JP2005239059A - 車両用乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】衝突によるセンサ故障時のエアバッグ不展開防止と平常時のエアバッグ誤展開防止を、高い信頼性を持って両立させる。
【解決手段】衝突センサ11の出力信号と事前検出装置10の出力信号とのＡＮＤ回路24をもち、衝突センサ11からの検出値及び事前検出装置10からの検出値の両方が所定の閾値を超えた場合に電子セーフィングスイッチ３を駆動させる。
平常時に衝突センサ11に故障や断線が生じた場合に、誤って保護装置が駆動されるような不具合を確実に防止できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車のエアバッグシステムなどの車両用乗員保護装置に関し、詳しくは誤作動を防止できる車両用乗員保護装置に関する。

自動車に用いられているＳＲＳエアバッグでは、Ｇセンサが車体の加速度を常時検出し、その加速度波形がエアバッグＥＣＵのＡ／Ｄコンバータでデジタル符号に変換されマイクロコンピュータにて演算処理されている。そして演算結果が予め決められた条件を満足するとトランジスタがオンとされ、エアバッグモジュールのスクイブに通電されることでエアバッグが展開する。

また図５に示すように機械構造によって電気接点を開閉するセ−フィングセンサがモジュール点火回路と直列に設けられ、平常時は接点が開いてモジュールへの電源供給を遮断している。そして設定レベルを超える衝撃を受けると、接点が閉じてモジュールへの電源をオンにする。これは機械式セーフィングセンサが主にＧセンサやマイコンの誤動作によるエアバッグの誤展開を防止する為に設けられたもので、この機械式センサによって確実に衝撃を検出し、その上でＧセンサが衝突の発生を検出すればトランジスタに電流が供給されるようにしている。

しかしながらセーフィングセンサは、内部のおもりが衝突の減速度を受けて動くことで電気接点を開閉する機械方式のものであり、精度高く製造する必要があり品質管理が厳しく高価であるという事情がある。そこで近年では、特開2003−237529号に開示されているように、機械式セーフィングセンサを用いることの無い電子式セーフィングシステムが採用されている。電子式セーフィングシステムでは車両の前後または左右に取り付けられた衝突センサの出力信号を演算し、セーフィング閾値を超えている場合に電気的なセーフィングスイッチ（電子セーフィング）を駆動させている。

しかし、衝突センサはクラッシュゾーンに配置される場合が多く、衝突によってセンサ破壊や信号線の断線といった信号異常を起こす可能性が非常に高い。その場合、マイコンが演算不能となり電子セーフィングを駆動できずエアバッグが展開しない恐れがある。そのため、従来のエアバッグシステムの中にはエアバッグ不展開を防止する手段として、自己診断回路が衝突センサの異常を検出した場合、異常が確定するまでの間、セーフィング駆動信号を送出するように設計されたものも知られている。

ところがこのようなシステムでは、衝突以外の原因でセンサに故障が発生した場合や、数ミリ秒という瞬間的な信号の異常が発生した場合でもセーフィングが駆動されてしまい、エアバッグ誤展開につながる要因が増え信頼性が低下するという問題がある。
特開2000−145005号 特開2003−237529号

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、エアバッグの誤展開などの誤作動を防止し、信頼性を向上させることを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する本発明の車両用乗員保護装置の特徴は、車両が衝突したことを検知する衝突センサと、車両の衝突を事前に検出する事前検出装置と、衝突センサ及び事前検出装置の出力信号が入力される制御装置と、乗員を保護する保護装置と、制御装置からの出力により保護装置を駆動する駆動手段と、を備え、制御装置は、衝突センサの出力信号と事前検出装置の出力信号とのＡＮＤ回路をもち、衝突センサからの検出値及び事前検出装置からの検出値の両方が所定の閾値を超えた場合に駆動手段を駆動するように構成されたことにある。

保護装置はエアバッグ装置であることが望ましい。

本発明の車両用乗員保護装置によれば、車両の衝突を事前に検出する事前検出装置からの信号を利用しているため、衝突時に衝突センサが破壊又は断線した場合でも必ず保護装置を駆動させることができる。また平常時に衝突センサに故障が生じた場合に、誤って保護装置が駆動されるような不具合も確実に防止することができる。したがって信頼性が格段に高まる。

本発明の車両用乗員保護装置では、車両の衝突を事前に検出する事前検出装置からの信号を利用している。事前検出装置が衝突を予知しない場合には衝突は起こり得ず、衝突は事前検出装置が衝突を予知した後に生じるので、衝突によって事前検出装置に故障又は断線などの異常が生じたとしても、その出力値は事前に制御装置に入力される。したがって衝突時に衝突センサに故障又は断線などの異常が発生したとしても、その状態は通信異常判定にて検出できるので、衝突センサの通信異常判定値と事前検出装置の両出力が所定の閾値を超えた時に両出力によってＡＮＤ回路からの出力が発生して駆動手段を駆動することができ、保護装置が駆動されないような不具合が生じない。

また衝突以外の平常時に衝突センサに故障又は断線などの異常が生じた場合には、事前検出装置からの出力はないので、ＡＮＤ回路の出力は生じず保護装置が誤って駆動されるのを確実に防止することができる。

衝突センサとしては、Ｇセンサ、セーフィングセンサ、外部センサなどを用いることができる。この衝突センサは１個でもよいが、複数個設けることが望ましい。

事前検出装置としては、車間距離を検出するミリ波レーザー光装置、急制動時のブレーキ油圧の変動を検出する圧力検出装置などを用いることができる。これらは、衝突前にシートベルトを引き締めるプリクラッシュ信号を出力する装置として実用化されている。

制御装置は、エアバッグＥＣＵなど、マイクロコンピュータを利用したものを用いることができる。また保護装置としては、エアバッグ、シートベルトなど、衝突時に作動して乗員の被害を最小限に止めるものが例示される。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

（実施例）
図１に、本発明の車両用乗員保護装置を備えた自動車を示す。本実施例では、エアバッグ装置を車両用乗員保護装置としている。車体前部にはミリ波レーザー光を照射しその反射光を受光するまでの時間によって衝突の可能性を検知するプリクラッシュセンサ10と、二つの前突用センサ11が設置され、それぞれのセンサの出力信号がエアバッグＥＣＵ１に入力されている。エアバッグＥＣＵ１内には、図２に示すＧセンサ12が配置されている。また車室内には、運転席エアバッグ13及び助手席エアバッグ14がそれぞれ装備され、車室下部に搭載されたエアバッグＥＣＵ１からの展開信号によって展開するようになっている。

エアバッグＥＣＵ１には、図２に示すようにコンピュータからなる制御装置２と、バッテリーとは別の電源30によって駆動される電子式セ−フィングスイッチ３と、点火装置４とが設けられている。

制御装置２には、セーフィング判定部20、信号異常判定部21、一定時間ホールド部22、衝突判定部23が設けられている。セーフィング判定部20には二つの前突用センサ11の出力信号が入力され、セーフィング判定部20は二つの前突用センサ11の出力信号を演算して衝突であるか否かを演算し、衝突と判断された時に信号を出力する。また二つの前突用センサ11の出力信号は信号異常判定部21にも入力され、信号異常判定部21は二つの前突用センサ11の出力信号を監視して故障又は断線などの異常の有無を検出し、異常がある場合に信号を出力する。

一定時間ホールド部22にはプリクラッシュセンサ10の出力信号が入力され、プリクラッシュセンサ10の出力信号が一定時間ホールドされる。また衝突判定部23にはＧセンサ12の出力信号が入力され、衝突判定部23はＧセンサ12の出力信号を常時監視して、衝突減速度のＧデータが所定の閾値を超えた場合に衝突であると判断して信号を出力する。

制御装置２には、さらにＡＮＤゲート24とＯＲゲート25が設けられ、信号異常判定部21と一定時間ホールド部22の出力信号がそれぞれＡＮＤゲート24に入力される。そしてセーフィング判定部20とＡＮＤゲート24の出力信号がそれぞれＯＲゲート25に入力される。ＯＲゲート25の出力信号は、電子式セ−フィングスイッチ３に入力される。また衝突判定部23の出力信号は点火装置４の駆動回路40に入力される。駆動回路40は衝突判定部23の出力信号が所定閾値を超え、かつ電子式セ−フィングスイッチ３がＯＮとなった時に電源30からの電力の供給によってスクイブ41に電流を流して、運転席エアバッグ13及び助手席エアバッグ14の一方又は両方を展開させる。

上記のように構成された本実施例の車両用乗員保護装置において、制御装置２の制御内容を図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。

先ずステップ 100でエンジンが始動されると、図示しない自己診断回路が作動して、各センサを診断し、異常がある場合にその旨を表示装置に表示する。異常がない場合には、各センサからの出力信号を常時監視するステップ 101、ステップ 103、ステップ 104、ステップ 108の処理がほぼ同時に行われる。

ステップ 101では、プリクラッシュセンサ10の出力信号を監視している。プリクラッシュセンサ10は、衝突が起こり得ると判断された場合に、一定時間ホールド部22に信号を送る。また衝突が起こり得ないと判断された場合には、ステップ 101の処理が繰り返される。衝突が起こり得ると判断され、一定時間ホールド部22に送られた信号はＡＮＤゲート24に送られる。一定時間ホールド部22では、ステップ 102で送られた信号が所定時間保持される。図３に示すように、プリクラッシュセンサ10からの信号が一定時間ホールド部22で所定時間保持されることで、衝突時にプリクラッシュセンサ10が不定になったとしても、ＡＮＤゲート24への送信が可能となり信頼性が向上する。

ステップ 103では、信号異常判定部21において二つの前突用センサ11の出力信号が判定され、前突用センサ11に故障、断線などが生じている場合にＡＮＤゲート24に信号を送る。また前突用センサ11に故障、断線などが生じていない場合には、ステップ 103の処理が繰り返される。

またステップ 104では、セーフィング判定部20において二つの前突用センサ11の出力信号が演算され、所定の閾値を超えているかどうかが判定される。所定の閾値を超えている場合には、衝突が起きたと判定されＯＲゲート25に信号を送る。また所定の閾値を超えていない場合には、ステップ 104の処理が繰り返される。

そしてステップ 108では、衝突判定部23がＧセンサ12の出力信号を監視し、所定の閾値を超えた場合に衝突と判定して点火装置４の駆動回路40を駆動する。所定の閾値の範囲内であれば、衝突が起きていないので、ステップ 108の処理が繰り返される。

ステップ 105では、ＡＮＤゲート24において信号異常判定部21と一定時間ホールド部22との信号のＡＮＤが演算され、両方とも信号を出力している場合にのみステップ 106に進む。すなわち前突用センサ11の異常を検知した信号を出力し、かつプリクラッシュセンサ10が衝突を予知する信号を出力している場合にのみステップ 106に進む。衝突が起きる場合にはプリクラッシュセンサ10が必ず予知信号を出力しているので、衝突によって前突用センサ11が機能しなくなると同時に処理は確実にステップ 106に進む。したがって、衝突ではないのに前突用センサ11に故障や断線が生じて信号異常判定部21が信号を出力しても、プリクラッシュセンサ10が予知信号を出力していないため、ＡＮＤゲート24が成立することはなく、エアバッグが誤展開するのを確実に防止することができる。

そしてステップ 106では、ＡＮＤゲート24からの信号と、セーフィング判定部20の信号がＯＲゲート25で演算され、どちらか一方が信号を出力している場合にのみステップ 107で電子式セ−フィングスイッチ３をＯＮとする。ＡＮＤゲート24からの信号が出力されていない場合、及び／又はセーフィング判定部20の信号が出力されていない場合には、衝突していないと判断されてステップ 101〜 103の処理が繰り返される。

ＡＮＤゲート24からの信号と、セーフィング判定部20の信号のどちらか一方が信号を出力している場合には、ステップ 107で電子式セ−フィングスイッチ３がＯＮとされる。そしてステップ 108でＧセンサ12の出力信号が所定の閾値を超えている場合には、衝突と判断されて点火装置４の駆動回路40に信号が送られ、電源30からスクイブ41に電流が流れることで点火装置４が駆動され運転席エアバッグ13及び助手席エアバッグ14の一方又は両方が展開する。

一方ステップ 108でＧセンサ12の出力信号が所定の閾値を超えていない場合には、電子式セ−フィングスイッチ３がＯＮとされていても衝突ではないと判断され、点火装置４は駆動されず処理は最初に戻る。

したがって本実施例の車両用乗員保護装置によれば、衝突であるか否かを３重にチェックしているので、エアバッグの誤展開を確実に防止することができ、信頼性が高い。

本発明の車両用乗員保護装置は、エアバッグ装置ばかりでなく、衝突時のシートベルト予備拘束装置など、プリクラッシュセンサなど車両の衝突を事前に検出する事前検出装置をもち衝突時に乗員の安全性を高めるための各種保護装置に利用することができる。

本発明の一実施例の乗員保護装置をもつ自動車の要部斜視図である。 本発明の一実施例の乗員保護装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例の乗員保護装置の制御内容の一部を示すタイムチャートである。 本発明の一実施例の乗員保護装置の制御内容を示すフローチャートである。 従来の乗員保護装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１：エアバッグＥＣＵ ２：制御装置 ３：電子式セーフィングスイッチ
４：点火装置 10：プリクラッシュセンサ 11：前突用センサ
12：Ｇセンサ 24：ＡＮＤゲート 25：ＯＲゲート

Claims (2)

1. 車両が衝突したことを検知する衝突センサと、車両の衝突を事前に検出する事前検出装置と、該衝突センサ及び該事前検出装置の出力信号が入力される制御装置と、乗員を保護する保護装置と、該制御装置からの出力により該保護装置を駆動する駆動手段と、を備え、
   該制御装置は、該衝突センサの出力信号と該事前検出装置の出力信号とのＡＮＤ回路をもち、該衝突センサからの検出値及び該事前検出装置からの検出値の両方が所定の閾値を超えた場合に該駆動手段を駆動するように構成されたことを特徴とする車両用乗員保護装置。
2. 前記保護装置はエアバッグ装置である請求項１に記載の車両用乗員保護装置。

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