JP4254787B2 - 車両用エアバッグシステム - Google Patents

Description

本発明は、車両用のエアバッグシステムに関し、例えば、代表的な車両としての自動車のエアバッグシステムに関する。

代表的な車両である自動車においては、近年、ユーザの安全性に対する関心の高まりから、事故発生時の乗員への衝撃を緩和する、所謂エアバッグシステムが急速に普及しつつある。

このようなエアバッグシステムにおいては、近年、高機能化が進んでおり、例えば、特開平７−１６５００８号や特開平７−２７７１２３号には乗員を検出するセンサの検出状態に応じてエアバッグの展開圧力を制御する手法が開示されている。
特開平７−１６５００８号公報 特開平７−２７７１２３号公報

しかしながら、上記のようなエアバッグシステムは、エアバッグの展開が必要な状況においてのみ確実に展開してこそ本来の機能を果たすものであり、例えば、車両が何らかの原因によって水没する際には、電気系統の水没によって当該システムの制御系が不具合を起こし、エアバッグを展開させることは防止しなければならない。

そこで本発明は、車両の水没に際しても最適なエアバッグ制御を行う車両用のエアバッグシステムの提供を目的とする。

本発明の一側面は、車両への衝撃を検出する衝撃検出手段と、乗員への衝撃を緩和すべく、インフレータの作動により展開するエアバッグと、前記衝撃検出手段により検出された衝撃に基づいて、前記インフレータに制御信号を出力することで前記エアバッグの展開を制御する制御手段とを備えた車両用エアバッグシステムに係り、前記エアバッグは、シートより前方の車室内に設けられ、シートに着座した乗員に向けて展開されるように構成され、車両の水没を検出する水没検出手段と、前記水没検出手段により水没が検出された時に、前記エアバッグの展開を禁止する禁止手段とを有することを特徴とする。

この構成によれば、車両の水没時、電気系統の水没によってシステムの制御系が不具合を起こしエアバッグが誤展開されることが防止され、これにより乗員の脱出行動の妨げとなることが防止される。

本発明の別の側面は、車両への衝撃を検出する衝撃検出手段と、乗員への衝撃を緩和すべく、インフレータの作動により展開するエアバッグと、前記衝撃検出手段により検出された衝撃に基づいて、前記インフレータに制御信号を出力することで前記エアバッグの展開を制御する制御手段とを備えた車両用エアバッグシステムに係り、前記エアバッグは、シートに着座した乗員より車両外方側の車室内で展開されるように構成され、車両の水没を検出する水没検出手段と、前記水没検出手段により水没が検出された時に、前記エアバッグの展開を禁止する禁止手段とを有することを特徴とする。

この構成によれば、車両の水没時、電気系統の水没によってシステムの制御系が不具合を起こしエアバッグが誤展開されることが防止され、これにより乗員の脱出行動の妨げとなることが防止される。

本発明の好適な実施形態によれば、前記禁止手段は、前記制御手段から前記インフレータに出力される制御信号の出力を遮断することが好ましい。あるいは、前記禁止手段は、前記制御手段または前記インフレータへの電源供給を遮断することが好ましい。

この構成によれば、より確実にエアバッグの誤展開を防止することができる。

本発明の好適な実施形態によれば、前記制御手段と、前記インフレータへの電源供給を行うバッテリとは、車両のエンジンルームに設けられることが好ましい。

一方、前記水没検出手段は、前記ダッシュボード内に設けられることが好ましい。

また、前記水没検出手段は、機械的機構により構成されることが好ましい。

本発明によれば、車両の水没に際しても最適なエアバッグ制御を行う車両用のエアバッグシステムの提供が実現する。

以下、本発明に係るエアバッグシステムが、代表的な車両である自動車に適用された実施形態を図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
はじめに、本実施形態におけるエアバッグシステムの概要を図１及び図２を参照して説明する。

図２は、本発明の第１及び第２の実施形態としてのエアバッグシステムが備えられた自動車の概略図である。

図中、自動車１には、運転席１０の乗員のための運転席エアバッグ２（展開状態を示す）がステアリングホイール６の内部に、そして助手席１３の乗員のための助手席エアバッグ３（展開状態を示す）がダッシュボード１５の内部に備えられている。本実施形態において、助手席エアバッグ３は、展開する際に収納カバー５Ａの部分から突出する（尚、後述する第２の実施形態では、収納カバー５Ａまたは５Ｂの部分から突出する）。また、運転席１０及び助手席１３の車体側方と後部座席９の両側とには、それぞれ側方方向からの衝撃を緩和するサイドエアバッグ４Ａ〜４Ｄ（展開状態を示す）が備えられている。

また、ダッシュボード１５の内部には、本実施形態に係るエアバッグシステムを制御する制御ユニット１１が設けられており、制御ユニット１１は、自動車１のエンジンルームの前方または後方に設けられたバッテリ８により駆動される。

また、自動車１は、上記のエアバッグを展開させるトリガ信号を出力する複数の衝撃検知センサ（不図示）を備えている。

次に、制御ユニット１１の機器構成を図１を参照して説明する。

図１は、本発明の第１及び第２の実施形態としての制御ユニット１１の概略を示すブロック構成図である。

図中、制御ユニット１１は、マイクロコンピュータ１１０、自動車１の水没を検出する水没検出ユニット１１Ａ、バッテリ８からイグニッションキー１９を介して入力される直流電圧を所定の電圧に安定化する定電圧回路１１Ｂ、そして、マイクロコンピュータ１１０が出力する制御信号に応じてインフレータ７を起爆する出力制御ユニット１１Ｃを備える。

ここで、本実施形態において、ダッシュボード１５の内部に制御ユニット１１及び水没検出ユニット１１Ａを設けるのは、乗員の安全に直接的に関係する車室の水没状態をいち早く検出するという観点からは当該ユニットが自動車１の車室に近い方が好ましいこと、自動車が水没するときにはエンジンが設けられた前方から水没することが一般的であること、そして、地上面に対してある程度の高さのある位置でないと大雨や洪水等による冠水をも車室の水没として水没検出ユニット１１Ａが検出してしまうからである。

尚、本実施形態においては、制御ユニット１１の水没を直接的に検出すべく、水没検出ユニット１１Ａは、制御ユニット１１と一体として説明するが、これに限られるものではなく、制御ユニット１１の近傍に別体として設けてもよい。

マイクロコンピュータ１１０は、ＣＰＵ１１０Ａ、ＲＯＭ１１０Ｂ、そしてＲＡＭ１１０Ｃを備えている。ＣＰＵ１１０Ａは、ＲＡＭ１１０Ｃを各種データの一時記憶エリア、ワークエリアとして使用しながら、予めＲＯＭ１１０Ｂに記憶されているエアバッグの展開制御プログラム等に従って本エアバッグシステムを制御する。

マイクロコンピュータ１１０に入力されるセンサ群１４としては、例えば、自動車１に加わる衝撃を検出するセンサ、乗員の有無や着座姿勢を検出するセンサ等が挙げられるが、本実施形態での詳細な説明は省略する。また、インフレータ７は、自動車１に備えられた各エアバッグ毎に設けられるため、複数有ることは言うまでもない。

次に、制御ユニット１１内における水没検出ユニット１１Ａ、出力制御ユニット１１Ｃ、マイクロコンピュータ１１０、そしてバッテリ８からの電源供給ラインの取り合い（配線ルート）について、図３を参照して説明する。

図３は、本発明の第１の実施形態としてのエアバッグの展開禁止機構を説明する図である。

まず、同図に示す水没検出ユニット１１Ａの構成及び動作を説明する。水没検出ユニット１１Ａには、フロート２２、フロート２２が収められているフロート室２１、可動接点２３、そして固定接点２４が設けられている。

可動接点２３と固定接点２４とは、同図に示すように正常状態で接触（N.C.：ノーマルクローズ）しており、可動接点２３は自動車１の振動によるチャタリング防止のため、例えば、不図示のばね等によって固定接点２４方向に適宜付勢されているものとする。

このように、水没検出ユニット１１Ａは機械的な構成の検出機構を有するため、バッテリ８からの電源の供給の有無に関わらずに確実に水没を検出することができる。

尚、本実施形態において、可動接点２３と固定接点２４とが非接触になるタイミング、即ち、自動車１が水没したと判断するときの車室内への外部からの水の流入量は、車室内における水没検出ユニット１１Ａ（制御ユニット１１）の取り付け位置、そして、水没検出ユニット１１Ａの内部における可動接点２３と固定接点２４との取り付け位置によって規定することができる。

次に、このような構成を有する水没検出ユニット１１Ａと、出力制御ユニット１１Ｃ、マイクロコンピュータ１１０、そしてバッテリ８からの電源供給ラインの取り合いについて説明する。尚、図３において、マイクロコンピュータ１１０前段の定電圧回路１１Ｂの記載は、説明の便宜上省略している。

図３において、バッテリ８からの電源供給ラインは、マイクロコンピュータ１１０と固定接点２４に接続されており、可動接点２３と出力制御ユニット１１Ｃとが接続されている。また、マイクロコンピュータ１１０のエアバッグ制御信号のラインは、出力制御ユニット１１Ｃに接続されている。

このような接続の制御ユニット１１において、上記の如く可動接点２３と固定接点２４とは正常状態で接触しているため、マイクロコンピュータ１１０は、所定の条件が満足されると、出力制御ユニット１１Ｃを介してインフレータ７を起爆する。

一方、自動車１が水没していく過程において、外部からの水の流入によって可動接点２３と固定接点２４とが非接触になった状態においては、マイクロコンピュータ１１０が出力制御ユニット１１Ｃにエアバッグの展開信号を出力しても、インフレータ７を起爆することはできない。即ち、制御ユニット１１への水の流入が原因となって万が一にマイクロコンピュータ１１０がエアバッグの展開信号を出力しても、出力制御ユニット１１Ｃへの電源供給を水没検出ユニット１１Ａにて遮断しているため、エアバッグの展開を防止することができる。

＜第１の実施形態の変形例＞
次に、上記の実施形態におけるエアバッグの展開禁止機構の変形例について図４及び図５を参照して説明する。

図４及び図５は、本発明の第１の実施形態の変形例としてのエアバッグの展開禁止機構を説明する図であり、水没検出ユニット１１Ａの構成及び動作については図３の場合と同様であり、制御ユニット１１内における水没検出ユニット１１Ａ、出力制御ユニット１１Ｃ、マイクロコンピュータ１１０、そしてバッテリ８からの電源供給ラインの取り合いが図３の場合と異なる。

まず、図４において、バッテリ８からの電源供給ラインは、マイクロコンピュータ１１０と出力制御ユニット１１Ｃとに接続されている。また、マイクロコンピュータ１１０のエアバッグ制御信号のラインは、水没検出ユニット１１Ａを介して出力制御ユニット１１Ｃに接続されている。

このような接続の制御ユニット１１において、上記の如く可動接点２３と固定接点２４とは正常状態で接触しているため、マイクロコンピュータ１１０は、所定の条件が満足されると、出力制御ユニット１１Ｃを介してインフレータ７を起爆する。

一方、自動車１が水没していく過程において、外部からの水の流入によって可動接点２３と固定接点２４とが非接触になった状態においては、マイクロコンピュータ１１０が出力制御ユニット１１Ｃにエアバッグの展開信号を出力しても、その信号をインフレータ７に伝達することはできない。即ち、制御ユニット１１への水の流入が原因となって万が一にマイクロコンピュータ１１０がエアバッグの展開信号を出力しても、出力制御ユニット１１Ｃへの電源供給を水没検出ユニット１１Ａにて遮断しているため、エアバッグの展開を防止することができる。

次に、図５において、バッテリ８からの電源供給ラインは、固定接点２４と出力制御ユニット１１Ｃとに接続されており、マイクロコンピュータ１１０は、水没検出ユニット１１Ａを介して駆動される。また、マイクロコンピュータ１１０のエアバッグ制御信号のラインは、出力制御ユニット１１Ｃに接続されている。

このような接続の制御ユニット１１において、上記の如く可動接点２３と固定接点２４とは正常状態で接触しているため、マイクロコンピュータ１１０は、所定の条件が満足されると、出力制御ユニット１１Ｃを介してインフレータ７を起爆する。

一方、外部からの水の流入によって可動接点２３と固定接点２４とが非接触の状態になると、その時点でマイクロコンピュータ１１０の動作自体が停止する。これにより、制御ユニット１１への水の流入によるマイクロコンピュータ１１０の誤動作を未然に防止することができ、エアバッグの展開も当然に防止することができる。

尚、水没検出ユニット１１Ａの構造は、上述した実施形態及びその変形例の構成に限られるものではなく、例えば、図６に示すような構成としてもよい。

図６は、本発明の第１の実施形態の変形例としての水没検出ユニットの構成を説明する図である。同図に示すように、フロート室２１の内壁には、正常状態において導電性のフロート２２Ａと接触している導体２７が設けられている。また、導体２７には、リード線２７が接続されている。このような構成の水没検出ユニットにおいて、外部から水が流入すると、フロート２２Ａが同図の上方向（同図に破線で示すフロート２２Ａの位置）に移動することにより、導体２７と非接触な状態となる。従って、上述した水没検出ユニット１１Ａとして使用することができる。

尚、水没検出ユニットは、上述した機械的な機構を用いる方式ではなく、例えば、面圧スイッチを用いる方式であってもよい。

＜第１の実施形態の効果＞
以上説明したように、上述した第１の実施形態では、水没検出ユニット１１Ａが水没したときには、出力制御ユニット１１Ｃへの電源供給の停止（図３）、マイクロコンピュータ１１０から出力制御ユニット１１Ｃへのエアバッグ制御信号のラインの遮断（図４）、またはマイクロコンピュータ１１０への電源供給の停止（図５）を行うことができる。これにより、車室が水没していく過程でマイクロコンピュータ１１０の不具合によってエアバッグが展開し、その展開したエアバッグによって車室内の気圧が大きく変化することによる乗員への悪影響を防止すること、そして、その展開したエアバッグが車室からの乗員の脱出行動を妨げることを防止することができる。

［第２の実施形態］
本実施形態では、上述した実施形態に係るエアバッグシステムを基本として、自動車１の水没に際して、助手席エアバッグ３以外のエアバッグの展開を防止すると共に、更に、車室からの乗員の脱出を支援すべく、助手席エアバッグ３の展開方向の切り替え制御、そして、助手席エアバッグ３の展開制御によるフロントガラス１７の破壊を行う。そのため、本実施形態において、マイクロコンピュータ１１０は、助手席エアバッグ３の展開方向を変更するエアバッグ転回ユニット１６をも制御する。

図７は、本発明の第２の実施形態としてのエアバッグの展開制御機構を説明する図である。同図に示す構成は、基本的に第１の実施形態の図３の構成と同様であるため、異なる部分を説明すれば、水没検出ユニット１１Ａは、更に固定接点２５を備えており、可動接点２３と固定接点２５とは、正常状態で非接触（N.O.：ノーマルオープン）であり、外部からの水の流入によってフロート２２が同図の上方向に移動したときに接触する。このとき、可動接点２３と固定接点２５とが接触状態であることは、マイクロコンピュータ１１０に入力される。

また、図７に示すように、助手席エアバッグ３を展開させるための出力制御ユニット１１Ｃ及びインフレータ７は、外部からの水の流入によって可動接点２３と固定接点２４とが非接触になった状態においても動作可能に接続されている。

一方、助手席エアバッグ３以外のエアバッグ（運転席エアバッグ２，サイドエアバッグ４Ａ〜４Ｄ）については、図３と同様の接続のため、可動接点２３と固定接点２４とが非接触になった状態においては展開が禁止される。

次に、助手席エアバッグ３の展開方向の切り替え制御について図８及び図９を参照して説明する。

図８は、本発明の第２の実施形態としての助手席エアバッグ３の展開方向の切り替え制御を説明する図である。また、図９は、本発明の第２の実施形態としての助手席エアバッグ３の展開方向の切り替え制御を示すフローチャートである。

図８において、助手席エアバッグ３及びインフレータ７が収められているエアバッグユニット２０は、ダッシュボード１５内に収められており、正常状態（水没検出ユニット１１Ａによって水没を検出していない状態）においては、同図に示す実線の方向を向いている。このため、助手席エアバッグ３の展開時は、通常の助手席用のエアバッグとして機能する（破線で示す展開状態）。

また、エアバッグユニット２０は、不図示のモータ等の機構を有する転回ユニット１６によって図８に破線で示す方向、即ち、フロントガラス１７に略直角な状態に方向変換することができる。エアバッグユニット２０をフロントガラス１７に略直角に位置させるのは、助手席エアバッグ３の展開時のエネルギーを最も効率よくフロントガラス１７に与えるためであることは言うまでもない。

マイクロコンピュータ１１０は、水没検出ユニット１１Ａへの水の流入によって可動接点２３と固定接点２５とが接続状態となったことを検知すると（ステップＳ１）、転回ユニット１６に転回信号を出力し、エアバッグユニット２０をフロントガラス１７に対向させる（ステップＳ２）。そして、マイクロコンピュータ１１０は、助手席エアバッグ３を展開させるべく、インフレータ７を起爆する（ステップＳ３）。

これにより、フロントガラス１７を、助手席エアバッグ３の展開時の衝撃によって破壊することができるため、自動車１からの乗員の脱出を支援することができる。

＜第２の実施形態の変形例＞
図１０は、本発明の第２の実施形態の変形例としてのエアバッグの展開制御機構を説明する図である。同図に示す構成は、基本的に第１の実施形態の図４の構成と同様であるため、異なる部分を説明すれば、水没検出ユニット１１Ａは、上記の図７の場合と同様に固定接点２５を備えている。また、助手席エアバッグ３を展開させるための出力制御ユニット１１Ｃ及びインフレータ７は、外部からの水の流入によって可動接点２３と固定接点２４とが非接触になった状態においても動作可能に接続されている。一方、助手席エアバッグ３以外のエアバッグ（運転席エアバッグ２，サイドエアバッグ４Ａ〜４Ｄ）については、図４と同様の接続のため、可動接点２３と固定接点２４とが非接触になった状態においては展開が禁止される。

＜第２の実施形態の効果＞
以上説明した第２の実施形態では、出力制御ユニット１１Ｃへの電源供給の停止（図３）、マイクロコンピュータ１１０から出力制御ユニット１１Ｃへのエアバッグ制御信号のラインの遮断（図４）の方法を基本として、更に、水没検出ユニット１１Ａが水没したときには助手席エアバッグ３によってフロントガラス１７を破壊する構成とした。これにより、第１の実施形態による効果に加え、自動車１からの乗員の脱出を支援することができる。

本発明の第１及び第２の実施形態としての制御ユニット１１の概略を示すブロック構成図である。 本発明の第１及び第２の実施形態としてのエアバッグシステムが備えられた自動車の概略図である。 本発明の第１の実施形態としてのエアバッグの展開禁止機構を説明する図である。 本発明の第１の実施形態の変形例としてのエアバッグの展開禁止機構を説明する図である。 本発明の第１の実施形態の変形例としてのエアバッグの展開禁止機構を説明する図である。 本発明の第１の実施形態の変形例としての水没検出ユニットの構成を説明する図である。 本発明の第２の実施形態としてのエアバッグの展開制御機構を説明する図である。 本発明の第２の実施形態としての助手席エアバッグ３の展開方向の切り替え制御を説明する図である。 本発明の第２の実施形態としての助手席エアバッグ３の展開方向の切り替え制御を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の変形例としてのエアバッグの展開制御機構を説明する図である。

符号の説明

１：自動車，２：運転席エアバッグ，３：助手席エアバッグ，４Ａ〜４Ｄ：サイドエアバッグ，５Ａ，５Ｂ：収納カバー，６：ステアリングホイール，７：インフレータ，８：バッテリ，９：後部座席，１０：運転席，１１：制御ユニット，１１Ａ：水没検出ユニット，１１Ｂ：定電圧回路，１１Ｃ：出力制御ユニット，１３：助手席，１４：センサ群，１５：ダッシュボード，１６：転回ユニット，１７：フロントガラス，１９：イグニッションキー，２０：エアバッグユニット，２１：フロート室，２２，２２Ａ：フロート，２３：可動接点，２４，２５：固定接点，２６：リード線，２７：導体，１１０：マイクロコンピュータ，１１０Ａ：ＣＰＵ，１１０Ｂ：ＲＯＭ，１１０Ｃ：ＲＡＭ

Claims (8)

1. 車両への衝撃を検出する衝撃検出手段と、
   乗員への衝撃を緩和すべく、インフレータの作動により展開するエアバッグと、
   前記衝撃検出手段により検出された衝撃に基づいて、前記インフレータに制御信号を出力することで前記エアバッグの展開を制御する制御手段と
   を備えた車両用エアバッグシステムであって、
   車室より前方にエンジンルームが設けられており、
   前記エアバッグは、シートより前方の車室内に設けられ、前記シートに着座した乗員に向けて展開されるように構成され、
   前記制御手段は、前記エアバッグ及び前記シートより前方で前記乗員から離間して設けられており、
   前記制御手段又はその近傍に設けられ、車両の水没を検出する水没検出手段と、
   前記水没検出手段により水没が検出された時に、前記エアバッグの展開を禁止する禁止手段と、
   を有することを特徴とする車両用エアバッグシステム。
2. 車両への衝撃を検出する衝撃検出手段と、
   乗員への衝撃を緩和すべく、インフレータの作動により展開するエアバッグと、
   前記衝撃検出手段により検出された衝撃に基づいて、前記インフレータに制御信号を出力することで前記エアバッグの展開を制御する制御手段と
   を備えた車両用エアバッグシステムであって、
   車室より前方にエンジンルームが設けられており、
   前記エアバッグは、シートに着座した乗員より車両外方側の車室内で展開されるように構成され、
   前記制御手段は、前記エアバッグ及び前記シートより前方で前記乗員から離間して設けられており、
   前記制御手段又はその近傍に設けられ、車両の水没を検出する水没検出手段と、
   前記水没検出手段により水没が検出された時に、前記エアバッグの展開を禁止する禁止手段と、
   を有することを特徴とする車両用エアバッグシステム。
3. 前記禁止手段は、前記制御手段から前記インフレータに出力される制御信号の出力を遮断することを特徴とする請求項１または２記載の車両用エアバッグシステム。
4. 前記禁止手段は、前記制御手段または前記インフレータへの電源供給を遮断することを特徴とする請求項１または２記載の車両用エアバッグシステム。
5. 前記制御手段と、前記インフレータへの電源供給を行うバッテリとは、車両のエンジンルームに設けられ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システム。
6. 前記制御手段は、エンジンルーム近傍で、車室内前方側のダッシュボード内に設けられ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システム。
7. 前記水没検出手段は、前記ダッシュボード内に設けられることを特徴とする請求項６に記載の車両用エアバッグシステム。
8. 前記水没検出手段は、
   フロートと、
   前記フロートを収容するフロート室と、
   前記フロート室の上部外側に設けられた固定接点と、
   前記フロート室の上部に設けられ、正常時は前記固定接点と接触しており、水没時に前記フロート室内に水が流入することで上昇する前記フロートによって押し上げられて前記固定接点と非接触となるように構成された可動接点と、
   を含む機械的機構により構成され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システム。

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