JPH08282433A

JPH08282433A - 乗員保護装置の制御装置

Info

Publication number: JPH08282433A
Application number: JP7113671A
Authority: JP
Inventors: Koichi Sugiyama; 幸一杉山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-04-13
Filing date: 1995-04-13
Publication date: 1996-10-29

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】センサの加速度信号から高周波成分を除去し
した後の出力波形の特性に基き車輌の衝突様相を判定す
る。【構成】加速度センサ２から得られる加速度データＧ
（ｔ）をローパスフィルタ３、Ａ／Ｄ変換器４により高
周波成分を除去した曲線データＫを抽出し、かかる曲線
データＫについて所定期間Ｔ１内で、曲線データＫの極
小値Ｋ２を含むように特定期間Ｔ２を設定するととも
に、所定期間Ｔ１から特定期間Ｔ２を差し引いた期間Ｔ
３を特定期間Ｔ２の両側で期間Ｔ３／２として振り分
け、また、曲線データＫに関して各期間Ｔ３／２につき
加算して得られた各値の和から特定期間Ｔ２につき得ら
れた値を差し引いた演算値Ｇ_FORM（ｎ）とスレッシホー
ルド値Ｔｈ２との大小関係を判断することにより、高速
度斜め衝突が発生したかどうかを判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加速度センサから発生
される加速度信号に基づいて車両の衝突状態を判定する
乗員保護装置の制御装置に関し、特に、加速度センサよ
り発生される加速度信号から高周波成分を除去した後に
おける出力波形の特性が、極大値から引き続いて極小値
をとる波形であるか否かに基づいて車両の衝突を判別す
る乗員保護装置の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両の衝突時においても乗員を安
全に保護すべくエアバッグ装置、プリローダ装置等の乗
員保護装置を車両に搭載することが一般化されつつあ
る。かかるエアバッグ装置においては、その作動タイミ
ングが速すぎても、また、遅すぎても乗員の安全確保上
支障を来すことから、車両の衝突を正確に判定して如何
なるタイミングでエアバッグ装置を作動させるかは重要
なポイントとなる。

【０００３】このような事情下において、エアバッグ装
置を必要な時のみ適正に作動させて乗員の安全を確保す
るため、従来より各種の乗員保護装置の制御装置が提案
されている。例えば、特開平３−２５３４４１号公報に
は、加速度計により検出される加速度波形について、所
定の値以下のピークカットを施して時間積分するととも
に、その積分値から所定関数の時間関数値を減算し、減
算された積分値と所定関数の時間関数値とを比較してエ
アバッグ等の乗員保護装置を始動させる比較手段を備え
た衝突センサ、及び、前記ピークカット、減算を行って
時間積分した後、その積分値と所定関数の時間関数値と
を比較してエアバッグ等の乗員保護装置を始動させる比
較手段を備えた衝突センサが記載されている。

【０００４】前記衝突センサによれば、低速度正面衝突
時においては加速度波形エネルギの大部分がバンパー等
により吸収されて加速度波形に表れる振動成分（高周波
成分）はそれ程大きくない一方、高速度斜め衝突時にお
いては車体の座屈、振動等に伴って加速度波形に表れる
振動成分（高周波成分）が多いという事実に着目し、特
に、加速度波形に表れる谷部を除去して高速度斜め衝突
時に得られる加速度の時間積分値を大きな値とすること
により、低速度正面衝突時と高速度斜め衝突時との間で
時間積分値の差を大きくして両者を確実に識別すること
が可能となるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平３−２５３４４１号公報に記載された衝突センサで
は、加速度波形に表れる振動成分を利用してエアバッグ
を始動させるかどうかを判断しているが、かかる振動成
分は、車両の製造時におけるばらつきや衝突相手（対
象）の構成材質（必ずしも車両とは限らない）等に基づ
いてフレキシブルに変化する。従って、加速度波形に表
れる振動成分を利用して衝突の判断をし、エアバッグを
始動させる場合には、振動成分におけるばらつき等に起
因して、常に最適に衝突の判断を行うことは困難なもの
である。

【０００６】本発明は前記従来の問題点を解消するため
になされたものであり、加速度センサの出力波形に谷部
があらわれるか否かに基づいて衝突判別を行うことによ
り、最適に車体の座屈等を伴う衝突を判別することがで
きる乗員保護装置の制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１に係る乗員保護装置の制御装置は、車両の加速
度を検出して加速度信号を発生する加速度センサと、前
記加速度センサの出力波形から所定の周波数以上の高周
波成分を除去する高周波成分除去手段と、前記高周波成
分除去後の前記加速度センサ出力波形の特性が、極大値
から引き続いて極小値をとる波形であるか否かに基づい
て衝突を判別する衝突判別手段と、前記衝突判別手段に
より車両の衝突が判別されたときに乗員保護装置を起動
する起動手段とを備えた構成とされる。

【０００８】また、請求項２に係る乗員保護装置の制御
装置では、請求項１に記載の衝突判別手段が、前記高周
波成分除去後の加速度センサの出力波形における、第１
の所定期間について積分した第１の積分値と、第２の所
定期間について積分した第２の積分値とを演算し、これ
らの値に基づいて車両の衝突を判別する構成とされてい
る。

【０００９】更に、請求項３に係る乗員保護装置の制御
装置では、請求項１に記載の衝突判別手段が、前記高周
波成分除去手段からの加速度信号を所定のサンプリング
周期でサンプリングするサンプリング手段と、前記サン
プリング手段によりサンプリングされた値のうち、第１
の所定期間内の値を加算した第１の加算値と、第２の所
定期間内の値を加算した第２の加算値を演算する演算手
段とを有し、前記演算手段により演算された第１の加算
値と第２の加算値とに基づいて車両の衝突を判別する構
成とされている。

【００１０】また、請求項４に係る乗員保護装置の制御
装置では、請求項３に記載の衝突判別手段が、第１の加
算値から第２の加算値に応じた値を減算して減算値を演
算し、前記減算値に基づいて車両の衝突を判別する構成
とされている。

【００１１】

【作用】請求項１に係る乗員保護装置の制御装置におい
ては、加速度センサの出力波形は、所定の周波数以上の
高周波成分が除去されたのち衝突判別手段に入力され
る。衝突判別手段は、入力された波形の特性が、極大値
から引き続いて極小値をとる波形であるか否かを判別
し、極大値から引き続いて極小値をとる波形である場合
は、車両に衝突が起こった状態であると判別する。これ
は、高速度斜め衝突のような車体の構成部品（サイドメ
ンバ等）が座屈あるいは曲げ変形等を伴う衝突において
は、高周波成分を除去した加速度波形中に谷部が明確に
現われることを利用している。尚、この理由は、衝突に
起因する車両に及ぼされる加速度が変化することにより
現われるものと解される。つまり、衝突初期において
は、衝突に起因する加速度が発生するが、衝突中期にお
いては、車体の座屈等により衝突初期の加速度よりも加
速度センサが検出する加速度が小さくなり、衝突後期に
おいて、座屈が終了（つまり、衝突物がエンジン等の剛
性の高い物体まで到達）した後に再び発生する加速度が
大きくなることにより谷部が現われるものである。この
谷部を検出する手段として、本発明の衝突判別手段は、
極大値から引き続いて極小値をとる波形であるか否かを
判別し、もって、高周波成分（振動成分）に依存せず、
安定した高速度斜め衝突の判別が可能となる。その後、
衝突が起こったと判別されたときは、乗員保護装置を起
動する起動手段が起動される。

【００１２】また、請求項２に係る乗員保護装置の制御
装置においては、加速度センサの出力波形から所定の周
波数以上の高周波成分が除去された波形において、第１
の所定期間について積分した第１の積分値と、第２の所
定期間について積分した第２の積分値とが演算され、こ
れらの値に基づいて車両の衝突が判別される。これは前
述したように、高速度斜め衝突が起こった時の加速度セ
ンサの出力波形に谷部が現われることに基づき、第１の
積分値と第２の積分値とを比較することにより、出力波
形に谷部が含まれているか否かを判別することができ、
さらに、谷部の程度を値として検出することができる。
この値に基づいて衝突を判別するので、高速度斜め衝突
を精度良く判別することができる。

【００１３】また、請求項３に係る乗員保護装置の制御
装置においては、高周波成分が除去された加速度センサ
の出力波形は、サンプリング手段によりサンプリングさ
れた値の内、第１の所定期間内の値を加算して第１の加
算値が演算され、第２の所定期間内の値を加算して第２
の加算値が演算手段により演算され、これらの値に基づ
いて車両の衝突が判別される。第１の加算値と第２の加
算値とを比較することにより、出力波形に谷部が含まれ
ているか否かを判別することができ、さらに谷部の程度
を値として検出することができる。この値に基づいて衝
突を判別するので、高速度斜め衝突を精度良く判別する
ことができる。

【００１４】また、請求項４に係る乗員保護装置の制御
装置においては、衝突判別手段は、第１の加算値から第
２の加算値に応じた値を減算して、この減算値に基づい
て車両の衝突を判別することとされている。したがっ
て、第１の加算値から第２の加算値を減算することによ
り出力波形に谷部が含まれているか否かを判別すること
ができ、さらに谷部の程度を値として検出することがで
きる。この値に基づいて衝突を判別するので、高速度斜
め衝突を精度良く判別することができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係る乗員保護装置の制御装置
について、本発明を具体化した実施例に基づき図面を参
照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施例に係る乗員保
護装置の制御装置の全体構成について図１に基づき説明
する。図１は乗員保護装置の制御装置のブロック構成図
であり、制御装置１は、基本的に、加速度センサ２、２
つのローパスフィルタ３Ａ及び３Ｂ、各ローパスフィル
タ３Ａ、３Ｂに対応する２つのＡ／Ｄ変換器４Ａ、４
Ｂ、マイクロコンピュータ５、及び、エアバッグ装置６
から構成される。

【００１６】ここに、加速度センサ２は、車両の前後加
速度Ｇを検出し、その検出した加速度Ｇのデータを各ロ
ーパスフィルタ３Ａ及び３Ｂに出力する。かかる加速度
センサ２から出力される加速度Ｇのデータは、高周波成
分（振動成分）を含むアナログデータである。

【００１７】各ローパスフィルタ３Ａ及び３Ｂは、加速
度センサ２から出力される高周波成分を含む加速度Ｇの
データ中から高周波成分を除去して、車両の加速度状態
を表すリニアな曲線データを得るためのフィルタであ
る。ここに、ローパスフィルタ３Ａは、正面衝突判別用
のフィルタであり、約５００Ｈｚ以上の周波数を有する
高周波成分をカットする特性を有する。また、ローパス
フィルタ３Ｂは、高速度斜め衝突判別用のフィルタであ
り、約１００Ｈｚ以上の周波数を有する高周波成分をカ
ットする特性を有する。このように、通常の衝突判別に
使用しているローパスフィルタよりもカットオフ周波数
の低い高速度斜め衝突判別用のローパスフィルタ３Ｂを
設けることにより、高速度斜め衝突における加速度波形
をより簡単に特定することができる。

【００１８】例えば、車両が低速度で正面衝突をした場
合には、加速度センサ２により検出された加速度Ｇのデ
ータは高周波成分を含んでいるが、ローパスフィルタ３
Ａを経た後には、図３に示すような曲線データＫが得ら
れる。このように、低速度で正面衝突の場合、比較的な
だらかな曲線データＫが得られるのは、衝突時における
加速度エネルギの大部分はバンパー等に吸収されて車体
の座屈等は生じないことが多いからである。また、同様
に、車両が高速度斜め衝突をした場合には、加速度セン
サ２により検出された加速度Ｇのデータに含まれる高周
波成分がローパスフィルタ３Ｂを介してカットされるこ
とにより、図４に示すような曲線データＫが得られる。
図４の曲線データＫにおいて、極大値Ｋ１、極小値Ｋ
２、極大値Ｋ１が連続した曲線データＫとなるのは、高
速度斜め衝突の場合には、前述したように、谷部が加速
度波形に現われるためである。尚、各図３、図４におい
て、横軸は時間ｔを示し、縦軸は加速度データＧ（ｔ）
を示す。

【００１９】各Ａ／Ｄ変換器４Ａ、４Ｂは、前記のよう
に各ローパスフィルタ３Ａ、３Ｂを介して得られた曲線
データをアナログ値からデジタル値に変換する。このよ
うにＡ／Ｄ変換されたデジタル値がマイクロコンピュー
タ５に出力される。マイクロコンピュータ５は、後述す
るように、各種の演算処理を行い、その演算結果に基づ
き車両の衝突が生じたと判定した時には、エアバッグ装
置６に対してエアバッグ作動信号を出力するものであ
る。かかるマイクロコンピュータ５が本発明における衝
突判別手段、起動手段、サンプリング手段、及び、演算
手段をソフトウェア処理により実現する。

【００２０】エアバッグ装置６は、電源７、スイッチ回
路８、インフレータ９及びエアバッグ１０から構成され
ており、更に、インフレータ９内には着火装置１１及び
ガス発生剤１２が設けられている。かかるエアバッグ装
置６は、エアバッグ１０が展開起動された時にエアバッ
グ１０が乗員とステアリングとの間に介在するように配
置されている。エアバッグ装置６において、マイクロコ
ンピュータ５から作動信号が出力されるとスイッチ回路
８がオンとされ、これにより電源７からスイッチ回路８
を介して着火装置１１に電流が流れることから、着火装
置１１が発熱される。かかる着火装置１１の発熱に基づ
きガス発生剤１２が着火され、多量の窒素ガスが発生し
てエアバッグ１０内に吹き込まれる。この結果、エアバ
ッグ１０は、その発生した窒素ガスにより膨張展開され
るものである。

【００２１】次に、乗員保護装置の制御装置１の電気制
御系について図２に基づき説明する。図２は乗員保護装
置の制御装置１の電気的構成を示す制御ブロック図であ
る。図２において、マイクロコンピュータ５は、ＣＰＵ
１３、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１５、割込タイマ１６、入出
力インターフェイス回路１７、及び、これらを相互に接
続する双方向のバスライン１８等から構成されている。
ＣＰＵ１３は、後述するメイン処理プログラム、正面衝
突判別割込処理プログラム、高速度斜め衝突判別割込処
理プログラムに基づいて各種の演算を行い、その演算結
果をＲＡＭ１５における各メモリに記憶させる。

【００２２】ＲＯＭ１４は、図５乃至図７に示すメイン
処理プログラム、正面衝突判別割込処理プログラム、高
速度斜め衝突判別割込処理プログラムを記憶しており、
ＣＰＵ１３はこれらの各プログラムに基づいて各種の処
理を行う。また、ＲＯＭ１４には、高速度斜め衝突判別
プログラムにおいて使用される演算式（後述する）にお
ける各係数Ａ、Ｂ、Ｃ、ｎ１、ｎ２について複数個の組
合せをテーブル化した数値テーブルが記憶されており、
更に、正面衝突及び高速度斜め衝突の判定を行う際に使
用される所定値（スレッシホールド値）Ｔｈ１、Ｔｈ
２、Ｔｈ３が記憶されている。尚、ＲＯＭ１４にはその
他乗員保護装置の制御装置１の処理に必要な各種のプロ
グラムが記憶されている。

【００２３】ＲＡＭ１５は、ＣＰＵ１３により演算され
た演算結果を一時的に記憶するものであり、かかるＲＡ
Ｍ１５には各種のメモリ領域が設けられている。ここ
に、割込カウンタ１５Ａは、所定の割込周期Ｈ（メイン
処理時に設定される）で割込処理が行われる際に割込処
理回数Ｅをカウントするメモリである。かかる割込カウ
ンタ１５Ａは、１回からＮ回までカウント可能であり、
カウント回数（値）ＥがＮになると１にセットされて割
込処理が行われる毎に順次割込回数をカウントしてい
く。

【００２４】また、加速度メモリ１５Ｂは、加速度セン
サ２にて検出され、各ローパスフィルタ３Ａ、３Ｂ、各
Ａ／Ｄ変換器４Ａ、４Ｂから入出力インターフェイス１
７に入力された加速度Ｇのデータ（加速度データ）をＣ
ＰＵ１３の制御下で順次記憶していくメモリである。こ
の加速度メモリ１５Ｂには、ローパスフィルタ３Ａから
Ａ／Ｄ変換器４Ａを介して入力された加速度Ｇのデー
タ、及び、ローパスフィルタ３ＢからＡ／Ｄ変換器４Ｂ
を介して入力された加速度Ｇのデータのそれぞれについ
て、ｎ個の加速度データを記憶する領域が存在し、ｎ個
を越えて入力された加速度データは、最初に記憶された
加速度データに順次上書きされて記憶される。これによ
り、加速度メモリ１５Ｂには常に最新の加速度データが
記憶されていくこととなる。尚、加速度データは、ＣＰ
Ｕ１３の制御下で、所定のサンプリング周期ｈに従いク
ロック信号のタイミングに対応して加速度メモリ１５Ｂ
に記憶されていく。

【００２５】演算値メモリ１５Ｃは、ＣＰＵ１３の制御
下で後述の演算数式１に従って演算された演算値が記憶
されるメモリであり、このように記憶された演算値は、
高速度斜め衝突の判定時にスレッシホールド値Ｔｈ２と
比較される。また、速度メモリ１５Ｄは、高速度斜め衝
突の判定時において車両が縁石乗り上げする場合を排除
すべく、最新（現在）の割込処理時における車両の速度
変化に応じた値を記憶するものである。ここで、車両の
速度変化に応じた値を使用するのは、縁石乗り上げの場
合、車両は一時的に加速度が出るものの、直ちに乗り上
げ前の速度に復帰し、衝突時と異なり速度変化は小さく
なることから、かかる速度変化に基づいて衝突か、又
は、縁石乗り上げかを判断するためである。更に、加算
値メモリ１５Ｅは、正面衝突の判定時に演算される加速
度値の加算値が記憶される。また、割込タイマ１６は、
前記割込周期Ｈ毎に行われる割込処理中に時間を計時
し、かかる割込タイマ１６により計時される時間に基づ
いて割込処理が行われるものである。

【００２６】次に、前記のように構成される乗員保護装
置の制御装置１の動作について図５乃至図７に基づき説
明する。ここに、図５はメイン処理プログラムのフロー
チャート、図６は正面衝突判別割込処理プログラムのフ
ローチャート、図７は高速度斜め衝突判別割込処理プロ
グラムのフローチャートをそれぞれ示す。

【００２７】先ず、メイン処理について説明する。メイ
ン処理は、イグニションキーにより車両のエンジンを始
動するとスタートし、ステップ（以下、Ｓと略記する）
１にてＲＡＭ１５における各メモリの初期化が行われ
る。具体的には、割込カウンタ１５Ａのカウント値Ｅが
１にセットされ、また、加速度データＧ（ｔ）を記憶す
る加速度メモリ１５Ｂ、演算値Ｇ_FORM（ｎ）を記憶する
演算値メモリ１５Ｃ、速度変化に応じた値Ｖ(E) を記憶
する速度メモリ１５Ｄ、加速度データＧ（ｔ）の所定期
間内の加算値Ｇ'（ｔ）を記憶する加算値メモリ１５Ｅ
が、それぞれ０にクリアされる。

【００２８】Ｓ２では割込周期Ｈが設定され、また、Ｓ
３では割込タイマ１６がスタートされる。これにより、
正面衝突判別割込処理、及び、高速度斜め衝突判別割込
処理が同時に並行して開始されるものである。Ｓ３の後
においては、メインルーチンに従って各種の故障検出が
行われる（Ｓ４）。

【００２９】続いて、正面衝突判別割込処理について、
図６に基づき説明する。このとき、加速度メモリ１５Ｂ
には、前記したように割込タイマ１６がスタートした時
点における最新の加速度データＧ（ｔ）が記憶されてい
る。この割込処理においては、先ず、Ｓ５にて、ローパ
スフィルタ３Ａにより高周波成分が除去された加速度セ
ンサ２からの検出出力をＡ／Ｄ変換器４Ａを介してＡ／
Ｄ変換してなる値（加速度データＧ（ｔ）として加速度
メモリ１５Ｂに記憶されている）が加速度メモリ１５Ｂ
から読み込まれる。このとき、ｎ個の加速度データＧ
（ｔ）が読み込まれる。続くＳ６では、ｎ個の加速度デ
ータＧ（ｔ）の全てを加算した和である加速度データの
加算値Ｇ'（ｔ）が演算されるとともに、加算値メモリ
１５Ｅに記憶される。

【００３０】この後、Ｓ８においては、加算値メモリ１
５Ｅに記憶された加速度データの加算値Ｇ'（ｔ）と所
定のスレッシホールド値Ｔｈ１との大小関係が判断され
る。加算値Ｇ'（ｔ）がスレッシホールド値Ｔｈ１と等
しいか、又は、スレッシホールド値Ｔｈ１よりも大きい
場合（Ｓ８：ＹＥＳ）には、正面衝突が発生したものと
判断し、Ｓ９にてスイッチ回路８をオンさせて電源７、
着火装置１１、ガス発生剤１２を介してエアバッグ１０
が膨張展開される。この後、Ｓ１１に移行する。

【００３１】一方、Ｓ８において、加算値Ｇ'（ｔ）が
スレッシホールド値Ｔｈ１よりも小さいと判断された場
合（Ｓ８：ＮＯ）には、正面衝突は発生しておらず、従
って、エアバッグ１０が膨張展開されることなく（Ｓ１
０）、Ｓ１１に移行する。Ｓ１１では、割込カウンタ１
５Ａのカウント値Ｅが、カウント可能な値Ｎを越えたか
どうか判断され、カウント値Ｅが値Ｎを越えた場合（Ｓ
１１：ＹＥＳ）にはカウント値Ｅに１がセットされて再
度カウント動作が行われる（Ｓ１２）一方、カウント値
Ｅが値Ｎを越えていない場合（Ｓ１１：ＮＯ）にはカウ
ント値Ｅを１だけインクリメントして（Ｓ１３）割込処
理がリターンされる。

【００３２】続いて、割込タイマ１６のスタート時点か
ら前記正面衝突判別割込処理と並行して行われる高速度
斜め衝突判別割込処理について図７に基づき説明する。
このとき、前記と同様、加速度メモリ１５Ｂには、割込
タイマ１６がスタートした時点における最新の加速度デ
ータＧ（ｔ）が記憶されている。

【００３３】この割込処理においては、前記と同様に、
先ず、Ｓ１４において、ローパスフィルタ３Ｂにより高
周波成分が除去された加速度センサ２からの検出出力を
Ａ／Ｄ変換器４Ｂを介してＡ／Ｄ変換してなる値（加速
度データＧ（ｔ）として加速度メモリ１５Ｂに記憶され
ている）が加速度メモリ１５Ｂから読み込まれる。この
とき、ｎ個の加速度データＧ（ｔ）が読み込まれる。

【００３４】次のＳ１５においては、前記Ｓ１４にて読
み込んだｎ個の各加速度データＧ（ｔ）に対してサンプ
リング周期ｈを掛け合わせられる。これにより、各加速
度データＧ（ｔ）は速度のディメンジョンに変換され
る。ここで、加速度データＧ（ｔ）にサンプリング周期
ｈを掛け合わせたｎ個のデータをＧ（ｎ）で表す。そし
て、Ｓ１６においては、ＲＯＭ１４に記憶された下記演
算数式１に基づいて演算値Ｇ_FORM（ｎ）が演算され、演
算値メモリ１５Ｃに記憶される。

【００３５】

【数１】

【００３６】かかる演算数式１は、後述するように所定
期間Ｔ１内で所定期間Ｔ１よりも短い特定期間Ｔ２を設
定するとともに、所定期間Ｔ１から特定期間Ｔ２を差し
引いた期間をＴ３とした場合に、期間Ｔ３について加算
されたＧ（ｎ）の値から特定期間Ｔ２について加算され
たＧ（ｎ）の値を減算した値を演算値Ｇ_FORM（ｎ）とし
て求めるための数式である。

【００３７】ここに、前記演算数式１において、各係数
Ａ、Ｂ、Ｃ、ｎ１、ｎ２は、実験により経験的に求めら
れた係数であり、これらの各係数Ａ、Ｂ、Ｃ、ｎ１、ｎ
２について複数個の組合せがＲＯＭ１４の数値テーブル
に記憶されている。各係数Ａ、Ｂ、Ｃ、ｎ１、ｎ２につ
いては、ＲＯＭ１４の数値テーブルに記憶されている複
数個の組合せがすべて演算数式１に用いられて演算され
る。また、演算値Ｇ_FORM（ｎ）の演算は、各係数の全て
の組合せについて行われ、その求められた演算値Ｇ_FORM
（ｎ）が演算値メモリ１５Ｅに記憶される。

【００３８】ここで、演算数式１を介して行われる演算
方法について図８に基づき具体的に説明する。図８は演
算数式１による演算方法を説明するための説明図であ
る。尚、図８において、車両の衝突により加速度データ
Ｇ（ｔ）について曲線データＫが得られたものとし、あ
る時点で曲線データＫにおける２つの極大値Ｋ１間に存
在する極小値Ｋ２を含むように所定期間Ｔ１が位置して
いるとともに、極小値Ｋ２がほぼ中央に含まれるように
特定期間Ｔ２が位置するような各係数Ａ、Ｂ、Ｃ、ｎ
１、ｎ２が選択されているものとする。また、所定期間
Ｔ１から特定期間Ｔ２を差し引いた残余の期間Ｔ３は、
特定期間Ｔ２の両側に等分（Ｔ３／２）して位置してい
るものとする。かかる状態は、割込周期Ｈに従って割込
処理を行っていく間に、いずれ発生するものである。更
に、所定期間Ｔ１の間にｎ個の加速度データＧ（ｔ）が
取得されたものとし、最初のＴ３／２の期間（図８中左
側に位置する）内ではｎ１個、特定期間Ｔ２内では（ｎ
２−ｎ１）個、特定期間Ｔ２に続く期間Ｔ３／２の期間
（図８中右側に位置する）内では（ｎ−ｎ２）個の加速
度データＧ（ｔ）が得られたものとする。ここでは、便
宜的に、ｎは８０個として、ｎ１は２０個、ｎ２は６０
個として説明する。

【００３９】前記した条件の下、演算数式１における係
数Ａを伴う左項が演算される。この左項の演算値は、図
８における領域Ｓ１の面積に相当する。実際には、ｎ＝
０からｎ１まで、即ち、２０個の加速度データＧ（ｔ）
のそれぞれにサンプリング周期ｈを掛け合わせた値の和
が演算される。同様にして、演算数式１における係数Ｂ
を伴う中間項が演算される。この中間項の演算値は、図
８における領域Ｓ２の面積に相当する。実際には、ｎ＝
ｎ１からｎ２まで、即ち、（６０−２０）個の加速度デ
ータＧ（ｔ）のそれぞれにサンプリング周期ｈを掛け合
わせた値の和が演算される。また、同様にして、演算数
式１における係数Ｃを伴う右項が演算される。この右項
の演算値は、図８における領域Ｓ３の面積に相当する。
実際には、ｎ＝ｎ２からｎまで、即ち、（８０−６０）
個の加速度データＧ（ｔ）のそれぞれにサンプリング周
期ｈを掛け合わせた値の和が演算される。

【００４０】尚、図８の説明においては、説明の便宜
上、Ｇ（ｔ）にサンプリング周期ｈを掛け合わせた例で
説明するが、実際の実施例においてはサンプリング周期
ｈは掛け合わされていない。

【００４１】そして、前記のように各演算値が演算され
た後、左項の演算値（領域Ｓ１の面積）と右項の演算値
（領域Ｓ３の面積）とを足した値から中間項の演算値
（領域Ｓ２の面積）を差し引いた値が演算され、かかる
演算値がＧ_FORM（ｎ）として演算値メモリ１５Ｃに記憶
される。尚、前記演算は、ＲＯＭ１４の数値テーブルに
記憶された係数Ａ、Ｂ、Ｃ、ｎ１、ｎ２の各組合せのそ
れぞれについて演算され、それ演算された各演算値Ｇ
_FORM（ｎ）が演算値メモリ１５Ｃに記憶されるものであ
る。

【００４２】図８から明かなように、演算数式１の演算
値Ｇ_FORM（ｎ）は、領域Ｓ２の面積が小さい程（極小値
Ｋ２が小さい程）大きな値となり、一方、領域Ｓ２の面
積が大きい程（極小値Ｋ２が大きい程）小さな値とな
る。このとき、図８に示す曲線データＫは、２つの極大
値Ｋ１と各極大値Ｋ１間に極小値Ｋ２を有することか
ら、前記図４にて説明したように、高速度斜め衝突の場
合に得られる曲線データを示しており、また、極小値Ｋ
２は車両の座屈等に起因して発生するものであるから、
座屈等の程度が大きい程極小値Ｋ２は小さくなって領域
Ｓ２の面積が小さくなることが分かる。従って、前記の
ように演算される演算値Ｇ_FORM（ｎ）に対してスレッシ
ホールド値Ｔｈ２をＲＯＭ１４の数値テーブルに設定し
ておき、かかるスレッシホールド値Ｔｈ２と演算値Ｇ
_FORM（ｎ）とを比較することにより、高速度斜め衝突を
安定して確実に判別することが可能となるものである。

【００４３】ここで、図７のフローチャートに戻って説
明を続けると、前記Ｓ１６の後Ｓ１７においては、現在
の割込処理時（この時、割込カウンタ１５Ａのカウント
値をＥとする）における速度変化に応じた値Ｖ(E) が演
算される。かかる演算は、前回の割込処理時（１周期前
の割込処理時）における速度変化に応じた値Ｖ(E-1)、
及び、現在の割込処理時における加速度Ｇ（ｔ）にサン
プリング周期ｈを掛け合わせた値（速度の増加分）を足
すことにより行われ、その得られた値は現在における車
両の速度変化に応じた値Ｖ(E) として速度メモリ１５Ｄ
に記憶される。かかるＳ１７の処理は、後述するよう
に、車両速度に基づき縁石乗り上げの場合を判断するた
めの処理である。

【００４４】この後、Ｓ１８において、前記Ｓ１６にて
演算され演算値メモリ１５Ｃに記憶された演算値Ｇ_FORM
（ｎ）が、ＲＯＭ１４の数値テーブルに記憶されたスレ
ッシホールド値Ｔｈ２と等しいか、又は、大きいかが判
断される。この判断は、演算値メモリ１５Ｃに記憶され
ている全ての演算値Ｇ_FORM（ｎ）について行われる。こ
のＳ１８における判断は、高速度斜め衝突が発生したか
どうかを判断するための処理である。尚、前記したよう
に、車両が縁石乗り上げをした場合でも、その程度によ
ってはＳ１８における判断がＹＥＳとなる場合がある。

【００４５】そして、いずれか１つの演算値Ｇ
_FORM（ｎ）がスレッシホールド値Ｔｈ２と等しいか又は
大きいと判断された場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）には、高速
度斜め衝突又は程度の大きい縁石乗り上げが発生したも
のとして、Ｓ１９にて前記Ｓ１７で演算され速度メモリ
１５Ｄに記憶されている現在における車両の速度変化に
応じた値Ｖ(E) がスレッシホールド値Ｔｈ３よりも大き
いかどうか判断される。かかるＳ１９における判断は、
車両が縁石乗り上げをした程度によって前記Ｓ１８の判
断がＹＥＳとなった場合においても、車両の速度変化に
応じた値がスレッシホールド値Ｔｈ３よりも小さい場合
には、縁石乗り上げが発生したものとしてエアバッグ１
０の膨張展開を回避するために行われるものである。現
在における車両の速度変化に応じた値Ｖ(E) がスレッシ
ホールド値Ｔｈ３よりも大きいと判断された場合（Ｓ１
９：ＹＥＳ）には、高速度斜め衝突が確実に発生したも
のと判断できることから、乗員を保護するためエアバッ
グ１０の膨張展開が行われる（Ｓ２０）。この後、Ｓ２
３に移行する。

【００４６】一方、前Ｓ１８にて全ての演算値Ｇ
_FORM（ｎ）がスレッシホールド値Ｔｈ２よりも小さいと
判断された場合（Ｓ１８：ＮＯ）には、高速度斜め衝突
及び程度の大きい縁石乗り上げのいずれも発生していな
いと判断できるので、エアバッグ１０を膨張展開するこ
となく（Ｓ２１）、Ｓ２２に移行する。Ｓ２２では、現
在における車両の速度変化に応じた値Ｖ(E) が発散して
しまうことを防止するため、現在における車両の速度変
化に応じた値Ｖ(E) に係数Ｆ（０から１の間にある値
で、適当に選択される）が掛け合わされ、このように得
られた値が車両の速度変化に応じた値Ｖ(E) として速度
メモリ１５Ｄに記憶される。

【００４７】また、Ｓ２３においては、割込カウンタ１
５Ａのカウント値ＥがＮを越えたかどうか判断される。
この判断は、割込カウンタ１５Ａのカウント能力がＮ回
までしかないことから、カウント値Ｅを更新するために
行われるものである。カウント値ＥがＮを越えた場合
（Ｓ２３：ＹＥＳ）には、カウント値Ｅを１として（Ｓ
２４）処理をリターンする。また、カウント値ＥがＮを
越えていない場合（Ｓ２３：ＮＯ）には、カウント値Ｅ
を１だけインクリメントした後（Ｓ２５）、処理をリタ
ーンする。

【００４８】本実施例においては、正面衝突判別ルーチ
ンに並列して、高速度斜め衝突判別ルーチンが実行され
るので、正面衝突を確実に判別することができるのみな
らず、高速度斜め衝突をも確実に判別することができ
る。また、高速度斜め衝突判別ルーチンのＳ１６におけ
る衝突判別式において、各係数Ａ、Ｂ、Ｃ、ｎ１、ｎ２
をＲＯＭ内に記憶されている複数の組合せをすべて判定
式に適用することにより、高速度斜め衝突を確実に判別
することができる。つまり、加速度波形に谷間を有する
異なる衝突形態についても確実に判別することができ
る。また、上記判定式が割り込み周期毎に実行されるの
で、確実に衝突を判別することができる。

【００４９】また、本実施例においては、高速度斜め衝
突を判別する例について述べたが、本実施例が判別でき
る衝突形態としては、車両の進行方向に対してずれた
（オフセット）位置に衝突物がある場合の衝突、所謂、
オフセット衝突、車両のバンパー等衝撃を吸収する部材
よりも上部位置に衝突物がある場合の所謂アンダーライ
ド衝突等が挙げられる。

【００５０】また、これらの衝突が起こった場合の谷部
が現われる加速度センサの出力波形において、本実施例
の如く、所定期間Ｔ１内の特定期間Ｔ２内に谷部が含ま
れる場合には、所定期間Ｔ１と特定期間Ｔ２との間にあ
る相関関係を見いだすことができる。つまり、出力波形
に谷部が現われない衝突形態においては、特定期間Ｔ２
の加算値が本実施例に比して大きな値となるので、この
場合の相関関係が、谷部が現われる出力波形の相関関係
と異なったものとなるのは明らかである。したがって、
この相関関係を適切なものとすることで、出力波形に谷
部が現われる衝突形態を判別することができ、衝突判別
がより正確にできることとなる。

【００５１】更に、本実施例に係る乗員保護装置の制御
装置１では、加速度センサ２から得られる加速度データ
Ｇ（ｔ）をローパスフィルタ３Ｂ、Ａ／Ｄ変換器４Ｂに
より高周波成分を除去した曲線データＫを抽出し、かか
る曲線データＫについて所定期間Ｔ１内で、曲線データ
Ｋの極小値Ｋ２を含むように特定期間Ｔ２を設定すると
ともに、所定期間Ｔ１から特定期間Ｔ２を差し引いた期
間Ｔ３を特定期間Ｔ２の両側で期間Ｔ３／２として振り
分け、また、曲線データＫに関して各期間Ｔ３／２につ
き加算して得られた各値の和から特定期間Ｔ２につき得
られた値を差し引いた演算値Ｇ_FORM（ｎ）とスレッシホ
ールド値Ｔｈ２との大小関係を判断することにより、高
速度斜め衝突が発生したかどうかを判定するように構成
したので、高速度斜め衝突時に発生する曲線データＫに
おける極小値Ｋ２の程度を反映させつつ、安定して確実
に高速度斜め衝突の判定を行うことができる。これによ
り、早いタイミングでエアバッグ１０の膨張展開を行っ
て乗員を安全に保護することができるものである。

【００５２】また、特定期間Ｔ２が曲線データＫの極小
値Ｋ２を含むように設定されていることから、演算値Ｇ
_FORM（ｎ）に基づいて高速度斜め衝突時に加速度データ
Ｇ（ｔ）に表れる谷部を安定的に捉えることが可能とな
り、これにより、加速度データＧ（ｔ）における谷部の
特徴を加味しつつ車両の高速度斜め衝突を安定して確実
に判定を行い、エアバッグ１０の展開起動が可能となる
ものである。更に、極大値Ｋ１、極小値Ｋ２、極大値Ｋ
１が連続する曲線データＫの場合には、特定期間Ｔ２が
極小値Ｋ２を含むように設定されていることに基づき、
特定期間Ｔ２における曲線データＫに基づき高速度斜め
衝突時に加速度データＧ（ｔ）に表れる谷部を確実に捉
えて極大値Ｋ１、極小値Ｋ２、極大値Ｋ１が連続する曲
線データＫの場合を高速度斜め衝突として判定すること
が可能となる。

【００５３】更に、演算数式１では、各期間Ｔ３／２に
ついて加算した値の和から特定期間Ｔ２につき演算した
値を減算して演算値Ｇ_FORM（ｎ）を求めているので、高
速度斜め衝突時の加速度データＧ（ｔ）に表れる谷部が
演算値Ｇ_FORM（ｎ）に直接反映されることとなり、これ
より前記と同様、曲線データＫの谷部の特徴を加味しつ
つ車両の高速度斜め衝突を安定して確実に判定すること
が可能となる。また、演算値Ｇ_FORM（ｎ）がスレッシホ
ールド値Ｔｈ２と等しいか又は大きいと判断された場合
においても、車両の速度変化に応じた値Ｖ(E) とスレッ
シホールド値Ｔｈ３との大小関係を判断するように構成
したので、車両が縁石乗り上げを起こした場合を確実に
判断して、エアバッグ１０が不用意に膨張展開されるこ
とを確実に防止することができる。

【００５４】尚、本発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改
良、変形が可能であることは勿論である。例えば、前記
実施例では、所定期間Ｔ１内において、各期間Ｔ３／２
につき演算した値を足した値から特定期間Ｔ２につき演
算した値を差し引くことにより演算値Ｇ_FORM（ｎ）を得
るように構成したが、先ず、曲線データＫに関して所定
期間Ｔ１につき時間積分して演算値を求め、その演算値
から特定期間Ｔ２につき時間積分された演算値を差し引
いた値とスレッシホールド値Ｔｈ２とを比較することに
より高速度斜め衝突を判定するようにしてもよい。ま
た、曲線データＫに関して所定期間Ｔ１につき時間積分
した演算値と特定期間Ｔ２につき時間積分した演算値と
の比に基づいて高速度斜め衝突を判定してもよい。更
に、曲線データＫによっては特定期間Ｔ２内で明確な極
小値Ｋ２が得られない場合もあることを勘案して、特定
期間Ｔ２につき演算された演算値に適当な数値を掛け合
わせて極小値Ｋ２を拡大し、かかる拡大値と所定期間Ｔ
１につき時間積分して求めた演算値とに基づいて高速度
斜め衝突を判定するようにしてもよい。その他、各種の
判定方法が適用可能であることは勿論である。

【００５５】また、前記実施例においては、衝突判別を
行う際に極大値から引続き極小値をとるか否かに基づい
て衝突を判別するようにしたが、これに限らず、衝突判
別を行うについて、極大値から極小値さらに極大値へと
引き続くか否かに基づいて衝突を判別するようにしても
よい。このようにすることにより、より精度良く高速度
斜め衝突を判別することができることとなる。

【００５６】また、前記極値（極大値、極小値）は、加
速度センサ出力の高周波成分除去後のデータの変化その
ものから検出してもよい。つまり、所定時間毎に微分値
（あるいは微分値に相当する値）を、検出または演算
し、微分値が実質ゼロになったこと、及び、その前後の
微分係数（あるいは微分係数に相当する値）から、極値
（極大値、極小値）を検出し、それらが極大値から引き
続いて極小値（さらに引き続いて極大値）が現われたか
否かを検出することにより衝突を判別してもよい。

【００５７】

【発明の効果】請求項１に係る乗員保護装置の制御装置
においては、高周波成分を除去された出力波形におい
て、極大値から引き続いて極小値をとるか否かを判別す
ることにより、出力波形に谷部が含まれている場合を精
度良く判別することができる。従って、高速度斜め衝突
を精度良く判別することができ、かかる衝突の際には最
適に乗員保護装置が起動されることとなる。

【００５８】また、請求項２に係る乗員保護装置の制御
装置においては、高周波成分を除去された出力波形にお
いて、第１の積分値と第２の積分値とを比較することに
より、谷部の程度を値として検出することができるの
で、高速度斜め衝突を精度良く判別することができ、か
かる衝突の際には最適に乗員保護装置が起動されること
となる。

【００５９】また、請求項３に係る乗員保護装置の制御
装置においては、高周波成分が除去された出力波形にお
いて、第１の加算値と第２の加算値を比較することによ
り、谷部の程度を値として検出することができるので、
高速度斜め衝突を精度良く判別することができ、かかる
衝突の際には最適に乗員保護装置が起動されることとな
る。

【００６０】また、請求項４に係る乗員保護装置の制御
装置においては、高周波成分が除去された出力波形にお
いて、第１の加算値から第２の加算値に応じた値を減算
することにより、谷部の程度を値として検出することが
できるので、高速度斜め衝突を精度良く判別することが
でき、かかる衝突の際には最適に乗員保護装置が起動さ
れることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】乗員保護装置の制御装置のブロック構成図であ
る。

【図２】乗員保護装置の制御装置の電気的構成を示す制
御ブロック図である。

【図３】車両の正面衝突時における加速度の曲線データ
を示すグラフである。

【図４】車両の高速度斜め衝突時における加速度の曲線
データを示すグラフである。

【図５】メイン処理プログラムのフローチャートであ
る。

【図６】正面衝突判別割込処理プログラムのフローチャ
ートである。

【図７】高速度斜め衝突判別割込処理プログラムのフロ
ーチャートである。

【図８】演算数式１による演算方法を説明するための説
明図である。

【符号の説明】

１乗員保護装置の制御装置２加速度センサ３Ａ、３Ｂローパスフィルタ４Ａ、４ＢＡ／Ｄ変換器５マイクロコンピュータ６エアバッグ装置１０エアバッグ１３ＣＰＵ１４ＲＯＭ１５ＲＡＭ１６割込タイマＧ（ｔ）加速度データＧ_FORM（ｎ）演算値Ｋ曲線データＫ１極大値Ｋ２極小値Ｈ割込周期ｈサンプリング周期Ｔ１所定期間Ｔ２特定期間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の加速度を検出して加速度信号を発
生する加速度センサと、前記加速度センサの出力波形から所定の周波数以上の高
周波成分を除去する高周波成分除去手段と、前記高周波成分除去後の前記加速度センサ出力波形の特
性が、極大値から引き続いて極小値をとる波形であるか
否かに基づいて衝突を判別する衝突判別手段と、前記衝突判別手段により車両の衝突が判別されたときに
乗員保護装置を起動する起動手段とを備えたことを特徴
とする乗員保護装置の制御装置。
【請求項２】請求項１に記載の衝突判別手段は、前記
高周波成分除去後の加速度センサの出力波形における、
第１の所定期間について積分した第１の積分値と、第２
の所定期間について積分した第２の積分値とを演算し、
これらの値に基づいて車両の衝突を判別することを特徴
とする請求項１に記載の乗員保護装置の制御装置。
【請求項３】請求項１に記載の衝突判別手段は、前記高周波成分除去手段からの加速度信号を所定のサン
プリング周期でサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプリング手段によりサンプリングされた値のう
ち、第１の所定期間内の値を加算した第１の加算値と、
第２の所定期間内の値を加算した第２の加算値を演算す
る演算手段とを有し、前記演算手段により演算された第１の加算値と第２の加
算値とに基づいて車両の衝突を判別することを特徴とす
る請求項１又は請求項２に記載の乗員保護装置の制御装
置。
【請求項４】請求項３に記載の衝突判別手段は、第１
の加算値から第２の加算値に応じた値を減算して減算値
を演算し、前記減算値に基づいて車両の衝突を判別する
ことを特徴とする請求項３に記載の乗員保護装置の制御
装置。