(57)【要約】【課題】不測の障害によってバッテリ等からの電力供給が断たれた場合であっても稼働可能な車両用乗員保護システムを提供することを目的とする。【解決手段】保護システム１００は、センサユニット１１２ａ等、エアバッグ１００、制御ユニット１１４を備える。制御ユニット１１４は、電源ラインＬ０と逆流防止素子１３４、逆流防止素子１３４からセンサユニット１１２ａ等へ電力を導く第１分岐ラインＬ１、第１分岐ラインＬ１から分岐する第２分岐ラインＬ２、第２分岐ライン上の電源回路部１３２、電源回路部１３２に接続する蓄電部１３０、蓄電部１３０と加速度センサユニット１１２ａ等の手前を接続するバイパスラインＬ３、バイパスラインＬ３上のスイッチング部１２８、電源ラインＬ０の電圧を検出する電源電圧モニタ部１２４、電源ラインＬ０の電圧が閾値以下の場合にスイッチング部１２８を閉じるスイッチ制御部１２６を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両各所に設置され、車両に生じた加速度を検出する複数の加速度センサユニットと、
前記加速度の検出に起因して作動する所定の安全装置と、
車両に搭載されたバッテリを電源とし、前記加速度センサユニットおよび安全装置へ電力を供給する制御ユニットと、
を備え、
前記制御ユニットは、
前記バッテリから電力を受給する電源ラインと、
前記電源ラインに接続される逆流防止素子と、
前記逆流防止素子から前記加速度センサユニットへ電力を導く第１分岐ラインと、
前記逆流防止素子または前記第１分岐ラインから分岐して前記安全装置へ電力を導く第２分岐ラインと、
前記第２分岐ライン上に設けられ、前記安全装置へ供給する電力を整える電源回路部と、
前記第２分岐ライン上における前記電源回路部の下流に接続されて電力が蓄えられる蓄電部と、
を有し、
前記制御ユニットはさらに、
前記蓄電部と、前記第１分岐ライン上における前記加速度センサユニットの手前とを接続するバイパスラインと、
前記バイパスラインを開閉するスイッチング部と、
前記電源ラインの電圧を検出する電源電圧モニタ部と、
前記電源電圧モニタ部の検出した電圧が所定の閾値以下であった場合に前記スイッチング部を閉じるスイッチ制御部と、を有することを特徴とする車両用乗員保護システム。
【請求項２】
前記安全装置としてエアバッグを備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用乗員保護システム。
【請求項３】
前記安全装置としてシートベルトプリテンショナを備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用乗員保護システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に生じた加速度を検出する加速度センサユニットおよび加速度の検出に起因して作動するエアバッグ等の安全装置を備えた車両用乗員保護システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に生じた衝撃の方向やその度合い等に応じての制御が行われる車両用乗員保護システムが開発されている。例えば、車両室内の異なる個所各所にそれぞれ備えられる複数種類のエアバッグで構成されたエアバッグシステムや、衝撃の度合いに応じて膨張展開の度合いが制御できる多段階制御エアバッグ、または衝撃の度合いに応じて張力を調節するシートベルトプリテンショナ等が挙げられる。これらのような車両用乗員保護システムには、衝撃を検知するための加速度センサユニットが複数備えられていて、加えて、それらを制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）が備えられている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載された加速度検出装置は、ＥＣＵと、サテライトセンサユニット（加速度センサ）とで構成されている。この加速度検出装置では、ＥＣＵは電力の供給源として、車両に搭載されたバッテリに由来するいわゆるイグニッション電源を利用している。そして加速度センサは、このＥＣＵから伸びているワイヤハーネスによって電力の供給を受けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−４６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エアバッグ等の安全装置は、主に事故発生時に作動することが予定されている。しかし、事故発生時には不測の障害が起こる可能性もある。上述した特許文献１の加速度検出装置には、加速度センサの内部に故障診断回路が備えられていて、ＥＣＵは加速度センサの故障を知ることが可能になっている。しかし、この故障診断回路は、あくまで、ＥＣＵからの電力供給に起因して故障診断を行う回路である。仮に、不測の障害によってＥＣＵ自体への電力供給が断たれた場合、装置全体の停止はまぬがれ得ず、エアバッグ等の不作動をも招きかねない。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑み、不測の障害によってバッテリ等からの電力供給が断たれた場合であっても稼働可能な車両用乗員保護システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明にかかる車両用乗員保護システムの代表的な構成は、車両各所に設置され、車両に生じた加速度を検出する複数の加速度センサユニットと、加速度の検出に起因して作動する所定の安全装置と、車両に搭載されたバッテリを電源とし、加速度センサユニットおよび安全装置へ電力を供給する制御ユニットと、を備え、制御ユニットは、バッテリから電力を受給する電源ラインと、電源ラインに接続される逆流防止素子と、逆流防止素子から加速度センサユニットへ電力を導く第１分岐ラインと、逆流防止素子または第１分岐ラインから分岐して安全装置へ電力を導く第２分岐ラインと、第２分岐ライン上に設けられ、安全装置へ供給する電力を整える電源回路部と、第２分岐ライン上における電源回路部の下流に接続されて電力が蓄えられる蓄電部と、を有し、制御ユニットはさらに、蓄電部と、第１分岐ライン上における加速度センサユニットの手前とを接続するバイパスラインと、バイパスラインを開閉するスイッチング部と、電源ラインの電圧を検出する電源電圧モニタ部と、電源電圧モニタ部の検出した電圧が所定の閾値以下であった場合にスイッチング部を閉じるスイッチ制御部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、衝突事故等の影響によってバッテリを源とするいわゆるイグニッション電源が断たれた場合であっても、加速度センサユニットおよび安全装置の動作電力を確保できる。したがって、加速度センサユニットおよび安全装置の信頼性を高めることができる。
【０００９】
当該車両用乗員保護システムは、安全装置としてエアバッグを備えてもよい。この構成により、高い信頼性のエアバッグを提供することが可能になる。
【００１０】
当該車両用乗員保護システムは、安全装置としてシートベルトプリテンショナを備えてもよい。この構成により、高い信頼性のシートベルトプリテンショナを実現することが可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、不測の障害によってバッテリ等からの電力供給が断たれた場合であっても稼働可能な車両用乗員保護システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明にかかるエアバッグおよびシートベルトプリテンショナの概要を例示した図である。
【図２】図１の車両用乗員保護システムの概要を例示した図である。
【図３】図２（ａ）のイグニッション電源ＩＧに断線が発生した場合の各ラインの電圧状態を例示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１４】
図１は、本発明にかかる車両用乗員保護システム（以下、保護システム１１０）の概要を例示した図である。図１に例示する保護システム１１０は、安全装置として、エアバッグ１００およびシートベルトプリテンショナ（以下、プリテンショナ１０２ａ・１０２ｂ）、さらに、後述する制御ユニット（ＥＣＵ）１１４等を備えている。
【００１５】
エアバッグ１００は、ステアリングホイール１０４に設置されたフロントエアバッグ１０６、前部左座席に設けられた助手席エアバッグ１０７、および車室側部に設置されたカーテンエアバッグ１０８ａ・１０８ｂを含んでいる。これら各エアバッグは、複数の加速度センサユニット（以下、センサユニット１１２ａ〜１１２ｄ）による衝撃の検知に起因して膨張展開する構成となっている。特に、フロントエアバッグ１０６は多段階制御が可能になっていて、車両１０１に生じた加速度の度合いすなわち衝撃の度合いに応じて膨張展開の度合いを制御することができる。
【００１６】
プリテンショナ１０２ａ・１０２ｂもまた、センサユニット１１２ａ〜１１２ｄによる衝撃の検知に起因して作動する。プリテンショナ１０２ａ・１０２ｂはシートベルトリトラクタ（巻取装置）に備えられていて、火薬由来のガス圧等を利用してウェビング（シートベルトの帯部分）を引き込み、その拘束力を高める。
【００１７】
センサユニット１１２ａ〜１１２ｄは、車両１０１の各所に複数設置されていて、車両１０１に衝撃が生じた際の加速度を検出し、エアバッグ等へ向けて検出信号を送る。なお、センサユニット１１２ａ〜１１２ｄの具体的な内部構成には制限はなく、例えばボールやウェイトの移動によって接点が接触する構成など、様々なものが利用可能である。
【００１８】
センサユニット１１２ａ〜１１２ｄは制御ユニット１１４（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）によって制御されている。制御ユニット１１４は、センサユニット１１２ａ〜１１２ｄだけでなくエアバッグ１００およびプリテンショナ１０２ａ・１０２ｂも制御していて、これら各部位に電力を供給し、加速度検出信号を受けて各安全装置の作動を開始させる等の動作を行っている。
【００１９】
制御ユニット１１４は、通常状態においては、車両１０１に搭載されたバッテリ（図示省略）を源にするいわゆるイグニッション電源から電力を受けている。しかし、事故時には、破損等の不測の障害が発生し、イグニッション電源が断たれるおそれもある。そこで制御ユニット１１４には、そのような場合であっても、センサユニット１１２ａ〜１１２ｄおよび各安全装置の動作電力を確保できるよう対策が施されている。
【００２０】
図２は、図１の車両用乗員保護システム（保護システム１１０）の概要を例示した図である。図２（ａ）は、保護システム１１０の回路図である。まず、通常時の電力供給の流れに沿って、各部位を説明する。制御ユニット１１４は、イグニッション電源（以下、電源ＩＧ）を電源ラインＬ０によって受給する。センサユニット１１２ａ〜１１２ｄへの電力供給は、電源ラインＬ０から第１分岐ラインＬ１を通ってＤＣ-ＤＣコンバータ１２０を経由して行われる。なお、電源ラインＬ０と第１分岐ラインＬ１の間には、逆流防止素子１３４（例えばダイオード）が接続されていて、第１分岐ラインＬ１から電源ラインＬ０への流れは防がれている。
【００２１】
ＤＣ-ＤＣコンバータ１２０は、一般的な定電圧電源回路であって、入力電圧を定電圧に変換する。そして電力は、センサ制御用ＡＳＩＣ１２２（application specific IC）を介して、センサユニット１１２ａ〜１１２ｄに導かれる。このセンサ制御用ＡＳＩＣ１２２は、センサユニット１１２ａ〜１１２ｄから加速度検出信号も受信する。
【００２２】
エアバッグ等の安全装置への電力供給は、第２分岐ラインＬ２を通って行われる。第２分岐ラインＬ２は、第１分岐ラインＬ１の逆流防止素子１３４の近くから分岐している。なお、第２分岐ラインＬ２は、逆流防止素子１３４から分岐させる構成としてもよい。第２分岐ラインＬ２の上には電源回路部１３２が設けられている。この電源回路部１３２によって、エアバッグ等へ供給する電力が整えられる。そして、電力は点火ＡＳＩＣ１４８に与えられ、これによってエアバッグ等の点火装置（例えば、エアバッグ１００（図１参照）のスクイブ１５０）が点火される。この点火ＡＳＩＣ１４８には、点火制御するためのマイクロコントロールユニット(MCU: Micro Control Unit)が接続されている。
【００２３】
次に、電源ＩＧが断たれた場合における電力供給の流れに沿って、各部位を説明する。ます、制御ユニット１１４には蓄電部１３０が備えられている。電源ＩＧからの電力が断たれた場合、基本的には、制御ユニット１１４内のＩＣ（Integrated Circuit)や回路部品等（図示省略）に対しては、蓄電部１３０から電源回路部１３２を経由して第２分岐ラインＬ２を通じて電力が供給される。次に、本実施形態の独自の構成として、制御ユニット１１４には、ＭＣＵとして電源電圧モニタ部１２４およびスイッチ制御部１２６が備えられている。電源電圧モニタ部１２４は、電源ラインＬ０に設けられていて、電源ＩＧの電圧を検出する。そして、スイッチ制御部１２６は、電源電圧モニタ部１２４の検出した電圧が所定の閾値以下となった場合、すなわち電源ＩＧに断線等の電圧降下が生じた場合に、スイッチング部１２８を閉じる。これにより、蓄電部１３０に蓄えられた予備電力が、センサユニット１１２ａ〜１１２ｄに補完的に供給される仕組みとなっている。第２分岐ラインＬ２からの電力とスイッチング部１２８を通り補完的に供給される電力とにより、センサユニット１１２ａ〜１１２ｄは、電源遮断後も規定時間動作を保障することができる。なお、この予備電力は、スクイブ１５０の点火電力としても利用される。
【００２４】
上述した蓄電部１３０は、例えばコンデンサであって、電源回路部１３２の下流に接続されている。通常、電源ＩＧが正常に流れている場合は、電源回路部１３２は、第２分岐ラインＬ２の電圧を昇圧し（例えば、電源ＩＧ・１２Ｖ〜１４Ｖを２５Ｖ程度に昇圧）、ラインＬ４を通じて蓄電部１３０に供給する。そして、非常時、電源ＩＧが断たれると、蓄電部１３０からセンサユニット１１２ａ〜１１２ｄへは、第２分岐ラインＬ２とバイパスラインＬ３を通じて予備電力が供給される。バイパスラインＬ３は、ラインＬ４（蓄電部１３０と電源回路部１３２との間のライン）と、第１分岐ラインＬ１上におけるセンサユニット１１２ａ〜１１２ｄの手前、特にＤＣ−ＤＣコンバータ１２０の手前とに接続されている。そして、このバイパスラインＬ３に、前述したスイッチング部１２８が設けられている。
【００２５】
図２（ｂ）は、図２（ａ）のスイッチング部１２８の概要を例示した図である。スイッチング部１２８は、主に、２つのトランジスタ１２８ａ・１２８ｂで構成されている。スイッチ制御部１２６はトランジスタ１２８ａのベース端子に出力信号を与える。すると、トランジスタ１２８ａおよびトランジスタ１２８ｂがＯＮの状態となり、それぞれのエミッタ・コレクタ間に電流が流れる。このようにして、スイッチ制御部１２６によってスイッチング部１２８が閉じると（ＯＮになると）、蓄電部１３０からセンサユニット１１２ａ等へ向かって予備電力が供給される。
【００２６】
ここで、図２（ａ）のバイパスラインＬ３と第１分岐ラインＬ１との接続個所には、スイッチ用電圧モニタ部１３６が設けられている。詳細は省略しているが、スイッチ用電圧モニタ部１３６もＭＣＵに備えられる。スイッチ用電圧モニタ部１３６を備えることで、電源投入時におけるスイッチング部１２８の動作チェック、いわゆるイニシャルチェックを行うことが可能になっている。なお、スイッチ用電圧モニタ部１３６の変形例として、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０を、ＩＣではなく、ディスクリート部品を組み合わせてそれらをＭＣＵで制御する回路として実現し、その回路内にてイニシャルチェックを行うことのできる構成としてもよい。
【００２７】
図３は、図２（ａ）の電源ＩＧに断線が発生した場合の各ラインの電圧状態を例示した図である。図３（ａ）に例示しているように、ラインＬ０において、タイミングＴ１にて電源ＩＧからの電力供給が断たれると、その電圧は急激に低下する。一方、制御ユニット１１４のＩＣやセンサユニット１１２ａ〜１１２ｄを含む回路素子には、蓄電部１３０から電源回路部１３２を経由して第２分岐ラインＬ２から電力が供給される。しかし、図３（ｃ）に例示しているように、第１分岐ラインＬ１においても電圧は下がり始める（タイミングＴ１以降）。
【００２８】
ここで、第１分岐ラインＬ１には逆流防止素子１３４（図２（ａ）参照）が設けられていて、蓄電部１３０から電源回路部１３２を通して第２分岐ラインＬ２に電力が供給されていることで、第１分岐ラインＬ１の電圧降下は、図３（ａ）の電源ラインＬ０の電圧降下と比べて緩やかである。言い換えると、第１分岐ラインＬ１は逆流防止素子１３４によって、電源ＩＧが断たれた場合におけるシステムダウンまでの時間的猶予が確保されている。そして、この猶予時間の間に、スイッチング部１２８による経路の切換が行われる。なお、猶予時間をより長く確保するためには、第１分岐ラインＬ１にコンデンサ（図示省略）を設けてもよい。
【００２９】
図３（ａ）の電源ラインＬ０の電圧低下が電源電圧モニタ部１２４（図２（ａ）参照）によって検出されると、スイッチ制御部１２６によってスイッチング部１２８がＯＮとなる（例えば、試作試験における切換時間は０．５ｍｓｅｃ）。すると、図３（ｂ）に例示するように、バイパスラインＬ３に蓄電部１３０からの予備電力（２５Ｖ程度）が供給され、バイパスラインＬ３の電圧は上がる。そして、バイパスラインＬ３からＤＣ−ＤＣコンバータ１２０へと電力が流れ、図３（ｃ）のように、バイパスラインＬ３の電圧降下が所定の値（例えば、８Ｖ程度（この値はセンサユニット１１２ａ〜１１２ｄの消費電流に応じて変わる））で抑えられ、電圧が（一時的に）安定する。このようにして、センサユニット１１２ａ〜１１２ｄの動作電力が確保される。なお、本実施形態では、図３（ｂ）に例示しているように、予備電力の供給を、タイミングＴ１から１５０ｍｓｅｃ程度、１５Ｖ以上に保つことができるよう設定している。この程度に電力が確保できれば、スクイブ１５０にも十分に電力を供給でき、仮に電源ＩＧが遮断された場合であっても、センサユニット１１２ａ〜１１２ｄを作動させ、かつ、必要時にはエアバッグ１００（図１参照）やプリテンショナ１０２ａ・１０２ｂを作動させることができる。
【００３０】
蓄電部１３０（図２（ａ）参照）の、本来的な機能は、非常時におけるスクイブ１５０の点火電源の確保である。しかし、点火電源が確保できても、不測の障害によって、センサユニット１１２ａ〜１１２ｄの動作電力が確保できなければ、エアバッグ等の作動を担保できない。また仮に、電源回路部１３２として高い性能のＡＳＩＣを採用するのであれば、上述した猶予時間内において、センサユニット１１２ａ〜１１２ｄへ供給する電力をそのＡＳＩＣで生成することが可能になるとも思われる。しかし、そのような高性能なＡＳＩＣは高価であり、当該保護システム１１０の商品性を低下させてしまうおそれがある。
【００３１】
これに比べて、本実施形態では、より簡潔な構成での、センサユニット１１２ａ〜１１２ｄの動作電力の確保を実現している。図２（ａ）に例示したように、本実施形態では、蓄電部１３０と電源回路部１３２との間のラインＬ４から、バイパスラインＬ３を通じて第１分岐ラインＬ１に予備電力を供給している。すなわち、バイパスラインＬ３によって、蓄電部１３０の予備電力を、電源回路部１３２よりも、第１分岐ラインＬ１ひいてはセンサユニット１１２ａ〜１１２ｄへ優先的に流している。この構成によって、電源回路部１３２の性能のいかんに頼ることなく、センサユニット１１２ａ〜１１２ｄおよびスクイブ１５０を作動させることが可能になっている。したがって、電源回路部１３２として、低出力かつ低廉なＡＳＩＣを問題なく採用することができる。
【００３２】
以上説明したように、当該保護システム１１０（図２（ａ）参照）では、衝突事故等の影響によってバッテリを源とするいわゆる電源ＩＧが断たれた場合であっても、センサユニット１１２ａ〜１１２ｄとエアバッグ１００、およびプリテンショナ１０２の動作電力を確保可能になっている。このようにして、当該保護システム１００は、安全装置としての信頼性を高めることが可能になっている。
【００３３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、以上に述べた実施形態は、本発明の好ましい例であって、これ以外の実施態様も、各種の方法で実施または遂行できる。特に本願明細書中に限定される主旨の記載がない限り、この発明は、添付図面に示した詳細な部品の形状、大きさ、および構成配置等に制約されるものではない。また、本願明細書の中に用いられた表現および用語は、説明を目的としたもので、特に限定される主旨の記載がない限り、それに限定されるものではない。
【００３４】
したがって、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。例えば、本発明の回路を採用することにより、加速度センサユニットの数を増やすことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、車両に生じた加速度を検出する加速度センサユニットおよび加速度の検出に起因して作動するエアバッグ等の安全装置を備えた車両用乗員保護システムに利用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
Ｌ０  …電源ライン、Ｌ１  …第１分岐ライン、Ｌ２  …第２分岐ライン、Ｌ３   …バイパスライン、Ｌ４  …電源回路部と蓄電部の間のライン、１００  …エアバッグ、１０１  …車両、１０２ａ・１０２ｂ  …プリテンショナ、１０４  …ステアリングホイール、１０６  …フロントエアバッグ、１０７  …助手席エアバッグ、１０８ａ・１０８ｂ  …カーテンエアバッグ、１１０  …保護システム、１１２ａ〜１１２ｂ  …センサユニット、１１４  …制御ユニット、１２０  …ＤＣ−ＤＣコンバータ、１２２  …センサ制御用ＡＳＩＣ、１２４  …電源電圧モニタ部、１２６  …スイッチ制御部、１２８  …スイッチング部、１２８ａ・１２８ｂ  …トランジスタ、１３０  …蓄電部、１３２  …電源回路部、１３４  …逆流防止素子、１３６  …スイッチ用電圧モニタ部、１４８  …点火ＡＳＩＣ、１５０  …スクイブ
【図１】
2013199145.tif 000003
【図２】
2013199145.tif 000004
【図３】
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