JP2004026072A - 乗員保護装置の起動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】窓開閉状態等の検出結果に応じて適切に乗員保護装置を起動させることができる乗員保護装置の起動装置を提供する。
【解決手段】車両のロール角速度を検出するための角速度センサ２１と、ロール角速度より車両のロール相対角を算出する相対角演算手段３１と、ロール角速度及び車両のロール相対角が所定の閾値条件を満たす場合に車両横転と判定する横転判定手段３３と、車両横転と判定された場合にカーテンエアバッグ４１及びプリテンショナ４２の起動を行う駆動制御手段３４と、シートベルトの装着状態を検知するバックルスイッチ２１と、車両の窓開閉状態を検知する窓開閉検知センサ２２と、バックルスイッチ２１及び窓開閉検知センサ２２による検出結果に基づいて前記所定の閾値条件を設定する閾値切替手段３２とを備える。
【選択図】 図１
【解決手段】車両のロール角速度を検出するための角速度センサ２１と、ロール角速度より車両のロール相対角を算出する相対角演算手段３１と、ロール角速度及び車両のロール相対角が所定の閾値条件を満たす場合に車両横転と判定する横転判定手段３３と、車両横転と判定された場合にカーテンエアバッグ４１及びプリテンショナ４２の起動を行う駆動制御手段３４と、シートベルトの装着状態を検知するバックルスイッチ２１と、車両の窓開閉状態を検知する窓開閉検知センサ２２と、バックルスイッチ２１及び窓開閉検知センサ２２による検出結果に基づいて前記所定の閾値条件を設定する閾値切替手段３２とを備える。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される乗員保護装置の起動装置に関するものであり、特に、車両横転時に適切なタイミングで乗員保護装置の起動を行う技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両横転時に乗員を保護するための乗員保護装置として、車両側面部に沿ってカーテン状に展開するエアバッグであるカーテンエアバッグや、瞬時にシートベルトを巻き取るプリテンショナ付きシートベルトやモータ等を用いて繰り返しシートベルトを巻き取る装置等を車両に搭載することが提案されている。
【０００３】
例えば、従来の乗員保護装置起動システム５１は、図７のブロック図に示すように、車両のロール角速度を検出するための角速度センサ６１と、ＣＰＵ８０ａ、ＲＯＭ８０ｂ、及びＲＡＭ８０ｃを含むコントロールユニット８０と、カーテンエアバッグ９０とから構成されている。そして、角速度センサ６１がロール角速度信号を出力すると、相対角演算手段８１がロール角速度を積分演算してロール相対角を算出し、横転判定手段８３が、ロール角速度及びロール相対角が所定の閾値条件を満たす場合に車両横転と判定して、駆動制御手段８４がカーテンエアバッグ９０の起動を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、窓の開閉状態やシートベルトの装着状態によって、カーテンエアバッグの最適な起動タイミングが異なる場合がある。すなわち、カーテンエアバッグは、窓が開いている状態では乗員の車外放出を防止するために起動されるのに対し、窓が閉じている状態では乗員が車室内の構造物に衝突することを防止するために起動され、窓の開閉状態によって起動の目的が異なる。このため、それぞれの目的に応じて適切なタイミングで起動されないと、目的を達成できない可能性がある。
【０００５】
一方、車両の横転状態によっては（例えば、ゆっくりと横転する場合）、カーテンエアバッグを作動させなくても、シートベルトだけで車外放出を防止することは可能であり、プリテンショナ付きシートベルトやモータ等を用いて繰り返しシートベルトを巻き取る装置を用いれば、車外放出を防止することができる場合がある。
【０００６】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、窓開閉状態等の検出結果に応じて適切に乗員保護装置を起動させることができる乗員保護装置の起動装置を提供することを解決すべき課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載の乗員保護装置の起動装置は、車両の挙動に応じて乗員保護装置を起動させる装置であって、車両のロール角速度を検出するための角速度センサと、その角速度センサにより検出されたロール角速度より車両のロール相対角を算出する相対角演算手段と、前記角速度センサにより検出されたロール角速度及び前記相対角演算手段により算出された車両のロール相対角が所定の閾値条件を満たす場合に車両横転と判定する横転判定手段と、その横転判定手段により車両横転と判定された場合に前記乗員保護装置の起動を行う駆動制御手段と、車両の窓開閉状態を検知する窓開閉検知センサ又はシートベルトの装着状態を検知するバックルスイッチの少なくとも１つを有する状態検出手段と、その状態検出手段による検出結果に基づいて前記所定の閾値条件を設定する閾値設定手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
従って、状態検出手段は、窓開閉検知センサにより車両の窓開閉状態を検知又はバックルスイッチによりシートベルトの装着状態を検知し、閾値設定手段は、状態検出手段による検出結果に基づいて横転判定のための所定の閾値条件を設定する。そして、角速度センサは、車両のロール角速度を検出し、相対角演算手段は、角速度センサにより検出されたロール角速度より車両のロール相対角を算出し、横転判定手段は、角速度センサにより検出された角速度及び相対角演算手段により算出された車両のロール相対角が、閾値設定手段により設定された所定の閾値条件を満たす場合に車両横転と判定し、駆動制御手段は、横転判定手段により車両横転と判定された場合に乗員保護装置の起動を行う。
【０００９】
よって、車両横転を判定するための閾値条件が、車両の窓開閉状態又はシートベルト装着状態の少なくとも一方に基づいて適切に設定されるので、状態に応じた適切なタイミングで横転判定を行って乗員保護装置を起動させることにより、乗員の車室内の構造物への衝突や車外放出をより確実に防止することができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の乗員保護装置の起動装置は、前記乗員保護装置が、カーテンエアバッグを含んで構成されることを特徴とする。
【００１１】
従って、カーテンエアバッグが、車両の窓開閉状態又はシートベルト装着状態の少なくとも一方に基づいて適切なタイミングで起動される。
【００１２】
また、請求項３に記載の乗員保護装置の起動装置は、前記状態検出手段による検出結果に基づいて前記カーテンエアバッグの展開方法を設定する展開方法設定手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
従って、展開方法設定手段が、状態検出手段による検出結果に基づいてカーテンエアバッグの展開方法を設定し、その設定された展開方法に基づいて、駆動制御手段が乗員保護装置の起動を行うので、カーテンエアバッグが、車両の窓開閉状態又はシートベルト装着状態の少なくとも一方に基づいて適切な展開方法で起動される。
【００１４】
また、請求項４に記載の乗員保護装置の起動装置は、前記展開方法設定手段が、前記カーテンエアバッグの展開圧力、展開形状、又は展開方向の少なくとも１つを設定するように構成されたことを特徴とする。
【００１５】
従って、カーテンエアバッグの展開圧力、展開形状、又は展開方向の少なくとも１つが、車両の窓開閉状態又はシートベルト装着状態の少なくとも一方に基づいて適切に設定されて起動されるので、乗員保護装置によって乗員をより確実に保護することができる。
【００１６】
また、請求項５に記載の乗員保護装置の起動制御装置は、前記乗員保護装置が、前記シートベルトを瞬間的に巻取るベルト巻き取り装置をさらに備え、前記駆動制御手段は、前記横転判定手段により車両横転と判定された場合に前記ベルト巻き取り装置を起動するとともに、前記角速度センサにより検出されたロール角速度に応じて前記カーテンエアバッグの展開又は非展開の制御を行うことを特徴とする。
【００１７】
従って、駆動制御手段は、横転判定手段により車両横転と判定された場合にベルト巻き取り装置を起動して、乗員の車室内の構造物への衝突や車外放出を防止する。このとき、角速度センサにより検出されたロール角速度が大きい場合には、カーテンエアバッグの展開制御をさらに行って、より確実に乗員の車室内の構造物への衝突や車外放出を防止する。一方、ロール角速度が小さく、シートベルトの巻き取りのみで乗員の車室内の構造物への衝突や車外放出を防止可能な場合には、カーテンエアバッグの非展開制御を行うことにより、カーテンエアバッグの不必要な展開を防止して車両の修理費低減を図ることができる。
【００１８】
また、請求項６に記載の乗員保護装置の起動装置は、前記横転判定手段が、ロール角速度及びロール相対角をパラメータとする二次元マップ上に閾値ラインを設定し、前記角速度センサにより検出されたロール角速度及び前記相対角演算手段により算出されたロール相対角の履歴ラインが前記閾値ラインの原点側の非横転領域から反原点側の横転領域へ横切ったときに車両横転と判定するように構成され、前記閾値条件設定手段は、前記状態検出手段による検出結果に基づいて前記閾値ラインを設定する閾値切替手段からなることを特徴とする。
【００１９】
従って、車両横転を判定するための閾値ラインが、車両の窓開閉状態又はシートベルト装着状態の少なくとも一方に基づいて適切に設定されるので、より適切なタイミングで横転判定を行うことができる。
【００２０】
また、請求項７に記載の乗員保護装置の起動装置は、前記閾値切替手段が、前記状態検出手段により検出された窓の開閉状態、又はシートベルトの装着状態、あるいはこれらの組み合わせに基づいて前記閾値ラインを設定することを特徴とする。
【００２１】
従って、窓の開閉状態、又はシートベルトの装着状態、あるいはこれらの組み合わせに基づいて二次元マップ上での閾値ラインが適切に設定されるので、より適切なタイミングで横転判定を行うことができる。
【００２２】
また、請求項８に記載の乗員保護装置の起動装置は、前記状態検出手段が、前記窓開閉検知センサ及び前記バックルスイッチの両方を含むことを特徴とする。
【００２３】
従って、窓開閉検知センサ及びバックルスイッチの両方の検出結果に基づいて、より適切なタイミングで横転判定を行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した乗員保護装置の起動装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態である乗員保護装置起動システム１の全体構成を示すブロック図である。
【００２６】
乗員保護装置起動システム１は、図１に示すように、角速度センサ１１と、バックルスイッチ２１と、窓開閉検知センサ２２と、コントロールユニット３０と、カーテンエアバッグ４１と、プリテンショナ（以下、Ｐ／Ｔと称する）４２とから構成されている。尚、バックルスイッチ２１及び窓開閉検知センサ２２が本発明の状態検出手段を構成するものである。
【００２７】
カーテンエアバッグ４１は、図２に示すように車室内の運転席側ドア上方に設けられ、車両側面部に沿ってカーテン状に展開するエアバッグであり、車両横転時に、乗員が車外へ放出されることを防止したり（窓が開いている場合）、あるいは乗員がドア等の車両内構造物へ衝突すること（窓が閉じている、あるいは開き量が小さい場合）を防止するための乗員保護装置の一種である。
【００２８】
プリテンショナ４２は、車両の衝突や横転時等に瞬時にシートベルトの巻き取りを行う火薬式の巻き取り装置である。
【００２９】
コントロールユニット３０は、ＣＰＵ３０ａ、ＲＯＭ３０ｂ、及びＲＡＭ３０ｃにより構成され、ＣＰＵ３０ａがＲＯＭ３０ｂに記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより、相対角演算手段３１と、閾値切替手段３２と、横転判定手段３３と、駆動制御手段３４と、バッグ展開制御手段３５とを実現する。尚、ＣＰＵ３０ａが実行する処理については、後述する。
【００３０】
角速度センサ１１は、図２に示すように、車両内中央に設けられて車両の左右方向の運動であるロールを検出し、ロール角速度信号として出力する。角速度センサ１１としては、例えば、コリオリの力を用いて回転角速度を検出するタイプのセンサ等を用いることができる。
【００３１】
バックルスイッチ２１は、図示しないシートベルトの装着状態（装着又は非装着）を示す信号を出力する装置である。ここで、バックルスイッチ２１からの信号がＯＮ信号である場合、シートベルト装着状態であることを示しており、ＯＦＦ信号である場合はシートベルト非装着状態であることを示している。
【００３２】
窓開閉検知センサ２２は、窓の開閉状態（開状態又は閉状態）を示す窓開閉信号を出力する装置である。ここで、開状態信号が出力されるのは、窓が全開又は大きく開いている場合であって、車両横転時に乗員が車外へ放出される可能性が高い状態である。一方、閉状態信号が出力されるのは、窓が完全に閉じているか少ししか開いていない場合であって、車両横転時に乗員が車外へ放出される可能性は低いが、車室内構造物に衝突する可能性が高い状態である。
【００３３】
次に、乗員保護装置起動メインルーチンの処理の流れについて、図３のフローチャートを参照しつつ説明する。
まず、横転判定閾値及びカーテンエアバッグ展開方法設定ルーチンを実行する。これにより、バックルスイッチ２１及び窓開閉検知センサ２２における検出結果に応じた横転判定閾値及びカーテンエアバッグ４１の展開方法の設定値をＲＡＭ３０ｃ内の格納領域に格納する（ステップ１。以下、Ｓ１と略記する。他のステップも同様。）。尚、横転判定閾値及びバッグ展開設定ルーチンの処理内容の詳細については後述する。
【００３４】
次に、角速度センサ１１よりロール角速度信号を読み込む（Ｓ２）。続いて、ロール角速度ωを積分することにより車両のロール相対角θを演算する（Ｓ３）。尚、車両のロール相対角とは、当該車両の電源スイッチをオンした時点における車両の姿勢を基準として、それ以後、車両が左右方向にどれだけ傾いたかを示す相対的なロール角である。このようにロール角速度及びロール相対角を検出することによって、車両の左右方向における挙動が検出される。
【００３５】
次に、図５に示すように、ロール角速度及びロール相対角をパラメータとする二次元マップ上に閾値ラインを設定し、角速度センサ２１により検出されたロール角速度及び相対角演算手段３１（Ｓ３）により算出されたロール相対角の履歴ラインが閾値ラインの原点Ｏ側の非横転領域から閾値ラインを超えて反原点側の横転領域Ｒ０へ横切ったか否かを判定する（Ｓ４）。尚、図５の二次元マップにおける閾値ラインは、Ｓ１の横転判定閾値及びカーテンエアバッグ展開方法設定ルーチンにおいて決定され、ＲＡＭ３０ｃ内の格納領域に格納されている。
【００３６】
ロール角速度ω及びロール相対角θの履歴が閾値ラインを超えていない場合は（Ｓ４：Ｎｏ）、Ｓ１以降の処理を繰り返す。
【００３７】
一方、ロール角速度ω及びロール相対角θの履歴が閾値ラインを超えて横転領域Ｒ０内に入っている場合は、車両横転と判定してＰ／Ｔ４２の起動を行う（Ｓ５）。但し、Ｐ／Ｔ４２の起動はシートベルト装着時にのみ行われ、シートベルト非装着時には起動されない。
【００３８】
さらに、ＲＡＭ３０ｃ内の格納領域に格納されたバッグ展開圧力及び展開方向に基づいて、カーテンエアバッグ４１の駆動制御を行う（Ｓ６）。
【００３９】
尚、Ｓ３のステップが、図１のブロック図における相対角演算手段３１に、Ｓ４のステップが横転判定手段３３に、Ｓ５及びＳ６のステップが駆動制御手段３４にそれぞれ相当するものである。
【００４０】
次に、横転判定閾値及びバッグ展開設定ルーチンの処理の流れについて、図４のフローチャートを参照しつつ説明する。横転判定閾値及びカーテンエアバッグ展開方法設定ルーチンは、バックルスイッチ２１及び窓開閉検知センサ２２からの出力に基づいて横転判定閾値及びカーテンエアバッグ展開方法の設定を行う処理ルーチンである。
【００４１】
まず、バックルスイッチ２１からの出力信号を読み込み（Ｓ１１）、さらに、窓開閉検知センサ２２からの窓開閉信号を読み込む（Ｓ１２）。
【００４２】
次に、Ｓ１１において検出されたシートベルト装着状態、及びＳ１２において検出された窓の開閉状態に基づいて、横転判定閾値の設定を行う（Ｓ１３）。すなわち、表１に示すように、シートベルト非装着状態であり且つ窓が閉状態である場合は、閾値ラインＳ１が、シートベルト非装着状態であり且つ窓が開状態である場合は、閾値ラインＳ２が、シートベルト装着状態であり且つ窓が閉状態である場合は、閾値ラインＳ３が、シートベルト装着状態であり且つ窓が開状態である場合は、閾値ラインＳ４がそれぞれ閾値ラインとして選択され、選択結果がＲＡＭ３０ｃ内の格納領域に格納される。
【００４３】
【表１】
【００４４】
閾値ラインＳ１〜Ｓ４は、実験結果等に基づいて、各条件における横転判定のタイミングが最適となるように設定される。図６は、閾値ラインＳ１〜Ｓ４の設定例を示す説明図である。ここで、図６の例において、閾値ラインＳ１とＳ３とを比較すると、閾値ラインＳ１はＳ３よりも原点Ｏ寄りに設定されている。これは、シートベルト非装着状態では、横転開始後の初期段階で乗員が車外放出される可能性が高いので、早い段階で横転判定を行うことが望ましいからである。同様に、閾値ラインＳ２とＳ４とを比較すると、閾値ラインＳ２はＳ４よりも原点Ｏ寄りに設定されている。これは、シートベルト非装着状態では、横転開始後の初期段階で乗員が車室内構造物に衝突する可能性がより高いので、早い段階で横転判定を行うことが望ましいからである。
【００４５】
次に、Ｓ１１において検出されたシートベルト装着状態、及びＳ１２において検出された窓の開閉状態に基づいて、バッグ展開方法の設定を行う（Ｓ１４）。
【００４６】
すなわち、表２に示すように、シートベルト非装着状態であり且つ窓が閉状態である場合は、カーテンエアバッグ４１のバッグ展開圧力が「通常」に、展開方向が「通常」にそれぞれ設定される。一方、シートベルト非装着状態であり且つ窓が開状態である場合は、カーテンエアバッグ４１のバッグ展開圧力が「大」に、展開方向が「外向き」にそれぞれ設定される。
【００４７】
【表２】
【００４８】
ここで、シートベルト非装着状態であり且つ窓が開状態である場合にカーテンエアバッグ４１のバッグ展開圧力が「大」に設定されるのは、バッグを大きく展開して確実に乗員の車外放出を図るためであり、展開方向が「外向き」に設定されるのは、窓から車室内に流れ込む風によって車室内側方向にバッグが流されやすいことを考慮したものである。
【００４９】
また、シートベルト装着状態である場合は、窓の開閉状態に関係なく、カーテンエアバッグ４１のバッグ展開圧力が「０（非展開）」に設定される。これは、通常の低速の横転では、Ｐ／Ｔ４２の起動によりシートベルトが巻き取られることで、乗員の車外放出や車室内構造物への衝突の防止を図ることが可能であり、カーテンエアバッグ４１を展開させる必要がないからである。一方、車両が横滑りしてタイヤが道路の縁石等に衝突して急激に横転に至るトリップオーバー系横転のような高速の横転の場合（つまり、角速度センサ２１により検出されるロール角速度が所定値以上である場合）、本ステップにおける設定に拘わらず、Ｓ６の駆動制御ステップにおいて、窓が開状態の時はバッグ展開圧力が「大」、展開方向が「外向き」に、窓が閉状態の時は、バッグ展開圧力が「通常」、展開方向が「通常」にそれぞれ強制的に設定されてカーテンエアバッグ４１の起動が行われる。これにより、高速横転時には、Ｐ／Ｔ４２によるシートベルトの巻き取りに加えて、カーテンエアバッグ４１のバッグ展開を行うことによって、より確実に乗員の保護を図ることができる。
【００５０】
尚、Ｓ１３のステップが、本発明の閾値設定手段又は図１の閾値切替手段３２に、Ｓ１４のステップが、本発明の展開方法設定手段及び図１のバッグ展開設定手段にそれぞれ相当するものである。
【００５１】
上述したことから明らかなように、本実施形態の乗員保護装置起動システム１によれば、車両横転を判定するための閾値条件が、車両の窓開閉状態及びシートベルト装着状態に基づいて適切に設定されるので、状態に応じた適切なタイミングで横転判定を行って乗員保護装置を起動させることにより、乗員の車室内の構造物への衝突や車外放出をより確実に防止することができる。
【００５２】
尚、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【００５３】
例えば、前記実施形態では、運転席側のカーテンエアバッグ４１及びＰ／Ｔ４２を起動するための乗員保護装置の起動システムに本発明を適用した例を示したが、他の座席用のカーテンエアバッグ及びＰ／Ｔを起動するための起動システムに適用可能であることは勿論である。
【００５４】
また、前記実施形態では、ベルト巻き取り装置として火薬式のプリテンショナを採用した例を示したが、電動モータによりベルトを巻き取るモータ等を用いて繰り返しシートベルトを巻き取る装置を採用してもよい。要するに、本発明は、車両横転時に起動されるあらゆるタイプの乗員保護装置の起動装置として構成することが可能である。
【００５５】
また、前記実施形態では、車両の窓開閉状態及びシートベルト装着状態の両方に基づいて車両横転を判定するための閾値条件（すなわち、図５の二次元マップ上の閾値ライン）を設定する構成としたが、車両の窓開閉状態又はシートベルト装着状態の一方に基づいて閾値条件（閾値ライン）を設定するように構成してもよい。
【００５６】
また、前記実施形態では、横転判定閾値の設定に加えてバッグ展開方法の設定を行う構成としたが（Ｓ１４の処理、バッグ展開設定手段３２）、これを省略することも可能である。
【００５７】
また、前記実施形態では、Ｓ１４の処理において（表２参照）、カーテンエアバッグ４１のバッグ展開方法としてバッグ展開圧力及び展開方向を設定する構成としたが、バッグの展開形状（広く帯状に展開、又は局部的に展開など）等をさらに設定可能としてもよく、あるいはこれらのいずれか一つのみを設定可能とする構成としてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の乗員保護装置の起動装置によれば、車両横転を判定するための閾値条件が、車両の窓開閉状態又はシートベルト装着状態の少なくとも一方に基づいて適切に設定されるので、状態に応じた適切なタイミングで横転判定を行って乗員保護装置を起動させることにより、乗員の車室内の構造物への衝突や車外放出をより確実に防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における乗員保護装置起動システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】各部材の車両における配設位置を示す模式的平面図である。
【図３】乗員保護装置起動メインルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】横転判定閾値及びバッグ展開方法設定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】横転を判定するためのロール角速度及びロール相対角の横転領域Ｒ０を示す二次元マップである。
【図６】閾値ラインＳ１〜Ｓ４の設定例を示す説明図である。
【図７】従来技術における乗員保護装置起動システムの概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…乗員保護装置起動システム（乗員保護装置の起動装置）、１１…角速度センサ、２１…バックルスイッチ（状態検出手段）、２２…窓開閉検知センサ（状態検出手段）、３１…相対角演算手段、３１…横転判定手段、３２…閾値切替手段（閾値設定手段）、３４…駆動制御手段、３５…バッグ展開設定手段、４１…カーテンエアバッグ（乗員保護装置）、４２…Ｐ／Ｔ（乗員保護装置、ベルト巻き取り装置）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される乗員保護装置の起動装置に関するものであり、特に、車両横転時に適切なタイミングで乗員保護装置の起動を行う技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両横転時に乗員を保護するための乗員保護装置として、車両側面部に沿ってカーテン状に展開するエアバッグであるカーテンエアバッグや、瞬時にシートベルトを巻き取るプリテンショナ付きシートベルトやモータ等を用いて繰り返しシートベルトを巻き取る装置等を車両に搭載することが提案されている。
【０００３】
例えば、従来の乗員保護装置起動システム５１は、図７のブロック図に示すように、車両のロール角速度を検出するための角速度センサ６１と、ＣＰＵ８０ａ、ＲＯＭ８０ｂ、及びＲＡＭ８０ｃを含むコントロールユニット８０と、カーテンエアバッグ９０とから構成されている。そして、角速度センサ６１がロール角速度信号を出力すると、相対角演算手段８１がロール角速度を積分演算してロール相対角を算出し、横転判定手段８３が、ロール角速度及びロール相対角が所定の閾値条件を満たす場合に車両横転と判定して、駆動制御手段８４がカーテンエアバッグ９０の起動を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、窓の開閉状態やシートベルトの装着状態によって、カーテンエアバッグの最適な起動タイミングが異なる場合がある。すなわち、カーテンエアバッグは、窓が開いている状態では乗員の車外放出を防止するために起動されるのに対し、窓が閉じている状態では乗員が車室内の構造物に衝突することを防止するために起動され、窓の開閉状態によって起動の目的が異なる。このため、それぞれの目的に応じて適切なタイミングで起動されないと、目的を達成できない可能性がある。
【０００５】
一方、車両の横転状態によっては（例えば、ゆっくりと横転する場合）、カーテンエアバッグを作動させなくても、シートベルトだけで車外放出を防止することは可能であり、プリテンショナ付きシートベルトやモータ等を用いて繰り返しシートベルトを巻き取る装置を用いれば、車外放出を防止することができる場合がある。
【０００６】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、窓開閉状態等の検出結果に応じて適切に乗員保護装置を起動させることができる乗員保護装置の起動装置を提供することを解決すべき課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載の乗員保護装置の起動装置は、車両の挙動に応じて乗員保護装置を起動させる装置であって、車両のロール角速度を検出するための角速度センサと、その角速度センサにより検出されたロール角速度より車両のロール相対角を算出する相対角演算手段と、前記角速度センサにより検出されたロール角速度及び前記相対角演算手段により算出された車両のロール相対角が所定の閾値条件を満たす場合に車両横転と判定する横転判定手段と、その横転判定手段により車両横転と判定された場合に前記乗員保護装置の起動を行う駆動制御手段と、車両の窓開閉状態を検知する窓開閉検知センサ又はシートベルトの装着状態を検知するバックルスイッチの少なくとも１つを有する状態検出手段と、その状態検出手段による検出結果に基づいて前記所定の閾値条件を設定する閾値設定手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
従って、状態検出手段は、窓開閉検知センサにより車両の窓開閉状態を検知又はバックルスイッチによりシートベルトの装着状態を検知し、閾値設定手段は、状態検出手段による検出結果に基づいて横転判定のための所定の閾値条件を設定する。そして、角速度センサは、車両のロール角速度を検出し、相対角演算手段は、角速度センサにより検出されたロール角速度より車両のロール相対角を算出し、横転判定手段は、角速度センサにより検出された角速度及び相対角演算手段により算出された車両のロール相対角が、閾値設定手段により設定された所定の閾値条件を満たす場合に車両横転と判定し、駆動制御手段は、横転判定手段により車両横転と判定された場合に乗員保護装置の起動を行う。
【０００９】
よって、車両横転を判定するための閾値条件が、車両の窓開閉状態又はシートベルト装着状態の少なくとも一方に基づいて適切に設定されるので、状態に応じた適切なタイミングで横転判定を行って乗員保護装置を起動させることにより、乗員の車室内の構造物への衝突や車外放出をより確実に防止することができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の乗員保護装置の起動装置は、前記乗員保護装置が、カーテンエアバッグを含んで構成されることを特徴とする。
【００１１】
従って、カーテンエアバッグが、車両の窓開閉状態又はシートベルト装着状態の少なくとも一方に基づいて適切なタイミングで起動される。
【００１２】
また、請求項３に記載の乗員保護装置の起動装置は、前記状態検出手段による検出結果に基づいて前記カーテンエアバッグの展開方法を設定する展開方法設定手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
従って、展開方法設定手段が、状態検出手段による検出結果に基づいてカーテンエアバッグの展開方法を設定し、その設定された展開方法に基づいて、駆動制御手段が乗員保護装置の起動を行うので、カーテンエアバッグが、車両の窓開閉状態又はシートベルト装着状態の少なくとも一方に基づいて適切な展開方法で起動される。
【００１４】
また、請求項４に記載の乗員保護装置の起動装置は、前記展開方法設定手段が、前記カーテンエアバッグの展開圧力、展開形状、又は展開方向の少なくとも１つを設定するように構成されたことを特徴とする。
【００１５】
従って、カーテンエアバッグの展開圧力、展開形状、又は展開方向の少なくとも１つが、車両の窓開閉状態又はシートベルト装着状態の少なくとも一方に基づいて適切に設定されて起動されるので、乗員保護装置によって乗員をより確実に保護することができる。
【００１６】
また、請求項５に記載の乗員保護装置の起動制御装置は、前記乗員保護装置が、前記シートベルトを瞬間的に巻取るベルト巻き取り装置をさらに備え、前記駆動制御手段は、前記横転判定手段により車両横転と判定された場合に前記ベルト巻き取り装置を起動するとともに、前記角速度センサにより検出されたロール角速度に応じて前記カーテンエアバッグの展開又は非展開の制御を行うことを特徴とする。
【００１７】
従って、駆動制御手段は、横転判定手段により車両横転と判定された場合にベルト巻き取り装置を起動して、乗員の車室内の構造物への衝突や車外放出を防止する。このとき、角速度センサにより検出されたロール角速度が大きい場合には、カーテンエアバッグの展開制御をさらに行って、より確実に乗員の車室内の構造物への衝突や車外放出を防止する。一方、ロール角速度が小さく、シートベルトの巻き取りのみで乗員の車室内の構造物への衝突や車外放出を防止可能な場合には、カーテンエアバッグの非展開制御を行うことにより、カーテンエアバッグの不必要な展開を防止して車両の修理費低減を図ることができる。
【００１８】
また、請求項６に記載の乗員保護装置の起動装置は、前記横転判定手段が、ロール角速度及びロール相対角をパラメータとする二次元マップ上に閾値ラインを設定し、前記角速度センサにより検出されたロール角速度及び前記相対角演算手段により算出されたロール相対角の履歴ラインが前記閾値ラインの原点側の非横転領域から反原点側の横転領域へ横切ったときに車両横転と判定するように構成され、前記閾値条件設定手段は、前記状態検出手段による検出結果に基づいて前記閾値ラインを設定する閾値切替手段からなることを特徴とする。
【００１９】
従って、車両横転を判定するための閾値ラインが、車両の窓開閉状態又はシートベルト装着状態の少なくとも一方に基づいて適切に設定されるので、より適切なタイミングで横転判定を行うことができる。
【００２０】
また、請求項７に記載の乗員保護装置の起動装置は、前記閾値切替手段が、前記状態検出手段により検出された窓の開閉状態、又はシートベルトの装着状態、あるいはこれらの組み合わせに基づいて前記閾値ラインを設定することを特徴とする。
【００２１】
従って、窓の開閉状態、又はシートベルトの装着状態、あるいはこれらの組み合わせに基づいて二次元マップ上での閾値ラインが適切に設定されるので、より適切なタイミングで横転判定を行うことができる。
【００２２】
また、請求項８に記載の乗員保護装置の起動装置は、前記状態検出手段が、前記窓開閉検知センサ及び前記バックルスイッチの両方を含むことを特徴とする。
【００２３】
従って、窓開閉検知センサ及びバックルスイッチの両方の検出結果に基づいて、より適切なタイミングで横転判定を行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した乗員保護装置の起動装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態である乗員保護装置起動システム１の全体構成を示すブロック図である。
【００２６】
乗員保護装置起動システム１は、図１に示すように、角速度センサ１１と、バックルスイッチ２１と、窓開閉検知センサ２２と、コントロールユニット３０と、カーテンエアバッグ４１と、プリテンショナ（以下、Ｐ／Ｔと称する）４２とから構成されている。尚、バックルスイッチ２１及び窓開閉検知センサ２２が本発明の状態検出手段を構成するものである。
【００２７】
カーテンエアバッグ４１は、図２に示すように車室内の運転席側ドア上方に設けられ、車両側面部に沿ってカーテン状に展開するエアバッグであり、車両横転時に、乗員が車外へ放出されることを防止したり（窓が開いている場合）、あるいは乗員がドア等の車両内構造物へ衝突すること（窓が閉じている、あるいは開き量が小さい場合）を防止するための乗員保護装置の一種である。
【００２８】
プリテンショナ４２は、車両の衝突や横転時等に瞬時にシートベルトの巻き取りを行う火薬式の巻き取り装置である。
【００２９】
コントロールユニット３０は、ＣＰＵ３０ａ、ＲＯＭ３０ｂ、及びＲＡＭ３０ｃにより構成され、ＣＰＵ３０ａがＲＯＭ３０ｂに記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより、相対角演算手段３１と、閾値切替手段３２と、横転判定手段３３と、駆動制御手段３４と、バッグ展開制御手段３５とを実現する。尚、ＣＰＵ３０ａが実行する処理については、後述する。
【００３０】
角速度センサ１１は、図２に示すように、車両内中央に設けられて車両の左右方向の運動であるロールを検出し、ロール角速度信号として出力する。角速度センサ１１としては、例えば、コリオリの力を用いて回転角速度を検出するタイプのセンサ等を用いることができる。
【００３１】
バックルスイッチ２１は、図示しないシートベルトの装着状態（装着又は非装着）を示す信号を出力する装置である。ここで、バックルスイッチ２１からの信号がＯＮ信号である場合、シートベルト装着状態であることを示しており、ＯＦＦ信号である場合はシートベルト非装着状態であることを示している。
【００３２】
窓開閉検知センサ２２は、窓の開閉状態（開状態又は閉状態）を示す窓開閉信号を出力する装置である。ここで、開状態信号が出力されるのは、窓が全開又は大きく開いている場合であって、車両横転時に乗員が車外へ放出される可能性が高い状態である。一方、閉状態信号が出力されるのは、窓が完全に閉じているか少ししか開いていない場合であって、車両横転時に乗員が車外へ放出される可能性は低いが、車室内構造物に衝突する可能性が高い状態である。
【００３３】
次に、乗員保護装置起動メインルーチンの処理の流れについて、図３のフローチャートを参照しつつ説明する。
まず、横転判定閾値及びカーテンエアバッグ展開方法設定ルーチンを実行する。これにより、バックルスイッチ２１及び窓開閉検知センサ２２における検出結果に応じた横転判定閾値及びカーテンエアバッグ４１の展開方法の設定値をＲＡＭ３０ｃ内の格納領域に格納する（ステップ１。以下、Ｓ１と略記する。他のステップも同様。）。尚、横転判定閾値及びバッグ展開設定ルーチンの処理内容の詳細については後述する。
【００３４】
次に、角速度センサ１１よりロール角速度信号を読み込む（Ｓ２）。続いて、ロール角速度ωを積分することにより車両のロール相対角θを演算する（Ｓ３）。尚、車両のロール相対角とは、当該車両の電源スイッチをオンした時点における車両の姿勢を基準として、それ以後、車両が左右方向にどれだけ傾いたかを示す相対的なロール角である。このようにロール角速度及びロール相対角を検出することによって、車両の左右方向における挙動が検出される。
【００３５】
次に、図５に示すように、ロール角速度及びロール相対角をパラメータとする二次元マップ上に閾値ラインを設定し、角速度センサ２１により検出されたロール角速度及び相対角演算手段３１（Ｓ３）により算出されたロール相対角の履歴ラインが閾値ラインの原点Ｏ側の非横転領域から閾値ラインを超えて反原点側の横転領域Ｒ０へ横切ったか否かを判定する（Ｓ４）。尚、図５の二次元マップにおける閾値ラインは、Ｓ１の横転判定閾値及びカーテンエアバッグ展開方法設定ルーチンにおいて決定され、ＲＡＭ３０ｃ内の格納領域に格納されている。
【００３６】
ロール角速度ω及びロール相対角θの履歴が閾値ラインを超えていない場合は（Ｓ４：Ｎｏ）、Ｓ１以降の処理を繰り返す。
【００３７】
一方、ロール角速度ω及びロール相対角θの履歴が閾値ラインを超えて横転領域Ｒ０内に入っている場合は、車両横転と判定してＰ／Ｔ４２の起動を行う（Ｓ５）。但し、Ｐ／Ｔ４２の起動はシートベルト装着時にのみ行われ、シートベルト非装着時には起動されない。
【００３８】
さらに、ＲＡＭ３０ｃ内の格納領域に格納されたバッグ展開圧力及び展開方向に基づいて、カーテンエアバッグ４１の駆動制御を行う（Ｓ６）。
【００３９】
尚、Ｓ３のステップが、図１のブロック図における相対角演算手段３１に、Ｓ４のステップが横転判定手段３３に、Ｓ５及びＳ６のステップが駆動制御手段３４にそれぞれ相当するものである。
【００４０】
次に、横転判定閾値及びバッグ展開設定ルーチンの処理の流れについて、図４のフローチャートを参照しつつ説明する。横転判定閾値及びカーテンエアバッグ展開方法設定ルーチンは、バックルスイッチ２１及び窓開閉検知センサ２２からの出力に基づいて横転判定閾値及びカーテンエアバッグ展開方法の設定を行う処理ルーチンである。
【００４１】
まず、バックルスイッチ２１からの出力信号を読み込み（Ｓ１１）、さらに、窓開閉検知センサ２２からの窓開閉信号を読み込む（Ｓ１２）。
【００４２】
次に、Ｓ１１において検出されたシートベルト装着状態、及びＳ１２において検出された窓の開閉状態に基づいて、横転判定閾値の設定を行う（Ｓ１３）。すなわち、表１に示すように、シートベルト非装着状態であり且つ窓が閉状態である場合は、閾値ラインＳ１が、シートベルト非装着状態であり且つ窓が開状態である場合は、閾値ラインＳ２が、シートベルト装着状態であり且つ窓が閉状態である場合は、閾値ラインＳ３が、シートベルト装着状態であり且つ窓が開状態である場合は、閾値ラインＳ４がそれぞれ閾値ラインとして選択され、選択結果がＲＡＭ３０ｃ内の格納領域に格納される。
【００４３】
【表１】
閾値ラインＳ１〜Ｓ４は、実験結果等に基づいて、各条件における横転判定のタイミングが最適となるように設定される。図６は、閾値ラインＳ１〜Ｓ４の設定例を示す説明図である。ここで、図６の例において、閾値ラインＳ１とＳ３とを比較すると、閾値ラインＳ１はＳ３よりも原点Ｏ寄りに設定されている。これは、シートベルト非装着状態では、横転開始後の初期段階で乗員が車外放出される可能性が高いので、早い段階で横転判定を行うことが望ましいからである。同様に、閾値ラインＳ２とＳ４とを比較すると、閾値ラインＳ２はＳ４よりも原点Ｏ寄りに設定されている。これは、シートベルト非装着状態では、横転開始後の初期段階で乗員が車室内構造物に衝突する可能性がより高いので、早い段階で横転判定を行うことが望ましいからである。
【００４５】
次に、Ｓ１１において検出されたシートベルト装着状態、及びＳ１２において検出された窓の開閉状態に基づいて、バッグ展開方法の設定を行う（Ｓ１４）。
【００４６】
すなわち、表２に示すように、シートベルト非装着状態であり且つ窓が閉状態である場合は、カーテンエアバッグ４１のバッグ展開圧力が「通常」に、展開方向が「通常」にそれぞれ設定される。一方、シートベルト非装着状態であり且つ窓が開状態である場合は、カーテンエアバッグ４１のバッグ展開圧力が「大」に、展開方向が「外向き」にそれぞれ設定される。
【００４７】
【表２】
ここで、シートベルト非装着状態であり且つ窓が開状態である場合にカーテンエアバッグ４１のバッグ展開圧力が「大」に設定されるのは、バッグを大きく展開して確実に乗員の車外放出を図るためであり、展開方向が「外向き」に設定されるのは、窓から車室内に流れ込む風によって車室内側方向にバッグが流されやすいことを考慮したものである。
【００４９】
また、シートベルト装着状態である場合は、窓の開閉状態に関係なく、カーテンエアバッグ４１のバッグ展開圧力が「０（非展開）」に設定される。これは、通常の低速の横転では、Ｐ／Ｔ４２の起動によりシートベルトが巻き取られることで、乗員の車外放出や車室内構造物への衝突の防止を図ることが可能であり、カーテンエアバッグ４１を展開させる必要がないからである。一方、車両が横滑りしてタイヤが道路の縁石等に衝突して急激に横転に至るトリップオーバー系横転のような高速の横転の場合（つまり、角速度センサ２１により検出されるロール角速度が所定値以上である場合）、本ステップにおける設定に拘わらず、Ｓ６の駆動制御ステップにおいて、窓が開状態の時はバッグ展開圧力が「大」、展開方向が「外向き」に、窓が閉状態の時は、バッグ展開圧力が「通常」、展開方向が「通常」にそれぞれ強制的に設定されてカーテンエアバッグ４１の起動が行われる。これにより、高速横転時には、Ｐ／Ｔ４２によるシートベルトの巻き取りに加えて、カーテンエアバッグ４１のバッグ展開を行うことによって、より確実に乗員の保護を図ることができる。
【００５０】
尚、Ｓ１３のステップが、本発明の閾値設定手段又は図１の閾値切替手段３２に、Ｓ１４のステップが、本発明の展開方法設定手段及び図１のバッグ展開設定手段にそれぞれ相当するものである。
【００５１】
上述したことから明らかなように、本実施形態の乗員保護装置起動システム１によれば、車両横転を判定するための閾値条件が、車両の窓開閉状態及びシートベルト装着状態に基づいて適切に設定されるので、状態に応じた適切なタイミングで横転判定を行って乗員保護装置を起動させることにより、乗員の車室内の構造物への衝突や車外放出をより確実に防止することができる。
【００５２】
尚、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【００５３】
例えば、前記実施形態では、運転席側のカーテンエアバッグ４１及びＰ／Ｔ４２を起動するための乗員保護装置の起動システムに本発明を適用した例を示したが、他の座席用のカーテンエアバッグ及びＰ／Ｔを起動するための起動システムに適用可能であることは勿論である。
【００５４】
また、前記実施形態では、ベルト巻き取り装置として火薬式のプリテンショナを採用した例を示したが、電動モータによりベルトを巻き取るモータ等を用いて繰り返しシートベルトを巻き取る装置を採用してもよい。要するに、本発明は、車両横転時に起動されるあらゆるタイプの乗員保護装置の起動装置として構成することが可能である。
【００５５】
また、前記実施形態では、車両の窓開閉状態及びシートベルト装着状態の両方に基づいて車両横転を判定するための閾値条件（すなわち、図５の二次元マップ上の閾値ライン）を設定する構成としたが、車両の窓開閉状態又はシートベルト装着状態の一方に基づいて閾値条件（閾値ライン）を設定するように構成してもよい。
【００５６】
また、前記実施形態では、横転判定閾値の設定に加えてバッグ展開方法の設定を行う構成としたが（Ｓ１４の処理、バッグ展開設定手段３２）、これを省略することも可能である。
【００５７】
また、前記実施形態では、Ｓ１４の処理において（表２参照）、カーテンエアバッグ４１のバッグ展開方法としてバッグ展開圧力及び展開方向を設定する構成としたが、バッグの展開形状（広く帯状に展開、又は局部的に展開など）等をさらに設定可能としてもよく、あるいはこれらのいずれか一つのみを設定可能とする構成としてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の乗員保護装置の起動装置によれば、車両横転を判定するための閾値条件が、車両の窓開閉状態又はシートベルト装着状態の少なくとも一方に基づいて適切に設定されるので、状態に応じた適切なタイミングで横転判定を行って乗員保護装置を起動させることにより、乗員の車室内の構造物への衝突や車外放出をより確実に防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における乗員保護装置起動システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】各部材の車両における配設位置を示す模式的平面図である。
【図３】乗員保護装置起動メインルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】横転判定閾値及びバッグ展開方法設定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】横転を判定するためのロール角速度及びロール相対角の横転領域Ｒ０を示す二次元マップである。
【図６】閾値ラインＳ１〜Ｓ４の設定例を示す説明図である。
【図７】従来技術における乗員保護装置起動システムの概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…乗員保護装置起動システム（乗員保護装置の起動装置）、１１…角速度センサ、２１…バックルスイッチ（状態検出手段）、２２…窓開閉検知センサ（状態検出手段）、３１…相対角演算手段、３１…横転判定手段、３２…閾値切替手段（閾値設定手段）、３４…駆動制御手段、３５…バッグ展開設定手段、４１…カーテンエアバッグ（乗員保護装置）、４２…Ｐ／Ｔ（乗員保護装置、ベルト巻き取り装置）。
Claims (8)
- 車両の挙動に応じて乗員保護装置を起動させる装置であって、
車両のロール角速度を検出するための角速度センサと、
その角速度センサにより検出されたロール角速度より車両のロール相対角を算出する相対角演算手段と、
前記角速度センサにより検出されたロール角速度及び前記相対角演算手段により算出された車両のロール相対角が所定の閾値条件を満たす場合に車両横転と判定する横転判定手段と、
その横転判定手段により車両横転と判定された場合に前記乗員保護装置の起動を行う駆動制御手段と、
車両の窓開閉状態を検知する窓開閉検知センサ又はシートベルトの装着状態を検知するバックルスイッチの少なくとも１つを有する状態検出手段と、
その状態検出手段による検出結果に基づいて前記所定の閾値条件を設定する閾値設定手段と、
を備えたことを特徴とする乗員保護装置の起動装置。 - 前記乗員保護装置は、カーテンエアバッグを含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置の起動装置。
- 前記状態検出手段による検出結果に基づいて前記カーテンエアバッグの展開方法を設定する展開方法設定手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の乗員保護装置の起動装置。
- 前記展開方法設定手段は、前記カーテンエアバッグの展開圧力、展開形状、又は展開方向の少なくとも１つを設定するように構成されたことを特徴とする請求項３に記載の乗員保護装置の起動装置。
- 前記乗員保護装置は、前記シートベルトを瞬間的に巻取るベルト巻き取り装置をさらに備え、
前記駆動制御手段は、前記横転判定手段により車両横転と判定された場合に前記ベルト巻き取り装置を起動するとともに、前記角速度センサにより検出されたロール角速度に応じて前記カーテンエアバッグの展開又は非展開の制御を行うことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の乗員保護装置の起動制御装置。 - 前記横転判定手段は、ロール角速度及びロール相対角をパラメータとする二次元マップ上に閾値ラインを設定し、前記角速度センサにより検出されたロール角速度及び前記相対角演算手段により算出されたロール相対角の履歴ラインが前記閾値ラインの原点側の非横転領域から反原点側の横転領域へ横切ったときに車両横転と判定するように構成され、
前記閾値条件設定手段は、前記状態検出手段による検出結果に基づいて前記閾値ラインを設定する閾値切替手段からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の乗員保護装置の起動装置。 - 前記閾値切替手段は、前記状態検出手段により検出された窓の開閉状態、又はシートベルトの装着状態、あるいはこれらの組み合わせに基づいて前記閾値ラインを設定することを特徴とする請求項６に記載の乗員保護装置の起動装置。
- 前記状態検出手段は、前記窓開閉検知センサ及び前記バックルスイッチの両方を含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の乗員保護装置の起動装置。
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