JP3305366B2 - 車両の安全装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、衝突時に作動されて乗
員の保護を行なうためのエアバッグ等の安全装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】最近の車両では、車両の衝突時に作動さ
れて乗員の保護を図るための安全装置を装備したものが
増加する傾向にある。この安全装置としては、衝突時に
車室内に展開されるエアバッグや、衝突時に強制的に引
張り状態（緊張状態）とされるプリテンション式シ−ト
ベルトなどがある。

【０００３】上述したエアバッグ等は、乗員の損傷が想
定されるような衝突時には確実に作動される一方、バン
パが若干変形する程度の軽衝突では作動しないようにす
ることが要求される。このため、車体に取付けたＧセン
サ（加速度センサ）からの出力信号を基に所定の演算を
行なって、この演算結果に基づいてエアバッグ等を作動
させるか否かの判定を行なうことが提案されている。

【０００４】特開平３−１４８３４８号公報、特開平３
−１１４９４４号公報には、Ｇセンサの出力信号に対し
て積分を行なって、積分値を所定の判定レベルと比較す
ることが提案されている。すなわち、上記積分値に基づ
いて、衝突形態や衝突エネルギをみることにより、エア
バッグ等を作動させる必要のある衝突状態か、あるいは
作動させる必要のない衝突状態であるかを判定するもの
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エアバッグ
等を作動させる必要のない衝突状態の代表的なものとし
ては、低速での正面衝突（軽衝突）がある。この一方、
エアバッグ等を作動させる必要のある衝突状態の代表的
なものとして、高速正面衝突とポ−ル衝突（電柱等のポ
−ル状物に衝突したとき）がある。

【０００６】上述した低速正面衝突と高速正面衝突と
は、後者の方がＧセンサの出力値の振幅および時間巾と
もに相当大きく、したがって積分値の値も相当に異なっ
て明確に区別され得るものである。

【０００７】この一方、低速正面衝突と通常走行速度で
のポ−ル衝突とは、ある所定時間での積分値を比較する
と、その積分値にあまり違いがでないため、明確に区別
することがむずかしいものとなる。より具体的には、低
速正面衝突時の場合に得られるＧセンサの出力信号の波
形は、ピ−ク値は比較的小さいものの比較的大きな時間
巾を有する波形がかなりの長い時間継続して出現し、こ
の結果、積分値としてはかなり大きいものとなる。この
一方、ポ−ル衝突の場合に得られるＧセンサの出力信号
の波形は、比較的大きな大きなピ−ク値が出現するもの
の、その時間巾はかなり小さく、したがって積分値は低
速正面衝突時とさほど変わらない値となってしまう。

【０００８】低速正面衝突とポ−ル衝突とを区別するた
め、Ｇセンサ出力値の波形のピ−ク値の大小関係をみる
こと、すなわち大きなピ−ク値が出現したときにポ−ル
衝突であってエアバッグ等を作動させる必要があると判
定することが考えられる。しかしながら、ポ−ル衝突の
際に得られるピ−ク値の大きさは、悪路走行等の際にも
出現する程度のレベルであって、このピ−ク値を単に加
味しただけでは、誤ってエアバッグ等を作動させてしま
う可能性が極めて高くなる。

【０００９】したがって、本発明の目的は、衝突状態を
より一層明確に区別すること、特に低速正面衝突とポ−
ル衝突とを明確に区別し得るようにした車両の安全装置
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にあっては次のような構成としてある。すな
わち、車体に取付けられたＧセンサと、前記Ｇセンサの
出力信号の波形を、１つの波形毎にそのピ−ク値から、
ピーク値が大きい波形を有する方が小さいピーク値を有
する波形よりも積分値が大きくなるような所定の減衰ラ
インにしたがって減衰するように修正する波形修正手段
と、前記波形修正手段で修正された後の出力信号を積分
する第１積分手段と、前記第１積分手段で積分された第
１積分値に基づいて、乗員保護用の安全装置を作動させ
るか否かを判定する判定手段と、前記１つの波形に基づ
いて前記減衰ラインを変更する減衰ライン変更手段と、
を備え、前記減衰ライン変更手段が、前記１つの波形の
時間巾が大きいときは小さいときに比して、減衰度合が
小さくなるように前記減衰ラインを変更すると共に、前
記１つの波形のピ−ク値が大きいときは小さいときに比
して、減衰度合が大きくなるように前記減衰ラインを変
更するように設定されている、ことを特徴とする車両の
安全装置とした構成としてある。

【００１１】前記Ｇセンサの出力信号を前記波形修正手
段で修正されない状態で積分する第２積分手段と、前記
第１積分手段での積分値と前記第２積分手段での積分値
とを加算する加算手段と、を備えて、前記判定手段が、
前記加算手段で加算された後の積分値に基づいて判定を
行なうことができる。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、１つの波形毎にそのピ
−ク値が強調された格好で積分値が得られることになる
ので、比較的大きなピ−ク値が出現するポ−ル衝突と大
きなピ−ク値が出現しない低速正面軽衝突とを積分値を
みることによってを明確に区別することができる。ま
た、ポ−ル衝突の際には比較的短時間のうちに積分値が
大きくなるので、ポ−ル衝突であると判定する時期を早
いタイミングで知ることができて、エアバッグ等の安全
装置を早い時期に作動させるという要求にも対応できる
ものとなる。勿論、悪路走行等の際に出現するノイズと
しての単発的な大きなピ−ク値によっては積分値が急激
には大きくされないので、この単発的なピ−ク値に起因
して誤って安全装置を作動させてしまうような事態も防
止される。

【００１３】また、減衰ライン変更手段を備えることに
より、１つの波形に応じたより最適な減衰ラインを設定
して、第１積分値に基づく衝突判定をより適切なものと
することができる。特に、減衰ライン変更手段が、１つ
の波形の時間巾が大きいときは小さいときに比して、減
衰度合が小さくなるように減衰ラインを変更することに
より、ピ−ク値の時間巾が大きいときすなわち衝撃的な
衝突であるとき考えられるときには、得られる第１積分
値がより大きい値となるようにして、この衝撃的な衝突
を十分加味した衝突判定を行なうことができる。逆に、
減衰ライン変更手段が、１つの波形のピ−ク値が大きい
ときは小さいときに比して、減衰度合が大きくなるよう
に減衰ラインを変更することにより、ノイズ等による単
発的なピ−ク値に対しては得られる積分値が極端に大き
くならないようにして、ノイズに起因して誤って安全装
置を作動させてしまうような事態をより一層確実に防止
する上で好ましいものとなる。

【００１４】請求項２に記載したような構成とすること
により、第２積分手段によって車速成分をも加味した衝
突判定を行なうことができて、エアバッグ等を作動させ
るか否かの衝突判定をより確実に行なうことができる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の実施例を添付した図面に基づい
て説明する。図１の説明 図１において、１、２はそれぞれエアバッグを膨張、展
開させるためのガス圧を得るためのインフレ−タであ
り、１は運転席エアバッグ用、２は助手席エアバッグ用
とされている。３はバッテリ、４はイグニッションスイ
ッチであり、イグニッションスイッチ４を経た後のバッ
テリ電圧が、昇圧回路５によって昇圧される。昇圧回路
５で昇圧された電圧は、インフレ−タ１、２の起爆用と
して用いられるもので、昇圧回路５からインフレ−タ
１、２に対する給電経路には、互いに直列に、スイッチ
イングトランジスタ６と７および低Ｇスイッチ８が接続
されている。

【００１６】低Ｇスイッチ８は、Ｇボ−ルを利用した機
械的な構成とされて車体に固定設置されており、常時は
ＯＦＦとされる一方、車体に比較的小さなＧ例えば重力
加速度の４倍の加速度となる４Ｇが発生したときにＯＮ
とされるものである。これにより、イグニッションスイ
ッチ４がＯＮされていることを条件として、各スイッチ
イングトランジスタ６、７および低Ｇスイッチがそれぞ
れＯＮされたときに、昇圧回路５からの高い電圧がイン
フレ−タ１、２に印加されて当該インフレ−タ１、２が
起爆され、対応するエアバッグが車室内に膨張、展開さ
れることになる。

【００１７】インフレ−タ１、２に対する起爆用電源と
して、コンデンサを利用したバックアップ電源９が構成
され、スイッチイングトランジスタ１０がＯＮされるこ
とにより、イグニッションスイッチ４がＯＦＦされてい
てもしばらくの間は、当該バックアップ電源からインフ
レ−タ１、２に対して起爆用電圧が給電可能とされてい
る。

【００１８】Ｕはマイクロコンピュ−タを利用して構成
された制御ユニットで、そのＣＰＵが符号１１で示され
る。このＣＰＵ１１には、車体に取付けたＧセンサ（加
速度センサ）ＧＳ、モニタ回路１２、１３からの信号が
入力される。また、ＣＰＵ１１からは、前記昇圧回路
５、スイッチイングトランジスタ６、７、１０の他、警
報ランプ１４、警報ブザ−１５に対して出力される。上
記モニタ回路１２は、インフレ−タ１、２の給電回路の
断線等の異常を検出するものである。モニタ回路１３は
警報ランプ１４への給電経路の断線等の異常を検出する
ものであり、警報ランプ１４が作動しないときに、ＣＰ
Ｕ１１はブザ−１５を作動させる。そして、ＣＰＵ１１
の異常がウオッチドッグタイマ１６により監視される。

【００１９】図２の説明 制御ユニットＵすなわちＣＰＵ１１による制御内容の概
略を図２に基づいて説明する。先ず、Ｐ（ステップ−以
下同じ）１において、２００μｓｅｃ毎の所定タイミン
グであるか否かが判別される。このＰ１の判別でＹＥＳ
のときは、Ｐ２において、ＧセンサＧＳからの信号が取
込まれ、この後Ｐ３において、ＧセンサＧＳによって４
Ｇ以上の加速度が検出されたか否かが判別される。

【００２０】Ｐ３の判別でＹＥＳのときは、Ｐ４におい
て、後述する出力波形のための計算が行なわれる。そし
て、Ｐ５において、Ｐ４での計算結果が、所定の判定値
以上であるか否かが判別される。Ｐ５の判別でＹＥＳの
ときは、Ｐ６において、スイッチイングトランジスタ
６、７をＯＮすることによりにインフレ−タ１、２を起
爆させる。この後、Ｐ７において、Ｐ６でのスイッチイ
ングトランジスタ６、７のＯＮ開始後３００ｍｓｅｃが
経過したか否かが判別される。このＰ７の判別でＮＯの
ときはＰ６へ戻って、スイッチイングトランジスタ６、
７がＯＮ作動され続ける。Ｐ７の判別でＹＥＳとなる
と、スイッチイングトランジスタ６、７がＯＦＦされ
て、これ以上のインフレ−タ１、２への起爆動作が停止
される。

【００２１】前記Ｐ５の判別でＮＯのときは、Ｐ９にお
いて、４Ｇの加速度検出から２００ｍｓｅｃ経過したか
否かが判別される。この２００ｍｓｅｃは、４Ｇの加速
度検出からエアバッグを展開させるのに要求される最長
時間よりも長い時間、すなわちエアバッグを展開させる
必要性のないことが確認された後の時間となる。このＰ
９の判別でＹＥＳのときは、Ｐ１０において各種パラメ
−タ、例えば後述する積分値等が全てクリアされる。

【００２２】Ｐ３の判別でＮＯのときは、Ｐ１１におい
て、モニタ回路１２、１３等を利用した制御系の故障診
断が行なわれる。Ｐ１の判別でＮＯのときは、Ｐ１２に
おいて、昇圧回路５に対する昇圧のための制御が行なわ
れる。

【００２３】図３、図４の説明 図３は、低速正面衝突時におけるＧセンサＧＳの出力値
の波形を示し、図４は、通常走行時でのポ−ル衝突の際
のＧセンサＧＳからの出力値の波形を示す。この図３、
図４を比較して理解されるように、低速正面衝突の際
は、１つの波形はそれぞれそのピ−ク値が比較的小さい
ものの、時間巾がかなり大きいものとなる。この一方、
ポ−ル衝突の際は、１つの波形のピ−ク値は比較的大き
いものの、時間巾は小さいものとなる。

【００２４】したがって、ある所定時間分だけ、上述の
ような波形を示すＧセンサＧＳの出力値を積分しただけ
では、図３の場合に得られる積分値と、図４の場合に得
られる積分値との間にははさほど差はなく、低速正面衝
突とポ−ル衝突とを区別することがむずかしいものとな
る。

【００２５】ここで、図５に示すように、１つの波形毎
に、破線で示すように、そのピ−ク値から所定の減衰ラ
インＣＲにしたがって減衰するように波形修正すること
を考える。この場合、修正後の１つの波形について得ら
れる積分値は、ピ−ク値が大きい波形を有する方が小さ
いピ−ク値を有する波形よりも大きくなる（波形の時間
巾を大きくしたのに相当し、図５で破線を示す部分が積
分値となる）。換言すれば、比較的大きいピ−ク値が出
現する図４のポ−ル衝突の際には、１つの波形毎に積分
値が大きいものとして得られるように修正されることに
なる一方、小さいピ−ク値しか出現しない図３の低速正
面衝突の際の波形は、１つの波形毎の積分値は、減衰ラ
インＣＲによる修正を行なってもさほど増加しないもの
となる。

【００２６】この結果、減衰ラインＣＲによって修正さ
れた後の波形に基づいて積分を続けていくことにより、
ポ−ル衝突の際は比較的短時間のうちに所定の判定レベ
ルを越えるような大きな積分値が得られる。これに対し
て、低速正面衝突の際は、エアバッグを展開させるのに
要求される最長時間を経過しても、上記判定レベルを越
えるような大きな積分値は得られないものとなる。これ
により、低速正面衝突とポ−ル衝突とを積分値を用いて
明確に区別されることになる。

【００２７】勿論、ノイズ等により単発的に大きなピ−
ク値が出現しても、減衰ラインＣＲによる積分値の増大
はこの単発的な大きなピ−ク値についてのみだけなの
で、全体としてみれば所定の判定レベルを越えるような
値にまで積分値を大きく増大させるものとはならない。

【００２８】前述の減衰ラインＣＲは、線形あるいは指
数関数等の非線形（時定数処理）として設定することが
できる。図５では簡単化のため線形として設定した場合
を示したが、時定数的に減衰するように設定するのが好
ましい。減衰ラインＣＲの設定に際しては、衝撃的な衝
突（重度の衝突）をより強調するために、１つの波形の
時間巾が大きいほど得られる積分値がより大きくなるよ
うに、減衰ラインＣＲを図５一点鎖線で示すように設定
（変更）するのが好ましい。すなわち、減衰ラインＣＲ
の減衰度合を、時間幅が大きいときは小さいときに比し
て小さくなるようにすればよい。逆に、ピ−ク値は大き
いものの単発的にあらわれるノイズが積分値として極力
加算されないように、ピ−ク値が大きくなるほど減衰ラ
インＣＲの減衰度合が大きくなるように設定（変更）す
るのが好ましい。

【００２９】図６の説明 次に、図６を参照しつつ、図２のＰ４とＰ５とについて
詳述する。先ず、ＧセンサＧＳからの出力が、ロ−パス
フィルタＳ１を通過された後、Ｓ２〜Ｓ４での衝突形態
情報に関する計算と、Ｓ５、Ｓ６での速度情報に関する
計算とが行なわれる。衝突形態情報の計算結果は、第１
積分値Ｂとして示され、車速（車速変化）情報に関する
計算結果は第２積分値Ａとして示される。そして、第１
積分値Ｂと第２積分値Ａとが加算回路Ｓ７によって加算
されて、加算値Ｃが算出される。そして最後に、判定回
路Ｓ８によって、加算値Ｃが所定の判定レベルよりも大
きいか否かが判定される。勿論、この判定回路Ｃでの判
定結果が、図２のＰ５での判定結果となる。

【００３０】上述の衝突形態情報に関するＳ２〜Ｓ４の
計算は次のようにして行なわれる。先ず、ハイパスフィ
ルタＳ２によって低周波成分がカットされた後、波形修
正回路Ｓ３において、図５で説明した減衰ラインＣＲを
用いた波形修正が行なわれる。図５で説明した１つの波
形の時間巾あるいはピ−ク値に応じた減衰ラインＣＲの
変更を行なうときは、このＳ３において合せて行なわれ
る。

【００３１】この後、第１積分回路Ｓ４によって、図５
で示すように波形修正された後の波形に基づいて、連続
積分が行なわれて、第１積分値Ｂが算出される。なお、
実施例では、積分に際しては、波形の中心を境にして、
上側の波形（車体減速度を示す）と下側の波形（車体加
速度を示す）とを、それぞれ絶対値化して積算されてい
く（加算のみで減算はされない）。

【００３２】一方、車速情報に関する計算は、先ずバイ
アス回路Ｓ５によって、低車速（１０ｋｍ／ｈ程度の速
度）で正面衝突した際の平均加速度となるＧL 分だけ、
ＧセンサＧＳからの出力値から減算される。このＳ５で
の処理は、エアバッグを作動させる必要性のない低車速
成分をカットするためになされる。そして、第２積分回
路Ｓ６によって、２０ｍｓｅｃの移動積分（区間積分）
が行なわれて、第２積分値Ａが算出される。この第２積
分回路Ｓ６による積分も、波形の上側部分と下側部分と
の両方を加算するようにして、積分に際して減算成分を
含まないようにしてある。

【００３３】前記第１積分値Ａと第２積分値Ｂとは、加
算回路Ｓ７によって加算されるが、重み付け係数ｋによ
って、両積分値ＡとＢとをどの程度重視するかの処理を
も合わせて行なわれる。すなわち、ｋを小さい値にする
ことにより第２積分値Ａをより重視した加算値Ｃを得る
ことになり、ｋを大きい値にすることにより第１積分値
Ｂをより重視した加算値Ｃを得ることになる。

【００３４】判定回路Ｓ８では、所定の判定レベルと加
算値Ｃとを比較して、加算値Ｃが判定レベルを越えたと
きにのみ、インフレ−タ１、２を作動させる必要性のあ
る衝突時であるとして、起爆信号が出力される。判定レ
ベルは、第１積分回路Ｓ４での積分が連続積分であっ
て、時間の経過と共に当該第１積分回路Ｓ４で得られる
第１積分値Ｂが大きくなるので、判定レベルも、時間の
経過と共に増大するように設定されている。

【００３５】図７〜図９の説明 図７〜図９は、それぞれ本発明の他の実施例を示すもの
で、図６に対応したものである。先ず、図７に示す第２
実施例では、図６の場合に比して、ハイパスフィルタＳ
２の処理とバイアス回路Ｓ５による処理とを、衝突形態
情報に関する計算と速度情報に関する計算との前に行な
うようにして、インフレ−タ１、２を起爆させるような
衝突態様であるか否かの区別をより明確に行なうように
してある。また、第１積分回路Ｓ４１が４０ｍｓｅｃの
移動積分とされ、同様に第２積分回路Ｓ６１による積分
も４０ｍｓｅｃの移動積分とされて、判定回路Ｓ８１で
の判定レベルを、時間の経過とは無関係に常に一定値と
して設定してある。

【００３６】図８に示す第３実施例においては、図７の
場合に比して、ハイパスフィルタＳ２とバイアス回路Ｓ
５との間に、増幅回路Ｓ９を設けた点が相違している。
この増幅回路Ｓ９は、入力が大きい場合は小さい場合に
比して、より大きな増幅率で波形を増幅するものとなっ
ており、実施例では指数関数的に増幅率が変化するよう
に設定してあるが、増幅率は、線形的に変化するように
設定することもできる。これにより、波形のピ−ク値が
より強調されて、低速正面衝突とポ−ル衝突との区別が
より明確にあらわれるばかりでなく、高速正面衝突の際
の起爆時間を早めることができる（起爆判定をより短時
間の間で行なえる）。なお、バイアス回路Ｓ５を無くし
てもよい。

【００３７】図９に示す第４実施例では、図８の場合に
比して、増幅回路Ｓ９を衝突形態情報に関する計算につ
いてのみ用いるようにしてある。また、波形修正回路Ｓ
３３では、波形の上側部分（車体の減速度）分について
のみ減衰ラインＣＲを設定すると共に、第１積分回路Ｓ
４２および第２積分回路Ｓ６２での積分は、車体減速度
を示す波形の上側部分のみについて行なうようにしてあ
る。すなわち、衝突時の車体変形によるエネルギ吸収分
が積分値の結果に極力反映させないようにしてある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す制御系統図。

【図２】本発明の制御例を示すフロ−チャ−ト。

【図３】低速正面衝突の際に出現されるＧセンサの出力
波形を示す図。

【図４】ポ−ル衝突の際に出現されるＧセンサの出力波
形を示す図。

【図５】減衰ラインによる波形修正を図式的に示す図。

【図６】Ｇセンサ出力に基づく演算部分をブロック図的
に示す図。

【図７】本発明の第２実施例を示すもので、図６に対応
した図。

【図８】本発明の第３実施例を示すもので、図６に対応
した図。

【図９】本発明の第４実施例を示すもので、図６に対応
した図。

【符号の説明】

１，２：インフレ−タ（エアバッグ用） ６，７：スイッチングトランジスタ（起爆用） １１：ＣＰＵ Ｕ：制御ユニット ＧＳ：Ｇセンサ Ｓ３，Ｓ３３：波形修正回路（減衰ライン設定、変更） Ｓ４，Ｓ４１，Ｓ４２：第１積分回路 Ｓ６，Ｓ６１，Ｓ６２：第２積分回路 Ｓ７：加算回路 Ｓ８，Ｓ８１：判定回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 行友 一雄 広島県安芸郡府中町新地３番１号 ナル デック株式会社内 (72)発明者 佐藤 正己 広島県安芸郡府中町新地３番１号 ナル デック株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−113955（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−253441（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−114944（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−203660（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−113956（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−288766（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−321455（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−16232（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60R 21/16 - 21/32 G01P 15/00 G01P 7/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体に取付けられたＧセンサと、 前記Ｇセンサの出力信号の波形を、１つの波形毎にその
   ピ−ク値から、ピーク値が大きい波形を有する方が小さ
   いピーク値を有する波形よりも積分値が大きくなるよう
   な所定の減衰ラインにしたがって減衰するように修正す
   る波形修正手段と、 前記波形修正手段で修正された後の出力信号を積分する
   第１積分手段と、 前記第１積分手段で積分された第１積分値に基づいて、
   乗員保護用の安全装置を作動させるか否かを判定する判
   定手段と、前記１つの波形に基づいて前記減衰ラインを変更する減
   衰ライン変更手段と、を備え、 前記減衰ライン変更手段が、前記１つの波形の時間巾が
   大きいときは小さいときに比して、減衰度合が小さくな
   るように前記減衰ラインを変更すると共に、前記１つの
   波形のピ−ク値が大きいときは小さいときに比して、減
   衰度合が大きくなるように前記減衰ラインを変更するよ
   うに設定されている、 ことを特徴とする車両の安全装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記Ｇセンサの出力信号を前記波形修正手段で修正され
   ない状態で積分する第２積分手段と、 前記第１積分手段での積分値と前記第２積分手段での積
   分値とを加算する加算手段と、 を備えて、前記判定手段が、前記加算手段で加算された
   後の積分値に基づいて判定を行なうように設定されてい
   る、 ことを特徴とする車両の安全装置。