JP3044992B2 - 車両の衝突検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両の衝突を検知する衝
突検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】減速度センサーにより検出した車両の減
速度を積分器で積分し、その積分値を比較器で所定値と
比較して車両の衝突を判断する衝突検知装置が知られて
いる（例えば、特開昭６３−５０３５３１号公報参
照）。

【０００３】この種の装置では、減速度センサーのゼロ
点ドリフトを補正するために、減速度センサーと積分器
との間にハイパスフィルターが設置されている。減速度
センサーのゼロ点ドリフトは主に検出素子および検出回
路の温度変動により発生し、車両の衝突検知に用いられ
る減速度センサーでは０．１〜０．５Ｇ程度のドリフト
が発生する。減速度センサーと積分器との間に設置され
たハイパスフィルターは、減速度センサーの出力信号か
らこのドリフト成分を除去する。

【０００４】ハイパスフィルターのカットオフ周波数
は、例えば圧電体の集電効果によるドリフトの周波数成
分を考慮すれば１Ｈｚ以上が望ましい。一方、実際の衝
突時の減速度センサーの出力信号は車体の堅さや衝突時
の状況によって変化するが、３〜７Ｈｚ位の周波数成分
が主成分となることが多く、その点では、ハイパスフィ
ルターのカットオフ周波数は３〜７Ｈｚの周波数成分の
ゲインへの影響が少なくなるように１Ｈｚ以下が望まし
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、衝突検知装
置によって起動されるエアーバックなどの乗員拘束装置
は５〜６Ｇ程度でも作動が要求されるので、０．１〜
０．５Ｇの減速度センサーのゼロ点ドリフトは正確な衝
突判断に大きな影響を与える値である。上述した従来の
衝突検知装置では、減速度センサーと積分器との間にハ
イパスフィルターを設けて減速度センサーのゼロ点ドリ
フトを補正しているが、それによって衝突時の減速度信
号に誤差が発生するため、誤差の影響が少なくなるよう
に個々の衝突判定回路を調整したり、誤差の影響を考慮
した複雑な衝突判定手法を用いなければならないという
問題がある。

【０００６】本発明の目的は、面倒な調整や複雑な判定
手法によらず、減速度センサーのドリフトを除去して正
確な衝突判定が可能な衝突検知装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の実施例の構成を示
す図１に対応づけて請求項１および２の発明を説明する
と、請求項１の発明は、車両の減速度を検出する減速度
検出手段１と、この減速度検出手段１から出力される減
速度信号に基づいて車両の衝突を判定する衝突判定回路
７とを備えた車両の衝突検知装置に適用される。そし
て、減速度検出手段１から出力される減速度信号からド
リフト成分を抽出するドリフト成分抽出回路２と、保持
指令が入力された時点のドリフト成分抽出回路２から出
力される信号を保持する保持回路４、６、Ｃ１と、衝突
開始を検知して保持回路４、６、Ｃ１へ保持指令を出力
する保持指令出力回路５、Ｒ１、Ｒ２と、この保持指令
出力回路５、Ｒ１、Ｒ２から保持指令が出力されるまで
は、減速度検出手段１から出力された減速度信号からド
リフト成分抽出手段２により抽出されたドリフト成分を
減算し、保持指令出力回路５、Ｒ１、Ｒ２から保持指令
が出力された後は、減速度検出手段１から出力された減
速度信号から保持回路４、６、Ｃ１の保持信号を減算す
る減算回路３とを備え、衝突判定回路７によって減算回
路３による減算結果の減速度信号に基づいて車両の衝突
を判定することより、上記目的を達成する。また、請求
項２の車両の衝突検知装置は、保持指令出力回路５、Ｒ
１、Ｒ２によって、減算回路３から出力された減速度信
号が所定値を超えたときに保持指令を出力するようにし
たものである。第２の実施例の構成を示す図３に対応づ
けて請求項３の発明を説明すると、請求項３の車両の衝
突検知装置の保持指令出力回路は車両に加わる所定の衝
撃を検出する衝撃検出手段１１を有し、この衝撃検出手
段１１により所定の衝撃が検出されたときに保持指令を
出力するようにしたものである。

【０００８】

【作用】減速度検出手段１により検出された減速度信号
からドリフト成分を抽出し、衝突開始を検知して保持指
令が出力されるまでは減速度信号からそのドリフト成分
を減算し、衝突開始を検知して保持指令が出力されると
直前のドリフト成分を保持するとともに、減速度信号か
ら保持しているドリフト成分を減算し、減算結果の減速
度信号に基づいて車両の衝突を判定する。これにより、
面倒な調整や複雑な判定手法によらず、減速度検出手段
１のドリフトを除去して正確な衝突判定を行なうことが
できる。

【０００９】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段および作用の項では、本発明を分り
やすくするために実施例の図を用いたが、これにより本
発明が実施例に限定されるものではない。

【００１０】

【実施例】

−第１の実施例− 図１は第１の実施例の構成を示す機能ブロック図であ
る。減速度センサー（以下、Ｇセンサーと呼ぶ）１は車
両の減速度を検出し、減速度に応じた電圧信号ｖ０をロ
ーパスフィルター（以下、ＬＰＦと呼ぶ）２および減算
器３へ出力する。ＬＰＦ２はカットオフ周波数が１〜２
Ｈｚに設定されており、減速度センサー１により検出さ
れた減速度信号の高周波数成分を除去し、低周波のドリ
フト成分のみの電圧信号ｖ１をスイッチ４へ出力する。
このスイッチ４はコンパレーター５からの制御信号ｖ５
により開閉され、制御信号ｖ５がＨｉレベルのとき閉路
してＬＰＦ２とバッファーアンプ６およびコンデンサー
Ｃ１とを接続する。コンデンサーＣ１は、スイッチ４が
閉路している間はＬＰＦ２の出力電圧ｖ１により充電さ
れ、その端子電圧は出力電圧ｖ１ととともに推移する。
また、スイッチ４が開路すると、コンデンサーＣ１の端
子電圧は開路する直前のＬＰＦ２の出力電圧ｖ１を保持
する。バッファーアンプ６は、コンデンサーＣ１の端子
電圧をそのまま電圧信号ｖ２として減算器３へ出力す
る。

【００１１】減算器３はＧセンサー１の出力電圧ｖ０か
らバッファーアンプ６の出力電圧ｖ２を減算し、電圧信
号ｖ３（＝ｖ０−ｖ２）を衝突判定回路７およびコンパ
レーター５へ出力する。コンパレーター５は減算器３の
出力電圧ｖ３を、電源電圧Ｖｃｃを抵抗器Ｒ１、Ｒ２に
より分圧して設定された基準電圧ｖ４と比較し、減算器
３の出力電圧ｖ３が基準電圧ｖ４よりも小さければＨｉ
レベルの制御信号ｖ５をスイッチ４へ出力する。このと
き、スイッチ４が閉路する。衝突が発生して減算器３の
出力電圧ｖ３が基準電圧ｖ４を超えると、コンパレータ
ー５はＬｏレベルの制御信号ｖ５をスイッチ４へ出力す
る。このＬｏレベルの制御信号ｖ５が上述した保持指令
であり、この保持指令に従ってスイッチ４が開路し、コ
ンデンサーＣ１はその端子電圧を保持する。衝突判定回
路７は積分器を有し、減算器３から出力される電圧信号
ｖ３を積分する。そして、積分値が所定値を超えたら衝
突が発生したと判定し、衝突検知信号ｖ６を出力する。

【００１２】図２は図１に示す衝突検知装置の各部の波
形を示すタイムチャートであり、（ａ）がＧセンサー１
の出力電圧ｖ０を示し、（ｂ）がバッファーアンプ６の
出力電圧ｖ２を示し、（ｃ）が減算器３の出力電圧ｖ３
を示す。これらの図により、第１の実施例の動作を説明
する。衝突前、Ｇセンサー１の出力電圧ｖ０は図２
（ａ）に示すようにゼロ点ドリフトにより＋側にオフセ
ットし、緩やかに変動しているとする。この電圧信号ｖ
０はＬＰＦ２および減算器３へ供給される。衝突前のＧ
センサー１の出力電圧ｖ０は低周波数のドリフト成分し
か含まれていないので、ＬＰＦ２は低周波数の電圧信号
ｖ１（≒ｖ０）をそのままスイッチ４へ出力する。

【００１３】上述したように、衝突前は減算器３の出力
電圧ｖ３が基準電圧ｖ４よりも小さいので、コンパレー
ター５からＨｉレベルの制御信号ｖ５がスイッチ４へ供
給され、スイッチ４は閉路している。ＬＰＦ２から出力
された低周波数の電圧信号ｖ１（≒ｖ０）はスイッチ４
を介してバッファーアンプ６とコンデンサーＣ１に入力
され、コンデンサーＣ１が充電される。このとき、コン
デンサーＣ１の端子電圧はＬＰＦ２の出力電圧ｖ１（≒
ｖ０）と等しくなり、その端子電圧はバッファーアンプ
６によりそのまま電圧信号ｖ２として減算器３へ出力さ
れる。つまり、衝突前のスイッチ４が閉路しているとき
は、図２（ｂ）に示すように、バッファーアンプ６の出
力電圧ｖ２がＬＰＦ２の出力電圧ｖ１、すなわちＧセン
サー１の出力電圧ｖ０にほぼ等しくなる。この結果、減
算器３によるＧセンサー１の出力電圧ｖ０とバッファー
アンプ６の出力電圧ｖ２との減算結果の電圧信号ｖ３
は、図２（ｃ）に示すようにほぼ０Ｖとなる。

【００１４】今、時刻ｔ１において車両に衝突が発生し
たとすると、この時点からＧセンサー１の出力電圧ｖ０
が増加する。この電圧信号ｖ０は周波数の低いドリフト
成分と周波数の高い衝突成分とを含んでおり、ＬＰＦ２
と減算器３へ供給される。ＬＰＦ２は、この電圧信号ｖ
０の中の周波数が高い衝突成分を除去し、周波数の低い
ドリフト成分だけをスイッチ４を介してコンデンサーＣ
１とバッファーアンプ６へ供給する。したがって、衝突
開始時刻ｔ１直後のバッファーアンプ６の出力電圧ｖ２
は、図２（ｂ）に示すように、Ｇセンサー１の出力電圧
ｖ０から周波数の高い衝突成分を除去したドリフト成分
のみの電圧となり、この電圧ｖ２が減算器３へ供給され
る。一方、減算器３へはＧセンサー１からドリフト成分
と衝突成分とを含む電圧信号ｖ０が供給されており、こ
の電圧信号ｖ０からドリフト成分だけを含む電圧信号ｖ
２が減算される。この減算結果の電圧信号ｖ３は図２
（ｃ）に示すように周波数の高い衝突成分だけを含んで
いる。この衝突成分からなる電圧信号ｖ３はコンパレー
ター５へ供給され、基準電圧ｖ４と比較される。

【００１５】衝突発生後の時刻ｔ２において、減算器３
の衝突成分のみの出力電圧ｖ３が基準電圧ｖ４を超える
と、コンパレーター５の制御信号ｖ５がＬｏレベルに変
化する。すなわち、保持指令がスイッチ４へ入力され、
スイッチ４が開路する。このとき、コンデンサーＣ１は
図２（ｂ）に示すようにスイッチ４が開路する直前のＬ
ＰＦ２の出力電圧ｖ１を保持する。この出力電圧ｖ１は
Ｇセンサー１の出力電圧ｖ０からドリフト成分を抽出し
た電圧であり、この電圧はバッファーアンプ６により電
圧信号ｖ２’として出力される。つまり、この電圧信号
ｖ２’を時刻ｔ２以降のＧセンサー１のドリフト成分と
する。減算器３は時刻ｔ２以降、Ｇセンサー１により検
出された電圧信号ｖ０からこのドリフト成分電圧ｖ２’
を減算し、衝突成分のみを抽出して衝突判定回路７へ出
力する。衝突判定回路７はこの衝突成分だけを積分し、
積分値が所定値を超えたら衝突が発生したと判定して衝
突検知信号ｖ６を出力する。

【００１６】ここで、時刻ｔ２以降もスイッチ４を開路
しなかった場合は、図２（ｂ）に破線で示すようにバッ
ファーアンプ６の出力電圧ｖ２が増加する。これは、Ｇ
センサー１により検出される衝突時の減速度信号に低周
波数成分が含まれ、ＬＰＦ２はドリフト成分の他にその
低周波数成分をも出力し、それらがバッファーアンプ６
を介して出力されるからである。時刻ｔ２以降にスイッ
チ４を開路し、、直前の減速度信号のドリフト成分を保
持して時刻ｔ２以降のドリフト成分と仮定することによ
り、このような問題が解決される。Ｇセンサー１のドリ
フト成分は時刻ｔ２以降も時間とともに変動するが、温
度に起因するドリフトは緩やかに変動するものであり、
衝突開始から衝突を検知するまでの時間は極めて短時間
であるから、この期間のドリフトの変動分を無視しても
誤差は極めて小さくなり、問題はない。

【００１７】−第２の実施例− 図３は第２の実施例の構成を示す機能ブロック図であ
る。なお、図３において第１の実施例の構成を示す図１
の機器と同様な機器に対しては同一の符号を付して相違
点を中心に説明する。上述した第１の実施例では減算器
３の出力電圧ｖ３を基準電圧ｖ４と比較してスイッチ４
の制御信号ｖ５を設定し、スイッチ４の開路タイミング
を決定したが、この第２の実施例では所定の衝撃を受け
て閉路するＧスイッチ１１を用い、スイッチ４の開路タ
イミングを決定する。衝突前は、Ｇスイッチ１１が開路
しており、電源電圧Ｖｃｃが抵抗器Ｒ３を介してスイッ
チ４へ供給される。つまり、Ｈｉレベルの制御信号ｖ５
がスイッチ４へ供給され、スイッチ４が閉路する。衝突
によってＧスイッチ１１に所定の衝撃が加わると、Ｇス
イッチ１１は閉路し、Ｌｏレベルの制御信号ｖ５、すな
わち保持指令がスイッチ４へ供給され、スイッチ４が開
路する。この第２の実施例におけるスイッチ４の開路タ
イミング以外の動作は上述した第１の実施例の動作と同
様であり、説明を省略する。

【００１８】以上の実施例の構成において、減速度セン
サー１が減速度検出手段を、衝突判定回路７が衝突判定
回路を、ローパスフィルター２がドリフト成分抽出回路
を、スイッチ４、バッファーアンプ６およびコンデンサ
ーＣ１が保持回路を、コンパレーター５および抵抗器Ｒ
１、Ｒ２と、Ｇセンサー１１および抵抗器Ｒ３が保持指
令出力回路を、減算器３が減算回路を、Ｇセンサー１１
が衝撃検出手段をそれぞれ構成する。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、減
速度検出手段により検出された減速度信号からドリフト
成分を抽出し、衝突開始を検知して保持指令が出力され
るまでは減速度信号からそのドリフト成分を減算し、衝
突開始を検知して保持指令が出力されると直前のドリフ
ト成分を保持するとともに、減速度信号から保持してい
るドリフト成分を減算し、減算結果の減速度信号に基づ
いて車両の衝突を判定するようにしたので、面倒な調整
や複雑な判定手法によらず、減速度検出手段のドリフト
を除去して正確な衝突判定を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の構成を示す機能ブロック図。

【図２】第１の実施例の各部の動作波形を示すタイムチ
ャート。

【図３】第２の実施例の構成を示す機能ブロック図。

【符号の説明】

１ Ｇセンサー ２ ローパスフィルター（ＬＰＦ） ３ 減算器 ４ スイッチ ５ コンパレーター ６ バッファーアンプ ７ 衝突判定回路 １１ Ｇスイッチ Ｃ１ コンデンサー Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ 抵抗器

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の減速度を検出する減速度検出手段
   と、 この減速度検出手段から出力される減速度信号に基づい
   て車両の衝突を判定する衝突判定回路とを備えた車両の
   衝突検知装置において、 前記減速度検出手段から出力される減速度信号からドリ
   フト成分を抽出するドリフト成分抽出回路と、 保持指令が入力された時点の前記ドリフト成分抽出回路
   から出力される信号を保持する保持回路と、 衝突開始を検知して前記保持回路へ保持指令を出力する
   保持指令出力回路と、 この保持指令出力回路から保持指令が出力されるまで
   は、前記減速度検出手段から出力された減速度信号から
   前記ドリフト成分抽出手段により抽出されたドリフト成
   分を減算し、前記保持指令出力回路から保持指令が出力
   された後は、前記減速度検出手段から出力された減速度
   信号から前記保持回路の保持信号を減算する減算回路と
   を備え、 前記衝突判定回路は前記減算回路による減算結果の減速
   度信号に基づいて車両の衝突を判定することを特徴とす
   る車両の衝突検知装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の車両の衝突検知装置に
   おいて、 前記保持指令出力回路は、前記減算回路から出力された
   減速度信号が所定値を超えたときに保持指令を出力する
   ことを特徴とする車両の衝突検知装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の車両の衝突検知装置に
   おいて、 前記保持指令出力回路は車両に加わる所定の衝撃を検出
   する衝撃検出手段を有し、この衝撃検出手段により所定
   の衝撃が検出されたときに保持指令を出力することを特
   徴とする車両の衝突検知装置。