JP5518520B2

JP5518520B2 - 乗員保護装置

Info

Publication number: JP5518520B2
Application number: JP2010031928A
Authority: JP
Inventors: 英茂中野; 純一西村
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2030-02-17
Also published as: JP2011168110A

Description

この発明は、車両に設けられた加速度センサの検出減速加速度が所定の衝突判定しきい値以上に大きくなるときに当該車両の乗員保護装置を起動する乗員保護制御装置に関し、詳しくは、オフセット衝突における乗員保護装置の起動に関する。

従来、車両に搭載される乗員保護装置の代表的な一例として、エアバッグシステムがある。エアバッグシステムは、運転席、助手席のエアバッグを含み、さらには、運転席、助手席のシートベルトプリテンショナーを含むものもある。

そして、衝撃の大きな正面衝突や壁面等との衝突を、車室内前部の略センタ位置に設けられたマイクロコンピュータ構成の乗員保護制御ＥＣＵに内蔵された加速度センサ（以下、車室内加速度センサという）より早く検出して適切なタイミングで乗員保護装置を起動するため、車両前部のエンジンルーム内の前側寄り（例えば左右のフロントサイドメンバ先端等）にさらに加速度センサ（以下、フロント側加速度センサという）を取り付け、所定の衝突判定しきい値を超える減速（負）の加速度（以下、減速の加速度を減速Ｇという）をフロント側加速度センサが検出すると、前記乗員保護装置制御ＥＣＵの衝突判定のソフトウェア処理により乗員保護装置の起動が必要であることを検出し、エアバッグ等のスクイブに展開等の要求信号を出力して乗員保護装置を起動することが提案されている（例えば、特許文献１（段落［０００６］−［００２９］、図１〜図５等）参照）。

特開２００６−２７３０３３号公報

対向車との衝突は、多くの場合、いわゆる正面衝突ではなく、オフセット衝突である。

そして、特許文献１に記載のように車両前部のエンジンルーム内の前側寄りにフロント側加速度センサを設けると、前記オフセット衝突についても、迅速に検出して乗員保護装置を起動することは可能になるが、乗員保護装置制御ＥＣＵが内蔵する車室内加速度センサの他に、フロント側加速度センサを備える必要があり、その分車両のコストアップを招来する。

一方、フロント側加速度センサは設けずに、車室内加速度センサだけで衝突の発生を検出しようとすると、とくにオフセット衝突に対して乗員保護装置の起動が遅れる。

オフセット衝突時に車室内加速度センサが検出する減速Ｇはつぎの３段階の変化を示す。すなわち、衝突対象物との衝突が発生して自車両が押しつぶされ始める直前には比較的小さな初期減速Ｇが発生する（第１段階）。つぎに、衝突対象物と自車両前部の柔らかい部分が押しつぶされて変形する。この間は、前記変形が衝突エネルギーを吸収するため、減速Ｇがほとんど検出されず、自車両はほとんど減速しない（第２段階）。つぎに、自車両前部の押しつぶしが終了すると大きな減速Ｇが発生する（第３段階）。

図６（ａ）は上記のオフセット衝突により車室内加速度センサが検出する減速Ｇの時間変化例を示し、同図（ｂ）は車室内加速度センサの検出に基づく展開要求信号の出力タイミングを示す。

そして、図６（ａ）の実線ａは前記車室内加速度センサが検出するオフセット衝突の減速Ｇ（以下、検出減速Ｇという）の時間変化を示し、検出減速Ｇの最初の小さなピークが前記第１段階、その直後の検出減速Ｇが略０の小さい状態に保持される部分が前記第２段階、その後、実線ｂの所定値ｇｒの衝突判定しきい値を越える大きな検出減速Ｇの部分が前記第３段階である。

この場合、乗員保護装置をエアバックとすると、エアバッグを起動しない非展開条件と、エアバックを起動して広げる展開条件とを考慮し、図６（ａ）の実線ｃのような低速での正面衝突や路面の凹凸等に基づく小さな減速Ｇではエアバッグを非展開状態に維持するため、所定値ｇｒは図６（ａ）の実線ｂのように設定され、衝突判定しきい値は所定値ｇｒに固定される。

そして、車室内加速度センサの検出減速Ｇが、乗員保護装置の起動が必要な所定値ｇｒに大きくなると（時刻ｔａ）、この大きな減速Ｇの検出に基づき、同図（ｂ）に示すように、乗員保護装置制御ＥＣＵは、時刻ｔａに展開要求信号をローレベルのオフ（ＯＦＦ）からハイレベルのオン（ＯＮ）に反転して展開要求信号をエアバッグに出力してエアバッグを起動する。

しかしながら、この場合は、所定値ｇｒがオフセット衝突の判定に対しては大き過ぎ、展開要求信号を出力してエアバッグを起動するタイミングが、図６（ａ）の最適な時刻ｔｓから時刻ｔａに遅れる。そのため、エアバッグ等の乗員保護装置の起動の遅れが発生し、その結果、十分な乗員保護性能を発揮できなくなる可能性がある。

なお、乗員保護装置制御ＥＣＵが車室内加速度センサを内蔵せず、車室内または車室外のオフセット衝突の減速Ｇの検出特性が図６（ａ）の実線ａのようになる個所に加速度センサを設けて衝突を検出する場合にも、同じように所定値ｇｒを設定することにより、同様の問題が生じる。

本発明は、車室内あるいは車室外に設けられた加速度センサの検出減速Ｇを用いて、乗員保護装置を起動する必要のない衝突や路面の凹凸等に応動することなく、適正なタイミングでオフセット衝突を検出して乗員保護装置を起動できるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の乗員保護制御装置は、車両に設けられた加速度センサの検出減速加速度が所定の衝突判定しきい値として設定された所定値以上に大きくなるときに当該車両の乗員保護装置を起動する乗員保護制御装置であって、前記所定値より小さい所定の初期減速判定しきい値が設定され、前記検出減速加速度が前記初期減速判定しきい値に大きくなったときにオフセット衝突の発生を検出する衝突判定出手段と、前記衝突判定出手段によるオフセット衝突の検出から、車両前部の押しつぶしが終了するまでに前記検出減速加速度が略０になる段階として予め設定された待機時間を経過したときに、前記衝突判定しきい値を所定値から下げた低減値に小さくし、その後オフセット衝突が発生したかどうかを判定するのに予め設定された判定時間を経過すれば前記衝突判定しきい値を所定値に戻すしきい値可変手段とを備え、前記検出減速加速度が前記判定時間内に前記低減値を超えたタイミングで、オフセット衝突に対して前記乗員保護装置を起動することを特徴としている（請求項１）。

請求項１の発明の場合、加速度センサが、例えば乗員保護装置制御ＥＣＵが内蔵する車室内の加速度センサであるとすると、車両同士のオフセット衝突が発生して車両が押しつぶされ始める直前に加速度センサの検出減速Ｇが最初の小さなピーク変化によって所定の初期減速判定しきい値に大きくなると、衝突判定手段がオフセット衝突の発生を検出する。このとき、低速での正面衝突や路面の凹凸等に基づく小さな減速Ｇでは乗員保護装置を起動しないようにするため、衝突判定しきい値は所定値に保持される。つぎに、オフセット衝突の発生から車両前部が押しつぶされる所定時間が経過すると、それ以降には前記の低速での正面衝突等に基づく小さな減速Ｇは極めて小さくなるか消滅するかしているので、しきい値可変手段が衝突判定しきい値を所定値から下げて小さくする。そのため、オフセット衝突の場合に、その後の大きな減速Ｇをいち早く検出して乗員保護装置を最適なタイミングで起動することができる。

したがって、車室内あるいは車室外に設けられた加速度センサの検出減速Ｇを用いて、乗員保護装置を起動する必要のない衝突等に応動することなく、適正なタイミングでオフセット衝突を検出して乗員保護装置を起動できる。

本発明の一実施形態のブロック図である。図１の一部の詳細なブロック図である。図１のオフセット衝突時の加速度センサの検出出力および展開要求信号の波形例である。図２の一部の処理の説明図である。図１の動作説明用のフローチャートである。従来例のオフセット衝突時の加速度センサの検出出力および展開要求信号の波形例である。

つぎに、本発明をより詳細に説明するため、一実施形態について、図１〜図５を参照して詳述する。

図１は車両１に搭載された一実施形態の乗員保護制御装置のブロック図を示し、車両１は車室内前部の略センタ位置に乗員保護制御装置としてのマイクロコンピュータ構成の乗員保護制御ＥＣＵ２を備える。乗員保護制御ＥＣＵ２は、車室内加速度センサ３を内蔵し、車室内加速度センサ３、Ａ／Ｄ変換部４、ＣＰＵ５、メモリ部６等を備える。なお、車両１にはフロント側加速度センサは設けられていない。

そして、車室内加速度センサ３のアナログの検出減速Ｇの信号は、Ａ／Ｄ変換部４によりデジタル信号に変換されてＣＰＵ５に入力される。

図２はＣＰＵ５を示し、ＣＰＵ５はメモリ部６に保持された衝突判定プログラムを実行して衝突判定部５１、点火出力回路５２等を備える。衝突判定部５１は、衝突判定しきい値を最初は従来の所定値ｇｒと同じ所定値ｇｒ（ｈ）に設定し、それとは別に、所定値ｇｒ（ｈ）より小さい所定の初期減速判定しきい値ｇｐも設定する。さらに、車室内加速度センサ３の検出減速Ｇが初期減速判定しきい値ｇｐに大きくなったときに衝突の発生を検出する本発明の衝突判定手段および、衝突の発生から車両前部が押しつぶされる所定時間の経過後に衝突判定しきい値を所定値ｇｒ（ｈ）から低減値ｇｒ（ｌ）に下げて小さくする本発明のしきい値可変手段を有する。点火出力回路５２は衝突判定部５１の判定出力に基づき、乗員保護制御ＥＣＵ２の後段の乗員保護装置７のエアバック等のスクイブに点火指令としての展開要求信号を出力する。

図３（ａ）はオフセット衝突のときの車室内加速度センサ３の検出減速Ｇ、衝突判定部５１の衝突判定しきい値の時間変化および、初期減速判定しきい値ｇｐを示す。

そして、オフセット衝突時の車室内加速度センサ３の検出減速Ｇは、図３の実線αに示すように変化する。

すなわち、衝突が発生して車両１が押しつぶされ始める直前の瞬時には比較的小さな初期減速Ｇになり（第１段階）、つぎに、車両１の車両前部の柔らかい部分が押しつぶされて変形し、この間は、前記変形が衝突エネルギーを吸収するため、略０になり（第２段階）、つぎに、車両前部の押しつぶしが終了して大きな減速Ｇになる（第３段階）。

一方、前記衝突判定しきい値は、図３の実線βに示すように、通常は、低速での正面衝突や路面の凹凸等では乗員保護装置７が誤って起動しないようにして中高速での正面衝突や硬い壁面等との衝突のような衝撃の大きな衝突を確実に検出するように、従来の所定値ｇｒと同じ所定値ｇｒ（ｈ）に設定される。

また、初期減速判定しきい値ｇｐは乗員保護装置７を起動する必要のない低速の小さな衝撃や路面の凹凸等による小さな衝撃の誤検出を排除して検出減速Ｇがオフセット衝突の第１段階の初期減速Ｇになるタイミングを確実に検出するため、図３の実線γに示すように、所定値ｇｒ（ｈ）より小さな所定値に設定される。

さらに、検出減速Ｇが第１段階の初期減速Ｇになるタイミングから一定のオフセット衝突検出の待機時間Ｔ１が経過すると、オフセット衝突を迅速に検出するため、しきい値可変手段により、前記衝突判定しきい値は所定値ｇｒ（ｈ）から所定の低減値ｇｒ（ｌ）に引き下げられる。

なお、所定の低減値ｇｒ（ｌ）に引き下げられてから所定のオフセット衝突の判定時間Ｔ２が経過すると、前記衝突判定しきい値は、所定値ｇｒ（ｈ）に戻される。

また、所定値ｇｒ（ｈ）、低減値ｇｒ（ｌ）、初期減速判定しきい値ｇｐや待機時間Ｔ１、判定時間Ｔ２は、実験等に基づいてそれぞれの最適値に設定される。このとき、初期減速判定しきい値ｇｐと低減値ｇｒ（ｌ）は、いずれも所定値ｇｒ（ｈ）よりは小さく、同じ値または、いずれか一方が他方より大きい値になる。

図３（ｂ）は点火回路５２から出力される展開要求信号を示し、時刻ｔ２（図６の時刻ｔｓに相当）の検出により、展開要求信号はＯＦＦ（論理０（以下、「０」という））からＯＮ（論理１（以下、「１」という）にレベル反転して点火回路５２から乗員保護装置７に出力される。この場合、衝突判定部５１の衝突判定しきい値が所定値ｇｒ（ｈ）に固定されていると、オフセット衝突の検出は時刻ｔ３（図６のｔａに相当）に遅れるが、本実施形態の場合、衝突判定しきい値が低減値ｇｒ（ｌ）に可変されるので、オフセット衝突の検出タイミングが最適なタイミングである時刻ｔ２に早められて改善され、そのタイミングで展開要求信号がＯＦＦ（「０」）からＯＮ（「１」）にレベル反転して点火回路５２から乗員保護装置７に出力される。

図４はＣＰＵ５の衝突判定部５１によるオフセット衝突の判定処理を模式的に示し、Ａ／Ｄ変換部４によりデジタル信号に変換された車室内加速度センサ３の検出減速Ｇの信号は、衝突判定部５１の信号前処理部５１１によりローパスフィルタやバンドパスフィルタ等でノイズ除去のフイルタ処理が施された後、本発明の衝突判定手段およびしきい値可変手段を備えた判定処理部５１２に送られて図３（ａ）の判定処理が施される。

図５は信号前処理部５１１および判定処理部５１２の具体的な処理のフローチャートであり、図５の処理は例えば数ミリ秒の周期でくり返し行なわれる。

そして、車両１の始動時の初期設定等により、衝突判定しきい値が所定値ｇｒ（ｈ）にセットされ、前記待機時間Ｔ１内であることを示す待機中フラグが時間外を示す「０」に初期セットされると、図５の処理が開始され、まず、信号前処理部５１１により、車室内加速度センサ３の検出減速Ｇの信号の所要のフィルタ処理が施される（ステップＳ１）。

つぎに、フィルタ処理後の車室内加速度センサ３の検出減速Ｇが衝突判定しきい値としての所定値ｇｒ（ｈ）を超えたか否かが判定される（ステップＳ２）。

そして、正面衝突や硬い壁面等との衝突のような衝撃の大きな衝突が発生して車室内加速度センサ３の検出減速Ｇが所定値ｇｒ（ｈ）を超えると、ステップＳ２をＹｅｓで通過してステップＳ３に移行し、展開判定のフラグが「１」にセットされ、点火出力回路５２から乗員保護装置７にＯＮの展開要求信号が出力されて乗員保護装置７のエアバッグ等が他の条件も満たすことを条件に起動される。

一方、乗員保護装置７を起動しない低速の小さな衝突やオフセット衝突であれば、車室内加速度センサ３の検出減速Ｇが所定値ｇｒ（ｈ）より小さいので、ステップＳ２をＮｏで通過し、ステップＳ４により展開判定のフラグが「０」に維持されてステップＳ５に移行する。

そして、衝突判定しきい値が所定値ｇｒ（ｈ）にセットされていれば、ステップＳ５をＹｅｓで通過してステップＳ６に移行する。さらに、待機中フラグが「０」であれば、車室内加速度センサ３の検出減速Ｇが初期減速判定しきい値ｇｐを超えたか否かが判定され（ステップＳ７）、衝突が発生していない場合や乗員保護装置７を起動しない低速の正面衝突等であれば、ステップＳ７をＮｏで通過してステップＳ１から処理をくり返す。

オフセット衝突により車室内加速度センサ３の検出減速Ｇが初期減速判定しきい値ｇｐを超えると（図３、図４の時刻ｔ１）、オフセット衝突の発生を検出してステップＳ７をＹｅｓで通過し、待機中フラグを「１」にセットして待機時間Ｔ１の計時を開始する（ステップＳ８）。この場合、以降の各周期にステップＳ１に戻って処理を始めると、ステップＳ６をＹｅｓで通過してステップＳ９に移行し、このステップＳ９をＮｏで通過して待機時間Ｔ１の経過を待つ。そして、待機時間Ｔ１が経過すると、ステップＳ９をＹｅｓで通過して衝突判定しきい値を低減値ｇｒ（ｌ）に引き下げる（ステップＳ１０）。

つぎに、ステップＳ２、Ｓ４、Ｓ５をＮｏで通過してステップＳ１１に移行し、ステップＳ１１をＮｏで通過して判定時間Ｔ２の計時を行なう。オフセット衝突により、待機時間Ｔ１の経過後、判定時間Ｔ２内に車室内加速度センサ３の検出減速Ｇが低減値ｇｒ（ｌ）を超えると（図４の時刻ｔ２）、ステップＳ２をＹｅｓで通過してステップＳ３に移行し、直ちに判定出力である展開判定のフラグが「１」にセットされて点火出力回路５２から乗員保護装置７にＯＮの展開要求信号が出力され、乗員保護装置７のエアバッグ等が他の条件も満たすことを条件に起動される。

ところで、例えば走行路面の凹凸によって前記第１段階の小さな減速Ｇが検出されたような場合、判定時間Ｔ２が経過しても車室内加速度センサ３の検出減速Ｇは低減値ｇｒ（ｌ）に達しない。この場合、ステップＳ１１をＹｅｓで通過してステップＳ１２に移行し、衝突判定しきい値が所定値ｇｒ（ｈ）にセットされ直され、乗員保護装置７は誤って起動されることがない。そして、以降は、待機中フラグも「０」になっているので、最初から図５の処理がくり返される。

以上のように、本実施形態の場合は、車室内加速度センサ３の検出減速Ｇが初期減速判定しきい値ｇｐを超えるオフセット衝突が発生すると、衝突判定しきい値が判定期間Ｔ２だけ所定値ｇｒ（ｈ）から低減値ｇｒ（ｌ）に可変されるので、車両前部のエンジンルーム内の前側寄りにフロント側加速度センサを設けたりすることなく、車室内加速度センサ３の検出減速Ｇを用いて、乗員保護装置７を起動する必要のない衝突には応動することなく、オフセット衝突の検出タイミングが、図３、図４に示すように、最適なタイミングである時刻ｔ２に早められて改善され、適正なタイミングで乗員保護装置７を起動することができる。しかも、低減値ｇｒ（ｌ）に可変された衝突判定しきい値は、所定の判定時間Ｔ２が経過すると元の所定値ｇｒ（ｈ）に戻るので、走行路面の凹凸等で車室内加速度センサ３の検出減速Ｇが初期減速判定しきい値ｇｐを超えたとしても、誤って乗員保護装置７を起動することもない。

そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、加速度センサは、車両１の車室近くの車室外等に設けられていてもよく、車室内又は車室外の適当な個所に設けられた１個の加速度センサであればよい。

さらに、乗員保護ＥＣＵ２の構成や処理手法等はどのようであってもよく、乗員保護装置７はエアバッグシステム以外の保護装置であってもよい。

そして、本発明は、電気自動車やハイブリッド車等を含む種々の車両に搭載される乗員保護装置の制御装置（乗員保護制御装置）に適用することができる。

１車両
２乗員保護ＥＣＵ
３車室内加速度センサ
５ＣＰＵ
７乗員保護装置

Claims

車両に設けられた加速度センサの検出減速加速度が所定の衝突判定しきい値として設定された所定値以上に大きくなるときに当該車両の乗員保護装置を起動する乗員保護制御装置であって、
前記所定値より小さい所定の初期減速判定しきい値が設定され、前記検出減速加速度が前記初期減速判定しきい値に大きくなったときにオフセット衝突の発生を検出する衝突判定出手段と、
前記衝突判定出手段によるオフセット衝突の検出から、車両前部の押しつぶしが終了するまでに前記検出減速加速度が略０になる段階として予め設定された待機時間を経過したときに、前記衝突判定しきい値を所定値から下げた低減値に小さくし、その後オフセット衝突が発生したかどうかを判定するのに予め設定された判定時間を経過すれば前記衝突判定しきい値を所定値に戻すしきい値可変手段とを備え、
前記検出減速加速度が前記判定時間内に前記低減値を超えたタイミングで、オフセット衝突に対して前記乗員保護装置を起動することを特徴とする乗員保護制御装置。