JP2004322673A - 車両用乗員保護装置の起動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】衝突判定部に入力された加速度信号のうち不正確な信号を使用することなく衝突判定を行うことができる車両用乗員保護装置の起動装置を提供する。
【解決手段】メインＧセンサ１１及びサテライトＧセンサ２１の出力信号は、それぞれ第１・第２正常異常判断部１２２，１２３において正常信号であるか異常信号であるか否か判断される。そして、異常信号と判断された場合には、異常信号の値を直前の正常信号の出力値に置き換える処理（異常時処理）を行い、異常時処理信号を生成する。そして、正常信号及び異常時処理信号に基づき区間積分を行い、車両の衝突判定を行う。
【選択図】図１
【解決手段】メインＧセンサ１１及びサテライトＧセンサ２１の出力信号は、それぞれ第１・第２正常異常判断部１２２，１２３において正常信号であるか異常信号であるか否か判断される。そして、異常信号と判断された場合には、異常信号の値を直前の正常信号の出力値に置き換える処理（異常時処理）を行い、異常時処理信号を生成する。そして、正常信号及び異常時処理信号に基づき区間積分を行い、車両の衝突判定を行う。
【選択図】図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアバッグ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の衝突判定に際しては、加速度センサの出力信号をクリッパやローパスフィルタを介して出力された信号を使用していた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３０４４１４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、加速度センサが車両の衝突判定を行うＣＰＵを含むＥＣＵ内に搭載されている場合は、加速度センサからＣＰＵまでの通信によるノイズ等の影響はほとんどないため、加速度センサからＣＰＵに入力された加速度と実際の加速度とは大きく外れることはなかった。
【０００５】
ところが、近年、サテライトセンサ等のＥＣＵの外に配設された加速度センサが衝突判定に使用されるようになってきている。サテライトセンサからＣＰＵまでの通信においては、この通信ラインに発生するノイズ等の影響により、ＣＰＵに入力された加速度が実際の加速度とかけ離れる可能性があった。そして、このような不正確な加速度信号に基づき行われる衝突判定の演算は不正確なものとなるり、エアバッグの誤動作を生じる可能性があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、ＣＰＵに入力された加速度信号のうち不正確な信号は使用することなく衝突判定を行うことができる車両用乗員保護装置の起動装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
そこで、本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、ＣＰＵに入力された加速度信号の正常異常の判断を衝突判定の前に行うことを思いつき、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の車両用乗員保護装置の起動装置は、加速度センサと、衝突判定手段と、起動手段とを備える。ここで、加速度センサは、車両の加速度を検出するセンサである。衝突判定手段は、加速度センサの出力信号に基づき、車両が衝突したか否かの判定を行うと共に、車両が衝突したと判定された場合にエアバッグの展開信号であるエアバッグ展開信号を出力する手段である。例えば、この衝突判定手段は、区間積分手段と展開信号出力手段とから構成されるようにしてもよい。区間積分手段は、所定時間内の加速度センサの出力値に基づき区間積分した区間積分値を算出する手段である。展開信号出力手段は、区間積分値が衝突判定用閾値を越えた場合に、エアバッグの展開信号であるエアバッグ展開信号を出力する手段である。なお、区間積分値が衝突判定用閾値を越えた場合が、車両が衝突した場合に相当する。起動手段は、エアバッグ展開信号が出力された場合に、バッテリ又はバックアップ電源からの電力によりスクイブを点火してエアバッグを展開起動させる手段である。
【０００９】
そして、本発明の特徴的な構成は、さらに、加速度センサの出力信号が正常信号であるか若しくは異常信号であるかを判断する正常異常判断手段を備え、前記衝突判定手段は正常信号のみに基づき車両が衝突したか否かの判定を行うことである。なお、正常異常判断手段による処理は、衝突判定を行うＣＰＵにて行われるようにするとよい。また、衝突判定手段が、上述したように、区間積分手段と展開信号出力手段とから構成されるようにした場合は、区間積分手段が、所定時間内の正常信号の出力値のみに基づき区間積分した前記区間積分値を算出することになる。
【００１０】
つまり、加速度センサからＣＰＵに入力された信号のうち正常信号のみを用いて車両が衝突したか否かの判定を行う。例えば、区間積分により衝突判定を行う場合には、加速度センサからＣＰＵに入力された信号のうち正常信号のみを用いて区間積分をして衝突判定を行うことになる。従って、ノイズ等の影響により実際の加速度に比べて大きく外れた値（異常信号）を用いることなく衝突判定を行うので、正確に衝突判定を行うことができる。つまり、エアバッグの誤展開信号の出力を防止することができる。
【００１１】
また、本発明の車両用乗員保護装置の起動装置は、上述した、加速度センサと、衝突判定手段と、起動手段とを備える。また、上述したように、衝突判定手段は、区間積分手段と展開信号出力手段とから構成されるようにしてもよい。そして、本発明の特徴的な構成は、さらに、正常異常判断手段と、異常時処理手段とを備え、前記衝突判定手段が正常信号及び異常時処理信号に基づき車両が衝突したか否かの判定を行うことである。ここで、正常異常判断手段は、加速度センサの出力信号が正常信号であるか若しくは異常信号であるかを判断する手段である。異常時処理手段は、異常信号に対して所定の異常時処理を行い異常時処理信号を生成する手段である。なお、衝突判定手段が、上述したように、区間積分手段と展開信号出力手段とから構成されるようにした場合は、区間積分手段が、所定時間内の正常信号の出力値及び異常時処理信号の出力値に基づき区間積分した区間積分値を算出することになる。
【００１２】
つまり、加速度センサからＣＰＵに入力された信号のうち正常信号と異常時処理信号を用いて区間積分をして衝突判定を行う。加速度センサからＣＰＵに入力された信号のうち正常信号と異常時処理信号を用いて車両が衝突したか否かの判定を行う。例えば、区間積分により衝突判定を行う場合には、加速度センサからＣＰＵに入力された信号のうち正常信号と異常時処理信号を用いて区間積分をして衝突判定を行うことになる。従って、ノイズ等の影響により実際の加速度に比べて大きく外れた値（異常信号）そのものを用いることなく衝突判定を行うので、正確に衝突判定を行うことができる。つまり、エアバッグの誤展開信号の出力を防止することができる。
【００１３】
なお、異常時処理手段は、直前正常信号記憶手段と、異常時処理信号設定手段とを備えるようにしてもよい。直前正常信号記憶手段は、異常信号の直前の正常信号の出力値である直前正常信号出力値を記憶する手段である。異常時処理信号設定手段は、異常時処理信号の値を直前正常信号出力値に設定する手段である。
【００１４】
ここで、異常信号の出力値は、通常、直前の正常信号の出力値に近似した値となる。そこで、異常信号の値を直前の正常信号の出力値に変更して、この変更された直前正常信号出力値及び正常信号の出力値により区間積分を行うようにする。これにより、実質的に異常信号を排除して衝突判定を行うことになるので、より正確に衝突判定を行うことができる。
【００１５】
また、異常時処理手段は、異常時処理信号の値を零に設定するようにしてもよい。これにより、正常信号と零である異常時処理信号とに基づき、車両が衝突したか否かの判定が行われる。例えば、区間積分により衝突判定を行う場合には、正常信号と零である異常時処理信号とに基づき、区間積分が行われる。従って、異常信号を排除して衝突判定を行うことになるので、より正確に衝突判定を行うことができる。
【００１６】
また、正常異常判断手段は、変化量算出手段と、比較判断手段とを備えるようにしてもよい。変化量算出手段は、加速度センサの出力信号の出力値の所定時間における出力値変化量を算出する手段である。比較判断手段は、出力値変化量と正常異常判定用閾値とを比較して出力値変化量が前記正常異常判定用閾値を越えている場合に、加速度センサの出力信号が異常信号であると判断する手段である。
【００１７】
つまり、加速度センサの出力信号の出力値の所定時間における変化量に利用することにより、正確に加速度センサの出力信号が正常であるか異常であるか否かの判断を行うことができる。これは、加速度センサの出力信号が正常な場合であれば、加速度センサの出力信号の出力値の所定時間における変化量は、ある閾値（正常異常判定用閾値）を越えないことによるものである。なお、前記変化量は、加速度センサの出力信号そのものであってもよいし、ローパスフィルタを介して出力された信号であってもよい。このローパスフィルタは、加速度センサが備えたフィルタであってもよいし、正常異常判断手段が備えたフィルタであってもよいし、正常異常判断手段の入力の前に配設されたフィルタであってもよい。なお、ローパスフィルタを介して入力された加速度センサの出力信号を用いることにより、より正確に前記変化量による判断を行うことができる。
【００１８】
なお、正常異常判定用閾値は、加速度センサの出力信号の最大値の所定割合からなる値にするとよい。例えば、正常異常判定用閾値は、加速度センサの出力信号の最大値の約３０％の値等とする。例えば、２次のローパスフィルタを介して出力された加速度センサの出力信号の出力値の０．５ｍｓｅｃにおける変化量は、加速度センサの出力信号の最大値の約３０％より大きくなることはない。そこで、正常異常判定用閾値を上述のように設定することにより、加速度センサの出力信号が正常であるか異常であるか否かの判定を確実に行うことができる。
【００１９】
なお、加速度センサは、サテライトセンサとするとよい。加速度センサがサテライトセンサの場合には、加速度センサからＣＰＵまでの通信ラインに発生するノイズ等の影響を受ける可能性がある。そこで、加速度センサがサテライトセンサである場合であっても、確実にエアバッグの誤展開信号の出力を防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。
（車両用乗員保護装置の起動装置の全体構成）
本実施形態における車両用乗員保護装置の起動装置について図１を参照して説明する。図１は、車両用乗員保護装置の起動装置の全体構成を示す図である。車両用乗員保護装置の起動装置は、ＥＣＵ１と、サテライトユニット２と、起動装置（起動手段）３と、エアバッグ４とから構成される。
【００２１】
ＥＣＵ１は、メインＧセンサ（加速度センサ）１１と、マイクロコンピュータ１２とから構成される。そして、ＥＣＵ１は、車両のほぼ中央付近に配設されている。メインＧセンサ１１は、車両の加速度（メイン加速度）を検出するセンサである。具体的には、メインＧセンサ１１は、車両に発生する加速度（メイン加速度）をその変位量に対応したアナログ電気信号（メイン加速度信号）として出力する。さらに、このメインＧセンサ１１には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）が含まれている。なお、このローパスフィルタは、２次のローパスフィルタであって、カットオフ周波数は１７５Ｈｚである。
【００２２】
マイクロコンピュータ１２は、第１Ａ／Ｄ変換器１２１と、第１正常異常判断部（正常異常判断手段）１２２と、第２正常異常判断部（正常異常判断手段）１２３と、第１零点補正部１２４と、第２零点補正部１２５と、第１波形整形ＬＰＦ１２６と、第２波形整形ＬＰＦ１２７と、衝突判定部（衝突判定手段、区間積分手段、展開信号出力手段）１２８とから構成される。
【００２３】
第１Ａ／Ｄ変換器１２１は、メインＧセンサ１１に接続されている。従って、第１Ａ／Ｄ変換器１２１は、メインＧセンサ１１のアナログ出力信号のメイン加速度信号を入力し、入力されたアナログ信号のメイン加速度信号をＡ／Ｄ変換してデジタル信号のメイン加速度信号を生成する。
【００２４】
第１正常異常判断部１２２は、第１Ａ／Ｄ変換器１２１によりデジタル信号に変換されたメイン加速度信号が、正常信号であるか異常信号であるか否かの判断（正常異常判断処理）を行う。その後、第２正常異常判断部１２３は、後述するサテライトセンサユニット２から出力されるデジタル信号のサテライト加速度信号を入力して、入力されたサテライト加速度信号が正常であるか異常であるか否かの判断（正常異常判断処理）を行う。なお、正常異常判断処理の詳細については後述する。
【００２５】
第１零点補正部１２４は、第１正常異常判断部１２２を介して出力されたメイン加速度信号の零点値のずれを判断して、そのずれを補正する。第２零点補正部１２５は、第２正常異常判断部１２３を介して出力されたサテライト加速度信号の零点値のずれを判断して、そのずれを補正する。第１・第２波形整形ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１２６，１２７は、零点補正されたメイン加速度信号及びサテライト加速度信号に含まれるノイズ等を除去して、適切な信号波形を整形する。
【００２６】
衝突判定部１２８は、第１・第２波形整形ＬＰＦ１２６，１２７により出力されたメイン加速度信号及びサテライト加速度信号に基づき、車両が衝突したか否かの判定（衝突判定処理）を行う。さらに、衝突判定部１２８は、車両が衝突したと判定された場合には、エアバッグ４の展開信号であるエアバッグ展開信号を出力する。一方、衝突判定部１２８は、車両が衝突したと判定されない場合には、エアバッグ展開信号を出力しない。
【００２７】
起動装置３は、衝突判定部１２８によりエアバッグ展開信号が出力された場合に、バッテリ又はバックアップ電源からの電力によりスクイブを点火してエアバッグ４を展開起動させるように駆動する。
【００２８】
サテライトユニット２は、サテライトＧセンサ（加速度センサ）２１と、第２Ａ／Ｄ変換器２２とから構成されている。このサテライトユニット２は、車両の前方や側方や後方等に配設されている。サテライトＧセンサ２１は、車両の加速度（サテライト加速度）を検出するセンサである。具体的には、サテライトＧセンサ２１は、車両に発生する加速度（サテライト加速度）をその変位量に対応したアナログ電気信号（サテライト加速度信号）として出力する。さらに、このサテライトＧセンサ２１には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）が含まれている。なお、このローパスフィルタは、２次のローパスフィルタであって、カットオフ周波数は１７５Ｈｚである。
【００２９】
第２Ａ／Ｄ変換器２２は、サテライトＧセンサ２１に接続されている。従って、第２Ａ／Ｄ変換器２２は、サテライトＧセンサ２１のアナログ出力信号のサテライト加速度信号を入力し、入力されたアナログ信号のサテライト加速度信号をＡ／Ｄ変換してデジタル信号のサテライト加速度信号を生成する。そして、第２Ａ／Ｄ変換器２２は、デジタル信号のサテライト加速度信号を、通信ケーブル（図示せず）を介して、上述した台２正常異常判断部１２３に出力する。
【００３０】
（正常異常判断処理）
次に、正常異常判断処理について図２を参照して説明する。図２は、正常異常判断処理のフローチャートを示す。なお、正常異常判断処理は、上述したように、第１・第２正常異常判断部１２２，１２３において行われる処理である。ただし、ここでは第１正常異常判断部１２２についてのみ説明する。
【００３１】
まず、第１Ａ／Ｄ変換器１２１から出力されたデジタル信号であるメイン加速度信号の出力値Ｇ（ｎ）を所定のサンプリング時間Ｔ１毎に読み込み、記憶する（ステップＳ１）。なお、Ｇ（ｎ）は、時刻ｎにおけるメイン加速度信号の出力値Ｇを示す。ここで、所定サンプリング時間Ｔ１とは、例えば０．５ｍｓｅｃとする。すなわち、０．５ｍｓｅｃ毎にメイン加速度信号の出力値Ｇ（ｎ）が記憶される。
【００３２】
続いて、メイン加速度信号の出力値Ｇ（ｎ）のサンプリング時間Ｔ１における変化量（以下、「出力値変化量」という）ＤＧ（ｎ）を算出する（変化量算出手段）（ステップＳ２）。具体的には、時刻ｎにおけるメイン加速度信号の出力値Ｇ（ｎ）と時刻ｎ−１におけるメイン加速度信号の出力値Ｇ（ｎ−１）との差である出力値変化量ＤＧ（＝Ｇ（ｎ）−Ｇ（ｎ−１））を算出する。なお、出力値変化量ＤＧ（ｎ）は、時刻ｎにおける出力値変化量ＤＧを示す。
【００３３】
続いて、出力値変化量ＤＧ（ｎ）が、予め記憶された正常異常判定用閾値ＴｈＤＧと比較する（比較判断手段）（ステップＳ３）。この正常異常判定用閾値ＴｈＤＧは、例えば、メイン加速度信号の出力値Ｇ（ｎ）の最大値の約３０％の値とする。なお、正常異常判定用閾値ＴｈＤＧの決定方法については後述する。
【００３４】
続いて、出力値変化量ＤＧ（ｎ）が正常異常判定用閾値ＴｈＤＧより小さい場合には、出力値変化量ＤＧ（ｎ）は正常信号の出力値であると判断する（比較判断手段）（ステップＳ４）。一方、出力値変化量ＤＧ（ｎ）が正常異常判定用閾値ＴｈＤＧ以上である場合には、出力値変化量ＤＧ（ｎ）は異常信号の出力値であると判断する（比較判断手段）（ステップＳ５）。続いて、リターンして処理を繰り返す。
【００３５】
なお、第２正常異常判断部１２３の正常異常判断処理は、上述の第１正常異常判断部１２２の正常異常判断処理におけるメイン加速度信号をサテライト加速度信号に置き換えた処理となり、その他の部分は同様である。
【００３６】
（正常異常判定用閾値ＴｈＤＧの決定方法）
次に、正常異常判定用閾値ＴｈＤＧの決定方法について図３を参照して説明する。図３は、サンプリング時刻ｎにおけるメイン加速度信号の出力値Ｇ（ｎ）のゲインを示す図である。また、図３に示す太線は、メインＧセンサ１１が有するローパスフィルタの応答曲線、具体的にはカットオフ周波数１７５Ｈｚの２次のローパスフィルタのステップ応答曲線を示す。すなわち、図３の太線により示す応答曲線は、車両の衝突が最も激しい状態における応答曲線となる。また、図３は太線により示す応答曲線のゲインの最大値を１とした図としている。そして、サンプリング時刻ｎが０のときが車両が衝突したときに相当する。
【００３７】
そして、図３に示す細線は、太線で示す応答曲線のサンプリングＴ１（０．５ｍｓｅｃ）におけるゲインの変化量を示す。すなわち、この変化量は、図３より、応答曲線のサンプリングＴ１におけるゲインの変化量は、応答曲線のゲインの最大値の約３０％以下であることが分かる。つまり、正常異常判定用閾値ＴｈＤＧを応答曲線のゲインの最大値の約３０％とすることができる。なお、出力値変化量ＤＧ（ｎ）のゲインは、時刻ｎにおけるメイン加速度信号の出力値Ｇ（ｎ）のゲインと時刻ｎ−１におけるメイン加速度信号の出力値Ｇ（ｎ−１）のゲインとの差となる。
【００３８】
（衝突判定処理）
次に、衝突判定処理について詳述する。衝突判定処理は、上述したように、衝突判定部１２８によりメイン加速度信号及びサテライト加速度信号に基づき行われる。ここでは、衝突判定処理の一例として、区間積分を行う場合について説明する。すなわち、衝突判定処理は、メイン加速度信号及びサテライト加速度信号に基づき区間積分して算出された区間積分値に基づき、車両の衝突を判定し（区間積分手段）、車両が衝突したと判定された場合にエアバッグ展開信号を出力する（展開信号出力手段）。ここで、一般に行われる区間積分は、入力された全てのメイン加速度信号及びサテライト加速度信号を用いて行うが、本実施形態における区間積分は、上述の正常異常判定処理を行った結果に応じて、適切な加速度信号を用いて行う。
【００３９】
まず、正常異常判定処理により異常信号と判定された加速度信号に対して異常時処理を行い、異常時処理信号を生成する。ここで、異常時処理について図４を参照して説明する。図４は、異常時処理のフローチャートを示す。まず、正常異常判定処理が行われた後のサンプリング時刻ｎにおける加速度信号Ｇ（ｎ）を読み込む（ステップＳ１１）。続いて、読み込まれた加速度信号Ｇ（ｎ）が正常信号である場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、その加速度信号Ｇ（ｎ）の出力値を記憶する（直前正常信号記憶手段）（ステップＳ１３）。ここで、この記憶さＲた加速度信号Ｇ（ｎ）の出力値は、異常信号の直前の正常信号である直前正常信号の出力値となる。続いて、サンプリング時刻ｎを１加算しリターンする（ステップＳ１４）。すなわち、再びステップ１１に戻り、加算された時刻（ｎ＋１）における加速度信号Ｇ（ｎ）（＝Ｇ（ｎ＋１））を読み込み処理を行う。
【００４０】
一方、読み込まれた加速度信号Ｇ（ｎ）が異常信号である場合には（ステップＳ１２：ＮＯ）、異常信号の値を記憶された直前正常信号の出力値に変更して、記憶する（ステップＳ１５）。すなわち、異常信号に対して異常時処理を行った異常時処理信号の値は、直前正常信号の出力値が設定されることになる。続いて、サンプリング時刻ｎを１加算してリターンする（ステップＳ１４）。
【００４１】
そして、衝突判定処理は、所定時間内の正常信号の出力値及び異常時処理信号の値により区間積分した区間積分値に基づき行う。
【００４２】
なお、上記異常時処理においては、異常時処理信号の値を直前正常信号出力値に設定したが、これに限られるものではない。例えば、異常時処理信号の値を０に設定してもよい。また、異常時処理を行わずに、正常信号のみを用いて区間積分を行ってもよい。また、衝突判定処理は、区間積分を行う場合について説明したが、これに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用乗員保護装置の起動装置の全体構成を示す図である。
【図２】正常異常判断処理を示すフローチャートである。
【図３】サンプリング時刻ｎにおける加速度信号の出力値のゲインを示す図である。
【図４】異常時処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ・・・ ＥＣＵ
２ ・・・ サテライトセンサユニット
３ ・・・ 起動装置
４ ・・・ エアバッグ
１１ ・・・ メインＧセンサ（加速度センサ）
２１ ・・・ サテライトＧセンサ（加速度センサ）
１２２，１２３ ・・・ 正常異常判断部（正常異常判断手段）
１２８ ・・・ 衝突判定部（衝突判定手段、区間積分手段、異常時処置手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアバッグ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の衝突判定に際しては、加速度センサの出力信号をクリッパやローパスフィルタを介して出力された信号を使用していた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３０４４１４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、加速度センサが車両の衝突判定を行うＣＰＵを含むＥＣＵ内に搭載されている場合は、加速度センサからＣＰＵまでの通信によるノイズ等の影響はほとんどないため、加速度センサからＣＰＵに入力された加速度と実際の加速度とは大きく外れることはなかった。
【０００５】
ところが、近年、サテライトセンサ等のＥＣＵの外に配設された加速度センサが衝突判定に使用されるようになってきている。サテライトセンサからＣＰＵまでの通信においては、この通信ラインに発生するノイズ等の影響により、ＣＰＵに入力された加速度が実際の加速度とかけ離れる可能性があった。そして、このような不正確な加速度信号に基づき行われる衝突判定の演算は不正確なものとなるり、エアバッグの誤動作を生じる可能性があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、ＣＰＵに入力された加速度信号のうち不正確な信号は使用することなく衝突判定を行うことができる車両用乗員保護装置の起動装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
そこで、本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、ＣＰＵに入力された加速度信号の正常異常の判断を衝突判定の前に行うことを思いつき、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の車両用乗員保護装置の起動装置は、加速度センサと、衝突判定手段と、起動手段とを備える。ここで、加速度センサは、車両の加速度を検出するセンサである。衝突判定手段は、加速度センサの出力信号に基づき、車両が衝突したか否かの判定を行うと共に、車両が衝突したと判定された場合にエアバッグの展開信号であるエアバッグ展開信号を出力する手段である。例えば、この衝突判定手段は、区間積分手段と展開信号出力手段とから構成されるようにしてもよい。区間積分手段は、所定時間内の加速度センサの出力値に基づき区間積分した区間積分値を算出する手段である。展開信号出力手段は、区間積分値が衝突判定用閾値を越えた場合に、エアバッグの展開信号であるエアバッグ展開信号を出力する手段である。なお、区間積分値が衝突判定用閾値を越えた場合が、車両が衝突した場合に相当する。起動手段は、エアバッグ展開信号が出力された場合に、バッテリ又はバックアップ電源からの電力によりスクイブを点火してエアバッグを展開起動させる手段である。
【０００９】
そして、本発明の特徴的な構成は、さらに、加速度センサの出力信号が正常信号であるか若しくは異常信号であるかを判断する正常異常判断手段を備え、前記衝突判定手段は正常信号のみに基づき車両が衝突したか否かの判定を行うことである。なお、正常異常判断手段による処理は、衝突判定を行うＣＰＵにて行われるようにするとよい。また、衝突判定手段が、上述したように、区間積分手段と展開信号出力手段とから構成されるようにした場合は、区間積分手段が、所定時間内の正常信号の出力値のみに基づき区間積分した前記区間積分値を算出することになる。
【００１０】
つまり、加速度センサからＣＰＵに入力された信号のうち正常信号のみを用いて車両が衝突したか否かの判定を行う。例えば、区間積分により衝突判定を行う場合には、加速度センサからＣＰＵに入力された信号のうち正常信号のみを用いて区間積分をして衝突判定を行うことになる。従って、ノイズ等の影響により実際の加速度に比べて大きく外れた値（異常信号）を用いることなく衝突判定を行うので、正確に衝突判定を行うことができる。つまり、エアバッグの誤展開信号の出力を防止することができる。
【００１１】
また、本発明の車両用乗員保護装置の起動装置は、上述した、加速度センサと、衝突判定手段と、起動手段とを備える。また、上述したように、衝突判定手段は、区間積分手段と展開信号出力手段とから構成されるようにしてもよい。そして、本発明の特徴的な構成は、さらに、正常異常判断手段と、異常時処理手段とを備え、前記衝突判定手段が正常信号及び異常時処理信号に基づき車両が衝突したか否かの判定を行うことである。ここで、正常異常判断手段は、加速度センサの出力信号が正常信号であるか若しくは異常信号であるかを判断する手段である。異常時処理手段は、異常信号に対して所定の異常時処理を行い異常時処理信号を生成する手段である。なお、衝突判定手段が、上述したように、区間積分手段と展開信号出力手段とから構成されるようにした場合は、区間積分手段が、所定時間内の正常信号の出力値及び異常時処理信号の出力値に基づき区間積分した区間積分値を算出することになる。
【００１２】
つまり、加速度センサからＣＰＵに入力された信号のうち正常信号と異常時処理信号を用いて区間積分をして衝突判定を行う。加速度センサからＣＰＵに入力された信号のうち正常信号と異常時処理信号を用いて車両が衝突したか否かの判定を行う。例えば、区間積分により衝突判定を行う場合には、加速度センサからＣＰＵに入力された信号のうち正常信号と異常時処理信号を用いて区間積分をして衝突判定を行うことになる。従って、ノイズ等の影響により実際の加速度に比べて大きく外れた値（異常信号）そのものを用いることなく衝突判定を行うので、正確に衝突判定を行うことができる。つまり、エアバッグの誤展開信号の出力を防止することができる。
【００１３】
なお、異常時処理手段は、直前正常信号記憶手段と、異常時処理信号設定手段とを備えるようにしてもよい。直前正常信号記憶手段は、異常信号の直前の正常信号の出力値である直前正常信号出力値を記憶する手段である。異常時処理信号設定手段は、異常時処理信号の値を直前正常信号出力値に設定する手段である。
【００１４】
ここで、異常信号の出力値は、通常、直前の正常信号の出力値に近似した値となる。そこで、異常信号の値を直前の正常信号の出力値に変更して、この変更された直前正常信号出力値及び正常信号の出力値により区間積分を行うようにする。これにより、実質的に異常信号を排除して衝突判定を行うことになるので、より正確に衝突判定を行うことができる。
【００１５】
また、異常時処理手段は、異常時処理信号の値を零に設定するようにしてもよい。これにより、正常信号と零である異常時処理信号とに基づき、車両が衝突したか否かの判定が行われる。例えば、区間積分により衝突判定を行う場合には、正常信号と零である異常時処理信号とに基づき、区間積分が行われる。従って、異常信号を排除して衝突判定を行うことになるので、より正確に衝突判定を行うことができる。
【００１６】
また、正常異常判断手段は、変化量算出手段と、比較判断手段とを備えるようにしてもよい。変化量算出手段は、加速度センサの出力信号の出力値の所定時間における出力値変化量を算出する手段である。比較判断手段は、出力値変化量と正常異常判定用閾値とを比較して出力値変化量が前記正常異常判定用閾値を越えている場合に、加速度センサの出力信号が異常信号であると判断する手段である。
【００１７】
つまり、加速度センサの出力信号の出力値の所定時間における変化量に利用することにより、正確に加速度センサの出力信号が正常であるか異常であるか否かの判断を行うことができる。これは、加速度センサの出力信号が正常な場合であれば、加速度センサの出力信号の出力値の所定時間における変化量は、ある閾値（正常異常判定用閾値）を越えないことによるものである。なお、前記変化量は、加速度センサの出力信号そのものであってもよいし、ローパスフィルタを介して出力された信号であってもよい。このローパスフィルタは、加速度センサが備えたフィルタであってもよいし、正常異常判断手段が備えたフィルタであってもよいし、正常異常判断手段の入力の前に配設されたフィルタであってもよい。なお、ローパスフィルタを介して入力された加速度センサの出力信号を用いることにより、より正確に前記変化量による判断を行うことができる。
【００１８】
なお、正常異常判定用閾値は、加速度センサの出力信号の最大値の所定割合からなる値にするとよい。例えば、正常異常判定用閾値は、加速度センサの出力信号の最大値の約３０％の値等とする。例えば、２次のローパスフィルタを介して出力された加速度センサの出力信号の出力値の０．５ｍｓｅｃにおける変化量は、加速度センサの出力信号の最大値の約３０％より大きくなることはない。そこで、正常異常判定用閾値を上述のように設定することにより、加速度センサの出力信号が正常であるか異常であるか否かの判定を確実に行うことができる。
【００１９】
なお、加速度センサは、サテライトセンサとするとよい。加速度センサがサテライトセンサの場合には、加速度センサからＣＰＵまでの通信ラインに発生するノイズ等の影響を受ける可能性がある。そこで、加速度センサがサテライトセンサである場合であっても、確実にエアバッグの誤展開信号の出力を防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。
（車両用乗員保護装置の起動装置の全体構成）
本実施形態における車両用乗員保護装置の起動装置について図１を参照して説明する。図１は、車両用乗員保護装置の起動装置の全体構成を示す図である。車両用乗員保護装置の起動装置は、ＥＣＵ１と、サテライトユニット２と、起動装置（起動手段）３と、エアバッグ４とから構成される。
【００２１】
ＥＣＵ１は、メインＧセンサ（加速度センサ）１１と、マイクロコンピュータ１２とから構成される。そして、ＥＣＵ１は、車両のほぼ中央付近に配設されている。メインＧセンサ１１は、車両の加速度（メイン加速度）を検出するセンサである。具体的には、メインＧセンサ１１は、車両に発生する加速度（メイン加速度）をその変位量に対応したアナログ電気信号（メイン加速度信号）として出力する。さらに、このメインＧセンサ１１には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）が含まれている。なお、このローパスフィルタは、２次のローパスフィルタであって、カットオフ周波数は１７５Ｈｚである。
【００２２】
マイクロコンピュータ１２は、第１Ａ／Ｄ変換器１２１と、第１正常異常判断部（正常異常判断手段）１２２と、第２正常異常判断部（正常異常判断手段）１２３と、第１零点補正部１２４と、第２零点補正部１２５と、第１波形整形ＬＰＦ１２６と、第２波形整形ＬＰＦ１２７と、衝突判定部（衝突判定手段、区間積分手段、展開信号出力手段）１２８とから構成される。
【００２３】
第１Ａ／Ｄ変換器１２１は、メインＧセンサ１１に接続されている。従って、第１Ａ／Ｄ変換器１２１は、メインＧセンサ１１のアナログ出力信号のメイン加速度信号を入力し、入力されたアナログ信号のメイン加速度信号をＡ／Ｄ変換してデジタル信号のメイン加速度信号を生成する。
【００２４】
第１正常異常判断部１２２は、第１Ａ／Ｄ変換器１２１によりデジタル信号に変換されたメイン加速度信号が、正常信号であるか異常信号であるか否かの判断（正常異常判断処理）を行う。その後、第２正常異常判断部１２３は、後述するサテライトセンサユニット２から出力されるデジタル信号のサテライト加速度信号を入力して、入力されたサテライト加速度信号が正常であるか異常であるか否かの判断（正常異常判断処理）を行う。なお、正常異常判断処理の詳細については後述する。
【００２５】
第１零点補正部１２４は、第１正常異常判断部１２２を介して出力されたメイン加速度信号の零点値のずれを判断して、そのずれを補正する。第２零点補正部１２５は、第２正常異常判断部１２３を介して出力されたサテライト加速度信号の零点値のずれを判断して、そのずれを補正する。第１・第２波形整形ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１２６，１２７は、零点補正されたメイン加速度信号及びサテライト加速度信号に含まれるノイズ等を除去して、適切な信号波形を整形する。
【００２６】
衝突判定部１２８は、第１・第２波形整形ＬＰＦ１２６，１２７により出力されたメイン加速度信号及びサテライト加速度信号に基づき、車両が衝突したか否かの判定（衝突判定処理）を行う。さらに、衝突判定部１２８は、車両が衝突したと判定された場合には、エアバッグ４の展開信号であるエアバッグ展開信号を出力する。一方、衝突判定部１２８は、車両が衝突したと判定されない場合には、エアバッグ展開信号を出力しない。
【００２７】
起動装置３は、衝突判定部１２８によりエアバッグ展開信号が出力された場合に、バッテリ又はバックアップ電源からの電力によりスクイブを点火してエアバッグ４を展開起動させるように駆動する。
【００２８】
サテライトユニット２は、サテライトＧセンサ（加速度センサ）２１と、第２Ａ／Ｄ変換器２２とから構成されている。このサテライトユニット２は、車両の前方や側方や後方等に配設されている。サテライトＧセンサ２１は、車両の加速度（サテライト加速度）を検出するセンサである。具体的には、サテライトＧセンサ２１は、車両に発生する加速度（サテライト加速度）をその変位量に対応したアナログ電気信号（サテライト加速度信号）として出力する。さらに、このサテライトＧセンサ２１には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）が含まれている。なお、このローパスフィルタは、２次のローパスフィルタであって、カットオフ周波数は１７５Ｈｚである。
【００２９】
第２Ａ／Ｄ変換器２２は、サテライトＧセンサ２１に接続されている。従って、第２Ａ／Ｄ変換器２２は、サテライトＧセンサ２１のアナログ出力信号のサテライト加速度信号を入力し、入力されたアナログ信号のサテライト加速度信号をＡ／Ｄ変換してデジタル信号のサテライト加速度信号を生成する。そして、第２Ａ／Ｄ変換器２２は、デジタル信号のサテライト加速度信号を、通信ケーブル（図示せず）を介して、上述した台２正常異常判断部１２３に出力する。
【００３０】
（正常異常判断処理）
次に、正常異常判断処理について図２を参照して説明する。図２は、正常異常判断処理のフローチャートを示す。なお、正常異常判断処理は、上述したように、第１・第２正常異常判断部１２２，１２３において行われる処理である。ただし、ここでは第１正常異常判断部１２２についてのみ説明する。
【００３１】
まず、第１Ａ／Ｄ変換器１２１から出力されたデジタル信号であるメイン加速度信号の出力値Ｇ（ｎ）を所定のサンプリング時間Ｔ１毎に読み込み、記憶する（ステップＳ１）。なお、Ｇ（ｎ）は、時刻ｎにおけるメイン加速度信号の出力値Ｇを示す。ここで、所定サンプリング時間Ｔ１とは、例えば０．５ｍｓｅｃとする。すなわち、０．５ｍｓｅｃ毎にメイン加速度信号の出力値Ｇ（ｎ）が記憶される。
【００３２】
続いて、メイン加速度信号の出力値Ｇ（ｎ）のサンプリング時間Ｔ１における変化量（以下、「出力値変化量」という）ＤＧ（ｎ）を算出する（変化量算出手段）（ステップＳ２）。具体的には、時刻ｎにおけるメイン加速度信号の出力値Ｇ（ｎ）と時刻ｎ−１におけるメイン加速度信号の出力値Ｇ（ｎ−１）との差である出力値変化量ＤＧ（＝Ｇ（ｎ）−Ｇ（ｎ−１））を算出する。なお、出力値変化量ＤＧ（ｎ）は、時刻ｎにおける出力値変化量ＤＧを示す。
【００３３】
続いて、出力値変化量ＤＧ（ｎ）が、予め記憶された正常異常判定用閾値ＴｈＤＧと比較する（比較判断手段）（ステップＳ３）。この正常異常判定用閾値ＴｈＤＧは、例えば、メイン加速度信号の出力値Ｇ（ｎ）の最大値の約３０％の値とする。なお、正常異常判定用閾値ＴｈＤＧの決定方法については後述する。
【００３４】
続いて、出力値変化量ＤＧ（ｎ）が正常異常判定用閾値ＴｈＤＧより小さい場合には、出力値変化量ＤＧ（ｎ）は正常信号の出力値であると判断する（比較判断手段）（ステップＳ４）。一方、出力値変化量ＤＧ（ｎ）が正常異常判定用閾値ＴｈＤＧ以上である場合には、出力値変化量ＤＧ（ｎ）は異常信号の出力値であると判断する（比較判断手段）（ステップＳ５）。続いて、リターンして処理を繰り返す。
【００３５】
なお、第２正常異常判断部１２３の正常異常判断処理は、上述の第１正常異常判断部１２２の正常異常判断処理におけるメイン加速度信号をサテライト加速度信号に置き換えた処理となり、その他の部分は同様である。
【００３６】
（正常異常判定用閾値ＴｈＤＧの決定方法）
次に、正常異常判定用閾値ＴｈＤＧの決定方法について図３を参照して説明する。図３は、サンプリング時刻ｎにおけるメイン加速度信号の出力値Ｇ（ｎ）のゲインを示す図である。また、図３に示す太線は、メインＧセンサ１１が有するローパスフィルタの応答曲線、具体的にはカットオフ周波数１７５Ｈｚの２次のローパスフィルタのステップ応答曲線を示す。すなわち、図３の太線により示す応答曲線は、車両の衝突が最も激しい状態における応答曲線となる。また、図３は太線により示す応答曲線のゲインの最大値を１とした図としている。そして、サンプリング時刻ｎが０のときが車両が衝突したときに相当する。
【００３７】
そして、図３に示す細線は、太線で示す応答曲線のサンプリングＴ１（０．５ｍｓｅｃ）におけるゲインの変化量を示す。すなわち、この変化量は、図３より、応答曲線のサンプリングＴ１におけるゲインの変化量は、応答曲線のゲインの最大値の約３０％以下であることが分かる。つまり、正常異常判定用閾値ＴｈＤＧを応答曲線のゲインの最大値の約３０％とすることができる。なお、出力値変化量ＤＧ（ｎ）のゲインは、時刻ｎにおけるメイン加速度信号の出力値Ｇ（ｎ）のゲインと時刻ｎ−１におけるメイン加速度信号の出力値Ｇ（ｎ−１）のゲインとの差となる。
【００３８】
（衝突判定処理）
次に、衝突判定処理について詳述する。衝突判定処理は、上述したように、衝突判定部１２８によりメイン加速度信号及びサテライト加速度信号に基づき行われる。ここでは、衝突判定処理の一例として、区間積分を行う場合について説明する。すなわち、衝突判定処理は、メイン加速度信号及びサテライト加速度信号に基づき区間積分して算出された区間積分値に基づき、車両の衝突を判定し（区間積分手段）、車両が衝突したと判定された場合にエアバッグ展開信号を出力する（展開信号出力手段）。ここで、一般に行われる区間積分は、入力された全てのメイン加速度信号及びサテライト加速度信号を用いて行うが、本実施形態における区間積分は、上述の正常異常判定処理を行った結果に応じて、適切な加速度信号を用いて行う。
【００３９】
まず、正常異常判定処理により異常信号と判定された加速度信号に対して異常時処理を行い、異常時処理信号を生成する。ここで、異常時処理について図４を参照して説明する。図４は、異常時処理のフローチャートを示す。まず、正常異常判定処理が行われた後のサンプリング時刻ｎにおける加速度信号Ｇ（ｎ）を読み込む（ステップＳ１１）。続いて、読み込まれた加速度信号Ｇ（ｎ）が正常信号である場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、その加速度信号Ｇ（ｎ）の出力値を記憶する（直前正常信号記憶手段）（ステップＳ１３）。ここで、この記憶さＲた加速度信号Ｇ（ｎ）の出力値は、異常信号の直前の正常信号である直前正常信号の出力値となる。続いて、サンプリング時刻ｎを１加算しリターンする（ステップＳ１４）。すなわち、再びステップ１１に戻り、加算された時刻（ｎ＋１）における加速度信号Ｇ（ｎ）（＝Ｇ（ｎ＋１））を読み込み処理を行う。
【００４０】
一方、読み込まれた加速度信号Ｇ（ｎ）が異常信号である場合には（ステップＳ１２：ＮＯ）、異常信号の値を記憶された直前正常信号の出力値に変更して、記憶する（ステップＳ１５）。すなわち、異常信号に対して異常時処理を行った異常時処理信号の値は、直前正常信号の出力値が設定されることになる。続いて、サンプリング時刻ｎを１加算してリターンする（ステップＳ１４）。
【００４１】
そして、衝突判定処理は、所定時間内の正常信号の出力値及び異常時処理信号の値により区間積分した区間積分値に基づき行う。
【００４２】
なお、上記異常時処理においては、異常時処理信号の値を直前正常信号出力値に設定したが、これに限られるものではない。例えば、異常時処理信号の値を０に設定してもよい。また、異常時処理を行わずに、正常信号のみを用いて区間積分を行ってもよい。また、衝突判定処理は、区間積分を行う場合について説明したが、これに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用乗員保護装置の起動装置の全体構成を示す図である。
【図２】正常異常判断処理を示すフローチャートである。
【図３】サンプリング時刻ｎにおける加速度信号の出力値のゲインを示す図である。
【図４】異常時処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ・・・ ＥＣＵ
２ ・・・ サテライトセンサユニット
３ ・・・ 起動装置
４ ・・・ エアバッグ
１１ ・・・ メインＧセンサ（加速度センサ）
２１ ・・・ サテライトＧセンサ（加速度センサ）
１２２，１２３ ・・・ 正常異常判断部（正常異常判断手段）
１２８ ・・・ 衝突判定部（衝突判定手段、区間積分手段、異常時処置手段）
Claims (7)
- 車両の加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサの出力信号に基づき車両が衝突したか否かの判定を行うと共に、車両が衝突したと判定された場合にエアバッグの展開信号であるエアバッグ展開信号を出力する衝突判定手段と、
前記エアバッグ展開信号が出力された場合にバッテリ又はバックアップ電源からの電力によりスクイブを点火してエアバッグを展開起動させる起動手段と、
を備えた車両用乗員保護装置の起動装置において、
さらに、前記加速度センサの出力信号が正常信号であるか若しくは異常信号であるかを判断する正常異常判断手段を備え、
前記衝突判定手段は前記正常信号のみに基づき車両が衝突したか否かの判定を行うことを特徴とする車両用乗員保護装置の起動装置。 - 車両の加速度を検出する加速度センサと、
前記加速度センサの出力信号に基づき車両が衝突したか否かの判定を行うと共に、車両が衝突したと判定された場合にエアバッグの展開信号であるエアバッグ展開信号を出力する衝突判定手段と、
前記エアバッグ展開信号が出力された場合にバッテリ又はバックアップ電源からの電力によりスクイブを点火してエアバッグを展開起動させる起動手段と、
を備えた車両用乗員保護装置の起動装置において、
さらに、前記加速度センサの出力信号が正常信号であるか若しくは異常信号であるかを判断する正常異常判断手段と、
前記異常信号に対して所定の異常時処理を行い異常時処理信号を生成する異常時処理手段とを備え、
前記衝突判定手段は前記正常信号及び前記異常時処理信号に基づき車両が衝突したか否かの判定を行うことを特徴とする車両用乗員保護装置の起動装置。 - 前記異常時処理手段は、
前記異常信号の直前の前記正常信号の出力値である直前正常信号出力値を記憶する直前正常信号記憶手段と、
前記異常時処理信号の値を前記直前正常信号出力値に設定する異常時処理信号設定手段と、
を備えたことを特徴とする請求項２記載の車両用乗員保護装置の起動装置。 - 前記異常時処理手段は、前記異常時処理信号の値を零に設定することを特徴とする請求項２記載の車両用乗員保護装置の起動装置。
- 前記正常異常判断手段は、
前記加速度センサの出力信号の出力値の所定時間における出力値変化量を算出する変化量算出手段と、
前記出力値変化量と正常異常判定用閾値とを比較して前記出力値変化量が前記正常異常判定用閾値を越えている場合に前記加速度センサの出力信号が前記異常信号であると判断する比較判断手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用乗員保護装置の起動装置。 - 前記正常異常判定用閾値は、前記加速度センサの出力信号の最大値の所定割合からなる値であることを特徴とする請求項５記載の車両用乗員保護装置の起動装置。
- 前記加速度センサは、サテライトセンサであることを特徴とする請求項１記載の車両用乗員保護装置の起動装置。
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