JP3471387B2 - 衝突事故判断回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、自動車などの移動体
に搭載されるエアバッグ等の乗員保護装置に適応される
衝突事故判断回路に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】以下、この従来例を図面について説明す
る。 【０００３】図５は、この発明の重大衝突事故判断装置
の一実施例を示すブロック図である。まず、構成を説明
すると、２は衝撃加速度検出手段としての加速度センサ
１からの加速度信号の雑音を除去するローパスフィルタ
（以下、ＬＰＦと略記する）、４はＬＰＦ２の出力を積
分する第１不完全積分回路である速度演算用積分回路、
５は速度演算用積分回路４に直列に接続された第２不完
全積分回路である変位演算用積分回路、６はＬＰＦ２を
経て加速度センサ１の検出出力に第１係数を付加する第
１減衰器からなる第１係数回路、７は速度演算用積分回
路４の積分出力に第２係数を付加する第２減衰器からな
る第２係数回路、８は変位演算用積分回路５、第１係数
回路６および第２係数回路７の出力を加算する加算回
路、９は加算回路８の出力が所定の大きさの閾値を越え
た時にハイレベルの信号を出力する閾値回路であり、こ
れら速度演算用積分回路４、変位演算用積分回路５、第
１係数回路６、第２係数回路７および加算回路８、閾値
回路９により衝突時の乗員身体の変位推定量を算出する
演算手段１０１を構成している。 【０００４】１０は第１加速度、例えば１Ｇより大きい
値になった時に出力をハイレベルにする第１比較回路、
１１は第２加速度、例えば４Ｇより大きい値になった時
に出力をハイレベルにする第２比較回路、１２は第３加
速度、例えば０．５Ｇより小さい値になったときに出力
をハイレベルにする第３比較回路、１４は第１比較回路
１０の出力がハイレベルになった時点でタイマ時間を作
動をさせ、第１タイマ時間Ｔ１が経過する間、ハイレベ
ルの信号を出力する第１タイマ、１５は第２比較回路１
１の出力がハイレベルになった時点でタイマ時間を作動
をさせ、第２タイマ時間Ｔ２が経過する間、ハイレベル
の信号を出力する第２タイマ、１６は第１タイマ１４、
第２タイマ１５の出力信号を入力するノアゲート、１７
は第３比較回路１２、ノアゲート１６のそれぞれの出力
信号を入力するオアゲートで、このオアゲート１７の出
力がハイレベルになることで速度演算用積分回路４、変
位演算用積分回路５、閾値回路９および第１タイマ１
４、第２タイマ１５、その他の積分回路２２、閾値回路
２３をリセットする。 【０００５】ここで、前記第１〜第３比較回路１０〜１
２、第１タイマ１４、第２タイマ１５、ノアゲート１
６、オアゲート１７により演算手段１０１の作動を制御
する制御回路１０２を構成している。 【０００６】２０はフィルタ手段としてのバンドパスフ
ィルタ（以下、ＢＰＦと略記する）である。このＢＰＦ
２０には加速度センサ１の出力する加速度信号が入力さ
れ、この加速度信号に含まれる衝突事故に伴った加速度
成分が抽出される。２８はＢＰＦ２０の出力の移動体進
行方向の加速度をカットして出力する整流手段としての
全波整流回路、２１は全波整流回路２８の出力の２乗の
値を出力する２乗回路、２２は２乗回路２１の出力を積
分し、前記オアゲート１７の出力信号によりリセットさ
れる積分回路である。２３は積分回路２２の出力が閾値
以上になるとハイレベルの信号を出力する閾値回路であ
る。 【０００７】ここで、前記ＢＰＦ２０、全波整流回路２
８、２乗回路２１、積分回路２２、閾値回路２３により
重大衝突事故判断回路１０３を構成している。 【０００８】２６は演算手段１０１の閾値回路９及び重
大衝突事故判断回路１０３の閾値回路２３がともにハイ
レベルの信号を出力したときに、乗員保護装置本体の起
動装置２７を作動させる信号を出力するアンドゲートで
ある。 【０００９】次に作用を説明する。 【００１０】図６〜図８は、この従来例の装置における
各部の信号波形図である。車両等の移動体の走行に伴っ
て、種々の加速度が加速度センサ１に作用する。今、移
動体が一定速度で走行しているときには、オアゲート１
７の出力はローレベルとなっているので、第１及び第２
積分回路４、５はリセット状態にある。 【００１１】この状態において、図６に示すように、加
速度信号から雑音を除去したＬＰＦ２の出力信号ｂが１
つのピーク（＜４Ｇ）をつけてから０Ｇに向けて収束す
るＧ波形に示されるような、移動体の乗員に致命的な障
害は与えない衝突が生じた場合について述べる。 【００１２】この出力信号ｂが０．５Ｇを越えた時点で
第３比較回路１２の出力信号Ｅがローレベルとなる。ま
た、１Ｇをこえた時点で第１比較回路１０の出力信号Ａ
がハイレベルとなり、この出力信号Ａにより、第１タイ
マ１４のタイマ機能が作動して出力信号Ｂは所定時間ハ
イレベルとなる。第１タイマ１４の作動開始で出力信号
Ｂがハイレベルになることにより、ノアゲート１６の出
力Ｋがローレベルとなり、前述した出力信号Ｅとともに
オアゲート１７の入力が両方ともローレベルになるので
オアゲート１７の出力信号Ｌがローレベルとなり、積分
回路４、５、２２および閾値回路９、２３のリセットが
はずれる。 【００１３】しかし、この衝突では出力信号ｂが４Ｇを
こえるような加速度が発生しないため、第１タイマ１４
の所定時間であるＴ１経過後にノアゲート１６の出力信
号Ｋがハイレベルとなることで、オアゲート１７の出力
信号Ｌもハイレベルとなり、積分回路４、５および２２
がリセットされるが、出力信号ｂが１Ｇを越えてからこ
こまでの間に重大衝突事故判断回路１０３の出力信号Ｍ
がハイレベルにならないため、乗員保護装置本体の起動
装置２７が作動することはない。 【００１４】次に、図７に示すように、ＬＰＦ２の出力
信号ｂが１つのピーク（＜４Ｇ）をつけてから０Ｇに向
かい、再度加速度が大きくなって４Ｇを越えるようなＧ
波形に示されるような、移動体の乗員に致命的な障害は
与えない衝突が生じた場合について述べる。 【００１５】この出力信号ｂが０．５Ｇを越えた時点で
第３比較回路１２の出力信号Ｅがローレベルとなる。ま
た、１Ｇをこえた時点で第１比較回路１０の出力信号Ａ
がハイレベルとなり、この出力信号Ａにより、第１タイ
マ１４のタイマ機能が作動して出力信号Ｂは所定時間ハ
イレベルとなる。 【００１６】第１タイマ１４の作動開始で出力信号Ｂが
ハイレベルになることにより、ノアゲート１６の出力Ｋ
がローレベルとなり、前述した信号Ｅとともにオアゲー
ト１７の入力が両方ともローレベルになるのでオアゲー
ト１７の出力信号Ｌがローレベルとなり、積分回路４、
５、２２および閾値回路９、２３のリセットがはずれ
る。 【００１７】さらに、この衝突では出力信号ｂが第１タ
イマ１４のタイムアップ前に４Ｇをこえるような加速度
が発生するため、第２比較回路１１の出力信号Ｃがハイ
レベルとなり、第２タイマ１５のタイマ機能が作動し
て、出力信号Ｄがハイレベルとなるので、第１タイマ１
４がタイムアップとなり、出力信号Ｂがローレベルにな
ってもノアゲートの出力信号Ｋはローレベルのままであ
る。この時点ではオアゲート１７の出力信号であるリセ
ット信号Ｌはローレベルのままであるので、積分回路
４、５および２２にはリセットがかからない。 【００１８】しかし、第２タイマ１５がタイムアップに
なると、ノアゲート１６の出力信号Ｋがハイレベルにな
るので、オアゲート１７の出力信号Ｌがハイレベルとな
り、積分回路４、５および２２がリセットされるが、出
力信号ｂが１Ｇを越えてから、信号Ｍがハイレベルにな
らないため、乗員保護装置本体の起動装置２７が作動す
ることはない。 【００１９】次に、図８に示すように、瞬間的な加速度
は小さいが、乗員に障害を与えるような加速度が所定時
間以上続いたために乗員に致命的な障害を与えるような
重大衝突事故の場合について述べる。 【００２０】この時、出力信号ｂが０．５Ｇを越えた時
点で第３比較回路１２の出力信号Ｅはローレベルとな
る。また、１Ｇをこえた時点で第１比較回路１０の出力
信号Ａはハイレベルとなり、この出力信号Ａにより、第
１タイマ１４のタイマ機能が作動して、出力信号Ｂは所
定時間ハイレベルとなる。 【００２１】第１タイマ１４の作動開始で出力信号Ｂが
ハイレベルになることにより、ノアゲート１６の出力信
号Ｋがローレベルとなり、前述した出力信号Ｅとともに
オアゲート１７の入力が両方ともローレベルになるの
で、オアゲート１７の出力信号Ｌがローレベルとなり、
積分回路４、５、２２および閾値回路９、２３のリセッ
トがはずれる。 【００２２】さらに、この衝突では出力信号ｂが第１タ
イマ１４のタイムアップ前に４Ｇをこえるような加速度
が発生するため、第２タイマ１５のタイマ機能が作動し
て出力信号Ｄがハイレベルとなるので、第１タイマ１４
がタイムアップとなり、出力信号Ｂがローレベルになっ
てもノアゲートの出力信号Ｋはローレベルのままであ
り、この時点ではオアゲート１７の出力信号であるリセ
ット信号Ｌはローレベルのままであるので、積分回路
４、５および２２にはリセットがかからない。 【００２３】一方、第２タイマ１５がタイムアップにな
る前に、加速度センサ１の出力する加速度信号に含まれ
る、衝突事故に伴った加速度成分をＢＰＦ２０により抽
出し、出力信号Ｃを全波整流回路２８に供給している。
この全波整流回路２８は、移動体進行方向に働く乗員に
ダメージを与えない加速度をカットするため、乗員にダ
メージを与えるような加速度成分だけを出力信号ｄで２
乗回路２１に供給し、この２乗回路２１で２乗処理され
ることにより、乗員にダメージを与えるような成分の大
小を指数関数的に強調する。 【００２４】さらに２乗回路２１の出力信号ｅは積分回
路２２に供給され、積分回路２２によって、乗員にダメ
ージを与え、かつ強調された成分だけが累積されて出力
信号ｆが閾値回路２３に入力される。この積分回路２２
の出力信号ｆは、上述のような重大衝突事故において、
乗員に与える運動エネルギーに対応している。 【００２５】閾値回路２３では、乗員に重大な障害を与
える最小エネルギーに相当する閾値Ｔｈが設定されてお
り、乗員に重大な障害を与える衝突が発生した場合だけ
閾値Ｔｈに達するため、乗員に重大な障害を与える衝突
事故であるかどうかを確実に判断して出力信号Ｍがハイ
レベルになる。 【００２６】また一方、乗員の変移推定量を算出する演
算手段１０１により、乗員を保護するのに適切な位置に
達した時点で閾値回路９の出力信号０がハイレベルとな
るため、アンド回路２６の出力信号Ｐがハイレベルとな
って、上述した重大衝突事故が発生した場合に乗員保護
装置本体の起動装置２７を作動させる。 【００２７】ここで、上記のように作動する装置が、最
近の車両構造の特長であるプラスチック化された車両に
搭載されている場合には、軽衝突時に車両破片が、破壊
された車体から離れず振動する場合があり、その振動、
すなわち図９（ａ）に示されるように加速度センサ１の
出力波形にマイナス方向に大きくふれる加速度信号成分
Ａが検出され、このマイナス方向の加速度信号成分Ａは
バンドパスフィルタ２０を通過した後（その出力波形は
図９（Ｃ）に示される）、全波整流回路２８及び２乗回
路２１を介して積分回路２２に供給されることによっ
て、図９（ｆ）に示される波形をえる。この波形は閾値
回路２３において設定された閾値Ｖref と比較され、そ
の閾値Ｖref より大きくなと、その時点で閾値回路２３
からハイレベル信号（図８（Ｍ）に示される）が出力さ
れる。 【００２８】 【発明が解決しようとする課題】この種の衝突事故判断
回路は、上記のように構成されているので、例えば衝突
によって樹脂バンパー等の可撓性（弾性を有する）を有
する部材が破壊され、かつそれが衝突直後に大きく振動
した場合には、加速度センサがその振動を大きな加速度
信号として検出してしまい、軽衝突であっても重大衝突
と判断してしまい、エアバッグ等の車両用乗員保護装置
を誤って作動させてしまうという恐れがあった。 【００２９】この発明は上記のような従来の、将来起こ
り得るであろう問題点に着目してなされたもので、衝突
事故によって破壊され、その破壊にともなって大きな振
動を発生するような可撓性部材が破壊されても、その加
速度信号成分をキャンセルして精度よく的確に判断する
衝突事故判断回路を得ることを目的とする。 【００３０】 【課題を解決するための手段】この発明に係る衝突事故
判断回路は、移動体の衝突事故に伴って発生する加速度
を検知する加速度検出手段と、加速度検出手段によって
検出された加速度から衝突事故にともなった加速度を抽
出するフィルタ手段と、該フィルタ手段によって抽出さ
れた加速度に基づいて衝突事故の大きさを判断する判断
手段とを備え、該判断手段からの出力に基づいて重大衝
突を示す信号を出力する衝突事故判断回路であつて、前
記フィルタ手段によって抽出された積分される前の加速
度成分のうち移動体進行方向と反対方向に働く加速度が
所定の大きさを越えたとき、前記判断手段に供給される
前記所定の大きさを越えた加速度を示す信号に制限を加
えるノイズ制御手段を設けたものである。 【００３１】 【作用】この発明における衝突事故判断回路は、フィル
タ手段によって抽出された積分される加速度信号成分の
移動体進行方向と反対に働く加速度信号を抽出し、その
抽出された加速度信号が所定の大きさを越えたとき、そ
の所定の大きさを越えた加速度信号に、スライス等の制
限を加えてノイズ成分を低減させて遮断し、衝突判断を
正確にすることにより、装置の誤動作を防止させる。 【００３２】 【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。 【００３３】［第１実施例］図１において、図５に示す
従来構成のものと同一、または均等なものには同一符号
を付してその詳細説明を省略する。 【００３４】図１において、４０は遅延回路で、前記Ｂ
ＰＦ２０からの出力信号ｂを入力して、所定時間ｔd だ
け遅延せしめた出力信号ｃを後述のスイッチ回路４２に
供給する。４１は閾値回路で、前記ＢＰＦ２０からの出
力信号ｂを入力して、樹脂バンパー等の可撓性を有する
部材が破壊され、かつそれが衝突直後に大きく振動した
場合に発生される振動による負の加速度信号を除去する
ために設定された閾値Ｖ'refを有して、この閾値Ｖ'ref
をＢＰＦ２０からの出力信号ｂが越えているとき、ハイ
レベルな出力信号ｄを出力する。 【００３５】４２はスイッチ回路で、前記遅延回路４０
と２乗回路２１との間に介挿されて、後述の単安定マル
チバイブレータ４３からハイレベルな信号ｇが供給され
ると、この間、入出力間を開放し、前記遅延回路４０か
らの出力信号ｃの通過を遮断する。またローレベル信号
が供給されている間は入出力間を閉成し、前記遅延回路
４０からの出力信号ｃをそのまま通過させる（図２
（ｈ）参照）。単安定マルチバイブレータ４３は、前記
閾値回路４１からハイレベルな出力信号ｄが供給される
と所定パルス幅のパルスｇを１つ出力する。 【００３６】なお、ここで前記ＢＰＦ２０、全波整流回
路２８、２乗回路２１、積分回路２２、閾値回路２３、
遅延回路４０、閾値回路４１、スイッチ回路４２、単安
定マルチバイブレータ４３により重大衝突事故判断回路
１０３’が構成されている。次に上記構成の作用を図２
を参照しながら説明する。 【００３７】通常時は、スイッチ回路４２の入出力間が
閉成されているので、加速度センサ１から出力される加
速度信号ａはＢＰＦ２０を介して遅延回路４０に供給さ
れ所定時間ｔd だけ遅延させられ、その後スイッチ回路
４２を介して２乗回路２１に供給されている。 【００３８】ここで、例えば軽衝突、または中衝突等に
よって、樹脂性バンパーが破壊され、加速度センサ１か
ら出力される加速度信号に符号Ａ（図２（ａ）参照）で
示されるような、大きな負の加速度が重畳されて遅延回
路４０及び閾値回路４１に供給されると、閾値回路４１
に設定された閾値Ｖ'refと比較され（図２（ｂ）参
照）、その閾値Ｖ'refを越えるとその間、ハイレベル信
号（図２（ｄ）参照）を単安定マルチバイブレータ４３
に供給し、所定時間の間（図２（ｇ）のハイレベルの
間）スイッチ回路４２の入出力間を開放する。 【００３９】その結果、図２（ｈ）に示されるように閾
値回路４１の出力がハイレベルになった直後から単安定
マルチバイブレータ４３に設定された所定時間の間、ス
イッチ回路４２の入出力間が開放され、前述した樹脂性
バンパーの破壊直後の振動にともなう信号Ａが削除され
（図２（ｈ）参照）、ノイズのない加速度信号のみが２
乗回路２１に供給され、図２（ｆ）に実線で示されるよ
うに積分回路２２によつてノイズのない状態で加速度信
号が積分される。 【００４０】なお、図２（ｆ）に波線で示される波形は
従来装置による積分波形を示したものである。 【００４１】［第２実施例］図３において、図１に示し
たものと同一なもの、または均等なものには同一符号を
付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明
する。 【００４２】すなわち、図３において４４は差動回路
で、第１積分回路２２から供給された信号と、後述の第
２積分回路４５から供給される信号との差をとり、その
差に応じた信号を第２閾値回路２３に供給する。４５は
第２積分回路で、スイッチ回路４２に供給される信号、
すなわち負の方向に大きくふれたノイズを積分して、そ
の積分出力を差動回路４４に供給する。 【００４３】なお、図３において２乗回路２１、第１積
分回路２２及びスイッチ回路４２は図１に示したものと
同一のものであるが、接続関係を異にしているのみであ
る。すなわち、２乗回路２１と第１積分回路２２とは直
列接続され、ＢＰＦ２０と第２積分回路４５との間に介
挿され、第１閾値回路４１から供給される信号に基づい
てオン・オフ制御される。 【００４４】なお、ここで前記ＢＰＦ２０、２乗回路２
１、第１積分回路２２、第２積分回路４５、差動回路４
４、第１閾値回路４１、第２閾値回路２３、遅延回路４
０、スイッチ回路４２により重大衝突事故判断回路１０
３’’が構成されている。次に上記構成の作用を図４を
参照しながら説明する。 【００４５】通常はスイッチ回路４２の入出力間が開放
されているので、加速度センサ１から出力される加速度
信号ａはＢＰＦ２０を介して遅延回路４０に供給され、
その加速度信号は所定時間ｔd だけ遅延させられる。そ
の後、２乗回路２１、第１積分回路２２、差動回路４４
を直列に介して第２閾値回路２３に供給される。 【００４６】ここで、例えば軽衝突、または中衝突等に
よって、樹脂性バンパーが破壊され加速度センサ１から
出力される加速度信号に符号Ａ（図４（ａ）参照）で示
されるような、大きな負の加速度が重畳されて遅延回路
４０及び第１閾値回路４１に供給されると、その信号は
第１閾値回路４１の閾値Ｖ'refと比較され、その値を越
えている時間の間、ハイレベル信号（図４（ｃ）参照）
をスイッチ回路４２に供給し、その入出力間を閉成せし
める。 【００４７】その結果、図４（ｂ）に示される符号Ａに
相当する部分の２乗回路２１からの出力がスイッチ回路
４２を介して第２積分回路４５に供給され、積分される
（図４（ｆ）参照）。一方、２乗回路２１からの出力信
号は常時第１積分回路２２を介して差動回路４４に供給
されているので、差動回路４４において、第１積分回路
２２からの出力ｅから第２積分回路４５からの出力ｆが
引き算されノイズのない信号ｇが第２閾値回路２３に供
給される。 【００４８】 【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、衝突事故の破壊にともなって大きな振動を発生す
るような可撓性部材が破壊されても、その加速度信号成
分をキャンセルして信号処理されるので衝突判断の精度
を向上でき、誤動作を低減できるという効果が発揮され
る。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の一実施例による乗員保護装置のブロ
ック図である。 【図２】その装置主要部分における作動説明のための波
形説明図である。 【図３】この発明の一実施例による乗員保護装置のブロ
ック図である。 【図４】その装置主要部分における作動説明のための波
形説明図である。 【図５】この発明の従来装置を示す乗員保護装置のブロ
ック図である。 【図６】図３の装置の各部における出力信号のタイムチ
ャート図である。 【図７】図３の装置の各部における出力信号のタイムチ
ャート図である。 【図８】図３の装置の各部における出力信号のタイムチ
ャート図である。 【図９】従来装置の不具合を説明するための波形説明図
である。 【符号の説明】 １ 加速度センサ ２ ローパスフィルタ ４，５，２２、、４５ 積分回路 ９，２３、４１ 閾値回路 ２０ バンドパスフィルタ ２１ ２乗回路 ２８ 全波整流回路 ４０ 遅延回路 ４１ 閾値回路 ４２ スイッチ回路 ４３ 単安定マルチバイブレータ ４４ 差動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−211100（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−206515（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−176753（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−321455（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−253441（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−191149（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60R 21/00 - 21/32

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 移動体の衝突事故に伴って発生する加速
   度を検知する加速度検出手段と、加速度検出手段によっ
   て検出された加速度から衝突事故にともなった加速度を
   抽出するフィルタ手段と、該フィルタ手段によって抽出
   された加速度に基づいて衝突事故の大きさを判断する判
   断手段とを備え、該判断手段からの出力に基づいて重大
   衝突を示す信号を出力する衝突事故判断回路であつて、
   前記フィルタ手段によって抽出された積分される前の加
   速度成分のうち移動体進行方向と反対方向に働く加速度
   が所定の大きさを越えたとき、前記判断手段に供給され
   る前記所定の大きさを越えた加速度を示す信号に制限を
   加えるノイズ制御手段を設けたことを特徴とする衝突事
   故判断回路。