JP5042475B2 - 変位情報導出装置、乗員拘束システム、車両、変位情報導出方法 - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、車両構成部材の車両衝突時における変位に関する情報の検出に関し、当該検出特性向上を図るのに有効な技術を提供することを課題とする。
本発明の第2コイルは、第1コイルのコイル周辺のうち、当該第1コイルの外径内であって、当該第1コイルのコイル平面と交差する方向線上に配置されるコイルとして構成される。この第2コイルの配置態様に関しては、第1コイル及び第2コイルのコイル中心が合致する態様、第1コイル及び第2コイルのコイル平面が合致する態様などが包含される。
また、本発明の第2検出部は、当該車両構成部材が近接領域にあるときのインピーダンス変化に関する情報を、少なくとも第1コイルを介して検出する機能を有する。このとき、離間領域及び近接領域の相対位置に関しては、これら離間領域及び近接領域が部分的に合致してもよいし、或いは互いに異なる別々の領域とされてもよい。
従って、このような構成によれば、車両構成部材の変位に関する情報の検出特性向上を図る変位情報導出装置を提供することができる。更なる作用効果として、コイルセンサを大型化することなく検出感度を確保することが可能となり、コイルセンサの小型化及び検出感度向上の両立を図ることができる。
このような構成によれば、第1コイルに対する第2コイルの配置に関し、第1コイルに生じる磁界のうち相対的に磁界の強い領域に第2コイルを配置することとなり、当該位置に配置された第2コイルは、遠方の離間領域における磁気変化を誘起電圧の変化として検出するのに優れた感度を発揮する。
このような構成によれば、第1コイルに対する第2コイルの配置に関し、第1コイルに生じる磁界のうち更に磁界の強い領域に第2コイルを配置することとなり、当該位置に配置された第2コイルは、遠方の離間領域における磁気変化を誘起電圧の変化として検出するのに更に優れた感度を発揮する。
本発明の乗員拘束装置は、車両衝突の際に車両乗員を拘束するべく作動する手段として構成される。ここでいう「乗員拘束装置」には、エアバッグ装置(エアバッグモジュール)やシートベルト装置などの乗員拘束デバイスが包含される。
本発明の制御装置は、導出部にて導出された情報、すなわち車両構成部材の変位に関する情報に基づいて、乗員拘束装置を制御する機能を少なくとも有する装置として構成される。典型的には、車両構成部材の変位に関する情報に基づいて、車両衝突が実際に発生したと判定した場合に、エアバッグ装置やシートベルト装置に制御信号が出力される構成を採用し得る。また、車両構成部材の変位に関する情報に基づいて、衝突発生時における衝突エネルギーを推定し、エアバッグ装置やシートベルト装置における乗員拘束態様を可変とする構成を採用し得る。なお、この制御装置は、当該乗員拘束装置の制御専用として構成されてもよいし、或いは車両のエンジン走行系統や電装系統を駆動制御する手段と兼用とされてもよい。
このような構成によれば、変位情報導出装置によって得られた、車両構成部材の変位に関する精度の高い情報を用いて乗員拘束装置が制御されることとなり、これによって車両乗員の拘束徹底が図られる。
エンジン走行系統は、エンジン及び車両の走行に関与する系統として構成される。電装系統は、車両に使われる電機部品に関与する系統として構成される。駆動制御装置は、エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う機能を有する装置として構成される。車両構成部材は、車両を構成するとともに、車両衝突により変位する金属製の部材として構成される。この車両構成部材は、例えば、車両の外郭を形成する金属製(例えば鋼、銅、アルミニウム、フェライトなどを含む金属製)の外部パネル(ドアパネル、フロントパネル、リアパネル、ボンネットパネル、トランクパネルなど)によって構成される。センサ装置は、車両構成部材の変位に関する情報を導出する機能を有する装置として構成される。
このような構成によれば、変位情報導出装置によって得られた、車両構成部材の変位に関する精度の高い情報を、車両に関する種々の制御対象の制御に用いる車両が提供されることとなる。
従って、このような方法によれば、車両構成部材の車両衝突時における変位に関する情報の検出特性向上を図ることが可能となる。
この乗員拘束システム100は、自車両200の側面衝突(例えば、別車両210による側面衝突)時や横転時のような車両事故の際、車両シート上の車両乗員Cの保護を行う機能を有する装置として構成される。この乗員拘束システム100は、エアバッグモジュール110、制御ユニット(ECU)120、衝突検出装置130を少なくとも備える。
なお、この制御ユニット120は、乗員拘束システム100のみの制御を行う構成であってもよいし、乗員拘束システム100に加え、当該乗員拘束システム100の制御以外に、他の車両構成部材に関する制御や、車両全体の制御をあわせて行う構成であってもよい。
図2に示すように、衝突検出装置130は、コイルセンサ131、交流電源装置135、電流計136、電流出力部137、第1電圧出力部138及び第2電圧出力部139を少なくとも備える。図3中のコイルセンサ131では、いずれも円形状に複数回巻かれた第1コイル133及び第2コイル134を別個に示しているが、実際には、これら第1コイル133及び第2コイル134が、単一のセンサハウジング(後述するセンサハウジング132)内に収容される構成になっている。交流電源装置135は、制御ユニット120からの制御信号に基づいて、コイルセンサ131の第1コイル133に交流電流を流すための装置である。電流計136は、第1コイル133に流れる電流を検出する機能を有する。電流出力部137は、第1コイル133に流れる電流変化に関する情報(位相及び振幅)を検出する機能を有する。第1電圧出力部138は、第1コイル133における電圧変化に関する情報(位相及び振幅)を検出する機能を有し、第2電圧出力部139は、第2コイル134における電圧変化に関する情報(位相及び振幅)を検出する機能を有する。
図3に示すように、車両乗員Cの乗降に用いる車両ドア10において、車両の外側壁を構成する金属板状のドアアウタパネル(「ドアスキン」ともいう)12と、車両の内側壁を構成するドアインナパネル14との間に形成(区画)される空間部16に、コイルセンサ131が装着される。具体的には、ドアインナパネル14の空間部16側にブラケット18が設けられ、このブラケット18にコイルセンサ131が保持される構成になっている。図3に示す状態では、コイルセンサ131のセンサ表面132aは、当該コイルセンサ131の検出対象物であるドアアウタパネル12に対して対向状に配置される。このドアアウタパネル12は、例えば鋼、アルミニウム、フェライトなどを含む、導電体ないし磁性体として構成される。なお、ドアアウタパネル12の内周面12a側に補強用のドアビームを設け、当該ドアビームをドアアウタパネル12の代わりに検出対象物とすることもできる。
図4に示すように、第1コイル133の外径d1は第2コイル134の外径d2よりも大きい構成とされる。また、第1コイル133の内方に第2コイル134が配置されるとともに、これら第1コイル133及び第2コイル134は、互いのコイル中心が中心線L1にて合致し、且つ互いのコイル平面(コイル延在面)が合致する構成とされる。すなわち、第2コイル134は、第1コイル133のコイル周辺のうち、第1コイル133のコイル平面と直交する方向線上に配置されるとともに、当該第1コイル133の外径内であって、当該第1コイル133のコイル平面の中央部に配置されている。このコイル平面の中央部は、図4中の矢印で示す磁力線が相対的に大きい磁界ループを描く領域であり、第1コイル133に生じる磁界のうち相対的に磁界の強い領域である。従って、第1コイル133のコイル平面中央部に配置された第2コイル134は、特に遠方における磁気変化を誘起電圧の変化として検出するのに優れた感度を発揮することとなる。また、第2コイル134のインピーダンスを第1コイル133よりも相対的に高く設定することによって、誘起電圧の変化の検出感度を更に高めることができる。かくして、このような配置態様の第2コイル134を用いることによって、コイルサイズを増すことなく検出対象物の検出感度を高める(検出距離を広げる)ことが可能となる。
なお、自車両200の衝突に関する情報の導出においては、コイルセンサ131による検出情報に加え、更にその他のセンサにより検出情報を用いることもできる。その他のセンサとして、例えば、自車両200に作用する3軸(X軸、Y軸、Z軸)方向の加速度を検出する加速度センサを用いることができる。
その結果、本発明者らは、前述のように、ドアアウタパネル12の変位に伴う情報を、離間領域においては第2コイル134を主体に検出し、近接領域においては第1コイル133を主体に検出することを想到したのである。これにより、コイルサイズを増すことなくドアアウタパネル12の検出感度を離間領域から近接領域にわたって高める(検出距離を広げる)ことが可能となり、ドアアウタパネル12の変位に関する情報を導出する際の所望の検出特性が得られることで、自車両200の側面衝突の発生を素早く検出することが可能となった。
また、本実施の形態によれば、衝突検出装置130によって得られた、ドアアウタパネル12の変位に関する精度の高い情報を用いてエアバッグモジュール110が迅速に制御されることとなり、これによって車両乗員の拘束徹底が図られる。
また、本実施の形態によれば、衝突検出装置130によって得られた、ドアアウタパネル12の変位に関する精度の高い情報を、車両に関する種々の制御対象の制御に用いる車両200が提供されることとなる。
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
12…ドアアウタパネル
12a…内周面
14…ドアインナパネル
16…空間部
18…ブラケット
100…乗員拘束システム
110…エアバッグモジュール
120…制御ユニット(ECU)
130…衝突検出装置
131…コイルセンサ
132…センサハウジング
132a…センサ表面
133…第1コイル
134…第2コイル
135…交流電源装置
136…電流計
137…電流出力部
138…第1電圧出力部
139…第2電圧出力部
200…自車両
210…別車両
C…車両乗員
Claims (5)
- 車両衝突により変位する金属製の車両構成部材に対して対向状に配置されるとともに、交流電流が通電されることで、前記車両構成部材に対し交流磁界を付与する第1コイルと、
前記第1コイルのコイル周辺のうち、当該第1コイルの外径内であって、当該第1コイルのコイル平面と交差する方向線上に配置される第2コイルと、
車両衝突の際、通電状態にある前記第1コイルへ向けて、前記第1コイルに対し所定距離を隔てて離間した離間領域から前記離間領域よりも前記第1コイルに近接した近接領域へと変位する前記車両構成部材に関し、当該車両構成部材が前記離間領域にあるときの磁界変化によって生じる誘起電圧に関する情報を、前記第2コイルを介して検出する第1検出部と、当該車両構成部材が前記近接領域にあるときのインピーダンス変化に関する情報を、前記第1コイルを介して検出する第2検出部と、
前記車両構成部材が前記第1コイルに対し前記離間領域にあるときに前記第2コイルを介して前記第1検出部によって検出された情報、及び前記車両構成部材が前記第1コイルに対し前記近接領域にあるときに前記第1コイルを介して前記第2検出部によって検出された情報に基づいて、前記車両構成部材の変位に関する情報を導出する導出部と、
を備え、
前記第1コイルの外径が前記第2コイルの外径よりも大きくなるように構成されるとともに、前記第1コイルのコイル中心と前記第2コイルのコイル中心が互いに合致し、且つ前記第1コイルのコイル平面と前記第2コイルのコイル平面が互いに合致するように、前記第1コイルの内方に前記第2コイルが配置されていることを特徴とする変位情報導出装置。 - 請求項1に記載の変位情報導出装置と、
車両衝突の際、車両乗員を拘束する乗員拘束装置と、
前記導出部にて導出された情報に基づいて、前記乗員拘束装置を制御する制御装置と、
を備える構成であることを特徴とする乗員拘束システム。 - 請求項2に記載の乗員拘束システムであって、
前記変位情報導出装置の第1コイル及び第2コイルは、前記車両構成部材としての車両ドアのドアアウタパネルに対して対向状に配置され、
前記乗員拘束装置は、車両側面衝突の際、車両乗員を拘束する構成とされることを特徴とする乗員拘束システム。 - エンジン走行系統と、電装系統と、前記エンジン走行系統及び電装系統の駆動制御を行う駆動制御装置と、車両衝突により変位する金属製の車両構成部材と、前記車両構成部材の変位に関する情報を導出するセンサ装置と、前記センサ装置にて導出された情報に基づいて、制御対象に制御信号を出力する制御信号出力装置と、を備える車両であって、
前記センサ装置は、請求項1に記載の変位情報導出装置によって構成されていることを特徴とする車両。 - 車両衝突により変位する金属製の車両構成部材に対して対向状に配置される第1コイルと、前記第1コイルのコイル周辺のうち、当該第1コイルの外径内であって、当該第1コイルのコイル平面と交差する方向線上に配置される第2コイルを用い、前記第1コイルの外径が前記第2コイルの外径よりも大きくなるように構成するとともに、前記第1コイルのコイル中心と前記第2コイルのコイル中心が互いに合致し、且つ前記第1コイルのコイル平面と前記第2コイルのコイル平面が互いに合致するように、前記第1コイルの内方に前記第2コイルを配置し、
車両衝突の際、通電状態にある前記第1コイルへ向けて、前記第1コイルに対し所定距離を隔てて離間した離間領域から前記離間領域よりも前記第1コイルに近接した近接領域へと変位する前記車両構成部材に関し、当該車両構成部材が前記離間領域にあるときの磁界変化によって生じる誘起電圧に関する情報を、前記第2コイルを介して第1の検出部によって検出する一方、当該車両構成部材が前記近接領域にあるときのインピーダンス変化に関する情報を、前記第1コイルを介して第2の検出部によって検出し、
更に、前記車両構成部材が前記第1コイルに対し前記離間領域にあるときに前記第2コイルを介して前記第1検出部によって検出された情報、及び前記車両構成部材が前記第1コイルに対し前記近接領域にあるときに前記第1コイルを介して前記第2検出部によって検出された情報に基づいて、前記車両構成部材の変位に関する情報を導出することを特徴とする、変位情報導出方法。
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