(57)【要約】【課題】  左右のフロントセンサだけで斜突状態を高速、高精度で検出し起動判定を行う車両の乗員保護装置の起動判定装置を得る。【解決手段】  左側フロント加速度センサ信号ＬＳは、ＥＣＵ２内に配置されたハイパスフィルタ１１を通して積分器１２により速度ＶＬが計算される。同様に右側フロント加速度センサ信号ＲＳは、ＥＣＵ２内に配置されたハイパスフィルタ１３を通して積分器１４により速度ＶＲが計算される。速度ＶＬおよびＶＲの各信号から相似関数演算部１５で相似関数が演算され、閾値判定部２０，２１で出力値が閾値を超えればエアバッグ点火装置により点火されエアバッグが作動する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体左側フロント部の衝突を検出する左側フロント加速度センサと、
車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサと、
上記左側フロント加速度センサと、上記右側フロント加速度センサとの相似性を計算した結果に基づき、設定した第１の閾値を超えたことで衝突判定を行う衝突判定手段と
を備えたことを特徴とする車両の乗員保護装置の起動判定装置。
【請求項２】
上記衝突判定手段は、上記左側フロント加速度センサおよび上記右側フロント加速度センサの出力値をサンプリングして記憶し、現在のサンプル値を最初に（ｎ−１）サンプル前のデータを最後に並べ、それぞれのセンサ出力をベクトルｘｉ、ｙｉ(ｉ＝０〜（ｎ−１））で表したとき、この２つのベクトルを正規化し内積を計算した結果に基づいて衝突判定を行うことを特徴とする請求項１記載の車両の乗員保護装置の起動判定装置。
【請求項３】
上記衝突判定手段は、上記左側フロント加速度センサの出力値と、上記右側フロント加速度センサの出力値を積分した結果、その積分値の大きい方が設定した第２の閾値を超えたとき、衝突したと判定することを特徴とする請求項１または２記載の車両の乗員保護装置の起動判定装置。
【請求項４】
車体左側バック部の衝突を検出する左側バック加速度センサと、車体右側バック部の衝突を検出する右側バック加速度センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、上記左側バック加速度センサおよび右側バック加速度センサの各出力値をサンプリングして記憶し、現在のサンプル値を最初に（ｎ−１）サンプル前のデータを最後に並べ、それぞれのセンサ出力をベクトルｘｉ、ｙｉ(ｉ＝０〜（ｎ−１））で表したとき、この２つのベクトルを正規化し内積を計算した結果に基づき、設定した閾値を超えたことで衝突判定を行う衝突判定手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両の乗員保護装置の起動判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の乗員保護装置の起動判定装置に関し、特に、車両の斜突やオフセット衝突などを高い信頼性で検出して短時間のうちに起動判定を行う車両の乗員保護装置の起動判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両の乗員保護装置の起動判定装置は、フロアセンサ、左フロントセンサ、右フロントセンサの加速度出力を、信号入力部を介して衝突形態判定部へ入力し、衝突形態判定部では、フロアセンサにより検出されたフロントセンサ出力を積分し、左フロントセンサ、右フロントセンサの出力値を設定した閾値と比較し、左右のフロントセンサ値が積分されて出力され、そのフロント積分演算値から斜突であるか否かを判定するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２９３６３号公報（図３、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の車両の乗員保護装置の起動判定装置は、フロアセンサの信号を用いて衝突初期状態の判定基準とするため、フロアセンサが必須となり、また誤差の影響により判定にずれが発生するといった問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、フロアセンサが無くとも精度よく斜突の起動判定を行うことができる車両の乗員保護装置の起動判定装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、車体左側フロント部の衝突を検出する左側フロント加速度センサと、車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサと、左側フロント加速度センサおよび右側フロント加速度センサの出力値をサンプリングして記憶し、現在のサンプル値を最初に（ｎ−１）サンプル前のデータを最後に並べ、それぞれのセンサ出力をベクトルｘｉ、ｙｉ(ｉ＝０〜（ｎ−１））であらわしたとき、この２つのベクトルを正規化し内積を計算した結果について、設定した閾値を超えたことで衝突判定を行う衝突判定手段とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、左右フロント加速度センサ信号の２つのベクトルがどの程度似ているかを表す相似関数により判定することで、フロアセンサを用いることなく精度よく斜突の起動判定を行うことができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の各実施の形態を、図１〜図８に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。
図において、車体１に、エアバッグ展開処理を行う制御手段としてのエレクトリックコントロールユニット（以下、ＥＣＵと記載する）２と、ＥＣＵ加速度センサ（中央部加速度センサ）３と、左側フロント加速度センサ４と、右側フロント加速度センサ５が搭載され、左側フロント加速度センサ４とＥＣＵ２は、左側フロント加速度センサ用通信ケーブル６により接続され、右側フロント加速度センサ５とＥＣＵ２は、左側フロント加速度センサ用通信ケーブル７により接続される。なお、車体１の車体全長を表す方向をＸ方向とし、車体１の車幅を表す方向をＹ方向とし、車体１の車高を表す上下垂直方向をＺ方向とする。なお、制御手段としてのＥＣＵ２は衝突判定手段を兼ねる。
【０００９】
なお、ＥＣＵ２は、車体１中央部の運転者が搭乗する座席近傍に取り付けられ、ＥＣＵ加速度センサ３を備えており、このＥＣＵ加速度センサ３は、車体１のＸ方向の加速度を検出するようにＥＣＵ２のプリント基板上に取り付けられている。また、車体１のフロント部の左側ヘッドランプ近傍には、左側フロント加速度センサ４が車体１のＸ方向の加速度を検出するように取り付けられている。
【００１０】
同様に、車体１のフロント部の右側ヘッドランプ近傍には、右側フロント加速度センサ５が車体１のＸ方向の加速度を検出するように取り付けられている。左側フロント加速度センサ４の検出信号は、左側フロント加速度センサ用通信ケーブル６を介してＥＣＵ２に入力され、また、右側フロント加速度センサ５の検出信号は、右側フロント加速度センサ用通信ケーブル７を介してＥＣＵ２に入力される。さらに、車体１の車室内には、助手席搭乗者を衝突の衝撃から保護する助手席エアバッグ８と運転手を衝突の衝撃から保護する運転席エアバッグ９とが取り付けられている。
【００１１】
図２は、この発明の実施の形態１による乗員保護装置の起動判定装置におけるＥＣＵ２の具体的な回路構成の一例を示すブロック図である。
図において、起動判定装置は、図１の左側フロント加速度センサ４からの左側フロント加速度センサ信号ＬＳが入力されるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１１と、このハイパスフィルタ１１の出力を積分して速度ＶＬを求める積分器１２と、図１の右側フロント加速度センサ５からの右側フロント加速度センサ信号ＲＳが入力されるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１３と、このハイパスフィルタ１３の出力を積分して速度ＶＲを求める積分器１４と、積分器１２からの速度ＶＬと積分器１４からの速度ＶＲに関する信号に基づいて相似関数を演算する相似関数演算部１５と、相似関数演算部１５の出力側に設けられたローパスフィルタ（ＬＰＦ）１６と、積分器１２からの速度ＶＬの絶対値を求める絶対値演算部１７と、積分器１４からの速度ＶＲの絶対値を求める絶対値演算部１８と、絶対値演算部１７の出力と絶対値演算部１８の出力をＯＲ演算処理する判定部１９と、ローパスフィルタ１６の出力値と閾値αを比較判定する閾値判定部２０と、判定部１９の出力値と閾値βを比較判定する閾値判定部２１と、閾値判定部２０の出力と閾値判定部２１の出力をＡＮＤ演算処理を行ってエアバッグ点火装置（図示せず）へ出力する判定部２２とを備える。
【００１２】
次に、動作について、先ず、図３のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳＴ１において、左側フロント加速度センサ４から左側フロント加速度センサ信号が入力され、ステップＳＴ２において、ＥＣＵ２内に配置された低域ドリフト成分を抑制するハイパスフィルタ１１を通し、ステップＳＴ３において、積分器１２により速度ＶＬが計算される。同様に、ステップＳＴ４において、右側フロント加速度センサ５から右側フロント加速度センサ信号が入力され、ステップＳＴ５において、同じくＥＣＵ２内に配置された低域ドリフト成分を抑制するハイパスフィルタ１３を通し、ステップＳＴ６において、積分器１４により速度ＶＲが計算される。
【００１３】
次いで、ステップＳＴ７において、相似関数演算部１５により速度ＶＬおよび速度ＶＲに関する信号から相似関数演算処理がなされると共に、速度ＶＬおよび速度ＶＲに関する信号から絶対値演算部１７および１８で絶対値を演算し、その出力を判定部１９でＯＲ演算による処理を行い、ステップＳＴ８において、相似関数演算部１５からローパスフィルタ１６を通して供給された出力値と閾値αの比較判定が閾値判定部２０でなされ、また、判定部１９の出力値と閾値βの比較判定が閾値判定部２１でなされ、各出力値が閾値を超えたか否かが判別される。そして、さらに、ステップＳＴ８で判定部２２でＡＮＤ演算処理で各出力値が共に閾値を超えた場合には、ステップＳＴ９において、エアバッグ点火装置（図示せず）を点火し、ステップＳＴ１０において、エアバッグ（図示せず）が作動する。
【００１４】
一方、ステップＳＴ８で各出力値が共に閾値を超えない場合には、ステップＳＴ１およびＳＴ４に戻って、上述の動作を繰り返す。つまり、ステップＳＴ８で各出力値が共に閾値を超えない場合には、次の時刻についての左右のフロント加速度センサ信号を取り込み、サンプリングする動作を繰り返す。
【００１５】
更に、図２の動作について、図４〜図８を参照して詳述する。
左側フロント加速度センサ４からの左側フロント加速度センサ信号が、ＥＣＵ２内に配置されたハイパスフィルタ１１を通して低域ドリフト成分を抑制された後、積分器１２により速度ＶＬが計算される。同様に、右側フロント加速度センサ５からの右側フロント加速度センサ信号が、ＥＣＵ２内に配置されたハイパスフィルタ１３を通して低域ドリフト成分を抑制された後、積分器１４により速度ＶＲが計算される。速度ＶＬおよびＶＲの信号から相似関数演算部１５において、相似性を示す値γｘｙが計算される。この相似性を示す値γｘｙは、ローパスフィルタ１６を通して高域の不要なノイズを低減した後閾値判定部２０に供給され、閾値判定部２０により設定した閾値αを超えたとき論理値“１”を出力し、それ以外は論理値“０”を出力する。
【００１６】
一方、左側の速度ＶＬの計算値は絶対値演算部１７で絶対値が計算され、また、右側の速度ＶＲの計算値は絶対値演算部１８で絶対値が計算され、共にＯＲ演算による判定部１９に供給され、判定部１９は、ＶＬあるいはＶＲの速度の大きい方の値Ｖｍａｘを閾値判定部２１に出力し、閾値判定部２１では、入力された値が予め設定した閾値βを超えたとき論理値“１”を出力し、それ以外は論理値“０”を出力する。
【００１７】
最後に、判定部２２により、閾値判定部２０の出力値と閾値判定部２１の出力値に対してＡＮＤ演算処理がなされ、各出力値が両方とも論理値“１”である場合に、判定部２２より論理値“１”が出力され、図示しないエアバッグ点火装置へ点火信号が印加され、エアバッグが作動する。
【００１８】
なお、相似関数演算部１５における相似関数演算は、以下に説明するような方法で計算される。現在の時刻をtとし、このときの左側フロント加速度センサ信号のサンプル値はx(t)で表させる。周期Δtでサンプリングしたとき、(n-1)サンプル前の値はx(t-(n-1)Δt)となる。現在時刻から、過去にさかのぼってn個の値をメモリに蓄えるとき、これらをベクトルxnとして表すと、以下のように表される。
【００１９】
2006327370.tif 000003
同様に、右側フロント加速度センサ信号についてｎ個の値をメモリ（図示せず）に蓄えるとき、これらのベクトルynとすると、以下のように表される。
2006327370.tif 000004
図４にメモリ（図示せず）に蓄えられたデータ配列を示す。
【００２０】
２つのベクトルxn、ynの相似性を示す関数γxy＝f(xn,yn)は、次式で与える。
2006327370.tif 000005
ここで、Ｇxy、Ｇxx、Ｇyy は次式で表される。
2006327370.tif 000006
2006327370.tif 000007
2006327370.tif 000008
【００２１】
相似関数演算は、正規化したベクトルの内積を表している。低域成分はハイパスフィルタ１１、１３により抑制されるため、左右の波形が似ている場合０となり、似ていない場合に値が大きくなってくる。例えば、図５（ａ）の実線は、斜突の波形を表す左側フロント加速度センサ信号をハイパスフィルタ１１を通した後積分器１２で積分して速度ＶＬを求めた値である。左側斜突であるため速度は大きく出ていることがわかる。一方、図５（ａ）の点線は、正突の波形を表している。速度はそれほど大きくなく、全体的になだらかな波形となる。
【００２２】
また、図５（ｂ）の実線は、斜突の波形を表す右側フロント加速度センサ信号をハイパスフィルタ１３を通した後積分器１４で積分して速度ＶＲを求めた値である。左側斜突であるため最初の速度は小さく徐々に大きくなる。一方、図５（ｂ）の点線は、正突の波形を表しており、左側フロント加速度センサ４の速度演算結果とそれほど差がない波形となる。
【００２３】
図５（ｃ）は、相似関数演算部１５における相似関数計算結果を示している。実線は斜突時を示しているが、衝突初期で左右の速度波形が相似でなく急激に立ち上がるため、斜突と判定できることがわかる。衝突後期は急激な波形の変化がないため０に近づく。一方、正突の場合は左右の波形にそれほど差がないため、図に示していないが０に近い値となり、斜突ではないと判定される。
【００２４】
図６は、実施の形態１による乗員保護装置の起動判定装置が行う衝突判定の対象となる衝突形態を示す説明図である。
図６（ａ）は、車体１が壁状の剛体３０に正面から衝突する正突を示すものである。図６（ｂ）は、コンクリートブロックなどのような形状をした剛体３０に、車体１のフロント部の左右いずれか半分が衝突するＯｆｆｓｅｔ  Ｒｉｇｉｄ  Ｂａｒｒｉｅｒ（以下、ＯＲＢと記載する）衝突を示すものである。図６（ｃ）は、ラフロード走行を示すものである。図６（ｄ）は、コンクリートや大型トラックなどの剛体３０と衝突した際に、例えば、大型トラックの下側に車体１が潜り込むアンダーライド衝突を示すものである。
【００２５】
図６（ｅ）は、剛性を有する円柱状の電柱などの柱３１に正面から衝突するポール突を示すものである。図６（ｆ）は、電柱などの柱３１が車体１の中央から左右いずれかにそれて衝突するオフセットポール突である。図６（ｇ）は、コンクリートの壁などの剛体３０に車体１が斜めに衝突する斜突を示すものである。図６（ｈ）は、反対車線を対向して走ってきた（壁などに比べて柔らかい）アルミハニカムなどの車体模擬３２とフロント部の半分が正面衝突するＯｆｆｓｅｔ  Ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ  Ｂａｒｒｉｅｒ（以下、ＯＤＢと記載する）衝突を示すものである。図６（ｉ）は、牛や馬などの大型動物３３と正面衝突する動物衝突を示すものである。
【００２６】
本実施の形態の車両の乗員保護装置の起動判定装置は、図６（ｂ）のＯＲＢ、図６（ｆ）のオフセットポール突、図６（ｇ）の斜突、図６（ｈ）のＯＤＢ突の判定に対して有効に作用する。
【００２７】
図７は、各衝突形態の波形についての特徴をまとめて示したものである。
これからわかるように、（ｃ）オフセットポール突、斜突、ＯＤＢ突について、車体１のフロント部に備えられた左側フロント加速度センサ４と、右側フロント加速度センサ５によって検出された加速度波形は、衝突側の波形が大きくなり、また、左右の差も大きく発生することがわかる。この実施の形態１の車両乗員保護装置の起動判定装置は、衝突初期の左右の波形の差が大きくなることを利用して衝突形態を判定している。
【００２８】
以上のように、実施の形態１によれば、車体１に右側フロント加速度センサ４と左側フロント加速度センサ５の出力に対して、車体１が斜突した際に発生する加速度波形により、その相似性を判断することで斜突と判定できるため、エアバッグの展開を適確に制御できるという効果がある。
また、左右バック加速度センサ信号の２つのベクトルがどの程度似ているかを表すベクトル相似関数（正規化したベクトルの内積）により判定することで、フロアセンサを用いることなくＥＣＵにより精度よく斜突の起動判定を行うことができる。
【００２９】
実施の形態２．
図８は、この発明の実施の形態２による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。なお、図１に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態では、図１と同様に、ＥＣＵ２、ＥＣＵ加速度センサ３、左側フロント加速度センサ４および右側フロント加速度センサ５が車体１に搭載され、左側フロント加速度センサ４とＥＣＵ２が左側フロント加速度センサ用通信ケーブル６により接続され、右側フロント加速度センサ５とＥＣＵ２が左側フロント加速度センサ用通信ケーブル７により接続される他に、更に、本実施の形態では、左側バック加速度センサ４０、右側バック加速度センサ４１が車体１に搭載され、左側バック加速度センサ４０とＥＣＵ２とが左側バック加速度センサ用通信ケーブル４２で接続され、右側バック加速度センサ４１とＥＣＵ２とが右側バック加速度センサ用通信ケーブル４３で接続される。
【００３０】
なお、図８に示した車体１には図示されていないが、図１に示したものと同様に、助手席エアバッグ８と運転席エアバッグ９が備えられている。また、図１に示した車体１と同様に、車体１の全長を表す方向をＸ方向とし、車体１の車幅を表す方向をＹ方向とし、車体１の車高を表す上下方向をＺ方向と仮定する。
【００３１】
このように、実施の形態２乗員保護装置の起動判定装置は、上記実施の形態１において説明した左側フロント加速度センサ４、右側フロント加速度センサ５、およびＥＣＵ加速度センサ３を備えた構成に、車体１後方部にＸ方向の加速度を検出する左側バック加速度センサ４０および右側バック加速度センサ４１を加えて構成したものである。
【００３２】
また、実施の形態２による乗員保護装置の起動判定装置に用いられるＥＣＵ２は、上記実施の形態１の図２と同様に左側フロント加速度センサ信号が入力されるハイパスフィルタ１１、積分器１２、右側フロント加速度センサ信号が入力されるハイパスフィルタ１３、積分器１４、相似関数演算部１５、ローパスフィルタ１６、絶対値演算部１７，１８、ＯＲ演算による判定部１９、閾値判定部２０，２１、ＡＮＤ演算による判定部２２を備えている。
【００３３】
次に、動作について説明する。
実施の形態２による乗員保護装置の起動判定装置は、左側バック加速度センサ４０および右側バック加速度センサ４１によって検出された左右のバック加速度を示す信号をＥＣＵ２へ入力し、左側フロント加速度センサ４または右側フロント加速センサ５によって検出された左右のフロント加速度と同様に演算処理を行い、助手席エアバッグ８および運転席エアバッグ９の起動判定を行う。ここでは、上記実施の形態１において説明したＥＣＵ２の処理動作と同様に行われる詳細な動作説明を省略する。
【００３４】
以上のように、実施の形態２によれば、車体１のフロント部に左側フロント加速度センサ４および右側フロント加速度センサ５を、また車体中央部にＥＣＵ加速度センサ３を、また、車体後方部に左側バック加速度センサ４０および右側バック加速度センサ４１を備えたので、車体１の前方斜突だけでなく後方斜突についても高速で精度よく検出し、エアバッグの展開を的確に制御できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の実施の形態１による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。
【図２】この発明の実施の形態１による乗員保護装置の起動判定装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１による乗員保護装置の起動判定装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１による左側フロント加速度センサベクトルと右側フロント加速度センサベクトルを表す図である。
【図５】この発明の実施の形態１による左右フロントセンサから計算された速度と相似関数の計算結果の一例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１による乗員保護装置の起動判定装置が行う衝突判定の対象となる衝突形態を説明するための説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１による衝突形態毎に図示した波形の比較結果を纏めて示す表図である。
【図８】この発明の実施の形態２による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  車体、２  ＥＣＵ、３  ＥＣＵ加速度センサ、４  左側フロント加速度センサ、５  右側フロント加速度センサ、６  左側フロント加速度センサ用通信ケーブル、７  右側フロント加速度センサ用通信ケーブル、８  助手席エアバッグ、９  運転席エアバッグ、１１，１３  ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、１２，１４  積分器、１５  相似関数演算部、１６  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、１７，１８  絶対値演算部、１９  ＯＲ演算による判定部、２０，２１  閾値判定部、２２  ＡＮＤ演算による判定部、３０  剛体、３１  円柱状の柱、３２  車体模擬、３３  大型動物、４０  左側バック加速度センサ、４１  右側バック加速度センサ、４２  左側バック加速度センサ用通信ケーブル、４３  右側バック加速度センサ用通信ケーブル。
【図１】
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【図２】
2006327370.tif 000010
【図３】
2006327370.tif 000011
【図４】
2006327370.tif 000012
【図５】
2006327370.tif 000013
【図６】
2006327370.tif 000014
【図７】
2006327370.tif 000015
【図８】
2006327370.tif 000016