乘员保护装置的触发控制装置及其控制方法 【技术领域】
本发明一般涉及一种乘员保护装置的触发(启动，释放)控制装置及其控制方法，特别涉及一种在车辆发生碰撞时触发乘员保护装置以保护乘员的优选的乘员保护装置的触发控制装置及其控制方法。
背景技术
现有技术的一个例子为日本专利申请延迟公开No.10-152014公开的一种乘员保护装置的触发控制装置。该触发控制装置包括设置在车身中部、输出表示车身在碰撞中受到的冲击(冲撞)的信号的地板传感器。当一根据该地板传感器的输出信号得出的参数超过一阈值时，该触发控制装置展开用作乘员保护装置的安全气囊。该触发控制装置还包括设置在车身前部、检测表示车身前部受到的冲击的信号的前部传感器。当前部传感器的输出信号所表示地碰撞中车身前部受到的冲击变得等于或大于一基准值时，该触发控制装置把该阈值改变成一小值。这种结构便于安全气囊在车身前部在碰撞中受到大冲击时展开。因此，在发生即使车身中部受到不大冲击也应展开安全气囊的碰撞时，使用这一触发控制装置也可触发安全气囊装置以保护乘员。
根据碰撞类型，即使车身中部受到的冲击不大，在某些情况下，如车身前部受到很大冲击，也必须展开安全气囊。相反，在某些情况下，即使车身前部受到很大冲击，也无需展开安全气囊。但是，在上述触发控制装置中，由于触发安全气囊装置的该阈值在碰撞中车身前部受到的冲击等于或大于一基准值时总是变成一小值，因此安全气囊会意外展开。因此，在按照碰撞类型合适地展开安全气囊装置中，如使用上述触发控制装置时那样，在碰撞中车身前部受到的冲击等于或大于该基准值时改变触发安全气囊装置的阈值并不总是合适的。
【发明内容】
鉴于上述缺点，本发明的一个目的是提供一种乘员保护装置的触发控制装置及其控制方法，它能提高检测是否要触发该乘员保护装置的准确性。
为实现上述目的，按照本发明一个或多个方面，一种乘员保护装置的触发控制装置包括i)设置在车辆中预定位置上的第一传感器，该第一传感器检测表示作用在该车辆上的减速度的信号，ii)设置在车辆中该第一传感器所在位置前方的第二传感器，所述第二传感器检测表示作用在该车辆上的减速度的信号，以及iii)判定(确定)是否触发装在该车辆中的乘员保护装置的触发控制装置，其中，所述触发控制装置在基于第一传感器的输出信号得出的减速度超过第一阈值时，或在基于第一传感器的输出信号得出的减速度超过一小于第一阈值的第三阈值并从第二传感器的输出信号得出的减速度超过按照一预定图形的第二阈值时，作出触发乘员保护装置的判定。
此外，按照本发明的一个或多个方面，一种乘员保护装置的触发控制装置包括i)设置在该车辆中预定位置上的第一传感器，该第一传感器检测表示作用在该车辆上的减速度的信号，ii)设置在车辆中该第一传感器所在位置前方的第二传感器，所述第二传感器检测表示作用在该车辆上的减速度的信号，以及iii)判定是否触发装在该车辆中的乘员保护装置的触发控制装置，其中，所述触发控制装置根据基于第一传感器的输出信号得出的减速度是否超过一第一阈值作出触发乘员保护装置的判定，该第一阈值按照基于第二传感器的输出信号得出的减速度是否超过一按照一预定图形改变的第二阈值而设定。
此外，按照本发明的一个或多个方面，一种乘员保护装置的触发控制装置检测作用在车辆中预定位置上的第一减速度，检测作用在该预定位置前方一位置上的第二减速度，以及在第一减速度超过第一阈值时或在第一减速度超过小于第一阈值的第二阈值且第二减速度超过按照一预定图形改变的第三阈值时作出触发该乘员保护装置的判定。
此外，按照本发明的一个或多个方面，一种乘员保护装置的触发控制装置检测作用在车辆中预定位置上的第一减速度，检测作用在该预定位置前方一位置上的第二减速度，以及根据第一减速度是否超过第一阈值来判定是否触发装在该车辆中的乘员保护装置，该第一阈值按照第二减速度是否超过按照一预定图形改变的第二阈值而设定。
因此，由于用来触发乘员保护装置的阈值按照由第一传感器检测的减速度和由第二传感器检测的减速度而变，因此与阈值保持恒定的结构相比较，可精确判定是否触发乘员保护装置，进而可提高触发判定的准确性。
【附图说明】
图1为根据本发明一实施例的一种乘员保护装置的触发控制装置的系统方框图；
图2曲线图示出按照该示例性实施例用来判定是否触发该乘员保护装置的判定图；
图3曲线图示出用于不同类型的碰撞的地板减速度GF与地板速度变化Vn之间的关系；
图4曲线图示出一车身前部中的减速度阈值改变图形，用以按照该示例性实施例判定是否采用图2所示判定图中的低图作为触发阈值改变图形；以及
图5为按照该示例性实施例触发安全气囊装置的条件的方框图。
优选实施例的详细说明
图1为根据本发明一示例性实施例的一种乘员保护装置的触发控制装置的系统方框图。根据该示例性实施例的该系统具有一装在车辆10中的电子控制装置(下文称为“ECU”)12，该系统受该电子控制装置的控制。该示例性实施例的该系统还具有一设置在车身中部地板通道旁的地板传感器14、一装在车身左前部侧构件上的前部传感器16和一装在车身右前部侧构件上的前部传感器18。地板传感器14、前部传感器16和前部传感器18用作输出表示在车辆前后方向上分别作用在这些传感器所装部位上的冲击量即减速率的信号的电子减速度传感器。
ECU12包括一输入/输出电路(I/O)20、一中央处理器(下文称为“CPU”)22、只读存储器(下文称为“ROM”)24、随机存取存储器(下文称为“RAM”)26以及把所有这些元件连接在一起的单向总线28。处理程序和计算所需的表存储在ROM24中。RAM26用作工作区。
地板传感器14、前部传感器16和前部传感器18都与ECU12的输入/输出电路20连接。地板传感器14、前部传感器16和前部传感器18的输出信号输出到输入/输出电路20，并按照CPU22发出的指令适当地存储在RAM26中。ECU12根据地板传感器14的输出信号检测作用在车身中部上的减速率(下文称为“地板减速度”)GF。ECU12还根据前部传感器16的输出信号检测作用在车身左前部上的减速率(下文称为“前部减速度”)GSL，以及根据前部传感器18的输出信号检测作用在车身右前部上的减速率(下文也称为“前部减速度”)GSR。前部减速度GSL和前部减速度GSR一起称为前部减速度Gs*。
根据该示例性实施例的该系统具有一装在车辆10中、在车辆发生碰撞时触发以保护乘员的用作乘员保护装置的安全气囊装置30。该安全气囊装置30包括驱动电路32、充气装置34和安全气囊36。充气装置34中装有与驱动电路32连接的点火装置38和由点火装置38产生的热生成大量气体的气体发生剂(未示出)。输入/输出电路20把驱动信号发送到驱动电路32，驱动电路32转而向点火装置38发送指令以发热，从而产生气体。充气装置34然后使用该气体展开(充胀)安全气囊36，安全气囊展开时位于乘员与车辆10的车载部件之间的部位上。
安全气囊装置30的驱动电路32与ECU12的输入/输出电路20连接。ECU12的CPU22包括一触发控制部40和一阈值改变图形改变部42。
CPU22的触发控制部40首先按照存储在ROM24中的处理程序根据使用地板传感器14的输出信号检测的地板减速度GF判定是否触发安全气囊装置30，然后按照该判定结果控制驱动信号从输入/输出电路20到安全气囊装置30的驱动电路32的输出。此外，阈值改变图形改变部42根据地板减速度GF、前部减速度GSL和前部减速度GSR，判定在使用触发控制部40判定触发安全气囊装置30的判定图中的多个阈值改变图形(下文称为“触发阈值改变图形”)中采用哪一个阈值改变图形。这一系列操作(处理)的详情在下文说明。
下面说明该示例性实施例中CPU22所作处理的具体内容。
图2曲线图示出按照该示例性实施例一用来判定是否触发该安全气囊装置30的判定图。在该图中，用虚线示出两触发阈值改变图形即一高图(High Map)和一低图(Low Map)。高图设定为一分界线，在该分界线之上，在车辆10受到冲击(冲撞)时必须触发安全气囊装置30，在该分界线以下，在车辆10受到冲击时不必触发安全气囊装置30。低图设定为一分界线，在该分界线之上，在车辆10受到冲击时在预定条件下必须触发安全气囊装置30，在该分界线之下，在车辆10受到冲击时不必触发安全气囊装置30。高图和低图两着都预先存储在ROM24中。
按照该示例性实施例，触发控制部40以固定的时间间隔(例如10msec)对根据地板传感器14的输出信号检测的地板减速度GF进行时间积分，从而得出每单位时间的地板速度变化Vn。当在车辆10行进中将地板减速度GF加给车辆10时，车辆中的物体(例如乘员)由于惯性力相对车辆向前加速。因此，通过对地板减速度GF进行时间积分得出车辆10中物体的相对地板速度变化Vn。然后，在得出地板速度变化Vn后，触发控制部40判定由地板减速度GF和地板速度变化Vn之间的关系确定的值是否在由图2和3所示判定图中高图和低图的触发阈值改变图形划分的各区域之一中。
当触发控制部40判定由地板减速度GF和地板速度变化Vn之间的关系确定的值在一朝向地板减速度GF的高侧的在高图之上的区域(图2中标点区域)中时，触发控制部40判定车身中部正受到大冲击。此时，触发控制装置40总是从输入/输出电路20向安全气囊装置30的驱动电路32输出一驱动信号，以展开安全气囊36。安全气囊装置30然后触发、展开安全气囊36。换句话说，当由地板减速度GF和地板速度变化Vn之间的关系确定的值在图2中标点区域中时，安全气囊36总是要展开。
如上所述，高图为这样一条分界线，在该分界线之上，在车辆10受到冲击时必须触发安全气囊装置30，在该分界线以下，在车辆10受到冲击时不必触发安全气囊装置30。根据车辆发生碰撞的类型，在某些情况下，即使在由地板减速度GF和地板速度变化Vn之间的关系确定的值在一不必触发安全气囊装置30的区域(图2中非标点区域)中时，也必须触发安全气囊装置30。更具体地说，当车辆10中速(例如32km/h)行驶中发生与一障碍物的斜向碰撞时，即使由地板减速度GF和地板速度变化Vn之间的关系确定的值不在高图之上，安全气囊装置30也必须触发。
另一方面，车辆10在中速下发生斜向碰撞时，车身前部受到大冲击。当车身前部受到大冲击力，即当车身左前部或右前部产生大减速度时，如果由地板减速度GF和地板速度变化Vn之间的关系确定的值在低图上方、但不在高图上方的一区域中(图2中斜线所示区域)，安全气囊装置30必须展开。按照这一结构，车辆10在中速下发生斜向碰撞时，即使车辆中部不受到大冲击，安全气囊36也合适地展开。结果，乘员受到有效保护。
图3曲线图示出不同碰撞类型的地板减速度GF与地板速度变化Vn之间的关系。更具体地说，在该图中，实线表示车辆10中速行驶中发生斜向碰撞时的情况，单点划线表示车辆10低速(例如18km/h)行驶中发生正面(前面)碰撞的情况，双点划线表示车辆10与一障碍物发生碰撞而撞入该障碍物下部的底下即钻撞。
可是另一方面，在某些碰撞类型下，安全气囊装置30即使在车辆前部受到大冲击时也不必触发。例如，当车辆10低速行驶中与一障碍物发生正面碰撞时，或当车辆10低速行驶中发生钻撞时，安全气囊装置30不必触发。但是，在这两种碰撞类型下由地板减速度GF和地板速度变化Vn之间的关系确定的值如图3所示在判定图上低图与高图之间的一区域(图2和3中斜线所示区域)中，这表明车身前部中产生一等于或大于中速斜向碰撞中产生的减速度。因此，在这两种碰撞类型中，即使由地板减速度GF和地板速度变化Vn之间的关系确定的值在图2或3中斜线所示区域中，当触发安全气囊装置30的阈值保持恒定(不变)时，安全气囊装置30也会意外地发生不必要的触发。(这里，该阈值为一个为了采用图2和3中判定图上低图的车身前部减速度的阈值。)因此，为了根据碰撞类型合适地触发安全气囊装置30，保持车身前部减速度的阈值恒定是不合适的。
因此，根据该示例性实施例的该系统的一个特性是，通过按照预定图形改变作用在车身前部的减速度的阈值而准确、合适地根据碰撞类型作出安全气囊装置30的触发判定。下面结合图4和5说明该示例性实施例的这一特性。
图4曲线图示出车身前部减速度的一前部阈值改变图形。按照该示例性实施例，用该前部阈值改变图形判定是否在图2和3所示判定图中采用低图作为触发阈值改变图形。图4中虚线表示用作该前部阈值改变图形的前图(Front Map)。该前图设定为一分界线，在该分界线之上，把低图用作触发阈值改变图形，在该分界线之下，不把低图用作触发阈值改变图形。此外，在图4中，实线表示车辆10中速行驶中发生斜向碰撞的情况，单点划线表示车辆10低速行驶中发生正面碰撞的情况，双点划线表示车辆10低速行驶中发生钻撞的情况。
在由地板减速度GF和地板速度变化Vn之间的关系确定的值处在图3所示判定图中低图与高图之间的区域中的情况下，作用在车身前部上的前部减速度Gs*达到其峰值的时间视车辆10是中速行驶中发生斜向碰撞、低速行驶中发生正面碰撞还是低速行驶中发生钻撞而不同。在这里，在车辆10中速行驶中发生斜向碰撞时，安全气囊装置30必须触发，但在车辆10低速行驶中发生正面碰撞或在低速行驶中发生钻撞时，安全气囊装置30不必触发。更具体地说，图4示出了各前部减速度Gs*与对于作用在车身中部上的地板减速度GF的每单位时间的地板速度变化Vn之间的关系。
因此，作为前部阈值改变图形的前图由前部减速度Gs*与地板速度变化Vn之间的关系设置成：当车辆10中速行驶中发生斜向碰撞时将采用低图，而当车辆10低速行驶中发生正面碰撞或钻撞时将不采用低图。这使得可以按照碰撞类型合适地触发安全气囊装置30。即，为采用低图作为触发阈值改变图形与前部减速度Gs*有关的阈值随地板速度变化Vn而变，地板速度变化Vn可通过对车辆中部地板减速度GF进行时间积分得出。
按照该示例性实施例，前图按照前部减速度Gs*与地板速度变化Vn之间的关系作为前部阈值改变图形预先存储在ROM24中，其中，在中速行驶中发生斜向碰撞时采用低图，但在低速行驶中发生正面碰撞或在低速行驶中发生钻撞时不采用低图。更具体地说，当地板速度变化Vn等于或小于一第二值Vn2时，把前图上与前部减速度Gs*有关的阈值设定成一大值Gs3，从而在低速行驶中发生钻撞时不采用低图。当地板速度变化Vn超过该第二值Vn2并等于或小于一个比第二值Vn2大的第一值Vn1时，把前图上与前部减速度Gs*有关的阈值设定成一小值Gs1，从而在中速行驶中发生斜向碰撞时采用低图。此外，当地板速度变化Vn超过第一值Vn1时，把前图上与前部减速度Gs*有关的阈值设为处于Gs3与Gs1之间的Gs2，从而在低速行驶中发生正面碰撞时不采用低图。
与触发控制部40一样，阈值改变图形改变部42以固定的时间间隔对根据地板传感器14的输出信号检测的地板减速度GF进行时间积分，得出每单位时间的地板速度变化Vn。阈值改变图形改变部42然后判定由地板速度变化Vn和地板减速度GF的前部减速度GSL之间的关系确定的值和由地板速度变化Vn和前部减速度GSR之间的关系确定的值中哪一个值属于在图4中判定图上由前图的前部阈值改变图形划分的各区中的哪一区。前部减速度GSL根据前部传感器16的输出信号检测，前部减速度GSR根据前部传感器18的输出信号检测。
当阈值改变图形改变部42判定由前部减速度Gs*和地板速度变化Vn之间的关系确定的值处在一前图上方的前部减速度Gs*的高侧上区域(图4中的标点区域)中时，阈值改变图形改变部42向触发控制部40输出一预定信号。该信号把低图作为触发阈值改变图形，在下文将该信号称为“低图采用信号”。此外，当阈值改变图形改变部42判定由前部减速度Gs*和地板速度变化Vn之间的关系确定的值不在图4中标点区域时，阈值改变图形改变部42不向触发控制部40输出该低图采用信号。
图5为按照该示例性实施例触发安全气囊装置30的条件的方框图。在该示例性实施例中，当触发控制部40收到阈值改变图形改变部42输出的低图采用信号并判定由地板减速度GF和地板速度变化Vn之间的关系确定的值在地板减速度GF的高侧上低图上方、但不在高图上方的一区域(图2中斜线所示的区域)中时，触发控制部40从输入/输出电路20向安全气囊装置30的驱动电路32输出一驱动信号，以展开安全气囊36，就象在触发控制部40判定该值超过高图上的该阈值时那样。此时安全气囊36也因安全气囊装置30的触发而展开。因此，在由地板减速度GF和地板速度变化Vn之间的关系确定的值不在图2中的标点区域而在斜线所示区域中时，在由前部减速度Gs*和地板速度变化Vn之间的关系确定的值在图4中标点区域的条件下，安全气囊36将展开。
这样，按照该示例性实施例中的该系统，如图5所示，在地板减速度GF超过高图上随地板速度变化Vn而变的阈值时，或在地板减速度GF超过低图上随地板速度变化Vn而变的阈值且前部减速度Gs*超过前图上随地板速度变化Vn而变的阈值时，安全气囊装置30触发。即，按照该示例性实施例，当地板减速度GF超过低图上的阈值但不超过高图上随地板速度变化Vn而变的阈值时，只有在前部减速度Gs*超过前图上随地板速度变化Vn而变的阈值的条件下，安全气囊装置30才触发。
按照这一结构，前图上前部减速度Gs*的阈值随(根据)地板速度变化Vn而变。结果，与阈值保持恒定、从而不随地板速度变化Vn而变的结构比较，能结合从地板传感器14获得的地板减速度GF和从前部传感器16和前部传感器18获得的前部减速度Gs*而精确地作出安全气囊装置30的触发判定。
更具体地说，在车辆10中速行驶中发生斜向碰撞、必须触发安全气囊装置30的情况下，在车辆10低速行驶中发生正面碰撞、安全气囊装置30不必触发的情况下，和在车辆10低速行驶中发生钻撞、安全气囊装置30不必触发的情况下，由地板减速度GF和地板速度变化Vn确定的关系都相似，前部减速度Gs*的量也都相似。但是，由于前部减速度Gs*达到其峰值的时间都不相同，因此如图4所示，表示前部减速度Gs*与地板速度变化Vn之间的关系的波形互不相似。如上所述，按照该示例性实施例，由于前图上前部减速度Gs*的阈值随地板速度变化Vn而变，因此可在中速发生斜向碰撞时触发安全气囊装置30，而在低速发生正面碰撞和低速发生钻撞时禁止安全气囊装置30触发。
因此，按照该示例性实施例，安全气囊装置30能根据包括中速斜向碰撞、低速正面碰撞和低速钻撞的碰撞类型合适地触发。因此，按照该示例性实施例的该系统，可提高是否触发安全气囊装置30的判定准确性，从而可按照碰撞类型恰当地保护乘员。
如上所述，按照该示例性实施例的该系统，在地板减速度GF超过高图上随(根据)地板速度变化Vn而变的阈值时，或在地板减速度GF超过低图上随地板速度变化Vn而变的阈值且前部减速度Gs*超过前图上随地板速度变化Vn而变的阈值时，安全气囊装置30触发。
这相当于这样一种结构，在该结构中，当前部减速度Gs*超过前图上一根据地板速度变化Vn的阈值时，用于触发安全气囊装置30的触发阈值从高图上一阈值变为低图上一阈值。更具体地说，首先判定根据前部传感器16和前部传感器18的输出信号得出的前部减速度Gs*是否超过了图4中前图上的阈值Gs1。然后，如果前部减速度Gs*超过了阈值Gs1，该触发阈值在图3判定图上从高图变为低图。
同时，这还相当于这样一种结构，在该结构中，当前部减速度Gs*不超过前图上根据地板速度变化Vn的阈值时，图3中判定图上的触发阈值设为高图上的阈值；而当前部减速度Gs*超过低图上的阈值时，图3中判定图上的触发阈值设为低图上的阈值。更具体地说，首先判定根据前部传感器16和前部传感器18的输出信号得出的前部减速度Gs*是否超过了图4中前图上的阈值Gs1。然后，如果前部减速度Gs*不超过阈值Gs1，则触发阈值设为图3中判定图上的高图。此外，如果前部减速度Gs*超过了阈值Gs1，则触发阈值设为图3中判定图上的低图。
即，按照这一结构，在前部减速度Gs*不超过根据地板速度变化Vn的前图上的阈值时，把高图上的阈值用作安全气囊装置30的触发阈值。另一方面，当前部减速度Gs*超过根据地板速度变化Vn的前图上的阈值时，把低图上的阈值用作安全气囊装置30的触发阈值。
在上述示例性实施例中，安全气囊装置30对应于“乘员保护装置”。同样，地板传感器14对应于“第一传感器”，前部传感器16和前部传感器18对应于“第二传感器”。此外，作为触发阈值改变图形的高图上的阈值对应于权利要求1、4-7、13和16-19中的“第一阈值”；作为触发阈值改变图形的低图上的阈值对应于权利要求1中的“第二阈值”以及权利要求4-7和16-19中的“第一阈值”；以及作为前部阈值改变图形的前图上阈值对应于权利要求1-3和13-15中的“第三阈值”以及权利要求4-9和16-21中的“第二阈值”。
此外，按照上述示例性实施例，第一值Vn1对应于“第一值”，第二值Vn2对应于“第二值”，前部减速度Gs*的阈值Gs2对应于“预定值”，阈值Gs3对应于“大于该预定值的值”，以及阈值Gs1对应于“小于该预定值的值”。
此外，按照上述示例性实施例，“触发控制装置”由ECU12的触发控制部40实现，在地板减速度GF超过作为触发阈值改变图形的高图上的阈值时，或在地板减速度GF超过作为触发阈值改变图形的低图上的阈值但不超过高图上的阈值且前部减速度Gs*超过作为前部阈值改变图形的前图上的阈值时，触发控制部40从输入/输出电路20向安全气囊装置30的驱动电路32输出一驱动信号。此外，“触发判定装置”由根据地板减速度GF是否超过作为触发阈值改变图形的高图或低图上阈值的判定结果，来判定是否从输入/输出电路20向安全气囊装置30的驱动电路32输出该驱动信号加以实现。
此外，“阈值改变装置”和“阈值设定装置”由按照前部减速度Gs*与地板速度变化Vn之间的关系采用低图作为触发阈值改变图形的阈值改变图形改变部42来实现。
按照上述示例性实施例，根据前部减速度Gs*与对于地板减速度GF的每单位时间地板速度变化Vn之间的关系，判定是否采用低图作为触发阈值改变图形。但是，本发明并不限于此。例如，也可根据例如由地板传感器14检测的地板减速度GF本身与前部减速度Gs*之间的关系，或一个对地板减速度GF积分两次的值和前部减速度Gs*之间的关系，来判定是否采用低图作为触发阈值改变图形。
此外，按照上述示例性实施例，在车身前部设置两个输出表示车身前部受到的冲击的信号的前部传感器，即前部传感器16和前部传感器18。但是，按照另一示例性实施例，也可在车身前部只设置一单个前部传感器，可根据该输出信号表示的前部减速度来判定是否采用低图。
此外，按照上述示例性实施例，把一安全气囊装置用作乘员保护装置。但按照另一示例性实施例，也可使用一座椅安全带预紧装置。
如上所述，按照本发明的一个方面，可提高判定是否触发该乘员保护装置的准确性。