JPH0939698A - 車両用自動衝突衝撃吸収緩和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 衝撃センサーおよび／または慣性力センサー
と、前記衝撃センサーから出力される衝撃検知信号およ
び／または前記慣性力センサーから出力される慣性力検
知信号を入力することにより車両衝突を検知し、起動信
号を出力する制御手段と、前記制御手段から出力される
起動信号によって駆動する起動手段と、起動手段の駆動
により衝突衝撃吸収緩和装置を作動する衝撃吸収緩和手
段とを車両内に備えてなることを特徴とする車両用自動
衝突衝撃吸収緩和装置。 【効果】 この発明の車両用自動衝突衝撃吸収緩和装置
によると、車両の衝突事故発生を検知し自動的に衝突衝
撃吸収緩和装置を作動させることによって車両の衝突衝
撃に伴い運転者等の乗員が受ける慣性力による衝撃を吸
収又は緩和することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は車両用自動衝突衝撃吸
収緩和装置に関し、詳しくは車両衝突を検知し自動的に
衝突衝撃吸収緩和装置を作動させることによって車両の
衝突衝撃に伴い運転者等の乗員が受ける慣性力による衝
撃を吸収又は緩和する車両用自動衝突衝撃吸収緩和装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】車両の衝
突事故においては、衝突時の衝撃により運転者等の乗員
は、ハンドル、パネル、フロントガラス等に激突するこ
とにより負傷することが多い。シートベルトの着用、衝
突時に膨張しその弾力性により乗員を保護するエアバッ
クシステムの自動車への装備は、衝突による負傷の減少
にかなりの効果を発揮する。

【０００３】一方、エアバックシステムにより衝突事故
自体によっては死亡が避けられた場合であっても、エア
バックへの激突により、失明したり、顔面や頭部の損傷
を受けることもある。特に、眼鏡を掛けていたり、コン
タクトレンズを使用していた場合に、眼鏡やコンタクト
レンズによって眼球に損傷を与え失明する場合もある。
又、エアバックへ激突した衝撃により鼓膜を損傷する場
合もある。

【０００４】シートベルトを着用することによって、運
転者等の乗員が、ハンドル、パネル、フロントガラス等
への激突を阻止し又は激突の衝撃緩和する効果が認めら
れる。あるいは、運転者等の乗員が車両から放りだされ
ることを防止する効果も認められる。

【０００５】一方、現在装着されているシートベルト
は、車両衝突に伴って運転者等の乗員に直接かかる慣性
力の働きによって、かえって着用しているシートベルト
による運転者等の乗員の内臓への強い衝撃がもとで、内
臓破裂を起こしそれに起因し死亡に至る場合もある。

【０００６】しかしながら、車両衝突に伴う運転者等の
乗員の、フロントガラスその他車両内部装備への激突に
よる衝撃力を吸収緩和するための防護手段についてはい
ろいろ開発されつつあるが、車両衝突により運転者等の
乗員に働く慣性力を、吸収し又は緩和することによって
フロントガラスその他車両内部装備への衝突を阻止し、
および／または運転者等の乗員が着用しているシートベ
ルトの張力をコントロールすることにより、運転者等の
乗員の内臓にシートベルトから受ける衝撃を、吸収し又
は緩和する装置については未だ開発されていないのが現
状である。

【０００７】したがって、運転者等の乗員に直接働く車
両衝突に伴う慣性力による衝撃を吸収し又は緩和する装
置が望まれていた。

【０００８】つまり、この発明の目的は、車両の衝突事
故により発生した車両衝突による衝撃を検知し、自動的
に衝突衝撃吸収緩和装置を作動させることにより、運転
者等の乗員に働く車両衝突の衝撃による慣性力を吸収し
又は緩和し、運転者等の乗員に受ける慣性力の影響を吸
収又は緩和することが出来る車両用自動衝突衝撃吸収緩
和装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【前記課題を解決する手段】前記課題を解決するため、
この発明者らが鋭意検討した結果、車両に衝撃センサー
および／または慣性力センサーを設置し、これらから出
力される検知信号に基づいて制御手段が車両衝突の発生
を判断し、制御手段の制御により起動手段を駆動させ、
これにより衝突衝撃吸収緩和装置を作動することによっ
て運転者等の乗員が受ける慣性力の影響を効果的に吸収
し又は緩和することが出来ることを見出してこの発明に
到達した。

【００１０】前記課題を解決するための請求項１に記載
の発明は、衝撃センサーおよび／または慣性力センサー
と、前記衝撃センサーから出力される衝撃検知信号およ
び／または前記慣性力センサーから出力される慣性力検
知信号を入力することにより車両衝突を検知し、起動信
号を出力する制御手段と、前記制御手段から出力される
起動信号によって駆動する起動手段と、起動手段の駆動
により衝突衝撃吸収緩和装置を作動する衝撃吸収緩和手
段とを車両内に備えてなることを特徴とする車両用自動
衝突衝撃吸収緩和装置である。

【００１１】

【作用】この発明の車両用自動衝突衝撃吸収緩和装置
は、下記のように作用する。

【００１２】車両の適当な位置に設置された衝撃センサ
ーは、衝突事故が発生すると衝突検知信号を発する。前
記衝突検知信号は制御手段に入力される。さらに車両の
適当な位置に装備された慣性力センサーにより発せられ
る慣性力検知信号も制御手段に入力される。前記制御手
段は、これら入力された前記衝突検知信号および前記慣
性力検知信号のいずれかおよび両方を入力してこれにつ
いて分析し、一定の条件を満たす時に、起動手段に対し
て起動信号を発する。前記一定の条件をみたすときとし
て、（1）前記衝撃センサーから入力される衝撃検知信号
が所定値以上の衝撃を示す信号であり、および／または
前記慣性力センサーから出力される慣性力検知信号が所
定値以上であることを示す信号であるとき、（2）前記衝
撃センサーから入力される衝撃検知信号が所定値以上の
衝撃を示す信号であり、および／または前記慣性力セン
サーからの入力される慣性力検知信号が一定速度以上の
加速度上昇を示す信号であるときなどを挙げることがで
きる。

【００１３】前記制御手段から出力される起動信号によ
って前記起動手段は駆動を開始し、衝撃吸収緩和手段を
起動することによって衝突衝撃吸収緩和装置が作動され
る。前記衝突衝撃吸収緩和装置は、前記車体の、衝突衝
撃等により破損しにくい場所に配置するのが良い。

【００１４】このようにして、この発明の車両用自動衝
突衝撃吸収緩和装置は、衝突事故が発生した時に、それ
を自動的に検知し、衝突衝撃吸収緩和装置を作動するこ
とにより自動的に運転者等の乗員が受ける慣性力の影響
を効果的に吸収し又は緩和する。

【００１５】

【実施例】この発明について、この発明の車両用自動衝
突衝撃吸収緩和装置の一実施例を用いて説明する(図１
参照）。

【００１６】本実施例の自動衝突衝吸収撃緩和装置は、
車両内の適宜の部署に配置された複数の衝撃センサー
１、１車両内の適宜の部署に配置された複数の慣性力セ
ンサー２、２と、前記慣性力センサー２、２から出力さ
れる慣性力検知信号および前記衝撃センサー１、１から
出力される衝撃検知信号を入力し、起動信号を出力する
制御手段４と、前記制御手段４から出力される起動信号
によって駆動する起動手段３と、起動手段３の駆動によ
り衝突衝撃吸収緩和装置を作動する衝撃吸収緩和手段５
とを備える。

【００１７】本実施例における衝撃センサーを、図２に
示した。

【００１８】衝撃センサーは、支持台１０と、支持台１
０上に載置された幅広のワイヤーにより成形されたコイ
ル１１と、前記コイル１１上に載置された円柱形の重り
１２（例えば金属製の重り）とを有してなる。前記コイ
ル１１の両端は前記支持台１０と前記重り１２にそれぞ
れ結合されている。前記コイル１１は、圧縮された状態
で密接して倦回されている。前記金属製の重り１２は前
記コイル１１に安定に載置される。前記重り１２の下面
中央部には、図３に示すように、充分な可撓性を有し、
非導電性であるワイヤー１３が接続されている。前記ワ
イヤーの他端は前記支持台上面に設けられた貫通孔１４
に貫通挿入され、支持台内部の絶縁板１５に固定された
可撓性を有する可動接点端子１６の先端部に接続されて
いる。

【００１９】前記絶縁板における前記可動接点端子１６
の上方には、さらに他の接点端子１７が固定されてい
る。

【００２０】所定値に満たない衝撃力がこの衝撃センサ
ーに加わった場合には、前記重り１２は前後左右に揺れ
動くが、前記コイル１１の復元力によって、元の状態に
安定する。したがって、前記重り１２は、支持台１０上
から脱離することはない。一方、所定値以上の衝撃力が
この衝撃センサーに加わると前記重り１２は、前記支持
台１０上から脱離する。この脱離にともない前記コイル
１１は大きく引き伸される。また、前記重り１２に接続
された前記ワイヤー１４が引っ張られることによって、
前記可撓性の可動接点端子１６は、前記他の接点端子１
７と接触する。このようにして、衝撃を電気的な信号に
変換することができる。

【００２１】この発明における衝撃センサーとしては、
もちろん本実施例に限定されず、例えばひずみゲージ、
または物体とひずみゲージとを組み合わせた衝撃センサ
ーを好適に使用することもできる。

【００２２】前記ひずみゲージとしては、金属抵抗ひず
みゲージおよび半導体ひずみゲージを挙げることがで
き、前記金属抵抗ひずみゲージとしては、線ゲージおよ
び箔ゲージ、前記半導体ひずみゲージとしては、バルク
ゲージ、蒸着ゲージ、拡散ゲージ、その他の感圧素子を
挙げることができる。

【００２３】本発明における衝撃センサーが発する衝撃
検知信号としては、上記に詳述した衝撃センサーの場合
のように、所定値以上の衝撃力であるか否かの二通りの
衝撃検知信号でもよいし、連続的な衝撃検知信号であっ
てもよい。

【００２４】また、この発明における衝撃の検出は、衝
撃自体を検出するものでもよいし、ひずみの発生として
検出しても良い、さらに衝撃時に物体に加わる圧力や、
加速度の変化等を検出する方法によったものでもよい。

【００２５】前記慣性力センサーの一例の要素部分を、
図４に示した。

【００２６】本実施例の特徴は、慣性力センサー内の適
宜の部署に配置された感知バネ２１、２１、２１、２
１、慣性力センサー内の適宜の部署に配置された加速度
上昇感知センサー２２、２２、２２、２２の一方および
／または双方が連動し慣性力センサーを作動させるとこ
ろにある。もちろん慣性力センサーは本実施例に限定さ
れるものではなく、慣性力を有用に感知するものであれ
ばよい。

【００２７】感知バネの強弱等作動条件を入力設定する
場合に、運転者等の乗員の体重その他車両に搭乗する乗
員の基礎条件が、手動および／または自動により設定さ
れ入力される。特に、感知バネと加速度上昇感知センサ
ーの双方を連動し作動させる場合においては、感知バネ
の強弱等は加速度上昇感知センサーの上昇速度に影響し
極めて重要な要素である。

【００２８】例えば、同種車両且つ同一スピード等車両
の衝突時の衝撃条件が同じであっても、運転者等の乗員
の体重その他車両に搭乗する乗員の基礎条件が異なるこ
とにより、車両の衝突衝撃吸収緩和装置の作動を要する
場合と車両の衝突衝撃吸収緩和装置の作動を要しない場
合という二つの結果が発生する。

【００２９】本実施例における慣性力センサーは、慣性
力を感知するために慣性力の影響を受けて作動する重要
な錘の内に、運転者等の乗員そのものを錘として扱い、
これを取り入れることに重要な意味があり、運転者等の
乗員そのものが受ける慣性力を、シートベルトおよび／
または座席その他に設置した慣性力測定伝導端子等を通
じ慣性力センサーに伝達される。

【００３０】前記慣性力センサーについても、衝撃セン
サーとして使用出来るものはすべて同様に使用すること
は可能である。衝撃センサーは車両の外部から受けた衝
撃の検知を目的とすれば、慣性力センサーは車両の外部
から受けた衝撃に基づき、二次的に発生する運転者等の
乗員が受ける慣性力および／または運転者等の乗員が受
ける慣性力の影響で負荷されるシートベルトの張力等を
検知すればよいからである。

【００３１】この発明の慣性力センサーを装着する場所
に制限はないが、座席の下部内あるいは座席シート内部
に設置することが好ましい。前記座席の下部内あるいは
座席シート内部に設置すると、他の緩衝を余り受けず、
瞬時に運転者等の乗員が受けた慣性力を検知しやすいか
らである。

【００３２】本実施例においては、前記衝撃センサーの
発する衝撃検知信号が所定値以上であるか否かの判断
は、前記制御手段において行なう。そして、所定値以上
であると判断した時、衝突衝撃吸収緩和装置を作動させ
るべき車両事故が発生したと判断する。前記事故発生の
判断があった場合には、瞬時に慣性力センサーの出力す
る慣性力検知信号が制御手段によって記録される。そし
て、例えば慣性力加速度の上昇速度（単位時間当たりの
加速度の変化）を計算し、ある設定値を超えた場合に衝
突衝撃吸収緩和装置を作動させるべき事故発生と判断さ
れる。この慣性力加速度の上昇速度の設定値は、前記運
転者等の乗員の基礎条件に基づき設定される感知バネの
強弱作動条件設定に限らず、例えば慣性力センサーを設
置する場所等によっても自由な値に設定することができ
る。

【００３３】この発明において重要なことは、仮に衝撃
センサーから受ける衝撃検知信号が同値であっても、慣
性力センサー内に記録される慣性力加速度の上昇速度は
運転者等の乗員の体重、衝突衝撃時における乗員の筋力
その他反慣性力として働く力、その他乗員の条件によっ
て異なることである。

【００３４】次に重要なことは、慣性力センサーからの
慣性力検知信号の記録によって制御手段が設定値以上の
慣性力加速度の上昇速度と判断されない限り、前記衝撃
センサーからの衝撃検知信号が制御手段に入力されて事
故発生と判断しても衝突衝撃吸収緩和装置を作動させる
べき事故発生とは判断しないことである。従って、この
場合には制御手段からは起動信号が出力されず、よって
起動手段は駆動されない。

【００３５】また、逆に慣性力検知信号により衝突衝撃
吸収緩和装置を作動させるべき事故発生と判断された場
合であっても、衝撃センサーから入力される衝撃検知信
号が所定値以上の衝撃を示す信号が検出されない場合も
同様に衝突衝撃吸収緩和装置を作動させるべき事故発生
とは判断されない。

【００３６】この発明に採用することのできる制御手段
の一具体例における、衝突発生より衝突衝撃吸収緩和装
置を作動させるべき事故発生の判断が行われるまでの機
構を図５を参照して説明する。

【００３７】ボタン・スイッチにより手動的におよび／
または運転者等の乗員の座席着座時におけるシート加圧
等により作動する加圧センサーによる感知その他の方法
によって自動的に、慣性力センサー内および／または外
に設置した、加速度上昇感知センサーに連動させた感知
バネ装置に、バネの付勢力の強弱等作動基礎条件を設定
し、感知バネの付勢力に連動して慣性力センサーを作動
させる場合における基礎条件を設定する（ステップ
１）。衝撃センサーから出力される衝撃検出信号が所定
値（Ａ）以上であるか否かについて判断し（ステップ
２）、所定値未満であると再度衝撃検知信号持ちの状態
になる。前記所定値（Ａ）以上であると、衝突発生と判
断し、慣性力センサーの慣性力検知信号の入力が開始さ
れる（ステップ４）。最初の入力時の慣性力加速度の上
昇速度をＲＡＭ内に記録し、最初の入力からｔ秒後にお
ける慣性力加速度の上昇速度との比較を行なう（ステッ
プ６）。

【００３８】その結果、単位時間ｔ秒の間の慣性力加速
度の上昇速度が所定値（Ｂ）以上である場合、衝突衝撃
吸収緩和装置を作動させるべき事故発生と判断し、起動
手段に電気的な起動信号を発する。慣性力加速度の上昇
速度が所定値（Ｂ）以下である場合には、衝突衝撃吸収
緩和装置を作動させるべき事故発生と判断されずに、更
に単位時間後の慣性力加速度の上昇速度との比較が行わ
れる。

【００３９】この発明において衝突衝撃吸収緩和装置を
作動させるべき事故発生は、上記のように衝撃および設
定値以上の慣性力加速度の上昇速度の検知によって判断
させても良いし、前記設定値以上の慣性力加速度の上昇
速度の検知に代えてある設定加速度に達したことの検知
によって判断させるものであっても良い。

【００４０】好ましくは、前記設定値以上の慣性力加速
度の上昇速度の検知により判断させる。この判断方法に
よると、衝突衝撃吸収緩和装置を作動させるべき事故発
生から短時間で衝突衝撃吸収緩和装置を作動させるべき
事故発生と判断させることができるからである。これに
対し、前記一定の加速度に達したことにより判断させる
と衝突衝撃吸収緩和装置を作動させるべき事故発生から
衝突衝撃吸収緩和装置を作動させるべき事故発生の検出
までに時間を要する。

【００４１】本実施例における制御手段は、前記した方
法により、つまり衝撃の検出後の慣性力センサーからの
慣性力検知信号を記録し、一定の慣性力加速度上昇速度
以上の慣性力加速度上昇があったときに衝突衝撃吸収緩
和装置を作動させるべき事故発生と判断する。前記制御
手段から起動手段に対して起動信号が発せられると、起
動手段が駆動する。

【００４２】前記起動手段としては、車両の衝突衝撃を
吸収緩和する衝撃吸収緩和手段たる衝突衝撃吸収緩和装
置を作動するものであれば特に限定されない。

【００４３】本実施例の起動手段の一例における要素部
分を、次に説明する。

【００４４】衝突衝撃吸収緩和装置起動装置本体（以
下、本体という。）は、その一端部に設けられた固定用
ナットによって、衝突衝撃吸収緩和装置の一部に接続さ
れている。

【００４５】ここで、この衝突衝撃吸収緩和装置を添着
する場所としては、シートベルトおよび／または座席が
考えるられるが、運転者等の乗員が受ける慣性力による
衝撃を吸収又は緩和することが出来るところであれば特
に限定するものではない。

【００４６】ここで、衝突衝撃吸収緩和装置は、ガスお
よび／または液体および／または粉末噴射口を備えた衝
突衝撃吸収緩和装置本体と、この衝突衝撃吸収緩和装置
本体内に収容された圧縮ガスおよび／または液体および
／または粉末と、圧縮ガスおよび／または液体および／
または粉末を前記ガスおよび／または液体および／また
は粉末噴射口から高圧噴射させるための噴射ガスを充填
したガス充填内容器とを備える。この衝突衝撃吸収緩和
装置は、この発明における本体起動手段により、前記ガ
ス充填内容器における封止板を破壊することによりガス
充填内容器から噴出するガス圧により、ガスおよび／ま
たは液体および／または粉末が、ガスおよび／または液
体および／または粉末噴射口から噴射することができる
ようになっている。

【００４７】前記本体は、前記衝突衝撃吸収緩和装置に
装着される。前記本体は、その内部に、緩衝材穿孔部材
と火薬とを有し、前記緩衝材穿孔部材は、一端には鋭利
な緩衝材穿孔刃を有し、他端は前記本体内周面に接触
し、かつ摺動可能に設けられてなる支持体の切欠凹部に
挿入固定されている。前記火薬は、前記支持体の裏側に
充填され、その中心部に点火用の点火玉を有してなる。

【００４８】前記支持体の外周面には、凹状溝が形成さ
れ、前記凹状溝内には０リングが設けられている。前記
０リングによって、前記支持体の、本体内周面に対する
密着性と内周面に沿っての摺動性とが同時に確保され
る。

【００４９】前記制御手段からの起動信号が発せられる
と、つまり本実施例においてはリードを介して、前記点
火玉に電流が通電されると前記点火玉は発火する。それ
によって、周囲に充填された前記火薬にも着火し爆発す
る。前記火薬の爆発のエネルギーによって、前記支持体
および前記支持体に支持される緩衝材穿孔部材は、前記
本体内の前記緩衝材方向へと瞬時に移動する。そして、
先端部の緩衝材穿孔刃が、衝突衝撃吸収緩和装置本体内
に装填されているガス充填内容器の封止板を穿孔する。
ガス充填内容器の封止板の穿孔により衝突衝撃吸収緩和
装置本体内で膨満するガス圧によって、ガスおよび／ま
たは液体および／または粉末が、ガスおよび／または液
体および／または粉末噴出口から噴出する。

【００５０】その直後には、前記緩衝材穿孔部材に倦回
され、かつ前記火薬の爆発力によって縮められていたバ
ネの付勢力により前記緩衝材穿孔刃が元の位置まで押し
戻される。

【００５１】このようにして、前記制御手段からの起動
命令による衝突衝撃吸収緩和装置起動手段の起動、およ
び起動による衝突衝撃吸収緩和装置の作動がおこる。

【００５２】本発明における衝突衝撃吸収緩和装置起動
手段は前記構成に限定されるものではない。たとえば、
ガスおよび／または液体および／または粉末を充填する
衝突衝撃吸収緩和装置本体に装着され、起動信号により
発火するように構成された火薬を有し、火薬の爆発によ
り生じるガスによって前記衝突衝撃吸収緩和装置本体内
のガスおよび／または液体および／または粉末を、ガス
および／または液体および／または粉末噴出口から噴出
するように構成されたものでも良い。

【００５３】本発明における運転者等の乗員の車両衝突
時の衝撃吸収緩和手段としては、運転者等の乗員が衝突
時において受ける慣性力を吸収緩和する作用を有すれば
特に制限はなく、本実施例で用いた衝突衝撃吸収緩和装
置に限定されない。

【００５４】この発明の車両用自動衝突衝撃吸収緩和装
置を装備する車両としては、特に制限はなく、乗用車、
トラック、バス、ダンプカー、トレーラー、特殊自動車
等を挙げることができる。

【００５５】また、この発明の車両用自動衝突衝撃吸収
緩和装置を装備する場所にも制限はないが、運転者等の
乗員の車両衝突時の衝撃を直接吸収緩和しやすい、シー
トベルト、座席等に装着するのが良い。又、衝突衝撃吸
収緩和装置起動装置についても衝突衝撃吸収緩和装置並
びに慣性力センサーに連動しやすいよう座席の下部内に
設置することが好ましい。

【００５６】以上に詳述した実施例においては、衝撃セ
ンサーおよび慣性力センサーを備える車両用自動衝突衝
撃吸収緩和装置であるが、この発明においては衝撃セン
サーおよび慣性力センサーのいずれかを備える車両用自
動衝突衝撃吸収緩和装置であっても良い。

【００５７】

【発明の効果】本発明の車両用自動衝突衝撃吸収緩和装
置によると、衝突事故による運転者等の乗員が受ける慣
性力による衝撃を検知し自動的に衝突衝撃吸収緩和装置
を作動させることによって、車両衝突事故発生後瞬時
に、運転者等の乗員が受ける慣性力による衝撃を吸収緩
和ことができる。したがって、衝突事故を起した車両の
乗員の死傷の可能性を減少することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の車両用自動衝突衝撃吸収緩和
装置の一具体例を示す概略説明図である。

【図２】図２は、本発明における衝撃センサーの一具体
例を示す概略説明図である。

【図３】図３は、本発明における衝撃センサーの一具体
例を示す断面図である。

【図４】図４は、本発明における慣性力センサーの一具
体例の要素を示す概略説明図である。

【図５】図５は、本発明における一実施例である制御手
段の作用を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１・・・衝撃センサー、２・・・慣性力センサー、３・
・・起動手段、４・・・制御手段、 ５・・・衝突衝
撃吸収緩和装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衝撃センサーおよび／または慣性力セン
   サーと、前記衝撃センサーから出力される衝撃検知信号
   および／または前記慣性力センサーから出力される慣性
   力検知信号を入力することにより車両衝突を検知し、起
   動信号を出力する制御手段と、前記制御手段から出力さ
   れる起動信号によって駆動する起動手段と、起動手段の
   駆動により衝突衝撃吸収緩和装置を作動する衝撃吸収緩
   和手段とを車両内に備えてなることを特徴とする車両用
   自動衝突衝撃吸収緩和装置。