JPH04501691A - 乗物のつぶれ部分の衝突センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 乗物のつぶれ部分の衝突センサ 発明の背景 多くの種類の衝突センサが提供されており、これらは、衝突がエアーバック又は シートベルト引張装置のような受動的な制止装置の使用を必要とするのに十分苛 酷であるかどうかを決定するために使用される。

特に、三つの種類のセンサが、感知及びエアーバックの受動的な制止装置の使用 の開始に、広く使用されている。これらのセンサは、ブリード（Ｂｒｅｅｄ）の 特許第３９７４３５０号、第４１９８８６４号、第４２８４８６３号、第４３２ ９５４９号、及び第４５７３７０６号において開示されているような空気制動の ボール−イン−チューブ（ｂａｌｌ−ｉｎ−ｔｕｂｅ）　センサと、ベル（Ｂｅ １．１）の特許第４１１６１３２号及び第４１６７２７６号において開示されて いるようなスプリング質量体（ｓｐｒｉｎｇ　ｍａｓｓ）センサと、マーケデス （Ｍｅｒｃｅｄｅｓ）のエアーバック装置の一部であるような電子センサ、とを 含む。これらの各センサは、以下に述べられる特有の利点及び欠点を有する。

所定の乗物に使用されるセンサ技術の選択は、センサが取付けられる場所に依存 する。車が衝突する時、乗物の特定の部分がつぶれた時だけ、センサが制止装置 の使用を好機に開始するために作動しなければならない。従って、車は、乗物の 残留者に関して実質的にその速度を変えられるつぶれ部分と、衝突前に近い速度 で依然として移動する非つぶれ部分の二つの部分に分けることができる。つぶれ 部分において適切につぶれを感知するために、センサは、速度変化表示器として 機能しなければならない。つまり、センサが、衝突パルスの形状及び持続期間に かかわらず、はぼ一定の速度変化において作動しなければならない。非つぶれ部 分のセンサの反応特性は、実験的に決定されなければならず、一般的に、高い減 速度の場合は小さな速度変化がセンサを作動させ及び低い減速度の場合は大きな 速度変化が必要とされるように形成されている。

空気制動のポール−イン−チューブセンサは、固有の速度変化表示器であり、つ ぶれ部分の取付けの場合に、広く使用が見出された唯一のセンサである。スプリ ング質量体センサは、高い減速度レベルの場合の小さな速度変化及び低い減速度 レベルの場合の大きな速度変化で、固有に作動し、従って、車の非つぶれ部分に おいてだけ広く使用が見出される。電子センサは、いずれかの方法で機能するよ うに作られることができ、従って理論的には、つぶれ部分又は非つぶれ部分のい ずれかに設置されることができる。

これらの各センサは、重要な制約を有する。もしスプリング質量体センサが、つ ぶれ部分に設置されるならば、それらは、特定のセンサ形状に存在して、制止装 置が必要とされない非常に短い持続期間の低い速度変化の衝突パルスで作動する か又は、制止装置が必要とされる長い持続期間のパルスで作動しない。加えて、 スプリング質量体装置の質量体の動作が、減衰しないので、質量体が数多く前後 にはね返るような強烈な衝突パルスで、確実な接点の閉鎖を得ることは非常に困 難である。この接点の問題を解決するために、スプリング質量体センサは、正面 障害物衝突の場合に、しばしばつぶれ部分かられずかに外れて設置される。しか しながら、この場合において、それらは、たとえば、車と車の角度衝突の場合に 、時々つぶれ部分と成り、制止装置が必要とされない時の作動及び上述の接点の 問題の両方を生じやすい。

電子衝突センサは、今まで保護された搭乗者の区画の非つふれ部分の位置にだけ 使用されている。多くの電子センサは、しばしばエンジン又はラジェータ近（の つぶれ部分の位置によって越えられる環境の制約を有する。しかしながら、新た な電子技術は、これらの環境の制約を克服し、電子センサをつぶれ部分に取付け ることができる考慮が与えられる。

ボールーインーナユーブセンサは、つぶれ部分又は搭乗者の区画のいずれかにお いて動作するように作られることができる。しかしながら、それらの本来の利点 は、つぶれ部分に設置されることである。非つぶれ部分で使用される時、それら は、スプリング質量体センサよりわずかに早く作動し、電子センサよりわずかに 遅く作動する、ポール−イン−チューブセンサは、いくつかの重要な技術的な問 題で苦労する。このセンサは、長手方向の減速度に反応する時だけ、適切に作動 する。垂直及び横方向が存在するように、横断軸線方向の加速度の時、ボールは 、センサの反応に重要な変化を結果として生じるシリンダの内側回りの回転を始 める可能性がある。

たとえば、ある場合において、衝突センサは、横断軸線方向の振動でない場合、 １０マイル／時（１６゜ｌｋｃ／時）の速度変化で作動するが、横断軸線方向の 振動が、乗物のつぶれ部分において、Ｌ７ばしば経験されるこれらの大きさに匹 敵できる時は１３マイル／時（２０，９ｋｍ／時）の速度変化と同程度を必要と する。ある自動車の製造業者は、障害物への衝突の場合、エア・−バックが、９ マイル／時（１４，４ｋｍ／時）未満では使用されず、１２マイル／時（１９， ３ｋｍ／時）以上で使用されなければならない要求を有する。ボール−イン−チ ューブセンサは、横断軸線方向の影響のために、この要求に適合することができ ず、この要求が、８マイル／時（１２，９ｋｗ／時）では作動せず、及び１４マ イル／時（２２，５ｋｏ＋／時で作動することに変えられた。このように、限度 の衝突において搭乗者を保護する制止装置の能力は、非常に妥協されている。

ボール−イン−チューブセンサは、センサの特性を決定するために、ボールとチ ューブの間の空気の粘性流れに依存する。空気の粘性は、温度の関数であり、ボ ール及びチューブの材料が、粘性変化を償うために選択されるが、この償いは完 全ではなく、このように、ボール−イン−チュー・ブセンサの特性は、温度によ って非常に固有である。最良温度を達成するために、償いは、通常の工業手段を 越えて考慮されるボール及びチューブのための合金の合成の制御を必要とする。

加えて１１乗物が衝突していない時、ボールをその本来の位置に保持するのに使 用される付勢力は、ボール−イン−チューブつぶれ部分センサの場合、セラミッ ク磁石によって与えられる。この付勢力は、積み上げられた雪、又は道路に沿っ てしばしば危険な物体を取り囲む衝突減衰物への衝突のような長く持続するパル スの場合の限度動作レベルに重大な影響を有する。磁石に影響する温度のために 、この付勢力は、搭乗物の制止装置の所望の温度の動作範囲を約４０％越えて変 化する。

適切に機能するために、任意の形状のつぶれ部分センサが、つぶれ部分に存在し なければならない。減速度を感知する質量体を基礎とする任意のつぶれ部分セン サは、もしそれが特別のつぶれの場合のつぶれ部分にないならば、非常に遅い作 動の可能性を有する。これは、非常に低い付勢を有するボール−イン−チューブ センサの特定の問題である。この−例は、センサが、車の十分に前側にない及び このようにつぶれ部分にない場合の低速度の障害物衝突において、頑強な乗物を 伴う。このセンサは、搭乗者がエアーバックにもたれる時の車の全体速度変化が １０マイル／時（１６，１ｋｍ／時）に達する時に、作動する。エアーバックが 使用される時、所定位置から激しく離れ、エアーバックに近づく搭乗者は、エア ーバックのこの使用によって、ひどく負傷される可能性がある。

全ての機械式センサのさらなる欠点は、非常に強烈な衝突において、感知質量体 がその移動の端部においてはね返ることであり、これは、結果として制止装置の 使用を開始するのに十分なエネルギを与えることを満足しない非常に短い接点の 閉鎖をもたらす。

発明の概要 本発明は、以下番ご説明するような簡単な及び頑丈なセンサを提供することによ って、公知の乗物のつぶれ部分のセンサの欠点を防止することを試みる。

制止装置の設計に関連する人々によって高（評価されない一つの事実は、多くの 乗物にとって、乗物自身の衝突が、衝突の激しさ又は速度変化の優秀な表示器で あるということである。特に、一般的に理想化された乗物は、３０マイル／時（ ４８，３ｋｎ＋／時）の正面障害物衝突で３０インチ（７６，２ｃｍ）つぶれる 。同様に、同じ乗物は、１２マイル／時（１９，３ｋｍ／時）の衝突でほぼ１２ インチ（３０，５Ｃ１１）　、　８マイル／時（１２，９ｋｍ／時）の衝突で８ インチ（２０，３ｃｍ）つぶれる。当然、実際の乗物は、理想的な乗物と異なる 量つぶれる。しかしながら、各乗物にとって、つぶれ部分は、８マイル／時（１ ２゜９ｋｍ／時）の正面障害物衝突より１２マイル／時（１９，３ｋｍ／時）の 正面障害物衝突の方が乗物により広がる。このように、衝突の速度変化の非常に 良い表示器は、乗物に広がるつぶれ部分の寸法を測定することによって達成され る。

従って、本発明は、主に、搭乗者の制止装置が使用されるべきかどうかを決定す る要因として、つぶれ部分が乗物に広がる寸法を使用することに関する。この決 定を行なう多（の方法が存在し、いくつかがここで述べられる。これらの全ての 方法の識別される特徴は、センサに慣性又は減速度の感知要素が存在し７ないこ とである。

本発明の教示を使用する最も簡単な衝突センサは、簡単な電気スイッチである。

乗物へのこのようなスイッチの取付は位置は、後で詳細に述べられるように、非 常に重要である。

適切に作られたスイッチは、温度又は横断軸線方向の振動によって影響されず、 十分な力がスイッチの付勢に打ち勝って存在する時だけ、閉鎖される。衝突の間 、このスイッチの正面の金属は、変形し、このスイッチをたたき、また接点を閉 鎖するように後側に動く。加えて、適切に作られたスイッチは、多数の電子的、 機械的又は磁力的なヒステリシスの種類の原理のいずれか一つを使用して最小限 の接点の閉鎖を提供することができる。このように、センサが閉鎖されると、そ れは、５０ミリセカンドのような設計された期間、閉鎖されたままでいる。

電子的な圧力センサが、さらに、つぶれ部分の位置を決定するのに使用されるこ とができる。これは、圧力の所定のレベルが越えられることを調べる以外に、変 換器の出力を操作する必要がないので、非常に簡単な装置となる。さらに、温度 による変換器の出力における広い変動は、許容されることができる。

本発明の主な目的は、横断軸線方向の入力によって最小限に影響される衝突セン サを提供することである。

本発明のもう一つの目的は、温度に関係のない衝突センサを提供することである 。

本発明のさらなる目的は、センサがつぶれ部分になければ作動しない衝突センサ を提供することである。

本発明のさらにもう一つの目的は、小さく安価な、依然とし゛て高い信頼性のあ る衝突センサを提供することである。

本発明のさらにもう一つの目的は、本来的に備ったヒステリシスを有するつぶれ 部分で使用されるセンサを提供することである。

本発明のさらなる目的及び利点は、以下の記述から明らかになる。

図面の簡単な説明 図１は、本発明の三つのセンサ及びつぶれ部分のそれらの設置に加え、搭乗者の 区画の防護センサ及び非つぶれ部分区別センサを示す乗物の慨略図である。

図２は、強固なドームを有する全方向性のスイッチ機構を使用する本発明の衝突 センサの好適な実施態様の断面図である。

図３は、可撓なドームを有する全方向性のスイッチ機構を使用する本発明の衝突 センサのもう一つの好適な実施態様の断面図である。

図４は、作動位置を示す図３のセンサの断面図である。

図５は、二つの接点が橋渡しされた図３のセンサのもう一つの構造である。

図６は、線６−６に沿って切った図３のセンサの断面図である。

図７は、本発明による衝突センサのように使用可能なテープスイッチセンサの断 面図である。

図８から１０は、それぞれ３１マイル／時（４９，９ｋｍ　７時）、１４マイル ／時（２２，５ｋｍ／時）、８マイル／時（１２，９ｋｍ／時）で障害物への及 び３０度の角度で３１マイル／時（４９，９ｋｍ　７時）で障害物への一般的な 米国の車の衝突頭部のつぶれ部分及び非つぶれ部分の位置からの加速度データか ら得られた各速度及びつぶれをグラフ化したものである。

図１２は、つぶれ部分用の衝突センサとして使用される電子的な圧力センサの慨 略図である。

図１３Ａ及び１３Ｂは、それぞれ衝突前後の乗物のセンサ位置を示す慨略図であ る。

図１４は、本発明による衝突センサのもう−っの好適な実施態様の断面図である 。

図１５から１９は、本発明による衝突センサのさらなる好適な実施態様の慨略図 である。

好適な実施態様の詳細な記述 図１において、衝突センサ１，２及び３は、車のつぶれ部分に設置される。加え て、搭乗者の区画の区別セン＋　４が、乗物のトンネルに設置され、この区別セ ンサと直列に接続された防護又は安全センサ５が、乗物のカウルに設置される。

図１は、正面の障害物衝突の間、比較的はとんどつぶれない非常に小さな頑丈な 乗物を示す。この乗物にとって、衝突センサは、制止装置を使用して、搭乗者の 負傷を防止する時の衝突を感知するために、乗物の前面からほぼ５インチ（１２ ，７ｃｍ）に設置されなければならない。特に、センサ１，２、及び３は、乗物 の前面からそれぞれ５，７、及びフインチ（１２，７Ｃ１Ｂ、１７．８ｃｍ、及 び１７　、８　ａｍ　）に設置される。３０マイル／時（４８，３ｋｍ／時）の 正面の障害物衝突の間、この乗物は、センサが作動するのに必要な時のほぼフイ ンチ（１７，８ｃｍ）つぶれる、このように、センサ１は、この時制止装置の使 用を開始し、センサ２及び３は限界である。角度衝突の間、センサ２又は３は、 はとんどの場合において、センサ１より早く作動する。しかしながら、この乗物 にとって、センサ１は、激しくない角度の障害物の衝突の時に制止装置を作動さ せ、それ以上の衝突は、センサが作動するのに必要となる前に可能にされる。こ の乗物にとって、たとえば１フインチ（４３，２ｃｍ）のつぶれは、利用可能で あり、センサ１は、３０マイル／時（４８，３ｋｎ＋　７時）の３０度の角度の 障害物衝突の場合、障害物との第１の接触点の１フインチ（４３，２ｃｙｍ）以 内に存在する。

図２は、本発明によって教示されるようなセンサの多くの可能な構造の一つの断 面図である。このセンサは、異なる方向に変化する接点力からスイッチの閉鎖を 可能とするように作られた簡単なスイッチ機構である。この構造において、強固 な上側ドーム部材１０は、プランジャ１２を有し、下側のスナップ部材１３に接 続されている。プランジャ１２は、絶縁材料１１によってドーム１０から電気的 に絶縁されている。接点１４及び１５は、部材１３によるスナップから電気的に 絶縁されており、搭乗者保護装置へ通じる電線１６及び１７へ接続される。もし 接点１４及び１５が橋渡しされれば、搭乗者保護装置は作動される。

もしドーム１０が、十分な力を有する衝突した乗物のシートの金属又は他の物体 によって接触されれば、それは、部材１３によってのスナップを生じるか、又は 凹形状から凸形状へ変化する。これが起きる時、プランジャ１２は、電気回路を 完成し、また搭乗者保護装置を作動するために、接点１４及び１５に接触する。

もし力がドーム１０から急に取り除かれれば、部材１３を介してのスナップは、 その最初の凹形状に変形し、プランジャ１２は、もはや接点１４を接点１５に接 続せず、回路は開かれる。

この装置の固有振動数は、ひとたび部材１３を介してのスナップが、点線２０で 図示された凸形状に動くと、部材１３を介してのスナップがその最初の位置へ戻 る前に少なくとも５０ミリセカンド経過するように作られている。

ドーム１０は、一般的にステンレス鋼から作られ、少なくとも０．０２インチ（ ０，５１品）の厚さ及び約１．５インチ（３８１胴）の直径である。部材１３を 介してのスナップも、ステンレス鋼であり、はぼ０１０１インチ（０，２５ｍｍ ）の厚さである。部材１３によるスナップの形状は、部材１３によるスナップを 変形するのに必要な力の調節を可能とするように作られた被断面１９である。プ ランジャ１２は、はぼ１／８インチ（３，２ｍｍ）の厚さであり、金メッキした 銅から作られている。接点１４及び１５は、０．０１インチ（０，２５ｍ　）の 厚さのベリリウム銅から形成され、さらに金メッキされている。このセンサは密 閉されており、電気的な接続は、通常のガラス金属頭部１８を介して形成される 。接点１４及び１５は、金属ベース２３から接点を絶縁するプリント回路基盤２ ２によって所定位置に保持される。プリント回路基盤２２は、接着又はネジ止め のような任意の適当な方法でベース２３に取付けられる。接点１４及び１５は、 さらに、センサの内側の頭部１８にはんだ付けされる。同時に、電線１６及び１ ７は、センサの外側の頭部１８へ取付けられる。さらなる装置が、制止装置へ電 線１４及び１５を接続し、それらを遮へい及び保護するために必要とされる。

６０慶に匹敵する角度での衝突は、プランジャ１２が接点１４及び１５に接触す るまで、第１にドーム１０をわずかに回転させることを引き起こし、その後ドー ムが、乗物の後側−１向かう図１２において下側に動く。はぼ０度の衝突におい てのまっすぐ後への移動は、プランジャ１２が折部分２４において接点１４及び １５と接触することを結果として生じることを引き起こす。

スイッチ型の衝突センサのもう一つの実施態様が、図３に示されている。衝突材 料が、十分な力でドーム１０２に当たる時、ドーム１０２は、図４に示したよう に電線１０３及び１０４の間の電気回路を完成するために、変形して接点１０６ に接触する。この場合において、電線１０４は、接続部１０１において溶接によ ってドーム１０２に接続された収納部１０７に電気的に接続されている。この構 造において、センサは密閉され、センサの外側から内側への電気的な接続は、収 納部１０７の壁に溶接された普通のガラス金属シール１０５を介して形成される 。

選択的に、ドーム１０２は本体１０５から電気的に絶縁されることができ、この 場合において電線１０４は、ドーム１０２に直接接続される。さらに選択的に、 電線１０４は、第２接点１０８に接続されることができ、ドーム１０２は、図５ に示したように接点１０６及び１０８を橋渡しする。この場合において、絶縁材 料１１０は、乗物本体へのいかなる電気的な接続を防止するために、ドーム１０ ２からの導体１０９を絶縁するのに使用することができる。導体１０９は、衝突 時に接点１０６及び１０８の間の電気的な接続を形成する。

本発明の目的を満足するのに使用できる多くのスイッチ型標構が存在する。異な る機構が、異なる乗物及び制止装置のために必要とされる。接点の持続期間が適 用範囲はどの限度でないこれらの場合にとって、テープスイッチ型のスイッチは 、乗物の前面の広い部分を覆う利点を提供する。同じ種類のチー・ブスイッチは 、ホーンスイッチとしての使用のために、ステアリングホイールに取付けられて いる。本発明のテープスイッチは、もちろん、閉鎖するために、ホーンテープス イッチより実質的に大きな力を必要とする。このようなスイッチは、図７に概略 的に図示されており、弾性部材２３によって分離された二つの導体２１及び２２ から成る。このようなスイッチは、上側のラジェータに沿うように、実質的に乗 物の前面部分を横断して取付けられることができる。このスイッチを接触する任 意の実質の力は、導体２１が導体２２に接触することを引き起こし、このように 制止装置を作動する。

図８．９．１０及び１１は、つぶれ部分の速度変化及び非つぶれ部分の速度変化 のグラフであり、３１マイル／時（４９，９ｋｍ＋／時）、１４マイル／時（２ ２，５ｋｍ／時）及び８マイル／時（１２，９ｋｍ／時）での前面の障害物の衝 突と３１マイル／時（４９，９ｋｓ　７時）での３０度の角度の障害物の衝突の 場合の時間に対する車のつぶれをグラフ化したものである。さらに、これらのグ ラフ化に、センサの要求を示す垂直線が重ねられており、これは、センサが装置 を作動でき、搭乗者の適度な保護を提供する最も遅い時間である。

これらのグラフ化は、共通の中型の米国の自動車に関する衝突から取られた加速 度データを積分することから得られる。

速度変化のグラフ化は、ビーピラー及び中央ラジェータサポートそれぞれにおい て測定された負の減速度の衝突パルスの第１積分である。衝突曲線は、乗物の最 初の速度で取られたビーピラーの減速度のパルスを二回積分することによって決 定される。ビーピラーは、前側シートに隣接して設置された屋根の支持ピラーで あり、しばしば運転者又は右の前側搭乗者が位置する車の動作を最も良く表わす 位置として使用される。

図８から、センサが１９ミリセカンド以前にエアーバックを作動しなければなら ないことがわかる。１９ミリセカンドで、車のつぶれはほぼ１０インチ（２５， ４ｃｍ）　である。つぶれ部分の速度変化は、３１マイル／時（４９，９ｋｍ／ 時）にすでに近づいており、これはつぶれ部分が障害物と衝突し、急に止められ たことを示し、一方非つぶれ部分は、実質的に衝突前の速度で依然占して動いて いる。１０インチ（２５，４Ｃ１１１）のつぶれ部分内に設置されたセンサは、 その結果、障害物又はセンサの正面の物体によって衝突され、押戻される。この ように、もしこのセンサが図２又は３に示したような形状のスイッチであるなら ば、このスイッチは閉鎖され、制止ｉｆが使用される。

このグラフから、加速度計の位置における速度が、約９インチ（２２，９ｃｍ） のつぶれにおいて、非つぶれ部分の速度から明確に異なり始めることがわかる。

これは、この加速度計が車の前面からほぼ９インチ（２２，９Ｃ１１１）に設置 されていることを示す。当然、加速度計の正面の物体が衝突される時、つぶれ部 分の影響は、後側に広がり、このように、加速度計が、乗物の正面から９インチ （２２，９ｃｍ）につぶれた金属の厚さを加え、はぼ１１又は１２インチ（２７ ，９又は３０゜５ｃｍ）に実際に設置される。

図９は、図８と同様なグラフを示す。しかしながら、障害物への最初の速度は、 １４マイル／時（２２，５ｋｍ／時）である。

この場合において、センサが作動するのに必要な時間のつぶれか、約７インチ（ １７，８ＣＩｍ）であることがわかる。再び、つぶれ部分の加速度計は、つぶれ 金属の厚さを加えてほぼ７から９インチ（１７，８から２２．９ｃｍ）に設置さ れることを示し、このセンサがもしスイッチ型であれば、この衝突と同時に又は わずかに遅れて作動される。

他方で図１０は、８マイル／時（１２，９ｋｍ／時）の正面の障害物の衝突を示 し、この場合において、つぶれは８インチ（２０，３ｃｍ）と等しくなく、実際 上、つぶれ部分及び非つぶれ部分の速度変化は、本質的に等しい。その結果、乗 物の正面から８インチ（２０゜３ＣＩり以上に設置されたスイッチは、この衝突 において作動せず、実際上、この衝突の要求は、制止装置を使用しないことであ る。

図１１は、新たなつぶれ部分センサが、３１マイル／時（４９，９ｋｍ１時）で ３０度の角度の障害物に衝突する状態を示す。ここで、角度の衝突のために、つ ぶれ部分が明確に広がり、センサ゛は、センサの閉鎖が必要とされる時に乗物の 正面からほぼ１５インチ（３８，１ＣＴｌ）に設置されることができることがわ かる。

幸いに、この乗物にとって、前面バンパは、側面に後退しており、乗物の正面か ら１０インチ（２５゜４　ｃｍ　）に設置された前側中央センサは、乗物の運転 者側で始まり、角度をもって内側に前進する１５インチ（３８，１ｃｍ）のつぶ れ部分内に実際に存在する。再び、角度衝突に反応するように作られ、この位置 に設置されたスイッチは、この時エアーバックを作動する。作動するのに１０マ イル／時（１６，１ｋｍ／時）の速度変化を必要とする統合センサが、少なくと も３２ミリセカンド又は３ミリセカンドの遅れまで、作動されないことは興味深 い。しかし７ながら、スイッチセンサは、この時作動するのに十分な力と出会う 。角度衝突の場合のつぶれ部分が、つぶれ部分の前側センサを設置する乗物の後 方向に十分床がらないいくつかの乗物が存在する。これらの場合において、二つ のセンサが、一般的に車の中心と側面の間乗物の中間の各側面に使用されること ができる。非常に軟らかい前側端部構造を有する非常に大きな車に関する他の場 合において、三つのセンサが、中心線の柱衝突と共に角度衝突の時に作動するた めに必要とされる。選択約６ご、図３に示したようなテープスイッチが使用され ることができ、これは乗物の前面全体を横断して取付けられることができる。

図８から１１に示した解析から、つぶれ部分センサの設置のための正確な位置が 決定されることができる。たとえば、衝突センサは、乗物の正面から８インチ（ ２０，３ｃｍ）以上近づけてはならず、そうでなければ８マイル／時（１２，９ ｋｍ／時）の衝突で作動する。さらに、それは正面から１０インチ（２５゜４ｃ ＋ｍ）より離してはならず、すなわちそれは１４マイル／時（２２゜５ｋｍＺ時 ）のパルスの時に作動しない。ここで述べたような簡単なスイッチセンサは、小 さく、重量が軽いので、適切な位置にセンサを取付けることが常に可能である。

ボール−イン−チューブセンサの場合のようにセンサが、大きく重い時は、しば ｊ７ば理想位置にセンサを取付けることができない。

衝突センサが、非つぶれ部分の区別センサとして使用可能である選択的な計画も 可能である。この場合において、非つぶれ部分センサは、より敏感に作られるこ とができ、このように他のものより早く反応する。この構造は、安全又は防護セ ンサの必要性をな（し、制止装置の使用が必要ない高速度の動物の衝突の区別を 可能とする。いかなるつぶれ部分のセンサ装置を（つがえず共通の衝突の一つの 種類は、たとえばセンサが、乗物の正面がバンバの上だけつぶされるように直接 衝突される高速度のシカの衝突である。一般的に、この種類の衝突の速度変化の 合計は、４マイル／時（６，４４ｋｏ＋／時）より小さい。通常、慣性の種類の センサの最小限の接点閉鎖持続期間が、保証されることができないので、乗物の 異なる位置に設置された二つの区別センサの重複を当てにすることは不可能であ る。本発明のスイッチセンサの場合、スナップ機構の固有振動数は、接点の閉鎖 の最小限の期間が達成できるような形状によって設定されることができる。

つぶれ部分センサの回転は、低速度の角度の車と車の衝突において特に経験され る共通の非常な問題である。しばしば、乗物の正面の衝突方式は、物体が乗物の 後側に動き、角度をもってセンサに衝突するようなことである。これは、中央ラ ジェータサポートがビーピラーと同じ値に決して達しない事実によって証明され るような図８及び図１１の両方の中央ラジェータサポートの加速度計の場合であ る。低速度の制止装置を必要とする衝突において、つぶれ部分のセンサは、しば しば衝突において早期に回転し、このように、長手方向の加速度を感知及び統合 することができない。図２に示したような本発明の衝突センサは、センサの前側 部材が、センサへのいかなる衝突又はいかなる方向に匹敵する及び長子軸線から ６０度の衝突が前側部材を後方向に押し、接点の橋渡しを引き起こすような形状 であるために、この問題を防止するように作られている。同時に、図７の形状の テ・−ブスイツチは、さらに、スイッチの長さに沿って及びスイッチを貫通する 水平平面からプラス又はマイナス６０度の角度を有するいかなる衝突の場合に、 閉鎖されるように作られている。

他と共に本発明のつぶれ部分の衝突センサの動作は、センサと乗物の正面の間に 位置する物体によって精密に影響され、この方式において、この物体が、つぶれ 、センサに衝突するために戻る。本発明のセンサは、この物体の形状の変化にか なり許容度がある。しかしながら、この物体が感知装置の一部であるために、乗 物の正面がつぶれる時、センサに衝突するこの物体が、できるだけセンサの軸線 と垂直な平らな平面近くに存在するように作られることが重要である。これは、 しばし７ば、たとえばボンネットの掛は金及びボンネンＩ・の掛は金の補強のよ うな構成要素の形状変更を必要とする。

センサのための取付は構造は、さらに、衝突の間、センサの回転の機会を最小限 とするように、注意深く作られなければならない。当然、普通の一つぶれ部分セ ンサが有するよりも、本発明のセンサが有する問題が非常に少ない。

センサの閉鎖を引き起こすために必要な力は、本発明のセンサの重要な形状変数 である。同時に、取付番１槽造は、変形しないでこの大きさの力を可能とするよ うに十分に強固でなければならない。一つの代表的な形状の構造において、セン サ上の４０ボンド（ｉ８．１ｋｇ）の力が、センサの閉鎖を引き起こすために、 前側部材を後側部材の方へ十分動かすために必要である。この力は、乗物の整備 の間及びいくつかの動物の衝突等で不注意に閉鎖されることがないことを満足し 、この力は、限界の衝突の間でさえ一般的に経験される力と比較して、完全に低 い。

本発明で示されたようなスイッチ型のつぷれセンサは、さらに、側面の衝突の感 知に有効である。ここで、特に、スプリング質量体、電子集積、又はボール−イ ン−チューブセンサは、それらがドアを閉めることによって作動するために、使 用できない。このように、物体に挿入されることによって、ドアがつぶされるこ とを物理的に測定するセンサは、多分側面の衝突のために使用できる唯一のセン サである。この場合において、しかしながら、スイッチが閉鎖する時に起こる速 度変化は、非常に小さく、搭乗者の負傷を予想されず、従つて、この利用は、本 発明の範囲を越える。このようなセンサは、好ましくは、乗物又は他の物体が車 のドアをつぶし始める時に、このセンサが衝突され、エアーバックが使用される ように、ドアパネルの内側に設置される。この場合において、１アーバツクは、 乗物のドアに設置され、乗物のドアの衝突から搭乗者を保護するよろに作られ“ τいる。速度変化を加えたつぶれを測定するセンサは１．側面衝突センサの適切 な機能を有する。

本発明のセンサの乗物・＼の正確な設置は、本発明の重要な部分である。従来・ うまくいっていたつぶれ部分だけのセンサは、つぶれ部分の速度変化を測定する ものであった。本発明のセンサは、衝突の間、乗物の速度変化を決定するための 乗物のつぶれに役立つ。従って、乗物の速度変化が、一般的に８マイル／時（１ ２，９ｋｏ＋／時）である限界の要求を越える時、センサは、挿入されるつぶれ 部分の位置に設置されなげればならない。従来、使用されていない事実は、ポー ルーインーヂュ・−ブセンサもつぶれ部分のこの同じ位置に存在しなければなら ないことである。もし、それが非常に前側に存在すれば、速度変化の合計を結果 として生じない乗物の前側の瞬間の速度変化に反応する。これは、たとえば、乗 物が高速度で動物に衝突した時に起こる。同時に、もし速度変化センサが、乗物 の非常に後側に設置されるならば、乗物全体の速度変化を測定し、このように事 故によって所定位置から離れる搭乗者を負傷させる所定の限界のつぶれに完全に 遅れて作動する。

図１３Ａは、自動車３２のつふれ部分のセンサ３０の一般的な取付は位置を示す 。センサ３０は、乗物の中心軸線に沿ってラジェータの穴３４の正面にすぐ接し て取（１けられる。センサ３０の前方に取付けられた衝突要素３６は、乗物が、 センサ３０と接触し、作動するために、障害物と衝突する時、後方向に動くよう に作られている。

図１３Ｂは、障害物３８との正面衝突の乗物３２への影響を図示する。わかるよ うに、センサ３０は、衝突要素３６によって接触される。

図１２及び１４から１９は、本発明により使用される衝突センサの色々な選択的 な好適な実施態様を図示する。図１２は、乗物への取付けための板３９上に取付 けられた電子圧力センサ３７を示す。圧力センサは、電線４１を介して、エアー バックの作動回路へ接続されている。図１４は、導電性接点要素４２を支持する 変形可能なドーム形の膜４０を図示する。好ましくは１、バネ鋼で作られたこの 膜４０には、絶縁層４４が設けられている。導電性材料から作られた第２の強固 なドーム４６は、導電性要素４２と対向するように配置され、それで膜４０が矢 印４８の方向に移動する時、二つの要素４２及び４６の接触が起こる。ドーム４ ６は、センサのベース５２上に取付けられた柱５０によって支持される。接点４ ２及び４６に接続された可撓のリード５４及び５６は、それぞれ、ベース５２上 の側面要素５８及び６０を通して供給される。側面要素５８及び６０は、上方向 に延在し、部材、すなわち膜４０に衝突する部材のための止め端部を形成する。

図１５は、磁気作動膜センサを図示する。リードスイッチ６２は、電気的なセン サの接点要素を提供するために、ベース６４上に取付けられる。磁石ファ６６は 、リードスイッチからいくらか離して配置される。この−１゛７は、力が矢印７ ０の方向に与えられた時ｊこ、す・−ドスイッチの方向へ動く可撓膜６８に取付 けられる。磁石コア６６かり・−ドスイッチに近づく時、その磁場がリー　ドス イッチの接点要素を閉鎖することを引き起こす。

図１６は、折れやすい基質上に取付けられた薄い電線又は薄い）ｌルムのよ・う な折れやｊい導電装置７２を具備するセンサを図示１“る。電流が高抵抗７４を 通して電圧源から装置７２−・・連続的に供給される。装置７２が破損し、ない 時は、分岐点７６は接地電位に接地され続ける６、たとえば、折れやすい装置を 破損し、その導体を切断する乗物の衝突によって、回路が遮断される時、分岐点 ７６は、電圧源の電位に士＃する。ＴｉＰ１２０のようなダー・−リングトン［ ・ランジスタ（Ｄａｒｌｉｎｇｔｏｎ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）回路７８が、次 に充電され、その出力８０において信号を与える。

図１７は、図１６の１）ｉれやすい２置７２として使用される要素を図示する。

この要素は、導電性の端部キャップ８４及び８６を有するガラスびん又はもろい 基質８２を具備する。、基質８２がこわれる時に遮断される導電性の被覆が、端 部キャップの間に存在する。

図１８は、乗物のつぶれ部分のつぶれを感知するための一つ以上の折れやすい光 フアイバー要素８８を使用するセンサを図示する。発光ダイオードのような送信 ［９０は、光フアイバー要素８８の一端部に連続的に光を供給する。もしこの要 素が破損しないならば、光は光ダイオード９２によって受信される。

もし光フアイバー要素８８が切断されれば、光ダイオード９２のインピーダンス の変化が、トランジスタ９４の状態変化を引き起こす。

図１９は、付勢スプリング９９の力に逆って線９８によって開放状態に維持され た機械的スイッチ９６を図示する。乗物が衝突し、スイッチ９６近（でつぶれが 起こると、線９８は、付勢スプリングが電気スイッチの接点を閉鎖することを可 能とするように、切断されるか、又は開放される。

上述から理解できるように、本発明の全ての目的は、極めて簡単な装置において 効果約６ご得られる９数種の好適な実施態様が、ここで開示され、詳細に述べら れたが、本発明がそれにより限定されることはなく、その範囲は、添付請求の範 囲によって決定されることが理解される。

ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、７ ｒｉｕ、ｔｃ ＦＩＧ、［５ｉ”。

ＦＩＧ、１６ ＦＩＧ］７ 手続補正書 平成４年１月　９日

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．乗物の衝突センサであって、前側部材と後側部材とを有するスイッチと、乗 物のつぶれ部分に前記スイッチを取付けるための手段と、乗物のつぶれ部分が衝 突でつぶれる時、前記前側部材が前記後側部材に関して移動されることを引き起 こし、前記スイッチがその通電状態に変化することを引き起こすために、前記前 側部材に接触し、力を与える手段、とを具備する乗物の衝突センサ。
2. ２．前記スイッチが、最小限のスイッチ作動期間を与えるために、ヒステリシス 機構を有する請求項１に記載の衝突センサ。
3. ３．前記前側部材は、前記スイッチが乗物の角度衝突で作動するように作られて いる請求項１に記載の衝突センサ。
4. ４．前記前側部材は、前記スイッチが、乗物の長手軸線に関しての任意の方向に おいて、６０度までの角度の乗物の衝突で作動するように作られている請求項３ に記載の衝突センサ。
5. ５．前記前側部材の最小限の１０ポンド（４．５ｋｇ）の力が、前記スイッチの 作動を引き起こすのに必要である請求項１に記載の衝突センサ。
6. ６．前記取付け手段が、１０ポンド（４．５ｋｇ）の負荷のもとで変形しない請 求項５に記載の衝突センサ。
7. ７．前記スイッチがテープスイッチである請求項１に記載の衝突センサ。
8. ８．前記スイッチがスナップ動作スイッチである請求項１に記載の衝突センサ。
9. ９．前記スイッチがトグルスイッチである請求項１に記載の衝突センサ。
10. １０．前記スイッチが、通常は開いているスイッチである請求項１に記載の衝突 センサ。
11. １１．前記スイッチが、通常は閉じているスイッチである請求項１に記載の衝突 センサ。
12. １２．乗物の衝突センサであって、つぶれ可能な物体と、第１部材と第２部材と を有するスイッチであって、前記第１部材が前記第２部材の前側にあるスイッチ と、乗物が先決された限度のつぶれを経験する時、つぶれ可能な物体は、前記第 １部材が前記第２部材の方へ動くことを引き起こすように前記第１部材に衝突す るために、つぶれ及び乗物の後方向へ動くように、前記スイッチを前記つぶれ可 能な物体に関して適当な場所に取付けるための手段と、つぶれを表示するために 前記第２部材の方向への前記第１部材の動作に反応する手段、とを具備する乗物 の衝突センサ。
13. １３．前記反応手段が電気スイッチを具備する請求項１２に記載の衝突センサ。
14. １４．搭乗者の制止装置を有する乗物用衝突センサであって、つぶれ部分の乗物 の要素が、所定位置まで乗物の後側に変形される時の決定によって、乗物の前記 つぶれ部分の前記位置に配置される手段と、障害物との乗物の衝突が、前記つぶ れ部分の前記乗物の要素が前記位置まで後側に変形することを引き起こす時に、 前記搭乗者の制止装置を作動するための前記決定手段に反応する手段、とを具備 する乗物用衝突センサ。
15. １５．前記決定手段が、折れやすい装置と、前記折れやすい装置が破損される時 に感知するための手段、とを有する請求項１４に記載の衝突センサ。
16. １６．前記折れやすい装置が導電体であう、前記感知手段が、前記導電体を通る 電流の遮断を感知するための手段を有する請求項１５に記載の衝突センサ。
17. １７．前記折れやすい装置が光ファイバーであり、前記感知手段が、前記光ファ イバーを通る光の遮断を感知するための手段を有する請求項１５に記載の衝突セ ンサ。
18. １８．前記決定手段が、電気スイッチを有する請求項１４に記載の衝突センサ。
19. １９．前記電気スイッチがリードスイッチであり、前記決定手段は、さらに、磁 石に隣接する乗物の要素がリードスイッチの動作を引き起こす時に、前記リード スイッチを作動するために可動な前記磁石を有する請求項１８に記載の衝突セン サ。
20. ２０．前記電気スイッチが、一対のスイッチ接点と、前記接点を閉鎖位置に付勢 するための手段と、前記接点を前記付勢に逆って開放位置に保持するための手段 、とを有し、それにより、前記保持手段に隣接する乗物要素が動かされる時、前 記保持手段は、前記スイッチ接点が閉鎖することを引き起こすために、開放され る請求項１８に記載の衝突センサ。