(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される衝突検知装置であって、
車両前方において車両幅方向に離間して配置され、車両前後方向の加速度を検出する第１加速度センサ（１）及び第２加速度センサ（２）と、
車両中央部に配置され車両前後方向の加速度を検出する第３加速度センサ（３）と、
前記第１加速度センサ及び前記第２加速度センサの検出結果に基づいて第１の衝突形態として、衝突部位が、車両中央、車両左側、車両右側、及び車両前方全体のうちの何れであるかを判定する第１判定部（５１）と、
前記第１判定部の判定結果及び前記第３加速度センサの検出結果に基づいて、前記第１の衝突形態よりも更に詳細な第２の衝突形態を判定する第２判定部（５２）と、
を備え、
前記第２判定部は、前記第１判定部により衝突部位が車両左側及び車両右側のうちの何れかであると判定された場合に、前記第３加速度センサの検出結果から得られる加速度と前記第３加速度センサの出力を積分して得られる速度変化量との関係に基づいて、衝突が、固定された硬い物体への衝突であるか或いは移動可能な物体及び／又は柔らかい物体への衝突であるかを判定するオフセット衝突判定部を有する衝突検知装置。
【請求項２】
前記オフセット衝突判定部は、前記速度変化量に対する前記加速度が予め設定された閾値を超えた場合、衝突が固定された硬い物体への衝突であると判定し、前記速度変化量に対する前記加速度が前記閾値を超えない場合、衝突が移動可能な物体及び／又は柔らかい物体への衝突であると判定する請求項１に記載の衝突検知装置。
【請求項３】
前記第２判定部は、前記第１判定部により衝突部位が車両前方全体であると判定された場合に、前記第１加速度センサ、前記第２加速度センサ、及び前記第３加速度センサの検出タイミングに基づいて、衝突が、車両前方部位が全面的に衝突する正面衝突であるか或いは車両前方部位の上部が衝突するアンダーライドであるかを判定する前突判定部を有する請求項１又は２に記載の衝突検知装置。
【請求項４】
前記前突判定部は、前記第１加速度センサ及び／又は前記第２加速度センサの出力が立ち上がるタイミングと前記第３加速度センサの出力が立ち上がるタイミングとの差が所定範囲内である場合、衝突が前記正面衝突であると判定し、前記差が前記所定範囲外である場合、衝突が前記アンダーライドであると判定する請求項３に記載の衝突検知装置。
【請求項５】
前記第２判定部の判定結果、及び、前記速度変化量に基づいて算出される衝突速度に基づいて、衝突による乗員の重傷度を推定する重傷度推定部（５３）を備える請求項１〜４の何れか一項に記載の衝突検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される衝突検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、衝突を検知する衝突検知装置が搭載されている。衝突検知装置の検知結果は、例えばエアバッグの展開制御などに利用されている。衝突検知装置は、加速度センサ等のセンサを利用して衝突を検知する。また、衝突検知装置には、衝突形態を判定するものがある。この衝突検知装置では、例えば、複数のセンサを用いて、衝突形態が正面衝突とオフセット衝突の何れであるかが判定される。衝突形態を判定する衝突検知装置としては、例えば、特開２０１４−６１７３１号公報に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−６１７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の衝突検知装置では、車両がオフセット衝突したか否かは判定することができるが、オフセット衝突であった場合のさらなる衝突形態の判定は為されていない。例えば、オフセット衝突が生じた場合でも、その衝突対象が車両であるのか壁面等の固定障害物であるのかを判定することは為されていなかった。ここで、オフセット衝突時など、衝突形態のさらなる詳細な判定ができた場合、より現状に即した対応（例えばエアバッグ制御、重傷度判定、及び緊急通報等への判定結果の活用）が可能となる。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、衝突形態の詳細な判定が可能となる衝突検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の衝突検知装置は、車両に搭載される衝突検知装置であって、車両前方において車両幅方向に離間して配置され、車両前後方向の加速度を検出する第１加速度センサ（１）及び第２加速度センサ（２）と、車両中央部に配置され車両前後方向の加速度を検出する第３加速度センサ（３）と、前記第１加速度センサ及び前記第２加速度センサの検出結果に基づいて第１の衝突形態として、衝突部位が、車両中央、車両左側、車両右側、及び車両前方全体のうちの何れであるかを判定する第１判定部（５１）と、前記第１判定部の判定結果及び前記第３加速度センサの検出結果に基づいて、前記第１の衝突形態よりも更に詳細な第２の衝突形態を判定する第２判定部（５２）と、を備え、前記第２判定部は、前記第１判定部により衝突部位が車両左側及び車両右側のうちの何れかであると判定された場合に、前記第３加速度センサの検出結果から得られる加速度と前記第３加速度センサの出力を積分して得られる速度変化量との関係に基づいて、衝突が、固定された硬い物体への衝突であるか或いは移動可能な物体及び／又は柔らかい物体への衝突であるかを判定するオフセット衝突判定部を有する。
【０００７】
この構成によれば、オフセット衝突（車両左側又は車両右側への衝突）が発生した際、第１判定部がオフセット衝突の発生を検出する上、さらに第２判定部が、第３加速度センサで検出された加速度及び速度変化量の関係に基づいて、オフセット衝突の中でさらなる詳細な判定（例えば切り分け）を実行する。これにより、衝突形態の詳細な判定が可能となる。なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の衝突検知装置の構成を示す構成図である。
【図２】本実施形態の衝突検知装置の詳細構成を示す構成図である。
【図３】本実施形態の衝突検知装置における正面衝突時の検出例を説明するための説明図である。
【図４】本実施形態の衝突検知装置におけるアンダーライド時の検出例を説明するための説明図である。
【図５】本実施形態の衝突検知装置におけるオフセット衝突時の加速度と速度変化量の関係を説明するための説明図である。
【図６】本実施形態の衝突検知装置における衝突形態判定の流れを説明するためのフローチャートである。
【図７】本実施形態の衝突検知装置における重傷度と衝突速度の関係を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、説明に用いる各図は概念図であり、各部の形状は必ずしも厳密なものではない場合がある。本実施形態の衝突検知装置は、車両に搭載され、衝突を検知する装置である。本実施形態の衝突検知装置は、図１及び図２に示すように、第１加速度センサ１と、第２加速度センサ２と、第３加速度センサ３と、車速検出部４と、ＥＣＵ５と、無線通信部６と、を備えている。
【００１０】
第１加速度センサ１及び第２加速度センサ２は、車両前方において車両幅方向（車両左右方向）に離間して配置されている。具体的に、第１加速度センサ１は、車両前方における車両左側に配置され車両前後方向の加速度を検出する加速度センサ（フロントＧセンサ）である。第１加速度センサ１は、車両の前方左端部（例えばバンパレインフォースメント上の左端部）に配置されている。第２加速度センサ２は、車両前方における車両右側に配置され車両前後方向の加速度を検出する加速度センサ（フロントＧセンサ）である。第２加速度センサ２は、車両の前方右端部（例えばバンパレインフォースメント上の右端部）に配置されている。
【００１１】
第３加速度センサ３は、車両中央部に配置され車両前後方向の加速度を検出する加速度センサである。第３加速度センサ３は、車両のフロアにおける車両左右の中央部に配置されたフロアＧセンサである。本実施形態の第３加速度センサ３は、フロアの車両前方部に配置されている。ここでの車両中央部とは、フロア内における車両左右の中央部を意味する。本実施形態の第３加速度センサ３は、ＥＣＵ５のハウジング内に配置され、フロアの床面付近に配置されている。第３加速度センサ３は、第１加速度センサ１及び第２加速度センサ２よりも車両下方に設置されている。車速検出部４は、例えば車輪速センサなど、車両の速度（車速）を検出するセンサである。車速検出部４は、衝突時を含み、車両の速度を検出する。第１加速度センサ１、第２加速度センサ２、第３加速度センサ３、及び車速検出部４は、検出結果をＥＣＵ５に送信する。
【００１２】
ＥＣＵ５は、ＣＰＵ、メモリ、及び電子回路等を備える電子制御ユニットである。ＥＣＵ５は、車両のフロアに配置されている。ＥＣＵ５は、図２に示すように、機能として、第１判定部５１と、第２判定部５２と、重傷度推定部５３と、を備えている。第１判定部５１は、第１加速度センサ１及び第２加速度センサ２の検出結果に基づいて第１の衝突形態を判定する。具体的に、第１判定部５１は、衝突が「オフセット衝突」であるか否かを判定する。オフセット衝突とは、車両中央に対して右又は左にオフセットした位置への衝突を意味する。より具体的に、本実施形態の第１判定部５１は、第１の衝突形態として、衝突部位が、車両中央、車両左側、車両右側、及び車両前方全体のうちの何れであるかを判定する。換言すると、第１判定部５１は、第１の衝突形態が、車両中央への衝突、車両左側へのオフセット衝突、車両右側へのオフセット衝突、及び車両前方全体への衝突のうち何れであるかを判定する。つまり、第１判定部５１が「車両左側（車両左側へのオフセット衝突）」又は「車両右側（車両右側へのオフセット衝突）」と判定することは、第１判定部５１が「オフセット衝突」と判定することに相当する。
【００１３】
第１判定部５１は、第１加速度センサ１及び第２加速度センサ２の検出結果が共に比較的小さく、両者の差が所定範囲内である場合、衝突部位が車両中央であると判定する。第１判定部５１は、第１加速度センサ１の検出結果が比較的大きく、第２加速度センサ２の検出結果が比較的小さい場合、衝突部位が車両左側であると判定する。第１判定部５１は、第１加速度センサ１の検出結果が比較的小さく、第２加速度センサ２の検出結果が比較的大きい場合、衝突部位が車両右側であると判定する。第１判定部５１は、第１加速度センサ１及び第２加速度センサ２の検出結果が共に比較的大きく、両者の差が所定範囲内である場合、衝突部位が車両前方全体であると判定する。第１判定部５１は、判定結果を第２判定部５２に送信する。なお、比較的大きい（小さい）とは、設定された各所定値より大きい（小さい）と同様の意味である。
【００１４】
第２判定部５２は、第１判定部５１の判定結果及び第３加速度センサ３の検出結果に基づいて、第２の衝突形態（さらに詳細な衝突形態）を判定する。具体的に、第２判定部５２は、第１判定部５１により衝突部位が車両中央であると判定された場合、さらに第３加速度センサ３により「衝突」が検出されていれば、第２の衝突形態が「ポール衝突（衝突位置が中央でラップ率が小さい衝突）」であると判定する。換言すると、第２判定部５２は、第１判定部５１の衝突結果が「車両中央」であって且つ第３加速度センサ３の検出結果が所定値を超えた場合に、「ポール衝突」と判定する。
【００１５】
第２判定部５２は、第１判定部５１により衝突部位が車両前方全体であると判定された場合、さらに第１加速度センサ１、前記第２加速度センサ、及び前記第３加速度センサの検出タイミングに基づいて、第２の衝突形態を判定する。つまり、第２判定部５２は、第１判定部５１の判定結果が「車両前方全体」である場合、さらに第３加速度センサ３の検出結果にも基づいて、車両前方全体への衝突における第２の衝突形態を判定する。
【００１６】
衝突部位が車両前方全体の場合、さらにその衝突形態は、例えば「正面衝突」と「アンダーライド」とに切り分けることができる。正面衝突は、車両前方部位が、壁面等に全面的に衝突する衝突である。この場合、図３に示すように、第３加速度センサ３の加速度（図３の一点鎖線参照）の立ち上がりは、第１加速度センサ１（図３の破線参照）及び第２加速度センサ２の加速度（図３の実線参照）の立ち上がりとほぼ同様のタイミングとなる。一方、アンダーライドは、車両前方部位がトラック等の後方部位に衝突し、その上部が変形し、その下部がトラック等の下に潜り込むような衝突である。この場合、衝撃の伝達構造から、図４に示すように、第３加速度センサ３の加速度（図４の一点鎖線参照）の立ち上がりは、第１加速度センサ１（図４の破線参照）及び第２加速度センサ２の加速度（図４の実線参照）の立ち上がりよりも遅くなる。立ち上がりか否かはそれぞれ設定された所定値を超えるか否かで判定することができる。
【００１７】
第２判定部５２は、この検出タイミング（立ち上がりのタイミング）の差に基づいて、衝突形態が正面衝突であるかアンダーライドであるかを判定する。第２判定部５２は、第１加速度センサ１及び／又は第２加速度センサ２の検出タイミングと第３加速度センサ３の検出タイミングの差が所定範囲内であれば「正面衝突」と判定し、当該差が所定範囲外であれば「アンダーライド」と判定する。
【００１８】
また、第２判定部５２は、第１判定部５１によりオフセット衝突（衝突部位が車両左側又は車両右側である）と判定された場合、第３加速度センサ３の検出結果から得られる加速度と速度変化量の関係に基づいて、オフセット衝突における第２の衝突形態を判定する。具体的に、第２判定部５２は、第１判定部５１の判定結果が「車両左側又は車両右側（オフセット衝突）」であった場合、図５に示すように、速度変化量に対する加速度が予め設定された閾値を超えた場合、衝突形態を「第１オフセット衝突（第一形態）」と判定し、速度変化量に対する加速度が閾値を超えない場合、衝突形態を「第２オフセット衝突（第二形態）」と判定する。
【００１９】
第２判定部５２は、第３加速度センサ３の検出結果（加速度）を１回積分して速度変化量［ｍ／ｓ］を算出する。閾値は、加速度（図５の縦軸）と速度変化量（図５の横軸）の関係において、各速度変化量に対して設定されている。換言すると、閾値は、加速度と速度変化量の二次元的に設定されている。本実施形態の閾値（図５の二点鎖線参照）は、速度変化量が０〜約４の間は一定値に設定され、速度変化量が約４以上において一定の傾きで速度変化量が大きいほど大きくなるように設定されている。本実施形態のように、閾値は、１本の直線（定数又は一次関数）又は２本以上の直線の組み合わせで設定することができる。なお、本実施形態では１つの閾値が設定されているが、車速検出部４の検出結果から得られる衝突時の車速毎に閾値を設定しても良い。
【００２０】
図５に示すように、衝突対象が壁面を含む比較的変形及び移動し難いものである場合、すなわち衝突対象が硬いもの（衝突による変形及び移動がない又は比較的小さいもの）である場合、速度変化量に対する加速度が閾値を超える（図５の実線参照）。第２判定部５２は、この場合に第１オフセット衝突（壁面など硬いものへのオフセット衝突）と判定する。第１オフセット衝突は、固定された硬い物体（比較的硬い物体）への衝突と定義できる。一方、衝突対象が車両を含む比較的変形及び移動しやすいものである場合、すなわち衝突対象が柔らかいもの（衝突による変形及び移動が比較的大きいもの）である場合、速度変化量に対する加速度が閾値を超えない（図５の破線参照）。第２判定部５２は、この場合に第２オフセット衝突（車両など移動可能及び／又は柔らかいものへのオフセット衝突）と判定する。第２オフセット衝突は、移動可能な物体及び／又は柔らかい物体（比較的柔らかい物体）への衝突と定義できる。閾値は、少なくとも、例えば衝突の発生率が高く且つ衝突形態の違いによる乗員への影響差が大きいと推定される走行速度範囲（例えば５０〜９０ｋｍ／ｈ）において、上記形態が切り分け可能となるように設定されている。なお、図５の実線及び一点鎖線の両データは、同じ車速で衝突した結果である。このように、加速度と速度変化量の関係において閾値を設定することで、「第１オフセット衝突」と「第２オフセット衝突」との切り分けが可能となる。
【００２１】
ここで、衝突形態の判定の流れについて図６を参照して説明する。車両が衝撃を受けると、第１加速度センサ１、第２加速度センサ２、及び第３加速度センサ３が加速度を検出する（Ｓ１０１）。そして、第１判定部５１が第１加速度センサ１及び第２加速度センサ２の検出結果に基づいて第１の衝突形態（衝突部位）を判定する（Ｓ１０２）。第１判定部５１の判定結果がオフセット衝突である場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、第２判定部５２が、第３加速度センサ３における加速度に対する速度変化量が閾値を超えるか否かを判定する（Ｓ１０４）。加速度に対する速度変化量が閾値未満である場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、第２判定部５２は衝突形態を「第２オフセット衝突」と判定する（Ｓ１０５）。一方、加速度に対する速度変化量が閾値より大きい場合、第２判定部５２は衝突形態を「第１オフセット衝突」と判定する（Ｓ１０６）。
【００２２】
また、第１判定部５１の判定結果がオフセット衝突でなく（Ｓ１０３：Ｎｏ）、車両前方全体である場合（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）、第２判定部５２は検出タイミング（第３加速度センサ３の立ち上がりと第１加速度センサ１及び第２加速度センサ２の立ち上がりの時間差）が所定範囲内であるか否かを判定する（Ｓ１０８）。検出タイミングが所定範囲内である場合（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、第２判定部５２は衝突形態を「正面衝突」と判定する（Ｓ１０９）。一方、検出タイミングが所定範囲外である場合（Ｓ１０８：Ｎｏ）、第２判定部５２は衝突形態を「アンダーライド」と判定する（Ｓ１１０）。また、第１判定部５１の判定結果が車両前方全体でなく車両中央である場合（Ｓ１０７：Ｎｏ）、第２判定部５２は第３加速度センサ３の検出結果が所定値を超えているか否かを判定する（Ｓ１１１）。検出結果が所定値を超えている場合（Ｓ１１１：Ｙｅｓ）、第２判定部５２は衝突形態を「ポール衝突」と判定する（Ｓ１１２）。一方、検出結果が所定値を超えていない場合（Ｓ１１１：Ｎｏ）、第２判定部５２は衝突と判定しない。なお、この場合（Ｓ１１１：Ｎｏ）、第２判定部５２は、例えば「軽微衝突」、「ノイズ」、又は「衝突無し」と判定しても良い。
【００２３】
このように、衝突が発生した場合、第２判定部５２は、第１判定部５１の判定結果及び第３加速度センサ３の検出結果に基づいて、衝突形態が、「第１オフセット衝突（第一形態）」、「第２オフセット衝突（第二形態）」、「正面衝突（第三形態）」、「アンダーライド（第四形態）」、及び「ポール衝突（第五形態）」のうち何れの形態であるかを判定する。第２判定部５２は、判定結果を重傷度推定部５３に送信する。また、第２判定部５２は、第３加速度センサ３の出力を積分して得られる速度変化量に基づいて衝突速度（ΔＶ）を算出する。ＥＣＵ５は、衝突速度を算出する衝突速度算出部（５２）を備えているともいえる。本実施形態において、衝突速度は、速度変化量の最大値である。
【００２４】
重傷度推定部５３は、第２判定部５２の判定結果及び衝突速度（ΔＶ）に基づいて、衝突による乗員の重傷度を推定する。重傷度推定部５３には、図７に示すように、衝突形態毎に設定された衝突時の速度変化量（衝突速度）と乗員の重傷度の関係が記録されている。重傷度推定部５３は、第２判定部５２が判定した衝突形態の相関曲線に対して、衝突速度を当てはめることで、乗員の重傷度を推定する。重傷度推定部５３は、推定した重傷度の情報を無線通信部６に送信する。なお、重傷度推定部５３は、第２判定部５２の判定結果及び車速検出部４の検出結果に基づいて、衝突による乗員の重傷度を推定するように設定されても良い。この場合、重傷度推定部５３には、衝突形態毎に設定された衝突時の車速と乗員の重傷度の関係が記録されても良い。
【００２５】
無線通信部６は、外部と無線で通信するための装置である。無線通信部６は、衝突が発生した場合、無線により所定機関に緊急通報する。所定機関は、予め設定されており、例えば病院、ドクターヘリ機関、又は車両メーカが提供する車両センター等である。無線通信部６は、衝突が検知されると、事故情報や重傷度（推定結果）等の情報を所定機関に送信する。なお、本実施形態のＥＣＵ５は、主に、センサの情報に基づき衝突の有無を判定し、エアバッグ（図示せず）の展開を制御するエアバッグＥＣＵである。
【００２６】
本実施形態によれば、車両がオフセット衝突した際、第１判定部５１がオフセット衝突であることを検出し、さらに第２判定部５２が第３加速度センサ３で検出された加速度及び速度変化量の関係に基づいて、そのオフセット衝突を「第１オフセット衝突」と「第２オフセット衝突」とに切り分けすることができる。つまり、本実施形態によれば、衝突形態の詳細な判定が可能となる。そして、衝突形態の詳細な判定ができることにより、衝突による乗員の重傷度も精度良く推定することができる。同じ衝突速度であっても、衝突形態が異なれば、乗員に加わる衝撃が異なり、重傷度も異なってくる。本実施形態では、衝突形態をより詳細に切り分けできるため、重傷度の推定精度を向上させることができる。また、精度良く推定された重傷度情報が所定機関に通報されることで、救急隊等によるより適切且つ迅速な救命活動が可能となる。
【００２７】
また、本実施形態では、加速度と速度変化量の関係において閾値を設定しているため、例えば直線（定数又は一次関数）の組み合わせで設定することができ、より簡素な閾値を設定することができる。また、本実施形態によれば、センサの配置位置や検出タイミングを利用して、少なくとも５つの衝突形態に切り分けすることができ、より詳細な衝突形態の判定が可能となる。また、本実施形態によれば、画像センサ等の新たなセンサを用いる必要がなく、コスト増加を抑制することができる。なお、画像センサでは、衝突対象の硬さや重さ等は検出できず、本実施形態のような衝突形態判定は困難である。
【００２８】
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、重傷度推定部５３は、第１判定部５１によりオフセット衝突（車両左側又は車両右側への衝突）と判定された場合、衝突速度と、第３加速度センサ３の検出結果から得られる加速度及び速度変化量との関係に基づいて、衝突による乗員の重傷度を推定するように設定されても良い。つまり、重傷度推定部５３は、直接的に重傷度を推定する構成であっても良い。この場合、構成として、第２判定部５２を省略することができる。また、無線通信部６は、第２判定部５２の判定結果を所定機関に送信するように設定されても良い。つまり、衝突形態の判定結果を所定機関に送信する構成であっても良い。この場合、構成として、重傷度推定部５３を省略することができる。また、衝突形態の判定結果又は重傷度の推定結果は、緊急通報以外（例えばエアバッグの展開制御など）に利用されても良い。また、構成において、車速検出部４は省略されても良い。
【符号の説明】
【００２９】
１：第１加速度センサ、  ２：第２加速度センサ、  ３：第３加速度センサ、
４：車速検出部、  ５：ＥＣＵ、  ５１：第１判定部、
５２：第２判定部、  ５３：重傷度推定部、  ６：無線通信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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