JP2009298296A

JP2009298296A - 衝突判断装置

Info

Publication number: JP2009298296A
Application number: JP2008155127A
Authority: JP
Inventors: Junichi Abe; 純一阿部
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2009-12-24

Abstract

【課題】磁気センサ駆動用のクロック信号を所定値まで増幅して各磁気センサのコイルにそれぞれ出力する場合に、時間の短縮を図り、効率よく磁気センサ駆動用のクロック信号を所定値まで増幅することができる衝突判断装置を提供する。
【解決手段】レジスタ部に入力された各磁気センサ（コイル）に対する各磁気センサ駆動用のクロック信号をそれぞれ所定値まで増幅するときに、各磁気センサ駆動用のクロック信号を所定の切り替え間隔時間毎に交互に切り替えて、各磁気センサ駆動用のクロック信号を所定の増幅間隔時間毎にそれぞれ大きくなるように増幅させる。
【選択図】図７

Description

本発明は、車両側面衝突時に側突したことを判定してサイドエアバック等の乗員保護モジュールへ作動信号を出力する衝突判断装置に関する。

自動車（車両）には、前面衝突時に乗員を保護するためのエアバックが運転席及び助手席の前方に一般に設置されているが、最近では、側面衝突時においても乗員の頭部や側部を保護するための乗員保護モジュール（サイドエアバックやカーテンエアバック）を車体側面側に設置した自動車が増えている。この乗員保護モジュール（サイドエアバックやカーテンエアバック）には、側面衝突時に衝突検出センサからのセンサ出力に基づいて車両の側面衝突を判定して、乗員保護モジュールへ作動信号を出力する衝突判断装置が接続されている。

ところで、自動車の側面衝突時に衝突を検出するための衝突検出センサとして、従来より、例えば、加速度センサ（Ｇセンサ）等が知られているが、近年、側面衝突時における衝突をより応答性よく、かつ確実に検出することが可能な磁気センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

前記特許文献１の磁気センサは、ドアパネルの車体外側方向に磁界を発生するコイルを有し、コイルのインダクタンスの変化に基づいて、自動車の側面衝突を検出するものである。
特開２００７−２９２５９３号公報

側面衝突を検出する磁気センサを有する衝突判断装置は、増幅された磁気センサ駆動用のクロック信号を車両両側に配置した各磁気センサに出力し、側面衝突時に磁気センサからのセンサ出力に基づいて側面衝突を判定するエアバックコントロールユニットを有している。

前記した磁気センサを有する衝突判断装置では、車両（自動車）のイグニッション（ＩＧＮ）スイッチのＯＮ時に、初期設定制御が最初に実行される。この初期設定制御では、例えば、エアバックコントロールユニットは、磁気センサ駆動用のクロック信号を、メインＣＰＵから送信されるコマンドに基づいて所定の大きさに増幅した後に、車両両側の各磁気センサのコイルにそれぞれ出力している。

ところで、磁気センサ駆動用のクロック信号を所定値まで増幅して各磁気センサのコイルにそれぞれ出力する場合に、磁気センサ駆動用のクロック信号を短時間で急激に所定値まで増幅すると、磁気センサ駆動用のクロック信号の急激な振幅電圧の変化から異常が発生しているとエアバックコントロールユニットが誤判定するおそれがあった。

このため、磁気センサ駆動用のクロック信号を所定値まで増幅して各磁気センサのコイルにそれぞれ出力する場合に、初期設定制御を短時間で終えるためにも、各磁気センサのコイルにそれぞれ出力する磁気センサ駆動用のクロック信号を短時間で急激に所定値まで増幅させることなく、時間の短縮を図り、効率よく磁気センサ駆動用のクロック信号を所定値まで増幅することが望まれていた。

そこで、本発明は、磁気センサ駆動用のクロック信号を所定値まで増幅して各磁気センサのコイルにそれぞれ出力する場合に、時間の短縮を図り、効率よく磁気センサ駆動用のクロック信号を所定値まで増幅することができる衝突判断装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明は、車両の右側部と左側部にそれぞれ設置され、車両側面衝突により変位する金属製の車両構成部材に所定の間隔を設けて対向配置されたコイルを有する磁気センサと、前記各磁気センサからのセンサ出力を入力し、車両衝突時における前記車両構成部材の変位に伴い、交流電流が印加された前記コイルに流れる電流の変化に基づいて、車両衝突時の衝突を判定するとともに、この衝突判定情報に基づいて、乗員保護モジュールに作動信号を出力する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記各磁気センサに対する磁気センサ駆動用のクロック信号をそれぞれ所定値まで増幅し、所定値まで増幅された前記クロック信号を前記各磁気センサのコイルへそれぞれ出力するためのレジスタ部を有している衝突判断装置において、前記レジスタ部は、前記各磁気センサに対する各磁気センサ駆動用のクロック信号をそれぞれ所定値まで増幅制御するときに、前記各磁気センサ駆動用のクロック信号を所定の切り替え間隔時間毎に交互に切り替えて、前記各磁気センサ駆動用のクロック信号を所定の増幅間隔時間毎にそれぞれ大きくなるように増幅させることを特徴としている。

本発明に係る衝突判断装置によれば、各磁気センサに対する各磁気センサ駆動用のクロック信号をそれぞれ所定値まで増幅するときに、各磁気センサ駆動用のクロック信号を所定の切り替え間隔時間毎に交互に切り替えて、各磁気センサ駆動用のクロック信号を所定の増幅間隔時間毎にそれぞれ大きくなるように増幅させることにより、時間の短縮を図り、効率よく各磁気センサ駆動用のクロック信号を所定値まで増幅することができる。

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る衝突判断装置の構成を示すブロック図、図２は、本発明の実施形態に係る衝突判断装置が搭載された車両（自動車）を示す概略平面図である。本実施形態に係る衝突判断装置は、自動車の側面衝突時の側突を判定して乗員保護モジュール（サイドエアバックやカーテンエアバック）に作動信号（展開信号）を出力する側面衝突判断装置に適用した例である。

図１、図２に示すように、本実施形態に係る衝突判断装置１は、車両２の両側のドア内にそれぞれ設置された各磁気センサ３ａ，３ｂと、側面衝突時に各磁気センサ３ａ，３ｂのうちの側突側の磁気センサからのセンサ出力に基づいて、不図示の運転席と助手席にそれぞれ設置された乗員保護モジュールとしての各サイドエアバック４ａ，４ｂのうちの側突側のサイドエアバックに展開信号（作動信号）を出力する制御手段としてのエアバックコントロールユニット（エアバックＥＣＵ）５を備えている。

エアバックコントロールユニット５は、各磁気センサ３ａ，３ｂに増幅された磁気センサ駆動用のクロック信号を出力するとともに、各磁気センサ３ａ，３ｂからのセンサ出力を入力する側突判定用ＡＳＩＣ(Application Specific IC)６と、この側突判定用ＡＳＩＣ６から送信される前記センサ出力情報に基づいて側突の判定を行うと共に、この側突判定結果に基づいて各サイドエアバック４ａ，４ｂの展開制御を行うメインＣＰＵ７を有している。側突判定用ＡＳＩＣ６は、図３に示すように、制御部６ａとレジスタ部６ｂを有している。エアバックコントロールユニット５のメインＣＰＵ７と側突判定用ＡＳＩＣ６の制御部６ａは、ＳＰＩ(Serial Peripheral Interface)通信によってデータの送受信が行われる。

レジスタ部６ｂは、メインＣＰＵ７から入力される磁気センサ駆動用のクロック信号を発振させ、メインＣＰＵ７から制御部６ａに送信されるコマンド（ＳＰＩ通信によるレジスタ書き込みコマンド）に基づいて、磁気センサ駆動用のクロック信号を所定の大きさまで次第に増幅させる（以下、この磁気センサ駆動用のクロック信号の増幅制御を、「トランスミッタ駆動制御」という）。このトランスミッタ駆動制御により増幅された磁気センサ駆動用のクロック信号を、各磁気センサ３ａ，３ｂのコイル９（図４参照）へそれぞれ出力することにより、各磁気センサ３ａ，３ｂが初期設定される。本発明の特徴であるトランスミッタ駆動制御の詳細については後述する。

図４は、磁気センサ３ａが設置された左ドア（助手席側ドア）内を示す概略縦断面図である。なお、右ドア（運転席側ドア）内に設置された磁気センサ３ｂも同様であり、磁気センサ３ａについて説明する。

図４に示すように、磁気センサ３ａは、左ドア（助手席側ドア）８の車体外側方向（図３の右側方向）に磁界を発生するコイル９を有し、アウタードアパネル８ａとインナードアパネル８ｂとで構成される左ドア（助手席側ドア）８内のインナードアパネル８ｂ側の下部付近に設置されている。樹脂容器１０内に設けられているコイル９には、交流電源（不図示）が接続されている。

アウタードアパネル８ａの内側には、車両前後方向に沿って補強ビーム１１が設置されており、この補強ビーム１１と対向するようにしてインナードアパネル８ｂ側に磁気センサ３ａが設置されている。なお、図４において、二点鎖線で示したアウタードアパネル８ａと補強ビーム１１は、側面衝突時の衝撃により車体内側へ変位した状態を示している。

図５を参照して、磁気センサ３ａ，３ｂによる、側面衝突時の衝突の検出原理について説明する。

図５に示すように、交流電流を印加した前記コイル９と金属製の車体側面構成部材（例えば、前記アウタードアパネル８ａ、補強ビーム１１）１２間の距離によって決まる磁界の強さを、コイル９のインピーダンスの変化として検出する。即ち、側面衝突時の衝撃により車体側面構成部材（例えば、アウタードアパネル８ａ、補強ビーム１１）１２がコイル９側に変位すると、車体側面構成部材１２の表面に渦電流が流れ、反作用磁束が発生する。この反作用磁束は、コイル９の起電力に変化を与えることにより、アウタードアパネル８ａ、補強ビーム１１などの車体側面構成部材１２がコイル９に近づくと、コイル９に流れる交流電流の値が大きくなる。よって、コイル９に流れる電流値の変化に基づいて、側面衝突時における車体側面構成部材（例えば、アウタードアパネル８ａ、補強ビーム１１）１２のコイル９側への変位、即ち、側面衝突時の衝突を検出することができる。

本実施形態に係る衝突判断装置１は上記のように構成されており、車両のイグニッション（ＩＧＮ）スイッチ（不図示）がＯＮされると、最初にエアバックコントロールユニット５の側突判定用ＡＳＩＣ６の初期設定制御（前記トランスミッタ駆動制御や、側突判定用ＡＳＩＣ６のレジスタ初期設定処理、レジスタ初期診断処理、磁気センサ駆動用クロック信号の発振処理、および他の回路初期診断など）を実行する。このエアバックコントロールユニット５の初期設定制御は、イグニッション（ＩＧＮ）スイッチのＯＮ時に自動的に実行される。

そして、例えば、車両左側面側への側突時においては、この側突時の衝撃により、図４に示したように、左ドア（助手席側ドア）８のアウタードアパネル８ａ、補強ビーム１１等が車室側に変形する。この際、左ドア（助手席側ドア）８内の磁気センサ３ａのコイル９にアウタードアパネル８ａ、補強ビーム１１等が近づくことで、前記したようにコイル９に流れる交流電流の値が大きくなる。

そして、側突判定用ＡＳＩＣ６の制御部６ａは、磁気センサ３ａから出力されるセンサ出力（コイル９に流れる交流電流の大きさに応じた信号）を通信データとしてメインＣＰＵ７へ送信する。そして、メインＣＰＵ７は、側突判定用ＡＳＩＣ６の制御部６ａから出力されるセンセ出力情報に基づいて側突を判定し、サイドエアバック４ａに接続されているインフレータ（不図示）に展開信号（作動信号）を出力する。サイドエアバック４ａに接続されているインフレータは、入力される展開信号によりサイドエアバック４ａを展開して、側突時の衝撃から乗員を保護する。

なお、車両右側面側への側面衝突時においても同様に、磁気センサ３ｂから入力されるセンサ出力（コイル９に流れる交流電流の大きさに応じた信号）に基づいて、コイル９に流れる交流電流の値が所定の閾値を超えるとサイドエアバック４ｂが展開される。

次に、前記した側突判定用ＡＳＩＣ６の初期設定制御における、トランスミッタ駆動制御を、図６に示したフローチャート、及び図７に示したタイミングチャートを参照して説明する。

最初にメインＣＰＵ７により、磁気センサ３ａ，３ｂの各コイル９に対するトランスミッタ駆動制御の制御タイミングを、５００μｓｅｃ間隔で左右交互に切り替えるように設定する（ステップＳ１）。そして、制御タイミングが、最初に右ドアの磁気センサ３ｂ側のコイル９（以下、「右コイル」という）に切り替え設定されると（ステップＳ２：ＹＥＳ）、右コイルトランスミッタ駆動用の設定値を１増加（加算）する（ステップＳ３）。なお、本実施形態では、右コイルトランスミッタ駆動用の設定値の初期値は「１」であり、設定値「１」から１ｍｓｅｃ後に設定値「２」に増加し、以降設定値「５０」まで１ｍｓｅｃ間隔で１ずつ増加する。

そして、メインＣＰＵ７から側突判定用ＡＳＩＣ６の制御部６ａへＳＰＩ通信で、ステップＳ３で得られた右コイルトランスミッタ駆動用の設定値（最初は設定値「１」）が送信されることにより（ステップＳ４）、メインＣＰＵ７から側突判定用ＡＳＩＣ６のレジスタ部６ｂに入力される右コイル側の磁気センサ駆動用のクロック信号の増幅が開始される。

そして、ステップＳ３で得られた右コイルトランスミッタ駆動用の設定値が「５０」に到達していない場合には（ステップＳ５：ＮＯ）、ステップＳ１に戻って、５００μｓｅｃ間隔で制御タイミングを左右交互に切り替え、制御タイミングが、今度は左ドアの磁気センサ３ａ側のコイル９（以下、「左コイル」という）に切り替え設定されると（ステップＳ２：ＮＯ）、左コイルトランスミッタ駆動用の設定値を１増加（加算）する（ステップＳ６）。なお、本実施形態では、左コイルトランスミッタ駆動用の設定値の初期値は「１」であり、設定値「１」から１ｍｓｅｃ後に設定値「２」に増加し、以降設定値「５０」まで１ずつ増加する。

そして、メインＣＰＵ７から側突判定用ＡＳＩＣ６の制御部６ａへＳＰＩ通信で、ステップＳ６で得られた左コイルトランスミッタ駆動用の設定値（最初は設定値「１」）が送信されることにより（ステップＳ７）、メインＣＰＵ７から側突判定用ＡＳＩＣ６のレジスタ部６ｂに入力される左コイル側の磁気センサ駆動用のクロック信号の増幅が開始される。

そして、ステップＳ６で得られた左コイルトランスミッタ駆動用の設定値が「５０」に到達していない場合には（ステップＳ５：ＮＯ）、ステップＳ１に戻って、５００μｓｅｃ毎に制御タイミングを左右交互に切り替え、制御タイミングを今度は右コイル側に切り替える。そして、上記したステップＳ１〜Ｓ７を繰り返し実行して、右コイル側及び左コイル側の磁気センサ駆動用のクロック信号を、５００μｓｅｃ間隔で交互に切り替えながら設定値が１増加する毎に徐々に増幅させていき、右コイルトランスミッタ駆動用の設定値と左コイルトランスミッタ駆動用の設定値が共に「５０」に到達したときに（ステップＳ５：ＹＥＳ）、トランスミッタ駆動制御を終了する。

右コイルトランスミッタ駆動用の設定値と左コイルトランスミッタ駆動用の設定値が共に「５０」に到達したときが、右コイル側及び左コイル側の磁気センサ駆動用のクロック信号が所定値まで増幅された状態となり、この増幅された右コイル側及び左コイル側の磁気センサ駆動用のクロック信号が、磁気センサ３ａ，３ｂの各コイル９にそれぞれ出力される。

なお、本実施形態では、右コイルトランスミッタ駆動用の設定値と左コイルトランスミッタ駆動用の設定値において、前の設定値と次の設定値間（例えば、設定値「１」と設定値「２」間）の増幅間隔は１ｍｓｅｃであり、設定値「１」〜設定値「５０」間におけるトランスミッタ駆動制御に要する時間は約５０ｍｓｅｃである（正確には、左コイル側の方が最初の切り替え時間分の５００μｓｅｃだけ長くなる）。

このように、本実施形態では、右コイル側及び左コイル側の磁気センサ駆動用のクロック信号を、５００μｓｅｃ間隔で交互に切り替えながら設定値「１」〜設定値「５０」の間で徐々に増幅させて、所定値まで増幅させる構成により、右コイル側及び左コイル側のトランスミッタ駆動制御を、時間を無駄にすることなく、効率よく行うことが可能となる。

図８は、前記した本実施形態のトランスミッタ駆動制御に対する比較例におけるトランスミッタ駆動制御を示したタイミングチャートである。

図８に示すように、この比較例におけるトランスミッタ駆動制御では、最初に右コイル側の磁気センサ駆動用のクロック信号を、設定値「１」〜設定値「５０」の間で徐々に増幅させて、所定値まで増幅させ後に、１ｍｓｅｃの間隔をおいて、左コイル側の磁気センサ駆動用のクロック信号を、設定値「１」〜設定値「５０」の間で徐々に増幅させて、所定値まで増幅させる構成である。なお、右コイルトランスミッタ駆動用の設定値と左コイルトランスミッタ駆動用の設定値において、前の設定値と次の設定値間（例えば、設定値「１」と設定値「２」間）の増幅間隔は１ｍｓｅｃである。

このように、この比較例では、右コイル側のトランスミッタ駆動制御が終了した後に左コイル側のトランスミッタ駆動制御を行うことにより、右コイル側及び左コイル側のトランスミッタ駆動制御が完了するまでに約１００ｍｓｅｃの時間を要するが、前記した本実施形態のトランスミッタ駆動制御では、その半分の約５０ｍｓｅｃに短縮することができる。

なお、図７に示した本実施形態のトランスミッタ駆動制御では、右コイルトランスミッタ駆動用及び左コイルトランスミッタ駆動用の各設定値を「１」〜「５０」までとしたが、これに限らず任意の数の設定値でもよい。

また、車両のイグニッション（ＩＧＮ）スイッチ（不図示）がＯＮ状態からＯＦＦされた場合には、上記した本実施形態のトランスミッタ駆動制御の逆を行う。すなわち、右コイル側及び左コイル側の磁気センサ駆動用のクロック信号を、５００μｓｅｃ間隔で交互に切り替えながら設定値「５０」〜設定値「１０」の間で徐々に減幅させる。

本発明の実施形態に係る衝突判断装置の構成を示すブロック図。本発明の実施形態に係る衝突判断装置が搭載された車両を示す概略平面図。側突判定用ＡＳＩＣの構成を示すブロック図。磁気センサが設置された左ドア（助手席側ドア）内を示す概略縦断面図。磁気センサによる、側面衝突時の衝突の検出原理を説明するための図。側突判定用ＡＳＩＣの初期設定制御における、本実施形態のトランスミッタ駆動制御を示したフローチャート。側突判定用ＡＳＩＣの初期設定制御における、本実施形態のトランスミッタ駆動制御を示したタイミングチャート。側突判定用ＡＳＩＣの初期設定制御における、比較例のトランスミッタ駆動制御を示したタイミングチャート。

符号の説明

１衝突判断装置
２車両
３ａ，３ｂ磁気センサ
４ａ，４ｂサイドエアバック
５エアバックコントロールユニット
６側突判定用ＡＳＩＣ
６ａ制御部
６ｂレジスタ部
７メインＣＰＵ
８左ドア
９コイル

Claims

車両の右側部と左側部にそれぞれ設置され、車両側面衝突により変位する金属製の車両構成部材に所定の間隔を設けて対向配置されたコイルを有する磁気センサと、
前記各磁気センサからのセンサ出力を入力し、車両衝突時における前記車両構成部材の変位に伴い、交流電流が印加された前記コイルに流れる電流の変化に基づいて、車両衝突時の衝突を判定するとともに、この衝突判定情報に基づいて、乗員保護モジュールに作動信号を出力する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記各磁気センサに対する磁気センサ駆動用のクロック信号をそれぞれ所定値まで増幅し、所定値まで増幅された前記クロック信号を前記各磁気センサのコイルへそれぞれ出力するためのレジスタ部を有している衝突判断装置において、
前記レジスタ部は、前記各磁気センサに対する各磁気センサ駆動用のクロック信号をそれぞれ所定値まで増幅制御するときに、前記各磁気センサ駆動用のクロック信号を所定の切り替え間隔時間毎に交互に切り替えて、前記各磁気センサ駆動用のクロック信号を所定の増幅間隔時間毎にそれぞれ大きくなるように増幅させることを特徴とする衝突判断装置。