JP2005106664A - 加速度検出装置及びこれを用いた乗員保護システム - Google Patents

Abstract

【課題】 小さい加速度に対する分解能を高く維持しつつ、より広い範囲での加速度を検出できる加速度検出装置及びこれを用いた乗員保護システムを提供する。
【解決手段】 加速度検出装置は、加速度を検出する加速度センサ１と、この加速度センサ１で検出可能な範囲を超える加速度が加えられた場合に、該検出可能な範囲を超えた部分の加速度を演算により算出する加速度補正手段６とを備えている。また、乗員保護システムは、車両に搭載された乗員保護装置５と、加速度を検出する加速度センサ１と、加速度センサ１で検出可能な範囲を超える加速度が加えられた場合に、該検出可能な範囲を超えた部分の加速度を演算により算出する加速度補正手段６と、この加速度補正手段６からの加速度に基づいて乗員保護装置５を駆動する駆動装置４とを備えている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、加速度を検出する加速度検出装置及びこれを用いた乗員保護システムに関し、特に加速度センサで検出可能な範囲を超えた加速度を検出する技術に関する。

従来、車両の衝突時に乗員を保護する乗員保護システムが知られている。この乗員保護システムでは、車両が前方衝突により衝撃（加速度）を受けると、車室内に設置されたエアバッグコントロールユニットに含まれる加速度検出装置内部の加速度センサは、衝撃による加速度を検出し、加速度の大きさに応じた加速度信号を出力する。この加速度センサから出力された加速度信号はＡ／Ｄ変換装置でデジタルデータに変換され、マイクロコンピュータに送られる。マイクロコンピュータは、受け取ったデジタルデータに基づきエアバッグを展開すべきか否かを判定する。この判定結果は、エアバッグを駆動するための駆動装置に送られる。これにより、駆動装置が必要に応じてエアバッグを駆動して展開させるので、車両の乗員が保護される。

関連する技術として、特許文献１は、車両衝突時の減速度を正確に算出でき、かつ、大幅な処理手段を追加することなく、車両の通常走行状態では加速度積算が累積されることなく、より正確な減速度を算出することができる車両用乗員保護システムを開示している。この車両用乗員保護システムは、車両の衝突により発生した衝撃加速度検出信号に基づき演算される物理量に対し、車両の通常走行時に想定される基準値ＧＬからＧＨの範囲を設定する。

また、特許文献２は、車両の衝突時にエアバッグ等の車両用乗員保護装置に対し起動信号としての衝突信号を出力する車両用衝突検出装置を開示している。この車両用衝突検出装置は、加速度センサの出力が所定の演算開始レベルを超えたときから該出力を累積積分する積分手段と、その積分手段により演算された累積積分値が閾値を超えるのに応じて衝突信号を出力する衝突検出手段とを備え車両用衝突検出装置において、加速度センサの出力を微分する微分手段と，その微分手段により演算した微分値に応じて閾値を補正する補正手段とを備えている。これにより、衝突の激しさに関係なくレスポンスよく且つ的確に衝突判定を行うことができる。

特開２００２−３３１９０３号公報 特開２００３−８９３４１号公報

ところで、車両前方部や車両側方部に加速度センサを配置した構成では、衝突時に加速度センサが受ける衝撃が大きい。そこで、従来の加速度検出装置では、大きな加速度を検出できるように、測定レンジの広い加速度センサが使用されている。

しかしながら、測定レンジの広い加速度センサは、通常の状態で頻繁に発生する小さい加速度に対する分解能が悪く、また、加速度センサが高価になるという課題があった。

この発明は、上述した課題を解消するためになされたものであり、小さい加速度に対する分解能を高く維持しつつ、より広い範囲の加速度を検出できる加速度検出装置及びこれを用いた乗員保護システムを提供することを目的とする。

この発明に係る加速度検出装置は、加速度を検出する加速度センサと、この加速度センサで検出可能な範囲を超える加速度が加えられた場合に、該検出可能な範囲を超えた部分の加速度を演算により算出する加速度補正手段とを備えているものである。

この発明によれば、加速度センサで検出可能な範囲を超える加速度が加えられた場合に、該検出可能な範囲を超えた部分の加速度を演算により算出する。従って、測定レンジの狭い加速度センサの特徴である、小さい加速度に対する分解能を高く維持できるという機能はそのままに、擬似的に広い範囲の加速度を検出できる。また、測定レンジの狭い加速度センサは安価であるので、加速度検出装置を安価に構成できる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る加速度検出装置が適用された乗員保護システムの概略的な構成を示すブロック図である。この乗員保護システムは、加速度センサ１、Ａ／Ｄ変換装置２、加速度補正手段６、演算手段３、駆動装置４及び制御装置５から構成されている。

加速度センサ１、Ａ／Ｄ変換装置２、加速度補正手段６、演算手段３及び駆動装置４はエアバックコントロールユニットを構成する。制御装置５は、具体的には、エアバッグ、ＡＢＳといったエアバッグコントロールユニットによる制御対象から構成されている。Ａ／Ｄ変換装置２、演算手段３及び加速度補正手段６は、マイクロコンピュータによって実現されている。

加速度センサ１は、図示しない車両の前方部や側方部に配置され、車両に加えられた加速度（衝撃）に応じた電圧を有する加速度信号を出力する。加速度センサ１は、加えられた加速度が加速度センサ１で検出可能な加速度の最大値ＧＨより大きい場合はその最大値ＧＨを出力し、加速度センサ１で検出可能な加速度の最小値ＧＬより小さい場合はその最小値ＧＬを出力する。この加速度センサ１から出力される加速度信号は、Ａ／Ｄ変換装置２に送られる。

Ａ／Ｄ変換装置２は、加速度センサ１からの加速度信号を所定の時間間隔、即ちサンプリング時間Δｔでサンプリングし、デジタルデータに変換する。このＡ／Ｄ変換装置２で得られたデジタルデータは、加速度値として加速度補正手段６に送られる。

加速度補正手段６は、Ａ／Ｄ変換装置２からデジタルデータとして送られてくる加速度値に所定の処理を施すことにより、加速度センサ１で検出された加速度を補正する。具体的には、加速度補正手段６は、加速度センサ１で検出可能な加速度の最大値ＧＨ又は最小値ＧＬを超える部分の加速度値を再生する処理を行う（処理の詳細は後述する）。加速度補正手段６で補正することにより得られた加速度値は、演算手段３に送られる。

演算手段３は、加速度補正手段６からの加速度値に基づき、制御装置５の駆動の要否を決定するための演算処理を実行する。この演算処理は、加速度値のサンプリングデータ毎に実施される。演算手段３は、演算処理を実行した結果、制御装置５の駆動が必要であると判断した場合は、駆動信号を駆動装置４に出力する。駆動装置４は、演算手段３からの駆動信号に応答して制御装置５を駆動する。

次に、この発明の実施の形態１に係る加速度検出装置の動作を、加速度補正手段６における処理を中心に説明する。

図２は、加速度補正手段６におけるメイン処理を概略的に示すフローチャートである。加速度センサ１からＡ／Ｄ変換装置２を介して加速度値（デジタルデータ）が送られてくると、加速度補正手段６では、先ず、加速度の傾きＪを算出するための傾き算出処理ＬＧ１が実行される。この傾き算出処理は、この発明の傾き算出手段に対応する。

図３は、傾き算出処理ＬＧ１の詳細な処理を示すフローチャートである。傾き算出処理ＬＧ１では、先ず、Ａ／Ｄ変換装置２からデジタルデータとして送られてくる加速度値を入力Ｇとし、この入力Ｇが加速度センサ１で検出可能な加速度の最大値ＧＨに等しいか否かが調べられる（ステップＳＴ１）。ここで、入力Ｇが最大値ＧＨに等しいことが判断されると、加えられた加速度が、加速度センサ１で検出可能な範囲（以下、「Ｇレンジ」という）を超えているものと認識され、傾きＪを算出することなく、シーケンスはメイン処理にリターンする。

ステップＳＴ１で、入力Ｇが最大値ＧＨに等しくないことが判断されると、次いで、入力Ｇが、加速度センサ１で検出可能な加速度の最小値ＧＬに等しいか否かが調べられる（ステップＳＴ２）。ここで、入力Ｇが最小値ＧＬに等しいことが判断されると、上記と同様に、加えられた加速度がＧレンジを超えているものと認識され、傾きＪを算出することなく、シーケンスはメイン処理にリターンする。

ステップＳＴ２で、入力Ｇが最小値ＧＬに等しくないことが判断されると、加えられた加速度が、加速度センサ１のＧレンジを超えていないことが認識され、加速度の傾きＪを算出する処理（ステップＳＴ３〜ＳＴ５）が実行される。この処理では、先ず、現在値レジスタに記憶されている加速度の現在値Ｇ０が前回値Ｇ１として前回値レジスタに移される（ステップＳＴ３）。現在値レジスタ及び前回値レジスタは、何れも図示を省略するが、加速度補正手段６の内部に設けられている。その後、入力Ｇが現在値Ｇ０として現在値レジスタにセットされる（ステップＳＴ４）。次いで、加速度の傾きＪが下記式（１）に従って算出される（ステップＳＴ５）。
傾きＪ＝（Ｇ１−Ｇ０）／Δｔ ・・・（１）

その後、シーケンスは、メイン処理にリターンする。なお、ステップＳＴ１において入力Ｇが最大値ＧＨに等しいと判断された場合及びステップＳＴ２において入力Ｇが最小値ＧＬに等しいと判断された場合は、加速度の傾きＪを算出する処理は実施されないので、直前に計算された加速度の傾きＪ、即ち加速度センサ１で検出可能な加速度の最大値ＧＨ又は最小値ＧＬに至る直前の加速度の傾きＪが保持される。

メイン処理では、次いで、傾き算出処理ＬＧ１により算出された傾きＪに対し、加速度を補正する加速度補正処理ＬＧ２が実行される。加速度補正処理ＬＧ２は、この発明の補正値算出手段に対応する。

図４は、加速度補正処理ＬＧ２の詳細な処理を示すフローチャートである。この加速度補正処理ＬＧ２では、先ず、Ａ／Ｄ変換装置２からデジタルデータとして送られてくる加速度値を入力Ｇとし、この入力Ｇが加速度センサ１で検出可能な加速度の最小値ＧＬと等しいか否かが調べられる（ステップＳＴ１０）。ここで、入力Ｇが最小値ＧＬに等しくないことが判断されると、加えられた加速度が加速度センサ１のＧレンジ内であることが認識され、図示しない最小値継続時間レジスタに記憶されている最小値継続時間ＴＬがゼロにクリアされる（ステップＳＴ１１）。最小値継続時間レジスタは、加速度補正手段６の内部に設けられている。その後、シーケンスはステップＳＴ１３に進む。

一方、ステップＳＴ１０で、入力Ｇが最小値ＧＬに等しいことが判断されると、加えられた加速度が加速度センサ１のＧレンジを超えているものと認識され、最小値継続時間レジスタに記憶されている最小値継続時間ＴＬにサンプリング時間Δｔが累積加算される（ステップＳＴ１２）。その後、シーケンスはステップＳＴ１３に分岐する。

以上のステップＳＴ１０〜ＳＴ１２の処理により、加速度値が最小値ＧＬを維持した時間、つまり最小値継続時間ＴＬが最小値継続時間レジスタに得られる。最小値継続時間レジスタは、この発明の計測手段の一部に対応する。

次いで、入力Ｇが加速度センサ１で検出可能な加速度の最大値ＧＨと等しいか否かが調べられる（ステップＳＴ１３）。ここで、入力Ｇが最大値ＧＨに等しくないことが判断されると、加えられた加速度が加速度センサ１のＧレンジ内であることが認識され、最大値継続時間レジスタに記憶されている最大値継続時間ＴＨがゼロにクリアされる（ステップＳＴ１４）。最大値継続時間レジスタは、加速度補正手段６の内部に設けられている。その後、シーケンスはステップＳＴ１６に進む。

一方、ステップＳＴ１３で、入力Ｇが最大値ＧＨに等しいことが判断されると、加えられた加速度が加速度センサ１のＧレンジを超えているものと認識され、最大値継続時間レジスタに記憶されている最大値継続時間ＴＨにサンプリング時間Δｔが累積加算される（ステップＳＴ１５）。その後、シーケンスはステップＳＴ１６に分岐する。

以上のステップＳＴ１３〜ＳＴ１５の処理により、加速度値が最大値ＧＨを維持した時間、つまり最大値継続時間ＴＨが最大値継続時間レジスタに得られる。最大値継続時間レジスタは、この発明の計測手段の他の一部に対応する。この明細書では、最大値継続時間ＴＨ及び最小値継続時間を「継続時間Ｔ」と総称する。

次いで、上述した処理により最小値継続時間レジスタに得られた最小値継続時間ＴＬ又は最大値継続時間レジスタに得られた最大値継続時間ＴＨと上述した傾き算出処理で得られた加速度の傾きＪとに基づき、下記式（２）に従って入力Ｇが補正され、補正後Ｇが算出される（ステップＳＴ１６）。
補正後Ｇ＝入力Ｇ＋ｋ×（ＴＨ＋ＴＬ）×Ｊ ・・・（２）
ここで、ｋは補正係数である。

その後、シーケンスはメイン処理にリターンする。以下、加速度センサ１から加速度値が得られる毎に傾き算出処理ＬＧ１及び加速度補正処理ＬＧ２が実行され、加速度値の補正がリアルタイムで実施される。

なお、上述したステップＳＴ１０〜ＳＴ１５の処理から理解できるように、最小値継続時間ＴＬ及び最大値継続時間ＴＨの何れか一方は必ず「０」になる。

また、補正係数ｋは、加速度値として入力が想定される入力波形により異なる。この実施の形態１に係る加速度検出装置のように、入力波形が三角波の場合、補正係数ｋとして「０．５」が使用される。これにより、加速度の入力波形と同じ積分値（面積）を有する補正後Ｇの加速度の波形を出力することが可能になる。

次に、この発明の理解を深めるために、上述した図２〜図４のフローチャートで示される処理により実現される機能を、入力波形が三角波である場合を例に挙げて、図５を参照しながら説明する。

加速度センサ１に、図５（Ａ）に示すようなＧレンジを越える加速度が加えられた場合、加速度センサ１は、図５（Ｂ）に示すようなＧレンジの最大値ＧＨを超える領域（斜線部）の加速度を検出することができない。この場合、加速度センサ１は、Ｇレンジの最大値ＧＨを超える領域では、図５（Ｃ）に示すように、最大値ＧＨを出力する。

このような加速度センサ１の出力に対して、加速度補正手段６は補正処理を実行する。先ず、図５（Ｄ）に示した区間ａでは、加速度センサ１の出力ＧはＧレンジ内（ＧＬ＜Ｇ＜ＧＨ）であるので傾きＪが算出される。

次に、区間ｂでは、加速度センサ１の出力が最大値ＧＨになるため、加速度の補正が行われる。補正は、図５（Ｅ）に示すように、直前の傾きＪと最大値ＧＨの継続時間ｔにより算出される補正値Ａ［ｔ，Ｊ］を、加速度センサ１で検出可能な範囲を超えた部分の加速度に加算することにより行われる。

次に、加速度センサ１の出力Ｇが再びＧレンジ内の出力（ＧＬ＜Ｇ＜ＧＨ）になった区間ｃでは、補正は行われず、傾きＪが算出される。

このように、加速度センサ１の出力を補正することにより、図５（Ｅ）の下段に示すように、加速度成分の面積（速度成分）をロスすることなく演算することが可能になる。ちなみに、加速度センサ１の出力を補正しない場合は、図５（Ｃ）の下段に示すように、加速度成分の面積（速度成分）がロスされて演算が行われることになる。

以上説明したように、この発明の実施の形態１に係る加速度検出装置によれば、加速度センサ１で検出可能な範囲を超える加速度が加えられた場合に、該検出可能な範囲を超えた部分の加速度を演算により算出するので、測定レンジの狭い加速度センサの特徴である小さい加速度に対する分解能を高く維持できるという機能はそのままに、擬似的に広い範囲の加速度を検出できる。また、測定レンジの狭い加速度センサは安価であるので、加速度検出装置を安価に構成できる。

なお、上述した実施の形態１では、加速度センサ１の出力が最大値ＧＨを上回る場合について説明したが、加速度センサ１の出力が最小値ＧＬを下回る場合についても、同様に、Ｇレンジを外れた部分の加速度を補正により求めるように構成できる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る加速度検出装置は、実施の形態１に係る加速度検出装置の加速度補正手段において、式（２）における補正係数ｋとして２／πを採用したものである。

加速度センサ１で発生される加速度の波形は、サイン波が連結された波形である場合が多い。入力波形がサイン波である場合は、式（２）における補正係数ｋを２／πとすることにより、図６に示すように、加速度の入力波形と同じ積分値（面積）を有する補正後Ｇの加速度の波形を出力することが可能になる。

このように、加速度補正手段６に入力される波形の特徴に応じて、補正係数ｋを適宜設定するように構成すれば、より正確な補正が可能になる。

実施の形態３．
この実施の形態３に係る加速度検出装置は、実施の形態１に係る加速度検出装置が加速度センサ１からの加速度値をリアルタイムで補正するのに対し、複数の加速度値を記録手段に一旦記録し、この記録された加速度値を補正するようにしたものである。

この実施の形態３に係る加速度検出装置の構成は、図１に示した実施の形態１に係る加速度検出装置の構成と同じである。但し、加速度補正手段６は、ｎ＋１個の加速度値Ｇｎ〜Ｇ０を記録する記録手段（図示しない）を備えている。加速度値Ｇｎが最も古い加速度値であり、加速度値Ｇ０が最も新しい加速度値である。

図７は、実施の形態３に係る加速度検出装置の加速度補正手段６における補正処理を示すフローチャートである。

この補正処理では、先ず、Ａ／Ｄ変換装置２からデジタルデータとして送られてくる加速度値を入力Ｇとし、この入力Ｇが最も新しい加速度値Ｇ０として記録手段に格納される（ステップＳＴ２０）。次いで、入力Ｇが加速度センサ１で検出可能な加速度の最小値ＧＬに等しいか否かが調べられる（ステップＳＴ２１）。ここで、入力Ｇが最小値ＧＬに等しいことが判断されると、シーケンスはステップＳＴ２３に分岐する。

ステップＳＴ２１で、入力Ｇが最小値ＧＬに等しくないことが判断されると、次いで、入力Ｇが、加速度センサ１で検出可能な加速度の最大値ＧＨと等しいか否かが調べられる（ステップＳＴ２２）。ここで、入力Ｇが最大値ＧＨに等しいことが判断されると、シーケンスはステップＳＴ２３に分岐する。

ステップＳＴ２２で、入力Ｇが最大値ＧＨに等しくないことが判断されると、次いで、最も古い加速度値Ｇｎが出力Ｇとして演算手段３に送られる（ステップＳＴ２４）。次いで、複数の加速度値Ｇｎ−１〜Ｇ０が、加速度値Ｇｎ〜Ｇ１として記録手段に格納される（ステップＳＴ２５）。

上記ステップＳＴ２３では、加速度値Ｇｎ〜Ｇ０に対する補正処理が行われる。このステップＳＴ２３における補正処理では、予め算出された最大値継続時間ＴＨ又は最小値継続時間ＴＬ（継続時間Ｔ）と加速度の傾きＪとに基づいて補正が実施される。その後、シーケンスはステップＳＴ２４に分岐する

入力Ｇが最小値ＧＬと最大値ＧＨとの間である場合、ステップＳＴ１→ＳＴ２→ＳＴ３→ＳＴ５→ＳＴ６の順に処理され、補正されることなく、ｎ個前の加速度値Ｇｎが出力される。入力Ｇが最小値ＧＬ又は最大値ＧＨになった場合、補正が行われ、補正後のｎ個前の加速度値Ｇｎが出力される。

図８は、実施の形態３に係る加速度検出装置の加速度補正手段６における補正処理を説明するための図であり、図８（Ａ）は加速度補正手段６への入力を、図８（Ｂ）は加速度補正手段６からの出力をそれぞれ示す。この実施の形態３に係る加速度検出装置によれば、三角波が入力される場合は、入力波形と相似な波形での補正が可能になるので、入力波形の特徴を損なわない補正が可能になる。

なお、この実施の形態３に係る加速度検出装置では、想定される入力波形と相似な波形での補正が実施される。例えば、入力波形としてサイン波が想定される場合は、サイン波での補正が行われる。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る加速度検出装置は、加速度センサ１で検出可能な加速度の最大値ＧＨ又は最小値ＧＬに至る直前の加速度の傾きＪ１（この発明の第１の傾きに対応する）と加速度の最大値又は最小値から戻った直後の傾きＪ２（この発明の第２の傾きに対応する）と、最大値継続時間ＴＨ又は最小値継続時間ＴＬとに基づいて補正を行うようにしたものである。

図９は、この発明の実施の形態４に係る加速度検出装置の加速度補正手段６における補正処理を説明するための図である。図中斜線部に相当する補正値Ｖ［ｔ，Ｊ１,Ｊ２］＝Ｊ１×Ｊ２／（Ｊ１＋Ｊ２）×Ｔ×Ｔ／２を補正関数とし、加速度センサ１で検出可能な範囲を超えた部分に加算することにより補正が行われる。なお、想定される入カ波形の形態に応じた補正関数を用いることで、より正確な補正が可能になる。

実施の形態５．
実施の形態５に係る加速度検出装置は、直前の加速度の傾きＪと最大値継続時間ＴＨ又は最小値継続時間ＴＬとに加え、直前の周波数特性Ｆを更に用いて補正を行うようにしたものである。

この実施の形態５に係る加速度検出装置の構成は、図１に示した実施の形態１に係る加速度検出装置の構成と同じである。

図１０は、加速度補正手段６における処理を概略的に示すフローチャートである。加速度センサ１からＡ／Ｄ変換装置２を介して加速度値（デジタルデータ）が送られてくると、加速度補正手段６では、先ず、加速度の傾きＪを算出する傾き算出処理ＬＧ１０が実行される。この傾き算出処理ＬＧ１０は、実施の形態１における傾き算出処理ＬＧ１と同じであり、この発明の傾き算出手段に対応する。

次いで、周波数算出処理ＬＧ１１が実行される。周波数算出処理ＬＧ１１は、この発明の周波数算出手段に対応する。周波数算出処理ＬＧ１１では、加速度センサ１で検出可能な加速度の最大値ＧＨ又は最小値ＧＬに至る直前の加速度の周波数成分Ｆが求められる。周波数成分Ｆは、最大値ＧＨ又は最小値ＧＬに至る直前の一定区間の加速度値をフーリエ変換（ＦＦＴ）することにより求めることができる。

次いで、加速度補正処理ＬＧ１２が実行される。加速度補正処理ＬＧ１２は、この発明の補正値算出手段に対応する。加速度補正処理ＬＧ１２では、傾き算出処理ＬＧ１０で得られた傾きＪと周波数算出処理ＬＧ１１で得られた周波数成分Ｆとに基づいてサイン波成分を算出し、この算出されたサイン波成分を、加速度センサ１の出力に加算することにより補正が行われる。

図１１は、加速度補正手段６で使用される補正関数の例を示す図である。入力波形としてサイン波が想定される場合、加速度センサ１で検出可能な加速度の最大値ＧＨ又は最小値ＧＬに至る直前の加速度の周波数成分Ｆと最大値ＧＨ又は最小値ＧＬとなる直前の加速度の傾きＪから、下記式（３）により波形が算出できる。
Ｇ［Ｊ，Ｆ，ｔ］
＝ｓｑｒｔ［（Ｊ／２πＦ）² ＋ＧＨ² ］ｓｉｎ（２πＦｔ）・・・（３）

このような補正関数に基づき補正を実施することにより、図１２（Ａ）に示すように、入力Ｇが加速度の最大値ＧＨ又は最小値ＧＬになった際には、図１２（Ｂ）の斜線部で示すような補正が可能になる。

なお、この実施の形態５に係る加速度検出装置では、補正関数が直前の加速度の傾きＪと直前の周波数成分Ｆとから構成されるため、リアルタイムに加速度を補正することが可能である。

実施の形態６．
この発明の実施の形態６に係る加速度検出装置は、実施の形態３における直前の加速度の傾きＪの代わりに、直前の周波数特性Ｆを用いて補正を行うようにしたものである。

この実施の形態６に係る加速度検出装置の構成は、図１に示した実施の形態１に係る加速度検出装置の構成と同じである。

図１３は、加速度補正手段６における処理を概略的に示すフローチャートである。加速度センサ１からＡ／Ｄ変換装置２を介して加速度値（デジタルデータ）が送られてくると、加速度補正手段６では、先ず、加速度センサ１で検出可能な加速度の最大値ＧＨ又は最小値ＧＬに至る直前の加速度の周波数成分Ｆが求める周波数算出処理ＬＧ２０が実行される。この周波数算出処理ＬＧ２０は、実施の形態５における周波数算出処理ＬＧ１１と同じであり、この発明の周波数算出手段に対応する。

次いで、加速度補正処理ＬＧ２１が実行される。この加速度補正処理ＬＧ２１は、この発明の補正値算出手段に対応する。加速度補正処理ＬＧ２１では、周波数算出処理ＬＧ２０で得られた周波数成分Ｆに基づいてサイン波成分を算出し、この算出されたサイン波成分を、加速度センサ１の出力に加算することにより補正が行われる。

図１４は、加速度補正手段６で使用される補正関数の例を示す図である。入力波形としてサイン波が想定される場合、直前の周波数成分Ｆと最大値継続時間ＴＨ又は最小値継続時間ＴＬから成る継続時間Ｔとから、下記式（４）により波形が算出できる。
Ｇ［ｔ，Ｆ，ｔ］＝ＧＨ／ｃｏｓπＦｔｘｓｉｎ２πＦｔ ・・・（４）

このような補正関数に基づき補正を実施することにより、図１５（Ａ）に示すように、入力Ｇが最大値又は最小値になった際には、図１５（Ｂ）の斜線部で示すよう補正が可能になる。

以上説明した実施の形態１〜６に係る加速度検出装置は、図１６に示すように、車両の衝突時に大きい加速度が加えられる車両前方の所謂クラッシャブルゾーンに車両前方部（電子式）センサとして配置し、以て乗員保護システムを構成するのに好適である。なお、実施の形態１〜６に係る加速度検出装置は、車両の衝突時にクラッシャブルゾーンより小さい加速度が加えられる車両中程に配置して車両室内センサとして使用することもできるし、車両の側面に配置して車両側方部（電子式）センサとして使用することも勿論可能である。

また、上述した実施の形態１〜４に係る加速度検出装置では、加速度の傾きＪを、加速度センサ１で検出可能な加速度の最大値ＧＨ又は最小値ＧＬに至る直前の２つの加速度値に基づいて算出するように構成したが、加速度センサ１で検出可能な加速度の最大値ＧＨ又は最小値ＧＬに至る前に加速度センサ１から得られるの２点以上の加速度値に基づき最小２乗法により傾きＪを求めるように構成することもできる。この構成によれば、より正確な傾きＪが得られる。

この発明の実施の形態１に係る加速度検出装置が適用された乗員保護システムの概略的な構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る加速度検出装置の加速度補正手段におけるメイン処理を概略的に示すフローチャートである。 図２における傾き算出処理の詳細を示すフローチャートである。 図２における加速度補正処理の詳細を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係る加速度検出装置における加速度の補正処理を説明するための図である。 この発明の実施の形態２に係る加速度検出装置における加速度の補正処理を説明するための図である。 この発明の実施の形態３に係る加速度検出装置の加速度補正手段における補正処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３に係る加速度検出装置の加速度補正手段における補正処理を説明するための図である。 この発明の実施の形態４に係る加速度検出装置の加速度補正手段における補正処理を説明するための図である。 この発明の実施の形態５に係る加速度検出装置の加速度補正手段における処理を概略的に示すフローチャートである。 この発明の実施の形態５に係る加速度検出装置の加速度補正手段で使用される補正関数の例を示す図である。 この発明の実施の形態５に係る加速度検出装置の加速度補正手段における補正処理を説明するための図である。 この発明の実施の形態６に係る加速度検出装置の加速度補正手段における処理を概略的に示すフローチャートである。 この発明の実施の形態６に係る加速度検出装置の加速度補正手段で使用される補正関数の例を示す図である。 この発明の実施の形態６に係る加速度検出装置の加速度補正手段における補正処理を説明するための図である。 この発明の実施の形態に係る加速度検出装置を車両に取り付けた例を示す図である。

符号の説明

１ 加速度センサ、２ Ａ／Ｄ変換装置、３ 演算手段、４ 駆動装置、５ 制御装置、６ 加速度補正手段。

Claims (10)

1. 加速度を検出する加速度センサと、
   前記加速度センサで検出可能な範囲を超える加速度が加えられた場合に、該検出可能な範囲を超えた部分の加速度を演算により算出する加速度補正手段
   とを備えた加速度検出装置。
2. 加速度補正手段は、
   加速度センサで検出可能な加速度の最大値又は最小値に至る直前の加速度の傾きを算出する傾き算出手段と、
   前記加速度の最大値又は最小値が継続される継続時間を計測する計測手段と、
   前記傾き算出手段で算出された加速度の傾きと前記計測手段で計測された継続時間とに基づき補正値を算出し、該算出された補正値を、前記加速度センサの出力に加算することにより補正を行う補正値算出手段
   とを備えたことを特徴とする請求項１記載の加速度検出装置。
3. 補正値算出手段は、
   傾き算出手段で算出された加速度の傾きと前記計測手段で計測された継続時間と所定の補正係数とを乗算することにより補正値を算出することを特徴とする請求項２記載の加速度検出装置。
4. 加速度補正手段は、
   加速度センサで検出可能な加速度の最大値又は最小値に至る直前の加速度の傾きである第１の傾き及び前記加速度の最大値又は最小値から戻った直後の加速度の傾きである第２の傾きを算出する傾き算出手段と、
   前記加速度の最大値又は最小値が継続される継続時間を計測する計測手段と、
   前記傾き算出手段で算出された加速度の第１の傾き及び第２の傾きと前記計測手段で計測された継続時間とに基づき補正値を算出し、該算出された補正値を、前記加速度センサで検出可能な範囲を超えた部分に加算することにより補正を行う補正値算出手段
   とを備えたことを特徴とする請求項１記載の加速度検出装置。
5. 加速度補正手段は、
   加速度センサで検出可能な加速度の最大値又は最小値に至る直前の加速度の傾きを算出する傾き算出手段と、
   加速度センサで検出可能な加速度の最大値又は最小値に至る直前の加速度の周波数成分を算出する周波数算出手段と、
   前記傾き算出手段で算出された加速度の傾きと前記周波数算出手段で算出された周波数成分とに基づきサイン波成分を算出し、該算出されたサイン波成分を、前記加速度センサの出力に加算することにより補正を行う補正値算出手段
   とを備えたことを特徴とする請求項１記載の加速度検出装置。
6. 傾き算出手段は、加速度センサで検出可能な加速度の最大値又は最小値に至る前に前記加速度センサから得られる２点以上の加速度値に基づき最小２乗法により傾きを求めることを特徴とする請求項２、請求項４又は請求項５記載の加速度検出装置。
7. 加速度補正手段は、
   加速度センサで検出可能な加速度の最大値又は最小値に至る直前の加速度の周波数成分を算出する周波数算出手段と、
   前記周波数算出手段で算出された周波数成分を有する加速度波形が前記加速度の最大値又は最小値に至るまでの時間を計測する計測手段と、
   前記周波数算出手段で算出された周波数成分と前記計測手段で計測された時間とからサイン波成分を算出し、該算出されたサイン波成分を、前記加速度センサの出力に加算することにより補正を行う補正値算出手段
   とを備えたことを特徴とする請求項１記載の加速度検出装置。
8. 加速度センサから一定時間に出力される加速度を記録する記録手段を備え、
   加速度補正手段は、前記加速度センサで検出可能な範囲を超える加速度が加えられた場合に、該検出可能な範囲を超えた部分の加速度を、前記記録手段に記録された加速度を演算することにより算出することを特徴とする請求項１記載の加速度検出装置。
9. 車両に搭載された乗員保護装置と、
   加速度を検出する加速度センサと、
   前記加速度センサで検出可能な範囲を超える加速度が加えられた場合に、該検出可能な範囲を超えた部分の加速度を演算により算出する加速度補正手段と、
   前記加速度補正手段からの加速度に基づいて前記乗員保護装置を駆動する駆動装置
   とを備えた乗員保護システム。
10. 加速度センサは、車両のクラッシャブルゾーンに配置されることを特徴とする請求項９記載の乗員保護システム。

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