JP4970311B2 - 車両用側突検出装置及びそれを備えた車両用乗員保護システム - Google Patents

Description

本発明は、側面ドアに物体が衝突したことを検出する車両用側突検出装置に関するものである。

従来の車両用側突検出装置として、例えば、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載の車両用側突検出装置は、衝撃検知センサが側面ドア内部に配置された補強部材、又は補強部材の一部に近接するように外板あるいは内板等に取り付けられている。この構成により、補強部材が変形する程度の衝突により衝撃検知センサが物体の側面ドアへの衝突を検出しエアバックを展開している。
特開平５−９３７３５号公報

しかしながら、特許文献１の衝撃検知センサは、補強部材の一部分、あるいは補強部材の一部に近接する位置に配置されている。従って、物体が側面ドアに衝突して発生した補強部材の変形個所が衝撃検知センサの配置された位置、すなわち補強部材の特定位置の変形しか検出できない。例えば、電柱のような幅の狭い物体が側面ドアに衝突し、衝撃検知センサが配置された位置から外れている場合、衝突は検出されずエアバックは展開されないこととなる。

さらに、上記特許文献１の衝撃検知センサは、補強部材の上部、補強部材の外板側、あるいは内板側に配置されている。側面ドアの外板と内板との間には、ドアガラスレギュレータやスピーカ等の部材が配置されているため、衝撃検知センサは、それらの部材のスペースには干渉しないように避けて配置される必要がある。従って、配置ができない位置、すなわち補強部材の変形が検出できない位置もあるという問題がある。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものである。従って、本発明は、車両の側面ドア補強部材の変形を検出して車両衝突を判定する車両用側突検出装置において、乗員の保護が必要な車両変形を確実に、かつ広範囲に検出してエアバック等の乗員保護装置を作動させる車両用側突検出装置を提供すること、及びその側突検出装置を備えた車両用乗員保護システムを提供することを課題とする。

＜第一発明：コイルが補強部材空洞内に取り付けられる発明＞
第一発明の車両用側突検出装置は、
車両に搭載される側面ドアの外板と、
前記外板の車室内側に前記外板に対向して離隔配置される前記側面ドアの内板と、
前記外板と前記内板との間に配置され、前記外板の曲げ剛性より高い曲げ剛性を有し、
かつ内部に空洞を有する補強部材と、を備え、
前記補強部材の空洞内に取り付けられ、前記補強部材の変形にともない変化する所定パラメータを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出した前記所定パラメータに基づいて前記車両と物体とが衝突したことを判定する判定手段と、を更に備え、
前記補強部材は、少なくとも一部が金属により構成されており、
前記検出手段は、磁界を発生し、前記補強部材の変形にともない変化する磁束を検出するコイルであり、
前記コイルは、さらに、金属体または強磁性体からなるシールド部材の前記外板側に取り付けられていることを特徴とする。

本発明の検出手段は、補強部材の空洞内に取り付けられているので、側面ドア内に配置される他の部材（例えば、ドアガラスを上下に駆動させるドアガラス駆動機構など）とスペース的に干渉することがない。従って、補強部材の空洞内のいずれの位置にも配置できる。すなわち、補強部材の変形を広範囲に検出することができる。さらに、判定手段は、検出手段が検出した所定パラメータに基づいて車両に物体が衝突したことを判定しているので、側面ドアへのいかなる位置への衝突に対しても確実に乗員保護装置を展開することができる。

コイルは、長手方向に直交する断面が中空である筒状の補強部材の空洞内に、空洞の内部に取り付けられている。そして、コイルは補強部材の空洞の内壁に対して磁界を発生させている。物体が車両側面に衝突して補強部材に達し補強部材が変形した場合には、補強部材は外板側から内板側に力を受けて変形する。すなわち、補強部材の空洞の内壁も変形する。補強部材の空洞の変形にともないコイルと空洞の内壁との距離も変化する。ここで、少なくとも補強部材の空洞の内壁を金属としておけば、内壁は磁性体であるため、この距離の変化により、コイルが発生する磁界によって、補強部材の空洞の内壁に渦電流が流れる。この渦電流により磁界が発生し、コイル内部を通る磁束も変化する。このように、コイル内部を通る磁束は、コイルと補強部材の空洞の内壁との離間距離の変化に応じて変化する。本発明では、この磁束の変化をコイルの自己インダクタンスの変化として検出する。なお、本発明でいうコイルとは、導線を円形あるいは矩形のループ状に巻回したものである。従って、コイル内部とは、ループ状の導線で囲まれた部分をさしている。
また、コイルをシールド部材に取り付けることで、コイルの補強部材空洞内への組み込みが容易となる。

つまり、第一発明によれば、コイルと被検出部材である補強部材の空洞の内壁との間にコイルにより発生する磁界の範囲が側突検出可能範囲となる。従って、当該磁界の範囲は、ほぼコイルの大きさに対応した範囲となる。つまり、第一発明の車両用側突検出装置による側突検出可能な範囲は、コイルを補強部材の始端から終端（補強部材が車両前後方向に設けられているものとして、前方を始端、後方を終端とする）にかけて巻回したものを搭載すれば、一個のコイルで補強部材の全ての位置の変形を検出することができ、特許文献１に記載の衝撃検知センサの場合に比べると広範囲とすることが可能である。

さらに、側突検出可能な範囲を広範囲とした場合であっても、コイルは補強部材の空洞内に設置されているため、設置スペースの点でも、あるいは磁束の変化を検出するという作用の点でも側面ドア内に配置されている他の部材（例えば、ドアガラスレギュレータ、スピーカなど）と干渉するおそれはない。

さらに、本発明の好適な態様として、前判定手段は、前記コイルの検出した前記磁束の変位の大きさ、または該磁束の変位速度に基づいて前記車両と物体とが衝突したことを判定する。

本発明は、補強部材の空洞内に取り付けられたコイルと補強部材の空洞の内壁との間の距離に応じて変化するコイルの磁束の変位の大きさに基づいて側突判定を行う判定方法と、磁束の変位速度に基づいて側突判定をする判定方法とを備えている。従って、両判定方法を併用することで、コイルの磁束の変化をより確実に検出できる。さらに、両判定方法のうち時間的に早い判定方法により衝突と判定することで、より高速応答が可能となる。つまり、側突の検出時間を短くできることにより、乗員保護性能を高めることができる。

さらに、本発明の好適な態様として、前記コイルは前記補強部材の内壁と対向して車両水平方向に磁界を発生するように前記補強部材の空洞内に配置されているとよい。

物体の側面ドアへの衝突により、補強部材は、車室内側、すなわち車両水平方向へ変形する確率が高い。従って、コイルを補強部材の内壁と対向して車両水平方向に磁界を発生するように空洞内に配置すれば、補強部材の変形による内壁の移動にともなう磁束の変化を最も効率良く検出することができる。

さらに、本発明の好適な態様として、前記コイルは、平面状からなり、前記空洞内の幅方向中央部分に配置されとよい。空洞内の幅方向中央部分に配置することは、コイルの磁束の変化を検出する上で最大の感度を得ることができる。

前記車両用側突検出装置は、さらに、コイルを平面状に、かつ補強部材の長手方向全体に亘って配置されるとよい。補強部材の長手方向全体に亘って配置することで磁界の発生する範囲を広くすることができる。すなわち、補強部材の変形の検出範囲を広くすることができる。

また、第一発明がシールド部材を備える場合に、前記コイルと前記シールド部材は一体成形されているとよい。これにより、コイルの取付状態を安定的にすることができる。また、両者を一体とすることで、当該一体部材の補強部材への組み込みがより容易となる。

さらに、前記シールド部材は、前記コイルの外形より大きく形成され、前記コイルがその外縁から飛び出さないように前記コイルが取り付けられるとよい。仮に、コイルがシールド部材の外縁から飛び出した状態で取り付けられると、コイルのうちシールド部材から飛び出している部分により、コイルの初期インダクタンスのばらつきが生じ、発生する磁界がばらつくおそれがある。そこで、上記のように、コイルがシールド部材の外縁から飛び出さないように取り付けられることで、より安定的に、コイルの初期インダクタンスのばらつきを防止できる。

また、第一発明において、前記コイルは、平面状からなり、前記補強部材より柔軟性が高く形成されていることが好ましい。上述したように、乗員保護が必要な側突時には補強部材が変形する。そして、コイルは補強部材の空洞内に組み込まれているため、コイルは補強部材の変形にともなって変形する。そこで、平面状のコイルを補強部材より柔軟性が高く形成することで、補強部材が変形した場合であっても、コイルが破損することを防止できる。つまり、確実に補強部材内壁の壁面とコイルとの距離の変化にともなう磁束の変化を検出できる。

＜第一発明の他の好適な態様＞
上記第一発明の車両用側突検出装置において、好適な態様として、前記判定手段は、前記磁束の変位が第一閾値より大きくなった場合に前記車両と物体とが衝突したと判定する。これにより、確実に側突検出が可能となる。

また、上記第一発明の車両用側突検出装置において、他の好適な態様として、前記判定手段は、前記磁束の単位時間あたりの変化量の絶対値が第二閾値を超えた場合に前記車両と物体とが衝突したと判定する。この場合にも、確実に側突検出が可能となる。

また、上記第一発明の車両用側突検出装置において、上記の好適な態様より好適な態様として、前記判定手段は、前記磁束の変位が第一閾値より大きくなった場合または前記磁束の単位時間あたりの変化量の絶対値が第二閾値を超えた場合に前記車両と物体が衝突したと判定する。つまり、磁束の変位そのものに加えて、磁束の単位時間あたりの変化量の変化を用いて、その何れか一方が側突を検出した場合を側突したと判定している。従って、より早期に側突検出が可能となる。

＜車両用乗員保護システムについて＞
上記の車両用側突検出装置の衝突判定結果を、車両用乗員保護装置を作動させる際のトリガとして利用することが可能である。ここで、車両用乗員保護装置とは、車両の衝突発生時に作動して乗員を衝撃から保護する装置であり、エアバッグや、シートベルトテンショナーなどが考えられる。

本発明によると、側面ドアへの物体の衝突において、乗員保護が必要な車両変形を側面ドアの補強部材の変形から確実、かつ広範囲に検出して乗員保護装置を作動させる車両用側突検出装置及びその側突検出装置を備えた車両用乗員保護システムを提供することができる。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。

＜第一実施形態＞
第一実施形態の車両用側面ドアについて、図１〜図９を参照して説明する。本実施形態は、コイルが補強部材の空洞内に配置されて、コイルと空洞内壁の壁面との離間距離の変化を磁束の変化で検出する形態である。まず、本実施形態の車両用側面ドアについて説明する。図１は本実施形態が適用される車両用側面ドアの構成を斜視図で示したものである。

図１において、側面ドア１は、車室内側より見たもので図の右側が車両前方で、左側が車両後方である。なお、図１では、説明の便宜上内板の中央部分を除去した図としている。側面ドア１は、車外側に外板１１を備え、外板１１から車室内側に隔離して外板１１に対向する内板１２が配置されている。外板１１と内板１２とが車両前方及び後方において水平断面形状が凹状に結合された部分が端部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂである。

隔離されて対向する外板１１と内板１２との間には柱状の補強部材１３が車両の前後方向に水平に延びて、補強部材１３の一端１３ａは補強部材車両取付部１４ａの湾曲端１５ｈに係合している。補強部材１３の他端１３ｂは補強部材車両取付部１４ｂの湾曲端１７ｈに係合している。補強部材車両取付部１４ａのフランジ１６ａ、１６ｂ及び補強部材車両取付部１４ｂのフランジ１８ａ、１８ｂが内板１２の端部１２ａ及び１２ｂにそれぞれ固定されることで、補強部材１３は補強部材車両取付部１４ａ、１４ｂを介して側面ドア１に取り付けられている。

図２は、図１の側面ドア１のＩ−Ｉ垂直面断面図である。図２に示すように、補強部材１３は、中空の筒状である。補強部材１３の空洞１３ｃ内の車両幅方向中央部分には、コイル２０が水平方向に磁界を発生するように、空洞１３ｃの内壁の壁面１３ｄに対向して配置されている。

図３は、図２のＩＩ−ＩＩ垂直面断面図である。図３に示すように、コイル２０は、補強部材１３の長手方向全体に亘って巻回され、空洞１３ｃ内に配置されている。コイルの巻始め端２０ａ及び巻終わり端２０ｂは、図示しない発信器及び判定手段に接続されている。

コイル２０は、図４に示すように、平面状で、長さが補強部材の長さにほぼ等しい横長形状に形成されている。このコイル２０は、例えば銅などの導電性材料により平面状に巻回するようにパターン印刷形成され、さらに、一対のフィルム２３により両面から挟持されて、コイル２０が露出しないように被覆されコイル部材２４として構成されている。このフィルム２３は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）またはＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）などの可撓性材料により薄膜状に形成されている。つまり、フィルム２３は、屈曲自在である。また、平面状コイル２０自体についても屈曲変形可能である。従って、コイル２０全体として、屈曲変形可能であり、非常に柔軟性が高い。つまり、少なくともコイル部材２４は補強部材１３よりも柔軟性が高いため、補強部材１３が変形、屈曲した場合であっても、コイル部材２４は破損することなく屈曲する。そして、このコイル部材２４は、図２および図３に示すように、補強部材１３の空洞１３ｃ内の内壁中央部分に水平方向に磁界を発生するように収納されている。

次に、衝突時のコイル２０の検出動作について図５を参照して説明する。図５（ａ）は、衝突前の補強部材１３と、物体が側面ドア１の外板１１に衝突した場合の補強部材１３の変形状態を示す平面図である。図５（ｂ）及び（ｃ）は、図５（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図で、衝突前及び衝突後の衝突部位の形状を図示している。

図５（ａ）に示すように、側面ドア１への物体の衝突により外板１１が車室内側に変形する。そして、この衝撃が大きい場合には、衝突物は補強部材１３を車室内側へ変形させる。これにより、補強部材１３は、車室内側に変形するとともに、筒状の補強部材１３の内壁の壁面１３ｄのうち、図５（ｃ）に示すように外板側の壁面１３ｄが補強部材１３の中心軸方向に移動する。つまり、コイル２０と補強部材１３の内壁の外板側の壁面１３ｄとの間隔が短くなる。そうすると、コイル２０が発生する磁界によって、外板側の壁面１３ｄに渦電流が流れ、壁面１３ｄに磁界が発生する。つまり、衝突によって外板側の壁面１３ｄとコイル２０との離間距離が短くなることに伴って、コイル２０に鎖交する渦電流によって発生した磁界が増加する。この磁界はコイル２０内を貫通する磁束を減少させるように働きコイル２０のインダクタンスＬsが減少する。このように、本発明では、補強部材１３の変形による磁束の変化をコイル２０のインダクタンスＬｓの変化として検出している。

本実施形態の磁束の変化を検出する検出回路を説明する。本実施形態の検出回路は、図６に示すように、コイル２０と、抵抗４０とで構成され、発振回路３０に接続され発振周波数Ｆの交流電圧が供給されている。コイル２０は、インダクタンスＬｓと抵抗値Ｒｓの直列回路に相当する。この交流電圧によりコイル２０に磁界が発生する。上述したように、このときのコイル２０を貫通する磁束が、コイル２０と補強部材１３の内壁の壁面１３ｄとの離隔距離によって変化する。

図７は、コイル２０と補強部材１３の空洞の内壁の壁面１３ｄとの離隔距離とコイル２０のインダクタンスＬｓとの関係を表す図である。図７に示すように、コイル２０と内壁の壁面１３ｄの離隔距離が小さくなると、コイル２０を貫通する磁束が減少して、インダクタンスＬsが減少する。ここで、図６の検出回路でインダクタンスＬsが減少することによりコイル２０に流れる電流が増加し、抵抗４０の電圧値が大きくなる。このようにして、磁束の変化を電圧値として検出することができる。

次に、判定手段について図８及び図９に基づいて説明する。図８では、横軸をコイル２０と補強部材の内壁の壁面１３ｄとの離隔距離とし、縦軸をコイル２０を貫通する磁束の量を示している。なお、上記したように、この磁束の量は、コイル２０のインダクタンスＬｓを変化させるので、検出回路は抵抗４０の電圧値として検出する。

上述したように、検出回路が検出する検出電圧は、図８に示すように、衝突までは、コイル２０と補強部材１３の内壁の壁面１３ｄとの離隔距離に変化はなく、磁束の量も変化がないので、抵抗４０の検出電圧も一定の値で変化がない。しかし、衝突により補強部材１３が変形して、コイル２０と補強部材１３の内壁の壁面１３ｄとの離隔距離が小さくなるにしたがい磁束の量は小さくなる。この磁束の減少はコイル２０のインダクタンスＬｓを減少させる（図７参照）ので、抵抗４０の検出電圧は大きくなる。すなわち、図８の縦軸の磁束の量の大小と、抵抗４０の検出電圧の大小とは相関がある。ここで、衝突判定手段５０（本発明の判定手段に該当する）は、あらかじめ設定された検出電圧に対する第一閾値に基づいて、検出電圧が第一閾値より大きくなった時点（すなわち、磁束の変化量が第一閾値より大きくなった時点）で乗員保護装置を起動させる必要のある衝突と判定する。

また、本実施形態は以下の手段によっても、乗員保護装置の起動が必要な衝突を検出している。図９を参照して説明する。検出回路から出力される検出電圧の単位時間あたりの変化量の絶対値、すなわち、検出電圧の時間微分値の絶対値に基づいて乗員保護装置の起動が必要な衝突か否かを判定している。この場合も図８と同様に、磁束の量の時間微分値は、検出電圧の時間微分値に相当する。図８に示すように、補強部材１３が変形していない状態においては、検出回路から出力される検出電圧（磁束の量）は一定である。従って、この場合の検出電圧（磁束の量）の単位時間あたりの変化量（時間微分値）は、０である（図９の横軸０から衝突までの間）。一方、物体が衝突して補強部材１３が変形した場合には、検出電圧は上昇する。つまり、この場合の検出電圧（磁束の量）の単位時間あたりの変化量の絶対値は、増加する。そして、衝突判定手段５０は、検出電圧（磁束の量）の単位時間あたりの変化量の絶対値が第二閾値を越えたか否かを判定する。具体的には、衝突判定部５０は、検出電圧の変化量（時間微分値）、すなわち、磁束の量の時間微分値の絶対値が第二閾値を越えた場合に、外板１１に物体が衝突して補強部材１３を変形させたと判定する。

一方、外板１１が変形したとしても、補強部材１３が変形する状態にならなければ、検出電圧（磁束の量）の単位時間あたりの変化量の絶対値が第二閾値より大きくなることはない。

さらに、本発明は、上記の衝突判定方法のどちらかの方法で衝突判定を行う構成に加えて、さらに、上記二つの判定方法を組み合わせて、どちらか時間的に早い判定に基づいて衝突保護装置を起動させてもよい。これにより、より早期に、乗員保護が必要な衝突判定が可能となる。

次に、本実施形態の車両用側突検出装置の効果について説明する。図５（ａ）では衝突物が補強部材１３の長手方向の中央部分に衝突しているが、例えば、矢印で示す車両前方のＡの位置、あるいは後方のＢの位置に衝突してきたとしても、どちらの位置についても
コイル２０が配置され、磁界を発生している範囲であるので、確実に補強部材１３の変形による磁束の変化を検出することができる。また、コイル２０は、柔軟性の高い部材で構成されているので補強部材１３の変形によって断線などにより破損するおそれもない。さらに、補強部材１３の空洞１３ｃ内に配置されているので、側面ドア１内に設けられている他の部材と磁束の検出動作及び配置スペースの点で干渉することもない。

＜第一実施形態の変形態様＞
本変形態様の車両用側突検出装置と第一実施形態の車両用側突検出装置とが異なる点は、補強部材の空洞内に配置されるコイルが本変形態様では平面状シールド部材に取り付けられている点である。その他の構成、動作は第一実施形態と同様である。従って、本項では、相違点についてのみ説明する。

図１０に、本変形態様の補強部材１３の長手方向に直交する断面図を示す。第一実施形態の図２の補強部材１３の断面図に相当する。コイル２０は平面状シールド部材２５に取り付けられ、コイル２０側を外板側に向けて平面状シールド部材２５とともに、補強部材１３の空洞１３ｃ内の幅方向中央部分に配置されている。

コイル２０を平面状シールド部材２５に取り付けることで、特に横長のコイル２０の空洞１３ｃ内への組み込みが容易になる。また、磁界を発生する方向を衝突により補強部材１３の内壁の壁面１３ｄが移動してくる外板方向としているので変形の検出においても良好な動作を確保できる。

＜第二実施形態＞
本実施形態の車両用側突検出装置と第一実施形態の車両用側突検出装置とが異なる点は、補強部材の変形にともなう磁束の変化を検出するコイルが本実施形態では補強部材の外周面に巻回されている点と検出回路の構成である。その他の構成、動作は第一実施形態と同様である。従って、本項では、相違点についてのみ説明する。

図１１は、本実施形態の側面ドアの水平面断面図である。図１１に示すように、補強部材１３の外周面一端側端部には、起磁用コイル２１が巻回され、他端側端部には、磁気抵抗検出用コイル２２が巻回されている。また、補強部材１３の車両前方及び後方の端部は、補強部材車両取付部１４ａ、１４ｂにより外板１１に固定されている。起磁用コイル２１は、後述する発振回路により交流電圧が加えられ補強部材１３の表面または内部において長手方向に磁界を発生している。ここで物体の側面ドアへの衝突により補強部材１３に変形が及ぶと補強部材１３の磁気抵抗が変化する。補強部材１３の磁気抵抗が変化することにより、他端側端部に形成された磁気抵抗検出用コイル２２を貫通する磁束が変化するので、検出回路が検出している検出電圧が変化する。

次に、本実施形態の磁束の変化を検出する検出回路について図１２を参照して説明する。本実施形態の検出回路は、図１２に示すように、起磁用コイル２１と、磁気抵抗検出用コイル２２と、抵抗４０と、で構成されている。起磁用コイル２１には発振回路３０から発振周波数Ｆの交流電圧が供給されている。この交流電圧により起磁用コイル２１に磁界が発生する。磁界の方向は補強部材１３の長手方向である。ここで、補強部材取付部１４ａ、１４ｂを磁性体であるとすると、磁束は磁性体である補強部材１３を通り、補強部材取付部１４ａ、外板１１（導体）、補強部材車両取付部１４ｂを通る磁気回路が形成される。

このときの補強部材１３を通る磁束により磁気抵抗検出用コイルに電流が誘起され、抵抗４０に電圧が発生する。この電圧が検出回路の検出電圧である。この検出電圧は磁気抵抗検出用コイル２２で検出されているので補強部材１３を通る磁束が変化すれば電圧値が変化する。すなわち、補強部材１３の磁気抵抗の変化に基づく磁束の変化を電圧値として検出できる。

なお、上記の構成は、補強部材車両取付部１４ａ、１４ｂを磁性体としているが、補強部材車両取付部１４ａ、１４ｂが非磁性体である場合には、補強部材１３と補強部材１３の周囲の空間とで磁気回路が形成されるので、補強部材１３の変形による磁気抵抗の変化を検出する上で特に問題はない。

検出回路の検出電圧に基づく衝突判定手段５０による判定方法は、第一実施形態と同様である。物体の衝突により補強部材１３に変形が生じた場合は、磁束の通る磁路が狭くなる。従って、式１に示すように、磁路の断面積（Ｓ）が小さくなり、補強部材１３の磁気抵抗（Ｒｍ）が増加する。

Ｒｍ＝（１／μ）・（Ｌ／Ｓ）・・・・・・・・式１
Ｒｍ：磁気抵抗
μ：透磁率
Ｌ：磁路の長さ
Ｓ：磁路の断面積
このように、補強部材１３の変形により、磁気抵抗が増加し、検出電圧が小さくなるので第一実施形態と同様に、図９及び図１３を用いた判定ができる。

図１３は、補強部材１３の磁気抵抗と磁気抵抗検出用コイル２２を貫通する磁束の量との関係を表したものである。図１３において、衝突までは、補強部材１３の磁気抵抗に変化がないので、コイル２２を貫通する磁束の量は変化せず一定である。しかし、横軸の補強部材１３が変形して、補強部材１３の磁気抵抗が増えると、縦軸に示すように、コイル２２を貫通する磁束の量は減少してくる。このとき、抵抗４０の検出電圧値は減少する。このように、第二実施形態においても、第一実施形態と同様に磁束の変化量を電圧値として検出している。ここで、本実施形態でも磁束の変化量（本発明の磁束の変位に該当する）に対して第一閾値を設定して、磁束の変化量が所定の値以上（図１３では、第一閾値より下の部分）となったときに、乗員保護装置を起動させる必要のある衝突と判定する。

また、本実施形態は図９の第一実施形態の場合と同様に、検出回路から出力される検出電圧の単位時間あたりの変化量（磁束の単位時間あたりの変化量）の絶対値、すなわち、検出電圧の時間微分値の絶対値に基づいて乗員保護装置の起動が必要な衝突か否かを判定している。なお、この判定方法は、第一実施形態の場合と全く同じであるので説明を省略する。

また、本発明は、上記の衝突判定方法のどちらかの方法で衝突判定を行う構成に加えて、さらに、上記二つの判定方法を組み合わせて、どちらか時間的に早い判定に基づいて衝突保護装置を起動させてもよい。これにより、より早期に、乗員保護が必要な衝突判定が可能となる。

次に、本実施形態の車両用側突検出装置の効果について説明する。補強部材１３の何れの位置の変形でも補強部材１３の磁気抵抗は、増加するため側面ドア１の広範囲に亘る衝突を検出できる。また、起磁用コイル２１及び磁気抵抗検出用コイル２２は、補強部材１３の外周面に形成され、その厚みもコイルを形成する線経程度の僅かなものであるので側面ドア１内に設けられている他の部材と配置スペースの点で干渉することもない。さらに、補強部材１３と補強部材車両取付部１４ａ、１４ｂと外板１１とで磁気回路を形成する場合は、外板１１と、補強部材１３の両方の変形による磁束の変化の効果があるため検出感度が向上する。

＜第三実施形態＞
本実施形態の車両用側突検出装置と第一実施形態の車両用側突検出装置とが異なる点は、補強部材の変形にともなう磁束の変化を検出するコイルにかえて、検出手段として歪みゲージを補強部材の外周面に配置している点と検出回路の構成である。その他の構成、動作は第一実施形態と同様である。従って、本項では、相違点についてのみ説明する。

図１４は、本実施形態の側面ドア１の斜視図である。説明の便宜上内板１２の中央部分を取り除いた図としてある。図１４に示すように、複数個の歪みゲージ６０―１〜６０―３は、補強部材１３の外周面に、長手方向全体に亘って等間隔で取り付けられている。歪みゲージは、例えばピエゾ電気センサなどである。従って、補強部材１３の変形の度合いに応じて出力を送出する。外板１１のみの変形である場合は、殆ど応答しない。一方、補強部材１３が変形するような衝突であれば、衝撃の強さに応じた出力を送出する。従って、図１４のように、複数個の歪みゲージを補強部材全体に亘って配置することで、補強部材１３の変形を広範囲にわたって検出することができる。

なお、上記構成では、歪みゲージの個数を複数個としたが、一個のみを補強部材１３に取り付ける構成でもよい。この場合は、歪みゲージを横長に製作し、補強部材の長手方向を広範囲にカバーするように取り付けることで補強部材の変形を広範囲に検出することが可能である。

次に、本実施形態の歪みの検出回路及び衝突判定手段について、図１５、図１６及び図１７を参照して説明する。図１５は、本実施形態の検出回路である。図１５に示すように、歪みゲージ６０―１〜６０―ｎの歪み出力は、増幅器Ａ―１〜Ａ―ｎにより増幅され、抵抗４０に加えられ、電圧値として検出され、衝突判定手段７０に送出される。この検出電圧は、補強部材１３の変形による歪みの大きさに対応している。衝突判定手段７０は、この検出電圧に基づいて、衝突か否かを判定する。

判定手段について図１６について説明する。検出回路が検出する検出電圧は、図１６に示すように、衝突までは歪みは検出されないので、検出電圧は零で変化がない。しかし、衝突により補強部材１３が変形すると、歪みゲージは補強部材１３の歪みを検出する。検出する歪みの強さは、図１６に示すように経過時間とともに強くなる。ここで、衝突判定手段７０（本発明の判定手段に該当する）は、あらかじめ設定された検出電圧に対する第三閾値に基づいて、検出電圧が第三閾値より大きくなった時点（図１６で歪みが第三閾値より大きくなった時点）で乗員保護装置を起動させる必要のある衝突と判定する。

また、図１７に示す判定方法は、図１６の検出電圧の単位時間あたりの変化量の絶対値、すなわち、検出電圧の時間微分値（図１７の歪みの時間微分値に相当）の絶対値に基づいて、すなわち、図１７で歪みの時間微分値が第四閾値を超えるか否かで、乗員保護装置の起動が必要な衝突か否かを判定している。この判定方法は、第一実施形態及び第二実施形態の場合と全く同じ考え方なので詳しい説明を省略する。本実施形態は、上記のどちらかの判定方法を用いて、実施されるが、さらに、本発明は上記の衝突判定方法のどちらかの方法で衝突判定を行う構成に加えて、上記二つの判定方法を組み合わせて、どちらか時間的に早い判定に基づいて衝突保護装置を起動させてもよい。これにより、より早期に乗員保護が必要な衝突判定が可能となる。

次に、本実施形態の車両用側突検出装置の効果について説明する。本実施形態の車両側突検出装置は、補強部材の広範囲の変形を的確、かつ早期に検出できる。さらに、小さな歪みゲージを補強部材外周面に添付するだけなので側面ドア内に設置されている他の部材とスペース的に干渉することがない。さらに、衝突判定に必要な補強部材の変形のみを検出する。

＜本発明の車両側突検出装置を備えた車両用乗員保護システムの実施形態＞
上記のように構成された本発明の車両用側突検出装置は、以下のように利用することができる。図１８に車両用乗員保護システムの実施形態概要をブロック図で示す。この車両用乗員保護システム３００は、エアバッグモジュール４００を備えている。エアバッグモジュール４００は、衝突発生時にエアバッグを展開することによって車両乗員を衝突による衝撃から保護するものである。ここで図１８中の車両用側突検出装置は、既に説明した車両用側突検出装置のうちの何れであってもよい。エアバッグモジュール４００は、車両に搭載されたシート（図示しない）の側面付近（例えば側面ドアやシートの側面部）に搭載され、車両用側突検出装置と電気的に接続されている。そして、車両用側突検出装置は、乗員保護が必要な車両衝突があった場合、早期に、かつ確実に乗員保護が必要な衝突か否かを判定し、エアバッグモジュール４００に対して展開指令を出力する。これを受けたエアバッグモジュール４００は、エアバッグを展開する。これにより、乗員に作用する衝突の衝撃が低減されることになる。

＜その他＞
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第一実施形態では、コイルを収納する補強部材を円筒としているが、補強部材の断面形状は矩形であっても、何らその作用効果に変わりはない。

第一実施形態の側面ドアを車室内側から見た斜視図である。 図１のＩ―Ｉ垂直断面図である。 第一実施形態の補強部材空洞内に配置されたコイルの説明図で、図２のＩＩ―ＩＩ垂直断面図である。 第一実施形態１のコイルの説明図である。 （ａ）は、補強部材への物体の衝突に関する説明図である。（ｂ）は、衝突前の補強部材の形状を示す断面図である。（ｃ）は、衝突後の補強部材の形状を示す断面図である。 実施形態１の検出回路の説明図である。 コイルと補強部材内壁の壁面との離隔距離とコイルのインダクタンスＬsとの関係を示すグラフである。 コイルと補強部材内壁の壁面との離隔距離とコイルを貫通する磁束の量との関係を示すグラフである。 衝突後の経過時間と磁束の時間変化量の関係を示すグラフである。 第一実施形態の変形態様の平面状シールド部材とコイルの補強部材空洞内への配置に関する説明図で、補強部材の長手方向に直交する断面図である。 第二実施形態の起磁用コイルと磁気抵抗検出用コイルの説明図である。 第二実施形態の検出回路の説明図である。 第二実施形態の補強部材の磁気抵抗と磁気抵抗検出用コイルを貫通する磁束の量との関係を示すグラフである。 第三実施形態の側面ドアを車室内側から見た斜視図である 第三実施形態の検出回路の説明図である。 第三実施形態の衝突後の経過時間と歪みの強さとの関係を示すグラフである。 第三実施形態の衝突後の経過時間と歪みの時間変化量との関係を示すグラフである。 車両用乗員保護システムの実施形態概要を示すブロック図である。

符号の説明

１：側面ドア
１１：外板、 １２：内板、 １３：補強部材
２０：コイル、 ２１：起磁用コイル、 ２２：磁気抵抗検出用コイル、 ２３：フィルム、 ２４：コイル部材、 ２５：平面状シールド部材
３０：発振回路、
４０：抵抗
５０、７０：衝突判定手段
６０―１〜６０―ｎ：歪みゲージ
３００：車両用乗員保護システム
４００：エアバックモジュール

Claims (13)

1. 車両に搭載される側面ドアの外板と、
   前記外板の車室内側に前記外板に対向して離隔配置される前記側面ドアの内板と、
   前記外板と前記内板との間に配置され、前記外板の曲げ剛性より高い曲げ剛性を有し、
   かつ内部に空洞を有する補強部材と、
   を備え、
   前記補強部材の空洞内に取り付けられ、前記補強部材の変形にともない変化する所定パラメータを検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出した前記所定パラメータに基づいて前記車両と物体とが衝突したことを判定する判定手段と、
   を更に備え、
   前記補強部材は、少なくとも一部が金属により構成されており、
   前記検出手段は、磁界を発生し、前記補強部材の変形にともない変化する磁束を検出するコイルであり、
   前記コイルは、さらに、金属体または強磁性体からなるシールド部材の前記外板側に取り付けられている
   ことを特徴とする車両用側突検出装置。
2. 前記判定手段は、前記コイルの検出した前記磁束の変位の大きさ、または該磁束の変位速度に基づいて前記車両と物体とが衝突したことを判定することを特徴とする請求項１に記載の車両用側突検出装置。
3. 前記コイルは前記補強部材の内壁と対向して車両水平方向に磁界を発生するように前記補強部材の空洞内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用側突検出装置。
4. 前記コイルは、平面状からなり、前記空洞内の幅方向中央部分に配置されている請求項１に記載の車両用側突検出装置。
5. 前記コイルは、平面状からなり、前記補強部材の長手方向のほぼ全体に亘って配置されている請求項１に記載の車両用側突検出装置。
6. 前記シールド部材は、平面状であることを特徴とする請求項１に記載の車両用側突検出装置。
7. 前記コイルと前記シールド部材は一体成形されている請求項１に記載の車両用側突検出装置。
8. 前記シールド部材は、前記コイルの外形より大きく形成され、前記コイルがその外縁から飛び出さないように前記コイルが取り付けられる請求項１に記載の車両用側突検出装置。
9. 前記コイルは、平面状からなり、前記補強部材より柔軟性が高く形成される請求項１に記載の車両用側突検出装置。
10. 前記判定手段は、前記磁束の変位が第一閾値より大きくなった場合に前記車両と物体とが衝突したと判定する請求項１に記載の車両用側突検出装置。
11. 前記判定手段は、前記磁束の単位時間あたりの変化量の絶対値が第二閾値を超えた場合に前記車両と物体とが衝突したと判定する請求項１に記載の車両用側突検出装置。
12. 前記判定手段は、前記磁束の変位が第一閾値より大きくなった場合または前記磁束の単位時間あたりの変化量の絶対値が第二閾値を超えた場合に前記車両と物体とが衝突したと判定する請求項１に記載の車両用側突検出装置。
13. 請求項１に記載の車両用側突検出装置と、
    前記車両用側突検出装置の判定に基づいて作動し、前記車両の乗員を衝突による衝撃から保護する乗員保護装置と、
    を備えることを特徴とする車両用乗員保護システム。

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