(57)【要約】【課題】  衝突初期に発生する加速度を切り分けることによって、衝突形態の違いを判断してエアバッグの適切な展開制御を行うことができるエアバッグ展開制御装置を提供する。【解決手段】  車両前部に配設されると共に車幅方向に延在する剛性の高いバンパーアーマチュア１０１を有する車両１００のエアバッグ展開制御装置である。  そして、衝突中に車両１００の加速度信号を発生させる加速度センサ２と、加速度信号が閾値Thを超えた後に計測された加速度信号を閾値Th又は前回の計測値と比較してその差の絶対値を算出する絶対値算出回路９と、前記絶対値が算出される毎に加算していく加算回路１０と、加算回路１０による演算結果からエアバッグの展開を許可するか否かを判定する展開判定回路１１とを有している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前部に配設されると共に車幅方向に延在する剛性の高い構造部材を有する車両のエアバッグ展開制御装置であって、
衝突中に前記車両の加速度信号を発生させる加速度信号発生手段と、前記加速度信号が閾値を超えた後に計測された前記加速度信号を前記閾値又は前回の計測値と比較してその差の絶対値を算出する絶対値算出手段と、前記絶対値が算出される毎に加算していく加算手段と、前記加算手段による演算結果からエアバッグの展開を許可するか否かを判定する展開判定手段とを有することを特徴とするエアバッグ展開制御装置。
【請求項２】
前記展開判定手段によって展開を許可されたときは、前記演算結果又は前記加速度信号の積分値によってエアバッグの展開形態を決定することを特徴とする請求項１に記載のエアバッグ展開制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の衝突を検知してエアバッグを展開させるエアバッグ展開制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のエアバッグ展開制御装置として、図６に示すようなものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
まず、構成から説明すると、加速度センサ（Ｇセンサ）２、電子制御ユニット３およびインフレータ４，５を有し、２個のインフレータ４，５でエアバッグ（図示せず）を展開させるように構成されている。
【０００４】
次に、作用を説明すると、車両が衝突すると、そのときの加速度を加速度センサ２で検知し、この検知信号を電子制御ユニット３で積分等の演算処理を行って衝突速度を算出し、衝突速度が第１閾値よりも小さいときはインフレータ４，５のいずれをも作動させず、衝突速度が第１閾値以上で、第２閾値未満であるときは、一方のインフレータ４のみを作動させてエアバッグを半展開させ、衝突速度が第１閾値および第２閾値以上であるときは、インフレータ４を作動させてからインフレータ５を作動させてエアバッグを全展開させるようになっている。
【０００５】
また、従来のエアバッグ展開制御装置として、図７に示すようなものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
このエアバッグ展開制御装置は、車両前端部に配置された初期衝突検出ユニット１ａ、車両中央部（シフトレバー付近）に配置された衝突判断ユニット１ｂ、アンドゲート６，７およびインフレータ４，５により構成されており、初期衝突検出ユニット１ａおよび衝突判断ユニット１ｂにはそれぞれ加速度センサが組み込まれて構成されている。
【０００７】
このような構成のエアバッグ展開装置の作用を説明すると、初期衝突検出ユニット１ａは、衝突の初期段階に発生する加速度信号を検出して第１衝突判断信号ａ１、および前記衝突の初期段階よりも後の段階になって発生する加速度信号を検出して第２衝突判断信号ａ２を出力し、衝突判断ユニット１ｂは、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ｂ１、およびその後の段階に発生する加速度信号を検出して第４衝突判断信号ｂ２を出力し、第１衝突判断信号ａ１および第３衝突判断信号ｂ１の論理積に基づく信号でもって一方のインフレータ４を作動させてエアバッグ（図示せず）を半展開させ、第２衝突判断信号ａ２および第４衝突判断信号ｂ２の論理積に基づく信号でもってインフレータ５を作動させてエアバッグ（図示せず）を全展開させるようになっている。
【０００８】
なお、前記第１〜第４衝突判断信号ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２はいずれも加速度信号を積分処理した信号に基づいて発生させたものである。
【特許文献１】特開平１０−２９４９４号公報（図１乃至図３、００３０段落乃至００３９段落）
【特許文献２】特開２００１−１０４４１号公報（図１乃至図５、０００８段落乃至００３０段落）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
エアバッグの展開制御においては、車両の衝突事象を検知してエアバッグが最適タイミングで展開するように、展開判断をアルゴリズムによって行っており、特許文献１および特許文献２に記載されたエアバッグの展開制御装置においては、衝突検知アルゴリズムは、加速度センサで検知した信号をそのまま積分演算し、これをエアバッグの展開判断に用いている。
【００１０】
しかしながら、前記アルゴリズムによる展開判断では、積分値は、車体の構造や衝突の形態によっては、衝突直後の値に大差が生じず、北米法規要件として今後規定されることになっている「２６ｋｐｈ正面条件のデパワー展開」と「６４ｋｐｈＯＤＢ（Offset Deformable Barrier）条件、４８ｋｐｈ斜め条件（高速条件）のフル展開」を適切に切り分けることが困難である。
【００１１】
また、エアバッグが膨らむまでの時間を見込んで、乗員に加害性を与える加速度発生に対して３０ミリ秒（０．０３秒）前に展開判断を決定する必要があるが、積分値に差が生じた時点で衝突の激しさを判断するとなると、エアバッグの展開判断に遅れが生じることになる。
【００１２】
図８は、車両の中央に配置した加速度センサで検出した加速度信号の積分値を表す曲線を示したもので、曲線Ａは２６ｋｐｈ正面衝突の場合、曲線Ｂは６４ｋｐｈＯＤＢ衝突の場合、曲線Ｃは４８ｋｐｈ斜め衝突の場合をそれぞれ示している。
【００１３】
図８から明らかなとおり、衝突発生から３０ミリ秒付近（図中の部分Ｄ内）では積分値に殆ど差が無く、衝突形態の切り分けは困難である。
【００１４】
そこで、本発明は、衝突初期に発生する加速度を切り分けることによって、衝突形態の違いを判断してエアバッグの適切な展開制御を行うことができるエアバッグ展開制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明は、車両前部に配設されると共に車幅方向に延在する剛性の高い構造部材を有する車両のエアバッグ展開制御装置であって、衝突中に前記車両の加速度信号を発生させる加速度信号発生手段と、前記加速度信号が閾値を超えた後に計測された前記加速度信号を前記閾値又は前回の計測値と比較してその差の絶対値を算出する絶対値算出手段と、前記絶対値が算出される毎に加算していく加算手段と、前記加算手段による演算結果からエアバッグの展開を許可するか否かを判定する展開判定手段とを有するエアバッグ展開制御装置であることを特徴とする。
【００１６】
ここで、前記展開判定手段によって展開を許可されたときは、前記演算結果又は前記加速度信号の積分値によってエアバッグの展開形態を決定するように構成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
このように構成された本発明は、前記車両の衝突中に発生する加速度信号を前回の計測値と比較して絶対値を算出し、その絶対値を加算していくことによってエアバッグの展開を許可するか否かを判定する。
【００１８】
このため、加速度信号が大幅に増加（減速度方向の加速度を正（+）とした場合）する「立上りの傾き」だけでなく、加速度信号が大幅に減少する「立下りの傾き」についてもエアバッグの展開を許可するための判断要素として利用することができる。
【００１９】
すなわち、「立上りの傾き」の状態とは、車両が潰れないで反力加速度を発生させる状態であるため、短時間に反力加速度が大幅に増加すればそれだけ高速度下の衝突であるといえる。また、「立下りの傾き」の状態とは、反力加速度を減少させる車両が潰れるときの状態であるため、短時間に加速度が大幅に減少した場合も高速度下の衝突であるといえる。
【００２０】
このように「立下りの傾き」を衝突の判断要素として利用することによって、車両の速度が速い場合の衝突を非高速度の衝突と切り分けることができ、例えば、「２６ｋｐｈ正面条件」と「６４ｋｐｈＯＤＢ条件、４８ｋｐｈ斜め条件」といったような、加速度信号をそのまま積分しただけでは切り分けが困難であった衝突形態の違いを判断できるようになる。
【００２１】
さらに、剛性の高い構造部材は、車幅の略全幅に広がっているため、衝突形態の違いによる衝突面積の差を無くすことができ、剛性の高い構造部材への衝突時に発生する加速度は、衝突の形態によらず衝突速度の差と見ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、前記従来例と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。
【００２３】
まず、構成から説明すると、図１に示すように、車両１００の前部には、剛性の高い構造部材としてのバンパーアーマチュア１０１が設けられており、このバンパーアーマチュア１０１の前方にはバンパー１０２が設けられ、後方にはラジエータ１０３およびエンジン１０４が設けられている。
【００２４】
エンジン１０４の両サイドには、一対のサイドメンバ１０５，１０５が車両１００の長さ方向に延設されており、サイドメンバ１０５，１０５の前端部は、バンパーアーマチュア１０１の近くまで延びており、後端部は、車室１０６を形成するフロントピラー（図示せず）に連結されている。
【００２５】
なお、サイドメンバ１０５，１０５の前端部はバンパーアーマチュア１０１に直接連結されていてもよい。
【００２６】
車室１０６の前後方向および車幅方向のほぼ中央部（シフトレバー付近）には、加速度信号発生手段としての加速度センサ２が組み込まれた衝突判断ユニット１が配置されている。
【００２７】
衝突判断ユニット１は、図２に示すように、車両の衝突時に加速度信号を発生する加速度センサ２と、加速度センサ２の出力をフィルタリングするためのフィルタ回路８と、フィルタ回路８から出力された加速度信号と閾値又は加速度信号の前回の計測値とを比較して絶対値を算出する絶対値算出回路９と、この絶対値を順次加算していく加算回路１０と、加算回路１０の出力値によってエアバッグの展開を許可するか否かを判定する展開判定回路１１と、エアバッグの展開形態を決定する展開形態判断回路１２とを有しており、この展開形態判断回路１２の出力によってインフレータ４，５を動作させる。
【００２８】
ここで、車両１００が衝突したときに加速度センサ２から出力される加速度信号は、図３の実線Ｘに示すように、衝突後常に増加し続けるばかりではなく減少する場合（t1〜t2間）もある。
【００２９】
これは、衝突によって車両１００が潰れないで反力加速度を加速度信号として発生させる場合（加速度が増加）と、車両１００が潰れて反力加速度とは逆方向の加速度が発生する場合（加速度が減少）があるからである。
【００３０】
一方、衝突時に車両１００の速度が速ければ、加速度信号は急速に変化することになるので、短時間に加速度が大幅に増加したり減少したりすれば高速衝突であると判断できる。ここで、加速度信号が時間の経過と共に増加するときは「立上りの傾き」であるといい、加速度信号が時間の経過と共に減少するときは「立下りの傾き」であるという。
【００３１】
この高速衝突によって発生する「立上りの傾き」と「立下りの傾き」は、いずれも高速衝突を判断する判断要素となるべきものでありながら、経過時間に従って単に加速度信号の差分を加算しただけでは、「立下りの傾き」は図３の実線Ｘに示すように累積値を減少させる結果となってしまう。
【００３２】
そこで、加速度信号の差分の絶対値をとることで、図３の一点鎖線Ｙに示すように「立下りの傾き」を「立上りの傾き」に置き換えて累積値を減少させないようにすることで高速衝突との中低速衝突との差を明確にして切り分ける。
【００３３】
次に本実施の形態のエアバッグ展開制御装置の処理の流れについて図４のフローチャートを参照して説明する。
【００３４】
まず、車両１００の衝突初期に加速度センサ２から出力された加速度信号Ｇが閾値Th以上であるか否かをステップＳ１で判断し、閾値Th以上であればその時間を図３に示すように経過時間t0＝0msとして以下の処理をおこなう。
【００３５】
そして、経過時間t0の加速度信号Ｇ(t0)とその次の計測時間t1に計測された加速度信号Ｇ(t1)との差（Ｇ(t1)-Ｇ(t0)）を求め、その絶対値をＤＧ(t1)とする（ステップＳ２）。なお、経過時間t0のときに計測値がない場合はＧ(t0)＝閾値Thとして処理を続ける。
【００３６】
次に、この絶対値ＤＧ(t1)を前回までの累積値ＧＳ(t0)（＝Th）に加算して（ステップＳ３）、この加算回路１０の演算結果である累積値ＧＳ(t1)をエアバッグの展開を許可するか否かの展開閾値と比較する（ステップＳ４）。
【００３７】
そして、この累積値ＧＳ(t1)が展開閾値未満であればステップＳ２まで戻って、経過時間t2の加速度信号Ｇ(t2)と前回の加速度信号Ｇ(t1)との差を求めて絶対値ＤＧ(t2)を算出し、累積値ＧＳ(t2)＝ＧＳ(t1)+ＤＧ(t2)を算出する。
【００３８】
この累積値ＧＳ(t2)についても展開閾値と比較し、展開閾値未満であれば経過時間をt3として再びステップＳ２まで戻って処理を繰り返し、展開閾値以上であれば次のステップＳ５に進む。
【００３９】
なお、以上の本実施の形態における処理は、衝突初期段階（衝突によってバンパーアーマチュア１０１が潰れ、サイドメンバ１０５が変形を開始するまでの段階）におこなわれる。
【００４０】
このステップＳ５では、エアバッグの展開形態、すなわち１個のインフレータ４を作動させるデパワー展開（ステップＳ７）とするのか、２個のインフレータ４，５を作動させるフル展開（ステップＳ６）とするのかを判断する。
【００４１】
図５には、「２６ｋｐｈ正面条件」と「４８ｋｐｈ斜め条件」の２種類の衝突について経過時間と加速度累積値の関係を示した図で、図５（ａ）は絶対値を算出することなくそのまま加速度信号の差分を累積していった曲線を示し、図５（ｂ）には本実施の形態のエアバッグ展開制御装置によって処理をおこなった結果を示した。
【００４２】
ここで、実線Ｘ１，Ｙ１は「４８ｋｐｈ斜め条件」の衝突を示し、破線Ｘ２，Ｙ２は「２６ｋｐｈ正面条件」の衝突を示し、一点鎖線TX，TYは展開形態閾値を示す。なお、展開形態閾値TX，TYは、所定の経過時間までは一定の値であるが、それ以降は経過時間の増加に比例して増加する閾値となっているので、加速度累積値の傾きを判断することができる。
【００４３】
この図５（ａ）をみると、「４８ｋｐｈ斜め条件（Ｘ１）」と「２６ｋｐｈ正面条件（Ｘ２）」を明確に切り分けることが難しいことがわかる。ここで、実線Ｘ１は衝突後の経過時間1.5〜2.0ms近辺で僅かに展開形態閾値TXを超えているが、その差は0.5ms程度でロバスト性が低く、どのような車体の構造であっても確実に２つの衝突を切り分けられるとは言い難い。
【００４４】
一方、図５（ｂ）の「４８ｋｐｈ斜め条件（Y１）」と「２６ｋｐｈ正面条件（Y２）」は、展開形態閾値TYを挟んで明確に切り分けられており、展開形態閾値TYと「４８ｋｐｈ斜め条件（Y１）」の差は2ms程度確保できるので、ロバスト性の高い安定した制御がおこなえるといえる。
【００４５】
このように本実施の形態によれば、車両１００の衝突中に発生する加速度信号Ｇ(n)を前回の計測値Ｇ(n-1)と比較して絶対値ＤＧ(n)を算出し、その絶対値ＤＧ(n)を累積値ＧＳ(n-1)に加算していくことによってエアバッグの展開を許可するか否かを判定する。
【００４６】
このため、加速度信号Ｇ(n)が大幅に増加する「立上りの傾き」だけでなく、加速度信号Ｇ(n)が大幅に減少する「立下りの傾き」についてもエアバッグの展開を許可するための判断要素として利用することができる。
【００４７】
このように「立下りの傾き」を衝突の判断要素として利用することによって、車両１００の速度が速い場合の衝突を高速度でない場合の衝突と切り分けることができ、例えば、「２６ｋｐｈ正面条件」と「６４ｋｐｈＯＤＢ条件、４８ｋｐｈ斜め条件」といったような、加速度信号Ｇ(n)をそのまま積分しただけでは切り分けが困難であった衝突形態の違いを判断できるようになる。
【００４８】
さらに、剛性の高いバンパーアーマチュア１０１は、車幅の略全幅に広がっているため、衝突形態の違いによる衝突面積の差を無くすことができ、剛性の高いバンパーアーマチュア１０１への衝突時に発生する加速度は、衝突の形態によらず衝突速度の差と見ることができる。
【００４９】
以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００５０】
例えば、前記実施の形態では、構造部材としてバンパーアーマチュア１０１が車両に設置されている例を説明したが、これに限定されるものではなく、剛性の高い構造部材が車両の前部に車幅方向に延設されていればよい。
【００５１】
また、前記実施の形態では、累積値ＧＳ(n)をエアバッグの展開形態の判断にまで使用したが、これに限定されるものではなく、エアバッグの展開許可のみに使用する構成であってもよい。さらに、展開許可後に加速度信号の積分をおこない、その積分値（速度変化量）によって最終的なエアバッグの展開形態を決定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の最良の実施の形態におけるエアバッグ展開制御装置の車両への設置状態を説明する平面図である。
【図２】本発明の最良の実施の形態におけるエアバッグ展開制御装置の衝突判断ユニットを説明するブロック図である。
【図３】本発明の最良の実施の形態における加速度信号の差分の絶対値の加算を説明するグラフである。
【図４】本発明の最良の実施の形態における信号処理のフローチャートである。
【図５】（ａ）従来のエアバッグ展開制御装置による加速度信号累積値を表す曲線のグラフであり、（ｂ）本発明のエアバッグ展開制御装置による加速度信号累積値を表す曲線のグラフである
【図６】従来のエアバッグ展開制御装置の一例を説明するブロック図である。
【図７】従来のエアバッグ展開制御装置の他の例を説明するブロック図である。
【図８】加速度信号の積分値を表す曲線のグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
１          衝突判断ユニット
２          加速度センサ（加速度信号発生手段）
９          絶対値算出回路（絶対値算出手段）
１０        加算回路（加算手段）
１１        展開判定回路（展開判定手段）
１２        展開形態判断回路
Th          閾値
１００      車両
１０１      バンパーアーマチュア（構造部材）
【図１】
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【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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