JPH0822663B2 - 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３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
器及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安全装置であ
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11
b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２及び第３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、したがって安
全装置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。即ち、信号が閾値回路10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の閾値を越えることによって、同じ
時限素子11bがトリガされているので、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、安全装置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によって安全装置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、
従って閾値スイッチ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、安全装置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、安全装置９を動作させるか否かの判定はロ
ジックによる判断回路で行う構成、即ち、時限素子11b
によって定められている例えば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、安全装置９が
作動する構成となっていたため、軽衝突（人体にダメー
ジを及ぼさない衝突）後、本衝突（人体にダメージを及
ぼす衝突）が発生した場合、適切なタイミングで安全装
置９が作動しないという問題点があった。また、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、かつ装置の作業信頼性を向上させるよう
にした車両用乗員保護装置を得ることを目的とする。

〔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、加速度信号を
検出する加速度センサと、該加速度センサからの加速度
信号を積分する機能を有し、該積分機能の作動結果に応
じて乗員保護装置本体と、該物理量判断回路と前記加速
度センサとの間に介挿されたスイッチ手段と、該スイッ
チ手段と前記物理量判断回路との直列回路に並列接続さ
れ、上記加速度センサからの加速度信号の大きさを複数
の異なるレベルで判定し、そのうちの低い方のレベルを
越えたときに、前記スイッチ手段を閉成すると共に、前
記物理量判定回路をリセットして積分を開始し、かつそ
の特定のレベルを越えた時点でタイマを作動し、その特
定のレベルを越えている時間が所定時間外内の場合、前
記物理量判断回路をリセットする判断回路を作動させる
ための信号を作成する物理量判断回路とを備えたもので
ある。

〔作用〕

この発明における車両用乗員保護装置は、加速度セン
サからの加速度信号の大きさを複数の異なるレベルで判
定し、加速度信号がそのうちの低い方のレベルを越えた
ときに、スイッチ手段を閉成すると共に、物理量判定回
路をリセットして積分を開始して乗員保護装置本体の作
動の精度を向上させる。また、そのレベルを越えた時点
でタイマを作動し、そのレベルを越えている時間が所定
時間以内の場合には、物理量判断回路をリセットして次
の衝突に備えるものである。

〔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３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、15は第１加速度、例えば1G
（G:重力加速度）を越えている間、第２図Ｂの如く出力
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を越えている間、第２図Ｌの如く出力をハイレ
ベルにする第２比較回路、17は第３加速度、例えば4Gを
越えている間、第２図Ｄの如く出力をハイレベルにする
第３比較回路、18は第４加速度、例えば10Gを越えてい
る間、第２図Ｇの如く出力をハイレベルにする第４比較
回路で、これら比較回路15,16,17,18によりレベル判定
回路を構成する。19は第１比較回路15の出力端が一方の
入力端に接続された第１アンドゲート、20は第３比較回
路17の出力端が一方の入力端に接続された第２アンドゲ
ート、21は第４比較回路18の出力端が一方の入力端に接
続された第３アンドゲート、22は第１アンドゲート19の
出力端がローレベルからハイレベルになると第２図Ｍの
如く出力Ｑをハイレベルとする第１セット・リセットフ
リップフロップ（以下第1FFと略記する）、23は第３ア
ンドゲート21の出力がローレベルからハイレベルになる
と第２図Ｈの如く出力Ｑをハイレベルとする第２セット
・リセットフリップフロップ（以下第2FFと略記す
る）、24は第１アンドゲート19の出力（Ｆ）がローレベ
ルからハイレベルになった時点からタイマを作動させ、
所定時間T₁ms（衝突時の衝突終了時間に相当するもの
で、衝突があると判断するのに必要な時間）ハイレベル
出力（Ｃ）を継続する第１タイマ、25は第１タイマ24の
出力端が一方の入力端に接続されたオアゲート、26は前
記オアゲート25の出力がローレベルとなって所定時間経
過後に元のハイレベルに復帰する第１ワンショットマル
チバイブレータ、27は前記オアゲート25の出力がローレ
ベルとなって所定時間経過後に元のハイレベルに復帰す
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27のローレベルのパルス
幅は第１ワンショットマルチバイブレータ26のパルス幅
よりも広くなるように形成されている。23は第２比較回
路16の出力端及び第１ワンショットマルチバイブレータ
26の出力端がそれぞれの入力端に接続される第４アンド
ゲートで、この第４アンドゲート23の出力端は第1FF2
2、第2FF23、第１タイマ24及び後述の第２タイマ29のそ
れぞれリセット端子Ｒに接続されている。そして、第２
タイマ29は第２アンドゲート20の出力がローレベルから
ハイレベルになった時点からタイマを作動させ、所定時
間T₂ms（≒T₁ms）ハイレベル出力を継続する（第２図
Ｅ）。

なお、第１アンドゲート19、第２アンドゲート20及び
第３アンドゲート21のそれぞれの他方の入力端は第２ワ
ンショットマルチバイブレータ27の出力端に接続されて
いる。そして、上記アンドゲート19,20,21,28,FF22,23,
タイマ24,29,オアゲート25及びワンショットマルチバイ
ブレータ26,27により作動制御手段を構成し、またレベ
ル判定回路及び作動制御手段により判断回路30を構成す
る。

31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で、このスイッチ31は第1FF22の出
力（Ｍ）がハイレベルになると、その立ち上がり（リセ
ット信号）で閉成される。32は第１不完全積分回路であ
る速度演算用積分回路、33は速度演算用積分回路32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
分回路であり、双方の第１及び第２の積分回路32,33は
リセット端子Ｒを有し、リセット端子Ｒに第1FF22から
リセット信号が供給されると、積分初期値をゼロにす
る。34は加速度センサ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、35は速度演算用積
分回路32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、36は変位演算用積分回路33、第１
係数回路34及び第２係数回路35及び加算回路36により人
体移動量判断回路を構成する。

37は加算回路36の出力信号が、ある閾値を越えたとき
に第５アンドゲート38の一方の入力に出力を供給する閾
値回路である。又、第５アンドゲート38の他方の入力に
は第2FF23の出力がハイレベルになると供給される。

次に動作について説明する。

電源の投入に基づいてFF22,23及びタイマ24,29は自動
的にリセットされるようになっており、第1,第２ワンシ
ョットマルチバイブレータ26,27の出力（Ｉ），（Ｊ）
はハイレベルとなる。

そして、車両の走行に伴って種々の加速度信号が加速
度センサ１に作用する。今、車両が最初に軽衝突し、続
いて本衝突することによって、第２図Ａに示すような加
速度信号が加速度センサ１によって検出されると、第１
比較回路15の出力はその加速度信号が第１加速度、例え
ば1G以上になると、ハイレベルになる。これにより、第
1FF22の出力Ｑはハイレベルとなり、スイッチ31をオン
すると共に、速度演算用積分回路32、変位演算用積分回
路33をリセットし、かつ第１タイマ24を所定時間T₁ms継
続して動作させる。

そして、第１タイマ24のタイマ時間が終了すると、第
1,第２ワンショットマルチバイブレータ26,27は第２図
I,Jに示すように信号変化して第４アンドゲート28の出
力がローレベルとなることで、FF22,23,タイマ24,29に
リセットを掛けることになる。

今、第２図Ａに示すように加速度信号が、第４加速
度、例えば10Gに達するまでの時間が比較的に長く掛か
る場合、第１比較回路15が先に第１タイマ24を動作させ
る。しかるのち、加速度信号が、第３加速度、例えば4G
に達すると、第３比較回路17の出力（Ｄ）がハイレベル
となって第２アンドゲート20を介して第２タイマ29を動
作させることになり、ワンショットマルイバイブレータ
26,27にはレベル変化が生じないから加速度信号が、第
４加速度、例えば10Gに達したときに安全装置９を確実
に動作させることができる。即ち、加速度信号が、第４
加速度、例えば10Gに達した場合、速度演算用積分回路3
2によって加速度検出信号を積分し、次いでこの速度演
算用積分回路32の積分出力を変位演算用積分回路33によ
り積分し、変位演算用積分回路33の積分出力と第１係数
回路34の出力と第２係数回路35の出力とを加算回路36に
より加算し、その加算出力を閾値回路37を介して第５ア
ンドゲート38の一方の入力に供給して人体危険性、即ち
顔面がハンドルに衝突する可能性を判断すると共に、第
４比較回路18の出力（Ｇ）も第４加速度、例えば10Gの
加速度信号の発生によってハイレベルになり、第2FF23
を介して第５アンドゲート38の他方の入力にこのハイレ
ベル信号を供給するので、第５アンドゲート38に供給さ
れる両入力によってアンドをとって安全装置９を動作さ
せる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたようにこの発明によれば、その構成
を加速度信号を検出する加速度センサと、該加速度セン
サからの加速度信号を積分する機能を有し、該積分機能
の作動結果に応じて乗員保護装置本体を作動させるため
の信号を作成する物理量判断回路と、該物理量判断回路
と前記加速度センサとの間に介挿されたスイッチ手段
と、該スイッチ手段と前記物理量判断回路に並列接続さ
れ、上記加速度センサからの加速度信号の大きさを複数
の異なるレベルで判定し、そのうちの低い方のレベルを
越えたときに、前記スイッチ手段を閉成すると共に、前
記物理量判定回路をリセットして積分を開始し、かつそ
の特定のレベルを越えた時点でタイマを作動し、その特
定のレベルを越えている時間が所定時間以内の場合、前
記物理量判断回路をリセットする判断回路とを備えたこ
とを特徴とする車両用乗員保護装置としたため、閾値回
路を少なくして判断回路の調整作業を軽減でき、しかも
加速度信号のレベルの違いに応じて複数のタイマを動作
させてタイマの作動時間を延長させて乗員保護装置本体
の動作遅れをなくすことができると共に軽衝突後、本衝
突が発生した場合でも、必要に応じて積分機能がリセッ
トされることによって初期化され、適切に作動するので
適切なタイミングで乗員保護装置本体を作動させること
ができるという効果が得られる。

また、衝突の初期の段階で初めて、加速度信号が物理
量判断回路に供給されて積分が開始されるので、その積
分結果は、ノイズ等を含まずに精度の高いものを得るこ
とができ、その結果、人体の物理量変化量が初期値ゼロ
で精度よく算出され、適切に作動するので、適切なタイ
ミングで乗員保護装置本体を動作させることができると
いう効果が発揮される。

【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,
17,18……レベル判定回路、22,23……セット・リセット
フリップフロップ、24,29……タイマ、26,27……ワンシ
ョットマルチバイブレータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 国広 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 (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 (56)参考文献 特公 昭59−8574（ＪＰ，Ｂ２) 国際公開90／11207（ＷＯ，Ａ) 国際公開90／9298（ＷＯ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加速度信号を検出する加速度センサ（１）
   と、該加速度センサからの加速度信号を積分する機能を
   有し、該積分機能の作動結果に応じて乗員保護装置本体
   （９）を作動させるための信号を作成する物理量判断回
   路（32,33,34,35,36,37）と、該物理量判断回路と前記
   加速度センサ（１）との間に介挿されたスイッチ手段
   （31）と、該スイッチ手段と前記物理量判断回路との直
   列回路に並列接続され、上記加速度センサからの加速度
   信号の大きさを複数の異なるレベルで判定し、そのうち
   の低い方のレベルを越えたときに、前記スイッチ手段
   （31）を閉成すると共に、前記物理量判定回路（32,33,
   34,35,36）をリセットして積分を開始し、かつその特定
   のレベルを越えた時点でタイマを作動し、その特定のレ
   ベルを超えている時間が所定時間以内の場合、前記物理
   量判断回路（32,33,34,35,36）をリセットする判断回路
   （15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27）とを備え
   たことを特徴とする車両用乗員保護装置。