JPH0518986A - 重大衝突事故判断回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 瞬間的なダメージは小さいが、そのダメージ
が所定時間以上続いた後、乗員が死に至るような重大衝
突事故を的確に判別し、確実な作動時間で乗員保護装置
を動作させ、乗員を確実に保護することの出来る、重大
衝突事故判断回路を得ることを目的とする。 【構成】 衝撃加速度検出手段１により検出した車両の
衝突事故に伴って発生する加速度信号から衝突事故に伴
った信号成分を抽出し出力するフィルタ回路２０と、フ
ィルタ回路の出力信号における交流分の包絡線間の値を
検出し出力する包絡線出力検出手段２１ａ，２１ｂと、
包絡線出力検出手段の出力信号を累積し出力する積分回
路２２と、積分回路の出力が予め設定された所定値を越
えた時に車両用乗員保護装置を作動させるトリガ信号を
出力する閾値回路２３とを具備することを構成上の特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両衝突時に乗員を
保護する車両用乗員保護装置の重大衝突事故判断回路に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、特開昭４９−５５０３１に開示
された、第１の発明である「車両乗客の保護に役立つ安
全装置の始動装置」を示すブロック図である。図におい
て、７１は車両内に取り付けられる安全装置を起動する
ための始動装置である。

【０００３】始動装置７１は、事故の際に規定の値を越
えた車両の減速があると、１つ、あるいはそれ以上のエ
アーバッグＡＢを膨張させる起動信号を出力する。７２
は衝撃加速度検出センサーである。このセンサーは、事
故の際に車が受ける衝撃による加速度を検出し出力す
る。７３は増幅回路、７４は第１の閾値スイッチであ
る。第１の閾値スイッチ７４は、入力信号より予め設定
されている閾値Ｓ１を減少させ、閾値Ｓ１だけ減少させ
た信号を出力するスイッチ回路である。閾値Ｓ１は、車
両乗客が通常許容できる程度の衝撃により発生する信号
の大きさに対応しており、閾値Ｓ１より小さな入力信号
は、この第１の閾値スイッチ７４から出力されない。

【０００４】７５は積分回路である。この積分回路７５
は、入力された信号の直流分も含めて積分する。７２は
第２の閾値スイッチである。この第２の閾値スイッチ７
６は、あらかじめ設定されてある閾値ＶＫと入力される
信号との大きさを比較して、閾値ＶＫより入力された信
号が大きい場合に、点火指令信号を出力する。７７は点
火パルス発生回路であり、入力された点火指令信号を基
に点火パルスを発生する。７８はエアーバッグを膨張さ
せるための火薬に点火する雷管である。

【０００５】次に、動作について説明する。事故によ
り、車が衝撃を受ける。この衝撃による加速度を衝撃加
速度検出センサー７２が検出する。増幅器７３からは、
衝撃加速度検出センサー７２が検出した加速度に応じた
信号を出力する。この信号は、直流分を含んでいる。こ
の直流含んだ入力信号が閾値Ｓ１を越えると、この入力
信号は一定量（閾値Ｓ１に対応する）減少されて積分回
路７５に供給される。積分回路７５に供給された信号
は、直流分も含め積分され、第２の閾値スイッチ７６に
供給される。第２の閾値スイッチ７６では、供給された
信号の大きさを閾値ＶＫと比較して、供給された信号の
大きさが閾値ＶＫより大きい場合に、点火指令信号を点
火パルス発生回路７７に出力する。点火パルス発生回路
７７では、入力された点火指令信号を基に点火パルスを
発生し、この点火パルスを雷管７８に供給し、火薬に点
火する。そして、エアーバッグ等の車両用乗員保護装置
ＡＢを作動させる。

【０００６】図５は、特開昭４９−５５０３１に開示さ
れた、第２の発明である「車両乗客の保護に役立つ安全
装置の始動装置」を示すブロック図である。この図にお
いて、７９は衝撃加速度検出センサーである。このセン
サーは、事故の際に車が受ける衝撃による加速度を検出
し出力する。８０は増幅回路である。８１は第１の閾値
スイッチである。第１の閾値スイッチ８１は、予め設定
されてある閾値Ｓ１を越えた入力信号のみを出力するス
イッチ回路である。さらに、閾値Ｓ１は、車両乗客が通
常許容される程度の衝撃により発生する信号の大きさに
対応しており、閾値Ｓ１より小さな入力信号は、この第
１の閾値スイッチ８１から出力されない。８２は第１の
積分回路である。この第１の積分回路８２は、閾値Ｓ１
を越えた信号を積分して出力する。この第１の積分回路
８２は、入力された信号の直流分も含めて積分してい
る。８３は第２の積分回路である。この第２の積分回路
８３は、第１の積分回路８２の出力をさらに積分して出
力する。この第２の積分回路８３は、入力された信号の
直流分も含めて積分している。

【０００７】８４は第２の閾値スイッチ回路である。第
２の閾値スイッチ回路８４は、あらかじめ設定されてあ
る閾値を基に、入力される信号を分離して出力する。８
５は第３の閾値スイッチであり、あらかじめ設定されて
ある閾値ＶＫと入力される信号の大きさとを比較して、
閾値ＶＫより入力された信号が大きい場合に、点火指令
信号を出力する。８６は点火パルス発生回路であり、入
力された点火指令信号を基に点火パルスを発生する。８
７はエアーバッグを膨張させるための火薬に点火する雷
管である。

【０００８】上述した、車両乗客の保護に役立つ安全装
置の始動装置では、増幅器８０の出力信号が第１の閾値
スイッチ８１の閾値Ｓ１により制限され、閾値Ｓ１を越
えた信号が、第１の積分回路８２において直流分も含め
積分され、速度に対応した信号として出力される。第１
の積分回路８２の出力は、第２の閾値スイッチ８４の閾
値により制限されるとともに、直流分を含め第２の積分
回路８３で積分され、変位に対応した信号として出力さ
れる。そして、第２の積分回路８３の出力は、第３の閾
値スイッチ８５において第３の閾値スイッチ８５の閾値
と比較され、第２の積分回路８３の出力が閾値を越えた
時に、第３の閾値スイッチ８５は点火指令信号を出力す
る。点火パルス発生回路８６では、入力された点火指令
信号を基に点火パルスを発生し、この点火パルスを雷管
８７に供給し、火薬に点火する。そして、エアーバッグ
等の車両用乗員保護装置ＡＢを作動させる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の車両乗客の保護に役立つ安全装置の始動装置で
は、安全装置を動作させるか否かの判定は、車両衝突時
におけるダメージの大小、あるいは、変位量の大きさを
判断して行う構成となっていたので、瞬間的なダメージ
は小さいが、そのダメージが所定時間以上続いた後に乗
員が死に至るような重大衝突事故では、安全装置を確実
な作動時間で動作させることが出来ないという問題点が
あった。

【００１０】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたものであり、瞬間的なダメージは小さ
いが、そのダメージが所定時間以上続いた後、乗員が死
に至るような衝突事故を的確に判別し、確実な作動時間
で乗員保護装置を動作させ、乗員を確実に保護すること
の出来る、重大衝突事故判断回路を得ることを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係る重大衝突
事故判断回路は、衝撃加速度検出手段により検出した車
両の衝突事故に伴って発生する加速度信号から衝突事故
に伴った信号成分を抽出し出力するフィルタ回路と、フ
ィルタ回路の出力信号における交流分の包絡線間の値を
検出し出力する包絡線出力検出手段と、包絡線出力検出
手段の出力信号を累積し出力する積分回路と、積分回路
の出力が予め設定された所定値を越えた時に車両用乗員
保護装置を作動させるトリガ信号を出力する閾値回路と
を具備することを構成上の特徴とする。

【００１２】

【作用】この発明における重大衝突事故判断回路は、加
速度センサの出力する加速度信号に含まれる、衝突事故
に伴った信号成分を基に、乗員保護装置を作動させるこ
とが出来るので、瞬間的なダメージは小さいが、そのダ
メージが所定時間以上続いた後、乗員が死に至るような
衝突事故を的確に判別し、確実な作動時間で乗員保護装
置を動作させ、乗員を確実に保護することが出来る。

【００１３】

【実施例】以下、この発明を図面に基づいて詳細に説明
する。図１はこの発明の重大衝突事故判断回路の一実施
例を示すブロック図である。まず、構成を説明すると、
２は加速度センサ１よりの加速度信号を入力するローパ
スフィルタ（以下、ＬＰＦと略記する）、３はＬＰＦ２
の出力路を開閉するスイッチ、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はスイッチ３
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、これらスイッチ
３，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。

【００１４】１０は第１加速度、例えば１Ｇを小さい値
から大きい値に越え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０．５Ｇを大きい
値から小さい値に向けて越え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４Ｇを小
さい値から大きい値に向けて越えた時に出力をハイレベ
ルにする第３比較回路、１３は第４加速度、例えば１０
Ｇを小さい値から大きい値に向けて越えた時に出力をハ
イレベルにする第４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３比較回路１２の出
力がハイレベルになった時点でタイマ時間を作動させ、
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２比
較回路１１，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、１８は第１比較回路１０の出力によ
りセットされ、第２比較回路１１の出力、または、ノア
ゲート１６の出力のいずれかによりリセットされるセッ
ト／リセット フリップフロップ（以下、ＲＳＦＦと略
記する）で、このＲＳＦＦ１８の出力によりスイッチ３
を閉じ、速度演算用積分回路４，変位演算用積分回路５
およびその他の積分回路をリセットする。１９は第４比
較回路１３からの出力によりセットされ、出力をハイレ
ベルにし、ノアゲート１６の出力によりリセットされる
ＲＳＦＦである。ここで、前記第１〜第４比較回路１０
〜１３，第１タイマ１４，第２タイマ１５，ノアゲート
１６，オアゲート１７，ＲＳＦＦ３０および３１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。

【００１５】２０はＬＰＦ２の遮断周波数よりも高い遮
断周波数を有するハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦと略
記する）である。このＨＰＦ２０には加速度センサ１の
出力する加速度信号が入力され、加速度信号に含まれる
高い周波数成分が抽出され、出力される。２１ａはＨＰ
Ｆ２０から出力される信号の高いピーク値側の包絡線の
レベルを検出し出力する第１包絡線検波回路である。２
１ｂはＨＰＦ２０から出力される信号の低いピーク値側
の包絡線のレベルを検出し出力する第２包絡線検波回路
である。２１ｃは差動増幅回路である。この差動増幅回
路２１ｃは、第１包絡線検波回路２１ａの出力する信号
と第２包絡線検波回路２１ｂが出力する信号間の差動分
を検出し増幅する。従って、差動増幅回路２１ｃの出力
信号は、図３に示す第１包絡線Ｈ１と第２包絡線Ｈ２と
の間のレベル差に比例した出力となる。２２は差動増幅
回路２１ｃの出力を累積する一方、前記ＲＳＦＦ１８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Ｖｔ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。２４は閾値回路２３
のハイレベルの信号でセットされ、前記ノアゲート１６
のハイレベルの信号でリセットされるＲＳＦＦである。
ここで、前記ＨＰＦ２０，第１包絡線検波回路２１ａ，
第２包絡線検波回路２１ｂ，差動増幅回路２１ｃ，積分
回路２２，閾値回路２３，ＲＳＦＦ２４により衝突検出
回路１０３を構成している。２５はＲＳＦＦ１９および
ＲＳＦＦ２４の出力信号が入力されるオアゲートであ
る。２６は演算手段１０１の閾値回路９と衝突検出回路
１０３のオアゲート２５とが共にハイレベルの信号を出
力した時に、乗員保護装置本体２７を作動させる信号を
出力するアンドゲートである。

【００１６】次に動作について図２を参照して説明す
る。図２は、この実施例の重大衝突事故判断回路におけ
る各部の信号波形図である。車両の走行にともなって、
種々の加速度が加速度センサ１に作用する。いま、車両
が一定速度で走行している時には、ＲＳＦＦ１８の出力
Ｃがローレベルとなっているので、スイッチ３はオフさ
れた状態にある。また、第１，第２積分回路４，５はリ
セット状態にある。

【００１７】この状態において、図２に示すように、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軽衝突が生じた場合につ
いて述べる。このＧ波形が１Ｇを越えた時点で、第１
比較回路１０はハイレベルの信号を出力する。この信号
により、第１タイマ１４のタイマ機能が所定時間作動す
る。第１タイマ１４の動作開始により、ＲＳＦＦ１８，
１９，２４はリセットがはずれる。ＲＳＦＦ１８は、第
１比較回路１０の出力信号によりセットされ、スイッチ
３がオンし、さらに、積分回路４，５，２２のリセット
がはずれる。しかし、この所定時間内には１０Ｇを越え
るようなＧ波形は発生しないので、第１タイマ１４の所
定時間Ｔ１経過後にＲＳＦＦ１８は再リセットされ、ス
イッチ３はオフの状態となり、第１，第２不完全積分回
路４，５および積分回路２２はリセットされる。また、
ＲＳＦＦ１９，２４もリセットされ、乗員保護装置本体
を作動させるための雷管２７が点火されることはない。

【００１８】次に、１つのピーク（＜４Ｇ）をつけてか
ら、０Ｇに向い、再度１０Ｇに向けて大きく変動するよ
うなＧ波形の衝突が生じた場合について述べる。この
Ｇ波形が１Ｇを越えた時点で第１タイマ１４が作動を
開始する。そして、この第１タイマ１４のタイムアップ
前に第２タイマ１５が作動を開始するので、第１タイマ
１４と第２タイマ１５が作動している期間、ＲＳＦＦ１
８はリセットがはずれセットされた状態となる。この期
間スイッチ３は、オンしている。また、この期間は、Ｒ
ＳＦＦ１９，２４、積分回路２２もリセットがはずれた
状態となる。しかし、この期間内にも１０Ｇを越えるよ
うなＧ波形は生じないので、この期間が経過するとＲＳ
ＦＦ１８は再リセットされ、スイッチ３はオフの状態と
なり、前記の軽衝突の場合と同様に、乗員保護装置本体
を作動させるための雷管２７が点火されるには至らな
い。

【００１９】次に、１つのピーク（＜４Ｇ）をつけ、第
１タイマ１４を作動させ、このタイマ作動時間Ｔ１内に
１０Ｇを越えるようなＧ波形が生じた場合について述
べる。第４比較回路１３によりＲＳＦＦ１９の出力はハ
イレベルとなり、この信号は、オアゲート２５を介して
アンドゲート２６のゲートを開く。そして、閾値回路９
の出力がハイレベルになることにより乗員保護装置本体
を作動させるための雷管２７が点火させられる。

【００２０】さらに、１つのピーク（＜４Ｇ）をつけて
から０Ｇに向い、再度１０Ｇに向けて大きくなり、１０
Ｇを越えるようなＧ波形に示されるような重大な衝突
事故が生じた場合について述べる。第１タイマ１４の作
動時間Ｔ１内、または、第１タイマ１４の作動に続く第
２タイマ１５の作動時間Ｔ２内に、Ｇ波形が１０Ｇを越
えると、この時点でＲＳＦＦ１９がセットされる。この
結果、ＲＳＦＦ１９の出力はハイレベルとなる（図２に
おけるＨ参照）。この結果、オアゲート２５の出力もハ
イレベル（図２におけるＭ参照）となる。アンドゲート
２６は、オアゲート２５がハイレベルの信号を出力する
時点、すなわち、Ｇ波形が１０Ｇを越えた時点でゲー
トが開く状態となる。アンドゲート２６では、演算手段
１０１の閾値回路９の出力（図２における０参照）と前
記オアゲート２５の出力とでアンド理論が成立すると、
閾値回路９のハイレベルの信号が出力された時点で乗員
保護装置本体を作動させるための雷管２７が点火させら
れる。

【００２１】次に、瞬間的なダメージは小さいが、その
ダメージが所定時間以上続いた後、乗員が死に至るよう
な重大衝突事故の場合について述べる。この場合、加速
度センサ１の出力する加速度信号に含まれる高周波成分
の割合は、必然的に大きくなる。上述した重大衝突事故
においては、Ｇ波形は１０Ｇを越えない場合もある。従
って、加速度センサ１の出力する加速度信号に含まれる
高周波成分の大小を識別することにより、重大衝突事故
であることを判別し、アンドゲート２６を開き、閾値回
路９の出力信号（乗員の身体の変位推定量に対応してい
る）を基に、乗員保護装置本体を作動させるための雷管
２７が作動させられる。そこで、この実施例では、加速
度センサ１の出力する加速度信号に含まれる高周波成分
をＨＰＦ２０により抽出し、第１包絡線検波回路２１ａ
と第２包絡線検波回路２１ｂに供給している。第１包絡
線検波回路２１ａと第２包絡線検波回路２１ｂは、入力
された高周波成分の包絡線のレベルを検出し、差動増幅
回路２１ｃに供給する。差動増幅回路２１ｃは、入力さ
れた信号の差動分を検出し増幅する。差動増幅回路２１
ｃの出力は積分回路２２に供給されて、累積される。積
分回路２２の出力は、閾値回路２３に供給され、あらか
じめ設定されている所定の閾値Ｖｔと比較される。ＨＰ
Ｆ２０において抽出された高周波成分の量が大きけれ
ば、積分回路２２の出力は閾値を越えるので、閾値回路
２３は、Ｇ波形が１０Ｇを越えることがなくても、ハイ
レベルの信号を出力し、ＲＳＦＦ２４をセットすること
になる。従って、オアゲート２５は、ＲＳＦＦ１９がセ
ットされない状況下においても、ＲＳＦＦ２４のセット
によりハイレベルの信号を出力する。アンドゲート２６
は、この結果、１０Ｇ以上の大きな衝撃を受けることが
なくても、ゲートを開いた状態となっているので、閾値
回路９が出力するハイレベルの出力信号により、上述し
た重大衝突事故に対し、適切に乗員保護装置本体２７を
作動させ乗員を保護することが出来る。

【００２２】

【発明の効果】この発明の重大衝突事故判断回路によれ
ば、瞬間的なダメージは小さいが、そのダメージが所定
時間以上続いた後、乗員が死に至るような重大衝突事故
に対しても、乗員を確実に保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の重大衝突事故判断回路の一実施例を
示すブロック図である。

【図２】この発明の重大衝突事故判断回路の一実施例に
おける各部の信号波形図である。

【図３】この発明の重大衝突事故判断回路の一実施例に
おける包絡線を示す波形図である。

【図４】特開昭４９−５５０３１に開示された車両乗客
の保護に役立つ安全装置の始動装置を示すブロック図で
ある。

【図５】特開昭４９−５５０３１に開示された車両乗客
の保護に役立つ安全装置の始動装置を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１ 加速度センサ ２０ ハイパスフィルター ２１ａ 第１包絡線検波回路 ２１ｂ 第２包絡線検波回路 ２１ｃ 差動増幅回路 ２２ 積分回路 ２３ 閾値回路 ２４ セット／リセット フリップフロップ ２５ オアゲート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 国広 埼玉県大宮市日進町２丁目1910番地 関東 精器株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 衝撃加速度検出手段により検出した車両
   の衝突事故に伴って発生する加速度信号から衝突事故に
   伴った信号成分を抽出し出力するフィルタ回路と、フィ
   ルタ回路の出力信号における交流分の包絡線間の値を検
   出し出力する包絡線出力検出手段と、包絡線出力検出手
   段の出力信号を累積し出力する積分回路と、積分回路の
   出力が予め設定された所定値を越えた時に車両用乗員保
   護装置を作動させるトリガ信号を出力する閾値回路とを
   具備することを特徴とする重大衝突事故判断回路。