JP2006007821A

JP2006007821A - 乗員保護装置の起動制御装置

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Publication number: JP2006007821A
Application number: JP2004183958A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Hamabe; 勉浜辺; Yasuo Suzuki; 保雄鈴木; Shoichi Kano; 昭一加納
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2004-06-22
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2024-06-22
Also published as: JP4306543B2

Abstract

【課題】衝突速度の差が僅かな衝突を識別可能な乗員保護装置の起動制御装置の提供。
【解決手段】本発明による乗員保護装置の起動制御装置は、車両に発生する減速加速度に応じた減速度信号を出力する減速度検出手段と、前記減速度検出手段からの減速度信号に対して、所定の周波数成分を他の周波数成分に比して強調させる特定周波数強調処理を行う特定周波数強調手段と、前記特定周波数強調処理がなされた減速度信号に基づいて、乗員保護装置を制御する起動制御手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、衝突時に検出される加速度センサからの減速度信号に基づいて乗員保護装置を制御する乗員保護装置の起動制御装置に関する。

従来から、この種の乗員保護装置の起動制御装置において、衝突時に検出される加速度センサからの減速度信号を基に衝突の激しさ（衝突速度）を演算し、この演算結果に基づいて乗員保護装置であるエアバックの展開圧力の大きさを変更・調整する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２０８４１３号公報

ところで、上述の従来技術の如く、衝突時に乗員が必要とする保護レベルを考慮し、この保護レベルに応じて乗員保護装置の出力を調整することは有効である。例えば、車両が先行車に高速で追突した場合には、車両が先行車に低速で追突した場合よりも、乗員が必要とする保護レベルは高く、かかる場合、乗員保護装置の出力を調整して、最適な出力で乗員を保護することは有効である。

一方、近年では、衝突速度の差が僅かな（例えば、１０ｋｍ／ｓ）２種類の衝突を識別できる方法に対する要請がある。しかしながら、衝突時に得られる加速度センサからの減速度信号の波形は、衝突速度の僅かな差では有意差が出難く、従って、衝突速度の差が僅かな衝突を識別することが困難であった。

そこで、本発明は、衝突速度の差が僅かな衝突を識別することが可能な乗員保護装置の起動制御装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、
車両に発生する減速加速度に応じた減速度信号を出力する減速度検出手段と、
前記減速度検出手段からの減速度信号に対して、所定の周波数成分を他の周波数成分に比して強調させる特定周波数強調手段と、
前記所定の周波数成分が強調された減速度信号に基づいて、乗員保護装置を制御する起動制御手段とを備えることを特徴とする、乗員保護装置の起動制御装置が提供される。

本局面において、前記特定周波数強調手段は、前記減速度検出手段からの減速度信号における所定の周波数成分の振幅を強調する共振フィルタであってよい。

また、前記特定周波数強調手段及び減速度検出手段は、車両に対する入力に対して所定の周波数で車体に対して共振するように設けられ、前記所定の周波数成分が他の周波数成分に比して強調される減速度信号を出力する減速度検出手段により実現されてよい。

また、前記減速度検出手段は、筐体内に固定されるセンサを含み、前記筐体は、前記所定の周波数で共振するように車体に対して振動可能に取り付けられてよい。この場合、前記筐体は、弾性変形可能な部位を有するブラケットにより車体に弾性的に支持されてよい。

また、前記特定周波数強調手段は、所定の車速で衝突した際に発生する車両の荷重特性における変化点の位相差が、前記減速度検出手段の取り付け位置での車両の共振周波数に対応するように、車両のフロントボデー構造を構成することにより実現されてよい。

また、上記の各乗員保護装置の起動制御装置は、所定の車速で衝突した際に前記所定の周波数に対応した位相差で荷重特性の変化点が現れるフロントボデー構造を有している車両に搭載されてよい。

また、前記起動制御手段は、乗員保護装置の起動の可否又は起動時の乗員保護装置の出力レベルを決定するものであってよい。

本発明によれば、衝突速度の差が僅かな衝突を識別可能な乗員保護装置の起動制御装置を得ることができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明による乗員保護装置の起動制御装置２０の一実施例を示すシステム構成図である。本実施例の起動制御装置２０は、マイクロコンピューター４０を中心に構成される。マイクロコンピューター４０は、ＣＰＵ４２と、所定の処理プログラム等が記憶されたＲＯＭ４４と、一時的にデータの記憶をするＲＡＭ４６と、入出力回路（Ｉ／Ｏ）４８とを含む。

起動制御装置２０には、乗員保護装置５０が接続されている。乗員保護装置５０は、エアバック装置、インフレータプルカーテン装置、モータ駆動式シートベルト装置等のような、車両衝突時に乗員を保護する装置である。本実施例の乗員保護装置５０は、その出力レベルが調整可能なように構成されている。例えば、乗員保護装置５０として図１に例示的に示されているエアバック装置に関して言及するに、このエアバック装置は、エアバック５２と、当該エアバック５２にガスを供給する２個のインフレータ５４と、図示しないガス発生剤に点火する点火装置５６と、点火装置５６に通電して上記ガス発生剤を点火させる駆動回路５８とを備えている。この場合、このエアバック装置の出力レベル、即ちエアバック５２の圧力は、作動させるインフレータ５４の個数を変更することにより、或いは、２個のインフレータ５４の作動タイミングを変更することにより、調整することができる。また、乗員保護装置５０がモータ駆動式シートベルト装置である場合、モータ駆動式シートベルト装置は、その出力レベルとしてシートベルト巻き取り量若しくは作動強度を調整できるように構成されてよい。

起動制御装置２０には、加速度センサ３０からなる減速度検出手段が接続されている。加速度センサ３０は、図２に示すように、車両のフロアトンネル（図示せず）に取り付けられ、当該取付け位置で発生する車両の主に車両前後方向（図２中のＸ、Ｙ方向）の減速度を検出する。加速度センサ３０の出力信号（減速度信号）は、起動制御装置２０に入力される。起動制御装置２０は、後述する如く、加速度センサ３０の減速度信号に基づいて、乗員保護装置５０の起動の可否や出力レベル等を決定する。尚、加速度センサ３０は、起動制御装置２０を含むコントローラユニットに内蔵されていてよい。

図３は、本実施例の起動制御装置２０の機能ブロック図である。起動制御装置２０は、共振フィルタ処理部２２と、出力レベル決定部２４と、起動判定部２６と、制御信号生成部２８とを含む。

共振フィルタ処理部２２には、所定周期毎に加速度センサ３０から減速度信号が入力される。共振フィルタ処理部２２は、入力された減速度信号に対して、後に詳説する共振フィルタ処理を施して、出力レベル決定部２４へと出力する。

出力レベル決定部２４は、例えば図４に示すような出力レベル判定用の閾値曲線Ｔｈを用いて、減速度信号が閾値曲線Ｔｈを越える場合（即ち、減速度波形が図４の“Low”領域から“High”領域に移行した場合）には、乗員保護装置５０の出力レベルを高く設定し、越えない場合には、出力レベルを低く設定する。

起動判定部２６には、所定周期毎に加速度センサ３０からの減速度信号が入力される。起動判定部２６には、出力レベル決定部２４と同様、共振フィルタ処理部２２を介して減速度信号が入力されてもよく、若しくは、例えばローパスフィルタのような通常的な別のフィルタ回路（図示せず）を介して減速度信号が入力されてもよい。起動判定部２６は、出力レベル決定部２４と同様、所定の起動判定用の閾値曲線を用いて、減速度信号が閾値曲線を越える場合には、乗員保護装置５０を起動させるべきであると判定し、越えない場合には、乗員保護装置５０を起動させるべきでないと判定する。

制御信号生成部２８は、起動判定部２６の起動すべきであるとの判定結果に応答して、出力レベル決定部２４により決定された出力レベルで、乗員保護装置５０が起動されるように制御信号を生成・送出する。このように、本実施例では、衝突時に乗員が必要とする保護レベル（乗員保護装置５０の出力レベル）は、衝突時に検出される減速度信号に基づいて調整されている。

次に本実施例の特徴的構成である共振フィルタ処理部２２の動作・機能について説明する。共振フィルタ処理部２２は、加速度センサ３０から入力される減速度信号に含まれる所定の周波数成分を強調させる処理を行う。以下、この処理を「特定周波数強調処理」といい、所定の周波数成分を「特定周波数成分」といい、所定の周波数を「特定周波数」という。特定周波数の決定方法については後に詳説する。

特定周波数強調処理は、典型的には、特定周波数成分の振幅を増幅させることによって実現される。この際、特定周波数成分の増幅は、特定周波数を共振周波数とするアナログ系若しくはデジタル系の共振フィルタ回路により実現されてよい。また、代替的に、特定周波数強調処理は、特定周波数以外の周波数成分を除去若しくは減衰させることによって実現されてもよい。

本実施例によれば、特定周波数を適切な値に設定することで、従来的には識別が困難であった僅かな速度差の２種類の衝突形態（例えば、衝突速度３２ｋｍ／ｈの中速衝突と、衝突速度２６ｋｍ／ｈの低速衝突）を効果的に識別することができる。以下、その原理を、図５乃至図１２を参照して説明する。尚、衝突速度とは、衝突対象に対する車両の相対的な速度をいう。

図５には、車体の２自由度系の振動モデルが示される。理解の容易化のため、質点M１を車体のフロント部、質点M２を車体のメインボデー部（加速度センサ３０が搭載されるボデー部）と考えてよい。先ず、衝突開始時点として、質点M１に図６（Ａ）に示す１段目の入力F１が入ると、質点M２には、図６（Ｂ）に示すような加速度αが発生する。

図７（Ａ）に示すように、質点M１に、上記１段目の入力F１の後、２段目の入力F２が入るとすると、質点M１には、これらを足し合わせた、図７（Ｂ）に示す入力が入る。この結果、質点M２には、図８（Ｃ）に示すように、図８（Ａ）の波形と図８（Ｂ）の波形を重ね合わせた波形の加速度αが発生する。

ここで、上述の場合に比して衝突速度が低い場合、衝突開始時点から２段目の入力Ｆ２の発生までの時間がより多くかかるため、質点M１には、２段目の入力F２が上述の場合に比して遅れて入ることになる（図９（Ａ）の点線参照）。従って、この場合、質点M１には、図９（Ａ）に示す１段目の入力F１と２段目の入力F２とを足し合わせた、図９（Ｂ）に示す入力が入る。この結果、質点M２には、図１０（Ｃ）に示すように、図１０（Ａ）の波形と図１０（Ｂ）の波形を重ね合わせた波形の加速度αが発生する。

図８（Ｃ）と図１０（Ｃ）とを比較するに、図８（Ｃ）の例では、１段目の入力で発生する振動と２段目の入力で発生する振動とが重なり合って、振動の振幅が大きくなっている。一方、図１０（Ｃ）の例では、１段目の入力で発生する振動と２段目の入力で発生する振動とが打ち消しあって、振動の振幅が小さくなっている（この場合、ゼロ）。即ち、衝突時に発生する２つのピーク荷重の発生時刻差が、振動波形の整数倍の波長分ずれると振動の増幅が起こり、半波長分だけずれると振動が減衰される。振動波形の周波数をｆ（＝１／Ｔ）とし、１段目の入力から２段目の入力までの時間をτとし、それぞれの入力の大きさが等しい（F１＝F２）とすると、図１１に示す振動波形の振幅と時間τの関係となる。図１１からは、時間τの相違により、即ち衝突速度の相違により、振動波形の振幅が増幅及び減衰を周期的に繰り返すことが分かる。

ここで、衝突速度をＶ（実際には衝突速度は時々刻々と変化するがここでは平均の衝突速度を使用する）とすると、振動波形の周波数ｆ＝ｎ×１／τ≒ｎ×Ｖ／Ｌ（ｎ：整数）で振動が最大に増幅される。ここで、Ｌは、１段目の入力F１と２段目の入力F２とを発生する強度部位間の距離に相当し、簡易的には、図１２に示すように、フロントバンパリンフォースメント９０からフロントサイドメンバ９２の前端までの距離、即ち、クラッシュボックス９４の長さを想定してよい。

本発明は、この原理を、僅かな衝突速度差の衝突を切り分けること（出力レベル決定部２４の機能）や、若しくは、衝突の検出精度を高めること（起動判定部２６の機能）に利用する。即ち、本実施例では、上述の如く、加速度センサ３０の出力信号に対して共振フィルタ処理部２２による特定周波数強調処理、即ち、特定周波数ｆの成分を強調させる処理を行うことで、切り分けが困難であった小さな衝突速度差の衝突を切り分けることを可能としている（即ち、小さな衝突速度差の衝突を切り分けできる閾値を設定できる）。

ここで、特定周波数ｆは、上述から明らかなように、主に、車体前部の荷重−変形特性、及び、識別したい衝突速度Ｖの値やその範囲に依存して決定されるべき値であり、当然に、車種毎に異なりうる。特定周波数ｆは、衝突試験結果やＣＡＥによるシミュレーション結果等に基づいて決定されてよい。

次に、具体的な実施例として、図１３を参照して、本実施例の起動制御装置２０により実現される処理の流れの一例を説明する。

ステップ１００では、先ず、衝突の開始が検出される。衝突の開始は、上述のような１段目の入力F１により現れる減速度信号のピーク値に基づいて、判断・検出されてよい。

衝突の開始が検知されると、起動制御装置２０の出力レベル決定部２４は、共振フィルタ処理部２２からの出力波形に対して、例えば図４に示すような出力レベル判定用の閾値曲線Ｔｈを適用して（ステップ１１０）、起動制御装置２０の出力レベルを決定する（ステップ１２０）。

ここでは、中速域内の所定の衝突速度Ｖ_TagUに対しては、共振フィルタ処理部２２からの出力波形が図１４（Ａ）に示すような波形（２波目が強め合う波形）となり、低速域内の所定の衝突速度Ｖ_TagLに対しては、共振フィルタ処理部２２からの出力波形が図１４（Ｂ）に示すような波形（２波目が弱め合う波形）となる特定周波数ｆが選択されているとする。この場合、これらの両波形は、特に２波目の位置で図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示すような閾値曲線Ｔｈにより容易に切り分けられるので、少なくとも衝突速度Ｖ_TagUと衝突速度Ｖ_TagLとに対して異なる出力レベルを決定することができる。特に２段目の入力が１段目の入力よりも２倍以上の大きさである場合（例えば、図１２に示すように、フロントサイドメンバ９２が潰れ始める際に荷重が２倍以上になる車体構造の場合）、双方の衝突速度Ｖ_TagL、Ｖ_TagUの振幅の差が顕著となり、切り分けが容易である。

尚、衝突速度Ｖ_TagUよりも衝突速度が大きくなっていくと、図１１からも分かるように、２波目が弱め合う条件に近づいていく。逆に、衝突速度Ｖ_TagLよりも衝突速度が小さくなっていくと、２波目が強め合う条件に近づいていく。しかしながら、これらの場合、衝突速度の絶対的な大きさの依存する振幅の相違により（即ち、速度差が大きくなるため）、両波形の識別は容易である。他言すると、衝突速度の差が大きい衝突を区別するのであれば、通常的な減速度波形（即ち特定周波数強調処理無しの波形）に基づいて判断することができ、この点からも、衝突速度の差が小さい衝突を切り分けできる本実施例の意義が理解できる。尚、この観点から、出力レベル決定部２４による上記ステップ１１０の処理は、衝突速度が切り分けした速度付近であると予測される場合のみに実行されることとしてもよい。この場合、当該予測は、レーダーセンサや画像センサ等の検出結果（衝突物との相対速度の検出値）に基づくものであってよい。また、出力レベル決定部２４は、レーダーセンサや画像センサ等の検出結果をも考慮して、上記ステップ１１０の処理を実行してもよい。

本実施例によれば、上述のような衝突速度の差が小さい衝突を切り分けできるという効果に加えて、このような判断が１つのセンサにより実現できるという効果も得られる。即ち、本実施例によれば、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示すように、単一の加速度センサ３０の出力のみで、衝突の始まりを検出できると共に、衝突の度合いを検出できる。従って、共振フィルタ処理部２２からの出力波形は、起動判定部２６による起動判定に利用されてもよい。但し、本発明は、フロントバンパ等に設置されたセンサや、フロントサイドメンバ９２の前方に取付けられるセンサ等を用いて衝突の始まり等を検出する構成を除外するものではない。

次に、図１５を参照して、本実施例の起動制御装置２０により実現される処理の流れのその他の例を説明する。

ステップ２００では、先ず、衝突の開始が検出される。衝突の開始は、上述のような１段目の入力F１により現れる減速度信号のピーク値に基づいて、判断・検出されてよい。

衝突の開始が検知されると、共振フィルタ処理部２２は、特定周波数で特定周波数強調処理した減速度波形を出力する（ステップ２１０）。この際、特定周波数は所定の周波数刻みに複数設定されており、それぞれの特定周波数に対する減速度波形がそれぞれ出力される。出力レベル決定部２４は、これらの減速度波形（２段目の入力に対応する振幅の大きさ）に基づいて、起動制御装置２０の出力レベルを決定する（ステップ２３０）。この際、２段目の振幅が最大となる特定周波数が特定され、当該特定周波数に対応した起動制御装置２０の出力レベルが決定される。この場合、複数の特定周波数と起動制御装置２０の出力レベルとの関係は、マップのような形態で予めＲＯＭ等に記憶されていてよい。或いは、この際、２段目の入力に対する振幅の大きさが最大となる減速度波形が決定され、当該減速度波形に対応する特定周波数に基づいて、衝突速度が予測されてもよく、この予測衝突速度に応じて起動制御装置２０の出力レベルが決定されてよい。この際、上述の式、特定周波数ｆ≒ｎ×Ｖ／Ｌ（ｎ：整数）を用いて、衝突速度Ｖが導出される。

尚、共振フィルタ処理部２２は、複数の特定周波数で特定周波数強調処理した複数の減速度波形を、同時に出力するように構成されていてよく、若しくは、出力レベル決定部２４により順次指定された特定周波数で特定周波数強調処理を行うものであってもよい。後者の場合、上記ステップ２２０の処理において、特定周波数が所定幅毎に昇順若しくは降順で変更・指定（選択）され、変更前と変更後の振幅の大きさが比較され、振幅の大きさの変化率が正負反転した際（振幅の大きさが最大若しくは最小となる際）の特定周波数が、起動制御装置２０の出力レベルを決定する特定周波数として採用されてよい。

本実施例によれば、２段目の入力に対応する振幅の大きさに基づいて衝突速度を判断することで、衝突速度の僅かな相違を識別できる。これにより、きめ細かく乗員保護装置５０の出力レベル（図１５に示す例では３段階）を制御することもできる。

次に、図１６を参照して、本発明による乗員保護装置５０の起動制御装置２０の代替実施例を説明する。本実施例は、上述の実施例では起動制御装置２０の共振フィルタ処理部２２により実現されていた特定周波数強調処理を、加速度センサ３０の車体への搭載方法の工夫により機械的に実現するものである。

図１６は、本実施例の加速度センサ３０を示す斜視図である。本実施例の加速度センサ３０は、コントローラユニット３２内に含まれている。コントローラユニット３２内には、起動制御装置２０を実現するマイクロコンピューターが含まれていてよい。コントローラユニット３２の筐体（コントローラボックス）３４は、図１６に示すように、ブラケット３６により車体の適当な箇所（例えばフロアトンネル）に取り付けられる。ブラケット３６は、車体に締結された状態で、筐体３４が車体に対して主に前後方向に振動可能となるように構成されている。具体的には、ブラケット３６は、図１６に示すように、車体側取り付け部３６ａとユニット側取り付け部３６ｂとの間にバネ部３８を有する。バネ部３８は、車両前後方向に２つあるブラケット３６の双方に対して設定されてよい。筐体３４は、ブラケット３６のバネ部３８の作用により、車体に対して主に前後方向に振動可能となる。尚、バネ部３８は、車体側取り付け部３６ａとユニット側取り付け部３６ｂとの曲げ部に弱部（例えば図１６に示す屈曲部や薄肉部のような構造的弱部）を形成することで実現されてもよい。或いは、筐体３４は、バネ部３８として機能するゴム等の弾性体を介して車体に取り付けられてもよい。ブラケット３６のバネ部３８のバネ定数は、特定周波数に対応する共振周波数を筐体３４が有するように決定される。尚、本実施例においても、特定周波数は、上述の如く切り分けたい衝突速度、及び、車両の荷重−変形特性に依存して決定される。

本実施例では、コントローラユニット３２に上述のような入力が入ると、コントローラユニット３２がその共振周波数（＝１／２π×√Ｋ／Ｍ、Ｍ：コントローラユニット３２の質量、Ｋ＝バネ部３８のバネ定数）で振動し、これにより、加速度センサ３０の出力する減速度波形において当該共振周波数の成分が強調される。即ち、コントローラユニット３２自身の機械的な振動により、上述の特定周波数強調処理と同等の特定周波数強調効果が加速度センサ３０からの減速度波形に現れる。

従って、本実施例によれば、加速度センサ３０の出力信号に対して特別な特定周波数強調処理を施すことなく、上述の実施例と同様の効果、即ち、加速度センサ３０の出力信号に基づいて、衝突速度の差が小さい衝突を切り分けすることができる。但し、本実施例において、上述のコントローラユニット３２の共振による振幅増幅効果に加えて、上述の実施例による特定周波数強調処理が実行されてもよい。尚、本実施例において、筐体３４が車体に対して固定される一方、加速度センサ３０がコントローラユニット３２（筐体３４）に対して同様に振動可能に搭載されていてもよい。

尚、上述した各実施例では、車両の荷重−変形特性が、２段階のピーク荷重の入力、即ち、衝突初期に発生する一段目のピーク荷重と、初期衝突後、車両前部に設定されるエネルギ吸収体が無くなった時点で発生する２段目のピーク荷重を前提としているが、本発明は、荷重−変形特性が大きく変化する変化点が少なくとも２箇所以上ある車体構造であれば、如何なる荷重−変形特性の車体構造に対しても適用可能である。

例えば、図１７に示すように、一段目のピーク荷重が発生してから、荷重が一旦下がらずにそのまま徐々に大きくなりその後一定値に変化する荷重−変形特性（弾性変形状態から塑性変形状態に移行していく一般的な特性）に対しても適用可能である。この場合でも、図１７に示す入力は、図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）に示す入力の重ねあわせと考えることができる。この場合、図５に示す質点M２には、図１９（Ｃ）に示すように、図１９（Ａ）の波形と図１９（Ｂ）の波形とを重ね合わせた波形の加速度αが作用する。但し、２段目の入力は１段目に対して正負逆であるので、２つの波が強め合う条件は、１段目と２段目の入力の発生時期が半波長の奇数倍ずれたときであり、逆に弱め合う条件は、一波長の整数倍ずれたときである。

従って、この場合、例えば、所定の衝突速度で２つの波が強め合う条件となる特定周波数を決定し、当該特定周波数で上述の如く特定周波数強調処理を実行すれば、当該所定の衝突速度付近で衝突速度の僅かな相違を判断することができる。

尚、実際の車体の荷重−変形特性が、図１７に示す特性と図９に示す特性の双方を兼ね備えている場合、当該特性に応じて適切な特定周波数が決定されてよい。この場合、複数の特定周波数が設定・適用されてもよい。

次に、本発明の代替実施例について説明する。本実施例では、本実施例の加速度センサ３０の搭載位置での車両の共振周波数が、上述の特定周波数に対応するように、車両のフロントボデー構造（例えば、クラッシュボックス９４）が構成される。即ち、上述の如く切り分けしたい衝突車速で衝突した際の車両の荷重−変形特性の変化点の位相差が、車両の共振周波数に対応するように（一周期の整数倍若しくは半周期の奇数倍となるように）、車両のフロントボデー構造が構成される。これにより、加速度センサ３０の出力する減速度波形において当該共振周波数の成分が強調される。

ここで、車両の共振周波数とは、図５に示す振動モデルにおけるバネ定数ｋから導出される共振周波数であり、シミュレーション若しくは振動試験により見出されてよい。この共振周波数は、図８等に示す振動波形の周波数に対応しており、従って、当該共振周波数と荷重の入力周期が対応することによって当該共振周波数の成分が強調されることが理解できる。従って、切り分けしたい衝突車速で衝突した際の車両の荷重−変形特性の変化点の位相差が、車両の共振周波数に対応する場合、当該衝突車速で衝突した際の減速度波形では、当該共振周波数の成分が強調される一方、当該衝突車速以外の速度で衝突した際の減速度波形では、当該共振周波数の成分が強調されないか若しくは打ち消しされる。

従って、本実施例によれば、加速度センサ３０の出力信号に対して特別な特定周波数強調処理を施すことなく、上述の実施例と同様の効果、即ち、加速度センサ３０の出力信号に基づいて、衝突速度の差が小さい衝突を切り分けすることができる。但し、本実施例において、上述の実施例による特定周波数強調処理が実行されてもよい。尚、上記車両の共振周波数は、車両の前部から車両前後方向に入力を付与する過渡応答振動試験により得られる加速度センサ３０の出力信号をフーリエ変換して、最もイナータンス（加速度／入力荷重）が大きくなる周波数であってよい。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、起動制御装置２０の共振フィルタ処理部２２は、加速度センサ３０の出力信号を一回積分（時間積分）若しくは２回積分した信号が入力されてもよく、若しくは、ローパスフィルタ等の他のフィルタを通した信号が入力されてもよい。また、これらの処理は、共振フィルタ処理部２２の出力信号に対して施されてもよい。

また、本発明は、特に正突に限らず、側突や斜突のような種々の衝突形態に対しても適用可能である。この場合、それぞれの衝突形態の相違により異なる特定周波数を決定しておき、加速度センサ３０の出力信号に対してそれらの特定周波数で特定周波数強調処理を実行すればよい。この際、適用される特定周波数は、レーダーセンサ等による衝突形態の予測結果に基づいて選択されてよい。

また、本発明は、必ずしも車体のフロアに取り付けられる加速度センサに限ることは無く、例えば左右のフロントサイドメンバ９２等のような他の箇所に設定されうる加速度センサに対しても適用可能である。

本発明による乗員保護装置の起動制御装置２０の一実施例を示すシステム構成図である。加速度センサ３０の取り付け位置を示す車両全体の上面図である。本実施例の起動制御装置２０の機能ブロック図である。出力レベル判定用の閾値曲線の一例を示す図である。本発明の原理を簡易的に説明するための図であり、車体の２自由度系の振動モデルを示す図である。２段階の入力を受けた際の図５の振動モデルが示す特性の説明図である。２段階の入力を受けた際の図５の振動モデルが示す特性の説明図である。２段階の入力を受けた際の図５の振動モデルが示す特性の説明図である。２段階の入力を受けた際の図５の振動モデルが示す特性の説明図である。２段階の入力を受けた際の図５の振動モデルが示す特性の説明図である。２段階の入力が入る時間差と、振幅との関係を示す説明図である。２段階の入力が発生する車両構造を示す概略図である。本実施例の起動制御装置２０により実現される処理の流れの一例を説明する。本実施例の共振フィルタ処理部２２から出力される減速度波形を２つの異なる衝突速度で示す図である。本実施例の起動制御装置２０により実現される処理の流れのその他の一例を説明する。本発明による乗員保護装置５０の起動制御装置２０の代替実施例を示す図である。２段階の入力形態以外に適用可能な入力形態の一例を示す図である。図１７の入力形態に対する説明図である。図１７の入力形態に対する説明図である。

符号の説明

２０起動制御装置
２２共振フィルタ処理部
２４出力レベル決定部
２６起動判定部
２８制御信号生成部
３０加速度センサ
３２コントローラユニット
３４筐体
３６ブラケット
３６ａ車体側取り付け部
３６ｂユニット側取り付け部
３８バネ部
５０乗員保護装置

Claims

車両に発生する減速加速度に応じた減速度信号を出力する減速度検出手段と、
前記減速度検出手段からの減速度信号に対して、所定の周波数成分を他の周波数成分に比して強調させる特定周波数強調手段と、
前記所定の周波数成分が強調された減速度信号に基づいて、乗員保護装置を制御する起動制御手段とを備えることを特徴とする、乗員保護装置の起動制御装置。
所定の車速で衝突した際に前記所定の周波数に対応した位相差で荷重特性の変化点が現れるフロントボデー構造を有している車両に搭載される請求項１記載の乗員保護装置の起動制御装置。
前記特定周波数強調手段は、前記減速度検出手段からの減速度信号における所定の周波数成分の振幅を強調する共振フィルタである、請求項１又は２記載の乗員保護装置の起動制御装置。
前記特定周波数強調手段及び減速度検出手段は、車両に対する入力に対して所定の周波数で車体に対して共振するように設けられ、前記所定の周波数成分が他の周波数成分に比して強調される減速度信号を出力する減速度検出手段により実現される、請求項１又は２記載の乗員保護装置の起動制御装置。
前記減速度検出手段は、筐体内に固定されるセンサを含み、
前記筐体は、前記所定の周波数で共振するように車体に対して振動可能に取り付けられている、請求項４記載の乗員保護装置の起動制御装置。
前記筐体は、弾性変形可能な部位を有するブラケットにより車体に弾性的に支持されている、請求項５記載の乗員保護装置の起動制御装置。
前記特定周波数強調手段は、所定の車速で衝突した際に発生する車両の荷重特性における変化点の位相差が、前記減速度検出手段の取り付け位置での車両の共振周波数に対応するように、車両のフロントボデー構造を構成することにより実現される、請求項１記載の乗員保護装置の起動制御装置。
前記起動制御手段は、乗員保護装置の起動の可否又は起動時の乗員保護装置の出力レベルを決定するものである、請求項１〜７の何れか１項に記載の乗員保護装置の起動制御装置。