JPH07112809B2 - 車両用乗員保護装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用乗員保護装置としては例え
ば図４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。

【０００３】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は積分回路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１１
ａ，１１ｂ，１１ｃのトリガが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。

【０００４】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、
双安定トリガ回路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。

【０００５】また、閾値回路１０の閾値を越えると、同
じく時限素子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、時限素子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。

【０００６】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。

【０００７】

【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、車両衝突時にお
ける瞬間的なダメージの大小によって行う構成となって
いたため、瞬間的なダメージは小さいが、そのダメージ
が所定時間以上つづいた後、乗員が死に致るような大き
な衝撃が加わった時に乗員保護装置本体９を確実な作動
時間で作動させることができないという問題点があっ
た。

【０００８】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、人体にダメージを与えるような
重大な衝突事故時のみ確実に乗員保護装置本体を作動さ
せることができる車両用乗員保護装置を得ることを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る車両用乗
員保護装置は、加速度センサから出力される加速度信号
を積分することによって乗員の身体の変位予測量を算出
する演算手段を備え、該演算手段からの出力に基づいて
乗員保護装置本体を作動せしめる車両用乗員保護装置に
おいて、前記加速度センサから出力される加速度信号の
所定の大きさ以上の信号の持続時間が所定時間を越えな
いときの信号に基づいて前記演算手段の積分値をリセッ
トする制御回路と、前記加速度センサからの加速度信号
又はその積分値が所定の大きさを越えたことを検出する
重大衝突検出回路と、前記演算手段での積分値の大きさ
が所定値を越えて大きくなり、かつ前記重大衝突検出回
路から検出出力が供給されたときゲートを開き、乗員保
護装置本体を作動せしめるゲート回路とを備えたもので
ある。

【００１０】

【作用】この発明における車両用乗員保護装置は、人体
にダメージを与えるような重大な衝突事故時のみ乗員保
護装置本体を作動させることにより、軽衝突事故時等に
おける乗員保護装置本体の不必要な作動を確実に防止す
ることができるものである。

【００１１】

【実施例】以下、この発明を図面に基づいて詳細に説明
する。図１はこの発明の一実施例を示すブロック図であ
り、図１において図４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。

【００１２】まず、構成を説明すると、１４は加速度セ
ンサ１よりの加速度信号を入力するローパスフィルタ
（以下、ＬＰＦと略記する）、１５はＬＰＦ１４の出力
路を開閉するスイッチ、１６はＬＰＦ１４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、１
７は速度演算用積分回路１６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、１８は積分ス
イッチ１５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、１９は速
度演算用積分回路１６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、２０は変位演算用積
分回路１７、第１係数回路１８および第２係数回路１９
の出力を加算する加算回路、２１は加算回路２０の出力
が閾値を越えたときにハイレベルの信号を出力する閾値
回路であり、これ等積分スイッチ１５、速度演算用積分
回路１６、変位演算用積分回路１７、第１係数回路１
８、第２係数回路１９および加算回路２０、閾値回路２
１により、衝突時の乗員の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。

【００１３】２２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、２３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、２４は第３加速度、例えば４Ｇ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、２５は第４加速度、例えば１
０Ｇ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４比較回路、２６は第１比較回路２
２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、第１タイマ時間Ｔ_1ms の間ハイレベル出力を継続
する第１タイマ、２７は第３比較回路２４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、第２タイ
マ時間Ｔ_2ms の間ハイレベル出力を継続する第２タイ
マ、２８は第１タイマ２７、第２タイマ２８の出力信号
を入力するノアゲート、２９は第２比較回路２３、ノア
ゲート２８の出力信号を入力するオアゲート、３０は第
１比較回路２２の出力によってセットされ、第２比較回
路２３の出力又はノアゲート２８の出力のいずれかによ
ってリセットされるセット・リセットフリップフロップ
（以下、ＦＦと略記する）で、このＦＦ３０の出力で積
分スイッチ１５を閉じ、速度演算図積分回路１６、変位
演算用積分回路１７及びその他の積分回路をリセットす
る。ここで、上記第１〜第３比較回路２２〜２４、第１
タイマ２６、第２タイマ２７、ノアゲート２８、オアゲ
ート２９、ＦＦ３０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。

【００１４】３１は第４比較回路２５からの出力に基づ
いて出力Ｑをハイレベルにしノアゲート２８の出力に基
づいてリセットするセット・リセットフリップフロップ
（以下、ＦＦと略記する）。３２は加速度信号を入力す
る例えば３０〜２００Ｈｚのバンドパスフィルタ（以
下、ＢＰＦと略記する）、３３はＢＰＦ３２の出力を整
流する全波整流回路、３４は全波整流回路３３の出力を
積分する積分回路、３５は積分回路３４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回路、３６
は閾値回路３５のハイレベルの信号でセットされ前記ノ
アゲート２８のハイレベルの信号でリセットされるセッ
ト・リセットフリップフロップ（以下、ＦＦと略記す
る）、３７はＦＦ３１、ＦＦ３６の出力を入力するオア
ゲートにして、上記第４比較回路２５、ＦＦ３１、ＢＰ
Ｆ３２、全波整流回路３３、積分回路３４、閾値回路３
５、ＦＦ３６、オアゲート３７により、加速度信号また
はその積分値が所定の大きさを越えたことを検出する重
大衝突検出回路１０３を構成している。３８は演算手段
１０１の閾値回路２１と重大衝突検出回路１０３のオア
ゲート３７とからハイレベルの信号の供給を受けたと
き、乗員保護装置本体９を作動させる信号を出力するア
ンドゲート（ゲート回路）である。

【００１５】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ＦＦ２１の
出力Ｑはローレベルとなっているので、スイッチ１５は
オフされた状態にあり、かつ双方の第１、第２不完全積
分回路１６、１７はリセット状態にある。

【００１６】この状態において、図２に示すように、１
つのピーク（＜４Ｇ）をつけてから０Ｇに向けて収束す
るようなＧ波形 の軽衝突が生じた場合、このＧ波形
が１Ｇを越えた時点で積分スイッチ１５をＯＮし、かつ
第１タイマ２６のタイマ機能を所定時間作動させる。し
かし、この所定時間内には１０Ｇを越えるようなＧ波形
は発生しないので、この所定時間経過後にＦＦ２１がリ
セットされ、積分スイッチ１５、第１、第２不完全積分
回路１６、１７がリセットされる。

【００１７】１つのピーク（＜４Ｇ）をつけてから０Ｇ
に向い再度１０Ｇに向けて大きく変動するようなＧ波形
の衝突が生じた場合、このＧ波形 が１Ｇを越えた時
点で第１タイマ２６が作動を開始する。そして、この第
１タイム２６のタイムアップ前に第２タイマ２７が作動
を開始するので、第１タイマ２６のタイマ時間が更に同
一時間延長される。しかし、この延長された時間内にも
１０Ｇを越えるようなＧ波形は生じないので、ＦＦ２１
のリセットによって積分スイッチ１５はオフとなり、前
記の軽衝突の場合とともに乗員保護装置本体９を作動さ
せるに至らない。

【００１８】次に、１つのピーク（＜４Ｇ）をつけ、第
１タイマ２６を作動させ、このタイマ作動時間内に１０
Ｇを越えるようなＧ波形が生じた場合、第４比較回路
２５によってＦＦ３１の出力がハイレベルになり、オア
ゲート３７を介してアンドゲート３８を開き、閾値回路
２１の出力がハイレベルになることによって乗員保護装
置本体９を作動させる。

【００１９】さらに１つのピーク（＜４Ｇ）をつけてか
ら０Ｇに向い、再度１０Ｇに向けて大きくなり、１０Ｇ
を越えるようなＧ波形の重大な衝突事故が生じた場
合、第１タイマ２６の作動時間内または第１タイマ２６
の作動につづく第２タイマ２７の作動時間内にＦＦ３１
がセットされるか、ＦＦ３６がセットされる。このた
め、ＦＦ３１又はＦＦ３６の出力がハイレベル（図２、
Ｈ，Ｊ）となり、この両信号を入力とするオアゲート３
７の出力もハイレベル（図２、Ｍ）となる。この結果、
演算手段１０１の閾値回路２１の出力（図２、Ｏ）と上
記オアゲート３７の出力とでアンド論理が成立し、アン
ドゲート３８のハイレベル信号で乗員保護装置本体９を
作動させて、エアバック等の乗員保護装置を作動させる
ものである。

【００２０】前記図１の実施例では重大な衝突時に生じ
たＧ波形の大小に基づいてセットされるＦＦ３１又はＧ
波形の量に基づいてセットされるＦＦ３６のいずれかの
ハイレベル信号を用いているが、この両信号は略同時刻
に生じるので、その一方を省略することができる。

【００２１】図３はＧ波形の大小に基づいてセットされ
るＦＦ３１のみを用いる他の実施例を示すブロック図で
あり、本実施例はＧ波形の量を検出するために図１の実
施例で必要としたＢＰＦ３２、全波整流回路３３、積分
回路３４、閾値回路３５、ＦＦ３６が不要となり、回路
構成を簡略化できる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、加速度センサから出力される加速度信号を積分す
ることによって乗員の身体の変位予測量を算出する演算
手段を備え、該演算手段からの出力に基づいて乗員保護
装置本体を作動せしめる車両用乗員保護装置において、
前記加速度センサから出力される加速度信号の所定の大
きさ以上の信号の持続時間が所定時間を越えないときの
信号に基づいて前記演算手段の積分値をリセットする制
御回路と、前記加速度センサからの加速度信号又はその
積分値が所定の大きさを越えたことを検出する重大衝突
検出回路と、前記演算手段での積分値の大きさが所定値
を越えて大きくなり、かつ前記重大衝突検出回路から検
出出力が供給されたときゲートを開き、乗員保護装置本
体を作動せしめるゲート回路とを備えたことを特徴とす
る車両用乗員保護装置としたため、死または重傷に至る
ような重大衝突事故にならない事故においては、重大事
故ではないと判断された時点で演算回路の積分値がリセ
ットされるので、軽（小）衝突などの終了直後にその軽
衝突より幾分大きな、または大きな衝突（乗員に重大な
傷害を与えないような衝突）による加速度信号が発生し
た場合、軽（小）衝突の判断終了時点で加速度信号の積
分がリセットされ、積分が初期値０から再度開始される
ので次に発生する衝突判断を精度よく的確に行えるとい
う効果が発揮される。また、人体にダメージを与えるよ
うな重大衝突事故時のみ乗員保護装置本体を作動させ、
それ以外の場合における不必要な作動を確実に防止でき
る等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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。

【図２】図１の装置動作を説明する各部の信号波形図。

【図３】この発明の他の実施例による車両用乗員保護装
置を示すブロック図。

【図４】従来の車両乗員保護装置を示すブロック図。

【符号の説明】

１ 加速度センサ ９ 乗員保護装置本体 １０１ 演算手段 １０２ 制御回路 １０３ 重大衝突検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松森 悟 埼玉県大宮市日進町２丁目1910番地 関東 精器株式会社内 (72)発明者 斉藤 泰男 埼玉県大宮市日進町２丁目1910番地 関東 精器株式会社内 (72)発明者 大根田 克司 埼玉県大宮市日進町２丁目1910番地 関東 精器株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−55031（ＪＰ，Ａ) 国際公開90−9298（ＷＯ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加速度センサ（１）から出力される加速
   度信号を積分することによって乗員の身体の変位予測量
   を算出する演算手段（１０１）を備え、該演算手段から
   の出力に基づいて乗員保護装置本体（９）を作動せしめ
   る車両用乗員保護装置において、前記加速度センサ
   （１）から出力される加速度信号の所定の大きさ以上の
   信号持続時間が所定時間を越えないときの信号に基づい
   て前記演算手段（１０１）の積分値をリセットする制御
   回路（１０２）と、前記加速度センサ（１）からの加速
   度信号又はその積分値が所定の大きさを越えたことを検
   出する重大衝突検出回路（１０３）と、前記演算手段
   （１０１）での積分値の大きさが所定値を越えて大きく
   なり、かつ前記重大衝突検出回路（１０３）から検出出
   力が供給されたときゲートを開き、乗員保護装置本体
   （９）を作動せしめるゲート回路（３８）とを備えたこ
   とを特徴とする車両用乗員保護装置。