JP3395369B2 - 乗員拘束装置 - Google Patents
乗員拘束装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、乗員拘束装置に係り、
特に適切な状況下で起動される乗員拘束装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、乗員拘束手段として、例えば
エアバッグ、プリローダ等が知られている。これらの乗
員拘束手段は、車両に所定以上のエネルギが加えられた
際に乗員のエネルギが加えられた方向への移動を拘束す
べく設けられる装置であり、その起動装置には、エネル
ギの大きさを精度良く検出して優れた応答性の下に乗員
拘束手段を起動し得る機能を要求される。 【０００３】このため、乗員拘束手段の起動装置につい
ては、従来より種々の構成が提案されており、例えば特
開平４−２２１２５１号公報には、所定の判定値を越え
る減速度が車両に生じた際に乗員拘束手段を起動すべき
判定を行い、かつ、減速度の積分値を検出し、その変化
勾配が大きい場合に上記判定値を小さくする装置が開示
されている。 【０００４】すなわち、乗員拘束手段の起動判定を減速
度に基づいて行う場合、その判定値が小さい程初期段階
における乗員拘束装置の起動判定が可能となり、応答性
の確保には有利であるが、一方、その判定値を小さな値
とすると、ノイズ等の影響を受けて車両に加わるエネル
ギの大きさを誤判定し易くなることがある。 【０００５】これに対して、上記従来の装置は、定常的
には比較的高い判定値を設定し、減速度の積分値が急激
に増加する場合、すなわち継続して比較的大きな減速度
が検出されている場合にはその判定値を小さく変更する
構成である。 【０００６】この場合、定常的な状態における誤判定を
有効に防止することができ、かつ車両に所定以上のエネ
ルギが加えられた時には、速やかにその状況が検出さ
れ、優れた応答性の下に乗員拘束手段が起動されること
になる。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置は、減速度の積分値が急激に増加する場合に、
すなわち、短時間で大きな減速度が検出される場合に判
定値を小さく変更する構成であることから、衝撃吸収性
に優れた車両においては、現実に車両に所定以上のエネ
ルギが加わっているにも関わらず、判定値が小さく変更
されない事態を生ずる。 【０００８】すなわち、車両の衝撃吸収性が優れている
場合、車両が変形することで車両にエネルギが加えられ
ることに伴う衝撃を吸収し、瞬間的に大きな衝撃が発生
するのを防止する。この場合、車両には、比較的長時間
にわたって減速度が作用するが、その絶対値は比較的小
さく抑制される。 【０００９】そして、このように発生する減速度の絶対
値が小さい場合、その積分値の増加勾配は比較的なだら
かとなり、上記従来の装置において判定値が小さな値に
変更され難い状況となる。 【００１０】この意味で、上記従来の装置は、衝撃吸収
特性に優れた車両に搭載した場合、優れた応答性の確保
と、確実な誤判定防止とを両立することが困難であっ
た。 【００１１】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、車両に加わる単位質量当たりのエネルギ、すな
わち車両に吸収される単位質量当たりのエネルギを検出
し、その値を基に乗員拘束手段の起動判定を行うことで
優れた応答性の確保と、確実な誤判定防止とを両立する
乗員拘束装置を提供することを目的とする。 【００１２】 【課題を解決するための手段】図１は、上記の課題を解
決する乗員拘束装置の原理構成図を示す。すなわち、上
記の目的は、車両に吸収されるエネルギ成分を含めた車
両に加わる単位質量当たりのエネルギを検出するエネル
ギ値検出手段Ｍ１と、作動時に、該エネルギが加えられ
た方向への乗員移動を拘束する乗員拘束手段Ｍ４と、該
エネルギ値検出手段Ｍ１の検出値と所定の判定値とを比
較する比較手段Ｍ２と、該比較手段Ｍ２により、前記エ
ネルギ値検出手段Ｍ１の検出値が前記判定値以上である
と判定された場合に前記乗員拘束手段Ｍ４を起動する起
動手段Ｍ３とを備え、前記エネルギ値検出手段Ｍ１が、
エネルギが加えられ始めた時における前方物体若しくは
側方物体に対する相対速度の初速と、その後の相対速度
の変化量とに基づき算出する、乗員拘束装置により達成
される。 【００１３】 【作用】本発明に係る乗員拘束装置において、前記エネ
ルギ値検出手段Ｍ１は、車両に加わる単位質量当たりの
エネルギを検出する。この場合、車両に加わる単位質量
当たりのエネルギは、車両の速度を変化させるべく作用
するエネルギと、車両により吸収されるエネルギとを含
み、車両の衝撃吸収特性に影響を受けない値である。 【００１４】また、前記比較手段Ｍ２は、その単位質量
当たりのエネルギと所定値を比較し、前記起動手段Ｍ３
は、単位質量当たりのエネルギが所定値を越えている場
合に乗員拘束手段Ｍ４を起動する。 【００１５】この際、比較的短時間であっても比較的大
きなエネルギが車両に作用した場合、及び比較的小さな
エネルギであっても比較的長時間継続して車両にエネル
ギが作用した場合には、確実にその現象が検出される。
このため、エネルギ吸収性に優れた車両においても、優
れた応答性の下に乗員拘束手段Ｍ４が起動されることに
なる。 【００１６】一方、ノイズ等の影響で一時的に減速度が
検出されたような場合には、前記エネルギ値検出手段Ｍ
１において検出される単位質量当たりのエネルギが所定
の判定値を越えることがなく、前記乗員拘束手段の誤起
動が確実に防止される。 【００１７】 【実施例】図２は、本発明の一実施例である乗員拘束装
置のブロック構成図を示す。同図においてレーダセンサ
１０は、車両前方を監視領域として車載された測距セン
サであり、先行車両等の前方物体に対する相対距離を検
出する。この場合、相対距離を時間微分することで前方
物体との相対速度を検出することも可能である。 【００１８】加速度センサ１２は、本実施例の起動装置
を搭載する車両に作用する前後方向加速度（又は前後方
向減速度）を検出するセンサである。ここで、車両に生
ずる加速度は、車速を時間微分することによっても得る
ことができるため、加速度センサ１２は、加速度を直接
検出するセンサの他、車速センサと、車速センサの出力
値を微分する微分器とで実現することも可能である。 【００１９】尚、以下の記載中、加速度及び減速度は、
共に記号Ｇを用いて表し、Ｇ≧０の場合を加速度、Ｇ＜
０の場合を減速度と称することとする。 【００２０】上述したレーダセンサ１０、及び加速度セ
ンサ１２の出力信号は、共に電子制御ユニット（ＥＣ
Ｕ）１４に供給されている。ＥＣＵ１４は、これらレー
ダセンサ１０及び加速度センサ１２の出力信号に基づい
て、後述の如く車両に加わる単位質量当たりのエネルギ
を検出し、そのエネルギ値に基づいて乗員拘束手段１６
の起動判定を行う本実施例の要部である。 【００２１】また、乗員拘束手段１６は、車両に所定以
上のエネルギが加えられた時における乗員のエネルギが
加えられた方向への移動を拘束すべく車載された装置で
あり、例えば車両前方から所定以上のエネルギが加えら
れた時に乗員の車両前方への移動を拘束すべくエアバッ
グを拡開させるエアバッグ装置、又は車両前方から所定
以上のエネルギが加えられた時にシートベルトを引き締
めてシートベルトの効果を十分に発揮させるプリローダ
装置等が該当する。 【００２２】尚、上述したレーダセンサ１０、加速度セ
ンサ１２、ＥＣＵ１４，及び乗員拘束手段１６は、車両
に所定以上のエネルギが加えられた場合においてエネル
ギの影響を受けにくい位置に配設されている。 【００２３】ところで、車両に加わるエネルギの大きさ
を判定する場合、最も簡単な方法としては、加速度セン
サ１２の出力値を監視する手法が考えられる。 【００２４】しかしなが、かかる手法による場合、例え
ば加速度センサ１２のみに意図的に衝撃が加えられた場
合等においても車両に加わるエネルギが所定以上と判別
され、エアバッグ等の乗員拘束手段の不要な作動を禁止
し得ず、その起動装置としての機能が十分に実現できな
い。 【００２５】これに対して、加速度センサ１２の出力値
をある程度長期的に監視し、車両に作用する減速度を継
続的に考慮することとすれば、加速度センサ１２に局部
的に衝撃が加えられた場合と、車両に所定以上のエネル
ギが加えられ、その結果として所定値以上の減速度が発
生した場合とを分離することが可能であり、乗員拘束装
置の起動装置として基本的な機能を満たすことができ
る。 【００２６】ところで、図３は時刻ｔ0 において車両前
方からエネルギが加えられた車両の、エネルギ付与体に
対するその後の相対速度Ｖの様子を表したものである。
この場合、エネルギが加えられ始めた時刻ｔ0 から、相
対速度Ｖが“０”となる時刻ｔ1 までの間に、エネルギ
付与体に向けて移動した距離、すなわち図３中、ハッチ
ングで示す領域の面積Ｓ（ｔ）は、エネルギが加えられ
ている間に車両に生じた変形量に相当する。 【００２７】そして、時刻ｔ0 における相対速度（以
下、初速と称す）をＶ0 ，相対速度の変化分（Ｖ0 −
Ｖ）をＶ（ｔ）とすれば、Ｓ（ｔ）は、時刻ｔ0 後の経
過時間ｔの関数として次式の如く表すことができる。 【００２８】 Ｓ（ｔ）＝Ｖ0 ・ｔ−∫Ｖ（ｔ）dt ・・・（１） これに対して、車両に加わる単位質量当たりのエネルギ
Ｅ（ｔ）は、上記Ｓ（ｔ）、及び所定以上のエネルギが
加えられている間に車両に生ずる減速度Ｇ（ｔ）を用い
て、次式の如く表すことができることが公知である。 【００２９】 Ｅ（ｔ）＝∫Ｇ（ｔ）ｄＳ（ｔ） ＝∫Ｇ（ｔ）・｛Ｖ0 −Ｖ（ｔ）｝dt ＝Ｖ0 ・∫Ｇ（ｔ）dt−∫｛Ｇ（ｔ）・Ｖ（ｔ）｝dt・・・（２） この場合において、上記（２）式中、右辺第１項中“∫
Ｇ（ｔ）dt”は、次式の如く表すことができる ∫Ｇ（ｔ）dt＝Ｖ（ｔ） ・・・（３） また、上記（２）式中、右辺第２項は、次式の如く展開
することができる。 【００３０】 ∫｛Ｇ（ｔ）・Ｖ（ｔ）｝dt ＝∫Ｇ（ｔ）dt・Ｖ（ｔ）−∫｛∫Ｇ（ｔ）dt・ｄＶ（ｔ）/dｔ｝dt ＝∫Ｇ（ｔ）dt・Ｖ（ｔ）−∫｛Ｖ（ｔ）・Ｇ（ｔ）｝dt ・・・（４） 上記（４）式中、左辺と、右辺第２項とは等価であるか
ら、上記（２）式中、右辺第２項は、次式（５）の如く
表すことができ、更に上記第（３）式に示す関係より、
次式（６）の如く簡単化することができる。 【００３１】 ∫｛Ｇ（ｔ）・Ｖ（ｔ）｝dt ＝（１／２）・∫Ｇ（ｔ）dt・Ｖ（ｔ） ・・・（５） ＝（１／２）・Ｖ（ｔ）2 ・・・（６） 従って、上記（２）式は、上記（３）式、及び（６）式
を用いて、次式の如く表すことができる。 【００３２】 Ｅ（ｔ）＝Ｖ0 ・Ｖ（ｔ）−（１／２）Ｖ（ｔ）2 ・・・（７） すなわち、車両にエネルギが加えられた場合、そのエネ
ルギが加えられ始めた時における相対速度の初速Ｖ
0 と、その後の相対速度の変化量Ｖ（ｔ）とを検出する
ことができれば、これらの値を上記（７）式に代入する
ことで、車両に吸収されるエネルギ成分をも含めて車両
に加わる単位質量当たりのエネルギを求めることができ
る。 【００３３】図４は、ある初速Ｖ0 で走行中の車両にエ
ネルギが加えられた際に生ずる減速度Ｇ（ｔ）、車両に
加わる単位質量当たりのエネルギＥ（ｔ）、加速度セン
サ１２の位置に加わる単位質量当たりのエネルギＥＳ
（ｔ）をシミュレートした結果である。尚、ＥＳ（ｔ）
は、車両に生ずる単位質量当たりの運動エネルギの変化
量と等価であり、ＥＳ（ｔ）＝（１／２）Ｖ（ｔ）2 と
して表すことができる。 【００３４】この場合、図４から明らかなように、Ｅ
（ｔ）は常にＥＳ（ｔ）より大きな値となり、例えば図
４中にＥ0 で示す如く乗員拘束手段の起動判定値を設定
した場合、ＥＳ（ｔ）に基づいて判定を行う場合に比べ
て乗員拘束手段の起動判定に要する時間を短縮すること
が可能となる。 【００３５】更に、Ｅ（ｔ）には、上述の如く車両に吸
収されるエネルギ成分が反映されており、車両が高い衝
撃吸収特性を示す場合でも、その影響を受けることな
く、速やかにその値を増大させる。このため、単に減速
度の積分値に基づいて乗員拘束手段の起動判定を行う場
合と比べても、良好な応答性の確保が可能である。 【００３６】尚、上記の機能は、具体的にはＥＣＵ１４
が図５に示すルーチンを実行することで実現される。 【００３７】すなわち、図５に示すルーチンが起動する
と、先ずステップ１００において、レーダセンサ１０の
出力信号に基づいて演算された前方物体との相対速度Ｖ
を読み込み、また加速度センサ１２の出力信号に基づい
て演算された減速度Ｇを読み込む。 【００３８】次いで、ステップ１０２では、上述の如く
読み込んだ減速度Ｇが、所定の判定値Ｇ0 （＜０）以下
であるか、すなわち車両に加わるエネルギが所定以下の
状況下では本来生じない程度に大きな減速度であるかを
判別する。そして、Ｇ≦Ｇ0が成立する場合は、車両に
所定以上のエネルギが加えられている可能性があると判
断し、以下の処理を実行すべくステップ１０４へ進む。 【００３９】ステップ１０４は、後述するフラグＦに
“１”がセットされているかを判別するステップであ
る。Ｆは初期化により“０”にリセットされているた
め、今回が初回の処理であるとすれば本ステップの条件
は不成立であると判断される。 【００４０】そして、この場合は、続くステップ１０６
においてＦに“１”をセットし、更にステップ１０８に
おいて、上記ステップ１００で読み込んだ相対速度Ｖ
を、エネルギが加えられ始めた時における初速Ｖ0 とし
て記録して、ステップ１１０へと進む。 【００４１】尚、上記の如くステップ１０６でフラグＦ
に“１”がセットされるため、次回以降本ルーチンが起
動し、Ｆがリセットされることなく上記ステップ１０４
が実行される場合は、その後ステップ１０６、１０８を
ジャンプしてステップ１１０の処理が実行される。すな
わち、上記ステップ１０８において記憶された初速Ｖ 0
は、少なくとも以後フラグＦがリセットされるまでは、
同一の値が保持されることになる。 【００４２】ステップ１１０では、上記の如く記憶した
初速Ｖ0 と、上記ステップ１００において実測したＶと
の差を演算し、その結果を速度変化分Ｖ（ｔ）として記
憶する。そして、ステップ１１２では、初速Ｖ0 、及び
速度変化分Ｖ（ｔ）を上記（７）式に代入して、車両に
加わる単位質量当たりのエネルギＥ（ｔ）を演算する。 【００４３】上記の如くＥ（ｔ）を演算したら、次にス
テップ１１４へ進み、Ｅ（ｔ）が所定の判定値Ｅ0 以上
であるかを判別する。そして、Ｅ（ｔ）≧Ｅ0 が成立す
る場合はステップ１１６へ進んで乗員拘束手段を起動
し、一方Ｅ（ｔ）≧Ｅ0 が成立しない場合は、何らの処
理を行うことなく今回の処理を終了する。 【００４４】ところで、Ｇ≦Ｇ0 （＜０）が成立する程
度に大きな減速度Ｇが発生していない場合は、上記ステ
ップ１０２において条件不成立の判別がなされ、その後
ステップ１１８においてフラグＦが“０”にリセットさ
れる。 【００４５】従って、車両においてＧ≦Ｇ0 （＜０）が
成立する程度に大きな減速度Ｇが発生しない状態におい
ては、上述したステップ１０４以降の処理が実行される
ことはない。 【００４６】また、ノイズ等の影響で一時的に大きな減
速度Ｇが検出された場合、そのような減速度Ｇが検出さ
れている間はステップ１０４以降の処理が実行される
が、この場合、上記ステップ１１４の条件が成立するこ
となはく、従ってステップ１１６が誤って実行されるこ
とはない。 【００４７】このように、ＥＣＵ１４が本ルーチンを実
行する場合、車両に加わる単位質量当たりのエネルギが
所定の判定値を越える場合に乗員拘束手段が起動される
ことになり、確実に誤作動を防止しつつ、優れた応答性
の下に乗員拘束手段を起動せしめることが可能である。 【００４８】ところで、本実施例においては、車両に加
わる単位質量当たりのエネルギを算出するに当たり、正
確性を期す意味で前方物体との相対速度をパラメータと
して用いたが、車両に加わる単位質量当たりのエネルギ
をより簡易な構成で演算する意味で、相対速度を絶対速
度で近似することも可能である。 【００４９】すなわち、前方物体が静止物であると近似
した場合、上記（７）式中、相対速度の初速Ｖ0 、及び
Ｖ（ｔ）は、車両の絶対速度で代用することができる。
そして、かかる構成とした場合、図２中に示すレーダセ
ンサ１０は、車速センサで代用することが可能となり、
更に車速を微分することで加速度を求めることとすれ
ば、加速度センサ１２をも車速センサで代用することが
可能であり、極めて簡易なハードウェア構成で所望の機
能を実現することが可能となる。 【００５０】尚、本実施例においては、図５に示すルー
チン中、ステップ１００、１０８、１１０、１１２が前
記したエネルギ値検出手段Ｍ１に、ステップ１１４が前
記した比較手段Ｍ２に、またステップ１１６が前記した
起動手段Ｍ３にそれぞれ相当している。 【００５１】ところで、上記実施例におけるレーダセン
サを車両側方を監視領域として車載された測距センサと
して、側方物体に対する相対距離を検出するものとし、
加速度センサを、車両に作用する横方向加速度（又は横
方向減速度）を検出するセンサとし、車両側方に加えら
れる単位質量当たりのエネルギを検出するようにしても
よい。この場合、乗員拘束手段としては、車両側方で展
開するサイドエアバッグ等が採用される。 【００５２】 【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、車両に加
わる単位質量当たりのエネルギを基準として乗員拘束手
段の起動判定を行うため、優れた衝撃吸収特性を有する
車両においても、ノイズ等の影響による誤判定を確実に
防止しつつ、優れた応答性のもとに乗員拘束手段を起動
させることができる。 【００５３】すなわち、本発明に係る乗員拘束手段の起
動装置は、真に乗員拘束手段を起動すべき状況下におい
てのみ、確実かつ優れた応答性の下に、乗員拘束手段を
起動することができるという特長を有している。
特に適切な状況下で起動される乗員拘束装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、乗員拘束手段として、例えば
エアバッグ、プリローダ等が知られている。これらの乗
員拘束手段は、車両に所定以上のエネルギが加えられた
際に乗員のエネルギが加えられた方向への移動を拘束す
べく設けられる装置であり、その起動装置には、エネル
ギの大きさを精度良く検出して優れた応答性の下に乗員
拘束手段を起動し得る機能を要求される。 【０００３】このため、乗員拘束手段の起動装置につい
ては、従来より種々の構成が提案されており、例えば特
開平４−２２１２５１号公報には、所定の判定値を越え
る減速度が車両に生じた際に乗員拘束手段を起動すべき
判定を行い、かつ、減速度の積分値を検出し、その変化
勾配が大きい場合に上記判定値を小さくする装置が開示
されている。 【０００４】すなわち、乗員拘束手段の起動判定を減速
度に基づいて行う場合、その判定値が小さい程初期段階
における乗員拘束装置の起動判定が可能となり、応答性
の確保には有利であるが、一方、その判定値を小さな値
とすると、ノイズ等の影響を受けて車両に加わるエネル
ギの大きさを誤判定し易くなることがある。 【０００５】これに対して、上記従来の装置は、定常的
には比較的高い判定値を設定し、減速度の積分値が急激
に増加する場合、すなわち継続して比較的大きな減速度
が検出されている場合にはその判定値を小さく変更する
構成である。 【０００６】この場合、定常的な状態における誤判定を
有効に防止することができ、かつ車両に所定以上のエネ
ルギが加えられた時には、速やかにその状況が検出さ
れ、優れた応答性の下に乗員拘束手段が起動されること
になる。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置は、減速度の積分値が急激に増加する場合に、
すなわち、短時間で大きな減速度が検出される場合に判
定値を小さく変更する構成であることから、衝撃吸収性
に優れた車両においては、現実に車両に所定以上のエネ
ルギが加わっているにも関わらず、判定値が小さく変更
されない事態を生ずる。 【０００８】すなわち、車両の衝撃吸収性が優れている
場合、車両が変形することで車両にエネルギが加えられ
ることに伴う衝撃を吸収し、瞬間的に大きな衝撃が発生
するのを防止する。この場合、車両には、比較的長時間
にわたって減速度が作用するが、その絶対値は比較的小
さく抑制される。 【０００９】そして、このように発生する減速度の絶対
値が小さい場合、その積分値の増加勾配は比較的なだら
かとなり、上記従来の装置において判定値が小さな値に
変更され難い状況となる。 【００１０】この意味で、上記従来の装置は、衝撃吸収
特性に優れた車両に搭載した場合、優れた応答性の確保
と、確実な誤判定防止とを両立することが困難であっ
た。 【００１１】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、車両に加わる単位質量当たりのエネルギ、すな
わち車両に吸収される単位質量当たりのエネルギを検出
し、その値を基に乗員拘束手段の起動判定を行うことで
優れた応答性の確保と、確実な誤判定防止とを両立する
乗員拘束装置を提供することを目的とする。 【００１２】 【課題を解決するための手段】図１は、上記の課題を解
決する乗員拘束装置の原理構成図を示す。すなわち、上
記の目的は、車両に吸収されるエネルギ成分を含めた車
両に加わる単位質量当たりのエネルギを検出するエネル
ギ値検出手段Ｍ１と、作動時に、該エネルギが加えられ
た方向への乗員移動を拘束する乗員拘束手段Ｍ４と、該
エネルギ値検出手段Ｍ１の検出値と所定の判定値とを比
較する比較手段Ｍ２と、該比較手段Ｍ２により、前記エ
ネルギ値検出手段Ｍ１の検出値が前記判定値以上である
と判定された場合に前記乗員拘束手段Ｍ４を起動する起
動手段Ｍ３とを備え、前記エネルギ値検出手段Ｍ１が、
エネルギが加えられ始めた時における前方物体若しくは
側方物体に対する相対速度の初速と、その後の相対速度
の変化量とに基づき算出する、乗員拘束装置により達成
される。 【００１３】 【作用】本発明に係る乗員拘束装置において、前記エネ
ルギ値検出手段Ｍ１は、車両に加わる単位質量当たりの
エネルギを検出する。この場合、車両に加わる単位質量
当たりのエネルギは、車両の速度を変化させるべく作用
するエネルギと、車両により吸収されるエネルギとを含
み、車両の衝撃吸収特性に影響を受けない値である。 【００１４】また、前記比較手段Ｍ２は、その単位質量
当たりのエネルギと所定値を比較し、前記起動手段Ｍ３
は、単位質量当たりのエネルギが所定値を越えている場
合に乗員拘束手段Ｍ４を起動する。 【００１５】この際、比較的短時間であっても比較的大
きなエネルギが車両に作用した場合、及び比較的小さな
エネルギであっても比較的長時間継続して車両にエネル
ギが作用した場合には、確実にその現象が検出される。
このため、エネルギ吸収性に優れた車両においても、優
れた応答性の下に乗員拘束手段Ｍ４が起動されることに
なる。 【００１６】一方、ノイズ等の影響で一時的に減速度が
検出されたような場合には、前記エネルギ値検出手段Ｍ
１において検出される単位質量当たりのエネルギが所定
の判定値を越えることがなく、前記乗員拘束手段の誤起
動が確実に防止される。 【００１７】 【実施例】図２は、本発明の一実施例である乗員拘束装
置のブロック構成図を示す。同図においてレーダセンサ
１０は、車両前方を監視領域として車載された測距セン
サであり、先行車両等の前方物体に対する相対距離を検
出する。この場合、相対距離を時間微分することで前方
物体との相対速度を検出することも可能である。 【００１８】加速度センサ１２は、本実施例の起動装置
を搭載する車両に作用する前後方向加速度（又は前後方
向減速度）を検出するセンサである。ここで、車両に生
ずる加速度は、車速を時間微分することによっても得る
ことができるため、加速度センサ１２は、加速度を直接
検出するセンサの他、車速センサと、車速センサの出力
値を微分する微分器とで実現することも可能である。 【００１９】尚、以下の記載中、加速度及び減速度は、
共に記号Ｇを用いて表し、Ｇ≧０の場合を加速度、Ｇ＜
０の場合を減速度と称することとする。 【００２０】上述したレーダセンサ１０、及び加速度セ
ンサ１２の出力信号は、共に電子制御ユニット（ＥＣ
Ｕ）１４に供給されている。ＥＣＵ１４は、これらレー
ダセンサ１０及び加速度センサ１２の出力信号に基づい
て、後述の如く車両に加わる単位質量当たりのエネルギ
を検出し、そのエネルギ値に基づいて乗員拘束手段１６
の起動判定を行う本実施例の要部である。 【００２１】また、乗員拘束手段１６は、車両に所定以
上のエネルギが加えられた時における乗員のエネルギが
加えられた方向への移動を拘束すべく車載された装置で
あり、例えば車両前方から所定以上のエネルギが加えら
れた時に乗員の車両前方への移動を拘束すべくエアバッ
グを拡開させるエアバッグ装置、又は車両前方から所定
以上のエネルギが加えられた時にシートベルトを引き締
めてシートベルトの効果を十分に発揮させるプリローダ
装置等が該当する。 【００２２】尚、上述したレーダセンサ１０、加速度セ
ンサ１２、ＥＣＵ１４，及び乗員拘束手段１６は、車両
に所定以上のエネルギが加えられた場合においてエネル
ギの影響を受けにくい位置に配設されている。 【００２３】ところで、車両に加わるエネルギの大きさ
を判定する場合、最も簡単な方法としては、加速度セン
サ１２の出力値を監視する手法が考えられる。 【００２４】しかしなが、かかる手法による場合、例え
ば加速度センサ１２のみに意図的に衝撃が加えられた場
合等においても車両に加わるエネルギが所定以上と判別
され、エアバッグ等の乗員拘束手段の不要な作動を禁止
し得ず、その起動装置としての機能が十分に実現できな
い。 【００２５】これに対して、加速度センサ１２の出力値
をある程度長期的に監視し、車両に作用する減速度を継
続的に考慮することとすれば、加速度センサ１２に局部
的に衝撃が加えられた場合と、車両に所定以上のエネル
ギが加えられ、その結果として所定値以上の減速度が発
生した場合とを分離することが可能であり、乗員拘束装
置の起動装置として基本的な機能を満たすことができ
る。 【００２６】ところで、図３は時刻ｔ0 において車両前
方からエネルギが加えられた車両の、エネルギ付与体に
対するその後の相対速度Ｖの様子を表したものである。
この場合、エネルギが加えられ始めた時刻ｔ0 から、相
対速度Ｖが“０”となる時刻ｔ1 までの間に、エネルギ
付与体に向けて移動した距離、すなわち図３中、ハッチ
ングで示す領域の面積Ｓ（ｔ）は、エネルギが加えられ
ている間に車両に生じた変形量に相当する。 【００２７】そして、時刻ｔ0 における相対速度（以
下、初速と称す）をＶ0 ，相対速度の変化分（Ｖ0 −
Ｖ）をＶ（ｔ）とすれば、Ｓ（ｔ）は、時刻ｔ0 後の経
過時間ｔの関数として次式の如く表すことができる。 【００２８】 Ｓ（ｔ）＝Ｖ0 ・ｔ−∫Ｖ（ｔ）dt ・・・（１） これに対して、車両に加わる単位質量当たりのエネルギ
Ｅ（ｔ）は、上記Ｓ（ｔ）、及び所定以上のエネルギが
加えられている間に車両に生ずる減速度Ｇ（ｔ）を用い
て、次式の如く表すことができることが公知である。 【００２９】 Ｅ（ｔ）＝∫Ｇ（ｔ）ｄＳ（ｔ） ＝∫Ｇ（ｔ）・｛Ｖ0 −Ｖ（ｔ）｝dt ＝Ｖ0 ・∫Ｇ（ｔ）dt−∫｛Ｇ（ｔ）・Ｖ（ｔ）｝dt・・・（２） この場合において、上記（２）式中、右辺第１項中“∫
Ｇ（ｔ）dt”は、次式の如く表すことができる ∫Ｇ（ｔ）dt＝Ｖ（ｔ） ・・・（３） また、上記（２）式中、右辺第２項は、次式の如く展開
することができる。 【００３０】 ∫｛Ｇ（ｔ）・Ｖ（ｔ）｝dt ＝∫Ｇ（ｔ）dt・Ｖ（ｔ）−∫｛∫Ｇ（ｔ）dt・ｄＶ（ｔ）/dｔ｝dt ＝∫Ｇ（ｔ）dt・Ｖ（ｔ）−∫｛Ｖ（ｔ）・Ｇ（ｔ）｝dt ・・・（４） 上記（４）式中、左辺と、右辺第２項とは等価であるか
ら、上記（２）式中、右辺第２項は、次式（５）の如く
表すことができ、更に上記第（３）式に示す関係より、
次式（６）の如く簡単化することができる。 【００３１】 ∫｛Ｇ（ｔ）・Ｖ（ｔ）｝dt ＝（１／２）・∫Ｇ（ｔ）dt・Ｖ（ｔ） ・・・（５） ＝（１／２）・Ｖ（ｔ）2 ・・・（６） 従って、上記（２）式は、上記（３）式、及び（６）式
を用いて、次式の如く表すことができる。 【００３２】 Ｅ（ｔ）＝Ｖ0 ・Ｖ（ｔ）−（１／２）Ｖ（ｔ）2 ・・・（７） すなわち、車両にエネルギが加えられた場合、そのエネ
ルギが加えられ始めた時における相対速度の初速Ｖ
0 と、その後の相対速度の変化量Ｖ（ｔ）とを検出する
ことができれば、これらの値を上記（７）式に代入する
ことで、車両に吸収されるエネルギ成分をも含めて車両
に加わる単位質量当たりのエネルギを求めることができ
る。 【００３３】図４は、ある初速Ｖ0 で走行中の車両にエ
ネルギが加えられた際に生ずる減速度Ｇ（ｔ）、車両に
加わる単位質量当たりのエネルギＥ（ｔ）、加速度セン
サ１２の位置に加わる単位質量当たりのエネルギＥＳ
（ｔ）をシミュレートした結果である。尚、ＥＳ（ｔ）
は、車両に生ずる単位質量当たりの運動エネルギの変化
量と等価であり、ＥＳ（ｔ）＝（１／２）Ｖ（ｔ）2 と
して表すことができる。 【００３４】この場合、図４から明らかなように、Ｅ
（ｔ）は常にＥＳ（ｔ）より大きな値となり、例えば図
４中にＥ0 で示す如く乗員拘束手段の起動判定値を設定
した場合、ＥＳ（ｔ）に基づいて判定を行う場合に比べ
て乗員拘束手段の起動判定に要する時間を短縮すること
が可能となる。 【００３５】更に、Ｅ（ｔ）には、上述の如く車両に吸
収されるエネルギ成分が反映されており、車両が高い衝
撃吸収特性を示す場合でも、その影響を受けることな
く、速やかにその値を増大させる。このため、単に減速
度の積分値に基づいて乗員拘束手段の起動判定を行う場
合と比べても、良好な応答性の確保が可能である。 【００３６】尚、上記の機能は、具体的にはＥＣＵ１４
が図５に示すルーチンを実行することで実現される。 【００３７】すなわち、図５に示すルーチンが起動する
と、先ずステップ１００において、レーダセンサ１０の
出力信号に基づいて演算された前方物体との相対速度Ｖ
を読み込み、また加速度センサ１２の出力信号に基づい
て演算された減速度Ｇを読み込む。 【００３８】次いで、ステップ１０２では、上述の如く
読み込んだ減速度Ｇが、所定の判定値Ｇ0 （＜０）以下
であるか、すなわち車両に加わるエネルギが所定以下の
状況下では本来生じない程度に大きな減速度であるかを
判別する。そして、Ｇ≦Ｇ0が成立する場合は、車両に
所定以上のエネルギが加えられている可能性があると判
断し、以下の処理を実行すべくステップ１０４へ進む。 【００３９】ステップ１０４は、後述するフラグＦに
“１”がセットされているかを判別するステップであ
る。Ｆは初期化により“０”にリセットされているた
め、今回が初回の処理であるとすれば本ステップの条件
は不成立であると判断される。 【００４０】そして、この場合は、続くステップ１０６
においてＦに“１”をセットし、更にステップ１０８に
おいて、上記ステップ１００で読み込んだ相対速度Ｖ
を、エネルギが加えられ始めた時における初速Ｖ0 とし
て記録して、ステップ１１０へと進む。 【００４１】尚、上記の如くステップ１０６でフラグＦ
に“１”がセットされるため、次回以降本ルーチンが起
動し、Ｆがリセットされることなく上記ステップ１０４
が実行される場合は、その後ステップ１０６、１０８を
ジャンプしてステップ１１０の処理が実行される。すな
わち、上記ステップ１０８において記憶された初速Ｖ 0
は、少なくとも以後フラグＦがリセットされるまでは、
同一の値が保持されることになる。 【００４２】ステップ１１０では、上記の如く記憶した
初速Ｖ0 と、上記ステップ１００において実測したＶと
の差を演算し、その結果を速度変化分Ｖ（ｔ）として記
憶する。そして、ステップ１１２では、初速Ｖ0 、及び
速度変化分Ｖ（ｔ）を上記（７）式に代入して、車両に
加わる単位質量当たりのエネルギＥ（ｔ）を演算する。 【００４３】上記の如くＥ（ｔ）を演算したら、次にス
テップ１１４へ進み、Ｅ（ｔ）が所定の判定値Ｅ0 以上
であるかを判別する。そして、Ｅ（ｔ）≧Ｅ0 が成立す
る場合はステップ１１６へ進んで乗員拘束手段を起動
し、一方Ｅ（ｔ）≧Ｅ0 が成立しない場合は、何らの処
理を行うことなく今回の処理を終了する。 【００４４】ところで、Ｇ≦Ｇ0 （＜０）が成立する程
度に大きな減速度Ｇが発生していない場合は、上記ステ
ップ１０２において条件不成立の判別がなされ、その後
ステップ１１８においてフラグＦが“０”にリセットさ
れる。 【００４５】従って、車両においてＧ≦Ｇ0 （＜０）が
成立する程度に大きな減速度Ｇが発生しない状態におい
ては、上述したステップ１０４以降の処理が実行される
ことはない。 【００４６】また、ノイズ等の影響で一時的に大きな減
速度Ｇが検出された場合、そのような減速度Ｇが検出さ
れている間はステップ１０４以降の処理が実行される
が、この場合、上記ステップ１１４の条件が成立するこ
となはく、従ってステップ１１６が誤って実行されるこ
とはない。 【００４７】このように、ＥＣＵ１４が本ルーチンを実
行する場合、車両に加わる単位質量当たりのエネルギが
所定の判定値を越える場合に乗員拘束手段が起動される
ことになり、確実に誤作動を防止しつつ、優れた応答性
の下に乗員拘束手段を起動せしめることが可能である。 【００４８】ところで、本実施例においては、車両に加
わる単位質量当たりのエネルギを算出するに当たり、正
確性を期す意味で前方物体との相対速度をパラメータと
して用いたが、車両に加わる単位質量当たりのエネルギ
をより簡易な構成で演算する意味で、相対速度を絶対速
度で近似することも可能である。 【００４９】すなわち、前方物体が静止物であると近似
した場合、上記（７）式中、相対速度の初速Ｖ0 、及び
Ｖ（ｔ）は、車両の絶対速度で代用することができる。
そして、かかる構成とした場合、図２中に示すレーダセ
ンサ１０は、車速センサで代用することが可能となり、
更に車速を微分することで加速度を求めることとすれ
ば、加速度センサ１２をも車速センサで代用することが
可能であり、極めて簡易なハードウェア構成で所望の機
能を実現することが可能となる。 【００５０】尚、本実施例においては、図５に示すルー
チン中、ステップ１００、１０８、１１０、１１２が前
記したエネルギ値検出手段Ｍ１に、ステップ１１４が前
記した比較手段Ｍ２に、またステップ１１６が前記した
起動手段Ｍ３にそれぞれ相当している。 【００５１】ところで、上記実施例におけるレーダセン
サを車両側方を監視領域として車載された測距センサと
して、側方物体に対する相対距離を検出するものとし、
加速度センサを、車両に作用する横方向加速度（又は横
方向減速度）を検出するセンサとし、車両側方に加えら
れる単位質量当たりのエネルギを検出するようにしても
よい。この場合、乗員拘束手段としては、車両側方で展
開するサイドエアバッグ等が採用される。 【００５２】 【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、車両に加
わる単位質量当たりのエネルギを基準として乗員拘束手
段の起動判定を行うため、優れた衝撃吸収特性を有する
車両においても、ノイズ等の影響による誤判定を確実に
防止しつつ、優れた応答性のもとに乗員拘束手段を起動
させることができる。 【００５３】すなわち、本発明に係る乗員拘束手段の起
動装置は、真に乗員拘束手段を起動すべき状況下におい
てのみ、確実かつ優れた応答性の下に、乗員拘束手段を
起動することができるという特長を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る乗員拘束装置の原理構成図であ
る。 【図２】本発明の一実施例である乗員拘束装置のブロッ
ク構成図である。 【図３】車両にエネルギが加えられたときに車両に生ず
る変形量を演算する方法を説明するための図である。 【図４】車両に加わる単位質量当たりのエネルギに基づ
いて乗員拘束手段の起動判定を行うことによる効果を説
明するための図である。 【図５】本実施例においてＥＣＵが実行するルーチンの
一例のフローチャートである。 【符号の説明】 Ｍ１ エネルギ値検出手段 Ｍ２ 比較手段 Ｍ３ 起動手段 １０ レーダセンサ １２ 加速度センサ １４ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） １６ 乗員拘束手段
る。 【図２】本発明の一実施例である乗員拘束装置のブロッ
ク構成図である。 【図３】車両にエネルギが加えられたときに車両に生ず
る変形量を演算する方法を説明するための図である。 【図４】車両に加わる単位質量当たりのエネルギに基づ
いて乗員拘束手段の起動判定を行うことによる効果を説
明するための図である。 【図５】本実施例においてＥＣＵが実行するルーチンの
一例のフローチャートである。 【符号の説明】 Ｍ１ エネルギ値検出手段 Ｍ２ 比較手段 Ｍ３ 起動手段 １０ レーダセンサ １２ 加速度センサ １４ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） １６ 乗員拘束手段
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 車両に吸収されるエネルギ成分を含めた
車両に加わる単位質量当たりのエネルギを検出するエネ
ルギ値検出手段と、 作動時に、該エネルギが加えられた方向への乗員移動を
拘束する乗員拘束手段と、 該エネルギ値検出手段の検出値と所定の判定値とを比較
する比較手段と、 該比較手段により、前記エネルギ値検出手段の検出値が
前記判定値以上であると判定された場合に前記乗員拘束
手段を起動する起動手段とを備え、 前記エネルギ値検出手段は、エネルギが加えられ始めた
時における前方物体若しくは側方物体に対する相対速度
の初速と、その後の相対速度の変化量とに基づき算出す
ることを特徴とする、 乗員拘束装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14996994A JP3395369B2 (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | 乗員拘束装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14996994A JP3395369B2 (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | 乗員拘束装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0811674A JPH0811674A (ja) | 1996-01-16 |
| JP3395369B2 true JP3395369B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=15486584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14996994A Expired - Fee Related JP3395369B2 (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | 乗員拘束装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3395369B2 (ja) |
-
1994
- 1994-06-30 JP JP14996994A patent/JP3395369B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0811674A (ja) | 1996-01-16 |
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