JP3448631B2 - 一括搭載型エアバッグモジュールにおける衝突センサシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エアバッグ装置を
作動させるための衝突センサシステムに関するものであ
り、特に、加速度センサとエアバッグの衝突センサシス
テムが、ガス発生器及びエアバッグと共にステアリング
ホイールに搭載されている一括搭載型エアバッグモジュ
ールに使用する衝突センサシステムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来一般に使用されているエアバッグの
作動のために用いられている衝突センサとしては、感知
マスを用いる電気式と加速度センサを用いる電子式の２
方式があるが、最近は電子式が主流となっている。電子
式の場合の基本的な方式は、加速度センサから出力され
る加速度値を時間積分し、この時間積分値が所定の閾値
を越えた場合にエアバッグに作動信号を出力するもので
あるが、この演算を行うに当たり、一定の加速度値を減
じておく事でラフロード走行時の加速度変化程度では乗
員保護装置が作動しない様に工夫する等の種々の演算方
式が提案されている（例えば特開昭４９−５５０３１号
公報参照）。

【０００３】しかしながら、上述の衝突センサでは、実
車に予測される全ての衝突形態において、必要とされる
作動要求時期内に乗員保護装置を始動させる事ができる
とは限らない。特にエアバッグの展開が不要とされるよ
うな低速度正面衝突と、エアバッグの展開が必要な高速
度斜め衝突又はポール衝突（ポールに衝突するもの）の
加速度波形は、この作動要求時期において非常によく似
ており判別が難しい。即ち、図８に図中点線で示す様
に、エアバッグの作動が不要とされる様な低速度正面衝
突の加速度波形と、図中実線で示した様にエアバッグの
作動が必要とされる高速度斜め衝突の加速度波形とは、
エアバッグを作動させるか否かを判断しなければならな
い作動要求時期（〜間）において類似している。こ
のため、図９に示す様に、加速度波形から一定の加速度
を減じて、この減算加速度を時間積分（Ｖ１′）する前
述の衝突センサであっても、両者の作動要求時間内の積
分波形は類似しているので、これらを判別して作動要求
時期内にエアバッグを作動させることは難しい。その結
果、作動条件を優先した場合、低速度正面衝突に対する
不要な作動となり、逆に不作動条件を優先した場合、高
速度斜め衝突等での作動遅れ、或いは不作動を引き起す
という問題点があった。

【０００４】そこで、出願人は特願平２−７４４５７号
（特開平３−２５３４４１号公報参照）において、加速
度センサの加速度波形から車両の衝突を検知してトリガ
ー回路により乗員保護装置を始動させる衝突センサであ
って、前記加速度値に所定値以下のピークカットを施し
て時間積分する積分手段と、該積分値から所定の関数の
時間積分値を減算する減算手段と、この減算積分値と所
定の時間関数閾値とを比較する比較手段を備えてなる衝
突センサを提案した。この衝突センサの作動原理は以下
の通りである。

【０００５】先ず、低速度正面衝突と高速度斜め衝突の
両加速度波形は、作動要求時期である衝突初期部分の平
均加速度においては殆ど同等であるが、図８に示した様
に高速度斜め衝突の加速度波形は、車体の座屈、振動等
によりかなりの振動成分を持っている。一方、低速度正
面衝突の衝撃エネルギーの大部分がバンパー等のエネル
ギー吸収装置で吸収されるため、振動成分はさほど大き
くない。この両加速度波形の性格の差に着目し、加速度
波形の谷部を除去されたものを時間積分して減算積分値
としたものである。即ち、図４に示す様に、振動成分の
大きい高速度斜め衝突の加速度の減算積分値（Ｖ１）
は、単に一定の加速度を減じて時間積分したものと比較
して大きな値となり、比較手段により両者の識別を確実
に行える様にしている。

【０００６】更に、近年、凸凹道の車両走行時（以下ラ
フロードという）におけるエアバッグの誤作動防止に対
する要求基準が厳しくなり、これに対処する必要が生じ
てきた。係る要求の中で、特に厳しいラフロードの場
合、ボディの底打ち等のため加速度センサに大きな振動
波形として現れる事がある。このボディの底打ちによる
振動成分は図１０（ａ）に示す様に、エアバッグの作動
要求時期と重なって発生する。この場合、上述の衝突セ
ンサでは、加速度波形の谷部を除去されたものを時間積
分して減算積分値としているため、その減算積分値Ｖ１
は図１０（ｂ）に示す様に、高速度斜め衝突の場合を上
回る場合もあり、作動がちの判断を下すことになるとい
う問題点が生じていた。

【０００７】又、自動車の衝突波形（加速度波形）は図
１１（ａ）に示す様に、一般的に２〜３のうねり８０，
８１を有する波形となっている。従って、その減算積分
値Ｖ１も、図１１（ｂ）に示す様に、うねり８２，８３
を持つ波となり、作動要求時期よりも早い時期に（点８
２）減算積分値Ｖ１が所定の時間関数閾値６２に達して
早期作動となる場合があった。又、図１４（ａ）に示す
様に、最初のうねり８４がさほど大きくない場合は、減
算積分値Ｖ１が作動要求時期内に、このうねり８５が所
定の時間関数閾値６２を越える事ができず、不作動とな
るという問題点を有していた。

【０００８】そこで、更に出願人は、これらの問題を解
決する方法として、特願平５−１２５２９３号（特公平
６−３０８１４７号）によって、新たな提案を行ってい
る。即ち、加速度波形に所定の値以下のピークカットを
施すピークカット手段と、このピークカット波形を時間
積分する第一積分手段と、該第一積分値から所定の関数
の時間積分値を減算する減算手段と、この減算積分値と
所定の時間関数閾値とを比較して作動信号を出力する第
一比較手段と、前記加速度波形を時間積分する第二時間
積分手段と、この第二時間積分値を所定の速度閾値と比
較して作動信号を出力する第二比較手段と、第一比較手
段からの作動信号と第二比較手段からの作動信号との双
方が入力されて前記トリガー回路に作動信号を出力する
ＡＮＤ手段とを備えた衝突センサシステムである。この
方式では、通常の高速度斜め衝突やポール衝突のみなら
ず、厳しいラフロードにおいても誤作動を防止でき、且
つ作動タイミングのコントロールも可能にし、より広範
な衝突波に対して早期作動や不作動を防止できる電子式
衝突センサとして実用に供されている。

【０００９】ところで、最近は、運転席用エアバッグモ
ジュールに取り付けられているホーンスイッチが、従来
のボタン式に代わって、バッグカバー内面に配置された
メンブレンスイッチ方式のものが採用され初めている。
このため、運転者は、親指でホーンスイッチを操作する
代わりに、バッグカバー表面を叩く事によってホーンス
イッチ操作を行う傾向があり、この場合に、運転者によ
っては、バッグカバーを強打する場合があり、エアバッ
グモジュール内に加速度センサとその作動制御装置を搭
載した一括搭載型エアバッグモジュールの場合には、こ
の強打によってエアバッグモジュール内に設置された加
速度センサに大きな加速度波形が現れ、これがエアバッ
グ装置を始動させるおそれのある事が判明した。即ち、
バッグカバーを強打すると、図６（ｂ）に示す様に、加
速度センサから出力される加速度波形の内、演算が開始
されるｔ0 以後〜ピーク値Ｐ迄の波形は、同図（ａ）の
高速衝突のｔ0 以後の波形と類似しており、このため
に、衝突センサはエアバッグ作動の信号を出してエアバ
ッグ装置が誤作動するおそれがある事が判明した。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
の有する係る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、一括搭載型エアバッグモジュール
の衝突センサであって、通常の高速度斜め衝突やポール
衝突のみならず、厳しいラフロードにおいても誤作動を
防止でき、且つ作動タイミングのコントロールを可能に
してより広範な衝突波に対し早期作動や不作動を防止で
きると共に、バッグカバーを強打しても誤作動を生じな
い新規な電子式の衝突センサシステムを提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、係る課題を解
決するためのものであって、加速度センサと衝突センサ
システムが、ガス発生器及びエアバッグと共にステアリ
ングホイールに搭載されている一括搭載型エアバッグモ
ジュールに使用する衝突センサシステムであって、前記
加速度センサから出力される加速度信号が、所定の加速
度値Ｇ１を越えた時点ｔ0 から所定の時間積分処理等の
衝突判断のための演算を開始し、所定の時間積分値が所
定の閾値を越えた場合にトリガ回路を作動させる衝突セ
ンサシステムにおいて、前記加速度センサからの加速度
値を予め定められた一定時間の時間積分を行って一定時
間積分値を算出し、前記所定の加速度値Ｇ１を越えて所
定の衝突判断のための演算に移行し且つ前記一定時間積
分値が所定の値以下の場合には、該演算過程における前
記時間積分値に前記演算開始直前の一定時間積分値を加
算するか若しくは前記時間積分値と比較する前記閾値か
ら該一定時間積分値を減算する事を特徴とするものであ
る。

【００１２】本発明は、これにより、バッグカバーを強
打した場合の前記一定時間積分値が負の値をとる事に注
目し、所定の加速度値Ｇ１を越えた時点から開始される
所定の演算過程で、加速度値の積分値に、この負の値を
加えて加速度積分値を実質的に減算して閾値を越えない
様にするか、或いは閾値からこの負の値を減算して実質
的に閾値を高くして閾値を越えない様にしている。

【００１３】又、本発明では、前記一定時間積分値は、
３〜５ミリ秒（ｍｓ）の加速度の積分値として、これを
常時繰り返すものが好ましい態様である。これは、バッ
グカバー強打時に発生する負の加速度波が２〜３ｍｓ程
度しか発生しない事に由来する。又、強打による正側の
加速度波の継続時間は、５〜２０ｍｓ程度であることか
ら、前記一定時間積分値を用いる演算は、衝突判断のた
めの演算開始初期の一定時間のみとしたり、又、該一定
時間積分値に予め定められた定数又は時間関数の係数を
乗じる事により、該一定時間積分値による補正の効果を
調整する様になす事も好ましい態様である。

【００１４】又、本発明における前記所定の加速度値Ｇ
１を越えた時点ｔ0 から開始する所定の演算回路は、前
記加速度センサから出力される加速度値から所定の値以
下のピークカットを施す第一ピークカット手段と、該ピ
ークカットされた加速度値を時間積分する第一積分手段
と、該第一積分手段で得られた第一時間積分値から所定
の第一速度減算値を減算する第一減算手段と、該第一減
算手段で得られた第一減算積分値と所定の第一速度閾値
とを比較して該減算積分値が該閾値を越えた場合には作
動信号を出力する第一比較手段と、前記加速度センサか
ら出力される加速度値を時間積分する第二時間積分手段
と、該第二時間積分手段で得られた第二時間積分値から
所定の第二速度減算値を減算する第二減算手段と、該第
二減算手段で得られた第二減算積分値と所定の第二速度
閾値とを比較して該加算積分値が該速度閾値以上の場合
に作動信号を出力する第二比較手段と、前記第一比較手
段からの作動信号と第二比較手段からの作動信号との両
方が入力されて前記トリガ回路に作動信号を出力するＡ
ＮＤ回路とを備えてなるものであり、前記一定時間積分
値が所定の値以下の場合には、該一定時間積分値を用い
て次の（ａ）〜（ｄ）の群から選択された１つの演算処
理を行うものである。 （ａ）前記第二減算積分値に該一定時間積分値を加算し
て得られた加算積分値を、上記第二減算積分値に代えて
前記第二速度閾値と比較する。 （ｂ）前記第二速度閾値から該一定時間積分値を減算し
て得られた第三速度閾値を、上記第二速度閾値に代えて
前記第二減算積分値と比較する。 （ｃ）前記第一減算積分値に該一定時間積分値を加算し
て得られた加算積分値を、上記第一減算積分値に代えて
前記第一速度閾値と比較する。 （ｄ）前記第一速度閾値から該一定時間積分値を減算し
て得られた第四速度閾値を上記第一速度閾値に代えて前
記第一減算積分値と比較する。

【００１５】上記の場合には、第一比較手段で、乗員保
護装置の作動条件である通常の高速度斜め衝突やポール
衝突を不作動条件である低速度正面衝突と区分して作動
・不作動の判断を行い、第二比較手段で、ピークカット
しない加速度波形の時間積分値を所定値と比較すること
により速度変化の有無を判断する様にしている。これに
より、厳しいラフロードにおけるボディの底打ち等によ
る振動成分は殆ど速度変化を生じないので、衝突と区分
することができる。同時に、この第二比較手段と第一比
較手段とのＡＮＤを取る事により厳しいラフロードにお
ける誤動作を防止する様にしている。更に、第二比較手
段で比較される時間積分値には、演算を開始する以前の
微小時間の時間積分値を加算する事により、バッグカバ
ーを強打した場合の誤作動を防止する様にしている。

【００１６】又、前記第二時間積分手段で積分される加
速度値として、第二ピークカット手段で前記加速度セン
サから出力される加速度値より所定の値以下の加速度値
をピークカットした値を用いる方式もある。更に、前記
第二ピークカット手段でピークカットされる加速度値の
値は、前記第一ピークカット手段でピークカットされる
加速度の値よりも充分に小さい値を用いるのが好まし
い。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。尚、本明細書では、減速側の加
速度を正の値として記載するが、これを負にすれば、各
説明の正負の論理を逆転させれば同様の作用となる。先
ず、図１は本発明の衝突センサシステムのブロック図で
あり、同図において、加速度センサ１は、演算回路３を
経て、リセット回路４，トリガー回路５と接続されてお
り、トリガー回路５は、エアバッグ装置６を作動させ
る。次に、演算回路３についてを説明すると、ブロック
１１において、加速度センサ１による測定加速度値Ｇが
所定の加速度Ｇ１を越えた時点ｔ0 を検出し、この時点
から衝突判断のための演算を開始する。ブロック１２
は、第一ピークカット手段であり、時点ｔ0 以降の加速
度値Ｇより、所定の加速度Ｇ２以下をカットしてＧ２以
上の加速度Ｇ３を算出する（加速度Ｇ２以下はＧ２と見
做す）。次いで第一時間積分手段１３において、加速度
Ｇ３の時間積分を行い第一時間積分値Ｖを算出し、次の
第一速度減算手段１４において、この時間積分値Ｖより
単位時間当りの所定の第一減算速度値ΔＶ１を減算し、
第一減算積分値Ｖ１を算出する。尚、この第一減算速度
値ΔＶ１は、一定値でもよく時間関数値とする事もでき
る。

【００１８】次に、この第一減算積分値Ｖ１は第一比較
手段であるブロック１５及び第三比較手段であるブロッ
ク１６に出力され、両比較手段１５，１６の結果が接続
手段１７，１８を介してＡＮＤ回路３６又はリセット回
路４に出力される。第一比較手段１５では、比較器２１
で、演算器２２から出力される第一速度閾値Ｖs1と前記
第一減算積分値Ｖ１とを比較し、第一減算積分値Ｖ１が
第一速度閾値Ｖs1以上の場合（Ｖ１≧Ｖs1）の場合に
は、ライン２３より接続手段であるブロック１７に作動
信号を出力する。一方、第一減算積分値Ｖ１が第一速度
閾値Ｖs1未満の場合（Ｖ１＜Ｖs1）の場合には、ライン
２４よりブロック１８に出力され、ここでＶ１がゼロ近
傍（Ｖ１≒０，負又は僅かな正の値）である事を検知す
ると、リセット回路４に信号を発し、演算操作を停止
し、Ｖ１，ｔをゼロにリセットする。この第一比較手段
は、低速度正面衝突を区分しつつ通常の高速度斜め衝突
やポール衝突を検知して、作動要求時期に始動信号を発
するものである。尚、ここで、第一時間閾値は、時間経
過と共に変化する予め定められた時間関数であるが、一
定値として定めておく事も可能である。

【００１９】次に、第三比較手段であるブロック１６に
おいて、ブロック２５で前記第一減算積分値Ｖ１を時間
微分して所定の時間当りの第一減算積分値Ｖ１の変化量
（ΔＶ3 ＝ｄＶ１／ｄｔ）を算出し、比較器２６におい
て、ブロック２７から出力される予め設定された速度変
化量閾値ΔＶs と前記変化量ΔＶ3 とを比較し、ΔＶ3
がΔＶs 以上（ΔＶ3 ≧ΔＶs ）になると、ライン２８
から接続手段１７に始動信号を出力する。一方、ΔＶ3
がΔＶs 未満の場合（ΔＶ3 ＜ΔＶs ）には、ライン２
９からブロック１８に出力され、ここでＶ１がゼロ近傍
であることを検知すると、リセット回路４に信号を発
し、時間積分を停止して前記Ｖ１，ｔをゼロにリセット
する。この第三比較手段１６は、車体特性や衝突形態等
によって作動要求時期までに充分な加速度が室内に伝わ
らなかった場合に、前記第一比較手段１５に代わって用
いられるものであり、前記第一減算加速度Ｖ１の急激な
増加に着目して作動信号を発する様になっている。

【００２０】ここで、接続手段であるブロック１７は、
ＯＲ回路，ＡＮＤ回路，切換回路及びこれらの組合せ形
態を時間の経過と共に変化させるものであって、ＯＲ回
路の場合には、比較手段１５，１６のいずれかから作動
信号が出力されれば、この信号をＡＮＤ回路３６に出力
する。ＡＮＤ回路の場合には、比較手段１５，１６の両
方から作動信号が出力された場合に作動信号をＡＮＤ回
路３６に出力する。切換回路の場合には、例えば該接続
手段１７が速度計に接続されており、所定の速度以上で
あれば比較器１５とＡＮＤ回路３６を接続し、所定の速
度未満であれば比較器１６とＡＮＤ回路３６を接続し
て、いずれかがＡＮＤ回路３６に作動信号を出力する様
にする事もできる。又、比較器１５，１６の組合せ形態
を時間の経過により変化させて、例えば作動要求時期の
前半は比較器１５のみとし、作動要求時期の後半は比較
器１５，１６のＯＲ回路とする組合せによる接続手段と
する事もできる。これらは、衝突センサが組み込まれる
自動車の特性又は、不作動条件の設定の仕方によって適
宜決定される。

【００２１】一方、上述の時点ｔ0 以降の加速度センサ
１から出力される加速度値Ｇに基づいて、第二時間積分
手段であるブロック３１において、加速度Ｇの時間積分
を行い、第二時間積分値Ｖ５を算出し、第二減算手段３
２で、該積分値Ｖ５より所定の第二減算速度値ΔＶ2 を
減算し、第二減算積分値Ｖ６を算出する。ここで、第二
減算速度値ΔＶ2 は、一定の値としてもよく、又、時間
関数とする事も可能であるが、第一減算速度値ΔＶ1 に
比べて充分小さな値（ΔＶ２＜＜ΔＶ1 ）としている。

【００２２】尚、ここで、図２に示す様に、第二ピーク
カット手段であるブロック５０において、上述の時点ｔ
0 以降の加速度センサ１から出力される加速度値Ｇよ
り、所定の加速度Ｇ４以下の加速度値をカットしてＧ４
以上の加速度Ｇ５を算出し（加速度Ｇ４以下はＧ４と見
做す）、これを図１の場合と同様に第二時間積分手段３
１で時間積分を行い、第二時間積分値Ｖ５を算出し、続
いて第二減算手段３２で該積分値Ｖ５より所定の第二減
算速度値ΔＶ2 を減算し、第二減算積分値Ｖ６を算出す
る方式を採用する事も可能である。この場合、Ｇ４は第
一ピークカット手段のカット基準であるＧ２よりは充分
に小さな値（Ｇ４＜＜Ｇ２）である。

【００２３】一方、ブロック５１では、加速度センサ１
から常時送信されている加速度信号Ｇに基づいて一定時
間、例えば５ｍｓ間の加速度値を積分器５１で時間積分
して一定時間積分値Ｖb を算出している。この演算は、
ブロック１１で加速度値Ｇ１が検知されて前記衝突判断
の為の演算開始の有無に拘らず常時行われており、前記
演算開始時点ｔ0 が検出され且つ前記一定時間積分値Ｖ
b が負又はゼロ近傍の所定の値の場合には、該第二減算
積分値Ｖ６に、演算開始時点ｔ0 直前の一定時間積分値
Ｖb を加算して、加算積分値Ｖ７を出力し、第二比較手
段３７に送信する。

【００２４】第二比較手段３７においては、比較器３３
で、ブロック３５から出力される予め定められた第二速
度閾値Ｖs2と前記加算積分値Ｖ７を比較し、該加算積分
値Ｖ７が該第二速度閾値Ｖs2以上の場合（Ｖ７≧Ｖs2）
には、ライン３８よりＡＮＤ回路３６に始動信号を出力
し、前記加算積分値Ｖ７が前記第二速度閾値Ｖs2未満の
場合（Ｖ７＜Ｖs2）には、ライン３９よりブロック１８
に送信され、ここでＶ１がゼロ近傍（負又は僅かな正の
値）である事を検知すると、リセット回路４に信号を出
力し、衝突判断のための以後の演算を停止し、Ｖ５，ｔ
をゼロにリセットする。

【００２５】この第二比較手段は、ボディの底打ち等に
より加速度センサに発生する振動加速度波形では、殆ど
速度変化を生じない点に着目し、ピークカットしないか
或いはピークカットするとしてもノイズフィルタ程度の
ピークカットを施した加速度波形の時間積分値を所定の
第二速度閾値Ｖs2と比較することにより、通常の高速度
斜め衝突やポール衝突及び車体剛性の低い車の衝突では
始動信号を発するが、前記振動成分によっては作動信号
を発しない様になっている。同時に、第二減算積分値Ｖ
６に、加速度値がＧ１に至る直前の前記一定時間積分値
Ｖb が所定の値以下の場合には、これを加算する事によ
って、前記第二減算積分値Ｖ６の値を実質的に減じて第
二速度閾値Ｖs2を越えない様にしてバッグカバー強打時
に検知される加速度変化に基づく時間積分値を識別する
様になっている。

【００２６】上述の様に、比較手段１５，１６の結果が
接続手段１７を介してＡＮＤ回路３６に入力されると共
に、比較手段３７の結果もＡＮＤ回路３６に入力され、
ＡＮＤ回路３６では、この接続手段１７及び比較手段３
７からの作動信号の双方が入力されたときに、トリガー
回路５に作動信号を出力する。これによって、第一比較
手段１５、第三比較手段３７により、通常の高速度斜め
衝突やポール衝突を低速度正面衝突と区分しつつ車体剛
性の低い車の場合の衝突を早い時期に判別すると共にバ
ッグカバー強打による加速度変化を識別し、更に第二比
較手段１６によって厳しいラフロードにおける誤動作を
防止することを可能としている。ここで、ＡＮＤ回路３
６は、任意のＡＮＤ手段であればよく、接続手段１７及
び比較手段３７双方からの信号に対して、ファジィ理論
を用いた判定により、或いは重み付け等により作動信号
を出力する様に構成する事も可能である。

【００２７】次に、上述した各ブロック１１〜１４の演
算処理を図３のグラフにより説明すると、図３（ａ）に
おいて、ブロック１１でＧ１が検知されると、その時点
ｔ0から衝突判断のための演算をスタートし、ブロック
１２（第一ピークカット手段）で所定のＧ２以下の値は
カットしてＧ２と見做し、Ｇ２以上の加速度値Ｇ３につ
いてのみ第一時間積分手段１３で時間積分され、次いで
ブロック１４（第一減算手段）で斜線部の単位時間当り
の所定の第一減算速度値ΔＶ１が減算される。次に、こ
の積分と減算について説明すると、図３（ｂ）におい
て、縦線部が時間積分値から第一減算速度値ΔＶ１を減
じたものを示しており、これが第一減算積分値Ｖ１とな
る。即ち、加速度線図のＢ部はカットされているので、
第一減算速度値ΔＶ１には寄与せず、又、縦線部Ａは負
として加算される事になる。

【００２８】次に、上述した第一比較手段１５、第二比
較手段３７及び接続手段１７（ＯＲ回路の場合）の作動
を、第一減算積分値Ｖ１の変化を示すグラフ図である図
４によって説明する。前述した図８の場合の様に、加速
度Ｇより単に一定の加速度を減じて時間積分しただけで
は、高速度斜め衝突と低速度正面衝突と殆ど区分出来な
かったものが、上記の処理をした本発明では、図４に示
す様に両者は明瞭に区別されている。従って、一点鎖線
の折れ線グラフで示した様に所定の時間関数として第一
速度閾値Ｖs1を予め設定しておく事により、高速度斜め
衝突の場合にはＡ点で該閾値Ｖs1を越えるため、第一比
較手段１５から作動信号が出力され、ＯＲ回路の接続手
段１７を介してトリガー回路５を始動させる。又、低速
度正面衝突の不作動と、高速度斜め衝突やポール衝突の
作動要求時期内の始動を満たす事も可能となる。更に、
車体剛性の低い車の高速度斜め衝突やポール衝突等の場
合、作動要求期間の後半に、Ｖ１が急速に増加している
ので、Δｔ時間当たりの変化量ΔＶ3 が速度変化閾値Δ
Ｖs 以上になった事を比較器２６によってＢ点で検出
し、Ｃ点でＶ１が第一速度閾値Ｖs1以上となる前の作動
要求時期内に、第二比較手段３７からＯＲ回路の接続手
段１７を介してトリガー回路５に作動信号を出力する。
この様に、通常の低速度正面衝突やポール衝突のみなら
ず、車体剛性の低い車の高速度斜め衝突やポール衝突等
に対しても作動要求時期にエアバッグ等の乗員保護装置
を作動させる事ができる。

【００２９】尚、図１において、ブロック１４の所定の
第一減算速度値ΔＶ１を、関数値、例えばその時点での
積分値Ｖ１の関数の値と置き換えることもできる。一
方、ブロック１３の加速度Ｇ３を、加速度Ｇ３のＫ乗
（Ｋ≧１）を時間積分すること、加速度Ｇ３をｎ階積分
すること及びこれらの組合せによって、低速度正面衝
突、高速度斜め衝突及び柔らかい車体の衝突の区分をよ
り明瞭化させることも可能である。更に、ブロック１８
のＶ１がゼロ近辺になった場合とあるのを、Ｖ１が所定
の値以下になった時、或いはその時点での加速度Ｇ３の
関数である所定の値以下となった時とする事もできる。
更に、ブロック１１の前に、加速度Ｇから加速度Ｇを時
定数５秒以上のフィルター処理を施した値Ｇｆを減じた
値Ｇｘを加速度Ｇの代わりに使用し、加速度計のゼロド
リフトの影響を無くすことにより、演算精度を上げる事
も可能である。更に又、加速度センサ１の取付構造を、
５０〜２０００Ｈｚの間（自動車の進行方向の振動特性
において）で振動させ、加速度Ｇを増幅させたり、加速
度センサ１の電気回路に特定の周波数帯の増幅域を持た
せることも可能である。

【００３０】次に、上述したブロック３１，３２の演算
処理を図５及び図１０のグラフにより説明する。図１０
（ａ）において、４０はラフロードによる振動成分、４
１は高速度斜め衝突の波形、４２は低速度斜め衝突の波
形を示す。ラフロードによる振動成分４０は加速度の正
負両側に振幅を有する。この事は、通常の衝突であれば
減速を伴うため、波形４１、４２のように、基本的に正
方向の片側振幅となるが、ラフロードによる振動成分４
０は、ボディの底打ち等によって発生する単なる車体の
振動に過ぎず、殆ど減速を伴わないからである。ブロッ
ク５０のピークカット及びブロック３２の減算は、ノイ
ズを除去する程度に行い、従って、ブロック３１では、
基本的に加速度波形にピークカットを施さないで通常の
時間積分を行う。図５において、これら減算積分値Ｖ６
は、ラフロードによる振動成分は符号４３に示すグラフ
となり、高速度斜め衝突や低速度正面衝突によるグラフ
４４、４５と明瞭に区別される。従って、図示する様
に、所定の第二速度閾値Ｖs2を予め設定しておく事で、
厳しいラフロードによる誤動作を防止する事ができる様
になる。

【００３１】次に、上述したブロック５１，５２の演算
処理を図６により説明する。図６（ｂ）は、一括搭載型
エアバッグモジュールのバッグカバーを強打した場合の
該モジュール内に配置された加速度センサから出力され
る加速度波形であり、０点でバッグカバーを強打する
と、加速度センサには、先ず大きな負の加速度が現れ、
続いて正の加速度が発生する。従って、従前の通り加速
度値がＧ１となった時間ｔ0 から演算を開始すると、正
の部分の加速度波形は、図６（ａ）に示した高速度斜め
衝突の場合の加速度波形に類似しているので、誤ってト
リガ装置に作動信号を発するおそれがある。そこで、前
述のバッグカバー強打時特有の初期に大きな負の加速度
波形が現れる事に着目し、ブロック５１の積分器で、一
定時間ｔb間の積分Ｖb を常時行っておき、加速度値が
Ｇ１を越えて衝突判断の演算に入ると、この一定時間積
分値Ｖb が所定の値以下の場合には、ブロック５２で前
記第二減算積分値Ｖ６に該一定時間積分値Ｖb を加算す
る事により、該第二減算積分値Ｖ６の値を低減させて、
第二速度閾値Ｖs2を越えない様にし、これにより、高速
度斜め衝突とバッグカバー強打とを区別する様にしてい
る。尚、前記一定時間積分値Ｖb が所定値以上、例えば
ゼロ以上の場合には、Ｖ６にＶb を加算して得られたＶ
７は、Ｖ６の値以上となり、前記第二速度閾値Ｖs2を越
え易くなり、エアバッグを作動させる方向への演算とな
るので、Ｖb が一定値以下の場合、好ましくは負の値の
場合にのみ上記加算演算を行い、Ｖb が正の場合にはこ
の演算を省略してＶ７＝Ｖ６とするか、Ｖb ＝０として
演算してする事になる。

【００３２】尚、バッグカバー強打時初期における負の
加速度信号が発生する時間は、２〜３ｍｓであるので、
前記一定時間ｔb は３〜５ｍｓとなす事が好ましく、こ
の積分操作を微小時間、例えば０．５ｍｓ間隔で常時行
う事になる。

【００３３】又、図１において、ブロック１１とブロッ
ク３１との間にローパスフィルタを挿入すると、ラフロ
ードによる振動成分は高周波であるので、衝突との区別
がより明瞭となり効果を一層高める事ができ、更に、ブ
ロック１１とブロック１２との間にもローパスフィルタ
を挿入すると、速度変化に影響を与える加速度波形は低
周波であるので、ラフロードによる振動成分との区別が
より明瞭となり効果を一層高める事ができる。

【００３４】次に、本発明の衝突センサシステムの他の
実施例を図７に基づいて説明する。図７において、図２
と異なる点は、第二比較手段３７の構成であり、図２で
は、一定時間積分値Ｖb が所定の値以下の場合に、第二
減算積分値Ｖ6 に該一定時間積分値Ｖb をブロック５２
で加算しているが、本例では、ブロック５３で第二速度
閾値Ｖs2から前記一定時間積分値Ｖb を減算（Ｖs2−Ｖ
b ）する方式をとっている点である。このブロック５３
からの出力を第三速度閾値Ｖs3とし、これを前記第二減
算積分値Ｖ6 とを比較し、Ｖ6 ≧Ｖs3の場合にはライン
３８よりＡＮＤ回路にトリガ回路の作動信号を出力し、
Ｖ6 ＜Ｖs3の場合にはリセット回路４に出力する様にな
っている。尚、前記一定時間積分値Ｖb が正の値の場合
には、Ｖs3はＶs2より小さな値となってセンサを作動側
に補正する事になり、ラフロード等での不作動安全率が
低下する事になるので、前記補正演算を行わないか、行
う場合にはＶb ＝０（ゼロ）とする事が望ましい。又、
ラフロード＋衝突等の複合状況を考慮し、本来の補正の
目的であるバッグカバー強打以外の場合に必要以上に補
正を行わない様に、補正演算の要否を決定する閾値は、
Ｖb が０（ゼロ）又は負の或る値以下とするのが好まし
い。因みに、この図７の態様と図２の態様との関係は、
図２ではＶ6 にＶb を加算してＶs2と比較しているが、
図７ではＶs2からＶb を減算してＶ6 と比較しており、
両者は数学的には同一である事に由来する。

【００３５】従って、係る観点から、その他の変形例と
して、第一減算積分値Ｖ１と第一速度閾値Ｖs1との関係
に、前記一定時間積分値Ｖb を適用して次の如き演算を
行う事も可能である。即ち、第一減算積分値Ｖ１に一定
時間積分値Ｖb を加算して、その加算積分値をＶ１１と
し（Ｖ１１＝Ｖ１＋Ｖb ）、これを第一速度閾値Ｖs1と
比較するか、又は、該第一速度閾値Ｖs1から一定時間積
分値Ｖb を減算して、その減算値を第四速度閾値Ｖs4と
し（Ｖs4＝Ｖs1−Ｖb ）、これを第一減算閾値Ｖ１と比
較する方式を採用する事も可能である。

【００３６】尚、図６に示した様に、バッグカバー強打
時に生じる正の加速度の持続時間は５〜２０ｍｓである
から、前記一定時間積分値Ｖb を用いる補正演算は、加
速度がＧ１以上に達した後の衝突判断のための演算過程
における初期の段階の演算においてのみ有効であり、衝
突直前にバッグカバーを叩いてホーンを鳴らそうとした
とき等の状況を考慮に入れると、無条件で前記補正演算
を行った場合には、エアバッグ装置の点火判断時間に遅
れや不作動等の悪影響が考えられるので、衝突判断のた
めの演算開始後一定時間経過した後は、この補正演算を
終了する様にする。又、この一定時間積分値Ｖb を用い
る補正演算の重み付けを行うために、前記一定時間積分
値Ｖb に予め定められた定数を乗じたり、或いは、時間
関数の係数を乗じて時間による補正効果を明確にする方
式も可能である。

【００３７】

【発明の効果】本発明における衝突センサでは、第一比
較手段１５で高速度斜め衝突やポール衝突を低速度正面
衝突と区分し、第二比較手段３７で実質的にピークカッ
トしない加速度波形の時間積分値を速度閾値と比較する
ことにより、速度変化の有無を判断し、この第二比較手
段３７と第一比較手段１５とのＡＮＤを取っているの
で、第一比較手段１５により作動・不作動の判断を的確
に行いつつ第二比較手段３７により、速度変化を生じな
い振動成分であるボディの底打ち等を衝突と区分する事
ができ、厳しいラフロードにおける誤動作を防止する事
ができる。

【００３８】又、第二比較器３７に入力される第二速度
減算値Ｖ６に、演算開始時点ｔ0 直前の一定時間積分値
Ｖb が所定の値以下の場合に、これをを加算しているの
で、通常の衝突の場合には、この一定時間積分値Ｖb は
殆どゼロであり、上記した各種衝突形態による演算に何
等の影響を与える事はないが、バッグカバー強打時に
は、この一定時間積分値Ｖb が大きな負の値を示すの
で、これを第二速度減算値Ｖ６に加算（実態はＶ６の低
減）する事によって、バッグカバー強打時のエアバッグ
装置の誤作動を防止する事が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の衝突センサシステムの一例を示すブロ
ック図である。

【図２】本発明の衝突センサシステムの他の例を示すブ
ロック図である。

【図３】同図（ａ），（ｂ）は共に、図１，２の衝突セ
ンサシステムの演算処理を示す加速度線図である。

【図４】本発明の演算過程の減算積分値の変化を示すグ
ラフ図である。

【図５】本発明の演算過程の減算積分値の変化を示すグ
ラフ図である。

【図６】同図（ａ）は高速衝突の場合の加速度の時間変
化を示すグラフ図であり、同図（ｂ）はバッグカバー強
打時の加速度波形の一例をしめすグラフ図である。

【図７】本発明の衝突センサシステムの他の例を示すブ
ロック図である。

【図８】各種衝突状態における加速度の時間変化を示す
グラフ図である。

【図９】図８の加速度の時間積分を示すグラフ図であ
る。

【図１０】同図（ａ）は各種衝突等における加速度の時
間変化を示すグラフ図、同図（ｂ）は従来の衝突センサ
システムでの時間積分値の変化を示すグラフ図である。

【図１１】同図（ａ）は各種衝突等における加速度の時
間変化を示すグラフ図、同図（ｂ）は従来の衝突センサ
システムでの時間積分値の変化を示すグラフ図である。

【図１２】同図（ａ）は各種衝突等における加速度の時
間変化を示すグラフ図、同図（ｂ）は従来の衝突センサ
システムでの時間積分値の変化を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１ 加速度センサ ４ リセット回路 ５ トリガー回路、 ６ エアバッグ装置 １２ 第一ピークカット手段 １３ 第一時間積分手段 １４ 第一減算手段 １５ 第一比較手段 １６ 第三比較手段 １７ 作動信号接続手段 ３１ 第二時間積分手段 ３２ 第二減算手段 ３６ ＡＮＤ回路（ＡＮＤ手段） ３７ 第二比較手段 ５１ 一定時間積分手段

───────────────────────────────────────────────────── 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６−308147（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−55031（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−253441（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60R 21/16 - 21/32 G01P 15/00

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加速度センサ（１）と衝突センサシステ
   ム（３）が、ガス発生器及びエアバッグと共にステアリ
   ングホイールに搭載されている一括搭載型エアバッグモ
   ジュールに使用する衝突センサシステム（３）であっ
   て、前記加速度センサ（１）から出力される加速度信号
   （Ｇ）が、所定の加速度値（Ｇ１）を越えた時点（ｔ0
   ）から所定の時間積分処理等の衝突判断のための演算
   を開始し、該時間積分値が所定の閾値を越えた場合にト
   リガ回路（５）を作動させる衝突センサシステムにおい
   て、 前記加速度センサ（１）からの加速度値（Ｇ）に基づい
   て予め定められた一定時間（ｔb ）の時間積分（５１）
   を行って一定時間積分値（Ｖb ）を求め、前記加速度値
   （Ｇ）が所定の加速度値（Ｇ１）を越えて所定の時間積
   分処理等の衝突判断のための演算に移行し、且つ前記一
   定時間積分値（Ｖb ）が所定の値以下の場合には、該演
   算過程における前記時間積分値に前記演算開始直前の前
   記一定時間積分値（Ｖb ）を加算するか若しくは前記時
   間積分値と比較する前記閾値から該一定時間積分値（Ｖ
   b ）を減算する事を特徴とする衝突センサシステム。
2. 【請求項２】 前記所定の加速度値（Ｇ１）を越えた時
   点（ｔ0 ）から開始する所定の衝突判断のための演算
   が、前記加速度センサ（１）から出力される加速度値
   （Ｇ）から所定の値（Ｇ２）以下のピークカットを施す
   第一ピークカット手段（１２）と、該ピークカットされ
   た加速度値（Ｇ３）を時間積分する第一時間積分手段
   （１３）と、該第一時間積分手段（１３）で得られた第
   一時間積分値（Ｖ）から所定の第一速度減算値（ΔＶ
   １）を減算する第一減算手段（１４）と、該第一減算手
   段で得られた第一減算積分値（Ｖ１）と所定の第一速度
   閾値（Ｖs1）とを比較して該第一減算積分値（Ｖ１）が
   第一速度閾値（Ｖs1）以上の場合には作動信号（２３）
   を出力する第一比較手段（１５）と、前記加速度センサ
   （１）から出力される加速度値（Ｇ）を時間積分する第
   二時間積分手段（３１）と、該第二時間積分手段で得ら
   れた第二時間積分値（Ｖ５）から所定の第二速度減算値
   （ΔＶ２）を減算する第二減算手段（３２）と、該第二
   減算手段で得られた第二減算積分値（Ｖ６）と所定の第
   二速度閾値（Ｖs2）とを比較して該加算積分値（Ｖ６）
   が該速度閾値（Ｖs2）以上の場合に作動信号（３８）を
   出力する第二比較手段（３７）と、前記第一比較手段
   （１５）からの作動信号と第二比較手段（３７）からの
   作動信号との両方が入力されて前記トリガ回路（５）に
   作動信号を出力するＡＮＤ回路（３６）とを備えてなる
   ものであり、前記一定時間積分値（Ｖb ）が所定の値以
   下の場合には、該一定時間積分値（Ｖb ）を用いて次の
   （ａ）〜（ｄ）の群から選択された１つの演算処理を行
   う請求項１に記載の衝突センサシステム。 （ａ）前記第二減算積分値（Ｖ６）に該一定時間積分値
   （Ｖb ）を加算して得られた加算積分値（Ｖ７）を、上
   記第二減算積分値（Ｖ６）に代えて前記第二速度閾値
   （Ｖs2）と比較する。 （ｂ）前記第二速度閾値（Ｖs2）から該一定時間積分値
   （Ｖb ）を減算して得られ た第三速度閾値（Ｖs3）
   を、上記第二速度閾値（Ｖs2）に代えて前記第二減算積
   分値（Ｖ６）と比較する。 （ｃ）前記第一減算積分値（Ｖ1 ）に該一定時間積分値
   （Ｖb ）を加算して得られ た加算積分値を、上記第一
   減算積分値（Ｖ1 ）に代えて前記第一速度閾値（Ｖs1）
   と比較する。 （ｄ）前記第一速度閾値（Ｖs1）から該一定時間積分値
   （Ｖb ）を減算して得られた第四速度閾値を、上記第一
   速度閾値（Ｖs1）に代えて前記第一減算積分値（Ｖ1 ）
   と比較する。
3. 【請求項３】 前記（ａ）〜（ｄ）の演算は、所定の衝
   突判断のための演算開始後の一定時間のみ行う請求項２
   に記載の衝突センサシステム。
4. 【請求項４】 前記一定時間積分値（Ｖb ）が、３〜５
   ミリ秒間の加速度値の積分値である請求項１乃至３のい
   ずれかに記載の衝突センサシステム。
5. 【請求項５】 前記一定時間積分値（Ｖb ）に代えて、
   該一定時間積分値に予め定められた定数又は時間関数の
   係数を乗じたものを用いる請求項１乃至４のいずれかに
   記載の衝突センサシステム。
6. 【請求項６】 前記一定時間積分値（Ｖb ）が、０以下
   の場合に前記（ａ）〜（ｄ）の演算を行う請求項２乃至
   ５のいずれかに記載の衝突センサシステム。
7. 【請求項７】 前記第二時間積分手段（３１）で積分さ
   れる加速度値は、第二ピークカット手段（５０）で前記
   加速度センサ（１）から出力される加速度値（Ｇ）から
   所定の値（Ｇ４）以下の加速度値がピークカットされた
   加速度値（Ｇ５）である請求項２乃至６のいずれかに記
   載の衝突センサシステム。
8. 【請求項８】 前記第二ピークカット手段（５０）でピ
   ークカットされる加速度値（Ｇ４）の値は、前記第一ピ
   ークカット手段（１２）でピークカットされる加速度
   （Ｇ２）の値よりも充分に小さい値である請求項７に記
   載の衝突センサシステム。
9. 【請求項９】 前記第一速度閾値（Ｖs1）が、時間の関
   数である請求項２乃至８のいずれかに記載の衝突センサ
   システム。
10. 【請求項１０】 前記第一減算手段で得られた減算積分
    値（Ｖ１）に基づいて所定時間当りの減算速度変化量
    （ΔＶ3 ）を算出し、該減算速度変化量（ΔＶ3 ）と所
    定の減算速度変化閾値（ΔＶs ）とを比較して該減算速
    度変化量（ΔＶ3 ）が該減算速度変化閾値（ΔＶs ）を
    越えた場合には作動信号（２８）を出力する第三比較手
    段（１６）を有し、この作動信号（２８）と前記第一比
    較手段（２１）からの作動信号（２３）とを作動信号接
    続手段（１７）を介して前記ＡＮＤ回路（３６）に入力
    する様にしてなる請求項２乃至９のいずれかに記載の衝
    突センサシステム。
11. 【請求項１１】 前記作動信号接続手段（１７）が、Ａ
    ＮＤ回路，ＯＲ回路，切替回路若しくはその組合せであ
    る請求項１０に記載の衝突センサシステム。
12. 【請求項１２】 前記第一比較手段（１５）で前記第一
    速度減算値（Ｖ１）が前記第一速度閾値（Ｖs1）未満の
    場合及び前記第三比較手段（１６）で前記速度変化量
    （ΔＶ3 ）が前記速度変化閾値（ΔＶs ）未満の場合に
    は、これらの演算のリセット回路（４）を作動させる様
    にしてなる請求項１０又は１１に記載の衝突センサシス
    テム。