JP2017132283A - 乗員保護システム用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乗員保護装置の誤作動を防止するとともに、早期に衝突による衝撃を検出可能な乗員保護システム用制御装置の提供。
【解決手段】エアバッグＥＣＵ１のＥＣＵハウジング２は、取付孔２１ｅ１、２１ｅ２、２１ｅ３に挿入された締付ネジにより、車両に取り付けられている。取付孔２１ｅ１、２１ｅ２、２１ｅ３を頂点として、ハウジング多角形ＰＨが形成されている。一方、プリント基板３は、スクリュー孔３ａ１、３ａ２、３ａ３に挿入されたスクリューにより、ＥＣＵハウジング２に取り付けられている。スクリュー孔３ａ１、３ａ２、３ａ３を頂点として、基板多角形ＰＳが形成されている。加速度センサ４１は、ハウジング多角形ＰＨと基板多角形ＰＳとが重畳した領域ＶＲ内に形成され、スクリュー孔３ａ１、３ａ３を互いに結んだ固定点結線ＣＬの上に配置されている。固定点結線ＣＬの延びる方向は、加速度センサ４１の加速度検出方向と一致している。
【選択図】図２

Description

本発明は、乗員保護装置の作動を制御する乗員保護システム用制御装置に関する。

近年、衝突時に乗員を保護するための乗員保護システムが設けられた車両が普及している。乗員保護システムには、エアバッグ装置やシートベルトプリテンショナといった乗員保護装置の作動を制御するための制御装置が含まれている。当該制御装置は、ハウジング内に、衝撃センサが取り付けられた回路基板が収容されて形成されている。乗員保護システムの制御装置は、衝撃センサによって車両に発生した衝撃が検出された場合に、乗員保護装置を作動させて衝突の衝撃から乗員を保護している。

上述したような乗員保護システムの制御装置においては、車両に衝突が発生していない場合における乗員保護装置の誤作動を防止するために、衝撃センサによる不必要な衝撃検出を防ぐ必要があった。特に、衝撃センサが設けられた回路基板は、車両の振動等によって共振が発生することがあるため、衝撃センサが当該共振に起因して発生した衝撃を誤検出することを防止する必要があった。この課題に対し、下記の特許文献１に記載された従来技術があった。この従来技術による制御装置は、回路基板をハウジングに取り付けるための基板取付穴を頂点として形成される最も狭い領域と、ハウジングを車両に取り付けるための車両取付穴を頂点として形成される領域とが重なる領域に、衝撃センサを配置している。これにより当該制御装置においては、車両の振動等による不要な衝撃検出を防ぎ、乗員保護装置の誤作動を防止することができる。

特開２０１１−７５４４２号公報

しかしながら、乗員保護システムの制御装置は、乗員保護装置の誤作動を防止することに加えて、実際に車両に衝突が発生した場合には、乗員を保護するために、早期に車両に発生した衝撃を検出する必要があった。通常、衝突によって車両に発生した衝撃は、車両からハウジングを介して回路基板に形成された衝撃センサへと伝達する。したがって、衝突によって車両に発生した衝撃を、短時間で回路基板から衝撃センサへと伝える必要があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、乗員保護装置の誤作動を防止するとともに、早期に衝突による衝撃を検出可能な乗員保護システム用制御装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、請求項１に係る乗員保護システム用制御装置の発明は、ハウジングと、衝撃検出センサが取り付けられ、ハウジングの内部に収容された回路基板と、を備えた乗員保護システム用制御装置であって、ハウジングは、車両に取り付けられるための複数の車両取付点を所定位置に有しており、回路基板には、ハウジングに固定されるための複数の基板固定点が設けられており、衝撃検出センサは、３個以上の車両取付点を頂点としたハウジング多角形と、３個以上の基板固定点を頂点とした基板多角形とが重畳した領域内であって、かつ、いずれか２つの基板固定点を結んだ直線である固定点結線の上に配置されている。

この構成によれば、衝撃検出センサは、いずれか２つの基板固定点を結んだ直線である固定点結線の上に配置されている。これにより、衝突によって車両に発生した衝撃が、ハウジングに固定された回路基板の基板固定点を介して、固定点結線の両端部から衝撃検出センサへと伝わるため、早期に衝突による衝撃を検出することが可能になる。
また、衝撃検出センサは、車両に取り付けられるための３個以上の車両取付点を頂点としたハウジング多角形と、ハウジングに固定されるための３個以上の基板固定点を頂点とした基板多角形とが重畳した領域に配置されている。これにより、衝撃検出センサを、回路基板の共振等が発生しない安定した部位に設けることができる。したがって、回路基板の共振等による不要な衝撃検出を防ぎ、車両振動等による乗員保護装置の誤作動を防止することができる。

本発明の実施形態１によるエアバッグＥＣＵの分解斜視図 図１に示したエアバッグＥＣＵの内部を示す模式的な平面図 実施形態２によるエアバッグＥＣＵの内部を示す模式的な平面図

＜実施形態１＞
（実施形態１の構成）
図１および図２に基づき、本発明の実施形態１によるエアバッグＥＣＵ１について説明する。エアバッグＥＣＵ１は車両７に取り付けられており、乗員保護システム用制御装置に該当する。以下、図１において矢印によって示した方向を、エアバッグＥＣＵ１の上方および下方として説明するが、これは、車両７におけるエアバッグＥＣＵ１の実際の取付方向とは無関係である。また、車両７の前後方向および左右方向とエアバッグＥＣＵ１との関係は、図２において矢印にて示したとおりである。また、図２において、加速度センサ４１以外の電子部品４、スクリュー６および締付ネジ７３は省略されている。

エアバッグＥＣＵ１は、ロアケース２１とアッパーケース２２とが係合して形成されるＥＣＵハウジング２を備えている。ＥＣＵハウジング２は、ハウジングに該当する。ＥＣＵハウジング２の内部には、プリント基板３が収容されている。プリント基板３は、回路基板に該当する。
ロアケース２１は、圧延鋼板等の鉄製の板材がプレス成形されて、平面視が略矩形状を呈するように形成されている。図１に示したように、ロアケース２１は中央に略矩形状を呈した平板部２１ａを備えており、平板部２１ａの周囲には、上方に向けて絞られた複数のスクリュー座面２１ｂ（図１において２個のみ示す）がそれぞれ形成されている。各々のスクリュー座面２１ｂには、前述したプリント基板３を固定するための連結孔２１ｃが形成されている。

平板部２１ａの１辺からは、取付フランジ２１ｄが突出している。取付フランジ２１ｄは平板部２１ａの外周縁に延在しており、その両端部において一対の取付孔２１ｅ１、２１ｅ２が貫通している。また、ロアケース２１において、平板部２１ａの他辺の端部からは取付片２１ｆが突出しており、取付片２１ｆには取付孔２１ｅ３が貫通している（図２示）。図２に示したように、取付孔２１ｅ１、２１ｅ２、２１ｅ３は、ロアケース２１の所定位置に配置されている。複数の取付孔２１ｅ１、２１ｅ２、２１ｅ３は、説明の便宜上、互いに異なる符号を付しているが、すべて同一の形状および同一の大きさを有したものでよい。各々の取付孔２１ｅ１、２１ｅ２、２１ｅ３の中心は、車両取付点に該当する。

一方、アッパーケース２２は合成樹脂材料により箱状に一体成形され、平面視が略矩形状を呈するように形成されている。図１に示すように、アッパーケース２２は、平板状の天井部２２ａと天井部２２ａに連結された４枚の側板部２２ｂを有している（図１において、３枚のみ示す）。側板部２２ｂのうちの一つには開口２２ｃが設けられ、後述するコネクタ５の配置空間が形成されている。

プリント基板３は、絶縁性の樹脂が含浸した矩形状の基材上に、銅箔等によってパターン配線（図示せず）が配されることにより形成されている。プリント基板３上には、複数の電子部品４が配置されている。電子部品４には、ＣＰＵのほか、昇圧回路を構成するスイッチング素子、ダイオード、インダクタ、コンデンサ等が含まれている。また、電子部品４には、衝突時に車両７に加えられた衝撃を検出する加速度センサ４１も含まれている。加速度センサ４１は、衝撃検出センサに該当する。さらに、プリント基板３の端部には、複数のターミナル５１を収容したコネクタ５が取り付けられており、外部からの電力の供給および外部との間の信号のやり取りが可能に形成されている。

プリント基板３には、プリント基板３をロアケース２１およびアッパーケース２２に取り付けるための複数のスクリュー孔３ａ１、３ａ２、３ａ３（図１においてスクリュー孔３ａ１、３ａ２のみ示す）が貫通している。図２に示すように、複数のスクリュー孔３ａ１、３ａ２、３ａ３は、説明の便宜上、互いに異なる符号を付しているが、すべて同一の形状および同一の大きさを有したものでよい。各々のスクリュー孔３ａ１、３ａ２、３ａ３の中心は、基板固定点に該当する。

前述したアッパーケース２２の天井部２２ａの下面からは、図示しない複数の連結ボスが下方に向けて延びており、各々の連結ボスの端面には、ナット部材２２ｄ（図１示）が熱圧入によって装着されている。ナット部材２２ｄは金属材料にて形成され、それぞれ雌ネジが形成されている。
プリント基板３がロアケース２１上に載置された状態で、アッパーケース２２はプリント基板３を覆うようにロアケース２１に上方から係合される。この状態において、下方から３本のスクリュー６が、それぞれロアケース２１の連結孔２１ｃおよびプリント基板３のスクリュー孔３ａ１、３ａ２、３ａ３に挿入される。各々のスクリュー６が、アッパーケース２２のナット部材２２ｄに締め付けられることによって、ロアケース２１、アッパーケース２２およびプリント基板３が連結され、エアバッグＥＣＵ１が完成する。

図１に示すように、車両７のフロアパネル７１上には、取付ブラケット７２が固定されている。取付ブラケット７２には、上方に向けて絞られた一対の取付台座７２ａが形成されている。一方の取付台座７２ａには、一対の締付孔７２ｂが互いに所定距離だけ離れた位置に貫通している。また、他方の取付台座７２ａには１つの締付孔７２ｂが貫通している。取付台座７２ａの下面には、図示しないウェルドナットが、それぞれの締付孔７２ｂに対応する位置に固着されている。エアバッグＥＣＵ１を取付台座７２ａ上に載置した状態で、ロアケース２１の取付孔２１ｅ１、２１ｅ２、２１ｅ３に、上方から複数の締付ネジ７３が貫通している。各々の締付ネジ７３が、取付ブラケット７２のウェルドナットに対し締め付けられることにより、エアバッグＥＣＵ１は、取付台座７２ａ上に固定されている。

図２に示したように、ロアケース２１に形成された複数の取付孔２１ｅ１、２１ｅ２、２１ｅ３の中心は、ロアケース２１の平面視において、それぞれ略直角三角形の頂点となるように配置されている。また、複数のスクリュー孔３ａ１、３ａ２、３ａ３の中心も、プリント基板３の平面視において、それぞれ略直角三角形の頂点となるように配置されている。ここで、以下、各々の取付孔２１ｅ１、２１ｅ２、２１ｅ３を頂点とした直角三角形（図２において、左下がりの斜線によるハッチングにて示す）をハウジング多角形ＰＨと言う。また、それぞれのスクリュー孔３ａ１、３ａ２、３ａ３を頂点とした直角三角形（図２において、右下がりの斜線によるハッチングにて示す）を基板多角形ＰＳと言う。

加速度センサ４１は、ハウジング多角形ＰＨと基板多角形ＰＳとが重畳した領域ＶＲ内（重畳した領域内に該当する）に形成されている。厳密にいえば、加速度センサ４１の中央部であって、伝達された加速度を検出する部位（図２において黒丸にて示す）が、ハウジング多角形ＰＨと基板多角形ＰＳとが重畳した領域ＶＲ内に形成されている。また、加速度センサ４１は、スクリュー孔３ａ１の中心とスクリュー孔３ａ３の中心とを結んだ直線である、固定点結線ＣＬの上に配置されている。加速度センサ４１は、車両７の前後方向に働く加速度および車両７の左右方向に働く加速度を検出可能に形成されている。したがって、上述した固定点結線ＣＬの延びる方向は、加速度センサ４１が加速度を検出可能な車両７の左右方向と一致している（図２示）。

さらに、加速度センサ４１は、固定点結線ＣＬ上（固定点結線上に該当する）において、最寄りのスクリュー孔３ａ１との間の距離Ｄが、固定点結線ＣＬのうち、前述した領域ＶＲに含まれる部位の長さＬの１／２以下となる位置に配置されている。厳密にいえば、前述した図２において黒丸にて示した加速度センサ４１の中央部とスクリュー孔３ａ１の中心との間の距離Ｄが、固定点結線ＣＬのうち、領域ＶＲに含まれる部位の長さＬの１／２以下となる位置に配置されている。距離Ｄは、衝撃検出センサと最寄りの基板固定点との間の距離に該当する。
エアバッグＥＣＵ１は、衝突による衝撃を検出する図示しないサテライトセンサおよび乗員保護装置であるエアバッグ装置と接続されている。エアバッグＥＣＵ１は、加速度センサ４１またはサテライトセンサによる検出値に基づいて、車両７に衝突が発生したと判定し、エアバッグ装置を作動させる。エアバッグＥＣＵ１は、エアバッグ装置に代えて、またはエアバッグ装置に加えて、シートベルトプリテンショナを作動させるように形成されていてもよい。

（実施形態１の作用効果）
本実施形態によれば、加速度センサ４１は、２つのスクリュー孔３ａ１、３ａ３の中心同士を結んだ直線である固定点結線ＣＬの上に配置されている。これにより、衝突によって車両７に発生した衝撃が、固定点結線ＣＬの両端に位置するスクリュー孔３ａ１、３ａ３に挿入されてＥＣＵハウジング２に固定された一対のスクリュー６を介して、固定点結線ＣＬの両端部から加速度センサ４１へと伝わる。このため、早期に衝突による衝撃を検出することが可能になる。
加速度センサ４１は、取付孔２１ｅ１、２１ｅ２、２１ｅ３の中心を頂点としたハウジング多角形ＰＨと、スクリュー孔３ａ１、３ａ２、３ａ３の中心を頂点とした基板多角形ＰＳとが重畳した領域ＶＲ内に配置されている。これにより、加速度センサ４１を、プリント基板３の共振等が発生しない安定した部位に設けることができる。したがって、プリント基板３の共振等による不要な衝撃検出を防ぎ、車両７の振動等による乗員保護装置の誤作動を防止することができる。

固定点結線ＣＬの延びる方向は、加速度センサ４１による衝撃検出の方向と一致している。これにより、車両７に発生した左右方向の衝撃が、検出する衝撃の方向に加速度センサ４１を挟んだ位置にある双方のスクリュー６を介して加速度センサ４１へと効率的に伝わる。このため、よりいっそう早期に衝突による衝撃を検出することが可能になる。
固定点結線ＣＬ上において、加速度センサ４１と最寄りのスクリュー孔３ａ１の中心との間の距離Ｄが、固定点結線ＣＬのうち、領域ＶＲに含まれる部位の長さＬの１／２以下となるように、加速度センサ４１が配置されている。これにより、加速度センサ４１をスクリュー孔３ａ１に挿入されたスクリュー６の近傍に配置することができる。このため、車両７に発生した衝撃が、最寄りのスクリュー６を介して加速度センサ４１へと伝わり、さらに早期に衝突による衝撃を検出することが可能になる。

＜実施形態２＞
（実施形態２の構成）
図３に基づき、実施形態２によるエアバッグＥＣＵ１Ａについて説明する。尚、車両７の前後方向および左右方向とエアバッグＥＣＵ１Ａとの関係は、図３において矢印にて示したとおりである。また、図３においては、図２と同様に、加速度センサ４１以外の電子部品４、スクリュー６および締付ネジ７３は省略されている。本実施形態において、プリント基板３には、４個のスクリュー孔３ａ４、３ａ５、３ａ６、３ａ７が貫通している。各々のスクリュー孔３ａ４、３ａ５、３ａ６、３ａ７の中心は、基板固定点に該当する。プリント基板３は、スクリュー孔３ａ４、３ａ５、３ａ６、３ａ７に挿入されたスクリュー６により、ＥＣＵハウジング２に取り付けられている。スクリュー孔３ａ４、３ａ５、３ａ６、３ａ７の中心は、プリント基板３の平面視において、それぞれ略正方形の頂点となるように配置されている。プリント基板３上には、それぞれのスクリュー孔３ａ４、３ａ５、３ａ６、３ａ７の中心を頂点として基板多角形ＰＳ１（図３において、右下がりの斜線によるハッチングにて示す）が形成されている。

加速度センサ４１の中央部であって、伝達された加速度を検出する部位は、実施形態１と同様に、ハウジング多角形ＰＨと基板多角形ＰＳ１とが重畳した領域ＶＲ１内（重畳した領域内に該当する）に形成されている。図３に示したように、ハウジング多角形ＰＨと基板多角形ＰＳ１とが重畳した領域ＶＲ１内には、固定点結線ＣＬ１と固定点結線ＣＬ２とが形成されている。固定点結線ＣＬ１は、スクリュー孔３ａ４の中心とスクリュー孔３ａ５の中心とを結んだ直線であり、固定点結線ＣＬ２は、スクリュー孔３ａ６の中心とスクリュー孔３ａ７の中心とを結んだ直線である。本実施形態において加速度センサ４１は、車両７前方側（車両前方側に該当する）に位置する固定点結線ＣＬ１の上に配置されている（図３において、当該加速度センサ４１を実線にて示す）。これに対し、仮に、図３の下方が車両７前方側であった場合、加速度センサ４１は、もう一つの固定点結線ＣＬ２の上に配置される（図３において、その場合の加速度センサ４１を破線にて示す）。

本実施形態においても、固定点結線ＣＬ１、ＣＬ２の延びる方向は、加速度センサ４１が加速度を検出可能な車両７の左右方向と一致している。また、加速度センサ４１は、固定点結線ＣＬ１上において、最寄りのスクリュー孔３ａ４の中心との間の距離Ｄ１が、固定点結線ＣＬ１のうち、領域ＶＲ１に含まれる部位の長さＬ１の１／２以下となる位置に配置されている。距離Ｄ１は、衝撃検出センサと最寄りの基板固定点との間の距離に該当する。本実施形態におけるその他の構成は、実施形態１と同様であるため、これ以上の説明は省略する。

（実施形態２の作用効果）
エアバッグＥＣＵ１Ａにおいて、ハウジング多角形ＰＨと基板多角形ＰＳ１とが重畳した領域ＶＲ１内に、複数の固定点結線ＣＬ１、ＣＬ２が形成されている。そして、加速度センサ４１は、複数の固定点結線ＣＬ１、ＣＬ２のうち、車両７前方側に位置する固定点結線ＣＬ１の上に配置されている。これにより、車両７の前方からの衝撃を早期に検出することができ、車両前方において発生した衝突に対して、乗員保護装置を早期に作動させることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
実施形態１において、スクリュー孔３ａ１の中心とスクリュー孔３ａ２の中心とを結んだ、車両７の前後方向に延びた線を固定点結線とし、加速度センサ４１を、当該固定点結線上に配置してもよい。また、実施形態２において、スクリュー孔３ａ４の中心とスクリュー孔３ａ７の中心とを結んだ、車両７の前後方向に延びた線を固定点結線とし、加速度センサ４１を、当該固定点結線上に配置してもよい。これらの場合、それぞれ加速度センサ４１が配置された固定点結線が延びる方向は、加速度センサ４１が加速度を検出可能な車両７の前後方向と一致するように設定することができる。

ハウジング多角形ＰＨおよび基板多角形ＰＳは、三角形または四角形でなければならないわけではなく、五角形以上であってもよい。
ハウジング２を車両７に取り付けるための取付孔２１ｅ１、２１ｅ２、２１ｅ３は、ハウジング２において、いくつ設けられていてもよい。また、プリント基板３をハウジング２に取り付けるためのスクリュー孔３ａ１、３ａ２、３ａ３も、プリント基板３においていくつ形成されていてもよい。
ＥＣＵハウジング２において、取付孔２１ｅ１、２１ｅ２、２１ｅ３が４個以上形成されている場合、ハウジング多角形ＰＨは、ＥＣＵハウジング２に形成されたすべての取付孔２１ｅ１、２１ｅ２、２１ｅ３を用いて形成されている必要はない。ハウジング多角形ＰＨは、少なくとも、３個以上の取付孔２１ｅ１、２１ｅ２、２１ｅ３の中心を頂点として形成されていればよい。
また、プリント基板３において、スクリュー孔３ａ１、３ａ２、３ａ３が５個以上形成されている場合、基板多角形ＰＳは、プリント基板３に形成されたすべてのスクリュー孔３ａ１、３ａ２、３ａ３を用いて形成されている必要はない。基板多角形ＰＳは、少なくとも、３個以上のスクリュー孔３ａ１、３ａ２、３ａ３の中心を頂点として形成されていればよい。

ＥＣＵハウジング２を車両７に取り付けるための車両取付点として、必ずしもＥＣＵハウジング２に取付孔２１ｅ１、２１ｅ２、２１ｅ３が貫通している必要はない。例えば、ＥＣＵハウジング２にスタッドボルトを設け、ブラケット等に形成した取付孔に当該スタッドボルトを挿入し、ブラケットから突出したスタッドボルトにナットを締め付けた後、ブラケットを車両７に固定してもよい。
また、プリント基板３をＥＣＵハウジング２に取り付けるための基板固定点として、必ずしもプリント基板３にスクリュー孔３ａ１、３ａ２、３ａ３が形成されている必要はない。例えば、複数の基板固定点において、熱かしめ等することによって、プリント基板３をＥＣＵハウジング２に固定してもよい。

図面中、１，１ＡはエアバッグＥＣＵ（乗員保護システム用制御装置）、２はＥＣＵハウジング（ハウジング）、３はプリント基板（回路基板）、３ａ１，３ａ２，３ａ３，３ａ４，３ａ５，３ａ６，３ａ７はスクリュー孔（基板固定点）、７は車両、２１ｅ１，２１ｅ２，２１ｅ３は取付孔（車両取付点）、４１は加速度センサ（衝撃検出センサ）、ＣＬ，ＣＬ１，ＣＬ２は固定点結線、ＰＨはハウジング多角形、ＰＳ，ＰＳ１は基板多角形、ＶＲ，ＶＲ１はハウジング多角形と基板多角形とが重畳した領域を示している。

Claims (4)

1. ハウジング（２）と、
   衝撃検出センサ（４１）が取り付けられ、前記ハウジングの内部に収容された回路基板（３）と、
   を備えた乗員保護システム用制御装置（１、１Ａ）であって、
   前記ハウジングは、車両（７）に取り付けられるための複数の車両取付点（２１ｅ１、２１ｅ２、２１ｅ３）を所定位置に有しており、
   前記回路基板には、前記ハウジングに固定されるための複数の基板固定点（３ａ１、３ａ２、３ａ３、３ａ４、３ａ５、３ａ６、３ａ７）が設けられており、
   前記衝撃検出センサは、
   ３個以上の前記車両取付点を頂点としたハウジング多角形（ＰＨ）と、３個以上の前記基板固定点を頂点とした基板多角形（ＰＳ、ＰＳ１）とが重畳した領域（ＶＲ、ＶＲ１）内であって、かつ、いずれか２つの前記基板固定点を結んだ直線である固定点結線（ＣＬ、ＣＬ１、ＣＬ２）の上に配置された乗員保護システム用制御装置。
2. 前記固定点結線の延びる方向は、前記衝撃検出センサによる衝撃検出の方向と一致する請求項１記載の乗員保護システム用制御装置。
3. 前記固定点結線上において、前記衝撃検出センサと最寄りの前記基板固定点（３ａ１、３ａ４）との間の距離（Ｄ、Ｄ１）が、前記固定点結線のうち、前記ハウジング多角形と前記基板多角形とが重畳した領域に含まれる部位の長さ（Ｌ、Ｌ１）の１／２以下である請求項１または２に記載の乗員保護システム用制御装置。
4. 前記ハウジング多角形と前記基板多角形（ＰＳ１）とが重畳した領域（ＶＲ１）内に、複数の前記固定点結線（ＣＬ１、ＣＬ２）が形成されており、
   前記衝撃検出センサは、複数の前記固定点結線のうち、車両前方側に位置する前記固定点結線（ＣＬ１）の上に配置された請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の乗員保護システム用制御装置（１Ａ）。

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