JP2004268628A - 車両の乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で、通常時は消費電流が節約されかつ衝突時は乗員保護に関する車載機器を確実に作動させる制御用ＥＣＵを含む車両の乗員保護装置を提供することである。
【解決手段】車両の乗員保護装置は、車両に取り付けられ衝突が予測されるとき危険信号を出力する衝突予告手段１５と、通常はスリープ作動状態にあり衝突予告手段からの予測信号により通常作動状態に復帰する制御用ＥＣＵ３５と、制御ＥＣＵの復帰後所定の駆動信号の入力により乗員の保護に関する車載機器を作動させる駆動手段４３Ｌ、４３Ｒ、４４Ｌ、４４Ｒと、から成る。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の乗員保護装置、特に制御用ＥＣＵの消費電流が低減されるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の乗員保護装置は一般に、ガードレール等の障害物への車両の衝突をＧセンサで検知し、エアーバッグＥＣＵが駆動装置を作動させ、エアーバッグが展開される。車両の衝突はいつ発生するか予測困難である。走行開始から短時間で発生する場合も、長時間経過しても発生しない場合もあるので、イグニッションキーがオンされた後はバッテリからエアーバッグＥＣＵに常時電流を流し、作動状態にしておく必要がある。
【０００３】
しかし、長時間経過しても衝突が発生しない場合が大半であり、エアーバッグＥＣＵへの常時給電は車両における消費電力の増加になっている。バッテリの電力で種々の電子機器を制御している近年の車両では、バッテリの容量拡大等の処置が行われている。
【０００４】
従来の乗員保護装置（特許文献１参照）では、エアーバッグＥＣＵに流れる電流を制限している。即ち、センタＥＣＵ及びサイドＥＣＵを持つ乗員保護装置において、両方のＥＣＵ間に電流制限回路を設け、通常時（非衝突時）は電流量を少なくし、衝突時は電流量を多くしている。これにより、通常時におけるバッテリの電力消費がある程度抑制できる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２０６００号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
電力消費を抑えるには、各種装置の電力消費を抑えることが重要である。しかし、上記乗員保護装置では、車両の衝突をＧセンサで検知している。良く知られているように、Ｇセンサは車両の加速度の急激な変化を検知するので、車両が実際に障害物に衝突した時でなければ大きな出力変化は得られない。
【０００７】
作動停止や動作クロックを下げる等で電力消費低減を行う場合、衝突発生後、乗員がインパネ等に打ち付けられるまでの時間は数分の一秒（０．２から０．５秒）であり、この短時間内にシステムを起動しエアーバッグ駆動装置を作動させエアーバッグを展開させることは容易ではない。確実な作動、展開を達成するためには、高性能のエアーバッグＥＣＵ（特にＣＰＵや内部電圧昇圧回路）が必要となり、コストが上昇する。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、比較的安価でありながら、通常時は消費電流が節約され、かつ衝突時は瞬時に駆動手段を作動させる制御用ＥＣＵを含む車両の乗員保護装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願の発明者は、プリクラッシュセンサ等衝突予告手段の出力信号を利用して制御用ＥＣＵの電流量を変更することを思い付いて、本発明を完成した。
【００１０】
本発明による車両の乗員保護装置は、請求項１に記載したように、車両に取り付けられ衝突が予測されるとき危険信号を出力する衝突予告手段と、乗員の保護に関する車載機器を作動させる駆動手段と、衝突予告手段からの危険信号によりスリープ作動状態から通常作動状態に復帰し所定信号により駆動手段を駆動する制御用ＥＣＵと、から成る。
【００１１】
この乗員保護装置において、制御用ＥＣＵはイグニッションキーのオン後所定時間経過後から、衝突予告手段により危険信号が出力されるまではスリープ作動状態にある。危険信号が入力されると通常作動状態に復帰し、その後所定信号の入力により駆動手段を駆動及び制御する。これにより、乗員保護に関する車載機器が作動し、乗員を保護する。
【００１２】
請求項２の乗員保護装置は、請求項１の衝突予告手段はプリクラッシュセンサ又はメーデ装置のスイッチである。請求項３の乗員保護装置は、請求項１の車載機器はエアーバッグ、シートベルト、ブレーキ及び／又はメーデ装置である。請求項４の乗員保護装置は、請求項１において、制御ＥＣＵは、駆動手段を制御するＣＰＵと、ＣＰＵの機能を抑制する機能抑制部とを含む。請求項５の乗員保護装置は、請求項４の制御用ＥＣＵは更に、所定信号を発するＧセンサを含む。請求項６の乗員保護装置は、請求項４の制御用ＥＣＵは、スリープ作動状態となる前に、衝突予告手段の正常作動性を確認する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の乗員保護装置は少なくとも、衝突予告手段、駆動手段及び制御用ＥＣＵを含む。
＜衝突予告手段＞
本発明の「衝突予告手段」はクラッシュ（衝突）を前もって検出し予告するセンサであり、プリクラッシュセンサである。プリクラッシュセンサ（近接センサも含む）は、車両の前面や左右側面に配置され、障害物（ガードレール、電柱、他人の車両等）に向かって超音波や電波を発信し、障害物で反射した超音波等を受信する。発信から受信までの時間に基づき障害物との距離を算定し、算定時間が所定時間よりも短いときは、危険（衝突）信号を発信する。
【００１４】
メーデ装置は乗員によるスイッチ操作や、エアーバッグＥＣＵからの衝突信号により作動し、その車両の位置情報を発信するものである。
＜車載機器、駆動手段＞
乗員の保護に関する「車載機器」はエアーバッグ、シートベルト、ブレーキ及びメーデ装置である。よって、その「駆動手段」はエアーバッグ駆動装置、シートベルト装置、ブレーキ装置及びメーデ装置等である。このうち、エアーバッグ及びその駆動装置については実施例で詳述する。
【００１５】
シートベルト装置は通常の作動の他、衝突が予測される緊急時は、衝突予告手段からの出力によりシートベルトのたるみを吸収し、乗員をシートにしっかり拘束する。ブレーキ装置は、通常のブレーキ作動の他、緊急時はブレーキサーボ圧を通常よりも上昇させ、制動力を大きくする。メーデ装置はスイッチ操作に基づく通常の作動の他、緊急時はスイッチ操作がなくても、所在地情報を発信する。
＜制御用ＥＣＵ＞
「制御用ＥＣＵ」は上記車載機器の駆動手段を駆動及び制御する。例えばエアーバッグの展開を駆動及び制御するときはエアーバッグＥＣＵを、シートベルトを駆動及び制御するときはシートベルトＥＣＵを意味する。但し、単一の制御用ＥＣＵにより２つ以上の駆動手段を駆動及び制御することもできる。
【００１６】
制御用ＥＣＵは少なくともＣＰＵ及び機能抑制部を含む。ＣＰＵは入力される信号に基づき、駆動手段を駆動及び制御する。機能抑制部はロジックＩＣ又は通信制御ＩＣを含み、ＣＰＵの周波数を下げたり又は機能を停止させる。例えば、プリクラッシュセンサからの信号に基づき、特定のポートのポートレベルを反転させると機能を停止させる。また、ＣＰＵが内部に逓倍回路を持つ場合、内部の逓倍回路を無効にすることにより動作周波数を下げても良い。
【００１７】
制御用ＥＣＵは、自己の動作や、エアーバッグ駆動装置の状態確認を実施し、問題がないことを確認した後、ＣＰＵの特定ポートのレベルに基づき、通常作動状態からスリープ作動状態に移行する。その際、衝突予告手段が正常に作動するか否かをチェックすることが望ましい。
【００１８】
制御用ＥＣＵは、衝突予告手段からの信号によりスリープ作動状態から通常作動状態に復帰する。つまり、本発明では衝突予告手段の出力を制御用ＥＣＵの復帰に利用している。なお、復帰のためには、通常作動状態からスリープ作動状態への移行と逆の操作を行えばよい。即ち、ロジックＩＣ等により特定のポートのポートレベルを当初状態に戻したり、逓倍回路を有効にすれば良い。
【００１９】
制御用ＥＣＵは通常状態に復帰後、所定信号により駆動手段を駆動及び制御する。所定信号は例えば、制御用ＥＣＵに内蔵されたＧセンサが検知し、ＣＰＵに出力される車両の急激な加速度の変化である。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
（構成）
図１に車両の平面図を示し、図２に各要素の接続関係を示す。図１において、車両の前面の幅方向中央部に前方プリクラッシュセンサ１５が配置され、左側面の前方寄りに左面プリクラッシュセンサ２０Ｌが配置され、右側面の前方寄りに右面プリクラッシュセンサ２０Ｒが配置されている。前面プリクラッシュセンサ１５は、前方に向かって超音波を発信し、障害物で反射した超音波を受信する。その結果をエアーバッグＥＣＵ３５に出力する。
【００２１】
図１及び図３に示すように、左シート２１Ｌの前方に左前方エアーバッグ４６Ｌ及びその駆動装置４３Ｌが配置され、右シート２１Ｒの前方に右前方エアーバッグ４６Ｒ及びその駆動装置４３Ｒが収容されている。
【００２２】
左面プリクラッシュセンサ２０Ｌ及び右面プリクラッシュセンサ２０Ｒはそれぞれ左方及び右方に向かって超音波を発信及び受信し、結果をエアーバッグＥＣＵ３５に出力する。図１及び図３に示すように、左シート２１Ｌの左方に左方エアーバッグ４７Ｌ及びその駆動装置４４Ｌが配置され、右シート２１Ｒの右方に右方エアーバッグ４７Ｒ及びその駆動装置４４Ｒが収容されている。
【００２３】
車両の左側面の後方寄りのプリテンショナ位置に左シートベルト装置２５Ｌが、右側面の後方寄りのプリテンショナ位置に右シートベルト装置２５Ｒが、それぞれ配置されている。両方のシートベルト装置２５Ｌ及び２５Ｒは、通常は着席した乗員がバックルを嵌めたとき、シートベルトを巻き取って乗員を緩やかに拘束する。
【００２４】
図２に示すように、プリクラッシュセンサ１５、２０Ｌ及び２０Ｒの出力信号が左右のシートベルト装置２５Ｌ及び２５Ｒに入力されている。シートベルト装置２５Ｌ及び２５Ｒは、プリクラッシュセンサ１５等から危険信号が入力されると、モータが回転してシートベルトのたるみを吸収し、乗員をシート２１Ｌ及び２１Ｒにしっかり拘束する。
【００２５】
図１において、幅方向中央部には前方寄りにブレーキ装置３０が配置されている。ブレーキ装置３０は、通常は運転者のブレーキ操作に基づきブレーキサーボ圧を発生し、車輪を制動するものである。図２に示すように、プリクラッシュセンサ１５の出力信号がブレーキ装置３０に入力されている。ブレーキ装置３０は、プリクラッシュセンサ１５から危険信号が入力されると、ブレーキサーボ圧が通常よりも上昇し、制動力が大きくなる。またブレーキ装置３０の出力信号が左右のシートベルト装置２５Ｌ及び２５Ｒに入力されている。シートベルトのたるみを巻き取り、急ブレーキ時の乗員の前方への倒込みを防止するためである。
【００２６】
図１において、車両の前後方向の中央部かつ左右方向の中央部にエアーバッグＥＣＵ３５が配置されバッテリ（不図示）から供給される電力により作動する。図３に示すように、エアーバッグＥＣＵ３５は、Ｇセンサ３７、ロジックＩＣ３９及びＣＰＵ４１を含む。このうち、Ｇセンサ３７は加速度の急変から衝突を検知し、検知結果をＣＰＵ４１に出力するものである。ロジックＩＣ３９はプリクラッシュセンサラッシュセンサ１５からの入力に基づき、ＣＰＵ４１にスリープクロック低下及び解除の指示を出すものである。ＣＰＵ４１は、所定条件が充足されたときは駆動装置４３Ｌ、４３Ｒ，４４Ｌ及び／又は４４Ｒに作動信号を出力し、これによりエアーバッグ４６Ｌ、４６Ｒ、４７Ｌ及び／又は４７Ｒが展開される。
【００２７】
図２に示すように、プリクラッシュセンサ１５の出力信号がエアーバッグＥＣＵ３５のロジックＩＣ３９に入力されている。また、エアーバッグＥＣＵ３５の出力信号がシートベルト装置２５Ｌ、２５Ｒに入力されている。
【００２８】
図１において、車室内のインパネにはメーデ装置５０が装備されている。メーデ装置５０は通常は乗員によるスイッチ５５の操作に基づく操作信号により作動し、その車両の所在地情報を発信するものである。図２に示すように、プリクラッシュセンサ１５の出力信号及びエアーバッグＥＣＵ３５からの出力信号がメーデ装置５０に入力されている。また、乗員の体調が乗車中に急変したときに発信できるようにスイッチ５５の操作信号が入力されている。
（作動）
図３を参照しつつこの実施例の作動を説明する。上半分はエアーバッグＥＣＵ３５の作動状態を示し、下半分はプリクラッシュセンサ１５の作動状態を示す。プリクラッシュセンサ１５は常時作動状態にあり、いつでも障害物の接近を検知することができる。これに対して、エアーバッグＥＣＵ３５は本発明に従って通常作動状態とスリープ作動状態とに切り換わる。
【００２９】
詳述すると、時間ｔ１でイグニッションキーをオンすると、バッテリから所定値の電流が流れ、エアーバッグＥＣＵ３５のＣＰＵ４１は時間ｔ２〜ｔ３で所定のダイアグチェックを実施する。エアーバッグＥＣＵ３５と危険信号の発信元であるプリクラッシュセンサ１５とが接続され、時間ｔ２〜ｔ３で作動状態を確認する。チェックの実施及び状態の確認に要する時間時間ｔ１〜ｔ３は実際は非常に短い。
【００３０】
正常作動が確認されれば、時間ｔ３においてロジックＩＣ３９がＣＰＵ４１の特定のポートのレベルを反転させて機能を停止させ又は動作周波数を低下させ、その結果エアーバッグＥＣＵ３５はスリープ作動状態に切り換わる。これにより、バッテリからＣＰＵ４１に供給される電流の電流値は通常よりも減少する。時間ｔ３〜ｔ４ではエアーバッグＥＣＵ３５はスリープ作動状態にあり、衝突が発生しない限り、イグニッションキーのオフまで継続する。
【００３１】
時間ｔ４において車両に前方から障害物が接近すると時間ｔ５でプリクラッシュセンサ１５が作動し、超音波の発信から受信までの時間に基づきエアーバッグＥＣＵ３５が前方の障害物との距離を算定する。算定時間が所定時間よりも短いとき、危険信号をエアーバッグＥＣＵ３５に出力する。危険信号が所定条件を満たすとき、時間ｔ６においてロジックＩＣ３９がＣＰＵ４１の特定のポートレベルを当初の状態に戻し、エアーバッグＥＣＵ３５が通常作動状態に復帰する。
【００３２】
その後、実際の衝突（クラッシュ）が時間ｔ７でＧセンサ３７により検知され、衝突信号をＣＰＵ４１に送る。これに基づき、ＣＰＵ４１が前方駆動装置４３Ｌ、４３Ｒを作動させ、左右前方エアーバッグ４６Ｌ、４６Ｒが展開される。これと同時にメーデ装置５０が作動し、衝突車両の緊急情報等を発信する。
（効果）
この実施例によれば、以下の効果が得られる。まず、エアーバッグＥＣＵ３５における消費電力が減少する。スリープ作動状態にあるエアーバッグＥＣＵ３５の電流消費量は通常作動状態の数分の一である。加えて、エアーバッグＥＣＵ３５がスリープ作動状態にあるときは、電磁ノイズの発生も少なく、関連機器の誤作動が防止される。これらは、イグニッションキーをオンした後エアーバッグ４７Ｌ、４７Ｒが展開するまでの時間の大部分において、エアーバッグＥＣＵ３５をスリープ作動状態にしたことによる。
【００３３】
第２に、エアバッグＥＣＵ３５のスリープ作動状態から通常作動状態への復帰が確実になされる。これは、スリープ作動状態への移行前にプリクラッシュセンサ１４が正常に作動するかどうかは確認していることによる。正常作動が確認されたときのみ、エアバッグＥＣＵ３５はスリープ作動状態に移行する。
【００３４】
第３に、エアーバッグＥＣＵ３５を含む乗員保護装置のコストの上昇が抑えられる。プリクラッシュセンサ１５は車両に搭載されつつあり、またエアーバッグＥＣＵ３５に新たに追加したのはロジックＩＣ３７のみだからである。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明の車両の乗員保護装置によれば、イグニッションキーのオンから衝突予告手段により危険信号が出力されるまでの大半の時間、制御用ＥＣＵはスリープ作動状態にある。その結果、消費電力が半減し、電磁ノイズの発生が減少するのみならず、余裕が生じた電力を他の電子機器の制御に利用することができる。加えて、元々車両に搭載されている衝突予告手段を利用すれば、制御用ＥＣＵを少し改変するのみで良く、コストはそれ程上昇しない。
【００３６】
請求項２の乗員保護装置によれば、車両が障害物に異常接近した場合はプリクラッシュセンサ等により衝突が確実に予告される。請求項３の乗員保護装置によれば、衝突予告手段が危険信号を出力したときは、エアーバッグの展開、シートベルトのたるみに吸収等が確実になされる。請求項４の乗員保護装置によれば、簡単な構成で制御用ＥＣＵのスリープ作動状態への移行及び通常作動状態への復帰が達成される。
【００３７】
請求項５の乗員保護装置によれば、制御用ＥＣＵの通常作動状態への復帰が確実に成される。請求項６の乗員保護装置によれば、制御ＥＣＵの通常作動状態への復帰後、Ｇセンサの検知によりエアーバッグが確実に展開し、インパネへの打ち付け等から乗員を保護する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す全体平面図である。
【図２】センサと各装置との関係を示すブロック図である。
【図３】同じく説明図である。
【図４】時間の経過とエアーバッグＥＣＵ及びプリクラッシュセンサとの関係を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１５：前面プリクラッシュセンサ
２０Ｌ，２０Ｒ：側面プリクラッシュセンサ
２５Ｌ，２５Ｒ：シートベルト装置
３０：ブレーキ装置 ３５：エアーバッグＥＣＵ
３７：ロジックＩＣ ３９：Ｇセンサ
４１：ＣＰＵ
４３Ｌ、４３Ｒ；４４Ｌ，４４Ｒ：駆動装置
４４Ｌ，４４Ｒ；４７Ｌ，４７Ｒ：エアーバッグ
５０：メーデ装置 ５５：スイッチ

Claims (6)

1. 車両に取り付けられ、衝突が予測されるとき危険信号を出力する衝突予告手段と、
   乗員の保護に関する車載機器を作動させる駆動手段と、
   前記衝突予告手段からの危険信号によりスリープ作動状態から通常作動状態に復帰し、所定信号により前記駆動手段を駆動する制御用ＥＣＵと、
   から成ることを特徴とする車両の乗員保護装置。
2. 前記衝突予告手段はプリクラッシュセンサ又はメーデ装置のスイッチである請求項１に記載の乗員保護装置。
3. 前記車載機器はエアーバッグ、シートベルト、ブレーキ及び／又はメーデ装置である請求項１に記載の乗員保護装置。
4. 前記制御用ＥＣＵは、前記駆動手段を制御するＣＰＵと、該ＣＰＵの機能を抑制する機能抑制部とを含む請求項１に記載の乗員保護装置。
5. 前記制御用ＥＣＵは更に、所定信号を発するＧセンサを含む請求項４に記載の乗員保護装置。
6. 前記制御用ＥＣＵは、スリープ作動状態となる前に、前記衝突予告手段の正常作動性を確認する請求項４の乗員保護装置。

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