JPH0655997A - 重大衝突事故判断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 瞬間的なダメージは小さいが、そのダメージ
が所定時間以上続いた後に乗員に致命的な障害を与える
ような衝突を早期に、かつ、的確に判断すること。 【構成】 移動体の衝突事故に伴って発生する衝撃加速
度を検知する衝撃加速度検出手段１と、衝撃加速度検出
手段１によって検出された衝撃加速度から衝突事故にと
もなった加速度成分を抽出するフィルタ手段２０と、そ
のフィルタ手段２０によって抽出された加速度成分の移
動体進行方向と反対に働く加速度のみを抽出する整流手
段２８と、その整流手段２８によって抽出された加速度
をべき乗するべき手段２１と、そのべき乗されたべき乗
値を積分する積分手段２２と、その積分値があらかじめ
設定された所定値を越え前記移動体の乗員に致命的な障
害を与えるかどうか判断する閾値超過判断手段２３とを
備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は自動車などの移動体に
搭載される乗員保護装置の重大事故判断装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図６は特開昭４９−５５０３１号公報に
開示された従来装置を示すブロック図であり、図６にお
いて、７１は車両内に取り付けられる乗員保護装置を起
動するための起動装置である。

【０００３】上記起動装置７１は、事故の際に規定の値
を越えた車両の減速があると、１つ、あるいはそれ以上
のエアーバッグ等の乗員保護装置ＡＢを作動させる起動
信号を出力する。７２は衝撃加速度検出センサーであ
り、このセンサーは事故の際に車両が受ける衝撃による
加速度を検出して出力する。７３は増幅回路、７４は第
１の閾値スイッチであり、この第１の閾値スイッチ７４
は入力信号により予め設定されている閾値Ｓ１を減少さ
せ、閾値Ｓ１だけ減少させた信号を出力する。閾値Ｓ１
は乗客が通常許容できる程度の衝撃により発生する信号
の大きさに対応しており、この閾値Ｓ１より小さな入力
信号は、この第１の閾値スイッチから出力されない。

【０００４】７５は積分回路であり、この積分回路７５
は入力された信号の直流分も含めて積分する。７６は第
２の閾値スイッチであり、この第２の閾値スイッチ７６
は、あらかじめ設定されてある閾値ＶＫと入力される信
号との大きさを比較して、閾値ＶＫより入力された信号
が大きい場合に点火指令信号を出力する。７７は点火パ
ルス発生回路であり、入力された点火指令信号を基に点
火パルスを発生させる。７８はエアーバッグ等の乗員保
護装置ＡＢを作動させるための火薬に点火する雷管であ
る。

【０００５】次に、動作について説明する。事故によ
り、車両が衝撃を受けると、この衝撃による加速度を衝
撃加速度検出センサー７２が検出する。増幅回路７３
は、衝撃加速度検出センサー７２が検出した加速度に応
じた信号を増幅して出力する。この信号は、直流分を含
んでいる。 この直流分を含んだ入力信号が閾値Ｓ１を
越えると、この入力信号は一定量（閾値Ｓ１に対応す
る）減少されて積分回路７５に供給される。この積分回
路７５に供給された信号は、直流分も含め積分されて、
第２の閾値スイッチ７６に供給される。

【０００６】第２の閾値スイッチ７６では、供給された
信号の大きさを閾値ＶＫと比較して、供給された信号の
大きさが閾値ＶＫより大きい場合に、点火指令信号を点
火パルス発生回路７７に出力する。点火パルス発生回路
７７では、入力された点火指令信号を基に点火パルスを
発生し、この点火パルスを雷管７８に供給して火薬に点
火する。そして、エアーバッグ等の乗員保護装置ＡＢを
作動させる。

【０００７】図７は、特開昭４９−５５０３１号公報に
開示された他の従来装置を示すブロック図である。この
図７において、７９は衝撃加速度検出センサーであり、
このセンサーは事故の際に車が受ける衝撃による加速度
を検出し出力する。８０は増幅回路である。

【０００８】８１は第１の閾値スイッチであり、この第
１の閾値スイッチ８１は、予め設定されてある閾値Ｓ１
を越えた入力信号のみを出力する。さらに、閾値Ｓ１
は、乗客が通常許容できる程度の衝撃により発生する信
号の大きさに対応しており、閾値Ｓ１より小さな入力信
号は、この第１の閾値スイッチ８１から出力されない。

【０００９】８２は第１の積分回路であり、この積分回
路８２は閾値Ｓ１を越えた信号を積分して出力する。こ
の積分回路８２は入力された信号の直流分も含めて積分
している。８３は第２の積分回路であり、この積分回路
８３は積分回路８２の出力を直流分も含めて積分してい
る。

【００１０】８４は第２の閾値スイッチ回路であり、こ
の第２の閾値スイッチ８４は、あらかじめ設定されてい
る閾値を基に、入力される信号を分離して出力する。８
５は第３の閾値スイッチであり、あらかじめ設定されて
ある閾値ＶＫと入力される信号の大きさとを比較して、
閾値ＶＫより入力された信号が大きい場合に、点火指令
信号を出力する。８６は点火パルス発生回路であり、入
力された点火指令信号を基に点火パルスを発生する。８
７はエアーバッグ等の乗員保護装置ＡＢを作動させるた
めの火薬に点火する雷管である。

【００１１】上述した図７の従来装置では、増幅回路８
０の出力信号が第１の閾値スイッチ８１の閾値Ｓ１によ
り制限され、閾値Ｓ１を越えた信号が、積分回路８２に
おいて直流分も含めて積分され、速度に対応した信号と
して出力される。この積分回路８２の出力は、第２の閾
値スイッチ８４の閾値により制限されるとともに、直流
分を含め積分回路８３で積分され、変位に対応した信号
として出力される。

【００１２】そして、積分回路８３の出力は、閾値スイ
ッチ８５において閾値スイッチ８５の閾値と比較され、
積分回路８３の出力が閾値を越えた時に、閾値スイッチ
８５は点火指令信号を出力する。点火パルス発生回路８
６では、入力された点火指令信号を基に点火パルスを発
生し、この点火パルスを雷管８７に供給し、火薬に点火
する。そして、エアーバッグ等の乗員保護装置ＡＢを作
動させる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来の乗員保護装置は
上記のように構成されているので、装置を作動させるか
否かの判定は、車両衝突時における加速度を積分あるい
は２回積分した値で判断するような構成となっているた
め、瞬間的な加速度は小さいが、乗員に障害を与えるよ
うな加速度が所定時間以上続いた為に、乗員に致命的な
障害を与えるような重大衝突事故では、乗員に致命的な
障害を与えるほどではない衝突と判別できなかったり、
あるいは乗員を安全に保護できるまでの時間に判別でき
ないために、乗員を確実に保護することができないとい
う問題点があった。

【００１４】この発明は上記のような従来の問題点に着
目してなされたもので、衝突事故のうち、特に、瞬間的
なダメージは小さいが、そのダメージが所定時間以上続
いた後に乗員に致命的な障害を与えるような衝突を、早
期に、かつ、的確に判断する重大衝突事故判断装置を得
ることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る重大衝突
事故判断装置は、移動体の衝突事故に伴って発生する加
速度を検知する加速度検出手段と、加速度検出手段によ
って得られた加速度から衝突事故に伴った加速度成分を
抽出するフィルタ手段と、そのフィルタ手段によって抽
出された加速度成分の移動体進行方向と反対に働く加速
度のみを抽出する整流手段と、その整流手段によって抽
出された加速度をべき乗する手段と、そのべき乗された
べき乗値を積分する積分手段と、その積分値があらかじ
め設定された所定値を越えたか否かを判断する閾値超過
判断手段とで構成したものである。

【００１６】

【作用】この発明における重大衝突事故判断装置は、移
動体の衝突事故に伴って発生する衝撃加速度から、フィ
ルタ手段で衝突事故にともなった加速度成分を抽出し、
この抽出された加速度成分の移動体信号方向と反対に働
く加速度のみを整流手段で抽出し、この抽出された加速
度をべき乗手段でべき乗して積分手段で積分し、その積
分値が設定された所定値を越え前記移動体の乗員に致命
的な障害を与えるかどうかを閾値超過判断手段で判断す
ることにより、乗員を確実に保護することができる。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面について説明
する。図１は、この発明の重大衝突事故判断装置の一実
施例を示すブロック図である。まず、構成を説明する
と、２は衝撃加速度検出手段としての加速度センサ１よ
りの加速度信号の雑音を除去するローパスフィルタ（以
下、ＬＰＦと略記する）、４はＬＰＦ２の出力を積分す
る第１不完全積分回路である速度演算用積分回路、５は
速度演算用積分回路４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、６はＬＰＦ２を経て
加速度センサー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、７は速度演算用積分回路
４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、８は変位演算用積分回路５、第１係数回
路６および第２係数回路７の出力を加算する加算回路、
９は加算回路８の出力が閾値を越えた時にハイレベルの
信号を出力する閾値回路であり、これら速度演算用積分
回路４、変位演算用積分回路５、第１係数回路６、第２
係数回路７および加算回路８、閾値回路９により衝突時
の乗員身体の変位推定量を算出する演算手段１０１を構
成している。

【００１８】１０は第１加速度、例えば１Ｇより大きい
値になった時に出力をハイレベルにする第１比較回路、
１１は第２加速度、例えば４Ｇより大きい値になった時
に出力をハイレベルにする第２比較回路、１２は第３加
速度、例えば０．５Ｇより小さい値になったときに出力
をハイレベルにする第３比較回路、１４は第１比較回路
１０の出力がハイレベルになった時点でタイマ時間を作
動をさせ、第１タイマ時間Ｔ１が経過する間、ハイレベ
ルの信号を出力する第１タイマ、１５は第２比較回路１
１の出力がハイレベルになった時点でタイマ時間を作動
をさせ、第２タイマ時間Ｔ２が経過する間、ハイレベル
の信号を出力する第２タイマ、１６は第１タイマ１４、
第２タイマ１５の出力信号を入力するノアゲート、１７
は第３比較回路１２、ノアゲート１６のそれぞれの出力
信号を入力するオアゲートで、このオアゲート１７の出
力がハイレベルになることで速度演算用積分回路４、変
位演算用積分回路５、閾値回路９および第１タイマ１
４、第２タイマ１５その他の積分回路２２、閾値回路２
３をリセットする。

【００１９】ここで、前記第１〜第３比較回路１０〜１
２、第１タイマ１４、第２タイマ１５、ノアゲート１
６、オアゲート１７により演算手段１０１の作動を制御
する制御回路１０２を構成している。

【００２０】２０はフィルタ手段としてのバンドパスフ
ィルタ（以下、ＢＰＦと略記する）である。このＢＰＦ
２０には加速度センサ１の出力する加速度信号が入力さ
れ、この加速度信号に含まれる衝突事故に伴った加速度
成分が抽出される。２８はＢＰＦ２０の出力の移動体進
行方向の加速度をカットして出力する整流手段としての
半波整流回路、２１は半波整流回路２８の出力の２乗の
値を出力するべき乗手段としての２乗回路、２２は２乗
回路２１の出力を積分し、前記オアゲート１７の出力信
号によりリセットされる積分手段としての積分回路であ
る。２３は積分回路２２の出力が閾値以上になるとハイ
レベルの信号を出力する閾値超過判断手段としての閾値
回路である。

【００２１】ここで、前記ＢＰＦ２０、半波整流回路２
８、２乗回路２１、積分回路２２、閾値回路２３により
重大衝突事故判断回路１０３を構成している。

【００２２】２６は演算手段１０１の閾値回路９及び重
大衝突事故判断回路１０３の閾値回路２３がともにハイ
レベルの信号を出力したときに、乗員保護装置本体の起
動装置２７を作動させる信号を出力するアンドゲートで
ある。

【００２３】次に作用を説明する。図２〜図５は、この
実施例装置における各部の信号波形図である。移動体の
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。今、移動体が一定速度で走行しているときには、オ
アゲート１７の出力はローレベルとなっているので、第
１、第２積分回路４、５はリセット状態にある。

【００２４】この状態において、図２に示すように、加
速度信号から雑音を除去したＬＰＦの出力信号ｂが１つ
のピーク（＜４Ｇ）をつけてから０Ｇに向けて収束する
Ｇ波形に示されるような、移動体の乗員に致命的な障害
は与えない衝突が生じた場合について述べる。

【００２５】この出力信号ｂが０．５Ｇを越えた時点で
第３比較回路１２の出力信号Ｅがローレベルとなる。ま
た、１Ｇをこえた時点で第１比較回路１０の出力信号Ａ
がハイレベルとなり、この出力信号Ａにより、第１タイ
マ１４のタイマ機能が作動して出力信号Ｂは所定時間ハ
イレベルとなる。第１タイマ１４の作動開始で出力信号
Ｂがハイレベルになることにより、ノアゲート１６の出
力Ｋがローレベルとなり、前述した出力信号Ｅとともに
オアゲート１７の入力が両方ともローレベルになるので
オアゲート１７の出力信号Ｌがローレベルとなり、積分
回路４、５、２２および閾値回路９、２３のリセットが
はずれる。

【００２６】しかし、この衝突では出力信号ｂが４Ｇを
こえるような加速度が発生しないため、第１タイマ１４
の所定時間であるＴ１経過後にノアゲート１６の出力信
号Ｋがハイレベルとなることで、オアゲート１７の出力
信号Ｌもハイレベルとなり、積分回路４、５および２２
がリセットされるが、出力信号ｂが１Ｇを越えてからこ
こまでの間に重大衝突事故判断回路１０３の出力信号Ｍ
がハイレベルにならないため、乗員保護装置本体の起動
装置２７が作動することはない。

【００２７】次に、図３に示すように、ＬＰＦ２の出力
信号ｂが１つのピーク（＜４Ｇ）をつけてから０Ｇに向
かい、再度加速度が大きくなって４Ｇを越えるようなＧ
波形に示されるような、移動体の乗員に致命的な障害は
与えない衝突が生じた場合について述べる。

【００２８】この出力信号ｂが０．５Ｇを越えた時点で
第３比較回路１２の出力信号Ｅがローレベルとなる。ま
た、１Ｇをこえた時点で第１比較回路１０の出力信号Ａ
がハイレベルとなり、この出力信号Ａにより、第１タイ
マ１４のタイマ機能が作動して出力信号Ｂは所定時間ハ
イレベルとなる。

【００２９】第１タイマ１４の作動開始で出力信号Ｂが
ハイレベルになることにより、ノアゲート１６の出力Ｋ
がローレベルとなり、前述した信号Ｅとともにオアゲー
ト１７の入力が両方ともローレベルになるのでオアゲー
ト１７の出力信号Ｌがローレベルとなり、積分回路４、
５、２２および閾値回路９、２３のリセットがはずれ
る。

【００３０】さらに、この衝突では出力信号ｂが第１タ
イマ１４のタイムアップ前に４Ｇをこえるような加速度
が発生するため、第２比較回路１１の出力信号Ｃがハイ
レベルとなり、第２タイマ１５のタイマ機能が作動し
て、出力信号Ｄがハイレベルとなるので、第１タイマ１
４がタイムアップとなり、出力信号Ｂがローレベルにな
ってもノアゲートの出力信号Ｋはローレベルのままであ
る。この時点ではオアゲート１７の出力信号であるリセ
ット信号Ｌはローレベルのままであるので、積分回路
４、５および２２にはリセットがかからない。

【００３１】しかし、第２タイマ１５がタイムアップに
なると、ノアゲート１６の出力信号Ｋがハイレベルにな
るので、オアゲート１７の出力信号Ｌがハイレベルとな
り、積分回路４、５および２２がリセットされるが、出
力信号ｂが１Ｇを越えてから、出力信号Ｌがハイレベル
になるまでの間に重大衝突事故判断回路１０３の出力信
号Ｍがハイレベルにならないため、乗員保護装置本体の
起動装置２７が作動することはない。

【００３２】次に、図４に示すように、瞬間的な加速度
は小さいが、乗員に障害を与えるような加速度が所定時
間以上続いたために乗員に致命的な障害を与えるような
重大衝突事故の場合について述べる。

【００３３】この時、出力信号ｂが０．５Ｇを越えた時
点で第３比較回路１２の出力信号Ｅはローレベルとな
る。また、１Ｇをこえた時点で第１比較回路１０の出力
信号Ａはハイレベルとなり、この出力信号Ａにより、第
１タイマ１４のタイマ機能が作動して、出力信号Ｂは所
定時間ハイレベルとなる。

【００３４】第１タイマ１４の作動開始で出力信号Ｂが
ハイレベルになることにより、ノアゲート１６の出力信
号Ｋがローレベルとなり、前述した出力信号Ｅとともに
オアゲート１７の入力が両方ともローレベルになるの
で、オアゲート１７の出力信号Ｌがローレベルとなり、
積分回路４、５、２２および閾値回路９、２３のリセッ
トがはずれる。

【００３５】さらに、この衝突では出力信号ｂが第１タ
イマ１４のタイムアップ前に４Ｇをこえるような加速度
が発生するため、第２タイマ１５のタイマ機能が作動し
て出力信号Ｄがハイレベルとなるので、第１タイマ１４
がタイムアップとなり、出力信号Ｂがローレベルになっ
てもノアゲートの出力信号Ｋはローレベルのままであ
り、この時点ではオアゲート１７の出力信号であるリセ
ット信号Ｌはローレベルのままであるので、積分回路
４、５および２２にはリセットがかからない。

【００３６】一方、第２タイマ１５がタイムアップにな
る前に、加速度センサ１の出力する加速度信号に含まれ
る、衝突事故に伴った加速度成分をＢＰＦ２０により抽
出し、出力信号ｃを半波整流回路２８に供給している。
この半波整流回路２８は移動体進行方向に働く乗員にダ
メージを与えない加速度をカットするため、乗員にダメ
ージを与えるような加速度成分だけを出力信号ｄで２乗
回路２１に供給し、この２乗回路２１で２乗処理される
ことにより、乗員にダメージを与えるような成分の大小
を指数関数的に強調する。

【００３７】さらに２乗回路２１の出力信号ｅは積分回
路２２に供給され、積分回路２２によって、乗員にダメ
ージを与え、かつ強調された成分だけが累積されて出力
信号ｆが閾値回路２３に入力される。この積分回路２２
の出力信号ｆは、上述のような重大衝突事故において、
乗員に与える運動エネルギーに対応している。

【００３８】閾値回路２３では、乗員に重大な障害を与
える最小エネルギーに相当する閾値Ｔｈが設定されてお
り、乗員に重大な障害を与える衝突が発生した場合だけ
閾値Ｔｈに達するため、乗員に重大な障害を与える衝突
事故であるかどうかを確実に判断して出力信号Ｍがハイ
レベルになる。

【００３９】また一方、乗員の変移推定量を算出する演
算手段１０１により、乗員を保護するのに適切な位置に
達した時点で閾値回路９の出力信号０がハイレベルとな
るため、アンド回路２６の出力信号Ｐがハイレベルとな
って、上述した重大衝突事故が発生した場合に乗員保護
装置本体の起動装置を作動させる。

【００４０】なお、積分回路２２はノイズ除去などの目
的で不完全積分としてもよいことは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、移動体の衝突事故に伴って発生する衝撃加速度を
検知する衝撃加速度検出手段と、この衝撃加速度検出手
段によって検出された衝撃加速度から衝突事故にともな
った加速度成分を抽出するフィルタ手段と、そのフィル
タ手段によって抽出された加速度成分の移動体進行方向
と反対に働く加速度のみを抽出する整流手段と、その整
流手段によって抽出された加速度をべき乗する手段と、
そのべき乗されたべき乗値を積分する積分手段と、その
積分値があらかじめ設定された所定値を越えたか否かを
判断する閾値超過判断手段とを備えた構成としたので、
衝突時に発生する瞬間的な加速度は小さいが、乗員に障
害を与えるような加速度が所定時間以上続いたために乗
員に致命的な障害を与えるような重大衝突事故であった
としても、乗員に重大な障害を与えるエネルギーだけを
抽出および強調することで、乗員に致命的な障害を与え
る衝突であるかどうかを早期のうちに判断でき、乗員に
致命的な障害を与える衝突事故が発生した場合だけ、乗
員保護装置を作動させて移動体の乗員を確実に保護する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施例による乗員保護装置
のブロック図である。

【図２】図２はその装置各部における出力信号のタイム
チャート図である。

【図３】図３はその装置各部における出力信号のタイム
チャート図である。

【図４】図４はその装置各部における出力信号のタイム
チャート図である。

【図５】図５は上記実施例における重大事故判断回路の
信号処理の一例を示す各部の出力信号のタイムチャート
図である。

【図６】図６は従来装置を示すブロック図である。

【図７】図７は従来装置を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 加速度センサ（衝撃加速度検出手段） ２ ローパスフィルタ（フィルタ手段） ４，５，２２積分回路（積分手段） ９，２３ 閾値回路（閾値超過判断手段） ２０ バンドパスフィルタ ２１ ２乗回路（べき乗手段） ２８ 半波整流回路（整流手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体の衝突事故に伴って発生する衝撃
   加速度を検知する衝撃加速度検出手段と、衝撃加速度検
   出手段によって検出された衝撃加速度から衝突事故にと
   もなった加速度成分を抽出するフィルタ手段と、そのフ
   ィルタ手段によって抽出された加速度成分の移動体進行
   方向と反対に働く加速度のみを抽出する整流手段と、そ
   の整流手段によって抽出された加速度をべき乗するべき
   乗手段と、そのべき乗されたべき乗値を積分する積分手
   段と、その積分値があらかじめ設定された所定値を越え
   前記移動体の乗員に致命的な障害を与えるかどうかを判
   断する閾値超過判断手段とを備えた重大衝突事故判断装
   置。