè)時(shí)，在此位置處，握把支撐氣囊的后 側(cè)并阻止氣囊的中間上部朝著車輛的前方移位。此外，握把不能阻止氣囊 的中間上部朝著車輛的前方移位。然而，在此情況下，當(dāng)氣囊展開時(shí)，氣 囊的充氣壓力被控制變成高于轉(zhuǎn)向設(shè)備處于中性位置的情況的壓力。因 而，因?yàn)闅饽沂褂酶叨瘸錃鈮毫ε蛎洠柚沽藲饽业闹虚g上部在車輛的 前方移位。因而，不管轉(zhuǎn)向設(shè)備的位置如何都精確地阻止氣囊的中間上下 部分在車輛的前方的移位。氣囊31施加大反作用力適合地限制駕駛員的 頭，并且由此防止駕駛員的頭在車輛的前方移位。結(jié)果，駕駛員受到很好 的保護(hù)。
在第二方面，車輛氣囊裝置還包括旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向設(shè)備的致動器和控制致動 器的旋轉(zhuǎn)控制單元。旋轉(zhuǎn)控制單元控制致動器，使得當(dāng)檢測到的轉(zhuǎn)向角度 小于或者等于預(yù)定基準(zhǔn)角度時(shí)將轉(zhuǎn)向設(shè)備旋轉(zhuǎn)到中性位置。此外，旋轉(zhuǎn)控 制單元控制致動器，使得當(dāng)檢測到的轉(zhuǎn)向角度大于預(yù)定基準(zhǔn)角度時(shí)將轉(zhuǎn)向 設(shè)備旋轉(zhuǎn)到從中性位置算起的90。的位置。
根據(jù)本發(fā)明第二方面，當(dāng)轉(zhuǎn)向設(shè)備不在中性位置或者從中性位置算起 的90。的位置時(shí)，旋轉(zhuǎn)控制單元控制致動器以將轉(zhuǎn)向設(shè)備旋轉(zhuǎn)到中性位置 或者從中性位置算起的90。的位置。取決于膨脹控制器的工作模式，在高 充氣壓力和低充氣壓力之間切換充氣壓力。于是恒定地阻止氣囊的中間上 部在車輛的前方移位。結(jié)果，因?yàn)闅饽沂┘哟蠓醋饔昧m合地限制駕駛員 的頭，駕駛員的頭受到安全的保護(hù)，由此阻止駕駛員的頭在車輛的前方移 位。
在第三方面，本發(fā)明提供一種控制設(shè)置在轉(zhuǎn)向設(shè)備中的氣囊裝置的展 開的方法。轉(zhuǎn)向盤構(gòu)造成握把位于轉(zhuǎn)向設(shè)備的左右側(cè)而不是在轉(zhuǎn)向設(shè)備的 上側(cè)?？刂品椒òz測轉(zhuǎn)向設(shè)備的轉(zhuǎn)向角度。如果發(fā)生或者預(yù)測車輛碰撞，則如果檢測到的轉(zhuǎn)向角度小于或者等于預(yù)定基準(zhǔn)角度則增大氣囊的充 氣壓力。


從以下對示例性實(shí)施例的描述，結(jié)合附圖，本發(fā)明的以上和其它特征 和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，在附圖中
圖1是圖示包括根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的氣囊的車輛轉(zhuǎn)向裝置的縱剖 和頂視圖2是圖示圖l所示的車輛轉(zhuǎn)向設(shè)備的平面視圖3是圖示由圖1和圖6所示的電子控制單元執(zhí)行的氣囊展開控制程 序的流程圖4是圖示氣囊的充氣壓力的變化特性的曲線圖5A至圖5C是用于說明氣囊的展開狀態(tài)度說明圖； 圖6是示意性圖示包括根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的氣囊的車輛轉(zhuǎn)向設(shè)備 的立體視圖7是圖示由圖6所示的電子控制單元執(zhí)行的膨脹預(yù)測程序的流程 圖；以及
圖8A至圖8C圖示轉(zhuǎn)向設(shè)備的各種修改。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的各種實(shí)施例。
以下，將參照附圖描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖1是圖示包括根據(jù)本 發(fā)明第一實(shí)施例的氣囊的車輛轉(zhuǎn)向設(shè)備的縱剖和平面視圖，在該圖中增加 了電子控制設(shè)備。圖2是圖示圖l所示的車輛轉(zhuǎn)向設(shè)備的前視圖。
車輛轉(zhuǎn)向設(shè)備包括轉(zhuǎn)向設(shè)備10。轉(zhuǎn)向設(shè)備IO包括容納在殼體12中的 輪轂ll 。輪轂11借助于螺母22固定到轉(zhuǎn)向軸21的上端并與轉(zhuǎn)向軸21 — 體地旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向軸21的上部通過轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(在附圖中未示出)以機(jī)械的 方式連接到左右前輪。因而，通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向設(shè)備使左右前輪轉(zhuǎn)向。
輪轂11的左右側(cè)一體地連接到延伸穿過殼體12的一對輪輻13a和13b。每個(gè)輪輻13a和13b的中間部分傾斜和向上彎曲。握把14a和14b分 別設(shè)置在每個(gè)輪輻13a和13b的上端處以由駕駛員保持。握把14a和14b 被構(gòu)造成形成為弧形形狀的柱件。握把14a和14b的縱向中間部分的下表 面一體地連接到輪輻14a和14b的上端。因而，當(dāng)駕駛員保持握把14a和 14b并旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向設(shè)備10時(shí)，轉(zhuǎn)向軸21繞其軸線旋轉(zhuǎn)，因而允許左右前輪 轉(zhuǎn)向。在本實(shí)施例中，握把14a和14b可借助于附圖中未示出的機(jī)構(gòu)在 135。的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)向設(shè)備的中性位置的左右。盡管握把14a和14b的 旋轉(zhuǎn)范圍較小，但是如果應(yīng)用用于改變轉(zhuǎn)向傳動比的機(jī)構(gòu)(VGRS機(jī) 構(gòu))，則左右前輪能以足夠大的轉(zhuǎn)向角度轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向設(shè)備10的小的旋轉(zhuǎn) 角度不要求駕駛員改變他或者她對轉(zhuǎn)向設(shè)備10的把握。此外，將非圓形 握把分開的空間提高了儀表板的可視性。
殼體12形成為其上部直徑較大的切去頂端的錐形。殼體12的底表面 12a固定到輪轂11。凹部12b形成在殼體12的上表面上，并且氣囊31以 折疊的狀態(tài)容納在凹部12b中。凹部12b的上表面被由樹脂制成的墊蓋32 覆蓋。狹縫形成在墊蓋32的預(yù)定位置上。當(dāng)氣囊展開時(shí)墊蓋32破裂。
殼體12在凹部12b的中間部分處設(shè)置有通孔12c。容器33固定在通 孔12c處使得容器33在其上端與氣囊31的氣體噴射口連通。容器33借助 于分隔壁分成兩個(gè)室。兩個(gè)室的每個(gè)與氣囊31連通。氣體產(chǎn)生劑34a和 34b分別容納在兩個(gè)室中，并且引爆器35a和35b分別設(shè)置在室中。第一 充氣裝置IF1由容器33、氣體產(chǎn)生劑34a和引爆器35a構(gòu)成。第二充氣裝 置IF2由容器33、氣體產(chǎn)生劑34b和引爆器35b構(gòu)成。
接著，以下將描述控制第一和第二充氣裝置IF1和IF2的電子控制設(shè) 備。電子控制設(shè)備包括轉(zhuǎn)向角度傳感器41、縱向加速度傳感器42和電子 控制單元43。
轉(zhuǎn)向角度傳感器41安裝到轉(zhuǎn)向軸21并檢測轉(zhuǎn)向軸21繞其軸線的旋轉(zhuǎn) 角度以檢測轉(zhuǎn)向設(shè)備10的轉(zhuǎn)向角度0。轉(zhuǎn)向角度0分別將轉(zhuǎn)向設(shè)備10的 中性位置表示為"0"，將朝著轉(zhuǎn)向設(shè)備10的右側(cè)的旋轉(zhuǎn)角度表示為負(fù) 值，并將朝著轉(zhuǎn)向設(shè)備10的右側(cè)的旋轉(zhuǎn)角度為正值。縱向加速度傳感器 42安裝在車輛中并檢測作用在車輛上的縱向加速度G。縱向加速度G將車輛的向前的加速度表示為正值，并將車輛的向后的加速度表示為負(fù)值。因 而，在本發(fā)明中，當(dāng)車輛碰撞發(fā)生時(shí)縱向加速度G是較大的負(fù)值。電子控
制單元43構(gòu)造為包括CPU、 ROM、 RAM、計(jì)時(shí)器等微計(jì)算機(jī)并通過以預(yù) 定的間隔重復(fù)地執(zhí)行圖3中的氣囊展開控制程序來控制第一和第二充氣裝 置IF1和IF2。
以下將描述車輛轉(zhuǎn)向設(shè)備的操作。在車輛正在行駛時(shí)，如果駕駛員握 著握把14a和14b并將轉(zhuǎn)向設(shè)備維持在中性位置，則左右前輪也維持在中 性位置，使車輛保持直線前行。此外，當(dāng)駕駛員向左或向右旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向設(shè)備 10時(shí)，轉(zhuǎn)向設(shè)備10的旋轉(zhuǎn)傳遞到轉(zhuǎn)向軸21，因而左右前輪向左或者向右 轉(zhuǎn)向，由此允許車輛向左或者向右轉(zhuǎn)動。
此外，當(dāng)車輛以以上所述的方式正在行駛時(shí)，電子控制單元43以預(yù) 定的間隔重復(fù)地執(zhí)行圖3所示包括步驟S10 — S15的氣囊展開控制程序。 在氣囊展幵控制程序中，在步驟Sll (以下，步驟數(shù)中省略技術(shù)術(shù)語"步 驟")，從縱向加速度傳感器42輸入縱向加速度G。然后，電子控制單 元43判定縱向加速度G是否小于或者等于預(yù)定的負(fù)加速度一G1。和車輛 與車主車輛的前方的物體(以下稱為前方物體)碰撞的情況一樣，預(yù)定值 一G1預(yù)設(shè)為表示絕對值很大的負(fù)加速度(即，很大減速度)的值。因 而，在Sll的判定處理，判定車輛是否與前方物體碰撞。當(dāng)縱向加速度G 沒有超過預(yù)定值一G1時(shí)，電子控制單元43在Sll判定為"否"，然后在 S15結(jié)束對氣囊展開控制程序的執(zhí)行。
此外，如果車輛與前方物體碰撞并且縱向加速度G小于或者等于預(yù)定 值一G1，則電子控制單元43在Sll判定為"是"。在S12，電子控制單 元43輸入來自轉(zhuǎn)向角度傳感器41的轉(zhuǎn)向角度0，并判定轉(zhuǎn)向角度絕對值 ^是否小于或者等于基準(zhǔn)轉(zhuǎn)向角度(即，45°)。如果轉(zhuǎn)向角度絕對值|0|小 于或者等于45。，則電子控制單元43在S12判定為"是"，并同時(shí)操作第 一和第二充氣裝置IF1和IF2。引爆器35a和35b同時(shí)被通電。
隨后，同時(shí)點(diǎn)燃設(shè)置在容器33的每個(gè)室中的氣體產(chǎn)生劑34a和34b， 并且所產(chǎn)生的氣體供應(yīng)到氣囊31。當(dāng)氣體供應(yīng)到氣囊31時(shí)，如圖4中的 實(shí)線所示，氣囊31膨脹，同時(shí)氣囊的充氣壓力隨著時(shí)間經(jīng)過而增大。在此情況下，如圖5所示，因?yàn)槲瞻?4a和14b定位在從轉(zhuǎn)向設(shè)備的中性位 置起的45°內(nèi)，握把14a和14b沒有定位成支撐氣囊31的后部的中間上下 部分，不會阻止氣囊31的中間上下部分在車輛的前方移位。然而，因?yàn)?一些氣體供應(yīng)到氣囊31，所以氣囊31的充氣壓力快速地增大，并且氣囊 使用該增大的充氣壓力而膨脹。結(jié)果，阻止氣囊前面的中間上下部分在車 輛的前方移位。
此外，當(dāng)車輛碰撞前方物體時(shí)，如果轉(zhuǎn)向角度絕對值問不小于45°， 則電子控制單元43在S12判定為"否"，因而在S14啟動第一充氣裝置 IF1和第二充氣裝置IF2中任一者。即，引爆器35a和35b中任一者被通 電。因而，容器33的兩個(gè)室中氣體產(chǎn)生劑34a和34b中的任一者被點(diǎn)燃。 因而，與當(dāng)啟動充氣裝置時(shí)的氣體量相比，小量氣體被供應(yīng)到氣囊31 中。因?yàn)闅饽?1被小量氣體膨脹，所以氣囊31的充氣壓力低于當(dāng)兩個(gè)充 氣裝置被啟動時(shí)的壓力。如圖4中的虛線所示，氣囊的充氣壓力隨著時(shí)間 經(jīng)過而增大。如圖5B所示，握把14a和14b定位在從中性位置(水平位 置)起右手側(cè)或者左手側(cè)的45°內(nèi)，并支撐氣囊31的后部的中間上下部分 以阻止氣囊31的中間上下部分在車輛的前方移位。因而，盡管小量氣體 供應(yīng)到氣囊31，并因而氣囊的充氣壓力低于當(dāng)兩個(gè)充氣裝置被啟動時(shí)的壓 力，但是正如兩個(gè)充氣裝置被啟動那樣，限制氣囊31的前側(cè)的中間上下 部分在車輛的前方移位。
這可以從以上操作的描述中理解到，根據(jù)本實(shí)施例，當(dāng)轉(zhuǎn)向設(shè)備10 從其中性位置向右或者向左旋轉(zhuǎn)使得握把14a和14b到達(dá)轉(zhuǎn)向設(shè)備上方或 者下方的位置時(shí)，握把14a和14b精確地防止氣囊31的中間上下部分在車 輛的前方移位(參見圖5B)。此外，當(dāng)轉(zhuǎn)向設(shè)備10在中性位置或者靠近 中性位置時(shí)，握把14a和14b沒有處于阻止氣囊31的中間上下部分在車輛 的前方移位的位置處。然而，由于氣囊的充氣壓力增大阻止氣囊31的中 間上下側(cè)朝著車輛的前方移位。即，如果轉(zhuǎn)向設(shè)備10定位在中性位置處 或者定位成靠近中性位置，則使用更高度充氣壓力使氣囊31膨脹(參見 圖5A)。在此情況下，因?yàn)榈谝怀錃庋b置IF1和第二充氣裝置IF2都被同 時(shí)啟動，氣囊使用比當(dāng)依次啟動充氣裝置IF1、 IF2時(shí)使用的壓力高度充氣壓力而膨脹。因而，不管轉(zhuǎn)向設(shè)備IO的定向，因?yàn)闅饽?1的中間上下部 分總是和精確地在車輛的前方移位，氣囊31的反作用力精確地限制了駕 駛員的頭在車輛前方的移位。結(jié)果，駕駛員受到很好的保護(hù)。 .接著，將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的車輛轉(zhuǎn)向設(shè)備。根據(jù)本實(shí) 施例的車輛轉(zhuǎn)向設(shè)備是線控轉(zhuǎn)向型車輛轉(zhuǎn)向設(shè)備。在車輛轉(zhuǎn)向設(shè)備中，轉(zhuǎn) 向操作單元以機(jī)械的方式從轉(zhuǎn)向單元斷開，其中轉(zhuǎn)向操作單元由駕駛員操 作轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向單元使左右前輪轉(zhuǎn)向。S卩，轉(zhuǎn)向軸21以機(jī)械的方式從用于 左右前輪的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)(在附圖中未示出)斷開。
如圖6所示，轉(zhuǎn)向操作單元包括轉(zhuǎn)向反作用力電動機(jī)23，其安裝在轉(zhuǎn) 向軸21處。轉(zhuǎn)向反作用力電動機(jī)23基本上用來響應(yīng)于轉(zhuǎn)向設(shè)備10 (握把 14a和14b)的旋轉(zhuǎn)施加反作用力。即，當(dāng)車輛正在行駛時(shí)，左右前輪被后 述的轉(zhuǎn)向電動機(jī)轉(zhuǎn)向。當(dāng)左右前輪轉(zhuǎn)向時(shí)，通過取決于由轉(zhuǎn)向角度傳感器 41檢測到的轉(zhuǎn)向角度0控制轉(zhuǎn)向反作用力電動機(jī)23的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力來施加 向轉(zhuǎn)向設(shè)備IO施加的反作用力。然而，在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向反作用力電 動機(jī)23用作用于在車輛碰撞的情況下旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向設(shè)備10的致動器。轉(zhuǎn)向操 作單元的構(gòu)造除了轉(zhuǎn)向反作用力電動機(jī)23以外與第一實(shí)施例相同。
轉(zhuǎn)向單元包括轉(zhuǎn)向電動機(jī)，其用來使左右前輪轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向單元以對應(yīng) 于由轉(zhuǎn)向角度傳感器41檢測到的轉(zhuǎn)向角度0的旋轉(zhuǎn)角度來控制轉(zhuǎn)向電動機(jī) 的旋轉(zhuǎn)，由此使左右前輪轉(zhuǎn)向。因?yàn)榫€控車輛轉(zhuǎn)向設(shè)備眾所周知并不直接 涉及本發(fā)明，所以此處省略線控車輛轉(zhuǎn)向設(shè)備的描述。
在根據(jù)第二實(shí)施例的車輛轉(zhuǎn)向設(shè)備中，電子控制設(shè)備除了包括轉(zhuǎn)向角 度傳感器41、車輛縱向加速度傳感器42和電子控制單元43 (這些傳感器 與第一實(shí)施例相同)之外，還包括車速傳感器42和距離傳感器。車速傳 感器44檢測車速V。距離傳感器45構(gòu)造為雷達(dá)裝置，該傳感器安裝在車 輛的前端并可以利用毫米波、紅外線等。距離傳感器45檢測從車輛的前 端到前方物體(一般地，車主車輛前方的車輛)的距離Lx。此外，電子控 制單元43與根據(jù)第一實(shí)施例的3的氣囊展開控制程序并行地以預(yù)定的間 隔重復(fù)地執(zhí)行圖7中的碰撞預(yù)測程序。
在S20開始碰撞預(yù)測程序，并且電子控制單元43在S21輸入由車速傳感器47檢測到的車速V。然后，電子控制單元43通過判定車速V是否 為或者高于預(yù)定車速Vo (例如，5km/h)來判定車輛是否正在行駛。如果 車輛幾乎停止，即，車速低于預(yù)定車速Vo，則電子控制單元在S21判定 為"否"，并且在S31處結(jié)束對氣囊展開控制程序的執(zhí)行。
此外，如果車輛開始行駛，因而電子控制單元43在S21判定為 "是"(即，當(dāng)車速V為或者高于預(yù)定車速Vo時(shí))，電子控制單元43執(zhí) 行S22之后的處理。在S22，電子控制單元43輸入由距離傳感器45檢測 到的從車輛的前端到前方物體的距離Lx。在此處理期間輸入的距離被表示 并設(shè)定為新的距離Lnew。接著，在S23，電子控制單元43計(jì)算相對于前 方物體的相對速度Vab (= (Lold—Lnew) /At)。以差(Lold—Lnew) 除以碰撞預(yù)測程序的執(zhí)行時(shí)間間隔At的方式獲得相對速度的計(jì)算。距離 Lold在前次處理中輸入(以下，前次距離稱為Lold)。此時(shí)，前次距離 Lold由初始設(shè)定處理(在附圖中未示出)設(shè)定為"0"。如果相對速度初 始地計(jì)算為負(fù)值，因而電子控制單元43在后述的S25判定為"否"，則 在S31結(jié)束碰撞預(yù)測程序的執(zhí)行。盡管初始計(jì)算相對速度Vab可能不適 合，但是這不會有問題。
在計(jì)算相對速度Vab之后，在S24，前次距離Lold更新為新的距離 Lnew以計(jì)算新的相對速度Vab。電子控制單元43然后在S25判定相對速 度Vab是否為正值。如果相對速度Vab如上所述為負(fù)值，則電子控制單元 43在S25判定為"否"，然后在S31結(jié)束對碰撞預(yù)設(shè)程序的執(zhí)行。這意味 著當(dāng)相對速度Vab不是正值，從車輛的前端到前方物體的距離Lx不會變 化或者增大，因而車輛將不與前方物體碰撞。
相反，如果相對速度Vab為正，則電子控制單元43在S25判定為 "是"，然后處理進(jìn)行到S26。在S26，通過將新的距離Lnew除以相對速 度Vab，當(dāng)車輛正以當(dāng)前的相對速度Vab持續(xù)行駛時(shí)，電子控制單元43 計(jì)算碰撞時(shí)間Ts (=Lnew/Vab)，該碰撞時(shí)間是直到車輛的前端與前方 物體碰撞到時(shí)間。電子控制單元43在S27判定碰撞時(shí)間Ts是否或者等于 預(yù)定時(shí)間To。預(yù)定時(shí)間To設(shè)定成較短(例如，3秒)，在預(yù)定時(shí)間中即 使駕駛員會踩踏制動踏板并操作轉(zhuǎn)向設(shè)備(例如，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向設(shè)備10)以避免與前方物體的碰撞，車輛碰撞也不能避免。
如果碰撞時(shí)間Ts超過預(yù)定時(shí)間To，因而電子控制單元43在S27判定 為"否"，則在S31結(jié)束對氣囊展開控制程序的執(zhí)行。然而，如果碰撞時(shí) 間Ts低于或者等于預(yù)定時(shí)間To，則電子控制單元43在S27判定為 "是"。然后，如圖3中的S12那樣，在S28，電子控制單元43輸入來自 轉(zhuǎn)向角度傳感器41的轉(zhuǎn)向角度0，并判定轉(zhuǎn)向角度絕對值|0|是否小于或者 等于基準(zhǔn)轉(zhuǎn)向角度(即，45°)。如果轉(zhuǎn)向角度絕對值|0|小于或者等于 45°，則電子控制單元43在S28判定為"是"，因而電子控制單元43控制 轉(zhuǎn)向反作用力電動機(jī)23的旋轉(zhuǎn)以將轉(zhuǎn)向設(shè)備IO旋轉(zhuǎn)到中性位置。更具體 地，如果轉(zhuǎn)向角度0在從0°—45°的范圍內(nèi)，則轉(zhuǎn)向設(shè)備10向右旋轉(zhuǎn)了 |0|。如果轉(zhuǎn)向角度0為0°，則轉(zhuǎn)向設(shè)備10維持原來的樣子。如果轉(zhuǎn)向角 度0大于0。并小于或者等于45°，則電子控制單元43向左旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向設(shè)備 10達(dá)|0|。因而，在第二實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向設(shè)備10在從中性位置向右或者向 左135。的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
在此狀態(tài)下，如果檢測到車輛碰撞(即，當(dāng)電子控制單元43在Sll 判定為"是")，則電子控制單元43在S12判定為"是"的同時(shí)，如第 一實(shí)施例的情況那樣同時(shí)操作第一和第二充氣裝置IF1和IF2。因而，同 時(shí)點(diǎn)燃設(shè)置在容器33的兩個(gè)室中的氣體產(chǎn)生劑34a和34b，所產(chǎn)生的氣體 供應(yīng)到氣囊31。隨著氣體供應(yīng)到氣囊31，氣囊31的充氣壓力快速增大， 并且氣囊使用增大的充氣壓力而膨脹。結(jié)果，盡管氣囊31的后部的中間 上下部分的沒有被握把14a和14b支撐，但是適合地阻止氣囊31的前部的 中間上下部分朝著車輛的前方移位(參見圖5A)。
如果轉(zhuǎn)向角度絕對值^超過45°，因而電子控制單元43在S28判定為 "否"，貝ij電子控制單元43在S30控制轉(zhuǎn)向反作用力電動機(jī)23的旋轉(zhuǎn)， 然后將轉(zhuǎn)向設(shè)備IO旋轉(zhuǎn)到從中性位置算起90。的位置。更具體地，如果轉(zhuǎn) 向角度0在約一45。和一90?；蛘呒s45°和90°之間，則控制單元43將轉(zhuǎn)向 設(shè)備10向右或者向左適合地旋轉(zhuǎn)了 (90 — |0|) °。此外，如果轉(zhuǎn)向角度是 一90?；蛘?0。，則轉(zhuǎn)向設(shè)備IO維持原來的樣子。當(dāng)轉(zhuǎn)向角度0在約一90。 和一135?；蛘呒s90°和135。之間時(shí)，則控制單元43將轉(zhuǎn)向設(shè)備10向右或者向左適合地旋轉(zhuǎn)(|0| — 90) °。
在此狀態(tài)下，如果檢測到車輛碰撞(即，當(dāng)電子控制單元43在圖3 的Sll判定為"是")，則電子控制單元43在S12判定為"是"的同時(shí) 如第一實(shí)施例那樣操作第一充氣裝置IF1和第二充氣裝置IF2中任一者。 因而，可以點(diǎn)燃分別設(shè)置在容器33的兩個(gè)室中的氣體產(chǎn)生劑34a和34b中 任一者，因而與啟動兩個(gè)充氣裝置時(shí)相比更小量的氣體供應(yīng)到氣囊31 中。因而，氣囊的充氣壓力低于當(dāng)啟動兩個(gè)充氣裝置的時(shí)候。然而，在此 情況下，因?yàn)闅饽业暮蟛恐虚g上下部分被握把14a和14b支撐，握把14a 和14b精確地阻止了氣囊31的前部的中間上下部分在車輛的前方移位 (參見圖5B)。
如從以上對根據(jù)第二實(shí)施例的操作的描述理解到，因?yàn)椴还苻D(zhuǎn)向設(shè)備 10的定向如何總是和精確地阻止氣囊31的中間上下部分在車輛的前方移 位，由氣囊施加的反作用力適合地限制駕駛員的頭，由此阻止駕駛員的頭 在車輛的前方移位。結(jié)果，駕駛員受到很好的保護(hù)。此外在第二實(shí)施例 中，如果車輛與前方物體碰撞，因而氣囊31展開，則如果轉(zhuǎn)向設(shè)備10的 旋轉(zhuǎn)位置在中性位置或者在從中性位置起旋轉(zhuǎn)90。的位置則轉(zhuǎn)向設(shè)備10旋 轉(zhuǎn)到靠近中性位置或者靠近90。的位置的位置。通過同時(shí)地或者依次地啟 動第一和第二充氣裝置IF和IF2來調(diào)節(jié)氣囊31的充氣壓力在高一低水平 的兩個(gè)階段切換氣囊的充氣壓力。以此方式，盡管僅在高低水平的兩個(gè)階 段中切換氣囊的充氣壓力，但是駕駛員的頭在車輛前方的移位更適合地受 到氣囊31的反作用力的限制，這是因?yàn)榭偸亲柚箽饽业闹虚g上下部分在 車輛的前方移位。結(jié)果，駕駛員受到很好的保護(hù)。
盡管描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是對于本技術(shù)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員 顯而易見可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下進(jìn)行各種變化和修 改。 在以上所述的第二實(shí)施例中，當(dāng)預(yù)測車輛碰撞時(shí)(即，在檢測到車輛 碰撞之前)，電子控制單元43執(zhí)行操作以將轉(zhuǎn)向設(shè)備IO旋轉(zhuǎn)到其中性位 置或者從中性位置算起90。的位置。此外，當(dāng)檢測到車輛碰撞時(shí)(即，當(dāng) 第一和第二充氣裝置IF1和IF2地操作控制開始時(shí))，可以執(zhí)行以上所述的操作控制。在此情況下，優(yōu)選地，僅在圖3中的S13和S14之前或者之 后分別執(zhí)行S29和S30的處理。然而，即使執(zhí)行這樣的處理，也需要時(shí)間 展開氣囊。此外，能獲得類似于第二實(shí)施例的有益效果，這是因?yàn)檗D(zhuǎn)向設(shè) 備10僅在氣囊展開結(jié)束之前旋轉(zhuǎn)到其中性位置或者從其中性位置算起的 90°的位置。
此外，在第一和第二實(shí)施例中，同時(shí)啟動第一和第二充氣裝置IF1和 IF2。可選地，可以分別啟動第一充氣裝置IF1和第二充氣裝置IF2。此 外，只要實(shí)際轉(zhuǎn)向角度在中性位置和從其中性位置旋轉(zhuǎn)90。的位置之間， 用于旋轉(zhuǎn)控制位置的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)向角度就仍為45°。因而，優(yōu)選地，基準(zhǔn)轉(zhuǎn)向 角度接近45°。然而，在一些情況下基準(zhǔn)轉(zhuǎn)向角度可以約為60°。在此方 面，基準(zhǔn)轉(zhuǎn)向角度是在0。和90。之間的角度。
在第一和第二實(shí)施例中，通過同時(shí)地或者依次地啟動第一和第二充氣 裝置IF1和IF2來切換氣囊的充氣壓力。代替此情況，可以通過控制第一 和第二充氣裝置IF1和IF2的啟動時(shí)間來切換氣囊的充氣壓力。更具體 地，如果依次啟動第一和第二充氣裝置IF1和IF2，與當(dāng)同時(shí)啟動第一和 第二充氣裝置IF1和IF2時(shí)氣囊的充氣壓力相比，氣囊的充氣壓力變低。 即，如果轉(zhuǎn)向角度絕對值網(wǎng)低于或者等于45°,則同時(shí)啟動第一和第二充 氣裝置IF1和IF2。然而，如果轉(zhuǎn)向角度絕對值^大于45°，則依次啟動第 一和第二充氣裝置IF1和IF2。
此外，在第一和第二實(shí)施例中，通過同時(shí)地或者依次地啟動第一和第 二充氣裝置IF1和IF2來切換在氣囊展開過程中氣囊的充氣壓力。然而， 還可以使用簡單的充氣裝置來切換氣囊的充氣壓力。在此情況下，容器33 具有簡單的室且沒有安裝在容器33處的分隔壁。氣體產(chǎn)生劑容納在容器 33中，同時(shí)簡單的引爆器設(shè)置在容器33處。此外，通過根據(jù)轉(zhuǎn)向角度0 的大小調(diào)節(jié)容器33的出口的開口面積來切換氣體的排出量。容器33的出 口與氣囊的內(nèi)部連通。更具體地，如果轉(zhuǎn)向角度絕對值^低于或者等于 45°，則出口的開口面積增大。如果轉(zhuǎn)向角度絕對值|6 1大于45°，則出口的 開口面積減小。
此外，可以將轉(zhuǎn)向設(shè)備IO的形狀修改成各種形狀。例如，如圖8A圖示，可以在握把14a和14b之間提供橢圓形狀的墊蓋。墊蓋41由樹脂制成 并在其左右側(cè)具有橢圓形孔51a和51b，用于接收駕駛員的手。此外，如 圖8B圖示，提供一體連接握把14a和14b的兩端的一對桿51和52。即使 在圖8A和圖8B圖示的修改實(shí)施例中，儀表板對駕駛員仍清晰可見。
此外，如圖8C圖示，可以提供一體連接握把14a和14b的下端的半 圓形握把53。在此情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)向設(shè)備處于中性位置時(shí)，握把53沒有定 位在轉(zhuǎn)向設(shè)備的上側(cè)，但是定位在其下側(cè)。因而，在氣囊正在展開時(shí)，氣 囊的下后部被握把53支撐，但是氣囊的上后部沒有被支撐。因而，氣囊 的上部朝著車輛的前方的位移趨于變大。然而，即使在此情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)向 設(shè)備10定位在其中性位置或者中性位置附近時(shí)并且當(dāng)氣囊的充氣壓力根 據(jù)第一和第二實(shí)施例增大時(shí)，氣囊的上部的位移受到限制。因而，能獲得 類似于第一和第二實(shí)施例的有益效果。此外，因?yàn)槲瞻褯]有定位在轉(zhuǎn)向設(shè) 備的上部，所以儀表板對于駕駛員仍清晰可見。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人 員理解到在不脫離由權(quán)利要求限定得到精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種 改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種車輛氣囊裝置，其用在轉(zhuǎn)向設(shè)備中，其中，所述轉(zhuǎn)向設(shè)備構(gòu)造有位于所述轉(zhuǎn)向設(shè)備的至少左右兩側(cè)而不位于所述轉(zhuǎn)向設(shè)備的上側(cè)的握把，并且所述轉(zhuǎn)向設(shè)備被旋轉(zhuǎn)以使車輛轉(zhuǎn)向，所述裝置包括氣囊，其設(shè)置在所述轉(zhuǎn)向設(shè)備的中心部分并構(gòu)造成朝向駕駛員展開；轉(zhuǎn)向角度傳感器，其檢測所述轉(zhuǎn)向設(shè)備的轉(zhuǎn)向角度；以及展開控制器，其在車輛碰撞的情況下控制所述氣囊的展開，其中，當(dāng)所檢測到的轉(zhuǎn)向角度小于或者等于預(yù)定的基準(zhǔn)角度時(shí)，與當(dāng)所檢測到的轉(zhuǎn)向角度超過所述預(yù)定基準(zhǔn)角度時(shí)相比，所述展開控制器增大所述氣囊的充氣壓力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛氣囊裝置，還包括 致動器，其旋轉(zhuǎn)所述轉(zhuǎn)向設(shè)備；以及旋轉(zhuǎn)控制器，其控制所述致動器，其中，當(dāng)發(fā)生車輛碰撞時(shí)或者當(dāng)預(yù) 測到車輛碰撞時(shí)，所述旋轉(zhuǎn)控制器控制所述致動器，使得當(dāng)所檢測到的轉(zhuǎn) 向角度小于或者等于所述預(yù)定基準(zhǔn)角度時(shí)所述轉(zhuǎn)向設(shè)備被旋轉(zhuǎn)到中性位 置，并且使得當(dāng)所檢測到的轉(zhuǎn)向角度超過所述預(yù)定基準(zhǔn)角度時(shí)所述轉(zhuǎn)向設(shè) 備被旋轉(zhuǎn)到距離所述中性位置達(dá)90。的位置處。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛氣囊裝置，其中，所述基準(zhǔn)角度是 等于或者小于從所述中性位置向左或者向右90°的值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛氣囊裝置，其中，所述基準(zhǔn)角度是所述 中性位置向左或者向右45°或者60°的值。
5. —種用于車輛氣囊裝置的控制方法，所述車輛氣囊裝置用在轉(zhuǎn)向設(shè) 備中，所述轉(zhuǎn)向設(shè)備構(gòu)造有位于所述轉(zhuǎn)向設(shè)備的至少左右兩側(cè)而不位于所 述轉(zhuǎn)向設(shè)備的上側(cè)的握把，并且所述轉(zhuǎn)向設(shè)備構(gòu)造成被旋轉(zhuǎn)以使車輛轉(zhuǎn) 向，所述控制方法包括檢測所述轉(zhuǎn)向設(shè)備的轉(zhuǎn)向角度；以及當(dāng)發(fā)生車輛碰撞時(shí)或者當(dāng)預(yù)測到車輛碰撞時(shí)，如果所檢測到的轉(zhuǎn)向角 度小于或者等于預(yù)定基準(zhǔn)角度，與所檢測到的轉(zhuǎn)向角度超過所述預(yù)定基準(zhǔn)角度的情況相比，增大所述氣囊的充氣壓力。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于車輛氣囊裝置的控制方法，還包括 當(dāng)所檢測到的轉(zhuǎn)向角度小于或者等于所述預(yù)定基準(zhǔn)角度時(shí)將所述轉(zhuǎn)向設(shè)備旋轉(zhuǎn)到所述中性位置，或者當(dāng)所檢測到的轉(zhuǎn)向角度超過所述預(yù)定基準(zhǔn)角度時(shí)，使得所述轉(zhuǎn)向設(shè)備旋轉(zhuǎn)到距離所述中性位置達(dá)90。的位置處。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于車輛氣囊裝置的控制方法，其中，所述 旋轉(zhuǎn)步驟在所述氣囊即將展開之前或者剛剛展開之后執(zhí)行所述轉(zhuǎn)向設(shè)備的 旋轉(zhuǎn)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的用于車輛氣囊裝置的控制方 法，其中，通過控制兩個(gè)充氣裝置的啟動時(shí)間來切換所述氣囊的所述充氣 壓力。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于車輛氣囊裝置的控制方法，其中，當(dāng)所 檢測到的轉(zhuǎn)向角度小于或者等于所述基準(zhǔn)角度時(shí)同時(shí)啟動所述兩個(gè)充氣裝 置，并且當(dāng)所檢測到的轉(zhuǎn)向角度超過所述基準(zhǔn)角度時(shí)依次啟動所述兩個(gè)充 氣裝置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的用于車輛氣囊裝置的控制方 法，其中，使用簡單充氣裝置實(shí)現(xiàn)所述氣囊的所述充氣壓力，其中，通過 根據(jù)所述轉(zhuǎn)向角度的大小調(diào)節(jié)容器出口的開口面積來切換供應(yīng)到所述氣囊 的氣體排出量；并且其中，所述容器的所述出口與所述氣囊的內(nèi)部連通。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5至10中任一項(xiàng)所述的用于車輛氣囊裝置的控制方 法，其中，所述基準(zhǔn)角度是處于比從所述中性位置向左或者向右90°更小 的范圍內(nèi)的值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的用于車輛氣囊裝置的控制方法，其中，所 述基準(zhǔn)角度處于所述中性位置向左或者向右約45°至約60°之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種設(shè)置在轉(zhuǎn)向設(shè)備中的車輛氣囊裝置，其中，轉(zhuǎn)向設(shè)備構(gòu)造有位于左右兩側(cè)而不位于上側(cè)的握把。氣囊安裝在轉(zhuǎn)向設(shè)備的中心并構(gòu)造成當(dāng)車輛碰撞發(fā)生時(shí)朝著駕駛員展開。電子控制單元控制氣囊的展開，使得與當(dāng)由轉(zhuǎn)向角度傳感器檢測到的轉(zhuǎn)向角度超過預(yù)定基準(zhǔn)角度時(shí)相比，當(dāng)由轉(zhuǎn)向角度傳感器檢測到的轉(zhuǎn)向角度小于或者等于預(yù)定基準(zhǔn)角度時(shí)增大氣囊的充氣壓力。
文檔編號B60R21/16GK101588941SQ200880002346
公開日2009年11月25日 申請日期2008年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月16日
發(fā)明者今村謙二, 清水悅夫, 鷲野茂 申請人:豐田自動車株式會社