車両用操舵装置

【課題】操舵時に衝突してエアバッグが作動した場合にも、腕部が運転者の胸部等に干渉するのを防止できるようにした車両用操舵装置を提供する。
【解決手段】ステアリングホイール１２の転舵状態で車両の衝突状態を検出した場合に、メインエアバッグ４の展開に先行して操作部１２Ｈを握った運転者の手部Ｄｈを把持して拘束するサブエアバッグ９と、メインエアバッグ４の展開に先行してステアリングホイール１２を直進走行状態に戻すステアリングホイール回動手段と、を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングホイールにエアバッグモジュールを搭載した車両用操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用操舵装置としては、ステアリングホイールの中央に配置されたパッド部内にエアバッグが格納されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このエアバッグは、車両衝突時に膨張および展開することにより、運転者がステアリングホイールやフロントガラスに接触することを防止するようになっている。
【特許文献１】特開２００７−３８８４１号公報（第６頁、第７図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述した従来の車両用操舵装置は、車両衝突時にエアバッグがステアリングホイールのパッド部から運転者の上半身に向けて膨張および展開する。このため、車両がカーブを曲がっているときに、運転者がステアリングホイールの操作部（ハンドル部）を握って操舵した状態で車両衝突が発生した場合には、膨張するエアバッグが運転者の腕部等を押し、この腕部等が運転者の胸部等に当たるおそれがあった。
【０００４】
そこで、本発明は、操舵時に車両が衝突してエアバッグが展開した場合にも、運転者の腕部等が胸部等に干渉することを抑制できるようにした車両用操舵装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、メインエアバッグを格納するエアバッグ格納部と該エアバッグ格納部の外周側にエアバッグ格納部から所定間隔をおいて配置されて運転者が手部で握って操舵する操作部とを有するステアリングホイールと、通常時には前記エアバッグ格納部に格納され、車両衝突を検知したときに運転者の上半身に向けて展開するメインエアバッグと、を備えた車両用操舵装置において、車両衝突時に前記メインエアバッグの展開に先行して、前記操作部を握った運転者の手部を手部拘束手段によって拘束すると共に、前記ステアリングホイールをステアリングホイール回動手段によってニュートラル状態に戻すように構成したことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る車両用操舵装置によれば、車両衝突を予知したときに、前記操作部を握った運転者の手部を手部拘束手段によって拘束すると共に、前記ステアリングホイールの回動位置をステアリングホイール回動手段によって直進走行状態に戻す。従って、展開するメインエアバッグが運転者の腕部に当たるのを抑制でき、また、展開するメインエアバッグによって腕部が運転者に向けた方向に払われることがないので、腕部が運転者の胸部等に干渉するのを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【０００８】
[第１実施形態]
図１〜図１１は本発明にかかる車両用操舵装置の第１実施形態を示している。
【０００９】
本実施形態の車両用操舵装置１は、図１に示すように、インストルメントパネル２の下側からシート３に向かって後方斜め上方に突出するステアリングコラム１１の先端部に取り付けたステアリングホイール１２を備える。そして、ステアリングホイール１２を運転者Ｄの手部Ｄｈで把持して操舵し、ステアリングホイール１２の操舵によって図外の操舵輪が転舵される。
【００１０】
ステアリングホイール１２は、図２、図３に示すように、通常、ホーンスイッチなどが設けられるエアバッグ格納部としてのパッド部１２Ｐと、該パッド部１２Ｐの外周側に、パッド部１２Ｐから所定間隔をおいて配置され、かつ、運転者Ｄが手部Ｄｈで握って操舵する操作部１２Ｈと、を備えている。なお、本実施形態では、操作部１２Ｈがパッド部１２Ｐの下部から左右に分離する構造として示してあるが、一般に知られるステアリングホイールのように、パッド部の周囲にスポーク部を介してほぼ同心状に配置されるハンドル部であってもよい。
【００１１】
車両用操舵装置１には、図３に示すように、パッド部１２Ｐに格納されて車両の衝突状態を検知した場合に運転者Ｄの上半身に向けて膨張および展開するメインエアバッグ４を備える。パッド部１２Ｐは、周囲および上面が合成樹脂の隔壁で囲まれており、上面壁１２Ｐａ（図２参照）にはメインエアバッグ４が展開する際に開裂する図外の開裂線を設けてある。
【００１２】
メインエアバッグ４は、袋状に形成されて折りたたみ状態でパッド部１２Ｐ内に格納してあり、前記メインエアバッグ４の内側に配置したインフレータ４Ｉとともにメインエアバッグモジュール４Ｍを構成している。即ち、メインエアバッグモジュール４Ｍは、メインエアバッグ４およびインフレータ４Ｉから構成されている。インフレータ４Ｉは、車両衝突状態を検知すると電子制御ユニットＥＣＵ（図４参照）から出力される指令信号により作動して瞬時にガスを発生し、折りたたんだメインエアバッグ４を膨張して展開するようになっている。
【００１３】
また、サブエアバッグ９は、袋状に形成されて折りたたみ状態でパッド部１２Ｐ内に格納してあり、前記サブエアバッグ９の内側に配置したインフレータ９Ｉとともにサブエアバッグモジュール９Ｍを構成している。即ち、サブエアバッグモジュール９Ｍは、サブエアバッグ９およびインフレータ９Ｉから構成されている。インフレータ９Ｉは、衝突状態を検知すると電子制御ユニットＥＣＵ（図４参照）から出力される指令信号により作動して瞬時にガスを発生し、折りたたんだサブエアバッグ９を膨張して展開するようになっている。
【００１４】
図４に示すように、電子制御ユニットＥＣＵには、レーザーセンサや音波などを用いて車両の衝突を事前に予知する衝突状態検出手段としてのプリクラッシュセンサ５と、実際の車両衝突を検知する衝突状態検出手段としてのＧセンサ６と、から衝突状態信号が入力される。このとき、プリクラッシュセンサ５から入力される衝突状態信号は衝突予知信号となり、Ｇセンサ６から入力される衝突状態信号は実衝突信号となる。
【００１５】
そして、メインエアバッグモジュール４Ｍを作動するには、本実施形態では、Ｇセンサ６からの実衝突信号を用いて作動させるようになっている。
【００１６】
ここで、本実施形態の車両用操舵装置１では、図５に示すように、ステアリングシャフト１２Ｓに操舵検知部７およびステアリングホイール回動手段８が接続されるとともに、図３に示すように、パッド部１２Ｐに手部拘束手段としてのサブエアバッグ９を備えて構成してある。
【００１７】
操舵検知部７は、ステアリングホイール１２の所定量以上の転舵状態を検知するようになっている。
【００１８】
サブエアバッグ９は、ステアリングホイール１２の転舵状態のときに車両が衝突したことを検知した場合に、メインエアバッグ４の展開に先行して操作部１２Ｈを握った運転者Ｄの手部Ｄｈを拘束するようになっている。
【００１９】
ステアリングホイール回動手段８は、ステアリングシャフト１２Ｓを回転するモータで形成し、サブエアバッグ９で手部Ｄｈを把持した後、メインエアバッグ４の展開に先行してステアリングホイール１２を直進走行状態（ニュートラル状態）に戻すようになっている。
【００２０】
サブエアバッグ９は、ステアリングホイール１２のパッド部１２Ｐ内に前述のメインエアバッグ４に並設して格納してあり、サブエアバッグ９はパッド部１２Ｐと操作部１２Ｈとの間で膨張して運転者の手部Ｄｈを圧迫することにより、手部Ｄｈを拘束する構造となっている。
【００２１】
また、サブエアバッグ９は、前述のメインエアバッグ４と同様に、袋状に形成されて折りたたみ状態でパッド部１２Ｐ内に格納してあり、サブエアバッグ９の内側に配置したインフレータ９Ｉとともにサブエアバッグモジュール９Ｍを構成している。
【００２２】
サブエアバッグ９は、操作部１２Ｈを把持した手部Ｄｈに向かってパッド部１２Ｐの左右方向に展開するようになっており、パッド部１２Ｐの左・右側壁１２Ｐｂ、１２Ｐｃ（図３参照）にはサブエアバッグ９が展開するための開裂線Ｃを設けてある。開裂線Ｃは、側壁１２Ｐｂ、１２Ｐｃの内面に設けた断面Ｖ字状の溝として形成してある。
【００２３】
従って、図４に示すように、前述した電子制御ユニットＥＣＵには、プリクラッシュセンサ５およびＧセンサ６の検出信号が入力されるとともに、操舵検知部７の検出信号が入力される。そして、それら各検出信号に基づいて電子制御ユニットＥＣＵからメインエアバッグモジュール４Ｍ、サブエアバッグモジュール９Ｍおよびステアリングホイール回動手段８にそれぞれ作動信号が出力される。
【００２４】
また、本実施形態では、図４，５に示すように、前述したステアリングホイール回動手段８に用いたモータを利用して反力付与部１０を構成してあり、操舵時に操舵輪への入力を運転者Ｄに擬似反力として伝えるようになっており、電子制御ユニットＥＣＵからその反力付与部１０に作動信号が出力される。
【００２５】
従って、本実施形態ではステアリングホイール１２の操舵角（回動角）信号を入力した電子制御ユニットＥＣＵからの作動信号により操舵輪を転舵するようになっており、ステアリングホイール１２と操舵輪とを電気的に繋げるステアリングバイワイヤシステムを構成している。
【００２６】
そして、ステアリングホイール１２の操舵時に車両の衝突状態を検知した場合に、メインエアバッグ４の展開に先行して、ステアリングホイール１２から操舵輪に至る操舵角信号の伝達経路を遮断するようになっている。
【００２７】
電子制御ユニットＥＣＵは、図６に示したフローチャートに従って制御が実行されるが、このとき、図７に示すプリクラッシュセンサ危険度マップを用いて事前の衝突状態を判断するようになっている。
【００２８】
即ち、図６に示すフローチャートは、ステップＳ１で、図７に示すマップから危険度が閾値ラインＴを超えたかどうか、つまり、衝突状態にあるかどうかを事前に判断し、車両衝突であることを予知した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ２によってステアリングホイール１２の操舵位置がニュートラル、つまり、直進走行状態にあるかどうかを判断する。
【００２９】
そして、ステップＳ２でステアリングホイールの回動角が転舵状態にあると判断した場合（ＮＯ）は、ステップＳ３によってステアリングホイール１２から操舵輪に至る操舵角信号の伝達経路を遮断した後、ステップＳ４でサブエアバッグ９を展開して操作部１２Ｈを握っている手部Ｄｈを把持（拘束）し、そして、ステップＳ５でステアリングホイール１２をニュートラル（直進走行状態）位置に戻す。
【００３０】
その後、ステップＳ６に進んでＧセンサ６で検出した加速度（Ｇ）が閾値を超えたかどうか、つまり、実衝突状態が検出されたかどうかを判断し、車両衝突を検知した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ７でメインエアバッグ４を展開する。
【００３１】
なお、ステップＳ２でステアリングホイール１２が直進走行状態であると判断した場合（ＹＥＳ）は、サブエアバッグ９を展開することなく直接にステップＳ６に進み、実衝突を検知した段階でメインエアバッグ４を展開することになる。
【００３２】
従って、通常走行時には、図８に示すように、サブエアバッグ９およびメインエアバッグ４が共に作動することは無く、パッド部１２Ｐ内に格納された状態にある。そして、図９に示すように、ステアリングホイール１２を大きく転舵した場合、例えば、反時計回りにほぼ９０度操舵した場合は、運転者Ｄの右腕Ｄａがステアリングホイール１２の上部に位置することになる。
【００３３】
そして、図９の操舵状態でプリクラッシュセンサ５からの信号により事前衝突が判断されると、図１０に示すように、サブエアバッグ９が展開して運転者Ｄの手部Ｄｈを操作部１２Ｈに把持して拘束するとともに、この拘束した状態で図１１に示すようにステアリングホイール１２の回動角をニュートラル位置に戻す。そして、Ｇセンサ６により実衝突が検知されるとメインエアバッグ４を展開する。
【００３４】
以上の構成により第１実施形態の車両用操舵装置１によれば、操舵検知部７でステアリングホイール１２の転舵状態を検知した状態で、プリクラッシュセンサ５で車両の衝突状態を事前に検出した場合に、メインエアバッグ４の展開に先行して、サブエアバッグ９とステアリングホイール回動手段８とを作動する。このため、サブエアバッグ９で操作部１２Ｈを握った運転者Ｄの手部Ｄｈを拘束した状態で、ステアリングホイール１２をニュートラル状態に戻すことができる。これにより、メインエアバッグ４が展開する時には、運転者Ｄの腕部Ｄａがステアリングホイール１２の上部、つまり、運転者Ｄとステアリングホイール１２とを結ぶ上方範囲から腕部Ｄａを排除できる。
【００３５】
従って、展開するメインエアバッグ４が運転者Ｄの腕部Ｄａに当たるのを防止でき、これにより腕部Ｄａが展開するメインエアバッグ４によって運転者Ｄの方向に払われることがないので、腕部Ｄａが運転者Ｄの胸部等に干渉するのを防止できる。
【００３６】
また、本実施形態では、運転者Ｄの手部Ｄｈを拘束するにあたって、ステアリングホイール１２のパッド部１２Ｐ内にサブエアバッグ９を格納し、サブエアバッグ９をパッド部１２Ｐと操作部１２Ｈとの間で膨張して、運転者の手部Ｄｈをそのサブエアバッグ９で圧迫して拘束するようにしたので、手部Ｄｈを柔らかく包み込むようにして把持できるので、手部Ｄｈに与える衝撃を緩和することができる。
【００３７】
更に、本実施形態の車両用操舵装置１ではステアリングバイワイヤシステムを構成しており、ステアリングホイール１２の転舵時に車両の衝突状態を検知した場合に、メインエアバッグ４の展開に先行して、ステアリングホイール１２から操舵輪に至る操舵角信号の伝達経路を遮断するようにしてある。これにより、衝突時にステアリングホイール回動手段８によってステアリングホイール１２をニュートラル位置に戻した際に、操舵輪が予期しない方向に転舵されてしまうのを防止できる。
【００３８】
[第２実施形態]
次いで、本発明の第２実施形態について説明する。
【００３９】
図１２〜図１４は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとする。
【００４０】
図１２、図１３に示すように、本実施形態の車両用操舵装置１０１は基本的に第１実施形態の車両用操舵装置１と同様となり、ステアリングホイール１２の転舵状態で車両の衝突状態を検知した場合に、メインエアバッグ４の展開に先行して操作部１２Ｈを握った運転者Ｄの手部Ｄｈを拘束するようになっている。
【００４１】
ここで、本実施形態が第１実施形態と主に異なる点は、パッド部１２Ｐに手部拘束手段としての押圧装置２０を配設し、該押圧装置２０の押圧片２２をパッド部１２Ｐから操作部１２Ｈに向けて突出させ、この押圧片２２の表面側に設けた弾性部材２５で、操作部１２Ｈを握った手部Ｄｈを弾性的に押圧することによって、運転者Ｄの手部Ｄｈを拘束するようにしたことにある。
【００４２】
押圧装置２０は、図１２に示すように、パッド部１２Ｐの左・右側壁１２Ｐｂ、１２Ｐｃの一部を構成し、それぞれの基端部（下端部）２２ａをアンカー２１によって回動自在に下面壁１２Ｐｄに装着した左右一対の押圧片２２と、これら一対の押圧片２２の先端部（上端部）２２ｂ間に配置して双方の押圧片２２を押し広げる方向に作動する駆動体であるシリンダ２３と、一対の押圧片２２の基端部２２ａと先端部２２ｂとの間に配置したリターンスプリング２４と、によって構成してある。
【００４３】
従って、車両衝突状態を予知してシリンダ２３が作動すると、図１４に示すように、一対の押圧片２２は、基端部２２ａのアンカー２１を中心として先端部２２ｂが拡開方向に押し広がり、押圧片２２の先端部２２ｂに設けた弾性部材２５と操作部１２Ｈとの間に手部Ｄｈを挟持して拘束することができる。
【００４４】
なお、前述したように、押圧片２２が手部Ｄｈに接触する先端部２２ｂの外側には、発泡ウレタンなど弾性を有する弾性部材（弾性体）２５を設けてあり、該弾性部材２５は、押圧片２２が手部Ｄｈに干渉した時の衝撃力を吸収する。更に、押圧片２２を押し広げるシリンダ２３は、エアシリンダが好ましい。
【００４５】
以上の構成により第２実施形態の車両用操舵装置１０１によれば、第１実施形態の車両用操舵装置１と同様の作用効果を奏するのは勿論のこと、特に本実施形態では、ステアリングホイール１２の操舵状態で車両の衝突状態を検出した場合に、押圧装置２０の押圧片２２で運転者Ｄの手部Ｄｈを拘束するようにした。このため、シリンダ２３で押し開かれる押圧片２２（弾性部材２５）によって手部Ｄｈをより確実に把持して、ステアリングホイール１２をニュートラル状態に戻す際に手部Ｄｈが操作部１２Ｈから離脱してしまうのを抑制できる。
【００４６】
ところで、本発明の車両用操舵装置は前記第１・第２実施形態に例をとって説明したが、これらの各実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。
【００４７】
例えば、前記第２実施形態では、押圧片２２と弾性部材２５とを別体で構成したが、押圧片自体を弾性を有する弾性体で構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる車両用操舵装置が配設された車体前部の側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかるステアリングホイールの正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線による断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる車両用操舵装置の構成部品の関係をブロック図で示す説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかるステアリングホイール回転手段を示す斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる車両用操舵装置を制御手順を示すフローチャートである。
【図７】図６に示すフローチャートに用いるプリクラシュセンサ危険度マップを示す説明図である。
【図８】本発明の第１実施形態にかかる車両用操舵装置における車両の直進走行状態を示し、（ａ）は車体前部の側面図、（ｂ）はステアリングホイールの正面図、（ｃ）は（ｂ）の断面を、図３に倣って示している。
【図９】本発明の第１実施形態にかかる車両用操舵装置におけるステアリングホイールの転舵状態を示し、（ａ）は車体前部の側面図、（ｂ）はステアリングホイールの正面図、（ｃ）は（ｂ）の断面を、図３に倣って示している。
【図１０】本発明の第１実施形態にかかる車両用操舵装置のサブエアバッグが展開した状態を示し、（ａ）は車体前部の側面図、（ｂ）はステアリングホイールの正面図、（ｃ）は（ｂ）の断面を、図３に倣って示している。
【図１１】本発明の第１実施形態にかかる車両用操舵装置のメインエアバッグが展開した状態を示し、（ａ）は車体前部の側面図、（ｂ）はステアリングホイールの正面図、（ｃ）は（ｂ）の断面を、図３に倣って示している。
【図１２】本発明の第２実施形態にかかるステアリングホイールの断面を示す正面図である。
【図１３】図１２のＢ−Ｂ線による断面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態にかかる車両用操舵装置の押圧装置が作動した状態を示し、（ａ）は車体前部の側面図、（ｂ）はステアリングホイールの正面図、（ｃ）は（ｂ）の断面を、図３に倣って示している。
【符号の説明】
【００４９】
１車両用操舵装置
４メインエアバッグ
８ステアリングホイール回動手段
９サブエアバッグ（手部拘束手段）
１２ステアリングホイール
１２Ｐパッド部（エアバッグ格納部）
１２Ｈ操作部
２０押圧装置（手部拘束手段）
２２押圧片
２３シリンダ（駆動体）
Ｄ運転者
Ｄｈ手部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央側に配置されてメインエアバッグを格納するエアバッグ格納部、および、該エアバッグ格納部の外周側に配置され、運転者が把持して操舵する操作部、を有するステアリングホイールと、
車両の衝突を予知したときに、前記操作部を把持した運転者の手部を拘束する手部拘束手段と、
車両の衝突を予知したときに、前記ステアリングホイールを回動させて直進走行時の回動角に戻すステアリングホイール回動手段と、
通常時には前記エアバッグ格納部に格納され、車両の衝突を検知したときに運転者に向けて膨張して展開するメインエアバッグと、を備えた車両用操舵装置であって、
車両の衝突を予知したときに、前記手部拘束手段が作動して運転者の手部を拘束し、ステアリングホイール回動手段が作動して前記ステアリングホイールを直進走行時の回動角に戻したのち、
車両の衝突を検知したときに、メインエアバッグを運転者に向けて展開させるように構成したことを特徴とする車両用操舵装置。
【請求項２】
前記手部拘束手段は、通常時には前記エアバッグ格納部に格納され、車両が衝突を予知したときに、前記操作部に向けて展開することにより運転者の手部を拘束するサブエアバッグであることを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵装置。
【請求項３】
前記手部拘束手段は、前記エアバッグ格納部の外周面の一部を構成する弾性体からなる押圧片と、該押圧片を前記操作部に向けて突出させる駆動体と、を備え、
車両が衝突を予知したときに、前記駆動体を作動させて押圧片を操作部に向けて突出させることにより、これらの押圧片と操作部とで運転者の手部を挟持して拘束するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用操舵装置。

【図１】