JP3383816B2

JP3383816B2 - 車両用エアバッグ作動制御装置

Info

Publication number: JP3383816B2
Application number: JP22790592A
Authority: JP
Inventors: 紀文伊豫田; 直樹石井; 俊明松橋; 行史岡田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-08-04
Filing date: 1992-08-04
Publication date: 2003-03-10
Anticipated expiration: 2018-03-10
Also published as: JPH0655993A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両の衝突を検知し
たときに、衝突方向に応じて前突用エアバッグまたは側
突用エアバッグを展開させて乗員を保護するための車両
用エアバッグ作動制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両衝突時の安全性を高めるために、車
両の前面衝突および側面衝突に備えて、前面衝突用と側
面衝突用との２種類のエアバッグ装置を搭載する場合が
あり、例えば、特願平３−２９３５５１号の願書に添付
した明細書（特開平５−１０５０２２号公報）に記載さ
れているものがある。

【０００３】これは図１１に示すように、車室内の助手
席の前方のインストルメントパネル１に前面衝突用エア
バッグ装置２が、また助手席の側方のサイドドア３内に
側面衝突用エアバッグ４がそれぞれ設けられている。そ
して、例えば車両の正面衝突時は、前面衝突用エアバッ
グ装置２の図示してないインフレータが着火し、発生す
るガスによってエアバッグが膨張し、乗員の前面に展開
して、二次衝突から頭部や胸部等を保護し、また側面衝
突用エアバッグ４は、側面衝突時に、前記前面衝突用エ
アバッグ装置２のインフレータで発生したガスが、弁の
切替え操作によりダクト５，６を介して供給されて膨張
し、乗員の側方に展開して、サイドドア３の窓ガラス等
との二次衝突から乗員を保護する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】また、前面衝突用のエ
アバッグ装置と側面衝突用エアバッグ装置とを合せて装
備する場合には、それぞれの点火制御を独立して行うの
が一般的である。また、前面衝突と側面衝突とは車両の
衝突形態で区別され、主に前方向に減速度が発生する場
合に乗員は前方へ移動し、前突用のエアバッグが必要と
され、また主に左右方向に加速度が加わる場合には、乗
員は左または右方向に移動するため側突用のエアバッグ
が必要とされる。

【０００５】ところで、例えば側面衝突のうち、走行中
の車両の側面に他の車両が衝突した場合は、左右方向の
加速度と前後方向の加速度との両方が検出される。また
斜め前方や斜め側方からの衝突の場合にも、前後方向の
加速度と左右方向の加速度とが共に検出されることがあ
る。

【０００６】このような衝突形態の場合には、実際の衝
突規模は、エアバッグを作動させるレベルであるにもか
かわらず、前面衝突用と側面衝突用との両センサにおい
て、検出される衝突レベルはそれぞれ低いものとなっ
て、各エアバッグを作動させるものとはならない場合が
ある。

【０００７】この発明は、上記の事情に鑑みなされたも
ので、衝突時における２方向からの加速度を合成したベ
クトル値から、衝突方向を検出するとともに衝突方向に
よって作動させるエアバッグを予め設定できる車両用エ
アバッグ作動制御装置を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として請求項１の発明は、図１に示すように、
車両の前面衝突時に展開する前突用エアバッグと、側面
衝突時に展開する側突用エアバッグとを備えた車両用エ
アバッグ作動制御装置において、車両の前後方向と側面
方向との２方向からの加速度を検出する加速度センサＡ
と、この加速度センサＡによって検出された２方向の加
速度をベクトル演算によって合成し、合成したベクトル
値から、車両の衝突が前後方向または側面方向であるか
を検出する衝突方向検出手段Ｂと、前記ベクトル値か
ら、前記衝突方向検出手段Ｂにより検出された車両の衝
突方向における加速度を検出する衝突加速度検出手段Ｅ
と、車両の衝突方向によって、前記前突用エアバッグま
たは前記側突用エアバッグのうち、いずれか一方を作動
させることを予め設定する作動エアバッグ設定手段Ｄ
と、前記衝突方向検出手段Ｂによって検出された車両の
衝突方向と前記作動エアバッグ設定手段Ｄの設定内容と
に基づいて、前記前突用エアバッグまたは前記側突用エ
アバッグのいずれか一方を作動させることを決定する作
動エアバッグ決定手段Ｃと、前記衝突加速度検出手段Ｅ
が所定値以上の加速度を検出したときに、前記作動エア
バッグ決定手段Ｃによって決定された前突用エアバッグ
または前記側突用エアバッグの一方を作動させるエアバ
ッグ作動手段Ｆ１，Ｆ２とを有することを特徴としてい
る。また、請求項２の発明は、請求項１の構成に加え
て、前記側突用エアバッグに対応するインフレータに着
火して前記側突用エアバッグを展開させるスクイブと電
源との間に、車体に一定以上の衝突荷重が加わった場合
に導通されるセーフィングセンサが設けられていること
を特徴としている。さらに、請求項３の発明は、前記衝
突方向検出手段Ｂにより検出される前突エリアと側突エ
リヤとの境界部分は、所定の角度範囲で重複していると
ともに、前記作動エアバッグ設定手段Ｄは、前記衝突方
向検出手段Ｂにより、前記所定の角度範囲で衝突が発生
したことが検出された場合に、前記前突用エアバッグお
よび前記側突用エアバッグの両方を作動させることを設
定する機能を備えていることを特徴としている。

【０００９】

【作用】上記のように構成することによって、請求項１
の発明は、例えば、加速度センサＡが検出した２方向の
加速度をベクトル演算によって合成し、合成されたベク
トル値から、衝突方向検出手段Ｂにより車両の衝突方向
が前後方向または側面方向であるかが検出され、かつ、
衝突加速度検出手段Ｅがその衝突方向における加速度を
検出する。一方、作動エアバッグ設定手段Ｄにより、車
両の衝突方向に応じて、前突用エアバッグまたは側突用
エアバッグのうち、いずれか一方のエアバッグを作動さ
せることが予め設定されている。そして、作動エアバッ
グ設定手段Ｄと、前記衝突方向検出手段Ｂによって検出
された衝突方向とに基づいて、前突用エアバッグまたは
側突用エアバッグのいずれを展開させるのかが、作動エ
アバッグ決定手段Ｃにより決定される。そして、車両の
前後方向または側面方向の衝突時に、前記衝突加速度検
出手段Ｅが所定以上の加速度を検出すると、エアバッグ
作動手段Ｆ１，Ｆ２により、前突用エアバッグまたは側
突用エアバッグのいずれか一方が展開され、衝突の方向
に応じたエアバッグが的確に展開される。また、請求項
２の発明は請求項１と同様の作用が生じるほかに、非衝
突時や、側面衝突時に加わる荷重が小さい場合には、セ
ーフィングセンサが導通されず、エアバッグの不要な展
開を防止することができる。請求項３の発明によれば、
請求項１または２の発明と同様の作用が生じる他に、所
定の角度範囲で衝突が発生したことが検出された場合
に、前突用エアバッグおよび側突用エアバッグの両方が
作動される。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の車両用エアバック作動制御
装置の一実施例を図２ないし図１０に基づいて説明す
る。

【００１１】図５に示すように、車両の運転席Ｍおよび
助手席Ｐのそれぞれ側方となるサイドドア１１の車室内
側には、折畳まれたエアバッグとインフレータとを収容
したサイドエアバッグモジュール１２ａ，１２ｂが、ド
アインナパネル（図示せず）に支持して設けられてい
る。また車体のほぼ中央に位置するセンタコンソールの
下部には、各エアバッグの作動を制御するエアバッグ作
動制御装置１３と、衝突を検出する加速度センサ（以下
Ｇセンサという。）１４とを備えている。

【００１２】また、運転席Ｍの前方には、ステアリング
ホイール１５の中心部に、インフレータと共に装着され
た前突用のＭ席用エアバッグモジュール１６が、また助
手席Ｐの前方のインストルメントパネル１７内には、同
様にエアバッグとインフレータとを一体に納めた前突用
の助手席用エアバッグモジュール１８がそれぞれ設けら
れている。

【００１３】そして、前記Ｇセンサ１４としては、例え
ば図８に示した半導体Ｇセンサ１９がある。これは金属
製で板状のカンチレバー部１９ａと、このカンチレバー
部１９ａの付根に形成されたゲージ部１９ｂと、カンチ
レバー部１９ａの先端側が錘となって揺動した際のゲー
ジ部１９ｂの変形に伴う抵抗変化を信号として取り出す
集積回路部１９ｃとから構成されている。この半導体Ｇ
センサ１９は、カンチレバー部１９ａが車体の前後方向
へ揺動可能に取付ければ前突用Ｇセンサとして使用で
き、車体前方を正（＋）、後方を負（−）の値で表し、
またカンチレバー部１９ａが車体の左右方向に揺動可能
に取付ければ側突用Ｇセンサとして使用でき、前進時の
車体右方向を正（＋）、左方向を負（−）の値で表すこ
とができる。

【００１４】また、エアバッグの作動を制御する前記制
御装置１３は、図２のブロック図に示すように、車両の
前面衝突を検出する前後方向加速度センサ１４ａと側面
衝突を検出する左右方向加速度センサ１４ｂとが検出し
た検出値を、それぞれデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器２２，２３と、この両Ａ／Ｄ変換器２２，２３から
入力されるデジタル信号に基づいて、エアバッグの点火
判定および各種演算を行うマイクロプロセッサ２４とを
有しており、このマイクロプロセッサ２４と前記エアバ
ッグ１２ａ，１２ｂ，１６，１８の点火回路２５の各ス
クイブ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄとの間は、マイ
クロプロセッサ２４から出力される点火信号がそれぞれ
に伝達されるように結線されるとともに、各スクイブ２
６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは、セーフィングセンサ
２７をそれぞれ介して電源に接続されている。

【００１５】また、前記セーフィングセンサ２７として
は、非衝突時におけるエアバッグの誤作動を防止するも
ので、例えば図９に示す水銀式のセーフィングセンサ２
１や、図１０に示すローラマイト式のセーフィングセン
サ３１がある。

【００１６】前者のセーフィングセンサ２１は、試験管
状の容器２２内に所定量の水銀２３を入れ、その容器２
２の上部に陰陽の電極５０，５０を離間させて配設した
状態で密封したもので、衝突荷重が加わる方向（車体の
左または右方向）に傾斜させた状態に取付けられる。そ
して、常態においては重力の作用によって容器２２の底
に溜った水銀２３は、側面衝突時に車体に一定以上の衝
突荷重が加わると、その慣性力にって容器２２内の水銀
２３は傾斜内面を上昇して電極５０の位置まで移動して
両電極５０，５０を導通させる。また、非衝突時や加わ
る荷重が小さい場合には、容器２２内の水銀２３が電極
５０の位置まで移動せず、したがって、セーフィングセ
ンサ２１が導通しないためスクイブは点火せず、エアバ
ッグの不要な展開を防止することができるとともに、非
衝突側のエアバッグを点火させずに残しておくことによ
って、その後に発生する側突時に、このエアバッグを有
効に利用できる。

【００１７】また後者のセーフィングセンサ３１は、外
側にプレートスプリング２６の一端側が巻き付けられた
ローラ３２と、このローラ３２の表面に形成された回転
接点２８と、前記プレートスプリング２６の巻かれてい
ない他端側に形成された開口部から突出した固定接点２
９とを備えている。そして、非作動時には、プレートス
プリング２６の所期セット荷重により、ローラ３２はス
トッパ３０に当っており、固定接点２９と回転接点２８
は離れている。そして、車体側面に衝突荷重が加わると
ローラ３２が回転し、ローラ３２に設けられた回転接点
２８が移動して固定接点２９に接触してＯＮ信号を出力
するようになっている。

【００１８】そして、マイクロプロセッサ２４において
は、図３に示すように、前後方向加速度センサ１４ａと
左右方向加速度センサ１４ｂとがそれぞれ検出した検出
値をＡ／Ｄ変換し、更に積分等によって加工したデータ
ｆx ，ｆy に基づいてベクトル演算を行い、衝突強さと
衝突方向とを求める。

【００１９】即ち衝突強さは、（ｆx ²＋ｆy ²）の平
方根を求め、その値が予め設定されたしきい値ｆThより
大きいか否かの比較を行ない、また衝突方向θは、（ta
n ^-1・ｆy ／ｆx ）を求め、その衝突方向θの値（＝角
度）から展開すべきエアバッグを決定する。

【００２０】その結果、（ｆx ²＋ｆy ²）の平方根が
しきい値より大きな場合には、衝突方向θに該当する位
置のエアバッグモジュールのインフレータを着火させ
て、発生するガスによってエアバッグを膨張展開させ
る。

【００２１】また、マイクロプロセッサ２４にて演算に
用いる数値としては、図６に示すように、両加速度セン
サ１４ａ，１４ｂのそれぞれの検出値Ｇx ，Ｇy をその
まま用いるか、または、この検出値Ｇx ，Ｇy の一回積
分値Ｖx ，Ｖy を使用するか、または検出値Ｇx ，Ｇy
の二回積分値Ｓx ，Ｓy を使用することができる。なお
一回積分値Ｖx ，Ｖy は、衝突の速度に衝突時該当し、
二回積分値Ｓx ，Ｓyはの乗員の移動距離に該当する。

【００２２】次に、上記のように構成されるこの実施例
の作用を図３および図４を参照して説明すると、先ず、
車両の側面のサイドドア１１の部分に他の車両が衝突し
た場合には、車体のほぼ中央に設けられた加速度センサ
１４のうちの前後方向加速度センサ１４ａと左右方向加
速度センサ１４ｂが、それぞれ車体の前後方向と左右方
向との加速度を検出する。その検出値Ｇx ，Ｇy は、Ａ
／Ｄ変換された後、図３に示すようにそれぞれ判定演算
に用いる演算値ｆx ，ｆy に加工される。そして、ステ
ップ1 において、衝突強さ、すなわち（ｆx 2 ＋ｆy 2
）の平方根が計算される。またステップ2 では、衝突
方向θ、すなわち（tan -1・ｆy ／ｆx ）が計算され
る。そして、ステップ3 においては、求められた（ｆx
2 ＋ｆy 2 ）の平方根と、しきい値ｆThの比較を行な
い、根がしきい値以下の場合にはステップ1 に戻り、エ
アバッグは展開させない。またステップ3 において（ｆ
x 2 ＋ｆy 2 ）の平方根がしきい値より大きい場合には
ステップ4 に進む。

【００２３】ステップ4 においては、ステップ2 で算出
された衝突方向θの値に基づいて、展開させるエアバッ
グの決定を行う。例えば、図４に示すように、求めたθ
の値の絶対値より前突しきい値の方が大きい場合、すな
わち lθl ＜θF の場合は、前面衝突と判断して、ステ
アリングホイール１５の中心に配設されている前突用の
Ｄ席用エアバッグモジュール１６と、助手席Ｐの前方の
インストルメントパネル１７内に配設されている前突用
の助手席用エアバッグモジュール１８のそれぞれのイン
フレータを着火し、発生するガスによってエアバッグを
膨張・展開させて、ステアリングホイール１５やインス
トルメントパネル１７等との二次衝突から乗員を保護す
る。

【００２４】また、求めたθの値が、−θS ＜θ＜−θ
F の場合は、車体の左側面への衝突と判断して、左側の
サイドドア内に収容されているサイドエアバッグモジュ
ール１２ｂのインフレータを着火し、発生するガスによ
ってエアバッグを膨張・展開させて、左側サイドドア内
壁や窓ガラスとの二次衝突から乗員を保護する。

【００２５】さらに、求めたθの値が、θF ＜θ＜θS
の場合は、車体の右側面への衝突と判断して、右側のサ
イドドア内に収容されているサイドエアバッグモジュー
ル１２ａのインフレータを着火し、発生するガスによっ
てエアバッグを膨張・展開させて、右側サイドドア内壁
や窓ガラスとの二次衝突から乗員を保護する。

【００２６】したがって、車両の衝突時に、前方衝突を
検出するセンサと側面衝突を検出するセンサとが共に衝
突を検出した場合に、前方と側方との２方向の加速度Ｇ
をベクトル演算し、求めたベクトル値によって、エアバ
ッグの点火判定および点火方向の判定および点火するエ
アバッグの決定を行うので、不要なエアバッグを展開さ
せるような誤作動がなく、また的確なエアバッグを膨張
・展開させることができる。

【００２７】このとき、側突の場合は、衝突荷重を吸収
する部材として、サイドドア等の車体側部構成材のみで
衝撃吸収量が、エンジンルーム内に設置された各種の部
品やシャーシ材等が圧縮されて衝撃を吸収する前突の場
合と比べて、衝突の影響が乗員に及び易いという問題が
あった。そのため、側突の判定基準、すなわち、側突し
きい値を前突のしきい値に比べて小さく設定している。

【００２８】例えば図７に示すように、車体前面から左
右に角度θ（θ＝約３０度）ずつ開いた扇形の前突エリ
ヤ内への衝突においては、衝撃吸収量が多いため衝突の
判定基準とする値を大きく設定し、また、車体側面から
斜め前方へ９０−θ度開いた側突エリヤ内の衝突におい
ては、サイドドア等による衝撃吸収量が少ないため、乗
員を確実に保護できるように、衝突の判定基準とする値
を前突の場合より小さく設定して、前突の場合よりも比
較的小さな衝突荷重であっても、衝突と判定して、乗員
の安全を確保するようになっている。

【００２９】また、前記前突エリヤと側突エリヤとの境
界部分は、所定の角度α（約５〜１０度）の範囲で重複
するようになっており、この角度αの範囲に衝突した場
合には、前突用エアバッグと側突用エアバッグとの両方
が展開して、乗員を保護するようになっている。

【００３０】なお、前記実施例は、代表的な一例を挙げ
て説明したもので、この発明の衝突検出装置は、この実
施例に限定されるものではなく、例えば後突（追突や後
方走行時の衝突）用エアバッグ装置を備えた車両にも適
用してよい。

【００３１】また、前記実施例においては、この発明の
衝突検出装置を、車両用エアバッグ装置の衝突センサと
して用いた場合について説明したが、車両用エアバッグ
装置以外に、例えばシートベルトのロック機構や他のパ
ッシブレストレイントシステムや安全設備の衝突検出装
置にも適用することができる。なお、前述した制御装置
１３が、この発明の衝突方向検出手段Ｂ、作動エアバッ
グ決定手段Ｃ、作動エアバッグ設定手段Ｄ、衝突加速度
検出手段Ｅ、エアバッグ作動手段Ｆ１，Ｆ２に相当す
る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、車両衝突時の前後方向と左右方向との２方向から
の加速度をベクトル演算によって合成し、求められたベ
クトル値に基づいて、衝突方向および衝突加速度を検出
するとともに、衝突方向に応じて作動エアバッグを設定
するので、衝突方向が高精度に検出されるとともに、衝
突方向に応じていずれか一方のエアバッグを展開させる
ことができる。また、請求項２の発明によれば、請求項
１の発明と同様の効果を得られるほかに、側面衝突が一
定値以上になった場合に、セーフィングセンサが導通さ
れてインフレータに着火されるため、不要なエアバッグ
の展開を防止することができる。請求項３の発明によれ
ば、請求項１または２の発明と同様の作用が生じる他
に、所定の角度範囲で衝突が発生したことが検出された
場合に、前突用エアバッグおよび側突用エアバッグの両
方が作動される。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の基本構成を示すブロック図で
ある。

【図２】この発明の制御装置の一実施例の構成を示すブ
ロック図である。

【図３】エアバッグの制御プログラムを示すフローチャ
ートである。

【図４】演算値と衝突方向との関係を示す説明図であ
る。

【図５】エアバッグモジュールおよび制御装置の配置図
である。

【図６】比較判定に用いる演算値の種類を示す説明図で
ある。

【図７】車体部位別に設定されたしきい値の大きさを示
す説明図である。

【図８】半導体加速度センサの斜視図である。

【図９】水銀式のセーフィングセンサの斜視図である。

【図１０】ローラマイト式のセーフィングセンサの斜視
図である。

【図１１】従来の前突用エアバッグと側突用エアバッグ
とを併せ持つエアバッグ装置の一例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１１サイドドア１２ａサイドエアバッグモジュール１２ｂサイドエアバッグモジュール１３制御装置１４加速度センサ１４ａ前後方向加速度センサ１４ｂ左右方向加速度センサ１５ステアリングホイール１６前突用のＭ席用エアバッグ１７インストルメントパネル１８前突用のＰ席用エアバッグ１９半導体Ｇセンサ２１，２７，３１セーフィングセンサ２４マイクロプロセッサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡田行史愛知県刈谷市昭和町一丁目１番地日本電装株式会社内 (56)参考文献特開平３−281455（ＪＰ，Ａ) 実開平３−121155（ＪＰ，Ｕ) 特表平４−500642（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60R 21/16 - 21/32

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の前面衝突時に展開する前突用エア
バッグと、側面衝突時に展開する側突用エアバッグとを
備えた車両用エアバッグ作動制御装置において、車両の前後方向と側面方向との２方向からの加速度を検
出する加速度センサＡと、この加速度センサＡによって
検出された２方向の加速度をベクトル演算によって合成
し、合成したベクトル値から、車両の衝突が前後方向ま
たは側面方向であるかを検出する衝突方向検出手段Ｂ
と、前記ベクトル値から、前記衝突方向検出手段Ｂによ
り検出された車両の衝突方向における加速度を検出する
衝突加速度検出手段Ｅと、車両の衝突方向によって、前
記前突用エアバッグまたは前記側突用エアバッグのう
ち、いずれか一方を作動させることを予め設定する作動
エアバッグ設定手段Ｄと、前記衝突方向検出手段Ｂによ
って検出された車両の衝突方向と前記作動エアバッグ設
定手段Ｄの設定内容とに基づいて、前記前突用エアバッ
グまたは前記側突用エアバッグのいずれか一方を作動さ
せることを決定する作動エアバッグ決定手段Ｃと、前記
衝突加速度検出手段Ｅが所定値以上の加速度を検出した
ときに、前記作動エアバッグ決定手段Ｃによって決定さ
れた前突用エアバッグまたは前記側突用エアバッグの一
方を作動させるエアバッグ作動手段Ｆ１，Ｆ２とを有す
ることを特徴とする車両用エアバッグ作動制御装置。
【請求項２】前記側突用エアバッグに対応するインフ
レータに着火して前記側突用エアバッグを展開させるス
クイブと電源との間に、車体に一定以上の衝突荷重が加
わった場合に導通されるセーフィングセンサが設けられ
ていることを特徴とする請求項１に記載の車両用エアバ
ッグ作動制御装置。
【請求項３】前記衝突方向検出手段Ｂにより検出され
る前突エリアと側突エリヤとの境界部分は、所定の角度
範囲で重複しているとともに、前記作動エアバッグ設定
手段Ｄは、前記衝突方向検出手段Ｂにより、前記所定の
角度範囲で衝突が発生したことが検出された場合に、前
記前突用エアバッグおよび前記側突用エアバッグの両方
を作動させることを設定する機能を備えていることを特
徴とする請求項１または２に記載の車両用エアバッグ作
動制御装置。