JP3444916B2 - 乗員保護装置の起動回路 - 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、車両の衝突を検知し
て動作する例えばエアーバッグやシートベルトプリテン
ショナーなどの乗員保護装置の起動回路に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、実開平２―５３７１号公報に
開示されている従来の乗員保護装置の起動回路である。
図１１において、３はスクイブと呼ばれる乗員保護装置
の起動手段、４は車載用バッテリなどの直流電源、１１
は車両の減速方向の加速度（以下、減速度という）を電
気信号に変換する加速度センサ、１２は増幅器、１３は
Ａ／Ｄ変換器、１４はマイクロコンピュータ、１６と３
４はトランジスタ、１５と３３はトランジスタ１６，３
４のベース電流制限用の抵抗器、３０は積分器、３１は
比較器、３２はワンショット回路、１７は機械接点式の
衝撃センサである。

【０００３】次に動作について説明する。車両が衝突す
ると、加速度センサ１１が車両の減速度を電気信号に変
換し、その電気信号を増幅器１２が増幅する。増幅され
た減速度信号は、積分器３０により時間積分され車両の
速度変化量となる。その速度変化量が基準値Ｖｒよりも
大きくなると比較器３１の出力は‘Ｈ’レベルになり、
ワンショット回路３２を介して一定時間トランジスタ３
４をオンさせる。

【０００４】一方、減速度信号はＡ／Ｄ変換器１３を介
してマイクロコンピュータ１４にも入力される。マイク
ロコンピュータ１４では、積分器３０，比較器３１，ワ
ンショット回路３２で行なっている処理と同様の処理を
行ない、一定時間トランジスタ１６をオンさせる。ま
た、衝撃センサ１７は、比較的軽い衝撃でもオンするよ
うに設定されている。

【０００５】従って、ある一定レベル以上の衝撃の衝突
では、トランジスタ１６とトランジスタ３４と衝撃セン
サ１７が同時にオンし、スクイブ３に直流電源４から電
流が供給され、図示していない乗員保護装置が作動す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の乗員保護装置の
起動回路は、以上のように構成されているので減速度信
号の積分値により車両の衝突を判定している。ここで図
１２に示すような衝突後の減速度波形を考えると、図１
２の（ａ）は、８ｍｐｈの正面衝突の場合であり、乗員
保護装置を操作させてはならない。従って、前記比較器
３１の基準値Ｖｒは、減速度信号ＧＡの全時間領域にわ
たる積分値ΔＶＡ１より大きな値に設定される。

【０００７】一方、図１２の（ｂ）は、２０ｍｐｈのア
ンダーライド（潜り込み）衝突の場合であり、時刻ｔＦ
２までに乗員保護装置を動作させるべき衝突と判定する
必要がある。しかし、時刻ｔＦ２までの減速度信号ＧＡ
の積分値ΔＶＡ２は、図を見ても明らかなように前記Δ
ＶＡ１よりも小さく、従って前記比較器３１の基準値Ｖ
ｒよりも小さいので、時刻ｔＦ２までに乗員保護装置を
動作させるべき衝突と判定することはできない。

【０００８】このように、従来の乗員保護装置の起動回
路では、アンダーライドなどの特殊な衝突形態では、必
要な時間内に乗員保護装置を動作させることができない
問題点があった。

【０００９】請求項１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、アンダーライドなどの特
殊な衝突形態においても、低速走行中の衝突と区別して
必要な時間内に乗員保護装置を動作させることができる
乗員保護装置の起動回路を得ることを目的とする。

【００１０】請求項２の発明は、衝突直前に車輪が急ブ
レーキによりロックされた状態になっても乗員保護装置
を動作させるか否かを正確に判定することのできる乗員
保護装置の起動回路を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る乗
員保護装置の起動回路は、加速度センサからの電気信号
を積分して車両の衝突後の速度変化量を演算するととも
に、車速センサから得られる衝突直前の車速から上記速
度変化量を減じた速度値を演算し、上記速度値を所定値
と比較することにより、乗員保護装置を動作させるか否
かを判断するようにしたものである。

【００１２】請求項２の発明に係る乗員保護装置の起動
回路は、前回の車速検出処理により車速センサから得ら
れた前回の車速と今回の車速検出処理により車速センサ
から得られた今回の車速との変化量と速度変化量とを比
較し、車輪のロック状態であると判断した際には、前回
の車速から上記速度変化量を減算した値を上記車速とし
て用いるものである。

【００１３】

【作用】請求項１の発明における乗員保護装置の起動回
路は、低速走行による衝突では正面衝突であっても衝突
直前の車速が小さいことから、加速度センサからの電気
信号を積分して車両の衝突後の速度変化量を演算すると
ともに、車速センサから得られる衝突直前の車速から上
記速度変化量を減じた速度値を演算し、上記速度値を所
定値と比較して乗員保護装置の動作が必要か否かを判定
することで、低速走行中の正面衝突とアンダーライドな
どの特殊な衝突とを区別し、低速走行中の正面衝突によ
る乗員保護装置の動作を防止する一方、アンダーライド
などの特殊な衝突では乗員保護装置を適切な時間内に動
作させる。

【００１４】請求項２の発明における乗員保護装置の起
動回路は、前回の車速検出処理により車速センサから得
られた前回の車速と今回の車速検出処理により車速セン
サから得られた今回の車速との変化量と速度変化量とを
比較し、車輪のロック状態であると判断した際には、前
回の車速から上記速度変化量を減算した値を上記車速と
して用いるので、衝突直前の急ブレーキによる車輪がロ
ックされた状態になり、車速センサで検出される車速が
零になっても衝突直前の正確な車速を用いて乗員保護装
置を動作させるか否かの判断を正確に行なうことが可能
になる。

【００１５】

【実施例】実施例１． 以下、請求項１の発明の一実施例を図について説明す
る。図１は、この実施例の乗員保護装置の起動回路を示
す回路ブロック図であり、図１において、１は乗員保護
装置の起動回路、２は車両の速度に反比例する間隔のパ
ルス列を出力する車速センサである。３はスクイブ（起
動手段）と呼ばれる乗員保護装置の起動手段、４は車載
用バッテリなどの直流電源（電源）である。上記起動回
路１内において、１１は車両の減速度を電気信号に変換
する加速度センサ、１２は増幅器、１３はＡ／Ｄ変換
器、１４はマイクロコンピュータ（信号処理手段，故障
診断手段）、１６はトランジスタ（スイッチング手
段）、１５はトランジスタ１６のベース電流制限用の抵
抗器、１７は機械接点式の衝撃センサである。

【００１６】 次に動作について説明する。図２と図３
は、この実施例の動作を示すフローチャートである。マ
イクロコンピュータ１４における処理には、図２に示す
ような例えば５ｍｓｅｃ程度の周期で繰り返される処理
ｖと、図３に示すような例えば５００μｓｅｃ程度の周
期で繰り返される処理ｇがあり、処理ｖと処理ｇは時分
割的に並列処理されるものとする。処理ｖでは、ステッ
プＳＴ１０１で車速センサ２からのパルス列の時間間隔
Ｔを測定し、ステップＳＴ１０２では、パルス列の時間
間隔Ｔの逆数に係数Ｋを乗ずることにより車速Ｖ１を得
る。

【００１７】 また、処理ｇでは、ステップＳＴ２０１に
おいてＡ／Ｄ変換器１３の出力する減速度信号ＧＡを取
り込み、さらにステップＳＴ２０２で減速度信号ＧＡが
比較的低い閾値Ｔｈ１を越えるか否かを判断し、閾値Ｔ
ｈ１を越えなければステップＳＴ２０３で減速度信号Ｇ
Ａを数値積分した速度変化量ΔＶＡをクリアしてステッ
プＳＴ２０８に進む。

【００１８】 一方、ステップＳＴ２０２において減速度
信号ＧＡが閾値Ｔｈ１を越えたと判断すると、衝突が開
始したと判定し、ステップＳＴ２０４で処理ｖ、すなわ
ち車速Ｖ１の検出を停止し、この時点から処理ｇのみが
行なわれ、ステップＳＴ２０５で減速度信号ＧＡの数値
積分を行ないΔＶＡを求める。

【００１９】 そして、ステップＳＴ２０６でΔＶＡが閾
値Ｔｈ２を越えれば、ステップＳＴ２０７に進み、前記
車速Ｖ１から速度変化量ΔＶＡを減じた値が閾値Ｔｈ３
を越えるか否かを判断し、閾値Ｔｈ３を越えれば乗員保
護装置を動作させるべき衝突と判断してステップＳＴ２
０９に進む。

【００２０】 ステップＳＴ２０９では、出力信号Ｓを
‘Ｌ’レベルにしてトランジスタ１６を一定時間オンさ
せる。このとき、衝撃センサ１７が同時にオンしている
ので、スクイブ３に直流電源４から電流が供給され、図
示していない乗員保護装置が作動する。

【００２１】 また、ステップＳＴ２０６とステップＳＴ
２０７において夫々の閾値Ｔｈ２，Ｔｈ３を越えないと
きには、ステップＳＴ２０８に進み出力信号Ｓを‘Ｈ’
レベルにし、トランジスタ１６はオフの状態を維持す
る。

【００２２】 図４の（ａ）は、８ｍｐｈ正面衝突の減速
度波形、同図（ｂ）は、２０ｍｐｈアンダーライド衝突
の減速度波形であり、減速度の大きさは最大数十Ｇにも
なる。図４の（ｃ）は、同図（ａ），（ｂ）の減速度の
積分波形を示す。図４の（ｃ）に示した波形において、
前記速度変化量ΔＶＡが図３のステップＳＴ２０６にお
ける閾値Ｔｈ２を越える時刻を夫々ｔＦ１，ｔＦ２とす
る。ここでｔＦ２は、この時刻までに、乗員保護装置を
動作させるべき衝突であると判定しなければならない時
刻である。

【００２３】 そして、この直後、図３のステップＳＴ２
０７に進み、Ｖ１―ΔＶＡと閾値Ｔｈ３を比較する。こ
こで、Ｖ１は衝突する直前の車速であり、衝突時に車速
が零になるまでの減速方向の減速度波形全体の積分値に
等しく、図４の（ａ）ではＶ１ａ、同図（ｂ）ではＶ１
ｂで表している。従って、Ｖ１―ΔＶＡは時刻ｔＦ１，
ｔＦ２以降の減速度波形の積分値となり、図４の
（ａ），（ｂ）に示すように、（ａ）の場合はＡ＝Ｖ１
ａ―ΔＶＡ、（ｂ）の場合にはＢ＝Ｖ１ｂ―ΔＶＡとな
る。そして、図４の（ｃ）より明らかなように、ＢはＡ
に比べて２．５倍程度の大きさになる。

【００２４】 そこで、図３のステップＳＴ２０７におけ
る閾値Ｔｈ３をＡとＢとの間に設定しておけば、図４の
（ａ）の８ｍｐｈ正面衝突ではＡ＜Ｔｈ３となり、減速
度波形の全領域において図３のステップＳＴ２０８に進
むことになり、乗員保護装置を動作させることはせず、
また図４の（ｂ）の２０ｍｐｈアンダーライド衝突では
Ｂ＞Ｔｈ３となるため、時刻ｔＦ２において図３のステ
ップＳＴ２０７からステップＳＴ２０９に進み、乗員保
護装置を動作させるべき衝突と判定し、時刻ｔＦ２直後
に乗員保護装置を動作させる。

【００２５】 実施例２． 以下、請求項２の発明の一実施例を図について説明す
る。図５は、この実施例の乗員保護装置の起動回路を示
す回路ブロック図である。図５において図１と同一また
は相当の部分については同一の符号を付し説明を省略す
る。図において、１８は増幅器であり、増幅器１２と比
べて増幅度はかなり大きく設定されている。１９はＡ／
Ｄ変換器である。

【００２６】 次にこの実施例の動作を図６と図７のフロ
ーチャートを用いて説明する。図６，図７において図
２，図３と同一または相当の部分については同一の符号
を付し説明を省略する。処理ｇのステップＳＴ２１１で
はＡ／Ｄ変換器１９から出力される減速度信号ＧＢを取
り込む。この場合、減速度信号ＧＢの大きさとして通常
走行時に生ずる約１Ｇ以下の加速度の値を考える。ステ
ップＳＴ２１２に進むと、減速度信号ＧＢを数値積分し
て速度変化量ΔＶＢを求める。一方、処理ｖでは、ステ
ップＳＴ１０５で今回の車速Ｖ２を計算し記憶する。ス
テップＳＴ１０６では、前回計算して求めた車速Ｖ１か
ら今回の車速Ｖ２を減じた値すなわち車速変化量（Ｖ１
−Ｖ２）が、前記処理ｇで計算される速度変化量ΔＶＢ
を中心としたある範囲ΔＶＢ±α内にあるか否かを調
べ、その範囲内にあればステップＳＴ１０７に進み、車
速Ｖ１を更新し、さらにステップＳＴ１０８に進み、速
度変化量を零にして、前記車速変化量と速度変化量の測
定期間を合わせる。

【００２７】 ステップＳＴ１０６において前記車速変化
量が前記範囲外であると判断したときには、車速Ｖ１を
更新しないでステップＳＴ１０９に進む。ステップＳＴ
１０９により、車輪が急ブレーキによりロックされたと
判断した際には、前記ΔＶＢが車速Ｖ１から減じられ該
Ｖ１が更新される。なお、車輪のロックが解除される
と、車速Ｖ２は正常な値となるので、ロックが解除され
た状態ではステップＳＴ１０６の次にステップＳＴ１０
７の処理が実行されることになり、通常の処理に戻る。
この結果、衝突直前に急ブレーキで車輪がロックされた
状態になってもその直前の車速を記憶していることにな
り、車速センサ２により検出される車速は零にはなら
ず、この衝突直前の車速を処理ｇのステップＳＴ２０７
の衝突判定に使用し、車輪がロックされた状態になって
も正確な衝突判定を行なうことができる。

【００２８】 実施例３． 以下、請求項３の発明の一実施例を図について説明す
る。図８は、この実施例の乗員保護装置の起動回路を示
す回路ブロック図である。図８において、図５と同一ま
たは相当の部分については同一の符号を付し説明を省略
する。図８において、５はドライバーに異常を知らせる
アラームランプ、２１は抵抗２０を介してマイクロコン
ピュータ１４により制御されるトランジスタ（スイッチ
ング手段）であり、アラームランプ５とトランジスタ２
１は直流電源４と直列に接続されている。２２は加速度
センサ１１の強制駆動手段（故障診断手段）である。

【００２９】 次に、動作について図９と図１０のフロー
チャートを用いて説明する。この実施例でも、実施例２
と同様に処理ｖと処理ｇとがあり、時分割的に並列処理
されるものとする。処理ｇについては図７と同様である
ので図示および説明を省略する。また、図９に示す処理
ｇ’が新たに設けられている。処理ｇ’について説明す
ると、この処理ｇ’は乗員保護装置の起動回路１の電源
オン直後に行なわれるもので、ステップＳＴ３０１にお
いて‘Ｈ’レベルの信号Ｓ３を強制駆動手段２２に出力
し、強制駆動手段２２を動作させて加速センサ１１を強
制駆動する。そして、加速度センサ１１の出力をＡ／Ｄ
変換し、ステップＳＴ３０２において取り込む。

【００３０】 さらに、Ａ／Ｄ変換した加速度センサ１１
の出力が正しい値か否かをステップＳＴ３０３によりチ
ェックし、異常であればステップＳＴ３０４に進み、信
号Ｓ２を‘Ｌ’レベルにしてアラームランプ５を点灯さ
せて故障の発生をドライバーに知らせ、ステップＳＴ３
０５に進んで図７および図１０に示す正規の処理ｇ，ｖ
を動作させないようにする。

【００３１】 また、ステップＳＴ３０３で正常であると
判断すると、ステップＳＴ３０６に進み、信号Ｓ２を
‘Ｈ’レベルにしてアラームランプ５を消灯する。

【００３２】 通常走行時に急ブレーキで車輪がロックし
た場合について説明する。処理ｖについては、図６と同
一または相当の部分について同一の符号を付し説明を省
略する。衝突直前に急ブレーキで車輪がロックした場
合、車速Ｖ２は零になり処理ｇで求められたΔＶＢも零
に近くなる。従って、ステップＳＴ１０６の次にはステ
ップＳＴ１１０が実行される。ステップＳＴ１１０では
ΔＶＢが設定値βより小さくなるためステップＳＴ１０
９に進む。ステップＳＴ１０９では、前記実施例２と同
様に車速Ｖ１の更新をΔＶＢを減ずることにより行な
う。

【００３３】 また、乗員保護装置の起動回路の電源オン
直後に加速度センサ１１は、処理ｇ’で故障診断され、
加速度センサ１１が正常であると判断したときには処理
ｇ，処理ｖが実行されている。そして、車速センサが正
常のときには、処理ｖのステップＳＴ１０６の条件が満
足されるため、次にステップＳＴ１１４が実行される。
ステップＳＴ１１４では、故障検出カウンタＣＴをゼロ
リセットし、ステップＳＴ１１５においてアラームラン
プ５を消灯させ、さらにステップＳＴ１７で車速Ｖ１を
更新する。車速センサが異常のときには、ステップＳＴ
１０６の条件は満足されないので次にステップＳＴステ
ップＳＴ１１０が実行され、車速変化がある程度ある場
合は、車速変化量ΔＶＢは設定値βより大きいのでステ
ップＳＴ１１１に進む。

【００３４】 ステップＳＴ１１１では、故障検出カウン
タをインクリメントし、ステップＳＴ１１２において所
定のカウント数Ａ以上になるとステップＳＴ１１３に進
む。ステップＳＴ１１３ではアラームランプ５を点灯さ
せてドライバーに車速センサの故障の発生を知らせる。
なお、車速センサが正常のときに車輪ロックよりステッ
プＳＴ１１０の次にステップＳＴ１１１に進んでも、故
障検出カウンタのカウント数Ａを充分大きな値に設定し
ておくことでステップＳＴ１１３に進むことはなくな
り、車速センサの異常とは判定せず、ステップＳＴ１０
９で車速Ｖ１の更新を行なう。車輪のロックが解除され
た後には車速Ｖ２が正常値となるのでステップＳＴ１０
６ではステップＳＴ１１４へ進むことになり通常の処理
に戻る。

【００３５】 実施例４．なお、以上説明した実施例１〜
実施例３において、起動手段であるスクイブおよびスク
イブを点火するための回路は複数個あってもよく、また
トランジスタにより構成されているスイッチング手段は
トランジスタ以外のスイッチング素子であってもよい。
また、マイクロコンピュータおよびＡ／Ｄ変換器は同一
の機能を有するものであれば論理素子等を組み合わして
構成したロジック回路などであってもよい。

【００３６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、加速度センサ
からの電気信号を積分して車両の衝突後の速度変化量を
演算するとともに、車速センサから得られる衝突直前の
車速から上記速度変化量を減じた速度値を演算し、上記
速度値を所定値と比較して乗員保護装置の動作が必要か
否かを判定するように構成したので、乗員保護装置を動
作させるべき衝突か否かを、アンダーライドなどの特殊
な衝突形態においても低速走行中に正面衝突と区別して
必要な時間内に確実に判定することができ、応答が速く
信頼性の高い乗員保護装置の起動回路が得られる効果が
ある。

【００３７】請求項２の発明によれば、前回の車速検出
処理により車速センサから得られた前回の車速と今回の
車速検出処理により車速センサから得られた今回の車速
との変化量と速度変化量とを比較し、車輪のロック状態
であると判断した際には、前回の車速から上記速度変化
量を減算した値を上記車速として用いて、乗員保護装置
を動作させるか否かの判定をするように構成したので、
衝突の際に急ブレーキにより車輪がロック状態になり、
車速センサにより検出される車速が零になっても乗員保
護装置を動作させるべき衝突か否かを必要な時間内に確
実に判定でき、応答が速く信頼性の高い乗員保護装置の
起動回路が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の一実施例による乗員保護装置
の起動回路を示す回路ブロック図である。

【図２】請求項１の発明の一実施例による乗員保護装置
の起動回路の処理ｖを示すフローチャートである。

【図３】請求項１の発明の一実施例による乗員保護装置
の起動回路の処理ｇを示すフローチャートである。

【図４】８ｍｐｈ正面衝突および２０ｍｐｈアンダーラ
イドの際の加速度センサの出力波形を示す波形図であ
る。

【図５】請求項２の発明の一実施例による乗員保護装置
の起動回路を示す回路ブロック図である。

【図６】請求項２の発明の一実施例による乗員保護装置
の起動回路の処理ｖを示すフローチャートである。

【図７】請求項２の発明の一実施例による乗員保護装置
の起動回路の処理ｇを示すフローチャートである。

【図８】請求項３の発明の一実施例による乗員保護装置
の起動回路を示す回路ブロック図である。

【図９】請求項３の発明の一実施例による乗員保護装置
の起動回路の処理ｇ’を示すフローチャートである。

【図１０】請求項３の発明の一実施例による乗員保護装
置の起動回路の処理ｖを示すフローチャートである。

【図１１】従来の乗員保護装置の起動回路を示す回路ブ
ロック図である。

【図１２】８ｍｐｈ正面衝突および２０ｍｐｈアンダー
ライドの際の加速度センサの出力波形を示す波形図であ
る。

【符号の説明】

１ 乗員保護装置の起動回路 ２ 車速センサ ３ スクイブ（起動手段） ４ 直流電源（電源） １１ 加速度センサ １４ マイクロコンピュータ（信号処理手段，故障診断
手段） １６ トランジスタ（スイッチング手段） ２２ 強制駆動手段（故障診断手段）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定以上の電流を供給することにより乗
   員保護装置を動作させる起動手段と、その起動手段に電
   流を供給するための電源と、上記起動手段と上記電源の
   間に直列に接続されたスイッチング手段と、車両の減速
   方向の加速度を検出する加速度センサと、車両の速度を
   検出する車速センサと、上記スイッチング手段を制御す
   る信号処理手段とを備える乗員保護装置の起動回路にお
   いて、上記信号処理手段は、上記加速度センサからの電
   気信号を積分して車両の衝突後の速度変化量を演算する
   とともに、上記車速センサから得られる衝突直前の車速
   から上記速度変化量を減じた速度値を演算し、上記速度
   値を所定値と比較することにより、上記乗員保護装置を
   動作させるか否かを判断することを特徴とする乗員保護
   装置の起動回路。
2. 【請求項２】 前回の車速検出処理により車速センサか
   ら得られた前回の車速と今回の車速検出処理により車速
   センサから得られた今回に車速との変化量と速度変化量
   とを比較し、車輪のロック状態であると判断した際に
   は、前回の車速から上記速度変化量を減算した値を上記
   車速として用いることを特徴とする請求項1記載の乗員
   保護装置の起動回路。