JPH0637160B2 - 車両用乗員保護装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は車両の衝突時に乗員を保護する車両用乗員保
護装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の車両用乗員保護装置としては例えば第８図に示す
ようなものがある。図において、１は例えば前置増幅器
およびフィルタを有する圧電セラミックなどの加速度セ
ンサ、２は加速度センサ１よりの出力信号が供給される
積分回路で、この積分回路２は所定の閾値以上の場合に
積分動作をする。３ａ，３ｂは積分回路２で積分された
積分信号が供給される閾値スイッチで、一方の閾値スイ
ッチ３ａは通常の衝突時に閾値に達するように設定さ
れ、他方の閾値スイッチ３ｂはより大きな衝突時に閾値
に達するように設定されている。４は閾値スイッチ３ａ
の出力端が一方の入力端に接続されているアンドゲート
で、このアンドゲート４の他方の入力端には後述する時
間回路５の出力端が接続されている。６はアンドゲート
４の出力端が一方の入力端に接続されたオアゲートで、
このオアゲート６の他方の入力端には閾値スイッチ３ｂ
の出力端が接続されている。７はオアゲート６の出力端
が一方の入力端に接続されたアンドゲートで、このアン
ドゲート７の出力端は駆動回路８に接続されている。９
は駆動回路８により駆動される乗員保護装置本体であ
る。

しかして、時間回路５は閾値スイッチ３ａの閾値よりも
低い閾値に設定された閾値回路１０を有する。この閾値
回路１０ぱ積分回路２の出力によってトリガされる。閾
値回路１０の出力端は３つの時限素子１１ａ，１１ｂ，
１１ｃのトリガ入力端に接続されている。第１時限素子
１１ａの出力端は第１双安定トリガ回路１２のセット入
力端に接続され、この第１双安定トリガ回路１２の出力
信号は反転されてアンドゲート７の他方の入力端に供給
される。第２時限素子１１ｂの出力端は第２双安定トリ
ガ回路１３のセット入力に接続され、この第２双安定ト
リガ回路１３の出力信号は反転されてアンドゲート４の
他方の入力端に供給される。第３時限素子１１ｃの出力
端は第１および第２双安定トリガ回路１２，１３のリセ
ット入力端に接続されている。

次に動作について説明する。

時間回路５において閾値回路１０の低い閾値を越える
と、全ての時限素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃがトリガさ
れる。よって、双安定トリガ１２，１３の出力端には例
えば２ｍｓ程度の短時間の出力信号が現れる。この双安
定トリガ回路１２の出力信号は反転してアンドゲート７
に供給されるので、短時間の間、駆動回路８が阻止さ
れ、したがって乗員保護装置本体９の作動が阻止され
る。この短い第１時間が経過すると、双安定トリガ回路
１２，１３の出力信号が消失するので、アンドゲート
４，７の他方の入力端にはハイレベル信号が印加され
る。すなわち、信号が閾値回路３を介してオアゲート６
に供給された場合、アンドゲート７が導通することにな
る。

また、閾値回路１０の閾値を越えると、同じく時限阻止
１１ｂがトリガされるので、双安定トリガ回路１３がゼ
ロ信号を発生する。このゼロ信号は反転されてアンドゲ
ート４の他方の入力端に供給されるので、このアンドゲ
ート４は閾値スイッチ３ａを介して送られる信号を発生
する。第１時間の経過後、時限阻止１１ｂによって定め
られる例えば３０ｍｓ程度の第２時間の経過中に閾値ス
イッチ３ａの閾値を越えると、乗員保護装置本体９が作
動する。閾値スイッチ３ａの閾値は比較的低いが、衝突
時に達する程度に大きく選択されている。閾値スイッチ
３ｂに定められた比較的大きい閾値を越える限りは第２
時間の間に第２閾値スイッチ３ｂによって乗員保護装置
本体９を作動できる。

第２時間の経過後に閾値スイッチ３ａの閾値を越えず、
したがって閾値スイッチ３ｂの閾値に達しない場合には
アンドゲート４が阻止される。この場合、乗員保護装置
本体９の作動は高い閾値を有する閾値スイッチ３ｂによ
ってのみ行い得る。第３時限素子１１ｃによって定めら
れた例えば２００ｍｓの時間が経過すると、双方の双安
定トリガ回路１２，１３がリセットされ、主回路は再び
出発位置に置かれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の車両用乗員保護装置に
あっては、乗員保護装置本体９を動作させるか否かの判
定はロジックによる判定回路で行う構成となっていたた
め、閾値回路などの判定回路の判定基準の調整が多く、
調整作業が繁雑であるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、閾値回路を少なくして判定回路の調整作業を
軽減させるようにした車両用乗員保護装置を得ることを
目的とすると共に、判断回路からタイマーを一つ減らし
て回路構成を単純化するようにした車両用乗員保護装置
を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１の発明に係る車両用乗員保護装置は、加速度信
号を検出するする加速度センサ(1) と、前記加速度セン
サ(1) から出力される加速度信号が第１の基準値より大
きくなったとき演算開始信号を出力する第１の比較回路
と、前記第１の基準値より小さな第２の基準値を有し該
第２の基準値より前記加速度信号が小さくなったとき演
算終了信号を出力する第２の比較回路とを有するセット
・リセット回路と、前記演算開始信号を受けて前記加速
度信号に基づく演算を開始し前記演算終了信号を受けて
該加速度信号に基づく演算を終了し、その演算結果によ
り乗員保護装置本体の作動信号を発生する信号発生回路
とを具備したものである。

また、請求項２の発明に係る車両用乗員保護装置は、前
記請求項１の発明におけるセット・リセット回路および
信号発生回路の他に、第１の基準値より大きな第３の基
準値を有する第３の比較回路と、加速度信号が前記第１
の基準値を越えてから所定時間以内に該第１の基準値よ
り大きな第３の基準値を越えない場合は前記乗員保護装
置本体の作動を停止させる作動停止手段とを具備したも
のである。

〔作 用〕

請求項１の発明におけるセット・リセット回路は、加速
度センサからの加速度信号が第１の基準値より大きくな
ったとき演算開始信号を出力し、この第１の基準値より
小さな第２の基準値より前記加速度信号が小さくなった
とき演算終了信号を出力する。従って、前記加速度信号
が第１の基準値を境にして上下に変動するような衝突時
であっても、前記加速度信号が第２の基準値以下に下が
らなければ演算終了とならないので、加速度信号が有効
に演算に用いられ、衝突から乗員保護装置本体作動まで
の時間遅れを短くすることができ、高精度の車両用乗員
保護装置を得ることができる。

また、請求項２における作動停止手段は、加速度信号が
第１の基準値を越えてから所定時間以内に該第１の基準
値より大きな第３の基準値を越えない場合は乗員保護装
置本体の作動を停止させる。従って、前記のように、加
速度信号が第１の基準値を境にして上下に変動するよう
な状態が連続して続いても、乗員保護装置本体を不必要
に作動させることを未然に防止することができる。

〔実施例〕

以下、この発明を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図で、第１
図において第８図と同一または均等な構成部分には同一
符号を付して重複説明を省略する。

まず構成を説明すると、１４は加速度センサ１よりの加
速度信号の積分動作をするか否かのスイッチ、１５は第
１加速度、例えば１Ｇを小さい値から大きい値に越えた
ときに出力をハイレベルにする第１比較回路、１６は第
２加速度、例えば０．５Ｇを大きい値から小さい値に向
けて越えたとき出力をハイレベルにする第２比較回路、
１７は第３加速度、例えば１０Ｇを小さい値から大きい
値に向けて越えたとき出力をハイレベルにする第３比較
回路で、これら比較回路１５，１６，１７によりレベル
判定回路を構成する。１８は第１比較回路１５の出力が
ハイレベルになると出力Ｑをハイレベルにし、スイッチ
１４をオンするセット・リセットフリップフロップ（以
下、ＦＦと略記する）、１９は第１不完全積分回路であ
る速度演算用積分回路、２０は速度演算用積分回路１９
に直列に接続された第２不完全積分回路である変位演算
用積分回路、２１は積分スイッチ１４を経て加速度セン
サ１の検出出力に第１係数を付加する第１減衰器からな
る第１係数回路、２２は速度演算用積分回路１９の積分
出力に第２係数を付加する第２減衰器からなる第２係数
回路、２３は変位演算用積分回路２０、第１係数回路２
１および第２係数回路２２よりの出力を加算する加算回
路で、スイッチ１４、速度演算積分回路１９、変位演算
積分回路２０、第１係数回路２１、第２係数回路２２お
よび加算回路２３により人体移動量判断回路を構成す
る。２４は例えば加速度１０Ｇ以上が作用すると、第３
比較回路１７からの出力に基づいて出力Ｑをハイレベル
にし、アンドゲート３０に出力するセット・リセットフ
リップフロップ（以下、ＦＦと略記する）、２５は第１
比較回路１５の出力がハイレベルになってからタイマ時
間の作動をさせ、それを所定時間Ｔ_１ｍｓ、例えば１０
ｍｓハイレベル出力を継続する第１タイマ、２６は第１
タイマ２５および第２比較回路１６からハイレベルの信
号が供給されると、ハイレベル出力をオアゲート２７に
供給するアンドゲートで、上記オアゲート２７はアンド
ゲート２６または後述の第２タイマ２８からハイレベル
出力が供給されると出力をハイレベルにしてＦＦ１８を
リセットする。２８は第１比較回路１５の出力がハイレ
ベルになってからタイマ時間の作動をさせ、それが所定
時間Ｔ_２ｍｓ、例えば７０ｍｓローレベル出力を継続
し、タイマ時間が終了するとハイレベルとなってＦＦ１
８，２４をリセットする第２タイマで、上記ＦＦ１８，
２４、タイマ２５，２８、アンドゲート２６およびオア
ゲート２７により作動停止手段を構成する。２９は加算
回路２３の出力信号が閾値を越えたときにアンドゲート
３０の一方の入力にハイレベル出力信号を供給する閾値
回路である。なお、上記レベル判定回路と作動停止手段
とにより判断回路３１を構成する。

次に動作について説明する。

車両の走行に伴って種々の加速度が加速度センサ１に作
用する。いま、車両が一定速度で走行しているときには
ＦＦ１８の出力Ｑはローレベルとなっているので、スイ
ッチ１４はオフされた状態にあり、かつ双方の不完全積
分回路１９，２０はリセット状態にある。ここで車両に
何等かの衝撃が加わり、車両が前後方向に作用する例え
ば１Ｇ以上の加速度信号が加速度センサ１によって検出
され、第１比較回路１５の出力（第２図Ａ）がハイレベ
ルになると、ＦＦ１８の出力Ｑ（第２図Ｇ）はハイレベ
ルとなり、スイッチ１４をオンし、かつこれを２つの不
完全積分回路１９，２０のリセット端子Ｒに供給し、そ
れぞれの積分動作を開始させる（第２図Ｊ）。

しかるのち、第２図に示されるような加速度信号ａ
（ｔ）が加速度センサ１によって検出され、第１比較回
路１５よりの出力信号が同図Ａに示すようにハイレベル
となると、第１タイマ２５の出力が同図Ｂに示すように
所定時間Ｔ_１継続してハイレベルになる。また、そのの
ち加速度信号ａ(t) が例えば０．５Ｇの加速度を下回
り、第２比較回路１６の出力が同図Ｄに示すようにハイ
レベルとなると、車両が悪路を走行していると判断して
アンドゲート２６の出力（第２図Ｈ）がハイレベルとな
り、オアゲート２７を介してＦＦ１８をリセットさせて
スイッチ１４をオフさせ、積分動作を停止させる。この
ため、乗員保護装置本体９は作動しない。

また、人体に重大な衝撃を与えるような衝突があった場
合には加速度信号ａ(t) が例えば１Ｇを越えて大きくな
り、第１比較回路１５よりの出力信号がハイレベルとな
ると共に、第３比較回路１７がローレベルからハイレベ
ルに変わると、ＦＦ２４の出力Ｑがハイレベルにラッチ
され、アンドゲート３０の一方の入力をハイレベルにす
る。一方、人体移動量判断回路の出力Ｊが閾値回路２９
の閾値を越えるとアンドゲート３０の他方の入力をハイ
レベルにし、エアバッグやプリローダなどの乗員保護装
置本体９を作動させる。

次に、第３図に基づいて判断回路３１の部分の他の実施
例を説明する。

第３図は第１図の判断回路３１からタイマを一つ減らし
た判断回路３１を示したもので、図中第１図と同一部分
には同一符号を付して重複説明を省略する。図におい
て、３２はタイマ２５により動作する第１ワンショット
マルチバイブレータ、３３はタイマ２５により動作する
第２ワンショットマルチバイブレータで、この第２ワン
ショットマルチバイブレータ３３のパルス幅は第１ワン
ショットマルチバイブレータ３２のパルス幅より長く、
このパルス幅の時間経過後に復帰する。３４は第１比較
回路１５よりの出力と第２ワンショットマルチバイブレ
ータ３３よりの出力とのアンドをとる第１アンドゲー
ト、３５は第３比較回路１７と第２ワンショットマルチ
バイブレータ３３とのアンドをとる第２アンドゲート、
３６は第２比較回路１６の出力と第１ワンショットマル
チバイブレータ３２の出力とのアンドをとる第３アンド
ゲートで、この第３アンドゲート３６の出力がハイレベ
ルになるとＦＦ１８，２４およびタイマ２５のそれぞれ
をリセットする。

電源の投入に基づいて第１，第２ワンショットマルチバ
イブレータ３２，３３の出力はハイレベルとなってい
る。そして、第２比較回路１６が例えば０．５Ｇ以上の
加速度信号を検出すると、第２比較回路１６はローレベ
ル出力を第３アンドゲート３６に供給してＦＦ１８，２
４およびタイマ２５のリセットを解除させる。しかるの
ち、加速度センサ１により検出される加速度信号ａ(t)
が第４図Ａに示すように、例えば１０Ｇに達しないよう
な軽衝突の場合、第１比較回路１５よりのハイレベル出
力と第２ワンショットマルチバイブレータ３３よりのハ
イレベル信号とのアンドを第１アンドゲート３４でとっ
てＦＦ１８をセットし、その出力Ｑによってスイッチ１
４をオンさせる。しかし、第３比較回路１７の出力がロ
ーレベルのままであるので、アンドゲート３０の出力は
ハイレベルとならず、よってタイマ２５が所定時間動作
した後に第１ワンショットマルチバイブレータ３２の出
力が同図Ｈのように一時的に反転し、第３アンドゲート
３６の出力をローレベルとし、ＦＦ１８，２４およびタ
イマ２５をリセットする。その間に加速度センサ１の出
力が第３比較回路１７の基準値を越えていないので、Ｆ
Ｆ２４の出力はローレベルの状態を保持し、それをアン
ドゲート３０に供給する。したがって、人体移動量判断
回路の出力がいかなる値であっても乗員保護装置本体９
は作動しない。

また、加速度センサ１によれ検出される加速度信号ａ
(t) が第５図Ａに示されるように例えば１０Ｇ以上の正
面衝突となった場合は、第５図Ｅに示すように第１比較
回路１５のハイレベル出力と第２ワンショットマルチバ
イブレータ３３よりのハイレベル信号とでアンドをとっ
てＦＦ１８をセットし、スイッチ１４をオンさせる。こ
のため、速度演算積分回路１９は加速度検出信号を積分
し、ついでこの速度演算積分回路１９の積分出力を変位
演算積分回路２０により積分する。そして、変位演算積
分回路２０の積分出力と第１係数回路２１の出力と第２
係数回路２２の出力とを加算回路２３より加算し、その
加算出力を閾値回路２９を介してアンドゲート３０の一
方の入力に供給する。また、第３比較回路１７のハイレ
ベル信号と第２ワンショットマルチバイブレータ３３よ
りのハイレベル信号とでアンドをとってＦＦ２４をセッ
トし、このＦＦ２４よりのハイレベルの出力信号をアン
ドゲート３０の他方の入力に供給する。このため、アン
ドゲート３０はアンド出力を乗員保護装置本体９に供給
してエアバッグなどの乗員保護装置本体９を作動させ
る。

さらに、加速度センサ１により検出される加速度信号ａ
(t) が第６図Ａに示されるような、例えば１０Ｇ未満の
軽衝突から１０Ｇ以上の正面衝突に至るとすると、最初
の軽衝突では第１比較回路１５のハイレベル出力と第２
ワンショットマルチバイブレータ３３よりのハイレベル
信号とでアンドをとってＦＦ１８をセットし、その出力
Ｑによってスイッチ１４をオンさせる。そして、人体移
動量判断回路を動作させて加速度センサ１よりの加速度
信号ａ(t) を演算する。しかし、軽衝突であるので、そ
の演算結果が閾値回路２９の閾値を越えることはなく、
また第３比較回路１７の出力はローレベルのままである
ため、アンドゲート３０の出力はハイレベルとはなら
ず、乗員保護装置本体９は動作しないことになる。その
のち、加速度信号ａ(t) が例えば１０Ｇを越えると、第
１比較回路１５の出力がハイレベルとなって第１アンド
ゲート３２の出力がハイレベルとなり、ＦＦ１８はハイ
レベル信号を出力し、スイッチ１４をオンさせ、かつ第
３比較回路１７の出力がハイレベルで第２アンドゲート
３５の出力もハイレベルとなる。その結果、ＦＦ２４が
ハイレベル信号を出力し、アンドゲート３０の他方の入
力にはＦＦ２４よりの出力が供給され、アンドゲート３
０の出力により乗員保護装置本体９を作動させる（第６
図参照）。

なお第７図Ａに示されるような、例えば斜め衝突した加
速度信号の場合も、前述した動作と同様に加速度センサ
１により加速度信号の大きさを検出し、乗員保護装置本
体９を動作させるか否かを判断回路により制御する。

〔発明の効果〕

以上のように、請求項１の発明によれば、加速度信号を
検出する加速度センサ(1) と、前記加速度センサ(1) か
ら出力される加速度信号が第１の基準値より大きくなっ
たとき演算開始信号を出力する第１の比較回路と、前記
第１の基準値より小さな第２の基準値を有し該第２の基
準値より前記加速度信号が小さくなったとき演算終了信
号を出力する第２の比較回路とを有するセット・リセッ
ト回路と、前記演算開始信号を受けて前記加速度信号に
基づく演算を開始し前記演算終了信号を受けて該加速度
信号に基づく演算を終了し、その演算結果により乗員保
護装置本体の作動信号を発生する信号発生回路とで構成
したので、加速度センサからの加速度信号が第１の基準
値を境にして上下に変動するような衝突時であっても、
前記加速度信号が第１の基準値以下に下がらなければ演
算終了とならないので、加速度信号が有効に演算に用い
られ、衝突から乗員保護装置本体作動までの時間遅れを
短くすることができ、高い信頼性の車両用乗員保護装置
を得ることができる。すなわち、車両が小衝突を繰返し
ながら重大衝突になった場合に発生する加速度信号に基
づいて乗員保護装置本体の作動信号を作成するのに非常
に有効になる。

また、請求項２の発明によれば、加速度信号を検出する
加速度センサ(1) と、前記加速度センサ(1) から出力さ
れる加速度信号が第１の基準値より大きくなったとき演
算開始信号を出力する第１の比較回路と、前記第１の基
準値より小さな第２の基準値を有し該第２の基準値より
前記加速度信号が小さくなったとき演算終了信号を出力
する第２の比較回路とを有するセット・リセット回路
と、前記演算開始信号を受けて前記加速度信号に基づく
演算を開始し前記演算終了信号を受けて該加速度信号に
基づく演算を終了し、その演算結果により乗員保護装置
本体の作動信号を発生する信号発生回路と、前記第１の
基準値より大きな第３の基準値を有する第３の比較回路
と、前記加速度信号が前記第１の基準値を越えてから所
定時間以内に前記第３の基準値を越えない場合は前記乗
員保護装置本体の作動を停止させる作動停止手段とで構
成したので、加速度センサからの加速度信号が第１の基
準値を越えて上下に変動するような状態が連続して続い
ても、乗員保護装置本体を不必要に作動させることを未
然に防止することができるという効果がある。つまり、
請求項１の発明と同様に小衝突、中衝突を長時間にわた
って繰返しながら、結果として重大衝突に至らなかった
衝突に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による車両用乗員保護装置
を示すブロック図、第２図は第１図の動作を説明する各
部の波形図、第３図はこの発明に係る車両用乗員保護装
置の他の実施例を示すブロック図、第４図乃至第７図は
それぞれ異なる加速度信号の発生状況に基づいた第３図
の動作を説明する各部の波形図、第８図は従来の車両用
乗員保護装置の一例を示すブロック図である。 １……加速度センサ、９……乗員保護装置本体、１５，
１６，１７……比較回路、１８，２４……セット・リセ
ットフリップフロップ、２５，２８……タイマ、２６，
３４，３５，３６……アンドゲート、２７……オアゲー
ト、３１……判断回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−275959（ＪＰ，Ａ) 特公 昭50−14772（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭47−37886（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭55−32574（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加速度信号を検出する加速度センサ(1)
   と、前記加速度センサ(1) から出力される加速度信号が
   第１の基準値より大きくなったとき演算開始信号を出力
   する第１の比較回路と、前記第１の基準値より小さな第
   ２の基準値を有し該第２の基準値より前記加速度信号が
   小さくなったとき演算終了信号を出力する第２の比較回
   路とを有するセット・リセット回路と、前記演算開始信
   号を受けて前記加速度信号に基づく演算を開始し前記演
   算終了信号を受けて該加速度信号に基づく演算を終了
   し、その演算結果により乗員保護装置本体の作動信号を
   発生する信号発生回路とを備えた車両用乗員保護装置。
2. 【請求項２】加速度信号を検出する加速度センサ(1)
   と、前記加速度センサ(1) から出力される加速度信号が
   第１の基準値より大きくなったとき演算開始信号を出力
   する第１の比較回路と、前記第１の基準値より小さな第
   ２の基準値を有し該第２の基準値より前記加速度信号が
   小さくなったとき演算終了信号を出力する第２の比較回
   路とを有するセット・リセット回路と、前記演算開始信
   号を受けて前記加速度信号に基づく演算を開始し前記演
   算終了信号を受けて該加速度信号に基づく演算を終了
   し、その演算結果により乗員保護装置本体の作動信号を
   発生する信号発生回路と、前記第１の基準値より大きな
   第３の基準値を有する第３の比較回路と、前記加速度信
   号が前記第１の基準値を越えてから所定時間以内に前記
   第３の基準値を越えない場合は前記乗員保護装置本体の
   作動を停止させる作動停止手段とを備えた車両用乗員保
   護装置。