(57)【要約】【課題】  車両の横転が生じているか否かの判断精度を高めると共に、乗員保護具の誤作動を防止することができる乗員保護装置を提供する。【解決手段】  車両の横転時における横転角速度を検出する横転角速度センサ（横転角速度検出手段）１０と、車両の左右方向の加速度を検出する横Ｇセンサ１１と、横転角速度センサ１０により検出された横転角速度及びこの横転角速度から求められた横転角度、さらに横Ｇセンサ１１により検出された左右方向加速度に基づいて車両の横転判断を行う横転判断モジュール（横転判断手段）１３と、この横転判断モジュール１３の判断結果に応じて作動して乗員を保護する乗員保護具２とを備えた乗員保護装置１であって、横転角速度センサ１０の出力位相と横Ｇセンサ１１の出力位相とが、逆位相になるようにした。【選択図】図１
2006264369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の横転時における横転角速度を検出する横転角速度検出手段と、前記車両の左右方向の加速度を検出する横Ｇセンサと、前記横転角速度検出手段により検出された横転角速度及びこの横転角速度から求められた横転角度、さらに前記横Ｇセンサにより検出された左右方向加速度に基づいて前記車両の横転判断を行う横転判断手段と、該横転判断手段の判断結果に応じて作動して乗員を保護する乗員保護具とを備えた乗員保護装置であって、
前記横転角速度検出手段の出力位相と前記横Ｇセンサの出力位相とが、逆位相になるようにしたことを特徴とする乗員保護装置。
【請求項２】
前記横転角速度検出手段の出力位相と前記横Ｇセンサの出力位相とを比較し、この比較結果に基づいて、前記横転角速度検出手段又は前記横Ｇセンサのいずれかの故障を検出する故障検出手段を有していることを特徴とする請求項１に記載の乗員保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両が横転（ロールオーバー）した際に、乗員保護具を作動させて衝撃から乗員を保護する乗員保護装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両が横転した際に生じる横転角速度と、この横転角速度から求められた横転角度と、車両左右方向の加速度とが、それぞれあらかじめ定義された閾値条件を満たすか否かによって車両の横転判断を行い、車両が横転したと判断された場合に乗員保護具を作動させる乗員保護装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２２５５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述の乗員保護装置では、車両の横転角速度を検出する横転角速度検出手段と、車両の左右方向の加速度を検出する横Ｇセンサとが、それぞれの出力位相が同位相となるように車両に取り付けてあった。
【０００４】
つまり、車両がある方向に旋回（回転）すると、横転角速度検出手段の出力位相も横Ｇセンサの出力位相も、それぞれ所定基準から共に増加（もしくは共に減少）する方向に変化するようになっていた。
【０００５】
一方、外部から入力する電波等の電気的ノイズは、横転角速度検出手段の出力位相と横Ｇセンサの出力位相とを、それぞれ所定基準から同じ方向に変化させることが多くなっている。
【０００６】
そのため、外部からの電気的ノイズが入力したにも関わらず、車両がある方向に旋回（回転）したと誤判断し、乗員保護具が作動してしまうおそれが生じていた。
【０００７】
そこで、この発明は、車両の横転が生じているか否かの判断精度を高め、乗員保護具の誤作動を防止することができる乗員保護装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両の横転時における横転角速度を検出する横転角速度検出手段と、前記車両の左右方向の加速度を検出する横Ｇセンサと、前記横転角速度検出手段により検出された横転角速度及びこの横転角速度から求められた横転角度、さらに前記横Ｇセンサにより検出された左右方向加速度に基づいて前記車両の横転判断を行う横転判断手段と、該横転判断手段の判断結果に応じて作動して乗員を保護する乗員保護具とを備えた乗員保護装置であって、前記横転角速度検出手段の出力位相と前記横Ｇセンサの出力位相とが、逆位相になるようにしたことを特徴としている。
【０００９】
請求項１の発明によれば、通常の旋回（回転）時には、横転角速度検出手段の出力位相と横Ｇセンサの出力位相とが逆位相（反対の方向に変化）になる。そのため、この横転角速度検出手段の出力位相と横Ｇセンサの出力位相とが同位相（同じ方向に変化）になった場合には、外部から電気的ノイズが入力したと判断することが可能となる。
【００１０】
これにより、電気的ノイズが入力された場合に、車両の横転発生と誤判断することがなくなり、横転が発生したか否かの判断精度を向上させ、乗員保護具の誤作動を防止することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記横転角速度検出手段の出力位相と前記横Ｇセンサの出力位相とを比較し、この比較結果に基づいて、前記横転角速度検出手段又は前記横Ｇセンサのいずれかの故障を検出する故障検出手段を有している請求項１に記載の乗員保護装置を特徴としている。
【００１２】
請求項２の発明によれば、横転角速度検出手段又は横Ｇセンサの故障を早期に検出することができ、車両の横転発生を誤判断することをさらに精度良く防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、車両の横転が生じているか否かの判断精度を高めると共に、乗員保護具の誤作動の防止を図ることができる乗員保護装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明に関わる乗員保護装置を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
本発明を適用した乗員保護装置１の全体構成を図１に示す。
【００１６】
この乗員保護装置１は、カーテンエアバッグ、シートベルトプリテンショナ、アクティブロールバー等の乗員保護具２を有すると共に、車両が横転（ロールオーバー）するか否かを判断し、横転すると判断した場合に上記乗員保護具２を適切に作動させて車両横転時に生じる衝撃から乗員の保護を図るものである。
【００１７】
そして、この乗員保護装置１は、図１に示すように、横転角速度センサ（横転角速度検出手段）１０、横Ｇセンサ１１、ＥＥＰＲＯＭ１２、横転判断モジュール（横転判断手段）１３、乗員保護具作動部１４等を備えている。
【００１８】
横転角速度センサ１０は、車両の重心を通りこの車両の前後方向に延びる軸線（Ｘ軸）を中心とした車両の横転（回転）の角速度（横転角速度）を検出するものである。この横転角速度センサ１０からの出力信号である角速度信号は、高周波ノイズ除去フィルタ（ＬＰＦ：Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）１５でフィルタリングされた後、Ａ／Ｄコンバータ１６でＡＤ変換されてから横転判断モジュール１３に入力される。
【００１９】
この角速度信号は電圧値の変化によって表され、車両の旋回（回転）方向に応じて、出力される電圧の出力位相は、あらかじめ設定された基準電圧から増加する方向に変化したり、減少する方向に変化したりする。
【００２０】
なお、角速度信号の出力位相は、ここでは、車両が右方向に旋回（回転）した際に増加する方向に変化し、車両が左方向に旋回（回転）した際に減少する方向に変化するようになっている。
【００２１】
横Ｇセンサ１１は、車両の左右方向（車幅方向）の加速度（横Ｇ）を検出するものである。この横Ｇセンサ１１からの出力信号である横Ｇ信号は、高周波ノイズ除去フィルタ（ＬＰＦ：Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）１７でフィルタリングされた後、横転判断モジュール１３に入力される。
【００２２】
この横Ｇ信号は電圧値の変化によって表され、車両の旋回（回転）方向に応じて、出力される電圧の出力位相は、あらかじめ設定された基準電圧から増加する方向に変化したり、減少する方向に変化したりする。
【００２３】
なお、横Ｇ信号の出力位相は、ここでは、車両が右方向に旋回（回転）した際に減少する方向に変化し、車両が左方向に旋回（回転）した際に増加する方向に変化するようになっている。
【００２４】
ＥＥＰＲＯＭ１２は、車両の重心位置、車両の重心高、車輪接地面から重心位置までの距離、トレッド幅、車両重量、重力加速度（９．８ｍ／ｓｅｃ2）等の車両構造パラメータをあらかじめ記憶しておくものである。そして、このＥＥＰＲＯＭ１２に記憶された車両構造パラメータは横転判断モジュール１３に入力される。
【００２５】
横転判断モジュール１３は、角速度信号及び横Ｇ信号に基づいて車両が横転するか否かを判断するものであり、横転可能性判断モジュール１８と、横Ｇ判断モジュール１９と、ＡＮＤ回路２０とを有している。
【００２６】
横転可能性判断モジュール１８は、角速度信号から車両の横転角度及び横転角速度を求め、それらに基づいて車両の横転可能性の有無を判断するものである。
【００２７】
この横転可能性判断モジュール１８は、横転角度算出部２１と、横転角速度算出部２２と、車両横転判断部２３とを有している。
【００２８】
横転角度算出部２１は、横転角速度センサ１０から得られる角速度信号を積分して車両の横転角度を求めるものである。この横転角度算出部２１からの出力信号である角度信号は車両横転判断部２３に入力される。
【００２９】
横転角速度算出部２２は、ノイズを除去するデジタルフィルタ２４を介して入力された角速度信号に、あらかじめ設定されている初期設定値を加算して車両の横転角速度を求めるものである。この横転角速度算出部２２からの出力信号である判断用角速度信号は車両横転判断部２３に入力される。
【００３０】
車両横転判断部２３は、車両の横転可能性の有無を判断するものであり、この車両横転判断部２３からの出力信号である横転判断信号はＡＮＤ回路２０に入力される。
【００３１】
ここで、車両横転判断部２３は、横転角度算出部２１から得られる角度信号と、横転角速度算出部２２から得られる判断用角速度信号と、ＥＥＰＲＯＭ１２に記憶された車両構造パラメータとに基づいて横転閾値ラインＴＨ／Ｌをあらかじめ設定する。
【００３２】
なお、この横転閾値ラインＴＨ／Ｌの設定方法は周知であるので、ここでは説明を省略する。
【００３３】
そして、この車両横転判断部２３は、横転閾値ラインＴＨ／Ｌと実際の車両の横転角速度とを比較し、ここでは、実際の車両の横転角速度が横転閾値ラインＴＨ／Ｌを超えたときに車両横転の可能性があると判断し（Ｃａｓｅα）、実際の車両の横転角速度が横転閾値ラインＴＨ／Ｌを超えなかったときに車両横転の可能性がないと判断する（Ｃａｓｅβ、Ｃａｓｅγ）。
【００３４】
横Ｇ判断モジュール１９は、横Ｇセンサ１１から得られる横Ｇ信号があらかじめ設定された所定閾値の範囲内か否かを判断するものであり、横Ｇ閾値判断部２５とＯＮ／ＯＦＦ制御部２６とを有している。
【００３５】
そして、横Ｇ閾値判断部２５によって横Ｇセンサ１１から得られる横Ｇ信号とあらかじめ設定された所定閾値とを比較し、横Ｇ信号が所定閾値の範囲を超えていればＯＮ／ＯＦＦ制御部２６からＯＮ信号を出力し、横Ｇ信号が所定閾値の範囲内であればＯＮ／ＯＦＦ制御部２６からＯＦＦ信号を出力する。
【００３６】
ＯＮ／ＯＦＦ制御部２６から出力されたＯＮ／ＯＦＦ信号は、ＡＮＤ回路２０に入力されるようになっている。
【００３７】
ＡＮＤ回路２０は、車両横転判断部２３から車両の横転可能性有りを示す横転判断信号が入力されると共に、ＯＮ／ＯＦＦ制御部２６からＯＮ信号が入力されたか否か（車両横転判断部２３とＯＮ／ＯＦＦ制御部２６とのＡＮＤ条件が成立するか否か）を判断するものである。
【００３８】
このＡＮＤ回路２０は、ＡＮＤ条件が成立した場合に車両の横転及び車両への衝撃が生じたとする横転有無信号を出力し、ＡＮＤ条件が成立しない場合に車両の横転及び車両への衝撃は生じていないとする横転有無信号を出力する。そして、この横転有無信号は乗員保護具作動部１４に入力される。
【００３９】
乗員保護具作動部１４は、ＡＮＤ回路２０から車両の横転・衝撃有りを示す横転有無信号が入力されたときに、車両の配設された乗員保護具２のうち、適当な部位に配設されたものを適宜作動させるものである。
【００４０】
次に、この発明の乗員保護装置１の作用について説明する。
【００４１】
この乗員保護装置１において乗員保護具２を作動させるには、まず、横転角速度センサ１０により車両の横転角速度を検出すると共に、横Ｇセンサ１１により車両の左右方向の加速度（横Ｇ）を検出する。
【００４２】
ここで、車両が右方向に旋回（回転）した場合、横転角速度センサ１０から出力される角速度信号の出力位相は、図２（ａ）において実線で示すように、旋回（回転）初期に基準電圧（ここでは２．５Ｖ）から増加する方向に変化し、一定時間経過後に一旦減少してから一定値のまま横ばいに変化する。
【００４３】
一方、横Ｇセンサ１１から出力される横Ｇ信号の出力位相は、図２（ａ）において鎖線で示すように、旋回（回転）初期に基準電圧（ここでは２．５Ｖ）から減少する方向に変化し、一定時間経過後に一旦増加してから再び減少し、その後一定値のまま横ばいに変化する。
【００４４】
また、車両が左方向に旋回（回転）した場合では、横転角速度センサ１０から出力される角速度信号の出力位相は、図２（ｂ）において実線で示すように、旋回（回転）初期に基準電圧（ここでは２．５Ｖ）から減少する方向に変化し、一定時間経過後に一旦増加してから一定値のまま横ばいに変化する。
【００４５】
一方、横Ｇセンサ１１から出力される横Ｇ信号の出力位相は、図２（ｂ）において鎖線で示すように、旋回（回転）初期に基準電圧（ここでは２．５Ｖ）から増加する方向に変化し、一定時間経過後に一旦減少してから再び増加し、その後一定値のまま横ばいに変化する。
【００４６】
このように、通常の旋回（回転）時には、横転角速度センサ１０の出力位相と横Ｇセンサ１１の出力位相とが互いに逆方向に変化する逆位相になるようになっている。
【００４７】
これにより、横転角速度センサ１０の出力位相と横Ｇセンサ１１の出力位相とが互いに同方向に変化する同位相になった場合には、外部からの電気的ノイズが入力されたと判断することが可能となる。
【００４８】
そのため、外部から電気的ノイズ（外乱ノイズ）が入力された場合を確実に判断することができ、電気的ノイズが入力したにも関わらず車両の横転発生と誤判断することがなくなる。そして、横転が発生したか否かの判断精度を向上させ、乗員保護具２の誤作動を防止することが可能となる。
【００４９】
そして、横転角速度センサ１０から出力された角速度信号に基づいて横転判断モジュール１３で横転可能性の有無を判断すると共に、横Ｇセンサ１１から出力された横Ｇ信号に基づいて横Ｇ判断モジュール１９で横Ｇ信号があらかじめ設定された所定閾値の範囲内か否かを判断する。
【００５０】
さらに、ＡＮＤ回路２０において、横転判断モジュール１３の車両横転判断部２３と、横Ｇ判断モジュール１９のＯＮ／ＯＦＦ制御部２６とのＡＮＤ条件が成立するか否かを判断する。
【００５１】
そして、ＡＮＤ条件が成立した場合には、車両の横転・衝撃有りを示す横転有無信号が乗員保護具作動部１４に入力され、適当な位置に配置された乗員保護具２が適宜作動することとなる。
【００５２】
なお、上述のように、横転角速度センサ１０の出力位相と横Ｇセンサ１１の出力位相とを逆位相にするには、図３に示すように、基板Ａに搭載した横転角速度センサ１０の出力端子１０ａの位置と横Ｇセンサ１１の出力端子１１ａの位置とを、互いに１８０°反対にする。
【００５３】
これにより、各センサ１０、１１の出力の極性が逆になり、出力位相を逆位相にすることができる。
【００５４】
また、図３中、Ｃ１及びＣ２はコンデンサであり、ＩＣＫ１及びＩＣＫ２はＩＣ基板であり、ＩＣ１及びＩＣ２はＩＣチップである。これらは必要に応じて適宜配置される。
【００５５】
また、横転角速度センサ１０の出力位相と横Ｇセンサ１１の出力位相とが逆位相になっているか否かを判断してから車両の横転が発生するか否かを判断するために、図示しない位相判断部を設けてもよい。
【００５６】
この場合、まず、位相判断部に、横転角速度センサ１０からの角速度信号を入力すると共に、横Ｇセンサ１１からの横Ｇ信号を入力する。
【００５７】
そして、この位相判断部は、横転角速度センサ１０の出力位相と横Ｇセンサ１１の出力位相とを比較し、互いに逆方向に変化する逆位相になっている場合に、横転角速度センサ１０及び横Ｇセンサ１１に逆位相信号を出力する。
【００５８】
横転角速度センサ１０及び横Ｇセンサ１１は、この逆位相信号が入力されてから横転判断モジュール１３に角速度信号及び横Ｇ信号を出力する。
【００５９】
また、横転角速度センサ１０の出力位相と横Ｇセンサ１１の出力位相とを比較し、互いに同方向に変化する同位相になっている場合には、位相判断部は横転角速度センサ１０及び横Ｇセンサ１１に同位相信号を出力する。
【００６０】
横転角速度センサ１０及び横Ｇセンサ１１は、この同位相信号が入力された際には、横転判断モジュール１３に角速度信号及び横Ｇ信号を出力しない。
【００６１】
これにより、電気的ノイズによって横転角速度センサ１０や横Ｇセンサ１１から角速度信号や横Ｇ信号の出力があっても、車両の横転発生と誤判断することがなくなり、横転が発生したか否かの判断精度を向上させることができる。
【００６２】
以上、この発明にかかる実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施の形態に限らない。この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等はこの発明に含まれる。
【００６３】
例えば、図４に示す乗員保護装置１Ａのように、横転角速度センサ１０又は横Ｇセンサ１１のいずれかの故障を検出する故障検出部３０を有していてもよい。
【００６４】
この故障検出部３０は、横転角速度センサ１０の出力位相と横Ｇセンサ１１の出力位相とを比較し、同位相になっているときに、横転角速度センサ１０又は横Ｇセンサ１１のいずれかが故障であると判断する。
【００６５】
ここで、横転角速度センサ１０又は横Ｇセンサ１１のいずれかの故障を検出するには、まず、故障検出部３０に、横転角速度センサ１０からの角速度信号を入力すると共に、横Ｇセンサ１１からの横Ｇ信号を入力する。
【００６６】
そして、この故障検出部３０は、横転角速度センサ１０の出力位相と横Ｇセンサ１１の出力位相とを比較し、互いに逆方向に変化する逆位相になっている場合に、横転角速度センサ１０及び横Ｇセンサ１１に正常信号を出力する。
【００６７】
横転角速度センサ１０及び横Ｇセンサ１１は、この正常信号が入力されてから横転判断モジュール１３に角速度信号及び横Ｇ信号を出力する。
【００６８】
また、横転角速度センサ１０の出力位相と横Ｇセンサ１１の出力位相とを比較し、互いに同方向に変化する同位相になっている場合には、故障検出部３０は横転角速度センサ１０及び横Ｇセンサ１１に故障信号を出力する。
【００６９】
横転角速度センサ１０及び横Ｇセンサ１１は、この故障信号が入力された際には、横転判断モジュール１３に角速度信号及び横Ｇ信号を出力せず、使用者（乗員）に故障信号が入力されたことを報知する。
【００７０】
これにより、横転角速度センサ１０や横Ｇセンサ１１の故障を早期に検出することができ、横転が発生したか否かの判断精度をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】この発明にかかる乗員保護装置の全体を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は車両が右方向に横転した場合の横転角速度センサ及び横Ｇセンサの出力位相を示すグラフであり、（ｂ）は車両が左方向に横転した場合の横転角速度センサ及び横Ｇセンサの出力位相を示すグラフである。
【図３】横転角速度センサ及び横Ｇセンサを設けた基板のレイアウトを示す模式図である。
【図４】この発明にかかる乗員保護装置の他の例の全体を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７２】
１              乗員保護装置
２              乗員保護具
１０            横転角速度センサ（横転角速度検出手段）
１１            横Ｇセンサ
１３            横転判断モジュール（横転判断手段）
【図１】
2006264369.tif 000003
【図２】
2006264369.tif 000004
【図３】
2006264369.tif 000005
【図４】
2006264369.tif 000006