JP2008044502A - 検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】一定方向のみの変化に限らず、広い範囲での変化を検知可能な車載検知システムを提供する。
【解決手段】車両２に搭載され、車両の状態変化を検知する検知手段４を有し、この検知手段４から出力信号が出力される検知システム１である。検知手段４は車両４の内部に存在する流体の流量変化を検知可能であり、この流量変化を検知したときに出力信号を出力させる。車両内部に存在する流体の流量変化を検知することにより出力信号を出力するため、広い範囲での変化を検知することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載される検知システムに関し、特に車両内部に存在する流体の流量変化を検知することが可能な検知システムに関する。

例えば自動車などの車両には、種々の検知システムが搭載されている。このような車載検知システムとしては、例えば衝突を検知可能な素子を備え、車両が衝突した際に、この検知素子からの出力信号に基づいて、エアバッグを作動させるエアバッグシステムが知られている。

後記する特許文献１には、このような車載システムが記載されている。この特許文献１には、素子として加速度センサが記載されており、この加速度センサによって、車両の衝突を検出するとともに、車両の傾斜を検知することが開示されている。
特開２００５−２８３２９０号公報

前記特許文献１に開示された検知システムでは、車両状態を検知するための素子として加速度センサを使用している。
しかし、加速度センサは加速度が一定方向のみに掛かった場合のみにしか検知が可能ではないため、他の方向に加速度が掛かった場合には、検知を適切に行う事ができない。

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、一定方向のみの変化に限らず、広い範囲での変化を検知可能な車載検知システムを提供することを課題とする。

本発明は、車両に搭載され、前記車両の状態変化を検知する検知手段を有し、この検知手段から出力信号を出力する検知システムにおいて、前記検知手段は前記車両内部に存在する流体の流量変化を検知可能であり、前記流量変化を検知したときに前記出力信号を出力することを特徴とするものである。

この場合、前記検知手段から出力した前記出力信号に基づき、前記車両に搭載された機器を作動させるものとして構成することができる。

また、前記検知手段は、基板上に形成された測定抵抗体と、この測定抵抗体の温度に基づく抵抗変化よりも抵抗変化量が少ない補正抵抗体とを有し、前記測定抵抗体と前記補正抵抗体の抵抗値が変化したときに、前記測定抵抗体と前記補正抵抗体との抵抗値の差を一定に保つために使用したエネルギー量から、前記流体の流量変化を検知するものとして構成することができる。

この場合、前記測定抵抗体が形成されている領域の前記基体の膜厚方向における厚さ寸法が、前記補正抵抗体が形成されている領域の前記基体の膜厚方向における厚さ寸法よりも小さく形成された部分を有しているものとして構成することが好ましい。

また、前記測定抵抗体が形成されている領域の前記基体には、膜厚方向に貫通する貫通孔が形成されているものとして構成することが好ましい。

また、前記検知手段の検知レベルの大きさ応じて、異なる前記出力信号が出力されるものとして構成することができる。

この場合、前記車両に搭載された機器はエアバッグであるものとして構成することや、前記車両に搭載された機器は空気調和機器であるものとして構成すること、前記車両に搭載された機器は、外部に信号を発することが可能な機器であるものとして構成すること、前記車両に搭載された機器は、ショックアブソーバ調整機器であるものとして構成すること、前記車両に搭載された機器は、駆動機器、または操舵機器であるものとして構成すること、さらには前記車両に搭載された機器は、音声発生機器、または光源機器であるものとして構成することができる。

本発明の検知システムは、車両の流量変化を検知することが可能であるため、一定方向のみの変化に限らず、広い範囲で変化を検知することができる。

図１は本発明の検知システムに使用される衝突検知装置が搭載された自動車を上面から見た平面図、図２は図１に示す自動車に搭載される衝突検知装置に使用されるセンサを上側から見た平面図、図３は図２に示すセンサをＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した切断断面図、図４は図１に示す衝突検知装置の部分回路図、図５は本発明の検知システムの動作フローを示すフローチャート図である。

図１に示すように、本発明の検知システムが搭載される自動車２には、衝突検知装置３が搭載されている。この衝突検知装置３は、検知手段であるセンサ４と、センサ４に設けられた後記する抵抗体７、８の抵抗変化を処理し、この抵抗変化に基づいて出力信号を出力する処理手段１０、前記処理手段１０からの前記出力信号に基づいて、前記自動車２のハンドル部に設けられたエアバッグ装置１１へ作動信号を出力する作動信号出力手段１２とを有して構成されている。

図１に示すように、前記センサ４は前記作動信号出力手段１１と電気的に接続されており、前記作動信号出力手段１１は前記エアバッグ装置１２と電気的に接続されている。
図１に示す実施形態では、前記センサ４は前記自動車２の車内に設けられており、前記センサ４は前記車内に露出している。図１に示す実施形態では、前記センサ４は前記自動車のダッシュボードに設けられているが、本発明では前記センサ４が設けられる位置が限定されるものではない。

図２および図３に示すように、前記センサ４は、基体６と、この基体６の上面６ａに形成された測定抵抗体７、および補正抵抗体８を有して構成されている。本発明では、前記測定抵抗体７が第１の抵抗体を構成し、前記補正抵抗体８が第２の抵抗体を構成している。

図２に示すように、前記測定抵抗体７は、前記基体６の幅方向に延びる複数の横断部７ａと、これら複数の横断部７ａを連結する連結部７ｂとを有して構成されている。図２に示す実施形態では、前記横断部７ａと前記連結部７ｂとは一体的に形成され、ともに所定の幅寸法を有して形成されている。図２に示す実施形態では、前記測定抵抗体７の平面パターン形状は矩形波形状として形成されている。
前記横断部７ａの両端面近傍は、他の領域よりも幅寸法が大きく形成された広部領域が形成されており、この広部領域が、前記測定抵抗体７の両端子部７ｃを構成している。

図２に示すように、前記補正抵抗体８は、前記基体６の幅方向に延びる複数の横断部８ａと、これら複数の横断部８ａを連結する複数の連結部８ｂとを有して構成されている。図２に示す実施形態では、前記横断部８ａと前記連結部８ｂとは一体的に形成され、ともに所定の幅寸法を有して形成されている。図２に示す実施形態では、前記補正抵抗体８の平面パターン形状は矩形波形状として形成されている。
前記横断部８ａの両端面近傍は、他の領域よりも幅寸法が大きく形成された広部領域が形成されており、この広部領域が、前記補正抵抗体８の両端子部８ｃを構成している。

図２および図３に示すように、各前記横断部７ａ間には、前記基体６の上面６ａから下面６ｂを貫通する貫通孔９が形成されている。
図３に示すように、前記測定抵抗体７が形成された領域Ｓ１における前記基体の膜厚方向における厚さ寸法ｔ１は、前記補正抵抗体８が形成された領域Ｓ２における前記基体６の膜厚方向における厚さ寸法ｔ２よりも小さく、すなわちｔ２＞ｔ１の関係となるように形成されている。
この場合、前記厚さ寸法ｔ１は前記厚さ寸法ｔ２の１／３以下となるように構成することが好ましい。この理由については後記する。

図３に示すように、前記自動車２の車内空気Ａが前記センサ４を通過するとき、まず車内空気が前記基体６の前記上面６ａを通過する。このときの前記車内空気Ａは、前記補正抵抗体８側から前記測定抵抗体７側へ向かって流れ、このとき前記車内空気Ａは、前記補正抵抗体８の表面を流れる。
前記補正抵抗体８を通過した前記車内空気Ａは、前記測定抵抗体７側へ向かって流れて行き、一部は前記測定抵抗体７の表面を流れるとともに、他の一部は前記基体６に形成された前記貫通孔９を通過して、前記基体６の前記測定抵抗体７が形成されている領域における前記下面６ｂを流れる。

前記基体６は、例えばシリコン（Ｓｉ）を含む材料で形成することができる。ここで、シリコンには、単結晶シリコン、多結晶シリコン（ポリシリコン）、または非晶質シリコンを含む。この場合、シリコンや他の材料が積層されたものを使用することができる。積層される他の材料としては、例えば酸化シリコン、窒化シリコン、ボロン拡散シリコンなどを使用することができ、この場合、前記全ての材料が全面に積層される必要はなく、ある部分には例えば前記シリコン単結晶が積層されていない構造としても良い。
また、前記測定抵抗体７は、白金や白金とクロムの積層体、あるいは金や銅などの導電体材料を使用することができる。

図２に示す前記センサ４の大きさは、前記基体６の大きさが５×５ｍｍ以下であることが好ましく、さらには３×３ｍｍ以下であることが好ましい。前記基体６の大きさを５×５ｍｍ以下とすると応答性を良好にすることができ、３×３ｍｍ以下とすることによって、さらに応答性を向上させることができる。このように前記基体の大きさを５×５ｍｍ以下、さらに好ましくは３×３ｍｍ以下と小さくすることによって応答性の向上を図ることができるのは、基体６の大きさを小さくすれば、熱容量が小さくなるため、空気Ａの温度に応答した前記測定抵抗体７の抵抗値変化の速度を早くすることができるからである。

また、前記測定抵抗体７が形成された領域Ｓ１の前記基体６の厚さ寸法ｔ１は、例えば０．１〜１５０μｍで形成することができ、前記補正抵抗体８が形成された領域８の前記基体６の厚さ寸法ｔ２は、例えば０．３〜５００μｍで形成することができる。
また、前記測定抵抗体７の厚さ寸法は、例えば１〜６０μｍである。また前記測定抵抗体７の幅寸法は、例えば１０〜１００μｍである。
前記センサ４は、例えばフォトリソグラフィ法などの公知の方法によって製造することができる。

図４には、前記センサ４と前記処理手段１０の回路構成を示している。この回路構成は、第１の抵抗体Ｒ１、第２の抵抗体Ｒ２、第３の抵抗体Ｒ３、測定抵抗体７、補正抵抗体８、増幅器２１、検出器２２を有して構成されている。

前記したように前記補正抵抗体８の表面に流れた前記空気Ａ（図３参照）は、前記測定抵抗体７へ向かって流れる。
前記したように、前記基体６は、前記測定抵抗体７が形成された領域の前記厚さ寸法ｔ１が、前記補正抵抗体８が形成された領域の厚さ寸法ｔ２よりも小さく形成された構成となっている。そのため、前記測定抵抗体７が形成された領域における前記基体６の熱容量を、前記補正抵抗体８が形成された領域における前記基体６の熱容量よりも小さい。
また、前記基体６における前記測定抵抗体７が形成された領域Ｓ１では、前記空気Ａが前記基体の下面６の表面にも流れるため、前記領域Ｓ２よりも前記領域Ｓ１の方が、前記空気Ａによって冷却され易い。

したがって、前記空気Ａが前記センサ４に流れたとき、前記領域Ｓ１に形成された前記測定抵抗体７の抵抗値の変化量の方が、前記補正抵抗体８の抵抗値の変化量よりも大きくなる。
前記処理手段１０では、前記測定抵抗体７と前記補正抵抗体８の各々の抵抗値変化量が異なった場合、前記測定抵抗体７へ供給される電気の電流や電圧を制御して、前記測定抵抗体７と前記補正抵抗体８の抵抗値との差を一定に保つように構成されている。
そして、前記測定抵抗体７へ供給される電気の制御による消費電力を前記検出器２２によって検出することにより、前記センサ４が前記空気Ａの流量変化を検知できるように構成されている。
このように前記センサ４では、前記基体６は、前記測定抵抗体７が形成された領域の前記厚さ寸法ｔ１が、前記補正抵抗体８が形成された領域の厚さ寸法ｔ２よりも小さく形成された構成となっている。したがって、前記基体６に貫通孔９を形成しただけの場合と比較して、検出感度を良好にすることが可能となる。

この場合、前記厚さ寸法ｔ１は前記厚さ寸法ｔ２の１／３以下となるように構成することが好ましい。このように構成すると、前記測定抵抗体７が形成された領域における前記基体６の熱容量と、前記補正抵抗体８が形成された領域における前記基体６の熱容量との差をより大きくすることができるため、検出感度をより向上することが可能となる。

図５に示すフローチャートを用いて、図１に示す検知システム１のフローを説明する。
まず、図５のＳＴ１に示すように、前記処理手段１０は、センサ４が前記自動車２の車内空気Ａの流量変化を検知したか否かを判断する。前記センサ４が前記空気Ａの流量変化を検知していないと判断した場合は、「Ｎｏ」で示すように、引き続き前記空気Ａの流量変化を検知したか否かの判断を継続する。

一方、前記処理手段１０は、前記センサ４が前記空気Ａの流量変化を検知したと判断したときは、「Ｙｅｓ」で示すように、前記作動信号出力手段１２へ検知信号を出力する（ＳＴ２）。
前記作動信号出力手段１２は、前記処理手段１０からの前記検知信号に基づき、前記エアバッグ装置１１を作動させるための作動信号を出力する（ＳＴ３）。
前記作動信号出力手段１２から出力された前記作動信号は前記エアバッグ装置１１に送信され、この作動信号を受信したエアバッグ装置１１は、図１に示すようにエアバッグ３０を作動させる（ＳＴ４）。エアバッグ３０の作動は、エアバッグ３０内に作動ガスを圧入することなどの公知の手段を用いることができる。

本発明の検知システム１では、前記自動車２の車内に設けられた前記センサ４によって、車内の流量変化を検知するものである。前記自動車２が衝突するなどにより、車内の空気Ａの流れが変化した場合、この流れの変化によって生じる、前記センサ４に流れる前記空気Ａの流量変化を前記センサ４が検知する。前記センサ４では、衝突などによって生じた前記測定抵抗体７と前記補正抵抗体８との表面に流れる前記空気Ａの流量変化を検知することが可能であるため、例えば加速度センサのように、一定方向の変化に限らず、前記センサ４を中心とした全角度範囲での変化を検知することが可能である。

図１ないし図５により説明した前記エアバッグ装置１１では、エアバッグ３０が前記自動車２のハンドル部のみに設けられたものを例にして説明したが、本発明ではこれに限定されるものではなく、例えば前記エアバッグ３０が、助手席前のダッシュボードに設けられているものとして構成しても良い。また、前記自動車２の前部座席シートの後面側に形成され、あるいは前記自動車２のドア内側に設けられているものとして構成しても良い。この場合、前記エアバッグ３０が前記前部座席の後面側とドアの双方に設けられているものとして構成することもできる。これらのように構成すると、前記自動車２の安全性をより向上させることができる。

また、図１ないし図５により説明した前記検知システム１では、エアバッグ装置１２を作動させるものを例にしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、エアバッグ装置１２を作動させることに換えて、例えば衝突したときや盗難に伴うドアなどの開閉によって生じた空気Ａの流量変化に基づいて、衝突や盗難されたことを警察署や消防署などへ連絡する通報システムとして構成することもできる。この場合、前記作動出力手段１２として、外部へ通信信号を発信可能な通信機器を用いる。この通信機器が無線技術に使用できるものであると、移動する自動車２に使用されるものとして好ましい。前記検知システム１を前記通報システムとして使用した場合には、図５に示すフローチャートのＳＴ３は「通信機器から通報信号を発信」となり、ＳＴ４では「外部へ通報（通信）」となる。

また本発明の前記検知システム１は、路面状態を検知して、図示しないショックアブソーバ調整を行うものとして実施することができる。この場合、路面状態によって生じる前記自動車２の揺れに伴って車内空気Ａの流れが変化し、前記センサ４へ流れる前記空気Ａの流量が変化したときに、この流量変化を前記センサ４によって検知し、ショックアブソーバ調整を行う。この場合、前記作動信号出力手段１２は、ショックアブソーバ調整機器へ作動信号を出力する。このときに、前記作動信号出力手段１２がショックアブソーバ調整機器に対して出力する作動信号（図５に示すフローチャートのＳＴ３での出力信号）は、ショックアブソーバの減衰力を調整するための信号である。この作動信号に基づきショックアブソーバの減衰力が調整され、この場合の図５に示すフローチャートのＳＴ４では、「ショックアブソーバの減衰力調整」となる。このようにショックアブソーバの減衰力を調整することにより、路面状態に応じて自動車２の車体の揺れを最適な状態に制御し、前記自動車２の安全性を確保する。

また本発明の前記検知システム１は、前記自動車２の操向制御システムとして実施することもできる。すなわち、前記自動車２が走行中にスピンを起こしたり、あるいは急激な蛇行運転となったり、あるいは急発進した場合など、前記自動車２の安全性を損なうような急激な変化を伴う走行となったときには、自動車２に大きな加速度が与えられて前記自動車２の車内空気Ａの流れが変化する。この空気Ａの流れの変化に基づいて前記センサへ流れる空気Ａの流量が変化したときに、この流量変化を前記センサ４が検知し、自動車２の走行方向を制御して、自動車２の操向を制御するものとして構成できる。

この場合、前記作動信号出力手段１２は、前記自動車の図示しない駆動機器や操舵機器に対して制御を行うための信号を出力する。
駆動制御を行うための出力信号は、例えば駆動力を抑制し、あるいは駆動力を増大するための駆動制御信号である。このときに、前記作動信号出力手段１２が駆動機器に対して出力する作動信号（図５に示すフローチャートのＳＴ３での出力信号）は、駆動制御信号となる。
また、操舵制御を行うための出力信号は、例えば前記自動車２の車輪方向を適切な向きへ変えるための制御信号である。このときに、前記作動信号出力手段１２が操舵機器に対して出力する作動信号（図５に示すフローチャートのＳＴ３での出力信号）は、操舵制御信号となる。

あるいは、前記駆動制御や操舵制御に変えてまたは加えて、前記したような大きな加速度が与えられたときに、運転者へ音声発生や光源点灯などの警報を発することとして構成しても良い。このときに、前記作動信号出力手段１２が、図示しない音声発生機器に作動信号を出力して音声を発生し、あるいは光源機器に作動信号を出力して光源を点灯させる。
これら駆動機器の制御や操舵機器の制御、あるいは音声発生や光源点灯を行うことにより、前記自動車２の操向制御を行い、安全な操向を確保することが可能となる。

本発明の前記検知システム１では、前記したように、自動車のエアバッグシステム、通報システム、ショックアブソーバ調整システム、操向制御システムなどとして実施できるが、前記センサ４の検知レベル（前記検出器２２で検出される消費電力の大きさ）に応じて、前記作動信号出力手段１２が出力する作動信号を異ならせるように構成することができる。

すなわち、前記センサ４の検知レベル（前記検出器２２で検出される消費電力の値）が第１の所定範囲内であるときは、前記作動信号出力手段１２からショックアブソーバの減衰力を調整するための信号を出力して、前記ショックアブソーバの減衰力を調整する。
一方、前記センサ４の検知レベルが第２の所定範囲内であるときは、前記作動信号出力手段１２から通報信号を出力して、衝突や盗難を通報する。
さらに、前記センサ４の検知レベルが第３の所定の範囲内であるときは、前記作動信号出力手段１２からエアバッグ装置１１を作動させるための信号を出力して、前記エアバッグ３０を作動させる。

前記第１の所定範囲と前記第２の所定範囲と前記第３の所定範囲は、任意に設定可能であるが、所定の範囲における前記センサ４の検知レベルの大きさの関係は、例えば第１の所定範囲＜第２の所定範囲＜第３の所定範囲、とすることができる。この場合、前記センサ４での小さな検知レベルのときは、ショックアブソーバ調整が行われ、それよりも大きな検知レベルのときは、衝突時や盗難時の通報が行われ、さらに大きい検知レベルのときは、エアバッグ３０の作動が行われる。
このように、前記センサ４の検知レベル（前記検出器２２で検出される消費電力の大きさ）に応じて、前記作動信号出力手段１２が出力する作動信号を異ならせるように構成すると、１つのセンサ４で、複数の作動を行わせることができるため、検知システム１の小型化を図ることができる。

また本発明の前記検知システム１では、例えば前記センサ４によって自動車２内の空気Ａの温度を検知し、空気調和機器の制御を行うものとして構成することもできる。この場合も、前記衝突検知システム１の場合と同様に、前記測定抵抗体７の抵抗値と前記補正抵抗体８の抵抗値変化量が、前記空気Ａの温度によって変化することを利用し、前記測定抵抗体７と前記補正抵抗体８の抵抗値変化量が異なった場合、前記測定抵抗体７と前記補正抵抗体８の抵抗値との差が一定に保たれるようにするための、前記測定抵抗体７へ供給される電気の制御による消費電力を前記検出器２２によって検出することにより、前記センサ４が前記空気Ａの流量変化を検知する。

さらに図２に示す実施形態では、前記測定抵抗体７と前記補正抵抗体８の平面パターン形状が、矩形波形状として形成された形態を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば前記測定抵抗体７と前記補正抵抗体８の平面パターン形状が、波型形状、櫛形形状、あるいは渦巻き形状など、他の平面パターン形状として構成しても良い。

また、図１に示す実施形態では、前記センサ４の数が１個であるものを例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記センサ４が複数設けられているものとして構成しても良い。前記センサ４が複数設けられているものとして構成すると、検知精度を向上することができる。例えば、前記検知システム１を操向システムとして実施した場合、前記センサ４を前記自動車２の車内の異なる位置に前記センサ４を複数設けると、異なる位置における前記空気Ａの流れを検知することができる。この複数各々のセンサ４の検知レベル差に基づいて、蛇行方向やスピン方向を検知することも可能である。

また、前記検知システム１では、自動車２に搭載されるものを例にして説明したが、本発明では車両であれば自動車２に搭載されるものに限定されるものはなく、例えば単車や鉄道車両などにも搭載可能である。

本発明の検知システムに使用される衝突検知装置が搭載された自動車を上面から見た平面図、 図２は図１に示す自動車に搭載される衝突検知装置に使用されるセンサを上側から見た平面図、 図２に示すセンサをＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した切断断面図、 図１に示す衝突検知装置の部分回路図、 本発明の検知システムの動作フローを示すフローチャート図、

符号の説明

１ 検知システム
２ 自動車
３ 衝突検出装置
４ センサ
６ 基体
７ 測定抵抗体
８ 補正抵抗体
９ 貫通孔
１０ 処理手段
３０ エアバッグ

Claims (13)

1. 車両に搭載され、前記車両の状態変化を検知する検知手段を有し、この検知手段の検知に基づいて出力信号を出力する検知システムにおいて、前記検知手段は前記車両内部に存在する流体の流量変化を検知可能であり、前記流量変化を検知したときに前記出力信号を出力することを特徴とする検知システム。
2. 前記出力信号に基づき、前記車両に搭載された機器を作動させる請求項１記載の検知システム。
3. 前記検知手段は、基体上に形成された測定抵抗体と、この測定抵抗体の温度に基づく抵抗変化よりも抵抗変化量が少ない補正抵抗体とを有し、前記測定抵抗体と前記補正抵抗体の抵抗値が変化したときに、前記測定抵抗体と前記補正抵抗体との抵抗値の差を一定に保つために使用したエネルギー量から、前記流体の流量変化を検知する請求項１または２記載の検知システム。
4. 前記測定抵抗体が形成されている領域の前記基体の膜厚方向における厚さ寸法が、前記補正抵抗体が形成されている領域の前記基板の膜厚方向における厚さ寸法よりも小さく形成された部分を有している請求項３記載の検知システム。
5. 前記測定抵抗体が形成されている領域の前記基板には、膜厚方向に貫通する貫通孔が形成されている請求項３または４記載の検知システム。
6. 前記検知手段の検知レベルの大きさ応じて、異なる前記出力信号が出力される請求項１ないし５のいずれかに記載の検知システム。
7. 前記車両に搭載された機器はエアバッグである請求項２ないし６のいずれかに記載の検知システム。
8. 前記車両に搭載された機器は空気調和機器である請求項２ないし７のいずれかに記載の検知システム。
9. 前記車両に搭載された機器は、外部に信号を発することが可能な機器である請求項２ないし８のいずれかに記載の検知システム。
10. 前記車両に搭載された機器は、ショックアブソーバ調整機器である請求項２ないし９のいずれかに記載の検知システム。
11. 前記車両に搭載された機器は、駆動機器、または操舵機器である請求項２ないし１０のいずれかに記載の検知システム。
12. 前記車両に搭載された機器は、音声発生機器、または光源機器である請求項２ないし１１のいずれかに記載の検知システム。
13. 前記検知手段が複数設けられている請求項１ないし１２のいずれかに記載の検知システム。
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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