JP3783925B2

JP3783925B2 - 自動車の乗員保護装置

Info

Publication number: JP3783925B2
Application number: JP2001186729A
Authority: JP
Inventors: 祥一石田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-06-20
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2021-06-20
Also published as: JP2003002255A; US20020195807A1; US6746043B2

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は自動車が衝突時に乗員とステアリングホイール（運転席用）あるいはインストルメントパネル（助手席用）、ドア（運転席、助手席用）との間にバッグを膨らませ、乗員が乗員前面あるいは側面の室内部品にぶつかることによって生じる障害を緩和するための、エアバッグシステムと、乗員検知システムと、からなる乗員保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乗用車に搭乗する乗員の安全を確保する装置として、シートベルトやエアバッグシステムが設置されている。最近ではこれらの性能をより向上させるため、乗員の重量（体重）に合わせてこれら安全装置の動作を制御しようとする試みがなされている。たとえば、乗員の体重に合わせて、エアバッグの展開ガス量や展開速度を調整したり、シートベルトのプリテンションを調整したりするものである。
【０００３】
この種の装置として、図３に示す乗員保護装置が開発された（特開平１１−０１１５３）。エアバッグ装置９０は、エアバッグ９１を膨張させるために複数個のインフレータ９２よりなるガス発生手段を備えており、このインフレータ９２は、コントローラ７０からの信号によりガス発生作動する。このコントローラ７０には衝突センサ８０からの衝突検知信号が入力される。また、このコントローラ７０には荷重センサ７１〜７４から荷重検出信号が入力されている。衝突センサ８０が衝突を検知した場合、コントローラ７０は、荷重センサ７１〜７４からの荷重検出信号によって求まる着座乗員の体重に応じてインフレータ９２の作動個数を決定し、エアバッグ装置９０へ信号を送る。この信号により、指定された数のインフレータ９２が作動し、エアバッグ９１が膨張する。
【０００４】
このように、従来の乗員保護装置は乗員の体重に応じてエアバッグのガス圧を制御することで、エアバッグが膨張することによる二次障害を緩和することができる。
【０００５】
ところで、衝突事故が発生すると、事故分析や事故原因の究明が行われるが、自動車には航空機のフライトレコーダのような、いわゆるドライブレコーダが車載されていないため、専ら運転者や同乗者、目撃者などの証言によっている。自動車の場合も、せめて衝突事故の際の乗員の状態が記録されていれば、事故分析が容易になるが、従来の乗員保護装置は前述のように、衝突の際の乗員の状態を記録保持する構成になっておらず、事故分析には役に立たない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、衝突時にそれまでの乗員の種類および状態を保持するようにした乗員保護装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
課題を解決するための第１の手段は、エアバッグシステムと、荷重センサを有する乗員検知システムと、からなり、該乗員検知システムが該エアバッグシステムから衝突トリガ信号を受信したとき、それまでの該荷重センサの信号の逐次演算処理結果である荷重の大小により大人と子供を区別した乗員種類信号を保持することを特徴とする乗員保護装置（請求項１）である。
【０００９】
課題を解決するための第２の手段は、第１の手段であって、前記エアバッグシステムが衝突センサとエアバッグ電子制御装置（エアバッグＥＣＵ）とエアバッグとからなり、前記乗員検知システムが前記荷重センサを備える乗員センサと乗員検知電子制御装置（乗員検知ＥＣＵ）とからなる乗員保護装置（請求項２）である。
【００１０】
課題を解決するための第３の手段は、第２の手段であって、前記エアバッグＥＣＵが加速度センサとエアバッグセントラルプロセッシングユニット（エアバッグＣＰＵ）とエアバッグ通信インタフェースをもち、前記乗員検知ＥＣＵがメモリと乗員検知セントラルプロセッシングユニット（乗員検知ＣＰＵ）と乗員通信インタフェースをもつ乗員保護装置（請求項３）である。
【００１１】
課題を解決するための第４の手段は、第２と第３の手段であって、前記エアバッグＥＣＵが前記衝突センサと前記加速度センサからの信号を演算処理して、その演算処理値が所定の軽衝突レベルを超えると前記衝突トリガ信号を発生して前記乗員検知ＥＣＵのみに送信し、該演算処理値が所定の重衝突レベルを超えると前記エアバッグにも送信する乗員保護装置（請求項４）である。
【００１２】
課題を解決するための第５の手段は、第２〜４の手段であって、前記乗員検知ＥＣＵが前記衝突トリガ信号を受信したとき、前記乗員センサ信号の逐次演算処理結果を前記エアバッグＥＣＵに送信し、該エアバッグＥＣＵが、受信した該乗員センサ信号の逐次演算処理結果に基づいて前記エアバッグに衝突トリガ信号を送るように制御する乗員保護装置（請求項５）である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
乗員検知システムがエアバッグシステムから衝突トリガ信号を受信したときに、それまでの乗員センサ信号またはその整形信号を保持する。衝突後にこの保持データを読み出すことで、事故の瞬間の乗員の状態を記録したドライブレコーダとして利用することができ、事故分析が容易になる。好ましくは、衝突トリガ信号を受信したとき、受信時刻から所定時間（たとえば、６０秒程度）前までの乗員センサ信号またはその整形信号を保持するようにするとよい。保持する信号データ量を抑えることで、データ格納手段の小容量化が図れる。また、乗員センサ信号を逐次演算処理し、衝突トリガ信号を受信したとき、その逐次演算処理結果またはその途中結果を保持するようにすると、さらに保持する信号データ量を抑えることができる。衝突後にこれらの保持データを読み出すことで、より精度の高い事故分析ができる。逐次演算結果として、大人と子供とチャイルドシートおよび空席などの乗員の種類の区別と、シートに深く着座と浅く着座および窓側に着座などの着座状態の区別ができるとよい（よい理由については後述する）。
【００１４】
エアバッグシステムは、衝突センサとエアバッグＥＣＵとエアバッグとからなる。
【００１５】
エアバッグは、運転席に設置される運転席エアバッグ部品と助手席に設置される助手席エアバッグ部品とからなる。車格によっては、さらに運転席と助手席のドア部に設置される側面衝突エアバッグ部品が加わる。それぞれのエアバッグ部品はインフレータとエアバッグとからなる。インフレータはバッグに窒素などのガスを送り込むためのガス発生器であり、複数に分割するとよい。複数に分割すると衝突の激しさや乗員の状態に応じて、動作させるインフレータの数を変えることができるからである。
【００１６】
エアバッグＥＣＵは、加速度センサを複数もつとよい。加速度センサと衝突センサからの信号を組み合わせることによって、前突、斜突、側突、後突など複雑かつ軽重衝突を判断でき、衝突センサからの衝突信号だけに比べ軽衝突か重衝突かを正確に判断してエアバッグの展開・非展開の制御をより正確にできる。また、エアバッグＥＣＵは、加速度センサと衝突センサおよび乗員検知システムからの信号に応じてエアバッグ装置にエアバッグを展開させる信号を出すエアバッグＣＰＵと、双方向型エアバッグ通信インタフェースとからなるようにするとよい。エアバッグＥＣＵは、エアバッグ通信インタフェースを介して乗員検知システムに衝突トリガ信号を送信したり、乗員検知システムから逐次演算結果などを受信したりすることができる。逐次演算結果が、前述のように、大人と子供、チャイルドシートおよび空席などの乗員の種類、さらには、乗員の着座状態（シートに深く着座、浅く着座、窓側に着座、など）を区別できると、それらの信号からエアバッグＥＣＵはエアバッグの展開・非展開を制御することができる。たとえば、浅く着座している乗員状態信号を受信したとき、エアバッグＥＣＵは助手席用エアバッグの展開をゆっくりするように制御することで、エアバッグの展開による二次障害を和らげることができる。エアバッグＥＣＵは、衝突センサと加速度センサからの信号を演算処理して、その演算処理値が所定の軽衝突レベルを越えると衝突トリガ信号を発生して乗員検知ＥＣＵのみに送信し、演算処理値が所定の重衝突レベルを超えるとエアバッグにも送信するようにする。軽衝突ではエアバッグを展開させないようにするためである。
【００１７】
衝突センサは、側面衝突センサおよびクラッシュシビアリティセンサとから構成され、エアバッグＥＣＵがそれらからの信号を加味してエアバッグに展開するための衝突トリガ信号を出すようにするとよい。加速度センサだけに比べ、きめ細かに乗員を保護することができる。すなわち、たとえば、側面衝突の場合、側面衝突センサからの信号によって運転席用、助手席用および側面衝突用のエアバッグのうち側面衝突用エアバッグのみに適切に衝突トリガ信号を出すことができるからである。また、正面衝突の場合、クラッシュシビアリティセンサからの信号を加味することで、軽衝突か重衝突かを判断して、重衝突と判断したときのみエアバッグに衝突トリガ信号を送信してエアバッグを展開させることができる。
【００１８】
加速度センサは、圧電型でも半導体歪みゲージ型でもよい。側面衝突センサとクラッシュシビアリティセンサには半導体歪みゲージやＣｕ−Ｎｉ歪みゲージを使用することができる。
【００１９】
乗員検知システムは、乗員センサと乗員検知ＥＣＵとからなる。乗員センサには荷重センサやＣＣＤセンサなどを使用することができる。荷重センサは、歪みゲージや電気接点などで、これらを座席シートに埋め込んだり、シートマウントベースに取り付けたりして使用する。シートウレタンに設置するマットセンサなどの荷重センサを使用することで、より高度な乗員状態信号（シートに深く着座、浅く着座、窓側に着座など）を演算することができる。
【００２０】
乗員検知ＥＣＵは、小型化や信頼性向上などの点でメモリと双方向型乗員通信インタフェースをもつのがよい。乗員通信インタフェースを介してエアバッグシステムに乗員センサ信号や乗員状態信号を送信したり、エアバッグシステムから衝突トリガ信号を受信したりすることができる。また、メモリをもつことで、乗員検知ＥＣＵは、衝突トリガ信号を受信したとき、それまでの乗員センサ信号またはその逐次演算結果をメモリに保持して、逐次演算結果を乗員通信インタフェースを介してエアバッグシステムに送信することができる。前述のように、エアバッグシステムが逐次演算結果を受信すると、重衝突の際エアバッグの展開・非展開を適切に制御することができる。
【００２１】
衝突後車両を修理して再度使用する際は、メモリに保持された信号データを消去してもよいが、消去しなくてもよい。再び衝突したときは過去の保存データに上書きすることになるからである。
【００２２】
メモリは磁気ディスクや磁気光学ディスク（ＭＯディスク）でもよいが、フラッシュメモリやメモリスティックなどの半導体メモリのように機械的に動く部分がない方がよい。衝突による破損が少ないからである。また、このような磁気ディスクや半導体メモリを使用することで、イグニッションスイッチがオフ後のメモリ内容の保持がより確実になるからである。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００２４】
実施例による乗員保護装置のブロック図を図１に、乗員センサ信号あるいはその整形信号と衝突センサ演算出力および乗員種類信号を図２に示す。
【００２５】
乗員検知システム１は乗員センサ１１が乗員検知電子制御装置（乗員検知ＥＣＵ）１２に接続された構成で、乗員検知ＥＣＵ１２は乗員検知セントラルプロセッシングユニット（乗員検知ＣＰＵ）１２１にメモリ１２２と乗員通信インターフェース１２３とが接続された構成をしている。
【００２６】
乗員センサ１１は、助手席シートフレーム（図示せず）に設置されたＣｕ−Ｎｉ歪みゲージ１１１，１１２、・・・１１ｎで、荷重に比例した信号を出力する。メモリ１２２はＥＥＰＲＯＭである。
【００２７】
乗員検知ＣＰＵ１２１は、乗員センサ１１から図２の上段に示す乗員センサ信号４を受けて、図２の下段に示す乗員種類（大人、子供、空席）信号６を逐次演算処理する。そして、乗員検知ＣＰＵ１２１は、エアバッグシステム２から衝突の瞬間（図２のｔ１とｔ２の間）に衝突トリガ信号５１を受信したとき、それまで（ｔ１以前）の乗員センサ信号４１と乗員種類信号６１および衝突トリガ信号５１をメモリ１２２に保持すると共に、その乗員センサ信号４１と乗員種類信号６１をエアバッグシステム２に送る。なお、図２の上段の乗員センサ信号４は、衝突の瞬間（ｔ１とｔ２の間）に激しく上下に振動する信号４２となる。
【００２８】
乗員検知システム１に衝突センサ演算出力５を送信するエアバッグシステム２は、衝突センサ２１とエアバッグ２３とがエアバッグ電子制御装置（エアバッグＥＣＵ）２２に接続された構成で、エアバッグＥＣＵ２２は、エアバッグセントラルプロセッシングユニット（エアバッグＣＰＵ）２２１に加速度センサ２２２とエアバッグ通信インタフェース２２３とが接続された構成をしている。エアバッグ２３は、運転席用エアバッグ２３１と、助手席用エアバッグ２３２および側面衝突用エアバッグ２３３，２３４とからなる。
【００２９】
衝突センサ２１は、フロント部に設置されたクラッシュシビアリティセンサ２１１と、運転席側ドアと助手席側ドアに設置された側面衝突センサ２１２，２１３とからなる。これらセンサ２１１，２１２，２１３はいずれも半導体歪みゲージ式で、衝撃に比例した信号を出力する。
【００３０】
加速度センサ２２２も半導体歪みゲージ式であるが、このセンサは加速度に比例した信号を出力する。
【００３１】
エアバッグＣＰＵ２２１は、衝突センサ２１と加速度センサ２２２とからの信号を演算処理して、その衝突センサ演算出力５が所定のレベルを超えると衝突トリガ信号５１を出す。そして、その演算処理値が所定の軽衝突レベルを超えると、衝突トリガ信号５１をエアバッグ通信インタフェース２２３と乗員通信インタフェース１２３を介して、乗員検知ＣＰＵ１２１に送る。さらに、エアバッグＣＰＵ２２１は、前記演算処理値が所定の重衝突レベルを越えると、衝突センサ２１と加速度センサ２２２とからの信号を受けて、正面衝突か側面衝突か、側面衝突の場合は助手席側か運転席側か、を判定し、且つ、乗員検知システム１からの乗員信号４と乗員種類信号６から、展開すべきエアバッグを判定し、衝突トリガ信号５１を乗員検知ＣＰＵ１２１に送ると共に、展開すべきエアバッグにも衝突トリガ信号５１を送る。
【００３２】
本実施例の乗員保護装置において、メモリ１２２に保持された衝突の瞬間までの乗員センサ信号４１，乗員種類信号６１および衝突トリガ信号５１は、スイッチオフ後も保持される。したがって、衝突事故後メモリ１２２から保持データを取り出し、事故分析に供することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の乗員保護装置は、衝突直後に衝突の瞬間までの乗員センサ信号あるいは逐次演算処理結果を保持するので、衝突事故後メモリから保持データを取り出し、事故分析に供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の乗員保護装置のブロック図である。
【図２】実施例の乗員検知システムの乗員センサ信号と乗員種類信号およびエアバッグシステムの衝突センサ演算信号である。
【図３】従来のエアバッグ装置のブロック図である。
【符号の説明】
１・・・乗員検知システム、２・・・エアバッグシステム、４・・・乗員センサ信号、１１・・・乗員センサ、１２・・・乗員検知ＥＣＵ、２１・・・衝突センサ、２２・・・エアバッグＥＣＵ、２３・・・エアバッグ、４１・・・衝突時点までの乗員センサ信号、1２１・・・乗員検知ＣＰＵ、１２２・・・メモリ、１２３・・・乗員通信インタフェース、２２１・・・エアバッグＣＰＵ、２２２・・・加速度センサ、２２３・・・エアバッグ通信インタフェース

Claims

エアバッグシステムと、荷重センサを有する乗員検知システムと、からなり、該乗員検知システムが該エアバッグシステムから衝突トリガ信号を受信したとき、それまでの該荷重センサの信号の逐次演算処理結果である荷重の大小により大人と子供を区別した乗員種類信号を保持することを特徴とする乗員保護装置。
前記エアバッグシステムが衝突センサとエアバッグ電子制御装置（エアバッグＥＣＵ）とエアバッグとからなり、前記乗員検知システムが前記荷重センサを備える乗員センサと乗員検知電子制御装置（乗員検知ＥＣＵ）とからなる請求項１に記載の乗員保護装置。
前記エアバッグＥＣＵが加速度センサとエアバッグセントラルプロセッシングユニット（エアバッグＣＰＵ）とエアバッグ通信インタフェースをもち、前記乗員検知ＥＣＵがメモリと乗員検知セントラルプロセッシングユニット（乗員検知ＣＰＵ）と乗員通信インタフェースをもつ請求項２に記載の乗員保護装置。
前記エアバッグＥＣＵが前記衝突センサと前記加速度センサからの信号を演算処理して、その演算処理値が所定の軽衝突レベルを超えると前記衝突トリガ信号を発生して前記乗員検知ＥＣＵのみに送信し、該演算処理値が所定の重衝突レベルを超えると前記エアバッグにも送信する請求項２と３に記載の乗員保護装置。
前記乗員検知ＥＣＵが前記衝突トリガ信号を受信したとき、前記乗員センサ信号の逐次演算処理結果を前記エアバッグＥＣＵに送信し、該エアバッグＥＣＵが、受信した該乗員センサ信号の逐次演算処理結果に基づいて前記エアバッグに衝突トリガ信号を送るように制御する請求項２〜４に記載の乗員保護装置。