JP2002537159A - エアバッグの作動を要する事象を判別するシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 エアバッグの展開を正当化する事象と、そうでない事象とを判別するシステム及び方法。エアバッグシステムは、展開許容基準が満足されたと判定された場合にのみ展開を許容される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】

【０００２】

【発明の技術分野】

本発明は車両用エアバッグシステムに関し、さらに詳細には、エアバッグの展
開を要する事象を判別する車両用エアバッグシステム及びその判別方法に関する
。

【０００３】

【背景情報及び関連技術の説明】

エアバッグシステムは、当該技術分野で周知である。かかるシステムは、通常
、種々の衝撃状態を表わす信号を与えるセンサーと、センサーからの信号を評価
して、衝撃が大きいと思われる場合はエアバッグを展開させる制御ユニットとに
より構成させる。エアバッグは車両のコックピット内に装着され、衝撃が大きい
時に乗員が車両と強制的に接触する可能性を減少させる。

【０００４】 エアバッグシステムにおいて関心のある領域の１つは、１またはそれ以上のエ
アバッグの展開を要する事象とそうでない事象との間の判別をシステムが行わな
ければならないことである。展開を要する事象としては、一般的に、エアバッグ
の展開が望まれる所定の大きさを超える衝撃があり、例えば、ある特定のしきい
値を超える速度での急激な減速が含まれる。展開を要しない事象としては、比較
的低速度での衝撃や、でこぼこ道での急ブレーキのような非衝撃事象がある。こ
れらのケースではともに、エアバッグの展開は望ましくないであろう。従って、
エアバッグを展開すべき事象とそうでない事象とを判別し、それに応じてエアバ
ッグの展開を制御する車両用エアバッグシステムを提供することが望ましい。

【０００５】

【発明の概要】

本発明は、２つの速度計算を行うことにより展開を要する事象とそうでない事
象との間の判別を行う。第１の計算は、計算しきい値が満足された時行われる。
第２の計算は第１の計算の結果が所定のしきい値を超えた時に行われる。計算に
より求めた第２の速度が所定の時間を経過する前に、計算により求めた第１の速
度を超えた場合、システムはエアバッグ展開命令を発することを許容される。展
開命令をさらに別の展開基準に基づき行うことも可能であるが、この別の基準は
本発明を理解する上で不要であることに注意されたい。

【０００６】

【実施例の詳細な説明】

図１は、制御モジュール１２からの信号に応答して展開されるエアバッグ２０
−２３を有するシステム１０を示す。制御モジュール１２は、加速度計１４、マ
イクロコントローラ１３及び起爆ドライバ１５より成る。マイクロコントローラ
１３は、加速度計１４の出力信号を評価し、展開基準が満足されると起爆ドライ
バ１５により適当なエアバッグ２０−２３を展開させる。マイクロコントローラ
１３はまた、側部センサー１６、１７からの出力信号を受信し、所望に応じて側
部エアバッグ２２−２３を展開させる。上述の構成要素の構成及び作動は当該技
術分野でよく知られているため、さらに詳細な説明を省く。本発明は、加速度計
１４及び／またはセンサー１６−１７からの信号を評価し、許容基準が満足され
るとエアバッグ２０−２３の展開を許容することによって、上述の動作を変更す
る。制御モジュール１２は、許容基準が一旦満足されると、展開基準が満足され
た時にエアバッグを展開させることができる。本発明は、上述の構成要素より成
る既存の車両用エアバッグシステムに、当業者に知られているプログラミング手
法により本発明に従って、マイクロコントローラ１３をプログラミングするかあ
るいは他の制御ユニットをプログラミングすることにより、付加することが可能
である。

【０００７】 本発明は、フィルタリング済みの加速度信号から計算した第１の速度信号及び
第２の速度信号を評価し、第１の速度信号と第２の速度信号とが所定の関係を満
足するとエアバッグの展開を許容する。加速度信号は、１つの加速度計１４によ
り供給される。この実施例において、マイクロコントローラ１３は、第２の速度
信号の大きさが第１の速度信号の大きさを超えると、１またはそれ以上のエアバ
ッグ２０−２３の展開を許容する。許容基準が満足された後、マイクロコントロ
ーラ１３は、展開基準が満足された時に、エアバッグ２０−２３のうちの適当な
１またはそれ以上のバッグを展開させる。展開基準の評価は、許容基準の評価と
同時に行うことも可能である。

【０００８】 非展開事象は、加速度信号の相対的持続時間及び大きさにより展開事象から判
別することができる。非展開事象の初期の加速度レベルは大きいが、この大きな
加速度レベルの持続時間は比較的短い。大きな初期加速度が減少し始めると、加
速度信号の大きさは急速に減少する。これとは対照的に、展開事象は、比較的大
きな加速度が長い時間かけて変化する傾向を有する。一般的に、車両構造の塑性
変形を生ぜしめる衝撃では、エネルギーがかなり長い時間に亘って増加するか持
続するように大きな加速度が変動する。

【０００９】 上記の事実に鑑みて、本発明はセンサーからの加速度信号を評価する。このシ
ステムは、第１の速度信号を発生させた後、十分な基準が満足されると第２の速
度信号を発生させる。このシステムは、計算期間の終了前に第２の速度信号の大
きさが第１の速度信号の大きさを超えると、展開許容状態が存在すると認識する
。第１及び第２の速度信号は共に、フィルタリング済み加速度信号から発生され
る。第１の速度信号は最初の衝撃速度を示し、第２の速度信号は衝撃が或る特定
の時間の間エネルギーを持続させることを示す。

【００１０】 第１の速度の計算は、加速度信号が減速しきい値を超えると開始される。この
減速しきい値は、所望により種々の車両モデルに応じて調整することが可能であ
る。第２の速度信号の計算の開始及び第１の速度信号の計算の終了は、２つの条
件が満足されると起こる。即ち、第１の条件は、第１の速度信号がしきい値に到
達することである。第２の条件は、フィルタリング済み加速度信号が有意な減速
ピークに到達するか、あるいは乗員の変位が或る特定の変位しきい値に到達した
と近似されることである。

【００１１】 第１の速度信号が低いしきい値に到達したと言うことは、十分に大きい速度変
化が検知されたことである。第１の速度信号の低いしきい値は任意所望の値にセ
ットすることができるが、この低いしきい値により、エアバッグの展開を過早許
容させる小さな加速度変化がフィルターにより除去される。

【００１２】 フィルタリング済み加速度信号の有意な減速ピークの検知は、減速レベルがし
きい値に到達したことを示す。これは、衝撃により車体に構造的な塑性変形が生
じたことを示すものであろう。

【００１３】 第２の速度信号は、計算により求めた後、第１の速度信号と比較される。第２
の速度信号の計算時間は、システムの必要条件に応じて変えることができる。例
えば、本発明によると、エアバッグを展開すべきか否かの決定は、エアバッグの
作動が予想される事象の存在が最初に指示されてから３０ミリ秒以内に行う必要
があることが判明している。換言すれば、この状況において第２の速度信号を計
算する時間は、最大でも、減速しきい値への到達後３０ミリ秒超えてはならない
。本実施例の最大計算時間は、２５ミリ秒にセットされている。第２の速度信号
の計算は、第２の速度信号の最大計算時間が終了するかあるいは第２の速度信号
が他の理由で負の値になった時に終了する。

【００１４】 図２は、エアバッグの展開を正当化しない、高い加速度ピークが多数存在する
事象の加速度特性を示す。かかる事象は、でこぼこ道で大きな減速がかかる場合
であろう。ここに示すように、加速度信号２０は、１２Ｇかそれを超える減速度
の３つの有意なピークを有する。

【００１５】 本発明の許容基準を、図２及び３を参照して説明する。図３において、フィル
タリング済み加速度信号３０は、図２の加速度信号２０に対応する。生の加速度
信号２０は、大きさ及び持続時間の点で３つの特に大きな加速度ピークを示す。
フィルタリング済み加速度信号３０は、生の加速度信号２０をローパスフィルタ
でフィルタリングすることにより得られる。ローパスフィルタの動作は当業者に
よく知られているため、詳細な説明を省く。当業者は、ローパスフィルタをアナ
ログまたはデジタル技術で実現できることが分かるであろう。ローパスフィルタ
は、図２において２４ミリ秒と４６ミリ秒の間にあるような小さな加速度ピーク
をフィルタリングにより除去するために使用される。

【００１６】 積分ライン３２は、最初、−２Ｇで一定である。このレベルは、特定の実施例
の必要条件に応じて調整可能である。第１の速度信号３４の計算は、フィルタリ
ング済み加速度信号３０が積分ライン３２と交差すると開始される。第１の速度
ライン３４は、積分ライン３２と加速度信号３０の間の面積を表わす。従って、
積分ラインは、速度を得るために加速度を積分する時、フィルタリング済み加速
度信号に対するオフセットとして作用する。フィルタリング済み加速度信号が積
分ラインを超えるまでは、加速度信号の積分により得られる速度は積分ラインの
オフセット効果により負であろう。再び、これは小さな加速度事象をフィルタリ
ングにより除去するために行われる。

【００１７】 第１の速度信号３４の計算は、本例では−１０Ｇにセットされた減速しきい値
３５をフィルタリング済み加速度信号３０が超えるまで継続されるが、この減速
しきい値３５を超えるのは減速開始後約１８．５ミリ秒後である。第１の速度信
号３４は、速度信号しきい値３６を超えていることがわかるが、その点で、第２
の速度信号３８の計算が開始され、第１の速度信号３４の計算が終了する。第２
の速度信号３８の計算は、加速度信号３０がほぼ２６ミリ秒で積分ライン３２と
交差する時に終了する。積分ライン３２は約３９ミリ秒まで一定であり、この点
でこの積分ラインの勾配は下向きになる。積分ラインの屈曲点及び勾配は、特定
の実施例の必要条件に合うように調整可能である。積分ラインの勾配は所定の時
間経過後に下向きになり、展開許容基準における速度計算効果を減少させる。展
開許容基準は、第３図では、第２の速度信号３８の大きさが第１の速度信号３４
の大きさを超えないため満足されないことがわかる。

【００１８】 展開を要する事象を、時速３１マイルの前方極衝突(front pole crash)事象に
対応する図４を参照して説明する。再び、積分ライン４０は最初、−２Ｇで一定
であるが、その後約４４ミリ秒で下向きになる。フィルタリング済み加速度信号
４２は多数の変動部分を有し、約２３ミリ秒でかなり大きいピークが検出される
。その時、第１の速度信号４４が低い速度しきい値４６を超える。その結果、第
２の速度信号４８の計算が開始され、第１の速度信号４４の計算が終了する。第
２の速度信号４８は約４３ミリ秒の時点で第１の速度信号４４と交差し、その時
点でエアバッグの展開が許容される。その後、展開基準が満足されるとエアバッ
グが展開される。

【００１９】 図５Ａ及び５Ｂは、本発明を実現するアルゴリズムのフローチャートである。
かかるアルゴリズム及び本発明の思想を実現する他のアルゴリズムは、当業者に
よく知られた従来のプログラミング手段によりプログラムすることが可能である
。

【００２０】 ステップ１００において、フィルタリング済み加速度信号(LPF_accel)が加速
度追跡変数(accel_high)を超えたか否かの判定が行われる。フィルタリング済み
加速度信号がこの変数を超えた場合（１０２）、この変数(accel_high)はフィル
タリング済みの現在の加速値と等しい値にリセットされる（１０４）。このよう
にして、いつフィルタリング済み加速度信号が第１のピークに到達したかを知る
ことができる。かくして、フィルタリング済み加速度信号(LPF_accel)が追跡変
数(accel_high)を超えない場合（１０６）、追跡変数値がそのままにされ(accel
_high=accel_high)、その値を変化させるための作動はさらに実行されない。

【００２１】 次のステップ１１０では、第１の速度信号(velocity1)が速度しきい値(veloci
ty1_min)と比較される。しきい値をまだ超えない場合（１１２）、第１の速度信
号の計算が継続される。しかしながら、しきい値を超えると（１１４）、次の一
連の仕事が、第１の速度信号の計算を終了すべきか否かまたそれに対応して第２
の速度信号の計算を開始すべきか否かを決定する。まず第１に、有意な加速度ピ
ークが検知されたか否かが判定される。かかるピークは、フィルタリング済み加
速度信号(LPF_accel)を加速度しきい値(s_peak_detect)と比較することにより検
知される。ピークが検知されない場合（１２０）、第２のチェックが行われる。
この実施例では乗員の変位の近似が行われる（１２１）。この近似は、車両速度
及び車両のエアバッグの展開に要する時間の関数に基づき行われ、乗員がベルト
を装着していない状態を想定する。ここで、加速度信号は関連の積分期間に亘る
車両の距離、即ち変位を得るために２度積分される。この距離は、将来のある時
点における無拘束の質量の変位位置を近似するために所定の倍数により乗算され
る。この近似位置は、エアバッグの既知の展開速度に基づく展開中のエアバッグ
の将来位置の近似値と比較される。１２１において乗客の変位が未だしきい値よ
りも小さいと近似された場合（１２２）、第２の速度の計算を開始させる基準が
満足されず、何の作動も行われない。かかる状況下では、第１の速度信号の計算
は継続して行われ、第２の速度信号の計算は開始されない。これらの基準は共に
、状況の重大性に応じてエアバッグがより迅速に作動されるように設計されてい
る。当業者は、これらの基準のいずれかを単独で使用するか、あるいは別の基準
を付加するかもしくはそれで置きかえてもよいことがわかるであろう。

【００２２】 一方、第２の速度信号の計算を開始させる基準の何れかが満足された場合（こ
れは、有意な加速／減速ピークの検知か、またはしきい値を超える乗員の変位の
近似）（１２６）、第１の速度信号の計算の終了準備が行われる。簡単なチェッ
ク（１３０）により、第１の速度の計算が既に終了していることを示すフラッグ
が既にセットされていないのを確かめるが、もしそのフラッグが初期の反復時に
セットされた場合（１３２）、再びセットの必要はない。しかしながら、既にセ
ットされていない場合（１３４）、フラッグをセットして、第１の速度信号の計
算が終了したことを指示させる（１３６）。

【００２３】 次の一連のステップにおいて、第２の速度信号のオフセットが計算される。前
述したように、第２の速度信号は、積分ラインとフィルタリング済み加速度の差
を積分したものである。この積分ラインは、フィルタリング済み加速度に対する
オフセットとして働き、作用中の加速度がエアバッグの作動を正当化するに十分
な大きさでないことを示すように設計されている。積分ラインは、一定のホール
ド部分と、勾配部分とを有する。積分ラインが勾配を持ち始めるのは、第２の速
度信号の計算を開始した後所定の時間を経過した時であり、その相対的な大きさ
はソフトウェアによる計算によりセットされる。従って、ステップ１４０におい
て、ラインのホールド時間が終了したか否かが判定される。終了していない場合
（１４２）、積分ラインは依然として一定のはずであり、所定レベルにセットさ
れる。一方、ラインのホールド時間を経過すると（１４６）、積分ラインが勾配
を持ち始める。これは、現在の値に所定の勾配を付加するだけで実現できる（１
４８）。従って、反復動作毎に積分ラインの値が勾配の１つの増分だけ増加する
。ステップ１５０、１５２は、反復増加する積分ラインの大きさが所定の最大し
きい値を超えているか否かをチェックし、もし超えていれば、その値がしきい値
からさらに増加しないようにする。これらのステップにより、積分ラインがさら
に大きなオフセットを与えて、第２の速度信号の計算にあたりフィルタリング済
み加速度信号の有意義な利用が悪い影響を受けることがないようにされる。従っ
て、このしきい値は、特定の実施例の必要条件に合うように調整可能な較正値で
ある。

【００２４】 積分ラインの現在の反復値をこのようにして得た後、第２の速度信号の計算が
開始される。まず第１に、２００において、第１の速度信号の計算（１１０−１
３６）が終了したことを確かめるチェックが行われる。もしそうであれば（２０
２）、第２のゲートウェイテストが行われる。このステップ２０４において、第
２の速度信号の計算を開始するには遅すぎるか否かの判定が行われる。第２の速
度信号の計算を行うためのタイマー(velocity2_timer)は、ソフトウェアによる
較正によりセット可能な所定の値に基づかせる。この値は、それを過ぎると第２
の速度信号の計算がもはや無意味である時間を近似するように、システム設計者
により増減される。最後に、積分ラインがフィルタリング済み加速度値を超えな
いように健全性チェック２０６が行われる。もし超えている場合、速度の計算結
果は負であろう。

【００２５】 健全性チェック２００−２０６が満足されると、次の仕事は、第２の速度信号
の計算を開始させる時間を求めることである。この値は、積分ラインの勾配を開
始させる絶対時間を求めるために使用され、また、第２の速度信号の計算を終了
する絶対時間を求めるために用いられる。前述したように、これら２つの時間の
相対的な長さは、ソフトウェアによる較正により予め決定される。かくして、現
在の時間が最大経過時間のしきい値を超えていない場合（２０８、２０９）、第
２の速度信号の計算を開始する絶対時間が記録される（２１０）。第２の速度信
号は計算され、フィルタリング済み加速度信号と積分ラインの間の差を積分する
ことにより反復毎に増加される（２１２）。

【００２６】 第１の速度信号の値も同様な態様で得られる。第２の速度信号の計算が終了し
ておらず（２２０）、それが負の値でない場合（２２２）、第１の速度信号は、
フィルタリング済み加速度信号と積分ラインの差を積分することにより反復毎に
増分される（２２４）。

【００２７】 第１と第２の速度信号の値は、前述したようにエアバッグの展開を許容すべき
か否かを判定するために使用される。

【００２８】 本発明を特定の実施例につき説明したが、図示説明した本発明の精神及び範囲
から逸脱することなく、多数の変形例及び設計変更が可能であることが理解でき
るであろう。従って、本発明は、図示説明した実施例に限定されるものでなく、
頭書の特許請求の範囲内に包含される全ての変形例及び設計変更を含むものと意
図されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、複数のエアバッグより成る車両用エアバッグシステムを示す。

【図２】 図２は、エアバッグの展開を要しない事象の加速度を時間で示すグラフである
。

【図３】 図３は、図２の加速度の展開を要しない事象について本発明による種々パラメ
ータを示すグラフである。

【図４】 図４は、時速３１マイルの前方極衝突事象について本発明による種々のパラメ
ータを示すグラフである。

【図５Ａ】 図５Ａは、本発明に従って、エアバッグの展開を要する事象と要しない事象と
を判別するためのステップを示すフローチャートである。

【図５Ｂ】 図５Ｂは、本発明に従ってエアバッグの展開を要する事象と要しない事象とを
判別するためのステップを示すフローチャートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ， ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，Ｃ Ｚ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作動信号により作動される車両用乗客保護装置の作動を許容
   するシステムであって、 少なくとも１つの作動信号を発生するセンサーと、 乗員保護装置とセンサーに結合されたコントローラとより成り、 コントローラはセンサーからの信号を評価してその評価に応じて作動信号を許
   容し、 その評価は、 第１の速度信号を発生させ、 第１の速度信号を速度しきい値と比較し、第１の速度信号が速度しきい値を越
   えると第２の速度信号を発生させ、 第２の速度信号が第１の速度信号を超えると作動信号を許容するステップより
   成る車両用乗員保護装置の作動を許容するシステム。
2. 【請求項２】 コントローラが行う評価は、 センサーからの信号を加速度しきい値と比較し、 センサーからの信号が加速度しきい値を越えると第１の速度信号を発生させ、 第１の速度信号を速度しきい値と比較し、 第１の速度信号が速度しきい値を越えると第２の速度信号を発生させ、 第２の速度信号が第１の速度信号を超えると作動信号を許容するステップより
   成る請求項１の車両用乗員保護システム。
3. 【請求項３】 コントローラにより実行される評価は、さらに、 加速度信号と所定のオフセットとの関数として第１の速度信号を発生させ、 加速度信号と所定のオフセットとの関数として、そして所定の計算期間の終 了後は、漸増するオフセットの関数として第２の速度信号を発生させるステップ
   より成る請求項１および２の車両用乗員保護システム。