(57)【要約】【課題】車両衝突で生じる減速度ピークを精度良く検出し、このときに対称性の衝突か、非対称性の衝突かを判定する衝突形態判定装置を提供する。【解決手段】車両前部の左側及び右側の各々に配設され、該車両前後方向における左及び右側での減速度を所定の周期で検出する左・右減速度検出手段２４、２６と、前記左右各々の減速度を時間で積分処理して左及び右の減速度積分値を算出する減速度積分値算出手段３２と、前記左及び右減速度各々のピークを検出するピーク検出手段３４と、前記ピーク検出手段３４が前記左又は右減速度のピークを検出した時に、前記左と右との減速度積分値に基づいて前記車両の衝突形態が対称であるか、又は非対称であるかの判定を行う対称性判定手段３６とを含んでいる。【選択図】　　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前部の左側及び右側の各々に配設され、該車両の前後方向において左及び右側での減速度を所定の周期で検出する左・右減速度検出手段と、
前記左右各々の減速度を時間で積分処理して左及び右の減速度積分値を算出する減速度積分値算出手段と、
前記左及び右減速度各々のピークを検出するピーク検出手段と、
前記ピーク検出手段が前記左又は右減速度のピークを検出した時に、前記左と右との減速度積分値に基づいて前記車両の衝突形態が対称であるか、又は非対称であるかの判定を行う対称性判定手段とを含む、ことを特徴とする衝突形態判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の衝突形態判定装置において、
前記対称性判定手段は、前記左と右の減速度積分値の比又は差を用いて、前記車両の衝突形態が対称であるか、又は非対称であるかの判定を行うことを特徴とする衝突形態判定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の衝突形態判定装置において、
前記対称性判定手段は、予め設定した基準値ＳＶと、前記左と右の減速度積分値の比又は差との比較により、前記車両の衝突形態が対称であるか、又は非対称であるかの判定を行なうことを特徴とする衝突形態判定装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の衝突形態判定装置において、
前記ピーク検出手段は、前記左・右速度検出手段により検出された左及び右車両減速度の波形に、ウェーブレット変換処理を施して得たウェーブレット位相が、初めてπを越えた後、ゼロとなる又はπを下回る値を示したことに基づいて前記波形のピークを検出する、ことを特徴とする衝突形態判定装置。
【請求項５】
車両内の所定位置に配設され、該車両の前後方向において車両減速度を所定の周期で検出する第１減速度検出手段と、
前記第１減速度検出手段より前側で前記車両の左側及び右側の各々に配設され、該車両の前後方向において左及び右側での減速度を所定の周期で検出する第２減速度検出手段と、
前記左右各々の減速度を時間で積分処理して左及び右の減速度積分値を算出する減速度積分値算出手段と、
前記第１減速度検出手段が検出する前記車両減速度が、閾値ＣＴＨを越てから、予め規定した時間αを経過したときに、前記左と右との前記減速度積分値に基づいて前記車両の衝突形態が対称であるか、又は非対称であるかの判定を行う対称性判定手段とを含む、ことを特徴とする衝突形態判定装置。
【請求項６】
請求項５に記載の衝突形態判定装置において、
前記減速度積分値算出手段は、前記車両減速度が前記閾値ＣＴＨを越えた時刻ｔ０から予め規定した時間βを遡り、かつ該時刻ｔ０から前記時間αが経過するまでの区間［−β、α］を積分区間として、前記左及び右の減速度積分値を算出する、ことを特徴とする衝突形態判定装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の衝突形態判定装置において、
前記対称性判定手段は、前記左と右の減速度積分値の比又は差を用いて、前記車両の衝突形態が対称であるか、又は非対称であるかの判定を行なうことを特徴とする衝突形態判定装置。
【請求項８】
請求項７に記載の衝突形態判定装置において、
前記対称性判定手段は、予め設定した基準値ＳＶと、前記左と右の減速度積分値の比又は差との比較により、前記車両の衝突形態が対称であるか、又は非対称であるかの判定を行なうことを特徴とする衝突形態判定装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の衝突形態判定装置を前処理装置として含にでいることを特徴とする乗員保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両が衝突したときの減速度のピークを正確に検出し、衝突の形態を判定する装置に関する。より詳しくは、車両前部左右に各々配設したフロントセンサから出力される減速度を用いて、車両の衝突形態が対称的であるか、非対称的であるかを判定する衝突形態判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載されるエアバッグ装置等の乗員保護装置は、車両に搭載された減速度計等により検出される減速度の時間的変化に基づいて、例えばエアバッグ装置の起動タイミグの調整やインフレータの展開出力の調整が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両の衝突形態としては図１に示すように、車両１０の前部全面が衝突対象物と衝突する正突（Ａ）のような左右対称型の衝突と、車両の前面が衝突対象物に斜めに衝突する斜突（Ｂ）や車両の正面の片側で衝突対象物と衝突するオフセット衝突（Ｃ）のような非対称型の衝突がある。また、このオフセット衝突（Ｃ）には、さらに衝突対象物が固いＯＲＢ（ｏｆｆｓｅｔ　ｒｉｇｉｄ　ｂａｒｒｉｅｒ）の場合と、衝突対象物が比較的軟らかいＯＤＢ（ｏｆｆｓｅｔ　ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ　ｂａｒｒｉｅｒ）の場合とがある。
【０００４】
車両衝突の際における乗員の移動方向や移動量、移動のタイミング等は、衝突の対称・非対称によって異なる。よって、単に車両に生じる減速度の時間的変化に基づいて、乗員保護装置を適切に駆動させることには限界がある。また、衝突の初期から乗員保護装置をより的確なタイミングで駆動させるためには車両の衝突形態が対称であるか、否かを知ることができれば、これを乗員の保護に活用できる。
【０００５】
車両の衝突形態を判別する装置の１つとして、例えば出願人は車両の前方左右に配置された２つの減速度センサ（フロントセンサ）及び車両本体中央側に配置される減速度センサ（フロアセンサ）により検出される減速度に基づいて、車両に加わる衝撃に応じてエアバック装置の点火判定時期やエアバックの出力状態を制御して乗員保護を確実に行うようにした装置を提案している（特開平１１−２８６２５７号公報及び特開２０００−２１９０９８号公報）。
【０００６】
上記のような乗員保護装置を備える車両であれば、車両の衝突形態を考慮して乗員を確実に保護できる。
【０００７】
ところで、車両の衝突時において、乗員保護をより確実に実行するといった観点から、衝突初期を確実に検出し車両の衝突形態を判定できれば乗員保護装置を精度良く起動させることができる。さらに、車両の衝突衝突形態を検出するために実行する処理は、簡易化されていることが望ましい。
【０００８】
本発明は、車両衝突の初期において生じる衝突のピークを精度良く検出し、このときに対称性の衝突か、非対称性の衝突かを判定する衝突形態判定装置を提供することを目的とする。また、衝突のピーク時刻を簡易に検出し、処理の軽減を図った衝突形態判定装置も提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１に記載の如く、車両前部の左側及び右側の各々に配設され、該車両の前後方向において左及び右側での減速度を所定の周期で検出する左・右減速度検出手段と、
前記左右各々の減速度を時間で積分処理して左及び右の減速度積分値を算出する減速度積分値算出手段と、
前記左及び右減速度各々のピークを検出するピーク検出手段と、
前記ピーク検出手段が前記左又は右減速度のピークを検出した時に、前記左と右との減速度積分値に基づいて前記車両の衝突形態が対称であるか、又は非対称であるかの判定を行う対称性判定手段とを含む衝突形態判定装置により達成される。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、ピーク検出手段が左及び右減速度各々のピークを検出し、このときに対称性判定手段が前記左と右との減速度積分値に基づいて前記車両の衝突形態が対称であるか、又は非対称であるかの判定を実行する。よって、車両が衝突した初期を正確に確認しながら衝突の対称性を精度良く判定できる。
【００１１】
また、請求項２に記載の如く、請求項１に記載の衝突形態判定装置において、前記対称性判定手段は、前記左と右の減速度積分値の比又は差を用いて、前記車両の衝突形態が対称であるか、又は非対称であるかの判定を行うようにしてもよい。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、左と右の減速度積分値の比又は差を用いるので、分離精度良く車両の衝突形態対称性を判断できる。特に、差を用いる場合には計算処理に伴う負荷を軽減できる。
【００１３】
また、請求項３に記載の如く、請求項２に記載の衝突形態判定装置において、前記対称性判定手段は、予め設定した基準値ＳＶと、前記左と右の減速度積分値の比又は差との比較により、前記車両の衝突形態が対称であるか、又は非対称であるかの判定を実行するように構成してもよい。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、左と右の減速度積分値の比又は差と予め設定した基準値ＳＶとを比較するだけであるので、衝突の対称性を簡易に判断できる。なお、この基準値ＳＶは車両毎に衝突試験、シミュレーション等を行って予め設定しておくことが望ましい。
【００１５】
また、請求項４に記載の如く、請求項１から３のいずれかに記載の衝突形態判定装置において、前記ピーク検出手段は、前記左・右速度検出手段により検出された左及び右車両減速度の波形に、ウェーブレット変換処理を施して得たウェーブレット位相が、初めてπを越えた後、ゼロとなる又はπを下回る値を示したことに基づいて前記波形のピークを検出するように構成してもよい。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、左及び右車両減速度波形のピークを精度良く検出できるので、車両が衝突した初期を正確に検知できる。
【００１７】
また、上記目的は、請求項５に記載の如く、車両内の所定位置に配設され、該車両の前後方向において車両減速度を所定の周期で検出する第１減速度検出手段と、
前記第１減速度検出手段より前側で前記車両の左側及び右側の各々に配設され、該車両の前後方向において左及び右側での減速度を所定の周期で検出する第２減速度検出手段と、
前記左右各々の減速度を時間で積分処理して左及び右の減速度積分値を算出する減速度積分値算出手段と、
前記第１減速度検出手段が検出する前記車両減速度が、閾値ＣＴＨを越てから、予め規定した時間αを経過したときに、前記左と右との前記減速度積分値に基づいて前記車両の衝突形態が対称であるか、又は非対称であるかの判定を行う対称性判定手段とを含む衝突形態判定装置によっても達成できる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、第１減速度検出手段が検出する前記車両減速度から左及び右側の減速度のピークを簡便に推定し、前記左と右との前記減速度積分値に基づいて衝突対称性を判断するので、判定に伴う処理を軽減できる。
【００１９】
請求項６に記載の如く、請求項５に記載の衝突形態判定装置において、前記減速度積分値算出手段は、前記車両減速度が前記閾値ＣＴＨを越えた時刻ｔ０から予め規定した時間βを遡り、かつ該時刻ｔ０から前記時間αが経過するまでの区間［−β、α］を積分区間として、前記左及び右の減速度積分値を算出するように構成してもよい。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、予め定めた区間の積分処理を行うだけで、衝突した車両の対称性を簡易に判断できる。
【００２１】
なお、上記時間αは衝突側となった左又は右の減速度がピークとなる時刻を推定して予め設定しておく。また、上記βは衝突側となった左又は右の減速度が所定の閾値ＦＴＨを越えた時刻を推定して予め設定しておく。これらの時間α、βは車両毎に予め設定するものである。車両毎に衝突試験、シミュレーション等を行ってデータを取得して、最適な時間α、βを特定しておくことが望ましい。
【００２２】
請求項７に記載の如く、請求項５又は６に記載の衝突形態判定装置において、前記対称性判定手段は、前記左と右の減速度積分値の比又は差を用いて、前記車両の衝突形態が対称であるか、又は非対称であるかの判定を行うようにしてもよい。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、左と右の減速度積分値の比又は差を用いるので、分離精度良く車両の衝突形態対称性を判断できる。特に、差を用いる場合には前述の発明と同様に計算処理に伴う負荷を軽減できる。
【００２４】
また、請求項８に記載の如く、請求項７に記載の衝突形態判定装置において、前記対称性判定手段は、予め設定した基準値ＳＶと、前記左と右の減速度積分値の比又は差との比較により、前記車両の衝突形態が対称であるか、又は非対称であるかの判定を行なうように構成してもよい。
【００２５】
請求項８に記載の発明によれば、左と右の減速度積分値の比又は差と予め設定した基準値ＳＶと比較することで衝突の対称性を簡易に判断できる。
【００２６】
また、請求項９に記載の如く、請求項１から８のいずれかに記載の衝突形態判定装置を前処理装置として含にでいる乗員保護装置であれば、車両の衝突形態にまで配慮して乗員を適切に保護できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
【００２８】
なお、以下においては２種類の実施例を示す。第１実施例では左及び右フロントセンサからの出力を用いて、衝突のピークを検出すると共に衝突の対称性も判定する衝突形態判定装置を示す。
【００２９】
また、第２実施例ではフロアセンサの出力に基づいて衝突のピークを推定し、左右フロントセンサからの出力を用いて衝突の対称性を判定する衝突形態判定装置を示す。この第２実施例の場合には、フロアセンサが第１減速度検出手段、左右のフロントセンサが第２減速度検出手段となる。
【００３０】
上記複数のセンサは、車両に配設される場所は異なっているが、車両の前後方向における減速度を検出するという機能点では同様である。ここでは、説明の理解を容易とするために、車両本体側に配設されるフロアセンサで検出する減速度を車両減速度、左のフロントセンサで検出される減速度を左減速度、右のフロントセンサで検出される減速度を右減速度、と呼ぶことで両者を区別する場合がある。
【００３１】
また、第２実施例で示す衝突形態判定装置の構成が第１実施例で示す衝突形態判定装置と同様である場合には、同一の符号を付すことで重複する説明は省略することとする。
【００３２】
（第１実施例）
図２は、第１実施例の衝突形態判定装置２０のハード構成概略を示した図である。図３は同衝突形態判定装置２０が車両１０に搭載されたときの様子を例示する図である。また、図４は同衝突形態判定装置２０の概略構成を機能ブロックで示す図である。
【００３３】
本実施例の衝突形態判定装置２０は、図２及び図３に示すように、車両１０の前部左右に取付けられ前後方向における左（Ｌ）及び右（Ｒ）減速度（以下、フロントＬＧ、ＲＧと称す）を検出する左右フロントセンサ２４、２６とを備えている。左右フロントセンサ２４、２６は例えば車両１０左右のサイドメンバの前方（クラッシュゾーン）に各々取付けられている。これらのセンサには電子センサを用いることが望ましい。
【００３４】
衝突形態判定装置２０は、図２に示すように、フロントＬＧ及びフロントＲＧに基づいて車両１０の衝突形態を判別するマイクロコンピュータ４０を含んでいる。マイクロコンピュータ４０はＣＰＵ４２を中心として構成されており、所定の処理プログラムを記憶しているＲＯＭ４４と、一時的にデータの記憶をするＲＡＭ４６と入出力回路（Ｉ／Ｏ）４８を備えている。
【００３５】
また、図３に示すように、本実施では左及び右フロントセンサ２４、２６それぞれからの減速度信号は、配線２５、２７を介してマイクロコンピュータ４０側に入力されるようになっている。よって、左及び右フロントセンサ２４、２６側で検出された減速度の検出データはマイクロコンピュータ４０側で一括して処理される構成である。このように、マイクロコンピュータ４０側で一括処理することは、左及び右フロントセンサ２４、２６側で予め処理したデータを送信する場合と比較して高度なデータ処理が可能となるので好ましい。
【００３６】
上記マイクロコンピュータ４０のＣＰＵ４２は、例えば車両のイグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）がオンされた以降、或いはアクセルペダルの踏込みがあった以降等を開始時期とし、これ以後継続的に所定の周期的（例えば２ＫＨｚ）で、左右フロントセンサ２４、２６で検出されるフロントＬＧ、ＲＧを監視でするように設定されている。
【００３７】
上記ＣＰＵ４２は、左及び右フロントセンサ２４、２６により検出される左右の減速度、すなわちフロントＬＧ及びフロントＲＧを用いて前記車両１０が衝突状態となったことを検出すると共に、正突等の対称衝突であるか、又は非対称衝突であるかを判定する衝突形態判定部３０を実現する。このＣＰＵ４２が有する構成は、図４に示した衝突形態判定装置２０の機能ブロック図により明らかにされている。
【００３８】
図４において、左右フロントセンサ２４、２６により検出されるフロントＬＧ、ＲＧは、信号入力部２８を介して衝突形態判定部３０へ供給される。この衝突形態判定部３０は、フロントＬＧ、ＲＧ各々の減速度波形のピークを検出するピーク検出部３４及びフロントＬＧ、ＲＧを時間により積分して各々の減速度積分値を算出する積分値算出部３２を含んでいる。さらに、衝突形態判定部３０は、上記ピーク検出部３４でフロントＬＧ、ＲＧの減速度波形のいずれか一方（衝突側）のピークが検出されたときに、上記積分値算出部３２で算出している減速度積分値に基づいて衝突の対称性を判定する対称性判定部３６を備えている。
【００３９】
上記ピーク検出部３４は、後述するウェーブレット変換処理を用いてフロントＬＧ、ＲＧ波形のピークを検出する。このピークを確認することで車両１０が衝突の初期状態となったことが精度良く確認できる。このピーク検出部３４が検出したピーク検出信号は対称性判定部３６へ供給される。
【００４０】
上記積分値算出部３２は、フロントＬＧ、ＲＧのいずれか一方が所定の閾値ＦＴＨを越えた以後、継続的にフロントＬＧ、ＲＧを時間により積分して、対称性判定部３６へ供給する。
【００４１】
前記対称性判定部３６は、積分値算出部３２からの減速度積分値ＬＶ（ｔ）、ＲＶ（ｔ）を用い、その比或いは差を用いて車両１０の衝突形態が対称であるか、又は非対称であるかの判定を行う。
【００４２】
以下、更に図４に示した衝突形態判定装置２０についてより詳細に説明するが、その前に図５に基づいて本実施例において車両が衝突状態となったか、また対称性衝突したのか、非対称衝突したのかを検出するために用いる手法について説明する。なお、図５で示すのは車両の左（Ｌ）側が衝突した場合である。
【００４３】
図５は、フロントＬＧ及びフロントＲＧ波形の一例を示した図である。図５では（Ａ）に左フロントセンサ２４により検出されるフロントＬＧ、（Ｂ）に右フロントセンサ２６により検出されるフロントＲＧ波形の一例を示している。
【００４４】
車両１０の前部左右に配設されている左右フロントセンサ２４、２６は、車両衝突時において早期に衝撃を受けるので、車両の衝突を確実に検出できる。特に、衝突側となったフロントＬＧ又はフロントＲＧの波形がピークとなった時に対称性の判断を実行すると、衝突対称性の精度良い判定を行なえる。
【００４５】
図５の場合は、左側が衝突する非対称性の衝突を例示しており、左フロントセンサ２４からの減速度波形がピークとなる時刻ＴＰに対称性を判断すると、精度良い衝突形態判定が実行できる。
【００４６】
本衝突形態判定装置２０は、フロントＬＧ及びフロントＲＧを用いて車両の衝突を正確に検出する機能を備えている。特に、車両の衝突を早期かつ確実に検出して乗員保護を図る観点から、フロントＬＧ及びフロントＲＧ波形のピークを確認することで車両の衝突を検出する。このピークは車両の衝突初期に検出されるものであり、このときの車体は殆ど破壊されていない状態である。よって、このような時点で車両の衝突を検出し、乗員保護装置を起動させることができれば確実な乗員保護が実現できることになる。
【００４７】
本実施例では、図４に示した信号入力部２８を介して供給されるフロントＬＧ及びフロントＲＧの検出信号に、前記ピーク検出部３４でウェーブレット（Ｗａｖｅｌｅｔ）変換処理を施し、そのピーク時刻ＴＰを確実に検出している。ここで、ピーク検出部３４でのウェーブレット変換処理を用いたピーク検出法について、図６及び図７を用いて説明する。
【００４８】
ウェーブレット変換は、フーリエ変換が定常な正弦波の重ね合わせとして時系列信号を表すのに対し、時間的に局在した波（ウェーブレット）の重ね合わせとして表現する方法であり、非定常信号のスペクトル解析、音声認識・合成、画像の情報圧縮、ノイズ除去、異常の検出等の様々な分野で近年広く応用されているデータ変換方法である。
【００４９】
上記ピーク検出部３４では、入力された信号に対して積分の基底として所定の複素関数を用いて積和演算し、ウェーブレット変換値の実数部Ｒと虚数部Ｉとに基づいてその大きさの位相θを演算する。この演算された位相θに基づいて第１極大値の時刻を検出する。以下、ピーク検出部３４におけるウェーブレット変換法を用いたピーク検出原理について簡単に説明する。
【００５０】
時系列信号Ｘ（ｔ）のウェーブレット変換係数（ａ，ｂ）は、時間的にも周波数的にも局在した基本ウェーブレット関数ψ（ｔ）を用意し、これを次式（１）に示すようにａ倍スケール変換した後に原点ｂだけシフト変換（平行移動）して得られる相似関数の組ψａ，ｂ（ｔ）を基底関数とする式（２）に例示する展開をする。なお、スケール変換パラメータａは、変換周波数ｆに対して逆関数に比例する関係を有している。
【００５１】
ψａ，ｂ（ｔ）　＝　ａ−１／２ψ（（ｔ−ｂ）／ａ）……（１）
Ｘ（ａ，ｂ）　＝　Ｘ（ｔ）ψａ，ｂ（ｔ）　　……（２）
本実施例では、基本ウェーブレット関数ψ（ｔ）として、実数部Ｒに対して虚数Ｉがπ／２だけ位相がずれた複素関数として次式（３）に示すＧａｂｏｒ関数を用いている。ここで、式（３）中のω０は周波数ｆによって定まる定数（ω０＝２πｆ）であり、αも定数である。
ψ（ｔ）＝ｅｘｐ（−αｔ２＋ｉω０ｔ）
＝ｅｘｐ（−αｔ２）・（ｃｏｓ（ω０ｔ）＋ｉｓｉｎ（ω０ｔ））…（３）
式（３）において、α＝πとしたときのＧａｂｏｒ関数の時間軸上の表現を図６に示す。図示するように、Ｇａｂｏｒ関数は、時間軸上の−Ｔ〜Ｔの範囲に局在しており、実数部と虚数部の波形の位相がπ／２だけずれている。時系列信号Ｘ（ｔ）に対するウェーブレット変換は、具体的には、スケール変換パラメータａ（式（３）中ではω０）を適当に選択した関数と時系列信号Ｘ（ｔ）との積和演算となる。演算の区間としては、波形が局在している範囲（図６中−Ｔ〜Ｔの範囲）である。この範囲はウインドウと称される。
【００５２】
時系列信号Ｘ（ｔ）のＧａｂｏｒ関数によるウェーブレット変換Ｘ（ａ，ｂ）は、Ｇａｂｏｒ関数が複素関数であることから複素数になる。図７にウェーブレット変換Ｘ（ａ，ｂ）の実数部Ｒと虚数部Ｉと大きさＰと位相θとの関係を示す。大きさＰは次式（４）により算出され、位相θは式（５）により求められる。ここで、大きさＰは、ウェーブレット変換Ｘ（ａ，ｂ）の便宜的な大きさを意味し、無次元量である。また、位相θは実数部Ｒと虚数部Ｉの大きさと符号とにより０〜２πの範囲となる。
【００５３】
Ｐ＝√（Ｒ２＋Ｉ２）　　……（４）
θ＝ｔａｎ−１（Ｉ／Ｒ）…（５）
時系列信号Ｘ（ｔ）の周波数に近い変換周波数ｆの位相θ（ｔ）では、時系列信号Ｘ（ｔ）の振幅が極大（ピーク）となる時刻に２πからゼロに変化し、極小（ボトム）となる時刻にπとなる。
【００５４】
本実施例のピーク検出部３４は、最初に現われるピーク（極大値）の時刻ＴＰを検出し、これを衝突形態判定において車両衝突があったとの確認に用いる。さらに、πが現われる第１ボトム（第１極小値）の時刻まで待てば、ピークが出現したことをより確実に確認できる。
【００５５】
すなわち、位相θが最初にπを越え、続いてπを下回ったことを確認することで、位相θが２πからゼロに転じたとして、ピークとなった時刻ＴＰを間接的に知る。そして、この後に続く位相θがπとなる時刻にボトムが現われるのである。
【００５６】
なお、上記ウェーブレット変換による処理はマイクロコンピュータ４０に対して大きな負荷とならないように実行することが好ましい。そこで、本実施例では例えばウェーブレット関数∫φ（ｔ）Ｘ（ｔ）ｄｔを次式（６）のように簡略した形とし、処理の簡素化を図っている。この式（６）の前半は実数部であり、後半が虚数部である。
2004009830.tif 000003
本実施例では、図５で衝突側となったフロントＬＧ又はフロントＲＧが所定の閾値ＦＴＨを越えた時刻から、前述した積分値算出部３２が左右フロントＬＧ、ＲＧの減速度積分値ＬＶ（ｔ）、ＲＶ（ｔ）を算出する演算を開始する。そして、上記衝突形態判定部３０は、上記ピーク検出部３４が衝突側となったフロントＬＧ又はフロントＲＧのピークを検出したとき（時刻ＴＰ）に、右左の減速度積分値ＬＶ（ｔ）、ＲＶ（ｔ）の左右比或いは左右差を用いて車両の対称性を判定するのである。
【００５７】
さらに、本衝突形態判定装置２０のＣＰＵ４２が実行する衝突形態判定ルーチンの一例を示す。図８はＣＰＵ４２が実行するルーチンの一例を示したフローチャ−トである。
【００５８】
ＣＰＵ４２はフロントＬＧ又はＲＧのいずれか一方が所定の閾値ＦＴＨを越たことを確認すると（Ｓ１００）、ピーク検出部３４でフロントＬＧ及びフロントＲＧのウェーブレット変換処理を開始する（Ｓ１０２）。さらに、ＣＰＵ４２は積分値算出部３２で継続的にフロントＬＧ及びＲＧの減速度積分値ＬＶ（ｔ）、ＲＶ（ｔ）を算出させる（Ｓ１０４）。この左右の減速度積分値ＬＶ（ｔ）、ＲＶ（ｔ）は対称性判定部３６に継続的に供給される。
【００５９】
そして、対称性判定部３６はピーク検出手段３４からピーク検出信号を受けたときに（Ｓ１０６）、減速度積分値ＬＶ（ｔ）、ＲＶ（ｔ）に基づいて衝突の対称性・非対称性の判定を実行する。
【００６０】
ここで、まず、対称性判定部３６は、左減速度積分値ＬＶ（ｔ）と右減速度積分値ＲＶ（ｔ）との大小比較を行い、大きい値の方を分母として両者の比である左右比Ｒ（０から１）を算出する。（Ｓ１０８〜Ｓ１１２）。
【００６１】
上記左右比Ｒは、一般に正突等の対称性がある衝突形態の場合には１に近い値となり、オフセット衝突のように非対称性衝突の場合には０に近い値となる。
【００６２】
対称性判定部３６は、予め設定されている基準値ＳＶ（例えば０．５）を用い、算出された左右比Ｒと比較する（Ｓ１１４）。
【００６３】
上記左右比Ｒが、基準値ＳＶより大きい場合は対称性衝突（Ｓ１１６）との判定を実行して本ルーチンの処理を終了する。その逆に、上記左右比Ｒが基準値ＳＶより小さい場合には非対称性衝突との判定を実行して本ルーチンの処理を終了する。
【００６４】
なお、上記所定の基準値ＳＶは車両毎に衝突試験、シミュレーション等を行った結果に基づいて予め衝突形態判定装置２０内のＲＯＭ４４等に格納しておけばよい。そして、対称性判定部３６が対称性の判断を実行する際に、この基準値ＳＶを参照できるように設定しておけばよい。
【００６５】
また、図８で示した例では左右比Ｒを例に示したが、左右差を用いても同様に判定することができる。差を用いる場合は、除算処理を行わないのでマイクロコンピュータ４０への負荷を軽減できる。
【００６６】
以上のように、本第１実施例の衝突形態判定装置２０では、ピーク検出部３４が検出したピーク信号及び積分値算出部３２が算出した減速度積分値を用いて、対称性判定部３６が精度良く車両の衝突対称性を判定する。よって、本衝突形態判定装置２０によると、車両衝突の初期において、車両の衝突形態が対称的である、非対称的であるかを正確に判定できる。
【００６７】
上記のような衝突形態判定装置２０を、エアバック装置等の乗員保護装置の起動判定に用いれば乗員保護に極めて有効である。
【００６８】
そこで、上記衝突形態判定装置２０を乗員保護装置としてのエアバック装置に適用した場合の例をさらに説明する。図９はエアバック装置の概要構成を示す図である。なお、図４において説明した前記衝突形態判定装置２０の部位と同一の部位には同一符号を用い、マイクロコンピュータ４０がエアバック装置全体の制御まで実行するように設定されている。
【００６９】
図９に示すエアバック装置５０では、エアバック５２とこのエアバック５２にガスを供給する２個のインフレータ５４、５４と、図示しないガス発生剤に点火する点火装置５６、５６と、前記マイクロコンピュータ４０からの起動信号に基づいて点火装置５６に通電して点火する駆動回路５８、５８とを備える。ここで２個のインフレータ５４を備えるのは、これらを同時に作動させてエアバック５２を高速で展開させる高出力の場合と、これらを時間差をもって展開する低出力の場合があるからある。高出力とするか、低出力とするかは車両の衝突形態に応じて決定される。
【００７０】
本エアバック装置５０は乗員保護の緊急度を判定するシビアリティ判定部５１を備えている。このシビアリティ判定部５１は、一般に車両が非対称衝突したときに乗員保護の緊急度が高いので、衝突側のフロントセンサの減速度（ＬＧ又はＲＧ）を参照して乗員保護の緊急度を判定する。このシビアリティ判定部５１により、車両が非対称衝突状態であり乗員保護の緊急度が高いとされた場合には、高出力でエアバック５２を高速で展開させる。
【００７１】
図９においては、前記衝突形態判定装置２０はエアバック装置５０を適切に駆動させるための前処理装置として採用されている。
【００７２】
なお、ここでの衝突側とはより大きな減速度が検出された側であり、衝突形態判定装置２０において左右比Ｒを求める前に行った大小比較で大きいと判断された側である。
【００７３】
さらに、図１０から図１５を用いて、本発明の第２実施例に係る衝突形態判定装置８０について説明する。図１０は、第２実施例の衝突形態判定装置８０のハード構成概略を示す図である。図１１は同衝突形態判定装置８０が車両１０に搭載されたときの様子を例示する図である。また、図１２は同衝突形態判定装置８０の概略構成を機能ブロックで示す図である。
【００７４】
前述したように、本実施例では第１実施例の衝突形態判定装置２０と同様に機能する部位には同一符号を付すことで、重複する説明を省略する。
【００７５】
上記で示した第１実施例では、左右フロントセンサ２４、２６で検出されるフロントＬＧ、ＲＧを用いて、車両の衝突を検出すると共に衝突の対称性も判定している。特に、衝突の初期を正確に確認するために、フロントＬＧ、ＲＧの波形にウェーブレット変換処理を施して波形のピークを検出している。
【００７６】
しかし、本第２実施例ではフロアセンサで検出されている車両減速度（フロアＧと称する）を用いることで車両の衝突を簡易に検出できるようにしている。本願発明者等はより簡易に車両が衝突したことを検出する手法を検討した。その結果、車両本体の所定位置に配設したフロアセンサからのフロアＧに基づいて簡易に衝突を検出できる手法を見出した。本第２実施例は係る手法を具現化したものである。
【００７７】
図１０及び図１１で示すように、本実施例の衝突形態判定装置８０は、例えばフロアトンネルに配置したフロアセンサ２２をさらに備えており、車両１０の前後方向での車両減速度、すなわちフロアＧを検出する。
【００７８】
図１２で示すように、フロアセンサ２２から検出信号は信号入力部２８を介して衝突形態判定部３０へ供給される。また、左右フロントセンサ２４、２６により検出されるフロントＬＧ、ＲＧは、第１実施例の場合と同様に信号入力部２８を介して衝突形態判定部３０へ供給される。
【００７９】
本実施例の衝突形態判定部３０は、第１実施例の場合と同様にフロントＬＧ、ＲＧを時間により積分して各々の減速度積分値を算出する積分値算出部３２を備えている。また、フロアセンサ２２からのフロアＧに基づいて衝突のピークを推定すると共に、このときに上記積分値算出部３２で算出している減速度積分値ＬＶ（ｔ）、ＲＶ（ｔ）を用いて衝突の対称性を判定する対称性判定部１３６を備えている。
【００８０】
本実施例の対称性判定部１３６は、フロアＧが予め設定した閾値ＣＴＨを越てから、予め規定した時間αを経過した時に、前記左と右との前記減速度積分値ＬＶ（ｔ）、ＲＶ（ｔ）に基づいて前記車両の衝突形態が対称であるか、又は非対称であるかの判定を実行する。この判定手法を図１３に基づいて説明する。
【００８１】
図１３は、フロントＬＧ及びフロントＲＧ波形並びにフロアＧ波形の一例を示した図である。この図１３には、第１実施例で示した図５と同様に（Ａ）に左フロントセンサ２４により検出されるフロントＬＧ、（Ｂ）に右フロントセンサ２６により検出されるフロントＲＧにより検出される減速度波形が示され、さらに（Ｃ）としてこのときのフロアＧ波形が示されている。
【００８２】
本願発明者等は、フロアＧが予め設定した閾値ＣＴＨを越てから所定時間αが経過した時に、衝突した側のフロントＬＧ又はフロントＲＧの波形がピークを示すことを確認した。すなわち、本願発明者等は、図１３で示すように、時刻ｔ０でフロアＧが閾値ＣＴＨを越た場合には、所定時間α待つと衝突側のフロントＬＧ又はフロントＲＧの波形がピーク時刻ＴＰとなることを実験的に確認して、本第２実施例として具現化した。
【００８３】
図１４は種々の衝突形態で車両が衝突したときの、フロアＧが閾値ＣＴＨを越えた時刻ｔ０と、衝突側となったフロントＬＧ又はフロントＲＧのピーク時刻ＴＰ及び衝突側となったフロントＬＧ又はフロントＲＧが閾値ＦＴＨを越えた時刻ＴＳとの関係を模式的に示した図である。
【００８４】
図１４では、横軸に車両が衝突した際の衝突速度Ｖ、縦軸に時間Ｔをとっている。この図１４から、衝突速度Ｖが変化しても衝突側となったフロントＬＧ又はフロントＲＧのピーク時刻ＴＰは、フロアＧが閾値ＣＴＨを越えた時刻ｔ０からほぼ一定時間（α）経過後となることが確認できる。同様に、衝突側となったフロントＬＧ又はフロントＲＧが閾値ＦＴＨを越えた時刻ＴＳについても、フロアＧが閾値ＣＴＨを越えた時刻ｔ０からほぼ一定時間（β）前であることも確認できる。
【００８５】
よって、フロアＧが閾値ＣＴＨを越えた時刻ｔ０を確認することで、衝突側となったフロントＬＧ又はフロントＲＧのピーク時刻ＴＰ及び立上がり時刻ＴＳを簡単に推測できるのである。
【００８６】
なお、上記時間α及びβは車両毎に衝突試験、シミュレーション等を行った結果に基づいて予め衝突形態判定装置８０内のＲＯＭ４４等に予め格納しておき、対称性判断手段１３６が参照できるように設定しておけばよい。
【００８７】
本第２実施例の場合は、例えば車両が走行を開始した直後から前述した積分値算出部３２が左右フロントＬＧ、ＲＧの減速度積分値ＬＶ（ｔ）、ＲＶ（ｔ）を算出する演算を開始する。そして、積分区間を［−β、α］として周期的に演算するように設定されている。
【００８８】
本実施例では、フロアＧが所定の閾値ＣＴＨを越えた時刻ｔ０から時間β遡った時刻が閾値ＦＴＨを越えた時刻ＴＳであると設定され、さらにこの時刻ｔ０からα時間が経過すると衝突側のフロントＬＧ又はフロントＲＧのピーク時刻ＴＰになると推定されている。よって、時刻ｔ０からα時間経過したとき、即ち予測したピーク時刻ＴＰに減速度積分値ＬＶ（ｔ）、ＲＶ（ｔ）の左右比或いは左右差を用いて衝突した車両の対称性を判定する。
【００８９】
本実施例の場合には、フロアＧが閾値ＣＴＨを越えた時刻ｔ０が検出されると、ピーク時刻ＴＰや閾値ＦＴＨを越えた時刻ＴＳが自動的に定まるので、簡易な処理で形態判定を実行できる。従って、マイクロコンピュータ４０への負荷を軽減できるという大きなメリットがある。
【００９０】
さらに、本衝突形態判定装置８０のＣＰＵ４２が実行する衝突形態判定ルーチンの一例を示す。図１５は本実施例のＣＰＵ４２が実行するルーチンの一例を示したフローチャ−トである。
【００９１】
ＣＰＵ４２は車両が走行していることを確認すると（Ｓ２００）、積分値算出部３２で継続的にフロントＬＧ及びＲＧの減速度積分値ＬＶ（ｔ）、ＲＶ（ｔ）を算出させる（Ｓ２０２）。このステップ２０２では積分区間［−β、α］として継続的に減速度積分値ＬＶ（ｔ）、ＲＶ（ｔ）を算出している。このように継続的に減速度積分値ＬＶ（ｔ）、ＲＶ（ｔ）を算出しておくことで、フロアＧが閾値ＣＴＨを越えたときに必要な減速度積分値ＬＶ（ｔ）、ＲＶ（ｔ）を速やかに得ることができる。
【００９２】
なお、上記ステップ２００ではスピードメータが起動したとき等を検知して走行を確認するようにすればよい。また、上記ステップ２００ではフロントＬＧ又はＲＧのいずれか一方が所定の閾値ＦＴＨを越たときを開始時期としてもよい。
【００９３】
また、上記ステップ２０２では周期的に演算を実行する時刻０からβ時間遡った範囲、すなわち積分区間を［−β、０］として継続的な算出を実行し、フロアＧが閾値ＣＴＨを越えたときには時間αだけ待って積分区間［０、α］を求め、両者の和を求めるように設定してもよい。
【００９４】
上記の左右減速度積分値ＬＶ（ｔ）、ＲＶ（ｔ）は対称性判定部１３６に継続的に供給される。
【００９５】
対称性判定部１３６はフロアＧが閾値ＣＴＨを越えたことを確認すると（Ｓ２０４）、さらに時間α（ｍＳｅｃ）経過するまで待って（Ｓ２０６）、減速度積分値ＬＶ（ｔ）、ＲＶ（ｔ）に基づいて衝突の対称性・非対称性の判定を実行する。
【００９６】
これ以後の処理は第１実施例の場合と同様である。すなわち、対称性判定部１３６は、左減速度積分値ＬＶ（ｔ）と右減速度積分値ＲＶ（ｔ）との大小比較を行い、大きい値の方を分母として両者の比である左右比Ｒ（０から１）を算出する。（Ｓ２０８〜Ｓ２１２）。
【００９７】
対称性判定部１３６は、所定の基準値ＳＶと、算出された左右比Ｒと比較する（Ｓ２１４）。左右比Ｒがこの基準値ＳＶより大きい場合には対称性衝突（Ｓ２１６）との判定を実行して本ルーチンの処理を終了する。その逆に、算出された左右比Ｒが基準値ＳＶより小さい場合には非対称性衝突との判定を実行して本ルーチンの処理を終了する。
【００９８】
なお、図１５の場合も左右比Ｒを例に示したが、第１実施例で説明したように左右差を用いて判定するようにしてもよい。
【００９９】
以上のように、本実施例の衝突形態判定装置８０では、フロントセンサ２２のフロアＧの出力状態から衝突側のフロントＬＧ、ＲＧのピーク時刻を簡易に確認し、このピーク時刻に積分値算出部３２が算出しているフロントＬＧ、ＲＧに基づいて対称性判定部１３６が衝突形態判定を実行する。
【０１００】
よって、本実施例の衝突形態判定装置８０は判定処理の負荷を軽減できるので、車両の衝突形態が対称的である、非対称的であるかを処理の負荷を軽減して判定することができる。
【０１０１】
なお、本実施例の衝突形態判定装置８０をエアバック装置等の乗員保護装置の起動判定に、衝突形態判定装置２０の場合と同様に用いれば乗員保護に極めて有効である。即ち、衝突形態判定装置８０は、衝突形態判定装置２０と同様に、エアバック装置５０を適切に駆動させるための前処理装置として採用できる。
【０１０２】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１０３】
なお、特許請求の範囲の左・右減速度検出手段は左右フロントセンサ２４、２６に、減速度積分値算出手段は積分値算出部３２に、ピーク検出手段はピーク検出部３４に、対称性判定手段は対称性判定部３６、１３６に、第１減速度検出手段はフロアセンサ２２に、第２減速度検出手段は左右フロントセンサ２４、２６に、それぞれ対応している。
【０１０４】
【発明の効果】
以上詳述したところから明らかなように、請求項１記載の発明によればピーク検出手段が左及び右減速度各々のピークを検出し、このときに対称性判定手段が前記左と右との減速度積分値に基づいて前記車両の衝突形態が対称であるか、又は非対称であるかの判定を実行する。よって、車両が衝突した初期を正確に確認しながら衝突の対称性を精度良く判定できる。
【０１０５】
また、請求項２に記載の発明によれば、左と右の減速度積分値の比又は差を用いるので、分離精度良く車両の衝突形態対称性を判断できる。特に、差を用いる場合には計算処理に伴う負荷を軽減できる。
【０１０６】
また、請求項３に記載の発明によれば、左と右の減速度積分値の比又は差と予め設定した基準値ＳＶと比較するだけであるので、衝突の対称性を簡易に判断できる。
【０１０７】
また、請求項４に記載の発明によれば、左及び右車両減速度波形のピークを精度良く検出できるので、車両が衝突した初期を正確に検知できる。
【０１０８】
また、請求項５に記載の発明によれば、第１減速度検出手段が検出する前記車両減速度から左及び右側の減速度のピークを簡便に推定し、前記左と右との前記減速度積分値に基づいて衝突対称性を判断するので、判定に伴う処理を軽減できる。
【０１０９】
また、請求項６に記載の発明によれば、予め定めた区間の積分処理を行うだけで、衝突した車両の対称性を簡易に判断できる。
【０１１０】
また、請求項７に記載の発明によれば、左と右の減速度積分値の比又は差を用いるので、分離精度良く車両の衝突形態対称性を判断できる。特に、差を用いる場合には計算処理に伴う負荷を軽減できる。
【０１１１】
また、請求項８に記載の発明によれば、左と右の減速度積分値の比又は差と予め設定した基準値ＳＶと比較することで衝突の対称性を簡易に判断できる。
【０１１２】
また、請求項９に記載の発明によれば、車両の衝突形態にまで配慮して乗員を適切に保護できる乗員保護装置として提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両の衝突形態を例示した図である。
【図２】第１実施例の衝突形態判定装置のハード構成概略を示した図である。
【図３】第１実施例の衝突形態判定装が車両に搭載されたときの様子を例示する図である。
【図４】第１実施例の衝突形態判定装置の概略構成を機能ブロックで示す図である。
【図５】第１実施例のフロントＬＧ及びフロントＲＧ波形の一例を示した図である。
【図６】Ｇａｂｏｒ関数の時間軸上の表現を例示する説明図である。
【図７】ウェーブレット変換Ｘ（ａ，ｂ）の実数部Ｒと虚数部Ｉと大きさＰと位相θとの関係を示す説明図である。
【図８】第１実施例の衝突形態判定装置のＣＰＵが実行するルーチンの一例を示したフローチャ−トである。
【図９】エアバック装置の概要構成を示す図である。
【図１０】第２実施例の衝突形態判定装置のハード構成概略を示す図である。
【図１１】第２実施例の衝突形態判定装置が車両に搭載されたときの様子を例示する図である。
【図１２】第２実施例の衝突形態判定装置の概略構成を機能ブロックで示す図である。
【図１３】第２実施例のフロントＬＧ及びフロントＲＧ波形並びにフロアＧ波形の一例を示した図である。
【図１４】フロアＧが閾値ＣＴＨを越えた時刻ｔ０と、衝突側となったフロントＬＧ又はフロントＲＧのピーク時刻ＴＰ及び衝突側となったフロントＬＧ又はフロントＲＧが閾値ＦＴＨを越えた時刻ＴＳとの関係を模式的に示した図である。
【図１５】第２実施例の衝突形態判定装置のＣＰＵが実行するルーチンの一例を示したフローチャ−トである。
【符号の説明】
１０　　　　　　　　車両
２０、８０　　　　　衝突形態判定装置
２２　　　　　　　　フロアセンサ
２４　　　　　　　　左フロントセンサ
２６　　　　　　　　右フロントセンサ
３２　　　　　　　　積分値算出部
３４　　　　　　　　ピーク検出部
４０　　　　　　　　マイクロコンピュータ
４２　　　　　　　　ＣＰＵ
５０　　　　　　　　エアバック装置
【図１】
2004009830.tif 000004
【図２】
2004009830.tif 000005
【図３】
2004009830.tif 000006
【図４】
2004009830.tif 000007
【図５】
2004009830.tif 000008
【図６】
2004009830.tif 000009
【図７】
2004009830.tif 000010
【図８】
2004009830.tif 000011
【図９】
2004009830.tif 000012
【図１０】
2004009830.tif 000013
【図１１】
2004009830.tif 000014
【図１２】
2004009830.tif 000015
【図１３】
2004009830.tif 000016
【図１４】
2004009830.tif 000017
【図１５】
2004009830.tif 000018