JP4250787B2 - 車両用乗員保護システム及びその衝突判定装置 - Google Patents
車両用乗員保護システム及びその衝突判定装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に装備したエアバッグシステムやシートベルト用プリテンショナ等の車両用乗員保護システム及びその衝突判定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車用エアバッグシステムにおいては、加速度センサ１を、図１１にて示すごとく、自動車の前後方向及び左右方向の双方の中央部、例えば、当該自動車の車室内床のうちコンソールポックス近傍に配設して、この加速度センサ１により当該自動車の加速度を検出し、この検出加速度を単一の閾値と比較することで、当該自動車の衝突の有無を判定し、衝突との判定時には起動装置によりエアバッグを展開させて乗員を衝突による衝撃から保護するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記エアバッグシステムでは、上述のように、単に、検出加速度を単一の閾値と比較することで衝突の有無を判定するのみ故、当該自動車の衝突形態がどのような衝突形態かまでは判定することができない。
このため、例えば、当該自動車がその低速時に対向車両に正面衝突した場合と当該自動車がその中速時にポールと衝突した場合とを区別して判定することができず、その結果、ポールに衝突した場合の判定時期が結果として遅れるという不具合がある。
【０００４】
ここで、上記不具合の発生原因を詳細に検討してみると、当該自動車の上記正面衝突の場合、検出加速度の積分値（以下、速度変化量という）は、時間の経過に伴い図１２にて曲線Ｌ１により示すごとく変化する。一方、当該自動車の上記ポール衝突の場合、速度変化量は、時間の経過に伴い図１２にて曲線Ｌ２により示すごとく変化する。
【０００５】
このため、上記正面衝突及びポール衝突の各場合において、上述のごとく単一の閾値でもって衝突の有無の判定を行うと、両曲線Ｌ１、Ｌ２の変化状態を比較すれば分かる通り、ポール衝突の判定時期が正面衝突の判定時期よりも遅れる。その結果、当該自動車がポールに衝突した場合には、エアバッグの展開時期が遅延して乗員の保護を適正に行うことができない。
【０００６】
これに対し、本発明者等は、自動車の衝突時にその複数箇所に生ずる各加速度の間の相関関係及びこの相関関係と当該自動車の衝突形態との関係につき調べてみた。
ここで、当該自動車（以下、自動車Ａという）の衝突形態には、主として、正面衝突、斜め衝突、オフセット衝突、アンダーライド衝突及びポール衝突がある（図１０参照）。
【０００７】
ここで、正面衝突とは、自動車Ａが、その前端部の幅方向全体にて、対向車両Ｗの前部幅方向中央に、図１０にて示すごとく、同一方向にて衝突する形態をいう。この正面衝突では、自動車Ａの骨組みＡａが、その前端側両フレームにて、対向車両Ｗの前部幅方向中央に衝突する。なお、骨組みＡａは剛性の高い金属材料からなるのが通常である。
【０００８】
また、オフセット衝突とは、自動車Ａが、例えば、その前端部の幅方向右側部にて、図１０にて示すごとく、同一方向にて対向車両Ｗの前部幅方向右側部に衝突することをいう。このオフセット衝突では、自動車Ａの骨組みＡａが、その前端側両フレームのうち右側フレームにて、対向車両Ｗの前部幅方向右側部に衝突する。
【０００９】
また、ポール衝突とは、自動車Ａが、その前端部幅方向中央部にて、図１０にて示すごとく、ポールＰに衝突することをいう。このポール衝突では、自動車Ａの骨組みＡａの前端側両フレームの間にポールＰが入り込む。なお、自動車Ａのうち骨組みＡａの前端側両フレームの間の部分は、骨組みＡａに比べて非常に剛性が低い。
【００１０】
しかも、骨組みＡａの前端側両フレームの間に位置するエンジン等の各構成部材の挙動を調べてみたところ、これら各構成部材はポール衝突の過程において互いにぶつかり合い複雑な挙動を示すことが分かった。
また、アンダーライド衝突とは、自動車Ａが、その前端部にて、図１０にて示すごとく、対向車両Ｗに代わる先行車両Ｗの後部の下側へ同一方向にて入り込むように衝突することをいう。なお、斜め衝突とは、自動車Ａが、その前端部にて、対向車両Ｗの前部に斜めに衝突することをいう。
【００１１】
また、上述した複数の加速度センサとしては３つの加速度センサを用いた。そして、一つの加速度センサ（以下、加速度センサａという）を自動車Ａの前後方向及び左右方向の双方の中央部に配設し、残りの二つの加速度センサ（以下、加速度センサｂという）を自動車Ａの左右方向両側部にて加速度センサａよりも前側に配設した。
【００１２】
そして、自動車Ａの衝突時における上記各加速度センサの検出加速度の積分値、即ち、速度変化量の間にどのような相関関係があるかにつき調べてみたところ、次のような結果が得られた。
即ち、自動車Ａの衝突が上記正面衝突の場合、二つの加速度センサｂの各検出加速度の積分値である速度変化量は共にほぼ同様であり、これら各速度変化量は、上記正面衝突ごの同一時期において、加速度センサａの検出加速度の積分値である速度変化量に比べて大きい。
【００１３】
また、自動車Ａの衝突が上記オフセット衝突及び斜め衝突の一方の場合、例えば、自動車Ａがその右側部にてオフセット衝突或いは斜め衝突した場合には、二つの加速度センサｂのうち右側の加速度センサによる検出加速度の速度変化量は左側の加速度センサｂによる検出加速度の速度変化量よりも大きい。しかも、左側の速度変化量は、加速度センサａによる検出加速度の速度変化量とほぼ同一である。
【００１４】
また、自動車Ａの衝突が上記ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方である場合には、二つの加速度センサｂによる各検出加速度の速度変化量は、加速度センサａによる検出加速度の速度変化量に近い値をとりながら、共に、複雑に変化する。これは、ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方の場合における上述のようなエンジン等の構成部材の複雑な挙動によるものと考えられる。
【００１５】
そこで、本発明は、以上のようなことに着目して、車両の衝突時の加速度に対する複数の加速度センサの各検出出力の相関関係を利用して、当該車両の衝突形態を適正に判定するようにした車両用乗員保護システム、その衝突形態判定装置及び衝突形態判定方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決にあたり、請求項１に記載の発明によれば、車両の衝突に伴い乗員を保護する乗員保護システムに採用される衝突判定装置であって、車両の衝突時にこの車両の幅方向両側部に生ずる車両の前後方向の両加速度を検出するように幅方向両側部に配設される第１の両加速度センサ（４０Ｌ、４０Ｒ）と、車両の前後方向及び幅方向の双方の略中央部に配設されて車両の衝突時に略中央部に生ずる車両の前後方向の加速度を検出する第２加速度センサ（３０）と、第１の両加速センサの各検出加速度をそれぞれ積分し積分出力として発生する第１積分手段（５２ｂ、５２ｃ）と、第２加速度センサの検出加速度を積分し積分出力として発生する第２積分手段（５２ａ）と、第２積分手段の積分出力と第１積分手段の両積分出力の一方とにより、両者を縦横軸の一方と他方とし第１積分手段の両積分出力の一方を第２積分手段の積分出力との関係で示されるグラフにおける線の長さを算出する手段（５３ａ乃至５３ｃ、５４ａ乃至５４ｃ、５５ａ乃至５５ｃ、５６ａ、５６ｂ、５７ａ、５７ｂ、５８ａ、５８ｂ）と、第２積分手段の積分出力に定数を乗じて乗算出力として発生する定数乗算手段（５９）と、算出された線の長さと乗算出力との差を算出する差算出手段（６０ａ、６０ｂ）と、第１積分手段の両積分出力の位相差を算出する位相差算出手段（６５、６６）と、位相差算出手段の算出位相差がなく、かつ差算出手段の算出差が第２閾値（ＴＨａ、ＴＨｂ）より大きいとき衝突がポール衝突及びアンダーライド衝突の一方であると判定する衝突形態判定手段（６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂ、６３、６７、６８、７０）と、第２加速度センサの検出加速度に基づいて車両の衝突の有無を判定するものであって、衝突形態判定手段によって衝突がポール衝突及びアンダーライド衝突の一方であると判定されているときには、他の衝突形態の場合よりも衝突の有無の判定閾値を低くして車両の衝突の有無を判定する衝突判定手段（Ｓｂ）とを備える車両用乗員保護システムの衝突判定装置が提供される。
【００１７】
このように、位相差算出手段の算出位相差及び差算出手段の算出差に基づき当該車両の衝突形態を判定するので、ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方を他の衝突の形態から正しく区別してタイミングよく判定することが可能となる。その結果、ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方に合致した車両用乗員保護システムによる乗員の保護がタイミングよく適正になされ得る。
【００１８】
ここで、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、線の長さを算出する手段は、第１積分手段の両積分出力の一方を遅延させる第１遅延手段（５３ｂ、５３ｃ）と、第１遅延手段の遅延出力を第１積分手段の両積分出力の一方から減算する第１減算手段（５４ｂ、５４ｃ）と、第１減算手段の減算出力を二乗し二乗出力として発生する第１二乗手段（５５ｂ、５５ｃ）と、第２積分手段の積分出力を遅延させる第２遅延手段（５３ａ）と、第２遅延手段の遅延出力を第２積分手段の積分出力から減算する第２減算手段（５４ａ）と、第２減算手段の減算出力を二乗し二乗出力として発生する第２二乗手段（５５ａ）と、第１、第２二乗手段のそれぞれの二乗出力の和の平方根を算出し平方根出力として発生する平方根算出手段（５７ａ、５７ｂ）と、平方根出力を積分し積分出力を発生する第３積分手段（５８ａ、５８ｂ）とを備えて、この第３積分手段の積分出力を線の長さとする。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明において、衝突形態判定手段は、位相差算出手段の算出位相差の絶対値を第１閾値（ＴＨｃ）と比較して比較出力を発生する第１比較手段（６７、６８）と、差算出手段の算出差を第２閾値と比較して比較出力を発生する第２比較手段（６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂ）と、第１比較手段の比較出力が、算出位相差の絶対値が第１閾値以下であることを表し、かつ第２比較手段の比較出力が、差算出手段の算出差が第２閾値よりも大きいことを表すとき衝突がポール衝突及びアンダーライド衝突の一方であると判定する判定回路（７０）とを備える。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の発明において、衝突判定手段（Ｓｂ）は、第２加速度センサの検出加速度の積分値を判定閾値としての第３閾値（ＴＨｄ、ＴＨｅ、ＴＨｆ、ＴＨｇ）と比較して車両の衝突の有無を判定するものであって、衝突形態判定手段によって衝突がポール衝突及びアンダーライド衝突の一方であると判定されているときには、第３閾値を低くして車両の衝突の有無を判定する。
【００２１】
また、請求項５乃至８に記載に発明によれば、請求項１乃至４に記載の上記した衝突判定装置を備えた車両用乗員保護システムが提供される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、自動車用エアバッグシステムに本発明が適用された一実施形態を示している。
当該エアバッグシステムは、エアバッグ装置Ｂと、判定装置Ｓとにより構成されている。
【００２７】
エアバッグ装置Ｂは、起動装置１０と、この起動装置１０の起動により展開される運転席用エアバッグ２０とにより構成されている。なお、エアバッグ２０は、当該自動車の運転席の着座乗員を、当該自動車の障害物との衝突から保護する。起動装置１０は、判定装置Ｓの出力に応じてエアバッグ２０を展開させる。
判定装置Ｓは、加速度センサ３０及び両加速度センサ４０Ｌ、４０Ｒを備えている。なお、以下、加速度センサはＧセンサという。
【００２８】
Ｇセンサ３０は、図２にて示すごとく、当該自動車の前後方向及び幅方向の双方の略中央部に位置するように、その車室内底壁に固着されており、このＧセンサ３０は、その固着位置にて、当該自動車の障害物との衝突時に生ずる加速度を検出し加速度信号を発生する。なお、Ｇセンサ３０の固着位置としては、例えば、車室内底壁のうちコンソールボックスの下側部分が挙げられる。また、Ｇセンサ３０の固着位置を上述のように選定したのは、当該自動車の衝突による加速度の周波数成分のうち低周波数成分をＧセンサ３０により主体的に検出するためである。
【００２９】
両Ｇセンサ４０Ｌ、４０Ｒは、Ｇセンサ３０よりも当該自動車の左右前側にて、車室内の左右の各ダッシュパネルの裏面下部にそれぞれ固着されている。なお、上記各ダッシュパネルは剛性の高い金属板により形成されている。
そして、これら両加速度センサ４０Ｌ、４０Ｒは、それぞれ、その各固着位置にて、当該自動車の障害物との衝突時に生ずる加速度を検出する。なお、両加速度センサ４０Ｌ、４０Ｒの固着位置は、上記左右のダッシュパネルに限ることなく、Ｇセンサ３０の左右両側部（即ち、当該自動車の左右両側部）であって剛性の高い部分であればよい。
【００３０】
また、上述のように両Ｇセンサ４０Ｌ、４０Ｒの固着位置を選定したのは、当該自動車の衝突による加速度の周波数成分のうち高周波数成分を両Ｇセンサ４０Ｌ、４０Ｒにより主体的に検出するためである。なお、図２にて符号Ｈは当該自動車のステアリングホイールを示す。
また、判定装置Ｓは、Ｇセンサ３０、４０Ｌ、４０Ｒに接続した衝突形態判定回路Ｓａと、Ｇセンサ３０に接続した衝突判定回路Ｓｂと、衝突形態判定回路Ｓａ及び衝突判定回路Ｓｂに接続した判定出力回路Ｓｃとを備えている。
【００３１】
衝突形態判定回路Ｓａは、図３にて示すごとく、３個のＡ−Ｄ変換器５１ａ乃至５１ｂを備えている。
Ａ−Ｄ変換器５１ａは、Ｇセンサ３０の検出加速度をディジタル変換し積分器５２ａに出力する。また、各Ａ−Ｄ変換器５１ｂ、５１ｃは、それぞれ、各Ｇセンサ４０Ｌ、４０Ｒの検出加速度をディジタル変換し各積分器５２ｂ、５２ｃに出力する。
【００３２】
積分器５２ａはＡ−Ｄ変換器５１ａの出力加速度を積分し、積分器５２ｂはＡ−Ｄ変換器５１ｂの出力加速度を積分し、また、積分器５２ｃはＡ−Ｄ変換器５１ｃの出力加速度を積分する。
遅延器５３ａは積分器５２ａの積分出力を遅延させ、遅延器５３ｂは積分器５２ｂの積分出力を遅延させ、また、遅延器５３ｃは積分器５２ｃの積分出力を遅延させる。
【００３３】
減算器５４ａは積分器５２ａの積分出力から遅延器５３ａの遅延出力を減算し、減算器５４ｂは積分器５２ｂの積分出力から遅延器５３ｂの遅延出力を減算し、また、減算器５４ｃは積分器５２ｃの積分出力から遅延器５３ｃの遅延出力を減算する。
二乗器５５ａは減算器５４ａの減算出力を二乗し、二乗器５５ｂは減算器５４ｂの減算出力を二乗し、また、二乗器５５ｃは減算器５４ｃの減算出力を二乗する。
【００３４】
加算器５６ａは両二乗器５５ａ、５５ｂの各二乗出力を加算し、また、加算器５６ｂは両二乗器５５ａ、５５ｃの各二乗出力を加算する。平方根算出器５７ａは加算器５６ａの加算出力の平方根を算出し、また、平方根算出器５７ｂは加算器５６ｂの加算出力の平方根を算出する。積分器５８ａは平方根算出器５７ａの平方根出力を積分し、また、積分器５８ｂは平方根算出器５７ｂの平方根出力を積分する。
【００３５】
定数乗算器５９は積分器５２ａの積分出力に定数「２」の平方根を乗算する。なお、定数「２」は適宜変更してもよい。減算器６０ａは積分器５８ａの線積分出力から定数乗算器５９の乗算出力を減算し、また、減算器６０ｂは積分器５８ｂの積分出力から定数乗算器５９の乗算出力を減算する。
【００３６】
比較器６１ａは、減算器６０ａの減算出力を閾値設定器６２ａの設定閾値ＴＨａと比較する。そして、比較器６１ａは、減算器６０ａの減算出力が閾値設定器６２ａの設定閾値ＴＨａよりも大きいときハイレベルにて比較出力を発生する。また、減算器６０ａの減算出力が閾値設定器６２ａの設定閾値ＴＨａよりも低いとき、比較器６１ａの比較出力はローレベルになる。
【００３７】
本第１実施形態では、比較器６１ａの比較出力がハイレベルのとき当該自動車の衝突が積分器５８ａにより積分過程が複雑な過程をとるような衝突である場合に対応し、比較器６１ａの比較出力がローレベルのとき当該自動車の衝突が積分器５８ａにより積分過程が単純な過程をとるような衝突である場合に対応するように設定閾値ＴＨａが定められている。
【００３８】
また、比較器６１ｂは、減算器６０ｂの減算出力を閾値設定器６２ｂの設定閾値ＴＨｂ（＝ＴＨａ）と比較する。そして、比較器６１ｂは、減算器６０ｂの減算出力が閾値設定器６２ｂの設定閾値ＴＨｂよりも大きいときハイレベルにて比較出力を発生する。また、減算器６０ｂの減算出力が閾値設定器６２ｂの設定閾値ＴＨｂよりも低いとき、比較器６１ｂの比較出力はローレベルになる。
【００３９】
本第１実施形態では、比較器６１ｂの比較出力がハイレベルのとき当該自動車の衝突が積分器５８ｂにより積分過程が複雑な過程をとるような衝突である場合に対応し、比較器６１ｂの比較出力がローレベルのとき当該自動車の衝突が積分器５８ｂにより積分過程が単純な過程をとるような衝突である場合に対応するように設定閾値ＴＨｂが定められている。
【００４０】
ＯＲゲート６４は、両比較器６１ａ、６１ｂの各比較出力の論理和を算出する。タイマ６４はＯＲゲート６４のハイレベルの論理和出力に基づき計時し、エアバッグ２０の展開の要否を判断するに要する時間の間ハイレベルにて計時出力を発生する。
減算器６５は、積分器５２ｂの積分出力から積分器５２ｃの積分出力を減算する。絶対値回路６６は減算器６５の減算出力の絶対値を算出する。
【００４１】
比較器６７は絶対値回路６６の絶対値出力を閾値設定器６８の設定閾値ＴＨｃと比較する。そして、比較器６７は、絶対値回路６６の絶対値出力が閾値設定器６８の設定閾値ＴＨｃよりも大きいときハイレベルにて比較出力を発生する。また、絶対値回路６６の絶対値出力が閾値設定器６８の設定閾値ＴＨｃよりも小さいとき比較器６７の比較出力はローレベルとなる。
【００４２】
本第１実施形態では、比較器６７の比較出力がハイレベルのとき当該自動車の衝突が斜め衝突或いはオフセット衝突である場合に対応し、比較器６７の比較出力がローレベルのとき当該自動車の衝突が正面衝突、ポール衝突或いはアンダーライド衝突である場合に対応するように設定閾値ＴＨｃが定められている。
タイマ６９は、比較器６７のハイレベルの比較出力に基づき計時し、エアバッグ２０の展開の要否を判断するに要する時間の間ハイレベルにて計時出力を発生する。
【００４３】
ＡＮＤゲート７０は、タイマ６４の計時出力とタイマ６９の計時出力の反転入力との論理積を算出する。
ここで、タイマ６４の計時出力がハイレベルでタイマ６９の計時出力がローレベルのときＡＮＤゲート７０の出力がハイレベルとなる。このハイレベルは、当該自動車の衝突がポール衝突及びアンダーライド衝突の一方を表す。なお、ＡＮＮＤゲート７０の出力がローレベルのときはポール衝突及びアンダーライド衝突以外の衝突形態に対応する。
【００４４】
衝突判定回路Ｓｂは、図４にて示すごとく、両積分器７１ａ、７１ｂを備えており、これら両積分器７１ａ、７１ｂは、それぞれ、Ａ−Ｄ変換器５１ａのディジタル出力を区間積分する。
また、衝突判定回路Ｓｂは、両閾値設定器７２ａ、７２ｂと、切り換えスイッチ７２とを備えている。閾値設定器７２ａは当該自動車の正面衝突、オフセット衝突或いは斜め衝突を表す閾値ＴＨｄを設定する。一方、閾値設定器７２ｂは当該自動車のポール衝突或いはアンダーライド衝突を表す閾値ＴＨｅを設定する。ここで、閾値ＴＨｅは、ポール衝突或いはアンダーライド衝突に対しては他の衝突形態に比べてエアバッグ２０を早期にタイミングよく展開させるように、閾値ＴＨｄよりも小さい値に設定されている。
【００４５】
切り換えスイッチ７２は、ＡＮＤゲート７０の論理積出力に基づき、第１或いは第２の切り換え状態に切り換えられて、その第１切り換え状態にて、閾値設定器７２ａの設定閾値ＴＨｄを比較器７３の負側入力端子に出力し、また、その第２切り換え状態にて、閾値設定器７２ｂの設定閾値ＴＨｅを比較器７３の負側入力端子に出力する。
【００４６】
なお、切り換えスイッチ７２の第１切り換え状態は、当該切り換えスイッチ７２の切り換え接点７２ｃの固定接点７２ｄへの投入状態に相当し、また、切り換えスイッチ７２の第２切り換え状態は、当該切り換えスイッチ７２の切り換え接点７２ｃの固定接点７２ｅへの投入状態に相当する。
比較器７３は、積分器７１ａの積分出力を切り換えスイッチ７２からの設定閾値と比較する。そして、比較器７３は、積分器７１ａの積分出力が切り換えスイッチ７２からの設定閾値よりも大きいときハイレベルにて比較出力を発生する。また、積分器７１ａの積分出力が切り換えスイッチ７２からの設定閾値よりも小さいとき比較器７３の比較出力はローレベルとなる。
【００４７】
また、衝突判定回路Ｓｂは、両閾値設定器７４ａ、７４ｂと、切り換えスイッチ７４とを備えている。閾値設定器７４ａは当該自動車の正面衝突、斜め衝突或いはオフセット衝突を表す閾値ＴＨｆを設定する。一方、閾値設定器７２ｂは当該自動車のポール衝突或いはアンダーライド衝突を表す閾値ＴＨｇを設定する。ここで、閾値ＴＨｇは、ポール衝突或いはアンダーライド衝突に対しては他の衝突形態に比べてエアバッグ２０を早期にタイミングよく展開させるように、閾値ＴＨｆよりも小さい値に設定されている。
【００４８】
切り換えスイッチ７４は、ＡＮＤゲート７０の論理積出力に基づき、第１或いは第２の切り換え状態に切り換えられて、その第１切り換え状態にて、閾値設定器７４ａの設定閾値ＴＨｆを比較器７５の負側入力端子に出力し、また、その第２切り換え状態にて、閾値設定器７４ｂの設定閾値ＴＨｇを比較器７５の負側入力端子に出力する。
【００４９】
なお、切り換えスイッチ７４の第１切り換え状態は、当該切り換えスイッチ７４の切り換え接点７４ｃの固定接点７４ｄへの投入状態に相当し、また、切り換えスイッチ７４の第２切り換え状態は、当該切り換えスイッチ７４の切り換え接点７４ｃの固定接点７４ｅへの投入状態に相当する。
比較器７５は、積分器７１ｂの積分出力を切り換えスイッチ７４からの設定閾値と比較する。そして、比較器７５は、積分器７１ｂの積分出力が切り換えスイッチ７４からの設定閾値よりも大きいときハイレベルにて比較出力を発生する。また、積分器７１ｂの積分出力が切り換えスイッチ７４からの設定閾値よりも小さいとき比較器７５の比較出力はローレベルとなる。
【００５０】
判定出力回路ＳｃはＯＲゲート７６からなるもので、このＯＲゲート７６は、両比較器７３、７５の各比較出力の論理和を演算して起動装置に出力する。
以上のように構成した本第１実施形態において、当該自動車がその前方に位置する障害物に衝突すると、Ｇセンサ３０及び両Ｇセンサ４０Ｌ、４０Ｒが、その各固着位置にて、上記衝突に伴い当該自動車に生ずる加速度をを検出する。
【００５１】
これに伴い、Ａ−Ｄ変換器５１ａがＧセンサ３０の検出加速度をディジタル変換し、Ａ−Ｄ変換器５１ｃがＧセンサ４０Ｌの検出加速度をディジタル変換し、また、Ａ−Ｄ変換器５１ｂがＧセンサ４０Ｒの検出加速度をディジタル変換する。
ついで、積分器５２ａがＡ−Ｄ変換器５１ａの変換出力を積分して遅延器５３ａ及び減算器５４ａに出力し、積分器５１ａがＡ−Ｄ変換器５２ｃの変換出力を積分して遅延器５３ｃ及び減算器５４ｃに出力し、また、積分器５２ｂがＡ−Ｄ変換器５２ｂの変換出力を積分して遅延器５３ｂ及び減算器５４ｂに出力する。
【００５２】
ここで、積分器５２ａの積分出力が遅延器５３ａにより遅延されて減算器５４ａに出力され、積分器５２ｃの積分出力が遅延器５３ｃにより遅延されて減算器５４ｃに出力され、また、積分器５２ｂの積分出力が遅延器５３ｂにより遅延されて減算器５４ｂに出力される。
すると、減算器５４ａが積分器５２ａの積分出力から遅延器５３ａの遅延出力を減算し、減算器５４ｃが積分器５２ｃの積分出力から遅延器５３ｃの遅延出力を減算し、また、減算器５４ｂが積分器５２ｂの積分出力から遅延器５３ｂの遅延出力を減算する。
【００５３】
このような減算後、二乗器５５ａが減算器５４ａの減算出力を二乗し、二乗器５５ｃが減算器５４ｃの減算出力を二乗し、また、二乗器５５ｂが減算器５４ｂの減算出力を二乗する。
ついで、加算器５６ａが両二乗器５５ａ、５５ｂの各二乗出力を加算するとともに、加算器５６ｂが両二乗器５５ａ、５５ｃの各二乗出力を加算する。
【００５４】
そして、平方根算出器５７ａが加算器５６ａの加算出力の平方根を算出するとともに、平方根算出器５７ｂが加算器５６ｂの加算出力の平方根を算出する。これに伴い、積分器５８ａが平方根算出器５７ａの算出出力を積分するとともに、積分器５８ｂが平方根算出器５７ｂの算出出力を積分する。また、上述のように各積分器５２ａ乃至５２ｃの積分後、定数乗算器５９が積分器５２ａの積分出力に定数「２」を乗算する。
【００５５】
また、減算器６５が積分器５２ｂの積分出力から積分器５２ｃの積分出力を減算する。すると、絶対値回路６６が減算器６５の減算出力の絶対値を算出する。これに伴い、絶対値回路６６の絶対値出力が比較器６７により閾値設定器６８の設定閾値ＴＨｃと比較される。
この比較において、絶対値回路６６の出力が設定閾値ＴＨｃよりも大きければ、比較器６７はハイレベルにて比較出力を発生する。これに伴い、タイマ６９が比較器６７の比較出力の計時を開始し、当該比較出力のハイレベルの期間中ハイレベルにて計時出力を発生する。
【００５６】
一方、絶対値回路６６の出力が設定閾値ＴＨｃよりも小さければ、比較器６７はローレベルにて比較出力を発生する。このとき、タイマ６９は計時を開始せずその出力はローレベルのままである。
以上のようにして両積分器５８ａ、５８ｂの各積分処理及び定数乗算器５９の乗算処理が終了すると、減算器６０ａが積分器５８ａの積分出力から定数乗算器５９の乗算出力を減算するとともに、減算器６０ｂが積分器５８ｂの積分出力から定数乗算器５９の乗算出力を減算する。
【００５７】
すると、減算器６０ａの減算出力が比較器６１ａにより閾値設定器６２ａの設定閾値ＴＨａと比較される。
この比較において、減算器６０ａの減算出力が設定閾値ＴＨａよりも大きければ、比較器６１ａはハイレベルにて比較出力を発生する。一方、減算器６０ａの減算出力が設定閾値ＴＨａよりも小さければ、比較器６１ａはローレベルにて比較出力を発生する。
【００５８】
一方、減算器６０ｂの減算出力は比較器６１ｂにより閾値設定器６２ｂの設定閾値ＴＨｂと比較される。
この比較において、減算器６０ｂの減算出力が設定閾値ＴＨｂよりも大きければ、比較器６１ｂはハイレベルにて比較出力を発生する。一方、減算器６０ｂの減算出力が設定閾値ＴＨｂよりも小さければ、比較器６１ｂはローレベルにて比較出力を発生する。
【００５９】
両比較器６１ａ、６１ｂの比較処理が上述のように終了すると、ＯＲゲート６３が両比較器６１ａ、６１ｂの比較出力の論理和を演算してタイマ６４に出力する。
すると、ＯＲゲート６３の論理和出力がハイレベルのときタイマ６４はＯＲゲート６３の論理和出力を計時しハイレベルにて計時出力を発生する。一方、ＯＲゲート６３の論理和出力がローレベルのときタイマ６４は計時を開始せずその出力はローレベルのままである。
【００６０】
ついで、タイマ６４の出力及びタイマ６４の反転出力の論理積がＡＮＤゲート７０により演算される。
ここで、タイマ６４の出力及びタイマ６４の反転出力が共にハイレベルのときＡＮＤゲート７０はハイレベルにて論理積出力を発生する。この論理和出力は、自動車Ａの衝突がポール衝突或いはアンダーライト衝突である場合に対応する。また、タイマ６４の出力及びタイマ６４の反転出力の少なくとも一方がローレベルのときＡＮＤゲート７０はローレベルにて論理積出力を発生する。この論理和出力は、自動車Ａの衝突が正面衝突、オフセット衝突或いは斜め衝突である場合に対応する。
【００６１】
換言すれば、例えば、当該自動車の衝突が正面衝突の場合には、積分器５２ｂの積分出力である速度変化量ΔＶL 及び積分器５２ｃの積分出力である速度変化量ΔＶR は、上記正面衝突後、図５にて各曲線ＰL 、ＰR により示すように略同一の値をとりながら変化する。また、図５により分かるように、両速度変化量ΔＶL 、ΔＶR は積分器５２ａの積分出力である速度変化量ΔＶC よりも大きい値をとりながら変化する。
【００６２】
このことは、上記正面衝突の場合には、両Ｇセンサ４０Ｌ、４０Ｒの各検出加速度がＧセンサ３０の検出加速度よりも早く衝突形態の判定に作用し、かつ、両積分器５２ｂ、５２ｃの各積分出力の位相差がないことを意味する。
また、当該自動車の衝突が斜め衝突及びオフセット衝突の一方である場合において、例えば、当該自動車が右側部から衝突した場合には、積分器５２ｂの積分出力である速度変化量ΔＶR （図６にて図示曲線ＱR 参照）が、図６にて示すごとく、積分器５２ｃの積分出力である速度変化量ΔＶL （図６にて図示曲線ＱL 参照）よりも大きい値をとりながら変化する。また、この速度変化量ΔＶL は、図６から分かるように、積分器５２ａの積分出力である速度変化量ΔＶC とほぼ等しい値をとりながら変化する。
【００６３】
このことは、上述のように右側からの斜め衝突及びオフセット衝突の一方の場合には、Ｇセンサ４０Ｒの検出加速度が他のＧセンサの検出加速度よりも早く衝突形態の判定に作用し、かつ、両積分器５２ｂ、５２ｃの各積分出力の位相差があることを意味する。
また、当該自動車の衝突がポール衝突及びアンダーライド衝突の一方である場合には、積分器５２ｂの積分出力である速度変化量ΔＶL 及び積分器５２ｃの積分出力である速度変化量ΔＶR は、共に、図７にて示すように、各曲線ＴL 、ＴR に従い、積分器５２ｃの積分出力である速度変化量ΔＶL の近辺の値をとりながら複雑に変化する。
【００６４】
このことは、上記ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方である場合には、両積分器５２ｂ、５２ｃの各積分出力の位相差がない状態で各速度変化量ΔＶL、ΔＶR の線の積分は複雑な積分過程をとることを意味する。よって、ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方がＡＮＤゲート７０の出力のレベルにより他の衝突形態と明確に区別してタイミングよく判定されることとなる。
【００６５】
また、上記線の積分の複雑さを表す複雑さ評価量を時間の経過との関係で表せば、図８にて示すような各曲線Ｕ1 、Ｕ2 、Ｕ3 のようになる。ここで、曲線Ｕ1はポール衝突及びアンダーライド衝突の一方の場合を表し、曲線Ｕ2 は斜め衝突及びオフセット衝突の一方の場合を表し、また、曲線Ｕ3 は正面衝突の場合を表す。
【００６６】
これら各曲線Ｕ1 、Ｕ2 、Ｕ3 によれば、複雑さ評価量は、ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方の場合に、他の衝突形態に比べて複雑な量となっていることが分かる。
よって、上述のように、ＡＮＤゲート７０の論理積出力がローレベルのとき、
切り換えスイッチ７２が第１切り換え状態にて閾値設定器７２ａの設定閾値ＴＨｄを比較器７３に出力するとともに切り換えスイッチ７４が第１切り換え状態にて閾値設定器７４ａの設定閾値ＴＨｆを比較器７５に出力する。
【００６７】
また、ＡＮＤゲート７０の論理積出力がハイレベルのとき、切り換えスイッチ７２が第２切り換え状態にて閾値設定器７２ｂの設定閾値ＴＨｅを比較器７３に出力するとともに切り換えスイッチ７４が第２切り換え状態にて閾値設定器７４ｂの設定閾値ＴＨｇを比較器７５に出力する。
すると、ＯＲゲート７６が両比較器７３、７５の各比較出力の論理和を演算し起動装置１０に出力する。
【００６８】
これにより、起動装置１０は、上記各衝突形態に合致した展開量にてエアバッグＢを展開し、運転者を適正に保護する。また、衝突判定装置Ｓｃにおける設定閾値ＴＨｅ、ＴＨｇは、上述のごとく、それぞれ、設定閾値ＴＨｄ、ＴＨｅよりも小さく設定されているから、ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方の場合には、他の衝突形態の場合よりも早期にタイミングよくエアバッグＢを展開できる。
【００６９】
図９は上記実施形態の変形例を示している。
この変形例においては、平均回路８０が、上記実施形態にて述べたＧセンサ３０に代えて、採用されており、この平均回路８０は、両Ｇセンサ４０Ｌ、４０Ｒの各検出加速度の平均値を算出してＡ−Ｄ変換器５１ａに出力する。その他の構成は上記実施形態と同様である。
【００７０】
この変形例によれば、Ｇセンサ３０を平均回路８０の採用でもって廃止できる。その他の作用効果は上記実施形態と同様である。
なお、本発明の実施にあたり、ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方のみ判定を行う場合には、両Ｇセンサ４０Ｌ、４０Ｒの一方を当該自動車の左右方向中央部に固着して、他のＧセンサ及びＧセンサ３０を廃止してもよい。
【００７１】
また、本発明の実施にあたり、衝突形態判定回路Ｓａ及び衝突判定回路Ｓｂの各回路素子は、アナログ素子で構成してもよい。これにより、Ａ−Ｄ変換器５１ａ乃至５１ｃの廃止が可能となる。
また、本発明の実施にあたり、自動車に限ることなく一般に車両に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すブロック回路を示す図である。
【図２】図１の各Ｇセンサの自動車に対する配設状態を示す平面図である。
【図３】図１のブロック回路の詳細回路図の一部である。
【図４】図１のブロック回路の詳細回路図の一部である。
【図５】正面衝突の場合における両速度変化量ΔＶL 、ΔＶR を速度変化量ΔＶC との関係で示すグラフである。
【図６】斜め衝突及びオフセット衝突の一方の場合における両速度変化量ΔＶL 、ΔＶR を速度変化量ΔＶC との関係で示すグラフである。
【図７】ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方の場合における両速度変化量ΔＶL 、ΔＶR を速度変化量ΔＶC との関係で示すグラフである。
【図８】各衝突形態における複雑さ評価量と時間の経過との関係を示すグラフである。
【図９】上記実施形態の変形例を示すブロック回路図である。
【図１０】自動車の衝突形態を説明する模式図である。
【図１１】従来のエアバッグシステムにおけるＧセンサの自動車に対する配置図である。
【図１２】従来のエアバッグシステムに正面衝突及びポール衝突の場合の速度変化量の時間的変化を表すグラフである。
【符号の説明】
Ｂ…エアバッグ装置、３０、４０Ｌ、４０Ｒ…Ｇセンサ、
５２ａ乃至５２ｃ、５８ａ、５８ｂ…積分器、
５４ａ乃至５４ｃ、６０ａ、６０ｂ、６５…減算器、
５５ａ乃至５５ｃ…二乗器、５６ａ、５６ｂ…加算器、
５７ａ、５７ｂ…平方根算出器、５９…定数乗算器、６６…絶対値回路、
６１ａ、６１ｂ、６７…比較器、６２ａ、６２ｂ、６３…ＯＲゲート、
６８…閾値設定器、７０…ＡＮＤゲート。
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に装備したエアバッグシステムやシートベルト用プリテンショナ等の車両用乗員保護システム及びその衝突判定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車用エアバッグシステムにおいては、加速度センサ１を、図１１にて示すごとく、自動車の前後方向及び左右方向の双方の中央部、例えば、当該自動車の車室内床のうちコンソールポックス近傍に配設して、この加速度センサ１により当該自動車の加速度を検出し、この検出加速度を単一の閾値と比較することで、当該自動車の衝突の有無を判定し、衝突との判定時には起動装置によりエアバッグを展開させて乗員を衝突による衝撃から保護するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記エアバッグシステムでは、上述のように、単に、検出加速度を単一の閾値と比較することで衝突の有無を判定するのみ故、当該自動車の衝突形態がどのような衝突形態かまでは判定することができない。
このため、例えば、当該自動車がその低速時に対向車両に正面衝突した場合と当該自動車がその中速時にポールと衝突した場合とを区別して判定することができず、その結果、ポールに衝突した場合の判定時期が結果として遅れるという不具合がある。
【０００４】
ここで、上記不具合の発生原因を詳細に検討してみると、当該自動車の上記正面衝突の場合、検出加速度の積分値（以下、速度変化量という）は、時間の経過に伴い図１２にて曲線Ｌ１により示すごとく変化する。一方、当該自動車の上記ポール衝突の場合、速度変化量は、時間の経過に伴い図１２にて曲線Ｌ２により示すごとく変化する。
【０００５】
このため、上記正面衝突及びポール衝突の各場合において、上述のごとく単一の閾値でもって衝突の有無の判定を行うと、両曲線Ｌ１、Ｌ２の変化状態を比較すれば分かる通り、ポール衝突の判定時期が正面衝突の判定時期よりも遅れる。その結果、当該自動車がポールに衝突した場合には、エアバッグの展開時期が遅延して乗員の保護を適正に行うことができない。
【０００６】
これに対し、本発明者等は、自動車の衝突時にその複数箇所に生ずる各加速度の間の相関関係及びこの相関関係と当該自動車の衝突形態との関係につき調べてみた。
ここで、当該自動車（以下、自動車Ａという）の衝突形態には、主として、正面衝突、斜め衝突、オフセット衝突、アンダーライド衝突及びポール衝突がある（図１０参照）。
【０００７】
ここで、正面衝突とは、自動車Ａが、その前端部の幅方向全体にて、対向車両Ｗの前部幅方向中央に、図１０にて示すごとく、同一方向にて衝突する形態をいう。この正面衝突では、自動車Ａの骨組みＡａが、その前端側両フレームにて、対向車両Ｗの前部幅方向中央に衝突する。なお、骨組みＡａは剛性の高い金属材料からなるのが通常である。
【０００８】
また、オフセット衝突とは、自動車Ａが、例えば、その前端部の幅方向右側部にて、図１０にて示すごとく、同一方向にて対向車両Ｗの前部幅方向右側部に衝突することをいう。このオフセット衝突では、自動車Ａの骨組みＡａが、その前端側両フレームのうち右側フレームにて、対向車両Ｗの前部幅方向右側部に衝突する。
【０００９】
また、ポール衝突とは、自動車Ａが、その前端部幅方向中央部にて、図１０にて示すごとく、ポールＰに衝突することをいう。このポール衝突では、自動車Ａの骨組みＡａの前端側両フレームの間にポールＰが入り込む。なお、自動車Ａのうち骨組みＡａの前端側両フレームの間の部分は、骨組みＡａに比べて非常に剛性が低い。
【００１０】
しかも、骨組みＡａの前端側両フレームの間に位置するエンジン等の各構成部材の挙動を調べてみたところ、これら各構成部材はポール衝突の過程において互いにぶつかり合い複雑な挙動を示すことが分かった。
また、アンダーライド衝突とは、自動車Ａが、その前端部にて、図１０にて示すごとく、対向車両Ｗに代わる先行車両Ｗの後部の下側へ同一方向にて入り込むように衝突することをいう。なお、斜め衝突とは、自動車Ａが、その前端部にて、対向車両Ｗの前部に斜めに衝突することをいう。
【００１１】
また、上述した複数の加速度センサとしては３つの加速度センサを用いた。そして、一つの加速度センサ（以下、加速度センサａという）を自動車Ａの前後方向及び左右方向の双方の中央部に配設し、残りの二つの加速度センサ（以下、加速度センサｂという）を自動車Ａの左右方向両側部にて加速度センサａよりも前側に配設した。
【００１２】
そして、自動車Ａの衝突時における上記各加速度センサの検出加速度の積分値、即ち、速度変化量の間にどのような相関関係があるかにつき調べてみたところ、次のような結果が得られた。
即ち、自動車Ａの衝突が上記正面衝突の場合、二つの加速度センサｂの各検出加速度の積分値である速度変化量は共にほぼ同様であり、これら各速度変化量は、上記正面衝突ごの同一時期において、加速度センサａの検出加速度の積分値である速度変化量に比べて大きい。
【００１３】
また、自動車Ａの衝突が上記オフセット衝突及び斜め衝突の一方の場合、例えば、自動車Ａがその右側部にてオフセット衝突或いは斜め衝突した場合には、二つの加速度センサｂのうち右側の加速度センサによる検出加速度の速度変化量は左側の加速度センサｂによる検出加速度の速度変化量よりも大きい。しかも、左側の速度変化量は、加速度センサａによる検出加速度の速度変化量とほぼ同一である。
【００１４】
また、自動車Ａの衝突が上記ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方である場合には、二つの加速度センサｂによる各検出加速度の速度変化量は、加速度センサａによる検出加速度の速度変化量に近い値をとりながら、共に、複雑に変化する。これは、ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方の場合における上述のようなエンジン等の構成部材の複雑な挙動によるものと考えられる。
【００１５】
そこで、本発明は、以上のようなことに着目して、車両の衝突時の加速度に対する複数の加速度センサの各検出出力の相関関係を利用して、当該車両の衝突形態を適正に判定するようにした車両用乗員保護システム、その衝突形態判定装置及び衝突形態判定方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決にあたり、請求項１に記載の発明によれば、車両の衝突に伴い乗員を保護する乗員保護システムに採用される衝突判定装置であって、車両の衝突時にこの車両の幅方向両側部に生ずる車両の前後方向の両加速度を検出するように幅方向両側部に配設される第１の両加速度センサ（４０Ｌ、４０Ｒ）と、車両の前後方向及び幅方向の双方の略中央部に配設されて車両の衝突時に略中央部に生ずる車両の前後方向の加速度を検出する第２加速度センサ（３０）と、第１の両加速センサの各検出加速度をそれぞれ積分し積分出力として発生する第１積分手段（５２ｂ、５２ｃ）と、第２加速度センサの検出加速度を積分し積分出力として発生する第２積分手段（５２ａ）と、第２積分手段の積分出力と第１積分手段の両積分出力の一方とにより、両者を縦横軸の一方と他方とし第１積分手段の両積分出力の一方を第２積分手段の積分出力との関係で示されるグラフにおける線の長さを算出する手段（５３ａ乃至５３ｃ、５４ａ乃至５４ｃ、５５ａ乃至５５ｃ、５６ａ、５６ｂ、５７ａ、５７ｂ、５８ａ、５８ｂ）と、第２積分手段の積分出力に定数を乗じて乗算出力として発生する定数乗算手段（５９）と、算出された線の長さと乗算出力との差を算出する差算出手段（６０ａ、６０ｂ）と、第１積分手段の両積分出力の位相差を算出する位相差算出手段（６５、６６）と、位相差算出手段の算出位相差がなく、かつ差算出手段の算出差が第２閾値（ＴＨａ、ＴＨｂ）より大きいとき衝突がポール衝突及びアンダーライド衝突の一方であると判定する衝突形態判定手段（６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂ、６３、６７、６８、７０）と、第２加速度センサの検出加速度に基づいて車両の衝突の有無を判定するものであって、衝突形態判定手段によって衝突がポール衝突及びアンダーライド衝突の一方であると判定されているときには、他の衝突形態の場合よりも衝突の有無の判定閾値を低くして車両の衝突の有無を判定する衝突判定手段（Ｓｂ）とを備える車両用乗員保護システムの衝突判定装置が提供される。
【００１７】
このように、位相差算出手段の算出位相差及び差算出手段の算出差に基づき当該車両の衝突形態を判定するので、ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方を他の衝突の形態から正しく区別してタイミングよく判定することが可能となる。その結果、ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方に合致した車両用乗員保護システムによる乗員の保護がタイミングよく適正になされ得る。
【００１８】
ここで、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、線の長さを算出する手段は、第１積分手段の両積分出力の一方を遅延させる第１遅延手段（５３ｂ、５３ｃ）と、第１遅延手段の遅延出力を第１積分手段の両積分出力の一方から減算する第１減算手段（５４ｂ、５４ｃ）と、第１減算手段の減算出力を二乗し二乗出力として発生する第１二乗手段（５５ｂ、５５ｃ）と、第２積分手段の積分出力を遅延させる第２遅延手段（５３ａ）と、第２遅延手段の遅延出力を第２積分手段の積分出力から減算する第２減算手段（５４ａ）と、第２減算手段の減算出力を二乗し二乗出力として発生する第２二乗手段（５５ａ）と、第１、第２二乗手段のそれぞれの二乗出力の和の平方根を算出し平方根出力として発生する平方根算出手段（５７ａ、５７ｂ）と、平方根出力を積分し積分出力を発生する第３積分手段（５８ａ、５８ｂ）とを備えて、この第３積分手段の積分出力を線の長さとする。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明において、衝突形態判定手段は、位相差算出手段の算出位相差の絶対値を第１閾値（ＴＨｃ）と比較して比較出力を発生する第１比較手段（６７、６８）と、差算出手段の算出差を第２閾値と比較して比較出力を発生する第２比較手段（６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂ）と、第１比較手段の比較出力が、算出位相差の絶対値が第１閾値以下であることを表し、かつ第２比較手段の比較出力が、差算出手段の算出差が第２閾値よりも大きいことを表すとき衝突がポール衝突及びアンダーライド衝突の一方であると判定する判定回路（７０）とを備える。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の発明において、衝突判定手段（Ｓｂ）は、第２加速度センサの検出加速度の積分値を判定閾値としての第３閾値（ＴＨｄ、ＴＨｅ、ＴＨｆ、ＴＨｇ）と比較して車両の衝突の有無を判定するものであって、衝突形態判定手段によって衝突がポール衝突及びアンダーライド衝突の一方であると判定されているときには、第３閾値を低くして車両の衝突の有無を判定する。
【００２１】
また、請求項５乃至８に記載に発明によれば、請求項１乃至４に記載の上記した衝突判定装置を備えた車両用乗員保護システムが提供される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、自動車用エアバッグシステムに本発明が適用された一実施形態を示している。
当該エアバッグシステムは、エアバッグ装置Ｂと、判定装置Ｓとにより構成されている。
【００２７】
エアバッグ装置Ｂは、起動装置１０と、この起動装置１０の起動により展開される運転席用エアバッグ２０とにより構成されている。なお、エアバッグ２０は、当該自動車の運転席の着座乗員を、当該自動車の障害物との衝突から保護する。起動装置１０は、判定装置Ｓの出力に応じてエアバッグ２０を展開させる。
判定装置Ｓは、加速度センサ３０及び両加速度センサ４０Ｌ、４０Ｒを備えている。なお、以下、加速度センサはＧセンサという。
【００２８】
Ｇセンサ３０は、図２にて示すごとく、当該自動車の前後方向及び幅方向の双方の略中央部に位置するように、その車室内底壁に固着されており、このＧセンサ３０は、その固着位置にて、当該自動車の障害物との衝突時に生ずる加速度を検出し加速度信号を発生する。なお、Ｇセンサ３０の固着位置としては、例えば、車室内底壁のうちコンソールボックスの下側部分が挙げられる。また、Ｇセンサ３０の固着位置を上述のように選定したのは、当該自動車の衝突による加速度の周波数成分のうち低周波数成分をＧセンサ３０により主体的に検出するためである。
【００２９】
両Ｇセンサ４０Ｌ、４０Ｒは、Ｇセンサ３０よりも当該自動車の左右前側にて、車室内の左右の各ダッシュパネルの裏面下部にそれぞれ固着されている。なお、上記各ダッシュパネルは剛性の高い金属板により形成されている。
そして、これら両加速度センサ４０Ｌ、４０Ｒは、それぞれ、その各固着位置にて、当該自動車の障害物との衝突時に生ずる加速度を検出する。なお、両加速度センサ４０Ｌ、４０Ｒの固着位置は、上記左右のダッシュパネルに限ることなく、Ｇセンサ３０の左右両側部（即ち、当該自動車の左右両側部）であって剛性の高い部分であればよい。
【００３０】
また、上述のように両Ｇセンサ４０Ｌ、４０Ｒの固着位置を選定したのは、当該自動車の衝突による加速度の周波数成分のうち高周波数成分を両Ｇセンサ４０Ｌ、４０Ｒにより主体的に検出するためである。なお、図２にて符号Ｈは当該自動車のステアリングホイールを示す。
また、判定装置Ｓは、Ｇセンサ３０、４０Ｌ、４０Ｒに接続した衝突形態判定回路Ｓａと、Ｇセンサ３０に接続した衝突判定回路Ｓｂと、衝突形態判定回路Ｓａ及び衝突判定回路Ｓｂに接続した判定出力回路Ｓｃとを備えている。
【００３１】
衝突形態判定回路Ｓａは、図３にて示すごとく、３個のＡ−Ｄ変換器５１ａ乃至５１ｂを備えている。
Ａ−Ｄ変換器５１ａは、Ｇセンサ３０の検出加速度をディジタル変換し積分器５２ａに出力する。また、各Ａ−Ｄ変換器５１ｂ、５１ｃは、それぞれ、各Ｇセンサ４０Ｌ、４０Ｒの検出加速度をディジタル変換し各積分器５２ｂ、５２ｃに出力する。
【００３２】
積分器５２ａはＡ−Ｄ変換器５１ａの出力加速度を積分し、積分器５２ｂはＡ−Ｄ変換器５１ｂの出力加速度を積分し、また、積分器５２ｃはＡ−Ｄ変換器５１ｃの出力加速度を積分する。
遅延器５３ａは積分器５２ａの積分出力を遅延させ、遅延器５３ｂは積分器５２ｂの積分出力を遅延させ、また、遅延器５３ｃは積分器５２ｃの積分出力を遅延させる。
【００３３】
減算器５４ａは積分器５２ａの積分出力から遅延器５３ａの遅延出力を減算し、減算器５４ｂは積分器５２ｂの積分出力から遅延器５３ｂの遅延出力を減算し、また、減算器５４ｃは積分器５２ｃの積分出力から遅延器５３ｃの遅延出力を減算する。
二乗器５５ａは減算器５４ａの減算出力を二乗し、二乗器５５ｂは減算器５４ｂの減算出力を二乗し、また、二乗器５５ｃは減算器５４ｃの減算出力を二乗する。
【００３４】
加算器５６ａは両二乗器５５ａ、５５ｂの各二乗出力を加算し、また、加算器５６ｂは両二乗器５５ａ、５５ｃの各二乗出力を加算する。平方根算出器５７ａは加算器５６ａの加算出力の平方根を算出し、また、平方根算出器５７ｂは加算器５６ｂの加算出力の平方根を算出する。積分器５８ａは平方根算出器５７ａの平方根出力を積分し、また、積分器５８ｂは平方根算出器５７ｂの平方根出力を積分する。
【００３５】
定数乗算器５９は積分器５２ａの積分出力に定数「２」の平方根を乗算する。なお、定数「２」は適宜変更してもよい。減算器６０ａは積分器５８ａの線積分出力から定数乗算器５９の乗算出力を減算し、また、減算器６０ｂは積分器５８ｂの積分出力から定数乗算器５９の乗算出力を減算する。
【００３６】
比較器６１ａは、減算器６０ａの減算出力を閾値設定器６２ａの設定閾値ＴＨａと比較する。そして、比較器６１ａは、減算器６０ａの減算出力が閾値設定器６２ａの設定閾値ＴＨａよりも大きいときハイレベルにて比較出力を発生する。また、減算器６０ａの減算出力が閾値設定器６２ａの設定閾値ＴＨａよりも低いとき、比較器６１ａの比較出力はローレベルになる。
【００３７】
本第１実施形態では、比較器６１ａの比較出力がハイレベルのとき当該自動車の衝突が積分器５８ａにより積分過程が複雑な過程をとるような衝突である場合に対応し、比較器６１ａの比較出力がローレベルのとき当該自動車の衝突が積分器５８ａにより積分過程が単純な過程をとるような衝突である場合に対応するように設定閾値ＴＨａが定められている。
【００３８】
また、比較器６１ｂは、減算器６０ｂの減算出力を閾値設定器６２ｂの設定閾値ＴＨｂ（＝ＴＨａ）と比較する。そして、比較器６１ｂは、減算器６０ｂの減算出力が閾値設定器６２ｂの設定閾値ＴＨｂよりも大きいときハイレベルにて比較出力を発生する。また、減算器６０ｂの減算出力が閾値設定器６２ｂの設定閾値ＴＨｂよりも低いとき、比較器６１ｂの比較出力はローレベルになる。
【００３９】
本第１実施形態では、比較器６１ｂの比較出力がハイレベルのとき当該自動車の衝突が積分器５８ｂにより積分過程が複雑な過程をとるような衝突である場合に対応し、比較器６１ｂの比較出力がローレベルのとき当該自動車の衝突が積分器５８ｂにより積分過程が単純な過程をとるような衝突である場合に対応するように設定閾値ＴＨｂが定められている。
【００４０】
ＯＲゲート６４は、両比較器６１ａ、６１ｂの各比較出力の論理和を算出する。タイマ６４はＯＲゲート６４のハイレベルの論理和出力に基づき計時し、エアバッグ２０の展開の要否を判断するに要する時間の間ハイレベルにて計時出力を発生する。
減算器６５は、積分器５２ｂの積分出力から積分器５２ｃの積分出力を減算する。絶対値回路６６は減算器６５の減算出力の絶対値を算出する。
【００４１】
比較器６７は絶対値回路６６の絶対値出力を閾値設定器６８の設定閾値ＴＨｃと比較する。そして、比較器６７は、絶対値回路６６の絶対値出力が閾値設定器６８の設定閾値ＴＨｃよりも大きいときハイレベルにて比較出力を発生する。また、絶対値回路６６の絶対値出力が閾値設定器６８の設定閾値ＴＨｃよりも小さいとき比較器６７の比較出力はローレベルとなる。
【００４２】
本第１実施形態では、比較器６７の比較出力がハイレベルのとき当該自動車の衝突が斜め衝突或いはオフセット衝突である場合に対応し、比較器６７の比較出力がローレベルのとき当該自動車の衝突が正面衝突、ポール衝突或いはアンダーライド衝突である場合に対応するように設定閾値ＴＨｃが定められている。
タイマ６９は、比較器６７のハイレベルの比較出力に基づき計時し、エアバッグ２０の展開の要否を判断するに要する時間の間ハイレベルにて計時出力を発生する。
【００４３】
ＡＮＤゲート７０は、タイマ６４の計時出力とタイマ６９の計時出力の反転入力との論理積を算出する。
ここで、タイマ６４の計時出力がハイレベルでタイマ６９の計時出力がローレベルのときＡＮＤゲート７０の出力がハイレベルとなる。このハイレベルは、当該自動車の衝突がポール衝突及びアンダーライド衝突の一方を表す。なお、ＡＮＮＤゲート７０の出力がローレベルのときはポール衝突及びアンダーライド衝突以外の衝突形態に対応する。
【００４４】
衝突判定回路Ｓｂは、図４にて示すごとく、両積分器７１ａ、７１ｂを備えており、これら両積分器７１ａ、７１ｂは、それぞれ、Ａ−Ｄ変換器５１ａのディジタル出力を区間積分する。
また、衝突判定回路Ｓｂは、両閾値設定器７２ａ、７２ｂと、切り換えスイッチ７２とを備えている。閾値設定器７２ａは当該自動車の正面衝突、オフセット衝突或いは斜め衝突を表す閾値ＴＨｄを設定する。一方、閾値設定器７２ｂは当該自動車のポール衝突或いはアンダーライド衝突を表す閾値ＴＨｅを設定する。ここで、閾値ＴＨｅは、ポール衝突或いはアンダーライド衝突に対しては他の衝突形態に比べてエアバッグ２０を早期にタイミングよく展開させるように、閾値ＴＨｄよりも小さい値に設定されている。
【００４５】
切り換えスイッチ７２は、ＡＮＤゲート７０の論理積出力に基づき、第１或いは第２の切り換え状態に切り換えられて、その第１切り換え状態にて、閾値設定器７２ａの設定閾値ＴＨｄを比較器７３の負側入力端子に出力し、また、その第２切り換え状態にて、閾値設定器７２ｂの設定閾値ＴＨｅを比較器７３の負側入力端子に出力する。
【００４６】
なお、切り換えスイッチ７２の第１切り換え状態は、当該切り換えスイッチ７２の切り換え接点７２ｃの固定接点７２ｄへの投入状態に相当し、また、切り換えスイッチ７２の第２切り換え状態は、当該切り換えスイッチ７２の切り換え接点７２ｃの固定接点７２ｅへの投入状態に相当する。
比較器７３は、積分器７１ａの積分出力を切り換えスイッチ７２からの設定閾値と比較する。そして、比較器７３は、積分器７１ａの積分出力が切り換えスイッチ７２からの設定閾値よりも大きいときハイレベルにて比較出力を発生する。また、積分器７１ａの積分出力が切り換えスイッチ７２からの設定閾値よりも小さいとき比較器７３の比較出力はローレベルとなる。
【００４７】
また、衝突判定回路Ｓｂは、両閾値設定器７４ａ、７４ｂと、切り換えスイッチ７４とを備えている。閾値設定器７４ａは当該自動車の正面衝突、斜め衝突或いはオフセット衝突を表す閾値ＴＨｆを設定する。一方、閾値設定器７２ｂは当該自動車のポール衝突或いはアンダーライド衝突を表す閾値ＴＨｇを設定する。ここで、閾値ＴＨｇは、ポール衝突或いはアンダーライド衝突に対しては他の衝突形態に比べてエアバッグ２０を早期にタイミングよく展開させるように、閾値ＴＨｆよりも小さい値に設定されている。
【００４８】
切り換えスイッチ７４は、ＡＮＤゲート７０の論理積出力に基づき、第１或いは第２の切り換え状態に切り換えられて、その第１切り換え状態にて、閾値設定器７４ａの設定閾値ＴＨｆを比較器７５の負側入力端子に出力し、また、その第２切り換え状態にて、閾値設定器７４ｂの設定閾値ＴＨｇを比較器７５の負側入力端子に出力する。
【００４９】
なお、切り換えスイッチ７４の第１切り換え状態は、当該切り換えスイッチ７４の切り換え接点７４ｃの固定接点７４ｄへの投入状態に相当し、また、切り換えスイッチ７４の第２切り換え状態は、当該切り換えスイッチ７４の切り換え接点７４ｃの固定接点７４ｅへの投入状態に相当する。
比較器７５は、積分器７１ｂの積分出力を切り換えスイッチ７４からの設定閾値と比較する。そして、比較器７５は、積分器７１ｂの積分出力が切り換えスイッチ７４からの設定閾値よりも大きいときハイレベルにて比較出力を発生する。また、積分器７１ｂの積分出力が切り換えスイッチ７４からの設定閾値よりも小さいとき比較器７５の比較出力はローレベルとなる。
【００５０】
判定出力回路ＳｃはＯＲゲート７６からなるもので、このＯＲゲート７６は、両比較器７３、７５の各比較出力の論理和を演算して起動装置に出力する。
以上のように構成した本第１実施形態において、当該自動車がその前方に位置する障害物に衝突すると、Ｇセンサ３０及び両Ｇセンサ４０Ｌ、４０Ｒが、その各固着位置にて、上記衝突に伴い当該自動車に生ずる加速度をを検出する。
【００５１】
これに伴い、Ａ−Ｄ変換器５１ａがＧセンサ３０の検出加速度をディジタル変換し、Ａ−Ｄ変換器５１ｃがＧセンサ４０Ｌの検出加速度をディジタル変換し、また、Ａ−Ｄ変換器５１ｂがＧセンサ４０Ｒの検出加速度をディジタル変換する。
ついで、積分器５２ａがＡ−Ｄ変換器５１ａの変換出力を積分して遅延器５３ａ及び減算器５４ａに出力し、積分器５１ａがＡ−Ｄ変換器５２ｃの変換出力を積分して遅延器５３ｃ及び減算器５４ｃに出力し、また、積分器５２ｂがＡ−Ｄ変換器５２ｂの変換出力を積分して遅延器５３ｂ及び減算器５４ｂに出力する。
【００５２】
ここで、積分器５２ａの積分出力が遅延器５３ａにより遅延されて減算器５４ａに出力され、積分器５２ｃの積分出力が遅延器５３ｃにより遅延されて減算器５４ｃに出力され、また、積分器５２ｂの積分出力が遅延器５３ｂにより遅延されて減算器５４ｂに出力される。
すると、減算器５４ａが積分器５２ａの積分出力から遅延器５３ａの遅延出力を減算し、減算器５４ｃが積分器５２ｃの積分出力から遅延器５３ｃの遅延出力を減算し、また、減算器５４ｂが積分器５２ｂの積分出力から遅延器５３ｂの遅延出力を減算する。
【００５３】
このような減算後、二乗器５５ａが減算器５４ａの減算出力を二乗し、二乗器５５ｃが減算器５４ｃの減算出力を二乗し、また、二乗器５５ｂが減算器５４ｂの減算出力を二乗する。
ついで、加算器５６ａが両二乗器５５ａ、５５ｂの各二乗出力を加算するとともに、加算器５６ｂが両二乗器５５ａ、５５ｃの各二乗出力を加算する。
【００５４】
そして、平方根算出器５７ａが加算器５６ａの加算出力の平方根を算出するとともに、平方根算出器５７ｂが加算器５６ｂの加算出力の平方根を算出する。これに伴い、積分器５８ａが平方根算出器５７ａの算出出力を積分するとともに、積分器５８ｂが平方根算出器５７ｂの算出出力を積分する。また、上述のように各積分器５２ａ乃至５２ｃの積分後、定数乗算器５９が積分器５２ａの積分出力に定数「２」を乗算する。
【００５５】
また、減算器６５が積分器５２ｂの積分出力から積分器５２ｃの積分出力を減算する。すると、絶対値回路６６が減算器６５の減算出力の絶対値を算出する。これに伴い、絶対値回路６６の絶対値出力が比較器６７により閾値設定器６８の設定閾値ＴＨｃと比較される。
この比較において、絶対値回路６６の出力が設定閾値ＴＨｃよりも大きければ、比較器６７はハイレベルにて比較出力を発生する。これに伴い、タイマ６９が比較器６７の比較出力の計時を開始し、当該比較出力のハイレベルの期間中ハイレベルにて計時出力を発生する。
【００５６】
一方、絶対値回路６６の出力が設定閾値ＴＨｃよりも小さければ、比較器６７はローレベルにて比較出力を発生する。このとき、タイマ６９は計時を開始せずその出力はローレベルのままである。
以上のようにして両積分器５８ａ、５８ｂの各積分処理及び定数乗算器５９の乗算処理が終了すると、減算器６０ａが積分器５８ａの積分出力から定数乗算器５９の乗算出力を減算するとともに、減算器６０ｂが積分器５８ｂの積分出力から定数乗算器５９の乗算出力を減算する。
【００５７】
すると、減算器６０ａの減算出力が比較器６１ａにより閾値設定器６２ａの設定閾値ＴＨａと比較される。
この比較において、減算器６０ａの減算出力が設定閾値ＴＨａよりも大きければ、比較器６１ａはハイレベルにて比較出力を発生する。一方、減算器６０ａの減算出力が設定閾値ＴＨａよりも小さければ、比較器６１ａはローレベルにて比較出力を発生する。
【００５８】
一方、減算器６０ｂの減算出力は比較器６１ｂにより閾値設定器６２ｂの設定閾値ＴＨｂと比較される。
この比較において、減算器６０ｂの減算出力が設定閾値ＴＨｂよりも大きければ、比較器６１ｂはハイレベルにて比較出力を発生する。一方、減算器６０ｂの減算出力が設定閾値ＴＨｂよりも小さければ、比較器６１ｂはローレベルにて比較出力を発生する。
【００５９】
両比較器６１ａ、６１ｂの比較処理が上述のように終了すると、ＯＲゲート６３が両比較器６１ａ、６１ｂの比較出力の論理和を演算してタイマ６４に出力する。
すると、ＯＲゲート６３の論理和出力がハイレベルのときタイマ６４はＯＲゲート６３の論理和出力を計時しハイレベルにて計時出力を発生する。一方、ＯＲゲート６３の論理和出力がローレベルのときタイマ６４は計時を開始せずその出力はローレベルのままである。
【００６０】
ついで、タイマ６４の出力及びタイマ６４の反転出力の論理積がＡＮＤゲート７０により演算される。
ここで、タイマ６４の出力及びタイマ６４の反転出力が共にハイレベルのときＡＮＤゲート７０はハイレベルにて論理積出力を発生する。この論理和出力は、自動車Ａの衝突がポール衝突或いはアンダーライト衝突である場合に対応する。また、タイマ６４の出力及びタイマ６４の反転出力の少なくとも一方がローレベルのときＡＮＤゲート７０はローレベルにて論理積出力を発生する。この論理和出力は、自動車Ａの衝突が正面衝突、オフセット衝突或いは斜め衝突である場合に対応する。
【００６１】
換言すれば、例えば、当該自動車の衝突が正面衝突の場合には、積分器５２ｂの積分出力である速度変化量ΔＶL 及び積分器５２ｃの積分出力である速度変化量ΔＶR は、上記正面衝突後、図５にて各曲線ＰL 、ＰR により示すように略同一の値をとりながら変化する。また、図５により分かるように、両速度変化量ΔＶL 、ΔＶR は積分器５２ａの積分出力である速度変化量ΔＶC よりも大きい値をとりながら変化する。
【００６２】
このことは、上記正面衝突の場合には、両Ｇセンサ４０Ｌ、４０Ｒの各検出加速度がＧセンサ３０の検出加速度よりも早く衝突形態の判定に作用し、かつ、両積分器５２ｂ、５２ｃの各積分出力の位相差がないことを意味する。
また、当該自動車の衝突が斜め衝突及びオフセット衝突の一方である場合において、例えば、当該自動車が右側部から衝突した場合には、積分器５２ｂの積分出力である速度変化量ΔＶR （図６にて図示曲線ＱR 参照）が、図６にて示すごとく、積分器５２ｃの積分出力である速度変化量ΔＶL （図６にて図示曲線ＱL 参照）よりも大きい値をとりながら変化する。また、この速度変化量ΔＶL は、図６から分かるように、積分器５２ａの積分出力である速度変化量ΔＶC とほぼ等しい値をとりながら変化する。
【００６３】
このことは、上述のように右側からの斜め衝突及びオフセット衝突の一方の場合には、Ｇセンサ４０Ｒの検出加速度が他のＧセンサの検出加速度よりも早く衝突形態の判定に作用し、かつ、両積分器５２ｂ、５２ｃの各積分出力の位相差があることを意味する。
また、当該自動車の衝突がポール衝突及びアンダーライド衝突の一方である場合には、積分器５２ｂの積分出力である速度変化量ΔＶL 及び積分器５２ｃの積分出力である速度変化量ΔＶR は、共に、図７にて示すように、各曲線ＴL 、ＴR に従い、積分器５２ｃの積分出力である速度変化量ΔＶL の近辺の値をとりながら複雑に変化する。
【００６４】
このことは、上記ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方である場合には、両積分器５２ｂ、５２ｃの各積分出力の位相差がない状態で各速度変化量ΔＶL、ΔＶR の線の積分は複雑な積分過程をとることを意味する。よって、ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方がＡＮＤゲート７０の出力のレベルにより他の衝突形態と明確に区別してタイミングよく判定されることとなる。
【００６５】
また、上記線の積分の複雑さを表す複雑さ評価量を時間の経過との関係で表せば、図８にて示すような各曲線Ｕ1 、Ｕ2 、Ｕ3 のようになる。ここで、曲線Ｕ1はポール衝突及びアンダーライド衝突の一方の場合を表し、曲線Ｕ2 は斜め衝突及びオフセット衝突の一方の場合を表し、また、曲線Ｕ3 は正面衝突の場合を表す。
【００６６】
これら各曲線Ｕ1 、Ｕ2 、Ｕ3 によれば、複雑さ評価量は、ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方の場合に、他の衝突形態に比べて複雑な量となっていることが分かる。
よって、上述のように、ＡＮＤゲート７０の論理積出力がローレベルのとき、
切り換えスイッチ７２が第１切り換え状態にて閾値設定器７２ａの設定閾値ＴＨｄを比較器７３に出力するとともに切り換えスイッチ７４が第１切り換え状態にて閾値設定器７４ａの設定閾値ＴＨｆを比較器７５に出力する。
【００６７】
また、ＡＮＤゲート７０の論理積出力がハイレベルのとき、切り換えスイッチ７２が第２切り換え状態にて閾値設定器７２ｂの設定閾値ＴＨｅを比較器７３に出力するとともに切り換えスイッチ７４が第２切り換え状態にて閾値設定器７４ｂの設定閾値ＴＨｇを比較器７５に出力する。
すると、ＯＲゲート７６が両比較器７３、７５の各比較出力の論理和を演算し起動装置１０に出力する。
【００６８】
これにより、起動装置１０は、上記各衝突形態に合致した展開量にてエアバッグＢを展開し、運転者を適正に保護する。また、衝突判定装置Ｓｃにおける設定閾値ＴＨｅ、ＴＨｇは、上述のごとく、それぞれ、設定閾値ＴＨｄ、ＴＨｅよりも小さく設定されているから、ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方の場合には、他の衝突形態の場合よりも早期にタイミングよくエアバッグＢを展開できる。
【００６９】
図９は上記実施形態の変形例を示している。
この変形例においては、平均回路８０が、上記実施形態にて述べたＧセンサ３０に代えて、採用されており、この平均回路８０は、両Ｇセンサ４０Ｌ、４０Ｒの各検出加速度の平均値を算出してＡ−Ｄ変換器５１ａに出力する。その他の構成は上記実施形態と同様である。
【００７０】
この変形例によれば、Ｇセンサ３０を平均回路８０の採用でもって廃止できる。その他の作用効果は上記実施形態と同様である。
なお、本発明の実施にあたり、ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方のみ判定を行う場合には、両Ｇセンサ４０Ｌ、４０Ｒの一方を当該自動車の左右方向中央部に固着して、他のＧセンサ及びＧセンサ３０を廃止してもよい。
【００７１】
また、本発明の実施にあたり、衝突形態判定回路Ｓａ及び衝突判定回路Ｓｂの各回路素子は、アナログ素子で構成してもよい。これにより、Ａ−Ｄ変換器５１ａ乃至５１ｃの廃止が可能となる。
また、本発明の実施にあたり、自動車に限ることなく一般に車両に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すブロック回路を示す図である。
【図２】図１の各Ｇセンサの自動車に対する配設状態を示す平面図である。
【図３】図１のブロック回路の詳細回路図の一部である。
【図４】図１のブロック回路の詳細回路図の一部である。
【図５】正面衝突の場合における両速度変化量ΔＶL 、ΔＶR を速度変化量ΔＶC との関係で示すグラフである。
【図６】斜め衝突及びオフセット衝突の一方の場合における両速度変化量ΔＶL 、ΔＶR を速度変化量ΔＶC との関係で示すグラフである。
【図７】ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方の場合における両速度変化量ΔＶL 、ΔＶR を速度変化量ΔＶC との関係で示すグラフである。
【図８】各衝突形態における複雑さ評価量と時間の経過との関係を示すグラフである。
【図９】上記実施形態の変形例を示すブロック回路図である。
【図１０】自動車の衝突形態を説明する模式図である。
【図１１】従来のエアバッグシステムにおけるＧセンサの自動車に対する配置図である。
【図１２】従来のエアバッグシステムに正面衝突及びポール衝突の場合の速度変化量の時間的変化を表すグラフである。
【符号の説明】
Ｂ…エアバッグ装置、３０、４０Ｌ、４０Ｒ…Ｇセンサ、
５２ａ乃至５２ｃ、５８ａ、５８ｂ…積分器、
５４ａ乃至５４ｃ、６０ａ、６０ｂ、６５…減算器、
５５ａ乃至５５ｃ…二乗器、５６ａ、５６ｂ…加算器、
５７ａ、５７ｂ…平方根算出器、５９…定数乗算器、６６…絶対値回路、
６１ａ、６１ｂ、６７…比較器、６２ａ、６２ｂ、６３…ＯＲゲート、
６８…閾値設定器、７０…ＡＮＤゲート。
Claims (8)
- 車両の衝突に伴い乗員を保護する乗員保護システムに採用される衝突判定装置であって、
車両の衝突時にこの車両の幅方向両側部に生ずる車両の前後方向の両加速度を検出するように前記幅方向両側部に配設される第１の両加速度センサ（４０Ｌ、４０Ｒ）と、
車両の前後方向及び幅方向の双方の略中央部に配設されて車両の衝突時に前記略中央部に生ずる車両の前後方向の加速度を検出する第２加速度センサ（３０）と、
前記第１の両加速センサの各検出加速度をそれぞれ積分し積分出力として発生する第１積分手段（５２ｂ、５２ｃ）と、
前記第２加速度センサの検出加速度を積分し積分出力として発生する第２積分手段（５２ａ）と、
前記第２積分手段の積分出力と前記第１積分手段の両積分出力の一方とにより、両者を縦横軸の一方と他方とし前記第１積分手段の両積分出力の一方を前記第２積分手段の積分出力との関係で示されるグラフにおける線の長さを算出する手段（５３ａ乃至５３ｃ、５４ａ乃至５４ｃ、５５ａ乃至５５ｃ、５６ａ、５６ｂ、５７ａ、５７ｂ、５８ａ、５８ｂ）と、
前記第２積分手段の積分出力に定数を乗じて乗算出力として発生する定数乗算手段（５９）と、
前記算出された線の長さと前記乗算出力との差を算出する差算出手段（６０ａ、６０ｂ）と、
前記第１積分手段の両積分出力の位相差を算出する位相差算出手段（６５、６６）と、
前記位相差算出手段の算出位相差がなく、かつ前記差算出手段の算出差が第２閾値（ＴＨａ、ＴＨｂ）より大きいとき前記衝突がポール衝突及びアンダーライド衝突の一方であると判定する衝突形態判定手段（６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂ、６３、６７、６８、７０）と、
前記第２加速度センサの検出加速度に基づいて車両の衝突の有無を判定するものであって、前記衝突形態判定手段によって前記衝突が前記ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方であると判定されているときには、他の衝突形態の場合よりも衝突の有無の判定閾値を低くして車両の衝突の有無を判定する衝突判定手段（Ｓｂ）とを備える車両用乗員保護システムの衝突判定装置。 - 前記線の長さを算出する手段は、
前記第１積分手段の両積分出力の一方を遅延させる第１遅延手段（５３ｂ、５３ｃ）と、
前記第１遅延手段の遅延出力を前記第１積分手段の両積分出力の一方から減算する第１減算手段（５４ｂ、５４ｃ）と、
前記第１減算手段の減算出力を二乗し二乗出力として発生する第１二乗手段（５５ｂ、５５ｃ）と、
前記第２積分手段の積分出力を遅延させる第２遅延手段（５３ａ）と、
前記第２遅延手段の遅延出力を前記第２積分手段の積分出力から減算する第２減算手段（５４ａ）と、
前記第２減算手段の減算出力を二乗し二乗出力として発生する第２二乗手段（５５ａ）と、
前記第１、第２二乗手段のそれぞれの二乗出力の和の平方根を算出し平方根出力として発生する平方根算出手段（５７ａ、５７ｂ）と、
前記平方根出力を積分し積分出力を発生する第３積分手段（５８ａ、５８ｂ）とを備えて、
この第３積分手段の積分出力を前記線の長さとすることを特徴とする請求項１に記載の車両用乗員保護システムの衝突判定装置。 - 前記衝突形態判定手段は、
前記位相差算出手段の算出位相差の絶対値を第１閾値（ＴＨｃ）と比較して比較出力を発生する第１比較手段（６７、６８）と、
前記差算出手段の算出差を前記第２閾値と比較して比較出力を発生する第２比較手段（６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂ）と、
前記第１比較手段の比較出力が、前記算出位相差の絶対値が前記第１閾値以下であることを表し、かつ前記第２比較手段の比較出力が、前記差算出手段の算出差が前記第２閾値よりも大きいことを表すとき前記衝突がポール衝突及びアンダーライド衝突の一方であると判定する判定回路（７０）とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用乗員保護システムの衝突判定装置。 - 前記衝突判定手段（Ｓｂ）は、前記第２加速度センサの検出加速度の積分値を前記判定閾値としての第３閾値（ＴＨｄ、ＴＨｅ、ＴＨｆ、ＴＨｇ）と比較して車両の衝突の有無を判定するものであって、前記衝突形態判定手段によって前記衝突が前記ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方であると判定されているときには、前記第３閾値を低くして車両の衝突の有無を判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の車両用乗員保護システムの衝突判定装置。
- 車両に搭載された乗員保護装置であってその作動に応じて乗員を保護する乗員保護装置（Ｂ）と、
車両の衝突時にこの車両の幅方向両側部に生ずる車両の前後方向の両加速度を検出するように前記幅方向両側部に配設される第１の両加速度センサ（４０Ｌ、４０Ｒ）と、
車両の前後方向及び幅方向の双方の略中央部に配設されて車両の衝突時に前記略中央部に生ずる車両の前後方向の加速度を検出する第２加速度センサ（３０）と、
前記第１の両加速センサの各検出加速度をそれぞれ積分し積分出力として発生する第１積分手段（５２ｂ、５２ｃ）と、
前記第２加速度センサの検出加速度を積分し積分出力を発生する第２積分手段（５２ａ）と、
前記第２積分手段の積分出力と前記第１積分手段の両積分出力の一方とにより、両者を縦横軸の一方と他方とし前記第１積分手段の両積分出力の一方を前記第２積分手段の積分出力との関係で示されるグラフにおける線の長さを算出する手段（５３ａ乃至５３ｃ、５４ａ乃至５４ｃ、５５ａ乃至５５ｃ、５６ａ、５６ｂ、５７ａ、５７ｂ、５８ａ、５８ｂ）と、
前記第２積分手段の積分出力に定数を乗じて乗算出力として発生する定数乗算手段（５９）と、
前記算出された線の長さと前記乗算出力との差を算出する差算出手段（６０ａ、６０ｂ）と、
前記第１積分手段の両積分出力の位相差を算出する位相差算出手段（６５、６６）と、
前記位相差算出手段の算出位相差がなく、かつ前記差算出手段の算出差が第２閾値（ＴＨａ、ＴＨｂ）より大きいとき前記衝突がポール衝突及びアンダーライド衝突の一方であると判定する衝突形態判定手段（６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂ、６３、６７、６８、７０）と、
前記第２加速度センサの検出加速度に基づいて車両の衝突の有無を判定するものであって、前記衝突形態判定手段によって前記衝突が前記ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方であると判定されているときには、他の衝突形態の場合よりも衝突の有無の判定閾値を低くして車両の衝突の有無を判定する衝突判定手段（Ｓｂ）と、
この衝突判定手段による衝突との判定に基づき前記乗員保護装置を作動するように当該乗員保護装置を駆動する駆動手段（Ｓｃ）とを備えるようにした車両用乗員保護システム。 - 前記線の長さを算出する手段は、
前記第１積分手段の両積分出力の一方を遅延させる第１遅延手段（５３ｂ、５３ｃ）と、
前記第１遅延手段の遅延出力を前記第１積分手段の両積分出力の一方から減算する第１減算手段（５４ｂ、５４ｃ）と、
前記第１減算手段の減算出力を二乗し二乗出力として発生する第１二乗手段（５５ｂ、５５ｃ）と、
前記第２積分手段の積分出力を遅延させる第２遅延手段（５３ａ）と、
前記第２遅延手段の遅延出力を前記第２積分手段の積分出力から減算する第２減算手段（５４ａ）と、
前記第２減算手段の減算出力を二乗し二乗出力として発生する第２二乗手段（５５ａ）と、
前記第１、第２二乗手段のそれぞれの二乗出力の和の平方根を算出し平方根出力として発生する平方根算出手段（５７ａ、５７ｂ）と、
前記平方根出力を積分し積分出力を発生する第３積分手段（５８ａ、５８ｂ）とを備えて、
この第３積分手段の積分出力を前記線の長さとすることを特徴とする請求項５に記載の車両用乗員保護システム。 - 前記衝突形態判定手段は、
前記位相差算出手段の算出位相差の絶対値を第１閾値（ＴＨｃ）と比較して比較出力を発生する第１比較手段（６７、６８）と、
前記差算出手段の算出差を前記第２閾値と比較して比較出力を発生する第２比較手段（６１ａ、６１ｂ、６２ａ、６２ｂ）と、
前記第１比較手段の比較出力が、前記算出位相差の絶対値が前記第１閾値以下であることを表し、かつ前記第２比較手段の比較出力が、前記差算出手段の算出差が前記第２閾値よりも大きいことを表すとき前記衝突がポール衝突及びアンダーライド衝突の一方であると判定する判定回路（７０）とを備えることを特徴とする請求項５又は６に記載の車両用乗員保護システム。 - 前記衝突判定手段（Ｓｂ）は、前記第２加速度センサの検出加速度の積分値を前記判定閾値としての第３閾値（ＴＨｄ、ＴＨｅ、ＴＨｆ、ＴＨｇ）と比較して車両の衝突の有無を判定するものであって、前記衝突形態判定手段によって前記衝突が前記ポール衝突及びアンダーライド衝突の一方であると判定されているときには、前記第３閾値を低くして車両の衝突の有無を判定することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１つに記載の車両用乗員保護システム。
Priority Applications (3)
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