JP3755435B2

JP3755435B2 - 乗員拘束装置

Info

Publication number: JP3755435B2
Application number: JP2001210967A
Authority: JP
Inventors: 賢二池上
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2021-07-11
Also published as: JP2003025952A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両に搭載される乗員拘束装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の衝突を検出してエアバッグを展開する際に、衝突の直前における乗員とエアバッグ飛出口（デプロイメントドア：deployment door）との間の距離と、衝突の衝撃により発生する乗員の移動量とに基づいて、エアバッグ展開時の乗員の存在位置を推定し、この推定した乗員位置が、ＳＺ（Safety Zone）の領域のときには通常の膨張力であるNormalモードで展開し、ＫＯＺ(Keep Out Zone)の領域に進入しているときには、エアバッグの膨張力を緩和させたTailoredモードで展開するような乗員拘束装置が知られている（特開２０００−１６２３０号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の乗員拘束装置では、乗員とエアバグ飛出口との間の距離を測定する乗員位置検出装置とエアバッグの展開制御を行うエアバッグコントロールユニットとの間が、通信ラインで接続されているため、これら両者間で通信遅延時間が発生してしまう。
【０００４】
また、通信ラインを介して送る情報として、乗員とエアバッグ飛出口との間の距離情報を用いているため、乗員位置検出装置とエアバッグコントロールユニットとの間の通信伝達遅延時間が長い場合には、通信が伝達している間にも乗員の位置が変化してしまう。
【０００５】
そのため、エアバッグコントロールユニットが認識した乗員の位置と実際の乗員の位置とでは、上記した通信遅延時間の間に乗員が移動してしまった距離だけずれが生じ、実際にはＫＯＺの領域に進入しているのにＳＺ領域に存在すると判断してしまう可能性がある。
【０００６】
そこで、この発明は、通信遅延時間を考慮し、エアバッグ展開時の乗員の位置を正確に推定できるようにすることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、エアバッグ飛出部から乗員までの距離を測定する測距手段を備えた乗員位置検出手段と、この乗員位置検出手段の検出値に応じてエアバッグの展開制御を行うエアバッグ制御手段とが、通信可能に構成された乗員拘束装置において、前記乗員位置検出手段は、前記測距手段により求めたエアバッグ飛出部から乗員までの距離に基づいて、単位時間当たりの乗員の移動速度を算出する乗員移動速度算出手段と、この乗員移動速度算出手段によって算出された乗員の移動速度に基づいて、前記エアバッグ飛出部側に設定されている所定の領域に乗員が進入するまでの到達予測時間を算出する時間算出手段と、この時間算出手段により算出された到達予測時間を前記エアバッグ制御手段に送信する送信手段とをそれぞれ有し、前記エアバッグ制御手段は、前記送信手段からの信号を受信する受信手段と、前記乗員位置検出手段と前記エアバッグ制御手段との間の通信伝達遅延時間を算出する通信伝達遅延時間算出手段と、この通信伝達遅延時間算出手段によって算出された通信伝達遅延時間に基づいて、前記受信手段にて受信された到達予測時間を補正する補正手段と、この補正手段によって補正された到達予測時間で減算タイマをセットし、前記エアバッグの展開を判断した時点で前記減算タイマの残存値に基づいて前記エアバッグの膨張力を制御する膨張力制御手段とをそれぞれ有する構成としてある。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成において、前記エアバッグは、通常の速度で展開する第１の展開モードと、この第１の展開モードよりも緩やかな速度で展開する第２の展開モードとを備え、前記膨張力制御手段は、前記減算タイマの残存値Timが、Tim＞０の場合には、乗員が所定の領域に進入していないとして前記第１の展開モードでエアバッグを展開制御する一方、Tim≦０の場合には、乗員が前記所定の領域に進入しているとして前記第２の展開モードでエアバッグを展開制御する構成としてある。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明の構成において、前記エアバッグ制御手段および前記乗員位置検出手段は、ほぼ同時に電源が投入される構成であり、前記通信伝達遅延時間算出手段により算出される通信伝達遅延時間は、前記エアバッグ制御手段の初期設定に要する時間とこの初期設定後に前記乗員位置検出手段から初回の信号を受信するまでの時間とを加算した時間と、前記乗員位置検出手段の初期設定に要する時間とこの初期設定後に前記エアバッグ制御手段への初回の送信動作がなされるまでの時間とを加算した時間との差である構成としてある。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、乗員位置検出手段からエアバッグ制御手段に送信する情報を、乗員が所定の領域に進入するまでの到達予測時間とし、一方エアバッグ制御手段では、乗員位置検出手段とエアバッグ制御手段との間の通信伝達遅延時間を算出し、この通信伝達遅延時間を基に前記到達予測時間を補正してエアバッグ展開時点での乗員の位置を推定し、エアバッグの膨張力を制御しているため、エアバッグの展開制御を乗員の位置に応じて適切に行うことができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、通信伝達遅延時間に基づき補正された到達予測時間でセットされた減算タイマに、残存値がある場合は、乗員が所定の領域に進入していないとして通常の速度でエアバッグを展開制御する一方、残存値がない場合は、乗員が前記所定の領域に進入しているとして通常の速度よりも緩やかな速度でエアバッグを展開制御するため、乗員が所定の領域に進入している場合と進入していない場合とで、エアバッグの展開制御を適切に行うことができる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、乗員位置検出手段およびエアバッグ制御手段のそれぞれの初期設定に要する時間は、設計値によりあらかじめ把握できるので、これら各初期設定に要する時間と、初期設定後の送信および受信がなされるまでの時間とに基づいて、乗員位置検出手段とエアバッグ制御手段との間の通信伝達遅延時間を容易に算出することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１４】
図１は、この発明の実施の一形態に係わる乗員拘束装置の全体構成を示す制御ブロック図である。この乗員拘束装置は、乗員位置検出手段としての乗員位置検出装置１と、エアバッグ制御手段としてのエアバッグコントロールユニット３とが、通信線５によって接続されている。
【００１５】
エアバッグコントロールユニット３によって展開制御されるエアバッグ装置７は、２個のインフレータ９，１１を備えており、通常の速度で展開する第１の展開モード（Normalモード）で展開するときには、両方のインフレータ９，１１が同時に作動し、第１の展開モードよりも緩やかな速度で展開する第２の展開モード（Tailoredモード）で展開するときには、両方のインフレータ９，１１が所定の時間差を持って順に作動する。
【００１６】
乗員位置検出装置１は、測距手段としての測距センサ１３，乗員移動速度算出手段および時間算出手段を含む送信時間情報設定部１５，送信手段としての通信情報送信部１７を、それぞれ備えている。
【００１７】
測距センサ１３は、図２に示すように、エアバッグ１９が展開時に飛び出すエアバッグ飛出部としてのエアバッグ飛出口２１の近傍に、シート２３に向けて設定されていて、このシート２３に着座している乗員２５までの距離Ldistを測定するもので、例えば超音波測距センサが用いられる。
【００１８】
なお、図２中で、シート２３の車両前方側（図２中で左側）にて上下に延長される境界面Ｌを境にして右側を領域ＳＺ（Safe Zone）、同左側を所定の領域である領域ＫＯＺ（Keep Out Zone）としてある。乗員２５が領域ＳＺに存在する場合には、エアバッグ装置７が通常の速度の第１の展開モードで展開し、乗員２５が領域ＫＯＺ（Keep Out Zone）に存在する場合には、エアバッグ装置７が第１の展開モードよりも緩やかな速度の第２の展開モードで展開する。
【００１９】
送信時間情報設定部１５は、測距センサ１３で検出した距離Ldistの時間変化量から乗員２５の移動速度Ｖ(n)を算出するとともに、この乗員移動速度Ｖ(n)に基づいて、前記した領域ＳＺと領域ＫＯＺとの境界面Ｌへの乗員２５の到達予測時間を算出し、この到達予測時間を、エアバッグコントロールユニット３に送信する時間情報として設定する。
【００２０】
通信情報送信部１７は、送信時間情報設定部１５で設定された到達予測時間の時間情報を、エアバッグコントロールユニット３に向けて送信する。
【００２１】
エアバッグコントロールユニット３は、衝突検出用Ｇセンサ２７，衝突検出判定部２９，受信手段としての通信情報受信部３１，通信伝達遅延時間算出手段および補正手段を含む受信時間情報補正部３３，減算タイマとしての時限タイマ３５，膨張力制御手段としてのエアバッグ制御モード判定部３７，駆動回路３９を、それぞれ備えている。
【００２２】
衝突検出用Ｇセンサ２７は、車両の衝突時に発生する負の加速度を検出する電子式Ｇセンサであり、前面衝突時に発生した減速度を電気信号に変換して、衝突検出判定部２９に信号出力する。衝突検出判定部２９は、衝突検出用Ｇセンサ２７の検出する加速度に基づいて、エアバッグ装置７の展開が必要な衝突が発生したか否かを判定する。
【００２３】
通信情報受信部３１は、乗員位置検出装置１の通信情報送信部１７から送信される時間情報を受信する。この通信情報受信部３１で時間情報を受信確定した時点では、その時間情報は既に過去の情報であるため、受信時間情報補正部３３は、通信情報受信部３１が受信確定した時間情報から、通信に費やされた伝達所要時間（通信伝達遅延時間）を差し引いて、時間情報を補正する。時限タイマ３５には、受信時間情報補正部３３で補正された時間情報をセットされる。この時限タイマ３５は、マイコン内部のタイマであるため、時間情報がセットされた時点で自動的に作動する。
【００２４】
なお、乗員位置検出装置１からエアバッグコントロールユニット３へは、時間情報が周期的に送信されるため、時限タイマ３５のタイマ値は、受信時間情報補正部３３にて補正時間が算出される毎に更新される。
【００２５】
エアバッグ制御モード判定部３７は、衝突検出判定部２９にてエアバッグ装置７の展開が必要な衝突が発生したと判定されたときに、エアバッグ装置７が、前述した第１の展開モードと第２の展開モードとのいずれかで展開するかを判定する。具体的には、時限タイマ３５の残存値Timを参照し、残存値Timがある場合、つまりTim＞０の場合には、第１の展開モード（Normalモード）と判定し、残存値Timがない場合、つまりTim≦０の場合には、第２の展開モード（Tailoredモード）と判定する。駆動回路３９は、エアバッグ制御モード判定部３７で判定された展開モードでエアバッグ１９が展開するようエアバッグ装置７のインフレータ９，１１を駆動する。
【００２６】
次に上記した乗員拘束装置の作用を説明する。まず、乗員位置検出装置１における時間情報の確定手順について、図３のフローチャートに基づき説明する。測距センサ１３により、シート２３に着座している乗員２５までの距離Ldistを測定し、これをLdist(n)として格納する（ステップＳ１０）。なお、このデータは時系列データである。この格納した距離Ldist(n)と、図２に示してあるLkozと比較する（ステップＳ２０）。Lkozは、測距センサ１３から領域ＳＺと領域ＫＯＺとの境界面Ｌまでの距離である。ここで、Ldist(n)＞Lkoz であれば、乗員２５が領域ＳＺに存在すると判断し、逆にLdist(n)≦Lkoz であれば、乗員２５が領域ＫＯＺに進入していると判断する。
【００２７】
Ldist(n)＞Lkozの場合には、今回の距離情報Ldist(n)と前回の距離情報Ldist (n-1)から、時間変化量を、Ldist(n)−Ldist(n-1)により算出し、この時間変化量に基づいて、乗員２５の移動速度Ｖ(n)を次式にて算出する（ステップＳ３０）。
【００２８】
Ｖ(n)＝｛Ldist(n)−Ldist (n-1)｝／Ｓ
なお、Ｓは本処理動作における実行周期である。
【００２９】
次に、現在の乗員２５と境界面Ｌとの間の距離Ldiff(n)を、次式により算出する（ステップＳ４０）。
【００３０】
Ldiff(n)＝Ldist(n)−Lkoz
そして、前記ステップＳ３０で求めた乗員の移動速度Ｖ(n)と、上記ステップＳ４０で求めた距離Ldiff(n)とから、領域ＳＺに存在する乗員２５が境界面Ｌに到達するまでの到達予測時間Ｔ１を、次式により算出する（ステップＳ５０）。
【００３１】
Ｔ１＝Ldiff(n)／Ｖ(n)
算出した到達予測時間Ｔ１は、エアバッグコントロールユニット３へ送信するデータS_dataとして格納する（ステップＳ６０）。
【００３２】
前記ステップＳ２０で、Ldist(n)≦Lkoz の場合には、乗員２５が領域ＫＯＺに進入しているので、到達予測時間は０となり、エアバッグコントロールユニット３へ送信するデータS_dataは、S_data＝０となる（ステップＳ７０）。そして、上記格納されたS_dataは、通信情報送信部１７を介してエアバッグコントロールユニット３へ送信される（ステップＳ８０）。なお、ここでのＳ_dataの送信形態は、一般的な調歩同期式のシリアル通信を想定している。
【００３３】
次に、時限タイマ３５の設定手順について、図４のフローチャートに基づき説明する。エアバッグコントロールユニット３は、通信線５の状態を常時監視しており（ステップＳ１１０）、乗員位置検出装置１の通信情報送信部１７から、到達予測時間の情報を受信した場合に、その受信データをR_dataとして格納する（ステップＳ１２０）。このR_dataは、前記図３のステップＳ６０での過去の時間情報であることから、現時点での乗員２５がＫＯＺ領域まで進入するまでの到達予測時間は、R_data取得時に対してさらに経過したものとなっている。
【００３４】
したがって、到達予測時間を現時点の時間情報に一致させるためには、以下のようにして経過時間分を補正する必要がある。すなわち、
Ｔ２＝R_data −Tdelay
である（ステップＳ１３０）。
【００３５】
ここで、Ｔ２は、補正後の到達予測時間であり、Tdelayは、乗員位置検出装置１とエアバッグコントロールユニット３との間での通信の伝達に必要な所要時間（通信伝達遅延時間）である。Tdelayの算出方法については、後述する。
【００３６】
そして、上記ステップＳ１３０で得られた補正後の到達予測時間Ｔ２を時限タイマ３５にセットし（ステップＳ１４０）、カウントダウンを開始する。
【００３７】
以上の処理を完了した後には、本ルーチンは受信データ待ち処理（ステップＳ１１０）に入るが、次の新しい時間情報を入手した場合は、上記したステップＳ１２０〜Ｓ１４０の処理を繰り返すため、時限タイマ３５の残存値（Tim）は通信周期毎に更新される。
【００３８】
次に、エアバッグ装置７に対する展開モードの選択処理手順について、図５のフローチャートに基づき説明する。まず、車両に衝突が発生しエアバッグ装置７の展開が決心されたら（ステップＳ２１０）、時限タイマ３５の残存値（Tim）を参照し、Tim＞０か否かの判定を行う（ステップＳ２２０）。
【００３９】
ここでTim＞０の場合、つまり残存値Tim がある場合には、乗員２５が領域ＳＺに存在していると判断し、Normalモードすなわち通常の速度でエアバッグ１９を展開させる（ステップＳ２３０）。一方、Tim≦０の場合、つまり残存値Tim がない場合には、乗員２５がＫＯＺ領域に存在していると判断し、Tailoredモードすなわち通常の速度より緩やかな速度でエアバッグ１９を展開させる（ステップＳ２４０）。
【００４０】
このように、上記した実施の形態では、乗員位置検出装置１からエアバッグコントロールユニット３に送信する情報を、乗員２５が領域ＫＯＺに進入するまでの到達予測時間とし、一方エアバッグコントロールユニット３では、乗員位置検出装置１とエアバッグコントロールユニット３との間の通信伝達遅延時間Tdelayを算出し、この通信伝達遅延時間Tdelayを基に前記到達予測時間を補正してエアバッグ１９の展開時点での乗員２５の位置を推定し、エアバッグ１９の膨張力を制御するので、エアバグ１９の展開制御を乗員２５の位置に応じて適切に行うことができる。
【００４１】
前述した通信伝達遅延時間Tdelayの算出方法を、図６に基づき説明する。乗員位置検出装置１とエアバッグコントロールユニット３とは、電源を共用しており、図示しないイグニッションスイッチをオンした時点でほぼ同時に起動される。この乗員位置検出装置１およびエアバッグコントロールユニット３は、それぞれ、マイコンのリセット入力などの初期設定を経て、通常処理に移行する。
【００４２】
乗員位置検出装置１は、初期設定終了後、所定の待ち時間Twait経過時に初回の時間情報をエアバッグコントロールユニット３に送信する。一方エアバッグコントロールユニット３は、初期設定終了後、初回の時間情報を乗員位置検出装置１から受信するまでの時間ｔを計時する。
【００４３】
乗員位置検出装置１およびエアバッグコントロールユニット３の各初期設定時間は、設計値によりあらかじめ把握できるので、それぞれをａおよびｂとすると、Tdelayは、次式にて容易に算出される。
【００４４】
Tdelay＝（ｔ＋ｂ）−（Twait＋ａ）
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態に係わる乗員拘束装置の全体構成を示す制御ブロック図である。
【図２】図１の乗員拘束装置における乗員の存在領域を示す説明図である。
【図３】図１の乗員拘束装置における乗員位置検出装置の時間情報の確定手順を示すフローチャートである。
【図４】図１の乗員拘束装置における時限タイマの設定手順を示すフローチャートである。
【図５】図１の乗員拘束装置におけるエアバッグ装置の展開モードの選択処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図１の乗員拘束装置における通信伝達遅延時間の算出方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１乗員位置検出装置（乗員位置検出手段）
３エアバッグコントロールユニット（エアバッグ制御手段）
７エアバッグ装置
１３測距センサ（測距手段）
１５送信時間情報設定部（乗員移動速度算出手段，時間算出手段）
１７通信情報送信部（送信手段）
１９エアバッグ
２１エアバッグ飛出口（エアバッグ飛出部）
２５乗員
３１通信情報受信部（受信手段）
３３受信時間情報補正部（通信伝達遅延時間算出手段，補正手段）
３５時限タイマ（減算タイマ）
３７エアバッグ制御モード判定部（膨張力制御手段）

Claims

エアバッグ飛出部から乗員までの距離を測定する測距手段を備えた乗員位置検出手段と、この乗員位置検出手段の検出値に応じてエアバッグの展開制御を行うエアバッグ制御手段とが、通信可能に構成された乗員拘束装置において、
前記乗員位置検出手段は、前記測距手段により求めたエアバッグ飛出部から乗員までの距離に基づいて、単位時間当たりの乗員の移動速度を算出する乗員移動速度算出手段と、この乗員移動速度算出手段によって算出された乗員の移動速度に基づいて、前記エアバッグ飛出部側に設定されている所定の領域に乗員が進入するまでの到達予測時間を算出する時間算出手段と、この時間算出手段により算出された到達予測時間を前記エアバッグ制御手段に送信する送信手段とをそれぞれ有し、
前記エアバッグ制御手段は、前記送信手段からの信号を受信する受信手段と、前記乗員位置検出手段と前記エアバッグ制御手段との間の通信伝達遅延時間を算出する通信伝達遅延時間算出手段と、この通信伝達遅延時間算出手段によって算出された通信伝達遅延時間に基づいて、前記受信手段にて受信された到達予測時間を補正する補正手段と、この補正手段によって補正された到達予測時間で減算タイマをセットし、前記エアバッグの展開を判断した時点で前記減算タイマの残存値に基づいて前記エアバッグの膨張力を制御する膨張力制御手段とをそれぞれ有することを特徴とする乗員拘束装置。
前記エアバッグは、通常の速度で展開する第１の展開モードと、この第１の展開モードよりも緩やかな速度で展開する第２の展開モードとを備え、前記膨張力制御手段は、前記減算タイマの残存値Timが、Tim＞０の場合には、乗員が所定の領域に進入していないとして前記第１の展開モードでエアバッグを展開制御する一方、Tim≦０の場合には、乗員が前記所定の領域に進入しているとして前記第２の展開モードでエアバッグを展開制御することを特徴とする請求項１記載の乗員拘束装置。
前記エアバッグ制御手段および前記乗員位置検出手段は、ほぼ同時に電源が投入される構成であり、前記通信伝達遅延時間算出手段により算出される通信伝達遅延時間は、前記エアバッグ制御手段の初期設定に要する時間とこの初期設定後に前記乗員位置検出手段から初回の信号を受信するまでの時間とを加算した時間と、前記乗員位置検出手段の初期設定に要する時間とこの初期設定後に前記エアバッグ制御手段への初回の送信動作がなされるまでの時間とを加算した時間との差であることを特徴とする請求項１または２記載の乗員拘束装置。