JPH09240423A - 自動車のエアバック用衝撃検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】自動車のエアバック作動装置を作動させるため
の衝撃検知装置の衝撃検知精度を向上させ、また衝撃検
知回路を単純にすることを課題とする。 【解決手段】車体の前後又は左右の外面部の少なくとも
一個所にアコスティックエミッションセンサを取り付
け、上記アコスティックエミッションセンサによって検
知した高周波の振動数をカウントする高周波振動数カウ
ンタを設け、この高周波振動数カウンタによって所定時
間毎に高周波振動数をカウントし、基準振動数の設定メ
モリを設け、高周波振動数カウンタによるカウント値と
設定メモリに記憶した基準振動数とを比較する比較手段
を設け、このカウント値が基準値を越えたとき衝突信号
を発する発信手段を設け、上記発信手段からの衝突信号
によってエアバック作動装置を起動させる制御手段を設
けて構成した自動車のエアバック用衝撃検知装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は自動車のエアバック作
動装置を作動させるための衝撃検知装置に関するもので
あり、衝撃検知装置による衝撃検知精度を向上させるこ
とができ、また衝撃検知回路を単純にすることができる
ものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車が衝突して搭乗者に一定以上の減
加速度が加わるとき、この減加速度によって搭乗者は前
方に投げ出されてハンドルやダッシュパネル、フロント
ガラスに衝突して負傷する。これを防止するために搭乗
者をソフトに受け止めて搭乗者に対する衝撃を緩和する
のがエアバックである。したがって自動車が衝突したと
きは迅速にエアバッグ作動装置を作動させることが求め
られ、このために衝撃センサには高感度の応答性が求め
られる。高感度であれば、過剰反応のために無用にエア
バッグを作動させることになるので適正に反応するもの
であること、および可及的に小型軽量であることが求め
られる。このエアバッグ用センサとして、従来は重りに
よる減加速度センサが用いられており、最近の減加速度
センサは高性能で極めて小型である（例えば特開平６−
２７３４４０号公報）。そして衝撃を確実に検知できる
ように複数の減加速度センサを用いるものもある。そこ
で、車両が前方又は、左右の障害物に衝突して一定以上
の減加速度が加わったとき、これを、そしてこれのみを
確実に検知することが衝撃センサに求められる必要かつ
十分条件である。しかし、従来の減加速度センサはあら
ゆる方向からの衝撃に対して高感度で反応できるもので
あり、これが大きな利点である。しかし、車両の上下方
向の減加速度（高速走行中に大きくバウンドして路面に
衝撃的に落下するとき等）にも反応し、このために無用
にエアバッグを作動させる恐れがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】エアバッグ用センサ
は、自動車が前方又は、左右の障害物に衝突しそのため
に一定以上の減加速度が搭乗者に加わる事態を迅速に検
知できるものであることが、エアバッグ用センサに求め
られる、必要かつ十分な要件である。そして、上記事態
の発生は衝突時の車体の破壊およびその破壊速度に現れ
る。したがって、衝突時の車体の一定以上の速度での破
壊を確実に検知できれば、これによって上記の事態を検
出できる。本発明はこの現象に着目したものであり、衝
突時の車体の一定以上の速度での破壊を確実に検知し
て、この検知信号によってエアバッグを作動させられる
新たなエアバッグ用センサを工夫することをその課題と
するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題解決のために講
じた手段は次ぎの要素（イ）〜（ホ）によって構成され
るものである。 （イ）車体の前後又は、左右の外面部の少なくとも一個
所にアコスティックエミッションセンサを取り付けたこ
と、（ロ）上記アコスティックエミッションセンサによ
って検知した高周波の振動数をカウントする高周波振動
数カウンタを設け、この高周波振動数カウンタによって
所定時間毎に高周波振動数をカウントすること、（ハ）
基準振動数の設定メモリを設けたこと、（ニ）高周波振
動数カウンタによるカウント値と設定メモリに記憶した
基準振動数とを比較する比較手段を設け、このカウント
値が基準値を越えたとき衝突信号を発する発信手段を設
けたこと、（ホ）上記発信手段からの衝突信号によって
エアバック作動装置を起動させる制御手段を設けたこ
と。

【０００５】

【作 用】固体に外力が掛かって破壊するとき、固体が
超音波の高周波の振動波を生じることが良く知られてお
り、この高周波の振動波がアコスティックエミッション
（以下これを「ＡＥ」という）と言われるものである
（図１参照）。固体の内部歪が増大していくと、塑性変
形領域においてもＡＥが発生し、その密度は粗の状態で
ある。そしてその歪み量が降伏領域になると高密度のＡ
Ｅが発生する。この降伏領域でのＡＥの密度は歪み量の
増加速度に比例する。したがって、降伏領域を通過する
と破断するのであるが、この降伏領域を通過するのに要
する時間が短いほど衝撃が大きく、所定時間（例えば１
／１００秒）に発生するＡＥ振動数は大である。自動車
がエアバッグを作動させるべき強さの衝撃をもって衝突
したときは、車体は必ず破損している。しかし衝突によ
って車体が破損するときその衝撃はエアバッグを作動さ
せるべき強さであるということには必ずしもならない。
しかし、車体の破壊速度は衝撃の大きさに比例するか
ら、車体の破壊速度を検知することによってその衝撃が
エアバッグを作動させるべき強さであることを検知する
ことができる。車体が破壊されるときに発生するＡＥを
車体に取り付けたＡＥセンサによって検知し、その所定
時間毎の振動数をカウントし、これを基準振動数（以下
これを「設定値」という）と比較してカウント数が設定
値以上であることを判別することによって、車体の破壊
速度が基準以上であること、すなわち自動車が所定以上
の衝撃をもって衝突したことを感知することができる。
車体が衝突して破壊するとき、その歪みが降伏領域を通
過する時間の長さと、自動車が衝突して受ける衝撃の大
きさとの関係は、バンパの種類および自動車の種類によ
って異なるので一様ではない。したがって、前記の設定
値はバンパの破損強度と自動車の種類によって異なる。
したがって、所定の強さの衝撃を伴って自動車が衝突し
たときのバンパ等の車体の歪みの降伏領域における所定
時間内のＡＥ振動数を予め実験的に求め、これを上記設
定値として設定メモリに記憶させておくことが必要であ
る。実際の衝突時の所定時間毎のＡＥカウント値をこの
設定値と比較し、カウント値が設定値を越えたとき、そ
の衝突はエアバッグを作動させるべき強さの衝撃を伴う
衝突であると判定される。ＡＥ以外の振動波（ノイズ）
はハイパスフィルタによって除外できるので、高周波振
動数カウンタによってＡＥによる振動数だけを正確にカ
ウントすることができる。したがって、高周波振動数カ
ウンタがノイズの振動を拾って誤動作することはない。
したがって、高周波振動数カウンタによるカウント値が
設定値を越えたとき発信手段が衝突信号を発信し、この
衝突信号によって制御手段を作動させ、エアバッグ作動
装置を起動させる。これによって所定以上の衝撃を伴う
衝突を正確、かつ確実に検知してエアバッグを作動させ
ることができる。なお、上記の所定時間毎の振動数をカ
ウントするには種々の方法があるが、クロック信号によ
って例えば１／１００秒毎にカウンタにリセット信号を
与えて、カウント値をリセットして、カウント値が上記
設定値に達したときはこのリセット信号をカットするよ
うにするのも一つの方法である。

【０００６】

【実 施 例】金属製バンパの場合は、当該バンパの裏
面にＡＥセンサを接着することによってバンパの破損時
のＡＥを検知できる。合成樹脂製バンパの場合は合成樹
脂製バンパでＡＥ発生特性が不安定な場合、合成樹脂製
バンパの裏面にＡＥ発生特性が安定した金属板（例えば
鉄鋼板）を接着し、この金属板にＡＥセンサを接着すれ
ばよい。また、カウンタを減算カウンタとし、カウンタ
に上記設定値を入力してこれを減算するようにし、１／
１００秒毎にクロック信号によってカウンタをリセット
させる。そしてカウンタの数値がゼロに達したとき、発
信手段が衝突信号を発信するようにする。これによって
ＡＥ振動数のカウントと、カウント値と設定値との比較
とを行わせることができる。カウンタによって１／１０
０秒間隔毎にＡＥ振動数を加算し、この加算値を設定値
とするようにすることもできる。なお、時速６０ｋｍで
走行している自動車が壁に衝突して厚さ１０ｃｍのバン
パを完全に破壊するとき、バンパの破壊に要する時間は
単純に計算しても約６／１０００秒である（バンパによ
る緩衝効果による減速をゼロとする場合）から、１／１
００秒間隔でカウントすれば、このバンパの破壊によっ
て発生するＡＥ振動数は全てカウントされることにな
る。そして、時速６０ｋｍで走行している自動車が壁に
衝突するときがエアバッグを作動させるための最低条件
であるとすれば、上記の降伏領域におけるＡＥ振動数の
単位時間当たりの振動数の大小によって衝突の大きさを
判別するには、１／１００秒を上記単位時間の目安とす
ることができる（１／１００秒の間にバンパが破壊され
るときに発生するＡＥ振動数と同じＡＥ振動数を発する
事態は、時速６０ｋｍ以上の速度で衝突して破壊される
事態以外には考えられないので、これをもって６０ｋｍ
以上の速度での衝突であると見做されるから）。しか
し、この単位時間をどの程度にするのが適当であるか
は、自動車の種類（小型自動車、乗用車、小型トラッ
ク、大型トラック等）と使用するバンパの強さによるの
で、実験的に確認する外はない。二つのカウンタを並列
に設け、両カウンタのリセットタイミングを１／２００
秒ずらし、いずれかのカウンタのカウント値が設定値を
越えたとき、上記発信手段が衝突信号を発するようにす
ることによって、カウントタイミングのずれによる検知
ミスを回避することができる。ＡＥ単独での使用につい
て説明したがＡＥと減加速度センサＧとを併用するとな
お良い。また、ＡＥの取付部をバンパに限定するもので
はなく車体の左右側面にＡＥを取り付け、車体左右のエ
アバッグを作動させても良い。

【０００７】

【効 果】前記の本発明の課題を解決した発明は公知で
はない。したがって、この新規な課題を解決して従来の
減加速度センサによる従来の衝突検知装置によるエアバ
ッグ作動装置の問題を解消したこと、すなわち、所定以
上の強さの衝撃を車体の減加速度を検知することによっ
て間接的に検知するのではなく、新たな解決法によって
これを直接検知することによって正確かつ確実にエアバ
ッグを作動させることができることが本発明特有の効果
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】固体を破壊するときに生じるアコスティックエ
ミッションの発生グラフである。

【図２】アコスティックエミッションセンサを金属性バ
ンパへ取付けた状態でのエアバッグ作動装置の作動説明
用フローチャートである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体の前後又は、左右の外面部の少なくと
   も一個所にアコスティックエミッションセンサを取り付
   け、 上記アコスティックエミッションセンサによって検知し
   た高周波の振動数をカウントする高周波振動数カウンタ
   を設け、この高周波振動数カウンタによって所定時間毎
   に高周波振動数をカウントし、 基準振動数の設定メモリを設け、 高周波振動数カウンタによるカウント値と設定メモリに
   記憶した基準振動数とを比較する比較手段を設け、この
   カウント値が基準値を越えたとき衝突信号を発する発信
   手段を設け、 上記発信手段からの衝突信号によってエアバック作動装
   置を起動させる制御手段を設けた自動車のエアバック用
   衝撃検知装置。
2. 【請求項２】バンパの裏面にアコスティックエミッショ
   ンセンサを取り付けた請求項１記載の自動車のエアバッ
   ク用衝撃検知装置における衝突検知センサ。