JPH07121667B2 - 乗客保護装置の作動装置 - Google Patents

乗客保護装置の作動装置

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JPH07121667B2
JPH07121667B2 JP62501468A JP50146887A JPH07121667B2 JP H07121667 B2 JPH07121667 B2 JP H07121667B2 JP 62501468 A JP62501468 A JP 62501468A JP 50146887 A JP50146887 A JP 50146887A JP H07121667 B2 JPH07121667 B2 JP H07121667B2
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signal
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば、衝突の際に作動する、自動車に搭載
の前のめり防止装置等の乗客保護装置の作動装置に関す
る。このような装置は、例えばドイツ連邦共和国特許第
2612215号明細書により公知である。このような装置を
適切な時点で作動するにはいくつかの困難な点がある。
一方においては、運動動作が急速であるためにセンサの
感度は、例えば50km/hでの衝突の場合に衝突の検出およ
び、例えば安全ベルトの緊張やエアバックの膨張等の安
全措置を40ms以内に終了できる程に高くなければならな
い。他方においては、明白な理由から、例えば、障害物
を乗り越えたり普通に制動する場合にも発生することの
ある、衝突に類似の信号がセンサに供給された場合には
作動が行なわれてはならない。更に注意すべきことは、
加速度が例えば−4gを下回る場合には乗客が、付加的な
保持手段なしに自身を独自で支持することができ、この
場合には安全装置が、危険を高めるように作用して、実
際の目的とは反対の効果が発生する点である。危険な衝
突状況は例えば、加速度の極性が、自動車が歩道の縁石
を乗り越えたり、ハンマによる衝撃の際に発生する短時
間の強い加速の場合と異なり、顕著に長い時間にわたり
切替わらないという特徴を有することがわかつた。この
場合に加速度は非常に短時間の間に多数回にわたり切替
わる。
危険な衝突状態を危険ではない衝突状態からはつきり区
別することができるように例えば米国特許第37019034号
明細書により、加速度センサの他に振幅制限器,積分器
および閾値回路を設けることが公知である。振幅制限器
の課題は、1つの衝撃の振幅を上方向において制限し、
この結果次の積分器が、後置接続されている閾値スイツ
チの閾値電圧に、強く長く持続する加速度を有する衝撃
の場合にのみ到達するようにすることにある。衝撃の振
幅が余りにも小さい場合すなわち振幅が、振幅制限器に
より決められているレベルを上回る場合には積分器の出
力側に出力信号は発生しない。更に積分器により、後置
接続されている閾値スイツチのための作動電圧に、前も
つて決められている時間の経過後に初めて到達する。
これまでに公知の装置の欠点は、これらの装置が、例え
ば斜め方向衝突等の場合に発生する低い加速度の場合に
は作動しないかまたは作動時点が遅すぎる点である。
振幅制限器を使用する代わりに、加速度検知器の出力値
から一定の値を減算することも提案された。積分器は、
この積分器が負の出力信号を送出することができないよ
うに設定されているので、閾値電圧を下回る、加速度検
知器の出力信号は積分器の出力側に影響を与えない。
ヨーロッパ特許第156930号公報(EP-A-0156930)から
は、衝突の際に自動車の前のめり防止装置を作動させる
ための次のような装置が公知である。この装置では、加
速度検知器の出力信号が積分器で積分され、その際、積
分器出力信号が作動閾値を上回ると直ちに積分器の出力
信号が乗客保護装置を作動させる。この場合、積分器に
は、可変量により形成される積分閾値が供給され、その
際、閾値回路の出力信号の微分によって積分器の基準値
がシフトされる。この時、積分閾値は、作動閾値が越え
られた後初めて変化し、入力パルスが短い場合でも、前
のめり防止装置の比較的確実な反応と動作を可能にす
る。しかし、このような装置によっても、斜め方向の衝
突の際に生じる比較的低い加速度の場合には、より早く
確実に乗客保護装置を作動することができない。
上記装置は、所定の高さおよび所定の時間を上回る加速
度を検出するという問題を確かに解決する。しかしこの
ような装置の欠点は、このような装置は、例えば斜め方
向衝突の場合に発生する低い加速度の場合に作動しない
かまたは作動時点が遅すぎる点である、何故ならば、測
定された加速度信号から一定の値を減算するので、残り
の積分すべき加速度値から、積分器に後置接続されてい
る、このような装置の作動閾値を上回る積分値を得るこ
とはできないかまたは得る時点が遅すぎる。したがつて
本発明は、積分閾値の分だけ低減された、加速度検知器
の出力信号または、この出力信号から導出された信号が
積分器において積分され、その際に積分器の出力信号は
場合に応じて出力段を介して乗客保護装置を、積分器出
力信号が作動閾値を上回るとただちに作動する、例えば
衝突の際に作動する、自動車に搭載の前のめり防止装置
等の乗客保護装置の作動装置に関する。
本発明の課題は、このような装置において、比較的に低
い加速度値を有する危険な衝突動作の場合に乗客保護装
置が早期に確実に作動する手段を提供することにある。
上記の課題は請求の範囲第1項に記載された本発明によ
り解決される。したがつて実質的に本発明は、加速度値
から一定値を減算せず、この減算すべき閾値をその都度
の状態に依存させることにある。この措置により、一定
の閾値を減算する場合に、積分すべき残りの残留値が非
常に小さくしたがつて積分時間が長くないと当該装置が
作動しない欠点を克服できる。加速度値がこのように小
さい場合には、減算すべき閾値を極端に小さく保持する
かまたは零に設定して作動が早期に行なわれるようにす
ると好適である。
本発明の1つの有利な実施例においては積分閾値を、積
分器の出力信号に依存して制御する。このようにして閾
値を比較的に容易に自動的に調整することができる。本
発明の別の1つの有利な実施例においては積分閾値は、
積分器の出力信号が増加するにつれて大きくなりまた積
分器の出力信号が増加するにつれて、減算すべき閾値も
低くなる。したがつて、測定された加速度値が比較的に
低い場合でも積分器の出力信号は初期において比較的に
急峻に上昇する、何故ならば積分を行なうのに、一定の
閾値電圧を上回るまで待つ必要がないからである。この
場合に積分器の出力信号に対する積分閾値の依存は連続
的に変化しても段階的に変化してもよい。その他の依存
形態も可能である。
積分閾値の最も簡単な制御方法においてはこの値は積分
器の出力信号にリニヤに追従しその際に双方の同期して
いる信号を時間的にずらすことができる。
実際には信号のこのような依存性は、積分器の出力信号
を、この信号を形成する閾値発生器を介して間接的に積
分器の入力側に戻すことにより実現される。積分器の入
力側の前に減算素子が接続され、この減算素子は、戻さ
れた閾値を、測定された加速度信号から減算するかまた
は、この加速度信号から導出された信号から減算する。
この閾値発生器は積分器出力信号を時間的に遅延させて
積分器の入力側に戻すこともできるが積分器出力信号を
多少変形することもできる。時間遅延が比較的に僅かで
あり、送出された閾値が積分器出力信号をシュミレート
する場合には積分器の出力信号は実質的に指数関数を描
く、何故ならば、加速度入力信号から減算する値は連続
的に大きくなり、遂には双方の値が等しくなり積分器の
入力値は零となる。しかし提案されたように、一定の値
を、測定された値から減算すると積分は、入力信号が、
一定の閾値を上回つた時に初めて始まる。加速度値が急
激に上昇した場合には積分信号も急激に上昇する。しか
し加速度が比較的に低い場合には、積分する差値は比較
的に小さい値に保持されしたがつて、トリガに必要な閾
値に積分器の出力側において遅い時点で到達する。
好的なトリガ特性は請求の範囲第2項記載の構成により
得ることができる。本発明の装置を電子ユニツトにより
表わすと好適である。この場合に、当該の制御回路を、
積分器の出力信号をその入力側に戻すことは必ずしも必
要ではなく、当該の低域フイルタ特性は、低域フイルタ
特性を有する別の構成の有利には電子回路により現実す
ることができる。
次に本発明を1つの実施例に基いて図を用いて詳しく説
明する。
第1図は、公知の装置のブロツク回路図である。第2図
は、本発明の装置のブロツク回路図である。第3図は、
危険な衝突の際の加速度変化を示す線図である。第4図
は、加速度から導出され積分器入力側に供給される信号
の時間変化を示す線図である。第5図は、積分器の出力
信号の時間変化を示す線図である。
実施例 第1図は、本発明から出発した前で提案された装置を示
す。加速度信号beが加速度検知器Bに供給され加速度検
知器Bは、相応する電気信号baを減算素子Dの第1の入
力側D1に供給する。減算素子Dの第2の入力側D2に一定
の閾値信号が供給され減算素子Dにおいて加速度検知器
Bの出力信号baから減算される。D1とD2とにおける2つ
の信号の差は積分器Iの入力信号ieを形成する。積分器
Iの出力信号iaが、決められている閾値を上回るとただ
ちにトリガ閾値スイツチAが導通接続されその出力信号
aaは増幅器を介して乗客保護装置Zを作動する。この場
合に実際には、トリガ閾値スイツチAの出力信号aaを増
幅器Eにより増幅しそして場合に応じて変換して増幅器
Eの出力信号eaが、安全ベルトを緊張したりエアバツク
を膨張する点火装置を作動する。前記装置の欠点は、D1
とD2との間の差が僅かな場合には入力信号ieが微小にな
るおそれがある点である。したがつてトリガ閾値スイツ
チAにより決められている閾値aVをiaは、非常に後の時
点で上回りこの場合にトリガ閾値スイツチAはその出力
側から出力信号aaを送出する。このような問題は例え
ば、先行車に衝突したり斜め方向で衝突する場合すなわ
ち危険な衝突は発生したが速度変化は余り大きくない場
合に発生する。
第3図は、このような場合における加速度の典型的な変
化を示す。加速度検知器Bから減算信号Dに供給される
出力信号はbeと同様に変化すると仮定する(第4図参
照)。第4図からわかるようにbaから減算素子Dを介し
て一定の閾値4gが減算される。閾値4gは閾値発生器Sか
ら送出され減算素子Dの第2の入力側D2に供給される。
したがつて信号baの、−4g−線を下回る部分のみが、正
の方向で変化する、積分信号iaの変化に寄与する。回路
手段によりiaは確実に負にならない。第5図においては
破線により積分器Iの出力側における信号iaの変化がt
に依存して示されている。時点t1においてbaは閾値−4g
を下回り、この結果ieは零より大きくなり加算が開始す
る。時点t5においては積分値iaは最も強く増加し次のt2
においては積分値iaは最大値に達する。引続いてbaは−
4gを下回りこれに相応してiaも、回路的手段により阻止
されているが本来ならばiaが負の領域に移行するまで減
少する。時点t3においてbaは再び−4g線を下回り、この
結果iaは再び正の値を取る。引続いてiaはt4以後におい
ては再び減少する、何故ならばこの時点以後においては
baは4g線を再び上回るからである。
第5図からわかるように結論として、第5図に示されて
いる、トリガ閾値スイツチの閾値ΔVには到達せずした
がつて、bが閾値−4gを複数回にわたり下回つたにもか
かわらず乗客保護装置Zは作動されない。
第2図は、第1図の装置を本発明により実施した実施例
を示す。第1図に対する第1図の実質的な相違点は、積
分器Iの出力信号iaは閾値発生器Sを介して減算素子D
に戻され、この結果、減算素子Dの第2の入力側D2に、
時間的に制御可能でありaiにより制御される閾値が供給
されこの閾値は出力信号haから減算される。試験の結
果、このような構成により乗客保護装置の応答動作は、
第1図の場合に比して大幅に良好であることがわかつ
た。その理由は、加速度が小さい負の値である場合には
iaが無視できる程に小さいかぎりhaの全体の値が積分さ
れ、この結果iaは閾値値ΔVに、第1図の実施例の場合
に比して大幅に早く接近する。更に第2図の実施例が第
1図の実施例と異なる点は、iaが負の値もとることがで
きる点である。これは、前方における衝突に後方におけ
る衝突が先行する場合すなわち例えば1つの自動車が、
先行する自動車に衝突しこの自動車を、前方に停止して
いる自動車の列に衝突させる場合に重要である。これら
の場合には正である値haから閾値は減算されずこの値ha
に、正負の符号が逆の閾値saが加算され、この結果この
場合にも、加速度の方向が変化した場合に、閾値ΔVへ
の方向で加速された積分が行われる。このような動作の
特徴は、時点t0の前における実線曲線iaの変化にある。
更に第5図からわかるように本発明の回路装置における
iaの上昇(第5図における実線を参照)は、第1図の実
施例におけるように時点t1で始まるのではなく時点t0で
すでに始まる。本発明において閾値saは信号iaに追従し
その際に時点t6においてhaはsaと同様に大きくこの結
果、積分信号は第1の極大値に達する。引続いて閾値発
生器Sが時間的に遅延するかまたは相応して設定される
ために閾値信号saは、変形された加速度信号haに比して
優勢となりこの結果、積分値iaは再び減少する。iaの値
が低下するために後に再び低下する閾値saは、再び増加
する出力信号haと共働して積分信号を高めこの積分信号
は遂には閾値ΔVを上回りひいては乗客保護装置Zを作
動する。
第2図の回路装置が第1図の場合と異なる別の1つの重
要な点は、加速度検知器Bと減算素子Dとの間に接続さ
れる高域フイルタHを使用する点である。高域フイルタ
Hは加速度信号の緩慢な変化例えば、1Hzを下回る周波
数での加速度信号変化を抑圧する。この手段は、正常運
転の間に発生し危険なものではなく保護装置を作動しな
い多少強い制動過程または加速過程を抑圧するために用
いられる。同様に高域フイルタにより、加速度検出器B
の温度変化により発生する、出力信号baの緩慢な変化も
抑圧することができる。
第2図の本発明の回路装置の特性を制御技術的に数学的
に求めると、関数ia=∫(ha-c・ia)dtが得られる(た
だしcは定数)。この関数をラプラース変換するとp・
ia=ha-ia・cが得られる。このようにして伝送関数 が得られる。
これが低域フイルタの伝送関数であり、この結果、初め
の数学的関数を満足する制御回路のために通常は電気低
域フイルタを使用することができる。しかしこの低域フ
イルタの場合には、この低域フイルタが、第2図におい
て破線により囲まれている、低域フイルタの構成を有す
る必要はなく、低域フイルタの特性を有する、有利には
電気的または電子的に動作する回路を一般的に選定して
本発明の利点を実現することができる。しかし低域フイ
ルタ機能は、第2図に示されている低域フイルタTPに比
して僅かなコストで実現することができる。
したがつて本発明の利点は、積分器により比較的小さい
加速度信号でも積分することができる点にある。閾値sa
を時間的にずらすことにより、積分器iaの出力信号は、
衝突の際の速度が小さい場合例えば15km/hより小さい速
度で正面衝突した場合にはトリガ閾値ΔVには絶対に達
しない。加速度が小さい場合には、一定の閾値が欠落し
ているのでia−信号がすでに現われしたがつてトリガ閾
値に、加速度信号が引続いて上昇すると急速に到達す
る。このようにして、自動車が、余り堅牢ではない先行
車(軽量な構成)に斜め方向で衝突した場合には前のめ
り防止装置は早期に作動され保護機能が改善される。加
速度検知器Bは減速度と加速度とを検出する。これは、
衝突の際の衝撃および速度変化を正しく評価するのに重
要である、何故ならば自動車は衝突の際に規則的に振動
を示し更に正面衝突は多くの場合に、自動車後部への衝
撃により発生するからである。更に注意すべきことは、
正常運転の場合には、ia−信号に影響を与えない、比較
的小さい減速度と加速度(1.0g以下のオーダ)が発生す
る点である。したがつてこの信号は、高域フイルタHの
機能も付加的に作用して、自動車の出発速度と無関係で
ある。ただ1つの影響量は衝突の際の加速度変化であ
り、この結果、内燃機関の加速または通常の制動動作は
安全装置の作動に影響を与えない。
フロントページの続き (72)発明者 シユマルツ,デイーター ドイツ連邦共和国 D‐7127 プライデル スハイム オーエンツオラーンシユトラー セ 27 (56)参考文献 特開 昭60−226209(JP,A) 特開 昭51−126633(JP,A) 米国特許4410875(US,A)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】例えば、衝突の際に乗客を保護する、自動
    車に搭載の前のめり防止装置等の乗客保護装置(Z)の
    作動装置であって、 積分閾値(sa)の分だけ低減された、加速度検知器
    (B)の出力信号(ba)または、この出力信号(ba)か
    ら導出される信号(ba)が積分器(I)において積分さ
    れ、 前記積分器(I)の出力信号(ia)は、場合に応じて出
    力段(E)を介して、積分器出力信号(ia)がトリガ閾
    値(A)を上回ると直ちに乗客保護装置(Z)を作動
    し、 前記積分閾値(s)は、変化特性量によって形成されて
    おり、 さらに積分器(I)の出力信号(ia)によって制御され
    る閾値発生器(S)が設けられている、乗客保護装置
    (Z)の作動装置において、 前記閾値発生器(S)の出力信号を積分閾値(sa)とし
    て減算素子(D)の第2の入力側に供給し、前記減算素
    子(D)の第1の入力側に(D1)に加速度検知器(B)
    の出力信号(ba)を、場合に応じて高域フィルタ(H,h
    a)を介して供給し、前記減算素子(D)の入力信号(h
    a,D1又はsa,D2)の間の差を表す、前記減算素子(D)
    の出力信号(da)を前記積分器(I)の入力側に供給す
    ることを特徴とする乗客保護装置の作動装置。
  2. 【請求項2】積分器の出力信号(ia)に対する、閾値発
    生器(S)の出力信号(sa)の依存性を、減算素子
    (D)、積分器(I)および閾値発生器(S)から成る
    ユニット(TP)が、前記減算素子(D)の第1の入力側
    (D1)に供給される信号(ba又はha)に対して、出力側
    が前記積分器(I)の出力側(ia)により形成される低
    減フィルタとして動作するように設定した請求の範囲第
    1項記載の装置。
  3. 【請求項3】積分器(I)の出力側がトリガ閾値スイッ
    チ(A)および出力増幅器(E)を介して乗客保護装置
    の作動装置(Z)を作動し、前記トリガ閾値スイッチ
    (A)はその出力側(sa)に対して、閾値(ΔV)を下
    回る入力信号(ia)の場合には阻止されている請求の範
    囲第1項又は第2項に記載の装置。
  4. 【請求項4】場合に応じて高域フィルタ(H)を介して
    接続されている、加速度検知器(B)の出力側(ha又は
    b)と、閾値を上回った場合に前記乗客保護装置を作動
    するトリガ閾値スイッチ(A)との間に電気的低域フィ
    ルタが設けられている請求の範囲第1項から第3項まで
    のいずれか1項に記載の装置。
  5. 【請求項5】積分閾値(sa)を積分器(I)の出力信号
    (ia)に依存して制御する請求の範囲第1項から第4項
    までのいずれか1項に記載の装置。
  6. 【請求項6】積分閾値(sa)が、積分器の出力信号(i
    a)が増加するにつれて増加し減少するにつれて減少す
    るようにした請求の範囲第1項から第5項までのいずれ
    か1項に記載の装置。
  7. 【請求項7】積分器(I)の出力信号(ia)が上昇する
    につれて積分閾値(sa)を連続的に高めるようにした請
    求の範囲第1項から第6項までのいずれか1項に記載の
    装置。
  8. 【請求項8】積分器(I)の出力信号(ia)が上昇する
    につれて積分閾値(sa)を段階的に高めるようにした請
    求の範囲第1項から第7項までのいずれか1項に記載の
    装置。
  9. 【請求項9】積分閾値(sa)が積分器(I)の出力信号
    (ia)に線形に追従するようにした請求の範囲第1項か
    ら第8項までのいずれか1項に記載の装置。
JP62501468A 1986-06-27 1987-02-28 乗客保護装置の作動装置 Expired - Lifetime JPH07121667B2 (ja)

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DE3621580A DE3621580C2 (de) 1986-06-27 1986-06-27 Vorrichtung zum Auslösen von Insassenschutzsystemen
PCT/DE1987/000078 WO1988000146A1 (en) 1986-06-27 1987-02-28 Device for triggering car occupant protection systems

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JPS63503531A JPS63503531A (ja) 1988-12-22
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JP62501468A Expired - Lifetime JPH07121667B2 (ja) 1986-06-27 1987-02-28 乗客保護装置の作動装置

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US (1) US5068793A (ja)
EP (1) EP0313551B1 (ja)
JP (1) JPH07121667B2 (ja)
DE (2) DE3621580C2 (ja)
WO (1) WO1988000146A1 (ja)

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