(57)【要約】【課題】エアバッグを適切に展開可能で部品点数を少なくしつつセンサの配置自由度を向上させて安価に実現すること。【解決手段】エアバッグ機構１００は、グローブボックス３の下部に設けられ、静電容量センサ１０、エアバッグ装置２０、角度調整モータ３０を収容部３７に収容してなる。静電容量センサ１０の検知電極１２は、収容部３７と助手席４０の少なくとも先端との間に人体４９の一部が介在することにより変化する静電容量Ｃを検知して、この静電容量Ｃが作動可範囲内にあるか否かが検知回路１３によって判定され、助手席４０の各種状態が認識される。検知回路１３は、判定結果に基づいて、作動許可信号あるいは作動不許可信号を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の助手席前方のインストルメントパネルに配置されたエアバッグが収容されるエアバッグ収容部に設けられ、当該エアバッグ収容部と前記助手席の少なくとも先端との間に人体の一部が介在することにより変化する静電容量を検知する検知電極と、
前記検知電極からの検知信号に基づいて前記エアバッグの作動を制御する制御回路とを備えた
ことを特徴とするエアバッグ制御装置。
【請求項２】
前記制御回路は、前記検知電極からの検知信号が示す静電容量が、あらかじめ設定された下限閾値および上限閾値の範囲内にあるか否かを判定し、この判定結果に基づいて前記エアバッグの作動の可否を決定する制御を行うことを特徴とする請求項１記載のエアバッグ制御装置。
【請求項３】
前記エアバッグ収容部は、前記インストルメントパネルにおけるグローブボックスの下部に設けられ、
前記検知電極は、前記グローブボックスの下方から前記助手席の着座部の上方までの領域における前記静電容量を検知可能となるように、前記エアバッグ収容部の外形に沿って設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のエアバッグ制御装置。
【請求項４】
前記検知電極および前記制御回路は、同一基板上に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のエアバッグ制御装置。
【請求項５】
前記基板は、フレキシブルプリント基板、リジッド基板またはリジッドフレキシブル基板からなることを特徴とする請求項４記載のエアバッグ制御装置。
【請求項６】
前記検知電極は、前記助手席の着座部に人体が着座した場合に、少なくとも前記グローブボックスの下方における前記人体の脚部位置を検知可能となるように、前記エアバッグ収容部の外形に沿って複数配列状態で設けられていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項記載のエアバッグ制御装置。
【請求項７】
前記検知電極により検知された検知信号に基づく前記制御回路の制御によって、前記エアバッグの作動角度を調整する角度調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のエアバッグ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の車両の乗員を保護するエアバッグの作動を制御するエアバッグ制御装置に関し、特に車両の助手席側におけるエアバッグの作動を制御するエアバッグ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば自動車のインストルメントパネルに設けられたエアバッグの作動を制御するものとして、下記特許文献１に開示されている作動判断システムが知られている。この特許文献１に開示された作動判断システムは、助手席の乗員の有無やチャイルドシートの設置状態などを、超音波センサや赤外線センサからなる距離センサや、チョッパ付き赤外線センサからなる熱源センサなどによって検知し、その結果に基づきエアバッグの展開を適切な状態にて行う構成とされている。
【０００３】
【特許文献１】特許第２８４６９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に開示されている従来の作動判断システムでは、例えば助手席に温かいペットボトルや直射日光に曝されたぬいぐるみなどの人体以外の物体が置かれた場合や、助手席自体が熱を持った場合などに、助手席に乗員が着座していると判断してしまうこととなる。このため、エアバッグの展開（作動）が不要であるにもかかわらず、エアバッグを展開可能にしてしまうことが想定され、エアバッグの展開を適切な状態で行うことができないという問題がある。
【０００５】
また、この作動判断システムでは、例えば助手席にチャイルドシートが設置された場合に、超音波センサからなる距離センサの特性上、チャイルドシートに人体が存在していないときでもやはり助手席に乗員が着座していると判断してしまう場合がある。これについては特許文献１においても言及されており、エアバッグの展開が不要であるのに展開可能にしてしまうことが想定され、同様にエアバッグの展開を適切な状態にて行うことができないという問題がある。
【０００６】
さらに、この作動判断システムでは、異なる種類や形状の複数のセンサ類や多くの判断基準が必要であるため、システム構成が複雑化するとともにセンサ配置位置に制約が生じ、エアバッグによる乗員の保護に関してかかるコストの削減を図りにくいという問題がある。
【０００７】
また、この作動判断システムでは、乗員の体格を検知することはできないため、例えば体格の違いに応じてエアバッグの展開角度を変えて脚部を保護することができるような、より総合的に乗員を保護可能となるエアバッグ装置を実現することができないという問題がある。
【０００８】
この発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、エアバッグを乗員の有無や体格の差などの種々の条件下においても適切に展開させることができるとともに、部品点数を少なくしつつセンサの配置自由度を向上させて安価に実現することができるエアバッグ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るエアバッグ制御装置は、車両の助手席前方のインストルメントパネルに配置されたエアバッグが収容されるエアバッグ収容部に設けられ、当該エアバッグ収容部と前記助手席の少なくとも先端との間に人体の一部が介在することにより変化する静電容量を検知する検知電極と、前記検知電極からの検知信号に基づいて前記エアバッグの作動を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この発明に係るエアバッグ制御装置は、以上のように構成することにより、車両の助手席の人体の有無などの各種状態を静電容量により検知して、検知電極からの検知信号によってエアバッグの作動を適切に制御することができる。このため、エアバッグを種々の条件下においても適切に展開させることができ、部品点数を少なくしつつセンサの配置自由度を向上させて安価に実現することができる。
【００１１】
前記制御回路は、例えば前記検知電極からの検知信号が示す静電容量が、あらかじめ設定された下限閾値および上限閾値の範囲内にあるか否かを判定し、この判定結果に基づいて前記エアバッグの作動の可否を決定する制御を行う構成とされていてもよい。
【００１２】
また、前記エアバッグ収容部は、例えば前記インストルメントパネルにおけるグローブボックスの下部に設けられ、前記検知電極は、例えば前記グローブボックスの下方から前記助手席の着座部の上方までの領域における前記静電容量を検知可能となるように、前記エアバッグ収容部の外形に沿って設けられている構成とされていてもよい。
【００１３】
前記検知電極および前記制御回路は、例えば同一基板上に形成されている構成とされていてもよい。この場合、前記基板は、例えばフレキシブルプリント基板、リジッド基板またはリジッドフレキシブル基板からなる。
【００１４】
また、前記検知電極は、例えば前記助手席の着座部に人体が着座した場合に、少なくとも前記グローブボックスの下方における前記人体の脚部位置を検知可能となるように、前記エアバッグ収容部の外形に沿って複数配列状態で設けられている構成とされていてもよい。
【００１５】
そして、前記検知電極により検知された検知信号に基づく前記制御回路の制御によって、前記エアバッグの作動角度を調整する角度調整手段をさらに備える構成とされていてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、車両の助手席の人体の有無などの各種状態を静電容量により検知して、検知電極からの検知信号によってエアバッグの作動を適切に制御することができ、エアバッグを種々の条件下においても適切に展開させるとともに、部品点数を少なくしつつセンサの配置自由度を向上させて安価に実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照して、この発明に係るエアバッグ制御装置の好適な実施形態について説明する。
【００１８】
図１は、この発明の一実施形態に係るエアバッグ制御装置を含むエアバッグ機構を配置した車両の助手席近傍の例を示す概略図、図２は同エアバッグ制御装置の外観の例を示す概略図、図３は同エアバッグ制御装置を含むエアバッグ機構の回路構成の例を示すブロック図、図４は同エアバッグ制御装置を含むエアバッグ機構の動作を説明するための説明図である。
【００１９】
図１に示すように、エアバッグ機構１００は、例えば自動車１の車室内における助手席４０の前方のインストルメントパネル２に配置されている。助手席４０は、背もたれ部４１、着座部４２およびヘッドレスト４３を有し、シートレール４４を介して自動車１のフロア１ａに対して前後方向に移動可能に設けられている。
【００２０】
エアバッグ機構１００は、具体的には、インストルメントパネル２に設けられたグローブボックス３の下部に設けられ、静電容量センサ１０と、エアバッグ装置２０と、角度調整モータ３０とを備え、これらを内部の所定位置に収容する箱状の収容部３７に収められた構造からなる。また、静電容量センサ１０とエアバッグ装置２０とは、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）などの図示しない制御部にそれぞれ電気的に接続されている。
【００２１】
静電容量センサ１０は、図２に示すように、基板１１の一方の面側に形成された検知電極１２と、他方の面側に形成された検知回路１３とを備えて構成され、例えば収容部３７の上部リッド３８の内側に設けられている。基板１１は、例えばフレキシブルプリント基板、リジッド基板またはリジッドフレキシブル基板からなり、本例では角丸矩形状に形成されている。
【００２２】
検知電極１２は、銅箔などの導電材からなり、収容部３７の上部リッド３８と助手席４０の少なくとも先端との間に人体４９（図１参照）の一部が介在することにより変化する静電容量Ｃを検知する。検知回路１３は、検知電極１２からの検知信号に基づいてエアバッグ装置２０の作動を制御する。なお、これら検知電極１２および検知回路１３は、同一の基板１１上に形成されているため、検知電極１２と検知回路１３とを電気的に繋ぐハーネス類を不要とすることができる。また、検知電極１２および検知回路１３は、基板１１の同一面上に形成されていてもよい。
【００２３】
この検知電極１２は、本例ではグローブボックス３の下方から助手席４０の着座部４２の上方までの領域における静電容量Ｃを検知可能となるように、例えば上部リッド３８の内側に収容部３７の外形に沿う状態で設けられている。なお、図示は省略するが、検知電極１２は、インストルメントパネル２の所定位置にて上記領域の静電容量Ｃを検知できるように配置されていてもよい。
【００２４】
そして、検知回路１３は、このように設けられた検知電極１２からの検知信号が示す静電容量Ｃが、例えばあらかじめ設定された下限閾値および上限閾値の範囲（以下、「作動可範囲」と呼ぶ。）内にあるか否かを判定するとともに、この判定結果に基づいてエアバッグ装置２０の作動の可否を決定し、エアバッグ装置２０の作動を制御する。
【００２５】
すなわち、図３に示すように、検知回路１３は、検知電極１２からの静電容量Ｃが、作動可範囲内にあると判定した場合は、制御部のＡＮＤ回路２７に対して作動許可信号を出力する。また、検知回路１３は、検知電極１２からの静電容量Ｃが、下限閾値を下回ったり上限閾値を超えたりして、作動可範囲外にあると判定した場合は、制御部のＡＮＤ回路２７に対して作動不許可信号を出力する。また、検知回路１３は、検知電極１２からの静電容量Ｃに基づいて、後述するように角度調整モータ３０に対してエアバッグ装置２０の作動角度を調整させるための調整制御信号を出力する。
【００２６】
一方、自動車１に設置された加速度センサ２９が自動車１の衝突を検出した場合、衝突検知回路２８からＡＮＤ回路２７に対して同様に作動許可信号が出力される。ＡＮＤ回路２７は、検知回路１３および衝突検知回路２８からそれぞれ作動許可信号が得られた場合にのみ、エアバッグ装置２０に対してエアバッグを展開させる展開制御信号を出力する。
【００２７】
エアバッグ装置２０は、通常時はコンパクトに収納されているが、膨張時に人体４９を受け止めるように膨らむバッグ２１と、このバッグ２１に対して膨張ガスなどを供給するインフレータなどを備える装置基台部２２とを備えて構成されている。角度調整モータ３０は、検知回路１３からの調整制御信号に基づいて、図４（ａ）に示すように、エアバッグ装置２０の配置位置を図中矢印で示す方向に移動させ、バッグ２１の展開（作動）角度を調整する。
【００２８】
すなわち、角度調整モータ３０は、助手席４０に着座した人体４９の脚部４８などの位置に応じて、最適な状態（例えば、バッグ２１の膨張により脚部４８を不用意に怪我させないような状態）でバッグ２１を展開することができるように、エアバッグ装置２０の位置を調整する。そして、このように位置調整されたエアバッグ装置２０は、上記ＡＮＤ回路２７からの制御信号を受信したら、図４（ｂ）に示すように、収容部３７の上部リッド３８および下部リッド３９を押し開けるようにバッグ２１を膨張させる。
【００２９】
このように、このエアバッグ機構１００は、助手席４０の各種状態を静電容量Ｃにより検知して、検知電極１２からの検知信号によってエアバッグ２１の作動を適切に制御することができる。これにより、エアバッグ２１を種々の条件下においても適切に展開させることができ、エアバッグ機構１００を構成する部品点数を少なくしつつ静電容量センサ１０の配置自由度を向上させて安価に実現することができる。
【００３０】
図５は、この発明の一実施形態に係るエアバッグ制御装置を含むエアバッグ機構を配置したグローブボックスの下方の他の例を示す概略図、図６および図７は同エアバッグ制御装置の静電容量センサで検知した静電容量の分布の例を示す説明図、図８は同エアバッグ制御装置による助手席の状態別に応じた静電容量の分布の例を示す説明図、図９は図８の静電容量の分布に対応する助手席近傍の例を示す概略図である。なお、以降において、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３１】
本例のエアバッグ機構１００は、静電容量センサ１０の検知電極１２を、助手席４０の着座部４２に人体４９が着座した場合に、少なくともグローブボックス３の下方における人体４９の脚部４８位置を検知可能となるように複数設けて構成されている。すなわち、エアバッグ機構１００は、例えば収容部３７の上部リッド３８や下部リッド３９に沿って検知電極１２を複数配列した状態で設け、図５に示すように、右脚部４８ａや左脚部４８ｂの位置を複数の検知電極１２からの静電容量の分布によって正確に認識することができるように構成されている。
【００３２】
複数の検知電極１２は、例えばシート状に形成された基板１１にパターン形成されたものでも、それぞれ別々に形成されたものであってもよく、本例のエアバッグ機構１００においては、図中矢印Ｘで示すＸ軸方向および図中矢印Ｙで示すＹ軸方向に沿って、それぞれ例えば６個ずつ配列形成されている。なお、図５においては、各検知電極１２の配列に対し、それぞれ簡易的にＸ軸およびＹ軸において１〜６の番号を付して図示してある。
【００３３】
ここで、図５に示すように、右脚部４８ａおよび左脚部４８ｂが図中破線で示すような位置にて検知電極１２により検知された場合は、Ｘ軸における静電容量の分布は図６に示すようなものとなり、Ｙ軸における静電容量の分布は図７に示すようなものとなる。すなわち、Ｘ軸における静電容量は、脚部４８の位置に応じて番号１〜３の検知電極１２にかけては低い値を示すが、番号３〜４にかけて急激に高い値を示し、番号５〜６にかけてはほぼそのままの値を示した状態を維持した分布となる。
【００３４】
一方、Ｙ軸における静電容量は、右脚部４８ａの位置に応じて番号１〜２にかけて低い値から高い値を示し、番号２〜３にかけては高い値から低い値を示す分布となる。また、左脚部４８ｂの位置に応じて番号４〜５にかけて再び低い値から高い値を示し、番号５〜６にかけては高い値から低い値を示す分布となる。
【００３５】
このようにして検知された各脚部４８ａ，４８ｂの位置情報は、検知回路１３により認識されて制御部に記憶される。検知回路１３は、この位置情報に基づいて角度調整モータ３０に対して調整制御信号を出力し、エアバッグ装置２０は、各脚部４８ａ，４８ｂに対して怪我などを負わせないような最適な状態で展開可能となる角度に調整される。なお、この場合に、上部リッド３８や下部リッド３９の開き角度などを図示しないモータによってさらに調整するようにし、各脚部４８ａ，４８ｂに対するさらなる保護対策を施すように構成してもよい。
【００３６】
本例のエアバッグ機構１００は、複数の検知電極１２によって人体４９の位置を認識可能に構成されているので、人体４９の脚部４８の保護に対して特に効果を発揮することができ、人体４９の様々な体格差に合わせてエアバッグ装置２０のバッグ２１を最適な状態で作動させることが可能となる。
【００３７】
また、インストルメントパネル２に設けられた収容部３７と助手席４０の少なくとも先端との間に人体４９の脚部４８などが介在することにより変化する静電容量を検知して、エアバッグ装置２０の作動の可否を判断する構成としているので、助手席４０の様々な状況に応じてエアバッグ装置２０の作動を制御することができる。したがって、エアバッグ機構１００は、例えば、図８および図９に示すようなａ〜ｅの各状況においても適切な状態でエアバッグ装置２０の作動を制御することができる。
【００３８】
すなわち、図８におけるａの静電容量は、図９（ａ）に示すように、助手席４０上に何もない状態のときの静電容量を示しており、収容部３７と助手席４０の先端との間には人体４９が介在しておらず、下限閾値よりも低い値を示しているため、検知回路１３からは作動不許可信号が出力される。図８におけるｂの静電容量は、図９（ｂ）に示すように、助手席４０上にチャイルドシート４７が後ろ向きに取り付けられた状態のときの静電容量を示しており、やはり収容部３７と助手席４０の先端との間には人体４９が介在しておらず、下限閾値よりも低い値を示しているため、検知回路１３からは作動不許可信号が出力される。
【００３９】
従来の作動判断システムでは、上記ａの場合は状況により作動許可としてしまったり、上記ｂの場合は助手席４０上のチャイルドシート４７を検出して作動許可としてしまうため、安全上好ましいものではなかったが、本例のエアバッグ機構１００は、これらａ，ｂの場合は作動不許可とするため、安全性を向上させつつ不要なエアバッグ装置２０の作動を抑えることができる。
【００４０】
また、図８におけるｃの静電容量は、図９（ｃ）に示すように、助手席４０上に子供４６を乗せたチャイルドシート４７が後ろ向きに取り付けられた状態のときの静電容量を示しており、収容部３７と助手席４０の先端との間には子供４６は介在していないが後ろ向きの子供４６を検出するため、上限閾値よりも高い値を示し、やはり検知回路１３からは作動不許可信号が出力される。
【００４１】
そして、図８におけるｄの静電容量は、図９（ｄ）に示すように、助手席４０上に子供４６を乗せたチャイルドシート４７が前向きに取り付けられた状態のときの静電容量を示すとともに、図８におけるｅの静電容量は、図９（ｅ）に示すように、助手席４０上に人体４９が乗った状態のときの静電容量を示している。この場合、収容部３７と助手席４０の先端との間には、子供４６や人体４９の一部が介在するため、これらにより変化する静電容量、すなわち下限閾値よりも高く上限閾値よりも低い作動可範囲内の値の静電容量が検知され、検知回路１３からは作動許可信号が出力されることとなる。
【００４２】
以上述べたように、本実施形態に係るエアバッグ機構１００によれば、自動車１の助手席４０の人体４９の有無などの各種状態を静電容量により検知して、検知電極１２からの検知信号によってエアバッグ装置２０の作動を適切に制御することができ、バッグ２１を種々の条件下においても適切に展開させるとともに、例えば静電容量センサ１０を構成する部品点数を少なくしつつ静電容量センサ１０の配置自由度を向上させて、全体として安価に実現することが可能となる。
【００４３】
すなわち、本例のエアバッグ機構１００によれば、静電容量センサ１０を用いることにより、例えば助手席４０自体が熱を持つような場合であっても、助手席４０上の人体４９を誤検出することがことはなく、適切な状態でエアバッグ装置２０を作動させることが可能となる。
【００４４】
また、助手席４０上にチャイルドシート４７などが載せられている場合であっても、そのチャイルドシート４７の載置状態やチャイルドシート４７上の子供４６の有無などを検知することができるので、同様に最適な状態でエアバッグ装置２０を作動させることが可能となる。
【００４５】
また、静電容量センサ１０の検知電極１２と検知回路１３とが同一基板１１上に形成されているため、エアバッグ機構１００を安価に製造することが可能となり、検知電極１２を透明電極やフレキシブルプリント基板、あるいは導電性パターニングなどで構成することもできるため、ハーネス類などを削減し、配置自由度などを向上させつつ部品点数を削減することができる。
【００４６】
さらに、角度調整モータ３０によってエアバッグ装置２０の作動角度を調整し、静電容量センサ１０の検知電極１２を複数設けることもできるので、助手席４０上の人体４９の体格や乗車位置などを認識して、これらに合わせた最適な状態でのエアバッグ装置２０の作動を可能にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によれば、自動車等のエアバッグ機構において、特に安全性を向上させて安価に構成するのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明の係るエアバッグ制御装置を含むエアバッグ機構を配置した車両の助手席近傍の例を示す概略図である。
【図２】同エアバッグ制御装置の外観の例を示す概略図である。
【図３】同エアバッグ制御装置を含むエアバッグ機構の回路構成の例を示すブロック図である。
【図４】同エアバッグ制御装置を含むエアバッグ機構の動作を説明するための説明図である。
【図５】同エアバッグ制御装置を含むエアバッグ機構を配置したグローブボックスの下方の他の例を示す概略図である。
【図６】同エアバッグ制御装置の静電容量センサで検知した静電容量の分布の例を示す説明図である。
【図７】同エアバッグ制御装置の静電容量センサで検知した静電容量の分布の例を示す説明図である。
【図８】同エアバッグ制御装置による助手席の状態別に応じた静電容量の分布の例を示す説明図である。
【図９】図８の静電容量の分布に対応する助手席近傍の例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…自動車、１ａ…フロア、２…インストルメントパネル、３…グローブボックス、１０…静電容量センサ、１１…基板、１２…検知電極、１３…検知回路、２０…エアバッグ装置、２１…バッグ、２２…装置基台部、２７…ＡＮＤ回路、２８…衝突検知回路、２９…加速度センサ、３０…角度調整モータ、３７…収容部、３８…上部リッド、３９…下部リッド、４０…助手席、４１…背もたれ部、４２…着座部、４３…ヘッドレスト、４４…シートレール、４６…子供、４７…チャイルドシート、４８…脚部、４８ａ…右脚部、４８ｂ…左脚部、４９…人体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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