(57)【要約】【課題】  高速正面衝突だけでなく高速斜め衝突および高速オフセット衝突の場合も２段目のインフレータを適切なタイミングで且つ確実に点火できるようする。【解決手段】  フロントＧ積分手段１６は、車両の前方略中央に配置されたフロントＧセンサ２の出力を積分しフロントＧ積分値を求める。センタＧ積分手段１７は、車両の略中央部に配置されたセンタＧセンサ３の出力を積分しセンタＧ積分値を求める。減算手段１８は、フロントＧ積分値からセンタＧ積分値を減算し減算値を求める。１段目点火判断手段１９は、減算値が１段目点火しきい値ＴＨ１を越えた時点で１段目点火指令を発生し、１段目インフレータ６１を作動させてエアバッグを半展開させる。２段目点火判断手段２１は、減算値が２段目点火しきい値ＴＨ１を越えた時点で２段目点火指令を発生し、２段目インフレータ６２を作動させてエアバッグを全展開させる。【選択図】        図１
2006027289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前方の略中央に取り付けられ車両の前後方向の加速度を検出するフロントＧセンサと、
前記フロントＧセンサの取り付け位置よりも車両の前後方向および左右方向の略中央側に取り付けられ車両の前後方向の加速度を検出するセンタＧセンサと、
前記フロントＧセンサによって検出された加速度が予め設定した衝突判断しきい値を越えた時点で積分開始指令を発生する積分開始制御手段と、
前記積分開始指令に基づいてフロントＧセンサの出力を時間積分してフロントＧ積分値を求めるフロントＧ積分手段と、
前記積分開始指令に基づいてセンタＧセンサの出力を時間積分してセンタＧ積分値を求めるセンタＧ積分手段と、
前記フロントＧ積分値から前記センタＧ積分値を減算して減算値を求める減算手段と、
前記減算値と積分開始時点からの経過時間に対応して予め設定した１段目点火しきい値および２段目点火しきい値とを比較し、減算値が１段目点火しきい値に達した時点で１段目点火指令を出力し、減算値が２段目点火しきい値に達した時点で２段目点火指令を出力する点火判断手段と、
前記１段目点火指令に基づいてエアバッグの１段目のインフレータを点火させ、前記２段目点火指令に基づいてエアバッグの２段目のインフレータを点火させるエアバッグ展開駆動手段と
を備えることを特徴とする乗員保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両衝突の際に２つのインフレータを順に点火することでエアバッグを段階的に展開して乗員を保護する乗員保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
単一の加速度センサにより検知された加速度の経時変化（加速度の時間による積分値と加速度の時間による微分値）から衝突速度の大きさを判定し、衝突速度が著しく弱いときには各インフレータを作動させず、衝突速度が中くらいのときは第１のインフレータを作動させ、衝突速度が大きいときにはまず第１のインフレータを作動させた後に第２のインフレータを作動させるようにしたエアバッグ装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
単一の加速度センサで加速度を検出し、制御回路において加速度、加速度の大きさ、加速度の経時変化、および速度の低減量を求め、これらから衝撃の規模を検知し、それに応じて各インフレータを作動させるようにした乗員保護装置が提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
単一の加速度センサによって車両の減速加速度を検出し、その時間積分である速度積分値を算出し、速度積分値が第１のしきい値を越えたことを検出して第１のインフレータを起動し、その後、第２のしきい値を越えた時点で第２のインフレータを起動するようにしたものであって、オフセット衝突において第１のインフレータ点火後の減速加速度の積分値が停滞してしまうことがあっても第２のインフレータが確実に点火できるように演算処理に工夫を施した乗員保護装置の起動制御装置が提案されている（特許文献３参照）。
【０００５】
車両前端部に配置されて衝突の初期段階のレベルの加速度信号を検出して第１衝突判断信号を出力し、またその後の初期段階よりも大きなレベルの加速度信号を検出して第２衝突判断信号を出力する第１衝突検出ユニットと、車室内側に配置されて衝突の初期段階のレベルの加速度信号を検出して第３衝突判断信号を出力し、またその後の初期段階よりも大きなレベルの加速度信号を検出して第４衝突判断信号を出力する第２衝突検出ユニットと、第１および第３衝突判断信号の論理積をとり、第１回目のエアバッグ展開信号を出力する第１アンドゲートと、第２および第４衝突判断信号の論理積をとり、第２回目のエアバッグ展開信号を出力する第２アンドゲートとを備え、第１回目のエアバッグ展開信号を受けてエアバッグを半展開させ、第２回目のエアバッグ展開信号を受けてエアバッグを全展開させる乗員保護装置は知られている（特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平１０−２９４９４号公報
【特許文献２】特開２００４−１３１０８４号公報
【特許文献３】特開平１１−２６３１８８号公報
【特許文献４】特開２００１−１０４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
加速度センサによって検出された加速度を積分し、その積分値が第１のしきい値を越えた時点で１段目のインフレータを点火し、第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値を越えた時点で２段目のインフレータを点火する構成の乗員保護装置において、低速正面衝突の場合は１段目インフレータを点火させ、高速正面衝突の場合は１段目および２段目のインフレータを点火させるように第１および第２のしきい値を設定した場合、高速斜め衝突および高速オフセット衝突の際に加速度の積分値が第１のしきい値を越えるが第２のしきい値を越えるまでには至らないことがあり、２段目のインフレータが点火されないことがある。
【０００７】
図３は上記の問題点を示すグラフである。横軸は衝突発生時点からの経過時間を示し、縦軸は加速度センサによって検出された加速度の積分値（衝突発生時点からの時間積分値）を示している。加速度センサは車両の前端部に取り付けられたもの（フロントＧセンサ）であってもよいし、車両の略中央部に取り付けられたもの（センタＧセンサ）ものであってもよい。ｔｈ１は１段目のインフレータを点火させるしきい値であり、ｔｈ２は第２段目のインフレータを点火させるしきい値である。符号ａは低速（例えば時速２６キロメートル）正面衝突の場合の積分値の変化特性を示している。符号ｂは高速（例えば時速３５キロメートル）正面衝突の場合の積分値の変化特性を示している。符号ｃは高速オフセット衝突および高速斜め衝突（例えば時速６４キロメートルでのオフセット衝突および時速４０キロメートルでの斜め衝突）の場合の積分値の変化特性を示している。符号ｃに示したように、高速斜め衝突および高速オフセット衝突の場合は、加速度の積分値が第１のしきい値ｔｈ１を越えるが第２のしきい値ｔｈ２を越えるまでには至らないことがあり、２段目のインフレータが点火されないことがある。また、高速斜め衝突および高速オフセット衝突の場合は、加速度の積分値が第２のしきい値に達するまでに時間がかかることがあり、２段目のインフレータの点火タイミングが適切ではなくなることがある。
【０００８】
本発明はこのような課題を解決するためなされたもので、高速正面衝突だけでなく高速斜め衝突および高速オフセット衝突の場合も２段目のインフレータを適切なタイミングで且つ確実に点火できるようにした乗員保護装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため本発明に係る乗員保護装置は、車両前方の略中央に取り付けられ車両の前後方向の加速度を検出するフロントＧセンサと、フロントＧセンサの取り付け位置よりも車両の前後方向および左右方向の略中央側に取り付けられ車両の前後方向の加速度を検出するセンタＧセンサと、フロントＧセンサによって検出された加速度が予め設定した衝突判断しきい値を越えた時点で積分開始指令を発生する積分開始制御手段と、積分開始指令に基づいてフロントＧセンサの出力を時間積分してフロントＧ積分値を求めるフロントＧ積分手段と、積分開始指令に基づいてセンタＧセンサの出力を時間積分してセンタＧ積分値を求めるセンサＧ積分手段と、フロントＧ積分値からセンタＧ積分値を減算して減算値を求める減算手段と、減算値と積分開始時点からの経過時間に対応して予め設定した１段目点火しきい値および２段目点火しきい値とを比較し、減算値が１段目点火しきい値に達した時点で１段目点火指令を出力し、減算値が２段目点火しきい値に達した時点で２段目点火指令を出力する点火判断手段と、１段目点火指令に基づいてエアバッグの１段目のインフレータを点火させ、前記２段目点火指令に基づいてエアバッグの２段目のインフレータを点火させるエアバッグ展開駆動手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る乗員保護装置は、フロントＧセンサの出力を時間積分して得たフロントＧ積分値からセンタＧセンサの出力を時間積分して得たセンタＧ積分値を減算して減算値を求め、その減算値に基づいて１段目および２段目のインフレータの点火判断を行う構成としたので、高速正面衝突だけでなく高速斜め衝突および高速オフセット衝突の場合も２段目のインフレータを適切なタイミングで且つ確実に点火できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は本発明の実施例に係る乗員保護装置のブロック構成図である。本発明に係る乗員保護装置１は、フロントＧセンサ（フロント加速度センサ）２と、センタＧセンサ（センタ加速度センサ）３と、エアバッグ展開判断手段４と、エアバッグ展開駆動手段５と、エアバッグ装置６とからなる。
【００１３】
フロントＧセンサ２は、車両前部の略中央（例えばラジエータグリルの近傍）に取り付けられている。このフロントＧセンサ２は、車両の前後方向の加速度を検出して加速度検出出力信号を出力する。
【００１４】
センタＧセンサ３は、車両の前後方向および左右方向の略中央（例えば車室内のフロアトンネル部やシフトレバー近傍の床面）に取り付けられている。このセンタＧセンサ３は、車両の前後方向の加速度を検出して加速度検出出力信号を出力する。なお、センタＧセンサ３は、厳密に車両の前後方向の略中央に配置されていなくてもよく、フロントＧセンサ２よりも車両の前後方向中央側に配置されていればよい。
【００１５】
なお、フロントＧセンサ２およびセンタＧセンサ３は、加速度が加わっていない状態の出力電圧を０とした場合に、減速方向の加速度（減速加速度）を正（＋）の値として出力し、加速方向の加速度を負（−）の値として出力する。
【００１６】
エアバッグ展開判断手段４は、各ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１１，１２と、各Ａ／Ｄ変換器１３，１４と、積分開始制御手段１５と、フロントＧ積分手段１６と、センタＧ積分手段１７と、減算手段１８と、１段目点火判断手段１９と、１段目点火しきい値発生手段２０と、２段目点火判断手段２１と、２段目点火しきい値発生手段２２とを備える。１段目および２段目点火判断手段１９、２１と１段目および２段目点火しきい値発生手段２０，２２とで特許請求の範囲に記載した点火判断手段を構成している。
【００１７】
フロントＧセンサ２の加速度検出出力信号は、ＬＰＦ１１によって高周波ノイズ成分が除去されるとともに車両の衝突に係る低周波成分が抽出されてＡ／Ｄ変換器１３へ供給され、Ａ／Ｄ変換器１３によってデジタル信号に変換される。なお、ＬＰＦ１１の前段にハイパスフィルタ（図示しない）を設け、フロントＧセンサ２の出力電圧のドリフトの影響を排除するようにしてもよい。Ａ／Ｄ変換器１３から出力されたフロント加速度デジタル信号（フロント加速度データ）は、積分開始制御手段１５およびフロントＧ積分手段１６へ供給される。
【００１８】
積分開始制御手段１５は、フロント加速度デジタル信号（フロント加速度データ）に基づいてフロント加速度を常時監視しており、フロント加速度が予め設定した衝突判断しきい値（例えば２Ｇ〜４Ｇ）を越えた時点で積分開始指令１５ａを発生する。また、積分開始制御手段１５は、フロント加速度が予め設定した衝突判断しきい値（例えば２Ｇ〜４Ｇ）未満の状態が予め設定した時間（例えば１００ミリ秒）継続した場合には、リセット指令１５ｂを発生する。積分開始指令１５ａは、フロントＧ積分手段１６、センタＧ積分手段１７、１段目点火しきい値発生手段２０および２段目点火しきい値発生手段２２へそれぞれ供給される。リセット指令１５ｂは、フロントＧ積分手段１６およびセンタＧ積分手段１７へそれぞれ供給される。
【００１９】
フロントＧ積分手段１６は、積分開始指令１５ａが供給された時点からフロント加速度デジタル信号（フロント加速度データ）に基づいてフロント加速度の時間積分を開始する。フロントＧ積分手段１６は、フロント加速度の時間積分をリセット指令１５ｂが供給されるまで継続し、リセット指令１５ｂが供給された時点で積分値をゼロにクリアする。フロント加速度の時間積分値（フロントＧ積分値）は減算手段１８へ供給される。
【００２０】
センタＧセンサ３の加速度検出出力信号は、ＬＰＦ１２によって高周波ノイズ成分が除去されるとともに車両の衝突に係る低周波成分が抽出されてＡ／Ｄ変換器１４へ供給され、Ａ／Ｄ変換器１４によってデジタル信号に変換される。なお、ＬＰＦ１２の前段にハイパスフィルタ（図示しない）を設け、センタＧセンサ３の出力電圧のドリフトの影響を排除するようにしてもよい。Ａ／Ｄ変換器１４から出力されたセンタ加速度デジタル信号（センタ加速度データ）は、センタＧ積分手段１７へ供給される。
【００２１】
センタＧ積分手段１７は、積分開始指令１５ａが供給された時点からセンタ加速度デジタル信号（センタ加速度データ）に基づいてセンタ加速度の時間積分を開始する。センタＧ積分手段１７は、センタ加速度の時間積分をリセット指令１５ｂが供給されるまで継続し、リセット指令１５ｂが供給された時点で積分値をゼロにクリアする。センタ加速度の時間積分値（センタＧ積分値）は減算手段１８へ供給される。
【００２２】
減算手段１８は、フロント加速度の時間積分値（フロントＧ積分値）からセンタ加速度の時間積分値（センタＧ積分値）を減算して出力する。減算手段１８から出力された減算値は、１段目点火判断手段１９および２段目点火判断手段２１へそれぞれ供給される。
【００２３】
１段目点火しきい値発生手段２０は、積分開始指令１５ａが供給された時点からの経過時間に対応して予め設定された１段目点火しきい値ＴＨ１を発生する。この１段目点火しきい値ＴＨ１は１段目点火判断手段１９へ供給される。
【００２４】
１段目点火判断手段１９は、フロント加速度の時間積分値（フロントＧ積分値）からセンタ加速度の時間積分値（センタＧ積分値）を減算して得た減算値と１段目点火しきい値ＴＨ１とを比較し、減算値が１段目点火しきい値を越えた時点で１段目点火指令を出力する。
【００２５】
２段目点火しきい値発生手段２２は、積分開始指令１５ａが供給された時点からの経過時間に対応して予め設定された２段目点火しきい値ＴＨ２を発生する。この２段目点火しきい値ＴＨ２は２段目点火判断手段２１へ供給される。
【００２６】
２段目点火判断手段２１は、フロント加速度の時間積分値（フロントＧ積分値）からセンタ加速度の時間積分値（センタＧ積分値）を減算して得た減算値と２段目点火しきい値ＴＨ２とを比較し、減算値が２段目点火しきい値ＴＨ２を越えた時点で２段目点火指令を出力する。
【００２７】
１段目点火しきい値ＴＨ１は低速衝突を検出できるように設定している。２段目点火しきい値ＴＨ２は、１段目点火しきい値ＴＨ１よりも大きな値であって高速衝突を検出できるように設定している。
【００２８】
エアバッグ装置６は、１段目インフレータ６１と２段目インフレータ６２とを備えた２段式のものであり、１段目および２段目スクイブ６１１，６２１によって点火される各ガス発生材（図示しない）や発生したガスによって膨張するバッグ（図示しない）等を備えている。
【００２９】
エアバッグ展開駆動手段５は、１段目点火指令に基づいて１段目スクイブ６１１へ通電して点火させる１段目点火回路５１と、２段目点火指令に基づいて２段目スクイブ６２１へ通電して点火させる２段目点火回路５２とを備える。
【００３０】
なお、２段目点火判断手段２１は、１段目点火判断手段１９によって１段目点火指令が出力された時点から所定時間（例えば１００ミリ秒）が経過するまでに減算値が２段目点火しきい値ＴＨ２を越えない場合には、１段目点火指令が出力された時点から所定時間（例えば１００ミリ秒）が経過して時点で２段目点火指令（強制点火指令）を出力させるようにしてもよい。これにより、エアバッグ装置６が作動した後に未使用の火薬が残されることがない。また、２段目点火判断手段２１によって上記の強制点火指令を出力するのではなく、２段目点火回路５２が上記の強制点火指令を出力する構成としてもよい。
【００３１】
図２は本発明の実施例に係る乗員保護装置の動作を説明するグラフである。横軸は、積分開始制御手段１５によって積分開始指令１５ａが出力された時点からの経過時間（衝突時点からの経過時間）を示している。縦軸は、減算手段１８の出力である減算値（フロントＧ積分値−センタＧ積分値）を示している。符号ＴＨ１は１段目点火しきい値発生手段２０によって発生された１段目点火しきい値を示し、符号ＴＨ２は２段目点火しきい値発生手段２２によって発生された２段目点火しきい値を示している。
【００３２】
符号Ａは、低速正面衝突（例えば時速２６キロメートルの正面衝突（フルラップ衝突））の減算値の変化特性を示している。低速正面衝突の場合は、時点ｔａで減算値が１段目点火しきい値ＴＨ１を越え、この時点で１段目点火判断手段１９から１段目点火指令が出力され、１段目点火回路５１を介して１段目スクイブ６１１が点火され１段目インフレータ６１が作動してエアバッグが半展開（低圧膨張）される。低速正面衝突の減算値の変化は、２段目点火しきい値ＴＨ２を越えるまで増大しないので、２段目点火しきい値ＴＨ２に基づく２段目点火指令は発生しない。その替わりに、１段目点火指令が出力された時点から所定時間（例えば１００ミリ秒）が経過した時点で強制点火指令が発生され、２段目インフレータ６２が作動してエアバッグが全展開（高圧膨張）される。
【００３３】
符号Ｂは、高速正面衝突（例えば時速３５キロメートルの正面衝突（フルラップ衝突））の減算値の変化特性を示している。高速正面衝突の場合は、時点ｔｄで減算値が１段目点火しきい値ＴＨ１を越え、この時点で１段目点火判断手段１９から１段目点火指令が出力されてエアバッグが半展開（低圧膨張）される。さらに、時点ｔｃで減算値が２段目点火しきい値ＴＨ２を越え、この時点で２段目点火判断手段２１から２段目点火指令が出力され、２段目点火回路５２を介して２段目スクイブ６２１が点火され２段目インフレータ６２が作動してエアバッグが全展開（高圧膨張）される。
【００３４】
符号Ｃは、高速オフセット衝突（例えば時速６４キロメートルのオフセット衝突）および高速斜め衝突（例えば時速４０キロメートルの斜め衝突）の減算値の変化特性を示している。高速オフセット衝突および高速斜め衝突の場合は、時点ｔｄで減算値が１段目点火しきい値ＴＨ１を越えて、この時点で１段目点火判断手段１９から１段目点火指令が出力されてエアバッグが半展開（低圧膨張）される。さらに、時点ｔｅで減算値が２段目点火しきい値ＴＨ２を越え、この時点で２段目点火判断手段２１から２段目点火指令が出力されてエアバッグが全展開（高圧膨張）される。
【００３５】
このように、減算値（フロントＧ積分値−センタＧ積分値）に基づいて各点火しきい値ＴＨ１，ＴＨ２と比較することで、衝撃度が比較的小さく２段目インフレータ６２を必ずしも点火しなくてもよい低速正面衝突と、２段目インフレータ６２の点火を必要とする衝撃度の大きい高速衝突とを確実に切り分けることができるとともに、衝撃度に応じて２段目インフレータ６２を適切なタイミングで点火させエアバッグを全展開（高圧膨張）させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明によれば、衝撃度の小さい低速衝突と衝撃度の大きい高速衝突とを切り分けることができるという効果を有し、２段式エアバッグ装置を用いた乗員保護装置およびシートベルトプリテンション装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例に係る乗員保護装置にブロック構成図である。
【図２】本発明の実施例に係る乗員保護装置の動作を説明するグラフである。
【図３】従来の乗員保護装置の課題を説明するグラフである。
【符号の説明】
【００３８】
１  乗員保護装置
２  フロントＧセンサ
３  センタＧセンサ
４  エアバッグ展開判断手段
５  エアバッグ展開駆動手段
６  エアバッグ装置
１１，１２  ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
１３，１４  Ａ／Ｄ変換器
１５  積分開始制御手段
１５ａ  積分開始指令
１５ｂ  リセット指令
１６  フロントＧ積分手段
１７  センタＧ積分手段
１８  減算手段
１９  １段目点火判断手段
２０  １段目点火しきい値発生手段
２１  ２段目点火判断手段
２２  ２段目点火しきい値発生手段
５１  １段目点火回路
５２  ２段目点火回路
６１  １段目インフレータ
６１１  １段目スクイブ
６２  ２段目インフレータ
６２１  ２段目スクイブ
ＴＨ１  １段目点火しきい値
ＴＨ２  ２段目点火しきい値
【図１】
2006027289.tif 000003
【図２】
2006027289.tif 000004
【図３】
2006027289.tif 000005