JPH08119060A - 乗員拘束装置 - Google Patents

乗員拘束装置

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JPH08119060A
JPH08119060A JP6260528A JP26052894A JPH08119060A JP H08119060 A JPH08119060 A JP H08119060A JP 6260528 A JP6260528 A JP 6260528A JP 26052894 A JP26052894 A JP 26052894A JP H08119060 A JPH08119060 A JP H08119060A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は車両において所定値を越える加速度
が生じた際に乗員を拘束する装置として好適な乗員拘束
装置に関し、簡単な処理内容で作動判定を行なうことを
目的とする。 【構成】 車両に作用する加速度の前後方向成分Ｇｘの
特性値ｆｘ、及び左右方向成分Ｇｙの特性値ｆｙを検出
する（ステップ１００，１０２）。ｆｘがガード値ｆｘ
min 以上である場合は（ステップ１０４）、ｆｘ，ｆｙ
に基づいて外力の強さ及び外力の方向を求め、更にα方
向への射影強度ｆαを求める（ステップ１０６〜１１
０）。ｆαがα方向についてのしきいｆth（α）より大
きい場合にはエアバッグの点火処理を行なう（ステップ
１１２，１１４）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、乗員拘束装置に係り、
特に車両において所定値を越える加速度が生じた際に乗
員を拘束する装置として好適な乗員拘束装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えばエアバッグ、プリロー
ダ等の如く、車両に所定値を越える加速度が作用した場
合に乗員の拘束を図る乗員拘束装置が知られている。こ
れらの装置は、車両に所定値を越える加速度が作用した
際に乗員が適正な姿勢を維持するために作動する装置で
ある。
【０００３】ところで、エアバッグ等の乗員拘束装置
は、真に乗員の姿勢を拘束すべき場合にのみ作動させる
べき装置である。ここで、乗員の姿勢を拘束すべき場合
とは、自らの対応のみでは乗員が自己の姿勢を適正に維
持できない場合であり、車両の走行中に、進行を妨げる
方向に大きな外力が加えられた場合等に生ずる。この場
合において、車両の進行を妨げる方向に作用する外力
は、必ずしも車両の前後方向成分のみからなるものでは
なく、車両左右方向の成分が含まれている場合がある。
【０００４】更に、車両側方から比較的大きな外力が加
えられた場合にも乗員の姿勢は拘束すべきであるが、か
かる状況では車両前後方向にはさほど大きな加速度は発
生しない。従って、乗員拘束装置の適切な作動判定を行
うためには、車両前後方向に生ずる加速度と、車両左右
方向に生ずる加速度とを共に考慮することが有効であ
る。
【０００５】これに対して、例えば特開平６−５６００
０号公報には、車両に作用する加速度の前後方向成分Ｇ
ｘ及び左右方向成分Ｇｙに基づいて、それらの合成ベク
トルの大きさＦ及び方向θを求め、次いでθに応じたし
きい値Ｆth（θ）を求め、更にＦ＞Ｆth（θ）の成立性
を判別し、上記条件が成立する場合にエアバッグの作動
判定を行う乗員拘束装置が開示されている。
【０００６】かかる構成によれば、車両に作用した外力
の大きさに加え、その作用した方向をも考慮したうえで
も、エアバッグの作動判定がなされることになり、車両
に加えられる外力の方向に関わらず、常に適切な作動判
定がなされることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の乗
員拘束装置は、車両に何らかの外力が作用する度に、そ
の作用方向θを求め、次いで作用方向θに応じたしきい
値Ｆth（θ）を求め、更にそのしきい値Ｆth（θ）と合
成ベクトルの大きさＦとを比較して、エアバッグの作動
判定を行う構成である。
【０００８】この場合、しきい値Ｆth（θ）を求めるた
めには、適当な演算式を設定して、複雑な演算処理を実
行する必要がある。この意味で、上記従来の乗員拘束装
置は、必ずしもその実現が容易でなく、また作動判定に
先立って多くの処理を実行する必要があるという課題を
有するものであった。本発明は、上述の点に鑑みてなさ
れたものであり、車両に作用した外力の所定射影方向へ
の射影強度を演算し、その射影強度と所定のしきい値と
を比較することで、作動判定処理の簡単化を図った乗員
拘束装置、及び、車両に作用する前後方向加速度及び左
右方向加速度に基づいて直接的に作動判定を行うこと
で、作動判定処理の簡単化を図った乗員拘束装置を提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】図１及び図２は、上記の
目的を達成する乗員拘束装置の原理構成図を示す。すな
わち、上記の目的は、図１に示すように、車両に作用す
る加速度の所定方向成分の特性値を検出する第１の特性
値検出手段Ｍ１と、車両に作用する加速度の該第１の特
性値検出手段Ｍ１とは異なる方向成分の特性値を検出す
る第２の特性値検出手段Ｍ２と、前記第１の特性値検出
手段Ｍ１が検出した特性値と、前記第２の特性値検出手
段Ｍ２が検出した特性値とを合成してなる合成ベクトル
の大きさ及び方向を演算する合成ベクトル演算手段Ｍ３
と、該合成ベクトル演算手段Ｍ３の演算結果に基づい
て、前記合成ベクトルを所定方向に射影してなる射影ベ
クトルの大きさを演算する射影強度演算手段Ｍ４と、前
記射影ベクトルの大きさが、所定のしきい値より大きい
場合に乗員拘束手段Ｍ５の作動条件が満足されていると
判定する作動判定手段Ｍ６とを備える請求項１記載の乗
員拘束装置により達成される。
【００１０】また、上記請求項１記載の乗員拘束装置に
おいて、前記射影強度演算手段Ｍ４は、複数の射影方向
について射影ベクトルの大きさを演算し、前記作動判定
手段Ｍ６は、前記射影強度演算手段Ｍ４によって演算さ
れた複数の射影ベクトルの大きさと、前記複数の射影方
向それぞれについて設定したしきい値との比較を行い、
何れかの射影方向において射影ベクトルの大きさが所定
のしきい値を越えている場合に前記乗員拘束手段Ｍ５の
作動条件が満足されていると判定する請求項２記載の乗
員拘束装置は、前記乗員拘束手段Ｍ５の作動判定の確実
性、及び作動判定の応答性の向上に有効である。
【００１１】更に、上記の目的は、図２に示す如く、車
両に作用する加速度の前後方向成分の特性値を検出する
第１の特性値検出手段Ｍ７と、該第１の特性値検出手段
Ｍ７が検出した特性値が所定のしきい値より大きい場合
に乗員拘束手段Ｍ５の作動条件が満足されていると判定
する作動判定手段Ｍ８とを備える乗員拘束装置におい
て、車両に作用する加速度の左右方向成分の特性値を検
出する第２の特性値検出手段Ｍ９と、該第２の特性値検
出手段Ｍ９が検出する特性値が大きいほど、前記所定の
しきい値を小さく変更するしきい値変更手段Ｍ１０を備
える請求項３記載の乗員拘束装置によっても達成され
る。
【００１２】
【作用】請求項１記載の発明において、前記第１の特性
値検出手段Ｍ１及び前記第２の特性値検出手段Ｍ２は、
それぞれ車両に作用する加速度の異なる方向の成分の特
性値を検出する。そして、前記合成ベクトル演算手段Ｍ
３は、これらの特性値を合成することで、車両に作用し
た加速度の特性値である合成ベクトルを求め、その大き
さ及び方向を演算する。
【００１３】また、前記射影強度演算手段Ｍ４は、前記
合成ベクトルを所定方向に射影して射影ベクトルの大き
さを求める。この場合、射影ベクトルの大きさは、車両
に作用した加速度の、射影方向成分の大きさを表すこと
になる。ところで、前記射影ベクトルの大きさは、前記
合成ベクトルの大きさ、及び前記合成ベクトルの方向θ
と射影方向αとのなす角“θ−α”に基づく簡単な演算
処理によって求められる。
【００１４】これに対して前記作動判定手段Ｍ６は、前
記射影ベクトルの大きさが、射影方向に対応して設定さ
れた所定のしきい値より大きい場合に、前記乗員拘束手
段Ｍ５を作動させるべきであると判定する。従って、本
発明においては、比較的簡単な演算処理を行うのみで、
所定方向について、前記乗員拘束手段Ｍ５を作動させる
べき加速度が作用しているかが精度良く判別されること
になる。
【００１５】請求項２記載の乗員拘束装置において、前
記射影強度演算手段Ｍ４は、複数の方向について射影ベ
クトルの大きさを演算する。また、前記作動判定手段Ｍ
６は、演算された複数の射影ベクトルそれぞれに基づい
て、複数の射影方向について前記乗員拘束手段Ｍ５を作
動させるべき加速度が発生しているかを判定する。従っ
て、前記作動判定手段Ｍ６では、あらゆる方向について
前記乗員拘束手段Ｍ５を作動させるべき加速度が発生し
ているかが判定されることになり、前記乗員拘束手段Ｍ
５の作動判定の確実性が向上する。
【００１６】ところで、車両に対して斜め方向から比較
的大きな外力が加わった場合、その外力に起因する首振
り現象として車両には回転挙動が生じる。そして、その
結果車両に作用する減速度は左右非対象になり、何れか
の側に比較的大きな減速度が発生する。これに対して、
本発明における前記作動判定手段Ｍ６は、予め設定した
複数の方向の何れかについて所定のしきい値を越える加
速度、すなわち減速度が発生した際に前記乗員拘束手段
Ｍ５を作動すべきであると判断する。
【００１７】従って、車両に回転挙動が生じ、車両の左
右何れかの側に比較的大きな減速度が発生すれば、比較
的早期に前記乗員拘束手段Ｍ５の作動判定がなされるこ
とになり、作動判定の応答性向上が図られることにな
る。請求項３記載の乗員拘束装置において、前記第１の
特性値検出手段Ｍ７は車両に作用する加速度の前後方向
成分の特性値を、また前記第２の特性値検出手段Ｍ９
は、車両に作用する加速度の左右方向成分の特性値をそ
れぞれ検出する また、前記しきい値変更手段Ｍ１０は、前記第２の特性
値検出手段Ｍ９が検出する特性値が大きいほど、前記作
動判定手段Ｍ８におけるしきい値を小さく変更する。
【００１８】そして、前記作動判定手段Ｍ８は、前記第
１の特性値検出手段Ｍ７が検出した特性値と、上記の如
く設定されたしきい値とを比較し、その比較結果に基づ
いて前記乗員拘束手段Ｍ５の作動条件が満足しているか
を判定する。この場合、前記乗員拘束手段Ｍ５は、車両
に作用する加速度の左右方向成分が大きいほど、比較的
小さな前後方向加速度に対して作動すべきであると判定
され、車両に作用した外力の方向に応じた適切な作動判
定が実現されることになる。
【００１９】また、本発明においては、前記第２の特性
値検出手段Ｍ９の検出結果に応じたしきい値の設定、及
び前記第１の特性値検出手段Ｍ７の検出結果と前記しき
い値との大小比較のみにより、前記乗員拘束手段Ｍ５を
作動させるべきか否かが判定される。このため、車両に
作用した外力の合成ベクトルの演算、又は所定方向につ
いてのしきい値の演算等を行う必要がなく、極めて簡単
な処理により、正確な作動判定が実現されることにな
る。
【００２０】
【実施例】図３は、請求項１乃至３記載の発明の実施例
である乗員拘束装置１０のブロック構成図を示す。ま
た、図４は、本実施例に係る乗員拘束装置１０のシステ
ム概念図を示す。以下、図３及び図４を参照して、乗員
拘束装置１０の構成について説明する。
【００２１】図４に示す如く、乗員拘束装置１０は車両
１２に搭載され、所定状況下でエアバッグ１４，１６，
１８，２０を拡開して乗員の姿勢を拘束する装置であ
る。ここで、エアバッグ１４，１６は、共に運転席用エ
アバッグであり、それぞれステアリングホイル中央のパ
ッド内、及び運転席側方のパネル内に配設されている。
また、エアバッグ１８，２０は、共に助手席用エアバッ
グであり、それぞれ助手席前方のダッシュボード下方、
及び助手席側方のパネル内に配設されている。
【００２２】車両１２には、これらのエアバッグ１４，
１６，１８，２０を駆動する電子制御ユニット（ＥＣ
Ｕ）２２が搭載されている。ＥＣＵ２２は、図３に示す
如くＣＰＵ２２ａ、及びＡ／Ｄ変換器２２ｂ，２２ｃを
備えている。Ａ／Ｄ変換器２２ｂには、車両に作用する
加速度の前後方向成分を検出する前後Ｇセンサ２４が、
またＡ／Ｄ変換器２２ｃには、車両に作用する加速度の
左右方向成分を検出する左右Ｇセンサ２６がそれぞれ接
続されている。
【００２３】一方、ＣＰＵ２２ａには、エアバッグ１
４，１６，１８，２０の駆動回路の一部を構成するスイ
ッチング素子１４ａ，１６ａ，１８ａ，２０ａが接続さ
れている。また、スイッチング素子１４ａ，１６ａ，１
８ａ，２０ａには、それぞれエアバッグ１４，１６，１
８，２０の着火装置であるスクイブ１４ｂ，１６ｂ，１
８ｂ，２０ｂが接続されている。
【００２４】更に、スクイブ１４ｂ，１６ｂ，１８ｂ，
２０ｂには、それぞれ電源に通じるセーフィングセンサ
１４ｃ，１６ｃ，１８ｃ，２０ｃが接続されている。こ
こで、セーフィングセンサ１４ｃ，１６ｃ，１８ｃ，２
０ｃは、バネと慣性体とを組み合わせてなる機械式のセ
ンサであり、車両１２に所定値を越える減速度が作用し
た際に接点が閉じるように構成されている。
【００２５】従って、本実施例においては、セーフィン
グセンサ１４ｃ，１６ｃ，１８ｃ，２０ｃの接点がオン
となる程度の減速度が車両１２に作用している場合に、
ＣＰＵ２２ａからスイッチング素子１４ａ，１６ａ，１
８ａ，２０ａに向けて駆動信号が供給されると、スクイ
ブ１４ｂ，１６ｂ，１８ｂ，２０ｂに所定の電流が供給
されてエアバッグ１４，１６，１８，２０が拡開するこ
とになる。
【００２６】尚、エアバッグ１４，１６，１８，２０の
駆動装置中にセーフィングセンサ１４ｃ，１６ｃ，１８
ｃ，２０ｃを組み込んだのは、機械式のセンサを導入す
ることで、電気回路の誤動作に伴うノイズ信号に起因す
るエアバッグ１４，１６，１８，２０の誤作動を防止す
るためである。ところで、本実施例の乗員拘束装置１０
は、車両に外力が作用した際に、その外力の作用した方
向をも考慮してエアバッグ１４，１６，１８，２０の作
動判定を行うことで、外力の作用方向に関わらず適切な
乗員保護を実現する装置である。
【００２７】図５は、かかる機能を満たすべくＣＰＵ２
２ａにおいて実行されるルーチンの一例のフローチャー
トを示す。尚、本ルーチンは、予め設定した所定方向
に、所定のしきい値を越える加速度が発生した際にエア
バッグ１４，１６，１８，２０を作動させるべく実行さ
れるルーチンであり、ＣＰＵ２２ａが本ルーチンを実行
することにより、前記請求項１記載の発明が実現され
る。
【００２８】本ルーチンが起動すると、先ずステップ１
００において、前後Ｇセンサ２４、及び左右Ｇセンサ２
６より、車両に作用した加速度の前後方向成分Ｇｘ，及
び左右方向成分Ｇｙを入力する処理を行う。次に、ステ
ップ１０２においては、Ｇｘ，Ｇｙの特性値ｆｘ，ｆｙ
を演算する処理を行う。エアバッグ１４，１６，１８，
２０を作動させるか否かは、車両に作用した外力の大き
さ、及び方向に基づいて判定すべきであるが、その基礎
とする値は、加速度Ｇｘ，Ｇｙに限られるものではな
く、実質的にＧｘ，Ｇｙが反映された特性値ｆｘ，ｆｙ
であれば、如何なる特性値を用いても適切な処理を行い
得ることに着目したものである。
【００２９】つまり、下記表１に示す如く、車両に加速
度Ｇ（Ｇｘ，Ｇｙ）が作用した場合、そのＧを積分する
ことで得られる車速変化分Ｖ（Ｖｘ，Ｖｙ）、及びＧを
２階積分して得られる車両変位量Ｓ（Ｓｘ，Ｓｙ）、更
にＧをｎ階積分して得られる特性値ｆ（ｆｘ，ｆｙ）に
は、それぞれ加速度Ｇが反映されている。
【００３０】
【表１】
【００３１】この場合、演算の都合上加速度Ｇをそのま
ま用いるより、特性値ｆを用いるのが便利な場合がある
が、かかる場合においても、加速度Ｇの起因たる外力の
強度、及び外力の方向は、表１中に示す如く“√（ｆｘ
2 ＋ｆｙ2 ）”、“ tan-1（ｆｙ／ｆｘ）”でそれぞれ
表すことができる。そこで、本ルーチンにおいては、上
述の如く特性値ｆを用いて後の処理を実行することとし
たものである。尚、本実施例においては、特性値ｆとし
て後述の如く加速度Ｇの一階積分である車速変化分Ｖを
用いている。
【００３２】ところで、特性値ｆは、前後Ｇセンサ２４
及び左右Ｇセンサ２６の出力Ｇｘ，Ｇｙをそのまま積分
処理する他、Ｇｘ，Ｇｙを所定時間幅Δｔで区間積分す
ること、又は前後Ｇセンサ２４及び左右Ｇセンサ２６の
出力Ｇｘ，Ｇｙをローパスフィルタで処理することによ
っても求めることができる。かかる処理を行った場合、
特性値ｆにＧｘ，Ｇｙの高周波成分が反映されないこと
から演算値の安定性が向上すると共に、特性値ｆに、Ｇ
ｘ，Ｇｙの短期的な変動が反映され易くなることから、
演算値の応答性が向上するという効果を得ることができ
る。
【００３３】ステップ１０４は、特性値ｆのｘ成分ｆｘ
が、下限ガード値ｆxminより小さくないかを判別するス
テップである。上述の如く本ルーチンにおいては、 tan
-1（ｆｙ／ｆｘ）なる演算により外力の方向を求めるこ
とから、後の処理を適正に続行するためには、ｆｘを演
算値が発散しない程度の値とする必要があるからであ
る。
【００３４】従って、上記ステップ１０４においてｆｘ
＜ｆxminが成立すると判別された場合は、以後ステップ
１０６へ進むことなく上記ステップ１００へ戻り、上記
条件が不成立とされた場合に限り、ステップ１０６以降
の処理を実行する。ステップ１０６は、車両に作用した
外力の強度を求めるステップであり、上述の如く、ｆ＝
√（ｆｘ2 ＋ｆｙ2 ）なる演算を行う。また、ステップ
１０８は、外力の方向θを演算するステップであり、上
述の如く、θ＝ tan-1（ｆｙ／ｆｘ）なる演算を行う。
【００３５】これらの演算を終えたら、次にステップ１
１０へ進み、所定方向へ外力を射影した際の強度（以
下、射影強度と称す）ｆαを演算する。ここで、本ルー
チンにおいては、図６に示す如く、車両１２の前後軸に
対してα°の方向を所定方向と称している（以下、α方
向と称す）。従って、外力のα方向への射影強度ｆα
は、ｆα＝ｆ・ cos（θ−α）なる比較的簡単な演算に
より求めることができる。
【００３６】次に、ステップ１１２においては、上記の
如く演算したｆαと、予めα方向について設定されてい
るしきい値ｆth（α）とを比較し、ｆα＞ｆth（α）の
成立性を判別する。ここで、しきい値ｆth（α）は、α
方向にかかる強度の外力が作用していたら、乗員の姿勢
を拘束すべきであるとして実験的に定められた値であ
る。従って、上記ステップ１１２において条件が不成立
であると判別された場合は、エアバッグ１４，１６，１
８，２０を作動させる必要はなく、以後上記ステップ１
００以降の処理が実行されることになる。
【００３７】一方、上記ステップ１１２において、ｆα
＞ｆth（α）が成立すると判別された場合は、乗員の姿
勢を拘束すべきであると判断し、ステップ１１４におい
てスクイブ１４ｂ，１６ｂ，１８ｂ，２０ｂの点火処理
を行って今回のルーチンを終了する。このように、ＣＰ
Ｕ２２ａが本ルーチンを実行する場合、比較的簡単な処
理により、任意の所定方向（α方向）についてエアバッ
グ１４，１６，１８，２０を作動させるべき加速度が発
生しているかを判別し、その判別結果に基づいた適切な
作動判定を行うことができる。
【００３８】ところで、本実施例の乗員拘束装置１０
は、上述の如く運転席と助手席の前方及び側方に、計４
つのエアバッグ１４，１６，１８，２０を備えている
が、例えば車両に対して運転席側方から外力が作用した
ような場合には、必ずしも助手席側方のエアバッグ２０
を拡開させる必要はない。更に、本ルーチンにおいて
は、上記ステップ１０８において外力の方向θを求めて
おり、４つのエアバッグ１４，１６，１８，２０のうち
何れのエアバッグを拡開させるべきであるかはθとの関
係で容易に判断することができる。
【００３９】従って、上記ステップ１１４においては、
常に全てのスクイブ１４ｂ，１６ｂ，１８ｂ，２０ｂに
ついて点火処理を行う必要はなく、外力の方向θに基づ
いて選択したものについてのみ点火処理を行うこととし
てもよい。ところで、エアバッグ１４，１６，１８，２
０の作動判定を適切に行うためには、しきい値を越える
加速度の発生を、複数の所定方向についてきめ細かく検
出することが有効である。
【００４０】つまり、例えば図７に示す如く、複数の所
定方向についてそれぞれしきい値ｆth（α）を設定し、
何れかの方向にしきい値を越える加速度成分が発生して
いる場合にエアバッグ１４，１６，１８，２０を作動さ
せることとすれば、何れかの方向について乗員の姿勢を
拘束すべき条件が成立した場合には必ず作動判定がなさ
れることとなり、作動の確実性が確保できることにな
る。
【００４１】尚、図７は、複数の所定方向として、α＝
−７５°から１５°毎にα＝７５°まで計１１のα方向
（以下、α1 〜α11、又はαｎと称す）を設定した場合
のしきい値ｆth（αｎ）を例示したものである。ここ
で、αｎの絶対値が大きいほどｆth（αｎ）を小さくし
ているのは、外力が側方から作用する場合には、その強
度が比較的小さくてもエアバッグ１４，１６，１８，２
０を作動させるべきことを考慮したものである。
【００４２】図８は、上記観点より、図７に示すしきい
値ｆth（αｎ）を用いて作動判定を行うべくＣＰＵ２２
ａが実行するルーチンの一例のフローチャートを示す。
尚、同図において上記図５に示すステップと同一のステ
ップには、同一の符号を付してその説明を省略する。す
なわち、図８に示すルーチンにおいては、起動後先ずス
テップ２００において変数ｎに“０”をセットする処理
を行い、その後Ｇｘ，Ｇｙに基づいて外力の強度ｆ及び
外力の方向θを演算し（ステップ１００〜１０８）す
る。
【００４３】これらの処理を終えたら、次にステップ２
０２において、変数ｎをインクリメントする処理を行
う。この変数ｎは、上記図７に示すαの添字を表す変数
であり、今回が初回の処理であれば、上記ステップ２０
２の処理によりｎには１がセットされることになる。そ
して、続くステップ２０４では、上記の如くセットされ
たｎに対応するαｎ方向についての射影強度ｆαｎを演
算し、次いでステップ２０６ではαｎとしきい値ｆth
（αｎ）との比較を行い、ｆαｎ＞ｆth（αｎ）が成立
する場合にはステップ１１４の処理が実行される。
【００４４】一方、上記ステップ２０６においてｆαｎ
＞ｆth（αｎ）が不成立である場合は、ステップ２０８
へ進みｎが１１であるかを判別する。この結果、ｎ＝１
１が成立していれば、上記図７に示す全てのαｎについ
ての判定が終了したと判別し、上記ステップ１００へ戻
り、未だｎ＝１１が不成立である場合は、上記ステップ
２０２移行の処理を繰り返し実行する。
【００４５】この結果、本ルーチンにおいては、上記図
７に示す全てのα1 〜α11についての射影強度ｆαｎの
何れかが、対応するｆth（αｎ）を超える値である場合
には、エアバッグの作動判定がなされることになる。と
ころで、ＣＰＵ２２ａが上記図８に示すルーチンを実行
する場合、エアバッグ１４，１６，１８，２０について
確実な作動判定を実現することができると共に、従来の
乗員拘束装置に比してより早期の作動判定が可能とな
る。
【００４６】つまり、エアバッグ１４，１６，１８，２
０を作動すべきとする判定は、真に乗員の姿勢を拘束す
る必要がある場合にのみなされるべきであり、作動判定
に用いるしきい値ｆthは、エアバッグ１４，１６，１
８，２０の作動が不要な外力レベルを越える値に設定す
る必要がある。一方、エアバッグ１４，１６，１８，２
０を作動させるべき状況において、車両に外力が作用し
始めた後その値が適当に上昇するまでには、ある程度の
時間を要し、上記の如くしきい値を設定した場合、外力
が作用し始めた後エアバッグ１４，１６，１８，２０の
作動判定がなされるまでには、ある程度の作動判定時間
が必要となる。
【００４７】ところが、エアバッグ１４，１６，１８，
２０の作動判定がなされた後、適切な拡開が終了するま
でには、ある程度の拡開時間が必要であり、乗員の姿勢
を的確に拘束するという観点からすれば、上述した作動
判定時間は短いほど好ましい。これに対して本実施例の
乗員拘束装置１０によれば、全てのαｎ方向について適
切なしきい値を設定し、かつ、比較的大きな外力が作用
した際に、エアバッグ１４，１６，１８，２０の作動判
定を早期に行うことができる。以下、図９〜図２８を参
照して、その原理について説明する。
【００４８】図９及び図１０は、エアバッグ１４，１
６，１８，２０を作動させる必要がない程度の外力が車
両１２に作用した際に検出されるＧｘ、及びＧｙの経時
的変化をそれぞれ示している。また、図１１及び図１２
は、上記図８に示すルーチン中で特性値ｆとして用いて
いる車速変化分ＶのＸ成分Ｖｘ、及びＹ成分Ｖｙをそれ
ぞれ示している。尚、Ｖｘ及びＶｙは、外力の作用開始
時刻を始点とし、Ｇｘ，Ｇｙを一階積分することで求め
た値であり、上記図９，図１０の場合と同様に、エアバ
ッグを作動させる必要のない程度の値である。
【００４９】そして、図１３及び図１４は、それぞれ上
記Ｖｘ、Ｖｙに基づいて演算されるＶの大きさ及び方向
θの経時変化を、図１５は、Ｖをα1 〜α11に射影した
際の射影強度Ｖαの経時変化を示している（同図（Ａ）
はα≧０、同図（Ｂ）はα≦０の場合をそれぞれ表
示）。この場合、乗員拘束装置１０においてエアバッグ
１４，１６，１８，２０の作動判定がされないために
は、α1 〜α11方向について設定されるしきい値ｆth
（αｎ）が、全て図１５に示すＶαより大きい値に設定
されていることが必要となる。
【００５０】ところで、特性値ｆはＧｘ，Ｇｙを区間積
分することによっても求められ、その場合演算値の安定
性、及び応答性が向上することは前記した通りである。
これに対して図１６及び図１７は、特性値ｆｘ，ｆｙと
して、Ｇｘ，Ｇｙを３０ms間区間積分した値Ｖ30ｘ，Ｖ
30ｙを用いた場合の車速変化分の大きさＶ30、及びその
方向θ30を経時的に表したものである。
【００５１】そして、図１８は、Ｖ30をα1 〜α11に射
影した際の射影強度Ｖ30αの経時変化を示している（同
図（Ａ）はα≧０、同図（Ｂ）はα≦０の場合をそれぞ
れ表示）。従って、本実施例における作動判定をＶ30α
に基づいて行うためには、αｎ方向のしきい値ｆth（α
ｎ）を、全て図１８に示すＶ30αより大きい値に設定す
る必要がある。
【００５２】一方、図１９及び図２０は、エアバッグ１
４，１６，１８，２０を作動させるべき外力が車両１２
に作用した際に検出されるＧｘ、及びＧｙの経時的変化
をそれぞれ示している。そして、図２１及び図２２は、
かかるＧｘ，ＧｙについてのＶｘ及びＶｙを、図２３及
び図２４は、上記Ｖｘ、Ｖｙに対するＶの大きさ及び方
向θを、また図２５は、Ｖの射影強度Ｖαｎを（同図
（Ａ）はα≧０、同図（Ｂ）はα≦０の場合をそれぞれ
表示）それぞれ示している。
【００５３】更に、図２６及び図２７は、特性値ｆｘ，
ｆｙとして上述のＶ30ｘ，Ｖ30ｙを用いた場合の車速変
化分の大きさＶ30、及びその方向θ30を、また図２８
は、Ｖ 30の射影強度Ｖ30αを示している（同図（Ａ）は
α≧０、同図（Ｂ）はα≦０の場合をそれぞれ表示）。
この場合、乗員拘束装置１０においてエアバッグ１４，
１６，１８，２０を作動すべきとする判定がなされるた
めには、何れかのα方向で、Ｖ30αがしきい値ｆth
（α）を上回るように、それぞれのｆth（αｎ）を設定
する必要がある。
【００５４】ところで、車両１２に対して外力が作用し
た場合、外力の方向θが０°でなければ、外力の作用に
起因していわゆる首振り現象が生じ、車両１２に回転挙
動が生ずる。この首振り現象は、車両１２に作用した外
力が大きいほど激しい回転挙動を生ぜしめ、一方外力が
比較的小さい場合には、ほとんど車両挙動に影響を与え
ない。
【００５５】従って、車両に作用した外力が、エアバッ
グ１４，１６，１８，２０を作動させる必要があるほど
大きい場合には、その外力に起因して車両１２には激し
い回転挙動が生じ、その外力がエアバッグ１４，１６，
１８，２０を作動させる必要がないほど小さい場合は、
外力の作用に起因する回転挙動はほとんど発生しない。
【００５６】このため、上記図１８及び図２８において
も、車両１２に作用した外力がエアバッグ１４，１６，
１８，２０を作動させる必要がない程小さい場合には
（図１８）、αの正負に対する射影強度Ｖ30αの差異が
さほど認められないのに対して、車両１２に作用した外
力がエアバッグ１４，１６，１８，２０を作動させる必
要がある程度に大きい場合には（図２８）、αの正負に
応じて射影強度Ｖ30αに大きな差異が認められている。
【００５７】上記の現象は、車両に対して比較的小さい
外力が作用した場合には、如何なるα方向における減速
度も同等の変化率で立ち上がるのに対して、車両に対し
て比較的大きい外力が作用した場合には、立ち上がり時
における減速度の変化率が車両の左右で異なり、何れか
一方では急激な立ち上がりが認められることを意味して
いる。
【００５８】従って、本実施例において、例えばα1 〜
α11に対するしきい値ｆth（αｎ）を、図１８において
検出されたＶ30αｎの最大値より僅かに大きな値として
設定すれば、図２８に示すＶ30αに対して、α＝−７５
°、−６０°、−４５°の方向では、外力の作用後４０
msを経過する以前にＶ30αｎ＞ｆth（αｎ）が成立する
ことになる。
【００５９】これに対して、上記図８に示すルーチンに
よれば、α1 〜α11の何れかの方向でＶ30αｎ＞ｆth
（αｎ）が成立すればエアバッグ１４，１６，１８，２
０を作動すべきとする判定がなされる。このため、ＣＰ
Ｕ２２ａが上記ルーチンを実行する場合、外力に起因す
る車両１２の回転挙動を利用した、早期判定が実現され
ることになる。
【００６０】この意味で、本実施例の乗員拘束装置１０
は、車両１２の挙動変化に対して、優れた応答性の下
に、かつ確実にエアバッグ１４，１６，１８，２０の作
動判定を行うことができるという効果を有していること
になる。ところで、上記実施例においては、車両１２に
作用する外力を検出するために、車両に作用する加速度
の前後方向成分と左右方向成分とを検出する構成として
いるが、その検出方向はこれらに限定されるものではな
く、実質的に車両に作用する外力の合成ベクトルを検出
し得る構成であればよい。
【００６１】尚、上記実施例においては、前後Ｇセンサ
２４、及び左右Ｇセンサ２６の検出値に基づいて上記ス
テップ１００，１０２が実行されることにより、前記請
求項１記載の第１の特性値検出手段Ｍ１及び第２の特性
値検出手段Ｍ２が、特性値ｆに基づいて上記ステップ１
０６，１０８が実行されることにより前記請求項１記載
の合成ベクトル演算手段Ｍ３が、またエアバッグ１４，
１６，１８，２０により前記請求項１記載の乗員拘束手
段Ｍ５が実現される。
【００６２】すなわち、本実施例においては、前記した
第１の特性値検出手段Ｍ１の加速度検出方向が前後方向
であり、前記した第２の特性値検出手段Ｍ２の加速度検
出方向が左右方向に設定されている。更に、上記ステッ
プ１１０，１１２が実行されることにより、前記請求項
１記載の射影強度演算手段Ｍ４及び作動判定手段Ｍ６
が、また、上記ステップ２００，２０２が実行されるこ
とにより前記請求項２記載の射影強度演算手段Ｍ４、及
び作動判定手段Ｍ６がそれぞれ実現される。
【００６３】ところで、上記図５及び図８に示すルーチ
ンは、特性値（ｆｘ，ｆｙ）に基づいて所定方向に対す
る射影強度を求め、その射影強度に基づいてエアバッグ
１４，１６，１８，２０の作動判定を行うものである。
この場合、作動判定の過程に複雑な演算処理は含まれて
いないものの、尚多くの処理の実行が必要である。これ
に対して、特性値（ｆｘ，ｆｙ）が決まれば、その大き
さｆ及び方向θは一義的に決まる値である。また、θ方
向に対するしきい値ｆth( θ）も、その方向θが決まれ
ば一義的に決まる値である。
【００６４】従って、任意のｆｘ，ｆｙに対して、ｆ＝
√（ｆｘ2 ＋ｆｙ2 ）＞ｆth( θ）なる条件の成立性を
予めテーブル化することは可能であり、上記条件が成立
する場合に“オン”、上記条件が不成立である場合に
“オフ”を書き込むこととすれば、下記表２に示す如き
テーブルを得ることができる。
【００６５】
【表２】
【００６６】そして、上記表２に示す如きテーブルを、
特性値（ｆｘ，ｆｙ）で検索することとすれば、外力の
方向θも、特性値ｆとしきい値ｆth( θ）の大小比較も
行うことなく、エアバッグ１４，１６，１８，２０の作
動判定を行うことが可能である。図２９は、かかる観点
よりＣＰＵ２２ａが実行するルーチンの一例のフローチ
ャートであり、乗員拘束装置１０において本ルーチンが
実行されることにより、前記した請求項３記載の発明が
実現されることになる。尚、図２９において、上記図５
に示すルーチンと同一のステップには、同一の符号を付
してその説明を省略する。
【００６７】すなわち、図２９に示すルーチンにおいて
は、ステップ１００、１０２にてＧｘ，Ｇｙに基づいて
特性値ｆｘ，ｆｙを演算したら、次いでステップ３００
において、ｆｙに基づいて上記表２に示すテーブル上で
参照すべき列（以下、参照列と称す）を決定する処理を
行なう。そして、続くステップ３０２において、参照列
上のｆｘの値に対応する箇所の作動判定結果を読み込
み、続くステップ３０２において、作動判定結果がオン
であるかを判別する。
【００６８】その結果作動判定がオンである場合には、
エアバッグ１４，１６，１８，２０を作動させるべきで
あると判定してステップ１１４の処理を実行して今回の
処理を終了し、一方、上記条件が不成立である場合は上
記ステップ１００以降の処理が再び実行される。この場
合、上記表２に示す如く、特性値の車両左右方向成分ｆ
ｙの絶対値が大きいほど車両前後方向成分ｆｘに対する
しきい値ｆｘthが小さくなるように参照テーブルが設定
されていることから、ＣＰＵ２２ａ上では、何ら複雑な
処理を行うことなく、極めて簡単な処理を行うだけで、
外力の作用する方向をも考慮した確実な作動判定が実現
されることになる。
【００６９】この意味で、乗員拘束装置１０において上
記図２９に示すルーチンが実行される場合には、上記図
５又は図８に示すルーチンが実行される場合に比べて、
更なる処理の簡単化が計られることになり、高速処理の
実現上有利である等の利益が得られることになる。とこ
ろで、上記手法は、表２に示す如きテーブルに基づいて
作動判定を行うものであるが、例えば上記表２に示す関
係を、ｆｙの値に応じて段階的に変動するｆｘthの２次
元座標マップで表した場合には、先ずｆｙに基づいてマ
ップ上の参照列を決定し、次いで参照列上においてｆｘ
＞ｆｘthを判別し、その結果ｆｘ＞ｆｘthが成立する場
合に作動条件が成立したと判断することとしてもよい。
【００７０】尚、本ルーチンが実行される場合において
は、前後Ｇセンサ２４及び左右Ｇセンサ２６の検出結果
に基づいて上記ステップ１００，１０２が実行されるこ
とにより前記請求項３における第１の特性値検出手段７
及び第２の特性値検出手段Ｍ９が、また上記ステップ３
００，３２０が実行されることにより、それぞれ前記し
きい値変更手段Ｍ１０及び作動判定手段Ｍ８が実現され
ることになる。
【００７１】ところで、上述した乗員拘束装置１０は、
エアバッグ１４，１６，１８，２０を乗員拘束手段Ｍ５
として構成されているが、その適用はこれに限るもので
はなく、例えばシートベルトの弛みを吸収するプリロー
ダ等を乗員拘束手段Ｍ５として構成することも可能であ
る。
【００７２】
【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、車両に作用した加速度の所定方向への射影強度と、
その射影方向について設定されたしきい値とを比較する
ことで、所定方向に乗員拘束手段を作動させるべき加速
度が発生しているか否かを適切に判別することができ
る。
【００７３】この場合、車両に作用した加速度の、所定
方向への射影強度は、比較的簡単な演算により求めるこ
とができる。更に、射影強度と比較すべきしきい値は、
射影方向に応じて予め設定された値である。従って、本
発明によれば、所定方向について乗員拘束手段を作動さ
せるべき加速度が発生しているか否かを、比較的簡単な
処理内容で、確実に判別し得る乗員拘束装置を実現する
ことができる。
【００７４】また、請求項２記載の発明によれば、予め
設定した複数の方向について、乗員拘束手段を作動させ
るべき加速度が発生しているか否かを、比較的簡単な演
算処理に基づいて、精度良く判定することができる。更
に、複数の方向の何れかについて、所定のしきい値を越
える加速度が検出された場合に乗員拘束手段の作動条件
が満足そていると判定することから、車両に作用した外
力に起因して車両に首振り現象が生じた際には、比較的
早期に作動判定を行うことができる。
【００７５】つまり、本発明は、乗員拘束手段を作動さ
せるべき加速度が、車両に対して何れの方向から作用し
た場合においても、確実に作動判定をすることができ、
かつ作動判定の応答性に優れた乗員拘束装置を実現する
ことができるという特長を有している。請求項３記載の
発明によれば、車両に作用する加速度の前後方向成分、
及び左右方向成分に基づいて、直接的に乗員拘束手段を
作動させるべきか否かが判定される。
【００７６】更に、本発明によれば、加速度の左右方向
成分が大きいほど、前後方向成分に対して小さなしきい
値が設定されることになり、乗員拘束手段の作動判定に
対して、外力の印加方向を適切に反映させることができ
る。従って、本発明によれば、車両に作用した外力の合
成ベクトルの演算、及び所定方向についてのしきい値の
演算等を行うことなく、極めて簡単な処理のみに基づい
て、外力の印加方向をも考慮した適切な作動判定を実行
し得る乗員拘束装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１及び請求項２記載の発明の原理構成図
である。
【図２】請求項３記載の発明の原理構成図である。
【図３】本発明の一実施例である乗員拘束装置のブロッ
ク構成図である。
【図４】本発明の一実施例である乗員拘束装置のシステ
ム概念図である。
【図５】請求項１記載の発明を実現すべく乗員拘束装置
において実行されるルーチンの一例のフローチャートで
ある。
【図６】所定方向における射影強度の求めかたを説明す
るための図である。
【図７】複数の射影方向について設定したしきい値の一
例である。
【図８】請求項２記載の発明を実現すべく乗員拘束装置
において実行されるルーチンの一例のフローチャートで
ある。
【図９】小強度の外力に対する加速度の前後方向成分を
表す図である。
【図１０】小強度の外力に対する加速度の左右方向成分
を表す図である。
【図１１】小強度の外力に対する車速変化分の前後方向
成分表す図である。
【図１２】小強度の外力に対する車速変化分の左右方向
成分を表す図である。
【図１３】小強度の外力に対する車速変化分の大きさを
表す図である。
【図１４】小強度の外力に対する車速変化分の発生方向
を表す図である。
【図１５】小強度の外力に対する車速変化分のα方向へ
の射影強度を表す図である。
【図１６】小強度の外力に対する加速度を区間積分する
ことで求めた車速変化分の大きさを表す図である。
【図１７】小強度の外力に対する加速度を区間積分する
ことで求めた車速変化分の発生方向を表す図である。
【図１８】小強度の外力に対する加速度を区間積分する
ことで求めた車速変化分のα方向への射影強度を表す図
である。
【図１９】大強度の外力に対する加速度の前後方向成分
を表す図である。
【図２０】大強度の外力に対する加速度の左右方向成分
を表す図である。
【図２１】大強度の外力に対する車速変化分の前後方向
成分表す図である。
【図２２】大強度の外力に対する車速変化分の左右方向
成分を表す図である。
【図２３】大強度の外力に対する車速変化分の大きさを
表す図である。
【図２４】大強度の外力に対する車速変化分の発生方向
を表す図である。
【図２５】大強度の外力に対する車速変化分のα方向へ
の射影強度を表す図である。
【図２６】大強度の外力に対する加速度を区間積分する
ことで求めた車速変化分の大きさを表す図である。
【図２７】大強度の外力に対する加速度を区間積分する
ことで求めた車速変化分の発生方向を表す図である。
【図２８】大強度の外力に対する加速度を区間積分する
ことで求めた車速変化分のα方向への射影強度を表す図
である。
【図２９】請求項３記載の発明を実現すべく乗員拘束装
置において実行されるルーチンの一例のフローチャート
である。
【符号の説明】
Ｍ１，Ｍ７ 第１の特性値検出手段 Ｍ２，Ｍ９ 第２の特性値検出手段 Ｍ３ 合成ベクトル演算手段 Ｍ４ 射影強度演算手段 Ｍ５ 乗員拘束手段 Ｍ６，Ｍ８ 作動判定手段 Ｍ１０ しきい値変更手段 １０ 乗員拘束装置 １２ 車両 １４，１６，１８，２０ エアバッグ ２２ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） ２２ａ ＣＰＵ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両に作用する加速度の所定方向成分の
    特性値を検出する第１の特性値検出手段と、 車両に作用する加速度の該第１の特性値検出手段とは異
    なる方向成分の特性値を検出する第２の特性値検出手段
    と、 前記第１の特性値検出手段が検出した特性値と、前記第
    ２の特性値検出手段が検出した特性値とを合成してなる
    合成ベクトルの大きさ及び方向を演算する合成ベクトル
    演算手段と、 該合成ベクトル演算手段の演算結果に基づいて、前記合
    成ベクトルを所定方向に射影してなる射影ベクトルの大
    きさを演算する射影強度演算手段と、 前記射影ベクトルの大きさが、所定のしきい値より大き
    い場合に乗員拘束手段の作動条件が満足されていると判
    定する作動判定手段とを備えることを特徴とする乗員拘
    束装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の乗員拘束装置において、 前記射影強度演算手段は、複数の射影方向について射影
    ベクトルの大きさを演算し、 前記作動判定手段は、前記射影強度演算手段によって演
    算された複数の射影ベクトルの大きさと、前記複数の射
    影方向それぞれについて設定したしきい値との比較を行
    い、何れかの射影方向において射影ベクトルの大きさが
    所定のしきい値を越えている場合に前記乗員拘束手段の
    作動条件が満足されていると判定することを特徴とする
    乗員拘束装置。
  3. 【請求項３】 車両に作用する加速度の前後方向成分の
    特性値を検出する第１の特性値検出手段と、該第１の特
    性値検出手段が検出した特性値が所定のしきい値より大
    きい場合に乗員拘束手段の作動条件が満足されていると
    判定する作動判定手段とを備える乗員拘束装置におい
    て、 車両に作用する加速度の左右方向成分の特性値を検出す
    る第２の特性値検出手段と、 該第２の特性値検出手段が検出する特性値が大きいほ
    ど、前記所定のしきい値を小さく変更するしきい値変更
    手段を備えることを特徴とする乗員拘束装置。
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