JP4800351B2

JP4800351B2 - 車両用乗員保護システム

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Publication number: JP4800351B2
Application number: JP2008192215A
Authority: JP
Inventors: 利幸山下
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-07-25
Filing date: 2008-07-25
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2021-05-11
Also published as: JP2008254734A

Description

この発明は、車両衝突時に乗員を保護する乗員保護装置の駆動制御装置に関し、特に車両衝突時の衝撃力の大小に応じて乗員保護装置を駆動させるか否かを判定し、その判定結果に基づいて乗員保護装置の駆動を制御する車両乗員保護装置の駆動判定制御装置に関するものである。

図１７は従来の乗員保護システムを備えた車両（自動車）の前部を示す平面図である。同図において、１は車両、２はその車両の座席前方に搭載された乗員保護装置としてのエアバッグ、３はそのエアバッグ２を展開させるための乗員保護制御手段であり、この乗員保護制御手段３は、車両１の衝突時の衝撃を検出するための加速度センサと、この加速度センサから加速度検出信号をデジタルデータとして入力するマイクロコンピュータとを備えた構成となっている。

次に動作について説明する。
車両１が前方衝突による衝撃を受けると、乗員保護制御手段３の内部に設置された加速度センサが前記衝撃による加速度を検出し、その加速度検出信号をマイクロコンピュータに出力する。マイクロコンピュータは、前記加速度センサから入力した加速度検出信号に基づく演算を行ってエアバッグ２を展開すべきか否かを判定する。この際、エアバッグ２を展開すべきか否かの判定にあたっては、車両の減速度が重要となる。その減速度は、乗員保護制御手段３が加速度センサから入力信号による衝撃加速度検出値を時間積分することで算出されるが、実用上は、前記入力信号へのノイズ等によるオフセット成分が重畳するため、そのオフセット成分によって車両の通常走行時においても衝撃加速度の積算値が累積することとなる。

従来の車両用乗員保護システムは以上のように構成されているので、車両の通常走行時における衝撃加速度の積算値が累積されないように、一定条件の下で前記積算値をリセットする対策が施されているが、この場合、そのリセットをかけるタイミング条件の選定が難しく、リセットのための処理手段を追加しなければならないという課題があった。

また、他の従来の車両用乗員保護システムでは、一定の減算値を設定し、常に加速度センサからの入力値に対する減算を行い、その減算後の加速度積算値が０以下となる場合に、その加速度積算値を０にする方法が用いられているが、しかし、この方法では、長時間に亘る低い衝撃が入力された場合と短時間の高い衝撃が入力された場合とで減算される割合が変わるため、正確な積算値の算出が困難になるという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、車両衝突時の減速度を正確に算出でき、かつ、大幅な処理手段を追加することなく、車両の通常走行状態では加速度積算が累積されることなく、より正確な減速度を算出することができる車両用乗員保護システムを得ることを目的とする。

また、この発明は、車両衝突時の加速度積算値が乗員保護装置を駆動させる値となっているか否かを正確に判定することができる車両用乗員保護システムを得ることを目的とする。

さらに、この発明は、加速方向および減速方向とで加速度積算値の計算方法を分離することなく単純な方法で加速度積算値を正確に算出することが可能な車両用乗員保護システムを得ることを目的とする。

さらに、この発明は、衝突と悪路走行との識別を、より早く判定することが可能な車両用乗員保護システムを得ることを目的とする。

さらに、この発明は、衝突途中での振動成分により一時的に基準値領域に入った際に、加速度積算値の復帰処理を延期し、車両衝突による減速度を、より正確に算出することが可能な車両用乗員保護システムを得ることを目的とする。

この発明に係る車両用乗員保護システムの乗員保護制御手段は、加速度信号に基づく物理量を演算し、車両の通常走行時の前記物理量の最大基準値および最小基準値をあらかじめ設定し、その物理量が前記最大基準値から前記最小基準値の範囲内のとき、加速度積算値が正の値のときにその加速度積算値から、現時点での加速度積算値に対して予め設定された積算基準値の減算を実行し、前記物理量が前記最大基準値から前記最小基準値の範囲内のとき、加速度積算値が負の値のときにその加速度積算値から、現時点での加速度積算値に対して予め設定された積算基準値の加算を実行するものである。

この発明に係る車両用乗員保護システムは、加速度センサを、その検出方向が車両前後方向となるように設置し、その加速度センサの正成分側を車両の前方向もしくは後方向とし、加速度センサの負成分側を前記正成分側とは逆方向とし、乗員保護制御手段は、前記加速度センサから入力する加速度信号に基づく加速度積算値が正成分側に設定された加速度積算値の基準値を超えたときに正成分側の乗員保護装置を駆動し、前記加速度積算値が負成分側に設定された加速度積算値の基準値を下回るときに負成分側の乗員保護装置を駆動するものである。

この発明に係る車両用乗員保護システムは、加速度センサを、その検出方向が車両左右方向となるように設置し、その加速度センサの正成分側を車両の左方向もしくは右方向とし、加速度センサの負成分側を前記正成分側とは逆方向とし、乗員保護制御手段は、前記加速度センサから入力する加速度信号に基づく加速度積算値が正成分側に設定された加速度積算値の基準値を超えたときに正成分側の乗員保護装置を駆動し、前記加速度積算値が負成分側に設定された加速度積算値の基準値を下回るときに負成分側の乗員保護装置を駆動するものである。

この発明に係る車両用乗員保護システムの乗員保護制御手段は、加速度信号に基づく物理量を演算し、車両の通常走行時の前記物理量の最大基準値および最小基準値をあらかじめ設定し、その物理量が前記最大基準値から前記最小基準値の範囲外のとき、加速度を積算する演算を実行し加速度積算値を算出し、前記物理量が前記最大基準値から前記最小基準値の範囲内のとき、その範囲を前記物理量が超えてからの時間を計測し、その計測時間が所定時間よりも小さいときに前記加速度積算値の復帰を延期するものである。

この発明によれば、加速度信号に基づく物理量を演算し、車両の通常走行時における最大基準値および最小基準値をあらかじめ設定し、前記加速度信号に基づく物理量が前記最大基準値から前記最小基準値の範囲内のとき、加速度積算値が正の値のときにその加速度積算値から、現時点での加速度積算値に対して予め設定された積算基準値の減算を実行し、前記物理量が前記最大基準値から前記最小基準値の範囲内のとき、加速度積算値が負の値のときにその加速度積算値から、現時点での加速度積算値に対して予め設定された積算基準値の加算を実行するように構成したので、現時点での加速度積算値をモニタし、加速度積算値が正の値の場合には一定値を減算し、加速度積算値が負の値の場合には一定値を加算することにより、車両の通常走行時における加速度積算値を常に０に収束するように加速度積算値を復帰処理することが可能となり、ノイズ成分の重畳による累積を抑制できるという効果がある。従って、加速方向および減速方向の加速度積算値が、計算方法を分離することなく単純な方法で算出することが可能になるという効果がある。

この発明によれば、加速度センサをその検出方向が車両前後方向となるように設置し、その加速度センサの正成分側を車両の前方向もしくは後方向とし、加速度センサの負成分側を前記正成分側とは逆方向とし、前記加速度センサによる加速度信号に基づく加速度積算値が正成分側に設定された加速度積算値の基準値を超えたときに正成分側の乗員保護装置を駆動し、前記加速度積算値が負成分側に設定された加速度積算値の基準値を超えないときに負成分側の乗員保護装置を駆動するように構成したので、車両の前方衝突時および後方衝突時のいずれの場合も同一ロジックで衝突を判定し、乗員保護装置を的確に制御駆動させることが可能になるという効果がある。

この発明によれば、加速度センサを、その検出方向が車両左右方向となるように設置し、その加速度センサの正成分側を車両の左方向もしくは右方向とし、加速度センサの負成分側を前記正成分側とは逆方向とし、乗員保護制御手段が前記加速度センサから入力する加速度信号に基づく加速度積算値が正成分側に設定された加速度積算値の基準値を超えたときに正成分側の乗員保護装置を駆動し、前記加速度積算値が負成分側に設定された加速度積算値の基準値を超えないときに負成分側の乗員保護装置を駆動するように構成したので、車両の左右衝突時においても左右の乗員保護装置を同時制御することが可能になるという効果がある。

この発明によれば、加速度信号に基づく物理量を演算し、車両の通常走行時における物理量の最大基準値および最小基準値をあらかじめ設定し、前記物理量が前記最大基準値から前記最小基準値の範囲外のとき、加速度を積算する演算を実行し加速度積算値を算出し、前記物理量が前記最大基準値から前記最小基準値の範囲内のとき、その範囲を前記物理量が超えてからの時間を計測し、その計測時間が所定時間よりも小さいときに前記加速度積算値の復帰を延期するように構成したので、衝突途中での振動成分により一時的に基準値領域に入った際に、加速度積算値の復帰処理を延期し、車両衝突による減速度を、より正確に算出することが可能になるという効果がある。

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による車両用乗員保護装置の制御駆動システムを示す概略的なブロック図であり、図１７と同一構成要素には同一符号を付して説明する。
図１において、２は車両１（図１７参照）に搭載された乗員保護装置であって、スクイブ（起爆装置）２ａと、これによって展開されるエアバッグ２ｂとからなっている。３は前記乗員保護装置２の制御手段であり、車両１の前部衝突時に生じる衝撃加速度を検出するための加速度センサ３ａと、この加速度センサ３ａから加速度検出信号をＡ／Ｄコンバータによりデジタルデータとして入力するマイクロコンピュータ３ｂと、このマイクロコンピュータ３ｂからの出力信号を入力して前記スクイブ２ａに点火電流を供給する点火駆動装置３ｃとを備えた構成となっている。

次に動作について説明する。
車両１の走行時には加速度センサ３ａによって衝撃加速度が常に検出され、その加速度検出信号をマイクロコンピュータ３ｂが入力して演算処理する。すなわち、マイクロコンピュータ３ｂは、加速度センサ３ａから入力した加速度検出信号の大きさを演算してエアバッグ２ｂを展開すべきか否かを判定する。その判定において、車両の前方衝突時には加速度センサ３ａからの入力信号による衝撃加速度が大きくなるので、この場合、マイクロコンピュータ３ｂからの出力信号で点火駆動装置３ｃが起動してスクイブ２ａに点火電流が通電されることによりエアバッグ２ｂが展開される。

ここで、前記マイクロコンピュータ３ｂは、車両の通常走行時に想定される最大加速度基準値（加速度上限値）ＧＨおよび最小加速度基準値（加速度下限値）ＧＬを設定する制御基準値設定手段（メモリ）と、前記加速度センサ３ａからＡ／Ｄコンバータを介して入力する衝撃加速度検出信号に基づく物理量を前記最大加速度基準値ＧＨおよび最小加速度基準値ＧＬと対比・演算する演算手段と、その演算結果の加速度積算値を車両の通常走行時には０に収束すべく復帰処理する復帰処理手段とを主たる構成要素として有するものである。

次にマイクロコンピュータ３ｂの制御プログラムによる動作について説明する。図２は図１の動作を説明するためのフローチャートであって、車両前方衝突時の衝突判定を行う場合を示すものである。なお、マイクロコンピュータ３ｂが加速度センサ３ａから入力する衝撃加速度検出信号を入力Ｇとし、この入力Ｇの極性については減速方向の入力が正となるものとして以下に説明する。
まず、車両の通常走行時において、加速度センサ３ａが検出する衝撃加速度の絶対値は通常２Ｇ以下と小さい。従って、車両の通常走行時にマイクロコンピュータ３ｂが加速度センサ３ａから入力する前記入力Ｇは、最小加速度基準値ＧＬから最大加速度基準値ＧＨの範囲となる。

そこで、ステップＳＴ１では、ＧＬ≦入力Ｇ≦ＧＨであるか否かのＹｅｓまたはＮｏの判定を行い、Ｙｅｓの場合にはステップＳＴ２に進む。ステップＳＴ２では、車両走行時の現時点での加速度積算値Ｖ＞０であるか否かの判定を行い、Ｖ＞０の場合はステップＳＴ４に進む。ステップＳＴ４では、現時点での加速度積算値Ｖから予め設定された積算基準値Ｇ２を減算してステップＳＴ６に進む。ステップＳＴ６では、ステップＳＴ４での減算後の加速度積算値Ｖ＜０であるか否かを判定し、その減算後の加速度積算値Ｖ＜０の場合にはステップＳＴ９に進む。ステップＳＴ９では、０を下回る加速度積算値Ｖを０とする演算処理が行われる。また、前記ステップＳＴ４とステップＳＴ６およびステップＳＴ９によって、前記加速度積算値Ｖが０よりも大きい場合には、その加速度積算値Ｖを０に収束する復帰処理が行われる。

一方、前記ステップＳＴ２での判定結果がＮｏの場合（現時点での加速度積算値Ｖが０よりも小さい場合）にはステップＳＴ３に進む。このステップＳＴ３では、現時点での加速度積算値Ｖから予め設定された積算基準値Ｇ１を加算してステップＳＴ５に進む。ステップＳＴ５では、前記ステップＳＴ３での加算後の加速度積算値Ｖ＞０であるか否かを判定し、その加算後の加速度積算値Ｖ＞０の場合にはステップＳＴ８に進む。ステップＳＴ８では、０を上回る加速度積算値Ｖを０とする演算処理が行われる。また、前記ステップＳＴ３とステップＳＴ５およびステップＳＴ８によって、前記加速度積算値Ｖが０よりも小さい場合には、その加速度積算値Ｖを０に収束する復帰処理が行われる。

以上は、車両の通常走行時における衝撃加速度が小さい場合の処理動作であるが、次に、通常走行時以外で大きな衝撃加速度をマイクロコンピュータ３ｂが入力する場合の処理動作について説明する。
前記ステップＳＴ１での判定結果がＮｏの場合、すなわち、入力ＧがＧＬからＧＨの範囲を超えた大きな衝撃加速度の場合にはステップＳＴ７に進む。ステップＳＴ７では、現時点での加速度積算値Ｖに入力Ｇを加算する。このような処理を実行することで、車両の通常走行時には常に加速度積算値Ｖが０に収束された状態から車両衝突等による大きな衝撃を受けた際の加速度積算値Ｖが積算される。この加速度積算値Ｖは、車両衝突速度が大きい場合、より大きな値となる。

そして、前記ステップＳＴ７での加算処理後にステップＳＴ１０に進む。ステップＳＴ１０では、前記ステップＳＴ７での加算後の加速度積算値Ｖと、予め設定された乗員保護装置駆動用の閾値Ｖｔｈｒとの比較演算を行う。その演算の結果、前記加算後の加速度積算値Ｖ＞閾値Ｖｔｈｒの場合にはステップＳＴ１１に進んでエアバッグ駆動信号を図１中の点火駆動装置３ｃに出力する。

次に実際の車両衝突形態において、図２のフローチャートによる演算を実施した場合のエアバッグ駆動信号出力タイミング等について以下に説明する。
車両が高速で衝突した場合と低速で衝突した場合とでは図３（ａ）に示すような衝撃加速度が発生する。ここで、車両の衝突速度は、衝撃加速度の時間積分によって算出され図３（ｂ）に示すようになる。衝突の大きさは衝突速度の大きさにより評価される。

前記フローチャートによる演算では、衝突が発生した場合、前記最大加速度基準値（加速度上限側積算値復帰加速度閾値）ＧＨを超えて積算が開始される。衝突中は、ほぼ継続して前記最大加速度基準値ＧＨを超える衝撃加速度が発生するため、演算結果としては図３（ｂ）に示した加速度積分とほぼ同程度の積算値Ｖが得られる（図３（ｃ）参照）。

乗員保護装置２を作動させる必要がない程度の低速度で車両が衝突した場合には、図３（ａ）に示すように衝撃加速度が小さく、また、図３（ｂ）に示すように加速度積分は小さくなる。このため、図３（ｃ）に示すように前記積算値Ｖが、予め設定された駆動信号出力閾値Ｖｔｈｒを超えることはなくなる。従って、エアバッグ駆動信号は出力されない。

しかし、車両が高速で衝突した場合には、図３（ａ）に示すように、低速衝突の際の衝撃加速度が大きくなり、また、図４（ｂ）に示すように加速度積分も大きくなる。すなわち、前記フローチャートに従った演算を実行することで得られた前記積算値Ｖは、図３（ｃ）のように駆動信号出力閾値Ｖｔｈｒを超える。この際、乗員保護装置２に駆動信号が出力されて乗員保護装置２が駆動されることによりエアバッグ２ｂが展開される。

さらに、乗員保護装置２を作動させる必要がない例としては上記のような衝突以外に、ラフロード走行の場合やブレーキング時に発生する場合が挙げられる。
ラフロード走行時の衝撃加速度波形は図４（ａ）に示すように振幅の大きな振動波形である。この場合、図４（ｂ）に示すように加速度積分は小さいことが特徴となる。

このような入力に対して、前記フローチャートに従った演算実行によって得られた前記積算値Ｖは小さいため、その積算値Ｖが前記駆動信号出力閾値Ｖｔｈｒを超えることはなく、従って、乗員保護装置２の駆動信号は出力されない。
また、ブレーキング時の衝撃加速度波形は、図４（ａ）に示すように衝撃加速度発生が小さくなる。ただし、加速度積分は、図４（ｂ）のように大きいことが特徴である。このような入力に対して、前記フローチャートに従った演算では、入力された衝撃加速度Ｇが前記最小加速度基準値ＧＬと前記最大加速度基準値ＧＨとの間にあるため、加速度積算は実施されず、加速度積算値Ｖは０を保持する。この結果、加速度積算値Ｖは駆動信号出力閾値Ｖｔｈｒを超えることはなく、乗員保護装置の駆動信号は出力されない。

また、乗員保護装置２を作動させる必要がない例としては、上記のような物理的な入力以外にも電気的なスプリアスノイズ等が挙げられる。スプリアスノイズは回路上に発生するので、加速度センサ３ａからの出力信号に付加される形でマイクロコンピュータ３ｂに入力される。その入力波形は図５（ａ）に示すようにパルス的なものが殆どである。この場合、図５（ｂ）に示すように加速度積分は逐次積算されて大きくなるが、前記フローチャートに従った演算では、入力された衝撃加速度Ｇが前記最小加速度基準値ＧＬと前記最大加速度基準値ＧＨとの間にあるため積算は実施されず、前記加速度積算値Ｖは０を保持する。この結果、加速度積算値Ｖは駆動信号出力閾値Ｖｔｈｒを超えることはなく、乗員保護装置の駆動信号は出力されない。

以上説明した実施の形態１によれば、乗員保護装置２の駆動信号出力閾値Ｖｔｈｒをマイクロコンピュータ３ｂのメモリに予め記憶設定して図２のフローチャートに従った演算を実行するように構成したので、車両が高速で衝突した場合にのみ乗員保護装置２を正確に作動させる制御が可能になるという効果がある。

なお、上記実施の形態１では、車両の高速衝突を抽出するために前記駆動信号出力閾値Ｖｔｈｒを設定した場合について説明したが、その駆動信号出力閾値Ｖｔｈｒを変更することで、車両の低速衝突を判定させるような感度調整を行うことも可能である。

実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２による乗員保護システムを搭載した車両の前部平面図、図７は図６の乗員保護システムのブロック図であり、図１および図１７と同一構成要素には同一符号を付して説明する。
図６において、１は車両、２は車両１に搭載された前方衝突用乗員保護装置、
４は同じく車両１に搭載された後方衝突用乗員保護装置、３は前方衝突用乗員保護装置２および後方衝突用乗員保護装置４を駆動する共通の制御手段である。この制御手段３は、図７に示すように、車両１の衝突時に生じる衝撃加速度を検出するための加速度センサ３ａと、この加速度センサ３ａから加速度検出信号をＡ／Ｄコンバータによりデジタルデータとして入力するマイクロコンピュータ３ｂと、このマイクロコンピュータ３ｂからの出力信号を入力して前方衝突用乗員保護装置２および後方衝突用乗員保護装置４をそれぞれ駆動する前方衝突用駆動装置３ｄおよび後方衝突用駆動装置３ｅとを備えた構成となっている。ここで、前記前方衝突用乗員保護装置２は一例としてエアバッグが挙げられ、後方衝突用乗員保護装置４は一例としてヘッドレストのような鞭打ち防止装置が挙げられる。なお、前記マイクロコンピュータ３ｂのメモリには、駆動信号出力閾値Ｖｔｈｒ２が予め設定されているものである。

次に動作について説明する。
この実施の形態２によるマイクロコンピュータ３ｂでは、加速度センサ３ａから入力した衝撃加速度検出信号の大きさを物理的に演算し、前方衝突用乗員保護装置２および後方衝突用乗員保護装置４の駆動制御を決定する。その決定に基づいて前方衝突用乗員保護装置２を駆動すべき大きな衝撃加速度が入力された場合には、前方衝突用駆動装置３ｄが前方衝突用乗員保護装置２に駆動信号を出力して前方衝突用乗員保護装置２を駆動する。同様にして、後方衝突用乗員保護装置４を駆動すべき大きな衝撃加速度が入力された場合には、後方衝突用駆動装置３ｅが後方衝突用乗員保護装置４に駆動信号を出力して後方衝突用乗員保護装置４を駆動する。

次にマイクロコンピュータ３ｂの制御プログラムによる動作について説明する。図８は図７の動作を説明するためのフローチャートであって、車両の前方および後方衝突時の衝突判定を行うための制御プログラムを実行するものである。なお、図８のフローチャートにおいて、ステップＳＴ１からステップＳＴ１１は前記実施の形態１（図２）の場合と同様の演算処理を行うため説明を省略し、ステップＳＴ１２以降についてのみ説明する。

マイクロコンピュータ３ｂには後方衝突用乗員保護装置４を作動すべき駆動信号出力閾値Ｖｔｈｒ２が予め設定されていることにより、ステップＳＴ１２では、前記ステップＳＴ１からステップＳＴ１１によって算出された加速度積算値Ｖと前記駆動信号出力閾値Ｖｔｈｒ２とを比較演算して後方衝突を判定する。その判定の結果、加速度積算値Ｖが駆動信号出力閾値Ｖｔｈｒ２を下回る場合にはステップＳＴ１３に進む。ステップＳＴ１３では、後方衝突用乗員保護装置４に駆動信号を出力して後方衝突用乗員保護装置４を駆動する。
このような演算処理を実行することで、車両の後方衝突に対しても衝撃の大きさを判定することが可能となる。なお、前方衝突については前記実施の形態１と同様の演算処理を実行される。

次に実際の車両衝突形態において、図８のフローチャートによる演算を実施した場合のエアバッグ駆動信号出力タイミング等を後方衝突の場合についてのみ以下に説明する。後方衝突の場合、負成分（加速成分）の衝撃加速度が発生する。
車両が高速で衝突した場合と低速で衝突した場合とでは図９（ａ）に示すような衝撃加速度が発生する。ここで、車両の衝突速度は、衝撃加速度の時間積分によって算出され図９（ｂ）に示すようになる。衝突の大きさは衝突速度の大きさにより評価される。

前記フローチャートによる演算では、衝突が発生した場合、前記最小加速度基準値ＧＬを下回って積算が開始される。衝突中は、ほぼ継続して前記最小加速度基準値ＧＬを下回る衝撃加速度が発生するため、演算結果としては図９（ｂ）に示した加速度積分とほぼ同程度の積算値Ｖが得られる（図９（ｃ）参照）。

乗員保護装置を作動させる必要がない程度の低速度で車両が衝突した場合には、図９（ａ）に示すように衝撃加速度が小さく、また、図９（ｂ）に示すように加速度積分は小さくなる。このため、図９（ｃ）に示すように前記積算値Ｖが、予め設定された後方駆動信号出力閾値Ｖｔｈｒ２を超えることはなくなる。従って、後方衝突用乗員保護装置４の駆動信号は出力されない。

しかし、車両が高速で衝突した場合には、図９（ａ）に示すように、低速衝突の際の衝撃加速度が大きくなり、また、図９（ｂ）に示すように加速度積分の絶対値も大きくなる。すなわち、図８のフローチャートに従った演算を実行することで得られた前記積算値Ｖは、図９（ｃ）にように駆動信号出力閾値Ｖｔｈｒ２を下回る。この際には、後方衝突用乗員保護装置４に駆動信号が出力されて後方衝突用乗員保護装置４が駆動される。

さらに、乗員保護装置を作動させる必要がない例としては上記のような衝突以外については、前記実施の形態１の場合と同様のため説明を省略するが、同様に加速度積算値Ｖは後方用駆動信号出力閾値Ｖｔｈｒ２を下回ることはなく、後方衝突用乗員保護装置４の駆動信号は出力されない。

以上説明した実施の形態２によれば、前記実施の形態１によるマイクロコンピュータ３ｂのメモリに後方衝突に対しての駆動信号出力閾値Ｖｔｈｒ２を追加設定して図８のフローチャートに従った演算を実行するように構成したので、車両が高速で衝突した場合にのみ前方衝突用乗員保護装置２は元より後方衝突用乗員保護装置４についても正確に作動させる制御が可能になるという効果がある。

実施の形態３．
図１０はこの発明の実施の形態３による乗員保護システムを搭載した車両の前部平面図、図１１は図１０の乗員保護システムのブロック図であり、図１から図９および図１７と同一構成要素には同一符号を付して重複説明を省略する。
図１０において、５は車両１に搭載された右方衝突用乗員保護装置、６は同じく車両１に搭載された左方衝突用乗員保護装置である。

図１１において、３ｆは右方衝突用駆動装置、３ｇは左方衝突用駆動装置であり、これらの衝突用駆動装置３ｆ，３ｇはマイクロコンピュータ３ｂからの出力信号を入力して右方衝突用乗員保護装置５および左方衝突用乗員保護装置６をそれぞれ駆動するものである。ここで、前記各衝突用乗員保護装置５，６は一例として側部衝突用エアバッグが挙げられる。

次に動作について説明する。
この実施の形態３によるマイクロコンピュータ３ｂでは、加速度センサ３ａから入力した衝撃加速度検出信号の大きさを物理的に演算し、右方衝突用乗員保護装置５および左方衝突用乗員保護装置６の駆動制御を決定する。その決定に基づいて右方衝突用乗員保護装置５を駆動すべき大きな衝撃加速度が入力された場合には、右方衝突用駆動装置３ｆが右方衝突用乗員保護装置５に駆動信号を出力して右方衝突用乗員保護装置５を駆動する。同様にして、左方衝突用乗員保護装置６を駆動すべき大きな衝撃加速度が入力された場合には、左方衝突用駆動装置３ｇが左方衝突用乗員保護装置６に駆動信号を出力して左方衝突用乗員保護装置６を駆動する。この実施の形態３において、前記マイクロコンピュータ３ｂのメモリには、右方衝突用乗員保護装置５および左方衝突用乗員保護装置６を駆動すべき駆動信号出力閾値ＶｔｈｒＲが予め設定されているものである。

次にこの実施の形態３によるマイクロコンピュータ３ｂの制御動作について説明する。図１２は図１１の動作を説明するためのフローチャートであって、車両の左右側方の衝突判定を行うための制御プログラムを実行するものである。なお、図１２のフローチャートにおいて、ステップＳＴ１からステップＳＴ９については前記実施の形態２（図８）の場合と同一または相当の演算処理を行うため同一処理部には同一符号を付して説明を省略し、ステップＳＴ１４以降についてのみ説明する。なお、入力Ｇの極性については右方向の入力が正となるものとして説明する。

マイクロコンピュータ３ｂには右方衝突用乗員保護装置５を作動すべき駆動信号出力閾値ＶｔｈｒＲが予め設定されていることにより、ステップＳＴ１４では、ステップＳＴ１からステップＳＴ９によって算出された加速度積算値Ｖと前記右方衝突用駆動信号出力閾値ＶｔｈｒＲとを比較演算して右方衝突を判定する。その判定の結果、加速度積算値Ｖが駆動信号出力閾値ＶｔｈｒＲを上回る場合にはステップＳＴ１５に進む。ステップＳＴ１５では、右方衝突用乗員保護装置５に駆動信号を出力して右方衝突用乗員保護装置５を駆動する。

同様にしてステップＳＴ１６では、左方衝突用乗員保護装置６を作動すべき駆動信号出力閾値ＶｔｈｒＬと加速度積算値Ｖとの比較演算を実行することで左方衝突を判定する。その判定の結果、加速度積算値Ｖが駆動信号出力閾値ＶｔｈｒＬを下回る場合にはステップＳＴ１７に進む。ステップＳＴ１７では、左方衝突用乗員保護装置６に駆動信号を出力して左方衝突用乗員保護装置６を駆動する。
このような演算処理を実行することで、車両の左右方向の衝突に対しても衝撃の大きさを判定することが可能となる。

次に実際の車両衝突形態において、図１２のフローチャートによる演算を実施
した場合のエアバッグ駆動信号出力タイミング等については、前記実施の形態２の場合と同様のため説明を省略するが、加速度積算値Ｖが各閾値の範囲を超えて乗員保護装置の駆動信号が出力され、乗員保護装置を作動させる必要がない形態入力に対して、加速度積算値Ｖが各閾値の範囲内にあるため乗員保護装置の駆動信号は出力されない。

以上説明した実施の形態３によれば、前記実施の形態２によるマイクロコンピュータ３ｂのメモリに左右側方の衝突に対する駆動信号出力閾値ＶｔｈｒＲ，ＶｔｈｒＬを設定して図１２のフローチャートに従った演算を実行するように構成したので、車両が高速で衝突した場合にのみ右方衝突用乗員保護装置５は元より左方衝突用乗員保護装置６についても正確に作動させる制御が可能になるという効果がある。

実施の形態４．
図１３はこの発明の実施の形態４による車両用乗員保護システムに適用されるマイクロコンピュータの制御動作を説明するためのフローチャートであり、図２と同一または相当のステップには同一符号を付して重複説明を省略する。
ステップＳＴ１からステップＳＴ１１については前記実施の形態１で説明したものと同様の処理が実行されるために説明は省略し、より早期にラフロード走行時の衝突との衝突を識別するための追加ステップＳＴ１８およびステップＳＴ１９についてのみ説明する。

ステップＳＴ１での入力Ｇが、予め設定された積算値復帰加速度範囲ＧＬ〜ＧＨを超えた場合、ステップＳＴ１８に進む。ステップＳＴ１８では、入力Ｇ＜０か否かの判定を行う。その判定の結果、入力Ｇ＜０の場合にはステップＳＴ１９に進む。ステップＳＴ１９では、入力Ｇが負の値である場合、予め設定された重み付け係数Ｋが前記入力Ｇに乗算される。このような処理を行うステップＳＴ１８およびステップＳＴ１９を追加することで、負方向の入力Ｇを重み付けした加速度積算値Ｖが算出される。

次に実際の車両衝突形態において、図１３のフローチャートによる演算を実施した場合の駆動信号出力タイミング等について説明する。
乗員保護装置を作動させる必要がある車両衝突時の衝撃加速度波形、および乗員保護装置を作動させる必要がないラフロード走行時の波形は、図１４（ａ）に示すようになる。車両衝突時の衝撃加速度波形は正（減速）成分が主体であり、図１４（ｂ）に示すように加速度積分が大きいことが特徴となる。
一方、ラフロード走行時の衝撃加速度波形は図１４に示すように振幅が大きな振動波形であり、図１４（ｂ）のように加速度積分は小さいことが特徴となる。

前記実施の形態１では、ラフロード走行時の加速度積算値が小さく衝突時には大きいことに着目し、閾値を設定することで識別を行った。この場合、識別のタイミングは図１４（ｃ）に示すようにラフロード（重み付けなし）との識別を行うためには、ＶｔｈｒＡ以上の駆動信号出力閾値を予め設定しておく必要がある。このときの識別タイミングは図１４（ｃ）のＴｏｎＡとなる。

この実施の形態４による図１３のフローチャートに従った演算では、負方向成分に重み付け係数Ｋが乗算されているため、ラフロード走行時のような振動波形では負成分に重み付けされることにより、加速度積算値Ｖは実際の加速度積分に比べて大幅に減少する。一方、衝突波形では、主成分は正成分であるため、減少量はラフロード走行の場合に比べて小さい。このため加速度積算値Ｖは図１４（ｃ）に示すようにラフロード（重み付けあり）では加速度積算値が抑制され、識別する駆動信号出力閾値をＶｔｈｒＢまで下げることが可能となる。この場合、識別タイミングは図１４（ｃ）中のＴｏｎＢとなり、より早いタイミングでの識別が可能となる。

以上説明した実施の形態４によれば、負成分側の重み付け係数Ｋが設定された上記演算では、ラフロードのような振動成分の大きな衝撃加速度波形と衝突波形との識別を、より早く遂行することができ、乗員保護装置を的確に作動させる制御が可能となる。

なお、前記実施の形態４では、乗員保護装置が１つの場合についてのみ示したが、複数個の乗員保護装置の制御が必要な場合にも同様のフローを追加することで、より早期のタイミングでの作動制御が可能となるものである。

実施の形態５．
図１５はこの発明の実施の形態５による車両用乗員保護システムに適用されるマイクロコンピュータの制御動作を説明するためのフローチャートであり、図２と同一または相当のステップには同一符号を付して重複説明を省略する。
ステップＳＴ１からステップＳＴ１１については前記実施の形態１で説明したものと同様の処理が実行されるために説明は省略し、加速度積算値を復帰させるための復帰処理を遅延させるタイマ処理のために追加したステップＳＴ２０，ステップＳＴ２１，ステップＳＴ２２についてのみ説明する。

ステップＳＴ１での入力Ｇが、予め設定された積算値復帰加速度範囲ＧＬ〜ＧＨを超えた場合、ステップＳＴ２２に進む。ステップＳＴ２２では、時間カウンタＴを予め設定した遅延時間Ｔｔｉｍｅｒに設定し直す。
一方、前記入力Ｇが前記積算値復帰加速度範囲ＧＬ〜ＧＨを超えない場合には、ステップＳＴ２０の処理が実行される。ステップＳＴ２０では、時間カウンタＴからサンプリング時間Δｔを減算してステップＳＴ２１に進む。ステップＳＴ２１では、前記減算された時間カウンタＴを評価し、０以下となった場合にはステップＳＴ２に進んで加速度積算値Ｖを０に収束させる処理が実行される。時間カウンタＴが０以上の場合は加速度積算値Ｖがそのまま保持されてステップＳＴ１０に進む。
このような処理ステップを追加することで、加速度積算値Ｖの復帰処理（加速度積算値を０に収束させる）タイミングを調整できる。

次に実際の車両衝突形態において、図１５のフローチャートによる演算を実施した場合の処理内容について説明する。
前記実施の形態１から実施の形態４では、衝突時の衝撃加速度が連続発生するケースについて説明したが、実際の衝突では車両の衝突モードにより衝撃加速度波形が異なるほか、車両の各構成部品のレイアウトにより同じ衝突形態においても衝撃加速度は異なる。

図１６は前記実施の形態５による乗員保護システムに適用される衝突判定方法における演算内容を実際の衝突形態に適用した場合の演算結果である。
図１６（ａ）のように衝撃加速度波形の第１波と第２波との発生Ｇが小さい領域が発生するような車両および衝突形態について説明する。
図１６（ａ）のような衝撃加速度波形の場合、加速度積分は図１６（ｂ）のようになる。
図１６（ｃ１）は、前記実施の形態１から前記実施の形態４の演算を適用した場合の演算モードについて記載したもので、積算値復帰加速度範囲ＧＬ〜ＧＨを超える場合は積算処理が実行され、積算値復帰加速度範囲ＧＬ〜ＧＨ以内の場合は積算値の復帰処理（加速度積算値を０に収束させる）タイミングを示している。

前記実施の形態１から前記実施の形態４の演算を適用した場合の加速度積算値ｖは、図１６（ｃ２）に示すように演算結果では、衝撃加速度Ｇが積算値復帰加速度範囲ＧＬ〜ＧＨにある時間（Ｔ１〜Ｔ２）では加速度積算値Ｖが０に収束される波形となり、実際の加速度積分よりも減衰する。このため、図１５のフローチャートに従った演算によれば、図１６（ｃ１）のように衝撃加速度が積算値復帰加速度範囲ＧＬ〜ＧＨ内に入ってからＴｔｉｍｅｒ分は積算値復帰処理が保留される。衝撃加速度Ｇが積算値復帰加速度範囲ＧＬ〜ＧＨにある時間（Ｔ１〜Ｔ２）では加速度積算値Ｖが保留されるため、図１６（ｃ２）のように実際の加速度積分を、より正確に再現することが可能となる。

なお、前記実施の形態５では、乗員保護装置が１つの場合についてのみ示したが、複数個の乗員保護装置の制御が必要な場合にも同様のフローを追加することで、積算値復帰処理の遅延処理が可能となる。また、前記各実施の形態では、乗員保護装置として、エアバッグ，サイドエアバッグについて説明したが、シートベルトプリテンショナーや、むち打ち防止用のヘッドレストショックアブソーバなどに用いることも可能である。

この発明の実施の形態１による車両用乗員システムを示す概略的なブロック図である。図１の動作を説明するためのフローチャートである。実際の衝突形態（高速衝突と低速衝突の識別）において図２のフローチャートによる演算を実行した場合の駆動信号出力タイミングを示す説明図である。実際の衝突形態（衝突とラフロード・ブレーキングの識別）において図２のフローチャートによる演算を実行した場合の駆動信号出力タイミングを示す説明図である。実際の衝突形態（衝突とノイズの識別）において図２のフローチャートによる演算を実行した場合の駆動信号出力タイミングを示す説明図である。この発明の実施の形態２による乗員保護システムを搭載した車両の前部平面図である。図６の乗員保護システムのブロック図である。図７の動作を説明するためのフローチャートである。実際の衝突形態（高速衝突と低速衝突の識別）において図８のフローチャートによる演算を実行した場合の駆動信号出力タイミングを示す説明図である。この発明の実施の形態３による乗員保護システムを搭載した車両の前部平面図である。図１０の乗員保護システムのブロック図である。図１１の動作を説明するためのフローチャートである。この発明の実施の形態４によるマイクロコンピュータ内で演算処理を実行する場合のフローチャートである。実際の衝突形態（衝突とラフロード・ブレーキングの識別）において図１３のフローチャートによる演算を実行した場合の駆動信号出力タイミングを示す説明図である。この発明の実施の形態５によるマイクロコンピュータ内で演算処理を実行する場合のフローチャートである。実際の衝突形態（休止区間のある衝突）において図１５のフローチャートによる演算を実行した場合の遅延タイマの処理内容を示す説明図である。従来の乗員保護システムを備えた車両の前部を示す平面図である。

符号の説明

１車両、２乗員保護装置、２ａスクイブ（起爆装置）、２ｂエアバッグ、３制御手段、３ａ加速度センサ、３ｂマイクロコンピュータ、３ｃ点火駆動装置、３ｄ前方衝突用駆動装置、３ｅ後方衝突用駆動装置、３ｆ右方衝突用駆動装置、３ｇ左方衝突用駆動装置、４後方衝突用乗員保護装置、５右方衝突用乗員保護装置、６左方衝突用乗員保護装置。

Claims

車両に搭載された乗員保護装置と、車両衝突時の衝撃による加速度を検出する加速度センサを有し、この加速度センサから加速度信号を入力して前記乗員保護装置を制御駆動する乗員保護制御手段とを備えた車両用乗員保護システムにおいて、
前記乗員保護制御手段は、前記加速度信号に基づく物理量を演算し、車両の通常走行時の前記物理量の最大基準値および最小基準値をあらかじめ設定し、その物理量が前記最大基準値から前記最小基準値の範囲内のとき、加速度積算値が正の値のときにその加速度積算値から、現時点での加速度積算値に対して予め設定された積算基準値の減算を実行し、前記物理量が前記最大基準値から前記最小基準値の範囲内のとき、加速度積算値が負の値のときにその加速度積算値から、現時点での加速度積算値に対して予め設定された積算基準値の加算を実行する機能を有することを特徴とする車両用乗員保護システム。
加速度センサは、その検出方向が車両前後方向となるように設置され、その加速度センサの正成分側を車両の前方向もしくは後方向とし、加速度センサの負成分側を前記正成分側とは逆方向とし、乗員保護制御手段は、前記加速度センサから入力する加速度信号に基づく加速度積算値が正成分側に設定された加速度積算値の基準値を超えたときに正成分側の乗員保護装置を駆動し、前記加速度積算値が負成分側に設定された加速度積算値の基準値を下回るときに負成分側の乗員保護装置を駆動する機能を有していることを特徴とする請求項１記載の車両用乗員保護システム。
加速度センサは、その検出方向が車両左右方向となるように設置され、その加速度センサの正成分側を車両の左方向もしくは右方向とし、加速度センサの負成分側を前記正成分側とは逆方向とし、乗員保護制御手段は、前記加速度センサから入力する加速度信号に基づく加速度積算値が正成分側に設定された加速度積算値の基準値を超えたときに正成分側の乗員保護装置を駆動し、前記加速度積算値が負成分側に設定された加速度積算値の基準値を下回るときに負成分側の乗員保護装置を駆動する機能を有していることを特徴とする請求項１記載の車両用乗員保護システム。
乗員保護制御手段は、前記加速度信号に基づく物理量を演算し、車両の通常走行時の前記物理量の最大基準値および最小基準値をあらかじめ設定し、その物理量が前記最大基準値から前記最小基準値の範囲外のとき、加速度を積算する演算を実行し加速度積算値を算出し、前記物理量が前記最大基準値から前記最小基準値の範囲内のとき、その範囲を前記物理量が超えてからの時間を計測し、その計測時間が所定時間よりも小さいときに前記加速度積算値の復帰を延期する機能を有することを特徴とする請求項１記載の車両用乗員保護システム。