JP3120716B2 - 乗員保護装置の起動制御装置 - Google Patents

乗員保護装置の起動制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両が衝突した際
に車両内の乗員を保護するエアバッグ装置などの乗員保
護装置に係わり、特に、このような乗員保護装置の起動
を制御するための起動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】乗員保護装置の起動を制御する装置とし
ては、例えば、エアバッグ装置におけるスクイブの点火
を制御する装置などがある。エアバッグ装置では、イン
フレータ内においてスクイブによりガス発生剤に点火し
て、インフレータよりガスを発生させ、そのガスによっ
てバッグを膨らませて、乗員を保護している。
【０００３】このようなエアバッグ装置のスクイブの点
火を制御する装置では、通常、車両に加わる減速度（特
に、車両の前後方向の減速度）を検出する減速度センサ
（いわゆるＧセンサ）を備えており、このＧセンサで検
出された減速度を基にして点火制御を行なっている。こ
のような減速度を基にした点火制御方式としては、減速
度そのものを用いる方式や、減速度を１回積分して得ら
れる積分値を用いる方式や、減速度を２回積分して得ら
れる２階積分値を用いる方式など、各種方式がある。
【０００４】このうち、減速度の２階積分値を用いる点
火制御の方式としては、例えば、特開平６−１０７１１
３号公報に記載のものがある。この既提案例では、減速
度の２階積分値によってスクイブの点火タイミングを決
定している。
【０００５】一般に、減速度を時間について２回積分し
て得られる２階積分値は、車両内の固定されてない物体
の車両に対する変位量を表す。即ち、例えば、前進して
いる車両に前後方向に過剰な減速度が加わった場合、車
両内の乗員は慣性力によって前方に引っ張られて移動す
るが、この時の乗員の車両に対する移動量が上記した２
階積分値に相当する。そこで、上記した既提案例では、
減速度の２階積分値を適当な閾値と大小比較して、２階
積分値がその閾値を超えたときに、スクイブによって点
火するように制御している。従って、このように、乗員
の移動量である減速度の２階積分値を用いることによっ
て、乗員の移動量とバッグの膨張体積を考慮しながらス
クイブの点火タイミングを決定している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一般にエアバッグ装置
では、車両の走行状態に応じて、バッグを開かせるか否
か（即ち、スクイブでガス発生剤を点火させるか否か）
の判定は極めて重要である。しかしながら、上記した既
提案例では、減速度の２階積分値を用いることによっ
て、スクイブの点火タイミングを決定することはできる
が、点火させるか否かの判定をすることは困難であっ
た。以下、これについて説明する。
【０００７】図９は車両衝突時におけるＧセンサより検
出された減速度Ｇとその積分値ｖとその２階積分値Ｓの
時間的変化の一例を示す特性図である。図９において、
（ａ）は減速度Ｇの時間的変化を、（ｂ）は減速度Ｇの
積分値ｖの時間的変化を、（ｃ）は減速度Ｇの２階積分
値Ｓの時間的変化を、それぞれ示す。なお、時間ｔの原
点は車両が衝突対象物に当接した時点である。
【０００８】車両衝突時、減速度Ｇの２階積分値Ｓは、
図９（ｃ）に示すように、原点より始まるほぼ２次関数
で近似できるような時間的変化を示す。従って、時間ｔ
が無限大の時、２階積分値Ｓも無限大となるため、２階
積分値Ｓに対してどの様な閾値を設定しても、２階積分
値Ｓは時間を経れば必ずその閾値を上回ることになる。
そのため、仮に、２階積分値Ｓが適当な閾値以下の場合
はスクイブで点火させないものとすると設定しても、２
階積分値Ｓは閾値を必ず超えてしまうため、２階積分値
Ｓだけを用いて、点火させるか否か（バッグを開かせる
か否か）の判定をすることは困難である。
【０００９】従って、上記した既提案例では、点火させ
るか否かの判定をするために、減速度の２階積分値以外
の別の演算値を用意する必要があった。
【００１０】ところで、車両衝突時、減速度Ｇは図９
（ａ）に示すように大きく変化するが、２階積分値Ｓの
ように無限大に大きくなることはなく、所定の減速度以
下には納まる。このため、上記したスクイブの点火制御
方式のうち、減速度そのものを用いる点火制御の方式の
場合は、減速度Ｇを用いて、点火させるか否か（バッグ
を開かせるか否か）の判定をすることは可能である。
【００１１】しかしながら、このように減速度Ｇを用い
てスクイブの点火制御を行なう場合は、車両衝突の形態
によって、スクイブの点火タイミングを有効に決定する
ことができない場合がある。
【００１２】図１０は車両によるポール衝突及びアンダ
ーライド衝突の様子とそれら衝突時の車両の減速度Ｇの
時間的変化の一例を示す説明図である。図１０におい
て、（ａ）は車両１００の前部が電信柱１０２などに衝
突するといったポール衝突の様子を示しており、（ｂ）
は車両１００の前部が大型トラック１０４などに衝突す
るといったアンダーライド衝突の様子を示している。ま
た、（ｃ）はこれらポール衝突，アンダーライド衝突の
際の減速度Ｇの時間的変化を示している。
【００１３】図２（ａ），（ｂ）に示すように、車両１
００がポール衝突またはアンダーライド衝突をした場
合、衝突対象物（電信柱１０２，大型トラック１０４）
は車体の骨格部分へ衝突するのではなく、車体の比較的
柔らかな部分へ衝突することになる。このため、車両１
００の前部が衝突対象物に当接してから、車体の変形は
どんどん進むことになるが、これに対して、車両１００
の減速度Ｇは図１０に示すように一向に立ち上がらな
い。そして、車体の変形がさらに進んで、衝突対象物が
例えばフロントエンジンなどの比較的硬い部分に当たる
ことにより、ようやく、減速度Ｇが立ち上がることにな
る。
【００１４】従って、減速度そのものを用いる点火制御
の方式の場合、例えば、減速度Ｇに対して、適切なスク
イブの点火タイミングを得るために、適当な閾値を設定
したとしても、図１０（ａ），（ｂ）に示したポール衝
突やアンダーライド衝突のような車両衝突の形態におい
ては、図１０（ｃ）に示すように減速度Ｇが立ち上がる
まで閾値を上回らないため、スクイブの点火タイミング
を有効に決定することはできない。なお、このことは、
減速度を１回積分して得られる積分値を用いる方式の場
合でも同様である。
【００１５】従って、本発明の目的は、上記した従来技
術の問題点を解決し、乗員保護装置を起動させるか否か
の判定をするために別の演算値を用意する必要がなく、
また、ポール衝突やアンダーライド衝突などの車両衝突
の形態においても、起動タイミングを有効に決定するこ
とができる乗員保護装置の起動制御装置を提供すること
にある。
【００１６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明
の第１の起動制御装置は、車両が衝突した際に該車両に
搭載された乗員保護装置を起動するための起動制御装置
であって、前記車両の減速度を検出する減速度検出手段
と、検出された前記減速度が所定の基準減速度を超えた
ときの前記車両の速度を検出する速度検出手段と、前記
減速度が前記基準減速度を超えたときからの経過時間を
検出する経過時間検出手段と、検出された前記経過時間
と前記速度とを乗算して得られる値と、検出された前記
経過時間に基づいて前記減速度を２回積分して得られる
値と、の差から、前記車両が衝突した際の該車両の変形
量を求める演算手段と、求められた前記変形量が所定の
閾値を超えたときに前記乗員保護装置を起動する起動手
段と、を備えることを要旨とする。
【００１７】車両が衝突する際、車両には減速度が加わ
るが、減速度検出手段は、その減速度を検出する。車両
が衝突する際、車両に加わる減速度は大きくなるため、
基準減速度を適当な値に設定しておけば、その基準減速
度を超えることになる。速度検出手段はこのときの車両
の速度を、経過時間検出手段はこのときからの経過時間
を、それぞれ検出する。演算手段は、これら検出された
経過時間と速度とを乗算して得られる値と、検出された
経過時間に基づいて減速度を２回積分して得られる値
と、の差から車両の変形量を求める。起動手段は、その
変形量が閾値を超えたときに乗員保護装置を起動する。
車両の変形量は、減速度の２階積分値のように無限大に
大きくなることはなく、所定の値以下に納まる。また、
衝突対象物が車体の比較的柔らかな部分へ衝突したとし
ても、車両の変形は大きく進むことになるため、車両の
変形量の時間に対する特性は素早く立ち上がる。
【００１８】従って、本発明の第１の起動制御装置によ
れば、車両の変形量だけを用いて乗員保護装置を起動さ
せるか否かの判定をすることができる。また、ポール衝
突やアンダーライド衝突のような車両衝突の形態でも、
車両の変形量に対して適当な閾値を設定することによっ
て、変形量の素早い立ち上がりにより閾値を早期に上回
ることになるため、乗員保護装置の起動タイミングを有
効に決定することができる。さらに、車両の変形量を用
いることによって、車両衝突時の車体のダメージに応じ
た乗員保護装置の起動制御ができる。また、減速度以外
に、減速度が基準減速度を超えたときの車両の速度を用
いることにより、より有効な車両の変形量を得ることが
できる。
【００１９】なお、本発明において、「超えたとき」に
は、超えた瞬間だけでなく、超えた瞬間から所定時間経
過した後の時点も含まれる。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】また、本発明の第２の起動制御装置は、車
両が衝突した際に該車両に搭載された乗員保護装置を起
動するための起動制御装置であって、前記車両の減速度
を検出する減速度検出手段と、検出された前記減速度が
所定の基準減速度を超えたときからの経過時間を検出す
る経過時間検出手段と、検出された前記経過時間に基づ
いて前記減速度を１回積分して得られる積分値を求める
積分手段と、検出された前記経過時間と求められた前記
積分値とを乗算して得られる値と、検出された前記経過
時間に基づいて前記減速度を２回積分して得られる値
と、の差から、前記車両が衝突した際の該車両の変形量
を求める演算手段と、求められた前記変形量が所定の閾
値を超えたときに前記乗員保護装置を起動する起動手段
と、を備えることを要旨とする。
【００２９】減速度検出手段は、車両に加わる減速度を
検出する。車両が衝突する際、車両に加わる減速度は大
きくなるため、基準減速度を適当な値に設定しておけ
ば、その基準減速度を超えることになる。経過時間検出
手段はこのときからの経過時間を検出する。また、積分
手段は、検出した経過時間に基づいて減速度を１回積分
する。演算手段は、検出された経過時間と求められた積
分値とを乗算して得られる値と、検出された経過時間に
基づいて減速度を２回積分して得られる値と、の差から
車両の変形量を求める。起動手段は、その変形量が閾値
を超えたときに乗員保護装置を起動する。
【００３０】このように、本発明の第２の起動制御装置
によれば、変形量を求めるに際して車両の速度は用いな
いので、速度検出手段が不要であり、部品点数が少なく
て済む。また、現行の起動制御装置におけるロジックを
変更するだけで実現できるので、現行の起動制御装置か
ら容易に、且つ安価に変更することができる。
【００３１】
【００３２】また、本発明の第３の起動制御装置は、車
両が衝突した際に該車両に搭載された乗員保護装置を起
動するための起動制御装置であって、前記車両の減速度
を検出する減速度検出手段と、検出された前記減速度が
所定の基準減速度を超えたときからの経過時間を検出す
る経過時間検出手段と、検出された前記経過時間に基づ
いて前記減速度を１回積分して得られる積分値を求める
積分手段と、検出された前記経過時間と求められた前記
積分値とを乗算して得られる値と、検出された前記経過
時間に基づいて前記減速度を２回積分して得られる値
と、の差を求める第１の演算手段と、前記積分値と所定
の係数とを乗算して得られる値と、求められた前記差と
所定の係数とを乗算して得られる値と、の和から、前記
車両が衝突した際の該車両の変形量を求める第２の演算
手段と、求められた前記変形量が所定の閾値を超えたと
きに前記乗員保護装置を起動する起動手段と、を備える
ことを要旨とする。
【００３３】このように演算することによって、車両の
変形量として、前述した経過時間と速度と減速度から求
めた変形量に近似した値を得ることができるので、より
適切なタイミングで乗員保護装置を起動させることがで
きる。
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【発明の他の態様】本発明は、以下のような他の態様を
採ることも可能である。第１の態様は、車両が衝突した
際の該車両の変形量を導き出す変形量導出装置であっ
て、前記車両の減速度を検出する減速度検出手段と、検
出された前記減速度を用いて演算により前記変形量を導
き出す変形量演算手段と、を備えることを要旨とする。
【００４３】また、第２の態様は、車両が衝突した際の
該車両の変形量を導き出す変形量導出装置であって、前
記車両の速度を検出する速度検出手段と、検出された前
記速度を用いて演算により前記変形量を導き出す変形量
演算手段と、を備えることを要旨とする。
【００４４】このように、第１及び第２の態様とも、前
述した起動制御装置から、車両の変形量を検出する部分
のみを独立させ、車両変形量検出装置を構成するように
している。このよう構成した場合は、この車両変形量検
出装置によって検出された変形量を乗員保護装置の起動
制御以外の目的にも用いることができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施例と
しての起動制御装置の構成を示すブロック図である。図
１に示すように、本実施例の起動制御装置５０は、主と
して、減速度センサ２０、速度センサ２８、タイマ３２
及び制御回路３０で構成されている。そして、起動制御
装置５０は、駆動回路３４を介してエアバッグ装置３６
に接続されている。これら各構成要素は車両（図示せ
ず）内のそれぞれ所定の位置に搭載されている。
【００４６】これらのうち、減速度センサ２０は車両に
対し前後方向に加わる減速度を検出するセンサであり、
検出された減速度はアナログの電気信号として出力され
る。なお、減速度センサ２０は、減速度のみを検出する
センサであっても良いし、減速度を含む広義の加速度を
検出するセンサであっても良い。
【００４７】減速度センサ２０より出力された電気信号
はフィルタ２２においてノイズ成分などが除かれた後、
アンプ２４において増幅され、その後、アナログ／ディ
ジタル変換器２６においてアナログ信号からディジタル
信号に変換されて、制御回路３０に入力される。なお、
減速度センサ２０から出力される電気信号が、ディジタ
ル信号である場合には、フィルタ２２，アンプ２４及び
アナログ／ディジタル変換器２６などは省略することも
可能である。
【００４８】一方、速度センサ２８は、車両の速度（対
地速度）を検出するセンサであり、検出された速度はデ
ィジタルの電気信号として制御回路３０に出力される。
なお、速度センサ２８としては、アナログの電気信号を
出力するセンサであっても良い。また、速度センサ２８
を設ける代わりに、スピードメータ（図示せず）で得ら
れた値を読み取って、制御回路３０に出力するようにし
ても良い。
【００４９】また、タイマ３２は所定の時点からの経過
時間を検出するものであり、検出された経過時間はディ
ジタルの電気信号として制御回路３０に出力される。
【００５０】制御回路３０は、中央処理装置（ＣＰＵ）
４０、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）４２、ランダ
ム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）４４及び入出力回路４
６などを備えており、各構成要素はバスで接続されてい
る。このうち、ＣＰＵ４０はＲＯＭ４２に記憶されたプ
ログラムなどに従って起動制御の各種処理動作を行な
う。ＲＡＭ４４は各センサ２０，２８やタイマ３２など
から得られたデータや、それに基づいてＣＰＵ４０が演
算した結果などを格納しておくためのメモリである。ま
た、入出力回路４６は各センサ２０，２８やタイマ３２
などからデータを入力したり、駆動回路３４に起動信号
を出力したりするための回路である。
【００５１】エアバッグ装置３６は、点火装置であるス
クイブ３８の他、スクイブ３８により点火されるガス発
生剤（図示せず）や、発生したガスによって膨張するバ
ッグ（図示せず）などを備えている。また、駆動回路３
４は、起動制御装置５０からの起動信号によってエアバ
ッグ装置３６内のスクイブ３８に通電し点火させる回路
である。
【００５２】では、車両が衝突する時における制御回路
３０内のＣＰＵ４０の処理動作について説明する。図２
は図１における制御回路３０内のＣＰＵ４０の処理動作
の流れを示すフローチャートである。この処理が開始さ
れると、まず、ＣＰＵ４０は減速度Ｇを読み込む処理を
行なう（ステップＳ２０）。即ち、減速度センサ２０で
検出された減速度Ｇは、電気信号としてフィルタ２２，
アンプ２４を介してアナログ／ディジタル変換器２６に
伝達される。アナログ／ディジタル変換器２６では、そ
の伝達された電気信号をアナログ信号からディジタル信
号に変換して制御回路３０の入出力回路４６に入力す
る。ＣＰＵ４０では、入出力回路４６を介して入力され
た減速度Ｇを読み込む。
【００５３】次に、読み込んだ減速度Ｇが予め設定され
た基準減速度Ｇthを超えたか否かを判定する処理を行な
い（ステップＳ２２）、基準減速度Ｇthを超えていなけ
ればステップＳ２０に戻って再び減速度Ｇを読み込み、
超えていればステップＳ２４に進む。
【００５４】ステップＳ２４に進むと、ステップＳ２４
では、ＣＰＵ４０はタイマ３２に時間計測開始の指示を
出す。これにより、タイマ３２は、減速度Ｇが基準減速
度Ｇthを超えた時点からの経過時間を計測することにな
る。次に、ＣＰＵ４０は車両の速度Ｖ0を読み込む処理
を行なう（ステップＳ２６）。即ち、速度センサ２８で
検出された車両の速度Ｖ0が電気信号として制御回路３
０の入出力回路４６に入力される。ＣＰＵ４０は、入出
力回路４６を介して入力された速度Ｖ0を読み込む。こ
れにより、ＣＰＵ４０は、減速度Ｇが基準減速度Ｇthを
超えた時点における車両の速度Ｖ0を得ることができ
る。
【００５５】次に、ＣＰＵ４０は再び減速度センサ２０
からの減速度Ｇを読み込む処理を行なった後（ステップ
Ｓ２８）、タイマ３２からの経過時間Ｔを読み込む処理
を行なう（ステップＳ３０）。そして、読み込んだ減速
度Ｇと経過時間Ｔを用いて、積分値ｖを下記の計算によ
り求める処理を行なう（ステップＳ３２）。
【００５６】
【数１】
【００５７】即ち、この積分値ｖは、減速度Ｇを、減速
度Ｇが基準減速度Ｇthを超えた時点から現時点（経過時
間Ｔを読み込んだ時点）まで、時間ｔについて積分して
得られる値であり、これは、車両内の固定されてない物
体（例えば、乗員など）の車両に対する現時点での相対
速度を表すことになる。つまり、前進している車両に減
速度が加わった場合、車両内の固定されていない物体
は、慣性力によって前方に引っ張られ、車両に対して前
方に加速するが、その場合の車両に対する現時点での速
度が積分値ｖである。
【００５８】続いて、ＣＰＵ４０は、読み込んだ経過時
間Ｔ及び車両の速度Ｖ0と、ステップＳ３２で求めた積
分値ｖとを用いて、車両の変形量Ｄを下記の計算により
求める処理を行なう（ステップＳ３４）。
【００５９】
【数２】
【００６０】ところで、前述したように、車両に減速度
が加わった場合、車両内の固定されていない物体は車両
に対して前方に加速し、その場合の車両に対する現時点
での相対速度は前述の積分値ｖとなる。しかし、車両内
の固定されていない物体の現時点での対地速度は、車両
に減速度が加わった時点から変化せず、車両に減速度が
加わった時点の車両の速度と等しいことになる。そこ
で、減速度Ｇが基準減速度Ｇthを超えた時点を、車両に
減速度が加わった時点と仮定すると、車両内の固定され
ていない物体の現時点での対地速度は前述の速度Ｖ0と
等しいことになる。従って、式（２）において、Ｖ0−
ｖは、車両内の固定されていない物体の現時点での対地
速度Ｖ0と車両に対する現時点での相対速度ｖとの差で
あるため、車両の現時点での対地速度を表すことにな
る。
【００６１】さらに、式（２）では、この車両の絶対速
度Ｖ0−ｖを、減速度が基準減速度Ｇthを超えた時点か
ら現時点まで、時間ｔについて積分している。よって、
減速度Ｇが基準減速度Ｇthを超えた時点で、車両が衝突
対象物に当接したと仮定すると、式（２）で得られる値
Ｄは、車両が衝突対象物と当接してからの車両の変位量
を表すことになる。また、車両は、衝突対象物と当接し
た後、衝突対象物との衝突によって前部を変形させなが
ら前方に進むため、上記した車両の変位量は車両の変形
量と等価である。従って、式（２）によって得られる値
Ｄは、車両の現時点での変形量を表すことになる。
【００６２】なお、上記の如く、減速度Ｇが基準減速度
Ｇthを超えた時点で、車両が衝突対象物に当接したと仮
定すると、速度Ｖ0は車両が衝突対象物に当接した時点
の車両の速度、即ち、衝突速度を表すことになる。
【００６３】次に、ＣＰＵ４０はこうして求めた車両の
変形量Ｄが予め定めた閾値Ｄthを超えたか否かを判定す
る処理を行ない（ステップＳ３６）、超えていなければ
ステップＳ２８に戻って、再び減速度Ｇを入力し、前述
した処理を繰り返す。また、超えていればステップＳ４
０に進み、ＣＰＵ４０は入出力回路４６を介して駆動回
路３４に起動信号を出力する。これにより、駆動回路３
４はエアバッグ装置３６を起動すべく、スクイブ３８に
通電し、スクイブ３８でガス発生剤（図示せず）を点火
させる。
【００６４】図３はＣＰＵ４０に読み込まれた減速度Ｇ
並びにＣＰＵ４０により求められた積分値ｖ、差Ｖ0−
ｖ及び変形量Ｄの時間的変化を示す特性図である。図３
において、（ａ）は減速度Ｇの、（ｂ）は積分値ｖの、
（ｃ）は差Ｖ0−ｖの、（ｄ）は変形量Ｄの、それぞれ
時間的変化を示している。
【００６５】車両の減速度Ｇが図３（ａ）に示すように
変化する場合に、基準減速度Ｇthが例えば０に設定され
ているとすると、減速度Ｇが基準減速度Ｇthを超えるの
は、時間ｔ＝０の時点である。従って、減速度Ｇの積分
値であるｖは図３（ｂ）に示すように変化する。また、
時間ｔ＝０（減速度Ｇが基準減速度Ｇthを超えた時点）
における車両の速度をＶ0とすると、車両の速度Ｖ0と積
分値ｖとの差Ｖ0−ｖは図３（ｃ）に示すように変化す
る。なお、図３（ｃ）において、差Ｖ0−ｖは積分値ｖ
が速度Ｖ0を超えた時点で負となっている。差Ｖ0−ｖは
前述したように車両の対地速度を表すため、図３（ｃ）
は車両の対地速度が上記時点で負になることを示してい
る。なお、車両の対地速度が負になるのは、車両が衝突
対象物に衝突した後、衝突した際の反動によって車両が
後進するからである。
【００６６】さて、次に、差Ｖ0−ｖを時間について積
分すると、その積分値である車両の変形量Ｄは図３
（ｄ）に示すように変化する。ここで、図３（ｄ）から
明らかなように、車両の変形量Ｄは、図９（ｃ）に示し
た減速度Ｇの２階積分値Ｓのように無限大に大きくなる
ことはなく、所定の値以下に納まる。このため、本実施
例では、この変形量Ｄだけを用いて、エアバッグ装置３
６を起動させるか否か（即ち、スクイブ３８で点火させ
るか否か）の判定をすることが可能であり、従来のよう
に、別の演算値を用意する必要はない。また、衝突対象
物が車体の比較的柔らかな部分へ衝突したとしても、車
両の変形は大きく進むことになるため、車両の変形量Ｄ
の時間に対する特性は素早く立ち上がることになる。従
って、本実施例では、ポール衝突やアンダーライド衝突
のような車両衝突の形態でも、変形量Ｄに対して適当な
閾値Ｄthを設定することによって、変形量Ｄの素早い立
ち上がりにより変形量Ｄは閾値Ｄthを早期に上回ること
になるため、スクイブの点火タイミングを有効に決定す
ることができる。また、本実施例では、車両の変形量Ｄ
を用いることによって、車両衝突時の車体のダメージに
応じてエアバッグ装置３６の起動制御をすることができ
る。
【００６７】ところで、本実施例では、速度センサ２８
は前述したように車両の対地速度を検出するセンサであ
るため、ステップＳ２６においてＣＰＵ４０が読み込む
速度Ｖ0は、減速度Ｇが基準減速度Ｇthを超えた時点の
車両の対地速度である。従って、ステップＳ３４で求め
られる車両の変形量Ｄは、車両が対地速度Ｖ0で、静止
している衝突対象物に当接した場合の、車両の変形量を
表すことになる。しかし、衝突対象物としては、電信柱
やガードレールなどの静止物ばかりとは限らず、走行し
ている他の車両なども当然含まれる。
【００６８】そこで、速度センサ２８として、車両の対
地速度を検出するセンサを用いる代わりに、自己の車両
と衝突対象となる他の車両との相対速度を検出するセン
サを用いるようにする。このようにすれば、ステップＳ
２６においてＣＰＵ４０には速度Ｖ0として、減速度Ｇ
が基準減速度Ｇthを超えた時点における自己の車両と他
の車両との相対速度が読み込まれるため、ステップＳ３
４で求められる車両の変形量Ｄは、自己の車両と衝突対
象となる他の車両とが相対速度Ｖ0で当接した場合の、
車両の変形量を表すことになる。従って、衝突対象物が
走行している車両などであっても、より適切にエアバッ
グ装置３６を起動制御することができる。
【００６９】なお、自己の車両と衝突対象となる他の車
両との相対速度を検出するセンサとしては、レーダセン
サや、超音波センサや、赤外線センサなどを用いること
が可能である。
【００７０】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図４は本発明の第２の実施例としての起動制御装
置の構成を示すブロック図である。図４に示すように、
本実施例の起動制御装置６０は、第１の実施例と異な
り、速度センサを備えていない。従って、本実施例で
は、減速度センサ２０で検出される減速度Ｇのみを用い
て、車両の変形量を求めるようにしている。具体的に
は、減速度Ｇが基準減速度Ｇthを超えたときの車両の速
度Ｖ0の代わりに、現時点での積分値ｖを用いて、車両
の変形量を求める。
【００７１】では、本実施例において、車両が衝突する
時における制御回路３０内のＣＰＵ４０の処理動作につ
いて説明する。図５は図４における制御回路３０内のＣ
ＰＵ４０の処理動作の流れを示すフローチャートであ
る。図５において、ステップＳ４２からステップＳ５２
までの処理は、図２におけるステップＳ２０からステッ
プＳ３２までの処理と同じである。但し、本実施例にお
いては、車両の速度Ｖ0は読み込まないので、図２のス
テップＳ２６に相当する処理はない。
【００７２】次に、ＣＰＵ４０は、ステップＳ５０で読
み込んだ経過時間Ｔと、ステップＳ５２で求めた積分値
ｖとを用いて、車両の変形量Ｄ’を下記の計算により求
める処理を行なう（ステップＳ５４）。
【００７３】
【数３】
【００７４】ところで、前述した式（２）において、減
速度Ｇが基準減速度Ｇthを超えた時点における車両の速
度Ｖ0は定数であるため、式（２）は下記の式（４）の
如く変形できる。
【００７５】
【数４】
【００７６】従って、式（４）を式（３）と比較すると
明らかなように、本実施例では、車両の速度Ｖ0の代わ
りに、積分値ｖを用いている。従って、式（２）で得ら
れる値Ｄは、車両が衝突対象物に速度Ｖ0で当接した場
合の車両の現時点での変形量を表すのに対し、式（３）
で得られる値Ｄ’は、車両が衝突対象物に仮に速度ｖで
当接したと仮定した場合の車両の現時点での変形量を表
すことになる。
【００７７】次に、ＣＰＵ４０はこうして求めた車両の
変形量Ｄ’が閾値Ｄth’を超えたか否かを判定する処理
を行ない（ステップＳ５６）、超えていなければステッ
プＳ４８に戻って、再び減速度Ｇを入力して処理を繰り
返し、超えていれば駆動回路３４に起動信号を出力する
（ステップＳ５８）。なお、閾値Ｄth’としては、式
（３）で得られる変形量Ｄ’に応じた適当な値を予め定
めておく。
【００７８】図６はＣＰＵ４０に読み込まれた減速度Ｇ
並びにＣＰＵ４０により求められた積分値ｖの時間的変
化を示す特性図である。図６において、（ａ）は減速度
Ｇの、（ｂ），（ｃ）は積分値ｖの、それぞれ時間的変
化を示している。また、（ｂ）と（ｃ）では、本実施例
で求められる車両の変形量Ｄ’と第１の実施例で求めら
れる車両の変形量Ｄとを比較して示している。
【００７９】車両の減速度Ｇが図６（ａ）に示すように
変化すると、その積分値であるｖは図６（ｂ），（ｃ）
に示すように変化する。従って、式（３）で求められる
車両の変形量Ｄ’は、図６（ｂ）から明らかなように、
斜線で示す領域Ａの面積となる。なお、第１の実施例で
求められる（即ち、式（４）で求められる）車両の変形
量Ｄは、図６（ｃ）から明らかなように、斜線で示す領
域Ａ＋Ｂの面積となる。従って、本実施例で求められる
変形量Ｄ’は第１の実施例で求められる変形量Ｄよりも
領域Ｂの面積分だけ少なくなる。
【００８０】本実施例においても、車両の変形量Ｄ’
は、第１の実施例における変形量Ｄと同様、無限大に大
きくなることはなく、所定の値以下に納まるため、この
変形量Ｄ’だけを用いて、エアバッグ装置３６を起動さ
せるか否か（即ち、スクイブ３８で点火させるか否か）
の判定をすることが可能であり、従来のように、別の演
算値を用意する必要はない。また、衝突対象物が車体の
比較的柔らかな部分へ衝突したとしても、車両の変形量
Ｄ’の時間に対する特性は素早く立ち上がるため、ポー
ル衝突やアンダーライド衝突のような車両衝突の形態で
も、変形量Ｄ’に対して適当な閾値Ｄth’を設定するこ
とによって、変形量Ｄ’は閾値Ｄth’を早期に上回るこ
とになり、スクイブの点火タイミングを有効に決定する
ことができる。また、本実施例では、車両の変形量Ｄ’
を用いることによって、車両衝突時の車体のダメージに
応じてエアバッグ装置３６の起動制御ができる。また、
本実施例では、変形量Ｄ’を求めるに際して車両の速度
Ｖ0を用いないので、速度センサ２８が不要である共
に、速度センサ２８からの入力が無くなる分、制御回路
３０の入力端子の数も少なくて済む。
【００８１】図７はポール衝突時及びアンダーライド衝
突時における積分値ｖと車両の変形量Ｄ’の時間的変化
の一例を示す特性図である。図７において、（ａ）は積
分値ｖの時間的変化を、（ｂ）は変形量Ｄ’の時間的変
化をそれぞれ示している。また、実線のＰ１，Ｐ２はポ
ール衝突時の特性であり、Ａ１，Ａ２はアンダーライド
衝突時の特性である。なお、破線のＦ１，Ｆ２は車両の
衝突が低速での正突（車両の正面全体での衝突）であっ
た場合の特性である。
【００８２】図７においては、低速正突時の特性の最大
値をそれぞれ閾値として設定している。即ち、図７
（ａ）においては、特性Ｆ１の最大値を積分値ｖに対す
る閾値ｖthとし、図７（ｂ）においては、特性Ｆ２の最
大値を変形量Ｄ’に対する閾値Ｄth’としている。
【００８３】従来における減速度Ｇを１回積分して得ら
れる積分値ｖを用いる方式では、図７（ａ）に示すよう
に、ポール衝突時（Ｐ１），アンダーライド衝突時（Ａ
１）は何れも、時刻ｔ３において、積分値ｖが閾値ｖth
を超えている。これに対して、本実施例における車両の
変形量Ｄ’を用いる方式では、図７（ｂ）に示すよう
に、ポール衝突時（Ｐ２）には時刻ｔ２で、アンダーラ
イド衝突時（Ａ２）には時刻ｔ１で、ぞれぞれ、変形量
Ｄ’が閾値Ｄth’を超えており、何れの衝突時も、時刻
ｔ３より速い時刻ｔ１，ｔ２で閾値Ｄth’を超えてい
る。従って、ポール衝突時，アンダーライド衝突時と
も、本実施例における車両の変形量Ｄ’を用いる方式の
方のが、従来における積分値ｖを用いる方式よりも、ス
クイブの点火タイミングが速いため、エアバッグ装置３
６をより速く起動させることができる。
【００８４】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。本実施例における起動制御装置６０自体の構成は
図４に示した第２の実施例と同様である。さて、前述し
たように、第２の実施例で求められる変形量Ｄ’は、第
１の実施例で求められる変形量Ｄよりも図６（ｃ）に示
した領域Ｂの面積分だけ少なくなる。このため、第２の
実施例では、変形量Ｄ’の時間に対する特性の立ち上が
りが、第１の実施例における変形量Ｄの時間に対する特
性の立ち上がりよりも遅れてしまう場合があった。そこ
で、本実施例では、できる限り第１の実施例における変
形量Ｄの特性に近づけるために、積分値ｖと変形量Ｄ’
とを用いて変形量Ｄに近似した値を求め、変形量Ｄ''と
して得るようにしている。
【００８５】では、本実施例において、車両が衝突する
時における制御回路３０内のＣＰＵ４０の処理動作につ
いて説明する。図８は本発明の第３の実施例における制
御回路３０内のＣＰＵ４０の処理動作の流れを示すフロ
ーチャートである。図８において、ステップＳ６０から
ステップＳ７２までの処理は、図５におけるステップＳ
４２からステップＳ５４までの処理と同じである。
【００８６】次に、ＣＰＵ４０は、ステップＳ７０で求
めた積分値ｖと、ステップＳ７２で求めたＤ’とを用い
て、車両の変形量Ｄ''を下記の計算により求める処理を
行なう（ステップＳ７４）。
【００８７】
【数５】
【００８８】但し、α，βはそれぞれ所定の係数であ
る。式（５）では、積分値ｖと変形量Ｄ’とを用いてｖ
とＤ’との線形重み付け加算値を求めている。すなわ
ち、式（５）において、右辺第１項のｖは変形量Ｄ’の
微分値であり、変形量Ｄ’の傾きに相当し、右辺第２項
には変形量Ｄ’そのものが含まれている。従って、式
（５）によって、変形量Ｄ''として、第１の実施例にお
ける変形量Ｄに近似した値を得ることができる。
【００８９】本実施例においても、第２の実施例と同様
の効果が得られる他、車両の変形量Ｄ''として、第１の
実施例における変形量Ｄに近似した値を得ることができ
るため、第２の実施例における変形量Ｄ’と比べて、変
形量の時間に対する特性の立ち上がりが速くなる。
【００９０】なお、本実施例においては、変形量Ｄ’を
用いて変形量Ｄに近似した値を求めるのに、線形重み付
け加算を用いたが、これの代わりに、ニュートラルネッ
トを利用した予測手法を用いても良い。
【００９１】さて、本発明は上記した実施例や実施形態
に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の態様にて実施することが可能である。
【００９２】例えば、上記した各実施例では、減速度セ
ンサ２０を用いて車両の減速度Ｇを随時検出し、その検
出された減速度Ｇを用いて車両の変形量を求めていた。
しかし、第１の実施例で求めた車両の変形量Ｄについて
は、減速度Ｇを用いなくても、車両の速度Ｖがわかれば
求めることができる。即ち、式（２）において、Ｖ0が
減速度Ｇが基準減速度Ｇthを超えた時点における車両の
対地速度である場合、前述したようにＶ0−ｖは車両の
現時点での対地速度を表し、また、Ｖ0が上記時点にお
ける自己の車両と衝突対象となる他の車両との相対速度
である場合は、Ｖ0−ｖは自己の車両と他の車両との現
時点での相対速度を表す。従って、何れにしても、式
（２）におけるＶ0−ｖは、広い意味で車両の速度Ｖを
表すことになる。よって、車両の速度（車両の現時点で
の対地速度或いは自己の車両と他の車両との現時点での
相対速度）Ｖがわかれば、下記に示すように、この車両
の速度Ｖを時間ｔについて積分することにより、車両の
変形量Ｄを求めることができる。
【００９３】
【数６】
【００９４】なお、車両の速度Ｖは、車両の対地速度或
いは自己の車両と他の車両との相対速度を随時検出でき
るような速度センサを用いることによって、容易に得る
ことができる。
【００９５】また、この場合、車両の減速度Ｇを随時検
出する必要はないため、減速度センサ２０を必ずしも設
ける必要はないが、少なくとも、減速度Ｇが基準減速度
Ｇthを超えたか否かの検出することができるセンサ（例
えば、セーフィングセンサに類似したセンサ）を備える
必要がある。
【００９６】上記した各実施例では、乗員保護装置とし
て、エアバッグ装置を用いていたが、エアバッグ装置以
外にも、例えば、プリローダ付きシートベルトを用いる
ようにしても良い。このプリローダ付きシートベルト
は、例えば、インフレータより発生されたガスによって
シートベルトを巻き取り、シートベルトの機能を一層高
めるように動作するものである。
【００９７】上記した各実施例は全て乗員保護装置の起
動制御装置であるが、起動制御装置内の車両の変形量を
検出する部分のみを独立させ、車両変形量検出装置を構
成するようにしても良い。このようにした場合は、この
車両変形量検出装置によって検出された変形量を乗員保
護装置の起動制御以外の目的にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例としての起動制御装置の
構成を示すブロック図である。
【図２】図１における制御回路３０内のＣＰＵ４０の処
理動作の流れを示すフローチャートである。
【図３】ＣＰＵ４０に読み込まれた減速度Ｇ並びにＣＰ
Ｕ４０により求められた積分値ｖ、差Ｖ0−ｖ及び変形
量Ｄの時間的変化を示す特性図である。
【図４】本発明の第２の実施例としての起動制御装置の
構成を示すブロック図である。
【図５】図４における制御回路３０内のＣＰＵ４０の処
理動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】ＣＰＵ４０に読み込まれた減速度Ｇ並びにＣＰ
Ｕ４０により求められた積分値ｖの時間的変化を示す特
性図である。
【図７】ポール衝突時及びアンダーライド衝突時におけ
る積分値ｖと車両の変形量Ｄ’の時間的変化の一例を示
す特性図である。
【図８】本発明の第３の実施例における制御回路３０内
のＣＰＵ４０の処理動作の流れを示すフローチャートで
ある。
【図９】車両衝突時におけるＧセンサより検出された減
速度Ｇとその積分値ｖとその２階積分値Ｓの時間的変化
の一例を示す特性図である。
【図１０】車両によるポール衝突及びアンダーライド衝
突の様子とそれら衝突時の車両の減速度Ｇの時間的変化
の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
２０…減速度センサ ２２…フィルタ ２４…アンプ ２６…アナログ／ディジタル変換器 ２８…速度センサ ３０…制御回路 ３２…タイマ ３４…駆動回路 ３６…エアバッグ装置 ３８…スクイブ ４０…ＣＰＵ ４２…ＲＯＭ ４４…ＲＡＭ ４６…入出力回路 ５０，６０…起動制御装置 １０２…電信柱 １０４…大型トラック Ａ，Ｂ…領域 Ｄ，Ｄ’，Ｄ''…変形量 Ｄth，Ｄth’，Ｄth''…閾値 Ｆ１，Ｆ２…特性 Ｇ…減速度 Ｇth…基準減速度 Ｔ…経過時間 Ｖ0，Ｖ…速度 ｔ…時間 ｔ１，ｔ２，ｔ３…時刻 ｖ…速度
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60R 21/32 B60R 21/16 G01P 15/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両が衝突した際に該車両に搭載された
    乗員保護装置を起動するための起動制御装置であって、前記車両の減速度を検出する減速度検出手段と、 検出された前記減速度が所定の基準減速度を超えたとき
    の前記車両の速度を検出する速度検出手段と、 前記減速度が前記基準減速度を超えたときからの経過時
    間を検出する経過時間検出手段と、 検出された前記経過時間と前記速度とを乗算して得られ
    る値と、検出された前記経過時間に基づいて前記減速度
    を２回積分して得られる値と、の差から、前記車両が衝
    突した際の該車両の変形量を求める演算手段と、 求められた 前記変形量が所定の閾値を超えたときに前記
    乗員保護装置を起動する起動手段と、 を備える乗員保護装置の起動制御装置。
  2. 【請求項２】 車両が衝突した際に該車両に搭載された
    乗員保護装置を起動するための起動制御装置であって、 前記車両の減速度を検出する減速度検出手段と、 検出された前記減速度が所定の基準減速度を超えたとき
    からの経過時間を検出する経過時間検出手段と、 検出された前記経過時間に基づいて前記減速度を１回積
    分して得られる積分値を求める積分手段と、 検出された前記経過時間と求められた前記積分値とを乗
    算して得られる値と、検出された前記経過時間に基づい
    て前記減速度を２回積分して得られる値と、の差から、
    前記車両が衝突した際の該車両の変形量を求める演算手
    段と、 求められた前記変形量が所定の閾値を超えたときに前記
    乗員保護装置を起動する起動手段と、 を備える乗員保護装置の起動制御装置。
  3. 【請求項３】 車両が衝突した際に該車両に搭載された
    乗員保護装置を起動するための起動制御装置であって、 前記車両の減速度を検出する減速度検出手段と、 検出された前記減速度が所定の基準減速度を超えたとき
    からの経過時間を検出する経過時間検出手段と、 検出された前記経過時間に基づいて前記減速度を１回積
    分して得られる積分値を求める積分手段と、 検出された前記経過時間と求められた前記積分値とを乗
    算して得られる値と、検出された前記経過時間に基づい
    て前記減速度を２回積分して得られる値と、の差を求め
    る第１の演算手段と、 前記積分値と所定の係数とを乗算して得られる値と、求
    められた前記差と所定の係数とを乗算して得られる値
    と、の和から、前記車両が衝突した際の該車両の変形量
    を求める第２の演算手段と、 求められた前記変形量が所定の閾値を超えたときに前記
    乗員保護装置を起動する起動手段と、 を備える乗員保護装置の起動制御装置。
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