JPH0834312A

JPH0834312A - 車載用エアーバッグシステム

Info

Publication number: JPH0834312A
Application number: JP6198053A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Fujiwara; 英俊藤原
Original assignee: Universal Technics Co Ltd
Current assignee: Universal Technics Co Ltd
Priority date: 1994-07-20
Filing date: 1994-07-20
Publication date: 1996-02-06

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的とするところは、車両走行中に
先行車両や物体に自車両が衝突したとき、搭乗者ばかり
でなく先行車両と自車両の車体の破損をも防止する車載
用のエアーバッグを提供するものである。【構成】「請求項１」の本発明によれば、運転している
自車両が走行中に先行車や物体に衝突する際には、予め
マイクロコンピュータの判定部からの指令信号に基づい
て、インフレータに対して衝突予知信号を出力する出力
処理回路と車両のフロントバンパーの下部外側部に装着
されるとともに、上記インフレータに連繋して取り付け
られ、上記インフレータの作動によって車両の前方向に
膨張して車両の損傷や運転者を防止するエアーバッグと
が設けられているため、衝突する直前にエアーバッグを
車両前方に膨張させさせることができることになり、車
両の衝突時の衝撃から搭乗者ばかりでなく車両同士をも
保護できることになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車載用エアーバッグに
係わり、特に車両の走行中に先行車や物体に衝突したと
き、搭乗者だけなく車体をも保護するために車両の外側
に取り付けられる車載用エアーバッグシステムに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の搭乗車保護用のエアーバッグは、
車両内部に設けられていて、車両の衝突の際に搭乗者を
保護するように設けられている。そのエアーバッグのシ
ステムは、図９に示すように、運転者と助手の座席の下
即ち搭乗者の座席の下に収納ボックス２０が設けられて
いて、電気式センサー２１と機械式センサー２２が１個
づつ、ラジエータの前に機械式センサー（衝突センサ
ー）２３が１個配置されている。上記収納ボックス２０
には、上記電気式センサー２１と機械式センサー２２の
ほかに診断装置や昇圧電源やバックアップ用コンデンサ
が内蔵されている。図中２４はエアーバックおよびイン
フレータ，ケーブルリールなどが収容されたエアーバッ
クモジュールで、２５はウォーニングランプである。す
なわち、従来のシステムには、図１０の回路ブロック図
で示すように、車両左右のフェンダーに電気機械式セン
サー２６，２７（フロントエアーバッグセンサー）が各
１個づつ取り付けられている。更に、フロアトンネル部
に電気式センサー（センタエアーバッグセンサー）２８
を電子回路部３０（判定部３１、診断装置３２，昇圧回
路３３がバックアップ用コンデンサ３４）とともに一体
に配置されている。例えば、自車両が先行車両や物体に
衝突したとき、その衝撃を電気式センサー２１が検出し
た信号を出力し、判定部３１が判定した判定値が所定値
以上のとき積分し、エアーバッグ３５の展開に必要な衝
突か否かを判定し、トランジスタ３６を介してインフレ
ータ３７内の点火装置（スクイブ）３８に通電する。一
方、車両前部の電気機械式センサー２６，２７は、トラ
ンジスタ３６と並列に配置され、接点を介して点火装置
３８に通電するようになっている。電源回路は、信頼性
を考慮して冗長設計されており、かつ衝突時の衝撃によ
る電源ラインの断線やバッテリーの破損或いは充電不足
を考慮して、昇圧回路３３で電圧を維持するとともにバ
ックアップ用コンデンサ（バックアップ電源）３４に電
気エネルギーを蓄積するようになっている。自動車の衝
突時には、確実に作動しなければならないので、別途設
けられている図示しない診断装置により、バックアップ
電源３４（電源回路）、判定部３１、点火回路および点
火装置３８の状態を診断し、更に診断装置自身も診断す
るようになっている。判定部３１は、マイクロコンピュ
ータによって判定する。点火装置３８は、半導体スイッ
チで充電されていた電荷により火薬が点火する。衝突し
てから、エアーバッグ３５が展開するまでの時間は約１
００ミリ秒に設定されている。

【０００３】図１１は電気機械センサーの例で、粘性ダ
ンピング方式の衝撃センサーの構造図である。シリンダ
４０の中を球状のマス４１が動く方式で、通常は右のマ
グネット４２によりマスは右に引き寄せられている。衝
撃（減速度）を受けるとマス４１はマグネット４２の吸
引力と、シリンダー４０とマス４１の隙間を通り抜けよ
うとする空気の粘性力とに打ち勝つだけの減速度と時間
があれば、マス４１は接点まで移動して接点を閉じる。
衝撃センサーでは、基本的には衝撃時の加速度を検出す
る。加速度を検出する方法としては、一般にばねと質量
からなる系を用いて、加速度によって質量が力となって
ばねに抗して変位が生じ、それに伴って出力される信号
を用いて検出される。また、従来の衝撃センサーには、
ＥＳ式（電子式）とＥＭ式（電気−機械式）と呼ばれる
ものがある。ＥＳ式の主な方式としては、金属抵抗の変
化を用いるもの、半導体のピエゾ抵抗効果を用いるも
の、圧電効果を用いるもの、磁歪を用いるもの、電磁誘
導を用いるもの、静電容量を用いるもの、差動トランス
を用いるもの、光波の干渉縞を利用するものなどがあ
る。さらに、ＥＭ式の衝撃センサーは、固定されている
匡体側に機械的接点を設けて所定以上の加速度が生じた
ときに、質量が移動して接点を作動させスイッチ出力を
出すようにしたものもある。

【０００４】図１２（ａ），（ｂ）は、セーフィングセ
ンサーと呼ばれるＥＭ式の衝撃センサーの構造図であ
る。この場合には、磁気によって接点が開閉するリード
スイッチ４５を軸として、所定の質量を持つ円筒形の永
久磁石４６がコイルバネ４７によってリードスイッチ４
５のオフ領域に付勢されている。例えば、図１２（ｂ）
に示すように、急ブレーキでは起き得ない数Ｇ以上の加
速度が働くと、永久磁石４６は、コイルバネ４７に抗し
て移動し、リードスイッチ４５がオンする。リードスイ
ッチ４５は１ミリ秒以内の開閉が可能であり、接点は不
活性ガス中に封入されているため、接点の信頼性は良好
である。また、ＥＳ式の衝撃センサーとＥＭ式の衝撃セ
ンサー（セーフィングセンサー）の両方が動作したとき
のみ火薬に点火される仕組みが用いられ、電磁ノイズに
よる誤動作を防止している。

【０００５】図１３は、インフレータ３７の構造図であ
る。これはイグナイタ５０が作動し、着火剤５１を経由
してガス発生剤５２が燃焼する仕組みになっている。こ
の燃焼によって窒素ガスを発生し、フィルタ５４によっ
て冷却、残渣の除去を行ってエアーバッグ３５を膨張さ
せるようになっている。図中５３はリベットで、インフ
レータ３７は精密度を要求されるため、レーザビーム溶
接が施されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上説明してきたよう
に、従来の車載用エアーバッグによるときは、エアーバ
ッグが車両室内のステアリングホイール内に装着され、
衝突時の車両に加えられる衝撃（減速度）をセンサーで
検出した信号で窒素ガス発生装置（インフレータ）に電
気点火し、ガス発生剤を燃焼させて窒素ガスを発生させ
てエアーバッグを膨らませるようになっている。膨らん
だエアーバッグによって搭乗者を衝突時に、フロントガ
ラス，ステアリング，ダッシュボードに激突するのを防
止するようになっている。このため、従来の車載用エア
ーバッグは、運転手等搭乗車の身体を保護してくれるの
みで、先行車両に後続車両が衝突したときや走行車両が
物体に衝突したとき、両車両の車体や走行車両が破損し
まうという問題があった。

【０００７】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、車両走行中に先
行車両や物体に自車両が衝突したとき、搭乗者ばかりで
なく先行車両と自車両の車体の破損をも防止する車載用
のエアーバッグを提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、「請求項１」記載の本発明の車載用のエアーバッグ
は、車両の制動能力を示すエンジンのギヤ比，フットブ
レーキを踏む力，フットブレーキを踏んだ初期時間等の
アナログ信号を入力してデジタル信号に変換するための
Ａ／Ｄコンバータと、他車両又は他の物体と自車両の間
の距離を自車両に取り付けた車速センサーにより測定し
デジタル信号として入力する入力処理回路と、上記Ａ／
Ｄコンバータにより変換されたデジタル信号と上記入力
処理回路から出力されたデジタル信号とを比較し、車両
又は他の物体と自車両との間の距離を演算するためのマ
イクロコンピュータと、上記マイクロコンピュータに内
蔵され、上記マイクロコンピュータから出力された信号
と予めマイクロコンピュータの記憶手段に記憶されてい
る信号を比較し衝突予知信号の指令信号を出力するか否
かを判定する判定部と、上記判定部で衝突すると判定し
た場合に判定部からの指令信号に基づいて、インフレー
タに対して衝突予知信号を出力する出力処理回路と、車
両のフロントバンパーの下部外側部に装着されるととも
に、上記インフレータに連繋して取り付けられ、上記イ
ンフレータの作動によって車両の前方向に膨張して車両
の損傷や運転者を防止するエアーバッグと、から構成し
たことを特徴とする。

【０００９】

【作用】以上の構成よりなる「請求項１」の本発明によ
れば、運転している自車両が走行中に先行車や物体に衝
突する際には、予めマイクロコンピュータの判定部から
の指令信号に基づいて、インフレータに対して衝突予知
信号を出力する出力処理回路と車両のフロントバンパー
の下部外側部に装着されるとともに、上記インフレータ
に連繋して取り付けられ、上記インフレータの作動によ
って車両の前方向に膨張して車両の損傷や運転者を防止
するエアーバッグとが設けられているため、衝突する直
前にエアーバッグを車両前方に膨張させさせることがで
きることになり、車両の衝突時の衝撃から搭乗者ばかり
でなく車両同士をも保護できることになる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係る車外エアーバッグシステ
ムの一実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明
の車載用エアーバックシステムの外観を示す斜視図、図
２は本発明の車載用エアーバックシステムの基本的な回
路構成を示す回路ブロック図、図３はレーザレーダ式車
間距離測定原理を示す説明図、図４はレーザレーダ式車
間距離測定に使用する距離測定用回路のブロック図、図
５（１−ａ）から（３）は各部の波形を示す特性図、図
６は本発明で使用する車速センサーの配置を示す断面
図、図７は本発明で使用するＭＲＥの回路構成を示す回
路図、図８（ａ）から（ｄ）はＭＲＥの動作原理を示す
説明図である。

【００１１】図１に示すように、本発明に係る車載用エ
アーバックシステムに用いられるインフレータ１は、自
己の自動車Ａ外部にあるバンバーの下部付近に取り付け
られ、衝突の予知信号によりこのインフレータ１が作動
し、エアーバッグ２を自己の自動車Ａの前方に膨張さ
せ、衝突時に自己の自動車Ａと他の自動車並びに人体へ
の衝撃を防ぐシステムに構成されている。

【００１２】図２は、本発明の車載用エアーバッグシス
テムのブロック図である。エアーバッグシステムの作動
制御は、図で示すように、ＥＣＵ３（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
ｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）によって行われ、中枢
となる部品である。ＥＣＵ３は、マイクロコンピュータ
４とＡ／Ｄコンバータ５と入力処理回路６と出力処理回
路７、判定部８（マイクロコンピュータ４内に含まれ
る）、電源回路９により概略構成されている。

【００１３】衝突予知そのものは、制御能力、車間距
離、自車速度によって行う。また、制御能力としてエン
ジンギア比、フットブレーキを踏む力、フットブレーキ
を踏んだ初期時間等のアナログ信号をＡ／Ｄコンバータ
５を介してマイクロコンピュータ４に入力する。車間距
離として他の自動車Ｂ又は物体と自己の自動車Ａの間の
距離を後述する方法で測定し、入力処理回路６を介して
マイクロコンピュータ４に入力する。

【００１４】自動車Ａの速度として、後述する車速セン
サーによる信号を入力処理回路６を介して、マイクロコ
ンピユータ４に入力する。マイクロコンピユータ４は入
力された信号によって次の演算を行う。１）ギア比からエンジンブレーキによる制動能力計算
をする。２）フットブレーキを踏んだ力から自己の自動車Ａが
停止するまでの時間、距離を計算する（自己の自動車Ａ
の車速を含める）。３）１）と２）による全体の制動能力計算する。４）車間距離信号によって、車間距離伸縮度（ｍ／
ｃ）を計算する。自己の自動車Ａの車速信号とともに刻
々変化する車間距離の加速度（減速度）を計算する。ま
た、上述した２）によって計算された制動までの時間内
に、車間距離がどれだけになるか、車間距離伸縮度（ｍ
／ｃ）によって計算する。

【００１５】マイクロコンピユータ４によって得られる
情報としては、以下のものがあげられる。自動車の制動能力（ミッションのギア比によるエン
ジンブレーキ、フットブレーキを踏んだ初期時間、フー
トブレーキによる自己の自動車Ａが停止するまでの時
間、距離）現在の車間距離（ｍ）車間距離伸縮度（ｍ／ｓ）

【００１６】マイクロコンピユータ４内の記憶手段とし
て用いられるＰＲＯＭ１０には、判断情報として次のこ
とがプログラミングされている。マイクロコンピユータ
４のＰＲＯＭ１０には、予め、制動能力と車間距離伸縮
度との関係がプログラミングされていて、メモリーとし
て記憶されている。つまり、自己の自動車Ａが停止する
までの間に車間距離がどれだけになるかがメモリーされ
ている。

【００１７】マイクロコンピユータ４内の判定部７の判
定としては、次のようなことがあげられる。図４にある
判定部８は、マイクロコンピユータ４に内蔵されてい
る。上記判定部８には、マイクロコンピユータ４で得ら
れた情報、自己の自動車Ａの制動能力（自己の自動車Ａ
が停止するまでの時間、距離）、現在の車間距離、車間
距離伸縮度を、マイクロコンピユータ４のＰＲＯＭ１０
の情報、制動能力と車間距離伸縮度の関係と比較する。
両者の情報の比較によって、制動距離に対して、制動に
よって停止したときの車間距離がゼロからマイナスの場
合、衝突信号を出力処理回路に送るように指示する。こ
の信号によってインフレータ１が作動し、エアーバッグ
２が自己の自動車Ａの前方向に膨らむように設定されて
いる。

【００１８】上記インフレータ１は、自己の自動車Ａの
バンバーの下部等に左右に２個取り付けられる。自己の
自動車Ａを保護するためのエアーバッグ２は、従来例で
述べた室内エアーバッグに比べてはるかに大きくなるの
で、ガス量も当然多く使用することが必要となる。従っ
て、インフレータ１そのものも従来例で述べたものより
は大型なものが使用されている。

【００１９】上記エアーバッグ２には、他の自動車Ｂや
物体などが衝突するため、その衝撃に耐えうるような強
度が要求される。さらに、エアーバッグ２の材質につい
ても衝突に充分耐えるものでなければならない。

【００２０】次に、車間距離を測定するための車間距離
測定法を図３〜図５（１），（２），（３）に基づいて
説明する。図３はレーザレーダ式による車間距離測定原
理図である。この場合には、レーザレーダ１５は、パル
スレーザドライバからのパルスレーザ光を他の自動車Ｂ
（検知物体）に照射し、反射して戻ってくるまでの時間
差を検出することによって、車間距離を数式（１）で計
測する。

【００２１】図４はレーザレーダ式による車間距離測用
の回路ブロック図である。照射用光学系１６と反射用光
学系１７とから概略構成されていて、マイクロコンピュ
ータ４に車間距離情報を入力するように構成されてい
る。図中１６ａはパルス光アンプで照射光用トリガ発生
モジュール１６ｂ及びコントロールユニット１８を介し
てパルスレーザドライバ１９からパルスレーザ光を他の
検知物体に照射し、反射用光学系１７では検知物体から
の反射光をパルス光アンプ１７ａ，反射光用トリガ発生
モジュール１７ｂを介してコントロールユニット１８に
入力するように構成されている。図５は上記各部におけ
る特性を示したもので、図５（１）はパルス光アンプの
特性図，図５（２）はトリガ発生モジュールの特性図，
図５（３）は時間／電圧変換の特性図である。図６から
図８は、車速センサーＳの構成と原理およびＭＲＥの原
理を示したもので、図６で示すように、自動車Ａ内の駆
動軸１１の上方側のワイヤーハーネス１２が取り付けら
れる中間に位置する部分に、ＩＣ１３が装着されてい
る。この場合には、車速センサーＳとして磁気抵抗素子
（ＭＲＥ；ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ
Ｅｌｅｍｅｎｔ）１４内蔵のＩＣ１３が用いられてい
る。自動車Ａの駆動軸１１が図８で示すようにトランス
ミッション１５のギアにより駆動されると、これに連結
したリング多極マグネット１５ａが回転する。このリン
グ多極マグネット１５ａの回転により発生する磁束変化
により、ＩＣ１３内にあるＭＲＥの抵抗が変化する。

【００２２】図８の（ｂ）から（ｄ）はＭＲＥ１４を用
いた車速センサーＳの車速センサー回路の作動原理図で
ある。ここで示してあるように、ＭＲＥ１４は流れる電
流の方向と磁力線の方向が互いに平行になったとき、抵
抗が最大となり、逆に電流と磁力線の方向が直交したと
き、抵抗が最小となる性質を持っている。

【００２３】以上の構成よりなるこの実施例の本発明車
載用エアーバッグシステムによれば、運転している自己
の自動車Ａが走行中に先行車Ｂや物体に衝突する際に
は、予めマイクロコンピュータ４の判定部８からの指令
信号に基づいて、インフレータ１に対して衝突予知信号
を出力する出力処理回路７と自己の自動車Ａのフロント
バンパーの下部外側部に装着されるとともに、上記イン
フレータ１に連繋して取り付けられ、上記インフレータ
１の作動によって自己の自動車Ａの前方向に膨張して自
動車Ａの損傷や運転者を防止するエアーバッグ２とが設
けられているため、予め衝突の予知信号により、衝突す
る直前にエアーバッグ２を車両前方に膨張させさせるこ
とができ、車両の衝突時の衝撃から搭乗者ばかりでなく
自己の自動車Ａおよび相手側の自動車Ｂの車両同士の損
傷をも保護できることになる。

【００２４】

【本発明の効果】以上の構成よりなる「請求項１」の本
発明によれば、運転している自車両が走行中に先行車や
物体に衝突する際には、予めマイクロコンピュータの判
定部からの指令信号に基づいて、インフレータに対して
衝突予知信号を出力する出力処理回路と車両のフロント
バンバーの下部外側部に装着されるとともに、上記イン
フレータに連繋して取り付けられ、上記インフレータの
作動によって車両の前方向に膨張して車両の損傷や運転
者を防止するエアーバッグとが設けられているため、衝
突する直前にエアーバッグを車両前方に膨張させさせる
ことができることになり、車両の衝突時の衝撃から搭乗
者ばかりでなく車両同士をも保護できることになるなど
諸々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明の本発明の車載用エアーバックシス
テムの外観を示す斜視図である。

【図２】は、本発明の車載用エアーバックシステムの基
本的な回路構成を示す回路ブロック図である。

【図３】は、レーザレーダ式車間距離測定原理を示す説
明図である。

【図４】は、レーザレーダ式車間距離測定に使用する距
離測定用回路のブロック図である。

【図５】（１）はパルス光アンプの特性を示す特性図で
ある。（２）はトリガ発生モジュールの特性図である。
（３）は、時間／電圧変換における照射光，反射光，電
圧出力の特性を示す特性図である。

【図６】は、本発明で使用する車速センサーの配置を示
す断面図である。

【図７】は、本発明で使用するＭＲＥの回路構成を示す
回路図である。

【図８】（ａ）は、磁力線の方向を示す説明図である。
（ｂ）は、磁力線の水平方向の例を示すＭＲＥの原理説
明図である。（ｃ）は、磁力線の直交方向の例を示すＭ
ＲＥの原理説明図である。（ｄ）は、磁力線の垂直方向
の例を示すＭＲＥの原理説明図である。

【図９】は、従来のエアーバックシステム例を示す斜視
図である。

【図１０】は、従来のエアーバックシステム例の回路構
成を示す回路ブロック図である。

【図１１】は、従来使用されている衝撃センサーの要部
断面図である。

【図１２】（ａ）は、従来使用されているセーフティン
グセンサーの停止状態（ＯＦＦ）の時の原理図である。
（ｂ）は、従来使用されているセーフティングセンサー
の動作時（ＯＮ）の時の原理図である。

【図１３】は、従来使用されているインフレータの要部
を断面で示した斜視図である。

【符号の説明】

Ａ・・・自己の自動車Ｂ・・・他の自動車１・・・インフレータ２・・・エアーバッグ３・・・ＥＣＵ４・・・マイクロコンピュータ５・・・Ａ／Ｄコンバータ６・・・入力処理回路７・・・出力処理回路８・・・判定部９・・・電源回路１０・・・ＰＲＯＭ１１・・・駆動軸１２・・・ワイヤーハーネス１３・・・ＩＣ１４・・・磁気抵抗素子（ＭＲＥ）１５ａ・・・リング多極マグネット

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【手続補正書】

【提出日】平成６年１２月７日

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図３】

【図２】

【図６】

【図７】

【図９】

【図１１】

【図１３】

【図４】

【図５】

【図８】

【図１２】

【図１０】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の制動能力を示すエンジンのギヤ比，
フットブレーキを踏む力，フットブレーキを踏んだ初期
時間等のアナログ信号を入力してデジタル信号に変換す
るためのＡ／Ｄコンバータと、他車両又は他の物体と自車両の間の距離を自車両に取り
付けた車速センサーにより測定しデジタル信号として入
力する入力処理回路と、上記Ａ／Ｄコンバータにより変換されたデジタル信号と
上記入力処理回路から出力されたデジタル信号とを比較
し、車両又は他の物体と自車両との間の距離を演算する
ためのマイクロコンピュータと、上記マイクロコンピュータに内蔵され、上記マイクロコ
ンピュータから出力された信号と予めマイクロコンピュ
ータの記憶手段に記憶されている信号を比較し衝突予知
信号の指令信号を出力するか否かを判定する判定部と、上記判定部で衝突すると判定した場合に判定部からの指
令信号に基づいて、インフレータに対して衝突予知信号
を出力する出力処理回路と、車両のフロントバンパーの下部外側部に装着されるとと
もに、上記インフレータに連繋して取り付けられ、上記
インフレータの作動によって車両の前方向に膨張して車
両の損傷や運転者を防止するエアーバッグと、から構成したことを特徴とする車載用エアーバッグシス
テム。