JP3024190U - 車両の乗員保護装置作動用衝突センサ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 安価な且つ簡単な電子回路の付加によって、
センサには何等の構造的改造を加える事なく、安定して
乗員保護装置を作動させる。 【解決手段】 容量の大きな第一コンデンサＣ１を有す
る第一回路１と、小さな容量を有する第二コンデンサＣ
２と機械式衝突センサＳ１とを直列に接続してなる第二
回路２と、充電電源Ｖｃに接続された充電回路３と、充
電回路３に対して第一回路１と第二回路２とを並列に接
続し、作動信号を送信する出力端子５との間にトランジ
スタスイッチＴＳを配置し、機械式衝突センサＳ１が閉
成されると第一コンデンサＣ１によって第二コンデンサ
Ｃ１を充電すると共にトランジスタスイッチＴＳを導通
させ、機械式衝突センサＳ１が閉成された後も第二コン
デンサＣ２の電力によってトランジスタスイッチＴＳの
導通を維持させ、所定の作動信号を乗員保護装置の作動
装置に発信する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】 本考案は、運転席及び助手席のエアバッグ装置又は側突用のエアバッグ装置若 しくはシートベルトのプリテンショナーの如く車両の衝突時の衝撃から乗員を保 護する乗員保護装置、又は車両の衝突時にドアロックを自動的に解除する乗員救 出補助装置或いは車両の衝突時にエンジンへの燃料供給を遮断する燃料遮断装置 等の乗員保護に係る装置（以下、総称して単に“乗員保護装置”と記載する）を 作動させる衝突センサの回路に関し、特に機械式衝突センサの内部回路が閉成（ ＯＮ）された際に、その閉成持続時間に関係なく、乗員保護装置を作動させるに 充分な長時間に亘って作動信号を発生する事ができる機械式衝突センサ回路に関 するものである。

【０００２】

【従来の技術】

車両の乗員保護装置を作動させるための衝突センサとしては、電子式のものと 機械式のものとがあり、電子式のものは、半導体加速度センサを用いて常時加速 度を測定し、この加速度に対して時間積分を行う等、演算回路で所定の演算を行 い、該演算値が所定の値以上になると乗員保護装置を作動させるものである。

【０００３】 一方、機械式衝突センサは、基本的には、衝突時の慣性力によって感知マスと 呼ばれる質量体が移動して、該センサ内部に形成されているスイッチ機構である 接点を閉成（ＯＮ）し、これによって乗員保護装置を作動させる様に構成されて いるものである。スイッチ機構としては、リードスイッチ方式のものと導電性の 球状体が所定の間隔を置いて配置された２つの接点の間に入ってスイッチを閉成 する方式のものとがあり、前者の場合には、感知マスは磁石で形成され、該磁石 は常時バネによって接点の位置する方向とは逆方向に付勢されており、衝突時に は慣性力によってバネの付勢力に抗して移動し、該磁石がリードスイッチの所定 位置まで移動すると、磁力により該スイッチが閉成される方式のものである。後 者の場合には、感知マスは表面に金或いはニッケル等の導電体メッキが施された 強磁性の鋼球で形成され、常時は固定磁石によって接点が接触しない方向に吸引 されており、衝突時には慣性力によって磁石の吸引力に抗して移動し、端部に所 定間隔で配置された２つの接点の間に入ってこれに接触し、スイッチを閉成する 様に構成されている。これらの機械式衝突センサは、構造が簡単な事から各車種 に使用されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

これらのセンサの内、電子式のものは、常時加速度を検出して演算を行う様に 構成されているので、マイクロコンピュータその他の多くの電子回路が必要であ り、更に、演算の為に車種毎に異なるデータを予め入力しておく必要があり、デ ータさえ揃えば緻密な演算を行う事ができるので、正面衝突と斜め衝突或いは衝 突時の速度の差異等の衝突形態の違いによる乗員保護装置の作動の要否判断やタ イミング判断等の微妙な判断も行う事ができる利点があるが、入力データ採取の ために多くの衝突実験が必要となり、その為に膨大な費用を必要としている。従 って、電子式センサは、係る膨大な試験費用が回収できる量産車種には適してい るが、少量生産車種には割高な装置となるので、専ら量産車種にしか適用し難い のが現状である。

【０００５】 一方、機械式衝突センサの場合には、衝突時に感知マスが磁石或いはバネ等の 付勢力に抗して他方に移動して接点を閉成し、直ちに元の位置に復帰する様にな っているので、閉成時間は瞬間的で極めて短く、この閉成時間では乗員保護装置 を作動させるには不十分な場合が多いのが欠点である。

【０００６】 そこで、この閉成時間を長くするための種々の工夫がなされており、例えばリ ードスイッチ形式の衝突センサにおいては、実開平５−２３１４１号公報に開示 されている様に、２つのリードスイッチの位置をずらせて配置し、両スイッチの 閉成期間を重複させる事により全体の閉成時間を長くする試みがなされたり、或 いは実開平５−２３１３８号公報に開示されている様に、感知マスとしての磁石 とは別に反発磁石を配置し、該反発磁石の作用によって感知マスの移動速度を制 御する事により、感知マスがその磁力でスイッチを閉成させる位置に少しでも長 く滞留させる為の種々の工夫がなされている。又、電導体の球体（感知マス）が 一対の接点の間に入って両接点に接触して該接点を閉成する方式のものでは、実 開平５−４５５６８号公報に示されている様に、感知マスを内蔵するハウジング の形状を工夫して、両接点への接触位置に感知マスを長く滞留させる様になされ ている。係る機械式衝突センサにおいては、閉成期間を長くする為の機構が付加 される為、構造が複雑となり且つコストも高くなる事が問題であった。

【０００７】 本考案は、係る問題点に鑑みてなされたものであって、機械式衝突センサの種 類やその接点の閉成持続時間の長短に係わらず、該センサには何等の構造的改造 を加える事なく、安定して乗員保護装置を作動させる事ができる様にする事を主 たる目的とするものであり、具体的には、安価な且つ簡単な電子回路の付加によ って、その目的を達成しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、本考案における機械式衝突センサの回路において は、容量の大きな第一コンデンサを有する第一回路と、該第一コンデンサに対し て充分に小さな容量を有する第二コンデンサと機械式衝突センサとを直列に接続 してなる第二回路と、前記第一コンデンサを充電する電源を接続した充電回路と 、該充電回路に対して前記第一回路と第二回路とを並列に接続し、前記第二回路 と乗員保護装置に作動信号を送信する出力端子との間にトランジスタスイッチを 配置し、前記機械式衝突センサの内部スイッチが閉成されると、前記第一コンデ ンサによって前記第二コンデンサを充電すると共に前記トランジスタスイッチを 導通させ、前記機械式衝突センサが閉成された後も前記第二コンデンサの電力に よって前記トランジスタスイッチの導通を維持させる事により、該トランジスタ スイッチに接続されている前記出力端子より所定の作動信号を作動装置に発信す る様に構成しているものである。

【０００９】 又、前記第一コンデンサの容量が前記第二コンデンサのそれの１０倍以上にす るのが好ましく、更に、前記第二コンデンサ（Ｃ２）の時定数は３ｍｓ（ミリ秒 ）以上、特に５〜１５ｍｓとなす事が望ましい。

【００１０】 又、回路的には、前記充電回路に、前記第一及び第二コンデンサの放電を阻止 するダイオードを配置しておくのが好ましい。

【００１１】

【考案の実施の形態】

以下に本考案の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。図１は、本考案に 係るセンサ回路の一例を示す回路図であり、Ｓ１は機械式衝突センサを、Ｃ１， Ｃ２は第一コンデンサ，第二コンデンサを、ＴＳはトランジスタスイッチを夫々 示している。図２は、図１の回路のＡ〜Ｄ点における電源投入時と機械式衝突セ ンサ作動時の電圧と時間との関係を示した動作タイミングチャートである。

【００１２】 図１において、車両のイグニッションスイッチの起動（ＯＮ）により、電源Ｖ ｃに所定の電圧が付加されると、充電回路３に接続された第一回路１に配置され ている第一コンデンサＣ１に充電が開始される。尚充電回路３にはダイオード７ が設けられ、該回路３を通じての充電は許容するが逆向きの放電は禁止する様に なっている。次に、この第一コンデンサＣ１の充電に伴って、図２に示す如く回 路中のＡ点及びＣ点の電位は次第に上昇し、前記電源Ｖｃに近い所定の電位Ｖ１ に達する。一方、乗員保護装置（図示せず）の作動装置（図示せず）に作動信号 を発信する出力端子５の電位も、図２に示す如く電源投入と同時に立ち上がり、 前記所定の電圧Ｖ１に達し、この状態で安定する。

【００１３】 この時点では、機械式衝突センサＳ１と第二コンデンサＣ２を直列に接続して なる第二回路２の該第二コンデンサＣ２は、機械式衝突センサＳ１が開成（ＯＦ Ｆ）の状態にあるので充電回路３と遮断されており且つ第二コンデンサＣ２に接 続した回路４も同じくＯＦＦ状態のトランジスタスイッチＴＳで電源Ｖｃとは遮 断されているので、第二回路２には通電されておらず従ってＢ点の電位は０（ゼ ロ）を示す事になる。

【００１４】 次に、車両が衝突し、機械式衝突センサＳ１が作動すると（時間ｔ０，図２参 照）、即ち、該センサ内の感知マスが慣性力によって移動して、該センサに内蔵 されたスイッチがＯＮになると、該機械式衝突センサＳ１の抵抗は０（ゼロ）に なるので、第二コンデンサＣ２は、第一コンデンサＣ１によって瞬時に充電され る。同時に、トランジスタスイッチＴＳのベース側ａに接続したＢ点の電位は、 図２に示す様に該センサＳ１のＯＮと同時に、第一コンデンサＣ１の電位と同電 位になる様に速やかに立ち上がり、その結果トランジスタスイッチＴＳは、その コレクタ側ｂとエミッタ側ｃとが導通され（ＯＮになり）、接地回路６に短絡さ れるので、Ｃ点の電位は図２に示される様に機械式衝突センサＳ１の閉成（ＯＮ ）と同時にゼロ点まで下がる。その結果、電源ＶｃからトランジスタスイッチＴ Ｓを経て接地回路６に電流が流れ始める事になり、Ｄ点の電位は、図２に示す様 に抵抗Ｒ５による電圧降下に相当する電位Ｖ２の降下が生じ、この信号を、乗員 保護装置の作動信号として出力端子５より作動回路（図示せず）に送信を開始す る。尚、トランジスタスイッチＴＳのＯＮと同時に、第二コンデンサＣ２も回路 ４，６を経て放電を開始する。

【００１５】 次に、機械式衝突センサＳ１の閉成時間ｔｓが経過（時間ｔ１）すると、第一 コンデンサＣ１からの回路は絶たれるので、第二コンデンサＣ２からの放電が開 始され、Ｂ点の電位は図２に示す如く次第に低下し、その電位がトランジスタス イッチＴＳの作動電圧Ｖ３に達すると（時間ｔ２）、該トランジスタスイッチＴ Ｓを流れる電流は次第に流れ難くなり、Ｃ点及びＤ点の電位も次第に元の電位Ｖ １に復帰して来る。従って、前記作動装置への出力端子２５からは、機械式衝突 センサＴＳが作動した時点ｔ０から、トランジスタスイッチＴＳがＯＮから再び ＯＦＦに復帰する時点ｔ２までの時間ｔｐの間、乗員保護装置の作動装置に作動 信号を発信し続ける事になる。

【００１６】 因みに、機械式衝突センサＳ１の閉成時間は、閉成時間延長の為の何等の改造 がなされていなければ、数十μｓ（マイクロ秒）程度であり、この時間では乗員 保護装置を作動させる事は不可能に近いが、上記回路では、出力端子２５からの 発信継続時間ｔｐは、乗員保護装置の作動に最低限必要な３ｍｓ以上に拡大する 事ができる。

【００１７】 この発信継続時間ｔｐは、第二コンデンサＣ２の時定数によって変化させる事 が可能であり、該コンデンサＣ２と前記回路中の抵抗Ｒ１で決まる時定数は、前 述の通り３ｍｓ以上に設定されるが、汎用コンデンサと汎用抵抗の組合せで容易 に設定できる５〜１５ｍｓの範囲とするのが好ましい。

【００１８】 又、第二コンデンサＣ２は、主として第一コンデンサＣ１によって充電される ものであるから、その容量は大きく異なっており、瞬間的に充電を行うには、第 一コンデンサＣ１の容量は第二コンデンサＣ２の容量に比べて少なくとも１０倍 以上の値を有している事が好ましい。両者の容量の比が小さいと、第二コンデン サＣ２の十分な充電が完了しないうちに機械式衝突センサＳ１が開成してしまう 虞れがあるので、使用する機械式衝突センサＳ１の閉成時間を考慮して両者の時 定数の比を適宜設定する事になる。

【００１９】

【考案の効果】

上記した如く本考案の機械式衝突センサ回路によれば、以下の如き従来の機械 式衝突センサでは得られない顕著な効果が期待できる。即ち、スイッチ閉成（Ｏ Ｎ）時間は数十μｓ（マイクロ秒）程度の機械式衝突センサでは、車両の乗員保 護装置用の衝突センサとしては使用できず、そのため従来では少なくとも１０〜 ２０ｍｓ程度の閉成時間が確保できる様に、種々の構造的改造を加えていたが、 本考案によると、乗員保護装置の作動信号は、機械式衝突センサの閉成（ＯＮ） 信号によって、その発信が開始されるが、その終了時点は、該機械式衝突センサ の開成（ＯＦＦ）信号ではなく、該機械式衝突センサの閉成信号によって作動（ ＯＮ）されるトランジスタスイッチＴＳが第二コンデンサＣ２の放電によって開 成（ＯＦＦ）される時点であるので、機械式衝突センサの構造には何等の改造を 加える事なく、しかもその種類に係わりなく使用する事が可能となる。

【００２０】 又、その作動信号の発信時間の設定も、回路中の第二コンデンサの時定数の選 定により自由に且つ容易に設定する事ができるので、作動信号発生時間が略正確 に確保できる。この事は、従来の機械構造面から接点閉成時間を確保する方式で は、その時間にバラツキが多かった事を考慮すると、この効果は、乗員保護装置 の設計上、極めて有利になるものである。

【００２１】 更に、図１に示されている様に機械式衝突センサ回路に必要な端子は、前述の 作動回路への出力端子５と、接地回路に接続される接地端子１０の２つの端子の みとなるので、機械式衝突センサに回路を付設しても端子数は変わらず、従って 余分なワイヤーハーネスが不要となり、コスト面でも低価格化に大きく寄与する ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本考案の機械式衝突センサの回路図で
ある。

【図２】図２は、図１の回路における主要点の電位変化
を示した動作タイミングチャートである。

【符号の説明】

Ｓ１ 機械式衝突センサ Ｖｃ 電源 ＴＳ トランジスタスイッチ Ｃ１ 第一コンデンサ Ｃ２ 第二コンデンサ １ 第一回路 ２ 第二回路 ３ 充電回路 ５ 出力端子 ７ ダイオード

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 衝突時の慣性力によって移動する感知マ
   スにより回路を閉成する機械式衝突センサと該センサか
   らの閉成信号によって乗員保護装置を作動させるセンサ
   回路において、容量の大きな第一コンデンサ（Ｃ１）を
   有する第一回路（１）と、該第一コンデンサ（Ｃ１）に
   対して充分に小さな容量を有する第二コンデンサ（Ｃ
   ２）と機械式衝突センサ（Ｓ１）とを直列に接続してな
   る第二回路（２）と、前記第一コンデンサ（Ｃ１）を充
   電するための電源（Ｖｃ）に接続された充電回路（３）
   と、該充電回路（３）に対して前記第一回路（１）と第
   二回路（２）とを並列に接続し、前記第二回路（２）と
   乗員保護装置に作動信号を送信する出力端子（５）との
   間にトランジスタスイッチ（ＴＳ）を配置し、前記機械
   式衝突センサ（Ｓ１）が閉成されると第一コンデンサ
   （Ｃ１）によって前記第二コンデンサ（Ｃ１）を充電す
   ると共に前記トランジスタスイッチ（ＴＳ）を導通さ
   せ、前記機械式衝突センサ（Ｓ１）が閉成された後も前
   記第二コンデンサ（Ｃ１）の電力によって前記トランジ
   スタスイッチ（ＴＳ）の導通を維持させる事により、該
   トランジスタスイッチ（ＴＳ）に接続されている前記出
   力端子（５）より所定の作動信号を乗員保護装置の作動
   装置に発信する様に構成してなる車両の乗員保護装置作
   動用衝突センサ回路。
2. 【請求項２】 前記第一コンデンサ（Ｃ１）の容量が、
   前記第二コンデンサ（Ｃ２）の容量の１０倍以上である
   請求項１に記載の車両の乗員保護装置作動用衝突センサ
   回路。
3. 【請求項３】 前記第二コンデンサ（Ｃ２）の時定数が
   ３ミリ秒以上である請求項１又は２に記載の車両の乗員
   保護装置作動用衝突センサ回路。
4. 【請求項４】 前記第二コンデンサ（Ｃ２）の時定数が
   ５〜１５ミリ秒である請求項３に記載の車両の乗員保護
   装置作動用衝突センサ回路。
5. 【請求項５】 前記充電回路（３）に、前記第一及び第
   二コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）の放電を阻止するダイオー
   ド（７）が配置されている請求項１又は２に記載の車両
   の乗員保護装置用衝突センサ回路。