JP2773518B2 - 加速度検出方法及び装置 - Google Patents
加速度検出方法及び装置Info
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- JP2773518B2 JP2773518B2 JP4042555A JP4255592A JP2773518B2 JP 2773518 B2 JP2773518 B2 JP 2773518B2 JP 4042555 A JP4042555 A JP 4042555A JP 4255592 A JP4255592 A JP 4255592A JP 2773518 B2 JP2773518 B2 JP 2773518B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の衝撃加速度を
検出する加速度検出装置に関し、特に加速度センサの特
性を常にチェックする必要のあるエアバッグシステムに
利用する加速度検出方法及び装置に関する。
検出する加速度検出装置に関し、特に加速度センサの特
性を常にチェックする必要のあるエアバッグシステムに
利用する加速度検出方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のエアバッグシステムに用
いる加速度検出装置としては、図４に示すような構成が
知られている。図４において、１０１、１０２は自動車
の車体に取り付けられた２個のフロント加速度センサ、
１０３はエアバッグをふくらませる窒素を発生させるた
めの点火装置、１０４は本装置の故障時に点灯させる警
告灯、１０５は主回路部、１０６は診断回路部、１０７
は電源としてのバッテリ、１０８はイグニッションキー
スイッチである。主回路部１０５は２個のカウル加速度
センサ１０９、１１０と、加速度センサ１０１、１０
２、１０９、１１０や点火装置１０３の故障を検出する
ために一時的に、かつ独立に微小電流を流すための接続
回路１１１と、バッテリ１０７の電圧が下がった場合
や、電源線が切断した場合にバックアップするための昇
圧回路１１２およびバックアップコンデンサ１１３とを
備えている。診断回路部１０６は主回路部１０５の故障
の有無を検出するものであり、昇圧回路１１２や診断回
路部１０６のための回路電源１１４と、接続回路１１１
に接続された故障検出回路１１５と、初期バルブチェッ
ク回路１１６と、故障検出回路１１５と初期バルブチェ
ック回路１１６により故障を検出すると、警告灯１０４
を点灯するための信号を出力する出力回路１１７とを備
えている。
いる加速度検出装置としては、図４に示すような構成が
知られている。図４において、１０１、１０２は自動車
の車体に取り付けられた２個のフロント加速度センサ、
１０３はエアバッグをふくらませる窒素を発生させるた
めの点火装置、１０４は本装置の故障時に点灯させる警
告灯、１０５は主回路部、１０６は診断回路部、１０７
は電源としてのバッテリ、１０８はイグニッションキー
スイッチである。主回路部１０５は２個のカウル加速度
センサ１０９、１１０と、加速度センサ１０１、１０
２、１０９、１１０や点火装置１０３の故障を検出する
ために一時的に、かつ独立に微小電流を流すための接続
回路１１１と、バッテリ１０７の電圧が下がった場合
や、電源線が切断した場合にバックアップするための昇
圧回路１１２およびバックアップコンデンサ１１３とを
備えている。診断回路部１０６は主回路部１０５の故障
の有無を検出するものであり、昇圧回路１１２や診断回
路部１０６のための回路電源１１４と、接続回路１１１
に接続された故障検出回路１１５と、初期バルブチェッ
ク回路１１６と、故障検出回路１１５と初期バルブチェ
ック回路１１６により故障を検出すると、警告灯１０４
を点灯するための信号を出力する出力回路１１７とを備
えている。
【０００３】次に、上記従来の加速度検出装置の衝撃検
出動作について説明する。自動車が衝突すると、まず、
フロント加速度センサ１０１、１０２に衝撃が加わり、
その片方、または両方の接点が閉じる。次に、主回路部
１０５が収納されている車体のほぼ中央部に衝撃が加わ
り、主回路部１０５内のカウル加速度センサ１０９、１
１０の片方、または両方の接点が閉じ、点火装置１０３
に着火される。この点火装置１０３の着火により窒素を
発生させ、エアバッグをふくらませることができる。こ
のとき、加速度センサ１０１、１０２と１０９、１１０
が２個ずつ並列に設けられ、衝突の際の不動作を防止す
る並列冗長系として構成されているので、信頼性を向上
させることができる。また、２組の加速度センサ１０
１、１０２と１０９、１１０が直列に接続されているの
で、例えば、検査、点検中のハンマリングなどの誤動作
でエアバッグがふくらむのを防止することができる。
出動作について説明する。自動車が衝突すると、まず、
フロント加速度センサ１０１、１０２に衝撃が加わり、
その片方、または両方の接点が閉じる。次に、主回路部
１０５が収納されている車体のほぼ中央部に衝撃が加わ
り、主回路部１０５内のカウル加速度センサ１０９、１
１０の片方、または両方の接点が閉じ、点火装置１０３
に着火される。この点火装置１０３の着火により窒素を
発生させ、エアバッグをふくらませることができる。こ
のとき、加速度センサ１０１、１０２と１０９、１１０
が２個ずつ並列に設けられ、衝突の際の不動作を防止す
る並列冗長系として構成されているので、信頼性を向上
させることができる。また、２組の加速度センサ１０
１、１０２と１０９、１１０が直列に接続されているの
で、例えば、検査、点検中のハンマリングなどの誤動作
でエアバッグがふくらむのを防止することができる。
【０００４】また、主回路部１０５の昇圧回路１１２と
バックアップコンデンサ１１３によりバッテリ１０７の
電圧が下がった場合や、自動車の衝突でバッテリ１０７
からの電源線が切られた場合でも、加速度センサ１０
１、１０２、１０９、１１０を動作させ、点火装置１０
３に着火することができる。接続回路１１１は加速度セ
ンサ１０１、１０２、１０９、１１０、あるいは点火装
置１０３の故障を検出するために一時的に、独立して微
小電流を流すためのものである。また、診断回路部１０
６は主回路部１０５の故障を検出するものである。
バックアップコンデンサ１１３によりバッテリ１０７の
電圧が下がった場合や、自動車の衝突でバッテリ１０７
からの電源線が切られた場合でも、加速度センサ１０
１、１０２、１０９、１１０を動作させ、点火装置１０
３に着火することができる。接続回路１１１は加速度セ
ンサ１０１、１０２、１０９、１１０、あるいは点火装
置１０３の故障を検出するために一時的に、独立して微
小電流を流すためのものである。また、診断回路部１０
６は主回路部１０５の故障を検出するものである。
【０００５】次に、印加加速度に比例したアナログ出力
が得られる圧電型加速度センサを用いた、他の従来の加
速度検出装置について図５を参照に説明する。ここで用
いられる圧電型加速度センサは、本出願人が先に出願し
た（特願平２−１３３３７８号）圧電ディスク中心固定
型のものであり、このセンサの特徴として、機械的な加
速度の代わりにある周波数の電気的な信号を印加した場
合にも出力が得られるものである。図５において、先の
従来例と同一の構成については同一符号を記して説明を
省略する。１５１は印加加速度に比例したアナログ出力
が得られる圧電ディスク中心固定型の加速度センサであ
る。１５２は衝撃検出回路であり、加速度センサ１５１
の信号により自動車の衝突時の衝撃を検出する。１５３
は加速度センサ１５１の故障を検出するセンサフェール
検出回路である。１５４はタイマであり、発振器１５５
及びセンサフェール検出回路１５３と衝撃検出回路１５
２とを交互に機能させる。
が得られる圧電型加速度センサを用いた、他の従来の加
速度検出装置について図５を参照に説明する。ここで用
いられる圧電型加速度センサは、本出願人が先に出願し
た（特願平２−１３３３７８号）圧電ディスク中心固定
型のものであり、このセンサの特徴として、機械的な加
速度の代わりにある周波数の電気的な信号を印加した場
合にも出力が得られるものである。図５において、先の
従来例と同一の構成については同一符号を記して説明を
省略する。１５１は印加加速度に比例したアナログ出力
が得られる圧電ディスク中心固定型の加速度センサであ
る。１５２は衝撃検出回路であり、加速度センサ１５１
の信号により自動車の衝突時の衝撃を検出する。１５３
は加速度センサ１５１の故障を検出するセンサフェール
検出回路である。１５４はタイマであり、発振器１５５
及びセンサフェール検出回路１５３と衝撃検出回路１５
２とを交互に機能させる。
【０００６】次に、上記第２の従来例の動作について説
明する。図５において、タイマ１５４により衝撃検出回
路１５２を機能させ、自動車の衝突の検出を行なう。あ
る所定の時間が経過しても衝突が検出されない場合に
は、再び、タイマ１５４により発振器１５５およびセン
サフェール検出回路１５３を機能させ、加速度センサ１
５１の故障検出を数秒以内で行なう。以上の動作を繰り
返して、自動車の衝突検出と加速度センサ１５１の故障
検出とを交互に行なう。故障検出の方法としては、発振
器１５５より一例として、100Ｈzの矩形波電圧を加速度
センサ１５１に印加し、この加速度センサ１５１の出力
より100Ｈzの信号を予め決められた判定基準値と比較す
ることにより加速度センサ１５１が正常か否かを判定す
る。また、衝突検出は衝撃検出回路１５２に衝撃加速度
にとって生じる加速度センサ１５１の出力を印加して衝
突か否かを判断する。
明する。図５において、タイマ１５４により衝撃検出回
路１５２を機能させ、自動車の衝突の検出を行なう。あ
る所定の時間が経過しても衝突が検出されない場合に
は、再び、タイマ１５４により発振器１５５およびセン
サフェール検出回路１５３を機能させ、加速度センサ１
５１の故障検出を数秒以内で行なう。以上の動作を繰り
返して、自動車の衝突検出と加速度センサ１５１の故障
検出とを交互に行なう。故障検出の方法としては、発振
器１５５より一例として、100Ｈzの矩形波電圧を加速度
センサ１５１に印加し、この加速度センサ１５１の出力
より100Ｈzの信号を予め決められた判定基準値と比較す
ることにより加速度センサ１５１が正常か否かを判定す
る。また、衝突検出は衝撃検出回路１５２に衝撃加速度
にとって生じる加速度センサ１５１の出力を印加して衝
突か否かを判断する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の加速度検出装置では、加速度センサの周波数特性に
おける印加電圧の周波数付近において、出力が平坦とな
る平坦部感度の出力値のみによって加速度センサが故障
か否かを判断しており、この平坦部出力の７０％（−３
ｄＢ）となる周波数（以下遮断周波数という）のチェッ
クを行っていない。このために、湿度や温度により加速
度センサの特性が徐々に変化するといった経時変化に対
して、平坦部感度の出力値は変化しなくても、遮断周波
数が変化し平坦部の周波数帯域が減少することにより、
印加加速度に対する加速度センサの出力レベルが低下し
てしまうため、衝突を確実に検出ができないという問題
があった。
来の加速度検出装置では、加速度センサの周波数特性に
おける印加電圧の周波数付近において、出力が平坦とな
る平坦部感度の出力値のみによって加速度センサが故障
か否かを判断しており、この平坦部出力の７０％（−３
ｄＢ）となる周波数（以下遮断周波数という）のチェッ
クを行っていない。このために、湿度や温度により加速
度センサの特性が徐々に変化するといった経時変化に対
して、平坦部感度の出力値は変化しなくても、遮断周波
数が変化し平坦部の周波数帯域が減少することにより、
印加加速度に対する加速度センサの出力レベルが低下し
てしまうため、衝突を確実に検出ができないという問題
があった。
【０００８】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、加速度センサの周波数特性の検出を行
い、加速度センサの経時変化に対しても正確にかつ確実
に衝突検出ができ、さらに加速度センサの故障を確実に
検出することのできる優れた加速度検出方法及び装置を
提供することを目的とするものである。
るものであり、加速度センサの周波数特性の検出を行
い、加速度センサの経時変化に対しても正確にかつ確実
に衝突検出ができ、さらに加速度センサの故障を確実に
検出することのできる優れた加速度検出方法及び装置を
提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、分割電極を有する圧電型加速度センサ
と、この加速度センサに予め定めた周波数を有する正弦
波もしくは矩形波の電圧を印加する発振器と、前記電圧
が印加された際の前記加速度センサの出力特性を使用初
期において記憶する記憶器と、この記憶器に記憶された
初期特性と前記加速度センサの使用中において前記電圧
が印加された際の現特性とを比較し、経時変化する前記
現特性に対応して自動車が衝突したか否かを判定する衝
突判定基準値を更新する比較器と、この比較器の比較結
果に基づいて前記加速度センサが故障したか否かを判定
する故障判定手段と、前記更新された衝突判定基準値に
基づいて自動車が衝突したか否かを判定する衝突検出手
段と、この衝突検出手段と前記故障判定手段とを交互に
機能させる手段とを備えたものである。
成するために、分割電極を有する圧電型加速度センサ
と、この加速度センサに予め定めた周波数を有する正弦
波もしくは矩形波の電圧を印加する発振器と、前記電圧
が印加された際の前記加速度センサの出力特性を使用初
期において記憶する記憶器と、この記憶器に記憶された
初期特性と前記加速度センサの使用中において前記電圧
が印加された際の現特性とを比較し、経時変化する前記
現特性に対応して自動車が衝突したか否かを判定する衝
突判定基準値を更新する比較器と、この比較器の比較結
果に基づいて前記加速度センサが故障したか否かを判定
する故障判定手段と、前記更新された衝突判定基準値に
基づいて自動車が衝突したか否かを判定する衝突検出手
段と、この衝突検出手段と前記故障判定手段とを交互に
機能させる手段とを備えたものである。
【００１０】
【作用】したがって、本発明によれば、加速度センサに
正弦波もしくは矩形波の電圧を印加し、この時の出力波
形より加速度センサの周波数特性における平坦部感度、
低域及び高域遮断周波数を求めて、この周波数特性を初
期において記憶した値と比較して、自動車が衝突したか
否かを判定する衝突判定基準値を変化させることによ
り、加速度センサの経時変化に対しても、正確にかつ確
実に衝突検出ができる。さらに、経時的に変化する加速
度センサの周波数特性と加速度センサの故障を判定する
故障判定基準値とを比較することにより、正確にかつ確
実に加速度センサの故障検出ができる。
正弦波もしくは矩形波の電圧を印加し、この時の出力波
形より加速度センサの周波数特性における平坦部感度、
低域及び高域遮断周波数を求めて、この周波数特性を初
期において記憶した値と比較して、自動車が衝突したか
否かを判定する衝突判定基準値を変化させることによ
り、加速度センサの経時変化に対しても、正確にかつ確
実に衝突検出ができる。さらに、経時的に変化する加速
度センサの周波数特性と加速度センサの故障を判定する
故障判定基準値とを比較することにより、正確にかつ確
実に加速度センサの故障検出ができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１２】図１は本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。図１において、１はエアバッグをふくら
ませる窒素を発生させるための点火装置、２は本装置の
故障時に点灯させる警告灯、３は車内のコントローラ、
４は電源としてのバッテリ、５はイグニッションキース
イッチである。コントローラ３において、６は衝撃加速
度に比例した電圧を出力する加速度センサであり、図５
に示すものと同様に機械的な加速度の代わりにある周波
数の電気的な信号を印加した場合にも出力が得られるも
のである。７は発振器であり、加速度センサ６の出力特
性評価用の信号を発生する。８はセンサフェール検出回
路であり、発振器７よりの信号に対する加速度センサ６
の出力特性を検出し、加速度センサ６の故障を判定する
基準値との関係より、加速度センサ６が故障したか否か
を判定する回路である。９は記憶器であり、センサフェ
ール検出回路８より出力される加速度センサ６の初期の
出力特性と現特性とを記憶するものである。１０は比較
器であり、記憶器９の記憶値から衝撃検出の判定基準値
を作成する回路である。１１は衝撃検出回路であり、加
速度センサ６の出力と比較器１０の判定基準値との関係
より、自動車が衝突したか否かを判定する回路である。
１２はタイマであり、衝撃検出と加速度センサ６の故障
検出とを交互に機能させるコントローラとしての動作を
する。１３ａと１３ｂは第１と第２のスイッチであり、
それぞれ通常時にはＯＦＦとなっており、衝撃検出回路
１１からの衝撃検出信号によりＯＮになり、点火装置１
を着火させる。１４は昇圧回路であり、１５はバックア
ップコンデンサであり、バッテリ４の電圧が下がった場
合や、電源線が切断した場合にバックアップする。１６
は昇圧回路１４と電源との間に接続されたレギュレータ
である。
ック図である。図１において、１はエアバッグをふくら
ませる窒素を発生させるための点火装置、２は本装置の
故障時に点灯させる警告灯、３は車内のコントローラ、
４は電源としてのバッテリ、５はイグニッションキース
イッチである。コントローラ３において、６は衝撃加速
度に比例した電圧を出力する加速度センサであり、図５
に示すものと同様に機械的な加速度の代わりにある周波
数の電気的な信号を印加した場合にも出力が得られるも
のである。７は発振器であり、加速度センサ６の出力特
性評価用の信号を発生する。８はセンサフェール検出回
路であり、発振器７よりの信号に対する加速度センサ６
の出力特性を検出し、加速度センサ６の故障を判定する
基準値との関係より、加速度センサ６が故障したか否か
を判定する回路である。９は記憶器であり、センサフェ
ール検出回路８より出力される加速度センサ６の初期の
出力特性と現特性とを記憶するものである。１０は比較
器であり、記憶器９の記憶値から衝撃検出の判定基準値
を作成する回路である。１１は衝撃検出回路であり、加
速度センサ６の出力と比較器１０の判定基準値との関係
より、自動車が衝突したか否かを判定する回路である。
１２はタイマであり、衝撃検出と加速度センサ６の故障
検出とを交互に機能させるコントローラとしての動作を
する。１３ａと１３ｂは第１と第２のスイッチであり、
それぞれ通常時にはＯＦＦとなっており、衝撃検出回路
１１からの衝撃検出信号によりＯＮになり、点火装置１
を着火させる。１４は昇圧回路であり、１５はバックア
ップコンデンサであり、バッテリ４の電圧が下がった場
合や、電源線が切断した場合にバックアップする。１６
は昇圧回路１４と電源との間に接続されたレギュレータ
である。
【００１３】次に、上記実施例の動作について説明す
る。電源が投入されてからシステムのイニシャライズが
終了した後、まず、タイマ１２により発振器７を機能さ
せると共に、センサフェール検出回路８を機能させ、衝
撃検出回路１１の機能を停止させる。ここで、発振器７
より加速度センサ６の出力特性評価用の信号が加速度セ
ンサ６に印加され、この加速度センサ６の出力がセンサ
フェール検出回路８に印加される。センサフェール検出
回路８においては、加速度センサ６の出力特性（周波数
特性）が検出されて、この特性が記憶器９及び比較器１
０に出力されるとともに、加速度センサ６が故障したか
否かを判定する基準値と加速度センサ６の出力とが比較
されて加速度センサ６の故障が判定される。
る。電源が投入されてからシステムのイニシャライズが
終了した後、まず、タイマ１２により発振器７を機能さ
せると共に、センサフェール検出回路８を機能させ、衝
撃検出回路１１の機能を停止させる。ここで、発振器７
より加速度センサ６の出力特性評価用の信号が加速度セ
ンサ６に印加され、この加速度センサ６の出力がセンサ
フェール検出回路８に印加される。センサフェール検出
回路８においては、加速度センサ６の出力特性（周波数
特性）が検出されて、この特性が記憶器９及び比較器１
０に出力されるとともに、加速度センサ６が故障したか
否かを判定する基準値と加速度センサ６の出力とが比較
されて加速度センサ６の故障が判定される。
【００１４】次に、加速度センサ６の周波数特性の検出
方法について説明する。発振器７により作成されて加速
度センサ６に印加される電圧波形としては、図２に示す
ように２種類のものがある。図２（ａ）は加速度センサ
６の周波数特性を示しており、ｆ0は印加電圧の周波数
であり、加速度センサ６の出力はｆ0を中心にして平坦
部を有した特性となる。平坦部の出力を 100％とした場
合に、出力が70％（−３ｄＢ）となる周波数でｆ0の高
域側がｆH（高域遮断周波数）であり、ｆ0の低域側がｆ
L（低域遮断周波数）である。図２（ｂ）及び図２
（ｃ）は発振器７よりの出力電圧波形を示しており、そ
れぞれ正弦波及び矩形波の出力電圧波形である。
方法について説明する。発振器７により作成されて加速
度センサ６に印加される電圧波形としては、図２に示す
ように２種類のものがある。図２（ａ）は加速度センサ
６の周波数特性を示しており、ｆ0は印加電圧の周波数
であり、加速度センサ６の出力はｆ0を中心にして平坦
部を有した特性となる。平坦部の出力を 100％とした場
合に、出力が70％（−３ｄＢ）となる周波数でｆ0の高
域側がｆH（高域遮断周波数）であり、ｆ0の低域側がｆ
L（低域遮断周波数）である。図２（ｂ）及び図２
（ｃ）は発振器７よりの出力電圧波形を示しており、そ
れぞれ正弦波及び矩形波の出力電圧波形である。
【００１５】図３は、図２（ａ）（ｂ）に示す電圧を印
加した場合の加速度センサ６の出力電圧波形を示してい
る。図３（ａ）は正弦波の電圧を印加した場合であり、
図３（ｂ）は矩形波の電圧を印加した場合であり、図３
（ｃ）は図２（ｂ）の一部を拡大したものである。図３
に示すように、正弦波を印加した場合には出力も同一周
波数の正弦波となり、矩形波を印加した場合には図３
（ｃ）に示すような立上り及び立下り特性を有する同一
周波数の矩形波となる。
加した場合の加速度センサ６の出力電圧波形を示してい
る。図３（ａ）は正弦波の電圧を印加した場合であり、
図３（ｂ）は矩形波の電圧を印加した場合であり、図３
（ｃ）は図２（ｂ）の一部を拡大したものである。図３
に示すように、正弦波を印加した場合には出力も同一周
波数の正弦波となり、矩形波を印加した場合には図３
（ｃ）に示すような立上り及び立下り特性を有する同一
周波数の矩形波となる。
【００１６】加速度センサ６の周波数特性を検出するに
は、正弦波及び矩形波の場合とも、ある周波数（ｆ0）
の信号を印加した際の加速度センサ６の出力（図２
（ａ）の平坦部出力）を 100％とした時に、周波数を変
化させて加速度センサ６の出力が周波数がｆ0の場合の7
0％（−３ｄＢ）となる周波数を、ｆ0の高域側をｆ
H（高域遮断周波数）とし、ｆ0の低域側をｆL（低域遮
断周波数）とすれば、これらの値を検出することによ
り、加速度センサ６の周波数特性を検出することができ
る。このように、正弦波及び矩形波の場合とも、印加す
る信号の周波数を変化させて、ｆHとｆLを求めることが
できるが、この場合には発振器７の回路が複雑になるの
で、周波数を一定の値に固定して求める方法を次に説明
する。
は、正弦波及び矩形波の場合とも、ある周波数（ｆ0）
の信号を印加した際の加速度センサ６の出力（図２
（ａ）の平坦部出力）を 100％とした時に、周波数を変
化させて加速度センサ６の出力が周波数がｆ0の場合の7
0％（−３ｄＢ）となる周波数を、ｆ0の高域側をｆ
H（高域遮断周波数）とし、ｆ0の低域側をｆL（低域遮
断周波数）とすれば、これらの値を検出することによ
り、加速度センサ６の周波数特性を検出することができ
る。このように、正弦波及び矩形波の場合とも、印加す
る信号の周波数を変化させて、ｆHとｆLを求めることが
できるが、この場合には発振器７の回路が複雑になるの
で、周波数を一定の値に固定して求める方法を次に説明
する。
【００１７】図３（ｃ）に示すように、矩形波を印加し
た場合の出力は、ｆH（高域遮断周波数）とｆL（低域遮
断周波数）とに関連して決定される立上がり及び立下が
り特性が得られる。印加電圧の周波数ｆ0は、ｆLの測定
精度から考慮して、図２（ａ）に示す平坦部の範囲内
で、下記に示す（数１）を満足することが望ましい。
た場合の出力は、ｆH（高域遮断周波数）とｆL（低域遮
断周波数）とに関連して決定される立上がり及び立下が
り特性が得られる。印加電圧の周波数ｆ0は、ｆLの測定
精度から考慮して、図２（ａ）に示す平坦部の範囲内
で、下記に示す（数１）を満足することが望ましい。
【００１８】
【数１】
【００１９】図３（ｃ）における、立上がり波形
（ＶH）は、ｆH及び加速度センサ６に内蔵されているロ
ーパスフィルタのロールオフより算出できる。ここで、
平坦部出力をＶ0、立上がり波形の時定数をτH、ローパ
スフィルタの次数をｎとすれば、Ｖ H、τHは下記の（数
２）（数３）となる。
（ＶH）は、ｆH及び加速度センサ６に内蔵されているロ
ーパスフィルタのロールオフより算出できる。ここで、
平坦部出力をＶ0、立上がり波形の時定数をτH、ローパ
スフィルタの次数をｎとすれば、Ｖ H、τHは下記の（数
２）（数３）となる。
【００２０】
【数２】
【００２１】
【数３】
【００２２】一方、立下がり波形（ＶL）は、ｆL及び加
速度センサ６に内蔵されているローパスフィルタのロー
ルオフより算出できる。ここで、立下がり波形の時定数
をτ L、ローパスフィルタの次数をｍとすれば、ＶL、τ
Lは下記の（数４）（数５）となる。
速度センサ６に内蔵されているローパスフィルタのロー
ルオフより算出できる。ここで、立下がり波形の時定数
をτ L、ローパスフィルタの次数をｍとすれば、ＶL、τ
Lは下記の（数４）（数５）となる。
【００２３】
【数４】
【００２４】
【数５】
【００２５】ｍとｎは予め設定された既知の値であり、
また衝撃検出に使用される加速度センサ６の特性は、ｆ
L≪ｆH であるために、出力が最大値となる時（ｔ＝ｔ
1）での出力電圧（ＶMAX）をＶ0としても誤差は少な
い。つまり、例えば、ｔ1＝４τH とみなして計算して
も、誤差は２％程度でしかなくかつ相対的に判断できれ
ばよい。よって、ｆHは（数３）より下記の（数６）に
より計算できる。
また衝撃検出に使用される加速度センサ６の特性は、ｆ
L≪ｆH であるために、出力が最大値となる時（ｔ＝ｔ
1）での出力電圧（ＶMAX）をＶ0としても誤差は少な
い。つまり、例えば、ｔ1＝４τH とみなして計算して
も、誤差は２％程度でしかなくかつ相対的に判断できれ
ばよい。よって、ｆHは（数３）より下記の（数６）に
より計算できる。
【００２６】
【数６】
【００２７】また、τLは、下記の（数７）の関係よ
り、（数８）となる。
り、（数８）となる。
【００２８】
【数７】
【００２９】
【数８】
【００３０】よって、ｆLは、（数５）と上記の（数
８）から下記の（数９）により計算できる。
８）から下記の（数９）により計算できる。
【００３１】
【数９】
【００３２】このように、加速度センサ６に印加する電
圧波形が矩形波の場合には、固定周波数であっても、ｆ
H（高域遮断周波数）及びｆL（低域遮断周波数）を計算
により求めることができ、加速度センサ６の出力特性
（周波数特性）を検出することができる。
圧波形が矩形波の場合には、固定周波数であっても、ｆ
H（高域遮断周波数）及びｆL（低域遮断周波数）を計算
により求めることができ、加速度センサ６の出力特性
（周波数特性）を検出することができる。
【００３３】検出された加速度センサ６の周波数特性は
記憶器９のメモリに記憶される。この際に、使用開始時
の初期値と使用途中の現特性とを別々に記憶される。加
速度センサ６は長時間使用すると湿度や温度変化により
内部の振動子の特性の変化などにより、ｆH及びｆLの値
が変化して平坦部の周波数帯域が減少することがある。
このような場合には、衝撃加速度に対応した加速度セン
サ６の出力レベルが減少するために、自動車が衝突した
か否かを判定する衝突判定基準値を初期状態から変更す
る必要が発生する。比較器１０は記憶器９に記憶された
初期特性と現特性との比較を行い、現特性に対応して必
要に応じて衝突判定基準値を更新し、その値を衝撃検出
回路１１に送信する。
記憶器９のメモリに記憶される。この際に、使用開始時
の初期値と使用途中の現特性とを別々に記憶される。加
速度センサ６は長時間使用すると湿度や温度変化により
内部の振動子の特性の変化などにより、ｆH及びｆLの値
が変化して平坦部の周波数帯域が減少することがある。
このような場合には、衝撃加速度に対応した加速度セン
サ６の出力レベルが減少するために、自動車が衝突した
か否かを判定する衝突判定基準値を初期状態から変更す
る必要が発生する。比較器１０は記憶器９に記憶された
初期特性と現特性との比較を行い、現特性に対応して必
要に応じて衝突判定基準値を更新し、その値を衝撃検出
回路１１に送信する。
【００３４】また、センサフェール検出回路８において
は、平坦部の出力値（Ｖ0）とｆH及びｆLの値とから、
加速度センサ６の故障を判定するための故障判定基準値
を設定しており、この基準値と現特性との関係より、加
速度センサ６が故障したか否かを判定する。ここでも
し、故障と判定された場合には、警告灯２を点灯し衝撃
検出動作を停止する。
は、平坦部の出力値（Ｖ0）とｆH及びｆLの値とから、
加速度センサ６の故障を判定するための故障判定基準値
を設定しており、この基準値と現特性との関係より、加
速度センサ６が故障したか否かを判定する。ここでも
し、故障と判定された場合には、警告灯２を点灯し衝撃
検出動作を停止する。
【００３５】センサフェール検出回路８における加速度
センサ６の故障判定が終了すると、タイマ１２の制御に
より、センサフェール検出回路８の機能を停止させ、衝
撃検出回路１１を機能させる。衝撃検出回路１１におい
ては、比較器１０よりの衝突判定基準値と加速度センサ
６に印加される衝撃加速度による出力との関係より、自
動車が衝突したか否かを検出する。ここでもし、衝突し
たと検出されると衝撃検出信号が発っせられて、第１及
び第２のスイッチ１３ａ，１３ｂがＯＮになり、点火装
置１を着火させ窒素を発生させ、エアバッグをふくらま
せる。
センサ６の故障判定が終了すると、タイマ１２の制御に
より、センサフェール検出回路８の機能を停止させ、衝
撃検出回路１１を機能させる。衝撃検出回路１１におい
ては、比較器１０よりの衝突判定基準値と加速度センサ
６に印加される衝撃加速度による出力との関係より、自
動車が衝突したか否かを検出する。ここでもし、衝突し
たと検出されると衝撃検出信号が発っせられて、第１及
び第２のスイッチ１３ａ，１３ｂがＯＮになり、点火装
置１を着火させ窒素を発生させ、エアバッグをふくらま
せる。
【００３６】所定の時間だけ衝撃検出動作が継続する
と、再びタイマ１２の制御により、センサフェール検出
回路８による加速度センサ６の故障判定がおこなわれ
る。以上の動作を繰り返すことにより、衝撃検出と加速
度センサ６の故障検出とを交互に機能させることができ
る。
と、再びタイマ１２の制御により、センサフェール検出
回路８による加速度センサ６の故障判定がおこなわれ
る。以上の動作を繰り返すことにより、衝撃検出と加速
度センサ６の故障検出とを交互に機能させることができ
る。
【００３７】このように、上記実施例によれば、加速度
センサ６に矩形波もしくは正弦波の電圧を印加し、出力
波形より加速度センサ６の周波数特性における平坦部感
度（Ｖ0）、低域遮断周波数（ｆL）及び高域遮断周波数
（ｆH）を求めて、この周波数特性を初期において記憶
した特性値と現特性値と比較することにより、加速度セ
ンサの経時変化を確実に検出することができる。そし
て、加速度センサの経時変化にともない、自動車が衝突
したか否かを判定する衝突判定基準値を変化させること
により、加速度センサの経時変化に対しても、正確にか
つ確実に衝突検出ができる。また、タイマ１２の制御に
より衝突検出と加速度センサ６の故障検出とを交互に行
うことにより、加速度センサ６の経時変化に対しても、
加速度センサ６の周波数特性からなる故障判定基準値と
現特性値とを比較することにより、確実に加速度センサ
６の故障を検出することができる。
センサ６に矩形波もしくは正弦波の電圧を印加し、出力
波形より加速度センサ６の周波数特性における平坦部感
度（Ｖ0）、低域遮断周波数（ｆL）及び高域遮断周波数
（ｆH）を求めて、この周波数特性を初期において記憶
した特性値と現特性値と比較することにより、加速度セ
ンサの経時変化を確実に検出することができる。そし
て、加速度センサの経時変化にともない、自動車が衝突
したか否かを判定する衝突判定基準値を変化させること
により、加速度センサの経時変化に対しても、正確にか
つ確実に衝突検出ができる。また、タイマ１２の制御に
より衝突検出と加速度センサ６の故障検出とを交互に行
うことにより、加速度センサ６の経時変化に対しても、
加速度センサ６の周波数特性からなる故障判定基準値と
現特性値とを比較することにより、確実に加速度センサ
６の故障を検出することができる。
【００３８】
【発明の効果】本発明は、上記実施例からも明らかなよ
うに、加速度センサに矩形波もしくは正弦波の電圧を印
加し、出力波形より加速度センサの周波数特性における
平坦部感度、低域遮断周波数及び高域遮断周波数を求め
て、この周波数特性を初期において記憶した特性値と現
特性値と比較することにより、加速度センサの経時変化
を確実に検出することができるという効果を有する。
うに、加速度センサに矩形波もしくは正弦波の電圧を印
加し、出力波形より加速度センサの周波数特性における
平坦部感度、低域遮断周波数及び高域遮断周波数を求め
て、この周波数特性を初期において記憶した特性値と現
特性値と比較することにより、加速度センサの経時変化
を確実に検出することができるという効果を有する。
【００３９】また、加速度センサの周波数特性の経時変
化を検出し、この変化にともない、自動車が衝突したか
否かを判定する衝突判定基準値を変化させることによ
り、加速度センサの経時変化に対しても、正確にかつ確
実に衝突検出ができるという効果を有する。
化を検出し、この変化にともない、自動車が衝突したか
否かを判定する衝突判定基準値を変化させることによ
り、加速度センサの経時変化に対しても、正確にかつ確
実に衝突検出ができるという効果を有する。
【００４０】さらに、タイマの制御により衝突検出と加
速度センサの故障検出とを交互に行うことにより、加速
度センサの経時変化に対しても、加速度センサの周波数
特性からなる故障判定基準値と現特性値とを比較するこ
とにより、確実に加速度センサの故障を検出することが
できる。
速度センサの故障検出とを交互に行うことにより、加速
度センサの経時変化に対しても、加速度センサの周波数
特性からなる故障判定基準値と現特性値とを比較するこ
とにより、確実に加速度センサの故障を検出することが
できる。
【図１】本発明の一実施例における加速度検出装置のブ
ロック図
ロック図
【図２】（ａ）同装置に用いる加速度センサの周波数特
性 （ｂ）加速度センサに印加する正弦波の電圧波形 （ｂ）加速度センサに印加する矩形波の電圧波形
性 （ｂ）加速度センサに印加する正弦波の電圧波形 （ｂ）加速度センサに印加する矩形波の電圧波形
【図３】（ａ）加速度センサに正弦波を印加した時の出
力波形図 （ｂ）加速度センサに矩形波を印加した時の出力波形図 （ｃ）（ｂ）の波形の拡大図
力波形図 （ｂ）加速度センサに矩形波を印加した時の出力波形図 （ｃ）（ｂ）の波形の拡大図
【図４】従来の第一の加速度検出装置のブロック図
【図５】従来の第二の加速度検出装置のブロック図
１ 点火装置 ２ 警告灯 ３ コントローラ ６ 加速度センサ ７ 発振器 ８ センサフェール検出回路 ９ 記憶器 １０ 比較器 １１ 衝撃検出回路 １２ タイマ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−102372（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−239964（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−119055（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−241467（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−87826（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−58114（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−8768（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−5114（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−110977（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01P 15/00 G01P 15/09 G01P 21/00
Claims (2)
- 【請求項１】 分割電極を有する圧電型加速度センサを
使用した加速度検出装置において、前記加速度センサに
予め定めた周波数を有する正弦波もしくは矩形波の電圧
を印加し、前記電圧が印加された際の加速度センサの出
力特性を使用初期において記憶し、この初期特性と前記
加速度センサの使用中において前記電圧が印加された際
の現特性とを比較し、前記加速度センサが故障したか否
かを判定するとともに、経時変化する前記現特性に対応
して自動車が衝突したか否かを判定する衝突判定基準値
を更新し、この更新された衝突判定基準値に基づいて自
動車が衝突したか否かを判定することを特徴とする加速
度検出方法。 - 【請求項２】 分割電極を有する圧電型加速度センサ
と、この加速度センサに予め定めた周波数を有する正弦
波もしくは矩形波の電圧を印加する発振器と、前記電圧
が印加された際の前記加速度センサの出力特性を使用初
期において記憶する記憶器と、この記憶器に記憶された
初期特性と前記加速度センサの使用中において前記電圧
が印加された際の現特性とを比較し、経時変化する前記
現特性に対応して自動車が衝突したか否かを判定する衝
突判定基準値を更新する比較器と、この比較器の比較結
果に基づいて前記加速度センサが故障したか否かを判定
する故障判定手段と、前記更新された衝突判定基準値に
基づいて自動車が衝突したか否かを判定する衝突検出手
段と、この衝突検出手段と前記故障判定手段とを交互に
機能させる手段とを備えた加速度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4042555A JP2773518B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 加速度検出方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4042555A JP2773518B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 加速度検出方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05240875A JPH05240875A (ja) | 1993-09-21 |
| JP2773518B2 true JP2773518B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=12639298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4042555A Expired - Fee Related JP2773518B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 加速度検出方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2773518B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6173813B1 (en) * | 1998-12-23 | 2001-01-16 | Otis Elevator Company | Electronic control for an elevator braking system |
| WO2018147158A1 (ja) * | 2017-02-08 | 2018-08-16 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 加速度センサ |
| CN108614128B (zh) * | 2018-06-04 | 2022-11-25 | 江苏科技大学 | 一种快递包裹碰撞检测***及方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH077011B2 (ja) * | 1987-10-16 | 1995-01-30 | 本田技研工業株式会社 | 圧電型加速度センサ |
| JPH0158114U (ja) * | 1987-10-08 | 1989-04-11 | ||
| JPH03239964A (ja) * | 1990-02-19 | 1991-10-25 | Fujikura Ltd | 圧電型加速度センサ |
| JPH05119055A (ja) * | 1991-10-24 | 1993-05-14 | Omron Corp | 振動センサ |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4042555A patent/JP2773518B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05240875A (ja) | 1993-09-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |