(57)【要約】【課題】車両に生じる音響帯域の高周波振動を利用して衝突判定を行うに当って、衝突判定精度の安定化を実現する。【解決手段】車両衝突判定装置は、衝突時に車両に生じる高周波振動と、該高周波振動より低い帯域の低周波振動とを検出する振動検出手段と、高周波振動に含まれる第１帯域を抽出する第１抽出手段と、高周波振動に含まれる第２帯域を抽出する第２抽出手段と、第１帯域の第１エネルギー量を算出する第１エネルギー量算出手段と、第２帯域の第２エネルギー量を算出する第２エネルギー量算出手段と、第１エネルギー量及び第２エネルギー量を２軸とする閾値切替用２次元マップ上において第１エネルギー量及び第２エネルギー量が２次元的に設定された切替判定閾値を超える場合に、低周波振動の一次積分値及び二次積分値を２軸とする衝突判定用２次元マップ上において、２次元的に設定された衝突判定閾値を可変する衝突判定手段とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝突時に車両に生じる高周波振動と、該高周波振動より低い帯域の低周波振動とを検出する振動検出手段と、
前記高周波振動に含まれる第１帯域の振動成分を抽出する第１抽出手段と、
前記高周波振動に含まれる第２帯域の振動成分を抽出する第２抽出手段と、
前記第１帯域の振動成分のエネルギー量を第１エネルギー量として算出する第１エネルギー量算出手段と、
前記第２帯域の振動成分のエネルギー量を第２エネルギー量として算出する第２エネルギー量算出手段と、
前記第１エネルギー量及び前記第２エネルギー量を２軸とする閾値切替用２次元マップ上において前記第１エネルギー量及び前記第２エネルギー量が２次元的に設定された切替判定閾値を超える場合に、前記低周波振動の一次積分値及び二次積分値を２軸とする衝突判定用２次元マップ上において、乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否か判定するための２次元的に設定された衝突判定閾値を可変する衝突判定手段と
を備えることを特徴とする車両衝突判定装置。
【請求項２】
前記衝突判定手段は、前記衝突判定用２次元マップ上において、前記衝突判定閾値を高閾値から低閾値に切り替えると共に乗員保護装置であるプリテンショナー及びエアバッグのプリテンショナーのみの起動を必要とする衝突が発生したことを判定するための第１の閾値とプリテンショナー及びエアバッグ両方の起動を必要とする衝突が発生したことを判定するための第２の閾値とを前記低閾値として設定することを特徴とする請求項１に記載の車両衝突判定装置。
【請求項３】
前記振動検出手段は、
前記高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を検出する第１振動センサと、
前記低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を検出する第２振動センサとを備え、
前記第１抽出手段は、前記第１帯域の振動成分として周波数帯域５ｋＨｚ〜１５ｋＨｚの振動成分を抽出し、
前記第２抽出手段は、前記第２帯域の振動成分として周波数帯域１５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動成分を抽出することを特徴とする請求項１または２に記載の車両衝突判定装置。
【請求項４】
前記振動検出手段は、前記高周波振動及び前記低周波振動を含む広帯域振動を検出するものであり、
前記振動検出手段によって検出された広帯域振動から前記高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を抽出する高周波出手段と、
前記振動検出手段によって検出された広帯域振動から前記低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を抽出する低周波抽出手段とを備え、
前記第１抽出手段は、前記第１帯域の振動成分として周波数帯域５ｋＨｚ〜１５ｋＨｚの振動成分を抽出し、
前記第２抽出手段は、前記第２帯域の振動成分として周波数帯域１５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動成分を抽出することを特徴とする請求項１または２に記載の車両衝突判定装置。
【請求項５】
前記第１エネルギー量算出手段は、前記第１帯域の振動成分の絶対値を区間積分することで前記第１エネルギー量を算出し、
前記第２エネルギー量算出手段は、前記第２帯域の振動成分の絶対値を区間積分することで前記第２エネルギー量を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両衝突判定装置。
【請求項６】
前記第１エネルギー量算出手段は、前記第１帯域の振動成分の絶対値のエンベロープを区間積分することで前記第１エネルギー量を算出し、
前記第２エネルギー量算出手段は、前記第２帯域の振動成分の絶対値のエンベロープを区間積分することで前記第２エネルギー量を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両衝突判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両衝突判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、車両衝突時に乗員を保護するためのシステムとして、ＳＲＳ（Supplemental Restraint System）エアバッグシステムが知られている。このＳＲＳエアバッグシステムとは、車両の各部に設置された加速度センサから取得した加速度データを基に、車両衝突の発生を検知してエアバッグ等の乗員保護装置を起動するものである。
【０００３】
以下の特許文献１には、車両中央部に設置されたＳＲＳユニット（ＳＲＳエアバッグシステムを統括制御するＥＣＵ）内に設置されたユニットセンサに加えて、車両前部に設置された複数のフロントクラッシュセンサを備えるＳＲＳエアバッグシステムが開示されている。このシステムでは、ユニットセンサとフロントクラッシュセンサとから得られる加速度データに基づいて、前面衝突（正面衝突、オフセット衝突、斜突を含む）が発生したか否かの判定を行い、その判定結果に応じて乗員保護装置の起動制御を行っている。
【０００４】
また、近年では、音響センサを用いて衝突時の車体変形に起因して発生する衝撃音を検出し、その検出結果を基に衝突判定を行うＣＩＳＳ（Crash Impact Sound Sensing）技術の開発が進んでいる。以下の特許文献２には、バルク音波センサを用いて車両衝突時に車体要素（サイドメンバー）に発生するトランスバーサル方向のバルク音波の振れを検出し、その検出結果を基に衝突判定を行う技術が開示されている。
【０００５】
尚、上述した加速度センサ及び音響センサは、共に振動を検出する振動センサに属するものであるが、検出対象振動の周波数帯域が異なる。一般的に、加速度センサは、周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの低周波振動を検出して加速度データとして出力し、音響センサは、周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ（音響帯域）の高周波振動を検出して音響データとして出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２８７２０３号公報
【特許文献２】特表２００１−５１９２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した特許文献１において、ユニットセンサに加えてフロントクラッシュセンサを用いるのは、車両の衝突モードが、乗員保護装置の起動が必要なモードであるのか、或いは、乗員保護装置の起動が不要なモードであるのかを迅速且つ正確に判定するためである。尚、乗員保護装置の起動が必要な衝突モードは、例えば高速オフセット衝突であり、乗員保護装置の起動が不要な衝突モードは、例えば低速オフセット衝突である。
【０００８】
具体的に、ユニットセンサは前面衝突時の車体変形が小さい車両中央部に設置されているため、衝突発生時点から衝突モードを正確に判別できる程の大きな差がセンサ出力に現れるまで長い時間（約４０ｍｓ以上）を要する。ここで、乗員保護の観点から、乗員保護装置の起動は衝突発生時点から２０〜３０ｍｓの間であることが理想とされているため、ユニットセンサだけでは要求される乗員保護性能を満足できない。そこで、従来は、前面衝突時の車体変形が大きい車両前部にフロントクラッシュセンサを設けることで、迅速且つ正確な衝突判定を実現している。
【０００９】
フロントクラッシュセンサはシステムコストの上昇を招く要因となっているため、ＳＲＳユニットに内蔵されたユニットセンサのみで衝突判定を行うことが理想であるが、上記のようにユニットセンサだけでは要求される乗員保護性能を満足できない。そこで、ユニットセンサとして加速度センサの代わりに音響センサを用いることで、フロントクラッシュセンサを不要とするシステムの構築が試みられている。音響センサから得られる音響データは、車体が変形（損壊）する特徴を捉えやすい傾向があり、衝突モードの判別も容易で、迅速且つ正確な衝突判定の実現に有効であると考えられる。
【００１０】
音響センサから得られる音響データは、車体が変形（損壊）する特徴を捉えやすい傾向があり、車体変形が大きい高速オフセット衝突と車体変形が軽微な低速オフセット衝突との判別が容易で、迅速且つ正確な衝突判定の実現に有効である。しかしながら、音響帯域の振動成分は、損壊した場所（車体衝突位置）からＳＲＳユニットに届くまでの区間で減衰しやすく、且つ車体の構造上の違いから減衰の度合いも異なるため、衝突判定精度が安定しないという課題があった。
【００１１】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、車両に生じる音響帯域の高周波振動を利用して衝突判定を行うに当って、衝突判定精度の安定化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明では、第１の解決手段として、衝突時に車両に生じる高周波振動と、該高周波振動より低い帯域の低周波振動とを検出する振動検出手段と、高周波振動に含まれる第１帯域の振動成分を抽出する第１抽出手段と、高周波振動に含まれる第２帯域の振動成分を抽出する第２抽出手段と、第１帯域の振動成分のエネルギー量を第１エネルギー量として算出する第１エネルギー量算出手段と、第２帯域の振動成分のエネルギー量を第２エネルギー量として算出する第２エネルギー量算出手段と、第１エネルギー量及び第２エネルギー量を２軸とする閾値切替用２次元マップ上において第１エネルギー量及び第２エネルギー量が２次元的に設定された切替判定閾値を超える場合に、低周波振動の一次積分値及び二次積分値を２軸とする衝突判定用２次元マップ上において、乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否か判定するための２次元的に設定された衝突判定閾値を可変する衝突判定手段とを備える、という手段を採用する。
【００１３】
本発明では、第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、衝突判定手段は、衝突判定用２次元マップ上において、衝突判定閾値を高閾値から低閾値に切り替えると共に乗員保護装置であるプリテンショナー及びエアバッグのプリテンショナーのみの起動を必要とする衝突が発生したことを判定するための第１の閾値とプリテンショナー及びエアバッグ両方の起動を必要とする衝突が発生したことを判定するための第２の閾値とを低閾値として設定する、という手段を採用する。
【００１４】
本発明では、第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、振動検出手段は、高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を検出する第１振動センサと、低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を検出する第２振動センサとを備え、第１抽出手段は、第１帯域の振動成分として周波数帯域５ｋＨｚ〜１５ｋＨｚの振動成分を抽出し、第２抽出手段は、第２帯域の振動成分として周波数帯域１５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動成分を抽出する、という手段を採用する。
【００１５】
本発明では、第４の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、振動検出手段は、高周波振動及び低周波振動を含む広帯域振動を検出するものであり、振動検出手段によって検出された広帯域振動から高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を抽出する高周波出手段と、振動検出手段によって検出された広帯域振動から低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を抽出する低周波抽出手段とを備え、前記第１抽出手段は、前記第１帯域の振動成分として周波数帯域５ｋＨｚ〜１５ｋＨｚの振動成分を抽出し、前記第２抽出手段は、前記第２帯域の振動成分として周波数帯域１５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動成分を抽出する、という手段を採用する。
【００１６】
本発明では、第５解決手段として、上記第１〜第４のいずれか１つの解決手段において、第１エネルギー量算出手段は、第１帯域の振動成分の絶対値を区間積分することで第１エネルギー量を算出し、第２エネルギー量算出手段は、第２帯域の振動成分の絶対値を区間積分することで第２エネルギー量を算出する、という手段を採用する。
【００１７】
本発明では、第６解決手段として、上記第１〜第４のいずれか１つの解決手段において、第１エネルギー量算出手段は、第１帯域の振動成分の絶対値のエンベロープを区間積分することで第１エネルギー量を算出し、第２エネルギー量算出手段は、第２帯域の振動成分の絶対値のエンベロープを区間積分することで第２エネルギー量を算出する、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１８】
車両に生じる音響帯域の高周波振動に含まれる第１帯域の振動成分を基に算出した第１エネルギー量と、第２帯域の振動成分を基に算出した第２エネルギー量との関係には、衝突パターン、つまり車体変形を伴う激しい衝突（乗員保護装置の起動が必要な衝突）か、或いは車体変形が軽微な穏やかな衝突（乗員保護装置の起動が不要な衝突）かによって明確な差異が生じるため、第１エネルギー量及び前記第２エネルギー量に基づいて衝突判定用２次元マップ上の衝突判定閾値を可変することで、正確に乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定することができる。ここで、音響帯域の高周波振動の減衰や振動検出手段の感度などの誤差要因によって第１及び第２エネルギー量に変動が生じたとしても、両方のエネルギー量は同じ増減方向に変動するため、第１及び第２エネルギー量の関係に影響はない。つまり、本発明によれば、車両に生じる音響帯域の高周波振動に基づいて衝突判定を行うに当って、衝突判定精度の安定化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態のＳＲＳエアバッグシステムの要部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態のＳＲＳユニット１の要部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に用いられるＥ１−Ｅ２２次元マップ（閾値切替用２次元マップ）及びＳ−Ｖ２次元マップ（衝突判定用２次元マップ）を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるＳ−Ｖ２次元マップの衝突判定閾値の切替判定原理に関する補足説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態のＳＲＳエアバッグシステムの構成概略図である。本実施形態におけるＳＲＳエアバッグシステムは、車両１００の中央部に設置されたＳＲＳユニット１（車両衝突判定装置）と、車両１００の運転席及び助手席にそれぞれ設置されたエアバッグ２及びプリテンショナー３とから構成されている。
【００２１】
ＳＲＳユニット１は、内蔵する音響センサ１１及び加速度センサ１２の出力信号に基づいて、車両１００に前面衝突が発生したか否かの判定（衝突判定）を行い、その衝突判定結果に応じてエアバッグ２やプリテンショナー３の起動制御を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。
【００２２】
エアバッグ２は、ＳＲＳユニット１からの点火信号に応じて展開し、車両１００の前面衝突により乗員が前方に２次衝突することで負う傷害を軽減する乗員保護装置である。
プリテンショナー３は、ＳＲＳユニット１からの点火信号に応じて運転席側及び助手席側シートベルトを巻き取り、乗員に対するシートベルトの拘束力を増大させるものである。なお、車両１００には、エアバッグ２及びプリテンショナー３の他、サイドエアバッグ等の乗員保護装置も設けられているが、図１では図示を省略している。
【００２３】
図２は、本実施形態におけるＳＲＳユニット１の要部構成を示すブロック図である。図２に示す通り、ＳＲＳユニット１は、音響センサ１１（第１振動センサ）、加速度センサ１２（第２振動センサ）、第１ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１３（第１抽出手段）、第２ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１４（第２抽出手段）、第１エネルギー算出部１５（第１エネルギー量算出手段）、第２エネルギー算出部１６（第２エネルギー量算出手段）、Ｅ１−Ｅ２マップ判定部１７、一次積分値算出部１８、二次積分値算出部１９及びＳ−Ｖマップ判定部２０を備えている。なお、Ｅ１−Ｅ２マップ判定部１７、一次積分値算出部１８、二次積分値算出部１９及びＳ−Ｖマップ判定部２０は、本実施形態における衝突判定手段を構成するものである。
【００２４】
音響センサ１１は、ＳＲＳユニット１に内蔵された振動センサであり、車両１００の長さ方向（図中のＸ軸方向）に生じる音響帯域の高周波振動を検出し、その検出結果を音響データＳ（ｔ）として第１ＢＰＦ１３及び第２ＢＰＦ１４に出力する。具体的に、この音響センサ１１は、周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動（構造音響）を検出する。この音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）は、前面衝突によって車両１００が変形（損壊）する特徴をよく捉えたものである。
【００２５】
加速度センサ１２は、ＳＲＳユニット１に内蔵された振動センサであり、車両１００の長さ方向（図中のＸ軸方向）に生じる、上記音響センサ１１によって検出される高周波振動より低い帯域の低周波振動を検出し、その検出結果を加速度データＧ（ｔ）として一次積分値算出部１８及び二次積分値算出部１９に出力する。具体的に、加速度センサ１２は、周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を検出する。この加速度センサ１２から得られる加速度データは、衝突によって車両１００に生じるＸ軸方向の減速度をよく捉えたものである。
【００２６】
このように、音響センサ１１と加速度センサ１２との違いは、検出対象振動の周波数帯域が異なるだけであり、どちらも振動センサに属するものである。これらの音響センサ１１及び加速度センサ１２は、本発明における振動検出手段を構成している。図１に示すように、ＳＲＳユニット１において、音響センサ１１及び加速度センサ１２をそれぞれ別個に設けても良いし、或いは１つのセンサセル内に音響センサ１１と加速度センサ１２を内蔵するようにしても良い。
【００２７】
第１ＢＰＦ１３は、通過周波数帯域が５ｋＨｚ〜１５ｋＨｚに設定されたバンドパスフィルタであり、音響センサ１１から入力される音響データＳ（ｔ）から第１帯域の振動成分として周波数帯域５ｋＨｚ〜１５ｋＨｚの振動成分を抽出し、その抽出した振動成分を第１バンド音響データＳ１（ｔ）として第１エネルギー算出部１５へ出力する。第２ＢＰＦ１４は、通過周波数帯域が１５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚに設定されたバンドパスフィルタであり、音響センサ１１から入力される音響データＳ（ｔ）から第２帯域の振動成分として周波数帯域１５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動成分を抽出し、その抽出した振動成分を第２バンド音響データＳ２（ｔ）として第２エネルギー算出部１６へ出力する。
【００２８】
第１エネルギー算出部１５は、第１ＢＰＦ１３から入力される第１バンド音響データＳ１（ｔ）のエネルギー量（以下、第１エネルギー量と称す）Ｅ１を算出し、その算出した第１エネルギー量Ｅ１をＥ１−Ｅ２マップ判定部１７へ出力する。例えば、第１エネルギー算出部１５は、絶対値算出部及び区間積分部を備えている。絶対値算出部は、第１ＢＰＦ１３から入力される音響データの絶対値を算出し、その算出した絶対値を区間積分部へ出力する。区間積分部は、絶対値算出部から入力される絶対値を区間積分することでエネルギー量Ｅを算出し、その算出したエネルギー量ＥをＥ１−Ｅ２マップ判定部１７へ出力する。
【００２９】
本来、音響データのエネルギー量Ｅは、音響データＳ１（ｔ）の二乗を区間積分すること、つまり、下記（１）式で表されるように、一定時間区間内で｛Ｓ｝２を積算することで求めることができるが、本実施形態ではエネルギー量Ｅの算出処理に掛かる負荷を減らすために、下記（２）式で表されるように、音響データＳ１（ｔ）の絶対値｜Ｓ｜を区間積分する（一定時間区間内で積算する）ことにより、近似的にエネルギー量Ｅを算出する。
Ｅ  ＝  Σ｛Ｓ１（ｔ）｝２        ・・・（１）
Ｅ  ≒  Σ｜Ｓ１（ｔ）｜         ・・・（２）
【００３０】
なお、絶対値算出部及び区間積分部に加えてエンベロープ出力部を設けても良い。このエンベロープ出力部は、絶対値算出部から入力される音響データの絶対値のエンベロープを出力するものである。このようなエンベロープ出力部としては、例えばカットオフ周波数が５００Ｈｚに設定されたローパスフィルタを用いることができる。この場合、区間積分部は、エンベロープ出力部から入力されるエンベロープを区間積分することでエネルギー量Ｅを算出する。
【００３１】
一方、第２エネルギー算出部１６は、第２ＢＰＦ１４から入力される第２バンド音響データＳ２（ｔ）のエネルギー量（以下、第２エネルギー量と称す）Ｅ２を算出し、その算出した第２エネルギー量Ｅ２をＥ１−Ｅ２マップ判定部１７へ出力する。なお、第２エネルギー算出部１６は、上述した第１エネルギー算出部１５と同様に、第２バンド音響データＳ２（ｔ）の絶対値｜Ｓ２（ｔ）｜を区間積分する（一定時間区間内で積算する）ことにより、近似的に第２エネルギー量Ｅ２を算出する。
【００３２】
図３（ａ）は、Ｅ１−Ｅ２マップ判定部１７において用いられるＥ１−Ｅ２２次元マップ（閾値切替用２次元マップ）を示す図である。
Ｅ１−Ｅ２マップ判定部１７は、図３（ａ）に示すように、音響データの第２エネルギー量Ｅ２を縦軸、第１エネルギー量Ｅ１を横軸とするＥ１−Ｅ２２次元マップ上において、第２エネルギー算出部１６によって算出された第２エネルギー量Ｅ２と第１エネルギー算出部１５によって算出された第１エネルギー量Ｅ１とが２次元的に設定された切替判定閾値ＴＨを越えたか否か比較し、その比較結果をＳ−Ｖマップ判定部２０に提供する。具体的には、Ｅ１−Ｅ２マップ判定部１７は、比較結果を示すフラグの値を真値（例えば「１」）にセットする。なお、Ｓ−Ｖマップ判定部２０は、Ｅ１−Ｅ２マップ判定部１７から入力される比較結果に基づいてＳ−Ｖ２次元マップ（図３（ｂ）参照）上の衝突判定閾値を高閾値Ｎｔｈから低閾値Ｐｔｈ（第１の閾値）、Ａｔｈ（第２の閾値）に切り替えるが、その詳細については後述する。
【００３３】
図３（ａ）のＥ１−Ｅ２２次元マップ上において、符号Ｌ１は高速オフセット衝突などの車体変形を伴う激しい衝突（Ｓ−Ｖマップ判定部２０において高閾値Ｎｔｈから低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈへの切り替えを必要とする衝突）が発生した場合のＥ１−Ｅ２特性波形を示し、符号Ｌ２は低速オフセット衝突などの車体変形が軽微な穏やかな衝突（Ｓ−Ｖマップ判定部２０において高閾値Ｎｔｈから低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈへの切り替えが不要な衝突）が発生した場合のＥ１−Ｅ２特性波形を示している。このように、車体変形を伴う激しい衝突と車体変形が軽微な穏やかな衝突とでは、Ｅ１−Ｅ２特性波形に明確な差異が生じることがわかる。
【００３４】
つまり、図３（ａ）に示すように、車体変形を伴う激しい衝突と車体変形が軽微な穏やかな衝突とを確実に切り分けできる値に切替判定閾値ＴＨを設定しておくことにより、第１エネルギー算出部１５及び第２エネルギー算出部１６によって算出された第１エネルギー量Ｅ１及び第２エネルギー量Ｅ２が切替判定閾値ＴＨを越えた時、Ｓ−Ｖマップ判定部２０において高閾値Ｎｔｈから低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈへの切り替えを必要とする衝突が発生したと正確に判定することができる。以上のような手法でＥ１−Ｅ２２次元マップ上に切替判定閾値ＴＨを設定することにより、Ｅ１−Ｅ２２次元マップ上には、Ｓ−Ｖマップ判定部２０において高閾値Ｎｔｈから低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈへの切り替えを行う低閾値設定領域と、切り替えを行わない高閾値設定領域とが形成される。
【００３５】
また、図４に示すように、例えば音響帯域の高周波振動の減衰や音響センサ１１の感度などの誤差要因によって、車体変形を伴う激しい衝突（Ｓ−Ｖマップ判定部２０において高閾値Ｎｔｈから低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈへの切り替えを必要とする衝突）パターンより縁石乗り上げなどの非衝突パターン（Ｓ−Ｖマップ判定部２０において高閾値Ｎｔｈから低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈへの切り替えが不要な衝突））の方が第１エネルギー量Ｅ１が大きくなる場合がある。しかしながら、このように第１及び第２エネルギー量Ｅ１、Ｅ２に変動が生じたとしても、両方の第１及び第２エネルギー量Ｅ１、Ｅ２は同じ増減方向に変動するため、第１及び第２エネルギー量Ｅ１、Ｅ２の関係に影響はなく、衝突判定精度は一定に保たれる。つまり、第１及び第２エネルギー量Ｅ１、Ｅ２の関係に基づいて衝突判定を行うことにより、衝突判定精度の安定化を実現することができる。
【００３６】
一次積分値算出部１８は、加速度センサ１２から入力される加速度データＧ（ｔ）を一次積分（区間積分）することで速度Ｖを算出し、その算出結果をＳ−Ｖマップ判定部２０に出力する。
二次積分値算出部１９は、加速度センサ１２から入力される加速度データＧ（ｔ）を二次積分（区間積分）することで移動量Ｓを算出し、その算出結果をＥ１−Ｅ２マップ判定部１７に出力する。
【００３７】
図３（ｂ）は、Ｓ−Ｖマップ判定部２０において用いられるＳ−Ｖ２次元マップ（衝突判定用２次元マップ）を示す図である。
Ｓ−Ｖマップ判定部２０は、図３（ｂ）に示すように、速度Ｖを縦軸、移動量Ｓを横軸とするＳ−Ｖ２次元マップ上において、Ｅ１−Ｅ２マップ判定部１７におけるエネルギー量Ｅ及び移動量Ｓと切替判定閾値ＴＨとの比較結果に基づいて衝突判定閾値を高閾値Ｎｔｈあるいは低閾値Ｐｔｈ（第１の閾値）、Ａｔｈ（第２の閾値）に設定し、続いて一次積分値算出部１８によって算出された速度Ｖと二次積分値算出部１９によって算出された移動量Ｓとが２次元的に設定された衝突判定閾値（高閾値Ｎｔｈあるいは低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈ）を越えたか否か比較し、その比較結果に基づいて最終的にエアバッグ２やプリテンショナー３の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定し、その衝突判定結果を出力する。
【００３８】
具体的には、Ｓ−Ｖマップ判定部２０は、Ｅ１−Ｅ２マップ判定部１７において第１及び第２エネルギー量Ｅ１、Ｅ２が切替判定閾値ＴＨを超えない場合には、Ｓ−Ｖ２次元マップ上において、衝突判定閾値として高閾値Ｎｔｈを設定し、続いて速度Ｖ及び移動量Ｓと高閾値Ｎｔｈとを比較し、速度Ｖ及び移動量Ｓが高閾値Ｎｔｈを超える場合には、エアバッグ２及びプリテンショナー３の起動を必要とする車両変形の伴う激しい衝突が発生したと判定し、また速度Ｖ及び移動量Ｓが高閾値Ｎｔｈを超えない場合には、エアバッグ２及びプリテンショナー３の起動を必要としない車両変形が軽微な穏やかな衝突が発生したと判定する。
【００３９】
また、Ｓ−Ｖマップ判定部２０は、Ｅ１−Ｅ２マップ判定部１７において第１及び第２エネルギー量Ｅ１、Ｅ２が切替判定閾値ＴＨを超える場合には、Ｓ−Ｖ２次元マップ上において、衝突判定閾値として高閾値Ｎｔｈから低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈに切り替える。つまり、Ｓ−Ｖマップ判定部２０は、プリテンショナー３のみの起動を必要とする激しい衝突が発生したことを判定するための低閾値Ｐｔｈと、プリテンショナー３及びエアバッグ２両方の起動を必要とする激しい衝突が発生したことを判定するための速度Ｖが低閾値Ｐｔｈ以上の値である低閾値Ａｔｈとを設定する。そして、Ｓ−Ｖマップ判定部２０は、速度Ｖ及び移動量Ｓと低閾値Ｐｔｈとを比較し、速度Ｖ及び移動量Ｓが低閾値Ｐｔｈを超えない場合には、プリテンショナー３及びエアバッグ２の起動を必要としない車両変形が軽微な穏やかな衝突が発生したと判定する。
【００４０】
一方、Ｓ−Ｖマップ判定部２０は、速度Ｖ及び移動量Ｓが低閾値Ｐｔｈを超える場合には、速度Ｖ及び移動量Ｓと低閾値Ａｔｈとを比較し、速度Ｖ及び移動量Ｓが低閾値Ａｔｈを超えない場合には、プリテンショナー３のみの起動を必要とする衝突が発生したと判定し、また速度Ｖ及び移動量Ｓが低閾値Ａｔｈを超えた場合には、プリテンショナー３及びエアバッグ２のみの起動を必要とする車両変形を伴う激しい衝突が発生したと判定し、プリテンショナー３及びエアバッグ２両方の起動を必要とする車両変形を伴う激しい衝突が発生したと判定する。
【００４１】
このような本実施形態によれば、第１バンド音響データＳ１（ｔ）を基に算出した第１エネルギー量Ｅ１と、第２バンド音響データＳ２（ｔ）を基に算出した第２エネルギー量Ｅ２との関係からＳ−Ｖ２次元マップ上の衝突判定閾値を可変することで、正確に乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定することができる。また、本実施形態によれば、図３（ａ）に示したＳ−Ｅ２次元マップをＳ−Ｖ２次元マップの衝突判定閾値の切り替え判定に用いることにより、２次元的な切替判定閾値ＴＨの設定が可能となり、切り替え判定精度の向上を図ることができる。また、本実施形態よれば、図３（ｂ）に示したＳ−Ｖ２次元マップを衝突判定に用いることにより、２次元的な衝突判定閾値（高閾値Ｎｔｈや低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈ）の設定が可能となり、衝突判定精度の向上（乗員保護性能の向上）を図ることができる。さらに、本実施形態によれば、プリテンショナー３のみの起動を必要とする激しい衝突が発生したことを判定するための低閾値Ｐｔｈと、プリテンショナー３及びエアバッグ２両方の起動を必要とする激しい衝突が発生したことを判定するための低閾値Ａｔｈとを設定することによって、きめ細やかな乗員保護を行うことができる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記実施形態では、音響センサ１１及び加速度センサ１２を備えるが、音響センサ１１及び加速度センサ１２の代わりに振動センサ（振動検出手段）、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）（高周波抽出手段）及びＬＰＦ（ローパスフィルタ）（低周波抽出手段）を備えるようにしてもよい。
【００４３】
振動センサは、車両１００の前後方向に生じる広帯域振動（例えば、周波数帯域０Ｈｚ〜３０ｋＨｚの振動）を検出し、その検出結果を振動データとしてＢＰＦ及びＬＰＦに出力する。ＢＰＦは、振動センサからの振動データから音響帯域の高周波振動を抽出し、その抽出結果（高周波振動の検出結果）を音響データＳ（ｔ）として第１ＢＰＦ１３及び第２ＢＰＦ１４へ出力する。具体的に、ＢＰＦは、振動データから周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動（構造音響）を抽出する。ＬＰＦは、振動センサからの振動データから音響帯域より低い帯域の低周波振動を抽出し、その抽出結果（低周波振動の検出結果）を加速度データＧ（ｔ）として一次積分値算出部１８及び二次積分値算出部１９へ出力する。具体的に、ＬＰＦは、振動データから周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を抽出する。このような構成においても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
（２）上記実施形態では、Ｓ−Ｅマップ判定部１５においてエネルギー量Ｅ及び移動量Ｓが切替判定閾値ＴＨを超える場合には、Ｓ−Ｖ２次元マップ上において、衝突判定閾値として高閾値Ｎｔｈから低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈに切り替えたが、本発明はこれに限定されない。例えば、２つの低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈを設定するのではなく、プリテンショナー３及びエアバッグ２両方の起動を必要とする激しい衝突が発生したことを判定するための低閾値Ａｔｈのみ設定するようにしてもよい。
【００４５】
（３）上記実施形態では、音響帯域の高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を検出する場合を例示したが、検出対象振動の周波数帯域はこれに限定されず、車両１００の構造や要求される乗員保護性能に応じて適宜設定すれば良い。つまり、高周波振動の周波数帯域は、前面衝突によって車両１００が変形（損壊）する特徴（構造音響）を捕捉可能であれば良い。
【００４６】
また、上記実施形態では、音響データＳ（ｔ）から第１帯域５ｋＨｚ〜１５ｋＨｚの振動成分を抽出し、第２帯域１５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動成分を抽出する場合を例示したが、これら抽出すべき第１帯域及び第２帯域の振動成分も車両１００の構造や要求される乗員保護性能に応じて適宜設定すれば良い。さらに、第１帯域と第２帯域は、両方の一部が重複するように設定しても良い。
【符号の説明】
【００４７】
１…ＳＲＳユニット（車両衝突判定装置）、２…エアバッグ、３…プリテンショナー、１１…音響センサ（第１振動センサ）、１２…加速度センサ（第２振動センサ）、１３…第１ＢＰＦ（第１抽出手段）、１４…第２ＢＰＦ（第２抽出手段）、１５…第１エネルギー算出部（第１エネルギー量算出手段）、１６…第２エネルギー算出部（第２エネルギー量算出手段）、１７…Ｅ１−Ｅ２マップ判定部、１８…一次積分値算出部、１９…二次積分値算出部、２０…Ｓ−Ｖマップ判定部、１００…車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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