JP2879977B2 - 衝突センサ - Google Patents

衝突センサ

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JP2879977B2
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    • B60R2021/0002—Type of accident
    • B60R2021/0009—Oblique collision

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、エアバッグ等の乗員保護装置の始動システ
ムに用いられる車両の衝突感知に適した衝突センサに関
し、特に乗員保護装置の作動又は不作動を早期に判定す
ることができる衝突センサに関する。
背景技術 従来、乗員保護装置の始動システムに用いられるこの
種の衝突センサは、加速度計から出力された加速度信号
を時間積分して得られる時間積分値を算出し、この時間
積分値を所定の基準値と比較して衝突を判断することを
マイクロコンピュータによって行わせるものが一般的で
ある。
すなわち、第13図の斜線部や縦線部の面積部分に示さ
れるように、加速度信号について時間積分値を求める。
そして、第14図に示すように、累積され増加する時間積
分値が基準値V0に達すると乗員保護装置を作動させ、累
積され増加する時間積分値が基準値V0未満であると乗員
保護装置を作動させないとう判定を行っていた（USP370
1903号公報又は特開昭49−5501号公報参照）。
しかしながら、上述の従来の衝突センサでは、例えば
第13図、第14図に示すように、一点差線の高速斜め衝突
では作動要求時期Ｔ内に時間積分値が基準値V0に達して
（tF）作動の判定を行う。しかし、実線の中速斜め衝突
では、作動要求時期Ｔ内に時間積分値が基準値V0に達せ
ず、該時期Ｔ経過後の時期tF′に基準値V0に達して作動
の判定を行い、衝突形態によっては作動の遅れを生じる
場合があるという問題があった。
また、乗員保護装置の作動が要求される中速斜め衝突
と、乗員保護装置の不作動が要求される低速正面衝突と
では、第14図の実線及び点線で示されるように、衝突初
期における時間積分値に余り差がなく、作動要求時期Ｔ
において両者を明瞭に区別することができないという問
題もあった。
一方、乗員保護装置としてエアバッグを用いる場合、
加速度計から出力された加速度信号から乗員の特に頭部
の移動量及び速度を予測し、乗員がエアバッグに突っ込
む前にバッグを十分開くことにより乗員を保護する衝突
センサも提案されている。
この衝突センサは、エアバッグを十分開かせるのに必
要な時間である30msec先の乗員の移動量を予測すること
で作動タイミングの判断を行っている。一方、エアバッ
グを開かせるか否かの判断に関しては、乗員が２次衝突
において傷害を受けるかどうかで判断でき、２次衝突の
エネルギはその衝突速度で決定されるので、30msec先の
乗員の速度を予測することで作動の要否の判定を行って
いる。
しかしながら、乗員の速度だけではエアバッグの作動
要否を全て判断することは難しく、仮に30msec先の乗員
の速度を完全に予測できたとしても、作動要否の判断に
は誤差が含まれ、信頼性に欠けるという問題がある。
本発明は、従来の衝突センサが有するこのような問題
点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、作動が要求される中速斜め衝突と不作動の低速正面
衝突とを明瞭に区別し、作動．不作動を早期に判定する
ことができる衝突センサを提供することにある。
発明の開示 本発明は、２つのタイプに大別される。１つのタイプ
は、加速度計から出力される加速度信号に基づき減速の
程度に対応した減速対応値を演算する手段と、この減速
対応値をしきい値と比較し、これを超えると衝突と判定
し始動信号を出力する比較手段と、該始動信号に基づき
エアバッグ等の乗員保護装置を作動させるトリガー回路
とを備えるとともに、前記加速度信号における減速発生
からの第１波の物理量の大きさを演算し、この第１波の
物理量の大きさに応じて前記比較手段で用いられる前記
減速対応値又は／及び前記しきい値を修正することによ
り、衝突を過大評価するものである。
他のタイプは、加速度計から出力される加速度信号に
基づき減速の程度に対応した減速対応値を演算し、この
減速対応値をしきい値と比較して始動タイミングの算定
に用いるとともに、前記加速度信号における減速発生か
らの第１波の物理量の大きさを演算し、この第１波の物
理量の大きさによって始動要否の判定を行うものであ
る。
低速正面衝突では、高速斜め衝突や中速斜め衝突に比
べ、衝突エネルギーの絶対値が小さく、そのエネルギの
大部分がバンパーで吸収されるため、衝突時の第１波の
物理量が小さくなる。そこで、この第１波の物理量を直
接又は間接に用いることにより、衝突初期の早い時刻に
おいて概ね乗員保護装置の作動・不作動の判断を行うこ
とができる。
従って、この第１波の物理量の評価を従来の衝突セン
サに組み込むことによって、作動が必要な中速斜め衝突
等の軟衝突に対し、より早い時刻で的確に乗員保護装置
を作動させることができる。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明の衝突センサの概略構成を示すブロ
ック図、第２図は、本発明の第１実施例の衝突センサの
構成を示すブロック図、第３図は、第２図の衝突センサ
の作動の一部を示すフローチャート図、第４図は、第２
図の衝突センサの作動の一部を示すフローチャート図、
第５図は、第２図の衝突センサの作動の一部を示すフロ
ーチャート図、第６図は、衝突波形を示すグラフ図、第
７図は、本発明の第２実施例の衝突センサの構成を示す
ブロック図、第８図は、本発明の第３実施例の衝突セン
サの構成を示すブロック図、第９図は、第８図の衝突セ
ンサの演算処理を示すグラフ図、第10図は、第８図の衝
突センサの演算処理を示すグラフ図、第11図は第８図の
衝突センサにおける時間積分値の変化を示すグラフ図、
第12図は本発明の第４実施例の衝突センサの構成を示す
ブロック図である。
発明を実施するための最良の形態 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
尚ここでは、減速側の加速度を正の値として説明する
が、それを負にすることは、各ブロックにおける正負の
論理を整合させれば、同様の作用となる。
まず、第１図に基づき本発明の衝突センサのうちの衝
突波の第１波の物理量を衝突波の過大評価に用いるタイ
プの概要を説明する。このタイプの具体例は、第１、第
２、第３実施例として後述する。
第１図において、加速度計１は、演算回路３を経てト
リガー回路５と接続されている。そして、トリガー回路
５は乗員保護装置であるエアバッグ６を作動させる。
つぎに、演算回路３を説明する。第１演算手段である
ブロック101において、加速度計１からの加速度信号の
減速発生からの第１波の物理量を演算する。一方第２演
算手段であるブロック102において、前記加速度信号か
ら減速の程度に対応した減速対応値（速度Ｖ、又は速度
Ｖの時間積分である∫Vdt等）を演算する。比較手段で
あるブロック104において、この減速対応値をしきい値
と比較するが、修正手段であるブロック103において、
この減速対応値又はしきい値のいずれか又は双方を第１
波の物理量の大きさに応じて修正する。
すなわち、第１波の物理量が大きければ減速対応値を
大きくするか、又はしきい値が小さくなるように修正す
る。従って、比較手段104では、修正手段103で減速対応
値が修正されたときは修正後の減速対応値で比較し、し
きい値が修正され、減速対応値が未修正のときはそのま
まの減速対応値を用いて比較を行う。この比較の結果、
減速対応値がしきい値を超えると、始動信号を出力す
る。トリガー回路５はこの始動信号に基づいてエアバッ
グ６を作動させる。これにより、衝突か否かの判断を従
来に比べて的確に行うことができる。
つぎに、第２図乃至第６図に基づき第１実施例を説明
する。第２図において、加速度計１は、演算回路３を経
て、リセット回路４、トリガー回路５と接続されてい
る。そして、トリガー回路５は乗員保護装置であるエア
バッグ６を作動させる。
この演算回路３を以下に説明する。ブロック11におい
て、加速度計１による測定加速度Ｇが所定の加速度G1を
越えた時点t0を判断する。ブロック31において、ローパ
スフィルタを通させる。このローパスフィルタはノイズ
を除去して加速度波形を明瞭にすべく挿入され、その特
性は衝突センサ仕様等に応じて適宜決定される。
加速度変化を算出するブロック32において、該ローバ
スフィタ31を通過した加速度信号Ｇ′の単位時間当たり
の加速度変化F1＝ΔＧ′／Δｔを算出する。ブロック88
において、加速度変化F1が正の値から負となり、その後
ゼロになるまでの間、加速度Ｇを第１波GPとして出力す
る。このブロック32とブロック88が加速度信号Ｇ′に基
づいて第１波GPを抽出する抽出手段37を構成する。
ピーク加速度変化を算出するブロック87において、第
１波GPの時点t0から加速度がピークとなって最大加速度
となる時点tPまでの加速度変化ΔGP/（tP−t0）を算出
する。このピーク加速度変化を算出するブロック87が第
１波の物理量の算出手段を構成する。ブロック74におい
て、前記ピーク加速度変化ΔGP/（tP−t0）を用いてブ
ロック32から出力される加速度変化F1を修正し修正加速
度変化JJを算出する。これらのブロック37、ブロック87
及びブロック74が第１波GPの物理量の大きさを演算する
第１演算手段を構成する。
一方、時間積分手段であるブロック71において、上記
ローパスフィルタ31を通過した加速度信号Ｇ′を時間積
分して速度Ｖを算出する。さらに時間積分手段であるブ
ロック72において、この速度Ｖを時間積分して移動量Ｓ
を算出する。乗員の予測速度を演算する第２演算手段で
あるブロック75において、ブロック71、31、74、から各
々入力される速度Ｖ、加速度Ｇ′、修正加速度変化JJを
用いて所定時間後の乗員速度FVを算出する。また、乗員
の予測移動量を演算する第３演算手段であるブロック76
において、ブロック72、71、31、32、から各々入力され
る移動量Ｓ、速度Ｖ、加速度Ｇ′、加速度変化F1を用い
て所定時間後の乗員移動量FSを算出する。
始動の要否を判定する第１比較手段であるブロック79
において、前記乗員速度FVを予め設定された所定の第１
しきい値である基準値FV′（ブロック80）と比較し、乗
員速度FVが基準値FV′以上であると第１始動信号を出力
する。
始動のタイミングを判定する第２比較手段であるブロ
ック81において、前記乗員移動量FSを予め設定された所
定の第２しきい値である基準値FS′（ブロック82）と比
較し、乗員移動量FSが基準値FS′以上であると第２始動
信号を出力する。
第1AND手段であるブロック84において、前記第１及び
第２始動信号の双方が入力されると第３始動信号を出力
する。一方、第３比較手段であるブロック83において、
ブロック71から入力される速度Ｖを予め設定された基準
値Ｖ′と比較し、速度Ｖが基準値Ｖ′以上であると、第
４始動信号を出力する。この第３比較手段83は、加速度
信号がラフロードパルスであるか否かを判定するもので
ある。
第2AND手段であるブロック85において、前記第３及び
第４始動信号の双方が入力されると第５始動信号をトリ
ガー回路５に出力する。この第５始動信号が入力される
と、トリガー回路５はエアバッグ６を作動させる。
また、減算手段であるブロック73において、ブロック
71で算出した速度Ｖから所定の減算値ΔＶを減算した減
算積分値V3＝Ｖ−ΔＶを算出する。ブロック78におい
て、ブロック73で算出した減算積分値V3がゼロ未満か否
か判断し、ゼロ未満であると信号を出力する。リセット
回路であるブロック４において、ブロック78から信号が
出力されると、演算結果をリセットする。
つぎに、上述の演算回路３の作動を第３図乃至第５図
のフローチャートに基づき説明する。第３図において、
演算がスタートされると、演算値ΔＶ、基準値FV′、F
S′、Ｖ′が読み込まれる（ステップ＃１）。これらは
チューニングパラメータであり、基準値FV′、FS′、
Ｖ′以外は特定メーカー車種の間でほぼ一定となる。つ
ぎに、本演算において使用される変数である。時間
ｔ′、加速度変化F1、速度Ｖ、移動量Ｓ、減算積分値V
3、第１波ピーク時刻tp、フラグIDTPがリセットされる
（ステップ＃２）。つぎに、加速度Ｇが読み込まれ（ス
テップ＃３）、ローパスフィルタ通過後の加速度Ｇ′が
算出され（ステップ＃４）、積分開始後の時刻ｔ′＝
ｔ′＋ti′が算出される（ステップ＃５）。ここで、t
i′はサンプリングレートである。従って、ｔ′が第２
図のｔに該当する。つぎに、加速度変化F1＝ΔＧ′／Δ
ｔ′、速度Ｖ＝∫Gdt′、減算積分値V3＝Ｖ−ΔＶ、移
動量Ｓ＝∬Gdt′が算出される（ステップ＃６）。つぎ
に、減算積分値V3がゼロ以上か否か判断され（ステップ
＃７）、ゼロ未満であるとステップ＃２に戻り演算結果
がリセットされる。
ゼロ以上であると第４図のステップ＃８に進む。そし
て、加速度変化F1が正から負となる（F1（ｔ′−ti′）
≧０かつF1（ｔ′）＜０）か否か、すなわち第１波のピ
ークが存在して第１波が検知されたか否かが判断され
る。
第１波が検知された場合はその時刻ｔ′が第１波ピー
ク時刻tpとされ、フラグIDtpが１とされる（ステップ＃
12）。ステップ＃９において、このフラグIDtpが判断さ
れ、フラグIDtpが０の場合、すなわち第１波が検知され
ない場合は修正加速度変化JJは、JJ＝（Ｇ′（ｔ′）−
Ｇ′（０））/t′）とされる。すなわち、特に過大とな
る方向の修正は加えられない。
フラグIDtpが１の場合、すなわち第１波が検知された
場合は、第１波ピーク時刻tpが第１所定値T1以上か否
か、すなわち第１波の立ち上がりの緩急が判断される
（ステップ＃10）。第１波ピーク時刻tpが第１所定値T1
未満、すなわち急な場合はステップ＃14に進む。そし
て、ピークが大きくかつ立ち上がりが急峻なほど大きな
値となる修正係数ｆが算出される。つぎに、ステップ＃
15で現在時刻ｔ′が判断され、第１波ピーク時刻tpから
第２所定値T2を経過する前の場合は修正加速度変化JJは
JJ＝JJ（tp′）×ｆとされる。ここでJJ（tp′）＝
（Ｇ′（tp′）−Ｇ′（０））/tp′）である。すなわ
ち、修正加速度変化JJは、修正係数ｆを掛けることによ
り過大な方向に修正される。
つぎに第１波ピーク時刻tpから第２所定値T2を経過し
た後である場合は、ステップ＃17に進む。そして、第１
波ピーク時刻tpから第３所定値T3（T3＞T2）を経過する
前である場合、修正加速度変化JJは、第２所定値T2の時
刻における修正加速度変化JJ（tp′＋T2）から０に向け
て漸減する値とされる（ステップ＃18）。また、第１波
ピーク時刻から第３所定値T3を経過した後である場合
は、修正加速度変化JJは０とされる（ステップ＃19）。
一方、ステップ＃10で第１波ピーク時刻tpが第１所定
値T1以上、すなわち急でない場合はステップ＃20に進
む。そして、第１波ピーク時刻から第４所定値T4を経過
するまでの場合は、修正加速度変化JJは第１波ピーク時
刻tpにおける修正加速度変化JJ（tp′）から０に向けて
漸減する値とされる（ステップ＃21）。また、第１波ピ
ーク時刻から第４所定値T4を経過した後である場合は、
修正加速度変化JJは０とされる（ステップ＃19）。
つぎに第５図のステップ＃23に進み、所定時間後の乗
員速度FV及び乗員移動量FSが算出される。
すなわち、 FV＝Ｖ＋Ｇ′×ti′＋1/2×JJ×ti′×ti′ FS＝Ｓ＋Ｖ×ti′＋1/2×Ｇ′×ti′×ti′＋1/6×F1
×ti′×ti′×ti′とされる。
なお、上記フローチャート及び第２図には示していな
いが、実際には所定時間後の乗員移動量FSも修正加速度
変化JJ（第１波の物理量の大きさに相当する）を用いて
修正されている。これは、実際の回路で発生する位相遅
れに対する対策として行っているものであり、本発明の
本質とは無関係であるが、このようにすることにより効
果的に位相遅れを修正することができる。
つぎに、ステップ＃24において、所定時間後の乗員速
度FV及び乗員移動量FSが基準値FS′、FV′と各々比較さ
れ、いずれか一方が該基準値未満であると第３図のステ
ップ＃３に戻る。双方が該基準値以上となるとステップ
＃25に進む。そして、速度Ｖが基準値Ｖ′と比較され、
速度Ｖが基準値Ｖ′未満であると第３図のステップ＃３
に戻り、速度Ｖが基準値Ｖ′以上であると始動信号が出
力される（ステップ＃26）。
つぎに、上述の衝突センサの効果を第６図により説明
する。第６図は各衝突形態における加速度波形の測定例
を示したものであり、第13図に示す加速度変形と同じで
ある。すなわち、実線は中速斜め衝突を、点線は低速正
面衝突を、一点鎖線は高速斜め衝突を示す。図示するよ
うに、中速斜め衝突や高速斜め衝突では、その第１波
Pa、Pcが明瞭であり、低速正面衝突の第１波Pbは明瞭で
はない。そして、中速斜め衝突や高速斜め衝突の第１波
Pa、Pcの立ち上がりは低速衝突の第１波Pbの立ち上がり
に比べて、より急峻となっている。上述のように、本実
施例の衝突センサは第１波の立ち上がりが急峻かつその
ピークが大きいほど所定時間後の乗員速度FVが過大評価
されるようになっている。従って、本実施例の衝突セン
サによれば、作動条件である中速斜め衝突や高速斜め衝
突と不作動条件である低速衝突との区別を、従来に比べ
て明瞭にかつ衝突発生の早期に行うことができる。従っ
て、加速度信号から乗員の移動量、速度を予測して乗員
を保護するシステムにおいて、早期に確実にエアバッグ
の作動の要否を判定することができる。なお、大きな振
動を生じるラフロードパルスが入力された場合は、振動
成分のみで速度変化をほとんど伴わないことから、第２
図の比較手段83が上述のように始動信号の出力を許可せ
ず、これより誤動作を防止することができる。
なお、本実施例では第１波の物理量は、所定時間後の
乗員速度FVを修正して過大評価するのに用いられている
が、この第１波の物理量を用いて所定時間後の乗員移動
量FSを修正してもよい。すなわち、乗員移動量FSを修正
して過大評価すると作動タイミングを早くすることがで
き、過小評価すると作動タイミングを遅くするとができ
る。この他、上述のように、位相遅れを第１波の物理量
により修正することもできる。
つぎに、第７図により第２実施例を説明する。第７図
において、以下の点が第２図と異なる。すなわち、第２
図の修正加速度変化を算出するブロック74が撤去され
て、ブロック32から加速度変化F1が直接乗員速度を算出
する第２演算手段であるブロック75に入力されている。
そして、作動要否判定の第１比較手段であるブロック79
に入力される基準値FV′が第１しきい値の修正手段であ
るブロック86を介して入力され、該第１しきい値の修正
手段86にブロック87からピーク加速度変化ΔGP/tP−t
0）が入力されている。
第１しきい値の修正手段86はこのピーク加速度変化Δ
GP/（tP−t0）が大きいほど基準値FV′を小さく修正す
るようになっている。従って、第１波の立ち上がりが急
峻かつそのピークが大きいほど所定時間後の乗員速度FV
がこの修正された基準値FV′が超えやすくなり、第２図
の衝突センサと同様に所定時間後の乗員速度FVが過大評
価される結果となり、同様の効果を得ることができる。
つぎに、第８図に基づき第３実施例を説明する。第８
図において、加速度計１は、演算回路３を経て、リセッ
ト回路４、トリガー回路５と接続されている。そして、
トリガー回路５は乗員保護装置であるエアバッグ６を作
動させる。
この演算回路３を以下に説明する。ブロック11におい
て、加速度計１による速度加速度Ｇが所定の加速度G1を
越えた時点t0を判断する。ブロック31において、ローパ
スフィルタを通過させる。このローパスフィルタはノイ
ズを除去して加速度波形を明瞭にすべく挿入される。ま
た、ラフロードパルスの除去をも目的し、その特性は衝
突センサ仕様等に応じて適宜決定される。ブロック32に
おいて、単位時間当たりの加速度変化F1＝ΔG/Δｔを算
出する。ブロック33において、加速度変化F1が正の値か
ら負となり、その後ゼロになるまでの間、加速度Ｇを第
１波Gaとして出力する。この加速度変化の算出をするブ
ロック32とブロック33が第１波の抽出手段37を構成す
る。最大加速度変化の算出手段であるブロック34におい
て、第１波GPの加速度変化ΔGP/Δｔの最大値F2を算出
する。この最大加速度変化の算出手段34が第１波の物理
量を算出する算出手段を構成する。そして、抽出手段37
と算出手段34が第１波の物理量の大きさを演算する第１
演算手段を構成する。
修正手段であるブロック55において、ブロック90で予
め定められた基準値F3（ブロック36）と前記最大加速度
変化F2を比較し、後述するブロック21で比較判断に用い
る基準値V2を算出し該ブロック21に出力する。すなわ
ち、ブロック90は、通常は時間経過と共に変化する所定
の基準値V2を出力し、F2がF3以上になると“衝突”と判
断して通常より低い基準値V2を出力する。
一方、ピークカット手段であるブロック12において、
時点t0より、速度加速度Ｇから所定の加速度G2以上とな
る加速度G3を算出する。すなわち、該所定の加速度G2未
満はゼロと見做してカットする。
時間積分手段であるブロック13において、ブロック12
で算出された加速度G3の時間積分を開始し、時間積分値
Ｖを算出する。
減算手段であるブロック14において、ブロック13で算
出された時間積分値Ｖより、所定の関数の積分値を減算
する。ブロック14ではこの所定の関数が一定の値ΔＶで
あり、単位時間当たりの所定の値ΔＶを減算した減算積
分値V1となる。そして、ブロック12〜14が減速対応値を
演算する図１の第２演算手段43を構成する。
比較手段であるブロック21で前述のブロック90から入
力される基準値V2と前記減算積分値V1を比較する。ライ
ン23において、V1がV2以上になると、トリガー回路５に
第３始動信号を出力する。一方、ライン24において、V1
がV2に至らず、ブロック18でV1がゼロ近傍（負又は僅か
な正の値）であることを検知すると、リセット回路４に
信号を発し、時間積分を停止し、V1,tをゼロにリセット
する。
つぎに上述したブロック31〜34、36、90の演算処理を
第６図及び第９図のグラフにより説明する。第６図にお
いて、中速斜め衝突及び低速正面衝突の加速度波形は、
実線及び点線でそれぞれ示すように第１波Pa、Pbを有す
る。いま、この中速斜め衝突及び低速正面衝突の加速度
信号が入力されたとする。
すると、まず、第９図（ａ）に示すように、各加速度
信号の加速度の変化量F1＝ΔG/Δｔが演算され、中速斜
め衝突及び低速正面衝突はそれぞれ正→負→正の値に変
革する曲線F1a、F1bとなる。そして、これら加速度変化
F1a、F1bがそれぞれ最初に正の値となった時点t1、t
2と、これらの時点t1、t2から、一旦負の値になった後
ゼロになる時点t3、t4が検出される。つぎに、第９図
（ｂ）に示すように、上記の時点t1、t2からt3、t4まで
の間の加速度が第1GPa、GPbとして、それぞれ出力され
る。つぎに、第９図（ｃ）に示すように、これら第１波
GPa、GPbの加速変化ΔGP/Δｔのそれぞれの最大値F2a、
F2bが演算される。つぎに、第９図（ｄ）に示すよう
に、これら最大加速度変化F2a、F2bが基準値F3と比較さ
れる。すると、中速斜め衝突の最大加速度変化F2aは基
準値F3を超えるので通常より低い基準値V2が出力され
る。一方、低速正面衝突の最大加速度変化F2bは基準値V
2以下であるので、通常より低い基準値V2は出力されな
い。そして、高速斜め衝突の場合は、第６図に示すよう
に中速斜め衝突の場合より急峻な立ち上がりを有する第
１波Pcを有するので、上述の説明から明らかなように、
その最大加速度変化F2cは、中速斜め衝突の最大加速度
変化F2aより遥に大きな値を有し、中速斜め衝突の場合
より早期の時点t5において出力される。従って、高速斜
め衝突の場合も、最大加速度変化F2cが基準値F3を超
え、通常より低い基準値V2が出力される。
そしてこの際に、第９図（ｄ）に示すように、高速斜
め衝突の場合の最大加速度変化F2cはもちろん、中速斜
め衝突の場合の最大加速度変化F2aも低速正面衝突の場
合の最大加速度変化F2bとの差が明瞭であるので、第14
図に示す従来の衝突センサによる場合と比べて、より確
実に中速斜め衝突と低速正面衝突を識別することが可能
である。また、このエアバッグ作動が必要か否かの判断
時点t3〜t5も衝突発生の早期であり、作動要求時期に対
してエアバッグ作動が遅れることはない。なお、ラフロ
ードパルスの場合は、加速度信号が前述のローパスフィ
ルタにより減衰するので、第９図（ａ）に示す加速度変
化44、第９図（ｄ）に示す最大加速度変化45のように中
速斜め衝突の場合と比べて小さくなる。従って、中速斜
め衝突とラフロードパルスとが明瞭に識別され、ラフロ
ードパルスでエアバッグが作動しないようにすることが
できる。
つぎに、ブロック11〜14、21の演算処理を第10図のグ
ラフにより説明する。第10図（ａ）において、加速度Ｇ
がG1を越えた時点t0から演算がスタートする。そして、
所定のG2以下はゼロと見做しそれ以上について時間積分
される。すなわち、加速度Ｇがピークカットされる。そ
して、斜線部の単位時間あたり所定の値ΔＶが減算され
る。
第10図（ｂ）において、縦線部が時間積分されたこと
になり、この縦線部が減算積分値V1となる。すなわち、
縦線Ａ部は負として加算されるが、Ｂ部はカットされて
いる。なお、所定のG2は、G1＝G2を含む正の値である。
また、前述のリセット回路４の機能を用いると、開始タ
イミングを意識せずに積分のスタート及びリセットを行
わせることができる。
つぎに、ブロック21及びブロック90の作動を第８図及
び第11図により説明する。第11図において、ブロック90
から入力される基準値V2は、減算積分値V1に対して、一
点鎖線で示した線グラフ61のように、所定の時間関数と
なっている。そして、この基準値V2を減算積分値V1が超
えると、ブロック21は始動信号をトリガー回路５に出力
する。
そして、第11図において、ブロック90は、第１波の物
理量が所定値以下であるF2＜F3のときは一点鎖線グラフ
61で示す基準値V2を出力する。このの基準値61は、図示
するように、高速斜め衝突に対しては、作動点（Ａ点）
は作動要求時期内となるように設定されるが、中速斜め
衝突に対しては、作動点（Ｂ点）は、作動要求時期より
遅くてなっても、低速正面衝突に対して不作動となるよ
う設定される。その理由は、中速斜め衝突に対する作動
要否の判断はブロック90で行うようにするためである。
そして、第８図のブロック90は、F2≧F3となると、点
線グラフで示すように、上記基準値61より低い基準値6
1′を出力する。この場合、高速斜め衝突及び中速斜め
衝突に対する作動点（Ａ′点、Ｂ″点）が作動要求時期
内となるよう設定される。なお、低速衝突に対する作動
点（Ｃ′点）は考慮する必要はない。低速正面衝突に対
する作動要否の判断もブロック90で行われ、不作動の場
合はこの低い基準値61′は出力されないからである。従
って、全体を低くする基準値61′に代えて、二点鎖線62
で示すように、F2＜F3のときの基準値61の後半のみを低
くすることもできる。
従って、ブロック90で“衝突”と判定されない場合
は、ブロック21で従来同様に衝突か否か判断され、ブロ
ック90で“衝突”と判断されると、ブロック21で通常時
より低い基準値V2に基づき衝突か否か判断されて始動信
号がトリガー回路に出力され、エアバッグが作動する。
この結果、上述のように中速斜め衝突と低速正面衝突と
の区分が明瞭化される。
このような構成とすると、ブロック43、21のみが作動
する場合は、十分な速度変化が生じた時点で衝突を判断
するので判断時期が遅くなるが、反面、その分広範囲の
衝突形態に対して判断の確実性がある。従って、判断時
期の早いブロック90と組み合わせることによって、より
広範囲の衝突形態に対して確実な衝突判断を行うことが
可能となる。
なお、本実施例では、修正手段55で衝突か否かを判定
し、“衝突”と判定したときにのみ基準値V2を修正して
いるが、最大加速度変化F2の大きさに対応して、該最大
加速度変化F2が大きくなるほど基準値V2を小さくなるよ
う修正してもよい。また、修正手段55で、最大加速度変
化F2の大きさに対応して基準値V2を修正する代わりに、
減算積分値V1を過大評価するよう修正してもよい。さら
に、基準値V2、減算積分値V1の両方を修正することもで
きる。ただし、基準値V2又は減算積分値V1のいずれか一
方を修正するのが簡便である。
つぎに、本発明の衝突センサの第４実施例を第11図及
び第12図に基づき説明する。本実施例は、本発明の衝突
センサのうち、衝突波の第１波の物理量を独立して始動
要否判定手段として用いるタイプのものの実施例であ
る。本実施例は第３実施例と共通する部分が多いため、
同一の作用を有する部分には同一の符号を付してその説
明を省略し、異なる点のみ以下に説明する。
まず構成を第12図により説明する。第12図において、
以下の点が第８図と主に異なる。すなわち、ブロック34
から最大加速度F2を入力されるブロック38は、第１判定
手段として独立して“衝突”を判断して始動信号を出力
する。一方、第２演算手段であるブロック43から減算積
分値V1を入力されるブロック15も第２判定手段として独
立して始動信号を出力する。そして、第１判定手段38及
び第２判定手段15から始動信号を入力されてトリガー回
路５に始動信号を出力する接続回路17が設けられてい
る。
第１判定手段であるブロック38では、ブロック35で所
定の基準値F3と最大加速度変化F2とを比較する。そし
て、F2がF3以上になると、ライン39を通じて、接続手段
であるブロック17に第１始動信号を出力する。
一方、第２判定手段であるブロック15では、ブロック
21で所定の基準値V2（ブロック22）と減算積分値V1とを
比較する。ライン23において、V1がV2以上になると接続
手段17に第２始動信号を出力する。
接続手段17は、OR回路、AND回路、又は重み付け回路
で構成される。OR回路であれば、第１始動信号又は第２
始動信号のいずれかが入力されると、トリガー回路５に
第３始動信号が出力される。AND回路であれば、第１始
動信号及び第２始動信号の両方が入力されると、トリガ
ー回路５に第３始動信号が出力される。重み付け回路で
あれば、第１始動信号及び第２始動信号が重みを付けて
評価され、この評価に基づき第３始動信号が出力され
る。
つぎにブロック15、17の作動を第11図及び第12図によ
り説明する。第11図において、ブロック15では減算積分
値V1に対し、所定の基準値61又は62が設定されており、
これは減算積分値V1が超えると第２始動信号が接続手段
17に出力される。そして第12図において、接続手段17で
は、第１判定手段38からの第１始動信号と合わせて、前
述の如く、接続手段17がOR回路、AND回路、又は重み付
け回路のいずれであるかによって、OR条件、AND条件、
又は重み付けにより第３始動信号がトリガー回路５に出
力される。
そして、第11図において、ブロック15では、基準値V2
は、高速斜め衝突に対しては、接続手段17の如何に関わ
らず、作動点（Ａ点）が作動要求時期内となるように設
定される。そして、中速斜め衝突に対しては、第12図の
接続手段17がOR回路である場合は、一点鎖線61のよう
に、作動点（Ｂ点）が、作動要求時期より遅くてなって
も、低速正面衝突に対して不作動となるよう設定され
る。その理由は、中速斜め衝突に対する作動要否の判断
はブロック38で行うようにするためである。このように
すると、第３実施例と同様の効果が得られる。
接続手段17がAND回路である場合は、基準値V2は、二
点鎖線62のように、例え低速正面衝突に対する作動点
（Ｃ点）が作動要求時期内となっても、中速衝突に対す
る作動点（Ｂ′点）が作動要求時期内となるよう設定さ
れる。これは、低速正面衝突に対する不作動の判断は第
１判断手段38により行うようにするためである。このよ
うにすると、作動要否の判定は第１判定手段38のみで行
い、第２判定手段15では作動のタイミング調整のみを行
うことになる。従って、中速斜め衝突に対する作動を保
証しつつ、各衝突形態における作動は作動要求時期内に
行われることになり、かつそのタイミングの精度を高め
ることが可能である。
そして、接続手段17が重み付け回路である場合は、基
準値V2は、その重み付けの程度に応じて上述の両者61、
62の中間に設定される。この場合は、OR回路におけると
同様第１及び第２判定手段38、15の長所を組み合わせる
ことができ、かつそれぞれの比重を適宜調整することが
可能である。
つぎに、変形例を説明する。第８図の区分手段33は、
第１波を出力する区間を、加速度変化F1が、「正の値と
なった後、負の値となり、その後ゼロになるまでの間」
とする代わりに、「正の値となった後ゼロになるまでの
間」若しくは第２図に示すように「正の値となった後負
の値になるまで」とすることができる。このようにする
と演算時間を短縮することができる。
最大加速度変化算出手段34は、第１波の物理量の大き
さを演算するのが目的であり、上述の実施例では、第１
波の物理量の大きさを表す指標の１つとして加速度変化
の最大値を演算している。従って、これに代えて、例え
ば平均加速度、加速度の最大値、速度、エネルギ、加速
度変化の平均値、第１波のピークにおける加速度変化、
第１波のピークまでの加速度変化、第１波のピークまで
の時間、又は第１波の継続時間を演算する手段を用いる
ことができる。なお、上述の実施例のように加速度変化
を用いると、加速度計の精度の影響を受けないという効
果がある。
なお、上述の第３及び第４実施例においては、本発明
に係る第１演算手段及び第１判定手段を、従来の方法で
ある第２演算手段及び第２判定手段と組み合わせた場合
を説明しているが、第１演算手段及び第１判定手段のみ
でも本発明は成立する。
産業上の利用可能性 本発明の衝突センサは上述のように、乗員保護装置に
使用され、特に中速斜め衝突等の軟衝突に対し、より早
い時刻で乗員保護装置を作動させるのに適する。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−317837（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−146848（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−27933（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−243445（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−253441（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−208749（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−79049（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭50−23901（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60R 21/32

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】加速度信号を出力する加速度計（１）と、 該加速度計（１）から出力された加速度信号に基づき減
    速の程度に対応した減速対応値を演算する演算手段（10
    2）と、 前記演算手段（102）で演算された減速対応値を所定の
    しきい値と比較し、これを超えると衝突と判定し始動信
    号を出力する比較手段（104）と、 該比較手段（104）から出力された始動信号に基づきエ
    アバッグ等の乗員保護装置を作動させるトリガー回路
    （５）とを備えた衝突センサであって、 前記加速度計（１）から出力された加速度信号の減速発
    生時から加速度変化の符号が変わり、その後、加速度変
    化がゼロになるまでを第１波とし、この第１波の加速度
    信号に基づき物理量の大きさを演算する物理量演算手段
    （101）と、 該物理量演算手段（101）で演算された第１波の物理量
    の大きさに応じて、前記比較手段（104）で用いられる
    下記（ａ）、（ｂ）の少なくとも一方を修正する修正手
    段（103）とを設けたことを特徴とする衝突センサ。 （ａ）前記減速対応値 （ｂ）前記しきい値
  2. 【請求項２】加速度信号を出力する加速度計（１）と、 該加速度計（１）から出力された加速度信号に基づき乗
    員の予測速度（FV）を演算する速度演算手段（75）と、 前記加速度計（１）から出力された加速度信号に基づき
    乗員の予測移動距離（FS）を演算する距離演算手段（7
    6）と、 前記速度演算手段（75）で演算された乗員の予測速度
    （FV）を所定の第１しきい値（FV′）と比較して始動の
    要否を判定し、前記第１しきい値（FV′）を超えると第
    １始動信号を出力する速度比較手段（79）と、 前記距離演算手段（76）で演算された乗員の予測移動距
    離（FS）を所定の第２しきい値（FS′）と比較して始動
    のタイミングを判定し、前記第２しきい値（FS′）を超
    えると第２始動信号を出力する距離比較手段（81）と、 前記速度及び距離比較手段（79、81）から出力される第
    １及び第２始動信号の両方が入力されて第３始動信号を
    出力するAND手段（84）と、 該AND手段（84）から出力される第３始動信号によって
    エアバッグ等の乗員保護装置を作動させるトリガー回路
    （５）とを備えた衝突センサであって、 前記加速度計（１）から出力された加速度信号の減速発
    生時から加速度変化の符号が変わり、その後、加速度変
    化がゼロになるまでを第１波とし、この第１波の加速度
    信号に基づき物理量の大きさを演算する物理量演算手段
    （32、88、87）と、 該物理量演算手段（32、88、87）で演算された第１波の
    物理量の大きさに応じて、前記速度比較手段（75）と前
    記距離比較手段（76）での判定に用いられる下記（ａ）
    〜（ｄ）の少なくとも一つを修正する修正手段（74、8
    6）とを設けたことを特徴とする衝突センサ。 （ａ）前記乗員の予測速度（FV） （ｂ）前記乗員の予測移動距離（FS） （ｃ）前記第１しきい値（FV′） （ｄ）前記第２しきい値（FS′）
  3. 【請求項３】前記修正手段（74、86）は、前記速度演算
    手段（75）で演算する乗員の予測速度（FV）、又は前記
    速度比較手段（79）で用いられる第１しきい値（FV′）
    のいずれか一つを修正することを特徴とする請求の範囲
    第２項に記載の衝突センサ。
  4. 【請求項４】加速度信号を出力する加速度計（１）と、 該加速度計（１）から出力される加速度信号の所定値以
    下のピークカットを施すピークカット手段（12）と、 該ピークカット手段（12）が施されたピークカット信号
    を時間積分する時間積分手段（13）と、 該時間積分手段（13）で得られた時間積分値から所定の
    関数の時間積分値を減算して減算積分値を算出する減算
    手段（14）と、 該減算手段（14）で算出された減算積分値を所定の時間
    関数値と比較し、これを超えると始動信号を出力する比
    較手段（21）と、 該比較手段（21）から出力される前記始動信号が入力さ
    れてエアバッグ等の乗員保護装置を作動させるトリガー
    回路（５）とを備えた衝突センサであって、 前記加速度計（１）から出力された加速度信号の減速発
    生時から加速度変化の符号が変わり、その後、加速度変
    化がゼロになるまでを第１波とし、この第１波の加速度
    信号に基づき物理量の大きさを演算する物理量演算手段
    （32、33、34）と、 前記物理量演算手段で演算された第１波の物理量の大き
    さに応じて、前記比較手段（21）で用いられる下記
    （ａ）、（ｂ）の少なくとも一つを修正する修正手段
    （55）とを設けたことを特徴とする衝突センサ。 （ａ）前記減算積分値 （ｂ）前記所定の時間関数値
  5. 【請求項５】第１波の物理量を演算する前記処物量演算
    手段は、前記加速度信号の減速発生から加速度変化の符
    号が変わり、その後、加速度変化がゼロになるまでを第
    １波とし、この第１波を該加速度信号から抽出する抽出
    手段（37）と、この抽出された第１波の物理量を算出す
    る算出手段（87、34）とを有し、 該算出手段（37）で算出される第１波の物理量は下記
    （ａ）〜（ｉ）の少なくとも一つである請求の範囲第１
    項乃第４項に記載の衝突センサ。 （ａ）前記第１波の平均加速度 （ｂ）前記第１波の加速度の最大値 （ｃ）前記第１波の加速度変化の最大値 （ｄ）前記第１波の速度 （ｅ）前記第１波のエネルギ （ｆ）前記第１波の加速度変化の平均値 （ｇ）前記第１波のピークまでの加速度変化 （ｈ）前記第１波のピークまでの時間 （ｉ）前記第１波の継続時間
  6. 【請求項６】前記加速度計（１）から出力される加速度
    信号は所定周波数以下を通過域とするローパスフィルタ
    を介して前記物理量演算手段に入力される請求の範囲第
    １項乃至第４項に記載の衝突センサ。
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