JPH04146847A

JPH04146847A - 車両の衝突検出装置

Info

Publication number: JPH04146847A
Application number: JP2270711A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kasai; 仁笠井; Yuji Moriyama; 森山　勇二; Osamu Kawai; 修川合
Original assignee: NSK Ltd; Fujitsu Ltd
Current assignee: NSK Ltd; Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-10-09
Filing date: 1990-10-09
Publication date: 1992-05-20
Also published as: DE4133316A1

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】〔概要〕自動車等の車両の装備されるエアパックシステムまたは
ブリテンショナーシステム等の保護装置の起動に用いる
に好適な車両の衝突検出装置に関し、衝突の発生を正確に、かつ、適正な時期に検出しうる衝
突検出装置を提供することを目的とし、走行する車両の
加速度を検出する加速度検出手段と、検出した加速度信
号を演算処理する数次線形フィルタと、該フィルタ出力
を予め定められた衝突判定基準値（■　　）と比較する
衝突判定手＋ｅ１段（３００）と、を備えて構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、自動車等の車両の装備されるエアパックシス
テムまたはブリテンショナーシステム等の保護装置の起
動に用いるに好適な車両の衝突検出装置に関する。

最近の自動車には衝突時の衝撃から乗員をより安全に保
護するため、シートベルト装置の補助手段としてエアパ
ックシステムやブリテンショナーシステム等が装備され
つつある。衝突時にエアパックをふくらませる場合、エ
アパックやシートベルトに取付けられた火工品を発火さ
せて行う。この火工品の発火信号は衝突検出装置から与
えられる。衝突検出装置において問題となるのは、衝突
発生の判断およびその検出信号の出力タイミングの判定
についてである。

〔従来の技術〕

従来、車両の衝突検出装置としては、所定値以上の加速
度が加わった時点で衝突と判断する方式のものが知られ
ている。構造的には、電気的に加速度を検出し、その信
号処理によって衝突を検ａするもの、あるいは、磁石、
おもり、接点等を組み合せた機械的なものなど種々のも
のがある。

しかし、上記衝突検出装置は、単に一時点における加速
度を基準に判断しているため、瞬間的なショック、例え
ば、車か縁石に乗りあげたり、溝を越えたりした場合の
衝撃加速度、あるいは修理の際のハンマー等による衝撃
加速度等によって誤検出したり、検出タイミングがずれ
たりする問題があった。

上記従来の欠点を補う他の衝突検出器として、所定レベ
ル以上の加速度検出信号を積分し、その積分値が所定値
を越えた場合に、真の衝突と判断するようにしたものが
ある（例えば、特表昭６３−５０３５３１号公報）。こ
の方式は、加速度を一階積分して速度を求め、衝突を速
度の次元で評価するものである。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかしなから上記方式によれば、衝突検出の検出タイミ
ングの遅れや検出精度に問題があった。

すなわち、衝突検出器の該所定値の設定を高速走行時の
衝突検出の適したタイミングに適合させた場合、中速衝
突時の検出タイミングか遅れるという問題かあった。逆
に、中速衝突に合わせると、不要検出領域である低速衝
突時の衝突検出をしてしまう等の誤検出の問題があった
。また、所定レベル以下の加速については検出を行わな
いため、衝突検出が遅れたり、判断時間が短くなってし
まう等の問題があった。

本発明の目的は、衝突の発生を正確に、かつ、適正なタ
イミングで検出しうる衝突検出装置を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、第１図に示すように、走行する車両の加速度
を検出する加速度検出手段１００と、検出した加速度信
号を演算処理する数次線形フィルタ２００と、該フィル
タの出力を予め定められた衝突判定基準値Ｖ　　と比較
する衝突判定手段＋ｅ１３００と、を備えて構成する。

〔作用〕

本発明によれば、加速度検出手段１００は走行する車両
の加速度を検出する。検出した加速度信号は数次線形フ
ィルタ２００に入力される。数次線形フィルタ２００は
、加速度信号を信号処理する。この信号処理は、例えば
、２次線形ローパスフィルタリングであり、加速度から
変化量を算出する。この演算値は、衝突判定手段におい
て衝突判定基準値■　　と比較され、衝突か否かの判断
ｅｆに供される。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面に基ついて説明する。

第１実施例第２図に本発明の第１実施例を示す。

エアパックシステムは、衝突発生時に、乗員が前のめり
になってハンドルあるいはフロントガラス等に衝突しな
いよう、エアパックシステムを瞬時にふくらませて乗員
を保護するシステムである。

したがってエアパックシステムの適正な作動が必要であ
り、そのためには車両の衝突状態を正確かつ高速に検出
し、さらに、適正なタイミングで衝突検出信号をエアパ
ックシステムの起動装置に出力しなければならない。エ
アパックシステムの場合、衝突検出信号の最適出力タイ
ミングは、衝突時において乗員が前のめりになり始めの
時である。

この前のめりになり始める時をどのように把えるかが課
題となる。本実施例では、得られた加速度信号を２階不
完全積分することにより、変位の次元に変換し、変位に
相当する出力が所定量に達したとき衝突判定出力を出力
するようにして出力タイミングの適正化を図っている。

バイパスフィルタは低速の衝突では、加速度変化が比較
的緩慢な事を利用し、エアーパックシステムが作動する
必要の無いような低速での衝突時に出力が減衰するよう
な処理を行なうことにより正確な検出を実現した。

すなわち、本実施例において、衝突検出装置は、第２図
に示すように、車両の加速度を検出する加速度センサ１
を有している。加速度センサ１から得られた加速度信号
はバッファアンプ２により所定レベルに増幅される。増
幅された加速度信号には、バイパスフィルタ３により不
要な低周波成分を減衰させることにより低速衝突の後半
に見られる加速度信号の立ち上がりによる誤判断の可能
性を減少せしめる。なお、バイパスフィルタ３は抵抗お
よびコンデンサを用いた、いわゆるＣＲ形のバイパスフ
ィルタ３を用いている。バイパスフィルタ３の出力信号
はまずローパスフィルタ４ａにより１階積分されて“速
度”の次元に変換され、次いでローパスフィルタ４ａに
よりさらに１階積分されて“変位”の次元とされる。ロ
ーパスフィルタ４ａ、４ｂは抵抗およびコンデンサを用
いて構成され、乗員の変位量の推定演算を行っている。

求められた変位相当量は比較器６において予め定められ
たしきい値Ｖ　　と比較される。比較の結ｅｌ果は衝突判定出力■　　として出力され、この衝突判定
出力Ｖ　　は図示しないエアーパックシステムの起動信
号として用いられる。

ここで、第３図に線形フィルタ５の出力を示す。

衝突速度が速ければ速いほど前のめり変位の変化率が大
きくなる。従ってエアーパックの起動タイミングを速く
する必要かある。線形フィルタ５の出力をしきい値■　
　と比較することにより高速＋ｅｆ衝突では速く、かつ、低速衝突では衝突と判断しない特
性が得られる。

第一実施例では１次のバイパスフィルタと２次のローパ
スフィルタを用いたが、さらに高次のバイパス及びロー
パスフィルタを用いて更に検出精度を向上させることも
可能である。

第２実施例本発明の実施例を第４図に示す。この実施例はエアパッ
クシステムの作動が必要とされない低速走行特等等の衝
突では動作しないようにするようにした点に特徴を有す
る。

第４図に示すように、比較器６のしきい値■＋ｅ１２は
、比較器７および関数発生器８によって生成され、時間
の経過とともに、しきい値Ｖ＋ｅ１２を上昇させて緩慢
な加速度変化時での誤検出を避けるようにしたものであ
る。比較器７はバッファアンプ２の出力信号、すなわち
増幅された加速度信号を入力信号とし、予め定められた
しきい値■　　との比較を行う。しきい値Ｖ　　は加速
度ｔｅｌｌ　　　　　　　　　　　　　　ｔｅｌｌ信号
の値が通常走行状態で取り得る値か否かの基準に基つい
て定められる。したがって、このしきい値Ｖ　　を越え
る大きさの加速度信号であったｌｌ場合、その比較出力が関数発生器８に与えられる。

関数発生器８は時間の関数としである所定の時間が経過
した時点から除々に上昇するしきい値Ｖ、ｆｌ１２を出
力する。この上昇点は、低速衝突時における加速度の変
化か緩慢であることに看目し、加速度信号レベルが所定
時間以上経過してなお高い場合にのみ衝突判定出力■　
　を出力するようｕｔにし、低レベルの場合にはしきい値Ｖ　　を衝突ｅ１２判定出力Ｖ　　の出力を生じないように設定するｔことで、衝突判定の信頼性を向上させるように考慮され
る。

第５図に示すように、高速、中速、低速の各速度におけ
る衝突時の加速度に対し、乗員の前のめり変位は図示す
るような変化を示す。しかし、中速あるいは低速時には
エアパックを作動させる程の危険性がない場合が多く、
衝突判定出力Ｖ。、１を出す必要はい。そこで本実施例
によれば、第５図に示すように、関数発生器８から出力
されるしきい値Ｖ　　がある点を境に上昇し、低速衝突
時＋ｅ＋２の衝突判定出力Ｖ　　と中速衝突時の一部においｕｔて衝突判定出力Ｖ　　の出力を阻止するように働ｕｔく。その結果、危険性が高い衝突による加速度による前
のめりが生じたときのみ、エアーバックを作動させるこ
とができ、必要な時に確実に乗員を保護することが可能
となる。

なお、第４図においては関数発生器８として出力特性が
直線的に変化する例を示したが、コンデンサおよび抵抗
からなる時定数回路を用い、その充放電特性を利用した
、いわゆる曲線的に上昇する特性の関数発生器８を用い
ることもできる。

第３実施例本発明の第３実施例を第６図に示す。この実施例は、上
記第１、第２の実施例においてアナログフィルタからな
るローパスフィルタ４ａ、４ｂを用いているのに代えて
ディジタル・フィルタ１０を用いた例である。そのため
に、バッファアンプ２の後段にはＡ／Ｄ変換器９が介在
され、このＡ／Ｄ変換器９によってディジタル量に変換
された加速信号がディジタル・フィルタ１０により演算
処理されて比較器６に与えられる。ディジタル・フィル
タ１０はＦ　Ｉ　Ｒ（Ｆｉｎｉｔｅ　ｉｍｐｕｌｓ＋　
ｌｉｌ＋ｅ＋　）形のディジタル・フィルタであり、複
数の遅延素子（Ｚ　　）および係数器（Ｋｏ−Ｋ１１）
を用い、各遅延された値ごとに係数倍された値を加算器
１１において加算して出力するようになっている。

このフィルタ出力が比較器６に入力され、以下、第１、
第２実施例と同様にしきい値Ｖ　　と比較＋ｅｌされる。比較器６は加算器１１の出力がしきい値Ｖ　　
を越える場合にエアーバックを作動させる＋ｅｌべく衝突判定出力■　　を出力する。

ｕ１なお、図示しないが、この第３実施例においても、比較
器６に入力されるしきい値Ｖ　　を第２＋ｔｌ実施例のように、時間の経過とともに上昇する特性とす
ることにより、誤動作を減少することかできる。

また、第１実施例のように、バイパスフィルタ特性を含
むディジタルフィルタ１０を構成することにより、比較
的低周波成分の振動による誤動作を防止するようにする
ことも可能である。

さらに、実際の衝突実験時の加速度および乗員の危険度
からディジタルフィルタ１０の各係数を決定することに
より、より正確な危険な衝突の判定が可能である。

〔発明の効果〕

以上に述べた通り、本発明によれば、加速度検出手段に
よって得られた加速度信号を用いて数次のフィルタ処理
し、その演算値を衝突判定基準値と比較するようにした
ので、エアーバック等の動作に不必要な衝撃を誤検出す
ることなく、適正なタイミングで正確な衝突検出を行う
ことができる。

その結果、乗員の保護装置を正確かつ確実に働かせるこ
とか可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の第１実施例のブロック図、第３図は第
１実施例における加速度と線形フィルタの出力および比
較器におけるしきい値との対応を示す特性図、第４図は本発明の第２実施例のブロック図、第５図は第
２実施例における加速度と線形フィルタの出力および各
しきい値との対応を示す特性図、第６図は本発明の第３実施例のブロック図である。１００・・・加速手段２００・・・フィルタ手段３００・・判定手段４００・・衝突判定基準値１・・・加速度センサ２・・バッファアンプ３・・・バイパスフィルタ４　ａ　ｓ　４　ｂ・・・ローパスフィルタ５・・・線
形フィルタ６・・・比較器７・・比較器８・・・関数発生器９・・・Ａ／Ｄ変換器１０・・・ディジタル・フィルタ１１・・・加算器 ■　　・・・しきい値＋ｅｆ ■　　・・・しきい値ｅｌｌ ■　　・・・しきい値ｒ！］２ ■　　・・・衝突判定出力Ｌ１１

Claims

【特許請求の範囲】１、走行する車両の加速度を検出する加速度検出手段（
１００）と、検出した加速度信号を演算処理する数次線形フィルタ（
２００）と、該フィルタ出力を予め定められた衝突判定基準値（Ｖ＿
ｒ＿ｅ＿ｆ）と比較する衝突判定手段（３００）と、を
備えたことを特徴とする車両の衝突検出装置。２、請求項１記載の車両の衝突検出装置において、前記
衝突判定基準値（Ｖ＿ｒ＿ｅ＿ｆ＿２）を時間の経過に
伴なって変化させることを特徴とする車両の衝突検出装
置。