JPS63503531A - 乗客保護装置の作動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 乗客保護装置の作動装置 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々時点で作動するにはいくつかの困難な点がおる。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５０　ｋｍ　／ 　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グ の膨張等の安全措置を４０　ｍｓ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、障害物を乗シ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−４９ 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シ切替わらないという特徴を有す ることがわかった。この場合に加速度は非常に短時間の間に多数回にわたシ切替 わる。

危険な衝突状態を危険ではない衝突状態からはっきシ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鴨 制限器、狽分器および閾値回路を設けることが公知である。振幅制限器の線類は 、１つの衝撃の振鴨を上方向において制限し１、この結果次の積分器が、後置接 続されている閾値スイッチの閾値電圧に、強＜長く持続する加速度を有する＠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、振幅制限器によシ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、後輩接続されている閾 値スイッチのための作動電圧に、前もっ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シに、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かでき 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。

上記装置は、決められている高さおよび決められて−を いる時間を上回る加速度を検出する間Ｍ［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。したがって本発明は、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。

上記問題は本発明によシ、測定された加速度信号またはこの信号から導出された 信号から減算する閾値を、制御可能な量として形成するようにして解決される。

したがっ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。この措置によシ、一定の閾値を 減算する場合に、積分すべき残シの残留値が非常に小さくしたがって積分時間が 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 が早期に行表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犬きくな＃）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。したがって、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、請求の範囲第７項に記載の構成を使用する ことによシ実現できる。

この場合に、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。

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器用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一１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、一定の閾値を上回った時に初めて始まる。加速度値が急激に上昇した 場合にｈ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って、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。

好適なトリガ特性は、請求の範囲第８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ッ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 該の低域フィルタ特性は、低域フィルタ特性を有する別の構成の有利には電子回 路により実現することができる。

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、公知の装置のブロック回路図である。第２図は、本発明の装置のブロ ック回路図である。第６図は、危険な衝突の際の加速度変化を示す線、因である 。

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ド」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を減算素子り の第１の入力側Ｄ１に供給する。減算素子りの第２の入力側Ｄ２に一定の閾値信 号が供給され減算素子りにおいて加速度検知器Ｂの出力信号ｂａから減算される 。ＤｌとＤ２とにおける２つの信号の差は積分器工の入力信号１ｅを形成する。

積分器■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 スイッチ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、トリガ閾値スイッチＡの出力信号ａａを増幅器 Ｅにょシ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ッグを膨張する点火装置を作動する。前記装置の欠点は 、ＤｌとＤｌとの間の差が僅かな場合には入力信号１ｅが微小になるおそれがあ る点である。したがってトリガ閾値スイッチＡにより決められている閾値ａＶを １ａイツチＡｒｌ：その出力側から出力信号ａａを送出する。

このよう力問題は例えば、先行車に衝突したシ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賜金に発生する。

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から減算信号り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−照）。第４図かられかるようにｂａから減算素子りを介して一定の閾値４ ｇ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りの第２の入力 側Ｄ２に供給される。

したがって信号ｂａの、−４９−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ｔ）　ｉａは確実に負にならない 。

第５図においては破線によシ積分器工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はに値−４ｇを下回り、この結果１ ｅ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１ａは最も 強く増加し次の時点ｔ２においては積分値１ａは最大値に達する。引続いてｂａ は一４ｙを下回りこれに相応して１ａも、回路的手段によりｌｌ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− 再び一４ｇ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４９線 を再び上回るからである。

第５図かられかるように結論として、蕗５図に示されている、トリガ閾値スイッ チの閾値△Ｖには到達せずしだがって、ｂが閾値−４Ｉを複数回にわたり下回っ たにもかかわらず乗客保護装置ＺＵ作動されない。

第２図は、第１７図の装置を本発明によシ実施した実施例を示す。第１図に対す る第１囚の実質的な相違点は、積分器工の出力信号１ａは閾値発生器Ｓを介して 減算素子りに戻され、この結果、減算素子りの抛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に値は出力信号ｈａか ら減算される。試験の結果、このような構成によシ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った。その理由は、加速度が 小さい負の値である場合には１ａ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１ａは閾値△Ｖ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１、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ｉ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△Ｖ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ｔｏの前における実線曲線１ ａの変化におる。更に第５図かられ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ｔ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ｔｏですでに始まる。本発明において閾値ｓａは信号１ ａに追従しその際に時点ｔ６においてｈａはｃａ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 て優勢となシこの結果、積分値１ａは再び減少する。１ａ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△Ｖ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１要な点は、加速度検知器 Ｂと減算素子りとの間に接続される高域フィルタＨを使用する点である。高域フ ィルタＨは加速度信号の緩慢な変化例えは、ＩＨｚ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 。同様に高域フィルタにより、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めると、関数ｉａ　＝ 　ｆ、（ｂａ−ｃ−ｉａ、　）　ｄ、ｔが得られる（ただしＣは定数）。この関 数をラゾラース変換するとｐ・ｉａ　＝　ｈａ　−ｉａ　−ｃが得られる。この ようにこれが低域フィ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ィルタを使用することができる。しか しこの低域フィルタの場合には、この低域フィルタが、第２図において破線によ り囲まれている、低域フィルタの構成を有する必要はなく、低域フィルタの特性 を有する、有利には電気的または電子的に一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。しかし低域フィルタ機能は、第２図に示さ れている低域フィルタＴＰに比して僅かなコストで実現することができる。

したがって本発明の利点は、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を時間市にずらすことにより、積分器１ａ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 トリが閾値△■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ってトリガ閾値に、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（＠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。これに、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シ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、ｌａ−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。したがってこの信号は、高 域フィルタＨめ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除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。

国際調査報告 −１−０１赫−−１−ＰＣＴ／ＤＥ　８７１０００７ＢＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ｉＫ Ｅ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰＯＲＴ　ＯＮ！ＮＴＥＲ ＮＡＴＩＯＮＡＬ　ＡＭ’ｆＪＣＡＴＩＯＮ　Ｎｏ、　ＰＣＴ／ＤＥ　１ａ７１ ０００７８　（ＳＡ　Ｌ６２６６）ＥＰ−Ａ−０１５６９３００９／１０／８５ 　ＪＰ−Ａ−６０２２６２０９’１１／１１／８５ＤＥ−Ａ−２８０８８７２　 １３１０９／７９　ＵＳ−Ａ−４４１０８７５１８／１０／８３ＦＲ−Ａ−２５ ５２５５１２９１０３／８５　ＤＥ−Ａ−３３３４６０３０４１０４／８５ＩＪ Ｓ−Ａ−３２１３６８３Ｎｏｎｅ ｔＪＳ−Ａ−３４５５１４８１５１０７／６９　ＮｏｎｅＩＮＴＥＲＮＡＴ工０ ＮＡＬ　ＡＰＰＬＩＣＡＴｒＯＮ　Ｎｏ、　ＰＣＴ／ＤＥ　８７１０００７Ｂ　 （ＳＡ　１６２６６）

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 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）の作動装置であつて、 積分閾値（ｓａ）の分たけ低減された、加速度検知器（Ｂ）の出力信号（ｂａ） たには、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）を上回るとたたちに乗客保護装置（Ｚ ）を作動する乗客保護装置（Ｚ）の作動装置において、前記積分閾値（Ｓ）は、 変化される量により形成されることを特徴とする乗客保護装置（Ｚ）の作動装置 。
2. ２．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項記載の乗客保護装置（Ｚ）の作動装置。
3. ３．積分閾値（ｓａ）が、積分器の出力信号（ｉａ）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項または第２項記載の乗客 保護装置（Ｚ）の作動装置。
4. ４．積分器（Ｉ）の出力信号（ｉａ）が上昇するにつれて積分閾値（ｓａ）を高 めるようにした請求の範囲第１項なし第３項のうちのいずれか１項に記載の乗客 保護装置（Ｚ）の作動装置。
5. ５．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囲第１項ないし第３項のうちのいずれか１ 項に記載の乗客保護装置（Ｚ）の作動装置。
6. ６．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項ないし第３項のうちのいずれか１項に記載の乗客保護装 置（Ｚ）の作動装置。
7. ７．積分器（Ｉ）の出力信号（ｉａ）により制御される閾値発生器（Ｓ）を設け 、 前記閾値発生器（Ｓ）の出力信号（ｓａ）を積分閾値として減算素子（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（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，ｂａ）を介し て供給し、前記減算素子（Ｄ）の入力信号（ｈａ，Ｄ１またはｓａ，Ｄ２）の間 の差を表わす、前記減算素子（Ｄ）の出力信号（ｄａ）を前記積分器（Ｉ）の入 力側に供給するようにした請求の範囲第１項ないし第６項のうちのいずれか１項 に記載の乗客保護装置（Ｚ）の作動装置。
8. ８．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またはｈａ）に対して、出力側が前記積分器（Ｉ）の出力側（ｉａ）に より形成される低域フィルタとして動作するように設定した請求の範囲第７項記 載の乗客保護装置（Ｚ）の作動装置。
9. ９．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（Ｚ）の作動装置を作動し、 前記トリガ閾値スイッチ（Ａ）はその出力側（ａａ）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項ないし第８ 項のうちのいずれか１項に記載の乗客保護装置（Ｚ）の作動装置。
10. １０．乗客保護装置（Ｚ）の作動装置の構成素子（Ｂ，Ｈ，Ｉ，Ａ，Ｅ，Ｓ）を 電子ユニットにより構成し、発生する信号を電圧または電流により表わした請求 の範囲第１項ないし第９項のうちのいずれか１項に記載の乗客保護装置（Ｚ）の 作動装置。
11. １１．例えば、衝突の除に作動する、自動車に搭載の前のめり防止装置等の乗客 保護装置（Ｚ）の作動装置において、 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またはｂａ）と、閾値を上回つた場合に前記乗客保護装置（Ｚ） を作動するトリガ閾値スイッチ（Ａ）との間に電気低域フィルタを設けたことを 特徴とする乗客保護装置（Ｚ）の作動装置。
12. １２．低域フィルタ（ＴＰ）を電気ユニット（Ｄ，Ｉ，Ｓ）により構成した請求 の範囲第１１項記載の乗客保護装置（Ｚ）の作動装置。