JP2005329878A - 車両用乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車室内の設計におけるレイアウト上の制約を回避するとともにコストの低減化を図りつつ、良好な精度でもって乗員のエアバッグまでの距離を算出し正確なエアバッグの制御を可能とする車両用乗員保護装置を提供すること。
【解決手段】 乗員保護装置１は、車両の座席に作用する加速度を検知する加速度センサ３と、車両の衝突時に、加速度センサ３が検知した加速度の値を二回積分することにより、座席に着座する乗員が移動する移動量を算出する移動量算出回路９と、通常時の乗員とエアバッグ６との間の距離として予め設定された所定の初期距離Ｄと移動量算出回路９によって算出された移動量とから、乗員とエアバッグ６との間の移動後の乗員距離ｌを導出する乗員距離導出回路１０と、乗員距離ｌに基づいてエアバッグ６の展開を制御するエアバッグ展開制御回路１１とを備え、車両の衝突時に車両の乗員を保護する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、主に自動車等の車両に搭載されて、車両の衝突時におけるエアバッグの展開を制御し乗員を保護する車両用乗員保護装置に関する。

従来より、例えば自動車等の車両に搭載され、この車両の衝突時に乗員のエアバッグまでの距離に応じてエアバッグの展開を制御し乗員を保護する車両用乗員保護装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の乗員保護装置では、まず、初期位置として赤外線センサ及び超音波センサによって乗員のインストルメントパネル（エアバッグ）までの距離を測定する。具体的には、赤外線センサを用いて例えば助手席に乗員が着座しているか否かを検知し、超音波センサを用いて反射波の往復に要する時間から助手席に着座する乗員のインストルメントパネルまでの距離を検知するようになっている。

一方、この乗員保護装置は、車両の衝突時には加速度センサが検知した加速度の値を二回積分して乗員の移動量（移動距離）を算出する。そして、乗員のインストルメントパネルまでの距離からこの乗員の移動量を差し引くことにより、衝突時の乗員のインストルメントパネルまでの距離を算出し、この算出した距離に応じてエアバッグの展開の制御を行うようになっている。

しかしながら、この従来の乗員保護装置では、赤外線センサ及び超音波センサをインストルメントパネルに設置する必要があるが、例えば運転席側ではこれらのセンサがステアリングによって妨害されてドライバーを検知できなかったり、また検知可能としてもステアリング操作時のドライバーの手を誤って検知したりするようなことを回避する必要がある。このため、その設置位置が限定され、車室内の設計時においてレイアウト上の制約が生じる。さらに、助手席側の検知も考えると、各座席ごとに赤外線センサ及び超音波センサが必要となり、部品点数が多くなりコストの増加を招来する。
特開２０００−１６８４８８号公報

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、車室内の設計におけるレイアウト上の制約を回避するとともにコストの低減化を図りつつ、良好な精度でもって乗員のエアバッグまでの距離を算出し正確なエアバッグの制御を可能とする車両用乗員保護装置を提供することを課題としている。

このような課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、エアバッグの展開を制御することにより車両の衝突時に該車両の乗員を保護する車両用乗員保護装置であって、前記車両の座席に作用する加速度を検知する加速度センサと、前記車両の衝突時に、前記加速度センサが検知した加速度の値を二回積分することにより、前記座席に着座する乗員が移動する移動量を算出する移動量算出手段と、通常時の乗員と前記エアバッグとの間の距離として予め設定された所定の初期距離と前記移動量算出手段によって算出された移動量とから、前記乗員と前記エアバッグとの間の移動後の乗員距離を導出する乗員距離導出手段と、該乗員距離導出手段によって導出された乗員距離に基づいて前記エアバッグの展開を制御するエアバッグ展開制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記車両の前方に作用する加速度を検知する他の加速度センサと、該他の加速度センサが検知した加速度から前記車両の衝突を判断する衝突判断手段とを備えたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記エアバッグ展開制御手段は、前記乗員距離に応じて前記エアバッグの展開の度合いを可変とすることを特徴とする。

本発明は、以上のように構成したので、従来の乗員保護装置のように通常時の乗員とエアバッグとの間の距離を検知するための赤外線センサや超音波センサ等を設ける必要がない。したがって、乗員が着座しているにもかかわらずいないと判断されたり、ドライバーの手を誤って検知してしまったりするような検知ミスを回避することができ、良好な精度でもって乗員のエアバッグまでの距離を算出し正確なエアバッグの制御を可能とする。また、車室内の設計におけるレイアウト上の制約を受けるようなこともなく、設計の自由度を向上させることができる。さらに、部品点数が少なくてすむため、コストの低減化を図ることもできる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態に係る車両用の乗員保護装置（車両用乗員保護装置）を模式的に説明するブロック図である。図１において、符号１は乗員保護装置、２は加速度センサ（他の加速度センサ）、３は加速度センサ、４は制御部、５は駆動部、６はエアバッグをそれぞれ示す。この乗員保護装置１は、自動車の車両（図示略）に搭載されて車両の衝突時におけるエアバッグ６の展開を制御し乗員を保護する装置である。なお、本実施の形態では、エアバッグ６を運転席側のものとし、この乗員保護装置１は運転席側のエアバッグ６を制御するものとして説明するが、これに限られず例えば助手席側のエアバッグを制御するものであっても、また運転席側及び助手席側の両方を制御するものであってもよい。

この乗員保護装置１の加速度センサ２は、車両の前方に設けられて車両フロント（図示略）に作用する加速度を検知可能となっている。そして、定期的に検知した車両フロントの加速度情報を信号にして制御部４に送るようになっている。一方、加速度センサ３は運転席の下方に設けられて運転席に作用する加速度を検知可能となっている。そして、加速度センサ２と同様、その検知した運転席の加速度情報を信号にして制御部４に送るようになっている。

エアバッグ６は、運転席の正面のステアリングの中央に収納されており、その展開は制御部４から駆動部５へ送られる指示信号に基づいて駆動部５が駆動することにより行われる。具体的には、エアバッグ６では、一つのインフレータ（図示略）が２つに区分されて、それぞれに対応した二つの雷管７ａ，７ｂを備える。制御部４から駆動部５へは雷管７ａ，７ｂのそれぞれに対して独立した展開の指示信号が送られ、この指示信号に応じて駆動部５が雷管７ａ，７ｂに点火電流を供給し、これによってエアバッグ６がその展開度合いを可変として展開するようになっている。

制御部４は、乗員保護装置１の全体制御を行うものであり、衝突判断回路（衝突判断手段）８と、移動量算出回路（移動量算出手段）９と、乗員距離導出回路（乗員距離導出手段）１０と、エアバッグ展開制御回路（エアバッグ展開制御手段）１１とを備える。衝突判断回路８は、加速度センサ２から車両フロントの加速度情報の信号を受信し、その加速度情報に基づいて車両が衝突したか否かを判断する回路である。衝突判断回路８は、予め設定された加速度の閾値Ｇを備え、加速度情報の加速度をこの閾値Ｇと比較することで車両の衝突の有無を判断する。そして、この衝突判断回路８は車両が衝突したと判断したときは、その衝突情報を信号にして移動量算出回路９及びエアバッグ展開制御回路１１に送るようになっている。

移動量算出回路９は、衝突判断回路８から衝突情報の信号を受信するとともに、加速度センサ３から運転席の加速度情報の信号を受信し、その加速度情報に基づいて運転席に着座するドライバー（乗員）の衝突による移動距離を算出する回路である。この移動量算出回路９は、衝突情報の信号を受信すると、運転席の加速度情報の加速度の値を二回積分することにより、ドライバーの移動距離を算出し、その移動距離（移動量）の情報を信号にして乗員距離導出回路１０に送るようになっている。

乗員距離導出回路１０は、移動量算出回路９から移動距離情報の信号を受信し、この移動距離情報に基づいて移動後のドライバーとステアリングとの間の乗員距離を導出する回路である。乗員距離導出回路１０は、ドライバーとステアリング（エアバッグ６）との間の距離として予め設定された所定の初期距離Ｄを備えている。なお、衝突認証試験時におけるシートスライド位置、リクライニング角度等は規定されており、例えばこのようなスライド位置、リクライニング角度等を用いることにより、通常の運転状態において想定されるドライバーとステアリングとの間の距離はある程度特定されるので、その距離を所定の初期距離Ｄとする。乗員距離導出回路１０は、移動量算出回路９から移動距離情報の信号を受信すると、この移動距離情報の移動距離と初期距離Ｄとに基づいて、移動後のドライバーとステアリングとの間の乗員距離を算出・予測する。そして、この算出・予測した乗員距離の情報を信号にしてエアバッグ展開制御回路１１に送るようになっている。

エアバッグ展開制御回路１１は、衝突判断回路８からの衝突情報と、乗員距離導出回路１０からの乗員距離情報とに基づいて、エアバッグ６を展開させるか否か、又展開させる場合のその度合いを判断する回路である。エアバッグ展開制御回路１１は、予め設定されたステアリングからの距離の第一基準値Ｌ１及び第二基準値Ｌ２（第一基準値Ｌ１＜第二基準値Ｌ２）を備え、図２に示すように、それぞれ０〜第一基準値Ｌ１の範囲を展開規制領域、第一基準値Ｌ１〜第二基準値Ｌ２の範囲を即時展開領域、第二基準値Ｌ２を超える範囲を展開遅延領域としている。

そして、エアバッグ展開制御回路１１は、乗員距離情報の乗員距離が０〜第一基準値Ｌ１の範囲内の場合には、ドライバーの頭部が展開規制領域にあると判断して、雷管７ａ，７ｂの展開を禁止する展開禁止信号、又は雷管７ａ，７ｂのうち一方のみを展開させる一方展開信号を指示信号として駆動部５に出力する。この場合は、ドライバーの頭部がステアリングに非常に接近しているため、エアバッグ６を全展開してしまうとパンチング力が強すぎてドライバーに危険となる可能性があるからである。

また、エアバッグ展開制御回路１１は、乗員距離が第一基準値Ｌ１〜第二基準値Ｌ２の範囲内の場合には、ドライバーの頭部が即時展開領域にあると判断して、雷管７ａ，７ｂを同時に展開させる双方展開信号を指示信号として駆動部５に出力する。これは、即座にエアバッグ６を展開することによりドライバーを効果的に保護することができる距離にドライバーの頭部が位置するからである。

さらに、エアバッグ展開制御回路１１は、乗員距離が第二基準値Ｌ２を超える場合には、ドライバーの頭部が展開遅延領域にあると判断して、雷管７ａ，７ｂの展開を一時保留にしてドライバーの頭部が即時展開領域に入るまで待って展開させる展開遅延信号を指示信号として駆動部５に出力する。これは、即座にエアバッグ６を展開させるとドライバーの頭部の移動がエアバッグ６の全展開のタイミングと合わず、エアバッグ６が全展開を終了して萎んだ後にドライバーの頭部が到達することになりドライバーに危険となる可能性があるからである。

図３は、乗員保護装置１の制御部４が車両フロントの加速度情報の信号を受信してから駆動部５に指示信号を出力するまでの流れを示すフローチャートである。まず、加速度センサ２から車両フロントの加速度情報の信号を受信すると（Ｓ１）、制御部４の衝突判断回路８はこの加速度情報の加速度ｇが閾値Ｇ以上か否かを判断する（Ｓ２）。

ステップＳ２において加速度ｇが閾値Ｇ以上でないと判断した場合は、衝突判断回路８は少なくともエアバッグを展開させる必要が生じるような車両の衝突は発生していないとしてステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ２において加速度ｇが閾値Ｇ以上であると判断した場合は、衝突判断回路８はエアバッグを展開させる必要が生じるような車両の衝突が発生したと判断してステップＳ３に移行する。

ステップＳ３において加速度センサ３から衝突後の最新の時間ｔ１における運転席の加速度情報の信号を受信すると、移動量算出回路９はこの加速度情報の加速度の値を二回積分してドライバーの衝突による移動距離を算出する（Ｓ４）。

ステップＳ４において移動距離が算出されると、乗員距離導出回路１０はこの移動距離を予め設定された所定の初期距離Ｄから引き算することにより、時間ｔ１におけるドライバーとステアリングとの間の乗員距離を算出する（Ｓ５）。そして、乗員距離導出回路１０は、図４に示すように、初期距離ＤとステップＳ５で算出された乗員距離とに基づいて、現在から所定時間経過後の時間ｔ２における乗員距離ｌを予測する（Ｓ６）。ここで、時間ｔ２は即時にエアバッグ６に展開指示をしたときにエアバッグ６が展開する時点の時間である。

ステップＳ６において乗員距離ｌが予測されると、エアバッグ展開制御回路１１は、まず乗員距離ｌが第一基準値Ｌ１以上か否かを判断する（Ｓ７）。そして、ステップＳ７において乗員距離ｌが第一基準値Ｌ１以上でないと判断した場合は、エアバッグ展開制御回路１１はドライバーの頭部が展開規制領域にあるとして（図４に示す線Ａ１参照）、駆動部５に展開禁止信号、又は一方展開信号を指示信号として出力する（Ｓ９）。

一方、ステップＳ７において乗員距離ｌが第一基準値Ｌ１以上であると判断した場合は、エアバッグ展開制御回路１１は、つぎに乗員距離ｌが第二基準値Ｌ２以上か否かを判断する（Ｓ８）。そして、ステップＳ８において乗員距離ｌが第二基準値Ｌ２以上でないと判断した場合は、エアバッグ展開制御回路１１はドライバーの頭部が即時展開領域にあるとして（図４に示す線Ａ２参照）、駆動部５に双方展開信号を指示信号として出力する（Ｓ１０）。

一方、ステップＳ８において乗員距離ｌが第二基準値Ｌ２以上であると判断した場合は、エアバッグ展開制御回路１１はドライバーの頭部が展開遅延領域にあるとして（図４に示す線Ａ３参照）、駆動部５に展開遅延信号を指示信号として出力する（Ｓ１１）。この展開遅延信号は、例えばステップＳ６において乗員距離ｌを予測する際に、ドライバーの頭部が即時展開領域に到達するのに要する時間が予測可能であるため、この時間の経過後に雷管７ａ，７ｂを展開させる指示信号とする。

この実施の形態に係る乗員保護検出装置１では、加速度センサ３からの加速度の値を二回積分することにより算出された移動距離と予め設定された初期距離Ｄとに基づいて、移動後のドライバーとステアリングとの間の乗員距離ｌを算出・予測し、この乗員距離ｌの情報とに基づいてエアバッグ６を展開させるか否かを判断し、又展開させる場合のその度合いを判断することとしたので、従来の乗員保護装置のように通常時のドライバーとステアリングとの間の距離を検知するための赤外線センサや超音波センサ等を設ける必要がない。したがって、ドライバーが着座しているにもかかわらずいないと判断されたり、そのドライバーの手を誤って検知してしまったりするような検知ミスを回避することができ、良好な精度でもってドライバーのエアバッグ６までの距離を算出し正確なエアバッグ６の制御を可能とする。また、車室内の設計におけるレイアウト上の制約を受けるようなこともなく、設計の自由度を向上させることができる。さらに、部品点数が少なくてすむため、コストの低減化を図ることもできる。

また、加速度センサ２が検知した車両前方に作用する加速度情報に基づいて車両の衝突の有無を判断する一方で、加速度センサ３が検知した運転席に作用する加速度情報に基づいて乗員距離ｌを導出することとしたので、正確な情報に基づいて早期にそれぞれの判断を行うことが可能となる。例えば、ポールへの衝突等により起こる車両の一部しか潰れないオフセット衝突等のときにはこの衝突による加速度の運転席への作用が遅くなる。したがって、加速度センサ３からの加速度情報に基づいて車両の衝突の有無を判断すると、どうしても衝突の有無の判断、ひいてはエアバッグ６の展開が遅れてしまう。乗員保護装置１は、加速度センサ２，３を備えているので、このような問題を回避して正確な情報に基づいて早期に車両の衝突の有無や乗員距離ｌの判断を行うことができる。

なお、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、例えば第一基準値Ｌ１や第二基準値Ｌ２等に運転席がスライドしたときにオンするようなスイッチタイプのセンサを設けて、運転席の位置を直接的に判断するようにしてもよい。このようにすることで、より正確にドライバーのステアリングまでの乗員距離を判断することができる。

本実施の形態に係る乗員保護装置を模式的に説明するためのブロック図である。 展開規制領域、即時展開領域、及び展開遅延領域を説明するための図である。 乗員保護装置の制御部が車両フロントの加速度情報の信号を受信してから駆動部に指示信号を出力するまでの流れを示すフローチャートである。 初期距離から所定時間経過後の乗員距離を予測する場合を説明する図である。

符号の説明

１ 乗員保護装置（車両用乗員保護装置）
２ 加速度センサ（他の加速度センサ）
３ 加速度センサ
４ 制御部
６ エアバッグ
８ 衝突判断回路（衝突判断手段）
９ 移動量算出回路（移動量算出手段）
１０ 乗員距離導出回路（乗員距離導出手段）
１１ エアバッグ展開制御回路（エアバッグ展開制御手段）

Claims (3)

1. エアバッグの展開を制御することにより車両の衝突時に該車両の乗員を保護する車両用乗員保護装置であって、
   前記車両の座席に作用する加速度を検知する加速度センサと、
   前記車両の衝突時に、前記加速度センサが検知した加速度の値を二回積分することにより、前記座席に着座する乗員が移動する移動量を算出する移動量算出手段と、
   通常時の乗員と前記エアバッグとの間の距離として予め設定された所定の初期距離と前記移動量算出手段によって算出された移動量とから、前記乗員と前記エアバッグとの間の移動後の乗員距離を導出する乗員距離導出手段と、
   該乗員距離導出手段によって導出された乗員距離に基づいて前記エアバッグの展開を制御するエアバッグ展開制御手段と
   を備えたことを特徴とする車両用乗員保護装置。
2. 前記車両の前方に作用する加速度を検知する他の加速度センサと、
   該他の加速度センサが検知した加速度から前記車両の衝突を判断する衝突判断手段と
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用乗員保護装置。
3. 前記エアバッグ展開制御手段は、前記乗員距離に応じて前記エアバッグの展開の度合いを可変とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用乗員保護装置。

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