(57)【要約】  本発明は、車両衝突状況を感知しそれを示す判別衝突信号を提供する判別衝突センサ（３２、３４、３６）を具備する車両用作動可能乗員拘束システムを制御する装置に関する。第１のクラッシュゾーンセンサ（４０）が第１の車両クラッシュゾーン位置に配置され、第１のクラッシュゾーンセンサによって感知される衝突加速度を示す第１のクラッシュゾーン信号を提供する。第２のクラッシュゾーンセンサ（４２）が第２の車両クラッシュゾーン位置に配置され、第２のクラッシュゾーンセンサによって感知される衝突加速度を示す第２のクラッシュゾーン信号を提供する。コントローラ（５０）のクラッシュゾーン安全化判定機能（２１８）が、第１のクラッシュゾーンセンサ及び第２のクラッシュゾーンセンサを監視し、第１のクラッシュゾーンセンサ信号及び第２のクラッシュゾーンセンサ信号のうちの一方が第１の閾値を超え且つ第１のクラッシュゾーンセンサ信号及び第２のクラッシュゾーンセンサ信号のうちの他方に欠陥があることに応答して、クラッシュゾーン安全化信号を提供する。
2008506579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用作動可能乗員拘束システムを制御する装置であって、
車両衝突状況を感知するとともにそれを示す判別衝突信号を提供する判別衝突センサと、
第１の車両クラッシュゾーン位置に配置される第１のクラッシュゾーンセンサであって、該第１のクラッシュゾーンセンサによって感知される衝突加速度を示す第１のクラッシュゾーン信号を提供する第１のクラッシュゾーンセンサと、
第２の車両クラッシュゾーン位置に配置される第２のクラッシュゾーンセンサであって、該第２のクラッシュゾーンセンサによって感知される衝突加速度を示す第２のクラッシュゾーン信号を提供する第２のクラッシュゾーンセンサと、
前記第１のクラッシュゾーンセンサ及び前記第２のクラッシュゾーンセンサを監視するクラッシュゾーン安全化判定手段であって、前記第１のクラッシュゾーンセンサ信号及び前記第２のクラッシュゾーンセンサ信号のうちの一方が閾値を超え、且つ該第１のクラッシュゾーンセンサ信号及び該第２のクラッシュゾーンセンサ信号のうちの他方に欠陥があることに応答して、クラッシュゾーン安全化信号を提供する、クラッシュゾーン安全化判定手段と、
前記判別衝突信号及び前記クラッシュゾーン安全化信号を監視するとともに、それらに応答して作動可能拘束装置を制御するコントローラと、
を備える装置。
【請求項２】
前記第１のクラッシュゾーンセンサ及び前記第２のクラッシュゾーンセンサの動作を監視するとともに、それを示す信号を提供する診断判定手段をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記診断判定手段は巡回冗長検査を実行する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１のクラッシュゾーンセンサ及び前記第２のクラッシュゾーンセンサの各々は、関連するフィルタ及びアナログ−デジタル変換器に接続される関連の加速度計を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１のクラッシュゾーンセンサ及び前記第２のクラッシュゾーンセンサの各々は、前記関連するクラッシュゾーンセンサの動作を監視する関連の診断回路形態を含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
各診断回路は、その関連するクラッシュゾーンセンサにおいて障害状況が感知された場合、特定の値を出力するようにそれに関連のアナログ−デジタル変換器を制御する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
各診断回路は、その関連するクラッシュゾーンセンサにおいて障害状況が感知された場合、０のカウントを出力するようにそれに関連のアナログ−デジタル変換器を制御する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
車両用作動可能乗員拘束システムを制御する装置であって、
車両衝突状況を感知するとともに、それを示す判別衝突信号を提供する判別衝突センサと、
第１の車両クラッシュゾーン位置に配置される第１のクラッシュゾーンセンサであって、該第１のクラッシュゾーンセンサによって感知される衝突加速度を示す第１のクラッシュゾーン信号を提供する第１のクラッシュゾーンセンサと、
第２の車両クラッシュゾーン位置に配置される第２のクラッシュゾーンセンサであって、該第２のクラッシュゾーンセンサによって感知される衝突加速度を示す第２のクラッシュゾーン信号を提供する第２のクラッシュゾーンセンサと、
前記第１のクラッシュゾーンセンサ及び前記第２のクラッシュゾーンセンサを監視するクラッシュゾーン安全化判定手段であって、前記第１のクラッシュゾーンセンサ信号及び前記第２のクラッシュゾーンセンサ信号のうちの一方が第１の閾値を超え、且つ該第１のクラッシュゾーンセンサ信号及び該第２のクラッシュゾーンセンサ信号のうちの他方に欠陥があることに応答して、クラッシュゾーン安全化信号を提供し、また、前記第１のクラッシュゾーンセンサ信号及び前記第２のクラッシュゾーンセンサ信号のうちの一方が第２の閾値を超えることに応答してクラッシュゾーン安全化信号を提供し、前記第２の閾値は前記第１の閾値より大きい、クラッシュゾーン安全化判定手段と、
前記判別衝突信号及び前記クラッシュゾーン安全化信号を監視するとともに、それらに応答して作動可能拘束装置を制御するコントローラと、
を備える装置。
【請求項９】
前記クラッシュゾーン安全化判定手段は、前記第１のクラッシュゾーン信号の移動平均値と、前記第２のクラッシュゾーン信号の移動平均値とを求め、且つ前記第１の閾値及び前記第２の閾値と比較してこれらの求められた移動平均値を使用する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記判別衝突センサは前記車両のほぼ中心位置に配置される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１のクラッシュゾーンセンサ及び前記第２のクラッシュゾーンセンサの各々は、関連するフィルタ及びアナログ−デジタル変換器に接続される関連の加速度計を備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１のクラッシュゾーンセンサ及び前記第２のクラッシュゾーンセンサの各々は、前記関連するクラッシュゾーンセンサの動作を監視する関連の診断回路形態を含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
各診断回路は、その関連するクラッシュゾーンセンサにおいて障害状況が感知された場合、特定の値を出力するようにそれに関連のアナログ−デジタル変換器を制御する、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
各診断回路は、その関連するクラッシュゾーンセンサにおいて障害状況が感知された場合、０のカウントを出力するようにそれに関連のアナログ−デジタル変換器を制御する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
車両用作動可能乗員拘束システムを制御する方法であって、
車両衝突状況を感知するとともに、それを示す判別衝突信号を提供するステップと、
第１の車両クラッシュ位置において衝突加速度を監視するとともに、その位置において感知された衝突加速度を示す第１のクラッシュゾーン信号を提供するステップと、
第２の車両クラッシュ位置において衝突加速度を監視するとともに、その位置において感知された衝突加速度を示す第２のクラッシュゾーン信号を提供するステップと、
前記第１のクラッシュゾーン信号及び前記第２のクラッシュゾーン信号を監視するとともに、該第１のクラッシュゾーン信号及び該第２のクラッシュゾーン信号のうちの一方が第１の閾値を超え、且つ該第１のクラッシュゾーン信号及び該第２のクラッシュゾーン信号のうちの他方に欠陥があることに応答して、クラッシュゾーン安全化信号を提供するステップと、
前記判別衝突信号及び前記クラッシュゾーン安全化信号を監視するとともに、それらに応答して作動可能拘束装置を制御するステップと、
を含む方法。
【請求項１６】
車両用作動可能乗員拘束システムを制御する方法であって、
車両衝突状況を感知するとともに、それを示す判別衝突信号を提供するステップと、
第１の車両クラッシュ位置において衝突加速度を監視するとともに、その位置において感知された衝突加速度を示す第１のクラッシュゾーン信号を提供するステップと、
第２の車両クラッシュ位置において衝突加速度を監視するとともに、その位置において感知された衝突加速度を示す第２のクラッシュゾーン信号を提供するステップと、
前記第１のクラッシュゾーン信号及び前記第２のクラッシュゾーン信号を監視するとともに、該第１のクラッシュゾーン信号及び該第２のクラッシュゾーン信号のうちの一方が第１の閾値を超え、且つ該第１のクラッシュゾーン信号及び該第２のクラッシュゾーン信号のうちの他方に欠陥があることに応答して、クラッシュゾーン安全化信号を提供し、また前記第１のクラッシュゾーン信号及び前記第２のクラッシュゾーン信号のうちの一方が第２の閾値を超えることに応答してクラッシュゾーン安全化信号を提供するステップであって、前記第２の閾値は前記第１の閾値より大きい、ステップと、
前記判別衝突信号及び前記クラッシュゾーン安全化信号を監視するとともに、それらに応答して作動可能拘束装置を制御するステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用作動可能乗員拘束装置を制御する方法及び装置に関し、特に、こうした構成に対し安全化機能を達成することに関する。
【０００２】
関連出願
本出願は、２００１年４月９日に出願された「Method and Apparatus For Controlling An Actuatable Restraining Device Using Switched Thresholds Based On Crush Zone Sensors」と題するFoo他による米国特許出願第０９／８２９，３２０号の一部継続出願である。
【背景技術】
【０００３】
当該技術分野では、車両における車両乗員のためのエアバッグ拘束システムは既知である。エアバッグ拘束装置は、ステージが車両衝突状況に応答して異なる時点で作動されるマルチステージインフレータを含む場合がある。
【０００４】
Foo他による米国特許第５，９３５，１８２号は、仮想感知を使用して車両衝突状況を判別する方法及び装置を開示する。Foo他による米国特許第６，０３６，２２５号は、衝突重大度指数値を使用して車両におけるマルチステージ作動可能拘束システムを制御する方法及び装置を開示する。Foo他による米国特許第６，１８６，５３９号は、衝突重大度指数化及びクラッシュゾーンセンサを使用してマルチステージ作動可能拘束装置を制御する方法及び装置を開示する。
【０００５】
また、当該技術分野では、２つ以上のセンサを使用して衝突状況を感知することも既知である。識別（判別）感知のために第１の衝突センサを使用する場合があり、安全化のために第２の衝突センサを使用する場合がある。通常、センサからの出力信号から衝突値が求められ、求められた値が関連する閾値と比較される。判別と安全化判定との両方が、展開衝突（deployment crash）事象が発生していることを認める場合にのみ、関連する作動可能拘束装置が作動される。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、クラッシュゾーンセンサを使用して作動可能拘束システムのための安全化機能を提供する方法及び装置に関する。
【０００７】
本発明の一実施の形態によれば、車両衝突状況を感知するとともに、それを示す判別衝突信号を提供する判別衝突センサを具備する、車両用作動可能乗員拘束システムを制御する装置が提供される。第１のクラッシュゾーンセンサが、第１の車両クラッシュゾーン位置に配置され、第１のクラッシュゾーンセンサによって感知される衝突加速度を示す第１のクラッシュゾーン信号を提供する。第２のクラッシュゾーンセンサが第２の車両クラッシュゾーン位置に配置され、当該第２のクラッシュゾーンセンサによって感知される衝突加速度を示す第２のクラッシュゾーン信号を提供する。クラッシュゾーン安全化判定手段が、第１のクラッシュゾーンセンサ及び第２のクラッシュゾーンセンサを監視するとともに、第１のクラッシュゾーンセンサ信号及び第２のクラッシュゾーンセンサ信号のうちの一方が第１の閾値を超え、且つ第１のクラッシュゾーンセンサ信号及び第２のクラッシュゾーンセンサ信号のうちの他方に欠陥があることに応答して、クラッシュゾーン安全化信号を提供する。コントローラが判別衝突信号及びクラッシュゾーン安全化信号を監視するとともに、それらに応答して作動可能拘束装置を制御する。
【０００８】
本発明の一実施の形態によれば、車両衝突状況を感知するとともにそれを示す判別衝突信号を提供する判別衝突センサを具備する、車両用作動可能乗員拘束システムを制御する装置が提供される。第１のクラッシュゾーンセンサが第１の車両クラッシュゾーン位置に配置され、当該第１のクラッシュゾーンセンサによって感知される衝突加速度を示す第１のクラッシュゾーン信号を提供する。第２のクラッシュゾーンセンサが、第２の車両クラッシュゾーン位置に配置され、当該第２のクラッシュゾーンセンサによって感知される衝突加速度を示す第２のクラッシュゾーン信号を提供する。クラッシュゾーン安全化判定手段が、第１のクラッシュゾーンセンサ及び第２のクラッシュゾーンセンサを監視するとともに、第１のクラッシュゾーンセンサ信号及び第２のクラッシュゾーンセンサ信号のうちの一方が第１の閾値を超え、且つ第１のクラッシュゾーンセンサ信号及び第２のクラッシュゾーンセンサ信号のうちの他方に欠陥があることに応答して、クラッシュゾーン安全化信号を提供し、また、第１のクラッシュゾーンセンサ信号及び第２のクラッシュゾーンセンサ信号のうちの少なくとも一方が第２の閾値を超えることに応答してクラッシュゾーン安全化信号を提供し、第２の閾値は第１の閾値より大きい。コントローラが、判別衝突信号及びクラッシュゾーン安全化信号を監視するとともに、それらに応答して作動可能拘束装置を制御する。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、車両用作動可能乗員拘束システムを制御する方法は、車両衝突状況を感知するとともに、それを示す判別衝突信号を提供するステップと、第１の車両クラッシュ位置において衝突加速度を監視するとともに、当該第１の車両クラッシュ位置において感知された衝突加速度を示す第１のクラッシュゾーン信号を提供するステップと、第２の車両クラッシュ位置において衝突加速度を監視するとともに、当該第２の車両クラッシュ位置において感知された衝突加速度を示す第２のクラッシュゾーン信号を提供するステップと、上記第１のクラッシュゾーン信号及び上記第２のクラッシュゾーン信号を監視するとともに、当該第１のクラッシュゾーン信号及び当該第２のクラッシュゾーン信号のうちの一方が第１の閾値を超え、且つ当該第１のクラッシュゾーン信号及び当該第２のクラッシュゾーン信号のうちの他方に欠陥があることに応答して、クラッシュゾーン安全化信号を提供するステップと、判別衝突信号及び上記クラッシュゾーン安全化信号を監視するとともに、それらに応答して作動可能拘束装置を制御するステップとを含む。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、車両用作動可能乗員拘束システムを制御する方法は、車両衝突状況を感知するとともに、それを示す判別衝突信号を提供するステップと、第１の車両クラッシュ位置において衝突加速度を監視するとともに、当該第１の車両クラッシュ位置において感知された衝突加速度を示す第１のクラッシュゾーン信号を提供するステップと、第２の車両クラッシュ位置において衝突加速度を監視するとともに、当該第２の車両クラッシュ位置において感知された衝突加速度を示す第２のクラッシュゾーン信号を提供するステップと、上記第１のクラッシュゾーン信号及び上記第２のクラッシュゾーン信号を監視するとともに、当該第１のクラッシュゾーン信号及び当該第２のクラッシュゾーン信号のうちの一方が第１の閾値を超え、且つ当該第１のクラッシュゾーン信号及び当該第２のクラッシュゾーン信号のうちの他方に欠陥があることに応答して、クラッシュゾーン安全化信号を提供し、また当該第１のクラッシュゾーン信号及び当該第２のクラッシュゾーン信号のうちの少なくとも一方が第２の閾値を超えることに応答してクラッシュゾーン安全化信号を提供するステップであって、当該第２の閾値は上記第１の閾値より大きい、ステップと、判別衝突信号及び上記クラッシュゾーン安全化信号を監視するとともに、それに応答して作動可能拘束装置を制御するステップとを含む。
【００１１】
本発明の上述した特徴及び利点並びに他の特徴及び利点は、当業者には、本発明の以下の説明及び添付の図面を考慮することによって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１及び図２を参照すると、車両１２の作動可能乗員拘束システム１０において本発明の例示的な実施形態が示されている。乗員拘束システム１０は、運転手側のマルチステージ前方作動可能拘束装置１４と、乗員（passenger）側のマルチステージ前方作動可能拘束装置１８とを含んでもよい。運転手の作動可能側方拘束装置１６及び乗員の作動可能側方拘束装置２０等、他の作動可能拘束装置を含むことができる。作動可能乗員拘束システム１０は、運転手側プリテンショナ２２と、乗員側プリテンショナ２４とをさらに含むことができる。本発明は、エアバッグ拘束システムで使用するようには限定されず、いかなる作動可能拘束装置にも適用可能である。
【００１３】
システム１０は、例示的な一実施形態によれば、車両のほぼ中心位置に配置される少なくとも１つの衝突（crash or collision）センサアセンブリ３０を含む。センサアセンブリ３０は第１の衝突加速度センサ３２を含み、その感度軸は、本明細書ではＣＣＵ＿１Ｘとして示す衝突加速度信号を提供する、車両Ｘ方向（すなわち、車両の前後軸に平行）における衝突加速度を感知するように実質的に向けられている。センサアセンブリ３０は、第２の衝突加速度センサ３４をさらに含んでもよく、その感度軸は、本明細書ではＣＣＵ＿１Ｙとして示す衝突加速度信号を提供する、車両Ｙ方向（すなわち車両の前後軸に対して垂直）における衝突加速度を感知するように実質的に向けられている。センサアセンブリ３０は第３の衝突加速度センサ３６をさらに含んでもよく、その感度軸は、本明細書ではＣＣＵ＿２Ｘとして示す衝突加速度信号を提供する、車両Ｘ方向（すなわち車両の前後軸に平行）における衝突加速度を感知するように実質的に向けられている。
【００１４】
衝突センサ３２、３４、３６からの衝突加速度信号は、いくつかの形式のいずれかをとることができる。衝突加速度信号の各々は、感知された衝突加速度に応答して変化する振幅、周波数、パルス持続時間等、又は他の任意の電気的特性を有することができる。１つの例示的な実施形態によれば、衝突加速度信号は、感知された衝突加速度を示す周波数特性及び振幅特性を有する。
【００１５】
衝突加速度センサ３２、３４、３６に加えて、本システムは、車両１２の関連するクラッシュゾーン位置に配置される、前方に位置するクラッシュゾーンセンサ４０、４２を含む。センサ４０は、たとえば、車両の運転手側（左）に配置されており、その感度軸は、車両のＸ軸に平行な衝突加速度を感知するように実質的に向けられている。センサ４２は、たとえば、車両の助手席（乗員）側（右）に配置されており、その感度軸は、車両のＸ軸に平行な衝突加速度を感知するように実質的に向けられている。運転手側のクラッシュゾーンセンサ４０からの信号を、本明細書ではＣＺＳ＿３Ｘとして示し、乗員側のクラッシュゾーンセンサ４２からの信号を、本明細書ではＣＺＳ＿４Ｘとして示す。
【００１６】
クラッシュゾーンセンサ４０、４２からの信号はまた、車両のそれらのセンサ位置においてもたらされる衝突加速度を示す、電気的特性、たとえば周波数及び振幅も有する。クラッシュゾーンセンサは、車両のラジエータの位置又はその近くに取り付けられることが好ましく、衝突加速度センサ３２、３４、３６によって提供される指示を補足することによって衝突状況の特定のタイプをより適切に判定する役割を果たす。クラッシュゾーンセンサはまた、後述するように展開制御プロセスに対する安全化機能を実行するためにも使用される。
【００１７】
運転手側の衝突加速度センサ４６は、車両の運転手側に取り付けられ、その感度軸は、車両のＹ軸（すなわち車両の前後軸に対して垂直）に平行な衝突加速度を感知するように実質的に向けられている。衝突加速度センサ４６は、電気的特性、たとえば周波数及び振幅を有する本明細書ではＲＡＳ＿１Ｙとして示す衝突加速度信号を提供する。それは、Ｙ軸方向の衝突加速度を示し、車両の運転手側への加速度が正の値を有する。乗員側の衝突加速度センサ４８は、車両の乗員側に取り付けられ、車両のＹ軸に平行な衝突加速度を感知するように向けられる。衝突加速度センサ４８は、電気的特性、たとえば周波数及び振幅を有する、本明細書ではＲＡＳ＿２Ｙとして示す衝突加速度信号を提供する。それは、Ｙ軸方向の衝突加速度を示し、車両の助手席側への加速度が正の値を有する。
【００１８】
衝突加速度信号ＣＣＵ＿１Ｘ、ＣＣＵ＿１Ｙ、ＣＣＵ＿２Ｘ、ＣＺＳ＿３Ｘ、ＣＺＳ＿４Ｘ、ＲＡＳ＿１Ｙ及びＲＡＳ＿２Ｙは、それぞれ関連するハードウェアのハイパス／ローパスフィルタ５２、５４、５６、５８、６０、６２及び６４を通してコントローラ５０に提供される。コントローラ５０は、マイクロコンピュータであることが好ましい。本発明の好ましい実施形態はマイクロコンピュータを使用するが、本発明はマイクロコンピュータの使用に限定されない。本発明は、マイクロコンピュータによって実行される機能を、他のデジタル回路及び／又はアナログ回路によって実行することができ、１つ又は複数の回路基板に又は特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）として組み立てることができる、ということを意図している。
【００１９】
フィルタ５２、５４、５６、５８、６０、６２及び６４は、衝突加速度信号をフィルタリングして、車両衝突事象の存在を判定するために有用でない周波数成分、たとえば交通騒音からもたらされる周波数成分を除去する。衝突評価に有用な周波数を、対象となる車両プラットフォームの実験的検証によって判定することができる。
【００２０】
コントローラ５０は、フィルタリングされた衝突加速度信号を監視し、１つ又は複数の衝突アルゴリズムを実行することにより、車両展開衝突事象が発生しているか又は非展開衝突事象が発生しているかを判断する。各衝突アルゴリズムは、衝突加速度信号からの衝突事象の値を測定し及び／又は求める。これらの値は、展開判断及び作動判断に使用される。こうした測定され及び／又は求められた衝突値を、「衝突測定基準（crash metrics）」とも呼び、それは、衝突加速度、衝突エネルギー、衝突速度、衝突変位、衝突ジャーク等を含む。衝突加速度信号に基づき、コントローラ５０はさらに、衝突重大度測定基準（後述する）を使用して衝突事象に対する衝突重大度指数値を求め、作動可能拘束装置１４、１８の制御においてこれらの求められた衝突重大度指数値を使用する。
【００２１】
コントローラ５０がその制御アルゴリズムにおいて作動可能拘束装置１４及び１６を制御するために使用する又は使用することができる運転手の特性を検出するために、他の運転手関連センサが使用される。これらのセンサには、運転手がシートベルトを締めたか否かを示す信号をコントローラ５０に提供する運転手バックルスイッチセンサ７０が含まれる。運転手の座席７４に位置する運転手の体重センサ７２は、運転手の感知された体重を示す信号を提供する。他の運転手関連センサ７６は、位置、身長、胴回り、運動等、他の運転手関連情報をコントローラ５０に提供する。こうした他のセンサには、超音波センサ、カメラ、赤外線センサ等が含まれてもよい。
【００２２】
コントローラ５０がその制御アルゴリズムにおいて作動可能拘束装置１８及び２０を制御するために使用する又は使用することができる乗員（passenger）の特性を検出するために、他の乗員関連センサが使用される。これらのセンサには、乗員がシートベルトを締めたか否かを示す信号をコントローラ５０に提供する助手席のバックルスイッチセンサ８０が含まれる。助手席８４に位置する乗員の体重センサ８２は、乗員の感知された体重を示す信号を提供する。他の乗員関連センサ８６は、位置、身長、胴回り、運動等、乗員に関連する他の乗員情報をコントローラ５０に提供する。他のセンサ８８は、座席８４に乗員が存在するか否か、座席８４にチャイルドシートが存在するか否か等を示す信号をコントローラ５０に提供する。こうした他のセンサには、超音波センサ、カメラ、赤外線フィルタ等が含まれてもよい。
【００２３】
乗員拘束システム１０の１つの例示的な実施形態によれば、エアバッグ拘束装置１４は、第１の作動可能ステージ９０及び第２の作動可能ステージ９２、たとえば、単一のエアバッグ拘束装置１４と流体連通する２つの別個の膨張流体源を有する。各ステージ９０、９２は、十分な期間に十分な電流で励起される時に関連流体源から流体の流れを開始する関連スクイブ（図示せず）を有する。１つのステージが作動されると、エアバッグの可能な最大の膨張の１００％未満の割合の膨張が発生する。エアバッグの１００％膨張を達成するためには、第１のステージの作動の所定時間内に第２のステージが作動されなければならない。より詳細には、コントローラ５０は、判定された衝突測定基準を使用して衝突アルゴリズムを実行し、所望の膨張プロファイル及び圧力に達するように適当な時間に作動可能膨張ステージ９０及び９２の一方又は両方の作動をもたらすために、作動可能拘束装置１４に１つ又は複数の信号を出力する。上述したように、本発明により、プリテンショナ２２等の他の作動可能拘束装置、又は側方拘束装置１６等の他の装置を制御することができる。
【００２４】
上述したように、作動可能ステージ９０、９２の各々は、当該技術分野において既知であるタイプの関連スクイブ（図示せず）を含む。各スクイブは、関連するガス生成材料源及び／又は加圧ガスのボトルに動作可能に接続される。スクイブは、所定量の電流を所定時間通過させることによって点火される。各スクイブは、その関連するガス生成材料に点火し、及び／又はその関連する加圧ガスボトルを穿孔する。バッグ内に放出されるガスの量（可能な最大膨張の割合）は、作動されるステージの数及びそれらの作動のタイミングの関数である。所定期間中に作動されるステージが多いほど、エアバッグに存在するガスが多くなる。例示的な一実施形態によれば、エアバッグ拘束装置１４は２つの作動可能ステージを含む。１つのステージのみが作動される場合、可能な最大膨張圧の４０％が発生する。２つのステージが互いに５ミリ秒内で作動される場合、可能な最大膨張率の１００％が発生する。ステージがおよそ２０ミリ秒間隔をあけて作動される場合、可能な最大膨張の異なるより少ない割合が発生する。複数のステージの作動タイミングを制御することにより、バッグの動的プロファイル、たとえば膨張率、膨張圧等が制御される。
【００２５】
乗員側拘束装置１８は、エアバッグの可能な最大膨張圧の割合を制御するために、運転手側拘束装置１４に関連して上述したように制御される第１の作動可能ステージ９４及び第２の作動可能ステージ９６を含む。
【００２６】
コントローラ５０内の展開コントローラ１００は、判定された衝突測定基準及び他の監視されているセンサ入力を使用して、第１の作動可能ステージ９０、９４及び第２の作動可能ステージ９２、９６の作動を制御する。
【００２７】
２つのほぼ中心に位置する加速度センサ３２、３６は、Ｘ方向における衝突加速度を感知する。第１の加速度センサ３２は、バックルを締めていない車両乗員に関する衝突測定基準値を求めるために使用される。第２の加速度センサ３６は、バックルを締めた車両乗員に関する衝突測定準値を求めるために使用される。
【００２８】
図３及び図４を参照すると、機能ブロック図は、運転手側のマルチステージ拘束装置１４を制御するためにコントローラ５０が実行する制御機能のいくつかを概略的に表す。乗員側のマルチステージ拘束装置１８は、後述する相違はあるが同様に制御されることを理解すべきである。上述したように、コントローラ５０は、これらの図示する機能を実行するようにプログラムされたマイクロコンピュータであることが好ましい。コントローラ５０によって実行される「機能」という記述を、本明細書では「回路」と呼ぶ場合もある。
【００２９】
加速度計であることが好ましい加速度センサ３２は、衝突事象が発生した時に車両の衝突加速度を示す特性（たとえば周波数及び振幅）を有する、本明細書ではＣＣＵ＿１Ｘとして示す加速度信号を出力する。加速度信号は、好ましくはハードウェア（すなわちコントローラ５０とは別個の）ハイパスフィルタ（「ＨＰＦ」）／ローパスフィルタ（「ＬＰＦ」）５２によってフィルタリングされ、無関係の車両動作事象からもたらされる周波数及び／又は交通騒音からもたらされる入力信号が除去される。フィルタリングによって除去される周波数成分は、拘束装置１４が展開されることが望ましい衝突事象の発生を示すものではない。実験的検証を用いて、対象となる特定の車両プラットフォームに関係のある衝突信号の周波数値が求められる。衝突加速度信号に存在する可能性のある無関係な信号成分は適当にフィルタリングされ、展開衝突事象を示す信号特性がさらに処理されるために渡される。
【００３０】
加速度計３２は、±１００ｇ（ｇは地球の重力による加速度の値、すなわち、３２フィート／平方秒又は９．８ｍ／ｓ２）の公称感度を有することが好ましい。マルチステージ作動可能拘束システムでは、第１のトリガ閾値又は初期トリガ閾値に達した後であっても、衝突事象中に衝突加速度を感知し続けることが望ましい。±１００ｇ内で衝突加速度が発生する際に第１のステージが十分に作動することが望ましいため、±１００ｇの公称感度を有する加速度計３２により、さらなる感知の必要が容易になる。
【００３１】
フィルタリングされた出力信号１１０は、好ましくはントローラ５０の内部（たとえば、マイクロコンピュータのＡ／Ｄ入力）にあるか又は外部Ａ／Ｄ変換器であるアナログ−デジタル（変換器）１１２に提供される。Ａ／Ｄ変換器１１２は、フィルタリングされた衝突加速度信号１１０をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器の出力１１４は、Ａ／Ｄ変換に関連するわずかなドリフト又はオフセットを除去する目的で経験的に求められるフィルタ値を有する別のハイパス／ローパスフィルタ１１６によってフィルタリングされることが好ましい。本発明のマイクロコンピュータの実施形態では、フィルタ１１６を、マイクロコンピュータ内でデジタルに実装することができる。コントローラ５０の判定機能１１８は、このフィルタリングされた衝突加速度信号から、本明細書ではＶｅｌ＿Ｒｅｌ＿１Ｘ（「衝突速度」）及びＤｉｓｐｌ＿Ｒｅｌ＿１Ｘ（「衝突変位」）として示す２つの衝突測定基準値を求める。これは、加速度信号の第１の積分及び第２の積分によって行われる。
【００３２】
衝突変位値及び衝突速度値は、ばね力及び減衰力を考慮するように乗員のばね質量モデルを使用する、Foo他に対する米国特許第６，１８６，５３９号及びFoo他に対する米国特許第６，０３６，２２５号に完全に記載されている仮想衝突感知プロセスを使用して求められることが好ましい。ばね質量モデルの詳細な説明は、Foo他に対する米国特許第５，９３５，１８２号に記載されている。
【００３３】
機能１１８で求められた値は、比較機能１２４において且つ安全化不感ボックス（immunity box）判定機能１２８において、Ｄｉｓｐｌ＿Ｒｅｌ＿１Ｘの関数としてのＶｅｌ＿Ｒｅｌ＿１Ｘ値を衝突変位変更閾値と比較するために使用される。比較機能１２４は、Ｖｅｌ＿Ｒｅｌ＿１Ｘ値をＬＯＷ閾値１３０又はＳＷＩＴＣＨＥＤ  ＬＯＷ閾値１３２と比較し、且つＶｅｌ＿Ｒｅｌ＿１Ｘ値をＨＩＧＨ閾値１３４と比較する。閾値１３０、１３２及び１３４は、運転手バックルスイッチ７０によって感知されるようなベルト未着用の乗員の状況に対して選択され且つそれに関連する。本発明によれば、Ｖｅｌ＿Ｒｅｌ＿１Ｘが、ベルト未着用の乗員の状況に対しＬＯＷ閾値１３０又はＳＷＩＴＣＨＥＤ  ＬＯＷ閾値１３２（後述するようにコントローラ５０によっていずれが使用されるかによって決まる）を超える場合、第１のステージ９０を展開することが望ましい。第２のステージ９２は、ベルト未着用の乗員の状況に対し、衝突重大度指数Ａ機能１４０によって求められるＬＯＷ（又はＳＷＩＴＣＨＥＤ  ＬＯＷ）閾値交差とＨＩＧＨ閾値交差との間の時間に応答して作動される。３つの閾値１３０、１３２及び１３４はすべて、衝突変位Ｄｉｓｐｌ＿Ｒｅｌ＿１Ｘ値の関数として変化し、対称となる特定の車両プラットフォームに対して経験的に求められる。
【００３４】
安全化不感ボックス１４２は、図４に示すように衝突速度Ｖｅｌ＿Ｒｅｌ＿１Ｘ及び衝突変位Ｄｉｓｐｌ＿Ｒｅｌ＿１Ｘの関数として定義される。安全化不感ボックス判定機能１２８は、衝突変位値Ｄｉｓｐｌ＿Ｒｅｌ＿１Ｘの関数としての衝突速度値Ｖｅｌ＿Ｒｅｌ＿１Ｘが不感ボックス４１２内にあるか外にあるかを判断する。速度値が不感ボックス外にある場合、ＨＩＧＨ又はＴＲＵＥの安全化不感ボックス信号１４４が提供される。そうでない場合、安全化不感ボックス信号１４４はＬＯＷ又はＦＡＬＳＥ（偽）である。
【００３５】
機能１２４において求められるような閾値の交差（越える）の発生は、ラッチ１４８によってラッチされる。ベルト未着用の乗員の状況に対する衝突重大度指数化値Ａは、ＡＮＤ機能１５０からＨＩＧＨが受け取られた場合に機能１４０において求められる。ＡＮＤ機能１５０は、２つの安全化機能、すなわち一方はＣＣＵ＿１Ｘ信号に基づき他方はＣＣＩ＿２Ｘ信号に基づく機能が満足される場合に、ＯＮ又はＨＩＧＨである。Ｓａｆｉｎｇ＿Ａ判定機能１２８の出力は、ＡＮＤ機能１５０の一方の入力である。概して、安全化機能１５０は、関連する衝突重大度指数化機能１４０及び１９０を通して第１のステージ９０及び第２のステージ９２の作動を可能にするか又は不能にする制御メカニズムとして動作する。
【００３６】
衝突重大度指数化機能Ａ１４０は、求められた衝突速度値Ｖｅｌ＿Ｒｅｌ＿１ＸがＬＯＷ閾値１３０又はＳＷＩＴＣＨＥＤ  ＬＯＷ閾値１３２を超える時からＨＩＧＨ閾値１３４を超える時までの期間の関数として判定され、本明細書ではそれを「△ｔ測定値」と呼ぶ。この値は、衝突強度の測度である。期間が短いほど、車両衝突の強度は大きくなる。ベルト未着用の乗員の状況に対して第２のステージ９２の制御において使用されるのは、この△ｔの測定値である。第２のステージは、必ずしもＨＩＧＨ閾値交差の時点で展開されず、上述したFoo他の特許で完全に説明されているように△ｔ測定値に応答して展開される。衝突重大度指数機能１４０は、△ｔ測定値を、第２のステージ作動のタイミングを制御するために使用される展開時間値に変換するために使用される、ルックアップテーブルを含むことができる。
【００３７】
加速度センサ３２及び比較機能１２４は、車両乗員がベルト未着用状況にある時の衝突判別のために使用される。ベルト未着用状況では、閾値１３０、１３２及び１３４は、車両乗員がベルトを着用した場合に使用される値より全体的に低い値である。運転手バックルスイッチ７０は、コントローラ５０が比較機能１２４を考慮して使用するために監視される。乗員の拘束装置１８の制御は、助手席のバックルスイッチ８０の状況を監視することによってベルト着用状況又はベルト未着用状況を考慮して同様に制御される。
【００３８】
加速度センサ３６、好ましくは加速度計は、衝突事象が発生した時に車両のＸ軸に平行な車両の衝突加速度を示す特性（たとえば周波数及び振幅）を有する、本明細書においてＣＣＵ＿２Ｘとして示す加速度信号を出力する。加速度信号は、好ましくはハードウェア（すなわちコントローラ５０とは別個）のハイパスフィルタ（「ＨＰＦ」）／ローパスフィルタ（「ＬＰＦ」）５６によってフィルタリングされ、無関係の車両動作事象からもたらされる周波数及び／又は交通騒音からもたらされる入力信号が除去される。フィルタリングによって除去される周波数成分は、拘束装置１４が展開されることが望まれる衝突事象の発生を示すものではない。実験的検証を使用して、対象となる特定の車両プラットフォームに対して関連衝突信号の周波数値が求められる。衝突加速度信号に存在する可能性のある無関係の信号成分は適当にフィルタリングされ、展開衝突事象を示す周波数はさらに処理されるために渡される。
【００３９】
加速度計３６は、±１００ｇ（ｇは、地球の重力による加速度の値、すなわち３２フィート／平方秒又は９．８ｍ／ｓ２）の公称感度を有することが好ましい。マルチステージ作動可能拘束システムでは、第１のトリガ閾値又は初期トリガ閾値に達した後であっても、衝突事象中に衝突加速度を感知し続けることが望ましい。±１００ｇ内で衝突加速度が発生する際に第１のステージが十分に作動することが望ましいため、±１００ｇの公称感度を有する加速度計３６により、さらなる感知の必要が容易になる。
【００４０】
フィルタリングされた出力信号１６０は、好ましくはコントローラ５０の内部（たとえば、マイクロコンピュータのＡ／Ｄ入力）にあるか又は外部Ａ／Ｄ変換器であるアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１６２に提供される。Ａ／Ｄ変換器１６２は、フィルタリングされた衝突加速度信号１６０をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器１１４の出力１６４は、Ａ／Ｄ変換に関連するわずかなドリフト及びオフセットを除去する目的で経験的に求められるフィルタ値を有する別のハイパス／ローパスフィルタ１６６によってフィルタリングされることが好ましい。本発明のマイクロコンピュータの実施形態では、フィルタ１６６は、マイクロコンピュータ内でデジタル的に実装される。コントローラ５０の判定機能１６８は、機能１１８において行われた判定と同様に、このフィルタリングされた衝突加速度信号ＣＣＵ＿２Ｘから、本明細書においてＶｅｌ＿Ｒｅｌ＿２Ｘ（「衝突速度」）及びＤｉｓｐｌ＿Ｒｅｌ＿２Ｘ（「衝突変位」）として示す２つの衝突測定基準値を求める。これは、フィルタリングされた加速度信号ＣＣＵ＿２Ｘの第１の積分及び第２の積分によって行われる。
【００４１】
これらの衝突変位値及び衝突速度値は、ばね力及び減衰力を考慮するように乗員のばね質量モデルを使用する、Foo他に対する米国特許第６，１８６，５３９号及びFoo他に対する米国特許第６，０３６，２２５号に完全に記載されている仮想衝突感知処理を使用して求められることが好ましい。ばね質量モデルの詳細な説明は、Foo他に対する米国特許第５，９３５，１８２号に記載されている。
【００４２】
機能１６８で求められた値は、比較機能１７４において且つ安全化不感ボックス判定機能１７８において、Ｄｉｓｐｌ＿Ｒｅｌ＿２Ｘの関数としてのＶｅｌ＿Ｒｅｌ＿２Ｘ値を衝突変位変更閾値と比較するために使用される。比較機能１７４は、Ｖｅｌ＿Ｒｅｌ＿２Ｘ値をＬＯＷ閾値１８０又はＳＷＩＴＣＨＥＤ  ＬＯＷ閾値１８２と比較し、且つＶｅｌ＿Ｒｅｌ＿２ＸをＨＩＧＨ閾値１８４と比較する。閾値１８０、１８２及び１８４は、運転手バックルスイッチ７０によって感知されるようなベルト着用の乗員の状況に対して選択され且つそれに関連する。本発明によれば、Ｖｅｌ＿Ｒｅｌ＿２Ｘが、ベルト着用の乗員の状況に対しＬＯＷ閾値１８０又はＳＷＩＴＣＨＥＤ  ＬＯＷ閾値１８２（いずれが使用されるかによって決まる）を超える場合、第１のステージ９０を展開することが望ましい。第２のステージは、ベルト着用の乗員の状況に対し衝突重大度指数Ｂ機能１９０によって求められるＬＯＷ（又はＳＷＩＴＣＨＥＤ  ＬＯＷ）閾値交差からＨＩＧＨ閾値交差までの時間に応答して作動される。３つの閾値１８０、１８２及び１８４はすべて、Ｄｉｓｐｌ＿Ｒｅｌ＿２Ｘ値の関数として変化し、ベルト着用の乗員の状況に対して経験的に求められる。安全化不感ボックス１９２は、図４に示すようにＶｅｌ＿Ｒｅｌ＿２Ｘ及びＤｉｓｐｌ＿Ｒｅｌ＿２Ｘの関数として定義される。Ｖｅｌ＿Ｒｅｌ＿２Ｘ値が不感ボックス１９２外にある場合、ＨＩＧＨ又はＴＲＵＥの安全化不感ボックス信号１９４がＡＮＤ機能１５０の第２の入力に提供される。そうでない場合、安全化不感ボックス信号１９４はＬＯＷ又はＦＡＬＳＥである。ＡＮＤ機能１５０に対する安全化不感ボックス入力が両方ともＨＩＧＨである場合、ＡＮＤゲート１５０の出力はＨＩＧＨであり、それにより衝突重大度指数化機能１４０、１９０がともに可能になる。
【００４３】
１７４において求められるような閾値の交差の発生は、ラッチ１９８によってラッチされ、ベルト着用の乗員の状況に対する衝突重大度指数化値Ｂは、ＡＮＤ機能１５０からＨＩＧＨが受け取られた場合に機能１９０において求められる。
【００４４】
衝突重大度関数Ｂは、求められた速度値Ｖｅｌ＿Ｒｅｌ＿２ＸがＬＯＷ閾値１８０又はＳＷＩＴＣＨＥＤ  ＬＯＷ閾値１８２を超える時からＨＩＧＨ閾値１８４を超える時までの期間の関数として求められ、本明細書ではそれを「△ｔ測定値」と呼ぶ。この値は、衝突強度の測定値である。期間が短いほど、車両衝突の強度は大きくなる。ベルト着用の乗員の状況に対して第２のステージの制御において使用されるのは、この△ｔの測定値である。機能１７４で使用されるベルト着用比較に対する閾値は、通常、比較機能１２４で使用されるベルト未着用の状況に対する値より高い値である。機能１４０に関して同様に説明したように、衝突重大度指数Ｂ機能は、△ｔ測定値を、第２のステージ９２の制御に対する作動時間に変換するためのルックアップテーブルを含むことができる。
【００４５】
クラッシュゾーンセンサ４０、４２がいくつかの事象を検出した場合、第１のステージ９０の展開を制御するために、且つ第２のステージ９２を制御するために使用される衝突重大度機能１４０、１９０で使用される△ｔ測定値を求めるために、ＬＯＷ閾値１３０、１８０はＳＷＩＴＣＨＥＤ  ＬＯＷ閾値１３２、１８２に切り替えられる。クラッシュゾーンセンサ４０、４２はまた、作動可能拘束装置１４及び１８の作動に対し安全化機能を提供するためにも使用される。後述するように、作動可能装置１４及び１８の作動は、さらに、クラッシュゾーンセンサのうちの１つからのＨＩＧＨ又はＴＲＵＥの展開衝突判定によって決まる。
【００４６】
クラッシュゾーンセンサ４０は、車両の前方の正面左位置において感知されるような衝突事象の発生時における車両の衝突加速度を示す特性（たとえば周波数及び振幅）を有する、本明細書においてＣＺＳ＿３Ｘとして示す信号を提供する加速度であることが好ましい。加速度信号ＣＺＸ＿３Ｘは、ハイパスフィルタ（「ＨＰＦ」）／ローパスフィルタ（「ＬＰＦ」）５８によってフィルタリングされ、無関係の車両動作事象からもたらされる周波数及び／又は交通騒音からもたらされる入力が除去される。フィルタリングによって除去される周波数成分は、衝突事象の発生を示さない周波数である。実験的検証を使用して、衝突加速度信号に存在する無関係の信号成分をフィルタリングすることができ、且つ衝突事象を示す周波数を更に処理するために渡すことができるように、関連する衝突信号の１つ又は複数の周波数範囲が確立される。加速度計４０は、±２５０ｇの公称感度を有することが好ましい。
【００４７】
フィルタリングされた出力信号２１０は、アナログ−デジタル（「Ａ／Ｄ」）変換器２１２に提供される。Ａ／Ｄ変換器２１２は、フィルタリングされた衝突加速度信号２１０をデジタル信号に変換する。本発明の例示的な一実施形態によれば、Ａ／Ｄ変換器２１２は、１のカウントが最大の負の加速度であり、２５５のカウントが最大の正の加速度であり、１２８のカウントが０ｇ又は０加速度指示を表すように配置された１〜２５５カウントフルスケールを提供する。ＣＺＳ４０、フィルタ５８及びＡ／Ｄ変換器２１２が、すべて、単一の特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）２３７の一部であることが好ましい。診断回路２３８もまた、ＡＳＩＣ２３７の一部であり、Ａ／Ｄ変換器２１２に対する調整された基準電圧及びＡ／Ｄ変換器２１２が変換を行うために費やす時間であるようなものを含むＡＳＩＣの動作を監視する。基準電圧が所定範囲外である場合、又は変換が所定期間より長い時間を費やす場合、ＣＺＳ４０を支持するＡＳＩＣ２３７は障害があるとみなされる。本発明では、診断回路２３８によって他の診断を実行してもよいことを意図している。概して、診断回路２３８によって任意の誤り又は障害が検出されると、ＣＺＳ４０に障害があるとみなされる。診断機能２３８は、ＣＺＳ４０に誤り状況又は障害状況が存在すると判断した場合、診断上の誤り状況又は障害状況の指示をコントローラ５０に提供するように、Ａ／Ｄ変換器２１２を制御して０カウントを出力させる。この例示的な実施形態では、０カウントはこの目的のために確保されている。Ａ／Ｄ変換器２１２の出力は、変換からもたらされるわずかなドリフト及びオフセットを除去する目的で経験的に求められたフィルタ値を有する別のハイパス／ローパスフィルタ２１４によってフィルタリングされることが好ましい。本発明のマイクロコンピュータの実施形態では、フィルタ２１４は、マイクロコンピュータ内でデジタルに実装される。フィルタリング機能２１４は、フィルタリングされた加速度信号２１６を出力する。
【００４８】
コントローラ５０は、本明細書ではＡ＿ＭＡ＿Ｃ＿ＣＺＳ＿３Ｘと示す加速度値を求める。この値は、第１のクラッシュゾーンセンサ４０からフィルタリングされた加速度信号の移動平均値を計算することによって求められる。移動平均は、フィルタリングされた加速度信号の最新の所定数のサンプルの合計である。平均は、最も古い値を除去し、それを最新のサンプルで置き換えた後、新たな平均を求めることによって更新される。４〜３２のサンプルが適切な平均を提供すると判断された。
【００４９】
この求められた値Ａ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿３Ｘは、クラッシュゾーン安全化判定機能２１８に入力される。求められた変位値Ｄｉｓｐｌ＿Ｒｅｌ＿２Ｘの関数としての求められたクラッシュゾーンセンサ加速度値Ａ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿３Ｓは、閾値比較機能２２６においてベルト未着用閾値２２０及びベルト着用閾値２２２と比較される。ベルト着用閾値２２２及びベルト未着用閾値２２０は、所望の制御を達成するために所定の方法でＤｉｓｐｌ＿Ｒｅｌ＿２Ｘの関数として変化する。閾値を、対象となる特定の車両のプラットフォームに対して経験的に求めてもよい。Ａ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿３Ｘ値がベルト未着用閾値２２０を超える場合、比較機能１２４で使用される低い方の閾値は、ＳＷＩＴＣＨＥＤ  ＬＯＷ閾値１３２に切り替えられる。Ａ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿３Ｘ値がベルト着用閾値２２２を超える場合、比較機能１７４で使用される低い方の閾値はＳＷＩＴＣＨＥＤ  ＬＯＷ閾値１８２に切り替えられる。
【００５０】
クラッシュゾーンセンサ４２は、車両の前方の正面右位置で感知されるような衝突事象の発生時の車両の衝突加速度を示す特性（たとえば周波数及び振幅）を有する、本明細書ではＣＺＳ＿４Ｘとして示す信号を提供する加速度計であることが好ましい。加速度信号ＣＺＳ＿４Ｘは、ハイパスフィルタ（「ＨＰＦ」）／ローパスフィルタ（「ＬＰＦ」）６０によってフィルタリングされ、無関係の車両動作事象からもたらされる周波数及び／又は交通騒音からもたらされる入力が除去される。フィルタリングによって除去される周波数成分は、衝突事象の発生を示さない周波数である。実験的検証を使用して、衝突加速度信号に存在する無関係の信号成分をフィルタリングすることができ且つ衝突事象を示す周波数をさらに処理するために渡すことができるように、関係のある衝突信号の１つ又は複数の周波数範囲が確立される。加速度計４２は、±２５０ｇの公称感度を有することが好ましい。
【００５１】
フィルタリングされた出力信号２３０は、アナログ−デジタル（「Ａ／Ｄ」）変換器２３２に提供される。Ａ／Ｄ変換器２３２は、フィルタリングされた衝突加速度信号２３０をデジタル信号に変換する。本発明の例示的な一実施形態によれば、Ａ／Ｄ変換器２３２は、１のカウントが最大の負の加速度であり、２５５のカウントが最大の正の加速度であり、１２８のカウントが０ｇ又は０加速度指示を表すように配置された１〜２５５カウントフルスケールを提供する。ＣＺＳ４２、フィルタ６０及びＡ／Ｄ変換器２３２が、すべて、単一の特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）２３９の一部であることが好ましい。診断回路２４０もまた、ＡＳＩＣ２３９の一部であり、Ａ／Ｄ変換器２３２に対する調整された基準電圧及びＡ／Ｄ変換器２３２が変換を行うために費やす時間であるようなものを含むＡＳＩＣの動作を監視する。基準電圧が所定範囲外である場合、又は変換が所定期間より長い時間を費やす場合、ＣＺＳ４２を支持するＡＳＩＣ２３９は障害があるとみなされる。本発明では、診断回路２４０によって他の診断を実行してもよいことを意図している。概して、任意の誤り又は障害が検出されると、ＣＺＳ４２に障害があるとみなされる。診断機能２４０は、ＣＺＳ４２に誤り状況又は障害状況が存在すると判断した場合、診断上の誤り状況又は障害状況の指示をコントローラ５０に提供するように、Ａ／Ｄ変換器２３２を制御して０カウントを出力させる。この例示的な実施形態では、０カウントはこの目的のために確保されている。Ａ／Ｄ変換器２３２の出力は、変換からもたらされるわずかなドリフト及びオフセットを除去する目的で経験的に求められたフィルタ値を有する別のハイパス／ローパスフィルタ２３４によってフィルタリングされることが好ましい。本発明のマイクロコンピュータの実施形態では、フィルタ２３４は、マイクロコンピュータ内でデジタルに実装される。フィルタリング機能２３４は、フィルタリングされた加速度信号２３６を出力する。
【００５２】
コントローラ５０は、本明細書ではＡ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿４Ｘとして示す加速度値を、求める。この値は、クラッシュゾーンセンサ４２のフィルタリングされた加速度信号の移動平均値を計算することによって求められる。移動平均は、フィルタリングされた加速度信号の最新の所定数のサンプルの合計である。平均は、最も古い値を除去し、それを最新のサンプルに置き換えた後、新たな平均を求めることによって更新される。４〜３２のサンプルが適切な平均を提供すると判断された。
【００５３】
この求められた値Ａ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿４Ｘは、クラッシュゾーン安全化判定機能２１８に入力される。求められた変位値Ｄｉｓｐｌ＿Ｒｅｌ＿２Ｘの関数としての求められたクラッシュゾーンセンサ加速度値Ａ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿４Ｘは、閾値比較機能２５６においてベルト未着用閾値２５０及びベルト着用閾値２５２と比較される。ベルト着用閾値２５２及びベルト未着用閾値２５０は、所望の制御を達成するために所定の方法でＤｉｓｐｌ＿Ｒｅｌ＿２Ｘの関数として変化する。値を、対象となる特定の車両プラットフォームに対して経験的に求めてもよい。Ａ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿４Ｘ値がベルト未着用閾値２５０を超える場合、比較機能１２４で使用される低い方の閾値は、ＳＷＩＴＣＨＥＤ  ＬＯＷ閾値１３２に切り替えられる。Ａ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿４Ｘ値がベルト着用閾値２５２を超える場合、比較機能１７４で使用される低い方の閾値はＳＷＩＴＣＨＥＤ  ＬＯＷ閾値１８２に切り替えられる。
【００５４】
中心Ｙ軸加速度計３４は、本明細書ではＣＣＵ＿１Ｙとして示す加速度信号をフィルタ５４に出力する。５４からのフィルタ信号は、加速度計４０、４２からの信号の処理に関して上述した方法と同様に、Ａ／Ｄ変換器２６０によって変換され、フィルタ２６２によってデジタルにフィルタリングされる。このフィルタリングされた加速度信号から、本明細書においてＡ＿ＭＡ＿ＣＣＵ＿１Ｙ値として示す移動平均加速度値が、移動平均技法を用いて求められ、本明細書においてＶＥＬ＿ＣＣＵ＿１Ｙ値として示す速度値が、判定機能２６４における積分によって求められる。比較機能２６６において、求められた変位値Ｄｉｓｐｌ＿Ｒｅｌ＿２Ｘの関数としての求められた加速度値Ａ＿ＭＡ＿ＣＣＵ＿１Ｙは、閾値２６８と比較される。Ａ＿ＭＡ＿ＣＣＵ＿１Ｙ値が閾値２６８を超える場合、比較機能１２４で使用されるＬＯＷ閾値は、ＳＷＩＴＣＨＥＤ  ＬＯＷ閾値１３２に切り替えられ、比較機能１７４で使用されるＬＯＷ閾値は、ＳＷＩＴＣＨＥＤ  ＬＯＷ閾値１８２に切り替えられる。
【００５５】
Ａ＿ＭＡ＿ＣＣＵ＿１Ｙ値もまた、側方不感ボックス安全化比較機能２７８により図４に示すような所定のＡ＿ＭＡ＿ＣＣＵ＿１Ｙ値及びＤｉｓｐｌ＿Ｒｅｌ＿２Ｘ値によって定義される不感ボックス２７６に対して比較される。Ａ＿ＭＡ＿ＣＣＵ＿１Ｙ値が不感ボックス２７６外である場合、後述する側方衝突判別アルゴリズムで使用するためにＨＩＧＨ安全化不感ボックス信号が提供される。そうでない場合、安全化不感ボックス信号はＬＯＷである。
【００５６】
運転手側加速度センサ４６は、本明細書ではＲＡＳ＿１Ｙとして示す加速度信号をフィルタ６２に提供し、それはＡ／Ｄ変換器２８０によって変換される。デジタル化加速度信号は、フィルタ２８２によってさらにデジタルにフィルタリングされ、フィルタリングされた加速度信号は運転手側判別機能２８４に提供される。
【００５７】
乗員側加速度センサ４８は、本明細書ではＲＡＳ＿２Ｙとして示す加速度信号をフィルタ６４に提供し、それはＡ／Ｄ変換器２９０によって変換される。デジタル化加速度信号は、フィルタ２９２によってさらにデジタルにフィルタリングされ、フィルタリングされた加速度信号は乗員側判別機能２９４に提供される。
【００５８】
運転手側判別機能及び乗員側判別機能は、それぞれの側方拘束装置１６、２０の側方判別及び制御のために任意のいくつかの形態をとることができる。１つの例示的な実施形態によれば、本明細書においてＡ＿ＭＡ＿ＲＡＳ＿１Ｙとして示す運転手側加速度値と、本明細書においてＡ＿ＭＡ＿ＲＡＳ＿２Ｙとして示す乗員側加速度値とは、他の移動平均加速度判定に関して上述した方法と同様の方法で、移動平均プロセスを使用して求められる。正の方向及び負の方向両方における、本明細書においてＶＥＬ＿ＣＣＵ＿１Ｙとして示す求められた側方速度値の関数としてのこれらの求められた側方加速度値は、関連する可変閾値と比較される。それらの値がそれらの関連する閾値を超え、且つ機能２７８からの側方安全化信号がＨＩＧＨである場合、適当な側方拘束装置１６、２０が作動される。
【００５９】
衝突重大度ＩＮＤＥＸ＿Ａ１４０及び衝突重大度ＩＮＤＥＸ＿Ｂ１９０は、調整機能３００に接続される。調整機能３００は、運転手の体重センサ７２から且つ上述した他の関連する運転手のセンサ７６からさらなる入力信号を受け取る。調整機能３００は、センサ７２、７６に応答して衝突重大度指数値Ａ又はＢを調整する。乗員の感知された体重及び他の感知された特性又は属性に応じて、指数値Ａ、Ｂは、増大され、低減され、又はさらなる調整なしにそのままにされる。
【００６０】
調整された衝突重大度指数値は、インフレータトランスレータ（変換器）３１０に渡され、インフレータトランスレータ３１０は、対象となる車両プラットフォームで使用される特定のインフレータ又はインフレータタイプに対して衝突重大度値に対しさらなる調整を行う。トランスレータを使用して、第１のステージを制御するためにＬＯＷ閾値が使用されているか又はＳＷＩＴＣＨＥＤ  ＬＯＷ閾値が使用されているかに基づき、第２のステージの展開時間を選択することができる。たとえば、△ｔ時間が２５ミリ秒であったとする。ＳＷＩＴＣＨＥＤ  ＬＯＷ閾値が使用される場合、第１のステージ作動の２５ミリ秒後に第２のステージを作動することができる。しかしながら、同じ△ｔで第１のステージを制御するために「標準」ＬＯＷ閾値（１３０、１８０）が使用される場合、第２のステージを、第１のステージ作動の４０ミリ秒後に作動することができる。
【００６１】
特定の「インフレータタイプ」データを、適当なセンサを通してコントローラ５０に入力することができ、又はコントローラ５０の初期プログラミング時に事前に保存することができる。このように、インフレータタイプに応じて、第１のステージ９０及び第２のステージ９２の展開を早めるか又は遅らせることができる。たとえば、或る車両では、１００％膨張を達成するために５ミリ秒以内での連続作動を必要とする場合がある。別の車両では、インフレータタイプが異なるため、１００％膨張を達成するために７ミリ秒以内での連続作動を必要とする場合もある。
【００６２】
調整された△ｔ値であるトランスレータ３１０の出力は、展開コントローラ１００に渡される。
【００６３】
展開コントローラ１００は、クラッシュゾーン安全化機能２１８の出力がＨＩＧＨ又はＴＲＵＥであり、且つ閾値１３０が超えられ、且つ運転手バックルスイッチ７０が、運転手がバックルを締めていないことを示し、且つベルト未着用閾値２２０又は２５０のいずれもそれぞれＡ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿３Ｘ及びＡ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿４Ｘによって超えられておらず、且つＡ＿ＭＡ＿ＣＣＵ＿１Ｙが閾値２６８を超えなかった場合、運転手のマルチステージ拘束装置１４に対して第１の作動可能ステージ９０を作動する（調整機能３００及び／又はトランスレータ３１０によって進められるか遅らせられる可能性がある）。
【００６４】
展開コントローラ１００は、クラッシュゾーン安全化機能２１８の出力がＨＩＧＨ又はＴＲＵＥであり、且つ閾値１８０が超えられ、且つ運転手バックルスイッチ７０が、運転手がバックルを締めていることを示し、且つベルト着用閾値２２２又は２５２のいずれもそれぞれＡ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿３Ｘ及びＡ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿４Ｘによって超えられておらず、且つＡ＿ＭＡ＿ＣＣＵ＿１Ｙが閾値２６８を超えなかった場合、運転手のマルチステージ拘束装置１４に対して第１の作動可能ステージ９０を作動する（調整機能３００及び／又はトランスレータ３１０により進められるか遅らせられる可能性がある）。
【００６５】
展開コントローラ１００は、クラッシュゾーン安全化機能２１８の出力がＨＩＧＨ又はＴＲＵＥであり、且つ閾値１３２が超えられ、且つ運転手バックルスイッチ７０が、運転手がバックルを締めていないことを示し、且つベルト未着用閾値２２０又は２５０の一方が、それぞれＡ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿３Ｘ及びＡ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿４Ｘによって超えられ、又は又はＡ＿ＭＡ＿ＣＣＵ＿１Ｙが閾値２６８を超える場合、運転手のマルチステージ拘束装置１４に対し第１の作動可能ステージ９０を作動する（調整機能３００及び／又はトランスレータ３１０により進められるか遅らせられる可能性がある）。
【００６６】
展開コントローラ１００は、クラッシュゾーン安全化機能２１８の出力がＨＩＧＨ又はＴＲＵＥであり、且つ閾値１８２が超えられ、且つ運転手バックルスイッチ７０が、運転手がバックルを締めていることを示し、且つベルト着用閾値２２２又は２５２の一方がそれぞれＡ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿３Ｘ及びＡ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿４Ｘによって超えられ、又はＡ＿ＭＡ＿ＣＣＵ＿１Ｙが閾値２２８を超えた場合、運転手のマルチステージ拘束装置１４に対して第１の作動可能ステージ９０を作動する（調整機能３００及び／又はトランスレータ３１０により進められるか遅らせられる可能性がある）。
【００６７】
拘束システムがプリテンショナ２２を有する場合、プリテンショナは、バックルスイッチが、運転手がバックルを締めていることを示す場合に第１のステージ９０が作動されると作動される。
【００６８】
そして判定された△ｔ時間を使用して、第２のステージ９２が作動される時が制御される。これは、当然ながら、クラッシュゾーン安全化機能２１８の安全化機能出力からＨＩＧＨ又はＴＲＵＥ状況を想定する。展開コントローラ１００は、乗員のベルト着用状況に応じて、適当な調整された衝突重大度指数値Ｉｎｄｅｘ＿Ａ又はＩｎｄｅｘ＿Ｂに応答して、第２のステージ９２の作動を制御する。コントローラ５０は、適当な衝突重大度指数値に応じて第２のステージ展開を制御するために所定の格納された作動時間を有するルックアップテーブルを使用する。これらの格納された値は、対象となる特定の車両プラットフォームのための経験的方法を通して求められる。
【００６９】
図５及び図６を参照すると、クラッシュゾーン安全化機能２１８が理解されよう。上述したように、安全化機能２１８により、Ａ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿３Ｘ及びＡ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿４Ｘの求められた値が監視される。Ａ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿３Ｘの値がフェイルセーフ閾値２９８を超えたか否かの第１の判断がなされ、その結果がＡＮＤ機能３０２に対する第１の入力３００として提供される。Ａ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿４Ｘの値が、診断機能２４０によって検出される誤りからもたらされる、Ａ／Ｄ変換器２３２からの０カウント出力によって発生するようなセンサに障害があるという指示を有するか否かの第２の判断がなされ、その結果がＡＮＤ機能３０２に対して第２の入力３０４として提供される。ＡＮＤ機能３０２の出力は、ＯＲ機能３１０に対する第１の入力である。Ａ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿４Ｘの値がフェイルセーフ閾値３１４を超えたか否かの第３の判断がなされ、その結果がＡＮＤ機能３２０に対する第１の入力３１６として提供される。Ａ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿３Ｘの値が、診断機能２３８によって検出される誤りからもたらされる、Ａ／Ｄ変換器２１２からの０カウント出力によって発生するようなセンサに障害があるという指示を提供したか否かの第４の判断がなされ、その結果がＡＮＤ機能３２０に対する第２の入力として提供される。ＡＮＤ機能３２０の出力はＯＲ機能３１０に対する第２の入力である。ＡＮＤ機能３０２又は３２０がＨＩＧＨである場合、ＯＲ機能３１０の出力はＨＩＧＨ又はＴＲＵＥである。これは、クラッシュゾーンセンサ４０、４２のうちの一方に障害がある可能性があるか、又はサテライトモジュール２３７、２３９に障害があることを意味する。
【００７０】
センサ４０、４２に障害があるかをそれぞれ監視する診断機能２３８及び２４０に加えて、コントローラ５０はまた、ＣＺＳフィルタリング出力２１６、２２６のＡ＿ＭＡ値を監視し、２つのセンサ又はＡＳＩＣモジュールのうちの１つに障害が発生したか否かを判断してもよい。たとえば、２つのセンサのうちの一方が、所定期間にレール電圧を出力する場合、コントローラは、ＣＺＳに障害が発生したと判断し、０カウント出力としてそれを扱い、それにより、安全化信号を提供するためには他のＣＺＳの出力が低い方のフェイルセーフ閾値を交差することのみが必要となる。また、コントローラ５０は、それが受け取るＣＺＳ読み値を表すデータに対し巡回冗長検査（「ＣＲＣ」）を実行する。ＣＲＣに誤りがある場合、コントローラ５０は、そのセンサに対して０カウントステータスを想定し、それによりセンサに障害があると想定する。
【００７１】
ＯＲ機能３１０の出力は、ＯＲ機能３３０の第１の入力である。安全化機能２１８はまた、Ａ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿３Ｘ値を監視し、それが標準ＣＺＳ閾値３４０を超えるか否かを判断しその判断の結果３３４をＯＲ機能３３０に対する第２の入力として提供する。安全化機能２１８はまた、Ａ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿４Ｘ値を監視し、それが標準ＣＺＳ閾値３４４を超えるか否かを判断し、その判断の結果３４８をＯＲ機能３３０の第２の入力として提供する。ＯＲ機能３３０の出力３５０は、クラッシュゾーン安全化機能２１８の出力である。
【００７２】
３１０の出力がＨＩＧＨであるか又はＡ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿３Ｘの値がその標準ＣＺＳ閾値３４０を超えるか若しくはＡ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿４Ｘがその標準ＣＺＳ閾値３４４を超える場合、出力３５０はＨＩＧＨ又はＴＲＵＥとなる。
【００７３】
図６に示す特定の例示的な実施形態では、ＣＣＵ＿２Ｘ値がＬＯＷ閾値１８０を超えるか、又はＣＣＵ＿２Ｘ値が切り替えられたＬＯＷ閾値１８２を超え、且つＡ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿３Ｘ値が切り替えられた閾値２２２を超えるか、若しくはＡ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿４Ｘ値が切り替えられた閾値２５２を超える場合、エアバッグの第１のステージ作動信号が提供される。
【００７４】
図７に示す特定の例示的な実施形態では、ＣＣＵ＿１Ｘ値がＬＯＷ閾値１３０を超えるか、又はＣＣＵ＿２Ｘ値が切り替えられたＬＯＷ閾値１３２を超え、且つＡ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿３Ｘ値が切り替えられた閾値２２０を超えるか、若しくはＡ＿ＭＡ＿ＣＺＳ＿４Ｘ値が切り替えられた閾値２５０を超える場合、エアバッグの第１のステージ作動信号が提供される。
【００７５】
図８を参照すると、既知の衝突感知装置３６０、及び衝突センサ３６０を監視し且つ展開衝突事象が発生しているか否かを判断する衝突判別装置３３６とを有する任意のタイプのエアバッグ拘束システムとともに、本発明によるクラッシュゾーン安全化機能２１８が示されている。クラッシュゾーン安全化機能は、安全化結果を判定し、上述したように信号３５０としてこの結果を出力する。判別機能３６６から判別の判定がクラッシュゾーン安全化機能の結果とＡＮＤがとられることにより、拘束システムの展開が制御される。そのように制御される作動可能拘束システムは、単一ステージエアバッグ、シートベルトプリテンショナ、ニーブロッカ等、任意の既知の作動可能拘束システムであってもよい。
【００７６】
他のセンサ８８を使用して、さらなる制御調整を行うことができる。たとえば、乗員席８４において後方に向いたチャイルドシートが検出された場合、第１のステージ９４及び第２のステージ９６を作動させないようにすることができる。
【００７７】
本発明の上記説明から、当業者は、改良、変形及び変更を思いつくであろう。こうした当該技術分野の範囲内にある改良、変形及び／又は変更は、特許請求の範囲に包含されることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】制御装置を有する作動可能乗員拘束システムを有する車両の概略図である。
【図２】図１に示す作動可能乗員拘束システムの概略ブロック図である。
【図３】安全化機能を有する制御装置を示す、図２の作動可能乗員拘束システムの機能ブロック図である。
【図４】図１の制御装置で使用される、求められた衝突関連値及び閾値のグラフィカル表現を示す図である。
【図５】本発明の１つの例示的な実施形態による安全化機能を示す図１の制御装置で使用される制御ロジックの一部のグラフィカル／概略表現の図である。
【図６】本発明の１つの例示的な実施形態による図３に示す安全化機能を達成するための制御ロジックを示す概略ブロック図である。
【図７】本発明の１つの例示的な実施形態による図３に示す安全化機能を達成するための制御ロジックを示す概略ブロック図である。
【図８】本発明の１つの例示的な実施形態による図３に示す安全化機能を達成するための制御ロジックを示す概略ブロック図である。
【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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【国際調査報告】
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