JPH04506647A - 加速度計装置 - 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】 加速度計装置 本発明は加速度計装置に係り、特に、自動車に使用される加速度計装置に関する 。

加速度計は、自動車の減速を計測するのに使用される。このような加速度計は事 故の状態に相応して加速度計によって減速が検知されたとき、膨張可能なエアバ ッグのような安全装置を作動させるために使用する。

エアバッグを正確な瞬間に膨張させることが重要である。その理由はエアバッグ が完全に膨張するのに所定の時間がかかり、エアバッグが一旦膨張すると次に収 縮しはじめるからである。それ故、自動車で走行する乗員が事故で前に投げ出さ れるときに、前方に投げ出される直前にエアバッグが完全に膨張していることが 重要である。

事故に巻き込まれた自動車の減速カーブは衝突の相対速度におおきく依存するこ とが分かつている。もちろん自動車に備えられたエアバッグに向かって乗員が前 方に移動する速度は事故の衝撃の直前の自動車の速度に依存する。そして乗員の 実際の位置（例えば、前方に傾斜しているか後方にもたれているかによって）が ある効果を有する。

もちろん特定の自動車の減速カーブは自動車の設計において特有であり、多くの 要素に依存し、通常自動車の前部に組み入れられているいわゆる「クランプルゾ ーン」の特性を有する。自動車のこの部分は事故が起こったとき自動車の乗員を 収容する部分の比較的円滑な減速を行うようにクランプルをするように設計され ている。

かくして自動車の減速に応答してエアバッグのようなアイテムを起動させる出力 信号であって、自動車の減速の性質によって適当な時間に供給することができる 信号を提供することができる加速度計が必要となる。

本発明は改良された加速度計装置を提供する。

本発明によれば、自動車の減速または加速を表す信号を与えるようになっている 加速度計と、信号を積分または微分することによって信号を処理し、処理した信 号を基準信号と比較するために備えられた手段と、基準信号を越えたとき出力信 号を発生する手段とからなり、基準信号および／または信号を処理する状態が一 定でなく実質的に時間に関して所定の方法で変化する加速度計装置を提供する。

好ましい実施例によれば基準信号及び／または処理の状態における変化は危険な 状態が生じる実際の事故と、わずかなノックとの間を識別するように変化する。

好ましくは出力信号を与える手段は、加速または減速を表す信号が所定のスレシ ョルドを越えたときにのみ作動する。

都合よくは、処理信号は時間に関して所定の方法で変化する基準信号と比較する 。

好ましくは、信号は調整可能な積分レベルで積分され、その積分レベルは時間に 関して実質的に所定の方法で調整される。

都合よくは基準信号はメモリから引き出された信号からなり、メモリは時間に関 して適当な瞬間に適当な値をコンパレータに送る。

好ましくは、異なる積分レベルの値をメモリに記憶し、メモリは時間に関して適 当な瞬間に適当な値を積分器に送る。

都合よくは、メモリは各々が所定のパラメータあるいはパラメータとして供され る複数のプロフィールと、各プロフィールがコンパレータ基準信号及び／または 積分レベル値を含む適当なプロフィールを選択するようにパラメータを決定し、 パラメータを表す信号をメモリに送るようになっている手段とを含む。

好ましくは、加速度計からの信号が所定のスレショルドを越えたとき加速度計か らの信号を処理し、処理した信号を所定の時間の間にはじめの基準レベルと比較 し、つぎに他の所定の時間の間に第２の基準レベルと比較する。

都合よくは、積分信号はさらに所定の時間間隔において他の基準レベルと実質的 に比較される。

第１の所定時間間隔の後で、第２の時間間隔のつぎの比較段階の前に信号をさら に処理してもよく、次の比較段階の前にさらにまた処理してもよい。

好ましくは、信号は所定の時間間隔において１つのレベルに関して積分され、つ づく時間間隔において他のレベルに関して積分される。

都合よくは信号はさらに他の時間間隔において他のレベルに関して積分される。

本発明の他の観点によれば、加速度計装置が提供され、前記加速度計装置は、自 動車の加速または減速を表す信号を与えるようになっている加速度計と、前記信 号がスレッショルドを越えたときを決定し、信号処理装置を作動させるスレッシ ョルド識別器とからなり、前記信号処理装置は積分レベルに関して信号を積分す る積分手段からなり、さらに積分信号を基準レベルと比較し、出力信号を出力す る比較手段と、異なる積分レベル値および／または比較基準レベルを有するよう に設けられたメモリ手段と、信号がスレッショルドを越えた後、所定の時間に所 定の積分レベル値および／またはコンパレータ基準レベルを積分手段および／ま たは比較手段に供給するように設けられたタインミング手段とを有する。

好ましくは、出力はエアバッグの起動装置に接続されている。

本発明をさらに容易に理解し、その特徴を評価するために例を挙げ、添付した図 面を参照して説明する。

第１図は、３つの減速カーブを表すグラフであり、加速が時間に対して示され、 カーブはそれぞれ自動車が時速２５．３５、及び５０キロメートルで堅い物体に 衝突した場合を示す。

第２図は本発明に従った加速度計を幾分簡略化したブロックダイヤグラムである 。

第３図は第２図の装置の作動を示すフローチャートである。

第４図は第２図の装置の作動を説明するために使用するグラフである。

第５図は本発明の変形された実施例を示す図４に対応するフローチャートである 。

第６図は第５図の説明の助けとなるグラフである。

第７図は第６図に関するグラフである。

第８図は本発明の変形された他の実施例を示すブロックダイヤグラムである。

第９図は第４図に対応する他のグラフである。

以下、本発明を添付図面に示した実施例に基づき詳細に説明する。

まずグラフを示す添付図面の第１図を参照すると３つの曲線Ａ、Ｂ、およびＣが 示されているのが分かる。

曲線Ａは、始めに時速２５キロメートルの速度で走行する自動車が堅い物体に衝 突した場合の減速曲線を示す。曲線Ｂは、始めに時速３５キロメートルの速度で 走行する自動車が堅い物体に衝突した場合の減速曲線であり、曲線Ｃは始めに時 速５０キロメートルの速度で走行する自動車が堅い物体に衝突したときの減速曲 線である。この減速カーブの組みは自動車の特定の設計に関するものであり、個 別に設計された各自動車は異なる組みの減速曲線を有することを忘れてはならな い。しかしながら、特定の設計の自動車における曲線の組みの個々の減速曲線は 非常に異なる形をしていることは興味深い。かくして自動車の減速の特徴は衝撃 時の最初の速度に非常に依存する。

エアバッグが最良の可能な方法で作用するならば、自動車のようなものの中にあ るエアバッグは最適な瞬間に膨張するはずであることを評価すべきである。例え ば、時速５０キロメートルで走行する自動車の場合にエアバッグが比較的速い段 階で膨張し、時速３５キロメートルで走行する自動車の場合には後の段階で膨張 しなければならないということは重要である。時速２５キロメートルで走行する 自動車の場合には、まったく膨張すべきではない。

いま第２図を参照すると、本発明の加速度計装置は、自動車に取り付けられ、自 動車の加速または減速を直接に表す出力信号を生成するようになっている加速度 計１を有する。加速度計は信号処理回路２に接続されている。信号処理回路２は 加速度計からの出力信号をろ波し、その振幅を制限する構成要素を有し、アナロ グ−デジタル変換のような処理を行う構成要素を有していてもよい。信号処理回 路からの出力はスレッショルド弁別器３へ送られ、またゲート４の入力側に送ら れる。スレショルド弁別器３は信号処理回路２からの信号が所定のレベルを越え たときに出力を与え、出力はタイマ５に送られる。信号はタイマ５を作動させる 。

タイマ５はゲート４の制御入力に接続されている出力を有し、、スレッショルド を越える信号処理回路２の出力に応じてゲートを開放するようになっている。ゲ ート４が開放されたとき信号処理回路２からの信号は積分器６に送られる。積分 器６は、少なくとも１つのあらかじめ設定されたレベルを有する積分レベルメモ リ７と協働してプレセットレベルに関してゲート４を介して供給された信号を積 分する。積分レベルメモリ７は積分器がそれに関して積分する複数のレベルを有 しており、積分器は積分動作中に異なる時間で異なる積分レベルを使用する。

かくして適当な積分レベルが適当な時間に積分器６で使用可能になるようにタイ マ５が積分レベルメモリ６に接続されている。積分器６からの出力はコンパレー タ８に送られる。コンパレータ８はまたコンパレータレベルメモリ９と協動し、 コンパレータレベルメモリ９は積分器６の出力と比較する１つまたはそれ以上の 値を有する。異なるコンパレータレベルは説明した積分手続きの間に異なる時間 で使用してもよく、かくしてコンパレータレベルメモリ９はコンパレータ８が適 当な時間に適当なコンパレータレベルを使用することができるようにタイマ５に 接続されている。コンパレータ８の１つの出力はゲート４に接続され明らかにな るある条件のもとにゲート４を閉鎖するようになっている。さらにコンパレータ ８の出力はエアバッグのような装置の作動を開始するようになっているトリガ１ ０に接続されている。

もし積分レベルメモリ７が１つの値だけを有するのであれば装置は図３を参照し ていま説明するような前方に直進する方法で作動する。

第３図を参照すると、加速度計からの信号は処理回路２によって連続的に処理さ れる。処理回路２の出力はスレッショルド分別器３に送られる。スレッショルド 分別器３によって設定されたスレッショルドレベルを越えなければ、積分および 比較ステップは開始されない。しかしながら、スレッショルドを越えた場合には 積分が始まる。

信号は所定のレベルで積分器で積分され、レベルを越えた信号は積分に加えられ 、そのレベル以下の信号は減算される。レベルがスレッショルド分別器３のスレ ッショルドレベルに等しい場合もある。積分信号はコンパレータステップ「比較 １」を行うためにコンパレータ８に送られる。コンパレータ８はいま速度を表す 積分信号が所定の基準値Ｘ’　１より大きいかまたはそれ以下かを決定する作用 を行い、また信号が零であるかどうかを決定する。コンパレータステップＡ中、 積分器からコンパレータ８に供給される信号は零であるならば、つぎにコンパレ ータは、ゲート４を閉鎖する信号を送り、全体の処理が再び開始される。しがし ながら、信号がＸ’　１より大きいときにはエアバッグのようなアイテムのため の起動装置１ｏが作動する。

信号がＸ’　１より小さい場合はタイマ５によって決定されるような時間Ｔ１ま での時間間隔で積分器６による積分及びコンパレータ８による比較が続けられる 。

しかしながら、一旦時間Ｔ１が経過しく基準値Ｘ’　１を超えていないとき）前 記所定レベルについての積分が続けられ、積分信号は、コンパレータレベルメモ リ９からの第２のコンパレータレベルとコンパレータ８内でコンパレータステッ プ「比較２」として比較される。コンパレータステップ「比較２」の間にコンパ レータ８へ供給される整数が零ならば、コンパレータ８はゲート４を閉鎖する信 号を送り全体の処理が再び開始される。コンパレータステップ「比較２」は信号 と所定の第２の基準値Ｘ’　２と比較する。もし信号の値がＸ’　２よりも大き いならば起動装置１ｏが作動する。

もしＸ’　２より小さいならば時間Ｔ２までの時間間隔をもってコンパレータス テップ「比較２」の積分と比較が続く。一旦時間Ｔ２が経過すると信号は第３の 比較ステップ「比較３」に送られる。「比較３」はその積分信号がコンパレータ レベルメモリ内にある第３の基準信号Ｘ’　３より大きいかあるいは小さいかを 決定するように作用する。もし信号がＸ’　３よりも大きいときは起動装置１０ が作動し、積分信号が零であるならば、ゲート４を閉鎖し、完全な積分処理が再 び始まる。積分信号が零以上であるがＸ’　３より小さいときは積分及び比較手 順が無限に続く。

かくして信号の処理状態は時間とともに所定の方法で変化する。

第４図を参照すると、図面は第１図に示す曲線に対応した積分の３つの曲線Ａ、 Ｂ、Ｃを示すグラフである。　まず積分された曲線Ｃを考慮すると、曲線は比較 的素早く立ち上がっているのが分かる。これは比較的高速での衝突を表す曲線で あり、その場合、可能な限り早い瞬間にエアバッグを膨張させるのが望ましい。

第４図の点線中符号１３で示す第１の部分はコンパレータステップ「比較１ｊで 使用されるレベルＸ’　１に対応する部分である。曲線Ｃがこの基準レベルを通 過しているのが分かる。かくして積分曲線Ｃが点線の水平部分１３を通過する時 間にコンパレータステップ「比較１」は起動装置１０を動作させるように作用す る。

時間Ｔ１では第１の比較ステップ「比較１」はもはや作動せず、第２のコンパレ ータステップ「比較２」が作動するようになる。かくして、点線の第２の部分１ ４はコンパレータステップ「比較２」で使用される値Ｘ’２を表す。この特別な ケースにおいてレベルＸ′２はレベルＸ’　１より小さいことがわかる。時速３ ５キロメータで走行する自動車を表す積分曲線Ｂは時間Ｔ１及びＴ２の間の特別 な基準レベルを通過し、曲線Ｂが線部分１４を交差した瞬間起動装置１ｏが作動 する。

最後に、時間Ｔ２の後にコンパレータステップ「比較３」が作動するようになる 。この場合、コンパレータ８は点線の部分１５によって示される基準値Ｘ’　３ で作動する。値Ｘ’　３は値Ｘ’　１及び値Ｘ’　２よりも大きい。積分曲線Ａ は線１５を通過せず起動装置１０は作動しない。

上述した本発明の実施例において加速度計の信号を処理し、基準レベル、すなわ ち、「起動」レベルで比較ステップに送られる。処理信号が起動レベルを越える ときに起動装置が作動する。しかしながら、起動レベルは時間と共に変化する。

これは例において説明したように起動レベルは１つのレベルからスタートし、下 降するか、次に上昇するため起動レベルは時間と共に増加するということではな い。しかしながら、時間について異なる点で、起動レベルが異なっていることは 留意すべきである。

時間Ｔ１、Ｔ２の間の正確な時間はいかなる特別な速度における特定の自動車用 の減速曲線の特別な形状に関しても選択され得る事は評価される。また上述した レベルＸ’　１．Ｘ’　２．Ｘ’　３に相応する実際の起動レベルは同じ要素に 依って選択されうる。

もちろん、分かれたコンパレータステップのつながりは基準レベルと時間間隔を 適用して拡大することができる。

第６図は第２図に示した実施例と非常によくにており、連続的な積分ステップを 少なくした本発明の他の実施例示し、この実施例においては異なる基準レベルＬ Ｌ、Ｌ２．Ｌ３に関して積分ステップが実行される。

これらの値は、積分メモリ７に記憶されている。これは装置の中に柔軟性を組み 込むことを可能にする。

図面中、第６図、第７図を参照すると、第６図は、時間に対して図に表した加速 度計からの加速信号を示す。

スレッショルド分別器３によって設定されたレベルをまず通過すると、時間Ｔｏ が生じ、積分と比較手続きが始まる。典型的なケースにおいて、積分はグラフ１ ４の部分によって示すような正の向きに向けられ、ＴｏからＴ１の間隔において はレベルＬ１に関して行われることがわかる。時間Ｔ１の後、積分は高いレベル のＬ２に関して行われる。次に符号１５で示すように積分は負に向かう。

第７図は積分の実際の合計を示し、始めに積分の合計が斜線を引いた領域１６に よって示す基準レベルＸ′１と比較されることを示す。時間Ｔ１の後、本実施例 における積分は、斜線を引いた領域１７に示す第２の基準レベルＸ’　２と比較 される。この例において、積分は下降し、時間Ｔ２のすぐ後で、積分は軸線に到 達し、または零に等しくなる。次に、この状態が起こると、装置は、スレッショ ルド分別器３が作動することのない位置に戻る。

第６図を参照すると、加速信号が再びスレッショルドを通ると第２の時間Ｔｏが 設定される。しがしながら、この状況は前述した状況と異なる。なぜなら、加速 が上昇し、時間ＴＩで積分レベルＬ２が有効になり、時間Ｔ２で積分レベルＬ３ が有効になるがらである。

しかしながら、第７図から分がるように、積分の合計が作動時間を示す点ＴＦに おいてＸ’　２に対応する斜線領域１７に入っている。

積分がＬｌ、Ｌ２．Ｌ３のような異なるレベルに関して実行されるならば、積分 の合計を固定した１つの基準レベルと比較すれば十分であり、所望の柔軟性の程 度は、レベルＬＬ、Ｌ２．Ｌ３を適当に選択することによって得ることができる 。しかしながら、いま述べた実施例において、異なる積分レベルＬｌ、Ｌ２゜Ｌ ３だけではなく、異なる基準レベルＸ’　１．Ｘ’　２゜Ｘ’　３を使用する。

この構成は基準レベル及び時間間隔を応用することによってさらに拡大すること ができる。

信号を積分する実施例に関して本発明を説明したが、信号を微分してもよいこと は評価するべきである。

第８図は、本発明の変更した実施例を示すブロックダイヤグラムである。第２図 に示したゲート４、タイマ３、積分器６、コンパレータ８が第８図に示されてい る。しかしながら、第８図の実施例は乗り物に座っている人の位置または人が付 けているシートベルトの状態を決定するようになっている付加手段２２を有する 。大きな人がシートベルトをつけるならば、シートベルトの長さは痩せた人がシ ートベルトをつけるばあいよりも引き込み器から大きく伸びる。かくして、シー トベルトをつけた人の体重の大体の見積もりは引き込み器から伸びたシートベル トの長さに単に留意することによって得ることができる。また人が休んだ状態か ら前にかがむとシートベルトが過剰に引かれ、これを監視して自動車の乗員の位 置に関する指示を与えることができる。この双方の特徴を組み合わせると、乗員 の大体の体重を決定することが可能になるだけではなく、自動車の風防ガラスに 対する乗員の位置を決定することができる。これらはエアバッグを膨張させる瞬 間に影響を与える要素である。

乗員の位置を決定する手段２２は、メモリ２３に接続されメモリは内部に多数の 「プロフィール」を有する。各「プロフィール」は積分レベル値と、比較レベル 値と、特定の積分レベル値及び特定のコンパレータレベル値が作動する時間に関 する値とからなる一連の値からなる。各「プロフィール」は自動車の特定の速度 、自動車の乗員の体重または位置に関する。メモリは、乗り物の瞬間的な速度に 依って適当なプロフィールが使用できるように、速度計に接続されている。

第８図の実施例は第２図の実施例と同様の方法で作動し、ゲート４は、タイマ５ によって開放され、タイマ５からの信号は、メモリ２３に送られる。かくして、 積分中の特別な瞬間及びゲート４の開放を可能とする比較ステップにおいて、適 当な積分レベル信号が積分器６に送られ、適当な比較レベル信号がメモリ２３か らコンパレータ８に供給される。

メモリ中にある「プロフィール」は装置が取り付けられる特定の乗り物に対応す る。

第９図は第４図に対応するが、３つの別々の基準「ステップ」１３．１４．１５ を使用する代わりに、円滑な実質的に「段階のない」方法で時間に関して連続的 に有効に変化する基準レベル２５が備えられている。これはメモリ２３内の適当 なプロフィールを有する第８図の構成を使用して達成される一種の効果である。

各プロフィールは「段階ｊ的に作用し、プロフィールは比較的低い数の所定のレ ベルからなり各レベルは、所定の時間の間に作用し、実質的に連続的な変化作用 であることは評価するべきである。

社”　１ １ｈ／６ Ｆ（６９ 要　約　書 加速度計（１）と、信号を積分または微分する信号処理手段（２）と、処理信号 を基準信号と比較するスレッショルド分別器（３）とからなり、分別器の出力は 積分レベルメモリ（７）から引き出されたレベルに関して積分する積分器（６） に処理信号を送るゲート（４）を制御するタイマ（５）を作動させ、積分信号は 、比較器レベルメモリ（９）からの値と積分信号を比較する比較器（８）に送ら れ、比較器の出力は、エアバッグまたはそれと同様なものを起動（１０）するよ うに作動するようになっている加速度計装置。

国ＶＡｖ４査報告 ｌ＋ｍｎｗ＋１ｅａｓｌ　Ａ＋＋ｍｌｃ＊ｊｌａ＊　ｌｌａρＣＴ／ＳＥ　９１ １００１７１

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．乗り物の加速または減速を表す信号を発生するようになっている加速度計と 、信号を積分若しくは微分することによって信号を処理し、処理された信号を基 準信号と比較するように備えられた手段と、基準信号を越えた時に出力を発生す る手段とからなり、基準信号及び／または信号を処理する状態は一定ではなく、 時間に関する実質的に所定の方法で変化する加速度計装置。
2. ２．出力信号を発生する手段は加速または減速を表す信号が所定のスレッショル ドを越えたときにだけ作動する請求の範囲第１項に記載の加速度計。
3. ３．処理された信号は基準信号と比較され、基準信号は、時間に関して所定の方 法で変化する請求の範囲第１項または第２項に記載の装置。
4. ４．信号が調整可能な積分レベルに関して積分され、積分レベルは、時間に関し て実質的に所定の方法で調整される請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記 載の装置。
5. ５．基準信号はメモリから引き出された信号からなり、メモリは時間において適 当な瞬間に適当な値をコンパレータに送る請求の範囲第３項または第４項に記載 の装置。
6. ６．異なる積分レベル値がメモリに記憶され、メモリは、時間において適当な瞬 間に適当な値を積分器に送る請求の範囲第４項に記載の装置。
7. ７．メモリは複数のプロフィールを有し、各々は所定のパラメータまたはパラメ ータに適しており、適当なプロフィールを選択するように、パラメータを決定し 、かつパラメータを表す信号をメモリに送るための手段が設けられ、各プロフィ ールは、コンパレータ基準信号及び／または積分レベル値を有する請求の範囲第 ５項または第６項に記載の装置。
8. ８．信号が所定のスレッショルドを越えたとき加速度計からの信号が処理され、 処理された信号は、所定の時間間隔の間にはじめの基準レベルと比較され、つぎ に他の所定時間間隔の間に第２の基準レベルと比較される請求の範囲第１項から 第７項のいずれか１つに記載の装置。
9. ９．積分された信号はさらに所定時間間隔の間に他の基準レベルと比較される請 求の範囲第８項に記載の装置。
10. １０．信号は１つの時間間隔で１つのレベルに関して積分され次に続く時間間隔 で他のレベルに関して積分される請求の範囲第１項から第９項のいずれか１つに 記載の装置。
11. １１．信号は他の時間間隔の間に他のレベルに関して積分される請求の範囲第１ ０項に記載の装置。
12. １２．乗り物の加速若しくは減速を表す信号を発生するようになっている加速度 計と、前記信号がスレッショルドを越えるときを決定し、かつ信号処理装置を作 動させるスレッショルド分別器とからなり、前記信号処理装置は積分レベルに関 して信号を積分する積分手段からなり、さらに出力信号を発生するため積分信号 を基準レベルと比較する比較手段と、積分レベル値及び／または比較基準レベル を有するようになっているメモリ手段と、信号が前記スレッショルドを越えた後 、所定時間に積分手段及び／または比較手段に所定の積分レベル値及び／または 比較基準レベルを供給するようになっているタイミング手段とからなる加速度計 装置。
13. １３．出力がエアバッグの起動装置に接続されている先行する請求の範囲のいず れか１つに記載の加速度計。
14. １４．添付図面の第２図に示し、それを参照して説明した加速度計。
15. １５．添付図面の第４図に示し、それを参照して説明した加速度計。
16. １６．添付図面の第７図に示し、それを参照して説明した加速度計。