(57)【要約】【課題】乗員保護装置の誤動作を防止するとともに、衝突を迅速に判断する、安全性に優れた乗員保護システムを提供すること。【解決手段】アウタパネル１１とインナパネル１２とで形成されるドア空間内部の圧力変動を検出する圧力センサＰと、前記ドア空間内部の構造物の変位を計測する変位計測センサ（例えば、磁気センサＭ）と、前記圧力センサＰによって検出された検出圧力を圧力衝突判断閾値と比較するとともに、前記変位計測センサによって検出された検出変位を変位衝突判断閾値と比較する比較手段と、前記検出圧力が圧力衝突判断閾値以上であって、かつ、前記検出変位が変位衝突判断閾値以上である場合に、乗員保護装置を作動させる乗員保護制御手段を構成した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウタパネルとインナパネルとで形成されるドア空間内部の圧力変動を検出する圧力センサと、
前記ドア空間内部の構造物の変位を計測する変位計測センサと、
前記圧力センサによって検出された検出圧力を圧力衝突判断閾値と比較するとともに、前記変位計測センサによって検出された検出変位を変位衝突判断閾値と比較する比較手段と、
前記検出圧力が圧力衝突判断閾値以上であって、かつ、前記検出変位が変位衝突判断閾値以上である場合に、乗員保護装置を作動させる乗員保護制御手段と、を備えることを特徴とする乗員保護システム。
【請求項２】
請求項１に記載した乗員保護システムにおいて、
前記比較手段は、前記検出圧力が圧力トリガ判断値以上であって、かつ、前記検出変位が変位トリガ判断値以上である場合に、前記比較を行うことを特徴とする乗員保護システム。
【請求項３】
前記圧力センサと、前記変位計測センサとは、いずれもサイドドアの前記ドア空間内部に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の乗員保護システム。
【請求項４】
前記変位計測センサは、前記ドア空間内部の磁場変動を検出する磁気センサであることを特徴とする請求項１乃至３に記載の乗員保護システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突時に乗員を保護する装置の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、乗員保護システムは、車両に加わる衝撃を検出するセンサの誤動作によって乗員保護装置（エアバッグモジュール等）が誤動作することを防止するために、車両の各所に独立した複数のセンサを配置して、各センサによって検出された衝撃の大きさが、いずれも、非衝突事象と衝突事象とを切り分ける衝突判断閾値を超えた場合に、乗員保護装置を作動させることで乗員保護装置の誤動作防止に対応している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来より、車両の側面衝突に関しては、圧力センサをドアパネルの内部に配置し、加速度センサを車両の高剛性部材（例えば、Ｂピラー）に配置して、衝突時にドアパネルの潰れによって生じる圧力と、車両に加わる加速度とを検出して、衝突事象の発生を判断している（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
そこで、乗員保護装置の誤動作を防止する観点から、圧力センサと加速度センサとを併用して、圧力と加速度のいずれもが所定の設定値を超えた場合に乗員保護装置を作動させる乗員保護システムとすることが考えられる。
【特許文献１】特開平０５−０３８９９８号
【特許文献２】特許第２６５４４２８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、圧力センサと加速度センサとを併用して、前記誤動作防止を図った場合、側面衝突や所謂ポール衝突のように低剛性の構造部（ドアパネル等）における衝突にあっては、構造部材の潰れの進度が早く、また、発生する加速度が衝突の初期には小さいため、たとえ衝突部分に加速度センサを配置した場合であっても、衝突判断閾値を超えたときには構造部材が乗員に干渉しているといった乗員保護装置の作動タイミングの遅滞の問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、乗員保護装置の誤動作を防止するとともに、衝突を迅速に判断する、安全性に優れた乗員保護システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明では、アウタパネルとインナパネルとで形成されるドア空間内部の圧力変動を検出する圧力センサと、前記ドア空間内部の構造物の変位を計測する変位計測センサと、前記圧力センサによって検出された検出圧力を圧力衝突判断閾値と比較するとともに、前記変位計測センサによって検出された検出変位を変位衝突判断閾値と比較する比較手段と、前記検出圧力が圧力衝突判断閾値以上であって、かつ、前記検出変位が変位衝突判断閾値以上である場合に、乗員保護装置を作動させる乗員保護制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の乗員保護システムでは、アウタパネルとインナパネルとで形成されるドア空間内部における圧力変動の検出と、同空間内部における構造物の変位（潰れ、移動等）の検出によって車両の衝突を判断するようにしたため、加速度センサでは衝突判断が遅滞するような構造部材の変形進度が早い衝突であっても、迅速に衝突を判断できる。
【０００９】
一般に、構造部材の変形進度が早い衝突は、側面衝突において顕著である。したがって、この衝突に対しては、圧力センサと変位計測センサとを、サイドドアのドア空間内部に配置すれば、側面衝突においても乗員を有効に保護することができる。
【００１０】
また、本発明の乗員保護システムでは、圧力センサと変位計測センサとによって検出された検出圧力と検出変位とが、いずれも衝突判断閾値以上である場合に限り乗員保護装置を作動させるようにしている。このため、圧力センサ又は変位計測センサのいずれかの誤動作によって衝突判断閾値以上の衝突を検出し、或は、比較手段の誤判断によって衝突判断されても乗員保護装置が作動することはない。
【００１１】
そして、車両の衝突事象を、ドア空間内部における圧力変動とドア空間内部における構造部材の変位とによって判断するため、この圧力又は変位のいずれかに影響する衝突以外の事象が発生（例えば、ドア空間内部の圧力だけが上昇）しても、乗員保護装置が誤動作することはなく、乗員保護システムの信頼性にも優れる。
【発明の効果】
【００１２】
その結果、本発明によれば、安全性に優れた乗員保護システムを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の乗員保護システムを実現する最良の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１４】
はじめに、構成を説明する。
【００１５】
図１は、実施例１の乗員保護システムの概略図である。
【００１６】
ここでは、変位計測センサとして、磁気センサを適用した実施例について説明する。
【００１７】
この乗員保護システム１００は、車両衝突時、衝突によって加わる衝撃を検出する衝撃検出手段としてのセンサ群１２０と、センサ群１２０によって検出された情報を解析し、この結果に基づいて乗員保護装置１５０の作動の要否を判断する乗員保護制御手段としてのＣＰＵ１３０と、ＣＰＵ１３０から出力される信号に基づいて作動される乗員保護装置１５０と、これらを駆動させる駆動回路群１４０と、電源群１００と、この乗員保護システム１００の故障箇所の診断を可能にする診断装置ＣＯＮＳＵＬＴと、故障の存在を乗員に知らせる警告灯１６０とを備える。
【００１８】
なお、電源は、イグニション電源１１１を使用し、駆動回路群１４０に供給する電圧を生成する昇圧電源１１２及び補助電源１１３と、ＣＰＵ１３０に供給する電圧を生成するロジック電源１１４とから構成され、乗員保護装置１５０は、運転席エアバッグモジュール１５１と、助手席エアバッグモジュール１５２と、プリテンショナーシートベルト１５３と、カーテンエアバッグモジュール１５４とから構成され、駆動回路群１４０は、運転席エアバッグモジュール１５１及び助手席エアバッグモジュール１５２を駆動させる駆動回路１４１と、プリテンショナーシートベルト１５３を駆動させる駆動回路１４２と、カーテンエアバッグモジュール１５４を駆動させる駆動回路１４３及び１４４とを備える。
【００１９】
そして、センサ群１２０は、前面衝突を検出する前面衝突用加速度センサ１２１と、このセンサ１２１のセーフティングセンサである前面衝突用加速度センサ１２２と、側面衝突を検出する側面衝突用圧力センサＰと、このセンサＰのセーフティングセンサであって構造部材の変位を定量できる変位計測センサとしての側面衝突用磁気センサＭとを備える。
【００２０】
前面衝突用の加速度センサ１２１及び加速度センサ１２２は、車両の衝突事象を車両の加速度変動として検出し、側面衝突用の圧力センサＰは、この事象を構造部材の変形によって生じる車両空間内部（ドア空間内部等）の圧力変動として検出し、側面衝突用の磁気センサＭは、この事象を構造部材の変形によって生じる車両空間内部の磁場変動として検出する。
【００２１】
セーフティングセンサである前面衝突用加速度センサ１２２及び側面衝突用磁気センサＭは、それぞれ、主センサとしての前面衝突用加速度センサ１２１及び側面衝突用加速度センサＰの監視機能を有する。これは、主センサ単独による衝撃検出の結果に基いて乗員保護装置群１５０を作動させると、主センサの誤検出等によって乗員保護装置群１５０が誤動作することがあるため、主センサとセーフティングセンサとの両センサによる衝撃検出の結果に基づいて乗員保護装置１５０を作動させるようにしたものである。
【００２２】
なお、本実施例の乗員保護システムでは、主センサとセーフティングセンサの衝突判断処理の違いは設けていない。これは、複数のセンサの衝撃検出の結果に基づいて衝突事象の発生を判断するようにすれば、乗員保護システムの誤動作を効果的に防止することができるためである。
【００２３】
図２は、圧力センサＰ及び磁気センサＭの配置を示す図である。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、圧力センサＰ及び磁気センサＭをウインド１３のレギュレータガイドレール１４上にアウタパネル１１と対向させて配置し、永久磁石１９をインパクトビーム１６に配置している。この場合、アウタパネルの変形によって生じるドア空間内部の圧力変動を圧力センサＰによって検出し、ドア空間内部での永久磁石の変位変動による磁場変動を磁気センサＭによって検出するようにしている。これは、圧力センサＰ及び磁気センサＭによって、ドア空間内部の圧力変動及び磁場変動を早期に検出できるようにしたものである。
【００２５】
なお、圧力センサＰ及び磁気センサＭは、これらのセンサをセンサ基台１７の面上に固定し、このセンサ基台１７とガイドレール１４とをボルト及びナット等の締結具１８によって固定することで確実に固定した。
【００２６】
また、図２（ｂ）に示すように、磁気センサＭについては図２（ａ）と同様に配置し、圧力センサＰをガイドレール１４上において、インナパネル１２に対向させて配置した。
【００２７】
図２（ｂ）のように配置した圧力センサＰは、スイッチ式（所定の圧力以上で押下されるスイッチ）であり、構造部材の変形によって確実にスイッチングされるようにしたものである。なお、固定方法は、前記と同様である。
【００２８】
すなわち、車両の衝突によって生じるドア空間内部の圧力変動を検出する圧力センサＰ、及び、同様にして生じる磁場変動を検出する磁気センサＭを、車両のサイドドア１のアウタパネル１１とインナパネル１２との間に配置することによって、加速度センサでは判断が遅滞するような低剛性部の潰れの大きい衝突であっても、衝突を早期に判断し、乗員保護装置１５０を作動させるようにしている。
【００２９】
図３は、この構成の乗員保護システムにおける側面衝突判断及び乗員保護装置の作動判断のロジックを示す図であり、以下、各ステップについて説明する。なお、以下の説明は、前面衝突等、側面衝突以外の衝突であっても同様である。
【００３０】
この乗員保護システムでは、車両の衝突によってサイドドア１のインパクトビーム１６やガイドレール１４等の構造部材が変形すると、圧力センサＰは、この変形によって生じるドア空間内部の圧力変動を検出し、磁気センサＭは、この変形によって生じるドア空間内部の磁場変動を検出する。
【００３１】
ＣＰＵ１３０における比較手段Ｃは、圧力センサＰによって検出された検出圧力と予め設定している圧力トリガ判断値（この値は、圧力に関する衝突判断閾値よりも低い値に設定する。）と比較し（ブロックｐ１）、また、磁気センサＭによって検出された検出磁場と予め設定している磁場トリガ判断値（この値は、磁場に関する衝突判断閾値よりも低い値に設定する。）と比較する（ブロックｍ１）。
【００３２】
この磁場トリガ判断値は、構造部材の車室側への侵入量に対応した磁場の大きさで設定した。このため、構造部材の変形の進度が早い衝突にあっても、衝突を遅滞なく判断できるうえ、構造部材の潰れ等の変形量を定量することもできる。
【００３３】
比較手段Ｃは、検出圧力が圧力トリガ判断値未満であるか、検出磁場が磁場トリガ判断値未満である場合は、衝突判断の処理を終了し、検出圧力が圧力トリガ判断値以上であり、かつ、検出磁場が磁場トリガ判断値以上である場合は、検出圧力を圧力衝突判断閾値と比較するとともに（ブロックｐ２）、検出磁場を磁場衝突判断閾値と比較する（ブロックｍ２）。
【００３４】
この圧力トリガ判断値及び磁場トリガ判断値は、衝突判断の処理を行う必要がある車両衝突と、これが必要でない軽度の車両衝突とを判断するフィルタリング機能であり、ＣＰＵ１３０による処理の頻度を削減させ、誤判断等によって乗員保護装置１５０が作動される頻度を低減させたものである。
【００３５】
そして、ＣＰＵ１３０は、検出圧力が圧力衝突判断閾値以上であり、かつ、検出磁場が磁場衝突判断閾値以上である場合に、乗員保護装置１５０を作動させる。
【００３６】
この磁場衝突判断閾値は、構造部材の車室側への侵入量に対応した磁場の大きさで設定した。このため、構造部材の変形の進度が早い衝突にあっても、衝突を遅滞なく判断できるうえ、構造部材の潰れを定量することもできる。
【００３７】
なお、本実施例では、構造部材の変形による変位を計測する変位計測センサとして磁気センサを適用したため、検出磁場を磁場トリガ判断値及び磁場衝突判断閾値とで比較を行ったが、他の変位計測センサを適用した場合は、該他の変位計測センサに応じた検出変位と、それに応じた変位トリガ判断値及び変位衝突判断閾値とで比較を行うことはいうまでもない。
【００３８】
以下、前記比較処理を具体的に説明する。
【００３９】
圧力センサＰは、検出圧力を、この圧力の大きさに応じた電気信号（以下、「圧力検出信号」と称す。）に変換し、これを出力する。また、磁気センサＭは、検出磁場を、この磁場の大きさに応じた電気信号（以下、「磁場検出信号」と称す。）に変換し、これを出力する。
【００４０】
ＣＰＵ１３０の比較手段Ｃは、圧力検出信号が磁場検出信号に先行して出力された場合は、圧力検出信号と圧力トリガ判断値とを比較し（ブロックｐ１）、圧力検出信号が圧力トリガ判断値未満である場合は、比較処理は終了する。
【００４１】
圧力検出信号が圧力トリガ判断値以上である場合は、磁場検出信号が出力された時点で、磁場検出信号と磁場トリガ判断値とを比較し（ブロックｍ１）、磁場検出信号が磁場トリガ判断値以上である場合は、圧力検出信号と圧力衝突判断閾値との比較（ブロックｐ２）、及び、磁場検出信号と磁場衝突判断閾値との比較（ブロックｍ２）を行う。磁場検出信号が磁場トリガ判断値未満である場合は、比較処理は終了する。
【００４２】
そして、圧力検出信号が、圧力衝突判断閾値以上であって、かつ、磁場検出信号が、磁場衝突判断閾値以上である場合は、ＣＰＵ１３０は、乗員保護装置１５０を作動させる。
【００４３】
他方、磁場検出信号が圧力検出信号に先行して出力された場合は、磁場検出信号と磁場トリガ判断値とを比較し（ブロックｍ１）、磁場検出信号が磁場トリガ判断値未満である場合は、比較処理は終了する。
【００４４】
磁場検出信号が磁場トリガ判断値以上である場合は、圧力検出信号が出力された時点で、圧力検出信号と圧力トリガ判断値とを比較し（ブロックｐ１）、圧力検出信号が圧力トリガ判断値以上である場合は、磁場検出信号と磁場衝突判断閾値との比較（ブロックｍ２）、及び、圧力検出信号と圧力衝突判断閾値との比較（ブロックｐ２）を行う。圧力検出信号が圧力トリガ判断値未満である場合は、比較処理は終了する。
【００４５】
そして、磁場検出信号が、磁場衝突判断閾値以上であって、かつ、圧力検出信号が、圧力衝突判断閾値以上である場合は、ＣＰＵ１３０は、乗員保護装置１５０を作動させる。
【００４６】
次に、作用を説明する。
【００４７】
図４は、側面衝突判断及び乗員保護装置作動のタイミングに関する図である。圧力センサと加速度センサとを組み合わせてセーフティング機能を持たせた従来の乗員保護システム（図４（ａ））と、圧力センサＰと磁気センサＭとを組み合わせてセーフティング機能を持たせた本実施例の乗員保護システム（図４（ｂ））との比較である。なお、以下の説明は、前面衝突等、側面衝突以外の衝突であっても同様である。
【００４８】
一般に、衝突によって生じる車両の加速度は、構造部材の剛性が低いほど、また、構造部材の変形が大きいほど、構造部材の変形によって緩和される程度が増し、加速度センサによる衝突判断は遅滞する傾向がある。
【００４９】
このため、従来のように圧力センサと加速度センサとを組み合わせてセーフティング機能を持たせた乗員保護システムにあっては、圧力が圧力衝突判断閾値以上に至ってから（図４ａ：ｔｐ）、加速度が加速度衝突判断閾値以上に至るまで（図４ａ：ｔａ）の差（図４ａ：ｔｐ−ｔａ）が大きくなる傾向がある。このため、圧力センサ又は加速度センサの誤動作による乗員保護装置１５０の誤動作の問題は回避されるものの、圧力センサのみを用いた場合に比べて乗員保護装置１５０の作動が遅滞する。この傾向は、衝突部分の剛性が低いほど顕著になる。
【００５０】
これに対して、衝突によって生じるドア空間内部等に生じる圧力と磁場は、構造部材の変形進度に応じて変動するものであり、構造部材の剛性や変形の程度に起因して、圧力センサ及び磁気センサによる衝突判断の遅滞の問題は生じない。
【００５１】
このため、本実施例の乗員保護システムのように、圧力センサＰと磁気センサＭとを組み合わせてセーフティング機能を持たせた乗員保護システムにあっては、圧力が圧力衝突判断閾値以上に至るまで（図４ｂ：ｔｐ）と、磁場が磁場衝突判断閾値以上に至るまで（図４ｂ：ｔｍ）の差（図４ｂ：ｔｐ−ｔｍ）が大きく短縮され、圧力センサ又は磁気センサのいずれかの衝突判断が遅滞して乗員保護装置１５０の作動の判断が遅滞することはない。
【００５２】
また、検出圧力が圧力衝突判断閾値以上であって、かつ、検出磁場が磁場衝突判断閾値以上である場合は、乗員保護装置１５０は作動されるが、いずれか一方が衝突判断閾値未満であるときは、乗員保護装置１５０は作動されない。
【００５３】
また、比較手段Ｃは、圧力センサＰによって検出された検出圧力と圧力トリガ判断値と比較し、また、磁気センサＭによって検出された検出磁場と磁場トリガ判断値と比較し、検出圧力が圧力トリガ判断値以上であって、かつ、検出磁場が磁場トリガ判断値以上である場合に、衝突判断を行い、検出圧力が圧力トリガ判断値未満であるか、検出磁場が磁場トリガ判断値未満である場合は、衝突判断の処理を終了するようにしているため、衝突判断を行うことが必要な圧力及び磁場が検出された場合にのみ、比較処理が行われる。
【００５４】
また、圧力に影響を与える外来ノイズによって、圧力センサが圧力衝突判断閾値以上の圧力を検出しても、乗員保護装置１５０は作動されず、磁場に影響を与える外来ノイズによって、磁気センサが磁場衝突判断閾値以上の磁場を検出しても、乗員保護装置１５０は作動されない。
【００５５】
次に、効果を説明する。
【００５６】
本実施例の乗員保護システムにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００５７】
本実施例の乗員保護システムの構成によれば、衝突が迅速に判断され、誤動作が防止され、外来ノイズへの耐性に優れるため、安全性に優れた乗員保護システムを実現できる。
【００５８】
圧力トリガ判断値と、磁場トリガ判断値を導入したため、ＣＰＵ１３０（比較手段Ｃ）による処理頻度を削減でき、誤判断等による乗員保護装置１５０の誤動作の頻度を低減できる。
【００５９】
さらに、圧力センサＰ及び磁気センサＭを、サイドドア１のドア空間内部に配置しているため、加速度センサによっては乗員保護が困難な側面衝突であっても、乗員を有効に保護することができる。
【００６０】
以上、実施例について説明したが、本発明は、実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６１】
磁気センサＭは、ドア内部空間における構造部材の変位を計測する手段の一例であって、この変位の変動の作用によって、変位に応じた電気信号を生成する手段であれば、本乗員保護システムを実現できる。この場合のセンサとしては、圧力センサによる圧力検出と、変位センサによる変位検出とのタイムラグが小さいほど好ましい。
【００６２】
また、圧力センサＰであれば、圧電式、半導体ストレインゲージ式、光ファイバー式等の周知のセンサが適用でき、磁気センサＭであれば、磁気ヘッド式、差動トランス式その他の電磁誘導式の周知のセンサが適用できる。磁気センサとして、電磁誘導式の磁気センサを適所に配置すれば、永久磁石を用いずに衝突事象を検出することができる。
【００６３】
なお、センサの構成、基数、配置場所等は、適宜選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本実施例の乗員保護システムを示す概略図である。
【図２】本実施例の圧力センサＰ及び磁気センサＭの配置を示す図である。
【図３】本実施例の側面衝突判断及び乗員保護装置作動のロジックを示す図である。
【図４】側面衝突判断及び乗員保護装置作動判断のタイミングを示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
Ｃ    ：比較手段
Ｍ    ：磁気センサ（変位計測センサ）
Ｐ    ：圧力センサ
１１  ：サイドドアのアウタパネル
１２  ：サイドドアのインナパネル
１３０：ＣＰＵ（乗員保護制御手段）
１５０：乗員保護装置
【図１】
2008137607.tif 000003
【図２】
2008137607.tif 000004
【図３】
2008137607.tif 000005
【図４】
2008137607.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月6日(2006.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008137607.tif 000007