JP4896389B2

JP4896389B2 - エアバッグの展開制御装置

Info

Publication number: JP4896389B2
Application number: JP2004318902A
Authority: JP
Inventors: 峰行大石
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2004-11-02
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2024-11-02
Also published as: US7509196B2; US20060095185A1; JP2006130943A

Description

本発明は、車両の衝突を検知してエアバッグを展開させるエアバッグ展開制御装置に関するものである。

従来のエアバッグ展開制御装置として、図５に示すようなものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。

まず、構成から説明すると、加速度センサ（Ｇセンサ）２、電子制御ユニット１１およびインフレータ９，１０を有し、２個のインフレータ９，１０でエアバッグ（図示せず）を展開させるように構成されている。

次に、作用を説明すると、車両が衝突すると、そのときの加速度を加速度センサ２で検知し、この検知信号を電子制御ユニット１１で積分等の演算処理を行って衝突速度を算出し、衝突速度が第１閾値よりも小さいときはインフレータ９，１０のいずれをも作動させず、衝突速度が第１閾値以上で、第２閾値未満であるときは、一方のインフレータ９のみを作動させてエアバッグ（図示せず）を半展開させ、衝突速度が第１閾値および第２閾値以上であるときは、インフレータ９を作動させてからインフレータ１０を作動させてエアバッグ（図示せず）を全展開させるようになっている。

また、従来のエアバッグ展開制御装置として、図６に示すようなものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

このエアバッグ展開制御装置は、車両前端部に配置された初期衝突検出ユニット１ａ、車両中央部（シフトレバー付近）に配置された衝突判断ユニット１ｂ、アンドゲート１２，１３およびインフレータ９，１０により構成されており、初期衝突検出ユニット１ａおよび衝突判断ユニット１ｂにはそれぞれ加速度センサが組み込まれて構成されている。

このような構成のエアバッグ展開装置の作用を説明すると、初期衝突検出ユニット１ａは、衝突の初期段階に発生する加速度信号を検出して第１衝突判断信号Ｘ１、および前記衝突の初期段階よりも後の段階になって発生する加速度信号を検出して第２衝突判断信号Ｘ２を出力し、衝突判断ユニット１ｂは、衝突の初期段階のレベルの加速度信号を検出して第３衝突判断信号Ｙ１、およびその後の段階に発生する加速度信号を検出して第４衝突判断信号Ｙ２を出力し、第１衝突判断信号Ｘ１および第３衝突判断信号Ｙ１の論理積に基づく信号でもって一方のインフレータ９を作動させてエアバッグ（図示せず）を半展開させ、第２衝突判断信号Ｘ２および第４衝突判断信号Ｙ２の論理積に基づく信号でもってインフレータ１０を作動させてエアバッグ（図示せず）を全展開させるようになっている。

なお、前記第１〜第４衝突判断信号Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２はいずれも加速度信号を積分処理した信号に基づいて発生させたものである。
特開平１０−２９４９４号公報（図１乃至図３、００３０段落乃至００３９段落）特開２００１−１０４４１号公報（図１乃至図５、０００８段落乃至００３０段落）

エアバッグの展開制御においては、車両の衝突事象を検知してエアバッグが最適タイミングで展開するように、展開判断をアルゴリズムによって行っており、特許文献１および特許文献２に記載されたエアバッグの展開制御装置においては、衝突検知アルゴリズムは、加速度センサで検知した信号を積分演算し、これをエアバッグの展開判断に用いている。

しかしながら、前記アルゴリズムによる展開判断では、積分値は、車体の構造や衝突の形態によっては、衝突直後の値に大差が生じず、北米法規要件として今後規定されることになっている「２６ｋｐｈ正面条件のデパワー展開」と「６４ｋｐｈＯＤＢ（Offset Deformable Barrier）条件、４８ｋｐｈ斜め条件（高速条件）のフル展開」を適切に切り分けることが困難である。

また、エアバッグが膨らむまでの時間を見込んで、乗員に加害性を与える加速度発生に対して３０ミリ秒（０．０３秒）前に展開判断を決定する必要があるが、積分値に差が生じた時点で衝突の激しさを判断するとなると、エアバッグの展開判断に遅れが生じることになる。

図７は、車両の中央に配置した加速度センサで検出した加速度信号の積分値を表す曲線を示したもので、曲線Ａは、２６ｋｐｈ正面衝突の場合、曲線Ｂは、６４ｋｐｈＯＤＢ衝突の場合、曲線Ｃは、４８ｋｐｈ斜め衝突の場合をそれぞれ示している。

図７から明らかなとおり、衝突発生から３０ミリ秒付近（図中の部分Ｄ内）では積分値に殆ど差が無く、衝突形態の切り分けは困難である。

また、特許文献２に記載のエアバッグ展開制御装置は、車両前端部に配置された初期衝突検出ユニットおよび車両中央部に配置された衝突判断ユニットのそれぞれに加速度センサを配置し、２個の加速度センサから発生される異なった加速度信号を用いてエアバッグの展開制御を行っており、信号処理回路が複雑化してコストアップとなる。

そこで、本発明は、衝突初期に発生する加速度の大小を切り分けることによって、衝突形態の違いを判断してエアバッグの適切な展開制御を行うことができ、しかも、このような展開制御を１個の加速度センサでもって行うことができるエアバッグ展開制御装置の提供を目的としている。

前記目的を達成するために、請求項１の発明は、車両前部に配設されると共に車幅方向に延在する剛性の高い構造部材を有すると共に、該構造部材から、少なくとも車両前後方向に離間して中央に配置される衝突判断ユニットを設けた車両のエアバッグ展開制御装置であって、前記衝突判断ユニットには、前記車両の前記構造部材への衝突時に発生する加速度を、衝突初期は、衝突の形態によらず衝突速度の差が大きくなるにしたがって、大きな加速度信号を発生する加速度信号発生手段と、前記加速度信号に対して第１閾値および当該第１閾値より大なる第２閾値を設定する閾値設定手段と、衝突初期に発生した前記加速度信号が前記第１閾値から前記第２閾値に達するまでの時間ｔの計測結果からエアバッグの展開形態を決定する判定手段とを有するエアバッグ展開制御装置を特徴としている。

また、請求項２に記載されたものは、前記計測手段は、前記加速度信号波形が前記第１閾値を越えた後、前記第２閾値に達する前に前記第１閾値以下に下降したときは、前記第１閾値を越えた当該時間を基準にして計測を行い、再上昇のときに前記第１閾値を通過する時間は計測基準としない請求項１記載のエアバッグ展開制御装置を特徴としている。

このように構成された請求項１のものは、剛性の高い構造部材を、車体前部にかつ車幅方向に延在して取り付け、衝突初期に発生した加速度信号が第１閾値から第２閾値に達するまでの時間ｔを計測し、この時間ｔによりエアバッグの展開形態を決定するものであり、しかも、剛性の高い構造部材は、車幅の略全幅に広がっているため、衝突形態の違いによる衝突面積の差を無くすことができ、剛性の高い構造部材への衝突時に発生する加速度は、衝突の形態によらず衝突速度の差と見ることができる。

これによって、衝突初期に発生した加速度の大小を切り分けることができ、例えば、「２６ｋｐｈ正面条件」と「６４ｋｐｈＯＤＢ条件、４８ｋｐｈ斜め条件」といったような、加速度信号の積分値では切り分けが困難であった衝突形態の違いを判断できるようになる。

しかも、このような衝突形態の違いの判断は１個の加速度センサでもって行うことができるので、エアバッグ展開制御装置のコストを低減することができる。

また、請求項２に記載されたものは、加速度信号の計測手段は、加速度信号波形が第１閾値を越えた後、第２閾値に達する前に第１閾値以下に下降したときは、第１閾値を越えた当初時間を基準にして計測を行い、再上昇のときに第１閾値を通過する時間は計測基準としないようにしたものである。

これによって、衝突初期における加速度信号波形の変動の小さい衝突に対しても、適切なエアバッグ展開判断を行うことができるようになる。

以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。

なお、前記従来例と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。

まず、構成から説明すると、図１に示すように、車両１００の前部には、剛性の高い構造部材としてのバンパーアーマチュア１０１が設けられており、このバンパーアーマチュア１０１の前方にはバンパー１０２が設けられ、後方にはラジエータ１０３およびエンジン１０４が設けられている。

エンジン１０４の両サイドには、一対のサイドメンバ１０５，１０５が車両１００の長さ方向に延設されており、サイドメンバ１０５，１０５の前端部は、バンパーアーマチュア１０１の近くまで延びており、後端部は、車室１０６を形成するフロントピラー（図示せず）に連結されている。

なお、サイドメンバ１０５，１０５の前端部はバンパーアーマチュア１０１に直接連結されていてもよい。

車室１０６の前後方向および車幅方向のほぼ中央部（シフトレバー付近）には、加速度センサ２が組み込まれた衝突判断ユニット１が配置されている。

衝突判断ユニット１は、図２に示すように、車両の衝突時に加速度信号を発生する加速度センサ２、設定された第１閾値および第２閾値をそれぞれ記憶し送出する第１閾値送出回路３および第２閾値送出回路４、加速度信号と第１閾値および第２閾値をそれぞれ比較する第１閾値比較回路５および第２閾値比較回路６、加速度信号が第１閾値に達してから第２閾値に達するまでの時間ｔを計測する時間計測回路７、時間ｔの計測結果からエアバッグの展開形態を決定する判定回路８を有しており、判定回路８からの出力によってインフレータ９，１０が動作するようになっている。

次に、本実施の形態の作用を図３および図４を参照して説明する。

車両１００が衝突したときに加速度センサ２から出力される信号波形は、図３に示す通りであり、２６ｋｐｈ正面衝突のときの信号波形は曲線（ａ）（一点鎖線）、４８ｋｐｈ斜め衝突のときの信号波形は曲線（ｂ）（破線）、６４ｋｐｈＯＤＢ衝突のときの信号波形は曲線（ｃ）（実線）でもって表されている。

ここで、第１閾値ＴＨ１を４Ｇに、また第２閾値ＴＨ２を１５Ｇに設定してこれらを第１閾値送出回路３、第２閾値送出回路４にそれぞれ記憶させる。

続いて、衝突の初期段階（衝突によってバンパーアーマチュア１０１が潰れ、サイドメンバ１０５が変形を開始するまでの段階）における信号処理を６４ｋｐｈＯＤＢ衝突のときを例にして説明する。

まず、信号波形曲線（ｃ）が第１閾値ＴＨ１に達すると第１閾値比較回路５から第１閾値到達信号が出力され、続いて、信号波形曲線（ｃ）が第２閾値ＴＨ２に達すると第２閾値比較回路６から第２閾値到達信号が出力され、これら到達信号が発生した時間差を時間計測回路７で計測することにより、信号波形曲線（ｃ）と第１閾値ＴＨ１の交点（イ）から信号波形曲線（ｃ）と第２閾値ＴＨ２の交点（ロ）に達するまでの時間ｔ１が時間計測回路７から出力される。

判定回路８においては、この時間ｔ１が予め設定した時間ｓ（例えば２．５ｍｓ）以内であるか否かを判定し、ｔ１＜ｓのときは高速条件（加速度の傾きが鋭い）と判断して２個のインフレータ９，１０を作動させるフル展開を選択し、ｔ１＞ｓのときは高速条件でない（加速度の傾きが緩い）と判断して１個のインフレータ９を作動させるデパワー展開を選択する。

同様にして、４８ｋｐｈ斜め衝突のときは、信号波形曲線（ｂ）と第１閾値ＴＨ１との交点（ハ）から信号波形曲線（ｂ）と第２閾値ＴＨ２との交点（ニ）に達するまで時間ｔ２を計測することにより、また、２６ｋｐｈ正面衝突のときは、信号波形曲線（ａ）と第１閾値ＴＨ１との交点（ホ）から信号波形曲線（ａ）と第２閾値ＴＨ２との交点（ヘ）に達するまでの時間ｔ３を計測することによって、判定回路８からインフレータ９，１０を作動させる信号が出力される。

なお、２６ｋｐｈ正面衝突のときの信号波形曲線（ａ）のように、加速度が第１閾値ＴＨ１を越えた後、第２閾値ＴＨ２に達する前に第１閾値ＴＨ１以下に落ちた場合は、再上昇のときの第１閾値ＴＨ１との交点（ト）は無視して時間計測は行わず、最初の第１閾値との交点（ホ）を基準にして交点（へ）に達するまで時間の計測を行うこととする。

また、図３において、６４ｋｐｈ正面衝突の初期波形と４８ｋｐｈ斜め衝突の初期波形は殆ど同じであるため、点（イ）と点（ハ）は重なった状態で位置し、また、点（ロ）と点（ニ）は重なった状態で位置していることに留意されたい。

図４は、前述した信号処理の流れをフローチャートで示したもので、車両衝突初期の信号波形曲線が第１閾値ＴＨ１から第２閾値ＴＨ２に達するまでの時間ｔを計測し（ステップＳ２）、時間ｔが予め設定した時間ｓ（例えば２．５ｍｓ）以内であるか否かを判定し（ステップＳ３）、ｔ＜ｓのときは高速条件（加速度の傾きが鋭い）と判断して２個のインフレータを作動させるフル展開を選択し（ステップＳ４）、ｔ＞ｓのときは高速条件でない（加速度の傾きが緩い）と判断して１個のインフレータを作動させるデパワー展開を選択する（ステップＳ５）ことになる。

このように、本実施の形態によれば、衝突初期に発生した加速度の大小を切り分けることによって、「２６ｋｐｈ正面条件」と「６４ｋｐｈＯＤＢ条件、４８ｋｐｈ斜め条件」といったような、加速度信号の積分値では切り分けが困難であった衝突形態の違いを判断できるようになる。

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態では、構造部材としてバンパーアーマチュアが車両に設置されている例を説明したが、これに限定されるものではなく、剛性の高い構造部材が車両の前部に車幅方向に延設されていればよい。

また、前記実施の形態では、「２６ｋｐｈ正面条件」と「６４ｋｐｈＯＤＢ条件、４８ｋｐｈ斜め条件」の衝突形態の切り分けについて説明したが、これに限定されることなく、加速度信号を積分演算した値では切り分けが困難な衝突形態に適用できるものである。

本発明の最良の実施の形態におけるエアバッグ展開制御装置の車両への設置状態を説明する平面図である。本発明の最良の実施の形態におけるエアバッグ展開制御装置の衝突判断ユニットを説明するブロック図である。本発明の最良の実施の形態における加速度センサから出力される信号波形を説明するグラフである。本発明の最良の実施の形態における信号処理のフローチャートである。従来のエアバッグ展開制御装置の一例を説明するブロック図である。従来のエアバッグ展開制御装置の他の例を説明するブロック図である。加速度信号の積分値を表す曲線のグラフである。

符号の説明

１衝突判断ユニット
２加速度センサ
３第１閾値送出回路
４第２閾値送出回路
５第１閾値比較回路
６第２閾値比較回路
７時間計測回路
８判定回路
９，１０インフレータ
１００車両
１０１バンパアーマチュア

Claims

車両前部に配設されると共に車幅方向に延在する剛性の高い構造部材を有すると共に、該構造部材から、少なくとも車両前後方向に離間して中央に配置される衝突判断ユニットを設けた車両のエアバッグ展開制御装置であって、
前記衝突判断ユニットには、前記車両の前記構造部材への衝突時に発生する加速度を、衝突初期は、衝突の形態によらず衝突速度の差が大きくなるにしたがって、大きな加速度信号を発生する加速度信号発生手段と、
前記加速度信号に対して第１閾値および当該第１閾値より大なる第２閾値を設定する閾値設定手段と、
衝突初期に発生した前記加速度信号が前記第１閾値から前記第２閾値に達するまでの時間ｔを計測する計測手段と、
前記時間ｔの計測結果からエアバッグの展開形態を決定する判定手段とを有することを特徴とするエアバッグ展開制御装置。
前記計測手段は、前記加速度信号波形が前記第１閾値を越えた後、前記第２閾値に達する前に前記第１閾値以下に下降したときは、前記第１閾値を越えた当該時間を基準にして計測を行い、再上昇のときに前記第１閾値を通過する時間は計測基準としないことを特徴とする請求項１記載のエアバッグ展開制御装置。