JPH04176757A - 衝突検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は車両が衝突した際に、エアバッグ等を作動させ
ることにより乗置の安全を保護するシステムにおいて、
衝突を検出する衝突検出装置に関するものである。

従来の技術 一般的に、この種の衝突検出装置は、ＮＥＣ技報１９８
８年第４１巻第１３号に記載されているように、車両に
搭載され、この車両が衝突を起こしたときに加わる衝撃
を加速度センサ（Ｇセンサ）で検出する。衝撃を検出し
たならば、車室内でステアリングホイールと人体との間
にバッグを膨らませて、運転者が前方に移動した際にス
テアリングホイールなどで頭部が受ける衝撃を緩和する
ものである。

第６図は従来の衝突検出装置の概略構成図である。第６
図において、５１．５２は車室内に取り付けられたカウ
ルＧセンサ、５３．５４は車両フロント部に取り付けら
れたフロントＧセンサである。５５は点火装置であり、
カウルＧセンサ５１．５２のいずれかと、フロントＧセ
ンサ５３．５４のいずれかとが同時に衝突を検出した際
に点火し、バッグ５６を窒素ガス等で膨らませる。５７
は電源を供給するバッテリーである。

第７図ａ、、ｂは本従来例に用いられるＧセンサの構造
を示す斜視図であり、第７図ａは通常時、第７図すは作
動時つまり車両の衝突時を示している。

次に上記従来例の動作について説明する。車両に対して
前方からの衝突が起こると、フロントＧセン＋５３．５
４は約１２Ｇ以上、カウルＧセンサ５１．５２は約２Ｇ
以上でローラ６３が回転しながら前進し、スイッチ６２
を作動する。ここで、カウルＧセンサ５１．５２のいず
れかと、フロントＧセンサ５３．５４のいずれかとが同
時に作動したときに、点火装置５５が点火し、バッグ５
６を膨らませて乗員を衝突の衝撃から保護する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の衝突検出装置は、加速度を検
出するＧセンサに機械式のものを用いており、このＧセ
ンサはある大きさの加速度が加わったときに接点を閉成
するように作動するスイッチ型式のものであり、衝突の
除虫じる加速度等のパラメータ設定の自由度が大きくな
く、衝突検出の精度が荒いという問題があった。

本発明はこのような従来の問題を解決するものであり、
衝突検出精度が高い優れた衝突検出装置を提供すること
を目的とするものである。

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、車両の加速度を検
出する加速度センサと、この加速度センサの出力信号が
一定値以上のときに衝突と判定する第１の判定回路と、
上記加速度センサの出力信号の傾斜角度が一定範囲内に
あれば衝突と判定する第２の判定回路と、上記第１、第
２の判定回路がともに衝突と判定したときにのみ衝突検
出信号を出力する手段とを備えたものである。

作用 したがって本発明によれば、車両が衝突した際に生じる
衝突特有の負方向の加速度（減速度）を加速度センサで
検出し、一方ではこの加速度センサの信号を積分してそ
のレベルを判定し、他方では上記加速度センサの信号の
傾斜角度を検出してこれがある一定範囲内にあるかどう
かで衝突の有無を判定し、ともに衝突と判定したときに
車両の衝突であると判定する。

実施例 第１図は本発明の一実施例の構成を示すものである。第
１図において、１は車輌の加速度を検出する加速度セン
サ（Ｇセンサ）であり、特願平２−１３３３７８号の明
細書に記載されたものと同等であり、第２図ａ、ｔ）に
本実施例において用いたＧセンサの要部を示す。第２図
ａ、　ｂにおいて、１１は基台、１２は振動板、１３は
振動板１２の上面に固定されたセンサ出力用の圧電セラ
ミック素子のプラス電極、１４は温度変化により起こる
焦電現象をキャンセルするための圧電セラミック素子、
１５はセンサ出力端子、１６はＧセンサの動作をチエツ
クするために圧電セラミック素子のプラス電極１３と表
面で分割された圧電素子駆動用のプラス電極、１７はＧ
センサのチエツク用の信号入力端子である。

このＧセンサの動作を説明すると、車両に発生した加速
度が基台１１を介して振動板１２に伝えられ、振動板１
２に撓みを与える。振動板１２の撓みは、圧電セラミッ
ク素子に引張力と圧縮力を交互に与えるため、電荷が発
生する。この電荷を電圧に変換することでＧセンサの出
力が得られる。

２はＧセンサｌの出力信号のうち、高域の周波数成分を
カットするローパスフィルタ（以下ＬＰＦとする）、３
は第１判定回路であり、積分器３１、比較器３２より構
成され、ＬＰＦ２の出力を積分器３１により積分し、こ
の積分器１の出力を比較器３２によって閾値Ｖ１と比較
し、積分器３１の出力が大であれば、衝突と見なす”Ｈ
”レベルの信号を出力する。これを第３図の信号波形に
おいて示す。第３図ｇはＬＰＦ２の出力波形、第３図す
は積分器３１の出力波形、第３図Ｃは比較器３２の出力
波形である。４は第２判定回路であり、比較器４１．４
２．４３、ＡＮＤゲート４４．４７、発振器４５、タイ
マー４６、ワンショットマルチパイプレーク４８から構
成される。ここでは、車輌衝突の初期のＧセンサ１の出
力信号の立ち上がりをとらえるために、Ｇセンサ１のノ
イズレベルよりは高いが通常の出力信号より低い・　　
レベルに設定された閾値Ｖ２と、ＬＰＦ２の出力とを比
較器４１によって比較し、ＬＰＦ２の出力が高ければ、
Ｈ”レベルの信号を出力する。このときタイマー４６は
リセットが解除され、発振器４５の出力するクロックを
カウントし、一定時間（第４図Ｃに示す時間τ）後、”
Ｈ”レベルのオーバーフロー信号を出力する。また、比
較器４２．４３ではそれぞれ閾値ｖ３、Ｖ４　（Ｖ３＞
Ｖ４）とＬＰＦ２の出力とを比較し、閾値ｖ３とＶ４と
の間にＬＰＦ２の出力があれば、ＡＮＤゲート４４より
”Ｈ”レベルの信号を出力する。比較器４２．４３の出
力波形をそれぞれ第４図ｄ１第４図ｅに示す。また、Ａ
ＮＤゲート４４およびタイマー４６がともに“Ｈ”レベ
ルの信号を出力したとき、ＡＮＤゲート４７は“Ｈ”レ
ベルの信号を出力し、ワンショットマルチバイブレータ
４８は一定時間”Ｈ”レベルの信号を出力する。５はゲ
ート回路であり、第１判定回路３、第２判定回路４がと
もに”Ｈ”レベルの信号を出力したとき、つまりこれら
の２つの判定回路がともに衝突であると判定した場合に
衝突検出信号を出力する。

次に上記実施例の動作について説明する。車輌が衝突す
るなどの理由で衝撃をうけたとき、車輌に加わる加速度
の大きさに応じてＧセンサ１が出力を発生する。この出
力をＬＰＦ２を介して第１判定回路３、第２判定回路４
にそれぞれ入力する。第１判定回路では、ＬＰＦ２の出
力を積分器３１により積分し、この積分器１の出力を比
較器３２によって閾値Ｖ１と比較し、積分器３１の出力
が大であれば、第３図Ｃに示すように、衝突と見なす”
Ｈ”レベルの信号を出力する。

一方、第２判定回路４では、ＬＰＦ２の出力（第４図ｇ
）が比較器４１において閾値ｖ２と比較され、ＬＰＦ２
の出力が閾値ｖ２より高ければ、比較器４１は”Ｈ”レ
ベルの信号を出力しく第４図ｂ）、タイマー４６はリセ
ットが解除される。リセットが解除されると、タイマー
４６は発振器４５のクロックをカウントし、時間τ後、
”Ｈ”レベルのオーバーフロー信号を出力する（第４図
Ｃ）。さらに、時間τ経過時点でＬＰＦ２の出力が閾値
ｖ３、ｖ４の間にあれば、比較器４２．４３はともに”
Ｈ”レベルの信号を出力しく第４図ｄ１第４図ｅ）　、
ＡＮＤゲート４４よりＨ”レベルの信号を出力する。こ
のとき、ＡＮＤゲート４７には、タイマー４６およびＡ
ＮＤゲート４４よりＨ”レベルの信号が入力しているの
で、ＡＮＤゲート４７は”Ｈ”レベルの信号を出力しく
第４図ｆ）、ワンショットマルチバイブレータ４８は一
定時間”Ｈ”レベルの信号を出力する（第４図ｇ）。第
２判定回路４では、ある時間経過後にＬＰＦ２の出力つ
まりＧセンサ１の出力が一定レベルの範囲にある場合、
言い換えれば、車輌に加わる加速度の変化の傾斜が範囲
内にあるときに衝突の判定を下しているのである。これ
は、検査のために車輌の一部分をハンマーなどで叩いた
ときや、ノイズ等の影響でＧセンサが瞬間的な大出力を
発生させた場合、これを衝突と誤判定させないためのも
のである。

したがって上記実施例によれば、第１判定回路３および
第２判定回路４がともに衝突と判定して”Ｈ”レベルの
信号を出力したとき、ゲート回路５は衝突検出信号（第
４図ｈ）を出力する。

このように上記実施例によれば、電気式のＧセンサ１を
用いることで、衝突の際に生じる加速度等のパラメータ
設定の自由度が大きく、衝突検出の精度が高いという効
果を有する。

また、Ｇセンサ１の出力を、第１判定回路３では上記出
力を閾値とのレベル比較により、第２判定回路４では上
記出力の傾斜を検出するこという方法で、それぞれ独自
にお互い異なる方法で衝突判定をし、両者がともに衝突
と判定したときのみ衝突であると判定するので、検出の
精度が良く、さらに誤動作の少ない判定を行うことがで
きるという効果を有する。

また、第５図は第２の判定回路の他の実施例を示すもの
である。第５図において、第２の判定回路７は、Ａ／Ｄ
コンバータ７１．マイクロコンピュータ７２から構成さ
れる。

この動作について説明すると、ＬＰＦ２の出力をＡ／Ｄ
コンバータ７１によってディジタル変換し、このディジ
タル信号をマイクロコンビニ−タフ２に入力する。マイ
クロコンビコータ７２では、一定時間ごとにあらかじめ
設定した閾値と上記ディジタル信号とを比較し、ディジ
タル信号がこの閾値以上になった後、ＬＰＦ２の出力の
微分値が正（すなわちＬＰＦ２の出力の傾斜が上方向）
であれば、微分値が正となってから一定時間後の上記デ
ィジタル信号値を読み取り、この時間とディジタル信号
のレベル差からＬＰＦ２の出力の傾斜、すなわちＧセン
サ１の出力信号の傾斜を求め、この傾斜がある定められ
た範囲内であれば衝突であると判定し、判定出力をゲー
ト回路５に出力する。

このように、Ａ／Ｄコンバータ７１とマイクロコンピュ
ータ７２を用いてもＧセンサ１の衝突時の信号傾斜角を
検出することができる。

発明の効果 本発明は上記実施例からも明らかなように、電気式のＧ
センサを用いることで、衝突の際に生じる加速度等のパ
ラメータ設定の自由度が大きく、衝突検出の精度が高い
という効果を有する。

また、Ｇセンサの出力をそれぞれ異なる方法で衝突判定
を行う２つの判定回路の判定がともに衝突であると判定
した場合にのみ、衝突と判定するので、検出の精度が良
く、さらに誤動作の少ない判定を行うことができるとい
う効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第２図ａ
は本実施例に用いた加速度センサの要部を示す平面図、
第２図すは上記センサの要部を示す正面図、第３図は本
実施例の第１の判定回路におけるタイミングチャートで
あり、第３図ａは本実施例におけるＬＰＦ２の出力を示
す図、第３図すは積分器３１の出力を示す図、第３図Ｃ
は比較器３２の出力を示す図、第４図は本実施例の第２
の判定回路におけるタイミングチャートであり、第４図
ａはＬＰＦ２の出力を示す図、第４図すは比較器４１の
出力を示す図、第４図Ｃはタイマー４６の出力を示す図
、第４図ｄは比較器４２の出力を示す図、第４図ｅは比
較器４３の出力を示す図、第４図ｆはＡＮＤゲート４７
の出力を示す図、第４　図ｇはワンショットマルチバイ
ブレーク４８の出力を示す図、第４図りはＡＮＤゲート
５の出力を示す図、第５図は他の手段を用いた第２の判
定回路の構成図、第６図は従来の衝突検出装置の概略構
成図、第７図ａは従来の衝突検出装置に用いられる加速
度センサの通常時を示す斜視図、第７図すは同センサの
作動時の斜視図である。 １・・・・・・Ｇセンサ、２・・・・・・ＬＰＦ、３・
・・・・・第１の判定回路、４・・・・・・第２の判定
回路、５．４４．４７・・・・・・ＡＮＤゲート、３１
・・・・・・積分器、３２．４１．４２．４３・・・・
・・比較器、４５・・・・・・発振器、４６・・・・・
・タイマー、４８・・・・・・ワンショットマルチバイ
ブレータ。 代理人の氏名　弁理士　小蝦治　明　ほか２名第２図 第３図 第４図 第５図 Ｌ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｊ第
６図 （Ａ 第７図 （ａン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　（ｂ）０１ルスフツンソ＋　　　　　Ｕ−フ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両の加速度を検出する加速度センサと、この加
   速度センサの出力信号が一定値以上のときに衝突と判定
   する第１の判定回路と、上記加速度センサの出力信号の
   傾斜角度が一定範囲内にあれば衝突と判定する第２の判
   定回路と、上記第１、第２の判定回路がともに衝突と判
   定したときにのみ衝突検出信号を出力する手段とを備え
   た衝突検出装置。
2. （２）第２の判定回路では、加速度センサがあらかじめ
   設定された第１の値より大きい信号を出力してから一定
   時間経過後に、あらかじめ設定された第２の値と第３の
   値との間に上記加速度センサの出力信号があるかどうか
   で加速度センサの出力信号の傾斜角度を検出する手段を
   備えた請求項１記載の衝突検出装置。
3. （３）第２の判定回路をＡ／Ｄコンバータと、マイクロ
   コンピュータとで構成し、あらかじめ定めた時間におけ
   る上記Ａ／Ｄコンバータの出力であるディジタル信号の
   レベル差から加速度センサの出力信号の傾斜角度を検出
   することを特徴とする請求項１記載の衝突検出装置。