JPH0632202A - 車両の安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】エアバッグ等の安全装置を作動させるポ−ル衝
突と作動させない低速正面衝突とを明確に区別し得るよ
うにする。 【構成】ＧセンサＧＳの出力信号の波形に対して、例え
ばハイパスフィルタＳ２での波形処理によって、その上
下のピ−ク値間において中心線αが設定される。積分回
路Ｓ４２、Ｓ６２において、上記中心線αよりも車体減
速度方向を示す波形分についてのみ積分が行なわれる。
得られた積分値が、判定回路Ｓ８１によって所定の判定
レベルと比較される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、衝突時に作動されて乗
員の保護を行なうためのエアバッグ等の安全装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】最近の車両では、車両の衝突時に作動さ
れて乗員の保護を図るための安全装置を装備したものが
増加する傾向にある。この安全装置としては、衝突時に
車室内に展開されるエアバッグや、衝突時に強制的に引
張り状態（緊張状態）とされるプリテンション式シ−ト
ベルトなどがある。

【０００３】上述したエアバッグ等は、乗員の損傷が想
定されるような衝突時には確実に作動される一方、バン
パが若干変形する程度の軽衝突では作動しないようにす
ることが要求される。このため、車体に取付けたＧセン
サ（加速度センサ）からの出力信号を基に所定の演算を
行なって、この演算結果に基づいてエアバッグ等を作動
させるか否かの判定を行なうことが提案されている。

【０００４】特開平３−１４８３４８号公報、特開平１
１４９４４号公報には、Ｇセンサの出力信号に対して積
分を行なって、積分値を所定の判定レベルと比較するこ
とが提案されている。すなわち、上記積分値に基づい
て、衝突形態や衝突エネルギをみることにより、エアバ
ッグ等を作動させる必要のある衝突状態か、あるいは作
動させる必要のない衝突状態であるかを判定するもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エアバッグ
等を作動させる必要のない衝突状態の代表的なものとし
ては、低速での正面衝突（軽衝突）がある。この一方、
エアバッグ等を作動させる必要のある衝突状態の代表的
なものとして、高速正面衝突とポ−ル衝突（電柱等のポ
−ル状物に衝突したとき）がある。

【０００６】上述した低速正面衝突と高速正面衝突と
は、後者の方がＧセンサの出力値の振幅および時間巾と
もに相当大きく、したがって積分値の値も相当に異なっ
て明確に区別され得るものである。

【０００７】この一方、低速正面衝突と通常走行速度で
のポ−ル衝突とは、Ｇセンサからの出力信号の波形通り
にある所定時間積分した積分値を比較すると、その積分
値にあまり違いがでないため、明確に区別することがむ
ずかしいものとなる。より具体的には、Ｇセンサからの
出力信号の波形は、上下にかなりの振動を有するものと
なるが、低速正面衝突時の場合に得られるＧセンサの出
力信号の波形は、減速度を示す方向へのピ−ク値および
振幅は比較的小さいものの比較的大きな時間巾を有する
波形がかなりの長い時間継続して出現し、この結果、波
形通りにしたがって積分したときの積分値としてはかな
り大きいものとなる。この一方、ポ−ル衝突の場合に得
られるＧセンサの出力信号の波形は、減速度を示す方向
のピ−ク値や振幅は比較的大きく出現するものの、ピ−
ク値の大きくなる部分の時間巾はかなり小さく、したが
って積分値は低速正面衝突時とさほど変わらない値とな
ってしまう。

【０００８】低速正面衝突とポ−ル衝突とを区別するた
め、減速度を示す方向のピ−ク値の大小関係をみるこ
と、すなわち大きなピ−ク値が出現したときにポ−ル衝
突であってエアバッグ等を作動させる必要があると判定
することが考えられる。しかしながら、ポ−ル衝突の際
に得られるピ−ク値の大きさは、悪路走行等の際にも出
現する程度のレベルであって、このピ−ク値を単に加味
しただけでは、誤ってエアバッグ等を作動させてしまう
可能性が極めて高くなる。

【０００９】したがって、本発明の目的は、衝突状態を
より一層明確に区別すること、特に低速正面衝突とポ−
ル衝突とを明確に区別し得るようにした車両の安全装置
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にあっては次のような構成としてある。すな
わち、車体に取付けられたＧセンサと、前記Ｇセンサの
出力信号の波形に対して、波形の上下の各ピ−ク値間に
位置するような中心線を設定する中心設定手段と、前記
Ｇセンサの出力信号のうち、前記中心設定手段で設定さ
れた中心線よりも減速度を示す側の波形分についてのみ
積分する積分手段と、前記積分手段で積分された積分値
が所定の判定レベルを越えているときに、乗員保護用の
安全装置を作動させる作動信号を出力する作動判定手段
と、を備えた構成としてある。

【００１１】上記中心設定手段としては、ハイパスフィ
ルタとすることができる。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、中心設定手段により設
定される中心線を境として減速度を示す方向の波形は、
ポ−ル衝突時に生じる波形をより強調したものとなる。
すなわち、上記中心線を境にして減速度を示す方向の波
形の面積を考えてみると、減速度方向に比較的大きいピ
−ク値を示すポ−ル衝突については波形面積が大きくな
り、また、減速度方向に大きなピ−ク値を示さない低速
正面衝突については波形面積が小さいものとなる。した
がって、この中心線を境として減速度を示す方向を示す
波形についてのみ積分を行なうことにより、得られる積
分値は結局のところポ−ル衝突の際に出現する減速度方
向の大きなピ−ク値がより強調されたものとなって、ポ
−ル衝突と低速正面衝突とをより明確に区別できること
になる。

【００１３】また、中心線の設定を汎用されているハイ
パスフィルタを利用して行なうことにより、不用な低周
波成分を除去しつつ、容易かつ簡単に中心線の設定を行
なうことができる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例を添付した図面に基づい
て説明する。図１の説明 図１において、１、２はそれぞれエアバッグを膨張、展
開させるためのガス圧を得るためのインフレ−タであ
り、１は運転席エアバッグ用、２は助手席エアバッグ用
とされている。３はバッテリ、４はイグニッションスイ
ッチであり、イグニッションスイッチ４を経た後のバッ
テリ電圧が、昇圧回路５によって昇圧される。昇圧回路
５で昇圧された電圧は、インフレ−タ１、２の起爆用と
して用いられるもので、昇圧回路５からインフレ−タ
１、２に対する給電経路には、互いに直列に、スイッチ
イングトランジスタ６と７および低Ｇスイッチ８が接続
されている。

【００１５】低Ｇスイッチ８は、Ｇボ−ルを利用した機
械的な構成とされて車体に固定設置されており、常時は
ＯＦＦとされる一方、車体に比較的小さなＧ例えば重力
加速度の４倍の加速度となる４Ｇが発生したときにＯＮ
とされるものである。これにより、イグニッションスイ
ッチ４がＯＮされていることを条件として、各スイッチ
イングトランジスタ６、７および低Ｇスイッチがそれぞ
れＯＮされたときに、昇圧回路５からの高い電圧がイン
フレ−タ１、２に印加されて当該インフレ−タ１、２が
起爆され、対応するエアバッグが車室内に膨張、展開さ
れることになる。

【００１６】インフレ−タ１、２に対する起爆用電源と
して、コンデンサを利用したバックアップ電源９が構成
され、スイッチイングトランジスタ１０がＯＮされるこ
とにより、イグニッションスイッチ３がＯＦＦされてい
てもしばらくの間は、当該バックアップ電源からインフ
レ−タ１、２に対して起爆用電圧が給電可能とされてい
る。

【００１７】Ｕはマイクロコンピュ−タを利用して構成
された制御ユニットで、そのＣＰＵが符号１１で示され
る。このＣＰＵ１１には、車体に取付けたＧセンサ（加
速度センサ）ＧＳ、モニタ回路１２、１３からの信号が
入力される。また、ＣＰＵ１１からは、前記昇圧回路
５、スイッチイングトランジスタ６、７、１０の他、警
報ランプ１４、警報ブザ−１５に対して出力される。上
記モニタ回路１２は、インフレ−タ１、２の給電回路の
断線等の異常を検出するものである。モニタ回路１３は
警報ランプ１４への給電経路の断線等の異常を検出する
ものであり、警報ランプ１４が作動しないときに、ＣＰ
Ｕ１１はブザ−１５を作動させる。そして、ＣＰＵ１１
の異常がウオッチドッグタイマ１６により監視される。

【００１８】図２の説明 制御ユニットＵすなわちＣＰＵ１１による制御内容の概
略を図２に基づいて説明する。先ず、Ｐ（ステップ−以
下同じ）１において、２００μｓｅｃ毎の所定タイミン
グであるか否かが判別される。このＰ１の判別でＹＥＳ
のときは、Ｐ２において、ＧセンサＧＳからの信号が取
込まれ、この後Ｐ３において、ＧセンサＧＳによって４
Ｇ以上の加速度が検出されたか否かが判別される。

【００１９】Ｐ３の判別でＹＥＳのときは、Ｐ４におい
て、後述する出力波形のための計算が行なわれる。そし
て、Ｐ５において、Ｐ４での計算結果が、所定の判定値
以上であるか否かが判別される。Ｐ５の判別でＹＥＳの
ときは、Ｐ６において、スイッチイングトランジスタ
６、７をＯＮすることによりにインフレ−タ１、２を起
爆させる。この後、Ｐ７において、Ｐ６でのスイッチイ
ングトランジスタ６、７のＯＮ開始後３００ｍｓｅｃが
経過したか否かが判別される。このＰ７の判別でＮＯの
ときはＰ６へ戻って、スイッチイングトランジスタ６、
７がＯＮ作動され続ける。Ｐ７の判別でＹＥＳとなる
と、スイッチイングトランジスタ６、７がＯＦＦされ
て、これ以上のインフレ−タ１、２への起爆動作が停止
される。

【００２０】前記Ｐ５の判別でＮＯのときは、Ｐ９にお
いて、４Ｇの加速度検出から２００ｍｓｅｃ経過したか
否かが判別される。この２００ｍｓｅｃは、４Ｇの加速
度検出からエアバッグを展開させるのに要求される最長
時間よりも長い時間、すなわちエアバッグを展開させる
必要性のないことが確認された後の時間となる。このＰ
９の判別でＹＥＳのときは、Ｐ１０において各種パラメ
−タ、例えば後述する積分値等が全てクリアされる。

【００２１】Ｐ３の判別でＮＯのときは、Ｐ１１におい
て、モニタ回路１２、１３等を利用した制御系の故障診
断が行なわれる。Ｐ１の判別でＮＯのときは、Ｐ１２に
おいて、昇圧回路５に対する昇圧のための制御が行なわ
れる。

【００２２】図３、図４の説明 図３は、低速正面衝突時におけるＧセンサＧＳの出力値
の波形を示し、図４は、通常走行時でのポ−ル衝突の際
のＧセンサＧＳからの出力値の波形を示す。この図３、
図４を比較して理解されるように、低速正面衝突の際
は、減速度方向（Ｇがプラスとして示される方向）への
ピ−ク値が小さくかつ振幅も小さいものの、時間巾がか
なり大きいものとなる。この一方、ポ−ル衝突の際は、
１つの波形の減速度方向へのピ−ク値および振幅は比較
的大きいものの、時間巾は小さいものとなる。

【００２３】したがって、図３、図４に示す波形通りに
ある所定時間分ＧセンサＧＳの出力値を積分しただけで
は、図３の場合に得られる積分値と、図４の場合に得ら
れる積分値との間にははさほど差はなく、低速正面衝突
とポ−ル衝突とを区別することがむずかしいものとな
る。

【００２４】ここで、図３、図４で示すように、振幅の
範囲すなわち上下のピ−ク値の範囲で中心線αを設定す
ることを考える。この場合、中心線αを境にして、減速
度方向への波形の面積は、ポ−ル衝突の方が低速正面衝
突の場合に比して、減速度方向へ大きなピ−ク値を示す
関係上大きなものとなる。したがって、中心線αを境に
して、減速度を示す方向の波形分についてのみ積分する
ことにより、得られる積分値は、ポ−ル衝突の場合の方
が低速正面衝突の場合よりも十分大きくなる。

【００２５】図５の説明 次に、図５を参照しつつ、図２のＰ４とＰ５とについて
詳述する。先ず、ＧセンサＧＳからの出力が、ロ−パス
フィルタＳ１とハイパスフィルタＳ２とを通過される。
そして、ハイパスフィルタＳ２を通過することにより、
図３、図４で説明した中心線αの設定が行なわれる。

【００２６】この後、Ｓ９、Ｓ５、Ｓ３３、Ｓ４２での
衝突形態情報に関する計算と、Ｓ５１、Ｓ６２での速度
情報に関する計算とが行なわれる。衝突形態情報の計算
結果は、第１積分値Ｂとして示され、車速（車速変化）
情報に関する計算結果は第２積分値Ａとして示される。
そして、第１積分値Ｂと第２積分値Ａとが加算回路Ｓ７
によって加算されて、加算値Ｃが算出される。そして最
後に、判定回路Ｓ８１によって、加算値Ｃが所定の判定
レベルよりも大きいか否かが判定される。勿論、この判
定回路Ｃでの判定結果が、図３のＰ５での判定結果とな
る。

【００２７】上述の衝突形態情報に関する計算は次のよ
うにして行なわれる。先ず、増副回路Ｓ９によって、入
力が大きい場合は小さい場合に比して、より大きな増幅
率で波形を増幅するものとなっており、実施例では指数
関数的に増幅率が変化するように設定してあるが、増幅
率は線形的に変化するように設定することもできる。こ
れにより、波形のピ−ク値がより強調されて、低速正面
衝突とポ−ル衝突との区別がより明確にあらわれるばか
りでなく、高速正面衝突の際の起爆時間を早めることが
できる（起爆判定をより短時間の間で行なえる）。

【００２８】次いで、バイアス回路Ｓ５によって、低車
速で正面衝突した際の平均加速度となるＧL 分だけ、Ｇ
センサＧＳからの出力値から減算される。このＳ５での
処理は、エアバッグを作動させる必要性のない低車速成
分をカットするためになされる。

【００２９】さらに、波形修正回路Ｓ３３において、後
述する減衰ラインＣＲを用いた波形修正が行なわれる。
この後、第１積分回路Ｓ４２によって、４０ｍｓｅｃの
移動積分が行なわれて、第１積分値Ｂが算出される。こ
の積分の際、ハッチングを付して示すように、前述の中
心線αよりも減速度を示す方向の波形分についてのみ積
分が行なわれる。

【００３０】一方、車速情報に関する計算は、先ずバイ
アス回路Ｓ５１（Ｓ５と同じ）によって、低車速で正面
衝突した際の平均加速度となるＧL 分だけ、ＧセンサＧ
Ｓからの出力値から減算される。この後、第２積分回路
Ｓ６によって、４０ｍｓｅｃの移動積分が行なわれて、
第２積分値Ａが算出される。この第２積分回路Ｓ６２に
よる積分も、ハッチングを付して示すように、中心線α
を境として減速度を示す方向の波形分についてのみ行な
われる。

【００３１】前記第１積分値Ａと第２積分値Ｂとは、加
算回路Ｓ７によって加算されるが、重み付け係数ｋによ
って、両積分値ＡとＢとをどの程度重視するかの処理を
も合わせて行なわれる。すなわち、ｋを小さい値にする
ことにより第２積分値Ａをより重視した加算値Ｃを得る
ことになり、ｋを大きい値にすることにより第１積分値
Ｂをより重視した加算値Ｃを得ることになる。

【００３２】判定回路Ｓ８１では、所定の判定レベルと
加算値Ｃとを比較して、加算値Ｃが判定レベルを越えた
ときにのみ、インフレ−タ１、２を作動させる必要性の
ある衝突時であるとして、起爆信号が出力される。

【００３３】ここで、Ｓ３３を通過した後の波形におい
て、破線で示すように、１つの波形毎にそのピ−ク値か
ら所定の減衰ラインＣＲにしたがって減衰するように波
形修正することを考える。この場合、修正後の１つの波
形について得られる積分値は、ピ−ク値が大きい波形を
有する方が小さいピ−ク値を有する波形よりも大きくな
る（波形の時間巾を大きくしたのに相当し、図３で破線
を示す部分が積分値となる）。換言すれば、比較的大き
いピ−ク値が出現する図４のポ−ル衝突の際には、１つ
の波形毎に積分値が大きいものとして得られるように修
正されることになる一方、小さいピ−ク値しか出現しな
い図３の低速正面衝突の際の波形は、１つの波形毎の積
分値は、減衰ラインＣＲによる修正を行なってもさほど
増加しないものとなる。

【００３４】この結果、減衰ラインＣＲによって修正さ
れた後の波形に基づいて積分を続けていくことにより、
ポ−ル衝突の際は比較的短時間のうちに所定の判定レベ
ルを越えるような大きな積分値が得られる。これに対し
て、低速正面衝突の際は、エアバッグを展開させるのに
要求される最長時間を経過しても、上記判定レベルを越
えるような大きな積分値は得られないものとなる。これ
により、低速正面衝突とポ−ル衝突とを積分値を用いて
明確に区別されることになる。

【００３５】勿論、ノイズ等により単発的に大きなピ−
ク値が出現しても、減衰ラインＣＲによる積分値の増大
はこの単発的な大きなピ−ク値についてのみだけなの
で、全体としてみれば所定の判定レベルを越えるような
値にまで積分値を大きく増大させるものとはならない。

【００３６】前述の減衰ラインＣＲは、線形あるいは指
数関数等の非線形（時定数処理）として設定することが
できる。図５では簡単化のため線形として設定した場合
を示したが、時定数的に減衰するように設定するのが好
ましい。

【００３７】図６は本発明の他の実施例を示すもので、
図５に示すものと同一構成要素には同一符号を付してそ
の説明は省略する。本実施例では、積分を積分回路Ｓ６
２の１種類のみとしてある点において、図５に示す場合
と相違している。

【００３８】以上実施例について説明したが、中心線α
は、ＧセンサＧＳからの出力信号の波形の上下のピ−ク
値間に位置する限り、任意に設定できる（図３、図４
で、＋側へ中心線αをずらすほど、ポ−ル衝突と低速正
面衝突とが区別し易くなる一方、得られる積分値が小さ
くなる）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す制御系統図。

【図２】本発明の制御例を示すフロ−チャ−ト。

【図３】低速正面衝突の際に出現されるＧセンサの出力
波形を示す図。

【図４】ポ−ル衝突の際に出現されるＧセンサの出力波
形を示す図。

【図５】Ｇセンサ出力に基づく演算部分と判定部分とを
ブロック図的に示す図。

【図６】本発明の第２実施例を示すもので、図６に対応
した図。

【符号の説明】

１，２：インフレ−タ（エアバッグ用） ６，７：スイッチングトランジスタ（起爆用） １１：ＣＰＵ Ｕ：制御ユニット ＧＳ：Ｇセンサ Ｓ２：ハイパスフィルタ Ｓ４２，Ｓ６２：積分回路 Ｓ７：加算回路 Ｓ８１：判定回路 α：中心線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮脇 純一 広島県安芸郡府中町新地３番１号 ナルデ ック株式会社内 (72)発明者 山本 悦子 広島県安芸郡府中町新地３番１号 ナルデ ック株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体に取付けられたＧセンサと、 前記Ｇセンサの出力信号の波形に対して、波形の上下の
   各ピ−ク値間に位置するような中心線を設定する中心設
   定手段と、 前記Ｇセンサの出力信号のうち、前記中心設定手段で設
   定された中心線よりも減速度を示す側の波形分について
   のみ積分する積分手段と、 前記積分手段で積分された積分値が所定の判定レベルを
   越えているときに、乗員保護用の安全装置を作動させる
   作動信号を出力する作動判定手段と、 を備えていることを特徴とする車両の安全装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記中心設定手段が、ハイパスフィルタとされているも
   の。