JP3929627B2 - 乗員保護装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば車両の衝突事故時に乗員の着座姿勢に応じたタイミングでエアバッグを展開し、乗員を保護する乗員保護装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の従来の乗員保護装置としては、例えば図5に示す特開平5−1324号公報に示される乗員保護装置があるので、その概略構成を以下に説明する。
すなわち、衝突によって発生する加速度を加速度センサ1で検出し、その加速度センサ1からの加速度信号を第1及び第2積分回路2,3によって2回積分して変位量を求め、また第1積分回路2及び第1係数回路4を用いて速度を求め、更に第2係数回路5を用いて係数倍の加速度を求め、これらの変位量、速度及び加速度を加算することによって所定時間後の変位量を予測し、その予測変位量が所定位置に達したと判断回路(不図示)が判断した時に、加算回路6を介して***7に点火信号を供給することによってエアバッグを展開させるようにしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような乗員保護装置にあっては、乗員の移動量を予測する方式のものであるために最初から乗員の頭部の位置を、例えば正常に着座している状態を想定して設定しておく必要があるので、乗員の頭部が予測しなかった位置、例えばリクライニングされた座席に寝そべって着座している場合には、頭部の保護が本当に必要な状態になったときには既にエアバッグの展開が終了していることになるなどの課題があった。
【0004】
そこで、この発明は、上記問題点に着目してなされたもので、インストルメントパネルからの乗員の位置を一定周期毎に測定し、その測定値を、加速度の2回積分による変位量によって補間することによって、インストルメントパネルからの乗員の位置を精度良く測定することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る乗員保護装置は、複数のセンサで、座席に着座する乗員の頭部とインストルメントパネルとの間の基準距離を第1周期で測定する第1距離測定手段と、加速度センサからの加速度信号を、前記第1周期よりも短い第2周期で2回積分して前記乗員の頭部の変位量を求める積分手段と、前記第1周期で求められた基準距離を前記2回積分によって求められた変位量で補間して前記座席に着座する乗員の頭部のインストルメントパネル側からの距離を測定する第2距離測定手段と、前記第2距離測定手段からの距離信号がしきい値を超えたとき、***の点火駆動を許可する点火タイミング判断手段とを備えたものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
この発明による実施の形態1を図1に基づいて説明する。
10は加速度センサで、車両の前後方向に作用する加速度を検出する。
11は衝突判断回路で、前記加速度センサ10から供給される加速度信号を入力し、衝突の大きさを判断して必要に応じて点火信号を出力する。
12は第1点火制御回路(駆動制御手段)で、前記衝突判断回路11から点火信号が供給されると、運転席用***13に点火電流を供給してステアリングに設けられたエアバッグを展開させる。
14は第2点火制御回路(駆動制御手段)で、前記衝突判断回路11から点火信号が供給されると後述の点火タイミング判断回路20から供給される制御信号に基づいて助手席用***15への点火信号の供給を制御する。
助手席用***15は、1つのインフレータに対して複数の***15a,15bが設けられている。すなわち、1つのインフレータが、2つに区分されており、そのそれぞれに対応して設けられた***15a,15bのそれぞれに第2点火制御回路14から点火電流が別々のタイミングで供給される。
【0007】
16は赤外線センサで、助手席前のインストルメントパネルに助手席方向に向けて設けられて、助手席に着座する人間から発せられる赤外線を感知する。
17は前記赤外線センサ16と同様に助手席前のインストルメントパネルに設けられ、助手席に着座する人間までの距離を算出するために必要な信号を検出する超音波センサで、超音波を前記助手席に着座する乗員に向けて一定周期毎に発射して、その反射波を受信して、発射から受信までに要する時間を測定する。
【0008】
18は積分回路で、前記加速度センサ10から供給される加速度信号を2回積分して、乗員の頭部に加速度が作用したときの乗員の頭部の変位量を算出する。なお、この積分回路18は、一次積分回路を2つ直列に接続してもよく、また図5に示す回路を用いて変位量の予測値を用いてもよい。
19は乗員位置算出回路で、前記赤外線センサ16からの出力に基づいて助手席に乗員が着座しているか否かを判断すると共に、前記超音波センサ17からの検出信号に基づいて、インストルメントパネルからの検出された距離が0〜第1基準値L1 までの間に乗員の頭部が位置している場合には、乗員の頭部が展開規制領域(図2参照)にあると判断し、また第1基準値L1 〜第2基準値L2 (第1基準値L1 <第2基準値L2 )の間に位置する場合には即時展開領域(図2参照)にあると判断し、更に第2基準値L2 より遠く離れた位置にあると判断した場合には乗員の頭部が展開遅延領域(図2参照)にあると判断する。
なお、この乗員位置算出回路19は、前記超音波センサ17からの距離信号が得られる毎に、それを初期値(乗員の初期位置)として、前記積分回路18から供給される変位を引き算して(補間)乗員の頭部のインストルメントパネルからの距離(乗員の現在位置)を算出する。
つまり、赤外線センサ16、超音波センサ17等の複数のセンサからの信号によって乗員の頭部のインストルメントパネル側からの基準距離を求める周期(第1の周期)は長く(50〜100msec)エアバックの展開判断の周期(0.5msec)に追いつかない。そこで、加速度センサ10からの加速度信号の2回積分により変位量を予測(第2の周期)し、この変位量によって基準距離が求められるまでの間を補完することで、簡単にかつ精度良く、乗員の頭部のインストルメントパネルからの距離を連続的に求めるもので、このために第1の周期より第2の周期は短いことが必要である。
【0009】
点火タイミング判断回路20は、前記乗員位置算出回路19から乗員の頭部が展開規制領域にあることを示す信号の供給を受けると、前記第2点火制御回路14に展開禁止信号、または一方の***15a又は15bのみを展開させるための点火信号を供給する。
また、乗員の頭部が即時展開領域にあることを示す信号の供給を受けると、前記第2点火制御回路14に双方の***15a,15bを同時に駆動するための点火信号を出力する。
さらに、乗員の頭部が展開遅延領域にあることを示す信号の供給を受けると、前記第2点火制御回路14に***15a,15bの駆動を一時保留して乗員の頭部が即時展開領域に入るまで待って、双方の***15a,15bを点火駆動するための信号を出力する。
【0010】
次に図3に示すフローチャートを参照しながら上記構成による作用説明を行う。
衝突判断回路11、第2点火制御回路14、乗員位置算出回路19及び点火タイミング判断回路20からなるマイクロコンピュータに電源が投入されると、スタートステップ100から乗員の初期位置算出ステップ110に進む。このステップ110では、乗員位置算出回路19が赤外線センサ16からの乗員の有無の判断結果を入力して、助手席に乗員が着座しているのか、またはいないのかを判断し、着座していると判断した場合には、超音波センサ17によって助手席に着座している乗員の頭部とインストルメントパネルとの間の距離の最新データを算出して前回のデータを更新し、加速度読み取りステップ120に進む。
【0011】
ステップ120では、衝突判断回路11が加速度センサ10からの加速度信号を読み取り、次のステップ140で、その読み取った加速度信号が基準値G0より大きいか否かを判断する。
【0012】
ステップ140において、読み取った加速度信号の大きさが基準値G0より小さいと判断されると、乗員を保護する程の衝突は発生していないとしてステップ110に戻る。一方、ステップ140において、読み取った加速度信号の大きさが基準値G0より大きいと判断されると、乗員を保護する必要のある大きさの衝突が発生したとして乗員の位置算出ステップ150に進み、ステップ110と同様にして助手席に着座している乗員の頭部とインストルメントパネルとの間の距離の最新データを算出し、次の乗員の位置(L)予測ステップ160に進み、図4に示すようにしてステップ110で算出した乗員の頭部の位置(図中、■印)と、ステップ150で算出した乗員の頭部の位置(図中、□印)とから現在から所定時間後の乗員の位置(図中、△印)を予測する。
【0013】
ステップ160において予測した、助手席に着座している乗員の頭部とインストルメントパネルとの間の距離Lの所定時間後の予測位置がステップ170での第1基準値L1 より小さいと判断された場合にはステップ190に進み、乗員の頭部がインストルメントパネルに非常に接近してエアバッグを展開した場合には、エアバッグを展開するとパンチングを受けて危険であると判断して点火タイミング判断回路20から第2点火制御回路14に対して助手席用エアバッグを展開させるための助手席用***15の点火駆動を抑制せしめる(または一方の***15a又は15bのみを展開して、乗員に対するパンチング力を弱めても良い)。
【0014】
次に、ステップ170とステップ180とによって乗員の頭部のインストルメントパネルから距離が第1基準値L1 と第2基準値L2 との間に位置する場合には、ステップ210に進み、即座に展開しないと乗員の頭部をエアバッグで保護できないと判断して、点火タイミング判断回路20から第2点火制御回路14に対して助手席用エアバッグを即刻展開させるための許可信号を供給し、***15a,15bを同時に点火駆動する。
【0015】
また、ステップ180において、乗員の頭部のインストルメントパネルから距離が第2基準値L 2 より大きく、助手席がリクライニング状態にあると判断した場合には、即座に展開すると乗員の頭部がフル展開時のエアバッグに間に合わず、エアバッグがフル展開終了した後に乗員の頭部がエアバッグのフル展開位置に到達することになり、危険であると判断して、ステップ200において、ステップ160において予測した時間、すなわち乗員の頭部が第1基準値L1 と第2基準値L2 との間に位置するまでに要する時間(展開タイミング時間)を待って、ステップ210に進み、点火タイミング判断回路20から第2点火制御回路14に対して助手席用エアバッグを即刻展開させるための許可信号を供給し、***15a,15bを連続的に点火駆動する。
【0016】
なお、乗員の頭部の距離測定は、赤外線センサ、超音波センサを用いずに画像処理によって求めても良い。また、上記実施の形態においては、展開規制領域で一方の***15a又は15bのみを展開駆動することを例示したが、この展開に続けて他方の***15b又は15aを展開駆動しても良い。
【0017】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明よれば、第1周期で測定した距離を該第1周期よりも早い第2周期で算出した乗員頭部の変位量で補間し、座席に着座した乗員の頭部のインスルトメントパネルからの距離を測定するように構成したので、簡単にかつ精度良く、乗員の頭部のインストルメントパネルから距離を連続的に求めることができ、エアバッグ等の展開タイミングの設定が容易になるという効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による乗員保護装置の実施の形態1の回路ブロック説明図である。
【図2】 本発明におけるタイミング制御回路で設定されている展開規制領域、即時展開領域、展開遅延領域を説明する説明図である。
【図3】 図1の作用を説明するためのフローチャートである。
【図4】 図3における乗員の頭部の位置を予測するための説明図である。
【図5】 従来の回路ブロック説明図である。
【符号の説明】
10 加速度センサ
11 衝突判断回路
12 第1点火制御回路(駆動制御手段)
13 運転席用***
14 第2点火制御回路(駆動制御手段)
15 助手席用***
16 赤外線センサ
17 超音波センサ
18 積分回路
19 乗員位置算出回路
20 点火タイミング判断回路
Claims (1)
- 複数のセンサで、座席に着座する乗員の頭部とインストルメントパネルとの間の距離を第1周期で測定する第1距離測定手段と、
加速度センサからの加速度信号を積分して前記乗員の頭部の変位量を、前記第1周期よりも短い第2周期で算出する積分手段と、
前記第1距離測定手段によって測定された距離を、前記積分手段によって算出された変位量で補間して前記座席に着座する乗員の頭部のインストルメントパネル側からの距離を測定する第2距離測定手段と、
前記第2距離測定手段からの距離信号がしきい値を越えたとき、***の点火駆動を許可する点火タイミング判断手段とを備えたことを特徴とする乗員保護装置。
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- 1998-12-08 JP JP34912498A patent/JP3929627B2/ja not_active Expired - Fee Related
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