(57)【要約】この発明に係る乗員保護装置（エアバッグＥＣＵ１）は、車両に搭載されたセンサから加速度信号もしくは角速度信号を取得する入力信号取得部１１と、連続する第１と第２と第３の区間からなる加速度信号もしくは角速度信号の時系列において、第１と第３の区間に比較して第２の区間の乗算係数を変化させて出力信号を生成するデジタル信号処理部１２と、出力信号に基づき車両の衝突もしくは横転判定を行う状態判定部１３と、スクイブ３２を点火するエアバック駆動回路１４により構成される。
2008096486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたセンサから加速度信号もしくは角速度信号を取得する入力信号取得部と、
連続する第１と第２と第３の区間からなる前記加速度信号もしくは角速度信号の時系列において、前記第１と第３の区間に比較して前記第２の区間における乗算係数を変化させて出力信号を生成するデジタル信号処理部と、
前記出力信号に基づき車両の衝突もしくは横転判定を行う状態判定部と、
を備えたことを特徴とする乗員保護装置。
【請求項２】
前記デジタル信号処理部は、
前記第２の区間を境に、前記第１と第３の区間の乗算係数を対称とするＦＩＲフィルタで構成されることを特徴とする請求項１記載の乗員保護装置。
【請求項３】
前記デジタル信号処理部は、
前記第２の区間における乗算係数を、前記第１、第３の区間における乗算係数より大きな値を設定することを特徴とする請求項２記載の乗員保護装置。
【請求項４】
前記デジタル信号処理部は、
前記第１の区間から第３の区間における乗算係数の設定値を１：２：１とすることを特徴とする請求項３記載の乗員保護装置。
【請求項５】
前記状態判定部は、
前記デジタル信号処理部が、前記第２の区間における乗算係数を前記第１、第３の区間における乗算係数より小さな値に設定することにより生成される出力信号を積分し、前記積分して得られる出力信号が所定の値以上となった場合に前記車両の衝突もしくは横転判定を行うことを特徴とする請求項１記載の乗員保護装置。
【請求項６】
前記デジタル信号処理部は、
前記第１の区間から第３の区間における乗算係数を全て同一極性に設定することを特徴とする請求項１記載の乗員保護装置。
【請求項７】
前記デジタル信号処理部は、
前記第１の区間から第３の区間における乗算係数の総和を１に設定することを特徴とする請求項２記載の乗員保護装置。
【請求項８】
前記デジタル信号処理部は、
前記加速度信号もしくは角速度信号の複数の区間平均処理を行い、前記区間平均処理結果を組み合わせて前記第１と第３の区間に比較して前記第２の区間の乗算係数を変化させて出力信号を生成することを特徴とする請求項１記載の乗員保護装置。
【請求項９】
前記デジタル信号処理部は、
比較的短期の区間平均を所定時間遅延させた出力と、前記区間よりは長期の区間平均出力とを加算して出力信号を生成することを特徴とする請求項８記載の乗員保護装置。
【請求項１０】
前記状態判定部は、
前記デジタル信号処理部が、短期の区間平均を所定時間遅延させた出力を長期の区間平均出力から減算することにより生成される出力信号を積分し、前記積分して得られる出力信号が所定の値以上となった場合に前記車両の衝突もしくは横転判定を行うことを特徴とする請求項８記載の乗員保護装置。
【請求項１１】
前記状態判定部は、
前記デジタル信号処理部により生成される出力信号の振幅が所定値以下の成分を除去して積分を行なうことを特徴とする請求項５記載の乗員保護装置。
【請求項１２】
前記デジタル信号処理部は、
前記遅延時間を、前記長期の区間平均の半分に設定することを特徴とする請求項９記載の乗員保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、特に、車両に搭載されたエアバッグの展開制御に用いて好適な、乗員保護装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗員保護装置として、例えば、車両の衝突時にエアバッグを展開することにより乗員を保護するエアバッグ装置が知られている。車両の各部に配置されたＧセンサにより車両に加わる衝撃が測定されると、このエアバッグ装置は、その結果得られた測定値をデジタル信号に変換してエアバッグＥＣＵ（電子制御ユニット）に送信し、エアバッグＥＣＵが、受信した衝撃加速度に基づいて衝突の有無を判定することによりフロントエアバッグやサイドエアバッグの駆動制御を行なう。【０００３】
このため、車両に搭載されたエアバッグの駆動要否を判定する上で、振動成分と衝突成分とを識別することが重要である。例えば、前面衝突の成分の中では悪路走行時に発生する振動成分に対して乗員保護装置の駆動が不要であり、また、側面衝突の成分の中でもドアの強閉時に乗員保護装置の駆動が不要な振動成分が発生するため、これらを演算により除去することが望まれる。同様に、横転に対しても悪路走行時に不要な角速度成分が発生するため、振動成分と横転による衝突成分とを識別することが必要になる。したがって乗員保護装置の起動は不要成分に対して誤動作することなく、かつ、衝突開始から数十ｍｓ以内の早期タイミングで判定する必要がある。【０００４】
上記した要望に応えるため、従来、車両にＧセンサを搭載し、Ｇセンサにより検出された加速度成分に対して積分を実施し、積分値が一定値を超えた場合に乗員保護装置を起動する方法が採られている。また、ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）型の数次線形フィルタを用いて衝突判定を行い、乗員保護装置を起動する方式も提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００５】
【特許文献１】特開平４−１４６８４７号公報
【０００６】
上記した従来技術によれば、高周波成分を除去するＬＰＦ（ローパスフィルタ）を設定する場合、振動成分を減衰させるために、ＬＰＦのカットオフ周波数を低く、あるいは次数を高く設定する必要があり、一方で、衝突成分を遅延させないために、ＬＰＦのカットオフ周波数を高く、あるいは次数を低く設定する必要があるといった、それぞれ相反する課題を満足させる必要がある。
また、特許文献１に開示された技術によれば、積分を実施する判定方式より判定に要する時間が短く、したがって適正なタイミングでエアバッグの展開制御が可能であるが、振動成分と衝突成分の入力レベルが同じ場合、出力値に差異が生じないため、振動成分と衝突成分との正確な識別が困難であるといった課題がある。【０００７】
この発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、衝突成分に対して遅延時間を制御して振動成分を減衰させ、車両に搭載されたエアバッグ等を正確に、適正なタイミングで駆動することのできる乗員保護装置を得ることを目的とする。
【発明の開示】
【０００８】
上記した課題を解決するために、この発明の乗員保護装置は、車両に搭載されたセンサから加速度信号もしくは角速度信号を取得する入力信号取得部と、連続する第１と第２と第３の区間からなる前記加速度信号もしくは角速度信号の時系列において、前記第１と第３の区間に比較して前記第２の区間の乗算係数を変化させて出力信号を生成するデジタル信号処理部と、前記出力信号に基づき車両の衝突もしくは横転判定を行う状態判定部と、を備えたものである。
【０００９】
この発明によれば、衝突成分に対して遅延時間を制御して振動成分を減衰させるとともに、車両に搭載されたエアバッグ等を正確に、適正なタイミングで駆動することのできる乗員保護装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】車両に搭載されるエアバッグシステムの一例を示す図である。
【図２】図１に示したエアバッグシステムのシステム構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理部１２の内部構成をブロック線図で示したものである。
【図４】図３に示した各関数演算器に設定するＦＩＲフィルタのパラメータ構成を説明するために示した図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理部の動作を説明するために示した図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理部に設定されるパラメータ毎の出力特性を説明するために示した図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理部に設定されるパラメータ毎の出力特性を説明するために示した図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理部に設定されるパラメータ毎の出力特性を説明するために示した図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理部に設定されるパラメータ毎の出力特性を説明するために示した図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理部に設定されるパラメータ毎の出力特性を説明するために示した図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係るデジタル信号処理部の内部構成をブロック線図で示したものである。
【図１２】この発明の実施の形態２で用いられる低レベル成分除去回路の入出力の関係式を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態２に係るデジタル信号処理部の動作を説明するために示した図である。
【図１４】この発明の実施の形態３に係るデジタル信号処理部の内部構成をブロック線図で示したものである。
【図１５】この発明の実施の形態４に係るデジタル信号処理部の内部構成をブロック線図で示したものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、車両に搭載されるエアバッグシステムの一例を示す図である。図１に示されるように、車両が前面衝突、側面衝突、あるいは横転した場合に乗員を保護するエアバッグシステムは、車両の略中央部に設置され、エアバッグの展開制御を行うエアバッグコントロールユニット１（以下、エアバックＥＣＵ１という）と、乗員を保護するフロントエアバッグ２と、サイドエアバッグ３とにより構成される。
フロントエアバッグ２、サイドエアバッグ３の駆動は、エアバックＥＣＵ１が、車両に搭載された加速度センサやジャイロセンサによって計測される加速度や角速度を電圧信号に変換し、当該電圧信号を内蔵するマイクロコンピュータにより計算することで、衝突や横転の際の大小を演算することにより実現される。そして、この演算値があらかじめ設定した閾値を越えた場合、駆動回路から点火信号が出力されエアバッグが起動される。【００１２】
図２は、図１に示したエアバッグシステムのシステム構成を示す図であり、エアバッグＥＣＵ１と、エアバッグユニット３０とにより構成される。【００１３】
エアバッグＥＣＵ１は、入力信号取得部１１と、デジタル信号処理部１２と、状態判定部１３と、エアバッグ駆動回路１４と、加速度を計測するＧセンサ１５と、ジャイロセンサ１６と、当該Ｇセンサ１５、およびジャイロセンサ１６により計測される、加速度信号成分、角速度信号成分のそれぞれをデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１７とを有する。また、エアバッグユニット３０は、エアバッグ本体３１と、スクイブ（起爆剤）３２とを有する。【００１４】
入力信号取得部１１は、Ａ／Ｄコンバータ１７から加速度信号もしくは角速度信号を取得してデジタル信号処理部１２へ供給する。デジタル信号処理部１２は、連続する第１と第２と第３の区間からなる加速度信号もしくは角速度信号の時系列において、第１と第３の区間に比較して第２の区間の乗算係数を変化させて出力信号を生成し、状態判定部１３へ供給する。上記した区間については図４を用いて後述する。状態判定部１３は、デジタル信号処理部１２により生成される出力信号に基づき車両の衝突もしくは横転判定を行い、エアバッグ駆動回路１４を制御する。【００１５】
図３は、この発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理部１２の内部構成をブロック線図で示したもので、サンプリングの対象となる、連続する第１と第２と第３の区間からなる加速度信号もしくは角速度信号の時系列（Ａ／Ｄコンバータ１７の出力）は、関数演算器（Ｋ1）１２２-1、および遅れ要素（Ｚ-1）１２１-1に入力される。サンプリング値となるＺ-1は後段に順次伝播され、各Ｚ-1の出力に接続されるそれぞれの関数演算器１２２-2〜１２２-nは、各々に設定されたパラメータ（乗算係数Ｋ1〜Ｋ2N+N）に基づき、伝播される各Ｚ-1に対して関数演算を施してＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ処理を施す。また、各関数演算器１２２-1〜１２２-nの出力は加算器１２３により加算され、状態判定部１３としての比較器１２４に供給される。比較器１２４は、入力値である加算器１２３の出力に対してＦＩＲフィルタ処理された値が閾値（ＴＨＲ）を超えるか否かにより衝突判定を行い、加算器１２３の出力がＴＨＲを超えた場合にエアバッグユニット３０を展開する起動信号を出力する構成になっている。【００１６】
図４は、図３に示した各関数演算器１２２-1〜１２２-nに設定するＦＩＲフィルタのパラメータ構成を説明するために示した図である。横軸にサンプリング時間［ｍｓ］を、縦軸に各関数演算器１２２-1〜１２２-nに設定される乗算係数を示す。ここでは、サンプリング時間０〜Ｔの区間（関数演算器Ｋ1〜ＫN'）を第１の区間、Ｔ〜２Ｔの区間（関数演算器ＫN'+1〜ＫN'+N）を第２の区間、２Ｔ〜３Ｔの区間（関数演算器ＫN'+N+1〜Ｋ2N'+N）を第３の区間と称している。
図４から明らかなように、デジタル信号処理部１２は、第２の区間中央を境に、第１と第３の区間の乗算係数を対称とするＦＩＲフィルタで構成される。すなわち、第１と第３の区間における設定値をＡ１、第２の区間における設定値を、第１と第３の区間における設定値より大きな設定値Ａ２とし、ここでは、第１の区間と、第２の区間と、第３の区間における乗算係数の設定値の比率（重み付け）を１：２：１としている。理由は後述する。なお、上記したパラメータは、エアバッグＥＣＵ１内蔵のメモリ（データテーブル）に最適な値が書き込まれているものとする。【００１７】
図５は、この発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理部の動作を説明するために示した図であり、具体的には、入力レベルが同じ振動成分と衝突成分に関して、図４に示す乗算係数が設定されたＦＩＲフィルタを通過させた場合の出力例を示す図である。
図５（ａ）は悪路走行における振動成分を、図５（ｂ）は単発入力における衝突成分を、図５（ｃ）は、ＦＩＲフィルタの出力特性を示し、いずれも、横軸に時間を、縦軸にＧを示している。振動成分と、衝突成分の入力レベルが同じ場合であっても、図５（ｃ）の出力特性に示されるように出力値に大小関係が生じ、振動成分は点線で示す閾値（ＴＨＲ）以下であるためエアバッグ展開信号を出力せず、衝突成分のみＴＨＲを超えるため、ＦＩＲフィルタによりエアバッグ展開信号を出力するような制御が可能になる。【００１８】
図６〜図１０は、この発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理部１２（ＦＩＲフィルタ）に設定されるパラメータ毎の出力特性を説明するために示した図である。ここでは、Ｎを一定としてＮ’を変動（α＝Ｎ’／Ｎ）させ、それぞれ、αを、０．２（図６）、０．４（図７）、０．６（図８）、０．８（図９）、１．０（図１０）とした場合の出力特性をシミュレーションしたものである。
図６〜図１０のいずれも、（ａ）はパラメータを、（ｂ）は悪路走行時に１００Ｈｚの振動成分が入力されるようなケースを想定してその周波数成分をカットするゲイン特性を、（ｃ）は振動成分と衝突成分との出力比較を、（ｄ）はその積分比較を示し、また、（ｃ）（ｄ）において、細線は振動成分を、太線は衝突成分を示す。【００１９】
図６（ａ）、図７（ａ）と、図８（ａ）〜図１０（ａ）とを比較して明らかなように、第１と第３の区間における乗算係数の設定値が、第２の区間の設定値より小さいケース（α＝０．６〜１．０）では、図６（ｃ）、図７（ｃ）と、図８（ｃ）〜図１０（ｃ）とを比較して明らかなように、衝突波形と振動波形とに対応した出力値に差違が生じるため、図８（ｄ）〜図１０（ｄ）に示される積分等、識別のための追加演算が不要になる。
特に、図１０（ｃ）に示すα＝１．０とした場合の出力特性は、振動成分と衝突成分にほぼ２倍の差があらわれ、したがって識別が容易になる他、その波形に相違があらわれるタイミングが最もはやいことがわかる。このときの入力における第１の区間と、第２の区間と、第３の区間の乗算係数の設定値の比率（重み付け）は、図１０（ａ）示されるように、ほぼ、１（０．０２５）：２（０．０５）：１（０．０２５）となっている。【００２０】
上記した実施の形態１によれば、車両に搭載されたセンサから得られる過去の一定時間のデータに対し、区間毎に乗算係数の重み付けを調整したパラメータ構成を持つフィルタ処理を行うことで、衝突波形と振動波形それぞれに対して行われる単純な係数の乗算によって、出力される値（あるいは積分値）に差違が生じるため、その大小による識別が可能となる。また、ＦＩＲフィルタにより、Ｋ1〜ＫN'とＫN'+N+1〜Ｋ2N'+Nを同数、同値とすれば、入力波形が正負で対称な場合、出力も対称となる。更に、正負の入力順序によらず、確実に出力レベルを決定することが可能になる。
このように、振動入力と単発入力との識別性を改善し、また、早いタイミングで識別が可能になるため、悪路走行、ドア強閉、ハンマリング、衝突時の部材の共振等により発生する振動成分を減衰させ、衝突時の減速量に直結する成分を正確、迅速に抽出することができる。したがって、このフィルタの出力に基づき車両の横転・衝突判定を行うことで、車両に搭載されたエアバッグ等を正確に、適正なタイミングで駆動することができる。【００２１】
なお、Ｎ＝Ｎ’、すなわち、α＝１．０の場合の乗算係数の第１の区間と第２の区間と、第３の区間における設定値の比率を１：２：１とすることにより、正弦波以外の周期性のある振動波形に対しても振動成分を減衰させられるといった効果が得られる。
また、乗算係数Ｋ1〜Ｋ2N'+Nは全て同極性としている。これは、ＦＩＲフィルタのパラメータを全てプラスとすることで実現される。マイナスのパラメータを含むＦＩＲフィルタや高次のＩＩＲフィルタでは負成分の入力に対し正の出力が発生するが、閾値が小さく、入力Ｇが過大なケース（オーバーシュート）では誤判定する可能性があり、逆極性の成分を出力しないようにすることでこれを防止できる。更に、ここでは乗算係数Ｋ1〜Ｋ2N'+Nの総和を１としている。入力波形の最終積分値（ＤＣ成分）を保持するためにＬＰＦを使うが、ＦＩＲフィルタのパラメータの総和が１となるように設定することで積分波形に含まれる不安定な高周波成分のみを除去することで衝突速度を保持することができる。【００２２】
実施の形態２．
図１１は、この発明の実施の形態２に係るデジタル信号処理部１２の内部構成をブロック線図で示したものである。
図３に示す実施の形態１との差異は、加算器１２３と、比較器１２４との間に、低レベル成分除去回路１２５と、積分器１２６とを付加したことにある。【００２３】
すなわち、図３を用いて説明したＦＩＲフィルタによる加算器１２３出力に対し、積分器１２６で積分演算を施し、比較器１２４で算出された積分値が一定値（ＴＨＲ）を超えたと判定された場合にエアバッグの展開信号を出力する。単発入力のみではエアバッグの展開判定が不十分なケースに対しても、累積することでより正確な展開判定が可能となる。
なお、低レベル成分除去回路１２５は、振動成分に含まれるＦＩＲフィルタで減衰された絶対値の小さい出力成分を除去して積分器１２６に出力する。低レベル成分除去の方式としては、図１２に示す入出力の関係式を用いて絶対値の小さい成分の除去を実施する。【００２４】
図１２（ａ）によれば、入力＞Ｇ０の場合、出力と入力を同じとし、入力の絶対値＜Ｇ０の場合、出力は０とし、入力＜−Ｇ０の場合、出力と入力を同じとすることにより、低レベル成分の除去を行なう。また、図１２（ｂ）によれば、入力＞Ｇ０の場合、出力は、入力からＧ０を減算した値を出力し、入力の絶対値＜Ｇ０の場合、出力を０とし、入力＜−Ｇ０の場合、出力を入力＋Ｇ０とすることにより、低レベル成分の除去を行なう。【００２５】
図１３は、この発明の実施の形態２に係るデジタル信号処理部の動作を説明するために示した図であり、具体的には、入力レベルが同じ振動成分と衝突成分に関し、図１１に示したＦＩＲフィルタを通した場合の判定例を説明するために示した図である。
図１３（ａ）は、悪路走行時におけるエアバッグ展開不要の振動成分波形と、エアバッグ展開要の衝突成分波形を、図１３（ｂ）は、加算器１２３の出力であるＦＩＲフィルタを通した振動成分波形と衝突成分波形を、図１３（ｃ）は、加算器１２３の出力から低レベル成分除去回路１２５により低レベル成分を除去した振動成分波形と衝突成分波形を、図１３（ｄ）は、更に積分器１２６を介して比較器１２４に入力される振動成分波形と衝突成分波形のそれぞれを示す。なお、図１３中、点線は、閾値レベル（ＴＨＲ）を示す。図１３（ｃ）に示されるように、ＦＩＲフィルタにより出力された成分に対して、低レベル成分除去を実施し、図１３（ｄ）に示されるように衝突成分のみが積分されることがわかる。【００２６】
上記した実施の形態２によれば、積分器１２６により、ＦＩＲフィルタ通過後の検出値の大きさが一定値以下の成分を除外して積分し、この積分器１２６からの出力が所定値以上の場合には横転・衝突が発生したものとみなしてエアバッグを展開させることにより、減衰された振動成分を積分対象外として積分することで、車両の衝突成分と振動成分との識別性が向上する。また、単発入力のみでは十分に閾値に到達しない要件に対しても衝突成分の累積によりエアバッグの展開制御が可能になる。
更に、低レベル成分除去回路１２５により、ＦＩＲフィルタ通過後の不要な低出力成分を除去した検出値に積分を実施することで衝突成分のみの抽出が可能となる。また、抽出した衝突成分の大小を判定することで、誤動作することなく適切なタイミングでエアバッグを起動させることが可能となる。【００２７】
実施の形態３．
図１４は、この発明の実施の形態３に係るデジタル信号処理部１２の内部構成をブロック線図で示したものである。
この発明の実施の形態３に係るデジタル信号処理部１２は、長期区間平均演算器１２７と、乗算器１２８と、短期区間平均演算器１２９と、ディレイ回路１３０と、乗算器１３１と、加算器１２３とにより構成され、加算器１２３の出力は、図３に示す実施の形態１、図１１に示す実施の形態２同様、比較器１２４に供給され、ここで、衝突判定がなされエアバッグの展開制御を行なう構成になっている。【００２８】
具体的には、実施の形態３に係るデジタル信号処理部１２は、車両に搭載されたセンサユニット２０からの信号に対して、長期区間平均演算器１２７と、短期区間平均演算器１２９による長期の区間平均と短期の区間平均処理とを組み合わせ、第１と第３の区間に比べ、第２の区間に対して乗算係数の重み付けを変化させている。更に詳しくは、ディレイ回路１３０により短期の区間平均を所定時間だけ遅らせた出力と、長期の区間平均の出力とをそれぞれ乗算器１２８でα倍、乗算器１３１でβ倍した結果を、加算器１２３で加算することによりＦＩＲフィルタ処理を行う構成としている。
なお、ここで、ディレイ回路１３０による遅延時間は、長期の区間平均の半分としている。区間積分を組み合わせることで特定の遅延時間を設定することにより、実施の形態１で示したデジタル信号処理部１２と同じ効果が得られる。入力波形が正負で対称な場合出力も対称となる。更に、正負の入力順序によらず、確実に出力レベルを決定することが可能になる。【００２９】
上記した実施の形態３によれば、区間平均の組み合わせにより、実施の形態１で示したデジタル信号処理部１２と同様の効果が得られ、更に、実施の形態１で必須のＦＩＲフィルタへパラメータを設定するために必要なデータテーブルを持つ必要がない。【００３０】
実施の形態４．
図１５は、この発明の実施の形態４に係るデジタル信号処理部１２の内部構成をブロック線図で示したものである。
図１４に示す実施の形態３との差異は、加算器１２３と、比較器１２４との間に、低レベル成分除去回路１２５と、積分器１２６とを付加し、更に、ディレイ回路１３０により短期の区間平均を所定時間だけ遅らせた出力を、長期の区間平均の出力から加算器１２３で減算して低レベル成分除去回路１２５に供給することにある。すなわち、図１４を用いて説明したＦＩＲフィルタによる加算器１２３の出力に対し、積分器１２６で積分演算を施し、比較器１２４で算出された積分値が一定値（ＴＨＲ）を超えたと判定された場合にエアバッグの起動信号を出力する。単発入力のみではエアバッグの展開判定が不十分なケースに対しても衝突成分を累積することでより正確な展開判定が可能となる。【００３１】
上記した実施の形態４によれば、短期の区間平均を所定時間遅らせた出力を長期の区間平均の出力から減算する構成とし、減衰された振動成分を積分対象外として積分することで、車両の衝突成分と振動成分との識別性が向上する。また、単発入力のみでは十分に閾値に到達しない要件に対しても衝突成分の累積によりエアバッグの展開制御が可能になる。
更に、低レベル成分除去回路１２５により、ＦＩＲフィルタ通過後の不要な低出力成分を除去した後に積分を実施することで衝突成分のみの抽出が可能となる。また、抽出した衝突成分の大小を判定することで、誤動作することなく適切なタイミングでエアバッグを起動させることが可能となる。なお、図１４に示した実施の形態３と同様、区間平均の組み合わせにより実施の形態１で示したデジタル信号処理部１２と同様の効果が得られ、実施の形態１で必須のＦＩＲフィルタへパラメータを設定するために必要なデータテーブルを持つ必要がない。【００３２】
以上説明のようにこの発明によれば、ＦＩＲフィルタのパラメータを適切に設定することにより、不要な振動成分を除去し、衝突や横転時の減速成分を抽出することができ、正確に、かつ適正なタイミングでエアバッグを駆動することができる。
なお、図２に示すエアバッグＥＣＵ１を構成する、入力信号取得部１１と、デジタル信号処理部１２と、状態判定部１３と、エアバック駆動回路３２のそれぞれが持つ機能は、具体的には、エアバッグＥＣＵ１内蔵のマイクロコンピュータが内蔵のメモリに記録されたプログラムを逐次読み出し実行することにより実現されるものとする。また、上記したエアバッグＥＣＵ１が持つ各構成ブロックの機能は、上記のように全てをソフトウエアによって実現しても、あるいはその少なくとも一部をハードウエアで実現してもよい。例えば、デジタル信号処理部１２や、状態判定部１３における処理は、１または複数のプログラムによりコンピュータ上で実現してもよく、また、その少なくとも一部をハードウエアで実現してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上のように、この発明に係る乗員保護装置は、衝突成分に対して遅延時間を制御して振動成分を減衰させることで、車両に搭載されたエアバック等を正確に、適正なタイミングで駆動することのできる乗員保護装置としたので、車両に搭載されたエアバック等を駆動させる乗員保護装置などに用いるのに適している。
【図１】
2008096486.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年4月13日(2009.4.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、特に、車両に搭載されたエアバッグの展開制御に用いて好適な、乗員保護装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗員保護装置として、例えば、車両の衝突時にエアバッグを展開することにより乗員を保護するエアバッグ装置が知られている。車両の各部に配置されたＧセンサにより車両に加わる衝撃が測定されると、このエアバッグ装置は、その結果得られた測定値をデジタル信号に変換してエアバッグＥＣＵ（電子制御ユニット）に送信し、エアバッグＥＣＵが、受信した衝撃加速度に基づいて衝突の有無を判定することによりフロントエアバッグやサイドエアバッグの駆動制御を行なう。
【０００３】
このため、車両に搭載されたエアバッグの駆動要否を判定する上で、振動成分と衝突成分とを識別することが重要である。例えば、前面衝突の成分の中では悪路走行時に発生する振動成分に対して乗員保護装置の駆動が不要であり、また、側面衝突の成分の中でもドアの強閉時に乗員保護装置の駆動が不要な振動成分が発生するため、これらを演算により除去することが望まれる。同様に、横転に対しても悪路走行時に不要な角速度成分が発生するため、振動成分と横転による衝突成分とを識別することが必要になる。したがって乗員保護装置の起動は不要成分に対して誤動作することなく、かつ、衝突開始から数十ｍｓ以内の早期タイミングで判定する必要がある。
【０００４】
上記した要望に応えるため、従来、車両にＧセンサを搭載し、Ｇセンサにより検出された加速度成分に対して積分を実施し、積分値が一定値を超えた場合に乗員保護装置を起動する方法が採られている。また、ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）型の数次線形フィルタを用いて衝突判定を行い、乗員保護装置を起動する方式も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１４６８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した従来技術によれば、高周波成分を除去するＬＰＦ（ローパスフィルタ）を設定する場合、振動成分を減衰させるために、ＬＰＦのカットオフ周波数を低く、あるいは次数を高く設定する必要があり、一方で、衝突成分を遅延させないために、ＬＰＦのカットオフ周波数を高く、あるいは次数を低く設定する必要があるといった、それぞれ相反する課題を満足させる必要がある。
また、特許文献１に開示された技術によれば、積分を実施する判定方式より判定に要する時間が短く、したがって適正なタイミングでエアバッグの展開制御が可能であるが、振動成分と衝突成分の入力レベルが同じ場合、出力値に差異が生じないため、振動成分と衝突成分との正確な識別が困難であるといった課題がある。
【０００７】
この発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、衝突成分に対して遅延時間を制御して振動成分を減衰させ、車両に搭載されたエアバッグ等を正確に、適正なタイミングで駆動することのできる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】
【０００８】
上記した課題を解決するために、この発明の乗員保護装置は、車両に搭載されたセンサから加速度信号もしくは角速度信号を取得する入力信号取得部と、連続する第１と第２と第３の区間からなる前記加速度信号もしくは角速度信号の時系列において、前記第１と第２と第３の各区間に複数のポイントを有し、前記第１と第３の区間の各ポイントにおける乗算係数に比較して前記第２の区間の各ポイントにおける乗算係数を変化させて出力信号を生成するデジタル信号処理部と、前記出力信号に基づき車両の衝突もしくは横転判定を行う状態判定部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、衝突成分に対して遅延時間を制御して振動成分を減衰させるとともに、車両に搭載されたエアバッグ等を正確に、適正なタイミングで駆動することのできる乗員保護装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】車両に搭載されるエアバッグシステムの一例を示す図である。
【図２】図１に示したエアバッグシステムのシステム構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理部１２の内部構成をブロック線図で示したものである。
【図４】図３に示した各関数演算器に設定するＦＩＲフィルタのパラメータ構成を説明するために示した図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理部の動作を説明するために示した図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理部に設定されるパラメータ毎の出力特性を説明するために示した図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理部に設定されるパラメータ毎の出力特性を説明するために示した図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理部に設定されるパラメータ毎の出力特性を説明するために示した図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理部に設定されるパラメータ毎の出力特性を説明するために示した図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理部に設定されるパラメータ毎の出力特性を説明するために示した図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係るデジタル信号処理部の内部構成をブロック線図で示したものである。
【図１２】この発明の実施の形態２で用いられる低レベル成分除去回路の入出力の関係式を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態２に係るデジタル信号処理部の動作を説明するために示した図である。
【図１４】この発明の実施の形態３に係るデジタル信号処理部の内部構成をブロック線図で示したものである。
【図１５】この発明の実施の形態４に係るデジタル信号処理部の内部構成をブロック線図で示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、車両に搭載されるエアバッグシステムの一例を示す図である。図１に示されるように、車両が前面衝突、側面衝突、あるいは横転した場合に乗員を保護するエアバッグシステムは、車両の略中央部に設置され、エアバッグの展開制御を行うエアバッグコントロールユニット１（以下、エアバックＥＣＵ１という）と、乗員を保護するフロントエアバッグ２と、サイドエアバッグ３とにより構成される。
フロントエアバッグ２、サイドエアバッグ３の駆動は、エアバックＥＣＵ１が、車両に搭載された加速度センサやジャイロセンサによって計測される加速度や角速度を電圧信号に変換し、当該電圧信号を内蔵するマイクロコンピュータにより計算することで、衝突や横転の際の大小を演算することにより実現される。そして、この演算値があらかじめ設定した閾値を越えた場合、駆動回路から点火信号が出力されエアバッグが起動される。
【００１２】
図２は、図１に示したエアバッグシステムのシステム構成を示す図であり、エアバッグＥＣＵ１と、エアバッグユニット３０とにより構成される。
【００１３】
エアバッグＥＣＵ１は、入力信号取得部１１と、デジタル信号処理部１２と、状態判定部１３と、エアバッグ駆動回路１４と、加速度を計測するＧセンサ１５と、ジャイロセンサ１６と、当該Ｇセンサ１５、およびジャイロセンサ１６により計測される、加速度信号成分、角速度信号成分のそれぞれをデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１７とを有する。また、エアバッグユニット３０は、エアバッグ本体３１と、スクイブ（起爆剤）３２とを有する。
【００１４】
入力信号取得部１１は、Ａ／Ｄコンバータ１７から加速度信号もしくは角速度信号を取得してデジタル信号処理部１２へ供給する。デジタル信号処理部１２は、連続する第１と第２と第３の区間からなる加速度信号もしくは角速度信号の時系列において、第１と第３の区間に比較して第２の区間の乗算係数を変化させて出力信号を生成し、状態判定部１３へ供給する。上記した区間については図４を用いて後述する。状態判定部１３は、デジタル信号処理部１２により生成される出力信号に基づき車両の衝突もしくは横転判定を行い、エアバッグ駆動回路１４を制御する。
【００１５】
図３は、この発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理部１２の内部構成をブロック線図で示したもので、サンプリングの対象となる、連続する第１と第２と第３の区間からなる加速度信号もしくは角速度信号の時系列（Ａ／Ｄコンバータ１７の出力）は、関数演算器（Ｋ1）１２２-1、および遅れ要素（Ｚ-1）１２１-1に入力される。サンプリング値となるＺ-1は後段に順次伝播され、各Ｚ-1の出力に接続されるそれぞれの関数演算器１２２-2〜１２２-nは、各々に設定されたパラメータ（乗算係数Ｋ1〜Ｋ2N+N）に基づき、伝播される各Ｚ-1に対して関数演算を施してＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ処理を施す。また、各関数演算器１２２-1〜１２２-nの出力は加算器１２３により加算され、状態判定部１３としての比較器１２４に供給される。比較器１２４は、入力値である加算器１２３の出力に対してＦＩＲフィルタ処理された値が閾値（ＴＨＲ）を超えるか否かにより衝突判定を行い、加算器１２３の出力がＴＨＲを超えた場合にエアバッグユニット３０を展開する起動信号を出力する構成になっている。
【００１６】
図４は、図３に示した各関数演算器１２２-1〜１２２-nに設定するＦＩＲフィルタのパラメータ構成を説明するために示した図である。横軸にサンプリング時間［ｍｓ］を、縦軸に各関数演算器１２２-1〜１２２-nに設定される乗算係数を示す。ここでは、サンプリング時間０〜Ｔの区間（関数演算器Ｋ1〜ＫN'）を第１の区間、Ｔ〜２Ｔの区間（関数演算器ＫN'+1〜ＫN'+N）を第２の区間、２Ｔ〜３Ｔの区間（関数演算器ＫN'+N+1〜Ｋ2N'+N）を第３の区間と称している。
図４から明らかなように、デジタル信号処理部１２は、第２の区間中央を境に、第１と第３の区間の乗算係数を対称とするＦＩＲフィルタで構成される。すなわち、第１と第３の区間における設定値をＡ１、第２の区間における設定値を、第１と第３の区間における設定値より大きな設定値Ａ２とし、ここでは、第１の区間と、第２の区間と、第３の区間における乗算係数の設定値の比率（重み付け）を１：２：１としている。理由は後述する。なお、上記したパラメータは、エアバッグＥＣＵ１内蔵のメモリ（データテーブル）に最適な値が書き込まれているものとする。
【００１７】
図５は、この発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理部の動作を説明するために示した図であり、具体的には、入力レベルが同じ振動成分と衝突成分に関して、図４に示す乗算係数が設定されたＦＩＲフィルタを通過させた場合の出力例を示す図である。
図５（ａ）は悪路走行における振動成分を、図５（ｂ）は単発入力における衝突成分を、図５（ｃ）は、ＦＩＲフィルタの出力特性を示し、いずれも、横軸に時間を、縦軸にＧを示している。振動成分と、衝突成分の入力レベルが同じ場合であっても、図５（ｃ）の出力特性に示されるように出力値に大小関係が生じ、振動成分は点線で示す閾値（ＴＨＲ）以下であるためエアバッグ展開信号を出力せず、衝突成分のみＴＨＲを超えるため、ＦＩＲフィルタによりエアバッグ展開信号を出力するような制御が可能になる。
【００１８】
図６〜図１０は、この発明の実施の形態１に係るデジタル信号処理部１２（ＦＩＲフィルタ）に設定されるパラメータ毎の出力特性を説明するために示した図である。ここでは、Ｎを一定としてＮ’を変動（α＝Ｎ’／Ｎ）させ、それぞれ、αを、０．２（図６）、０．４（図７）、０．６（図８）、０．８（図９）、１．０（図１０）とした場合の出力特性をシミュレーションしたものである。
図６〜図１０のいずれも、（ａ）はパラメータを、（ｂ）は悪路走行時に１００Ｈｚの振動成分が入力されるようなケースを想定してその周波数成分をカットするゲイン特性を、（ｃ）は振動成分と衝突成分との出力比較を、（ｄ）はその積分比較を示し、また、（ｃ）（ｄ）において、細線は振動成分を、太線は衝突成分を示す。
【００１９】
図６（ａ）、図７（ａ）と、図８（ａ）〜図１０（ａ）とを比較して明らかなように、第１と第３の区間における乗算係数の設定値が、第２の区間の設定値より小さいケース（α＝０．６〜１．０）では、図６（ｃ）、図７（ｃ）と、図８（ｃ）〜図１０（ｃ）とを比較して明らかなように、衝突波形と振動波形とに対応した出力値に差違が生じるため、図８（ｄ）〜図１０（ｄ）に示される積分等、識別のための追加演算が不要になる。
特に、図１０（ｃ）に示すα＝１．０とした場合の出力特性は、振動成分と衝突成分にほぼ２倍の差があらわれ、したがって識別が容易になる他、その波形に相違があらわれるタイミングが最もはやいことがわかる。このときの入力における第１の区間と、第２の区間と、第３の区間の乗算係数の設定値の比率（重み付け）は、図１０（ａ）示されるように、ほぼ、１（０．０２５）：２（０．０５）：１（０．０２５）となっている。
【００２０】
上記した実施の形態１によれば、車両に搭載されたセンサから得られる過去の一定時間のデータに対し、区間毎に乗算係数の重み付けを調整したパラメータ構成を持つフィルタ処理を行うことで、衝突波形と振動波形それぞれに対して行われる単純な係数の乗算によって、出力される値（あるいは積分値）に差違が生じるため、その大小による識別が可能となる。また、ＦＩＲフィルタにより、Ｋ1〜ＫN'とＫN'+N+1〜Ｋ2N'+Nを同数、同値とすれば、入力波形が正負で対称な場合、出力も対称となる。更に、正負の入力順序によらず、確実に出力レベルを決定することが可能になる。
このように、振動入力と単発入力との識別性を改善し、また、早いタイミングで識別が可能になるため、悪路走行、ドア強閉、ハンマリング、衝突時の部材の共振等により発生する振動成分を減衰させ、衝突時の減速量に直結する成分を正確、迅速に抽出することができる。したがって、このフィルタの出力に基づき車両の横転・衝突判定を行うことで、車両に搭載されたエアバッグ等を正確に、適正なタイミングで駆動することができる。
【００２１】
なお、Ｎ＝Ｎ’、すなわち、α＝１．０の場合の乗算係数の第１の区間と第２の区間と、第３の区間における設定値の比率を１：２：１とすることにより、正弦波以外の周期性のある振動波形に対しても振動成分を減衰させられるといった効果が得られる。
また、乗算係数Ｋ1〜Ｋ2N'+Nは全て同極性としている。これは、ＦＩＲフィルタのパラメータを全てプラスとすることで実現される。マイナスのパラメータを含むＦＩＲフィルタや高次のＩＩＲフィルタでは負成分の入力に対し正の出力が発生するが、閾値が小さく、入力Ｇが過大なケース（オーバーシュート）では誤判定する可能性があり、逆極性の成分を出力しないようにすることでこれを防止できる。更に、ここでは乗算係数Ｋ1〜Ｋ2N'+Nの総和を１としている。入力波形の最終積分値（ＤＣ成分）を保持するためにＬＰＦを使うが、ＦＩＲフィルタのパラメータの総和が１となるように設定することで積分波形に含まれる不安定な高周波成分のみを除去することで衝突速度を保持することができる。
【００２２】
実施の形態２．
図１１は、この発明の実施の形態２に係るデジタル信号処理部１２の内部構成をブロック線図で示したものである。
図３に示す実施の形態１との差異は、加算器１２３と、比較器１２４との間に、低レベル成分除去回路１２５と、積分器１２６とを付加したことにある。
【００２３】
すなわち、図３を用いて説明したＦＩＲフィルタによる加算器１２３出力に対し、積分器１２６で積分演算を施し、比較器１２４で算出された積分値が一定値（ＴＨＲ）を超えたと判定された場合にエアバッグの展開信号を出力する。単発入力のみではエアバッグの展開判定が不十分なケースに対しても、累積することでより正確な展開判定が可能となる。
なお、低レベル成分除去回路１２５は、振動成分に含まれるＦＩＲフィルタで減衰された絶対値の小さい出力成分を除去して積分器１２６に出力する。低レベル成分除去の方式としては、図１２に示す入出力の関係式を用いて絶対値の小さい成分の除去を実施する。
【００２４】
図１２（ａ）によれば、入力＞Ｇ０の場合、出力と入力を同じとし、入力の絶対値＜Ｇ０の場合、出力は０とし、入力＜−Ｇ０の場合、出力と入力を同じとすることにより、低レベル成分の除去を行なう。また、図１２（ｂ）によれば、入力＞Ｇ０の場合、出力は、入力からＧ０を減算した値を出力し、入力の絶対値＜Ｇ０の場合、出力を０とし、入力＜−Ｇ０の場合、出力を入力＋Ｇ０とすることにより、低レベル成分の除去を行なう。
【００２５】
図１３は、この発明の実施の形態２に係るデジタル信号処理部の動作を説明するために示した図であり、具体的には、入力レベルが同じ振動成分と衝突成分に関し、図１１に示したＦＩＲフィルタを通した場合の判定例を説明するために示した図である。
図１３（ａ）は、悪路走行時におけるエアバッグ展開不要の振動成分波形と、エアバッグ展開要の衝突成分波形を、図１３（ｂ）は、加算器１２３の出力であるＦＩＲフィルタを通した振動成分波形と衝突成分波形を、図１３（ｃ）は、加算器１２３の出力から低レベル成分除去回路１２５により低レベル成分を除去した振動成分波形と衝突成分波形を、図１３（ｄ）は、更に積分器１２６を介して比較器１２４に入力される振動成分波形と衝突成分波形のそれぞれを示す。なお、図１３中、点線は、閾値レベル（ＴＨＲ）を示す。図１３（ｃ）に示されるように、ＦＩＲフィルタにより出力された成分に対して、低レベル成分除去を実施し、図１３（ｄ）に示されるように衝突成分のみが積分されることがわかる。
【００２６】
上記した実施の形態２によれば、積分器１２６により、ＦＩＲフィルタ通過後の検出値の大きさが一定値以下の成分を除外して積分し、この積分器１２６からの出力が所定値以上の場合には横転・衝突が発生したものとみなしてエアバッグを展開させることにより、減衰された振動成分を積分対象外として積分することで、車両の衝突成分と振動成分との識別性が向上する。また、単発入力のみでは十分に閾値に到達しない要件に対しても衝突成分の累積によりエアバッグの展開制御が可能になる。
更に、低レベル成分除去回路１２５により、ＦＩＲフィルタ通過後の不要な低出力成分を除去した検出値に積分を実施することで衝突成分のみの抽出が可能となる。また、抽出した衝突成分の大小を判定することで、誤動作することなく適切なタイミングでエアバッグを起動させることが可能となる。
【００２７】
実施の形態３．
図１４は、この発明の実施の形態３に係るデジタル信号処理部１２の内部構成をブロック線図で示したものである。
この発明の実施の形態３に係るデジタル信号処理部１２は、長期区間平均演算器１２７と、乗算器１２８と、短期区間平均演算器１２９と、ディレイ回路１３０と、乗算器１３１と、加算器１２３とにより構成され、加算器１２３の出力は、図３に示す実施の形態１、図１１に示す実施の形態２同様、比較器１２４に供給され、ここで、衝突判定がなされエアバッグの展開制御を行なう構成になっている。
【００２８】
具体的には、実施の形態３に係るデジタル信号処理部１２は、車両に搭載されたセンサユニット２０からの信号に対して、長期区間平均演算器１２７と、短期区間平均演算器１２９による長期の区間平均と短期の区間平均処理とを組み合わせ、第１と第３の区間に比べ、第２の区間に対して乗算係数の重み付けを変化させている。更に詳しくは、ディレイ回路１３０により短期の区間平均を所定時間だけ遅らせた出力と、長期の区間平均の出力とをそれぞれ乗算器１２８でα倍、乗算器１３１でβ倍した結果を、加算器１２３で加算することによりＦＩＲフィルタ処理を行う構成としている。
なお、ここで、ディレイ回路１３０による遅延時間は、長期の区間平均の半分としている。区間積分を組み合わせることで特定の遅延時間を設定することにより、実施の形態１で示したデジタル信号処理部１２と同じ効果が得られる。入力波形が正負で対称な場合出力も対称となる。更に、正負の入力順序によらず、確実に出力レベルを決定することが可能になる。
【００２９】
上記した実施の形態３によれば、区間平均の組み合わせにより、実施の形態１で示したデジタル信号処理部１２と同様の効果が得られ、更に、実施の形態１で必須のＦＩＲフィルタへパラメータを設定するために必要なデータテーブルを持つ必要がない。
【００３０】
実施の形態４．
図１５は、この発明の実施の形態４に係るデジタル信号処理部１２の内部構成をブロック線図で示したものである。
図１４に示す実施の形態３との差異は、加算器１２３と、比較器１２４との間に、低レベル成分除去回路１２５と、積分器１２６とを付加し、更に、ディレイ回路１３０により短期の区間平均を所定時間だけ遅らせた出力を、長期の区間平均の出力から加算器１２３で減算して低レベル成分除去回路１２５に供給することにある。すなわち、図１４を用いて説明したＦＩＲフィルタによる加算器１２３の出力に対し、積分器１２６で積分演算を施し、比較器１２４で算出された積分値が一定値（ＴＨＲ）を超えたと判定された場合にエアバッグの起動信号を出力する。単発入力のみではエアバッグの展開判定が不十分なケースに対しても衝突成分を累積することでより正確な展開判定が可能となる。
【００３１】
上記した実施の形態４によれば、短期の区間平均を所定時間遅らせた出力を長期の区間平均の出力から減算する構成とし、減衰された振動成分を積分対象外として積分することで、車両の衝突成分と振動成分との識別性が向上する。また、単発入力のみでは十分に閾値に到達しない要件に対しても衝突成分の累積によりエアバッグの展開制御が可能になる。
更に、低レベル成分除去回路１２５により、ＦＩＲフィルタ通過後の不要な低出力成分を除去した後に積分を実施することで衝突成分のみの抽出が可能となる。また、抽出した衝突成分の大小を判定することで、誤動作することなく適切なタイミングでエアバッグを起動させることが可能となる。なお、図１４に示した実施の形態３と同様、区間平均の組み合わせにより実施の形態１で示したデジタル信号処理部１２と同様の効果が得られ、実施の形態１で必須のＦＩＲフィルタへパラメータを設定するために必要なデータテーブルを持つ必要がない。
【００３２】
以上説明のようにこの発明によれば、ＦＩＲフィルタのパラメータを適切に設定することにより、不要な振動成分を除去し、衝突や横転時の減速成分を抽出することができ、正確に、かつ適正なタイミングでエアバッグを駆動することができる。
なお、図２に示すエアバッグＥＣＵ１を構成する、入力信号取得部１１と、デジタル信号処理部１２と、状態判定部１３と、エアバック駆動回路３２のそれぞれが持つ機能は、具体的には、エアバッグＥＣＵ１内蔵のマイクロコンピュータが内蔵のメモリに記録されたプログラムを逐次読み出し実行することにより実現されるものとする。また、上記したエアバッグＥＣＵ１が持つ各構成ブロックの機能は、上記のように全てをソフトウエアによって実現しても、あるいはその少なくとも一部をハードウエアで実現してもよい。例えば、デジタル信号処理部１２や、状態判定部１３における処理は、１または複数のプログラムによりコンピュータ上で実現してもよく、また、その少なくとも一部をハードウエアで実現してもよい。
【００３３】
以上のように、この発明に係る乗員保護装置は、衝突成分に対して遅延時間を制御して振動成分を減衰させることで、車両に搭載されたエアバック等を正確に、適正なタイミングで駆動することのできる乗員保護装置としたので、車両に搭載されたエアバック等を駆動させる乗員保護装置などに用いるのに適している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたセンサから加速度信号もしくは角速度信号を取得する入力信号取得部と、
連続する第１と第２と第３の区間からなる前記加速度信号もしくは角速度信号の時系列において、前記第１と第２と第３の各区間に複数のポイントを有し、前記第１と第３の区間の各ポイントにおける乗算係数に比較して前記第２の区間の各ポイントにおける乗算係数を変化させて出力信号を生成するデジタル信号処理部と、
前記出力信号に基づき車両の衝突もしくは横転判定を行う状態判定部と、
を備えたことを特徴とする乗員保護装置。
【請求項２】
前記デジタル信号処理部は、
前記第２の区間を境に、前記第１と第３の区間の乗算係数を対称とするＦＩＲフィルタで構成されることを特徴とする請求項１記載の乗員保護装置。
【請求項３】
前記デジタル信号処理部は、
前記第２の区間における乗算係数を、前記第１、第３の区間における乗算係数より大きな値を設定することを特徴とする請求項２記載の乗員保護装置。
【請求項４】
前記デジタル信号処理部は、
前記第１の区間から第３の区間における乗算係数の設定値を１：２：１とすることを特徴とする請求項３記載の乗員保護装置。
【請求項５】
前記状態判定部は、
前記デジタル信号処理部が、前記第２の区間における乗算係数を前記第１、第３の区間における乗算係数より小さな値に設定することにより生成される出力信号を積分し、前記積分して得られる出力信号が所定の値以上となった場合に前記車両の衝突もしくは横転判定を行うことを特徴とする請求項１記載の乗員保護装置。
【請求項６】
前記デジタル信号処理部は、
前記第１の区間から第３の区間における乗算係数を全て同一極性に設定することを特徴とする請求項１記載の乗員保護装置。
【請求項７】
前記デジタル信号処理部は、
前記第１の区間から第３の区間における乗算係数の総和を１に設定することを特徴とする請求項２記載の乗員保護装置。
【請求項８】
前記デジタル信号処理部は、
前記加速度信号もしくは角速度信号の複数の区間平均処理を行い、前記区間平均処理結果を組み合わせて前記第１と第３の区間に比較して前記第２の区間の乗算係数を変化させて出力信号を生成することを特徴とする請求項１記載の乗員保護装置。
【請求項９】
前記デジタル信号処理部は、
比較的短期の区間平均を所定時間遅延させた出力と、前記区間よりは長期の区間平均出力とを加算して出力信号を生成することを特徴とする請求項８記載の乗員保護装置。
【請求項１０】
前記状態判定部は、
前記デジタル信号処理部が、短期の区間平均を所定時間遅延させた出力を長期の区間平均出力から減算することにより生成される出力信号を積分し、前記積分して得られる出力信号が所定の値以上となった場合に前記車両の衝突もしくは横転判定を行うことを特徴とする請求項８記載の乗員保護装置。
【請求項１１】
前記状態判定部は、
前記デジタル信号処理部により生成される出力信号の振幅が所定値以下の成分を除去して積分を行なうことを特徴とする請求項５記載の乗員保護装置。
【請求項１２】
前記デジタル信号処理部は、
前記遅延時間を、前記長期の区間平均の半分に設定することを特徴とする請求項９記載の乗員保護装置。
【国際調査報告】
2008096486.tif 000018
2008096486.tif 000019
2008096486.tif 000020
2008096486.tif 000021