JPH0769171A - 乗員保護装置 - Google Patents
乗員保護装置Info
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- JPH0769171A JPH0769171A JP5241930A JP24193093A JPH0769171A JP H0769171 A JPH0769171 A JP H0769171A JP 5241930 A JP5241930 A JP 5241930A JP 24193093 A JP24193093 A JP 24193093A JP H0769171 A JPH0769171 A JP H0769171A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- collision
- sensor
- speed
- signal
- acceleration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Automotive Seat Belt Assembly (AREA)
- Air Bags (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 車両の加速度に基づく衝突判断と乗員の上体
の位置測定に基づく衝突判断とを車両の衝突時の加速度
信号により使い分けることにより、エアバッグ等の安全
手段の始動タイミングの精度を向上させるとともに車種
毎のチューニングの必要性を減少させた乗員保護装置を
提供する。 【構成】 車両の加速度を検出する加速度センサ５と、
この信号１３に基づき衝突を判定し始動信号Ｓ１を出力
する第１判定手段６とを備える第１手段１４と、乗員の
上体の位置又は変位及び／又は速度を検出する１又は２
以上のセンサ７と、これからの信号１５に基づき衝突を
判定し始動信号Ｓ２を出力する第２判定手段１０とを備
える第２手段１８をもって、車両の衝突速度が、所定以
上のとき第１手段からの始動信号を出力し、以下のとき
第２手段からの始動信号を出力する選択手段１２で構成
する。
の位置測定に基づく衝突判断とを車両の衝突時の加速度
信号により使い分けることにより、エアバッグ等の安全
手段の始動タイミングの精度を向上させるとともに車種
毎のチューニングの必要性を減少させた乗員保護装置を
提供する。 【構成】 車両の加速度を検出する加速度センサ５と、
この信号１３に基づき衝突を判定し始動信号Ｓ１を出力
する第１判定手段６とを備える第１手段１４と、乗員の
上体の位置又は変位及び／又は速度を検出する１又は２
以上のセンサ７と、これからの信号１５に基づき衝突を
判定し始動信号Ｓ２を出力する第２判定手段１０とを備
える第２手段１８をもって、車両の衝突速度が、所定以
上のとき第１手段からの始動信号を出力し、以下のとき
第２手段からの始動信号を出力する選択手段１２で構成
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車に搭載されるエ
アバッグ、シートベルト等の乗員保護装置に係わり、特
に乗員の上体の位置を測定することで保護装置の作動タ
イミングの精度を高めたものに関する。
アバッグ、シートベルト等の乗員保護装置に係わり、特
に乗員の上体の位置を測定することで保護装置の作動タ
イミングの精度を高めたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来の乗員保護装置は、衝突時
に発生する加速度（減速度）を測定することで衝突の判
断をしていた。以下その代表的なものについて簡単に説
明する。
に発生する加速度（減速度）を測定することで衝突の判
断をしていた。以下その代表的なものについて簡単に説
明する。
【０００３】機械式・電気式センサを使用するものは、
ボールとチューブ等を使用し、一定の加速度及びその持
続時間が設定値を越えるとスイッチが入り、エアバッ
グ、シートベルト等の安全手段に信号が送られる。
ボールとチューブ等を使用し、一定の加速度及びその持
続時間が設定値を越えるとスイッチが入り、エアバッ
グ、シートベルト等の安全手段に信号が送られる。
【０００４】電子式センサを使用するものは、加速度セ
ンサを使用して加速度を測定し、プログラムによって信
号処理することで衝突を判断する。
ンサを使用して加速度を測定し、プログラムによって信
号処理することで衝突を判断する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えばエア
バッグは衝突時に乗員を保護するために乗員がハンドル
に激突する前にバッグを膨らましておく必要があるが、
上述の従来の電子式センサを使用するものは、自動車の
加速度を測定することで乗員の挙動を推定していた。こ
の方法では、間接的にしか乗員の動きを推定できず、乗
員の初期状態や個人差（腕の長さ、座席の位置）につい
ては全く無視していた。このため、エアバッグの展開の
タイミングを最適なものにすることができないという問
題点を有していた。また、観測される加速度波形は、自
動車の剛性（潰れ方）等車種による差があるため、乗員
保護の性能を高めるためには車種毎の設定が不可欠とな
り、衝突車種特性のチューニングに多大の費用と時間を
要するという問題点を有していた。さらに、自動車に発
生する振動を検出するので、衝突以外の振動（ラフロー
ド、縁石乗り上げ等）によりエアバッグを展開してしま
うことがある等の問題点も有していた。
バッグは衝突時に乗員を保護するために乗員がハンドル
に激突する前にバッグを膨らましておく必要があるが、
上述の従来の電子式センサを使用するものは、自動車の
加速度を測定することで乗員の挙動を推定していた。こ
の方法では、間接的にしか乗員の動きを推定できず、乗
員の初期状態や個人差（腕の長さ、座席の位置）につい
ては全く無視していた。このため、エアバッグの展開の
タイミングを最適なものにすることができないという問
題点を有していた。また、観測される加速度波形は、自
動車の剛性（潰れ方）等車種による差があるため、乗員
保護の性能を高めるためには車種毎の設定が不可欠とな
り、衝突車種特性のチューニングに多大の費用と時間を
要するという問題点を有していた。さらに、自動車に発
生する振動を検出するので、衝突以外の振動（ラフロー
ド、縁石乗り上げ等）によりエアバッグを展開してしま
うことがある等の問題点も有していた。
【０００６】なお、車両の加速度を測定するとともに乗
員の位置を測定して衝突を判断する技術が提案されてい
る。（特開平４─２１５５４６号公報参照）、しかし、
この方法はあらゆる形態の衝突に対して乗員の位置情報
に基づき乗員保護装置の作動タイミングを決定する方法
で、車両が高速で衝突した場合には１ｍｍ以下の位置情
報を高速かつ精度良く検出する必要がありその実現は極
めて困難である。
員の位置を測定して衝突を判断する技術が提案されてい
る。（特開平４─２１５５４６号公報参照）、しかし、
この方法はあらゆる形態の衝突に対して乗員の位置情報
に基づき乗員保護装置の作動タイミングを決定する方法
で、車両が高速で衝突した場合には１ｍｍ以下の位置情
報を高速かつ精度良く検出する必要がありその実現は極
めて困難である。
【０００７】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、車両の加速度に基づく衝突判断と乗員の上体の
位置測定に基づく衝突判断とを車両の衝突時の加速度信
号により使い分けることにより、エアバッグ等の安全手
段の始動タイミングの精度を向上させるとともに車種毎
のチューニングの必要性を減少させた乗員保護装置を提
供することにある。
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、車両の加速度に基づく衝突判断と乗員の上体の
位置測定に基づく衝突判断とを車両の衝突時の加速度信
号により使い分けることにより、エアバッグ等の安全手
段の始動タイミングの精度を向上させるとともに車種毎
のチューニングの必要性を減少させた乗員保護装置を提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明における乗員保護装置は、車両の加速度を検
出する加速度センサと、この加速度信号に基づき衝突を
判定し始動信号を出力する第１判定手段とを備えてなる
第１手段と、乗員の上体の位置又は変位及び／又は速度
を検出する１又は２以上のセンサと、これらのセンサか
らの信号に基づき衝突を判定し始動信号を出力する第２
判定手段とを備えてなる第２手段と、前記加速度信号か
ら求めた車両の衝突速度が、所定衝突速度以上のとき第
１手段からの始動信号を出力し、所定衝突速度以下のと
き第２手段からの始動信号を出力する選択手段と、この
始動信号により始動される乗員を保護する安全手段とを
備えたものである。
に、本発明における乗員保護装置は、車両の加速度を検
出する加速度センサと、この加速度信号に基づき衝突を
判定し始動信号を出力する第１判定手段とを備えてなる
第１手段と、乗員の上体の位置又は変位及び／又は速度
を検出する１又は２以上のセンサと、これらのセンサか
らの信号に基づき衝突を判定し始動信号を出力する第２
判定手段とを備えてなる第２手段と、前記加速度信号か
ら求めた車両の衝突速度が、所定衝突速度以上のとき第
１手段からの始動信号を出力し、所定衝突速度以下のと
き第２手段からの始動信号を出力する選択手段と、この
始動信号により始動される乗員を保護する安全手段とを
備えたものである。
【０００９】また、前記乗員保護装置の第２判定手段に
おけるセンサからの信号に基づく衝突の判定は、前記セ
ンサから直接又は演算により得られた変位及び速度を変
位と速度で与えられる所定関数と比較し該所定関数に基
づくしきい値以上のとき衝突と判定するものとすること
もできる。
おけるセンサからの信号に基づく衝突の判定は、前記セ
ンサから直接又は演算により得られた変位及び速度を変
位と速度で与えられる所定関数と比較し該所定関数に基
づくしきい値以上のとき衝突と判定するものとすること
もできる。
【００１０】また、前記乗員保護装置の第２判定手段に
おけるセンサからの信号に基づく衝突の判定は、前記セ
ンサから直接又は演算により得られた変位及び速度を変
位─速度平面上での軌跡の長さを求め、この軌跡の長さ
を所定時間関数と比較し該所定時間関数に基づくしきい
値以上のとき衝突と判定するものとすることもできる。
おけるセンサからの信号に基づく衝突の判定は、前記セ
ンサから直接又は演算により得られた変位及び速度を変
位─速度平面上での軌跡の長さを求め、この軌跡の長さ
を所定時間関数と比較し該所定時間関数に基づくしきい
値以上のとき衝突と判定するものとすることもできる。
【００１１】また、前記乗員保護装置は、位置センサか
ら得られた位置情報に基づき最適な始動信号の出力タイ
ミングを演算し第２判定手段からの始動信号をタイミン
グ調整して選択手段に出力する補正手段を備えたものと
することもできる。
ら得られた位置情報に基づき最適な始動信号の出力タイ
ミングを演算し第２判定手段からの始動信号をタイミン
グ調整して選択手段に出力する補正手段を備えたものと
することもできる。
【００１２】
【作用】車両の衝突速度が高速である場合は、車両の加
速度信号に基づき衝突を判断する第１手段からの始動信
号を出力する。車両の衝突が中低速である場合は、乗員
の上体の位置、変位、又は速度信号に基づき衝突を判断
する第２手段からの始動信号を出力する。変位は加速度
の２階積分、速度は加速度の１階積分であり、衝突によ
り大きな加速度（減速度）が発生してもその初期にはそ
の加速度による変位や速度は小さい。従って、衝突の早
期に始動判断が要求される高速衝突では信号の検出精度
上から車両の加速度信号による衝突判断が有利である。
一方、始動判断時間に余裕がある中低速衝突では、実際
の乗員の位置、車両との相対速度に基づく方が最適な始
動タイミングを判断できるため有利である。従って、こ
のように使い分けると、従来問題であった中低速衝突に
おける始動タイミングの精度を向上させつつ全衝突形態
に対応させることができる。
速度信号に基づき衝突を判断する第１手段からの始動信
号を出力する。車両の衝突が中低速である場合は、乗員
の上体の位置、変位、又は速度信号に基づき衝突を判断
する第２手段からの始動信号を出力する。変位は加速度
の２階積分、速度は加速度の１階積分であり、衝突によ
り大きな加速度（減速度）が発生してもその初期にはそ
の加速度による変位や速度は小さい。従って、衝突の早
期に始動判断が要求される高速衝突では信号の検出精度
上から車両の加速度信号による衝突判断が有利である。
一方、始動判断時間に余裕がある中低速衝突では、実際
の乗員の位置、車両との相対速度に基づく方が最適な始
動タイミングを判断できるため有利である。従って、こ
のように使い分けると、従来問題であった中低速衝突に
おける始動タイミングの精度を向上させつつ全衝突形態
に対応させることができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。図１は本発明の乗員保護装置の構成を示
すブロック図、図２はセンサの取り付け位置を示す図、
図３は図２の第２判定手段の判断処理を示す変位─相対
速度図、図４は衝突時の乗員の移動を示す図、図５は衝
突波形を示す図である。
つつ説明する。図１は本発明の乗員保護装置の構成を示
すブロック図、図２はセンサの取り付け位置を示す図、
図３は図２の第２判定手段の判断処理を示す変位─相対
速度図、図４は衝突時の乗員の移動を示す図、図５は衝
突波形を示す図である。
【００１４】まず、図１及び図２に基づき構成を説明す
る。図１において、加速度センサ５及び位置センサ７
は、ＣＰＵ等からなる演算回路１を経てトリガ回路３と
接続されており、トリガ回路３はエアバッグ等４を作動
させる。このトリガ回路３、エアバッグ等４が安全手段
を構成する。
る。図１において、加速度センサ５及び位置センサ７
は、ＣＰＵ等からなる演算回路１を経てトリガ回路３と
接続されており、トリガ回路３はエアバッグ等４を作動
させる。このトリガ回路３、エアバッグ等４が安全手段
を構成する。
【００１５】つぎに、演算回路１を説明する。ブロック
６は第１判定手段であり、加速度センサ５からの加速度
信号１３を時間積分等して衝突を判定し始動信号Ｓ１を
出力する。この加速度センサ５、第１判定手段６が第１
手段１４を構成する。
６は第１判定手段であり、加速度センサ５からの加速度
信号１３を時間積分等して衝突を判定し始動信号Ｓ１を
出力する。この加速度センサ５、第１判定手段６が第１
手段１４を構成する。
【００１６】ブロック８は変位算出手段であり、位置セ
ンサ７の位置信号から変位を算出する。ブロック９は変
位算出手段８の出力１６から速度を算出する。ブロック
１０は第２判定手段であり、変位算出手段８の出力１６
と速度算出手段９の出力１７から衝突を判定し始動信号
Ｓ２を出力する。ブロック１１は補正手段であり、始動
信号Ｓ２の出力タイミングを調整する。この位置センサ
７、変位算出手段８、速度算出手段９、第２判定手段１
０、補正手段１１が第２手段を構成する。
ンサ７の位置信号から変位を算出する。ブロック９は変
位算出手段８の出力１６から速度を算出する。ブロック
１０は第２判定手段であり、変位算出手段８の出力１６
と速度算出手段９の出力１７から衝突を判定し始動信号
Ｓ２を出力する。ブロック１１は補正手段であり、始動
信号Ｓ２の出力タイミングを調整する。この位置センサ
７、変位算出手段８、速度算出手段９、第２判定手段１
０、補正手段１１が第２手段を構成する。
【００１７】ブロック１２は選択手段であり、加速度セ
ンサ５からの信号１３を演算処理し、その衝突形態が高
速衝突と判断される場合は第１手段からの始動信号Ｓ
１、中低速衝突と判断される場合は第２手段からの始動
信号Ｓ２を選択してトリガ回路３に始動信号Ｓとして出
力する。
ンサ５からの信号１３を演算処理し、その衝突形態が高
速衝突と判断される場合は第１手段からの始動信号Ｓ
１、中低速衝突と判断される場合は第２手段からの始動
信号Ｓ２を選択してトリガ回路３に始動信号Ｓとして出
力する。
【００１８】つぎに、加速度センサ、位置センサについ
て説明する。加速度センサ５、位置センサ７は図２に示
すように、それぞれ車両２２の前部、ハンドル２３の中
央部に取り付けられる。位置センサ７は乗員２１の頭部
の位置Ｘを検出するようになっている。なお、位置セン
サ７の取り付け位置は、車体に固定されている部分であ
ればよく、インストルメントパネル、天井、シートベル
ト等に取り付けることできる。また、位置センサは、非
接触で位置又は速度情報を得られるセンサであればよ
く、例えば赤外線センサ、超音波センサ、小出力のミリ
波センサ等を用いることができる。また、加速度センサ
５の取り付け位置は、衝突時の加速度信号が伝わりやす
い位置であれば車両前部に限らず、例えば座席の近くに
配置してもよい。
て説明する。加速度センサ５、位置センサ７は図２に示
すように、それぞれ車両２２の前部、ハンドル２３の中
央部に取り付けられる。位置センサ７は乗員２１の頭部
の位置Ｘを検出するようになっている。なお、位置セン
サ７の取り付け位置は、車体に固定されている部分であ
ればよく、インストルメントパネル、天井、シートベル
ト等に取り付けることできる。また、位置センサは、非
接触で位置又は速度情報を得られるセンサであればよ
く、例えば赤外線センサ、超音波センサ、小出力のミリ
波センサ等を用いることができる。また、加速度センサ
５の取り付け位置は、衝突時の加速度信号が伝わりやす
い位置であれば車両前部に限らず、例えば座席の近くに
配置してもよい。
【００１９】つぎに、上述した乗員保護装置の作動を図
１及び図３に基づき説明する。図１において、第１手段
１４では、第１判定手段６が加速度信号１３に基づき時
間積分等を行って衝突を判定し始動信号Ｓ１を出力す
る。この第１判定手段における信号処理は従来の種々の
方法を用いることができ、ここでは詳説しない。
１及び図３に基づき説明する。図１において、第１手段
１４では、第１判定手段６が加速度信号１３に基づき時
間積分等を行って衝突を判定し始動信号Ｓ１を出力す
る。この第１判定手段における信号処理は従来の種々の
方法を用いることができ、ここでは詳説しない。
【００２０】変位算出手段８は、乗員頭部の初期位置Ｘ
0 から位置Ｘ（ｔ）を減算して変位ｘ（ｔ）＝Ｘ0 −Ｘ
（ｔ）を算出する。位置Ｘ（ｔ）はアナログ的に連続し
て取り込んでもよく、デジタル化して複数回取り込んで
もよい。速度算出手段９は、変位ｘの変分Δｘと時間の
変分Δｔとから車両との相対速度ｖ（ｔ）＝Δｘ／Δｔ
を算出する。
0 から位置Ｘ（ｔ）を減算して変位ｘ（ｔ）＝Ｘ0 −Ｘ
（ｔ）を算出する。位置Ｘ（ｔ）はアナログ的に連続し
て取り込んでもよく、デジタル化して複数回取り込んで
もよい。速度算出手段９は、変位ｘの変分Δｘと時間の
変分Δｔとから車両との相対速度ｖ（ｔ）＝Δｘ／Δｔ
を算出する。
【００２１】第２判定手段１０は、変位ｘ（ｔ）─相対
速度ｖ（ｔ）平面上に展開した衝突後所定時間までの軌
跡（図３（ａ）の曲線３１、３２、３３）をもとに計算
したその軌跡の長さ（例えば線積分により求める）Ｌ
（ｔ）（図３（ｂ）の曲線３１′、３２′、３３′）
を、あらかじめ衝突データに基づいて作られた所定時間
関数３４（しきい値関数）と比較し、所定時間関数３４
を越える場合（図３（ｂ）のａ、ｂ）に始動信号Ｓ２を
出力する。ここで、中低速衝突は、エアバッグの作動を
要するものを中衝突、作動してはならないものを低速衝
突とする。本実施例では変位ｘ（ｔ）─相対速度ｖ
（ｔ）平面上の軌跡の長さＬ（ｔ）を所定時間関数３４
と比較するという方法を採用したが、位置情報に基づく
判定手段は本実施例に限らず、例えば図３（ａ）に示す
ように、変位ｘ（ｔ）─相対速度ｖ（ｔ）平面上に直接
所定関数３５（しきい値関数）を設定し、該所定時間関
数３５を越える場合（図３（ａ）のｃ、ｄ）に始動信号
Ｓ２を出力することも可能である。
速度ｖ（ｔ）平面上に展開した衝突後所定時間までの軌
跡（図３（ａ）の曲線３１、３２、３３）をもとに計算
したその軌跡の長さ（例えば線積分により求める）Ｌ
（ｔ）（図３（ｂ）の曲線３１′、３２′、３３′）
を、あらかじめ衝突データに基づいて作られた所定時間
関数３４（しきい値関数）と比較し、所定時間関数３４
を越える場合（図３（ｂ）のａ、ｂ）に始動信号Ｓ２を
出力する。ここで、中低速衝突は、エアバッグの作動を
要するものを中衝突、作動してはならないものを低速衝
突とする。本実施例では変位ｘ（ｔ）─相対速度ｖ
（ｔ）平面上の軌跡の長さＬ（ｔ）を所定時間関数３４
と比較するという方法を採用したが、位置情報に基づく
判定手段は本実施例に限らず、例えば図３（ａ）に示す
ように、変位ｘ（ｔ）─相対速度ｖ（ｔ）平面上に直接
所定関数３５（しきい値関数）を設定し、該所定時間関
数３５を越える場合（図３（ａ）のｃ、ｄ）に始動信号
Ｓ２を出力することも可能である。
【００２２】図１に戻り、補正手段１１は、乗員の初期
状態や個人差（腕の長さ、座席の位置）等の情報に基づ
き始動信号Ｓ２の出力タイミングを遅らせる。例えば、
乗員の位置が後方である場合は最適な時間まで始動信号
Ｓ２を遅らせる。これによって、始動タイミングの精度
をより向上させることができる。
状態や個人差（腕の長さ、座席の位置）等の情報に基づ
き始動信号Ｓ２の出力タイミングを遅らせる。例えば、
乗員の位置が後方である場合は最適な時間まで始動信号
Ｓ２を遅らせる。これによって、始動タイミングの精度
をより向上させることができる。
【００２３】選択手段１２は、衝突直後の加速度信号を
積分して相対速度（衝突速度）を求め、その変化率が所
定値以上の場合高速衝突と判断し始動信号Ｓ１を、その
変化率が所定値以下の場合中低速衝突と判断し始動信号
Ｓ２を始動信号Ｓとして出力する。なお、衝突速度の判
断は、このように速度の変化率で判断する場合の他、速
度そのものの値から判断してもよい。すなわち、加速度
信号を加工して得られる量に基づく有効な判断手段であ
ればよい。このように、加速度信号を用いることによ
り、車両が停止時に正面から他の車両が衝突したときに
も対応することができる。
積分して相対速度（衝突速度）を求め、その変化率が所
定値以上の場合高速衝突と判断し始動信号Ｓ１を、その
変化率が所定値以下の場合中低速衝突と判断し始動信号
Ｓ２を始動信号Ｓとして出力する。なお、衝突速度の判
断は、このように速度の変化率で判断する場合の他、速
度そのものの値から判断してもよい。すなわち、加速度
信号を加工して得られる量に基づく有効な判断手段であ
ればよい。このように、加速度信号を用いることによ
り、車両が停止時に正面から他の車両が衝突したときに
も対応することができる。
【００２４】この始動信号Ｓによりトリガ回路３が作動
しエアバッグ等４の安全手段が始動する。
しエアバッグ等４の安全手段が始動する。
【００２５】つぎに、上述の乗員の位置信号に基づく判
定の効果について図４及び図５に基づき説明する。図４
は中低速衝突時の乗員の移動を示すが、安全ベルト着用
しない場合は、車両が衝突すると、乗員４１は実線に示
すように頭部４１ａがフロントガラス４２に衝突する。
安全ベルトを着用した場合は点線で示すように、腰を中
心に折れ曲がり、頭部４１ａがインストルメントパネル
４３や図示されないハンドル等に衝突する。 このよう
に、衝突時の乗員４１の移動は安全ベルト着用の有無で
相違する。また、乗員の頭部４１ａの保護が重要であ
り、乗員の頭部４１ａは、ほぼ等速運動するが安全ベル
トを着用した場合はその拘束を受けるることが判る。従
って、乗員の位置を実際に測定すると、より適切な始動
タイミングとすることができる。また、乗員４１の上体
の測定位置は頭部４１ａとすることが好ましいことが判
る。
定の効果について図４及び図５に基づき説明する。図４
は中低速衝突時の乗員の移動を示すが、安全ベルト着用
しない場合は、車両が衝突すると、乗員４１は実線に示
すように頭部４１ａがフロントガラス４２に衝突する。
安全ベルトを着用した場合は点線で示すように、腰を中
心に折れ曲がり、頭部４１ａがインストルメントパネル
４３や図示されないハンドル等に衝突する。 このよう
に、衝突時の乗員４１の移動は安全ベルト着用の有無で
相違する。また、乗員の頭部４１ａの保護が重要であ
り、乗員の頭部４１ａは、ほぼ等速運動するが安全ベル
トを着用した場合はその拘束を受けるることが判る。従
って、乗員の位置を実際に測定すると、より適切な始動
タイミングとすることができる。また、乗員４１の上体
の測定位置は頭部４１ａとすることが好ましいことが判
る。
【００２６】図５は、車両にダミーを搭載して高速（５
０ｋｍ／ｈ）衝突させたときの加速度（減速度）、速度
（相対速度）、移動量（変位）のデータの１例である。
図５（ａ）は車両の衝突波形であり、実線は加速度
αS 、点線はαS の１階積分で求めた速度ＶS 、一点鎖
線はαS の２階積分で求めた変位ｘS を示す。この図か
ら時刻ｔc において車両の動きが停止し衝突が終了して
いることがわかる。図５（ｂ）はダミー（乗員）の頭部
の衝突波形である。車両の衝突発生後Ｔ1 の期間は安全
ベルト等の拘束がまだ生じず等速運動をするため加速度
αD は発生せず、Ｔ2 の期間に至って安全ベルトの拘束
等により加速度αD が生じる。点線はαD の１階積分で
求めた速度ＶD 、一点鎖線はαD の２階積分で求めた変
位ｘD を示す。図５（ｃ）は図５（ａ）及び（ｂ）の差
から求めた車両と乗員の相対値を示す。αは加速度、Ｖ
は速度、ｘは変位（いずれも乗員と車両との相対値）で
ある。この図から、衝突の前半では従来の車体の衝突に
基づく波形と同様の波形となり、後半では乗員の衝突の
様子が加味された波形となることが判る。ところで、エ
アバッグを作動させるためには一定時間（通常は３０ｍ
ｓ程度）を要するので、この高速衝突では衝突初期の時
刻ｔ1 で始動信号を出力する必要がある。この時刻ｔ1
では加速度αの値は大きいものの変位ｘはその２階積分
であるためその時刻での値ｘF は小さい。従って、この
変位を測定するには１ｍｍ以下の位置情報を高速かつ精
度良く検出する必要がありその実現は極めて困難であ
り、また変位ｘより加速度αの量の方が衝突判定には有
利である。一方、中低速衝突の場合、この波形に比べて
時間軸が長いものになり、変位ｘの変化が時間的にゆっ
くりしたものになる。エアバッグを作動させるに要する
時間は同じなので、始動信号を出力すべき時刻（図５
（ｃ）上に相対的に時刻ｔ2 で表す）には数十ｍｍ程度
の値であり、充分検出が可能な量となり、乗員の挙動が
加味された状態で始動信号を出力することが可能とな
る。
０ｋｍ／ｈ）衝突させたときの加速度（減速度）、速度
（相対速度）、移動量（変位）のデータの１例である。
図５（ａ）は車両の衝突波形であり、実線は加速度
αS 、点線はαS の１階積分で求めた速度ＶS 、一点鎖
線はαS の２階積分で求めた変位ｘS を示す。この図か
ら時刻ｔc において車両の動きが停止し衝突が終了して
いることがわかる。図５（ｂ）はダミー（乗員）の頭部
の衝突波形である。車両の衝突発生後Ｔ1 の期間は安全
ベルト等の拘束がまだ生じず等速運動をするため加速度
αD は発生せず、Ｔ2 の期間に至って安全ベルトの拘束
等により加速度αD が生じる。点線はαD の１階積分で
求めた速度ＶD 、一点鎖線はαD の２階積分で求めた変
位ｘD を示す。図５（ｃ）は図５（ａ）及び（ｂ）の差
から求めた車両と乗員の相対値を示す。αは加速度、Ｖ
は速度、ｘは変位（いずれも乗員と車両との相対値）で
ある。この図から、衝突の前半では従来の車体の衝突に
基づく波形と同様の波形となり、後半では乗員の衝突の
様子が加味された波形となることが判る。ところで、エ
アバッグを作動させるためには一定時間（通常は３０ｍ
ｓ程度）を要するので、この高速衝突では衝突初期の時
刻ｔ1 で始動信号を出力する必要がある。この時刻ｔ1
では加速度αの値は大きいものの変位ｘはその２階積分
であるためその時刻での値ｘF は小さい。従って、この
変位を測定するには１ｍｍ以下の位置情報を高速かつ精
度良く検出する必要がありその実現は極めて困難であ
り、また変位ｘより加速度αの量の方が衝突判定には有
利である。一方、中低速衝突の場合、この波形に比べて
時間軸が長いものになり、変位ｘの変化が時間的にゆっ
くりしたものになる。エアバッグを作動させるに要する
時間は同じなので、始動信号を出力すべき時刻（図５
（ｃ）上に相対的に時刻ｔ2 で表す）には数十ｍｍ程度
の値であり、充分検出が可能な量となり、乗員の挙動が
加味された状態で始動信号を出力することが可能とな
る。
【００２７】本実施例では、位置センサの情報をもとに
演算で変位、及び相対速度を求めたが、これらの情報を
得るには本実施例には限らず、例えば速度センサを使用
して車体に対する乗員の相対速度を直接測定することも
可能で、位置センサと速度センサを併用した場合、演算
時間が短縮されることになり、より高速に応答すること
が可能となる。
演算で変位、及び相対速度を求めたが、これらの情報を
得るには本実施例には限らず、例えば速度センサを使用
して車体に対する乗員の相対速度を直接測定することも
可能で、位置センサと速度センサを併用した場合、演算
時間が短縮されることになり、より高速に応答すること
が可能となる。
【００２８】
【発明の効果】本発明の乗員保護装置は上述のように、
車両の加速度信号に基づき衝突を判定し始動信号を出力
する第１手段と、乗員の上体の位置等の信号に基づき衝
突を判定し始動信号を出力する第２手段と、車両の衝突
速度が所定衝突速度以上のとき第１手段からの始動信号
を出力し、所定衝突速度以下のとき第２手段からの始動
信号を出力する選択手段とを備えたものであるので、以
下のような効果が得られる。
車両の加速度信号に基づき衝突を判定し始動信号を出力
する第１手段と、乗員の上体の位置等の信号に基づき衝
突を判定し始動信号を出力する第２手段と、車両の衝突
速度が所定衝突速度以上のとき第１手段からの始動信号
を出力し、所定衝突速度以下のとき第２手段からの始動
信号を出力する選択手段とを備えたものであるので、以
下のような効果が得られる。
【００２９】すなわち、（１）高速衝突ではもともとチ
ューニングの必要性が低く、中低速では実際に乗員の挙
動により乗員保護装置の始動を決定するため、全ての衝
突形態において車種毎のチューニングが不要となる。
（２）加速度センサは高速衝突の判断のみに使用するの
で、従来程高精度を要しない。（３）高速衝突以外につ
いては乗員の実際の車両との相対速度により判定するた
め最適な時間に安全手段を始動させることが可能であ
る。
ューニングの必要性が低く、中低速では実際に乗員の挙
動により乗員保護装置の始動を決定するため、全ての衝
突形態において車種毎のチューニングが不要となる。
（２）加速度センサは高速衝突の判断のみに使用するの
で、従来程高精度を要しない。（３）高速衝突以外につ
いては乗員の実際の車両との相対速度により判定するた
め最適な時間に安全手段を始動させることが可能であ
る。
【図１】本発明の乗員保護装置の構成を示すブロック図
である。
である。
【図２】センサの取り付け位置を示す図である。
【図３】図２の第２判定手段の判断処理を示す変位─相
対速度図、及び変位─相対速度平面上での軌跡の長さの
経時変化を示す図である。
対速度図、及び変位─相対速度平面上での軌跡の長さの
経時変化を示す図である。
【図４】衝突時の乗員の移動を示す図である。
【図５】衝突波形を示す図である。
Ｌ（ｔ） 変位─速度平面上での軌跡の長さ ｘ（ｔ） 変位 Ｖ（ｔ） 相対速度（速度） Ｓ 始動信号 Ｓ１ 始動信号 Ｓ２ 始動信号 ２ 安全手段 ５ 加速度センサ ６ 第１判定手段 ７ 位置センサ １０ 第２判定手段 １１ 補正手段 １２ 選択手段 １３ 加速度信号 １４ 第１手段 １８ 第２手段 ３４ 所定時間関数 ３５ 所定関数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾野 充 兵庫県神戸市灘区岩屋南町２丁目11番 セ ンサー・テクノロジー株式会社内 (72)発明者 辻 泰志 兵庫県神戸市灘区岩屋南町２丁目11番 セ ンサー・テクノロジー株式会社内 (72)発明者 福島 弘一 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 車両の加速度を検出する加速度センサ
と、この加速度信号に基づき衝突を判定し始動信号を出
力する第１判定手段とを備えてなる第１手段と、 乗員の上体の位置又は変位及び／又は速度を検出する１
又は２以上のセンサと、これらのセンサからの信号に基
づき衝突を判定し始動信号を出力する第２判定手段とを
備えてなる第２手段と、 前記加速度信号から求めた車両の衝突速度が、所定衝突
速度以上のとき第１手段からの始動信号を出力し、所定
衝突速度以下のとき第２手段からの始動信号を出力する
選択手段と、 この始動信号により始動される乗員を保護する安全手段
とを備えた乗員保護装置。 - 【請求項２】 前記第２判定手段におけるセンサからの
信号に基づく衝突の判定は、前記センサから直接又は演
算により得られた変位及び速度を変位と速度で与えられ
る所定関数と比較し該所定関数に基づくしきい値以上の
とき衝突と判定するものである請求項１記載の乗員保護
装置。 - 【請求項３】 前記第２判定手段におけるセンサからの
信号に基づく衝突の判定は、前記センサから直接又は演
算により得られた変位及び速度を変位─速度平面上での
軌跡の長さを求め、この軌跡の長さを所定時間関数と比
較し該所定時間関数に基づくしきい値以上のとき衝突と
判定するものである請求項１記載の乗員保護装置。 - 【請求項４】 前記位置センサから得られた位置情報に
基づき最適な始動信号の出力タイミングを演算し第２判
定手段からの始動信号をタイミング調整して選択手段に
出力する補正手段を備えた請求項２又は請求項３記載の
乗員保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5241930A JPH0769171A (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | 乗員保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5241930A JPH0769171A (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | 乗員保護装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0769171A true JPH0769171A (ja) | 1995-03-14 |
Family
ID=17081687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5241930A Pending JPH0769171A (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | 乗員保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0769171A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08119055A (ja) * | 1994-09-23 | 1996-05-14 | Trw Vehicle Safety Syst Inc | 速度変位測定を用いた車両衝突感知装置及び方法 |
| WO1998051544A1 (en) * | 1997-05-16 | 1998-11-19 | Autolive Japan Ltd. | Actuation controller for air bag device |
| US6018693A (en) * | 1997-09-16 | 2000-01-25 | Trw Inc. | Occupant restraint system and control method with variable occupant position boundary |
| JP2007022416A (ja) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Mazda Motor Corp | 車両の助手席用乗員保護装置 |
| JP2011523700A (ja) * | 2008-05-16 | 2011-08-18 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 自己混合レーザセンサを有する安全システム及びそのような安全システムを駆動する方法 |
| JP2020050079A (ja) * | 2018-09-26 | 2020-04-02 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | 車両の乗員監視装置、および乗員保護システム |
-
1993
- 1993-09-01 JP JP5241930A patent/JPH0769171A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6330500B1 (en) | 1987-05-16 | 2001-12-11 | Autoliv Japan., Ltd. | Actuation controller for air bag device |
| JPH08119055A (ja) * | 1994-09-23 | 1996-05-14 | Trw Vehicle Safety Syst Inc | 速度変位測定を用いた車両衝突感知装置及び方法 |
| WO1998051544A1 (en) * | 1997-05-16 | 1998-11-19 | Autolive Japan Ltd. | Actuation controller for air bag device |
| US6018693A (en) * | 1997-09-16 | 2000-01-25 | Trw Inc. | Occupant restraint system and control method with variable occupant position boundary |
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| JP2011523700A (ja) * | 2008-05-16 | 2011-08-18 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 自己混合レーザセンサを有する安全システム及びそのような安全システムを駆動する方法 |
| JP2020050079A (ja) * | 2018-09-26 | 2020-04-02 | 株式会社Ｓｕｂａｒｕ | 車両の乗員監視装置、および乗員保護システム |
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