(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両において作動可能な乗員拘束装置を制御する装置であって、
衝突事象を感知し、それを示す衝突加速度信号を提供する感知手段と、
前記衝突加速度信号に応答して衝突速度値を判定する衝突速度判定手段と、
前記衝突加速度信号に応答して衝突変位値を判定する衝突変位判定手段と、
動作可能にされたとき、前記判定された衝突速度値と前記判定された衝突変位値との少なくとも１つに応答して、前記拘束装置を作動させる拘束装置作動手段と、
前記拘束装置作動手段を動作不能および動作可能にする安全手段とを備え、該安全手段は、
前記判定された衝突変位値の関数として変化する第１の可変衝突速度しきい値を前記衝突速度値が超えるか否かを判定する第１判定手段と、
前記判定された衝突変位値の関数として変化する第２の可変衝突速度しきい値を前記衝突速度値が超えるか否かを判定する第２判定手段と、
前記判定された衝突速度値が前記第１の可変衝突速度しきい値を超えるときから、前記第２の可変衝突速度しきい値を超えるときまでの時間期間に基づいて、前記拘束装置作動手段の動作を制御する手段と、
を備えた装置。
【請求項２】
感知された側面衝突事象に応答して、前記衝突速度判定手段および前記衝突変位判定手段のしきい値を調節する手段をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記車両の側面加速度を感知し、それを示す側面衝突加速度信号を提供する側面衝撃感知手段と、
前記側面衝突加速度信号から側面衝突事象が生じたか否かを判定し、それに応答して側面衝突事象信号を提供する手段と、
側面衝突事象の判定に応答して、前記衝突変位判定手段のしきい値を調節する手段と、
側面衝突事象の判定に応答して、前記衝突速度判定手段のしきい値を調節する手段と、
をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記車両の側面加速度を感知し、それを示す側面衝突加速度信号を提供する側面衝撃感知手段と、
前記側面衝突加速度信号から側面衝突事象が生じたか否かを判定し、それに応答して側面衝突事象信号を提供する手段と、
判定された側面衝突事象に応答して、前記衝突変位判定手段のしきい値を調節する手段と、
をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記車両の側面加速度を感知し、それを示す側面衝突加速度信号を提供する手段と、
前記側面衝突加速度信号から側面衝突事象が生じたか否かを判定し、それに応答して側面衝突事象信号を提供する手段と、
前記判定された側面衝突事象に応答して、前記衝突速度判定手段のしきい値を調節する手段と、
をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
車両における作動可能な乗員拘束装置を制御する装置であって、
衝突事象を感知し、それを示す衝突加速度信号を提供する感知手段と、
前記衝突加速度信号に応答する衝突変位判定手段であって、それに応答して衝突変位値を判定する衝突変位判定手段と、
側面加速度を感知し、それを示す側面衝突加速度信号を提供する側面衝撃感知手段と、
前記側面衝突加速度信号から側面衝突事象が生じたか否かを判定し、それに応答して側面衝突事象信号を提供する手段と、
動作可能にされたとき、前記判定された衝突速度値と前記判定された衝突変位値との少なくとも１つに応答して、前記拘束装置を作動させる拘束装置作動手段と、
前記拘束装置作動手段を動作不能および動作可能にする安全手段とを備え、該安全手段は、
判定された側面衝突事象に応答して、前記衝突変位判定手段のしきい値を調節する手段と、
前記判定された衝突変位値の関数として変化する第１の可変衝突速度しきい値を前記衝突速度値が超えるか否かを判定する第１判定手段と、
前記判定された衝突変位値の関数として変化する第２の可変衝突速度しきい値を前記衝突速度値が超えるか否かを判定する第２判定手段と、
前記判定された衝突速度値が前記第１の可変衝突速度しきい値を超えるときから、前記第２の可変衝突速度しきい値を超えるときまでの時間期間に基づいて、前記拘束装置作動手段の動作を制御する手段と、
を備えた装置。
【請求項７】
作動可能な乗員拘束装置を制御する方法であって、
衝突事象を感知し、それを示す衝突加速度信号を提供するステップと、
前記感知された衝突加速度信号に応答して衝突速度値を判定するステップと、
前記感知された衝突加速度信号に応答して衝突変位値を判定するステップと、
前記拘束装置が安全化方法によって動作可能にされたときのみ、前記判定された衝突速度値と前記判定された衝突変位値との少なくとも１つに応答して、前記拘束装置を作動させるステップと、を含み、前記安全化方法は、
前記判定された衝突変位値の関数として変化する第１の可変衝突速度しきい値を前記衝突速度値が超えるか否かを判定するステップと、
前記判定された衝突変位値の関数として変化する第２の可変衝突速度しきい値を前記衝突速度値が超えるか否かを判定するステップと、
前記判定された衝突速度値が前記第１の可変衝突速度しきい値を超えるときから、前記第２の可変衝突速度しきい値を超えるときまでの時間期間に基づいて、前記拘束装置作動手段の動作を制御するステップと、
を含む方法。
【請求項８】
側面衝突事象を感知し、該感知された側面衝突事象に応答して、前記衝突速度判定手段および前記衝突変位判定手段のしきい値を調節するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
側面加速度を感知し、それを示す側面衝突加速度信号を提供するステップと、
前記側面衝突加速度信号から側面衝突事象が生じたか否かを判定し、それに応答して側面衝突事象信号を提供するステップと、
判定された側面衝突事象に応答して、前記衝突変位判定手段のしきい値を調節するステップと、
前記判定された側面衝突事象に応答して、前記衝突速度判定手段のしきい値を調節するステップと、
をさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
側面加速度を感知し、それを示す側面衝突加速度信号を提供するステップと、
前記側面衝突加速度信号から側面衝突事象が生じたか否かを判定し、それに応答して側面衝突事象信号を提供するステップと、
判定された側面衝突事象に応答して、前記衝突変位判定手段のしきい値を調節するステップと、
をさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
側面加速度を感知し、それを示す側面衝突加速度信号を提供するステップと、
前記側面衝突加速度信号から側面衝突事象が生じたか否かを判定し、それに応答して側面衝突事象信号を提供するステップと、
前記判定された側面衝突事象に応答して、前記衝突速度判定手段のしきい値を調節するステップと、
をさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
作動可能な乗員拘束装置を制御する方法であって、
衝突事象を感知し、それを示す衝突加速信号を提供するステップと、
前記衝突加速度信号に応答して衝突変位値を判定するステップと、
側面加速度を感知し、それを示す側面衝突加速度信号を提供するステップと、
前記側面衝突加速度信号から側面衝突事象が生じたか否かを判定し、それに応答して側面衝突事象信号を提供するステップと、
前記拘束装置が安全化方法によって動作可能にされたときのみ、前記判定された衝突速度値と前記判定された衝突変位値との少なくとも１つに応答して、前記拘束装置を作動させるステップと、を含み、前記安全化方法は、
判定された側面衝突事象に応答して、前記衝突変位判定手段のしきい値を調節するステップと、
前記判定された衝突変位値の関数として変化する第１の可変衝突速度しきい値を前記衝突速度値が超えるか否かを判定するステップと、
前記判定された衝突変位値の関数として変化する第２の可変衝突速度しきい値を前記衝突速度値が超えるか否かを判定するステップと、
前記判定された衝突速度値が前記第１の可変衝突速度しきい値を超えるときから、前記第２の可変衝突速度しきい値を超えるときまでの時間期間に基づいて、前記拘束装置作動手段の動作を制御するステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用の作動可能な乗員拘束装置を制御する装置および方法に関する。より具体的には、本発明は、不感ボックス（immunity box）を有する速度／変位に基づいたしきい値安全化機能を有する作動可能な乗員拘束装置を制御する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
エアバッグなどの、車両用の作動可能な乗員拘束システムは、技術上周知である。かかる拘束システムは、車両衝突加速度（車両減速度）を感知する１つまたは複数の衝突感知装置を備える。エアバッグ拘束システムは、スクイブ（起爆管）と呼ばれる電気的に作動可能な点火器をさらに備える。衝突感知装置が衝突事象の展開を感知する際、十分な大きさと期間を有する電流が起爆管を通過し、起爆管を点火する。技術上周知のように、点火が行われると、起爆管は、膨張流体源からエアバッグに膨張流体を流し始める。
【０００３】
作動可能な乗員拘束システムにおいて使用される、ある周知の衝突感知装置は、事実上機械的に動作する。車両用の他の周知の作動可能な乗員拘束システムは、加速度計などの、車両衝突加速度を感知する電気変換器（トランスデューサ）を備える。衝突または衝突センサなどの加速度計を使用するシステムは、加速度計の出力を監視するいくつかの回路（たとえばコントローラ）をさらに備える。マイクロコンピュータなどのコントローラは、展開衝突事象と非展開衝突事象とを判別する目的のために、加速度信号上で衝突アルゴリズムを実行する。展開衝突事象が生じていると判定された場合、拘束手段が作動する（たとえば、エアバッグが展開する）。
【０００４】
技術上周知の乗員拘束システムの１つの特定のタイプは、単一のエアバッグを有する２つ以上の作動可能なステージを含む、マルチステージ乗員拘束システムである。マルチステージエアバッグ拘束システムにおいて、エアバッグ膨張は、マルチステージ膨張器の制御の結果生じる。かかるマルチステージエアバッグシステムは、典型的に、関連する起爆管の作動によって制御される２つまたはそれ以上の個別の膨張流体源を有する。周知の制御装置は、タイマ機能に基づいてマルチステージの作動を制御する。衝突事象の開始時を監視しタイマを始動させる際に、問題が生じる。誤った開始（および終了）は、路面雑音から生じる信号により生じる場合がある。
【０００５】
米国特許第３，９６６，２２４号は、２つの起爆管を有するマルチステージエアバッグ拘束システムに関する。あるタイプの衝突状況では、第１のステージが作動し、第１のステージが作動した所定時間の後に第２のステージが作動する。衝突加速度が所定レベルより大きい場合には、双方のステージは同時に作動する。
【０００６】
米国特許第４，０２１，０５７号は、ガス発生器用の複数の点火装置を有するマルチステージエアバッグ拘束システムに関する。衝突速度が、複数の起爆管の制御、およびエアバッグの膨張速度の制御ための複数のしきい値に対して比較される。
【０００７】
米国特許第５，４００，４８７号は、選択された順番での選択された時間で作動され、エアバッグの膨張プロファイルを制御する、複数の個別に制御されるガス発生器を有するエアバッグ拘束システムに関する。選択的なトリガは、過去に受け取った加速度データから推定された衝突のタイプ、および受け取った乗員位置データに基づいた乗員の位置の双方の関数である。
【０００８】
米国特許第５，４１１，２８９号は、多数のレベルのガス発生源を有するエアバッグ拘束システムに関する。「電気制御ユニットは、温度センサ、シートベルトセンサ、加速度センサからの感知された入力の組み合わせに応答し、多数のレベルのガス発生源についての最適なガス発生レベルおよび膨張シーケンス時間の双方を判定する。」（’２８９号特許の要約）
【０００９】
展開衝突事象と非展開衝突事象とを判別する多くのタイプの衝突アルゴリズムが技術上周知である。アルゴリズムは、典型的に、特定の車両プラットホームについて、特定のタイプの衝突事象を検出するように適用される。かかるアルゴリズムの一例が、ＭｃＩｖｅｒ等に付与され、ＴＲＷ  Ｉｎｃに譲渡された米国特許第５，５８７，９０６号に教示されている。
【００１０】
エアバッグ拘束システムはまた、展開衝突事象の検出のために２つ以上のセンサを必要とすることが知られている。多くの場合、複数のセンサが、拘束作動が開始される前にすべてのセンサが展開衝突事象が生じていることを「是認」しなくてはならない投票方式に構成される。第１および第２のセンサを有する、ある周知の構成において、第２のセンサは「安全センサ」と呼ばれる。エアバッグの作動は、第１のセンサおよび安全センサが、展開衝突事象が生じていると示す場合にのみ生じる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題及び課題を解決するための手段】
本発明は、作動可能な乗員拘束システムを起動および停止する装置に関する。
本装置は、衝突速度値および衝突変位値のいずれがしきい値不感ボックス内にあるかを判定する手段を含み、衝突不感ボックスは、変位に基づいた関数および衝突変位しきい値を有する衝突速度しきい値によって規定される。
【００１２】
本発明の別の態様によると、変位に基づいた関数および衝突変位しきい値を有する衝突速度しきい値によってしきい値衝突不感ボックスを規定するステップと、衝突速度値および衝突変位値のいずれが衝突不感ボックス内にあるか判定するステップと、判定に応答して作動可能な拘束装置を動作不能および動作可能にするステップとを含む、作動可能な乗員拘束装置を動作不能および動作可能にする方法が提供される。
【００１３】
上述した事柄、および本発明の他の特徴および利点は、本発明の以下の説明および添付した図面を考慮することによって、当業者にとって、より明確なものとなるであろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による、車両１１で使用するための乗員拘束システム１０である。システム１０は、エアバッグ拘束システムなどの作動可能な拘束システム１２を備える。拘束システム１２はエアバッグ拘束システムとして示され説明されているが、本発明はエアバッグ拘束システムを用いる使用例に限定されない。本発明は、多数の作動可能なステージを有する任意の作動可能な拘束装置、あるいは、同時または連続的に作動することができる複数の作動可能な拘束装置に適用可能である。説明を簡明にするために、複数の作動可能なステージを有する単一のエアバッグのみを説明する。また本発明は、多数のエアバッグを有する車両にも適用可能であり、多数のエアバッグの少なくとも１つは、本発明により制御されるマルチステージエアバッグである。
【００１５】
システム１０は、衝突加速度センサ１４および１６を備え、各センサは、感知された衝突加速度を示す特性を有する衝突加速度信号１８および２０をそれぞれ提供する。これらの衝突加速度信号は、技術上周知であるいくつかの形態のうちの任意の形態を取ることができる。衝突加速度信号は、衝突加速度の関数として変化する、振幅、周波数、パルス幅などを有することができる。例示的な実施形態によると、衝突加速度信号は、衝突加速度に関数的に関係する周波数成分および振幅成分を有する。
【００１６】
衝突加速度信号１８および２０は、たとえばマイクロコンピュータなどのコントローラ２２に提供される。ここで説明される本発明の例示的な実施形態は、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が、別個のデジタルおよび／またはアナログ回路で実行されるように意図し、１つまたは複数の回路基板上で組み立てるか、あるい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。衝突加速度信号１８および２０は、フィルタ４２および４３によってそれぞれフィルタリングされ、車両衝突事象の判別に有用でない周波数成分（たとえば路面騒音によって生じる周波数成分）を除去することが好ましい。衝突の判別に有用な周波数は、対象の各車両プラットホームに対して実験による試験を行うことで判定される。
【００１７】
コントローラ２２は、フィルタ４２および４３のそれぞれからの、フィルタリングされた衝突加速度信号４４および４５を監視し、１つまたは複数の予め選択された衝突アルゴリズムを実行して、車両展開衝突事象および車両非展開衝突事象のいずれが生じているかを判別する。各衝突アルゴリズムは、衝突加速度信号から衝突信号の値を測定および／または判定する。これらの値は、展開決定のために使用される。かかる測定および／または判定された衝突値は、「衝突測定基準」とも呼ばれ、衝突加速度、衝突エネルギ、衝突速度、衝突変位、衝突ジャークなどを含む。本発明の好適な実施形態によると、衝突加速度信号４４および４５に基づいて、コントローラ２２は、衝突強度測定基準（以下に説明する）を用いて衝突事象の衝突強度指数値をさらに判定し、作動可能な拘束装置１２の多数の作動可能なステージの制御において、この判定された衝突強度指数値を使用する。安全機能は、作動可能な拘束システムの動作可能化を制御するために、速度値および変位値が不感ボックス内にあるか否かを判定する。不感ボックスは、速度しきい値および変位しきい値によって規定される。速度しきい値は、変位の階段関数として変化する。
【００１８】
図１に示される例示的な実施形態において、エアバッグ拘束システム１２は、第１の作動可能なステージ２４と、第２の作動可能なステージ２６（たとえば、単一のエアバッグ拘束装置１２と流体的に連絡している２つの個別の膨張流体源）とを備える。各ステージ２４および２６は、関連する起爆管（図示せず）を有し、起爆管は、十分な時間期間、十分な電流が加えられると、関連する流体源から流体を流し始める。１つのステージを作動すると、１００％未満の割合の膨張が生じる。拘束装置１２の１００％の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のステージを作動させなくてはならない。
【００１９】
より具体的には、コントローラ２２は、衝突測定基準を用いて衝突アルゴリズムを実行し、作動可能な拘束装置１２に１つまたは複数の信号を出力し、作動可能な膨張ステージ２４および２６の一方または双方を作動させる。上述したように、本発明の１つの例示的な実施形態によると、作動可能な装置１２は、第１の作動可能なステージ２４および第２の作動可能なステージ２６をそれぞれ有するエアバッグモジュールである。作動可能なステージのそれぞれは、技術上周知のタイプの関連する起爆管を備える。各起爆管は、関連するガス発生材料源および／または圧縮ガスのボトルに動作可能に接続される。起爆管は、所定の時間期間、所定量の電流が流されることによって点火される。起爆管は、ガス発生材料を点火し、かつ／または圧縮ガスボトルに穴をあけることによって、拘束装置１２を膨張させる。エアバッグに放出されるガスの量は、作動するステージの数とその作動のタイミングの直接的関数である。所定の時間期間に、より多くのステージが作動すると、より多くのガスがエアバッグに放出される。例示的な実施形態によると、エアバッグは２つのステージを有する。１つのステージのみが作動する場合、４０％の膨張が生じる。２つのステージが互いに５ミリ秒以内に作動する場合、１００％の膨張が生じる。２つのステージが約２０ミリ秒の間隔をあけて作動する場合、異なる割合の膨張が生じる。多数のステージの作動タイミングを制御することによって、エアバッグの動的なプロファイル（たとえば膨張率、膨張量など）が制御される。
【００２０】
コントローラ２２内の点火コントローラ３１は、安全化機能によって、動作可能化を含む判定された衝突測定基準を用いて、第１の作動可能なステージ２４および第２の作動可能なステージ２６の作動を制御する。判定された衝突測定基準に加えて、いくつかの要因が、作動可能な拘束装置１２のステージの作動に影響を与える。かかる付加的な要因として、（ｉ）側面衝撃センサ２８からの信号３０から判定される側面衝撃事象の発生、（ｉｉ）バックルスイッチ３２からの信号３４から判定されるシートベルトのバックルの状態、および／または（ｉｉｉ）乗員重量センサ３６からの信号３８から判定される乗員重量が挙げられる。システム１０はまた、センサ２８、３２、３６に加えて、作動可能な拘束装置１２の制御に有用なさらに別の乗員状況、および／または車両状況を示す信号４１を提供する他のセンサ４０を備えてもよい。たとえば、他のセンサ４０は、車両転倒センサ、車両乗員の身長、サイズ、および／または胴回り寸法を検出するセンサ、乗員位置センサなどを含んでもよい。
【００２１】
上述したように、本発明の例示的な実施形態によると、本システムは２つの加速度センサ１４および１６を備える。第１の加速度センサ１４は、シートベルトを締めた車両の乗員に関連づけられた衝突測定基準値を判定するために使用される。第２の加速度センサ１６は、シートベルトを締めていない車両の乗員に関連する衝突測定基準値を判定するために使用される。
【００２２】
図２を参照すると、機能ブロック図によって、第１の加速度センサ１４および側面衝撃センサ２８からの信号上でコントローラ２２によって実行されるいくつかの制御機能が概略的に示されている。具体的には、ブロック要素（センサ１４、２８、およびフィルタ４２は除く）が、コントローラ２２によって実行される機能的動作に対応する。上述したように、コントローラ２２は、これらの図示された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。個別の回路、特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）、または集積回路の組み合わせを用いてこれらの機能を代替的に実行してもよいことが、当業者には理解されよう。コントローラ２２によって実行される「機能」の説明は、本明細書において「回路」と呼ばれる場合もある。たとえば「加算機能」は、交換可能に「加算回路」と呼ばれる場合もある。
【００２３】
第１の加速度センサ１４（加速度計が好ましい）は、衝突事象が生じた際の車両の衝突加速度を示す特性（たとえば、周波数および振幅）を有する第１の加速度信号１８を出力する。加速度信号１８を、好ましくはハードウェア（すなわち、コントローラ２２から分離した）高域フィルタ（「ＨＰＦ」）／低域フィルタ（「ＬＰＦ」）４２によってフィルタリングし、不要な車両動作事象から生じる周波数、および／または路面雑音から生じる入力信号を除去することが好ましい。フィルタリングを通して除去された周波数成分は、拘束装置１２の展開が望まれる衝突事象の発生を示さない。実験による試験が、関連した衝突信号の周波数値を判定するために使用される。衝突加速度信号に存在する場合のある不要な信号成分は、ほぼフィルタリングされ、展開衝突事象を示す周波数は、さらなる処理のために通過する。
【００２４】
第１の加速度計１４は、少なくとも約＋／−８０ｇ（ｇは地球の引力による加速度値、つまり３２ｆｅｅｔ／ｓｅｃｏｎｄ2、または９．８ｍ／ｓ2である）の所定の感度を有することが好ましい。マルチステージの作動可能な拘束システムにおいては、第１すなわち最初のトリガ値に達した後であっても、衝突事象の間に衝突加速度を感知し続けることが好ましい。８０ｇよりはるかに低い衝突加速度が生じると第１のステージの作動が望まれるので、さらなる感知の必要性が、少なくとも約＋／−８０ｇ、好ましくは＋／−８０ｇから約＋／−１００ｇの感度を有する加速度計１４によって容易になる。
【００２５】
フィルタリングされた出力信号４４が、好ましくはコントローラ２２（たとえばマイクロコンピュータのＡ／Ｄ入力）か、あるいは外部のＡ／Ｄコンバータであってもよい、アナログデジタル（コンバータ）４６に提供される。Ａ／Ｄコンバータ４６は、フィルタリングされた衝突加速度信号４４をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄコンバータ４６の出力は、衝突事象を判別する際に有用ではない不要な信号雑音をさらに低減すると同時に、小さなドリフトおよびオフセットを除去するために、好ましくは、実験的に判定されたフィルタ値を有する別の高域／低域フィルタ４８でフィルタリングされる。本発明のマイクロコンピュータの実施形態において、フィルタ４８は、マイクロコンピュータ内でデジタル的に実現される。フィルタリング機能４８は、加算機能５４の正の入力５２に、フィルタリングされた加速度信号５０を出力する。
【００２６】
ベルトを締めている乗員の状況（「衝突強度指数Ｂ」）およびベルトを締めていない乗員の状況（「衝突強度指数Ａ」）の双方についての衝突強度指数値（以下に詳細に説明する）は、乗員ばね質量モデルを用いた衝突加速度信号の処理を通して判定される。ばね質量モデルは、ばね力および粘性減衰について調節される、調節済みの衝突加速度信号を提供する。
【００２７】
図２に示されるベルトを締めている乗員の状況について処理を行う信号において、ばね質量モデルが、加算機能５４から出力された調節済みの衝突加速度信号５６を提供するために使用される。調節済みの加速度信号５６が、展開衝突事象と非展開衝突事象を判別するために使用される。車両が、前方から後方へ向かう成分を有する方向からの衝突状況に置かれる場合、車両が結果的に受ける衝突加速度は、初期パルスを乗員ばね質量モデルに与える駆動関数であると考えられる。判定された変位の関数であるばね力５８は、シートベルトシステムから生じる、乗員にかかる力である。判定された速度および判定された変位の双方の関数である減衰力６２は、シートベルトシステムから生じる、乗員にかかる摩擦効果を提供する力である。すなわち、車両衝突状況において乗員の荷重によって伸張するシートベルトから生じる摩擦が、減衰力を規定する。衝突センサ構成におけるばね質量モデルの使用の詳細な説明は、Ｆｏｏ等に付与され、ＴＷＲ  Ｉｎｃに譲渡された米国特許第５，９３５，１８２号に見出される。
【００２８】
図３を参照すると、シートベルトを締めていない乗員の状況、およびシートベルトを締めている乗員の状況の双方に対する変位の関数としてのばね力の一般化された値が示されている。２つの異なったばね力値（すなわち、ベルトを締めている乗員についてのものと、ベルトを締めていない乗員についてのもの）が示されているが、ベルトを締めている状態およびベルトを締めていない状態の双方に対して、ばね力対変位値の単一のセットを使用することも可能である。ばね力対変位は、３つの領域に分割される。種々の値を使用することができる一方、３／１である領域Ｉに対する領域ＩＩＩにおける値の傾きの比が、満足のいく結果を提供することがわかっている。
【００２９】
図４を参照すると、速度の関数としての減衰力の一般化された値が、図３の３つの異なる変位領域に対応して示される。３つの異なる領域についての値が示されているが、関数的な関係を用いて減衰値を計算し、減衰値が、判定された速度および判定された変位の双方に関数的に関係するようにしてもよいことが、当業者には理解されよう。乗員がベルトを締めている状況およびベルトを締めていない状況の双方について、同じ減衰力の値が使用されるが、ベルトを締めている状況およびベルトを締めていない状況について、種々の減衰値を使用して、所望の衝突判別を達成してもよい。
【００３０】
ばね力機能５８についての特定の値、および減衰機能６２についての値は、実験により判定されて、特定の車両プラットホームについての所望の衝突判別を提供し、かつ乗員重量センサ３６から感知されるような乗員重量などの他のパラメータ、および／または任意の他の感知された乗員特性を組み込んでもよい。ばね力機能５８は、加算機能５４の負の入力６０に、判定された変位の関数としてばね力の値を出力する（図３参照）。減衰機能６２は、加算機能５４の負の入力６４に、判定された変位領域についての判定された速度の関数として減衰値を出力する（図４参照）。加算機能５４の出力５６は、ベルトを締めている車両の乗員の加速度をより正確に表すために乗員ばね質量モデルに応答して修正された「調節済み加速度信号」である。まず、ばね力機能５８および粘性減衰機能６２の値がゼロに設定される。それらの値は、調節済み加速度信号からの速度値および変位値の連続的な判定に応答して変化する。
【００３１】
調節済み加速度信号５６は、積分器機能７２の入力７０に加えられる。積分器機能７２の出力７４は、調節済み加速度値５６から判定される速度値を示す信号である。速度値７４は、本明細書において、調節済み加速度５６から生じる「仮想乗員速度」と呼ばれる。
【００３２】
判定された速度値７４は、第２の積分器機能７８の入力７６と、粘性減衰機能６２の入力とに加えられる。第２の積分器７８の出力８０は、調節済み加速度信号５６に基づく判定された変位値である。変位値８０は、本明細書において、調節済み加速度５６から生じる「仮想乗員変位」と呼ばれる。
【００３３】
変位値８０は、ばね力機能５８および粘性減衰機能６２の双方に加えられる。積分器７２からの速度値７４が、粘性減衰機能６２に加えられる。変位の関数であるばね力値、および特定の変位範囲についての速度の関数である粘性減衰値を、ルックアップテーブルに格納、あるいは計算してもよい。代替的に、回路ネットワーク技術を採用して、所望の伝送特性を有する機能ブロックを製作してもよい。
【００３４】
変位８０の判定された値は、変位指数化（インデックス：指標付け）機能８２（「Ｄ＿ＩＮＤＥＸ」）に出力される。インデックス機能８２は、判定された変位値８０を、変位値８０が含まれる特定の変位範囲の関数としてしきい値８４および８６を示すために使用される値の複数の可能な個別の範囲の１つに分類する。図２に示される実施形態において、変位しきい値判定機能８４（「ＬＯＷ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＶＤ（ＢＥＬＴＥＤ）」）は、低い可変しきい値に対応する。この低い可変しきい値は、（インデックス機能８２によって）段階的に、シートベルトを締めている車両の乗員についての正規化された変位値８０の関数として変化する。しきい値８８と、判定された、正規化された変位値８０との間の機能的な関係は、対象の特定の車両プラットホームについて実験によって判定され、所望の衝突判別を達成する。本実施形態において、ＬＯＷ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＶＤ（ＢＥＬＴＥＤ）値８４は、実験による方法を通してベルトを締めている車両の乗員について判定され、作動可能な拘束１２の第１の作動可能なステージ２４を制御するように意図される。低いしきい値は、非展開衝突事象の所定のタイプの不用意な点火を防ぐように、十分に高く設定されなくてはならない。
【００３５】
判定された速度値７４は、比較器機能９０の１つの入力に供給される。ＬＯＷ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＶＤ機能８４の出力８８は、比較器９０の他の入力に供給される。比較器９０は、ベルトを締めている乗員について、乗員の仮想速度値７４が変位依存しきい値８８より大きいか否かを判定する。判定が肯定的な場合、デジタルＨＩＧＨ（すなわちＴＲＵＥ）が、ラッチ回路９４の出力のＨＩＧＨすなわちＴＲＵＥ状態をラッチする、ラッチ回路９４のセット入力に出力される。
【００３６】
インデックス機能８２の出力はまた、高しきい値判定機能８６（「ＨＩＧＨ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＶＤ（ＢＥＬＴＥＤ）」）にも供給される。高しきい値判定機能８６は、正規化された変位値８０の関数として（インデックス機能８２によって）段階的に変化する相対的な速度しきい値を提供するという点で、低しきい値判定機能８４と同様である。また、高しきい値判定機能８６と正規化された速度値７４との間の機能的な関係は、特定の車両プラットホームについて実験により判定され、所望の衝突判別を達成する。
【００３７】
通常、高いしきい値８６は、中速障壁事象によって規定される。このしきい値は、特定の車両プラットホームについて、必要な場合は下方に調節されて、所定の高い強度の衝突事象中に最大のエアバッグ膨張を提供する。ＨＩＧＨしきい値判定機能８６の出力９６は、比較器機能９８の１つの入力に供給される。比較器機能９８は、判定された速度値７４に接続される別の入力を備える。比較器９８は、判定された速度値７４が変位依存の高い可変しきい値９６よりも大きい場合、ＨＩＧＨ（すなわちＴＲＵＥ）出力を提供する。比較器９８の出力は、ラッチ回路１００の出力においてＨＩＧＨまたはＴＲＵＥ状況の発生をラッチする、ラッチ回路１００の入力に接続される。
【００３８】
ラッチ回路９４および１００は、積分器７８の仮想判定変位出力８０に接続される、関連するリセット入力（「Ｒ」）をそれぞれ有する。乗員の仮想変位値８０の値が所定値未満に下がった場合、ラッチ９４および１００がリセットされる。ラッチ９４および１００がリセットされると、これらのラッチは、出力においてデジタルＬＯＷ（すなわちＮＯＴ  ＴＲＵＥ）を提供する。
【００３９】
ラッチ９４の出力は、ＡＮＤ機能１０２の１つの入力に接続される。ラッチ１００の出力は、ＡＮＤ機能１０４の１つの入力に接続される。ＡＮＤ機能１０２および１０４の他の入力は、安全化Ｂ機能１０１に接続される。安全化Ｂ機能１０１について以下に説明する。ここで、説明の目的で、安全化Ｂ機能１０１の出力がＨＩＧＨまたは動作可能状況（すなわち、安全機能ＢがＯＮまたはＴＲＵＥ）であり、判定された仮想速度値７４がＬＯＷ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＶＤ（ＢＥＬＴＥＤ）値８８よりも大きいと仮定すると、ＡＮＤ機能１０２の出力は、ＴＴＦ＿ＬＯＷ  ＢＥＬＴＥＤ  ＴＲＵＥ状況１０６を確立するＨＩＧＨとなる。この発生の影響が以下に説明される。出力ＴＴＦ＿ＬＯＷ  ＢＥＬＴＥＤ１０６は、点火コントローラ３１に接続される。
【００４０】
比較器９０の出力は、タイマ機能１１０に接続される。タイミング機能１１０は、ＬＯＷ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＶＤ（ＢＥＬＴＥＤ）値８８が、判定された速度値７４によって超えられる場合、タイムアウト（timing out）を開始する。ＡＮＤ機能１０４の出力はまた、タイマ機能１１０に接続される。速度値７４の値がＨＩＧＨ＿ＴＲＥＳＨＯＬＤ＿ＶＤ（ＢＥＬＴＥＤ）値８６を超える場合、ＡＮＤ機能１０４からのＨＩＧＨは、タイマ機能１１０がさらなる中断（タイムアウト）を行うことを中止させる役割を果たす。タイマ機能１１０は、第１のしきい値８４が超えられたときから第２のしきい値８６が超えられた時点までの所要時間を示す値を出力する。タイマ機能１１０のこの出力は、ＣＲＡＳＨ＿ＳＥＶＥＲＩＴＹ＿ＩＮＤＥＸ＿Ｂ（ＢＥＬＴＥＤ）機能１１２に接続される。
【００４１】
ＣＲＡＳＨ＿ＳＥＶＥＲＩＴＹ＿ＩＮＤＥＸ＿Ｂは、判定された速度値７４が第１の可変しきい値８８を超えるときから、判定された速度値７４が第２の可変しきい値９６を超えるときまでの時間間隔に関数的に関係する値を有する。つまり衝突強度指数Ｂ値１１２は、比較器９０が最初にＨＩＧＨになるときから、比較器９８がＨＩＧＨになるときまでの時間量に関数的に関係する（ここでも、ＳＡＦＩＮＧ  ＦＵＮＣＴＩＯＮ  ＢがＯＮすなわち動作可能状態であると仮定する）。判定された速度値７４が低いしきい値８４を超えるときから、高いしきい値８６を超えるときまでのこの時間期間は、本明細書において、「Δｔ測度」と呼ばれる。この値は、衝突強度の測度である。時間期間が短くなると、車両衝突の強度が高くなる。本発明による第２のステージの制御に使用されるのは、このΔｔの測度である。
【００４２】
判定された変位値８０は、変位比較器機能１２０の入力に加えられる。側面衝撃センサ２８は、コントローラ２２に、車両側面衝撃衝突事象を示す値（たとえば、周波数および／または振幅）を有する側面衝撃衝突信号３０を提供する。コントローラは、側面衝撃衝突事象判定機能１２２において、側面衝撃衝突信号を監視し、側面衝撃値または測定基準（たとえば、速度および変位）を判定する。側面衝撃衝突事象判定機能１２２は、側面衝撃衝突事象が生じたか否かを判定するためにアルゴリズムを使用する。アルゴリズムは、側面加速度信号からの判定された測定基準値を使用する。たとえば、側面衝撃アルゴリズムは、側面衝撃衝突速度値が所定のしきい値を超えるか否かを判定してもよい。所定のしきい値を超える場合、側面衝撃が発生していると判定される。側面衝撃衝突事象判定機能は、側面衝撃衝突事象が発生しているか否かに関する判定を示す信号１２３を出力する。出力信号１２３は、シートベルトを締めていない車両の乗員についての安全化機能「Ａ」に使用される、しきい値判定機能１２４に接続される。信号１２３によって示される側面衝撃事象が存在しない場合、変位しきい値判定機能１２４は、最小のしきい値１２５を出力する。図１０を参照すると、最小の変位しきい値１２５の出力は、Ｄ３と等しい。側面衝撃衝突事象が１２２で生じていると判定され、信号１２３によって示されている場合、しきい値出力１２５は、より大きな値Ｄ４に切り替えられる。しきい値判定機能１２４の出力１２５は、比較器１２０の他の入力に接続される。比較器１２０は、判定された変位値８０がＴＨＲＥＳＨＯＬＤ値１２５よりも大きいか否かを判定する。比較器１２０は、判定された変位値８０がしきい値１２５より大きい場合、ＨＩＧＨを出力する。
【００４３】
判定された速度値７４は、比較器機能１３０の入力に提供される。変位値８０は、しきい値不感値１３３を判定かつ出力するしきい値判定機能１３２に操作可能に接続される。比較器機能１３０は、速度値７４を、ベルトを締めていない車両の乗員についての安全化機能「Ａ」に使用されるしきい値判定機能１３２からの値１３３と比較する。側面衝撃衝突事象判定機能１２２の出力１２３は、しきい値判定機能１３２に接続される。出力１３３は、信号１２３に依存、すなわち側面衝撃衝突事象が生じているか否かに依存している。再び図１０を参照すると、側面衝撃衝突事象が生じていると判定される場合、しきい値について出力された値１３３は、Ｖ４に等しくなるように設定される。側面衝撃衝突事象が生じていないと判定される場合、速度しきい値１３３は、変位値８０の関数として変化する階段状の値を有する、インデックスされた（指数付きの）しきい値である。図１０を参照すると、速度しきい値１３３は、０とＤ１との間に、変位値８０についての第１の値Ｖ１を有する。速度しきい値１３３は、Ｄ１とＤ２との間に、変位値８０についての第２の値Ｖ２を有する。最後に、速度しきい値１３３は、Ｄ２とＤ３との間に、変位値８０についての第３の値Ｖ３を有する。しきい値１３３は、Ｄ３よりも大きい変位値８０については、無視してもよい値まで下がる。側面衝撃衝突事象が検出されなたかった場合、しきい値１３３は、正規化された変位値８０の関数として段階的に変化する。しきい値１３３と、判定された、正規化された変位値８０との間の関数的な関係は、対象の特定の車両プラットホームについて実験により判定され、所定の衝突事象に応答して所望のアクチュエータ制御を達成する。当業者であれば、機能的な関係は階段関数を必要としないということを理解されるであろう。言うまでもなく、関数的関係の任意のタイプは、しきい値機能１３３について確認されてもよい。しきい値１３３が図１０に示されるように変位の関数として階段状にされる場合、本明細書において、しきい値は、マルチステップ不感ボックスと呼ばれる。不感ボックスは、しきい値１２５および１３３によって規定される。比較器機能１３０は、判定された速度値７４が機能１３２からの速度しきい値１３３より大きい場合、ＨＩＧＨ出力を提供する。比較器機能１３０の出力は、速度値７４がしきい値１３３より小さい場合、ＬＯＷである。
【００４４】
比較器機能１２０および比較器機能１３０の出力が、ＯＲ機能１３４の関連する入力に加えられ、安全化機能信号１３６（「ＳＡＦＩＮＧ＿ＦＵＮＣＴＩＯＮ＿Ａ」）を提供する。ＳＡＦＩＮＧ＿ＦＵＮＣＴＩＯＮ＿Ａは、（ｉ）判定された変位値８０が機能１２４からの変位しきい値１２５を超える場合、または（ｉｉ）判定された速度値７４がしきい値判定機能１３２からのしきい値１３３を超える場合は、「ＯＮ」またはＨＩＧＨ、すなわち動作可能状態である。
【００４５】
以下により詳細に述べるように、ＳＡＦＩＮＧ＿ＦＵＮＣＴＩＯＮ＿Ａ１３６は、シートベルトを締めていない乗員状況についてのコントローラ２２の別の判定とともに使用される。通常、安全化機能１３６は、以下に説明する図５による第２の加速度センサ１６の監視の結果、第１のステージ２４および第２のステージ２６の作動を動作可能または動作不能にする制御機構として動作する。速度値７４および変位値８０が、値１２５および１３３によって規定される不感ボックス内にある場合、安全化機能１３６は、第２の加速度センサ信号２０に基づいて拘束１２の作動を停止する。ＳＡＦＩＮＧ＿ＦＵＮＣＴＩＯＮ＿Ａを動作可能状態にするためには、値の１つを不感ボックスの外部におかなくてはならない。
【００４６】
ＴＴＦ＿ＬＯＷ＿ＢＥＬＴＥＤ１０６の出力は、点火コントローラ３１に接続される。点火コントローラがＴＴＦ＿ＬＯＷ＿ＢＥＬＴＥＤ１０６からＨＩＧＨを受け取るとすぐに、第１の作動可能なステージ２４が、ベルトを締めている乗員に対して作動する。
【００４７】
図５を参照すると、第２の加速度センサ１６および側面衝撃センサ２８からの信号上でコントローラ２２によって実行され、ベルトを締めていない乗員状況に使用される衝突強度指数Ａを提供するいくつかの制御機能が、機能ブロック図によって概略的に表されている。具体的には、ブロック要素（センサ１６、２８、およびフィルタ４３は除く）が、コントローラ２２によって実行される機能的動作に対応する。上述したように、コントローラ２２は、これらの図示された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。個別の回路、特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）、または集積回路の組み合わせを用いてこれらの機能を代替的に実行してもよいことが、当業者には理解されよう。
【００４８】
第２の加速度センサ１６（加速度計が好ましい）は、衝突事象が生じた際の車両の衝突加速度を示す特性（たとえば、周波数および振幅）を有する加速度信号２０を出力する。加速度信号２０を、好ましくはハードウェア高域フィルタ（「ＨＰＦ」）／低域フィルタ（「ＬＰＦ」）４３によってフィルタリングし、不要な車両動作事象から生じる周波数、および／または路面雑音から生じる入力を除去することが好ましい。フィルタリングを通して除去された周波数成分は、拘束装置１２の展開が望まれる衝突事象の発生を示さないこれらの周波数である。衝突加速度信号に存在する不要な信号成分がフィルタリングされ、展開衝突事象を示す周波数がさらなる処理のために通過するように、実験による試験が、関連した衝突信号の周波数範囲（単数または複数）を確立するために使用される。
【００４９】
加速度計１６は、少なくとも約＋／−８０ｇの感度を有することが好ましい。上述したように、マルチステージの作動可能な拘束システムにおいては、第１すなわち最初のトリガ値に達した後であっても、衝突事象の間に衝突加速度を感知し続けることが好ましい。８０ｇよりかなり低い衝突加速度が生じる際、第１のステージの作動が望まれるので、さらなる感知の必要性が、少なくとも約＋／−８０ｇ、好ましくは＋／−８０ｇから約＋／−１００ｇの感度を有する加速度計１６によって容易になる。
【００５０】
フィルタリングされた出力信号４５が、コントローラ２２の内部にある（たとえばマイクロコンピュータのＡ／Ｄ入力）か、あるいは外部のＡ／Ｄコンバータの外部にあってもよい、アナログーデジタル（コンバータ）１４６に提供される。Ａ／Ｄコンバータ１４６は、フィルタリングされた衝突加速度信号４５をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄコンバータ１４６の出力は、衝突事象を判別する際に有用ではない不要な信号雑音をさらに低減すると同時に、小さなドリフトおよびオフセットを除去するために、好ましくは、実験的に判定されたフィルタ値を有する別の高域／低域フィルタ１４８でフィルタリングされる。本発明のマイクロコンピュータの実施形態において、フィルタ１４８は、マイクロコンピュータ内でデジタル的に実現される。フィルタリング機能１４８は、加算機能１５４の正の入力１５２に、フィルタリングされた加速度信号１５０を出力する。
【００５１】
上述したように、ベルトを締めている乗員の状況（衝突強度指数Ｂ）およびベルトを締めていない乗員の状況（衝突強度指数Ａ）の双方についての衝突強度指数値は、乗員ばね質量モデルを用いた衝突加速度信号１８および２０の処理を通して判定される。ばね質量モデルは、ばね力および粘性減衰について調節される、調節済みの衝突加速度信号を提供する。
【００５２】
図５に示されるベルトを締めていない乗員の状況について処理を行う信号において、ばね質量モデルが、加算機能１５４から出力された調節済みの衝突加速度信号１５６を提供するために使用される。調節済みの加速度信号が、展開衝突事象と非展開衝突事象とを判別するために使用される。車両が、前方から後方へと向かう成分を有する方向からの衝突状況に置かれる場合、車両が結果的に受ける衝突加速度は、初期パルスを乗員ばね質量モデルに与える駆動関数であると考えられる。変位の関数であるばね力は、シートベルトシステムから生じる、乗員にかかる力である。判定された速度および判定された変位の双方の関数である減衰力は、シートベルトシステムから生じる、乗員にかかる摩擦効果を提供する力である。すなわち、車両衝突状況において乗員の荷重によって伸張するシートベルトから生じる摩擦が、減衰力を規定する。ばね質量モデルの使用の詳細な説明は、Ｆｏｏ等に付与され、ＴＷＲ  Ｉｎｃに譲渡された上記の米国特許第５，９３５，１８２号に見出される。
【００５３】
図３を参照すると、ベルトを締めていない乗員の状況、およびベルトを締めている乗員の状況の双方に対する変位の関数としてのばね力の一般化された値が示されている。異なる乗員状況についての２つの異なるばね力の値が示されているが、ばね力値対変位値の単一のセットを使用することも可能である。ばね力対変位のグラフは、３つの領域に分割される。種々の値を使用することができる一方、領域ＩＩＩにおける値の傾きを領域Ｉに対して３／１にすることにより、満足のいく結果が提供されることがわかっている。
【００５４】
図４を参照すると、３つの異なる変位領域（図３）について、速度の関数としての減衰力の一般化された値が示される。乗員がベルトを締めていても、あるいは締めていなくても、同じ値が使用されることが意図されている。かかる減衰効果は、シート上の乗員の重量、床に乗せた足などによるものである。言うまでもなく、所望の衝突判別を達成するために異なる値を使用してもよい。
【００５５】
ばね力機能１５８についての特定の値、および減衰機能１６２についての値は、実験により判定されて、特定の車両プラットホームについての所望の衝突判別を提供し、かつ上述したように、乗員重量センサ３６から感知されるような乗員重量などの他のパラメータ、および／または任意の他の感知された乗員特性を組み込んでもよい。ばね力機能１５８は、加算機能１５４の負の入力１６０に、判定された変位の関数としてばね力の値を出力する（図３参照）。粘性減衰機能１６２は、加算機能１５４の負の入力１６４に、変位領域についての判定された速度の関数として粘性減衰値を出力する（図４参照）。加算機能１５４の出力１５６は、ベルトを締めていない車両の乗員の真の加速度をより正確に表すために乗員ばね質量モデルに応答して修正された調節済み加速度信号である。まず、ばね力１５８および粘性減衰１６２の値がゼロに設定される。それらの値は、調節済み加速度信号からの速度値および変位値の判定に応答して連続的に変化する。
【００５６】
調節済み加速度信号１５６は、積分器機能１７２の入力１７０に加えられる。積分器機能１７２の出力１７４は、調節済み衝突加速度値から判定される速度値を示す信号１７４である。判定された速度値１７４は、本明細書において、調節済み加速度１５６から生じる仮想乗員速度と呼ばれる場合がある。
【００５７】
判定された速度値１７４はまた、第２の積分器機能１７８の入力１７６に加えられる。第２の積分器１７８の出力１８０は、調節済み加速度信号１５６に基づく変位値（ｘ）である。変位値１８０は、ばね力機能１５８および粘性減衰機能１６２に加えられる。積分器１７２からの出力１７４はまた、粘性減衰機能１６２に加えられる。変位の関数であるばね力値、および特定の変位範囲についての速度の関数である粘性減衰値を、ルックアップテーブルに格納、あるいは計算することが有利である。代替的に、回路ネットワーク技術を採用して、所望の伝送特性を有する機能ブロックを製作してもよい。速度値１７４および変位値１８０はそれぞれ、乗員の仮想速度および乗員の仮想変位と呼ばれる。
【００５８】
仮想変位１８０の判定された値は、変位インデックス機能１８２（「Ｄ＿ＩＮＤＥＸ」）に出力される。インデックス機能１８２は、判定された仮想変位値１８０を、しきい値ルックアップテーブル１８４および１８６を示すために使用される、いくつかの可能な個別の値の範囲の１つに分類する。図５に示される例示的な実施形態において、変位しきい値判定機能１８４（「ＬＯＷ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＶＤ（ＵＮＢＥＬＴＥＤ）」）は、ベルトを締めていない車両の乗員についての正規化された変位値１８０の関数として変化するしきい値に基づく速度である、低い可変しきい値に対応する。しきい値１８８と、判定された、正規化された変位値１８０との間の関数的な関係は、対象の特定の車両プラットホームについて実験により判定され、作動可能な拘束装置１２の所望の展開特性に備えるようにする。ＬＯＷ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＶＤ（ＵＮＢＥＬＴＥＤ）機能１８４は、ベルトを締めていない車両の乗員について判定され、作動可能な拘束装置１２の第１の作動可能なステージ２４を制御するように意図される。
【００５９】
判定された速度値１７４は、比較器機能１９０の１つの入力に供給される。ＬＯＷ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＶＤ（ＵＮＢＥＬＴＥＤ）機能１８４の出力１８８は、比較器１９０の他の入力に供給される。比較器１９０は、仮想速度値１７４が変位依存可変しきい値１８８より大きいか否かを判定する。判定が肯定的な場合、デジタルＨＩＧＨが、ラッチの出力におけるＨＩＧＨすなわちＴＲＵＥ状態をラッチするラッチ回路１９４のセット入力に出力される。
【００６０】
インデックス機能１８２の出力は、高しきい値判定機能１８６（「ＨＩＧＨ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＶＤ（ＵＮＢＥＬＴＥＤ）」）に供給される。高しきい値判定機能１８６は、正規化された変位値１８０の関数として変化する相対的な速度しきい値を提供するという点で、低しきい値判定機能１８４と同様である。また、高しきい値判定機能１８６と正規化された速度値１７４との間の関数的な関係は、対象の特定の車両プラットホームについて実験により判定される。
【００６１】
通常、高いしきい値１８６は、中速障壁事象によって規定される。このしきい値は、特定の車両プラットホームが、高い強度の衝突事象中に最大かつ完全な膨張を提供する必要がある場合、下方に調節される。高しきい値判定機能１８６の出力１９６は、比較器機能１９８の入力に供給される。比較器機能１９８は、判定された速度値１７４に接続される別の入力を備える。比較器１９８は、速度値１７４が変位依存の高い可変しきい値１９６よりも大きい場合、ＨＩＧＨ出力を提供する。比較器１９８の出力は、ラッチの出力において比較器機能１９８からＨＩＧＨ出力の発生をラッチする、ラッチ回路２００のセット入力に接続される。
【００６２】
ラッチ回路１９４および２００は、積分器１７８からの判定された変位出力８０に接続される関連するリセット入力をそれぞれ有する。判定された変位８０の値が所定値未満に下がった場合、ラッチがリセットされる。ラッチ１９４および２００がリセットされると、それらの関連する出力は、出力においてデジタルＬＯＷ（すなわちＮＯＴ  ＴＲＵＥ）を提供する。
【００６３】
ラッチ１９４の出力は、ＡＮＤ機能２０２の１つの入力に接続される。ラッチ２００の出力は、ＡＮＤ機能２０４の１つの入力に接続される。ＡＮＤ機能２０２および２０４の他の入力は、図２からの安全機能Ａ１３６に接続される。ここで、説明の目的で、安全化機能ＡがＨＩＧＨ状況すなわち動作可能状態にあり、判定された速度値１７４がＬＯＷ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＶＤ値１８８よりも大きいと仮定すると、２０２の出力は、ＴＴＦ＿ＬＯＷ  ＵＮＢＥＬＴＥＤ（ＴＲＵＥ）条件２０６を確立するＨＩＧＨとなる。この発生の影響が以下に説明される。出力ＴＴＦ＿ＬＯＷ  ＵＮＢＥＬＴＥＤ２０６は、点火コントローラ３１に接続される。
【００６４】
比較器１９０の出力は、タイマ機能２１０に接続される。タイマ機能２１０は、ＬＯＷ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＶＤ（ＵＮＢＥＬＴＥＤ）値１８４が、判定された速度値１７４によって超えられる場合、タイムアウトを開始する。ＡＮＤ機能２０４の出力はまた、タイマ機能２１０に接続される。速度１７４の値がＨＩＧＨ＿ＴＲＥＳＨＯＬＤ＿ＶＤ（ＵＮＢＥＬＴＥＤ）値を超える場合、ＡＮＤ機能２０４からのＨＩＧＨは、タイマ機能を中止する。タイマ機能２１０は、第１のしきい値１８４が超えられたときから始まる、第２のしきい値１８６が超えられた時点までの所要時間を示す値Δｔを出力する。タイマ機能２１０のこの出力は、ＣＲＡＳＨ＿ＳＥＶＥＲＩＴＹ＿ＩＮＤＥＸ＿Ａ（ＵＮＢＥＬＴＥＤ）機能２１２に接続される。
【００６５】
衝突強度指数値ＣＲＡＳＨ＿ＳＥＶＥＲＩＴＹ＿ＩＮＤＥＸ＿Ａは、速度値１７４が第１の可変しきい値１８８を超えるときから、速度値１７４が第２の可変しきい値１９６を超えるときまでの時間間隔に関数的に関係する値を有する。つまりタイマ機能は、比較器１９０がＨＩＧＨ信号を提供するときから比較器１９８がＨＩＧＨになるときまでの時間量と等しい衝突強度指数値２１２に、Δｔ値を提供する。速度値１７４が低い可変しきい値１８８を超えるときから、変数値１９６を超えるときまでのこの時間期間は、本明細書において、「Δｔ測度」と呼ばれ、この値は、衝突強度の指標である。時間期間が短くなると、車両衝突の強度が高くなる。本発明による第２のステージの制御に使用されるのは、このΔｔの測度である。
【００６６】
調節済み加速度信号１５６から判定された、判定された変位値１８０は、比較器機能２２０の入力に加えられる。側面衝撃センサ２８は、コントローラ２２に、車両側面衝撃衝突事象を示す値（周波数および／または振幅）を有する側面衝撃衝突信号３０を提供する。コントローラは、側面衝撃衝突事象判定機能２２２において、側面衝撃衝突信号を監視し、側面衝撃値または測定基準（たとえば、速度および変位）を判定する。側面衝撃衝突事象判定機能２２２は、側面衝撃衝突事象が生じたか否かを判定するためにアルゴリズムを使用する。アルゴリズムは、側面加速度信号からの判定された測定基準値を使用する。たとえば、側面衝撃アルゴリズムは、側面衝撃衝突速度値が所定のしきい値を超えるか否かを判定してもよい。所定のしきい値を超える場合、側面衝撃が発生していると判定される。側面衝撃衝突事象判定機能は、側面衝撃衝突事象が発生しているか否かに関する判定を示す信号２２３を出力する。出力信号２２３は、ベルトを締めている車両の乗員についての安全化機能「Ｂ」に使用される、しきい値判定機能２２４に接続される。信号２２３によって示される側面衝撃事象が存在しない場合、変位しきい値判定機能２２４は、最小値を出力（２２５）する。図１１を参照すると、出力された最小の変位しきい値２２５は、Ｄ３と等しい。側面衝撃衝突事象が２２２で生じていると判定され、信号２２３によって示されている場合、しきい値出力２２５は、より大きな値Ｄ４に切り替えられる。しきい値判定機能２２４は、比較器２２０の他の入力にしきい値を出力（２２５）する。比較器２２０は、判定された変位値１８０がＴＨＲＥＳＨＯＬＤ値２２５よりも大きいか否かを判定する。比較器２２０は、判定された変位値１８０がしきい値２２５より大きい場合、ＨＩＧＨを出力する。
【００６７】
判定された速度値１７４は、比較器機能２３０の入力に供給される。変位値１８０は、しきい値不感値１３３を判定かつ出力するしきい値判定機能１３２に操作可能に接続される。比較器機能２３０は、判定された速度値１７４を、ベルトを締めている車両の乗員についての安全機能「Ｂ」に使用されるしきい値判定機能２３２からの値２３３と比較する。側面衝撃衝突事象判定機能２２２の出力２２３は、しきい値判定機能２３２に接続される。出力２３３は、信号２２３に依存、すなわち側面衝撃衝突事象が生じているか否かに依存している。再び図１１を参照すると、側面衝撃衝突事象が生じていると判定される場合、しきい値について出力された値２３３は、Ｖ４に等しくなるように設定される。側面衝撃衝突事象が生じていないと判定される場合、速度しきい値２３３は、変位値１８０の関数として変化する階段状の値を有する、指数付きしきい値である。図１１を参照すると、速度しきい値２３３は、０とＤ１との間に、変位値１８０についての第１の値Ｖ１を有する。速度しきい値２３３は、Ｄ１とＤ２との間に、変位値１８０についての第２の値Ｖ２を有する。最後に、しきい値２３３は、Ｄ２とＤ３との間に、変位値１８０についての第３の値Ｖ３を有する。しきい値２３３は、Ｄ３よりも大きい変位値１８０については、無視してもよい値まで下がる。側面衝撃衝突事象が検出されなかった場合、しきい値２３３は、正規化された変位値１８０の関数として段階的に変化させられる。しきい値２３３と、判定された、正規化された変位値１８０との間の関数的な関係は、対象の特定の車両プラットホームについて実験により判定され、所定の衝突事象に応答して所望の作動制御を達成する。当業者であれば、関数的な関係は階段関数である必要がないということが理解できるであろう。言うまでもなく、関数的な関係の任意のタイプは、しきい値機能２３３について確認されてもよい。値２３３が図１１に示されるように変位の関数として階段状にされる場合、しきい値は、本明細書において、マルチステップ不感ボックスと呼ばれる。不感ボックスは、しきい値２２５および２３３によって規定される。比較器機能２３０は、判定された速度値１７４が機能２３２からの速度しきい値判定値２３３より大きい場合、ＨＩＧＨ出力を提供する。比較器機能２３０の出力は、速度値１７４がしきい値２３３より小さい場合、ＬＯＷである。
【００６８】
比較器機能２２０および比較器機能２３０の出力が、ＯＲ機能２３４の関連する入力に加えられ、図２で使用され上述されたＳＡＦＩＮＧ＿ＦＵＮＣＴＩＯＮ＿Ｂ機能１０１を提供する。したがってＳＡＦＩＮＧ＿ＦＵＮＣＴＩＯＮ＿Ｂは、（ｉ）判定された変位値１８０が機能２２４からの変位しきい値２２５を超える場合、または（ｉｉ）判定された速度値１７４がしきい値判定機能２３２からのしきい値２３３を超える場合は、「ＯＮ」またはＨＩＧＨ、すなわち動作可能状況である。
【００６９】
安全機能１０は、図２による第１の加速度計１４の監視の結果、第１のステージ２４および第２のステージ２６の作動を動作可能または動作不能にする制御機構として動作する。速度値１７４および変位値１８０が、値２２５および２３３によって規定される不感ボックス内にある場合、安全機能２３６は、第１の加速度センサ信号１８に基づいて拘束装置１２の作動を停止する。ＳＡＦＩＮＧ＿ＦＵＮＣＴＩＯＮ＿Ｂを動作可能状況にするためには、値の１つを不感ボックスの外部におかなくてはならない。
【００７０】
ＴＴＦ＿ＬＯＷ＿ＵＮＢＥＬＴＥＤ２０６の出力は、点火コントローラ３１に接続される。点火コントローラがＴＴＦ＿ＬＯＷ＿ＵＮＢＥＬＴＥＤ２０６からＨＩＧＨを受け取るとすぐに、第１の作動可能なステージ２４が、ベルトを締めていない乗員に対して作動する。
【００７１】
図６を参照すると、衝突強度指数Ａ２１２および衝突強度指数Ｂ１１２が、調節機能２５０に接続されている。調節機能２５０は、乗員重量センサ３６および上記の他のセンサ４０から、さらなる入力信号を受け取る。調節機能２５０は、センサ３６および４０に応答して、衝突強度指数値ＡまたはＢを調節する。感知された乗員重量、および他の感知された特性または属性にしたがって、指数値ＡおよびＢは、増加するか、減少するか、あるいはさらなる調節を受けない。調節済み衝突強度指数値は、点火コントローラ３１を通過する。点火コントローラ３１は、ＴＴＦ＿ＬＯＷ  ＵＮＢＥＬＴＥＤ２０６（バックルスイッチが開いている場合）またはＴＴＦ＿ＬＯＷ  ＢＥＬＴＥＤ１０６（バックルスイッチが閉じている場合）機能が展開衝突事象を示す、すなわち２０６または１０６がＨＩＧＨに切り換えられるとき、ただちに第１の作動可能ステージ２４を作動させる。
【００７２】
拘束システムがプリテンショナ１５０を備える場合、バックルスイッチ出力が閉じている、すなわち乗員がベルトを締めていれば、プリテンショナは、ＴＴＦ＿ＬＯＷ  ＵＮＢＥＬＴＥＤ２０６ＨＩＧＨで作動する。点火コントローラ３１は、バックルスイッチ３２が開いている（すなわちベルトを締めていない乗員が検出される）場合、調節済み衝突強度指数Ａ２１２の値に応答して、第２のステージ２６の作動をさらに制御する。点火コントローラ３１は、バックルスイッチ３２がベルトを締めている乗員状況を示す場合、調節済み衝突強度指数Ｂ１１２に応答して、第２のステージ２６の作動を制御する。適切な調節済み衝突強度指数ＡまたはＢ（乗員のベルトを締めている状態にしたがう）の値に基づいて、コントローラ３１は、ルックアップテーブル１５２において点火制御値を参照する。ルックアップテーブル１５２は、適切な衝突強度指数値に応答して、第２のステージの展開の制御のための点火値を格納している。これらの格納された値は、対象の特定の車両プラットホームの実験による方法を通して判定される。
【００７３】
第２のステージ２６の制御は、特定の車両に使用される特定のタイプのインフレータにさらに応答する。この「インフレータタイプ」データを、センサ４０のうちの適切なものを通して点火コントローラ３１に入力する、あるいはルックアップテーブル１５２の一部として格納することができる。このように、インフレータタイプに応答して、第２のステージ２６の展開の進行を早める、あるいは遅らせてもよい。たとえばある車両は、１００％の膨張を達成するために、５ミリ秒以内の連続的な作動を必要とする場合がある。別の車両は、インフレータタイプが異なるため、１００％の膨張を達成するために、７ミリ秒以内の連続的な作動を必要とする場合がある。これらの差を、点火コントローラ３１によって考慮することができる。インフレータタイプに応答するこれらのさらなる調節は、変換と呼ばれる。変換は、コントローラ２２内のトランスレータ（翻訳）機能によって達成される。
【００７４】
図７を参照すると、衝突強度指数の異なる影響を示すチャートが図示されている。左側のコラムには、選択された車両プラットホームの特定のタイプの衝突事象が示されている。この示された例について、双方のステージが５ミリ秒の間隔を空けて作動する場合には完全な膨張が達成され、２つのステージが２０ミリ秒の間隔を空けて作動する場合には中程度の膨張が生じ、１つのステージ（たとえば第１のステージ）のみが作動する場合には最低の膨張レベルが生じると仮定する。第１の衝突事象は、障壁への４０ＫＰＨ（キロメートル／時間）正面衝突（０度）である。乗員がベルトを締めていない場合、第１のステージの２０ミリ秒後に第２のステージが作動する。乗員がベルトを締めている場合、第２のステージは作動しない。第２の例において、衝突事象は、オフセット変形障壁（「ＯＤＢ」）への４０ＫＰＨの衝突である。乗員がベルトを締めていない場合、第１のステージのみが作動する。乗員がベルトを締めている場合、いずれのステージも作動しない。第３の例において、衝突事象は、４８ＫＰＨで０度の障壁事象である。乗員がベルトを締めていない場合、第１のステージが作動した５ミリ秒後に第２のステージが作動する。乗員がベルトを締めている場合、第１のステージの作動の２０ミリ秒後に第２のステージが作動する。この例は、ベルトを締めている乗員およびベルトを締めていない乗員についての異なる衝突強度指数の影響を明確に示している。
【００７５】
第４の例は、障壁への４８ＫＰＨ傾斜（３０度）衝突である。乗員がベルトを締めていなかった場合、第１のステージの作動の２０ミリ秒後に第２のステージが作動する。乗員がベルトを締めていた場合、第１のステージのみが作動する。第５の例において、衝突事象は、ポールへの４８ＫＰＨ衝突である。乗員がベルトを締めているか、または締めていない場合、第１のステージの作動の２０ミリ秒後に第２のステージが作動する。第６の例において、衝突事象は、５６ＫＰＨで０度の障壁事象である。この場合、乗員がベルトを締めていていても締めていなくても、第１のステージの作動の５ミリ秒後に第２のステージが作動する。第７の例において、衝突事象は、５６ＫＰＨ  ＯＤＢ衝突である。乗員がベルトを締めていない場合、第１のステージの作動の２０ミリ秒後に第２のステージが作動する。乗員がベルトを締めている場合、第１のステージのみが作動する。第８の例において、衝突事象は、６４ＫＰＨ  ＯＤＢ事象である。乗員がベルトを締めていない場合、第１のステージが作動した５ミリ秒後に第２のステージが作動する。乗員がベルトを締めている場合、第１のステージが作動した２０ミリ秒後に第２のステージが作動する。
【００７６】
図７に示され上述された例において、ベルトを締めていない乗員状況の衝突強度指数は、表に示された衝突事象についての３つの異なる制御、すなわち、第１のステージのみ、５ミリ秒の遅延の第２のステージ、２０秒の遅延の第２のステージを提供する。ベルトを締めている乗員状況の衝突強度指数は、表に示された衝突事象についての４つの異なる制御、すなわち、いずれのステージも点火しないこと、第１のステージのみ、５ミリ秒の遅延の第２のステージ、２０秒の遅延の第２のステージを提供する。衝突強度指数を別個の衝突レベルに分割する必要がないことが、当業者には理解されよう。分割および可能な制御レベルの量は、アクチュエータの数と、エアバッグへの膨張流体の所望の制御とに依存する。低い膨張レベルと完全な膨張レベルとの間の「無限の」制御を提供するために、ブリーダバルブを使用してもよい。
【００７７】
衝突強度指数値ＡおよびＢは、しきい値交差についてのΔｔに基づく。Δｔが第１の値よりも大きい場合、第１のステージのみが作動する。Δｔが第１の値と第２の値との間にある場合、第１のステージの２０ミリ秒後に第２のステージが作動する。Δｔが第２の値よりも小さい場合、第１のステージの５秒後に第２のステージが作動する。第１および第２の値は、インフレータタイプに依存する。
【００７８】
図８および図９を参照すると、本発明の例示的な実施形態による制御プロセス３００が明らかになる。フローチャートは、並列処理を示している。プログラミングステップは連続的なものであるが、フローチャートにおいて並列として示すことができることを、当業者には理解されよう。ステップの実際のシーケンスは、図示され、説明されるものとは異なる場合がある。
【００７９】
プロセスは、技術上周知のように、メモリが消去され、フラグが初期状況に設定されるなどの初期化ステップである、ステップ３０２から開始する。ステップ３０４において、初期データが、作動可能な拘束システムとともに使用される特定のタイプのインフレータに関して入力される。上述したように、膨張量は、使用されている特定のタイプのインフレータの関数である。たとえば第１のタイプのエアバッグアセンブリにおいて、第１のステージの作動は、４０％の膨張を提供し、第１のステージの作動後ｘミリ秒以内に第２のステージが作動する場合には、１００％の膨張を提供する。別のタイプのインフレータは、第１のステージが作動すると４０％の膨張を提供し、第１のステージの作動後ｘ＋ｙミリ秒以内に第２のステージが作動する場合には、１００％の膨張を提供する。この情報を、他のセンサ４０を通して読取り専用メモリ内の記憶装置よって提供するか、あるいはルックアップテーブル１５２に格納された値において考慮することができる。
【００８０】
プロセスはステップ３０６に進み、そこでバックルスイッチ３２が監視される。プロセスはステップ３０８およびステップ４００に進む。ステップ３０８において、第１の加速度信号１８が第１の加速度センサ１４から監視される。ステップ３１０において、監視された加速度信号は、ばね質量モデル値に加算される。上述したように、ばね力の初期値および粘性減衰値はゼロに設定される。加速度が変化するにつれて、値も変化する。ステップ３１２において、ベルトを締めている乗員状況の速度値が、調節済み加速度信号を積分することによって判定される。ステップ３１４において、ベルトを締めている乗員状況の変位値が積分を通して判定される。プロセスはステップ３１６に進み、そこにおいて側面衝撃衝突センサ２８が監視される。ステップ３０８〜３１６に一度だけ言及したが、これらのステップが車両の動作中に周期的に実行されることを理解されたい。
【００８１】
ステップ３１８において、側面衝撃衝突事象が生じたか否かに関して判定が行われる。この判定は、側面衝撃衝突センサ２８からの出力信号に応答する。上述したように、側面衝撃衝突測定基準値が判定される。次いでこの側面衝撃衝突値が、適切な側面衝撃アルゴリズムにおいて使用され、側面衝撃衝突事象が生じたか否かを判定する。たとえば側面衝突速度値を判定して、側面衝突速度しきい値と比較してもよい。プロセスはステップ３１９に進み、そこで、側面衝撃衝突事象が生じているか否かに関する判定に応答して、しきい値１２５および１３３が制御される。しきい値１２５は、側面衝撃衝突事象が生じていない場合には第１の値Ｄ３にあり、側面衝撃衝突事象が生じている場合には第２の値Ｄ４にある。しきい値１３３は、図１０に示される通り、すなわち、側面衝突事象が発生していない場合には、マルチステップしきい値であり、側面衝突事象が発生している場合には、より高い値Ｖ４である。
【００８２】
プロセスはステップ３２０に進み、そこにおいて、判定された速度値７４がしきい値１３３よりも大きいか否かに関して判定が行われる。判定が否定的な場合、ステップ３２２において、変位値８０がしきい値１２５よりも大きいか否かに関して判定が行われる。ステップ３２２における判定が否定的な場合、安全化機能Ａ１３６はステップ３２４において、ＯＦＦにされるか、あるいはＯＦＦの状態に維持される（すなわち、デジタルＬＯＷ）。安全化機能Ａについて設定する初期フラグは、ＯＦＦになるか、あるいは動作不能状態になる。ステップ３２０またはステップ３２２のいずれかにおいて肯定的な判定が行われた場合、安全化機能Ａはステップ３２６において、ＯＮに設定されるか、あるいは動作可能状態になる（すなわち、デジタルＨＩＧＨ）。
【００８３】
ステップ３２４またはステップ３２６のいずれかから、プロセスはステップ３２８に進み、そこにおいて、低いＶＤしきい値８４および高いＶＤしきい値８６が、判定された変位値８０にしたがってインデックス（指数）を付けられる（８２）。変位値８０が変化するにつれて、速度低しきい値８４および速度高しきい値８６も変化する。この指数付きの値の関係は、特定の車両プラットホームの実験による方法にしたがって判定され、衝突事象の所望の判別を提供する。
【００８４】
ステップ３３０において、判定された速度値７４が、低い、ベルトを締めている速度しきい値８８よりも大きいか否かに関して判定が行われる。判定が否定的な場合、展開衝突事象が生じていないため、プロセスはステップ３０８に戻る。判定が肯定的な場合、ステップ３３１においてＨＩＧＨまたはＴＲＵＥがラッチ９４でラッチされ、ステップ３３２においてタイマ１１０が開始される。値は、変位８０の値が所定のリセット値よりも小さくなるまでラッチし続けられる。プロセスはステップ３３１からステップ３３３に進み、そこにおいて、安全化機能ＢがＯＮ、すなわち動作可能状況か否かが判定される。安全化機能Ｂの初期状態を、ＯＦＦまたは動作不能状態に設定し、以下で説明するように、その後ＯＮ(動作可能にされた状態)にすることができる。安全化機能ＢがＯＦＦ（動作不能状態）の場合、プロセスはステップ３４０に進む。
【００８５】
ステップ３３３における判定が肯定的、すなわち安全化機能ＢがＯＮ（動作可能状態）の場合、プロセスはステップ３３４に進み、そこにおいて、乗員がシートベルトを締めているか否かに関して判定が行われる。判定が肯定的な場合、プロセスは、第１のステージを作動させるためにステップ３３５に進む。判定が否定的な場合、ステップ３３７に示されるように第１のステージは作動されない。
【００８６】
ステップ３３２においてタイマが開始した後、プロセスはステップ３４０に進み、そこにおいて、シートベルトを締めている乗員について判定された速度値７４がＨＩＧＨ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＶＤ値９６を超えるか否かに関して判定が行われる。判定が否定的な場合、プロセスはステップ３４２に進み、そこにおいて、所定の時間量Ｔがタイマ１１０によってタイムアウト（中断）されたか否かに関して調査が行われる。
【００８７】
上述したように、衝突強度は、衝突速度がしきい値８８およびしきい値９６を通過する間の時間Δｔの測度である。時間量が所定値「Ｔ」を超える場合、衝突は、第２のステージを作動させるほど激しいものではない。値Ｔは、実験による方法を通して特定の車両プラットホームについて判定される。ステップ３４２の判定が否定的な場合、プロセスはステップ３４０に戻る。ステップ３４２の判定が肯定的な場合、すなわち、時間期間Ｔ以内にＬＯＷしきい値８８が超えられたがＨＩＧＨしきい値９６が超えられなかった場合、プログラムはステップ３４４で「終了」する。これらの状況下では第１のステージ２４のみが作動し、衝突強度が十分に大きくなかったため、第２のステージ２６は作動しなかった。
【００８８】
ステップ３４０における判定が肯定的な場合、すなわちＨＩＧＨしきい値９６が、判定された速度値７４によって超えられる場合、ベルトを締めている乗員についてのベルトを締めている衝突強度指数Ｂがステップ３４６において判定される。コントローラ２２は、ルックアップテーブル１５２を使用することが好ましい。コントローラは、ＬＯＷ  ＢＥＬＴＥＤしきい値８８が超えられたときから、ＨＩＧＨ  ＢＥＬＴＥＤしきい値９６が超えられたときまでの時間量を「知っている」。点火制御値は、Δｔの値の関数としてルックアップテーブル１５２に格納される。これらの格納された値は、第１のステージの展開に関係する展開時間に関する。衝突強度指数Ｂを調節してもよい。この調節を達成するために、ステップ３４８においてシステムの他のセンサが監視される。これらの他のセンサとしては、重量センサ３６、および乗員の位置、乗員の体つきなどの任意の付加的なセンサ４０が挙げられる。値は、ステップ３５０において調節される。第２のステージ２６が、衝突強度だけではなく、感知された、またはプログラムされた乗員特性に応答して作動することが、当業者には理解されよう。
【００８９】
ステップ３５０からのベルトを締めている乗員についての調節済み衝突強度指数Ｂは、変換され、使用される特定のインフレータシステムおよび／または車両タイプを考慮するようにする。先に述べたように、本発明のシステムを、異なるタイプのインフレータを有するシステムとともに用いてもよい。これらの差は、製造者の仕様書および／または実験による試験データを用いて、変換（トランスレート）ステップ３５２を使用することによって正規化される。
【００９０】
次いでプロセスはステップ３５３に進み、第１のステージ（ベルトを締めている）が作動したか否かに関して判定が行われる。判定が否定的な場合、プロセスはステップ３０８に戻る。ステップ３５３における判定が肯定的な場合、ステップ３５４において、第２のステージが、第１のステージの作動の時間Ｘ（ステップ３５２の出力）後に作動する。プロセスは、ステップ３４４で「終了」となる。
【００９１】
ステップ４００において、第２の加速度信号２０が、第２の加速度センサ１６から監視される。ステップ４０２において、監視された加速度信号は、ばね質量モデル値１５８および１６２と加算される。先に述べたように、ばね力の初期値および粘性減衰値がゼロに設定される。加速度が変化するにつれて、値が変化する。ステップ４０４において、ベルトを締めていない乗員状況の速度値は、積分器機能１７２によって判定される。ステップ４０６において、シートベルトを締めていない乗員状況の判定された変位値は、積分機能１７８によって判定される。プロセスはステップ４０８に進み、そこにおいて、側面衝撃衝突センサ２８が監視される。ステップ４００〜４０８に一度だけ言及したが、これらのステップが車両の動作中に周期的に実行されることを理解されたい。
【００９２】
ステップ４１０において、側面衝撃衝突事象が生じたか否かに関して判定が行われる。この判定は、側面衝撃衝突センサ２８からの出力信号に応答する。上述したように、側面衝撃衝突測定基準値が判定される。次いでこの側面衝撃衝突値が、適切な側面衝撃アルゴリズムにおいて使用され、側面衝撃衝突事象が生じたか否かを判定する。たとえば側面衝突速度値を判定して、側面衝突速度しきい値と比較してもよい。プロセスはステップ４１１に進み、そこにおいて、側面衝撃衝突事象が生じているか否かに関する判定に応答して、しきい値２２５および２３３が制御される。しきい値２２５は、側面衝撃衝突事象が生じていない場合には第１の値Ｄ３にあり、側面衝撃衝突事象が生じている場合には第２の値Ｄ４にある。しきい値２３３は、図１１に示される通り、すなわち、側面衝突事象が発生していない場合にはマルチステップしきい値であり、側面衝突事象が発生している場合にはより高い値Ｖ４である。
【００９３】
プロセスはステップ４１２に進み、そこにおいて、判定された速度値１７４がしきい値２３３よりも高いか否かに関して判定が行われる。判定が否定的な場合、ステップ４１４において、変位値１８０がしきい値２２５よりも大きいか否かに関して判定が行われる。ステップ４１４における判定が否定的な場合、安全化機能Ｂは、ＯＦＦにされるか（動作不能状態）、あるいはＯＦＦの状態に維持される（すなわち、デジタルＬＯＷ）。安全化機能Ｂについて設定する初期フラグは、ＯＦＦ（動作不能状態）になる。ステップ４１２またはステップ４１４のいずれかにおいて肯定的な判定が行われた場合、安全化機能ＢはＯＮ（動作可能状態）に設定される（すなわち、デジタルＨＩＧＨ）。この安全化機能Ｂ状態は、ステップ３３３で行われた判定において再び使用された。
【００９４】
ステップ４１６またはステップ４１８のいずれかから、プロセスはステップ４２０に進み、そこにおいて、低いＶＤしきい値１８８および高いＶＤしきい値１９６が、判定された変位値１８０にしたがって指数を付けられる。変位値１８０が変化するにつれて、速度しきい値１８８および１９６が変化する。この指数付きの値の関係は、特定の車両プラットホームの実験による方法にしたがって判定され、衝突事象の所望の判別を提供する。
【００９５】
ステップ４２２において、判定された速度値１７４が、低い、ベルトを締めていない速度しきい値１８８よりも高いか否かに関して判定が行われる。判定が否定的な場合、展開衝突事象が生じていないため、プロセスはステップ４００に戻る。判定が肯定的な場合、ＨＩＧＨまたはＴＲＵＥがラッチ４２３でラッチされ、ステップ４２４においてタイマ２１０が開始される。値は、変位１８０の値が所定値よりも小さくなるまでラッチし続けられる。プロセスはステップ４２３からステップ４２５に進み、そこで、安全化機能ＡがＯＮ（動作可能状態）か否かが判定される。安全化機能Ａの状態は、ステップ３２４および３２６において上述したように制御される。安全化機能Ａの初期状態を、ＯＦＦ（動作不能状態）に設定し、上述したように、その後ＯＮ(動作可能状態)にすることができる。安全化機能ＡがＯＦＦ（動作不能状態）の場合、プロセスはステップ４３０に進む。
【００９６】
ステップ４２５における判定が肯定的、すなわち安全化機能ＡがＯＮ（動作可能状態）の場合、プロセスはステップ４２６に進み、そこで、乗員がベルトを締めているか否かに関して判定が行われる。判定が否定的な場合、ステップ４２７において第１のステージが展開される。ステップ４２６における判定が肯定的な場合、ステップ４２８においてプリテンショナ１５０が作動される。
【００９７】
プロセスは、ステップ４２４からステップ４３０に進み、そこで、ベルトを締めていない乗員について判定された速度値１７４がＨＩＧＨ＿ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿ＶＤ値１９６を超えるか否かに関して判定が行われる。判定が否定的な場合、プロセスはステップ４３２に進み、そこで、所定の時間量Ｔがタイマ１１０によってタイムアウトされたか否かに関して判定が行われる。ステップ４３２の判定が否定的な場合、プロセスはステップ４３０に戻る。ステップ４３２の判定が肯定的な場合、すなわち、時間期間Ｔ以内にＬＯＷしきい値１８４が超えられたがＨＩＧＨしきい値１９６が超えられなかった場合、プログラムはステップ４３４で「終了」する。これらの状況下では第１のステージ２４のみが作動し、衝突強度が十分に大きくなかったため、第２のステージは作動しなかった。
【００９８】
ステップ４３０における判定が肯定的な場合、すなわちＨＩＧＨしきい値１９６が、判定された速度値によって超えられた場合、ベルトを締めていない乗員についてのベルトを締めていない衝突強度指数Ａがステップ４３６において判定される。コントローラは、ルックアップテーブル１５２を使用することが好ましい。コントローラは、ＬＯＷベルトを締めていないしきい値１８８が超えられたときから、ＨＩＧＨベルトを締めていないしきい値１９６が超えられた時点までの時間量Δｔを「知っている」。値は、Δｔの値の関数としてルックアップテーブル１５２に格納される。この判定された衝突強度指数Ａを調節してもよい。この調節を達成するために、ステップ４３８においてシステムの他のセンサが監視される。これらの他のセンサとしては、重量センサ３６、および乗員の位置、乗員の体つきなどの任意の付加的なセンサ４０が挙げられる。値は、ステップ４４０において調節される。第２のステージ２６が、衝突強度だけではなく、乗員特性に応答して作動することが当業者には理解されよう。
【００９９】
ステップ４４０からのベルトを締めていない乗員についての調節済み衝突強度指数は、変換され（すなわち、さらに調節され）、使用される特定のインフレータシステムおよび／または車両タイプを考慮するようにする。先に述べたように、すべてのインフレータは等価ではなく、それらの動作も同一ではない。これらの差は、製造者の仕様書および／または実験による試験を用いて、変換ステップ４４２を使用することによって正規化される。変換に必要な値は、ルックアップテーブル１５２に格納されるか、あるいは、適切なセンサ４０などの他の方法を通してコントローラ２２に入力される。
【０１００】
次いでプロセスはステップ４４３に進み、そこで、第１のステージ（ベルトを締めていない）が展開したか否かが判定される。判定が否定的な場合、プロセスはステップ４００に戻る。ステップ４４３における判定が肯定的な場合、プロセスはステップ４４４に進み、そこで第２のステージが、第１のステージの作動後、時間Ｘ（ステップ４４２の出力）に作動する。プロセスは、ステップ４３４で「終了」する。
【０１０１】
当業者は、本発明の上記の説明から、改良点、変更点、修正点を理解されよう。たとえば、安全化機能しきい値１３３および２３３、ならびに１２５および２２５は、値および形状においてそれぞれ同様である。シートベルトを締めている乗員状況および締めていない乗員状況についての所望のインフレータ制御を達成するために、これらの値を異なったものとすることができる。当該技術分野内のかかる改良点、変更点、修正点は、特許請求の範囲に含まれるものと意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による作動可能な乗員拘束システムの概略的なブロック図である。
【図２】図１のシステムの一部の機能ブロック図である。
【図３】乗員のばね力を、乗員のばね質量モデルとともに使用する乗員変位の関数としてグラフで表したものである。
【図４】乗員の減衰力を、乗員のばね質量モデルとともに使用する乗員速度の関数としてグラフで表したものである。
【図５】図１のシステムの別の部分の機能ブロック図である。
【図６】図１のシステムのさらに別の部分の機能ブロック図である。
【図７】本発明による、異なる衝突強度指数を示すチャートである。
【図８】本発明による制御プロセスを示すフロー図である。
【図９】本発明による制御プロセスを示すフロー図である。
【図１０】本発明による安全化機能しきい値不感ボックスをグラフで表したものである。
【図１１】本発明による安全化機能しきい値不感ボックスをグラフで表したものである。
【図１】
0004022050.tif 000002
【図２】
0004022050.tif 000003
【図３】
0004022050.tif 000004
【図４】
0004022050.tif 000005
【図５】
0004022050.tif 000006
【図６】
0004022050.tif 000007
【図７】
0004022050.tif 000008
【図８】
0004022050.tif 000009
【図９】
0004022050.tif 000010
【図１０】
0004022050.tif 000011
【図１１】
0004022050.tif 000012