JP3728397B2 - 車両の乗員保護装置 - Google Patents
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Description
本発明は車両の乗員保護装置に関する。
【0002】
車両の乗員保護機構に対する要求は、衝突が識別された際にエアバッグを単純に膨張させるのみにとどまらない。場合によっては乗員は全勢力で膨張されたエアバッグのために怪我をするかもしれない。これはその乗員の身体全体または個々の身体部分がエアバッグの膨張の前またはその開始時、数msec後に完全に膨張したエアバッグによって占められる領域に位置している場合に生じうる。この理由から乗員の位置を検出し、エアバッグのトリガを阻止したり、または多段階で膨張可能なエアバッグを乗員が著しく前方にずれている場合に弱く膨らませることが図られる。
【0003】
車両座席上で乗員または対象物の位置を識別する装置が米国特許第5413378号明細書から公知である。ここでは乗員の位置は3つの超音波センサにより検出され、これらの超音波センサはダッシュボード、車両座席のバックレストおよび車両座席の側方に配されている。センサは車両座席レストとダッシュボードとの間の空間を乗員または対象物についてスキャンする。評価器はセンサ信号から乗員の位置を求める。
【0004】
規定された空間のスキャンに基づき各超音波センサは約1mより大きい到達距離を有しなければならない。こうした比較的大きな到達距離の構成では比較的小さな分解能しか得られず、その結果間隔は粗いパターンでしか検出されない。しかしエアバッグの調整付きのインフレーションのためには間隔測定に微細な分解能が必要なのである。他方では、必ずしも任意の乗員位置を検出しなくてよい。また車両座席のバックレストに超音波センサを取り付けることはコストを要する。というのはバックレストの基準を通る貫通開口が必要だからである。さらにそのようなセンサの取り付けは坐り心地を損なう。
【0005】
したがって本発明の課題は、公知の装置の欠点を回避し、特に、簡単かつ低コストな作製条件で大きな分解能を達成できる車両の乗員保護用装置を提供することである。
【0006】
本発明の課題は、危険領域内に対象物または乗員が検出されずかつ求められたベルト長が限界値を下回った場合に、評価器により、衝突に対するエアバッグの完全な膨張を許容する制御信号が送出され、危険領域内に対象物または乗員が検出されかつ求められたベルト長が限界値を上回った場合に、評価器により、衝突に対するエアバッグの膨張を抑圧するかまたは第1の小さな容積段階での膨張のみを許容する制御信号が送出され、危険領域内に対象物または乗員が検出されかつ求められたベルト長が限界値を下回った場合に、評価器により、衝突に対するエアバッグの第2の中間の容積段階の膨張を許容する制御信号が送出される構成により解決される。
【0007】
ここにおいてエアバッグ前方の危険領域内に対象物または乗員が存在するか否かを検出するセンサが設けられる。エアバッグはステアリングホイールまたはダッシュボードと乗員との間の空間内で膨張され展開されるものである。エアバッグが膨張後に占める空間は、同時に、膨張の時点では乗員に対する危険領域となる。衝突の時点で乗員の頭部が当該の危険領域内にあれば、膨張するエアバッグによって怪我する危険がきわめて大きくなる。要するに、間隔センサとして構成されたセンサにより、エアバッグ機構の直接前方の危険領域または少なくとも衝突の際にエアバッグが展開される領域が検出される。そのようなセンサが危険領域の検出のために必要とする到達距離は比較的小さいため(例えば40cm以下)、センサが例えばダッシュボード上に配されている場合にスキャニング速度が高められる。というのは、特に、検出される間隔の処理のためのアルゴリズムが簡単化され、したがって比較的高いスキャニングレートのもとで間隔検出のためにより多くの計算性能が得られるからである。さらに車両座席に割り当てられたベルト機構のシートベルト引き出し長(以下ベルト長と略する)を求めるセンサが用意されている。ベルト引き出し長または時間的なベルト長の変化量は車両座席における乗員の上体位置を知るための尺度となる。評価器は検出された間隔および求められたベルト長に依存してエアバッグの膨張を制御する。ここで評価器は通常、例えば加速度センサのかたちの衝突識別装置に依存して、エアバッグを衝突の強さに基づいて乗員の保護のために膨張すべきであるか否かの判定を行う。ただし本発明の評価器は当該の判定に対して、ベルト引き出し長および対象物または乗員が危険領域内にあるか否かに依存して、どの程度エアバッグを膨張すべきであるかという点やインフレーションの阻止も含めて考慮する。
【0008】
本発明の利点は、乗員の位置が高い分解能で識別されることである。まさに、比較的弱い出力の放射を有する分解能の良好な間隔センサ、およびベルト引き出し長に対するセンサとして、乗員と車両レストとの間の間隔検出のためのさらなるセンサの構成により、高い分解能で乗員位置を検出可能な低コストの装置が創出される。それら2つのセンサによるだけで既にバックレストに寄りかかっている通常の坐り方をしている乗員とダッシュボードの方向に前にずれている乗員とが区別されるだけでなく、例えば、通常の座席位置で新聞を広げて読んでいる乗員も区別できるのである。さらにここでは車両座席における何らの機械的操作手段も必要でない。また乗員に対するビーム負荷が著しく低減される。しかも種々の乗員位置の区別にとって必要なすべての情報が供給されるのである。
【0009】
本発明の有利な発展形態は従属請求項に記載されている。
【0010】
本発明の実施例および発展形態を図を用いて詳述する。
【0011】
図1には本発明の装置を有する車両の室内空間が略示されており、図2には本発明の装置の評価器における評価プロセスのシーケンスダイヤグラムが示されている。
【0012】
図1には乗客空間8が示されており、この乗客空間8には車両底部82と連結されたレール821上に車両座席レスト811および車両座席本体812を有する車両座席81が座席本体812に連結された座席レール813上を移動可能に支承されている。車両のBピラーにはベルト機構がローラ上に巻装されたベルト01とともに取り付けられており、このベルト01はシートベルト装着の際に引き出される。図示されていないベルト01のバックル閉鎖部分はシートベルト装着の際ベルト錠03とともにインターロック機構を形成している。ここにおいてベルト引き出し長GURに対するセンサ02が設けられている。
【0013】
車両座席の位置に対する検出器2が座席レール813に設けられている。この検出器2は図示の軸に沿って車両座席位置Pを検出する。さらに車両座席81は重量またはチャイルドシート識別機構1を有し、この重量またはチャイルドシート識別機構1は車両座席81上に配された重量または識別されたチャイルドシートに依存してステータス信号GEWないしKISIを送出する。
【0014】
ダッシュボード機構9内のエアバッグカバー91の後方に、畳み込まれたエアバッグ41、ガス発生器42、および保持体43を備えたエアバッグ機構4が配置されている。エアバッグカバー91上に間隔センサ3が配されており、この間隔センサ3はエアバッグ41の前方の破線で示した危険領域を1ビームでスキャンし、検出された間隔ABSが最大到達距離RWMAXより小である場合に当該の危険領域内の乗員または対象物を識別する。
【0015】
車両座席81内に配された評価器5は、間隔センサ3の間隔ABS、ベルト引き出し長02に対するセンサのベルト引き出し長GUR、重量またはチャイルドシート識別のための機構1のステータス信号GEWまたはKISI、および車両座席位置2に対する検出器の車両座席位置Pを評価する。ここで殊に、時間的に先行して求められたベルト引き出し長とその時点で求められたベルト引き出し長との差を形成することにより、所定の期間内でのベルト長変化量が求められる。間隔ABSおよびベルト長GURまたはベルト長変化量を用いて、所定の乗員または対象物の位置が識別される。
【0016】
有利には、評価器5により第1のステータス信号STA1が次のような場合、エアバッグ41のトリガのため制御回路7へ供給される。すなわち、重量識別1のための機構1から、車両座席81上での乗員の所在をうかがわせる重量信号GEWが送出され(例えば重量信号GEWが所定の限界値より大であり)、同時にベルト引き出し長GURまたはベルト長変化量が所定の限界値を下回り、同時に間隔センサ3が作用領域内に対象物または乗員を識別しない場合、制御回路7へ当該の第1のステータス信号が供給される。これら全てのセンサ信号は、車両座席81上でバックレストに寄りかかった通常の座席位置での乗員の所在を示唆するものである。衝突識別装置6がエアバッグ41のトリガに充分な強い衝撃を識別し、したがってトリガ信号AUSを制御回路7に供給すると、制御回路7は第1のステータス信号STA1が同時に識別されている場合に点火信号Zを生じさせる。
【0017】
重量識別装置1から乗客の存在を推定させる重量信号GEWが送出され、ベルト長GURないしベルト長変化が所定の限界値を越えており、同時に間隔センサ3が作用領域内で対象物または乗員を識別すると、第1のステータス信号STA1とは異なる第2のステータス信号STA2が評価器5から制御回路7へ供給される。この第2のステータス信号STA2は少なくとも幾つかの身体部分がエアバッグ41の危険領域内に存在する著しく前方へずれた乗員を表わしている。第2ステータス信号STA2とともにトリガ信号AUSが生じると、制御回路7により点火信号Zの発生が阻止される。というのは、このような乗員位置の場合、乗員の怪我の危険性のほうがエアバッグにより得られる保護作用よりも大きいからである。エアバッグが多段階でトリガ可能に構成されている場合、すなわち例えばエアバッグ41をこれに配属された複数の発生器42の制御により複数の容積段階で膨張できる場合には、エアバッグ41の第1の小さな容積段階での膨張を所属の発生器42を介して別のガス発生器42に対する点火信号Ziとは異なる点火信号Z1により行うことができる。エアバッグ41の充填容積は、エアバッグカバー91の前方、乗員の識別された間隔ABSの範囲内で、第1の小さな容積段階での膨張により乗員に対する危険が生じないように選定するとよい。
【0018】
同様に乗員が識別され、ベルト長GURないしベルト長変化量が僅かであって所定の限界値を下回っているが、同時に対象物が間隔センサ3の作用領域内に識別された場合、評価器5により第3のステータス信号STA3が制御回路7に供給される。この第3のステータス信号STA3は、例えば、後方に寄りかかって新聞を広げて読んでいる乗員を表している。制御回路7は第3のステータス信号STA3およびトリガ信号AUSが生じている場合、有利には多段階で膨張可能なエアバッグの第2の中間の容積段階での膨張をトリガして乗員に最小の保護作用を施し、他方で完全に一義的には求めにくい車両空間内での乗員状況およびまたは位置を確認する。
【0019】
有利には、間隔センサ3およびベルト引き出し長に対するセンサ02の信号のほか、車両座席2の位置に対する検出器の車両座席位置pが評価器5で実際の座席位置の判断のために常に考慮される。重量および/またはチャイルドシート識別機構1が車両座席81上に配されたチャイルドシートを識別した場合には、さらに別の信号が供給される。有利にはベルト長GURは考慮されず、単に間隔ABSのみがチェックされる。間隔センサ3が作用領域内に対象物を識別したということは、チャイルドシートは後方へ向かっており、つまりチャイルドシートのレストがダッシュボード機構9のほうへ配向されている。そのような対象物位置では、チャイルドシートでの大きな怪我の危険性に基づき、制御回路7によりエアバッグ41の膨張が阻止される。
【0020】
本発明は多数の発展形態および変化形態を可能にする。有利には、間隔センサ3は赤外センサ3として構成されている。この赤外センサ3は図1に示すような最大の到達距離RWMAXで赤外光を放射する。最大の到達距離RWMAXにより定まる間隔センサ3の作用領域内に存在する乗員または対象物は赤外ビームを反射し、この赤外ビームは次に間隔センサ3のホトデテクタで検出される。評価器5は例えば送出された赤外信号と受信された赤外信号との間の走行時間に基づきセンサと識別された対象物との間の間隔についての推論を取得する。また他の物理的原理、例えば超音波方式で動作する間隔センサを設けてもよい。間隔センサの配置は、エアバッグカバー91またはダッシュボード機構9に限定されるものではない。間隔センサは車両天蓋部ないし幌に配置されていてもよく、こうした配置の場合には、エアバッグの前方のいわゆる危険領域のみが検出される。間隔センサの最大到達距離RWMAXはエアバッグ機構と車両座席上の潜在的対象物または乗員との間の危険領域の寸法に関するものであるが、センサビームの絶対的到達距離に必ずしも制限されるものでない。間隔センサは例えば単一ビームで所望の間隔を求めることもできるし、または多ビームで、所定の領域、例えば図1に破線で示したセクタを比較的多数のビーム放射器およびビームデテクタによりスキャンすることもできる。
【0021】
ベルト機構0をBピラーのみならず、車両座席81自体に設けてもよい。ベルト引き出し長GURを求めるために、長さ測定のための種々の物理的原理を使用でき、例えば光学的測定手段を使用できる。同じことが、車両座席の位置に対する検出器2についても成り立つ。重量識別部1は例えば重量に依存してその抵抗の変わるセンサマットを用いて実現できる。チャイルドシート識別のための機構1は有利には測定用の電磁界を送出し、この測定用電磁界はチャイルドシートで共振器により特異的に変化する。
【0022】
評価器5および制御回路7を1つの共通のマイクロプロセッサにより実現でき、この共通のマイクロプロセッサは車両座席81内、車両トンネル部またはダッシュボード領域内に設けられる。加速度センサを有する衝突識別装置6も、有利には1つの共通の制御装置内に制御回路7および評価器5とともに配置される。
【0023】
図2には、例えば、ステータス信号STAを求めるために評価器5内で実行される方法プロセスが示されている。ステップS0で開始された後、危険領域に対するセンサ3から送出されて評価器5のメモリ内に格納された間隔ABSが読み出され、ステップS1で同様にメモリ内に格納されたベルト引き出し長GURが読み出される。ステップS3の検査によりベルト長GURが大きくかつ危険領域内に対象物または乗員が有ることが識別されると、ステップS4で第2のステータス信号STA2が評価器5から送出され、ステップS0で新たなサイクルがスタートされる。乗員は極めて高い確率でダッシュボードの近くに坐っており、その結果、ステータス信号STA2に基づいてエアバッグの膨張が阻止される。ステップS3の問い合わせに対して応答がNOであり、ステップS5でベルト長GURが小さくかつ危険領域内に対象物または乗員が無いことが確認されると、第1のステータス信号STA1が評価器5により送出される。つまりこのとき乗員は通常のように車両座席上に坐っている。その後ステップS0で新たな値が読み込まれる。ステップS5の問い合わせに対して応答がNOであり、ステップS7でベルト長が小さくかつ対象物または乗員が危険領域内に有ることが確認されると、ステップS8でステータス信号STA3が制御回路7へ供給される。このとき人物は通常のように坐っているが、幾らかダッシュボードに近いところに居る。その後ステップS0で読み込み過程が新たに開始される。ステップS7の問い合わせに対してが応答がNOであると、ステップS9でステータス信号STA4により制御回路へ“不確定の状態が生起している”との内容が伝えられる。この場合ステップS0へ戻ってプロセスが繰り返される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の装置を有する車両の室内空間の概略図である。
【図2】 本発明の評価器における評価プロセスのシーケンスダイヤグラムである。
【符号の説明】
0 ベルト機構
1 重量またはチャイルドシート識別機構
2 車両座席の位置に対する検出器
3 間隔センサ
4 エアバッグ機構
5 評価器
6 衝突検出センサ
7 制御回路
8 乗客空間
9 ダッシュボード
Claims (5)
- 車両座席(81)上の乗員を保護するエアバッグ(41)と、
エアバッグ(41)が膨張時に展開される危険領域内に対象物または乗員が存在することを検出するセンサ(3)と、
車両座席(81)に配属されたシートベルト機構(0)のシートベルト引き出し長(GUR)に対するセンサ(02)と、
危険領域内の対象物または乗員の存在、その時点で測定されたシートベルト長および先行時点で測定されたシートベルト長に依存してエアバッグ(41)の膨張を制御する評価器(5)とが設けられている
車両の乗員保護装置において、
危険領域内に対象物または乗員が検出されず、かつ求められたベルト長が限界値を下回った場合に、評価器(5)により、衝突に対するエアバッグ(41)の完全な膨張を許容する制御信号が送出され、
危険領域内に対象物または乗員が検出され、かつ求められたベルト長が限界値を上回った場合に、評価器(5)により、衝突に対するエアバッグ(41)の膨張を抑圧するかまたは第1の小さな容積段階での膨張のみを許容する制御信号が送出され、
危険領域内に対象物または乗員が検出され、かつ求められたベルト長が限界値を下回った場合に、評価器(5)により、衝突に対するエアバッグ(41)の第2の中間の容積段階の膨張を許容する制御信号が送出される
ことを特徴とする車両の乗員保護装置。 - 危険領域内に対象物または乗員が存在することを検出するセンサ(3)は赤外線センサとして構成されている、請求項1記載の装置。
- さらに衝突検出装置(6)と車両座席(81)上の重量に対する重量検出装置(1)とが設けられており、評価器(5)により検出された衝突および検出された重量(GEW)にも依存してエアバッグ(41)の膨張が制御される、請求項1または2記載の装置。
- 車両座席上に配置されたチャイルドシートを識別する装置(1)が設けられており、評価器(5)により付加的にチャイルドシート識別装置(1)から送出されたステータス信号(KISI)に依存してエアバッグ(41)の膨張が制御される、請求項1または3記載の装置。
- エアバッグ(41)は多段階に膨張可能であり、エアバッグ(41)の膨張の制御は膨張すべき段階の選択を含む、請求項1または3または4記載の装置。
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