JP4864242B2 - 車両用衝突判定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両が衝突した際に車両内の乗員を保護するエアバッグ装置やシートベルトプリテンショナ装置などの乗員保護手段の起動を制御する車両用衝突判定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は車両１０１に乗員保護装置における衝突判定手段１０２を設置した状態を示す平面図、図１２は衝突判定手段１０２と乗員保護手段１０３の構成を示す概要図である。図１２において、衝突判定手段１０２は、加速度センサ１０２ａ、マイクロコンピュータ１０２ｂ、起動手段１０２ｃを有する。また、乗員保護手段１０３は、一例としてエアバッグシステムの場合を記載しており、起動手段１０２ｃの出力を受けるスクイブ（起爆装置）１０３ａ、スクイブ１０３ａの出力を受けて膨張するエアバッグ１０３ｂとを有する。
【０００３】
次に動作について説明する。
加速度センサ１０２ａは衝撃による加速度を検出し、加速度の大きさに応じた電気信号を出力する。出力された電気信号はマイクロコンピュータ１０２ｂ内部に設置されたＡ／Ｄ変換手段によりデジタル信号として演算処理される。また、マイクロコンピュータ１０２ｂでは、入力された電気信号を、内部に設置された積分手段で予め定めた所定区間（一定の時間幅）で積分し、この積分値が予め定めたしきい値を越えた場合、つまりエアバッグ１０３ｂを展開すべき衝突が起きた場合（乗員保護手段の起動が必要）の衝突であると判断する。
【０００４】
エアバッグ１０３ｂを展開すべき衝突が起きたと判断したときは、マイクロコンピュータ１０２ｂの出力で起動手段１０２ｃを起動させ、この起動手段１０２ｃがスクイブ（起爆装置）１０３ａに点火電流を流し、エアバッグ１０３ｂを展開させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車両用衝突判定装置は上記のように加速度センサにより検出された加速度信号を単に所定区間内で積分するだけであるため、例えば、図１４（ａ）に示すようにオフセット衝突やアンダーライド衝突などのソフトクラッシュにおいては、図１３（ａ）に示す正面衝突に比べて比較的低い加速度信号が長時間継続して出力される。乗員保護装置はこの区間で起動する必要があるが、積分値にて低速正面衝突とソフトクラッシュとの識別を行う場合には、図１３（ｂ），図１４（ｂ）に示すように、所定時間を相当長く設定しなければならない。このため、乗員保護手段の起動判定に時間を要し、適切なタイミングで乗員保護装置を起動させることができない場合があるという課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、比較的低い加速度信号が長時間続くソフトクラッシュを短時間に低速正面衝突と区別して識別できるようにし、乗員保護手段を適切なタイミングで起動することができる車両用衝突判定装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両用衝突判定装置は、車両の衝突時における衝撃を検出する加速度センサと、前記加速度センサの出力信号と第１のしきい値を比較する第１の比較手段と、単位時間より長い予め定めた所定区間を前記単位時間毎シフトさせながら前記所定区間内における前記第１の比較手段の出力を積分する積分手段と、前記積分手段の積分値と第２のしきい値とを比較して乗員保護手段の起動要否を判定する第２の比較手段と、前記第２の比較手段による出力信号に基づいて前記乗員保護手段の起動を制御する起動手段とを備えたものである。
【０００９】
この発明に係る車両用衝突判定装置は、加速度センサの出力信号から高周波成分を減衰させて第１の比較手段に入力する減衰手段を備えたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における車両用衝突判定装置の要部を示す構成図である。図１において、４は前記図１１に示したマイクロコンピュータに相当する衝突判定手段であり、車両の衝突時における衝撃を検出する加速度センサから加速度信号Ｇｔを入力し、第１のしきい値Ｇ０と比較する第１の比較手段４ａ、単位時間ｔ毎シフトさせながら予め定めた所定区間Ｔ内における第１の比較手段４ａの出力信号を積分する積分手段４ｂ、この積分手段４ｂの積分値と第２のしきい値Ｘ０とを比較して乗員保護手段の起動要否を判定する第２の比較手段４ｃを有する。
【００１１】
次に動作について説明する。
衝突判定手段４における演算処理動作を図２に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、ステップＳＴ１にて加速度センサにより検出された時刻の加速度信号Ｇｔが、第１のしきい値Ｇ０より大きいかを第１の比較手段４ａで判断し、ＹＥＳであれば、ステップＳＴ２にて個数Ｃｔ−１＋１がＣｔとしてインクリメントされる。
【００１２】
ついで、ステップＳＴ３にて、所定区間Ｔ中における加速度信号Ｇｔが第１のしきい値Ｇ０を越える個数（Ｃｔ−Ｃｔ−ｎ）を、第２の比較手段４ｃで第２のしきい値Ｘ０と比較し、第２のしきい値Ｘ０よりも大きい場合、ステップＳＴ４にて第２の比較手段４ｃから衝突判定結果として起動信号を出力する。
【００１３】
図３，図４，図５は低速正面衝突時、ソフトクラッシュ時、悪路走行時の加速度信号波形および図１における各部出力波形を示すもので、加速度信号Ｇｔがしきい値Ｇ０を越える時間を積分することで、低速正面衝突とソフトクラッシュを迅速に識別することが可能である。また、第１のしきい値Ｇ０は、長時間のブレーキングや悪路走行および加速度センサのノイズ等を考慮した値を設定することで、乗員保護装置の起動が不必要な場合における誤爆を防止することが可能である。
【００１４】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２における車両用衝突判定装置の他の実施の形態を示す構成図である。図６において、５は前記図１１に示したマイクロコンピュータに相当する衝突判定手段であり、この衝突判定手段５は車両の衝突時における衝撃を検出する加速度センサ（図１２に示す加速度センサ１０２ａ）からの加速度信号Ｇｔと第１のしきい値Ｇ１を比較する第１の比較手段５ａ、この第１の比較手段５ａの出力から予め定めた一定値Ｒ１を減算する減算手段５ｂ、この減算手段５ｂの出力の積分値Ｘが０より小さいときは０に初期化する機能（以下、リセット機能と称する）を有する積分手段５ｃと、この積分手段５ｃの積分値と第２のしきい値Ｘ１とを比較して乗員保護手段の起動要否を判定する第２の比較手段５ｄとを有する。
【００１５】
次に動作について説明する。
衝突判定手段は、加速度センサにより検出供給された加速度信号Ｇｔが、第１のしきい値Ｇ１より大きいかを第１の比較手段５ａで判断し、この第１の比較手段５ａの出力から予め定めた一定値Ｒ１を減算手段５ｂで減算する。ついで、減算手段５ｂの出力が積分手段５ｃで積分され、その積分値を第２の比較手段５ｄで第２のしきい値Ｘ１と比較し、第２のしきい値Ｘ１よりも大きい場合、第２の比較手段５ｄから衝突判定結果を出力する。
【００１６】
図７，図８，図９は低速正面衝突時、ソフトクラッシュ時、悪路走行時の加速度信号波形および図６における各部出力波形を示すもので、実施の形態１と同様、加速度信号Ｇｔがしきい値Ｇ１を越える時間を積分することで、ソフトクラッシュを迅速に低速正面衝突、悪路走行と区別して判別することが可能となる。また、加速度信号Ｇｔから一定値を減算して積分した速度信号が０より小さい場合、速度信号を０として積分を行うので、区分積分のように加速度信号Ｇｔを記憶する必要がないため、使用メモリを少なくすることが可能となり、さらに衝突判定時間も短縮できる効果がある。
【００１７】
なお、第１のしきい値Ｇ１は実施の形態１における第１のしきい値Ｇ０と同様、長時間のブレーキングや悪路走行および加速度センサのノイズ等を考慮した値を設定することで、乗員保護装置の起動が不必要な場合における誤爆を防止することが可能である。
【００１８】
実施の形態３．
この実施の形態３は、図１，図６に示した実施の形態１，２において、衝突判定手段４，５における比較手段４ａ，５ａの入力側にＬＰＦ（ローパスフイルタ）６を設けた構成である。この構成により、加速度信号Ｇｔに含まれる高周波成分が減衰され、より安定に衝突判定を行うことができる。
【００１９】
なお、実施の形態１における積分手段４ｂは、区間積分を行っているもので、この区間積分の原理を図１０について説明する。例えば単位時間ｔを１ビットに対応させ、５ビットを所定区間Ｔとし、この所定区間Ｔ毎に対応ビット位置に出力があるかを判断し、出力があれば、ビットに「１」を立て、この５ビットの内容を積分する。このようにして、所定区間Ｔ毎の積分を単位時間ｔ毎シフトさせて順次行い、積分値が第２のしきい値Ｘ０を越えたとき、乗員保護手段の起動信号を出力する。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、車両の衝突時における衝撃を検出する加速度センサと、前記加速度センサの出力信号と第１のしきい値を比較する第１の比較手段と、単位時間より長い予め定めた所定区間を前記単位時間毎シフトさせながら前記所定区間内における前記第１の比較手段の出力を積分する積分手段と、前記積分手段の積分値と第２のしきい値とを比較して乗員保護手段の起動要否を判定する第２の比較手段と、前記第２の比較手段による出力信号に基づいて前記乗員保護手段の起動を制御する起動手段とを備えて構成したので、乗員保護手段の起動が必要な衝突形態であるか否かの判定を迅速に行うようにすることができる効果がある。
【００２２】
この発明によれば、加速度センサの出力信号から高周波成分を減衰させて第１の比較手段に入力する減衰手段を備えて構成したので、加速度信号に含まれる高周波成分が減衰され、より安定に衝突判定を行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１における衝突判定手段の構成を示すブロック図である。
【図２】 衝突判定手段における演算処理のフローチャートである。
【図３】 低速正面衝突時の加速度信号波形および図１における各部出力波形を示す波形図である。
【図４】 ソフトクラッシュ時の加速度信号波形および図１における各部出力波形を示す波形図である。
【図５】 悪路走行時の加速度信号波形および図１における各部出力波形を示す波形図である。
【図６】 この発明の実施の形態２における衝突判定手段の構成を示すブロック図である。
【図７】 低速正面衝突時の加速度信号波形および図６における各部出力波形を示す波形図である。
【図８】 ソフトクラッシュ時の加速度信号波形および図６における各部出力波形を示す波形図である。
【図９】 悪路走行時の加速度信号波形および図６における各部出力波形を示す波形図である。
【図１０】 区間積分の説明図である。
【図１１】 従来の乗員保護システムに用いられている衝突判定手段の配置位置を示す概略平面図である。
【図１２】 乗員保護システムの概略構成図である。
【図１３】 低速正面衝突時の加速度信号波形および図１１における各部出力波形を示す波形図である。
【図１４】 ソフトクラッシュ時の加速度信号波形および図１１における各部出力波形を示す波形図である。
【符号の説明】
４ 衝突判定手段、４ａ 第１の比較手段、４ｂ 積分手段、４ｃ 第２の比較手段、５ 衝突判定手段、５ａ 第１の比較手段、５ｂ 減算手段、５ｃ リセット機能付積分手段、５ｄ 第２の比較手段、６ ローパスフイルタ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両が衝突した際に車両内の乗員を保護するエアバッグ装置やシートベルトプリテンショナ装置などの乗員保護手段の起動を制御する車両用衝突判定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は車両１０１に乗員保護装置における衝突判定手段１０２を設置した状態を示す平面図、図１２は衝突判定手段１０２と乗員保護手段１０３の構成を示す概要図である。図１２において、衝突判定手段１０２は、加速度センサ１０２ａ、マイクロコンピュータ１０２ｂ、起動手段１０２ｃを有する。また、乗員保護手段１０３は、一例としてエアバッグシステムの場合を記載しており、起動手段１０２ｃの出力を受けるスクイブ（起爆装置）１０３ａ、スクイブ１０３ａの出力を受けて膨張するエアバッグ１０３ｂとを有する。
【０００３】
次に動作について説明する。
加速度センサ１０２ａは衝撃による加速度を検出し、加速度の大きさに応じた電気信号を出力する。出力された電気信号はマイクロコンピュータ１０２ｂ内部に設置されたＡ／Ｄ変換手段によりデジタル信号として演算処理される。また、マイクロコンピュータ１０２ｂでは、入力された電気信号を、内部に設置された積分手段で予め定めた所定区間（一定の時間幅）で積分し、この積分値が予め定めたしきい値を越えた場合、つまりエアバッグ１０３ｂを展開すべき衝突が起きた場合（乗員保護手段の起動が必要）の衝突であると判断する。
【０００４】
エアバッグ１０３ｂを展開すべき衝突が起きたと判断したときは、マイクロコンピュータ１０２ｂの出力で起動手段１０２ｃを起動させ、この起動手段１０２ｃがスクイブ（起爆装置）１０３ａに点火電流を流し、エアバッグ１０３ｂを展開させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車両用衝突判定装置は上記のように加速度センサにより検出された加速度信号を単に所定区間内で積分するだけであるため、例えば、図１４（ａ）に示すようにオフセット衝突やアンダーライド衝突などのソフトクラッシュにおいては、図１３（ａ）に示す正面衝突に比べて比較的低い加速度信号が長時間継続して出力される。乗員保護装置はこの区間で起動する必要があるが、積分値にて低速正面衝突とソフトクラッシュとの識別を行う場合には、図１３（ｂ），図１４（ｂ）に示すように、所定時間を相当長く設定しなければならない。このため、乗員保護手段の起動判定に時間を要し、適切なタイミングで乗員保護装置を起動させることができない場合があるという課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、比較的低い加速度信号が長時間続くソフトクラッシュを短時間に低速正面衝突と区別して識別できるようにし、乗員保護手段を適切なタイミングで起動することができる車両用衝突判定装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両用衝突判定装置は、車両の衝突時における衝撃を検出する加速度センサと、前記加速度センサの出力信号と第１のしきい値を比較する第１の比較手段と、単位時間より長い予め定めた所定区間を前記単位時間毎シフトさせながら前記所定区間内における前記第１の比較手段の出力を積分する積分手段と、前記積分手段の積分値と第２のしきい値とを比較して乗員保護手段の起動要否を判定する第２の比較手段と、前記第２の比較手段による出力信号に基づいて前記乗員保護手段の起動を制御する起動手段とを備えたものである。
【０００９】
この発明に係る車両用衝突判定装置は、加速度センサの出力信号から高周波成分を減衰させて第１の比較手段に入力する減衰手段を備えたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における車両用衝突判定装置の要部を示す構成図である。図１において、４は前記図１１に示したマイクロコンピュータに相当する衝突判定手段であり、車両の衝突時における衝撃を検出する加速度センサから加速度信号Ｇｔを入力し、第１のしきい値Ｇ０と比較する第１の比較手段４ａ、単位時間ｔ毎シフトさせながら予め定めた所定区間Ｔ内における第１の比較手段４ａの出力信号を積分する積分手段４ｂ、この積分手段４ｂの積分値と第２のしきい値Ｘ０とを比較して乗員保護手段の起動要否を判定する第２の比較手段４ｃを有する。
【００１１】
次に動作について説明する。
衝突判定手段４における演算処理動作を図２に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、ステップＳＴ１にて加速度センサにより検出された時刻の加速度信号Ｇｔが、第１のしきい値Ｇ０より大きいかを第１の比較手段４ａで判断し、ＹＥＳであれば、ステップＳＴ２にて個数Ｃｔ−１＋１がＣｔとしてインクリメントされる。
【００１２】
ついで、ステップＳＴ３にて、所定区間Ｔ中における加速度信号Ｇｔが第１のしきい値Ｇ０を越える個数（Ｃｔ−Ｃｔ−ｎ）を、第２の比較手段４ｃで第２のしきい値Ｘ０と比較し、第２のしきい値Ｘ０よりも大きい場合、ステップＳＴ４にて第２の比較手段４ｃから衝突判定結果として起動信号を出力する。
【００１３】
図３，図４，図５は低速正面衝突時、ソフトクラッシュ時、悪路走行時の加速度信号波形および図１における各部出力波形を示すもので、加速度信号Ｇｔがしきい値Ｇ０を越える時間を積分することで、低速正面衝突とソフトクラッシュを迅速に識別することが可能である。また、第１のしきい値Ｇ０は、長時間のブレーキングや悪路走行および加速度センサのノイズ等を考慮した値を設定することで、乗員保護装置の起動が不必要な場合における誤爆を防止することが可能である。
【００１４】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２における車両用衝突判定装置の他の実施の形態を示す構成図である。図６において、５は前記図１１に示したマイクロコンピュータに相当する衝突判定手段であり、この衝突判定手段５は車両の衝突時における衝撃を検出する加速度センサ（図１２に示す加速度センサ１０２ａ）からの加速度信号Ｇｔと第１のしきい値Ｇ１を比較する第１の比較手段５ａ、この第１の比較手段５ａの出力から予め定めた一定値Ｒ１を減算する減算手段５ｂ、この減算手段５ｂの出力の積分値Ｘが０より小さいときは０に初期化する機能（以下、リセット機能と称する）を有する積分手段５ｃと、この積分手段５ｃの積分値と第２のしきい値Ｘ１とを比較して乗員保護手段の起動要否を判定する第２の比較手段５ｄとを有する。
【００１５】
次に動作について説明する。
衝突判定手段は、加速度センサにより検出供給された加速度信号Ｇｔが、第１のしきい値Ｇ１より大きいかを第１の比較手段５ａで判断し、この第１の比較手段５ａの出力から予め定めた一定値Ｒ１を減算手段５ｂで減算する。ついで、減算手段５ｂの出力が積分手段５ｃで積分され、その積分値を第２の比較手段５ｄで第２のしきい値Ｘ１と比較し、第２のしきい値Ｘ１よりも大きい場合、第２の比較手段５ｄから衝突判定結果を出力する。
【００１６】
図７，図８，図９は低速正面衝突時、ソフトクラッシュ時、悪路走行時の加速度信号波形および図６における各部出力波形を示すもので、実施の形態１と同様、加速度信号Ｇｔがしきい値Ｇ１を越える時間を積分することで、ソフトクラッシュを迅速に低速正面衝突、悪路走行と区別して判別することが可能となる。また、加速度信号Ｇｔから一定値を減算して積分した速度信号が０より小さい場合、速度信号を０として積分を行うので、区分積分のように加速度信号Ｇｔを記憶する必要がないため、使用メモリを少なくすることが可能となり、さらに衝突判定時間も短縮できる効果がある。
【００１７】
なお、第１のしきい値Ｇ１は実施の形態１における第１のしきい値Ｇ０と同様、長時間のブレーキングや悪路走行および加速度センサのノイズ等を考慮した値を設定することで、乗員保護装置の起動が不必要な場合における誤爆を防止することが可能である。
【００１８】
実施の形態３．
この実施の形態３は、図１，図６に示した実施の形態１，２において、衝突判定手段４，５における比較手段４ａ，５ａの入力側にＬＰＦ（ローパスフイルタ）６を設けた構成である。この構成により、加速度信号Ｇｔに含まれる高周波成分が減衰され、より安定に衝突判定を行うことができる。
【００１９】
なお、実施の形態１における積分手段４ｂは、区間積分を行っているもので、この区間積分の原理を図１０について説明する。例えば単位時間ｔを１ビットに対応させ、５ビットを所定区間Ｔとし、この所定区間Ｔ毎に対応ビット位置に出力があるかを判断し、出力があれば、ビットに「１」を立て、この５ビットの内容を積分する。このようにして、所定区間Ｔ毎の積分を単位時間ｔ毎シフトさせて順次行い、積分値が第２のしきい値Ｘ０を越えたとき、乗員保護手段の起動信号を出力する。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、車両の衝突時における衝撃を検出する加速度センサと、前記加速度センサの出力信号と第１のしきい値を比較する第１の比較手段と、単位時間より長い予め定めた所定区間を前記単位時間毎シフトさせながら前記所定区間内における前記第１の比較手段の出力を積分する積分手段と、前記積分手段の積分値と第２のしきい値とを比較して乗員保護手段の起動要否を判定する第２の比較手段と、前記第２の比較手段による出力信号に基づいて前記乗員保護手段の起動を制御する起動手段とを備えて構成したので、乗員保護手段の起動が必要な衝突形態であるか否かの判定を迅速に行うようにすることができる効果がある。
【００２２】
この発明によれば、加速度センサの出力信号から高周波成分を減衰させて第１の比較手段に入力する減衰手段を備えて構成したので、加速度信号に含まれる高周波成分が減衰され、より安定に衝突判定を行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１における衝突判定手段の構成を示すブロック図である。
【図２】 衝突判定手段における演算処理のフローチャートである。
【図３】 低速正面衝突時の加速度信号波形および図１における各部出力波形を示す波形図である。
【図４】 ソフトクラッシュ時の加速度信号波形および図１における各部出力波形を示す波形図である。
【図５】 悪路走行時の加速度信号波形および図１における各部出力波形を示す波形図である。
【図６】 この発明の実施の形態２における衝突判定手段の構成を示すブロック図である。
【図７】 低速正面衝突時の加速度信号波形および図６における各部出力波形を示す波形図である。
【図８】 ソフトクラッシュ時の加速度信号波形および図６における各部出力波形を示す波形図である。
【図９】 悪路走行時の加速度信号波形および図６における各部出力波形を示す波形図である。
【図１０】 区間積分の説明図である。
【図１１】 従来の乗員保護システムに用いられている衝突判定手段の配置位置を示す概略平面図である。
【図１２】 乗員保護システムの概略構成図である。
【図１３】 低速正面衝突時の加速度信号波形および図１１における各部出力波形を示す波形図である。
【図１４】 ソフトクラッシュ時の加速度信号波形および図１１における各部出力波形を示す波形図である。
【符号の説明】
４ 衝突判定手段、４ａ 第１の比較手段、４ｂ 積分手段、４ｃ 第２の比較手段、５ 衝突判定手段、５ａ 第１の比較手段、５ｂ 減算手段、５ｃ リセット機能付積分手段、５ｄ 第２の比較手段、６ ローパスフイルタ。
Claims (2)
- 車両の衝突時における衝撃を検出する加速度センサと、
前記加速度センサの出力信号と第１のしきい値を比較する第１の比較手段と、
単位時間より長い予め定めた所定区間を前記単位時間毎シフトさせながら前記所定区間内における前記第１の比較手段の出力を積分する積分手段と、
前記積分手段の積分値と第２のしきい値とを比較して乗員保護手段の起動要否を判定する第２の比較手段と、
前記第２の比較手段による出力信号に基づいて前記乗員保護手段の起動を制御する起動手段と
を備えた車両用衝突判定装置。 - 加速度センサの出力信号から高周波成分を減衰させて第１の比較手段に入力する減衰手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の車両用衝突判定装置。
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