(57)【要約】【課題】従来のエアバッグ装置用の横転検出装置において、ロールレイトセンサを複数使用していたが、ロールレイトセンサは高価であり、使用個数の削減を目的とする。【解決手段】  車両におｓｓける横方向の傾きを検出する横方向傾き検出手段１１と、車両における横方向の加速度を検出する横方向加速度検出手段１２と、車両に設置された他システムに用いられた他用途センサの出力に基づき車両における横方向の傾きに関する横方向傾き情報を出力する横方向傾き情報出力手段（１９ａ、１９ｂ）と、前記横方向傾き検出手段１１と、前記横方向加速度検出手段１２と、前記横方向傾き情報出力手段（１９ａ、１９ｂ）からの出力に基づき車両の横転を判断する車両横転判断手段１００とを備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2008247315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両における横方向の傾きを検出する横方向傾き検出手段と、
車両における横方向の加速度を検出する横方向加速度検出手段と、
車両に設置された他システムに用いられた他用途センサの出力に基づき
車両における横方向の傾きに関する横方向傾き情報を出力する横方向傾き情報出力手段と、
前記横方向傾き検出手段と、前記横方向加速度検出手段と、前記横方向傾き情報出力手段からの出力に基づき車両の横転を判断する車両横転判断手段とを備えたことを特徴とする横転検出装置。
【請求項２】
車両における横方向の傾きを検出する横方向傾き検出手段と、
車両における横方向の加速度を検出する横方向加速度検出手段と、
車両に設置された他システムに用いられた他用途センサの出力に基づき車両における横方向の傾きに関する横方向傾き情報を出力する横方向傾き情報出力手段と、
前記横方向傾き手段と、前記横方向加速度検出手段と、前記横方向傾き情報出力手段からの出力に基づき車両の横転を判断する車両横転判断手段と、
前記車両横転判断手段の判断結果に基づきエアバッグを展開するエアバッグ展開手段とを備えたことを特徴とするエアバッグ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の横転を検出する方法、及び車両が横転する際に展開して、乗員への衝撃を軽減させるためのエアバッグ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の多くの自動車にはエアバッグ装置が搭載されているが、
最近では自動車横転時等の安全性をより高めるためにサイドエアバッグ装置も備えたエアバッグ装置が普及しつつある。このようなエアバッグ装置用の横転を検出するために、用いられる従来の横転検出装置は、車両の前後方向軸中心の横転角速度を検出するロールレートセンサと、車両の横方向への加速度を検出する横方向加速度検出手段と検出出力を演算処理して車両横転を検出する。つまり、車両の横方向の傾きに関する情報と、車両の横方向の加速度により車両横転を検出する。そして、更に誤検出による不要なエアバッグ展開を防止するためにセーフィング機能が備えられている。このセーフィング機能は、別の確認用ロールレイトセンサを設置し、その確認用ロールレイトセンサの出力に基づき前述の車両横転検出の確認を行い、その結果横転が確認された場合にエアバッグ装置を展開するものである。
【特許文献１】特開２００３−３４２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のエアバッグ装置では、セーフティング機能用に別途高価なロールレイトセンサが必要なため、サイドエアバッグ機能を有するエアバッグ機能を有するエアバッグ装置の高額化を招き、より安全なエアバッグ装置の普及の障害に一つになっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る横転検出装置は、
車両における横方向の傾きを検出する横方向傾き検出手段と、
車両における横方向の加速度を検出する横方向加速度検出手段と、
車両に設置された他システムに用いられた他用途センサの出力に基づき
車両における横方向の傾きに関する横方向傾き情報を出力する横方向傾き情報出力手段と、
前記横方向傾き検出手段と、前記横方向加速度検出手段と、前記横方向傾き情報出力
手段からの出力に基づき車両の横転を判断する車両横転判断手段とを備えたことを特徴とする。
【０００５】
本発明に係るエアバッグ装置は、
車両における横方向の傾きを検出する横方向傾き検出手段と、
車両における横方向の加速度を検出する横方向加速度検出手段と、
車両に設置された他システムに用いられた他用途センサの出力に基づき
車両における横方向の傾きに関する横方向傾き情報を出力する横方向傾き情報出力手段と、
前記横方向傾き手段と、前記横方向加速度検出手段と、前記横方向傾き情報出力手段からの出力
に基づき車両の横転を判断する車両横転判断手段と、
前記車両横転判断手段の判断結果に基づきエアバッグを展開するエアバッグ展開手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
上述の手段により、本発明によれば、既存の他用途センサの出力に基づき車両における横方向の傾きに関する横方向傾き情報が、車両の横転判断における横方向傾き情報が、車両の横転判断における横方向傾き検出手段の検出出力に対する確認の操作を行うことになる。
【０００７】
従って、車両における横方向の傾きを検出するための新たなセンサを設置することなく高精度の横転検出が可能となり、横転検出装置、そしてエアバッグ装置の低下価格化に貢献する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
【実施例１】
【０００９】
以下、添付図面を参照して本発明に係る横転検出装置の好適な一実施形態を説明する。
実施の形態を説明するため全図において同一の機能を有するものは同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図１は、本発明に係るエアバッグ装置の一実施形態を示す構成図である。
ロールレイトセンサ１１は、車両１の前後方向軸中心の回転角速度（ロールレイト）を検出するセンサである。
Ｙ軸Ｇセンサ１２は、車両における横方向の加速度を検出するセンサで、加速度で質量体に発生する力を変形歪みにより検出する半導体歪みセンサ等で実現される。
既存センサ１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄは、本実施形態では、前後左右車輪の回転速度を検出する車輪速センサで、車輪の回転に同期した信号を出力する既存の光学式や磁気式のセンサにより構成される。
また、この既存センサ１９a、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ（本実施例では、車輪速センサ）は、前後左右車輪の回転速度の違いに基づき角車輪（タイヤ）の路面に対する滑りを検出してブレーキ装置２０a、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄのブレーキ力を制御することにより、急ブレーキ時における各タイヤの滑りを防止して操舵不能状態を回避するブレーキ制御装置１３に用いられるセンサである。
横転判定部１００は、ロールレイト１１、Ｙ軸Ｇセンサ１２、車輪速センサ１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄからの検知信号に基づき車両の横転を判断するものであり、マイクロコンピュータ等により構成される。エアバッグ展開部１０３は、横転判定部１００からの展開信号に基づきエアバッグを展開するエアバッグ展開部１０３で、車両の所定位置（ハンドル内、助手席前方インストルパネル内、車室内側面）に格納されたエアバッグ、加熱によりエアバッグへ注入するガスを発生するガス発生薬剤、ガス発生薬剤に点火する点火回路等により構成される。
【００１０】
次に、車両１に搭載されたエアバッグ装置の動作を説明する。横転判定部１００には、ロールレイトセンサ１１から車両の前後方向軸中心の回転角速度を検出し、Ｙ軸Ｇセンサ１２からは横方向加速度のデータが入力される。
【００１１】
横転判定部１００は、これらのデータに基づき車両横転発生の推定を行う。車両のロール角度が大きく、そのロール角度の横転方向への変化率が大きい場合に、車両横転が予測されるので、これらセンサからの検出信号により車両横転の予測が行える。尚、横転予想のための各センサ検出値に対する閾値は、実験等により求めメモリに記憶する等の方法によって利用する。
【００１２】
また、横転判定部１００には、車輪速センサ１９a、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄからの信号に基づき左右車輪の回転速度の差から横転の可能性を判断し、ロールレイトセンサ１１、Ｙ軸Ｇセンサ１２からの信号に基づく車両横転推定の確認を行う。そして、横転判定部１００は、車両横転を確認した場合に、エアバッグ展開部１０３に展開指令信号を出力し、エアバッグを展開させる。
【００１３】
また、ブレーキ制御装置１３は、車輪速センサ１９ａ、１９ｂ，１９ｃ、１９ｄからの信号により各車輪の滑りを判断する。この判断は、路面に対して滑っている車輪は車輪速が低く（車輪は固定気味となり、実際の車速に対して車輪は遅く回転する）、滑っていない車輪は高い（実際の車速と同期して車輪は回転する）なることを利用して判断しており、滑っている車輪に対してはブレーキ装置２０a、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄのブレーキ力を弱く、滑っていない車輪に対してはブレーキ装置２０a、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄのブレーキ力を強くなるように制御する。
図２は、本発明に係る横転検出装置を示す構成ブロック図である。
【００１４】
上述したように、ロールレイトセンサ１１は、車両の前後方向軸中心の回転角速度を検出するセンサであり、かかるセンサによって検知された信号は、横転判定部１００に入力される。
Ｙ軸Ｇセンサ１２は、車両における横方向の加速度を検出するセンサであり、横転判定部１００に入力される。
既存センサ１９a、１９ｂは、他の用途のために設置されたセンサであり、本実施例の車輪速センサは、従来はＡＢＳ用に設けられたものである。
次に、本願発明に係る横転検出装置のシステムの動作に関し、図３を用いて、詳細に説明する。
【００１５】
図３は、本発明に係る横転検出装置の横転判定部１００の実施の形態の一例を示す構成ブロック図である。
【００１６】
図３に図示されるように、車両に設置され、車両の前後方向軸中心の回転角速度を検出するロールレイトセンサ１１と、同じく車両に設置され、横方向の加速度を検出するY軸Gセンサ１２と、既存センサ１９a、１９ｂから構成される。図示されている既存センサ１９ａ、１９ｂとしては、従来から車に搭載されている図示しない車輪速センサ、サスペンションの車高センサ、荷重センサ、空気圧センサ、舵角センサ等の内の単一種類、或いは複数種類のセンサであり、左右一対の各センサから構成され、各センサの検知信号が入力される横転判定部１００から構成されている。
【００１７】
次に、上記横転判定部１００の内部構成に関して詳細に説明する。
【００１８】
図３は、図２に示す横転判定部１００の実施の形態の一例を図示したものである。
【００１９】
図３に示すように、
上記ロールレイトセンサ１１と、上記ロールレイトセンサ１１の検出信号が入力される第１演算部１４と、上記ロールレイトセンサ１１と同じく車載されるY軸Gセンサ１２とロールレイトセンサ１１との両検知信号が入力される第２演算部１５と、上記第１演算部１４の出力信号と、上記第２演算部１５との出力信号が入力されるORゲート１６と、ORゲート１６の出力信号と図示しないサスペンションの車高センサ、荷重センサ、空気圧センサ、舵角センサ等車載センサの信号が入力された差分算出部２１の出力信号が入力されるANDゲート１７とから構成され、ＡＮＤゲートの出力信号は、一例としてエアバッグ展開部１０３に接続されている。本実施例では、エアバッグ装置に接続したが、例えば、サンルーフ装置の開閉を制御することも可能であり、シートベルト装置を制御することもできる。上記のような装置にANDゲート１７の出力を接続することにより、横転時の乗員への危険を軽減できることは容易に想定できる。
【００２０】
図３の実施の形態では、既存センサ１９a、１９ｂとして、２個のセンサを設けたが、３個以上のセンサを用いて、本発明に係る横転を検知すれば、より精度が上がる。例えば、本明細書図１に示すようなセンサ１９ａ,１９ｂ、１９ｃ、１９ｄの検知信号を横転判定部１００に入力することで、よりタイヤと路面との関係が把握できるので、精度があがる。
【００２１】
車両の傾きを検出することができるロールレイトセンサ１１から得られた検知信号が第１演算部１４に入力される。第１演算部１４は、センサから入力された検知信号と、
第１演算部１４内の図示しない記憶媒体に予め記憶されている車両のロール角速度とロール角との関係を示す二次元マップ、とを比較する。このような比較においては、比較器等を使用しハード設計してもよいし、ソフト的処理を施しても良い。
【００２２】
記憶媒体に記憶されている二次元マップの一例を示す図が図４であり、横軸に車両ロール角速度ω、縦軸に車両ロール角θを設定している。図中横転領域と非横転領域との領域を区別するロールオーバー発生判定閾値が閾値２３ａ、閾値２３ｂであり、閾値２３ａ、２３ｂは一定値であり、従来から重心回りの回転運動方程式より
ＲＲ＞√((2ｍｇｒ/Ｉ) *（1-ｓｉｎ（θ＋ＲＡ））)          （１．１）
で算出されることが証明されていることは既知事項である。ここで、ＲＲは車両ロール角速度、ＲＡは、車両ロール角、ｒはタイヤの半径を示す。
（１．１）式を境にして、図中斜線部の横転領域と非斜線部の非横転領域を示す。本実施例では、閾値２３a,閾値２３bは、一定値として、一次曲線で示したが、自車両の走行状況等を車載されるシステムから考慮し、かかる閾値を可変としても、よりシステムの精度が増すことは当業者が容易に想定できる範囲である。
【００２３】
さらに、ロールレイトセンサ１１の検知信号と図示しない車両に搭載されるY軸Gセンサの検知信号とが入力される第２演算部１５に関して、その実施の形態の一例を述べる。
【００２４】
かかる第２演算部１５の演算に関して、図５の実施の形態の一例を示す二次元マップを用い、かかる二次元マップは、横転判定部１００内の図示しない記憶媒体に記憶され、予め設定された閾値２４を超越するか否かを判定する。
【００２５】
図５は、横軸にロールレイト角速度、縦軸に横加速度を設定している。
【００２６】
図５の閾値２４が、斜線部の横転領域と非斜線部の非横転領域とに分割する。
【００２７】
閾値２４は、一次曲線で示したが、自車両の走行状況を各種センサから得られる検知信号を考慮して、可変としてもよりシステムの精度が増すことは容易に理解できる。ここでいう車両の走行状況とは、車両の形状、車両の走行速度、走行中の車両に対する横風の相対速度、乗員の座っている座席の判断等である。
【００２８】
次に、図３の一例で示したように、従来から車両に、装備されている既存センサからの検知信号が入力される差分演算部２１の演算に関して述べる。
【００２９】
図６は、従来から車両に標準装備されている既存センサからの検知信号が、差分演算部２１に入力された波形を示す実施の形態の一例を示す図である。
【００３０】
図６に示された図は、横軸に時間、縦軸に車輪速センサの回転数を示すものであり、横軸の時間、Ｔ＿１は、横転開始時間、Ｔ＿２は、車両のタイヤが完全に浮いた時間、Ｔ＿３は、横転を検知した時間である。本実施例では、既存センサに車輪速センサを用いたものであり、かかる車輪速センサからの検知信号が差分演算部２１に入力された波形が、図６に示す波形２５、波形２６である。前記波形２５と前記波形２６との差分を示す波形が波形２８である。かかる波形２８が、閾値２７を越え、ある一定の時間を経ると、横転の危険性があると判断する。差分検出部２１が横転を検知すると、横転信号を出す。
上記で述べた演算１４及び演算１５の出力が、ＯＲゲート１６に入力され、かかるＯＲゲートからの出力が横転である信号を出力し、差分判定部２１の出力も横転であると判断された信号が、ＡＮＤゲート１７に入力される。すると、上記、横転判定部１００からカーテンエアバッグ起動信号をＡＮＤゲート１７から出力する。
【００３１】
このようにエアバッグ用に使われる横転検出装置に利用されるＲ／Ｒセンサの個数を削減することが可能になり、横転検出装置自体の製造コストを削減し、Ｒ／Ｒセンサの個数削減によって、新規センサを設けて代替することなく、装置全体の精度を大幅に劣化させずに、標準装備されている既存センサで、傾きを検出することが可能になり、サイドエアバッグの普及に繋がるという効果を奏する。
【実施例２】
【００３２】
次に、本願発明に係る第２の実施の形態を説明する。
【００３３】
第２の実施の形態は、基本的に第１の実施の形態と同じ構成であるので、同一構成部分には同一の参照符号を付してその説明を省略し、相違する部分だけを以下に説明する。
【００３４】
本実施例２では、既存センサ１９ａにハンドル舵角センサ30を用いたものである。
【００３５】
ハンドル舵角センサは、車両のハンドルの回転軸の回転角度を検出するセンサである。
【００３６】
図７は、ハンドル舵角センサ３０を用いた本発明に係る横転検出装置の実施の形態を示す構成ブロック図である。
【００３７】
図７は、車両に搭載されたハンドル舵角センサ３０によって、
車両の基準角に対するハンドルの回転角度が検知され、検知された信号が分岐され、分岐された信号の一方の出力をＬＰＦ３１を介した検知信号と、
もう一方の出力信号との両検知信号が、
横転判定部１００内に設けられた差分判定部３２に入力される。差分判定部３２は、本実施例として、マイクロコンピュータから構成されているが、
ソフト的に処理してもよいし、ハード的に処理しても良い。
入力された両検知信号の値を差分判定部３２の演算によって、
車両が横転する危険性があるか否かを判断する。
万が一、差分判定部３２の演算によって、車両が横転の危険性があると判断された際には、ＡＮＤゲート１７に対して起動信号を入力する。
【００３８】
ＡＮＤゲート１７の出力が、エアバッグ装置１０３に対して入力され、エアバッグ装置を展開する。
【００３９】
次に、上述した差分判定部２１に関して、システム動作に関して詳細を述べる。
【００４０】
図９は、ハンドル舵角センサ３０の出力波形を示す図である。
【００４１】
図示するグラフの横軸に、時間T、縦軸に、車両のハンドルの切り角の大きさΦをとったものである。図示される基準値Φ＿０は、移動平均値、又は、カルマンフィルタ値等により、ハンドル舵角センサの検知信号の高周波分をカットした値である。
【００４２】
図示中のΦ＿０とΦで囲まれた斜線部で示される面積を算出するために、
差分判定部３２は、演算値Σ｜Φ―（Φ＿０）｜を常時算出し、予め記憶媒体に記憶されている所定値と常時比較する。比較された演算値が所定値以上であるときには、横転の危険性があると判断する。所定値は、実験で得られた値を利用する。
【００４３】
本実施例のように構成すれば、従来から車両に搭載されるハンドル舵角センサを利用するので、ロールレイトセンサの個数を削減することが可能になる。
【実施例３】
【００４４】
次に、第３の実施の形態を説明する。
【００４５】
第３の実施の形態は、基本的に第１及び第２の実施の形態と同じ構成であるので、同一構成部分には同一の参照符号を付してその説明を省略し、相違する部分だけを以下に説明する。
【００４６】
本実施例３では、既存センサ１９ａ、１９ｂにヨーレートセンサと、ハンドル舵角センサとを用いたものであって、
ヨーレートセンサ３４は、車両が回転する速度を検出するセンサであり、検知された検知信号は、マップ判定部３６に入力される。
【００４７】
ハンドル舵角センサ３５は、上述したが、車両のハンドルの回転軸の回転角度を検出するセンサであり、同じくマップ判定部３６に入力される。
【００４８】
上記、ヨーレートセンサ３４と、上記ハンドル舵角センサ３５との用途としては、近年、車両がカーブを走行している際に、車両を安定に保つ制御である車両安定システムに用いられるヨーレートセンサ３４やハンドル舵角センサ３５であり、これらセンサ３４、３５を用いた本発明の横転検出装置を実現した場合の実施例を示す。
【００４９】
図１０は、ハンドル舵角センサ３４とヨーレートセンサ３５を用い、検知信号を入力する実施の形態を示す構成ブロック図である。
【００５０】
車両に搭載されるハンドル舵角センサ３４と、ヨーレートセンサ３５の両検知信号を横転判定部１００内に設けられたマップ判定部３６に入力する。マップ判定部３６で、演算を行うことにより、横転する危険性が有るか否かを判定する。万が一、横転する危険性があると判定された場合には、ANDゲート１７に横転検知信号を送信する。かかる横転検知信号が、ANDゲート１７に入力され、上記で説明したY軸ＧセンサとR/Rセンサから判断される部分においての判定も横転の危険性があると判定され、ANDゲート１７に入力された場合には、エアバッグ起動信号を送信し、エアバッグを起動する。
次に、マップ判定部３６の詳細に関して、以下述べる。
マップ判定部３６は本実施例においては、マイクロコンピュータから構成されているが、ソフト的に処理してもよいし、ハード的に処理することも可能である。
【００５１】
図１０は、横軸にハンドル舵角センサ３４によって検知されたハンドル切り角を示し、縦軸にヨーレートセンサ３５によって検知され車
の傾きを示している。図中の斜線部は、  マップ判定部３２が横転と判断する部分であり、予めマップ判定部３２の記憶媒体等に記憶され、仮に横転領域と称す。
この斜線部の横転領域は、車両の周辺状況によって可変するものとしてもよい。
直線1101は、車両が正常に走行している際の波形であり、
本実施例では、直線であるが、ある一定の幅を有し、曲線としても良い。
【００５２】
本実施例のような構成をすれば、従来車両安定システムの目的に用いられるヨーレートセンサとハンドル舵角センサとを利用し、横転検出することが可能になるので、
ロールレイトセンサを削減することが可能になる。
なお、上述した実施形態は、本発明の一例に過ぎず、本発明の作用効果を奏する範囲において、適宜設計変更できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係るエアバッグ装置を示す構成図である。
【図２】本発明に係る横転検出装置を示す構成ブロック図である。
【図３】本発明に係る横転検出装置の横転判定部を示す構成ブロック図である。
【図４】車両ロール角と車両ロール角速度の二次元マップを示す図である。
【図５】ロールレイト角と横方向加速度の二次元マップ（非横転領域と横転領域）を示す図である。
【図６】本発明にかかる横転検出装置のセンサの出力波形を示す概略ブロック図である。
【図７】本発明にかかる実施例２の一例を示す概略構成ブロック図である。
【図８】ハンドル舵角センサの検知信号を示す図である。
【図９】第３の実施の形態に係る横転検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】ハンドル舵角センサとヨーレートセンサとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１１  ロールレイトセンサ
１２  Y軸Gセンサ
１４  第１演算部
１５  第２演算部
１６  ORゲート
１７  ANDゲート
１９ａ  既存センサ
１９ｂ  既存センサ
２１  差分算出部
１００  横転判定部
【図１】
2008247315.tif 000003
【図２】
2008247315.tif 000004
【図３】
2008247315.tif 000005
【図４】
2008247315.tif 000006
【図５】
2008247315.tif 000007
【図６】
2008247315.tif 000008
【図７】
2008247315.tif 000009
【図８】
2008247315.tif 000010
【図９】
2008247315.tif 000011
【図１０】
2008247315.tif 000012