JP2776161B2

JP2776161B2 - 衝突検出装置

Info

Publication number: JP2776161B2
Application number: JP4227904A
Authority: JP
Inventors: 紀文伊豫田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-08-04
Filing date: 1992-08-04
Publication date: 1998-07-16
Anticipated expiration: 2013-07-16
Also published as: JPH0656000A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、車両に設置
される乗員保護用エアバッグのための衝突検出用として
用いられる衝突検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両衝突時の安全性を高めるために、車
両の前面衝突および側面衝突に備えて、前面衝突用と側
面衝突用との２種類のエアバッグ装置を搭載する場合が
あり、例えば、特願平３−２９３５５１号の願書に添付
した明細書（未公知）に記載されているものがある。

【０００３】これは図１１に示すように、車室内の助手
席の前方のインストルメトパネル１に前面衝突用エアバ
ッグ装置２が、また助手席の側方のサイドドア３内に側
面衝突用エアバッグ４がそれぞれ設けられている。そし
て、例えば車両の正面衝突時には、前面衝突用エアバッ
グ装置２の図示してないインフレータが着火し、発生す
るガスによってエアバッグが膨張し、乗員の前面に展開
して、二次衝突から頭部や胸部等を保護し、また側面衝
突用エアバッグ４は、側面衝突時に、前記前面衝突用エ
アバッグ装置２のインフレータで発生したガスが、弁の
切替え操作によりダクト５，６を介して供給されて膨張
し、乗員の側方に展開して、サイドドア３の窓ガラス等
との二次衝突から乗員を保護する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、前面衝突
用のエアバッグ装置と側面衝突用エアバッグ装置とを合
せて装備する場合でも、それぞれの点火制御は独立して
行うのが一般的である。また、前面衝突と側面衝突とは
車両の衝突形態で区別され、主に前方向に減速度が発生
する場合に乗員は前方へ移動し、前突用のエアバッグが
必要とされ、また主に左右方向に加速度が加わる場合に
は、乗員が左または右方に移動するために側突用のエア
バッグが必要とされる。

【０００５】ところで、また、例えば側面衝突のうち、
走行中の車両の側面に他の車両が衝突した場合は、左右
方向の加速度と前後方向の加速度との両方が検出され
る。また斜め前方や斜め側方からの衝突の場合にも、前
後方向の加速度と左右方向の加速度とが共に検出される
ことがある。

【０００６】このような衝突形態の場合には、実際の衝
突規模は、エアバッグを作動させるレベルであるにもか
かわらず、前面衝突用と側面衝突用との両センサにおい
て検出される衝突レベルは、それぞれ低いものとなっ
て、各エアバッグを作動させるものとはならない場合が
ある。

【０００７】この発明は、上記の事情に鑑みなされたも
ので、センサによって検出された２方向の加速度に基づ
いてベクトル演算を行い、衝突方向および衝突強さを高
精度に検出でき、かつ、車両の衝突方向に対応するエア
バッグを的確に膨張・展開させ、かつ、エアバッグの不
必要な展開や誤作動を防止することのできる衝突検出装
置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として請求項１の発明は、図１に示すように、
車両の前後方向と左右方向との２方向の加速度をそれぞ
れ検出する加速度センサＡと、この加速度センサＡによ
って検出された２方向の加速度をベクトル演算によって
合成し、この演算によって求められたベクトル方向と、
その大きさの絶対値とに基づいて、前記車両の衝突方向
および衝突加速度を演算する衝突方向および衝突強さ検
出手段Ｂと、車両衝突状態か否かを判定する基準値を、
衝突方向ごとに予め設定する判定レベル設定手段Ｃと、
前記衝突方向および衝突強さ検出手段Ｂによって検出さ
れる衝突方向に対応する加速度の基準値と前記衝突方向
および衝突強さ検出手段Ｂによって検出される衝突加速
度とを比較し、車両衝突状態か否かを判定する衝突判定
手段Ｄと、この衝突判定手段Ｄにより行われる車両衝突
状態の判定結果に基づいて、前記車両の前後方向または
左右方向に対応して別個に設けられた前突用エアバッグ
または側突用エアバッグのうち、前記衝突方向および衝
突強さ検出手段Ｂにより検出された衝突方向に対応する
エアバッグの膨張・展開を制御するエアバッグ展開制御
手段Ｅとを有していることを特徴としている。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【作用】上記のように構成することによって、この発明
の衝突検出装置は、加速度センサにより車両の前後方向
と左右方向との２方向の加速度がそれぞれ検出される
と、衝突方向および衝突強さ検出手段により、前記２方
向の加速度がベクトル演算によって合成され、かつ、ベ
クトル演算によって求められたベクトル方向と、その大
きさの絶対値とに基づいて、衝突方向および衝突加速度
（衝突強さ）が演算される。一方、判定レベル設定手段
により、車両衝突状態か否かを判定する基準値が、衝突
方向ごとに予め設定される。そして、衝突判定手段によ
り、衝突方向および衝突強さ検出手段によって検出され
る衝突方向に対応する加速度の基準値と、衝突方向およ
び衝突強さ検出手段によって検出される衝突加速度とが
比較され、車両衝突状態か否かが判定される。ついで、
衝突判定手段による車両衝突状態の判定結果に基づい
て、エアバッグ展開制御手段により、衝突方向および衝
突強さ検出手段により検出された衝突方向に対応するエ
アバッグの膨張・展開が制御される。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【実施例】以下、この発明の衝突検出装置を車両用エア
バッグ装置に適用した実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００１５】図２ないし図１０はこの発明の一実施例を
示すもので、図５に示すように、車両の運転席Ｍおよび
助手席Ｐのそれぞれ側方となるサイドドア１１の車室内
側には、折畳まれたエアバッグとインフレータとを収容
したサイドエアバッグモジュール１２ａ，１２ｂが、ド
アインナパネル（図示せず）に支持して設けられてい
る。また車体のほぼ中央に位置するセンタコンソールの
下部には、各エアバッグの作動を制御するエアバッグ作
動制御装置１３と、衝突を検出する加速度センサ（以下
Ｇセンサという。）１４とを備えている。

【００１６】また、運転席Ｍの前方には、ステアリング
ホイール１５の中心部に、インフレータと共に装着され
た前突用のＭ席用エアバッグモジュール１６が、また助
手席Ｐの前方のインストルメントパネル１７内には、同
様にエアバッグとインフレータとを一体に納めた前突用
の助手席用エアバッグモジュール１８がそれぞれ設けら
れている。

【００１７】そして、前記Ｇセンサ１４としては、例え
ば図８に示した半導体Ｇセンサ１９がある。これは金属
製で板状のカンチレバー部１９ａと、このカンチレバー
部１９ａの付根に形成されたゲージ部１９ｂと、カンチ
レバー部１９ａの先端側が錘となって揺動した際のゲー
ジ部１９ｂの変形に伴う抵抗変化を信号として取り出す
集積回路部１９ｃとから構成されている。この半導体Ｇ
センサ１９は、カンチレバー部１９ａが車体の前後方向
へ揺動可能に取付ければ前突用Ｇセンサとして使用で
き、車体前方を正（＋）、後方を負（−）の値で表し、
またカンチレバー部１９ａが車体の左右方向に揺動可能
に取付ければ側突用Ｇセンサとして使用でき、前進時の
車体右方向を正（＋）、左方向を負（−）の値で表すこ
とができる。

【００１８】また、エアバッグの作動を制御する前記制
御装置１３は、図２のブロック図に示すように、車両の
前面衝突を検出する前後方向加速度センサ１４ａと側面
衝突を検出する左右方向加速度センサ１４ｂとが検出し
た検出値を、それぞれデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器２２，２３と、この両Ａ／Ｄ変換器２２，２３から
入力されるデジタル信号に基づいて、エアバッグの点火
判定および各種演算を行うマイクロプロセッサ２４とを
有しており、このマイクロプロセッサ２４と前記エアバ
ッグ１２ａ，１２ｂ，１６，１８の点火回路２５の各ス
クイブ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄとの間は、マイ
クロプロセッサ２４から出力される点火信号がそれぞれ
に伝達されるように結線されるとともに、各スクイブ２
６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄは、セーフィングセンサ
２７をそれぞれ介して電源に接続されている。

【００１９】また、前記セーフィングセンサ２７として
は、非衝突時におけるエアバッグの誤作動を防止するも
ので、例えば図９に示す水銀式のセーフィングセンサ２
１や、図１０に示すローラマイト式のセーフィングセン
サ２５がある。

【００２０】前者のセーフィングセンサ２１は、試験管
状の容器２２内に所定量の水銀２３を入れ、その容器２
２の上部に陰陽の電極２４，２４を離間させて配設した
状態で密封したもので、衝突荷重が加わる方向（車体の
左または右方向）に傾斜させた状態に取付けられる。そ
して、常態においては重力の作用によって容器２２の底
に溜った水銀２３は、側面衝突時に車体に一定以上の衝
突荷重が加わると、その慣性力によって容器２２内の水
銀２３は傾斜内面を上昇して電極２４の位置まで移動し
て両電極２４，２４を導通させる。また、非衝突時や加
わる荷重が小さい場合には、容器２２内の水銀２３が電
極２４の位置まで移動せず、したがって、セーフィング
センサ２１が導通しないためスクイブは点火せず、エア
バッグの不要な展開を防止することができるとともに、
非衝突側のエアバッグを点火させずに残しておくことに
よって、その後に発生する側突時に、このエアバッグを
有効に利用できる。

【００２１】また後者のセーフィングセンサ２５は、外
側にプレートスプリング２６の一端側が巻き付けられた
ローラ２７と、このローラ２７の表面に形成された回転
接点２８と、前記プレートスプリング２６の巻かれてい
ない他端側に形成された開口部から突出した固定接点２
９とを備えている。そして、非作動時には、プレートス
プリング２６の所期セット荷重により、ローラ２７はス
トッパ３０に当っており、固定接点２９と回転接点２８
は離れている。そして、車体側面に衝突荷重が加わる
と、その慣性力によりローラ２７が回転し、ローラ２７
に設けられた回転接点２８が移動して固定接点２９に接
触してＯＮ信号を出力するようになっている。

【００２２】そして、マイクロプロセッサ２４において
は、図３に示すように、前後方向加速度センサ１４ａと
左右方向加速度センサ１４ｂとがそれぞれ検出した検出
値をＡ／Ｄ変換し、更に積分等によって加工したデータ
ｆx ，ｆy に基づいてベクトル演算を行い、衝突強さと
衝突方向とを求める。

【００２３】即ち衝突強さは、（ｆx² ＋ｆy² ）の平方
根を求め、その値が車両の衝突方向ごとに予め設定され
たしきい値（基準値）ｆThより大きいか否かの比較を行
ない、また衝突方向θは、（tan ^-1・ｆy ／ｆx ）を求
め、その衝突方向θの値（＝角度）から展開すべきエア
バッグを決定する。

【００２４】その結果、（ｆx ²＋ｆy ²）の平方根が
しきい値より大きな場合には、衝突方向θに該当する位
置のエアバッグモジュールのインフレータを着火させ
て、発生するガスによってエアバッグを膨張展開させ
る。

【００２５】また、マイクロプロセッサ２４にて演算に
用いる数値としては、図６に示すように、両加速度セン
サ１４ａ，１４ｂのそれぞれの検出値Ｇx ，Ｇy をその
まま用いるか、または、この検出値Ｇx ，Ｇy の一回積
分値Ｖx ，Ｖy を使用するか、または検出値Ｇx ，Ｇy
の二回積分値Ｓx ，Ｓy を使用することができる。なお
一回積分値Ｖx ，Ｖy は、衝突の速度に該当し、二回積
分値Ｓx ，Ｓy は、衝突時の乗員の移動距離に該当す
る。

【００２６】次に、上記のように構成されるこの実施例
の作用を図３および図４を参照して説明すると、先ず、
車両の側面のサイドドア１１の部分に他の車両が衝突し
た場合には、車体のほぼ中央に設けられた加速度センサ
１４のうちの前後方向加速度センサ１４ａと左右方向加
速度センサ１４ｂが、それぞれ車体の前後方向と左右方
向との加速度を検出する。その検出値Ｇx ，Ｇy は、Ａ
／Ｄ変換された後、図６のようにそれぞれ判定演算に用
いる演算値ｆx ，ｆy に加工される。そして、ステップ
1 において、衝突強さ、すなわち（ｆx ²＋ｆy ²）の
平方根が計算される。またステップ2 では、衝突方向
θ、すなわち（tan ^-1・ｆy ／ｆx ）が計算される。そ
して、ステップ3 においては、求められた（ｆx ²＋ｆ
y ²）の平方根と、しきい値ｆThの比較を行ない、根が
しきい値以下の場合にはステップ1に戻り、エアバッグ
は展開させない。またステップ3 において（ｆx ²＋ｆ
y ²）の平方根がしきい値より大きい場合にはステップ4
に進む。

【００２７】ステップ4 においては、ステップ2 で算出
された衝突方向θの値に基づいて、展開させるエアバッ
グの決定を行う。例えば、図４に示すように、求めたθ
の値の絶対値より前突しきい値が大きい場合、すなわち
lθl ＜θF の場合は、前面衝突と判断して、ステアリ
ングホイール１５の中心に配設されている前突用のＭ席
用エアバッグモジュール１６と、助手席Ｐの前方のイン
ストルメントパネル１７内に配設されている前突用の助
手席用エアバッグモジュール１８のそれぞれのインフレ
ータを着火し、発生するガスによってエアバッグを膨張
・展開させて、ステアリングホイール１５やインストル
メントパネル１７等との二次衝突から乗員を保護する。

【００２８】また、求めたθの値が、−θS ＜θ＜−θ
F の場合は、車体の左側面への衝突と判断して、左側の
サイドドア内に収容されているサイドエアバッグモジュ
ール１２ｂのインフレータを着火し、発生するガスによ
ってエアバッグを膨張・展開させて、左側サイドドア内
壁や窓ガラスとの二次衝突から乗員を保護する。

【００２９】さらに、求めたθの値が、θF ＜θ＜θS
の場合は、車体の右側面への衝突と判断して、右側のサ
イドドア内に収容されているサイドエアバッグモジュー
ル１２ａのインフレータを着火し、発生するガスによっ
てエアバッグを膨張・展開させて、右側サイドドア内壁
や窓ガラスとの二次衝突から乗員を保護する。

【００３０】したがって、車両の衝突時に、前方衝突を
検出するセンサと側面衝突を検出するセンサとが共に衝
突を検出した場合に、前方と側方との２方向の加速度Ｇ
をベクトル演算し、求めたベクトル値によって、エアバ
ッグの点火判定および点火方向の判定および点火するエ
アバッグの決定を行うので、不要なエアバッグを展開さ
せるような誤作動がなく、また的確なエアバッグを膨張
・展開させることができる。

【００３１】このとき、側突の場合は、衝突荷重を吸収
する部材として、サイドドア等の車体側部構成材のみで
衝撃吸収量が、エンジンルーム内に設置された各種の部
品やシャーシ材等が圧縮されて衝撃を吸収する前突の場
合と比べて、衝突の影響が乗員に及び易いという問題が
あった。そのため、側突の判定基準、すなわち、側突し
きい値を前突のしきい値に比べて小さく設定している。

【００３２】例えば図７に示すように、車体前面から左
右に角度θ（θ＝約３０度）ずつ開いた扇形の前突エリ
ヤ内への衝突においては、衝撃吸収量が多いため衝突の
判定基準とする値を大きく設定し、また、車体側面から
斜め前方へ９０−θ度開いた側突エリヤ内の衝突におい
ては、サイドドア等による衝撃吸収量が少ないため、乗
員を確実に保護できるように、衝突の判定基準とする値
を前突の場合より小さく設定して、前突の場合よりも比
較的小さな衝突荷重であっても、衝突と判定して、乗員
の安全を確保するようになっている。

【００３３】また、前記前突エリヤと側突エリヤとの境
界部分は、所定の角度α（約５〜１０度）の範囲で重複
するようになっており、この角度αの範囲に衝突した場
合には、前突用エアバッグと側突用エアバッグとの両方
が展開して、乗員を保護するようになっている。

【００３４】なお、前記実施例は、代表的な一例を挙げ
て説明したもので、この発明の衝突検出装置は、この実
施例に限定されるものではなく、例えば後突（追突や後
方走行時の衝突）用エアバッグ装置を備えた車両にも適
用してよい。

【００３５】

【００３６】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の衝突検出
装置は、車両の衝突方向と衝突強さを高精度に検出する
ことができる。そして、車両の前後方向および左右方向
に対応して別個に設けられている前突用エアバッグまた
は側突用エアバッグのうち、二次衝突の可能性がある方
向に配置されているエアバッグを、その衝突強度に基づ
いて確実に膨張・展開させることができる。また、二次
衝突の可能性がない方向に配置されているエアバッグが
膨張・展開する誤作動が回避され、かつ、衝突方向に対
応しているエアバッグであっても、衝突強さが軽微であ
る場合にはエアバッグの不必要な膨張・展開が回避され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の基本構成を示すブロック図である。

【図２】この発明の一実施例に係る衝突検出装置の回路
構成を示す図である。

【図３】エアバッグの制御プログラムを示すフローチャ
ートである。

【図４】演算値と衝突方向との関係を示す説明図であ
る。

【図５】エアバッグモジュールおよび制御装置の配置図
である。

【図６】比較判定に用いる演算値の種類を示す説明図で
ある。

【図７】車体部位別に設定されたしきい値の大きさを示
す説明図である。

【図８】半導体加速度センサの斜視図である。

【図９】水銀式のセーフィングセンサの斜視図である。

【図１０】ローラマイト式のセーフィングセンサの斜視
図である。

【図１１】従来の前突用と側突用とを合せ持ったエアバ
ッグ装置の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１１サイドドア１２ａサイドエアバッグモジュール１２ｂサイドエアバッグモジュール１３制御装置１４加速度センサ１４ａ前後方向加速度センサ１４ｂ左右方向加速度センサ１５ステアリングホイール１６前突用のＭ席用エアバッグ１７インストルメントパネル１８前突用のＰ席用エアバッグ１９半導体Ｇセンサ２１セーフィングセンサ２４マイクロプロセッサ２５セーフィングセンサ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の前後方向と左右方向との２方向の
加速度をそれぞれ検出する加速度センサと、この加速度
センサによって検出された２方向の加速度をベクトル演
算によって合成し、この演算によって求められたベクト
ル方向と、その大きさの絶対値とに基づいて、前記車両
の衝突方向および衝突加速度を演算する衝突方向および
衝突強さ検出手段と、車両衝突状態か否かを判定する基
準値を、衝突方向ごとに予め設定する判定レベル設定手
段と、前記衝突方向および衝突強さ検出手段によって検
出される衝突方向に対応する加速度の基準値と前記衝突
方向および衝突強さ検出手段によって検出される衝突加
速度とを比較し、車両衝突状態か否かを判定する衝突判
定手段と、この衝突判定手段により行われる車両衝突状
態の判定結果に基づいて、前記車両の前後方向または左
右方向に対応して別個に設けられた前突用エアバッグま
たは側突用エアバッグのうち、前記衝突方向および衝突
強さ検出手段により検出された衝突方向に対応するエア
バッグの膨張・展開を制御するエアバッグ展開制御手段
とを有することを特徴とする衝突検出装置。