JPH06107113A

JPH06107113A - 乗員拘束装置の制御装置

Info

Publication number: JPH06107113A
Application number: JP4258451A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Obayashi; 博明大林; Atsushi Shibata; 淳柴田; Shuzo Fukuzumi; 周三福住; Makoto Kimura; 眞木村; Atsushi Hitotsumatsu; 敦史一ツ松; Yukio Hashimoto; 幸夫橋本; 寛規 ▲吉▼川; Hironori Yoshikawa; Toshimi Yamanoi; 利美山ノ井
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1992-09-28
Filing date: 1992-09-28
Publication date: 1994-04-19

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な調整で確実に乗員拘束装置を作動させ
る制御装置を提供する。【構成】本発明の乗員拘束装置の制御装置は、作動時
点決定手段１０２により車両の減速度に基づいて乗員拘
束装置１０１を作動させる時点を決定し、その時点で、
作動決定手段１０３により衝突の大きさに相関する物理
量に基づいて乗員拘束装置の作動の要否を決定する。そ
して、作動の決定がなされると駆動手段１０４により乗
員拘束装置１０１を駆動して作動させる。これにより、
乗員拘束装置１０１の作動の要否が的確に判断され、乗
員拘束装置１０１は最適な時点でその拘束動作を完了す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、衝突時に乗員を拘束し
て保護する乗員拘束装置の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エアーバックやシートベルトなどの乗員
拘束装置の作動を制御する制御装置が知られている（例
えば、特開昭６３−５０３５３１号公報参照）。この種
の制御装置は、減速度センサーにより検出された車両の
減速度があるしきい値を超えたらその超えた分を積分
し、積分値が所定値に達したら乗員拘束装置を作動させ
るものであるが、種々の衝突条件に対して乗員拘束装置
を確実に作動させるためにしきい値を減速度の積分値に
応じて変化させている。

【０００３】ところで、車両の衝突には種々の形態があ
るが、衝突時に発生する衝撃、すなわち減速度ｇに注目
すると図５（ａ）に示すように３種類に大別される。１
つは軽微な衝突であり、衝突後の減速度ｇは曲線に示
すようなピーク値が低いサイン波形に近い特性を示す。
このような衝突に対しては乗員拘束装置を作動させる必
要はない。他の１つは減速度ｇが曲線に示すようにピ
ーク値が高いサイン波形に近い特性を示し、乗員拘束装
置を確実に作動させて乗員を保護しなければならない。
残る１つは衝突時の減速度ｇが曲線に示すように衝突
直後は余り大きくないが、その後減速度ｇが増加するよ
うな衝突である。このような衝突の場合にも乗員拘束装
置を作動させて乗員を保護しなければならない。

【０００４】図６は従来の乗員拘束装置の制御装置の概
要を示す。減速度センサー１により検出された車両の減
速度信号ｇは減算器２へ供給される。一方、減算器２へ
は、しきい値発生回路３から後述するしきい値信号ｓも
供給され、減速度信号ｇからこのしきい値信号ｓが減算
される。減算結果の信号ｋ（＝ｇ−ｓ）は積分回路４に
おいて積分され、積分回路４から積分信号ｖが出力され
る。

【０００５】減速度信号ｇを積分した積分信号ｖは速
度、すなわち車両と乗員との相対速度を表す。衝突前に
は車両と乗員は同じ速度で動いており、両者の相対速度
は０である。衝突によって車両は減速するが、乗員は慣
性効果によって衝突後もほぼ衝突時点の速度で動き続
け、車両と乗員との間に相対速度が生じるとともに、乗
員が前のめりになる。このとき、衝突により減速する車
両を基準に考えると、乗員は車両に対して衝突前の着座
位置から前の方に移動する。このように、車両と乗員の
相対速度は衝突の大きさを示す１つのパラメータであ
り、この相対速度を示す積分信号ｖが所定値を超えたと
きに乗員拘束装置を作動させている。

【０００６】しきい値発生回路３は、積分回路４の積分
信号ｖに比例したしきい値信号ｓを出力する。積分信号
ｖが小さければしきい値信号ｓも小さくなるので、減算
結果の信号ｋは減速度信号ｇの大きさに比例しない。す
なわち、上述した種々の衝突条件に対してほぼ一定の積
分信号ｖが得られる。この積分信号ｖはトリガスイッチ
５へ供給されて所定値と比較され、積分信号ｖが所定値
を超えると駆動回路６へ乗員拘束装置７の作動指令信号
を出力する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、乗
員拘束装置には作動させてから実際に乗員を拘束するま
での作動遅れ時間（以下、遅延時間と呼ぶ）がある。従
って、衝突時に乗員を確実に保護するためには、乗員拘
束装置の作動の要否を的確に判断するとともに、遅延時
間を考慮して最適な時点で拘束動作が完了するように、
作動させる時点（以下、タイミングまたは作動タイミン
グと呼ぶ）を決定しなければならない。しかしながら、
上述した従来の乗員拘束装置の制御装置では、積分回路
のしきい値やトリガスイッチなどにより、乗員拘束装置
の作動の要否の決定とその作動タイミングとを同時に調
整しているので、種々の衝突条件について実験を行わな
ければならず、調整時間がかかるという問題がある。

【０００８】本発明の目的は、簡単な調整で確実に乗員
拘束装置を作動させる制御装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】クレーム対応図である図
１に対応づけて本発明を説明すると、請求項１の発明
は、減速度検出手段１００により検出された車両の減速
度に基づいて乗員拘束装置１０１の作動を制御する乗員
拘束装置の制御装置に適用され、減速度検出手段１００
により検出された減速度に基づいて乗員拘束装置１０１
を作動させる時点を決定する作動時点決定手段１０２
と、この作動時点決定手段１０２で決定された時点にお
いて車両の衝突の大きさに相関する物理量に基づいて乗
員拘束装置１０１の作動の要否を決定する作動決定手段
１０３と、この作動決定手段１０３で作動の決定がなさ
れると乗員拘束装置１０１を駆動して作動させる駆動手
段１０４とを備え、これにより、上記目的を達成する。
請求項２の発明は、減速度検出手段１００で検出された
減速度に基づいて衝突後の乗員の移動距離を演算する演
算手段１０３ａを作動決定手段１０３Ａに備え、作動時
点決定手段１０２で決定された時点における演算結果の
移動距離が所定値より小さい時に乗員拘束装置１０１の
作動の要否を決定するようにしたものである。請求項３
の発明は、衝突後の乗員の移動距離を検出する距離検出
手段１０３ｂを作動決定手段１０３Ｂに備え、作動時点
決定手段１０２で決定された時点における検出結果の移
動距離が所定値より小さい時に乗員拘束装置１０１の作
動の要否を決定するようにしたものである。請求項４の
制御装置の作動決定手段１０３Ｃは、減速度検出手段１
００で検出された減速度に基づいて乗員拘束装置１０１
の作動の要否を決定するようにしたものである。

【００１０】

【作用】請求項１の乗員拘束装置の制御装置では、車両
の減速度に基づいて乗員拘束装置１０１を作動させる時
点を決定し、その時点で衝突の大きさに相関する物理量
に基づいて乗員拘束装置１０１の作動の要否を決定す
る。そして、作動の決定がなされると乗員拘束装置１０
１を作動させる。これにより、乗員拘束装置１０１の作
動の要否が的確に判断され、乗員拘束装置１０１は最適
な時点でその拘束動作を完了する。請求項２の乗員拘束
装置の制御装置では、衝突の大きさに相関する物理量と
して衝突後の乗員の移動距離を演算し、作動時点決定手
段１０２で決定された時点における演算結果の移動距離
が所定値より小さい時に乗員拘束装置１０１の作動の要
否を決定する。請求項３の乗員拘束装置の制御装置で
は、衝突の大きさに相関する物理量として衝突後の乗員
の移動距離を検出し、作動時点決定手段１０２で決定さ
れた時点における検出結果の移動距離が所定値より小さ
い時に乗員拘束装置１０１の作動の要否を決定する。請
求項４の乗員拘束装置の制御装置では、衝突の大きさに
相関する物理量として車両の減速度に注目し、その減速
度に基づいて乗員拘束装置１０１の作動の要否を決定す
る。

【００１１】

【実施例】次に、図２〜５により本発明の一実施例を説
明する。図２は一実施例の構成を示すブロック図であ
る。図において、減速度センサー１１は車室内のフロア
トンネル部などに設けられて車両の減速度ｇを検出し、
減速度信号ｇを移動距離演算回路１２およびタイミング
決定回路１３へ出力する。移動距離演算回路１２は減速
度信号ｇに基づいて衝突前の着座位置から乗員が移動し
た距離ｘを演算し、タイミング決定回路１３は減速度信
号ｇに基づいて乗員拘束装置を作動させるべきタイミン
グを決定し、作動タイミング信号をスイッチ１４および
比較回路１５へ出力する。スイッチ１４は、タイミング
決定回路１３から作動タイミング信号が発っせられたと
きに、移動距離演算回路１２で演算された移動距離信号
ｘを比較回路１５へ出力する。比較回路１５は、タイミ
ング決定回路１３から作動タイミング信号が発っせられ
たときに、移動距離信号ｘを予め設定された値ｘ１と比
較し、そのときに移動距離信号ｘが設定値ｘ１以下であ
れば駆動回路１６へ乗員拘束装置１７を作動させるため
の指令信号を出力する。駆動回路１６は比較回路１５か
らの指令信号に従って乗員拘束装置１７を駆動して作動
させる。

【００１２】この実施例では、乗員拘束装置１７として
ステアリングホイールのセンターパット内に納められた
エアーバックモジュールを例に上げて説明する。このエ
ーバックモジュールはエアーバックを膨張展開させるた
めの展開装置（以下、インフレータと呼ぶ）や、そのイ
ンフレータを起動する電気着火装置（以下、スクイブと
呼ぶ）などから構成される。駆動回路１６は不図示のバ
ッテリーまたは補助電源からスクイブに電力を供給し、
インフレータを起動してエアーバックを膨張展開させ
る。なお、助手席または後部座席の乗員を保護するため
に設けられたエアーバックや、あるいはシートベルトな
どの乗員保護装置に対しても本発明を応用することがで
きる。

【００１３】図３は移動距離演算回路１２の詳細を示
す。ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦと呼ぶ）１２ａは
減速度信号ｇに含まれる車体振動などのノイズ成分を除
去するフィルタであり、ハイパスフィルタ（以下、ＨＰ
Ｆと呼ぶ）１２ｂは減速度センサー１１のオフセット誤
差を除去するフィルタである。積分回路１２ｃはローパ
スフィルタ１２ａおよびハイパスフィルタ１２ｂを通過
した減速度信号ｇを積分し、車両と乗員との相対速度信
号ｖを算出する。さらに、積分回路１２ｄは相対速度信
号ｖを積分し、衝突後の乗員の移動距離ｘを算出する。

【００１４】図４はタイミング決定回路１３の詳細を示
す。ＬＰＦ１３ａは上述したＬＰＦ１２ａと同様に減速
度信号ｇに含まれる車体振動などのノイズ成分を除去す
るフィルタであり、ＬＰＦ１３ｂは上述したＬＰＦ１２
ｂと同様に減速度センサー１１のオフセット誤差を除去
するフィルタである。積分回路１３ｃは両フィルタ１３
ａ，１３ｂを通過した減速度信号ｇを積分し、車両と乗
員との相対速度信号ｖを算出する。比較回路１３ｄは相
対速度信号ｖを予め設定された値ｖ１と比較し、相対速
度信号ｖが設定値ｖ１を超えたら作動タイミング信号を
出力する。

【００１５】図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ
上述した３つの衝突形態における車両の減速度ｇ、車両
と乗員との相対速度ｖおよび乗員の移動距離ｘの変化を
示す。これらの図により、乗員拘束装置１７を作動させ
るタイミングの決定方法を説明する。上述したように、
エアーバック（１７）には作動させてから実際に膨張展
開動作が完了するまでの遅延時間がある。衝突時にエア
ーバック（１７）を膨張展開させて乗員を確実に保護す
るためには、エアーバック（１７）が完全に膨張展開し
た時点で衝突によって車両の前方に移動してきた乗員が
エアーバック（１７）と接するように、インフレータに
着火するタイミング、すなわちエアーバック（１７）を
作動させるタイミングを決定すればよい。この作動タイ
ミングは、乗員の着座位置と最も膨張している時のエア
ーバック（１７）との距離および上述したエアーバック
（１７）の遅延時間を考慮して決定される。例えば、エ
アーバック（１７）が完全に膨張するまでの遅延時間を
３０ｍｓとし、着座している運転席乗員と完全に膨張展
開したエアーバック（１７）との距離を４インチとする
と、図５（ｃ）に示すように乗員の移動距離ｘが４イン
チになる３０ｍｓ前のタイミング（図中に黒丸で示す）
でエアーバック（１７）を作動させればよい。

【００１６】しかし、移動距離ｘが４インチになる時刻
は図５（ｃ）に示すように各衝突形態で異なり、予め算
出できないので、これらの作動タイミングは図５（ｂ）
に示すように車両と乗員との相対速度ｖに基づいて決定
する。つまり、相対速度ｖが設定値ｖ１を超えたとき
に、タイミング決定回路１３から作動タイミング信号を
出力させる。曲線に示すような衝突の場合には、相対
速度ｖが最も早く設定値ｖ１を超え、衝突後の早い時点
で作動タイミング信号が出力される。一方、曲線また
はに示すような衝突の場合には、相対速度ｖが設定値
ｖ１を超える時刻は大きな衝突に比べて遅くなり、衝突
後しばらくしてから作動タイミング信号が出力される。

【００１７】次に、乗員拘束装置１７の作動の要否を決
定する方法を説明する。図５（ｂ）に示すように車両と
乗員との相対速度ｖが設定値ｖ１を超えたときに、曲線
またはに示すような衝突に対しては乗員拘束装置１
７を作動させなければならないが、曲線に示す軽微な
衝突に対しては乗員拘束装置１７を作動させる必要がな
い。ここで、車両と乗員との相対速度ｖが設定値ｖ１を
超えた時点、すなわち上述した作動タイミング信号が出
力された時点における３つの衝突形態〜の、車両の
減速度ｇと乗員の移動距離ｘとを比較すると、軽微な衝
突の場合には、他の衝突，の場合に比べて減速度
ｇが最も小さく且つすでに減少中であり、移動距離ｘは
最も大きくなっている。一方、衝突の場合には、作動
タイミングにおいて減速度ｇが最も大きく、衝突に比
べて移動距離ｘが小さい。さらに衝突では、作動タイ
ミングにおいて減速度ｇはまだ小さく、移動距離ｘも少
ない。このように、乗員拘束装置１７の作動の要否は作
動タイミングにおける乗員の移動距離ｘに基づいて決定
することができる。つまり、作動タイミングにおける乗
員の移動距離ｘが予め設定した値ｘ１以下であれば、乗
員拘束装置１７を作動させる。

【００１８】次に、実施例の動作を説明する。減速度セ
ンサー１１により検出された減速度信号ｇは、移動距離
演算回路１２およびタイミング決定回路１３へ出力され
る。移動距離演算回路１２では、減速度信号ｇが時間に
基づいて２回積分され、衝突後の乗員の車体に対する移
動距離ｘが算出される。タイミング決定回路１３では、
減速度信号ｇが積分されて衝突後の車両と乗員との相対
速度ｖが算出され、さらに相対速度ｖが設定値ｖ１を超
えたときに作動タイミング信号がスイッチ１４および比
較回路１５へ出力される。作動タイミングにおいて、ス
イッチ１４により演算された乗員の移動距離信号ｘが比
較回路１５へ供給され、比較回路１５により設定値ｘ１
と比較される。そして、作動タイミングでの乗員の移動
距離ｘが設定値ｘ１以下になると、乗員拘束装置１７を
作動させる指令信号が比較回路１５から駆動回路１６へ
供給され、駆動回路１６により乗員拘束装置１７が起動
される。

【００１９】このように、車両の減速度に基づいて車両
と乗員との相対速度ｖを演算し、相対速度ｖが設定値ｖ
１を超えるタイミングを乗員拘束装置の作動タイミング
として決定する。そして、その作動タイミングにおい
て、車両の減速度に基づいて演算された衝突後の乗員の
移動距離ｘが設定値ｘ１以下であれば、駆動回路により
乗員拘束装置を駆動して作動させるようにしたので、乗
員拘束装置の作動・非作動の調整と作動タイミングの調
整とを別々に行なうことができ、調整が簡単になって調
整時間を短縮できるとともに、種々の衝突形態に対して
乗員拘束装置の作動の要否を的確に決定でき、最適なタ
イミングで乗員拘束装置を作動させることができる。

【００２０】なお、上述した実施例では作動タイミング
における乗員の移動距離ｘに基づいて乗員拘束装置の作
動の要否を決定したが、作動タイミングにおける車両の
減速度ｇに基づいて乗員拘束装置の作動の要否を決定し
てもよい。すなわち、作動タイミングにおいて車両の減
速度ｇが予め設定した値ｇ１を超えたら「作動」と決定
する。この場合、実際の減速度信号ｇにはかなり大きな
高周波成分が重畳しいるので、ローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）のカットオフ周波数を充分低くし、且つ遮断特性を
鋭くして高周波成分を充分に除去する必要がある。

【００２１】また、上述した実施例では車両と乗員との
相対速度ｖに基づいて乗員拘束装置を作動させるタイミ
ングを決定したが、等加速度運動する物体の変位を求め
る方法などを利用してタイミングを決定してもよい。

【００２２】さらに、上述した実施例では減速度ｇを時
間に基づいて２回積分し、乗員の移動距離ｘを演算した
が、超音波センサーを設けて乗員の移動距離を直接、検
出してもよい。

【００２３】以上の実施例の構成において、減速度セン
サー１１が減速度検出手段を、タイミング決定回路１３
が作動時点決定手段を、移動距離演算回路１２，スイッ
チ１４および比較回路１５が作動決定手段を、駆動回路
１６が駆動手段を、移動距離演算回路１２が演算手段を
それぞれ構成する。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、車
両の減速度に基づいて乗員拘束装置を作動させる時点を
決定し、その時点で衝突の大きさに相関する物理量に基
づいて乗員拘束装置の作動の要否を決定し、作動の決定
がなされると乗員拘束装置を駆動して作動させるように
したので、乗員拘束装置の作動・非作動の調整と作動タ
イミングの調整とを別々に行なうことができ、調整が簡
単になって調整時間を短縮できるとともに、種々の衝突
形態に対して乗員拘束装置の作動の要否を的確に決定で
き、最適なタイミングで乗員拘束装置を作動させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】クレーム対応図。

【図２】一実施例の構成を示すブロック図。

【図３】移動距離演算回路の詳細を示すブロック図。

【図４】タイミング決定回路の詳細を示すブロック図。

【図５】３つの衝突形態における車両の減速度ｇ，車両
と乗員との相対速度ｖおよび乗員の移動距離ｘを示す
図。

【図６】従来の乗員拘束装置の制御装置の概要を示す
図。

【符号の説明】

１１減速度センサー１２移動距離演算回路１２ａ，１３ａローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２ｂ，１３ｂハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１２ｃ，１２ｄ，１３ｃ積分回路１３タイミング決定回路１３ｄ，１５比較回路１６駆動回路１７，１０１乗員拘束装置１００減速度検出手段１０２作動時点決定手段１０３〜１０３Ｃ作動決定手段１０３ａ演算手段１０３ｂ距離検出手段１０４駆動手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木村眞神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者一ツ松敦史神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者橋本幸夫神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者 ▲吉▼川寛規神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者山ノ井利美神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】減速度検出手段により検出された車両の
減速度に基づいて乗員拘束装置の作動を制御する乗員拘
束装置の制御装置において、前記減速度検出手段により検出された減速度に基づいて
前記乗員拘束装置を作動させる時点を決定する作動時点
決定手段と、この作動時点決定手段で決定された前記時点において、
前記車両の衝突の大きさに相関する物理量に基づいて前
記乗員拘束装置の作動の要否を決定する作動決定手段
と、この作動決定手段で作動の決定がなされると前記乗員拘
束装置を駆動して作動させる駆動手段とを備えることを
特徴とする乗員拘束装置の制御装置。
【請求項２】請求項１に記載の乗員拘束装置の制御装
置において、前記作動決定手段は、前記減速度検出手段で検出された
前記減速度に基づいて衝突後の乗員の移動距離を演算す
る演算手段を含み、前記作動時点決定手段で決定された
時点における演算結果の移動距離が所定値より小さい時
に前記乗員拘束装置の作動の要否を決定することを特徴
とする乗員拘束装置の制御装置。
【請求項３】請求項１に記載の乗員拘束装置の制御装
置において、前記作動決定手段は、衝突後の乗員の移動距離を検出す
る距離検出手段を含み、前記作動時点決定手段で決定さ
れた時点における検出結果の移動距離が所定値より小さ
い時に前記乗員拘束装置の作動の要否を決定することを
特徴とする乗員拘束装置の制御装置。
【請求項４】請求項１に記載の乗員拘束装置の制御装
置において、前記作動決定手段は、前記減速度検出手段で検出された
前記減速度に基づいて前記乗員拘束装置の作動の要否を
決定することを特徴とする乗員拘束装置の制御装置。