JP2008037180A - 変位情報導出装置、乗員拘束システム、車両、変位情報導出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両構成部材の車両衝突時における変位に関する情報の検出に関し、当該検出特性向上を図るのに有効な技術を提供する。
【解決手段】 車両に搭載される衝突検出装置１３０は、ドアアウタパネルの延在方向と交差する方向に関し、当該ドアアウタパネルとの間の距離が異なる複数の検出領域を形成するコイルセンサ１３１を備える構成とされる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両構成部材の変位に関する情報を導出する技術に関するものである。

従来、車両事故の際の衝突発生を検出する種々の車両衝突センサが知られている。例えば、下記特許文献１には、車両側面衝突の際、車両側面ドアが一定値をこえる衝撃を受けたときに、２つの導電体の絶縁が解除されて互いに導通する構成を用いることによって、当該車両側面ドアの衝突発生を電気信号として検知しようとする構成が開示されている。
特開平５−４５３７２号公報

ところで、車両事故の際、エアバッグなどの乗員拘束システムによって車両乗員を拘束する構成においては、乗員拘束性向上を図る技術に対する要請が高くなってきており、そのためには、車両衝突発生を迅速かつ確実に検出するべく検出特性向上を図るのに有効なセンサを構築する要請が高い。
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、車両構成部材の車両衝突時における変位に関する情報の検出に関し、当該検出特性向上を図るのに有効な技術を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明が構成される。本発明は、典型的には自動車において車両構成部材の変位に関する情報を導出する技術に対し適用することができるが、自動車以外の車両において、車両構成部材の変位に関する情報を導出する技術に対しても同様に、本発明を適用することが可能である。ここでいう「車両」には、自動車、航空機、船舶、電車、バス、トラック等の各種の車両が包含される。

（本発明の第１発明）
前記課題を解決する本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの変位情報導出装置である。
請求項１に記載のこの変位情報導出装置は、車両衝突により変位する金属製の車両構成部材に関する情報を検出する装置として構成されるものであって、コイル、コイルセンサ、導出部を少なくとも備える。ここでいう「車両衝突」には、車両の側面衝突、前面衝突（フルラップ衝突、オフセット衝突、ポール正面衝突、斜め衝突など）、後面衝突、横転などが広く包含される。

本発明のコイルは、車両構成部材に対して対向状に配置されるコイルとして構成される。この車両構成部材は、所定の延在方向へと延在して、車両衝突により当該延在方向と交差する方向へと変位する。ここでいう「車両構成部材」は、車両を構成する部材であって、その全部または一部が、例えば鋼、銅、アルミニウム、フェライトなどを含む、導電体ないし磁性体として構成される。典型的には、車両衝突に直接的に関与する、車両の外郭を形成する金属製の外部パネル（ドアパネル（ドアスキン）、フロントパネル、リアパネル、ボンネットパネル、トランクパネルなど）によって、この車両構成部材が構成される。

本発明のコイルセンサは、コイルへの交流電流の通電によって、車両構成部材に対し交流磁界を付与するとともに、当該通電時におけるインピーダンス（「交流インピーダンス」ともいう）をコイルを介して検出する機能を有する。すなわち、このコイルセンサは、コイルへの交流電流の通電によって、車両構成部材に対し交流磁界を付与する励磁領域と、通電時におけるインピーダンスをコイルを介して検出する検出領域とが兼用化されたコイルセンサとして構成される。従って、本発明のコイル自体が、励磁領域及び検出領域を有する実質的なコイルセンサを構成する。

具体的には、コイルに交流電流が通電され、その周辺の車両構成部材に交流磁場が与えられると、電磁誘導の法則によって当該車両構成部材に渦電流が発生する。この渦電流によっても磁界を生じ、その磁界の一部がコイルにも錯交する。結局、コイルには、交流電源から流した電流による磁束に、車両構成部材に流れた渦電流による磁束が加算され、これらの磁束によってコイルに誘起電圧が発生することとなる。コイルに流した電流に対しコイルに生じた電圧の比がコイルの交流インピーダンスとなるため、結果としてコイル（コイルセンサ）に車両構成部材を近接させることによってコイルの交流インピーダンスが変化することとなる。このときのコイルの交流インピーダンスを、連続的或いは一定時間毎にコイルを介して検出することによって、交流インピーダンスの変化が検出される。

本発明の導出部は、車両衝突の際、車両構成部材がコイルセンサへ向けて変位したときに検出されるインピーダンスの変化に基づいて、当該車両構成部材の変位に関する情報を導出する機能を有する。これにより、車両衝突の際の車両構成部材の変位に関する情報が、導出部によって導出されることとなる。具体的には、記憶機能及び演算機能を有する導出部が、交流インピーダンスの変化と、車両構成部材の変位に関する情報との相関を予め記憶しておき、コイルセンサを介して実際に検出した交流インピーダンスの変化をこの相関にあてはめる演算を行うことによって、車両構成部材の実際の変位に関する情報を導出する構成を用いることができる。なお、ここでいう「車両構成部材の変位に関する情報」としては、車両構成部材の変位距離、変位速度、変位加速度などが挙げられる。

本発明では、特に、前記のコイルセンサは、車両構成部材の延在方向と交差する方向に関し、当該車両構成部材との間の距離が異なる複数の検出領域を形成する設定モードを少なくとも有する構成とされる。本発明では、コイルセンサの構成に関し、複数の検出領域を一体化させた一体構造としてもよいし、或いは各々の検出領域を別体化させた別体構造としてもよい。

ここで、車両構成部材の延在方向と交差する方向に関し、車両構成部材と検出領域との間の距離が一定とされたコイルセンサにおいて、車両構成部材とコイルセンサとが相対的に離間した状態と、相対的に近接した状態とでは、検出特性が変化することが知られている。具体的には、車両構成部材と検出領域との間の距離に対する交流インピーダンスの変化が単純比例ではなく、車両構成部材がコイルセンサの検出領域に近づくにつれてその変化の割合が増加し、特に近接位置において急激に増大する。従って、車両構成部材の変位に関する情報を簡便に精度良く検出するのに限界がある。そこで、本発明のコイルセンサでは、車両構成部材の延在方向と交差する方向に関し、当該車両構成部材との間の距離が異なる複数の検出領域を形成するように設定したのである。

このような構成によれば、車両構成部材とコイルセンサとが相対的に離間した離間位置から相対的に近接した近接位置にわたって複数の検出領域が配置されるため、車両構成部材の検出の度合いが、これら複数の検出領域によって徐々に強まることとなる。これにより、コイルセンサによる検出特性を広範囲にわたって安定化させ、車両構成部材と検出領域との間の距離に対する交流インピーダンスの変化が概ね一定となるように直線化（線形化）された検出特性を得ることが可能となる。従って、車両構成部材の変位に関する情報の検出特性向上を図る変位情報導出装置を提供することができる。更なる作用効果として、コイルセンサを大型化することなく検出感度を確保することが可能となり、コイルセンサの小型化及び検出感度向上の両立を図ることができる。

なお、本発明において導出部によって導出された、車両構成部材の変位に関する情報は、車両衝突の際に車両乗員の拘束を行うべく作動するエアバッグ装置やシートベルト装置などの乗員拘束装置の制御、車両衝突の報知などを行うべく表示出力や音声出力を行う報知装置の制御、またその他の制御対象の制御に適宜用いられる。典型的には、車両構成部材の変位に関する情報に基づいて、車両衝突が実際に発生したと判定した場合に、エアバッグ装置やシートベルト装置に制御信号が出力される構成を採用し得る。

（本発明の第２発明）
前記課題を解決する本発明の第２発明は、請求項２に記載されたとおりの変位情報導出装置である。
請求項２に記載のこの変位情報導出装置では、請求項１に記載のコイルセンサは、更に第２の設定モードを有する構成とされる。この第２の設定モードでは、請求項１に記載の設定モードから更に車両構成部材がコイルセンサに近接したとき、当該車両構成部材と各検出領域との間の距離が一定化される。
このような構成によれば、特に車両構成部材とコイルセンサとの相対的な近接位置において、車両構成部材と検出領域との間の距離に対する交流インピーダンスの変化が急激に増加するのを抑え、当該交流インピーダンスの変化がより一定となるように直線化（線形化）された検出特性を得るのに有効である。従って、車両構成部材の変位に関する情報の検出特性を更に向上させた変位情報導出装置を提供することができる。

（本発明の第３発明）
前記課題を解決する本発明の第３発明は、請求項３に記載されたとおりの変位情報導出装置である。
請求項３に記載のこの変位情報導出装置では、請求項１または請求項２に記載のコイルセンサは、そのセンサ表面に複数の検出領域が傾斜状に配置された一体化構造とされる。すなわち、本発明では、コイルセンサの傾斜部分を構成する各検知領域と、車両構成部材との間の距離が異なる構成とされる。このような構成によれば、コイルセンサの構造を簡素化した変位情報導出装置を提供することができる。

（本発明の第４発明）
前記課題を解決する本発明の第４発明は、請求項４に記載されたとおりの乗員拘束システムである。
請求項４に記載のこの乗員拘束システムは、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の変位情報導出装置、乗員拘束装置、制御装置を少なくとも備える。
本発明の乗員拘束装置は、車両衝突の際に車両乗員を拘束するべく作動する手段として構成される。ここでいう「乗員拘束装置」には、エアバッグ装置（エアバッグモジュール）やシートベルト装置などの乗員拘束デバイスが包含される。

本発明の制御装置は、導出部にて導出された情報、すなわち車両構成部材の変位に関する情報に基づいて、乗員拘束装置を制御する機能を少なくとも有する装置として構成される。典型的には、車両構成部材の変位に関する情報に基づいて、車両衝突が実際に発生したと判定した場合に、エアバッグ装置やシートベルト装置に制御信号が出力される構成を採用し得る。また、車両構成部材の変位に関する情報に基づいて、衝突発生時における衝突エネルギーを推定し、エアバッグ装置やシートベルト装置における乗員拘束態様を可変とする構成を採用し得る。なお、この制御装置は、当該乗員拘束装置の制御専用として構成されてもよいし、或いは車両のエンジン走行系統や電装系統を駆動制御する手段と兼用とされてもよい。
このような構成によれば、変位情報導出装置によって得られた、車両構成部材の変位に関する精度の高い情報を用いて乗員拘束装置が制御されることとなり、これによって車両乗員の拘束徹底が図られる。

（本発明の第５発明）
前記課題を解決する本発明の第５発明は、請求項５に記載されたとおりの乗員拘束システムである。
請求項５に記載のこの乗員拘束システムでは、請求項４に記載の変位情報導出装置のコイルは、車両構成部材としての車両ドアのドアアウタパネルに対して対向状に配置される構成とされる。また、請求項４に記載の乗員拘束装置は、車両側面衝突の際、車両乗員を拘束する構成とされる。この場合、乗員拘束装置としてエアバッグ装置を用いる場合には、エアバッグがシート、ピラー、上部ルーフレールなどに収容される形態のエアバッグ装置を採用することができる。このような構成によれば、特に車両側面衝突の際の車両乗員の拘束徹底が図られる。

（本発明の第６発明）
前記課題を解決する本発明の第６発明は、請求項６に記載されたとおりの車両である。
請求項６に記載のこの車両は、エンジン走行系統、電装系統、駆動制御装置、車両構成部材、センサ装置、制御信号出力装置を少なくとも備える車両である。
エンジン走行系統は、エンジン及び車両の走行に関与する系統として構成される。電装系統は、車両に使われる電機部品に関与する系統として構成される。駆動制御装置は、エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う機能を有する装置として構成される。車両構成部材は、車両を構成するとともに、車両衝突により変位する金属製の部材として構成される。この車両構成部材は、例えば、車両の外郭を形成する金属製（例えば鋼、銅、アルミニウム、フェライトなどを含む金属製）の外部パネル（ドアパネル、フロントパネル、リアパネル、ボンネットパネル、トランクパネルなど）によって構成される。センサ装置は、車両構成部材の変位に関する情報を導出する機能を有する装置として構成される。

本発明では、このセンサ装置が、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の変位情報導出装置によって構成される。制御信号出力装置は、センサ装置にて導出された情報に基づいて、制御対象に制御信号を出力する機能を有する装置として構成される。ここでいう「制御対象」には、車両衝突の際に車両乗員の拘束を行うべく作動するエアバッグ装置やシートベルト装置などの乗員拘束装置、車両衝突の報知などを行うべく表示出力や音声出力を行う報知装置などの制御対象が包含される。この制御信号出力装置は、制御対象の制御の専用に設けられてもよいし、エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う駆動制御装置と兼用とされてもよい。
このような構成によれば、変位情報導出装置によって得られた、車両構成部材の変位に関する精度の高い情報を、車両に関する種々の制御対象の制御に用いる車両が提供されることとなる。

（本発明の第７発明）
前記課題を解決する本発明の第７発明は、請求項７に記載されたとおりの変位情報導出方法である。
請求項７に記載のこの変位情報導出方法では、所定の延在方向へと延在して、車両衝突により当該延在方向と交差する方向へと変位する金属製の車両構成部材につき、当該車両構成部材に対して対向状に配置されるとともに、当該車両構成部材の延在方向と交差する方向に関し、当該車両構成部材との間の距離が異なる複数の検出領域を有するコイルを用いる。そして、コイルへの交流電流の通電によって、車両構成部材に対し交流磁界を付与するとともに、車両衝突の際、車両構成部材が検出領域へ向けて変位したときのインピーダンスの変化をコイルを介して検出する。これによって車両構成部材と検出領域との間の距離に対するインピーダンスの変化が直線化された検出特性を得る。また、当該検出特性に基づいて車両構成部材の変位に関する情報を導出する。この方法に際し、実質的に請求項１に記載の変位情報導出装置を用いることができる。
従って、このような方法によれば、車両構成部材の車両衝突時における変位に関する情報の検出特性向上を図ることが可能となる。

以上のように、本発明によれば、特に金属製の車両構成部材に対して対向状に配置されるコイルへの交流電流の通電によって、車両構成部材に対し交流磁界を付与するとともに、当該通電時におけるインピーダンスを検出する技術につき、車両構成部材の延在方向と交差する方向に関し、当該車両構成部材との間の距離が異なる複数の検出領域を形成させる構成を採用することによって、車両構成部材の車両衝突時における変位に関する情報の検出特性向上を図ることが可能となった。

以下、図１〜図６を参照しながら本発明における「乗員拘束システム」の一実施の形態である乗員拘束システム１００について説明する。本実施の形態は、乗員拘束を行う乗員拘束システムとして、展開膨張が可能なエアバッグを用いたエアバッグモジュールを採用している。なお、本実施の形態では、車両室内の右側の車両シート上の車両乗員（運転者）に対し使用されるエアバッグモジュールを記載しているが、本実施の形態のこのエアバッグモジュールの構成は、運転席、助手席、後部座席等のいずれの車両シート上の車両乗員に対しても同様に適用可能である。

本実施の形態の乗員拘束システム１００が、自車両２００に搭載された様子が図１に模式的に示される。詳細については後述するが、この乗員拘束システム１００を構成する衝突検出装置１３０は、本実施の形態では、車両乗員Ｃが乗降する際に開閉する車両ドアに装着されている。この乗員拘束システム１００の衝突検出装置１３０に加え、更にトリム、ピラー等、車体側部材に、別の検出装置や、乗員拘束システムを装着するように構成することもできる。

図１に示すように、本発明における「車両」としての自車両２００には、当該車両を構成する多数の車両構成部材、エンジン及び車両の走行に関与する系統であるエンジン走行系統、車両に使われる電機部品に関与する系統である電装系統、エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う駆動制御手段等を備える。特に本実施の形態では、この自車両２００に乗員拘束システム１００が搭載されている。
この乗員拘束システム１００は、自車両２００の側面衝突（例えば、別車両２１０による側面衝突）時や横転時のような車両事故の際、車両シート上の車両乗員Ｃの保護を行う機能を有する装置として構成される。この乗員拘束システム１００は、エアバッグモジュール１１０、制御ユニット（ＥＣＵ）１２０、衝突検出装置１３０を少なくとも備える。

エアバッグモジュール１１０は、特に図示しないものの、エアバッグ及びガス供給装置を少なくとも備える。当該エアバッグは、膨張及び収縮が可能であり、車両事故発生時において、ガス供給装置からのガス供給によって乗員拘束領域に展開膨張する構成とされる。このエアバッグモジュール１１０が、本発明における「乗員拘束装置」、「制御対象」に対応している。

制御ユニット１２０は、特に図示しないものの、ＣＰＵ（演算処理装置）、入出力装置、記憶装置、駆動装置、周辺装置等によって構成されている。本実施の形態では、この制御ユニット１２０が、エアバッグモジュール１１０と電気的に接続されており、これらの間で検出信号および制御信号のやりとりを行う構成になっている。具体的には、制御ユニット１２０には、衝突検出装置１３０によって検出された検出情報（検出信号）が入力信号として入力されるようになっている。そして、制御ユニット１２０は、衝突検出装置１３０からの入力信号に基づいて、エアバッグモジュール１１０に制御信号の出力を行うようになっている。この制御ユニット１２０が本発明における「制御装置」、「制御信号出力装置」に対応している。
なお、この制御ユニット１２０は、乗員拘束システム１００のみの制御を行う構成であってもよいし、乗員拘束システム１００に加え、当該乗員拘束システム１００の制御以外に、他の車両構成部材に関する制御や、車両全体の制御をあわせて行う構成であってもよい。

ここで、図１中の衝突検出装置１３０の駆動回路が図２に示される。
図２に示すように、衝突検出装置１３０は、コイルセンサ１３１、後述する保持部材１３４、交流電源装置１３５、電流計１３６、電流出力部１３７、電圧出力部１３８を少なくとも備える。コイルセンサ１３１は、センサハウジング１３２内に円形状に複数回巻かれたコイル１３３を収容する構成とされる。このコイル１３３が、本発明における「コイル」に対応しており、コイルセンサが、本発明における「コイルセンサ」に対応している。交流電源装置１３５は、制御ユニット１２０からの制御信号に基づいて、コイルセンサ１３１のコイル１３３に交流電流を流すための装置である。電流計１３６は、コイル１３３に流れる電流を検出する機能を有する。電流出力部１３７は、コイル１３３に流れる電流変化に関する情報（位相及び振幅）を検出する機能を有し、電圧出力部１３８は、コイル１３３における電圧変化に関する情報（位相及び振幅）を検出する機能を有する。
この衝突検出装置１３０が、本発明における「変位情報導出装置」、「センサ装置」に対応している。

上記構成の衝突検出装置１３０において、交流電源装置１３５の駆動によってコイル１３３に交流電流が通電され、その周辺の金属体（導電体ないし磁性体）に交流磁場が与えられると、電磁誘導の法則によって金属体に渦電流が発生する。この渦電流によっても磁界を生じ、その磁界の一部がコイル１３３にも錯交する。結局、コイル１３３には、交流電源装置１３５で流した電流による磁束に、金属体に流れた渦電流による磁束が加算され、これらの磁束によってコイル１３３に誘起電圧が発生することとなる。コイル１３３に流した電流に対しコイル１３３に生じた電圧の比がコイル１３３の交流インピーダンスとなるため、結果としてコイル１３３に金属体を近接させることによってコイル１３３の交流インピーダンスが変化することとなる。このときのコイル１３３の交流インピーダンスを、連続的或いは一定時間毎にコイル１３３を介して検出することによって、交流インピーダンスの変化が検出される。従って、本実施の形態では、コイル１３３自体が、励磁領域及び検出領域を有する実質的なコイルセンサ１３１を構成し、検出領域によって検出された交流インピーダンスの変化が、結果として電流出力部１３７及び電圧出力部１３８を介して検出されるようになっている。

上記構成の衝突検出装置１３０のコイルセンサ１３１の設置態様が図３を用いて説明される。図３は、車両ドア１０の断面構造を示す図であって、コイルセンサ１３１の設置態様を示す図である。
図３に示すように、車両乗員Ｃの乗降に用いる車両ドア１０において、車両の外側壁を構成する金属板状のドアアウタパネル（「ドアスキン」ともいう）１２と、車両の内側壁を構成するドアインナパネル１４との間に形成（区画）される空間部１６に、コイルセンサ１３１が装着される。具体的には、ドアインナパネル１４の空間部１６側にブラケット１８が設けられ、このブラケット１８に保持部材１３４を介してコイルセンサ１３１が保持される構成になっている。保持部材１３４は、スポンジ材料やウレタン材料などの弾性素材を用いて構成されている。図３に示す状態では、コイルセンサ１３１（コイル１３３）は、当該コイルセンサ１３１の検出対象物であるドアアウタパネル１２に対して対向状に配置される。このドアアウタパネル１２は、例えば鋼、アルミニウム、フェライトなどを含む、導電体ないし磁性体として構成される。このドアアウタパネル１２が、本発明における「所定の延在方向へと延在して、車両衝突により当該延在方向と交差する方向へと変位する金属製の車両構成部材」に対応している。

また、本実施の形態では、センサハウジング１３２内にコイル１３３が収容されたコイルセンサ１３１は、そのセンサ表面１３２ａに複数の検出領域が配置された一体化構造とされる。更に、このコイルセンサ１３１の構成に関し、コイル１３３のコイル延在面ないしコイル平面（実質的にはセンサハウジング１３２のセンサ表面１３２ａ）が、金属体であるドアアウタパネル１２の内周面１２ａの延在方向に対し、傾斜角度θによって傾斜した構成とされる。具体的には、このコイルセンサ１３１は、図３中において、垂直方向に延在（立設）する当該コイルセンサ１３１を反時計回りに角度θ回転させた位置に設定された状態で、保持部材１３４によって傾斜状に保持される。従って、コイルセンサ１３１のセンサ表面１３２ａに複数の検出領域が傾斜状に配置された構成が達せられる。なお、この角度θは、コイルセンサ１３１の設置箇所や、検出対象物の表面形状等に応じて適宜変更されるのが好ましい。

コイルセンサ１３１のこのような構成によって、ドアアウタパネル１２の内周面１２ａとコイル１３３との間の距離ｄは、上方から下方へ向けて徐々に縮小される。これにより、車両事故の際のドアアウタパネル１２の変位方向（移動方向）に関し、ドアアウタパネル１２の内周面１２ａとコイル１３３との間の距離ｄは上下方向に関し一定とならず、当該距離ｄが異なる複数の検出部分がセンサ表面１３２ａに形成されることとなる。コイルセンサ１３１のこの第１の設定モード（設定状態）が、本発明における「設定モード」に相当する。この第１の設定モードでは、コイル１３３の検出領域のうち、ドアアウタパネル１２との間の距離が異なる複数の検出領域によって当該ドアアウタパネル１２が変位したときの交流インピーダンスの変化が検出される。

ここで、コイルセンサ１３１の動作及び作用を図３に加え、図４及び図５を参照しながら説明する。図４及び図５は、いずれも車両ドア１０の断面構造を示す図であって、自車両２００の側面衝突によって車両ドア１０のドアアウタパネル１２が変形する際のコイルセンサ１３１の動作を説明する図である。

いま、車両衝突（図１中における自車両２００への別車両２１０の側面衝突）によって、図３中に示す車両ドア１０のドアアウタパネル１２が側方（図３中の右側）から衝撃を受け、コイルセンサ１３１へ向けて変位（「変形」ないし「移動」ともいう）する場合について考える。この場合、図３中に示すドアアウタパネル１２は、例えば図４に示す状態を経て、図５に示す状態に至る。

図４に示す状態は、ドアアウタパネル１２が二点鎖線で示す位置から実線で示す位置まで変位し、ドアアウタパネル１２の各部位のうち、コイルセンサ１３１に対向する部位が当該コイルセンサ１３１の下端部に当接した状態である。図３中に示す状態から図４に示すこの状態に至るまでについては、コイルセンサ１３１は引き続き、第１の設定モードに設定されることとなる。従って、コイル１３３の検出領域のうち、ドアアウタパネル１２との間の距離が異なる複数の検出領域によって当該ドアアウタパネル１２が変位したときの交流インピーダンスの変化が継続して検出される。

これに対し、図５に示す状態は、更にドアアウタパネル１２が二点鎖線で示す位置から実線で示す位置まで変位し、ドアアウタパネル１２の各部位のうち、コイルセンサ１３１に対向する部位が当該コイルセンサ１３１を車内方向（図中の左方向）へと押圧し、保持部材１３４を押し潰した状態である。この図５に示す状態に至る過程では、保持部材１３４によって傾斜状に保持されたコイルセンサ１３１は、保持部材１３４を押し潰しつつ、図５中の二点鎖線で示す位置から実線で示す位置まで矢印方向へ回転変位し、ほぼ垂直に立設した状態に設定される。これにより、ドアアウタパネル１２の内周面１２ａとコイル１３３との間の距離ｄは、上下方向に関し概ね一定とされる（一定化される）。コイルセンサ１３１のこの第２の設定モード（設定状態）が、本発明における「第２の設定モード」に相当する。この第２の設定モードでは、コイル１３３の検出領域のうち、ドアアウタパネル１２との間の距離が概ね一定の複数の検出領域によって当該ドアアウタパネル１２が変位したときの交流インピーダンスの変化が検出される。

図３に示す状態から第５に示す状態に至るまでドアアウタパネル１２が変位するとき、コイルセンサ１３１を介して連続的ないし一定時間毎に検出された交流インピーダンスの変化は、制御ユニット１２０において処理され、この交流インピーダンスの変化情報に基づいて、ドアアウタパネル１２の変位に関する情報が導出されることとなる。具体的には、制御ユニット１２０が、交流インピーダンスの変化と、ドアアウタパネル１２の変位に関する情報との相関を予め記憶しており、検出した交流インピーダンスの変化をこの相関にあてはめることによってドアアウタパネル１２の変位に関する情報が導出される。このドアアウタパネル１２の変位に関する情報としては、変位距離、変位速度、変位加速度などを適宜用いることができる。ドアアウタパネル１２の変位に関する情報を導出するこの制御ユニット１２０によって、本発明における「導出部」が構成される。

更に、ドアアウタパネル１２の変位に関し導出された情報に基づいて、自車両２００の側面衝突に関する情報が導出され、側面衝突に関するこの情報に基づいてエアバッグモジュール１１０が制御される。側面衝突に関するこの情報としては、側面衝突が実際に発生したか否かの情報をはじめ、側面衝突発生時における衝突エネルギーなどの情報を適宜用いることができる。この制御によりエアバッグモジュール１１０のエアバッグが展開膨張し、当該エアバッグが、車両乗員（図１中の車両乗員Ｃ）の側部（頭部、首部、肩部、胸部、腹部、膝部、下肢部など）に作用する衝撃力を緩和しつつ乗員拘束を行う。
なお、自車両２００の衝突に関する情報の導出においては、コイルセンサ１３１による検出情報に加え、更にその他のセンサにより検出情報を用いることもできる。その他のセンサとして、例えば、自車両２００に作用する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向の加速度を検出する加速度センサを用いることができる。

ここで、従来構成のコイルセンサを用いてドアアウタパネル１２のような対象物を検出する場合、対象物がコイルセンサから相対的に離間した状態と、相対的に近接した状態とでは、検出特性が変化することが知られている。具体的には、コイルセンサと対象物との間の距離に対する交流インピーダンスの変化が単純比例ではなく、対象物がコイルセンサに近づくにつれてその変化の割合が増加し、特に近接位置において急激に増大する。従って、対象物の変位に関する情報を簡便に精度良く検出するのに限界がある。そこで、本発明者らは、コイルセンサ１３１とドアアウタパネル１２との間の距離に対する交流インピーダンスの変化が概ね一定となるような検出特性を得るべく、この種のコイルセンサの構成について鋭意検討した。その結果、本発明者らは、コイルセンサ１３１を上記第１及び第２の設定モードに設定することによって、ドアアウタパネル１２の変位に関する情報を導出する際の所望の検出特性が得られることとなった。

このコイルセンサ１３１の検出特性に関し、当該コイルセンサ１３１の設置態様の改善前及び改善後の概要が図６に示される。この図６には、本実施の形態のコイルセンサ１３１とドアアウタパネル１２との間の距離ｄに対するＱ値及びＩ値の関係が示される。ここで、Ｑ値は検出時におけるコイルセンサ１３１のコイル１３３に流れる電流及び電圧の位相関係を反映する値として規定され、Ｉ値は検出時における振幅情報を反映する値として規定される。

図６において、コイルセンサと対象物との間の距離を一定として当該対象物の検出を行う場合には、図６中上側の検出特性が得られる一方、本実施の形態のように、コイルセンサと対象物との間の距離が上下方向に関し異なるように設定して当該対象物の検出を行う場合には、図６中下側のような所望の検出特性が得られることとなる。すなわち、ドアアウタパネル１２とコイルセンサ１３１とが相対的に離間した離間位置から相対的に近接した近接位置にわたって複数の検出領域が配置されるため、ドアアウタパネル１２の検出の度合いがこれら複数の検出領域によって徐々に強まることとなる。これにより、ドアアウタパネル１２と検出領域との間の距離に対する交流インピーダンスの変化が概ね一定となるように直線化（線形化）された検出特性を得ることが可能となる。また、特に第１の設定モードに引き続き第２の設定モードを設けることによって、ドアアウタパネル１２とコイルセンサ１３１との相対的な近接位置において、ドアアウタパネル１２と検出領域との間の距離に対する交流インピーダンスの変化が急激に増加するのを抑え、当該交流インピーダンスの変化がより一定となるように直線化（線形化）された検出特性を得るのに有効である。

以上のように、本実施の形態によれば、ドアアウタパネル１２の変位に関する情報の検出特性向上を図る衝突検出装置１３０及び衝突検出方法を提供することができる。具体的には、ドアアウタパネル１２とコイルセンサ１３１とが相対的に離間した離間位置から相対的に近接した近接位置にわたって、コイルセンサ１３１によるドアアウタパネル１２の検出特性を安定化させることが可能となる。更なる作用効果として、コイルセンサ１３１を大型化することなく検出感度を確保することが可能となり、コイルセンサ１３１の小型化及び検出感度向上の両立を図ることができる。また、一体状のコイルセンサ１３１を傾斜させて、当該コイルセンサ１３１がドアアウタパネル１２との間の距離が異なる複数の検出領域を形成する構成によって、コイルセンサ１３１の構造を簡素化した衝突検出装置１３０を提供することができる。
また、本実施の形態によれば、衝突検出装置１３０によって得られた、ドアアウタパネル１２の変位に関する精度の高い情報を用いてエアバッグモジュール１１０が制御されることとなり、これによって車両乗員の拘束徹底が図られる。
また、本実施の形態によれば、衝突検出装置１３０によって得られた、ドアアウタパネル１２の変位に関する精度の高い情報を、車両に関する種々の制御対象の制御に用いる車両２００が提供されることとなる。

（他の実施の形態）
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。

上記実施の形態では、図３に示すように、垂直方向に立設するコイルセンサ１３１が反時計回りに角度θ回転された状態にて保持部材１３４によって傾斜状に保持される場合について記載したが、本発明では、このコイルセンサ１３１の設置態様は、これに限定されるものではなく必要に応じて適宜変更可能である。ここで、図７及び図８には、図３中のコイルセンサ１３１の配置態様に関し別の実施の形態が示される。

図７に示す実施の形態では、垂直方向に立設するコイルセンサ１３１が時計回りに角度θ回転された状態にて保持部材１３４によって傾斜状に保持される。このような構成においては、車両衝突によってドアアウタパネル１２が側方から衝撃を受けた場合、ドアアウタパネル１２の各部位のうち、コイルセンサ１３１に対向する部位が当該コイルセンサ１３１の上端部を車内方向（図中の左方向）へと押圧していく。そして、コイルセンサ１３１の全体がドアアウタパネル１２によって押圧され、保持部材１３４が押し潰されることによって、図５に示す状態と同様の状態が形成されることとなる。

また、図８に示す実施の形態では、図７に示す実施の形態に加えて、コイルセンサ１３１とドアアウタパネル１２との間にドアビーム１９が介在する構成が示される。このような構成においては、車両衝突によってドアアウタパネル１２が側方から衝撃を受けた場合、ドアアウタパネル１２がドアビーム１９を車内方向（図中の左方向）へと押圧し、押圧されたこのドアビーム１９が、更にコイルセンサ１３１の上端部を車内方向へと押圧していく。そして、コイルセンサ１３１の全体がドアビーム１９及びドアアウタパネル１２によって押圧され、保持部材１３４が押し潰されることによって、図５に示す状態と同様の状態が形成されることとなる。なお、図３中のコイルセンサ１３１に関しては、当該コイルセンサ１３１とドアアウタパネル１２との間に、図８中に示すようなドアビーム１９が介在する構成を採用することもできる。

また、上記実施の形態では、コイルセンサ１３１の構成に関し、単一のコイル１３３を傾斜状に配置することによって、ドアアウタパネル１２の内周面１２ａとコイル１３３との間の距離ｄが異なる複数の検出部分をセンサ表面１３２ａに形成させる場合について記載したが、本発明では、本構成を、ドアアウタパネル１２との間の距離が異なる複数のコイルを用いることによって実現することもできる。

また、上記実施の形態では、コイルセンサ１３１が第１の設定モード及び第２の設定モードを有する場合について記載したが、本発明では、コイルセンサ１３１は少なくとも第１の設定モードを有していれば足りる。従って、上記実施の形態にかえて、第１の設定モードのみを有するコイルセンサや、第１の設定モード及び第２の設定モードに加え、更に別の設定モードを有するコイルセンサを採用することもできる。

また、上記実施の形態では、側面衝突の発生を検出する技術に適用する衝突検出装置１３０について記載したが、本発明では、当該衝突検出装置１３０の構成を、車両の各種の衝突発生を検出する技術に適用することができる。その場合、本実施の形態のように、車両ドア１０に搭載したコイルセンサ１３１の設置箇所は、車両の衝突の態様に応じて適宜設定することができる。

また、上記実施の形態では、ドアアウタパネル１２の変位に関する情報を、車両衝突の際に車両乗員の拘束を行うべく作動するエアバッグモジュール１１０の制御に用いる場合について記載したが、本発明では、ドアアウタパネル１２の変位に関する情報を、やシートベルト装置などの乗員拘束装置の制御や、車両衝突の報知などを行うべく表示出力や音声出力を行う報知装置の制御などに用いることもできる。

また、上記実施の形態では、車両の側面衝突を検出する衝突検出装置１３０について記載したが、側面衝突以外の前面衝突（フルラップ衝突、オフセット衝突、ポール正面衝突、斜め衝突など）、後面衝突、横転などにおいて車両衝突を検出する技術に対し、本発明を適用することもできる。

また、上記実施の形態では、自動車に装着される乗員拘束システムの構成について記載したが、自動車をはじめ、航空機、船舶、電車、バス、トラック等の各種の車両に装着される乗員拘束システムの構成に対し本発明を適用することができる。

本実施の形態の乗員拘束システム１００が、自車両２００に搭載された様子を模式的に示す図である。 図１中の衝突検出装置１３０の概略構成を示す図である。 本実施の形態の車両ドア１０の断面構造を示す図であって、コイルセンサ１３１の設置態様を示す図である。 本実施の形態の車両ドア１０の断面構造を示す図であって、自車両２００の側面衝突によって車両ドア１０のドアアウタパネル１２が変形する際のコイルセンサ１３１の動作を説明する図である。 本実施の形態の車両ドア１０の断面構造を示す図であって、自車両２００の側面衝突によって車両ドア１０のドアアウタパネル１２が変形する際のコイルセンサ１３１の動作を説明する図である。 本実施の形態のコイルセンサ１３１とドアアウタパネル１２との間の距離ｄに対するＱ値及びＩ値の関係を示す図である。 図３中のコイルセンサ１３１の配置態様に関し別の実施の形態を示す図である。 図３中のコイルセンサ１３１の配置態様に関し別の実施の形態を示す図である。

符号の説明

１０…車両ドア
１２…ドアアウタパネル
１２ａ…内周面
１４…ドアインナパネル
１６…空間部
１８…ブラケット
１９…ドアビーム
１００…乗員拘束システム
１１０…エアバッグモジュール
１２０…制御ユニット（ＥＣＵ）
１３０…衝突検出装置
１３１…コイルセンサ
１３２…センサハウジング
１３２ａ…センサ表面
１３３…コイル
１３４…保持部材
１３５…交流電源装置
１３６…電流計
１３７…電流出力部
１３８…電圧出力部
２００…自車両
２１０…別車両
Ｃ…車両乗員

Claims (7)

1. 所定の延在方向へと延在して、車両衝突により当該延在方向と交差する方向へと変位する金属製の車両構成部材につき、当該車両構成部材に対して対向状に配置されるコイルと、
   前記コイルへの交流電流の通電によって、前記車両構成部材に対し交流磁界を付与するとともに、当該通電時におけるインピーダンスを前記コイルを介して検出するコイルセンサと、
   車両衝突の際、前記車両構成部材が前記コイルセンサへ向けて変位したときに検出されるインピーダンスの変化に基づいて、当該車両構成部材の変位に関する情報を導出する導出部と、
   を備える変位情報導出装置であって、
   前記コイルセンサは、前記車両構成部材の延在方向と交差する方向に関し、当該車両構成部材との間の距離が異なる複数の検出領域を形成する設定モードを有する構成であることを特徴とする変位情報導出装置。
2. 請求項１に記載の変位情報導出装置であって、
   前記コイルセンサは、前記設定モードから更に前記車両構成部材が近接したとき、当該車両構成部材と各検出領域との間の距離を一定化する第２の設定モードを有する構成であることを特徴とする変位情報導出装置。
3. 請求項１または２に記載の変位情報導出装置であって、
   前記コイルセンサは、そのセンサ表面に前記複数の検出領域が傾斜状に配置された一体化構造であることを特徴とする変位情報導出装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の変位情報導出装置と、
   車両衝突の際、車両乗員を拘束する乗員拘束装置と、
   前記導出部にて導出された情報に基づいて、前記乗員拘束装置を制御する制御装置と、
   を備える構成であることを特徴とする乗員拘束システム。
5. 請求項４に記載の乗員拘束システムであって、
   前記変位情報導出装置のコイルは、前記車両構成部材としての車両ドアのドアアウタパネルに対して対向状に配置され、
   前記乗員拘束装置は、車両側面衝突の際、車両乗員を拘束する構成とされることを特徴とする乗員拘束システム。
6. エンジン走行系統と、電装系統と、前記エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う駆動制御装置と、車両衝突により変位する金属製の車両構成部材と、前記車両構成部材の変位に関する情報を導出するセンサ装置と、前記センサ装置にて導出された情報に基づいて、制御対象に制御信号を出力する制御信号出力装置と、を備える車両であって、
   前記センサ装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の変位情報導出装置によって構成されていることを特徴とする車両。
7. 所定の延在方向へと延在して、車両衝突により当該延在方向と交差する方向へと変位する金属製の車両構成部材につき、当該車両構成部材に対して対向状に配置されるとともに、当該車両構成部材の延在方向と交差する方向に関し、当該車両構成部材との間の距離が異なる複数の検出領域を有するコイルを用い、
   前記コイルへの交流電流の通電によって、前記車両構成部材に対し交流磁界を付与するとともに、車両衝突の際、前記車両構成部材が前記検出領域へ向けて変位したときのインピーダンスの変化を前記コイルを介して検出し、
   これによって、前記車両構成部材と前記検出領域との間の距離に対するインピーダンスの変化が直線化された検出特性を得るとともに、当該検出特性に基づいて前記車両構成部材の変位に関する情報を導出することを特徴とする変位情報導出方法。

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