JP4534856B2 - サイドドア衝突検出システム - Google Patents

Description

本発明は、車両のサイドドアへの衝突から搭乗者を保護するためのサイドドア衝突検出システムに関する。

下記の特許文献１の実施例は、車両のサイドドア内の密閉空間（エアタンク）に内設した圧力センサによりサイドドアへの衝突体の衝突を検出してサイドエアバッグを展開するシステムを開示している。以下、この方式を圧力検出式サイドドア衝突検出システムとも言うものとする。

また、車両の側方衝突を検出するために、車両のピラーや床面に設けられてこれらピラーや床板の衝撃変形の際の衝撃力を検出する半導体加速度センサやリードスイッチからなるセーフィングセンサ（衝撃検出センサ）により側方衝突時の衝撃を検出してサイドエアバッグを展開する方式も知られている。以下、この方式を衝撃力検出式側方衝突検出方式とも言うものとする。
特開平2-249740号公報

上記した圧力検出式サイドドア衝突検出システムは、サイドドアのどの部位に側方衝突が生じてもサイドドア内部を密閉空間化することにより、その内部に設けた圧力センサ（ドア内圧センサ）により側方衝突を検出できる利点を有している。また、上記した従来の衝撃力検出式側方衝突検出方式では、ピラーや床板の衝撃変形を検出するため、サイドドアへの側方衝突以外の衝突も検出できる利点がある。

これらドア内圧センサの出力信号と、ピラーや床板の衝撃変形力を検出する衝撃検出センサの出力信号との論理積信号によりサイドドアへの側方衝突を判定することは、サイドドア側方衝突以外の要因による種々のドア内圧上昇や、サイドドア側方衝突以外の要因による種々のピラーや床板の衝撃変形力をサイドドアへの側方衝突と誤判定するのを防止することができるため、サイドドア側方衝突の検出精度を大幅に向上することができる点で非常に好ましい。たとえば、ピラーや床板の衝撃変形により衝突を判定し、ドア内圧上昇により衝突箇所をサイドドアと特定するわけである。また、サイドドアを強く閉めた場合にピラーの衝撃検出センサが大きな信号を出力してもドア内圧力の変化は小さいため、誤検出を防止することができる。

しかし、上記したピラーや床板に設けた衝突検出センサは、電柱や立木などの棒状体のように衝突面積が小さいものが変形しやすいサイドドアに衝突した場合、出力信号の大きさが小さいという問題があった。また、ピラーや床板に設けた衝突検出センサが、衝突箇所であるサイドドアから離れているために、衝撃変形の伝播に時間を要するうえ、この伝播における信号減衰が衝突検出感度を低下させるという問題があった。

上記した従来のサイドドア側方衝突のためのエアバッグ展開システムでは、他のエアバッグ展開システムと同様にその誤展開防止は非常に重要な課題であり、サイドドアへの側方衝突を更に正確かつ遅滞なく検出することが従来より要望されていた。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、電柱や立木などがサイドドアに衝突した場合でも確実かつ遅滞なくサイドドア衝突を検出可能なサイドドア衝突検出システムを提供することをその目的としている。

上記課題を解決するためになされた本発明は、車両のサイドドアに内蔵されて前記サイドドアへの側方衝突により生じる物理量を検出するサイドドア側方衝突検出センサと、前記サイドドア側方衝突検出センサの出力信号に基づいて前記サイドドアへの側方衝突を判定するサイドドア衝突判定回路と、前記サイドドア衝突判定回路の出力信号により搭乗者保護動作を発動する搭乗者保護装置とを備え、前記サイドドア側方衝突検出センサは、車両のサイドドアに内蔵されてドア内圧を検出するドア内圧センサからなるサイドドア衝突検出システムにおいて、前記サイドドア内に内蔵されて前記側方衝突により生じる物理量を検出する加速度センサからなる第２のサイドドア側方衝突検出センサを有し、前記衝突判定回路は、前記両サイドドア側方衝突検出センサの信号の大きさの組み合わせに基づいて、前記ドア内圧センサの出力信号を高、低二つのしきい値により二値化して得た高レベル信号と低レベル信号とを出力し、かつ、加速度センサからなる前記第２のサイドドア側方衝突検出センサの出力信号を高、低二つのしきい値により二値化して得た高レベル信号と低レベル信号とを形成し、前記ドア内圧センサの高レベル信号と加速度センサからなる前記第２のサイドドア側方衝突検出センサの低レベル信号の論理積と、前記ドア内圧センサの低レベル信号と加速度センサからなる前記第２のサイドドア側方衝突検出センサの高レベル信号との論理積との論理和により前記側方衝突を判定することを特徴としている。

すなわち、この発明によれば、サイドドア内に設けられてドア内圧上昇によりサイドドアへの側方衝突を検出するドア内圧センサに加えて、更に加速度センサからなる第２のサイドドア側方衝突検出センサをこのサイドドア内に設ける。これにより、ピラーや床板の衝撃変形力を検出する従来の衝撃検出センサをこの加速度センサからなる第２のサイドドア側方衝突検出センサとして採用するのと比べて、衝突検出の遅れを防止し、サイドドアからピラー又は床板までの衝撃力伝播時の衝撃力の減衰による側方衝突検出感度の低下を防止しつつ、二重検出方式によるサイドドア側方衝突精度の向上を図ることができる。さらに、高精度にサイドドア側方衝突を検出することができる。

好適な態様において、前記衝突判定回路は、前記二つのサイドドア側方衝突検出センサの出力信号をそれぞれの所定値により二値化して得た２信号の論理積演算結果に基づいて前記側方衝突を判定する。これにより、一方のセンサが誤検出したとしてもエアバッグなどの搭乗者保護装置が作動することがなく、システムの信頼性を向上することができる。

好適な態様において、前記ドア内圧センサと加速度センサからなる前記第２のサイドドア側方衝突検出センサとは、共通のセンサハウジング内に一体に内蔵されている。これにより、センサの装置構造や回路構造を大幅に簡素化することができ、サイドドア内の必要収容スペースを縮小することができる。

好適な態様において、前記ドア内圧センサは、半導体圧力センサからなり、加速度センサからなる前記第２のサイドドア側方衝突検出センサは、前記半導体圧力センサと同一チップに集積された半導体加速度センサからなる。これにより、ほぼ同一の工程において、ドア内圧センサと第２のサイドドア側方衝突検出センサとを一挙に製造することができるとともに、更なるコンパクト化及び回路構成の簡素化を図ることができる。

本発明のサイドドア衝突検出システムの好適な実施形態を以下に説明する。ただし、本発明は下記の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想を他の公知技術又はそれと同等の技術を組み合わせて実施してもよい。

（実施例１）
実施例１のサイドドア衝突検出システムを図１及び図２を参照して説明する。図１はこの実施例のサイドドア衝突検出システムを搭載した車両の模式側面図であり、図２はそのブロック回路図である。

まず、構成を説明する。車体１のサイドドア２の内部空間は略密閉構造となっており、この内部空間内にはドア内圧センサ３と加速度センサ４とが車両の前後方向に所定間隔を隔てて固定されている。この実施例ではドア内圧センサ３はサイドドア２の前部に、加速度センサ４はサイドドア２の後部に配置されている。ドア内圧センサ３は本発明で言うサイドドア側方衝突検出センサであり、加速度センサ４は本発明で言う第２のサイドドア側方衝突検出センサである。

５は、サイドドア衝突判定回路であり、コンパレータ５１、５２とアンドゲート５３と、アンドゲート５３の出力信号を増幅するバッファアンプ（図示せず）とからなる。バッファアンプの出力電圧はサイドエアバッグ作動装置６に出力される。これらサイドドア衝突判定回路５及びサイドエアバッグ作動装置６は、車両のコンソールなど車室内に配置されているが、配置個所は適宜変更可能である。ドア内圧センサ３は、半導体圧力センサを樹脂パッケージに収容してなり、加速度センサ４は、半導体加速度センサを樹脂パッケージに収容してなる。この種用途に採用される半導体圧力センサ及び半導体加速度センサ自体はもはや周知であるのでこれ以上の説明は省略する。以下、ドア内圧センサ３をサイドドア側方衝突検出のための主力のセンサと言う意味にてメインセンサと称し、加速度センサ４をサイドドア側方衝突検出のための副次的なセンサと言う意味にてセーフィングセンサと称する場合もある。

次に、動作を説明する。ドア内圧センサ３の出力信号はコンパレータ５１により二値信号に変換され、加速度センサ４の出力信号はコンパレータ５２により二値信号に変換され、これら２種類の二値信号はアンドゲート５３に入力される。アンドゲート５３は、これら２種類の二値信号の論理積信号のレベルに示されるサイドドア側方衝突の最終判定結果をサイドエアバッグ作動装置６に出力し、サイドエアバッグ作動装置６は、アンドゲート５３が出力する論理積信号がハイレベルである場合にサイドエアバッグを展開させる。ここで、コンパレータ５１を通じての信号経路をメイン判定系、コンパレータ５２を通じての信号経路をセーフィング系と称する場合もある。

この実施例では、コンパレータ５２は、コンパレータ５１よりも、サイドドアへの衝突衝撃力が相対的に小さくてもハイレベルを出力するようにしきい値設定されている。すなわち、判定レベル１は判定レベル２よりも実質的に大きく設定されている。

（効果）
上記構成をもつこの実施例のサイドドア衝突検出システムによれば次の効果を奏することができる。

まず、サイドドア２への側方衝突によるドア内圧上昇を検出し、かつ、サイドドア２への側方衝突によるサイドドアパネルの変形により加速度センサ４がこの変形のための衝撃力を検出した場合にのみサイドドア２への側方衝突と判定するため、誤検出を大幅に低減して高精度のサイドドア２への側方衝突検出を実現することができる。

（変形態様）
上記した実施例では、アンドゲート５３を用いたが、オアゲートを用いてもよい。これにより、側方衝突によるサイドドアパネルの変形が小さく加速度センサ４の出力が判定レベル２に到達しないものの、ドア内圧上昇が十分大きいサイドドア側方衝突例も、側方衝突によるドア内圧上昇が小さくドア内圧センサ３の出力が判定レベル１に到達しないもののドア変形に伴う加速度センサ４の出力が十分に大きいサイドドア側方衝突例も確実に検出することができる。

（変形態様）
上記実施例では、加速度センサ４をセーフィングセンサとして用いたが、サイドドア２への側方衝突による衝撃を検出する公知のセンサ又はそれと同等のセンサであれば、加速度センサ以外のセンサを上記セーフィングセンサとしてもよい。また、加速度センサ４の代わりに、ドア内圧センサ３と同様にドア内圧を検出する圧力センサをセーフィングセンサとしてもよい。いずれにせよ、ドア内圧センサ３と同じく、第２のサイドドア側方衝突検出センサとの両方をサイドドア２内部に設けるので、第２のサイドドア側方衝突検出センサの出力遅れによるサイドエアバッグ作動装置６の作動遅れを防止することができる。

（変形態様）
ドア内圧センサ３の出力信号レベル（大きさ）と加速度センサ４との出力信号レベル（大きさ）との組み合わせとしては、図３に示す組み合わせを採用してもよい。以下、この出力信号レベルの組み合わせによるサイドドア側方衝突の判定について説明する。

図３の回路は、図２の回路において、コンパレータ５１’、５２’とアンドゲート５３’とオアゲート５４とを追加したものであり、ドア内圧センサ３と加速度センサ４とをそれぞれメインセンサ及びセーフィングセンサとして用いる例である。コンパレータ５１、５２及びアンドゲート５３については図２と同じであるため、コンパレータ５１’、５２’とアンドゲート５３’とからなる第２の判定系について以下に説明する。

ドア内圧センサ３の出力信号はコンパレータ５１’により二値信号に変換され、加速度センサ４の出力信号はコンパレータ５２’により二値信号に変換され、これら２種類の二値信号はアンドゲート５３’に入力される。アンドゲート５３’は、これら２種類の二値信号の論理積信号のレベルに示されるサイドドア側方衝突の最終判定結果をオアゲート５４に出力する。したがって、この態様では、図２に加えて上記第２の判定系でもサイドドア側方衝突を検出することができる。ここで、コンパレータ５２’を通じての信号経路をメイン判定系、コンパレータ５１’を通じての信号経路をセーフィング系と称する場合もある。

この実施例では、コンパレータ５１’は、コンパレータ５２’よりも、サイドドアへの衝突衝撃力が相対的に小さくてもハイレベルを出力するようにしきい値設定されている。すなわち、判定レベル４は判定レベル３よりも実質的に大きく設定されている。

（実施例２）
実施例１で用いたドア内圧センサ３及び加速度センサ４の改良した構成例を図４を参照して説明する。図４はドア内圧センサ３及び加速度センサ４を一体化した状態を示す断面図である。

この一体型センサ７は、センサハウジング７１と、センサハウジング７１内に格納された圧力センサであるドア内圧センサ３及び加速度センサ４とを有している。ドア内圧センサ３及び加速度センサ４は、それぞれ樹脂モールドIC構造の半導体圧力センサ及び半導体加速度センサであるが、これらについてはよく知られているため、説明は省略する。ドア内圧センサ３及び加速度センサ４は、セラミック又は樹脂製の基板７２の表主面と裏主面に個別に固定されている。７３は樹脂製のセンサハウジング７１にインサート成形により固定されたターミナルであり、ターミナルの一端は、基板７２に固定され、他端はセンサハウジング７１のコネクタ部７４内に突出している。これにより、ドア内圧センサ３及び加速度センサ４は外部からターミナル７３、基板７２を通じて給電され、ドア内圧センサ３及び加速度センサ４の出力信号は基板７２、ターミナル７３を通じて外部に出力される。７５は、センサハウジング７１を図示しないサイドドアパネル又はそれに連結する部材に固定するための取り付け部、７６はドア内圧センサとしての圧力センサ３のダイアフラム部（図示せず）にドア内圧を導入するための圧力導入口である。

このようにすれば、狭小な取り付けスペースしかないサイドドアへのドア内圧センサ３及び加速度センサ４の取り付けが容易となる他、使用する部品点数あるいは材料使用量を低減することもでき、更に配線や信号処理も容易となる。

（参考例１）
実施例１で用いた第２のサイドドア側方衝突検出センサとしての加速度センサ４の代わりに圧力センサを用い、更に二つのサイドドア側方衝突検出センサを一体化した構成例を図５に示すその断面図を参照して説明する。

この一体型センサ７’は、センサハウジング７１と、センサハウジング７１内に格納された圧力センサであるドア内圧センサ３、３’とを有している。ドア内圧センサ３、３’は、それぞれ樹脂モールドIC構造の半導体圧力センサ及び半導体加速度センサであるが、これらについてはよく知られているため、説明は省略する。ドア内圧センサ３、３’の一方は、本発明で言う第２のサイドドア側方衝突検出センサを構成している。

ドア内圧センサ３、３’は、セラミック又は樹脂製の基板７２の一主面に並んで固定されている。７３は樹脂製のセンサハウジング７１にインサート成形により固定されたターミナルであり、ターミナルの一端は、基板７２に固定され、他端はセンサハウジング７１のコネクタ部７４内に突出している。これにより、ドア内圧センサ３、３’は外部からターミナル７３、基板７２を通じて給電され、ドア内圧センサ３、３’の出力信号は基板７２、ターミナル７３を通じて外部に出力される。７５は、センサハウジング７１を図示しないサイドドアパネル又はそれに連結する部材に固定するための取り付け部であり、７５は、センサハウジング７１を図示しないサイドドアパネル又はそれに連結する部材に固定するための取り付け部である。センサハウジング７１にはドア内圧センサ３、３’にそれぞれドア内圧を導入するための圧力導入口７６を有している。

このようにすれば、狭小な取り付けスペースしかないサイドドアへのドア内圧センサ３、３’の取り付けが容易となる他、使用する部品点数あるいは材料使用量を低減することもでき、更に配線や信号処理も容易となる。

（変形態様）
図４、図５では、２つのドア内圧センサのペア、又は、ドア内圧センサと加速度センサとのペアを一体化した構成例を示したが、サイドドア側方衝突を検出するセンサであれば、その他の種類の二以上のセンサを一体化してもよい。

（参考例２）
参考例１で用いた二つの圧力センサ（すなわちドア内圧センサ３、３’）を同一の半導体チップに集積した例を図６を参照して説明する。ただし、ダイアフラム型半導体圧力センサチップ構造自体は周知であるため、その詳細な説明は省略する。

図６において、１００は半導体基板であり、互いに所定距離隔てて２つの薄肉部（ダイアフラム部）１０１、１０２を有している。これら薄肉部（ダイアフラム部）１０１、１０２には、図示しない歪みゲージがそれぞれ形成されている。薄肉部（ダイアフラム部）１０１、１０２の一面には基準圧力が印加され、他面には共通の圧力導入口７６よりドア内圧が導入される。このようにすれば、簡単に２つのドア内圧センサを用いるサイドドア衝突検出システムのためのセンサを非常に小さく構成することができる。

（実施例３）
実施例２で用いた圧力センサ（すなわちドア内圧センサ３）と加速度センサ４とを同一の半導体チップに集積した例を図７を参照して説明する。ただし、ダイアフラム型半導体圧力センサチップ構造及び半導体加速度センサチップ構造自体は周知であるため、その詳細な説明は省略する。

図７において、１００は半導体基板であり、薄肉部（ダイアフラム部）１０１を有している。また、コ字状の貫通溝１０５によりカンチレバー部１０６が形成されており、カンチレバー部１０６は、薄肉部１０３と、その先端に形成されたマス部１０４とからなる。薄肉部１０３の基端は半導体基板に連なっている。これら薄肉部１０１、１０３には、図示しない歪みゲージがそれぞれ形成されている。薄肉部１０１の一面には基準圧力が印加され、他面には圧力導入口７６よりドア内圧が導入される。これにより、薄肉部１０１に形成された歪みゲージが出力信号を発生する。同様に、マス部１０４に掛かる加速度により薄肉部１０３が撓むと、この薄肉部１０３に形成された歪みゲージが出力信号を発生する。このようにすれば、簡単にドア内圧センサ３と加速度センサ４とを用いるサイドドア衝突検出システムのためのセンサを非常に小さく構成することができる。

（変形態様）
図７において、ドア内圧センサ３の代わりに加速度センサを設けてもよい。すなわち、二つの加速度センサによりメインセンサとセーフィングセンサとを構成してもよい。その他、サイドドアへの側方衝突を検出できるセンサであれば任意の二つのセンサの出力信号を図２又は図３の回路で処理することにより、上記と同様に信頼性に優れたサイドドア衝突検出システムを構成することができる。

実施例１のサイドドア衝突検出システムを示す模式側面図である。 実施例１のサイドドア衝突検出システムを示すブロック回路図である。 図２の変形を示すブロック回路図である。 実施例２のサイドドア衝突検出システムに用いたサイドドア側方衝突検出センサを示す模式断面図である。 参考例１のサイドドア衝突検出システムに用いたサイドドア側方衝突検出センサを示す模式断面図である。 参考例２のサイドドア衝突検出システムに用いたサイドドア側方衝突検出センサを示す模式断面図である。 実施例３のサイドドア衝突検出システムに用いたサイドドア側方衝突検出センサを示す模式断面図である。

符号の説明

１ 車体
２ サイドドア
３ ドア内圧センサ（圧力センサ）
４ 加速度センサ
５ サイドドア衝突判定回路
６ サイドエアバッグ作動装置
７ 一体型センサ
５１ コンパレータ
５２ コンパレータ
５３ アンドゲート
５４ オアゲート
７１ センサハウジング
７２ 基板
７３ ターミナル
７４ コネクタ部
７６ 圧力導入口
１０１ 薄肉部
１０２ 薄肉部
１０３ 薄肉部
１０４ マス部
１０５ 貫通溝
１０６ カンチレバー部

Claims (4)

1. 車両のサイドドアに内蔵されて前記サイドドアへの側方衝突により生じる物理量を検出するサイドドア側方衝突検出センサと、
   前記サイドドア側方衝突検出センサの出力信号に基づいて前記サイドドアへの側方衝突を判定するサイドドア衝突判定回路と、
   前記サイドドア衝突判定回路の出力信号により搭乗者保護動作を発動する搭乗者保護装置とを備え、
   前記サイドドア側方衝突検出センサは、車両のサイドドアに内蔵されてドア内圧を検出するドア内圧センサからなるサイドドア衝突検出システムにおいて、
   前記サイドドア内に内蔵されて前記側方衝突により生じる物理量を検出する加速度センサからなる第２のサイドドア側方衝突検出センサを有し、
   前記衝突判定回路は、前記両サイドドア側方衝突検出センサの信号の大きさの組み合わせに基づいて、
   前記ドア内圧センサの出力信号を高、低二つのしきい値により二値化して得た高レベル信号と低レベル信号とを出力し、かつ、加速度センサからなる前記第２のサイドドア側方衝突検出センサの出力信号を高、低二つのしきい値により二値化して得た高レベル信号と低レベル信号とを形成し、
   前記ドア内圧センサの高レベル信号と加速度センサからなる前記第２のサイドドア側方衝突検出センサの低レベル信号の論理積と、前記ドア内圧センサの低レベル信号と加速度センサからなる前記第２のサイドドア側方衝突検出センサの高レベル信号との論理積との論理和により前記側方衝突を判定することを特徴とするサイドドア衝突検出システム。
2. 請求項１記載のサイドドア衝突検出システムにおいて、
   前記衝突判定回路は、
   前記二つのサイドドア側方衝突検出センサの出力信号をそれぞれの所定値により二値化して得た２信号の論理積演算結果に基づいて前記側方衝突を判定するサイドドア衝突検出システム。
3. 請求項１又は２記載のサイドドア衝突検出システムにおいて、
   前記ドア内圧センサと加速度センサからなる前記第２のサイドドア側方衝突検出センサとは、共通のセンサハウジング内に一体に内蔵されているサイドドア衝突検出システム。
4. 請求項３記載のサイドドア衝突検出システムにおいて、
   前記ドア内圧センサは、半導体圧力センサからなり、加速度センサからなる前記第２のサイドドア側方衝突検出センサは、前記半導体圧力センサと同一チップに集積された半導体加速度センサからなるサイドドア衝突検出システム。

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