JP2004268729A - Occupant protection device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両において衝突あるいは事故が発生した際に乗員を保護する乗員保護装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、車両において衝突や事故が発生した際に乗員を保護する装置として、エアバッグを展開させることにより乗員の頭部を保護するエアバッグ装置や、シートベルトの弛みを巻き取るプリテンショナなどが知られている。このような乗員保護装置は、エアバッグの展開やプリテンショナの駆動を制御するECUを備えており、このECUは、Gセンサなどからの信号に基づいて、車両の衝突あるいは衝突の恐れのある状況を検出し、必要に応じてエアバッグを展開させたり、プリテンショナを駆動したりする。
【0003】
乗員保護装置は、通常は車両に搭載されているバッテリを電源として作動するが、衝突時の衝撃による電源ラインの断線やバッテリの破損などによりバッテリからの電力供給が遮断された場合には、ECU内に搭載されているバックアップコンデンサを電源として作動する。
【0004】
バックアップコンデンサとしては、衝突時に、ECUを作動させて、エアバッグの展開やプリテンショナの駆動を行うために必要な電力を供給できるような容量のものを備えている必要がある。正面衝突および側面衝突のみを検出する乗員保護装置においては、衝突発生後、0.1秒ほどでエアバッグの展開やプリテンショナの駆動が終了するため、5600μFのバックアップコンデンサを1〜2個備えていればよいが、車両のロールオーバを検出するような乗員保護装置においては、ロールオーバ発生後、エアバッグの展開やプリテンショナの駆動が終了するまでに1秒ほどを要するため、5600μFのバックアップコンデンサを5〜6個備えている必要がある。
【0005】
このようにバックアップコンデンサの数が多くなると、ECU内の基板上でバックアップコンデンサの占める領域が大きくなり、その結果、回路部品を実装する領域が狭くなる。そこで、基板上に固定具を用いてバックアップコンデンサを固定することにより、バックアップコンデンサを基板から離して配置し、バックアップコンデンサの下の基板上に回路部品を実装するためのスペース設けることが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0006】
【特許文献1】
特開平5−256867号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、バックアップコンデンサを固定する固定具を基板上の中央の領域に配置して、この固定具の脚部を基板上に固定するため、基板上の主な部品実装領域である中央部分において実際に部品を実装することができる領域が制限されることになる。
【0008】
本発明は、上記点に鑑みなされたものであり、基板上の中央部分において部品実装領域を制限することなくバックアップコンデンサをECUケース内に配置可能な乗員保護装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1記載の乗員保護装置は、車両に搭載されたバッテリと、車両の衝突時に乗員を保護する保護手段と、バッテリから供給される電力により保護手段の起動を制御する制御手段とを備える乗員保護装置であって、制御手段を構成するための回路部品が実装される第1基板と、バッテリからの電極供給が遮断された場合に電源として用いられるバックアップコンデンサと、第1基板上の縁部に垂直に配置され、バックアップコンデンサが搭載される第2基板とを備えたことを特徴としている。
【0010】
このように、第1基板(メイン基板)上の縁部に、この第1基板に対して垂直に第2基板(サブ基板)を設けて、この上にバックアップコンデンサを搭載するようにすると、第1基板の主な部品実装領域である中央部分において、実際に部品を実装可能な領域を制限することなく、バックアップコンデンサをECUケース内に配置することができる。
【0011】
この場合、請求項2記載のように、バックアップコンデンサと第1基板との間に所定の間隔を保持するようにして、バックアップコンデンサを第2基板上に搭載すると、バックアップコンデンサ下の第1基板上の領域にも部品を実装することが可能である。このような構成によると、第1基板上において部品を実装することができない領域は、縁部の第2基板が固定されている部分だけであり、その他の領域においては、中央部分の領域も含めて、すべて部品の実装が可能である。
【0012】
また、請求項3記載のように、乗員保護装置が車両のロール状態を検出するセンサを備えている場合は、そのセンサを第2基板上に搭載するようにすると、例えば、第1基板上に正面衝突や側面衝突を検出するためのGセンサが搭載されている場合でも、これらのセンサと同様の水平方向の加速度を検出するセンサを用いて、車両のロール状態を検出することが可能である。
【0013】
また、このようにロール状態の検出を行う乗員保護装置においては、バックアップコンデンサは、バッテリからの電力の遮断後、1秒ほどの間電力供給できる容量を備えている必要があるため、搭載されるバックアップコンデンサの数が多くなる。これらのバックアップコンデンサを第1基板上に搭載すると、第1基板上の部品実装領域が非常に狭くなるが、請求項1記載のように、バックアップコンデンサを第1基板上に垂直に配置された第2基板上に搭載するようにすると、第1基板上の中央部分において実際に回路部品を実装可能な領域が制限されない。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態に係る乗員保護装置は、車両に搭載されて、車両の正面衝突、側面衝突およびロールオーバを検出し、必要であれば、プリテンショナによりシートベルトの弛みを巻き取り、さらにエアバッグを展開させることにより、これらの衝突や事故に対して乗員を保護する。図1は乗員保護装置1の全体構成を示している。
【0015】
乗員保護装置1は、制御装置(ECU)2と、このECU2の外部において衝突や事故を検出する外部センサ3と、ECU2の内部において衝突や事故を検出する内部センサ26と、エアバッグを展開させるインフレータ4と、シートベルトの弛みを巻き取るプリテンショナ5とを備えており、さらに乗員保護装置1の異常を乗員に表示する警告灯6を備えている。ECU2は、その内部に、バスを介して互いに接続されたCPU、ROM、RAM、I/Oポートなどを備えたマイクロコンピュータ7を有している。
【0016】
このマイクロコンピュータ7は、入力ポート8に外部センサ3および内部センサ26から信号を受け取って、ROMに記憶されているプログラムを実行することにより、センサ3、26からの信号に基づいて、プリテンショナ5を駆動する必要があるか否か、エアバッグを展開させる必要があるか否かを判定し、その判定結果に基づいて、必要であれば出力ポート9から点火信号を出力することにより、プリテンショナ5を駆動し、インフレータ4によりエアバッグを展開させる。また、マイクロコンピュータ7は、乗員保護装置1全体の異常の有無を監視して、異常を検出した時には警告灯6によって乗員に異常を知らせる。
【0017】
図2は、車両における乗員保護装置1の各構成要素の配置を示している。ECU2は、車室内前方中央部のフロアパネル上に配設される。外部センサ3としては、車両のロールオーバを検出するためのロールレートセンサ3Aおよび横方向加速度センサ3B、側面衝突を検出するための右サイドセンサ3Cおよび左サイドセンサ3D、車両の正面衝突を検出するための右フロントGセンサ3Eおよび左フロントGセンサ3Fが設けられている。
【0018】
また、車両内には、正面衝突検出時に展開される右フロントエアバッグ4Aおよび左フロントエアバッグ4B、側面衝突検出時に展開される右サイドエアバッグ4Cおよび左サイドエアバッグ4D、側面衝突検出時およびロールオーバ検出時に展開される右カーテンエアバッグ4Eおよび左カーテンエアバッグ4Fが設けられており、これらの各エアバッグ4A〜4Fは、これを展開させるための点火装置(スクイブ)を備えたインフレータ4と共にエアバッグモジュールとして配置されている。
【0019】
プリテンショナ5としては、前席右プリテンショナ5A、前席左プリテンショナ5B、後席右プリテンショナ5C、後席左プリテンショナ5Dが設けられている。これらのプリテンショナ5A〜5Dは、正面衝突、側面衝突、ロールオーバの検出時に駆動される。
【0020】
図3はECU2の主な機能を示すブロック図である。ECU2は、車両のイグニションスイッチ50がONにされると、バッテリ51から電力が供給されて作動する。ECU2は、昇圧回路21およびバックアップコンデンサ22を備えている。昇圧回路21はバッテリ電圧を所定の駆動電圧に変換して、乗員保護装置1の各部に供給する。マイクロコンピュータ7には、昇圧回路21からの駆動電圧がレギュレータ23によって5Vに降圧されて供給される。また、昇圧回路21は、バッテリ51からの電力供給が遮断された場合に、バックアップコンデンサ22に貯えられている電力を用いて、駆動電圧を発生させる。
【0021】
ECU2は、内部センサ26として、正面衝突を検出するための正面衝突検出用Gセンサ26A、側面衝突を検出するための側面衝突検出用Gセンサ26B、ロールオーバを検出するためのロールオーバ検出用Gセンサ26Cを備えている。
【0022】
マイクロコンピュータ7は、点火判定処理を実行することにより、外部センサ3からの信号および内部センサ26からの信号に基づいて、プリテンショナ5を駆動する必要があるか否か、また、エアバッグを展開させる必要があるか否かを判定し、必要である場合には、パワートランジスタ24をONさせることにより、プリテンショナ5やインフレータ4の点火装置(スクイブ)25を点火させる。
【0023】
なお、図3にはパワートランジスタ24および点火装置25をそれぞれ1つだけ表示したが、実際には各エアバッグ4A〜4Fのインフレータ4、各プリテンショナ5A〜5Dに対応して、パワートランジスタ24および点火装置25が設けられている。
【0024】
また、点火判定処理においては、車両の正面衝突、側面衝突、ロールオーバは、それぞれ外部センサ3からの信号と内部センサ26からの信号の両方に基づいて同様の衝突あるいは事故が検出された場合にのみ、実際にそのような衝突あるいは事故が発生したと判定される。このように、外部センサ3にのみ、あるいはECU2にのみ、衝撃が与えられても、エアバッグやプリテンショナ5は作動しないようになっていることにより、誤作動を防止することができる。
【0025】
マイクロコンピュータ7は、さらに診断処理を実行して、これにより、乗員保護装置1の各部の異常を監視し、異常を検出した場合には、警告灯6を点灯させることにより、乗員に対して異常を表示する。
【0026】
図4はECU2内部の概略構成を示す斜視図である。ECU2は、ケース(図示せず)に収められており、ケースには、電源51や外部センサ3、インフレータ4、プリテンショナ5などを接続するためのコネクタ(図示せず)が設けられている。ケース内部には、長方形の第1基板10が配置されており、コネクタのピンは、この第1基板10に半田付けされている。第1基板10の大きさは、例えば150×105mmほどである。
【0027】
第1基板10には、そのほぼ全域に渡って、回路部品が実装される部品実装領域11が形成されており、この部品実装領域11の周辺部には、一方の短辺に沿って長方形の第2基板20が垂直に固定されている。さらに、第1基板10の一方の長辺に沿って正面衝突検出用Gセンサ26Aが半田付けされており、第1基板10のもう一方の短辺に沿って側面衝突検出用Gセンサ26Bが半田付けされている。
【0028】
第1基板10上の第2基板20が固定されている位置には、この第2基板20を取り付けるためのコネクタ14が設けられており、第2基板20はこのコネクタ14に差し込まれて樹脂によって固定されている。第2基板20の大きさは、例えば20×100mmほどである。
【0029】
第2基板20上には、複数のバックアップコンデンサ22が半田付けされており、また、第2基板20の縁部には、ロールオーバ検出用Gセンサ26Cが半田付けされている。本実施形態では、バックアップコンデンサ22として、容量が5600μFで、直径10mm、高さ20mmほどのコンデンサが5個取り付けられている。
【0030】
バックアップコンデンサ22は、第1基板10との間に間隔をおいて配置されており、これによりバックアップコンデンサ22下の第1基板10上のスペースに回路部品を実装することが可能である。
【0031】
本実施形態におけるように、車両のロールオーバを検出して、これに対して作動する乗員保護装置においては、バックアップコンデンサは衝突の発生後1秒ほどの間電力供給できる容量を備えている必要があるため、容量が5600μFのバックアップコンデンサ22を5〜6個ほど搭載することになる。
【0032】
このように多くのバックアップコンデンサを第1基板(メイン基板)上に搭載すると、メイン基板上の回路実装領域が非常に狭くなり、また、上記従来技術のような固定具を用いて、バックアップコンデンサ下に部品を実装するためのスペースを確保した場合でも、その固定具の脚部によってメイン基板上の中央部分において部品実装領域が制限されることになる。
【0033】
そこで、本実施形態におけるように、第1基板10上の縁部に第2基板(サブ基板)20を垂直に設けて、この上にバックアップコンデンサ22を搭載し、しかもバックアップコンデンサ22下の第1基板10上に回路部品を実装可能なように、バックアップコンデンサ22を第1基板10から間隔をおいて第2基板20上に配置するようにすると、第1基板10の主な部品実装領域である中央部分において、実際に回路部品を実装可能な領域を制限することなく、バックアップコンデンサ22をECUケース内に納めることができる。
【0034】
また、ロールオーバ検出用センサを第1基板10上に配置する場合には、基板に対して垂直な方向の加速度を検出することができるセンサを用いる必要があるが、本実施形態におけるように、第1基板10に垂直な第2基板20上にロールオーバ検出用Gセンサを配置すると、正面衝突検出用Gセンサ26Aや側面衝突検出用Gセンサ26Bと同様な水平方向の加速度を検出するセンサをロールオーバ検出用センサ26Cとして用いることができる。
【0035】
本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態においては、第1基板10の一方の短辺に沿って第2基板20を配置したが、正面衝突検出用Gセンサ26Aが配置されている辺に対向する長辺に沿って第2基板20を配置してもよい。
【0036】
また、上記実施形態において、第2基板20上に、第2基板20が第1基板10のコネクタ14から外れたことを検出して、再び接続された場合に、そのことを示す信号を第1基板10上の回路に対して送る検出回路を実装するようにしてもよい。
【0037】
上記実施形態では、正面衝突や側面衝突の発生時だけでなく、ロールオーバ発生時にも乗員を保護する乗員保護装置に本発明を適用したが、正面衝突や側面衝突の発生時にのみ乗員を保護する乗員保護装置に本発明を適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る乗員保護装置を示す全体構成図である。
【図2】車両における乗員保護装置の各構成要素の配置を示す図である。
【図3】ECUの主な機能を示す機能ブロック図である。
【図4】ECU内部の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 乗員保護装置
2 ECU
3 センサ
4 インフレータ
5 プリテンショナ
6 警告灯
7 マイクロコンピュータ
10 第1基板
20 第2基板
22 バックアップコンデンサ
26C ロールオーバ検出用Gセンサ(ロール状態を検出するセンサ)
51 バッテリ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an occupant protection device that protects an occupant when a collision or an accident occurs in a vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a device for protecting an occupant in the event of a collision or accident in a vehicle, an airbag device for protecting the occupant's head by deploying an airbag, a pretensioner for winding up a slack in a seat belt, and the like have been used. Are known. Such an occupant protection device includes an ECU that controls the deployment of the airbag and the driving of the pretensioner. The ECU controls a situation in which a vehicle collision or a collision may occur based on a signal from a G sensor or the like. Is detected, and the airbag is deployed or the pretensioner is driven as necessary.
[0003]
The occupant protection device normally operates using a battery mounted on the vehicle as a power supply. It operates using the backup capacitor installed in the power supply.
[0004]
It is necessary that the backup capacitor has a capacity capable of supplying electric power required for operating the ECU to deploy the airbag and drive the pretensioner in the event of a collision. An occupant protection system that detects only frontal collisions and side collisions is equipped with one or two 5600 μF backup capacitors because the deployment of the airbag and the driving of the pretensioner are completed in about 0.1 second after the collision occurs. However, in the occupant protection device that detects the rollover of the vehicle, it takes about one second from the occurrence of the rollover to the end of the deployment of the airbag or the driving of the pretensioner. Needs to be provided.
[0005]
When the number of the backup capacitors increases, the area occupied by the backup capacitors on the board in the ECU increases, and as a result, the area in which the circuit components are mounted becomes narrow. Therefore, it has been proposed to fix the backup capacitor using a fixture on the board, to dispose the backup capacitor away from the board, and to provide a space for mounting circuit components on the board below the backup capacitor. (For example, see Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-5-256867
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above prior art, a fixture for fixing the backup capacitor is arranged in a central area on the board, and the legs of the fixture are fixed on the board, so this is a main component mounting area on the board. In the central portion, the area where components can be actually mounted is limited.
[0008]
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide an occupant protection device in which a backup capacitor can be arranged in an ECU case without limiting a component mounting area in a central portion on a substrate.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
To solve the above problem, an occupant protection device according to claim 1 controls a battery mounted on a vehicle, protection means for protecting an occupant in the event of a vehicle collision, and activation of the protection means by electric power supplied from the battery. An occupant protection device comprising: a first board on which circuit components for configuring the control unit are mounted; a backup capacitor used as a power supply when supply of an electrode from a battery is interrupted; A second substrate on which the backup capacitor is mounted, the second substrate being vertically arranged on an edge of the first substrate.
[0010]
As described above, when the second substrate (sub-substrate) is provided on the edge of the first substrate (main substrate) perpendicular to the first substrate, and the backup capacitor is mounted thereon, In the central part, which is the main component mounting area of one board, the backup capacitor can be arranged in the ECU case without limiting the area where components can be actually mounted.
[0011]
In this case, when the backup capacitor is mounted on the second substrate so as to maintain a predetermined distance between the backup capacitor and the first substrate, the first substrate below the backup capacitor may be mounted on the first substrate. It is possible to mount the components also in the area. According to such a configuration, the area where the component cannot be mounted on the first substrate is only the edge portion where the second substrate is fixed, and the other areas include the center area. Therefore, all components can be mounted.
[0012]
Further, when the occupant protection device includes a sensor for detecting a roll state of the vehicle, the sensor may be mounted on the second substrate, for example, on the first substrate. Even when a G sensor for detecting a frontal collision or a side collision is mounted, it is possible to detect the roll state of the vehicle by using a sensor that detects a horizontal acceleration similar to these sensors. .
[0013]
Further, in the occupant protection device that detects the roll state as described above, the backup capacitor needs to have a capacity capable of supplying power for about one second after the power from the battery is cut off, and is therefore mounted. The number of backup capacitors increases. When these backup capacitors are mounted on the first substrate, the component mounting area on the first substrate becomes very narrow. However, as in
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The occupant protection device according to one embodiment of the present invention is mounted on a vehicle, detects a frontal collision, a side collision, and a rollover of the vehicle, and if necessary, winds up a slack in a seatbelt by a pretensioner. Deploying the airbag protects occupants against these collisions and accidents. FIG. 1 shows the overall configuration of the
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
FIG. 2 shows an arrangement of each component of the
[0018]
In the vehicle, the right
[0019]
As the pretensioner 5, a front seat
[0020]
FIG. 3 is a block diagram showing main functions of the
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
Although only one
[0024]
In the ignition determination process, a frontal collision, a side collision, and a rollover of the vehicle are respectively performed when a similar collision or accident is detected based on both a signal from the external sensor 3 and a signal from the
[0025]
The
[0026]
FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration inside the
[0027]
A component mounting area 11 on which circuit components are mounted is formed over substantially the entire area of the
[0028]
At a position on the
[0029]
A plurality of
[0030]
The
[0031]
As in the present embodiment, in an occupant protection device that detects a rollover of a vehicle and operates in response thereto, the backup capacitor needs to have a capacity capable of supplying power for about one second after the occurrence of a collision. Therefore, about 5 to 6
[0032]
When a large number of backup capacitors are mounted on the first substrate (main substrate) in this manner, the circuit mounting area on the main substrate becomes very small. Even if a space for mounting components is secured, the component mounting area is limited in the central portion on the main board by the legs of the fixture.
[0033]
Therefore, as in the present embodiment, the second substrate (sub-substrate) 20 is provided vertically on the edge portion of the
[0034]
Further, when the rollover detection sensor is disposed on the
[0035]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, the
[0036]
Further, in the above-described embodiment, when the
[0037]
In the above-described embodiment, the present invention is applied to the occupant protection device that protects the occupant not only at the time of a frontal collision or a side collision but also at the time of a rollover, but the occupant is protected only at the time of a frontal collision or a side collision. The present invention can also be applied to an occupant protection device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an occupant protection device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an arrangement of each component of an occupant protection device in a vehicle.
FIG. 3 is a functional block diagram illustrating main functions of an ECU.
FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration inside an ECU.
[Explanation of symbols]
1
REFERENCE SIGNS LIST 3
51 Battery
Claims (3)
前記車両の衝突時に乗員を保護する保護手段と、
前記バッテリから供給される電力により前記保護手段の起動を制御する制御手段とを備える乗員保護装置であって、
前記制御手段を構成するための回路部品が実装される第1基板と、
前記バッテリからの電力供給が遮断された場合に電源として用いられるバックアップコンデンサと、
前記第1基板上の縁部に垂直に配置され、前記バックアップコンデンサが搭載される前記第2基板とを備えたことを特徴とする乗員保護装置。A battery mounted on the vehicle,
Protection means for protecting an occupant in the event of a collision of the vehicle;
Control means for controlling the activation of the protection means by the power supplied from the battery, an occupant protection device,
A first substrate on which circuit components for constituting the control means are mounted;
A backup capacitor used as a power supply when power supply from the battery is cut off,
An occupant protection device, comprising: a second board on which the backup capacitor is mounted, the second board being disposed perpendicularly to an edge on the first board.
前記センサは前記第2基板上に搭載されていることを特徴とする請求項1または2記載の乗員保護装置。A sensor for detecting a roll state of the vehicle,
The occupant protection device according to claim 1, wherein the sensor is mounted on the second board.
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Cited By (2)
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JP2014533636A (en) * | 2011-11-24 | 2014-12-15 | ダイネーゼ・エッセ・ピ・ア | Impact detection device |
JP7384717B2 (en) | 2020-03-18 | 2023-11-21 | 本田技研工業株式会社 | Occupant protection device |
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2003
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