JPH04176758A

JPH04176758A - 衝突検出装置

Info

Publication number: JPH04176758A
Application number: JP2304344A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Maki; 一郎槙
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-11-08
Filing date: 1990-11-08
Publication date: 1992-06-24

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
ることにより乗員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１θ８
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４図は従来の衝突検出装置の概略構成図である。第４
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５図ａ、Ｓｂ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５図ａは通常時、第５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センサ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の目的を達成するために、車両の加速度を
検出する第１、第２の加速度センサと、上記加速度セン
サにそれぞれ接続される第１、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のみ
安全装置を作動させる点火装置とを備えたものである。

作用したがって、本発明によれば、車両の衝突の除虫じる減
速度を２つの加速度センサによって検出し、各々の加速
度センサの出力信号をそれぞれ異なる判定回路に入力し
、それぞれ異なる判定手段にて衝突を判定し、この２つ
の判定回路でともに衝突であると判定したときのみ車両
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
１ｒ！ｇＪにおいて、１．２０は加速度センサ（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、ｂ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、３１は基台、３２は振動板、３３は振動板３２の上
面に固定されたセンナ出力用の圧電セラミック素子のプ
ラス電極、３４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、３５はセンサ出
力端子、３６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３３と表面で分割された
圧電素子駆動用のプラス電極、３７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３１を介して振動板３２に伝えられ、振動板３
２に撓みを与える。振動板３２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。

２．２１は５００　Ｈｚ以上の周波数成分を減衰させる
作用をもつ積分器である。−収約に車両衝突時のＧセン
サの出力信号の周波数帯域は５０〜５００＆程度である
ので、積分器２によって５００Ｈｚ以上の周波数成分を
減衰させてＧセンサ１の出力信号の波形を滑らかにする
。３．４．５．２２はそれぞれ積分器２の出力を、それ
ぞれにあらかじめ設定された閾値ｖ１、ｖ２、ｖ３、Ｖ
６と比較する比較器であり、いずれも積分器２の出力が
閾値より大きいと”Ｈ”レベル、小さいと”Ｌ“レベル
の信号を出力する。また、各比較器３．４．５．２２は
積分器２の出力に含まれるノイズによる誤動作を防止す
るため、ある電圧幅のヒステリシスをもっている。ここ
で閾値Ｖ１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
されテイル。また、閾値ｖ１、ｖ２、ｖ３はｖｌ〈Ｖ２
〈ｖ３というレベルに設定される。６．１１．１２．１
８は信号のレベルを反転するインバータ、７．８．１５
はアナログスイッチ、９．１０はそれぞれプルアップ抵
抗、プルダウン抵抗、１３はＯＲゲートである。

１４はタイマーであり、トランジスタ１４１．１４６、
定電流源１４２、コンデンサ１４３、比較器１４４．１
４５で構成される。タイマー１４では、トランジスタ１
４１．１４６がオフ状態のとき、コンデンサ１４３は定
電流源１４２によって一定電流で充電されるため、コン
デンサ１４３はトランジスタ１４１．１４６がオフにな
ると一定の傾斜角をもつ三角波を発生させる。この三角
波信号と比較器１４４．１４５にそれぞれ設定した閾値
Ｖ４、ＶＳ　（ｖ４＜ＶＳ）とを比較することで、比較
器１４４．１４５はある時間かくると”Ｌ”から”Ｈ”
へと出力が反転するタイマーとして機能する。また、ト
ランジスタ１４１．１４６のいずれかがオン状態になる
と、コンデンサ１４３に充電されている電荷が放電され
、タイマーはリセットされる。１７はワンショットマル
チバイブレータ、１９．２３はそれぞれ”Ｌ“レベル、
Ｈ”レベルの出力によりオン状態になるトランジスタ、
２４はエアバッグのインフレータを点火させる点火装置
であり、この点火装置が起動するとエアバッグが膨張し
、乗員を衝突の衝撃から保護する。２５はバッテリーで
ある。上記各構成要素のうち、積分器２の入力からトラ
ンジスタ１９の入力までで第１の判定回路、積分器２１
の入力からトランジスタ２３の入力までで第２の判定回
路を構成する。

次に本実施例の動作について説明する。車両がどこかに
衝突したか、あるいは車両に対して衝撃が加わるなど、
車両に対して負方向の加速度（減速度）が生じたときＧ
センサ１．２０に加速度が印加され、この加速度に応じ
た出力信号をそれぞれ出力する。最初に第１の判定回路
の処理について説明する。まず、この出力を積分器２を
介して波形を滑らかにして積分器２より出力する。ここ
で比較器３において積分器２の出力と閾値Ｖｌとを比較
し、車両衝突時におけるＧセンサ１の出力の立ち上がり
をとらえ、積分器２の出力が閾値Ｖ１より大きければ、
比較器３は”Ｈ”レベルの信号を出力する。これをイン
バータ６で反転し、”Ｌ”レベルの信号を出力する。こ
こでトランジスタ１４１は入力される信号が”Ｈ”レベ
ルから”Ｌ”レベルへと変化するので、オン状態からオ
フ状態となり、コンデンサ１４３が充電を開始してタイ
マー１４が時間を計測し始める。

このまま積分器２の出力が閾値Ｖ３より大きい状態が続
くと、タイマー１４はリセットされずに時間を計測し続
け、コンデンサ１４３の電圧が閾値ｖ４を越えると、比
較器１４４の出力は”Ｌ”レベルから”Ｈ”レベルへと
変化し、アナログスイッチ７を”開”から”閉”にする
。アナログスイッチ７が”閉”となった時点で積分器２
の出力が閾値Ｖ２より小さければ、比較器４の出力は“
Ｌ″レベルなり、インバータ１１で”Ｈ″レベル反転さ
れ、ＯＲゲート１３を介してトランジスタ１４６がオン
状態となり、タイマー１４はリセットされる。また、積
分器２の出力が閾値ｖ２より大きければ、タイマー１４
はさらに時間計測を続行する。

次にコンデンサ１４３の充電電圧が比較器１４５の閾値
Ｖ５より大きくなると、比較器１４５の出力はＬ”レベ
ルからＨ”レベルとなり、アナログスイッチ８および１
５を”開０から”閉”にする。ここで積分器２の出力が
閾値ｖ３より小さければ比較器５の出力は”Ｌ”レベル
であるから、トランジスタ１４６をオン状態にしてタイ
マー１４をリセットする。逆に積分器２の出力が閾値Ｖ
３より大きければ、タイマー１４はリセットされず、さ
らに比較器５の出力が”Ｈ”レベルであるので、ワンシ
ョットマルチバイブレーク１７にトリガがかかり、Ｈ”
レベルの信号が一定時間出力される。この出力はインバ
ータ１８により反転されて”Ｌ”レベルとなり、トラン
ジスタ１９がオン状態になる。これが第１の判定回路の
衝突判定出力となる。

次に第２の判定回路の処理について説明する。

Ｇセンサ２０の出力を積分器２１により積分し、比較器
２２によりあらかじめ設定した閾値ｖ６と比較し、閾値
ｖ６より積分器２１の出力が大きいときに比較器２２は
”Ｈ”レベルの出力信号を出力し、トランジスタ２３が
オン状態になる。これが第２の判定回路の衝突判定出力
となる。

第３図は本実施例のタイミングチャートであり、第３図
ｇはＧセンサ１の出力信号を積分した積分器２の出力波
形および閾値Ｖｌ、Ｖ２、ｖ３、第３図すはコンデンサ
１４３の充電波形、第３図Ｃは比較器１４４の出力波形
、第３図ｇは比較器１４５の出力波形、第３図ｅはアナ
ログスイッチ１５の出力波形、第３図ｆはワンショット
マルチバイブレータの出力波形、第３図ｇはＧセンサ２
０の出力信号を積分した積分器２１の出力波形および閾
値Ｖ６、第３図りは比較器２２の出力波形、第３図ｉは
トランジスタ１９．２３が同時にオン状態になるタイミ
ングを示す図である。

したがってトランジスタ１９．２３がともにオン状態に
なったとき、つまり第１の判定回路、第２の判定回路が
ともに衝突であると判定したときのみ点火装置２４が起
動して、エアバッグが膨張して乗員を衝突の衝撃から守
る。

このように上記実施例によれば、電気式のＧセンサ１．
２０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１．２０に加わった加速度をそれぞれ第
１の判定回路、第２の判定回路によって検出し、衝突か
どうかを判定するため、誤動作が少なく、確実に車両の
衝突検出ができるという効果を有する。

また、Ｇセンサ１の出力信号の立ち上がり傾斜度を比較
器３．４．５およびタイマー１４を用いて測定し、仮に
傾斜度が低い場合や傾斜の立ち上がりの途中で大きく下
降する場合には衝突とみなすことはない上、比較器３．
４．５．２２にはヒステリシスをもたせることで、積分
器２．２１の出力に混じる微小なノイズは除去できるの
で、さらに精度が高く、誤りの少ない衝突検出ができる
という効果を存する。

なお、本実施例では積分器２の出力に比較器を３つ接続
しているが、これはさらに増やしても何等構わないもの
である。

発明の効果本発明は上記実施例より明らかなように、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、衝突の検出回路を２系統もち、Ｇセンサに加わっ
た加速度をそれぞれ第１の判定回路、第２の判定回路に
よって検出し、ともに衝突であると判定したときのみ車
両が衝突したと総合的に判定するため、誤動作が少なく
、確実に車両の衝突検出ができるという効果を有する。

また、Ｇセンサの出力信号の立ち上がり傾斜度を比較器
およびタイマーを用いて測定し、仮に傾斜度が低い場合
や傾斜の立ち上がりの途中で大きく下降する場合には衝
突とみなすことはない上、比較器にはヒステリシスをも
たせることで、積分器の出力に混じる微小なノイズは除
去できるので、さらに精度が高く、誤りの少ない衝突検
出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の概略構成図、第２図ｇ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
例のタイミングチャートであり、第３図ｇはＧセンサ１
の出力信号を積分した積分器２の出力波形を示す図、第
３図すはコンデンサ１４３の充電波形を示す図、第３図
Ｃは比較器１４４の出力波形を示す図、第３図ｄは比較
器１４５の出力波形を示す図、第３図ｅはアナログスイ
ッチ１５の出力波形を示す図、第３図ｆはワンショット
マルチバイブレークの出力波形を示す図、第３図ｇはＧ
センサ２０の出力信号を積分した積分器２１の出力波形
を示す図、第３図りは比較器２２の出力波形を示す図、
第３図ｉはトランジスタ１９および２３が同時にオン状
態になるタイミングを示す図、第４図は従来の衝突検出
装置の概略構成図、第５図ｇ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５図す
は同センサの作動時の斜視図である。１．２０・・・・・・Ｇセンサ、２．２１・・・・・・
積分器、３．４．５．２２・・・・・・比較器、６．１
１．１２．１８・・・・・・インバータ、７．８．１５
・・・・・・アナログスイッチ、１３・・・・・・ＯＲ
ゲート、１４・・・・・・タイマー、１７・・・・・・
ワンショットマルチバイブレータ、１９．２３・・・・
・・トランジスタ、２４・・・・・・点火装置。代理人の氏名　弁理士　小蝦治　明　ほか２名第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）車両の加速度を検出する第１、第２の加速度セン
サと、上記加速度センサにそれぞれ接続される第１、第
２の判定回路と、上記第１、第２の判定回路がともに衝
突と判定したときのみ安全装置を作動させる点火装置と
を備えた衝突検出装置。
（２）第１の判定回路は、それぞれ異なる閾値が設定さ
れて加速度センサの出力とこの閾値とを比較してその結
果に従って出力を発生する少なくとも３つの比較器と、
これらの比較器のうち第１の比較器の出力により起動さ
れて一定時間が経過する毎に他の比較器の出力を順次有
効化するとともにこれら他の比較器にそれぞれ設定され
た閾値より上記加速度センサの出力が小さい場合にリセ
ットされるタイマーとを備え、上記比較器のうちもっと
も閾値が大きく設定された比較器の閾値より上記加速度
センサの出力が大きいときに有効化されるこの比較器の
出力を衝突検出出力とすることを特徴とする請求項１記
載の衝突検出装置。
（３）第２の判定回路は、加速度センサの出力がある一
定値以上のときに衝突検出出力を出力することを特徴と
する請求項１記載の衝突検出装置。